JP2006286707A - 電子部品の装着方法及び電子部品の装着装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】装着点数の多い電子部品を供給する部品供給ユニットは、複数の部品供給ユニット群に分散して配置し、各装着ヘッドの装着時間を極力均等化して、生産効率の向上を図ること。
【解決手段】プリント基板への電子部品の全装着点数と単位時間当りの最適条件での装着点数とから最短プリント基板仕上がり時間Pを算出し、部品種毎の装着点数と1装着ヘッド当りの単位時間当りの最適条件での装着点数とから部品種毎の最短部品仕上がり時間Csを算出し、この最短部品仕上がり時間Csが最短プリント基板仕上がり時間Pより長い部品種の部品供給ユニットを順次1/2の装着点数となるように分散して配置する旨をモニタに表示する。
【選択図】図6

Description

本発明は、電子部品を複数の部品供給ユニット群より複数の装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより吸着して取出し、プリント基板上に装着する電子部品の装着方法及び電子部品の装着装置に関する。
この電子部品の装着装置は、例えば特許文献1などで知られている。そして、装着する順序毎にどの電子部品をどこに装着するかなどの装着データに従い、プリント基板に電子部品を装着している。
特開2004−47818号公報
しかし、特定の部品供給ユニットから取出した電子部品の装着点数が多いと、複数の装着ヘッドを有する電子部品装着装置にあっては、各装着ヘッドによる装着時間が不均等となって、生産効率が悪い。
そこで本発明は、装着点数の多い電子部品を供給する部品供給ユニットは、複数の部品供給ユニット群に分散して配置することにより、各装着ヘッドの装着時間を極力均等化して、もって生産効率の向上を図ることを目的とする。
このため第1の電子部品の装着方法に係る発明は、電子部品を複数の部品供給ユニット群より複数の装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより吸着して取出し、プリント基板上に装着する電子部品の装着方法において、
プリント基板への電子部品の全装着点数と単位時間当りの最適条件での装着点数とから最短プリント基板仕上がり時間を算出し、
部品種毎の装着点数と1装着ヘッド当りの前記単位時間当りの最適条件での装着点数とから部品種毎の最短部品仕上がり時間を算出し、
この最短部品仕上がり時間が前記最短プリント基板仕上がり時間より長い部品種の部品供給ユニットを複数の部品供給ユニット群に分散して配置する旨を報知する
ことを特徴とする。
第2の電子部品の装着方法に係る発明は、電子部品を複数の部品供給ユニット群より複数の装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより吸着して取出し、プリント基板上に装着する電子部品の装着方法において、
プリント基板への電子部品の全装着点数と単位時間当りの最適条件での装着点数とから最短プリント基板仕上がり時間を算出し、
部品種毎の装着点数と1装着ヘッド当りの前記単位時間当りの最適条件での装着点数とから部品種毎の最短部品仕上がり時間を算出し、
この最短部品仕上がり時間が前記最短プリント基板仕上がり時間より長い部品種の部品供給ユニットを順次1/2の装着点数となるように分散して配置する旨を報知する
ことを特徴とする。
第3の電子部品の装着方法に係る発明は、第1又は第2の発明において、前記分散配置の上限数が部品種毎に設定可能であることを特徴とする。
第4の電子部品の装着方法に係る発明は、第1の発明において、複数の部品供給ユニット群に分散して配置するのを前記装着ヘッド毎に行なうことを特徴とする。
第5の電子部品の装着装置に係る発明は、電子部品を複数の部品供給ユニット群より複数の装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより吸着して取出し、プリント基板上に装着する電子部品の装着装置において、
プリント基板への電子部品の全装着点数と単位時間当りの最適条件での装着点数とから最短プリント基板仕上がり時間を算出する第1算出手段と、
部品種毎の装着点数と1装着ヘッド当りの前記単位時間当りの最適条件での装着点数とから部品種毎の最短部品仕上がり時間を算出する第2算出手段と、
この最短部品仕上がり時間が前記最短プリント基板仕上がり時間より長い部品種の部品供給ユニットを複数の部品供給ユニット群に分散して配置するよう報知する報知手段と
を設けたことを特徴とする。
第6の電子部品の装着装置に係る発明は、電子部品を複数の部品供給ユニット群より複数の装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより吸着して取出し、プリント基板上に装着する電子部品の装着装置において、
プリント基板への電子部品の全装着点数と単位時間当りの最適条件での装着点数とから最短プリント基板仕上がり時間を算出する第1算出手段と、
部品種毎の装着点数と1装着ヘッド当りの前記単位時間当りの最適条件での装着点数とから部品種ごとの最短部品仕上がり時間を算出する第2算出手段と、
この最短部品仕上がり時間が前記最短プリント基板仕上がり時間より長い部品種の部品供給ユニットを順次1/2の装着点数となるように分散して配置するよう報知する報知手段と
を設けたことを特徴とする。
第7の電子部品の装着装置に係る発明は、第5又は第6の発明において、前記分散配置の上限数を部品種毎に設定する設定手段を設けたことを特徴とする。
本発明は、装着点数の多い電子部品を供給する部品供給ユニットは、複数の部品供給ユニット群に分散して配置することにより、各装着ヘッドの装着時間を極力均等化して、もって生産効率の向上を図ることができる。
以下、図面に基づき、電子部品装着装置の実施形態を説明する。図1は電子部品装着装置1の平面図で、電子部品装着装置1の機台(装置本体)2上には部品供給装置としての電子部品を部品取出位置(部品吸着位置)に1個ずつ供給する公知の部品供給ユニット3群が4つのブロックに、即ち左右のステージ1及びステージ2に分けられ、更に各ステージ毎に前後のSIDE−A及びSIDE−Bに分けられ、この結果4つのブロックに分けられて配設されている。
そして、該装着装置1の中間部には供給コンベア4が設けられ、プリント基板CBの搬送方向が左右方向となるように設けられている。前記供給コンベア4には上流側装置より受けたプリント基板CBを2つの位置決め部において夫々位置決めする位置決め機構が設けられ、該基板P上に電子部品が装着された後、下流側装置に搬送される。
8はX方向に長い一対のビームであり、各リニアモータ9の駆動により左右一対のガイドに沿って前記各ビーム8に固定されたスライダが摺動して位置決め部機構により固定されたプリント基板CBや部品供給ユニット3の部品送り出し位置(部品吸着位置)上方を個別にY方向に移動する。前記リニアモータ9は、基台2に固定された左右一対の固定子と、前記ビーム8の両端部に設けられた取付板の下部に固定された可動子とから構成される。
各ビーム8にはその長手方向、即ちX方向にリニアモータ14によりガイドに沿って移動する装着ヘッド体7が夫々設けられている。前記リニアモータ14は、ビーム8に固定された前後一対の固定子と、前記装着ヘッド体7に設けられた可動子とから構成される。各装着ヘッド体7は夫々バネにより上方へ付勢されている12本の吸着ノズルを有する装着ヘッド16とを備えている。
前記装着ヘッド16はパルスモータ21によりθ方向に回転可能であり、前記吸着ノズル(図示せず)は、それぞれ所定間隔を存して装着ヘッド16に円周上に12本配設されてパルスモータ22により上下動可能に設けられている。
17は部品認識カメラで、前記各装着ヘッド16に対応してそれぞれ1個ずつ計4個設けられ、電子部品が吸着ノズルに対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかXY方向及び回転角度につき、位置認識するために複数の前記吸着ノズルに吸着保持された全ての電子部品Dを一括して撮像するが、それぞれ同時に複数個の電子部品を撮像可能である。また、部品認識カメラ17は撮像することにより、吸着ノズルに電子部品Dが吸着保持しているか否かも確認でき、立ち状態で吸着している場合には排出箱26内に落下させ回収している。
次に図2の本電子部品装着装置1の制御ブロック図に基づいて、以下説明する。30は本装着装置1を統括制御する制御部としてのCPU(装着制御部)で、該CPU(セントラル・プロセッシング・ユニット)30にはバスラインを介して、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)32及びROM(リ−ド・オンリー・メモリ)33が接続されている。そして、CPU30は前記RAM32に記憶されたデータに基づき、前記ROM33に格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置1の部品装着動作に係る動作を統括制御する。即ち、CPU30は、インターフェース34及び駆動回路35を介して前記リニアモータ19、14、パルスモータ21及び22などの駆動を制御している。
前記RAM32には、部品装着に係る装着データが記憶されており、その装着順序毎(ステップ番号毎)に、プリント基板内でのX方向(Xで示す)、Y方向(Yで示す)及び角度(Zで示す)情報や、各部品供給ユニット3の配置番号情報等が記憶されている。また前記RAM32には、部品配置データが記憶されており、これは前記各部品供給ユニット3の配置番号に対応して各電子部品の種類(部品ID)や該供給ユニット3の配置座標等が記憶されている。
31はインターフェース34を介して前記CPU30に接続される認識処理装置で、部品認識カメラ17により撮像して取込まれた画像の認識処理がこの認識処理装置31にて行われる。
尚、前記部品認識カメラ17により撮像された画像は表示装置としてのCRTなどのモニタ36に表示される。そして、前記モニタ36には種々のタッチパネルスイッチ37が設けられ、作業者がタッチパネルスイッチ37を操作することにより、教示指定のための設定を含む種々の設定を行うことができる。
前記タッチパネルスイッチ37はガラス基板の表面全体に透明導電膜がコーティングされ、四辺に電極が印刷されている。そのため、タッチパネルスイッチ37の表面に極微小電流を流し、作業者がタッチすると四辺の電極に電流変化を起こし、電極と接続した回路基板によりタッチした座標値が計算される。従って、その座標値がある作業を行わせるスイッチ部として予め後述するRAM32に記憶された座標値群の中の座標値と一致すれば、当該作業が行なわれることとなる。
ここで、装着点数の多い電子部品を供給する部品供給ユニットを複数の部品供給ユニット群に分散して配置する場合において、その分散配置の上限数の設定について、図3に基づき説明する。
先ず、モニタ36に表示されたタッチパネルスイッチ37を押圧操作して、図3に示すような分散配置の上限数の設定画面を表示させる。この場合、最上部のアップダウンスイッチ部37Aを押圧すると、RAM32に格納された複数のプリント基板の種類メニューが表示されるので、これから設定するプリント基板CBの機種名「PRINT001」を押圧して選択する。
すると、この機種名「PRINT001」に対応する装着データに基づいて、CPU30はその配置番号、部品ID(電子部品種)、装着点数、最短部品仕上がり時間Csを表示させると共に数字スイッチ部(図示せず)を表示させるように制御する。従って、上限数スイッチ部37B及び数字スイッチ部(図示せず)を押圧することにより、次々に上限数を入力でき、OKスイッチ部37Cを押圧することにより、機種名「PRINT001」について、装着する電子部品毎に分散配置の上限数の設定ができる。
この場合、この設定が完了すると、CPU30は装着データに基づいて、各電子部品種毎の最短部品仕上がり時間Csを計算し、モニタ36に表示させる。即ち、部品種「C1005T04G0×××」の最短部品仕上がり時間Csは28(当該電子部品種Sの装着点数)/15,500(後述する1装着ヘッド16当りの最速の装着点数)×3,600秒で約6.50秒であり、以下同様に計算されて、部品種「C1005T05B0×××」の最短部品仕上がり時間Csは12/15,500×3,600秒で約2.79秒であり、以下同様に、部品種「C1608T08B0×××」は約0.93秒で、部品種「C1608T08G0×××」は約1.39秒である。
そして、前述したような部品供給ユニット3の分散配置の上限数の設定が終了すると、先ずCPU30は最短の基板仕上がり時間Pを計算する。即ち、この電子部品装着装置1の1時間当りの最速の装着点数が62,000個とすると、装着ヘッド16を4つ備えているので、1装着ヘッド16当りの最速の装着点数が15,500個となり、最短の基板仕上がり時間Pは50(当該プリント基板CBの装着点数)/62,000×3,600秒で約2.90秒となる。この計算をして、分散対象となる部品集合Aを作成する。
次いで、CPU30は部品集合Sの中に最短部品仕上がり時間Csが最短の基板仕上がり時間P(約2.90秒)より長い部品sがあるか否かを判定する。この場合、長い部品sが無いのであれば、部品集合Sの要素を全て集合Aの中に加え、終了するが、集合Aが分散後の部品となる。しかし、図3に示すように、部品種「C1005T04G0×××」が該当するので、CPU30により次に部品集合Sの中で部品sが属する種類の部品数は分散上限数未満か否かが判定される。この場合、上限数未満でない場合には部品sを集合Aに加えて集合Sから部品sを削除するが、部品種「C1005T04G0×××」の上限数は「4」に設定されているので、部品種「C1005T04G0×××」を扱う部品供給ユニット3の数が1であれば「4」未満であるので、部品sを装着点数28個を1/2を目標として分けた部品s1、s2とする。即ち、図4に示すように、この部品種「C1005T04G0×××」の装着点数を14個ずつとした2つに分けて、最短部品仕上がり時間Csを約6.50秒の半分の約3.25秒とする。
次に、1/2ずつに分散された一方の部品s1の最短部品仕上がり時間Cs1(約3.25秒)が最短の基板仕上がり時間P(約2.90秒)以上か否かが、CPU30により判定され、最短の基板仕上がり時間P以上であるので、部品s1を集合Aに加える。次に、他方の部品s2の最短部品仕上がり時間Cs2(約3.25秒)が最短の基板仕上がり時間P(約2.90秒)以上か否かが、CPU30により判定され、最短の基板仕上がり時間P以上であるので、部品s2を集合Aに加える。
そして、CPU30は、集合Sから部品sを削除する。更に、CPU30は部品集合Sの中に最短部品仕上がり時間Csが最短の基板仕上がり時間P(約2.90秒)より大きい部品があるか否かを判定する。1回目に分散配置された状態のモニタ36の画面(分散配置する旨を報知する画面)を示す図である図4に示すように、部品種「C1005T04G0×××」が該当するので、CPU30により次に部品集合Sの中で部品が属する種類の部品数は分散上限数未満か否かが判定される。即ち、部品種「C1005T04G0×××」の上限数は「4」に設定されているので、部品種「C1005T04G0×××」を扱う部品供給ユニット3の数が現在「2」であって「4」未満であるので、当該部品を装着点数14個を1/2を目標として分けた部品s3、s4、s5、s6とする。即ち、2回目に分散配置された状態のモニタ36の画面(分散配置する旨を報知する画面)を示す図である図5に示すように、この部品種「C1005T04G0×××」の装着点数を7個ずつとした夫々2つに分けて全部で4つに分けて、最短部品仕上がり時間Csを約3.25秒の半分の約1.63秒とする。
次に、各1/2ずつに分散された一方の部品s3、s5の最短部品仕上がり時間Cs3、Cs5(約1.63秒)が最短の基板仕上がり時間P(約2.90秒)以上か否かが、CPU30により判定され、最短の基板仕上がり時間P未満であるので、部品s3、s5を集合Sに加える。次に、他方の部品s4、s6の最短部品仕上がり時間Cs4、Cs6(約1.63秒)が最短の基板仕上がり時間P(約2.90秒)以上か否かが、CPU30により判定され、最短の基板仕上がり時間P未満であるので、部品Cs4、Cs6を集合Sに加える。
そして、CPU30は、集合Sから部品s1、s2を削除する。以上のように、「C1005T04G0×××」を扱う部品供給ユニット3を左右のステージ1、ステージ2の前後のSIDE−A、SIDE−Bの合計4つに分散配置することにより、当該電子部品の最短部品仕上がり時間を最短の基板仕上がり時間P未満とすることにより、各装着ヘッド16の装着時間を極力均等化して、もって生産効率の向上を図ることができる。
次に、電子部品の装着動作について説明する。先ず、プリント基板CBを上流装置より供給コンベア4を介して一方の位置決め部に搬入し、位置決め機構により位置決め動作を開始する。
次に、CPU30は、RAM32に格納された装着データに従い、電子部品の部品種に対応した装着ヘッド16の吸着ノズルが装着すべき該電子部品を所定の部品供給ユニット3から吸着して取出す。このとき、CPU30によりリニアモータ9及び14が制御されて、各装着ヘッド体7の装着ヘッド16の吸着ノズルが装着すべき電子部品を収納する各部品供給ユニット3の先頭の電子部品上方に位置するよう移動するが、Y方向はリニアモータ9が駆動して一対のガイドに沿って各ビーム8が移動し、X方向はリニアモータ14が駆動してガイドに沿って各装着ヘッド体7が移動する。この場合、左ステージ1の前後のSIDE−A及びSIDE−Bの部品供給ユニット3から、左の装着ヘッド16の吸着ノズルが電子部品を取出し、一方の位置決め部にあるプリント基板CBに電子部品を装着する。
そして、既に所定の各供給ユニット3は駆動されて部品吸着位置にて部品が取出し可能状態にあるため、パルスモータ21により装着ヘッド16がθ方向に回転し、パルスモータ22により前記吸着ノズルは下降し、当該部品供給ユニット3から確実に電子部品Dを吸着した後、上昇する。
そして、装着ヘッド16は、部品認識カメラ17の上方へ移動して、装着ヘッド16が前記認識カメラ17上を通過するタイミングになったものと判断したときには、部品認識カメラ17がビーム8移動中に装着ヘッド16の全吸着部品Dの同時撮像及びその画像取込を実行し、認識処理装置31により部品認識処理をする。
そして、部品認識処理の結果が、例えば電子部品の立ち状態や不良電子部品を吸着保持しているとかの認識異常の場合には、装着ヘッド16及び吸着ノズルを排出箱26上方に移動させて認識異常に係る電子部品Dを落下させて部品廃棄処理をする。
そして、CPU90は、この異常として検出された電子部品の廃棄処理後に、正常な検出や正常な認識であると判断された電子部品Dは、真空吸着を維持し、吸着ノズルを下降させて、次々と一方の位置決め部にあるプリント基板CBへ電子部品Dを装着する。
そして、当該プリント基板CBに全ての電子部品を装着すると、一方の位置決め部にあるプリント基板CBを他方の位置決め部に搬送すると共に上流側の待機位置にある他方のプリント基板CBを前記一方の位置決め部に搬送して、一方の位置決め部にあるプリント基板CBには左ステージ1の前後のSIDE−A及びSIDE−Bの部品供給ユニット3から、左の装着ヘッド16の吸着ノズルが電子部品を取出し、一方の位置決め部にあるプリント基板CBに電子部品を装着し、また他方の位置決め部にあるプリント基板CBには右ステージ2の前後のSIDE−A及びSIDE−Bの部品供給ユニット3から、右の装着ヘッド16の吸着ノズルが電子部品を取出し、他方の位置決め部にあるプリント基板CBに電子部品を装着する。
分散は1/2ずつに限らず、例えば1/3ずつの分散でもよい。即ち、1回目の1/2ずつの分散でも、最短部品仕上がり時間が最短プリント基板仕上がり時間より短くならなかった場合は、3つに分散することにより最短プリント基板仕上がり時間より短くなった場合は、このように1/3ずつの分散でもよい。
以上本発明の実施形態について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の代替例、修正又は変形を包含するものである。
電子部品装着装置の平面図である。 制御ブロック図である。 部品供給ユニットの分散配置の上限数の設定画面を示す。 1回目に分散配置された状態の画面を示す図である。 2回目に分散配置された状態の画面を示す図である。 フローチャートを示す図である。
符号の説明
1 部品装着装置
3 部品供給ユニット
16 装着ヘッド
30 CPU
32 RAM
36 モニタ
37 タッチパネルスイッチ

Claims (7)

  1. 電子部品を複数の部品供給ユニット群より複数の装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより吸着して取出し、プリント基板上に装着する電子部品の装着方法において、
    プリント基板への電子部品の全装着点数と単位時間当りの最適条件での装着点数とから最短プリント基板仕上がり時間を算出し、
    部品種毎の装着点数と1装着ヘッド当りの前記単位時間当りの最適条件での装着点数とから部品種毎の最短部品仕上がり時間を算出し、
    この最短部品仕上がり時間が前記最短プリント基板仕上がり時間より長い部品種の部品供給ユニットを複数の部品供給ユニット群に分散して配置する旨を報知する
    ことを特徴とする電子部品の装着方法。
  2. 電子部品を複数の部品供給ユニット群より複数の装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより吸着して取出し、プリント基板上に装着する電子部品の装着方法において、
    プリント基板への電子部品の全装着点数と単位時間当りの最適条件での装着点数とから最短プリント基板仕上がり時間を算出し、
    部品種毎の装着点数と1装着ヘッド当りの前記単位時間当りの最適条件での装着点数とから部品種毎の最短部品仕上がり時間を算出し、
    この最短部品仕上がり時間が前記最短プリント基板仕上がり時間より長い部品種の部品供給ユニットを順次1/2の装着点数となるように分散して配置する旨を報知する
    ことを特徴とする電子部品の装着方法。
  3. 前記分散配置の上限数が部品種毎に設定可能であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電子部品の装着方法。
  4. 複数の部品供給ユニット群に分散して配置するのを前記装着ヘッド毎に行なうことを特徴とする請求項1に記載の電子部品の装着方法。
  5. 電子部品を複数の部品供給ユニット群より複数の装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより吸着して取出し、プリント基板上に装着する電子部品の装着装置において、
    プリント基板への電子部品の全装着点数と単位時間当りの最適条件での装着点数とから最短プリント基板仕上がり時間を算出する第1算出手段と、
    部品種毎の装着点数と1装着ヘッド当りの前記単位時間当りの最適条件での装着点数とから部品種毎の最短部品仕上がり時間を算出する第2算出手段と、
    この最短部品仕上がり時間が前記最短プリント基板仕上がり時間より長い部品種の部品供給ユニットを複数の部品供給ユニット群に分散して配置するよう報知する報知手段と
    を設けたことを特徴とする電子部品の装着装置。
  6. 電子部品を複数の部品供給ユニット群より複数の装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより吸着して取出し、プリント基板上に装着する電子部品の装着装置において、
    プリント基板への電子部品の全装着点数と単位時間当りの最適条件での装着点数とから最短プリント基板仕上がり時間を算出する第1算出手段と、
    部品種毎の装着点数と1装着ヘッド当りの前記単位時間当りの最適条件での装着点数とから部品種ごとの最短部品仕上がり時間を算出する第2算出手段と、
    この最短部品仕上がり時間が前記最短プリント基板仕上がり時間より長い部品種の部品供給ユニットを順次1/2の装着点数となるように分散して配置するよう報知する報知手段と
    を設けたことを特徴とする電子部品の装着装置。
  7. 前記分散配置の上限数を部品種毎に設定する設定手段を設けたことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の電子部品の装着装置。

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