JP2011254023A - 部品実装方法、部品実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】装着ヘッドを２台備える部品実装機において、一方の装着ヘッドに発生する無駄な待ち時間を抑制する。
【解決手段】第一ヘッド１１１および第二ヘッド１２１が協調して基板２０に部品を実装する部品実装機１００に適用される部品実装方法であって、第一ヘッド１１１および第二ヘッド１２１のいずれか一方のみが干渉エリアに部品を実装する権利である占有権を有するように、第一ヘッド１１１および第二ヘッド１２１の動作を排他制御し、第二ヘッド１２１に部品が吸着されていないノズルである空ノズルが有る間に第一ヘッド１１１が占有権を有するか否かを確認し、第一ヘッド１１１に占有権が有ると判断された場合、第二ヘッド１２１の空ノズルでフリー部品を吸着する。
【選択図】図２

Description

本願発明は、部品実装機、および、これに適用される部品実装方法に関し、特に、１枚の基板に対して複数の装着ヘッドが協調して部品を実装する部品実装機、および、部品実装方法に関する。

従来、１枚の基板に対して２つの装着ヘッドが協調動作を行ないながら部品を実装する部品実装機が存在する。

このような部品実装機では、２つの装着ヘッドが互いに干渉しないようにそれぞれの装着ヘッドの動作を制御する必要がある。

具体的には、２つの装着ヘッドの可動領域、および、実装対象の基板のサイズ等に応じて干渉エリアとフリーエリアとを区分し、部品実装機は、各エリアに対応する制御をするようになっている。

ここで、前記干渉エリアとは、２つの装着ヘッドが互いに干渉することを防止するために、これら２つの装着ヘッドが同時期に部品を実装できないように排他制御するべきエリアである。また、フリーエリアとは、２つの装着ヘッドの一方が干渉エリアに部品を実装している期間であっても他方が部品を実装することが許可されるエリアであり、排他制御を解除してもよいエリアである。

このように部品実装機に干渉エリアとフリーエリアとが設定され、２つの装着ヘッドを上手く協調させて基板に部品を装着していく場合、干渉エリアにおける実装とフリーエリアにおける実装とを２つの装着ヘッドに対しどのように配分するかで実装基板の生産効率が変わることになる。

例えば特許文献１に開示されている部品実装方法は、干渉エリアにおいて一方の装着ヘッドが配置されていない場合は、他方の装着ヘッドが干渉エリアにおける実装を行うことを優先的に行うというモードが採用されている。また、干渉エリアにおいて一方の装着ヘッドが有る場合は、他方の装着ヘッドは、干渉エリアでは実装が行えないため、フリーエリアにおける実装のみを連続して行い、フリーエリアにおいて実装する部品がなくなれば、一方の装着ヘッドの干渉エリアにおける実装が終了するまで、他方の装着ヘッドはなにもせずに待機していた。

特開２００３−２４３８９０号公報

ところが、前記部品実装方法では、他方の装着ヘッドが干渉エリアに実装する部品を吸着した後、一方の装着ヘッドが干渉エリアにあることが判明した場合、他方の装着ヘッドはフリーエリアには部品を実装することができず、干渉エリアに実装する部品を吸着したまま待機するしかなかった。

このような部品実装方法では、他方の装着ヘッドが実装に寄与しないいわゆる遊びの時間が多く発生し、実装基板の生産効率に負の影響を与えていた。

本願発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、装着ヘッドを有効に活用して実装基板の生産効率を向上させる部品実装方法、部品実装機の提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本願発明にかかる部品実装方法は、複数のノズルを備える装着ヘッドである第一ヘッドおよび第二ヘッドが協調して基板に部品を実装する部品実装機に適用される部品実装方法であって、前記部品実装機は、前記第一ヘッドと前記第二ヘッドとの干渉を防止するために、前記第一ヘッドと前記第二ヘッドとが同時期に部品を実装することが禁止される干渉エリアと、前記第一ヘッドおよび前記第二ヘッドの一方が前記干渉エリアに部品を実装している期間であっても他方が部品を実装することが許可されるフリーエリアとが設定されており、前記第一ヘッドおよび第二ヘッドのいずれか一方のみが干渉エリアに部品を実装する権利である占有権を有するように、前記第一ヘッドおよび第二ヘッドの動作を排他制御する排他制御ステップと、前記第二ヘッドに部品が吸着されていないノズルである空ノズルが有る間に前記第一ヘッドが占有権を有するか否かを確認する占有権確認ステップと、前記占有権確認ステップにおいて前記第一ヘッドに占有権が有ると判断された場合、前記第二ヘッドの空ノズルでフリーエリアに実装できる部品を吸着するフリー吸着ステップとを含むことを特徴としている。

さらに、前記占有権確認ステップにおいて前記第一ヘッドに占有権が無いと判断された場合、前記第二ヘッドが占有権を取得する占有権取得ステップと、前記第二ヘッドの空ノズルに干渉エリアに実装できる部品を吸着する干渉吸着ステップとを含んでもよい。

これによれば、空ノズルがある間に第一ヘッドの占有権の有無を確認することができ、第一ヘッドに占有権がある場合、第二ヘッドは、待機することなく空ノズルを用いてフリーエリアに部品を実装し続けることができる。従って、第一ヘッドに占有権があるにもかかわらず、第二ヘッドが干渉エリアに実装する部品で満たされた状態が発生することを回避できる。従って、第二ヘッドの少なくとも１本の空ノズルを用いてフリーエリアに実装することができ、第二ヘッドが待機する時間を抑制して、実装基板の生産効率を向上させることが可能となる。

また、前記占有権確認ステップは、前記第二ヘッドのノズルの全てが空ノズルである間に前記第一ヘッドが占有権を有するか否かを確認する第一確認ステップを含むものでもよい。

前記第一確認ステップを実行することで、第二ヘッドの全てのノズルに所望のエリアに実装できる部品を吸着させることができる。つまり、第一ヘッドに占有権がある場合は全ての空ノズルに対してフリー吸着ステップを実行することができ、第一ヘッドに占有権が無い場合には占有権取得ステップと、干渉吸着ステップとを実行することができる。

また、前記占有権確認ステップは、前記第一確認ステップにおいて、前記第一ヘッドが占有権を有すると判断された場合、前記第二ヘッドのノズルの少なくとも１本が空ノズルでなくなってから前記第一ヘッドが占有権を有するか否かを確認する第二確認ステップとを含んでもよい。

これによれば、前記第二ヘッドのノズルの少なくとも１本が空ノズルでなくなってから空ノズルが有る間に第一ヘッドに占有権が無くなったと確認した場合、空ノズルに対して干渉吸着ステップを実行することができる。従って、排他制御される干渉エリアにおいて効率よく早期に実装を完了させることが可能となる。

また、前記フリー吸着ステップにおいて、干渉エリアにも実装することのできる部品を優先的に吸着してもよい。

これによれば、部品の吸着工程の途中で第一ヘッドの占有権が無くなった場合、第一ヘッドの占有権がある状態で吸着した部品で干渉エリアにおける実装を行うことが可能となる。従って、排他制御される干渉エリアにおいてより効率よく早期に実装を完了させることが可能となる。

また、上記目的を達成するために、本願発明にかかる部品実装機は、複数のノズルを備える装着ヘッドである第一ヘッドおよび第二ヘッドが協調して基板に部品を実装する部品実装機であって、前記第一ヘッドと前記第二ヘッドとの干渉を防止するために、前記第一ヘッドと前記第二ヘッドとが同時期に部品を実装することが禁止される干渉エリアと、前記第一ヘッドおよび前記第二ヘッドの一方が前記干渉エリアに部品を実装している期間であっても他方が部品を実装することが許可されるフリーエリアとが設定されており、前記第一ヘッドおよび第二ヘッドのいずれか一方のみが干渉エリアに部品を実装する権利である占有権を有するように、前記第一ヘッドおよび第二ヘッドの動作を排他制御する排他制御部と、前記第二ヘッドに部品が吸着されていないノズルである空ノズルが有る間に前記第一ヘッドが占有権を有するか否かを確認する占有権確認部と、前記占有権確認部において前記第一ヘッドに占有権が有ると判断された場合、前記第二ヘッドの空ノズルにフリーエリアに実装できる部品を吸着させ、フリーエリアに部品を装着させる制御部とを備えることを特徴としている。

これによれば、第一ヘッドに占有権がある場合、第二ヘッドは、待機することなく空ノズルを用いてフリーエリアに部品を実装し続けることができる。従って、第二ヘッドが待機する時間を抑制して、実装基板の生産効率を向上させることが可能となる。

なお、前記部品実装方法が含む各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを実施することも本願発明の実施に該当する。無論、そのプログラムが記録された記録媒体を実施することも本願発明の実施に該当する。

本願発明によれば、二つの装着ヘッドが互いに協調して基板に部品を実装する部品実装機において、相互に占有権を監視しつつ、占有権の無い装着ヘッドもフリーエリアに部品を実装することで、占有権の無い装着ヘッドが待機する遊びの時間を抑制することが可能となる。従って、実装基板の生産効率を向上させることが可能となる。

本願発明の実施の形態における部品実装機の概要を模式的に示す図である。 部品実装機の主要な構成および動作の概要を模式的に示す平面図である。 部品実装機の主要な機能構成を機構構成と共に模式的に示すブロック図である。 部品実装方法の概要を示すフロー図である。

以下、本願発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本願発明の実施の形態における部品実装機の概要を模式的に示す図である。

同図に示すように、部品実装機１００は、実装基板を生産するための生産ラインの一部を構成する装置であり、例えば、基板２０の表面に半田を印刷する前工程から連続的に搬入される基板２０に対し、複数の部品を装着して実装基板を連続的に生産し、後工程に対し搬出する装置である。

図２は、部品実装機の主要な構成および動作の概要を模式的に示す平面図である。

部品実装機１００は、お互いが協調して１枚の基板２０に対して実装作業を行う装置であり、独立して実装基板を生産することのできる能力を有する第一設備１１０及び第二設備１２０を備えている。第一設備１１０および第二設備１２０は、実装される基板２０を挟んで互いに対向して配置されている。なお、説明の都合上、第一設備１１０および第二設備１２０が配置される方向を部品実装機１００の前後方向と記し、図中ではＹ軸方向としている。

第一設備１１０は、第一部品供給部１１５と、第一ビーム１１２と、第一ヘッド１１１と、第一カメラ１１６を備える。第二設備１２０は、第一設備１１０と同じ構成であり、第二部品供給部１２５と、第二ビーム１２２と、第二ヘッド１２１と、第二カメラ１２６とを備える。

第一ビーム１１２および第二ビーム１２２のそれぞれは、Ｘ軸方向に延びた剛体であって、Ｙ軸方向に延びて配置されるＹビーム（図示せず）とそれぞれ摺動可能に接続され、Ｘ軸方向に延びた状態を保ったままでＹ軸方向に移動（平行移動）することができる部材である。

第一ヘッド１１１は、複数の第一ノズル１１３を備え、複数の部品を吸着し、搬送し、所定の実装点で部品を装着することのできる装置である。第一ヘッド１１１は、第一ビーム１１２に取り付けられ、第一ビーム１１２に沿ってＸ軸方向に往復自在に直線的に移動可能である。

従って、第一ヘッド１１１は、Ｙ軸方向に第一ビーム１１２を平行移動させることでＹ軸方向の位置が決定され、第一ビーム１１２に沿ってＸ軸方向に移動することでＸ軸方向の位置が決定される。以上から、第一ヘッド１１１は、ＸＹ平面内で自在に移動可能となっている。

第二ヘッド１２１は、第一ヘッド１１１と構成、機能共に同じであるので説明を省略する。

なお、図２では、第一ヘッド１１１は４本の第一ノズル１１３を有しているが、第一ヘッド１１１が有する第一ノズル１１３の数は、特に限定されるものでは無い。また、一直線に並べて配置される第一ノズル１１３が記載されているが、これも特に限定されるものでは無く、第一ヘッド１１１は、直線上に４本並べて配置された第一ノズル１１３を２列備えていてもかまわない。

また、第二ノズル１２３の配列態様については、第一ヘッド１１１と同じにする必要はなく、第二ヘッド１２１は任意の配列態様を採用することが可能となる。

以下、第一ヘッド１１１および第二ヘッド１２１を総称して「装着ヘッド」と記す場合がある。第一ノズル１１３および第二ノズル１２３を総称して「ノズル」と記す場合がある。

第一カメラ１１６は、第一ヘッド１１１の第一ノズル１１３が吸着する部品の状態を撮像するためのカメラである。本実施の形態の場合、第一カメラ１１６は、第一ヘッド１１１が吸着する部品を下方から撮像する装置である。そして、第一カメラ１１６により取得された画像を画像解析することにより、第一ノズル１１３に吸着されている部品のＸＹ方向の位置やθ方向のずれ、その他異常な部品の傾きや第一ノズル１１３が部品を吸着しているか否かなどの情報が取得される。

第二カメラ１２６は、第一カメラ１１６と機能や構成は同様である。

第一部品供給部１１５は、第一ヘッド１１１が吸着する部品が供給される部分である。第一部品供給部１１５には、例えば複数のテープフィーダなどが並べて取り付けられており、各テープフィーダは、種類の異なる部品や同種の部品をそれぞれ断続的に供給するものとなっている。第二部品供給部１２５の機能や構成は、第一部品供給部１１５と同様である。

部品実装機１００はさらに、基板２０を断続的に搬送するための搬送ユニット１２９を備えている。

搬送ユニット１２９は、搬入された基板２０を実装ステージまで搬送すると共に、実装中は実装ステージで基板２０を保持し、実装が終了すれば部品実装機１００から基板を搬出する装置である。本実施の形態の場合、搬送ユニット１２９は、一対のレールを備えるコンベアであり、基板２０の対向する端縁を挟持した状態で基板２０を搬送することができるものとなっている。また、搬送ユニット１２９の一方のレールは、搬送される基板２０のＹ軸方向の長さに応じてＹ軸方向に移動可能となっている。

このような構成を備える部品実装機１００において、第一ヘッド１１１および第二ヘッド１２１のそれぞれは、部品の吸着、搬送、装着、および帰還という一連の動作を繰り返すことで、複数の部品を基板２０に実装する。なおこの一連の動作の繰り返しにおける一回分の一連の動作を「ターン」という。

具体的には、図２の矢印で動きが示されるように、第一ヘッド１１１は、１ターンにおいてまず、第一部品供給部１１５からの部品を吸着する。具体的には、第一ヘッド１１１は、第一部品供給部１１５上方の所定の場所に搬送した後、第一ノズル１１３の１本を降下させ第一ノズル１１３の先端を第一部品供給部１１５に供給された部品に当接させる。第一ノズル１１３の内方は真空状態となっており、部品は大気圧により第一ノズル１１３に吸着される。次に、第一ヘッド１１１は、第一部品供給部１１５において場所を移動し、未だ部品が吸着されていない第一ノズル１１３（以下「空ノズル」と記す。部品未吸着の第二ノズル１２３も同様に「空ノズル」と記す。）で部品を吸着する。以上の動作を繰り返し、第一ヘッド１１１は、第一ノズル１１３の本数に応じて部品を吸着する。

なお、第一部品供給部１１５における部品の配置ピッチと第一ノズル１１３のピッチとが一致し、かつ、吸着すべき部品の第一部品供給部１１５における並びが合致する場合、複数本の第一ノズル１１３を同時に降下させて同時に複数個の部品を吸着する、いわゆる同時吸着を行うことも可能である。

第一ヘッド１１１は次に、部品を吸着した状態で移動し、第一カメラ１１６の上方を通過する。このとき、吸着されている部品が第一カメラ１１６により認識される。そして、部品が正しく吸着されているかが判断されると共に、吸着されている部品を基板２０に装着する際に必要な位置補正や回転補正の情報が取得される。なお、この動作は、本実施の形態の場合、ターンにおける搬送に含まれる。

その後、第一ヘッド１１１は、基板２０の上方の所定の位置まで部品を搬送し、部品を吸着したノズルを所定の位置で下降させて吸着状態を解除することで、当該部品の基板２０への装着を行う。

１ターンにおける部品の装着が完了した第一ヘッド１１１は、再び部品を吸着するために第一部品供給部１１５の上方に帰還する。

第一ヘッド１１１は、このような一連の動作（ターン）を繰り返すことで、基板２０に部品の実装を行う。

第二ヘッド１２１も同様に、部品の吸着、搬送、装着、および帰還からなるターンを繰り返すことで、基板２０への部品の実装を行う。

また、部品実装機１００の第一ヘッド１１１および第二ヘッド１２１は、ＸＹ平面内を機構的には独立して移動することができ、いずれのヘッドでも基板２０上の同じ位置に部品を実装することのできる領域が存在する。このため、部品実装機１００は、第一ヘッド１１１と第二ヘッド１２１とが同じ領域で移動することで干渉することを排除するためソフトウエア的に排他制御される領域である干渉エリアと他方の装着ヘッドの動きを気にすることなく自由に移動し実装することのできる領域であるフリーエリアとを区分するように第一ヘッド１１１および第二ヘッド１２１の可動領域が設定されている。

具体的には、図２に示すように、基板２０のＹ軸方向の中央付近に干渉エリアが設定され、干渉エリアを挟んで第一設備１１０側に第一フリーエリア、第二設備１２０側に第二フリーエリアが設定されている。なお、第一フリーエリアと第二フリーエリアとを総称してフリーエリアと記す場合がある。

干渉エリアは、基板２０上の部品を実装すべきエリア（部品実装エリア）のサイズ、ならびに、第一ヘッド１１１および第二ヘッド１２１の可動領域およびサイズ等から求められる。

図３は、部品実装機の主要な機能構成を機構構成と共に模式的に示すブロック図である。

同図に示すように、部品実装機１００は、占有権確認部１３０と、制御部１４０と、排他制御部１４１と、フリー吸着部１３１と、干渉吸着部１３２と、機構部１０２と、記憶部１３５とを備えている。

機構部１２０は、図２で説明したような部品実装機１００が備える装置や部材などの機械構造全体を示すものであり、例えば、第一設備１１０や第二設備１２０などを含んでいる。

制御部１４０は、部品実装機１００が備える各機構の動作を制御する処理部である。例えば、制御部１４０は、第一ヘッド１１１に対し、部品の吸着、搬送、装着、および帰還という動作を制御する。

排他制御部１４１は、第一ヘッド１１１および第二ヘッド１２１のいずれか一方のみが干渉エリアで部品を実装するように、制御部１４０の第一ヘッド１１１および第二ヘッド１２１に対する制御を規制する処理部である。

排他制御部１４１により、第一ヘッド１１１および第二ヘッド１２１の一方が干渉エリアに部品を実装している期間には、他方は干渉エリアに部品を実装することが禁止される。これにより、第一ヘッド１１１と第二ヘッド１２１とが干渉することが防止される。具体的には、第一ヘッド１１１および第二ヘッド１２１のいずれか一方のみが干渉エリアに部品を実装する権利（「占有権」と記載する場合がある。）を有するように、制御部１４０の第一ヘッド１１１および第二ヘッド１２１に対する制御を規制している。なお、排他制御部１４１は、第一ヘッド１１１および第二ヘッド１２１のいずれに占有権を付与するかを部品実装機１００の動作状態に基づき判断する。

占有権確認部１３０は、排他制御部１４１によって第一ヘッド１１１および第二ヘッド１２１のいずれに占有権が設定されているかを所定のタイミングで確認する処理部である。前記所定のタイミングとは、第一ヘッド１１１に空ノズルが有る間、および、第二ヘッド１２１に空ノズルが有る間である。なお、前記内容は、前記期間以外の占有権の所在の確認を排除するものでは無い。

フリー吸着部１３１は、占有権確認部１３０において第一ヘッド１１１に占有権が有ると判断された場合、第二ヘッド１２１の空ノズルでフリーエリアに実装できる部品を吸着するように制御部１４０に指示する処理部である。また、フリー吸着部１３１は、占有権確認部１３０において第二ヘッド１２１に占有権が有ると判断された場合、第一ヘッド１１１の空ノズルでフリーエリアに実装できる部品を吸着するように制御部１４０に指示する。

なお、フリー吸着部１３１は、フリーエリアに実装できる部品であって、かつ、干渉エリアにも実装できる部品（共通部品）を記憶部１３５から取得し、この部品を優先的に吸着するように制御部１４０に指示することも可能である。

干渉吸着部１３２は、占有権確認部１３０において第一ヘッド１１１に占有権が無いと判断された場合、第二ヘッド１２１の空ノズルで干渉エリアに実装できる部品を吸着するように制御部１４０に指示する処理部である。また、干渉吸着部１３２は、占有権確認部１３０において第二ヘッド１２１に占有権が無いと判断された場合、第一ヘッド１１１の空ノズルで干渉エリアに実装できる部品を吸着するように制御部１４０に指示する。

記憶部１３５は、実装情報や部品ライブラリなどの部品の実装に関連する情報を記憶しておく処理部、または、装置である。例えば、部品実装機１００に接続されたネットワークを介して外部の機器から情報を取得し、当該情報を一時的に記憶する場合、記憶される場所が半導体か磁性体か等に関わりなく記憶するという機能を発揮している部分が記憶部１３５となる。本実施の形態の場合、記憶部１３５は、ハードディスクであるとして説明している。

なお、前記各処理部は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が、それぞれの処理のための制御プログラムに基づき実現される。

次に、以上の構成を有する部品実装機１００の動作を説明する。

図４は、部品実装方法の概要を示すフロー図である。

以下、制御部１４０が第二ヘッド１２１を制御する場合に着目して部品実装機１００の動作を説明する。なお、以下の説明は、第一ヘッド１１１を制御する場合も同様に当てはめることができる。

まず、第二ヘッド１２１に空ノズルがある間に第一ヘッド１１１が占有権を有するか否かを占有権確認部１３０が確認する（Ｓ１０１：占有権確認ステップ）。本実施の形態の場合、まず、第二ヘッド１２１の全てが空ノズルである段階で、空ノズルがあるか否かを判定し（Ｓ１００）、空ノズルがある場合（Ｓ１００、Ｙ）、占有権確認ステップ（Ｓ１０１）では、第二ヘッド１２１の全ての第二ノズル１２３が空ノズルである間に第一ヘッド１１１が占有権を有するか否かを確認する。当該ステップは、第一確認ステップとなる。

なお、占有権確認ステップ（Ｓ１０１）は、循環するステップ（Ｓ１００→Ｓ１０１→Ｓ１０４→Ｓ１０７→Ｓ１００）において複数回実行され、第二ヘッド１２１に吸着されている部品があるが、空ノズルも存在している状態において、第一ヘッド１１１が占有権を有するか否かを確認する場合もある。当該ステップは、第二確認ステップとなる。

第一ヘッド１１１に占有権が有る場合（Ｓ１０４、Ｙ）、制御部１４０は、フリー吸着部１３１の指示に基づき第二ヘッド１２１に第二フリーエリアに実装できる部品（「フリー部品」と記す場合がある。）を第二部品供給部１２５において吸着させる（Ｓ１０７：フリー吸着ステップ）。この際、干渉エリアにも実装することのできる部品（共通部品）を優先的に吸着してもよい。

ここで共通部品とは、例えば、フリーエリアへ実装する部品の中のいずれかの部品の部品種が、干渉エリアに実装する部品の中のいずれかの部品の部品種と一致している部品である。また、共通部品はターンによって異なる。例えば、第一ヘッド１１１が干渉エリアに実装すべき部品の実装をすでに終了している場合、その後のターンにおいて干渉エリアに実装できる部品が無いため、共通部品は存在しなくなる。つまり、共通部品とは、あるターンにおいて第一ヘッド１１１が吸着し、または、吸着予定の部品であって、占有権の所在によっては、干渉エリアにおいて実装可能であるし、フリーエリアでも実装可能である部品である。また、第二ヘッド１２１に対しても同様である。

なお、本実施の形態におけるフリー部品吸着ステップ（Ｓ１０７）では、一つの空ノズルにフリー部品を吸着させた後、次のステップに進むものとしている。なお、フリー部品吸着ステップ（Ｓ１０７）におけるフリー部品の吸着方法は、本実施の形態に限定されるものでは無い。

次に、第二ヘッド１２１に空ノズルが有るか否かを判断するステップ（Ｓ１００）に戻り、空ノズルが有れば（Ｓ１００、Ｙ）、占有権確認の処理（Ｓ１０１）を繰り返す。

第一ヘッド１１１に占有権が無いと判断された場合（Ｓ１０４、Ｎ）、排他制御部１４１は、第二ヘッド１２１に占有権を付与する。つまり、第二ヘッド１２１は、占有権を取得する（Ｓ１１３：排他制御ステップ）。

ここで、制御部１４０は、干渉吸着部１３２の指示に基づき第二ヘッド１２１に干渉エリアに実装できる部品（「干渉部品」と記す場合がある）を吸着させる（Ｓ１１６：干渉吸着ステップ）。この際、共通部品を優先的に吸着してもよい。

本実施の形態の場合、第二ヘッド１２１に占有権が付与されれば残りの空ノズルは全て干渉部品を吸着させるため、干渉部品吸着ステップ（Ｓ１１６）では、全ての空ノズルに干渉部品を吸着させた後、搬送ステップ（Ｓ１１９）に進むものとしている。

前記循環するステップ（Ｓ１００→Ｓ１０１→Ｓ１０４→Ｓ１０７→Ｓ１００）において、空ノズルが無いと判断された場合（Ｓ１００、Ｎ）、第二ヘッド１２１は、部品を基板２０の上方に搬送する（Ｓ１１９）。なお、本実施の形態では空ノズルの有無で搬送ステップ（Ｓ１１９）に移行するか否かの判断がなされたが、他の判断条件を別途、または、付加的に設定してもかまわない。例えば、事前に１ターンに実装すべき部品を決定しておき、決定された部品が全て吸着されたか否かで判断してもかまわない。また、占有権を取得したが装着ヘッドにフリー部品を吸着しているか否かを判断してもかまわない。この場合、搬送行程（Ｓ１１９）に移行し、とりあえずフリー部品をフリーエリアに装着してもよい。

次に、第一ヘッド１１１に占有権が有るか否かを再び占有権確認部１３０が確認する（Ｓ１２１）。そして、第一ヘッド１１１に占有権がある場合（Ｓ１２２、Ｙ）、第二ヘッド１２１が吸着しているフリー部品を基板２０の第二フリーエリア対応部分に装着する（Ｓ１２５）。ここで、第二ヘッド１２１が共通部品を吸着している場合、共通部品を第二フリーエリアで装着してもかまわない。

フリーエリアで装着ステップ（Ｓ１２５）が終了すれば、第二ヘッド１２１は、第二部品供給部１２５に帰還し（Ｓ３４）、１ターンが終了する。

一方、第一ヘッド１１１に占有権が無い場合（Ｓ１２２、Ｎ）、第二ヘッド１２１が吸着している干渉部品を基板２０の干渉エリア対応部分に装着する（Ｓ１２８）。ここで、第二ヘッド１２１がフリー吸着部１３１の指示に基づき共通部品を吸着していた場合、共通部品は優先的に干渉エリアで装着してもよい。

次に、第二ヘッド１２１が占有権を有する場合は占有権を開放し（Ｓ１３１：排他制御ステップ）、第二部品供給部１２５に帰還し（Ｓ１３４）、１ターンが終了する。

最後に、干渉エリアへの部品の実装が全て終了しているか否かを判断し（Ｓ１３７）、第二ヘッド１２１が干渉エリアで実装する部品が残存していたら（Ｓ１３７、Ｎ）Ｓ１００に戻り上記ステップを繰り返す。一方、干渉エリアの部品を実装が全て終了していたら、本ルーチンは終了し、他のルーチンに移行する。他のルーチンとは、占有権にかかわりなく残っているフリー部品を第二ヘッド１２１に吸着させてフリーエリアへ実装し、フリーエリア部品を全て実装し終わったら、その基板への実装作業を終了するルーチンである。

なお、本願発明は上記実施の形態に限定されるものでは無い。例えば、第二ヘッド１２１のノズルが全て空ノズルの状態で占有権を確認した際（Ｓ１０１、Ｓ１０４）には第一ヘッドに占有権があったためフリー部品をいくつか吸着し、再度占有権を確認（Ｓ１０１）した際に、第一ヘッドに占有権がなかった場合には、第二ヘッドが占有権を取得し、干渉部品を吸着し（Ｓ１１３）した場合、つまり、第二ヘッド１２１が干渉部品とフリー部品との両方を吸着していた場合は、干渉エリア装着ステップ（Ｓ１２８）が終了した後、帰還ステップ（Ｓ１３４）の前に第二フリーエリアで装着するステップを加えてもかまわない。

また、第二ヘッド１２１が備えるノズルの全てが空ノズルの状態で占有権を確認した際（Ｓ１０１、Ｓ１０４）には第一ヘッド１１１に占有権があった（Ｓ１０４でＹ）ためフリー部品をいくつか吸着し（Ｓ１０７）する。そして、空ノズルが残存する段階（Ｓ１０４でＹ）で再度占有権を確認（Ｓ１０１）し、第一ヘッド１１１に占有権がなかった場合（Ｓ１０４でＮ）には、第二ヘッド１２１が占有権を取得する（Ｓ１１３）。その後、図４に示すフローチャートのように干渉部品を吸着（Ｓ１１６）するのではなく、第二ヘッド１２１が占有権を有したまま、第二ヘッド１２１がすでに吸着しているフリー部品を基板上へ搬送し（Ｓ１１９）、吸着しているフリー部品をフリーエリアへ実装し、占有権を開放することなく第二部品供給部１２５へ帰還（Ｓ１３４）するものでもかまわない。そして第二ヘッド１２１の次のターンにおいては、第二ヘッド１２１が占有権を有し、全て空ノズルになっているので、干渉部品を１ターン分吸着して基板２０上へ移動し干渉エリアへ干渉部品を実装するものでも構わない。

また、本実施の形態の場合、占有権を開放するステップ（Ｓ１３１）を必ず実行するが、占有権を開放するタイミングは任意に設定することができる。例えば、占有権を取得した後は、干渉部品が無くなるまで干渉部品を実装し続けるような、干渉優先モードとしてもかまわない。

また、上記実施の形態では、第二ヘッド１２１に占有権が移った場合、その後全ての空ノズルは干渉部品を吸着するものとしたが、本願発明はこれに限定されるものでは無い。例えば、第二ヘッド１２１の一部に干渉部品を吸着した状態で、占有権を確認し、そこで、占有権を取得できなかった場合に、フリー部品を吸着してフリーエリアへ吸着したフリー部品を実装するものでも構わない。この場合には、第二ヘッド１２１の一部に吸着された干渉部品は共通部品でなければ干渉エリアに実装することができない為、第二ヘッド１２１が吸着したままで次のターンに持ち越すこととなる。

また、占有権取得ステップ（Ｓ１１３）で第二ヘッド１２１が占有権を取得し、干渉部品を吸着した場合、占有権確認ステップ（Ｓ１２１）と判断ステップ（Ｓ１２２）とを省略して干渉エリア装着ステップ（Ｓ１２８）してもかまわない。もちろん、第二ヘッド１２１がフリー部品も吸着していればフリーエリアでフリー部品を装着することも可能である。

上記部品実装機１００において上記部品実装方法を適用すれば、装着ヘッドのノズルの一部に干渉部品を吸着しているにもかかわらず、占有権を有さない装着ヘッドは、空ノズルにフリー部品を吸着して、フリーエリアにフリー部品を装着することが可能となる。

以上、本願発明の実施の形態である部品実装方法および部品実装機の一例について説明した。しかしながら、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素やステップを任意に組み合わせて実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の
主旨、すなわち、特許請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。

例えば、本実施の形態では、インライン式の部品実装機を例示したが、バッチ式の部品実装機であっても本願発明の技術的範囲に含まれる。

本願発明は、基板に部品を実装して実装基板を製造する分野に利用でき、特に、複数の部品を一度に基板上に搬送し基板に装着するモジュラー型の部品実装機であって、独立して稼働する装着ヘッドを二つ備えた部品実装機に利用可能である。

２０ 基板
１００ 部品実装機
１１０ 第一設備
１１１ 第一ヘッド
１１２ 第一ビーム
１１３ 第一ノズル
１１５ 第一部品供給部
１１６ 第一カメラ
１２０ 第二設備
１２１ 第二ヘッド
１２２ 第二ビーム
１２３ 第二ノズル
１２５ 第二部品供給部
１２６ 第二カメラ
１２９ 搬送ユニット
１３０ 占有権確認部
１３１ フリー吸着部
１３２ 干渉吸着部
１３５ 記憶部
１４０ 制御部
１４１ 排他制御部

Claims (6)

1. 複数のノズルを備える装着ヘッドである第一ヘッドおよび第二ヘッドが協調して基板に部品を実装する部品実装機に適用される部品実装方法であって、
   前記部品実装機は、前記第一ヘッドと前記第二ヘッドとの干渉を防止するために、前記第一ヘッドと前記第二ヘッドとが同時期に部品を実装することが禁止される干渉エリアと、前記第一ヘッドおよび前記第二ヘッドの一方が前記干渉エリアに部品を実装している期間であっても他方が部品を実装することが許可されるフリーエリアとが設定されており、
   前記第一ヘッドおよび第二ヘッドのいずれか一方のみが干渉エリアに部品を実装する権利である占有権を有するように、前記第一ヘッドおよび第二ヘッドの動作を排他制御する排他制御ステップと、
   前記第二ヘッドに部品が吸着されていないノズルである空ノズルが有る間に前記第一ヘッドが占有権を有するか否かを確認する占有権確認ステップと、
   前記占有権確認ステップにおいて前記第一ヘッドに占有権が有ると判断された場合、前記第二ヘッドの空ノズルでフリーエリアに実装できる部品を吸着するフリー吸着ステップと
   を含む部品実装方法。
2. さらに、
   前記占有権確認ステップにおいて前記第一ヘッドに占有権が無いと判断された場合、前記排他制御ステップでは、前記第二ヘッドが占有権を取得するように制御し、
   前記第二ヘッドの空ノズルに干渉エリアに実装できる部品を吸着する干渉吸着ステップと
   を含む請求項１に記載の部品実装方法。
3. 前記占有権確認ステップは、前記第二ヘッドのノズルの全てが空ノズルである間に前記第一ヘッドが占有権を有するか否かを確認する第一確認ステップを含む
   請求項２に記載の部品実装方法。
4. 前記占有権確認ステップは、前記第一確認ステップにおいて、前記第一ヘッドが占有権を有すると判断された場合、前記第二ヘッドのノズルの少なくとも１本が空ノズルでなくなってから前記第一ヘッドが占有権を有するか否かを確認する第二確認ステップとを含む
   請求項３に記載の部品実装方法。
5. 前記フリー吸着ステップにおいて、干渉エリアにも実装することのできる部品を優先的に吸着する
   請求項３に記載の部品実装方法。
6. 複数のノズルを備える装着ヘッドである第一ヘッドおよび第二ヘッドが協調して基板に部品を実装する部品実装機であって、
   前記第一ヘッドと前記第二ヘッドとの干渉を防止するために、前記第一ヘッドと前記第二ヘッドとが同時期に部品を実装することが禁止される干渉エリアと、前記第一ヘッドおよび前記第二ヘッドの一方が前記干渉エリアに部品を実装している期間であっても他方が部品を実装することが許可されるフリーエリアとが設定されており、
   前記第一ヘッドおよび第二ヘッドのいずれか一方のみが干渉エリアに部品を実装する権利である占有権を有するように、前記第一ヘッドおよび第二ヘッドの動作を排他制御する排他制御部と、
   前記第二ヘッドに部品が吸着されていないノズルである空ノズルが有る間に前記第一ヘッドが占有権を有するか否かを確認する占有権確認部と、
   前記占有権確認部において前記第一ヘッドに占有権が有ると判断された場合、前記第二ヘッドの空ノズルにフリーエリアに実装できる部品を吸着させ、フリーエリアに部品を装着させる制御部と
   を備える部品実装機。

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