(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能な部品供給部に搭載され、吸着位置に供給される部品をノズルにより吸着し、前記ノズルを複数搭載したロータリーヘッドの間欠回転と、前記ロータリーヘッドに回転可能に設けられ、かつその回転中心を軸心とする回転円周上に前記ノズルを設けて前記ノズルを前記軸心回りに公転させるノズルユニットの回転と、前記ノズルの中心軸周りの自転とによって、前記ノズルに吸着された部品の吸着ずれ角の補正や、テーブルにより位置決めされた基板における前記部品の装着位置に対する前記部品の搬送と回転角度の変更及び位置決めを行って実装する電子部品実装方法であって、吸着対象となる次部品を供給する前記部品供給部の移動経路に沿い、前記ノズルユニットに関して前記部品供給部の次部品搭載側に前記吸着位置を設定し、前記ノズルユニットを回転させて、前記ノズルを、設定された前記吸着位置に位置せしめることを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項２】
ノズルに吸着された部品の吸着ずれ角を画像認識により認識し、認識結果に基き、前記ノズルを自転させて吸着ずれ角を補正する請求項１記載の電子部品実装方法。
【請求項３】
テーブルは移動可能であり、ノズルにて部品を基板に実装する際に、前記テーブルを移動させて基板の実装位置と前記ノズルとを位置決めし、前記基板に部品を実装する請求項１又は２記載の電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子部品を基板上に装着する電子部品実装機による電子部品実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の技術について、図面を参照しながら説明する。
【０００３】
図７は、従来の技術を説明する図である。すなわち、図７は従来の電子部品実装機の概念を示す平面図である。１０本の吸装着ノズル８を持つロータリヘッド９は、ステーション１（ＳＴ１）からステーション１０（ＳＴ１０）までを各吸装着ノズル８が一時停止するように図中の矢印方向に間欠回転を行う。
【０００４】
まず複数種の電子部品を搭載した部品供給部１０はモータ１１により位置決めされ、次吸着部品をステーション５（ＳＴ５）の吸着ステーション下に位置決めする。ステーション５（ＳＴ５）では吸装着ノズルで電子部品を吸着する。次に電子部品を吸着した吸装着ノズルをステーション６（ＳＴ６）で実装プログラムで予め設定された基板への装着角度に回転させる。その後、ステーション７（ＳＴ７）の認識ステーションにて吸着している電子部品の吸着時の姿勢を検出し、ステーション９（ＳＴ９）の補正回転ステーションにて吸着時の補正回転を行う。最後にステーション１０（ＳＴ１０）でＸ軸モータ１２，Ｙ軸モータ１３で位置決めされるＸＹテーブル１４上に固定された基板１５を実装プログラムで予め設定された装着位置へ位置決めし、電子部品を装着するものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、電子部品を吸着する位置および装着する位置がそれぞれ吸着ステーション，装着ステーションで固定的な各１点しかなく、さらには、部品供給部の位置決め速度、ＸＹテーブルの位置決め速度はそれぞれ騒音の発生、装着後の電子部品の位置ずれ等からおのずと限界があり、このことはロータリーヘッドの回転速度を速くして部品装着速度を向上させても部品供給部の位置決め待ち、ＸＹテーブルの位置決め待ちという形でロス時間となり結局は生産性があまり向上しないという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するため、ロータリーヘッドの回転速度を変えることなく、部品供給部とＸＹテーブルのロータリーヘッドに待ち時間を発生させる限界移動距離を拡大することにより、著しく生産性を向上させることを可能にした電子部品実装機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を実現するため、本発明は、移動可能な部品供給部に搭載され、吸着位置に供給される部品をノズルにより吸着し、前記ノズルを複数搭載したロータリーヘッドの間欠回転と、前記ロータリーヘッドに回転可能に設けられ、かつその回転中心を軸心とする回転円周上に前記ノズルを設けて前記ノズルを前記軸心回りに公転させるノズルユニットの回転と、前記ノズルの中心軸周りの自転とによって、前記ノズルに吸着された部品の吸着ずれ角の補正や、テーブルにより位置決めされた基板における前記部品の装着位置に対する前記部品の搬送と回転角度の変更及び位置決めを行って実装する電子部品実装方法であって、吸着対象となる次部品を供給する前記部品供給部の移動経路に沿い、前記ノズルユニットに関して前記部品供給部の次部品搭載側に前記吸着位置を設定し、前記ノズルユニットを回転させて、前記ノズルを、設定された前記吸着位置に位置せしめるものである。
【０００８】
また、上記構成において、ノズルに吸着された部品の吸着ずれ角を画像認識 により認識し、認識結果に基き、前記ノズルを自転させて吸着ずれ角を補正 するものである。
【０００９】
また、上記構成において、テーブルは移動可能であり、ノズルにて部品を基板に実装する際に、前記テーブルを移動させて基板の実装位置と前記ノズルとを位置決めし、前記基板に部品を実装するものである。
【００１０】
【作用】
以上、本発明によれば、ロータリーヘッドの回転速度を変えることなく、部品供給部とＸＹテーブルのロータリーヘッドに待ち時間を発生させる限界移動距離を拡大することにより、著しく生産性を向上させることを可能にすることができる。
【００１１】
すなわち、ロータリーヘッドの間欠回転と、ノズルユニットの回転によるノズルの公転と、ノズルの中心軸周りの自転とによって、ノズルに吸着された部品の吸着ずれ角の補正や、基板の部品装着位置に対する部品の搬送と部品姿勢変更のための回転角度の変更及び位置決めを行って吸着部品の実装を行うに際し、部品供給部の移動により装着対象次部品を供給する位置、即ちノズルによる次部品の吸着位置を、ノズルユニットに関して部品供給部における次部品搭載側、即ち部品供給部が次部品を供給するために移動接近する方向に対向する側に設定し、ノズルユニットを回転させて、ノズルを、前記設定された吸着位置に位置せしめることにより生産性の向上が行なえるとともに、部品供給部の移動量が少ないほうの位置を吸着位置と設定することにより実装タクトの短縮を図ることが可能となる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図１〜図６に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例を説明する電子部品実装機の平面図である。図１において一連の電子部品の吸装着動作について説明する。
【００１３】
所定の定められた間隔にて配置されている部品供給部１を予め算出してあるステーション６（ＳＴ６）のノズルユニット２の回転角度を考慮したノズル３の吸着位置に位置決めする。次にステーション６（ＳＴ６）で目的の電子部品を吸着する。電子部品を吸着したノズルユニット２をステーション７（ＳＴ７）でノズル３が所定の角度となるようノズルユニットを回転させる。ステーション８（ＳＴ８）で予め算出してある吸着姿勢を認識する際の回転角度にノズル３を回転させる。ステーション９（ＳＴ９）ではノズル３に吸着されている電子部品の吸着時の回転姿勢を画像認識により認識する。ステーション１０（ＳＴ１０）で前記認識結果と予め算出してあるステーション１２（ＳＴ１２）における電子部品装着時のノズルユニット２の回転角度を考慮し、ノズル３を回転させる。ステーション１１（ＳＴ１１）では予め算出してあるステーション１２（ＳＴ１２）の装着時のノズルユニット２の回転角度にノズルユニット２を回転させる。ステーション１２（ＳＴ１２）では予め算出されている装着位置に位置決めされたＸＹテーブル上の基板４に電子部品を装着する。
【００１４】
ステーション１（ＳＴ１）では認識不良部品等の廃棄動作および任意の角度に回転しているノズルユニット２を所定の角度に戻す回転をさせる。ステーション２（ＳＴ２）ではこれも任意の角度に回転しているノズル３を所定の角度に戻す回転をさせる。ステーション４（ＳＴ４）では次に吸着する電子部品に対し、予め算出してあるステーション６（ＳＴ６）の吸着時のノズルユニット２の回転角度を考慮し、ノズル３を回転させる。
【００１５】
ステーション５（ＳＴ５）ではステーション６（ＳＴ６）のノズルユニット２を予め算出してあるノズルユニット２の回転角度に回転させる。以上の動作を１２組みのノズルユニット２とノズル３によりロータリーヘッドの間欠回転に同期させ各ステーション動作をロータリーヘッドが停止している間に高速で平行処理を行い、連続に電子部品の吸装着動作を繰り返していく。
【００１６】
図２は前記電子部品実装機における吸着動作時の各ステーションの制御方法を説明する要部拡大平面図であり、図３は具体的な制御方法を説明するフローチャートである。
【００１７】
図２（ａ）において、ステーション４（ＳＴ４）ではノズルユニット２はロータリーヘッド６の回転中心とノズルユニット２の回転中心を結ぶ直線上で、かつロータリーヘッド６の回転中心から遠ざかる位置にノズル３が位置するよう位置決めされている。また、ノズル３はノズルユニット２の回転円周の接線方向に位置決めされている。ステーション６（ＳＴ６）では図２（ｂ）に示す通り、部品供給部の位置決めにより吸着位置における電子部品のＹ方向中心座標にあわせてＡ，Ｂの２つの吸着位置を選択することが可能である。ステーション４（ＳＴ４）では、選択された吸着位置にあわせてステーション６（ＳＴ６）での吸着動作時にノズル３が０度で電子部品を吸着するようにノズル３を回転させる。また、ステーション５（ＳＴ５）では、前記選択された吸着位置にあわせてノズルユニット２を回転させ、ノズル３を回転移動させる。以上のステーション４（ＳＴ４）、ステーション５（ＳＴ５）の各回転動作によりステーション６（ＳＴ６）での吸着動作の際、ノズル２は電子部品５の中心位置を吸着することが可能となる。
【００１８】
次に図３のフローチャートにより、電子部品吸着時における上記各回転動作の決定および部品供給部の位置決め制御方法を説明する。ステーション４（ＳＴ４），ステーション５（ＳＴ５）の回転動作はステーション４（ＳＴ４）にノズルが移動してきた時に決定される。吸着する電子部品の予め設定されているプログラムによる吸着手順を図３のフローチャートに示すアルゴリズムにて部品供給部の動作を決定することにより各回転動作を導く。本実施例によれば吸着位置の基本位置は、図２（ｂ）Ａであり部品供給部の移動が発生する際に吸着位置を図２（ｂ）Ｂに変更し、部品供給部の移動量を半分に削減している。また、ロータリーヘッドの間欠回転における回転に要する時間での部品供給部の移動可能距離は、部品供給部の電子部品配置間隔の半分であることから、隣接する電子部品の供給部移動は図３に示す吸着位置がＢの場合において、ロータリーヘッドの回転を減速する必要がなく行うことができる。
【００１９】
次に装着動作時の各ステーションの制御方法を説明する。図４は装着動作時の各ステーションの制御方法を説明する要部拡大平面図であり、図５は具体的な制御方法を説明するフローチャートである。
【００２０】
図４においてステーション６（ＳＴ６）で電子部品５を吸着し、ステーション７（ＳＴ７）ではノズルユニット２はロータリーヘッド６の回転中心とノズルユニット２の回転中心を結ぶ直線上で、かつロータリーヘッド６の回転中心から遠ざかる位置にノズル３が位置するよう位置決めする。ステーション８（ＳＴ８）ではステーション７（ＳＴ７）でのノズルユニット２の回転による補正角度と予め設定されているプログラムにおける基板上への装着角度を考慮し、ノズル３を回転させる。次にステーション９（ＳＴ９）では、ノズルに吸着された部品の吸着姿勢を部品認識カメラ７にて認識する。ステーション１０（ＳＴ１０）では、予め設定されてある部品装着座標より求まる装着位置に対応したノズルユニット２の回転角と、部品認識で得られた部品吸着ずれ角を考慮し、ノズル３を回転させる。ステーション１１（ＳＴ１１）では、前記予め設定されてある部品装着座標より求まる装着位置に対応したノズルユニット２回転角に合わせるようノズルユニット２を回転させ、ノズル３を回転移動させる。最後に、ステーション１２（ＳＴ１２）で部品を装着する。この時、ＸＹテーブルは予めプログラムで設定されている座標，ノズルユニット２の回転角，ノズル３回転角、および部品認識姿勢を考慮し、装着部品がＸＹテーブル上の装着座標に正しく装着できるように位置決めする。
【００２１】
図５のフローチャートにより電子部品装着時における上記各回転動作の制御方法を示す。
【００２２】
また、ステーション１１（ＳＴ１１）におけるノズルユニット２回転角の算出方法について図６で説明する。
【００２３】
まず、Ｎブロック目の部品装着座標（Ｘ１，Ｙ１）とノズルユニット回転角θ１より、Ｎブロック部品装着時のノズルユニット回転中心座標（Ｘｕ１，Ｙｕ１）を（数１），（数２）より求める。
【００２４】
【数１】
0003821493.tif 000002
【００２５】
【数２】
0003821493.tif 000003
【００２６】
次にＮ＋１ブロック目の装着座標（Ｘ２，Ｙ２）と前記（Ｘｕ１，Ｙｕ１）より、θ３を（数３）より算出する。
【００２７】
【数３】
0003821493.tif 000004
【００２８】
さらに、（数４）によりＮ＋１部品装着時のノズルユニット回転角θ２を求める。
【００２９】
【数４】
0003821493.tif 000005
【００３０】
ここで求めたθ２がステーション１１（ＳＴ１１）で回転させるノズルユニット回転角である。
【００３１】
また、Ｎ＋１ブロック装着時のノズルユニット回転中心座標（Ｘｕ２，Ｙｕ２）は（数５），（数６）で求まる。
【００３２】
【数５】
0003821493.tif 000006
【００３３】
【数６】
0003821493.tif 000007
【００３４】
この時、ＸＹテーブルの移動は、Ｎブロック部品装着時の座標から（数７），（数８）で求まる（ΔＸ，ΔＹ）量だけ、相対移動すればよい。
【００３５】
【数７】
0003821493.tif 000008
【００３６】
【数８】
0003821493.tif 000009
【００３７】
ただし、上記計算において（Ｘ２，Ｙ２）には、部品認識時の部品位置ずれ（Ｘ，Ｙ）が考慮された座標である。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明のように本発明によれば、部品供給部の移動により装着対象次部品を供給する位置、即ちノズルによる次部品の吸着位置を、ノズルユニットに関して部品供給部の次部品搭載側、即ちノズルユニットに関して、部品供給部が次部品を供給するために移動接近する方向に対向する側に設定し、前記ノズルユニットを回転させて、前記ノズルを、前記設定された吸着位置に位置せしめることにより生産性の向上が行なえるとともに、部品供給部の移動量が少ないほうの位置を吸着位置と設定することにより実装タクトの短縮を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例における電子部品実装機の各ステーションを示した説明図
【図２】  （ａ）部品吸着ステーション近傍のステーションでのノズルとノズルユニットの配置を示した説明図（ｂ）部品吸着ステーションでのノズルとノズルユニットの配置を示した説明図
【図３】  本発明の一実施例における電子部品実装方法の部品位置決め方法のフローチャート
【図４】  部品吸着ステーションから部品実装ステーション迄の各ステーションにおけるノズルとノズルユニットの配置を示した説明図
【図５】  部品実装方法のフローチャート
【図６】  部品実装前のノズルユニット回転角の算出方法の説明図
【図７】  従来の電子部品実装機の各ステーションを示した説明図
【符号の説明】
１，１０  部品供給部
２    ノズルユニット
３，８  ノズル
４，１４  ＸＹテーブル
５    電子部品
６，９  ロータリーヘッド
７    部品認識カメラ
１１  部品供給部モータ
１２  Ｘ軸モータ
１３  Ｙ軸モータ
１５  基板
【図１】
0003821493.tif 000010
【図２】
0003821493.tif 000011
【図３】
0003821493.tif 000012
【図４】
0003821493.tif 000013
【図５】
0003821493.tif 000014
【図６】
0003821493.tif 000015
【図７】
0003821493.tif 000016