(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品の供給部に装着され電子部品を収納したトレイから移載ヘッドによって電子部品をピックアップし基板へ搭載する電子部品実装方法であって、トレイ上縁の高さはこれに収納された電子部品の上面の高さよりも高いものであり、電子部品の種類によって異なるトレイの高さ寸法データがデータ記憶部に記憶されており、前記トレイから電子部品をピックアップし基板上へ移送する際の移載ヘッドの搬送高さを、前記データ記憶部に記憶された前記トレイの高さ寸法のデータに基づいて決定することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項２】
前記移載ヘッドが高さ検出機能を備え、実装動作に先立って前記高さ寸法のデータを移載ヘッドの高さ検出機能によって求めることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に電子部品を実装する電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を基板に実装する電子部品実装装置では、供給部に収納された電子部品を吸着ノズルを備えた移載ヘッドによってピックアップし、基板上へ移送して所定の実装点に搭載する。供給部における電子部品の収納形態の１つとしてトレイを使用する方法が広く用いられている。この方法は、ＱＦＰなどの比較的大型の電子部品をトレイ状の容器に平面的に収納するものであり、電子部品のピックアップ時には段積み状態で納められた複数のトレイから１枚づつトレイを引き出し、この引き出されたトレイ上の電子部品を吸着してピックアップする。そしてピックアップ後には移載ヘッドは所定の搬送高さまで上昇し、基板上へ移動する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トレイによって供給される電子部品には様々な種類があり、各種類毎に形状やサイズが異なっている。このため電子部品を収納するトレイの形状や寸法も電子部品によって異なり、例えばトレイの高さ寸法も一定ではない。しかしながら、従来はこのように高さ寸法が異なるトレイから電子部品をピックアップする際の移載ヘッドの搬送高さは、電子部品実装装置毎に予め設定された一定の搬送高さが用いられていた。すなわち、トレイ高さが低い種類の電子部品を実装する場合においても、ピックアップ後の移載ヘッドの上昇高さは高さ寸法が最高のトレイを想定して設定された搬送高さまで上昇させるようにしていた。このため、トレイの高さ寸法が低い種類の電子部品の実装時には、移載ヘッドは不必要に上昇・下降することとなり、この余分な昇降は各実装動作毎に繰り返されることから実装タクト上での無駄時間を発生させる結果となっていた。
【０００４】
そこで本発明は、無駄時間を排して実装効率を向上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目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品実装方法は、電子部品の供給部に装着され電子部品を収納したトレイから移載ヘッドによって電子部品をピックアップし基板へ搭載する電子部品実装方法であって、トレイ上縁の高さはこれに収納された電子部品の上面の高さよりも高いものであり、電子部品の種類によって異なるトレイの高さ寸法データがデータ記憶部に記憶されており、前記トレイから電子部品をピックアップし基板上へ移送する際の移載ヘッドの搬送高さを、前記データ記憶部に記憶された前記トレイの高さ寸法のデータに基づいて決定するようにした。
【０００６】
請求項２記載の電子部品実装方法は、請求項１記載の電子部品実装方法であって、前記移載ヘッドが高さ検出機能を備え、実装動作に先立って前記高さ寸法のデータを移載ヘッドの高さ検出機能によって求めるようにした。
【０００７】
本発明によれば、トレイから電子部品をピックアップし基板上へ移送する際の移載ヘッドの搬送高さを、前記トレイの高さ寸法のデータに基づいて決定することにより、移載ヘッドの余分な移動をなくして無駄時間を排し、実装効率を向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装動作における移載ヘッドの移動動作パターンを示すグラフ、図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッドによる電子部品ピックアップの説明図である。
【０００９】
まず図１を参照して電子部品の実装装置について説明する。図１において、基台１の中央部には、Ｘ方向に搬送路２が配設されている。搬送路２は、基板３を搬送し位置決めする位置決め部となっている。搬送路２の両側には、電子部品の供給部４が配置されており、供給部４はテーピングされた電子部品を供給するテープフィーダ５および容器であるトレイ７に収納された電子部品Ｐを供給するトレイフィーダ６を有している。
【００１０】
Ｘ軸テーブル８には電子部品の移載ヘッド９が装着されている。移載ヘッド９は多連タイプであり複数の吸着ノズル１１を備えている。Ｘ軸テーブル８は、１対の平行に配設されたＹ軸テーブル１０に架設されている。Ｘ軸テーブル８およびＹ軸テーブル１０を駆動することにより、移載ヘッド９は水平移動し、下端部に装着された吸着ノズル１１によりテープフィーダ５のピックアップ位置５ａおよびトレイフィーダの所定のトレイ７から電子部品Ｐをピックアップし、搬送路２上の基板３に移載する。すなわち、移載ヘッド９は複数の吸着ノズル１１によって異なる種類の電子部品をピックアップして基板３に実装する。Ｘ軸テーブル８およびＹ軸テーブル１０は移載ヘッド９の移動手段となっている。
【００１１】
搬送路２と供給部４の間の移載ヘッド９の移動経路上には、ラインカメラ１５が配設されている。電子部品を保持した移載ヘッドをラインカメラ１５の上方を水平移動させながら、ラインカメラ１５の光学系を介して入光する光を１次元のラインセンサで受光することにより、電子部品を認識する。
【００１２】
次に図２を参照して制御系の構成を説明する。図２において、制御部２０はＣＰＵであり、電子部品実装装置全体の動作を制御する。プログラム記憶部２１は実装動作のシーケンスプログラムなど、各種動作に必要なプログラムを記憶する。このプログラムには、移載ヘッド移動時の動作パターンにおける上昇高さ制御プログラムが含まれる。データ記憶部２２は実装座標データや、部品データなどの各種データを記憶する。部品データには、電子部品が収納されるトレイ７についてのデータが含まれる。
【００１３】
機構制御部２４はＸＹテーブル機構や移載ヘッド９を駆動する各モータの駆動制御を行う。前述のシーケンスプログラムと部品データに基づいて移載ヘッド９の駆動機構を制御することにより、トレイ７から電子部品をピックアップして基板３へ移送する際には、移載ヘッド９は各トレイ７に対応した搬送高さで移動する。認識処理部２５は、ラインカメラ１５によって取得された電子部品の画像データを画像処理することにより、移載ヘッド９に保持された状態の電子部品の識別や位置認識を行う。操作・入力部２６は操作盤に設けられた操作ボタンやキーボードであり、トレイ高さデータなどの部品データの入力や、操作コマンドの入力を行う。
【００１４】
ここで、移載ヘッド９によるピックアップ動作の動作パターンについて図３、図４を参照して説明する。この動作パターンは、プログラム記憶部２１に記憶される動作プログラムおよびデータ記憶部２２に記憶される部品データに基づいて実行される。図３は、移載ヘッド９の水平移動時の高さ位置ｈの変化、すなわち供給部４のトレイ７からの部品ピックアップ、ラインカメラ１５による部品認識、基板３への実装の３つの動作の間で移載ヘッド９に装着された吸着ノズル１１の下端部の高さ位置ｈの変化をグラフで示したものである。
【００１５】
図３において、トレイ７から電子部品Ｐをピックアップした後移載ヘッド９は高さ位置ｈ１まで上昇する。この高さ位置ｈ１について説明する。図４は、移載ヘッド９が吸着ノズル１１によってトレイ７から電子部品Ｐをピックアップする際の高さ方向の位置関係を示している。電子部品Ｐの種類によってトレイ７の高さ方向の寸法を示すトレイ高さデータ（トレイ上縁までの高さＨ、深さｄ、底面厚さｔ）は異なっており、従って移載ヘッド９電子部品Ｐをトレイ７から障害物なく安定して取り出して搬送することができる高さ位置ｈ１に到達するための必要上昇量も電子部品の種類によって異なる。なお、図４に示すように、トレイ上縁の高さＨは、トレイ７に収納された電子部品Ｐの上面の高さよりも高い。
【００１６】
ここで、上記高さ位置ｈ１は、移載ヘッド９に保持された電子部品Ｐの底面とトレイ７の上縁との間に、所定の余裕隙間Ｃを確保できる高さ位置を意味している。余裕隙間Ｃは電子部品の種類に関係なく一定値で与えられることから、この高さ位置ｈ１を求めるためには、図に示すように、電子部品の厚さＴや前述のトレイ７の高さデータが既知であればよい。すなわち、トレイ７から電子部品をピックアップして搬送する際の搬送高さはトレイ７の高さ寸法のデータに基づいて決定される。これらのデータは部品データとして予めデータ記憶部２２に記憶されている。
【００１７】
この高さ位置ｈ１まで上昇した後、移載ヘッド９はラインカメラ１５まで移動し、ここで所定の認識用の高さ位置ｈ２に高さを変更する。この高さ位置ｈ２はラインカメラ１５の焦点距離などの特性によって定められる高さ位置である。そして認識後基板３上の実装点に至るまでは、移載ヘッド９は異なる搬送用の高さ位置ｈ３に高さを変更する。この高さ位置ｈ３は基板３上の既実装部品の高さなどの障害物の高さにより決定される。
【００１８】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、以下電子部品の実装方法について説明する。まず実装動作の開始に先立って、トレイ７によって供給される電子部品がある場合には通常の部品データの他にトレイ７の高さデータが既入力であるか否かが確認される。この後、実装動作が開始される。まず、移載ヘッド９は供給部４のトレイ７から電子部品Ｐをピックアップする。このとき、電子部品Ｐを吸着した後に移載ヘッド９は前述の搬送用の高さ位置ｈ１、すなわちノズルに保持された電子部品Ｐの底面からトレイ７上縁までの隙間が所定の余裕隙間Ｃになる高さ位置ｈ１まで上昇する。そしてこの高さ位置ｈ１を保ちながらラインカメラ１５上に移動し、ここで認識用の高さ位置ｈ２まで下降する。そして撮像の間この高さ位置ｈ２をキープした後基板３上へ移動し、実装点に保持した電子部品Ｐを搭載する。
【００１９】
この移載ヘッド９の動作において、移載ヘッド９はトレイ７から電子部品Ｐを安定してピックアップするのに必要な最低高さまでしか上昇しない。このため、移載ヘッド９が実装動作ごとに不必要な上昇・下降動作を行うことによる無駄時間を省き、タクトタイムを短縮することができる。
【００２０】
なお、部品データのうちトレイ高さデータについては、移載ヘッド９に備えられているタッチセンサなどの高さ検出機能を用いて、ティーチングによってデータを入力するようにしても良い。すなわち、実装動作に先立って、移載ヘッド９をトレイ７上に移動させ、トレイ７の上縁や底面に吸着ノズル１１を当接させ、このときの高さ位置を検出する。これにより、データ入力の手間を省くことができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、トレイから電子部品をピックアップし基板上へ移送する際の移載ヘッドの搬送高さを、前記トレイの高さ寸法のデータに基づいて決定するようにしたので、移載ヘッドが余分な上昇・下降を行うことがなく、無駄時間を排して実装効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装動作における移載ヘッドの移動動作パターンを示すグラフ
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッドによる電子部品ピックアップの説明図
【符号の説明】
３  基板
４  供給部
７  トレイ
９  移載ヘッド
１１  吸着ノズル
２１  プログラム記憶部
２２  データ記憶部
ｈ  高さ位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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