JP2006190913A - 部品実装方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の生産プログラムに従って部品実装する場合、生産すべき基板が変わっても、用いるフィーダにある部品の残数データを設定する作業を減少させ、基板生産効率を向上させることが可能な部品実装方法及びシステムを提供する。
【解決手段】同一クラスタ内では基板の生産プログラムデータが切り替えられた場合でも、フィーダの交換が必要にならないように、複数の生産プログラムデータがクラスタ化される（Ｓ４）。同一クラスタ内で生産プログラムデータの切り替えが行われたとき、切り替え前の生産プログラムデータで使用したフィーダの部品残数データに関しては、そのデータが使用される（Ｓ７）。このような構成では、再度使用するフィーダにある部品の残数データを設定する作業の回数が低減でき、基板生産効率を向上させることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、部品実装方法及びシステム、さらに詳細には、複数の生産プログラムを順次実施してフィーダから供給される部品を所定の基板位置に実装する部品実装方法及びシステムに関する。

従来から、部品実装機（マウンタ）を用いて、フィーダから供給される電子部品を吸着ヘッドで吸着し、この吸着ヘッドを基板の所定位置に移動させて部品を基板上に搭載することが行われている。

複数種類の基板を生産する場合には、各基板の生産プログラムごとに、実装される部品が異なるので、これらの部品を供給するフィーダ種類も異なり、フィーダの交換、再配置などの準備作業が必要となる。なお、各生産プログラムを表わすデータを、生産プログラムデータとする。

複数の生産プログラムを効率良く最短時間で実施できるように、複数の生産プログラムデータをあたかも１本のプログラムのように編成するクラスタ化では、クラスタ化の対象になる複数の生産プログラム間で、フィーダの再配置が必要とならないように、又その他の効率的な部品実装を図って、プログラムやフィーダ配置の最適化が行われる。従って、同一のクラスタ内であれば、基板の種類が変わって生産プログラムが変っても、フィーダの再配置が必要なくなる。

例えば特許文献１では、このようなクラスタ化に係り、フィーダの部品供給位置データのティーチング作業を低減するための技術が開示されている。

特開平２００３−２７３５９７号公報

しかしながら、従来、フィーダの部品残数のデータの管理は、部品実装機で部分的に実施されているのみである。このため、部品残数データは、ある生産プログラムの生産が完了した場合、他の生産プログラムに引き継いだりすることができず、この場合、新たにデータ入力が必要になったり、正確な部品残数管理ができないために部品切れを生じたりして、生産効率が低下していた。

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、複数の生産プログラムに従って部品実装する場合、生産すべき基板が変わっても、用いるフィーダにある部品の残数データを設定する作業を低減させ、基板生産効率を向上させることができる部品実装方法及びシステムを提供することを課題とする。

本願の第１発明は、部品を供給するフィーダの部品残数データを取得してフィーダから供給される部品を所定の基板位置に実装する部品実装方法において、同一クラスタ内では基板の生産プログラムデータが切り替えられた場合でも、フィーダの交換が必要にならないように、複数の生産プログラムデータをクラスタ化し、同一クラスタ内で生産プログラムデータの切り替えが行われたとき、切り替え前の生産プログラムデータで使用したフィーダの部品残数データに関しては、そのデータを使用し、切り替え後新たに使用されるフィーダの部品残数データに関しては、それを取得して部品実装することにより、前記課題を解決したものである。

又、前記部品実装方法において、既に使用したフィーダの部品残数データを、前記同一クラスタ内の生産プログラムデータによる生産の終了の後も、ホストコンピュータにおいて保存しておき、該保存のものから、前記取得を行うようにしたことにより、前記課題を解決したものである。

次に、本願の第２発明は、部品を供給するフィーダの部品残数データを取得してフィーダから供給される部品を所定の基板位置に実装する部品実装システムにおいて、同一クラスタ内では基板の生産プログラムデータが切り替えられた場合でも、フィーダの交換が必要にならないように、複数の生産プログラムデータをクラスタ化する手段と、クラスタ化された生産プログラムデータを部品実装機に転送する手段と、転送された生産プログラムデータで使用するフィーダの部品残数データを取得する手段とを備え、同一クラスタ内で生産プログラムデータの切り替えが行われたとき、切り替え前の生産プログラムデータで使用した部品残数データに関しては、そのデータを使用し、切り替え後新たに使用されるフィーダの部品残数データに関しては、それを取得して部品実装することにより、前記課題を解決したものである。

以下、本発明の作用について、簡単に説明する。

本発明では、このクラスタ化された各生産プログラムを実行するとき、同じクラスタ内で次の生産プログラムデータに切り替えられたとき、前の生産プログラムデータで使用したフィーダが同じである場合、既に取得しているフィーダの部品残数データはそのまま利用するようにし、効率化を図っている。

このように、本願発明によれば、複数の生産プログラムに従って部品実装する場合、生産すべき基板が変わっても、用いるフィーダにある部品の残数データを設定する作業を低減させ、基板生産効率を向上させることができる部品実装方法及びシステムを提供することができる。

以下、図を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１には、２台の部品実装機（マウンタ）１、１’が制御装置６（ホストコンピュータ）によって制御され、基板を生産する構成が図示されている。部品実装機１のフィーダバンク３には、５個のフィーダＡ、Ｂ，Ｃ、Ｄ、Ｅがフィーダ位置３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅに、またフィーダバンク３’には、５個のフィーダａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅがフィーダ位置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅにそれぞれ装着されており、また部品実装機１’のフィーダバンク７には、５個のフィーダＦ、Ｇ，Ｈ、Ｊ、Ｋがフィーダ位置７Ｆ、７Ｇ、７Ｈ、７Ｊ、７Ｋに、またフィーダバンク７’には５個のフィーダｆ、ｇ、ｈ、ｊ、ｋがフィーダ位置７ｆ、７ｇ、７ｈ、７ｊ、７ｋにそれぞれが取り付けられている。各バンク（ブロックとも呼ばれる）のフィーダは、矢印の方向に搬送路４に沿って搬送される基板２，５に搭載するための各種部品を収納するもので、このような部品を収納し、部品実装機１、１’に配置されるものであれば、ホルダ或いはカートリッジ等と呼ばれるものも含めて全てのフィーダを含むものである。通常、一つのフィーダには、同じ種類の部品が収納されており、部品種類が異なると、異なるフィーダに収納されるので、部品種類の数だけフィーダ種類が設けられる。

図２には、部品実装機１の詳細な構成が図示されており、部品実装機１’も同様な構成となっている。部品実装機１は、全体の部品実装を制御するＣＰＵ１１ａ、各種制御プログラムやデータを格納したＲＯＭ１１ｃ、制御データ、処理データを格納し作業領域を提供するＲＡＭ１１ｂから構成される制御部１１を有している。また、部品実装機１には、制御装置６との間でデータ送受信が可能なデータ送受信部１６が設けられており、制御装置６から送信されてくる生産プログラムデータは、このデータ送受信部１６を介して受信され、データ記憶部１５に格納される。制御部１１は、制御装置６から送信される生産プログラムデータ並びにデータ入力部１３を介して入力されるデータに従って、Ｘ／Ｙ駆動部及びその他の駆動部１２を駆動して、吸着ヘッド（不図示）をフィーダに移動させ、そこでフィーダから供給される電子部品を吸着ヘッドにより吸着させる。吸着された部品は、カメラを備えた画像認識部１４で吸着姿勢が認識され、位置が補正された後、搬送路４に沿って搬送される基板２、５の所定個所に移動して基板上に実装される。

制御装置６は、図３に図示したように、制御部６１、データ出力部６４、データ入力部６５、データ記憶部６６、データ送受信部６７から構成されている。制御部６１はＣＰＵ６１ａ、ＲＡＭ６１ｂ、ＲＯＭ６１ｃを有し、データ出力部６４からは制御装置６の状態を示すデータが出力される。また、データ入力部６５からキーボードなどの入力手段を介して生産プログラムデータなどが入力され、またデータ送受信部６７からは部品実装機１からのデータが受信され、これらのデータはデータ記憶部６６に格納できるようになっている。ＲＡＭ６１ｂ、ＲＯＭ６１ｃ、或いはデータ記憶部６６にはオペレーティングシステムプログラム（ＯＳ）や本実施の形態を実行するためのプログラムや各種のデータが格納される。

生産プログラムデータは、部品実装機１ないし１’上で基板を生産するための各種データであり、基板に関するデータ、搭載位置に関するデータ、部品に関するデータ（例えば縦横高さの寸法）、吸着位置に関するデータ、画像認識用の情報等、接着剤の塗布に関するデータ等から構成され、複数種類の基板を生産するとき、データ入力部６５を介して各基板毎に生産プログラムデータが作成される。

生産プログラムデータは、部品実装のタクトタイムが早くなるように、部品を収納、供給するフィーダの取付け位置、基板への部品の搭載順序を考慮して最適化して作成される。また、複数の基板を生産する場合、複数の生産プログラムを効率良く最短時間で実施できるように、所定数の生産プログラムデータをあたかも１本のプログラムデータのようにして（クラスタ化して）、クラスタ化された生産プログラムデータ内では、基板の種類が変わってもフィーダの再配置ないし交換が必要とならないように、生産プログラムデータがクラスタに分けて編集される。

本発明では、このクラスタ化された各生産プログラムを実行するとき、同じクラスタ内で次の生産プログラムデータに切り替えられたとき、前の生産プログラムデータで使用したフィーダが同じである場合、既に取得しているフィーダの部品残数データはそのまま利用するようにし、効率化を図っている。又、本実施形態においては、フィーダの部品供給位置データについても、既に取得しているものがあれば、そのまま利用するようにして、これによっても効率化を図っている。

又、これらクラスタ化された生産プログラムデータ、フィーダの部品残数データ、及び部品供給位置データにより基板を生産する際には、部品実装機１、１’において、該生産に伴って減少していく該部品残数データを正しく把握するようにしている。又、同一クラスタでの生産プログラムデータによる生産が終了した場合は、該生産後の部品残数データを、部品実装機１、１’から制御装置（ホストコンピュータ）６にアップロードするようにしている。該アップロードによって、該制御装置６は、自らに保存する部品残数データを更新することになる。

このような処理を、図４と図５に基づいて説明する。図４はシステム全体としてみたときの流れを示し、図５は制御装置（ホストコンピュータ）６側と、部品実装機１（１’）側に分けて示したものであり、それぞれの制御部１１、６１の制御のもとに行われる。

まず、制御装置６のデータ入力部６５を介して生産プログラムデータを入力し（ステップＳ２）、複数の生産プログラムに付いてすべてのデータを入力する（ステップＳ１、ステップＳ２１）。続いて、これらの複数の生産プログラムで部品実装機１、１’で使用されるフィーダ数を求める（ステップＳ３）。

各生産プログラムごとに、実装される部品が異なるので、これらの部品を供給するフィーダ種類も異なり、フィーダの交換、再配置などの準備作業が必要となる。そこで、複数の生産プログラムを効率良く最短時間で実施できるように、所定数の生産プログラムデータをあたかも１本のプログラムデータのようにして（クラスタ化して）、クラスタ化された生産プログラム内では、基板の種類が変わってもフィーダの交換が必要とならないように、生産プログラムデータがクラスタ化される（ステップＳ４、ステップＳ２２）。例えば、複数の生産プログラムデータが一つのクラスタに編集された場合、この同じクラスタ内では、生産プログラムデータが切り替えられても、各生産プログラムで使用されるフィーダ種類が確保されているので、フィーダを交換する必要がなくなる。また、一つのクラスタとしてまとめられる生産プログラムの数は、限度があり、そのクラスタ内で使用されるフィーダ種類が所定数内に収まるような数に制限されている。

続いて、クラスタ化された生産プログラムデータがデータ送受信部６７を介して部品実装機１、１’に転送され（ステップＳ５、ステップＳ２３）、各部品実装機１、１’は、送信されてきた生産プログラムデータをデータ送受信部１６で受信して、それをデータ記憶部１５に格納する（ステップＳ３１）。

ここで、フィーダの部品残数データ、及び部品供給位置データについても、該生産プログラムデータと同様、制御装置６に保存されているものを利用する場合がある。例えば、後述のステップＳ１１で一旦生産が終了した後に、フィーダの状態はそのままで生産を再開する場合などである。この場合は、該生産プログラムデータの上記の転送及び受信と共に、フィーダの部品残数データ、及び部品供給位置データについても、転送及び受信を行ってもよい（ステップＳ５、ステップＳ２３、ステップＳ３１）。

そして、各部品実装機１、１’は、送信されてきた生産プログラムデータで使用されるフィーダの部品残数データ、及び部品供給位置データを取得する（ステップＳ６、ステップＳ３２）。

この、部品残数データ、及び部品供給位置データの取得や更新（ステップＳ６、ステップＳ３２）は、図６のフローチャートに示されるとおりである。同一の生産プログラムで再び生産するのであれば、引き続いて部品残数データ、及び部品供給位置データを利用する（ステップＳ４１の肯定、ステップＳ４４）。同一クラスタ内の別の生産プログラムで今度は生産を行うため、同一クラスタ内で生産プログラムデータの切り替えが行われたとき、切り替え前の生産プログラムデータで使用したフィーダの部品残数データ及び部品供給位置データに関しては、これらデータを使用する（ステップＳ４１の否定かつステップＳ４２の肯定、ステップＳ４５）。異なるクラスタ内の生産プログラムで今度は生産を行う場合や、同一クラスタ内で生産プログラムデータを切り替えるものの、切り替え前の生産プログラムデータでは未使用のフィーダを今回は使用する場合などで、制御装置（ホストコンピュータ）６から受信しているフィーダの部品残数データ及び部品供給位置データを利用可能であれば（ステップＳ５、ステップＳ２３、ステップＳ３１）、これらデータを使用する（ステップＳ４１の否定かつステップＳ４２の否定かつステップＳ４３の肯定、ステップＳ４６）。あるいは、以上のいずれによっても、取得することが出来ない場合は、これらフィーダの部品残数データ及び部品供給位置データを新規に取得する（ステップＳ４３の否定、ステップＳ４７）。

この新規取得は、フィーダの部品残数データについては、作業者が、その残数をキー入力するというものである。フィーダの部品供給位置データについては、作業者が、そのフィーダにおける実際の部品供給位置をティーチングすることで、取得するというものである。フィーダ取り付け位置に誤差があり、生産プログラムデータでの吸着位置と、フィーダによる実際の部品供給位置にはずれが発生するので、フィーダの部品供給位置データをティーチングにより、部品供給位置データとして取得し、この実際の部品供給位置を生産プログラムデータに反映させる。

例えば、基板２、５、．．．．．の複数基板を生産するプログラムデータがクラスタ化されており、基板２の生産のために部品実装機１は、フィーダｂ、Ａ、Ｂを使用し、また部品実装機１’はフィーダｇ、Ｊを使用するとすると、各フィーダの部品残数データがキー入力され、又、部品供給位置データがティーチングにより取得される。このように取得したフィーダの部品残数データ、又、部品供給位置データを反映した生産プログラムデータにより各部品実装機１、１’は、Ｘ／Ｙ駆動部１２を駆動して各フィーダから部品を吸着し、画像認識部１４で吸着姿勢を認識した後、部品の吸着姿勢が補正され、部品が基板２上に実装されて、基板２の生産が行われる（ステップＳ７、ステップＳ３３）。

続いて、基板５の生産が行われる場合、基板２と５は同一クラスタなので、フィーダの交換は行われることはないが、使用するフィーダの部品残数データ、又、部品供給位置データは取得する必要がある。例えば、基板５の生産のために、部品実装機１では、フィーダｂ、Ａ，Ｂ、Ｅが、また部品実装機１’では、フィーダｋ、Ｆ、Ｊがそれぞれ使用されるとすると、各フィーダの部品残数データをキー入力により、又、部品供給位置データをティーチングにより取得しなければならない。しかし、フィーダｂ、Ａ、Ｂ、Ｊに関しては、基板２の生産においても使用されているので、その部品残数データ及び部品供給位置データを再使用し、その他の新たなフィーダの部品残数データはそれぞれキー入力により、又、部品供給位置データはそれぞれティーチングにより取得してフィーダの部品残数データ及び部品供給位置データを更新する（ステップＳ７、ステップＳ３３）。その場合、キー入力の必要な部品残数データ、又、ティーチングの必要なフィーダの部品供給位置データは、同一フィーダでない新しいフィーダＥ、ｋ、Ｆだけなので、フィーダの部品残数データ、及び、部品供給位置データを取得する作業を低減させることができる。

又、基板５の生産の際、フィーダから部品を吸着して基板５に実装する毎に、そのフィーダの該当する部品残数データは、該部品実装の分の“１”だけ減少し、このようにして生産中に該部品残数データを正しく把握する。このような部品残数データ及び部品供給位置データで基板５の生産が行われて、同一クラスタでの基板の生産がまだ終了していない場合は（ステップＳ８の否定）、ステップＳ６に戻って、同様な処理を繰り返すことになる。

また同一クラスタ内ですべての基板の生産が終了した場合は（ステップＳ８の肯定）、今回のクラスタに係る部品残数データ及び部品供給位置データを、一旦、部品実装機１、１’から制御装置６にアップロードし（ステップＳ９、Ｓ３４）、該アップロードのデータは制御装置６に受信され保存される（ステップＳ２５）。該アップロードされたデータは、フィーダの状態がそのままであれば、該フィーダを用いる生産プログラムデータと共に、再び部品実装機１、１’に転送して利用することができる。

ステップＳ９の後、すべての生産プログラムデータが終了していない場合（ステップＳ１０）は、次のクラスタで生産されるプログラムデータを実装機に転送する（ステップＳ５）。あるいは、すべての生産プログラムデータが終了した場合は、全体の処理を終了する（ステップＳ１１）。

以上の実施形態では、生産プログラムデータを切り替えるとき、新しいフィーダの部品残数データ及び部品供給位置データを取得しているが、フィーダが、図１に示したように、フィーダバンクなどに取り付けられる場合、オンラインやオフラインで、フィーダの部品残数データを取得し、又、フィーダバンクのある基準位置からの補正データを取得しておくことも可能になっている。オンラインやオフラインで取得しておけば、フィーダの部品残数データのキー入力は不要であり、又、フィーダバンク切り替え時にフィーダバンク基準位置と搭載機のオフセット用位置データを取得すれば、全て計算でフィーダの部品供給位置を求めることができ、ティーチングが不要になる。

或いはクラスタ用に全フィーダを配置した後、生産プログラムを実行させる前に、そのクラスタで使う予定の全フィーダの部品残数データ、及び、部品供給位置データを取得し、生産プログラムデータ交換時におけるフィーダのティーチングを効率化することもできる。

或いは使用したフィーダの部品残数データ、及び、部品供給位置データを取得し、競合が無い場合にはそのデータを保持（記憶）するようにし、既に使用したフィーダの部品残数データ、及び、部品供給位置データに関してデータベースを構築し、構築したデータベースに格納されている同一部品ないし同一位置のデータがある場合には、このデータベースを介してフィーダの部品残数データ、及び、部品供給位置データを取得して、ティーチング時間の短縮をはかることもできる。

また、上述した実施形態では、複数の部品実装機が使用されているが、１台の部品実装機でも、また１台の部品実装機に２個より多くのバンクが設けられている場合でも、同様な効果を達成することができる。

以上の実施形態では、クラスタ化された生産プログラムを前提としている。しかしながら、本願発明はこのようなものだけに限定されるものではない。例えば、クラスタ化されていない生産プログラムであっても、フィーダの部品供給位置、部品名が同一であれば、部品残数データを、本願発明を適用して取得し使用することが可能である。

以上説明したとおり、本発明によれば、同一クラスタ内で生産プログラムデータの切り替えが行われたとき、切り替え前の生産プログラムデータで使用したフィーダの部品残数データに関しては、そのデータを使用するようにしているので、再度使用するフィーダにある部品の残数データを設定する作業の回数を低減でき、基板生産効率を向上させることが可能になる。又、本願発明によれば、正確な部品残数管理が容易になり、これによって、部品切れによる生産効率低下などを防止することができる。

本発明が適用される実施形態において部品実装機と制御装置（ホストコンピュータ）により部品を実装するための構成を示した構成図。 前記実施形態における部品実装機の制御構成を詳細に示したブロック図。 前記実施形態における制御装置の制御構成を詳細に示したブロック図。 前記実施形態における部品実装の流れを示したフローチャート。 前記実施形態における部品実装の流れを制御装置と部品実装機に分けて示したフローチャート。 前記実施形態において部品残数データや部品供給位置データの取得や更新を示したフローチャート。

符号の説明

１、１’…部品実装機
３、７…フィーダバンク
６…制御装置（ホストコンピュータ）
１５…データ記憶部
１６…データ送受信部
６５…データ入力部
６６…データ記憶部
６７…データ送受信部

Claims (3)

1. 部品を供給するフィーダの部品残数データを取得してフィーダから供給される部品を所定の基板位置に実装する部品実装方法において、
   同一クラスタ内では基板の生産プログラムデータが切り替えられた場合でも、フィーダの交換が必要にならないように、複数の生産プログラムデータをクラスタ化し、
   同一クラスタ内で生産プログラムデータの切り替えが行われたとき、切り替え前の生産プログラムデータで使用したフィーダの部品残数データに関しては、そのデータを使用し、切り替え後新たに使用されるフィーダの部品残数データに関しては、それを取得して部品実装することを特徴とする部品実装方法。
2. 請求項１に記載の部品実装方法において、
   既に使用したフィーダの部品残数データを、前記同一クラスタ内の生産プログラムデータによる生産の終了の後も、ホストコンピュータにおいて保存しておき、
   該保存のものから、前記取得を行うようにしたことを特徴とする部品実装方法。
3. 部品を供給するフィーダの部品残数データを取得してフィーダから供給される部品を所定の基板位置に実装する部品実装システムにおいて、
   同一クラスタ内では基板の生産プログラムデータが切り替えられた場合でも、フィーダの交換が必要にならないように、複数の生産プログラムデータをクラスタ化する手段と、
   クラスタ化された生産プログラムデータを部品実装機に転送する手段と、
   転送された生産プログラムデータで使用するフィーダの部品残数データを取得する手段とを備え、
   同一クラスタ内で生産プログラムデータの切り替えが行われたとき、切り替え前の生産プログラムデータで使用した部品残数データに関しては、そのデータを使用し、切り替え後新たに使用されるフィーダの部品残数データに関しては、それを取得して部品実装することを特徴とする部品実装システム。

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