JP4978398B2 - 部品実装システム及び部品実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板搬送路により一定の方向に搬送されてくる基板に対し、基板搬送路に沿って設けられた複数の部品搭載手段により順次部品の搭載を行う部品実装システム及び部品実装方法に関するものである。

基板搬送路により一定の方向に搬送されてくる基板に対し、基板搬送路に沿って設けられた複数の部品搭載手段により順次部品実装を行う部品実装システムとしては、例えば、複数台の部品実装装置を基板の搬送方向に直列的に並べ、各部品実装装置の基板搬送コンベアを駆動して隣接する他の部品実装装置との間で基板の受け渡しを行いながら、各部品実装装置が備える移載ヘッドにより基板への部品の搭載を行うようにした部品実装ラインが知られている。この場合、各部品実装装置の基板搬送コンベアが基板の搬送方向に連なったものが基板搬送路に相当し、各部品実装装置が備える移載ヘッドが部品搭載手段に相当する。

このような部品実装システムでは、基板搬送路を基板の搬送方向と直交する方向に複数有している場合には、複数の基板に対する部品の搭載を並行して行うことができるので生産効率を向上させることができる（特許文献１）。

また、このような部品実装システムでは、基板搬送路に複数種の基板を直列的に搬送させるとともに、各部品搭載手段に基板の種類に応じた部品搭載動作を選択的に実行させるようにすれば、複数種の基板に対する部品実装を行うことができる。
特開２００４−３１６１３号公報 特開２００４−２６５８８７号公報

しかしながら、上記のように、基板搬送路に複数種の基板を直列的に搬送させて各部品搭載手段に基板の種類に応じた部品搭載動作を選択的に実行させる構成を採ると、基板搬送路に搬送させる基板が１種類であって、各部品搭載手段が常に１つの部品搭載動作しか実行しない場合（部品実装ライン全体が１種類の基板に対する実装のみを行う場合）よりも実装ミスが起き易く、良品生産率が低下するという問題点があった。

そこで本発明では、複数種の基板に対する部品実装を行う場合に実装ミスが発生しにくく、従来よりも良品生産率を向上させることができる部品実装システム及び部品実装方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の部品実装システムは、複数種の基板を一定の方向に搬送する基板搬送コンベアと、前記基板搬送コンベアに沿って設けられ、前記基板搬送コンベアによって搬送されてくる複数種の基板に対して順次部品の搭載を行う複数の部品搭載手段とを備えた部品実装装置を基板の搬送方向に複数台並べ、各部品実装装置が備える基板搬送コンベアは、隣接する他の部品実装装置が備える基板搬送コンベアと基板の搬送方向に連なって基板搬送路を構成して成る部品実装システムであって、各部品実装装置が備える複数の部品搭載手段により部品の搭載が行われる対象が、その複数の部品搭載手段に対応して定められた１種類の基板に限定されることにより、各部品実装装置が備える複数の部品搭載手段は１つの部品実装動作のみを行い、前記基板搬送路は基板の搬送方向と直交する方向に複数並設されており、複数種の基板は、これら複数の基板搬送路により、基板の種類ごとに別々に搬送される。

請求項２に記載の部品実装方法は、複数種の基板を一定の方向に搬送する基板搬送コンベアと、前記基板搬送コンベアに沿って設けられ、前記基板搬送コンベアによって搬送されてくる複数種の基板に対して順次部品の搭載を行う複数の部品搭載手段とを備えた部品実装装置を基板の搬送方向に複数台並べ、各部品実装装置が備える基板搬送コンベアは、隣接する他の部品実装装置が備える基板搬送コンベアと基板の搬送方向に連なって基板搬送路を構成して成る部品実装システムを用いて、前記基板搬送路により一定の方向に搬送されてくる複数種の基板に対して前記複数の部品搭載手段により順次部品の搭載を行う部品実装方法であって、各部品実装装置が備える複数の部品搭載手段により部品の搭載が行われる対象が、その複数の部品搭載手段に対応して定められた１種類の基板に限定されることにより、各部品実装装置が備える複数の部品搭載手段は１つの部品実装動作のみを行い、複数種の基板が、基板の搬送方向と直交する方向に並設された複数の前記基板搬送路により、基板の種類ごとに別々に搬送されるようになっている。

本発明では、各部品実装装置が備える複数の部品搭載手段により部品の搭載が行われる対象が、その複数の部品搭載手段に対応して定められた１種類の基板に限定されており、各部品実装装置が備える複数の部品搭載手段はその１種類の基板に対してのみ部品の搭載を行うようになっているので、基板搬送路に複数種の基板を搬送させて複数種の基板に対する部品実装を行う場合であっても、各部品実装装置が備える複数の部品搭載手段はただ１つの部品実装動作しか行わないため実装ミスが発生しにくく、従来よりも良品生産率を向上させることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施の形態における部品実装ラインの平面図、図２は本発明の一実施の形態における部品実装装置の平面図、図３は本発明の一実施の形態における部品実装装置の一部側面図、図４は本発明の一実施の形態における部品実装装置の制御系を示すブロック図である。

図１において、部品実装ライン１は本発明の部品実装システムの一実施の形態を示しており、複数台の部品実装装置２が基板３の搬送方向（Ｘ軸方向）に直列的に並べられた構成となっている。図１では、部品実装装置２は６台しか描かれていないが、これら６台の他にも、複数台の部品実装装置２がＸ軸方向に並べられているものとする。

図２及び図３において、各部品実装装置２の基台４上にはＸ軸方向に延びて互いに平行に配置された３つの基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃが設けられており、これら３つの基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃの上方にはＸ軸方向と直交する水平方向（Ｙ軸方向）に延びたＹ軸テーブル６が設けられている。Ｙ軸テーブル６には、Ｙ軸テーブル６に一端が支持されてＸ軸方向に延びた２つのＸ軸テーブル７が、それぞれＹ軸テーブル６に沿って移動自在に設けられており、各Ｘ軸テーブル７には、Ｘ軸テーブル７に沿ってＸ軸方向に移動自在な移動ステージ８が設けられている。各移動ステージ８には、下方に延びた複数の吸着ノズル９を備えた移載ヘッド１０が取り付けられている。

図１において、各部品実装装置２が備える３つの基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃは、その上流側（図１では紙面左側）及び下流側（図１では紙面右側）において隣接する他の部品実装装置２が備える３つの基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃのそれぞれとＸ軸方向に連なって３つの基板搬送路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃを構成しており（図１）、それぞれ基板３を一定の方向（Ｘ軸方向）に搬送し得るようになっている。

図１及び図２において、部品実装装置２の基台４上の３つの基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃをＹ軸方向の両側から挟む位置には、移載ヘッド１０に部品Ｐ（図３）を供給するパーツフィーダ１１が設けられている。このパーツフィーダ１１の種類としては、例えばテープフィーダ１１Ａやトレイフィーダ１１Ｂなどがある。

図４において、各部品実装装置２には、３つの基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃをそ
れぞれ別個に駆動するコンベア駆動機構１２ａ、各Ｘ軸テーブル７をＹ軸テーブル６に沿って移動させるＸ軸テーブル移動機構１２ｂ、各移動ステージ８をＸ軸テーブル７に沿って移動させる移動ステージ移動機構１２ｃ、各吸着ノズル９を個別に昇降及び上下軸（Ｚ軸）回りに回転させるノズル駆動機構１２ｄ及び各吸着ノズル９に吸着動作を行わせるノズル吸着機構１２ｅが備えられている。これらコンベア駆動機構１２ａ、Ｘ軸テーブル移動機構１２ｂ、移動ステージ移動機構１２ｃ、ノズル駆動機構１２ｄ及びノズル吸着機構１２ｅはその部品実装装置２に備えられた制御装置１３によって作動制御がなされ、これにより３つの基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃによる基板３の搬送・位置決めや２つの移載ヘッド１０の移動及び２つの移載ヘッド１０による部品Ｐの吸着等が行われる。

図２及び図３において、各部品実装装置２の移動ステージ８には撮像面を下に向けた基板カメラ１４が設けられており、基台４上には撮像面を上に向けた部品カメラ１５が設けられている。これら基板カメラ１４及び部品カメラ１５は制御装置１３によりその作動制御がなされる（図４）。

図２において、各部品実装装置２が備える３つの基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃそれぞれの上流側部分の基台４上には、基板近接センサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃが設けられている。これら３つの基板近接センサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、その部品実装装置２の上流側に設置された他の部品実装装置２の基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃから搬出された基板３が近接したときに、これを検知して基板近接信号を制御装置１３に出力する（図４）。

各部品実装装置２の制御装置１３は、３つの基板近接センサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃのいずれかから出力された基板近接信号を受け取ると、その基板近接信号を出力した基板近接センサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃに対応する基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃを作動させ、上流側の他の部品実装装置２から送られてきた基板３を基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃに載せかえて搬送し、部品Ｐの搭載を行う所定の位置にその基板３を位置決めする。そして、Ｘ軸テーブル移動機構１２ｂ及び移動ステージ移動機構１２ｃを作動させて移載ヘッド１０の移動を行い、基板３の上方に移動させた基板カメラ１４により基板３の隅に設けられた位置決めマーク（図示せず）を画像認識させる。基板カメラ１４が画像認識した位置決めマークの画像情報は制御装置１３に送られ（図４）、制御装置１３はこの基板カメラ１４から送られた画像情報に基づいて、位置決めマークが予め定められた基準の位置からどれだけずれているかの判断を行い、基板３の位置ずれを検出する。

制御装置１３は、基板３の位置ずれを検出したら、移載ヘッド１０をパーツフィーダ１１の上方に移動させ、吸着ノズル９により、パーツフィーダ１１が供給する部品Ｐを吸着させる。そして、吸着ノズル９に吸着された部品Ｐが部品カメラ１５の上方（部品カメラ１５の視野内）を通過するように移動させ、部品カメラ１５に部品Ｐの下面の画像認識（撮像）を行わせる。この部品カメラ１５の画像認識によって得られた部品Ｐの下面の画像情報は制御装置１３に送られ（図４）、制御装置１３は、この部品カメラ１５から送られた画像情報に基づいて、各部品Ｐが吸着ノズル９に対してどれだけずれているかの判断を行い、部品Ｐの吸着ノズル９に対するずれ（吸着ずれ）を検出する。

各部品実装装置２の制御装置１３は、上記のように基板３の位置ずれと部品Ｐの吸着ずれを検出したら、吸着ノズル９に吸着されている部品Ｐを、その部品Ｐに対して与えられている搭載位置データに基づいて基板３上に搭載する。このとき制御装置１３は、検出された基板３の位置ずれと部品Ｐの位置ずれが修正されるように搭載位置データの補正を行って、部品Ｐを基板３上の正しい位置に搭載させる。このように、各部品実装装置２が備える移載ヘッド１０は、この部品実装ライン１において、基板搬送路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃによって搬送されてくる基板３に対して順次部品の搭載を行う複数の部品搭載手段を構成し
ている。

制御装置１３は、基板３に部品Ｐを搭載したら、その基板３が載っている基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃを作動させ、下流側の部品実装装置２に送り出す。

このように部品実装ライン１は、各部品実装装置２の３つの基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃを駆動して、上流側の部品実装装置２側から下流側の部品実装装置２側へ基板３を受け渡しながら、その部品実装装置２が備える２つの移載ヘッド１０によって、基板３への部品Ｐの搭載を行うようになっている。そして、最終的には、部品実装ライン１の最も下流側に設置された部品実装装置２から、部品実装が完了した完成基板が搬出される。

ここで、本実施の形態における部品実装ライン１では、３つの基板搬送路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃに同種の基板３を搬送させて１種類の基板３に対する実装を行う場合には、各部品実装装置２が備える制御装置１３は、その部品実装装置２が備える２つの移載ヘッド１０それぞれに、３つの基板搬送路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ（基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃ）により搬送されてくる全ての基板３に対して部品Ｐの搭載を行わせる。

一方、３つの基板搬送路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃに複数種（ここでは３種とする）の基板３を別々に搬送させて複数種の基板３（図１において、符号を３ａ，３ｂ，３ｃとする）に対する部品実装を行う場合には、各部品実装装置２が備える制御装置１３は、その部品実装装置２が備える２つの移載ヘッド１０それぞれに、３つの基板搬送路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ（基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃ）により搬送されてくる３種の基板３（３ａ，３ｂ，３ｃ）に対してその種類に応じた部品搭載動作を選択的に実行させるのではなく、搬送されてくる３種の基板３のうち、その移載ヘッド１０に対応して定められた１種類の基板３に対してのみ部品Ｐの搭載を行わせる。すなわちこの部品実装ライン１では、各移載ヘッド１０により部品Ｐの搭載が行われる対象が、その移載ヘッド１０に対応して定められた１種類の基板３に限定されており、各移載ヘッド１０はその１種類の基板３に対してのみ部品Ｐの搭載を行うようになっている。

例えば、図１中に示す６台の部品実装装置２の符号を上流側から順に２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆとした場合、部品実装装置２Ａと部品実装装置２Ｄそれぞれが備える２つの移載ヘッド１０は、基板搬送路Ｌａにより搬送される基板３ａに対してのみ部品Ｐの搭載を行い、部品実装装置２Ｂと部品実装装置２Ｅそれぞれが備える２つの移載ヘッド１０は基板搬送路Ｌｂにより搬送される基板３ｂに対してのみ部品Ｐの搭載を行い、部品実装装置２Ｃと部品実装装置２Ｆそれぞれが備える２つの移載ヘッド１０は基板搬送路Ｌｃにより搬送される基板３ｃに対してのみ部品Ｐの搭載を行う。そして、各部品実装装置２において、部品Ｐの搭載を行わない基板３については基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃによって単に上流側から下流側に搬送する（その部品実装装置２を通過させる）だけとする。

各移載ヘッド１０と基板３の種類との対応関係はその部品実装装置２が備える制御装置１３の図示しない記憶部に記憶されており、制御装置１３は常時その対応関係を参照できるが、この対応関係は作業者が任意に変更することができるようになっている。

このように本実施の形態における部品実装ライン１（部品実装システム）は、複数種の基板３を一定の方向（Ｘ軸方向）に搬送する基板搬送路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃと、基板搬送路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃに沿って設けられ、基板搬送路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃによって搬送されてくる複数種の基板３に対して順次部品Ｐの搭載を行う複数の移載ヘッド１０（部品搭載手段）を備え、各移載ヘッド１０により部品Ｐの搭載が行われる対象が、その移載ヘッド１０に対応して定められた１種類の基板３に限定されたものとなっている。

また、本実施の形態における部品実装方法は、基板搬送路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃにより一定の方向（Ｘ軸方向）に搬送されてくる複数種の基板３に対し、基板搬送路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃに沿って設けられた複数の移載ヘッド１０により順次部品Ｐの搭載を行うものにおいて、各移載ヘッド１０により部品Ｐの搭載が行われる対象が、その移載ヘッド１０に対応して定められた１種類に限定されたものとなっている。

このように、本実施の形態における部品実装ライン１（部品実装システム）及び部品実装方法では、各移載ヘッド１０（部品搭載手段）により部品Ｐの搭載が行われる対象が、その移載ヘッド１０に対応して定められた１種類の基板３に限定されており、各移載ヘッド１０はその１種類の基板３に対してのみ部品Ｐの搭載を行うようになっているので、基板搬送路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃに複数種の基板３を搬送させて複数種の基板３に対する部品実装を行う場合であっても、各移載ヘッド１０はただ１つの部品実装動作しか行わないため実装ミスが発生しにくく、従来よりも良品生産率を向上させることができる。

また、本実施の形態における部品実装ライン１では、基板搬送路は基板３の搬送方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に複数（３つ）並設されており、複数種（３種）の基板３はこれら複数の基板搬送路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃにより、基板３の種類ごとに別々に搬送されるようになっている。このため、各移載ヘッド１０とその移載ヘッド１０が部品Ｐの搭載対象としている基板３を搬送する基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃとの対応をとっておけば、上流側の部品実装装置２から送られてきた基板３の種類を識別することなく、対応する基板搬送コンベア５ａ，５ｂ，５ｃから基板３が搬入されたことのみをもって、部品Ｐの搭載対象としている基板３が搬入されたことを検知することができる。

また、上述の実施の形態では、各部品実装装置２は３つの基板搬送路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃを備え、これら３つの基板搬送路Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは複数種の基板３をその種類ごとに別々に搬送するようになっていたが、基板搬送路の数は必ずしも３つである必要はなく、４以上であってもよいし、２以下であってもよい。また、上述の実施の形態では、各部品実装装置２は２つの移載ヘッド１０を備えるものであったが、これは一例に過ぎず、各部品実装装置２は移載ヘッド１０を幾つ有していてもよい。

また、上述の部品実装システム（部品実装ライン１）は複数の基板搬送路を有するものであったが、部品実装システムが１つの基板搬送路しか有していない場合であっても、その１つの基板搬送路に複数種の基板を直列的に搬送させるとともに、その基板搬送路に沿って設けられた複数の移載ヘッドにより順次部品の搭載を行うようにすれば複数種の基板に対する部品実装を行うことができ、各移載ヘッドにより部品の搭載が行われる対象が、その移載ヘッドに対応して定められた１種類の基板に限定されるようにすれば、上述の場合と同様の効果が得られる。但し、この場合には、各部品実装装置において、基板搬送コンベアによって搬入した基板の種類を識別する必要がある。搬入した基板の種類を識別する方法としては、例えば、各基板に種類に応じた数の小孔を基板の搬送方向に設けておき、基板搬送コンベアの上流側部分の基台上に配置した光センサにより、光センサの近傍を通過する基板の小孔の数を検知することによって行うもの等が考えられる。

複数種の基板に対する部品実装を行う場合に実装ミスが発生しにくく、従来よりも良品生産率を向上させることができる部品実装システム及び部品実装方法を提供する。

本発明の一実施の形態における部品実装ラインの平面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置の一部側面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置の制御系を示すブロック図

符号の説明

１ 部品実装ライン（部品実装システム）
３ 基板
１０ 移載ヘッド（部品搭載手段）
Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ 基板搬送路
Ｐ 部品

Claims (2)

1. 複数種の基板を一定の方向に搬送する基板搬送コンベアと、前記基板搬送コンベアに沿って設けられ、前記基板搬送コンベアによって搬送されてくる複数種の基板に対して順次部品の搭載を行う複数の部品搭載手段とを備えた部品実装装置を基板の搬送方向に複数台並べ、各部品実装装置が備える基板搬送コンベアは、隣接する他の部品実装装置が備える基板搬送コンベアと基板の搬送方向に連なって基板搬送路を構成して成る部品実装システムであって、
   各部品実装装置が備える複数の部品搭載手段により部品の搭載が行われる対象が、その複数の部品搭載手段に対応して定められた１種類の基板に限定されることにより、各部品実装装置が備える複数の部品搭載手段は１つの部品実装動作のみを行い、
   前記基板搬送路は基板の搬送方向と直交する方向に複数並設されており、複数種の基板は、これら複数の基板搬送路により、基板の種類ごとに別々に搬送されることを特徴とする部品実装システム。
2. 複数種の基板を一定の方向に搬送する基板搬送コンベアと、前記基板搬送コンベアに沿って設けられ、前記基板搬送コンベアによって搬送されてくる複数種の基板に対して順次部品の搭載を行う複数の部品搭載手段とを備えた部品実装装置を基板の搬送方向に複数台並べ、各部品実装装置が備える基板搬送コンベアは、隣接する他の部品実装装置が備える基板搬送コンベアと基板の搬送方向に連なって基板搬送路を構成して成る部品実装システムを用いて、前記基板搬送路により一定の方向に搬送されてくる複数種の基板に対して前記複数の部品搭載手段により順次部品の搭載を行う部品実装方法であって、
   各部品実装装置が備える複数の部品搭載手段により部品の搭載が行われる対象が、その複数の部品搭載手段に対応して定められた１種類の基板に限定されることにより、各部品実装装置が備える複数の部品搭載手段は１つの部品実装動作のみを行い、
   複数種の基板が、基板の搬送方向と直交する方向に並設された複数の前記基板搬送路により、基板の種類ごとに別々に搬送されるようになっていることを特徴とする部品実装方法。

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