JP2021197515A - 部品実装装置および部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品取り出し位置に位置する複数の異なる種類の部品を格納するトレイを保持するパレットの移動による時間ロスを削減し、実装基板の生産性を向上できる。【解決手段】部品実装装置は、複数の異なる種類の部品のそれぞれが格納された複数のパレットを収納可能なトレイフィーダと、トレイフィーダに収納された複数のパレットのうち部品取り出し位置に位置する第１のパレットから部品を取り出して基板に実装する実装部と、第１のパレットに格納された複数の異なる種類の部品のうちいずれかの種類の部品が部品切れであるか否かを判定する判定部と、を備え、トレイフィーダは、いずれかの種類の部品が部品切れであると判定された場合、第１のパレットに使用不可情報を付与して、第１のパレットを部品取り出し位置から退避させ、第１のパレットとは異なる第２のパレットを部品取り出し位置に移動させる。【選択図】図５

Description

本開示は、部品実装装置および部品実装方法に関する。

特許文献１では、部品が格納されたトレイを保持するパレットのうち部品切れのパレットがパレット載置部に移動した状態で、この部品切れのパレットの交換をスキップさせる操作があった場合に、この部品切れのパレットをスキップパレットとして記憶する部品供給装置が開示されている。部品供給装置は、パレットを収納する複数のパレット収納部にパレットを出し入れして、パレット載置部、または部品実装装置により部品が取り出される部品取り出し位置にパレットを移動させる。また、部品供給装置は、部品切れのパレットがパレット載置部に移動可能な状態となったスキップパレットを特定する情報を表示部に表示させる。

特開２０１８−１３３４０１号公報

しかし、基板に実装するためにトレイフィーダにより複数の異なる種類の部品の供給を必要とする場合には、特許文献１のように１つのパレットが１種類の部品のみを格納したトレイを保持しているだけでは、トレイフィーダは供給される部品の種類の数に対応する数のパレットを格納した上でパレット収納部と部品取り出し位置との間で移動させなければならない。このため、パレットの移動に膨大な時間を要し、実装基板の生産性が低下していた。

また、近年、１つのトレイに複数の異なる種類の部品を格納し、そのトレイを１つのパレットで保持しかつ複数のパレットを収納可能なマガジンを用いて部品を供給する方法がある。このようなパレットを使用する場合には、部品供給装置は、パレット上に保持されたトレイが格納する複数の異なる種類の部品をすべて実装で使い切るまで、パレット収納部と部品取り出し位置との間でパレットを移動させて、部品の供給を実行する。このため、パレットの移動に膨大な時間を要し、実装基板の生産性が低下していた。

本開示は、上述した従来の事情に鑑みて案出され、部品取り出し位置に位置する複数の異なる種類の部品を格納するトレイを保持するパレットの移動による時間ロスを削減し、実装基板の生産性を向上する部品実装装置および部品実装方法を提供することを目的とする。

本開示は、複数の異なる種類の部品のそれぞれが格納された複数のパレットを収納可能なトレイフィーダと、前記トレイフィーダに収納された前記複数のパレットのうち部品取り出し位置に位置する第１のパレットから部品を取り出して基板に実装する実装部と、前記第１のパレットに格納された前記複数の異なる種類の部品のうちいずれかの種類の部品が部品切れであるか否かを判定する判定部と、を備え、前記トレイフィーダは、前記いずれかの種類の部品が部品切れであると判定された場合、前記第１のパレットに使用不可情報を付与して、前記第１のパレットを前記部品取り出し位置から退避させ、前記第１のパレットとは異なる第２のパレットを前記部品取り出し位置に移動させる、部品実装装置を提供する。

また、本開示は、複数の異なる種類の部品のそれぞれが格納された複数のパレットを有し、収納された前記複数のパレットのうち部品取り出し位置に位置する第１のパレットから部品を取り出して基板に実装し、前記第１のパレットに格納された前記複数の異なる種類の部品のそれぞれのうちいずれかの種類の部品が部品切れであると判定された場合、前記第１のパレットに使用不可情報を付与して、前記第１のパレットを前記部品取り出し位置から退避させ、前記第１のパレットとは異なる第２のパレットを前記部品取り出し位置に移動させる、部品実装方法を提供する。

本開示によれば、部品取り出し位置に位置する複数の異なる種類の部品を格納するトレイを保持するパレットの移動による時間ロスを削減し、実装基板の生産性を向上できる。

実施の形態に係る部品実装装置を上から見た図 実施の形態に係る部品実装装置の部分断面図 実施の形態に係るトレイフィーダの構成を説明する図 実施の形態に係るパレットの一例を示す図 実施の形態に係る部品切れのパレットの一例を示す図 部品実装装置およびトレイフィーダの制御に関する機能的構成を例示するブロック図 実施の形態に係る部品実装装置における動作手順例を説明するフローチャート

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る部品実装装置および部品実装方法を具体的に開示した実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。尚、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

例えば、実施の形態でいう「部」または「装置」とは単にハードウェアによって機械的に実現される物理的構成に限らず、その構成が有する機能をプログラムなどのソフトウェアにより実現されるものも含む。また、１つの構成が有する機能が２つ以上の物理的構成により実現されても、または２つ以上の構成の機能が例えば１つの物理的構成によって実現されていてもかまわない。

図１は、実施の形態に係る部品実装装置１を上から見た図である。なお、図１において、部品実装装置１の正面側（図１の紙面で下側）を前側、部品実装装置１の裏面側（図１の紙面で上側）を後側ともいう。

部品実装装置１は、実装基板を製造する部品実装ライン（不図示）に配置され、搬入された基板３に１個以上の部品を実装する装置である。また、部品実装装置１は、基台１Ａ（下述参照）の内部に部品実装装置１の各部を制御する本体制御部１５を収納して備える。

実装機本体１１の基台１Ａの中央部には、図１に示すＸ方向（基板３の搬送方向）に沿って基板搬送機構２が配設される。基板搬送機構２は、Ｘ方向に沿って延設される一対のコンベアを有し、その一対のコンベアの上に載置される基板３を搬送して所定の部品実装位置で位置決めして保持する。

なお、本実施の形態に係る部品実装装置１は、基板３を搬送する一対の基板搬送機構２の両側方（Ｙ方向，−Ｙ方向）に一対の部品供給機構４Ａ，４Ｂのそれぞれを備える例を示すが、片側のみに備える構成であってもよい。さらに、実施の形態に係る部品実装装置１は、１つの基板を搬送可能なシングルレーンの構成を有する例を示すが、２つの基板のそれぞれを同時に搬送可能なデュアルレーンの構成を有してもよい。

さらに、本実施の形態に係る部品実装装置１は、基板３に実装される基板実装用の部品Ｄを供給する方法として、部品供給機構４Ａにトレイフィーダ５が着脱自在に配置され、部品供給機構４Ｂに複数のテープフィーダ６のそれぞれが着脱自在に配置されている例を示す。なお、本実施の形態に係る部品実装装置１は、部品供給機構４Ａ，４Ｂのいずれか一方にトレイフィーダ５が配置されていればよく、例えば部品供給機構４Ａ，４Ｂがともにトレイフィーダ５であってもよい。

トレイフィーダ５は、複数の異なる種類の部品Ｄのそれぞれが格子配列で格納された１枚以上のトレイ７を上面に保持する複数のパレット２４（図２参照）のそれぞれを備える。トレイフィーダ５は、部品実装機構１２（実装部の一例）の実装ヘッド１０Ａによって部品Ｄの取り出しが実行される部品取り出し位置Ｐ（図２参照）にいずれか１枚のパレット２４を移動させて、部品実装機構１２に部品Ｄを供給する。また、トレイフィーダ５は、上面にモニタＴを備える。なお、ここでいう部品実装機構１２は、基板３に部品を実装するための機構であって、Ｙ軸ビーム８と、Ｘ軸ビーム９Ａ，９Ｂと、実装ヘッド１０Ａ，１０Ｂと、吸着ノズル１１Ａを含んで構成される。

報知部の一例としてのモニタＴは、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）もしくは有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いて構成される。モニタＴは、トレイフィーダ５の稼働状況、それぞれのパレット収納部２３（図２参照）に収納されたパレット２４の情報等を表示する。また、モニタＴは、タッチパネル等のユーザインターフェースの機能を有し、作業者ＯＰによる入力操作を受け付けると、入力内容を電気信号に変換してフィーダ制御部３０に出力する。例えば、モニタＴは、部品切れのパレット２４の取り出しまたは移動に関する入力操作を受け付ける。

複数のテープフィーダ６のそれぞれは、複数の異なる種類の部品Ｄを収納したキャリヤテープを備える。複数のテープフィーダ６のそれぞれは、キャリヤテープをピッチ送りして、部品実装機構１２の実装ヘッド１０Ｂによる部品取り出し位置（不図示）に部品Ｄを供給する。

基板搬送機構２の前後両側（図１の紙面で上下両側）には、前後一対の部品供給機構４Ａ，４Ｂのそれぞれが対向して配設される。この一対の部品供給機構４Ａ，４Ｂのそれぞれはスロット１７が設けられるフィーダベース１６を有しており、スロット１７にはパーツフィーダとして部品Ｄを収納した複数のテープフィーダ６のそれぞれが並列に装着される。

部品実装機構１２は、基台１Ａの上方に配設されており、部品供給機構４Ａ，４Ｂが設けられた部品取り出し位置Ｐと基板３が搬入された部品実装位置とに亘って移動可能に構成される。具体的には、部品実装機構１２は、基板３の表面と略平行する平面上で互いに直交配置されるＸ軸ビーム９Ａ，９ＢおよびＹ軸ビーム８とによってＸ方向およびＹ方向に沿って直動移動可能である。

基台１Ａの上面には、Ｙ軸ビーム８がＹ方向に沿って配設される。また、前後一対のＸ軸ビーム９Ａ，９ＢがＸ方向に沿って配設されており、Ｙ方向に沿ってスライド移動可能にＹ軸ビーム８のそれぞれに取り付けられる。なお、Ｘ軸ビーム９Ａ，９ＢおよびＹ軸ビーム８はいずれもリニアガイド駆動機構により構成される。

また、前後一対のＸ軸ビーム９Ａ，９Ｂのそれぞれの先端部には、実装ヘッド１０Ａ，１０ＢのそれぞれがＸ方向に沿ってスライド移動可能に取り付けられる。すなわち、実施の形態では、部品実装機構１２に実装ヘッド１０Ａ，１０Ｂのそれぞれが搭載されており、実装ヘッド１０Ａ，１０ＢのそれぞれはＸ軸ビーム９Ａ，９ＢおよびＹ軸ビーム８によって互いに独立に移動可能に設けられる。これにより、実装ヘッド１０Ａ，１０Ｂのそれぞれは、基板３の表面と略平行する平面上、つまり水平面（ＸＹ平面）において任意に位置決めされる。

実装ヘッド１０Ａ，１０Ｂのそれぞれが取り付けられたプレート９Ｃには、部品実装位置まで搬入された基板３を撮像する基板認識カメラ１３のそれぞれが配設される。複数の基板認識カメラ１３のそれぞれは、部品実装位置まで範裕された後の基板３を撮像し、撮像された撮像画像を本体制御部１５（図２参照）に送信する。本体制御部１５は、複数の基板認識カメラ１３のそれぞれにより撮像された撮像画像に基づいて、基板３の姿勢，搬入位置等を計測する。

前後一対の部品供給機構４Ａ，４Ｂと基板搬送機構２との間には、部品認識カメラ１４が配設される。部品供給機構４Ａ，４Ｂから部品Ｄを取り出して保持した状態で実装ヘッド１０Ａ，１０Ｂのそれぞれに装着される吸着ノズル１１Ａ（下述参照）が部品認識カメラ１４の上方を移動して通過する。このとき、部品認識カメラ１４は、その通過する吸着ノズル１１Ａに吸着保持された部品Ｄを所定のタイミングで撮像する。複数の部品認識カメラ１４のそれぞれは、撮像された撮像画像を本体制御部１５（図２参照）に送信する。本体制御部１５は、複数の部品認識カメラ１４のそれぞれにより撮像された撮像画像に基づいて、部品実装機構１２の吸着ノズル１１Ａにより吸着保持された部品Ｄの保持姿勢，位置等を計測する。

図２は、実施の形態に係る部品実装装置１の部分断面図である。図３は、実施の形態に係るトレイフィーダ５の構成を説明する図である。なお、図２および図３において、部品実装装置１の正面側（図２および図３の紙面で左側）を前側、部品実装装置１の裏面側（図２および図３の紙面で上側、図２および図３の紙面で右側）を後側ともいう。

図２および図３に示す例においてパレット２４は、複数の異なる種類の部品Ｄのそれぞれを格納した１枚以上のトレイ７のそれぞれを保持しており、トレイフィーダ５上の部品取り出し位置Ｐに位置する。部品実装装置１は、部品取り出し位置Ｐに位置する１枚以上のトレイ７のそれぞれに格納された部品Ｄを、実装ヘッド１０Ａに装着された吸着ノズル１１Ａにより吸着して矢印Ｌ方向に移動し、基板３上の所定の部品実装位置に実装する。

部品実装装置１は、本体制御部１５を備える。本体制御部１５は、トレイフィーダ５が部品実装装置１に装着されることにより、トレイフィーダ５におけるフィーダ制御部３０との間で電気的に接続される（図６参照）。

トレイフィーダ５は、複数の車輪２１のそれぞれによって作業床上で移動自在である。トレイフィーダ５は、複数の車輪２１のそれぞれの上部にベース部２０を備える。ベース部２０の上面には、作業者ＯＰ側（Ｙ方向）にフィーダ本体部２２が配設され、部品実装装置１側（−Ｙ方向）に昇降機構２６が配設される。

フィーダ本体部２２は、複数のパレット収納部２３のそれぞれを上下方向（Ｚ方向）に多段に備える。収納部の一例としての複数のパレット収納部２３のそれぞれは、１枚以上のトレイ７を上面に保持するパレット２４を収納する。また、複数のパレット収納部２３のそれぞれのうち最上段のさらに上段には、パレット載置部２７が配設される。

昇降機構２６は、パレット移動部２９（図６参照）から送信された制御指令に基づいて、パレット保持部２５を矢印Ｋ方向に昇降させて、パレット２４を移動させる。昇降機構２６は、パレット収納部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，…のそれぞれ、パレット載置部２７、および部品取り出し位置Ｐのそれぞれの位置にパレット保持部２５を昇降させて、パレット２４の収納、取り出し、および移動を実行する。

なお、複数のパレット収納部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，…のそれぞれは、個別にパレット収納部の高さ（位置）を示すアドレスが個別に付与される。パレット移動部２９は、いずれか１枚のパレット収納部２３のアドレスを指定することにより、パレット２４の収納および取り出しをパレット保持部２５に実行させる。また、パレット移動部２９は、部品取り出し位置Ｐまたはパレット載置部２７を指定することにより、パレット保持部２５を部品取り出し位置Ｐまたはパレット載置部２７に移動させることができる。

昇降機構２６は、ベース部２０の上面に立設された縦フレーム３１を備える。縦フレーム３１は、ナット部材３２と、送りねじ３３とを備える。昇降機構２６は、パレット移動部２９から送信された制御指令に基づいて、昇降駆動モータ３４によってナット部材３２に螺合する送りねじ３３を回転駆動させることにより、ナット部材３２に連結されたパレット保持部２５を昇降させる。

パレット保持部２５は、パレット２４を保持するための水平なパレット保持プレート３５を備える。パレット保持部２５は、昇降機構２６によりいずれかパレット収納部２３およびパレット載置部２７の高さ（位置）に昇降されると、パレット保持プレート３５の下面側に配設されたスライド駆動モータ３６の駆動により、パレット保持プレート３５の上面に沿ってパレット２４を矢印Ｕ方向にスライド移動させて、パレット収納部２３およびパレット載置部２７のそれぞれに収納されたパレット２４を引き出して保持、または、保持しているパレット２４を収納する。また、パレット保持部２５は、部品取り出し位置Ｐでパレット２４の保持を維持することにより、実装ヘッド１０Ａによる基板３への部品Ｄの供給を可能にする。

パレット載置部２７は、作業者ＯＰにより部品が補給される部品切れのパレット２４が載置される。パレット載置部２７の上方（Ｚ方向）は、フィーダ本体部２２の天井部によって覆われる。また、フィーダ本体部２２の天井部の手前側（作業者ＯＰ側）には、パレット載置部２７にパレット２４を搬入・搬出するための開閉カバー２８がカバー保持ヒンジ２８Ａ廻りに矢印Ｗ方向に回動自在に設けられる。

部品切れのパレット２４がパレット載置部２７に移動された場合、作業者ＯＰは、開閉カバー２８を開閉して、パレット載置部２７から部品切れのパレット２４に保持されたトレイ７を交換したり、パレット２４を交換したり（つまり、部品を補給）する。

ここで、部品切れのパレット２４について説明する。本実施の形態における部品切れとは、パレット２４に保持されたトレイ７に格納された複数の異なる種類の部品のそれぞれのうち少なくとも１種類の部品の残数が０（ゼロ）個であることを示す。また、パレット２４が部品切れであるか否かの判定は、移動先決定部５１（図６参照）により実行される。部品切れのパレット２４は、フィーダ制御部３０により少なくとも１種類の部品の残数が０（ゼロ）個であることを示す使用不可情報を付与されて、パレットデータ５０Ａに記憶される。なお、付与される情報は、上述した使用不可情報に限定されず、いずれの種類の部品の残数が０（ゼロ）個であるかを示す部品切れの部品種類情報、パレット２４に保持されたトレイ７が格納する複数の異なる種類の部品のそれぞれの残数情報等を付与されて、パレットデータ５０Ａに記憶されてもよい。

パレット載置部２７の内部には、パレット載置部２７におけるパレット２４の有無を検出する遮光センサなどのパレット検出センサＳが配設される。フィーダ本体部２２の作業者ＯＰによる操作側には、部品Ｄを格納したトレイ７を包装している包装袋、または、トレイ７に付された、トレイ７に格納された部品Ｄの種類を特定する情報を含むＱＲコード（登録商標）、バーコード、あるいは２次元コード等の部品識別マーク（図示省略）を読み取るスキャナＲが配設される。

モニタＴ、パレット検出センサＳ、およびスキャナＲのそれぞれは、フィーダ制御部３０にデータ通信可能に接続される。パレット検出センサＳは、検出された検出信号をフィーダ制御部３０に出力する。また、スキャナＲは、読み取られた読み取り結果をフィーダ制御部３０に出力する。また、モニタＴがユーザインターフェースとしての機能を有する場合、モニタＴは、作業者ＯＰによる入力操作を電気信号に変換してフィーダ制御部３０に出力する。

また、トレイフィーダ５は、フィーダ制御部３０を備える。フィーダ制御部３０は、トレイフィーダ５が部品実装装置１に装着されることにより、本体制御部１５との間で電気的に接続される（図６参照）。フィーダ制御部３０は、トレイフィーダ５におけるパレット移動部２９および移動先決定部５１の制御を実行する。

次に、図４および図５を参照して、パレット２４Ａおよび部品切れのパレット２４Ａについて説明する。図４は、実施の形態に係るパレット２４Ａの一例を示す図である。図５は、実施の形態に係る部品切れのパレット２４Ａの一例を示す図である。なお、図４および図５に示すパレット２４Ａが保持するトレイの数、トレイが格納可能な部品の数、および部品の種類数は、一例であってこれに限定されないことは言うまでもない。

また、図４および図５では、トレイごとに異なる種類の部品が格納される例を示すが、例えばトレイ７Ａ，７Ｂが同一種類の部品を格納し、トレイ７Ｃが１種類以上の部品を格納してもよいし、トレイ７Ａおよびトレイ７Ｂの一部のエリアが１種類の部品を格納し、トレイ７Ｂの残りのエリアおよびトレイ７Ｃがもう１種類の部品を格納してもよい。種類ごとに格納されたエリア（領域）の情報は、パレットデータ５０Ａに記憶される。

図４に示すパレット２４Ａは、作業者ＯＰによりトレイを交換された（つまり、各トレイに部品が補給された）状態であって、３つのトレイ７Ａ，７Ｂ，７Ｃのそれぞれを保持する。複数のトレイ７Ａ〜７Ｃは、それぞれ異なる種類の部品を格納する。トレイ７Ａは、１８個の部品Ｄ１のそれぞれを格納する。トレイ７Ｂは、８個の部品Ｄ２のそれぞれを格納する。トレイ７Ｃは、３２個の部品Ｄ３のそれぞれを格納する。なお、これら部品Ｄ１〜Ｄ３は、それぞれ異なる種類の部品である。

図５に示すパレット２４Ａは、部品取り出し位置Ｐに位置し、移動先決定部５１により部品Ｄ１が部品切れと判定された時の状態であって、３つのトレイ７Ａ，７Ｂ，７Ｃのそれぞれを保持する。トレイ７Ｂは、３個の部品Ｄ２のそれぞれを格納する。トレイ７Ｃは、１１個の部品Ｄ３のそれぞれを格納する。部品切れのパレット２４Ａは、移動先決定部５１により決定された移動先（つまり、収納先）に移動される。

図６は、部品実装装置１およびトレイフィーダ５の制御に関する機能的構成を例示するブロック図である。

部品実装装置１の本体制御部１５は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）を用いて構成され、記憶部４０と協働して、各種の処理および制御を行う。具体的には、本体制御部１５は、記憶部４０に保持されたプログラムおよびデータを参照し、そのプログラムを実行することにより、各部の機能を実現する。

本体制御部１５は、基板搬送機構２により所定の部品実装位置まで基板３が搬入されると、基板認識カメラ１３に搬入後の基板３を撮像させる。本体制御部１５は、基板認識カメラ１３により撮像された撮像画像に基づいて、搬入された基板３の姿勢、搬入位置等を計測する。

本体制御部１５は、部品取り出し位置Ｐと基板３との間に設置された部品認識カメラ１４の上部を、部品実装機構１２により吸着保持された部品が通過するタイミングで、部品認識カメラ１４に部品を撮像させる。本体制御部１５は、部品認識カメラ１４により撮像された撮像画像に基づいて、吸着保持された部品の大きさ、形状、保持姿勢、位置等を計測して部品の保持姿勢、実装高さを補正する。また、本体制御部１５は、計測された計測結果に基づいて、部品が不良部品であるか否かを判定する。本体制御部１５は、部品実装機構１２により吸着保持された部品が不良部品であると判定した場合、部品実装機構１２に部品を廃棄させる。

記憶部４０は、例えば本体制御部１５の各処理を実行する際に用いられるワークメモリとしてのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、本体制御部１５の動作を規定したプログラムおよびデータを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）とを有する。ＲＡＭには、本体制御部１５により生成あるいは取得されたデータもしくは情報が一時的に保存される。ＲＯＭには、本体制御部１５の動作を規定するプログラムが書き込まれている。記憶部４０は、実装データ４０Ａと、部品データ４０Ｂと、を記憶する。

実装データ４０Ａは、基板３に関する情報、および基板３に実装される複数の部品のそれぞれに関する情報であって、例えば基板３の高さ（厚み）情報、基板３に実装される部品の種類および個数の情報、部品ごとの部品実装位置の情報、基板３に部品を実装して生産された実装基板の生産枚数の情報等を含むデータである。

部品データ４０Ｂは、それぞれのテープフィーダ６が保持する部品の情報、それぞれのトレイ７が格納する部品の種類および個数の情報、同一種類の部品を格納したエリアの情報、それぞれのパレット２４が保持するトレイ７の枚数の情報、それぞれのトレイ７が格納する部品の種類および個数の情報、同一種類の部品を格納したエリアの情報等を含むデータである。

機構駆動部４１は、本体制御部１５から出力された制御指令に基づいて、基板搬送機構２および部品実装機構１２のそれぞれを駆動させる。機構駆動部４１は、基板搬送機構２を駆動させて基板３を部品実装位置まで搬送する。また、機構駆動部４１は、部品実装機構１２を駆動させて、部品取り出し位置Ｐに位置するパレット２４が保持するトレイ７から部品を吸着保持して取り出し、基板３上の部品実装位置に部品を実装する。

入力部４２は、所謂ユーザインターフェースであって、部品実装装置１により実行される実装基板の生産に関する作業者ＯＰの入力操作を受け付け、入力操作の結果を電気信号に変換して本体制御部１５に出力する。入力部４２は、上述した表示部４３と一体的に構成されたタッチパネルとして実現されてよい。

表示部４３は、例えばＬＣＤもしくは有機ＥＬを用いて構成される。表示部４３は、部品実装装置１の稼働状況に関する情報等を表示する。なお、表示部４３は、入力部４２と一体的に構成されたタッチパネルとして構成される場合、部品実装装置１の制御を受け付け可能なボタン等を表示し、作業者ＯＰによる入力操作を受け付け可能であってよい。

トレイフィーダ５のフィーダ制御部３０は、例えばＣＰＵまたはＦＰＧＡを用いて構成され、フィーダ記憶部５０と協働して、各種の処理および制御を行う。具体的には、フィーダ制御部３０は、フィーダ記憶部５０に保持されたプログラムおよびデータを参照し、そのプログラムを実行することにより、各部の機能を実現する。

フィーダ制御部３０は、部品取り出し位置Ｐに部品切れでないパレット２４を移動させる制御指令を受け付け可能な状態（指示待ち状態）、トレイ交換作業中（パレット載置部２７に部品切れのパレット２４を移動させた状態であって、作業者ＯＰにより部品の補給作業が行われている）などで制御指令の受け付けを中断している状態（受付中断状態）等のトレイフィーダ５の状態を本体制御部１５に送信する。また、フィーダ制御部３０は、本体制御部１５から制御指令を受け取った後、指示された部品を格納するトレイ７を保持するパレット２４を部品取り出し位置Ｐに位置させて部品を供給可能な状態となると、制御指令の完了報告を本体制御部１５に送信する。

フィーダ記憶部５０は、例えばフィーダ制御部３０の各処理を実行する際に用いられるワークメモリとしてのＲＡＭと、フィーダ制御部３０の動作を規定したプログラムおよびデータを格納するＲＯＭとを有する。ＲＡＭには、フィーダ制御部３０により生成あるいは取得されたデータもしくは情報が一時的に保存される。ＲＯＭには、フィーダ制御部３０の動作を規定するプログラムが書き込まれている。フィーダ記憶部５０は、パレットデータ５０Ａを記憶する。また、フィーダ記憶部５０は、それぞれのパレット収納部２３の高さ（位置）、部品取り出し位置Ｐの高さ（位置）、およびパレット載置部２７の高さ（位置）を記憶する。

パレットデータ５０Ａは、それぞれのパレット２４が保持するトレイ７の枚数の情報、それぞれのトレイ７が格納する部品の種類および個数の情報、同一種類の部品を格納したエリアの情報等を含むデータである。また、パレットデータ５０Ａは、パレット収納部２３に個別に付与されたアドレスと、パレット収納部２３のそれぞれに収納されているパレット２４の情報、パレット２４に関する情報（使用不可情報、部品切れの部品種類情報、部品のそれぞれの残数情報等）とを対応付けて記憶する。

判定部の一例としての移動先決定部５１は、部品取り出し位置Ｐに位置するパレット２４に保持されたトレイ７が格納する少なくとも１種類の部品が部品切れであるか否かを判定する。移動先決定部５１は、本体制御部１５から送信された次のパレット２４を供給させるための制御指令と、パレットデータ５０Ａに記憶された現在のパレット収納部２３のそれぞれに収納されているパレット２４のそれぞれの情報とに基づいて、パレット保持部２５が保持する部品切れのパレット２４の移動先として、複数のパレット収納部２３またはパレット載置部２７のいずれかを決定する。なお、移動先決定部５１は、部品切れと判定されたパレット２４が部品取り出し位置Ｐに移動される前に収納されていたパレット収納部２３のアドレスがパレットデータ５０Ａに記憶されている場合、このパレット収納部２３に移動させてもよい。

移動先決定部５１は、決定した移動先の情報（つまり、パレット収納部２３のアドレスまたはパレット載置部２７の高さ（位置））と、部品切れと判定された部品の種類と、含む制御指令を生成して、フィーダ制御部３０およびパレット移動部２９に出力する。なお、制御指令は、部品切れのパレット２４に残っている部品の種類および個数を含んでもよい。

フィーダ制御部３０は、移動先決定部５１から出力された制御指令に基づいて、部品切れのパレット２４に使用不可情報を付与し、収納されたパレット収納部２３のアドレスにこの部品切れのパレット２４が収納されていることをパレットデータ５０Ａに記憶させる。つまり、フィーダ制御部３０は、移動先決定部５１により決定された部品切れのパレット２４の移動先に基づいて、この部品切れのパレット２４を移動させるようにパレット移動部２９を制御する制御部として機能する。また、フィーダ制御部３０は、パレット２４が部品切れである旨を報知する報知情報を生成してモニタＴに出力し、表示させる。なお、フィーダ制御部３０は、生成された報知情報をモニタＴだけでなく、表示部４３にも送信して表示させてもよい。

また、モニタＴは、作業者ＯＰによりいずれか１枚のパレット２４の取り出し、または移動先に関する入力操作を受け付けると、選択されたパレット２４の情報と、パレット２４の移動先の情報と、を含む制御指令（電気信号）を生成して、フィーダ制御部３０に出力する。フィーダ制御部３０は、モニタＴから出力された制御指令（電気信号）を移動先決定部５１に出力する。移動先決定部５１は、フィーダ記憶部５０およびパレットデータ５０Ａに基づいて、フィーダ制御部３０から出力された制御指令（電気信号）に含まれるパレット２４が収納されているパレット収納部２３の高さ（位置）と、移動先の高さ（位置）とを取得する。移動先決定部５１は、パレット２４が収納されているパレット収納部２３の高さ（位置）と、移動先の情報（つまり、パレット収納部２３のアドレス）と、を含む制御指令を生成して、フィーダ制御部３０およびパレット移動部２９に出力する。

パレット移動部２９は、フィーダ制御部３０から出力された制御指令に基づいて、昇降機構２６にパレット２４を移動させるための制御指令を出力する。

次に、図７を参照して、実施の形態に係る部品実装装置１の動作手順について説明する。図７は、実施の形態に係る部品実装装置１における動作手順例を説明するフローチャートである。

移動先決定部５１は、複数のパレット収納部２３のそれぞれに収納されたパレット２４のうち使用不可情報が付与されていないパレット２４の移動先を部品取り出し位置Ｐに決定する。移動先決定部５１は、パレット２４の移動先の情報を含む制御指令を生成して、フィーダ制御部３０に出力する。フィーダ制御部３０は、制御指令に基づいて、パレット２４を部品取り出し位置Ｐに移動させる制御指令をパレット移動部２９に出力する。パレット移動部２９は、フィーダ制御部３０から出力された制御指令に基づいて、パレット２４を部品取り出し位置Ｐに移動させる制御指令を昇降機構２６に出力する。昇降機構２６は、パレット移動部２９から送信された制御指令に基づいて、昇降駆動モータ３４によってパレット保持部２５を昇降させてパレット収納部２３に収納されたパレット２４を取り出し、部品取り出し位置Ｐの高さまで移動させる（Ｓｔ１）。

機構駆動部４１は、実装データ４０Ａに基づいて、部品実装位置まで搬入された基板３に部品の実装が必要であるか否かを判定する（Ｓｔ２）。

機構駆動部４１は、ステップＳｔ２の処理において、基板３に部品の実装が必要であると判定した場合（Ｓｔ２，ＹＥＳ）、実装データ４０Ａに基づいて、実装すべき部品を決定し、この部品が格納された位置、およびこの部品の部品実装位置を含む制御指令を生成して、部品実装機構１２に出力する。部品実装機構１２は、機構駆動部４１から出力された制御指令に基づいて、パレット２４が保持するトレイ７に格納された複数の異なる種類の部品のそれぞれのうちいずれか１種類の部品を取り出して、基板３上に実装する（Ｓｔ３）。

一方、機構駆動部４１は、ステップＳｔ２の処理において、基板３に部品の実装が必要でないと判定した場合（Ｓｔ２，ＮＯ）、この基板３への部品実装工程を終了し、基板搬送機構２により隣接する装置（例えば、他の部品実装装置、基板３に実装された部品を点検する装置、基板３に塗布された半田を熱で溶かすリフロー装置等）に基板３（実装基板）を搬出させる。

移動先決定部５１は、部品実装機構１２により部品が取り出されて基板３に実装された後、パレット２４が保持するトレイ７に格納された複数の異なる種類の部品のそれぞれのうち少なくとも１種類の部品の残数が０（ゼロ）個であるか否か（つまり、部品切れであるか否か）を判定する（Ｓｔ４）。

移動先決定部５１は、ステップＳｔ４の処理において、パレット２４が部品切れであると判定した場合（Ｓｔ４，ＹＥＳ）、この部品切れのパレット２４の移動先（収納先）を決定する。移動先決定部５１は、決定した移動先の情報（パレット収納部２３のアドレスまたはパレット載置部２７の高さ（位置）の情報）と、部品切れと判定された部品の種類と、含む制御指令を生成して、フィーダ制御部３０およびパレット移動部２９に出力する。フィーダ制御部３０は、移動先決定部５１から出力された制御指令に基づいて、部品切れのパレット２４に使用不可情報を付与するとともに、移動先決定部５１により決定された部品切れのパレット２４の移動先に基づいて、パレット移動部２９によりこの部品切れのパレット２４を移動（収納）させる（Ｓｔ５）。

一方、移動先決定部５１は、ステップＳｔ４の処理において、パレット２４が部品切れでないと判定した場合（Ｓｔ４，ＮＯ）、パレット２４が部品切れでない（つまり、部品の実装を一時停止しない）旨を通知する制御指令を生成して、フィーダ制御部３０に出力する。フィーダ制御部３０は、移動先決定部５１から出力された制御指令を本体制御部１５に送信する。本体制御部１５は、フィーダ制御部３０から送信された制御指令に基づいて、ステップＳｔ２の処理に移行する。

フィーダ制御部３０は、パレット２４が部品切れである旨を報知する報知情報を生成してモニタＴに出力し、表示させる（Ｓｔ６）。なお、フィーダ制御部３０は、生成された報知情報をモニタＴだけでなく、表示部４３にも送信して表示させてもよい。ステップＳｔ６の処理の後、ステップＳｔ１の処理に移行し、フィーダ制御部３０は、移動先決定部５１に使用不可情報が付与されていないパレット２４を部品取り出し位置Ｐに移動させるための制御を実行させる。

以上により、実施の形態に係る部品実装装置１は、部品取り出し位置Ｐに位置するパレット２４が保持するトレイ７に格納された複数の異なる種類の部品のそれぞれのうち少なくとも１種類の部品の残数が０（ゼロ）個となったと判定した場合、このパレット２４を部品切れのパレット２４として、パレット収納部２３またはパレット載置部２７に移動（退避）させ、部品切れ（使用不可状態）でない他のパレット２４を取り出して部品取り出し位置Ｐに移動させる。これにより、部品実装装置１は、部品取り出し位置Ｐには複数の異なる種類の部品のそれぞれを格納したトレイ７を保持するパレット２４が位置することで基板に実装される複数種類の部品を同時に供給できるため、従来、部品の種類の数に対応して行われていた部品取り出し位置Ｐへのパレット２４の移動に要する時間を短縮するとともに、実装基板の生産を効率的に実行できる。

また、部品実装装置１は、作業者ＯＰによる入力操作により部品切れのパレット２４の交換を指示された場合、部品切れのパレット２４をパレット収納部２３から取り出してパレット載置部２７に移動させることができる。これにより、作業者ＯＰは、部品切れのパレット２４へ部品を補給するタイミングを作業者ＯＰが望むタイミングで行うことができる。

以上により、実施の形態に係る部品実装装置１は、複数の異なる種類の部品（例えば、図４および図５に記載の部品Ｄ１〜Ｄ３）のそれぞれが格納された複数のパレット２４のそれぞれを収納可能なトレイフィーダ５と、トレイフィーダ５に収納された複数のパレット２４のうち部品取り出し位置Ｐに位置するパレット２４（第１のパレットの一例）から部品を取り出して基板３に実装する部品実装機構１２と、第１のパレットに格納された複数の異なる種類の部品のうちいずれかの種類の部品が部品切れであるか否かを判定する移動先決定部５１と、を備える。トレイフィーダ５は、いずれかの種類の部品が部品切れであると判定された場合、部品取り出し位置Ｐに位置するパレット２４に使用不可情報を付与して、部品取り出し位置Ｐに位置するパレット２４を部品取り出し位置Ｐから退避させ、部品取り出し位置Ｐに位置していたパレット２４（つまり、部品切れであると判定されたパレット２４）とは異なるパレット２４（第２のパレットの一例）を部品取り出し位置Ｐに移動させる。

これにより、実施の形態に係る部品実装装置１は、複数の異なる種類の部品（例えば、図４および図５に記載の部品Ｄ１〜Ｄ３）のそれぞれが格納されたトレイ７を保持する複数のパレット２４を用いることにより、トレイフィーダ５から複数種類の部品を供給が必要な実装基板の生産において、部品の種類の数に対応してパレット収納部２３と部品取り出し位置Ｐとの間でパレット２４を移動させなくてもよい。つまり、部品実装装置１は、部品取り出し位置Ｐへパレット２４を移動させる回数を減らしてパレット２４の移動に要する時間をより短縮することにより、実装基板の生産性を向上できる。また、部品実装装置１は、使用不可情報を付与することにより、部品切れと判定されたパレット２４に部品が残っている場合であっても、この部品切れのパレット２４を部品取り出し位置Ｐに移動させないように管理できる。

また、実施の形態に係る部品実装装置１におけるトレイフィーダ５は、パレット収納部２３から部品取り出し位置Ｐとは異なるパレット載置部２７に部品切れと判定されたパレット２４（第１のパレットの一例）を移動させて、パレット載置部２７に位置するパレット２４をトレイフィーダ５の外部へ取り出し可能にする。これにより、実施の形態に係るトレイフィーダ５は、作業者ＯＰによる部品切れのパレット２４のトレイ交換を支援できる。

また、実施の形態に係る部品実装装置１は、パレット載置部２７に部品切れと判定されたパレット２４が移動されたことを報知するモニタＴ、をさらに備える。これにより、実施の形態に係る部品実装装置１は、部品切れのパレット２４のトレイ７を交換可能（部品を補給可能）であることを作業者ＯＰに報知して、作業者ＯＰによるトレイ交換作業を支援できる。

以上、添付図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても本開示の技術的範囲に属すると了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

本開示は、部品取り出し位置に位置する複数の異なる種類の部品を格納するトレイを保持するパレットの移動による時間ロスを削減し、実装基板の生産性を向上できる部品実装装置および部品実装方法として有用である。

１ 部品実装装置
２ 基板搬送機構
３ 基板
４Ａ，４Ｂ 部品供給機構
５ トレイフィーダ
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ トレイ
１０Ａ，１０Ｂ 実装ヘッド
１１Ａ 吸着ノズル
１２ 部品実装機構
１５ 本体制御部
２３ パレット収納部
２４，２４Ａ パレット
２５ パレット保持部
２６ 昇降機構
２７ パレット載置部
２９ パレット移動部
３０ フィーダ制御部
３４ 昇降駆動モータ
３５ パレット保持プレート
３６ スライド駆動モータ
４１ 機構駆動部
５０ フィーダ記憶部
５０Ａ パレットデータ
５１ 移動先決定部
Ｄ，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 部品
Ｔ モニタ
Ｐ 部品取り出し位置

Claims (4)

1. 複数の異なる種類の部品のそれぞれが格納された複数のパレットを収納可能なトレイフィーダと、
   前記トレイフィーダに収納された前記複数のパレットのうち部品取り出し位置に位置する第１のパレットから部品を取り出して基板に実装する実装部と、
   前記第１のパレットに格納された前記複数の異なる種類の部品のうちいずれかの種類の部品が部品切れであるか否かを判定する判定部と、を備え、
   前記トレイフィーダは、前記いずれかの種類の部品が部品切れであると判定された場合、前記第１のパレットに使用不可情報を付与して、前記第１のパレットを前記部品取り出し位置から退避させ、前記第１のパレットとは異なる第２のパレットを前記部品取り出し位置に移動させる、
   部品実装装置。
2. 前記トレイフィーダは、前記第１のパレットを前記部品取り出し位置とは異なるパレット載置部に移動させて、前記パレット載置部に位置するパレットを前記トレイフィーダの外部へ取り出し可能にする、
   請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記パレット載置部に前記第１のパレットが移動されたことを報知する報知部、をさらに備える、
   請求項２に記載の部品実装装置。
4. 複数の異なる種類の部品のそれぞれが格納された複数のパレットを有し、
   収納された前記複数のパレットのうち部品取り出し位置に位置する第１のパレットから部品を取り出して基板に実装し、
   前記第１のパレットに格納された前記複数の異なる種類の部品のそれぞれのうちいずれかの種類の部品が部品切れであると判定された場合、前記第１のパレットに使用不可情報を付与して、前記第１のパレットを前記部品取り出し位置から退避させ、前記第１のパレットとは異なる第２のパレットを前記部品取り出し位置に移動させる、
   部品実装方法。

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