(57)【要約】【課題】機種切替時の段取り替え作業を低減するとともに、装置稼動開始時の吸着位置精度を安定させることができる電子部品実装方法を提供すること。【解決手段】テープに保持された電子部品を送るテープ送り機構を備えたテープフィーダからヘッド移動機構によって移動する移載ヘッドによって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において、テープ送り機構による部品停止位置に吸着ノズルを相対的に位置合わせする際に用いられる位置補正データを各テープフィーダ毎に補正データ記憶手段に記憶させておき、実装対象の基板の機種切替に際し位置補正データのうち配置変更の対象となるテープフィーダについての位置補正データのみを新たに生成する。これにより、機種切替時の段取り替え作業を低減するとともに、装置稼動開始時の吸着位置精度を安定させることができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給部に複数台並設されテープに保持された電子部品を吸着ノズルによる部品吸着位置に送るテープ送り機構を備えたテープフィーダから、ヘッド移動機構によって移動する移載ヘッドの前記吸着ノズルによって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、前記テープ送り機構による部品停止位置に前記吸着ノズルを相対的に位置合わせする際に用いられる位置補正データを生成する位置補正データ生成工程と、この位置補正データを各テープフィーダ毎に補正データ記憶手段に記憶させる補正データ記憶工程と、前記補正データ記憶手段から読み出された位置補正データに基づいて前記テープ送り機構およびまたは前記ヘッド移動機構を制御することにより前記吸着ノズルを部品停止位置に一致させる位置合わせ工程とを含み、実装対象の基板の機種切替に際し前記位置補正データのうち配置変更の対象となるテープフィーダについての位置補正データのみを新たに生成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】
電子部品実装装置では、テープフィーダなどのパーツフィーダから電子部品を取り出し基板へ移送搭載する実装動作が反復して行われる。実装基板には種類の異なる複数の電子部品が実装されるため、電子部品実装装置の部品供給部には一般に多数のテープフィーダが並列状態で装着される。そして実装対象基板の機種切り換えの際には、これらのテープフィーダの種類や配置を対象基板に実装される電子部品の種類や数量に応じて変更するフィーダ配置替えが行われる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このフィーダ配置替えに際しては、テープフィーダ本体の入れ替えのみならず、各テープフィーダ固有の位置補正データなど、実装動作に必要とされるデータの書き換えが行われる。すなわち、実装装置の制御部に新たな基板機種を対象としたフィーダ配置データが読み込まれ、このフィーダ配置データに基づいてテープフィーダの入れ替えを行った後、各テープフィーダについて固有の位置補正データを新たに生成する作業が行われる。この位置補正データの生成は、移載ヘッドによって取り出された電子部品をカメラによって認識して電子部品の位置ずれを検出し、この位置ずれ量を低減させるように移載ヘッドの吸着位置を補正する、いわゆる吸着位置の学習によって行われる場合が多い。
【特許文献１】特開平７−３０６８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、フィーダ配置データは一般には各基板機種に対応してその都度最適配置となるよう決定することが望ましいが、実際の運用ではフィーダの配置換え作業を極力少なくすることを目的として既存の配置を部分的に流用する場合がある。すなわちこの場合には、既存のフィーダ配置のうち、特定のテープフィーダについては取り外しや移動を行わず、次生産対象の基板についてもそのまま用いられる。
【０００５】
しかしながら、このようにフィーダ配置の流用が行われた場合にも、機種切替に伴う段取り替え作業時には位置補正データはすべてが一旦クリアされ、前述の位置補正データの生成は全てのテープフィーダを対象として新たに行われていた。このため、機種切替の度に多数のテープフィーダを対象として位置補正データの生成を行う必要があり、機種切替時の作業に労力と時間を要していた。そして位置補正データを前述の学習によって行う場合には、装置稼動開始時には精度の良い学習値が得られていないことから吸着位置精度が安定せず、吸着ミスを多発する場合があった。
【０００６】
そこで本発明は、機種切替時の段取り替え作業を低減するとともに、装置稼動開始時の吸着位置精度を安定させることができる電子部品実装方法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】
請求項１記載の電子部品実装方法は、部品供給部に複数台並設されテープに保持された電子部品を吸着ノズルによる部品吸着位置に送るテープ送り機構を備えたテープフィーダから、ヘッド移動機構によって移動する移載ヘッドの前記吸着ノズルによって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、前記テープ送り機構による部品停止位置に前記吸着ノズルを相対的に位置合わせする際に用いられる位置補正データを生成する位置補正データ生成工程と、この位置補正データを各テープフィーダ毎に補正
データ記憶手段に記憶させる補正データ記憶工程と、前記補正データ記憶手段から読み出された位置補正データに基づいて前記テープ送り機構およびまたは前記ヘッド移動機構を制御することにより前記吸着ノズルを部品停止位置に一致させる位置合わせ工程とを含み、実装対象の基板の機種切替に際し前記位置補正データのうち配置変更の対象となるテープフィーダについての位置補正データのみを新たに生成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、実装対象の基板の機種切替えに伴う段取り替え作業に際し、位置補正データのうち機種切替によって配置変更となるテープフィーダについての位置補正データのみを新たに生成することにより、機種切替時の段取り替え作業を低減するとともに、装置稼動開始時の吸着位置精度を安定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に装着されるテープフィーダの構成説明図、図３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４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位置補正データの説明図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における機種切替時位置補正データ処理のフロー図、図７は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における機種切替時フィーダ配置変更の説明図、図８は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における機種切替データおよび位置補正データを示す図、図９は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるフィーダ交換ガイダンスの表示画面を示す図である。
【００１０】
まず図１を参照して電子部品実装装置の構造について説明する。図１において、基台１の中央部には、Ｘ方向に搬送路２が配設されている。搬送路２は、基板３を搬送し位置決めする基板位置決め部となっている。搬送路２の両側には、複数種類の電子部品を供給する部品供給部４が配置されており、部品供給部４にはテーピングされた電子部品を供給するテープフィーダ５が複数個並列に配置されている。
【００１１】
図２に示すように、テープフィーダ５には電子部品を保持したテープ（図示省略）を送るテープ送り機構を備えており、モータ１３によってスプロケット１４を間欠駆動することにより、テープをピッチ送りして後述する吸着ノズルによる部品吸着位置５ａに電子部品を送るようになっている。モータ１３はフィーダ制御部１２に内蔵されたモータ駆動部１２ｂによって駆動され、フィーダ制御部１２を介して装置本体の制御機能によって制御される。これによりテープをピッチ送りする際の送りピッチや、送り停止時の停止位置を任意に設定できる。
【００１２】
またテープフィーダ５は、フィーダ制御部１２に内蔵されたフィーダ記憶部１２ａを備えており、テープに保持された部品種類や、ピックアップ位置５ａにおける各テープフィーダ固有の位置補正量などのデータをフィーダ制御部１２を介して書き込んで記憶させることが出来るようになっている。したがって、フィーダ記憶部１２ａは、位置補正データを記憶する補正データ記憶手段となっており、この補正データ記憶手段は各テープフィーダ毎に個別に設けられている。
【００１３】
そして後述するように、各テープフィーダ５から移載ヘッドによって電子部品を取り出すピックアップ動作に際しては、フィーダ制御部１２によって当該テープフィーダ固有の位置補正データがフィーダ記憶部１２ａから読み出され、部品停止位置と移載ヘッドによる部品吸着位置とを一致させる。
【００１４】
基台１上面の両端部上にはＹ軸テーブル６Ａ，６Ｂが配設されており、Ｙ軸テーブル６Ａ、６Ｂ上には２台のＸ軸テーブル７Ａ，７Ｂが架設されている。Ｙ軸テーブル６Ａを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＡがＹ方向に水平移動し、Ｙ軸テーブル６Ｂを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＢがＹ方向に水平移動する。Ｘ軸テーブル７Ａ，７Ｂには、それぞれ移載ヘッド８および移載ヘッド８と一体的に移動するカメラ９が装着されている。
【００１５】
Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂは移載ヘッド８を移動させるヘッド移動機構を構成し、このヘッド移動機構を駆動することにより移載ヘッド８は水平移動する。そしてそれぞれの部品供給部４から電子部品を吸着ノズル１０（図３参照）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、それぞれの移載ヘッド８に保持された状態の電子部品を下方から撮像する。
【００１６】
次に図３を参照して移載ヘッド８について説明する。図３に示すように、移載ヘッドはマルチタイプであり、単位移載ヘッド８ａを８個（４個×２列）備えた構成となっている。これらの単位移載ヘッド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、個別のＺ軸モータ（図示省略）によって昇降し、共通のθ軸モータ１５によってノズル軸廻りの回転が可能となっている。
【００１７】
ここで、単位移載ヘッド８ａの配列ピッチｐは、部品供給部４におけるテープフィーダ５の配列ピッチｐに一致している。これにより、移載ヘッド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、複数の単位移載ヘッド８ａによって隣接する複数のテープフィーダ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。
【００１８】
搬送路２と部品供給部４の間の移載ヘッド８の移動経路上には、部品認識カメラ１１が配設されている。電子部品を保持した移載ヘッド８を部品認識カメラ１１の上方で水平移動する認識動作を行うことにより、部品認識カメラ１１によって取り込まれた電子部品の１次元画像をスキャン方向に並列させた２次元画像が取得される。
【００１９】
次に図４を参照して制御系の構成について説明する。演算部２０はＣＰＵであり、プログラム記憶部２１に記憶されたプログラムを実行することにより、以下に説明する各部を制御して電子部品の搭載動作や認識動作、その他各種処理を実行する。これらのプログラムには、実装動作プログラム２１ａ、位置補正データ生成プログラム２１ｂ、機種切替データ比較プログラム２１ｃが含まれ、これらのプログラムの実行に際しては、データ記憶部２２に記憶されたデータが参照される。
【００２０】
実装動作プログラム２１ａは、ヘッド移動機構によって移載ヘッド８を移動させて電子部品を基板３に搭載する部品搭載動作を行うための動作プログラムである。位置補正データ生成プログラム２１ｂは、後述する位置補正データを生成する処理を実行するためのプログラムである。演算部２０が位置補正データ生成プログラム２１ｂを実行することにより実現される機能は、テープ送り機構による部品停止位置に吸着ノズルを相対的に位置合わせする際に用いられる位置補正データを生成する補正データ生成手段となっている。
【００２１】
機種切替データ比較プログラム２１ｃは、実装対象の基板の機種切替に際し、後述する機種切替データ２２ｃをそれぞれのテープフィーダ５について比較することにより、各テープフィーダについて位置補正データをそのまま保持するかまたはデータをクリアするかの判定を行うとともに、部品供給部４においてテープフィーダ５の配置変更の対象となる
フィーダ位置を表示部２８にフィーダ交換ガイダンスとして表示させる処理を行う。
【００２２】
データ記憶部２２は、実装データ２２ａ、位置補正データ２２ｂ、機種切替データ２２ｃなどの各種データを記憶する。データ記憶部２２は、位置補正データを記憶する補正データ記憶手段となっており、各テープフィーダ５のフィーダ記憶部１２ａが当該テープフィーダの位置補正データのみを記憶するのに対し、データ記憶部２２は、すべてのテープフィーダについての位置補正データを記憶する。
【００２３】
実装データ２２ａは、生産対象の基板にどのような種類の電子部品がどの位置に搭載されるかを示すデータであり、これらの電子部品の種類やサイズを示す部品データと、基板３における部品実装位置、実装順序を示す実装シーケンスデータなどよりなる。位置補正データ２２ｂは、テープフィーダ５によってピックアップ位置５ａにピッチ送りされた電子部品を移載ヘッド８によって取り出す際に、吸着ノズル１０を電子部品に対して位置合わせする際に用いられる位置補正データである。
【００２４】
テープフィーダ５においてテープ送り機構を駆動してテープ送り動作を行った際に、取り出し対象の電子部品がピックアップ位置５ａにて停止する部品停止位置は必ずしも一定しておらず、図５に示すように、各テープフィーダ固有の機差によって停止位置が正規停止位置からばらつく場合が多い。この停止位置のばらつきΔｘ、Δｙを補正するため、一般に移載ヘッド８による電子部品のピックアップ動作においては、ヘッド移動機構２６の動作を制御する際に補正値としての吸着オフセット値を加味して機差を補正する方法が用いられる。この方法においては、吸着オフセット値が位置補正データとなる（図６参照）。なおこの位置補正において、実装動作における各テープフィーダによる部品送りに際して、それぞれのテープフィーダに固有の位置ずれ量だけ、テープ送り機構による部品停止位置を補正するようにしてもよい。この場合には、固有の位置ずれ量が位置補正データとなる。
【００２５】
機種切替データ２２ｃは、生産対象とする基板機種の切り替えのために準備されるデータであり、図８に示すように、各フィーダ位置（部品供給部４においてテープフィーダ５が装着されるアドレス番号で示される）ごとに、機種切替前と機種切替後の部品名を対比して示すものである。機種切替時には、この機種切替データ２２ｃに基づいてテープフィーダ配置換え作業が実行される。本実施の形態では、前述のように機種切替データ２２ｃに基づいてフィーダ交換ガイダンスを作成して表示し、テープフィーダの交換・取外し・残置の区分が各フィーダ位置毎に指示されるようになっている。
【００２６】
画像認識部２３は、基板認識カメラ９および部品認識カメラ１１による撮像結果を認識処理することにより、以下に説明する検出処理を行う。基板認識カメラ９を基板３上に移動させて基板３を撮像した画像データを認識処理することにより、基板３の位置が検出される。基板認識カメラ９を部品供給部４に移動させてテープフィーダ５のピックアップ位置５ａを撮像した画像データを認識処理することにより、テープフィーダ５のピックアップ位置５ａにおける電子部品の位置を検出することができる。これにより、位置ずれをテープ送り機構によって補正する場合の位置補正データを求めることができる。
【００２７】
また電子部品をピックアップした移載ヘッド８を部品認識カメラ１１上に移動させた状態で、電子部品を下方から撮像した画像データを認識処理することにより、移載ヘッド８の各吸着ノズル１０に吸着保持された状態の電子部品の位置を検出することができる。これにより、位置ずれをヘッド移動機構２６によって補正する場合の位置補正データを求めることができ、移載ヘッド８の吸着ノズル１０を移動させて電子部品を吸着保持する際には、上述の位置ずれ量（吸着オフセット値）を予め加味してヘッド移動機構を制御する。
【００２８】
この吸着位置オフセット値は、実装動作開始前の準備作業においてピックアップ動作の試行を行った結果から固定値として求めるようにしてもよく、また実装動作開始後のピックアップ動作ごとに上述の位置ずれ量を求め、いわゆる学習によって吸着オフセット値を更新するようにしてもよい。
【００２９】
機構駆動部２４は、搬送路２に沿って基板３を移動させる基板搬送機構２５や、移載ヘッド８を移動させるヘッド移動機構２６を駆動する。操作・入力部２７は、タッチパネルやキーボードなどの入力手段であり、操作コマンドやデータ入力を行う。表示部２８は、操作入力時の案内画面や警告時の報知画面などを表示する。また各テープフィーダ５のフィーダ制御部１２は装置本体の制御系に接続されており、位置補正データ生成処理によって生成された位置補正データが、それぞれのテープフィーダ５のフィーダ記憶部１２ａ（図２参照）に書き込まれる。
【００３０】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、次に電子部品実装方法について説明する。この電子部品実装方法は、部品供給部４に複数台並設されテープに保持された状態の電子部品を吸着ノズル１０による部品吸着位置に送るテープ送り機構を備えたテープフィーダ５から、吸着ノズル１０を備えヘッド移動機構によって移動する移載ヘッド８により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。
【００３１】
実装作業の開始に際しては、まずテープ送り機構による部品停止位置に吸着ノズル１０を相対的に位置合わせする際に用いられる位置補正データを生成し（補正データ生成工程）、生成された位置補正データを補正データ記憶手段に記憶させる（補正データ記憶工程）。この位置補正データの生成は、前述のように準備作業として予め作業開示前に行ってもよく、あるいは実装動作開始後の実際の部品ピックアップ動作時に学習によって求めるようにしてもよい。
【００３２】
そして実装作業開始後の実装動作においては、補正データ記憶手段から読み出された位置補正データに基づいてテープ送り機構およびまたはヘッド移動機構を制御することにより、吸着ノズル１０を部品停止位置に一致させ（位置合わせ工程）、この状態で電子部品を移載ヘッドによって吸着保持する。
【００３３】
次に上述の電子部品実装方法において、実装対象となる基板の機種切替に際して実行される機種切替時位置補正データ処理について、図６、図７，図８を参照して説明する。ここでは、図７（ａ）に示す機種切替前のフィーダ配列から、図７（ｂ）に示すフィーダ配列に変更される例を示しており、この機種切替のために予め図８に示す機種切替データが作成されている。この機種切替データ作成に際しては、既存のフィーダ配置を流用可能なテープフィーダについては、極力そのまま残置するよう、フィーダ配置を決定している。すなわち、図７（ａ）の状態で旧機種を対象として既に配置されていたテープフィーダ５のうち、図７（ｂ）に示すテープフィーダ５ａは新たな機種についてもそのまま流用される。
【００３４】
図６においてまず、機種切替データを読み込む（ＳＴ１）。これにより、図８に示す機種切替データが読み込まれる。次いで機種切替前後のデータを各フィーダ位置ごとに比較する（ＳＴ２）。そして各フィーダ位置についてフィーダ配置変更があるか否かを判断する（ＳＴ３）。ここで、フィーダ配置の変更がなければ、すなわち機種切替データにおいて部品名が一致していれば、データ記憶部２２に記憶されているそのフィーダ位置の吸着オフセット値をそのまま保持する（ＳＴ４）。
【００３５】
（ＳＴ３）においてフィーダ配置の変更が有る場合には、すなわち機種切替データにおいて部品名が一致していない場合には、データ記憶部２２に記憶されているそのフィーダ
位置の吸着オフセット値をクリアし（ＳＴ５）、対象となるフィーダ位置を表示部２８にフィーダ交換ガイダンスとして表示する。上述の処理をすべてのフィーダ位置について行うことにより、図９に示すように、テープフィーダの交換または取り外しを必要とするフィーダ位置が表示される。
【００３６】
そしてこのフィーダ交換ガイダンスを参照して、フィーダ配置換え作業が実行され（ＳＴ７）、指定されたフィーダ位置へのテープフィーダ５の装着、および不要なテープフィーダ５の取り外しが行われる。次いで、吸着オフセット値がクリアされたフィーダ位置のテープフィーダ５について、新たに吸着オフセット値が書き込まれる（ＳＴ８）。この吸着オフセット値の書き込みは、前述のように実装動作開始前に求められた固定値を書き込んでもよく、また実装動作開始後に学習によって更新しながら書き込むようにしてもよい。すなわち、本実施の形態の電子部品実装方法では、実装対象の基板の機種切替に際し、位置補正データのうち配置変更の対象となるテープフィーダについての位置補正データのみを新たに生成する。
【００３７】
これにより、既存のフィーダ配置を部分的に流用して次生産対象の基板についてもそのまま用いられるテープフィーダについては位置補正データの生成を行う必要がなく、機種切替の際に必要とされる作業の労力と時間を低減することができる。そして流用したテープフィーダについては、既に前回生産時における学習により十分精度のよい位置補正データが得られていることから、装置稼動開始時の吸着位置精度を安定させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の電子部品実装方法は、機種切替時の段取り替え作業を低減するとともに、装置稼働時の吸着位置精度を安定させることができるという効果を有し、テープフィーダから電子部品を取り出して基板に実装する電子部品実装分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【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に装着されるテープフィーダの構成説明図
【図３】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４】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５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における位置補正データの説明図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における機種切替時位置補正データ処理のフロー図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における機種切替時フィーダ配置変更の説明図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における機種切替データおよび位置補正データを示す図
【図９】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるフィーダ交換ガイダンスの表示画面を示す図
【符号の説明】
【００４０】
３  基板
４  部品供給部
５  テープフィーダ
８  移載ヘッド
９  基板認識カメラ
１０  吸着ノズル
１１  部品認識カメラ
１２  フィーダ制御部
１２ａ  フィーダ記憶部
２１ｂ  位置補正データ生成プログラム
２１ｃ  機種切替データ比較プログラム
２２ｂ  位置補正データ
２２ｃ  機種切替データ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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