(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に実装する部品を認識する部品認識方法であって、
部品装着ヘッドに円状に配置し搭載した複数の吸着ノズルで吸着したそれぞれの部品を、前記部品装着ヘッドの前記円の中心回りに複数の吸着ノズルを回転させ、前記部品装着ヘッドの前記円の中心に設けた認識装置により側方から認識する部品認識方法。
【請求項２】
認識した結果により部品吸着エラーを検出する請求項１に記載の部品認識方法。
【請求項３】
供給された部品を認識し、その認識した部品を回路基板に実装する部品実装方法であって、
部品を供給する部品供給部へＸＹロボットにより部品装着ヘッドを移動させ、前記部品装着ヘッドに円状に配置し搭載した複数の吸着ノズルで部品を吸着し、前記吸着したそれぞれの部品を、前記部品装着ヘッドの前記円の中心回りに複数の吸着ノズルを回転させ、前記部品装着ヘッドの前記円の中心に設けた認識装置により側方から認識し、前記装着ヘッドをＸＹロボットにより回路基板まで移動させ、前記認識した部品を回路基板に実装する部品実装方法。
【請求項４】
認識した結果により部品吸着エラーを検出し、部品吸着エラーが検知された吸着ノズルがある場合は、再度、前記部品吸着エラーが検知された吸着ノズルで部品を吸着して、全て吸着ノズルで部品を吸着させた状態でＸＹロボットにより回路基板まで部品装着ヘッドを移動させて、部品を回路基板に実装する請求項３に記載の部品実装方法。
【請求項５】
部品を供給する部品供給部と、前記供給された部品を吸着し回路基板に実装する部品装着ヘッドと、前記部品装着ヘッドを移動させるＸＹロボットとを備えた部品実装装置であって、
前記部品装着ヘッドに、部品を吸着する複数の吸着ノズルを円状に配置させて搭載し、
前記部品装着ヘッドの前記円の中心に、前記複数の吸着ノズルにより吸着された部品を側方から認識する認識装置を搭載した部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板に実装する部品を認識する部品認識方法、および、その部品認識方法を用いて認識した部品を回路基板に実装する部品実装方法、部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の部品実装装置の構成について、図９を参照しながら説明する。図９において、３は、部品供給部で、部品を供給する部品供給装置１２を並列に複数配置している。部品供給装置１２は、部品を一定間隔で収納したテープをリール状にして搭載し、部品を供給する。６は、回路基板で、部品供給装置１２によって供給される部品を装着ヘッド１３によって部品を吸着し、この基板上に実装する。４は、部品認識カメラで、装着ヘッド１３が一定速度でカメラ上を横切ることにより吸着時の部品ズレを認識する。１３は、装着ヘッドで、部品を吸着するノズル１４を備え、部品供給部６において、部品を吸着し、回路基板６の所定位置にその吸着した部品を実装する。５は、ＸＹロボットで、装着ヘッド１３を移動自在に搭載し、装着ヘッド１３を部品供給部３、部品認識カメラ４、回路基板６上に移動させる。
【０００３】
上記で説明した従来の装着ヘッド１３の詳細な構成を、図７を参照しながら説明する。図７に示すように、装着ヘッド１３には、ノズル１４が直線状に等間隔で複数本並べて搭載されている。
【０００４】
次に、以上の構成を有する従来の部品実装装置において、部品を回路基板６に実装する動作について、図８のフローチャートを参照しながら説明する。図８において、ステップ１にて、ＸＹロボット５は、装着ヘッド１３を部品供給部３の所望の部品供給装置１２の部品供給位置に移動させ、装着ヘッド１３は、部品供給装置１２が供給する部品をノズル１４で吸着する。複数のノズルで部品を吸着し、ステップ２にて、部品供給装置１２が供給する部品をノズル１４で吸着した状態の装着ヘッド１３を、ＸＹロボット５で、部品認識カメラ４の上を通過させる。そして複数本のノズルで吸着された部品の吸着ズレを一括して認識する。ステップ３にて、ステップ２の認識結果に基づき、複数本のノズル１４で吸着された部品の吸着エラーチェックを行う。吸着エラーなしの場合は、ステップ４にて、その装着ヘッド１３の複数本のノズルすべてで吸着された部品を回路基板６に実装する。また複数のノズルの内の１つでも部品を吸着することができず、吸着エラーが起こった場合、ステップ５にて、その装着ヘッド１３の複数本のノズルで吸着に成功した部品だけを回路基板６に実装する。ステップ６にて、ＸＹロボット５は、装着ヘッド１３を上記の吸着エラーを起こした部品の供給されている部品供給部３の部品供給装置１２の部品供給位置に移動させ、装着ヘッド１３は、部品供給装置１２が供給する吸着エラーを起こした部品のみをノズル１４で吸着する。ステップ７にて、部品供給装置１２が供給する吸着エラーを起こした部品のみをノズル１４で吸着した状態の装着ヘッド１３を、ＸＹロボット５で、部品認識カメラ４の上を通過させる。そして複数本のノズルで吸着エラーを起こした部品のみの吸着ズレを認識する。ステップ８にて、その装着ヘッド１３の複数本のノズルで吸着エラーを起こした部品のみを回路基板６に実装する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の部品実装装置のように装着ヘッドが認識カメラを搭載しないタイプでは、部品認識カメラ４で部品認識した時点で部品吸着エラーを検知するため、すでに吸着している部品を実装した後に、その吸着エラーを起こした部品のみを再度吸着して、認識カメラで認識し実装する。このように部品を吸着する時点で部品がきちんと吸着できたかどうかを検知する装置がないので、吸着エラーを起こした場合は、その部品のみを再度吸着し、認識カメラまで移動して認識し、実装することにより大きなタクトロスを生むという問題点を有していた。具体的に、上記で説明した図８に示すフローチャートにおいては、装着のフォローを行うＳｔｅｐ６の吸着ミスした部品のみを吸着、Ｓｔｅｐ７の吸着ミスした部品のみを認識、Ｓｔｅｐ８の吸着ミスした部品のみを装着、のステップがロスとなっている。装着ヘッドに複数のノズルを搭載しても、吸着エラーが発生する度に、装着ヘッドが部品供給部と回路基板との間を移動する回数が増えるので、その移動回数を減らすという、装着ヘッドに複数のノズルを搭載した本来の目的を達成することができない。
【０００６】
また部品を吸着した直後に吸着状況の検出をするものもあったが、図７のようにヘッド１３に直線状にノズル１４が搭載されており、すべてのノズルが吸着した部品を認識できる部品認識装置の設置位置が存在せず、また直線状にノズルが配置されているためにすべてのノズルから等しい距離にある認識カメラの位置が存在しないので、ノズル１本ずつに認識装置を搭載した構成であった。その場合は、ヘッドの重量が大きくなるためヘッドのスピードが遅くなる可能性がある。または認識装置を一つ搭載する場合は、認識装置が、各ノズルが吸着した部品を認識するためにノズルの並びに沿って移動しなければならなかったが、その場合は認識カメラが動くために、カメラの停止精度に問題が生じており、正確な認識ができず、基板に実装するときに不良が出る原因となり、またカメラを動かすために、ノズル本数をあまり多くできない。このために、装着ヘッドに搭載できるトータルノズル本数が少なくなる。これにより、同時吸着したい部品の数より、装着ヘッドに搭載したノズルの数が少ない場合が起こる可能性が高くなり、その場合には、吸着、認識、実装の工程を１度にできなくて、複数回に分けて行う必要があるので、工程数が増加し、これもまた生産性が悪くなる。
【０００７】
本発明は上記の問題点を解決し、機械動作の効率性向上とタクトロスの削減による生産性向上を実現することのできる部品認識方法、部品実装方法および部品実装装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の部品認識方法は、
部品装着ヘッドに円状に配置し搭載した複数の吸着ノズルで吸着したそれぞれの部品を、前記部品装着ヘッドの前記円の中心回りに複数の吸着ノズルを回転させ、前記部品装着ヘッドの前記円の中心に設けた認識装置により側方から認識するものである。
【０００９】
これにより、機械動作の効率性向上とタクトロスの削減による生産性向上を実現することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の部品実装装置の部品認識を行う部品認識方法は、部品装着ヘッドに円状に配置し搭載した複数の吸着ノズルで吸着したそれぞれの部品を、前記部品装着ヘッドの前記円の中心回りに複数の吸着ノズルを回転させ、前記部品装着ヘッドの前記円の中心に設けた認識装置により側方から認識することを特徴とする。
【００１１】
このようにすると、機械動作の効率性向上とタクトロスの削減による生産性向上を実現することができるという作用を有する。
【００１２】
以下、本発明の部品実装装置の部品認識を行う部品認識方法、部品実装方法の実施の形態について説明する。
【００１３】
なお、従来と同一機能のものには同一符号を示す。
【００１４】
本実施の形態の部品実装装置の全体の構成を、図１に示す。装着ヘッド１以外の構成は、図９に示す従来の部品実装装置の全体構成と同様なので、ここでの説明は省略する。従来と異なるのは、図２に示す装着ヘッドで、その構成を以下に説明する。
【００１５】
本発明の部品実装装置は図１に示す複数のヘッド１に図１に示す複数のノズルユニット２を搭載しており、ノズルユニットには図３に示す複数のノズル７を搭載している。ここで複数のノズルユニット、複数のノズルを搭載する目的は、一枚の基板を生産するに当たり、部品を吸着してその装着ヘッドを基板まで運び部品を実装するという１工程の回数をできるだけ少なくするためである。ノズルユニット、ノズルが多ければ、基板を生産する際に一番のタクトロスとなる上記の１工程をそれだけ少なくすることが可能である。また従来のヘッド構成ではノズルが一直線状に配置されていたが、本発明では、ノズルユニットに円周上にノズルを配置し、そのノズルユニットを複数個、装着ヘッドに搭載しているので装着ヘッドで１度に吸着できる部品の数を大幅に増加させることができ、結果的に装着ヘッドが部品供給部から回路基板への移動回数を大幅に削減することができる。
【００１６】
また図１に示す複数のノズルユニット２の円の中心に図４に示す部品認識装置８を搭載している。またノズルユニット部の詳細について図２から図４を用いて説明する。図２はヘッド部の概要図を示しており、１はノズルユニットを搭載するベースとなる装着ヘッドを表している。また２はノズルを搭載するベースとなるノズルユニットを表してしる。図３はノズルユニットを横から見た図であり、７はノズル、８は部品認識装置を表している。図４はノズルユニットを下から見た図を示している。従来のものとは違い、ノズルが円周上に搭載されているのが特徴である。このため、円の中心は各ノズルに対して等距離にある。ここでノズルユニットの中心に設置してあるのが部品認識装置８である。図５はその部品認識装置８を破線１６で切断した断面図を示しており、部品認識装置８の詳細な構成を示す。
【００１７】
まずＬ字型鏡筒１５の中の角の部分に反射鏡１０を設置し、上部にセンサー９を設置する。こうすることにより、センサー９を直接ノズル先端の近傍に設置するよりもコンパクトに設置ができる。また、部品認識装置８をノズルユニットの中心に置くことによって、部品認識の際のセンサー９による光路がすべて等しくなるためノズルユニット一つに対して部品認識装置一つで認識可能となる。
【００１８】
なお、部品認識装置８の位置は、各ノズルを配置した円の中心に限定するものではない。回転する各部品に対して側方から光路が等しくなるのであれば、どのような位置でも構わない。例えば、上記円の直径上の任意の位置から回転する部品を円の内側から認識するものでも、上記直径の延長線上の円の外側の位置から回転する部品を円の外側から認識するものでも構わない。
【００１９】
ここで、部品認識カメラ４は吸着時の部品ズレを認識するものである。そして図１に示す装着ヘッド２に搭載される、図５に示す部品認識装置８は主に部品吸着エラーの検出用である。この部品認識装置８により、ノズルで部品を吸着できたかどうか、つまり部品吸着エラーをチェックする。部品吸着チェックの動作は、ノズルが部品を吸着し、認識装置の認識ポイントで停止し認識する。認識が完了したらノズルユニットが回転してまた同様に次のノズルが部品を吸着し認識するという動作を行う。ここで、回転するのは回りのノズルであり、認識装置は回転せずに固定である。そして部品認識終了後、図１に示す生産基板６に実装する。
【００２０】
次に、この部品実装装置の部品認識を行う部品認識方法について、図６の動作の流れを表すフローチャートを参照しながら部品装着機の動作に基づいて説明する。まず図６のＳｔｅｐ１において、ＸＹロボット５は、装着ヘッド１を部品供給部１２へ移動させ、装着ヘッド１のノズルユニット２に備えた複数のノズル７の中の１つのノズル７で部品供給部１２から部品を１つ吸着する。Ｓｔｅｐ２において、図３に示す部品認識装置８で、吸着した一つの部品のみを吸着エラーチェックする。Ｓｔｅｐ３において、吸着エラーの有無判別により、吸着エラーが起こらなかった場合はＳｔｅｐ４において、Ｓｔｅｐ２でのノズルはすでに部品を吸着成功しているので、ノズルユニット２を回転させることにより、未吸着ノズルを選択する。次にＳｔｅｐ５、Ｓｔｅｐ６、Ｓｔｅｐ７、Ｓｔｅｐ８において、上記のＳｔｅｐ１、Ｓｔｅｐ２、Ｓｔｅｐ３、Ｓｔｅｐ４と同様に繰り返していき、すべてのノズルで部品を吸着する。これを複数のノズルユニットにおいても繰り返す。またＳｔｅｐ３の吸着エラーの有無判別において、吸着エラーが起こった場合はＳｔｅｐ１２において、その吸着エラーを起こしたノズルを記憶しておき、その部品未吸着のまま、上記のＳｔｅｐ１、Ｓｔｅｐ２、Ｓｔｅｐ３、Ｓｔｅｐ４を繰り返す。そしてＳｔｅｐ９において、その吸着エラーを起こしたノズルをノズルユニット２を回転させることにより選択して、吸着エラーを起こした部品を再吸着する。この時点で装着ヘッド１に搭載された複数のノズルユニット２に搭載された複数のノズル７のすべてに部品を吸着することができる。Ｓｔｅｐ１０において、図１に示すＸＹロボット５でそのヘッドを移動し、図１に示す部品認識カメラ４で吸着したすべての部品の吸着ズレを認識する。Ｓｔｅｐ１１において、図１に示す複数のノズルユニット２を回転して図３に示す複数のノズル７によって吸着された部品を図１に示す生産基板６に実装する。
【００２１】
上記のように本実施の形態により、図６のフローチャートに示すように、ノズルユニット上での部品吸着チェックが可能となれば、基板の生産上、タクトのロスとなる部品供給部と基板までの往復が従来の部品実装装置に比べて少なくなる。それを図８のフローチャートにおいて説明する。図８において、吸着エラーを起こした場合の装着のフォローを行うＳｔｅｐ６の吸着ミスした部品のみを吸着、Ｓｔｅｐ７の吸着ミスした部品のみを認識、Ｓｔｅｐ８の吸着ミスした部品のみを装着、という３つのＳｔｅｐの大きなタクトロスを削減することが可能となる。またヘッドに認識装置をノズル本数分搭載したものでは基本的な動作は図６のフローチャートと同様の動きをするが、本発明ではヘッドに認識装置をノズル本数分搭載したものよりもヘッドが軽くできるため、ＸＹロボットにより装着ヘッドを動かす場合に本発明の方が動かせる速度が早くなり、より生産性が良くなる。また認識装置が動くものとでは本発明によるものの方がノズル本数を多くできるために、一枚の基板を生産する際に図６のフローチャートに示す工程が認識装置が動くものに比べ少なくなるため、これもまた生産性が良くなる。
【００２２】
なお、以上の説明ではセンサー９は部品認識カメラ４の機能を持つものを使用してもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明の部品実装装置のヘッド部分における部品認識方法によれば、その円状に搭載された吸着ノズルで吸着した部品を、円の中心にセンサーを搭載することにより、機械動作の効率性向上とタクトロスの削減による生産性向上を実現することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】部品実装装置の概略構成図
【図２】部品実装装置のヘッド部を示す図
【図３】部品実装装置のヘッド部のノズルユニットの正面図
【図４】部品実装装置のヘッド部のノズルユニットの底面図
【図５】部品認識装置の断面図
【図６】本発明でのフローチャート
【図７】従来の部品実装装置のヘッド部を示す図
【図８】従来の基本動作フローチャート
【図９】従来の部品実装装置の概略構成図
【図１０】吸着エラーの起こった場合の認識図
【符号の説明】
１    装着ヘッド
２    ノズルユニット
３    部品供給部
４    部品認識カメラ
５    ＸＹロボット
６    生産基板
７    ノズル
８    部品認識装置
９    センサー
１０  反射鏡
１１  部品
１２  部品供給装置
１３  従来の装着ヘッド
１４  従来の装着ヘッドに搭載されたノズル
１５  Ｌ字型鏡筒
１６  切断面ライン
【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】
0004003461.tif 000008
【図８】
0004003461.tif 000009
【図９】
0004003461.tif 000010
【図１０】
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