JP2013058509A - 電子部品実装装置および下受けピンの配置方法ならびに下受けピンの返戻方法 - Google Patents

Abstract

【課題】下受けピンの配置作業や返戻作業を効率化することができる電子部品実装装置および電子部品実装装置において下受けピンを下受けベース部に配置する下受けピンの配置方法ならびに配置された下受けピンを所定位置に返戻する下受けピンの返戻方法を提供することを目的とする。
【解決手段】基板下受け機構の下受けベース部２１に下受けピン２２が任意の位置に配置される下受けエリアＡ１とともに、配置前の複数の下受けピン２２が仮置きされる配置前仮置きエリアＡ２、返戻後の複数の下受けピン２２が仮置きされる返戻後仮置きエリアＡ３を設定し、配置前仮置きエリアＡ２、返戻後仮置きエリアＡ３における下受けピン２２の仮置き位置ＴＰを，下受けエリアＡ１における下受けピン２２の配置位置ＡＰに応じて、下受けピン２２の移動時の干渉が生じない条件を勘案して予め割り当てるとともに、移動順序を配置位置ＡＰに応じて設定する。
【選択図】図８

Description

本発明は、複数の下受けピンによって下面を支持された基板に電子部品を実装する電子部品実装装置および電子部品実装装置において下受けピンを下受けベース部に配置する下受けピンの配置方法ならびに配置されて使用された後の下受けピンを所定位置に返戻する下受けピンの返戻方法に関するものである。

基板に電子部品を実装する部品実装工程においては、基板は下面側を下受け部によって支持された状態で位置決め保持される。この基板の下受け方式として、複数の下受けピンを基板の下面に当接させて支持する下受けピン方式が広く用いられる。この下受けピン方式におけるピンの配置方法として、従来よりバックアップベース（下受けベース）に格子状に形成されたピン装着孔に、バックアップピン（下受けピン）を嵌脱自在に立設する方法が知られている（例えば特許文献１，２参照）。これらの特許文献例に示す先行技術においては、バックアップベースのうち基板が載置されない領域を，基板を支持しないバックアップピンを収容するストックエリアとして用いるようにしている。そして特許文献１においては、ストックエリアからバックアップピンを移載する移載位置の遠近を考慮して移載順序を設定することによって、移載動作時におけるバックアップピン相互の干渉を防止するようにしている。

特開２０１１−９４７０号公報 特開２０１１−１４６２７号公報

近年電子機器の小型化の進展に伴う実装密度の高度化により、実装基板における下受けピンの配置をより精細に設定する必要が生じている。しかしながら上述の特許文献例に示す先行技術を含め、従来技術においてはピン装着孔が格子状に配列された下受けベースを用いることから、下受けベースに配置された状態の下受けピンの相互間隔には制約があり、高精細度のピン配列は困難であった。このような課題を克服するため、ピン装着孔が格子状に配列された下受けベース型に替えて、マグネット固定などによって自立可能な下受けピンを下受けベースの任意位置に配置する方式が用いられるようになっている。

ところが、このような下受けピンを下受けベースの任意位置に配置する方式においては、下受けピン配置のための移動作業や使用後に機種切替のために下受けピンを下受けベースから返戻するための移動作業において、下受けピン相互の干渉が生じやすくなっている。すなわち、格子状配列を基本とする従来技術においては、下受けピン相互の間隔が確保されているため干渉防止が容易であったが、任意位置に配置する方式では、ピン径寸法を最小間隔としてピン配置が設定されるため、下受けピンの移動経路や順序の設定が不適切である場合には、移動時のピン相互の干渉が発生するおそれがある。

このようなピン相互の干渉は、ピン移動時の昇降ストロークをピン高さ以上に設定することにより防止することが可能であるが、この場合には移載ヘッドのストロークを過大に設定することによる設備コスト増大とともに、昇降ストロークの増大に伴って基板種の切替の都度必要とされるピン配置、ピン返戻に要する作業時間の遅延によるタクトロスが生じて効率が悪く、生産性の低下が避けられない。このように、下受けピンを下受けベースの任意位置に配置する方式の電子部品実装装置においては、下受けピンの配置作業や返戻作業の効率化が困難であるという課題があった。

そこで本発明は、下受けピンの配置作業や返戻作業を効率化することができる電子部品実装装置および電子部品実装装置において下受けピンを下受けベース部に配置する下受けピンの配置方法ならびに配置された下受けピンを所定位置に返戻する下受けピンの返戻方法を提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装装置は、複数の下受けピンによって下面を支持された基板に電子部品を実装する電子部品実装装置であって、前記複数の下受けピンが任意の位置に配置される下受けエリアが設定された下受けベース部を有する基板下受け機構と、前記下受けベース部において第１方向に沿って且つ第１方向と直交する第２方向の座標値が小さい側の縁部に設定され、配置前の前記複数の下受けピンが仮置きされる配置前仮置きエリアに前記下受けピンを仮置きするピン仮置き手段と、前記仮置きされた下受けピンを前記下受けエリアに配置するピン配置手段と、前記配置前仮置きエリアにおいて、前記第１方向の座標原点から近接した順に設定された仮置き位置のそれぞれに、前記配置される複数の下受けピンを個別に割り当てる配置前仮置き位置割当て処理部と、前記配置前仮置きエリアに仮置きされた複数の下受けピンを順次前記下受けエリア内の配置位置に移動させる配置実行処理部とを含み、前記配置前仮置き位置割当て処理部は、前記仮置き位置が前記座標原点から近接する順序と前記配置される下受けピンの配置位置の第１方向の座標値が小さい順序とを対応させて前記割り当てを実行し、前記配置実行処理部は、前記配置位置において前記第１方向と直交する第２方向の座標値が大きい下受けピンから順に、前記移動を実行する。

本発明の下受けピンの配置方法は、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置において、前記基板を下面側から下受けして支持する複数の下受けピンを下受けベース部に設定された下受けエリアの任意の位置に配置する下受けピンの配置方法であって、前記下受けベース部において第１方向に沿って且つ第１方向と直交する第２方向の座標値が小さい側の縁部に設定され、配置前の前記複数の下受けピンが仮置きされる配置前仮置きエリアにおいて、前記第１方向の座標原点から近接した順に設定された仮置き位置のそれぞれに、前記配置される複数の下受けピンを個別に割り当てる配置前仮置き位置割当て工程と、前記割り当てられた仮置き位置に仮置きされた複数の下受けピンを順次前記下受けエリアの配置位置に移動させる配置実行工程とを含み、前記配置前仮置き位置割当て工程において、前記仮置き位置が座標原点から近接する順序と前記配置される複数の下受けピンの配置位置の第１方向の座標値が小さい順序とを対応させて前記割り当てを実行し、前記配置実行工程において、前記配置位置において前記第１方向と直交する第２方向の座標値が大きい下受けピンから順に、前記移動を実行する。

本発明の電子部品実装装置は、複数の下受けピンによって下面を支持された基板に電子部品を実装する電子部品実装装置であって、前記複数の下受けピンが任意の位置に配置される下受けエリアが設定された下受けベース部を有する基板下受け機構と、前記下受けベース部において第１方向に沿って且つ第１方向と直交する第２方向の座標値が小さい側の縁部に設定され、前記下受けベース部に配置された後に返戻される前記複数の下受けピンが仮置きされる返戻後仮置きエリアに前記下受けピンを仮置きする返戻後ピン仮置き手段と、前記返戻後仮置きエリアにおいて、前記第１方向の座標原点から近接した順に設定された仮置き位置のそれぞれに、前記返戻される複数の下受けピンを個別に割り当てる返戻後仮置き位置割当て処理部と、前記下受けエリアに配置された複数の下受けピンを順次返戻後仮置きエリアのそれぞれの仮置き位置に移動させる返戻実行処理部とを含み、前記返戻後仮置き位置割当て処理部は、前記仮置き位置が前記座標原点から近接した順序と前記配置される下受けピンの配置位置の第１方向の座標値が小さい順序とを対応させて前記割り当てを実行し、前記返戻実行処理部は、前記配置位置において前記第１方向と直交する第２方向の座標値が小さい下受けピンから順に前記移動を実行する。

本発明の下受けピンの返戻方法は、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置において、下受けベース部に設定された下受けエリアの任意の位置に配置されて前記基板を下面側から下受けして支持する複数の下受けピンを前記下受けエリアから取り出して返戻する下受けピンの返戻方法であって、前記下受けベース部の第１方向の縁部に設定され返戻後の前記複数の下受けピンが仮置きされる返戻後仮置きエリアにおいて、前記第１方向の座標原点から近接した順に設定された返戻後仮置き位置のそれぞれに、前記返戻される複数の下受けピンを個別に割り当てる返戻後仮置き位置割当て工程と、前記下受けエリアに配置された複数の下受けピンを前記割り当てられた仮置き位置に順次移動させる返戻実行工程とを含み、前記返戻後仮置き位置割当て工程において、前記仮置き位置の前記座標原点から近接した順序と前記返戻される複数の下受けピンにおいて配置位置の第１方向の座標値が小さい順序とを対応させて前記割り当てを実行し、前記返戻実行工程において、前記配置位置において前記第１方向と直交する第２方向の座標値が小さい下受けピンから順に前記移動を実行する。

本発明によれば、基板下受け機構の下受けベース部に下受けピンが任意の位置に配置される下受けエリアとともに、配置前の複数の下受けピンが仮置きされる配置前仮置きエリア、返戻後の複数の下受けピンが仮置きされる返戻後仮置きエリアを設定し、配置前仮置きエリア、返戻後仮置きエリアにおける下受けピンの仮置き位置を，下受けエリアにおける下受けピンの配置位置に応じて、下受けピンの移動における干渉が生じない条件を勘案して予め割り当てておくことにより、下受けエリアへ下受けピンを配置する配置実行工程、下受けエリアから下受けピンを返戻する返戻実行工程における下受けピン移動時の干渉を有効に防止することができ、下受けピンの配置作業や返戻作業を効率化することができる。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の構成を示す平面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における基板搬送機構および基板下受け機構の構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における実装ヘッドの動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の基板下受け機構における下受けベース部の平面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の下受けベース部における下受けピンのピン配置データおよび仮置き位置データの説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の下受けベース部における下受けピンの仮置き位置割当てデータの説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における下受けピンの配置方法および返戻方法の動作説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１，図２を参照して、電子部品実装装置１の全体構成を説明する。電子部品実装装置１は実装ヘッドに装着された吸着ノズルによって電子部品を保持して基板に実装する機能を有している。図１において、基台１ａの中央部には、Ｘ方向（基板搬送方向）に基板搬送機構２が配設されている。基板搬送機構２は上流側から搬入された基板３を搬送し、以下に説明する部品実装機構による実装作業位置に位置決めする機能を備えるものであり、並行に配設された２条の搬送レール２ａを有している。基板搬送機構２の中央部には、搬入された基板３を下受けするための基板下受け機構２ｃおよび基板下受け機構２ｃによって持ち上げられた基板３の相対向する２辺の側端部を上方から押さえてクランプする押さえ部材２ｂを備えている。

基板搬送機構２の両側には、実装対象の電子部品を供給する部品供給部４が配置されている。部品供給部４には複数のテープフィーダ５が並列に配置されており、テープフィーダ５はキャリアテープに保持された部品を以下に説明する部品実装機構による取出位置までピッチ送りする機能を有している。基台１ａ上面のＸ方向の１端部上にはＹ軸移動テーブル６が配設されており、Ｙ軸移動テーブル６には２台のＸ軸移動テーブル７がＹ方向にスライド自在に結合されている。Ｘ軸移動テーブル７には、それぞれ実装ヘッド８がＸ方向にスライド自在に装着されている。

実装ヘッド８は複数の単位保持ヘッド９より成る多連型ヘッドであり、単位保持ヘッド９の下端部に設けられたノズルホルダ９ａに装着された部品吸着用の吸着ノズル１４Ａ（図３参照）によってテープフィーダ５から実装対象の電子部品Ｐを真空吸着によって保持する。Ｙ軸移動テーブル６およびＸ軸移動テーブル７は実装ヘッド８を移動させるヘッド移動機構を構成する。ヘッド移動機構を駆動することにより、実装ヘッド８は部品供給部４と基板搬送機構２に位置決めされた基板３との間で移動し、基板３において実装ヘッド８が昇降することにより，保持した電子部品Ｐ（図３参照）を基板３に実装する。実装ヘッド８および実装ヘッド８を移動させるヘッド移動機構は、部品供給部４から部品を取り出して基板３に実装する部品実装機構を構成する。

Ｘ軸移動テーブル７の下面には、それぞれ実装ヘッド８と一体的に移動する基板認識カメラ１０が装着されている。ヘッド移動機構を駆動して基板認識カメラ１０を基板搬送機構２に保持された基板３の上方へ移動させることにより、基板認識カメラ１０は基板３に形成された認識マークを撮像する。部品供給部４と基板搬送機構２との間の実装ヘッド８の移動経路には、部品認識カメラ１１，第１のノズル収納部１２，第２のノズル収納部１３が配設されている。部品供給部４から部品を取り出した実装ヘッド８が部品認識カメラ１１の上方を所定方向に通過する走査動作を行うことにより、部品認識カメラ１１は実装ヘッド８に保持された状態の部品を撮像する。

第１のノズル収納部１２には，単位保持ヘッド９のノズルホルダ９ａに装着される吸着ノズル１４Ａが部品種に対応して複数収納保持されており、第２のノズル収納部１３には単位保持ヘッド９のノズルホルダ９ａに装着され下受けピン２２を保持するための吸着ノズル１４Ｂが収納保持されている。実装ヘッド８が第１のノズル収納部１２，第２のノズル収納部１３にアクセスしてノズル交換動作を行うことにより、単位保持ヘッド９に装着される吸着ノズルを目的および対象とする部品種に応じて交換することができる。

図２を参照して、基板搬送機構２の構成および機能について説明する。図２に示すように、基板搬送機構２は並行に配設された２条の搬送レール２ａより構成され、搬送レール２ａの内側にはコンベア機構２ｄが搬送方向に沿って設けられている。基板３の両側端部をコンベア機構２ｄの上面に当接させた状態でコンベア機構２ｄを駆動することにより、基板３は基板搬送方向に搬送される。さらに、コンベア機構２ｄの内側には、押さえ部材２ｂにより基板の側端部を上方から押さえてクランプする際、基板３の側端部を下方から支持するクランプ部２ｅが下受けベース部２１に当接することにより昇降自在に配設されている。基板搬送機構２の中央部には、部品実装機構による作業位置に対応して基板下受け機構２ｃが配設されている。

基板下受け機構２ｃは、水平な板状の下受けベース部２１を昇降機構２０によって昇降（矢印ａ）させる構成となっており、下受けベース部２１の上面には、基板３を下面側から支持する下受けピン２２が立設されている。下受けピン２２は下受けベース部２１に当接する基部２３から上方に棒状部２４を延出させた構成となっており、棒状部２４の上端部には、基板３の下面に当接して支持する当接部２４ａおよび下受けピン２２を吸着ノズル１４Ｂによって吸着保持するための鍔状部２４ｂが設けられている。

下受けベース部２１は、アルミニウムなどの非磁性体より成る板部材２１ｂの上面に鋼板などの磁性体２１ａを被覆した構成となっており、磁性体２１ａ上の任意の位置には下受けピン２２が下受け対象となる基板３の下受け位置に応じて配置される。この下受け配置状態において、基部２３に内蔵されたマグネット部材（図示省略）によって、下受けピン２２は磁性体２１ａとの間に作用する引磁力によって下受けベース部２１の任意の位置に固定される。

この状態で、図２（ｂ）に示すように、昇降機構２０を駆動して下受けベース部２１を上昇させる（矢印ｂ）ことにより、棒状部２４の上端部に設けられた当接部２４ａが基板３の下面に当接し、基板３は基板下受け機構２ｃの複数の下受けピン２２によって下受け支持されるとともに、基板３の両端部が押さえ部材２ｂの下面に押し付けられて位置固定される。

図３（ａ）は、このようにして複数の下受けピン２２によって下面を支持された基板３を対象とする部品実装動作を示している。すなわち、ノズルホルダ９ａに装着された吸着ノズル１４Ａによって部品供給部４から電子部品Ｐを取り出した実装ヘッド８を基板３の上方に移動させ、単位保持ヘッド９が吸着ノズル１４Ａを昇降させる部品搭載動作を行うことにより、電子部品Ｐは基板３の実装点に実装される。

このような部品搭載動作を異なる品種の基板３を対象として反復実行する過程においては、下受けベース部２１における下受けピン２２の配置変更が実行される。本実施の形態に示す電子部品実装装置１においては、このピン配置変更作業を実装ヘッド８による移載機能を利用して自動的に実行するようにしている。すなわち図３（ｂ）に示すように、単位保持ヘッド９のノズルホルダ９ａに下受けピン２２の移動用に専用に設けられた吸着ノズル１４Ｂを装着し、吸着ノズル１４Ｂによって下受けピン２２の棒状部２４に設けられた鍔状部２４ｂを吸着保持することにより、下受けピン２２を下受けベース部２１上の所望の位置に移動させる。

次に図４を参照して、本実施の形態の電子部品実装装置１における基板下受け機構２ｃの下受けベース部２１を対象とする下受けピン２２の配置について説明する。図４（ａ）に示すように、基板３が搬入されていない状態では、基板下受け機構２ｃの下受けベース部２１は上面が露呈され、実装ヘッド８による下受けピン２２の移動が可能な状態となる。基板搬送機構２の近傍において実装ヘッド８の移動範囲内には、複数の下受けピン２２を収納したピン収納部１５が配設されており、実装ヘッド８をピン収納部１５にアクセスさせることにより、単位保持ヘッド９によって下受けピン２２を取り出し、下受けベース部２１に移動させることができる。

図４（ｂ）は、下受けベース部２１におけるエリア分割を示している。下受けベース部２１には、基板３を下受けするために複数の下受けピン２２が、対象となる基板３の下受け位置に対応して任意の位置に配置される下受けエリアＡ１が設定されている。すなわち、基板下受け機構２ｃは、複数の下受けピン２２が任意の位置に配置される下受けエリアＡ１が設定された下受けベース部２１を有する構成となっている。

さらに下受けエリアＡ１に隣接して、下受けエリアＡ１への配置前の下受けピン２２が一時的に仮置きされる配置前仮置きエリアＡ２が、下受けベース部２１においてＸ方向（第１方向）に沿って、且つＸ方向と直交するＹ方向（第２方向）の座標値が小さい側（図４において下側）の縁部に設定されている。配置前仮置きエリアＡ２には、ピン収納部１５から実装ヘッド８によって取り出された下受けピン２２が仮置きされる。そして配置前仮置きエリアＡ２に仮置きされた下受けピン２２は、実装ヘッド８によって対象とする基板３の下受け位置に対応した配置位置に移動する。したがって実装ヘッド８および前述のヘッド移動機構は、配置前仮置きエリアＡ２に下受けピン２２を仮置きするピン仮置き手段を構成するとともに、配置前仮置きエリアＡ２に仮置きされた下受けピン２２を下受けエリアＡ１に配置するピン配置手段となっている。

本実施の形態において配置前仮置きエリアＡ２は、下受けエリアＡ１に配置されて基板３の下受けに使用された後に返戻される複数の下受けピン２２が仮置きされる返戻後仮置きエリアＡ３を兼ねている。すなわち返戻後仮置きエリアＡ３は、下受けベース部２１においてＸ方向（第１方向）に沿って且つＸ方向と直交するＹ方向（第２方向）の座標値が小さい側（図４において下側）の縁部に設定されている。なお、配置前仮置きエリアＡ２と返戻後仮置きエリアＡ３とを、それぞれ個別に独立した仮置きエリアとして設定してもよい。

下受けエリアＡ１に配置されて使用された後の下受けピン２２は、実装ヘッド８によって返戻後仮置きエリアＡ３内の対応する仮置き位置に移動する。したがって実装ヘッド８および前述のヘッド移動機構は、下受けエリアＡ１に配置された後に返戻される複数の下受けピン２２が仮置きされる返戻後仮置きエリアＡ３に下受けピン２２を仮置きする返戻後ピン仮置き手段を兼務している。

次に、図５を参照して、下受けベース部２１に設定された下受けエリアＡ１における下受けピン２２の配置位置および配置前仮置きエリアＡ２（返戻後仮置きエリアＡ３）における下受けピン２２の仮置き位置について説明する。図５（ａ）は、下受けエリアＡ１における下受けピン２２の配置位置の一例を示しており、ここでは、６本の下受けピン２２を配置するための配置位置ＡＰ１〜ＡＰ６が、対象とする基板３の下受け位置に応じて設定されている。各配置位置ＡＰの位置は、Ｘ方向（第１方向）の座標値ｘ１〜ｘ６、Ｙ方向（第２方向）の座標値ｙ１〜ｙ６によって特定される。ここに示す例ではこれらの座標値の大小関係は、以下の通りとなっている。
ｘ１＜ｘ２＜ｘ３（＝ｘ４）＜ｘ５（＝ｘ６）
ｙ１＞ｙ５＞ｙ３＞ｙ２＞ｙ６（＝ｙ４）

また図５（ｂ）は、配置前仮置きエリアＡ２（返戻後仮置きエリアＡ３）における下受けピン２２の仮置き位置の一例を示している。ここでは、配置前仮置きエリアＡ２（返戻後仮置きエリアＡ３）において、Ｘ方向（第１方向）の座標原点Ｏから近接した順に、配置前仮置きエリアＡ２に配置される下受けピン２２の数に応じて、複数（ここでは６）の仮置き位置ＴＰ１〜ＴＰ６が列状に設定されている。

本実施の形態においては、配置前仮置きエリアＡ２への下受けピン２２の配置のためのピン移動実行、配置されて使用された後の下受けピン２２の下受けエリアＡ１からの返戻のためのピン移動実行に先立って、仮置き位置の割り当ておよび移動順序の設定が実行される。仮置き位置の割り当ては、配置位置ＡＰ１〜ＡＰ６に配置される下受けピン２２と、これらの下受けピン２２が仮置きされる仮置き位置ＴＰ１〜ＴＰ６との対応関係を定めるものであり、移動順序はこれらの下受けピン２２を移動させる順序を定めるものである。この仮置き位置割り当ておよび移動順序の設定は、ピン移動実行時に下受けエリアＡ１に配置された下受けピン２２と移動中の下受けピン２２との干渉の発生を予め防止することを目的とするものである。

次に、図６を参照して、制御系の構成を説明する。制御部３０は、記憶部３１に記憶された各種のプログラムやデータに基づいて電子部品実装装置１の各部を制御することにより、基板３を対象とする電子部品実装作業を実行する。制御部３０は、内部制御処理機能として、実装動作処理部３０ａ、配置前仮置き位置割当て処理部３０ｂ、返戻後仮置き位置割当て処理部３０ｃ、配置実行処理部３０ｄ、返戻実行処理部３０ｅを備えている。

記憶部３１には、各基板３毎の実装データのほか、ピン配置データ３２、仮置き位置データ３３、配置前仮置き位置割当てデータ３４、返戻後仮置き位置割当てデータ３５が記憶される。ピン配置データ３２は、図５（ａ）に示す下受けエリアＡ１における下受けピン２２の配置位置ＡＰについてのデータである。仮置き位置データ３３は、図５（ｂ）に示す配置前仮置きエリアＡ２（返戻後仮置きエリアＡ３）における下受けピン２２の仮置き位置ＴＰについてのデータである。

実装動作処理部３０ａは、実装ヘッド８によって部品供給部４から取り出した電子部品Ｐを基板３に実装するための動作を制御する処理を行う。配置前仮置き位置割当て処理部３０ｂは、ピン配置データ３２、仮置き位置データ３３に基づいて、配置前仮置きエリアＡ２において、Ｘ方向の座標原点Ｏから近接した順に設定された仮置き位置ＴＰのそれぞれに、下受けエリアＡ１に配置される複数の下受けピン２２を個別に割り当てる処理を実行する。処理実行結果は、配置前仮置き位置割当てデータ３４として記憶部３１に記憶される。同様に返戻後仮置き位置割当て処理部３０ｃは、ピン配置データ３２、仮置き位置データ３３に基づいて、返戻後仮置きエリアＡ３において、Ｘ方向の座標原点Ｏから近接した順に設定された仮置き位置ＴＰのそれぞれに、返戻される複数の下受けピン２２を個別に割り当てる処理を行う。処理実行結果は、返戻後仮置き位置割当てデータ３５として記憶部３１に記憶される。

配置実行処理部３０ｄは、配置前仮置き位置割当てデータ３４に基づき、配置前仮置きエリアＡ２に仮置きされた複数の下受けピン２２を、下受けエリアＡ１内のそれぞれに対応した配置位置ＡＰに順次移動させるための処理を行う。返戻実行処理部３０ｅは、下受けエリアＡ１に配置された複数の下受けピン２２を、返戻後仮置きエリアＡ３のそれぞれの仮置き位置ＴＰに順次移動させる処理を行う。

機構駆動部３６は、制御部３０によって制御されることにより、基板搬送機構２、実装ヘッド８、Ｙ軸移動テーブル６，Ｘ軸移動テーブル７よりなるヘッド移動機構を駆動する。これにより、基板３への部品実装動作、基板搬送機構２の基板下受け機構２ｃにおける下受けピン２２の配置変更動作が実行される。認識処理部３７は、基板認識カメラ１０、部品認識カメラ１１の撮像結果を認識処理する。基板３への部品実装動作においては、これらの認識処理結果に基づいて検出された位置誤差が補正される。

次に，図５、図７を参照して、配置前仮置き位置割当て処理部３０ｂ、返戻後仮置き位置割当て処理部３０ｃによって実行される仮置き位置割当て処理の実際例について説明する。図７（ａ）は、図５（ａ）に示す下受けエリアＡ１におけるピン配置に対応する配置前仮置き位置割当てデータ３４を示している。ここでは、配置位置欄３４ａに示す配置位置ＡＰ１〜ＡＰ６のそれぞれに、仮置き位置欄３４ｂに示される仮置き位置ＴＰ１〜ＴＰ６を対応させている。そしてさらに移動実行順３４ｃを設定することにより、個別の下受けピン２２の移動順序を規定している。ここでは配置前仮置き位置割当て処理部３０ｂは、仮置き位置ＴＰが座標原点Ｏから近接する順序と、下受けエリアＡ１に配置される下受けピン２２の配置位置ＡＰのＸ方向の座標値ｘが小さい順序とを対応させて、仮置き位置ＴＰの割り当てを実行する。

すなわち座標原点Ｏに最も近接する仮置き位置ＴＰ１に、最も小さいＸ方向の座標値ｘ１に対応する配置位置ＡＰ１を割り当て、次いで２番目に近接する仮置き位置ＴＰ２に２番目に小さいＸ方向の座標値ｘ２に対応する配置位置ＡＰ２を割り当てる。次は３番目に近接する仮置き位置ＴＰ３を対象とする際には、座標値ｘ３、ｘ４のいずれもが３番目に小さいＸ方向の座標値に該当することから、以下のように取り扱う。

すなわち、配置前仮置き位置割り当てにおいて、Ｘ方向（第１方向）の座標値が等しい複数の配置位置ＡＰ（ここでは配置位置ＡＰ３，ＡＰ４）が存在する場合には、これらの配置位置ＡＰのうちＹ方向（第２方向）の座標値ｙが大きい順に仮置き位置を対応させる。これにより、大きい方の座標値ｙ３に対応する配置位置ＡＰ３が、仮置き位置ＴＰ３に対して割り当てられ、配置位置ＡＰ４が仮置き位置ＴＰ４に対して割り当てられる。そしてＸ方向の座標値ｘ５、ｘ６が等しい配置位置ＡＰ５，ＡＰ６についても、同様の取り扱いがなされ、大きい方の座標値ｙ５に対応する配置位置ＡＰ５が、仮置き位置ＴＰ５に対して割り当てられ、配置位置ＡＰ６が仮置き位置ＴＰ６に対して割り当てられる。

次いで、移動実行順３４ｃが設定される。ここでは、配置位置ＡＰにおいてＹ方向の座標値ｙが大きい下受けピン２２から順に移動を実行するようにしている。すなわち、配置位置ＡＰ１、配置位置ＡＰ５、配置位置ＡＰ３、配置位置ＡＰ２の順序（（１）〜（４）番目）で移動が実行される。そして座標値ｙ４，ｙ６が等しい配置位置ＡＰ４，配置位置ＡＰ６については、以下のように取り扱われる。すなわちＹ方向の座標値ｙが等しい複数の配置位置ＡＰが存在する場合には、これらの配置位置ＡＰのうちＸ方向の座標値が大きい下受けピン２２から順に移動を実行する。これにより、大きい方の座標値ｘ６に対応する配置位置ＡＰ６が、（５）番目、次いで配置位置ＡＰ４が（６）番目に移動の対象となる。そして配置実行処理部３０ｄが下受けピン２２の配置を実行させる際には、配置前仮置き位置割当てデータ３４に示す移動実行順３４ｃに基づいて、下受けピン２２の移動を実行する。

次に、図７（ｂ）は、図５（ａ）に示す下受けエリアＡ１におけるピン配置に対応する返戻後仮置き位置割当てデータ３５を示している。ここでも配置前仮置き位置割当てデータ３４と同様に、配置位置欄３５ａに示す配置位置ＡＰ１〜ＡＰ６のそれぞれに、仮置き位置欄３５ｂに示される仮置き位置ＴＰ〜ＴＰ６を対応させている。そしてさらに移動実行順３５ｃを設定することにより、個別の下受けピン２２の移動順序を規定している。またここでも配置前仮置き位置割当て処理部３０ｂと同様に、返戻後仮置き位置割当て処理部３０ｃは、仮置き位置ＴＰが座標原点Ｏから近接する順序と、配置される下受けピン２２の配置位置ＡＰのＸ方向の座標値ｘが小さい順序とを対応させて、仮置き位置ＴＰの割り当てを実行する。

すなわち座標原点Ｏに最も近接する仮置き位置ＴＰ１に、最も小さいＸ方向の座標値ｘ１に対応する配置位置ＡＰ１を割り当て、次いで２番目に近接する仮置き位置ＴＰ２に２番目に小さいＸ方向の座標値ｘ２に対応する配置位置ＡＰ２を割り当てる。次は３番目に近接する仮置き位置ＴＰ３を対象とする際には、座標値ｘ３、ｘ４のいずれもが３番目に小さいＸ方向の座標値に相当することから、以下のように取り扱う。

すなわち、返戻後仮置き位置割り当てにおいて、Ｘ方向（第１方向）の座標値が等しい複数の配置位置ＡＰ（ここでは配置位置ＡＰ３，ＡＰ４）が存在する場合には、これらの配置位置ＡＰのうちＹ方向（第２方向）の座標値ｙが大きい順に仮置き位置を対応させる。これにより、大きい方の座標値ｙ３に対応する配置位置ＡＰ３が、仮置き位置ＴＰ３に対して割り当てられ、配置位置ＡＰ４が仮置き位置ＴＰ４に対して割り当てられる。そしてＸ方向の座標値ｘ５、ｘ６が等しい配置位置ＡＰ５，ＡＰ６についても、同様の取り扱いがなされ、大きい方の座標値ｙ５に対応する配置位置ＡＰ５が、仮置き位置ＴＰ５に対して割り当てられ、配置位置ＡＰ６が仮置き位置ＴＰ６に対して割り当てられる。

次いで、移動実行順３４ｃが設定される。ここでは、配置位置ＡＰにおいてＹ方向の座標値ｙが小さい下受けピン２２から順に移動を実行するようにしている。ここで、Ｙ方向の座標値ｙが最も小さい配置位置ＡＰは、配置位置ＡＰ４、配置位置ＡＰの２つが存在することから、以下のように取り扱われる。すなわちＹ方向の座標値ｙが等しい複数の配置位置ＡＰが存在する場合には、これらの配置位置ＡＰのうちＸ方向の座標値が小さい下受けピン２２から順に移動を実行する。これにより、小さい方の座標値ｘ４に対応する配置位置ＡＰ４が、（１）番目、次いで配置位置ＡＰ６が（２）番目に移動の対象となる。そして残余の配置位置ＡＰについては、座標値ｙが小さい順に、配置位置ＡＰ２、配置位置ＡＰ３、配置位置ＡＰ５、配置位置ＡＰ１の順序（（３）〜（６）番目）で下受けピン２２の移動が実行される。そして返戻実行処理部３０ｅが下受けピン２２の返戻を実行させる際には、返戻後仮置き位置割当てデータ３５に示す移動実行順３５ｃに基づいて、下受けピン２２の移動を実行する。

次に図８および各図を参照して、電子部品実装装置１において、基板３を下面側から下受けして支持する複数の下受けピン２２を、下受けベース部２１に設定された下受けエリアＡ１の任意の位置に配置する下受けピンの配置方法およびこれらの下受けピンを下受けエリアＡ１から取り出して返戻する下受けピンの返戻方法について説明する。

まず、これらの作業実行に先立って、配置前仮置き位置割当て処理部３０ｂ、返戻後仮置き位置割当て処理部３０ｃによって、図７に示す配置前仮置き位置割当てデータ３４、返戻後仮置き位置割当てデータ３５を作成する（配置前仮置き位置割当て工程、返戻後仮置き位置割当て工程）。作成された配置前仮置き位置割当てデータ３４、返戻後仮置き位置割当てデータ３５は、記憶部３１に記憶される。この配置前仮置き位置割当て工程、返戻後仮置き位置割当て工程においては、仮置き位置ＴＰの座標原点Ｏから近接した順序と、配置または返戻される複数の下受けピン２２において配置位置ＡＰのＸ方向の座標値ｘが小さい順序とを対応させて、割り当てを実行する。

次いで、ピン配置作業の前準備として、図４に示すピン収納部１５から必要数の下受けピン２２を、実装ヘッド８によって下受けベース部２１の配置前仮置きエリアＡ２に設定された仮置き位置ＴＰに移載する。なお、基板種の変更に伴う段取り替え作業におけるピン配置作業など、既に配置前仮置きエリアＡ２に必要数の下受けピン２２が載置されている場合には、新たに下受けピン２２を移載する必要はない。

この後、配置実行処理部３０ｄが配置前仮置き位置割当てデータ３４を参照することにより、配置前仮置きエリアＡ２において割り当てられた仮置き位置ＴＰ１〜ＴＰ６に仮置きされた複数の下受けピン２２を、実装ヘッド８によって順次下受けエリアＡ１の配置位置ＡＰ１〜ＡＰ６に移動させる（配置実行工程）。この配置実行工程においては、配置位置ＡＰにおいてＹ方向の座標値ｙが大きい下受けピン２２から順に、移動を実行する。これにより、配置前仮置きエリアＡ２から隔たった順に下受けピン２２が移動することになり、下受けエリアＡ１には位置済みの下受けピン２２に移動途中の下受けピン２２が接触するピン相互の干渉を防止することができる。

すなわち、図８（ａ）に示すように、まず（１）番目に仮置き位置ＴＰ１に仮置きされた下受けピン２２を最もＹ方向の座標値ｙ１が大きい配置位置ＡＰ１に移動させる。次いで、（２）番目として、仮置き位置ＴＰ５に仮置きされた下受けピン２２をＹ方向の座標値ｙ５が次に大きい配置位置ＡＰ５に移動させる。次いで同様に、仮置き位置ＴＰ３に仮置きされた下受けピン２２を配置位置ＡＰ３に、仮置き位置ＴＰ２に仮置きされた下受けピン２２を配置位置ＡＰ２に、それぞれ（３）番目、（４）番目に移動させる。

そしてＹ方向の座標値ｙ４，ｙ６が等しい配置位置ＡＰ４、配置位置ＡＰ６については、配置位置ＡＰのＸ方向の座標値が大きい下受けピン２２から順に移動を実行する。すなわちここでは座標値ｘ４よりも座標値ｘ６が大きいことから、仮置き位置ＴＰ６に仮置きされた下受けピン２２を配置位置ＡＰ６に、次いで仮置き位置ＴＰ４に仮置きされた下受けピン２２を配置位置ＡＰ４に、それぞれ（５）番目、（６）番目に移動させ、図５（ａ）に示すピン配置が完了する。

この後、当該ピン配置にしたがって配置された複数の下受けピン２２によって基板３を下受けした状態で、部品実装作業が実行される。そして所定ロット数の生産が完了したならば、このピン配置を新たな基板３に対応したピン配置に変更するために、下受けエリアＡ１に配置された下受けピン２２を返戻後仮置きエリアＡ３に移動させる返戻動作が実行される。

すなわち返戻実行処理部３０ｅが返戻後仮置き位置割当てデータ３５を参照することにより、下受けエリアＡ１に配置された複数の下受けピン２２を、返戻後仮置きエリアＡ３に割り当てられた仮置き位置ＴＰに順次移動させる（返戻実行工程）。この返戻実行工程においては、配置位置ＡＰにおいてＹ方向の座標値ｙが小さい下受けピン２２から順に、移動を実行する。これにより、返戻後仮置きエリアＡ３に近接した順に下受けピン２２が移動することになり、下受けエリアＡ１においてまだ返戻されていない下受けピン２２に、返戻後仮置きエリアＡ３へ移動途中の下受けピン２２が接触するピン相互の干渉を防止することができる。

図８（ｂ）に示す例においては、最もＹ方向の座標値ｙが小さい配置位置ＡＰとして、配置位置ＡＰ４、配置位置ＡＰ６が存在することから、配置位置のＸ方向の座標値が小さい下受けピン２２から順に移動を実行する。すなわちここでは座標値ｘ６よりも座標値ｘ４が小さいことから、配置位置ＡＰ４に配置された下受けピン２２を仮置き位置ＴＰ４に、次いで配置位置ＡＰ６に配置された下受けピン２２を仮置き位置ＴＰ６に、それぞれ（１）番目、（２）番目に移動させる。

この後、配置位置ＡＰにおいてＹ方向の座標値ｙが小さい順に下受けピン２２の移動が反復される。すなわち、配置位置ＡＰ２に配置された下受けピン２２を仮置き位置ＴＰ２に、配置位置ＡＰ３に配置された下受けピン２２を仮置き位置ＴＰ３に、それぞれ（３）番目、（４）番目に移動させる。次いで、配置位置ＡＰ５に配置された下受けピン２２を仮置き位置ＴＰ５に、配置位置ＡＰ１に配置された下受けピン２２を仮置き位置ＴＰ１に、それぞれ（５）番目、（６）番目に移動させて、下受けエリアＡ１からの下受けピン２２の返戻作業を終了する。

上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装装置および下受けピンの配置方法ならびに下受けピンの返戻方法においては、基板下受け機構２ｃの下受けベース部２１に下受けピン２２が任意の位置に配置される下受けエリアＡ１とともに、配置前の複数の下受けピン２２が仮置きされる配置前仮置きエリアＡ２、返戻後の複数の下受けピン２２が仮置きされる返戻後仮置きエリアＡ３を設定し、配置前仮置きエリアＡ２、返戻後仮置きエリアＡ３における下受けピン２２の仮置き位置ＴＰを，下受けエリアＡ１における下受けピン２２の配置位置ＡＰに応じて、下受けピン２２の移動におけるピン相互の干渉が生じない条件を勘案して予め割り当てておくようにしている。

これにより、下受けエリアＡ１へ下受けピン２２を配置する配置実行工程、下受けエリアＡ１から下受けピン２２を返戻する返戻実行工程における下受けピン移動時の干渉を有効に防止することができる。特に、下受けピン２２を下受けベース部２１の任意位置に配置する方式において、ピン相互の間隔が狭くなってピン移動時の干渉が生じやすくなっている場合にあっても、下受けピン２２の移動経路や順序を適切に設定して、移動時のピン相互の干渉を確実に防止することができる。

したがって、従来技術において、下受けピン相互の干渉を防止するために採用されていたピン移動形態、すなわちピン移動時の昇降ストロークを下受けピン高さ以上に設定することに起因する不都合、例えば移載ヘッドのストロークを過大に設定することによる設備コスト増大や、昇降ストロークの増大に伴う作業時間の遅延によるタクトロスなどを防止して、下受けピン２２の配置作業や返戻作業を効率化することができる。

本発明の電子部品実装装置および下受けピンの配置方法ならびに下受けピンの返戻方法は、下受けピンの配置作業や返戻作業を効率化することができるという効果を有し、複数の下受けピンによって下面を支持された基板に電子部品を実装する電子部品実装分野において有用である。

１ 電子部品実装装置
２ 基板搬送機構
２ｃ 基板下受け機構
３ 基板
８ 実装ヘッド
９ 単位保持ヘッド
９ａ ノズルホルダ
１４Ａ、１４Ｂ 吸着ノズル
２１ 下受けベース部
２１ａ 磁性体
２２ 下受けピン
Ａ１ 下受けエリア
Ａ２ 配置前仮置きエリア
Ａ３ 返戻後仮置きエリア
ＡＰ１〜ＡＰ６ 配置位置
ＴＰ１〜ＴＰ６ 仮置き位置

Claims (8)

1. 複数の下受けピンによって下面を支持された基板に電子部品を実装する電子部品実装装置であって、
   前記複数の下受けピンが任意の位置に配置される下受けエリアが設定された下受けベース部を有する基板下受け機構と、
   前記下受けベース部において第１方向に沿って且つ第１方向と直交する第２方向の座標値が小さい側の縁部に設定され、配置前の前記複数の下受けピンが仮置きされる配置前仮置きエリアに前記下受けピンを仮置きするピン仮置き手段と、
   前記仮置きされた下受けピンを前記下受けエリアに配置するピン配置手段と、
   前記配置前仮置きエリアにおいて、前記第１方向の座標原点から近接した順に設定された仮置き位置のそれぞれに、前記配置される複数の下受けピンを個別に割り当てる配置前仮置き位置割当て処理部と、
   前記配置前仮置きエリアに仮置きされた複数の下受けピンを順次前記下受けエリア内の配置位置に移動させる配置実行処理部とを含み、
   前記配置前仮置き位置割当て処理部は、前記仮置き位置が前記座標原点から近接する順序と前記配置される下受けピンの配置位置の第１方向の座標値が小さい順序とを対応させて前記割り当てを実行し、
   前記配置実行処理部は、前記配置位置において前記第１方向と直交する第２方向の座標値が大きい下受けピンから順に、前記移動を実行することを特徴とする電子部品実装装置。
2. 電子部品を基板に実装する電子部品実装装置において、前記基板を下面側から下受けして支持する複数の下受けピンを下受けベース部に設定された下受けエリアの任意の位置に配置する下受けピンの配置方法であって、
   前記下受けベース部において第１方向に沿って且つ第１方向と直交する第２方向の座標値が小さい側の縁部に設定され、配置前の前記複数の下受けピンが仮置きされる配置前仮置きエリアにおいて、前記第１方向の座標原点から近接した順に設定された仮置き位置のそれぞれに、前記配置される複数の下受けピンを個別に割り当てる配置前仮置き位置割当て工程と、
   前記割り当てられた仮置き位置に仮置きされた複数の下受けピンを順次前記下受けエリアの配置位置に移動させる配置実行工程とを含み、
   前記配置前仮置き位置割当て工程において、前記仮置き位置が座標原点から近接する順序と前記配置される複数の下受けピンの配置位置の第１方向の座標値が小さい順序とを対応させて前記割り当てを実行し、
   前記配置実行工程において、前記配置位置において前記第１方向と直交する第２方向の座標値が大きい下受けピンから順に、前記移動を実行することを特徴とする下受けピンの配置方法。
3. 前記配置前仮置き位置割当て工程において、前記第１方向の座標値が等しい複数の前記配置位置が存在する場合には、これらの配置位置のうち前記第２方向の座標値が大きい順に前記仮置き位置を対応させることを特徴とする請求項２記載の下受けピンの配置方法。
4. 前記配置実行工程において、前記第２方向の座標値が等しい複数の前記配置位置が存在する場合には、これらの配置位置のうち前記第１方向の座標値が大きい下受けピンから順に前記移動を実行することを特徴とする請求項２記載の下受けピンの配置方法。
5. 複数の下受けピンによって下面を支持された基板に電子部品を実装する電子部品実装装置であって、
   前記複数の下受けピンが任意の位置に配置される下受けエリアが設定された下受けベース部を有する基板下受け機構と、
   前記下受けベース部において第１方向に沿って且つ第１方向と直交する第２方向の座標値が小さい側の縁部に設定され、前記下受けエリアに配置された後に返戻される前記複数の下受けピンが仮置きされる返戻後仮置きエリアに前記下受けピンを仮置きする返戻後ピン仮置き手段と、
   前記返戻後仮置きエリアにおいて、前記第１方向の座標原点から近接した順に設定された仮置き位置のそれぞれに、前記返戻される複数の下受けピンを個別に割り当てる返戻後仮置き位置割当て処理部と、
   前記下受けエリアに配置された複数の下受けピンを順次返戻後仮置きエリアのそれぞれの仮置き位置に移動させる返戻実行処理部とを含み、
   前記返戻後仮置き位置割当て処理部は、前記仮置き位置が前記座標原点から近接した順序と前記配置される下受けピンの配置位置の第１方向の座標値が小さい順序とを対応させて前記割り当てを実行し、
   前記返戻実行処理部は、前記配置位置において前記第１方向と直交する第２方向の座標値が小さい下受けピンから順に前記移動を実行することを特徴とする電子部品実装装置。
6. 電子部品を基板に実装する電子部品実装装置において、下受けベース部に設定された下受けエリアの任意の位置に配置されて前記基板を下面側から下受けして支持する複数の下受けピンを前記下受けエリアから取り出して返戻する下受けピンの返戻方法であって、
   前記下受けベース部の第１方向の縁部に設定され返戻後の前記複数の下受けピンが仮置きされる返戻後仮置きエリアにおいて、前記第１方向の座標原点から近接した順に設定された返戻後仮置き位置のそれぞれに、前記返戻される複数の下受けピンを個別に割当てる返戻後仮置き位置割当て工程と、
   前記下受けエリアに配置された複数の下受けピンを前記割当てられた仮置き位置に順次移動させる返戻実行工程とを含み、
   前記返戻後仮置き位置割当て工程において、前記仮置き位置の前記座標原点から近接した順序と前記返戻される複数の下受けピンにおいて配置位置の第１方向の座標値が小さい順序とを対応させて前記割り当てを実行し、
   前記返戻実行工程において、前記配置位置において前記第１方向と直交する第２方向の座標値が小さい下受けピンから順に前記移動を実行することを特徴とする下受けピンの返戻方法。
7. 前記返戻後仮置き位置割当て工程において、前記第１方向の座標値が等しい複数の前記配置位置が存在する場合には、これらの配置位置のうち前記第２方向の座標値が大きい順に前記返戻後仮置き位置を対応させることを特徴とする請求項６記載の下受けピンの返戻方法。
8. 前記返戻実行工程において、前記第２方向の座標値が等しい複数の前記配置位置が存在する場合には、これらの配置位置のうち前記第１方向の座標値が小さい下受けピンから順に前記移動を実行することを特徴とする請求項６記載の下受けピンの返戻方法。

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