JP2008021961A - 部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品実装の際の作業側を考慮してフィーダを最適に配置して部品実装の効率を向上させることが可能な部品実装方法を提供する。
【解決手段】部品実装機２０に部品を供給するフィーダ２０ａ、２０ｂを部品実装機のフロント側とリア側にそれぞれ複数個配置した部品実装機を用い、基板を生産するための生産プログラムに従って各フィーダから供給される部品を基板に搭載する。生産基板枚数を指定し、該指定された基板枚数と、生産プログラム内での各フィーダの使用部品点数と、各フィーダ内の部品数から部品切れが発生するフィーダを予測し、この予測されたフィーダを、作業側に配置する。このような構成では、作業者は部品切れに容易に対処して部品実装を実行でき、基板生産の効率を向上させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、部品実装方法、更に詳細には、部品実装機に部品を供給するフィーダを部品実装機の正面側と裏面側にそれぞれ複数個配置した部品実装機を用い、基板を生産するための生産プログラムに従って各フィーダから供給される部品を基板に搭載する部品実装方法に関する。

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。この場合、基板の生産（部品実装）は、基板種類ごとにその基板を生産する生産プログラムを作成して行われる。各生産プログラムは、実装機上で基板を生産するための各種データを含み、例えば、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、接着剤の塗布に関するデータ等から構成されている。

このような部品実装機は、通常複数台ラインとして設けられ、複数種類の基板の生産が行われている。複数種類の基板を生産する場合には、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をあたかも１本のプログラムのようにして（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再配置が必要とならないように、生産プログラムないしフィーダ配置の最適化が行われている（特許文献１）。

また、各生産プログラムで使用されるフィーダを、各部品実装機間でバランスのとれた生産が行われるように、部品実装機に割り振ることも行われている（特許文献２）。

また、フィーダ配置処理において、生産プログラム内に存在する部品に対するフィーダを部品実装機のフィーダバンクに配置していく際に、生産プログラム内の各フィーダの搭載点数を参照し、基板に最も近いフィーダバンク位置に搭載点数の多いフィーダから優先して配置されるように処理が行われていた（特許文献３）。

特開２００３−２２９６９６号公報 特開２００４−３１９７１９号公報 特開２００３−２２９６９７号公報

しかしながら、従来の部品実装機におけるフィーダ配置方法では、一般的に搭載点数が多く設定されているテープフィーダなどが、基板の近くに優先して配置されてしまう為、搬送基準側が作業者が部品実装機の正面に対応するフロント基準ならばフロント側をテープフィーダが占有してしまう結果となっていた。その結果、スティックフィーダなどはリア側のフィーダバンクに配置されてしまうことになるが、生産時に頻繁に段取り替えが発生するのは、フィーダ毎の部品残数がより少ないスティックフィーダの方である為、作業者が段取り替え作業を実施するサイドがフロント側であるような場合には、リアまで回り込まなくては段取り替えができないという問題があった。

従って、本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、部品実装の際の作業側を考慮してフィーダを最適に配置して部品実装の効率を向上させることが可能な部品実装方法を提供することを課題とする。

本発明は、部品実装機に部品を供給するフィーダを部品実装機の正面側と裏面側にそれぞれ複数個配置した部品実装機を用い、基板を生産するための生産プログラムに従って各フィーダから供給される部品を基板に搭載する部品実装方法であって、部品切れが発生するフィーダを予測し、前記部品切れが予測されたフィーダを、部品実装機の正面側と裏面側のうち、フィーダ配置作業を行うときの作業基準となる側に配置して部品を実装することを特徴とする。

部品切れが発生するフィーダは、生産基板枚数を指定し、該指定された基板枚数と、生産プログラム内での各フィーダの使用部品点数と、各フィーダ内の部品数から予測され、あるいは、フィーダ種別に応じて予測され、あるいは、各フィーダの部品切れが発生する時間間隔を推定し、ユーザが指定した時間内で予測される。

本発明では、部品切れが発生するフィーダを予測し、この部品切れが予測されたフィーダを、作業側に優先的に配置して、部品実装を行うので、作業者は部品切れに容易に対処して部品実装を実行でき、基板生産の効率を向上させることができる。

以下、図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１には、部品実装機（マウンタ）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には、フロント側（正面側）に複数のフィーダ２が、またリア側（裏面側）にも複数のフィーダ３がフィーダブロックとして配置される。各ブロックのフィーダは、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み、代表的には、テープフィーダあるいはスティックフィーダなどである。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の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２、３に移動させ、そこでフィーダ２、３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１７を備えた画像認識部１４で吸着姿勢が認識され、搭載位置が補正されて、搬送路４に沿って搬送される基板５の所定個所に移動して基板上に実装され、基板を生産する。

このように基板に部品を実装して基板を生産するとき、各基板の生産ごとに生産プログラムが作成される。生産プログラムは、部品実装機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る。

生産プログラムは、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、各基板生産ごとに、それに対応した生産プログラムが作成され、各生産プログラムデータは実装機１に送信され、各々の生産プログラムデータを使用して各種基板が生産される。

このような部品実装機は、図３（Ａ）に示したように、通常複数台の部品実装機２０、２１、２２がラインとして設けられ、複数種類の基板の生産が行われる。また、ライン生産は、図３（Ｂ）に示したように、複数台の部品実装機３０〜３４をコの字型のラインに配置して基板を生産することも行われる。いずれの場合にも、各部品実装機２０〜２２、３０〜３４には、フロント側に複数のフィーダ２０ａ〜２２ａ、３０ａ〜３４ａが、またリア側にも複数のフィーダ２０ｂ〜２２ｂ、３０ｂ〜３４ｂが配置される。その場合、各フィーダに供給される部品を収納するカートリッジやテープ、あるいはフィーダの置き場所、保管場所を考慮してフィーダを部品実装機に配置作業するときの作業基準となる場所があり、この場所は、部品実装機のフロント側あるいはリア側に定められる。以下の説明では、フィーダ配置作業を行うときの作業基準となる部品実装の側を作業側とよぶ。

本発明では、この作業側を考慮してフィーダを最適に配置して部品実装を行うもので、以下に、図４の流れに沿って説明する。

先ず、作業者が作業側を指定する（ステップＳ１）。これは、アプリケーションの環境設定などにおいてユーザが事前にフロント側（正面側）、またはリア側（裏面側）を指定しておくものである。この作業側の指定方法には、ライン上の全部品実装機に対して一括でフロント側／リア側を指定する方法及び、ライン構成が特殊な場合を考慮して、ライン上に部品実装機ごとにフロント側／リア側を任意に設定する方法がある。たとえば、図３（Ａ）のライン構成では、作業側は、一括してフロント側に指定されており、図３（Ｂ）のライン構成では、各部品実装機ごとに指定される。いずれも、指定された作業側の区画が、図３（Ａ）、（Ｂ）でそれそれ点線で図示されている。

各フィーダを部品実装機に配置する場合、作業側にどのフィーダを配置するかは、基板生産効率に影響する。本発明では、フィーダの部品切れが頻繁に発生するフィーダほど優先して作業側に配置し、部品搭載の効率を高めている。

そのため、ユーザが生産プログラムに沿って基板の生産を開始するとき、図２のデータ入力部１３を介して、該生産プログラムで何枚の基板を生産するかを指定する（ステップＳ２）。そして、制御部１１のＣＰＵ１１ａは、この指定された基板枚数と、生産プログラム内での各フィーダの使用部品点数と各フィーダ内の部品数から、部品切れが発生するフィーダを予測する（ステップＳ３）。たとえば、指定基板枚数をＮ、各フィーダの生産プログラム内の使用部品点数をＰ、各フィーダ内の部品数をＦとすると、Ｎ＞（Ｆ／Ｐ）を満たすようなフィーダが作業側に配置される。

図５には、一例として、指定された生産基板枚数ＮがＮ＝１５として、各フィーダについて生産プログラム内の使用部品点数（Ｐ）、フィーダ内の部品数（Ｆ）、Ｆ／Ｐが図示されており、Ｎ＞（Ｆ／Ｐ）なるフィーダＢ、Ｃ、Ｇ、つまり部品切れとなるフィーダが丸印で図示されている。

これら部品切れとなるフィーダは、作業側に配置すると、作業者は、部品切れに容易に対処でき、非作業側に配置した場合よりも、効率的な基板生産が可能となるので、丸印のついたフィーダＢ、Ｃ、Ｇを図６に示したように、作業側（フロント側）に配置し（ステップＳ４）、配置が完了したかどうかを判定する（ステップＳ５）。

ここで、作業側へ配置すべきフィーダが作業側への配置可能スペースを超えるような本数が存在して作業側への配置が完了しない場合は、余剰分を非作業側に配置する（ステップＳ６）。なお、丸印のないフィーダＡ、Ｄ、Ｅ、Ｆは、部品切れの発生が予測されないので、図６に示したように、非作業側（リア側）へ配置されるが、非作業側に配置すべきフィーダが、非作業側に配置し切れなかった場合には（ステップＳ７）、部品切れの発生頻度が低いものを非作業側へ優先して配置し、余剰分を作業側に配置する（ステップＳ８）。

このようにして、部品切れの頻度が高いフィーダを作業側に配置するので、作業者は部品切れに容易に対処して部品実装を実行でき、基板生産の効率を向上させることができる。

なお、部品切れは、部品収納数の少ないスティックフィーダなどで発生しやすいので、単純にテープフィーダ／スティックフィーダなどのフィーダ種別に応じて各フィーダを作業側あるいは非作業側に配置するかを決定するようにしてもよい。この例では、スティックフィーダが頻繁に部品切れの発生するフィーダと予測され、スティックフィーダが作業側に配置される。

また、各フィーダの部品切れが発生する時間間隔をプログラムが推定し、ユーザが指定した時間内で部品切れが発生すると予測されるフィーダを作業側に配置するようにしてもよい。

なお、上述した実施例では、複数台の部品実装機をラインとして構成し、基板生産を行う例を示したが、単独の部品実装機で基板生産を行うときのフィーダ配置にも適用できる。

また、複数種類の基板を生産する場合には、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をあたかも１本のプログラムのようにして（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再配置が必要とならないように、生産プログラムないしフィーダ配置の最適化が行われているが、このように、生産プログラムがクラスタ化される場合にも本発明は適用できるものである。

また、複数台の部品実装機からなる実装ラインに対して、フィーダを部品実装機に配置作業するときの作業基準となる場所が複数あり、それぞれの場所で段取り替え作業の対象フィーダを分けているような場合にも、本発明は適用できるものである。

すなわち、各フィーダ毎に、実装ラインのフロント側あるいはリア側のいずれかを作業側と定めることが可能となるため、部品切れが発生する頻度が高いフィーダを、そのフィーダ毎に定めた作業側へ優先的に配置することができる。

例えば、図７に示す如く、部品実装機２４、２５，２６が実装ラインとして設けられ、複数種類の基板の生産が行われているとき、フロント側に複数のフィーダ２４ａ〜２６ａが、またリア側にも複数のフィーダ２４ｂ〜２６ｂが配置されている。このとき、部品実装機２４、２５、２６のフィーダ２４ａ〜２６ａ、２４ｂ〜２６ｂが図５に示すフィーダＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇで構成される場合には、丸印のついたフィーダＢ、Ｃ、Ｇが作業側へ優先して配置される。例えば、フィーダＡ、Ｂ、Ｃについては作業側として実装ラインのフロント側が指定され、フィーダＤ、Ｅ、Ｆについては作業側として実装ラインのリアが指定されている場合には、フィーダＢ、Ｃは実装ラインのフロント側（作業側１）へ、フィーダＧはリア側（作業側２）へそれぞれ優先して配置されることとなる。次に、丸印のないフィーダＡ、Ｄ、Ｅ、Ｆについて、それぞれのフィーダ毎に定めた作業側に配置される。すなわち、フィーダＡは実装ラインのフロント側（作業側１）へ、フィーダＤ、Ｅ、Ｆはリア側（作業側２）へそれぞれ配置される。ただし、これらは部品切れの発生が予測されないので、フィーダ毎に定めた作業側において配置可能スペースを超えている場合には、部品切れの発生頻度の低いフィーダが非作業側に配置されることとなる。

なお、この例の場合には全てのフィーダに対して作業側が指定されているが、作業側が指定されていないフィーダがある場合には、実装効率を考慮して実装ラインのフロント側、リア側のいずれかに配置されるものとする。

部品実装機の構成を説明した説明図 部品実装機の制御構成を示したブロック図 フィーダ配置の作業側を示した説明図 フィーダ配置の流れを示したフローチャート 部品切れの予測を説明する表図 部品切れが予測されるフィーダを作業側のフロントに配置した例を示す説明図 フィーダ配置の作業基準となる場所が複数あるときの作業側を示した説明図

符号の説明

１…部品実装機
２、３…フィーダ
２０〜２２、２４〜２６、３０〜３４…部品実装機

Claims (4)

1. 部品実装機に部品を供給するフィーダを部品実装機の正面側と裏面側にそれぞれ複数個配置した部品実装機を用い、基板を生産するための生産プログラムに従って各フィーダから供給される部品を基板に搭載する部品実装方法であって、
   部品切れが発生するフィーダを予測し、
   前記部品切れが予測されたフィーダを、部品実装機の正面側と裏面側のうち、フィーダ配置作業を行うときの作業基準となる側に配置して部品を実装することを特徴とする部品実装方法。
2. 生産基板枚数を指定し、該指定された基板枚数と、生産プログラム内での各フィーダの使用部品点数と、各フィーダ内の部品数から部品切れが発生するフィーダを予測することを特徴とする請求項１に記載の部品実装方法。
3. フィーダ種別に応じて部品切れが発生するフィーダを予測することを特徴とする請求項１に記載の部品実装方法。
4. 各フィーダの部品切れが発生する時間間隔を推定し、ユーザが指定した時間内で部品切れが発生するフィーダを予測することを特徴とする請求項１に記載の部品実装方法。

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