JP2009231366A - 表面実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の実装作業にかかる時間を短縮することができ、かつ電子部品の供給が未完了であるにもかかわらず、実装ヘッドがピックアップ動作を行う位置に到達してしまう事態を防止することができる表面実装機を提供する。
【解決手段】部品供給位置Ｐから電子部品２をピックアップするとともに基板３上に実装し得る実装ヘッド２１と、前記実装ヘッド２１が前記ピックアップ動作を行う位置に到達する時間にあわせて、前記部品供給位置Ｐへ前記電子部品２を供給するよう、供給動作プログラムにしたがって供給動作を行う部品供給装置４０と、前記供給動作プログラムに対する前記供給動作の遅れを察知して信号を発生する監視手段７３と、前記信号を受けると前記実装ヘッド２１の移動を制御するヘッド制御手段６２とを備える。
【選択図】図９

Description

本発明は、基板に電子部品を実装するための表面実装機に関する。

一般に、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の電子部品を基板に実装するための表面実装機は、電子部品をピックアップして基板上に実装し得る実装ヘッドと、電子部品を供給する部品供給装置とを備えている。実装ヘッドは、電子部品のピックアップ動作を行う位置まで下降し、部品供給位置に供給された電子部品を取り上げて再び上昇する。ここで、部品供給位置への電子部品の供給が、実装ヘッドがピックアップ動作を行う位置に到達するまでに完了していない場合には、遅れて供給された電子部品が実装ヘッドに接触し、双方が損傷等してしまうおそれがある。

そこで、電子部品の供給が完了したことを確認してから、実装ヘッドの下降を開始させるようにした表面実装機が知られている（例えば特許文献１）。この表面実装機であれば、電子部品の供給が未完了であるにもかかわらず、実装ヘッドがピックアップ動作を行う位置に到達してしまう事態を防止することができる。
特開２００６−１７３４４２公報

しかしながら、上記の表面実装機では、例えば電子部品の供給時間が長くかかる場合には、電子部品の供給が完了するまで、実装ヘッドが下降しないで待機することになる。ここで、表面実装機においては、電子部品のピックアップと基板への実装という一連の作業が何度も繰り返されるので、そのような待ち時間をできるだけなくして時間の短縮を図りたいという要望がある。

このような実装ヘッドの待ち時間をなくすためには、実装ヘッドの到達時間に対して、かなり余裕をもった早い段階で、電子部品の供給を行うことが考えられる。しかし、あまりに早い段階で電子部品を供給すると、表面実装機がエラーで停止したときなどには、供給された電子部品が無駄になってしまう等の問題があるため望ましくない。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電子部品の実装作業にかかる時間を短縮することができ、かつ電子部品の供給が未完了であるにもかかわらず、実装ヘッドがピックアップ動作を行う位置に到達してしまう事態を防止することができる表面実装機を提供することを目的とする。

本発明の表面実装機は、部品供給位置から電子部品をピックアップするとともに基板上に実装し得る実装ヘッドと、前記実装ヘッドが前記ピックアップ動作を行う位置に到達する時間にあわせて前記電子部品を前記部品供給位置へ供給する供給動作プログラムに基づき、前記電子部品の供給動作を行う部品供給装置と、前記供給動作プログラムに対する前記供給動作の遅れを察知して信号を発生する監視手段と、前記信号を受けると前記実装ヘッドの移動を制御するヘッド制御手段とを備えるところに特徴を有する。

このような構成によれば、部品供給装置が供給動作プログラムどおりの動作を実現すると、実装ヘッドがピックアップ動作を行う位置に到達する時間にあわせて、電子部品の供給が完了する。したがって、実装ヘッドが電子部品の供給を待つ時間が不要となり、電子部品の実装作業にかかる時間を短縮することができる。
また、何らかの事情で部品供給装置が供給動作プログラムを実現できず、供給動作に遅れが生じた場合には、監視手段がその遅れを察知して信号を発生し、信号を受けたヘッド制御手段は実装ヘッドの移動を制御するから、電子部品の供給が未完了であるにもかかわらず、実装ヘッドがピックアップ動作を行う位置に到達してしまう事態を防ぐことができる。
すなわち、本発明の構成によれば、電子部品の実装作業にかかる時間を短縮することができ、かつ電子部品の供給が未完了であるにもかかわらず、ピックアップ動作を行う位置に到達してしまう事態を防止することができる。

前記監視手段は、前記供給動作プログラムに対する前記供給動作の遅れ量を算出し、この遅れ量が許容遅れ量に達したら前記信号を発生し、この信号を受けた前記ヘッド制御手段は、前記実装ヘッドの移動を一旦停止させるものとしてもよい。

また、前記監視手段の信号を受けるとエラーを表示する表示手段を備えるものとしてもよい。これにより、部品供給装置の供給動作が遅れて、実装ヘッドの移動が制御されたまま、留め置かれる事態を防ぐことができる。

前記監視手段は、前記供給動作が前記電子部品を供給し終わる前に停止したら前記信号を発生し、この信号を受けた前記表示手段はエラーを表示するものとしてもよい。これにより、部品供給装置の供給動作が途中で停止したまま、留め置かれる事態を防ぐことができる。

前記監視手段は、前記部品供給装置に備えられているものとしてもよい。例えば、部品供給装置とは異なる他の装置に監視手段が設けられている場合には、他の装置と部品供給装置との間で大量の信号伝達を行わなければならず、信号伝達に時間がかかるという問題がある。しかし、部品供給装置に監視手段が設けられているから、他の装置との間で大量の信号伝達を行う必要がなく、信号伝達にかかる時間を短縮することができる。

前記部品供給装置は複数が設けられ、前記監視手段は、前記複数の部品供給装置のうち前記供給動作を行っているものを監視し、前記供給動作を行っていないものについては監視しないものとしてもよい。このような構成によれば、監視手段は、実際に電子部品の供給動作を行っている部品供給装置について監視を行い、供給動作を行っていない部品供給装置については監視を行わないので効率が良い。

本発明によれば、電子部品の実装作業にかかる時間を短縮することができ、かつ電子部品の供給が未完了であるにもかかわらず、実装ヘッドがピックアップ動作を行う位置に到達してしまう事態を防止することができる表面実装機を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図９によって説明する。
本実施形態における表面実装機１は、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の電子部品２を基板３に実装する機器であり、電子部品２を供給する多数の部品フィーダ４０（本発明の部品供給装置に該当する）がセットされる部品供給部１６と、部品供給部１６から基板３の上方へ電子部品２を移送するヘッドユニット２０とを備えている。以下、各構成部材において、図１の上側を上方、下側を下方として説明する。

表面実装機１の基台１０の上には、図２に示すように、基板３を搬送する一対のコンベア１１が、Ｘ軸方向（基板３の搬送方向と平行方向）に延びて配置され、部品供給部１６は、一対のコンベア１１の両側（図２の上下両側）においてＸ軸方向に並んで２箇所ずつ、計４箇所に設けられている。

また、基台１０の上には、Ｙ軸方向（Ｘ軸方向と直角方向）に延びる一対の固定レール１２が備えられている。一対の固定レール１２上には、ヘッドユニット２０を支持するヘッドユニット支持部材１３がＸ軸方向に掛け渡されている。また基台１０には、Ｙ軸サーボモータにより回転駆動されるＹ方向ボールねじ軸１４が設置され、このＹ方向ボールねじ軸１４のボールナット（図示せず）には、ヘッドユニット支持部材１３が固定されている。ヘッドユニット支持部材１３は、Ｙ軸サーボモータの作動により、基台１０に対してＹ軸方向に移動する。

また、ヘッドユニット支持部材１３は、Ｘ軸サーボモータにより駆動されるＸ方向ボールねじ軸１５を有し、このＸ方向ボールねじ軸１５のボールナット（図示せず）には、ヘッドユニット２０が固定されている。そして、ヘッドユニット２０は、Ｘ軸サーボモータの作動により、ヘッドユニット支持部材１３に対してＸ軸方向に移動する。

ヘッドユニット２０には、部品供給部１６から電子部品２をピックアップするとともに電子部品２を基板３に実装し得る複数本（本実施形態では８本）の実装ヘッド２１が、並列して備えられている。８本の実装ヘッド２１は、コンベア１１の延び方向（Ｘ軸方向）に略等間隔で一列に設けられている。

各実装ヘッド２１の下端（先端）には、吸着ノズル２２が備えられている（図３参照）。各吸着ノズル２２は負圧発生装置（図示せず）に接続され、その負圧吸着力により電子部品２を着脱可能に保持し得るようになっている。

各実装ヘッド２１は、Ｚ軸サーボモータおよびＲ軸サーボモータを駆動源とする昇降駆動手段および回転駆動手段により、Ｚ軸方向（上下方向）の移動およびＲ軸（吸着ノズル２２の中心軸）回りの回転が可能とされている。

また、基台１０上におけるＸ方向のほぼ中央位置には、一対のコンベア１１を間に挟んで２機の部品認識カメラ１８が設置されている。２機の部品認識カメラ１８は実装ヘッド２１に吸着された電子部品２の画像を撮像する機能を有し、その電子部品２の吸着姿勢のずれを検出し得る。

各部品供給部１６は、部品テープ３０を巻き取ったテープリール（図示せず）がセットされるリール保持部１６Ａと、部品テープ３０を送り出す部品フィーダ４０がセットされるフィーダ装着部１６Ｂとを有している。

フィーダ装着部１６Ｂには、各部品フィーダ４０に設けられたフィーダ側コネクタ５９と嵌合可能な本体側コネクタ１７が設けられている（図７参照）。本体側コネクタ１７は、各部品フィーダ４０のセット位置に設けられ、表面実装機１の本体（表面実装機１のうち部品フィーダ４０を除く部分であり、以後実装機本体１Ａと称する）に設けられた本体側制御部６０と電気的に接続されている。なお、本体側制御部６０については、後ほど詳しく説明する。

複数のテープリールは、Ｙ軸方向に部品テープ３０を繰り出し可能な姿勢で、Ｘ軸方向に並列してリール保持部１６Ａにセットされる。リール保持部１６Ａにセットされたテープリールは、フィーダ装着部１６Ｂにセットされた部品フィーダ４０に対し背面側（部品テープ３０の繰り出し方向における反対側）に配される。

部品テープ３０は、図４に示すように、電子部品２を収容する部品収容部３１が設けられたキャリア層３０Ａと、このキャリア層３０Ａの一面側に貼り付けられたカバー層３０Ｂとからなる２層構造とされている。各部品収容部３１は、カバー層３０Ｂとは反対側へ凹んだ凹形状をなし、各部品収容部３１内には電子部品２が１ずつ収容されている。そして、各部品収容部３１は、キャリア層３０Ａの長手方向の全長にわたって貼り付けられたカバー層３０Ｂにより、開口側を塞がれている。

部品収容部３１が設けられている間隔、言い換えると、部品テープ３０に電子部品２が取り付けられている間隔（部品ピッチＬ）は、部品テープ３０の全長にわたって等しくされている。部品ピッチＬは、各部品収容部３１の中心位置同士の間隔である。なお、部品ピッチＬは、電子部品２の種類（大きさ）により異なるものとされ、例えば大型部品であれば部品ピッチは大きく、小型部品であれば小さくされている。

キャリア層３０Ａの長手方向の両側縁部のうち片側の縁部には、キャリア層３０Ａを厚さ方向に貫通する複数の係合孔３２が設けられている。複数の係合孔３２は、キャリア層３０Ａの長手方向に一定間隔（部品収容部３１が設けられた間隔と略同一間隔）で設けられている。各係合孔３２は、キャリア層３０Ａのうち部品収容部３１同士を仕切る部分における部品テープ３０の引き出し方向略中央位置よりも若干引き出し方向の前方に寄った位置に配されている。

複数の部品フィーダ４０は、各部品テープ３０の繰り出しを可能とするべく、テープリールに対応した位置にセットされ、フィーダ装着部１６Ｂに並列される。各部品フィーダ４０は、部品フィーダ４０の並列方向に対して略直交方向（Ｙ軸方向）にスライドされてフィーダ装着部１６Ｂに着脱される。

部品フィーダ４０は前後方向に長い形状をなし、略前半部分はフィーダ本体部４１、略後半部分はテープ収容部４２とされている（図５参照）。
フィーダ本体部４１の上縁のうち前端寄りの位置は、部品供給位置Ｐとして設定され、部品供給位置Ｐのすぐ後側（電子部品２の送り出し方向後側）には、部品テープ３０のカバー層３０Ｂのみを後方へ折り返す折返部４３が設けられている（図６参照）。部品供給位置Ｐは、折返部４３から部品ピッチＬよりも小さい間隔だけ前方（部品テープ３０の引き出し方向前方）に離れた位置に設定され、この部品供給位置Ｐに電子部品２が収容された部品収容部３１が１ずつ送り出される。そして、折返部４３よりも前方にはカバー層３０Ｂが剥がされた部品収容部３１が複数並び、そのうち折返部４３に最も近い位置の電子部品２が収容された部品収容部３１よりも前方には、すでに電子部品２がピックアップされて空になった部品収容部３１が並んで配される。

部品フィーダ４０内には、部品テープ３０用の通路４４が設けられている。通路４４は、部品フィーダ４０の後端から前方へ延び、部品供給位置Ｐにおいて上面側に臨んでいる。

部品フィーダ４０は電動式であり、部品テープ３０の送り出しを行う送出装置４５および引取装置５１を有している。送出装置４５および引取装置５１はいずれもフィーダ本体部４１内に設けられ、送出装置４５はフィーダ本体部４１の前側寄りの位置に、引取装置５１は後側寄りの位置に配されている。

送出装置４５は、駆動モータ４６（例えばブラシレスＤＣモータ）と、この駆動モータ４６の駆動により回転する第１ギア４７、第２ギア４８およびスプロケット４９を有している。駆動モータ４６を駆動させると、その動力が第１ギア４７、第２ギア４８を介してスプロケット４９に伝達され、それにより回転したスプロケット４９は、部品テープ３０のキャリア層３０Ａのうちカバー層３０Ｂが剥がされた部分の係合孔３２に係合して、キャリア層３０Ａを前方（コンベア１１側）へ送り出す。スプロケット４９には、図示しないロータリーエンコーダが備えられており、ロータリーエンコーダは、スプロケット４９の回転量を検出し、フィーダ側制御部７０へパルス信号を送る。

引取装置５１は、駆動モータ５２（例えばブラシレスＤＣモータ）と、この駆動モータ５２の駆動により回転するギア５３と、ギア５３の回転により回転する第１ローラ５４と、第１ローラ５４との間にカバー層３０Ｂを挟み込んで回転する第２ローラ５５とを有している。第１ローラ５４と第２ローラ５５とは、折返部４３（部品供給位置Ｐの後方位置）において後方へ折り返されたカバー層３０Ｂを挟持し、駆動モータ５２の駆動により回転して、カバー層３０Ｂを後側（テープ収容部４２側）へ送り出す。こうして引取装置５１が、カバー層３０Ｂを後方（送出装置４５による部品テープ３０の送り出し方向とは異なる方向）に引っ張ることで、カバー層３０Ｂは、キャリア層３０Ａから剥離される。なお、後側へ送り出されたカバー層３０Ｂは、テープ収容部４２内に収容される。

部品フィーダ４０が、部品ピッチＬと同等の長さ寸法だけ部品テープ３０を送り出すことにより、電子部品２が１ずつ部品供給位置Ｐに送り出される。なお、送出装置４５によるキャリア層３０Ａの送り出し速度と、引取装置５１によるカバー層３０Ｂの送り出し速度とはほぼ同等とされている。

部品フィーダ４０には、この部品フィーダ４０をフィーダ装着部１６Ｂに固定するための固定手段５６が設けられている。固定手段５６は、フィーダ本体部４１の下側であってコントロールボックス５８の前方位置に設けられ、部品フィーダ４０をフィーダ装着部１６Ｂにセットすると自動的に固定状態になる。なお、固定手段５６の固定状態は、部品フィーダ４０の上側に設けられた操作レバー５７を操作することにより解除状態になり、部品フィーダ４０の取り外しが可能となる。

部品フィーダ４０の下部には、コントロールボックス５８が備えられている。コントロールボックス５８内には、フィーダ側制御部７０が収容されている。フィーダ側制御部７０については後ほど詳しく説明する。

コントロールボックス５８の前端には、フィーダ側コネクタ５９が備えられている。フィーダ側コネクタ５９は、部品フィーダ４０をフィーダ装着部１６Ｂに取り付ける際のスライド動作によって、本体側コネクタ１７に差し込まれ、電気的に接続される。部品フィーダ４０は、両コネクタ１７，５９を介して実装機本体１Ａ側と電気的に接続されることで、実装機本体１Ａ側から駆動モータ４６，５２を駆動する駆動電力が供給され、かつ実装機本体１Ａ側との間で制御信号の送受がなされる。

本体側制御部６０は、実装プログラムを記憶する実装プログラム記憶装置６１と、ヘッドユニット２０および実装ヘッド２１の動作を制御するヘッド制御手段６２と、モニタ１９にエラーを表示する表示手段６３して機能する。

実装プログラムには、基板３に実装される電子部品２についての各種データ、具体的には電子部品２の部品サイズ、電子部品２の部品供給位置Ｐの座標、電子部品２の基板３上の実装位置の座標、電子部品２をピックアップする実装ヘッド２１の識別符号（８本の実装ヘッド２１のうちいずれの実装ヘッド２１にピックアップされるか）、および電子部品２がヘッドユニット２０にピックアップされる順序等が各電子部品２に対応して予め記録されている。なお、各電子部品２をピックアップする実装ヘッド２１およびその順序については、各実装ヘッド２１が有する性能等（吸着ノズル２２が吸着可能な電子部品２の大きさや重量等）を考慮して決められている。

ヘッド制御手段６２は、プログラム記憶装置６１に記憶された実装プログラムに基づいてＸ軸サーボモータおよびＹ軸サーボモータを制御し、ヘッドユニット２０を、部品供給部１６の上方と基板３の上方との間で移動させる。

また、ヘッド制御手段６２は、実装プログラムに基づいてＺ軸サーボモータおよびＲ軸サーボモータを制御し、各実装ヘッド２１を、電子部品２のピックアップや電子部品２の実装を可能とする下降位置と、ヘッドユニット２０が移動する際の上昇位置との間を所定のタイミングで昇降させ、また電子部品２を所定の向きで基板３に実装するために必要に応じて回転させる。
なお、各サーボモータには、それぞれエンコーダが設けられており、これにより実装ヘッド２１のＸＹ方向の位置およびＺ方向の高さ位置が検出される。

ヘッド制御手段６２は、ヘッドユニット２０のＸＹ方向の移動の完了後、若干遅れて実装ヘッド２１が下降し終わるよう、実装プログラムに基づいて、ヘッドユニット２０および実装ヘッド２１の移動動作を制御している。具体的には、ヘッド制御手段６２は、以下のようにして移動動作を制御する。まず、複数の実装ヘッド２１のうち、次に電子部品２をピックアップする実装ヘッド２１が、その電子部品２の部品供給位置Ｐの真上に至るまでの、ヘッドユニット２０のＸＹ方向の移動距離とヘッドユニット２０の移動速度とに基づいて、ヘッドユニット２０のＸＹ方向の移動時間を算出する。また、その実装ヘッド２１が、上昇位置から電子部品２をピックアップ可能な位置（下降位置）に至るまでの下降距離と、実装ヘッド２１の下降速度とに基づいて、実装ヘッド２１の下降時間を算出する。そして、ヘッド制御手段６２は、算出したヘッドユニット２０のＸＹ方向の移動時間から、ＸＹ方向の移動の完了時刻を算出し、この完了時刻から実装ヘッド２１の下降時間だけさかのぼった時点よりも若干遅いタイミングで、実装ヘッド２１の下降動作を開始させる。これにより、実装ヘッド２１は、ヘッドユニット２０のＸＹ方向の移動の完了よりも若干遅れて下降し終わる。また、本体側制御部６０は、実装ヘッド２１が下降し終わる時間（到達予想時間）を算出して記憶する。
そして、本体側制御部６０は、実装ヘッド２１の到達予想時間にあわせて、部品供給位置Ｐへの電子部品２の供給を完了するよう、供給動作プログラムを作成する。供給動作プログラムの作成については後ほど詳しく説明する。

なお、実装ヘッド２１が電子部品２をピックアップ可能な位置（下降位置）とは、実装ヘッド２１の下端（吸着ノズル２２の下端）が、部品供給位置Ｐに配置された電子部品２に対して電子部品２の吸着が可能となるまで接近する位置のことである。そして、下降距離とは、上昇位置にある実装ヘッド２１の下端位置と、下降位置にある実装ヘッド２１の下端位置との間の高低差のことであり、この下降距離は、当該実装ヘッド２１がピックアップする電子部品２の厚さ寸法に応じてそれぞれ算出される。また、ヘッドユニット２０のＸＹ方向の移動時間と、実装ヘッド２１の下降時間とを算出する際には、ヘッドユニット２０の移動速度および実装ヘッド２１の下降速度ともに加減速を考慮する。

フィーダ側制御部７０は、部品供給データを記憶する供給データ記憶装置７１と、電子部品２の供給動作を制御する供給制御手段７２と、その供給動作を監視する監視手段７３と、部品フィーダ４０が供給動作を開始してからの経過時間をカウントするカウンタ７４として機能する。

供給データ記憶装置７１には、部品フィーダ４０が送り出しを行う部品テープ３０に関するデータ（部品ピッチＬ）や、部品テープ３０を送り出す際の送り出し速度（想定送り出し速度Ｖと称する）等が、部品供給データとして予め記憶され、または部品フィーダ４０をフィーダ装着部１６Ｂにセットした際に本体側制御部６０から読み出されて記憶される。

フィーダ側制御部７０の供給制御手段７２は、供給動作プログラムにしたがって駆動モータ４６，５２等の駆動を制御して電子部品２の供給を行う。

供給動作プログラムは以下のようにして作成される。
まず、フィーダ側制御部７０は、供給データ記憶装置７１に記憶された部品テープ３０を送り出す際の送り出し速度（想定送り出し速度Ｖ）と、１の電子部品２を供給するのに必要な部品テープ３０の送り出し量（部品ピッチＬ）とから、１の電子部品２を送り出すのに要する時間（想定供給時間ＴＥ）を算出する。そして、本体側制御手段６０は、フィーダ側制御部７０から想定供給時間ＴＥを受け取り、実装ヘッド２１の到達予想時間から、想定供給時間ＴＥと、多少の供給動作の遅れを許容するための余裕時間ＴＦとを差し引いた時間を、電子部品２の供給動作を開始する時間（供給開始時間Ｔ０）として算出する。こうして、電子部品２の供給動作を供給開始時間Ｔ０に開始し、部品テープ３０を想定送り出し速度Ｖで送り出し、想定供給時間ＴＥに電子部品２の供給動作を終える供給動作プログラムが作成される。

供給動作プログラムが正常に実行されると、電子部品２の送り出しを開始してからの経過時間Ｔと、電子部品２の移動距離Ｘ（部品テープ３０の送り出し長さ）とを表すグラフは図８の一点鎖線で示される。なお、想定送り出し速度Ｖは、部品フィーダ４０が電子部品２の供給動作を開始してから一定の速度に達するまでは早くなり（加速区間）、一定の速度から供給動作を停止するまでは遅くなる（減速区間）ものであり、これを考慮して想定供給時間ＴＥの算出がなされる。

そして、供給制御手段７２は、供給動作プログラムの実現を図るべく、駆動モータ４６，５２の駆動を制御する。具体的には、供給制御手段７２は、ロータリーエンコーダからのパルス信号を受けて、実際の部品テープ３０の送り出し速度Ｖ１を算出し、想定送り出し速度Ｖと差異が生じた場合には駆動モータ４６，５２の電圧を調整し、供給動作プログラムの実現を図る。そして、供給制御手段７２は、ロータリーエンコーダからのパルス信号に基づいて、駆動モータ４６，５２の回転回数がある程度の回数に達し、部品テープ３０の送り出し量が部品ピッチＬに近づくと、駆動モータ４６，５２を減速させる。駆動モータ４６，５２の回転回数が予定した回転回数に達してロータリーエンコーダから出力されるパルス信号のトータル信号数（送り出し開始からのトータル信号数）が予定数となったとき、減速状態にある駆動モータ４６，５２の駆動を完全に停止させる。このとき、部品テープ３０の送り出し量が部品ピッチＬに達し、カバー層３０Ｂが剥がされて露出した１の電子部品２が、部品供給位置Ｐに配置される（供給完了）。

カウンタ７４は、部品フィーダ４０が電子部品２の供給動作を開始し始めたときからカウント動作を行い、そのカウント値（供給動作開始からの経過時間Ｔ１）を記憶する。このカウント値は、部品フィーダ４０が１の電子部品２を供給し終わるとリセットされる。

監視手段７３は、ロータリーエンコーダからのパルス信号を受け、電子部品２の供給動作が供給動作プログラムに対して遅れを生じたときにはそれを察知し、遅れ量（本実施形態では遅れ時間ΔＴ）を算出する。

遅れ時間ΔＴの算出は、具体的には以下のようになされる。監視手段７３は、ロータリーエンコーダからのパルス信号を受けて、電子部品２の実際の移動距離Ｘ１を算出し、また電子部品２の供給動作の開始からの経過時間Ｔ１をフィーダ側制御部７０から読み取る。そして、供給動作プログラムに従った場合に移動距離Ｘ１を移動するのにかかる時間Ｔと、実際にかかった時間Ｔ１とを比較し、その差から遅れ時間ΔＴを算出する（図８のグラフ参照）。なお、実際の電子部品２の供給動作に関する電子部品２の位置と経過時間との関係を図８に実線で示した。

そして、監視手段７３は、算出した遅れ時間ΔＴに基づいて、ヘッド制御手段６２に信号を送り、実装ヘッド２１の移動を制御する。具体的には、遅れ時間ΔＴが第１許容遅れ時間ＴＡ（本発明の許容遅れ量に該当する）に達したとき、またその後電子部品２の供給動作が完了したときに本体側制御部６０に信号を送り、実装ヘッド２１の移動を制御する。なお、第１許容遅れ時間ＴＡは、余裕時間ＴＦを超えない時間に設定されている。また、遅れ時間ΔＴが第２許容遅れ時間ＴＢに達したときには、本体側制御部６０の表示手段６３に信号を送り、モニタ１９にエラーを表示させる。第２許容遅れ時間ＴＢは、第１許容遅れ時間ＴＡよりも遅い時間であり、駆動モータ４６，５２の電圧の調整では解決できない原因で供給動作に遅れが生じ、電子部品２の供給が不可能であると判断され得る時間、または、電子部品２の供給が完了する見込みはあるけれどもそれを待つよりもオペレータの処置を講ずるほうが得策だと判断されうる時間に設定されている。

なお、監視手段７３は、複数の部品フィーダ４０のうち供給動作を行っているものではＯＮ（監視する状態）になり、供給動作を行っていない部品供給装置ではＯＦＦ（監視しない状態）になる。具体的には、監視手段７３は、供給制御手段７２から供給動作の開始の信号を受けるとＯＮになり、供給動作の完了の信号を受けるとＯＦＦになる。

次に、本実施形態の表面実装機１による電子部品２のピックアップ動作と、本体側制御部６０およびフィーダ側制御部７０の動作とをあわせて説明する。
作業者が、実装ラインにおいて生産する基板３の種別を選択すると、コンベヤにより基板３が作業位置に搬送され、図９に示すピックアップ動作ルーチンが開始される。
まず、本体側制御部６０のヘッド制御手段６２は、実装プログラム記憶装置６１に記憶された実装プラグラムに基づいて、ヘッドユニット２０を部品供給位置Ｐの上方に向かって移動させる（Ｓ１０１）。

そして、本体側制御部６０は、実装ヘッド２１の到達予想時間を算出した後（Ｓ１０２）、供給動作プログラムを作成する（Ｓ１０３）。次いで、本体側制御部６０は、供給開始時間Ｔ０に達したときにフィーダ側制御部７０に指令を送り、指令を受けたフィーダ側制御部７０の供給制御手段７２は、電子部品２の供給動作を開始し（Ｓ１０４）、同時に供給動作の開始の信号を監視手段７３に送る。また、フィーダ側制御部７０のカウンタ７４は、供給動作にかかる経過時間のカウントを開始する。

供給制御手段７２から供給動作の開始の信号を受けた監視手段７３はＯＮになり（Ｓ１０５）、部品フィーダ４０の供給動作を監視する。
監視手段７３は、供給動作プログラムに対する供給動作の遅れを察知しない場合には（Ｓ１０６でＮｏ）、そのまま監視を継続し、遅れを察知した場合には（Ｓ１０６でＹｅｓ）、遅れ時間ΔＴを算出する（Ｓ１０７）。

遅れ時間ΔＴが第１許容遅れ時間ＴＡに達しないうち、言い換えると、電子部品２の供給動作に遅れを生じていても、その遅れが余裕時間ＴＦ内の遅れである場合には（Ｓ１０８でＮｏ）、監視手段７３は信号を発せず、ヘッド制御手段６２は実装プログラムにしたがって実装ヘッド２１の移動を継続させる（Ｓ１１０）。そして、電子部品２の供給が完了した場合には（Ｓ１１７でＹｅｓ）、供給制御手段７２は監視手段７３に信号を送り、信号を受けると監視手段７３はＯＦＦになる（Ｓ１１８）。また、ヘッド制御手段６２は、部品供給位置Ｐに供給された電子部品２を実装ヘッド２１にピックアップさせ（Ｓ１１９）、電子部品２のピックアップ動作ルーチンが終了する。

一方、算出した遅れ時間ΔＴが第１許容遅れ時間ＴＡに達した場合には（Ｓ１０８でＹｅｓ）、監視手段７３は本体側制御部６０のヘッド制御手段６２に信号を送り、信号を受けたヘッド制御手段６２は実装ヘッド２１を停止させ（Ｓ１０９）、電子部品２の供給が完了するのを待って待機させる。

そして、電子部品２の供給が完了した場合には（Ｓ１１２でＹｅｓ）、フィーダ側制御部７０の供給制御手段７２は、監視手段７３と本体側制御部６０のヘッド制御手段６２とに信号を送る。この信号を受けると監視手段７３はＯＦＦになり（Ｓ１１３）、また、ヘッド制御手段６２は、停止させていた実装ヘッド２１を再始動して、部品供給位置Ｐに供給された電子部品２をピックアップさせ（Ｓ１１４）、電子部品２のピックアップ動作ルーチンが終了する。

一方、電子部品２の供給が完了しないまま（Ｓ１１２でＮｏ）、遅れ時間ΔＴが第２許容遅れ時間ＴＢに至った場合には（Ｓ１１５でＹｅｓ）、監視手段７３は本体側制御部６０の表示手段６３に信号を送り、信号を受けた表示手段６３はモニタ１９にエラーを表示させ（Ｓ１１６）、電子部品２のピックアップ動作ルーチンが終了する。モニタ１９ーには、エラー表示とともに電子部品２の供給動作に遅れを生じた部品フィーダ４０がどれであるかと、その遅れ時間ΔＴとがあわせて表示され、モニタ１９を見たオペレータにより適宜エラーの処理がなされる。

ピックアップ動作ルーチンが終了すると、本体側制御部６０のヘッド制御手段６２は、実装プログラム記憶装置６１に記憶された実装プログラムに基づいてヘッドユニット２０を基板３の上方に移動させて電子部品２の実装を行い、または次にピックアップする電子部品２の部品供給位置Ｐの上方へ移動させて電子部品２をピックアップさせる。このような一連の処理が繰り返し行われることにより、電子部品２が順次基板３に実装され、やがて全ての電子部品２の実装が完了する。全ての電子部品２の実装が完了すると、コンベア１１が駆動され、基板３は機外に搬出される。

上記のように構成された本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
部品フィーダ４０が、供給動作プログラムどおりの動作を実現することにより、実装ヘッド２１がピックアップ動作を行う位置に到達する時間にあわせて、電子部品２の供給が完了する。したがって、実装ヘッド２１が電子部品２の供給を待つ時間が不要となるから、電子部品２の実装作業にかかる時間を短縮することができる。

なお、部品供給位置Ｐに配置された電子部品２は、部品テープ３０のカバー層３０Ｂが引き剥がされて露出した状態にあるので、わずかな振動等によっても部品収容部３１から飛び出しやすい。このため、実装ヘッド２１がピックアップ動作を行う位置に到達する時間よりもかなり早い段階で、電子部品２を供給するようにすると、電子部品２がピックアップされるまでの間に何らかの異常が生じて部品フィーダ４０が振動等した場合に、部品収容部３１から電子部品２が飛び出す等して無駄になってしまうおそれがある。しかしながら、供給動作プログラムどおりの動作が実現されると、電子部品２の供給は、実装ヘッド２１の到達時間にあわせて（すなわち到達時間の直前に）完了するから、そのような無駄を生じにくくすることができる。

そして、例えば、部品フィーダ４０のセットの仕方に問題があったり、部品フィーダ４０を繰り返し使用することによって送出装置４５や引取装置５１が劣化したり、部品テープ３０がテープリールに引っ掛かったり等の様々な原因により、部品フィーダ４０が供給動作プログラムを実現できず、供給動作に遅れが生じてしまう場合がある。このような場合には、フィーダ側制御部７０の監視手段７３が供給動作プログラムに対する供給動作の遅れを察知し、ヘッド制御手段６２は実装ヘッド２１の移動を制御（停止）する。したがって、電子部品２の供給が未完了であるにもかかわらず、実装ヘッド２１がピックアップ動作を行う位置に到達してしまう事態を防ぐことができる。

すなわち、本発明の構成によれば、電子部品２の実装作業にかかる時間を短縮することができ、かつ電子部品２の供給が未完了であるにもかかわらず、ピックアップ動作を行う位置に到達してしまう事態を防止することができる。

また、フィーダ側制御部７０の監視手段７３は、供給動作の遅れ時間ΔＴが第２許容遅れ時間ＴＢに達したら、本体側制御部６０に信号を送り、それによりモニタ１９にエラーが表示される。したがって、電子部品２の供給動作が遅れたままの状態で留め置かれる事態を防ぐことができる。

さらに、監視手段７３は、部品フィーダ４０に備えられている。ここで、監視手段が、例えば実装機本体やこれとは別に備えられた管理コンピュータ等（部品フィーダとは異なる他の装置）に設けられている場合には、他の装置と部品フィーダとの間で大量の信号伝達を行わなければならず、信号伝達に時間がかかり、例えば遅れ時間ΔＴが算出されるタイミングが遅れる等の問題を生じるおそれがある。しかし、本実施形態では、監視手段７３は部品フィーダ４０に設けられているから、そのような大量の信号伝達を他の装置との間で行う必要がなく、信号伝達にかかる時間を短縮することができ、そのような問題の発生を回避することができる。

また、監視手段７３は、複数の部品フィーダ４０のうち供給動作を行っているものを監視し、供給動作を行っていないものについては監視しないから、例えば全ての部品フィーダ４０について監視し続ける場合に比べて効率が良い。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、遅れ時間ΔＴが第１許容遅れ時間ＴＡに達した場合には、本体側制御部６０のヘッド制御手段６２が監視手段７３からの信号を受けて実装ヘッド２１を停止させるようになっているが、この実装ヘッド２１を停止させるタイミングについては、例えばヘッド制御手段６２が監視手段７３からの信号を受けた時点で実装ヘッド２１が下降中であれば、その信号を受けると同時に実装ヘッド２１を停止させるようにし、また信号を受けた時点でヘッドユニット２０がＸＹ方向の移動を終えていない場合には、ヘッドユニット２０の移動を終えたところでヘッドユニット２０と実装ヘッド２１との移動を停止させるようにする等、任意に設定するのがよい。

（２）上記実施形態では、想定送り出し速度Ｖをほぼ一定速度として供給動作プログラムを作成しているが、これに限らず、想定送り出し速度の加減を任意に設定して供給動作プログラムを作成するようにしてもよい。
（３）上記実施形態では、フィーダ装着部１６Ｂは実装機本体１Ａに設けられているが、例えば、実装機本体１Ａに装着される台車等に設けられていてもよい。

（４）上記実施形態では、監視手段７３は、供給動作プログラムに対する供給動作の遅れ量として算出した遅れ時間ΔＴを許容遅れ時間（第１許容遅れ時間ＴＡおよび第２許容遅れ時間ＴＢ）と比較して信号を送るようにしているが、これに限らず、例えば実際の部品テープの送り出し速度Ｖ１と想定送り出し速度Ｖとの差から算出した遅れ速度ΔＶや、実際の電子部品２の移動距離Ｘ１と想定移動距離Ｘとの差から算出したΔＸ等をそれぞれ許容遅れ量と比較するようにしてもよい。

（５）上記実施形態では、遅れ時間ΔＴが第２許容遅れ時間ＴＢに至った場合には、モニタ１９にエラーが表示されるが、これに限らず、例えば遅れ時間ΔＴが第２許容遅れ時間ＴＢを超えていても、供給動作がわずかに進捗している場合にはエラーが表示されないようにし、供給動作が完全に停止した場合にエラーを表示するようにしてもよい。また、供給動作の停止と同時にではなく、供給動作が完全に停止したまま所定時間が経過したときにエラーを表示するようにしてもよい。これにより、部品フィーダ４０の供給動作が停止したまま留め置かれる事態を防ぐことができ、また、供給動作に遅れが生じる度にエラーを出す場合に比べてエラーの頻度を減らすことができる。

（６）上記実施形態では、電子部品２の供給動作の遅れが余裕時間ＴＦ内の遅れである場合には、ヘッド制御手段６２は実装プログラムにしたがって実装ヘッド２１の移動を継続させるが、これに限らず、例えば実装ヘッド２１の移動速度を遅くするようにしてもよい。

（７）上記実施形態では、電子部品２の供給が完了した直後に、実装ヘッド２１は電子部品２をピックアップする位置に到達するようになっているが、電子部品２の供給の完了と同時に実装ヘッド２１が到達するようにしてもよい。

（８）上記実施形態では、本体側制御部６０は実装機本体１Ａに備えられ、フィーダ側制御部７０は部品フィーダ４０に備えられているが、これに限らず、例えば両制御部は、ともに実装機本体に備えられていてもよく、または実装機本体とネットワークを通じてデータ通信可能に接続された管理コンピュータに備えられていてもよい。

本実施形態にかかる表面実装機の正面図 同平面図 表面実装機の一部拡大正面図 部品テープの外観斜視図 部品フィーダの内部構造を概略的に表す側面図 部品フィーダの前端部の部分拡大斜視図 表面実装機の電気的構成を示すブロック図 供給動作プログラムからの遅れ量を算出するグラフ ピックアップ動作の流れを示すフローチャート

符号の説明

Ｐ…部品供給位置
ＴＡ…第１許容遅れ時間（遅れ許容量）
１…表面実装機
２…電子部品
３…基板
２１…実装ヘッド
４０…部品フィーダ（部品供給装置）
６２…ヘッド制御手段
６３…表示手段
７３…監視手段

Claims (6)

1. 部品供給位置から電子部品をピックアップするとともに基板上に実装し得る実装ヘッドと、
   前記実装ヘッドが前記ピックアップ動作を行う位置に到達する時間にあわせて前記電子部品を前記部品供給位置へ供給する供給動作プログラムに基づき、前記電子部品の供給動作を行う部品供給装置と、
   前記供給動作プログラムに対する前記供給動作の遅れを察知して信号を発生する監視手段と、
   前記信号を受けると前記実装ヘッドの移動を制御するヘッド制御手段とを備えることを特徴とする表面実装機。
2. 前記監視手段は、前記供給動作プログラムに対する前記供給動作の遅れ量を算出し、この遅れ量が許容遅れ量に達したら前記信号を発生し、前記信号を受けた前記ヘッド制御手段は、前記実装ヘッドの移動を一旦停止させることを特徴とする請求項１に記載の表面実装機。
3. 前記監視手段の信号を受けるとエラーを表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面実装機。
4. 前記監視手段は、前記供給動作が前記電子部品を供給し終わる前に停止したら前記信号を発生し、この信号を受けた前記表示手段はエラーを表示することを特徴とする請求項３に記載の表面実装機。
5. 前記監視手段は、前記部品供給装置に備えられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の表面実装機。
6. 前記部品供給装置は複数が設けられ、前記監視手段は、前記複数の部品供給装置のうち前記供給動作を行っているものを監視し、前記供給動作を行っていないものについては監視しないことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の表面実装機。
   

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