JP4002848B2 - 作業装置、及び部品実装基板生産装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに対し複数の作業を行なう為の作業装置に関するものであり、特に、上記ワークとしての基板に複数の部品を実装して部品実装基板を生産する上記作業を行なう作業装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワークに対し複数の作業を行う為には、夫々の作業に特化した複数の作業装置が必要であった（例えば、特許文献１参照）。例えば、あるワークに穴を開けた後、マークを印字し、最後に検査するという作業を行う為に、ボール盤、印刷機、外観検査機といった各種作業装置が必要となっていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−７６６９１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の作業装置では、ワークの品種切り替えに伴う作業内容の変更が頻繁である場合、全ての作業装置の中から、使用する作業装置だけを毎回レイアウトし直す為に費やす時間と労力が大きな負担となっていた。
【０００５】
また、レイアウト変更をせずに使用する作業装置と使用しない作業装置を混在させた場合、工程でのワークの流れや作業順序が分かりにくくなり、またワークの搬送距離が長くなるといった効率の低下を招いてしまっていた。
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決し、ワークに対し複数の作業を行うことが可能で旦つワークの品種切り替えのような作業内容の変更に対し、フレキシビリティが高く作業性が良好な作業装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為に、本発明は以下の構成を有する。
【０００８】
本発明の第１態様によれば、上下方向であるＺ方向に往復移動可能なツールを個々に搭載した複数のツールカセットを、脱着可能に装備するカセット装着部と、
このカセット装着部の下方に配設され、ワークを解除可能に保持するワーク保持部とを備え、
上記カセット装着部と上記ワーク保持部とを、上記Ｚ方向に略直交する方向であり、かつ、互いに略直交する方向であるＸ方向とＹ方向とに相対的に移動させて、上記複数のツールカセットのうちのいずれかの上記ツールカセットが備える上記ツールにより、上記保持されたワークに作業を行うことを特徴とする作業装置を提供する。
【０００９】
本発明の第２態様によれば、上記夫々のツールカセットを、上記カセット装着部に入れ替え自由に脱着可能である第１態様に記載の作業装置を提供する。
【００１０】
本発明の第３態様によれば、上記夫々のツールカセットは、上記ワークに対して作業可能にその下部に上記ツールを備えるとともに、上記下部以外の部分に、上記カセット装着部への上記脱着可能な取付部を備える第２態様に記載の作業装置を提供する。
【００１１】
本発明の第４態様によれば、上記夫々のツールカセットに備えられ、上記各々のツールの動作を制御可能なツール制御部と、
上記ワーク保持部の上記保持動作、及び上記相対的な移動動作の夫々を制御可能であるとともに、上記夫々のツール制御部による上記ツールの動作制御を選択的に開始させる主制御部とをさらに備える第１態様から第３態様のいずれか１つに記載の作業装置を提供する。
【００１２】
本発明の第５態様によれば、上記夫々のツール制御部は、上記主制御部の制御とは無関係の制御として、上記ツールの動作制御を実施可能である第４態様に記載の作業装置を提供する。
【００１３】
本発明の第６態様によれば、上記夫々のツール制御部は、上記主制御部との間で、上記ツールの動作制御に関する情報の伝達を行なう情報伝達部を備え、上記主制御部より上記情報伝達部を通して入力される上記動作制御の開始の信号に基づいて、上記ツールの動作制御を開始可能であるとともに、上記ツールの動作制御の完了の信号を上記情報伝達部を通して出力可能であり、
上記主制御部は、上記夫々のツールカセットのうちの一の上記ツールカセットの上記ツール制御部からの上記動作制御の完了信号の入力に基づいて、別の一の上記ツールカセットの上記ツール制御部に、上記動作制御の開始の信号の出力を行なう第４態様又は第５態様に記載の作業装置を提供する。
【００１４】
本発明の第７態様によれば、上記主制御部は、上記夫々のツールカセットによる上記ワークに対する作業の順序を決定可能であって、上記決定された順序に基づいて、上記夫々のツール制御部に上記動作制御の開始の信号を順次出力する第４態様から第６態様のいずれか１つに記載の作業装置を提供する。
【００１５】
本発明の第８態様によれば、上記夫々のツールカセットにおける上記ツール制御部は、上記各々が備えるツールの種類の識別情報を上記主制御部に出力可能に保持しており、
上記主制御部は、入力される上記識別情報に基づいて、上記カセット装着部に装備された上記ツールの種類、及び上記カセット装着部における上記ツールカセット配置を認識可能である第４態様から第７態様のいずれか１つに記載の作業装置を提供する。
【００１６】
本発明の第９態様によれば、上記夫々のツールカセットのうちの少なくとも１つのツールカセットは、上記ツールとして、上記ワークに対して加工作業を実施可能な加工装置を備える第１態様から第８態様のいずれか１つに記載の作業装置を提供する。
【００１７】
本発明の第１０態様によれば、上記夫々のツールカセットのうちの少なくとも１つのツールカセットは、上記ツールとして、装填物を装填可能でかつ当該装填物の上記ワークへの付加作業を実施可能な付加装置を備える第１態様から第８態様のいずれか１つに記載の作業装置を提供する。
【００１８】
本発明の第１１態様によれば、上記夫々のツールカセットのうちの少なくとも１つのツールカセットは、上記ツールとして、上記ワーク上に配置された部品の調整を目的として、当該部品の回転移動作業を実施可能な回転移動装置を備える第１態様から第８態様のいずれか１つに記載の作業装置を提供する。
【００１９】
本発明の第１２態様によれば、上記夫々のツールカセットのうちの少なくとも１つのツールカセットは、上記ツールとして、上記ワークの検査作業を実施可能な検査装置を備える第１態様から第８態様のいずれか１つに記載の作業装置を提供する。
【００２０】
本発明の第１３態様によれば、上下方向であるＺ方向に往復移動することにより、ワークに対する工程を実施するツールと、上記ツールの上記往復移動の制御を行なうことで、上記ワークに対する上記工程の制御を行うツール制御部とを備えるツールカセットとして、
互いに異なる２つの上記工程のうちの一方の工程を行なう第１のツールと、上記第１のツールの上記制御を行う第１のツール制御部とを備える第１のツールカセットと、
他方の工程を行なう第２のツールと、上記第２のツールの上記制御を行う第２のツール制御部とを備える第２のツールカセットとを備え、
さらに、上記第１のツールカセットと上記第２のツールカセットとを脱着可能に装備するカセット装着部と、
上記カセット装着部に装備された上記夫々のツールにより上記夫々の工程を実施可能に、かつ、上記ワークを解除可能に保持するワーク保持部と、
上記Ｚ方向に略直交する方向であり、かつ、互いに略直交する方向であるＸ方向とＹ方向とに、上記保持されたワークと上記装備された夫々のツールとを相対的に移動させる相対移動駆動装置と、
上記相対移動駆動装置による上記相対的な移動を制御可能であって、かつ、上記第１のツール制御部及び上記第２のツール制御部のうちのいずれか一方を選択して、当該選択されたツール制御部による上記ツールの制御を開始可能とさせる主制御部とを備えることを特徴とする作業装置を提供する。
【００２１】
本発明の第１４態様によれば、上記ワークは基板であって、上記夫々の工程は上記基板に複数の部品が実装された部品実装基板を生産するときの複数の工程のうちのいずれかの工程であり、
上記第１のツールカセットと上記第２のツールカセットは、上記基板に対して上記複数の工程を行なうための複数の種類の上記ツールカセットの中から選択されたいずれかのツールカセットであって、
上記第１のツールと上記第２のツールとにより、上記夫々の工程が行なわれることにより、上記基板に上記夫々の部品を実装して上記部品実装基板を生産可能である第１３態様に記載の作業装置を提供する。
【００２２】
本発明の第１５態様によれば、上記作業装置は、上記いずれかのツールカセットが選択された残りの上記複数の種類のツールカセットの中の上記いずれかのツールカセットとは別の種類のツールカセットを、上記カセット装着部に装備可能に待機して備え、
上記カセット装着部は、上記選択されたいずれかのツールカセットを、上記待機された上記別の種類のツールカセットと、交換可能に装備する第１４態様に記載の作業装置を提供する。
【００２３】
本発明の第１６態様によれば、上記夫々の工程は、上記部品実装基板を生産するときの連続した複数の工程のうちの互いに連続した工程である第１３態様から第１５態様のいずれか１つに記載の作業装置を提供する。
【００２４】
本発明の第１７態様によれば、上記第１のツールカセットと上記第２のツールカセットは、
上記ツールが、上記基板に上記部品を実装するための接合材を上記基板に供給する接合材供給部であって、上記工程として、接合材供給工程を実施可能な接合材供給工程用のツールカセットと、
上記ツールが上記部品を解除可能に保持する部品保持部材であって、上記工程として、上記保持された部品を上記基板に実装する部品実装工程を実施可能な部品実装工程用のツールカセットである第１３態様から第１６態様のいずれか１つに記載の作業装置を提供する。
【００２５】
本発明の第１８態様によれば、上記カセット装着部は、上記第１のツールカセット及び上記第２のツールカセットとは別に、さらに第３のツールカセットを脱着可能に備え、
上記第３のツールカセットは、上記ツールが、上記接合材供給工程用のツールカセットによる上記接合材の供給状態、あるいは、上記部品実装工程用のツールカセットによる上記部品の実装状態の検査を行なう検査装置であって、上記工程として、検査工程を実施可能な検査工程用のツールカセットである第１７態様に記載の作業装置を提供する。
【００２６】
本発明の第１９態様によれば、上記Ｘ方向及びＹ方向において、上記カセット装着部を固定し、かつ、上記ワーク保持部を移動可能とすることにより、上記カセット装着部と上記ワーク保持部との上記相対的な移動が行なわれる第１態様から第１８態様のいずれか１つに記載の作業装置を提供する。
【００２７】
本発明の第２０態様によれば、上記夫々のツールカセットが、工具を要することなく上記カセット装着部から脱着可能である第１態様から第１９態様のいずれか１つに記載の作業装置を提供する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明を行なうに先立って、本明細書で用いられる用語の定義について記載する。
【００２９】
用語「ワーク」とは、本発明に係る作業装置により作業（若しくは工程）が施される「対象物」のことである。このような対象物としては、機械的な加工が施される部材等も含まれ、さらに、部品の実装のための作業が施される基板等も含まれる。
【００３０】
用語「部品」とは、電子部品、機械部品、光学部品などを含む部品であって、例えば、電子部品としては、チップ部品（抵抗体やコンデンサ等）やＩＣ部品（ベアＩＣチップやＩＣ内蔵部品等）、さらに、電子回路接続型部品（コネクタ部品等）がある。また、これらの部品は、上記ワーク上に配置されたり、上記ワークの一例である上記基板に実装等されるものである。なお、上記機械部品としては、電気的な機能を備えた機械部品（各種スイッチや、音声ボリューム、等）と、単純にネジやナット等のように純粋な機械部品との両者が含まれる。
【００３１】
用語「基板」とは、上述した「ワーク」の一例であるとともに、その内部や表面に電子回路や光電回路等が形成された回路形成体のことであって、樹脂基板、紙−フェノール基板、セラミック基板、ガラス・エポキシ（ガラエポ）基板、フィルム基板などの回路基板、単層基板若しくは多層基板などの回路基板、部品、筐体、又は、フレームなど、回路が形成されている対象物を意味するものである。
【００３２】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に従って説明する。
【００３３】
（第１実施形態）
図１、図２は本発明の第１実施形態に係る作業装置の一例である作業装置１０１の構成を模式的に示す模式斜視図である。
【００３４】
図１に示すように、作業装置１０１は、図示上下方向であるＺ方向に往復移動可能な（すなわち昇降可能な）ツール１を個々に搭載する複数のツールカセット２を、脱着可能に装備するカセット装着部３と、そのカセット装着部３の下方に配設されて、ワーク５を解除可能に保持するワーク保持部４とを備え、カセット装着部３と、ワーク保持部４とを、上記Ｚ方向に略直交する方向であり、かつ、互いに略直交する方向であるＸ方向及びＹ方向に相対的に移動可能な構成となっており、ワーク保持部４が保持するワーク５に夫々のツール１により各種作業を行うというものである。なお、図１及び図２においては、ワーク５が略板状形状を有しており、ワーク５の表面に略直交する方向がＺ方向となっており、上記表面沿いの方向が、Ｘ方向及びＹ方向となっている。
【００３５】
また、図２に示すように、作業装置１０１は、カセット装着部３とワーク保持部４との相対的な移動を行う相対移動駆動装置の一例として、ワーク保持部４を支持するとともに、ワーク保持部４を図示Ｙ方向に進退移動させるＹ方向移動装置１６と、Ｙ方向移動装置１６を支持するとともに、ワーク保持部４及びＹ方向移動装置１６を図示Ｘ方向に進退移動させるＸ方向移動装置１５とを備えている。一方、カセット装着部３は、Ｘ方向及びＹ方向に関して、その位置が固定されているため、カセット装着部３に対するワーク保持部４の図示Ｘ方向及びＹ方向の移動が可能とされている。なお、図１は、図２に示す作業装置１０１の構成の主要部のみをさらに模式的に示したものである。
【００３６】
ツールカセット２は、図３に示すように、略箱型の筐体６に、ツール１及びその駆動の為の駆動手段（若しくは、駆動部、以下同じ）７と制御手段（若しくは、制御部、以下同じ）８、図中には示していない記憶手段（若しくは、記憶部、以下同じ）を収めている。この筐体６は、夫々のツールカセット２において、共通の外形寸法に収まるようになっており、前記カセット装着部３に自由に入れ替えられるようになっている。例えば、図示Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の寸法が、２０ｍｍｘ２５７ｍｍｘ１８２ｍｍとなるように、筐体６は形成されている。ただし、ツールカセット２の中に他より著しく大きさを必要とするものがあった場合、全ての筐体６の外形寸法を共通化しようとすると、筐体６の大半は不必要に大きなものとなってしまうので、必要に応じて筐体６の外形寸法を他の構成物と干渉しない範囲で大きくしたり、ツールカセット２を２台配置する代わりに、ツールカセット２の２台分の外形寸法を持った筐体にするといった変更を行ってもよい。
【００３７】
図３に示すツールカセット２は、筐体６の上面にカセット装着部３への取付部の一例であるスライダー１０を備えており、このスライダー１０は、図４に示すように、カセット装着部３に一定のピッチで設けられた複数のスライダー溝１１のいずれにでも装着することができ、ツールカセット２の位置決めと保持を可能としている。これにより、夫々のツールカセット２は作業内容に応じた最適の配列でカセット装着部３に配置することが可能となる。
【００３８】
図３に示すように、筐体６の側面に設けられたコネクター１２は、ツールカセット２に電源供給と制御信号の授受を行う為のものであり、夫々のツールカセット２の筐体６で共通の場所に、共通の形状で設けられている。これにより、コネクター１２は、ツールカセット２をカセット装着部３に装着した時に、図示しないが、カセット装着部３に前記スライダー溝１１と同様に一定ピッチで設けられた複数のコネクター接続部のいずれにでも接続可能となっている。
【００３９】
以上のように、夫々のツールカセット２の外形形状、装着方法、コネクター接続方法を共通化することにより、夫々のツールカセット２をカセット装着部３に入れ替え自由に脱着することが可能となる。なお、ここでは筐体６の上面と側面に、夫々スライダー１０とコネクター１２を設けているが、ツールカセット２、すなわち筐体６の下面以外であれば特に上記の位置関係を規定するものではない。また、ここでは、ツールカセット２の位置決めと保持の為に、スライダー１０を用いたが、筐体６自身にスライダーの役割を持たせてもよく、また位置決めの為に、新たに位置決めピンを用いてもよい。
【００４０】
ツール１は駆動手段７により、図３に示すＺ方向へ上下され、ワーク５に対して作業を繰り返すようになっている。駆動手段７は、ツール１の種類により、ツール１を単にＺ方向へ上下させるだけでなく、Ｚ方向沿いのその軸心を回転中心として回転させたり、ツール１が機能する為に必要な駆動の全てを行うものである。
【００４１】
ツールカセット２に搭載されたツール１の種類や、動作量、動作タイミング、その補正量といった動作条件は図示しない記憶手段により記憶され、ツール１の切り替え、経時変化、ワーク５との相性等に応じて、適時書き換えられる。前記の記憶手段の持つ情報の伝達、書き換えは前記コネクター１２を通して、作業装置又は書き換え専用の装置によって行う。ここでは、記憶手段としてメモリーのような電気的なものとして記述したが、特にツールカセット２内で記憶手段の情報を授受する必要がなければ、バーコードとバーコードホルダーのような光学的なものを用いてもよい。この場合は、情報の伝達、書き換えは前記コネクター１２を利用できないので、バーコードリーダーと張り替え用のバーコード作成装置が新たに必要となる。また、前記の記憶手段の持つ情報の伝達、書き換え手段としては、上記の他に無線を用いてもよい。
【００４２】
ツールカセット２の制御手段８は、前記の記憶手段の動作条件の情報に基づき、ツール１の駆動手段７を制御するようになっているので、ツール１の動作に関するツールカセット２の外部との制御信号の授受は、ツール１の動作開始、停止に関する最低限のものとすることができる。また、これにより作業装置１０１は、ツールカセット２の種類によって制御信号の種類を別個に用意する必要がなくなり、ツールカセット２のプラットフォームとして、より簡素なものとすることができる。
【００４３】
次に、このような基本構成を有するツールカセット２に関して、その様々な種類について以下に説明する。
【００４４】
図５は、ツール１として、ワーク５に対して、加工作業を実施可能な加工装置を備えるツールカセット２の一例である加工作業用のツールカセット２Ａの模式斜視図である。図５において、ツール１は、例えばリューターであり、駆動手段７によってツール１のその軸心を回転中心とした回転が行われ、そして同図に示すＺ方向を下方に送り出される。ツール１が必要な距離を下降した後、カセット装着部３とワーク保持部４（図示せず）の相対移動（すなわち、図２におけるＸ方向移動装置１５及びＹ方向移動装置１６によるワーク保持部４の移動、以下第１実施形態において同じ）によりワーク５の一定部分を研削加工し、研削加工が完了すれば、再び駆動手段７によってツール１はＺ方向を今度は上方へ引き上げられる。
【００４５】
ツール１が上記加工装置の一例としてドリルであった場合は、ツール１のＺ方向の上下、及び、ツール１の軸心をその回転中心とした回転駆動、即ち穴開けが完了した後に、ワーク５の次に穴開けが必要な場所の上方にツール１が来るように、カセット装着部３とワーク保持部４の相対移動が行われる。
【００４６】
また、ツール１が上記加工装置の一例としてレーザヘッドであった場合は、必要な熱量や加工精度により、ツール１をＺ方向へ上下させるが、加工が完了すればレーザ照射を切ればよいので、ワーク５の上面との干渉の心配がなければ、カセット装着部３とワーク保持部４の相対移動の際にツール１をＺ方向に上下させる必要はない。
【００４７】
図６は、ツール１としてが、ワーク５への装填物１３の付加作業を実施可能な付加装置を備えるツールカセット２の一例である付加作業用のツールカセット２Ｂの模式斜視図である。図６において、ツール１は、例えばディスペンサーであり、装填物１３は例えば接着剤のようなものである。この装填物１３は、付加作業用のツールカセット２Ｂ内に、装填されて、ツール１を通してワーク５の表面に供給可能な状態で収容されおり、駆動手段７によって押圧され、ツール１の先端より吐出される。吐出された装填物１３は、駆動手段７がツール１をＺ方向へ下降させることによってワーク５に付加（供給）され、例えば、この付加される装填物１３によりワーク５の表面に描画のように線を引く場合は、装填物１３は吐出されながらカセット装着部３とワーク保持部４の相対移動によりワーク５上に線状に付加される。当該付加が完了すれば、前記駆動手段７による押圧が止まり、吐出が終了するとともに駆動手段７よってツール１が引上げられる。これが、点状の付加でよい場合は、ツール１が下降している間にカセット装着部３とワーク保持部４の相対移動を行わない。
【００４８】
装填物１３のワーク５への付加状態は、装填物１３自身の物性以外では、ツール１の下降と装填物１３の吐出開始のタイミング、装填物１３の吐出時間、ツール１の下降停留時間、引上げ速度といった諸条件で決まる。これら諸条件は、制御手段８と図示していない記憶手段により制御され、必要に応じた適切な装填物１３のワーク５への付加が行われる。
【００４９】
なお、ここでは装填物１３を接着剤のような流体としたが、ワーク５に付加するものであれば、スティックに入った電子部品や半田ボールといったものや、リールに巻かれたシールのようなものであってもよい。
【００５０】
図７は、ツール１として、ワーク５上に配置された部品の調整を目的として、当該部品のＺ方向を回転中心とする回転移動作業を実施可能な回転移動装置を備えるツールカセット２の一例である回転移動作業用のツールカセット２Ｃの模式斜視図である。図７においてツール１は、例えばドライバーであり、駆動手段７によってツール１が下降され、ワーク５上の半固定抵抗器のような調整つまみを持った被調整体１４に当接される。その後、駆動手段７によりツール１はその軸心を回転中心として適切な量の回転を行い、被調整体１４の上記調整つまみを回転させて、調整が完了すれば、再び元の位置へ引き上げられ、カセット装着部３とワーク保持部４の相対移動により次の被調整体１４の調整可能な位置を確保する。ツール１の下降量や回転量、回転トルクは、制御手段８と図示していない記憶手段により制御され、適切な調整がなされる。
【００５１】
図８は、ツール１として、ワーク５の検査作業を実施可能な検査装置を備えるツールカセット２の一例である検査作業用のツールカセット２Ｄの模式斜視図である。図８において、ツール１は、例えばカメラ及びレンズであり、駆動手段７によって焦点の調整が行われ、ワーク５の外観や他のツールカセット２が行った作業結果等の画像の取込みを行う。取込んだ画像の判定は、制御手段８と図示していない記憶手段により行われ、判定結果はコネクター１２を通して作業装置に伝達されるようになっている。なお、ここでは検査手段として光学的検査について説明したが、ツール１がコンタクトピンのような接触式の導通検査や温度検査でもよい。
【００５２】
以上のように、ツールカセット２及びツール１の種類により手順の違いはあるが、ツール１のＺ方向への上下と、カセット装着部３とワーク保持部４の相対移動によりワーク５へ作業を進めていくという点では共通であり、夫々の作業内容や手順の違いは制御手段８と図示していない記憶手段により対応するので、これらツール１を搭載するツールカセット２は、カセット装着部３に対し、必要に応じて自由に入れ替えが可能である。
【００５３】
なお、夫々のツールカセット２を自動的に交換するカセット自動交換装置（図示しない）を用いて、カセット装着部３に装備されたツールカセット２が交換されるような場合であってもよい。
【００５４】
本第１実施形態の作業装置１０１では、図２に示すように、カセット装着部３とワーク保持部４の相対移動を行う為、ワーク保持部４にＸ方向移動装置１５、Ｙ方向移動装置１６を設けてワーク保持部４を移動させ、カセット装着部３は固定としている。これにより、カセット装着部３により多くのツールカセット２を装着することや、大重量のツールカセット２があったとしても、慣性力を考慮する必要がないので、カセット装着部３の強度確保、カセット装着部３とワーク保持部４とを相対移動させる為の動力確保が容易となる。
【００５５】
また、ツールカセット２が受ける外力は作業時のツール１の反力のみとなるので、この反力さえ考慮しておけばツールカセット２の重量に関わらず、カセット装着部３へのツールカセット２の固定をフックやトグルクランプのような工具を必要としない簡易なものとすることができる。ただし、同時に作業を行いたいツールカセット２の数が少ない場合や、ワーク５が非常に大きくてワーク保持部４を移動させるのが困難な場合は、あえてワーク保持部３を移動させる必要はないので、この限りではない。
【００５６】
（第２実施形態）
なお、本発明は上記第１実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、本発明の第２実施形態に係る作業装置の一例である部品実装基板生産装置２０１の半透過模式斜視図を図９に示す。
【００５７】
図９に示すように、部品実装基板生産装置２０１は、ワークの一例である基板２５に、複数の部品を実装することにより、当該基板２５を部品実装基板としての生産を行う作業装置である。このような部品実装基板生産装置２０１においては、複数の作業、すなわち、複数の工程が基板２５に対して施され、例えば、基板２５の表面に部品を接合するための接合材の供給工程、当該接合材を介在させた部品の接合を行なう部品実装工程、当該部品を接合している接合材を溶融（リフロー）することにより部品を実装するリフロー工程、さらに、夫々の工程における作業結果状態の検査を行なう検査工程等の工程が、連続的かつ選択的に行われることにより、部品実装基板の生産が可能となっている。
【００５８】
次に、この部品実装基板生産装置２０１の構成について説明する。部品実装基板生産装置２０１は、基本的には、上記第１実施形態の作業装置１０１と同様な基本構造を有しており、図９に示すように、複数の種類のツールカセット２を脱着可能に装備するカセット装着部２３と、基板２５を解除可能に保持するワーク保持部の一例である基板保持部２４と、部品実装基板生産装置２０１において、その設置位置が固定されているカセット装着部２３に対して、基板保持部２４を、図示Ｘ方向又はＹ方向に移動させる相対移動駆動装置の一例であるＸＹテーブル２６とを備えている。
【００５９】
また、カセット装着部２３に装備される複数のツールカセット２は、上記第１実施形態において説明した夫々のツールカセット２と基本的には同じ構造を有しており、夫々の下部には、夫々のツールカセット２により行なわれる工程に適した機能を備えるツール１が備えられている。
【００６０】
このようにカセット装着部２３に備えられる夫々のツールカセット２のうちのいくつかの種類のツールカセットについて、図１０（Ａ）に示す模式説明図、及び図１０（Ａ）に示す組み合わせのツールカセット２を備える部品実装基板生産装置２０１にて行なわれる工程を示すフロー図を用いて、この部品実装基板生産装置２０１にて行なわれる工程の内容とともに説明する。
【００６１】
図１０（Ａ）に示すように、カセット装着部２３は、第１のツールカセット、第２のツールカセット、又は、第３のツールカセットの一例であり、接合材供給工程用のツールカセットの一例であるディスペンス工程用ツールカセット２Ｐと、部品実装工程用ツールカセット２Ｑと、リフロー工程用ツールカセット２Ｒと、検査工程用ツールカセット２Ｓとを備えている。なお、上記夫々のツールカセット２（上記２Ｐ、２Ｑ、２Ｒ、及び２Ｓを総称するものとする。以下、同じ）が、部品実装基板を生産するための複数の工程を行なう複数の種類のツールカセット２の中から選択されたツールカセット２の一例ともなっている。
【００６２】
図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ディスペンス工程用ツールカセット２Ｐは、装填物の一例であるクリーム半田等の接合材を供給可能に収容しており、そのツールとして、接合材供給部の一例である接合材供給ノズル１Ｐを備えている。このような接合材供給ノズル１Ｐと基板２５における所定の位置である部品実装位置との位置合わせを、ＸＹテーブル２６により行ない、その後、接合材供給ノズル１Ｐを下降させて、基板２５の表面における上記部品実装位置に接合材を供給し、接合電極１７を形成することにより、ディスペンス工程用ツールカセット２Ｐにおいて、ディスペンス工程が行なわれる。
【００６３】
また、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、部品実装工程用ツールカセット２Ｑは、複数の部品１８（例えば、チップ部品等）を供給可能に収納しており、さらに、その収納されている夫々の部品１８を個別に取り出すとともに、その先端で吸着保持して、基板２５の表面に実装することが可能なツールの一例であり、部品保持部材の一例でもある吸着ノズル１Ｑを備えている。このような吸着ノズル１Ｑと基板２５の上記部品実装位置との位置合わせを、ＸＹテーブル２６により行ない、その後、吸着ノズル１Ｑの先端に、供給された部品１８を吸着保持するとともに、吸着ノズル１Ｑを下降させて、基板２５の表面における上記部品実装位置に、接合電極１７を介して部品１８を実装することにより、部品実装工程用ツールカセット２Ｑにおいて、部品実装工程が行なわれる。なお、このような部品実装工程用ツールカセット２Ｑに関しては、後述においてその構成例を説明するものとする。
【００６４】
また、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、リフロー工程用ツールカセット２Ｒは、部品１８を基板２５に実装している接合電極１７を、加熱溶融可能にレーザを照射するレーザヘッド１Ｒを、ツールの一例として備えている。このようなレーザヘッド１Ｒと基板２５の上記部品実装位置との位置合わせを、ＸＹテーブル２６により行ない、その後、レーザヘッド１Ｒによりレーザを、夫々の接合電極１７に照射して、接合電極１７の加熱溶融を行なって、その後、レーザの照射を停止して冷却固化させることができ、部品１８の実装のためのリフロー工程を行なうことができる。
【００６５】
さらに、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、検査工程用ツールカセット２Ｓは、上述した夫々の工程が基板２５に対して行なわれることにより、基板２５の上記部品実装位置において実装された部品１８の実装状態の検査を行うためのツールの一例として、検査装置の一例でもある撮像ヘッド１Ｓを備えている。このような撮像ヘッド１Ｓと基板２５の上記部品実装位置との位置合わせを、ＸＹテーブル２６により行ない、その後、撮像ヘッド１Ｓにより、部品１８の実装状態の画像を撮像して、当該画像に基づいて部品１８の実装状態の良否等の検査を行なうことにより、検査工程用ツールカセット２Ｓにおいて、検査工程が行なわれる。
【００６６】
なお、夫々のツールカセット２Ｐ、２Ｑ、２Ｒ、及び２Ｓに備えられる夫々のツール１Ｐ、１Ｑ、１Ｒ、及び１Ｓが、第１のツール、又は第２のツールの一例となっている。
【００６７】
次に、このようなカセット装着部２３に装備される主要な上記４種類のツールカセット２Ｐ、２Ｑ、２Ｒ，及び２Ｓの夫々に備えられるツール制御部（第１又は第２のツール制御部）と、部品実装基板生産装置２０１に備えられる主制御部との構成的な関係について、図１１の制御ブロック図を用いて説明する。なお、図１１においては、説明の理解を容易とするために、夫々の制御部が備える主要な構成部分のみを表示している。
【００６８】
図１１に示すように、部品実装基板生産装置２０１は、当該装置において行なわれる夫々の工程の統括的な制御を行う主制御部３０を備えている。また、夫々のパーツカセット２は、夫々の動作制御を個別に行なうツール制御部を備えており、ディスペンス工程用ツールカセット２Ｐは、ディスペンス用ツール制御部４０を、部品実装工程用ツールカセット２Ｑは、部品実装用ツール制御部５０を、リフロー工程用ツールカセット２Ｒは、リフロー用ツール制御部６０を、さらに、検査工程用ツールカセット２Ｓは、検査用ツール制御部７０を備えている。なお、上記夫々のツール制御部が、第１のツール制御部又は第２のツール制御部の一例となっている。
【００６９】
図１１に示すように、主制御部３０は、部品実装基板生産装置２０１の外部より主制御部３０に入力される部品実装のためのＮＣデータ等の実装データに基づいて、夫々のツール制御部を統括的に制御する制御部の一例である主ＣＰＵ３１と、上記実装データ等のデータを取り出し可能に記憶する記憶部の一例であるメモリ部３２と、夫々のツール制御部との間で、情報の受渡し（入出力）を行なう入出力部３３と、さらに、ＸＹテーブル２６の移動動作及び基板保持部２４による基板２５の保持／保持解除動作の制御を行うＸＹ移動用ドライバ３４とを備えている。また、主制御部３０においては、メモリ部３２、入出力部３３、及びＸＹ移動用ドライバ３４の夫々が互いに関係付けられながら、主ＣＰＵにより統括的に制御されており、例えば、メモリ部３２に記憶されている情報が、主ＣＰＵ３１により取り出されて、必要な情報形式に変換されるとともに、入出力部３３を通して、夫々のツール制御部４０、５０、６０、又は７０に出力することが可能となっている。
【００７０】
一方、図１１に示すように、ディスペンス用ツール制御部４０は、主制御部３０との間で情報の受渡し（入出力）を行なう情報伝達部の一例である入出力部４３と、接合材供給工程を行なうためのツールとして備えられている接合材供給ノズル１Ｐの動作制御データや、ディスペンス工程用ツールカセット２Ｐにて上記接合材供給工程を行なえることを識別させるための識別情報（例えば、ツールとして接合材供給ノズル１Ｐが備えられていることを識別可能な情報）を取り出し可能に記憶する記憶部の一例であるメモリ部４２と、メモリ部４２に記憶された制御データに基づいて、接合材供給ノズル１Ｐの動作や当該動作に関係するディスペンス用ツールカセット２Ｐの動作の制御を行うディスペンス用ドライバ４４とを備えている。
【００７１】
さらに、ディスペンス用ツール制御部４０は、メモリ部４２、入出力部４３、及びディスペンス用ドライバ４４の夫々を互いに関係付けながら統括的な制御を行なう制御部の一例であるＣＰＵ４１を備えている。このＣＰＵ４１は、例えば、主制御部３０の入出力部３３からディスペンス用ツール制御部４０の入出力部４３に入力される制御動作の開始の信号に基づいて、メモリ部４２から上記制御データを取り出すとともに、当該制御データに基づいてディスペンス用ドライバ４４に上記制御動作を行わせるというような統括的な制御を行うことができる。また、ＣＰＵ４１は、ディスペンス用ドライバ４４による上記制御動作が完了した場合には、入出力部４３を通して主制御部３０に制御動作の完了の信号を出力することでもって、主制御部３０に上記制御が完了したことを認識させることが可能となっている。従って、ディスペンス用ツール制御部４０においては、主制御部３０からの上記動作制御の開始の信号（あるいは、動作制御の停止の信号であってもよい）の入力等、ディスペンス用ツール制御部４０におけるディスペンス用ツールカセット２Ｐの動作の制御に、間接的には関係するものの直接的には関係しない上記信号の入力等を除いては、主制御部３０の制御とは無関係の制御として、ディスペンス用ドライバ４４による上記動作制御を行なうことが可能となっている。
【００７２】
また、図１１に示す部品実装用ツール制御部５０、リフロー用ツール制御部６０、及び、検査用ツール制御部７０についても、ディスペンス用ツール制御部４０と同様な構成を有している。
【００７３】
具体的には、部品実装用ツール制御部５０は、ＣＰＵ５１と、メモリ部５２と、入出力部５３と、実装用ドライバ５４とを備え、部品実装工程を制御可能に構成されている。また、リフロー用ツール制御部６０は、ＣＰＵ６１と、メモリ部６２と、入出力部６３と、リフロー用ドライバ６４とを備え、リフロー工程を制御可能に構成されている。また、検査用ツール制御部７０は、ＣＰＵ７１と、メモリ部７２と、入出力部７３と、検査用ドライバ７４とを備え、検査用工程を制御可能に構成されている。
【００７４】
なお、図１１に示すように、主制御部３０と、夫々のツール制御部４０、５０、６０、及び７０とは、例えば、図３に示すコネクター１２を介して有線で互いに接続されているが、このような場合に代えて、無線で互いに接続されるような場合であってもよい。
【００７５】
次に、このような部品実装基板生産装置２０１において、基板保持部２４に供給されて保持された基板２５に対して、上記夫々の工程を施し、部品実装基板を生産する場合における制御動作の手順を、図１２に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００７６】
まず、図１２に示すように、ステップＳ１において、カセット装着部２３に装備されている複数のツールカセット２の種類が、主制御部３０により認識される。具体的には、夫々のツール制御部４０、５０、６０、及び７０における夫々のメモリ部４２、５２、６２、及び７２に記憶されて保持されている上記ツールカセット２の種類（あるいはツール１の種類）の識別情報が、主制御部３０に入力されることにより、主制御部３０にて、上記識別情報に基づいて、どの種類のツールカセット２が、カセット装着部２３にどのような配置にて配列されているかが認識される。当該認識結果は、例えば、主制御部３０のメモリ部３２に取り出し可能に記憶される。
【００７７】
次に、図１２のステップＳ２において、夫々のツールカセット２の動作により行なわれる夫々の工程の作業順序が主制御部３０にて決定される。具体的には、主制御部３０のメモリ部３２に予め入力されて取り出し可能に記憶されている実装データ等が、主ＣＰＵ３１により取り出されるとともに、先の認識結果と照合されることでもって、上記順序の決定が行なわれる。決定された順序はメモリ部３２に記憶される。
【００７８】
次に、図１２のステップＳ３において、上記ステップＳ２にて決定された順序に基づいて、１番目のツールカセット２として、例えば、ディスペンス工程用ツールカセット２Ｐが選択される。その後、ステップＳ４において、主制御部３０の入出力部３３から、ディスペンス工程用ツールカセット２Ｐに対する工程（作業）の開始信号が出力されて、当該開始信号がディスペンス用ツール制御部４０に入出力部４３を介して入力される。
【００７９】
なお、主制御部３０によるツールカセット２の選択後、主制御部３０により、ＸＹテーブル２６による基板２５の移動制御が行なわれて、上記選択されたツールカセット２のツール１と、基板２５における作業位置である部品実装位置との、相対的な位置合わせが行なわれる。従って、ステップＳ４における工程の開始信号の出力は、この位置合わせが完了した後、あるいは、略完了したに等しい状態とされた後に行なわれる。
【００８０】
当該開始信号の入力を受けたディスペンス用ツール制御部４０においては、接合材供給ノズル１Ｐの動作制御が開始されて、基板２５の上記部品実装位置への接合材の供給が行なわれ、接合電極１７が形成される（ステップＳ５）。なお、このような選択されたツールカセット２による工程の実施の際において、例えば、ツール１と基板２５との相対的に移動が必要な場合にあっては、主制御部３０とツール制御部との間にて、信号の受渡しが行われて、主制御部により、ＸＹテーブル２６による基板２５の移動制御が行なわれる。
【００８１】
その後、接合電極１７の形成動作が完了して、ディスペンス工程が完了すると、ディスペンス用ツール制御部４０より主制御部３０に、作業（工程）完了信号が出力される（ステップＳ６）。
【００８２】
上記作業完了信号を受けた主制御部３０においては、基板２５に対するディスペンス工程が完了したことを認識するとともに、メモリ部３２に記憶されている上記作業順序決定データが主ＣＰＵ３１により取り出されて、次の作業（工程）の有無、すなわち、次に選択すべきツールカセット２があるかどうかが確認される（ステップＳ７）。
【００８３】
次に選択すべきツールカセット２がある場合には、ステップＳ８において、そのツールカセット２、例えば、部品実装工程用ツールカセット２Ｑが選択される。その後、選択されたツールカセット２と主制御部３０との間で、上記ステップＳ４からＳ７までの作業か繰り返して行なわれる。例えば、部品実装工程用ツールカセット２Ｑが選択された場合には、部品実装用ツール制御部５０により基板２５に対して部品実装工程が行なわれる。その後、リフロー工程用ツールカセット２Ｒが選択されて、リフロー用ツール制御部６０により基板２５に対してリフロー工程が行なわれる。さらにその後、検査工程用ツールカセット２Ｓが選択されて、検査用ツール制御部７０により基板２５に対して検査工程が行なわれる。なお、ステップＳ７において行なわれる次のツールカセット２の選択の判断、及びステップＳ８において行なわれる次のツールカセット２の選択の夫々においては、１度選択されたツールカセット２もその選択の対象とされて、上記１度選択されたツールカセット２が再び選択されるような場合であってもよい。同じツールカセット２により繰り返し同じ工程を行なう場合もあるからである。
【００８４】
一方（あるいはその後）、ステップＳ７において、次に選択すべきツールカセット２がないと判断された場合には、部品実装基板生産装置２０１における夫々の工程が終了したものと判断されて終了する。
【００８５】
次に、部品実装基板生産装置２０１へのツールカセット２の装備例について、いくつかの実施例を挙げて説明する。
【００８６】
まず、当該装備例にかかる第１の実施例を図１３（Ａ）の模式説明図、及び図１３（Ａ）に示すツールカセット２の組み合わせを有する部品実装基板生産装置２０１において行なわれる工程のフロー図を図１３（Ｂ）に示す。図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、部品実装基板生産装置２０１には、ディスペンス工程用ツールカセット２Ｐと、２台の部品実装工程用ツールカセット２Ｑと、検査工程用ツールカセット２Ｓとの合計４台のツールカセット２が装備されている。
【００８７】
このような場合にあっては、ディスペンス工程用ツールカセット２Ｐにより、基板２５における夫々の部品実装位置に接合電極１７を形成した後、２台の部品実装工程用ツールカセット２Ｑにより、順次、部品１８と、部品１８とは別の種類の部品１９を、接合電極１７を介して基板２５に実装して、さらにその後、検査工程用ツールカセット２Ｓにより、基板２５における部品１８及び部品１９の実装状態の検査を行なうことができる。従って、基板２５に複数の種類の部品を実装するような場合に、夫々の実装される部品の種類に応じた部品実装工程を行ない得る部品実装工程用ツールカセット２Ｑを、必要な数量だけ装備させることで、当該部品実装に対応することができ、様々な形態の部品実装に対応することができる。
【００８８】
なお、本第１の実施例の部品実装基板生産装置２０１においては、図１０（Ａ）に示す部品実装基板装置２０１が装備して備えるリフロー工程用ツールカセット２Ｒを取り外して、この取り外されたツールカセット２とは別の種類のツールカセット２である部品実装工程用ツールカセット２Ｑを装備させることにより、上述のような夫々のツールカセット２の装備構成を実現することができる。すなわち、図１０（Ａ）に示す部品実装基板生産装置２０１が、既に装備されている夫々のツールカセット２と別の種類（同じ種類であってもよい）のツールカセット２を交換装備可能に待機させて備えていることにより、上述のような交換装備を行なうことができ、生産される部品実装基板の機種切替え等に柔軟に対応することができる。
【００８９】
次に、第２の実施例を図１４（Ａ）の模式説明図、及び図１４（Ａ）に示すツールカセット２の組み合わせを有する部品実装基板生産装置２０１において行なわれる工程のフロー図を図１４（Ｂ）に示す。図１４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、部品実装基板生産装置２０１には、ディスペンス工程用ツールカセット２Ｐと、部品実装工程用ツールカセット２Ｑと、検査工程用ツールカセット２Ｓとの合計３台のツールカセット２が装備されている。
【００９０】
このような場合にあっては、ディスペンス工程用ツールカセット２Ｐにより、基板２５における夫々の部品実装位置に接合電極１７を形成した後、部品実装工程用ツールカセット２Ｑにより、部品１８を接合電極１７を介して基板２５に実装して、さらにその後、接合電極１７をリフローさせることなく、検査工程用ツールカセット２Ｓにより、基板２５における部品１８のリフロー前の実装状態の検査を行なうことができる。
【００９１】
また、第３の実施例を図１５（Ａ）の模式説明図、及び図１５（Ａ）に示すツールカセット２の組み合わせを有する部品実装基板生産装置２０１において行なわれる工程のフロー図を図１５（Ｂ）に示す。図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、部品実装基板生産装置２０１には、ディスペンス工程用ツールカセット２Ｐと、部品実装工程用ツールカセット２Ｑと、検査工程用ツールカセット２Ｓとの合計３台のツールカセット２が装備されている。
【００９２】
このような場合にあっては、ディスペンス工程用ツールカセット２Ｐにより、基板２５における夫々の部品実装位置に接合電極１７を形成した後、部品１９の実装を行なう前に、検査工程用ツールカセット２Ｓにより、基板２５における接合電極１７の形成状態の検査を行うことができる。さらにその後、当該検査が行われた接合電極１７を介しての部品１９の実装を、部品実装工程用ツールカセット２Ｑにより行なうことができる。すなわち、検査工程用ツールカセット２Ｓを、部品１９の実装状態の検査用として用いるだけでなく、接合電極１７の形成状態の検査等、様々な検査に対しても用いることができる。
【００９３】
次に、部品実装基板生産装置２０１において、装備された複数種類のツールカセット２により、夫々の工程（作業）が成される場合におけるその作業時間の短縮化を図る手法について説明する。
【００９４】
例えば、図１６（Ａ）の模式説明図に示すように、部品実装基板生産装置２０１が、ディスペンス工程用ツールカセット２Ｐと、２台の部品実装工程用ツールカセット２Ｑと、リフロー工程用ツールカセット２Ｒと、検査工程用ツールカセット２Ｓとの合計５台のツールカセット２を装備して、これらのツールカセット２により夫々の工程が順次実施される場合を例として説明する。また、図１６（Ａ）に示すように、ディスペンス工程用ツールカセット２Ｐにより実施されるディスペンス工程に要する時間を１２秒とし、夫々の部品実装工程用ツールカセット２Ｑにより実施される部品実装工程に要する時間を、夫々４秒とし、リフロー工程用ツールカセット２Ｒにより実施されるリフロー工程に要する時間を１０秒とし、検査工程用ツールカセット２Ｓにより実施される検査工程に要する時間を２秒とする。すると、図１６（Ａ）における部品実装基板生産装置２０１にて、夫々の工程を実施して、部品実装基板を生産するのに要する合計の作業時間は、夫々の工程に要する作業時間の合計となって、３２秒となる。
【００９５】
一方、図１６（Ｂ）に示すように、夫々のツールカセット２を２台の部品実装基板生産装置２０１及び２０２に分けて装備させた場合について考える。部品実装基板生産装置２０１に、ディスペンス工程用ツールカセット２Ｐと、２台の部品実装工程用ツールカセット２Ｑとを装備させ、部品実装基板生産装置２０２に、リフロー工程用ツールカセット２Ｒと検査工程用ツールカセット２Ｓとを装備させる。さらに、夫々の部品実装基板生産装置２０１と２０２との間に基板の搬送を行う基板搬送装置２０３を備えさせて、部品実装基板生産装置２０１にて夫々の工程が施された後、基板搬送装置２０３により基板が部品実装基板生産装置２０２に搬送されて、部品実装基板生産装置２０２にて夫々の工程が施されることとなる。なお、この部品実装基板生産装置２０２における夫々の工程の実施の際に、部品実装基板生産装置２０１においては、新たな次の基板が供給されて、上記夫々の工程が行なわれることとなる。
【００９６】
このような場合にあっては、部品実装基板生産装置２０１においては、合計２０秒の作業時間を要し、部品実装基板生産装置２０２においては、合計１２秒の作業時間を要することとなるが、両装置にて並行して上記夫々の工程が実施されることから、１枚の部品実装基板を生産するのに要する作業時間は、部品実装基板生産装置２０１の作業時間に制約されて、合計２０秒とすることができる。従って、図１６（Ａ）のように、１台の部品実装基板生産装置２０１で全ての工程を実施する場合に比べて、作業時間の短縮化を図り、効率的な生産を行ない得る。ただし、このように２台の部品実装基板生産装置２０１及び２０２に、夫々のツールカセット２を分けて装備させるような場合にあっては、少なくとも、１台の部品実装基板生産装置に装備される夫々のツールカセット２は、連続して行なわれる工程を行ない得るものでなければならないことは言うまでもない。
【００９７】
さらに、図１６（Ｃ）に示すように、２台の部品実装基板生産装置２０１及び２０２における夫々のツールカセット２の装備区分を工夫し、部品実装基板生産装置２０１に、ディスペンス工程用ツールカセット２Ｐと、１台の部品実装工程用ツールカセット２Ｑとを装備させ、部品実装基板生産装置２０２に、もう１台の部品実装工程用ツールカセット２Ｑと、リフロー工程用ツールカセット２Ｒと、検査工程用ツールカセット２Ｓとを装備させるような場合であってもよい。
【００９８】
このような場合にあっては、部品実装基板生産装置２０１における合計の作業時間が１６秒となり、部品実装基板生産装置２０２における合計の作業時間が１６秒となることより、１枚の部品実装基板の生産に要する作業時間を１６秒とさらに短縮して、効率的な生産を行うことができる。
【００９９】
次に、上述した部品実装工程用パーツカセット２Ｑの構造例について、図１７に示す斜視図を用いて説明する。
【０１００】
図１７に示すように、部品実装工程用パーツカセット２Ｑは、チップ部品等の部品１８を、多数収納する部品ケース８１を備えている。部品ケース８１内に収納されているばら状態の部品１８は、図示しない通路を通って部品整列部８４に、その自重によって流れ込むように構成されている。部品整列部８４に設けられた磁石（図示せず）と、部品整列部８４の回転運動によって、図示矢印の方向へ搬送された部品１８は、整列したものから順に搬送通路８５へと送り出され、自重と真空力によって搬送通路８５の終端に位置する位置決め部８６へ搬送されて位置決めされる。
【０１０１】
部品１８の位置決め部８６への到達の確認は、位置決め部８６の近傍に設けられた図示しない光電センサによって行なわれる。当該到達が確認された部品１８は、位置決め部８６を通過するように昇降可能に設けられた吸着ノズル１Ｑによって吸着保持され、吸着ノズル１Ｑとともに下降されて、その下方に位置する基板２５における部品実装位置に実装されるようになっている。
【０１０２】
このような構造及び機能を有する部品実装工程用ツールカセット２Ｑにおいては、ばら状態の部品１８の整列搬送から基板２５への実装まで、部品１８の受け渡しを円滑に行なうことができ、また、ツールカセットというコンパクトな装置で行なうことができる。
【０１０３】
さらに、部品実装工程用パーツカセット２Ｑの別の構造例として、部品供給工程用パーツカセット９０の斜視図を図１８に示す。
【０１０４】
図１８に示すように、部品供給工程用パーツカセット９０は、上述のばら状態の部品ではなく、キャリアテープ９１に収納されたいわゆるテープ状部品の供給を行なうことが可能となっている。部品供給工程用パーツカセット９０は、キャリアテープ９１を巻き回して収納するリール９３を着脱可能かつ回転可能に装備するリール取付部９２と、キャリアテープ９１を位置決め部９５にまで搬送する搬送用ローラ９４とを備えている。搬送用ローラ９４により搬送されたキャリアテープ９１は、カバーテープが剥離されること等により、夫々の部品１８が露出された状態で位置決め部９５に搬送される。なお、位置決め部９５にて吸着ノズル９６により部品１８が吸着保持されて、基板２５に実装される動作については、部品実装工程用パーツカセット２Ｑと同様である。
【０１０５】
上記第２実施形態によれば、本発明にかかるワークに対してツールにより作業を施すという作業装置を、基板２５に対して、吸着ノズル１Ｑ等のツールにより、複数の部品１８を実装して部品実装基板を生産する部品実装基板生産装置２０１に適用することができる。
【０１０６】
特に、部品実装基板の生産においては、１枚の基板２５に対して、順次、複数の種類の工程が連続的に施されることにより、基板２５から部品実装基板が生産されるという特徴を利用して、夫々の工程を行ない得るツールカセット２をカセット装着部２３に装備させることにより、順次、各々のツールカセット２により夫々の工程を基板２５に対して施し、部品実装基板の生産を可能としている。
【０１０７】
また、各々のツールカセット２には、その工程を制御するツール制御部４０等が備えられ、夫々のツール制御部４０等と、部品実装基板生産装置１０１の統括的な制御を行なう主制御部３０との間で、情報の受渡しを可能としていることにより、制御的な側面から、夫々のツールカセット２の交換装備を可能としている。
【０１０８】
また、併せて、様々なツールカセット２が選択的に装備可能とされているにも拘らず、その工程に必要な動作制御は、各々のツール制御部４０等にて実施可能であるため、主制御部３０の構成及び機能をより簡単なものとすることができる。さらに、このようにすることで、主制御部３０と夫々のツール制御部４０等との間で受け渡される情報（信号等）を、夫々の工程の開始の信号あるいは完了の信号等とすることができる。従って、様々な工程を選択的に実施可能でありながら、主制御部３０と夫々のツール制御部４０等との間で受渡しが行なわれる信号量を低減させて、制御的に簡単な構成とすることができる。
【０１０９】
また、部品実装基板生産装置２０１において、部品実装基板を生産するための複数の工程を行うことができるディスペンス工程用ツールカセット２Ｐ、部品実装工程用ツールカセット２Ｑ、リフロー工程用ツールカセット２Ｒ、及び検査工程用ツールカセット２Ｓの全てを、あるいは、その一部を選択的に装備させて、生産される部品実装基板の種類等に応じて、選択的にかつ適切な順序で、夫々のツールカセット２Ｐ、２Ｑ、２Ｒ、２Ｓを動作させていくことにより、上記部品実装基板の種類に応じた工程を、順次実施することが可能となる。従って、より多様化された種類の部品実装基板の生産にも柔軟（フレキシブル）にかつ適切に対処することができ、効率的な生産を行うことが可能となる。
【０１１０】
また、装備させるパーツカセット２の交換や追加装備を容易に行なうことができるため、生産される部品実装基板の機種切替え等にも迅速かつ容易に対応することができる。
【０１１１】
また、部品実装基板生産装置２０１においては、基板２５に対して複数の工程が実施されるにも拘らず、当該複数の工程を施すための基板２５の搬送を不要とすることができるため、生産効率を向上させることができる。
【０１１２】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、夫々の有する効果を奏するようにすることができる。
【０１１３】
【発明の効果】
本発明の上記第１態様によれば、作業装置において、カセット装着部に複数のツールカセットが装備されており、ワークを保持するワーク保持部と上記カセット装着部との相対的な移動、すなわち、上記複数のツールカセットにおける夫々のツールと上記ワークとの相対的な移動が可能とされていることにより、上記夫々のツールにより上記ワークに対し複数の作業をその内容に応じて、柔軟に（フレキシブル）にかつ容易に行なうことができる。さらに、このような構成とすることで、複数の作業を行なうことが可能でありながらも、上記作業装置をコンパクトなものとすることができ、省スペース化を図ることができる。
【０１１４】
また、上記作業装置においては、上記ワークに対して複数の作業が行なわれるのも拘らず、これらの上記作業を施すための上記ワークの搬送を不要とすることができるため、作業効率を向上させることができる。
【０１１５】
本発明の上記第２態様によれば、上記夫々のツールカセットを上記カセット装着部に入れ替え自由に脱着可能であることにより、上記ワークの種類に応じて、上記パーツカセットを選択し、当該作業内容に最も効率のよい配列で上記選択された夫々のパーツカセットを装備させて、上記ワークに対する作業を行なうことができる。
【０１１６】
本発明の上記第３態様によれば、上記ツールカセットの下方に配置される上記ワークに対して、効率的に作業を施すことができる位置である上記ツールカセットの下部を、上記ツールの装備位置とし、当該下部以外の部分で、上記パーツカセットを上記カセット装着部に取り付けるという構成を採用することにより、上記ツールと上記カセット装着部への取付部との干渉を防止することができる。
【０１１７】
また、上記ワーク上面のクリアランスを上記ツールカセットの下面のみで決定することができるので、上記ワーク上面に凸部が存在しても、そのようなワークに適したツールカセットを用意すれば、干渉の心配をなくすことができる。
【０１１８】
本発明の上記第４態様によれば、上記各々のツールの動作を制御可能なツール制御部が、上記夫々のツールカセットに備えられ、上記相対的な移動動作を制御可能であるとともに、上記夫々のツール制御部による上記ツールの制御動作を選択的に開始させる主制御部が、作業装置側に備えられていることにより、上記主制御部を、上記ワークに対する夫々の作業内容の種類に拘りなく、共通な制御である上記相対的な移動の制御に限り、さらに、上記夫々の作業内容の種類により異なる上記ツールの動作制御を上記ツールカセットに備えられた上記ツール制御部により行う構成とすることができる。従って、上記ワークに対する作業の種類に応じて、機械的な構成である上記ツールと、制御的な構成である上記ツールカセットとを、上記ツールカセットの交換装備により、選択的に装備させることができる。よって、様々な作業内容に対しても、柔軟にかつ容易に対応することができる。また、上記主制御部は、上記ツール制御部の制御に関しては、動作の開始の支持機能を備えさせているだけであることにより、上記主制御部の構成を簡単なものとすることができる。
【０１１９】
本発明の上記第５態様によれば、上記夫々のツール制御部は、上記主制御部の制御とは無関係の制御として、上記ツールの動作制御を行うことができることより、様々な構造や機能を有する上記ツールの動作制御に容易に対応することができ、上記ワークに対して実施する作業内容の自由度を向上させることができる。
【０１２０】
本発明の上記第６態様によれば、上記夫々のツール制御部が情報伝達部を備えることにより、上記主制御部より出力される上記動作制御の開始信号を上記情報伝達部を通して入力し、当該開始信号に基づいて、上記ツールの動作制御を開始可能であるとともに、上記ツールの動作制御の完了信号を上記情報伝達部を通して上記主制御部に出力し、上記主制御部にて当該完了信号に基づいて、別のツールカセットの上記ツール制御部に、上記開始信号の出力を行うことができる。これにより、上記主制御部と上記夫々のツール制御部との間で受渡しが行なわれる信号を、上記開始信号や上記完了信号というように、情報伝達量を低減させることを可能としながら、上記夫々の態様による効果を得ることができる。
【０１２１】
本発明の上記第７態様によれば、上記主制御部が、上記夫々のツールカセットによる上記ワークに対する作業の順序を決定可能であり、当該決定された順序に基づいて上記夫々のツール制御部に上記動作制御の開始信号を順次出力することにより、上記夫々のツールカセットによる上記ワークへの作業を順次実施していくことを可能とすることができる。
【０１２２】
本発明の上記第８態様によれば、上記夫々のツール制御部が、各々が備える上記ツールの種類の識別信号を上記主制御部に出力可能であることにより、上記主制御部にて確実に、上記夫々のツールの種類、及び上記夫々のツールカセットの配置を認識することができ、上記夫々の作業を適切に上記ワークに対して実施することができる。また、このようにすることで、行なわれる作業に適した上記ツールが装備されているかどうかの確認を容易にすることができるとともに、上記主制御部があらゆる種類の上記ツールに関する情報を保持しておく必要を無くすことができ、取り扱い性を良好なものとすることができる。
【０１２３】
本発明の上記第９態様によれば、上記ワークに対する、穴開けや切断、溶融といった加工作業を行うことができる。
【０１２４】
本発明の上記第１０態様によれば、上記ワークに対する、接着剤の塗布や部品の装着（実装）、挿入、印字といった装填物の付加作業を行なうことができる。
【０１２５】
本発明の上記第１１態様によれば、上記ワークに対する、配置された部品の調整を目的としたネジ締め、ボリューム調整といった当該部品の回転移動作業を行なうことができる。
【０１２６】
本発明の上記第１２態様によれば、上記ワークに対する、画像認識、接触テストといった検査作業を行なうことができる。
【０１２７】
本発明の上記第１３態様によれば、互いに異なる工程を行なう第１のツールカセットと第２のツールカセットとを備え、上記第１のツールカセットが備える第１のツール制御部と、上記第２のツールカセットが備える第２のツール制御部とのいずれかの上記ツール制御部を、主制御部が選択してその動作制御を開始可能とさせることにより、上記夫々のツールカセットが備える夫々のツールにより、上記ワークに対し夫々の工程をその内容に応じて、柔軟に（フレキシブル）にかつ容易に行なうことができる。さらに、このような構成とすることで、複数の工程を行なうことが可能でありながらも、上記作業装置をコンパクトなものとすることができ、省スペース化を図ることができる。
【０１２８】
本発明の上記第１４態様によれば、上記夫々の工程が、部品実装基板が生産されるときの複数の工程のうちのいずれかの工程であって、上記第１のツールカセット及び上記第２のツールカセットにより上記いずれかの工程が実施可能とされていることにより、１枚の基板に対して、順次、複数の種類の工程が施されることにより、上記基板から部品実装基板が生産されるという部品実装における特徴を利用して、上記各々のツールカセットにより夫々の工程を上記基板に対して施し、部品実装基板の生産を可能とすることができる。
【０１２９】
本発明の上記第１５態様によれば、上記選択されたいずれかのツールカセットと別の種類のツールカセットを、上記カセット装着部に装備可能に待機して備えることにより、上記生産される基板の種類あるいは上記施される工程の内容に応じて、適切なツールカセットを上記別の種類のツールカセットの中より選択して交換装備させることができる。従って、より多様な種類の部品実装基板の生産に柔軟にかつ容易に対応することができる作業装置を提供することができる。
【０１３０】
本発明の上記第１６態様によれば、特に、上記選択される夫々のツールカセットにより行なわれる工程が、上記部品実装基板の生産における工程のうちの連続した工程であることにより、上記夫々の態様による効果を顕著なものとすることができる。
【０１３１】
本発明の上記第１７態様又は上記第１８態様によれば、上記選択される夫々のツールカセットが、接合材供給工程用のツールカセット、又は部品実装工程用のツールカセットであること、さらに、検査工程用のツールカセットをも併せて装備されることにより、上記部品実装基板の生産を有効に行なうことができる。
【０１３２】
本発明の上記第１９態様によれば、上記カセット装着部を固定して、上記ワーク保持部を移動させるため、動力を気にすることなく、上記カセット装着部に上記ツールカセットを多数装備させることができたり、大重量の上記ツールカセットを装備させたりすることができる。従って、より様々な工程を行なうことができる上記ツールカセットを装備して、様々な機種の部品実装基板の生産に対応することができる。
【０１３３】
本発明の上記第２０態様によれば、工具を要することなく、上記カセット装着部への上記ツールカセットの脱着を行なうことができるため、上記ツールカセットの交換等のための脱着を、容易かつ短時間で行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態にかかる作業装置の斜視図である。
【図２】 上記第１実施形態の作業の斜視図である。
【図３】 図１の作業装置に装備されるツールカセットの斜視図である。
【図４】 図１の作業装置のカセット装着部の要部拡大図である。
【図５】 ツールが加工装置であるツールカセットの斜視図である。
【図６】 ツールが装填物の付加装置であるツールカセットの斜視図である。
【図７】 ツールが回転移動装置であるツールカセットの斜視図である。
【図８】 ツールが検査装置であるツールカセットの斜視図である。
【図９】 本発明の第２実施形態にかかる部品実装基板生産装置の半透過斜視図である。
【図１０】 （Ａ）は、上記第２実施形態の部品実装基板生産装置が備えるツールカセットを模式的に示す模式説明図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す組み合わせのツールカセットにより行なわれる工程のフロー図である。
【図１１】 上記部品実装基板生産装置における制御構成を示す制御ブロック図である。
【図１２】 上記部品実装基板生産装置における制御動作の手順を示すフローチャートである。
【図１３】 （Ａ）は、上記部品実装基板生産装置におけるツールカセットの装備パターンの一例（第１の実施例）を示す模式説明図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す組み合わせのツールカセットにより行なわれる工程のフロー図である。
【図１４】 （Ａ）は、上記装備パターンの別の例（第２の実施例）を示す模式説明図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す組み合わせのツールカセットにより行なわれる工程のフロー図である。
【図１５】 （Ａ）は、上記装備パターンのさらに別の例（第３の実施例）を示す模式説明図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す組み合わせのツールカセットにより行なわれる工程のフロー図である。
【図１６】 上記部品実装基板生産装置における作業時間を説明するための模式説明図であり、（Ａ）は１台の装置にツールカセットを装備させた場合を示し、（Ｂ）は２台の装置に分割してツールカセットを装備させた場合を示し、（Ｃ）は２台の装置に装備させた場合のさらに別の例である。
【図１７】 部品実装工程用ツールカセットの斜視図である。
【図１８】 別の例にかかる部品実装工程用ツールカセットの斜視図である。
【符号の説明】
１…ツール、１Ｐ…接合材供給ノズル、１Ｑ…吸着ノズル、１Ｒ…レーザヘッド、１Ｓ…撮像ヘッド、２…ツールカセット、２Ｐ…ディスペンス工程用ツールカセット、２Ｑ…部品実装工程用ツールカセット、２Ｒ…リフロー工程用ツールカセット、２Ｓ…検査工程用ツールカセット、３…カセット装着部、４…ワーク保持部、５…ワーク、６…筐体、７…駆動手段、８…制御手段、１０…スライダー、１１…スライダー溝、１２…コネクター、１３…装填物、１４…被調整体、１５…Ｘ方向移動装置、１６…Ｙ方向移動装置、１７…接合電極、１８…部品、１９…部品、２３…カセット装着部、２４…基板保持部、２５…基板、２６…ＸＹテーブル、３０…主制御部、３１…主ＣＰＵ、３２…メモリ部、３３…入出力部、３４…ＸＹ移動用ドライバ、４０…ディスペンス工程用ツール制御部、４１…ＣＰＵ、４２…メモリ部、４３…入出力部、４４…ディスペンス用ドライバ、５０…部品実装工程用ツール制御部、５１…ＣＰＵ、５２…メモリ部、５３…入出力部、５４…実装用ドライバ、６０…リフロー工程用ツール制御部、６１…ＣＰＵ、６２…メモリ部、６３…入出力部、６４…リフロー用ドライバ、７０…検査工程用ツール制御部、７１…ＣＰＵ、７２…メモリ部、７３…入出力部、７４…検査用ドライバ、１０１…作業装置、２０１及び２０２…部品実装基板生産装置。

Claims (2)

1. 上下方向であるＺ方向に往復移動することにより、ワークに対する工程を実施するツールと、上記ツールの上記往復移動の制御を行なうことで、上記ワークに対する上記工程の制御を行うツール制御部とを備えるツールカセットとして、
   互いに異なる２つの上記工程のうちの一方の工程を行なう第１のツールと、上記第１のツールの上記制御を行う第１のツール制御部とを備える第１のツールカセットと、
   他方の工程を行なう第２のツールと、上記第２のツールの上記制御を行う第２のツール制御部とを備える第２のツールカセットとを備え、
   さらに、上記第１のツールカセットと上記第２のツールカセットとを脱着可能に装備するカセット装着部と、
   上記カセット装着部に装備された上記夫々のツールにより上記夫々の工程を実施可能に、かつ、上記ワークを解除可能に保持するワーク保持部と、
   上記Ｚ方向に略直交する方向であり、かつ、互いに略直交する方向であるＸ方向とＹ方向とに、上記保持されたワークと上記装備された夫々のツールとを相対的に移動させる相対移動駆動装置と、
   上記相対移動駆動装置による上記相対的な移動を制御可能であって、かつ、上記第１のツール制御部及び上記第２のツール制御部のうちのいずれか一方を選択して、当該選択されたツール制御部による上記ツールの制御を開始可能とさせる主制御部とを備え、
   上記ワークは基板であって、上記夫々の工程は上記基板に複数の部品が実装された部品実装基板を生産するときの連続した複数の工程のうちの互いに連続した工程であり、
   上記第１のツールカセットと上記第２のツールカセットは、上記基板に対して上記互いに連続した工程を行なうための複数の種類の上記ツールカセットの中から選択されたいずれかのツールカセットであって、
   上記第１のツールと上記第２のツールとにより、上記互いに連続した工程が行なわれることにより、上記基板に上記夫々の部品を実装して上記部品実装基板を生産可能であることを特徴とする作業装置。
2. 上記部品実装基板を生産するときの連続した複数の工程のうちの互いに連続した工程を行うための上記ツールカセットが装備された請求項１に記載の第１の作業装置および第２の作業装置と、
   上記第１の作業装置にて上記互いに連続した工程が行われた上記基板を、上記第２の作業装置に搬送して、上記第２の作業装置にて上記互いに連続した工程を行わせる基板搬送装置とを備え、
   上記第２の作業装置における上記互いに連続した工程は、上記第１の作業装置における上記互いに連続した工程にさらに連続する工程であることを特徴とする部品実装基板生産装置。

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