(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一モータにより同方向に同時回転される複数のノズルシャフトにそれぞれ装着された吸着ノズルを備えた搭載ヘッドを使用し、各吸着ノズルにより電子部品を順次吸着した後、基板上に順次搭載する電子部品実装方法において、
電子部品を吸着角度が大きい順又は小さい順にソートして各電子部品の吸着順序を決定し、
決定された吸着順序が最後の電子部品の吸着角度と同一又は最も近い搭載角度から搭載角度が近い順に電子部品をソートして各電子部品の搭載順序を決定し、
前記各吸着ノズルにより、決定された吸着順序に従って、対応する電子部品を順次吸着した後、決定された搭載順序に従って、対応する電子部品を順次搭載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、電子部品実装方法、特に電子部品実装装置において吸着部品及び吸着部品を回転するモータに係る負荷を軽減する際に適用して好適な電子部品実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子部品実装装置においては、ＸＹ移動可能な搭載ヘッドにより、部品供給部から目的の電子部品を吸着保持した後、位置決め固定されているプリント基板上に搭載している。
【０００３】
このような搭載ヘッドとしては、同一のモータにより同方向に同時回転される複数のθ軸（ノズルシャフト）を備え、各θ軸に装着されている吸着ノズルによりそれぞれ電子部品を吸着し、基板上に搭載可能となるものが、例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
又、特許文献２には、図８の平面図に概要を示すような同種の搭載ヘッド３１が開示されている。この搭載ヘッド３１には、１つのθ軸モータ３２によって、図示しない吸着ノズルを装着する複数のθ軸（ここでは６本）３５が同時回転され、同一の回転角に位置決め可能になっている。
【０００５】
この図において、タイミングベルト３４Ａは図中左から１、３、５番目のプーリ３５ａを、タイミングベルト３４Ｂは図中左から２、４、６番目のプーリ３５ａを回転駆動し、これにより各吸着ノズルが装着されているθ軸３５を回転することにより、吸着されている図示しない電子部品が回転方向に位置決めされるようになっている。
【０００６】
これらタイミングベルト３４Ａ及び３４Ｂは、いずれもθ軸モータ３２に取り付けられたプーリ３３により駆動される。又、プーリ３６は、吸着ノズル３５には固着されず、タイミングベルト３４Ａ及び３４Ｂに張力を与える働きをする。
【０００７】
１つのθ軸モータ３２で複数の吸着ノズルを回転駆動する場合は、各吸着ノズルで吸着し、搭載する電子部品毎に、θ軸３５の位置決めが必要になる。
【０００８】
【特許文献１】特許３４６２６２１号公報
【特許文献２】特開２００７−１０３４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、１つのモータで複数のθ軸を回転させてそれぞれ装着されている吸着ノズルにより、電子部品を指定された吸着角度で吸着し、搭載角度で基板上に搭載する場合、吸着から搭載までの実装過程で部品の回転動作が必要以上に多くなり、部品を余分に回転させてしまうことが起こるという欠点がある。
【００１０】
例えば、部品Ａ、Ｂを以下の条件で吸着、搭載する場合を考える。吸着と搭載の間に吸着部品の認識処理があるが、ここでは省略する。
【００１１】
部品Ａ：吸着角度０°、搭載角度０°
部品Ｂ：吸着角度１８０°、搭載角度９０°
【００１２】
今、部品をＡ、Ｂの順番で吸着と搭載をすると、部品Ａは部品Ｂを吸着する時点で１８０°余分に回転し、搭載する時には０°に戻すために更に１８０°回転しなければならず、該部品Ａの搭載時点では部品Ｂより合計１８０°も余分に回転しなければならないことになる。
【００１３】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、同一のモータで同時回転される複数のノズルシャフト（θ軸）にそれぞれ装着される吸着ノズルにより順次部品を吸着し、搭載する際に、極力余分な回転動作を減らし、回転動作によって部品及びモータにかかる負荷を軽減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課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、同一モータにより同方向に同時回転される複数のノズルシャフトにそれぞれ装着された吸着ノズルを備えた搭載ヘッドを使用し、各吸着ノズルにより電子部品を順次吸着した後、基板上に順次搭載する電子部品実装方法において、電子部品を吸着角度が大きい順又は小さい順にソートして各電子部品の吸着順序を決定し、決定された吸着順序が最後の電子部品の吸着角度と同一又は最も近い搭載角度から搭載角度が近い順に電子部品をソートして各電子部品の搭載順序を決定し、前記各吸着ノズルにより、決定された吸着順序に従って、対応する電子部品を順次吸着した後、決定された搭載順序に従って、対応する電子部品を順次搭載することにより、前記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、同時回転される複数の吸着ノズルにより順次部品を吸着した後、搭載する際、吸着角度が大又は小の順番に部品を吸着し、最終吸着部品の吸着角度と同一又は最も近い搭載角度の部品から近い順に搭載できるようにしたので、途中で逆転させる等の無駄な回転を極力排除できることから、余分な回転動作を減らし、回転動作によって部品及びモータにかかる負荷を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る一実施形態の電子部品の実装方法に適用される電子部品実装装置の概要を示す平面図である。
【００１８】
この実装装置は、搭載ヘッド１がＸ軸フレーム２によりＸ方向に、左右のＹ軸フレーム３によりＸ軸フレーム２と一体でＹ方向に移動可能であり、該搭載ヘッド１にノズルシャフトを介して装着されている吸着ノズルにより部品供給部４から所定の部品を吸着し、搬送装置５により搬送され、位置決めされている基板Ｓ上に搭載できるようになっている。
【００１９】
図２は、上記搭載ヘッド１の概要を示す拡大平面図であり、２つのモータ１０がベース部分に支持部材１２により固定され、各モータ１０毎に回転されるプーリ１４によりタイミングベルト１６Ａを介して２つの回転軸（ノズルシャフト）１８が回転され、又、中央の回転軸に固定されている同軸プーリにより回転されるタイミングベルト１６Ｂを介して３つの目回転軸も同時回転されるようになっている。
【００２０】
上記２組の各３つの回転軸１８は、それぞれ１つのモータ１０により同方向に同時回転可能であり、各回転軸１８の下端部には図示しない吸着ノズルがそれぞれ装着され、それぞれ電子部品を吸着可能になっている。
【００２１】
搭載ヘッド１に備えられている同時回転可能な１組の回転軸１８を使用し、装着されている吸着ノズルにより、３種類の電子部品Ａ、Ｂ、Ｃを、それぞれ以下の吸着角度で順次吸着し、３６０°の同時回転による部品認識を行なった後、以下の搭載角度で順次搭載する場合に、各部品を正転と逆転をする際の回転量の絶対値の合計を計算する。
【００２２】
部品Ａ：吸着角度０°、搭載角度９０度
部品Ｂ：吸着角度９０°、搭載角度０度
部品Ｃ：吸着角度１８０°、搭載角度９０度
【００２３】
まずは、従来と同様に、吸着動作と搭載動作をそれぞれ電子部品Ａ、Ｂ、Ｃの順で行なう場合を考える。図３に、ヘッド１〜３で示す各吸着ノズルにより電子部品をフェーズ１から３で順次吸着し、フェーズ４で３６０°回転による全部品の同時認識を行なった後、フェーズ５〜７により順次搭載する場合を対応させて示すと、図示されている回転量になる。なお、全部品の同時認識は、各吸着ノズルに対応して搭載ヘッドに設置されているレーザセンサにより行われる。
【００２４】
各フェーズ毎に各部品の回転量をまとめると図４の表のようになり、部品Ａ〜部品Ｃの各合計が全て６３０°で全部品の総合計角度が１８９０°になる。
【００２５】
これに対して、本実施形態においては、図５のフローチャートに示すアルゴリズムに従って、部品の吸着順と搭載順を決定し、各吸着ノズルによる部品実装動作を行なう。
【００２６】
即ち、まず、ステップ１で各部品の吸着角度を取得し、ステップ２で吸着角度が同じ部品があればペアリングし、ステップ３で吸着角度が大きい順にソートする。これは吸着順が遅ければ遅いほど余分に回転しなければならないので、先に大きい角度に回転してから吸着した方が負担が少ないことが多いからである。
【００２７】
一方、これとは別にステップ４で各部品の搭載角度を取得し、ステップ５で搭載角度が同じ部品があればペアリングする。
【００２８】
次に、ステップ６では搭載角度をソートする。その際、搭載角度の先頭は、吸着角度をソートしたときの最終角度に設定し、その角度から回転量が最小になるようにソートする。最終吸着角度と先頭搭載角度が等しい場合は、吸着後は回転する必要がないからである。但し、等しくない場合は最終吸着角度に最も近い搭載角度に設定する。
【００２９】
上記フローチャートに示したアルゴリズムの「負荷軽減方法」を用いて電子部品の実装順序を最適化すると、部品の吸着順がＣ→Ｂ→Ａ、搭載順がＢ→Ａ→Ｃになり、各フェーズ毎の部品の回転角度は、図３に対応させると図６に示すようになり、これを一覧表にまとめると図７に示すようになる。これにより、それぞれの合計は、部品Ａ＝４５０°、部品Ｂ＝４５０°、部品Ｃ＝６３０°となり、総合計角度が１５３０°となる。
【００３０】
以上のように従来法による合計角度は１８９０°であるのに対し、本発明による「負荷軽減方法」を用いると１５３０°になり、回転角度を減少させることができ、結果として部品に掛かる負荷とモータに掛かる負荷を減少することができる。
【００３１】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【００３２】
（１）部品に係る負荷が減り、部品そのものの損傷を防ぐことができる。
【００３３】
（２）回転動作が減少することにより、回転方向のずれを防止できるため、部品の搭載精度が向上する。
【００３４】
（３）モータの回転数が減ることにより、モータの寿命を延ばすことができる。
【００３５】
なお、前記実施形態では、吸着角度のソートを大きい順にする場合を示したが、逆に小さい順にしてもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る一実施形態に適用される電子部品実装装置の概要を示す平面図
【図２】本実施形態に採用される搭載ヘッドの概要を示す平面図
【図３】従来の実装動作による部品の回転動作のイメージを示す説明図
【図４】従来の実装動作による部品の回転量を示す図表
【図５】本実施形態による部品の吸着と搭載の順番を決定するアルゴリズムを示すフローチャート
【図６】本実施形態の実装動作による部品の回転動作のイメージを示す説明図
【図７】本実施形態の実装動作による部品の回転量を示す図表
【図８】従来の搭載ヘッドの特徴を示す平面図
【符号の説明】
【００３７】
１…搭載ヘッド
１０…モータ
１６Ａ、１６Ｂ…タイミングベルト
１８…ノズルシャフト（θ軸）
【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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