| 【発明の名称】 |
電子部品実装装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】桜井 康雄
【氏名】石井 平
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| 【要約】 |
【課題】電子部品実装装置のＸ軸ロボットにおいて、ヘッド部との摺動摩擦が原因で発生する熱変形に対して、前記熱変形を抑えることができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。
【解決手段】電子部品を吸着する吸着ノズル及び基板認識カメラを搭載したヘッド部６と、ヘッド部６を任意の位置に位置決めするＸ,Ｙ軸ロボットと、Ｘ軸ロボット５の軸方向に対してヘッド部６の反対面に２本の発熱体１３,１４を設け、前記発熱体１３,１４の発熱量を制御する発熱制御部１６を備えた構成において、事前に実験的に位置誤差が最小になるデータを求めておき、このデータに基づいて発熱体１３,１４の温度制御を行えるよう予めデータを温度制御部１６にインプットしておく。そして、Ｘ軸ロボット５とヘッド部６との摺動摩擦が原因で発生する熱変形に対して発熱体１３,１４による熱変形効果を利用することで前記熱変形を相殺させることができ、前記摺動摩擦による熱変形が原因となって起きる位置誤差を低減することができるため、高精度の電子部品の装着が可能である。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】電子部品を吸着する吸着ノズル及び基板認識カメラを搭載したヘッド部と、前記ヘッド部を任意の位置に位置決めするＸ,Ｙ軸ロボットにおいて、前記Ｘ軸ロボットの軸方向に対して前記ヘッド部の反対面に複数の発熱体を設け、前記発熱体の温度を制御する温度制御部を備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】請求項１記載の発明において、発熱体による熱変形効果を利用して、位置誤差が最小になるデータを求め、予め前記データを前記温度制御部にインプットしていることを特徴とする電子部品実装装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、電子部品を電子回路基板上に装着する電子部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の電子部品実装装置は、電子回路基板に電子部品を高精度に装着し実装品質を向上することを要求されている。
【０００３】以下に従来の電子部品実装装置について図１,図２に基づいて具体的に説明する。なお、同様の作用をなすものには同一の符号を付けて説明する。
【０００４】図１は従来（及び本発明）の電子部品実装装置の斜視図を示す。図２は従来（及び本発明）の電子部品実装装置のヘッド部の拡大図を示す。図１において、１は電子回路基板、２は電子回路基板１を搬入・搬出する搬送部、３,４は電子部品供給部、５はヘッド部６を任意の位置に位置決めするＸ軸ロボット、６はヘッド部、７は電子部品の吸着姿勢を撮像計測する部品認識カメラ、８は吸着ノズル及び冶具ノズルを備えたノズルステーションである。９はヘッド部６を任意の位置に位置決めするＹ軸ロボットである。
【０００５】図２において、１０は吸着ノズル、１１はヘッド部６に搭載されている基板認識カメラ、１２は電子部品である。以上のように構成された電子部品実装装置について、その動作について説明する。
【０００６】図１,図２において、Ｘ軸ロボット５及びＹ軸ロボット９は基板認識カメラ１１を電子回路基板１上に来るようヘッド部６を移動し、電子回路基板１上に設けられた基板マークを計測し装着すべき位置を調べる。次に、Ｘ軸ロボット５及びＹ軸ロボット９は吸着ノズル１０を電子部品供給部３又は４上に来るようにヘッド部６を移動し、吸着ノズル１０で電子部品１２を吸着し、Ｘ軸ロボット５及びＹ軸ロボット９は電子部品１２を部品認識カメラ７上に来るようヘッド部６を移動し、吸着姿勢を撮像計測し、このデータをもとに電子部品１２の位置補正後、電子部品１２は電子基板１上に装着される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような、従来の電子部品実装装置では、連続運転することによりＸ軸ロボットは、ヘッド部との摺動摩擦が原因で熱変形を起こし、前記Ｘ軸ロボットの軸方向（長手方向）のねじれ変形及びその直角方向（前後方向）に変形が発生する。例えば直角方向（前後方向）に発生する熱変形において、吸着ノズルと基板認識カメラの水平方向の距離が１５０ｍｍ程度有る場合では、熱変形により最小２０ミクロン以上最大３０〜４０ミクロンの位置誤差が発生する。部品装着精度が±２５ミクロン程度まで厳しくなっている状況下で、上記のようなＸ軸ロボットのヘッド部との摺動摩擦による熱変形を低減することが課題となっている。
【０００８】本発明は、従来よりも高精度の電子部品の装着を可能とする電子部品実装装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために、請求項１記載の本発明は、電子部品を吸着する吸着ノズル及び基板認識カメラを搭載したヘッド部と、前記ヘッド部を任意の位置に位置決めするＸ,Ｙ軸ロボットにおいて、前記Ｘ軸ロボットの軸方向に対して前記ヘッド部の反対面に複数のシート状の発熱体を設け、前記発熱体の温度を制御する温度制御部を備えたことを特徴とする。
【００１０】これにより、Ｘ軸ロボットのヘッド部との摺動摩擦による熱変形を低減し、高精度の電子部品の装着を可能とする。請求項２記載の本発明は、請求項１記載の発明において、発熱体による熱変形効果を利用して、位置誤差が最小になるデータを求め、予め前記データを前記温度制御部にインプットしていることを特徴とする。
【００１１】これにより、電子部品装着の位置誤差を低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。なお、同様の作用をなすものには同一の符号を付けて説明する。
【００１３】図１は本発明（及び従来）の電子部品実装装置の斜視図を示す。図２は本発明（及び従来）の電子部品実装装置のヘッド部の拡大図を示す。図３は本発明の電子部品実装装置のＸ軸ロボットの斜視図を示す。
【００１４】図４は本発明の電子部品実装装置のＸ軸ロボットの軸方向（長手方向）のねじれ変形図を示す。図５は本発明の電子部品実装装置のＸ軸ロボットの軸方向（長手方向）に対してその直角方向（前後方向）の変形図を示す。
【００１５】図１において、１は電子回路基板、２は電子回路基板１を搬入・搬出する搬送部、３,４は電子部品供給部、５はヘッド部６を任意の位置に位置決めするＸ軸ロボット、６はヘッド部、７は電子部品の吸着姿勢を撮像計測する部品認識カメラ、８は吸着ノズルおよび冶具ノズルを備えたノズルステーションである。９はヘッド部６を任意の位置に位置決めするＹ軸ロボットである。
【００１６】図２において、１０は吸着ノズル、１１はヘッド部６に搭載されている基板認識カメラ、１２は電子部品である。図３において、１３,１４はＸ軸ロボットの軸方向に対してヘッド部の反対面に接着固定されいるシート状の発熱体、１５はＸ軸ロボット上の任意の位置に接着固定されいる温度センサー、１６はシート状の発熱体１３,１４の温度を制御する温度制御部である。
【００１７】以下、その動作について説明する。図１,図２において、Ｘ軸ロボット５及びＹ軸ロボット９は基板認識カメラ１１を電子回路基板１上に来るようヘッド部６を移動し、電子回路基板１上に設けられた基板マークを計測し装着すべき位置を調べる。次に、Ｘ軸ロボット５及びＹ軸ロボット９は吸着ノズル１０を電子部品供給部３又は４上に来るようヘッド部６を移動し、吸着ノズル１０で電子部品１２を吸着し、Ｘ軸ロボット５及びＹ軸ロボット９は電子部品１２を部品認識カメラ７上に来るようヘッド部６を移動して吸着姿勢を撮像計測し、このデータをもとに電子部品１２の位置補正後、電子部品１２は電子基板１上に装着される。
【００１８】上記の様な動作において、発熱体１３及び１４を用いた時の温度制御について説明する。なお、事前に発熱体１３及び１４による熱変形効果を利用し、実験的に位置誤差が最小になる条件をＸ軸ロボット５上の任意の位置にある温度センサー１５の温度に対してデータを求めておき、このデータに基づいて発熱体１３及び１４の温度制御を行うため、予めデータを温度制御部１６にインプットしてある。
【００１９】図４はＸ軸ロボットの軸方向（長手方向）のねじれ変形図で、ヘッド部との摺動摩擦が原因で例えば破線で示すように前記Ｘ軸ロボットの軸方向（長手方向）のねじれ変形が発生する。このような時には、発熱体１４の温度を発熱体１３の温度より高く設定し温度差を与える。そして、この設定温度に対応して発熱体１４の温度が高くなりその熱により発熱体１４側が膨張し、Ｘ軸ロボットに現在発生している変形方向とは逆方向にねじれ変形を発生させて、現在発生しているねじれ変形と相殺させることで実線のように変形の無い状態に戻すことができる。
【００２０】なお、逆方向のねじれ変形が発生した時は、上記に述べた温度制御とは逆の温度差を与えることで、同様にねじれ変形の無い状態に戻すことができる。また、図５はＸ軸ロボットの軸方向（長手方向）に対してその直角方向（前後方向）の変形図で、ヘッド部との摺動摩擦が原因で破線で示すように前記Ｘ軸ロボットの軸方向に対してその直角方向（前後方向）に熱変形が発生する。このような時には、ねじれ変形の場合と同様にデータを基に発熱体１３及び１４の温度制御を行う。この熱変形に対しての温度制御は、発熱体１３及び１４をヘッド部６の摺動摩擦により上昇している温度と同程度の温度まで上昇させる温度設定をすることで、発熱体１３及び１４側が熱により膨張しＸ軸ロボットに現在発生している変形方向とは逆方向に変形を発生させて、現在発生している直角方向（前後方向）の変形と相殺させることで実線のように変形の無い状態に戻すことができる。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明によると、事前に発熱体による熱変形効果を利用し、実験的に位置誤差が最小になる条件をＸ軸ロボット上の任意の位置にある温度センサーの温度に対してデータを求めておき、このデータに基づいて発熱体の温度制御を行うため、予めデータを温度制御部にインプットしておくことで、ヘッド部との摺動摩擦が原因で発生するＸ軸ロボットの軸方向（長手方向）のねじれ変形及びその直角方向（前後方向）の変形に対して、前記データを基に前記発熱体の温度を制御し、前記発熱体が発生する熱によってＸ軸ロボットの前記発熱体側を膨張させ、前記発熱体による熱変形効果を利用し、それぞれの熱変形を相殺させることで変形の無い状態に戻すことができる。よって、摺動摩擦による熱変形が原因となって起きる位置誤差を低減し、高精度の電子部品実装装置を実現することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年６月２８日（２０００．６．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８０８７
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 義弘
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| 【公開番号】 |
特開２００２−１６３９６（Ｐ２００２−１６３９６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１月１８日（２００２．１．１８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１９３６３０（Ｐ２０００−１９３６３０） |
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