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JP6818770B2 - 部品実装機、部品吸着方法及びノズル配置方法 - Google Patents

部品実装機、部品吸着方法及びノズル配置方法 Download PDF

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Description

本明細書は、部品実装機、部品吸着方法、ノズル配置方法及び部品供給装置配置方法を開示する。
部品実装機として、複数のフィーダから供給される部品を、ロータリーヘッドに備えられた複数のノズルで吸着して基板に実装するものが知られている。この種の部品実装機において、ロータリーヘッドで対向する一対のノズルにより2個の部品を同時に吸着するものも知られている(例えば特許文献1参照)。
特開2003−174286号公報
しかしながら、2個の部品を同時に吸着するにあたり、一方の部品とそれに対向するノズルとの位置合わせともう一方の部品とそれに対向するノズルとの位置合わせを個別に行うことはできなかった。こうした場合、各々の位置ズレが平均的な位置ズレとなるように制御することも考えられるが、微小部品を吸着する場合にはうまく吸着できないことがあった。
本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであり、微小部品を含む複数の部品を確実に同時吸着することを主目的とする。
本開示の部品実装機は、
部品供給位置に部品を送り出す複数の部品供給装置と、
部品を吸着するノズルを複数有するヘッドと、
前記ヘッドを移動させ、2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルを対向させることが可能なヘッド移動装置と、
前記部品供給位置に前記ノズルが対向した状態で前記ノズルを昇降させるノズル昇降装置と、
前記ヘッド移動装置及び前記ノズル昇降装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルが対向するように位置決めする際に、前記2以上の前記部品供給位置に供給される前記部品のうち最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正が優先されるように前記ヘッド移動装置を制御し、その状態で前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向している前記ノズルが一斉に各部品を吸着するように前記ノズル昇降装置を制御する、
ものである。
この部品実装機では、2以上の前記部品供給位置のそれぞれにノズルが対向するように位置決めする際に、その2以上の部品供給位置に供給される部品のうち最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正が優先されるようにヘッドを移動し、その状態でその2以上の部品供給位置のそれぞれに対向しているノズルを一斉に昇降させて各ノズルに各部品を吸着させる。このように、複数の部品を同時吸着するため、部品を一つずつ吸着する場合に比べて吸着に要する時間が短縮化される。また、同時吸着する際に吸着条件が最もシビアな最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正を優先して行うため、最小サイズの部品を確実に吸着することができる。最小サイズ以外の部品については、最小サイズの部品ほど吸着条件がシビアでなく多少の位置ズレは許容されるため、位置補正を優先して行わなくても十分吸着することができる。したがって、微小部品を含む複数の部品を確実に同時吸着することができ、ひいては生産性が向上する。
本開示の部品実装機の部品吸着方法は、
部品供給位置に部品を送り出す複数の部品供給装置と、
部品を吸着するノズルを複数有するヘッドと、
前記ヘッドを移動させ、2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルを対向させることが可能なヘッド移動装置と、
前記部品供給位置に前記ノズルが対向した状態で前記ノズルを昇降させるノズル昇降装置と、
を備えた部品実装機の部品吸着方法であって、
前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルが対向するように位置決めする際に、前記2以上の前記部品供給位置に供給される前記部品のうち最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正が優先されるように前記ヘッドを移動し、その状態で前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向している前記ノズルを一斉に昇降させて各ノズルに各部品を吸着させる、
ものである。
この部品吸着方法では、複数の部品を同時吸着するため、部品を一つずつ吸着する場合に比べて吸着に要する時間が短縮化される。また、同時吸着する際に吸着条件が最もシビアな最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正を優先して行うため、最小サイズの部品を確実に吸着することができる。最小サイズ以外の部品については、最小サイズの部品ほど吸着条件がシビアでなく多少の位置ズレは許容されるため、位置補正を優先して行わなくても十分吸着することができる。したがって、微小部品を含む複数の部品を確実に同時吸着することができ、ひいては生産性が向上する。
本開示の部品実装機のノズル配置方法は、
部品供給位置に部品を送り出す複数の部品供給装置と、
部品を吸着するノズルを複数有するヘッドと、
前記ヘッドを移動させ、2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルを対向させることが可能なヘッド移動装置と、
前記部品供給位置に前記ノズルが対向した状態で前記ノズルを昇降させるノズル昇降装置と、
を備えた部品実装機のノズル配置方法であって、
前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルを対向させたときに、前記2以上の前記部品供給位置に供給される前記部品のうち最小サイズの部品と対向する位置には小ノズルを配置し、前記2以上の前記部品供給位置に供給される前記部品のうち前記最小サイズより大きな部品と対向する位置には前記小ノズルよりも大きなノズルを配置する、
ものである。
このノズル配置方法では、2以上の部品供給位置に供給される部品のうち最小サイズの部品と対向する位置には小ノズルを配置する。そのため、同時吸着する際に吸着条件が最もシビアな最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正を優先して行う意義が高い。
本開示の部品実装機の部品供給装置配置方法は、
部品供給位置に部品を送り出す複数の部品供給装置と、
部品を吸着するノズルを複数有するヘッドと、
前記ヘッドを移動させ、2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルを対向させることが可能なヘッド移動装置と、
前記部品供給位置に前記ノズルが対向した状態で前記ノズルを昇降させるノズル昇降装置と、
を備えた部品実装機の部品供給装置配置方法であって、
前記2以上の前記部品供給位置の間隔は、前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向する前記ノズルの間隔と同じであり、前記2以上の前記部品供給位置の一つには、前記2以上の前記部品供給位置の残りと比べてサイズの小さい部品を供給する、
ものである。
この部品供給装置配置方法では、2以上の部品供給位置の間隔は、2以上の部品供給位置のそれぞれに対向するノズルの間隔と同じである。そのため、2以上の部品の同時吸着を実施しやすい。また、2以上の部品供給位置の一つには、残りと比べてサイズの小さい部品を供給する。そのため、部品実装機は同時吸着する際に吸着条件が最もシビアな最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正を優先して行うことが可能となる。
部品実装機10の概略構成を示す斜視図。 リール21の斜視図。 実装ヘッド40の概略構成を示す説明図。 ヘッド本体41の概略構成を示す平面図。 制御装置80の電気的な接続関係を示す説明図。 同時吸着処理の一例を示すフローチャート。 ノズル44とテープ22との位置関係を示す説明図。 ノズル44k,44Kと部品P1,P2との位置関係を示す説明図。 ノズル44k,44Kと部品P1,P2との位置関係を示す説明図。 ノズル44k,44Kと部品P1,P2との位置関係を示す説明図。 別の実施形態の説明図。 別の実施形態の説明図。
本開示の部品実装機の好適な実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図1は部品実装機10の概略構成を示す斜視図、図2はリール21の斜視図、図3は実装ヘッド40の概略構成を示す説明図、図4はヘッド本体41の概略構成を示す平面図、図5は制御装置80の電気的な接続関係を示す説明図である。なお、図1の左右方向がX軸方向であり、前(手前)後(奥)方向がY軸方向であり、上下方向がZ軸方向である。
部品実装機10は、図1に示すように、部品供給装置20と、基板搬送装置25と、XYロボット30と、実装ヘッド40と、パーツカメラ28と、マークカメラ29と、制御装置80(図5参照)とを備えている。
部品供給装置20は、部品実装機10の前側に、左右方向(X軸方向)に並ぶように複数設けられている。この部品供給装置20は、図2に示すように、所定間隔毎に部品Pが収容されたテープ22をリール21から引き出して所定のピッチで送るテープフィーダとして構成されている。リール21に巻回されたテープ22には、複数の凹部22aがテープ22の長手方向に沿って並ぶように形成されている。各凹部22aには、部品Pが収容されている。これらの部品Pは、テープ22の表面を覆うフィルム23によって保護されている。テープ22は、長手方向に沿って形成されたスプロケット穴22bを有している。このスプロケット穴22bに部品供給装置20のスプロケット(図示せず)の歯が嵌まり込んで所定量回転することにより、テープ22は所定のピッチで送られる。予め定められた部品供給位置Fに至った部品Pは、フィルム23が剥がされた状態になっている。部品供給装置20は、テープ22を送り方向に案内するテープガイド24を有している。このテープガイド24の上面の所定位置には、基準マークMが付されている。
基板搬送装置25は、図1に示すように、前後に間隔を開けて設けられ左右方向に架け渡された1対のコンベアベルト26,26(図1では一方のみ図示)を有している。基板12はこのコンベアベルト26,26により搬送されて所定の取込位置に到達すると、裏面側に多数立設された支持ピン27によって支持される。
XYロボット30は、図1に示すように、前後方向(Y軸方向)に沿って設けられた左右一対のY軸ガイドレール33,33と、左右一対のY軸ガイドレール33,33に架け渡されたY軸スライダ34とを備えている。また、XYロボット30は、Y軸スライダ34の前面に左右方向(X軸方向)に沿って設けられたX軸ガイドレール31,31と、X軸ガイドレール31,31に取り付けられたX軸スライダ32とを備えている。X軸スライダ32は、X軸モータ36(図5参照)の駆動によってX軸方向に移動可能であり、Y軸スライダ34は、Y軸モータ38(図5参照)の駆動によってY軸方向に移動可能である。なお、X軸スライダ32は、X軸位置センサ37によりX軸方向の位置が検知され、Y軸スライダ34は、Y軸位置センサ39によりY軸方向の位置が検知される。X軸スライダ32には実装ヘッド40及びマークカメラ29が取り付けられている。実装ヘッド40及びマークカメラ29は、XYロボット30を駆動制御することにより、XY平面上の任意の位置に移動される。XYロボット30はヘッド移動装置に相当する。
実装ヘッド40は、図3に示すように、ヘッド本体41と、ノズルホルダ42と、ノズル44とを備えている。ヘッド本体41は、円盤状の回転体である。ノズルホルダ42は、ヘッド本体41の円周方向に所定間隔で複数(ここでは8個)設けられている。ノズル44は、各ノズルホルダ42の先端部に交換可能に取り付けられている。また、実装ヘッド40は、R軸駆動装置50と、Q軸駆動装置60と、Z軸駆動装置70,70とを備えている。なお、図3には、便宜上、Z軸駆動装置70,70と係合する位置にある2つのノズルホルダ42を実線で示し、残りのノズルホルダ42を一点鎖線で示した。
R軸駆動装置50は、R軸51と、R軸モータ54と、R軸位置センサ55(図5参照)とを備えている。R軸51は、上下方向に延び、下端がヘッド本体41の中心軸に取り付けられている。R軸モータ54は、R軸51の上端に設けられたR軸ギヤ52に噛み合うギヤ53を回転駆動する。R軸位置センサ55は、R軸モータ54の回転位置を検知する。R軸駆動装置50は、R軸モータ54によりギヤ53,R軸ギヤ52を介してR軸51を回転駆動することにより、ヘッド本体41に支持された複数のノズルホルダ42を複数のノズル44と共に円周方向に旋回(公転)させる。すなわち、ノズル44は所定間隔毎に間欠回転する。
Q軸駆動装置60は、上下2段のQ軸ギヤ61,62と、ギヤ63,64と、Q軸モータ65と、Q軸位置センサ66(図5参照)とを備えている。上下2段のQ軸ギヤ61,62は、R軸51に対して同軸かつ相対回転可能に挿通されている。ギヤ63は、各ノズルホルダ42の上部に設けられ、下段のQ軸ギヤ61と上下方向にスライド可能に噛み合っている。Q軸モータ65は、上段のQ軸ギヤ62に噛み合うギヤ64を回転駆動する。Q軸位置センサ66は、Q軸モータ65の回転位置を検知する。Q軸駆動装置60は、Q軸モータ65によりQ軸ギヤ61,62を回転駆動することにより、Q軸ギヤ61と噛み合うギヤ63を回転させて、各ノズルホルダ42をその中心軸回りに同一回転方向に同一回転量でもって回転させる。これに伴い、ノズル44も回転(自転)する。
Z軸駆動装置70,70は、ノズルホルダ42の旋回(公転)軌道上の2箇所に設けられ、2箇所においてノズルホルダ42を個別に昇降可能に構成されている。本実施形態では、Z軸駆動装置70,70は、ヘッド本体41の中心を挟んで左右に対向するように設けられている。Z軸駆動装置70は、Z軸スライダ71と、Z軸モータ73と、Z軸位置センサ74(図5参照)とを備えている。Z軸スライダ71は、上下方向に延びるボールネジ72に昇降可能に取り付けられている。Z軸スライダ71は、ノズルホルダ42から横向きに延び出した係合片42aを挟み込む挟持部71aを備えている。Z軸モータ73は、ボールネジ72を回転させることによりZ軸スライダ71を昇降させる。Z軸位置センサ74は、Z軸スライダ73の昇降位置を検知する。Z軸駆動装置70は、Z軸モータ73を駆動してZ軸スライダ71をボールネジ72に沿って昇降させることにより、Z軸スライダ71と一体化されたノズルホルダ42及びノズル44を昇降させる。ノズルホルダ42がヘッド本体41と共に回転してZ軸駆動装置70の配置された箇所に停止すると、そのノズルホルダ42の係合片42aがZ軸スライダ71の挟持部71aに挟み込まれる。また、ノズルホルダ42がZ軸駆動装置70の配置された箇所から移動すると、そのノズルホルダ42の係合片42aがZ軸スライダ71の挟持部71aから抜け出る。Z軸駆動装置70,70はノズル昇降装置に相当する。
ノズル44は、圧力調整弁46(図5参照)を介して負圧が供給されると部品Pを吸着し、大気圧又は正圧が供給されると部品Pを放す。図4に示すように、ノズル44の吸引口は円形である。ヘッド本体41の中心を挟んで互いに対向する2つのノズル44,44は、同じ組に属している。同じ組に属する2つのノズル44,44は、同時にZ軸駆動装置70,70の配置された箇所に停止するため、一斉にZ軸方向に昇降可能となる。本実施形態では、4つの組がある。1番目の組にはノズル44a,44Aが属し、2番目の組にはノズル44b,44Bが属し、3番目の組にはノズル44c,44Cが属し、4番目の組にはノズル44d,44Dが属する。ノズル44a〜44dのノズル径は、ノズル44A〜44Dのノズル径よりも小さい。なお、ノズル44a〜44dを総称するときにはノズル44k、ノズル44A〜Dを総称するときにはノズルKと表し、ノズル44kとノズルKとは同じ組に属するものとして説明する。
パーツカメラ28は、図1に示すように、部品供給装置20と基板搬送装置25との間に設けられている。パーツカメラ28は、ノズル44に吸着された部品Pの姿勢を撮像する。
マークカメラ29は、X軸スライダ32の下面に設けられている。マークカメラ29は、部品供給装置20においてリール21から送り出されたテープ22を案内するテープガイド24(図2参照)に付された基準マークMを撮像する。
制御装置80は、図5に示すように、CPU81を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU81の他に、ROM82やHDD83、RAM84、入出力インタフェース85などを備える。これらはバス86を介して接続されている。制御装置80には、XYロボット30(X軸位置センサ37やY軸位置センサ39)からの検知信号や実装ヘッド40(R軸位置センサ55やQ軸位置センサ66、Z軸位置センサ74,74)からの検知信号、パーツカメラ28からの画像信号、マークカメラ29からの画像信号などが入出力インタフェース85を介して入力される。また、制御装置80からは、部品供給装置20への制御信号や基板搬送装置25への制御信号、XYロボット30(X軸モータ36やY軸モータ38)への制御信号、実装ヘッド40(R軸モータ54やQ軸モータ65、Z軸モータ73,73)への制御信号、圧力調整弁46への制御信号、パーツカメラ28への制御信号、マークカメラ29への制御信号などが入出力インタフェース85を介して出力される。
次に、部品実装機10が部品実装処理を行うときの動作について説明する。制御装置80のCPU81は、図示しない管理装置から受信した生産プログラムに基づいて、部品実装機10の各部を制御して複数の部品が実装された基板12を生産する。具体的には、CPU81は、部品供給装置20から供給される部品Pに対向するノズル44の位置補正を行った後、部品Pをノズル44に吸着し、ノズル44に吸着された部品Pが基板12上に順次実装されるように部品実装機10の各部を制御する。
ここで、部品供給装置20によって供給される部品Pに対向するノズル44の位置補正について説明する。なお、ノズル44の公差等に基づく位置ズレは予めキャリブレーションを実行することにより解消されているものとする。CPU81は、部品供給装置20のテープガイド24に付された基準マークMをマークカメラ29で撮像し、その撮像画像から基準マークMの部品実装機10上での座標位置を認識する。部品実装機10では、部品Pの中心位置(被吸着位置)が基準マークMからどれだけ離れた位置にあるかが予め決められ、HDD83に保存されている。そのため、CPU81は、基準マークMの部品実装機10上での座標位置から、部品Pの中心位置の部品実装機10上での座標位置を求めることができる。CPU81は、ノズル44の中心位置が部品Pの中心位置と一致するように位置補正を行う。こうすることにより、テープガイド24の基準マークMの公差等に基づく位置ズレを解消し、ノズル44の中心位置を部品Pの中心位置と精度よく一致させることができ、部品Pをノズル44で確実に吸着することができる。
次に、部品Pをノズル44に吸着させる際に、同じ組のノズル44k,44Kに同時に部品Pを吸着させる場合について説明する。この場合、CPU81は、図6に示す同時吸着処理を実行する。ここでは、図7に示すように、ノズル44kによって吸着される部品はすべて同じ小サイズ(例えば平面視が0.4mm×0.2mmの矩形)の部品P1であり、ノズル44Kによって吸着される部品はすべて同じ大サイズ(例えば平面視が1.0mm×0.5mmの矩形)の部品P2であるとする。ノズル44kは部品P1に合った小サイズのノズルであり、ノズル44Kは部品P2に合った大サイズのノズルである。ノズル44kと対向する位置には部品P1が供給され、ノズル44Kと対向する位置には部品P2が供給されるように、部品供給装置20のリール21がセットされている。同時に吸着される部品は部品P1と部品P2の2種類のため、部品P1が最小サイズの部品となる。部品P1の部品供給位置Fを部品供給位置F1、部品P2の部品供給位置Fを部品供給位置F2と称する。
CPU81は、同時吸着処理ルーチンを開始すると、まず、変数nに値1を代入する(S100)。続いて、CPU81は、n番目の組の一対のノズル44k,44Kがそれぞれ部品供給位置F1,F2の上方に配置されるよう部品実装機10の各部を制御する(S110)。いま、変数nが値1のときであるため、対象となるのは1番目の組に属するノズル44a,44Aである。そのため、CPU81は、ノズル44aが部品供給位置F1にある部品P1に対向し、ノズル44Aが部品供給位置F2にある部品P2に対向するように部品実装機10の各部を制御する(図7参照)。これにより、ノズル44aは左側のZ軸駆動装置70により昇降可能となり、ノズル44Kは右側のZ軸駆動装置70により昇降可能となる。
続いて、CPU81は、部品P1に対向するノズル44kの位置補正を、部品P2に対向するノズル44Kの位置補正よりも優先して実行する(S120)。部品P1に対向するノズル44kとの位置補正は、既に説明したとおりである。
例えば、部品P1側の基準マークMも部品P2側の基準マークMも位置ズレがなかった場合、部品P1,P2とノズル44k,44Kとの位置関係は図8に示すようになる。すなわち、ノズル44kの中心位置は部品P1の中心位置と一致し、ノズル44Kの中心位置と部品P2の中心位置と一致する。
一方、部品P1側の基準マークMも部品P2側の基準マークMも位置ズレがあり、部品P1の位置が設計位置(図9の1点鎖線)よりも左側にずれ、部品P2の位置が設計位置(図9の1点鎖線)よりも右側にずれていた場合、S120のように部品P1に対向するノズル44kの位置補正を優先して実行すると、部品P1,P2とノズル44k,44Kとの位置関係は図9に示すようになる。すなわち、ノズル44kの中心位置は部品P1の中心位置と一致するが、ノズル44Kの中心位置は部品P2の中心位置と一致しない。しかしながら、部品P2は部品P1よりサイズが大きいため、部品P2の吸着可能な許容範囲は広い。そのため、ノズル44Kの中心位置が部品P2の中心位置と一致しなくても、ノズル44Kは部品P2を問題なく吸着することができる。
これに対して、同じく、部品P1の位置が設計位置(図10の1点鎖線)よりも左側にずれ、部品P2の位置が設計位置(図10の1点鎖線)よりも右側にずれていた場合、部品P2に対向するノズル44Aの位置補正を優先して実行すると、図10に示すようになる。すなわち、ノズル44Kの中心位置は部品P2の中心位置と一致するが、ノズル44kの中心位置は部品P1の中心位置と一致しない。この場合、部品P1は部品P2よりサイズが小さいため、部品P1の吸着可能な許容範囲は狭い。そのため、ノズル44kは部品P1からはみ出してしまい部品P1を吸着することができなくなることがある。
さて、S120のあと、CPU81は、左右両方のZ軸駆動装置70,70を制御して、n番目の組に属する2つのノズル44k,44Kを同時に下降させ、部品吸着させ、上昇させる(S130)。そのため、部品P1の位置補正を行ったあと部品P1の吸着を行い、続いて部品P2の位置補正を行ったあと部品P2の吸着を行う場合に比べて、吸着に要する時間が短縮化される。
その後、CPU81は、すべての組のノズル44k,44Kの吸着が終了したか否かを判定し(S140)、終了していなかったならば変数nの値を1インクリメントし(S150)、S110に戻る。S110では、CPU81は、テープ22を送って部品供給位置F1,F2のそれぞれに次の部品P1,P2が配置されるようにする。また、CPU81は、ヘッド本体41を上方からみて反時計回り(図7の矢印参照)に所定角度(45°)回転させて次のノズル44k,44Kが部品P1,P2とそれぞれ対向するようにする。その後、CPU81はS120以降の処理を行う。
一方、S140ですべての組のノズル44k,44Kの吸着が終了していたならば、CPU81は、この同時吸着処理を終了する。
この後、CPU81は、実装ヘッド40をパーツカメラ28の上方に移動し、各ノズル44に吸着された部品P1,P2を順次パーツカメラ28で撮像する。そして、各撮像画像に基づいて部品P1,P2の姿勢を認識し、その姿勢を加味して部品P1,P2を基板12上に実装する。
以上説明した部品実装機10では、2つの部品P1,P2を同時吸着するため、部品P1,P2を一つずつ吸着する場合に比べて吸着に要する時間が短縮化される。また、同時吸着する際に部品P1,P2のうち吸着条件がシビアな小サイズの部品P1に対向するノズル44kの位置補正を優先して行うため、小サイズの部品P1を確実に吸着することができる。大サイズの部品P2については、小サイズの部品P1ほど吸着条件がシビアでなく多少の位置ズレは許容されるため、位置補正を優先して行わなくても十分吸着することができる。したがって、小サイズの部品P1を含む複数の部品を確実に同時吸着することができ、ひいては生産性が向上する。
また、ノズル44kの中心位置を小サイズの部品P1の中心位置と一致するように制御するため、小サイズの部品P1をより確実に吸着することができる。
更に、同時吸着動作を実装ヘッド40の複数組(4組)のノズル44k,44Kで実行するため、同時吸着動作を実装ヘッド40の1組のノズルだけで実行する場合に比べて、部品供給装置20と基板12との間を移動する回数が少なくなる。
更にまた、実装ヘッド40として、複数(8個)のノズル44が円周上に配置され、間欠回転するロータリーヘッドを採用したため、複数のノズルが直線上に配置されたインラインヘッドを用いる場合に比べて、ヘッドの大きさをコンパクトにすることができる。
そしてまた、2つの部品供給位置F1,F2のそれぞれに対向するノズル44k,44Kは、部品供給装置20が部品P1,P2を送り出す方向と直交する方向に並んでいるため、部品P1,P2の送り出し動作とそれに続く同時吸着動作とを繰り返し実行するのが容易になる。
そして更に、2つの部品供給位置F1,F2に供給される部品P1,P2のうち小サイズの部品P1と対向する位置には小サイズのノズル44kが配置されるため、部品P1に対向するノズル44kの位置補正を優先して行う意義が高い。
そして更にまた、2つの部品供給位置F1,F2の間隔は、2つの部品供給位置F1,F2のそれぞれに対向するノズル44k,44Kの間隔と同じである。そのため、2つの部品の同時吸着を実施しやすい。また、2つの部品供給位置F1,F2の一方には、他方と比べてサイズの小さい部品P1を供給する。そのため、部品実装機10は同時吸着する際に吸着条件が最もシビアな最小サイズの部品P1に対向するノズル44kの位置補正を優先して行うことが可能となる。
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
例えば、上述した実施形態では、8個のノズル44が所定間隔毎に同一円周上に並んだロータリーヘッドを例示したが、ノズル44の数は8個に限定されるものではなく、例えば12個とか20個とか24個とかであってもよい。また、図11に示すように、外側と内側の円周上にそれぞれ複数(4つ)のノズル144,244が並んだロータリーヘッドを用いてもよい。このロータリーヘッドは、外側の円周上に所定間隔毎に並んだ4つのノズル144と、内側の円周上に所定間隔毎に並んだ4つのノズル244とを有している。また、ヘッド下面の直径方向に外側のノズル144、内側のノズル244、内側のノズル244、外側のノズル144が一列に並ぶ。左右に延びる直径方向に並ぶ4つのノズル144,244,244,144は、それぞれ部品P1,P2,P2,P2に対向し、それぞれ図示しないZ軸駆動装置によって昇降可能となっている。また、左右に延びる直径方向に並ぶ4つのノズル144,244,244,144のうちの一つ(ここでは左端のノズル144)が小サイズの部品P1を、残りが大サイズの部品P2を同時に吸着する。この場合も、小サイズの部品P1に対向するノズル144の位置補正を優先して行うことにより、上述した実施形態と同様の効果が得られる。なお、3つの部品P2は部品P1より大きなサイズであればすべて同じサイズであってもよいし異なるサイズであってもよい。
上述した実施形態では、ロータリーヘッドを例示したが、図12に示すように、複数のノズル344が左右方向に直線上に並んだインラインヘッドを用いてもよい。図12では、複数のノズル344のうちの一つ(ここでは右端のノズル344)が小サイズの部品P1を吸着し、残りが大サイズの部品P2を吸着するようにし、すべてのノズル344が一斉に昇降可能なように構成されている。この場合も、小サイズの部品P1に対向するノズル344の位置補正を優先して行うことにより、上述した実施形態と同様の効果が得られる。なお、3つの部品P2は部品P1より大きなサイズであればすべて同じサイズであってもよいし異なるサイズであってもよい。
上述した実施形態において、ノズル44a〜44dがサイズの異なる4つの小部品P1a〜P1dを吸着し、ノズル44A〜44Dがサイズの異なる4つの大部品P1A〜P1Dを吸着するようにしてもよい。この場合、小部品P1a〜P1dや大部品P1A〜P1Dは異なるテープによって供給される。また、小部品P1aは大部品P1Aよりもサイズが小さく、小部品P1aの部品供給位置と大部品P1Aの部品供給位置との間隔は、ノズルP1aとノズルP1Aとの間隔と同じである。小部品P1aと大部品P1Aとを同時吸着する場合、小部品P1aに対向するノズル44aの位置補正を優先的に実行する。他の小部品P1b〜P1dや大部品P1B〜P1Dについても同様である。このようにしても上述した実施形態と同様の効果が得られる。
上述した実施形態では、部品Pとその部品に対向するノズル44との位置補正を行うにあたり、基準マークMの撮像画像から部品Pの中心位置の部品実装機10上での座標位置を認識したが、基準マークMの代わりにスプロケット穴22bを利用してもよいし、部品Pそのものをマークカメラ29で撮像しその撮像画像から部品Pの中心位置の部品実装機10上での座標位置を認識してもよい。
上述した実施形態では、Z軸モータ73は、ボールネジ72を用いてZ軸スライダ71を昇降させたが、リニアモータを用いてZ軸スライダ71を昇降させてもよい。また、Z軸モータ73に代えてエアシリンダなどのアクチュエータを用いてZ軸スライダ71を昇降させてもよい。
上述した実施形態では、ノズル44の吸引口を円形としたが、部品Pの形状によっては、吸引孔を正方形や長方形、V字形等としてもよい。
上述した実施形態において、小サイズの部品P1を供給するテープ22と大サイズの部品P2を供給するテープ22との間に他のテープがセットされていてもよい。
上述した実施形態において、ノズル44kとノズル44Kを複数組備えた実装ヘッド40を採用したが、特に複数組に限定されるものではなく、1組だけ備えていてもよい。
本開示の部品実装機は、以下のように構成してもよい。
本開示の部品実装機において、前記制御装置は、前記最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正が優先されるように前記ヘッド移動装置を制御するにあたり、前記最小サイズの部品に対向するノズルの所定の吸着位置が前記最小サイズの部品の所定の被吸着位置と一致するように前記ヘッド移動装置を制御してもよい。こうすれば、最小サイズの部品をより確実に吸着することができる。
本開示の部品実装機において、前記ヘッドは、前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向する前記ノズルを複数組有し、前記制御装置は、組ごとに、前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルが対向するように位置決めする際に、前記2以上の前記部品供給位置に供給される前記部品のうち最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正が優先されるように前記ヘッド移動装置を制御し、その状態で前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向している前記ノズルが一斉に各部品を吸着するように前記ノズル昇降装置を制御してもよい。こうすれば、同時吸着動作を複数組のノズルで実行するため、同時吸着動作を1組のノズルだけで実行する場合に比べて、部品供給装置と基板との間を移動する回数が少なくなる。
本開示の部品実装機において、前記ヘッドは、前記複数のノズルが円周上に配置され、間欠回転するロータリーヘッドであってもよいし、複数のノズルが直線上に配置されたインラインヘッドであってもよい。但し、ロータリーヘッドの方がインラインヘッドに比べてヘッドの大きさをコンパクトにすることができる。
本開示の部品実装機において、前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向するノズルは、前記部品供給装置が前記部品を送り出す方向と直交する方向に並んでいてもよい。こうすれば、部品の送り出し動作とそれに続く同時吸着動作とを繰り返し実行するのが容易になる。
本発明は、部品を基板上に実装する作業を行う各種産業に利用可能である。
10 部品実装機、12 基板、20 部品供給装置、21 リール、22 テープ、22a 凹部、22b スプロケット穴、23 フィルム、24 テープガイド、25 基板搬送装置、26 コンベアベルト、27 支持ピン、28 パーツカメラ、29 マークカメラ、30 XYロボット、31 X軸ガイドレール、32 X軸スライダ、33 Y軸ガイドレール、34 Y軸スライダ、36 X軸モータ、37 X軸位置センサ、38 Y軸モータ、39 Y軸位置センサ、40 実装ヘッド、41 ヘッド本体、42 ノズルホルダ、42a 係合片、44,44a〜44d,44k,44A〜44D,44K ノズル、46 圧力調整弁、50 R軸駆動装置、51 R軸、52 R軸ギヤ、53 ギヤ、54 R軸モータ、55 R軸位置センサ、60 Q軸駆動装置、61 Q軸ギヤ、62 Q軸ギヤ、63,64 ギヤ、65 Q軸モータ、66 Q軸位置センサ、70 Z軸駆動装置、71 Z軸スライダ、71a 挟持部、72 ボールネジ、73 Z軸スライダ、73 Z軸モータ、74 Z軸位置センサ、80 制御装置、81 CPU、82 ROM、83 HDD、84 RAM、85 入出力インタフェース、86 バス、144,244,344 ノズル、F,F1,F2 部品供給位置、P,P1,P2 部品。

Claims (6)

  1. 部品供給位置に部品を送り出す複数の部品供給装置と、
    部品を吸着するノズルを複数有するヘッドと、
    前記ヘッドを移動させ、2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルを対向させることが可能なヘッド移動装置と、
    前記部品供給位置に前記ノズルが対向した状態で前記ノズルを昇降させるノズル昇降装置と、
    前記ヘッド移動装置及び前記ノズル昇降装置を制御する制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルが対向するように位置決めする際に、前記2以上の前記部品供給位置に供給される前記部品のうち最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正が優先されるように前記ヘッド移動装置を制御し、その状態で前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向している前記ノズルが一斉に各部品を吸着するように前記ノズル昇降装置を制御するものであり
    前記制御装置は、前記最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正が優先されるように前記ヘッド移動装置を制御するにあたり、前記最小サイズの部品に対向するノズルの所定の吸着位置が前記最小サイズの部品の所定の被吸着位置と一致するように前記ヘッド移動装置を制御する、
    部品実装機。
  2. 部品供給位置に部品を送り出す複数の部品供給装置と、
    部品を吸着するノズルを複数有するヘッドと、
    前記ヘッドを移動させ、2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルを対向させることが可能なヘッド移動装置と、
    前記部品供給位置に前記ノズルが対向した状態で前記ノズルを昇降させるノズル昇降装置と、
    前記ヘッド移動装置及び前記ノズル昇降装置を制御する制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルが対向するように位置決めする際に、前記2以上の前記部品供給位置に供給される前記部品のうち最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正が優先されるように前記ヘッド移動装置を制御し、その状態で前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向している前記ノズルが一斉に各部品を吸着するように前記ノズル昇降装置を制御するものであり
    前記ヘッドは、前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向する前記ノズルを複数組有し、
    前記制御装置は、組ごとに、前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルが対向するように位置決めする際に、前記2以上の前記部品供給位置に供給される前記部品のうち最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正が優先されるように前記ヘッド移動装置を制御し、その状態で前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向している前記ノズルが一斉に各部品を吸着するように前記ノズル昇降装置を制御する、
    品実装機。
  3. 部品供給位置に部品を送り出す複数の部品供給装置と、
    部品を吸着するノズルを複数有するヘッドと、
    前記ヘッドを移動させ、2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルを対向させることが可能なヘッド移動装置と、
    前記部品供給位置に前記ノズルが対向した状態で前記ノズルを昇降させるノズル昇降装置と、
    前記ヘッド移動装置及び前記ノズル昇降装置を制御する制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルが対向するように位置決めする際に、前記2以上の前記部品供給位置に供給される前記部品のうち最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正が優先されるように前記ヘッド移動装置を制御し、その状態で前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向している前記ノズルが一斉に各部品を吸着するように前記ノズル昇降装置を制御するものであり
    前記ヘッドは、前記複数のノズルが円周上に配置され、間欠回転するロータリーヘッドである、
    品実装機。
  4. 前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向するノズルは、前記部品供給装置が前記部品を送り出す方向と直交する方向に並んでいる、
    請求項1〜のいずれか1項に記載の部品実装機。
  5. 部品供給位置に部品を送り出す複数の部品供給装置と、
    部品を吸着するノズルを複数有するヘッドと、
    前記ヘッドを移動させ、2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルを対向させることが可能なヘッド移動装置と、
    前記部品供給位置に前記ノズルが対向した状態で前記ノズルを昇降させるノズル昇降装置と、
    を備えた部品実装機の部品吸着方法であって、
    前記ヘッドは、前記複数のノズルが円周上に配置され、間欠回転するロータリーヘッドであり、
    前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルが対向するように位置決めする際に、前記2以上の前記部品供給位置に供給される前記部品のうち最小サイズの部品に対向するノズルの位置補正が優先されるように前記ヘッドを移動し、その状態で前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに対向している前記ノズルを一斉に昇降させて各ノズルに各部品を吸着させる、
    部品実装機の部品吸着方法。
  6. 部品供給位置に部品を送り出す複数の部品供給装置と、
    部品を吸着するノズルを複数有するヘッドと、
    前記ヘッドを移動させ、2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルを対向させることが可能なヘッド移動装置と、
    前記部品供給位置に前記ノズルが対向した状態で前記ノズルを昇降させるノズル昇降装置と、
    を備えた部品実装機のノズル配置方法であって、
    前記2以上の前記部品供給位置のそれぞれに前記ノズルを対向させたときに、前記2以上の前記部品供給位置に供給される前記部品のうち最小サイズの部品と対向する位置には小ノズルを配置し、前記2以上の前記部品供給位置に供給される前記部品のうち前記最小サイズより大きな部品と対向する位置には前記小ノズルよりも大きなノズルを配置する、
    部品実装機のノズル配置方法。
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