JP4865336B2 - 表面実装装置の部品搭載制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、表面実装装置の部品搭載制御方法に係り、特に、複数の搭載ヘッドで１枚のプリント基板に部品を搭載するための表面実装装置に用いるのに好適な部品搭載制御方法に関する。

電子部品をプリント基板に搭載するための表面実装装置において、１枚のプリント基板に対して、２基の搭載ヘッド（以下、単にヘッドとも称する）を使用して部品搭載を行うことが特許文献１や２に記載されている。

この場合、片方のヘッドがパーツフィーダ（以下、単にフィーダと称する）からの吸着を行っている間に、もう片方のヘッドがプリント基板上に部品を搭載するという、２基のヘッドが同期を取りながら交互に吸着／搭載を行う動きとなっている。

特開２００４−２８８７４５号公報 特公平８−８４３３号公報

しかしながら、生産効率を高めるべく、複数の部品吸着用ノズル（以下、単にノズルとも称する）を備えたヘッドの場合、吸着は、フィーダ配置の最適化を行うことにより、複数のノズルで複数の部品を同時に吸着することが可能であるのに比べ、搭載を同時に行うことはできないので、吸着動作と比較して搭載動作は時間がかかってしまう。例えばノズルが６個ある場合には、１動作で６つの部品を同時に吸着可能であるのに対して、搭載は６動作となる。そのため、吸着を完了したヘッドは、もう一方のヘッドが搭載を完了して吸着位置へ移動するまで待機することになり、タクトをロスすることになっていた。これは、１つのヘッドに備えられたノズルの数が多くなる程、問題となる。

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、ノズルの数が多い場合でも、ヘッドの待機時間を減らして、部品を迅速に搭載可能とすることを課題とする。

本願発明は、複数の搭載ヘッドで１枚のプリント基板に部品を搭載するための表面実装装置の部品搭載制御方法において、搭載エリアを、各搭載ヘッドを互いに同期させずに独立して搭載動作させる同時搭載エリアと、各搭載ヘッドを同期させて交互に搭載動作させる交互搭載エリアに分け、同時搭載エリアに対しては各搭載ヘッドが同期を取るための待ち時間を考慮する事なく非同期搭載を行い、交互搭載エリアに対しては交互に搭載動作を行うに際して、同時搭載エリアは、非同期搭載にかかる時間が複数のヘッドで等分になるよう搭載エリアを最適化するようにして、前記課題を解決したものである。

また、前記搭載エリアの区分をプリント基板毎に可変としたものである。

本発明によれば、１つの搭載ヘッドが搭載完了するまで、残りの搭載ヘッドが待機しなければならない時間を抑えることが可能となり、部品搭載のタクト時間を短縮することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態を示す表面実装装置の平面図である。図１において、１０は表面実装装置、１２は、プリント基板８の搬送装置、１４Ａ、１４Ｂは、表面実装装置１０のフロント側（図の下側）及びリア側（図の上側）にそれぞれ配設された、部品を供給するためのパーツフィーダ（以下、それぞれフロントフィーダ、リアフィーダと称する）、１６Ａ、１６Ｂは、同じく表面実装装置１０のフロント側及びリア側にそれぞれ設けられた、例えば６個の部品吸着用ノズル１８を備えた搭載ヘッド（以下、それぞれフロントヘッド、リアヘッドと称する）、２０Ａ、２０Ｂは、表面実装装置１０の左右両側に設けられた、前記ヘッド１６Ａ、１６ＢをＹ軸方向（図の上下方向）に移動するためのＹ軸リニアモータ、２２Ａ、２２Ｂは、前記ヘッド１６Ａ、１６ＢをそれぞれＸ軸方向（図の左右方向）に移動するためのＸ軸リニアモータ、２４Ａ、２４Ｂは、それぞれヘッド１６Ａ、１６Ｂに吸着させた部品を認識するための部品認識装置である。

前記ヘッド１６Ａ、１６Ｂは、直交するリニアモータ２０Ａ、２０Ｂ、２２Ａ、２２Ｂにより、各々が独立して移動可能であり、２基のヘッド１６Ａ、１６Ｂで１枚のプリント基板８に部品を搭載する。

吸着については、フロントヘッド１６Ａは、フロントフィーダ１４Ａのみから吸着可能で、リアヘッド１６Ｂは、リアフィーダ１４Ｂのみから吸着可能である。

本発明では、今まで交互にしか行っていなかった搭載動作を、同時に行う。即ち、２基の搭載ヘッド１６Ａ、１６Ｂが互いに干渉しない範囲であれば、同時搭載が可能である。しかしながら、互いの搭載ヘッドの間には、ある程度の距離が存在するため、同時搭載が不可能なデッドスペースが必ず存在する。そこで、本発明では、図２に示す如く、２基のヘッドが干渉しないエリア（フロントヘッド搭載エリア２６Ａ、リアヘッド搭載エリア２６Ｂ）に互いに独立して搭載動作を行う非同期搭載と、残ったデッドスペース（交互搭載エリア２６Ｃ）に対して２基の搭載ヘッド１６Ａ、１６Ｂが同期して交互に搭載動作を行う同期搭載を行うことにより、搭載ヘッドの待機時間を減らし、タクト時間の短縮を図る。

生産動作の処理手順を図３乃至図５に示す。なお、図３の非同期生産と同期生産の手順は逆でもよい。

図４は非同期生産の流れ図である。部品の吸着位置移動（Ｓ１、Ｓ６）、吸着（Ｓ２、Ｓ７）、搭載位置移動（Ｓ３、Ｓ８）、搭載（Ｓ４、Ｓ９）、生産完了であれば最初にもどり、完了であれば非同期生産完了へと進む（Ｓ５、Ｓ１０）、以上はフロントヘッドとリアヘッドの動きは独立して非同期で行われる。

図５は同期生産の流れ図である。（Ｓ１１、Ｓ１８）は非同期生産の（Ｓ１、Ｓ６）と同様な動作であり、（Ｓ１２、Ｓ１９）は（Ｓ２、Ｓ７）、（Ｓ１５、Ｓ２２）は（Ｓ３、Ｓ８）、（Ｓ１６、Ｓ２３）は（Ｓ４、Ｓ９）、（Ｓ１７、Ｓ２４）は（Ｓ５、Ｓ１０）と同様な動作となる。異なる点は、（Ｓ１２、Ｓ１９）から待機位置移動（Ｓ１３、Ｓ２０）してお互いのヘッドの移動を判断して次に移る点である。即ち、フロントヘッドはリアヘッドが吸着位置に移動したか、リアヘッドはフロントヘッドが吸着位置へ移動したかを判断し（Ｓ１４、Ｓ２１）、移動していればステップ（Ｓ１５、Ｓ２２）へ進む。

ここで、タクト時間短縮の効果を最大にするには、同期搭載動作開始の待ち時間を減らすために、非同期搭載にかかる時間が２基のヘッドで等分になるよう、生産プログラムによって搭載エリアを最適化することが望ましい。

最適化手順は、まず交互搭載エリア２６Ｃを基板Ｙ方向の中央に配置した状態で、フロントヘッド１６Ａはフロントヘッド搭載エリア２６Ａに、リアヘッド１６Ｂはリアヘッド搭載エリア２６Ｂに搭載を行うのに最適なフィーダ配置、搭載順を最適化して求め、各々の搭載時間をシミュレートし、両者の搭載時間に差があった場合には、交互搭載エリア２６Ｃを搭載時間の長い方に移動し、再度同様の最適化、搭載時間のシミュレートを行う。以上の手順を繰り返して、両者の搭載時間が最も近くなる搭載エリアの配分を求める。

更に、搭載スケジュールを先読みすることで、交互搭載エリアを動的に定義して変更することもできる。例えば、パーツ切れがあった場合には、使えるフィーダのみを使って、交互搭載エリアを再度最適化することができる。

なお、前記実施形態においては、搭載ヘッドがフロントヘッドとリアヘッドの２基とされていたが、搭載ヘッドの数や配置はこれに限定されず、３以上のヘッドであってもよい。又、各搭載ヘッドのノズルの数も１列で６個に限定されず、例えば２列で８個であっても良い。

本発明が適用される表面実装装置の全体構成を示す平面図 本発明の実施形態における各エリアの配置例を示す平面図 前記実施形態の生産手順を示す流れ図 同じく非同期生産の手順を示す流れ図 同じく同期搭載の手順を示す流れ図

符号の説明

８…プリント基板
１０…表面実装装置
１２…プリント基板搬送装置
１４Ａ、１４Ｂ…パーツフィーダ
１６Ａ、１６Ｂ…搭載ヘッド
１８…部品吸着ノズル
２０Ａ、２０Ｂ…Ｙ軸モータ
２２Ａ、２２Ｂ…Ｘ軸リニアモータ
２６Ａ…フロントヘッド搭載エリア（同時搭載エリア）
２６Ｂ…リアヘッド搭載エリア（同時搭載エリア）
２６Ｃ…交互搭載エリア（交代搭載エリア）

Claims (2)

1. 複数の搭載ヘッドで１枚のプリント基板に部品を搭載するための表面実装装置の部品搭載制御方法において、
   搭載エリアを、各搭載ヘッドを互いに同期させずに独立して搭載動作させる同時搭載エリアと、各搭載ヘッドを同期させて交互に搭載動作させる交互搭載エリアに分け、
   同時搭載エリアに対しては各搭載ヘッドが同期を取るための待ち時間を考慮する事なく非同期搭載を行い、交互搭載エリアに対しては交互に搭載動作を行うに際して、
   同時搭載エリアは、非同期搭載にかかる時間が複数のヘッドで等分になるよう搭載エリアを最適化することを特徴とする表面実装装置の部品搭載制御方法。
2. 前記搭載エリアの区分をプリント基板毎に可変としたことを特徴とする請求項１に記載の表面実装装置の部品搭載制御方法。

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