(57)【要約】【課題】複数の吸着ノズルを備えた搭載ヘッドによる実装動作の効率を向上させることができる電子部品実装方法を提供することを目的とする。【解決手段】複数のパーツフィーダ５が配列された部品供給部４から複数の吸着ノズルを備えた搭載ヘッド８によって複数の電子部品をピックアップして基板に実装する際に、搭載ヘッド８によって複数の電子部品を保持する部品保持工程において搭載ヘッド８が最小移動距離で各吸着ノズルに電子部品を保持可能なパーツフィーダから電子部品を取り出し、搭載ヘッド８に保持された電子部品についてこの搭載ヘッド８が最小移動距離で実装動作を完了可能な実装点の組み合わせを実装位置データに基づき選択し、これらの電子部品を順次選択された実装点に搭載する。これにより、搭載ヘッドが部品保持のために費やす時間を最小にして、全体の実装動作の効率を向上させることができる。【選択図】図７
2005116598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給部に複数台並設されたパーツフィーダから複数の吸着ノズルを備えた搭載ヘッドによって複数の電子部品をピックアップして基板に実装する電子部品実装方法であって、前記搭載ヘッドによって複数の電子部品を保持する部品保持工程と、前記複数の電子部品を保持した搭載ヘッドを前記基板上へ移動させてこれらの電子部品を順次実装点に搭載する部品搭載工程とを含み、前記部品保持工程において前記搭載ヘッドが最小移動距離または最小移動時間で各吸着ノズルに電子部品を保持可能なパーツフィーダから電子部品を取り出し、前記部品搭載工程の開始に先立って、前記搭載ヘッドに保持された電子部品についてこの搭載ヘッドが最小移動距離または最小移動時間で実装動作を完了可能な実装点の組み合わせを各部品種類と基板における実装点とを対応させた実装位置データに基づいて選択することを特徴とする電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品実装装置には、電子部品を収納するテープフィーダなどのパーツフィーダが多数並設された部品供給部が設けられており、これらのパーツフィーダから搭載ヘッドによって電子部品をピックアップして基板上に移載する実装動作が繰り返し行われる。この実装動作をできるだけ効率よく行うことを目的として、搭載ヘッドが電子部品を基板に移送搭載する実装シーケンスや、供給部におけるパーツフィーダの配列を、電子部品の種類や基板上での実装位置と関連づけて最適化する手法が用いられている（例えば特許文献１参照）。これらの手法では、予め最適と思われるフィーダ配置で配列されたパーツフィーダから、最適実装順序として設定された実装シーケンスに基づいて、搭載ヘッドによる実装動作が実行される。
【特許文献１】特開平６−２４４５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで近年、搭載ヘッドとして複数の吸着ノズルを備えたマルチ型搭載ヘッドが用いられる場合が多い。これにより、搭載ヘッドが部品供給部と基板との間を往復する１実装ターンにおいて複数の電子部品を取り出して実装することができ、実装作業効率を大幅に向上させることができるという利点がある。
【０００４】
しかしながら、上述のようなマルチ型搭載ヘッドによる実装動作の最適化については、実装シーケンスの決定に関して以下のような問題がある。一般に複数の吸着ノズルを備えた搭載ヘッドによって部品供給部から搭載ヘッドによって電子部品を取り出す際に、搭載ヘッドの１昇降動作において複数の吸着ノズルのそれぞれに部品を吸着する複数部品同時吸着が行えれば、ピックアップ動作の動作効率を向上させることができ、さらに作業効率が向上する。
【０００５】
ところが前述のフィーダ配置と実装シーケンスに基づいて、複数吸着ノズルを備えた搭載ヘッドによって電子部品を取り出す場合には、複数部品の同時吸着が可能な確率は必ずしも高くない。このため搭載ヘッドによる電子部品の取り出し動作において、複数の吸着ノズルのそれぞれに電子部品を保持するために、搭載ヘッドが実装シーケンスによって指示されるパーツフィーダへ移動する動作を反復する必要があり、効率の良い実装動作の実現が困難であった。
【０００６】
そこで本発明は、複数の吸着ノズルを備えた搭載ヘッドによる実装動作の効率を向上させることができる電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電子部品実装方法は、部品供給部に複数台並設されたパーツフィーダから複数の吸着ノズルを備えた搭載ヘッドによって複数の電子部品をピックアップして基板に実装する電子部品実装方法であって、前記搭載ヘッドによって複数の電子部品を保持する部品保持工程と、前記複数の電子部品を保持した搭載ヘッドを前記基板上へ移動させてこれらの電子部品を順次実装点に搭載する部品搭載工程とを含み、前記部品保持工程において前記搭載ヘッドが最小移動距離または最小移動時間で各吸着ノズルに電子部品を保持可能なパーツフィーダから電子部品を取り出し、前記部品搭載工程の開始に先立って、前記搭載
ヘッドに保持された電子部品についてこの搭載ヘッドが最小移動距離または最小移動時間で実装動作を完了可能な実装点の組み合わせを各部品種類と基板における実装点とを対応させた実装位置データに基づいて選択する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の吸着ノズルを備えた搭載ヘッドによって部品供給部から電子部品を取り出す部品保持工程において、搭載ヘッドが最小移動距離または最小移動時間で各吸着ノズルに電子部品を保持可能なパーツフィーダから電子部品を取り出し、搭載ヘッドに保持された電子部品についてこの搭載ヘッドが最小移動距離または最小移動時間で実装動作を完了可能な実装点の組み合わせを選択することにより、搭載ヘッドが部品保持のために費やす時間を最小にして、全体の実装動作の効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における実装数および吸着部品配置の説明図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における実装位置データの説明図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法のフロー図、図７は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における搭載ヘッドの動作説明図である。
【００１０】
まず図１を参照して電子部品実装装置について説明する。図１において基台１には搬送路２が配設されている。搬送路２は基板３を搬送し電子部品の実装位置に位置決めする。搬送路２の手前側には部品供給部４が配置されており、部品供給部４には多数のパーツフィーダ５が並設されている。パーツフィーダ５は、テープに保持された電子部品を収納し、このテープをピッチ送りすることにより電子部品を供給するテープフィーダや、スティック内に収納された電子部品を振動によって供給する振動フィーダなど複数種類のフィーダを含んでいる。
【００１１】
基台１上にはＹ軸テーブル６、Ｘ軸テーブル７よりなるヘッド駆動部が配設されており、Ｘ軸テーブル７には搭載ヘッド８および搭載ヘッド８と一体的に移動する基板認識カメラ９が装着されている。ヘッド駆動部を駆動することにより搭載ヘッド８は水平移動し、部品供給部４から電子部品を吸着ノズル１０（図２参照）によってピックアップし、搬送路２に位置決めされた基板３上に実装する。基板３上に移動した基板認識カメラ９は、基板３を撮像して認識する。また部品供給部４から搬送路２に至る経路には、部品認識カメラ１１が配設されている。部品認識カメラ１１は、搭載ヘッド８に保持された状態の電子部品を下方から撮像する。
【００１２】
次に図２を参照して搭載ヘッド８について説明する。図２に示すように、搭載ヘッドはマルチタイプであり、単位搭載ヘッド８ａを３個（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の添字によって区別される）備えた構成となっている。これらの単位搭載ヘッド８ａはそれぞれ下端部に電子部品を吸着して保持する吸着ノズル１０を備え、Ｚ軸モータ、θ軸モータ（図示省略）によって昇降およびノズル軸廻りの回転が可能となっている。
【００１３】
ここで、単位搭載ヘッド８ａの配列ピッチｐは、部品供給部４におけるパーツフィーダ５の配列ピッチｐに一致している。これにより、搭載ヘッド８を部品供給部４に対して昇降させる１回の部品取出し動作において、複数の単位搭載ヘッド８ａによって隣接する複数のパーツフィーダ５から同時に複数の電子部品Ｐを吸着して取り出す複数部品同時吸着が可能となっている。
【００１４】
次に図３を参照して電子部品実装装置の制御系の構成を説明する。図３において、制御部１２は全体制御部であり、記憶された各種プログラムに従って以下に説明する各部によって行われる動作・処理を制御する。実装数記憶部１３は、生産対象の基板３に実装される予定個数を表す実装数を部品種類ごとに記憶する。ここで実装動作を実行する過程において既に実装された電子部品の数は、搭載ヘッド８が部品供給部４と基板３の間を往復する１往復動作サイクルごとにその都度当初の実装数から差し引かれ、その時点で未実装で残っている実装予定個数が実装数となる。この実装数は部品種類ごとに部品個数を積み上げた実装数ヒストグラムの形で記憶される。
【００１５】
吸着部品配置記憶部１４は，部品供給部４によって電子部品を供給する際の電子部品の配置（換言すれば部品供給部４におけるパーツフィーダ５の配置）を記憶する。図４は、吸着部品配置と前述の実装数とのの関連を示している。部品供給部４の各パーツフィーダ５は、それぞれ特定種類の電子部品（ここに示す例では、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の３種類）を収納しており、部品供給部４における各パーツフィーダの位置を示すフィーダアドレス１，２，３，・・・が指定されることにより、部品供給部４における電子部品の種類が特定される。
【００１６】
ここで実装数が多い電子部品については、複数のフィーダアドレスが割り当てられ、部品供給部４には同一種類の電子部品を収納した複数個のパーツフィーダが装着される。図４に示す例では、実装数５の電子部品Ｐ２には１つのパーツフィーダ５のみが割り当てられているのに対し、実装数がそれぞれ１５，２０である電子部品Ｐ３，Ｐ１にはそれぞれ２つ、３つのパーツフィーダ５が割り当てられている。
【００１７】
実装位置データ記憶部１５は，実装位置データ、すなわち実装対象の基板３に搭載される電子部品を種類ごとに分類し、各部品種類と基板３における実装点とを対応させたデータを記憶する。図５に示すように、電子部品Ｐ１については２０個の実装数の個々（Ｎｏ１〜Ｎｏ２０）に対応して実装点のＸ、Ｙ座標値が記憶されており、電子部品Ｐ２、Ｐ３についても同様に、実装数の個々に対応した実装点が記憶されている。ここではＸＹ直交座標系として、基板３の１つのコーナ点（図７（ｃ）参照）を座標原点Ｏとした座標値を示している。
【００１８】
部品吸着順設定部１６は，搭載ヘッド８の吸着ノズル１０によって部品供給部４から複数の電子部品を吸着して保持する部品保持工程において、搭載ヘッド８が最小移動距離で各吸着ノズル１０に電子部品を保持可能なように、吸着順序を設定する処理を行う。具体的には、複数部品同時吸着が極力可能となるような吸着順序を設定し、更に全ての吸着ノズル１０に電子部品を保持するまでに搭載ヘッド８が移動する距離が最小となるような吸着順序を設定する。なお、最小移動距離の代わりに、最小移動時間を判断基準に用いてもよい。
【００１９】
部品実装位置選択部１７は，複数の電子部品を保持した搭載ヘッド８を基板３上へ移動させてこれらの電子部品を順次実装点に搭載する部品搭載工程の開始に先立って、部品実装位置の選択を行う。すなわち図５に示す実装位置データに基づき、搭載ヘッド８に保持された電子部品について、この搭載ヘッド８が最小移動距離で搭載動作を完了可能な実装点の組み合わせを選択する処理を行う。
【００２０】
この処理は、搭載ヘッド８が保持している複数の電子部品を対象として、図５に示す実装位置データから抽出される各候補点の組み合わせにつき、搭載完了までの搭載ヘッド８の移動距離を演算し、全ての組み合わせの中で最小移動距離を与える候補点の組み合わせを求めることによって行われる。なお、最小移動距離の代わりに、最小移動時間を判断基準に用いてもよい。
【００２１】
ヘッド駆動部１８は，搭載ヘッド８を移動させるためのＸ軸モータ１９，Ｙ軸モータ２０，Ｚ軸モータ２１，θ軸モータ２２を駆動する。搭載ヘッド８の動作制御は、制御部１２がヘッド駆動部１８を制御することによって行われる。画像認識部２３は、基板認識カメラ９、部品認識カメラ１１の撮像結果を認識処理することにより、基板３および搭載ヘッド８に保持された電子部品の位置を認識する。
【００２２】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、以下電子部品実装動作について図６，図７を参照して説明する。この電子部品実装方法は、部品供給部４に複数台並設されたパーツフィーダ５から、複数の吸着ノズル１０を備えた搭載ヘッド８によって、複数の電子部品をピックアップして基板に実装するものである。
【００２３】
図６に示すように、まず搭載ヘッド８によって複数の電子部品を保持する部品保持工程では、部品供給部４において搭載ヘッド８が最小移動距離で各吸着ノズル１０に電子部品を保持可能なパーツフィーダ５から電子部品を取り出す（ＳＴ１）。この部品保持工程における部品吸着順は、部品吸着順設定部１６が実装数記憶部１３に記憶された実装数ヒストグラムに基づいて設定する。
【００２４】
具体例に則して説明する。本実施の形態の例では、実装動作開始当初の実装数ヒストグラムは図４の形で与えられており、３つの単位搭載ヘッドＨ１，Ｈ２，Ｈ３を備えた搭載ヘッド８によって３つの電子部品を最小移動距離で吸着保持しようとすれば、図７（ａ）に示すように、単位搭載ヘッドＨ１，Ｈ２，Ｈ３がそれぞれフィーダアドレス３，４，５に位置するように搭載ヘッド８を移動すればよい。すなわち搭載ヘッド８をこのように移動させることにより、単位搭載ヘッドＨ１，Ｈ２，Ｈ３は、図７（ｂ）に示すように、それぞれ電子部品Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を吸着ノズル１０によって保持する。
【００２５】
次に、搭載ヘッド８に保持された電子部品について、搭載ヘッド８が最小移動距離で搭載動作を完了可能な実装点の組み合わせを選択する（ＳＴ２）。この実装点の選択は、部品実装位置選択部１７が実装位置データ記憶部１５に記憶された実装位置データを参照して、搭載ヘッド８の移動時間演算を行うすることにより行われる。
【００２６】
具体例に則して説明する。上述のように各単位搭載ヘッドにそれぞれ電子部品Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を保持している状態においては、図５に示す各部品種類ごとの実装点から、電子部品Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３についてそれぞれ実装点（１０，１５）、（１５，１５）、（１０，２０）の組み合わせを選択すれば、搭載ヘッド８の移動時間が最小となることが容易にわかる。実際の部品位置選択処理において全ての候補点を抽出して移動時間演算を行った結果はこの組み合わせと一致する。
【００２７】
そしてこのようにして実装点の組み合わせを選択したならば、複数の電子部品Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を保持した搭載ヘッド８を基板３上へ移動させ、図７（ｃ）に示すように、選択された実装点へ電子部品Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を順次搭載する（ＳＴ３）。このようにして搭載ヘッド８が部品供給部４と基板３との間を往復する１実装ターンが終了したならば、実装数ヒストグラムおよび実装位置データを更新する処理が行われる。
【００２８】
すなわち、実装数ヒストグラムについては、図４に示す状態から電子部品Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３についてそれぞれ１個づつ減算する処理が行われ、実装位置データについては、前回搭載動作によって既に実装された実装点が実装位置から除外される。そして次回実装ターンにおいては、更新された実装数ヒストグラムに基づいて、部品吸着順序設定が行われ、次いで更新された実装位置データに基づいて実装位置選択が行われる。
【００２９】
例えば、部品吸着順序設定については、電子部品Ｐ２の実装数がゼロになるまで図７（ｂ）に示すパターンと同様の取り出しパターンで電子部品の吸着が行われる。これにより、実装数ヒストグラムは電子部品Ｐ１，Ｐ２のみが存在する形状に変化し、これ以降はこの実装数ヒストグラムを対象として、電子部品の吸着が行われる。この場合には、単位搭載ヘッドＨ１，Ｈ３によって電子部品Ｐ１，Ｐ３を同時吸着し、次いで搭載ヘッド８を移動させて単位搭載ヘッドＨ２によって電子部品Ｐ１を吸着する。以降、全ての電子部品について実装数がゼロになるまで同様の部品吸着および部品搭載が反復される。
【００３０】
すなわち、上述の電子部品実装方法においては、搭載ヘッド８によって複数の電子部品を保持する部品保持工程と、複数の電子部品を保持した搭載ヘッド８を基板３上へ移動させてこれらの電子部品を順次実装点に搭載する部品搭載工程とを含み、部品搭載工程の開始に先立って、実装対象の基板３に搭載される電子部品を種類ごとに分類して各部品種類と基板における実装点とを対応させた実装位置データに基づき、搭載ヘッド８に保持された電子部品についてこの搭載ヘッドが最小移動距離または最小移動時間で実装動作を完了可能な実装点の組み合わせを選択するようにしている。
【００３１】
この電子部品実装方法を換言すれば、部品供給部４における搭載ヘッド８による部品吸着順序の最適化と、搭載ヘッド８によって保持された電子部品の基板への搭載順序の最適化とを、相互の関連を切り離して独立して行う形態となっている。これにより、部品供給部４におけるパーツフィーダ配置の適否によって実装動作全体の効率が左右される度合いを少なくすることができ、トータルの作業効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の電子部品実装方法は、搭載ヘッドが部品保持のために費やす時間を最小にして、全体の実装動作の効率を向上させることができるという効果を有し、複数の吸着ノズルを備えた搭載ヘッドによって電子部品を基板に実装する用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における実装数および吸着部品配置の説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における実装位置データの説明図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法のフロー図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における搭載ヘッドの動作説明図
【符号の説明】
【００３４】
３  基板
４  部品供給部
５  パーツフィーダ
８  搭載ヘッド
１０  吸着ノズル
１３  実装数記憶部
１４  吸着部品配置記憶部
１５  実装位置データ記憶部
１６  部品吸着順設定部
１７  部品実装位置選択部
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３  電子部品
【図１】
2005116598.tif 000003
【図２】
2005116598.tif 000004
【図３】
2005116598.tif 000005
【図４】
2005116598.tif 000006
【図５】
2005116598.tif 000007
【図６】
2005116598.tif 000008
【図７】
2005116598.tif 000009