JP2002057492A - 電子部品実装用装置および電子部品実装方法 - Google Patents

電子部品実装用装置および電子部品実装方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産工程上での機会損失を排除し、生産量に
見合った品質を確保することができる電子部品実装用装
置および電子部品実装方法を提供すること。 【解決手段】 電子部品実装用装置を複数連結した電子
部品実装ラインにおいて、各装置においてタクトタイム
検出部７によって検出された生産タクトタイムが予め設
定された変動幅を超えて遅延したならば、通信部８によ
って連結された上流側・下流側の他の電子部品実装用装
置に対してタクトタイム変更信号を出力する。そして他
の電子部品実装用装置はこのタクトタイム変更信号を承
けて、動作タクトタイムを品質優先モードに対応した遅
速タクトパターンに変更する。これにより、いずれかの
電子部品実装用装置のタクトタイムが遅延することによ
るタクト変動に、実装ラインを構成する全ての装置のタ
クトタイムを合わせることができ、タクトタイムに見合
った品質を確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板に電子部品を
実装する電子部品実装ラインを構成する電子部品実装用
装置および電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子部品を基板に実装して実装基板を製
作する電子部品実装ラインは、スクリーン印刷装置や実
装装置などの各種の電子部品実装用装置を連結して構成
される。このような電子部品実装ラインでは、各電子部
品実装用装置はそれぞれが連結された状態で稼働するた
め、電子部品実装ラインでのタクトタイムは、極力高い
生産効率を達成できるようできるだけ短いタクトタイム
で、しかも各装置間においてタクトタイムにばらつきを
生じないようにラインバランスを考慮して設定される。
【０００３】ところで、電子部品実装用装置のタクトタ
イムと作業品質とは、一般に背反する傾向を示す場合が
多い。例えば基板にクリーム半田を印刷するスクリーン
印刷装置の例では、印刷速度を上げると印刷不良の発生
度数率が増加する傾向にあり、また電子部品を搭載する
実装装置では実装速度を高く設定すると実装ミスの発生
度数率が増加する。このため、電子部品実装ラインのタ
クトタイムの設定に際しては、生産性と品質との兼ね合
いを十分に考慮した上で、全体的に見て最も合理的と思
われるタクトタイムが設定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
全体的に見て最も合理的と思われるタクトタイムの設定
をしていても、実際の製造ラインでは以下に述べるよう
な不合理が発生する。各電子部品実装用装置において
は、稼働中に部品切れなどの理由による装置停止以外に
も、装置の不具合など予期しない要因により装置停止と
なったり、設定されたタクトタイムが遵守されずタクト
遅延を生じる場合が発生する。このような場合には、当
該装置で作業停止または生産遅延が生じるのみならず、
同一ラインを構成する他の装置にも不可避的に影響が及
ぶ。
【０００５】すなわち、この装置よりも下流側の装置で
は、設定されたタクトタイム通りに基板が供給されない
結果、装置が稼働しない手待ち時間が生じる。また、上
流側の装置では、設定されたタクトタイム通りに生産を
継続していても、前述の不具合発生装置の手前で滞留基
板が発生する結果、所定滞留量を超えた時点でこれ以上
の生産を継続することができず、この場合も同様に手待
ち時間が発生する。従って生産量は当初設定されたタク
トタイムに見合った量には到達せず、サイクルタイムを
低く設定した場合と同様の結果となる。
【０００６】一方上記のようなタクト遅延状態で生産さ
れた基板の品質水準について考えると、個々の基板は当
初設定されたタクトタイムに基づいた稼働速度で生産さ
れていることから、本来低めのタクトタイムに設定して
いれば得られたであろう品質水準よりも低い品質水準し
か得られていない。すなわち、本来の生産性と品質との
バランスによって得られる品質水準以下の基板を、より
低い生産性で生産したことになり、換言すれば結果とし
て生産工程上での機会損失が生じることとなっていた。
【０００７】そこで本発明は、生産工程上での機会損失
を排除し、生産量に見合った品質を確保することができ
る電子部品実装用装置および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】請求項１記載の電子部品
実装用装置は、基板に電子部品を実装する実装作業の各
工程を行う電子部品実装用装置であって、当該電子部品
実装装置の生産タクトタイムを検出するタクトタイム検
出手段と、検出された生産タクトタイムが予め設定され
た変動幅を超えて変動したならば当該電子部品実装用装
置の上流側およびまたは下流側の電子部品実装用装置に
対してタクトタイム変更信号を出力する信号出力手段
と、他の電子部品実装用装置から出力されたタクトタイ
ム変更信号を承けて当該電子部品実装用装置の動作タク
トタイムを変更するタクト設定手段とを備えた。
【０００９】請求項２記載の電子部品実装方法は、電子
部品実装用装置を複数連結して電子部品実装作業の各工
程を行わせることにより基板に電子部品を実装する電子
部品実装方法であって、前記各電子部品実装用装置の生
産タクトタイムを検出し、検出された生産タクトタイム
が予め設定された変動幅を超えて変動したならば、当該
電子部品実装用装置の上流側およびまたは下流側の他の
電子部品実装用装置に対してタクトタイム変更信号を出
力し、前記他の電子部品実装用装置はこのタクトタイム
変更信号を承けて生産タクトタイムを変更するようにし
た。
【００１０】本発明によれば、電子部品実装ラインを構
成する電子部品実装用装置の生産タクトタイムを検出
し、検出された生産タクトタイムが予め設定された変動
幅を超えて変動したならば、当該電子部品実装用装置の
上流側およびまたは下流側の他の電子部品実装用装置に
対してタクトタイム変更信号を出力し、他の電子部品実
装用装置はこのタクトタイム変更信号を承けて動作タク
トタイムを変更することにより、外乱要因によっていず
れかの電子部品実装用装置のタクトタイムが遅延するこ
とによるタクト変動に、実装ラインを構成する全ての装
置のタクトタイムを合わせることができ、タクトタイム
に見合った品質を確保することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子
部品実装ラインの構成図、図２は本発明の一実施の形態
の電子部品実装用装置の構成を示すブロック図、図３は
本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの制御信号
授受を示すブロック図、図４は本発明の一実施の形態の
電子部品実装用装置におけるタクトタイムと品質評価値
との相関を示すグラフである。
【００１２】まず図１を参照して電子部品実装ラインに
ついて説明する。図１においてＭ１〜Ｍ４で示す各装置
は、電子部品実装ラインを構成する電子部品実装用装置
であり、電子部品実装作業の各工程を行う。スクリーン
印刷装置Ｍ１は、電子部品実装ラインの最初の作業工程
を行うものであり、上流側の前工程装置である基板供給
部（図外）から基板を受け渡される。スクリーン印刷装
置Ｍ１は、受け渡された基板上の所定位置に電子部品の
半田接合用のクリーム半田を印刷する。
【００１３】クリーム半田印刷後の基板は電子部品実装
装置Ｍ２，Ｍ３に送られ、ここで基板上には複数の電子
部品が順次搭載される。電子部品搭載後の基板はリフロ
ー装置Ｍ４に送られ、ここで基板が加熱されて電子部品
が基板に半田接合され、実装基板が完成する。完成した
実装基板は、図外の基板回収部によって回収される。
【００１４】次に図２を参照して電子部品実装ラインを
構成する各電子部品実装用装置（Ｍ１〜Ｍ４）の構成を
説明する。図２において、基板搬入・搬出部１は、電子
部品実装対象の基板を装置内に搬入・搬出し、また作業
機構２に対して位置決めする。作業機構２は、当該電子
部品実装用装置に固有の作業機能、すなわちスクリーン
印刷や電子部品の搭載などの作業機能を備えた機構部で
ある。作業機構２は、作業動作制御部３によって制御さ
れ、また基板搬入・搬出部１の動作は、基板搬送制御部
４によって制御される。作業終了後の基板は基板搬入・
搬出部１によって下流側装置へ搬出される。
【００１５】作業動作制御部３および基板搬送制御部４
はタクトタイム制御部５と接続されており、タクトタイ
ム制御部５はタクトタイム記憶部６に記憶されたタクト
パターンに基づき、作業機構２と基板搬入・搬出部１の
動作速度、すなわち当該装置における動作タクトタイム
を設定する。タクトタイム制御部５は通信部８と接続さ
れており、図３に示すように、通信部８はオンライン手
段９によって電子部品実装ラインを構成する他の電子部
品実装用装置の通信部８と接続されている。
【００１６】ここでタクトタイムおよびタクトパターン
について説明する。本明細書では、一般に用いられる用
語としてのタクトタイムを、生産タクトタイムおよび動
作タクトタイムの２つに区別して用いている。生産タク
トタイムは１つの装置によって実際に生産された生産数
量に基づいて、１つの製品あたりどれだけの時間を要し
たかを表す指標であり、当該装置によって行われた作業
の正味時間に、当該装置への基板の搬入および搬出に際
して費やした滞留時間を含めたものである。これに対
し、動作タクトタイムは１つの装置によって行われる作
業動作のみを対象としたタクトタイムであり、作業動作
を構成する個別動作の速度や動作インターバルなどを規
定することによって予め設定可能となっている。
【００１７】ここでは、動作タクトタイムは、生産モー
ドすなわち高生産性を目的とした生産性モードかあるい
は品質を優先する品質優先モードなど、各種の生産モー
ドに対応したタクトパターンが設定されており、これら
のタクトパターンはタクトタイム記憶部６に記憶されて
いる。
【００１８】そして、選択されたタクトパターンに基づ
いて装置が稼働している状態において、実際の生産結果
に基づいて算出されたタクトタイムが生産タクトタイム
である。すなわち、生産タクトタイムは生産過程での全
ての要因によって影響され、当該装置自体の状態のみな
らず、他の装置において発生した事象によっても変動す
る。
【００１９】この生産タクトタイムは、基板搬入・搬出
部１に上流側より到着して搬入される基板、作業後の下
流側へ搬出される基板をタクトタイム検出部７（タクト
タイム検出手段）によって監視することによって検出さ
れる。すなわち、タクトタイム検出部７は、到着する基
板と受け渡される基板とを常に光学センサなどの基板検
出手段によって検出し、同一の基板が上流側から当該装
置に到着した後、作業後に下流側装置に渡されるまでの
時間を計時することによって当該装置における生産タク
トタイムを検出する。
【００２０】検出された生産タクトタイムはタクトタイ
ム制御部５に送られ、ここで、タクトタイムの変動およ
びタクトタイム変更の要否の判定が行われる。すなわ
ち、タクトタイム制御部５は、検出された生産タクトタ
イムが予め設定された変動幅を超えて変動したならば、
当該電子部品実装用装置の上流側およびまたは下流側の
他の電子部品実装用装置に対して通信部８を介してタク
トタイム変更信号を出力する。
【００２１】すなわち、１つの電子部品実装用装置にお
いて検出された生産タクトタイムが予め設定された変動
幅を超えて変動したならば、この変動はタクトタイム制
御部５によって検知され、この検知結果はタクトタイム
変更信号として、通信部８を介して上流側およびまたは
下流側の他の電子部品実装用装置のタクトタイム制御部
５に伝達される。従って、タクトタイム制御部５および
通信部８は、タクトタイム変更信号を出力する信号出力
手段となっている。
【００２２】このタクトタイム変更信号を承けた他の電
子部品実装用装置では、次の処理が行われる。すなわ
ち、当該他の電子部品実装用装置のタクトタイム制御部
５は、通信部８を介してタクトタイム変更信号を受け取
ると、変更信号に応じたタクトパターンをタクトタイム
記憶部６から読み出して、作業動作制御部３、基板搬送
制御部４に対して新たな動作タクトタイムを設定する。
すなわち、タクトタイム制御部５は、タクトタイム変更
信号を承けて当該電子部品実装用装置の動作タクトタイ
ムを変更するタクト設定手段となっている。これによ
り、いずれかの装置において生産タクトタイムが遅延し
た場合には、他の装置においても遅延した状態に応じた
動作タクトタイムで稼働する。
【００２３】このような生産タクトタイムの変動は、最
も端的な例では１つの装置がマシントラブルによって稼
働停止状態になった場合に発生する。すなわち装置停止
の結果当該装置から搬出される基板がなくなることによ
り、生産タクトタイムの大幅な遅延が検出される。ま
た、電子部品を搭載する実装装置などにおいて、複数備
えられた部品吸着用ノズルのうち幾つかが使用不能にな
ったような場合には、不良ノズルの割合に応じて生産数
量が減少し、結果として生産タクトタイムの遅延が発生
する。
【００２４】ここで、電子部品実装ラインにおける動作
タクトタイムと生産品質との相関について図４を参照し
て説明する。図４は、動作タクトタイムＴと品質評価値
Ｑとの相関を示すものであり、一般に動作タクトタイム
が短くなるほど、すなわち装置の作業機構部の動作速度
が高速になるほど不具合項目の発生度数率が増加し、品
質評価値は低下する。例えばスクリーン印刷においてス
キージング速度を過度に高速にすると安定した印刷が行
えず、印刷品質は低下する。
【００２５】また電子部品の搭載においても、移載ヘッ
ドの動作速度を過度に高速に設定したり、または所定の
タイミングで必要とされる動作安定時間を省いたりする
と、部品を正確に安定して移載することができず、実装
品質が低下する。このように、高生産性を確保するため
に動作タクトタイムを短縮することと、各動作を安定さ
せて高品質を保つこととは一般に背反する性格を有して
いるため、タクトタイムの設定においては生産性と品質
との兼ね合いを合理的に勘案することが求められる。
【００２６】ところで、電子部品実装用装置の稼働時に
は各種の原因によって生産タクトタイムが一定に保たれ
ず、１つの装置において予め設定された動作タクトタイ
ムＴ１を維持できず、これよりも遅延した生産タクトタ
イムＴ２でしか稼働できないような状態となる場合があ
る。このような場合において、従来は当該装置以外の各
装置は予め設定された動作タクトタイムＴ１に従って動
作していた。従って、この場合には生産された基板の品
質は、いずれの装置においても平均値においてこの動作
タクトタイムＴ１に対応した品質評価値Ｑ１のものが得
られていた。
【００２７】ところが、生産性の観点から見ればこの間
の実際の生産数量は、結果として全ての装置が動作タク
トタイムＴ２で稼働した場合と異なるところがなく、予
定した生産性は達成されていない。本来ならば動作タク
トタイムＴ２で各装置を稼働させていれば、平均してこ
の動作タクトタイムＴ２に対応した品質評価値Ｑ２とな
るべきであったところ、機会損失によって実際には品質
評価値Ｑ１しか得られていなかったことになる。
【００２８】これに対し、本実施の形態に示す例では、
いずれかの装置において生産タクトタイムの変動、すな
わち生産タクトタイム遅延を来す事象が発生しこの遅延
が予め設定された変動幅を超えた場合には、上流側およ
び下流側の他の装置のタクトパターンを予め設定された
遅速パターンに変更するようにしている。すなわち、不
可避的に発生する生産タクトタイム遅延時には、品質優
先モードに対応したタクトパターンに変更する。
【００２９】これにより、生産性を優先したモードに対
応したタクトパターンに従って生産動作を継続しなが
ら、他方では生産タクトタイム遅延が生じた他の装置の
影響によって手待ち時間が生じ、全体として生産工程上
での機会損失を発生させるという不合理を排除すること
ができる。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、電子部品実装システム
を構成する電子部品実装用装置の生産タクトタイムを検
出し、検出された生産タクトタイムが予め設定された変
動幅を超えて変動したならば、当該電子部品実装用装置
の上流側およびまたは下流側の他の電子部品実装用装置
に対してタクトタイム変更信号を出力し、他の電子部品
実装用装置はこのタクトタイム変更信号を承けて動作タ
クトタイムを変更するようにしたので、外乱要因によっ
ていずれかの電子部品実装用装置のタクトタイムが遅延
することによるタクト変動に、実装ラインを構成する全
ての装置のタクトタイムを合わせることができ、タクト
タイムに見合った品質を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの
構成図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装用装置の
構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの
制御信号授受を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装用装置に
おけるタクトタイムと品質評価値との相関を示すグラフ
【符号の説明】
５ タクトタイム制御部 ６ タクトタイム記憶部 ７ タクトタイム検出部 ８ 通信部 Ｑ 品質評価値 Ｔ タクトタイム

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板に電子部品を実装する実装作業の各工
    程を行う電子部品実装用装置であって、当該電子部品実
    装装置の生産タクトタイムを検出するタクトタイム検出
    手段と、検出された生産タクトタイムが予め設定された
    変動幅を超えて変動したならば当該電子部品実装用装置
    の上流側およびまたは下流側の電子部品実装用装置に対
    してタクトタイム変更信号を出力する信号出力手段と、
    他の電子部品実装用装置から出力されたタクトタイム変
    更信号を承けて当該電子部品実装用装置の動作タクトタ
    イムを変更するタクト設定手段とを備えたことを特徴と
    する電子部品実装用装置。
  2. 【請求項２】電子部品実装用装置を複数連結して電子部
    品実装作業の各工程を行わせることにより基板に電子部
    品を実装する電子部品実装方法であって、前記各電子部
    品実装用装置の生産タクトタイムを検出し、検出された
    生産タクトタイムが予め設定された変動幅を超えて変動
    したならば、当該電子部品実装用装置の上流側およびま
    たは下流側の他の電子部品実装用装置に対してタクトタ
    イム変更信号を出力し、前記他の電子部品実装用装置は
    このタクトタイム変更信号を承けて動作タクトタイムを
    変更するようにしたことを特徴とする電子部品実装方
    法。
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