JP2012227496A - 部品実装管理装置及び部品実装管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品実装ラインの途中に配置した検査装置で部品の実装不良を検出したときに、その下流側の実装機で部品実装をスキップする単位を作業者が設定できるようにする。
【解決手段】部品実装ラインの稼働中に検査装置でパネルのいずれかのボードで部品の実装不良が検出されたときに、検査装置より下流側の実装機モジュール１２で、部品実装を作業者が設定したスキップ単位でスキップする。作業者が設定可能なスキップ単位は、検査モジュールで部品の実装不良が検出されたパネル全体の部品実装をスキップする「パネル単位」、部品の実装不良が検出されたボードのみの部品実装をスキップする「ボード単位」、実装不良の部品と関連する部品グループのみの部品実装をスキップする「部品グループ単位」とし、これら３種類のスキップ単位の中から、多様なユーザーの要求、実装不良検出時の作業効率、コスト性等を考慮して、作業者がスキップ単位を選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数台の実装機を使用して回路基板に部品を実装する部品実装ラインの部品実装管理装置及び部品実装管理方法に関する発明である。

特許文献１（特開２００４−２６００３４号公報）に記載されているように、複数台の実装機を使用して回路基板に部品を実装する部品実装ラインの途中に、回路基板上の部品の実装不良を検査する検査装置を配置し、該検査装置で部品の実装不良を検出したときに、部品実装ラインを停止して該検査装置から実装不良の回路基板を抜き出し、該回路基板の実装不良部位を修正して、再度、該回路基板を同じ検査装置又はその下流側の実装機に戻して生産を再開するようにしたものがある。

一般に、部品実装ラインでは、特許文献２（特開２００９−９９８８６号公報）に記載されているように、小型の回路基板（以下「ボード」という）への部品実装の生産能率を向上させるために、複数のボードが碁盤目状に形成された複数個取り基板（以下「パネル」という）の各ボードに部品を実装する作業を、該パネルの搬送経路に沿って配置された複数台の実装機によって実行するようにしている。

更に、この特許文献２では、部品実装ラインに投入する多数のボードの中には、不良ボードを含むパネルが存在する場合があることを考慮して、パネルの所定位置に不良ボードの位置情報を記録したバーコードラベル等を設け、部品実装ラインに投入されるパネルの不良ボードの位置情報をリーダで読み取って、その不良ボードへの部品実装をスキップして、正常なボードのみに部品実装を行うようにしている。

特開２００４−２６００３４号公報（段落［００５０］等参照） 特開２００９−９９８８６号公報

しかし、上記特許文献１の構成では、部品実装ラインの途中に配置した検査装置で部品の実装不良を検出したときに、部品実装ラインを停止して該検査装置から実装不良の回路基板を抜き出し、該回路基板の実装不良部位を修正して、再度、該回路基板を同じ検査装置又は下流側の実装機に戻して生産を再開するようにしているため、部品実装ラインの停止から生産再開までに時間がかかってしまい、生産能率が低下するという課題があった。

一方、上記特許文献２のボードスキップ技術は、部品実装ライン投入前にパネルの不良ボードが判明している場合に、その不良ボードへの部品実装をスキップする技術であり、部品実装工程でいずれかのボードに部品の実装不良が発生しても、そのボードへの部品実装はスキップされないため、最後まで部品が実装されてしまい、部品が無駄に消費されてしまう。

また、前述した特許文献１と特許文献２の技術とを組み合わせると、部品実装ラインの途中に配置した検査装置で部品の実装不良を検出したときに、検査装置より下流側の実装機で、部品実装を実装不良が検出されたボードでスキップすることが考えられる。

しかし、部品実装をスキップする単位をボード単位に限定すると、例えば、スキップしたボードの実装不良箇所を補修して製品とする場合に、その補修作業（リペア作業）が面倒になったり、或は、ユーザーの要求等によっては、パネルのボードの中に１つでも実装不良のボードがあると、パネル全体が不良として取り扱われてしまう場合もある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、多様なユーザーの要求、実装不良検出時の作業効率、コスト性等を考慮して、実装不良検出時に部品実装をスキップする単位を作業者が設定できるようにすることである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、複数の回路基板（以下「ボード」という）が一体に配列形成された複数個取り基板（以下「パネル」という）の各ボードに部品を実装する作業を、該パネルの搬送経路に沿って配列された複数台の実装機によって実行する部品実装ラインの途中に、各ボード上の部品の実装状態を検査する検査装置を配置した部品実装管理装置において、前記検査装置より下流側の実装機で部品実装をスキップする単位を作業者が設定する手段と、前記部品実装ラインの稼働中に前記検査装置で部品の実装不良が検出されたときに該検査装置より下流側の実装機で部品実装を作業者が設定したスキップ単位でスキップする部品実装管理手段とを備えた構成としたものである。この構成により、多様なユーザーの要求、実装不良検出時の作業効率、コスト性等を考慮して、実装不良検出時に部品実装をスキップする単位を作業者が適正に設定することが可能となり、多様なユーザーの要求、実装不良検出時の作業効率、コスト性等に対応できる。

この場合、請求項２のように、作業者が設定可能なスキップ単位は、検査装置で部品の実装不良が検出されたパネル全体の部品実装をスキップする「パネル単位」、前記部品の実装不良が検出されたボードのみの部品実装をスキップする「ボード単位」、前記実装不良が検出された部品と関連する部品グループのみの部品実装をスキップする「部品グループ単位」とし、これら３種類のスキップ単位の中から、多様なユーザーの要求、実装不良検出時の作業効率、コスト性等を考慮して、作業者がスキップ単位を選択するようにしても良い。更に、部品グループ単位については、作業者がスキップする部品の範囲を任意に設定できるようにしても良い。

尚、請求項３は、前記請求項１に記載の「部品実装管理装置」の発明と実質的に同じ技術思想を「部品実装管理方法」の発明として記載したものである。

図１は本発明の一実施例の部品実装ラインに検査用画像処理ユニット等を取り付けた場合の構成例を概略的に示す斜視図である。 図２は部品実装ラインに検査用画像処理ユニット等を取り付けない場合の構成例を概略的に示す斜視図である。 図３は検査用カメラユニットの外観斜視図である。 図４は検査用画像処理ユニットの外観斜視図である。 図５は部品実装ラインのシステム構成を示すブロック図である。 図６はパネルの平面図である。 図７はパネルのボードに部品を実装した状態を示す平面図である。

以下、本発明を実施するための形態をモジュール型部品実装ラインに適用して具体化した一実施例を説明する。
まず、図１及び図２に基づいてモジュール型部品実装ラインの構成を説明する。
モジュール型部品実装ラインのベース台１１上に、回路基板の搬送方向に隣接して複数台の実装機モジュール１２（実装機）が取り替え可能に整列配置されている。各実装機モジュール１２は、本体ベッド１３上に、テープフィーダ等のフィーダ１４、回路基板搬送装置１５、部品撮像装置１６、実装ヘッド１７等を搭載して構成され、上部フレーム１８の前面部には、表示／入力兼用のモニタ部１９が設けられている。

各実装機モジュール１２の回路基板搬送装置１５によって回路基板を順次搬送して各実装機モジュール１２の実装ヘッド１７によって回路基板に部品を実装する。各実装機モジュール１２には、フィーダ装着台（図示せず）と、ＸＹＺ方向に移動する移動機構２０（図５参照）とが設けられ、フィーダ装着台にフィーダ１４が着脱可能に取り付けられ、移動機構２０に実装ヘッド１７が着脱可能に取り付けられている。

いずれの実装機モジュール１２の移動機構２０にも、回路基板の検査対象部品の実装状態を撮像する検査用カメラユニット２１（図３参照）を実装ヘッド１７と取り替え可能に取り付けることができるようになっており、また、いずれの実装機モジュール１２のフィーダ装着台にも、検査用カメラユニット２１から出力される画像信号を処理して回路基板の検査対象部品の実装状態を検査する検査用画像処理ユニット２２（図４参照）をフィーダ１４と取り替え可能に取り付けることができるようになっている。これら検査用カメラユニット２１と検査用画像処理ユニット２２とから検査装置が構成されている。

図５に示すように、検査用カメラユニット２１には、回路基板上の検査対象部品の実装状態を撮像するカメラ２３と、回路基板の検査対象部品を照明する照明装置２４等が内蔵されている。照明装置２４は、例えば３種類の照明光源（上段照明２５、下段照明２６、同軸落射照明２７）を備え、例えば３種類の照明パターンの中から照明パターンを選択できるようになっている。例えば、回路基板に実装した部品のエッジを明瞭に撮像したい場合は、上段照明２５で照明する。回路基板の表面に描かれた文字、記号、マーク等を明瞭に撮像したい場合は、下段照明２６で照明する。回路基板上の部品の有無を明瞭に撮像したい場合は、同軸落射照明２７で照明する。選択した照明パターンでは検査対象部品の実装状態の画像認識精度が不足する場合は、照明パターンを変更して、再度、検査対象部品の実装状態を画像認識して検査するようにしても良い。

一方、検査用画像処理ユニット２２には、画像処理用のコンピュータ３１と、該画像処理用のコンピュータ３１で検査した検査対象部品の実装状態の検査結果を表示する表示装置３２と、検査用画像処理プログラム等を記憶する記憶装置３３等が設けられている。表示装置３２は、例えばタッチパネルにより構成され、作業者が検査方法を設定する検査方法設定パネルを兼ねている。例えば、カメラ２３で撮像した画像を表示装置３２に表示し、表示装置３２に表示された画像の中から検査したい部品を作業者がタッチすることで、その検査対象部品の実装状態を検査する。

尚、検査方法の設定機能は、表示装置３２とは別に設けても良いことは言うまでもない。検査結果やカメラ２３で撮像した画像は、部品実装ラインの生産管理コンピュータ３５の表示装置３７に表示するようにしても良く、勿論、検査用画像処理ユニット２２と生産管理コンピュータ３５の両方の表示装置３２，３７に表示するようにしても良い。

画像処理用のコンピュータ３１は、検査用カメラユニット２１のカメラ２３の撮像動作と、照明パターン（上段照明２５、下段照明２６、同軸落射照明２７の点灯／消灯）を制御すると共に、検査対象部品の実装状態の検査結果の情報を部品実装ラインの生産管理コンピュータ３５（部品実装管理手段）に送信する。

尚、検査が不要な生産ジョブの場合は、検査用カメラユニット２１と検査用画像処理ユニット２２を実装機モジュール１２から取り外して実装ヘッド１７とフィーダ１４を取り付ければ良い。これにより、図２に示すように、部品実装ラインの全ての実装機モジュール１２を実装機として使用することができる。

一般に、部品実装ラインでは、図６に示すように、小型の回路基板（以下「ボード」という）４１への部品実装の生産能率を向上させるために、複数のボード４１が碁盤目状に形成された複数個取り基板（以下「パネル」という）４２の各ボード４１に部品を実装する作業を複数台の実装機モジュール１２を使用して実行するようにしている。

部品実装ラインの生産管理コンピュータ３５（部品実装管理手段）は、実装ヘッド１７を搭載した実装機モジュール１２の制御部３６に部品実装データ等を送信してパネル４２の各ボード４１に部品を実装すると共に、検査用カメラユニット２１と検査用画像処理ユニット２２を搭載した実装機モジュール１２に、検査対象部品の実装位置データ等を送信して、移動機構２０により検査用カメラユニット２１を検査対象部品の実装位置の上方へ移動させて該検査対象部品の実装状態を撮像し、この検査用カメラユニット２１から出力される画像信号を検査用画像処理ユニット２２の画像処理用のコンピュータ３１で処理して各ボード４１上の検査対象部品の実装状態を検査する。以下の説明では、検査用カメラユニット２１と検査用画像処理ユニット２２を搭載した実装機モジュール１２を「検査モジュール」という。

部品実装ラインの稼働中に、検査モジュールにおいて、パネル４２のいずれかのボード４１で部品の実装不良が検出されたときに、検査モジュールより下流側の実装機モジュール１２で、部品実装を作業者が設定したスキップ単位でスキップする。ここで、作業者が設定可能なスキップ単位は、検査モジュールで部品の実装不良が検出されたパネル４２全体の部品実装をスキップする「パネル単位」、部品の実装不良が検出されたボード４１のみの部品実装をスキップする「ボード単位」、部品の実装不良が検出されたボード４１のうちの実装不良の部品と関連する部品グループのみの部品実装をスキップする「部品グループ単位」とし、これら３種類のスキップ単位の中から、多様なユーザーの要求、実装不良検出時の作業効率、コスト性等を考慮して、作業者がいずれか１つのスキップ単位を選択する。

作業者がスキップ単位を選択する手順は、例えば、生産開始前に作業者が生産管理コンピュータ３５の表示装置３７（又は検査モジュールの検査用画像処理ユニット２２の表示装置３２）の画面に表示された作業項目の中からスキップ単位設定項目を選択すると、その表示装置３７（又は３２）の画面に上述した３種類のスキップ単位の選択肢が表示される。これにより、作業者は、画面に表示された３種類のスキップ単位の選択肢の中からいずれか１つを選択する。

いずれのスキップ単位も選択されない場合は、スキップ機能不使用モードに設定され、実装不良検出時に部品実装ラインが停止して、スキップは行われない。この場合は、実装不良が検出されたパネル４２を検査モジュールから抜き取って、部品実装ラインを再稼働させることになる。尚、検査モジュールの下流側に排出コンベアを設置して、実装不良検出時に実装不良のパネル４２を排出コンベア（図示せず）で排出してから、部品実装ラインを停止させるようにしても良い。

パネル単位のスキップが選択されると、実装不良検出時に検査モジュールより下流側の実装機モジュール１２で、実装不良が検出されたパネル４２全体の部品実装がスキップされる。

ボード単位のスキップが選択されると、実装不良検出時に検査モジュールより下流側の実装機モジュール１２で、実装不良が検出されたボード４１のみの部品実装がスキップされ、それ以外のボード４１には部品が実装される。

部品グループ単位のスキップが選択されると、実装不良検出時に検査モジュールより下流側の実装機モジュール１２で、実装不良が検出されたボード４１のうちの実装不良の部品と関連する部品グループのみの部品実装がスキップされ、それ以外の領域には部品が実装される。

ところで、パネル４２の各ボード４１に実装する部品の中には、実装順序を変更できない部品がある。例えば、図７に示すように、(1) 電磁波や磁気から遮蔽する必要のある部品Ａとこれを上方から覆うシールドカバーＢ、(2) 外部からの衝撃力や荷重等から保護する必要のある部品とこれを上方から覆う保護カバー、(3) 複数の部品を積み上げるように実装する三次元実装部品、(4) 実装時に部品間の干渉等を避けるために実装順序が決められている複数の部品等が挙げられる。従って、上記(1) 〜(4) のいずれかの関係にある部品がスキップ対象となる「部品グループ」として設定されている。或は、部品の仕入れコストやリペア性等を考慮して「部品グループ」を設定しても良い。更には、作業者が「部品グループ」の部品を任意に設定できるようにしても良い。

以上説明した本実施例によれば、多様なユーザーの要求、実装不良検出時の作業効率、コスト性等を考慮して、実装不良検出時に部品実装をスキップする単位を作業者が適正に設定することが可能となり、多様なユーザーの要求、実装不良検出時の作業効率、コスト性等に対応できる。

尚、本発明は、上記実施例に限定されず、例えば２台以上の実装機モジュール１２にそれぞれ検査用カメラユニット２１と検査用画像処理ユニット２２を取り付けて、部品実装システムの２台以上の実装機モジュール１２を検査モジュールとして使用するようにしても良く、また、モジュール型部品実装ライン以外の部品実装ラインの途中に専用の検査装置を配置した構成としても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

１２…実装機モジュール（実装機）、１３…本体ベッド、１４…フィーダ、１５…回路基板搬送装置、１６…部品撮像装置、１７…実装ヘッド、１８…上部フレーム、１９…モニタ部、２０…移動機構、２１…検査用カメラユニット、２２…検査用画像処理ユニット、２３…カメラ、２４…照明装置、２５…上段照明、２６…下段照明、２７…同軸落射照明、３１…画像処理用のコンピュータ、３２…表示装置、３３…記憶装置、３５…生産管理コンピュータ（部品実装管理手段）、３６…制御部、３７…表示装置

Claims (3)

1. 複数の回路基板（以下「ボード」という）が一体に配列形成された複数個取り基板（以下「パネル」という）の各ボードに部品を実装する作業を、該パネルの搬送経路に沿って配列された複数台の実装機によって実行する部品実装ラインの途中に、各ボード上の部品の実装状態を検査する検査装置を配置した部品実装管理装置において、
   前記検査装置より下流側の実装機で部品実装をスキップする単位を作業者が設定する手段と、
   前記部品実装ラインの稼働中に前記検査装置で部品の実装不良が検出されたときに該検査装置より下流側の実装機で部品実装を作業者が設定したスキップ単位でスキップする部品実装管理手段と
   を備えていることを特徴とする部品実装管理装置。
2. 前記作業者が設定可能なスキップ単位は、前記検査装置で部品の実装不良が検出されたパネル全体の部品実装をスキップする「パネル単位」、前記部品の実装不良が検出されたボードのみの部品実装をスキップする「ボード単位」、前記実装不良が検出された部品と関連する部品グループのみの部品実装をスキップする「部品グループ単位」であることを特徴とする請求項１に記載の部品実装管理装置。
3. 複数の回路基板（以下「ボード」という）が一体に配列形成された複数個取り基板（以下「パネル」という）の各ボードに部品を実装する作業を、該パネルの搬送経路に沿って配列された複数台の実装機によって実行する部品実装ラインの途中に、各ボード上の部品の実装状態を検査する検査装置を配置した部品実装管理方法において、
   予め前記検査装置より下流側の実装機で部品実装をスキップする単位を作業者が設定しておき、前記部品実装ラインの稼働中に前記検査装置で部品の実装不良が検出されたときに該検査装置より下流側の実装機で部品実装を前記作業者が設定したスキップ単位でスキップすることを特徴とする部品実装管理方法。

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