(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給装置が供給する電子部品を装着ヘッドで取出して部品認識装置で装着ヘッドに対する位置認識を行なった後、該位置認識結果に基づいて電子部品をプリント基板上の所望の位置に装着する電子部品自動装着装置において、
装着ヘッドが部品供給装置に対してモータの駆動により相対的に移動することが可能な移動許容範囲を記憶する移動範囲記憶手段と、前記部品認識装置による部品の位置認識結果に基づき、装着ヘッドが部品供給装置から電子部品を取出す部品取出し位置を算出すると共に、算出した取出し位置が前記移動範囲記憶手段に記憶された移動許容範囲外になる場合には算出した取出し位置に最も近い移動許容範囲内の位置で前記装着ヘッドが電子部品の取出しを行なうよう前記モータを制御する制御手段とを有することを特徴とする電子部品自動装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品供給装置が供給する電子部品を装着ヘッドで取出して部品認識装置で装着ヘッドに対する位置認識を行なった後、該位置認識結果に基づいて電子部品をプリント基板上の所望の位置に装着する電子部品自動装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種電子部品自動装着装置として、実開平５−３３６００号公報に記載されたものが知られている。この従来技術によれば、取出し装着ヘッドで取出した電子部品の装着ヘッドに対する位置ずれが部品認識装置により認識され、その認識結果はその電子部品の装着時に位置ずれの補正を行なうのに使うと共に、その認識結果に基づき電子部品を取出す時に、部品供給装置が供給する電子部品の中央位置を吸着できるように取出し位置を制御するためにも使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術では、中央位置を吸着しようとするため補正して取出し装着ヘッドが部品供給装置に対して移動する位置がその移動機構の移動可能範囲を越えてしまっていることがある。例えば、部品供給装置の配設位置が間違っていたり、部品供給装置の一つの形態であるテープフィーダのテープの送りの位置がずれていたり、部品取出し位置として入力したデータが間違っていた場合等が考えられるのであるが、このような場合は装置の運転を停止しなければならなかった。
【０００４】
そこで本発明は、部品認識結果に基づき算出された装着ヘッドが部品を取出すべき位置が移動許容範囲外となってもなるべく運転を継続することができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため本発明では、部品供給装置が供給する電子部品を装着ヘッドで取出して部品認識装置で装着ヘッドに対する位置認識を行なった後、該位置認識結果に基づいて電子部品をプリント基板上の所望の位置に装着する電子部品自動装着装置において、装着ヘッドが部品供給装置に対してモータの駆動により相対的に移動することが可能な移動許容範囲を記憶する移動範囲記憶手段と、前記部品認識装置による部品の位置認識結果に基づき、装着ヘッドが部品供給装置から電子部品を取出す部品取出し位置を算出すると共に、算出した取出し位置が前記移動範囲記憶手段に記憶された移動許容範囲外になる場合には算出した取出し位置に最も近い移動許容範囲内の位置で前記装着ヘッドが電子部品の取出しを行なうよう前記モータを制御する制御手段とを有するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図に基づき詳述する。
【０００９】
図２において、電子部品自動装着装置１の基台２上にはＡビーム３およびＢビーム４のＹ方向への移動を案内する一対のレール５が配設されている。Ａビーム３およびＢビーム４はＸ方向に長くこの長手方向に沿って装着ヘッド７、８が夫々移動可能に配設されている。従って、装着ヘッド７、８はＸＹ方向に移動可能になされている。Ａ側Ｙ軸モータ１０により回動されるボールネジ軸１１がＡビーム３に固定された図示しないナットに螺合しており、Ａビーム３は該ボールネジ軸１１の回動によりレール５に沿って移動可能である。また、Ｂビーム４は同様な構造のボールネジ軸１２がＢ側Ｙ軸モータ１４に回動されることによりレール５に沿って移動する。基台２の図２における上方および下方の位置には夫々部品供給部が形成され、部品供給部では種々のチップ状電子部品１５（図５参照）を供給する部品供給装置１６がＸ方向に向かって並設されている。装着ヘッド７は部品供給装置１６から真空吸着により取出した電子部品１５をプリント基板１８の所望の位置に搬送して装着するものである。
【００１０】
プリント基板１８は、基台２上に設置された搬送コンベア２０により搬送され所定の位置で図示しない固定機構により位置決め固定される。
【００１１】
部品供給装置１６から取出された電子部品１５は部品認識カメラ２１によりその装着ヘッド８に対する位置ずれが認識される。この位置ずれは図５に示すようにチップ状電子部品１５の装着ヘッド７、８で吸着すべき部品中心と実際の吸着位置とのずれである。
【００１２】
次に、図３に基づき電子部品自動装着装置１の制御ブロックについて説明する。
【００１３】
２３はＣＰＵであり、ＲＡＭ２４に記憶されたデータに基づき、ＲＯＭ２５に記憶されたプログラムに従って電子部品自動装着装置の部品装着に係る動作を統括制御する。ＣＰＵ２３にはインターフェース２６が接続され、Ａ側Ｘ軸ドライバ２８を介してＡ側Ｘ軸モータ２９が、Ａ側Ｙ軸ドライバ３０を介してＡ側Ｙ軸モータ１０が、Ｂ側Ｘ軸ドライバ３１を介してＢ側Ｘ軸モータ３２が、Ｂ側Ｙ軸ドライバ３３を介してＢ側Ｙ軸モータ１４が接続されている。また、インターフェース２６には前記部品認識カメラ２１等が接続されている。また、ＲＯＭ２５に記憶されるプログラムには図１に示す部品吸着ＸＹ移動についてのフローチャートの動作に関するプログラムが含まれる。また、モニタ３５もインターフェース２６に接続される。
【００１４】
前記ＲＡＭ２４には前記部品供給装置１６毎に正常フラグメモリ及びフィーダオフセットメモリが設けられており、またソフトリミット記憶メモリも設けられている。即ち、移動範囲記憶手段として後述するソフトリミットが記憶される。
【００１５】
前記正常フラグメモリには当該部品供給装置１６が正常に電子部品１５を取出すことができたことがあるかどうかを示すものである。また、前記フィーダオフセットメモリには部品１５の取出しのため装着ヘッド７、８が部品供給装置１６毎の基準の取出し位置に対して補正すべき補正距離の値をＸＹ方向の夫々について変更可能に記憶するメモリである。この基準の取出し位置もＲＡＭ２４に部品供給装置１６毎に記憶されている。また、ソフトリミット記憶メモリには図４に示す装着ヘッド７のＸ方向の移動許容範囲の限界を示すＸＡ（＋）ソフトリミット、ＸＡ（−）ソフトリミット、装着ヘッド８のＸ方向の移動許容範囲の限界を示すＸＢ（＋）ソフトリミット、ＸＢ（−）ソフトリミット、装着ヘッド７のＹ方向の移動許容範囲の限界を示すＹＡ（＋）ソフトリミット及び装着ヘッド８のＸ方向の移動許容範囲の限界を示すＹＢ（−）ソフトリミットの値が格納されている。
【００１６】
以下動作について説明する。
【００１７】
電子部品自動装着装置１の自動運転がなされる。この動作の一部は図１のフローチャートに従ってなされる。
【００１８】
先ず、図示しない装着順毎に電子部品１５の種類（実際には部品供給装置１６の設置位置番号）が設定された装着データに従って、Ａ側Ｙ軸モータ１０及びＡ側Ｘ軸モータ２９の回動により図２の上方の部品供給部の部品供給装置１６のＲＡＭ２４に記憶されている基準の取出し位置に装着ヘッド７が移動され、該ヘッド７により電子部品１５が吸着して取出される。このとき、当該部品供給装置１６のフィーダオフセットメモリ内の補正距離の値はＸ方向及びＹ方向ともに０である。
【００１９】
次に、装着ヘッド７は電子部品１５を搬送してその吸着位置が部品認識カメラ２１の画面の中心となるように停止し、電子部品１５の位置ずれが図５のような撮像画像に基づき認識される。
【００２０】
この位置ずれ量はＲＡＭ２４内に格納される。
【００２１】
次に、装着ヘッド７はプリント基板上の図示しない前記装着データで示された位置に電子部品１５の中心が位置決めされるようにこの位置ずれを補正した位置まで移動される。このとき、電子部品１５の水平面内での角度の指定があれば、図示しない角度変更機構によりヘッド７の角度が変更される。
【００２２】
次に、電子部品１５はプリント基板１８に装着される。
【００２３】
次に、他方の装着ヘッド８が図２の下方の部品供給部の部品供給装置１６から部品５を吸着して前述の装着ヘッド７の場合と同様にしてプリント基板１８の前記データで示された位置に装着する。前記データは装着ヘッド７と装着ヘッド８が交互に夫々、図２の上方の部品供給部及び下方の部品供給部から部品１５を取出すように、交互の順番で上方の部品供給部の部品供給装置１６と下方の部品供給部の部品供給装置１６の装着順が指定されて作成されている。尚、装着ヘッド７は上方の部品供給部からのみ部品１５の取出しができ、装着ヘッド８は下方の部品供給部からのみ部品１５の取出しが可能である。
【００２４】
このようにして、複数の電子部品１５の装着が行われるが、部品供給装置１６毎の位置ずれが例えば４回分記憶されたときに、その平均値がＸＹ方向毎に算出され、その値に基づく部品１５の取出し位置が算出される（図１のフローチャートのＳＴＥＰ１）。次に、この値がソフトリミットオーバーであるかどうかの判断がＲＡＭ２４内のソフトリミットの値との比較により行われ（ＳＴＥＰ２）、ソフトリミットをオーバーしていなければ、当該部品供給装置１６のフィーダオフセットメモリにその平均値を補正距離の値として記憶して、次に取出されるべき電子部品１５の取出し動作が行われる（ＳＴＥＰ３）。
【００２５】
また、算出した取出し位置が例えば、図６に示すようにＹＡ（＋）ソフトリミットを越えている場合には、その部品供給装置１６からすでに正常に電子部品１５の取出しが行われたかどうかをチェックして（ＳＴＥＰ４）、正常に行われていれば、即ち正常フラグメモリの値が１であれば、Ｙ方向のフィーダオフセットメモリの値は取出しの目的地がＹＡ（＋）ソフトリミットの位置であるようにして、Ｘ方向の値は算出した平均値を記憶する（ＳＴＥＰ５，ＳＴＥＰ８，ＳＴＥＰ９）。即ち、図６に示すフィーダオフセットメモリに基づく取出し位置に装着ヘッド７は移動することとなる。このとき、正常フラグメモリの値が０であれば、正常に電子部品１５の吸着が行われたことがないこととなり、何らかの異常があるため、自動運転を停止する（ＳＴＥＰ６）。正常フラグメモリは部品供給装置１６に部品１５の補充等をして交換した場合等に、クリアされ０とされ、その後電子部品１５の吸着をして正常に吸着できたときに１に変更される。異常になる場合とは、例えば、部品認識カメラ２１の認識で異常となる場合である。
【００２６】
正常として、運転を続行する場合には、吸着位置補正追従をキャンセルする（ＳＴＥＰ７）。即ち、その後ＳＴＥＰ１から始まる図１のフローチャートの動作は行なわず、フィーダオフセットメモリの値をその後変更することなく自動運転を続行し、当該部品供給装置１６から部品１５を取出す場合には、ＳＴＥＰ９で書き換えられた値に基づき図６に示す取出し位置で電子部品１５を取出す。このとき、モニタ３５には吸着位置補正追従をキャンセルした旨が表示され、操作者がそのことを知ることができる。
【００２７】
Ｙ方向のフィーダオフセットメモリの値は取出しの目的地がＹＡ（＋）ソフトリミットの位置であるようにするためには、新しくＹ方向のフィーダオフセットメモリに入れるべき値を「ＮＥＷ」とし、いままでの値を「ＯＬＤ」とし、ＹＡ（＋）ソフトリミットの値を「ＬＩＭＩＴ」とし、認識結果の平均値より算出された目的地のＹ座標値を「ＤＥＳＴ」とすると、下記の式により与えられる。
【００２８】
ＮＥＷ＝ＯＬＤ＋（ＬＩＭＩＴ−ＤＥＳＴ）
Ｘ方向のフィーダオフセットメモリをソフトリミットの値にまるめて記憶させる場合にも同様の算出式が用いられる。このようにして、図６に示すようにソフトリミット内の最も近い取出し位置となるようにフィーダオフセットメモリ内に記憶すべきフィーダオフセットの値が算出される。
【００２９】
尚、本実施形態では、装着ヘッド７、８は夫々Ａビーム３、Ｂビーム４上を移動することにより、ＸＹ移動するものでありこのような機構のものについてソフトリミットを考慮してフィーダオフセットメモリに格納すべき値を算出するものであったが、装着ヘッドが間欠回転するロータリテーブルの周りに配設され、部品を吸着する停止位置では装着ヘッドが停止して、部品供給装置を並設した部品供給台が供給装置配設方向に移動して部品の取出しが行われる場合にはこの供給台の移動の限界をソフトリミットとして記憶して同様なオフセットメモリを使用して同様な制御を行なってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明は、部品の位置認識結果に基づき算出された取出し位置が移動範囲外になる場合には算出した取出し位置に最も近い移動許容範囲内の位置で電子部品の取出しを行なうので、異常停止することなく運転を継続しつつ、より良い位置で電子部品を取出すことができる。
【００３２】
また、以前に電子部品を正常に取出すことができていない場合には電子部品の取出しを行なわないので、異常の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の部品吸着のための装着ヘッドの動作についてのフローチャートを示す図である。
【図２】電子部品自動装着装置の平面図である。
【図３】電子部品自動装着装置の制御ブロック図である。
【図４】装着ヘッドの移動範囲のソフトリミットを示す平面図である。
【図５】部品認識カメラが認識する吸着位置と部品中心との位置ずれを示す図である。
【図６】装着ヘッドが移動する取出し位置とソフトリミットの位置との関係を示す平面図である。
【符号の説明】
１          電子部品自動装着装置
７          装着ヘッド
８          装着ヘッド
１５        チップ状電子部品
１６        部品供給装置
１８        プリント基板
２１        部品認識カメラ（部品認識装置）
２３        ＣＰＵ（制御手段）
２４        ＲＡＭ（移動範囲記憶手段）
【図１】
0003778706.tif 000002
【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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