JP2021061338A - 部品装着機 - Google Patents

Abstract

【課題】部品供給装置が実施する部品保持具のセットアップ処理の実施時期を合理化して、生産効率を従来よりも向上した部品装着機を提供する。【解決手段】部品装着機は、基板搬送装置と、部品供給装置と、部品移載装置と、制御装置とを備え、制御装置は、作業開始の指示を受け付けると、基板搬送装置、部品供給装置、および部品移載装置の動作制御を開始するとともに、作業開始の指示を受け付けた後の時間帯であって、部品供給装置において部品の供給を要する動作時間帯に、セットアップ処理を実施済みの部品保持具を部品供給位置に引き出して部品を供給するように制御し、作業開始の指示を受け付けた後の時間帯であって、部品供給装置において部品の供給を要しない待機時間帯に、部品保持具を部品供給位置に引き出して使用開始前のセットアップ処理を実施するように制御する。【選択図】図５

Description

本明細書は、部品保持具のセットアップ処理を実施する部品供給装置を備えた部品装着機に関する。

回路パターンが形成された基板に対基板作業を実施して、基板製品を量産する技術が普及している。対基板作業として部品の装着作業を実施する部品装着機は、一般的に、部品保持具を使用して部品を供給する部品供給装置を備える。部品供給装置には、部品保持具の使用開始前にセットアップ処理を実施するタイプが有り、例えば、半導体ウエハを切断して製造した部品を供給する装置が該当する。セットアップ処理を実施する部品供給装置に関する一技術例が特許文献１に開示されている。

特許文献１の部品管理システムは、複数の部品保持具（部品プレート）の各々に付された識別手段と、マガジン内のスロットから引き出される部品保持具の識別手段を読み取る読取手段と、読み取った識別手段の情報により部品保持具の正誤を判定する判定手段と、を有する。この部品管理システムは、稼働開始の時にマガジン内の全ての部品保持具の正誤を判定するセットアップ処理を実施する。さらに、部品管理システムは、例えばマガジンに設けられた開閉扉の開閉を条件として、稼働開始後にもセットアップ処理を実施する。これによれば、部品保持具を引き出すたびに正誤を判定する必要がなくなり、判定処理時間を短縮できる、とされている。

特開２０１６−１３９７１２号公報

ところで、特許文献１の技術例では、マガジン内の全ての部品保持具について順番に引き出し操作および返却操作を行い、全ての部品保持具が正しいことを確認してから、部品の装着作業を開始する。これによれば、装着作業を開始した後に部品保持具の誤りが見つかって装着作業を中断する事態を回避することができる。しかしながら、この技術では、装着作業の開始が遅くなるので、遅くなった分だけ生産効率が低下する。この問題点は、半導体ウエハから製造したウエハ部品を供給する部品供給装置に限定されず、部品保持具にトレイを用いるタイプの部品供給装置でも発生し得る。

本明細書では、部品供給装置が実施する部品保持具のセットアップ処理の実施時期を合理化して、生産効率を従来よりも向上した部品装着機を提供することを解決すべき課題とする。

本明細書は、基板を搬入し、位置決めし、搬出する基板搬送装置と、部品をそれぞれ保持する複数の部品保持具をマガジンに収納し、いずれかの前記部品保持具を選択的に部品供給位置に引き出して前記部品を供給する部品供給装置と、部品装着具を用いて前記部品供給位置で前記部品を採取し、位置決めされた前記基板に前記部品を装着する部品移載装置と、前記基板搬送装置、前記部品供給装置、および前記部品移載装置の動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、作業開始の指示を受け付けると、前記基板搬送装置、前記部品供給装置、および前記部品移載装置の動作制御を開始するとともに、前記作業開始の指示を受け付けた後の時間帯であって、前記部品供給装置において前記部品の供給を要する動作時間帯に、セットアップ処理を実施済みの前記部品保持具を前記部品供給位置に引き出して前記部品を供給するように制御し、前記作業開始の指示を受け付けた後の時間帯であって、前記部品供給装置において前記部品の供給を要しない待機時間帯に、前記部品保持具を前記部品供給位置に引き出して使用開始前の前記セットアップ処理を実施するように制御する、部品装着機を開示する。

本明細書で開示する部品装着機において、制御装置は、作業開始の指示にしたがい基板搬送装置、部品供給装置、および部品移載装置の動作制御を開始して装着作業を進め、部品供給装置の動作時間帯に部品を供給するように制御し、部品供給装置の待機時間帯に部品保持具のセットアップ処理を実施するように制御する。これによれば、複数の部品保持具のうち必要最小数のセットアップ処理は装着作業の開始前に実施されるが、残りのセットアップ処理は、装着作業の合間に発生する待機時間帯に実施される。したがって、装着作業の開始の遅れが抑制されるとともに、セットアップ処理の実施に待機時間帯が有効利用され、生産効率は従来よりも向上する。

実施形態の部品装着機の構成を模式的に示す斜視図である。 実施形態の部品装着機の制御の構成を示すブロック図である。 部品供給装置が実施するセットアップ処理の処理フローの図である。 部品供給装置が実施する部品の供給動作の動作フローの図である。 制御装置が部品供給装置の動作を制御する制御フローの図である。 制御装置が複数の部品保持具の使用順序を予め決定する事例を説明する一覧表の図である。

１．実施形態の部品装着機１の構成
実施形態の部品装着機１について、図１〜図６を参考にして説明する。部品装着機１は、部品Ｐを基板Ｋに装着する装着作業を実施する。図１および図２に示されるように、部品装着機１は、基板搬送装置２、部品供給装置３、部品移載装置４、部品カメラ装置５、制御装置６、および基台９などで構成されている。基板搬送装置２、部品移載装置４、および部品カメラ装置５は、基台９の上側に設けられる。制御装置６は、基台９の内部に設けられる。部品供給装置３は、基台９の長手方向の前部（図１の左前側）に着脱可能に設けられる。図１の中のＸ軸方向は、基板Ｋを搬送する方向であり、Ｙ軸方向は、水平面内でＸ軸方向に直交する方向である。

基板搬送装置２は、基台９の上面をＸ軸方向に横断して設けられる。基板搬送装置２は、搬送部２１および位置決め部２２などで構成される。搬送部２１は、基板Ｋを搬入し、搬出する。搬送部２１は、Ｘ軸方向に平行に並設された一対のガイドレール、および基板Ｋを載置して輪転する一対のコンベアベルトなどで構成される。位置決め部２２は、搬送部２１が搬入した基板Ｋを、所定の装着実施位置に位置決めする。

部品供給装置３は、部品Ｐをそれぞれ保持する複数の部品保持具３２をマガジン３７に収納し、いずれかの部品保持具３２を選択的に部品供給位置に引き出して、部品Ｐを部品移載装置４に供給する。部品供給装置３が供給する部品Ｐは、半導体ウエハが切断されて製造されたウエハ部品である。部品供給装置３は、ハウジング３１、複数の部品保持具３２、マガジン３７、昇降機構３８、引き出し機構３３、突き上げポット３４、突き上げピン３５、接触式高さセンサ３６１、ウエハ撮像カメラ３６５、および装置制御部３９などで構成される。

ハウジング３１は、縦長の直方体形状のケース３１１によって形成される。ケース３１１の上部に保持具搬入部３１２が設けられ、ケース３１１の下部に保持具排出部３１３が設けられる。ハウジング３１の概ね中間高さの後側に、取り出し口が開口している。ハウジング３１の内部に、マガジン３７が収容される。マガジン３７は、箱状の部材であり、複数段の棚状のスロットを有する。各スロットは、部品保持具３２を後側に取り出し可能に収納する。マガジン３７は、昇降機構３８に駆動されてハウジング３１内を昇降する。これにより、取り出し口から取り出される部品保持具３２が選択される。部品保持具３２は、保持具搬入部３１２から搬入されてマガジン３７のスロットに収納され、使用済みになると保持具排出部３１３から排出される。

部品保持具３２は、保持板３２１、エキスパンド台３２２、およびエキスパンドシートＳからなる。保持板３２１は、矩形板状の外形であり、中央に大きな穴を有する。保持板３２１の上面には、部品Ｐの部品種を識別する識別コード（図略）が貼付されている。したがって、部品保持具３２の使用開始前に、識別コードを読み取るセットアップ処理を実施することにより、部品種の誤りを防止することができる。エキスパンド台３２２は、円環形であり、保持板３２１の上面の穴の周りに設けられる。エキスパンド台３２２は、エキスパンドシートＳの周囲を保持する。

エキスパンドシートＳは、伸縮可能であり、上面に複数の部品Ｐが貼り付けられている。複数の部品Ｐの間には、適宜レファレンス部品が配列される。レファレンス部品は、部品Ｐの配置状況などを確認するために使用され、基板Ｋに装着されない。エキスパンドシートＳの伸縮状態は、個体差が有り、また時間的に変化することも有り得る。したがって、部品保持具３２の使用開始前に、エキスパンドシートＳの伸縮状態等を確認するセットアップ処理を実施することにより、部品供給動作の信頼性を高めることができる。エキスパンドシートＳの伸縮状態等は、具体的には、部品Ｐの高さ位置および配置状況の検出によって確認される。

引き出し機構３３は、ハウジング３１の後側に設けられる。引き出し機構３３は、直方体形状の本体部３３１、一対のガイドレール３３２、３３３、およびボールねじ送り機構３３４などで構成される。本体部３３１は、基台９との位置関係を規定する位置決め部を有して、基台９の前側上部に装着される。

一対のガイドレール３３２、３３３は、ハウジング３１の取り出し口から本体部３３１の上面の後方へと延在し、相互に離隔して平行配置される。ボールねじ送り機構３３４は、部品保持具３２をマガジン３７から取り出し、ガイドレール３３２、３３３に沿って搬送し、後側寄りの部品供給位置に引き出す。また、ボールねじ送り機構３３４は、部品Ｐを供給した後の部品保持具３２を搬送して、マガジン３７に返却する。図１には、部品保持具３２のひとつが部品供給位置まで引き出された状態が示されている。

接触式高さセンサ３６１は、本体部３３１の上面の部品保持具３２よりも高い位置に配置される。接触式高さセンサ３６１は、符号略の駆動機構によってＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動される。接触式高さセンサ３６１は、測定子を下降させて測定対象物に接触させ、測定対象物の上面の高さ位置を測定する。本体部３３１の上側に、接触式高さセンサ３６１を較正する高さ較正点３６２が設けられる。接触式高さセンサ３６１は、引き出された部品保持具３２のエキスパンド台３２２の高さ位置を測定して、部品Ｐの高さ位置の確認処理を行う。

接触式高さセンサ３６１に並んで、ウエハ撮像カメラ３６５が下向きに設けられる。ウエハ撮像カメラ３６５は、接触式高さセンサ３６１と共通の駆動機構によってＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動される。ウエハ撮像カメラ３６５は、保持板３２１に貼付された識別コードを撮像して画像データを取得し、画像処理によって部品Ｐの部品種の確認処理を行う。また、ウエハ撮像カメラ３６５は、部品Ｐやレファレンス部品を上方から撮像して画像データを取得し、画像処理によって複数の部品Ｐの配置状況の確認処理を行う。

突き上げポット３４は、部品供給位置の下側に水平移動可能に設けられる。突き上げポット３４は、引き出された部品保持具３２のエキスパンドシートＳを上方に突き上げて、テンションを付与する。突き上げピン３５は、突き上げポット３４の中心部に設けられ、上方に突出可能とされている。突き上げピン３５は、突き上げポット３４の上面からさらに突出し、指定された部品Ｐを突き上げる。突き上げられた部品Ｐは、後述する吸着ノズル４３によって吸着される。

図２に示される装置制御部３９は、通信接続された制御装置６との間で制御情報を送受信する。装置制御部３９は、接触式高さセンサ３６１およびウエハ撮像カメラ３６５から確認処理の結果を取得する。なお、装置制御部３９は、接触式高さセンサ３６１の測定結果およびウエハ撮像カメラ３６５の画像データを取得し、自ら確認処理を行ってもよい。また、装置制御部３９は、昇降機構３８、引き出し機構３３、突き上げポット３４、および突き上げピン３５の動作を制御する。

部品移載装置４は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能なＸＹ移動ロボットタイプの装置である。部品移載装置４は、基板搬送装置２の上方から部品供給装置３の上方にかけて設けられる。部品移載装置４は、ヘッド駆動機構４１、装着ヘッド４２、吸着ノズル４３、および基板カメラ４４などで構成される。ヘッド駆動機構４１は、装着ヘッド４２をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動する。ヘッド駆動機構４１は、公知の各種技術が適宜採用されて構成される。

装着ヘッド４２は、下側に吸着ノズル４３（部品装着具）および基板カメラ４４を有する。吸着ノズル４３は、部品供給位置まで下降し、部品Ｐを吸着して採取する。次いで、吸着ノズル４３は、ヘッド駆動機構４１により基板Ｋの上方まで駆動され、下降して部品Ｐを基板Ｋに装着する。なお、装着ヘッド４２の下側に複数の吸着ノズル４３が設けられ、複数の部品Ｐがまとめて吸着および装着されてもよい。なお、装着ヘッド４２は、吸着ノズル４３以外、例えば部品を挟持する方式の部品装着具を有してもよい。基板カメラ４４は、基板Ｋの上面に設けられた位置基準マークを撮像して、基板Ｋの正確な位置を認識する。

部品カメラ装置５は、基台９の上面の基板搬送装置２と部品供給装置３との間に、上向きに設けられる。部品カメラ装置５は、装着ヘッド４２が部品供給装置３から基板Ｋに移動する途中で、吸着ノズル４３に吸着されている部品Ｐを撮像して、画像データを取得する。部品カメラ装置５は、さらに画像データを画像処理して、吸着ノズル４３に対する部品Ｐの位置や回転角などを検出する。制御装置６は、部品カメラ装置５の検出結果に応じて、吸着ノズル４３の装着動作を微調整する。

２．実施形態の部品装着機１の制御の構成
次に、実施形態の部品装着機１の制御の構成について説明する。制御装置６は、コンピュータ装置を用いて構成される。制御装置６は、装着ジョブデータに基づいて、基板搬送装置２、部品供給装置３、部品移載装置４、および部品カメラ装置５の動作を制御する。装着ジョブデータは、生産する基板製品の種類ごとに装着作業の詳細を記述したデータである。装着ジョブデータは、基板Ｋに関する情報に加え、装着する部品Ｐの部品種、基板Ｋへの装着順序、装着点数、および装着座標位置の情報、ならびに、各装置（２、３、４、５）の動作条件の情報などを含んでいる。

制御装置６は、作業開始の指示を受け付けると、各装置（２、３、４、５）の動作制御を開始して、部品Ｐの装着作業を進める。作業開始の指示は、図略の入力部への入力操作や、操作スイッチの操作、携帯端末からの遠隔指令などによって行われる。制御装置６は、各装置（２、３、４、５）が有する下位の装置制御部（３９等）と連携して制御を行う。制御装置６は、下位の装置制御部（３９等）の機能の一部を含んだものであってもよい。

制御装置６は、部品供給装置３の制御に関する四つの機能部、すなわち、順序決定部６１、時間帯判定部６２、セットアップ制御部６３、および部品供給制御部６４を有する。順序決定部６１は、部品Ｐの複数の部品種の基板Ｋへの装着順序、基板Ｋ一枚あたりの部品種ごとの装着点数、および、各部品保持具３２が保持する部品Ｐの部品種に基づいて、複数の部品保持具３２の使用順序を予め決定する。順序決定部６１の機能については、後の事例で詳述する。

時間帯判定部６２は、作業開始の指示を受け付けた後に、部品供給装置３において部品Ｐの供給を要する動作時間帯であるか、部品Ｐの供給を要しない待機時間帯であるかを判定する。時間帯判定部６２は、基板搬送装置２が前工程からの基板Ｋの搬入待ちをしている時間帯、および、部品Ｐを装着済みの基板Ｋの後工程への搬出待ちをしている時間帯を待機時間帯と判定する。

例えば、前工程の半田印刷検査装置が基板Ｋの検査作業を終了しておらず、基板Ｋを搬出できない状態を想定する。基板Ｋを搬出できない状態は、半田印刷検査装置の制御装置から部品装着機１の制御装置６へ送信される。したがって、時間帯判定部６２は、基板Ｋの搬入待ちをしている待機時間帯と判定することができる。一方、半田印刷検査装置が検査済みの基板Ｋをすぐに搬出できる状態のとき、この基板Ｋは、基板搬送装置２によってすぐに装着実施位置まで搬入され、または搬入可能である。したがって、時間帯判定部６２は、部品Ｐの供給を要する動作時間帯と判定する。

さらに、後工程の基板検査装置が基板Ｋの検査作業を終了しておらず、次の基板Ｋを搬入できない状態を想定する。次の基板Ｋを搬入できない状態は、基板検査装置の制御装置から部品装着機１の制御装置６へ送信される。したがって、時間帯判定部６２は、基板Ｋの後工程への搬出待ちをしている待機時間帯と判定することができる。なお、自動較正処理や自動メンテナンス処理などを実施する部品供給装置３の場合、時間帯判定部６２は、動作時間帯にも待機時間帯にも属さない動作不能時間帯を判定する。動作不能時間帯は、自動較正処理や自動メンテナンス処理などを実施している時間帯であり、セットアップ処理も部品の供給動作も実施されない。

セットアップ制御部６３は、部品保持具３２の使用開始前のセットアップ処理を実施するように、部品供給装置３を制御する。以下、セットアップ処理の内容および処理フローについて詳述する。図３のステップＴ１で、部品供給装置３の引き出し機構３３は、部品保持具３２をマガジン３７から部品供給位置に引き出す。次のステップＴ２で、ウエハ撮像カメラ３６５は、部品保持具３２の保持板３２１に貼付された識別コードを撮像して、部品Ｐの部品種の確認処理（セットアップ処理）を行う。仮に、部品種が誤っていた場合、その旨がオペレータへ通知される。

次のステップＴ３で、ウエハ撮像カメラ３６５は、部品Ｐやレファレンス部品を上方から撮像して、複数の部品Ｐの配置状況の確認処理（セットアップ処理）を行う。次のステップＴ４で、接触式高さセンサ３６１は、部品保持具３２のエキスパンド台３２２の高さ位置を測定して、部品Ｐの高さ位置の確認処理（セットアップ処理）を行う。確認された部品Ｐの配置状況および高さ位置は、吸着ノズル４３による部品Ｐの吸着動作（図４のステップＱ３参照）の制御に反映される。

次のステップＴ５で、引き出し機構３３は、部品保持具３２をマガジン３７に返却する。これにより、セットアップ処理が終了する。なお、セットアップ処理は、上記以外の処理内容を含んでもよい。例えば、部品Ｐの前後の反転や、９０°の回転などの姿勢異常に関する確認処理も、セットアップ処理の範疇に含まれる。

セットアップ処理は、動作制御が開始されてすぐに動作時間帯になり、セットアップ処理を実施済みの部品保持具３２が無い場合に実施される。このとき、当面必要となる最小数の部品保持具３２のセットアップ処理が実施される。また、セットアップ処理は、装着ジョブデータに基づく装着作業が進行して、動作時間帯にセットアップ処理を実施済みの部品保持具３２が無い場合にも、必要とされる部品保持具３２に対して実施される。これらの場合、セットアップ処理を実施している間、装着作業は待ち状態となる。

さらに、セットアップ処理は、部品供給装置３の待機時間帯を有効利用し、順序決定部６１が決定した部品保持具３２の使用順序にしたがって実施される。この場合、セットアップ処理を実施している時間は、装着作業の進捗に影響しない。つまり、本実施形態では、一部の部品保持具３２のセットアップ処理のみが装着作業を待ち状態にする。

これに対比して、従来技術では、全部の部品保持具３２のセットアップ処理が装着作業を待ち状態にしていた。したがって、本実施形態によれば、待機時間帯を有効利用して実施するセットアップ処理の時間だけ、生産所要時間を短縮することができる。仮に、基板Ｋの搬入および搬出が円滑に行われて待機時間帯が全く発生しない場合でも、生産所要時間は従来技術と同程度以下になる。

部品供給制御部６４は、部品供給装置３の動作時間帯に、部品Ｐを供給するように部品供給装置３を制御する。以下、部品Ｐの供給動作の動作フローについて詳述する。図４のステップＱ１で、部品供給装置３の引き出し機構３３は、部品保持具３２をマガジン３７から部品供給位置に引き出す。次のステップＱ２で、突き上げポット３４および突き上げピン３５は、指定された部品Ｐを突き上げる。次のステップＱ３で、部品移載装置４の吸着ノズル４３は、突き上げられた部品Ｐを吸着する。なお、装着ヘッド４２に複数の吸着ノズル４３が設けられた構成では、複数の部品Ｐが順番に吸着される。次のステップＱ４で、引き出し機構３３は、部品保持具３２をマガジン３７に返却する。これにより、部品Ｐの供給動作が終了する。

本実施形態において、部品保持具３２のセットアップ処理に続いて部品Ｐを供給する場合がある。この場合、制御装置６の制御は、図３のステップＴ４から図４のステップＱ２にジャンプする。これによれば、図３のステップＴ５および図４のステップＱ１、換言すると、部品保持具３２の返却および再度の引き出しの手間が省略され、生産効率が向上する。

３．実施形態の部品装着機１の動作
次に、実施形態の部品装着機１の動作について、図５の制御フローおよび図６の事例を参考にして説明する。図５のステップＳ１で、制御装置６は、装着ジョブデータを取得する。装着ジョブデータは、例えば、上位のホストコンピュータから送信され、あるいはオペレータによって設定される。装着ジョブデータは、使用する部品保持具３２の名称、各部品保持具３２が保持する部品Ｐの部品種および部品個数、ならびに、各部品種の基板Ｋへの装着順序および装着点数の情報を含んでいる。

図６の事例において、七個の部品保持具３２の名称はＴＡ１〜ＴＡ３、およびＴＢ１〜ＴＢ４と定められている。名称ＴＡ１〜ＴＡ３の三個の部品保持具３２は、部品種Ａの部品を総数１５０個ずつ保持し、名称ＴＢ１〜ＴＢ４の四個の部品保持具３２は、部品種Ｂの部品を総数２００個ずつ保持している。オペレータは、装着ジョブデータを参照して名称ＴＡ１〜ＴＡ３の部品保持具３２をマガジン３７のスロットＮo.１〜Ｎo.３にそれぞれセットし、名称ＴＢ１〜ＴＢ４の部品保持具３２をスロットＮo.４〜Ｎo.７にそれぞれセットする。なお、スロットＮo.８〜Ｎo.１０は、未使用とされている。また、部品保持具３２の名称とスロットＮo.との対応関係は制御装置６に記憶されるので、上記した以外のセット位置であっても支障は生じない。

次に、基板Ｋへの装着順序は、部品種Ａが後で、部品種Ｂが先と定められている。そして、基板Ｋ一枚あたりの装着点数は、部品種Ａが１０個で、部品種Ｂが２０個と定められている。したがって、名称ＴＡ１〜ＴＡ３の各部品保持具３２は、１５枚（＝総数１５０個／１０個）の基板Ｋに部品Ｐを供給し、名称ＴＢ１〜ＴＢ４の各部品保持具３２は、１０枚（＝総数２００個／２０個）の基板Ｋに部品Ｐを供給する。なお、同一部品種の中で部品保持具３２の使用順序は限定されない。ここでは、部品保持具３２の使用順序は、スロットＮo.の番号が小さいものが優先される。

次のステップＳ２で、制御装置６の順序決定部６１は、複数の部品保持具３２の使用順序を、動作制御の開始以前に予め決定する。具体的に、順序決定部６１は、装着順序が先の部品種Ｂを供給するスロットＮo.４〜７のうち、番号が最小のスロットＮo.４の名称ＴＢ１の部品保持具３２の使用順序を１番に決定する。すると、名称ＴＢ１の部品保持具３２は、１番目から１０番目の基板Ｋに対応することになる。また、順序決定部６１は、装着順序が後の部品種Ａを供給するスロットＮo.１〜３のうち、番号が最小のスロットＮo.１の名称ＴＡ１の部品保持具３２の使用順序を２番に決定する。すると、名称ＴＡ１の部品保持具３２は、１番目から１５番目の基板Ｋに対応することになる。

上記の決定によると、１１番目の基板Ｋに対して部品種Ｂの部品Ｐが無くなる。そこで、順序決定部６１は、スロットＮo.５の名称ＴＢ２の部品保持具３２の使用順序を３番に決定する。次に、１６番目の基板Ｋに対して部品種Ａの部品Ｐが無くなる。そこで、順序決定部６１は、スロットＮo.２の名称ＴＡ２の部品保持具３２の使用順序を４番に決定する。その次に、２１番目の基板Ｋに対して部品種Ｂの部品Ｐが無くなる。そこで、順序決定部６１は、スロットＮo.６の名称ＴＢ３の部品保持具３２の使用順序を５番に決定する。

さらに、３１番目の基板Ｋに対して部品種Ａおよび部品種Ｂの部品Ｐがともに無くなる。そこで、順序決定部６１は、装着順序が先の部品種Ｂを供給するスロットＮo.７の名称ＴＢ４の部品保持具３２の使用順序を６番に決定する。また、順序決定部６１は、装着順序が後の部品種Ａを供給するスロットＮo.３の名称ＴＡ３の部品保持具３２の使用順序を７番に決定する。なお、部品種が３種類以上の場合、装着作業の進捗に伴う部品Ｐの消費は、上述よりも複雑化する。それでも、順序決定部６１は、部品Ｐの消費経過をシミュレーションして、部品保持具３２の使用順序を決定することができる。

次のステップＳ３で、制御装置６は、作業開始の指示を受け付けて、各装置（２、３、４、５）の動作制御を開始する。次のステップＳ４で、時間帯判定部６２は、部品供給装置３が動作時間帯であるか、それとも待機時間帯であるかを判定する。待機時間帯と判定された場合のステップＳ５で、セットアップ制御部６３は、セットアップ処理を実施するように部品供給装置３を制御する。初回のステップＳ５において、部品保持具３２のセットアップ処理が開始される。所定の制御サイクル時間が経過すると、制御フローの実行はステップＳ４に戻される。

２回目以降のステップＳ４で待機時間帯と判定された場合に、２回目以降のステップＳ５において、セットアップ処理が継続される。または、或る部品保持具３２のセットアップ処理が終了したときに、次の部品保持具３２のセットアップ処理が開始される。ステップＳ５におけるセットアップ処理は、順序決定部６１が決定した部品保持具３２の使用順序にしたがって実施される。

ステップＳ４で動作時間帯と判定された場合のステップＳ１１で、制御装置６は、これから装着する部品種の部品Ｐを保持する部品保持具３２であって、すぐに使える部品保持具３２が有るか無いかを調査する。すぐに使える部品保持具３２とは、セットアップ処理を実施済みであり、かつ使用開始前または１個以上の部品Ｐが残された使用途中の部品保持具３２を意味する。すぐに使える部品保持具３２が無い場合のステップＳ１２で、セットアップ制御部６３は、これから装着する部品種に対応する部品保持具３２のセットアップ処理を図３のステップＴ４まで実施させる。その次のステップＳ１３で、部品供給制御部６４は、図４のステップＱ２から制御を開始して、部品Ｐの供給動作を実施させる。

ステップＳ１１ですぐに使える部品保持具３２が有る場合のステップＳ１４で、制御装置６は、部品供給装置３がセットアップ処理の実施途中であるか否かを調査する。セットアップ処理の実施途中とは、部品保持具３２が部品供給位置に引き出された状態、または部品保持具３２が部品供給位置に搬送される途中の状態を意味する。部品保持具３２が部品供給位置からマガジン３７に返却される途中の場合、制御装置６は、返却を終了させて、セットアップ処理の実施途中でないと判定する。セットアップ処理の実施途中でない場合、制御フローの実行はステップＳ１３に進められる。ステップＳ１３で、部品供給制御部６４は、図４に示される動作フローの制御を実行して、部品Ｐの供給動作を実施させる。

ステップＳ１４でセットアップ処理の実施途中である場合、制御フローの実行はステップＳ１５に進められる。ステップＳ１５で、制御装置６は、実施途中のセットアップ処理を最後まで終了させる終了条件が成立しているか否かを判定する。終了条件は、セットアップ処理の実施途中となっている部品保持具３２と同一部品種の部品Ｐを保持する使用順序の早い別の部品保持具３２が使用開始前である、ことである。

終了条件が成立している場合のステップＳ１６で、セットアップ制御部６３は、終了処理を実行する。つまり、セットアップ制御部６３は、使用順序の遅い部品保持具３２の実施途中のセットアップ処理を図３のステップＴ４まで終了させ、使用順序を変更する。使用順序の早い別の部品保持具３２が１個である場合、使用順序の遅い部品保持具３２との間で使用順序が入れ替えられる。使用順序の早い別の部品保持具３２が２個以上である場合、使用順序の遅い部品保持具３２は最も早い使用順序に変更され、別の２個の部品保持具３２の使用順序が繰り下げられる。ステップＳ１６の終了後、制御フローの実行はステップＳ１３に進められる。ステップＳ１３で、部品供給制御部６４は、図４のステップＱ２から制御を開始して、部品Ｐの供給動作を実施させる。

終了条件が成立していない場合のステップＳ１７で、セットアップ制御部６３は、中断処理を実行する。つまり、セットアップ制御部６３は、使用順序の遅い部品保持具３２のセットアップ処理を中断させて、その部品保持具３２をマガジン３７に返却させる。ステップＳ１７の終了後、制御フローの実行はステップＳ１３に進められる。ステップＳ１３で、部品供給制御部６４は、図４に示される動作フローの制御を実行して、部品Ｐの供給動作を実施させる。ステップＳ１３の終了後、制御フローの実行はステップＳ４に戻される。

ここで、使用順序の早い別の部品保持具３２は、当然ながらセットアップ処理は実施済みとなっているが、使用開始前、使用途中、および使済みの場合がある。使用開始前の場合には終了条件が成立しており、実施途中のセットアップ処理を終了させ、使用順序を変更することになる。これによれば、使用順序の遅い部品保持具３２のマガジン３７への返却、および使用順序の早い部品保持具３２の引き出しの手間を省略することができ、生産効率が向上する。

そして、使用順序の早い別の部品保持具３２が使用途中の場合には、使用順序の遅い部品保持具３２のセットアップ処理を中断して返却し、使用順序の早い部品保持具３２を引き出して部品Ｐの供給動作を実施させる。これによれば、同一部品種の部品Ｐを保持する使用途中の部品保持具３２が複数にならないので、在庫管理や品質管理の点で有利となる。また、現時点で必要とされる部品Ｐの供給を優先し、不急のセットアップ処理を今後の待機時間帯に廻すので、総合的に生産効率が向上する。なお、使用順序の早い別の部品保持具３２が使用済みの場合、終了条件の判定に参照されない。

４．事例におけるセットアップ処理の実施時期
次に、図６の事例における部品保持具３２のセットアップ処理の実施時期について、二つのケースを例示説明する。第一ケースでは、ステップＳ３の動作制御の開始の時点で、１番目の基板Ｋが搬入可能であり、部品供給装置３は動作時間帯になっている。したがって、制御フローの実行は、ステップＳ４からステップＳ１１に進められる。この時点で、部品種Ｂの部品Ｐを保持し、かつセットアップ処理が実施済みの部品保持具３２は無いので、制御フローの実行はステップＳ１２に進められる。すると、名称ＴＢ１の部品保持具３２のセットアップ処理が実施され、次のステップＳ１３で、１番目の基板Ｋに対して部品種Ｂの部品Ｐが２０個供給される。

この後、制御フローの実行は、ステップＳ４からステップＳ１１に戻る。この時点で、部品種Ａの部品Ｐを保持し、かつセットアップ処理が実施済みの部品保持具３２は無いので、制御フローの実行はステップＳ１２に進められる。すると、名称ＴＡ１の部品保持具３２のセットアップ処理が実施され、次のステップＳ１３で、１番目の基板Ｋに対して部品種Ａの部品Ｐが１０個供給される。

この後、１番目の基板Ｋが搬出されて２番目の基板Ｋが搬入される動作に並行して、制御フローの実行は、ステップＳ４からステップＳ１１およびステップＳ１４を経由して再びステップＳ１３に戻る。これにより、２番目の基板Ｋに対して部品種Ｂの部品Ｐが２０個供給される。さらに、次回のステップＳ１３で、２番目の基板Ｋに対して部品種Ａの部品Ｐが１０個供給される。３番目以降の基板Ｋに対しても、同様に、部品種Ｂの部品Ｐが２０個、部品種Ａの部品Ｐが１０個供給される。

ところが、６番目の基板Ｋへ部品種Ｂおよび部品種Ａの部品Ｐの供給を終えた後に、７番目の基板Ｋが搬入不能となり、部品供給装置３は待機時間帯に移行した。このとき、制御フローの実行は、ステップＳ４からステップＳ５に進められる。待機時間帯の間、ステップＳ４およびステップＳ５が繰り返される。そして、セットアップ処理は、使用順序にしたがって名称ＴＢ２、ＴＡ２、ＴＢ３、ＴＢ４、ＴＡ３の部品保持具３２の順番で実施される。

この後、名称ＴＡ３の部品保持具３２のセットアップ処理の途中で、７番目の基板Ｋが搬入可能となり、部品供給装置３は動作時間帯に移行した。このとき、制御フローの実行は、ステップＳ４からステップＳ１１およびステップＳ１４を経由して、ステップＳ１５進められる。ステップＳ１５で、セットアップ処理の実施途中となっている名称ＴＡ３の部品保持具３２と同一部品種Ａの部品Ｐを保持する使用順序の早い名称ＴＡ１の部品保持具３２は、使用途中である。つまり、終了条件は成立していない。したがって、ステップＳ１７で、名称ＴＡ３の部品保持具３２のセットアップ処理が中断される。次のステップＳ１３で、７番目の基板Ｋに対して部品種Ｂの部品Ｐが２０個供給される。

この後、基板Ｋの搬入および搬出は円滑に行われ、部品供給装置３の待機時間帯は発生していない。したがって、ステップＳ４、ステップＳ１１、ステップＳ１４、およびステップＳ１３の繰り返しにより、部品Ｐの供給は、７番目から３０番目の基板Ｋに対して円滑に行われる。そして、３１番目の基板Ｋに対して、部品種Ｂの部品Ｐを供給することはできる。しかし、部品種Ａの部品Ｐを保持してすぐに使える部品保持具３２は無くなっており、制御フローの実行はステップＳ１１からステップＳ１２に進められる。ここで、名称ＴＡ３の部品保持具３２のセットアップ処理が実施され、次のステップＳ１３で、３１番目の基板Ｋに対して部品種Ａの部品Ｐが１０個供給される。

次に、第二ケースでは、ステップＳ３の動作制御の開始の時点で、１番目の基板Ｋが搬入不能であり、部品供給装置３は待機時間帯になっている。したがって、制御フローのステップＳ４およびステップＳ５が繰り返される。このとき、セットアップ処理は、使用順序にしたがって名称ＴＢ１、ＴＡ１、ＴＢ２の部品保持具３２の順番で実施される。

そして、名称ＴＢ２の部品保持具３２のセットアップ処理の途中で、１番目の基板Ｋが搬入可能となり、部品供給装置３は動作時間帯に移行した。このとき、制御フローの実行は、ステップＳ４からステップＳ１１およびステップＳ１４を経由して、ステップＳ１５進められる。ステップＳ１５で、セットアップ処理の実施途中となっている名称ＴＢ２の部品保持具３２と同一部品種Ｂの部品Ｐを保持する使用順序の早い名称ＴＢ１の部品保持具３２は、使用開始前である。つまり、終了条件が成立している。

したがって、ステップＳ１６で、名称ＴＢ２の部品保持具３２のセットアップ処理が図３のステップＴ４まで実施される。さらに、名称ＴＢ２の部品保持具３２の使用順序が１番に変更され、名称ＴＢ１の部品保持具３２の使用順序が３番に変更される。次のステップＳ１３で、１番目の基板Ｋに対して、名称ＴＢ２の部品保持具３２から部品種Ｂの部品Ｐが２０個供給される。

実施形態の部品装着機１において、制御装置６は、作業開始の指示にしたがい基板搬送装置２、部品供給装置３、および部品移載装置４の動作制御を開始して装着作業を進め、部品供給装置３の動作時間帯に部品Ｐを供給するように制御し、部品供給装置３の待機時間帯に部品保持具３２のセットアップ処理を実施するように制御する。これによれば、複数の部品保持具３２のうち必要最小数のセットアップ処理は装着作業の開始前に実施されるが、残りのセットアップ処理は、装着作業の合間に発生する待機時間帯に実施される。したがって、装着作業の開始の遅れが抑制されるとともに、セットアップ処理の実施に待機時間帯が有効利用され、生産効率は従来よりも向上する。

５．実施形態の応用および変形
なお、部品供給装置３の接触式高さセンサ３６１は、別の検出方式を採用してマガジン３７の内部に設けることも可能である。この態様では、図３のステップＴ４のセットアップ処理は省略される。また、部品供給装置３のウエハ撮像カメラ３６５を省略し、保持板３２１の識別コードを読み取るコードリーダをハウジング３１の取り出し口の付近に設けてもよい。この態様において、図３のステップＴ２は、コードリーダによって実施され、ステップＴ３は、装着ヘッド４２の基板カメラ４４によって実施される。また、セットアップ処理に該当する三つのステップＴ２〜ステップＴ４は、いずれか一ステップのみまたは二ステップに簡略化されてもよい。

また、順序決定部６１を省略することはできるが、待機時間帯に実施する部品保持具３２のセットアップ処理の実施順序が最適化されない。このため、動作時間帯において、セットアップ処理を実施済みの部品保持具３２が無い場合が増加しがちになり、生産効率を向上する効果が減少しやすい。さらに、図５のステップＳ１５〜ステップＳ１７に代え、常にステップＳ１７の中断処理を実施する簡易化が可能である。また、部品供給装置３は、部品保持具３２にトレイを用いるタイプの装置であってもよい。実施形態は、その他にも様々な応用や変形が可能である。

１：部品装着機 ２：基板搬送装置 ３：部品供給装置 ３１：ハウジング ３２：部品保持具 ３３：引き出し機構 ３６１：接触式高さセンサ ３６５：ウエハ撮像カメラ ３７：マガジン ３９：装置制御部 ４：部品移載装置 ４３：吸着ノズル ４４：基板カメラ ６：制御装置 ６１：順序決定部 ６２：時間帯判定部 ６３：セットアップ制御部 ６４：部品供給制御部 Ｋ：基板 Ｐ：部品 Ｓ：エキスパンドシート

Claims (7)

1. 基板を搬入し、位置決めし、搬出する基板搬送装置と、
   部品をそれぞれ保持する複数の部品保持具をマガジンに収納し、いずれかの前記部品保持具を選択的に部品供給位置に引き出して前記部品を供給する部品供給装置と、
   部品装着具を用いて前記部品供給位置で前記部品を採取し、位置決めされた前記基板に前記部品を装着する部品移載装置と、
   前記基板搬送装置、前記部品供給装置、および前記部品移載装置の動作を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   作業開始の指示を受け付けると、前記基板搬送装置、前記部品供給装置、および前記部品移載装置の動作制御を開始するとともに、
   前記作業開始の指示を受け付けた後の時間帯であって、前記部品供給装置において前記部品の供給を要する動作時間帯に、セットアップ処理を実施済みの前記部品保持具を前記部品供給位置に引き出して前記部品を供給するように制御し、
   前記作業開始の指示を受け付けた後の時間帯であって、前記部品供給装置において前記部品の供給を要しない待機時間帯に、前記部品保持具を前記部品供給位置に引き出して使用開始前の前記セットアップ処理を実施するように制御する、
   部品装着機。
2. 前記制御装置は、前記動作時間帯に前記セットアップ処理を実施済みの前記部品保持具が無い場合に、前記部品供給装置が前記部品保持具を前記部品供給位置に引き出して前記セットアップ処理を実施し、続いて前記部品を供給するように制御する、請求項１に記載の部品装着機。
3. 前記制御装置は、前記基板搬送装置が前工程からの前記基板の搬入待ちをしている時間帯、および、前記部品を装着済みの前記基板の後工程への搬出待ちをしている時間帯を前記待機時間帯と判定する、請求項１または２に記載の部品装着機。
4. 前記制御装置は、前記待機時間帯に前記部品供給装置が前記セットアップ処理を実施している途中で前記動作時間帯に移行した場合に、前記セットアップ処理を実施済みの前記部品保持具が足りていることを条件として、実施途中の前記セットアップ処理を中断させる、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の部品装着機。
5. 前記制御装置は、
   前記部品の複数の部品種の前記基板への装着順序、前記基板一枚あたりの前記部品種ごとの装着点数、および、各前記部品保持具が保持する前記部品の前記部品種に基づいて、複数の前記部品保持具の使用順序を予め決定し、
   複数の前記部品保持具の前記セットアップ処理を前記使用順序にしたがって前記部品供給装置に実施させる、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の部品装着機。
6. 前記制御装置は、
   前記待機時間帯に前記部品供給装置が前記使用順序の遅い前記部品保持具の前記セットアップ処理を実施している途中で前記動作時間帯に移行した場合に、
   同一部品種の前記部品を保持する前記使用順序の早い別の前記部品保持具が使用開始前であることを条件として、前記使用順序の遅い前記部品保持具の前記セットアップ処理を終了させ、続いて前記部品を供給するように制御し、前記使用順序を変更する、
   請求項５に記載の部品装着機。
7. 前記部品保持具は、上面に複数の前記部品が貼り付けられる伸縮可能なエキスパンドシートを含み、
   前記セットアップ処理は、前記部品の部品種の確認処理、前記部品供給位置における複数の前記部品の配置状況の確認処理、および、前記部品供給位置における前記部品の高さ位置の確認処理の少なくとも一処理を含む、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の部品装着機。

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