JP2008085377A - 部品実装方法、部品実装機、および実装順序決定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】多面取り基板に電子部品を実装するとき、回路パターンに、不良回路パターンが含まれている場合も、タクトロスなく部品を実装できる電子部品の実装方法を提供する。
【解決手段】多面取り基板が電子部品実装機に搬入されたとき、バッドマークの有無を検知し、これに基づき不良の回路パターンを除いた回路パターンを認識し、前記ステップリピート方式および前記パターンリピート方式のそれぞれについて、前記認識した不良の回路パターンを除いた回路パターンに部品の実装を行った場合の実装時間をシミュレーションによって求め、両者を比較して実装時間の短い方の方式を選択して、前記認識した不良の回路パターンを除いた回路パターンに部品の実装を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、部品を回路基板に実装する部品実装方法、部品実装機、および実装順序決定プログラムに関するものである。

電子部品を、可動テ−ブル上に配置された複数の部品供給ユニットから、ノズルによって吸着して取り出し、ＸＹテーブル上に支持された回路基板の所定の実装位置に実装する装置は、一般に電子部品実装機として知られている。

図１３に、電子部品実装機の基本的な構成図を示す。

電子部品供給部は、可動テーブル１と部品供給ユニット２と駆動機構３から構成されている。可動テーブル１上に複数の部品供給ユニット２が並設され、サーボモータからなる駆動機構３が可動テーブル１をＸ軸方向に移動させる。各部品供給ユニット２に装填されているリール４には、多数の電子部品８を一列に収納したテープが保持されており、収納された電子部品８が部品供給位置５に順次引き出され、後述のヘッドで一個ずつ取り出される。

電子部品実装部は、ロータリーヘッド６とノズル７から構成される。ロータリーヘッド６の周囲に等間隔に配置されている複数のノズル７は、それぞれの軸を中心とした回転及び昇降が可能である。

電子部品８の実装を受ける回路基板１０は、基板支持台１１上に水平に支持されている。基板支持台１１には、Ｘ軸駆動機構１２及びＹ軸駆動機構１３が結合されているので、回路基板１０を水平面内の任意のＸ−Ｙ位置に移動させて位置決めすることができる。

また、基板支持台１１の上方に配置されたカメラ１４は、電子部品の実装位置補正のために回路基板１０上に記された基板マークを認識しデータを制御装置１５に取り込む。さらに、後述の多面取り基板を使用する場合には、制御装置１５と共に、基板が電子部品実装機に搬入されたときに、不良が検出された回路パターンに付与されたバッドマークの検出を行うバッドマーク検出手段を構成している。

電子部品実装機により電子部品８を実装するときは、初めに任意の部品供給ユニット２の部品供給位置５がノズル７の真下に位置決めされ、下降したノズル７が電子部品８を吸着する。次にノズル７が上昇し、吸着している電子部品８をロータリーヘッド６の回転によって図１３の手前方向に搬送する。この搬送過程で、可動テーブル１と回路基板１０の間に設けられた撮像手段９の真上にノズル７が位置決めされ、撮像手段９がノズル７によって吸着された電子部品８の画像を取り込む。ここで取り込まれた画像は、制御装置１５によって、電子部品８の吸着状態の解析に使用され、その解析結果をもとに電子部品８の位置補正及び角度補正が行われる。この補正は、回路基板１０に対する電子部品８の実装位置及び実装角度を調整するためのものである。

最後に電子部品８を回路基板１０に実装するときは、回路基板１０上に予め設定されている電子部品８の実装位置がノズル７の真下に来るように、回路基板１０が位置決めされる。そして、下降したノズル７が電子部品８の吸着を解放し、電子部品８を回路基板１０上の所望の実装位置に実装する。その後、ノズル７は上昇して復帰する。

複数の電子部品８を実装する場合は、予め制御装置１５上のメモリー上に格納されている電子部品実装位置情報の実装順序（以下、ＮＣプログラムと呼ぶ）に従って上述の実装動作がそれぞれの電子部品８に対して繰り返し行われる。

このような電子部品実装機において、一枚の回路基板上に実装完了後個々の回路基板として生成される複数の回路パターンを持つ多面取り基板を用いることがある。この多面取り基板の例を、図６（ａ）に示す。多面取り基板である回路基板５０は、同一構成の４つの回路パターンＣ５１〜Ｃ５４からなり、各回路パターンＣ５１〜Ｃ５４には、電子部品Ａ、Ｂ、Ｃが所定の位置に実装される。

Ｙ５１〜Ｙ５４は、バッドマーク領域であり、不良の回路パターンに対して、この位置に回路パターン毎にバッドマークが付与される。基板が電子部品実装機に搬入されたとき、バッドマーク検出手段によりバッドマークが検出された場合は、該当の回路パターンに対して部品実装は行われない。

また、実装される電子部品Ａ、Ｂ、Ｃは、図６（ｂ）のように電子部品実装機の部品供給ユニット２に配置されている。部品供給ユニット２には、個々のユニットを識別するためにＺ１から始まる符号Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３・・・が付与されている。

この多面取り基板に対する電子部品実装機の実装動作には、主に２通りの方法が用いられている。一つは特定の実装ステップを全ての回路パターンに適用し、そのステップが完了した後次の実装ステップに移るステップリピート方式であり、もう一つは１つの回路パターンにつき全実装ステップ完了後、次の回路パターンに移るパターンリピート方式による実装方法である。

ステップリピート方式によれば、例えば、一旦実装した部品の位置ずれを防止するために、部品の実装後回路基板を低速で動かさなければならない部品（低速部品）が実装部品として含まれている場合には、高速部品を全ての回路パターンに実装後、低速部品をまとめて実装することが可能なため、タクトロスを少なくすることができる。また、部品供給ユニット２の移動ロスを少なくできるメリットもある。他方、一つの回路パターンが大きい場合には、パターンからパターンへの移動ロスが大きくなるステップリピート方式に比べ、パタ−ンリピート方式が有利になる。

多面取り基板を実装するにあたっては、上記ステップリピート方式とパターンリピート方式の得失を踏まえ、実装基板及び実装部品の種類または配置も考慮して実装方式を選択していた。

従来の多面取り基板の実装方法では、回路基板上に配置された複数の回路パターンのどれにも不良パターンがなく、また、予め設定された実装ステップに従って、１つの回路基板の終了まで部品を実装できる想定のもとで、ステップリピート方式による実装かまたはパターンリピート方式による実装かを決定していた。そのため、不良の回路パターンを示すバッドマークが付与された、多面取り基板が電子部品実装機に搬入されたときには、実装を行わない回路パターンが発生するため、当初想定していた方式では、タクトロスを生じてしまう問題があった。また、部品切れによって、予め設定していた実装ステップと異なる実装順による実装を余儀なくされた場合、同様に当初想定していた方式では、タクトロスを生じてしまう問題があった。

本発明は上記課題を解決するもので、多面取り基板の実装方法において、回路パターンに不良回路パターンが含まれている場合も、タクトロスなく部品を実装できる電子部品の実装方法、部品実装機、および実装順序決定プログラムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために第１の発明は、１枚の回路基板上にそれぞれ独立した複数の回路パターンを形成する多面取り基板への部品の実装に際して、特定の実装ステップを全ての回路パターンに適用し、そのステップが完了した後次の実装ステップに移るステップリピート方式と、１つの回路パターンにつき全実装ステップ完了後、次の回路パターンに移るパターンリピート方式のいずれをも実施できる部品実装機において、不良の回路パターンが存在する場合その回路パターンにバッドマークが付与された多面取り基板が搬入されたとき、バッドマークの有無を検知し、これに基づき不良の回路パターンを除いた回路パターンを認識し、前記ステップリピート方式および前記パターンリピート方式のそれぞれについて、前記認識した不良の回路パターンを除いた回路パターンに部品の実装を行った場合の実装時間をシミュレーションによって求め、両者を比較して実装時間の短い方の方式を選択して、前記認識した不良の回路パターンを除いた回路パターンに部品の実装を行うことを特徴とする。

実装を行わない不良の回路パターンを有する多面取り基板が電子部品実装機に搬入され、実装を行わない回路パターンをまたがって実装を行うことになった場合、そのような回路パターンが多く連続して存在しないときは、ノズルが実装するパターンからパターンへ実装を行わないパターンをまたがって移動する距離が小なのでステップリピート方式による実装が有利である。反対にそのような回路パターンが多く連続して存在する場合には、ノズルが実装するパターンからパターンへ実装を行わないパターンをまたがって移動する距離が大となり、その移動のための時間がタクトロスとなるため、パターンリピート方式による実装が有利である。本発明ではバッドマークの有無から不良回路パターン以外の回路回路パターンを認識し、前記ステップリピート方式および前記パターンリピート方式のそれぞれについて、前記認識した不良の回路パターンを除いた回路パターンに部品の実装を行った場合の実装時間をシミュレーションによって求め、有利な方式を選択することで、タクトロスの少ない電子部品の実装を行うことができる。

第１の発明に対応する部品実装機である第２の発明は、１枚の回路基板上にそれぞれ独立した複数の回路パターンを形成する多面取り基板への部品の実装に際して、特定の実装ステップを全ての回路パターンに適用し、そのステップが完了した後次の実装ステップに移るステップリピート方式と、１つの回路パターンにつき全実装ステップ完了後、次の回路パターンに移るパターンリピート方式のいずれをも実施できる部品実装機において、不良の回路パターンが存在する場合その回路パターンにバッドマークが付与された多面取り基板が搬入されたとき、バッドマークの有無を検知し、これに基づき不良回路パターンを除いた回路パターンを認識し、前記ステップリピート方式および前記パターンリピート方式のそれぞれについて、前記認識した不良の回路パターンを除いた回路パターンに部品の実装を行った場合の実装時間をシミュレーションによって求め、両者を比較して実装時間の短い方の方式を選択して、前記認識した不良の回路パターンを除いた回路パターンに部品の実装を行うように制御する制御部を備えたことを特徴とする。

第１の発明に対応する部品実装順序決定プログラムである第３の発明は、１枚の回路基板上にそれぞれ独立した複数の回路パターンを形成する多面取り基板への部品の実装に際して、特定の実装ステップを全ての回路パターンに適用し、そのステップが完了した後次の実装ステップに移るステップリピート方式と、１つの回路パターンにつき全実装ステップ完了後、次の回路パターンに移るパターンリピート方式のいずれをも実施できる部品実装機に用いる実装順序決定プログラムにおいて、実装順序決定のためにコンピュータを、不良の回路パターンが存在する場合その回路パターンにバッドマークが付与された多面取り基板が搬入されたとき、バッドマークの有無を検知する検知手段、およびこの検知に基づき不良の回路パターンを除いた回路パターンを認識し、前記ステップリピート方式および前記パターンリピート方式のそれぞれについて、前記認識した不良の回路パターンを除いた回路パターンに部品の実装を行った場合の実装時間をシミュレーションによって求め、両者を比較して実装時間の短い方の方式を選択して、前記認識した不良の回路パターンを除いた回路パターンに部品の実装を行うように制御する制御手段、として機能させることを特徴とする。

以上のように、第１〜第３の発明によれば、回路パターン中に不良回路パターンが含まれていても、不良の回路パターンを除いた回路パターンに部品の実装を行った場合の実装時間をシミュレーションによって求め、有利な方式を選択することで、ステップリピート方式とパターンリピート方式の内の、実装時間の短縮の点で最も有利な方式で実装を行うことで、実装時間の短縮化を図ることができる。

以下本発明の第１の実施の形態を図１、図２、図１３に基づいて説明する。対象となる回路基板は、図６に示した多面取り基板５０である。基板５０は、同一構成の４つの回路パターンＣ５１〜Ｃ５４からなり、各回路パターンには、部品Ａ、Ｂ、Ｃが所定の位置に実装される。Ｙ５１〜Ｙ５４は、バッドマーク領域であり、不良の回路パターンに対して、この位置に回路パターン毎にバッドマーク（Ｘで示す。）が付与される。また、これらの部品は、図６（ｂ）に示すように電子部品実装機の部品供給ユニットＺ１（部品Ａ）、Ｚ２（部品Ｂ）、Ｚ３（部品Ｃ）に配置される。

ステップリピート方式またはパターンリピート方式を選択する基準となる、連続してバッドマークが付与されている実装を行わないパターンの数（以後「基準値」と呼ぶ）は、回路基板の大きさや部品供給部の移動速度、Ｘ軸／Ｙ軸駆動機構の移動速度等の実装装置の特性などから適宜決定される値であるが、本実施の形態では「２」に設定している。

この基準値の設定方法については、後で詳細に説明する。

電子部品実装機の基板支持台１１上に多面取り基板５０が搬入されると、その上の回路パターンＣ５１〜Ｃ５４上のバッドマーク検出動作を行い、バッドマーク検出結果を制御装置１５に記憶する（図２のステップ２−１）。図１（ａ）は、多面取り基板５０上にバッドマークが検出されなかった場合の実装動作を示している。すなわち、連続してバッドマークが付与されているパターンの数は「０」であり、基準値（＝２）未満なので、ノズル７の回路パターンをまたがる移動距離の短い場合に有利な実装方法であるステップリピート方式を選択する（図２のステップ２−２、２−３）。実装順序は、図１（ａ）のように、Ａ（パターンＣ５１）→Ａ（パターンＣ５２）→Ａ（パターンＣ５３）→Ａ（パターンＣ５４）→Ｂ（パターンＣ５４）→Ｂ（パターンＣ５３）→Ｂ（パターンＣ５２）→Ｂ（パターンＣ５１）→Ｃ（パターンＣ５１）→Ｃ（パターンＣ５２）→Ｃ（パターンＣ５３）→Ｃ（パターンＣ５４）となる。

図１（ｂ）は、回路パターンＣ５２、Ｃ５３にバッドマークＢ５２、Ｂ５３が付与されている場合の実装動作を示している。バッドマークＢ５２、Ｂ５３は、図では「×」で示されているが、これに限定されるものではない。このとき、連続してバッドマークが付与されているパターン数は２であり、ステップリピート方式またはパターンリピート方式を選択する基準となる連続してバッドマークが付与されているパターンの数（基準値）（＝２）と等しいので、ノズル７のパターン間の移動が長距離の場合に有利なパターンリピート方式を選択している（図２のステップ２−２、２−４）。実装順序は、図１（ｂ）のように、Ａ（パターンＣ５１）→Ｂ（パターンＣ５１）→Ｃ（パターンＣ５１）→Ａ（パターンＣ５４）→Ｂ（パターンＣ５４）→Ｃ（パターンＣ５４）となりパターンをまたがる実装動作は、Ｃ（パターンＣ５１）からＡ（パターンＣ５４）の実装に移るときの１回のみである。以上の実装作業をステップリピート方式で実施すると、実装順序は、図１（ｃ）のように、Ａ（パターンＣ５１）→Ａ（パターンＣ５４）→Ｂ（パターンＣ５４）→Ｂ（パターンＣ５１）→Ｃ（パターンＣ５１）→Ｃ（パターンＣ５４）となり、パターンをまたがる実装動作は、Ａ（パターンＣ５１）からＡ（パターンＣ５４）、Ｂ（パターンＣ５４）からＢ（パターンＣ５１）、Ｃ（パターンＣ５１）から（パターンＣ５４）の実装に移るときの３回となり、パターンリピート方式の方が無駄な動作が少ないことがわかる。

なお、基準値の値は、例えば最初は仮に設定し、その設定により決まった実装順序における実装タクトを評価し、その評価結果により更新するものでも良い。

また、基準値を、ステップリピート方式／パターンリピート方式それぞれを選択した場合の、部品供給部やＸ／Ｙ軸駆動機構の移動量が大きくなる移動箇所のみを評価対象とし、その評価対象の移動時間を比較して決定するものであっても構わない。

図３に、この手法による基準値決定のフローチャートを示す。

図３のフローチャートによると、連続してバッドマークが付与されているパターンの数が多い程、Ｘ／Ｙ軸駆動機構の移動量が大きくなるステップリピート方式は適さないので、バッドマークが付与されているパターンの数（図ではバッドマークパターン数と省略して記載している。）を０から１つずつ増加させ、パターンリピートによる評価対象（上記した通り、部品供給部やＸ／Ｙ軸駆動機構の移動量が大きくなる移動箇所）の移動時間Ｐがステップリピートによる評価対象の移動時間Ｓを最初に下まわった時点の連続してバッドマークが付与されているパターンの数を基準値に設定する。

図１に示す回路基板の例を用いて、具体的に評価対象の移動時間を比較し、基準値を設定する方法について、図３のフローチャートに沿って説明する。

最初に連続してバッドマークが付与されているパターンの数を「０」とする。この場合の、ステップリピート方式による実装順は図１（ａ）に示すものとなる。この場合の実装順では、部品供給部、Ｘ／Ｙ軸駆動機構の移動量はいずれも大きくならない。仮に、パターンリピート方式の実装順にすると、パターンが切り替る度に部品供給部の移動が大きくなるので、移動時間Ｐ＞移動時間Ｓとなるため、基準値は少なくとも「１」以上となる。そこで、連続してバッドマークが付与されているパターンの数を「１」に増加させ、同様に評価し移動時間Ｐ＞移動時間Ｓとなったとする。これにより、基準値は少なくとも「２」以上となる。

そこで更に連続してバッドマークが付与されているパターンの数を「２」に増加させ、移動時間Ｐ、移動時間Ｓを求め評価する。この評価について詳細に述べる。

図１（ｂ）、図１（ｃ）の例では、連続してバッドマークが付与されているパターンの数が「２」の場合における、パターンリピート方式の実装順（図１（ｂ））、ステップリピート方式の実装順（図１（ｃ））を示す。図１（ｂ）の実装順においては、Ｃ（パターンＣ５１）→Ａ（パターンＣ５４）の移動時間を考慮する。この移動では、パターンをまたがるのでＸ／Ｙ軸駆動機構の移動量が大きいが、部品供給部を部品Ｃを供給する位置から部品Ａを供給する位置へ移動する。このＸ／Ｙ軸駆動機構の移動時間と部品供給部の移動時間のうち大きい方を評価対象の移動時間Ｐとする。

次に図１（Ｃ）の実装順においては、Ａ（パターンＣ５１）→Ａ（パターンＣ５４）、Ｂ（パターンＣ５４）→Ｂ（パターンＣ５１）、Ｃ（パターンＣ５１）→Ｃ（パターンＣ５４）の合計移動時間を考慮する。この移動では、部品供給部の移動は発生しないが、Ｘ／Ｙ軸駆動機構の移動量が大きい。このＸ／Ｙ軸駆動機構の移動時間を考慮した前記３ヶ所の移動時間を評価対象の移動時間Ｓとする。

そして、図１（ｂ）の移動時間Ｐと図１（ｃ）の移動時間Ｓを比較し、連続してバッドマークが付与されているパターンの数が「２」の場合における実装順を決定する。この例の場合では、図１（ｂ）のパターンリピート方式における評価対象の移動時間Ｐの方が小さいので、連続してバッドマークが付与されているパターンの数が「２」の場合では、パターンリピート方式が採用される。従って、連続してバッドマークが付与されているパターンの数が「２」において、最初に移動時間Ｐが移動時間Ｓを下まわったため、基準値＝２と決定される。

以上、図３のフローチャートに沿って基準値を決定する手順について、評価対象となる移動時間を部品供給部やＸ／Ｙ軸駆動機構の移動量が大きくなる移動箇所の移動時間としたが、上記以外の駆動部の移動量が大きくなる移動時間としても構わない。また、第２の実施の形態において後述する回路基板１枚分の実装時間のシミュレーションを行い、パターンリピート方式でのシミュレーションによる実装時間を移動時間Ｐのステップリピート方式でのシミュレーションによる実装時間を移動時間Ｓとして、図３のフローチャートに適用させて基準値を求めるものであっても構わない。

次に第２の実施形態について図４、図５を基に説明する。本実施の形態で実装を行う回路基板は、第１の実施の形態と同じ図６に示した多面取り基板５０である。

本実施の形態では、バッドマークが一定の基準値以上連続して付与されているとき、すなわち実装時にノズルが実装動作を行わず移動する時間が大になると考えられるときにのみシミュレーションを実施するようにし、シミュレーションを行うことによる実装順序決定処理時間ロスを少なくしている。このシミュレーションの実施の要否を判断する基準値は、回路基板の大きさや実装装置の特性などから適宜決定される値であるが、本実施の形態では「２」に設定している。

連続してバッドマークが付与されているパターン数がこの基準値以上の場合に、上記シミュレーションを実施する。

上記基準値は、第１の実施の形態における基準値と同じにするか、またはそれより少し低めの値にすれば、良い。これによりシミュレーションによる方式決定が、よりタクトロスの少ない実装順をもたらすことができる。

また、上記基準値は、第１の実施の形態で説明した基準値の決定方法を適用して決定することができる。

図４（ａ）、（ｂ）は多面取り基板５０上にバッドマークが２つ連続して付与されている場合の実装動作を示している。このときの連続してバッドマークが付与されているパターン数と基準値（＝２）を比較すると（図５のステップ４−２）、両者は等しいので、この場合は実装動作をステップリピート方式（図４（ａ））とパターンリピート方式（図４（ｂ））のそれぞれで行った場合の実装時間をシミュレーションにて求め（図５のステップ４−４、４−５）、実装時間の短い方の方式を選択する（図５のステップ４−６）。連続してバッドマークが付与されているパターン数が基準値（＝２）未満の場合はシミュレーションを実施することなく、ステップリピート方式で実装を行うよう決定する（図５のステップ４−３）。本方式によれば、不良回路パターンによって実装パターンが当初予定していたパターンと変わっても、実装タクトを最小にできる実装方式を選択することができる。

ここで、上記シミュレーションについて、具体算出方法を図４（ａ）の例において説明する。

最初にＡ（パターンＣ５１）→Ａ（パターンＣ５４）の移動における部品供給部の移動量、Ｘ／Ｙ軸駆動機構の移動量を算出する。この移動の場合は、部品供給部の移動は発生しないが、Ｘ／Ｙ軸駆動機構の移動量は発生する。Ｘ／Ｙ軸駆動機構の移動量を算出する時は、Ｘ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構それぞれの移動量の内大きい方を採用する。この場合は、Ｘ軸駆動機構の移動のみである。このＸ軸駆動機構の移動量が、部品実装装置の標準タクト内で移動可能な移動量を越えてないか判断し、越えてなければ、標準タクトをこの移動の移動時間とする。越えていれば、越えた分の移動量分の移動時間を算出し、この算出値を標準タクトに加えた時間を移動時間とする。以上の方法で、Ａ（パターンＣ５１）→Ａ（パターンＣ５４）の移動における移動時間を算出する。

次に、Ａ（パターンＣ５４）→Ｂ（パターンＣ５４）の移動における移動時間を算出する。この移動の場合は、部品供給部の移動（部品Ａを供給する位置→部品Ｂを供給する位置の移動）が発生する。この部品供給部の移動量が部品実装装置の標準タクト内で移動可能な移動量を越えてないか判断し、越えてなければ、標準タクトを部品供給部の移動時間とする。越えていれば、越えた分の移動量分の移動時間を算出し、この算出値を標準タクトに加えた時間を部品供給部の移動時間とする。

また、この移動の場合は、Ｘ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構両方の移動が発生する。Ｘ軸駆動機構、Ｙ軸駆動機構それぞれの移動量のうち大きい方をＸ／Ｙ軸駆動機構の移動量とする。そして、Ａ（パターンＣ５１）→Ａ（パターンＣ５４）の移動と同様、標準タクト内移動かを判断して、Ｘ／Ｙ軸駆動機構の移動時間を算出する。そして、部品供給部の移動時間、Ｘ／Ｙ軸駆動機構の移動時間の大きい方を、Ａ（パターンＣ５４）→Ｂ（パターンＣ５４）の移動時間とする。

同様に後続の移動時間をＣ（パターンＣ５１）→Ｃ（パターンＣ５４）の移動についてまで求め、算出した移動時間の総和をシミュレーションによる回路基板の実装時間とする。

以上シミュレーションによる実装時間の算出方法について説明したが、実装時間の算出方法は上記に限定するものではない。実装時間を算出するのであればどのようなものでも構わない。また、部品実装装置で実装した時の実測時間を採用しても構わない。

なお、バッドマークが１つでも検知されたときは、上記両方式による実装時間のシミュレーションを行い、実装時間の短い方の方式を選択して部品の実装を行うようにしてもよい。

次に第３の実施形態について図７、図８に基づいて説明する。本実施の形態で使用する多面取り基板１００は、図１２（ａ）に示すように、同一構成の２つの回路パターンＣ１０１、Ｃ１０２からなり、各回路パターンＣ１０１、Ｃ１０２には、部品Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇが所定の位置に実装される。また、これらの部品は、図１２（ｂ）に示すように電子部品実装機の部品供給ユニットＺ１（部品Ｄ）、Ｚ３（部品Ｅ）、Ｚ５（部品Ｆ）、Ｚ１０（部品Ｇ）に配置される。部品切れ後の実装方式の選択の基準となる、未実装部品が補給された部品供給ユニット２間の最大間隔の値（以降「基準値」と呼ぶ）は、回路基板の大きさや部品供給部の移動速度等の実装装置の特性などから適宜決定される値であるが、本実施の形態では「１０」に設定されている。なお、本実施の形態で部品供給ユニット２間の間隔とは、両端の２つの部品供給ユニット２とその間に挟まれた部品供給ユニット２の数の総和である。また、部品切れが発生していないときは、実装順序はパターンリピート方式によることにする。

以下、図７、図８に従って、電子部品の実装動作の説明を行う。電子部品実装機の基板支持台１１上に多面取り基板１００が搬入されると、ＮＣプログラムに従って所定の順番で実装動作を行う。部品切れが生じていなければ、実装順序は図７（ａ）に示すようにパターンリピート方式により、Ｄ（Ｚ１）（パターンＣ１０１）→Ｅ（Ｚ３）（パターンＣ１０１）→Ｆ（Ｚ５）（パターンＣ１０１）→Ｇ（Ｚ１０）（パターンＣ１０１）→Ｄ（Ｚ１）（パターンＣ１０２）→Ｅ（Ｚ３）（パターンＣ１０２）→Ｆ（Ｚ５）（パターンＣ１０２）→Ｇ（Ｚ１０）（パターンＣ１０２）となる。

図７（ｂ）は、部品供給ユニットＺ１（部品Ｄ）とＺ１０（部品Ｇ）に部品切れが生じたときの実装動作を示している。電子部品実装作業では通常、ある部品において部品切れが生じた場合でも、他に実装を続けることのできる部品があれば、その部品の実装ステップをすべて完了させた後に実装を停止させている。部品切れ後も、続けて部品Ｅ、Ｆが供給されているときは、実装方式としてパターンリピート方式が選択されているので、図７（ｂ）の実線で示すように、Ｅ（Ｚ３）（パターンＣ１０１）→Ｆ（Ｚ５）（パターンＣ１０１）→Ｅ（Ｚ３）（パターンＣ１０２）→Ｆ（Ｚ５）（パターンＣ１０２）の順で実装が行われる（図８ステップ７−１）。ここで、実装可能部品Ｅ、Ｆの実装が終了すると、部品供給ユニット２は、部品交換位置へ移動して停止する（図８ステップ７−２）。部品補給（図８ステップ７−３）後、未実装部品Ｄ、Ｇの補給された部品供給ユニットＺ１とＺ１０の間隔は、図１２（ｂ）に示すように「１０」である。基準値（＝１０）と比較すると（図８ステップ７−４）両者が等しいので、ステップリピート方式を選択する（図８ステップ７−６）。よって実装順序は、図７（ｂ）の一点鎖線で示すように、Ｄ（Ｚ１）（パターンＣ１０１）→Ｄ（Ｚ１）（パターンＣ１０２）→Ｇ（Ｚ１０）（パターンＣ１０２）→Ｇ（Ｚ１０）（パターンＣ１０１）となる。

本実施の形態における実装順序をまとめると、図７（ｂ）に示すように、部品切れ（Ｄ、Ｇ）→Ｅ（Ｚ３）（パターンＣ１０１）→Ｆ（Ｚ５）（パターンＣ１０１）→Ｅ（Ｚ３）（パターンＣ１０２）→Ｆ（Ｚ５）（パターンＣ１０２）→部品Ｄ、Ｇ補給→Ｄ（Ｚ１）（パターンＣ１０１）→Ｄ（Ｚ１）（パターンＣ１０２）→Ｇ（Ｚ１０）（パターンＣ１０２）→Ｇ（Ｚ１０）（パターンＣ１０１）となり、部品Ｄ、Ｇ補給後の部品供給ユニット２の移動はＤ（Ｚ１）（パターンＣ１０１）→Ｇ（Ｚ１０）（パターンＣ１０２）のときの１回のみである。

一方、部品Ｄ、Ｇ補給後の実装をパターンリピート方式で行った場合の実装順序は図７（ｃ）で一点鎖線で示すように、Ｄ（Ｚ１）（パターンＣ１０１）→Ｇ（Ｚ１０）（パターンＣ１０１）→Ｄ（Ｚ１）（パターンＣ１０２）→Ｇ（Ｚ１０）（パターンＣ１０２）となり、部品供給ユニット２の移動回数は３回で、ステップリピート方式よりロスタイムが増えることになる。

なお、上記基準値は、例えば最初は仮に設定し、その設定により決まった実装順序における実装タクトを評価し、その評価結果により更新するものでも良い。

また、基準値を、ステップリピート方式／パターンリピート方式それぞれを選択した場合の部品供給部やＸ／Ｙ軸駆動機構の移動量が大きくなる移動箇所のみを評価対象とし、その評価対象の移動時間を比較して決定するものであっても構わない。

図９に、この手法による基準値決定のフローチャートを示す。

図９のフローチャートによると、部品切れによる未実装部品の部品供給ユニットの間隔が大きい程、部品供給部の移動量が大きくなるパターンリピート方式は適さないので、前記部品供給ユニットの間隔を０から１つずつ増加させ、ステップリピートによる評価対象（部品供給部）の移動時間Ｓ'がパターンリピートによる評価対象の移動時間Ｐ'を最初に下まわった時点の前記部品供給ユニットの間隔を基準値に設定する。

以上、図９のフローチャートに沿って基準値を決定する手順について、評価対象となる移動時間を部品供給部やＸ／Ｙ軸駆動機構の移動量が大きくなる移動箇所の移動時間としたが、上記以外の駆動部の移動量が大きくなる移動時間としても構わない。

また、第２の実施の形態において説明した回路基板１枚分の実装時間のシミュレーションを行い、パターンリピート方式でのシミュレーションによる実装時間を移動時間Ｐ'、ステップリピート方式でのシミュレーションによる実装時間を移動時間Ｓ'として、図９のフローチャートに適用させて基準値を求めるものであっても構わない。

次に第４の実施形態について図１０、図１１を基に述べる。対象となる回路基板は、第３の実施形態と同じ図１２（ａ）に示した多面取り基板１００である。

本実施の形態では、未実装部品が補給された部品供給ユニット２間の最大間隔が一定以上であるとき、すなわち、実装時の部品供給ユニット２の移動に時間を要することが見込まれる場合のみシミュレーションを実施するようにし、シミュレーションを行うことによる実装順序決定処理時間ロスを少なくしている。このシミュレーションの実施の要否を判断する基準値は、回路基板の大きさや実装装置の特性などから適宜決定される値であるが、本実施の形態では「１０」に設定している。部品切れによる未実装部品が補給された部品供給ユニット間の最大間隔がこの基準値以上の場合に、上記シミュレーションを実施する。なお、本実施の形態で部品供給ユニット２間の間隔とは、両端の２つの部品供給ユニット２とその間に挟まれた部品供給ユニット２の数の総和である。また、部品切れが発生していないときは、実装順序はパターンリピート方式によることにする。

なお、上記基準値は、第３の実施の形態における基準値と同じにするか、または、それより少し低めに設定すれば良い。これにより、シミュレーションによる方式設定が、よりタクトロスの少ない実装順をもたらすことができる。

第３の実施形態と同様に電子部品実装機の基板支持台１１上に多面取り基板１００が搬入されると、ＮＣプログラムに従って所定の順番で実装動作を行う。部品切れが発生していなければ実装順序は図１０（ａ）に示すようにパターンリピート方式により、図７（ａ）の場合と同様にＤ（Ｚ１）（パターンＣ１０１）→Ｅ（Ｚ３）（パターンＣ１０１）→Ｆ（Ｚ５）（パターンＣ１０１）→Ｇ（Ｚ１０）（パターンＣ１０１）→Ｄ（Ｚ１）（パターンＣ１０２）→Ｅ（Ｚ３）（パターンＣ１０２）→Ｆ（Ｚ５）（パターンＣ１０２）→Ｇ（Ｚ１０）（パターンＣ１０２）となる。

図１０（ａ）、（ｂ）はＺ１（部品Ｄ）とＺ１０（部品Ｇ）に部品切れが生じたときの実装動作を示している。部品Ｄ、Ｇで部品切れが発生しても部品Ｅ、Ｆが供給されているときは、実装方式としてパターンリピート方式が選択されているので、図１０（ａ）、（ｂ）の実線のように、Ｅ（Ｚ３）（パターンＣ１０１）→Ｆ（Ｚ５）（パターンＣ１０１）→Ｅ（Ｚ３）（パターンＣ１０２）→Ｆ（Ｚ５）（パターンＣ１０２）の順に実装を行う（図１１ステップ９−１）。ここで、実装可能部品Ｅ、Ｆの実装が終了すると、部品供給ユニット２は、部品交換位置へ移動し停止する（図１１ステップ９−２）。部品補給完了（図１１ステップ９−３）後、未実装部品Ｄ、Ｇが配置されている部品供給ユニット２間の間隔と基準値（＝１０）を比較すると（図１１ステップ９−４）、前者と後者が等しいので、未実装部品に対する実装動作をステップリピート方式（図１０（ａ））とパターンリピート方式（図１０（ｂ））のそれぞれで行った場合（未実装部品の実装の順序を図１０（ａ）、（ｂ）で一点鎖線で示す）の実装時間をシミュレーションにて求め（図１１ステップ９−９、９−１０）、実装時間の短い方の方式にて実装を行う。

なお、シミュレーションによる実装時間の算出方法は、第２の実施形態で説明したものを適用できる。

本方式によれば部品切れにより実装順序が当初予定していた順序と変わっても実装タクトの短縮に最も適した実装方式を選択できる。

本発明の第１の実施形態に係る、（ａ）は基板上にバッドマークのない場合、（ｂ）、（ｃ）はバッドマークのある場合のそれぞれの多面取り基板の実装順序を示す図。 同上部品供給順序決定処理のフローチャート。 同上基準値決定処理のフローチャート。 本発明の第２の実施形態に係る、（ａ）はステップリピート方式、（ｂ）はパターンリピート方式によるそれぞれの多面取り基板の実装順序を示す図。 同上部品供給順序決定処理のフローチャート。 第１および第２の実施形態に係る、（ａ）は多面取り基板、（ｂ）は部品供給ユニットでのそれぞれの部品の配置を示す図。 本発明の第３の実施形態に係る、（ａ）は部品切れが生じていないとき、（ｂ）、（ｃ）は部品切れが生じたときのそれぞれの多面取り基板の実装順序を示す図。 同上部品供給順序決定処理のフローチャート。 同上基準値決定処理のフローチャート。 本発明の第４の実施形態に係る、（ａ）は部品切れ後の実装をパターンリピート方式により行った場合、（ｂ）は同実装をステップリピート方式で行った場合のそれぞれの多面取り基板の実装順序を示す図。 同上部品供給順序決定処理のフローチャート。 第３および第４の実施形態に係る、（ａ）は多面取り基板、（ｂ）は部品供給ユニットでのそれぞれの部品の配置を示す図。 電子部品実装機の構成を示す図。

符号の説明

２ 部品供給ユニット
８ 部品
１０ 回路基板
５０、１００ 多面取り基板
Ｂ５２、Ｂ５３ バッドマーク
Ｃ５１、Ｃ５２、Ｃ５３，Ｃ５４、Ｃ１０１、Ｃ１０２ 回路パターン

Claims (6)

1. １枚の回路基板上にそれぞれ独立した複数の回路パターンを形成する多面取り基板への部品の実装に際して、
   特定の実装ステップを全ての回路パターンに適用し、そのステップが完了した後次の実装ステップに移るステップリピート方式と、１つの回路パターンにつき全実装ステップ完了後、次の回路パターンに移るパターンリピート方式のいずれをも実施できる部品実装機において、
   不良の回路パターンが存在する場合その回路パターンにバッドマークが付与された多面取り基板が搬入されたとき、バッドマークの有無を検知し、これに基づき不良の回路パターンを除いた回路パターンを認識し、
   前記ステップリピート方式および前記パターンリピート方式のそれぞれについて、前記認識した不良の回路パターンを除いた回路パターンに部品の実装を行った場合の実装時間をシミュレーションによって求め、両者を比較して実装時間の短い方の方式を選択して、前記認識した不良の回路パターンを除いた回路パターンに部品の実装を行う
   ことを特徴とする部品実装方法。
2. 前記ステップリピート方式および前記パターンリピート方式のそれぞれについて、実装時間のシミュレーションを行う際に、
   不良の回路パターンに対する実装を行わないことに伴って発生する、実装動作を行わない大きな移動の移動時間を算出することを含めて実装時間のシミュレーションを行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の部品実装方法。
3. 前記ステップリピート方式および前記パターンリピート方式のそれぞれについて、実装時間のシミュレーションを行う際に、
   不良の回路パターンに対する実装を行わないことに伴って発生する、不良の回路パターンをまたがる実装を行わない大きな移動の移動時間を算出することを含めて実装時間のシミュレーションを行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の部品実装方法。
4. 前記ステップリピート方式および前記パターンリピート方式のそれぞれについて、実装時間のシミュレーションを行う際に、移動量が大きくなる移動箇所のみを評価対象とし、その評価対象の移動時間を比較することを特徴とする請求項１に記載の部品実装方法。
5. １枚の回路基板上にそれぞれ独立した複数の回路パターンを形成する多面取り基板への部品の実装に際して、特定の実装ステップを全ての回路パターンに適用し、そのステップが完了した後次の実装ステップに移るステップリピート方式と、１つの回路パターンにつき全実装ステップ完了後、次の回路パターンに移るパターンリピート方式のいずれをも実施できる部品実装機において、
   不良の回路パターンが存在する場合その回路パターンにバッドマークが付与された多面取り基板が搬入されたとき、バッドマークの有無を検知し、これに基づき不良回路パターンを除いた回路パターンを認識し、
   前記ステップリピート方式および前記パターンリピート方式のそれぞれについて、前記認識した不良の回路パターンを除いた回路パターンに部品の実装を行った場合の実装時間をシミュレーションによって求め、両者を比較して実装時間の短い方の方式を選択して、前記認識した不良の回路パターンを除いた回路パターンに部品の実装を行うように制御する制御部を備えたことを特徴とする部品実装機。
6. １枚の回路基板上にそれぞれ独立した複数の回路パターンを形成する多面取り基板への部品の実装に際して、特定の実装ステップを全ての回路パターンに適用し、そのステップが完了した後次の実装ステップに移るステップリピート方式と、１つの回路パターンにつき全実装ステップ完了後、次の回路パターンに移るパターンリピート方式のいずれをも実施できる部品実装機に用いる実装順序決定プログラムにおいて、実装順序決定のためにコンピュータを、不良の回路パターンが存在する場合その回路パターンにバッドマークが付与された多面取り基板が搬入されたとき、バッドマークの有無を検知する検知手段、およびこの検知に基づき不良の回路パターンを除いた回路パターンを認識し、前記ステップリピート方式および前記パターンリピート方式のそれぞれについて、前記認識した不良の回路パターンを除いた回路パターンに部品の実装を行った場合の実装時間をシミュレーションによって求め、両者を比較して実装時間の短い方の方式を選択して、前記認識した不良の回路パターンを除いた回路パターンに部品の実装を行うように制御する制御手段、として機能させることを特徴とする部品実装順序決定プログラム。

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