JP5808160B2 - 電子部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、バルクフィーダを備え、バルクフィーダによって供給された電子部品を、基板に実装する電子部品実装装置に関するものである。

一般にバルクフィーダを備えた電子部品実装装置においては、バルクフィーダのカセット内に電子部品がバルク状に収容され、振動、加圧エア等の適宜搬送手段によって部品供給路を整列されながら搬送され、所定位置に供給されるようになっている。従来、バルクフィーダを備えた電子部品実装装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。

特開２００８−４１７３１号公報

この種の電子部品実装装置においては、時として、カセット内に収容された電子部品を最後まで使い切るように、予定された生産枚数に対してぎりぎりの個数の電子部品しか収容されない場合がある。

例えば、ある基板種の生産予定枚数に対し、生産に必要である部品数にあるマージンを加えた数の部品が収容されたカセットを準備したり、あるいは基板生産を依頼した顧客からは前記必要数が収容されたカセットを支給される場合が多い。また、これら同一基板種を生産する際、使用する同一部品は、規格が同じものを使用することは勿論のこと、同一メーカー製であり、かつ同じロットものを使用することがトレーサビリティの観点からも望まれている。

しかしながら、バルクフィーダの特性上、バルクフィーダから電子部品を供給する際に、カセット内に残存する電子部品の数が少なくなると、電子部品を部品供給路に円滑に送ることができなくなる場合がある。部品の在庫が大量にある場合には、バルクフィーダに電子部品を補給すればよいが、上記したように予定生産枚数に対して部品数がぎりぎりの場合には、送りの停滞によって生産を継続できなく恐れがあり、電子部品を最後まで使い切ることができなくなる。

本発明は、カセット内へのダミー部品の補給によって、バルクフィーダにおける部品送りを円滑に行えるようにし、正規の電子部品を使い切ることを可能にした電子部品実装装置を提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、カセット内に収容された電子部品およびダミー部品を部品供給路に整列させるとともに部品取出位置に供給するバルクフィーダを備え、該バルクフィーダによって前記部品供給路に供給された電子部品を、部品実装ヘッドに設けた吸着ノズルにより吸着して、基板に実装する電子部品実装装置において、前記バルクフィーダの前記カセット内にダミー部品を要求する案内を出す案内手段と、前記吸着ノズルによって前記部品取出位置より吸着された部品が正規の電子部品であるかダミー部品であるかを判別する判別手段と、該判別手段によって、正規の電子部品と判別された場合にのみ、当該電子部品を基板に実装する実装制御手段とを有することである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記案内手段は、前記バルクフィーダの前記カセット内に残存する正規の電子部品の数が少なくなったことに基づいて、ダミー部品の補給を要求するようになっていることである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記判別手段によってダミー部品と判別された場合には、当該ダミー部品を回収部に回収するようになっていることである。

請求項４に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記ダミー部品は、正規の電子部品に対して色もしくは形状を異にし、正規の電子部品かダミー部品かの判別を、画像処理によって行うことである。

請求項５に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記バルクフィーダは、振動およびエアの少なくとも１つの作用によって電子部品を前記部品供給路に供給するようになっていることである。

上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、バルクフィーダのカセット内にダミー部品を要求する案内を出す案内手段と、吸着ノズルによって部品取出位置より吸着された部品が正規の電子部品であるかダミー部品であるかを判別する判別手段と、判別手段によって、正規の電子部品と判別された場合にのみ、当該電子部品を基板に実装する実装制御手段とを有するので、バルクフィーダの部品収容カセット内へのダミー部品の補給によって、部品収容カセット内の部品を部品供給路に円滑に送ることができるようになる。

請求項２に係る発明によれば、案内手段は、バルクフィーダの部品収容カセット内に残存する正規の電子部品の数が少なくなったことに基づいて、ダミー部品の補給を要求するようになっているので、バルクフィーダの特性上、部品収容カセット内に残存する部品が少量になることに伴う部品の停滞を抑制できるようになる。

請求項３に係る発明によれば、判別手段によってダミー部品と判別された場合には、当該ダミー部品を回収部に回収するようになっているので、ダミー部品が誤って基板に実装されることがなく、しかも、ダミー部品の回収によってダミー部品を再利用できるようになる。

請求項４に係る発明によれば、ダミー部品は、正規の電子部品に対して色もしくは形状を異にし、正規の電子部品かダミー部品かの判別を、画像処理によって行うようにしたので、画像処理によって正規部品かダミー部品かを確実に判別することができる。

請求項５に係る発明によれば、バルクフィーダは、振動およびエアの少なくとも１つの作用によって電子部品を部品供給路に供給するようになっているので、振動かエア、あるいはそれら双方によって、電子部品を部品供給路に供給できるようになる。

本発明の実施の形態を示す電子部品実装装置を示す斜視図である。 実施の形態に係るバルクフィーダを示す側面図である。 バルクフィーダの部品供給路を示す概要図である。 実施の形態に係る制御装置を示す図である。 実施の形態に係るダミー部品を補給するフローチャートを示す図である。 実施の形態に係る正規部品かダミー部品かを判別するフローチャートを示す図である。

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、電子部品実装装置１０は、部品供給装置２０、基板搬送装置３０および部品移載装置４０を備えている。

部品供給装置２０は、一例として、電子部品実装装置１０の基台１１上に複数のフィーダ２１を並設して構成したものからなる。フィーダ２１は、基台１１に設置されたデバイス台２２に着脱可能にＸ方向に並設されている。フィーダ２１は供給リール２３を備え、供給リール２３に巻回したテープに一定のピッチ間隔に収容された電子部品を、フィーダ２１に内蔵された図略のモータによってピッチ送りすることにより、フィーダ２１の先端に設けた部品取出位置Ｐ１に順次供給できるようになっている。

複数のフィーダ２１のうち少なくとも１つは、図２に示すバルクフィーダ２１Ａからなっており、バルクフィーダ２１Ａは、電子部品Ｐ（図３参照）をバルク状に収容した部品収容カセット２５を備えている。部品収容カセット２５は、図３に示すように、部品収容カセット２５に収容した電子部品Ｐを部品取出位置Ｐ１に整列して供給する部品供給路２６を有している。バルクフィーダ２１Ａには、部品収容カセット２５を加振させる加振装置２７と、部品収容カセット２５内に加圧エアを供給するエア供給装置２８が設けられ、加振装置２７による部品収容カセット２５の振動作用と、エア供給装置２８より供給される加圧エアの作用により、部品収容カセット２５内にバルク状に収容された電子部品Ｐを部品供給路２６に１個ずつ整列して、部品取出位置Ｐ１に供給するようになっている。

バルクフィーダ２１Ａの部品収容カセット２５には、回路基板Ｂに実装される正規の電子部品Ｐ（以下、正規部品Ｐと略称する）が所定個数、すなわち、回路基板Ｂの生産計画に従って実質的に使い切ることができる個数に定められている。言い換えれば、部品収容カセット２５には、回路基板Ｂの生産に必要な所定個数に、不良品等を考慮して若干量だけ余裕を持たせた個数の正規部品Ｐが収容されている。

部品収容カセット２５上には、ダミー部品を収容したダミー用カセット２９が着脱可能に取付けられている。ダミー用カセット２９に収容されたダミー部品は、後述するように、部品収容カセット２５内の正規部品Ｐの数が少なくなったとき、部品収容カセット２５内に補給できるようになっている。すなわち、部品収容カセット２５内の正規部品Ｐの数が少なくなると、バルクフィーダ２１Ａの部品送り方法の特性上、正規部品Ｐが部品供給路２６に導かれる確率が減少する傾向となるため、ダミー部品を部品収容カセット２５内に適宜補給し、部品の送りをスムーズに行えるようにしている。

なお、ダミー部品は、正規部品Ｐに対して、形状がほぼ同じで色彩を異にするもの、あるいは形状が僅かに異なるものからなり、後述する画像処理によって判別可能となっている。

基板搬送装置３０は、回路基板Ｂを電子部品実装装置１０の整列方向（Ｘ軸方向）に搬送するもので、一例として、図１に示すように、搬送手段３１、３２を２列並設したダブルコンベアタイプのもので構成されている。各搬送手段３１、３２は、基台１１上にそれぞれ一対のガイドレール３３、３４を互いに平行に対向させてそれぞれ水平に並設している。搬送手段３１，３２には、ガイドレール３３、３４によりそれぞれ案内される回路基板Ｂを支持して搬送する一対のコンベアベルトが並設されている。

部品移載装置４０はＸＹロボットからなり、基台１１上に装架されて部品供給装置２０および基板搬送装置３０の上方に配設され、ガイドレール４１に沿ってＸ軸方向と直交するＹ軸方向に移動可能なＹ軸移動台４３を備えている。Ｙ軸移動台４３のＹ軸方向移動は、ボールねじを介してＹ軸サーボモータ４４により制御される。Ｙ軸移動台４３にはＸ軸移動台４５がＸ軸方向に移動可能に案内支持され、Ｘ軸移動台４５のＸ軸方向移動は、ボールねじを介してＸ軸サーボモータ４６により制御される。

Ｘ軸移動台４５には、部品実装ヘッド４７と、回路基板Ｂに設けられた基準マーク（図示せず）を撮像する基板カメラ４８が取付けられている。部品実装ヘッド４７には、図４に示すように、正規部品Ｐ（ダミー部品を含む）を吸着する吸着ノズル５０が、Ｘ軸およびＹ軸方向と直交するＺ軸方向（上下方向）昇降可能に、かつＺ軸線の回りに回転可能に支持されている。吸着ノズル５０は、Ｚ軸サーボモータ５１およびθ軸サーボモータ５２（図４参照）により、Ｚ軸方向への移動および回転角度が制御されるようになっている。

部品供給装置２０と基板搬送装置３０の間には、吸着ノズル５０によって吸着される正規部品Ｐおよびダミー部品を下方より撮像する部品カメラ５３が設けられている。部品カメラ５３によって撮像した画像データを画像処理することにより、正規部品Ｐの吸着状態および正規部品Ｐかダミー部品かの判別を可能にしている。

電子部品実装装置１０は、図４に示す制御装置６０によって制御される。制御装置６０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよび入出力インターフェースを有している。制御装置６０には、入出力インターフェースを介して、部品実装ヘッド４７をＹ軸およびＸ軸方向に移動するＹ軸およびＸ軸サーボモータ４４、４６、および吸着ノズル５０をＺ軸方向に移動するＺ軸サーボモータ５１、ならびに吸着ノズル５０をＺ軸線の回りに回動するθ軸サーボモータ５２がそれぞれ接続されている。また、制御装置６０には、部品カメラ５３によって撮像された画像データを画像処理する画像処理装置６１が接続されている。なお、図４中、６３は吸着ノズル５０で吸着されたダミー部品を回収する回収部としての回収ボックスを示し、回収ボックス６３は電子部品実装装置１０の所定位置、例えば、部品供給装置２０の近傍に設置されている。

次に、バルクフィーダ２１Ａの部品収容カセット２５内にダミー部品を補給するフローチャートを図５に基づいて説明する。バルクフィーダ２１Ａの部品収容カセット２５内には、所定個数の正規部品Ｐが収容されている。部品収容カセット２５内に収容された正規部品Ｐは、部品供給路２６を整列搬送されて部品取出位置Ｐ１に供給される。部品取出位置Ｐ１に供給された正規部品Ｐは、ステップ１００において、部品実装ヘッド４７に設けた吸着ノズル５０により吸着されて回路基板Ｂに向けて搬送され、その搬送途中で正規部品Ｐは、部品カメラ５３により吸着ノズル５０の中心に対する芯ずれおよびＺ軸線回りの角度ずれが検出される。しかる後、吸着ノズル５０で吸着された正規部品Ｐは、吸着ノズル５０の中心に対する芯ずれおよびＺ軸線回りの角度ずれが補正された状態で、回路基板Ｂ上の定められた座標位置に実装される。

バルクフィーダ２１Ａより正規部品Ｐが取り出される毎に、ステップ１０２において正規部品Ｐの残数が管理される。すなわち、バルクフィーダ２１Ａより正規部品Ｐが取り出される毎に、制御装置６０のＲＡＭに記憶されている正規部品Ｐの残数が減算される。ステップ１０４においては、正規部品Ｐの残数が残り少ないＮ１以下になったか否かが判別され、正規部品Ｐの残数がＮ１以下の場合（判別結果がＹＥＳの場合）には、次のステップ１０６に移行して、ダミー部品の補給案内が指令され、ランプあるいはブザー等によって作業者に報知される。なお、正規部品Ｐの残数がＮ１より多い場合（判別結果がＮＯの場合）には、プログラムはリターンされる。

かかるダミー部品補給案内に基づいて作業者は、ダミー部品を収容したダミー用カセット２９より部品収容カセット２５内に、正規部品Ｐとは色彩等の異なるダミー部品を所定個数補給する。これにより、バルクフィーダ２１Ａの部品収容カセット２５内における部品（正規部品Ｐおよびダミー部品）の収容数が増加され、部品収容カセット２５内の部品が停滞することなく、部品供給路２６に円滑に供給できるようになる。この場合、ダミー部品補給後は、部品供給路２６に正規部品Ｐとダミー部品が混在した状態で搬送されることとなる。この際、供給するダミー部品の比重が正規部品Ｐに比べ軽い場合、正規部品Ｐが先行して搬送され、ダミー部品は部品収容カセット２５内に滞留する場合が多い。

次に、部品実装ヘッド４７の吸着ノズル５０により吸着された部品が正規部品Ｐかダミー部品かを判別するフローチャートを図６に基づいて説明する。バルクフィーダ２１Ａの部品収容カセット２５内に収容された正規部品Ｐおよびダミー部品は、上記したと同様に、部品供給路２６を搬送されて部品取出位置Ｐ１に供給され、ステップ２００において、部品実装ヘッド４７の吸着ノズル５０により吸着される。吸着ノズル５０に吸着された部品は、回路基板Ｂに搬送される途中で、部品カメラ５３により撮像され（ステップ２０２）、濃淡画像が取得される。次いで、ステップ２０４において、画像処理装置６１による画像処理によって濃淡画像が二値化され、続くステップ２０６において、二値化データがしきい値と比較され、吸着ノズル５０で吸着された部品が正規部品Ｐかダミー部品かが判別される。

ステップ２０６において正規部品Ｐであると判別された場合には、ステップ２０８に移行され、吸着ノズル５０で吸着した正規部品Ｐを回路基板Ｂに実装する部品実装作業が実行される。これに対し、ステップ２０６においてダミー部品であると判別された場合には、ステップ２１０に移行され、吸着ノズル５０で吸着したダミー部品を回収ボックス６３（図４参照）に回収する回収処理が実行される。

上記したステップ１０６によって、請求項における案内手段が構成され、ステップ２０４、２０６によって、請求項における判別手段が構成され、ステップ２０８によって、請求項における実装制御手段が構成されている。

上記した実施の形態によれば、バルクフィーダ２１Ａの部品収容カセット２５内にダミー部品を要求する案内を出す案内手段（ステップ１０６）と、吸着ノズル５０で吸着された部品が正規部品Ｐであるかダミー部品であるかを判別する判別手段（ステップ２０４、２０６）と、判別手段によって、正規部品Ｐと判別された場合にのみ、当該部品Ｐを回路基板Ｂに実装する実装制御手段（ステップ２０８）とを有するので、たとえ、部品収容カセット２５内の正規部品Ｐの数が少なくなっても、ダミー部品の補給によって、部品収容カセット２５内の部品を部品供給路２６に円滑に送ることができるようになり、正規部品Ｐを最後まで使い切ることが可能となる。ここでの案内手段とは、部品実装装置の操作画面への表示や、シグナルタワー等やバルクフィーダ２１Ａ自身が有するランプ等の点滅、または該当するバルクフィーダ２１Ａを取付けたデバイス台２２のＬＥＤランプの点滅等によって告知されるものである態様も含む。さらに、案内手段は、各々のフィーダ自身が有する制御装置や、フィーダを統括制御している制御装置６０から発せられるものである態様も含む。従って、例えば、これらの信号に基づき、ダミー用カセット２９が自動で開放され、部品収容カセット２５に自動的にダミー部品が供給される態様も可能となる。

しかも、仮にダミー部品が部品供給路２６に搬送されて、吸着ノズル５０に吸着されても、判別手段（ステップ２０４、２０６）によって正規部品Ｐかダミー部品かを判別され、正規部品Ｐと判別された場合にのみ、回路基板Ｂに実装されるので、誤ってダミー部品が回路基板Ｂに実装される事態を確実に防止することができる。

また、吸着ノズル５０に吸着された部品がダミー部品と判別された場合には、ダミー部品を回収ボックス６３に回収するようにしたので、回収されたダミー部品を再利用することが可能となる。

上記した実施の形態においては、バルクフィーダ２１Ａの部品収容カセット２５内に収容された部品（正規部品およびダミー部品）を、振動作用と加圧エアの作用によって部品供給路２６に送るようにしたが、振動とエアの少なくとも一方によって部品を送ることも可能であり、あるいはまた、磁力等を利用した他の搬送手段によって部品を搬送することもできる。

また、上記した実施の形態においては、バルクフィーダ２１Ａに取付けた部品収容カセット２５に、ダミー用カセット２９を着脱可能に取付け、ダミー用カセット２９に収容されたダミー部品を部品収容カセット２５に補給するようにしたが、ダミー用カセット２９を設けることなく、ダミー部品を直接部品収容カセット２５に補給するようにしてもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

本発明に係る電子部品実装装置は、カセット内に収容された電子部品を部品供給路に整列して供給するバルクフィーダを備えたものに用いるのに適している。

１０…電子部品実装装置、２０…部品供給装置、２１Ａ…バルクフィーダ、２５…部品収容カセット、２６…部品供給路、２７…加振装置、２８…エア供給装置、２９…ダミー用カセット、４７…部品実装ヘッド、５０…吸着ノズル、５３…部品カメラ、６０…制御装置、６１…画像処理装置、６３…回収部（回収ボックス）、１０６…案内手段、２０４、２０６…判別手段、２０８…実装制御手段。

Claims (5)

1. カセット内に収容された電子部品およびダミー部品を部品供給路に整列させるとともに部品取出位置に供給するバルクフィーダを備え、該バルクフィーダによって前記部品供給路に供給された電子部品を、部品実装ヘッドに設けた吸着ノズルにより吸着して、基板に実装する電子部品実装装置において、
   前記バルクフィーダの前記カセット内にダミー部品を要求する案内を出す案内手段と、
   前記吸着ノズルによって前記部品取出位置より吸着された部品が正規の電子部品であるかダミー部品であるかを判別する判別手段と、
   該判別手段によって、正規の電子部品と判別された場合にのみ、当該電子部品を基板に実装する実装制御手段と、
   を有することを特徴とする電子部品実装装置。
2. 請求項１において、前記案内手段は、前記バルクフィーダの前記カセット内に残存する正規の電子部品の数が少なくなったことに基づいて、ダミー部品の補給を要求するようになっていることを特徴とする電子部品実装装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記判別手段によってダミー部品と判別された場合には、当該ダミー部品を回収部に回収するようになっていることを特徴とする電子部品実装装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記ダミー部品は、正規の電子部品に対して色もしくは形状を異にし、正規の電子部品かダミー部品かの判別を、画像処理によって行うことを特徴とする電子部品実装装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記バルクフィーダは、振動およびエアの少なくとも１つの作用によって電子部品を前記部品供給路に供給するようになっていることを特徴とする電子部品実装装置。

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