JP4764476B2

JP4764476B2 - 部品実装装置

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Publication number: JP4764476B2
Application number: JP2008320589A
Authority: JP
Inventors: 三郎伊藤
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2008-12-17
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2028-12-17
Also published as: JP2010147124A

Description

本発明は、電子部品を基板上に実装する部品実装装置に関するものである。

従来から、部品実装用のヘッドにより部品供給部から電子部品を取り出して基板（プリント配線板（PWB；Printed wiring board））上に実装する部品実装装置が知られている。

部品供給部には、複数のテープフィーダが配列されており、実装作業中は、前記ヘッドにより所定のテープフィーダから電子部品の取り出しが行われる。各テープフィーダの配置（部品の割り付け位置）は、部品実装装置の生産能力に影響することから、例えば、部品の種類とその実装数とに応じ、ヘッド移動量が極力小さくなるように各テープフィーダを配置する等、所定の最適化の手法に基づき決定されている。

各テープフィーダは、生産開始前の段取り作業により部品供給部に装着される。具体的には、部品庫に保管されているリール（部品が収納されたテープを巻回した部品集合体）をオペレータが探してテープフィーダに装着し、当該テープフィーダを部品供給部に装着するが、リールの部品残数によっては生産（実装作業）中に部品切れが発生するため、このような場合には、装置を停止させてその旨をオペレータに報知し、オペレータがテープフィーダの交換、又は部品の補充（リールの交換）を行ってから生産を再開する。

しかし、テープフィーダの部品切れにより装置を頻繁に停止させたのでは、上記のような最適化手法を用いてテープフィーダの配列を定めている意義が損なわれることとなる。

そこで近年では、特許文献１に開示されるように、使用頻度の高い部品を供給するテープフィーダとは別に、当該部品と同一又は互換性のある部品を供給する予備のテープフィーダを部品供給部の空きスペースに配置しておき、本来のテープフィーダにおいて部品切れが発生すると予備のテープフィーダに切り替えることにより、部品切れによる装置停止を回避できるようにした部品実装方法（部品実装装置）が開示されている。
特開２００７−１９２８１号公報

特許文献１に開示される部品実装装置等によれば、部品切れによる装置停止を回避することが可能となる。しかし、その効果は、あくまで使用頻度の高い部品に関してのみであり、それ以外の部品について当該利益を享受することはできない。他方、使用頻度の低い部品についても予備のテープフィーダを配置することが考えられるが、これでは全ての部品についてテープフィーダを複数個ずつ配置することとなり、フィーダの配置スペースとの関係で実際の運用は容易ではない。

なお、装置停止を回避する方法の一つとして、リールにＩＤ（識別標識）を付してリールと部品残数を管理しておき、段取り作業時に、基板の生産数と当該基板に実装する部品の品種及び使用数とに基づいて十分な部品残数（装置停止が発生しないだけの部品残数）を有するリールを割り出して使用することも考えられる。しかし、この場合には、段取りするリールが特定されてしまうため、オペレータは、同品種の部品を保持した多数のリールの中からＩＤを手掛かりにリールを探し出す必要があり、例えば、該当するリールが何らかの理由で部品庫から持ち出されていたりすると、段取り作業に多くの時間を費やすこととなり、実際の運用を考えると必ずしも得策とは言えない。

本発明は、このような事情に鑑みて成されたものであり、段取り作業を円滑に行いならが、部品の品種に拘わらず部品切れによる装置停止をより確実に回避できるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、複数の部品を保持した部品集合体を取り付けるための複数の取付部を備え、部品実装用のヘッドにより、前記取付部に取り付けられた部品集合体から部品を取り出して基板上に実装する部品実装装置であって、各部品集合体に格納される部品の品種と残数とを関連付けた情報を記憶する手段と、基板の生産数と当該基板に実装される部品の品種および使用数とを含む情報を記憶する手段と、予め定められた配列で各取付部に部品集合体が取り付けられた状態で、前記複数の取付部から空きスペースを検出する空きスペース検出手段と、前記予め定められた配列で各取付部に取り付けられた部品集合体に保持される部品のうち基板の生産数に対して部品数が不足する不足部品を前記各情報に基づき割り出す不足部品割り出し手段と、前記不足部品割り出し手段により割り出された不足部品のうちから、前記空きスペース検出手段により検出された空きスペースの数に応じた数の部品を、部品の不足数が多いものから優先的に特定する特定手段と、この特定手段により特定された部品と同一又は互換性のある部品を保持する別の部品集合体を予備部品集合体として前記空きスペースに取り付けるように報知する報知手段と、を備えるものである。

この部品実装装置では、各取付部に部品集合体を取り付けると、当該部品集合体のうち基板の生産数に対して部品数がたりないもの（不足部品）が不足部品割り出し手段により割り出され、当該部品について予備部品集合体を取り付けるように報知手段により報知される。従って、当該報知内容に従って予備部品集合体を取り付けた後、基板の生産（実装処理）を開始することで、部品切れを伴うことなく所定数の基板を生産することが可能となる。特に、不足部品割り出し手段により不足部品が割り出された場合には、複数の取付部のうちの空きスペースの数に応じた数の部品（不足部品）が特定手段により特定され、当該部品の予備部品集合体を取り付けるように報知手段が報知するため、取付部の空きスペースの数に応じた適切な数の予備部品集合体の取り付を促すことが可能となる。

この部品実装装置は、前記ヘッドを駆動制御する制御手段を備え、この制御手段が、前記取付部に前記予備部品集合体が取り付けられた場合には、前記予め定められた配列で取付部に先に取り付けられた部品集合体から優先的に部品を取り出し、当該部品集合体の部品切れ後に前記予備部品集合体から部品を取り出すように前記ヘッドを制御するものでもよい。

この構成によれば、例えば、従来周知の最適化手法に基づき定められた配列で部品集合体を取付部に取り付けるような場合、先に取り付けられた部品集合体が部品切れとなるまでは前記配列による利点を生かしながら基板を生産することが可能となる。

以上説明したように、本発明の部品実装装置によれば、取付部に実際に取り付けられた部品集合体のうち、基板の生産数に対して実際に不足する部品についてのみ予備部品集合体を追加することができ、また、当該追加を取付部の空きスペースに応じて行うことができるので、取付部の空きスペースを有効に活用しながら、より確実に、しかも部品の品種に拘わらず部品切れによる装置停止を回避できるようになる。また、最初の段取り作業では、品種が一致すれば在庫部品の中から任意の部品集合体を使用することが可能となるので、段取り作業の円滑化を図ることも可能となる。

以下、本発明の好ましい実施の一形態について図面を用いて詳述する。

図１〜図３は、本発明にかかる部品実装装置を示しており、図１は、装置外観を正面図で、図２，図３は、装置の内部構成を平面図および正面図でそれぞれ示している。なお、これらの図面には、各図の方向関係を明確にするためにＸＹＺ直角座標軸が示されている。

これらの図に示すように、部品実装装置は、装置本体の基台１上に配備されてプリント配線板（PWB；Printed wiring board：以下、基板Ｐという）を所定方向（図２の例では右側から左側）へ搬送するコンベア２，２と、これらコンベア２，２を挟んでその前側（図２では下側）及び後側にそれぞれ設け設けられる部品供給部４と、基台１の上方に配置される部品実装用のヘッドユニット６とを備えている。

各部品供給部４には、それぞれコンベア２，２に沿って２つの部品供給ユニットが配置されており、これにより合計４つの部品供給ユニット（部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄという）が装置本体に配置されている。

各部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄは、部品供給手段として後述するテープフィーダ５をＸ軸方向に複数並べた状態で取り付け可能に構成されている。これら部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄは、装置本体に対して着脱可能に構成されるとともにいわゆる一括交換台車と呼ばれるキャスタ付きの台車上に支持されている。この構成により、装置本体の各部品供給部４に並設される複数のフィーダ取付位置（本発明の取付部に相当する）に対して複数のテープフィーダ５を部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄ単位で一括して脱着（交換）できるようになっている。

前記ヘッドユニット６は、テープフィーダ５により供給される部品を取り出して搬送するための複数のヘッド８を有しており、当実施形態では、８本のヘッド８を有している。各ヘッド８は、Ｘ軸方向に等間隔で一列に配列されており、各ヘッド８の先端（下端）には部品吸着用のノズル８ａが装着されている。これらノズル８ａは、各々図略の切替弁を介して負圧発生装置に連通可能とされており、この負圧発生装置から負圧の供給を受けることによりノズル８ａ先端で部品を吸着可能となっている。

各ヘッド８は、Ｚ軸サーボモータを駆動源とするヘッド昇降駆動機構によりヘッドユニット６に対して上下方向（Ｚ軸方向）に駆動されるとともにＲ軸サーボモータを駆動源とするヘッド回転駆動機構によりヘッドユニット６に対して中心軸回りに回転方向（Ｒ軸方向）に駆動される。

ヘッドユニット６は、電子部品を各ノズル８ａにより吸着して部品供給部４から実装作業位置に配置された基板Ｐ上に搬送、搭載するため、基台１上の一定の領域内においてＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に設けられている。すなわち、ヘッドユニット６は、Ｘ軸方向に延びるヘッド支持部材１０に対してＸ軸方向に沿って移動可能に支持されており、このヘッド支持部材１０は、基台１上に固定されたＹ軸方向に延びる固定レール１１に移動可能に支持されている。そして、ヘッドユニット６がＸ軸サーボモータ１４によりボールねじ１５を介してＸ軸方向に駆動される一方、ヘッド支持部材１０がＹ軸サーボモータ１２によりボールねじ１３を介してＹ軸方向へ駆動されるようになっている。

図４および図５は、上記部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄに取り付けられるテープフィーダ５の構成を概略的に示している。同図に示すように、テープフィーダ５は、集積回路（ＩＣ）、トランジスタ、抵抗、コンデンサ等の小片状のチップ電子部品を収納したテープを巻回したリール５１０（本発明の部品集合体に相当する）を保持しており、当該リール５１０から前記テープを繰り出しつつ前記コンベア２，２近傍の部品取り出し位置に対して部品を供給するように構成されている。

各テープフィーダ５には、フィーダＩＤ情報が記憶されたバーコードシールやＲＦＩＤタグ等からなる記録媒体５０１が貼着されるとともに同ＩＤ情報が記憶された記憶装置５０２が組込まれている。他方、リール５１０には、リールＩＤ情報が記憶されたバーコードシール等からなる記録媒体５１４が貼着されている。すなわち、各テープフィーダ５が供給する電子部品の品種は、テープフィーダ５に装着されるリール５１０によって決まるため、後述するようにテープフィーダ５にリール５１０を装着する際に、部品実装装置に接続されているバーコードリーダ等のコード読取装置１０１（図１参照）で前記フィーダＩＤ及びリールＩＤを読み取ることで、フィーダＩＤと部品情報とが関連付けられて後記照合コード記憶部３０４に記憶されるようになっている。また、テープフィーダ５が取り付けられた部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄを部品供給部４に装着すると、各テープフィーダ５の記憶装置５０２が部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄを介して装置本体と電気的に接続され、後記演算処理部３０１により、部品供給部４の前記各フィーダ取付位置に取り付けられたテープフィーダ５（フィーダＩＤ）が認識されるようになっている。

なお、図４及び図５（ａ）において符号５１１、５１２及び５１３は、それぞれリール５１０に格納されている部品の品種（メーカー品番）、入り数（リールに格納されている部品の初期格納数）及びロット番号（部品の製造ロット番号）の各情報が記録されたバーコードシールやＲＦＩＤタグ等からなる記録媒体である。これらの記録媒体５１１、５１２及び５１３は部品の製造メーカー側で貼着された状態で納品されるのに対して、上記リールＩＤを記録した記録媒体５１４は、後述するように、納品後、オペレータによって貼着される。

図６は、上記部品実装装置の制御系を示すブロック図である。この図に示すように、部品実装装置は、パーソナルコンピュータ等からなる制御装置３０を備えている。

この同図に示すように、部品実装装置は、その動作を統括的に制御するための制御装置３０を備えている。この制御装置３０は、その機能構成として演算処理部３０１、生産プログラム記憶部３０２、実装制御処理部３０３および照合コード記憶部３０４等を含む。

演算処理部３０１は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、各種プログラムを記憶するＲＯＭ、装置動作中の様々なデータを一時的に記憶するＲＡＭ等からなり、生産プログラム記憶部３０２内の所定の実装プログラムおよび後記データベース内の各種データに基づき部品実装装置の各種動作を統括的に制御するとともに実装動作において必要となる各種演算等の処理を行う。

生産プログラム記憶部３０２は、基板Ｐに電子部品を実装するための生産プログラム（実装プログラム）を記憶するものである。

実装制御処理部３０３は、ヘッドユニット６や各ヘッド８を駆動するための各サーボモータ１２，１４等のアクチュエータを駆動制御するものである。

照合コード記憶部３０４は、コード読取装置１０１によって読み取ったＩＤ情報等の情報を記憶するものである。

なお、制御装置３０には、実装動作に関する各種情報を表示する液晶ディスプレイ等の表示装置３２（本発明の報知手段に相当する）と、各種データの入力や各種動作の実行指示を与えるためのキーボード及びマウス等の入力操作装置３３とが接続されており、表示装置３２に表示される内容に基づき、オペレータが必要に応じて入力操作装置３３を操作して各種情報の入力を行えるようになっている。

また、制御装置３０には、部品実装装置の実装動作制御に必要な各種データ（情報）が蓄積されたデータベース４１〜４４が接続されている。これらのデータベース４１〜４４は制御装置３０の外部に設けられるＨＤＤ等の外部記憶装置に記憶されている。

データベース４１には、図７に示すように、生産プログラム名と生産枚数とを関連付けした情報（生産プログラム／生産枚数対照表）が蓄積されている。この対照表において「生産プログラム名」とは、基板Ｐの名称（品種名）と同義である。

テータベース４２には、図８に示すように、実装部品の社内部品名とメーカー品番とを関連付けした情報（社内部品名／メーカー品番対照表）が蓄積されている。この対照表において、「メーカー品番」は、部品製造メーカーが品種を特定するために使用する名称であり、「社内部品名」は、同部品の基板生産者側での名称である。なお、この対照表には、対応するリール５１０が保管される場所を示す「棚番」が含まれている。

データベース４３には、図９に示すように、保管庫に保管されているリール５１０のＩＤ［リールＩＤ（ユニークＩＤ）］）、リール５１０に格納されている部品名（社内部品名）、メーカー品番、入り数、残数、ロット番号および棚番を関連付けした情報（在庫部品対照表）が蓄積されている。この対照表において、「リールＩＤ（ユニークＩＤ）」は、各リール５１０を識別するための固有の識別名称であり、「ロット番号」は、リール５１０に格納されている部品の製造ロット番号であり、「残数」は、各リール５１０に格納されている部品の残数である。この「残数」は、部品の消費に伴いリアルタイムで更新されるダイナミックなデータである。

データベース４４には、図１０に示すように、生産プログラム名毎に、つまり基板Ｐの名称（品種名）毎に、供給部品（テープフィーダ５）の配置に関連した情報（部品配置表）や、部品の搭載位置に関する情報（部品搭載位置表）等の生産プログラムに関連した情報（生産プログラム情報）が蓄積されている。なお、生産プログラムとしては、基板Ｐの名称（品種）毎以外に、その日の生産計画に合わせて複数種の基板Ｐが生産できるような生産プログラムもあり、このような生産プログラムについては、当該生産プログラムにより生産される各基板Ｐの品種に対応する部品配置表や部品搭載位置表等の生産プログラム情報が蓄積されている。但し、当実施形態では、生産プログラムは基板Ｐの名称（品種）毎に準備されているものとして説明する。

同図に示すように、部品配置表は、部品名（社内部品名）、リールＩＤ（ユニークＩＤ）、フィーダ取付位置、搭載点数、必要部品数、残数、不足数およびフィーダ取付済みフラグを関連付けした情報からなる。この表において、「フィーダ取付位置」とは、各部品を供給するテープフィーダ５の取り付け先、つまり各部品を供給する位置である。上記の通り、部品供給部４のフィーダ取付位置には、部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄを介して複数のテープフィーダ５が取り付けられるが、ヘッドユニット６による部品の実装動作が効率的に行われるように、各部品とその配置（フィーダ取付位置）との関係が周知の最適化手法によって定められている。また同表において、「搭載点数」とは、基板１枚当たりの部品の実装数（使用数）、「必要部品数」とは、生産に必要な総部品数、「リールＩＤ（ユニークＩＤ）」とは、テープフィーダ５と共に上記「フィーダ取付位置」に実際に取り付けられたリール５１０のＩＤ情報、「残数」とは、当該リール５１０の部品残数、「不足数」とは、生産中に不足する部品数、「フィーダ取り付け済みフラグ」とは、上記「フィーダ取付位置」へのテープフィーダ５（リール５１０）の取付状況を示す情報である。なお、部品配置表のうち「リールＩＤ（ユニークＩＤ）」、「残数」、「不足数」は空欄とされ、「フィーダ取り付け済みフラグ」には「０」が記録されている。

一方、部品搭載位置表は、部品名（社内部品名）とその搭載座標（Ｘ、Ｙ、Ｒ）とを関連付けした情報からなる。

次に、この部品実装装置における一連の動作制御、すなわち、リール５１０の受け入れ（納品）、テープフィーダ５の準備（段取り工程）および基板Ｐに対する部品の実装（基板生産工程）における制御装置３０の制御について以下に説明する。
［電子部品（リール）入庫時の部品情報登録処理］
新規に電子部品（リール５１０）が入庫されると、オペレータの作業に基づいて当該リール５１０に関する情報をデータベース４３（在庫部品情報）に追加する部品情報登録処理を行う。具体的には、図１３のフローチャートに示すように、オペレータが表示装置３２の表示に従って入力操作装置３３を操作することによりデータベース４３の在庫部品対照表のファイルを開き、リール５１０に貼着されている前記記録媒体５１１〜５１３、すなわち部品の品種（メーカー品番）、入り数（リールに格納されている部品の初期格納数）およびロット番号（部品の製造ロット番号）の各情報が記録されたバーコードシール等を読み取る（ステップＳ１）。

このようにコード読取装置１０１による記録媒体５１１〜５１３の読み取りが行われると、制御装置３０により、データベース４２の社内部品名／メーカー品番対照表（図８）に基づき当該リール５１０に格納された部品の「社内部品名」が特定されるとともに当該リール５１０に対して固有の情報、つまりリールＩＤ（ユニークＩＤ）が設定され、データベース４３の在庫部品対照表（図９）に当該リール５１０に関するレコードが追加、登録される（ステップＳ３）。この際、当該レコードの「残数」フィールドには「入り数」が記録され、「棚番」フィールドには、「社内部品名」毎に予め設定された棚番号が記録される。

図示を省略しているが、前記制御装置３０には記録媒体５１４を発行する発行装置が接続されおり、ステップＳ３の処理でリールＩＤが新規に設定されると、そのリールＩＤ情報が記録されたバーコードシール等の記録媒体５１４が発行装置により発行される（ステップＳ５）。従って、オペレータは当該記録媒体５１４をリール５１０の所定箇所（図５（ａ）参照）に貼着した後、リール５１０の保管庫に保管する。これによりリール入庫時の部品情報登録処理が完了する。

なお、データベース４３の在庫部品対照表のうち「残数」は、上記した通り、部品の消費に伴いリアルタイムで更新されるダイナミックなデータである。従って、既存のリール５１０の「残数」は、前回使用された直後の情報がそのまま記憶されており、既存リール５１０のリールＩＤを読み取れば、そのリールＩＤと在庫部品対照表とが照合されて、該当リール５１０の部品品種、残数等の情報を取得することが可能となっている。
［テープフィーダの段取りと基板の生産処理］
図１４は、テープフィーダ５を部品供給部４に配置するいわゆる段取り時（段取り工程）と、テープフィーダ５から電子部品を取り出して基板上に実装する基板生産時（基板生産工程）の制御装置３０の動作制御の一例を示すフローチャートである。

まず、オペレータが入力操作装置３３を操作し、これらから生産しようとする基板Ｐの生産プログラム名（例えば生産プログラム名「ＰＣＢ」を入力すると、前記生産プログラム記憶部３０２に対応する生産プログラムが読み込まれるとともにデータベース４１，４３，４４に格納されている情報のうち当該生産プログラムに関連する情報（生産プログラム／生産枚数対照表、部品配置表、部品搭載位置表、在庫部品対照表）が読み込まれる（ステップＳ１１，Ｓ１３）。なお、生産プログラムは、図外の管理コンピュータからＬＡＮ等のネットワーク回線を介して制御装置３０に取り込まれる。

生産プログラム等の情報が読み込まれると、図１５のフローチャートに従ってテープフィーダ５の段取り処理が進められる（ステップＳ１５）。

まず、制御装置３０は、部品配置表（図１０参照）の内容を表示装置３２に表示する（ステップＳ２１）。オペレータは、この表示を参照しつつ以下の手順に従ってテープフィーダ５を準備（段取り）する。
（１）対象部品が格納されたリール５１０を保管庫から取り出してテープフィーダ５に装着する。
（２）当該テープフィーダ５のフィーダＩＤ（記録媒体５０１）およびリール５１０のリールＩＤ（記録媒体５１４）をコード読取装置１０１により読み取る。この読み取りにより、フィーダＩＤとリールＩＤとの対応関係が前記照合コード記憶部３０４に記憶される。
（３）リール５１０が装着されたテープフィーダ５を上記表示装置３２の表示内容に従って部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄに取り付ける。なお、部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄは装置本体から取外されているものとする。
（４）部品配置表に登録された全部品を供給するための全てのテープフィーダ５を部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄに取り付けた後、当該部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄを装置本体に装着する。

このように部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄを装置本体（部品供給部４）に装着すると、上記の通り各テープフィーダ５の記憶装置５０２が部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄを介して装置本体（制御装置３０）に接続されることにより、演算処理部３０１により部品供給部４の各フィーダ取付位置に取り付けられたテープフィーダ５のフィーダＩＤが調べられるとともにその情報と、照合コード記憶部３０４に記憶されている情報（フィーダＩＤとリールＩＤとの対応関係）と、在庫部品対照表（図９）とに基づき各フィーダ取付位置に配置された部品名が調べられ、さらに部品配置表（図１０）に従って部品が指定されたフィーダ取付位置に配置されているか否かが判断される（ステップＳ２３）。

ここで、ＮＯと判断された場合には、所定のエラー表示がされるとともに、例えば表示装置３２に表示された部品配置表のうちフィーダ取付位置と部品との関係が適切でないもののレコードが所定の警告色により表示される（ステップＳ５５）。これによりフィーダ取付位置と部品との関係が不適切である旨がオペレータに報知される。

これに対し、ステップＳ２５でＹＥＳと判断された場合には、部品配置表の「フィーダ取付済みフラグ」フィールドにフラグ「１」が記録され（ステップＳ２５）、さらにフィーダ取付位置に実際に配置されている各リール５１０の「リールＩＤ（ユニークＩＤ）」および「残数」が部品配置表にそれぞれ記録される（ステップＳ２６）。

そして、部品供給部４の複数のフィーダ取付位置のうちに空き位置（空きスペース）があるか否かが部品配置表に基づき判断され（ステップＳ２７）、ここで、ＹＥＳと判断された場合には、各部品の「必要部品数」が計算されて部品配置表に記録され、さらにこの「必要部品数」に基づきフィーダ取付位置に配置されている各リール５１０の「不足数」が計算されて部品配置表に記録される（ステップＳ２９，Ｓ３１）。なお、「必要部品数」は、「必要部品数」＝「搭載点数（部品配置表）」×「生産枚数（生産プログラム／生産枚数対照表）」の関係式に従って計算され、「不足数」は、「不足数」＝「必要部品数」−「残数」の関係式に従って計算される。このようなステップＳ２５〜Ｓ３１の処理により、図１１に示すように、部品配置表の「リールＩＤ（ユニークＩＤ）」、「残数」、「不足数」及び「フィーダ取り付け済みフラグ」の各フィールドに該当事項が記録される。

次に、フィーダ取付位置に配置されている部品のうちその数が不足するもの、すなわちリール５１０の残数が基板Ｐの生産数に対して不足しているものが有るか否かが判断され（ステップＳ３３）、ここでＹＥＳと判断された場合には、当該部品が「不足数」の多い順にソートされ、最も「不足数」の多い部品が「在庫抽出候補部品」として特定される（ステップＳ３５）。

例えば図１１（ａ）の例では、部品数が不足する部品は「Ｐ」、「Ｑ」の２種類であるが、不足数は「Ｑ（１５０個）」＞「Ｐ（１００個）」であるため、部品「Ｑ」が在庫抽出候補部品とされる。

「在庫抽出候補部品」が特定されると、在庫部品対照表（図９参照）が参照され、在庫部品（リール５１０）のうち「在庫抽出候補部品」と同一部品を格納したリール５１０であってかつ「残数」が最も多いものが「在庫抽出部品（本発明の予備部品集合体に相当する）」として特定される（ステップＳ３７）。そして、この「在庫抽出部品」（つまり、リール５１０）がフィーダ取付位置の空き位置に対して割り付けられた上で、フィーダ取付位置の「空き数」と各部品の「不足数」が再計算される（ステップＳ３９）。例えば部品「Ｑ」が在庫抽出候補部品とされた場合、図９の例ではリールＩＤ「Ｑ１」〜「Ｑ４」の４つのリール５１０が在庫としてあるが、ステップＳ３７の処理では、これらのうち最も「残数」の多いものが「在庫抽出部品」として特定される。同図の例では、最も「残数」の多いのは、リールＩＤ「Ｑ１」〜「Ｑ３」のリール５１０であって「残数」が同じあるため、この場合にはロット番号が若いものから優先的に「在庫抽出部品」として特定される。つまり、リールＩＤ「Ｑ１」のリール５１０が「在庫抽出部品」として特定される。

次いで、フィーダ取付位置にまだ余裕があるか否かが判断され（ステップＳ４１）、ここでＹＥＳと判断された場合には、さらにステップＳ３５で特定された「在庫抽出候補部品」にまだ不足が有るか否かが判断される（ステップＳ４３）。ここでＹＥＳと判断された場合にはステップＳ３７に移行される。つまり、フィーダ取付位置にまだ空き位置があり、かつ「在庫抽出候補部品」にまだ不足が有る場合には、さらに「在庫抽出部品」が特定されてフィーダ取付位置の空き位置に対して割り付けられる。例えば部品「Ｑ」が在庫抽出候補部品とされた場合、ステップＳ３７の処理では上記の通りリールＩＤ「Ｑ１」のリール５１０が「在庫抽出部品」として特定されるが、当該リール５１０の「残数」は「５０」であり、部品「Ｑ」はまだ「１００」不足する。従って、フィーダ取付位置に空き位置がある場合には（ステップＳ４１でＹＥＳおよびステップＳ４３でＹＥＳ）、ステップＳ３７に移行され、さらに「在庫抽出部品」が特定される。具体的には、リールＩＤ「Ｑ２」のリール５１０が「在庫抽出部品」として特定される。

これに対してステップＳ４３でＮＯと判断された場合には、フィーダ取付位置に配置されている部品のうちその数が不足するもの（リール５１０の残数が基板Ｐの生産数に対して不足しているもの）が有るか否かが判断され（ステップＳ４５）、ここでＹＥＳと判断された場合には、ステップ３５に移行されて上記ステップＳ３５〜Ｓ４５の処理が繰り返される。

ステップＳ４１およびステップＳ４５でＮＯと判断された場合には、ステップＳ３７の処理で特定された在庫部品（リール５１０）をリール取付位置に配置すべき旨の指示画面が表示装置３２に表示される。この際には、「在庫抽出部品」であるリール５１０のリールＩＤと、当該「在庫抽出部品」を配置すべきフィーダ取付位置とが表示装置３２に併せて表示される。

オペレータが、上記の表示を参照しつつ上記手順（１）〜（３）に準じてテープフィーダ５を部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄに取り付けると、テープフィーダ５の記憶装置５０２が部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄを介して装置本体（制御装置３０）に接続され、表示装置３２の表示に従って部品が配置されているか否かが判断される（ステップＳ４９）。ここでＹＥＳと判断された場合には、図１２に示すように、部品配置表の「フィーダ取付済みフラグ」フィールドにフラグ「２」が記録され（ステップＳ５１）、さらにフィーダ取付位置に実際に配置されている各リール５１０の「リールＩＤ（ユニークＩＤ）」、「残数」および「不足数」が部品配置表にそれぞれ記録される（ステップＳ５２）。一方、ステップＳ４９でＮＯと判断された場合には、ステップＳ５５に移行される。

そして、作業が完了したか、すなわち表示装置３２において指示されている全ての部品が配置されたか否かが判断され、ここでＮＯと判断されるとステップＳ４７に移行される。一方、ＹＥＳと判断するとテープフィーダ５の段取り処理を終了し、図１４のステップＳ１７に移行されて基板Ｐに対する部品の実装処理が開始される。

なお、上記のような部品供給部４におけるフィーダ取付位置の空き位置の認識、「在庫抽出候補部品」や「在庫抽出部品」の特定等は主に演算処理部３０１によって行われる。つまり、この実施形態では、演算処理部３０１が本発明の空きスペース検出手段、不足部品割り出し手段および特定手段として機能する。また、次に説明する実装動作制御では、主に演算処理部３０１により実装制御処理部３０３を介してヘッドユニット６（ヘッド８）等が駆動制御される。従って、この実施形態では、演算処理部３０１および実装制御処理部３０３が本発明の制御手段として機能する。

図１６は、制御装置３０の実装動作制御の一例を示すフローチャートである。なお、説明の便宜上、このフローチャートでは、特定の一品種の電子部品のみを実装する場合の動作制御を示している。

実装処理が開始されると、ヘッドユニット６が部品供給部４上に配置され、各ヘッド８によりテープフィーダ５から所望の電子部品が取出されるとともに、この部品取出しに伴い当該テープフィーダ５のリール５１０の残数、つまり在庫部品対照表（図９）の「残数」が、取出された部品数に応じ、本フローチャートにおいては「１」が減算される（ステップＳ６１）。この際、ヘッドユニット６は、部品配置表（図１２）の「フィーダ取付済みフラグ」が「１」のリール５１０が装着されたテープフィーダ５から電子部品を取出すように駆動制御される。

部品供給部４から部品の取出しが完了すると、ヘッドユニット６の移動に伴い電子部品が実装作業位置の基板Ｐ上に搬送され、部品搭載位置表（図１０）により特定される所定の実装ポイントに実装される（ステップＳ６３）。

次いで、前記リール５１０（「フィーダ取付済みフラグ」が「１」のリール５１０）に電子部品が残っているか否か、すなわち在庫部品対照表の「残数」が「残数＞０」であるかが判断され（ステップＳ６５）、ここでＹＥＳと判断された場合には、さらに生産プログラム／生産枚数対照表（図７）により特定される所定数の基板Ｐが生産されたか否かが判断される（ステップＳ６６）。ここでＮＯと判断された場合には、ステップＳ６１にリターンして次の部品の吸着動作が行われる。

一方、ステップＳ６５でＮＯと判断された場合には、「フィーダ取付済みフラグ」が「２」のリール５１０が装着されたテープフィーダ５上にヘッドユニット６が配置され、当該テープフィーダ５から電子部品の取出しが行われるとともにこの部品取出しに伴い当該リール５１０の残数が減算され（ステップＳ６９）、その後、ヘッドユニット６の移動に伴い電子部品が基板Ｐ上に搬送されて所定の実装ポイントに実装される（ステップＳ７１）。この際、「フィーダ取付済みフラグ」が「２」のリール５１０が装着されたテープフィーダ５が複数配置されている場合には、例えば「残数」の最も多いリール５１０が装着されたテープフィーダ５から電子部品の取出しが行われる。

次に、前記リール５１０（「フィーダ取付済みフラグ」が「２」のリール５１０）に電子部品が残っているか否か、すなわち在庫部品対照表（図９）の「残数」が「残数＞０」であるかが判断され（ステップＳ７３）、ここでＹＥＳと判断された場合には、さらに所定数の基板Ｐが生産されたか否かが判断される（ステップＳ７４）。ここでＮＯと判断された場合には、ステップＳ６９にリターンして次の部品の吸着動作が行われる。

一方、ステップＳ７３でＮＯと判断された場合には、さらに「フィーダ取付済みフラグ」が「２」のリール５１０が装着された他のテープフィーダ５が配置されているか否かが判断され（ステップＳ７５）、ここでＹＥＳと判断された場合には、ステップＳ６９にリターンし、当該他のテープフィーダ５から電子部品の取り出しが行われる。

ステップＳ７５でＮＯと判断された場合には、装置が停止され、表示装置３２に不足部品の取り付け、つまりリール５１０の交換等を指示する旨が表示される（ステップＳ７７）。そして、この表示に従ってオペレータが取り付けを行ったか否か、具体的にはリール５１０の交換等の後、入力操作装置３３の操作に基づきオペレータにより作業再開の指示が入力されたか否かが判断され、ここでＹＥＳと判断されると、ステップＳ６１にリターンして次の部品の吸着動作が行われる。

こうして最終的にステップＳ６６，Ｓ７４でＹＥＳと判断されると、所定数の基板Ｐに対する一連の実装処理が終了する。

以上のような制御装置３０の動作制御を簡単にまとめると以下の通りである。

まず、オペレータが入力操作装置３３を操作して基板Ｐの生産プログラム名を入力すると、当該生産プログラム名に対応した部品配置表（図１０参照）の内容が表示装置３２に表示される（ステップＳ１１，Ｓ１３）。オペレータは、この表示を参照しつつテープフィーダ５の段取り作業を行う（ステップＳ１５）。

表示装置３２に従って全部品（テープフィーダ５）を部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄに取付た後、オペレータが部品供給部ユニット４Ａ〜４Ｄを装置本体に装着すると（本段取り工程）、各テープフィーダ５（リール５１０）の部品の「不足数」が自動計算され、フィーダ取付位置に余裕（空き位置）がある場合には、当該「不足数」を補完し得るリール５１０（リールＩＤ）が自動的に選定されて表示装置３２に表示される（ステップＳ２１〜Ｓ４７；不足部品割り出し工程）。従って、オペレータは、この表示を参照しつつ不足部品を供給するためのテープフィーダ５を追加的に段取りする（ステップＳ４９〜Ｓ５３；段取り補完工程）。

こうしてテープフィーダ５の段取りが完了すると基板の生産（電子部品の実装処理）に移行され、ヘッドユニット６が部品供給部４と基板Ｐの間を移動しながら各テープフィーダ５から電子部品を取り出して基板Ｐ上に実装する（ステップＳ１７）。この際、ヘッドユニット６は、先に段取りされたテープフィーダ５（「フィーダ取付済みフラグ」が「１」のリール５１０）から優先的に電子部品を取り出し、当該テープフィーダ５の電子部品が無くなると追加的に段取りされたテープフィーダ５（「フィーダ取付済みフラグ」が「２」のリール５１０）から電子部品の取り出しを行う（ステップＳ６１〜Ｓ７９）。こうして所定数の基板Ｐに対して電子部品が実装される。

以上説明したように、上記の部品実装装置では、部品供給部４に配置（段取り）されたテープフィーダ５（リール５１０）の部品の「残数」と基板の生産数とに基づき各テープフィーダ５の部品の「不足数」を調べ、フィーダ取付位置に余裕がある場合には、オペレータに対して予備のテープフィーダ５を追加的に段取りさせるようになっている。つまり、テープフィーダ５を一旦段取りした後、実際に部品数が不足する品種の部品についてのみテープフィーダ５を追加的に段取りするので、フィーダ取付位置（空き位置）を有効に活用しながら、より確実に、しかも部品の品種に拘わらず部品切れによる装置停止を回避できるようなる。従って、部品の品種に拘わらず部品切れを回避するために、全部品のフィーダを複数個ずつ配置する必要がある従来のこの種の部品実装装置と比べると、部品切れによる装置停止をより確実に、かつ合理的に回避することができるようになる。

その上、この部品実装装置では、上記の通りテープフィーダ５を一旦段取りした後、部品の「不足数」を調べ、不足がある場合にテープフィーダ５を追加的に段取りさせるので、最初の段取り段階（ステップＳ２１〜２５Ｓ）では、オペレータは保管庫に保管されたリール５１０（同一品種の部品が格納された複数のリール５１０）の中から任意のリール５１０を取り出して段取りすることができる。つまり、品種が正しければ、リールＩＤや部品残数に拘わらず任意のリール５１０を取り出して段取りすることができる。従って、特定のリールを探し出して段取りする場合に比べると段取り作業を円滑に行うことができる。特に、最初の段取り作業において準備するリール５１０の数は基板Ｐの品種によっては非常に多い場合があり、また、上述したように、その日の生産計画に合わせて複数種の基板が生産できるような生産プログラムに従う場合には、最初の段取り作業で準備するリール５１０の数は非常に多くなる。そのため、最初の段取り作業を上記の通り円滑化できることで、段取り作業全体の所要時間を短縮して基板生産の効率化に寄与することができる。

また、この部品実装装置では、部品に不足があり、テープフィーダ５を追加的に段取りさせる場合には、不足数の多い部品から優先的にテープフィーダ５を追加的に段取りさせるので（ステップＳ３５）、基板Ｐの実装作業を効率的に行う上で有利になるという利点もある。すなわち、例えば不足が生じている部品が複数品種ある場合、不足数の多い品種から優先的にテープフィーダ５を追加的に段取りさせることで、部品切れが発生するタイミングを先送りすることが可能となり、装置稼動中に不足部品の段取り準備を予め行っておくことで、部品切れ発生時には速やかにテープフィーダ５（リール５１０）の交換等を行って装置停止時間を短縮することができるようになる。

また、この部品実装装置では、不足部品についてテープフィーダ５を追加的に段取りさせる場合、在庫部品対照表（図９）に登録されたリール５１０のうち「残数」の多いものから優先的に使用するようにしているため（ステップＳ３７）、テープフィーダ５の追加数を抑えつつ部品を補うことが可能になるという利点もある。

なお、不足部品についてテープフィーダ５を追加的に段取りする場合、上記のように在庫部品対照表に登録されたリール５１０のうち「残数」の多いものから優先的に使用する以外に、ロット番号に応じて、あるいは実施例とは逆に「残数」の少ないリール５１０から順に使用するようにしてもよい。図１７はその場合の制御装置３０による動作制御の一例を示しており、以下、この動作制御について簡単に説明する。

同図に示すフローチャートのうち、ステップＳ８１〜Ｓ９３の処理は図１５のステップＳ２１〜Ｓ３３の処理と共通し、また、ステップＳ１０３〜Ｓ１１７の処理は同図のステップＳ３９〜Ｓ５３（ステップＳ４３除く）の処理と共通する。従って、ここでは、これら共通するステップの説明は省略し、図１５の動作制御との相違点、つまりステップＳ９５〜Ｓ１０２の処理内容について主に説明する。

図１７のステップＳ９３において、フィーダ取付位置に配置されている部品のうちその数が不足するもの、すなわちリール５１０の残数が基板Ｐの生産数に対して不足しているものが有るか否かが判断され、ここでＹＥＳと判断された場合には、当該部品が「在庫抽出候補部品」として特定される（ステップＳ９５）。例えば図１１の例では、部品数が不足する部品は「Ｐ」、「Ｑ」の２種類であるため、これら部品「Ｐ」「Ｑ」が在庫抽出候補部品とされる。

次いで、これら「在庫抽出候補部品」の中に、既に使用されているもの、つまり部品供給部４に配置されている部品（リール５１０）と同一品種であって同一ロット番号の在庫部品があるか否かが判断される（ステップＳ９７）。ここでＹＥＳと判断された場合には、同一ロット番号の在庫部品を有する当該「在庫抽出候補部品」であって不足数が最も多いものが特定され（ステップＳ１０１）、さらに当該「在庫抽出候補部品」と同一品種の部品が格納されたリール５１０であって残数が最も少ないリール５１０が「在庫抽出部品」として特定される（ステップＳ１０２）。そして、この「在庫抽出部品」（リール５１０）がフィーダ取付位置の空き位置に対して割り付けられた上で、フィーダ取付位置の「空き数」と各部品の「不足数」が再計算される（ステップＳ１０３）。例えば上記のように部品「Ｐ」「Ｑ」が「在庫抽出候補部品」とされた場合には、図１１に示す通り、何れの部品「Ｐ」「Ｑ」も同一ロット番号の在庫部品（リールＩＤ「Ｐ１」「Ｐ２」（ロット番号「１００１」），リールＩＤ「Ｑ１」（ロット番号「１５５５１」））を有するため、最も不足数の多い部品「Ｑ」が最終的な「在庫抽出候補部品」として選定される。そして、ロット番号が「１５５５１」の部品（リール５１０）は、リールＩＤ「Ｑ１」のリール５１０のみなので、このリール５１０が「在庫抽出部品」として特定される。

これに対してステップＳ９７でＮＯと判断された場合には、「在庫抽出候補部品」であって不足数が最も多いものが特定され（ステップＳ９９）、さらにこの「在庫抽出候補部品」と同一品種の部品が格納されたリール５１０であって残数が最も少ないリール５１０が「在庫抽出部品」として特定された後（ステップＳ１００）、ステップＳ１０３に移行される。

このように図１７のフローチャートに示す例では、テープフィーダ５を追加的に段取りさせる際、部品供給部４に既に配置されている部品（リール５１０）と同一ロット番号の在庫部品（リール５１０）の有無を調べ（ステップＳ９７）、同一ロット番号の在庫部品が有る場合には当該部品を優先的に使用する。従って、製造時期が近接する基板Ｐに対して同一ロット番号の部品を実装することが可能となり、同一ロット番号の部品が搭載された基板を特定し易くなる。その結果、例えば部品不良が後発的に発見される等した場合には、当該部品が実装された基板を速やかに特定して修理等を行うことが可能となる。

また、「在庫抽出部品」として在庫部品（リール５１０）のうち残数の最も少ないものを優先的に使用するので（ステップＳ１００，Ｓ１０２）、残数の少ない多くの在庫部品（リール５１０）が長期的に保管されるといった不都合を回避することができる。

ところで、以上説明した部品実装装置は、本発明に係る部品実装装置の好ましい実施形態の一例であって、その具体的な構成や具体的な部品実装方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、不足部品についてテープフィーダ５を追加的に段取りする場合、不足数の多い部品から優先的に「在庫抽出候補部品」として特定するようにしているが（ステップＳ３５，Ｓ９９，１０１）、早く部品切れが発生する部品から優先的に「在庫抽出候補部品」として特定するようにしてもよい。この場合も、部品切れが発生するタイミングを先送りすることが可能となり、装置稼動中に不足部品の段取り準備を予め行っておくことで、部品切れ発生時には速やかにテープフィーダ５（リール５１０）の交換等を行って装置停止時間を短縮することができるようになる。

また、上記実施形態では、在庫部品の中から「在庫抽出部品」を特定する場合、部品配置表（図１０）に指定された部品と同一品種の在庫部品（リール５１０）を「在庫抽出部品」として特定するようにしているが、在庫部品のうち互換性のある他の部品を「在庫抽出部品」として特定するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、段取り補完工程において、当該「不足数」を補完し得るリール５１０（リールＩＤ）が自動的に選定されて表示装置３２に表示され、表示と異なるリール５１０（リールＩＤ）が取り付けられるとエラー表示がなされるようになっているが、表示が異なる当該リール５１０の部品名が指定されたリール５１０の部品名と同一、あるいは互換性のある他の部品である場合には、エラーとせず警告表示をして取り付け可能としても良い。また、表示装置３２にリール５１０（リールＩＤ）ではなく、部品名または互換性のある他の部品名を表示しても良い。これらの場合には、取り付けたリール５１０により残数と不足数を再計算し、表示装置３２も更新すれば良い。このような構成にすることで、作業者はより柔軟で円滑に段取り作業をすることが可能となる。

また、上記実施形態では、リール５１０（部品集合体）を保持して部品を供給するテープフィーダ５が搭載する部品実装装置に本発明を適用した場合について説明したが、勿論、複数の部品を一列に収納した筒状のスティック（部品集合体）を保持して部品を供給するいわゆるスティックフィーダが搭載される部品実装装置についても本発明は適用可能である。

本発明に係る部品実装装置の外観を示す正面模式図である。部品実装装置（内部構成）を示す平面略図である。部品実装装置（内部構成）を示す正面略図である。部品実装装置に搭載されるテープフィーダを示す側面略図である。（ａ）はテープフィーダに装着されるリールを示す側面略図（入庫時の状態）、（ｂ）はリール未装着状態のテープフィーダ本体を示す側面略図である。部品実装装置の制御系を示すブロック図である。データベースに格納される生産プログラム／生産枚数対照表を示す図である。データベースに格納される社内部品／メーカー品番対照表を示す図である。データベースに格納される在庫部品対照表を示す図である。データベースに格納される生産プログラム情報（部品配置表、部品搭載位置表）の内容を示す図である。部品配置表（最初にテープフィーダが段取りされた状態）を示す図である。部品配置表（テープフィーダが追加段取りされた状態）を示す図である。電子部品（リール）入庫時の部品情報登録処理を説明するフローチャートである。テープフィーダの段取り及び基板の生産処理の流れを説明するフローチャートである。図１４のフローチャートの段取り処理（サブルーチン）を説明するフローチャートである。図１４のフローチャートの実装処理（サブルーチン）を説明するフローチャートである。段取り処理（サブルーチン）の変形例を説明するフローチャートである。

４部品供給部
５テープフィーダ
６ヘッドユニット
８ヘッド
３０制御装置
５１０リール
Ｐ基板

Claims

複数の部品を保持した部品集合体を取り付けるための複数の取付部を備え、部品実装用のヘッドにより、前記取付部に取り付けられた部品集合体から部品を取り出して基板上に実装する部品実装装置であって、
各部品集合体に格納される部品の品種と残数とを関連付けた情報を記憶する手段と、
基板の生産数と当該基板に実装される部品の品種および使用数とを含む情報を記憶する手段と、
予め定められた配列で各取付部に部品集合体が取り付けられた状態で、前記複数の取付部から空きスペースを検出する空きスペース検出手段と、
前記予め定められた配列で各取付部に取り付けられた部品集合体に保持される部品のうち基板の生産数に対して部品数が不足する不足部品を前記各情報に基づき割り出す不足部品割り出し手段と、
前記不足部品割り出し手段により割り出された不足部品のうちから、前記空きスペース検出手段により検出された空きスペースの数に応じた数の部品を、部品の不足数が多いものから優先的に特定する特定手段と、
この特定手段により特定された部品と同一又は互換性のある部品を保持する別の部品集合体を予備部品集合体として前記空きスペースに取り付けるように報知する報知手段と、を備えることを特徴とする部品実装装置。
請求項１に記載の部品実装装置において、
前記ヘッドを駆動制御する制御手段を備え、この制御手段は、前記取付部に前記予備部品集合体が取り付けられた場合には、前記予め定められた配列で取付部に先に取り付けられた部品集合体から優先的に部品を取り出し、当該部品集合体の部品切れ後に前記予備部品集合体から部品を取り出すように前記ヘッドを制御することを特徴とする部品実装装置。