JP2015041734A

JP2015041734A - 部品実装方法

Info

Publication number: JP2015041734A
Application number: JP2013173187A
Authority: JP
Inventors: 倉田　浩明; Hiroaki Kurata; 浩明倉田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-08-23
Filing date: 2013-08-23
Publication date: 2015-03-02

Abstract

【課題】部品実装装置を複数連結して成る部品実装システムにおいて部品切れの同時発生に起因する設備停止を防止することができる部品実装方法を提供する。
【解決手段】複数の部品実装装置にて個々のパーツフィーダにおいて電子部品が消費されて部品補給が必要となる部品切れタイミングを予測し、予測されて報知された部品切れタイミングに基づいて当該パーツフィーダを対象として部品補給を実行する部品補給を行う部品実装作業の過程において、予測された部品切れタイミングが複数の部品実装装置について同時に発生する同部品切れ同時発生の有無を判定し、部品切れ同時発生有りと判定されたならば、部品切れ発生に係る電子部品を供給し予め追加配置された代替フィーダからも電子部品を取り出すようにして、部品切れ発生に係るパーツフィーダにおける電子部品の消費速度を遅くすることにより、部品切れ同時発生を回避する同時発生回避処置を実行する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、基板に電子部品を実装する部品実装装置を複数連結して成る部品実装システムにおける部品実装方法に関するものである。

電子部品を基板に実装して実装基板を生産する部品実装システムは複数の部品実装装置を連結して構成され、各部品実装装置では部品供給部に装着されたパーツフィーダから電子部品を取り出して基板に移送搭載する部品実装作業が反復実行される。部品実装作業を継続して実行する過程では、部品が消費されて材料切れとなるタイミングに合わせてパーツフィーダに新たに電子部品を補給する部品補給作業が反復して実行される。この部品補給作業がタイムリーに実行されない場合には当該装置は部品切れにより停止を余儀なくされるため、部品補給作業を適正タイミングで実行することを目的として、予めシミュレーション演算によって予測された部品切れの発生時期を報知するなどの方策が用いられるようになっている（例えば特許文献１、２参照）。

特許文献１に示す先行技術例では、部品実装作業中にサンプリング時間ごとに取得した部品消費情報および部品補給条件にしたがって部品切れを予告するようにしている。また特許文献２に示す先行技術例では、部品切れ予告にしたがって部品補給を実行する作業者を割り当てる際に、部品実装システムを構成する実装機のうちサイクルタイムが最も長く当該システムにおけるボトルネックとなる実装機に対して優先的に作業者を割り当てるようにしている。

特開２００５−２０９９１９号公報特開２０１２−０２８６６０号公報

しかしながら上述の特許文献例を含め先行技術には、複数装置を連結した部品実装システムを対象とする場合に、部品切れによる設備停止を生じることなくタイムリーに部品補給作業を実行することが困難な場合があるという課題があった。すなわち、部品実装システムを継続稼働させる際には部品切れが複数装置で同時発生する場合が生じる。この場合には上述の先行技術例のように各装置ごとに部品切れ予告がなされても、必ずしも適切な部品補給作業の実行が保証されるとは限らない。例えば部品補給作業を実行する作業者の数が限定されている場合には、ボトルネックとなる装置を優先的に作業対象としても、補給部品の準備如何など状況によっては他装置において部品切れが生じて設備停止を招く場合が生じる。またこのような部品切れの同時発生に対して求められる適正な対応を作業者の判断に委ねることは現実的には難しく、結果として予期しない設備停止の頻度が増大して生産性の低下を招くこととなっていた。

そこで本発明は、部品実装装置を複数連結して成る部品実装システムにおいて部品切れの同時発生に起因する設備停止を防止することができる部品実装方法を提供することを目的とする。

本発明の部品実装方法は、基板に電子部品を実装する部品実装装置を複数連結して成る部品実装システムにおいて、前記部品実装装置の部品供給部に配列されたパーツフィーダから電子部品を取り出して基板に移送搭載する部品実装作業を行う部品実装方法であって、前記複数の部品実装装置において前記部品実装作業を実行する部品実装工程と、前記部品実装作業を実行する過程にて、個々の前記パーツフィーダにおいて電子部品が消費されて部品補給が必要となる部品切れタイミングを予測する部品切れ予測工程と、前記予測されて報知された部品切れタイミングに基づいて当該パーツフィーダを対象として部品補給を実行する部品補給工程とを含み、前記予測された部品切れタイミングが複数の前記部品実装装置について同一時間帯に属し、当該複数の部品実装装置を対象として同一時間帯に前記部品補給が必要とされる部品切れ同時発生の有無を判定し、前記部品切れ同時発生有りと判定されたならば、前記複数の部品実装装置のうちサイクルタイムが最も長いボトルネック装置以外の部品実装装置について、当該部品実装装置における部品切れ発生に係る電子部品の消費速度を遅くすることにより前記部品切れ同時発生を回避する同時発生回避処置を実行する。

本発明によれば、複数の部品実装装置にて個々のパーツフィーダにおいて電子部品が消費されて部品補給が必要となる部品切れタイミングを予測し、予測されて報知された部品切れタイミングに基づいて当該パーツフィーダを対象として部品補給を実行する部品補給を行う部品実装作業の過程において、予測された部品切れタイミングが複数の部品実装装置について同一時間帯に属して当該複数の部品実装装置を対象として同一時間帯に部品補給が必要とされる部品切れ同時発生の有無を判定し、部品切れ同時発生有りと判定されたならば、複数の部品実装装置のうちサイクルタイムが最も長いボトルネック装置以外の部品実装装置について、当該部品実装装置における部品切れ発生に係る電子部品の消費速度を遅くして部品切れ同時発生を回避することにより、部品実装装置を複数連結して成る部品実装システムにおいて部品切れの同時発生に起因する設備停止を防止することができる。

本発明の一実施の形態の部品実装システムの構成説明図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部分断面図本発明の一実施の形態の部品実装システム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システムにおける生産データのデータ内容を示す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切れ同時発生の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切れ同時発生回避処置の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作業メインフローを示すフロー図本発明の一実施の形態の部品実装方法における部品切れ同時発生回避処置を示すフロー図本発明の一実施の形態の部品実装方法における部品切れ同時発生回避処置を示すフロー図本発明の一実施の形態の部品実装方法における部品切れ同時発生回避処置を示すフロー図本発明の一実施の形態の部品実装方法における部品切れ同時発生回避処置を示すフロー図本発明の一実施の形態の部品実装方法における部品切れ同時発生回避処置の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切れ同時発生回避処置の説明図

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を参照して部品実装システムについて説明する。図１において部品実装システム１は、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する機能を有するものであり、印刷装置Ｍ１、部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４、リフロー装置Ｍ５の各装置を連結して成る部品実装ラインを通信ネットワーク２によって接続し、全体を上位システム３によって制御する構成となっている。印刷装置Ｍ１は、基板に形成された電子部品接合用の電極にペースト状の半田をスクリーン印刷する。部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４は、部品供給部に配列されたパーツフィーダから実装ヘッドによって電子部品を取り出して基板に移送搭載する部品実装作業を行う。この後、部品実装後の基板はリフロー装置Ｍ５に送られ、基板に実装された電子部品を基板に半田接合することにより実装基板が製造される。

次に図２、図３を参照して、部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４の構成を説明する。図３は、図２におけるＡ−Ａ断面を部分的に示している。図２において基台５の中央にはＸ方向（基板搬送方向）に基板搬送機構６が配設されている。基板搬送機構６は上流側から搬入された基板４を搬送し、部品実装作業を実行するために設定された実装ステージに位置決めして保持する。基板搬送機構６の両側方には、部品供給部７が配置されており、それぞれの部品供給部７には複数のテープフィーダ８が並列に装着されている。テープフィーダ８は、電子部品を収納したキャリアテープをテープ送り方向にピッチ送りすることにより、以下に説明する部品実装機構の実装ヘッドによる部品吸着位置に電子部品を供給する。

基台５上面においてＸ方向の一方側の端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸移動テーブル１０が配設されており、Ｙ軸移動テーブル１０には、同様にリニア駆動機構を備えた２基のＸ軸移動テーブル１１が、Ｙ方向に移動自在に結合されている。２基のＸ軸移動テーブル１１には、それぞれ実装ヘッド１２がＸ方向に移動自在に装着されている。実装ヘッド１２は複数の保持ヘッド１２ａを備えた多連型ヘッドであり、それぞれの保持ヘッド１２ａの下端部には、図３に示すように、電子部品を吸着して保持し個別に昇降可能な吸着ノズル１２ｂが装着されている。

Ｙ軸移動テーブル１０、Ｘ軸移動テーブル１１を駆動することにより、実装ヘッド１２はＸ方向、Ｙ方向に移動する。これにより２つの実装ヘッド１２は、それぞれ対応した部品供給部７に配置されたテープフィーダ８の部品吸着位置から電子部品を吸着ノズル１２ｂによって取り出して、基板搬送機構６に位置決めされた基板４の実装点に移送搭載する。Ｙ軸移動テーブル１０、Ｘ軸移動テーブル１１および実装ヘッド１２は、部品供給部７から吸着ノズル１２ｂによって電子部品を吸着保持して取り出し、基板４に移送搭載する部品実装機構１３を構成する。

部品供給部７と基板搬送機構６との間には、部品認識カメラ９が配設されている。部品供給部７から電子部品を取り出した実装ヘッド１２が部品認識カメラ９の上方を移動する際に、部品認識カメラ９は実装ヘッド１２に保持された状態の電子部品を撮像して認識する。実装ヘッド１２にはＸ軸移動テーブル１１の下面側に位置して、それぞれ実装ヘッド１２と一体的に移動する基板認識カメラ１４が装着されている。実装ヘッド１２が移動することにより、基板認識カメラ１４は基板搬送機構６に位置決めされた基板４の上方に移動し、基板４を撮像して認識する。実装ヘッド１２による基板４への部品実装動作においては、部品認識カメラ９による電子部品の認識結果と、基板認識カメラ１４による基板認識結果とを加味して搭載位置補正が行われる。

図３に示すように、部品供給部７にはフィーダベース１５ａに予め複数のテープフィーダ８が装着された状態の台車１５がセットされる。基台５に設けられた固定ベース５ａに対して、フィーダベース１５ａをクランプ機構１５ｂによってクランプすることにより、部品供給部７において台車１５の位置が固定される。台車１５には、電子部品を保持したキャリアテープ１７を巻回状態で収納する供給リール１６が保持されている。供給リール１６から引き出されたキャリアテープ１７は、テープフィーダ８によって吸着ノズル１２ｂによる部品吸着位置までピッチ送りされる。上述の部品供給を継続する過程にて、各テープフィーダ８において部品切れが発生すると、部品切れとなった供給リール１６を新たな未使用の供給リール１６と交換する部品補給作業が実行される。

次に図４を参照して、部品実装システム１の制御系の構成を説明する。ここでは、上位システム３および部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４についてのみ説明し、他装置については説明を省略している。部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４の構成において、実装制御部２０は記憶部２１に記憶された各種の制御処理プログラムやデータに基づいて、以下に説明する各部を制御して部品実装作業を実行する。すなわち実装制御部２０は動作制御機能を有しており、部品供給部７、基板搬送機構６、部品実装機構１３を制御して、部品供給部７のテープフィーダ８から取り出した電子部品を基板搬送機構６によって搬送位置決めされた基板４に実装する部品実装作業を行わせる。部品実装作業の制御に際しては、記憶部２１に記憶された実装データ２２が参照される。

部品実装作業が実行される過程では、実装制御部２０の動作監視機能に基づいて、生産状態検出処理部２４によって当該装置における生産状態を検出する処理が実行される。生産状態検出処理部２４は、部品残数演算機能、タクトタイム検出機能、部品消費率検出機能、部品切れタイミング算出機能などの生産状態検出機能を有しており、検出結果は残部品数データ２３ａ、部品消費率データ２３ｂ、部品切れタイミングデータ２３ｃ、タクトタイムデータ２３ｄを含む生産状態検出データ２３として記憶部２１にリアルタイムで記憶される。

残部品数データ２３ａは、それぞれのテープフィーダ８における部品残数を示すデータであり、部品消費率データ２３ｂはそれぞれのテープフィーダ８における部品消費率、すなわち単位時間あたりの消費部品数を示す。また部品切れタイミングデータ２３ｃは残部品数と部品消費率から導出され、当該テープフィーダにおいて部品切れが生じるタイミングを予測するデータである（図６参照）。タクトタイムデータ２３ｄは当該装置における部品実装作業の単位基板当たりの所要作業時間を示す。

認識処理部２５は、部品認識カメラ９および基板認識カメラ１４の撮像結果を認識処理する。これにより、実装ヘッド１２に保持された状態の電子部品の識別および位置検出が行われるとともに、基板搬送機構６に位置保持された基板４の位置が検出される。実装ヘッド１２による電子部品の移送搭載に際しては、これらの認識結果を加味して部品搭載点の委位置補正が行われる。

操作・入力部２６は操作パネルに設けられたタッチパネルスイッチやテンキースイッチなどの入力装置であり、データ入力や操作コマンド入力時の入力操作を行う。報知部２７は表示パネルや警報灯などの報知手段であり、オペレータへの告知が必要とされる所定項目についての報知を行う。この報知には、部品供給部７のいずれかのテープフィーダ８において部品切れ発生が予測される部品切れタイミングや、複数装置において部品切れが同時に発生する旨を示す部品切れ同時発生警告の報知が含まれる。そしてこれらの各部はインターフェイスである通信部２８および通信ネットワーク２を介して上位システム３に接続され、これにより部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４と上位システム３との信号授受が行われる。

上位システム３は、全体制御部３０、記憶部３１、部品切れ同時発生回避処理部３５、通信部３６を備えている。全体制御部３０は、記憶部３１に記憶された処理プログラムやデータに基づき、部品実装システム１を構成する各装置を統括して管理する。記憶部３１には、生産データ３２、ラインタクトデータ３３、生産状態検出データ３４が記憶されている。生産データ３２は、各装置にて部品実装のための生産作業、すなわち部品実装作業を実行するためのデータであり、図５（ａ）に示すように、各部品実装装置の部品供給部７におけるテープフィーダ８の配置を規定するフィーダ配置データが含まれる。

部品供給部７にセットされた台車１５のフィーダベース１５ａには、部品供給部７におけるテープフィーダ８の装着位置を特定するフィーダアドレス７ａ（ａ１，ａ２，ａ３・・・）が設定されている。そしてフィーダ配置データによってテープフィーダ８が配置されるフィーダアドレス７ａには、当該フィーダアドレス７ａに割り当てられるテープフィーダ８が供給する電子部品の種類を示す部品種８ａ（Ａ，Ｂ，Ｃ・・・）が対応している。部品実装作業では、実装されるべき部品種８ａに対応したフィーダアドレス７ａが指定されることにより、部品取り出し対象となるテープフィーダ８が特定される。

なおフィーダベース１５ａにおけるテープフィーダ８の配置に際しては、全てのフィーダアドレス７ａにテープフィーダ８が割り当てられるとは限らず、図５（ａ）に示すように、実装動作最適化演算によって当初から規定された当初フィーダ配置スペース７ｂの他に、当該生産品種についてはテープフィーダ８を配置する対象とならない余剰スペース７ｃが存在する。本実施の形態においては、後述するように、テープフィーダ８の部品切れが複数装置において同時に発生することによる部品補給作業の錯綜を防止することを目的として、部品切れタイミングを調整するために追加配置される代替フィーダ用の配置スペースとして余剰スペース７ｃを使用するようにしている。

ラインタクトデータ３３は、部品実装システム１を構成する実装ライン、すなわち部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４を稼働させる際の基準タクトタイムであるラインタクトを規定する。図５（ｂ）に示すように、部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４の各装置のタクトタイムはそれぞれＴ１，Ｔ２，Ｔ３となっている。ここでは部品実装装置Ｍ２に対応するタクトタイムＴ１が最も長く、部品実装装置Ｍ２が部品実装システム１において生産タクトを律速するボトルネック装置となっている。したがって、部品実装装置Ｍ２のタクトタイムＴ１が、当該部品実装システム１のラインタクトＴＬとなっている。

そして部品実装装置Ｍ３，Ｍ４については、タクトタイムＴ２，Ｔ３はラインタクトＴＬよりも余裕時間Ｔ＊だけ短くなっている。本実施の形態においては、テープフィーダ８の部品切れが複数装置において同時に発生することによる部品補給作業の錯綜を防止することを目的として、部品切れタイミングを調整するためにこの余裕時間Ｔ＊を活用して、後述する部品切れ同時発生回避処置を行うようにしている。

生産状態検出データ３４は部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４にて取得された生産状態検出データ２３を各装置ごとにリアルタイムで記憶する。部品切れ同時発生回避処理部３５は、各装置の生産状態検出処理部２４によって検出された部品切れタイミングデータ２３ｃに基づいて、予測された部品切れタイミングが複数の部品実装装置について同時に発生する事態を回避するための処置を選択実行する処理を行う。通信部３６はインターフェイスであり、通信ネットワーク２を介して部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４との間の信号授受を行う。

次に図６、図７を参照して、部品切れタイミングデータ２３ｃのデータ内容および部品切れ同時発生回避処理部３５の機能について説明する。図６（ａ）は、部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４の生産状態検出処理部２４が備えた演算処理機能によって予測された部品切れタイミングを示している。図６において、部品実装装置Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４ごとに時間軸に沿ってプロットされた○マークは、当該部品実装装置においていずれかのテープフィーダ８に部品切れが発生するタイミングを示している。

各○マークに時系列順に付されたインデックス（ｉ）は、それぞれの部品切れタイミングを特定するものである。すなわち部品切れタイミング（１）〜（１１）は部品実装装置Ｍ２において生じると予測された部品切れを時系列順に示しており、同様に、部品切れタイミング（１２）〜（１７）、部品切れタイミング（１８）〜（２１）は、部品実装装置Ｍ３，Ｍ４において生じる部品切れを時系列順に示す。

なお部品実装システム１のように複数の部品実装装置を直列配置した構成では、チップ部品などの微小部品から順に実装され、大型部品を実装する部品実装装置ほど下流側に配置される傾向にある。このため、図６（ａ）に示すように、最上流に位置する部品実装装置Ｍ２において最も高頻度で部品切れが発生し、下流側に移行するほど部品切れ発生の頻度が減少する傾向にある。

これらの部品切れタイミング（ｉ）において、２つの部品切れタイミング（３）、（１８）は、近接したタイミング（同時発生タイミングｔ１）で発生することが予測されており、また２つの部品切れタイミング（４）、（１３）は、同様に近接したタイミング（同時発生タイミングｔ２）で発生することが予測されている。

ここで、部品切れ同時発生とは、図６（ｂ）に示すように、予測された複数の部品切れタイミング（ｉ）、（ｊ）が、複数の部品実装装置について所定の時間幅δｔによって定義される同一時間帯に属し、当該複数の部品実装装置を対象として同一時間帯に部品補給が必要とされるような状況となることを云う。すなわち予測された部品切れタイミングが時間軸で厳密には一致していなくても、部品補給作業実行の観点から望ましくないと判断される場合には、部品切れ同時発生と判定される。

同様に、後続する同時発生タイミングｔ３，ｔ４においては、２つの部品切れタイミング（７）、（１４）、３つの部品切れタイミング（９）、（１６）、（２０）が近接したタイミングで同時発生することが予測されており、さらに同時発生タイミングｔ５、ｔ６においては、２つの部品切れタイミング（１０）、（１７）、部品切れタイミング（１１）、（２１）が近接したタイミングで同時発生することが予測されている。

複数装置を連結した部品実装システム１において上述のような部品切れ同時発生が頻発すると、限定された人数のオペレータではタイムリーな部品補給作業に適切に対処することが難しく、設備停止を招く場合が生じる。このため、本実施の形態においては、部品切れ同時発生を極力回避するために、部品切れ同時発生回避処理部３５の機能によって部品切れ同時発生を回避するための処置を選択して実行するようにしている。

すなわち、図７に示すように、同時発生タイミングｔ１〜同時発生タイミングｔ６について、それぞれ部品切れ同時発生回避処置を適用することにより、同時発生に係る複数の部品切れタイミングのうち、いずれかを時間的にずらして同時発生を解消するようにしている。例えば同時発生タイミングｔ１については、部品実装装置Ｍ２における部品切れタイミング（３）を繰り上げる（矢印ａ）ことにより、部品切れタイミング（１８）との同時発生を回避するようにしている。また同時発生タイミングｔ２、ｔ３，ｔ５、ｔ６については、部品実装装置Ｍ３における部品切れタイミング（１３），（１４），（１７）、部品実装装置Ｍ４における部品切れタイミング（２１）をそれぞれ繰り下げる（矢印ｂ，ｃ，ｅ，ｆ）ことにより、部品切れタイミング（４），（７），（１０），（１１）との同時発生を回避するようにしている。さらに同時発生タイミングｔ４については、部品実装装置Ｍ３における部品切れタイミング（１６）を繰り上げる（矢印ｄ）ことにより、部品切れタイミング（９）との同時発生を回避する。

以下前述構成の部品実装システム１において、部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４にて実行される部品実装作業を行う部品実装方法について説明する。ここでは部品実装作業の過程で実行される上述の部品切れ同時発生回避処置について、図８〜図１２のフローに則して各図を参照しながら説明する。

まず図８を参照して、部品実装作業のメインフローについて説明する。図８において、部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４において生産開始時部品セットが実行される（ＳＴ１）。次いで部品実装作業が開始され（ＳＴ２）、所定数量の実装基板を生産完了するまで部品実装作業が反復される。すなわち、部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４において、部品供給部７に配置された複数のテープフィーダ８から電子部品を取り出して基板４に移送搭載する部品搭載動作が反復実行され、この過程において部品消費状態の監視が生産状態検出処理部２４の処理機能によって継続実行される（ＳＴ３）。この部品消費状態監視により各部品実装装置における部品切れタイミングが予測され、部品切れタイミングデータ２３ｃとして記憶される。予測された部品切れタイミングは報知部２７によって報知され、この報知を承けたオペレータは部品切れの報知に係るテープフィーダ８を対象として部品補給作業を実行する（ＳＴ５）。

すなわち上述の各ステップに示す処理工程は、複数の部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４において部品実装作業を実行する部品実装工程と、部品実装作業を実行する過程にて個々のテープフィーダ８において電子部品が消費されて部品補給が必要となる部品切れタイミングを予測する部品切れ予測工程と、予測されて報知された部品切れタイミングに基づいて当該テープフィーダ８を対象として部品補給を実行する部品補給工程とを含む内容となっている。

次に、（ＳＴ４）にて予測された部品切れタイミングを示す部品切れタイミングデータ２３ｃに基づき、上位システム３の部品切れ同時発生回避処理部３５の処理機能により、以下の処理ステップが実行される。まず複数装置間での部品切れ同時発生の有無を判定する（ＳＴ６）。すなわち、予測された部品切れタイミングが部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４について同一時間帯に属し、部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４を対象として同一時間帯に部品補給が必要とされるか否かを判定する（ＳＴ６）。ここで同時発生無しと判定されたならば（ＳＴ３）に戻って部品消費状態の監視を継続実行する。そして同時発生有りと判定された場合には、図９以降において説明する部品切れ同時発生回避処置を選択実行する（ＳＴ７）。

次いでこの回避処置により、部品切れ同時発生が回避可能か否かを判定する（ＳＴ８）。ここで同時発生回避可能であれば、部品実装作業を継続実行する生産継続（ＳＴ１０）に戻る。また同時発生回避不可であれば、部品切れ同時発生警告を報知（ＳＴ９）した後に、生産継続（ＳＴ１０）に戻り、所定の生産数量を終えた後に部品実装作業が終了する。

次に（ＳＴ７）にて実行される部品切れ同時発生回避処置の詳細について説明する。まず図９を参照して、部品切れタイミング繰り上げ報知による部品切れ同時発生回避処置を説明する。ここでは、（ＳＴ６）にて部品切れ同時発生有りと判定されたならば、部品切れ同時発生に係る複数の部品実装装置のうちいずれかについて、部品切れタイミングを予め設定された第１の遡及時間だけ繰り上げて報知することにより同時発生回避を図る（ＳＴ１１）。

図７では、同時発生タイミングｔ１について部品実装装置Ｍ２の部品切れタイミング（３）を繰り上げ報知の対象とする例を示している。なお第１の遡及時間は１つのテープフィーダ８を対象とする部品補給作業の所要時間を勘案して適宜設定される。次いでこのように部品切れタイミングの報知を繰り上げた条件下で、部品切れ同時発生が回避可能か否かを判定する（ＳＴ１２）。ここで同時発生回避可能であれば、部品実装作業を継続実行する生産継続（ＳＴ１９）に戻り、後は図８における（ＳＴ１０）以降と同様に、所定の生産数量を終えた後に部品実装作業が終了する。

また（ＳＴ１２）にて同時発生回避不可であれば、回避処置の対象となった当該部品実装装置はタクトタイムが最も長いボトルネック装置であるか否かを判断する（ＳＴ１３）。ここでボトルネック装置に該当しない場合には、図５（ｂ）に示す余裕時間Ｔ＊を活用したタクトタイム調整による部品切れ同時発生回避処置に移行する（ＳＴ１４）。またボトルネック装置に該当する場合には、ラインタクトを遵守するためにタクトタイムの遅延がこれ以上許容されないことから、部品切れタイミングの報知を予め設定された第２の遡及時間だけ繰り上げることにより同時発生回避を図る（ＳＴ１５）。

ここで第２の遡及時間は、第１の遡及時間よりも長い時間に設定されており、同時発生回避の観点からはより有効であるものの、本来の部品切れ予告タイミングの意味合いからは無制限に繰り上げを許容することは好ましくない。このため、本実施の形態では、第２の遡及時間に上限値を設定するようにしている。

次いでこのように部品切れタイミングの報知を繰り上げた条件下で、部品切れ同時発生が回避可能か否かを判定する（ＳＴ１６）。ここで同時発生回避可能であれば、部品実装作業を継続実行する生産継続（ＳＴ１９）に戻る。また（ＳＴ１２）にて同時発生回避不可であれば、第２の遡及時間は既定の上限値未満であるか否かを判断し（ＳＴ１７）、上限値未満であれば、（ＳＴ１２）に戻ってさらに長い第２の遡及時間を設定する。そして（ＳＴ１７）にて第２の遡及時間は既定の上限値を超えると判断された場合には、さらなる同時発生回避処置は不可能であると判断して、部品切れ同時発生警告（ＳＴ１８）を報知した後に、生産継続（ＳＴ１９）に戻る。すなわち図９に示す同時発生回避処置では、遡及時間を予め規定された上限時間を超えて設定してもなお部品切れ同時発生が回避できないと判定されたならばその旨警報を発するようにしている。

次に（ＳＴ１４）にて実行されるタクトタイム調整による部品切れ同時発生回避処置の詳細について、図１０、図１３を参照して説明する。このタクトタイム調整による部品切れ同時発生回避処置は、回避処置の対象となる当該装置がボトルネック装置に該当せず、図５（ｂ）に示す余裕時間Ｔ＊を活用したタクトタイム調整が許容される場合に適用されるものである。

ここでは、回避処置の対象となる当該装置に、部品実装動作にて実装ヘッド１２が部品供給部７と基板４との間を往復する単位実装ターンにおいて、実装ヘッド１２が複数の吸着ノズル１２ｂによって電子部品を吸着保持する同時吸着が採用されている場合に適用される。すなわち、図１３（ａ）に示すように、部品供給部７に配列された複数（ここでは２つ）の同一部品種のテープフィーダ８が実装ヘッド１２における保持ヘッド１２ａのピッチに等しい配列ピッチで配置されて、これらの２つの保持ヘッド１２ａによって２つのテープフィーダ８から同一部品種の２つの電子部品を同一吸着動作で取り出すことが可能な同時吸着が採用されている場合に適用される。

図１０において、まず部品切れ同時発生に係る電子部品は同時吸着対象であるか否かを判断し（ＳＴ２０）、次いで当該電子部品を個別吸着に変更しても当該装置のタクトタイムは所定のラインタクトＴＬ（図５（ｂ）参照）以内であるか否かを判断する（ＳＴ２１）。ここで、（ＳＴ２０）において同時吸着対象ではないと判断された場合、（ＳＴ２１）においてタクトタイムは所定のラインタクトＴＬ以内ではないと判断された場合には、次の選択として代替フィーダを用いたタクトタイム調整による部品切れ同時発生回避処置に移行する（ＳＴ２４）。

そして（ＳＴ２１）においてタクトタイムは所定のラインタクトＴＬ以内であるであると判断された場合には、当該電子部品の吸着方式を個別吸着に変更する（ＳＴ２２）。すなわち図１３（ｂ）に示すように、同時吸着方式において同一吸着動作で部品取り出し対象となっていた２つのテープフィーダ８のうち、一方のテープフィーダ８からの部品取り出しを止めて、一方のテープフィーダ８からのみ電子部品を取り出すようにする。これにより、個別吸着による部品取り出しの対象となるテープフィーダ８においては電子部品の消費速度が速まり、部品切れ発生タイミングが繰り上げられる。図７に示す例では、同時発生タイミングｔ４について部品実装装置Ｍ３の部品切れタイミング（１６）を繰り上げる（矢印ｄ）ことが望まれる場合に、図１０に示す部品切れ同時発生回避処置が選択される。

すなわち図１０に示す部品切れ同時発生回避処置では、複数の部品実装装置のうちサイクルタイムが最も長いボトルネック装置以外の部品実装装置について、当該部品実装装置において部品切れ発生に係る特定のテープフィーダ８における電子部品の消費速度を早めることにより、部品切れ同時発生を回避する同時発生回避処置を実行するようにしている。

具体的には、同時発生回避処置の対象となる部品実装装置において、部品供給部７から実装ヘッド１２によって電子部品を取り出して基板４に移送搭載する同一の実装ターンにて、同一部品種の複数の電子部品を複数のテープフィーダ８から取り出す同時吸着を実行しており、部品切れ同時発生に係る電子部品が同時吸着の対象である場合には、同時吸着を実行せずに複数のテープフィーダ８のうちの１つから連続して電子部品を取り出すことにより、部品切れ発生に係る電子部品の消費速度を早めるようにする形態となっている。

次に（ＳＴ２４）にて実行される代替フィーダを用いたタクトタイム調整による部品切れ同時発生回避処置の詳細について、図１１、図１４を参照して説明する。この代替フィーダを用いたタクトタイム調整による部品切れ同時発生回避処置は、回避処置の対象となる当該装置がボトルネック装置に該当せず、図１４に示す余剰スペース７ｃに回避処置の対象となる電子部品を供給する代替フィーダが予め配置されている場合に適用されるものである。

図１１において、まず部品切れ同時発生に係る電子部品について、代替フィーダが使用可能であるか否かを判断する（ＳＴ３０）。すなわち生産データ３２を参照して、部品切れ同時発生に係る電子部品を供給するテープフィーダ８が図１４に示す余剰スペース７ｃに予め配置されているか否か判断する。次いで代替フィーダを使用しても当該装置のタクトタイムは所定のラインタクトＴＬ（図５（ｂ）参照）以内であるか否かを判断する（ＳＴ３１）。ここで、（ＳＴ３０）において代替フィーダが使用可能ではないと判断された場合、（ＳＴ３１）においてタクトタイムは所定のラインタクトＴＬ以内にではないと判断された場合には、次の選択として作業動作速度／基板搬入タイミングを変更するタクトタイム調整による部品切れ同時発生回避処置に移行する（ＳＴ３４）。

そして（ＳＴ３１）においてタクトタイムは所定のラインタクトＴＬ以内であると判断された場合には、当該電子部品の供給を代替フィーダに変更する（ＳＴ３２）。すなわち当初フィーダ配置スペース７ｂに配置されたテープフィーダ８から電子部品を取り出すのに加えて、図１４に示す余剰スペース７ｃに予め配置された代替フィーダ８＊からも電子部品を取り出すようにする。これにより当初フィーダ配置スペース７ｂに配置されたテープフィーダ８においては、電子部品の消費速度が遅くなり、部品切れ発生タイミングが繰り下げられる。

図７に示す例では、同時発生タイミングｔ２、３，５について部品実装装置Ｍ３の部品切れタイミング（１３）、（１４），（１７）を繰り下げる（矢印ｂ、ｃ、ｅ）こと、同時発生タイミングｔ６について部品実装装置Ｍ４の部品切れタイミング（２１）を繰り下げる（矢印ｆ）ことが望まれる場合に、図１１に示す部品切れ同時発生回避処置が選択される。

すなわち図１１に示す部品切れ同時発生回避処置では、複数の部品実装装置のうちサイクルタイムが最も長いボトルネック装置以外の部品実装装置について、当該部品実装装置における部品切れ発生に係る電子部品の消費速度を遅くすることにより、部品切れ同時発生を回避する同時発生回避処置を実行するようにしている。具体的には、同時発生回避処置の対象となる部品実装装置において、前記部品切れ発生に係る電子部品を供給するテープフィーダ８であって部品供給部７の余剰スペース７ｃに予め追加配置された代替フィーダ８＊からも電子部品を取り出すことにより、部品切れ発生に係るテープフィーダ８における電子部品の消費速度を遅くするようにしている。

次に（ＳＴ３４）にて実行される作業動作速度／基板搬入タイミングを変更するタクトタイム調整による部品切れ同時発生回避処置の詳細について、図１２を参照して説明する。この作業動作速度／基板搬入タイミングを変更するタクトタイム調整による部品切れ同時発生回避処置は、回避処置の対象となる当該装置がボトルネック装置に該当せず、図１０、図１１に示す部品切れ同時発生回避処置によっても同時発生の回避ができない場合に適用されるものである。

図１２において、まず同時発生回避処置の対象となる部品実装装置について、部品実装作業の作業動作速度を予め規定された減速分だけ遅延させても、タクトタイムは所定のラインタクトＴＬ（図５（ｂ））以下であるか否かを判断する（ＳＴ４０）。ここでラインタクトＴＬ以下であれば、作業動作速度を減速分だけ減速する処理を行い（ＳＴ４１）、次いでこのタクトタイム調整により、同時発生回避が可能であるか否かを判断する（ＳＴ４２）。

ここで同時発生回避が可能であると判断された場合には、部品実装作業を継続実行する生産継続（ＳＴ４７）に移行する。また（ＳＴ４０）にてラインタクトＴＬ以下ではないと判断された場合、（ＳＴ４２）にて同時発生回避ができないと判断された場合には、以下の基板搬入タイミングの遅延によるタイミング調整に移行する。

ここでは、まず同時発生回避処置の対象となる部品実装装置について、基板搬入タイミングを予め規定された遅延時間だけ遅延させても、タクトタイムは所定のラインタクトＴＬ（図５（ｂ））以下であるか否かを判断する（ＳＴ４３）。ここでラインタクトＴＬ以下であれば、基板搬入タイミングを遅延させる処理を行い（ＳＴ４４）、次いでこのタクトタイム調整により、同時発生回避が可能であるか否かを判断する（ＳＴ４５）。

ここで同時発生回避が可能であると判断された場合には、部品実装作業を継続実行する生産継続（ＳＴ４７）に移行する。また（ＳＴ４３）にてラインタクトＴＬ以下ではないと判断された場合、（ＳＴ４５）にて同時発生回避ができないと判断された場合には、部品切れ同時発生警告を報知（ＳＴ４６）した後に、生産継続（ＳＴ４７）に移行する。

上記説明したように、本実施の形態に示す部品実装方法では、複数の部品実装装置にて個々のパーツフィーダにおいて電子部品が消費されて部品補給が必要となる部品切れタイミングを予測し、予測されて報知された部品切れタイミングに基づいて当該パーツフィーダを対象として部品補給を実行する部品補給を行う部品実装作業の過程において、予測された部品切れタイミングが複数の部品実装装置について同一時間帯に属して当該複数の部品実装装置を対象として同一時間帯に部品補給が必要とされる部品切れ同時発生の有無を判定するようにしている。

そして部品切れ同時発生有りと判定されたならば、以下の部品切れ同時発生回避処置を当該部品実装装置の特性や状況に応じて選択実行する。すなわち、部品切れタイミングを予め設定された遡及時間だけ繰り上げて報知することにより部品切れ同時発生を回避する方法、当該部品実装装置における部品切れ発生に係る電子部品の消費速度を早めることにより部品切れ同時発生を回避する方法、部品切れ発生に係る電子部品の消費速度を遅くすることにより部品切れ同時発生を回避する方法のいずれかを実行するようにしている。これにより、部品実装装置を複数連結して成る部品実装システムにおいて部品切れの同時発生に起因する設備停止を防止することができる。

なお本実施の形態においては、パーツフィーダとして部品を保持したキャリアテープをピッチ送りするテープフィーダの例を示しているが、本発明の適用対象はテープフィーダに限定されるものではなく、バルクフィーダなど他種類の部品供給装置に対しても同様に適用可能である。

本発明の部品実装方法は、部品実装装置を複数連結して成る部品実装システムにおいて部品切れの同時発生に起因する設備停止を防止することができるという効果を有し、部品供給部に配置されたパーツフィーダから取り出した部品を基板に移送搭載する部品実装分野において有用である。

１部品実装システム
４基板
６基板搬送機構
７部品供給部
８テープフィーダ
８＊代替フィーダ
１２実装ヘッド
１２ｂ吸着ノズル
１３部品実装機構
Ｍ１印刷装置
Ｍ２〜Ｍ４部品実装装置
Ｍ５リフロー装置

Claims

基板に電子部品を実装する部品実装装置を複数連結して成る部品実装システムにおいて、前記部品実装装置の部品供給部に配列されたパーツフィーダから電子部品を取り出して基板に移送搭載する部品実装作業を行う部品実装方法であって、
前記複数の部品実装装置において前記部品実装作業を実行する部品実装工程と、
前記部品実装作業を実行する過程にて、個々の前記パーツフィーダにおいて電子部品が消費されて部品補給が必要となる部品切れタイミングを予測する部品切れ予測工程と、
前記予測されて報知された部品切れタイミングに基づいて当該パーツフィーダを対象として部品補給を実行する部品補給工程とを含み、
前記予測された部品切れタイミングが複数の前記部品実装装置について同一時間帯に属し、当該複数の部品実装装置を対象として同一時間帯に前記部品補給が必要とされる部品切れ同時発生の有無を判定し、
前記部品切れ同時発生有りと判定されたならば、前記複数の部品実装装置のうちサイクルタイムが最も長いボトルネック装置以外の部品実装装置について、当該部品実装装置における部品切れ発生に係る電子部品の消費速度を遅くすることにより前記部品切れ同時発生を回避する同時発生回避処置を実行することを特徴とする部品実装方法。
前記同時発生回避処置の対象となる部品実装装置において、前記部品切れ発生に係る電子部品を供給するパーツフィーダであって部品供給部の余剰スペースに予め追加配置された代替フィーダからも電子部品を取り出すことにより、前記部品切れ発生に係るパーツフィーダにおける電子部品の消費速度を遅くすることを特徴とする請求項１記載の部品実装方法。
前記同時発生回避処置の対象となる部品実装装置において、前記部品実装作業の作業動作速度を低下させることにより、前記部品切れ発生に係る電子部品の消費速度を遅くすることを特徴とする請求項１記載の部品実装方法。
前記同時発生回避処置の対象となる部品実装装置における前記基板の搬入タイミングを遅延させることにより、前記部品切れ発生に係る電子部品の消費速度を遅くすることを特徴とする請求項１記載の部品実装方法。