JP4937177B2 - 基板部品のマニュアル実装装置 - Google Patents

Description

この発明は、人手によってプリント基板に基板部品を実装する基板部品のマニュアル実装装置に関するものである。

プリント基板用の部品実装において、部品の固有情報を記録したＩＤを有する部品カセットと呼ばれる部品供給用治具と、基板の固有情報ＩＤを読み取る装置を備え、実装された部品と基板の各々の固有情報を１対１で関連付ける自動装置は既に知られている。自動装置では部品を自動供給するための冶具を必ず装備し、また、取出し位置及び実装位置などがＮＣプログラムでプログラミングされているためＩＤを読み取る装置を付加するだけで各固有情報を関連付けることは容易である。
しかしながら、部品の形状等の制約から自動組立が困難なために、マニュアル作業による後付部品が残る場合があり、それらは手挿入によって組み立てられている。
部品をマニュアルで挿入する工程においては、部品供給方式が定まっておらず、また、人が部品を実装するため実装順序がランダムとなるため、実装した部品及び実装位置の特定が容易にできなかった。

手挿入作業を容易に行うための従来の技術として、例えば次のような手挿入指示装置が開示されている。
すなわち、部品を収納する複数の部品箱に、部品の取り出しの有無を検出する部品取出検出手段を設ける一方、手順登録制御手段と手順指示制御手段とを設け、先ず、ティーチングモードにおいて、部品取出検出手段で部品の取り出しが検出されるたびに、手順登録制御手段によって、プリント配線基板上の部品の挿入位置、その部品の部品番号、および部品の挿入順番号の各データを互いに対応させてメモリに記憶しておき、次に、挿入モードでは、部品取出検出手段で部品の取り出しが検出されるたびに、手順指示制御手段によって、メモリに記憶された各データに基づいて挿入位置指示器と部品指示器とが順次駆動されて、自動的に挿入手順が指示されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−７２８９号公報（第４頁、図１及び図２）

従来の手挿入指示装置は、部品を手挿入によってプリント基板に実装する場合に、確実に部品の挿入手順の設定と挿入作業とを行うことができ、部品を確実に所定の箇所へ挿入し実装することができるが、挿入した部品とプリント基板との各固有情報を関連付けることは行っていなかった。この固有情報とは、例えば、生産メーカやロット番号等も含むものである。このような固有情報まで管理しようとすれば、従来装置では、部品挿入毎に基板と部品の各固有情報を別途記録して管理するような方法を取らざるを得ず、記録作業に多大な時間を要し、生産性を低下させていた。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、マニュアルで取り付ける部品の固有情報とプリント基板の固有情報とを関連付けて管理でき、部品実装の品質向上を図ることができる基板部品のマニュアル実装装置を得ることを目的とする。

この発明に係わる基板部品のマニュアル実装装置は、プリント基板に実装する複数の基板部品をその種類毎に収容する複数の部品箱と、プリント基板の固有情報と基板部品の固有情報とに基づいて基板部品の取付位置を指示する制御部とを備え、部品箱から取り出した基板部品を、プリント基板の部品挿入位置へマニュアルで実装する基板部品のマニュアル実装装置において、部品箱と基板部品の部品ＩＤとを関連付けて登録するための部品ＩＤ登録手段を有し、収容する基板部品の固有情報に関連付けられた部品ＩＤを部品箱又は制御部に登録すると共に、登録した前記部品ＩＤを制御部に記憶し、更に、複数の部品箱が部品供給位置にセットされたときに部品ＩＤを読み取る部品ＩＤ読取手段と、部品箱から基板部品が取り出されたときに取出位置を検出する部品取出位置検出手段とを有し、読み取った部品ＩＤと検出した取出位置とから取り出された基板部品を特定して制御部に記憶するように構成されているものである。

この発明の基板部品のマニュアル実装装置によれば、部品箱と基板部品の部品ＩＤとを関連付けて登録する部品ＩＤ登録手段によって、収容する基板部品の固有情報に関連付けられた部品ＩＤを登録し、制御部に記憶し、更に、複数の部品箱が部品供給位置にセットされたときに部品ＩＤを読み取る部品ＩＤ読取手段と、部品箱から基板部品が取り出されたときに取出位置を検出する部品取出位置検出手段とを有し、読み取った部品ＩＤと検出した取出位置とから取り出された基板部品を特定して制御部に記憶するように構成したので、マニュアルで実装される基板部品の固有情報をプリント基板の固有情報と関連付けて管理するこことが可能となり、また実装する基板部品を確実に検知でき、実装品質の向上を図ることができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による基板部品のマニュアル実装装置の構成図であり、図２はそのブロック図である。以下、図１及び図２に基づいて構成を説明する。
図１に示すように、プリント基板１にマニュアルで実装される基板部品２は、基板部品２の種類毎に、部品箱３に収容されている。
収容される部品には、部品の固有情報（以下、部品ＩＤと称す）が付与されている。
部品ＩＤは、例えば、部品の種類、部品図番，製造メーカ，製造ロット，投入シリアルＮ０．等である。投入シリアルＮｏ．とは、部品の投入順序や投入ロットなど、物を扱う単位に区別できる番号である。
一方、部品箱３には、部品箱３自体の固有情報として、箱ＩＤ３ａが付与されている。この箱ＩＤ３ａは、ＩＣタグに記録された箱固有情報や、バーコード，ＱＲコード等に記録さた箱ＩＤ番号等である。

部品箱３と収容された基板部品２とを関連付けるために、箱ＩＤ３ａが付された部品箱３の前方部に部品ＩＤ登録手段４が設けられている。この部品ＩＤ登録手段４は、一般に知られている非接触の読み書き装置で構成されている。具体的な登録方法については後述する。

基板部品２が収容された複数の部品箱３は、部品供給棚６の部品供給位置へセットされるようになっている。セットされた部品箱３に付与された箱ＩＤ３ａの前方には、部品ＩＤ読取手段７が設けられ、また、部品箱３の部品が取り出される側には部品取出位置検出手段８が設けられている。部品ＩＤ読取手段７は、一般に知られている非接触の読取装置で構成されている。また、部品取出位置検出手段８は、例えば、投光部と受光部とからなる光電センサで構成されている。

一方、プリント基板１は、作業台９に載置されて、実装作業を行うようになっている。このプリント基板１にも、ＩＣタグ又はバーコード等からなり基板の固有情報が登録された基板ＩＤ１ａを備えている。この基板ＩＤ１ａには、例えば、基板図番，ユニット番号、製造番号等の基板固有情報が関連付けられて登録されている。そして、プリント基板１を作業台９にセットしたときに基板ＩＤ１ａに対向する位置に、基板ＩＤ読取手段１０が設けられている。この基板ＩＤ読取手段１０も、一般に知られている非接触の読取装置で構成されている。

また、プリント基板１の、基板部品２が挿入される側とは反対側（裏面側）には、プリント基板１にマニュアルで基板部品２を実装する過程において、基板部品２がプリント基板１の所定の位置に挿入されたかどうかを検知する挿入有無検出手段１１が備えられている。挿入有無検出手段１１は、例えば、ＣＣＤを備えた画像認識装置で構成される。
更に、制御部５には、警報装置１２が設けられており、部品取出位置検出手段８及び挿入有無検出手段１１の動作に連動して警報を発することができるようになっている。また、制御部５には、表示部（図示せず）を有する入力装置１３備わっている。制御部５は図２に示すように構成されており、以下のフローチャートの説明と共に説明する。

図３は部品固有情報登録処理を示すフローチャートであり、図４は部品取付照合処理と基板・部品固有情報関連付け登録処理を示すフローチャートである。図１及び図２を参照しながら、各フローチャートに従って動作を説明する。始めに、図３のフローチャートから説明する。
先ず、部品箱３に基板部品２を収容した後、部品ＩＤの書込位置へセットする（ステップ３１）。制御部５の入力装置１３より、部品箱３へ収容されている基板部品２の部品固有情報を入力する（ステップ３２）。部品固有情報は、上述したように、例えば、部品の種類、部品図番，製造メーカ，製造ロット，投入シリアルＮ０．等である。入力結果を表示画面に表示させて（ステップ３３）、その入力結果を確認する（ステップ３４）。入力結果がＯＫであれば部品ＩＤ登録手段４によって部品箱３に設けられたＩＣタグ等からなる箱ＩＤ３ａに部品ＩＤを登録する（ステップ３５）。ここで、部品箱ＩＤ３ａがバーコードのようなものであれば、そのコードを読み取って部品ＩＤと関連付けて、固有情報登録制御手段２１によって固有情報記憶装置２２に登録し記憶しておく。

通常、マニュアルで実装される基板部品は複数種類あるので、その種類毎に、種類の数だけ、異なった部品箱３へ上記の登録作業を行う。こうして、複数の部品箱３は、箱ＩＤと収容した基板部品２の部品ＩＤとが関連付けられて登録されて状態になっている。ここで注意すべきことは、登録する部品固有情報として、製造ロットや、投入シリアルＮｏ．のレベルまでを含めておくことである。例えば同じ部品図番の基板部品２であっても、製造ロットが異なるものは、同じ部品としては扱わない。

次に、基板部品２が収容された複数の部品箱３を本装置の部品供給棚６の、複数ある設置位置の任意の設置位置へセットする（ステップ３６）。
部品供給棚の設置位置へセットされた部品箱３のそれぞれの箱ＩＤ３ａには、収容した基板部品２の部品ＩＤが登録されているので、各部品箱３の前面に設けた部品ＩＤ読取手段７によって部品ＩＤが読み取られ、部品箱３のセット位置と関連付けて制御部５の固有情報記録制御手段２３へ自動的に送信される。固有情報記録制御手段２３ではこれらの情報を検索可能な固有情報記憶装置２４に登録する（ステップ３７）。これにより、どの位置の部品箱にどんな基板部品が収容されいるのかが分かるようになっている。
なお、箱ＩＤ３ａがバーコードのような場合は、予めバーコードと関連付けて制御部に登録しておいた登録情報を参照する。

次に、図４のフローチャートを説明する。
先ず、プリント基板１を作業台９にセットする（ステップ４１）。プリント基板１には、既に自動で実装された基板部品が搭載されている。更に、このプリント基板１には、予め基板固有情報と関連付けられた基板ＩＤ１ａ（これは自動実装で必要）が備えられているので、基板ＩＤ読取手段１０によって当該基板１の基板ＩＤ１ａが読み込まれて取得され（ステップ４２）、制御部５の固有情報記録制御手段２３へ送信され、予め制御部５に入力されているデータベースから基板構成情報を参照する（ステップ４３）。

次に、作業者は、部品供給棚６にセットした複数の部品箱３の一つから基板部品２を取り出す（ステップ４４）と、部品取出位置検出手段８によって基板部品２の取出位置が検出され（ステップ４５）、制御部５に送信される。これにより、部品固有情報と部品箱設置位置が関連付けられて、取出した基板部品２の部品固有情報（部品図番等）が参照される（ステップ４６）。例えば、部品取出位置検出手段８によって検出された取出位置がＡの位置であれば、Ａの位置にある部品ＩＤ読取手段７によって読み取られた部品ＩＤと関連付けられた基板部品２が取り出されたことが分かる。
このとき、部品情報の照合により、当該基板に搭載されるべきでない基板部品を発見すれば、警報装置１２から警報を発し（ステップ４８）、作業者に誤りを知らせる。具体的には、例えば、予め使用禁止部品の固有情報を登録しておき、取出した基板部品２の固有情報と照合した結果、禁止部品の固有情報と一致した場合に警報を発するようにすればよい。

制御部５では、予め登録しておいたプリント基板１へ搭載する部品番号、搭載位置のデータに基づいて挿入位置を検索し、取り出した基板部品２の挿入位置を作業者に指示する（ステップ４９）。この挿入位置の特定と指示に関しては、例えば、背景技術の項に記載した特許文献に示すように、挿入位置指示器を用いて指示を出す等の、既に知られている技術を適用すればよい。なお、この部分は、必ずしも制御部５からに指示によらなくてもよい。
作業者は、指示に従って基板部品２をプリント基板１の所定の位置へ挿入する（ステップ５０）。

そして、挿入位置データに基づいて、所定の位置に所定の部品が挿入されたかどうかを見るために、挿入有無検出手段１１によって部品挿入位置を検出し（ステップ５１）、その情報を制御部５の挿入位置検出制御手段２５へ送信する。挿入位置検出制御手段２５では、挿入位置記憶装置２６に登録しておいたデータと照合し（ステップ５２）、もし誤った位置へ挿入された場合には、即時に警報装置１２から警告が出され（ステップ５３）、作業者に知らせるようになっている。

プリント基板１へ基板部品２をすべて挿入し実装作業が終われば、部品ＩＤから参照した部品固有情報と、基板ＩＤから参照した基板固有情報のすべてを関連付けて、情報検索が可能な固有情報データベースとして固有情報記録装置２４ヘ登録される（ステップ５４）。これにより、プリント基板１の組立完了後に、プリント基板１を構成している基板部品毎の固有情報、すなわち、部品番号を始め、製造メーカ，製造ロット、投入シリアルＮＯなどを、いつでも容易に検索することが可能となる。
なお、ステップ５４の登録段階では、例えば、作業者や作業日も合わせて登録しておけば、それらの履歴も検索できる。また、各記憶装置２２，２４，２６は、ハード的には同じ記憶装置で構成して良い。

従来の手挿入指示装置においても、挿入部品の部品番号等と基板の固有情報とに基づいて挿入位置を検索して指示していたので、基板と挿入部品の関連付けは可能であった。しかし、完成したプリント基板の搭載部品の履歴を後から検索する場合、部品番号からでは部品の種類までは特定できても、部品の製造メーカや、製造ロットまでの履歴を追跡することは簡単にはできなかった。
本実施の形態の場合、マニュアルで実装した部品の部品固有情報として、製造メーカ，製造ロット、投入シリアルＮＯ、更には作業者等も登録しているので、必要に応じてそれらの履歴を簡単に検索できる。近年では、品質意識の高まりから、プリント基板のユーザから、部品の履歴を細かいメッシュで提示要求される場合があるが、そのような要求にも簡単に応じることができる。

以上のように、本実施の形態の基板部品のマニュアル実装装置によれば、部品箱と基板部品の部品ＩＤとを関連付けて登録するための部品ＩＤ登録手段を有し、収容する基板部品の固有情報に関連付けられた部品ＩＤを部品箱又は制御部に登録すると共に、登録した部品ＩＤを制御部に記憶するように構成したので、マニュアルで実装される基板部品の固有情報をプリント基板の固有情報と１対１で関連付けて管理することが可能となり、実装品質の向上を図ることができる。

また、部品固有情報には、基板部品の製造ロット及び／又は投入シリアル番号を含むようにしたので、細かい管理メッシュでプリント基板の履歴を管理することができる。

また、複数の部品箱が部品供給位置にセットされたときに部品ＩＤを読み取る部品ＩＤ読取手段と、部品箱から基板部品が取り出されたときに取出位置を検出する部品取出位置検出手段とを有し、読み取った部品ＩＤと検出した取出位置とから取り出された基板部品を特定して制御部に記憶するように構成したので、実装する基板部品を確実に検知でき、使用禁止部品の固有情報との照合等により取り付けミスの警告が可能となる。

また、プリント基板の固有情報に関連付けられてプリント基板に付与されている基板ＩＤを読み取る基板ＩＤ読取手段を有し、基板ＩＤ読取手段で読み取った基板ＩＤをもとに制御部において検索が行なわれ、取り出した基板部品のプリント基板への挿入位置が指示され、その指示に従って実装した基板部品の固有情報を、制御部においてプリント基板の固有情報と関連付けて登録するように構成したので、プリント基板と基板部品とのそれぞれの固有情報を自動的に関連付けることができる。したがって、プリント基板の組立完了後に、プリント基板を構成している基板部品毎の固有情報（例えば、製造ロットや投入シリアルＮＯ等も含めて）の履歴を、いつでも容易に検索することが可能となる。

更にまた、挿入位置へ基板部品が挿入されたかどうかを検出する挿入有無検出手段を備え、正常に挿入されない場合には警報を出すようにしたので、プリント基板へ基板部品を挿入するとき、挿入ミスを防止でき、基板部品の実装品質を向上させることができる。

この発明の実施の形態１による基板部品のマニュアル実装装置の構成図である。 この発明の実施の形態１による基板部品のマニュアル実装装置のブロック図である。 この発明の実施の形態１による基板部品の、部品固有情報登録処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１による基板部品の、部品取付照合処理と基板・部品固有情報関連付け登録処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ プリント基板 １ａ 基板ＩＤ
２ 基板部品 ３ 部品箱
３ａ 箱ＩＤ ４ 部品ＩＤ登録手段
５ 制御部 ６ 部品供給棚
７ 部品ＩＤ読取手段 ８ 部品取出位置検出手段
９ 作業台 １０ 基板ＩＤ読取手段
１１ 挿入有無検出手段 １２ 警報装置
１３ 入力装置。

Claims (4)

1. プリント基板に実装する複数の基板部品をその種類毎に収容する複数の部品箱と、前記プリント基板の固有情報と前記基板部品の固有情報とに基づいて前記基板部品の取付位置を指示する制御部とを備え、前記部品箱から取り出した前記基板部品を、前記プリント基板の部品挿入位置へマニュアルで実装する基板部品のマニュアル実装装置において、
   前記部品箱と前記基板部品の部品ＩＤとを関連付けて登録するための部品ＩＤ登録手段を有し、収容する前記基板部品の固有情報に関連付けられた部品ＩＤを前記部品箱又は前記制御部に登録すると共に、登録した前記部品ＩＤを前記制御部に記憶し、
   更に、前記複数の部品箱が部品供給位置にセットされたときに前記部品ＩＤを読み取る部品ＩＤ読取手段と、前記部品箱から前記基板部品が取り出されたときに取出位置を検出する部品取出位置検出手段とを有し、読み取った前記部品ＩＤと検出した前記取出位置とから取り出された前記基板部品を特定して前記制御部に記憶するように構成されていることを特徴とする基板部品のマニュアル実装装置。
2. 請求項１記載の基板部品のマニュアル実装装置において、前記基板部品の固有情報には、前記基板部品の製造ロット及び／又は投入シリアル番号が含まれていることを特徴とする基板部品のマニュアル実装装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の基板部品のマニュアル実装装置において、前記プリント基板の固有情報に関連付けられて前記プリント基板に付与されている基板ＩＤを読み取る基板ＩＤ読取手段を有し、前記基板ＩＤ読取手段で読み取った前記基板ＩＤをもとに前記制御部において検索が行なわれ、取り出した前記基板部品の前記プリント基板への挿入位置が指示され、その指示に従って実装した前記基板部品の固有情報を、前記制御部において前記プリント基板の固有情報と関連付けて登録するように構成されていることを特徴とする基板部品のマニュアル実装装置。
4. 請求項３に記載の基板部品のマニュアル実装装置において、前記挿入位置へ前記基板部品が挿入されたかどうかを検出する挿入有無検出装置を備え、正常に挿入されない場合には警報を出すようにしたことを特徴とする基板部品のマニュアル実装装置。

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