(57)【要約】【課題】部品を基板へ装着する際、作業タクトを短縮化して作業効率の向上を図る。【解決手段】部品供給装置３０は、基板搬送方向に配置された基板３２、３２'と、該基板３２、３２'の上方に配置され、Ｘ軸４０及びＹ軸４１に沿って移動自在な作業ヘッド３６とを備えている。また、基板３２、３２'の側方に配置された供給ステージ３３、３３'と、Ｘ軸４０に固定され、吸引保持された部品を作業ヘッド３６がＸ軸４０に沿って移動する途中で認識可能な部品認識用カメラ３８と、作業ヘッド３６の移動を制御する制御部４２と、を備えている。【選択図】図２
2007005672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板搬送方向の上流側及び下流側に配置された第１の基板及び第２の基板と、該第１の基板及び第２の基板の上方に配置され、基板搬送方向及びこれと略直交方向に延設された横軸及び縦軸に沿って移動自在な作業ヘッドとを備え、該作業ヘッドにて吸引保持した部品を前記第１の基板と第２の基板の所定位置に搭載する部品搭載装置において、
前記第１の基板及び第２の基板に対応して、その側方に配置された第１の部品供給部及び第２の部品供給部と、
前記横軸に固定され、前記作業ヘッドに吸引保持された部品を該作業ヘッドが前記横軸に沿って移動する途中で認識可能な部品認識部と、
前記作業ヘッドの移動を制御する制御部と、を備えている、
ことを特徴とする部品搭載装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記作業ヘッドに対し、前記第１の部品供給部で吸引した部品を前記部品認識部で認識してから前記第２の基板上に移動し、該第２の基板の所定位置に部品を搭載した後、前記第２の部品供給部に移動し、該第２の部品供給部で吸引した部品を前記部品認識部で認識してから前記第１の基板上に移動し、該第１の基板の所定位置に部品を搭載する制御を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の部品搭載装置。
【請求項３】
前記作業ヘッドは、前記第１の基板及び第２の基板上の位置を認識可能な基板認識部を備えている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の部品搭載装置。
【請求項４】
前記作業ヘッドは、前記部品を吸引する吸引ノズルを備えている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の部品搭載装置。
【請求項５】
前記第１と第２の部品供給部、前記作業ヘッド、前記部品認識部、及び前記横軸は、前記第１と第２の基板を挟むようにして基板搬送方向と略直交方向に夫々対をなして配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の部品搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品等の部品をプリント基板に装着する部品搭載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品をプリント回路基板（以下、単に基板という）に搭載する作業を処理する処理装置として、ＮＣプログラムで動作する部品搭載装置がある。
図５（ａ）（ｂ）は、従来の小型の部品搭載装置の外観斜視図であり、この部品搭載装置１は、天井カバー上部に、外部からの操作により各種の指示を入力することができる表示入力装置２と、ＣＲＴディスプレイ等のモニタ装置３と、稼動状態を報知する警報ランプ４とを備えている。
【０００３】
下部の基台５上には、基板案内レール６が基板の搬送方向に延設されている。この基板案内レール６の下部に接するように、部品未搭載の基板をライン上流側から搬入し、部品搭載済みの基板をライン下流側に搬出する搬送ベルト（図示せず）が配設されている。
【０００４】
また、基台５上には、一対の基板案内レール６を跨いで、基板搬送方向と略直交方向に延設する一対の固定レール７が配設されている。この固定レール７に、移動レール８が滑動自在に係合し、この移動レール８に、基板に部品搭載作業を行う作業ヘッド９が滑動自在に懸架されている。移動レール８には、その長手方向に沿って作業ヘッド９を移動させる駆動サーボモータ（図示せず）が配設され、また、基台５上には、移動レール８を移動させる駆動サーボモータ（図示せず）が配設されている。
【０００５】
基台５上の前部と後部には、部品供給ステージ１０，１０が配設されている。この部品供給ステージ１０には、部品を収納したテープを巻回したリールを着脱自在に備えたテープカートリッジ式の部品供給装置１７（図６参照）が多数載設されている。
【０００６】
作業ヘッド９は、上下方向に自在に昇降可能かつ３６０度方向に回転可能な吸着ノズル１１を有し、この吸着ノズル１１により、部品供給ステージ１０上に載設する部品供給装置１７から所望の部品を吸着して基板上に搭載する。
【０００７】
作業ヘッド９は、上述した移動レール８と固定レール７に係合して自在に移動し、吸着すべき部品に対応するノズル１１を装着すべく、ノズル交換器１３上で所望のノズル１１を装着し、部品供給ステージ１０上の適宜の部品供給装置から所望の部品を吸着し、その吸着した部品を、本体装置１内に自動搬入されて所定の位置に位置決め固定されている基板上に搭載する。
【０００８】
このとき、作業ヘッド９は、部品の搭載に先立って、基板案内レール６と部品供給ステージ１０の間にあってノズル交換器１３と並んで配設されている照明具付き部品認識用カメラ１４の上に移動し、その部品認識用カメラ１４により、保持している部品の保持状態を撮像させ、その撮像された画像データを中央制御部に送信する。更に、作業ヘッド９は、該作業ヘッド９に取り付けられた基板認識用カメラ２６（図７参照）によって、基板の部品搭載位置を撮像して、その撮像データを中央制御部に転送する（特許文献１参照）。
【０００９】
図６は、カートリッジ式の部品供給装置１７を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、部品搭載装置１の部品供給ステージ１０の前後には、夫々所定のピッチで一列に配置された取付け固定孔１５，１６が形成されている。部品供給装置１７は、上記の取付け固定孔１５，１６に位置決めされ、固定レバー１８によって部品供給ステージ１０に固定される。
【００１０】
部品供給装置１７の前後に保持されるリール式カートリッジ１９には、上下２枚のテープ部材の間に多数のチップ状電子部品を挟んで収容する部品テープが巻回されており、この部品テープが、リール式カートリッジ１９から供給口２１まで引き出され、上下のテープが剥離されて部品が収納部から露出し、この露出した部品が、部品搭載装置１の作業ヘッド９の先端のノズル１１によって吸着されて取り出される。
【００１１】
上下に剥離された上側のテープ２２は、巻き取り用リール２３に巻き取られ、下部の部品収容テープ２４は、部品供給ステージ１０の内側縁部に沿って自然落下して部品搭載装置１の下方の間隙に滞留する。
【００１２】
図７は、作業ヘッド９のカバーを取り除いて内部の構成を示す斜視図である。同図に示すように、作業ヘッド９は、その先端に基板認識用カメラ２６と、その下部に部品を吸着するノズル１１を着脱自在に装着している。この作業ヘッド９は、上述した固定レール７と移動レール８により、前後左右に自在に移動し、部品供給装置１７から吸着ノズル１１で部品を吸着し、一方では、基台５側に配置されている部品認識用カメラ１４によって、吸着した部品の保持位置偏差を検出し、この検出した保持位置偏差に基づいて搭載位置データを補正し、他方では、基板認識用カメラ２６で基板の位置を確認して、その基板上に上記の部品を搭載する。
【特許文献１】特開平１１−１８６７９４号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１では、その図５（ｂ）に示したように、部品認識用カメラ１４が基台５上に固定配置されていて、作業ヘッド９が、部品認識用カメラ１４の上に移動することで、保持している部品の保持状態を撮像してその画像データを得ていたため、作業ヘッド９は、部品の搭載に先立って、必ず部品認識用カメラ１４の上を通過しなければならなかった。このため、部品吸着位置や基板への搭載位置によっては、作業ヘッド９の移動距離が長くなり、効率が悪いという課題があった。
【００１４】
また、部品認識用カメラ１４が移動して部品を認識するタイプにあっては、作業ヘッド９を前後左右に移動させる駆動源とは別の駆動源が必要となるため、コストアップとなる。更に、作業ヘッド９に部品認識用カメラ１４を搭載するタイプにあっては、ヘッド全体が大きくなるという課題があった。
【００１５】
本発明は、斯かる課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、部品をプリント基板へ装着する際、作業タクトを短縮化して作業効率の向上を図ることのできる部品搭載装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、基板搬送方向の上流側及び下流側に配置された第１の基板及び第２の基板と、該第１の基板及び第２の基板の上方に配置され、基板搬送方向及びこれと略直交方向に延設された横軸及び縦軸に沿って移動自在な作業ヘッドとを備え、該作業ヘッドにて吸引保持した部品を前記第１の基板と第２の基板の所定位置に搭載する部品搭載装置において、
前記第１の基板及び第２の基板に対応して、その側方に配置された第１の部品供給部及び第２の部品供給部と、
前記横軸に固定され、前記作業ヘッドに吸引保持された部品を該作業ヘッドが前記横軸に沿って移動する途中で認識可能な部品認識部と、
前記作業ヘッドの移動を制御する制御部と、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の部品搭載装置において、
前記制御部は、前記作業ヘッドに対し、前記第１の部品供給部で吸引した部品を前記部品認識部で認識してから前記第２の基板上に移動し、該第２の基板の所定位置に部品を搭載した後、前記第２の部品供給部に移動し、該第２の部品供給部で吸引した部品を前記部品認識部で認識してから前記第１の基板上に移動し、該第１の基板の所定位置に部品を搭載する制御を行う、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の部品搭載装置において、
前記作業ヘッドは、前記第１の基板及び第２の基板上の位置を認識可能な基板認識部を備えている、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の部品搭載装置において、
前記作業ヘッドは、前記部品を吸引する吸引ノズルを備えている、ことを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の部品搭載装置において、
前記第１と第２の部品供給部、前記作業ヘッド、前記部品認識部、及び前記横軸は、前記第１と第２の基板を挟むようにして基板搬送方向と略直交方向に夫々対をなして配置されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、第１と第２の基板に対応してその側方に配置された第１と第２の部品供給部と、横軸に固定され、作業ヘッドに吸引保持された部品を該作業ヘッドが横軸に沿って移動する途中で認識可能な部品認識部と、作業ヘッドの移動を制御する制御部とを備えたことにより、作業ヘッドの移動距離を最短として、作業タクトを短縮化し作業効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
図１及び図２は、本実施の形態の部品搭載装置３０の主要部の内部構成を模式的に示す図である。なお、この部品搭載装置３０の概ねの外観は図５（ａ）に示した部品搭載装置１と同様である。
【００２２】
図１において、装置本体の基台３９上には、２本の略平行な基板案内レール３１、３１、基板搬送方向の上流側及び下流側に所定間隔を隔てて配置された第１の基板３２及び第２の基板３２'、該基板３２、３２'に対応して基板搬送方向と略直交方向の基台３９の両側方に対向配置された２対の供給ステージ３３，３３' （第１の部品供給部３３及び第２の部品供給部３３'）、該供給ステージ３３，３３'の夫々に配設されたテープリール式部品供給装置３４、３４'が備えられている。なお、一対の供給ステージ３３，３３'は、基板搬送方向に沿って隣接して配置されている。
【００２３】
また、図２に示すように、２枚の基板３２、３２'の上方には、基板搬送方向に延設された２本のＸ軸（横軸）４０、４０、及びこれと略直交方向に延設された２本のＹ軸（縦軸）４１、４１と、このＸ軸４０、４０及びＹ軸４１、４１に沿って移動自在な作業ヘッド３６、３６が夫々配置されている。
【００２４】
作業ヘッド３６は、図示しない駆動手段によりＸ軸４０の方向に移動自在であり、また、このＸ軸４０は電動モータ４３によりＹ軸４１の方向に移動自在とされている。更に、この作業ヘッド３６には、上下方向（Ｚ方向）に昇降しかつ３６０度に回転自在な４個の吸着ノズル３７と、基板３２、３２'の位置を画像認識可能な不図示の基板認識用カメラと、が保持されている。
【００２５】
また、Ｘ軸４０の基板搬送方向の中途部には、部品認識用カメラ３８が一体的に取り付けられていて、この部品認識用カメラ３８は、吸着ノズル３７に吸引保持された部品４７を、該吸着ノズル３７がＸ軸４０に沿って移動する途中で認識可能としている。この部品認識用カメラ３８は、図３及び図４に示すように、吸引された部品４７を下方から認識可能に配置され、しかも、作業ヘッド３６が搭載作業のための移動時の制約にならないような大きさと配置に設定されている。なお、図２に示された符号３５は、部品４７の種類に応じて交換されるノズルを収容しているノズル交換器である。
【００２６】
また、本実施の形態では、作業ヘッド３６を所定のタイミングで所定の位置に移動制御可能な制御部４２（図２参照）を備えている。この制御部４２により、作業ヘッド３６は、例えば供給ステージ３３で部品４７を吸引してから基板３２'上に移動し、該基板３２'の所定位置に部品４７を搭載した後、供給ステージ３３に移動し、該供給ステージ３３で部品４７を吸引してから基板３２上に移動し、該基板３２の所定位置に部品４７を搭載する制御が行われる。
【００２７】
この場合、作業ヘッド３６は、部品４７を吸着してから基板への搭載位置に移動するときに、必ず部品認識用カメラ３８の上方を通過するように制御される。そして、作業ヘッド３６が基板３２、３２'上に夫々部品４７を搭載する際、該作業ヘッド３６はおよそ横向き８の字（又は∞の記号）を描くように移動する（図２の矢印を付した破線参照）。これは、作業ヘッド３６が最短コースを移動して作業を行えるようにするためである。
【００２８】
次に、図１及び図２に基づき、上述した作業ヘッド３６の動作を詳しく説明する。
まず、作業ヘッド３６に保持された吸着ノズル３７が、テープリール式部品供給装置３４の部品供給口４５の部品４７を吸着地点ａで降下して吸着して引き上げる。次いで、作業ヘッド３６は、Ｘ軸４０に沿って部品認識用カメラ３８に接近する方向にＸ１からＸ２方向に移動しながら、同時にＹ軸４１に沿ってＹ１からＹ２方向に移動し（すなわち、図２の右下から左上斜め方向に移動する）、基板３２'上に向けて移動する途中で部品認識用カメラ３８で部品４７を画像認識する。そして、部品４７の位置がズレていれば位置補正を行ってから、基板３２'上の所望の位置に到達した時点で降下し、その部品４７を地点ｂで基板３２'上に搭載する。
【００２９】
次に、吸着ノズル３７を基板３２'上から引き上げ、作業ヘッド３６は地点ｂからＹ軸４１に沿ってＹ２からＹ１方向に移動する。そして、吸着ノズル３７がテープリール式部品供給装置３４'の部品供給口４５の上方にきたら、降下してその部品４７を吸着地点ｃで吸着して引き上げる。続いて、作業ヘッド３６は、Ｘ軸４０に沿って部品認識用カメラ３８に接近する方向にＸ２からＸ１方向に移動しながら、同時にＹ軸４１に沿ってＹ１からＹ２方向に移動し（すなわち、図２の左下から右上斜め方向に移動する）、基板３２上に向けて移動する途中で部品認識用カメラ３８で部品４７を画像認識する。そして、部品４７の位置がズレていれば位置補正を行ってから、基板３２上の所望の位置に到達した時点で降下し、その部品４７を地点ｄで基板３２上に搭載する。
【００３０】
この搭載後、吸着ノズル３７を基板３２上から引き上げ、作業ヘッド３６は地点ｄからＹ軸４１に沿ってＹ２からＹ１方向に移動する。そして、吸着ノズル３７がテープリール式部品供給装置３４の部品供給口４５の上方にきたら、作業ヘッド３６はそこで待機する。すなわち、この部品供給口４５の上方が作業ヘッド３６のホームポジションとなる。
【００３１】
なお、以上の説明では、基台３９上に、基板搬送方向と略直交方向の一側方に、供給ステージ３３，３３'や作業ヘッド３６等が一対設けられた場合を例として説明したが、これに限らず、例えば図２に示したように、基板搬送方向と略直交方向の両側方に、供給ステージ３３，３３'や作業ヘッド３６等が２対設けられた場合は、各作業ヘッド３６、３６は独立して移動制御されて各基板への搭載作業を行うことができる。従って、この場合、各作業ヘッド３６、３６によって搭載される部品４７の種類は、同一の場合もあるし、また異なる場合もある。
【００３２】
以上説明した本実施の形態によれば、作業ヘッド３６の移動距離を最短として、部品４７を２枚の基板３２、３２'に効率良く搭載することができる。これにより、作業タクトを短縮化して作業効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る部品搭載装置の概略の斜視図である。
【図２】同上の平面図である。
【図３】作業ヘッドと部品認識用カメラの位置関係を示す図である。
【図４】同上のＡ方向矢視図である。
【図５】（ａ）は従来の部品搭載装置の外観斜視図、（ｂ）はその外カバーを外した状態を示す図である。
【図６】従来のカートリッジ式の部品供給装置を模式的に示す斜視図である。
【図７】従来の作業ヘッドの内部構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
３０        部品供給装置
３１      案内レール
３２      基板（第１の基板）
３２'      基板（第２の基板）
３３      供給ステージ（第１の部品供給部）
３３'      供給ステージ（第２の部品供給部）
３４      テープリール式部品供給装置
３４'      テープリール式部品供給装置
３６      作業ヘッド
３７      吸着ノズル
３８      部品認識用カメラ
４０      Ｘ軸
４１      Ｙ軸
４２      制御部
４３      電動モータ
４５      部品供給口
４７      部品
【図１】
2007005672.tif 000003
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図２】
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【図３】
2007005672.tif 000008
【図４】
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