JP5663151B2 - Component mounting method and component mounting apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、複数のヘッドユニットが同一の基板にアクセスして部品を実装する部品実装方法および部品実装装置に関するものである。 The present invention relates to a component mounting method and a component mounting apparatus in which a plurality of head units access the same substrate and mount components.
電子部品を基板に実装する部品実装装置として、例えば吸着ノズルを備えた、搭載ヘッド、作業ヘッド等と称されるヘッドユニットを複数個有するものが従来より知られている(例えば特許文献1)。この特許文献1に記載の装置では、複数の搭載ヘッド(本発明の「ヘッドユニット」に相当)は互いに独立して部品供給部に収納された電子部品を吸着ノズルによってピックアップし、基板上へ移送して所定の搭載点に実装する。したがって、複数の搭載ヘッドによって同時並行的に実装動作が行えるため、実装効率が向上するという利点がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a component mounting apparatus for mounting electronic components on a substrate, a device having a plurality of head units called mounting heads, working heads, and the like having a suction nozzle is known (for example, Patent Document 1). In the apparatus described in
ここで、単に搭載ヘッドを複数個有するというだけで、常に実装効率が向上するというわけではない。というのも、これら複数の搭載ヘッドは全く相互の関連なく自由に搭載動作を行えるわけではなく、種々の制約条件が存在するからである。例えば、複数の搭載ヘッドが同一基板に対して同時にアクセスすると、相互干渉が発生してしまうことがあるため、同一タイミングにおいては1つの搭載ヘッドのみに基板へのアクセスが許容され、他の搭載ヘッドは所定の退避位置で待機する必要がある。これは、実装作業動作において搭載ヘッドの待機による無駄時間が発生し、実装タクトタイムを遅延させる要因となる。そこで、特許文献1に記載の装置は、搭載ヘッドが基板と部品供給部との間を1往復する各実装ターン毎に、基板上のうち1つの搭載ヘッドのみにアクセスが許容される排他領域を設定していた。このように実装ターン毎に排他領域の適正化が行われるため、搭載ヘッドの無駄な待機時間を排除して実装タクトタイムを短縮することができる。
Here, simply having a plurality of mounting heads does not always improve the mounting efficiency. This is because the plurality of mounting heads cannot be freely mounted without any correlation with each other, and there are various constraints. For example, if a plurality of mounting heads simultaneously access the same substrate, mutual interference may occur. Therefore, only one mounting head is allowed to access the substrate at the same timing, and other mounting heads. Needs to wait at a predetermined retreat position. This causes a dead time due to the waiting of the mounting head in the mounting operation, which causes a delay in mounting tact time. Therefore, the apparatus described in
しかしながら、各実装ターンにおいては、複数個の電子部品が搭載ヘッドにより部品供給部からピックアップされた後に、一括して基板の上方に搬送され、さらに所定の順番で基板上に互いに異なる位置に実装することも多い。この場合、1つの実装ターン中に部品実装が進行するのに伴って排他領域が実質的に変化することがあるが、従来装置では当該実装ターンが完了し、次の実装ターンに移行するまで排他領域は固定されたままである。したがって、複数の部品を一括して基板の上方に搬送した後に基板上の互いに異なる位置に実装する、ヘッドユニットを複数個備えた部品実装装置では、ヘッドユニットの無駄な待機時間を排除して実装タクトタイムを短縮することが要望されている。 However, in each mounting turn, after a plurality of electronic components are picked up from the component supply unit by the mounting head, they are collectively transported above the substrate and further mounted in different positions on the substrate in a predetermined order. There are many things. In this case, the exclusive area may change substantially as the component mounting progresses during one mounting turn. However, in the conventional device, the exclusive region is exclusive until the mounting turn is completed and the next mounting turn is entered. The area remains fixed. Therefore, in the component mounting device with multiple head units that are mounted at different positions on the board after a plurality of parts are transported to the top of the board at once, mounting is done without wasteful waiting time of the head unit. There is a demand for shortening tact time.
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、複数のヘッドユニットが同一の基板にアクセスして部品実装を効率的に行うことができる部品実装方法および部品実装装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a component mounting method and a component mounting apparatus that allow a plurality of head units to access the same substrate and perform component mounting efficiently. To do.
この発明にかかる部品実装方法の第1の態様は、部品供給部からピックアップした複数の部品を一括して所定の実装位置に搬入された基板の上方に搬送した後に複数の部品を基板上の互いに異なる搭載点に実装する動作を1ターンとして実行する、複数のヘッドユニットを有し、複数のヘッドユニットが同一の基板にアクセスして部品を実装する部品実装方法であって、上記目的を達成するため、複数のヘッドユニットのうち一のヘッドユニットのみが優先ヘッドユニットとして基板の排他領域へのアクセスが許可され、優先ヘッドユニットにより一括搬送される部品数よりも少ない数を単位数とし、優先ヘッドユニットが単位数の部品を基板に実装するごとに、排他領域を見直し、優先ヘッドユニットが単位数の部品を実装した前後における排他領域を比較し、排他領域が狭まる場合にのみ排他領域を再設定し、優先ヘッドユニットにより基板の上方に搬送された部品の全部が基板に実装されると、一のヘッドユニットの優先権を解放し、一のヘッドユニットに次のターンを実行させるとともに一のヘッドユニットの優先権解放に対応して他のヘッドユニットを優先ヘッドユニットとする優先ヘッドユニットの入れ替えを行うことを特徴としている。また、この発明にかかる部品実装方法の第2の態様は、部品供給部からピックアップした複数の部品を一括して、所定の実装位置に搬入された基板の上方に搬送した後に複数の部品を基板上の互いに異なる搭載点に実装する、複数のヘッドユニットを有し、複数のヘッドユニットが同一の基板にアクセスして部品を実装する部品実装方法であって、複数のヘッドユニットのうち一のヘッドユニットのみが優先ヘッドユニットとして基板の排他領域へのアクセスが許可され、基板に搭載すべき全部品を複数の搭載グループに分け、各搭載グループごとに、当該搭載グループにおいて実装する全部品の搭載点に関する搭載情報に基づき排他領域を設定し、優先ヘッドユニットにより一括搬送される部品数よりも少ない数を単位数とし、優先ヘッドユニットが単位数の部品を基板に実装するごとに、排他領域を見直し、優先ヘッドユニットが単位数の部品を実装した前後における排他領域を比較し、排他領域が狭まる場合にのみ排他領域を再設定することを特徴としている。 In a first aspect of the component mounting method according to the present invention, a plurality of components picked up from a component supply unit are collectively transported above a substrate carried into a predetermined mounting position, and then the plurality of components are mutually connected on the substrate. A component mounting method that has a plurality of head units that perform an operation of mounting at different mounting points as one turn, and that the plurality of head units access the same substrate to mount components, and achieve the above object Therefore, only one head unit among the plurality of head units is allowed to access the exclusive area of the substrate as a priority head unit, and the number of units smaller than the number of parts collectively transported by the priority head unit is used as the priority head. Each time the unit mounts a unit number of parts on the board, the exclusive area is reviewed and before and after the priority head unit mounts the unit number of parts. Comparing an exclusive area, reconfigure the exclusive area only when the exclusive region is narrowed, the whole of the components which are transported to above the substrate by the priority head unit is mounted on a substrate, the priority of one head unit One head unit is released and the next turn is executed, and the priority head unit is replaced with another head unit as the priority head unit in response to the priority right release of one head unit . Further, the second aspect of the component mounting method according to the present invention is a method in which a plurality of components picked up from a component supply unit are collectively transported above a substrate carried into a predetermined mounting position, and then the plurality of components are mounted on the substrate. A component mounting method having a plurality of head units to be mounted on different mounting points on the upper surface, wherein the plurality of head units access the same substrate and mount components, and one head among the plurality of head units Only the unit is allowed to access the exclusive area of the board as a priority head unit, and all the parts to be mounted on the board are divided into multiple mounting groups, and for each mounting group, the mounting points of all parts mounted in the mounting group The exclusive area is set based on the mounting information on the unit, and the number of units less than the number of parts that are collectively conveyed by the priority head unit is set as the priority head. Each time a unit with a unit number of parts is mounted on the board, the exclusive area is reviewed, and the exclusive area before and after the priority head unit mounts the unit number of parts is compared, and the exclusive area is reset only when the exclusive area becomes narrower. It is characterized by doing.
また、この発明にかかる部品実装装置の第1の態様は、上記目的を達成するため、所定の実装位置に搬入された基板の上方と部品供給部との間をそれぞれ独立して往復移動自在に設けられた複数のヘッドユニットと、複数のヘッドユニットの動作を制御するヘッド制御部とを備え、複数のヘッドユニットの各々は、部品供給部からピックアップした複数の部品を一括して基板の上方に搬送した後に複数の部品を基板上の互いに異なる搭載点に実装する動作を1ターンとして実行し、ヘッド制御部は、複数のヘッドユニットのうち一のヘッドユニットのみを優先ヘッドユニットとして基板の排他領域へのアクセスを許可し、優先ヘッドユニットにより一括搬送される部品数よりも少ない数を単位数とし、優先ヘッドユニットが単位数の部品を基板に実装するごとに、排他領域を見直し、優先ヘッドユニットが単位数の部品を実装した前後における排他領域を比較し、排他領域が狭まる場合にのみ排他領域を再設定し、優先ヘッドユニットにより基板の上方に搬送された部品の全部が基板に実装されると、一のヘッドユニットの優先権を解放し、一のヘッドユニットに次のターンを実行させるとともに一のヘッドユニットの優先権解放に対応して他のヘッドユニットを優先ヘッドユニットとする優先ヘッドユニットの入れ替えを行うことを特徴としている。また、この発明にかかる部品実装装置の第2の態様は、所定の実装位置に搬入された基板の上方と部品供給部との間をそれぞれ独立して往復移動自在に設けられた複数のヘッドユニットと、複数のヘッドユニットの動作を制御するヘッド制御部とを備え、複数のヘッドユニットの各々は、部品供給部からピックアップした複数の部品を一括して基板の上方に搬送した後に複数の部品を基板上の互いに異なる搭載点に実装し、ヘッド制御部は、複数のヘッドユニットのうち一のヘッドユニットのみを優先ヘッドユニットとして基板の排他領域へのアクセスを許可し、基板に搭載すべき全部品を複数の搭載グループに分け、各搭載グループごとに、当該搭載グループにおいて実装する全部品の搭載点に関する搭載情報に基づき排他領域を設定し、優先ヘッドユニットにより一括搬送される部品数よりも少ない数を単位数とし、優先ヘッドユニットが単位数の部品を基板に実装するごとに、排他領域を見直し、優先ヘッドユニットが単位数の部品を実装した前後における排他領域を比較し、排他領域が狭まる場合にのみ排他領域を再設定することを特徴としている。
In addition, the first aspect of the component mounting apparatus according to the present invention is capable of independently reciprocating between the upper part of the board carried into the predetermined mounting position and the component supply unit in order to achieve the above object. A plurality of head units provided, and a head control unit that controls the operation of the plurality of head units. Each of the plurality of head units collectively places a plurality of components picked up from a component supply unit above the substrate. The operation of mounting a plurality of components on different mounting points on the substrate after carrying is executed as one turn, and the head control unit uses only one head unit among the plurality of head units as a priority head unit, and is an exclusive area of the substrate. The number of units is set to a number smaller than the number of parts that are collectively conveyed by the priority head unit, and the priority head unit is based on the number of parts. Each time it is mounted, the exclusive area is reviewed, the exclusive area before and after the priority head unit has mounted the number of parts is compared, and the exclusive area is reset only when the exclusive area is narrowed. When all of the components transported upward are mounted on the board, the priority of one head unit is released, and the next turn is executed by one head unit, and the priority of one head unit is released. Thus , the priority head unit is replaced with another head unit as the priority head unit. A second aspect of the component mounting apparatus according to the present invention is a plurality of head units provided so as to be independently reciprocally movable between the upper part of the board carried into a predetermined mounting position and the component supply unit. And a head control unit that controls the operation of the plurality of head units, and each of the plurality of head units transports the plurality of components picked up from the component supply unit to the upper side of the substrate collectively. Mounted on different mounting points on the board, the head control unit allows access to the exclusive area of the board with only one head unit as the priority head unit among the multiple head units, and all components to be mounted on the board Is divided into multiple mounting groups, and for each mounting group, an exclusive area is set based on mounting information on the mounting points of all components mounted in the mounting group, The number of units less than the number of parts that are transported by the previous head unit is used as the number of units. Each time the priority head unit mounts the number of parts on the board, the exclusive area is reviewed and the priority head unit mounts the number of units. The exclusive areas before and after the comparison are compared, and the exclusive area is reset only when the exclusive area becomes narrow.
このように構成された発明(部品実装方法および部品実装装置)では、複数のヘッドユニットのうち優先ヘッドユニットのみに対して排他領域へのアクセスが許可される。このため、ヘッドユニットの相互干渉を確実に防止しながら、複数のヘッドユニットが同一の基板に対してアクセスして部品実装を行うことができる。しかも、その排他領域は優先ヘッドユニットにより一括搬送される部品数よりも少ない単位数の部品を優先ヘッドユニットが基板に実装するごとに行われる。このように排他領域の見直しによる最適化が頻繁に行われるため、優先ヘッドユニット以外のヘッドユニットが待機する時間を短縮することができる。ここで、単位数を「1」に設定する、つまり優先ヘッドユニットが1つの部品を基板に実装するごとに排他領域の見直しを行うことで排他領域は常に最適化され、優れた効率で部品実装を行うことができる。 In the invention (component mounting method and component mounting apparatus) configured as described above, only the priority head unit among the plurality of head units is permitted to access the exclusive area. Therefore, a plurality of head units can access the same substrate and mount components while reliably preventing mutual interference of the head units. In addition, the exclusive area is performed every time the priority head unit mounts a smaller number of parts on the board than the number of parts that are collectively conveyed by the priority head unit. As described above, since the optimization by reviewing the exclusive area is frequently performed, it is possible to reduce the waiting time for the head units other than the priority head unit. Here, the number of units is set to “1”, that is, the exclusive area is always optimized by reexamining the exclusive area every time the priority head unit mounts one component on the board, and component mounting is performed with excellent efficiency. It can be performed.
また、優先ヘッドユニットが単位数の部品を実装した前後における排他領域を比較し、排他領域が狭まる場合にのみ排他領域を再設定してもよく、この場合、排他領域以外の領域で待機していた他のヘッドユニット(優先ヘッドユニット以外のヘッドユニット)が再設定直後より新たに排他領域外となった領域で部品実装を行うことが可能となったり、再設定直後に排他領域の直近位置まで移動して次の搭載点までの移動距離を縮めることができる。その結果、部品実装に要する時間を短縮することができる。 In addition, the exclusive area before and after the priority head unit mounts the number of parts may be compared, and the exclusive area may be reset only when the exclusive area becomes narrow. In this case, the exclusive head area is waiting in an area other than the exclusive area. Other head units (head units other than the priority head unit) can be mounted in an area that is newly outside the exclusive area immediately after resetting, or until the immediate position of the exclusive area immediately after resetting It can move and shorten the moving distance to the next mounting point. As a result, the time required for component mounting can be shortened.
また、優先ヘッドユニットにより基板の上方に搬送された部品の全部が基板に実装されると、優先ヘッドユニットを入れ替えてもよく、これにより実装作業を合理化することができ、1つの基板に対して所望の部品を全て実装するのに要する時間、つまり実装タクトタイムをさらに短縮することができる。 Further, when all of the components transported above the substrate by the priority head unit are mounted on the substrate, the priority head unit may be replaced, thereby making it possible to streamline the mounting operation. The time required to mount all the desired components, that is, the mounting tact time can be further shortened.
また、排他領域の設定については、次のように行うことができ、その後に優先ヘッドユニットによる単位数の部品実装ごとに排他領域を見直すことで上記と同様の作用効果が得られる。例えば、実装位置に搬入された基板に対して最初の部品を実装する前に基板のサイズに関するサイズ情報に基づき排他領域を設定してもよい。また、実装位置に搬入された基板に対して最初の部品を実装する前に基板に搭載すべき全部品の搭載点に関する搭載情報に基づき排他領域を設定してもよい。また、部品供給部と基板との間を一往復する各ターンごとに、当該ターンにおいて実装する全部品の搭載点に関する搭載情報に基づき排他領域を設定してよい。さらに、基板に搭載すべき全部品を複数の搭載グループに分け、各搭載グループごとに、当該搭載グループにおいて実装する全部品の搭載点に関する搭載情報に基づき排他領域を設定してもよい。 The exclusive area can be set as follows, and thereafter, the same effect as described above can be obtained by reviewing the exclusive area for each unit mounting of the number of units by the priority head unit. For example, the exclusive area may be set based on the size information related to the size of the board before mounting the first component on the board carried into the mounting position. Further, the exclusive area may be set based on mounting information regarding mounting points of all components to be mounted on the substrate before mounting the first component on the substrate carried into the mounting position. In addition, for each turn that makes a round trip between the component supply unit and the board, an exclusive area may be set based on mounting information regarding mounting points of all components mounted in the turn. Further, all components to be mounted on the board may be divided into a plurality of mounting groups, and for each mounting group, an exclusive area may be set based on mounting information regarding mounting points of all components mounted in the mounting group.
なお、上記搭載情報には、基板上での部品の実装位置を示すためのローカルフィデューシャルマーク、基板内で区画されたブロックを認識するためのブロックフィデューシャルマークなどの基板上に付されたマークの位置情報を含んでいる。 The mounting information is attached to the board such as a local fiducial mark for indicating the mounting position of the component on the board and a block fiducial mark for recognizing the blocks partitioned in the board. The position information of the mark is included.
この発明によれば、優先ヘッドユニットにより一括搬送される部品数よりも少ない単位数の部品を優先ヘッドユニットが基板に実装するごとに、排他領域を見直しているため、高頻度で排他領域が最適化され、その最適化状態で部品実装が行われる。その結果、優先ヘッドユニット以外のヘッドユニットが待機する時間を短縮して部品実装を効率的に行うことができる。 According to the present invention, since the exclusive area is reviewed every time the priority head unit mounts a smaller number of parts on the board than the number of parts that are collectively conveyed by the priority head unit, the exclusive area is optimally frequent. And component mounting is performed in the optimized state. As a result, the time required for the head units other than the priority head unit to stand by can be shortened, and component mounting can be performed efficiently.
図1は本発明にかかる部品実装装置の一実施形態たる表面実装機の全体構成を示す斜視図である。また、図2は図1に示す表面実装機の平面図である。また、図3は図1に示す表面実装機の側面図である。さらに、図4は図1に示す表面実装機の電気的構成を示すブロック図である。この表面実装機100は、図1および図2に示すように、第1ヘッドユニット3および第2ヘッドユニット4のそれぞれをX方向およびY方向に移動させることによって本発明の「基板」の一例たるプリント基板1(図2参照)に部品を実装する装置である。
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a surface mounter as an embodiment of a component mounting apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a plan view of the surface mounter shown in FIG. FIG. 3 is a side view of the surface mounter shown in FIG. FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of the surface mounter shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the
表面実装機100は、図2に示すように、X方向に延びる基板搬送コンベア2と、基板搬送コンベア2の上方をXY方向に移動可能な第1ヘッドユニット3および第2ヘッドユニット4とを備えている。基板搬送コンベア2、第1ヘッドユニット3および第2ヘッドユニット4は、それぞれ、基台5上に配置されている。また、基台5上のY方向側の両端部には、部品を供給するための部品供給部として複数のテープフィーダ6がX方向に配列されている。
As shown in FIG. 2, the
基板搬送コンベア2は、図示しない搬送路から搬入されるプリント基板1をX方向に搬送し、所定の実装位置にプリント基板1を配置するように構成されている。また、基板搬送コンベア2は、実装作業が終了したプリント基板1を搬出する機能を有している。なお、本実施形態では、図示しない搬送路によって基板搬送コンベア2のX1方向側(上流側)からプリント基板1が搬入され、実装作業後、X2方向側(下流側)の図示しない搬送路に搬出される。
The
第1ヘッドユニット3と第2ヘッドユニット4とは、図1〜3に示すように、互いに同様の構成を有している。また、第1ヘッドユニット3(第2ヘッドユニット4)は、テープフィーダ6の後述する部品取出部6a(図2参照)から部品をピックアップするとともに、基板搬送コンベア2上のプリント基板1に部品を実装する機能を有している。なお、部品には、半導体集積回路装置、トランジスタ、コンデンサおよび抵抗などの小型の電子部品が含まれる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
また、第1ヘッドユニット3および第2ヘッドユニット4は、図1および図2に示すように、それぞれX方向に延びるヘッドユニット支持部31および41に沿ってX方向に直線移動可能に構成されている。具体的には、図2に示すように、ヘッドユニット支持部31(ヘッドユニット支持部41)は、X方向に延びるボールネジ軸31a(41a)と、ボールネジ軸31a(41a)を回転させるサーボモータ31b(41b)と、X方向のガイドレール(図示せず)とを有している。また、ヘッドユニット支持部31およびヘッドユニット支持部41のそれぞれの両端部には、後述する固定レール部70に設けられた固定子72(図1および2参照)の近傍に配置される界磁コイルからなる可動子73が取り付けられている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the
また、第1ヘッドユニット3は、ボールネジ軸31aに螺合されるボールナット32を有する。第2ヘッドユニット4は、ボールネジ軸41aに螺合されるボールナット42を有している。これにより、第1ヘッドユニット3(第2ヘッドユニット4)は、サーボモータ31b(41b)(X軸モータ)によりボールネジ軸31a(41a)が回転されることによって、ヘッドユニット支持部31(41)に対してX方向に移動される。
The
また、これらのヘッドユニット支持部31および41は、それぞれ、基板搬送コンベア2を跨ぐように設けられたY方向に延びる一対の固定レール部70に沿ってY方向に移動可能に構成されている。また、図1〜3に示すように、X方向に延びるように形成されたヘッドユニット支持部31(41)のX方向の両端部は、それぞれ、他方のヘッドユニット支持部41(31)側(Y2(Y1)方向)に突出する突出部311(411)を有している。具体的には、ヘッドユニット支持部31(41)の両端部の突出部311(411)は、それぞれ、第1ヘッドユニット3(第2ヘッドユニット4)よりもY2(Y1)方向に突出している。また、ヘッドユニット支持部31の突出部311には、それぞれ、ヘッドユニット支持部41側(Y2方向)に延びるダンパ312が取り付けられている。
Each of the head
一対の固定レール部70は、それぞれ、ヘッドユニット支持部31および41に共通に用いられるように構成されている。また、一対の固定レール部70は、図1〜図3に示すように、それぞれ、ヘッドユニット支持部31(41)の両端部をY方向に移動可能に支持するガイドレール71と、固定レール部70の内側側面にY方向に沿って配列された複数の永久磁石からなる固定子72(図1および2参照)とを有している。すなわち、ヘッドユニット支持部31(41)の両端部に設けられた可動子73と固定レール部70の固定子72とによってリニアモータ7(Y軸モータ)が構成されている。これにより、ヘッドユニット支持部31(41)は、界磁コイルからなる可動子73に電流が供給されることによって、ガイドレール71に沿ってY方向に直線移動可能である。すなわち、第1ヘッドユニット3(第2ヘッドユニット4)は、ヘッドユニット支持部31(41)およびリニアモータ7により基台5上をXY方向に移動可能である。
The pair of fixed
また、第1ヘッドユニット3(第2ヘッドユニット4)は、部品を吸着する際には、リニアモータ7によりY1方向(Y2方向)のテープフィーダ6上方(部品供給位置)に移動されると共に、ヘッドユニット支持部31(41)に沿ってX方向に移動されることによって、吸着ノズル35(45)が所定の部品取出部6aの上方に配置されるように構成されている。また、部品を実装する際には、第1ヘッドユニット3(第2ヘッドユニット4)は、リニアモータ7によりプリント基板1上方に移動されると共に、ヘッドユニット支持部31(41)に沿ってX方向に移動されることによって、吸着ノズル35(45)がプリント基板1表面の所定の実装位置に位置するように構成されている。
The first head unit 3 (second head unit 4) is moved above the tape feeder 6 (component supply position) in the Y1 direction (Y2 direction) by the
また、第1ヘッドユニット3(第2ヘッドユニット4)は、まず部品供給位置において部品取出部6aから複数の部品を取得した後Y2(Y1)方向に移動されることによって、複数の部品を保持(吸着)したままプリント基板1上方に移動される。そして、第1ヘッドユニット3(第2ヘッドユニット4)は、X方向、Y方向およびZ方向の移動を繰り返しながら複数の部品をそれぞれプリント基板1表面の所定の搭載点に実装するように構成されている。そして、実装動作が終了すると、第1ヘッドユニット3(第2ヘッドユニット4)は、Y1(Y2)方向に移動されることによってプリント基板1の上方から再び部品供給位置(テープフィーダ6上方)に戻され、部品取出部6aから部品の取得(吸着)作業を実行する。なお、本実施形態では、各ヘッドユニット3、4が基板1とテープフィーダ6との間を1往復して部品実装を行う動作を「1ターン」と定義する。
In addition, the first head unit 3 (second head unit 4) first holds a plurality of components by obtaining a plurality of components from the
また、図2に示すように、第1ヘッドユニット3および第2ヘッドユニット4には、それぞれ、X方向に列状に配置された10本の吸着ノズル35および45が取り付けられている。吸着ノズル35(45)は、部品の吸着および搭載を行うために設けられている。また、第1ヘッドユニット3(第2ヘッドユニット4)には、吸着ノズル35(45)の先端に負圧状態を発生させる負圧発生器351(図4参照)と、吸着ノズル35(45)を上下方向(Z方向)に移動させるサーボモータ352(Z軸モータ)(図4参照)などの昇降装置とが設けられている。各吸着ノズル35(45)は、負圧発生器351による負圧を利用してテープフィーダ6から供給される部品を吸着して保持することが可能である。
As shown in FIG. 2, the
また、各吸着ノズル35(45)は、第1ヘッドユニット3(第2ヘッドユニット4)に対して上昇された状態で部品の搬送などを行うように構成されている。また、各吸着ノズル35(45)は、第1ヘッドユニット3(第2ヘッドユニット4)に対して下降された状態で部品のテープフィーダ6からの吸着およびプリント基板1への実装を行うように構成されている。また、各吸着ノズル35(45)は、サーボモータ353(R軸モータ)(図4参照)などのノズル回転装置により、その軸を中心として回転可能に構成されている。これにより、表面実装機100では、吸着ノズル35(45)を回転させることによって、ノズルの先端に保持された部品の姿勢(水平面内の向き)を調整することが可能である。
Further, each suction nozzle 35 (45) is configured to carry parts and the like in a state where it is raised with respect to the first head unit 3 (second head unit 4). Further, each suction nozzle 35 (45) is configured to suck the component from the
また、図2に示すように、第1ヘッドユニット3のX2方向側の側部および第2ヘッドユニット4のX1方向側の側部には、それぞれ、吸着ノズル35および45に吸着された部品の姿勢を検知するための部品撮像部36および46が取り付けられている。この部品撮像部36(46)は、ラインセンサを用いて部品の姿勢を検知するように構成されている。また、部品撮像部36(46)は、吸着ノズル35(45)に保持された部品の下面を下方向から撮像するように構成されている。また、この部品撮像部36(46)は、第1ヘッドユニット3(第2ヘッドユニット4)に対してX方向(10本の吸着ノズル35(45)が並んでいる方向)に移動可能に取り付けられている。これにより、部品撮像部36(46)は、第1ヘッドユニット3(第2ヘッドユニット4)の10本の吸着ノズル35(45)に保持された部品の下面を下方向から順次撮像することが可能である。
In addition, as shown in FIG. 2, the X2 direction side portion of the
また、第1ヘッドユニット3のX1方向側の側部および第2ヘッドユニット4のX2方向側の側部には、それぞれ、基板撮像部37および47が取り付けられている。基板撮像部37(47)は、CCDエリアカメラで構成されている。また、基板撮像部37(47)は、第1ヘッドユニット3(第2ヘッドユニット4)から下方向を撮像するように構成されている。この基板撮像部37(47)は、部品搭載時に、プリント基板1の表面に設けられた基板マーク(基板フィデューシャルマーク)を撮像することにより部品の搭載位置の基準点を取得するように構成されている。
In addition,
表面実装機100は、図4に示すように、制御ユニット101をさらに備え、制御ユニット101により表面実装機100の各動作が制御されるように構成されており、本実施形態では、制御ユニット101が第1ヘッドユニット3と第2ヘッドユニット4を制御する「ヘッド制御部」として機能する。この制御ユニット101は、主制御部102、駆動制御部103、バルブ制御部104、画像処理部105および記憶部106を含んでいる。また、制御ユニット101は、液晶表示装置などの表示ユニット107と、キーボードなどの入力ユニット108とを備えている。
As shown in FIG. 4, the
主制御部102は、論理演算を実行するCPUなどから構成されており、記憶部106のROMに記憶されている実装プログラム(図示省略)に基づいて、駆動制御部103を介して基板搬送コンベア2、第1ヘッドユニット3および第2ヘッドユニット4などの動作を制御するように構成されている。また、主制御部102は、画像処理部105を介して第1ヘッドユニット3(第2ヘッドユニット4)の部品撮像部36(46)と基板撮像部37(47)とをそれぞれ制御するように構成されている。また、主制御部102は、バルブ制御部104を介して、第1ヘッドユニット3(第2ヘッドユニット4)に設けられた負圧発生器351を制御するように構成されている。これにより、主制御部102は、吸着ノズル35(45)による部品の吸着動作を制御することが可能である。
The
ここで、本実施形態では、主制御部102は、記憶部106に記憶された基板データ(図示省略)を読み出し、実装対象のプリント基板1の大きさ、基板マーク位置、部品の搭載点に関連する搭載情報を取得するように構成されている。そして、主制御部102は、プリント基板1に搭載すべき全部品の搭載点に関連する搭載情報に基づき排他領域を設定する。この「排他領域」は第1ヘッドユニット3と第2ヘッドユニット4の相互干渉を防止するために設定されるものであり、ヘッドユニット3、4の一方のみが優先ヘッドユニットとして排他領域へのアクセスを許可される。こうして、ヘッドユニット3、4の相互干渉を確実に防止しながら、ヘッドユニット3、4が同一のプリント基板1に対してアクセスして部品実装を行うことができる。なお、その詳細については、後で図5〜図10を参照しつつ説明する。
Here, in the present embodiment, the
また、主制御部102は、上記優先ヘッドユニットを設定するために、各ヘッドユニット3(4)の優先権フラグのオン/オフの切り替え動作を行うように構成されている。すなわち、「優先権フラグ」とは上記優先ヘッドユニットを設定するためのフラグであり、本実施形態では優先ヘッドユニットに保持されている全部品がプリント基板1に搭載されるのをトリガーとして主制御部102は優先ヘッドユニットの優先権フラグをオフ状態にした後に他方のヘッドユニットの優先権フラグをオン状態にする。
Further, the
駆動制御部103は、主制御部102から出力される制御信号に基づいて、第1ヘッドユニット3の各部のモータ(サーボモータ31b(X軸モータ)、リニアモータ7(Y軸モータ)、吸着ノズル35の昇降装置のサーボモータ352(Z軸モータ)、および吸着ノズル35のノズル回転装置のサーボモータ353(R軸モータ))の駆動を制御するように構成されている。また、駆動制御部103は、第1ヘッドユニット3と同様に第2ヘッドユニット4の各部のモータの駆動も制御するように構成されている。
Based on the control signal output from the
また、駆動制御部103は、主制御部102から出力される制御信号に基づいて、基板搬送コンベア2の各部のモータ(駆動モータ、回転モータおよび搬送モータ)などの駆動を制御するように構成されている。なお、これらのサーボモータのエンコーダからの信号は、駆動制御部103を介して主制御部102に出力される。
Further, the drive control unit 103 is configured to control driving of motors (drive motor, rotation motor, and transfer motor) of each unit of the
画像処理部105は、主制御部102から出力される制御信号に基づいて、部品撮像部36(46)および基板撮像部37(47)から所定のタイミングで撮像信号の読み出しを行うように構成されている。また、画像処理部105は、読み出した撮像信号に所定の画像処理を行うことにより、部品、基板マーク、ブロックフィデューシャルマーク、ローカルフィデューシャルマークやノズルチェンジ情報などを認識するのに適した画像データを生成するように構成されている。
The image processing unit 105 is configured to read out an imaging signal at a predetermined timing from the component imaging unit 36 (46) and the board imaging unit 37 (47) based on a control signal output from the
記憶部106は、CPUを制御するプログラムなどを記憶するROM(Read Only Memory)および装置の動作中に種々のデータを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)などから構成されている。また、記憶部106には、所定のプリント基板1の製造を行うための実装プログラムや、実装対象となるプリント基板1の寸法、基準マーク位置、部品の搭載点などの基板データが記憶されている。
The
テープフィーダ6は、本発明の「部品供給部」の一例であり、複数の部品を所定の間隔を隔てて保持したテープが巻き回されたリール(図示せず)を保持している。テープフィーダ6は、リールを回転させることによって、部品を保持するテープを送り出すように構成されている。そして、テープフィーダ6は、テープを送り出すことによって、テープフィーダ6の先端の部品取出部6aから部品を供給するように構成されている。
The
次に、上記のように構成された表面実装機100において、2つのヘッドユニット3、4が同一のプリント基板1に対してアクセスして部品実装を行う動作について説明する。ここでは、図5〜図7を参照しつつヘッドユニット3、4の動作フローについて説明した後で、図8〜図10を参照しつつ上記動作フローに基づく具体的な動作例について説明する。
Next, in the
図5〜図7はヘッドユニットの動作を示すフローチャートである。制御ユニット101により制御されるヘッドユニット3、4の動作は基本的に同一であるため、ここでは、第1ヘッドユニット3の動作を中心に説明する。制御ユニット101の主制御部102は、記憶部106に記憶された基板データを読み出し、プリント基板1に搭載すべき全部品の搭載点に関連する搭載情報(基板全搭載情報)に基づき排他領域(図8(a)中の符号ER)を設定する(ステップS1)。そして、制御ユニット101は第1ヘッドユニット3および第1ヘッドユニット側のテープフィーダ6の各部を制御して以下の動作を実行させる。
5 to 7 are flowcharts showing the operation of the head unit. Since the operations of the
ステップS2では、基板データにしたがって複数の部品が第1ヘッドユニット3に吸着される。つまり、第1ヘッドユニット3は上記部品を収納しているテープフィーダ6の上方に移動して当該テープフィーダ6の部品取出部6aから部品を取得(吸着)する。この動作を1回または複数回行うことで1ターン分の部品、例えば後述する具体例では「5」個の部品を取得(吸着)する。
In step S <b> 2, a plurality of components are attracted to the
また、制御ユニット101は部品撮像部36からの撮像信号に対して画像処理された信号に基づき第1ヘッドユニット3の吸着ノズル35に吸着された部品の姿勢を認識する(ステップS3)。そして、第1ヘッドユニット3により1ターン分の部品が確実に吸着保持されていることを確認すると、制御ユニット101は基板撮像部37からの撮像信号に対して画像処理された信号に基づきプリント基板1に予め付されている基板マーク(基板フィデューシャルマーク)を認識する(ステップS4)。この認識結果に基づき部品の搭載位置の基準点が取得される。次のステップS5では、第1ヘッドユニット3により保持されている1ターン分の部品が一括してプリント基板1の上方に搬送され、基板データに含まれる各部品の搭載点に関する搭載情報に基づき順番にプリント基板1に実装される(1ターン分の搭載処理)。
Further, the
図6は1ターン分の搭載処理を示すフローチャートである。この搭載処理では、図6に示すように、プリント基板1への実装が完了していない部品群から次に基板実装すべき部品の搭載点を選択する(ステップS50)。そして、その選択した搭載点が排他領域ER(図8)の内に位置するか否かを判定する(ステップS51)。もし、選択した搭載点が排他領域ERの内に位置する場合には、第1ヘッドユニット3の優先権フラグを確認する、つまり第1ヘッドユニット3が「優先ヘッドユニット」であるか否かを確認する(ステップS52)。その結果、第1ヘッドユニット3の優先権フラグがオフ状態であり、排他領域ERへの進入が禁止されている(ステップS53で「NO」)場合、排他領域ERの近傍位置(待機位置)まで第1ヘッドユニット3を移動させた(ステップS54)後でステップS51に戻る。つまり、後述するように排他領域ERが狭まって、選択した搭載点がその狭まった排他領域ERから外れる、または第1ヘッドユニット3の優先権フラグがオン状態に切り替わるまでその狭まった排他領域ERの近傍位置に移動してその位置で待機する。一方、ステップS53で第1ヘッドユニット3の排他領域ERへの進入が可能となっていると判定すると、第1ヘッドユニット3の優先権フラグをオン状態に設定する(ステップS55)。
FIG. 6 is a flowchart showing the mounting process for one turn. In this mounting process, as shown in FIG. 6, the mounting point of the component to be mounted next is selected from the component group that has not been mounted on the printed circuit board 1 (step S50). Then, it is determined whether or not the selected mounting point is located within the exclusive area ER (FIG. 8) (step S51). If the selected mounting point is located within the exclusive area ER, the priority flag of the
上記ステップS51で選択した搭載点が排他領域ERから外れている、または排他領域ER内にあるが第1ヘッドユニット3が「優先ヘッドユニット」である場合には、ステップS56に進み、ステップS50で選択した搭載点に部品を搭載する(1点搭載)。この1点搭載が完了すると、排他領域ERの見直しを行う(ステップS57)。
If the mounting point selected in step S51 is out of the exclusive area ER or is in the exclusive area ER but the
図7は排他領域の見直処理を示すフローチャートである。この見直処理では、現時点で排他領域ER内に存在する未搭載点に関連する搭載情報に基づき排他領域ERを再計算する(ステップS571)。これは1点搭載(ステップS56)により排他領域ERが狭まることがあることに対応したものである。なお、排他領域ERの再計算方法はこれに限定されるものではなく、例えば排他領域ER内か外かを問わず、現時点での未実装部品の搭載点に関連する搭載情報に基づき排他領域ERを再計算してもよい。 FIG. 7 is a flowchart showing the exclusive area review process. In this review process, the exclusive area ER is recalculated based on the mounting information related to the unmounted points that currently exist in the exclusive area ER (step S571). This corresponds to the fact that the exclusive area ER may be narrowed by mounting one point (step S56). The recalculation method of the exclusive area ER is not limited to this. For example, regardless of whether the exclusive area ER is inside or outside the exclusive area ER, the exclusive area ER is based on the mounting information related to the mounting point of the unmounted component at the present time. May be recalculated.
そして、再計算された排他領域ERが1点搭載(ステップS56)の完了前の排他領域ERより狭まっているか否かを判定する(ステップS572)。その判定の結果、ステップS56の1点搭載により排他領域ERが狭まっている場合のみ、排他領域ERを再計算後の結果に再設定する(ステップS573)。つまり、1点搭載処理ごとに、その1点搭載前後の排他領域ERを比較して排他領域ERが狭まる場合にのみ排他領域ERを再設定している。 Then, it is determined whether or not the recalculated exclusive area ER is narrower than the exclusive area ER before the completion of mounting one point (step S56) (step S572). As a result of the determination, the exclusive area ER is reset to the result after recalculation only when the exclusive area ER is narrowed by mounting one point in step S56 (step S573). That is, for each point mounting process, the exclusive region ER is reset only when the exclusive region ER before and after the single point mounting is compared and the exclusive region ER becomes narrower.
こうして排他領域ERの見直処理が完了すると、図6に示すように、第1ヘッドユニット3により吸着された1ターン分の全部品がプリント基板1に搭載されたか否かを判定する(ステップS58)。そして、全部品のプリント基板1への搭載が完了していない間、ステップS50に戻って上記一連の処理が繰り返される。一方、全部品のプリント基板1への搭載が確認される(ステップS58で「YES」)と、第1ヘッドユニット3の優先権フラグをオン状態になっている場合には、その優先権フラグをオフ状態に切り替え(ステップS59)、搭載処理を完了する。
When the review process of the exclusive area ER is completed in this way, as shown in FIG. 6, it is determined whether or not all components for one turn sucked by the
また、1ターン分の搭載処理が完了すると、図5に示すように、プリント基板1に搭載すべき全部品がプリント基板1に搭載されたか否かを判定し(ステップS6)、未搭載部品が残存している間、ステップS2に戻って部品搭載を継続する。
When the mounting process for one turn is completed, as shown in FIG. 5, it is determined whether all the components to be mounted on the printed
なお、第1ヘッドユニット3では、上記のようにして部品実装が行われるが、第2ヘッドユニット4においても同様の処理が実行される。ここで、表面実装機100の動作をより明確なものとするために、例えば図8〜図10に示すように、第1ヘッドユニット3により5個の部品をプリント基板1上に搭載し、第2ヘッドユニット4により5個の部品をプリント基板1上に搭載する場合について例示し、本発明にかかる部品実装方法の一実施形態についてさらに詳述する。
In the
図8〜図10は図1に示す表面実装機の動作の一例を模式的に示す図である。これらの図において、丸印と数字を組み合わせた記号は第1ヘッドユニット3により基板1に搭載すべき部品を表し、三角印と数字を組み合わせた記号は第2ヘッドユニット4により基板1に搭載すべき部品を表している。また、数字は搭載順序を示している。また、破線は各部品の搭載点を表し、ハッチングなしの記号は搭載前の部品を表し、ハッチングを付した記号は搭載済の部品を表している。さらに、四角印に「優先」という文字を付した記号は優先権フラグがオン状態となっており、当該記号が付されたヘッドユニットが優先ヘッドユニットであることを示している。
8-10 is a figure which shows typically an example of operation | movement of the surface mounter shown in FIG. In these drawings, a symbol combining a circle and a number represents a component to be mounted on the
(1)排他領域ERの初期設定:図8(a)
この具体例では、プリント基板1に搭載すべき全部品は10点であり、それらの部品の搭載点に関連する搭載情報(基板全搭載情報)に基づき排他領域ERが設定される(図8(a))。また、ヘッドユニット3、4のうち第1ヘッドユニット3が「優先ヘッドユニット」に設定されている。そして、各ヘッドユニット3、4は1ターン分の部品としてテープフィーダ6からそれぞれ5個の部品を吸着保持する。また、ヘッドユニット3(4)では、部品撮像部36(46)により各部品の姿勢が検知され、検知結果に基づき1ターン分の部品の吸着保持が確認されるとともに、基板撮像部37(47)によりプリント基板1上の基板マーク(基板フィデューシャルマーク)を認識して部品搭載位置の基準点が取得される。なお、ここでは部品吸着前に既に優先ヘッドユニットを設定しているが、その設定タイミングはこれに限定されるものではなく、例えば(a)部品吸着直後、(b)部品認識直後、または(c)基板フィデューシャルマークの認識直後であってもよい。
(1) Initial setting of exclusive area ER: FIG. 8 (a)
In this specific example, there are 10 parts to be mounted on the printed
(2)1点搭載動作:図8(b)
こうして搭載処理の準備が完了すると、第1ヘッドユニット3は丸印に付された番号順に部品を1個ずつプリント基板1上の対応する位置、つまり当該部品の搭載点に当該部品を搭載する(第1ヘッドユニット3による1点搭載動作)。この具体例では、第1ヘッドユニット3により最初にプリント基板1に実装すべき部品(丸印に「1」を付した部品)の搭載点は排他領域ER内に位置しているものの、第1ヘッドユニット3が優先ヘッドユニットであるため、そのまま排他領域ERに進入して当該部品を搭載する。
(2) One-point mounting operation: FIG. 8 (b)
When the preparation for the mounting process is completed in this way, the
一方、第2ヘッドユニット4は三角印に付された番号順に部品を1個ずつプリント基板1上の対応する位置、つまり当該部品の搭載点に当該部品を搭載する(第2ヘッドユニット4による1点搭載動作)。ただし、第2ヘッドユニット4は優先ヘッドユニットではないため、当該部品の搭載点が排他領域ER内にある場合には1点搭載動作が制限される。しかしながら、当該部品の搭載点が排他領域ERの外にある場合には、ヘッドユニット3、4の相互干渉は起こり得ないため、そのまま第2ヘッドユニット4による1点搭載動作が実行される。例えば、図8(b)に示すように、第2ヘッドユニット4により実装すべき部品(三角印に「1」を付した部品)の搭載点は排他領域ERの外にあるため、第1ヘッドユニット3による1点搭載動作と並行して第2ヘッドユニット4は当該部品(三角印に「1」を付した部品)をプリント基板1上に搭載する。
On the other hand, the
(3)排他領域ERの見直し:図8(c)
第1ヘッドユニット3による部品実装が1回実行されると、排他領域ERの見直し、つまり排他領域ERを構成する未実装の搭載点に基づき排他領域ERを再計算する。この具体例では、現時点で排他領域ER内に存在する未搭載点は同図(b)に示すように、
・第1ヘッドユニット3により搭載すべき部品の搭載点
丸印に「2」を付した部品の搭載点、
丸印に「3」を付した部品の搭載点、
丸印に「4」を付した部品の搭載点、
・第2ヘッドユニット4により搭載すべき部品の搭載点
三角印に「2」を付した部品の搭載点、
三角印に「3」を付した部品の搭載点、
三角印に「4」を付した部品の搭載点、
三角印に「5」を付した部品の搭載点、
の合計7点である。そして、両ヘッドユニット3、4の相互干渉を防止するための排他領域ERを両ヘッドユニット3、4による未実装の搭載点に基づき再計算すると、同図(c)に示すように、再計算された排他領域ERは第1ヘッドユニット3による1点搭載動作直前の排他領域ER(同図(b)参照)よりも狭い。そこで、この具体例では、排他領域ERを再計算されたものに再設定して更新している。
(3) Review of exclusive area ER: FIG. 8 (c)
When component mounting by the
-Mounting points for components to be mounted by the
Mounting points for parts marked with “3”
Mounting points for parts marked with “4” on the circle,
-Mounting points of components to be mounted by the
Mounting points for parts with a triangle mark “3”,
Mounting points for parts with a triangle mark of “4”,
The mounting point of the component with “5” on the triangle mark,
A total of 7 points. Then, when the exclusive area ER for preventing mutual interference between the
(4)1点搭載動作:図8(d)
次に、同図(d)に示すように、第1ヘッドユニット3は次の部品、つまり丸印に「2」を付した部品を上記と同様にしてプリント基板1に搭載する(第1ヘッドユニット3による1点搭載動作)。一方、第2ヘッドユニット4により次に部品実装しようとする部品、つまり三角印に「2」を付した部品の搭載点は、上記再設定(更新)の前においては排他領域ERに存在していたものの、上記再設定(更新)により排他領域ERが狭まった結果、排他領域ERから外れている。したがって、第2ヘッドユニット4は、1番目の部品(三角印に「1」を付した部品)と同様にして、2番目の部品をプリント基板1に搭載する(第2ヘッドユニット4による1点搭載動作)。
(4) One-point mounting operation: FIG. 8 (d)
Next, as shown in FIG. 4D, the
(5)排他領域ERの見直し:図9(a)
また、第1ヘッドユニット3により2番目の部品(丸印に「2」を付した部品)が実装されたのに対応し、上記と同様にして両ヘッドユニット3、4による未実装の搭載点に基づき排他領域ERの見直しが行われ、その結果、排他領域ERが狭められている(図9(a))。
(5) Review of exclusive area ER: FIG. 9 (a)
In addition, in response to the mounting of the second component (the component with “2” in a circle) by the
(6)1点搭載動作:図9(b)
第1ヘッドユニット3は、同図(b)に示すように、次の部品、つまり丸印に「3」を付した部品を上記と同様にしてプリント基板1に搭載する(第1ヘッドユニット3による1点搭載動作)。一方、第2ヘッドユニット4により次に部品実装しようとする部品、つまり三角印に「3」を付した部品の搭載点は、上記再設定(更新)の後においても排他領域ERに存在している。このため、第1ヘッドユニット3との干渉を回避するため、第2ヘッドユニット4による1点搭載動作が禁止される。ただし、排他領域ER外では第1ヘッドユニット3との干渉は発生せず、第2ヘッドユニット4は自由に移動することができる。そこで、具体例においては、第1ヘッドユニット3による1点搭載動作中に、第2ヘッドユニット4は排他領域ERの近傍位置(待機位置)まで移動して待機する。この移動により、部品搭載点までの第2ヘッドユニット4の移動距離が短くなり、第2ヘッドユニット4により上記部品の搭載動作が可能となった際に第2ヘッドユニット4による当該部品の搭載動作に要する時間を短縮することができる。
(6) One-point mounting operation: FIG. 9 (b)
As shown in FIG. 4B, the
(7)排他領域ERの見直し:図9(c)
また、第1ヘッドユニット3により3番目の部品(丸印に「3」を付した部品)が実装されたのに対応し、上記と同様にして両ヘッドユニット3、4による未実装の搭載点に基づき排他領域ERの見直しが行われ、その結果、排他領域ERが狭められている(図9(c))。
(7) Review of exclusive area ER: FIG. 9 (c)
In addition, in response to the mounting of the third component (the component with “3” in a circle) by the
(8)1点搭載動作:図9(d)
次に、同図(d)に示すように、第1ヘッドユニット3は次の部品、つまり丸印に「4」を付した部品を上記と同様にしてプリント基板1に搭載する(第1ヘッドユニット3による1点搭載動作)。一方、第2ヘッドユニット4により次に部品実装しようとする部品、つまり三角印に「3」を付した部品の搭載点は、上記再設定(更新)の前においては排他領域ERに存在していたものの、上記再設定(更新)により排他領域ERが狭まった結果、排他領域ERから外れている。したがって、第2ヘッドユニット4は、1、2番目の部品(三角印に「1」や「2」を付した部品)と同様にして、3番目の部品をプリント基板1に搭載する(第2ヘッドユニット4による1点搭載動作)。
(8) One-point mounting operation: FIG. 9 (d)
Next, as shown in FIG. 4D, the
(9)排他領域ERの見直し:図10(a)
また、第1ヘッドユニット3により4番目の部品(丸印に「4」を付した部品)が実装されたのに対応し、上記と同様にして排他領域ERの見直しが行われ、その結果、排他領域ERが解消されている(図10(a))。
(9) Review of exclusive area ER: FIG. 10 (a)
Further, the exclusive area ER is reviewed in the same manner as described above in response to the mounting of the fourth component (the component with “4” in a circle) by the
(10)1点搭載動作:図10(b)
次に、同図(b)に示すように、第1ヘッドユニット3は次の部品、つまり丸印に「5」を付した部品を上記と同様にしてプリント基板1に搭載する(第1ヘッドユニット3による1点搭載動作)。一方、第2ヘッドユニット4は次の部品、つまり三角印に「4」を付した部品を上記と同様にしてプリント基板1に搭載する(第2ヘッドユニット4による1点搭載動作)。
(10) One-point mounting operation: FIG. 10 (b)
Next, as shown in FIG. 5B, the
(11)優先権の解放:図10(c)
第1ヘッドユニット3では1ターン分の全部品をプリント基板1に搭載したため、第1ヘッドユニット3の優先権フラグをオフ状態に切り替えて優先権を解放するとともに、テープフィーダ6側に移動して第2ヘッドユニット4による部品実装が完了するまで待機する。なお、第1ヘッドユニット3によりプリント基板1に実装すべき部品が残っている場合には、再び1ターン分の部品吸着を開始する。一方、第1ヘッドユニット3の優先権解放に対応して第2ヘッドユニット4の優先権フラグをオン状態として第2ヘッドユニット4を優先ヘッドユニットとする(同図(c))。こうして優先権の切替が実行される。
(11) Release of priority: FIG. 10 (c)
In the
(12)1点搭載動作:図10(d)
第1ヘッドユニット3による部品実装は完了したものの、第2ヘッドユニット4には部品が残っているため、第2ヘッドユニット4は最後の部品、つまり三角印に「5」を付した部品を上記と同様にしてプリント基板1に搭載する(第2ヘッドユニット4による1点搭載動作)。その後、第1ヘッドユニット3と同様に、テープフィーダ6側に移動する。
(12) One-point mounting operation: FIG. 10 (d)
Although the component mounting by the
以上のように、本実施形態によれば、2つのヘッドユニット3、4のうち優先権を有する優先ヘッドユニットのみにプリント基板1の排他領域ERへのアクセスが許可されるため、ヘッドユニット3、4の相互干渉を確実に防止することができる。また、優先権を有さないヘッドユニットは排他領域ER内に部品を搭載することができないものの、排他領域ER以外の領域に対して部品実装を行うことが可能となっており、2つのヘッドユニット3、4が同一のプリント基板1に対してアクセスして部品実装を行うことができる。しかも、その排他領域ERは優先ヘッドユニットによる1点搭載動作が実行される毎に見直されて最適化される。したがって、1ターン分の部品を基板に実装する間、排他領域ERを固定化していた従来装置に比べ、優先権を有さないヘッドユニットが排他領域ERの外で待機する時間を短縮することができる。その結果、優れた効率で部品実装を行うことが可能となっている。
As described above, according to the present embodiment, only the priority head unit having priority among the two
また、排他領域ERの見直しは、優先ヘッドユニットによる1点搭載動作の前後における排他領域ERを比較して行われ、排他領域ERが狭まる場合にのみ排他領域ERを再設定している。このように排他領域ERが狭まる方向で排他領域ERを最適化しているため、排他領域ERの再設定のたびに、優先権を有さないヘッドユニットによる部品実装の可能性が高くなり、部品実装の効率を高めることができる。しかも、図9(b)に示すように、排他領域ERが狭まるのと並行して優先権を有さないヘッドユニットを再設定された排他領域ERの近傍まで移動させて待機させると、当該ヘッドユニットが次の搭載点まで移動するのに要する距離が縮まり、次の部品実装に要する時間を短縮することができる。 The exclusive area ER is reviewed by comparing the exclusive area ER before and after the one-point mounting operation by the priority head unit, and the exclusive area ER is reset only when the exclusive area ER is narrowed. Since the exclusive area ER is optimized in such a direction that the exclusive area ER narrows in this way, each time the exclusive area ER is reset, the possibility of component mounting by a head unit that does not have priority increases. Can increase the efficiency. In addition, as shown in FIG. 9B, in parallel with the exclusion area ER narrowing, when the head unit that does not have priority is moved to the vicinity of the reset exclusion area ER and waited, The distance required for the unit to move to the next mounting point is reduced, and the time required for the next component mounting can be shortened.
また、優先ヘッドユニットが1ターン分の全部品をプリント基板1に実装すると、優先ヘッドユニットを入れ替えるように構成しているので、これにより実装作業を合理化することができ、1つのプリント基板1に対する部品実装に要する時間、つまり実装タクトタイムをさらに短縮することができる。
In addition, since the priority head unit is configured to replace the priority head unit when all the components for one turn are mounted on the printed
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、プリント基板1に搭載すべき全部品の搭載点に関連する搭載情報(基板全搭載情報)に基づき排他領域ERが初期設定されているが、排他領域ERの初期設定方法はこれに限定されるものではない。例えば、図11に示すように、1ターン毎に排他領域ERを初期設定してもよい。すなわち、1ターンの全部品の搭載点に関連する搭載情報(1ターン搭載情報)に基づき排他領域ERの初期設定を行い(ステップS11)、その後、先の実施形態と同様にして1ターン分の搭載処理を行うように構成してもよい。この場合、1ターン分の搭載処理が完了した後、プリント基板1に対して搭載すべき全部品がプリント基板1に搭載されたか否かを判定し(ステップS6)、未搭載部品が残存している間、ステップS11に戻って一連の処理を行う。このように構成された実施形態においても、先の実施形態と同様の作用効果が得られる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the exclusive area ER is initially set based on the mounting information related to the mounting points of all the parts to be mounted on the printed circuit board 1 (board full mounting information). It is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11, the exclusive area ER may be initially set for each turn. In other words, the exclusive region ER is initially set based on the mounting information (1-turn mounting information) related to the mounting points of all components in one turn (step S11), and thereafter, for one turn as in the previous embodiment. You may comprise so that mounting processing may be performed. In this case, after the mounting process for one turn is completed, it is determined whether or not all components to be mounted on the printed
また、図11に示す実施形態では、1ターンごとに排他領域ERの初期設定を行っているが、実装位置に搬入されたプリント基板1に対して最初の部品を実装する前に、予め各ターンごとの排他領域ERを計算して記憶部106に記憶しておき、1ターンごとに排他領域ERを記憶部106から読み出してもよい。
In the embodiment shown in FIG. 11, the initial setting of the exclusive area ER is performed for each turn. However, before the first component is mounted on the printed
また、上記実施形態では、基板全搭載情報や1ターン搭載情報に基づき排他領域ERの初期設定を行っているが、それら以外にプリント基板1のサイズに関するサイズ情報に基づき排他領域ERを初期設定してもよい。この場合、図5に示す実施形態と同様に、実装位置に搬入されたプリント基板1に対して最初の部品を実装する前にサイズ情報に基づき排他領域ERを設定すればよい。
In the above embodiment, the initial setting of the exclusive area ER is performed based on the board total mounting information and the one-turn mounting information. In addition, the exclusive area ER is initially set based on the size information regarding the size of the printed
また、基板全搭載情報や1ターン搭載情報以外に、プリント基板1に搭載すべき全部品を複数の搭載グループに分け、各搭載グループごとに、当該搭載グループにおいて実装する全部品の搭載点に関する搭載情報に基づき排他領域ERを初期設定してもよい。
In addition to board mounting information and 1-turn mounting information, all parts to be mounted on the printed
また、上記実施形態では、部品をプリント基板1に搭載する位置に関する情報を搭載情報として説明したが、ローカルフィデューシャルマークやブロックフィデューシャルマークなどの部品の搭載点に関連するマークがプリント基板1に付されている場合があるが、この場合にはこれらのマークに関連する情報も上記搭載情報に含めるのが望ましい。以下、ローカルフィデューシャルマークがプリント基板1に付されている場合を例示して説明する。
In the above-described embodiment, the information related to the position where the component is mounted on the printed
図12は図1に示す表面実装機の動作の他の例を模式的に示す図である。なお、同図(a)中の付された各部品の搭載点(破線の丸印および三角印に番号が付された位置)は図8(a)のそれらと全く同一であり、破線丸印に「1」が付された搭載点に関連付けて2つのローカルフィデューシャルマークLMが付されている点のみが先の具体例と相違している。これらのローカルフィデューシャルマークLMは第1ヘッドユニット3により最初に実装すべき部品(丸印に「1」を付した部品)を正確に搭載するための認識用マークである。すなわち、表面実装機100では、プリント基板1の位置ずれやプリント基板1におけるプリント配線パターンの相対位置のずれにより、基板上の搭載点が正規の位置から多少ずれることがある。そこで、予めプリント基板1上に搭載点に関連付けた認識用マーク、つまりローカルフィデューシャルマークLMを付しておき、当該部品のプリント基板1への搭載に先立ち、ローカルフィデューシャルマークLMを撮像し、その撮像結果に基づき搭載点の位置ずれを補正することが行われている。
FIG. 12 is a diagram schematically showing another example of the operation of the surface mounter shown in FIG. In addition, the mounting points (positions where numbers are attached to the dotted circles and triangles) of the respective components in FIG. 8A are exactly the same as those in FIG. Only the point that two local fiducial marks LM are attached in association with the mounting point to which “1” is attached is different from the previous specific example. These local fiducial marks LM are recognition marks for accurately mounting a component to be first mounted by the first head unit 3 (a component having a circle marked with “1”). That is, in the
図12に示す具体例では、これらのローカルフィデューシャルマークLMを基板撮像部37により撮像するために、第1ヘッドユニット3はローカルフィデューシャルマークLMの上方に移動する必要がある。そこで、図12に示す具体例では、搭載点として部品の位置のみならずローカルフィデューシャルマークLMの位置を含め、これらに基づき排他領域ERを設定している。このため、図8(a)と図12(a)との対比から明らかなように、ローカルフィデューシャルマークLMを搭載点に含めた分だけ初期の排他領域ERは図8(a)に示す具体例よりも広くなっており、第2ヘッドユニット4により最初に実装すべき部品(三角印に「1」を付した部品)の搭載点にも及んでいる。したがって、第1ヘッドユニット3により最初の部品、つまり丸印に「1」を付した部品をプリント基板1に搭載する(第1ヘッドユニット3による1点搭載動作)間、第2ヘッドユニット4による1点搭載動作は実行されず、第2ヘッドユニット4は排他領域ERの近傍位置まで移動して待機する(図12(b))。
In the specific example shown in FIG. 12, in order to image these local fiducial marks LM by the
第1ヘッドユニット3による部品実装が1回実行されると、排他領域ERの見直し、つまり排他領域ERを構成する未実装の搭載点に基づき排他領域ERを再計算する。この具体例では、現時点で排他領域ER内に存在する未搭載点は同図(b)に示すように、丸印に「1」を付した部品の搭載点および当該搭載点に関連付けられたローカルフィデューシャルマークLMを除く、
・第1ヘッドユニット3により搭載すべき部品の搭載点
丸印に「2」を付した部品の搭載点、
丸印に「3」を付した部品の搭載点、
丸印に「4」を付した部品の搭載点、
・第2ヘッドユニット4により搭載すべき部品の搭載点
三角印に「1」を付した部品の搭載点、
三角印に「2」を付した部品の搭載点、
三角印に「3」を付した部品の搭載点、
三角印に「4」を付した部品の搭載点、
三角印に「5」を付した部品の搭載点、
の合計8点である。そして、両ヘッドユニット3、4の相互干渉を防止するための排他領域ERを再計算すると、同図(c)に示すように、再計算された排他領域ERは第1ヘッドユニット3による1点搭載動作直前の排他領域ER(同図(b)参照)よりも狭い。そこで、この具体例では、排他領域ERを再計算されたものに再設定して更新している。なお、それ以降の処理は先の具体例(図8(c)〜図10)と基本的に同様であるため、ここでは説明を省略する。
When component mounting by the
-Mounting points for components to be mounted by the
Mounting points for parts marked with “3”
Mounting points for parts marked with “4” on the circle,
-Mounting points of components to be mounted by the
The mounting point of the component with “2” on the triangle mark,
Mounting points for parts with a triangle mark “3”,
Mounting points for parts with a triangle mark of “4”,
The mounting point of the component with “5” on the triangle mark,
A total of 8 points. Then, when the exclusive area ER for preventing mutual interference between the
以上のように、図12に示す実施形態(具体例)においても、上記実施形態と同様に、排他領域ERは優先ヘッドユニットによる1点搭載動作が実行される毎に見直されて最適化されているため、優れた効率で部品実装を行うことが可能となっている。また、他の作用効果も上記実施形態と同じである。 As described above, also in the embodiment (specific example) shown in FIG. 12, the exclusive area ER is reviewed and optimized every time the one-point mounting operation by the priority head unit is executed, as in the above embodiment. Therefore, it is possible to perform component mounting with excellent efficiency. Other functions and effects are the same as those in the above embodiment.
また、上記実施形態では、2つのヘッドユニット3、4を有する表面実装機100に対して本発明を適用しているが、3つ以上のヘッドユニットを有し、各ヘッドユニットが同一の基板にアクセスして部品を搭載する部品実装装置や部品実装方法に適用することができる。
In the above-described embodiment, the present invention is applied to the
また、上記実施形態では、本発明の「単位数」を「1」として部品実装が行われる、つまり部品1個ごとに排他領域ERの見直しを行っているが、1ターンに含まれる部品数よりも少ない2以上の数を単位数として設定してもよい。 Further, in the above embodiment, component mounting is performed with the “number of units” of the present invention being “1”, that is, the exclusive area ER is reviewed for each component, but from the number of components included in one turn Alternatively, two or more numbers may be set as the unit number.
1…プリント基板
3、4…ヘッドユニット
6…テープフィーダ(部品供給部)
100…表面実装機(部品実装装置)
101…制御ユニット(ヘッド制御部)
102…主制御部(ヘッド制御部)
ER…排他領域
LM…ローカルフィデューシャルマーク
DESCRIPTION OF
100 ... Surface mounter (component mounter)
101... Control unit (head controller)
102: Main control unit (head control unit)
ER ... Exclusive area LM ... Local fiducial mark
Claims (10)
前記複数のヘッドユニットのうち一のヘッドユニットのみが優先ヘッドユニットとして前記基板の排他領域へのアクセスが許可され、
前記優先ヘッドユニットにより一括搬送される部品数よりも少ない数を単位数とし、前記優先ヘッドユニットが前記単位数の前記部品を前記基板に実装するごとに、前記排他領域を見直し、
前記優先ヘッドユニットが前記単位数の部品を実装した前後における前記排他領域を比較し、前記排他領域が狭まる場合にのみ前記排他領域を再設定し、
前記優先ヘッドユニットにより前記基板の上方に搬送された部品の全部が前記基板に実装されると、前記一のヘッドユニットの優先権を解放し、前記一のヘッドユニットに次のターンを実行させるとともに前記一のヘッドユニットの優先権解放に対応して他のヘッドユニットを前記優先ヘッドユニットとする優先ヘッドユニットの入れ替えを行う
ことを特徴とする部品実装方法。 As the different one turn the operation of mounting the mounting points of the plurality of components on the substrate after transporting a plurality of components picked up from the component supply portion above the loaded wafer to a constant mounting position Tokoro collectively A component mounting method for executing, comprising a plurality of head units, wherein the plurality of head units access the same substrate and mount components.
Only one head unit of the plurality of head units is allowed to access the exclusive area of the substrate as a priority head unit,
The number of units smaller than the number of parts collectively transported by the priority head unit is set as the unit number, and the exclusive area is reviewed each time the priority head unit mounts the unit number of the parts on the substrate,
Compare the exclusive area before and after mounting the unit number of parts by the priority head unit, and reset the exclusive area only when the exclusive area narrows,
When all of the components conveyed above the substrate by the priority head unit are mounted on the substrate, the priority of the one head unit is released and the one head unit performs the next turn. A component mounting method comprising: replacing a priority head unit with another head unit as the priority head unit in response to release of priority of the one head unit .
前記複数のヘッドユニットのうち一のヘッドユニットのみが優先ヘッドユニットとして前記基板の排他領域へのアクセスが許可され、
前記基板に搭載すべき全部品を複数の搭載グループに分け、各搭載グループごとに、当該搭載グループにおいて実装する全部品の搭載点に関する搭載情報に基づき前記排他領域を設定し、
前記優先ヘッドユニットにより一括搬送される部品数よりも少ない数を単位数とし、前記優先ヘッドユニットが前記単位数の前記部品を前記基板に実装するごとに、前記排他領域を見直し、
前記優先ヘッドユニットが前記単位数の部品を実装した前後における前記排他領域を比較し、前記排他領域が狭まる場合にのみ前記排他領域を再設定する
ことを特徴とする部品実装方法。 A plurality of head units that collectively mount a plurality of components picked up from a component supply unit on a different mounting point on the substrate after being conveyed above the substrate carried into a predetermined mounting position A component mounting method in which the plurality of head units access the same substrate and mount components.
Only one head unit of the plurality of head units is allowed to access the exclusive area of the substrate as a priority head unit,
Dividing all components to be mounted on the board into a plurality of mounting groups, for each mounting group, setting the exclusive area based on mounting information on mounting points of all components mounted in the mounting group,
The number of units smaller than the number of parts collectively transported by the priority head unit is set as the unit number, and the exclusive area is reviewed each time the priority head unit mounts the unit number of the parts on the substrate,
A component mounting method comprising: comparing the exclusive areas before and after mounting the unit number of components by the priority head unit, and resetting the exclusive area only when the exclusive area is narrowed.
前記複数のヘッドユニットの動作を制御するヘッド制御部とを備え、
前記複数のヘッドユニットの各々は、前記部品供給部からピックアップした複数の部品を一括して前記基板の上方に搬送した後に前記複数の部品を前記基板上の互いに異なる搭載点に実装する動作を1ターンとして実行し、
前記ヘッド制御部は、前記複数のヘッドユニットのうち一のヘッドユニットのみを優先ヘッドユニットとして前記基板の排他領域へのアクセスを許可し、前記優先ヘッドユニットにより一括搬送される部品数よりも少ない数を単位数とし、前記優先ヘッドユニットが前記単位数の前記部品を前記基板に実装するごとに、前記排他領域を見直し、前記優先ヘッドユニットが前記単位数の前記部品を実装した前後における前記排他領域を比較し、前記排他領域が狭まる場合にのみ前記排他領域を再設定し、前記優先ヘッドユニットにより前記基板の上方に搬送された部品の全部が前記基板に実装されると、前記一のヘッドユニットの優先権を解放し、前記一のヘッドユニットに次のターンを実行させるとともに前記一のヘッドユニットの優先権解放に対応して他のヘッドユニットを前記優先ヘッドユニットとする優先ヘッドユニットの入れ替えを行う
ことを特徴とする部品実装装置。 A plurality of head units provided so as to be independently reciprocated between the upper part of the substrate carried into a predetermined mounting position and the component supply unit;
A head control unit that controls operations of the plurality of head units,
Each of the plurality of head units performs an operation of mounting the plurality of components on different mounting points on the substrate after collectively transporting the plurality of components picked up from the component supply unit above the substrate. Run as a turn,
The head control unit permits access to the exclusive area of the substrate by using only one head unit among the plurality of head units as a priority head unit, and is smaller in number than the number of components that are collectively conveyed by the priority head unit. The exclusive area is reviewed each time the priority head unit mounts the unit number of the parts on the substrate, and the exclusive area before and after the priority head unit mounts the unit number of the parts. The exclusive area is reset only when the exclusive area is narrowed, and when all of the components conveyed above the board by the priority head unit are mounted on the board, the one head unit releases the priority, the priority solution of the one of the head unit with executing the next turn in the one of the head unit Component mounting apparatus characterized by the other head units corresponding performs interchange of priority head unit according to the priority head unit.
前記複数のヘッドユニットの動作を制御するヘッド制御部とを備え、
前記複数のヘッドユニットの各々は、前記部品供給部からピックアップした複数の部品を一括して前記基板の上方に搬送した後に前記複数の部品を前記基板上の互いに異なる搭載点に実装し、
前記ヘッド制御部は、前記複数のヘッドユニットのうち一のヘッドユニットのみを優先ヘッドユニットとして前記基板の排他領域へのアクセスを許可し、前記基板に搭載すべき全部品を複数の搭載グループに分け、各搭載グループごとに、当該搭載グループにおいて実装する全部品の搭載点に関する搭載情報に基づき前記排他領域を設定し、前記優先ヘッドユニットにより一括搬送される部品数よりも少ない数を単位数とし、前記優先ヘッドユニットが前記単位数の前記部品を前記基板に実装するごとに、前記排他領域を見直し、前記優先ヘッドユニットが前記単位数の前記部品を実装した前後における前記排他領域を比較し、前記排他領域が狭まる場合にのみ前記排他領域を再設定する
ことを特徴とする部品実装装置。 A plurality of head units provided so as to be independently reciprocated between the upper part of the substrate carried into a predetermined mounting position and the component supply unit;
A head control unit that controls operations of the plurality of head units,
Each of the plurality of head units is mounted at different mounting points on the substrate after the plurality of components picked up from the component supply unit are collectively conveyed above the substrate,
The head control unit permits access to the exclusive area of the substrate by using only one head unit of the plurality of head units as a priority head unit, and divides all components to be mounted on the substrate into a plurality of mounting groups. For each mounting group, the exclusive area is set based on mounting information on mounting points of all components mounted in the mounting group, and the unit number is a number smaller than the number of components collectively transported by the priority head unit, Each time the priority head unit mounts the unit number of the parts on the substrate, the exclusive area is reviewed, and the priority head unit compares the exclusive area before and after the unit number of the parts are mounted. A component mounting apparatus, wherein the exclusive area is reset only when the exclusive area becomes narrow.
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