JP2011146560A - 部品実装装置および部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】４基の基板搬送コンベアと２つの実装ヘッドとを備えた構成の部品実装装置において部品実装作業量の異なる２種類の基板を同時並行的に実装対象とする場合の生産性を向上させることができる部品実装装置および部品実装方法を提供することを目的とする。
【解決手段】１対の第１基板７Ａ、第２基板７Ｂを対象とする部品実装過程を、部品実装作業量の小さい第１基板７Ａを内側の第２搬送レーンＬ２に搬入して部品実装動作を実行する第１実装工程と、外側の第１搬送レーンＬ１に搬入された部品実装作業量の大きい第２基板７Ｂおよび第１基板７Ａの双方を対象として部品実装動作を実行する第２実装工程と、第１基板７Ａを対象とする部品実装動作が完了した後に第２基板７Ｂのみを対象として部品実装動作を実行する第３部品実装工程とで構成する。
【選択図】図６

Description

本発明は、基板に部品を実装する部品実装装置および部品実装方法に関するものである。

部品を基板に実装して実装基板を製造する部品実装装置には、基板を上流側から下流側へ搬送するための基板搬送機構が設けられており、基板搬送機構によって搬送され基板保持部に位置決め保持された基板を対象として、部品供給部から取り出した部品を移送搭載する部品実装作業が実行される。この部品実装作業の効率を向上させることを目的として、基板搬送機構に２つの独立した基板搬送レーンを有し、それぞれの基板搬送レーンに対応した部品供給部および実装ヘッドを備えた構成の部品実装装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

この特許文献例においては、基板の搬送を並列に行う２台の基板搬送装置（基板搬送レーン）の両側に、それぞれ個別に動作可能な装着ヘッドおよび部品供給ユニットを配置した例が示されている。この構成によれば、いずれかの部品供給ユニットにおいて部品切れが生じた場合など、装置停止を余儀なくされる事態が発生しても、部品切れが生じた部品供給ユニット側の作業動作を停止するのみでよく、装置全体の稼働を停止する必要がない。したがって、一方側において装置停止が発生しても他方側によって作業動作を継続することにより装置稼働率の低下を極力抑えることができるという利点がある。

特開２００８−１８６９９２号公報

しかしながら、上述の先行技術では、基板搬送動作や部品実装動作の過程で種々の要因によって不可避的に生じるタイムロスについては考慮されておらず、更なる生産性向上の要請に十分には対応できない。このため、このようなタイムロスを極力削減することを目的として、４列の基板搬送レーンと２つの実装ヘッドとを備え、１つの実装ヘッドが２つの基板搬送レーンを対象として部品実装動作を行う構成の部品実装装置が提案されている。これにより、各実装ヘッドが１つの基板搬送レーンを対象として部品実装動作を行っているときに他の基板搬送レーンで新たな基板を搬入することができ、搬送待機時間を低減することができる。

ところが、このように４列の基板搬送レーンと２つの実装ヘッドとを備えた構成において、部品実装作業量の異なる２種類の基板を同時並行的に実装対象とする場合には、実装ヘッドの作業負荷のアンバランスに起因して全体的な生産効率が低下するという問題が生じる。例えば、表裏で実装点数が異なる同一基板の表面と裏面とを同一装置によって実装対象とする場合には、１対の基板搬送コンベアにそれぞれ異なる実装面を上向きにした状態で基板が搬入され、これら２つの実装面に対して１つの実装ヘッドによって交互に実装作業を行う。

このとき、それぞれの基板搬送コンベアには、異なる部品実装作業量の基板が搬入されることから、実装ヘッドによる作業負荷は基板搬送コンベア毎に異なったものとなる。このため、作業負荷が大きい方の実装面を対象とする基板搬送コンベアにおけるタクトタイムによって装置全体の生産タクトが律速される。すなわち、表裏両面への実装作業を併せた１枚当たりの全体実装作業の生産効率を考えた場合には、必ずしもロスタイムが低減されて十分な生産性向上効果が得られているとはいえない。このように、従来の４基の基板搬送コンベアと２つの実装ヘッドとを備えた構成の部品実装装置においては、部品実装作業量の異なる２種類の基板を同時並行的に実装対象とする場合の生産性向上が難しく、ロスタイムが発生するという課題があった。

そこで本発明は、４基の基板搬送コンベアと２つの実装ヘッドとを備えた構成の部品実装装置において部品実装作業量の異なる２種類の基板を同時並行的に実装対象とする場合の生産性を向上させることができる部品実装装置および部品実装方法を提供することを目的とする。

本発明の部品実装装置は、部品実装作業量が異なる第１基板および第２基板に対して同時並行的に部品を実装する部品実装装置であって、前記第１基板および第２基板を搬送しこの基板を位置決めして保持する基板保持部が設けられた２基の基板搬送コンベアをそれぞれ並列して成る２つのコンベア列を、装置中心線を挟んで配置して構成された基板搬送機構と、前記基板搬送コンベアのそれぞれに設けられ、当該基板搬送コンベアの基板保持部における第１基板および第２基板の有無を検出する基板検出手段と、前記２列のコンベア列毎にそれぞれの側方に配設され前記第１基板および第２基板に実装される部品を供給する２つの部品供給部と、前記２つの部品供給部毎に対応して設けられそれぞれの対応する部品供給部から部品を取り出す２つの実装ヘッドと、前記２つの実装ヘッドをそれぞれの対応する部品供給部と対応するコンベア列の前記基板保持部との間で個別に移動させるヘッド移動機構と、前記部品実装作業量が小さい第１基板および部品実装作業量が大きい第２基板のそれぞれについての第１部品実装情報および第２部品実装情報を１つに括って作成された単一部品実装情報を記憶する記憶部と、前記単一部品実装情報に基づいて実装ヘッドおよびヘッド移動機構を制御することにより、前記基板保持部に保持された第１基板および第２基板へ部品を移送搭載する部品実装動作を実行させる制御処理部とを備え、前記制御処理部は、装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアに搬入されこの基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第１基板のみを対象として部品実装動作を実行する第１実装工程と、装置中心線から離れた外側の基板搬送コンベアに搬入されこの基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第２基板および内側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第１基板の双方を対象として部品実装動作を実行する第２実装工程と、前記第１基板を対象とする部品実装動作が完了した後に、前記外側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第２基板のみを対象として部品実装動作を実行する第３部品実装工程とを実行させる。

本発明の部品実装方法は、部品実装作業量が異なる第１基板および第２基板に対して、部品実装装置によって同時並行的に部品を実装する部品実装方法であって、前記部品実装装置は、前記第１基板および第２基板を搬送しこの基板を位置決めして保持する基板保持部が設けられた２基の基板搬送コンベアをそれぞれ並列して成る２つのコンベア列を、装置中心線を挟んで配置して構成された基板搬送機構と、前記基板搬送コンベアのそれぞれに設けられ、当該基板搬送コンベアの基板保持部における第１基板および第２基板の有無を検出する基板検出手段と、前記２列のコンベア列毎にそれぞれの側方に配設され前記第１基板および第２基板に実装される部品を供給する２つの部品供給部と、前記２つの部品供給部毎に対応して設けられそれぞれの対応する部品供給部から部品を取り出す２つの実装ヘッドと、前記２つの実装ヘッドをそれぞれの対応する部品供給部と対応するコンベア列の前記基板保持部との間で個別に移動させるヘッド移動機構と、前記部品実装作業量が小さい第１基板および部品実装作業量が大きい第２基板のそれぞれについての第１部品実装情報および第２部品実装情報を１つに括って作成された単一部品実装情報を記憶する記憶部と、前記単一部品実装情報に基づいて実装ヘッドおよびヘッド移動機構を制御することにより、前記基板保持部に保持された第１基板および第２基板へ部品を移送搭載する部品実装動作を実行させる制御処理部とを備え、装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアに搬入されこの基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第１基板のみを対象として部品実装動作を実行する第１実装工程と、装置中心線から離れた外側の基板搬送コンベアに搬入されこの基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第２基板および内側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第１基板の双方を対象として部品実装動作を実行する第２実装工程と、前記第１基板を対象とする部品実装動作が完了した後に、前記外側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第２基板のみを対象として部品実装動作を実行する第３部品実装工程とを含む。

本発明によれば、４基の基板搬送コンベアと２つの実装ヘッドとを備えた構成の部品実装装置において部品実装作業量の異なる第１基板、第２基板を同時並行的に実装対象とする場合において、１対の第１基板、第２基板を対象とする部品実装過程を、内側の基板搬送コンベアに搬入された部品実装作業量の小さい第１基板のみを対象として部品実装動作を実行する第１実装工程と、外側の基板搬送コンベアに搬入された部品実装作業量の大きい第２基板および内側の基板搬送コンベアに搬入された第１基板の双方を対象として部品実装動作を実行する第２実装工程と、第１基板を対象とする部品実装動作が完了した後に第２基板のみを対象として部品実装動作を実行する第３部品実装工程とで構成することにより、部品実装作業効率がより高い外側の基板搬送コンベアにおいて部品実装作業量の大きい第２基板を実装対象とするとともに、基板搬送動作に伴う実装ヘッドの待機時間を減少させることができ、部品実装作業量の異なる２種類の基板を同時並行的に実装対象とする場合の生産性を向上させることができる。

本発明の一実施の形態の部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の基板搬送機構の構成を示す平面図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における実装ヘッドの構造および機能の説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置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実装方法における部品実装情報の構成説明図 本発明の一実施の形態の部品実装方法における部品実装動作の動作説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１、図２，図３をを参照して、部品実装装置１の構成および機能を説明する。部品実装装置１は、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する部品実装ラインに用いられるものであり、上流側においてスクリーン印刷により半田が供給された基板に対して部品を実装する機能を有する。

図１において、部品実装装置１は、本体部としての部品実装機構部２の上流側に、基板を振り分ける機能を備えた基板振り分け部３を組み合わせて構成される。基板振り分け部３の基台３ａ上には、１対の搬送レールより成る第１基板振り分けコンベア４Ａ、第２基板振り分けコンベア４Ｂが搬送方向をＸ方向にして並設されている。基板振り分け部３には上流側装置から印刷済みの基板が搬入され（矢印ａ）、第１基板振り分けコンベア４Ａ、第２基板振り分けコンベア４Ｂによって部品実装機構部２に渡される。

部品実装機構部２の構成を説明する。基台２ａの上面には、第１基板搬送コンベア５Ａ、第２基板搬送コンベア５Ｂ（以下、「第１コンベア５Ａ」、「第２コンベア５Ｂ」と略記する。）より成る第１コンベア列６Ａ、および第３基板搬送コンベア５Ｃ、第４基板搬送コンベア５Ｄ（以下、「第３コンベア５Ｃ」、「第４コンベア５Ｄ」と略記する。）より成る第２コンベア列６Ｂが、装置中心線ＣＬを挟んでＸ方向に配列されている。すなわち部品実装装置１は、基板７を搬送する基板搬送コンベアを複数並列して成る第１コンベア列６Ａ、第２コンベア列６Ｂを備えており、装置中心線ＣＬを挟んで２列配置された第１コンベア列６Ａ、第２コンベア列６Ｂは基板搬送機構８を構成する。

第１コンベア５Ａ、第２コンベア５Ｂ、第３コンベア５Ｃ、第４コンベア５Ｄは、いずれも１対の搬送レールを組み合わせて構成されており、それぞれの搬送レールに備えられたコンベアベルトによって、基板振り分け部３より供給された基板７をＸ方向に搬送する。基板７には、位置認識のための認識マーク７ａ、７ｂが形成されており、後述するように、認識マーク７ａ、７ｂは基板７の位置検出のために基板認識カメラ１８によって撮像される。

なお本実施の形態においては、基板７として、両面実装基板の２つの実装面のように、常に対をなして組み合わされる２種類の基板（第１基板７Ａ、第２基板７Ｂ（図５、図６参照））を対象とする例を示している。ここで、当該基板に実装される部品数などで定義される部品実装作業量の小さい方が第１基板７Ａとされ、部品実装作業量の大きい方が第２基板７Ｂと定義される。以下の記述においては、これらの２種類の基板を区別する必要がある場合には第１基板７Ａ、第２基板７Ｂと記述し、区別する必要がない場合には単に基板７と総称する。

第１コンベア５Ａ、第２コンベア５Ｂ、第３コンベア５Ｃ、第４コンベア５Ｄは、それぞれ部品実装機構部２において実装作業対象の基板７を搬送する第１搬送レーンＬ１、第２搬送レーンＬ２、第３搬送レーンＬ３、第４搬送レーンＬ４を構成し、これらの搬送レーンには、基板振り分け部３の基台３ａ上に配設された第１基板振り分けコンベア４Ａ、第２基板振り分けコンベア４Ｂから基板７が搬入される。

すなわち図２に示すように、第１基板振り分けコンベア４Ａ、第２基板振り分けコンベア４Ｂは、基台３ａ上において駆動機構（図示省略）によってＹ方向（矢印ｂ）に一体的に移動可能となっており、これにより第１基板振り分けコンベア４Ａ、第２基板振り分けコンベア４Ｂを部品実装機構部２に設けられた２つのコンベア列６Ａ，６Ｂのいずれかと連結させることができる。すなわち基板振り分け部３は、第１基板振り分けコンベア４Ａ、第２基板振り分けコンベア４ＢのＹ方向への移動と、第１基板振り分けコンベア４Ａ、第２基板振り分けコンベア４Ｂによる基板搬送動作とを組み合わせることにより、上流側装置から受け渡された基板７を部品実装機構部２の複数の搬送レーンに振り分ける。

図２において、第１搬送レーンＬ１、第２搬送レーンＬ２、第３搬送レーンＬ３、第４搬送レーンＬ４のＸ方向の略中間位置には、基板保持部９が設けられており、基板保持部９はそれぞれの基板搬送コンベアによって搬送された基板７を位置決めして保持する。それぞれの基板保持部９には、基板検出用の第１検出センサＳ１、第２検出センサＳ２、第３検出センサＳ３、第４検出センサＳ４が設けられており、これらの検出センサは第１コンベア５Ａ〜第４コンベア５Ｄの各基板保持部９における基板７の有無を検出する。

第１コンベア列６Ａ、第２コンベア列６Ｂのそれぞれの側方には、第１部品供給部１０Ａ、第２部品供給部１０Ｂがコンベア列毎に配置されており、第１部品供給部１０Ａ、第２部品供給部１０Ｂには基板７に実装される部品を収納した複数のパーツフィーダ１１が並設されている。パーツフィーダ１１は、以下に説明する実装ヘッドによる部品取出し位置に基板７に実装される部品Ｐ（図３参照）を供給する。

基台２ａにおいてＸ方向の下流側の端部には、Ｙ軸テーブル機構１２がＹ方向に配設されている。Ｙ軸テーブル機構１２からは第１Ｘ軸テーブル機構１３Ａ、第２Ｘ軸テーブル機構１３ＢがＸ方向に延出して設けられており、第１Ｘ軸テーブル機構１３Ａ、第２Ｘ軸テーブル機構１３ＢはＹ軸テーブル機構１２に内蔵されたリニアモータ駆動機構によって、それぞれ個別にＹ方向に水平移動する。第１Ｘ軸テーブル機構１３Ａ、第２Ｘ軸テーブル機構１３Ｂには、それぞれ複数の単位実装ヘッド１６を備えた第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂが装着されている。

図３（ａ）に示すように、単位実装ヘッド１６は下端部に部品Ｐを吸着保持する吸着ノズル１６ａを備えており、複数の単位実装ヘッド１６が移動プレート１５ａを介して第１Ｘ軸テーブル機構１３Ａに装着されている。移動プレート１５ａはガイドレール１３ａ、スライダ１３ｂより成るスライド機構によってＸ軸テーブル機構１３Ａに対してＸ方向に移動自在となっており、移動プレート１５ａに固着された可動子１３ｄが固定子１３ｃに対して相対移動することにより、第１実装ヘッド１５ＡはＸ方向に水平移動する。また移動プレート１５ａの下端部には、第１Ｘ軸テーブル機構１３Ａの下面側に位置して、基板認識カメラ１８が撮像面を下向きにして装着されている。なお図３（ａ）においては、２つのコンベア列のうち第１コンベア列６Ａ側のみを図示しているが、装置中心線ＣＬに関して対称の第２コンベア列６Ｂ側についても同様構成である。

第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂは、それぞれ第１部品供給部１０Ａ、第２部品供給部１０Ｂに対応して設けられており、第１実装ヘッド１５Ａは、第１部品供給部１０Ａから各単位実装ヘッド１６によって部品を取り出し、図３（ｂ）（イ）に示すように、第１搬送レーンＬ１または第２搬送レーンＬ２の基板保持部９に保持された基板７に実装する（矢印ｄ）。同様に、第２実装ヘッド１５Ｂは、第２部品供給部１０Ｂから部品を取り出し、第３搬送レーンＬ３、第４搬送レーンＬ４の基板保持部９に保持された基板７に実装する。

すなわち、Ｙ軸テーブル機構１２およびＸ軸テーブル機構１３Ａ、Ｙ軸テーブル機構１２およびＸ軸テーブル機構１３Ｂは、第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂをそれぞれの対応する部品供給部と各搬送レーンの基板保持部９との間で個別に移動させる第１ヘッド移動機構１４Ａ、第２ヘッド移動機構１４Ｂを構成する。さらに、第１ヘッド移動機構１４Ａおよび第１実装ヘッド１５Ａ、第２ヘッド移動機構１４Ｂおよび第２実装ヘッド１５Ｂは、それぞれ第１部品供給部１０Ａ、第２部品供給部１０Ｂから部品を取り出して、基板保持部９に位置決め保持された基板７に実装する部品実装機構を構成する。

これらの部品実装機構による部品実装作業において、第１コンベア５Ａは第２コンベア５Ｂよりも第１部品供給部１０Ａに近接しており、また第４コンベア５Ｄは第３コンベア５Ｃよりも第２部品供給部１０Ｂに近接していることから、部品実装作業における第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂの移動経路は対象とする搬送レーンによって異なったものとなる。したがって、第１コンベア列６Ａを対象とする部品実装作業においては、第１搬送レーンＬ１に位置する基板７を対象とする方が第２搬送レーンＬ２に位置する基板７を対象とするよりも、より高い部品実装作業効率を実現することができる。同様に、第２コンベア列６Ｂを対象とする部品実装作業においては、第４搬送レーンＬ４に位置する基板７を対象とする方が第３搬送レーンＬ３に位置する基板７を対象とするよりも、より高い部品実装作業効率を実現することができる。

本実施の形態においては、部品実装作業量の小さい第１基板７Ａを、内側の第２搬送レーンＬ２または第３搬送レーンＬ３に搬入し、部品実装作業量の大きい第２基板７Ｂを、外側の第１搬送レーンＬ１または第４搬送レーンＬ４に搬入するようにしている。すなわち、より高い部品実装作業効率が実現可能な方の搬送レーンに、常に部品実装作業量の大きい方の基板を割り当てることにより、実装所要時間を短縮して全体の実装作業の生産性を向上させることが可能となっている。

第１部品供給部１０Ａと第１コンベア５Ａ、第２部品供給部１０Ｂと第４コンベア５Ｄとの間には、それぞれ部品認識カメラ１７が配設されている。第１部品供給部１０Ａ、第２部品供給部１０Ｂから部品を取り出した第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂが、各搬送レーンの基板保持部９に保持された基板７へ移動する際に、第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂが部品認識カメラ１７の上方を移動することにより、部品認識カメラ１７は第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂに保持された部品を撮像する。この撮像によって取得された画像を認識処理部２４（図４参照）によって認識処理することにより、第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂに保持された状態の部品Ｐの部品種の異同や位置ずれ状態が検出される。

また第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂを各搬送レーンの基板保持部９によって保持された基板７の上方に移動させることにより、図３（ｂ）（ロ）に示すように、基板７に形成された認識マーク７ａ、７ｂを基板認識カメラ１８によって撮像する（矢印ｅ）。すなわちこれら２つの基板認識カメラ１８は、それぞれ第１ヘッド移動機構１４Ａ、第２ヘッド移動機構１４Ｂにより第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂとそれぞれ一体的に移動し、基板保持部９に保持された基板７の認識マーク７ａ、７ｂを撮像する。この撮像によって取得された画像を認識処理部２４によって認識処理することにより、基板保持部９に保持された状態における基板７の位置が検出される。第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂによる基板７への部品搭載動作においては、部品Ｐの位置ずれ検出結果と基板７の位置検出結果とに基づいて、第１ヘッド移動機構１４Ａ、第２ヘッド移動機構１４Ｂによる位置決め動作を補正する。

次に図４を参照して、制御系の構成を説明する。図４において、制御処理部２０はＣＰＵ機能であり、動作モード記憶部２１やデータ記憶部２２に記憶された制御プログラムや作業データに基づき、以下の各部を制御する。機構駆動部２３は、制御処理部２０によって制御されて、基板搬送機構８、基板振り分け部３、第１部品供給部１０Ａ、第２部品供給部１０Ｂ、第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂ、第１ヘッド移動機構１４Ａ、第２ヘッド移動機構１４Ｂを駆動し、それぞれの作業動作を実行させる。認識処理部２４は、基板認識カメラ１８、部品認識カメラ１７によって撮像された画像を認識処理する。これにより、基板７に形成された認識マーク７ａ、認識マーク７ｂが認識され、第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂに保持された部品Ｐの位置が検出される。

基板検出部２５は、第１検出センサＳ１〜第４検出センサＳ４の検出信号に基づき、第１搬送レーンＬ１〜第４搬送レーンＬ４の基板保持部９における基板７の有無を検出する。第１検出センサＳ１〜第４検出センサＳ４および基板検出部２５は、基板搬送コンベアのそれぞれに設けられ、当該基板搬送コンベアの基板保持部９における基板７の有無を検出する基板検出手段となっている。操作・入力部２６はタッチパネルやキーボードなどの入力装置であり、操作指令やデータ入力などの入力操作を行う。表示部２７は表示パネルであり、操作・入力部２６による操作入力時の案内画面や各種の報知画面を表示する。動作モード記憶部２１には、基板組み合わせ処理モード２１ａなどの各種の動作モードが記憶されている。

ここで動作モードとは、部品実装装置１による基板７への部品実装作業を連続して実行するに際して、予め規定された作業動作パターンにしたがって各部を動作させるための必要な制御プログラムである。本実施の形態では、実装対象となる基板７が、実装作業内容が同一ではなく部品数などで定義される部品実装作業量が異なる２種類の基板（第１基板７Ａ、第２基板７Ｂ）であって、第１基板７Ａ、第２基板７Ｂを常に対にして組合わせて部品実装作業を行う場合において、基板搬送に伴う待機時間などの無駄時間を極力低減するとともに、実装ヘッドの作業動作負荷を時間的に平準化するようにしている。ここで、第１基板７Ａ、第２基板７Ｂとしては、同一機器に組み込まれる２種類の個別の基板であってもよく、または表裏両面に部品が実装される単一の基板の２つの実装面を、第１基板７Ａ、第２基板７Ｂとみなして取り扱う例であってもよい。

データ記憶部２２は、基板情報２２ａ、部品実装情報２２ｂなど、基板７を対象として実行される部品実装作業に必要なデータを基板７の品種毎に記憶する。基板情報２２ａは、基板７についての作業データ、すなわち基板のサイズや、基板７における実装座標基準点、認識マーク７ａ、７ｂの有無や位置などに関する情報である。部品実装情報２２ｂは、基板７に実装される部品の種類や、基板７における各部品の実装位置座標に関する情報である。本実施の形態においては、部品実装情報２２ｂとして、前述の第１基板７Ａ、第２基板７Ｂのそれぞれについての部品実装情報を示す基板別部品実装情報２２ｂ１（第１部品実装情報、第２部品実装情報）に加えて、第１基板７Ａ、第２基板７Ｂの双方の実装面を合わせた実装範囲を仮想的に単一の基板の実装面と見なした仮想基板７０（図５参照）についての部品実装情報を示す単一部品実装情報２２ｂ２が含まれている。

このような部品実装情報２２ｂの内容について、図５を参照して説明する。図５（ａ）は、第１コンベア列６Ａの、第１搬送レーンＬ１、第２搬送レーンＬ２にそれぞれ第２基板７Ｂ、第１基板７Ａを搬入し、基板保持部９によって位置決め保持した状態を示している。この状態において、第２基板７Ｂ、第１基板７Ａを合わせた範囲を閉囲する鎖線枠７０は、第１基板７Ａ、第２基板７Ｂの双方の実装面を合わせた実装範囲を仮想的に単一の基板の実装面と見なした仮想基板７０に相当する。基板搬入後の部品実装作業においては、第１基板７Ａ、第２基板７Ｂにそれぞれ形成された認識マーク７ａ，７ｂの認識結果に基づき、第１実装ヘッド１５Ａによる部品の実装位置が制御される。

図５（ｂ）は、基板別部品実装情報２２ｂ１、単一部品実装情報２２ｂ２のデータ構成例を示している。基板別部品実装情報２２ｂ１は、第１基板７Ａについての第１部品実装情報、第２基板７Ｂについての第２部品実装情報より構成され、それぞれ当該基板における実装点に付された「ＮＯ．」（実装番号）、部品種を示す「コード」、実装点の位置を基板情報２２ａによって与えられる実装座標基準点に対する相対座標で示す「実装座標」などを含んでいる。基板別部品実装情報２２ｂ１に示すように、部品実装作業量が小さい方が第１基板７Ａに対応しており、部品実装作業量が大きい方が第２基板７Ｂに対応している。

そして単一部品実装情報２２ｂ２は、図５（ａ）に示す仮装基板７０についての部品実装情報であり、基板別部品実装情報２２ｂ１によって与えられる個別基板についての部品実装情報を、１つの部品実装情報として括って作成されたデータ形態となっている。単一部品実装情報２２ｂ２に示す各実装番号には、その実装点が実際はどちらの基板に属するかを示す「区分」が、それぞれ第１基板７Ａ、第２基板７Ｂに対応して付されている。これにより、単一部品実装情報２２ｂ２に基づいて部品実装作業を実行する際に、「区分」がＡ，Ｂのいずれであるかを識別することにより、実際の実装対象を第１基板７Ａ、第２基板７Ｂのいずれかに限定することができる。上記構成のデータ記憶部２２は、部品実装作業量が小さい第１基板７Ａおよび部品実装作業量が大きい第２基板７Ｂのそれぞれについての基板別部品実装情報２２ｂ１である第１部品実装情報および第２部品実装情報を１つに括って作成された単一部品実装情報２２ｂ２を記憶する記憶部となっている。

次に、図６を参照して、基板組合わせ処理モード２１ａを実行することによって実現される部品実装動作について説明する。この部品実装動作においては制御処理部２０が、基板搬送機構８、第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂおよび第１ヘッド移動機構１４Ａ、第２ヘッド移動機構１４Ｂを制御することにより、常に対をなして組合わされる２種類の第１基板７Ａ、第２基板７Ｂを対象として、各部品供給部から取り出された部品が移送搭載される。なお、図６においては、基板搬送機構８のうち、第１コンベア列６Ａ側のみを示して第２コンベア列６Ｂの図示を省略しているが、第２コンベア列６Ｂ側においても同様の部品実装動作が実行される。これらの部品実装動作においては、第１基板７Ａは常に装置中心線ＣＬに近接した内側の第２搬送レーンＬ２、第３搬送レーンＬ３のいずれかに搬入され、第２基板７Ｂは常に装置中心線ＣＬから離れた外側の第１搬送レーンＬ１、第４搬送レーンＬ４のいずれかに搬入される。

まず図６（ａ）に示すように、第１搬送レーンＬ１に未だ第２基板７Ｂが搬入されていない状態で、第１基板７Ａが第２搬送レーンＬ２に搬入され（矢印ｆ）、基板保持部９によって位置決め保持される。次いで第１基板７Ａを対象として、第１実装ヘッド１５Ａによって第１部品供給部１０Ａから取り出した部品を第１基板７Ａに搭載する部品実装動作（矢印ｇ）が開始される。このとき、データ記憶部２２に記憶された単一部品実装情報２２ｂ２を参照して、「区分」Ａに属する実装番号のみを対象とし、「区分」Ｂに属する実装番号はスキップする。すなわちここでは、装置中心線ＣＬに近接した内側の第２搬送レーンＬ２に対応した基板搬送コンベアに搬入され、この基板搬送コンベアの基板保持部９に保持された第１基板７Ａのみを対象として、部品実装動作を実行する（第１実装工程）。

上述の第１実装工程を実行する過程において、図６（ｂ）に示すように、第１搬送レーンＬ１には第２基板７Ｂが搬入され（矢印ｉ）、基板保持部９によって位置決め保持されるとともに、第１検出センサＳ１によって第２基板７Ｂが検出される。そしてこの基板検出結果を承けて、図６（ｃ）に示す部品実装動作が単一部品実装情報２２ｂ２を参照して開始される。ここでは、第１実装ヘッド１５Ａが第１部品供給部１０Ａから取り出した部品を、第１基板７Ａまたは第２基板７Ｂに直接移送する搭載経路（矢印ｊ、ｋ）によって、さらには第１部品供給部１０Ａから取り出した複数の部品のうちの一部を第１基板７Ａまたは第２基板７Ｂの一方に実装した後、他方の基板に残りの部品を移送する搭載経路（矢印ｌ）によって部品が移送搭載される。

すなわちここでは、装置中心線ＣＬから離れた外側の第１搬送レーンＬ１に対応した基板搬送コンベアに搬入され、この基板搬送コンベアの基板保持部９に保持された第２基板７Ａおよび内側の第２搬送レーンＬ２に対応した基板搬送コンベアに搬入され、この基板搬送コンベアの基板保持部９に保持された第１基板７Ａの双方を対象として、部品実装動作を実行する（第２実装工程）。

第２実装工程における第１基板７Ａを対象とする部品実装動作が完了したならば、図６（ｄ）に示すように、第２搬送レーンＬ２において、第１基板７Ａを基板保持部９から下流側へ搬出（矢印ｍ）するとともに、上流側から新たな第１基板７Ａを搬入（矢印ｎ）する。そしてこの基板搬送動作と並行して、第１搬送レーンＬ１における第２基板７Ｂを対象とする部品実装動作を、実装作業完了まで実行する（矢印ｏ）。すなわちここでは、第１基板７Ａを対象とする部品実装動作が完了した後に、外側の第１搬送レーンＬ１に対応した基板搬送コンベアの基板保持部９に保持された第２基板７Ｂのみを対象として、部品実装動作を実行する（第３部品実装工程）。これにより、１対の第１基板７Ａ、第２基板７Ｂを組み合わせた基板組合わせ実装処理の１サイクルが完了する。

上記説明したように、前述構成の部品実装装置１によって、部品実装作業量の異なる第１基板７Ａ、第２基板７Ｂを同時並行的に実装対象とする場合において、１対の第１基板７Ａ、第２基板７Ｂを対象とする部品実装過程を、上述の第１実装工程、第２実装工程および第３実装工程とで構成することにより、以下に述べるような効果を得る。すなわち、部品供給部に近接して部品実装作業効率がより高い外側の基板搬送レーンに、部品実装作業量の大きい第２基板Ｂを搬入して実装対象とすることにより、実装所要時間を短縮することができる。

また上述の工程構成においては、２列の搬送レーンにおいて一方側の搬送レーンにおいて基板搬送が行われているときにも、他方の搬送レーンにおいては部品実装動作が実行されるようになっていることから、基板搬送動作に伴う実装ヘッドの待機時間を減少させることができる。さらに、第１基板７Ａの部品実装作業量の第１実装工程および第２部品実装工程への配分と、第２基板７Ｂの部品実装作業量の第２実装工程および第３部品実装工程への配分とを調整することにより、部品実装過程における実装ヘッドの作業動作負荷を時間的に平準化することが可能となる。

本発明の部品実装装置および部品実装方法は、４基の基板搬送コンベアと２つの実装ヘッドとを備えた構成の部品実装装置において部品実装作業量の異なる２種類の基板を同時並行的に実装対象とする場合の生産性を向上させることができるという効果を有し、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する分野において有用である。

１ 部品実装装置
２ 部品実装機構部
３ 基板振り分け部
５Ａ 第１コンベア
５Ｂ 第２コンベア
５Ｃ 第３コンベア
５Ｄ 第４コンベア
６Ａ 第１コンベア列
６Ｂ 第２コンベア列
７ 基板
７Ａ 第１基板
７Ｂ 第２基板
７ａ、７ｂ 認識マーク
８ 基板搬送機構
９ 基板保持部
１４Ａ 第１ヘッド移動機構
１４Ｂ 第２ヘッド移動機構
１５Ａ 第１実装ヘッド
１５Ｂ 第２実装ヘッド
１８ 基板認識カメラ
Ｌ１ 第１搬送レーン
Ｌ２ 第２搬送レーン
Ｌ３ 第３搬送レーン
Ｌ４ 第４搬送レーン

Claims (2)

1. 部品実装作業量が異なる第１基板および第２基板に対して同時並行的に部品を実装する部品実装装置であって、
   前記第１基板および第２基板を搬送しこの基板を位置決めして保持する基板保持部が設けられた２基の基板搬送コンベアをそれぞれ並列して成る２つのコンベア列を、装置中心線を挟んで配置して構成された基板搬送機構と、前記基板搬送コンベアのそれぞれに設けられ、当該基板搬送コンベアの基板保持部における第１基板および第２基板の有無を検出する基板検出手段と、
   前記２列のコンベア列毎にそれぞれの側方に配設され前記第１基板および第２基板に実装される部品を供給する２つの部品供給部と、前記２つの部品供給部毎に対応して設けられそれぞれの対応する部品供給部から部品を取り出す２つの実装ヘッドと、前記２つの実装ヘッドをそれぞれの対応する部品供給部と対応するコンベア列の前記基板保持部との間で個別に移動させるヘッド移動機構と、
   前記部品実装作業量が小さい第１基板および部品実装作業量が大きい第２基板のそれぞれについての第１部品実装情報および第２部品実装情報を１つに括って作成された単一部品実装情報を記憶する記憶部と、前記単一部品実装情報に基づいて実装ヘッドおよびヘッド移動機構を制御することにより、前記基板保持部に保持された第１基板および第２基板へ部品を移送搭載する部品実装動作を実行させる制御処理部とを備え、
   前記制御処理部は、装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアに搬入されこの基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第１基板のみを対象として部品実装動作を実行する第１実装工程と、
   装置中心線から離れた外側の基板搬送コンベアに搬入されこの基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第２基板および内側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第１基板の双方を対象として部品実装動作を実行する第２実装工程と、
   前記第１基板を対象とする部品実装動作が完了した後に、前記外側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第２基板のみを対象として部品実装動作を実行する第３部品実装工程とを実行させることを特徴とする部品実装装置。
2. 部品実装作業量が異なる第１基板および第２基板に対して、部品実装装置によって同時並行的に部品を実装する部品実装方法であって、
   前記部品実装装置は、前記第１基板および第２基板を搬送しこの基板を位置決めして保持する基板保持部が設けられた２基の基板搬送コンベアをそれぞれ並列して成る２つのコンベア列を、装置中心線を挟んで配置して構成された基板搬送機構と、前記基板搬送コンベアのそれぞれに設けられ、当該基板搬送コンベアの基板保持部における第１基板および第２基板の有無を検出する基板検出手段と、前記２列のコンベア列毎にそれぞれの側方に配設され前記第１基板および第２基板に実装される部品を供給する２つの部品供給部と、前記２つの部品供給部毎に対応して設けられそれぞれの対応する部品供給部から部品を取り出す２つの実装ヘッドと、前記２つの実装ヘッドをそれぞれの対応する部品供給部と対応するコンベア列の前記基板保持部との間で個別に移動させるヘッド移動機構と、前記部品実装作業量が小さい第１基板および部品実装作業量が大きい第２基板のそれぞれについての第１部品実装情報および第２部品実装情報を１つに括って作成された単一部品実装情報を記憶する記憶部と、前記単一部品実装情報に基づいて実装ヘッドおよびヘッド移動機構を制御することにより、前記基板保持部に保持された第１基板および第２基板へ部品を移送搭載する部品実装動作を実行させる制御処理部とを備え、
   装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアに搬入されこの基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第１基板のみを対象として部品実装動作を実行する第１実装工程と、
   装置中心線から離れた外側の基板搬送コンベアに搬入されこの基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第２基板および内側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第１基板の双方を対象として部品実装動作を実行する第２実装工程と、
   前記第１基板を対象とする部品実装動作が完了した後に、前記外側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第２基板のみを対象として部品実装動作を実行する第３部品実装工程とを含むことを特徴とする部品実装方法。

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