JP4847851B2

JP4847851B2 - 多連結モジュール型表面実装装置及び多連結型表面実装機システム

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Publication number: JP4847851B2
Application number: JP2006337285A
Authority: JP
Inventors: 祥史三宅
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2026-12-14
Also published as: JP2008153292A

Description

本発明は、多連結モジュール型表面実装装置及び多連結型表面実装機システムに関する。

回路基板には、通常、同一基板上に種類の異なる多数の電子部品が実装される。このため、実装ラインは、一般に表面実装機能を持った装置を多連結することによって多数の実装ステージ（以下、モジュールと呼ぶ）を構築しており、各モジュールにおいて、基板に対する部品の実装動作が並行（同時）して行われる。
ところで、実装ラインの生産性を向上させるためには、各モジュールについて待ち時間が発生しないことが望ましく、この種の問題を解決するべく、従来から、各モジュールの実装負荷を平準化する技術が種々提案されている（例えば、下記特許文献１）。
特開２００２−１８５２００公報

しかしながら、各モジュールの実装負荷を完全に平準化することは、データ分配上の制約から限りがあるし、更には、部品実装中には、突発的なエラーが起こって装置が停止することがある。例えば、基板上に実装させる部品があるモジュールについて底をついてしまうと、該当するモジュールについては装置の稼動を一旦停止させて、部品を補給せざるを得ない。

すると、部品が底をついてない他のモジュールは、先に部品の実装を完了させることは出来るものの、次のモジュールに基板を送ることが出来ず、結局、部品の補給を行ったモジュールが部品の実装を完了させるのを待つ必要があり、待ち時間が生ずる。これら部品の補給は、稼動率が挙がれば挙がるほど頻繁に起きるので、稼動率を向上させるのに支障となっていた。

また、従来より、装置を円滑に稼動させるには、実装動作以外の処理（例えば、設備をメンテナンスする処理など）を定期的に実行する必要性があり、これを以下に示す４つのタイミングのいずれかで実行していた。
ａ）予め設定された設定時間が経過したタイミング
ｂ）ａの設定時間が経過した直後において、装置が実装動作以外の処理を実行可能になったタイミング（例えば、インターバル時間など）
ｃ）ある動作や、ある検出結果が発生したタイミング
ｄ）ｃの直後において、装置が実装動作以外の処理を実行可能になったタイミング（例えば、インターバル時間など）

係る実装動作以外の処理は、装置の稼動を停止した状態で実行するため、稼動率向上の弊害になっており、この点も、考慮する必要があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、定期的に実行が必要とされる処理を行いつつも、稼動率を向上させることが可能な連結モジュール型表面実装装置及び多連結型表面実装機システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、実装用の基板に対して部品の実装を行う実装ヘッドと、前記実装ヘッドを駆動させる駆動手段とを具備し、上記基板の搬入、搬出が可能とされた部品実装機能を有する部品実装モジュールを多連結させて、前記部品実装モジュール間で基板を同時搬送しつつ、一基板に対する部品の実装処理を複数の部品実装モジュールによって分担して実行するとともに、前記各部品実装モジュールにおいて前記部品実装処理以外の予め決められた既定処理を次の条件に従って行うようにした多連結モジュール型表面実装装置であって、全部品実装モジュールが部品実装動作を完了させる時刻であって、前記基板の同時搬送が開始される同時基板搬送開始時刻を推定する推定手段と、前記既定処理を実行開始してから終えるまでに必要な処理時間と、部品の実装終了から前記同時基板搬送開始時刻までの待機時間とを比較して、部品の実装終了後待機中の前記部品実装モジュールに前記既定処理を実行させるか否かを決定する決定手段と、を備え、前記決定手段により既定処理を実行させると判定されることを条件に、部品の実装終了後待機中の前記部品実装モジュールに前記既定処理を実行させる構成であり、前記推定手段は、部品の実装が無停止で完了する無停止完了時刻に、前記各部品実装モジュールが前記部品実装処理中に駆動を停止した停止時間の最長停止時間を加算した時刻を、前記同時基板搬送開始時刻と推定するところに特徴を有する。

本発明の実施態様として、以下の構成とすることが好ましい。
・部品実装モジュールの連結数が３段以上であるものにおいて、既定処理を実行させるか否かを各部品実装モジュールについて個別に判定させる。一般に、各部品実装モジュールにおいて発生する待機時間は一様でなく、各部品実装モジュールごとにそれぞれ異なる。この点、既定処理の実行の可否を、各部品実装モジュールについてそれぞれ個別に判定してやれば、効率よく既定処理を行うことが出来る。
・既定処理として、基板上に実装された部品の実装状態を検査する部品検査処理を実行する。
・既定処理として、実装ヘッドを含む表面実装装置を構成する設備をメンテナンスするメンテナンス処理を実行する。
・既定処理として、基板に対する部品の実装精度を維持するための実装精度維持処理を実行する。これらの各処理は、いずれも表面実装装置の実装精度、品質、設備などを維持する上で定期的に行うことが必要な処理であり、これを、待機時間中に行えば、待機時間を最も有効に活用できる。

上記の目的を達成するための手段として、請求項４の発明は、実装用の基板に対して部品の実装を行う実装ヘッドと、前記実装ヘッドを駆動させる駆動手段とを具備し、上記基板の搬入、搬出が可能とされた部品実装機能を有する単位実装機を多連結させて、前記単位実装機間で基板を同時搬送しつつ、一基板に対する部品の実装処理を複数の単位実装機によって分担して実行するとともに、前記単位実装機において前記部品実装処理以外の予め決められた既定処理を次の条件に従って行うようにした多連結型表面実装機システムであって、全単位実装機が部品実装動作を完了させる時刻であって、前記基板の同時搬送が開始される同時基板搬送開始時刻を推定する推定手段と、前記既定処理を実行開始してから終えるまでに必要な処理時間と、部品の実装終了から前記同時基板搬送開始時刻までの待機時間とを比較して、部品の実装終了後待機中の前記単位実装機に前記既定処理を実行させるか否かを決定する決定手段と、を備え、前記決定手段により既定処理を実行させると判定されることを条件に、部品の実装終了後待機中の前記単位実装機に前記既定処理を実行させる構成であり、前記推定手段は、部品の実装が無停止で完了する無停止完了時刻に、前記単位実装機が前記部品実装処理中に駆動を停止した停止時間の最長停止時間を加算した時刻を、前記同時基板搬送開始時刻と推定するところに特徴を有する。

本発明（多連結モジュール型表面実装装置）によれば、部品実装処理中の待機時間を利用して既定処理を実行させるようにした。このような構成であれば、従来における、ｂ）、ｄ）の時間に既定処理を実行する必要がなくなり、ｂ）、ｄ）の時間を短縮、或いは廃止出来る。従って、装置の稼動時間が長く設定でき、必要な既定処理を行いつつも多連結モジュール型表面実装装置の稼動率を高く維持できる。

本発明（多連結型表面実装機システム）によれば、部品実装処理中の待機時間を利用して既定処理を実行させるようにした。このような構成であれば、従来における、ｂ）、ｄ）の時間に既定処理を実行する必要がなくなり、ｂ）、ｄ）の時間を短縮、或いは廃止出来る。従って、装置の稼動時間が長く設定でき、必要な既定処理を行いつつも多連結型表面実装機システムの稼動率を高く維持できる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図７によって説明する。
図１は、多連結モジュール型表面実装装置（以下、単に表面実装装置と呼ぶ）Ｚの全体構成を概念的に表した図である。

表面実装装置Ｚは、同一基台１０上に４つの部品実装モジュールＡ〜Ｄを搭載している。具体的に説明すると、基台１０の中央には、基板搬送路Ｌが設けられており、基板Ｐを図１において右から左（Ｘ軸方向）に搬送させるようになっている。図１において、基板搬送路Ｌの下側となる位置には、部品実装モジュールＡと部品実装モジュールＣが左右に並んで配置されている。一方、基板搬送路Ｌの上側となる位置には、部品実装モジュールＢと部品実装モジュールＤが左右に並んで配置されている。

そして、基板搬送路Ｌには４つの中継路Ｌａ〜Ｌｄが設けられており、基板搬送路Ｌ上を流される基板Ｐは、中継路Ｌａ〜Ｌｄを通じて各部品実装モジュールＡ〜Ｄに送られるようにライン構成されている。

次に、部品実装モジュールＡ〜Ｄの構成を簡単に説明する。各部品実装モジュールＡ〜Ｄの基本構成は同じであるので、ここでは、部品実装モジュールＡを代表して説明を行う。

図１に示す符号２１、２２は部品供給部である。部品供給部２１、２２は基板Ｐに実装される部品の供給場所であって、そこには、多数列のテープフィーダ（図略）が配設されている。

図１に示す符号３１は固定レール、符号４１はヘッド支持体、符号５０はヘッドユニットである。固定レール３１は、図１において上下方向（Ｙ軸方向）に延びており、左右一対設けられている。ヘッド支持体４１は左右の固定レール３１を橋渡しており、図２に示すように左右の端部を各固定レール３１に嵌合させている。このヘッド支持体４１はＹ軸モーターを駆動源とするＹ軸移動装置（ボールねじとボールナットからなる）によって、固定レール３１に沿ってＹ軸方向に駆動される。

図２に示すように、ヘッド支持体４１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材４３が設置されている。このガイド部材４３にはヘッドユニット５０がガイド部材４３の長手方向（Ｘ軸方向）に移動可能に装着されている。このヘッドユニット５０はＸ軸モーター４５を駆動源とするＸ軸移動装置（ボールねじ４４とボールナットからなる）によって、ガイド部材４３に沿ってＸ軸方向に駆動される。

ヘッドユニット５０には部品装着用の複数の吸着ヘッド（本発明の「実装ヘッド」の一例）５３が搭載されている。当実施形態では８本の吸着ヘッド５３がＸ軸方向に一列状に並べて配設されている。各吸着ヘッド５３の先端には、部品を吸着して基板Ｐに装着するための吸着ノズル５４が設けられている。各吸着ノズル５４は、部品吸着時には図外の負圧手段から負圧が供給されて、その負圧による吸引力で部品を吸着してピックアップする。

これら各吸着ヘッド５３は、それぞれヘッドユニット５０のフレームに対してＺ軸方向（図２参照）の移動およびＲ軸（ノズル中心軸）回りの回転が可能とされ、Ｚ軸モーター、Ｒ軸モーターを駆動源として駆動される。そして、上記ヘッドユニット５０にはさらに、基板Ｐに付されたフィデューシャルマーク（基準マーク）の認識等のための基板認識カメラ１、２が本例では２機搭載されている。尚、Ｘ軸移動装置、Ｙ軸移動装置、Ｚ軸モーター、Ｒ軸モーターが、本発明の「駆動手段」に相当するものである。

また、図１における符号２５は部品認識カメラである。部品認識カメラ２５は吸着ヘッド５３で吸着された部品を撮像して、部品の吸着姿勢の良否を検出する機能を担うものである。

次に、図３を参照して、表面実装装置Ｚの電気的構成を説明する。
同図に示すように、表面実装装置Ｚは、制御コントローラ１００に各部品実装モジュールＡ〜Ｄを構成する各機器が電気的に連なっており、制御コントローラ１００が各部品実装モジュールＡ〜Ｄを含む装置の全体を制御統括している。

図３に示すように、制御コントローラ１００は、ＣＰＵ等により構成される演算処理部１１０を備える他、実装プログラム記憶手段１２０、搬送系データ記憶手段１３０、モーター制御部１４０、外部入出力部１５０、画像処理部１６０、サーバ通信手段１７０を設けている。

外部入出力部１５０はいわゆるインターフェースであって、部品実装モジュールＡ〜Ｄに設けられる各センサから出力される検出信号が入力されるほか、ストッパを駆動させるための制御信号が出力されるようになっている。尚、ここでいう、ストッパというのは、中継路Ｌａ〜Ｌｄを通じて各部品実装モジュールＡ〜Ｄ内に送られた基板Ｐを所定の実装位置（図１において一点鎖線で示す位置）に位置決めするものである。

画像処理部１６０は、各部品実装モジュールＡ〜Ｄに設けられる基板認識カメラ１、２より得られる基板画像（フィデューシャルマークの位置）に基づいて、ストッパにより実装位置に位置決めされた基板Ｐの、正規位置に対する位置ズレを検出する。また、部品認識カメラ２５より得られる部品画像に基づいて、吸着ヘッド５３により吸着保持された部品の吸着姿勢を認識する。

演算処理部１１０は、搬送系データ記憶手段１３０に記憶された搬送データに基づいて図外の搬送装置を制御する。これにより、基板Ｐを所定のタイミングで各部品実装モジュールＡ〜Ｄ内の実装位置に搬送出来る。

また、演算処理部１１０は、実装プログラム記憶手段１２０に記憶された部品実装プログラム、並びに画像処理部１６０から得られる基板の位置ズレ情報、並びに部品の吸着姿勢に関する情報に基づいて、各部品実装モジュールＡ〜Ｄの各種モーターをモーター制御部１４０を通じて制御する。

これにより、吸着ヘッド５３の移動、昇降動作が所定のタイミングで行われ、各部品実装モジュールＡ〜Ｄについて、部品供給部２１、２２からの部品の取り出し、並びに取り出した部品を基板Ｐ上に実装することが出来る。

尚、本実施形態では、基板Ｐが領域的に４分割されており、各領域Ａ〜Ｄにおける部品実装を各部品実装モジュールＡ〜Ｄがそれぞれ分担している。ここでは、理解を容易にするため、各部品実装モジュールＡ〜Ｄの分担を領域的に等分割した例を挙げているが、現実は、各部品実装モジュールＡ〜Ｄにおける部品の実装時間が同じになるように各部品実装モジュールＡ〜Ｄの負荷バランスを考慮して分担が設定される。

以下の説明では、各部品実装モジュールＡ〜Ｄの部品の実装時間が等しく設定されているものとして説明を行う。

次に、表面実装装置Ｚの基本実装動作を説明する。
基板搬送路Ｌ上を搬送される基板Ｐ１は、まず、中継路Ｌａを通じて部品実装モジュールＡへと送られ、そこで、基板Ｐの領域Ａに対し部品の実装が行われる（図５における時刻ｔ１）。

部品実装モジュールＡにおいて部品の実装が完了すると、基板Ｐ１は中継路Ｌａを通って基板搬送路Ｌに一旦戻る。その後、中継路Ｌｂを通じて部品実装モジュールＢへと送られる。一方、この基板Ｐ１の搬送と並行して、基板Ｐ２が中継路Ｌａを通じて部品実装モジュールＡへと送られる。

そして、両部品実装モジュールＡ、Ｂにおいて基板Ｐ１、Ｐ２に対する部品の実装が同時に開始される。すなわち、部品実装モジュールＢにおいて基板Ｐ１の領域Ｂに対し部品の実装が行われ、これと並行して、部品実装モジュールＡにおいて基板Ｐ２の領域Ａに対し部品の実装が行われる（図５における時刻ｔ２）。先にも、説明したように、各部品実装モジュールＡ〜Ｄの部品の実装時間は等しく設定されているので、基本的には両部品実装モジュールＡ、Ｂの部品実装は同時に終了する。

両部品実装モジュールＡ、Ｂにおいて部品の実装が完了すると、基板Ｐ１、基板Ｐ２は中継路Ｌｂ、Ｌａを通って基板搬送路Ｌに再び戻る。その後、基板Ｐ１は中継路Ｌｃを通じて部品実装モジュールＣへと送られる。一方、基板Ｐ２は中継路Ｌｂを通じて部品実装モジュールＢへと送られる。一方、これら基板Ｐ１、Ｐ２の搬送と並行して、基板Ｐ３が中継路Ｌａを通じて部品実装モジュールＡへと送られる。

そして、部品実装モジュールＡ、Ｂ、Ｃにおいて基板Ｐ３、Ｐ２、Ｐ１に対する部品の実装が同時に開始される。すなわち、部品実装モジュールＣにおいて基板Ｐ１の領域Ｃに対して部品の実装が行われ、これと並行して、部品実装モジュールＢにおいて基板Ｐ２の領域Ｂに対し部品の実装が行われ、更に、部品実装モジュールＡにおいて基板Ｐ３の領域Ａに対し部品の実装が行われる（図５における時刻ｔ３）。そして、各部品実装モジュールＡ〜Ｄの部品の実装時間は等しく設定されているので、基本的には両部品実装モジュールＡ、Ｂ、Ｃの部品実装は同時に終了する。

部品実装モジュールＡ〜Ｃにおいて部品の実装が完了すると、各基板Ｐ１、基板Ｐ２、基板Ｐ３は上述の要領で下流側の部品実装モジュールＤ、Ｃ、Ｂへ送られるとともに、基板Ｐ４が中継路Ｌａを通じて部品実装モジュールＡへと送られる。そして、各部品実装モジュールＡ〜Ｄにおいて基板Ｐ４〜Ｐ１に対する部品の実装が同時に開始される（時刻ｔ４）。

このように、表面実装装置Ｚは、基板Ｐを各部品実装モジュールＡ〜Ｄに順々に送ってゆき、各部品実装モジュールＡ〜Ｄで基板Ｐの各領域Ａ〜Ｄに対して部品の実装を行うことで、基板Ｐに対する部品の実装を完了させるようにしている。

そして、本表面実装装置Ｚは、Ａ〜Ｄの４つの部品実装モジュールが部品の実装処理を並行して行っている。従って、時間当たりの生産能力（部品実装能力）が高く、装置全体としてみると、単一機に比べて４倍の生産能力を発揮することが可能である。

さて、本実施形態では、各部品実装モジュールＡ〜Ｄの部品の実装時間は等しく設定されているので、各部品実装モジュールＡ〜Ｄにおいて、部品の実装処理が同時に開始されれば、基本的には全部品実装モジュールＡ〜Ｄとも、同時に部品の実装処理が終了する。

しかし、各部品実装モジュールＡ〜Ｄはそれぞれ独立しており、種々の事情により予定通りに部品の実装を完了することが出来ない場合がある。例えば、各部品実装モジュールＡ〜Ｄにおける部品の減り具合は必ずしも一定ではないので、実装途中に、部品供給部２１、２２の部品が底をつけば、テープフィーダ等を補給する作業を実施せざるを得ない。

この場合、補給作業の対象とされた部品実装モジュールＡ〜Ｄは、実装動作の停止を余儀なくされるが、それ以外の部品実装モジュールＡ〜Ｄは停止することなく、そのまま実装動作を続けることが出来る。従って、各部品実装モジュールＡ〜Ｄが同時刻に部品の実装動作を開始させたとしても、図６に示すように、部品の実装動作の終了時刻に差が出来る。

図６の例であれば、部品実装モジュールＡ、部品実装モジュールＣは、実装動作が途中で停止されることがなく時刻ｔ１０において部品の実装動作が完了している。また、部品実装モジュールＢは実装動作が途中で一時期停止（停止時間ＴＢ）しており、時刻ｔ１０から停止時間ＴＢ遅れた時刻ｔ１１において、部品の実装動作が完了している。

また、部品実装モジュールＤも実装動作が途中で一時期停止（停止時間ＴＤ）しており、時刻ｔ１０から停止時間ＴＤ遅れた時刻ｔ１２において部品の実装動作が完了している。

本実施形態において基板Ｐの搬送は、全部品実装モジュールＡ〜Ｄの実装動作が完了した時点で開始されるように設定されている。

すなわち、図６の例であれば、時刻ｔ１２において全部品実装モジュールＡ〜Ｄ内にある各基板Ｐが次の部品実装モジュールＡ〜Ｄに向けて搬送されることとなる。従って、実装動作中に停止がなかった部品実装モジュールＡ、Ｃ並びに、途中に停止はあったものの、停止時間ＴＢが短かった部品実装モジュールＢは、図６に示すように実装処理の終了後、搬送を開始するまでの間に、待機時間が出来る。

そこで、本実施形態では、所定の条件（図７に示すステップＳ３０の条件）を満たした場合には、係る待機時間を利用して定期実行処理（本発明の「既定処理」の一例）を行うようにしている。尚、基板の搬送開始タイミングを全部品実装モジュールの実装動作が完了した時点に設定してあるのは、搬送先が部品の実装動作を行っていれば、仮に基板を搬送しても搬送先の部品実装モジュールＡ〜Ｄにおいて部品の実装動作を行うことが出来ないからである。

また、定期実行処理とは部品実装処理以外の処理であって、主として次の処理がある。
第一に、表面実装装置Ｚを構成する設備のメンテナンス上、定期的に実行することが必要な処理である。第二に、部品の実装精度を補償するため定期的に実行することが必要な処理である。第三に、表面実装装置Ｚの信頼性（実装された部品の状態の良否）を高めるため定期的に実行することが必要な処理である。

この実施形態では定期実行処理として、第一に挙げた設備のメンテナンス処理、具体的に言えば、吸着ノズル５４の詰まり、汚れ、吸着力を検査するとともに、吸着ノズル５４をクリーニングする処理（以下、総称してノズル検査処理と呼ぶ）が行われる。尚、ノズル検査処理を開始してから終了させるまでに必要な処理時間Ｔｏは予め知られており、表面実装装置Ｚ内に設けられる記憶領域（図略）に予め記憶されている。

次に、図７を参照して、待機時間中にノズル検査処理（定期実行処理）を実行するか否を、如何に決定するか、その具体的な決定手順を説明する。

図７は、制御コントローラ１００による各部品実装モジュールＡ〜Ｄの制御手順を示したものである。同図に示すように、制御コントローラ１００は各部品実装モジュールＡ〜Ｄについて、ステップＳ１０〜ステップＳ４０の処理を並行して進めるようになっている。ここでは、部品実装モジュールＡを代表させて、各ステップＳ１０〜Ｓ４０の処理を説明する。

まず、ステップＳ１０では基板Ｐに対する部品の実装処理が行われる。具体的には、演算処理部１１０が部品実装モジュールＡの各種モーターをモーター制御部１４０を通じて制御することにより実行される。図６の例であれば、時刻ｔ１０でステップＳ１０の処理が完了し、これに続いて、ステップＳ２０の処理が開始される。

ステップＳ２０では、全部品実装モジュールＡ〜Ｄの実装完了時刻を推定する処理が、演算処理部１１０によって行われる。具体的に説明すると、演算処理部１１０は、まず、部品実装モジュールＡがステップＳ１０の処理を完了するまでの間（ｔｏ〜ｔ１０）に発生した実装処理の停止時間（本発明の「モジュール停止時間」に相当）を、各部品実装モジュールＡ〜Ｄについてそれぞれ比較する処理を行う。

そして、最長停止時間を算出する。図６の例であれば、部品実装モジュールＡがステップＳ１０の処理を完了するまでの間に、部品実装モジュールＢと部品実装モジュールＤの両モジュールに、実装処理の停止がみられるが、部品実装モジュールＤの停止時間ＴＤが部品実装モジュールＢの停止時間ＴＢより長く、最長停止時間はＴＤとされる。

そして、部品実装が無停止で完了する無停止完了時刻に、上記最長停止時間を加算した時刻を、全部品実装モジュールの実装完了時刻とする。図６の場合であれば、無停止完了時刻はｔ１０であり、また、最長停止時間はＴＤであるため、時刻ｔ１０に最長停止時間ＴＤを加算した時刻、すなわちｔ１２が全部品実装モジュールの実装完了時刻とされる。尚、係るステップＳ２０の処理により、本発明の推定手段の果たす処理機能が実現されている。また、上記停止時間であるが、これは、ある部品実装モジュールが複数回、実装処理を停止した場合には、複数回の停止時間を合算した時間を停止時間とするものとする。

ステップＳ２０で、全部品実装モジュールの実装完了時刻が推定計算されると、次にステップＳ３０に移行する。ステップＳ３０では、部品実装モジュールＡの待機時間とノズル検査処理に必要な処理時間Ｔｏとを大小比較する処理が実行され、待機時間が処理時間Ｔｏより長い場合にはＹＥＳ判定され、それとは反対に待機時間が処理時間Ｔｏより短い場合にはＮＯ判定される。

尚、各部品実装モジュールの待機時間は、ステップＳ２０で推定計算された全部品実装モジュールの実装完了時刻ｔ１２から、各部品実装モジュールが実装処理を終了させた時刻（部品実装モジュールＡであれば、時刻ｔ１０）を減算してやることで得られる。そして、このステップＳ３０の処理により、本発明の「決定手段」の果たす処理機能が実現されている。

そして、ステップＳ３０でＹＥＳ判定された場合には、処理はステップＳ４０に移行して、制御コントローラ１００の指令により、部品実装モジュールＡについてノズル検査処理が行われる。ノズル検査処理は、部品実装モジュールＡが部品の実装処理を完了したのとほぼ同時に開始され、処理時間Ｔｏを経過したときに完了する。処理時間Ｔｏは部品実装モジュールＡの待機時間より短いから、ノズル検査処理は、部品実装モジュールＡの待機時間内に必ず終了する。

一方、ステップＳ３０でＮＯ判定された場合（待機時間が処理時間Ｔｏより短い場合）には、ステップＳ４０に移行されず、部品実装モジュールＡは、他の全部品実装モジュールＢ〜Ｄが実装処理を完了させるのを、いずれの処理も行わないで待つ状態になる。このように、待機時間が処理時間Ｔｏより短い場合にステップＳ４０の処理を実行しないのは、仮に処理を行ってしまうと、待機時間中に、ノズル検査処理を完了させることが出来ず、結果として、基板の搬送が開始される時刻（図６の例であれば、時刻ｔ１２）を遅らせてしまうことになるからである。

そして、上述したステップＳ１０〜ステップＳ４０の処理が、部品実装モジュールＡ以外の各モジュールＢ〜Ｄについても、上記要領に従って実行され、ステップＳ３０で演算処理部１１０によりＹＥＳ判定されれば、ステップＳ４０に移行してノズル検査処理が実行され、これとは反対にステップＳ３０で演算処理部１１０によりＮＯ判定されれば、ステップＳ４０に移行されず、他の全部品実装モジュールＡ〜Ｄが実装処理を完了させるのを、いずれの処理も行わないで待つ状態になる。

そして、最も停止時間の長かった部品実装モジュール（図６の例では、部品実装モジュールＤ）が、実際に部品の実装を完了させると、処理はステップＳ５０に移行して各部品実装モジュールＡ〜Ｄ内の基板Ｐを全点同時に搬送させる処理が行われる。

そして、基板Ｐを搬送させる処理が完了すると、再び、各部品実装モジュールＡ〜Ｄが、ステップＳ１０〜ステップＳ４０の処理手順に従って、基板Ｐに対する部品の実装処理を進めることとなる。

このように本実施形態では、各部品実装モジュールＡ〜Ｄに待機時間が発生した場合には、所定条件の下、ノズル検査処理を行うようにした。従って、ノズル検査処理を実施しつつも、それを実施するための時間を、各部品実装モジュールＡ〜Ｄを一斉に稼動停止させるなどして作る必要がない。従って、表面実装装置Ｚの稼動率を向上させることが可能となる。また、ノズル検査処理は設備のメンテナンス上、最も優先度の高い処理の一つであり、これを、待機時間中に行えば、待機時間を最も有効に活用できる。

また、一般に、各部品実装モジュールにおいて発生する待機時間は一様でなく、各部品実装モジュールＡ〜Ｄごとにそれぞれ異なる。この点、本実施形態では、ノズル検査処理の実行の可否を、各部品実装モジュールＡ〜Ｄについてそれぞれ個別に判定することとした。このような構成であれば、待機時間が発生中に、効率よくノズル検査処理を行うことが出来、表面実装装置Ｚの稼動率の向上に好適である。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図８によって説明する。図８は、多連結型表面実装機システム３００のシステム構成を示したものである。同図に示す３１０は、いわゆるサーバとして機能する上位コンピュータ、３２０〜３５０は単位実装機（モジュールマウンタ）である。また、符号３６０はリフロー装置であって、基板Ｐに塗布したはんだペーストを高温下で溶解して、実装部品と基板上のパターンを電気的に接続するものである。

単位実装機３２０〜３５０は直列的に連結されており、図外のコンベアによって、基板Ｐを上流側の単位実装機３２０から下流の単位実装機３３０、３４０、３５０に順々に搬送出来る。

そして、これら各単位実装機３２０〜３５０はネットワークを介して上位コンピュータ３１０に接続されている。上位コンピュータ３１０はタイミング信号を各単位実装機３２０〜３５０に与えて、各単位実装機３２０〜３５０において基板の搬送開始、基板の実装開始を同期させて実行させる他、ネットワークを介して、単位実装機３２０〜３５０の実装情報を得て、各単位実装機３２０〜３５０間の実装バランス（待機時間の発生の有無）を監視している。

このようにシステムを構築することで、多連結型表面実装機システム３００が、実施形態１で説明した多連結モジュール型表面実装装置Ｚと同様の機能を発揮できるので、実装形態１と同様の作用効果を得ることが可能となる。尚、この場合には、上位コンピュータ３００が図７のステップＳ１０〜ステップＳ５０の各処理を実行して、各単位実装機３２０〜３５０に所定条件の下、ノズル検査処理を実行させる。

＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３について説明を行う。実施形態１、実施形態２では、いずれも定期実行処理としてノズル検査処理を行うこととしたが、実施形態３のものは、ノズル検査処理に替えて、基板Ｐ上に実装された部品の実装状態を検査する部品検査処理を実行するようにしたものである。具体的に説明すると、部品検査処理は、ヘッドユニット５０に搭載された基板認識カメラ１、２のいずれかにより、部品実装後の基板画像を撮影することにより行われる。

そして、基板認識カメラ１、２から得られる基板画像に基づいて、画像処理部１５０により、実装部品そのものの有無、コンデンサなど極性がある実装部品については極性の適否が確認される他、実装部品の実装位置に基づき実装位置精度が確認される。

仮に、基板上に実装部品が搭載されて無い、コンデンサの極性に誤りがあるなどした場合には所定のエラー処理が制御コントローラ１００の指令に基づいて実行される。また、実装位置精度に問題があれば、位置ズレを補正するべく、実装位置に関する情報がフィードバックされて、次回実装処理を実施する際の各種モーター（主として、Ｘ軸モーター、Ｙ軸モーター）の制御に反映される。

＜実施形態４＞
次に、本発明の実施形態４について説明を行う。実施形態１、実施形態２では、いずれも定期実行処理としてノズル検査処理を行うこととしたが、実施形態４のものは、ノズル検査処理に替えて、基板Ｐに対する部品の実装精度を維持するための実装精度維持処理を実行するようにしたものである。具体的に説明すると、本多連結モジュール型表面実装装置Ｚでは、ヘッドユニット５０をＸ軸方向、Ｙ軸方向に駆動させており、それにボールねじ４４を使用している。

ボールねじ４４は熱の影響を受けて伸縮することが知られており、実装精度を高いレベルに維持するには、ボールねじ４４の伸縮の影響を見込んだ補正処理を行うことが好ましい。

そこで、本実施形態では、ヘッドユニット５０に予めヘッドマークを付してあり、待機時間中に、台側に設置された部品認識カメラ２５によってヘッドユニット５０のヘッドマーク画像を撮像することとしている。

そして、得られたヘッドマーク画像に基づいて、基準位置（ボールねじ４４に伸縮がない場合のヘッドマークの位置）に対する、実際のヘッドマーク位置の位置ズレを検出することとしている。そして、得られたヘッドマーク位置の位置ズレに関する情報がフィードバックされて、次回実装処理を実施する際の各種モーター（主として、Ｘ軸モーター、Ｙ軸モーター）の制御に反映される。

このようにしてやれば、本多連結モジュール型表面実装装置Ｚの部品の実装精度を、ボールねじ４４の熱伸縮の有無に拘わらず、高いレベルに維持することが可能となる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）実装形態１、２では、モジュールの連結数として、いずれも４連結タイプのものを例示したが、モジュールを直列的に多連結したものであればよく、２連結、３連結、５連結、あるいはそれ以上の多連結であってもよい。

（２）実装形態１〜４では、待機時間中に行う定期実行処理として、ノズル検査処理、部品検査処理、実装精度維持処理を挙げたが、例えば、これら３つの処理から一、あるいは複数の処理を選択して行うようにしてもよい。このような処理を行ってやれば、待機時間中に実行される定期実装処理のバリエーションが増え、待機時間を有効に利用出来る。

実施形態１に係る多連結モジュール型表面実装装置の全体構成を概念的に表した図ヘッドユニットの支持構造を示す図多連結モジュール型表面実装装置の電気的構成を示すブロック図基板が領域的に４分割されていることを示す図各部品実装モジュールの実装動作を時系列的に表した図待機時間の発生を示す図制御コントローラによって実行される一連の処理の流れを示すフローチャート図実施形態２に係る、多連結モジュール型表面実装システムの全体構成を示す図

５０…ヘッドユニット
５３…吸着ヘッド（本発明の「実装ヘッド」の一例）
１００…制御コントローラ
１１０…演算処理部（本発明の「推定手段」、「決定手段」の一例）
部品実装モジュール…Ａ
部品実装モジュール…Ｂ
部品実装モジュール…Ｃ
部品実装モジュール…Ｄ
多連結モジュール型表面実装装置…Ｚ

Claims

実装用の基板に対して部品の実装を行う実装ヘッドと、前記実装ヘッドを駆動させる駆動手段とを具備し、上記基板の搬入、搬出が可能とされた部品実装機能を有する部品実装モジュールを多連結させて、前記部品実装モジュール間で基板を同時搬送しつつ、一基板に対する部品の実装処理を複数の部品実装モジュールによって分担して実行するとともに、前記各部品実装モジュールにおいて前記部品実装処理以外の予め決められた既定処理を次の条件に従って行うようにした多連結モジュール型表面実装装置であって、
全部品実装モジュールが部品実装動作を完了させる時刻であって、前記基板の同時搬送が開始される同時基板搬送開始時刻を推定する推定手段と、
前記既定処理を実行開始してから終えるまでに必要な処理時間と、部品の実装終了から前記同時基板搬送開始時刻までの待機時間とを比較して、部品の実装終了後待機中の前記部品実装モジュールに前記既定処理を実行させるか否かを決定する決定手段と、を備え、
前記決定手段により既定処理を実行させると判定されることを条件に、部品の実装終了後待機中の前記部品実装モジュールに前記既定処理を実行させる構成であり、
前記推定手段は、部品の実装が無停止で完了する無停止完了時刻に、前記各部品実装モジュールが前記部品実装処理中に駆動を停止した停止時間の最長停止時間を加算した時刻を、前記同時基板搬送開始時刻と推定することを特徴とする多連結モジュール型表面実装装置。
前記部品実装モジュールの連結数が３段以上であるものにおいて、
前記決定手段は前記既定処理を実行させるか否かを、各部品実装モジュールについて個別に判定することを特徴とする請求項１に記載の多連結モジュール型表面実装装置。
前記既定処理として、前記基板上に実装された部品の実装状態を検査する部品検査処理、前記実装ヘッドを含む表面実装装置を構成する設備をメンテナンスするメンテナンス処理、又は前記基板に対する部品の実装精度を維持するための実装精度維持処理を実行する処理のうち、いずれかの処理を実行することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多連結モジュール型表面実装装置。
実装用の基板に対して部品の実装を行う実装ヘッドと、前記実装ヘッドを駆動させる駆動手段とを具備し、上記基板の搬入、搬出が可能とされた部品実装機能を有する単位実装機を多連結させて、前記単位実装機間で基板を同時搬送しつつ、一基板に対する部品の実装処理を複数の単位実装機によって分担して実行するとともに、前記単位実装機において前記部品実装処理以外の予め決められた既定処理を次の条件に従って行うようにした多連結型表面実装機システムであって、
全単位実装機が部品実装動作を完了させる時刻であって、前記基板の同時搬送が開始される同時基板搬送開始時刻を推定する推定手段と、
前記既定処理を実行開始してから終えるまでに必要な処理時間と、部品の実装終了から前記同時基板搬送開始時刻までの待機時間とを比較して、部品の実装終了後待機中の前記単位実装機に前記既定処理を実行させるか否かを決定する決定手段と、を備え、
前記決定手段により既定処理を実行させると判定されることを条件に、部品の実装終了後待機中の前記単位実装機に前記既定処理を実行させる構成であり、
前記推定手段は、部品の実装が無停止で完了する無停止完了時刻に、前記単位実装機が前記部品実装処理中に駆動を停止した停止時間の最長停止時間を加算した時刻を、前記同時基板搬送開始時刻と推定することを特徴とする多連結型表面実装機システム。
前記単位実装機の連結数が３段以上であるものにおいて、
前記決定手段は前記既定処理を実行させるか否かを、各単位実装機について個別に判定することを特徴とする請求項４に記載の多連結モジュール型表面実装装置。
前記既定処理として、前記基板上に実装された部品の実装状態を検査する部品検査処理、前記実装ヘッドを含む単位実装機を構成する設備をメンテナンスするメンテナンス処理、前記基板に対する部品の実装精度を維持するための実装精度維持処理を実行する処理のうち、いずれかの処理を実行することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の多連結モジュール型表面実装装置。