JP3955210B2 - 部品実装方法及び部品実装装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の部品供給装置から供給される複数の部品を基板上の所定位置に実装する部品実装方法及び部品実装装置に関し、特に複数の部品を同時に供給する多連式部品供給装置を用いた部品実装技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の部品実装装置においては、複数の部品供給装置又は部品供給トレイ等から供給された部品を、移載ヘッドに交換可能に装着された吸着ノズルにより吸着保持した後、この移載ヘッドを移動させて吸着保持した部品を基板上の所定位置に実装していた。このような部品実装装置で異品種の多い生産形態をとる場合には、部品供給装置を多数搭載することが必要になるが、このための十分なスペースがないために、吸着ノズルによる部品吸着動作が円滑に行えず、生産性の低下に繋がっていた。また、同品種の大量生産から異品種の少量生産への移行といった生産形態の変化により、部品実装装置へ搭載する部品供給装置の本数が増加し、カセットの段取り時間が増大するばかりか、部品供給装置の搭載ミスの要因にもなっている。このため、部品供給装置を部品実装装置へ装着した後も、作業者が部品供給装置の装着位置や搭載部品等を再度確認し、部品実装装置を起動させて、装着動作を実行するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような部品実装装置において、例えば、部品切れとなった部品供給装置と、新たな部品供給装置とを交換するとき、作業者の錯誤による部品供給装置の装着ミスによって、部品供給時や装着時等にエラーが発生することがある。このようなエラーを未然になくすため、部品供給装置に部品切れ検出器を設け、部品テープを生産中に繋ぐことは可能であるが、品種切替えの多い場合には、このようなリカバリー動作を十分に行える時間的、スペース的な余裕はなく、品種切替作業の軽減が図れなかった。
【0004】
そこで、多数の部品を単列で所定ピッチ毎に収納した部品テープが装着される単列式部品供給装置の他に、多数の部品を多列で所定ピッチ毎に収納した部品テープが装着され複数の部品を一度に実装装置側へ供給可能に構成した多連式部品供給装置を用いて部品供給を行うことがある。この多連式部品供給装置を用いることで、部品供給スペースを節約することができる。しかし、種々の異なる部品が供給される複数の単列式部品供給装置に加え、多連式部品供給装置が部品実装装置内に混在するようになると、その部品情報の管理が複雑となり、部品種の初期登録時や実装時の部品切れ等の対処時に、正確な部品管理が要求され、かえって作業工数が増大する事態も生じかねない状況となる。
【0005】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、多連式部品供給装置を混在させて部品実装を行う場合でも、部品情報の管理を手間を掛けずに簡単且つ正確に行え、異品種の多い生産形態であっても実装作業効率を向上できる部品実装方法及び部品実装装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明の部品実装方法は、多数の部品を所定ピッチで収納した部品テープが装着され部品供給位置へ前記部品を供給すると共に、供給する部品の部品情報を記憶する内部メモリを備えた部品供給装置を、部品供給部に複数個並設し、これら複数個の部品供給装置の部品供給位置から、部品移載手段によって所望の部品を選択的に取り出し、基板上の所定位置に実装する部品実装方法であって、単一の部品を前記部品供給位置へ供給する単式部品供給装置と、複数の部品を同時に前記部品供給位置へ供給する多連式部品供給装置とを、前記部品供給部に混在させて配置し、前記配置された複数の部品供給装置から取り出した前記部品情報に基づいて、各部品供給装置を識別することを特徴とする。
【0007】
この部品実装方法では、部品供給部に複数個並設されている部品供給装置の部品テープから、部品移載手段が所望の部品を選択的に取り出して基板上の所定位置に実装するに際して、単一の部品を部品供給位置へ供給する単式部品供給装置と、複数の部品を同時に部品供給位置へ供給する多連式部品供給装置とを部品供給部に混在させて配置しておき、各部品供給装置に設けられている内部メモリから供給する部品の部品情報を取り出して部品供給装置を識別して、部品を取り出すので、単式部品供給装置及び多連式部品供給装置を混在させて部品実装を行う場合でも、部品情報の管理を手間を掛けずに簡単且つ正確に行うことができ、異品種の多い生産形態であっても実装作業効率を向上することができる。
また、本発明の部品実装方法は、多数の部品を所定ピッチで収納した部品テープが装着され部品供給位置へ前記部品を供給すると共に、供給する部品の部品情報を記憶する内部メモリを備えた部品供給カセットを、部品供給部に複数個並設し、これら複数個の部品供給カセットの部品供給位置から、部品移載手段によって所望の部品を選択的に取り出し、基板上の所定位置に実装する部品実装方法であって、前記部品テープにより単一の部品を前記部品供給位置へ供給する単式部品供給カセットと、幅広の前記部品テープにより複数の部品を同時に前記部品供給位置へ供給する多連式部品供給カセットとを、前記部品供給部に混在させて配置し、前記部品供給カセットと前記部品供給部とは電気的に接続され、信号の送受状況により、前記部品供給部における各部品供給カセットの装着位置に前記単式部品供給カセット、前記多連式部品供給カセットのいずれが配置されているかを識別するものとしても良い。
また、本発明の部品実装方法は、前記部品供給カセットと前記部品供給部とを電気的に接続するコネクタの配置形態の相異により、各装着位置に、前記単式部品供給カセット、前記多連式部品供給カセットのいずれが配置されているかを識別するものとしても良い。
また、本発明の部品実装方法は、前記部品供給カセットから受信した部品供給カセットの種別情報もしくは同時に送り出される部品個数の情報により、各装着位置に、前記単式部品供給カセット、前記多連式部品供給カセットのいずれが配置されているかを識別するものとしても良い。
【0008】
また、本発明の部品実装方法は、前記各部品供給装置の識別結果と、前記部品供給装置を装着する部品実装装置本体側に予め設定された部品情報とを比較して、双方の一致を確認できたときに部品の実装を行うものとしても良い。
【0009】
この部品実装方法では、各部品供給装置に設けられている内部メモリから供給する部品の部品情報を取り出して部品供給装置を識別し、この識別結果を部品実装装置本体側に予め設定されている部品情報とを比較して、一致したことを確認してから部品の実装を行うので、部品供給装置の内部メモリに記憶されている情報と部品実装装置本体側が要求する部品情報が一致しない場合には部品の供給を行わない。従って、正確な実装を行うことができる。
【0010】
また、本発明の部品実装方法は、前記多連式部品供給装置から部品を取り出して前記基板へ実装する際に、前記多連式部品供給装置から供給される部品が全て同一種の部品であるとき、部品供給位置に供給された複数の部品を前記部品移載手段によって順次取り出した後、前記供給位置で部品の残存がないことを確認し、前記多連式部品供給装置の部品テープを前記所定ピッチ送り出すものとしても良い。
【0011】
この部品実装方法では、多連式部品供給装置の部品テープから部品を取り出して基板へ実装するに際して、部品テープにより供給される部品が全て同一種の場合には、部品供給位置に供給された部品を部品移載手段によって順次取り出した後に、残存部品のないことを確認して部品テープを所定ピッチ送り出すので、全部品を取り出すまで部品テープの送りが必要なく、作業の効率化を図ることができる。また、部品の取り出しミスが生じた場合には部品テープ上に部品が残るので容易に発見することができる。
【0012】
また、本発明の部品実装方法は、前記多連式部品供給装置から部品を取り出して前記基板へ実装する際に、前記多連式部品供給装置から供給される部品同士に異種部品が含まれるとき、部品供給位置に供給された複数の部品から、同種の部品を前記部品移載手段によって順次取り出した後、異種の部品を取り出し、その後、前記供給位置で部品の残存がないことを確認し、前記多連式部品供給装置の部品テープを前記所定ピッチ送り出すものとしても良い。
【0013】
この部品実装方法では、多連式部品供給装置の部品テープから部品を取り出して基板へ実装するに際して、部品テープにより供給される部品に異種部品が含まれる場合には、部品供給位置に供給された部品のうち同種の部品を部品移載手段によって順次取り出した後に、異種の部品を取り出してから部品テープを所定ピッチ送り出すので、異種部品を含む場合でも部品の誤実装を防止することができる。また、全部品を取り出すまで部品テープの送りが必要なく、作業の効率化を図ることができる。また、部品の取り出しミスが生じた場合には部品テープ上に部品が残るので容易に発見することができる。
【0014】
また、本発明の部品実装方法は、前記多連式部品供給装置の部品供給位置に供給された複数の部品のうち、実装に供されない部品が残留したときに、この残留した部品を強制的に回収するものとしても良い。
【0015】
この部品実装方法では、多連式部品供給装置の部品テープから部品を取り出した後に部品テープを送り出す際に、基板に実装されない部品が部品テープ上に残っている場合には、この部品を強制的に回収するので、以後の作業を適正に継続することができる。
【0016】
また、本発明の部品実装方法は、前記部品移載手段の部品取り出し可能領域から外れた領域に配置された部品供給装置から部品を取り出すときに、前記部品と同一種又は代替え可能な部品を供給する他の部品供給装置が前記部品取り出し可能領域に存在するかを判断し、存在する場合には、前記他の部品供給装置から部品を取り出すようにするものとしても良い。
【0017】
この部品実装方法では、部品移載手段の部品取り出し可能範囲外の部品供給装置から部品を取り出す際には、先に、取り出す部品と同一種或いは代替え可能な部品を供給している部品供給装置が部品移載手段の部品取り出し可能範囲内にあるか否かを判断して、ある場合にはその部品供給装置から部品を取り出すようにすることにより同じ部品移載手段で部品を取り出すことができるので、作業の効率化を図ることができる。
【0018】
また、本発明の部品実装方法は、生産する基板種類によらずに共通して実装を行う頻度の高い部品を前記単式部品供給装置から供給し、生産する基板種類毎に異なる部品を前記多連式部品供給装置から供給するものとしても良い。
【0019】
この部品実装方法では、生産する基板の種類にかかわらず共通して使用する頻度の高い部品を単式部品供給装置により供給するので、複数本の単式部品供給装置を使用すれば、一つの単式部品供給装置の部品が終了した場合には他の単式部品供給装置から部品を供給することにより、部品の供給を継続することができる。そして、他の単式部品供給装置から部品を供給している間に前述の一つの単式部品供給装置に部品を補充するので、並行して部品の補充を行うことができる。また、生産する基板の種類毎に異なる部品は一の多連式部品供給装置により複数種の部品を一度に供給するので、作業効率が向上する。
【0020】
また、本発明の部品実装方法は、生産する基板種類によらずに共通して実装を行う頻度の高い部品を前記多連式部品供給装置から供給し、生産する基板種類毎に異なる部品を前記単式部品供給装置から供給するものとしても良い。
【0021】
この部品実装方法では、使用する頻度の高い部品を多連式部品供給装置で供給することにより、一つの部品供給装置により多数の同一部品を一度に供給することができ、作業効率が向上する。また、基板種類毎に異なる部品は、単式部品供給装置により1個づつ供給するので、部品毎に単式部品供給装置を使用することができる。
【0022】
また、本発明の部品実装方法は、同一種類の基板の生産時に、主供給用と予備供給用との少なくとも2個の前記多連式部品供給装置を前記部品供給部に搭載し、前記主供給用の多連式部品供給装置が前記部品供給準備中である間、前記予備供給用の多連式部品供給装置から部品供給を行うものとしても良い。
【0023】
この部品実装方法では、基板生産時に使用される同一種類の部品を主供給用の多連式部品供給装置から供給し、主供給用の多連式部品供給装置が部品の補充や故障等の部品供給準備中である場合には、予備供給用の多連式部品供給装置或いは予備供給用の多連式部品供給装置がいくつかあるときに、いずれかの予備供給用の多連式部品供給装置から部品の供給を行うので、部品の供給を継続して行うことができる。そして、予備供給用の多連式部品供給装置から部品を供給している間に主供給用の多連式部品供給装置に部品を補充できるので、並行して部品の補充を行うことができ効率的な実装動作が行える。
【0024】
また、本発明の部品実装方法は、前記予備供給用の多連式部品供給装置から部品供給を行うように変更した後、前記主供給用の多連式部品供給装置の部品供給準備が完了したとき、前記予備供給用の多連式部品供給装置からの部品供給を継続するか、前記主供給用の多連式部品供給装置からの部品供給に切換えるかを選択的に設定可能にしても良い。
【0025】
この部品実装方法では、主供給用の多連式部品供給装置が部品の補充や故障等の部品供給準備中である場合に、いずれかの予備供給用の多連式部品供給装置から部品の供給を行い、その間に主供給用の多連式供給装置に部品の補充や補修等の部品供給準備を行う。そして、主供給用の多連式部品供給装置の部品供給準備が完了した後、そのまま予備供給用の多連式部品供給装置からの部品供給を継続するか、或いは主供給用の多連式部品供給装置からの部品供給に戻すかを選択的に設定できるので、状況に応じて適正な作業を行うことができる。
【0026】
また、本発明の部品実装方法は、前記部品移載手段が、部品を吸着保持する複数の吸着手段を有し、前記多連式部品供給装置の部品供給位置に供給された複数の部品を、前記複数の吸着手段により同時に吸着するものとしても良い。
【0027】
この部品実装方法では、部品移載手段が部品を吸着するために複数の吸着手段を有しており、多連式部品供給装置により部品供給装置に供給された複数の部品を一度に吸着することができるので、効率よく部品の実装を行うことができる。
【0028】
また、本発明の部品実装装置は、多数の部品を所定ピッチで収納した部品テープが装着され部品供給位置へ前記部品を供給すると共に、供給する部品の部品情報を記憶する内部メモリを備えた部品供給装置を、部品供給部に複数個並設し、これら複数個の部品供給装置の部品供給位置から、部品移載手段によって所望の部品を選択的に取り出し、基板上の所定位置に実装する部品実装装置であって、単一の部品を前記部品供給位置へ供給する単式部品供給装置と、複数の部品を同時に前記部品供給位置へ供給する多連式部品供給装置と、前記各部品供給装置の内部メモリから、記憶された部品情報を読み出す信号抽出手段と、前記信号抽出手段から読み出された前記部品情報に基づいて、各部品供給装置を識別して制御する制御部とを備える。
【0029】
この部品実装装置では、部品供給部に複数個並設されている部品供給装置の部品テープから、部品移載手段が所望の部品を選択的に取り出して基板上の所定位置に実装するに際して、単一の部品を部品供給位置へ供給する単式部品供給装置と、複数の部品を同時に部品供給位置へ供給する多連式部品供給装置とを部品供給部に混在させて配置しておき、信号抽出手段が各部品供給装置に設けられている内部メモリから供給する部品の部品情報を取り出し、この部品情報に基づいて制御部が部品供給装置を識別するので、単式部品供給装置及び多連式部品供給装置を混在させて部品実装を行う場合でも、部品情報の管理を手間を掛けずに簡単且つ正確に行うことができ、異品種の多い生産形態であっても実装作業効率を向上することができる。 また、本発明の部品実装装置は、多数の部品を所定ピッチで収納した部品テープが装着され部品供給位置へ供給する共に、供給する部品の部品情報を記憶する内部メモリを備えた部品供給カセットを、部品供給部に複数個並設し、これら複数個の部品供給カセットの部品供給位置から、部品移載手段によって所望の部品を選択的に取り出し、基板上の所定位置に実装する部品実装装置であって、前記部品テープにより単一の部品を前記部品供給位置へ供給する単式部品供給カセットと、幅広の前記部品テープにより複数の部品を同時に前記部品供給位置へ供給する多連式部品供給カセットと、前記単式部品供給カセットと多連式部品供給カセットを、前記部品供給部に混在させて配置し、前記部品供給カセットと前記部品供給部とは電気的に接続され、信号の送受状況により、前記部品供給部における各部品供給カセットの装着位置に前記単式部品供給カセット、前記多連式部品供給カセットのいずれが配置されているかを識別する制御部と、を備えるものとしても良い。
【0030】
また、本発明の部品実装装置は、前記部品供給部に搭載される各部品供給装置の部品情報が記憶されるメモリと、前記信号抽出手段を介して提供される部品情報と予め前記メモリに記憶された部品情報とを比較する演算部と、前記演算部による比較結果が不一致である場合に作業者へ報知する表示手段とを備えるものとしても良い。
【0031】
この部品実装装置では、予め各部品供給装置から供給される部品の情報をメモリに記憶しておき、演算部がメモリに記憶されている部品情報と信号抽出手段を介して読み込んだ各部品供給装置の部品情報とを比較し、両部品が不一致の場合には表示手段が作業者にその旨報知するので、誤った実装を防止することができる。
【0032】
また、本発明の部品実装装置は、前記信号抽出手段が、前記各部品供給装置と部品供給部との接触部位の少なくとも一部に設けられ、装着時に互いに嵌合するコネクタを有するものとしても良い。
【0033】
この部品実装装置では、部品供給装置を装着したときに部品供給装置と部品供給部とが接触する部位に設けられているコネクタが互いに嵌合するので、信号抽出手段は確実に部品情報を読み込むことができる。
【0034】
また、本発明の部品実装装置は、前記多連式部品供給装置側の前記コネクタが、部品供給部における前記部品供給装置の並び方向の両端で異なる配列で配設されたものとしても良い。
【0035】
この部品実装装置では、多連式部品供給装置に設けられているコネクタが部品供給装置の並び方向である横方向両端で異なる配列となっているので、信号抽出手段が嵌合したコネクタからこの多連式部品供給装置の両端部を検出して、何連の多連式部品供給装置であるかを自動的且つ確実に検出することができる。
【0036】
また、本発明の部品実装装置は、前記制御部が、搭載される部品供給装置の部品に対する代替え可能な部品を供給する代替え部品供給装置を記憶した代替え部品情報記憶部を備え、前記部品供給装置からの部品供給が行えなくなったときに、この部品供給装置に対応する代替え部品供給装置から部品供給するように切換えるものとしても良い。
【0037】
この部品実装装置では、制御部の代替え部品情報記憶部に、搭載される部品供給装置の部品に対する代替え可能な部品を供給する代替え部品供給装置を記憶しておき、部品供給装置からの部品供給が行えなくなったときに、制御部が代替部品記憶部の記憶に基づいてこの部品供給装置に対応する代替え部品供給装置から部品を供給するように切換えるので、部品供給装置により供給している部品がなくなっても継続して部品供給を行うことができ、作業効率の向上を図ることができる。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る部品実装方法及び部品実装装置の好適な実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1に本発明の一実施形態に係る部品実装装置の概略的な全体斜視図、図2に部品実装装置の主要部を示すブロック構成図を示す。
部品実装装置100の基台3上面の奥行き方向中央には、回路基板5をX方向に沿って搬入するローダ部7が設けられ、ローダ部7とは反対側の奥行き方向中央には、回路基板5をX方向に沿って搬出するアンローダ部9が設けられている。そして、ローダ部7とアンローダ部9は、各々一対の基板搬送用のガイドレール11,13を有している。
【0039】
ローダ部7に対応する基台3の上面には、ローダ部7から搬入される回路基板5を搬送保持するためのサポートレイル部を備える第1の基板搬送レール15aが設けられ、また、アンローダ部9に対応する基台3の上面には、第1の基板搬送レール15aから搬送される回路基板5を搬送保持するためのサポートレイル部を備えた第2の基板搬送レール15bが設けられている。
この部品実装装置100では、2つの実装ステージが直列に接続された構成となっており、同時に2枚の回路基板に対して部品実装を行うことができる。
【0040】
基台3上面のX方向両端には、Y軸ロボット17,17が各々Y方向に沿って設けられ、Y軸ロボット17,17に跨る第1のX軸ロボット19a及び第2のX軸ロボット19が、それぞれY方向へ水平移動自在に懸架されている。各X軸ロボット19,19には、移載ヘッド23がそれぞれに設けられており、実装作業領域内においてX−Y方向へ移動して位置決めされるようになっている。これらのX軸ロボット、Y軸ロボットは、例えばボールネジとナットとの組合せや駆動ベルト等の駆動機構によりX方向、Y方向へ移動する部品移載手段としてのXYロボットを構成している。
各移載ヘッド23には、部品を吸着保持する吸着手段としての吸着ノズル25が複数本交換可能に設けられており、回路基板5上の基板マークやNG基板マーク等を撮像・認識するための基板認識カメラ27も設けられている。
【0041】
基台3上面におけるY方向両端部には、回路基板5に実装する部品を所定の部品供給位置に供給するための部品供給装置29である部品供給カセットを着脱可能に装着する部品供給部31が設けられている。また、部品供給部31の近辺には、主に大きめな部品(例えば、BGA:Ball Grid AllayやQFP:Quad Flat Package等のICやコネクタ等)をトレイ状に供給するためのパーツトレイ33も設けられている。さらに、部品実装作業領域における部品供給部31の近傍には、複数種の吸着ノズル25を収納し、必要に応じて交換するためのノズルステーション35が設けられている。
【0042】
また、部品供給部31近傍には、移載ヘッド23の吸着ノズル25が吸着した部品を撮像して吸着姿勢等を認識する認識装置としての部品姿勢認識カメラ37が設けられている。なお、部品供給カセット29の並びの一部には、不要な部品を回収する部品回収コンベア39が装着されている。また、部品実装装置100の内部には、図2に示すように、各部品供給カセット29を識別して制御する制御部41が設けられており、液晶パネルやCRTのようなモニタや警告ランプ等の表示手段43及びタッチパネルやキーボードのような入力手段45が部品実装装置100の前面に設けられている。また、入力手段45として部品供給カセットの情報を入力するバーコード読み取り装置があってもよい。
【0043】
図2に制御部41の主に部品供給装置29の認識に関するブロック構成を示した。制御部41は、部品供給装置29と部品供給部31の相互に設けられ部品供給装置29と部品実装装置100本体との間でデータや指令等の通信を行うための部品供給装置伝達部47、吸着ノズル25、基板搬送レール15a,15b、部品姿勢認識カメラ37、基板認識カメラ27、メモリ49、表示手段43、入力手段45等が接続されており、これら各装置を制御する。
【0044】
メモリ49には、どの部品をどの位置にどの順番で装着するか等の実装プログラムを示すNCデータ、どの部品をどの部品供給装置29に配列するか等の配列プログラム、配列した部品の配列情報、どのノズルをどのノズルステーション35内に配置するか等のノズルプログラム、ノズルステーション35に配置されたノズル情報、各部品の形状や高さ等に関する部品情報の部品ライブラリ、各パーツトレイ33の形状や高さ等に関するパーツトレイ情報の供給ライブラリ、各基板の形状等に関する基板情報、その他、吸着ノズルの形状や各基板搬送レール15a,15bの基板搬送位置の情報等が記憶されている。
【0045】
図3に部品供給カセット29の外観の概略図を示した。部品供給装置29としては、単位幅の部品テープ51Aにより単一の部品Pを部品供給位置PLに供給する単式部品供給カセット29Aと、生産形態に応じて、基板品種毎に異なる生産部品が発生する場合等に供給パターンの違う部品種を同時に供給するための幅広の部品テープ51Bにより複数(図3においては例えば3個)の部品Pを同時に部品供給位置PLに供給する多連式部品供給カセット29B、不要な部品を回収する部品回収コンベア39(図1参照)が設けられている。なお、多連式部品供給カセット29Bは、複数の大型部品が単列で供給される幅広の部品テープ51Bが装着されることもある。
【0046】
また、部品供給装置の一例としての多連式部品供給カセット29Bは、これに限らず、公知の部品供給装置、例えば、部品がマトリクス状又は一直線状に配置された凹部に保持されるトレイ型多連式の部品供給装置や、ランダムに収納された部品が一直線状に1個ずつ複数列に同時に部品供給位置に供給されるバルクフィーダ型多連式部品供給装置や、スティック内に収納されている部品を一直線状に配置し、供給レールの凹状溝内を振動によって部品送りする振動型多連式部品供給装置であってもよい。
【0047】
次に、上記部品実装装置100の構成による部品装着動作について説明する。
制御部41からの指令により、ローダ部7から回路基板5を搬入して、回路基板5を基板保持部53a、或いは基板保持部53bへ搬送する。そして、移載ヘッド23をXYロボットにより部品供給カセット29又はパーツトレイ33の位置に移動させて、所望の部品Pを吸着ノズル25により吸着する。次いで、移載ヘッド23を部品姿勢認識カメラ37の上方へ移動させ、吸着されている部品Pの姿勢を認識し、認識した結果に基づいて吸着姿勢の補正を行って、部品Pを回路基板5の部品装着位置に実装する。
【0048】
前述した部品Pの吸着及び実装動作をそれぞれの基板保持部53a,53bで繰り返し行う。回路基板5に対する部品装着作業が完了したら、回路基板5を基板保持部53bからアンローダ部9に搬送して、また、基板保持部53aから基板保持部53bを通してアンローダ部9に搬送して基板保持部53a,53bから搬出する。一方、新たな回路基板5がローダ部7から基板保持部53a、或いは基板保持部53bへ搬入され、上述した動作が繰り返される。なお、基板保持部53bは、基板保持部53aの部品実装作業が完了した基板を受け取り、この基板に対して部品実装作業を行うものとしてもよい。
【0049】
また、制御部41が、部品供給装置29に部品Pの供給を要求しても部品供給装置伝達部47から部品供給完了の通知がない場合は、部品供給カセットに部品が吸着ミス等により残されているものと判断して、部品供給カセットの部品供給位置PLの部品を取り除く作業が必要である旨を、表示手段43により作業者へモニタ表示して通知する。
【0050】
このモニタ表示では、例えば、メモリ49内に記憶された部品位置をボタン表示し、作業者のボタン押下により移載ヘッド23に搭載されている基板認識カメラ27を部品供給カセット29のメモリ49内に記憶された部品位置に移動させる。基板認識カメラ27により部品供給位置PLにおける部品状態を作業者に目視確認させて、吸着可能であれば部品Pを指定の吸着ノズル25に吸着して部品Pを実装動作させるか、部品回収コンベア39による回収動作を行わせる。
一方、吸着不可であれば、設備を安全停止させ、作業者による部品Pの除去を促し、除去確認後、ボタン操作により安全解除処理を行って生産準備状態へ移行し、部品実装装置100を再び起動させて、装着動作を継続させるようにする。
【0051】
次に、部品供給カセットを説明する。
図3に示すように、部品供給カセット29の本体55には、部品テープ51A,51Bを巻回したリール57が回転自在に装着されている。部品テープ51A,51Bには、所定ピッチで部品収納用の凹部59が設けられており、この部品収納用の各凹部59に部品Pが1個ずつ収納されている。そして、部品テープ51A,51Bの表面には部品Pが脱落しないように透明なビニールテープが貼付けられている。また、リール57には、部品テープ51A,51Bに収納されている部品の情報が記録されているICチップ61等の記録媒体が取り付けられており、本体55の内面にはICチップ61からの部品情報を読み取る読み取りセンサ63が取り付けられている。
【0052】
従って、部品テープ51をリール57から引き出すことによりリール57を回転させると、読み取りセンサ63が自動的にICチップ61から上述した部品データを読み取ることができるので、作業者が入力する手間が省けると共に、入力ミスを防止することができる。
【0053】
図4に部品供給カセット29の側面図を示した。部品供給カセット29は、部品テープ51を巻回したリール57を回転自在に支持するリール取り付け部65を備えている。リール57から導出される部品テープ51は、テープ押え67を通って、部品テープ51の終端を検出して部品切れを検知する部品切れセンサ69を通り、部品供給カセット29の前端部に設けられているスプロケット71外周部の送り爪に係合するように取り付けられる。
【0054】
スプロケット71は、その回転軸71aにウォームホイール73が取り付けられており、モータ75の回転軸に取り付けられているウォーム77を回転させることで回転駆動され、部品テープ51を前進走行させ、部品を部品供給位置PLに供給する。なお、部品Pを収納している部品収納用の凹部59を覆うビニールは、部品供給位置PLの手前で上方へ剥がされて、図示しない巻取りリールに巻き取られる。一方、部品が取り出された部品テープ51は、排出路83を通って排出される。なお、本体55の内部には部品供給カセット29を制御するためのマイコン85が設けられている。
【0055】
図5に部品供給カセット29の制御ブロック図を示した。部品供給カセット29には、マイコン85が搭載されており、このマイコン85には、リール57に取り付けているICチップ61から読み取りセンサ63によって読み取る部品情報、部品テープ51を監視して部品Pがなくなったことを検出する部品切れセンサ69からの部品切れ情報が入力される。これらの各種情報は内部メモリ87に記憶され、適宜読み出しと書き込みがなされるようになっている。また、マイコン85は、部品供給カセット29を部品実装装置100本体の部品供給部31に取り付けた際に接続される部品供給装置伝達部47を構成するコネクタ89に接続されており、コネクタ89を介して部品情報等が部品実装装置100の制御部41へ伝達される。さらに、マイコン85には、LED等の状態表示用の表示手段72が接続されている。これらマイコン85、コネクタ89、部品供給部31、部品供給装置伝達部47、制御部41は信号抽出手段を構成している。
【0056】
図6にICチップ61やコネクタ89を介して得られる部品情報の例を示した。部品実装装置100のメモリ49には、部品供給カセット29の部品実装装置100への装着位置を表すZ番号毎に、部品の種類、品番、部品の残り数、及びその部品を供給する部品供給装置が、単式部品供給カセット29Aか多連式部品供給カセット29Bかの区別を示すデータ等が記憶される。
【0057】
ここで、図7は部品供給カセット29の部品供給装置伝達部47を示す図で、(a)は単式部品供給カセット、(b)は2列分の幅を有する多連式部品供給カセット、(c)は3列分の幅を有する多連式部品供給カセットの例を示している。
部品供給カセット29を部品実装装置100の部品供給部31に装着したときに部品供給部31との接触部位となる端面91には、部品供給装置伝達部47が設けられる。即ち、図8に部品供給カセット29を部品実装装置100側の部品供給部31に装着する状態を示すように、部品供給カセット29本体側の部品供給装置伝達部47と部品供給カセット29の端面91が接触することにより、部品供給カセット29が部品供給部31に装着されたか否かを検出できると共に、部品供給カセット29への動作指令を送信したり、部品供給カセット29から部品情報を部品実装装置100側に送信する等の通信を行うことができる。
【0058】
以下、前述した部品供給カセット29の端面91に設けられているコネクタ89、及び部品供給部31に設けられている本体側コネクタ93について説明する。
部品供給部31には幅方向に多数の本体側コネクタ93が設けられ、いずれも上下一対のコネクタ93U,93Lを備えている。これに対応して、部品供給カセット29の端面91には、コネクタ93U,93Lに嵌合する上下一対のコネクタ89U,89Lが設けられ、部品供給カセット29と部品実装装置100とが電気的に接続可能となっている。また、部品供給部31は、多連式部品供給カセット29Bを装着可能にすると同時に、どの位置に対しても単式部品供給カセット29Aを装着できるように、各装着位置の全てに本体側コネクタ93を設けてある。従って、多連式部品供給カセット29Bを装着する場合等には、本体側コネクタ93で使用されないコネクタ93Uも生じることになる。
【0059】
この構成によれば、部品実装装置100への電源投入後の設備起動時、部品切れ検出による設備停止後の再起動時、安全停止後や、メンテナンス作業後の設備再起動時に、部品供給カセット29が指定された部品供給部31の所定位置に適正に装着されているか否かを検出することができ、問題のある部品供給カセット29に対して、部品供給カセット29に搭載されたLEDの点灯条件を変更したり、また、部品切れ検出時においても搭載されたLEDの点灯条件を変更することができる。
【0060】
部品供給カセット29におけるコネクタ89の配列は、部品供給カセット29の種類によって異なる。例えば、図7(a)に示すような単式部品供給カセット29Aのコネクタ89の場合は上下一対の配列であり、例えば上段のコンタクトピン95Aはデータ信号を、下段のコネクタ89Lのコンタクトピン95Bは制御コード信号をそれぞれ送受信する。
【0061】
部品供給カセット29が図7(b)及び(c)に示すような多連式部品供給カセット29Bの場合には、部品テープ51Bの幅にかかわらず少なくとも左右両端のコネクタ89の配置形態が異なっている。即ち、左端では下側のコネクタ89Lのみが設けられているが、右端では上下一対のコネクタ89U,89Lが設けられている。なお、図7(c)に示すように、中央部分のコネクタ89の配列も下側のコネクタ89Lのみが設けられている。
【0062】
このように、左端のコネクタ89と右端のコネクタ89の配置形態が異なることから、部品供給カセット29を単式と多連式とを混在させて部品供給部31に装着しても、部品供給カセット29の幅Wa,Wb,Wcを容易に検出することが可能となる。
【0063】
図9に単式部品供給カセットと多連式部品供給カセットとを混在させて部品供給位置に装着した様子を示した。この図を例に、部品供給カセットの幅が異なる単式か多連式かの判断手順を説明する。
前述したように多連式部品供給カセット29Bではコネクタ89が複数列設けられており、左右両端部のコネクタ89の配置形態が異なっている。従って、図9において左端の部品供給カセット29A(Z1)からZ番号の小さい順に上下のコネクタ89U,89Lのコンタクトピン95A,95Bの検出を行うことで、Z1〜Z3については幅W1〜W3の単式部品供給カセット29Aであることを判断する。
【0064】
そして、上段のコンタクトピン95Aが設けられていないZ4,Z5については多連式部品供給カセット29Bの一部と判断し、次に上段のコンタクトピン95Aが現れるZ6までのW4がこの部分の部品供給カセット29の幅であるとして検出する。その後、上下段のコンタクトピン95A,95Bが連続して検出されるので、Z7〜Z9が単式部品供給カセット29Aであることが判断され、幅W5,W6,W7が検出される。以後、この動作を繰り返して各部品供給装置の幅Wをそれぞれ検出する。
【0065】
このように、部品供給カセット29を部品供給部31に装着し、部品供給部のコネクタのコンタクトピンの有無を検出するだけで部品テープ51の幅Wを検出でき、搭載された部品供給装置が、単式部品供給カセットか、多連式部品供給カセットかを簡単にして判断することができる。これにより、作業者がテープ幅Wを逐一入力する手間を省くことができると共に、入力ミスを未然に防止することができる。
【0066】
図10(a)〜(c)には、多連式部品供給カセット29Bに用いられる部品テープ51Bの例が示されている。図10(a)に示す部品テープ51Bでは、部品テープ51Bの略全幅にわたる1種類の部品Pが1列に収納されている。また、図8(b)に示す部品テープ51Bでは、同一種類の部品Pが部品テープ51Bの幅方向に2列で収納されている。さらに、図8(c)に示す部品テープ51Bでは、異なる2種類の部品Pa,Pbが収納され、第1の種類の部品Paは幅方向に複数列設けられており、別の種類の部品Pbがその間に1列収納されている。なお、部品テープ51Bの幅方向両端部には、部品テープ51の全長にわたってフィード孔97が穿設されており、前述のスプロケット71外周の送り爪と係合するようになっている。
【0067】
また、部品テープ51を支持している部品供給装置の本体55には、部品有無検出センサ99が設けられている。この部品有無検出センサ99は、例えば部品供給位置PLにおける一方の端部に発光部99Aを設け、他方の端部に受光部99Bを設け、発光部99Aから発せられた検出光が部品Pに遮られることなく受光部99Bにより受光された場合には、部品テープ51上に部品Pがなく、部品切れを生じているとことが検出される。
【0068】
図11に部品供給カセット29のコネクタ89、部品供給部31の本体側コネクタ93におけるコンタクトピン95の配置を示した。コネクタ89及び本体側コネクタ93は、基本的に上下一対が設けられ、それぞれのコネクタには、複数のコンタクトピン95が配置されている。
【0069】
図12に図11に示した上段のコネクタ89Uのコンタクトピン95により授受されるデータブロックの内容の一部を示した。例えば、コンタクトピン(A−2)は受信フラグであって部品実装装置100側から部品供給カセット29へ送信するためのものである。また、コンタクトピン(A−3)及び(A−4)は送信フラグであって部品供給カセット29から部品実装装置100側へ送信するためのものである。また、コンタクトピン(A−5)〜(A−8)は部品情報等のデータを部品供給カセット29から部品実装装置100へ送信するためのものである。
【0070】
図13は図11に示した下段のコネクタ89Lのコンタクトピン95により授受される制御コードブロックの内容の一部を示している。例えば、コンタクトピン(B−3)は判別コマンドであり、部品実装装置100側から部品供給カセット29へ送信するためのものである。
【0071】
次に、部品供給装置伝達部47における具体的な各種データの送受信の様子の一例について図14を参照して説明する。
図14は、コンタクトピン95を介して行われる部品供給装置の判別処理の一例を示すタイムチャートである。
まず、コンタクトピン(B−3)を介して部品実装装置100の本体側(以降、単に「本体側」と称する)から部品供給カセット29側(以降、単に「供給装置側」と称する)に部品情報を送るように信号が発せられる。この要求信号を受けて、供給装置側から、コンタクトピン(A−4)を介してデータ送信フラグがONであることを表す信号を本体側へ送信すると共に、コンタクトピン(A−8)を介して本体側へデータの送信を開始する。
【0072】
供給装置側からコンタクトピン(A−8)を介してカセット種別情報、カセット位置情報等のデータ送信を開始すると、本体側ではコンタクトピン(A−2)を介して受信フラグをONとし、データの受信を行っていることを供給装置側へ送信する。コンタクトピン(A−8)からのデータ送信が完了したら、コンタクトピン(A−2)を介してデータ受信フラグがOFFになったことを供給装置側へ通知すると共に、データ送信フラグをOFFにすることコンタクトピン(A−4)を介して本体側へ送信される。
【0073】
続いて、データ送信フラグがONになったことがコンタクトピン(A−3)により供給装置側へ送信され、これと同時に(A−4)を介してデータ送信フラグがONとなったことが供給装置側に送信され、供給装置側からコンタクトピン(A−5)を介してデータが本体側へと送信される。送信が完了したらコンタクトピン(A−3)を介してフラグがOFFとなったことが本体側から供給装置側に送信される。さらに、供給装置側からコンタクトピン(A−4)を介してデータ送信フラグがOFFとなったことが送信され、本体側ではこのOFF信号を受けて、コンタクトピン(B−3)を介してカセット判別が完了したことを表すOFF信号を供給装置側へ発する。なお、上記データの通信手順は一例であって、これに限定されることはない。
【0074】
以上のように、多連式部品供給カセット29Bを用いることにより、生産時の異種基板への切替時における段取り替え作業が軽減されると共に、次のように実装速度の向上が図られる。
図15に多連式部品供給カセット29Bにより供給された部品Pを移載ヘッド23の各吸着ノズル25によって吸着する様子を示した。移載ヘッド23には複数の吸着ノズル25が設けられているので、複数の吸着ノズル25を用いて同時に複数個の部品Pを取り上げることができる。このとき、多連式部品供給カセット29Bの部品テープ51Bでは、部品Pの部品テープ51B上における幅方向の間隔誤差が、従来のように単式部品供給カセット29Aを複数個装着したときの幅方向の間隔誤差(部品供給カセットの組み立て精度や、部品実装装置への取り付け位置精度を含めた誤差)よりもはるかに小さくなる。そのため、極小なチップ部品であっても複数の吸着ノズル25で同時に吸着することが可能となり、吸着ミスを防止して部品実装効率を一層向上させることができる。
【0075】
次に、部品実装装置100の部品実装動作に先だって行われる部品供給カセット29の確認動作について説明する。
図16は制御部41における部品供給カセット29の確認動作を説明するブロック図である。図16に示すように、制御部41は、演算部101と、部品供給カセット29等の情報や部品テープ51のリール57からの情報や部品認識又は測定により得られる部品情報、或いは図6に示すような部品供給カセット29の配列位置(Z1,Z2,Z3,……,Zn)とのその配列位置での本来持つべき部品情報等を記憶する部品情報記憶部49Aと、実装される部品Pに代わって使用可能な代替え部品情報を記憶する代替え部品情報記憶部49Bとを備えている。各記憶部49a,49bは図2に示すメモリ49に相当し、入力手段45から直接に情報を入力することもできる。
【0076】
ここで、部品供給カセット29の配列位置での「本来持つべき部品情報」とは、実装プログラム上で指定された部品情報のことであり、本来、それぞれの配列位置での部品供給カセット29には、実装プログラム上又は配列プログラム、或いは配列情報で指定された部品情報の部品を取り付けるべきである。
しかしながら、前回の部品切れ時等に、本来の指定された部品でなく代替え部品を部品供給カセットに取り付けたか、又は何らかの理由により、部品切れ発生時に部品供給カセット29に本来の指定された部品とは異なる部品情報の部品が取り付けられていることがある。そのような場合、部品切れ発生時等において、実装装置に装着された部品供給カセットの部品情報と、前述した「本来持つべき部品情報」とを比較して、正確な部品情報を得る必要がある。
【0077】
そこで、制御部41がいずれかの部品供給カセットから部品切れを検出すると、カセット交換により新たに入力される情報(配列位置、部品種別情報、部品切れした部品情報等)と、既に有している部品情報(代替え部品情報記憶部49Bに予め記憶されている代替え部品情報、配列位置、部品種別、及び部品情報記憶部49Aに予め記憶されている交換前の部品供給カセット29の配列位置やその部品供給カセットに対する部品情報等)とを演算部101に適宜送る。演算部101では、入力される情報同士の一致(例えば部品品番同士の一致、部品種別の一致等)を判断し、新たに入力される情報同士が一致しないときに、新たに入力される情報のうちの部品補充にかかる部品情報と、既に有している部品情報のうちの代替え部品情報との比較等の処理を行う。
【0078】
上記の動作について、図17に示す部品供給カセット29の確認動作を説明するフローチャートを用いて説明する。
まず、部品切れとなった部品供給カセットを部品実装装置100本体から取り外し、部品テープを補充した部品供給カセットを再装着すると、部品供給部31は装着された部品供給カセット29からコンタクトピン95を介して部品情報を受信し(ステップA1、以降はSA1と略記する。)、受信した部品情報を制御部41に入力する(SA2)。制御部41では、演算部101が、入力された部品情報と予め入力手段45等から入力されてメモリ49の部品情報記憶部49A或いは代替え部品情報記憶部49Bに登録されている部品情報とが一致するか否かを判断し(SA3)、一致しない場合には適正な部品供給カセット29が装着されていないとして警告し(SA4)、確認動作を終了する。
【0079】
一方、SA3において演算部101が、部品情報が一致したと判断したら、所望の部品供給カセット29が装着されたとして補充完了信号を発し(SA5)、他に部品供給カセット29の種別や位置、或いは部品切れした部品の品種又は品番又は名称、残数等の部品情報の条件変化が発生した部品供給カセット29があるか否かを判断して(SA6)、変化がなければ確認動作を終了する。また、他に判別が必要な部品供給カセット29、或いは補給完了を待つ部品供給カセット29があれば、SA2に戻って、上記の工程を繰り返す。
【0080】
上記工程は、複数の部品供給カセット29で同時又は連続的に部品切れが発生したときに、順にカセット交換と部品補給を行うものである。具体的には、例えば、50個の部品供給カセット29があり、その内、第1〜第20の部品供給カセット29に対して機種切り替えによるカセット交換を行った場合、第1〜第18までの部品供給カセット29の部品供給装置伝達部47からカセット種別信号を受け取ったが、第19,20の部品供給カセット29の部品供給装置伝達部47からのカセット種別信号を受け取っていないとき、上記のSA2に戻り、SA2〜SA4までの動作を第19,20の各部品供給カセット29についてそれぞれ行うようにする。
【0081】
このように、部品供給カセット29の確認動作においては、部品実装装置100の起動時、機種切り替えや、部品切れ発生時に部品供給カセット29を部品供給部31へ搭載し直したときに、制御部41に記憶されている部品情報と部品供給カセット29からの部品情報とが一致するか否かを判断すると共に、部品供給カセット29の搭載位置、種別等の一致をも判断するようにしたので、単式部品供給カセット29A及び多連式部品供給カセット29Bを混在させて部品実装を行う場合でも、部品情報の管理を手間を掛けずに簡単且つ正確に行うことができ、異品種の多い生産形態であっても部品供給カセット29搭載ミスや装着ミスを効果的に防止して実装作業の効率を向上することができる。
【0082】
また、部品供給カセット29からの部品情報は、入力手段45を介してバーコード入力等からも得られるが、部品供給部31と装着する部品供給カセット29とが接続されるコネクタ89から各種情報を自動的に得ることができる。これにより、搭載した部品供給カセット29の部品情報を逐一バーコード入力等で入力する必要がなくなり、その分、バーコード入力等による手間や入力ミス等防止することができ、より一層の部品実装作業の効率化が図られる。
【0083】
なお、上記一連の部品供給カセット29の確認動作において、制御部41で各部品供給カセット29の判別を行い、部品実装装置100に装着された複数の部品供給カセットの中に、多連式部品供給カセット29Bが存在する場合には、制御部41の制御の下で、以下のような最適化された実装プログラムに基づき部品吸着動作、実装動作を行う。
【0084】
図18に多連式部品供給カセット29Bにより同一種類の部品Pを供給して回路基板5に実装する工程のフローチャートを示した。
部品実装装置100の制御部41からの要求を受けて、部品供給部31に装着された多連式部品供給カセット29Bは、部品情報を部品供給装置伝達部47を介して制御部41に通知する(SB1)。このとき、制御部41には、部品供給カセット29の種別情報、位置情報と併せて、多連式部品供給カセット29B固有のデータとして、吸着開始位置と、同時に送り出される部品個数と、部品間距離が入力される。
【0085】
そして、部品情報が一致する場合には、多連式部品供給カセット29Bに対して適正に配列位置に装填され、部品吸着動作可能な状態にあると制御部41で判断する。そして、部品実装装置100を再び起動させるために起動ボタンを押した場合や、部品補充後の部品補充完了通知ボタンを押した場合や、機種切り替え時の選択ボタンを押した場合等に、実装プログラムに基づいて、移載ヘッド23を移動させ、図19(a)に示すように吸着ノズル25により所望の部品テープ51上の部品Pを吸着し、移載ヘッド23を回路基板5上の所定位置に移動させて部品Pを実装する(SB2)。
【0086】
その後、この多連式部品供給カセット29Bの部品を回路基板5へ実装する際は、図19(b)に示すように、移載ヘッド23を部品テープ51上に移動させ、部品Pを吸着する。このとき、図19(a)〜(d)に示すように、次の部品Pを吸着するために、先に部品Pを吸着した位置よりも吸着ノズル25を部品間隔分、X方向へ移動させる(SB3)。そして、次に吸着する部品の位置が、多連式部品供給カセット29Bにおける吸着位置を超えたか否かを判断する(SB4)。
【0087】
SB4において吸着位置を超えていないと判断された場合には、SB2に戻って部品吸着実装動作を繰り返す。一方、SB4において吸着位置を超えたと判断された場合には、部品有無検出センサ99により部品テープ51上の部品供給位置PLに部品がないかを判断し(SB5)、部品Pが残っている場合には吸着ミスが発生したとして警告し(SB6)、部品の吸着・実装動作を終了する(処理A)。つまり、この場合は部品情報による同時に部品送りされる個数を超えてX方向送り要求を多連式部品供給カセット29Bに通知したときに、多連式部品供給カセット29Bの部品有無検出センサ99が部品の残存を検出した場合である。部品が残存する原因としては、部品吸着ミス等が発生したことが挙げられる。
【0088】
なお、この場合の警告としては、表示手段43によりエラー表示を行い、多連式部品供給カセット29Bに備わる表示手段72としてのLEDの点灯を行う。具体的には、部品実装装置100に備わる警告ランプを点灯表示状態とし、設備を停止させた状態で、作業者に対してモニタ等によって継続作業内容を通知する。このとき移載ヘッド23は、部品吸着位置から部品回収コンベア39の位置、或いは所定の部品廃棄位置に移動して、吸着ノズル25を上昇させた状態で停止する退避動作を行う。
【0089】
例えば、部品吸着ミスが多連式部品供給カセット29Bで発生した場合は、部品吸着ミスとなった多連式部品供給カセット29Bの部品情報の吸着開始位置と、同時に送り出される部品の個数と、部品間距離とから算出される部品吸着ミスをした部品吸着位置(X方向の吸着位置)を、制御部41で計算する。なお、メモリ49には、予め同時に部品送りされる個数分の配列位置(Z番号)が記憶されている。
【0090】
そして、上記エラーが発生した時点で、部品吸着ミスと判断された配列位置に対応して表示手段43(入力手段45としても機能)のタッチパネルに入力ボタンを表示させ、作業者に確認を促す。例えば、表示手段43に部品吸着ミスと判断された配列位置の入力ボタンを作業者が押下した時点で、移載ヘッド23に搭載されている基板認識カメラ27を部品吸着ミスと判断された配列位置に移動して、吸着位置の状態を表示手段43に表示し、作業者に指示を促す。
例えば、表示手段43のモニタに吸着位置の状態を表示させ、作業者が目視にてこの状態を確認して、継続吸着動作が可能と判断した場合には、移載ヘッド23を部品吸着ミスが生じた配列位・BR>Uに移載ヘッド23を移動させて吸着動作を継続して行う。
【0091】
一方、SB5において部品テープ51B上の部品供給位置PLに部品Pがないと判断された場合には、部品テープ51Bを所定ピッチ部品送りし(Y方向の送り)、次の部品Pを部品供給位置PLに位置決めする(SB7)。そして、部品送り動作が正常に完了したか判断して(SB8)、正常に完了していないと判断された場合には誤動作が発生したとして前述した警告を行い(SB6)、設備停止して吸着・実装動作を終了する。この場合は、多連式部品供給カセット29Bの部品送りが機構的な誤動作を起こしたか、或いは制御上の誤動作により正しく部品送りが行われなかった場合であって、部品供給位置PLに部品が送られず、多連式部品供給カセット29Bの部品有無検出センサ99によって部品Pが部品供給位置PLにないことを検出して判断される(処理B)。
【0092】
なお、前述した処理Aの場合で部品吸着ミス等をメモリ49で記憶していない場合や、処理Bの場合において、例えば、上記処理と同様に表示手段43によって吸着位置の状態の確認動作を作業者に通知し、作業者が継続吸着動作可能と判断した場合は、リカバリー動作が必要ないものとみなし、部品吸着ミスと判断された位置に移載ヘッド23を移動して吸着動作を継続して行う。
【0093】
一方、SB8において、多連式部品供給カセット29Bの部品情報の一つである同時に部品送りされる個数を超えて、部品テープ51BのX方向送りが正常に終了した場合(図19(d)に示す状態)には、この一連の動作を終了する。
【0094】
このように、多連式部品供給カセット29Bにより同一種類の部品Pを供給して回路基板5に実装するに際しては、部品テープ51Bにより供給される部品Pが全て同一種の場合に、部品供給位置PLに供給された部品Pを吸着ノズル25によってX方向に沿って順次取り出した後に、部品テープ51Bを所定ピッチ部品送り(Y方向への送り)するので、部品供給位置PLに並んだ全部品Pを取り終えるまで部品テープ51Bの部品送り動作が必要なく、作業の効率化を図ることができる。また、部品Pの取り出しミスが生じた場合には、部品テープ51B上に部品Pが残るので容易に発見することができる。
【0095】
ここで、前述した図10(a),(b),(c)に示す多連式部品供給カセット29Bそれぞれに対して、部品吸着動作のパターンを説明する。
図10(a)のように比較的大型の部品PがX方向に1個供給されている場合には、吸着ノズルにより部品Pを1個吸着すると、部品実装装置100側の制御部41から部品供給装置伝達部47の下側のコンタクトピン95Bを介して部品送りの要求を行い、多連式部品供給カセット29Bを制御して部品テープ51Bを所定のピッチ送り出させる。
その際、多連式部品供給カセット29Bにおいて部品Pが部品供給位置PLにあるか否かを部品有無検出センサ99により検出して、部品Pがないと判断された場合には部品テープ51Bを送る。部品有無検出センサ99で部品Pがあると判断された場合には、多連式部品供給カセット29Bが部品Pの供給は完了したと判断して部品供給完了を部品供給装置伝達部47の上側のコンタクトピン95Aを介して制御部41へ通知する。
【0096】
また、図8(b)及び(c)に示す場合のように、同一部品Pが2個以上X方向に並んで供給されている場合には、部品情報である吸着開始位置と、同時に送り出される部品個数と、部品間距離とを制御部41で判断し、部品吸着パターンを適宜選択する。このような2個以上の同一部品がX方向に一括で供給される場合には、図20に示すように、部品情報の吸着開始位置が多連式部品供給カセット29Bの原点位置(Xz,Yz)からXg1及びYg1の距離にあるので、多連式部品供給カセット29Bの部品供給位置の一つである吸着位置(Xz+Xg1+X0,Yz+Yg1+Y0)ヘ移載ヘッド23を移動させ部品吸着動作を行う。ここで、X0及びY0は設備調整用のオフセット値であり、通常は0である。
【0097】
従って、次の部品吸着時は、上記部品供給位置に同時に送り出される部品個数(n個)分の部品間距離(Xgp,Ygp)を加算した吸着位置(Xz+Xg1+Xgp×(n−1)+X0,Yz+Yg1+Ygp×(n−1)+Y0)へ移載ヘッド23をそれぞれ移動させて、部品吸着を行う。
そして、同時に部品が送り出される個数が例えば2個の場合、2個の部品の吸着を完了すると、制御部41は部品Pが一括で供給される部品数を超えたと判断し、部品送り要求を部品供給装置伝達部47を介して多連式部品供給カセット29Bに通知する。一括で供給される部品が2個以上の場合には、同時に送り出される部品個数を超えるまで移載ヘッド23の移動及び吸着動作を継続する。
【0098】
次に、図10(c)に示すような多連式部品供給カセット29BによりX方向に2個以上の部品Pa,Pbが異種部品を含んで一括部品供給されている場合における部品Pの吸着及び実装の工程を説明する。
図21に異種部品を含んだときの実装工程のフローチャートを示した。ここで、部品情報の取得、確認工程(SC1)と、部品吸着・実装工程(SC2)、及び、SC7以降の工程は図18に示す実装工程のフローチャートと同様である。
【0099】
部品実装装置100の制御部41からの要求を受けて、多連式部品供給カセット29Bは、部品情報を制御部41に通知する(SC1)。そして、得られた部品情報が予め記憶された本来持つべき部品情報と一致する場合には、実装プログラムに基づいて、移載ヘッド23を移動させて、吸着ノズル25により所望の部品Pを吸着し、移載ヘッド23を回路基板5上の所定位置に移動させて部品を実装する(SC2)。
この際、部品種類として部品Paの他に異種部品Pb(図22参照)を含む2種以上の部品を設定したい場合には、部品情報の同時に送り出される部品個数と、X方向のどの位置が異種部品Pbとなるかを予めメモリ49に記憶させておく。
【0100】
次に、部品テープ上のX方向に並ぶ隣の部品が先に吸着した部品Paと異なる種類の部品Pbか否かを判断し(SC3)、異なる種類の場合には図22(b)に示すように部品Pbを吸着せずにさらに隣の部品Paまで吸着ノズル25を空送りする(SC4)。そして、SC3に戻って再びさらに隣の部品が異なる種類か否かを判断する。もし、この吸着位置も異種部品Pbである場合には、さらに次の吸着位置へと移動する。
移載ヘッド23の移動は、図20において前述と同様に、多連式部品供給カセット29Bの1個目の吸着位置(Xz+Xg1+X0,Yz+Yg1+Y0)ヘ移載ヘッド23を移動させる。ここで、次の部品吸着時は、上記吸着位置に同時に部品送りされる個数(n個)分の部品間距離(Xgp,Ygp)を加算した吸着位置(Xz+Xg1+Xgp×(n−1)+X0,Yz+Yg1+Ygp×(n−1)+Y0)ヘ移載ヘッド23を移動させる。
【0101】
一方、ステップSC3において隣の部品が同種類であると判断された場合には、図22(c)に示すように、吸着ノズル25をX方向へ移動させて吸着を行う(SC5)。なお、吸着ノズル25の移動は、前述したように、次に吸着する部品PのX方向位置が、多連式部品供給カセット29BにおけるX方向の吸着位置を超えたか否かを判断し(SC6)、吸着位置を超えていないと判断された場合には、SC2に戻って上記工程を繰り返す。
【0102】
一方、SC6において吸着位置を越えたと判断された場合には、制御部41で、吸着・実装された部品Pの数が一括で供給される部品数を超えたと判断し、部品供給装置伝達部47の下側のコンタクトピン95Bを介して部品送りの要求を出す。その際、部品テープ51B上の部品供給位置PLに部品Pがないかを部品有無検出センサ99により検出し(SC7)、部品Pが残存している場合には吸着ミスが発生したとして警告を行い(SC8)、吸着・実装動作を終了する。
【0103】
一方、SC7において部品テープ51B上の部品供給位置PLに部品Pがないと判断された場合には、部品テープ51Bを所定ピッチ送って次の部品Pを部品供給位置PLに位置決めする(SC9)。そして、部品Pの送りを完了して部品有無検出センサ99により部品Pがあるか否かを検出して(SC10)、ある場合には、多連式部品供給カセット29Bは部品Pが正常に供給されたと判断して、部品供給完了を部品供給装置伝達部47より制御部41へ通知し、吸着・実装動作を終了する。一方、SC10において正常に完了していないと判断された場合には、誤動作が発生したとして警告して(SC8)、吸着・実装動作を終了する。
【0104】
なお、図22(d)に示すように、異種の部品Pbは、同種の部品Paを取り出した後(或いは先)に取り出され、実装に供されるか部品回収コンベア39により回収される。また、吸着ミスにより部品テープ51B上に残存した部品Pcは、図23に示すように、最後に吸着ノズル25により吸着して部品回収コンベア39へと排出される。
【0105】
また、SC8の警告では、前述と同様に部品実装装置100の表示手段43や多連式部品供給カセット29Bの表示手段72によりエラー表示を行うと共に、作業者へ表示手段43により継続作業を通知する。
なお、以降の工程は前述と同様であるため説明は省略する。
【0106】
このように、多連式部品供給カセット29Bにより異種部品を含んで一括部品供給されている場合における部品Pa,Pbの吸着及び実装の工程では、多連式部品供給カセット29Bに供給された複数の部品Pa,Pbのうち異種部品Pbをとばして同一の部品Paを先に吸着・実装し、その後に異種部品Pbを吸着して取り出し、部品テープ51BをY方向に送るので、異種部品Pbを含む場合でも誤実装を防止することができる。また、部品の取り出しミスが生じた場合には、容易に発見することができる。
【0107】
次に、多連式部品供給カセット29Bにより供給されている部品に部品切れが生じたときの処理工程の具体例を説明する。
図24に部品切れが生じたときの実装工程のフローチャートを示した。
まず、多連式部品供給カセット29Bにより供給されて、使用される部品の部品切れ予告通知を制御部41が監視する(SD1)。部品切れの予告通知があった場合には、図25に示すように、部品切れ予告通知されたZa番(Z1からZnまでのいずれかの番地)の部品Pdと同一或いは代替え可能なZb番(Z1からZnまでのいずれかの番地であってZaとは異なる番地)の部品Peを搭載した他の多連式部品供給カセット29Cがあるか探して(SD2)、ない場合には部品の実装動作を停止する。
【0108】
ここで、部品の実装動作の停止とは、少なくとも部品切れの予告通知があった部品Pdの装着動作を停止させるが、他の部品の装着動作をそのまま継続して行うこともでき、また、全部品に対する実装動作全体を停止させることもできる。また、部品切れの予告通知が生じても、通常は、部品切れの予告通知された時点では、数個の部品Pが多連式部品供給カセット29Bに残存しているため、残数の部品を全て回路基板5に実装した時点で、部品実装装置100の実装動作を停止させるようにしてもよい。
【0109】
一方、SD2において、同一或いは代替え可能な部品Peを搭載した他の多連式部品供給カセット29Cが存在する場合には、Za番の部品Pdが部品切れを発生したかを監視する(SD3)。そして、部品切れを発生した場合には、実装プログラムに割り込みを発生させて(SD4)、他の多連式部品供給カセット29Cに搭載されているZb番の部品Peを代替え使用するように設定して実装動作を継続する(SD5)。これにより、Za番の部品Pdが部品切れとなっても、Zb番の部品Peを代替えとして使用することで、実装動作を停止させることなく連続して実装が行える。
【0110】
そして、Zb番の部品Peを使用して実装動作を行っている間に、Za番の部品Pdに対する部品補充を行う(SD6)。つまり、多連式部品供給カセット29Bの部品テープ51Bを交換する。この部品補充を完了した後、このままZb番の部品Peを引き続き使用して部品実装を行うか、又は、代替えで使用しているZb番の部品Peに代えて、新たに補充されたZa番の部品Pdを使用して部品実装を行うかを選定し(SD7)、選定された部品を実装するようにする。この選定は、部品実装装置100に予め設定されていてもよく、その都度設定するようにしてもよい。このようにして、選定した部品を用いる最適化実装プログラムにより部品の実装が続行される。
【0111】
このように、制御部41での制御の下に最適化の実装プログラムに基づき実装動作を行っているときに部品切れが発生した場合には、制御部41により、最適化の実装プログラムを一時的に変更し、部品切れが生じた部品Pdと同一又は代替え可能な部品Peを供給可能な多連式部品供給カセット29Cから供給して装着作業を継続することができる。
【0112】
また、部品切れした部品供給カセット29において、部品Pdの補給完了を制御部41が判断すると、予備供給用の多連式部品供給カセット29Cではなく、補給完了された部品供給カセット29Bから部品Pdを取り出して、回路基板5に部品Pdを実装する。これにより、本来の最適化の実装プログラムに戻ることができる。
【0113】
また、部品Pdの供給後も部品Peから供給し続けることで、供給先設定変更のための時間ロスもなくなり、より効率的な実装が行える。
従って、部品切れ発生のために発生する最適化実装プログラムの実装動作以外の動作を最小限に抑えることができ、実装動作を全体として、一層最適化することができる。
【0114】
【発明の効果】
本発明によれば、部品供給部に複数個並設されている部品供給装置の部品テープから、部品移載手段が所望の部品Pを選択的に取り出して基板上の所定位置に実装するに際して、単一の部品を部品供給位置へ供給する単式部品供給装置と、複数の部品を同時に部品供給位置へ供給する多連式部品供給装置とを部品供給部に混在させて配置しておき、各部品供給装置に設けられている内部メモリから供給する部品の部品情報を取り出して部品供給装置を識別して、部品を取り出すので、単式部品供給装置及び多連式部品供給装置を混在させて部品実装を行う場合でも、部品情報の管理を手間を掛けずに簡単且つ正確に行うことができ、異品種の多い生産形態であっても実装作業効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る部品実装装置の全体を示す斜視図である。
【図2】 部品実装装置の主要部を示すブロック構成図である。
【図3】 部品供給カセットの外観の概略図である。
【図4】 部品供給カセットの側面図である。
【図5】 部品供給カセットの制御ブロック図である。
【図6】 ICチップやコネクタを介して得られる部品情報の例を示す図である。
【図7】 部品供給カセットの部品供給装置伝達部を示す図で、(a)は単式部品供給カセット、(b)は2列分の幅を有する多連式部品供給カセット、(c)は3列分の幅を有する多連式部品供給カセットの例を示す図である。
【図8】 部品供給カセットを部品実装装置側の部品供給部に装着する状態を示す図である。
【図9】 単式部品供給カセットと多連式部品供給カセットとを混在させて部品供給位置に装着した様子を示す図である。
【図10】 多連式部品供給カセットに用いられる部品テープの例を示す図である。
【図11】 部品供給カセットのコネクタ、部品供給部の本体側コネクタにおけるコンタクトピンの配置を示す図である。
【図12】 図11に示した上段のコネクタのコンタクトピンにより授受されるデータブロックの内容の一部を示す図である。
【図13】 図11に示した下段のコネクタのコンタクトピンにより授受される制御コードブロックの内容の一部を示す図である。
【図14】 コンタクトピンを介して行われる部品供給装置の判別処理の一例を示すタイムチャートである。
【図15】 多連式部品供給カセットにより供給された部品を移載ヘッドの各吸着ノズルによって吸着する様子を示す図である。
【図16】 制御部における部品供給カセットの確認動作を説明するブロック図である。
【図17】 部品供給カセットの確認動作を説明するフローチャートである。
【図18】 多連式部品供給カセットにより同一種類の部品を供給して回路基板に実装する工程のフローチャートである。
【図19】 多連式部品供給装置における移載ヘッドの移動動作を説明する図である。
【図20】 多連式部品供給装置における2個以上の同一部品がX方向に一括で供給される場合の吸着位置を説明する図である。
【図21】 異種部品を含んだときの実装工程のフローチャートである。
【図22】 2種以上の部品を設定したい場合の吸着動作を示す図である。
【図23】 部品テープ上に残存した部品を吸着ノズルにより吸着して部品回収コンベアへと排出する様子を示す図である。
【図24】 部品切れが生じたときの実装工程のフローチャートである。
【図25】 多連式部品供給カセットにより供給されて使用される部品の、部品切れ動作を説明するための図である。
【符号の説明】
1 部品実装装置
5 基板
23 移載ヘッド(部品移載手段)
25 吸着ノズル(吸着手段)
29 部品供給カセット(部品供給装置)
29A 単式部品供給カセット(単式部品供給装置)
29B 多連式部品供給カセット(多連式部品供給装置)
29C 代替え部品供給カセット(代替え部品供給装置)
31 部品供給部
41 制御部
43 表示手段
49 内部メモリ
49B 代替え部品情報記憶部
51 部品テープ
87 メモリ
89 コネクタ(信号抽出手段)
101 演算部
P 部品
Pb 異種部品
Pa 同種の部品
Claims (6)
- 多数の部品を所定ピッチで収納した部品テープが装着され部品供給位置へ前記部品を供給すると共に、供給する部品の部品情報を記憶する内部メモリを備えた部品供給カセットを、部品供給部に複数個並設し、これら複数個の部品供給カセットの部品供給位置から、部品移載手段によって所望の部品を選択的に取り出し、基板上の所定位置に実装する部品実装方法であって、
前記部品テープにより単一の部品を前記部品供給位置へ供給する単式部品供給カセットと、幅広の前記部品テープにより複数の部品を同時に前記部品供給位置へ供給する多連式部品供給カセットとを、前記部品供給部に混在させて配置し、
前記部品供給カセットと前記部品供給部とは電気的に接続され、信号の送受状況により、前記部品供給部における各部品供給カセットの装着位置に前記単式部品供給カセット、前記多連式部品供給カセットのいずれが配置されているかを識別することを特徴とする部品実装方法。 - 前記部品供給カセットと前記部品供給部とを電気的に接続するコネクタの配置形態の相異により、各装着位置に、前記単式部品供給カセット、前記多連式部品供給カセットのいずれが配置されているかを識別する請求項1に記載の部品実装方法。
- 前記部品供給カセットから受信した部品供給カセットの種別情報もしくは同時に送り出される部品個数の情報により、各装着位置に、前記単式部品供給カセット、前記多連式部品供給カセットのいずれが配置されているかを識別する請求項1に記載の部品実装方法。
- 前記各部品供給カセットの識別結果と、前記部品供給カセットを装着する部品実装装置本体側に予め設定された部品情報とを比較して、双方の一致を確認できたときに部品の実装を行うことを特徴とする請求項1に記載の部品実装方法。
- 前記部品移載手段が、部品を吸着保持する複数の吸着手段を有し、前記多連式部品供給カセットの部品供給位置に供給された複数の部品を、前記複数の吸着手段により同時に吸着することを特徴とする請求項1に記載の部品実装方法。
- 多数の部品を所定ピッチで収納した部品テープが装着され部品供給位置へ供給すると共に、供給する部品の部品情報を記憶する内部メモリを備えた部品供給カセットを、部品供給部に複数個並設し、これら複数個の部品供給カセットの部品供給位置から、部品移載手段によって所望の部品を選択的に取り出し、基板上の所定位置に実装する部品実装装置であって、
前記部品テープにより単一の部品を前記部品供給位置へ供給する単式部品供給カセットと、
幅広の前記部品テープにより複数の部品を同時に前記部品供給位置へ供給する多連式部品供給カセットと、
前記単式部品供給カセットと多連式部品供給カセットを、前記部品供給部に混在させて配置し、前記部品供給カセットと前記部品供給部とは電気的に接続され、信号の送受状況により、前記部品供給部における各部品供給カセットの装着位置に前記単式部品供給カセット、前記多連式部品供給カセットのいずれが配置されているかを識別する制御部と、
を備えたことを特徴とする部品実装装置。
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