JP2018019028A - 表面実装機 - Google Patents
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Abstract
Description
具体的には、特許文献1に記載の多連結モジュール型表面実装装置は部品実装モジュールの待機時間にノズル検査処理を行うものであり、装置の稼働率を向上させるために、部品実装モジュールの待機時間とノズル検査処理に必要な処理時間とを大小比較し、待機時間が処理時間より長い場合にノズル検査処理を行っている。
図1から図8を参照して実施形態1を説明する。以降の説明では図1に示す左右方向をX軸方向、前後方向をY軸方向、紙面に垂直な方向(上下方向)をZ軸方向という。また、以降の説明では図1に示す右側を上流側、左側を下流側という。また、以降の説明では同一の構成要素には一部を除いて図面の符号を省略している場合がある。
先ず、図1を参照して、表面実装システム1について説明する。表面実装システム1は直列に配列された3台の表面実装機2(2A、2B、2C)、各表面実装機2に部品E(図2参照)を供給する複数の部品供給装置13及び14(図2参照)、各表面実装機2に通信ケーブルを介して接続されている管理装置3などを備えており、上流側の表面実装機2Aから下流側の表面実装機2Cの順にプリント基板P(基板の一例)を搬送し、各表面実装機2が分担してプリント基板Pに部品Eを実装するものである。
表面実装機2は図2に示す実装部10及び図5に示す制御部40を備えている。図2に示すように、実装部10は基台11、搬送コンベア12、図示しないバックアップ機構、ヘッド搬送部15、ヘッドユニット16、基板撮像部17、部品撮像部18、ノズルステーション19などを備えている。
基台11は平面視長方形状をなすとともに上面が平坦とされている。図2において一点鎖線で示す矩形枠Bは部品Eが実装されるときにプリント基板Pが位置する作業位置を示している。
図示しないバックアップ機構は作業位置Bの下方に配置されており、作業位置Bで停止したプリント基板Pを複数のバックアップピンによって下から支持する。
図2に示す基板撮像部17は撮像面を下に向けた姿勢でヘッドユニット16に設けられている。基板撮像部17は基板に付されているマークを撮像して基板の位置を認識するためのものである。
吸着ノズル31の段取りでは、実装ヘッド30に取り付けられている吸着ノズル31がノズルステーション19の格納穴に挿入されてシャッタが閉じられ、その状態で実装ヘッド30が上に移動することによって吸着ノズル31が取り外される。そして、別の格納穴に格納されている吸着ノズル31が実装ヘッド30に取り付けられる。
また、本実施形態では生産が予定されているプリント基板Pの品種に基づいて管理装置3などで最適化プログラムを実行することにより、各実装ヘッド30に取り付けられる吸着ノズル31のノズル番号が事前に決定されているものとする。
記憶部43には部品Eを実装するための実装プログラム、各種データなどが記憶されている。各種データには生産が予定されているプリント基板Pの生産枚数や品種に関する基板情報、プリント基板Pに実装される部品Eの個数や種類等を含む部品情報、プリント基板P上の部品Eの搭載位置に関する搭載位置情報、部品供給装置13、14に保持された部品Eの数や種類に関する情報等が含まれている。
操作部48は液晶ディスプレイなどの表示装置、キーボードやマウスなどの入力装置などを備えており、オペレータから各種の設定を受け付ける。なお、表面実装機2毎に操作部48を設けるのではなく、オペレータが表面実装システム1の管理装置3を操作してそれら各種の設定を行う構成であってもよい。
次に、図2を参照して、部品供給装置13及び部品供給装置14について説明する。
部品供給装置13は所謂テープフィーダであり、搬送コンベア12の前側に配置されている。部品供給装置13には複数のフィーダ13Aが左右方向に横並び状に整列して取り付けられている。各フィーダ13Aは複数の部品Eが収容された部品テープ(不図示)が巻回されたリール(不図示)、及び、リールから部品テープを引き出す電動式の送出装置(不図示)等を備えており、搬送コンベア12側に位置する端部に設けられた部品供給位置から部品Eが一つずつ供給される。
表面実装機2は、搬送コンベア12によってプリント基板Pを搬入/搬出する搬送動作と、作業位置Bに搬入されたプリント基板Pに部品Eを実装する実装動作とを交互に繰り返す。実装動作では、部品供給装置13、14によって供給される部品Eを複数の吸着ノズル31にそれぞれ吸着させる吸着動作と、各吸着ノズル31に吸着されている部品Eをプリント基板P上の搭載位置に搭載する搭載動作とが交互に繰り返される。
以降の説明では表面実装機2が搬送動作と実装動作とを交互に繰り返しているときのことを稼働中というものとする。
スケジュールタスク(タスクの一例)は自己診断やメンテナンスなどの目的で実行されるタスクであって、指定されている時刻に達したとき、一定時間間隔、プリント基板Pの品種が切り替わるときなどの予め設定されている実行開始条件が成立したときに実行されるタスクである。ここではスケジュールタスクとしてノズルシャフトブロータスク、真空圧チェックタスク、及び、ノズル形状チェックタスクを例に説明する。
前述した複数のスケジュールタスクの優先順位は必ずしも全ての表面実装機2で同じであるとは限らない。そのため、オペレータは操作部48を操作してスケジュールタスクの優先順位を設定することができる。本実施形態ではノズルシャフトブロータスク、真空圧チェックタスク、及び、ノズル形状チェックタスクの順に高い優先順位が設定されており、この順でスケジュールタスクが実行されるものとする。
前述したようにスケジュールタスクは実行開始条件が成立すると実行されるが、実行開始条件が成立したときに直ちにスケジュールタスクを実行してしまうと実装部10が稼働中の場合に稼働が中断されてしまい、稼働率が低下してしまう。そこで、制御部40は、実行開始条件が成立した後、実装部10が稼働不能な非稼働時間にスケジュールタスクを実行する。非稼働時間は、例えば2番目の表面実装機2Bを例に説明すると以下のような場合に発生する。
(b)2番目の表面実装機2Bで部品テープや部品トレイ23が交換される、あるいは何らかのトラブルが生じた場合。
(c)3番目の表面実装機2Cの方が2番目の表面実装機2Bより実装に要する時間が長い、3番目の表面実装機2Cで非稼働時間が発生したなどの理由によって3番目の表面実装機2Cにプリント基板Pを搬出することができず、それにより2番目の表面実装機2Bで基板搬出待ちが生じた場合。なお、3番目の表面実装機2Cで非稼働時間が発生する場合とは、3番目の表面実装機2Cで部品テープや部品トレイ23が交換される場合や、何らかのトラブルが発生した場合などである。
S103では、制御部40は表面実装機2が稼働可能であるか否かを判断する。例えば1番目の表面実装機2が稼働を停止したことによって2番目の表面実装機2に非稼働時間が発生していた場合、1番目の表面実装機2が稼働可能になると2番目の表面実装機2も稼働可能になる。制御部40は稼働不能な場合はS104に進み、稼働可能な場合は本処理を終了する。
S105では、制御部40は真空圧チェックタスクを実行する。前述したように真空圧チェックは各実装ヘッド30に現在取り付けられている吸着ノズル31に一斉に実施される。このため、本実施形態では真空圧チェックタスクの実行中に実装部10が稼働可能になっても真空圧チェックタスクは最後まで実行されるものとする。
S107では、制御部40はノズル形状チェックタスクが未実行であるか否かを判断し、未実行である場合はS108に進み、実行済みの場合は本処理を終了する。
ノズル形状チェックタスクでは、1つの吸着ノズル31の撮像が完了した後、次の吸着ノズル31を撮像する前に実装部10が稼働可能になる場合もある。そのため、制御部40は1本の吸着ノズル31についてノズル形状チェックを実施する毎に表面実装機2が稼働可能であるか否かを判断し、稼働可能な場合はノズル形状チェックタスク及び本処理を終了する。すなわち、実装部10が稼働可能な場合はノズル形状チェックタスクだけでなくスケジュールタスクの実行処理も途中で終了される。そして、残りの吸着ノズル31については次回以降の非稼働時間にノズル形状チェックが実施される。
(5−1)ノズルシャフトブロータスク
次に、図7を参照して、前述したS102で実行されるノズルシャフトブロータスクについて説明する。
S201では、制御部40は実装ヘッド30の番号を表す変数であるヘッド番号xに初期値として1を設定する。
制御部40は、ヘッド番号xの実装ヘッド30はノズルシャフトブローが未実施である場合はS203に進み、実施済みの場合はS210に進む。
S207では、制御部40はヘッド番号Xとノズル番号nとを対応付けて記憶部43に記憶する。
S210では、制御部40はヘッド番号xに1を加算する。
S211では、制御部40は全ての実装ヘッド30についてノズルシャフトブローが終了したか否かを判断し、終了していない場合はS202に戻って処理を繰り返し、終了している場合はスケジュールタスクの実行処理に戻る。
以上説明した実施形態1に係る表面実装機2によると、複数のスケジュールタスクの実行に要する時間よりも非稼働時間が短い場合はこの非稼働時間内に実行できる分のスケジュールタスクを実行するので、複数のスケジュールタスクを全て実行できる非稼働時間が発生するのを待ってそれら複数のスケジュールタスクを実行する場合に比べ、表面実装機2の稼働率の低下を抑制しつつ、スケジュールタスクが実行されるタイミングが遅くなってしまうことを抑制することができる。
次に、本発明の実施形態2を図8によって説明する。
前述した実施形態1では非稼働時間になるとスケジュールタスクの実行を開始し、表面実装機2が稼働可能になるとスケジュールタスクを途中で終了する場合を例に説明した。これに対し、実施形態2に係る制御部40は、非稼働時間が発生するとその非稼働時間の長さを推定し、推定した非稼働時間内に実行が完了すると見込まれる分のスケジュールタスクを実行する。
S301では、制御部40は非稼働時間の長さを推定する。具体的には、制御部40は管理装置3から非稼働時間の推定される長さである推定非稼働時間を取得することによって非稼働時間の長さを推定する。例えば表面実装機2Bの場合、表面実装機2B自身が部品テープや部品トレイ23の交換のために停止し、それにより非稼働時間が生じたとする。前述した管理装置3はシステム全体の時間管理も行っており、表面実装機2Bの過去の交換時間を記憶している。このため、表面実装機2Bの制御部40は管理装置3から過去の交換時間を取得してその平均値を求め、求めた平均値を推定非稼働時間とする。これにより推定非稼働時間が取得される。なお、予め過去の交換時間の平均値が求められて管理装置3に記憶されており、制御部40は管理装置3からその平均値を推定非稼働時間として取得してもよい。
本明細書で開示される技術は上記既述及び図面によって説明した各実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような各実施形態も技術的範囲に含まれる。
Claims (9)
- 部品供給装置から供給される部品を基板に実装する実装部と、
前記実装部が稼働不能な非稼働時間に複数のタスクを実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は前記複数のタスクのうち前記非稼働時間内に実行できる分の前記タスクを実行し、残りの前記タスクを次回以降の前記非稼働時間に実行する、表面実装機。 - 前記制御部は前記複数のタスクを順に実行するものであり、一つの前記タスクの実行が完了する毎に前記実装部が稼働可能か否かを判断し、稼働不能な場合は次の前記タスクを実行し、稼働可能な場合は残りの前記タスクを次回以降の前記非稼働時間に実行する、請求項1に記載の表面実装機。
- 前記制御部は前記非稼働時間の推定される長さである推定非稼働時間を取得し、未実行の前記タスクのうち前記推定非稼働時間内に実行が完了すると見込まれる分の前記タスクを実行する、請求項1に記載の表面実装機。
- 前記制御部は、前記推定非稼働時間内に実行が完了すると見込まれる分の前記タスクの実行が完了する前に前記実装部が稼働可能になった場合は前記タスクの実行を途中で終了する、請求項3に記載の表面実装機。
- 前記実装部は複数の実装ヘッドを有し、
前記制御部は前記実装ヘッド毎に前記非稼働時間に実行する前記タスクの設定を受け付ける設定受付処理を実行する、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の表面実装機。 - 前記複数のタスクには優先順位が設定されており、
前記制御部は優先順位が高い前記タスクから先に実行する、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の表面実装機。 - 部品供給装置から供給される部品を複数の実装ヘッドを用いて基板に実装する実装部と、
前記実装部が稼働不能な非稼働時間に前記実装ヘッド毎に順にタスクを実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は前記非稼働時間内に前記タスクを実行できる分の前記実装ヘッドについて前記タスクを実行し、残りの前記実装ヘッドについては次回以降の前記非稼働時間に前記タスクを実行する、表面実装機。 - 前記制御部は一つの前記実装ヘッドについての前記タスクの実行が完了する毎に前記実装部が稼働可能か否かを判断し、稼働不能な場合は次の前記実装ヘッドについて前記タスクを実行し、稼働可能な場合は残りの前記実装ヘッドについて次回以降の前記非稼働時間に前記タスクを実行する、請求項7に記載の表面実装機。
- 前記制御部は前記非稼働時間の推定される長さである推定非稼働時間を取得し、前記タスクが実行されていない前記実装ヘッドのうち前記推定非稼働時間内に実行が完了すると見込まれる分の前記実装ヘッドについて前記タスクを実行する、請求項7に記載の表面実装機。
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