JP2016025276A - 基板実装システム - Google Patents

Abstract

【課題】部品実装機で、部品が吸着エラーで廃棄された場合でも、遅滞なく不足部品の補充をして、部品切れで作業停止にならない実装システムを構築する。【解決手段】部品の吸着工程で吸着状態の良否とともにリカバリ実装の可否も判定し、リカバリ実装が不可と判定された部品の数量をカウントし、当該数量に基づき必要となる部品の補充情報を作業者に通知する。これにより作業者は遅滞なく不足部品の補充ができ、部品切れによる作業停止を防止することができる【選択図】図３

Description

本発明は、回路基板への部品実装装置に関し、部品供給における情報を適切に作業者に通知することにより、部品切れによる作業停止を未然に防止する基板実装システムに関するものである。

従来、部品実装装置として、部品供給装置に設けた記憶部に部品残数を記憶し、実装機の制御部が当該部品残数を読み出し、部品切れに対する補充部品の準備を作業者に通知するものが知られている（特許文献１）。

特開平５−２３５５８８号公報

しかし、部品実装装置は各フィーダの部品切れへの備えと同時に、生産ラインに払出し準備されている各々の部品の総数として不足が生じない備えが必要である。すなわち、生産過程で部品不良により廃棄せざるを得ない部品が生じた場合、当初計画した所要数量では不足を来す事態となる。もちろんそのような廃棄される部品数を見越して余裕のある部品数量を用意してあれば問題ないが、昨今は、倉庫からの部品払出し量を制限する運用が増えている。

そのため、吸着不良と判定した場合でも部品自体に問題がなければ一旦部品を退避しておき、後で再吸着して実装する（以下、「リカバリ実装」という）可能性もある。しかし、その可能性もなく部品の廃棄等により総数として不足することになった場合は、倉庫から新たに部品を払出して付け替え用のフィーダを用意しておかなければならない。一般に作業者が倉庫から部品を払出すには時間がかかるため、早めの準備が必要とされる。したがって、生産過程で廃棄部品が生じた場合は状況に応じ適切な対応が重要となる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、部品吸着時の外観チェックで部品不良と判定され廃棄した場合は、適切に作業者に状況を通知して、部品切れによる作業停止を確実に防止する実装システムを構築することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、装着ノズルによる部品吸着の良否を判定する工程と、吸着不良と判定された部品がリカバリ実装の可否を判定する工程と、
リカバリ実装が不可能と判定された部品の数量をカウントする工程と、前記数量に基づき必要となる部品の補充情報を作業者に通知する工程と、を含む基板実装システムである。

本発明によれば、部品の外観チェックで部品不良と判定され廃棄された場合は、その数量をカウントすることにより、その数量に基づく補充情報を作業者に適切に通知することが可能となり、遅滞なく不足部品の補充がされ、部品切れによる作業停止を防止することができる。

本発明における前記補充情報は、リカバリ実装が不可能と判定され、廃棄された部品の数量としても良い（請求項２）。作業者は廃棄部品の数量を把握することにより、部品切れが発生する前に倉庫からの部品補充を的確に行うことができる。

本発明における前記補充情報は、少なくとも部品コード、フィーダ番号、補充部品数、および補充期限を含むものとしても良い（請求項３）。これにより作業者は、作業を停止させないための適切な部品補充タイミングを決定することができる。

本発明における作業者への前記通知は、部品種ごとに数量を設定しておき、当該設定数量に到達したときに作業者へ通知することとしても良い（請求項４）。そうすれば、部品種ごとに不良率が大きく異なったり、倉庫からの払出しの所要時間が異なる場合があっても、それら部品種や状況に応じた適切な対応が可能となる。

本発明における作業者への前記通知は、部品種によらず部品不良が発生するごとに作業者に通知することとしても良い（請求項５）。部品の不良率が低く生産数量も少ない場合など、作業者への通知が遅れると部品補充が間に合わないケースもあるので、そのような場合は速やかに情報を伝え作業者に対応を委ねるのが望ましい。

部品実装装置の概略構成を示すブロック図である。 部品実装装置の基本動作を示すフローチャートである。 部品実装装置の詳細動作を示すフローチャートである。 部品供給装置の基本動作を示す外観イメージ図である。 リカバリフィーダの基本動作を示す外観イメージ図である。 本実施形態における補充情報マップの例である。

部品実装機は、図１のように、制御装置１０、吸着ノズル（図示せず）を保持した装着ヘッド１１、吸着ノズルで吸着した部品を撮像するＩＰＳカメラ１２およびパーツカメラ１３、回路基板の基準位置マークを撮像するマークカメラ１４、部品を装着ヘッド１１に供給するフィーダ１５、生産プログラムや画像処理用のデータ等を格納する記憶装置１６、液晶ディスプレイ等の表示装置１７、キーボードやマウス等の入力装置１８等を備えている。

図２は、部品実装作業の基本動作を示したものである。制御装置１０は、フィーダ１５から供給される部品を装着ヘッド１１の吸着ノズルで吸着し（Ｓ２１）、当該部品を横方向からＩＰＳカメラ１２で、下方向からパーツカメラ１３で撮像して、吸着姿勢の良否や部品異常の有無等を判定する（Ｓ２２）。その結果、何らかの異常を検出し実装不可と判定した場合は、当該部品を回路基板に装着せず、部品実装機の所定位置に設置された廃棄ボックスに廃棄する（Ｓ２５）。一方、異常が検出されなければ当該部品を回路基板に装着する（Ｓ２３）。計画した全部品の装着を終えるまで前記ステップを繰り返し、作業は終了する（Ｓ２４）。図４は、前記基本動作のイメージ図である。

しかし、部品が実装不可と判定した場合でも、部品の吸着姿勢が不良となったためであり部品自体には問題がない場合もある。そのような場合は吸着し直せば装着できる可能性があるため、一旦別の場所（後述するリカバリフィーダなど）に部品を退避させておくことができる。その一方で、部品自体の異常と判定し部品を廃棄した場合は、当初計画した所要数量では不足を来すことになる。最近は部品を生産に必要な数量しか準備しない運用も増えたため、そのような場合は適切に作業者に状況を通知して部品補給を行う必要がある。

図３で、本発明に至る流れと発明の詳細を説明する。まず、制御装置１０は、廃棄カウンタをリセットした後（Ｓ３０１）、装着ヘッド１１の吸着ノズルでフィーダ１５から部品を吸着する（Ｓ３０２）。そして、部品を横方向からＩＰＳカメラ１２で、下方向からパーツカメラ１３で撮像して、その部品画像を記憶装置１６から読み出した画像処理用のデータと照合して、部品の吸着状態の良否を判定する（Ｓ３０３）。その結果、不良であると判定した場合は、当該部品についてリカバリ実装が可能か否か（再度吸着し直せば装着可能か否か）を判定する。可能と判定した場合は後述するリカバリフィーダ搭載へ進み（Ｓ３０９）、不可能と判定した場合は部品を回路基板に装着せず、部品実装機の所定位置に設置された廃棄ボックスに廃棄する（Ｓ３０５）。

部品が廃棄された場合は、記憶装置１５の廃棄カウンタを＋１加算し（Ｓ３０６）、廃棄カウンタ値を保存する。制御装置１０は廃棄カウンタ値をあらかじめ定めた設定値と比較し（Ｓ３０７）、設定値に到達した場合は作業者に補充情報として何某かの情報を通知する（Ｓ３０８）。

前記補充情報としては、部品廃棄に伴う種々の情報が考えられるが、まず最初に部品種を特定したうえで、リカバリ実装が不可能と判定され廃棄された部品の数量とするのが良い。生産するために必要な部品数しか払い出されていない状況下で、部品切れを心配する作業者にとって最も必要な情報だからである。

前記数量は、作業者が補充情報を受ける数量としてあらかじめ設定値に定めた数量であり、倉庫払出しに適当な単位数量、生産で払出しに許容される最小数量、あるいはフィーダへの補給に適当な数量などを設定しておくことができる。補充情報の通知を受けた作業者は、倉庫からの払出し時間等を考慮したうえで適切なタイミングで部品を払い出し、フィーダに部品を補給することができる。

さらに、前記補充情報には、少なくとも部品コード、フィーダ番号、不足部品数、および補充期限を含むものとしても良い。作業者にとっては、何を、どこに、どれだけの量を、いつまでに補充すればよいか、が知りたい情報と考えられるからである。ただし、この補充情報は部品種や作業環境などに合わせ、適宜追加、削除できるのは言うまでもない。これら補充情報に基づき、作業者は作業を停止させないための適切な部品補充タイミングを自ら決定することができる。なお、ここでいう補充期限は、生産を計画どおり進めた場合の時刻でもよいし、生産完了した基板の枚数等で時期を指定するものでもよい。

補充情報としては、さらに現在使用中のフィーダに残っている部品の残数、生産を継続した場合の部品切れ予想時期、生産ラインの部品棚に準備されている部品の数量、推奨する補充部品数などを追加しても良い。作業者は、これら情報を受けることにより、部品補給をするうえで有用な参考情報とすることができる。

制御装置１０は、たとえば図６のような補充情報マップを作成して、前記部品の残数、廃棄部品数などを記憶装置１６に保存しておいてもよい。そして、補充情報を通知するステップに至った場合（Ｓ３０８）には、前記マップからその部品種に応じて必要な項目を抽出し、補充情報として作業者に通知することができる。

前記設定値は、部品ごとに何個廃棄された場合に通知を必要とするかを検討して設定した値であり、制御装置１０は生産過程で部品種ごとに廃棄数量がその設定値に到達した時点で作業者に通知することとしたものである。部品種ごとに不良率は異なり、生産規模や倉庫からの払い出しの所要時間などによっても部品補充の緊急度合いが異なるため、それぞれの事情により自由に設定できるのが望ましいからである。これにより作業者は、各種事情に応じた適切な部品補給が可能となり、未然に部品切れを防止できる。

この場合は、制御装置１０は図３で、リカバリ実装は不可能と判定され部品廃棄（Ｓ３０５）した後、廃棄カウンタをインクリメント（＋１）し、予め定めている当該部品種の設定値と比較する。もし、設定値に到達していれば必要な部品の補充情報を作業者に通知する。それを受けた作業者は、即座に部品の倉庫払出しに着手しても良いし、生産ラインの部品棚など他の状況を加味して適当な時期に補充を行うこともできる。

また、作業者への前記通知は、部品種によらず部品不良が発生するごとに作業者に通知することとしても良い。生産形態によっては部品不良が発生する頻度が低く生産数量も少ない場合など、部品不良が発生した場合に作業者への通知が遅れると部品補充が間に合わない事態も生じうる。不良率の低い部品であればその都度通知しても頻度は少ないため作業者にかかる負荷も大きくなく、そのような場合は速やかに情報を伝え、作業者に対応を委ねることができる。

この場合、制御装置１０はリカバリ実装が不可能と判定し部品廃棄（Ｓ３０５）した後、部品種によらずＳ３０８へスキップし、当該情報を直ちに作業者に通知するプログラムとすればよい。ただし、特定の部品種のみを廃棄ごとに通知したい場合は、当該部品種について前記設定値を「１」に設定しておき、本来の図３のフローを使うことになる。

制御装置１０は、前記補充情報の作業者への通知手段として、部品実装機の表示装置１７に表示したり、作業者が携帯するモバイル機器に送信することができる。緊急を要する場合は、アラーム音で補充情報の着信を知らせるのも良い。部品実装機だけでなく、生産ライン近くの部品棚や遠く離れた部品倉庫にまで着信案内できるモニタやベル等の設備を設けておくこともできる。

次に、制御装置１０は、図３のＳ３０３で吸着状態が良好と判定した場合は、装着ヘッド１１の吸着ノズルで部品を吸着したまま基板の部品実装位置まで移動させ、設定位置に部品を装着する（Ｓ３１０）。そして、部品の装着動作の後も正しく装着が完了したか否かをＩＰＳカメラ１２等で確認し（Ｓ３１１）、正しく装着されず部品を吸着ノズルに保持したまま装着動作を終了した場合（以下、「部品持ち帰り」という）は部品廃棄（Ｓ３０５）へ進み、部品持ち帰りなく正常に装着完了した場合は、計画分の部品装着が完了するまで前記ステップを繰り返し、作業は終了する（Ｓ３１２）。

なお、補充情報を通知（Ｓ３０８）した後は、作業者により不足部品は補充されるものとして廃棄カウンタをリセットすることとしているが、リセットせずそのまま廃棄カウンタの加算を継続するものとしてもよい。生産開始時から廃棄した累積数量を知りたいと考える場合もあるからである。

最後に、リカバリフィーダの利用（Ｓ３０９）について付記する。制御装置１０は、Ｓ３０４でリカバリ実装が可能と判定した場合は、そのままでは基板に装着できないので、一旦別の場所に部品を退避させる。その有効な手段の一つとして、リカバリフィーダへの部品搭載がある（Ｓ３０９）。リカバリフィーダとは、吸着不良となった部品を別の空リールに搭載し必要な時期に再度吸着を行うための特別なフィーダで、空のテープリールのポケットに当該部品を順に搭載していくものである。

図５は、当該リカバリフィーダに部品を搭載し吸着するイメージ図である。リカバリフィーダ５１は、空の部品テープ５３のポケット５４に、吸着不良と判定された部品４２を搭載しながらフィルムとテープを貼り付け巻き取っていく（図５（ａ））。部品を供給する場合は、通常のフィーダと同様にフィルムを剥がしながら部品を露出させ、吸着ノズル４１で部品４２を吸着していく（図５（ｂ））。

リカバリフィーダは、テープの各ポケットに搭載された部品情報として、ポケットの位置、部品リールのシリアル番号、部品自体の情報をシステムに登録する。それにより、リカバリフィーダから部品を吸着する際は、ポケットの位置から登録情報を認識できるため、部品の照合は不要となる。また、装着した部品やその部品を供給したリカバリフィーダの情報もトレーサビリティ情報として確保することが可能である。

本基板実装システムは、リカバリフィーダの利用により、生産中の通常のフィーダ１５の動作を妨げることなく、吸着不良を生じた部品を再投入できる。その結果、生産に必要な部品数しかフィーダに供給していない場合であっても、再使用可能であれば部品を無駄にすることなく、効率的な部品の運用が可能となる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変形、変更が可能である。

４１ ノズル
４２ 部品
４３ フィーダ
４４ パーツカメラ
４５ 廃棄ボックス
５１ リカバリフィーダ
５２ リカバリフィーダの部品搭載部（拡大）
５３ 部品テープ
５４ ポケット

Claims (5)

1. 装着ノズルによる部品吸着の良否を判定する工程と、
   吸着不良と判定された部品がリカバリ実装の可否を判定する工程と、
   リカバリ実装が不可能と判定された部品の数量をカウントする工程と、
   前記数量に基づき必要となる部品の補充情報を作業者に通知する工程と、
   を含む基板実装システム
2. 前記補充情報は、リカバリ実装が不可能と判定され廃棄された部品の数量を含むことを特徴とする請求項１に記載の基板実装システム
3. 前記補充情報は、リカバリ実装が不可能と判定され廃棄された部品の部品コード、フィーダ番号、補充部品数、および補充期限を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板実装システム
4. 前記通知は、リカバリ実装が不可能と判定され廃棄された部品の数量が設定数量に到達した時点で行うことを特徴とする請求項１乃至３に記載の基板実装システム
5. 前記通知は、リカバリ実装が不可能と判定され部品が廃棄されるごとに行うことを特徴とする請求項１乃至３に記載の基板実装システム

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