JP4278903B2 - 電子部品実装装置および電子部品実装方法 - Google Patents

電子部品実装装置および電子部品実装方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に電子部品を実装する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子部品が実装された実装基板を製造する電子部品実装工程においては、高生産性を目的として複数の単位実装装置を多数連結して電子部品の実装ラインを構成することが行われる。近年、この実装ラインに用いられる単位実装装置として、基板を上流から下流に搬送する基板搬送手段を複数列備えたものが用いられるようになっている。
【0003】
この構成により、各単位実装装置においては実装作業中の基板とともに次に実装予定の基板を常に待機させることができる。したがって、1つの基板への実装が完了したならば直ちに次の基板への実装作業を開始することができ、次の基板が搬入されるまで実装ヘッドが動作停止状態で待機する無駄時間が発生せず、効率のよい実装作業を行うことができるという利点を有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、同一の実装ラインが対象とする実装基板は多品種化し、実装ラインにはますます多様な生産形態に対応する能力が求められるようになっている。多数の単位実装装置を直列に接続して構成される上述の実装ラインでは、各単位実装装置において無駄時間が生じないよう、適正なタイミングで基板を搬入・搬出することが重要である。
【0005】
このため、各単位実装装置における実装状態にかかわらず、基板を上流から下流に搬送することを目的として、各単位実装装置をバイパスして基板を搬送するためのバイパス搬送機構が設けられる。このバイパス搬送機構を設けることにより、任意の単位実装装置に任意のタイミングで基板を搬入しまた搬出することが可能となる。
【0006】
しかしながら、このバイパス搬送機構は、各単位実装装置の側方や上方などにコンベアなどの機構を追加して設ける必要があることから、装置コストの上昇や占有スペースの増大を招くこととなる。このため、バイパス専用の基板搬送機構を設けることなく、多様な実装形態に対応することができる実装ラインの構成が望まれていた。
【0007】
そこで本発明は、バイパス専用の基板搬送機構を設けることなく、多様な実装形態に対応することができる電子部品実装装置および電子部品実装方法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】
請求項1記載の電子部品実装装置は、基板に電子部品を実装する単位実装装置を複数台連結して構成される電子部品実装装置であって、前記単位実装装置に設けられ前記基板を搬送する複数列の基板搬送手段と、これらの基板搬送手段による搬送経路上に設定され電子部品が実装される基板を載置する実装ステージと、前記単位実装装置に設けられ部品供給部から電子部品をピックアップして前記実装ステージに載置された基板に移送搭載する実装手段と、前記単位実装装置間に配置され上流側の単位実装装置のいずれかの基板搬送手段から受け取った基板を下流側の単位実装装置のいずれかの基板搬送手段に選択的に渡す基板振り分け手段と、実装動作プログラムに基づいて前記実装手段を制御する実装動作制御部と、搬送動作プログラムに基づいて前記基板搬送手段および基板振り分け手段を制御する搬送動作制御部と、前記実装動作プログラムおよび搬送動作プログラムを切り換えることにより、前記複数列の基板搬送手段のそれぞれを実装ステージとして使用する複数列実装形態と、後続基板を他の列の先行基板を追い越して搬送することを許容するバイパス搬送経路として複数列の基板搬送手段のうちの1つを使用するバイパス実装形態とを切り換える実装形態切り換え部とを備えた。
【0009】
請求項2記載の電子部品実装方法は、基板を搬送する複数列の基板搬送手段と、これらの基板搬送手段による搬送経路上に設定され電子部品が実装される基板を載置する実装ステージと、部品供給部から電子部品をピックアップして前記実装ステージに載置された基板に移送搭載する実装手段とを有する単位実装装置を複数台連結して構成され、前記単位実装装置間に配置され上流側の単位実装装置のいずれかの基板搬送手段から受け取った基板を下流側の単位実装装置のいずれかの基板搬送手段に選択的に渡す基板振り分け手段と、実装動作プログラムに基づいて前記実装手段を制御する実装動作制御部と、搬送動作プログラムに基づいて前記基板搬送手段および基板振り分け手段を制御する搬送動作制御部とを備えた電子部品実装装置による電子部品実装方法であって、前記実装動作プログラムおよび搬送動作プログラムを切り換えることにより、前記複数列の基板搬送手段のそれぞれを実装ステージとして使用する複数列実装形態と、後続基板を他の列の先行基板を追い越して搬送することを許容するためのバイパス搬送経路として複数列の搬送経路のうちの1つを使用するバイパス実装形態とを切り換える。
【0010】
本発明によれば、複数列の基板搬送手段を備えた単位実装装置を連結した実装ラインにおいて、複数列の基板搬送手段のそれぞれを実装ステージとして使用する複数列実装形態と、後続基板を先行基板を追い越して搬送することを許容するためのバイパス搬送経路として複数列の基板搬送手段のうちの1つを使用するバイパス実装形態とを切り換えることにより、バイパス専用の基板搬送機構を設けることなく、多様な実装形態に対応することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの構成図、図2は本発明の一実施の形態の単位実装装置の平面図、図3は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインにおける基板振り分け動作の説明図、図4は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの制御系の構成を示すブロック図、図5,図6,図7,図8,図9,図10は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における基板搬送動作の工程説明図である。
【0012】
まず図1を参照して、電子部品実装ライン(電子部品実装装置)の構成について説明する。図1において、電子部品実装ラインは、電子部品を実装する単位実装装置M1,M2,M3を直列に連結して構成されており、上流側から搬入された基板がいずれかの単位実装装置の実装ステージに送り込まれることにより、当該基板への所定の実装作業が当該実装ステージにおいて完了するようになっている。これらの単位実装装置M1,M2,M3の前後には、コンベア装置C1,C2,C3,C4が配置されており、コンベア装置C1,C2,C3,C4は、それぞれ実装対象の基板を上流側から受け取って下流側に渡す振り分けコンベア2bを備えている。
【0013】
次に図2を参照して、単位実装装置2の構造について説明する。図2において、基台1の中央にはX方向に2条の搬送路2A,2Bが配設されており、搬送路2A,2Bはそれぞれ基板3を搬送する基板搬送手段としての搬送コンベア2aを備えている。搬送コンベア2aの所定位置には、基板3を載置して位置決めする位置決め部が設けられており、ここに位置決めされた基板3に対して、後述する実装手段によって電子部品が実装される。したがって、搬送路2A,2Bの搬送コンベア2aによる搬送経路上には、基板3を載置する実装ステージが設定される。
【0014】
搬送路2A,2Bのそれぞれの外側には、部品供給部4が配置されている。それぞれの部品供給部4には多数のテープフィーダ5が並設されている。テープフィーダ5はテープに保持された電子部品を収納し、このテープをピッチ送りすることにより電子部品を供給する。
【0015】
基台1上面の両端部上にはY軸テーブル6A,6Bが配設されており、Y軸テーブル6A,6B上には2台のX軸テーブル7A,7Bが架設されている。Y軸テーブル6Aを駆動することにより、X軸テーブル7AがY方向に水平移動し、Y軸テーブル6Bを駆動することにより、X軸テーブル7BがY方向に水平移動する。X軸テーブル7A,7Bには、それぞれ移載ヘッド8および移載ヘッド8と一体的に移動するカメラ9が装着されている。
【0016】
Y軸テーブル6A、X軸テーブル7A、Y軸テーブル6B、X軸テーブル7Bをそれぞれ組み合わせて駆動することにより移載ヘッド8は水平移動し、それぞれの部品供給部4から電子部品を吸着ノズル(図示省略)によってピックアップし、搬送路2A,2Bに位置決めされた基板3上に実装する。Y軸テーブル6A、X軸テーブル7A(またはY軸テーブル6B,X軸テーブル7B)、移載ヘッド8は、実装手段を構成する。
【0017】
移載ヘッド8とともに基板3上に移動したカメラ9は、基板3を撮像して認識する。また部品供給部4から搬送路2A,2Bに至る移動経路には、ラインカメラ10が配設されている。ラインカメラ10は、それぞれの移載ヘッド8に保持された状態の電子部品を下方から撮像する。移載ヘッド8によって電子部品を基板3に搭載する際には、カメラ9による基板3の位置認識結果およびラインカメラ10による電子部品の位置認識結果に基づいて、搭載位置が補正される。
【0018】
次に図3を参照して、コンベア装置による基板の振り分け機能について説明する。コンベア装置C1,C2,C3,C4の振り分けコンベア2bは、図示しないスライド機構によってY方向にスライド可能となっており、このスライド機構によって振り分けコンベア2bは、上流側および下流側の搬送路2A,2Bと選択的に連結されるようになっている。
【0019】
すなわち、図3(a)に示すように、上流側の搬送路2Aを搬送されコンベア装置C2(C3)に渡された基板が下流側に渡される際には、そのまま振り分けコンベア2bを経由して下流側の搬送路2Aに乗り移る直進搬送と、振り分けコンベア2bがスライドすることにより下流側の搬送路2Bに乗り移るレーン変更搬送とが選択される。また、図3(b)に示すように、上流側の搬送路2Bを搬送されコンベア装置C2(C3)に渡された基板が下流側に渡される際にも同様に、下流側の搬送路2Aに乗り移る直進搬送と、搬送路2Bに乗り移るレーン変更搬送とが選択される。したがって、コンベア装置C2,C3は、単位実装装置間に配置され上流側の単位実装装置のいずれかの基板搬送手段から受け取った基板を下流側の単位実装装置のいずれかの基板搬送手段に選択的に渡す基板振り分け手段となっている。
【0020】
コンベア装置C1は、上流側から振り分けコンベア2bによって受け取った基板3を、単位実装装置M1の搬送路2A,2Bのいずれかに選択的に振り分ける機能を有しており、またコンベア装置C4は、振り分けコンベア2bによって単位実装装置M3の搬送路2A,2Bのいずれかから選択的に受け取った基板を,下流側に渡す機能を有している。
【0021】
次に図4を参照して、電子部品実装ラインの制御系について説明する。図4において、演算部11はCPUであり、プログラム記憶部12に記憶された各種処理プログラムを、データ記憶部13に記憶された各種データを用いて実行することにより、以下に説明する各部を制御する。これにより、各単位実装装置における実装動作や基板搬送動作および各単位実装装置間での基板の受け渡し動作などの各種動作や処理が実行される。
【0022】
プログラム記憶部12には、実装動作プログラムや、搬送動作プログラムなどの各種動作プログラム、演算処理プログラムが記憶されている。実装動作プログラムは、各単位実装装置において前述の実装手段によって部品供給部4から電子部品を取り出し、搬送路2A(または2B)の搬送コンベア2a上に設定された実装ステージ上の基板3に電子部品を実装するための動作プログラムである。また搬送動作プログラムは、電子部品実装ラインに対して上流側から搬入された基板3を、当該基板に対して実装作業が行われる所定の単位実装装置の実装ステージに送り込むとともに、所定の実装ステージから実装済みの基板3を下流側に送り出すための動作プログラムである。
【0023】
ここで、実装動作プログラム、搬送動作プログラムは、電子部品実装ラインにおいて採用される実装形態に応じて複数種類のプログラムが記憶されており、後述するように、実装形態が切り換えられる毎に当該実装形態に対応した実装動作プログラム、搬送動作プログラムがプログラム記憶部12から読み出されるようになっている。データ記憶部13は、部品データや実装座標データなど実装動作に必要なデータを基板品種毎に記憶する。
【0024】
搬送機構駆動部14は、各単位実装装置の搬送コンベア2aや、各コンベア装置の振り分けコンベア2bを駆動する。実装機構駆動部15は、X軸テーブル7A,7B、Y軸テーブル6A,6Bや、移載ヘッド8を駆動する。すなわち、演算部11は、実装動作プログラムに基づいて実装手段を制御する実装動作制御部であるとともに、搬送動作プログラムに基づいて基板搬送手段および基板振り分け手段を制御する搬送動作制御部となっている。
【0025】
認識部16は、カメラ9による撮像データを認識処理することにより、基板3の位置を認識するとともに、ラインカメラ10による撮像データを認識処理することにより、移載ヘッド8に保持された電子部品の位置を認識する。操作・入力部17は、キーボードやマウスなどの入力手段であり、各種のデータ入力や、後述する実装形態切り換え指示コマンドなどの操作入力を行う。そしてこの指示により、演算部11は、操作入力指示にしたがって実装形態に対応した実装動作プログラム、搬送動作プログラムをプログラム記憶部12から読み出す。すなわち、操作・入力部17および演算部11は、実装動作プログラムおよび搬送動作プログラムを切り換えることにより、複数列実装形態とバイパス実装形態とを切り換える実装形態切り換え部となっている。
【0026】
次に、この電子部品実装ラインを用いて実行される電子部品実装方法について説明する。まず、図5、図6、図7を参照して、複数列(2列)の基板搬送手段のそれぞれを実装ステージとして使用する複数列実装形態における基板搬送動作について説明する。なお以下の説明では、基板3に供給順にa,b,c・・の添え字を付して基板個体を区別する。また、搬送路2A,2Bについては、単に2A,2Bと表記し、単位実装装置M1,M2,M3における搬送コンベア2a、コンベア装置C1,C2,C3,C4における振り分けコンベア2bの符号の図示は省略している。
【0027】
図5(a)は、上流側から基板3aを受け取ったコンベア装置C1の振り分けコンベア2b(図3参照)が2B側に位置した状態を示している。そしてこの後、基板3aは図5(b)に示すように、単位実装装置M1の搬送コンベア2a(図2参照)に乗り移る。
【0028】
そしてこの動作と並行して、コンベア装置C1では、上流側から基板3bを受け取った振り分けコンベア2bが2A側に移動する。そして図5(c)に示すように、基板3bが単位実装装置M1の2A側の搬送コンベア2aに乗り移り、コンベア装置C1では、上流側から基板3cを受け取った振り分けコンベア2bが2B側に移動する。
【0029】
この後図6(a)に示すように、基板3aはコンベア装置C2に乗り移り、次いで図6(b)に示すように、単位実装装置M2の搬送コンベア2aに乗り移る。この後コンベア装置C2の振り分けコンベア2bは2A側に移動し、単位実装装置M1から基板3bを受け取る。そしてこの動作と並行して、基板3cがコンベア装置C1から単位実装装置M1の2B側の搬送コンベア2aに乗り移るとともに、上流側から基板3dを受け取った振り分けコンベア2bが2A側に移動する。
【0030】
次に図6(c)に示すように、基板3bは単位実装装置M2の2A側の搬送コンベア2aに乗り移り、基板3dは単位実装装置M1の2A側の搬送コンベア2aに乗り移る。そしてコンベア装置C2の振り分けコンベア2bは2B側に移動し、コンベア装置C1では上流側から基板3eを受け取った振り分けコンベア2bが2B側に移動する。
【0031】
この後図7(a)に示すように、基板3aが単位実装装置M2からコンベア装置C3に乗り移り、基板3cは単位実装装置M1からコンベア装置C2に乗り移る。また基板3eは、コンベア装置C1から単位実装装置M1の2B側の搬送コンベア2aに乗り移る。またコンベア装置C1では、上流側から基板3fを受け取った振り分けコンベア2bが2A側に位置している。
【0032】
次いで図7(b)に示すように、基板3aがコンベア装置C3から単位実装装置M3の2B側の搬送コンベア2aへ、基板3cはコンベア装置C2から単位実装装置M2の2B側の搬送コンベア2aへ、それぞれ乗り移る。そして単位実装装置M3の2B側の搬送コンベア2aに設定された実装ステージに基板3aが載置・位置決めされ、ここで基板3aを対象とした実装作業が行われる。また単位実装装置M1,M2の2B側においても同様にそれぞれ基板3c,3eを対象とした実装作業が順次開始される。
【0033】
この後、図7(c)に示すように、基板3bが単位実装装置M2からコンベア装置C3を通過して単位実装装置M3へ移動し、ここで基板3bを対象とした実装作業が、単位実装装置M3の2A側の搬送コンベア2aに設定された実装ステージにおいて実行される。そして基板3dは単位実装装置M1からコンベア装置C2を通過して単位実装装置M2へ、また基板3fはコンベア装置C1から単位実装装置M1へそれぞれ移動し、単位実装装置M2,M1においてそれぞれ基板3d,3fを対象とした実装作業が実行される。
【0034】
この後単位実装装置M3において実装が完了した基板3aは、コンベア装置C4へ乗り移る。同様に、それぞれの実装ステージにて実装作業が完了した基板3c,3eも、コンベア装置c4まで順次搬送される。またコンベア装置C1では、上流側から基板3gを受け取った振り分けコンベア2bが2B側に位置している。そしてこの後同様の基板搬送動作が反復して継続される。
【0035】
この複数列実装形態では、各単位実装装置の2列の搬送路2A,2Bがそれぞれ実装ステージとして設定され、実装作業が完了した基板が順次同一の搬送路を経由して下流側へ搬出される。なお、この電子部品実装ラインを専ら複数列実装形態のみで使用する場合には、コンベア装置C2,C3を省略して単位実装装置M1,M2,M3を直接連結してもよい。
【0036】
次に、図8,図9,図10を参照して、上流側から順次供給される基板を電子部品実装ライン内で下流側へ搬送する基板搬送動作において、2列の搬送路2A,2Bのうちの1つの搬送路2Bを、後続基板を他の列の先行基板を追い越して搬送することを許容するためのバイパス搬送経路として使用するバイパス実装形態について説明する。
【0037】
図8(a)は、上流側から基板3aを受け取ったコンベア装置C1の振り分けコンベア2bが2A側に位置した状態を示している。この後、基板3aは図8(b)に示すように、単位実装装置M1の搬送コンベア2aに乗り移る。そして単位実装装置M1の2A側の搬送コンベア2aに設定された実装ステージに基板3aが載置・位置決めされ、ここで基板3aを対象とした実装作業が行われる。
【0038】
そしてこの動作と並行して、コンベア装置C1では、上流側から基板3bを受け取った振り分けコンベア2bが2B側に移動する。そして図8(c)に示すように、基板3bは単位実装装置M1の2B側の搬送コンベア2aを経由してコンベア装置C2の振り分けコンベア2bに乗り移る。コンベア装置C1では、上流側から基板3cを受け取った振り分けコンベア2bが2B側に位置している。
【0039】
この後図9(a)に示すように、コンベア装置C2において振り分けコンベア2bは基板3bとともに2A側に移動する。次いで図9(b)に示すように、基板3bは単位実装装置M2の搬送コンベア2aに乗り移る。そして単位実装装置M2の2A側の搬送コンベア2aに設定された実装ステージに基板3bが載置・位置決めされ、ここで基板3bを対象とした実装作業が行われる。
【0040】
そして図9(c)に示すようにコンベア装置C3では、振り分けコンベア2bは基板3cとともに2A側に移動し、そしてコンベア装置C1においては、上流側から基板3dを受け取った振り分けコンベア2bが2A側に移動する。次いで図10(a)に示すように、基板3cは単位実装装置M3の搬送コンベア2aに乗り移る。そして単位実装装置M3の2A側の搬送コンベア2aに設定された実装ステージに基板3cが載置・位置決めされ、ここで基板3cを対象とした実装作業が行われる。
【0041】
この後図10(b)に示すように、単位実装装置M1において実装作業を終えた基板3aがコンベア装置C2に搬出され、次いで図10(c)に示すように、基板3aは2B側に移動し、単位実装装置M2,M3の搬送コンベア2aを通過してコンベア装置C4へ乗り移り、下流側へ搬出される。コンベア装置C1においては、上流側から基板3eを受け取った振り分けコンベア2bが2B側に移動する。また基板3dは単位実装装置M1の2A側の搬送コンベア2aに乗り移り、ここで基板3dを対象とした実装作業が行われる。そしてこの後、基板3b,3c,3dは、実装作業が完了した順序にしたがって、2A側の搬送コンベア2aを経由して下流側へ搬出される。
【0042】
上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装ラインでは、バイパス専用の基板搬送機構を設けることによる装置コストの上昇や占有スペースの増大を招くことなく、多様な実装形態に対応することができる。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、複数列の基板搬送手段を備えた単位実装装置を連結した実装ラインにおいて、複数列の基板搬送手段のそれぞれを実装ステージとして使用する複数列実装形態と、後続基板を先行基板を追い越して搬送するためのバイパス搬送経路として複数列の搬送経路のうちの1つを使用するバイパス実装形態とを切り換えることにより、バイパス専用の基板搬送機構を設けることなく、多様な実装形態に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの構成図
【図2】本発明の一実施の形態の単位実装装置の平面図
【図3】本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインにおける基板振り分け動作の説明図
【図4】本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの制御系の構成を示すブロック図
【図5】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における基板搬送動作の工程説明図
【図6】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における基板搬送動作の工程説明図
【図7】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における基板搬送動作の工程説明図
【図8】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における基板搬送動作の工程説明図
【図9】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における基板搬送動作の工程説明図
【図10】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における基板搬送動作の工程説明図
【符号の説明】
2A,2B 搬送路
2a 搬送コンベア
2b 振り分けコンベア
3 基板
4 部品供給部
6A,6B Y軸テーブル
7A,7B X軸テーブル
8 移載ヘッド
11 演算部
12 プログラム記憶部
M1,M2,M3 単位実装装置
C1,C2,C3,C4 コンベア装置

Claims (2)

  1. 基板に電子部品を実装する単位実装装置を複数台連結して構成される電子部品実装装置であって、前記単位実装装置に設けられ前記基板を搬送する複数列の基板搬送手段と、これらの基板搬送手段による搬送経路上に設定され電子部品が実装される基板を載置する実装ステージと、前記単位実装装置に設けられ部品供給部から電子部品をピックアップして前記実装ステージに載置された基板に移送搭載する実装手段と、前記単位実装装置間に配置され上流側の単位実装装置のいずれかの基板搬送手段から受け取った基板を下流側の単位実装装置のいずれかの基板搬送手段に選択的に渡す基板振り分け手段と、実装動作プログラムに基づいて前記実装手段を制御する実装動作制御部と、搬送動作プログラムに基づいて前記基板搬送手段および基板振り分け手段を制御する搬送動作制御部と、前記実装動作プログラムおよび搬送動作プログラムを切り換えることにより、前記複数列の基板搬送手段のそれぞれを実装ステージとして使用する複数列実装形態と、後続基板を他の列の先行基板を追い越して搬送することを許容するバイパス搬送経路として複数列の基板搬送手段のうちの1つを使用するバイパス実装形態とを切り換える実装形態切り換え部とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
  2. 基板を搬送する複数列の基板搬送手段と、これらの基板搬送手段による搬送経路上に設定され電子部品が実装される基板を載置する実装ステージと、部品供給部から電子部品をピックアップして前記実装ステージに載置された基板に移送搭載する実装手段とを有する単位実装装置を複数台連結して構成され、前記単位実装装置間に配置され上流側の単位実装装置のいずれかの基板搬送手段から受け取った基板を下流側の単位実装装置のいずれかの基板搬送手段に選択的に渡す基板振り分け手段と、実装動作プログラムに基づいて前記実装手段を制御する実装動作制御部と、搬送動作プログラムに基づいて前記基板搬送手段および基板振り分け手段を制御する搬送動作制御部とを備えた電子部品実装装置による電子部品実装方法であって、前記実装動作プログラムおよび搬送動作プログラムを切り換えることにより、前記複数列の基板搬送手段のそれぞれを実装ステージとして使用する複数列実装形態と、後続基板を他の列の先行基板を追い越して搬送することを許容するためのバイパス搬送経路として複数列の搬送経路のうちの1つを使用するバイパス実装形態とを切り換えることを特徴とする電子部品実装方法。
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