JP4298202B2 - 電子部品実装装置および電子部品実装方法 - Google Patents
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Description
【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実装ステージに基板を搬入し搬出する実装用の基板搬送機構とは別個に、バイパス用の基板搬送機構を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、各単位実装装置ごとのタクトタイムのバランスがとれていないような場合や、いずれかの単位実装装置において実装作業が停止したような場合にあっても、基板を上流側から下流へ搬送することができる。したがって、特定の単位実装装置の状態に関係なく、各単位実装装置への未実装基板の搬入、また実装済み基板の搬出を行うことができ、実装ライン全体の稼働率を向上させる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】
しかしながら、上述のバイパス搬送機構を備えた従来の電子部品実装装置には、実装ラインを構成する各単位実装装置への基板の配分において、以下のような不都合があった。各単位実装装置においては、基板に電子部品が実装される実装ステージや、未実装基板を待機させてストックするための待機ステージにおける基板存否検出結果に基づいて、基板搬送動作が制御される。
【0005】
すなわち、1つの単位実装装置で実装ステージもしくは待機ステージが空状態となると、上流側に対して基板要求信号が送出される。そしてこの基板要求信号により、上流側から新たな基板が空状態の実装ステージもしくは待機ステージに搬入される。このとき、新たな基板は他の単位実装装置の状態とは無関係にバイパス搬送機構を介して搬送され、実装ステージとともに待機ステージが満杯になるまで特定の単位実装装置に基板が集中して供給される。
【0006】
このため、各単位実装装置の基板ストック量が大きい場合には、特定の単位実装装置に基板が集中して配分され、実装ラインを構成する単位実装装置において基板の配分が著しく不均一になる事態が発生し得る。そしてこのような基板配分の不均一は、実装ライン全体の稼働率を低下させる結果となる。このように、従来の電子部品実装装置には、各単位実装装置への基板の配分が均一に行われないことに起因して、稼働率が低下するという問題点があった。
【0007】
そこで本発明は、各単位実装装置への基板の配分を均一にして、稼働率を向上させ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、基板を搬送する基板搬送手段と、こ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、この実装ステージの上流側に設けられ未実装基板をストックする待機ステージと、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、前記実装ステージにおける基板存否の検出結果および待機ステージにおける基板存否の検出結果に基づいて各検出結果ごとに異なる優先度の基板要求信号を出力する基板要求信号出力部とを備えた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、各単位実装装置ごとに前記基板搬送手段とは別個に設けられ基板を上流側から下流側へ搬送するバイパス搬送手段と、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基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかから受け取った基板を下流側の単位実装装置の基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかに選択的に渡す基板振り分け手段と、各単位実装装置から出力された前記基板要求信号を受信し、同一タイミングで受信した前記基板要求信号に設定された前記優先度が異なる場合は、実装ステージにおいて基板が存在しない場合における優先度を待機ステージにおいて基板が存在しない場合における優先度より高く判断し、前記実装ステージに優先して基板を供給するように前記バイパス搬送手段および基板振り分け手段を制御することにより、各単位実装装置への基板の配分状態を制御する基板配分制御手段とを備えた。
【0009】
請求項2記載の電子部品実装方法は、基板を搬送する基板搬送手段と、こ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、この実装ステージの上流側に設けられ未実装基板をストックする待機ステージと、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、前記実装ステージにおける基板存否の検出結果および待機ステージにおける基板存否の検出結果に基づいて各検出結果ごとに異なる優先度の基板要求信号を出力する基板要求信号出力部とを備えた単位実装装置を複数台連結して構成され、各単位実装装置ごとに前記基板搬送手段とは別個に設けられ基板を上流側から下流側へ搬送するバイパス搬送手段と、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基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかから受け取った基板を下流側の単位実装装置の基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかに選択的に渡す基板振り分け手段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、各単位実装装置から出力された前記基板要求信号を基板配分制御手段によって受信し、同一タイミングで受信した前記基板要求信号に設定された前記優先度が異なる場合は、実装ステージにおいて基板が存在しない場合における優先度を待機ステージにおいて基板が存在しない場合における優先度より高く判断し、前記実装ステージに優先して基板を供給するように前記バイパス搬送手段および基板振り分け手段を前記基板配分制御手段によって制御することにより、各単位実装装置への基板の配分状態を制御する。
【0010】
本発明によれば、各単位実装装置における基板存否の検出結果に基づいて各検出結果ごとに異なる優先度の基板要求信号を出力し、この基板要求信号の優先度に基づいてバイパス搬送手段および基板振り分け手段を基板配分制御手段によって制御することにより、各単位実装装置への基板の配分状態を適正に制御することができる。
【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(a)は本発明の一実施の形態の単位実装装置の正面図、図1(b)は本発明の一実施の形態の単位実装装置の部分断面図、図2(a)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(b),(c)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3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4,図5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搬送動作の説明図である。
【0012】
まず図1を参照して、単位実装装置の構成を説明する。図1(a)において、単位実装装置1は実装部2の両側に基板受け渡しユニット7を接続して構成されている。実装部2は、電子部品が実装される基板6を搬送する搬送コンベアを上下2段(上部コンベア3および下部コンベア4)に備えている。上部コンベア3による搬送経路上には、電子部品が実装される基板6を載置し位置決めする実装ステージ3aが設定されており、実装ステージ3aの上方には移載ヘッド5が配設されている。
【0013】
図1(b)は、実装ステージ3aにおける断面(A−A断面)を示しており、上部コンベア3の両側方は、電子部品を供給する部品供給部9となっている。部品供給部9にはテープフィーダ10が多数配設されており、移載ヘッド5はテープフィーダ10から電子部品を取り出して、上部コンベア3の実装ステージ3aに位置決めされた基板6に電子部品を移送搭載する。移載ヘッド5は、実装ステージ3aに載置された基板6に電子部品を移送搭載する実装手段となっている。
【0014】
実装ステージ3aの上流側には、実装ステージ3aに搬入される基板を待機させてストックする待機ステージ3bが設けられている。実装ステージ3aおよび待機ステージ3bには、それぞれ第1の基板検出センサS1、第2の基板検出センサS2が設けられており、実装ステージ3aおよび待機ステージ3bにおける基板6の存否が常に検出できるようになっている。これらの検出結果は、後述する基板要求信号出力部に送られ、これらの検出結果に基づいて上流側に対して基板要求信号が出力されるようになっている。
【0015】
基板受け渡しユニット7は、基板6を搬送し昇降可能な昇降コンベア8を備えている。電子部品実装前の基板6は、上流側の基板受け渡しユニット7の昇降コンベア8から実装部2の上部コンベア3に乗り移ることにより、搬入される(矢印a参照)。電子部品が実装された後の基板6は、上部コンベア3から下流側の基板受け渡しユニット7の昇降コンベア8に乗り移ることにより搬出される(矢印c)。したがって上部コンベア3は、実装ステージ3aに基板6を搬入・搬出する基板搬送手段となっている。
【0016】
下部コンベア4は、上部コンベア3の状態に拘わらず常に基板6を上流側から下流側へ搬送できるようになっている。そして、上流側の基板受け渡しユニット7の昇降コンベア8が下降位置にある状態で、基板6が昇降コンベア8から下部コンベア4に乗り移る(矢印c参照)。下流側へ搬送された基板6は、下流側の基板受け渡しユニット7の昇降コンベア8が下降位置にある状態で、昇降コンベア上に乗り移る(矢印d参照)。したがって下部コンベア4は、基板搬送手段とは別個に設けられ基板6を上流側から下流側へ搬送するバイパス搬送手段となっている。
【0017】
図2(a)は、前述の単位実装装置1を3台直列に配置して構成された複合型の電子部品実装装置(電子部品実装ライン)の構成を示している。すなわち、この電子部品実装ラインは、単位実装装置(以下、単に「装置」と略記)1A,1B,1Cを直列に配置して構成されている。そして装置1Aの上流側の基板受け渡しユニット(以下、単に「ユニット」と略記)7Aの上流側には未実装基板を供給する搬入コンベア11が、また装置1Cの下流側のユニット7Dの下流側には実装済み基板を搬出する搬出コンベア12が、それぞれ接続されている。
【0018】
装置1A,1B,1Cの各実装部2A,2B,2Cは、ユニット7B,7Cを介して接続されており、搬入コンベア11から供給された基板6は、ユニット7Aから、実装部2A、ユニット7B、実装部2B、ユニット7C、実装部2C、ユニット7Dへ順次受け渡され、搬出コンベア12によって下流側へ搬出される。
【0019】
この搬送動作において、図2(b)に示すように、上流側の実装部2Aの上部コンベア3からユニット7Bへ渡された基板は、下流側の実装部2Bへ渡される際には、上部コンベア3または下部コンベア4のいずれかへ選択的に受け渡される。また図2(c)に示すように、上流側の実装部2Aの下部コンベア4からユニット7Bへ渡された基板は、下流側の実装部2Bへ渡される際には、同様に上部コンベア3または下部コンベア4のいずれかへ選択的に受け渡される。すなわち、ユニット7B(7C)は、それぞれ上流側の実装部の上部コンベア3または下部コンベア4から受け取った基板6を、下流側の実装部の上部コンベア3または下部コンベア4のいずれかに選択的に受け渡す基板振り分け動作を行う。
【0020】
したがってユニット7B,7Cは、上流側の単位実装装置の基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかから受け取った基板を下流側の単位実装装置の基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかに選択的に渡す基板振り分け手段となっている。
【0021】
次に図3を参照して、電子部品実装ラインの制御系の構成を説明する。図3において、全体制御部20は電子部品実装ライン全体の実装動作制御を行う。基板配分制御部21は、各装置1A,1B,1Cの実装ステージ3a、待機ステージ3bへの基板6の配分を制御する。バイパス搬送駆動部22は、基板配分制御部21によって制御され、各装置1A,1B,1Cの下部コンベア4および基板受け渡しユニット7A,7B,7C,7Dを駆動する。
【0022】
各装置1A,1B,1Cは個別に制御部23を備えており、制御部23はコンベア駆動部24、実装機構駆動部25、基板要求信号出力部26を制御する。コンベア駆動部24は、上部コンベア3を駆動する。実装機構駆動部25は、移載ヘッド5や部品供給部9などの実装機構を駆動する。基板要求信号出力部26は、第1の基板検出センサS1,第2の基板検出センサS2によって検出された実装ステージ3a、待機ステージ3bにおける基板存否の検出結果に基づいて、基板要求信号を出力する。出力された基板要求信号は、制御部23を介して基板配分制御部(基板配分制御手段)21に送信される。
【0023】
ここで基板要求信号には、2つの異なる優先度が設定されている。優先度1の基板要求信号は、各単位実装装置において実装ステージ3aに基板6が存在しないときに出力される信号である。すなわち、実装ステージ3aが空の場合には、次の基板6が当該実装ステージ3aに供給されるまでの間は実装動作が中断するロスタイムとなることから、実装ステージ3aからの基板要求には高い優先度が付されている。
【0024】
これに対し、優先度2の基板要求信号は、各単位実装装置において待機ステージ3bに基板6が存在しないときに出力される信号である。すなわち待機ステージ3bが空の場合にあっても、当該待機ステージ3bの下流の実装ステージ3aで実装作業が行われている限りは、当面基板供給が行われなくても実装動作の中断を生じることはなく、基板要求の優先度は上述の場合よりも低い。
【0025】
したがって、同一タイミングで優先度の異なる基板要求信号が出力された場合には、より優先度が高い優先度1の基板要求信号にまず対応して基板6を供給する。これにより、電子部品実装ラインにおいて1つの装置では基板6を待機ステージ3bにストックしながら他の装置の実装ステージ3aが基板待ち状態となってロスタイムを発生するという不合理を解消し、常に実装ステージ3aを優先して基板6を配分することができる。
【0026】
すなわち、基板配分制御手段は、各単位実装装置の基板要求信号出力部26から出力された基板要求信号を受信し、この基板要求信号の優先度に基づいてバイパス搬送手段および基板振り分け手段を制御することにより、各単位実装装置への基板の配分状態を制御するようになっている。なお、同一優先度の基板要求信号が同一タイミングで出力された場合には、予め選択された供給順、すなわち上流側のステージから優先して供給するか、もしくは下流側のステージから優先して供給するかの選択にしたがって基板を供給する。本実施の形態の動作例(図4,図5参照)では、同一優先度の基板要求信号については、上流側のステージから順に基板を供給する例を示している。
【0027】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、以下電子部品実装装置による基板搬送動作について、図4、図5を参照して説明する。図4、図5は、同一種類の基板6を上流側の搬入コンベア11から順次供給して電子部品実装を行う際の一連の基板搬送動作を示すものである。ここでは、基板6に対して供給順に6a,6b,6c・・と付番して、基板個体を区別している。
【0028】
図4(a)において、各装置1A,1B,1Cの実装ステージ3a、待機ステージ3bはすべて空であり、この状態では各装置1A,1B,1Cからそれぞれ当該装置の実装ステージ3aへの基板6の供給を要求する優先度1の基板要求信号が、また待機ステージ3bへの基板6の供給を要求する優先後2の基板要求信号が基板配分制御部21に対して出力される。そしてこれらの基板要求信号に基づいて、以下のような基板搬送動作が行われる。
【0029】
まず最初の基板6aが搬入コンベア11に載置され、次いで図4(b)に示すようにユニット7Aの昇降コンベア8(上昇状態)に乗り移る。このとき搬入コンベア11には次の基板6bが載置される。ここで基板6aの供給先については、優先度1の基板要求信号が出された実装ステージ3aのうちの最上流のステージ、すなわち装置1Aの実装ステージ3aが供給先として指定され、基板6aは実装部2Aの上部コンベア3に乗り移って実装ステージ3aに搬入される。そしてここで位置決めされた基板6aに対して、実装作業が行われる。
【0030】
この後図4(c)に示すように、ユニット7Aでは基板6bを乗せた昇降コンベア8が下降し、搬入コンベア11には新たに基板6cが載置される。ここで、基板6bの供給先は、優先度1の基板要求信号が出された実装ステージ3aのうちの上流側から2番目のステージ、すなわち装置1Bの実装ステージ3aが供給先として指定される。そして図4(d)に示すように、基板6bは装置1Aの下部コンベア4に乗り移り、下流側に搬送される。
【0031】
そして図5(a)に示すように、基板6bはユニット7Bに到達し、次いでユニット7Bから図5(b)に示すように実装部2Bの実装ステージ3aに搬入され、ここで基板6bに対する実装作業が行われる。ユニット7Aでは基板6cを乗せた昇降コンベア8が下降し、搬入コンベア11には新たに基板6dが載置される。
【0032】
基板6cの供給先は、優先度1の基板要求信号が出された実装ステージ3aのうちの上流側から3番目のステージ、すなわち装置1Cの実装ステージ3aが供給先として指定される。そして図5(c)に示すように、基板6cは装置1Aの下部コンベア4に乗り移り、さらにユニット7B、装置1Bを介して、下流側に搬送される。そして基板6cはユニット7Cに到達し、次いで実装部2Cの実装ステージ3aに搬入され、ここで基板6cに対する実装作業が行われる。これにより、優先度1の基板要求信号に対応する基板搬送動作が完了する。
【0033】
この後、優先度2の基板要求信号に対応する基板搬送動作が開始される。まず優先度2の基板要求信号が出された待機ステージ3bのうちの最上流のステージ、すなわち装置1Aの待機ステージ3bが供給先として指定される。そして図5(d)に示すように、ユニット7Aから基板6dが実装部2Aの上部コンベア3に乗り移り、基板3aの実装作業が完了するまで、待機ステージ3bでストックされる。
【0034】
この後同様の基板供給が実行され、装置1B,1Cの待機ステージ3bにも順次基板6が供給される。そして各装置1A,1B,1Cの実装ステージ3aにおいて実装作業が完了したならば、待機ステージ3bの基板が実装ステージ3aに移動する。この基板供給動作において、いずれかの実装ステージ3a、待機ステージ3bが空状態となったならば、当該装置の基板要求信号出力部26から基板要求信号が出力される。そして、基板配分制御部21は、これらの基板要求信号の優先度に基づいて、基板供給先のステージを特定する。
【0035】
これにより、各単位実装装置の待機ステージの基板ストック量が大きい場合においても、特定の単位実装装置に基板6が不必要に集中して供給される事態が発生せず、常に実装作業の実行順に基づいた優先度に基づいて基板6が均一に配分される。したがって各単位実装装置への基板の配分を均一にしてロスタイムの発生を排除し、装置稼働率を向上させることができる。
【0036】
【発明の効果】
本発明によれば、各単位実装装置における基板存否の検出結果に基づいて各検出結果ごとに異なる優先度の基板要求信号を出力し、この基板要求信号の優先度に基づいてバイパス搬送手段および基板振り分け手段を基板配分制御手段によって制御するようにしたので、各単位実装装置への基板の配分状態を適正に制御することができ、装置稼働率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の一実施の形態の単位実装装置の正面図
(b)本発明の一実施の形態の単位実装装置の部分断面図
【図2】(a)本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの構成図
(b)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
(c)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3】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4】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搬送動作の説明図
【図5】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搬送動作の説明図
【符号の説明】
1,1A,1B,1C (単位実装)装置
2,2A,2B,2C 実装部
3 上部コンベア
3a 実装ステージ
3b 待機ステージ
4 下部コンベア
5 移載ヘッド
6 基板
7,7A,7B,7C,7D (基板受け渡し)ユニット
21 基板配分制御部
22 バイパス搬送駆動部
26 基板要求信号出力部
Claims (2)
- 基板を搬送する基板搬送手段と、こ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、この実装ステージの上流側に設けられ未実装基板をストックする待機ステージと、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、前記実装ステージにおける基板存否の検出結果および待機ステージにおける基板存否の検出結果に基づいて各検出結果ごとに異なる優先度の基板要求信号を出力する基板要求信号出力部とを備えた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、各単位実装装置ごとに前記基板搬送手段とは別個に設けられ基板を上流側から下流側へ搬送するバイパス搬送手段と、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基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかから受け取った基板を下流側の単位実装装置の基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかに選択的に渡す基板振り分け手段と、各単位実装装置から出力された前記基板要求信号を受信し、同一タイミングで受信した前記基板要求信号に設定された前記優先度が異なる場合は、実装ステージにおいて基板が存在しない場合における優先度を待機ステージにおいて基板が存在しない場合における優先度より高く判断し、前記実装ステージに優先して基板を供給するように前記バイパス搬送手段および基板振り分け手段を制御することにより、各単位実装装置への基板の配分状態を制御する基板配分制御手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
- 基板を搬送する基板搬送手段と、こ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、この実装ステージの上流側に設けられ未実装基板をストックする待機ステージと、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、前記実装ステージにおける基板存否の検出結果および待機ステージにおける基板存否の検出結果に基づいて各検出結果ごとに異なる優先度の基板要求信号を出力する基板要求信号出力部とを備えた単位実装装置を複数台連結して構成され、各単位実装装置ごとに前記基板搬送手段とは別個に設けられ基板を上流側から下流側へ搬送するバイパス搬送手段と、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基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかから受け取った基板を下流側の単位実装装置の基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかに選択的に渡す基板振り分け手段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、各単位実装装置から出力された前記基板要求信号を基板配分制御手段によって受信し、同一タイミングで受信した前記基板要求信号に設定された前記優先度が異なる場合は、実装ステージにおいて基板が存在しない場合における優先度を待機ステージにおいて基板が存在しない場合における優先度より高く判断し、前記実装ステージに優先して基板を供給するように前記バイパス搬送手段および基板振り分け手段を前記基板配分制御手段によって制御することにより、各単位実装装置への基板の配分状態を制御することを特徴とする電子部品実装方法。
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