JP2006310647A - 表面実装機および部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品の装着（実装）をより効率的に行えるようにし、これを通じてタクトタイムを短縮する。
【解決手段】 表面実装機は、移動可能なヘッドユニット５Ａに複数の実装用ヘッド１６を備え、各実装用ヘッド１６により部品供給部から部品を取出して被実装用の基板に部品を実装する。ヘッドユニット５Ａには、Ｘ軸方向に並ぶ一対の実装用ヘッド１６を一組としてこれがＹ軸方向に二組（第１グループＴ１、第２グループＴ２）並設されており、これにより合計４本の実装用ヘッド１６がマトリックス状に設けられている。全ての実装用ヘッド１６は、ヘッドユニット５Ａのフレーム２０に対してＹ軸方向に移動可能とされている。また、各グループＴ１，Ｔ２に属する各実装用ヘッド１６は、その一方側がＸ軸方向に移動可能に設けられることにより配列ピッチが可変とされている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、部品実装用ヘッドを搭載した移動可能なヘッドユニットにより部品供給部から部品を取出して被実装用の基板上に実装する表面実装機に関するものである。

従来から、実装用ヘッドを備えた移動可能なヘッドユニットにより部品供給部に並設されたテープフィーダからＩＣ等の電子部品を負圧吸着し、プリント基板上の所定位置に搬送して実装するように構成された表面実装機が一般に知られている。

この種の表面実装機においては、実装効率を高めるべく複数の実装用ヘッドをテープフィーダの配列方向と平行に一列に並べた状態でヘッドユニットに搭載するものが主流となっており、さらに近年では、特許文献１に開示されるように、実装用ヘッドの配列ピッチを可変とすることにより、テープフィーダから部品を取出す際の同時吸着の機会を増し得るようにしたものも提案されている。
特開２００１−９４２９３号公報

表面実装機ではタクトタイムを短縮することが潜在的な課題の一つとして存在していることは周知である。この課題をハード的に解決する場合、従来では、部品吸着を如何に効率的に行うかに焦点が置かれており、部品装着を如何に効率的に行うかという点について殆ど対策が為されていない。事実、特許文献１の構成も、基板上の被実装部分の配列が実装用ヘッドの配列と同様に一列に並んでいるケースが希である点を考慮すると、部品装着面でのメリットは少ない。

従って、この種の表面実装機においては、上記の課題を部品装着（実装）の観点から解決するというところに改善の余地が残されている。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、基板に対する部品の装着をより効率的に行えるようにし、これを通じてタクトタイムを短縮することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の表面実装機は、複数の部品取出し位置が並ぶ部品供給部と、複数の実装用ヘッドを備えた移動可能なヘッドユニットとを備え、このヘッドユニットの移動に伴い、各実装用ヘッドにより部品供給部から部品を取出して被実装用の基板に部品を実装するように構成された表面実装機において、前記部品取出し位置の配列方向を第１軸方向としたときに、この第１軸方向に各実装用ヘッドが一列に並ぶ状態と、この状態から少なくとも一つの実装用ヘッドが第１軸方向と交差する方向であって、かつ前記基板と平行な第２軸方向に変位する状態とに、前記実装用ヘッドが前記ヘッドユニットに対して相対的に移動可能に設けられているものである（請求項１）。

この構成によると、各実装用ヘッドを前記第１軸方向に一列に配置した状態で各実装用ヘッドにより部品供給部から部品を取出し、これら実装用ヘッドのうち少なくとも一つの実装用ヘッドをヘッドユニットに対して第２軸方向に移動させることにより当該移動に係る実装用ヘッドを含む複数の実装用ヘッドを基板上の被実装部分に対応した配置とし、その後、前記移動に係る実装用ヘッドを含む複数の実装用ヘッドに保持した部品を同時に前記基板上に実装する（請求項３）、といった方法で部品の実装作業を進めることが可能となる。そのため、複数部品の同時装着（実装）を実現して効率的に部品の実装作業を進めることが可能となる。

なお、上記の表面実装機においては、実装用ヘッドのうち少なくとも一つの実装用ヘッドが、前記ヘッドユニットに対して前記第１軸方向に移動可能に設けられているのがより好ましい（請求項２）。

この構成によると、ヘッドユニットに対する実装用ヘッドの配列（配置）の自由度が増すため、部品の同時吸着および同時装着の機会（確率）が増大する。そのため、より一層効率的に部品の実装作業を進めることが可能となる。

例えば、各実装用ヘッドを前記第１軸方向に一列に配置し、実装用ヘッドのうち少なくとも一つの実装用ヘッドをヘッドユニットに対して第１軸方向に移動させることにより各実装用ヘッドの配列ピッチを部品取出し位置の配列ピッチに対応させ、この状態で全ての実装用ヘッドにより部品供給部から同時に部品を取出すようにしたり（請求項４）、さらにこの部品取出し後、実装用ヘッドのうち少なくとも一つの実装用ヘッドをヘッドユニットに対して第１軸方向に移動させるとともに、少なくとも一つの実装用ヘッドをヘッドユニットに対して第２軸方向に移動させることにより各実装用ヘッドを基板上の被実装部分に対応した配置とした後、全ての実装用ヘッドに保持した部品を前記基板上に同時に実装する（請求項５）、といった方法で部品の実装作業を進めることが可能となり、この場合には、部品の同時吸着および同時装着の頻度を高めてタクトタイムを大幅に短縮することが可能となる。

本発明に係る表面実装機によると、部品取出し位置の配列方向である第１軸方向に一列に並ぶ状態と、この状態から少なくとも一つの実装用ヘッドが第１軸方向と交差（例えば直交）する第２軸方向に変位する状態とに、複数の実装用ヘッドが移動可能に設けられているため、第２軸方向における実装用ヘッド相互の配置の自由度が高く、実装用ヘッドが第２軸方向に固定的に設けられている従来機と比べると複数部品の同時装着（実装）の機会を増やすことが可能となり、これによりタクトタイムを効果的に短縮することができる。特に、複数の実装用ヘッドのうち少なくとも一つをさらに第１軸方向に移動可能に設けた構成とした場合には、その分、部品の同時装着（実装）の機会が増え、また部品の同時吸着の機会も増えることから、タクトタイムをより一層短縮することができる。

本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１及び図２は本発明に係る表面実装機を示しており、図１は斜視図で、図２は平面図でそれぞれ表面実装機を概略的に示している（なお、両図は共通の表面実装機を示しているが、何れも概略図のため多少の相違がある。）
これらの図に示すように、表面実装機（以下、実装機と略す）の基台１上には、基板搬送用の一対のコンベア２が配置され、基板Ｐがこれらコンベア２により搬送されて所定の実装作業位置（図示の位置）で停止されるようになっている。実装作業位置には、図示を省略するが基板Ｐの位置決め機構が設けられており、基板Ｐがコンベア２に沿って搬入されると、この位置決め機構が作動して基板Ｐを実装作業位置に位置決め固定するようになっている。なお、両コンベア２はその間隔が基板Ｐのサイズに応じて変更されるようになっている。

両コンベア２の外側には、後述する第１ヘッドユニット５Ａに対する第１部品供給部４Ａと、第２ヘッドユニット５Ｂに対する第２部品供給部４Ｂとが配置されている。

これらの部品供給部４Ａ，４Ｂには、それぞれＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を供給可能な多数列のテープフィーダ４０がコンベア２に沿って並設されている。各テープフィーダ４０は、ＩＣ等のチップ部品を所定間隔おきに収納、保持したテープをリールからフィーダ先端の部品取出し部へ導出しつつ、ヘッドユニット５Ａ，５Ｂにより部品がピックアップされるにつれて間欠的にテープを繰出すようになっている。

基台１の上方には、部品装着用の一対のヘッドユニット５Ａ，５Ｂ（第１ヘッドユニット５Ａ、第２ヘッドユニット５Ｂという）が装備されている。これらのヘッドユニット５Ａ，５Ｂは、それぞれ部品供給部４Ａ，４Ｂと実装作業位置の基板Ｐとにわたって移動可能とされ、Ｘ軸方向（コンベア２と平行な方向；部品取出し位置の並び方向；本発明に係る第１軸方向に相当）及びＹ軸方向（コンベア２と直交する方向；本発明に係る第２軸方向に相当）に個別に移動することができるようになっている。

具体的に説明すると、実装作業位置を挟んでＸ軸方向の両側には、両コンベア２を跨ぐようにＹ軸方向に延びる一対のブリッジ部１Ａ，１Ｂが基台１上に設けられている。

これらのブリッジ部１Ａ，１Ｂ上には、Ｙ軸方向の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９より回転駆動されるボールねじ軸８とがそれぞれ配置されており、一方側のブリッジ部１Ａの固定レール７上に第１支持部材１２Ａが配置され、この第１支持部材１２Ａに設けられたナット部分（図示省略）にボールねじ軸８が螺合挿入される一方、他方側のブリッジ部１Ｂの固定レール７上に第２支持部材１２Ｂが配置され、この第２支持部材１２Ｂに設けられたナット部分（図示省略）にボールねじ軸８が螺合挿入されている。

また、これら支持部材１２Ａ，１２Ｂに、Ｘ軸方向のガイド部材（図示省略）と、Ｘ軸サーボモータ１０により駆動されるボールねじ軸１１とが配設され、同図に示すように、第１支持部材１２Ａに対して第１ヘッドユニット５Ａが片持ち支持された状態で同支持部材１２Ａのガイド部材に移動可能に装着され、この第１ヘッドユニット５Ａに設けられたナット部分（図示省略）にボールねじ軸１１が螺合挿入される一方、第２支持部材１２Ｂに対して第２ヘッドユニット５Ｂが片持ち支持された状態で同支持部材１２Ｂのガイド部材に移動可能に装着され、この第２ヘッドユニット５Ｂに設けられたナット部分（図示省略）にボールねじ軸１１が螺合挿入されている。

そして、各Ｙ軸サーボモータ９の作動によって支持部材１２Ａ，１２ＢがＹ軸方向に移動するとともに、各Ｘ軸サーボモータ１０の作動によりヘッドユニット５Ａ，５Ｂがそれぞれ支持部材１２Ａ，１２Ｂに対してＸ軸方向に移動し、このとき、各サーボモータが個別に駆動制御されることにより、各ヘッドユニット５Ａ，５ＢがＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ個別に移動するようになっている。

各ヘッドユニット５Ａ，５Ｂには、部品吸着用の複数の実装用ヘッド１６が搭載されている。当実施形態では、図３に示すように、Ｘ軸方向に並ぶ一対の実装用ヘッド１６を一グループとしてこれがＹ軸方向に二組（第１グループＴ１、第２グループＴ２とする）並設されており、これにより各ヘッドユニット５Ａ，５Ｂにそれぞれ４本の実装用ヘッド１６がマトリックス状に搭載されている。

４本の実装用ヘッド１６は、それぞれヘッドユニット５Ａ，５Ｂのフレーム２０に対して、Ｚ軸方向（上下方向）の移動およびヘッド軸回りの回転（以下、Ｒ軸方向の移動という）が可能とされるとともに、同図中に破線矢印で示すように、フレーム２０に対してＹ軸方向への移動が可能とされている。また、各グループＴ１，Ｔ２の実装用ヘッド１６のうち、一方側のものはフレーム２０に対してＸ軸方向に移動可能に設けられ、これにより各グループＴ１，Ｔ２の実装用ヘッド１６の配列ピッチ（Ｘ軸方向の間隔）が可変とされている。なお、図３は、第１ヘッドユニット５Ａを示しているが第２ヘッドユニット５Ｂも同様の構成となっている。また、各実装用ヘッド１６の駆動機構については後に詳述する。

各実装用ヘッド１６には、その先端（下端）にノズル１７（図４に示す）が装着されており、図外の負圧供給手段からノズル先端に負圧が供給されることにより部品を吸着保持するようになっている。このノズル１７は実装用ヘッド１６の先端に対して着脱可能に装着されており、部品の大きさや形状に応じて交換されるようになっている。

各ヘッドユニット５Ａ，５Ｂにはそれぞれ、基板認識ユニット３８Ａ，３８Ｂが搭載されている。これらの基板認識ユニット３８Ａ，３８Ｂは、固体撮像素子を内蔵したカメラおよび照明装置を一体に備え、撮像方向を下向きにした状態でヘッドユニット５Ａ，５Ｂのフレーム２０に固定されている。そして、このヘッドユニット１５と一体に移動し、その移動に伴い実装作業位置に位置決めされた基板Ｐのフィデューシャルマークを撮像するようになっている。

また、基台１上には、この基板認識ユニット３８Ａ，３８Ｂと略同様の構成を有する部品認識ユニット４１および吸着位置認識ユニット４４が設けられ、これらの認識ユニット４１，４４が実装作業位置と各部品供給部４Ａ，４Ｂとの間にそれぞれ配設されている。

部品認識ユニット４１は、部品吸着後、実装前に各実装用ヘッド１６に吸着保持された部品を撮像するもので、撮像方向を上向きにした状態で設けられている。各部品認識ユニット４１は、基台１上に敷設されたＸ軸方向の固定レール（図示省略）に移動可能に装着されるとともに、サーボモータ４３により駆動されるボールねじ軸４２に螺合装着されており、前記サーボモータ４３の作動によりＸ軸方向に移動するようになっている。

なお、当実施形態では、第１ヘッドユニット５Ａにより第１部品供給部４Ａから部品を取出す一方、第２ヘッドユニット５Ｂにより第２部品供給部４Ｂから部品を取出すようになっており、従って、第１ヘッドユニット５Ａの吸着部品については、第１部品供給部４Ａの側近の部品認識ユニット４１によりその部品を撮像し、第２ヘッドユニット５Ｂの吸着部品については、第２部品供給部４Ｂの側近の部品認識ユニット４１によりその部品を撮像するようになっている。

吸着位置認識ユニット４４は、実装用ヘッド１６による部品吸着に先立ち、テープフィーダ４０の部品取出し部分（位置）を撮像するもので、部品供給部４Ａ，４Ｂよりも僅かに上方に位置するように配置され、撮像方向を下向きにした状態で設けられている。各吸着位置認識ユニット４４は、前記部品認識ユニット４１と同様に、基台１上に敷設されたＸ軸方向の固定レール（図示省略）に移動可能に装着されるとともに、サーボモータ４６により駆動されるボールねじ軸４５に螺合装着されており、前記サーボモータ４６の作動によりＸ軸方向に移動するようになっている。

次に、ヘッドユニット５Ａ，５Ｂの各実装用ヘッド１６の駆動機構について説明する。

ヘッドユニット５（５Ａ，５Ｂ）に搭載される４本の実装用ヘッド１６は、図３に示すように、ヘッドユニット５のフレーム２０に設けられた矩形の開口部分２０ａに挿入された状態で、この開口部分２０ａの内壁面のうち互いにＹ軸方向に対向する面に対してそれぞれ２本ずつ支持されている。同図では、第１グループＴ１の２本の実装用ヘッド１６が開口部分２０ａの下側の内壁面に、第２グループＴ２の２本の実装用ヘッド１６が開口部分２０ａの上側の内壁面にそれぞれ支持されている。

そして、図４に示すような駆動機構により各実装用ヘッド１６が個別に駆動されるようになっている。具体的には、フレーム２０の内壁面にＸ軸方向の固定レール２２と、サーボモータ２３により駆動されるＸ軸方向のボールねじ軸２４とが設けられ、前記固定レール２２に第１可動部材２１が移動可能に装着されるとともにこの第１可動部材２１に前記ボールねじ軸２４が螺合挿入されている。また、この第１可動部材２１にＹ軸方向の固定レール２８と、サーボモータ２９により駆動されるＹ軸方向のボールねじ軸３０とが設けられ、前記固定レール２８に第２可動部材２７が移動可能に装着されるとともにこの第２可動部材２７に前記ボールねじ軸２０が螺合挿入されている。さらに、第２可動部材２７にＺ軸方向の固定レール３２と、サーボモータ３３により駆動されるＺ軸方向のボールねじ軸３４とが設けられ、前記固定レール３２に第３可動部材３１が移動可能に装着されるとともに前記ボールねじ軸３４がこの第３可動部材３１に螺合挿入されている。そして、この第３可動部材３１に実装用ヘッド１６が回転可能に支持されるとともに、この第３可動部材３１に搭載されたサーボモータ３５に実装用ヘッド１６が連結されている。

すなわち、サーボモータ２３の作動によりフレーム２０に対して第１可動部材２１がＸ軸方向に、サーボモータ２９の作動により第２可動部材２７が第１可動部材２１に対してＹ軸方向に、サーボモータ３３の作動により第３可動部材３１が第２可動部材２７に対してＺ軸方向に、サーボモータ３５の作動により実装用ヘッド１６が第３可動部材３１に対してＲ軸方向にそれぞれ移動することにより、実装用ヘッド１６がヘッドユニット５に対してＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸およびＲ軸方向に移動するようになっている。

なお、各グループＴ１，Ｔ２に属する一対の実装用ヘッド１６のうち、一方側の実装用ヘッド１６（ヘッド先端側の実装用ヘッド１６；図３の例では右側の実装用ヘッド１６）は基準ヘッドとされ、フレーム２０に対してＸ軸方向に固定的に設けられており、他方側の実装用ヘッド１６がＸ軸方向に移動することにより、上述のように各グループＴ１，Ｔ２において実装用ヘッド１６の配列ピッチ（Ｘ軸方向の間隔）が変更可能となっている。具体的には、この基準ヘッドの駆動機構については、第１可動部材２１と略同形状の支持部材（図示省略）がフレーム２０に固定されており、この支持部材に対して第２可動部材２７及びサーボモータ２９等が設けられている。なお、以下の説明において必要な場合には、このようにフレーム２０に対してＸ軸方向に固定的に設けられた実装用ヘッド１６を「基準ヘッド１６」と呼ぶことにする。

以上のように構成された実装機は、図示を省略するが、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭおよび装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等を備えたコントローラを有しており、予め記憶されたプログラムに従って実装作業を進めるべくこのコントローラにより前記ヘッドユニット５Ａ，５Ｂ、部品認識ユニット４１および吸着位置認識ユニット４４等の駆動が統括的に制御されるとともに、この実装作業に伴う各種演算処理がこのコントローラにより行われるようになっている。

特に、当実施形態では、部品供給部４Ａ，４Ｂからの部品吸着時には、ヘッドユニット５Ａ，５ＢのグループＴ１，Ｔ２毎に、各グループＴ１，Ｔ２に属する一対の実装用ヘッド１６により部品吸着が同時に行われ、また、基板Ｐへの部品実装時には、４本の実装用ヘッド１６に吸着された部品が基板Ｐに同時に装着され得るように部品の実装順序に関するデータや実装プログラムが作成されており、前記コントローラは、これらデータ及びプログラムに従ってヘッドユニット５Ａ，５Ｂ等を駆動制御するようになっている。

次に、このコントローラによる実装動作制御の一例について図５のフローチャートに基づいて説明し、その後、この制御に基づく各ヘッドユニット５Ａ，５Ｂの動作について図６のタイミングチャートを用いて説明する。

まず、図５のフローチャートに基づき、コンベア２により基板Ｐが搬入され、基板Ｐが実装作業位置に位置決めされると、まずステップＳ１で基板Ｐの認識を行う。具体的には、ヘッドユニット５Ａ，５Ｂを順次駆動し、基板Ｐのフィデューシャルマークを各基板認識ユニット３８Ａ，３８Ｂにより撮像し、基板Ｐと各ヘッドユニット５Ａ，５Ｂの相対的な位置関係を調べる。このように各基板認識ユニット３８Ａ，３８Ｂによってそれぞれフィデューシャルマークを撮像するのは、この装置では、実装処理に際してヘッドユニット５Ａ，５Ｂを個別に駆動制御するためである。

基板認識が終了すると、部品供給部４に配列されたテープフィーダ４０のうち、次に部品を取出すべき全てのテープフィーダ４０の吸着位置データ、すなわち部品取出し部の画像データが揃っているか否かを判断する（ステップＳ２）。ここでＮＯと判断した場合には、吸着位置認識ユニット４４を駆動し、不足している一乃至複数の吸着位置データに対応するテープフィーダ４０上に吸着位置認識ユニット４４を移動させながら部品取出し部の撮像を行う（ステップＳ３）。一方、既に全ての吸着位置データが取得されて図外の記憶部に格納されている場合には（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステップＳ４に移行する。

なお、基板Ｐの品種変更に伴い部品供給部４の段取り替え（テープフィーダ４０の組み替え）が行われた直後は、ステップＳ２では常にＮＯと判断し、この場合は、部品供給部４の全てのテープフィーダ４０に対応する位置に順次吸着位置認識ユニット４４を移動させ、全てのテープフィーダ４０の吸着位置データを取得して上記記憶部に格納する。

次に、記憶部に記憶されている吸着位置データ、又はステップＳ３で取得した吸着位置データに基づき部品取出し位置における実際の部品位置を求め、さらにその部品位置に応じて各実装用ヘッド１６のＸ軸、Ｙ軸およびＲ軸方向の位置調整を行う（ステップＳ４）。具体的には、各グループＴ１，Ｔ２に属する一対の実装用ヘッド１６が同時に、かつ共に部品中心を吸着し得るように、各グループＴ１，Ｔ２毎に、基準ヘッド１６と他の実装用ヘッド１６とのＸ軸方向およびＹ軸方向の位置関係を調整し、また各実装用ヘッド１６のＲ軸方向の位置を調整する。

この調整が完了すると、ヘッドユニット５Ａ（又は５Ｂ）を部品供給部４Ａ（又は４Ｂ）へ移動させ、まず、第１グループＴ１の一対の実装用ヘッド１６をテープフィーダ４０の部品取出し位置上に配置し、これら実装用ヘッド１６を同時に昇降駆動することによりテープ内の部品を同時にピックアップさせる。これが終了するとヘッドユニット５Ａ（又は５Ｂ）を移動させて、第２グループＴ２の一対の実装用ヘッド１６をテープフィーダ４０の部品取出し位置上に配置し、同様にして部品を同時にピックアップさせる（ステップＳ５，Ｓ６）。

部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット５Ａ（又は５Ｂ）を基板Ｐ上に移動させるとともに、この移動途中に部品認識ユニット４１上を経由させることにより吸着部品の撮像を行うとともに、その画像データに基づいて各実装用ヘッド１６による部品の吸着状態（吸着ずれ）を調べる（ステップＳ７，Ｓ９）。この際、部品供給部４からヘッドユニット５への移動経路に基づき、その経路上に予め部品認識ユニット４１を移動させておくことにより部品の撮像を効率的に行う。

部品認識ユニット４１による部品の撮像が終了すると、ヘッドユニット５Ａ（５Ｂ）が基板Ｐ上に到達するまでの間に、ヘッドユニット５Ａ（又は５Ｂ）の各実装用ヘッド１６のＸ軸、Ｙ軸およびＲ軸方向の位置調整を行う（ステップＳ９）。具体的には、各実装用ヘッド１６の吸着部品を基板Ｐに同時に装着し得るように、例えば第１グループＴ１の基準ヘッド１６を基準として他の３本の実装用ヘッド１６をＸ軸又はＹ軸方向に移動させることにより実装用ヘッド１６相互の位置関係を調整し、さらに各実装用ヘッド１６を個別にＲ軸方向に駆動しその位置を調整する。この際、ステップＳ８で調べた部品の吸着状態に応じ、部品の吸着ずれがある場合にはこれが是正されるようにヘッドユニット５Ａ（又は５Ｂ）および各実装用ヘッド１６を駆動制御する。

そして、ヘッドユニット５Ａ（５Ｂ）が基板Ｐ上に到達すると、４本の実装用ヘッド１６を同時に昇降駆動し、この昇降動作に伴い吸着部品を基板Ｐ上に同時に実装し、その後ステップＳ１にリターンする。

図６は、各ヘッドユニット５Ａ，５Ｂの動作をタイミングチャートで示している。

この図のｔ０時点は、部品を吸着すべく第１ヘッドユニット５Ａが第１部品供給部４Ａの上方に配置された時点を示している。

ｔ０時点で第１ヘッドユニット５Ａが第１部品供給部４Ａに配置されると、第１グループＴ１の各実装用ヘッド１６による部品の吸着が同時に行われ（ｔ１〜ｔ２時点）、さらに第１ヘッドユニット５Ａの移動の後、第２グループＴ２の各実装用ヘッド１６による部品の吸着が同時に行われる（ｔ３〜ｔ４時点）。そして、部品吸着完了と同時に、第１ヘッドユニット５Ａが第１部品供給部４Ａから実装作業位置へと移動を開始する。

この第１ヘッドユニット５Ａの移動開始後、ｔ６時点で部品認識ユニット４１（第１部品供給部４Ａの側近の部品認識ユニット４１）が第１ヘッドユニット５Ａの移動経路上に移動して吸着部品の撮像が行われ、さらにｔ７時点でその撮像結果と部品実装位置とに応じて各実装用ヘッド１６のＸ軸、Ｙ軸およびＲ軸方向の位置調整が行われる。またこれと並行して、第１ヘッドユニット５Ａの移動開始後、ｔ５時点で、次の部品の吸着位置データを取得すべく吸着位置認識ユニット４４が第１部品供給部４Ａ上に移動し、テープフィーダ４０の部品取出し部を撮像する（ｔ５〜ｔ１１時点）。

第１ヘッドユニット５Ａが実装作業位置の基板Ｐ上に到達すると（ｔ８時点）、各実装用ヘッド１６が同時に昇降駆動され、各実装用ヘッド１６に吸着された部品が基板Ｐに同時に実装される（ｔ９〜ｔ１０時点）。

部品装着後、次の部品を吸着すべく第１ヘッドユニット５Ａが第１部品供給部４Ａへと移動を開始すると、ｔ１１時点で、次に部品を吸着するテープフィーダ４０の配置とその吸着位置データとに応じて各実装用ヘッド１６のＸ軸、Ｙ軸およびＲ軸方向の位置調整（補正）が行われる。そして、第１ヘッドユニット５Ａが第１部品供給部４Ａに到達すると（ｔ１２時点）、第１グループＴ１の各実装用ヘッド１６による部品の同時吸着が行われた後（ｔ１３時点）、第２グループＴ２の各実装用ヘッド１６による部品の同時吸着が行われ、これ以降、上記と同様に、第１ヘッドユニット５Ａ等による部品の吸着および実装動作が繰り返される。

このように第１ヘッドユニット５Ａによる部品の実装動作が繰り返される一方で、第２ヘッドユニット５Ｂ等については、同図に示すように第１ヘッドユニット５Ａ等の動作に対して半サイクル遅れたタイミングで該ユニット５Ａ等と同様の動作が繰り返される。つまり、第１ヘッドユニット５Ａによる第１部品供給部４Ａからの部品吸着および基板Ｐへの装着と、第２ヘッドユニット５Ｂによる第２部品供給部４Ｂからの部品吸着および基板Ｐへの装着とが交互に繰り返し行われる。

以上のような実装機によると、上記のように各ヘッドユニット５Ａ，５Ｂに搭載される各実装用ヘッド１６がＹ軸方向に移動可能に設けられるとともに、各グループＴ１，Ｔ２に属する実装用ヘッド１６の配列ピッチ（Ｘ軸方向の間隔）が可変となっているので、実装用ヘッド１６の配置の自由度が高く、従って、部品の同時吸着および同時装着の機会（確率）を効果的に増やすことができる。

具体的に説明すると、部品吸着時については、各グループＴ１，Ｔ２に属する実装用ヘッド１６の配列ピッチが可変となっている結果、実装用ヘッド１６の配列ピッチをテープフィーダ４０に対応する所望のピッチに変更することができ、これにより部品の同時吸着の機会を増やすことができる。その上、実装用ヘッド１６がＹ軸方向に移動可能となっているので、例えばテープフィーダ４０にテープの繰出し誤差が発生し、同時に取出すべき二つの部品がＹ軸方向に大きく位置ずれを起こした場合でも、この位置ずれに応じて両実装用ヘッド１６の配置をＹ軸方向に相対的にずらすことで、両部品を、その中心部分を吸着した状態で難なく取出すことが可能となり、これにより部品の同時吸着の機会を増やすことができる。

一方、部品装着時については、上記の通り各グループＴ１，Ｔ２に属する実装用ヘッド１６の配列ピッチが可変とされ、また各実装用ヘッド１６がＹ軸方向に相対的に移動可能とされているため、その可動範囲内で各実装用ヘッド１６の配列ピッチおよびＹ軸方向の相対的な位置関係を調整することにより、被実装部分が不規則に分散しているような場合でも各吸着部品を難なく被実装部分に対応した配置とすることができ、これによって部品の同時装着の機会を増やすことができる。特に、この実装機では、上記のように配列ピッチの変更が可能で、かつＹ軸方向に変位可能な一対の実装用ヘッド１６がＹ軸方向に二組並設されているので、部品の同時装着の機会は極めて高くなる。

従って、図６に示したように部品の同時吸着および同時装着を行う機会を増大させることが可能となり、その結果、実装機のタクトタイムを効果的に短縮することができるようになる。特に、上記の実装機では、実装用ヘッド１６がその配列方向（Ｘ軸方向）のみならずこれと直交する方向（Ｙ軸方向）にも移動可能とされているため、複数の実装用ヘッドをテープフィーダの配列方向と平行に一列に並べ、これらの配列ピッチのみを可変としただけの従来のこの種の実装機と比べると、部品の同時装着の機会を格段に増大させることができ、これによりタクトタイムを従来装置に比して大幅に短縮することができるようになる。

ところで、以上説明した実装機は、本発明に係る表面実装機の一実施形態であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、次のような構成を採用することもできる。

（１）実施形態では、各ヘッドユニット５Ａ，５Ｂに、合計４本の実装用ヘッド１６が２×２のマトリックス状に設けられているが、勿論、複数の実装用ヘッド１６をＸ軸方向に一列に並べた構成であってもよい。具体的には、実施形態の構成において、各ヘッドユニット５Ａ，５Ｂにおいて第２グループＴ２の実装用ヘッド１６を省略した構成としてもよい。このような構成においても、第１グループＴ１の各実装用ヘッド１６の配列ピッチが可変とされ、また各実装用ヘッド１６がＹ軸方向に移動可能に設けられているため、実施形態と同様に、従来装置に比して部品の同時装着の機会を増やすことが可能であり、タクトタイムの短縮に貢献することができる。

（２）実施形態では、各グループＴ１，Ｔ２の実装用ヘッド１６のうち、基準ヘッド１６についてはフレーム２０に対するＸ軸方向の移動が不能となっているが、勿論、各グループＴ１，Ｔ２の全ての実装用ヘッド１６をフレーム２０に対してＸ軸、およびＹ軸方向に移動可能な構成としてもよい。これによれば実装用ヘッド１６の配置の自由度をさらに高めることが可能となる。

（３）実施形態では、Ｘ軸方向に並ぶ２本の実装用ヘッド１６を一組（グループ）としてこれをＹ軸方向に二組並設した構成となっているが、つまり２本の実装用ヘッド１６により各グループＴ１，Ｔ２が構成されているが、より多くの実装用ヘッド１６により各グループＴ１，Ｔ２を構成してもよい。例えば図７（ａ）に示すように、Ｘ軸方向に並ぶ４本の実装用ヘッド１６を一グループとしてこれをＹ軸方向に二組並設した構成としてもよい。この構成によると、実装用ヘッド１６の数が多い分、同時に吸着、あるいは装着できる部品の数を増やすことができ、タクトタイムをより一層短縮することが可能となる。この場合、例えば各グループＴ１，Ｔ２の実装用ヘッド１６のうち、中央２本のＹ軸方向の移動ストロークを他のものよりも大きく設ける等して、図７（ｂ）に示すように、実装用ヘッド１６をサークル状に配列できるようにすれば、部品の被実装部分がサークル状に分散しているような場合でも、好適に部品の同時装着を行うことができるようになる。

（４）実施形態では、第１ヘッドユニット５Ａにより第１部品供給部４Ａから部品を取出す一方、第２ヘッドユニット５Ｂにより第２部品供給部４Ｂから部品を取出すようにしているが、勿論、このような区別をすることなく、各ヘッドユニット５Ａ，５Ｂによりそれぞれ双方の部品供給部４Ａ，４Ｂから部品の取出しを行うようにしてもよい。

（５）実施形態では、各実装用ヘッド１６は部品取出し位置の並び方向、つまりテープフィーダ４０の配列方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に移動可能に設けられているが、例えばテープフィーダ４０の配列方向（Ｘ軸方向）に対して直交する方向以外の方向で移動可能に設けられていてもよい。例えば、各実装用ヘッド１６がＸ軸方向に対して７５°程度の角度でもって移動可能に設けられるものであってもよい。

（６）実施形態では、各グループＴ１，Ｔ２の両実装用ヘッド１６により部品を同時吸着し、部品装着時には、両グループＴ１，Ｔ２の全ての実装用ヘッド１６に保持した部品を基板Ｐに同時装着するようにしているが、これは最も効率的に部品の実装作業が進められた場合の例であって、具体的なテープフィーダ４０の配列や基板Ｐの回路パターンによって応じてこれ以外の態様で部品の実装作業が進めることが可能なことは言うまでもない。

また、実施形態の説明、例えば図２等では、各グループＴ１、Ｔ２の各実装用ヘッド１６がＸ軸方向に一列に並んだ状態を示しているが、この状態は各実装用ヘッド１６の移動開始点（終点）を限定するものではなく、あくまでも各実装用ヘッド１６の配置の一例を示すものである。

本発明に係る表面実装機の一例を示す斜視概略図である。 表面実装機を示す平面図である。 実装用ヘッドの配列等を説明するための第１ヘッドユニットの平面模式図である。 実装用ヘッドの駆動機構を示す斜視概略図である。 コントローラによる実装動作制御の一例を示すフローチャートである。 コントローラによる実装動作制御に基づくヘッドユニット等の動作を示すタイミングチャートである。 （ａ）（ｂ）は、実装用ヘッドの数、配列の他の例を示す模式図である。

符号の説明

２ コンベア
４Ａ 第１部品供給部
４Ｂ 第２部品供給部
５Ａ 第１ヘッドユニット
５Ｂ 第２ヘッドユニット
１６ 実装用ヘッド
２０ フレーム
４０ テープフィーダ
Ｐ 基板

Claims (5)

1. 複数の部品取出し位置が並ぶ部品供給部と、複数の実装用ヘッドを備えた移動可能なヘッドユニットとを備え、このヘッドユニットの移動に伴い、各実装用ヘッドにより部品供給部から部品を取出して被実装用の基板に部品を実装するように構成された表面実装機において、
   前記部品取出し位置の配列方向を第１軸方向としたときに、この第１軸方向に各実装用ヘッドが一列に並ぶ状態と、この状態から少なくとも一つの実装用ヘッドが第１軸方向と交差する方向であって、かつ前記基板と平行な第２軸方向に変位する状態とに、前記実装用ヘッドが前記ヘッドユニットに対して相対的に移動可能に設けられている
   ことを特徴とする表面実装機。
2. 請求項１に記載の表面実装機において、
   前記実装用ヘッドのうち少なくとも一つの実装用ヘッドが、前記ヘッドユニットに対して前記第１軸方向に移動可能に設けられている
   ことを特徴とする表面実装機。
3. 請求項１又は２に記載の表面実装機を用いた部品の実装方法であって、
   各実装用ヘッドを前記第１軸方向に一列に配置した状態で各実装用ヘッドにより部品供給部から部品を取出し、これら実装用ヘッドのうち少なくとも一つの実装用ヘッドをヘッドユニットに対して第２軸方向に移動させることにより当該移動に係る実装用ヘッドを含む複数の実装用ヘッドを基板上の被実装部分に対応した配置とし、その後、前記移動に係る実装用ヘッドを含む複数の実装用ヘッドに保持した部品を同時に前記基板上に実装する
   ことを特徴とする部品実装方法。
4. 請求項３に記載の部品実装方法において、
   前記実装用ヘッドのうち少なくとも一つの実装用ヘッドが、前記ヘッドユニットに対して前記第１軸方向に移動可能なものであって、
   各実装用ヘッドを前記第１軸方向に一列に配置し、実装用ヘッドのうち少なくとも一つの実装用ヘッドをヘッドユニットに対して第１軸方向に移動させることにより各実装用ヘッドの配列ピッチを部品取出し位置の配列ピッチに対応させ、この状態で全ての実装用ヘッドにより部品供給部から同時に部品を取出す
   ことを特徴とする部品実装方法。
5. 請求項４に記載の部品実装方法において、
   部品供給部からの部品取出し後、実装用ヘッドのうち少なくとも一つの実装用ヘッドをヘッドユニットに対して第１軸方向に移動させるとともに、少なくとも一つの実装用ヘッドをヘッドユニットに対して第２軸方向に移動させることにより各実装用ヘッドを基板上の被実装部分に対応した配置とした後、全ての実装用ヘッドに保持した部品を前記基板上に同時に実装する
   ことを特徴とする部品実装方法。

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