JP4768519B2 - 表面実装機の段取り確認方法および表面実装機 - Google Patents

Description

本発明は、複数の部品を担持する部品供給手段から部品を取り出してプリント基板等の基板上に実装する表面実装機において、部品供給手段の段取りが正しく行われたか否かを確認する段取り確認方法およびその段取り確認方法を実行する表面実装機に関するものである。

従来から、一乃至複数の実装用ヘッドを備えた移動可能なヘッドユニットによりＩＣ等の電子部品を部品供給部から吸着して実装作業位置に位置決めされている基板上に実装するようにした表面実装機が一般に知られている。この種の表面実装機では、前記部品供給部に、各種の部品を供給可能な多数のフィーダ等の部品供給手段が装備されている。

例えば、特許文献１に記載の表面実装機では、各部品供給手段にバーコードが付されていて、バーコードリーダーにより各部品供給手段のバーコードを読み取ることにより、部品供給手段の選択および配置が正しくなされているか否かを確認できるようになっている。
特開平６−６０９８号公報

ところで、このような表面実装機においては、通常、過去の基板の平均生産数等を基にして、１日の生産にほぼ必要な部品数が算出されていた。そして、このように算出された部品数が部品準備数として設定され、日々の運転開始前の段取り時には、部品供給手段が担持する部品の部品数が部品準備数に満たない場合には、部品を補充すべきである旨が表示されるようになっていた。

しかしながら、実際には、部品供給手段が担持する部品の部品数が部品準備数に満たない場合でも、その部品数でその日の基板の生産量を賄うことが可能な場合もある。このため、その日の基板の生産が可能な状態であれば、部品を補充する作業を省略して、生産開始までの段取り時間を短縮したいという要望があった。

本発明は、このような事情に鑑み、生産開始までの段取り時間を短縮することが可能となる表面実装機の段取り確認方法およびその段取り確認方法を実行する表面実装機を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る表面実装機の段取り確認方法は、複数の部品を担持する部品供給手段から部品を取り出して基板上に実装する表面実装機の段取り確認方法であって、日々の運転開始前の段取り時に、その日に生産する基板の生産量からその生産量の基板を生産するのに必要な第１の部品数を算出してこの第１の部品数と前記部品供給手段が現時点で担持する第２の部品数とを比較し、第２の部品数の方が多い場合には運転可能である旨を表示する一方、第２の部品数の方が少ない場合には部品を補充すべきである旨を表示し、さらに前記第２の部品数の方が第１の部品数よりも多い場合であってかつ当該第２の部品数が当該基板の過去の平均生産数に基づき算出された１日の生産に必要な部品準備数に満たない場合には、前記運転可能である旨の表示の後に、前記第２の部品数が前記部品準備数を満たしていない旨を表示することを特徴とするものである。

この構成によれば、その日に生産する基板の生産量を基に運転可能か部品を補充すべきかを表示することにより、作業者は部品が基板の生産に不足する場合にのみ部品を補充する作業を行うことが可能になる。換言すれば、基板の生産に部品が足りる場合には、作業者は部品を補充する作業を行わなくてよいため、生産開始までの段取り時間を短縮することが可能になる。

前記実装機の段取り確認方法において、生産する基板の種類を変更する段取り時にも、前記第１の部品数の算出および前記第１の部品数と第２の部品数との比較を行って、運転可能である旨または部品を補充すべきである旨を表示することが好ましい。

この構成によれば、生産する基板の種類を変更する段取りの際にも生産までの段取り時間を短縮することが可能になる。

また、本発明に係る表面実装機は、複数の部品を担持する部品供給手段から部品を取り出して基板上に実装する表面実装機であって、日毎の基板の生産量を入力するための入力手段と、前記入力手段で入力された日毎の基板の生産量を記憶する生産量記憶手段と、情報を表示可能な表示手段と、日々の運転開始前の段取り時に、前記生産量記憶手段からその日の基板の生産量を読み出して、その生産量の基板を生産するのに必要な第１の部品数を算出し、この第１の部品数と前記部品供給手段が現時点で担持する第２の部品数とを比較し、第２の部品数の方が多い場合には、前記表示手段に運転可能である旨を表示させる一方、第２の部品数の方が少ない場合には、前記表示手段に部品を補充すべきである旨を表示させ、さらに前記第２の部品数の方が第１の部品数よりも多い場合であってかつ当該第２の部品数が当該基板の過去の平均生産数に基づき算出された１日の生産に必要な部品準備数に満たない場合には、前記運転可能である旨の表示の後に、前記第２の部品数が前記部品準備数を満たしていない旨を表示させる演算処理手段とを備えるものである。

この構成によれば、その日に生産する基板の生産量を基に運転可能か部品を補充すべきかが表示されるようになっているので、作業者は基板の生産に部品が不足する場合にのみ部品を補充する作業を行うことが可能になる。換言すれば、基板の生産に部品が足りる場合には、作業者は部品を補充する作業を行わなくてよいため、生産開始までの段取り時間を短縮することが可能になる。

前記表面実装機において、前記生産量記憶手段は、生産する基板の種類毎に日毎の基板の生産量を記憶するものであり、前記演算処理手段は、生産する基板の種類を変更する段取り時にも、前記第１の部品数の算出および前記第１の部品数と第２の部品数との比較を行って、前記表示手段に運転可能である旨または部品を補充すべきである旨を表示させるものであることが好ましい。

この構成によれば、生産する基板の種類を変更する段取り時にも生産までの段取り時間を短縮することが可能になる。

例えば、生産する基板の種類毎に単位基板あたりに必要な第３の部品数を記憶した基板データ記憶手段をさらに備え、前記演算処理手段は、前記基板データ記憶手段から生産する基板の種類に応じた第３の部品数を読み出して、この第３の部品数および前記生産量から前記第１の部品数を算出し、前記第１の部品数と第２の部品数との比較を行うものである構成を採用してもよく、入力された前記第２の部品数を記憶するとともに、実装時に消費される部品数をカウントすることにより第２の部品数を書き換える部品数記憶手段をさらに備え、前記演算処理手段は、前記部品数記憶手段から第２の部品数を読み出して、前記第１の部品数と第２の部品数との比較を行うものである構成を採用してもよい。

本発明によれば、生産開始までの段取り時間を短縮することが可能になる。

本発明の好ましい実施の形態について図面を用いて説明する。

図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る表面実装機を概略的に示しており、図１は斜視図で、図２は正面図でそれぞれ表面実装機を示している。

これらの図において、表面実装機（以下、実装機と略す）の基台１上には基板搬送用のコンベア２が配置されており、このコンベア２上をプリント基板Ｐ（以下、基板Ｐと略す）が搬送されて所定の実装作業位置で停止され、図外の基板保持手段により保持されるようになっている。なお、以下の説明では、コンベア２の方向をＸ軸方向、水平面上でこれと直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることにする。

コンベア２の両側には、基板Ｐに実装する部品を供給するための部品供給部４，５が設けられている。これらの部品供給部４，５のうち装置フロント側に位置する部品供給部４にはＸ軸方向に多数列のテープフィーダ４ａが配置されている。各テープフィーダ４ａには、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を収納、保持したテープがリール４ｂに巻回されて装着されており、これによりチップ部品がテープフィーダ４ａに担持されている。そして、テープフィーダ４ａは、リール４ｂからフィーダ先端の部品取出部に前記テープを間欠的に繰り出しながら、後述するヘッドユニット６により部品をピックアップさせるように構成されている。

なお、図示は省略するが、リール４ｂおよびテープフィーダ４ａには、バーコードラベルが貼着されることによりバーコードが付されている。リール４ｂに付されたバーコードは、当該リール４ｂが保有する部品を識別する部品ＩＤがバーコード化されたものであり、テープフィーダ４ａに付されたバーコードは、テープフィーダ４ａを識別するＩＤがセット位置ＩＤとしてバーコード化されたものである。

一方、装置リア側に位置する部品供給部５にはトレイフィーダ５ａが配置されている。トレイフィーダ５ａには、ＱＦＰ、ＢＧＡ等のパッケージ型電子部品、あるいは実装型コネクタ等の大型部品をマトリクス状に収納した複数のトレイＴが上下複数段に収納されており、これにより大型部品がトレイフィーダ５ａに担持されている。そして、トレイフィーダ５ａは、トレイＴをコンベア２側方に引き出しながら、ヘッドユニット６によりトレイＴ内に収納された部品をピックアップさせるように構成されている。

なお、これらのテープフィーダ４ａおよびトレイフィーダ５ａが本発明の部品供給手段に相当する。

前記基台１の上方には、さらに部品実装用のヘッドユニット６が設けられている。

このヘッドユニット６は、部品供給部４，５から部品を吸着して基板Ｐ上に実装し得るように、一定の領域内でＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ移動可能とされている。すなわち、基台１上には、ヘッドユニット６の支持部材１１がＹ軸方向のレール７に移動可能に配置され、ヘッドユニット６がこの支持部材１１に搭載されるとともにＸ軸方向のガイド部材１４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９により駆動されるボールねじ８に支持部材１１が螺合装着され、これによって支持部材１１のＹ軸方向の移動が行われる一方で、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ１３にヘッドユニット６が装着され、これによってヘッドユニット６のＸ軸方向の移動が行われるように構成されている。

前記ヘッドユニット６には、部品を吸着して基板Ｐに実装するための複数の実装用ヘッド２０が搭載されており、本実施形態では、６本の軸状の実装用ヘッド２０がＸ軸方向に一列に並べられた状態で搭載されている。

これらの実装用ヘッド２０は、図外のＺ軸サーボモータを駆動源とする昇降機構に連結されるとともに図外のＲ軸サーボモータを駆動源とする回転機構にそれぞれ連結されており、これらの機構によりヘッドユニット６に対してそれぞれ上下方向（Ｚ軸方向）および自軸回り（Ｒ軸方向）に駆動されるようになっている。

また、各実装用ヘッド２０の先端には部品吸着用のノズル２１が設けられている。各ノズル２１はそれぞれ図外のバルブ等を介して負圧供給手段に接続されており、前記各フィーダ４ａ，５ａからの部品取出し時には、ノズル２１の先端に負圧が供給されることにより部品の吸着が行われるようになっている。なお、ノズル２１は、実装用ヘッド２０に対して着脱可能に装着されており、必要に応じて基台１上の図外のノズルステーションに収納された先端形状や大きさの異なる他のノズル２１と自動交換されるようになっている。

ヘッドユニット６には、さらに基板Ｐ上に形成される各種マークを認識するための基板認識カメラ２６が設けられている。このカメラ２６は、ＣＣＤエリアセンサ等をもつカメラ本体と照明装置とから構成されており、撮像方向が下向きに指向するようにヘッドユニット６に取付けられている。これによりヘッドユニット６の移動に伴い基板Ｐ上のマークを順次撮像するようになっている。

一方、基台１上には、ヘッドユニット６の各実装用ヘッド２０により吸着された部品を認識するための部品認識カメラ１７が設けられている。この部品認識カメラ１７は、ＣＣＤリニアセンサ等をもつカメラ本体と照明装置とからなり、それぞれ撮像方向が上向きに指向する状態で部品供給部４，５のコンベア２側方の位置に設けられている。これにより部品吸着後、部品認識カメラ１７に対してヘッドユニット６を移動させることにより当該移動に伴い各実装用ヘッド２１による吸着部品をその下側から撮像するようになっている。

図３は、この実装機を制御するコントローラ３０の構成をブロック図で示している。

コントローラ３０は、論理演算を実行するＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを記憶するＲＯＭ、作業中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭおよびＨＤＤ等から構成されており、主な機能構成として、演算処理手段３１、制御部３２、生産量記憶手段３３、基板データ記憶手段３４、および部品数記憶手段３５等を含んでいる。また、コントローラ３０には、ディスプレイ装置からなる表示手段４１、キーボードまたはタッチパネル等からなる入力手段４２、およびバーコードリーダー４３が接続されており、後述する各種の情報が入出力可能となっている。

前記制御部３２は、実装機の作動を制御するため、実装機に設けられている各種モータ等の駆動部に対して制御信号を出力する。

前記演算処理手段３１は、図外の記憶部から予め記憶された生産プログラムや各種データを読み出し、前記制御部３２を介して実装機の作動を制御するとともに、日々の運転開始前の段取り時および生産する基板の種類を変更する段取り時に、図４に示すフローチャートに基づいて段取り確認を行う。なお、詳細は後述するが、演算処理手段３１は、前記段取り時には、その日に生産する基板の生産量からその生産量の基板を生産するのに必要な第１の部品数を算出し、この第１の部品数と前記各フィーダ４ａ，５ａが現時点で担持する第２の部品数とを比較する。なお、トレイフィーダ５ａについては、第１の部品数および第２の部品数としてトレイ数を用いることも可能である。

前記入力手段４２は、生産する基板の種類毎に日毎の基板の生産量を含む各種の情報を入力するためのものであり、この入力手段４２で入力された前記生産量が生産量記憶手段３３に記憶されるようになっている。なお、この生産量の入力は、予め行われるようになっていてもよいし、日々の運転開始前に行われるようになっていてもよい。

前記基板データ記憶手段３４には、生産する基板の種類毎に前記セット位置ＩＤと部品ＩＤとを対応付けたセット位置データが記憶されているとともに、生産する基板の種類毎に単位基板あたりに必要な第３の部品数が記憶されている。

前記部品数記憶手段３５には、前記各フィーダ４ａ，５ａにセットした部品数が前記入力手段４２で入力されると、この部品数が第２の部品数として記憶されるようになっている。なお、リール４ｂのバーコードには部品数もバーコード化されていて、このバーコードをバーコードリーダー４３で読み込んだときに部品数の入力が行われるようになっていてもよい。そして、部品数記憶手段３５は、実装時に消費される部品数をカウントすることにより、記憶されている部品数から消費された部品数を差し引いた残数を第２の部品数として新たに記憶することで第２の部品数を書き換える。

次に、図４を参照して、演算処理手段３１が実行する段取り確認方法を説明する。

まず、演算処理手段３１は、日々の運転開始前の段取り時または生産する基板の種類を変更する段取り時に、前記生産量記憶手段３３からその日の基板の生産量を、前記基板データ記憶手段３４から生産する基板の種類に応じたセット位置データおよび第３の部品数を、前記部品数記憶手段３５から第２の部品数をそれぞれ読み出して、段取り情報の読み込みを行う（ステップＳ１）。なお、日々の運転開始前の段取り時に、生産する基板の種類を変更する段取りが行われるようになっていてもよい。そして、演算処理手段３１は、読み出した生産量および第３の部品数からその生産量の基板を生産するのに必要な第１の部品数を算出する。

その後に、演算処理手段３１は、当該基板に実装される各部品についてそれぞれ算出した第１の部品数と読み出した第２の部品数とを比較することにより、生産量を満たした段取りが完了しているか否かを判断する（ステップＳ２）。すなわち、第２の部品数の方が第１の部品数よりも多い場合には、演算処理手段３１は、生産量を満たした段取りが完了していると判断し（ステップＳ２でＹＥＳ）、前記表示手段４１に運転可能である旨を表示させる（ステップＳ３）とともに、実装機の運転を可能な状態にする。逆に、第２の部品数の方が第１の部品数よりも少ない場合には、演算処理手段３１は、生産量を満たした段取りが完了していないと判断し（ステップＳ２でＮＯ）、前記表示手段４１に段取り中である旨および部品を補充すべきである旨を表示させる（ステップＳ４）。

前記表示手段４１に部品を補充すべきである旨が表示されると、作業者は不足分の部品をテープフィーダ４ａまたはトレイフィーダ５ａにセットする（ステップＳ５）。具体的には、作業者は、テープフィーダ４ａのリール４ｂやトレイフィーダ５ａのトレイＴの取り替え等を行う。その後に、作業者は、セット後のテープフィーダ４ａまたはトレイフィーダ５ａが担持する部品数を入力手段４２で入力する。このとき、部品数記憶手段３５によって第２の部品数が入力した部品数に書き換えられる。

部品のセットが完了すると、作業者がバーコードリーダー４３によって新たにテープフィーダ４ａに装着したリール４ａに付されたバーコードとテープフィーダ４ａに付されたバーコードを順次読み取ることにより、部品ＩＤとセット位置ＩＤとが読み取られる（ステップＳ６）。そして、演算処理手段３１は、この読み取った部品ＩＤおよびセット位置ＩＤがステップＳ１で読み出した段取り情報のうちセット位置データと一致するか否かを判断し（ステップＳ７）、部品のセットが正しく行われているか否かを判断する。

部品のセットが正しく行われていると判断した場合は（ステップＳ７でＹＥＳ）、演算処理手段３１は、表示手段４１にセット位置ＯＫである旨を表示させ、逆に、部品のセットが正しく行われていないと判断した場合は（ステップＳ７でＮＯ）、演算処理手段３１は、表示手段４１にセット位置ＮＧである旨を表示させた後に、ステップＳ２に戻る。

ステップＳ２に戻り、再度第１の部品数と第２の部品数とが比較され、第２の部品数の方が多い場合には、ステップＳ３に進む。なお、ステップＳ９を経由してステップＳ２に戻った場合には、演算処理手段３１は、生産量を満たした段取りが完了していないものとみなし、第２の部品数の大小に拘らずステップＳ４に戻る。

ステップＳ３で表示手段４１に運転可能である旨が表示された後も、第２の部品数が部品準備数に満たない場合には、作業者は、部品準備数を満たすまでの残りの部品を段取りするか否かを選択することができる（ステップＳ１０）。ここで、部品準備数とは、過去の基板の平均生産数等を基にして算出された、１日の生産にほぼ必要な部品数である。

そして、作業者が残りの部品を段取りすることを選択した場合には（ステップＳ１０でＹＥＳ）、ステップＳ５に進み、逆に、作業者が残りの部品を段取りしないことを選択した場合には（ステップＳ１０でＮＯ）、生産開始可能な状態になる。

以上説明したように、本実施形態の実装機では、その日に生産する基板の生産量を基に運転可能か部品を補充すべきかが表示されるようになっているので、作業者は基板の生産に部品が不足する場合にのみ部品を補充する作業を行うことが可能になる。換言すれば、基板の生産に部品が足りる場合には、作業者は部品を補充する作業を行わなくてよいため、生産開始までの段取り時間を短縮することが可能になる。

すなわち、図５に示すように、第１の部品数が部品準備数と一致するＡ日では、部品準備数の部品をセットする必要があるが、第１の部品数が部品準備数よりも少ないＢ日およびＣ日では、第１の部品数の部品をセットすればよくなる。

また、前記演算処理手段３１は、日々の運転開始前の段取り時だけでなく、生産する基板の種類を変更する段取り時にも、図４に示す段取り確認を行うようになっているので、生産する基板の種類を変更する段取り時にも生産までの段取り時間を短縮することが可能になる。

なお、本発明のスクリーン印刷機の具体的構造は前記実施形態に限定されず、種々変更可能である。すなわち、本発明のスクリーン印刷機は、日々の運転開始前の段取り時に、その日に生産する基板の生産量からその生産量の基板を生産するのに必要な第１の部品数を算出し、この第１の部品数と前記部品供給手段が現時点で担持する第２の部品数とを比較し、第２の部品数の方が多い場合に運転可能である旨を表示する一方、第２の部品数の方が少ない場合に部品を補充すべきである旨を表示する段取り確認方法を実行できるようになっていればよい。

本発明の一実施形態に係る表面実装機の斜視図である。 前記実装機の正面図である。 前記実装機のコントローラの構成を示すブロック図である。 段取り確認方法の一例を示すフローチャートである。 日毎の第１の部品数を示したグラフである。

符号の説明

４ａ テープフィーダ（部品供給手段）
５ａ トレイフィーダ（部品供給手段）
３１ 演算処理手段
３３ 生産量記憶手段
３４ 基板データ記憶手段
３５ 部品数記憶手段
４１ 表示手段
４２ 入力手段

Claims (6)

1. 複数の部品を担持する部品供給手段から部品を取り出して基板上に実装する表面実装機の段取り確認方法であって、
   日々の運転開始前の段取り時に、その日に生産する基板の生産量からその生産量の基板を生産するのに必要な第１の部品数を算出してこの第１の部品数と前記部品供給手段が現時点で担持する第２の部品数とを比較し、第２の部品数の方が多い場合には運転可能である旨を表示する一方、第２の部品数の方が少ない場合には部品を補充すべきである旨を表示し、さらに前記第２の部品数の方が第１の部品数よりも多い場合であってかつ当該第２の部品数が当該基板の過去の平均生産数に基づき算出された１日の生産に必要な部品準備数に満たない場合には、前記運転可能である旨の表示の後に、前記第２の部品数が前記部品準備数を満たしていない旨を表示することを特徴とする表面実装機の段取り確認方法。
2. 生産する基板の種類を変更する段取り時にも、前記第１の部品数の算出および前記第１の部品数と第２の部品数との比較を行って、運転可能である旨または部品を補充すべきである旨を表示することを特徴とする請求項１に記載の表面実装機の段取り確認方法。
3. 複数の部品を担持する部品供給手段から部品を取り出して基板上に実装する表面実装機であって、
   日毎の基板の生産量を入力するための入力手段と、
   前記入力手段で入力された日毎の基板の生産量を記憶する生産量記憶手段と、
   情報を表示可能な表示手段と、
   日々の運転開始前の段取り時に、前記生産量記憶手段からその日の基板の生産量を読み出して、その生産量の基板を生産するのに必要な第１の部品数を算出し、この第１の部品数と前記部品供給手段が現時点で担持する第２の部品数とを比較し、第２の部品数の方が多い場合には、前記表示手段に運転可能である旨を表示させる一方、第２の部品数の方が少ない場合には、前記表示手段に部品を補充すべきである旨を表示させ、さらに前記第２の部品数の方が第１の部品数よりも多い場合であってかつ当該第２の部品数が当該基板の過去の平均生産数に基づき算出された１日の生産に必要な部品準備数に満たない場合には、前記運転可能である旨の表示の後に、前記第２の部品数が前記部品準備数を満たしていない旨を表示させる演算処理手段とを備えることを特徴とする表面実装機。
4. 前記生産量記憶手段は、生産する基板の種類毎に日毎の基板の生産量を記憶するものであり、
   前記演算処理手段は、生産する基板の種類を変更する段取り時にも、前記第１の部品数の算出および前記第１の部品数と第２の部品数との比較を行って、前記表示手段に運転可能である旨または部品を補充すべきである旨を表示させるものであることを特徴とする請求項３に記載の表面実装機。
5. 生産する基板の種類毎に単位基板あたりに必要な第３の部品数を記憶した基板データ記憶手段をさらに備え、前記演算処理手段は、前記基板データ記憶手段から生産する基板の種類に応じた第３の部品数を読み出して、この第３の部品数および前記生産量から前記第１の部品数を算出し、前記第１の部品数と第２の部品数との比較を行うものであることを特徴とする請求項４に記載の表面実装機。
6. 入力された前記第２の部品数を記憶するとともに、実装時に消費される部品数をカウントすることにより第２の部品数を書き換える部品数記憶手段をさらに備え、前記演算処理手段は、前記部品数記憶手段から第２の部品数を読み出して、前記第１の部品数と第２の部品数との比較を行うものであることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の表面実装機。
   

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