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【発明の名称】 電子部品実装装置及び方法
【発明者】 【氏名】三村 直人
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内

【氏名】三浦 泉
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内

【氏名】小原 啓史
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内

【氏名】内山 宏
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内

【氏名】垣田 信行
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内

【氏名】金井 一憲
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内

【氏名】奥田 修
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内

【氏名】壁下 朗
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内
【要約】 【課題】実装に要するサイクルタイムの短縮化を図り、部品実装機の小面積な配置を可能とする、電子部品実装装置及方法を提供する。

【解決手段】制御装置１８１を備え、第１電子部品１１２若しくは部品保持部材１３２が実装ヘッド１３１の移動により第２部品供給装置２０１の第２電子部品１２２に干渉するときには、上記第２部品供給装置に対して上記干渉を回避させるため上記第２電子部品の退避制御を行うようにした。従って、従来の部品保持部材の昇降に要する時間を削減でき、かつ実装ヘッドを移動させる際に無駄な迂回経路を移動する必要もなくなることから、サイクルタイムの短縮化を図ることができ、ひいてはコストダウンを図ることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 少なくとも第１電子部品（１１２）を実装する基板（１５２）が配置される実装領域（１７１、１７２）、及び上記第１電子部品の供給を行う第１部品供給装置（１１１）にて挟まれた領域（１２４）に、第２電子部品（１２２）の供給を行う第２部品供給装置（２０１）を配置した電子部品実装装置であって、互いに直交するＸ，Ｙ方向へ移動自在であり、かつ上記第１及び第２電子部品を保持して昇降する部品保持部材（１３２）を有し、かつ少なくとも上記第１部品供給装置から上記第１電子部品を保持して該第１電子部品を上記基板へ実装する実装ヘッド（１３１）と、上記第１部品供給装置から上記実装ヘッドにて保持された上記第１電子部品及び上記部品保持部材の少なくとも一方が上記実装ヘッドの移動により上記第２部品供給装置の第２電子部品に干渉するとき、上記第２部品供給装置に備わり上記第２電子部品の退避を行う第２電子部品移動装置（２２０）と、上記第１部品供給装置、上記第２部品供給装置、上記第２電子部品移動装置、及び上記実装ヘッドの動作制御を行い、かつ、上記干渉が生じるとき、上記第２電子部品移動装置に対する動作制御を行う制御装置（１８１）と、を備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】 上記実装ヘッドに保持された上記第１電子部品及び第２電子部品の保持姿勢を撮像する撮像装置（１６１、１８３）をさらに備えるとき、上記第１電子部品の撮像のための移動の際に上記第１電子部品が上記第２電子部品に干渉するときには、上記制御装置は、上記第２電子部品移動装置に対して上記第２電子部品の待避制御を行う、請求項１記載の電子部品実装装置。
【請求項３】 上記制御装置は、さらに、上記実装ヘッドに対して上記部品保持部材の上昇を行わせ上記第１電子部品の待避を行わせる、請求項１又は２記載の電子部品実装装置。
【請求項４】 上記制御装置は、上記第１電子部品及び上記第２電子部品の高さ情報を格納する記憶部（１８２）を有し、上記実装ヘッドが保持している上記第１電子部品における高さ情報、及び上記第２部品供給装置における上記第２電子部品の高さ情報に基づいて上記干渉の有無を判断して上記回避制御を行う、請求項１から３のいずれかに記載の電子部品実装装置。
【請求項５】 上記第２部品供給装置は、上記第２電子部品を載置したトレイ（２０３）と、該トレイを移動させる上記第２電子部品移動装置とを備える、請求項１から４のいずれかに記載の電子部品実装装置。
【請求項６】 少なくとも第１電子部品（１１２）を実装する基板（１５２）が配置される実装領域（１７１、１７２）、及び上記第１電子部品の供給を行う第１部品供給装置（１１１）にて挟まれた領域に、第２電子部品（１２２）の供給を行う第２部品供給装置（２０１）を配置した電子部品実装装置にて実行される電子部品実装方法であって、上記第１及び第２電子部品を保持して昇降する部品保持部材（１３２）を有する実装ヘッド（１３１）が上記第２部品供給装置の上方を通過する際に、上記部品保持部材、及び上記部品保持部材に保持されている上記第１電子部品の少なくとも一方が上記第２部品供給装置の第２電子部品に干渉するときには、上記第２部品供給装置に対して上記干渉の回避を行う、ことを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項７】 上記実装ヘッドに保持された上記第１電子部品及び第２電子部品の保持姿勢を撮像した後に上記基板へ部品実装を行うとき、上記第１電子部品の撮像の際に上記第１電子部品が上記第２電子部品に干渉するときには、上記第２部品供給装置に対して上記第２電子部品の待避を行わせる、請求項６記載の電子部品実装方法。
【請求項８】 上記干渉回避動作は、上記実装ヘッドが保持している上記第１電子部品の高さ情報、及び上記第２部品供給装置における上記第２電子部品の高さ情報に基づいて上記干渉の有無を判断して行われる、請求項６又は７記載の電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を回路基板へ実装する電子部品実装装置及び方法に関し、詳しくは、上記電子部品の供給がいわゆるカセット式及びトレイ式等の多種の供給装置から行われ、かつ上記電子部品を保持して移動する部品保持部材が上記トレイ式部品供給装置におけるトレイ上を通過するような電子部品実装装置、及び該実装装置にて実行される電子部品実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子回路基板のサイズは、例えば携帯電話等用の小型タイプからサーバーコンピュータ等用の大型基板まで幅広く存在し、これらを最も効率的に最短の生産時間で生産することが要求されている。又、実装装置の形態としては、電子部品を吸着する作業ヘッドをＸＹロボットにて移動させて電子部品の実装を行うロボット型実装装置が主流になりつつある。以下、従来の電子部品実装装置の一例について、図５を参照しながら説明する。図中、符号１、２、３はテーピング部品の部品供給装置、符号４はトレイ収納部品の部品供給装置、符号１５は作業ヘッドであり、電子部品を保持する部品保持部材の吸着ノズル１６を有しＸＹロボット１７にてＸ，Ｙ方向に移動可能な作業ヘッド、符号５、６は電子部品を回路基板に実装する前に、作業ヘッド１５に保持されている電子部品の吸着姿勢を撮像する認識カメラ、符号８は電子回路基板１１を部品実装作業領域内に搬入するローダー、符号９は電子回路基板１２を支持するサポートレール９ａ，９ｂより構成される基板搬送保持装置であり、この基板搬送保持装置９は、扱う最大サイズの電子回路基板１２のサイズに合うように、一方のサポートレール９ｂが位置１０まで移動するように構成されている。符号１３は部品実装作業領域内から電子回路基板１１を搬出するアンローダーである。
【０００３】上述のように構成される従来の電子部品実装機５０における動作を説明する。電子回路基板１１は、ローダー８を介して、サポートレール９ａ，９ｂにて支持されている。作業ヘッド１５は、ＸＹロボット１７の動作により、作業ヘッド１５に取り付けられた部品吸着ノズル１６によりテーピング部品用の部品供給装置１から電子部品を吸着する。次に、Ａにて示す経路にて作業ヘッド１５が認識カメラ５の上方まで移動して、吸着ノズル１６にて保持している電子部品の吸着姿勢が認識カメラ５にて撮像され、計測される。該計測結果に基づいて、吸着されている電子部品の位置補正を計算した後、作業ヘッド１５の移動により電子回路基板１２上に、吸着され認識された上記部品が位置補正されつつ実装される。
【０００４】一方、電子部品の部品供給装置は、当該実装装置５０の部品実装作業領域の後方にも符号３，４で示すように、設けられている。テーピング部品用の部品供給装置３、或いはトレイ収納部品を有する部品供給装置４から上記吸着ノズル１６にて吸着された電子部品も認識カメラ６で撮像され、吸着位置姿勢を認識して、位置補正計算後、電子回路基板１２上に実装される。この場合の電子部品の移動経路はＢで示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年、電子部品は、小型から大型のものまでサイズも様々であり、又、電子部品の供給形態もテーピング、バルク、スティック、トレイ等各種様々である。電子部品実装装置には、大きく分けて、テーピングタイプ、バルクタイプ、スティックタイプの部品供給部としてカセット式の供給装置と、トレイ式の供給装置とに分かれる。多くの電子部品は、上記カセット式の供給装置にて供給可能であるが、トレイにて供給される電子部品については、トレイ式の供給装置により供給される。上述した、図５に示す部品実装装置５０のように、従来、カセット式の部品供給装置と、トレイ式の部品供給装置とを共用させる場合、カセット式部品供給装置のスペースを用いてトレイ式部品供給装置を配置している。つまり、カセット式部品供給装置から供給される、テーピングタイプ、バルクタイプ、スティックタイプといった部品形態の部品種類を削減し、削減されたスペースにトレイ式部品供給装置を配置している。よって該配置では、一部の部品種類を削減しなければならないという課題を有する。
【０００６】一方、上述のような一部の部品種類の削減を行うことなく、トレイ式部品供給装置を配置する一例として、図６に示す部品実装装置５１のように、カセット式部品供給装置７と、部品実装領域との間に、トレイ式部品供給部４を配置する構成が考えられる。該配置によれば、部品種類の削減を行う必要がなく、又、部品実装機の設置面積を大幅に増加させることもない。しかしながら、該配置の場合、カセット式部品供給装置７から作業ヘッド１５の吸着ノズル１６により電子部品を保持し、部品実装領域へ移動するが、保持している部品の種類によりその部品の厚みは多種多様であることから、保持している部品の厚みが大きい場合には、移動経路に存在する上記トレイ式部品供給部４に載置されている電子部品と、部品吸着ノズル１６に吸着されている部品とが干渉する可能性も生じる。よって、該干渉を防止するため、部品吸着ノズル１６の上昇が必要となる。しかしながら、最大の部品厚さを考慮した位置まで部品吸着ノズル１６を上昇させることは、部品供給装置からの部品保持のときのみならず、回路基板１２への部品実装のときにおける部品吸着ノズルの上下移動距離が大きくなってしまう。よって、部品実装に要する時間が長くなり、実装コストが上がる。該実装コストを下げるには、実装時間を短縮する必要があるが、そのためには、電子部品の吸着工程、認識工程、実装工程の３工程における、電子部品の水平方向及び垂直方向における移動距離を最短にする必要がある。
【０００７】本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたもので、実装に要するサイクルタイムの短縮化が可能であり、又、部品実装機の小面積な配置を可能とする、電子部品実装装置、及び該実装装置にて実行される電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。即ち、本発明の第１態様の電子部品実装装置によれば、少なくとも第１電子部品を実装する基板が配置される実装領域、及び上記第１電子部品の供給を行う第１部品供給装置にて挟まれた領域に、第２電子部品の供給を行う第２部品供給装置を配置した電子部品実装装置であって、互いに直交するＸ，Ｙ方向へ移動自在であり、かつ上記第１及び第２電子部品を保持して昇降する部品保持部材を有し、かつ少なくとも上記第１部品供給装置から上記第１電子部品を保持して該第１電子部品を上記基板へ実装する実装ヘッドと、上記第１部品供給装置から上記実装ヘッドにて保持された上記第１電子部品及び上記部品保持部材の少なくとも一方が上記実装ヘッドの移動により上記第２部品供給装置の第２電子部品に干渉するとき、上記第２部品供給装置に備わり上記第２電子部品の退避を行う第２電子部品移動装置と、上記第１部品供給装置、上記第２部品供給装置、上記第２電子部品移動装置、及び上記実装ヘッドの動作制御を行い、かつ、上記干渉が生じるとき、上記第２電子部品移動装置に対する動作制御を行う制御装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】又、上記実装ヘッドに保持された上記第１電子部品及び第２電子部品の保持姿勢を撮像する撮像装置をさらに備えるとき、上記第１電子部品の撮像のための移動の際に上記第１電子部品が上記第２電子部品に干渉するときには、上記制御装置は、上記第２電子部品移動装置に対して上記第２電子部品の待避制御を行うこともできる。
【００１０】又、上記制御装置は、さらに、上記実装ヘッドに対して上記部品保持部材の上昇を行わせ上記第１電子部品の待避を行わせるようにしても良い。
【００１１】又、上記制御装置は、上記第１電子部品及び上記第２電子部品の高さ情報を格納する記憶部を有し、上記実装ヘッドが保持している上記第１電子部品における高さ情報、及び上記第２部品供給装置における上記第２電子部品の高さ情報に基づいて上記干渉の有無を判断して上記回避制御を行うこともできる。
【００１２】又、上記第２部品供給装置は、上記第２電子部品を載置したトレイと、該トレイを移動させる上記第２電子部品移動装置とを備えることもできる。
【００１３】さらに本発明の第２態様の電子部品実装方法によれば、少なくとも第１電子部品を実装する基板が配置される実装領域、及び上記第１電子部品の供給を行う第１部品供給装置にて挟まれた領域に、第２電子部品の供給を行う第２部品供給装置を配置した電子部品実装装置にて実行される電子部品実装方法であって、上記第１及び第２電子部品を保持して昇降する部品保持部材を有する実装ヘッドが上記第２部品供給装置の上方を通過する際に、上記部品保持部材、及び上記部品保持部材に保持されている上記第１電子部品の少なくとも一方が上記第２部品供給装置の第２電子部品に干渉するときには、上記第２部品供給装置に対して上記干渉の回避を行う、ことを特徴とする。
【００１４】又、上記第２態様において、上記実装ヘッドに保持された上記第１電子部品及び第２電子部品の保持姿勢を撮像した後に上記基板へ部品実装を行うとき、上記第１電子部品の撮像の際に上記第１電子部品が上記第２電子部品に干渉するときには、上記第２部品供給装置に対して上記第２電子部品の待避を行わせることもできる。
【００１５】又、上記第２態様において、上記干渉回避動作は、上記実装ヘッドが保持している上記第１電子部品の高さ情報、及び上記第２部品供給装置における上記第２電子部品の高さ情報に基づいて上記干渉の有無を判断して行われるようにすることもできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態である、電子部品実装装置及び電子部品実装方法について、図を参照しながら以下に説明する。ここで、上記電子部品実装方法は、上記電子部品実装装置にて実行される。又、各図において、同じ構成部分については同じ符号を付している。本実施形態の電子部品実装装置を詳細に説明する前に、まず概略を説明する。上記部品実装装置では、第１電子部品の供給を行う、いわゆるカセット式の第１部品供給装置と、第２電子部品の供給を行う、いわゆるトレイ式の第２部品供給装置とが設けられ、装置中央部分には、回路基板が配置される基板配置領域が設けられる。上記トレイ式の第２部品供給装置は、上記カセット式の第１部品供給装置と、上記基板配置領域との間に配置される。さらに、互いに直交するＸ，Ｙ方向へ移動自在であり、かつ少なくとも上記第１部品供給装置から上記第１電子部品を保持し昇降可能な部品保持部材を有し、かつ保持した上記第１電子部品を上記基板へ実装する実装ヘッドが設けられる。このような構成において、上記第１部品供給装置から上記実装ヘッドにて保持された上記第１電子部品を上記回路基板へ実装するとき、実装ヘッドに保持されている上記第１電子部品又は上記部品保持部材が上記実装ヘッドの移動により上記第２部品供給装置のトレイ上に載置されている第２電子部品に干渉するときには、上記第２部品供給装置に対して上記干渉を回避する制御を行うようにした。
【００１７】このようにすることで、例えば、トレイ上の第２電子部品の部品高さが高く、且つ上記実装ヘッドに保持されている第１電子部品の高さが高い場合、上記実装ヘッドによる第１電子部品の移動の際に、第１電子部品と第２電子部品との干渉を防止するために、例えば、上記第２部品供給装置を避けて実装ヘッドを移動させるという無駄な動作をさせる必要がなくなる。したがって、部品供給、認識、実装に至る実装ヘッドの移動距離を最短にし、実装に要するサイクルタイムを短縮することができる。又、上述の干渉回避制御を行うことから、カセット式の第１部品供給装置及びトレイ式の第２部品供給装置の両方を設けることができ、かつ両者を近接して設置することができることから、電子部品実装装置全体の省スペース化を図ることもできる。
【００１８】次に、上記電子部品実装装置の構成についてさらに詳しく説明する。図１に示す本実施形態の電子部品実装装置１０１は、基本的に、カセット式の第１部品供給装置１１１と、トレイ式の第２部品供給装置２０１と、実装ヘッド１３１と、当該電子部品実装装置１０１の動作制御を行う制御装置１８１とを備え、さらに、撮像カメラ１６１を有する撮像装置を備えることができる。又、電子部品実装装置１０１に対する回路基板１５２の搬送を行う基板搬送装置１５１が設けられている。上述のような構成部分を備えた本実施形態の電子部品実装装置１０１では、その中央部分に、回路基板１５２の搬送方向１５４つまりＸ方向に沿って上記基板搬送装置１５１が配置され、上述した各構成部分は、図示するように、中央線１５５に対して基本的に対称となるように配置されている。即ち、当該電子部品実装装置１０１における、上記搬送方向１５４に平行に位置する側縁部には、２台ずつ第１部品供給装置１１１Ａ、１１１Ｂと、第１部品供給装置１１１Ｃ、１１１Ｄとが配置され、第１部品供給装置１１１Ｂと、基板搬送装置１５１とに挟まれたトレイ部品供給位置１２４に、上記第２電子部品供給装置２０１に備わるトレイ２０３が配置されている。又、上記第２電子部品供給装置２０１に備わる上記トレイ２０３は、図示するように、第１部品供給装置１１１Ｃと、基板搬送装置１５１とに挟まれた領域に配置することもできる。又、第１部品供給装置１１１Ａ及び第１部品供給装置１１１Ｄに近接して、上記撮像装置に備わる撮像カメラ１６１がそれぞれ配置されている。又、上記基板搬送装置１５１、上記トレイ２０３、上記撮像カメラ１６１、及び第１部品供給装置１１１の上方を、上記実装ヘッド１３１が移動可能なように、実装ヘッド移動装置１４１が設置されている。このように配置されている上述の各構成部分について、以下に詳しく説明する。
【００１９】上記第１部品供給装置１１１は、いわゆる、テーピングタイプ、バルクタイプ、及びスティックタイプの部品供給部であって第１電子部品１１２を供給する、図２に示すようなカセット式の部品供給装置である。尚、図２の第１部品供給装置１１１は、リールに巻回されたテーピング部品を供給するタイプを示している。上記第２部品供給装置２０１は、いわゆるトレイ２０３上に格子状に第２電子部品１２２を配列したトレイ式の部品供給装置であり、以下に図３を参照して説明するような構成を有する。第２部品供給装置２０１の本体フレーム２１１内には、トレイ２０３を層状に積載可能なテーブル２１３が上下動可能に設置され、上記テーブル２１３は上記本体フレーム２１１内に設けられたテーブル上下装置２１２により上下移動する。該テーブル２１３には、上下にマガジン２１４−１、２１４−２の２台がマガジン固定装置２１５−１、２１５−２によって固定されて搭載されている。尚、マガジン２１４−１、２１４−２内には、種々の第２電子部品１２２を載置した複数のトレイ２０３が積層されて収納されている。又、本体フレーム２１１のトレイ交換用側面２１１ａには、開閉扉２１６と、マガジン台２１７が設けられ、マガジン台２１７上には２本のレール２２１が配置されている。
【００２０】さらに、本体フレーム２１１のトレイ引出用側面２１１ｂには、上記電子部品実装装置１０１における上記トレイ部品供給位置１２４へ延在するトレイ引出台２１９が取り付けられており、該トレイ引出台２１９上には、上記マガジン２１４に収納されているトレイ２０３の内の一つが本体フレーム２１１内からＸ方向に沿って引き出され、第２電子部品１２２の供給に供される。尚、本体フレーム２１１内からトレイ引出台２１９上に引き出されるトレイ２０３の選択は、制御装置１８１の制御に基づき上記テーブル上下装置２１２にて所望のトレイ２０３をトレイ引出台２１９と同位置に配置させることで行われる。トレイ２０３の上記引き出し、及び本体フレーム２１１内への収納は、例えばトレイ引出台２１９に設けられ第２電子部品移動装置の機能を果たす一例に相当するトレイ移動装置２２０にて行われる。該トレイ移動装置２２０として、ＡＣサーボモータや、シリンダ駆動等を有する装置が一般的に使用できる。該トレイ移動装置２２０の動作制御は、上記制御装置１８１にて実行される。又、上記開閉扉２１６の内側にはガイド２１８を設けている。該ガイド２１８は、トレイ２０３をマガジン２１４に収納するときに、トレイ２０３がＹ方向にガタつくのを防止する。
【００２１】上述の構成において、トレイ２０３に第２電子部品１２２を補給するときには、テーブル上下装置２１２によりテーブル２１３をテーブル上下装置２１２の原点位置に移動する。該原点位置の高さは下のマガジン２１４−２の着脱高さと一致しており、開閉扉２１６を開け、マガジン固定装置２１５−２を解除することで、下マガジン２１４−２をマガジン台２１７上のレール２２１へ水平に滑らせて取り出す。そして、第２電子部品１２２を満載した別のマガジン２１４−２を装填することで、部品の一括補給を行うことができる。又、上記原点位置の高さにおいて、開閉扉２１６を開けることで全てのトレイ２０３をＹ方向に引き出し、任意のトレイ２０３上の第２電子部品１２２を補給することができる。よって第２部品供給装置２０１によれば、部品実装設備の稼働中に頻繁に部品補給が行なわれ場合であっても、上記開閉扉２１６を開けることにより全てのトレイ２０３が出し入れできるため、トレイ着脱作業中にテーブル２１３を上下する必要が無く、短時間で部品補給が可能である。同時に、マガジン着脱高さにないマガジン、上述の例ではマガジン２１４−１を、マガジン固定装置２１５−１にて着脱不可能にすることにより、作業中のマガジン落下事故の発生を無くすことができる。よって、安全、かつ短時間にて部品捕給が可能である。
【００２２】上記実装ヘッド１３１は、互いに直交するＸ，Ｙ方向へ移動自在であり、かつ少なくとも上記第１部品供給装置１１１から上記第１電子部品１１２を保持して回路基板１５２へ実装する。電子部品の保持は、図２に示すように、実装ヘッド１３１に備わる部品保持部材１３２にて行われ、本例では図示するように複数本の部品保持部材１３２が設けられているが、勿論、１本でもよい。本実施形態では、部品保持部材１３２は、吸着ノズルにてなり、図示していないが該吸着ノズルには吸引装置が接続されている。さらに又、部品保持部材１３２は、実装ヘッド１３１の本体１３３内に備わる昇降装置１３４にて、上記Ｘ方向及びＹ方向に直交するＺ方向へ移動する。又、上記部品保持部材１３２は、昇降装置１３４に対して着脱可能に構成されている。尚、上記昇降装置１３４及び上記吸引装置は、実装ヘッド１３１と同様に、制御装置１８１にて動作制御される。
【００２３】上記実装ヘッド１３１は、実装ヘッド移動装置１４１にて上記Ｘ，Ｙ方向へ移動自在となる。実装ヘッド移動装置１４１は、例えばボールネジ機構を有し、Ｙ方向に沿って互いに平行に延在する２台のＹ移動装置１４１−１と、該２台のＹ移動装置１４１−１に掛け渡されてＸ方向に延在し、同じくボールネジ機構を有し、かつ上記実装ヘッド１３１を装填したＸ移動装置１４１−２とを備える。よって、Ｘ移動装置１４１−２は、Ｙ移動装置１４１−１にてＹ方向に移動することから、実装ヘッド１３１はＹ方向に移動し、さらに実装ヘッド１３１はＸ移動装置１４１−２にてＸ方向に移動する。従って、実装ヘッド１３１は、Ｙ移動装置１４１−１及びＸ移動装置１４１−２にてＸ，Ｙ方向へ自由に移動可能である。又、本実施形態では、図示するように、２台のＸ移動装置１４１−２を有し、よって２台の実装ヘッド１３１が存在する。尚、上記実装ヘッド移動装置１４１は、制御装置１８１にて動作制御され、実装ヘッド１３１の移動が制御される。
【００２４】上記撮像装置は、上記撮像カメラ１６１と、制御装置１８１内に備わり上記撮像カメラ１６１が送出した画像情報の処理を行う画像処理装置１８３とを有する。本実施形態では、撮像カメラ１６１は３次元の画像情報を得るカメラであるが、２次元用としてもよいし、又、２次元用及び３次元用の２台を設けても良い。本実施形態の電子部品実装装置１０１では、部品実装作業領域１７０は、部品搬送方向１５４沿いに第１実装領域１７１と、第２実装領域１７２の２つに分割される。上記基板搬送装置１５１は、当該電子部品実装装置１０１への回路基板１５２の搬入を行うローダーと、第１実装領域１７１に設けられ、かつ上記ローダーから搬入される回路基板１５２を搬送及び保持する一対のサポートレール部１５６ａ，１５６ｂを備える第１基板搬送保持装置１５６と、第２実装領域１７２に設けられ、かつ上記第１基板搬送保持装置１５６から搬送される回路基板１５２を搬送及び保持する一対のサポートレール部１５７ａ，１５７ｂを備える第２基板搬送保持装置１５７と、該第２基板搬送保持装置１５７から回路基板１５２が搬送され回路基板１５２の搬出を行うアンローダーとを有する。又、基板搬送装置１５１には、上記ローダー、第１基板搬送保持装置１５６、第２基板搬送保持装置１５７、及びアンローダにおいて回路基板１５２を搬送するための駆動装置１５８が備わる。このように構成される基板搬送装置１５１は、制御装置１８１にて動作制御がなされる。
【００２５】上記制御装置１８１は、上述した各構成部分の動作制御を行い、当該電子部品実装装置１０１の動作を制御する。該制御装置１８１には、上述の画像処理装置１８３の他に、記憶部１８２を備える。該記憶部１８２には、当該電子部品実装装置１０１における実装動作を実行する際に必要な、例えばいわゆるＮＣプログラム等が格納されており、さらに本実施形態では、以下の動作説明にて詳しく説明する、第１電子部品１１２又は部品保持部材１３２と、第２電子部品１２２との干渉回避動作に必要なプログラムも格納されている。又、該干渉回避用のプログラムの実行上必要となる、第１電子部品１１２及び第２電子部品１２２における、少なくとも高さ寸法情報について、さらに好ましくは形状情報についても格納されている。
【００２６】尚、図１には、図示していないが、上記実装ヘッド１３１に取り付けられている上記部品保持部材１３２と交換される交換用部品保持部材を収納し、これら保持部材の交換を行うためのノズルステーションを設けても良い。
【００２７】以上説明したように構成される電子部品実装装置１０１における動作である、電子部品実装方法について、以下に説明する。但し、当該電子部品実装装置１０１への回路基板１５２の搬入及び搬出動作、並びに実装ヘッド１３１による回路基板１５２への部品実装動作については、従来の実装装置における動作に同様であるので、ここでの詳しい説明は省略する。よって、以下では、本実施形態における特徴的な動作の一つである、実装ヘッド１３１が上記トレイ２０３の上方を通過するときに、部品保持部材１３２及び第１電子部品１１２の少なくとも一方と、トレイ２０３に載置されている第２電子部品１２２との干渉回避動作について、詳しく説明する。尚、以下の各動作は、制御装置１８１の制御にて実行されるものである。又、図１に示すように、電子部品実装装置１０１は、第１部品供給装置１１１、実装ヘッド１３１等を２組備えているので、実際には各組の構成部分にてそれぞれ独立して実装動作が実行される。しかしながら、以下の説明では、代表してその内の一方の組について説明を行う。又、上述のように本実施形態では、実装ヘッド１３１は複数本の部品保持部材１３２を有する。よって部品保持動作、部品実装動作等において、実際には各部品保持部材１３２について動作が行われるが、以下の説明では１本のみの動作にて説明を行う。
【００２８】基板搬送装置１５１により回路基板１５２が当該電子部品実装装置１０１に搬入され、第１基板搬送保持装置１５６及び第２基板搬送保持装置１５７のそれぞれにて保持され、位置決めされる。次に、初期状態として、実装ヘッド移動装置１４１のＹ移動装置１４１−１及びＸ移動装置１４１−２を動作させて、実装ヘッド１３１を原点位置に復帰させる。これにより実装ヘッド移動装置１４１は、実装ヘッド１３１の部品保持部材１３２により第１電子部品１１２を吸着させるために、上記原点位置から第１部品供給装置１１１Ｂへ実装ヘッド１３１を移動させる。このとき、上記トレイ部品供給位置１２４に存在する、第２部品供給装置２０１のトレイ２０３の上方を実装ヘッド１３１が通過する場合がある。この場合に、トレイ２０３上に載置されている第２電子部品１２２と、実装ヘッド１３１の部品保持部材１３２とが干渉するときがある。
【００２９】そこで上記干渉を回避するため、実装ヘッド１３１がトレイ２０３の上方を通過する前に、第２部品供給装置２０１に対する制御装置１８１の制御動作により、トレイ２０３を出入方向２２２に沿って上記本体フレーム２１１に近傍の、好ましくは本体フレーム２１１内の退避位置１２５へ、トレイ移動装置２２０にて退避させる。尚、図１は、本体フレーム２１１内に退避位置１２５を設定した場合にて作図している。トレイ２０３の該退避動作により、実装ヘッド１３１の部品保持部材１３２が実装ヘッド移動装置１４１により第１部品供給装置１１１Ｂへ移動する際、その軌道上に第２電子部品１２２は存在せず、部品保持部材１３２と第２電子部品１２２とが干渉することはなく、実装ヘッド１３１は第１部品供給装置１１１Ｂへ移動可能である。
【００３０】実装ヘッド１３１が第１部品供給装置１１１Ｂの電子部品供給位置に移動完了時点で、実装ヘッド１３１に備わる上記昇降装置１３４にて部品保持部材１３２を下降させ、第１電子部品１１２を保持する。該第１電子部品１１２の保持後、回路基板１５２へ当該第１電子部品１１２を実装する前に、第１電子部品１１２の吸着位置を測定するため、部品保持部材１３２に第１電子部品１１２を保持した状態で、実装ヘッド１３１は、上記撮像カメラ１６１の上方へ移動される。撮像後、上記画像処理装置１８３による部品位置の測定結果に基づいて実装ヘッド１３１の移動量が補正されて回路基板１５２上の実装位置へ部品保持部材１３２が配置され、部品実装が行われる。
【００３１】一方、上記補正量を加味して回路基板１５２上の上記実装位置へ部品保持部材１３２を配置するとき、次の部品供給も第１部品供給装置１１１Ｂから行われる場合、トレイ２０３は上述の退避状態を維持する。しかし、次の部品供給がトレイ２０３から行われる場合、部品保持部材１３２が回路基板１５２上の実装領域に移動中又は移動完了時点で、トレイ２０３を上記トレイ部品供給位置１２４まで移動させる。
【００３２】以上説明したように、本実施形態では、トレイ２０３の上記退避動作により、実装ヘッド１３１の部品保持部材１３２と、トレイ２０３上の第２電子部品１２２とが干渉することはない。よって、実装ヘッド１３１の移動の際、トレイ２０３の上方を避けた迂回移動を行う必要はなく、実装に要するサイクルタイムの短縮化を図ることができる。又、図１に示すように、基板搬送装置１５１と、第１部品供給装置１１１Ｂとの間の領域に、第２部品供給装置２０１のトレイ２０３を配置させることができ、電子部品実装装置１０１における省スペース化を図ることができる。
【００３３】又、上述の例では、部品保持部材１３２と、トレイ２０３上の第２電子部品１２２との干渉回避の場合を説明したが、トレイ２０３の上記退避動作は、第１部品供給装置１１１Ｂから部品保持部材１３２にて第１電子部品１１２を保持した後、実装ヘッド１３１がトレイ２０３上を通過する必要がある場合にも適用可能である。即ち、部品保持部材１３２にて第１電子部品１１２を保持した実装ヘッド１３１がトレイ２０３上を通過する場合には、上述のように、トレイ２０３を上記退避位置１２５へ予め退避させることができる。
【００３４】以下には、部品保持部材１３２と、第２電子部品１２２との干渉回避動作、又は第１電子部品１１２と、第２電子部品１２２との干渉回避動作における変形例を説明する。
第１変形例；上述の実施形態では、上記トレイ部品供給位置１２４に配置されたトレイ２０３上を実装ヘッド１３１が通過するときには、常に、トレイ２０３を上記退避位置１２５へ退避させるようにした。本第１変形例では、退避動作の要否を判断するようにした点を特徴とする。即ち、上述したように、制御装置１８１は、上記ＮＣプログラム等の実装動作に関する情報、並びに、トレイ２０３上の第２電子部品１２２の高さ情報及び部品保持部材１３２に保持されている第１電子部品１１２の高さ情報を有する。又、実装ヘッド１３１に備わる部品保持部材１３２の個数、形状及び寸法を把握している。よって、制御装置１８１は、実装ヘッド１３１を移動させるに際し、上記部品保持部材１３２、及び部品保持部材１３２に保持されている第１電子部品１１２の少なくとも一方と、トレイ２０３上の第２電子部品１２２との干渉の有無を判断することができる。従って、干渉すると判断したときにのみ、上述のように、トレイ２０３を上記退避位置１２５へ予め退避させることができる。一方、干渉しないと判断したときには、トレイ２０３の退避動作は不要であるので、退避動作を実行させない。
【００３５】このような第１変形例によれば、上述の実施形態にて得られた効果が得られることは勿論であるが、上記干渉する場合にのみ、トレイ２０３を退避させればよく、トレイ２０３の無駄な退避動作を省くことができる。よって、トレイ２０３上に載置される第２電子部品１２２の種類に応じて、退避動作実行の可否について柔軟に対応することが可能である。
【００３６】第２変形例；本例は、実装ヘッド１３１の部品保持部材１３２にて第１部品供給装置１１１Ｂから第１電子部品１１２を保持した後、第１電子部品１１２の保持姿勢を撮像カメラ１６１にて撮像するために、撮像カメラ１６１の上方にて、第１電子部品１１２を保持している部品保持部材１３２を下降させ、そして該第１電子部品１１２の撮像を行う場合における、トレイ２０３の退避動作に関する。以下に詳しく説明する。上記第１変形例にて説明したように、制御装置１８１は、上記部品保持部材１３２、及び部品保持部材１３２に保持されている第１電子部品１１２の少なくとも一方と、トレイ２０３上の第２電子部品１２２との干渉の有無を判断することができる。よって、上記撮像動作を行うときに上記干渉が生じると制御装置１８１にて判断されたときには、実装ヘッド１３１の部品保持部材１３２、及び部品保持部材１３２に保持されている第１電子部品１１２の少なくとも一方と、上記トレイ部品供給位置１２４に配置されているトレイ２０３の第２電子部品１２２との干渉を避けるため、第１部品供給装置１１１Ｂから第１電子部品１１２を保持した後、撮像カメラ１６１の上方にて部品保持部材１３２を下降させる前に、制御装置１８１は、トレイ移動装置２２０の動作制御を行い、トレイ２０３をトレイ部品供給位置１２４から上記退避位置１２５へ移動させる。尚、上記干渉は生じないと制御装置１８１にて判断されたときには、制御装置１８１はトレイ２０３の退避動作を実行しない。
【００３７】このような第２変形例によれば、上述の実施形態にて得られた効果が得られることは勿論であるが、さらに、撮像カメラ１６１による撮像時における、部品保持部材１３２、及び部品保持部材１３２に保持されている第１電子部品１１２の少なくとも一方と、上記第２電子部品１２２との干渉を避けることができる。従って、図１では、撮像カメラ１６１と、上記トレイ部品供給位置１２４に配置されているトレイ２０３との距離は、比較的大きく図示しているが、該距離をさらに短くすることが可能である。よって、上述の実施形態や第１変形例の場合に比べて、さらにコンパクトな電子部品実装装置を構成することが可能となる。
【００３８】第３変形例；上述した実施形態の場合や、各変形例の場合には、トレイ２０３を上記退避位置１２５へ退避させたが、本第３変形例は、昇降装置１３４にて部品保持部材１３２を上昇させて上記干渉回避を行う。以下に詳しく説明する。上述の第１変形例及び第２変形例の場合と同様に、制御装置１８１は、上記部品保持部材１３２、及び部品保持部材１３２に保持されている第１電子部品１１２の少なくとも一方と、トレイ２０３上の第２電子部品１２２との干渉の有無を判断することができる。よって、上記トレイ部品供給位置１２４に配置されているトレイ２０３の上方を実装ヘッド１３１が通過する場合において、上記干渉が生じると制御装置１８１にて判断されたときには、制御装置１８１は、上記昇降装置１３４の動作制御を行い、図４に示すように、通常位置１３５に位置する部品保持部材１３２を部材退避位置１３７まで上昇させる。
【００３９】上記部材退避位置１３７は、電子部品１１２、１２２を保持していない部品保持部材１３２の下端、及び部品保持部材１３２に保持されている第１電子部品１１２の下端と、トレイ２０３に載置されている第２電子部品１２２の上端とが干渉せず、かつ製品誤差を考慮した余裕分を含む隙間を形成する位置であり、上記隙間は、具体的には例えば約１ｍｍにてなる隙間である。上記通常位置１３５とは、電子部品１１２、１２２を保持していない部品保持部材１３２、及び部品保持した状態における部品保持部材１３２が配置されるレベルである。又、下降位置１３６は、電子部品１１２、１２２を保持するとき、及び保持している電子部品１１２、１２２を回路基板１５２へ実装するときに部品保持部材１３２が配置されるレベルである。尚、上記干渉が生じないと判断したときには、制御装置１８１は、部品保持部材１３２の退避動作を行わない。
【００４０】このような第３変形例によれば、上述の実施形態の場合と同様に、実装ヘッド１３１の移動の際、トレイ２０３の上方を避けた迂回移動を行う必要はなく、実装に要するサイクルタイムの短縮化を図ることができる。又、図１に示すように、基板搬送装置１５１と、第１部品供給装置１１１Ｂとの間の領域に、第２部品供給装置２０１のトレイ２０３を配置させることができ、電子部品実装装置１０１における省スペース化を図ることができる。尚、部品保持部材１３２の上昇動作のみでは、上記干渉を回避できないときには、トレイ２０３の退避動作を行っても良いし、若しくは部品保持部材１３２の上昇動作は中止してトレイ２０３の退避動作を行うようにしてもよい。
【００４１】上述のように部品保持部材１３２の上昇による退避を行うことは、以下のような場合に有利となる。即ち、上述のように実装ヘッド１３１には複数の部品保持部材１３２が設けられており、例えば部品供給装置１１１から第１電子部品１１２を保持した状態で、さらにトレイ２０３からも第２電子部品１２２を保持する場合、トレイ２０３を退避させると上記第２電子部品１２２の保持を行えない。このような場合、部品保持部材１３２を上昇させることで、トレイ２０３からの第２電子部品１２２の保持が可能となり、実装動作におけるサイクルタイムの短縮に寄与する。
【００４２】尚、上述の第３変形例の場合、第２部品供給装置２０１のトレイ２０３は、上記トレイ部品供給位置１２４に固定され、移動しない構成を採ることもできる。このように構成することで、上述の実施形態にて得られた効果が得られることは勿論であるが、さらに、上述の実施形態における電子部品実装装置１０１等の場合に比べて、構造を簡素化した第２部品供給装置を提供することができ、コストダウン等を図ることができる。
【００４３】尚、上述の説明では、実装ヘッド１３１の部品保持部材１３２は、吸着動作にて第１電子部品１１２及び第２電子部品１２２を保持するが、これに限定されるものではない。例えば、機械的に電子部品を保持するような部品保持部材であっても良い。又、電子部品実装装置１０１では、第１部品供給装置１１１、実装ヘッド１３１等について２組分を備えているが、電子部品実装装置１０１の構成について図１に示す構成に限定されるものではない。例えば、２つの基板搬送装置１５１を平行に設置したタイプであってもよい。
【００４４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の第１態様の電子部品実装装置及び第２態様の電子部品実装方法によれば、制御装置を備え、第１電子部品及び部品保持部材の少なくとも一方が実装ヘッドの移動により第２部品供給装置の第２電子部品に干渉するときには、上記第２部品供給装置に対して上記干渉を回避させるため上記第２電子部品の退避制御を行うようにした。従来、上記部品保持部材及び上記第１電子部品と、上記第２電子部品との干渉を避けるため、部品保持部材を上昇させていた。しかしながら、電子部品実装機の仕様の最大限を考慮した高さまで部品保持部材を上昇させることは、その移動量が大きくなり移動時間が長時間となってしまう。よって、実装におけるサイクルタイムの短縮を妨げる大きな原因となっていた。一方、本発明の上記第１及び第２態様によれば、第２電子部品の退避制御を行い干渉を避けるようにしたことから、従来の部品保持部材の昇降に要する時間を削減でき、かつ実装ヘッドを移動させる際に無駄な迂回経路を移動する必要もなくなることから、サイクルタイムの短縮化を図ることができ、ひいてはコストダウンを図ることができる。
【００４５】さらに又、上述の退避動作を行うことで、基板配置領域、及び第１部品供給装置にて挟まれた領域に第２部品供給装置を配置することができることから、電子部品実装装置の省スペース化を図ることも可能となる。
【００４６】又、撮像装置を備えることで、撮像動作時に上記干渉が生じる場合であっても、上述の退避動作を行うことで上記干渉の発生を防止することができる。したがって、撮像装置と第２部品供給装置とを近接して配置することが可能となり、電子部品実装装置の省スペース化を図ることができる。
【００４７】又、電子部品の高さ情報に基づいて上記干渉の有無を判断し、該判断結果に基づいて上記退避動作を要否判断することで、無駄な退避動作の実行を回避することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地
【出願日】 平成１４年２月７日（２００２．２．７）
【代理人】 【識別番号】１０００６２１４４
【弁理士】
【氏名又は名称】青山 葆 （外２名）
【公開番号】 特開２００３−２３４５９７（Ｐ２００３−２３４５９７Ａ）
【公開日】 平成１５年８月２２日（２００３．８．２２）
【出願番号】 特願２００２−３０９３０（Ｐ２００２−３０９３０）