JP4795263B2 - 部品実装機 - Google Patents

Description

本発明は、複数の実装ステージを備え、各実装ステージにわたって被実装用の基板を順次搬送することができるようになっている部品実装機に関するものである。

従来から、実装用ヘッドにより被実装用の基板に所要数の電子部品を実装する実装ステージと、この実装ステージに対して上記基板の搬入、搬出を行う搬送装置とを備えた部品実装機は一般に知られている。

特に実装効率を高めるため、下記の特許文献１に示されるように、複数の実装ステージを備えて、複数の基板に同時に電子部品を実装することができるようにするとともに、基板搬入部から各実装ステージおよび基板搬出部にわたって基板を順次搬送する搬送装置を設け、各実装ステージで実装を完了した複数の基板を同時に下流側へ搬送することができるようにした実装機も知られている。

このように同時に複数の部品の実装および搬送が可能な実装機においては、必ずしも各実装ステージの実装完了時期が一致するとは限らず、実装ステージごとの実装に要する時間のばらつきや吸着エラー等のトラブルによる時間ロスにより、一部の実装ステージで実装が完了したときに他の実装ステージでは未だ実装中であるという場合が生じる。このような場合に搬送装置の制御として、実装中の実装ステージの実装が完了するまで待ち、全ての実装ステージで実装が完了してから、基板の搬送を行うようにすると、実装完了が早い実装ステージと遅い実装ステージとでその時間差が大きい場合に、先に実装を完了した実装ステージで基板搬出までの待ち時間が長くなり、生産効率の低下を招く。

そこで特許文献１に示された実装機では、一部の実装ステージで実装が完了し、かつ、基板搬送が可能な状態（例えば下流側に隣接する実装ステージに基板が存在しない状態）となったとき、他の実装ステージでの実装完了を待たずに、搬送装置を駆動して当該実装ステージの基板を下流側へ搬送するようにしている。
特開２００２−２０８７９７号公報

上記特許文献１に示されるように、一部の実装ステージで実装が完了し、かつ、基板搬送が可能な状態となったとき、常に他の実装ステージでの実装完了を待たずに搬送装置を駆動すると、先に実装を完了した実装ステージでの搬送待ちの時間ロスは無くなるが、上記両ステーションでの実装完了の時間差が小さくて上記一部の実装ステージからの基板搬送動作中に上記他の実装ステージでの実装が完了する場合には、基板搬送中の搬送装置が次の搬送を行い得る状態になるまでに、上記他の実装ステージで搬送待ちの時間ロスが生じることになる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、複数の実装ステージと各ステージわたって基板を搬送する搬送装置とを備えた部品実装機において、各実装ステージでの実装完了の時期がずれている場合に、実装ステージで搬送待ちの時間ロスを極力少なくし、生産効率を高めることができる部品実装機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の部品実装機は、基板搬送方向に並んでそれぞれ被実装用の基板に対する電子部品の実装作業を行う複数の実装ステージと、上記各実装ステージを通る基板搬送路上に設けられ、上記基板を基板搬送路の上流側の基板搬入部から上記各実装ステージを経て基板搬送路の下流側の基板搬出部へ順次搬送し、基板搬送路上の複数の基板を同時に搬送可能な基板搬送装置と、上記基板搬送装置の駆動を制御する制御装置とを備え、上記制御装置は、上記複数の実装ステージのうちの一部の実装ステージで基板に対する実装が完了し、かつ、下流側への基板の搬送が可能な状態となる一方、他の実装ステージで実装中であるときに、その実装中の実装ステージの実装完了までの残り時間を直接的もしくは間接的に予測した値である残り時間予測値を求める予測値演算手段と、この予測値演算手段により求められた残り時間予測値を予め設定された閾値と比較して、残り時間予測値が閾値よりも小さいときは、実装完了まで待ってから基板搬送装置を駆動することにより、実装完了に至った上記他の実装ステージの基板と先に実装が完了している上記一部の実装ステージの基板とを同時に搬送し、一方、残り時間予測値が閾値よりも大きいときは、即座に基板搬送装置を駆動することにより上記一部の実装ステージの基板を搬送するように、搬送装置駆動タイミングを制御する搬送タイミング制御手段とを有するものである。

この部品実装機によると、一部の実装ステージで実装が完了し、かつ、基板搬送可能な状態となる一方、他の実装ステージで実装中の場合において、実装中のステージの残り時間が短いときは、実装完了まで待ってから基板搬送装置を駆動することにより、先に実装を終えた実装ステージでの搬送待ちの時間となる上記残り時間は短く、かつ、実装中であったステージが実装完了になれば直ぐに搬送が行われて、当該ステージで搬送待ちが生じることはない。一方、実装中のステージの残り時間が長いときは、即座に基板搬送装置を駆動することにより、先に実装を終えた実装ステージで長い搬送待ち時間を生じることが避けられる。

こうして、各ステージでの搬送待ちによる時間ロスが極力小さくされ、生産効率が高められる。

この部品実装機において、上記予測値演算手段は、例えば、実装中の実装ステージにおける残り時間予測値をタクトシミュレーションにより演算する。

このようにすれば、実装中の実装ステージにおける残り時間を正確に予測することができる。

また、上記制御装置は、各実装ステージについてそれぞれ実装点数が異なる各実装途中段階ごとに実装完了までの残り時間を求めた残り時間データを記憶する記憶手段を有し、上記予測値演算手段は、上記記憶手段に記憶されている残り時間データに基づき、実装中のステージの現実装途中段階に応じて残り時間予測値を求めるようになっているものであってもよい。

このようにすると、実装中の実装ステージにおける残り時間を正確に予測することができ、かつ、予め残り時間データを求めて記憶させておくため、実装中に複雑な計算を行う必要がない。

また、上記予測値演算手段は、実装中の実装ステージにおける実装完了までの残り時間の間接的な予測値として残り実装部品点数を求めるようになっているものであってもよい。

このようにすると、残り時間予測値に相当する値を簡単に求めることができる。

また、本発明の部品実装機において、上記各実装ステージは、基板搬送路上の位置と基板搬送路外に設定された実装位置との間で上記基板を移送する移送手段と、上記実装位置にある基板に対して電子部品を実装する電子部品移載装置とを有し、上記基板搬送装置は、基板搬送路の方向に移動可能な搬送軸と、該搬送軸に設けられて、各実装ステージの基板搬送路上の上記基板を押動する複数の押動部材とを有して、上記搬送軸の移動により複数の実装ステージの基板を同時に搬送可能となっていることが好ましい。

このようにすれば、各ステージでの基板の移送および各ステージ間での搬送等を効率良く行うことができる。

以上のように、本発明の部品実装機によると、複数の実装ステージのうちの一部の実装ステージで実装が完了し、かつ、基板搬送可能な状態となる一方、他の実装ステージで実装中の場合に、実装中のステージの残り時間を予測し、それに応じて基板搬送装置の駆動タイミングを制御することにより、各ステージでの搬送待ちによる時間ロスを極力少なくしているため、生産効率を高めることができる。

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は本発明の一実施形態による部品実装機（以下、略して実装機という）の概略構成を示す平面図、図２は実装機の詳細構造を示す平面図、図３は図２におけるIII−III線断面図である。

これらの図において、実装機１は、上流側端部（一端部）から下流側端部（他端部）に向けてプリント基板（被実装用の基板）３を送り、この搬送方向に並べられた第１〜第４の実装ステージ４〜７によってプリント基板３に電子部品（図示せず）をそれぞれ実装するものである。なお、以下においては、上記搬送方向と平行な方向をＸ方向、これと直交する方向を単にＹ方向という。

実装機１は、後述する各装置を支持するための基台１１と、上述した４つの実装ステージ４〜７と、上流側端部に隣接する図外の上流側機器からプリント基板３を受け取って最上流に位置する第１の実装ステージ４に送るための搬入装置１２が設けられた搬入ステージ（基板搬入部）８と、最下流に位置する第４の実装ステージ７からプリント基板３を受け取って、図外の後工程を行う下流側機器に搬出するための搬出装置１３が設けられた搬出ステージ（基板搬出部）９と、これらのステージ間でプリント基板３をＸ方向に移動させるための基板搬送装置５１とを備えている。

上記基台１１上には、第１〜第６のＹフレーム１６〜２１が設けられている。これら第１〜第６のＹフレーム１６〜２１は、図１および図２に示すように、基台１１上のＸ方向所定間隔おきの６箇所にそれぞれ、Ｙ方向に延びるように設けられている。これらのＹフレーム１６〜２１のうち、搬送方向の上流側から１番目と、３番目および５番目に位置する第１、第３、第５のＹフレーム１６，１８，２０は、基台１１におけるＹ方向の一端部（以下、この端部を装置前側という）から他端側（装置後側）に延び、他方の第２、第４および第６のＹフレーム１７，１９，２１は、装置後側となるＹ方向の端部から装置前側に延びるように形成されている。Ｙフレーム１８，２０の前側端部およびＹフレーム１７，１９の後側端部は、装置Ｙ方向中央部の後記搬送軸５２の配置箇所付近に達している。また、これら第１〜第６のＹフレーム１６〜２１における基台１１のＹ方向の中央部と対応する部位には、図３に示すように、プリント基板３を通すための凹部２２が形成されている。

上記４つの実装ステージ４〜７は、基台１１上において搭載される位置、部材の配置方向などが異なる他は同じ構造となるように形成されている。このため、ここにおいては、最も上流側に位置する第１の実装ステージ４について説明し、他の実装ステージ５〜７については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。

実装ステージ４は、図２および図３に示すように、プリント基板３を後述の搬送位置と実装位置との間でＹ方向に移動させる移送手段２３と、この移送手段２３のＹ方向一側方（装置前側）に隣接するように設けられた多数のテープフィーダー２４，２４‥‥からなる電子部品供給装置２５と、上記テープフィーダー２４から電子部品をプリント基板３に移載するための電子部品移載装置２６とを備えている。

上記移送手段２３は、図３に示すように、基台１１上にＹ方向に延びるように設けられた一対のガイドレール３１，３１と、これらのガイドレール３１に移動自在に支持されたテーブル３２と、このテーブル３２をＹ方向に移動させるＹ方向駆動装置３３と、上記テーブル３２の上に設けられたコンベア３４と、上記テーブル３２に対するプリント基板３の移動を規制するためのクランプ機構３５とから構成されている。

上記Ｙ方向駆動装置３３は、基台１１上にＹ方向に延びる状態で回転自在に支持されたボールねじ軸３３ａと、このボールねじ軸３３ａを回転させるモータ３３ｂと、上記ボールねじ軸３３ａに螺合するとともにテーブル３２に固定されたボールナット３３ｃ等を備えている。このＹ方向駆動装置３３は、上記テーブル３２を図１中に実線で示す搬送位置と、図１中に二点鎖線で示す実装位置との間で往復動させることができるように構成されている。上記搬送位置は、基台１１のＹ方向の中央部に位置付けられ、上記実装位置は、テープフィーダー２４に近接する位置に位置付けられている。

上記コンベア３４は、一対の無端ベルト３４ａによって構成され、プリント基板３のＹ方向の両端部を支承し、このプリント基板３が後述する基板搬送装置５１の駆動によりＸ方向（搬送方向）に押圧されることによって回転させられる。

上記クランプ機構３５は、図３に示すように、プリント基板３のＹ方向の両端部の上方に位置する一対の受圧部材３５ａ，３５ａと、プリント基板３を下方から押し上げて上記受圧部材３５ａに押し付けるための押し上げ装置３５ｂとから構成されており、上記テーブル３２に支持されている。

上記第１の実装ステージ４の電子部品移載装置２６は、図２および図３に示すように、上記第１、第３のＹフレーム１６，１８の上端部にＹ方向に延びるように設けられた一対の第１のガイドレール４１，４１と、これらの第１のガイドレール４１，４１間に横架されてＸ方向に延び、かつ第１のガイドレール４１に移動自在に支持された支持部材４２と、この支持部材４２を駆動する一対のＹ方向駆動装置４３，４３と、上記支持部材４２に設けられてＸ方向に延びる第２のガイドレール４４と、この第２のガイドレール４４に移動自在に支持されたヘッドユニット４５と、このヘッドユニット４５を駆動するＸ方向駆動装置４６と、上記ヘッドユニット４５にＺ軸モータ４７等からなる昇降装置（図３参照）を介して昇降可能に支持された複数の吸着ヘッド４８等によって構成されている。上記吸着ヘッド４８は、図３に示すように、電子部品を吸着する吸着ノズル４８ａと、この吸着ノズル４８ａを上下方向の軸線回りに回動させるためのＲ軸モータ４８ｂ等からなる回転駆動装置とを備えている。

上記Ｙ方向駆動装置４３は、第１、第３のＹフレーム１６，１８の一端部（装置前側の端部）に固定されたモータ４３ａと、このモータ４３ａに一端部が接続されてＹ方向に延び、Ｙフレーム１６，１８に回転自在に支持されたボールねじ軸４３ｂと、上記支持部材４２に回転自在に支持されるとともに上記ボールねじ軸４３ｂに螺合したボールナット４３ｃ（図３参照）などによって構成されている。

上記Ｘ方向駆動装置４６は、上記支持部材４２におけるＸ方向の一端部に固定されたモータ４６ａと、このモータ４６ａに一端部が接続されてＸ方向に延び、支持部材４２に回転自在に支持されたボールねじ軸４６ｂと、上記ヘッドユニット４５に回転自在に支持されるとともに上記ボールねじ軸４６ｂに螺合したボールナット（図示せず）などによって構成されている。

この実施の形態による電子部品移載装置２６は、上記吸着ヘッド４８をＸ方向とＹ方向とに移動させて電子部品をテープフィーダー２４から実装位置にあるプリント基板３に移載する。

また、この電子部品移載装置２６のヘッドユニット４５には、図１〜図３には図示していないが、実装位置に位置付けられたプリント基板３の位置を検出するための撮像装置（図６中に示す基板カメラ７９）と、吸着ノズル４８ａに吸着された電子部品の位置を検出するための撮像装置（図５中に示す部品カメラ８０）とが設けられている。なお、この撮像装置は基台１１に設けることもできる。

このように構成された実装ステージ４〜７は、図１および図２に示すように、基台１１上に平面視において搬送方向の上流側から下流側に向けて千鳥足状に並ぶ状態で搭載されている。そして、図１に示すように、各々の移送手段２３のテーブル３２（プリント基板３）を搬送位置に移動させた状態では、これらのテーブル３２上のコンベア３４がＹ方向の同一位置に位置するように（Ｘ方向に一列に並ぶように）基台１１上に配設されている。

各実装ステージ４〜７の上記テーブル３２は、搬送位置に位置付けられた状態において、互いに近接する位置に設けられている。そして、テーブル３２上のコンベア３４上に載せられているプリント基板３は、搬送方向の上流側から押されることにより、上流側のコンベア３４から下流側のコンベア３４に直接移動する。このプリント基板３の駆動は、後述する基板搬送装置５１によって行われる。

この実施の形態による実装機１においては、上述したように搬送位置に移動した各実装ステージ４〜７のテーブル３２上のコンベア３４によって、図１に示すように、基台１１のＹ方向の中央部においてＸ軸方向に延びる基板搬送路５０が構成される。

上記基板搬送装置５１は、図２中および図３中に示すとともに図４に模式的に示すように、基板搬送路５０の上方に配置された搬送軸５２と、この搬送軸５２をＸ軸方向に移動させる搬送軸駆動機構と、搬送軸５２から下方に延びる実装ステージごとの押動部材５３と、この押動部材を駆動する押動部材駆動機構とを備えている。

上記搬送軸５２は、各実装ステージ４〜７にわたってＸ軸方向に延びている。また、上記搬送軸駆動機構は、モータ５４および伝動機構等で構成され、実装ステージの１ステージ分に相当する所定ストロークだけ搬送軸５２をＸ軸方向の下流側、上流側に往復移動させることができるようになっている。

上記押動部材５３は、各実装ステージごとに一対ずつ、ステージ間の長さに対応するピッチで配置されている。そして、各押動部材５３はそれぞれ、搬送軸５２から下方に突出してプリント基板３に隣接する基板押動位置と、プリント基板３より上昇する退避位置との間で昇降可能とされ、あるいは、上記基板押動位置に相当する起立状態と上記退避位置に相当する倒伏状態との間で起伏可能とされている。

また、押動部材駆動機構は、モータ５５等からなり、各押動部材５３に対してそれぞれ設けられ、各押動部材５３を昇降または起伏させるようになっている。

そして、搬送時には、押動部材５３が退避位置（倒伏状態）とされるとともに、搬送軸５２が可動範囲の上流側に位置しており（図４（ａ）参照）、基板搬送路５０上のプリント基板３を搬送するときには、押動部材５３が基板押動位置とされた状態で搬送軸５２が下流側へ移動（往動）することにより、押動部材５３が基板搬送路５０上のプリント基板３を下流側へ押動し（図４（ｂ）（ｃ）参照）、搬送後は押動部材５３が退避位置とされるとともに搬送軸５２が上流側へ移動（復動）することにより、初期位置（図４（ａ））に戻されるようになっている。

なお、一対の押動部材５３の間隔はプリント基板３の長さに対応するように調整可能とされ、一対の押動部材５３が基板押動位置とされたときに基板搬送路５０上のプリント基板３を上流側、下流側の両側から挟んだ状態で搬送できるようになっている。

また、当実施形態では押動部材５３が５対設けられ、搬送軸５２が可動範囲の上流側に位置しているときは５対の押動部材５３が搬入ステージ８と各実装ステージ４〜７に対応し、搬送軸５２が可動範囲の下流側に移動したときは５対の押動部材５３が各実装ステージ４〜７と搬出ステージ９とに対応するように配置されている。

このようにして、基板搬送装置５１の作動によりプリント基板３を搬入ステージ８から各実装ステージ４〜７を経て搬出ステージ９へ１ステージ分ずつ順次搬送するとともに、基板搬送路上のプリント基板３を１つでも複数同時でも搬送することができるように、基板搬送装置５１が構成されている。つまり、基板搬送路上の１つのプリント基板３のみを下流側に搬送したいときには、当該基板に対応する一対の押動部材５３を基板押動位置とした状態で搬送軸５２を下流側へ移動させることで当該基板を搬送することができ、また、複数のステージでそれぞれ搬送位置に移動させられた複数のプリント基板３が基板搬送路上に位置している状態でこれらを下流側に移動させたいときには、その各プリント基板３に対応する複数対の押動部材５３を基板押動位置とした状態で搬送軸５２を下流側へ移動させることでこれら複数のプリント基板３を同時に搬送させることができる。そして、当実施形態では最大５枚のプリント基板３を同時に搬送させることができるようになっている。

この基板搬送装置５１の駆動は、制御装置としての後述のコントローラ７０（図５参照）によって制御されるようになっている。

搬入ステージ８に設けられた搬入装置１２と搬出ステージ９に設けられた搬出装置１３は、基台１１上にＹ方向に移動可能に設けられたテーブル６１と、このテーブル６１の上に搭載されたコンベア６２と、テーブル６１をＹ方向に移動させるＹ方向駆動装置６３から構成されている。これらの搬入、搬出装置１２，１３のＹ方向駆動装置６３は、上記基板搬送路５０上に位置する搬送位置と、基板搬送路５０から装置前側（図２においては下側）に離間した搬入・搬出位置との間でテーブル６１を移動させる構成が採られている。

搬入、搬出装置１２，１３のコンベア６２は、プリント基板３のＹ方向の両端部を支持する無端ベルト６２ａ，６２ａと、これらの無端ベルト６２ａ，６２ａを回転させるための駆動装置（図示せず）とを備えている。また、このコンベア６２は、Ｙ方向の一端側に位置する無端ベルト６２ａのＹ方向の位置をプリント基板３の幅に合わせて変えることができるように、幅調整機構（図示せず）を備えている。

上記コンベア６２は、搬送位置に位置している状態で隣接する第１または第４の実装ステージ４，７のコンベア３４との間でプリント基板３が直接移動することができるように、第１、第４の実装ステージ４，７のコンベア３４とＸ方向に近接する位置に配設されている。

上記搬入装置１２は、図１に示すように、上記コンベア６２が搬入位置に移動している状態で前工程を行う上流側機器に接続されるように構成され、搬出装置１３は、コンベア６２が搬出位置に移動している状態で後工程を行う下流側機器に接続されるように構成されている。

図５は、上記実装機１に設けられたコントローラ（制御装置）７０の構成を示している。

この図において、コントローラ７０は、ＣＰＵ等で構成される演算処理部７１と、実装プログラムを記憶する実装プログラム記憶部７２と、基板搬送等のための各種データを記憶する搬送系データ記憶手段７３と、ヘッドユニット４５及び吸着ヘッド４８を駆動するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｒ軸の各モータ４６ａ，４３ａ，４７，４８ｂ、並びに基板搬送装置５１における搬送軸駆動機構のモータ５４および押動部材駆動機構のモータ５５を制御するモータ制御部７４と、外部入出力部７５と、画像処理部７６とを有している。

上記モータ制御部７４は、演算処理部７１からの指令に基づいて上記各モータの制御を行うようになっている。上記外部入出力部７５には、入力要素として各種センサ類７７が接続される一方、出力要素として各種駆動部等７８が接続されている。

上記画像処理部７６には、基板カメラ７９及び部品カメラ８０が接続され、これらのカメラからの画像信号が画像処理部７６に取込まれて、所定の画像処理が施された上で、その画像データが演算処理部７１に送られるようになっている。

演算処理部７１は、基板搬送時における基板搬送装置５１のモータ５４，５５の制御や、実装作業時におけるヘッドユニット４５及び吸着ヘッド４８の作動のためのモータ４６ａ，４３ａ，４７，４８ｂの制御を、モータ制御部７４を介して行うとともに、各種駆動部等の制御を、外部入出力部７５を介して行い、また、外部の表示ユニット８１に対して信号を送信する。

さらに演算処理部７１は、基板搬送装置５１の制御のために予測値演算手段８２および搬送タイミング制御手段８３の機能を有している。

予測値演算手段８２は、上記第１〜第４の実装ステージ４〜７のうちの一部の実装ステージでプリント基板３に対する実装が完了し、かつ、下流側へのプリント基板の搬送が可能な状態となる一方、他の実装ステージでプリント基板３に対して実装中であるときに、その実装中のプリント基板３の実装完了までの残り時間を直接的もしくは間接的に予測した値である残り時間予測値を求めるようになっている。

また、搬送タイミング制御手段８３は、予測値演算手段８２により求められた残り時間予測値を予め設定された閾値と比較して、残り時間予測値が閾値よりも小さいときは実装完了まで待ってから基板搬送装置５１を駆動し、残り時間予測値が閾値よりも大きいときは即座に基板搬送装置５１を駆動するように搬送装置駆動タイミングを制御するようになっている。

なお、閾値は、基板搬送装置５１の搬送所要時間（搬送を開始してから搬送を終えて初期位置へ戻るまでの時間）を考慮して、各実装ステージで搬送待ちの時間が可及的に小さくなるように予め設定しておけばよい。すなわち、実装中の実装ステージの残り時間が搬送所要時間より長ければ、即座に基板搬送装置５１を駆動しても上記残り時間が経過する前に基板搬送装置５１が搬送を終えて初期状態に戻るので搬送待ちは生じない。また、実装中の実装ステージの残り時間が搬送所要時間より短ければ、即座に基板搬送装置５１を駆動すると、当該ステージで残り時間が経過（実装が完了）してから搬送所要時間が経過するまでの間、当該ステージで搬送待ちが生じる。特に、上記残り時間が搬送所要時間の１／２以下であると、即座に基板搬送装置５１を駆動した場合の当該ステージでの搬送待ちの時間が、当該ステージでの実装完了を待ってから基板搬送装置５１を駆動するようにした場合に先に実装を完了した実装ステージで生じる搬送待ちの時間よりも長くなるので、当該ステージでの実装完了を待ってから基板搬送装置５１を駆動するほうが時間ロスを小さくすることができる。

このようなことから、上記閾値は、搬送所要時間の１／２程度としておくことが好ましい。

上記残り時間予測値の求め方は種々考えられるところであり、例えば次の（１）〜（４）のような手法が考えられる。
（１）実装中のステージの実装完了までの残り時間予測値をタクトシミュレーションにより求める。このタクトシミュレーションは、実装すべき部品のうちで残っている部品の種類や実装位置に基づき、ヘッド移動時間や部品認識時間、吸着負圧待ち時間等を調べて加算することにより、残り時間予測値を求めるものである。この場合、タクトシミュレーションにより求めた残り時間予測値Ｔｓと予め設定された閾値時間Ｔｔとが比較されてＴｓ＜Ｔｔか否かが判定され、それに応じて上述のような搬送装置駆動タイミングの制御が行われる。

このようにすると、正確に残り時間を予測することができる。ただし、比較的時間のかかるシミュレーション計算を実装作業中に行う必要がある。
（２）実装中のステージの実装完了までの残り時間の間接的な予測値として、残り実装点数、つまり実装すべき部品のうちで残っている部品の点数を調べる。この場合、残り実装点数Ｎｓと予め設定された閾値点数Ｎｔとが比較されてＮｓ＜Ｎｔか否かが判定され、それに応じて上述のような搬送装置駆動タイミングの制御が行われる。

このようにすると、直接時間を予測していないので厳密には正確でないが、簡単に短時間で計算を行うことができる。
（３）予め各実装ステージにおける実装時間を計測しておき、各実装点ごと（実装点数が異なる各実装途中段階ごと）の実装完了までの残り時間を調べて、その残り時間データを搬送系データ記憶手段７３の中に保存しておく。そして、実装中ステージでの残り時間予測値を求めるとき、実際の実装点状況に応じ、保存されている残り時間を読み出す。残り時間予測値Ｔｓ（読み出した残り時間）と閾値時間Ｔｔとの比較およびそれに応じた搬送装置駆動タイミングの制御は、上記（１）と同様に行われる。

このようにすると、正確に残り時間を予測することができ、しかも、実装中は保存されている残り時間を読み出すだけなので計算時間が短い。
（４）予めタクトシミュレーションにより各実装点ごとの実装完了までの残り時間を求め、搬送系データ記憶手段７３の中に保存しておく。そして、実装中ステージでの残り時間予測値を求めるとき、実際の実装点状況に応じ、保存されている残り時間を読み出す。残り時間予測値Ｔｓ（読み出した残り時間）と閾値時間Ｔｔとの比較およびそれに応じた搬送装置駆動タイミングの制御は、上記（１）と同様に行われる。

このようにしても、正確に残り時間を予測することができ、しかも、実装中は保存されている残り時間を読み出すだけなので計算時間が短い。

上記演算処理部７１の予測値演算手段８２および搬送タイミング制御手段８３としての処理の具体例を図６および図７のフローチャートによって説明する。

図６は全体フローを示し、このフローチャートでは、先ず、搬送が完了した実装ステージで実装が開始される（ステップＳ１）。

次に、実装を完了した実装ステージが有るか否かが調べられ（ステップＳ２）、無ければステップＳ２が繰り返される。実装を完了した実装ステージが有ったときは、後述の図９のフローチャートに示す処理で調べられる搬送可能条件を満たす実装ステージが有るか否か判定され（ステップＳ３）、無ければステップＳ３が繰り返される。実装が完了し、かつ、搬送可能条件を満たす実装ステージが有ったときは、実装中の実装ステージにつき、実装完了までの残り時間予測値が計算される（ステップＳ４）。

これらステップＳ１〜４が、予測値演算手段８２としての処理である。

次に、ステップＳ４で求められた残り時間予測値と予め設定された閾値とが比較され、
残り時間予測値が閾値より小さい実装ステージが有るか否かが判定される（ステップＳ５）。

そして、この判定がＹＥＳの場合、つまり、残り時間予測値が閾値より小さい実装ステージが有る場合には、その実装ステージが実装を完了するまで待ち（ステップＳ６）、それから、搬送対象ステージからのプリント基板の搬送が開始される（ステップＳ７）。一方、ステップＳ５の判定がＮＯの場合、つまり残り時間予測値が閾値以上に大きい場合は、即座にステップＳ７に移って、搬送対象ステージからのプリント基板の搬送が開始される。

図７は実装が完了した実装ステージからプリント基板の搬送が可能かどうかを判別する基板搬送可能判別フローであり、このフローチャートでは、先ず、実装を完了した実装ステージが有るか否かが判定され（ステップＳ１１）、実装を完了した実装ステージが有れば、そのステージが第１〜第４の実装ステージ４〜７のうちのいずれで有るかが調べられる（ステップＳ１２）。

実装を完了したステージが第４実装ステージ７である場合は、その下流側の搬出ステージ９にプリント基板３が有るか否かが調べられ（ステップＳ１３）、基板有りの場合は第４実装ステージ７からの基板搬出が不可とされ（ステップＳ１４）、基板無しの場合は第４実装ステージ７からの基板搬出が可能とされる（ステップＳ１５）。

実装を完了したステージが第３実装ステージ６である場合は、その下流側の第４実装ステージ７の状況が調べられる。具体的には、第４実装ステージ７にプリント基板３が有るか否かが調べられ（ステップＳ１６）、有ればさらに第４実装ステージ７が実装を完了したか否かが調べられ（ステップＳ１７）、実装完了であれば第４実装ステージ７から基板搬出可能か否かが調べられる（ステップＳ１８）。第４実装ステージ７から基板搬出可能か否かの判定は、上記ステップＳ１３〜Ｓ１５での判別結果に基づく。

そして、第４実装ステージ７に基板があって実装中の場合や、第４実装ステージ７からの基板搬出が不可となっている場合は、第３実装ステージ６からの基板搬出が不可とされ（ステップＳ１９）、一方、第４実装ステージ７に基板が無い場合や、基板があっても実装が完了し、かつ、基板搬出可能となっている場合は、第３実装ステージ７からの基板搬出が可能とされる（ステップＳ２０）。

実装を完了したステージが第２実装ステージ５である場合は、その下流側の第３実装ステージ６の状況が調べられる。そして、前述のステップＳ１６〜Ｓ１８に準じた判定（ステップＳ２１〜Ｓ２３）に基づき、第３実装ステージ６に基板があって実装中の場合や、第３実装ステージ６からの基板搬出が不可となっている場合は、第２実装ステージ５からの基板搬出が不可とされ（ステップＳ２４）、一方、第３実装ステージ６に基板が無い場合や、基板があっても実装が完了し、かつ、基板搬出可能となっている場合は、第２実装ステージ５からの基板搬出が可能とされる（ステップＳ２５）。

実装を完了したステージが第１実装ステージ４である場合は、その下流側の第２実装ステージ５の状況が調べられる。そして、前述のステップＳ１６〜Ｓ１８に準じた判定（ステップＳ２６〜Ｓ２８）に基づき、第２実装ステージ５に基板があって実装中の場合や、第２実装ステージ５からの基板搬出が不可となっている場合は、第１実装ステージ４からの基板搬出が不可とされ（ステップＳ２９）、一方、第２実装ステージ５に基板が無い場合や、基板があっても実装が完了し、かつ、基板搬出可能となっている場合は、第１実装ステージ４からの基板搬出が可能とされる（ステップＳ３０）。

以上のような当実施形態の実装機１によると、複数の実装ステージ４〜７により同時にプリント基板３に対する電子部品の実装を行うことができるとともに、上記基板搬送装置５１により、プリント基板３を基板搬入ステージ８から上記各実装ステージ４〜７を経て基板搬出ステージ９へ順次搬送し、基板搬送路上の複数のプリント基板を同時に搬送することができるため、高い生産性が得られる。

この実装機１において、第１〜第４の実装ステージ４〜７のうちの一部の実装ステージでは基板に対する実装が完了し、かつ、下流側への基板の搬送が可能な状態となる一方、他の実装ステージでは基板に対して実装中であるときに、その実装中のステージの実装完了までの残り時間の予測値が求められる。例えば、図８に示すように、第２〜第４の実装ステージ５〜７が実装完了で、かつ、基板搬送可能であるが、第１実装ステージ４が実装中の場合、この第１ステージ４の残り時間の予測値が求められる。そして、この予測値が予め設定された閾値と比較されて、閾値よりも小さいか否かにより、基板搬送装置５１の駆動タイミングが変えられる。

すなわち、上記残り時間の予測値が閾値よりも小さいときは、実装完了まで待ってから基板搬送装置５１が駆動される。この場合、先に実装を終えた実装ステージでは搬送待ちが生じるが、上記残り時間が小さいため、搬送待ちの時間は短い。前述の特許文献１に示された装置では、このような場合にも即座に基板の搬送が行われ、その搬送動作中に実装中であったステージが実装を完了し、当該ステージの基板が搬送可能となるまでに長い待ち時間が生じるが、このような場合に当実施形態のように実装中の基板の実装完了を待って搬送するほうが、時間ロスが少なくなる。

一方、上記残り時間予測値が閾値よりも大きいときは、即座に基板搬送装置５１が駆動されることにより、先に実装を終えた実装ステージでは搬送待ちが生じることが避けられる。そして、実装中のステージの残り時間が大きい場合には、当該ステージの実装が完了するまでに基板搬送装置５１が搬送可能な状態に戻っているか、あるいは戻っていなくても搬送可能になるまでに長い待ち時間を要することはなく、時間ロスが少なくなる。

このようにして、各実装ステージ４〜７における実装完了の時期がずれても搬送待ちによる時間ロスを極力少なくするように基板搬送装置５１の駆動タイミングが制御されるため、生産効率を高めることができる。

本発明の一実施形態による部品実装機（以下、略して実装機という）の概略構成を示す平面図である。 上記実装機の詳細構造を示す平面図である。 図２におけるIII−III線断面図である。 基板搬送装置を模式的に示す図であり、（ａ）搬送前の状態、（ｂ）は搬送開始時の状態、（ｃ）は搬送終期の状態を示している。 実装機に設けられているコントローラの構成を示すブロック図である。 予測値演算手段および搬送タイミング制御手段としての処理の具体例を示すフローチャートである。 実装が完了した実装ステージからプリント基板の搬送が可能かどうかを判別する処理を示すフローチャートである。 上記実装機において、実装が完了している実装ステージと実装中の実装ステージとが存在している状態を示す説明図である。

符号の説明

１ 部品実装機
３ プリント基板
４〜７ 実装ステージ
８ 搬入ステージ
９ 搬出ステージ
２３ 移送手段
２６ 電子部品移載装置
５０ 基板搬送路
５１ 基板搬送装置
５２ 搬送軸、
５３ 押動部材
７０ コントローラ（制御装置）
８２ 予測値演算手段
８３ 搬送タイミング制御手段

Claims (5)

1. 基板搬送方向に並んでそれぞれ被実装用の基板に対する電子部品の実装作業を行う複数の実装ステージと、
   上記各実装ステージを通る基板搬送路上に設けられ、上記基板を基板搬送路の上流側の基板搬入部から上記各実装ステージを経て基板搬送路の下流側の基板搬出部へ順次搬送し、基板搬送路上の複数の基板を同時に搬送可能な基板搬送装置と、
   上記基板搬送装置の駆動を制御する制御装置とを備え、
   上記制御装置は、
   上記複数の実装ステージのうちの一部の実装ステージで基板に対する実装が完了し、かつ、下流側への基板の搬送が可能な状態となる一方、他の実装ステージで実装中であるときに、その実装中の実装ステージの実装完了までの残り時間を直接的もしくは間接的に予測した値である残り時間予測値を求める予測値演算手段と、
   この予測値演算手段により求められた残り時間予測値を予め設定された閾値と比較して、残り時間予測値が閾値よりも小さいときは、実装完了まで待ってから基板搬送装置を駆動することにより、実装完了に至った上記他の実装ステージの基板と先に実装が完了している上記一部の実装ステージの基板とを同時に搬送し、一方、残り時間予測値が閾値よりも大きいときは、即座に基板搬送装置を駆動することにより上記一部の実装ステージの基板を搬送するように、搬送装置駆動タイミングを制御する搬送タイミング制御手段とを有することを特徴とする部品実装機。
2. 請求項１記載の部品実装機において、上記予測値演算手段は、実装中の実装ステージにおける残り時間予測値をタクトシミュレーションにより演算するものであることを特徴とする部品実装機。
3. 請求項１記載の部品実装機において、上記制御装置は、各実装ステージについてそれぞれ実装点数が異なる各実装途中段階ごとに実装完了までの残り時間を求めた残り時間データを記憶する記憶手段を有し、上記予測値演算手段は、上記記憶手段に記憶されている残り時間データに基づき、実装中のステージの現実装途中段階に応じて残り時間予測値を求めるようになっていることを特徴とする部品実装機。
4. 請求項１記載の部品実装機において、上記予測値演算手段は、実装中の実装ステージにおける実装完了までの残り時間の間接的な予測値として残り実装部品点数を求めるようになっていることを特徴とする部品実装機。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の部品実装機において、
   上記各実装ステージは、基板搬送路上の位置と基板搬送路外に設定された実装位置との間で上記基板を移送する移送手段と、上記実装位置にある基板に対して電子部品を実装する電子部品移載装置とを有し、
   上記基板搬送装置は、基板搬送路の方向に移動可能な搬送軸と、該搬送軸に設けられて、各実装ステージの基板搬送路上の上記基板を押動する複数の押動部材とを有して、上記搬送軸の移動により複数の実装ステージの基板を同時に搬送可能となっていることを特徴とする部品実装機。

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