JP2007109780A - 電子部品実装装置における部品供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】テープスプライシング作業における部品取り違えに起因する誤実装を確実に防止することができる電子部品実装装置における部品供給方法を提供する。
【解決手段】部品供給部に供給されるキャリアテープ１５について当該キャリアテープ１５が供給されるべき正規の部品Ｐに対応したキャリアテープ１５であるか否かの照合情報を前記電子部品実装装置に付設された部品照合情報記憶部に記憶させておき、テープスプライシング後のキャリアテープ１５をピッチ送りする部品供給動作において継目部Ｊが検出されたならば、部品照合情報記憶部を参照して新たに供給されるキャリアテープ１５Ａについての部品照合情報の有無を確認することにより、部品照合の正否を判断する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子部品実装装置において部品供給部に配列されたテープフィーダによって電子部品を搭載ヘッドに供給する電子部品実装装置における部品供給方法に関するものである。

電子部品実装装置において電子部品を搭載ヘッドに供給する方法として、テープフィーダを用いる方法が知られている。この方法は、電子部品を保持するキャリアテープをテープリールから引き出し、電子部品の実装タイミングに同期させてピッチ送りするものである。実装作業中にテープフィーダで部品切れが発生した場合には、テープリールを新たなものと交換するリール交換作業が行われる。

このリール交換作業に際し、近年キャリアテープ自体を継ぎ合わせるいわゆるテープスプライシング方式が採用されるようになっている（例えば特許文献１参照）。この方法によれば、既装着のキャリアテープの末尾部と新たなキャリアテープの先頭部とが継合されることから、新たなテープの先頭部をテープフィーダに装着してテープ位置合わせを行う頭出し作業を省略することができる。これにより、部品切れが発生する度に実装装置を停止させることによる無駄時間を省くことができるという利点がある。
特開２００３−２１８５８６号公報

１台の電子部品実装装置では多種類の電子部品を実装対象とする。これらの電子部品のうちテープフィーダで供給されるものは、同一規格のテープリールによって供給される場合が多いため、前述のテープスプライシング作業において別種部品が収容されたキャリアテープを誤って継合する作業ミスが発生する場合がある。そしてこのような作業ミスが検出されないまま電子部品の供給が行われると、電子部品を取り違えて基板に実装する誤実装が発生する。従来はこのようなテープスプライシング作業における部品取り違えに起因する誤実装を確実に防止する手段がなかった。

そこで本発明は、テープスプライシング作業における部品取り違えに起因する誤実装を確実に防止することができる電子部品実装装置における部品供給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における部品供給方法は、部品供給部から搭載ヘッドによって電子部品を取り出して基板に実装する電子部品実装装置において、前記部品供給部に配列されたテープフィーダによって電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、前記搭載ヘッドによるピックアップ位置に電子部品を供給する電子部品実装装置における部品供給方法であって、前記部品供給部に供給されるキャリアテープについて当該キャリアテープが供給されるべき正規の部品に対応したキャリアテープであるか否かの照合情報を前記電子部品実装装置に付設された部品照合情報記憶部に記憶させる部品照合情報記憶工程と、前記テープフィーダにおいて既装着のキャリアテープと新たに供給されるキャリアテープとを継ぎ合わせるテープスプライシング作業工程と、前記キャリアテープをピッチ送りして電子部品を供給するテープ送り過程において前記テープスプライシング作業によって継ぎ合わされた継目部を検出する継目部検出工程と、前記継目部の検出を承けて前記部品照合情報記憶部を参照し、前記新たに供給されるキャリアテープについ
ての前記部品照合情報の有無を確認することにより、部品照合の正否を判定する部品照合判定工程とを含む。

本発明によれば、部品供給部に供給されるキャリアテープについて当該キャリアテープが正規の部品に対応したキャリアテープであるか否かの照合情報を電子部品実装装置に付設された部品照合情報記憶部に記憶させておき、テープ送り過程においてテープスプライシング作業によって継ぎ合わされた継目部の検出を承けて部品照合情報記憶部を参照し、新たに供給されるキャリアテープについての部品照合情報の有無を確認することにより、テープスプライシング作業における部品取り違えに起因する誤実装を確実に防止することができる。

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装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図、図３は本発明の一実施の形態のテープフィーダの構成説明図、図４は本発明の一実施の形態のテープフィーダにおけるテープスプライシングの説明図、図５は本発明の一実施の形態のテープフィーダにおけるキャリアテープの継目検出手段の説明図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの制御系の構成を示すブロック図、図７は本発明の一実施の形態の部品供給方法における部品照合確認処理のフロー図である。

まず図１、図２を参照して電子部品実装装置（以下、「実装機」と略称する。）の構造を説明する。図２は、図１におけるＡ−Ａ断面を部分的に示している。この実装機Ｍを複数台連結することにより、実装基板を生産するための実装ラインが構成される。各実装機の実装制御部は、ＬＡＮシステムによって管理コンピュータ（実装ライン管理システム）に接続されており、複数台の実装機Ｍを管理コンピュータによって統括制御することができるようになっている。

図１において基台１の中央にはＸ方向（基板搬送方向）に搬送路２が配設されている。搬送路２は上流側から搬入された基板３を搬送し実装ステージに位置決めする。搬送路２の両側方には、部品供給部４が配置されており、それぞれの部品供給部４には複数のテープフィーダ５が並設されている。テープフィーダ５は、電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、以下に説明する搭載ヘッドの吸着ノズルによる部品吸着位置に電子部品を供給する。

基台１上面の両端部上にはＹ軸テーブル６Ａ，６Ｂが配設されており、Ｙ軸テーブル６Ａ、６Ｂ上には２台のＸ軸テーブル７Ａ，７Ｂが架設されている。Ｙ軸テーブル６Ａを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＡがＹ方向に水平移動し、Ｙ軸テーブル６Ｂを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＢがＹ方向に水平移動する。Ｘ軸テーブル７Ａ，７Ｂには、それぞれ搭載ヘッド８および搭載ヘッド８と一体的に移動する基板認識カメラ９が装着されている。

Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂをそれぞれ組み合わせて駆動することにより搭載ヘッド８は水平移動し、それぞれの部品供給部４から電子部品を吸着ノズル８ａ（図２参照）によってピックアップし、搬送路２に位置決めされた基板３上に実装する。Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂは、搭載ヘッド８を移動させるヘッド移動機構となっている。

基板３上に移動した基板認識カメラ９は、基板３を撮像して認識する。また部品供給部４から搬送路２に至る経路には、部品認識カメラ１０およびノズル保持部１１が配設され
ている。部品供給部４から電子部品を取り出した搭載ヘッド８が実装ステージに位置決めされた基板３へ移動する際に、吸着ノズル８ａに保持された電子部品を部品認識カメラ１０の上方でＸ方向に移動させることにより、部品認識カメラ１０は吸着ノズル８ａに保持された電子部品を撮像する。

そして撮像結果を認識処理部（図示省略）によって認識処理することにより、吸着ノズル８ａに保持された状態における電子部品の位置が認識されるとともに、電子部品の種類が識別される。ノズル保持部１１は、複数種類の吸着ノズル８ａを所定姿勢で収納し、搭載ヘッド８がノズル保持部１１にアクセスしてノズル交換動作を行うことにより、搭載ヘッド８において対象とする電子部品の種類に応じてノズル交換が行われる。

部品供給部４の構造を説明する。図２に示すように、部品供給部４には複数のテープフィーダ５を装着するためのフィーダベース４ａが設けられている。テープフィーダ５は、フィーダ装着用の台車１２によって部品供給部４に配置される。台車１２には、キャリアテープ１５を巻回状態で収納したテープリール１４を保持するためのリール保持部１３が設けられている。リール保持部１３はテープリール１４を回転自在に保持するための保持ローラを備えており、部品供給部４に配置されたテープリール１４を回転させることにより、キャリアテープ１５を引き出すことができるようになっている。

次に、図３を参照してテープフィーダ５の機能を説明する。図３に示すように、フィーダベース４ａに装着されたフレーム部材５ａには、キャリアテープ１５が走行するテープ走行路５ｂが設けられている。キャリアテープ１５に定ピッチで形成された部品収納用の凹部である部品ポケット１６ａには電子部品Ｐが保持されており、部品ポケット１６ａの上面は、トップテープ１７によって覆われている。

テープリール１４から引き出されたキャリアテープ１５はフレーム部材５ａの後尾から導入され、テープ走行路５ｂの上面に添って下流側（図３において右側）に送られる。キャリアテープ１５をピッチ送りしながら電子部品を連続的に供給する部品供給動作において、供給リール１４に巻回されたキャリアテープ１５が消費されたならば、テープフィーダ５に既に装着されたキャリアテープ１５の末尾部に、新たに装着されるキャリアテープ１５Ａの先頭部を継目部Ｊを介して継ぎ合わせるテープスプライシングが行われる。

フレーム部材５ａの下流端の上部には、回転駆動機構２０によって駆動されるスプロケット２１が配設されている。スプロケット２１にはキャリアテープ１５に定ピッチで設けられたテープ送り孔１６ｂ（図４参照）に嵌合する送りピン２１ａ（図５参照）が設けられており、回転駆動機構２０によってスプロケット２１を回転駆動することにより、スプロケット２１が回転し、これによりキャリアテープ１５が下流方向へテープ送りされる。

スプロケット２１の手前側は、部品ポケット１６ａ内の電子部品Ｐを、搭載ヘッド８の吸着ノズル８ａによって吸着してピックアップする部品吸着位置となっている。スプロケット２１および回転駆動機構２０は、キャリアテープをテープ走行路５ｂに沿ってピッチ送りすることにより、キャリアテープ１５に保持された電子部品Ｐを吸着ノズル８ａによる部品吸着位置に送るテープ送り機構となっている。

フレーム部材５ａの下流部分の上面には、部品吸着位置の近傍においてキャリアテープ１５の上方を覆ってガイドする上ガイド部１８が配設されている。上ガイド部１８には、吸着開口部１８ａが設けられており、吸着開口部１８ａの下流端は、トップテープ１７を剥離するためのトップテープ剥離部となっている。すなわち、キャリアテープ１５が上ガイド部１８の下方を走行する過程において、トップテープ剥離部によってトップテープ１７が剥離され、上流側へ折り返される。そしてトップテープが剥離されることによって露
呈された部品ポケット１６ａから、電子部品Ｐが吸着ノズル８ａによってピックアップされる。折り返されたトップテープ１７は、トップテープ送り機構２２によってテープ回収部５ｃ内へ送り込まれ回収される。

次に図４を参照して、テープスプライシングについて説明する。図４（ａ）に示すように、テープスプライシングにおいては、テープフィーダ５に既に装着されたキャリアテープ１５の末尾部と新たに装着されるキャリアテープ１５Ａの先頭部とが、突合わせ線Ｅを介して継ぎ合わされる。ベーステープ１６において突合わせ線Ｅを挟んだテープ貼付け代には、それぞれ部品ポケット１６ａ、送り孔１６ｂを覆う位置にスプライステープ２８、２９が上下両側から貼り付けられる。これにより、図５（ｂ）に示すように、２つのキャリアテープ１５，１５Ａは、継目部Ｊによって１つの連続したキャリアテープとなる。

スプライステープ２９には、長手方向にスリット２９ａが設けられており、スプロケット２１の送りピン２１ａが送り孔１６ｂに下方から嵌合する際に、送りピン２１ａがスリット２９ａを介して上方に突出可能となっており、テープ送りに支障がないようになっている。なお図４（ａ）においては、ベーステープ１６からトップテープ１７を剥離した状態を示しているが、テープスプライシングにおいては、スプライステープ２８はトップテープ１７の上側から貼り付けられる。このテープスプライシング作業は専用治具を用いて行われ、突合わせ線Ｅを挟んだ２つの部品ポケット１６ａ間のピッチｐ＊が、ベーステープ１６における既定のピッチｐに等しくなるように、２つのキャリアテープ１５，１５Ａの位置合わせが行われる。

次に図５を参照して、キャリアテープ１５のテープ送り過程において継目部Ｊを検出する継目検出手段について説明する。図５（ａ）はフレーム部材５ａの先端部に設けられた上ガイド部１８の平面図を示している。上ガイド部１８にはノズル８ａによるピックアップ位置に対応して設けられた吸着開口部１８ａ内には、部品ポケット１６ａが露呈されている。スプロケット２１の送りピン２１ａは、吸着開口部１８ａの下流側において送り孔１６ｂに係合する。上ガイド部１８においてスプロケット２１に相当する位置には、送りピン２１ａの逃がし用の溝部１８ｃが設けられており、送り孔１６ｂから上面側に突出した送りピン２１ａが上ガイド部１８と干渉しないようになっている。

上ガイド部１８において送り孔１６ｂの上方に対応する位置には、吸着開口部１８ａから上流側に隔てた位置に継目検出用の開口部１８ｂが設けられている。図５（ｂ）に示すように、フレーム部材５ａにおいて開口部１８ｂに対応した位置には、反射型の光学センサである継目検出センサ３０が下方から挿入されており、継目検出センサ３０からの検出信号は継目検出部３６（図６）に送られ、継目検出部３７は継目検出センサ３０の検出信号に基づいて、キャリアテープ１５において継目部Ｊを検出することを目的としている。

すなわち、キャリアテープ１５の通常部分が継目検出センサ３０の上方を通過する場合には、送り孔１６ｂがセンサ３０と開口部１８ｂとの間に位置したタイミングにて、継目検出センサ３０からの光は送り孔１６ｂと開口部１８ｂを上方へ透過する。このタイミングにおいては継目検出センサ３０は反射光を検出せず、これにより送り孔１６ｂが検出されたことを示す信号が送られる。そしてこの送り孔検出信号が送り孔ピッチに対応したインターバルで反復して出力されることにより、継目検出部３６は継目部無しと判断する。

これに対し、図５（ｂ）に示すように、送り孔１６ｂがスプライステープ２９によって閉塞された継目部Ｊが継目検出センサ３０の上方を通過する場合には、スプライステープ２９が貼着された範囲については、継目検出センサ３０からの光はスプライステープ２９によって反射されて送り孔１６ｂが検出されない。そしてこの送り孔不検出状態が所定時間継続することにより、継目検出部３６は継目部Ｊが継目検出センサ３０の位置を通過し
ていることを検出する。したがって、継目検出センサ３０および継目検出部３６は、継目部Ｊがピックアップ位置の上流側の所定位置に到達したことを検出する継目検出手段となっている。

次に図６を参照して、複数の実装機Ｍを管理コンピュータによって統括制御する構成の電子部品実装ラインの制御系の構成について説明する。図６においては、部品供給部４に配列されたテープフィーダ５にキャリアテープ１５を供給する際の部品照合機能に関連した部分のみを取り出して説明している。

図６において、部品照合システム３１は実装ラインのユーザが独自に所有している資材管理システムの端末機能であり、ここでは実装機Ｍの部品供給部４に供給される電子部品の正誤を照合する部品照合情報を、実装ラインに対して提供する機能を有している。実装機Ｍに対しては、部品供給は電子部品を保持したキャリアテープが巻回収納されたテープリールの授受の形で行われるため、部品照合は現物のテープリールに付された部品情報（例えば部品種類や部品ロット番号などをバーコードラベルで表示したもの）を読み取って、部品表などと照合することによって行われる。

本実施の形態においては、部品照合は実装機Ｍの部品供給部４に配列されたテープフィーダ５にテープリールを装着する際に行われる。すなわちマシンオペレータは、テープリールの装着作業を行う都度、バーコードリーダによってテープリールからバーコードを読み取り、部品照合システム３１の端末に入力する操作を行う。これにより、部品照合システム３１はこれらのテープリールに収納されたキャリアテープが、正規の部品を保持した正しいキャリアテープであるか否かを判定する。そして判定結果がＯＫであれば、部品照合済みであることを示すコードが個々の実装機Ｍの各部品供給部４におけるフィーダ装着番地毎に入力され記憶される。

部品照合システム３１は、実装ライン管理システム３２を構成する管理コンピュータ３３と接続されている。管理コンピュータ３３は、部品照合情報受取部３３ａ、部品照合情報記憶部３３ｂ、部品照合確認部３３ｃを備えており、上述の部品照合情報を受け取り、記憶し、さらに実装機Ｍによる実装動作に際して部品照合情報を確認する機能を有している。すなわち部品照合情報受取部３３ａは部品照合システム３１から部品照合情報を受け取り、受け取られた部品照合情報は部品照合情報記憶部３３ｂに記憶される。そして部品照合確認部３３ｃは、後述するように、実装動作において部品照合情報を確認する処理を実行する。

管理コンピュータ３３はＬＡＮシステムを介して各実装機Ｍの制御装置である実装機制御部３４に接続されており、実装機制御部３４はフィーダ駆動部３５を制御することによりテープフィーダ５の回転駆動機構２０の動作を制御する。また継目検出センサ３０によって検出された信号を継目検出部３６が受信することによって検出された継目検出結果は、実装機制御部３４に送られる。

なお、部品照合情報受取部３３ａ、部品照合情報記憶部３３ｂ、部品照合確認部３３ｃを管理コンピュータ３３に付属させる替わりに、各実装機Ｍの実装機制御部３４に、部品照合情報受取部３３ａ、部品照合情報記憶部３３ｂ、部品照合確認部３３ｃの機能を持たせるようにしてもよい。すなわち、本実施の形態においては、部品照合情報記憶部３３ｂを各実装機Ｍに直接付属させた形であっても、または管理コンピュータ３３を介して間接的に付設された形であってもよい。

この電子部品の実装ラインは上記のように構成されており、次にこの実装ラインを構成する実装機Ｍの部品供給方法において、スプライシング作業に関連して実行される部品情
報確認処理について、図７を参照して説明する。

まず、部品供給部４においてマシンオペレータによってテープリール１４をテープフィーダ５に供給する作業が実行される際には、テープリール１４に付されたバーコードラベルを読み取る部品照合が行われる（ＳＴ１）。取得された部品照合情報は部品照合システム３１に入力され、さらに部品照合システム３１から実装ライン側へ部品照合情報を転送する（ＳＴ２）。転送された部品照合情報は、部品照合情報受取部３３ａによって受け取られ、部品照合情報受取部３３ａによって記憶される。

これにより、個々の実装機Ｍの各部品供給部４におけるフィーダ装着番地毎に、部品照合済みであるか否かを示すデータが記憶される。すなわち、部品供給部４に供給されるキャリアテープ１５について、当該キャリアテープ１５が供給されるべき正規の部品に対応したキャリアテープ１５であるか否かの照合情報を、実装機Ｍに付設された管理コンピュータ３３の部品照合情報記憶部３３ｂに記憶させる（部品照合情報記憶工程）。

そして各実装機Ｍにおいて、テープフィーダ４から搭載ヘッド８によって電子部品を取り出して基板３に実装する実装作業途中において、既装着のテープリール１４の残テープが所定量以下になったことが検出されるたびに、当該テープフィーダ５において既装着のキャリアテープと新たに供給されるキャリアテープとを継ぎ合わせるテープスプライシングが実行される（スプライシング作業工程）（ＳＴ３）。

この後実装作業を継続して反復し、キャリアテープ７をピッチ送りして電子部品を供給するテープ送り過程において、テープスプライシング作業によって継ぎ合わされた継目部Ｊを検出する（継目部検出工程）（ＳＴ４）。そして継目部Ｊの検出を承けて、部品照合確認部３３ｃによって部品照合確認が行われる（部品照合確認工程）（ＳＴ５）。ここでは部品照合情報記憶部３３ａを参照し、当該フィーダ装着番地に新たに供給されるキャリアテープ１５Ａについての部品照合情報が既に書き込まれているか否かを確認する。

そしてこの部品照合確認結果に基づいて、このテープフィーダ５においては部品照合が正しく行われているか否か（部品照合情報が正しく書き込まれているか否か）を判定する（ＳＴ６）。すなわち、（ＳＴ５）、（ＳＴ６）においては、継目部Ｊの検出を承けて部品照合情報記憶部３３ａを参照し、新たに供給されるキャリアテープ１５Ａについての部品照合情報の有無を確認することにより、部品照合の正否を判断する（部品照合判定工程）。

そして（ＳＴ６）にて部品照合ＯＫと確認されたならば、新たなキャリアテープ１５Ａによって正しい正規の部品が供給されていると判断して、搭載ヘッド８による実装動作を続行する（ＳＴ７）。これに対し（ＳＴ６）にて、部品照合が正しく行われていないと判断されたならば、非正規の部品が供給される可能性ありと判断して装置停止し（ＳＴ８）、部品照合未確認である旨警告報知する（ＳＴ９）。そしてこの報知を受け、マシンオペレータは直ちに当該警告がなされたテープフィーダにて現物のテープリールをチェックし、最終的に部品の正誤を確認する。

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における部品供給方法は、部品供給部に供給されるキャリアテープについて当該キャリアテープが正規の部品に対応したキャリアテープであるか否かの照合情報を電子部品実装装置に付設された部品照合情報記憶部に記憶させておき、テープ送り過程においてテープスプライシング作業によって継ぎ合わされた継目部の検出を承けて部品照合情報記憶部を参照し、新たに供給されるキャリアテープについての部品照合情報の有無を確認するようにしたものである。

これにより、同一規格のテープリールによって多数種類の電子部品が供給される場合に、テープスプライシング作業において異種部品が収容されたキャリアテープを誤って継合する作業ミスが発生する場合にあっても、電子部品を取り違えて基板に実装する誤実装を確実に防止することができる。そして本発明の構成は、ユーザが既に稼動させている既存の部品照合システムから部品照合情報を実装ラインに取り込み、この部品照合情報によって部品供給動作実行中に部品照合確認を行う場合に有用である。

本発明の電子部品実装装置における部品供給方法は、テープスプライシング作業における部品取り違えに起因する誤実装を確実に防止することができるという効果を有し、部品供給部のテープフィーダから電子部品を取り出して搭載ヘッドに供給する部品供給方法に有用である。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図 本発明の一実施の形態のテープフィーダの構成説明図 本発明の一実施の形態のテープフィーダにおけるテープスプライシングの説明図 本発明の一実施の形態のテープフィーダにおけるキャリアテープの継目検出手段の説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システム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部品供給方法における部品照合確認処理のフロー図

符号の説明

３ 基板
４ 部品供給部
５ テープフィーダ
８ 搭載ヘッド
１５，１５Ａ キャリアテープ
Ｊ 継目部

Claims (1)

1. 部品供給部から搭載ヘッドによって電子部品を取り出して基板に実装する電子部品実装装置において、前記部品供給部に配列されたテープフィーダによって電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、前記搭載ヘッドによるピックアップ位置に電子部品を供給する電子部品実装装置における部品供給方法であって、
   前記部品供給部に供給されるキャリアテープについて当該キャリアテープが供給されるべき正規の部品に対応したキャリアテープであるか否かの照合情報を前記電子部品実装装置に付設された部品照合情報記憶部に記憶させる部品照合情報記憶工程と、前記テープフィーダにおいて既装着のキャリアテープと新たに供給されるキャリアテープとを継ぎ合わせるテープスプライシング作業工程と、前記キャリアテープをピッチ送りして電子部品を供給するテープ送り過程において前記テープスプライシング作業によって継ぎ合わされた継目部を検出する継目部検出工程と、前記継目部の検出を承けて前記部品照合情報記憶部を参照し、前記新たに供給されるキャリアテープについての前記部品照合情報の有無を確認することにより、部品照合の正否を判定する部品照合判定工程とを含むことを特徴とする電子部品実装装置における部品供給方法。
   

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