JP4156935B2

JP4156935B2 - 実装機

Info

Publication number: JP4156935B2
Application number: JP2003012867A
Authority: JP
Inventors: 芳邦鈴木
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2023-01-21
Also published as: JP2004228251A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、実装用ヘッドにより部品供給部から部品を吸着して被実装用の基板に装着するようにした実装機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、プリント基板が保持される実装作業位置の側方に部品供給部を設け、移動可能な実装用ヘッドにより上記部品供給部から部品を吸着してプリント基板に装着するようにした実装機が知られている。一般に上記部品供給部には、各種電子部品を供給できるように多数列のテープフィーダーが配設される。
【０００３】
この種の実装機においては、生産されるプリント基板の品種により、実装される部品の種類、個数、装着位置等が異なるため、生産されるプリント基板の品種が変わると、それに応じて実装に供せられるテープフィーダーの種類や配置等を変更すべく、部品供給部に配列された多数個のテープフィーダーを一括に交換することが必要となる。
【０００４】
このような場合のテープフィーダー一括交換のための装置としては、例えば特許文献１に示されるように、多数列のテープフィーダーを載置、保持し得るテープ交換用の台車を用い、１つの基板品種を対象とした生産ロットが完了して他品種の基板の生産に移行する際に、新たな基板品種に対応するようにテープフィーダーを配置した台車を準備し、実装機の部品供給部に既に組付けられていた台車およびテープフィーダーを取り外してから、上記の新たな基板品種に対応するようにテープフィーダーを配置した台車を部品供給部に搬送して、この台車およびテープフィーダーを部品供給部に組付けるようにしたものが知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１２７４８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の装置では、基板品種の変更に応じてテープフィーダーを一括交換するときには、既に組付けられていた台車およびテープフィーダーの取り外しと、新たな基板品種に対応するようにテープフィーダーを配置した台車の部品供給部への搬送、組み付けとを含む交換作業に相当の時間を要し、その交換作業のための時間だけ、新たな基板品種のロットの生産開始が遅れ、時間的ロスを生じる。とくに、多品種少量生産の場合は基板品種の変更が頻繁に行われるため、上記交換作業による時間的ロスが生産性向上にとって大きな問題となる。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑み、多数列のテープフィーダーからなる部品供給ユニットを部品供給部に装備して実装に供し得るようにし、特に基板品種が変わったときに、それに応じ、使用される部品供給ユニットを即座に変更することができ、フィーダー交換の時間的ロスをなくして生産性を向上することができる実装機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の実装機は、実装用ヘッドにより部品供給部から部品を吸着して被実装用の基板に装着するようにした実装機において、上記部品供給部に、それぞれが多数列のテープフィーダーを有する複数組の部品供給ユニットを配設するとともに、手動操作により切換作動されて、選択的に上記複数の部品供給ユニットのうちの一つを指定する信号を出力する切換スイッチと、この切換スイッチからの信号に応じ、指定された部品供給ユニットのみから部品を吸着して上記基板に装着するように上記実装用ヘッドを制御するとともに、テープフィーダーの部品残量が所定値以下に減少したか否かを調べ、テープフィーダーの部品残量が所定値以下に減少した場合にテープフィーダーのスペアの準備の要求を表示する制御手段と、前記テープフィーダーのスペアを準備する作業が終了したことを入力する入力手段とを設け、前記制御手段に、前記準備する作業の完了を確認するためのチェックボックスが設けられ、前記入力手段の操作を受けて前記チェックボックスに前記準備する作業が完了したことを示すチェックマークが入れられるように構成されており、前記制御手段は、前記チェックボックスに前記チェックマークが入れられたか否かにより前記準備する作業が終了したか否かの判定を行い、前記準備する作業が終了していない場合に前記テープフィーダーのスペアの準備の要求を引き続き行い、前記準備する作業が終了している場合に前記テープフィーダーのスペアの準備の要求をクリアするように構成されているものである。
【０００９】
この構成によると、一の基板品種を対象として実装作業を行うときに、それに対応した一方の部品供給ユニットが指定されることで当該ユニットのみから供給される部品が実装に供せられ、生産ロットが変わって別の基板品種の生産に移るときには、切換スイッチの操作により、新たな基板品種に対応する他方の部品供給ユニットを指定するだけで、即座に新たな基板品種に対して他方の部品供給ユニットから有効に部品を供給し得るように部品供給ユニットを変更することができる。また、作業者自身がチェックボックスを見ることで準備作業を行なったことを確認することができるとともに、管理者が他のコンピュータからでもチェックボックスを開いてチェック状況を観察することができ、多数の作業者の準備作業の状況を把握することができる。
【００１０】
さらに、このように一方の部品供給ユニットから他方の部品供給ユニットへ指定が切換えられた後、当該他方の部品供給ユニットのみから部品が供給されているときに、上記一方の部品供給ユニットにおけるテープフィーダーを交換して、その次の生産ロットの基板品種に適合するように準備しておくことができる。こうして、片方の部品供給ユニットのみを使用した実装作業中に、使用されていない部品供給部ユニットでテープフィーダーの交換を行うようにすることにより、多品種の基板が順次生産されていく場合でも、基板品種変更時にフィーダー交換のための時間的ロスを生じることがない。
【００１１】
本発明の実装機において、実装作業位置への基板の搬入および実装作業位置からの基板の搬出のための基板搬送経路の一側方に、２組の部品供給ユニットを基板搬送経路に沿った方向に並ぶように配設するとともに、上記切換スイッチを、一方の部品供給ユニットを指定する位置と他方の部品供給ユニットを指定する位置とに切換作動可能とすることが好ましい。このようにすると、使用されていない部品供給部ユニットでテープフィーダーを交換する等の作業が容易である。
【００１２】
また、上記各部品供給ユニットを、それぞれ、実装機本体に対して着脱可能な一括交換台車に設けることが好ましい。このようにすると、片方の部品供給ユニットを用いた実装作業中に、使用されていない部品供給ユニットのテープフィーダーの交換が、一括交換台車を用いて容易に行なわれる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１および図２は実装機の概略を示している。この図において、実装機１は、基台２と、この基台２上に配置されてプリント基板３を搬送するコンベア４と、このコンベア４の両側に配置された部品供給部５，５´と、基台２の上方に設けられた実装用のヘッドユニット６とを備えている。
【００１４】
上記ヘッドユニット６は、部品供給部５，５´から部品をピックアップしてプリント基板３上に装着し得るように、部品供給部５，５´とプリント基板３の設置箇所とにわたり移動可能となっており、図示の例ではヘッドユニット６が所定範囲にわたりＸ軸方向（コンベア４の方向）及びＹ軸方向（Ｘ軸方向と直交する方向）に移動可能となっている。
【００１５】
すなわち、Ｘ軸方向に延びるヘッドユニット支持部材７の両端部がＹ軸方向のガイドレール８に支持され、このガイドレール８に沿ってヘッドユニット支持部材７が移動可能とされるとともに、このヘッドユニット支持部材７に対してヘッドユニット６がＸ軸に沿って移動可能に支持されている。そして、Ｙ軸サーボモータ１１によりボールねじ１２を介してヘッドユニット支持部材７のＹ軸方向の駆動が行われるとともに、Ｘ軸サーボモータ１３によりボールねじ１４を介してヘッドユニット６のＸ軸方向の駆動が行われるようになっている。
【００１６】
上記ヘッドユニット６には、部品を吸着するためのノズル１５を有する一乃至複数のヘッド１６と、このヘッド１６を昇降させるＺ軸駆動手段及びヘッド１６を回転させる回転駆動手段等が設けられている。また、上記ノズル１５に対して部品吸着のための負圧が供給可能とされている。
【００１７】
このような実装機において、本発明の特徴とする構造として、部品供給部５に複数組の部品供給ユニットが設けられ、当実施形態では、上記コンベア４のＹ軸方向の一側方（図１で下方）の部品供給部５に、第１，第２の部品供給ユニット２０Ａ，２０Ｂが左右（Ｘ軸方向）に並んで配設されている。
【００１８】
上記各部品供給ユニット２０Ａ，２０Ｂには、それぞれ、多数列のテープフィーダー２１が配設されている。このテープフィーダー２１は、従来から一般に知られているため詳細についての図示および説明は省略するが、小片状の電子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出され、テープフィーダー前部の部品取出し部で上記ヘッド１６によりテープから部品が吸着されるようにするとともに、繰り出し機構により、部品が取り出されるにつれてテープが繰り出されるようになっている。
【００１９】
そして、各部品供給ユニット２０Ａ，２０Ｂは、それぞれ、各種の部品を供給すべく多数列のテープフィーダー２１を有するが、右側の部品供給ユニット２０Ａと左側の部品供給ユニット２０Ｂとではテープフィーダー２１の種類や配列が異なっており、各々が異なる種類のプリント基板に対して必要な部品を供給できるようになっている。
【００２０】
また、各部品供給ユニット２０Ａ，２０Ｂは、それぞれ個別に、実装機本体に対して着脱可能な一括交換台車２２Ａ，２２Ｂに搭載されている。
【００２１】
この一括交換台車２２Ａ，２２Ｂは、図３に示すように、台車本体２３の上端部にテープフィーダー支持部２４を有するとともに、台車本体２３の下端部にキャスター２５を有し、上記テープフィーダー支持部２４に多数列のテープフィーダーを保持した状態で移動可能となっている。そして、上記部品供給部５の右半部および左半部にそれぞれ上記一括交換台車２２Ａ，２２Ｂが着脱可能に設置されるようになっている。
【００２２】
実装機１の前面には、図４に示すような切換スイッチ２６が設けられている。この切換スイッチ２６は、選択的に上記両部品供給ユニット２０Ａ，２０Ｂのうちの１つを指定する信号を出力するものであり、図示の例では、回動操作部２６ａの上部のマーク２６ｂが右側に傾いた状態（実線）と左側に傾いた状態（二点鎖線）とに回動可能となっている。そして、右側に傾いた状態では右側の部品供給ユニット２０Ａを指定する信号を出力し、左側に傾いた状態では左側の部品供給ユニット２０Ｂを指定する信号を出力する。
【００２３】
なお、図１において、搬送するコンベア４に対し各部品供給ユニット２０Ａ，２０Ｂが設けられている側とは反対側（図１で上側）に位置する部品供給部５´にも必要に応じて適当な部品供給手段が配設され、例えばテープフィーダー、トレイフィーダー等が配設される。さらに実装機１には、ヘッドユニット６による部品吸着後に部品認識により吸着不良の判別や吸着位置のずれの検出を行なうための部品認識用カメラ（図示せず）等が設けられる。
【００２４】
図５は実装機の制御系統をブロック図で概略的に示している。この図において、３０は実装機に設けられたコントローラであり、このコントローラ３０により、プリント基板搬送用のコンベア４、Ｘ軸モータ１３、Ｙ軸モータ１１、ヘッドユニット６に設けられたＺ軸モータ２７、θ軸モータ２８等が制御されるようになっている。また、上記切換スイッチ２６からの信号がコントローラ３０に入力されるようになっている。
【００２５】
上記コントローラ３０は、判定手段３１、制御手段３２およびメモリ３３を含んでいる。
【００２６】
上記判定手段３１は、切換スイッチ２６からの信号に応じ上記両部品供給ユニット２０Ａ，２０Ｂのいずれを選択するかを判定するものである。また、制御手段３２は、上記コンベア４によるプリント基板３の搬入、搬出を制御するとともに、生産される基板品種に応じてメモリから読み出される基板データ等に基づき実装作業を行なわせるべく上記各モータを制御し、かつ、上記判定手段３１の判定結果に応じ、左右の部品供給ユニット２０Ａ，２０Ｂのうちで選択された一方の部品供給ユニットのみから部品を吸着するように制御する。
【００２７】
図６は上記コントローラ３０による制御の一例をフローチャートで示している。このフローチャートの処理がスタートすると、コントローラ３０は、先ずコンベア４を制御することによりプリント基板３の搬入（ステップＳ１）を行なった後、切換スイッチ２６からの信号を入力し（ステップＳ２）、この切換スイッチ２６によって指定された部品供給ユニットが右か否かを判定する（ステップＳ３）。
【００２８】
上記ステップＳ３で右であることを判定したときは、右側の部品供給ユニット２０Ａから部品を吸着し（ステップＳ４）、次いで部品認識用カメラによる撮像に基づいて吸着部品の認識を行なってから（ステップＳ５）、プリント基板３に部品を装着するように制御し（ステップＳ６）、さらに全部品の装着が終了したか否かを調べ（ステップＳ７）、全部品の装着が終了するまでステップＳ４〜Ｓ６の処理を繰り返す。そして、全部品の装着が終了すれば、プリント基板３を搬出する（ステップＳ８）。
【００２９】
上記ステップＳ３で右でないこと（左であること）を判定したときは、左側の部品供給ユニット２０Ｂから部品を吸着するが、この点を除けばステップＳ４〜Ｓ７と同様の処理で部品の吸着、認識および装着の処理を全部品の装着が終了するまで繰り返し（ステップＳ９〜Ｓ１２）、全部品の装着が終了すればプリント基板を搬出する（ステップＳ８）。
【００３０】
以上のような当実施形態の装置の作用を具体的に説明する。
【００３１】
部品供給部５における右側の部品供給ユニット２０Ａでは、例えば第１の品種の基板３に対して必要な部品を供給できるようにテープフィーダー２１の種類や配置が予め設定されており、また左側の部品供給ユニット２０Ｂでは、例えば第２の品種の基板３に対して必要な部品を供給できるようにテープフィーダー２１の種類や配置が予め設定されている。
【００３２】
そして、第１の品種の基板３を対象として実装が行なわれる際には、上記切換スイッチ２６の操作によって右側の部品供給ユニット２０Ａが指定され、それに応じ、右側の部品供給ユニット２０Ａのみから部品が吸着されて、第１の品種の基板３に対する実装が行なわれる。次に、生産ロットが変わって第２の品種の基板が実装対象とされるときには、上記切換スイッチ２６が切り換えられることで左側の部品供給ユニット２０Ｂが指定され、それに応じ、当該品種の基板に対する実装時には左側の部品供給ユニット２０Ｂのみから部品が吸着される。
【００３３】
このように生産される基板３の品種が変わったときにも、切換スイッチ２６を切換操作するだけで即座に使用される部品供給ユニットを変更することができる。
【００３４】
さらに、次の生産ロットで第３の品種の基板が実装対象となることが予定されている場合に、左側の部品供給ユニット２０Ｂを使用した第２の品種の生産ロットに対する実装作業中に、右側の部品供給ユニット２０Ａを第３の品種の基板に対応するものに交換することできる。すなわち、図示しない外部の一括交換台車に第３の品種に対応するようにテープフィーダーの配列等が設定された部品供給ユニットを搭載しておき、右側の部品供給ユニット２０Ａの一括交換台車２２Ａを実装機本体から取り外した後、その場所に、上記の第３の品種に対応する部品供給ユニットを搭載した一括交換台車を設置することにより、部品供給ユニットを交換することができる。そして、このような部品供給ユニットの交換作業を第２の品種の生産ロットに対する実装作業中に行なうことにより、第３の品種の基板３に対する実装作業に移行するときにも、切換スイッチを切換操作するだけで、第３の品種の基板３に対応した部品供給ユニットを即座に実装作業に供し得ることとなる。
【００３５】
このようにして、多品種のプリント基板を少量ずつ順次実装していく多品種少量生産の場合でも、一方の部品供給ユニットを用いた実装作業中に他方の部品供給ユニットの交換を行なって、生産ロットが変わったときの部品供給ユニット交換作業の時間的ロスをほぼ無くすことができる。
【００３６】
なお、実装機において、使用によりフィーダーの部品残量が少なくなったときの準備およびその後の部品切れに至ったときのフィーダー交換などを迅速に行なうため、図７に示すような機能を付加しても良い。
【００３７】
この場合、部品切れが生じたときの交換用のスペアフィーダー（図示せず）を実装機の部品供給部の近傍に準備しておくとともに、コントローラを構成するコンピュータに、フィーダー交換のための準備作業の完了を確認する表示可能なチェックボックス（図示せず）を設けておく。
【００３８】
そして、コントローラによる処理としては、先ずステップＳ２１でフィーダーの部品残量が所定値以下に減少したか否かが調べられ、減少したときは、残量減少がランプ等で表示されるとともに、スペア準備要求のメッセージが示される（ステップＳ２２）。
【００３９】
オペレータはこのメッセージを確認すると、減少した部品と同種の部品のリール等を保管場所から取り出して上記スペアフィーダーにセットし、このような準備作業が終了すれば、キーボード等の入力手段を操作することで上記チェックボックスにチェックマークを入れる。
【００４０】
コントローラにおいては、上記チェックボックスにチェックマークが入れられたか否かにより準備作業が終了したか否かを判定し（ステップＳ２３）、準備作業が終了していなければステップＳ２２に戻ってスペア準備要求を引き続き行ない、準備作業が終了すればスペア準備要求をクリアする（ステップＳ２４）。
【００４１】
このようにすれば、作業者自身がチェックボックスを見ることで準備作業を行なったことを確認することができるとともに、管理者が他のコンピュータからでもチェックボックスを開いてチェック状況を観察することができ、多数の作業者の準備作業の状況を把握することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の実装機は、それぞれが多数列のテープフィーダーを有する複数組の部品供給ユニットを配設するとともに、切換スイッチを設け、この切換スイッチにより指定された部品供給ユニットのみから部品を吸着して実装するようにしているため、生産ロットが変わって別の品種の基板の生産に移るときにも、切換スイッチを操作するだけで、新たな基板品種に対して有効に部品を供給し得るように、使用する部品供給ユニットを即座に変更することができ、部品供給ユニット交換による時間的ロスをほぼ無くすことができる。このため、多品種少量生産を行なうような場合でも、生産効率を大幅に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による実装機の概略平面図である。
【図２】上記実装機のヘッドユニットが支持されている部分の概略正面図である。
【図３】一括交換台車の側面図である。
【図４】切換スイッチの拡大図である。
【図５】制御系統のブロック図である。
【図６】制御の一例を示すフローチャートである。
【図７】制御の別の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１実装機
３プリント基板
５部品供給部
６ヘッドユニット
２０Ａ，２０Ｂ部品供給ユニット
２２Ａ，２２Ｂ一括交換台車
２６切換スイッチ
３０コントローラ

Claims

実装用ヘッドにより部品供給部から部品を吸着して被実装用の基板に装着するようにした実装機において、上記部品供給部に、それぞれが多数列のテープフィーダーを有する複数組の部品供給ユニットを配設するとともに、手動操作により切換作動されて、選択的に上記複数の部品供給ユニットのうちの一つを指定する信号を出力する切換スイッチと、この切換スイッチからの信号に応じ、指定された部品供給ユニットのみから部品を吸着して上記基板に装着するように上記実装用ヘッドを制御するとともに、テープフィーダーの部品残量が所定値以下に減少したか否かを調べ、テープフィーダーの部品残量が所定値以下に減少した場合にテープフィーダーのスペアの準備の要求を表示する制御手段と、前記テープフィーダーのスペアを準備する作業が終了したことを入力する入力手段とを設け、
前記制御手段に、前記準備する作業の完了を確認するための表示可能なチェックボックスが設けられ、前記入力手段の操作を受けて前記チェックボックスに前記準備する作業が完了したことを示すチェックマークが入れられるように構成されており、
前記制御手段は、前記チェックボックスに前記チェックマークが入れられたか否かにより前記準備する作業が終了したか否かの判定を行い、前記準備する作業が終了していない場合に前記テープフィーダーのスペアの準備の要求を引き続き行い、前記準備する作業が終了している場合に前記テープフィーダーのスペアの準備の要求をクリアするように構成されていることを特徴とする実装機。
実装作業位置への基板の搬入および実装作業位置からの基板の搬出のための基板搬送経路の一側方に、２組の部品供給ユニットを基板搬送経路に沿った方向に並ぶように配設するとともに、上記切換スイッチを、一方の部品供給ユニットを指定する位置と他方の部品供給ユニットを指定する位置とに切換作動可能としたことを特徴とする請求項１記載の実装機。
上記各部品供給ユニットを、それぞれ、実装機本体に対して着脱可能な一括交換台車に設けたことを特徴とする請求項１または２記載の実装機。