JP2024040656A - 部品実装システムおよび部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性を向上させる。【解決手段】部品実装機を含む部品実装システムは、基板を基板搬送方向における複数の位置で位置決め可能な基板搬送部と、基板搬送部と間隔をおいて基板搬送方向と平行な方向に並ぶ複数のスロットのいずれかに着脱可能に装着されるフィーダと、採取部材を有するヘッドと、ヘッドを移動させるヘッド移動部と、を備え、基板を搬送して位置決めし、フィーダからの部品を採取部材で採取し、採取した部品を基板に実装するよう制御する実装制御に先だって、基板に実装する対象部品を収容したフィーダが複数のスロットの並び方向における一端側に寄るように対象部品の配置を決定すると共に、対象部品の配置と基板搬送方向における同側で基板が位置決めされるように基板の位置決め位置を決定する。【選択図】図９

Description

本明細書は、部品実装システムおよび部品実装方法について開示する。

従来、部品を供給する部品供給部と、基板を搬送（搬入）して位置決めする基板搬送部と、部品を採取する採取部材（吸着ノズル）を有するヘッドと、ヘッドを移動させるヘッド移動部と、を備える部品実装機が知られている。例えば、特許文献１には、部品供給部と基板搬送部との間に基板搬送方向に平行な方向に移動可能な部品認識カメラを備え、部品供給部からの部品を吸着位置でノズルに吸着し、吸着した部品を部品認識カメラで撮像して基板の装着位置に装着するにあたり、事前に、部品の吸着位置と部品認識カメラと基板の装着位置とが一直線となるように部品認識カメラを移動させるものが開示されている。

また、特許文献２には、基板搬送方向における部品供給装置のほぼ中心または部品供給装置から使用頻度の大きな部品を取り出す作業位置と基板搬送方向で整合する位置に、基板を搬送して位置決めするものが開示されている。

特開平５－０３７１９１号公報 国際公開第２００４／０９３５１４号公報

しかしながら、上述した特許文献１，２には、部品実装機が有する複数のスロットに対するフィーダ（基板に実装する部品）の配置と基板搬送部による基板の位置決め位置との関係について、他の条件も考慮することについては言及されていない。

本開示は、採取部材を有するヘッドにより部品を採取して基板に実装するものにおいて、複数のスロットに対するフィーダの配置と基板搬送部による基板の位置決め位置との関係について他の条件も考慮して決定することで、生産性を向上させることを主目的とする。

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示の部品実装機は、
部品を基板に実装する部品実装機を含む部品実装システムであって、
前記基板を搬送すると共に搬送した前記基板を基板搬送方向における複数の位置で位置決め可能な基板搬送部と、
前記基板搬送部と間隔をおいて前記基板搬送方向と平行な方向に並ぶ複数のスロットのいずれかに着脱可能に装着されて前記部品を供給するフィーダと、
前記フィーダから供給された部品を採取する採取部材を有するヘッドと、
前記ヘッドを移動させるヘッド移動部と、
前記基板を搬送して位置決めし、前記フィーダから供給された部品を前記採取部材で採取し、採取した前記部品を前記基板に実装するよう前記基板搬送部と前記ヘッド移動部とを制御する実装制御を行なう制御部と、
前記実装制御に先だって、前記基板に実装する対象部品を収容したフィーダが前記複数のスロットの並び方向における一端側に寄るように前記対象部品の配置を決定すると共に、前記対象部品の配置と前記基板搬送方向における同側で前記基板が位置決めされるように前記基板の位置決め位置を決定する決定部と、
を備えることを要旨とする。

この本開示の部品実装システムでは、基板搬送方向と平行な方向に並ぶ複数のスロットに対して基板に実装する対象部品を収容したフィーダをスロットの並び方向の一端側に寄せて装着すると共に、対象部品の配置と基板搬送方向における同側で基板を位置決めする。これにより、ヘッドの移動距離をより短縮して、生産性を向上させることができる。また、対象部品を収容したフィーダを、複数のスロットの並び方向における一端側に寄せるため、他の条件も考慮に入れた対象部品の配置とすることができる。

本開示の部品実装方法は、本開示の部品実装システムと同様の効果を奏することができる。

第１実施形態の部品実装システムの概略構成図である。 部品実装機の斜視図である。 部品実装機の上面図である 基板搬送装置の斜視図である。 フィーダの概略構成図である。 ローダの概略構成図である。 部品実装システムの電気的な接続関係を示すブロック図である。 第１実施形態に係る生産準備処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 第１実施形態において、対象部品の配置を決定する様子を示す説明図である。 他の実施形態に係る対象部品の配置を示す説明図である。 第２実施形態に係る生産準備処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 第２実施形態において、対象部品の配置を決定する様子を示す説明図である。

次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、第１実施形態の部品実装システム１０の概略構成図である。図２は、部品実装機２０の斜視図である。図３は、部品実装機２０の上面図である。図４は、基板搬送装置２２の斜視図である。図５は、フィーダ３０の斜視図である。図６は、ローダ５０の概略構成図である。図７は、部品実装システム１０の電気的な接続関係を示すブロック図である。なお、図１，２，４および６中、左右方向をＸ軸方向とし、前後方向をＹ軸方向とし、上下方向をＺ軸方向とする。

第１実施形態の部品実装システム１０は、部品を実装した基板１１を生産するものであり、図１に示すように、印刷装置１２と、印刷検査装置１４と、複数（５台）の部品実装機２０と、実装検査装置（図示せず）と、ローダ５０と、フィーダ保管庫６０と、システム全体を管理する管理装置８０と、を備える。印刷装置１２は、基板１１の表面に半田を印刷する。印刷検査装置１４は、印刷装置１２で印刷された半田の状態を検査する。部品実装機２０は、フィーダ３０から供給された部品を吸着ノズル（採取部材）２５ａで採取して基板１１に実装する。実装検査装置は、部品実装機２０で実装された部品の実装状態を検査する。印刷装置１２と印刷検査装置１４と複数の部品実装機２０と実装検査装置といった各モジュールは、基板１１の搬送方向に沿って上流からこの順に整列されて生産ラインを構成する。

部品実装機２０は、図２，図３に示すように、フィーダ３０が装着される被装着部２１と、基板１１をＸ軸方向に搬送して位置決め保持する基板搬送装置２２と、フィーダ３０から部品を採取して基板１１に実装するヘッド２５と、ヘッド２５を水平方向（ＸＹ軸方向）に移動させるヘッド移動装置２４と、実装制御装置２９（図７参照）と、を備える。

基板搬送装置２２は、図４に示すように、コンベアベルト１２４により基板１１を搬送するベルトコンベア装置である。この基板搬送装置２２は、前後方向（Ｙ軸方向）に所定の間隔を隔てて配置された一対のサイドフレーム１２２と、一対のサイドフレーム１２２の各々に設けられたコンベアベルト１２４と、コンベアベルト１２４を周回駆動するベルト駆動装置１２６と、を備える。基板搬送装置２２は、基板１１がコンベアベルト１２４に乗せられた状態で、コンベアベルト１２４を周回駆動することにより、基板１１を搬送する。一対のサイドフレーム１２２は、各々、左右方向（Ｘ軸方向）に並ぶ２本の支持柱１２１により支持されている。なお、一対のサイドフレーム１２２のうち一方（図中右側のサイドフレーム１２２）を支持する２本の支持柱１２１の下端部は、各々、前後方向（Ｙ軸方向）に沿って設けられたガイドレール１２７上を移動可能なスライダ１２８が取り付けられている。基板搬送装置２２は、２本の支持柱１２１を移動させて一対のサイドフレーム１２２の間隔を調整することにより、異なるサイズの基板１１を搬送できるようになっている。

基板搬送装置２２には、基板１１を位置決めして保持するためのクランプ装置１３０が設けられている。クランプ装置１３０は、図４に示すように、基板１１の縁部を２つの部材（基板押さえプレート１３２，クランパ１３４）で挟んで保持するものであり、一対のサイドフレーム１２２の上端部に各々設けられた一対の基板押さえプレート１３２と、一対のクランパ１３４と、モータの駆動により支持プレート１３５を介して一対のクランパ１３４を昇降させる昇降装置１３６と、を備える。なお、支持プレート１３５には、基板１１がクランプされたときに、基板１１の裏面を支持するための複数のバックアップピンが設けられる。クランパ１３４には、下端面に下方に突出する突出部１３４ａが設けられており、昇降装置１３６によって支持プレート１３５が上昇すると、支持プレート１３５の上面が突出部１３４ａに当接して、押し上げられるようになっている。基板１１がコンベアベルト１２４上に乗せられている状態で、昇降装置１３６によってクランパ１３４が上昇することにより、クランパ１３４によって押し上げられた基板１１は、基板押さえプレート１３２に押し付けられ、クランパ１３４と基板押さえプレート１３２との間に挟まれて、クランプ（位置決め）される。

このように、基板搬送装置２２は、基板１１を搬送してコンベアベルト１２４上の任意の位置で位置決めすることができるようになっている。基板搬送路における入口付近には、基板１１の進入を検知するための基板検知センサ２８が設けられている。基板検知センサ２８は、本実施形態では、一対のサイドフレーム１２２のうち一方のサイドフレームに設けられた投光部２８ａと、投光部２８ａと向かい合うように他方のサイドフレームに設けられた受光部２８ｂと、を有する光学センサとして構成される。基板検知センサ２８は、投光部２８ａから受光部２８ｂへ向かう光が基板１１の通過によって遮光されるため、受光部２８ｂでの光の受光の有無によって基板１１を検知することができる。

ヘッド２５は、吸着ノズル２５ａをそれぞれ保持する複数のホルダと、ホルダを昇降させる昇降装置と、を有する。ヘッド移動装置２４は、左右方向（Ｘ軸方向）に移動するＸ軸スライダ２４ａと、前後方向（Ｙ軸方向）に移動するＹ軸スライダ２４ｂと、を有する。Ｙ軸スライダ２４ｂは、筐体２０ａの上段部に前後方向（Ｙ軸方向）に延在するように設けられた一対のＹ軸ガイドレール２３ｂに支持され、図示しないモータの駆動により前後に移動する。Ｘ軸スライダ２４ａは、Ｙ軸スライダ２４ｂに左右方向（Ｘ軸方向）に延在するように設けられた一対のＸ軸ガイドレール２３ａに支持され、図示しないモータの駆動により左右に移動する。Ｘ軸スライダ２４ａには、ヘッド２５が取り付けられている。ヘッド移動装置２４は、Ｘ軸スライダ２４ａとＹ軸スライダ２４ｂとにより、ヘッド２５を水平方向（ＸＹ軸方向）に移動させることができる。

フィーダ３０は、図５に示すように、カセット式のテープフィーダであり、テープリール３２とテープ送り機構３３とコネクタ３５とフィーダ制御装置３９（図７参照）とを備える。テープリール３２は、部品が収容されたテープが巻回されている。部品は、テープの表面を覆うフィルムによって保護されている。テープ送り機構３３は、テープリール３２からテープを引き出して部品供給位置へ送り出す。テープに収容された部品は、部品供給位置の手前でフィルムが剥がされることで部品供給位置にて露出した状態となり、吸着ノズル２５ａにより採取される。フィーダ制御装置３９は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、テープ送り機構３３（送りモータ）に駆動信号を出力する。

被装着部２１は、部品実装機２０の正面側（前部）に設けられ、フィーダ３０をセット可能な上下２つのエリアを有する。上のエリアは、ヘッド２５が採取可能な位置（部品供給位置）にフィーダ３０が部品を供給可能な供給エリア２１Ａであり、下のエリアは、フィーダ３０を一時保管するバッファエリア２１Ｂである。各エリア２１Ａ，２１Ｂには、それぞれフィーダ台４０が設置されている。各エリア２１Ａ，２１Ｂのフィーダ台４０は、図２に示すように、フィーダ３０が着脱される複数のスロット４２と、それぞれ対応するスロット４２に装着されたフィーダ３０のコネクタ３５と電気的に接続される複数のコネクタ４５と、を有する。供給エリア２１Ａには、実行中のジョブ（生産）で使用される部品を収容したフィーダ３０が装着される。また、供給エリア２１Ａに空きスロット４２がある場合には、生産途中で部品切れしたフィーダ３０に代わって同種の部品を供給する予備のフィーダ３０や、次回以降に実行されるジョブで使用される部品を収容したフィーダ３０等も装着される。バッファエリア２１Ｂは、次回以降に実行されるジョブで使用される部品を収容したフィーダ３０を一時保管したり、使用済みのフィーダ３０を一時保管したりするために用いられる。

また、部品実装機２０は、マークカメラ２６やパーツカメラ２７なども備える。マークカメラ２６は、基板１１の位置を検知するために、基板１１に付された基準マークを上方から撮像するものである。マークカメラ２６は、Ｘ軸スライダ２４ａに取り付けられ、ヘッド移動装置２４により、前後左右（ＸＹ軸方向）に移動可能である。

パーツカメラ２７は、吸着ミスや吸着ずれを検知するために、吸着ノズル２５ａに吸着された部品を下方から撮像するものである。パーツカメラ２７は、フィーダ３０（供給エリア２１Ａ）と基板搬送装置２２との間に設置されている。本実施形態では、パーツカメラ２７は、カメラ移動装置２７ａにより、基板搬送方向に平行な左右方向（Ｘ軸方向）に移動可能である。なお、カメラ移動装置２７ａは、ボールねじ装置やリニアモータ装置により構成することができる。

実装制御装置２９は、周知のＣＰＵ２９ａやＲＯＭ２９ｂ、ＨＤＤ２９ｃ、ＲＡＭ２９ｄなどで構成される。実装制御装置２９は、マークカメラ２６やパーツカメラ２７からの画像信号や基板検知センサ２８からの検知信号などを入力する。また、実装制御装置２９は、基板搬送装置２２（ベルト駆動装置１２６、クランプ装置１３０）やヘッド２５、ヘッド移動装置２４などに制御信号を出力する。

また、実装制御装置２９は、フィーダ台４０に装着されたフィーダ３０のフィーダ制御装置３９とコネクタ３５，４５を介して通信可能に接続される。実装制御装置２９は、フィーダ３０が装着されると、フィーダ３０のフィーダ制御装置３９に含まれるフィーダＩＤや部品種別、部品残数などのフィーダ情報を当該フィーダ制御装置３９から受信する。また、実装制御装置２９は、受信したフィーダ情報と、フィーダ３０が装着された装着位置（スロット番号）とを管理装置８０へ送信する。

実装制御装置２９のＣＰＵ２９ａは、部品を基板１１に実装する実装処理を実行する。ＣＰＵ２９ａは、ヘッド移動装置２４によりフィーダ３０の部品供給位置の上方へヘッド２５を移動させる。続いて、ＣＰＵ２９ａは、昇降装置により吸着ノズル２５ａを下降させて当該吸着ノズル２５ａに部品を吸着させる。ＣＰＵ２９ａは、吸着ノズル２５ａに吸着させた部品をヘッド移動装置２４によりパーツカメラ２７の上方へ移動させ、当該部品をパーツカメラ２７で撮像する。ＣＰＵ２９ａは、部品の撮像画像を処理して当該部品の吸着ずれを測定し、基板１１への部品の実装位置を補正する。そして、ＣＰＵ２９ａは、ノズルに吸着させた部品をヘッド移動装置２４により補正後の実装位置の上方へ移動させ、昇降装置により吸着ノズル２５ａを下降させて部品を基板１１に実装させる。

フィーダ保管庫６０は、生産ラインに組み込まれ、複数のフィーダ３０の一時保管する保管場所である。本実施形態では、フィーダ保管庫６０は、２台設けられる。一方のフィーダ保管庫６０は、各部品実装機２０で使用される使用予定のフィーダ３０が保管され、他方のフィーダ保管庫６０は、各部品実装機２０で使用された使用済みのフィーダ３０が保管される。各フィーダ保管庫６０には、部品実装機２０のフィーダ台４０と同様のスロット４２やコネクタ４５を複数備えたフィーダ台が設置されている。フィーダ保管庫６０のコネクタ４５にフィーダ３０が装着されると、フィーダ３０に含まれるフィーダＩＤや部品種別、部品残数などのフィーダ情報と、フィーダ３０が装着された装着位置（スロット番号）とが管理装置８０へ送信される。

ローダ５０は、図１に示すように、部品実装システム１０（生産ライン）の正面をラインに沿って移動して、フィーダ保管庫６０から使用予定のフィーダ３０を取り出して各部品実装機２０へ補給したり、各部品実装機２０から使用済みのフィーダ３０を回収してフィーダ保管庫６０へ運んだりする。ローダ５０は、図６に示すように、ローダ移動装置５１とフィーダ移載装置５３とローダ制御装置５９（図７参照）とを備える。ローダ移動装置５１は、生産ラインの正面に配設されたガイドレール１８に沿ってローダ５０を移動させる。このローダ移動装置５１は、ローダ５０を移動させるための駆動用ベルトを駆動するＸ軸モータ５２ａと、ガイドレール１８上を転動してローダ５０の移動をガイドするガイドローラ５２ｂと、を有する。フィーダ移載装置５３は、ローダ５０がいずれかの部品実装機２０と向かい合う位置で当該部品実装機２０とローダ５０との間でフィーダ３０を移載したり、ローダ５０がフィーダ保管庫６０と向かい合う位置でフィーダ保管庫６０とローダ５０との間でフィーダ３０を移載したりする。このフィーダ移載装置５３は、Ｙ軸スライダ５５と、Ｙ軸スライダ５５をＺ軸ガイドレール５６ｂに沿って移動させるＺ軸モータ５６ａと、を有する。Ｙ軸スライダ５５は、フィーダ３０をクランプするクランプ部５４と、クランプ部５４をＹ軸ガイドレール５５ｂに沿って移動させるＹ軸モータ５５ａと、を含む。Ｙ軸スライダ５５は、Ｚ軸モータ５６ａの駆動により昇降する。フィーダ移載装置５３は、Ｙ軸スライダ５５を上昇させることにより、Ｙ軸スライダ５５が部品実装機２０の供給エリア２１Ａのフィーダ台４０やフィーダ保管庫６０のフィーダ台４０と向かい合い、この状態でフィーダ３０をクランプ部５４でクランプしてＹ軸スライダ５５によりＹ軸方向に移動させることで供給エリア２１Ａやフィーダ保管庫６０に対してフィーダ３０を移載する。また、フィーダ移載装置５３は、Ｙ軸スライダ５５を下降させることにより、Ｙ軸スライダ５５が部品実装機２０のバッファエリア２１Ｂと向かい合い、この状態でフィーダ３０をクランプ部５４でクランプしてＹ軸スライダ５５によりＹ軸方向に移動させることでバッファエリア２１Ｂに対してフィーダ３０を移載する。ローダ制御装置５９は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、走行位置を検知する位置センサ５７や周辺の障害物の有無を検知する監視センサ５８からの信号を入力し、ローダ移動装置５１やフィーダ移載装置５３に駆動信号を出力する。

管理装置８０は、汎用のコンピュータであり、図７に示すように、ＣＰＵ８１とＲＯＭ８２とＨＤＤ８３（記憶装置）とＲＡＭ８４とを備える。管理装置８０には、キーボードやマウスなどの入力デバイス８５と、ディスプレイ８６と、が電気的に接続される。ＨＤＤ８３には、ライン情報や生産計画、フィーダ保有情報、ジョブ情報、ステータス情報などが記憶されている。フィーダ保有情報やジョブ情報、ステータス情報は、部品実装機２０ごとに管理されている。ここで、ライン情報は、基板１１の搬送方向や部品実装機２０の台数、部品実装機２０に対してフィーダ保管庫６０が設置される方向などが含まれる。生産計画は、各部品実装機２０において、どの部品をどの順番で実装するか、また、そのように実装した基板１１（製品）を何枚作製（生産）するかなどを定めた計画である。生産計画には、ジョブごとの生産数や生産に必要な部品（必要部品）、生産開始時刻が含まれる。フィーダ保有情報は、各部品実装機２０やフィーダ保管庫６０が保有するフィーダ３０に関する情報である。フィーダ保有情報には、フィーダＩＤや部品種別、部品残数などのフィーダ情報と、フィーダ３０（部品）を保有する装置（どの部品実装機２０やどのフィーダ保管庫６０であるか）やフィーダ３０の装着位置（スロット番号）などの位置情報と、が含まれる。ジョブ情報は、各部品実装機２０が実行すべき実装処理（ジョブ）に関する情報である。このジョブ情報には、生産する基板１１の種別や、基板１１に実装する対象部品の種別、対象部品の部品種ごとの部品点数、対象部品ごとの実装位置などが含まれる。ステータス情報は、各部品実装機２０の動作状況を示す情報である。このステータス情報には、生産中や、段取り替え中、異常発生中などが含まれる。

管理装置８０は、実装制御装置２９と有線により通信可能に接続され、部品実装システム１０の各部品実装機２０と各種情報のやり取りを行なう。管理装置８０は、各部品実装機２０から動作状況を受信してステータス情報を最新の情報に更新する。また、管理装置８０は、各部品実装機２０のフィーダ台４０に取り付けられたフィーダ３０のフィーダ制御装置３９と実装制御装置２９を介して通信可能に接続される。管理装置８０は、フィーダ３０が部品実装機２０やフィーダ保管庫６０から取り外されたり、部品実装機２０やフィーダ保管庫６０に取り付けられたりしたときに、対応する部品実装機２０やフィーダ保管庫６０から着脱状況を受信してフィーダ保有情報を最新の情報に更新する。さらに、管理装置８０は、ローダ制御装置５９と無線により通信可能に接続され、ローダ５０と各種情報のやり取りを行なう。また、管理装置８０は、この他、印刷装置１２や印刷検査装置１４、実装検査装置の各制御装置とも通信可能に接続され、対応する機器からの各種情報のやり取りも行なう。

こうして構成された部品実装システム１０の動作について説明する。特に、生産前の準備動作について説明する。図８は、第１実施形態に係る生産準備処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、管理装置８０のＣＰＵ８１により実行される。以下、生産準備処理ルーチンについて、図９を参照しながら説明する。

生産準備処理ルーチンが実行されると、管理装置８０のＣＰＵ８１は、まず、部品実装機２０ごとに、ジョブ情報（対象部品の種別）に基づいて部品実装機２０のＸ軸方向における中央（モジュール中央）を中心として基板１１の生産に必要な対象部品を並べることにより対象部品の配置を作成する（Ｓ１００、図９（ａ）参照）。この処理は、対象部品のうち実装点数が多い部品ほどモジュール中央に近くなるように対象部品の配置を作成することにより行なわれる。続いて、ＣＰＵ８１は、ライン情報から部品実装機２０に対するフィーダ保管庫６０の設置方向を取得する（Ｓ１０２）。そして、ＣＰＵ８１は、Ｓ１００で作成したモジュール中央を中心とした対象部品の配置において、フィーダ保管庫６０側のスロット４２に空きが生じるか否かを判定する（Ｓ１０４）。ＣＰＵ８１は、フィーダ保管庫６０側のスロット４２に空きが生じると判定すると、対象部品の並びを維持したままＳ１００で作成した対象部品の配置をフィーダ保管庫６０側に詰める（Ｓ１０６、図９（ｂ）参照）。一方、ＣＰＵ８１は、フィーダ保管庫６０側のスロット４２に空きが生じないと判定すると、Ｓ１０６をスキップする。

次に、ＣＰＵ８１は、対象部品のうち実装点数が最も多い部品の配置位置から最短距離となるように基板１１の停止位置（基板停止位置）とパーツカメラ２７の位置（カメラ位置）とを決定する（Ｓ１０８）。すなわち、ＣＰＵ８１は、対象部品のうち実装点数が最も多い部品を収容したフィーダ３０（図９（ｃ）中、左から２番目のフィーダ３０）に対して、Ｙ軸に平行な直線上に並ぶように基板停止位置とカメラ位置とを決定する（図９（ｃ）参照）。そして、ＣＰＵ８１は、Ｓ１００またはＳ１０６で決定した対象部品の配置に従って対象部品を収容したフィーダ３０が配膳されるようにローダ５０（ローダ制御装置５９）に対して配膳指令を送信する（Ｓ１１０）。ローダ５０（ローダ制御装置５９）は、管理装置８０から配膳指令を受信すると、対象部品を収容したフィーダ３０をフィーダ保管庫６０から取り出し、各部品実装機２０に対して決定した対象部品の配置に対応するスロット４２に配膳（装着）する。

ＣＰＵ８１は、ローダ５０（ローダ制御装置５９）に配膳指令を送信すると、ローダ５０による部品の配膳作業が完了するのを待って（Ｓ１１２）、各部品実装機２０の実装制御装置２９に対して生産の開始を指示する生産指令を送信して（Ｓ１１４）、本ルーチンを終了する。生産指令を受信した各部品実装機２０の実装制御装置２９は、決定されたカメラ位置にパーツカメラ２７が移動するようカメラ移動装置２７ａを制御し、基板１１を搬入して生産（実装処理）を実行する際に、基板停止位置に基板１１が位置決め保持されるように基板搬送装置２２（クランプ装置１３０）を制御する。具体的には、実装制御装置２９は、基板検知センサ２８により基板１１が検知されてから、基板１１の検知位置と基板停止位置との距離に応じた搬送量だけ基板１１が搬送されるように基板搬送装置２２を制御した後、基板１１がクランプされるようにクランプ装置１３０を制御する。これにより、フィーダ３０から部品を吸着し、吸着した部品をパーツカメラ２７で撮像した後、基板１１に実装する実装処理において、ヘッド２５の移動距離をより短くすることができる。このため、基板一枚あたりの生産時間（サイクルタイム）を短縮して、生産性をより向上させることができる。さらに、各部品実装機２０において、対象部品の配置は、フィーダ保管庫６０側に詰めるように作成されるため、ローダ５０が各部品実装機２０に対して部品を配膳する際のローダ５０の移動距離も短くすることができる。このため、生産の準備を素早く完了させることができる。

ここで、本実施形態の主要な要素と請求の範囲の欄に記載した主要な要素との対応関係について説明する。即ち、本実施形態の部品実装システム１０が本開示の部品実装システムに相当し、部品実装機２０が部品実装機に相当し、クランプ装置１３０を含む基板搬送装置２２が基板搬送部に相当し、フィーダ３０がフィーダに相当し、ヘッド２５がヘッドに相当し、ヘッド移動装置２４がヘッド移動部に相当し、実装制御装置２９が制御部に相当し、管理装置８０が決定部に相当する。また、フィーダ保管庫６０が保管庫に相当し、ローダ５０が交換ロボットに相当する。また、パーツカメラ２７とカメラ移動装置２７ａとが撮像部に相当する。

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した第１実施形態では、ＣＰＵ８１は、基板１１の生産に必要な対象部品のうち実装点数が多い部品ほどフィーダ３０の並び方向における中央側に近くなるように対象部品の配置を作成した。しかし、ＣＰＵ８１は、図１０に示すように、対象部品のうち実装点数が多い部品ほどフィーダ保管庫６０側に近くなるように対象部品の配置を作成してもよい。

また、上述した第１実施形態では、部品実装機２０は、バッファエリア２１Ｂを備えるものとしたが、バッファエリア２１Ｂを備えないものとしてもよい。

第２実施形態の部品実装システム１０では、供給エリア２１Ａを、基板Ａの生産に必要な基板Ａ用対象部品が配置される基板Ａ用供給エリアと、基板Ｂの生産に必要な基板Ｂ用対象部品が配置される基板Ｂ用供給エリアとに分け、基板Ａ用対象部品を基板Ａ用供給エリアに配膳して基板Ａの生産を開始し、基板Ａの生産中に基板Ｂ用対象部品を基板Ｂ用供給エリアに配膳するものである。

図１１は、第２実施形態に係る生産準備処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。以下、第２実施形態に係る生産準備処理ルーチンについて、図１２を参照しながら説明する。なお、第２実施形態において、基板Ａ用供給エリアは、基板搬送方向における上流側のエリアに設定され、基板Ｂ用供給エリアは、基板搬送方向における下流側のエリアに設定される（図１２（ａ）参照）。

第２実施形態に係る生産準備処理ルーチンでは、管理装置８０のＣＰＵ８１は、まず、基板Ａ用対象部品のうち実装点数が多い部品ほど基板Ａ用供給エリアの各スロット４２の並び方向における中央に近くなるように基板Ａ用対象部品の配置を作成する（Ｓ２００）。続いて、ＣＰＵ８１は、基板Ａ用対象部品のうち実装点数が最も多い部品の配置から最短距離となるように基板Ａ用の基板１１の停止位置（基板Ａ用基板停止位置）と基板Ａ用のパーツカメラ２７の位置（基板Ａ用カメラ位置）とを決定する（Ｓ２０２）。すなわち、ＣＰＵ８１は、基板Ａ用対象部品のうち実装点数が最も多い部品の位置に対して、Ｙ軸に平行な直線上に並ぶように基板Ａ用基板停止位置と基板Ａ用カメラ位置とを決定する（図１２（ｂ）参照）。そして、ＣＰＵ８１は、Ｓ２００で決定した基板Ａ用対象部品の配置に従って基板Ａ用対象部品が配膳されるようにローダ５０（ローダ制御装置５９）に対して配膳指令を送信する（Ｓ２０４）。ローダ５０（ローダ制御装置５９）は、管理装置８０から配膳指令を受信すると、基板Ａ用対象部品を収容したフィーダ３０をフィーダ保管庫６０から取り出し、各部品実装機２０に対して決定した基板Ａ用対象部品の配置に対応するスロット４２に配膳（装着）する。

ＣＰＵ８１は、ローダ５０（ローダ制御装置５９）に配膳指令を送信すると、ローダ５０による基板Ａ用対象部品の配膳作業が完了するのを待って（Ｓ２０６）、各部品実装機２０の実装制御装置２９に対して基板Ａの生産の開始を指示する生産指令を送信して（Ｓ２０８）、本ルーチンを終了する。生産指令を受信した各部品実装機２０の実装制御装置２９は、決定された基板Ａ用カメラ位置にパーツカメラ２７が移動するようカメラ移動装置２７ａを制御し、基板Ａを搬入して生産（実装処理）を実行する際に、基板Ａ用基板停止位置に基板Ａが位置決め保持されるように基板搬送装置２２（クランプ装置１３０）を制御する。これにより、基板Ａ用供給エリアから部品を吸着し、吸着した部品をパーツカメラ２７で撮像した後、基板Ａに実装する実装処理において、ヘッド２５の移動距離をより短くすることができる。このため、基板Ａの一枚あたりの生産時間（サイクルタイム）を短縮して、生産性をより向上させることができる。

次に、ＣＰＵ８１は、基板Ｂ用対象部品のうち実装点数が多い部品ほど基板Ｂ用供給エリアの各スロット４２の並び方向における中央に近くなるように基板Ｂ用対象部品の配置を作成する（Ｓ２１０）。続いて、ＣＰＵ８１は、基板Ｂ用対象部品のうち実装点数が最も多い部品の配置から最短距離となるように基板Ｂ用の基板１１の停止位置（基板Ｂ用基板停止位置）と基板Ｂ用のパーツカメラ２７の位置（基板Ｂ用カメラ位置）とを決定する（Ｓ２１２）。すなわち、ＣＰＵ８１は、基板Ｂ用対象部品のうち実装点数が最も多い部品の位置に対して、Ｙ軸に平行な直線上に並ぶように基板Ｂ用基板停止位置と基板Ｂ用カメラ位置とを決定する（図１２（ｃ）参照）。そして、ＣＰＵ８１は、Ｓ２００で決定した基板Ｂ用対象部品の配置に従って基板Ｂ用対象部品が配膳されるようにローダ５０（ローダ制御装置５９）に対して配膳指令を送信する（Ｓ２１４）。ローダ５０（ローダ制御装置５９）は、管理装置８０から配膳指令を受信すると、基板Ｂ用対象部品を収容したフィーダ３０をフィーダ保管庫６０から取り出し、各部品実装機２０に対して決定した基板Ｂ用対象部品の配置に対応するスロット４２に配膳（装着）する。

ＣＰＵ８１は、ローダ５０（ローダ制御装置５９）に配膳指令を送信すると、ローダ５０による基板Ｂ用対象部品の配膳作業が完了したか否か（Ｓ２１６）、基板Ａの生産が完了したか否か（Ｓ２１８）、をそれぞれ判定する。ＣＰＵ８１は、基板Ｂ用対象部品の配膳作業が完了していないと判定したり、基板Ａの生産が完了していないと判定すると、完了まで待つ。一方、ＣＰＵ８１は、基板Ｂ用対象部品の配膳作業が完了し、且つ、基板Ａの生産が完了したと判定すると、各部品実装機２０の実装制御装置２９に対して基板Ｂの生産の開始を指示する生産指令を送信して（Ｓ２２０）、本ルーチンを終了する。生産指令を受信した各部品実装機２０の実装制御装置２９は、決定された基板Ｂ用カメラ位置にパーツカメラ２７が移動するようカメラ移動装置２７ａを制御し、基板Ｂを搬入して生産（実装処理）を実行する際に、基板Ｂ用基板停止位置に基板Ｂが位置決め保持されるように基板搬送装置２２（クランプ装置１３０）を制御する。これにより、基板Ｂ用供給エリアから部品を吸着し、吸着した部品をパーツカメラ２７で撮像した後、基板Ｂに実装する実装処理において、ヘッド２５の移動距離をより短くすることができる。このため、基板Ｂの一枚あたりの生産時間（サイクルタイム）を短縮して、生産性をより向上させることができる。さらに、供給エリア２１Ａを基板Ａ用供給エリアと基板Ｂ用供給エリアとに分け、基板Ａの生産中に基板Ｂ用対象部品を基板Ｂ用供給エリアに配膳するため、基板Ａの生産を完了した後、直ちに基板Ｂの生産を開始することが可能となり、生産性をさらに向上させることができる。

上述した第２実施形態では、供給エリア２１Ａを基板Ａ用供給エリアと基板Ｂ用供給エリアとに分け、ローダ５０は、基板Ａ用供給エリアに基板Ａの生産に必要な部品を配膳し、基板Ａの生産中に、基板Ｂ用供給エリアに基板Ｂの生産に必要な部品を配膳するものとした。しかし、基板Ｂ用供給エリアに、基板Ｂの生産に必要な部品の全てを配置できない場合には、ローダ５０は、残りの部品をバッファエリア２１Ｂに配膳しておき、基板Ａの生産が完了すると、当該残りの部品をバッファエリア２１Ｂから供給エリア２１Ａに移載するようにしてもよい。この場合であっても、基板Ａの生産中に基板Ｂの生産に必要な全ての部品をバッファエリア２１Ｂに配膳し、基板Ａの生産が完了した後に供給エリア２１Ａに移載するものに比して、段取り替えに必要な時間を短縮することができ、生産性をより向上させることができる。

上述した第２実施形態では、供給エリア２１Ａ（基板Ａ用供給エリア、基板Ｂ用供給エリア）に対する対象部品の配膳をローダ５０が行なうものとしたが、管理装置８０がＳ２００やＳ２１０で決定した対象部品の配置を指定して作業者に対象部品を収容したフィーダ３０の配膳を指示することにより、作業者が手作業によって行なうようにしてもよい。

上述した第２実施形態では、部品実装システム１０は、フィーダ保管庫６０と部品実装機２０のバッファエリア２１Ｂとを備えるものとした。しかし、第２実施形態の部品実装システム１０は、フィーダ保管庫６０とバッファエリア２１Ｂのいずれか一方のみを備えてもよい。

また、上述した第１実施形態や第２実施形態では、部品実装機２０の実装制御装置２９は、吸着ノズル２５ａに吸着された部品をパーツカメラ２７で撮像して処理することにより部品の吸着状態（吸着姿勢や吸着ずれなど）を確認した。しかし、ヘッド２５にカメラを設け、実装制御装置２９は、ヘッド２５が有する吸着ノズル２５ａに吸着された部品を当該カメラで撮像して処理することにより、部品の吸着状態を確認するようにしてもよい。この場合、パーツカメラ２７を省略してもよい。

以上説明したように、本開示の部品実装システムでは、基板搬送方向と平行な方向に並ぶ複数のスロットに対して基板に実装する対象部品を収容したフィーダをスロットの並び方向の一端側に寄せて装着すると共に、対象部品の配置と基板搬送方向における同側で基板を位置決めする。これにより、ヘッドの移動距離をより短縮して、生産性を向上させることができる。また、対象部品を収容したフィーダを、複数のスロットの並び方向における一端側に寄せるため、他の条件も考慮に入れた対象部品の配置とすることができる。

こうした本開示の部品実装システムにおいて、前記基板搬送方向に並ぶ複数の前記部品実装機と、複数の前記部品実装機と共に前記基板搬送方向に配列され複数のフィーダを保管する保管庫と、前記基板搬送方向に移動して前記保管庫と前記部品実装機との間でフィーダの交換を行なう交換ロボットと、を備え、前記決定部は、前記対象部品を収容したフィーダが前記部品実装機の前記複数のスロットの並び方向における前記保管庫側に寄るように前記対象部品の配置を決定してもよい。こうすれば、保管庫と部品実装機との間で移動する交換ロボットの移動距離を短縮することができるため、実装準備をより短時間で行なうことが可能となる。

また、本開示の部品実装システムにおいて、前記決定部は、所定の規則に従って前記複数のスロットの並び方向における中央を中心とした前記対象部品の配置を仮決定し、前記対象部品の並びを維持しつつ前記対象部品を収容したフィーダが前記複数のスロットの並び方向における一端側に寄るように前記対象部品の配置を決定してもよい。なお、「所定の規則」には、前記対象部品のうち実装点数が多い部品を収容したフィーダほど前記複数のスロットの並び方向における中央側に近くなるものが含まれる。こうすれば、簡単な仕様変更により対象部品の配置を決定することができる。あるいは、前記決定部は、前記対象部品のうち実装点数が多い部品を収容したフィーダから順に、前記複数のスロットの並び方向における前記一端から他端に向かって並ぶように前記対象部品の配置を決定してもよい。

あるいは、本開示の部品実装システムにおいて、前記決定部は、前記複数のスロットのうち並び方向における一端側の第１エリアに第１種類の基板に実装する第１対象部品を収容したフィーダが装着されると共に前記並び方向における他端側の第２エリアに第２種類の基板に実装する第２対象部品を収容したフィーダが装着されるように前記第１対象部品の配置と前記第２対象部品の配置とをそれぞれ決定し、前記第１種類の基板に前記第１対象部品を実装するにあたり、前記第１種類の基板の位置決め位置として前記第１エリアと前記基板搬送方向における同側の位置に決定し、前記第２種類の基板に前記第２対象部品を実装するにあたり、前記第２種類の基板の位置決め位置として前記第２エリアと前記基板搬送方向における同側の位置に決定してもよい。こうすれば、第１種類の基板と第２種類の基板のいずれを生産する場合でも、ヘッドの移動距離を短縮することができ、生産性をより向上させることができる。もとより、第１種類の基板を生産している最中に第２種類の基板に必要な部品を収容したフィーダを第２エリアに装着することで、第１種類の基板の生産が完了した後、直ぐに第２種類の基板の生産を開始することが可能となる。

また、本開示の部品実装システムにおいて、前記スロットに装着されたフィーダと前記基板搬送部との間に前記基板搬送方向と平行な方向に移動可能に設けられた撮像部を備え、前記制御部は、前記実装制御として、前記基板を搬送して位置決めし、前記フィーダから供給された部品を前記採取部材で採取し、採取した部品を前記撮像部で撮像した後、前記基板に実装するよう前記基板搬送部と前記ヘッド移動部と前記撮像部とを制御し、前記決定部は、前記実装制御に先だって、前記対象部品の配置と前記基板搬送方向と平行な方向における同側に位置するように前記撮像部の位置を決定してもよい。こうすれば、採取部材で採取した部品を撮像部で撮像した後、基板に実装する場合においても、ヘッドの移動距離を短縮することができる。

なお、本開示は、部品実装システムの形態とするものに限られず、部品実装方法の形態とすることもできる。

本明細書では、請求項６において「請求項１または５に記載の部品実装システム」を「請求項１ないし５のいずれか１項に記載の部品実装システム」に変更した技術思想も開示されている。

本開示は、部品実装システムや管理装置などの製造産業に利用可能である。

１０ 部品実装システム、１１ 基板、１２ 印刷装置、１４ 印刷検査装置、１８ ガイドレール、２０ 部品実装機、２０ａ 筐体、２１ 被装着部、２１Ａ 供給エリア、２１Ｂ バッファエリア、２２ 基板搬送装置、２３ａ Ｘ軸ガイドレール、２３ｂ Ｙ軸ガイドレール、２４ ヘッド移動装置、２４ａ Ｘ軸スライダ、２４ｂ Ｙ軸スライダ、２５ ヘッド、２５ａ 吸着ノズル、２６ マークカメラ、２７ パーツカメラ、２７ａ カメラ移動装置、２８ 基板検知センサ、２８ａ 投光部、２８ｂ 受光部、２９ 実装制御装置、２９ａ ＣＰＵ、２９ｂ ＲＯＭ、２９ｃ ＨＤＤ、２９ｄ ＲＡＭ、３０ フィーダ、３２ テープリール、３３ テープ送り機構、３５ コネクタ、３９ フィーダ制御装置、４０ フィーダ台、４２ スロット、４５ コネクタ、５０ ローダ、５１ ローダ移動装置、５２ａ Ｘ軸モータ、５２ｂ ガイドローラ、５３ フィーダ移載装置、５４ クランプ部、５５ Ｙ軸スライダ、５５ａ Ｙ軸モータ、５５ｂ Ｙ軸ガイドレール、５６ａ Ｚ軸モータ、５６ｂ Ｚ軸ガイドレール、５７ 位置センサ、５８ 監視センサ、５９ ローダ制御装置、６０ フィーダ保管庫、８０ 管理装置、８１ ＣＰＵ、８２ ＲＯＭ、８３ ＨＤＤ、８４ ＲＡＭ、８５ 入力デバイス、８６ ディスプレイ、１２１ 支持柱、１２２ サイドフレーム、１２４ コンベアベルト、１２６ ベルト駆動装置、１２７ ガイドレール、１２８ スライダ、１３０ クランプ装置、１３２ 基板押さえプレート、１３４ クランパ、１３４ａ 突出部、１３５ 支持プレート、１３６ 昇降装置。

Claims (7)

1. 部品を基板に実装する部品実装機を含む部品実装システムであって、
   前記基板を搬送すると共に搬送した前記基板を基板搬送方向における複数の位置で位置決め可能な基板搬送部と、
   前記基板搬送部と間隔をおいて前記基板搬送方向と平行な方向に並ぶ複数のスロットのいずれかに着脱可能に装着されて前記部品を供給するフィーダと、
   前記フィーダから供給された部品を採取する採取部材を有するヘッドと、
   前記ヘッドを移動させるヘッド移動部と、
   前記基板を搬送して位置決めし、前記フィーダから供給された部品を前記採取部材で採取し、採取した前記部品を前記基板に実装するよう前記基板搬送部と前記ヘッド移動部とを制御する実装制御を行なう制御部と、
   前記実装制御に先だって、前記基板に実装する対象部品を収容したフィーダが前記複数のスロットの並び方向における一端側に寄るように前記対象部品の配置を決定すると共に、前記対象部品の配置と前記基板搬送方向における同側で前記基板が位置決めされるように前記基板の位置決め位置を決定する決定部と、
   を備える部品実装システム。
2. 請求項１に記載の部品実装システムであって、
   前記基板搬送方向に並ぶ複数の前記部品実装機と、複数の前記部品実装機と共に前記基板搬送方向に配列され複数のフィーダを保管する保管庫と、前記基板搬送方向に移動して前記保管庫と前記部品実装機との間でフィーダの交換を行なう交換ロボットと、を備え、
   前記決定部は、前記対象部品を収容したフィーダが前記部品実装機の前記複数のスロットの並び方向における前記保管庫側に寄るように前記対象部品の配置を決定する、
   部品実装システム。
3. 請求項１または２に記載の部品実装システムであって、
   前記決定部は、所定の規則に従って前記複数のスロットの並び方向における中央を中心とした前記対象部品の配置を仮決定し、前記対象部品の並びを維持しつつ前記対象部品を収容したフィーダが前記複数のスロットの並び方向における一端側に寄るように前記対象部品の配置を決定する、
   部品実装システム。
4. 請求項１または２に記載の部品実装システムであって、
   前記決定部は、前記対象部品のうち実装点数が多い部品を収容したフィーダから順に、前記複数のスロットの並び方向における前記一端から他端に向かって並ぶように前記対象部品の配置を決定する、
   部品実装システム。
5. 請求項１に記載の部品実装システムであって、
   前記決定部は、前記複数のスロットのうち並び方向における一端側の第１エリアに第１種類の基板に実装する第１対象部品を収容したフィーダが装着されると共に前記並び方向における他端側の第２エリアに第２種類の基板に実装する第２対象部品を収容したフィーダが装着されるように前記第１対象部品の配置と前記第２対象部品の配置とをそれぞれ決定し、前記第１種類の基板に前記第１対象部品を実装するにあたり、前記第１種類の基板の位置決め位置として前記第１エリアと前記基板搬送方向における同側の位置に決定し、前記第２種類の基板に前記第２対象部品を実装するにあたり、前記第２種類の基板の位置決め位置として前記第２エリアと前記基板搬送方向における同側の位置に決定する、
   部品実装システム。
6. 請求項１または５に記載の部品実装システムであって、
   前記スロットに装着されたフィーダと前記基板搬送部との間に前記基板搬送方向と平行な方向に移動可能に設けられた撮像部を備え、
   前記制御部は、前記実装制御として、前記基板を搬送して位置決めし、前記フィーダから供給された部品を前記採取部材で採取し、採取した部品を前記撮像部で撮像した後、前記基板に実装するよう前記基板搬送部と前記ヘッド移動部と前記撮像部とを制御し、
   前記決定部は、前記実装制御に先だって、前記対象部品の配置と前記基板搬送方向と平行な方向における同側に位置するように前記撮像部の位置を決定する、
   部品実装システム。
7. 基板を搬送すると共に搬送した前記基板を基板搬送方向における複数の位置で位置決め可能な基板搬送部と、
   前記基板搬送部と間隔をおいて前記基板搬送方向と平行な方向に並ぶ複数のスロットのいずれかに着脱可能に装着されて前記部品を供給するフィーダと、
   前記フィーダから供給された部品を採取する採取部材を有するヘッドと、
   前記ヘッドを移動させるヘッド移動部と、
   を備える部品実装機における、前記部品を前記基板に実装する部品実装方法であって、
   前記基板を搬送して位置決めし、前記フィーダから供給された部品を前記採取部材で採取し、採取した部品を前記基板に実装するよう前記基板搬送部と前記ヘッド移動部とを制御する実装制御を行ない、
   前記実装制御に先だって、前記基板に実装する対象部品を収容したフィーダが前記複数のスロットの並び方向における一端側に寄るように前記対象部品の配置を決定すると共に、前記対象部品の配置と前記基板搬送方向における同側で前記基板が位置決めされるように前記基板の位置決め位置を決定する、
   部品実装方法。

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