JP4728423B2 - 電子部品の実装方法及び電子部品の実装機 - Google Patents

Description

本発明は電子部品の実装方法及び電子部品の実装機に関し、特に、一つの基板に対し、複数のヘッドユニットを同時に駆動して、各ヘッドユニットに吸着された部品の搭載作業を並行する電子部品の実装方法及び電子部品の実装機に関する。

従来、この種の電子部品搭載装置は、コンベアで搬送された基板が停止される基板停止位置と、この基板停止位置の周囲に配置される複数のモジュール（実装機において、基板停止位置に停止しているプリント基板Ｐに部品を実装するためには、少なくとも部品供給部と、部品供給部から部品を基板に運搬し実装するためのヘッドユニットが必要であり、これら部品供給部とヘッドユニットとを含んでなるユニットを「モジュール」という。）とを備えている。各モジュールには、ヘッドユニットと部品供給部が設けられている。各ヘッドユニットは、対応する部品供給部から供給される１つまたは複数の部品を吸着し、基板停止位置に停止している基板上に移動し、並行して部品を装着する。このヘッドユニットによる吸着から装着までの一連の動作を一回の実装ターンとして、各モジュールでは、複数の実装ターンを他のモジュールと並行して実行するように設定されている。

しかしながら、各モジュールのヘッドユニットは、相互に重なり合う干渉領域を移動する必要があるため、そのような干渉領域では、何れかのヘッドユニットが稼動している際、他のヘッドユニットには、待機時間が発生していた。

かかる待機時間を可及的に低減するため、例えば、特許文献１に開示されている技術では、先行するヘッドユニットが干渉領域で実行している実装ターンの終了時間を計測するとともに、当該干渉領域の空きを待機している後続のヘッドユニットが干渉領域に移動する移動時間を演算し、終了時間から移動時間を差し引いた時間が経過した時点で後続のヘッドユニットの移動を開始することにより、待機時間の低減を図っている。

また、特許文献２に開示されている技術では、一回の実装ターン毎に干渉エリアを動的に設定し、干渉領域の空きを待機する機会を低減する方法を図っている。

特開２００２−１７１０９２号公報 特開２００７−５３２７１号公報

しかしながら、何れの場合にしても、待機時間は、発生していた。しかし、そのような待機時間が残存する限り、各ヘッドユニットの稼働率が低下し、作業効率の低減を余儀なくされていた。

また、各特許文献１、２に記載された方法では、実装ターン毎にヘッドユニットの移動時間をパラメータとして含む演算処理が必要であった。しかしながら、ヘッドユニットの作業時間は、実装ターン毎にばらつきが大きく、容易には計算通りにならないのが現状である。そのため、各特許文献１、２に記載された方法では、実装ターン毎の演算処理に時間がかかることと相俟って、待機時間を効果的に低減することはできなかった。

本発明は、上記不具合に鑑みてなされたものであり、作業領域が重なり合う複数のヘッドユニットを効率よく稼動し、高い稼働率を維持することのできる電子部品の実装方法及び電子部品の実装機を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために本発明は、少なくとも電子部品を供給する部品供給部と、前記部品供給部が供給した電子部品を吸着して所定の基板停止位置に停止している基板上に実装するヘッドユニットとを含んでなるモジュールを設け、前記モジュールを前記基板停止位置の周囲に複数セット配置するとともに、各モジュールを同時に稼動し、前記ヘッドユニットを前記基板停止位置に並行駆動して、前記ヘッドユニットに吸着された電子部品を当該基板に搭載する電子部品の実装方法であって、前記基板上を移動するヘッドユニットのエリアを前記ヘッドユニット毎に割り当てるとともに、割り当てられたエリアの座標毎に、各ヘッドユニット同士の干渉の生じ得る度合を干渉度として重み付けする干渉度設定ステップと、前記干渉度に応じて、各ヘッドユニットが対応するモジュールの部品供給部から供給された電子部品を吸着してから搭載を終了するまでの実装ターンの順位を搭載順位として設定する搭載順位設定ステップと、各ヘッドユニット同士の干渉が生じ得る座標での搭載作業において、前記搭載順位に基づき、何れか一のヘッドユニットを干渉度の最も高い座標で搭載作業させるとともに、他のヘッドユニットは、前記一のヘッドユニットとの干渉を回避可能な範囲内で搭載作業をさせる搭載ステップとを備え、前記搭載順位設定ステップは、最も干渉度の高い領域で搭載作業をすることのできる優先順位を前記ヘッドユニットに交替で付与するものであることを特徴とする電子部品の実装方法である。この態様では、ヘッドユニット同士で干渉が生じ得る座標での搭載作業においては、搭載順位設定ステップによって設定された搭載順位に基づいて、何れかのヘッドユニットが干渉度の最も高い領域から搭載作業を開始するとともに、干渉度の高い領域で搭載作業する優先順位が複数のヘッドユニットに対して交替で付与されるので、各ヘッドユニットがいわば直列で干渉度の高い領域から順番に電子部品を搭載し続けることが可能になる。この結果、各ヘッドユニット間での干渉を回避しつつ、待機時間を可及的に低減し、高い稼働率を維持することができる。また、干渉度の高い領域から順に搭載作業が実行されるので、作業が経過するにつれて、搭載順位を決定する自由度が高くなり、より効率的な搭載作業を実現することができる。また、予め搭載順位を決定し、その搭載順位に従って、複数のヘッドユニットが稼動されるので、移動時間をパラメータとして搭載順位を制御する場合に比べて、演算が遙かに容易且つ高速になり、しかも、高い精度で待機時間の発生を回避することが可能になる。

好ましい態様において、前記搭載ステップは、前記他のヘッドユニットが前記一のヘッドユニットとの干渉を回避可能な範囲内で搭載作業をする際に、前記他のヘッドユニットを最も干渉度の高い座標で搭載作業をさせるステップである。この態様では、一のヘッドユニットが干渉度の高い座標で搭載作業をしているときに、退避している他のヘッドユニットも回避可能な範囲内で干渉度の高い座標で搭載作業するので、干渉度の高い座標を中心にして、順次、干渉度の低い座標に搭載順位が移行する結果、より搭載順位を設定する自由度が高くなるという利点がある。

好ましい態様において、前記干渉度設定ステップは、干渉度の最も高い領域を境に各ヘッドユニットの搭載時間が等分されるように前記エリアを設定するものである。この態様では、複数のヘッドユニットの搭載時間が等分されるので、より確実に各ヘッドユニットの搭載終了タイミングが揃いやすくなる。

本発明の別の態様は、少なくとも電子部品を供給する部品供給部と、前記部品供給部が供給した電子部品を吸着して所定の基板停止位置に停止している基板上に実装するヘッドユニットとを含んでなるモジュールを設け、前記モジュールを前記基板停止位置の周囲に
複数セット配置するとともに、各モジュールを同時に稼動し、前記ヘッドユニットを前記基板停止位置に並行駆動して、前記ヘッドユニットに吸着された電子部品を当該基板に搭載する電子部品の実装機であって、前記ヘッドユニットを制御する制御ユニットを備え、この制御ユニットは、前記基板上を移動するヘッドユニット毎に割り当てられたエリアと、前記エリアの座標毎に各ヘッドユニット同士の干渉の生じ得る度合として重み付けされる干渉度と、前記干渉度に基づいて予め設定され、各ヘッドユニットが対応するモジュールの部品供給部から供給された電子部品を吸着してから搭載を終了するまでの実装ターンの順位としての搭載順位とを記憶するデータ記憶部と、各ヘッドユニット同士で干渉が生じ得る座標での搭載作業において、前記搭載順位に基づき、何れか一のヘッドユニットを干渉度の最も高い座標で搭載作業させるとともに、他のヘッドユニットは、前記一のヘッドユニットとの干渉を回避可能な範囲内で搭載作業をさせる搭載プログラムを記憶するプログラム記憶部とを有し、前記搭載順位は、最も干渉度の高い領域で搭載作業をすることのできる優先順位が前記ヘッドユニットに交替で付与されるものであることを特徴とする電子部品の実装機である。この態様においても、各ヘッドユニットがいわば直列で干渉度の高い領域から順番に電子部品を搭載し続けることが可能になる。この結果、各ヘッドユニット間での干渉を回避しつつ、待機時間を可及的に低減し、高い稼働率を維持することができる。また、干渉度の高い領域から順に搭載作業が実行されるので、作業が経過するにつれて、搭載順位を決定する自由度が高くなり、より効率的な搭載作業を実現することができる。また、予め搭載順位を決定し、その搭載順位に従って、複数のヘッドユニットが稼動されるので、移動時間をパラメータとして搭載順位を制御する場合に比べて、演算が遙かに容易且つ高速になり、しかも、高い精度で待機時間の発生を回避することが可能になる。

好ましい態様において、前記制御ユニットは、前記他のヘッドユニットが前記一のヘッドユニットとの干渉を回避可能な範囲内で搭載作業をする際に、前記他のヘッドユニットを最も干渉度の高い座標で搭載作業をさせるものである。この態様では、一のヘッドユニットが干渉度の高い座標で搭載作業をしているときに、退避している他のヘッドユニットも干渉可能な範囲内で干渉度の高い座標で搭載作業するので、干渉度の高い座標を中心にして、順次、干渉度の低い座標に搭載順位が移行する結果、より搭載順位を設定する自由度が高くなるという利点がある。

好ましい態様において、前記制御ユニットには、干渉度の最も高い領域を境に各ヘッドユニットの搭載時間が等分されるように前記エリアが設定されているものである。この態様では、複数のヘッドユニットの搭載時間が等分されるので、より確実に各ヘッドユニットの搭載終了タイミングが揃いやすくなる。

以上説明したように本発明によれば、何れかのヘッドユニットが干渉度の最も高い領域から搭載作業を開始するとともに、干渉度の高い領域で搭載作業する優先順位が複数のヘッドユニットに対して交替で付与されるので、各ヘッドユニットがいわば直列で干渉度の高い領域から順番に電子部品を搭載し続けることが可能になる結果、各ヘッドユニット間での干渉を回避しつつ、容易且つ高速な演算制御で待機時間を可及的に低減し、高い稼働率を維持することができるという顕著な効果を奏する。

本実施形態に係る実装機の一例を概略的に示す平面図である。 図１の実施形態に係るブロック図である。 図１の実施形態に係るデータ構造を示すＥＲ図である。 図３に示したテーブルに基づくビュー表である。 図１の実施形態に係る搭載座標の干渉候補を決定する手順を示すフローチャートである。 図５の手順に基づいて、搭載順位を決定する手順を示すフローチャートである。 搭載座標の干渉候補を決定する過程を示す搭載座標の説明図であり、（Ａ）は、エリアの設定、（Ｂ）は、グループの設定を示す。 本実施形態による電子部品の搭載過程を示す説明図である。 本実施形態による電子部品の搭載過程を示す説明図である。 図８、図９の過程を示すタイミングチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。

図１に示す実装機１０は、基台１１と、この基台１１上に配置され、実装対象となるプリント基板Ｐを搬送する基板搬送装置１２とを備えている。基板搬送装置１２は、互いに平行な一対のベルト式コンベア１２ａ、１２ｂと、図外の搬送用モータと、搬送用モータの動力を伝達する伝動機構等とを備えており、両コンベア１２ａ、１２ｂを同期させて駆動することにより、両コンベア１２ａ、１２ｂでプリント基板Ｐの両側辺部を支持しつつ、このプリント基板Ｐを基板搬送方向（図１の例では右から左）に搬送するとともに、図略の基板停止装置で、図１の仮想線で示す基板停止位置にプリント基板Ｐを一時停止させ、この基板停止位置でプリント基板Ｐを保持した上で電子部品の搭載作業が行われるようになっている。以下の説明では、基板搬送方向に沿う水平方向をＸ軸方向とし、このＸ軸方向に直交する水平方向をＹ軸方向として説明する。

基板搬送装置１２により搬入されたプリント基板Ｐを基板停止位置に停止させるため、両コンベア１２ａ、１２ｂの内側の所定箇所には、基板停止装置として図略のストッパが設けられている。このストッパは、両コンベア１２ａ、１２ｂ上に突出する状態と両コンベア１２ａ、１２ｂの下方に没入する状態とに変位可能とされ、シリンダ等からなるストッパ駆動部１４（図２参照）により駆動されるようになっている。さらに基板停止位置には、ストッパにより停止させられたプリント基板を基板搬送装置１２から浮かせて保持するためのプッシュアップピン等からなる基板保持装置（図示せず）が配設され、上記ストッパと基板保持装置とで基板位置決め装置が構成されている。

実装機１０には、この基板搬送装置１２を挟んで対向する一対のモジュール２０Ａ、２０Ｂが設けられている。各モジュール２０Ａ、２０Ｂは、基板搬送装置１２の両側方に配置された部品供給部２１Ａ、２１Ｂと、この部品供給部２１Ａ、２１Ｂから電子部品をピックアップして、基板停止位置に停止しているプリント基板Ｐに装着するヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂと、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂを駆動する駆動機構３０Ａ、３０Ｂとを備えている。このように、実装機において、基板停止位置に停止しているプリント基板Ｐに部品を実装するためには、少なくとも部品供給部２１Ａ（２１Ｂ）と、部品供給部２１Ａ（２１Ｂ）から部品をプリント基板Ｐに運搬し実装するためのヘッドユニット２２Ａ（２２Ｂ）が必要であり、これら部品供給部２１Ａ（２１Ｂ）とヘッドユニット２２Ａ（２２Ｂ）とを含んでなるユニットをこの実施形態において「モジュール」２０Ａ（２０Ｂ）という。

部品供給部２１Ａ、２１Ｂは、多数列のテープフィーダ２３Ａ、２３Ｂを備えている。各テープフィーダ２３Ａ、２３Ｂは、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の電子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープをリールから部品取出し部へ導出し、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂにより部品がピップアップされるにつれてラチェット式の繰出し機構によりテープを間欠的に繰り出すようになっている。

ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂは、実装機１０の基台１１の上方に配置され、部品供給部２１Ａ、２１Ｂから電子部品をピックアップして上記基板停止位置にあるプリント基板Ｐに装着し得るように、後述する駆動機構３０Ａ、３０Ｂによって、それぞれ独立してＸ軸方向（基板搬送装置１２による搬送方向）及びＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるようになっている。

各ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂには、１又は複数のノズル部材（図示せず）が昇降及び回転可能に設けられるとともに、ノズル部材を昇降させるＺ軸サーボモータ２４Ａ、２４Ｂ及びノズル部材を回転させるＲ軸サーボモータ２５Ａ、２５Ｂが装備されている（図２参照）。

ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂを駆動する駆動機構３０Ａ、３０Ｂは、上記基台１１上に固定されてＹ軸方向に延びる一対の固定レール３１Ａ、３１Ｂと、この固定レール３１Ａ、３１Ｂに取り付けられたボールねじ軸３２Ａ、３２Ｂと、このボールねじ軸３２Ａ、３２Ｂの端部に連結されて、ボールねじ軸３２Ａ、３２Ｂを回転駆動するＹ軸サーボモータ３３Ａ、３３Ｂと、上記固定レール３１Ａ、３１Ｂ上に配置され、上記ボールねじ軸３２Ａ、３２Ｂに螺合しているナット部分（図示せず）を備えたヘッドユニット支持部材３４Ａ、３４Ｂとを備えている。また、各ヘッドユニット支持部材３４Ａ、３４Ｂには、Ｘ軸方向に延びるボールねじ軸３５Ａ、３５Ｂと、このボールねじ軸３５Ａ、３５Ｂの端部に連結されて、ボールねじ軸３５Ａ、３５Ｂを回転駆動するＸ軸サーボモータ３６Ａ、３６Ｂとが設けられており、このボールねじ軸３５Ａ、３５Ｂに、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂに設けられたナット部分（図示せず）が螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ３３Ａ、３３Ｂの作動によりボールねじ軸３２Ａ、３２Ｂが回転して、上記ヘッドユニット支持部材３４Ａ、３４ＢがＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ３６Ａ、３６Ｂの作動によりボールねじ軸３５Ａ、３５Ｂが回転して、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂがヘッドユニット支持部材３４Ａ、３４Ｂに対してＸ軸方向に移動するようになっている。なお、図では省略されているが、ヘッドユニット支持部材３４Ａ、３４Ｂには、ヘッドユニット２２Ａ、２２ＢをＸ軸方向にガイドするガイド部材が設けられており、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂは、このガイド部材上で滑らかにＸ軸方向に往復移動することができるように構成されている。

次に、プリント基板Ｐが基板停止位置に停止したときにそのプリント基板Ｐの特定部位を上方から撮像する定置式撮像手段として、第１基板カメラ４１（第１のカメラ）及び第２基板カメラ４２（第２のカメラ）が基台１１の定位置から吊り下げられている。第１基板カメラ４１は、プリント基板Ｐが基板停止位置に停止したときにその下流コーナー部を撮像し得る位置に、また、第２基板カメラ４２は、プリント基板Ｐが基板停止位置に停止したときにその一側辺の中間部を撮像し得る位置に、それぞれ配置されている。

各モジュール２０Ａ、２０Ｂには、基台１１上に部品認識用のカメラ４３Ａ、４３Ｂが装備され、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂによる部品吸着後に上記カメラ４３Ａ、４３Ｂで吸着部品が撮像され、それに基づいて部品吸着位置のずれ等が調べられるようになっている。

また、各ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂには、プリント基板Ｐに付されているフィデューシャルマーク（基板認識用のマーク）を撮像する移動カメラ４４Ａ、４４Ｂが各モジュール２０Ａ、２０Ｂのヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂにそれぞれ装備されている。移動カメラ４４Ａ、４４Ｂは、対応するヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの側部で下向きに配置されたＣＣＤ等で構成されており、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂと一体に移動するようになっている。

次に、各部を制御する制御ユニット５０について説明する。

図２を参照して、制御ユニット５０は、ＣＰＵ等で構成され、外部の表示ユニット６０と接続される演算処理部５１と、基板搬送、部品搭載等のための各種データを記憶するデータ記憶手段５２と、搭載プログラムを記憶する搭載プログラム記憶手段５３と、各モータ２４Ａ、２４Ｂ、２５Ａ、２５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６Ｂを制御するモータ制御部５４と、外部入出力部５５と、データ通信部５６、画像処理部５７とを有している。

演算処理部５１は、電子部品をプリント基板Ｐに搭載するために必要な搭載プログラムを実行するための演算処理を司るものである。

データ記憶手段５２は、搭載プログラムを実行するために必要なデータや、データの集合体（テーブルという）等を記憶するものである。

搭載プログラム記憶手段５３は、演算処理部５１が実行する搭載プログラムを記憶するものである。

モータ制御部５４は、各モータ２４Ａ、２４Ｂ、２５Ａ、２５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６Ｂに設けられたエンコーダからの信号と演算処理部５１から与えられる目標値とに基づいてモータ２４Ａ、２４Ｂ、２５Ａ、２５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６Ｂを制御するものである。上記外部入出力部５５には、入力要素としてプリント基板Ｐの搬入、搬出を検出するセンサ等の各種センサ類ＳＮが接続される一方、出力要素としてストッパ駆動部１４が接続されている。なお、このほかに、図外の搬送用駆動機構やコンベア間隔調整用駆動機構等も外部入出力部５５に接続されている。

データ通信部５６は、複数の実装機１０を制御する制御コンピュータとの通信やデータの更新等を実行するものである。

画像処理部５７は、第１基板カメラ４１、第２基板カメラ４２、部品カメラ４３Ａ、４３Ｂ、及び移動カメラ４４Ａ、４４Ｂと接続され、これらのカメラ４１〜４４Ｂからの画像を示す信号を取込んで、所定の画像処理を施し、その画像データを演算処理部５１に送るものである。

次に、データ記憶手段５２に記憶されているデータのうち、本発明に関連の深いデータについて説明する。なお、以下の説明では、データを二次元の表形式で論理的に格納されているものとし、各データの集まり（エンティティ）をテーブル、テーブルとテーブルの関連をリレーションシップ、各テーブルに含まれる項目（列）をフィールドという。また、図中、ＰＫは、テーブル内でデータを一意に特定するための主キーを表し、ＦＫは、リレーションシップを構築するために参照先を示す外部キーである。

図３を参照して、データ記憶手段５２は、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂに関するヘッドテーブル１０１と、プリント基板Ｐに関する基板テーブル１０２とを備えている。ヘッドテーブル１０１は、フィールドとして、｛ヘッド番号、ノズル本数｝を備えており、制御対象となるヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂを特定するヘッド番号や、当該ヘッド番号のヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂが有するノズルの本数を記憶している。

基板テーブル１０２は、フィールドとして、｛基板品番、幅、長さ｝を備えており、プリント基板Ｐの諸元をプリント基板Ｐの品番毎に記憶している。

次に、１０３は、エリアテーブルである。このエリアテーブル１０３は、ヘッドテーブル１０１のヘッド番号と、基板テーブル１０２の基板品番毎に、当該ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂが移動するエリアを稼動範囲Ｒ（ｘ）として記憶する。例えば、図１に示した実装機１０の場合、一つのプリント基板Ｐを二台のヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂで搭載するので、エリアテーブル１０３は、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂ毎に、稼動範囲Ｒ（ｘ）をＲ（ａ）、Ｒ（ｂ）といった状態で識別可能に記憶する。本実施形態では、プリント基板Ｐ毎の部品搭載領域ＥＢに対し、干渉度の最も高い領域を境に各ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの搭載時間が等分されるように稼動範囲Ｒ（ｘ）が設定されている。これにより、一方のヘッドユニット２２Ａ（２２Ｂ）と他方のヘッドユニット２２Ｂ（２２Ａ）とに配分される負荷時間が等しくなり、両ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂが限りなく同時に作業を終了することができるようになる。

次に、１０４は、グループテーブルである。グループテーブル１０４は、エリアテーブル１０３が記憶する稼動範囲Ｒ（ｘ）毎に特定されるグループＧ（ｍ，Ｙ）を記憶する。このグループＧ（ｍ，Ｙ）とは、図７（Ｂ）に示したように、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂが、一回の実装ターンで実装することのできる電子部品の搭載座標の集まりをいう。グループＧ（ｍ，Ｙ）は、可能な限り、同じ行Ｙの中に揃うように分割されている。また、グループＧ（ｍ，Ｙ）は、Ｘ軸方向に列ｍが設定され、列ｍの値と行Ｙの値とによって、エリア毎に一意に特定することができるように記憶されている。グループテーブル１０４のフィールドには｛移動時間、搭載順位｝が含まれており、ヘッドユニット２２Ａ、２２ＢがグループＧ（ｍ，Ｙ）に移動する際の移動時間と、搭載順位（各ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの実装ターンの順位）とが登録されるようになっている。制御ユニット５０は、この搭載順位の値を参照して、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの稼動順序を決定し、制御するようになっている。

さらに本実施形態において特筆すべきことは、各グループＧ（ｍ，Ｙ）には、Ｙ軸方向沿って、多段階に干渉度が設定されている点である（図７参照）。すなわち、基板停止位置上では、Ｙ軸方向に沿ってヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂが相手側に接近し、中央付近では、互いに干渉することになる。そのため、本実施形態では、Ｙ軸方向に沿っていくつかの行（１〜４）Ｙを設定し、干渉度が高くなるグループＧ（ｍ，Ｙ）ほど、行Ｙの数値が小さくなるように設定されている。

１０５は、搭載座標テーブルである。搭載座標テーブル１０５は、グループテーブル１０４毎に設定される搭載座標Ｐ（ｎ，Ｙ）であり、このデータに基づいて、制御ユニット５０は、グループＧ（ｍ，Ｙ）毎に設定される電子部品の搭載座標Ｐ（ｎ，Ｙ）を特定し、各ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂに設けられているノズルを制御するようになっている。この搭載座標テーブルには、搭載座標Ｐ（ｎ，Ｙ）毎に干渉距離Ｄ（Ｙ，Ｌ，Ｒ）が記憶される。干渉距離Ｄ（Ｙ，Ｌ，Ｒ）は、ある搭載座標に電子部品を搭載しているヘッドユニット２２Ａ（２２Ｂ）が、干渉度の最も高い座標で作業している相手側のヘッドユニット２２Ｂ（２２Ａ）と干渉する距離である。ここで、干渉距離Ｄ（Ｙ、Ｌ、Ｒ）は、Ｙ座標に関する値だけではなく、Ｘ軸方向の左右の値Ｌ、Ｒも含まれている。これにより、Ｙ座標が最も干渉度の高い座標であったとしても、例えば図７（Ａ）の列ｍが１の座標と列ｍが３の座標とでは、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂが相互に互い違いになって、干渉が生じないと判断することが可能になる。図示の例では、プリント基板ＰのＸ軸方向の長さが充分長いため、図７（Ａ）に示した列ｍのうち、双方がＸ軸方向において反対側にある場合（例えば、稼動範囲Ｒ（ａ）のＧ（１，１）と稼動範囲Ｒ（ｂ）のＧ（３，１））には、干渉が生じないようになっている。

１０６は、干渉候補管理テーブルである。干渉候補管理テーブル１０６は、ヘッドユニット２２Ａ、２２ＢのグループＧ（ｍ，Ｙ）毎に、相手方のヘッドユニット２２Ｂ、２２Ａと干渉し得る干渉候補としてのグループＧ（ｍ，Ｙ）を特定するためのものである。

図４、図７（Ｂ）を参照して、例えば、ヘッドユニット２２Ａが搭載作業を行う稼動範囲Ｒ（ａ）に設定されるグループＧ（１、１）に関しては、相手側のヘッドユニット２２ＢがグループＧ（１，１）に移動した場合に干渉が生じるので、その場合には、稼動範囲Ｒ（ａ）のグループＧ（１，１）について、稼動範囲Ｒ（ｂ）のグループＧ（１、１）が干渉候補として関連づけられる。また、関連づけられる干渉候補Ｇ（ｍ，Ｙ）は、一つだけではなく、複数であってもよい。他方、全く干渉しない稼動範囲Ｒ（ｘ）については、値が入らないので、テーブル同士を結合して図４のようなビュー表を作成した場合、値はナル値（ｎｕｌｌ）となる。

図４に示したように、グループテーブル１０４には、稼動範囲Ｒ（ｘ）のグループＧ（ｍ，Ｙ）毎に搭載順位が決定される。制御ユニット５０は、この搭載順位に基づき、各モジュール２０Ａ、２０Ｂの制御要素を制御する。

図３、図５、及び図７（Ａ）を参照して、搭載順位は、以下の手順で決定される。

まず、製造対象となるプリント基板Ｐの基板品番を基板テーブル１０２に登録するとともに、登録されたプリント基板Ｐに搭載される電子部品の各座標を入力して、搭載座標テーブル１０５に登録する（ステップＳ２０）。

次いで、登録されたプリント基板Ｐに対して、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂ毎に稼動範囲Ｒ（ａ）、Ｒ（ｂ）を割り当て、エリアテーブル１０３と搭載座標テーブル１０５とに登録して、稼動範囲Ｒ（ａ）、Ｒ（ｂ）と搭載座標Ｐ（ｎ，Ｙ）とを関連づける（ステップＳ２１）。次いで、稼動範囲Ｒ（ａ）、Ｒ（ｂ）毎に搭載座標Ｐ（ｎ，Ｙ）をグループＧ（ｍ，Ｙ）に割り当て、グループＧ（ｍ，Ｙ）と搭載座標Ｐ（ｎ，Ｙ）とを関連づける（ステップＳ２２）。この段階では、図７（Ｂ）に示したような搭載座標Ｐ（ｎ，Ｙ）、グループＧ（ｍ，Ｙ）、稼動範囲Ｒ（ｘ）に関する情報が登録される。

次いで、引数ｘにａを割り当て、割り当てられたエリアについて、グループＧ（ｍ，Ｙ）の個数をカウントする（ステップＳ２３、ステップＳ２４）。その後、１列目から順番に、干渉し得る相手方の稼動範囲Ｒ（ｘ）のグループＧ（ｍ，Ｙ）を検索する（ステップＳ２５、Ｓ２６）。この検索では、搭載座標テーブル１０５の干渉距離Ｄ（Ｙ，Ｌ，Ｒ）に基づいて、干渉が発生し得る全てのグループＧ（ｍ，Ｙ）を検索する。

検索された干渉候補Ｇ（ｍ，Ｙ）は、干渉候補管理テーブル１０６に記憶される（ステップＳ２７）。これにより、図４に示したような状態で、稼動範囲Ｒ（ａ）毎のグループＧ（ｍ，Ｙ）と、各グループＧ（ｍ，Ｙ）毎に干渉が生じる相手側の稼動範囲Ｒ（ｂ）のグループＧ（ｍ，Ｙ）とを関連づけることが可能になる。

次いで、列ｍがインクリメントされ（ステップＳ２８）、その値とステップＳ２４でカウントしたグループ数Ｍとが比較される（ステップＳ２９）。列ｍの値がグループ数Ｍよりも少ない場合には、ステップＳ２６に復帰して上述した処理が繰り返される。仮に列ｍの値がグループ数Ｍ以上に達した場合、さらに引数ｘがｂであるか否か、即ち、双方の稼動範囲Ｒ（ｘ）について設定が済んでいるか否かが判定され（ステップＳ３０）、引数ｘがｂである場合には終了し、引数ｘがａである場合には、引数ｘをｂとし、ステップＳ２４に復帰する（ステップＳ３１）。これにより、稼動範囲Ｒ（ｂ）についても、全てのグループＧ（ｍ，Ｙ）について干渉が発生するグループの組み合わせが検出され、登録される。

次に、搭載作業の順番を決定するフローについて説明する。

図６を参照して、このフローでは、最初に優先順位を表す引数１、２、を用いて、複数のヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの優先順位を設定し、搭載順位を初期化している（ステップＳ４０）。このステップＳ４０により、一方のヘッドユニット２２Ａが搭載するグループＧ（ｍ，Ｙ）が最初に優先されることになる。

次に、搭載順位を与える変数Ｓが初期化される（ステップＳ４１）。

次に、搭載順位がｎｕｌｌで、最も干渉度の高いグループＧ１（ｍ，Ｙ）が検索される（ステップＳ４２）。この検索結果でグループＧ１（ｍ，Ｙ）があった場合（ステップＳ４３でＹＥＳの場合）、その内、最も若い列ｍのグループＧ１（ｍ，Ｙ）がヘッドユニット２２Ａによる最初の順位に設定され、搭載順位がグループテーブル１０４に登録される（ステップＳ４４）。次いで、このグループＧ１（ｍ，Ｙ）と組み合わせる他方のヘッドユニット２２ＢのグループＧ２（ｍ，Ｙ）を特定するために、登録されたグループＧ１（ｍ，Ｙ）と干渉しないグループＧ２（ｍ，Ｙ）が干渉候補管理テーブル１０６から検索される（ステップＳ４５）。例えば、グループＧ１（ｍ，Ｙ）がＧ（１，１）の場合、図４、図８（Ａ）に示すように、Ｇ（１，１）、Ｇ（１，２）は、この検索から外され、Ｇ（１，３）が検索される。

次いで、この検索結果でグループＧ２（ｍ，Ｙ）が検索された場合（ステップＳ４６でＹＥＳの場合）、検索されたグループＧ２（ｍ，Ｙ）のうち、最も列ｍの小さいものの搭載順位が決定され、グループテーブル１０４に登録される（ステップＳ４７）。次いで、変数Ｓがインクリメントされ（ステップＳ４８）、干渉候補を有するグループＧ（ｍ，Ｙ）について、搭載順位が設定されているか否かを判定する（ステップＳ４９）。換言すれば、干渉が生じないグループＧ（ｍ，Ｙ）については、別の仕様要因で搭載順位を設定することが可能なので、このプログラムでは、搭載順位を設定しないこととしている。残余分については、例えば、移動時間等を勘案し、両ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂができるだけ同時に搭載作業を終了できるようにして、搭載順位を設定してもよい。或いは搭載順位を設定せずに、適切な方法で全てのグループについて電子部品が搭載されるようにしてもよい。無論、ステップＳ４９の仕様を変更し、図６と同じ手順で全てのグループＧ（ｍ，Ｙ）について、搭載順位を設定するようにしてもよい。

仮に搭載順位が未設定のグループＧ（ｍ，Ｙ）が残存している場合には、優先順位を入れ替えてステップＳ４２に復帰し（ステップＳ５０）、上述した処理を繰り返す。他方、ステップＳ４９の判定で、全ての稼動範囲Ｒ（ａ）、Ｒ（ｂ）について、搭載順位が設定されている場合には、処理を終了する。

また、ステップＳ４３で搭載順位が設定されていないグループがなかった場合（ステップＳ４３でＮＯの場合）、ステップＳ４９に移行して、変数Ｓを変更しないまま別のエリアのグループＧ（ｍ，Ｙ）について、搭載順位を設定する。

他方、ステップＳ４６で搭載順位が設定されていないグループがなかった場合、（ステップＳ４６でＮＯの場合）、ステップＳ４８に移行して、変数Ｓをインクリメントした後、ステップＳ４９に移行する。

上述のような稼動範囲Ｒ（ｘ）の設定や、干渉候補の登録、並びに搭載順位の設定は、この実装機１０の制御ユニット５０によって実行するようにしてもよく、或いは、生産を管轄するホストコンピュータで実行し、データを通信部５７で受信するようにしてもよい。

次に、本実施形態に係る実装機１０による電子部品の搭載動作について説明する。

図１を参照して、基板搬送装置１２からプリント基板Ｐが搬送され、基板停止位置にロックされると、制御ユニット５０は、モジュール２０Ａ、２０Ｂの部品供給部２１Ａ、２１Ｂ、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂ、並びに駆動機構３０Ａ、３０Ｂを駆動して、電子部品を停止したプリント基板Ｐに並行して同時に搭載する。具体的には、上述した搭載順位に基づいて、部品供給部２１Ａ、２１Ｂが一回の実装ターン分の電子部品を供給し、駆動機構３０Ａ、３０Ｂの駆動により、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂが供給された電子部品を吸着し、各電子部品に対応するグループＧ（ｍ，Ｙ）に搬送して、対応する搭載座標Ｐ（ｎ，Ｙ）に搭載する。

この際、図４並びに図８（Ａ）に示すように、最初の搭載順位は、稼動範囲Ｒ（ａ）のヘッドユニット２２Ａについては、グループＧ（１，１）が上述した設定手順で設定されており、ヘッドユニット２２Ｂについては、グループＧ（３，１）が設定されている。従って、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂは、同時に近接する方向に移動し、Ｘ軸方向に座標を違えて対応する座標での搭載作業を実行する。これにより、干渉度の最も高い領域で、両ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂがぶつかることなく、同時に搭載作業が実行される。また、各稼動範囲Ｒ（ａ）、Ｒ（ｂ）が、Ｙ軸方向において、部品搭載領域ＥＢを二等分するように設定されていることと相俟って、各ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂが吸着した部品を対象となるグループＧ（１，１）、Ｇ（３，１）に搬送する移動時間と、搭載作業後にグループＧ（１，１）、Ｇ（３，１）での搭載作業位置から次の電子部品を吸着するための移動時間とが互いに等しくなり、より待機時間が一層生じにくくなる（図１０参照）。

次いで、図８（Ｂ）に示したように、ヘッドユニット２２Ａは、グループＧ（３，１）の電子部品を搭載し、ヘッドユニット２２Ｂは、グループＧ（１，１）の電子部品を搭載する。この搭載作業においても、各ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂは、Ｘ軸方向に座標を違えているので、互いに干渉することなく、干渉度の最も高い領域で電子部品を同時に搭載することができる。

次いで、三回目の実装ターンでは、図９（Ａ）に示したように、一方のヘッドユニット２２Ａについては、グループＧ（２，１）が設定されているが、他方のヘッドユニット２２Ｂについては、この実装ターンで作業しているヘッドユニット２２Ａとの干渉を回避するため、グループＧ（１，２）が設定されている。そこで、この実装ターンでは、干渉度の低いグループＧ（１，２）での搭載作業が実行される。

また、図６に示したフローチャートから明らかなように、干渉度の高いグループＧ（ｍ，Ｙ）に搭載作業を実行する優先順位は交互に変更されるので、次の実装ターンでは、図９（Ｂ）に示したように、一方のヘッドユニット２２Ａの干渉度が下げられてグループＧ（１，２）が設定されるとともに、他方のヘッドユニット２２Ｂについては、干渉度の最も高いグループＧ（２，１）が設定されて、この領域での搭載作業が実行される。

所定の干渉度のグループＧ（ｍ，Ｙ）での搭載作業が全て終了すると、各ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂを自由に稼動しても、干渉は生じなくなるので、その後は、干渉度に拘わらずに並行処理を続け、搭載作業を完了する。

以上説明したように本実施形態によれば、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂ同士の干渉が生じ得る座標での搭載作業においては、搭載順位設定ステップ（本実施形態ではステップＳ４０〜Ｓ５０）によって設定された搭載順位に基づいて、何れか一のヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂが干渉度の最も高い領域から搭載作業を開始するとともに、干渉度の高い領域で搭載作業する優先順位が複数のヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂに対して交替で付与されるので、各ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂがいわば直列で干渉度の高い領域から順番に電子部品を搭載し続けることが可能になる。この結果、図９に示したように、各ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂ間での干渉を回避しつつ、待機時間を可及的に低減し、高い稼働率を維持することができる。また、干渉度の高い領域から順に搭載作業が実行されるので、作業が経過するにつれて、搭載順位を決定する自由度が高くなり、より効率的な搭載作業を実現することができる。また、予め搭載順位決定し、その搭載順位に従って、複数のヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂが稼動されるので、移動時間をパラメータとして搭載順位を制御する場合に比べて、演算が遙かに容易且つ高速になり、しかも、高い精度で待機時間の発生を回避することが可能になる。

また本実施形態では、搭載ステップは、他のヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂがあるヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂとの干渉を回避可能な範囲内で搭載作業をする際に、最も干渉度の高い座標で搭載作業をさせている。例えば、一方のヘッドユニット２２Ａが優先的にグループＧ（２，１）で作業しているときは、他方のヘッドユニット２２Ｂは、干渉しない範囲で最も干渉度の高いグループＧ（１，２）で作業している。このため本実施形態では、干渉度の高い座標を中心にして、順次、干渉度の低い座標に搭載順位が移行する結果、より搭載順位を設定する自由度が高くなるという利点がある。

また本実施形態では、干渉度設定ステップは、干渉度の最も高い領域を境に各ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの搭載時間が等分されるように稼動範囲Ｒ（ｘ）を設定するものであり、より具体的には、図７（Ａ）に示したように、プリント基板ＰをＹ軸方向に二等分する稼動範囲Ｒ（ａ）、Ｒ（ｂ）が設定されている。このため本実施形態では、複数のヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの搭載時間が等分されるので、より確実に各ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの搭載終了タイミングが揃いやすくなる。

上述した実施の形態は、本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。

例えば、別の実施形態においては、最初の搭載順位は、稼動範囲Ｒ（ａ）のヘッドユニット２２Ａについては、グループＧ（１，１）が設定され、稼動範囲Ｒ（ｂ）のヘッドユニット２２Ｂについては、グループＧ（３，４）が設定され、次の搭載順位は、ヘッドユニット２２Ａについては、グループＧ（１，４）が設定され、ヘッドユニット２２Ｂについては、グループＧ（３，１）が設定される。さらに次の搭載順位は、ヘッドユニット２２Ａについては、グループＧ（２，１）が設定され、ヘッドユニット２２Ｂについては、グループＧ（２，４）が設定され、その次の搭載順位は、ヘッドユニット２２Ａについては、グループＧ（２，４）が設定され、ヘッドユニット２２Ｂについては、グループＧ（２，１）が設定される。以上のように、各稼動範囲Ｒ（ａ）、Ｒ（ｂ）において、列１および列４の搭載作業が終了すると、続いて交互に列２および列３の搭載作業が実施される。このようにすれば、搭載作業時、ヘッドユニット２２Ａおよびヘッドユニット２２ＢがＸ方向で位置が重複する場合でも常にＹ方向に離間でき、互いに干渉しないようにできる。特に搭載に際し、どのノズル部材に吸着された部品を先に搭載するかにより、搭載座標Ｐ（ｎ、Ｙ）に対するヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの停止位置がＸ方向に変化し、Ｘ方向で位置が重複する場合が生じるが、ヘッドユニット２２Ａ、２２ＢをＹ方向において離間させるので、互いに干渉しないようにできる。

さらに例えば、搭載順位の設定としては、座標だけで設定するばかりでなく、移動時間も考慮して決定する方法を採用してもよい。

本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

１０ 実装機
１２ 基板搬送装置
２０Ａ、２０Ｂ モジュール
２２Ａ、２２Ｂヘッドユニット
３０Ａ、３０Ｂ 駆動機構
５０ 制御ユニット
５１ 演算処理部
５２ データ記憶手段
５３ 搭載プログラム記憶手段
５４ モータ制御部
５５ 外部入出力部
５６ 画像処理部
５７ データ通信部
Ｇ（ｍ，Ｙ） グループ
Ｐ（ｎ，Ｙ） 搭載座標
Ｐ プリント基板
Ｒ（ｘ） 稼動範囲

Claims (6)

1. 少なくとも電子部品を供給する部品供給部と、前記部品供給部が供給した電子部品を吸着して所定の基板停止位置に停止している基板上に実装するヘッドユニットとを含んでなるモジュールを設け、前記モジュールを前記基板停止位置の周囲に複数セット配置するとともに、各モジュールを同時に稼動し、前記ヘッドユニットを前記基板停止位置に並行駆動して、前記ヘッドユニットに吸着された電子部品を当該基板に搭載する電子部品の実装方法であって、
   前記基板上を移動するヘッドユニットのエリアを前記ヘッドユニット毎に割り当てるとともに、割り当てられたエリアの座標毎に、各ヘッドユニット同士の干渉の生じ得る度合を干渉度として重み付けする干渉度設定ステップと、
   前記干渉度に応じて、各ヘッドユニットが対応するモジュールの部品供給部から供給された電子部品を吸着してから搭載を終了するまでの実装ターンの順位を搭載順位として設定する搭載順位設定ステップと、
   各ヘッドユニット同士の干渉が生じ得る座標での搭載作業において、前記搭載順位に基づき、何れか一のヘッドユニットを干渉度の最も高い座標で搭載作業させるとともに、他のヘッドユニットは、前記一のヘッドユニットとの干渉を回避可能な範囲内で搭載作業をさせる搭載ステップと
   を備え、
   前記搭載順位設定ステップは、最も干渉度の高い領域で搭載作業をすることのできる優先順位を前記ヘッドユニットに交替で付与するものである
   ことを特徴とする電子部品の実装方法。
2. 請求項１記載の電子部品の実装方法において、
   前記搭載ステップは、前記他のヘッドユニットが前記一のヘッドユニットとの干渉を回避可能な範囲内で搭載作業をする際に、前記他のヘッドユニットを最も干渉度の高い座標で搭載作業をさせるステップである
   ことを特徴とする電子部品の実装方法。
3. 請求項１または２記載の電子部品の実装方法において、
   前記干渉度設定ステップは、干渉度の最も高い領域を境に各ヘッドユニットの搭載時間が等分されるように前記エリアを設定するものである
   ことを特徴とする電子部品の実装方法。
4. 少なくとも電子部品を供給する部品供給部と、前記部品供給部が供給した電子部品を吸着して所定の基板停止位置に停止している基板上に実装するヘッドユニットとを含んでなるモジュールを設け、前記モジュールを前記基板停止位置の周囲に複数セット配置するとともに、各モジュールを同時に稼動し、前記ヘッドユニットを前記基板停止位置に並行駆動して、前記ヘッドユニットに吸着された電子部品を当該基板に搭載する電子部品の実装機であって、
   前記ヘッドユニットを制御する制御ユニットを備え、この制御ユニットは、
   前記基板上を移動するヘッドユニット毎に割り当てられたエリアと、前記エリアの座標毎に各ヘッドユニット同士の干渉の生じ得る度合として重み付けされる干渉度と、前記干渉度に基づいて予め設定され、各ヘッドユニットが対応するモジュールの部品供給部から供給された電子部品を吸着してから搭載を終了するまでの実装ターンの順位としての搭載順位とを記憶するデータ記憶部と、
   各ヘッドユニット同士で干渉が生じ得る座標での搭載作業において、前記搭載順位に基づき、何れか一のヘッドユニットを干渉度の最も高い座標で搭載作業させるとともに、他のヘッドユニットは、前記一のヘッドユニットとの干渉を回避可能な範囲内で搭載作業をさせる搭載プログラムを記憶するプログラム記憶部と
   を有し、
   前記搭載順位は、最も干渉度の高い領域で搭載作業をすることのできる優先順位が前記ヘッドユニットに交替で付与されるものである
   ことを特徴とする電子部品の実装機。
   
5. 請求項４記載の電子部品の実装機において、
   前記制御ユニットは、前記他のヘッドユニットが前記一のヘッドユニットとの干渉を回避可能な範囲内で搭載作業をする際に、前記他のヘッドユニットを最も干渉度の高い座標で搭載作業をさせるものである
   ことを特徴とする電子部品の実装機。
6. 請求項４または５記載の電子部品の実装機において、
   前記制御ユニットには、干渉度の最も高い領域を境に各ヘッドユニットの搭載時間が等分されるように前記エリアが設定されているものである
   ことを特徴とする電子部品の実装機。

Images