JP2013051240A

JP2013051240A - 部品供給方法および部品実装装置

Info

Publication number: JP2013051240A
Application number: JP2011187036A
Authority: JP
Inventors: Takanori Suzuki; 崇記鈴木
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2013-03-14
Anticipated expiration: 2031-08-30
Also published as: JP5877670B2

Abstract

【課題】複数の収納部保持部に複数の部品収納部を自由配置でセットしても部品採取効率を高めることができる部品供給方法および部品実装装置を提供すること。
【解決手段】制御装置９は、現状のフィーダ１７の並び順と並べ替え後のフィーダ１７の並び順とにおいて、部品採取ヘッド２３の移動の時間差または距離差および時間差または距離差が大きい順番の少なくとも一方を表示装置９２に表示するようにしている。このため、作業者は、複数の装着スロット１８ａに複数のフィーダ１７を自由配置でセットしても、基板ＰＢに部品を装着する部品採取ヘッド２３の動作中にフィーダ１７を表示にしたがって並び替えることにより、１枚の基板ＰＢを生産するときの部品採取ヘッド２３の総移動時間または総移動距離を短縮して部品採取効率を高めることができる。よって、基板ＰＢに対する部品の実装タクトを向上することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の収納部保持部にセットした複数の部品収納部に収納されている部品を供給する部品供給方法およびその部品供給方法を実現する部品実装装置に関する。

例えば、特許文献１には、実装タクトを向上させるため、以下の部品供給方法が開示されている。この部品供給方法は、部品供給装置（部品供給部）に設ける収納部保持部（供給ユニット保持部）の数を、基板に装着すべき部品種に対応する数よりも少なくとも１個大きい値とする。収納部保持部の少なくとも１個を共用スペア保持部とし、最も早く部品切れとなる部品種の部品収納部（部品供給ユニット）を共用スペア保持部にセットしておく。部品移載装置により採取していた部品収納部の部品が部品切れとなったら、共用スペア保持部にセットした部品収納部から部品を採取するように作動を切替える。そして、切替え前の収納部保持部に新たな部品収納部をセットするように案内を出す。切替え前の収納部保持部に新たな部品収納部をセットしたら、新たな部品収納部から部品を採取するように作動を切替える。これにより、実装動作が停止することはないので、実装タクトを向上させることができる。

特開２００５−２３５９５２号公報（段落番号００１５，００６３、図６）

特許文献１に記載の部品供給方法では、部品移載装置による部品の採取効率が最も高くなるように、複数の収納部保持部において複数の部品収納部をセットすることが前提となっている。このため、部品収納部に収納されている部品種を確認し、対応する収納部保持部にセットしなければならず、手間が掛かるものとなっている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の収納部保持部に複数の部品収納部を自由配置でセットしても部品採取効率を高めることができる部品供給方法および部品実装装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明は、基板に装着する部品を収納し供給する複数の部品収納部をそれぞれ保持可能な複数の収納部保持部が前記基板の搬送方向に並べて設けられている部品供給装置と、該部品供給装置から供給される前記部品を採取して前記基板上に装着する部品採取ヘッドを有する部品移載装置と、を備えた部品実装装置における部品供給方法であって、前記複数の部品収納部を空いている前記複数の収納部保持部にそれぞれ保持させる収納部保持工程と、１枚の前記基板に現状の前記部品収納部の並び順で前記部品採取ヘッドにより前記部品を装着するときの前記部品採取ヘッドの第１移動時間または第１移動距離をそれぞれ演算する第１移動関連量演算工程と、１枚の前記基板に対し前記部品を装着するときの前記部品採取ヘッドの移動時間または移動距離が最適化された前記複数の部品収納部の理想の並び順を演算する収納部並び順演算工程と、前記複数の部品収納部の前記理想の並び順に向けて前記現状の並び順を順次並べ替えたときの前記部品採取ヘッドの第２移動時間または第２移動距離をそれぞれ演算する第２移動関連量演算工程と、前記第１移動時間と前記第２移動時間との時間差または前記第１移動距離と前記第２移動距離との距離差を求め、該時間差または前記距離差および前記時間差または前記距離差が大きい順番の少なくとも一方を教示する並べ替え案内教示工程と、を備えることである。

請求項２に係る発明は、基板に装着する部品を収納し供給する複数の部品収納部をそれぞれ保持可能な複数の収納部保持部が前記基板の搬送方向に並べて設けられている部品供給装置と、該部品供給装置から供給される前記部品を採取して前記基板上に装着する部品採取ヘッドを有する部品移載装置と、案内表示可能な表示装置と、を備えた部品実装装置であって、１枚の前記基板に現状の前記部品収納部の並び順で前記部品採取ヘッドにより前記部品を装着するときの前記部品採取ヘッドの第１移動時間または第１移動距離をそれぞれ演算する第１移動関連量演算手段と、１枚の前記基板に対し前記部品を装着するときの前記部品採取ヘッドの移動時間または移動距離が最適化された前記複数の部品収納部の理想の並び順を演算する収納部並び順演算手段と、前記複数の部品収納部を前記理想の並び順に向けて現状の並び順を順次並べ替えたときの前記部品採取ヘッドの第２移動時間または第２移動距離をそれぞれ演算する第２移動関連量演算手段と、前記第１移動時間と前記第２移動時間との時間差または前記第１移動距離と前記第２移動距離との距離差を求め、該時間差または前記距離差および前記時間差または前記距離差が大きい順番の少なくとも一方を前記表示装置に表示する並べ替え案内表示手段と、を備えることである。

請求項３に係る発明は、請求項２において、前記並べ替え案内表示手段は、表示した前記部品収納部の並べ替えが完了した時点で当該並べ替え案内の表示を消去し、以降の並べ替え案内を繰り上げて表示することである。

請求項４に係る発明は、請求項２または３において、前記部品採取ヘッドにより前記部品を採取しているときに該部品の前記部品収納部を並べ替える指令が出た場合、前記部品採取ヘッドにより当該部品の次に前記基板に装着すべき前記部品を採取するように指令し、前記部品収納部の並べ替えが完了した後に採取できなかった前記部品を採取するように指令する採取変更指令手段を備えることである。

請求項１に係る発明によれば、現状の部品収納部の並び順と並べ替え後の部品収納部の並び順とにおいて、部品採取ヘッドの移動の時間差または距離差および時間差または距離差が大きい順番の少なくとも一方を教示するようにしている。このため、複数の収納部保持部に複数の部品収納部を自由配置でセットしても、基板に部品を装着する部品採取ヘッドの動作中に部品収納部を教示にしたがって並び替えることにより、１枚の基板を生産するときの部品採取ヘッドの総移動時間または総移動距離を短縮して部品採取効率を高めることができる。よって、基板に対する部品の実装タクトを向上することができる。

請求項２に係る発明によれば、並べ替え案内表示手段は、現状の部品収納部の並び順と並べ替え後の部品収納部の並び順とにおいて、部品採取ヘッドの移動の時間差または距離差および時間差または距離差が大きい順番の少なくとも一方を表示装置に表示するようにしている。このため、作業者は、複数の収納部保持部に複数の部品収納部を自由配置でセットしても、基板に部品を装着する部品採取ヘッドの動作中に表示装置の表示を視認して部品収納部を表示にしたがって並び替えることにより、１枚の基板を生産するときの部品採取ヘッドの総移動時間または総移動距離を短縮して部品採取効率を高めることができる。よって、基板に対する部品の実装タクトを向上することができる。

請求項３に係る発明によれば、並べ替え案内表示手段は、表示した部品収納部の並べ替えが完了した時点で当該並べ替え案内の表示を消去し、以降の並べ替え案内を繰り上げて表示するようにしている。これにより、作業者は、並べ替えが必要な部品収納部を確実に認識することができる。よって、部品収納部を誤って並べ替えることによる基板不良の発生を未然に防止することができる。

請求項４に係る発明によれば、採取変更指令手段は、部品採取ヘッドにより部品を採取しているときに該部品の部品収納部を並べ替える指令が出た場合、当該部品採取を後回しにして次に採取すべき部品を採取するように指令するようにしている。これにより、部品収納部の並べ替え完了を待たずに部品採取ヘッドによる部品の採取を継続することができる。よって、基板に対する部品の実装タクトをさらに向上することができる。

本発明の実施の形態による部品実装装置の概略を示す平面図である。図１の部品実装装置の制御装置を示すブロック構成図である。図２の制御装置によるフィーダの並べ替え案内表示動作を説明するためのフローチャートである。（Ａ）は、自由配置によるフィーダの装着例および部品採取ヘッドの移動経路を示す図、（Ｂ）は、理想の並び順のフィーダの装着例および部品採取ヘッドの移動経路を示す図である。（Ａ）は、図４（Ａ）の自由配置によるフィーダの装着例を示す図、（Ｂ）は、第１のフィーダの並べ替えパターンを示す図、（Ｃ）は、第２のフィーダの並べ替えパターンを示す図、（Ｄ）は、第３のフィーダの並べ替えパターンを示す図、（Ｅ）は、第４のフィーダの並べ替えパターンを示す図である。（Ａ）は、第２のフィーダの再演算した並べ替えパターンを示す図、（Ｂ）は、第３（第４）のフィーダの再演算した並べ替えパターンを示す図、（Ｃ）は、第３（第４）のフィーダの再々演算した並べ替えパターンを示す図である。（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、順次行われるフィーダの並べ替えに対応したフィーダの並べ替え案内の表示例を示す図である。図２の制御装置による部品採取ヘッドの動作を説明するためのフローチャートである。（Ａ）は、複数本の吸着ノズルを備えた部品採取ヘッドの場合の自由配置により装着されたフィーダに対する移動経路を示す図、（Ｂ）は、該部品採取ヘッドの場合の理想の並び順で装着されたフィーダに対する移動経路を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図１において、基板ＰＢの搬送方向をＹ方向、Ｙ方向と直交する水平方向をＸ方向、Ｙ方向と直交する垂直方向をＺ方向とする。図１に示すように、本実施形態による部品実装装置１は、基台１０上面の奥側（図示上側）に配設され、基板ＰＢをＹ方向に搬送して実装位置に搬入出する基板搬送装置１１と、基台１０上面の手前側（図示下側）に配設され、異なる部品種の部品を夫々収容して供給する後述する複数のフィーダ１７（本発明の「部品収納部」に相当する）をＹ方向に沿って設けてなる部品供給装置１２と、基台１０上面の上方に配設され、各フィーダ１７から部品を採取して実装位置に搬送された基板ＰＢに実装する部品移載装置１３と、基板搬送装置１１、部品供給装置１２および部品移載装置１３の動作を制御する制御装置９（図２参照）とを備えている。

基板搬送装置１１は、一対のガイドレール１４ａ，１４ｂと、一対のコンベアベルト１５ａ，１５ｂと、クランプ装置１６とを備えている。一対のガイドレール１４ａ，１４ｂは、Ｙ方向に延在し基板ＰＢの幅と略同一の距離を隔てて互いに平行に配置されている。一対のコンベアベルト１５ａ，１５ｂは、ガイドレール１４ａ，１４ｂの直下に並設されている。クランプ装置１６は、一対のガイドレール１４ａ，１４ｂの間であって実装位置の下方に配設されている。このような構成の基板搬送装置１１においては、基板ＰＢが一対のガイドレール１４ａ，１４ｂによりＹ方向に案内されつつ一対のコンベアベルト１５ａ，１５ｂにより実装位置まで搬送され、クランプ装置１６によりコンベアベルト１５ａ，１５ｂから押し上げられてクランプされ位置決め固定されるようになっている。

部品供給装置１２は、カセット式のフィーダ１７がセットされるフィーダホルダ部１８を備えている。フィーダ１７は、後部に部品供給リール１９がセットされるフィーダ本体１７ａと、該フィーダ本体１７ａの前部に設けられた部品取出部１７ｂとにより概略構成されている。フィーダ本体１７ａには、後述するフィーダホルダ部１８に設けられたコネクタ１８ｂに電気的に接続可能なコネクタ１７ｃが設けられている。部品供給リール１９には、部品が所定ピッチで配置されカバーテープ（図示省略）で覆われたキャリアテープ２０が巻回されている。

フィーダホルダ部１８には、複数のフィーダ１７が並列した状態で着脱可能にセットされる複数の装着スロット１８ａ（本発明の「収納部保持部」に相当する）と、該装着スロット１８ａにフィーダ１７を着脱すると同時にフィーダ１７のコネクタ１７ｃと電気的に接続・切断可能なコネクタ１８ｂとが設けられている。このような構成の部品供給装置１２においては、キャリアテープ２０がフィーダ本体１７ａに備えられたスプロケット（図示省略）により所定ピッチで引き出されてカバーテープが引き剥がされ、部品が部品取出部１７ｂに順次送り込まれると共にキャリアテープ２０が巻き取られるようになっている。また、装着スロット１８ａにフィーダ１７を着脱するときの着脱信号が、コネクタ１７ｃ，１８ｂを介して制御装置９に送信されるようになっている。

部品移載装置１３は、ヘッド移送機構として一対の固定レール２１ａ，２１ｂおよびヘッド移動レール２２と、部品採取ヘッド２３と、吸着ノズル２４とを備えている。一対の固定レール２１ａ，２１ｂは、基板搬送装置１２の両端部の上方にＸ方向に延在し互いに平行に配置されている。ヘッド移動レール２２は、Ｙ方向に延在して配置されて両端が固定レール２１ａ，２１ｂに沿って移動可能に支持されている。ヘッド移動レール２２の移動は、ボールねじを介してサーボモータ（いずれも図示省略）により制御されている。部品採取ヘッド２３は、ヘッド移動レール２２に沿って移動可能に支持されている。部品採取ヘッド２３の移動は、ボールねじを介してサーボモータ（いずれも図示省略）により制御されている。また、部品採取ヘッド２３には、基板認識用カメラ２５が取り付けられ基板ＰＢにおける部品装着位置の認識が可能となっている。

吸着ノズル２４は、部品採取ヘッド２３から下方に突出しＺ方向に昇降可能に且つＺ軸回りで回転可能に支持されている。吸着ノズル２４の昇降は、ボールねじを介してサーボモータ（いずれも図示省略）により制御され、吸着ノズル２４の回転は、ギヤ機構を介してサーボモータ（いずれも図示省略）により制御されている。吸着ノズル２４は、略中空円筒状に形成されて真空ポンプ（図示省略）と接続されており、ノズル下端において部品を吸着保持可能に構成されている。また、部品移載装置１３と部品供給装置１２の間には部品認識用カメラ２６が取り付けられ部品の吸着状態の認識が可能となっている。このような構成の部品移載装置１３においては、フィーダ１７の部品取出部１７ｂに供給された部品が、吸着ノズル２４により吸着されヘッド移動レール２２および部品採取ヘッド２３により実装位置に位置決めされた基板ＰＢまで移動され、吸着ノズル２４により基板ＰＢの表面の部品装着位置に搭載されるようになっている。

図２に示すように、制御装置９は、マイクロコンピュータ９１を有しており、マイクロコンピュータ９１は、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示省略）を備えている。このマイクロコンピュータ９１には、表示装置９２、通信装置９３、記憶装置９４、基板搬送制御部９５、部品供給制御部９６、部品移載制御部９７が接続されている。表示装置９２は、基板ＰＢに装着する部品の部品情報、対応する部品が収納されたフィーダ１７のフィーダ情報、装着スロット１８ａにおけるフィーダ１７の並べ替え情報、警告等を表示する。通信装置９３は、ＬＡＮを介してホストコンピュータ（いずれも図示省略）に接続されて信号を送受信する。記憶装置９４は、ホストコンピュータから送信された基板ＰＢに装着する部品の部品情報やフィーダ１７の並べ替え情報等を記憶する。

基板搬送制御部９５には、コンベアベルト１５ａ，１５ｂを回動するベルト駆動部３１と、クランプ装置１６を昇降するクランプ部３２とが接続されている。部品供給制御部９６には、スプロケットを駆動するスプロケット駆動部３３と、フィーダ１７の着脱信号を送信するコネクタ１８ｂとが接続されている。部品移載制御部９７には、ヘッド移動レール２２を移動するレール移動部３４と、部品採取ヘッド２３を移動するヘッド移動部３５と、吸着ノズル２４を昇降するノズル駆動部３６と、吸着ノズル２４の真空ポンプをオンオフするポンプ駆動部３７と、基板認識用カメラ２５および部品認識用カメラ２６による撮像を制御する撮像部３８とが接続されている。

次に、上述の制御装置９の動作について図３のフローチャート、図４のフィーダの装着例、図５，６のフィーダの並べ替えパターンおよび図７のフィーダの並べ替え案内の表示例を参照して説明する。制御装置９は、実装対象の基板ＰＢに装着する部品の部品情報、対応する部品が収納されたフィーダ１７のフィーダ情報等を表示装置９２に表示して作業者に視認させ、複数のフィーダ１７を複数の装着スロット１８ａにそれぞれ装着させる（ステップ１、本発明の「収納部保持工程」に相当する）。このとき、作業者は、複数のフィーダ１７を複数の装着スロット１８ａに自由配置で装着してよいので、フィーダ装着の作業時間を短時間で行うことができる。

例えば、実装対象の基板ＰＢに装着する部品の部品種をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとしたとき、作業者は、部品種Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが収納された各フィーダ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄを複数（本例では５つ）の装着スロット１８ａ１〜１８ａ５に自由配置で装着する。本例では、装着スロット１８ａ１にフィーダ１７Ｄ、装着スロット１８ａ３にフィーダ１７Ａ、装着スロット１８ａ４にフィーダ１７Ｃ、装着スロット１８ａ５にフィーダ１７Ｂを装着したものとし、装着スロット１８ａ２は空きスロットとする（図４（Ａ）参照）。

制御装置９は、実装位置に位置決めされた実装対象の１枚の基板ＰＢに対し複数の部品種の各部品を装着するときの該基板ＰＢと、複数の装着スロット１８ａに装着された現状の並び順での複数のフィーダ１７との間での部品採取ヘッド２３の第１移動時間をそれぞれ演算する（ステップ２，３、本発明の「第１移動関連量演算工程、第１移動関連量演算手段」に相当する）。部品採取ヘッド２３は、フィーダ１７の部品取出部１７ｂから部品認識用カメラ２６を経由して基板ＰＢにおける部品装着位置に移動した後、次のフィーダ１７の部品取出部１７ｂに移動するという動作を繰り返すので、以下の説明では、便宜上、上述の移動の時間を第１移動時間として演算し、その他の例えば部品採取ヘッド２３の復帰位置等への移動時間は考慮しないものとする。

具体的には、基板ＰＢにおける部品種Ａの部品の部品装着位置Ｐａと、装着スロット１８ａ３に装着されているフィーダ１７Ａの部品取出部１７ｂＡとの間での部品採取ヘッド２３の移動経路ｄａ１，ｄａ２，ｄａ３を求め、求めた移動経路ｄａ１，ｄａ２，ｄａ３の距離を部品採取ヘッド２３の移動速度で除算することにより部品採取ヘッド２３の第１移動時間Ｔａ１を求める。同様に、基板ＰＢにおける各部品種Ｂ，Ｃ，Ｄの部品装着位置Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄと、装着スロット１８ａ５，１８ａ４，１８ａ１に装着されている各フィーダ１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄの部品取出部１７ｂＢ，１７ｂＣ，１７ｂＤとの間での部品採取ヘッド２３の第１移動時間Ｔｂ１，Ｔｃ１，Ｔｄ１を求める（図４（Ａ）参照）。

制御装置９は、複数のフィーダ１７に対する部品採取ヘッド２３の第１移動時間の演算が完了したら（ステップ３において「Ｙｅｓ」）、実装位置に位置決めされた実装対象の１枚の基板ＰＢに対し部品を装着するときの部品採取ヘッド２３の移動時間が最適となる複数のフィーダ１７の理想の並び順、すなわち現状のフィーダ１７の並び順における部品採取ヘッド２３の移動時間よりも可能な限り短縮された移動時間となるフィーダ１７の並び順を演算する（ステップ４、本発明の「収納部並び順演算工程、収納部材並び順演算手段」に相当する）。

具体的には、基板ＰＢにおける部品種Ａの部品の部品装着位置Ｐａからフィーダ１７Ａの部品取出部１７ｂＡまでの部品採取ヘッド２３の移動時間が、先に求めた第１移動時間Ｔａ１よりも短い移動経路ｄａ１１，ｄａ１２，ｄａ１３となる装着スロット１８ａ、この場合は装着スロット１８ａ１を求める。同様に、基板ＰＢにおける各部品種Ｂ，Ｃ，Ｄの部品装着位置Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄから各フィーダ１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄの部品取出部１７ｂＢ，１７ｂＣ，１７ｂＤまでの部品採取ヘッド２３の移動時間が、先に求めた第１移動時間Ｔｂ１，Ｔｃ１，Ｔｄ１よりも短い移動経路となる装着スロット１８ａ（この場合は装着スロット１８ａ２，１８ａ３，１８ａ４とする）を求める。そして、各装着スロット１８ａ１，１８ａ２，１８ａ３，１８ａ４にフィーダ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄをそれぞれ装着した状態を理想の並び順として求める（図４（Ｂ）参照）。

制御装置９は、求めた複数のフィーダ１７の理想の並び順に向けて現状の並び順を並べ替えるパターンを作成する（ステップ５）。そして、作成した各並べ替えパターンにおいて基板ＰＢと並び替えたフィーダ１７との間での第１移動時間と同様の部品採取ヘッド２３の第２移動時間が演算済みであるか否かを判断し（ステップ６）、該第２移動時間が演算済みでないときは該第２移動時間をそれぞれ演算する（ステップ７，８、本発明の「第２移動関連量演算工程、第２移動関連量演算手段」に相当する）。

具体的には、現状の並び順の各フィーダ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ（図５（Ａ）参照）において、各フィーダ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄを理想の並び順に並び替えると仮定したときの各並び替えパターン（図５（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）参照）を作成し、作成した各並べ替えパターンにおいて基板ＰＢと並び替えたフィーダ１７との間での第１移動時間と同様の部品採取ヘッド２３の第２移動時間をそれぞれ演算する。

すなわち、フィーダ１７Ａを現状の装着スロット１８ａ３から理想の装着スロット１８ａ１に並び替えると仮定したときの並び替えパターン（図５（Ｂ）参照）では、基板ＰＢにおける部品種Ａの部品の部品装着位置Ｐａと、装着スロット１８ａ１に並べ替えられたフィーダ１７Ａの部品取出部１７ｂＡとの間での部品採取ヘッド２３の移動経路を求め、求めた移動経路の距離を部品採取ヘッド２３の移動速度で除算することにより部品採取ヘッド２３の第２移動時間Ｔａ２を演算する。ただし、この並び替えパターンでは、装着スロット１８ａ１にはフィーダ１７Ｄが既に装着されているので（図５（Ａ）参照）、フィーダ１７Ａとフィーダ１７Ｄとは交互に並び替えを行う必要がある。そこで、フィーダ１７Ｄを現状の装着スロット１８ａ１から暫定の装着スロット１８ａ３に並び替えたときの部品採取ヘッド２３の第２移動時間ｔｄ２も同様に演算する。

次に、フィーダ１７Ｂを現状の装着スロット１８ａ５から理想の装着スロット１８ａ２に並び替えると仮定したときの並び替えパターン（図５（Ｃ）参照）でも、部品採取ヘッド２３の第２移動時間Ｔｂ２を同様に演算する。この並び替えパターンでは、装着スロット１８ａ２は空のスロットであるので（図５（Ａ）参照）、フィーダ１７Ｂは単独の並び替えとなる。

次に、フィーダ１７Ｃを現状の装着スロット１８ａ４から理想の装着スロット１８ａ３に並び替えると仮定したときの並び替えパターン（図５（Ｄ）参照）でも、部品採取ヘッド２３の第２移動時間Ｔｃ２を同様に演算する。ただし、この並び替えパターンでは、装着スロット１８ａ３にはフィーダ１７Ａが既に装着されているので（図５（Ａ）参照）、フィーダ１７Ｃとフィーダ１７Ａとは交互に並び替えを行う必要がある。そこで、フィーダ１７Ａを現状の装着スロット１８ａ３から暫定の装着スロット１８ａ４に並び替えたときの部品採取ヘッド２３の第２移動時間ｔａ２も同様に演算する。

次に、フィーダ１７Ｄを現状の装着スロット１８ａ１から理想の装着スロット１８ａ４に並び替えると仮定したときの並び替えパターン（図５（Ｅ）参照）でも、部品採取ヘッド２３の第２移動時間Ｔｄ２を同様に演算する。ただし、この並び替えパターンでは、装着スロット１８ａ４には、フィーダ１７Ｃが既に装着されているので（図５（Ａ）参照）、フィーダ１７Ｄとフィーダ１７Ｃとは交互に並び替えを行う必要がある。そこで、フィーダ１７Ｃを現状の装着スロット１８ａ４から暫定の装着スロット１８ａ１に並び替えたときの部品採取ヘッド２３の第２移動時間ｔｃ２も同様に演算する。

制御装置９は、複数のフィーダ１７に対する部品採取ヘッド２３の第２移動時間の演算が完了したら（ステップ８において「Ｙｅｓ」）、複数のフィーダ１７に対する第１移動時間と第２移動時間との時間差を部品採取ヘッド２３の移動短縮時間としてそれぞれ演算する（ステップ９，１０、なお、ステップ９〜１６は、本発明の「並べ替え案内教示工程、並べ替え案内表示手段」に相当する）。そして、複数のフィーダ１７に対する第１移動時間と第２移動時間との時間差の演算が完了したら（ステップ１０において「Ｙｅｓ」）、該時間差が最も大きいフィーダ１７の並べ替えパターンを選択する（ステップ１１）。そして、各フィーダ１７が理想の並び順に並び替えられたか否かを判断し（ステップ１２）、理想の並び順に並び替えられていないときは、ステップ５に戻ってフィーダ１７の並べ替えパターンを再度作成してステップ５以降の処理を繰り返す。

具体的には、交互並べ替えとなるフィーダ１７Ａおよびフィーダ１７Ｄにおいては（図５（Ｂ）参照）、各フィーダ１７Ａ，１７Ｄに対する時間差の和（Ｔａ１−Ｔａ２）＋（Ｔｄ１−ｔｄ２）を部品採取ヘッド２３の移動短縮時間として演算する。単体の並べ替えとなるフィーダ１７Ｂにおいては（図５（Ｃ）参照）、フィーダ１７Ｂに対する時間差Ｔｂ１−Ｔｂ２を部品採取ヘッド２３の移動短縮時間として演算する。交互並べ替えとなるフィーダ１７Ｃおよびフィーダ１７Ａにおいては（図５（Ｄ）参照）、各フィーダ１７Ｃ，１７Ａに対する時間差の和（Ｔｃ１−Ｔｃ２）＋（Ｔａ１−ｔａ２）を部品採取ヘッド２３の移動短縮時間として演算する。交互並べ替えとなるフィーダ１７Ｄおよびフィーダ１７Ｃにおいては（図５（Ｅ）参照）、各フィーダ１７Ｄ，１７Ｃに対する時間差の和（Ｔｄ１−Ｔｄ２）＋（Ｔｃ１−ｔｃ２）を部品採取ヘッド２３の移動短縮時間として演算する。

そして、求めた時間差が例えば（Ｔａ１−Ｔａ２）＋（Ｔｄ１−ｔｄ２），Ｔｂ１−Ｔｂ２，（Ｔｃ１−Ｔｃ２）＋（Ｔａ１−ｔａ２），（Ｔｄ１−Ｔｄ２）＋（Ｔｃ１−ｔｃ２）の順に小さくなったとする。このときは、フィーダ１７Ａおよびフィーダ１７Ｄを交互並び替えする並び替えパターン（図５（Ｂ）参照）を選択する。この並び替えパターンは、フィーダ１７Ａのみが理想の並び順であり、他のフィーダ１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄは理想の並び順ではないため、各フィーダ１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄを理想の並び順に並び替えると仮定したときの各並び替えパターン（図６（Ａ），（Ｂ）参照）を再度作成する。

すなわち、フィーダ１７Ｂを現状の装着スロット１８ａ５から理想の装着スロット１８ａ２に並び替えると仮定したときは（図６（Ａ）参照）、部品採取ヘッド２３の第２移動時間は既に求めたＴｂ２であり、第１移動時間と第２移動時間との時間差は既に求めたＴｂ１−Ｔｂ２となる。次に、フィーダ１７Ｃを現状の装着スロット１８ａ４から理想の装着スロット１８ａ３に並び替えると仮定したときは（図６（Ｂ）参照）、フィーダ１７Ｃとフィーダ１７Ｄとは交互に並び替えとなり、部品採取ヘッド２３の第２移動時間は既に求めたＴｃ２，Ｔｄ２であり、第１移動時間と第２移動時間との時間差は（Ｔｃ１−Ｔｃ２）＋（Ｔｄ１−Ｔｄ２）となる。なお、この例では、フィーダ１７Ｄを現状の装着スロット１８ａ３から理想の装着スロット１８ａ４に並び替えることは、上述のフィーダ１７Ｃの並べ替えと同一であるため省略する。

そして、求めた時間差が例えばＴｂ１−Ｔｂ２，（Ｔｃ１−Ｔｃ２）＋（Ｔｄ１−Ｔｄ２）の順に小さくなったとする。このときは、フィーダ１７Ｂを現状の装着スロット１８ａ５から理想の装着スロット１８ａ２に並び替えたパターンを選択する（図６（Ａ）参照）。この並び替えパターンは、フィーダ１７Ａ，１７Ｂが理想の並び順であり、他のフィーダ１７Ｃ，１７Ｄは理想の並び順ではないため、各フィーダ１７Ｃ，１７Ｄを理想の並び順に並び替えると仮定したときの並び替えパターン（図６（Ｃ）参照）を再度作成する。

すなわち、フィーダ１７Ｃを現状の装着スロット１８ａ４から理想の装着スロット１８ａ３に並び替えると仮定したときは（図６（Ｃ）参照）、フィーダ１７Ｃとフィーダ１７Ｄとは交互に並び替えとなり、部品採取ヘッド２３の第２移動時間は既に求めたＴｃ２，Ｔｄ２であり、第１移動時間と第２移動時間との時間差は既に求めた（Ｔｃ１−Ｔｃ２）＋（Ｔｄ１−Ｔｄ２）となる。なお、この例では、フィーダ１７Ｄを現状の装着スロット１８ａ３から理想の装着スロット１８ａ４に並び替えることはフィーダ１７Ｃの並べ替えと同一であるため省略する。そして、この並び替えパターンにより、全フィーダ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄは理想の並び順になったので、部品採取ヘッド２３の第２移動時間の演算を終了する。

制御装置９は、各フィーダ１７が理想の並び順に並び替えられたら（ステップ１２において「Ｙｅｓ」）、各フィーダ１７が理想の並び順に至るまでのフィーダ１７の並べ替え案内を時間差が大きい順に表示装置９２の画面上部から並べて表示し、作業者に画面上部から順にフィーダ１７を並べ替えを促す（ステップ１３）。

具体的には、交互並べ替えとなるフィーダ１７Ａおよびフィーダ１７Ｄの並べ替え案内、すなわちフィーダ１７Ａを現状の装着スロット１８ａ３から理想の装着スロット１８ａ１に並べ替える並べ替え案内およびフィーダ１７Ｄを現状の装着スロット１８ａ１から暫定的な装着スロット１８ａ３に並べ替える並べ替え案内を表示装置９２の画面上部に表示する。そして、この表示の下方にフィーダ１７Ｂの並べ替え案内、すなわちフィーダ１７Ｂを現状の装着スロット１８ａ５から理想の装着スロット１８ａ２に並べ替える並べ替え案内を表示する。そして、さらにこの表示の下方に交互並べ替えとなるフィーダ１７Ｃおよびフィーダ１７Ｄの並べ替え案内、すなわちフィーダ１７Ｃを現状の装着スロット１８ａ４から理想の装着スロット１８ａ３に並べ替える並べ替え案内およびフィーダ１７Ｄを現状の装着スロット１８ａ３から理想の装着スロット１８ａ４に並べ替える並べ替え案内を表示し、作業者に画面上部から順にフィーダ１７を並べ替えを促す。このときの表示項目としては、例えば、フィーダ（並べ替えの対象となるフィーダ）、現スロット（現在装着されているスロット）、変更スロット（並べ替えで装着されるスロット）、短縮時間（並べ替えで短縮される時間（時間差））が表示される（図７（Ａ）参照）。

制御装置９は、表示装置９２の画面上部に表示した時間差が最も大きいフィーダ１７の並べ替えが完了したか否かを判断する（ステップ１４）。このフィーダ１７の並べ替えが完了したか否かの判断は、コネクタ１８ｂを介して送信されるフィーダ１７の着脱信号を受信することにより判断することができる。そして、該並べ替えが完了した場合には、表示されている全てのフィーダ１７の並べ替えが完了したか否かを判断し（ステップ１５）、表示されている全てのフィーダ１７の並べ替えが完了していない場合には、表示装置９２の画面上部の完了した並べ替えの表示のみを消去し（ステップ１６）、ステップ１３に戻って消去した並べ替え以降の並べ替えの表示を繰り上げて表示する。一方、表示されている全てのフィーダ１７の並べ替えが完了した場合には、全ての処理を終了する。

具体的には、フィーダ１７Ａおよびフィーダ１７Ｄの交互並べ替えが完了したら、フィーダ１７Ａおよびフィーダ１７Ｄの並べ替え案内を消去し、フィーダ１７Ｂの並べ替え案内、フィーダ１７Ｃおよびフィーダ１７Ｄの交互並べ替え案内をこの順で表示装置９２の画面上部から並べて表示する（図７（Ｂ）参照）。そして、フィーダ１７Ｂの並べ替えが完了したら、フィーダ１７Ｂの並べ替え案内を消去し、フィーダ１７Ｃおよびフィーダ１７Ｄの交互並べ替え案内を表示装置９２の画面上部に表示する（図７（Ｃ）参照）。そして、フィーダ１７Ｃおよびフィーダ１７Ｄの交互並べ替えが完了したら、フィーダ１７Ｃおよびフィーダ１７Ｄの交互並べ替え案内を消去して全ての処理を終了する。

ここで、上述の制御装置９によるフィーダ１７の並べ替え案内表示動作が開始されると、基板ＰＢへの部品の装着も開始されるが、吸着ノズル２４が部品を採取するとき、該部品が収納されているフィーダ１７が並べ替え中で装着スロット１８ａから取外されている場合がある。このような場合の制御装置９の動作について図８のフローチャート（本発明の「採取変更教示手段」に相当する）を参照して説明する。制御装置９は、基板ＰＢへの部品の装着が指令されると（ステップ２１）、該部品が収納されているフィーダ１７（以下、「現フィーダ１７」という）に部品採取ヘッド２３を移動する（ステップ２２）。そして、現フィーダ１７の並べ替えが指令されているか否かを判断し（ステップ２３）、現フィーダ１７の並べ替えが指令されていない場合には、現フィーダ１７に収納されている部品を採取して基板ＰＢに装着する（ステップ２４）。

一方、ステップ２３において、現フィーダ１７の並べ替えが指令されている場合には、現フィーダ１７に収納されている部品の採取をスキップし、次に装着すべき部品の装着が指令されているか否かを判断する（ステップ２５）。そして、次に装着すべき部品の装着が指令されている場合には、該部品が収納されているフィーダ１７（以下、「次フィーダ１７」という）に部品採取ヘッド２３を移動する（ステップ２２）。そして、次フィーダ１７の並べ替えが指令されているか否かを判断し（ステップ２３）、次フィーダ１７の並べ替えが指令されていない場合には、次フィーダ１７に収納されている部品を採取して基板ＰＢに装着する（ステップ２４）。

そして、ステップ２４において部品を採取して基板ＰＢに装着した後、またはステップ２５において次に装着すべき部品の装着が指令されていない場合には、現フィーダ１７の並べ替えが指令されていて採取不可となった部品の有無を判断し（ステップ２６）、採取不可となった部品が有る場合には、ステップ２２に戻って上述の処理を実行する。一方、採取不可となった部品が無い場合には、全ての部品の装着が完了したか否かを判断し（ステップ２７）、全ての部品の装着が完了していない場合には、ステップ２１に戻って上述の処理を実行し、全ての部品の装着が完了した場合には、全ての処理を終了する。

上述の制御装置９によるフィーダ１７の並べ替え案内表示動作においては、１本の吸着ノズル２４により異種の部品を順次採取して基板に装着する場合について説明したが、複数本の吸着ノズルを備えた例えばロータリー式の部品採取ヘッドにより同種の部品を連続で採取して基板に装着する場合も同様にフィーダ１７の並べ替え案内表示を行うことができ、部品採取ヘッドの移動時間を短縮させることができる。

例えば、実装対象の基板ＰＢに装着する部品の部品種をＡとしたとき、作業者は、部品種Ａが収納された各フィーダ１７Ａ１，１７Ａ２，１７Ａ３を複数（本例では８つ）の装着スロット１８ａ１〜１８ａ８に自由配置で装着する。本例では、装着スロット１８ａ１にフィーダ１７Ａ１、装着スロット１８ａ３にフィーダ１７Ａ３、装着スロット１８ａ７にフィーダ１７Ａ２を装着したものとし、装着スロット１８ａ２，１８ａ４，１８ａ５，１８ａ６，１８ａ８は空きスロットとする（図９（Ａ）参照）。そして、理想のフィーダ１７Ａ１，１７Ａ２，１７Ａ３の並び順は、装着スロット１８ａ１にフィーダ１７Ａ１、装着スロット１８ａ２にフィーダ１７Ａ２、装着スロット１８ａ３にフィーダ１７Ａ３を装着し、装着スロット１８ａ４〜１８ａ８は空きスロットとしたときとする（図９（Ｂ）参照）。

ここで、基板ＰＢにおける部品種Ａの部品の部品装着位置Ｐａと、装着スロット１８ａ１に装着されているフィーダ１７Ａ１の部品取出部１７ｂＡ１との間での部品採取ヘッドの移動経路は現状の並び順と理想の並び順で同一なため省略する。すると、現状のフィーダ１７Ａ１，１７Ａ２，１７Ａ３の並び順での部品採取ヘッドの第１移動時間は、装着スロット１８ａ１に装着されているフィーダ１７Ａ１の部品取出部１７ｂＡ１と装着スロット１８ａ７に装着されているフィーダ１７Ａ２の部品取出部１７ｂＡ２との間での部品採取ヘッドの移動経路の距離ｆ１と、装着スロット１８ａ７に装着されているフィーダ１７Ａ２の部品取出部１７ｂＡ２と装着スロット１８ａ３に装着されているフィーダ１７Ａ３の部品取出部１７ｂＡ３との間での部品採取ヘッドの移動経路の距離ｆ２との和ｆ１＋ｆ２を部品採取ヘッド２３の移動速度で除算することにより求まる。

一方、理想のフィーダ１７Ａ１，１７Ａ２，１７Ａ３の並び順での部品採取ヘッドの第１移動時間は、装着スロット１８ａ１に装着されているフィーダ１７Ａ１の部品取出部１７ｂＡ１と装着スロット１８ａ２に装着されているフィーダ１７Ａ２の部品取出部１７ｂＡ２との間での部品採取ヘッドの移動経路の距離ｇ１（＞ｆ１）と、装着スロット１８ａ２に装着されているフィーダ１７Ａ２の部品取出部１７ｂＡ２と装着スロット１８ａ３に装着されているフィーダ１７Ａ３の部品取出部１７ｂＡ３との間での部品採取ヘッドの移動経路の距離ｇ２（＞ｆ２）との和ｇ１＋ｇ２を部品採取ヘッド２３の移動速度で除算することにより求まる。よって、この場合、部品採取ヘッドの移動距離差（ｆ１−ｇ１）＋（ｆ２−ｇ２）を部品採取ヘッド２３の移動速度で除算した時間だけ短縮することができる。

以上説明したように、本実施形態の部品実装装置１によれば、制御装置９は、現状のフィーダ１７の並び順と並べ替え後のフィーダ１７の並び順とにおいて、部品採取ヘッド２３の移動の時間差または距離差を大きい順に表示装置９２に案内表示するようにしている。このため、作業者は、複数の装着スロット１８ａに複数のフィーダ１７を自由配置でセットしても、基板ＰＢに部品を装着する部品採取ヘッド２３の動作中にフィーダ１７を案内表示にしたがって並び替えることにより、１枚の基板ＰＢを生産するときの部品採取ヘッド２３の総移動時間または総移動距離を短縮して部品採取効率を高めることができる。よって、基板ＰＢに対する部品の実装タクトを向上することができる。

また、制御装置９は、表示したフィーダ１７の並べ替えが完了した時点で当該並べ替え案内の表示を消去し、以降の並べ替え案内を繰り上げて表示するようにしている。これにより、作業者は、並べ替えが必要なフィーダ１７を確実に認識することができる。よって、フィーダ１７を誤って並べ替えることによる基板不良の発生を未然に防止することができる。また、制御装置９は、部品採取ヘッド２３により部品を採取しているときに該部品のフィーダ１７を並べ替える指令が出た場合、当該部品採取を後回しにして次に採取すべき部品を採取するように指令するようにしている。これにより、フィーダ１７の並べ替え完了を待たずに部品採取ヘッド２３による部品の採取を継続することができる。よって、基板ＰＢに対する部品の実装タクトをさらに向上することができる。

なお、上述の実施形態においては、部品採取ヘッド２３の移動時間を短縮するフィーダ１７の並び替え処理について説明したが、部品採取ヘッド２３の移動距離を短縮するフィーダ１７の並び替え処理としてもよい。また、例えば図５（Ａ）のフィーダ１７Ａ〜１７Ｄ毎に第１および第２移動時間を求める構成としたが、図５（Ａ）〜（Ｅ）のパターン毎にその配列で基板Ｂを生産した１枚の基板Ｂの生産時間を第１および第２移動時間として求める構成としてもよい。すなわち、フィーダ１７Ａ〜１７Ｄの順に部品を採取して基板Ｂに実装する場合には、図５（Ａ）〜（Ｅ）のパターン毎にその配列でフィーダ１７Ａ〜１７Ｄの順に部品を採取して基板Ｂに実装する全時間を第１および第２移動時間として求める。

また、制御装置９がフィーダ１７の並び替え処理を行う構成としたが、制御装置９とは別に並び替え処理装置を備え、該並び替え処理装置がフィーダ１７の並び替え処理を行う構成としてもよい。また、並び替え案内表示は、部品採取ヘッド２３の移動時間（移動距離）の短縮効果の大きい順に表示するように構成したが、例えば装着スロット１８ａ順に表示し、作業者が任意の順に並べ替えられるように構成してもよい。また、フィーダ１７の並び替えを表示装置９２に表示するように構成したが、例えばフィーダ１７の並び替えをプリントアウトや音声により案内教示するように構成してもよい。

また、フィーダ１７の並べ替え案内を表示する場合について説明したが、作業者による手動で部品供給部を並べ替える場合は、該並べ替え案内を作業者に視認させるべく表示が必要であるため、例えばトレイを並べ替え案内を表示する場合においても同様に本発明を適用可能である。また、部品実装装置１は、部品採取ヘッド２３を移送するヘッド移送機構を備えた構成としたが、ヘッド移送機構を備えず、基板ＰＢを移送する基板移送機構を備えた構成としても本発明を適用可能である。

１…部品実装装置、９…制御装置、１１…基板搬送装置、１２…部品供給装置、１３…部品移載装置、１７…フィーダ、１７ｂ…部品取出部、１８…フィーダホルダ部、５１…判別手段、９２…表示装置、ＰＢ…基板。

Claims

基板に装着する部品を収納し供給する複数の部品収納部をそれぞれ保持可能な複数の収納部保持部が前記基板の搬送方向に並べて設けられている部品供給装置と、
該部品供給装置から供給される前記部品を採取して前記基板上に装着する部品採取ヘッドを有する部品移載装置と、を備えた部品実装装置における部品供給方法であって、
前記複数の部品収納部を空いている前記複数の収納部保持部にそれぞれ保持させる収納部保持工程と、
１枚の前記基板に現状の前記部品収納部の並び順で前記部品採取ヘッドにより前記部品を装着するときの前記部品採取ヘッドの第１移動時間または第１移動距離をそれぞれ演算する第１移動関連量演算工程と、
１枚の前記基板に対し前記部品を装着するときの前記部品採取ヘッドの移動時間または移動距離が最適化された前記複数の部品収納部の理想の並び順を演算する収納部並び順演算工程と、
前記複数の部品収納部の前記理想の並び順に向けて前記現状の並び順を順次並べ替えたときの前記部品採取ヘッドの第２移動時間または第２移動距離をそれぞれ演算する第２移動関連量演算工程と、
前記第１移動時間と前記第２移動時間との時間差または前記第１移動距離と前記第２移動距離との距離差を求め、該時間差または前記距離差および前記時間差または前記距離差が大きい順番の少なくとも一方を教示する並べ替え案内教示工程と、を備える部品供給方法。
基板に装着する部品を収納し供給する複数の部品収納部をそれぞれ保持可能な複数の収納部保持部が前記基板の搬送方向に並べて設けられている部品供給装置と、
該部品供給装置から供給される前記部品を採取して前記基板上に装着する部品採取ヘッドを有する部品移載装置と、
案内表示可能な表示装置と、を備えた部品実装装置であって、
１枚の前記基板に現状の前記部品収納部の並び順で前記部品採取ヘッドにより前記部品を装着するときの前記部品採取ヘッドの第１移動時間または第１移動距離をそれぞれ演算する第１移動関連量演算手段と、
１枚の前記基板に対し前記部品を装着するときの前記部品採取ヘッドの移動時間または移動距離が最適化された前記複数の部品収納部の理想の並び順を演算する収納部並び順演算手段と、
前記複数の部品収納部を前記理想の並び順に向けて現状の並び順を順次並べ替えたときの前記部品採取ヘッドの第２移動時間または第２移動距離をそれぞれ演算する第２移動関連量演算手段と、
前記第１移動時間と前記第２移動時間との時間差または前記第１移動距離と前記第２移動距離との距離差を求め、該時間差または前記距離差および前記時間差または前記距離差が大きい順番の少なくとも一方を前記表示装置に表示する並べ替え案内表示手段と、を備える部品実装装置。
請求項２において、
前記並べ替え案内表示手段は、表示した前記部品収納部の並べ替えが完了した時点で当該並べ替え案内の表示を消去し、以降の並べ替え案内を繰り上げて表示する部品実装装置。
請求項２または３において、
前記部品採取ヘッドにより前記部品を採取しているときに該部品の前記部品収納部を並べ替える指令が出た場合、前記部品採取ヘッドにより当該部品の次に前記基板に装着すべき前記部品を採取するように指令し、前記部品収納部の並べ替えが完了した後に採取できなかった前記部品を採取するように指令する採取変更指令手段を備える部品実装装置。