JP5234013B2 - Component mounting apparatus and component mounting method - Google Patents
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Description
本発明は、基板に部品を実装する部品実装装置および部品実装方法に関するものである。 The present invention relates to a component mounting apparatus and a component mounting method for mounting a component on a substrate.
部品を基板に実装して実装基板を製造する部品実装装置には、基板を上流側から下流側へ搬送するための基板搬送機構が設けられており、基板搬送機構によって搬送され基板保持部に位置決め保持された基板を対象として、部品供給部から取り出した部品を移送搭載する部品実装作業が実行される。この部品実装作業の効率を向上させることを目的として、基板搬送機構に2つの独立した基板搬送レーンを有し、それぞれの基板搬送レーンに対応した部品供給部および実装ヘッドを備えた構成の部品実装装置が知られている(例えば特許文献1参照)。 A component mounting apparatus that manufactures a mounting board by mounting components on a board is provided with a board transfer mechanism for transferring the board from the upstream side to the downstream side, and is transferred to the board holding unit by the board transfer mechanism. A component mounting operation for transferring and mounting a component taken out from the component supply unit is executed on the held substrate. For the purpose of improving the efficiency of this component mounting work, component mounting with two independent substrate transfer lanes in the substrate transfer mechanism and a component supply unit and mounting head corresponding to each substrate transfer lane An apparatus is known (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献例においては、基板の搬送を並列に行う2台の基板搬送装置(基板搬送レーン)の両側に、それぞれ個別に動作可能な装着ヘッドおよび部品供給ユニットを配置した例が示されている。この構成によれば、いずれかの部品供給ユニットにおいて部品切れが生じた場合など、装置停止を余儀なくされる事態が発生しても、部品切れが生じた部品供給ユニット側の作業動作を停止するのみでよく、装置全体の稼働を停止する必要がない。したがって、一方側において装置停止が発生しても他方側によって作業動作を継続することにより装置稼働率の低下を極力抑えることができるという利点がある。 In this patent document example, an example is shown in which mounting heads and component supply units that can be individually operated are arranged on both sides of two substrate transfer devices (substrate transfer lanes) that transfer substrates in parallel. . According to this configuration, even when an outage of the device occurs, such as when a component outage occurs in any of the component supply units, the work operation on the component supply unit side where the component outage occurs is only stopped. It is not necessary to stop the operation of the entire apparatus. Therefore, even if the apparatus stops on one side, there is an advantage that a decrease in the apparatus operating rate can be suppressed as much as possible by continuing the work operation on the other side.
しかしながら、上述の先行技術では、基板搬送動作や部品実装動作の過程で種々の要因によって不可避的に生じるタイムロスについては考慮されておらず、更なる生産性向上の要請に十分には対応できない。このため、このようなタイムロスを極力削減することを目的として、4列の基板搬送レーンと2つの実装ヘッドとを備え、1つの実装ヘッドが2つの基板搬送レーンを対象として部品実装動作を行う構成の部品実装装置が提案されている。これにより、各実装ヘッドが1つの基板搬送レーンを対象として部品実装動作を行っているときに他の基板搬送レーンで新たな基板を搬入することができ、搬送待機時間を低減することができる。 However, the above-described prior art does not take into account the time loss that inevitably occurs due to various factors in the process of board transfer operation and component mounting operation, and cannot sufficiently meet the demand for further productivity improvement. For this reason, in order to reduce such time loss as much as possible, a configuration in which four rows of substrate transfer lanes and two mounting heads are provided, and one mounting head performs a component mounting operation for two substrate transfer lanes. A component mounting apparatus has been proposed. Thereby, when each mounting head is performing a component mounting operation for one board transport lane, a new board can be carried in another board transport lane, and the transport standby time can be reduced.
ところが、このように4列の基板搬送レーンと2つの実装ヘッドとを備えた構成において、部品実装作業量の異なる2種類の基板を同時並行的に実装対象とする場合には、実装ヘッドの作業負荷のアンバランスに起因して全体的な生産効率が低下するという問題が生じる。例えば、表裏で実装点数が異なる同一基板の表面と裏面とを同一装置によって実装対象とする場合には、1対の基板搬送コンベアにそれぞれ異なる実装面を上向きにした状態で基板が搬入され、これら2つの実装面に対して1つの実装ヘッドによって交互に実装作業を行う。 However, in the configuration including the four rows of board transfer lanes and the two mounting heads as described above, when two types of boards having different component mounting work amounts are to be mounted simultaneously in parallel, the operation of the mounting head The problem arises that overall production efficiency is reduced due to load imbalance. For example, if the same device is to be mounted on the front and back surfaces of the same board with different mounting points on the front and back sides, the board is carried into a pair of board conveyors with the different mounting surfaces facing upward, The mounting operation is alternately performed on the two mounting surfaces by one mounting head.
このとき、それぞれの基板搬送コンベアには、異なる部品実装作業量の基板が搬入されることから、実装ヘッドによる作業負荷は基板搬送コンベア毎に異なったものとなる。このため、作業負荷が大きい方の実装面を対象とする基板搬送コンベアにおけるタクトタイムによって装置全体の生産タクトが律速される。すなわち、表裏両面への実装作業を併せた1枚当たりの全体実装作業の生産効率を考えた場合には、必ずしもロスタイムが低減されて十分な生産性向上効果が得られているとはいえない。このように、従来の4基の基板搬送コンベアと2つの実装ヘッドとを備えた構成の部品実装装置においては、部品実装作業量の異なる2種類の基板を同時並行的に実装対象とする場合の生産性向上が難しく、ロスタイムが発生するという課題があった。 At this time, since the board | substrate of a different component mounting work amount is carried in to each board | substrate conveyance conveyor, the work load by a mounting head differs for every board | substrate conveyance conveyor. For this reason, the production tact of the whole apparatus is rate-limited by the tact time in the board | substrate conveyance conveyor which targets the mounting surface with a larger work load. That is, when considering the production efficiency of the entire mounting work per sheet including the mounting work on both the front and back surfaces, it cannot be said that the loss time is reduced and a sufficient productivity improvement effect is not necessarily obtained. As described above, in the component mounting apparatus having the configuration including the conventional four substrate transfer conveyors and the two mounting heads, when two types of substrates having different component mounting work amounts are to be mounted simultaneously in parallel. There was a problem that productivity improvement was difficult and loss time occurred.
そこで本発明は、4基の基板搬送コンベアと2つの実装ヘッドとを備えた構成の部品実装装置において部品実装作業量の異なる2種類の基板を同時並行的に実装対象とする場合の生産性を向上させることができる部品実装装置および部品実装方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides productivity in the case where two types of substrates having different component mounting work amounts are simultaneously mounted in a component mounting apparatus having a configuration including four substrate transfer conveyors and two mounting heads. An object is to provide a component mounting apparatus and a component mounting method that can be improved.
請求項1に記載の部品実装装置は、部品実装作業量が異なる第1基板および第2基板に対して同時並行的に部品を実装する部品実装装置であって、前記第1基板および第2基板を搬送しこの基板を位置決めして保持する基板保持部が設けられた2基の基板搬送コンベアをそれぞれ並列して成る2つのコンベア列を、装置中心線を挟んで配置して構成された基板搬送機構と、前記基板搬送コンベアのそれぞれに設けられ、当該基板搬送コンベアの基板保持部における第1基板および第2基板の有無を検出する基板検出手段と、前記2列のコンベア列毎にそれぞれの側方に配設され前記第1基板および第2基板に実装される部品を供給する2つの部品供給部と、前記2つの部品供給部毎に対応して設けられそれぞれの対応する部品供給部から部品を取り出す2つの実装ヘッドと、前記2つの実装ヘッドをそれぞれの対応する部品供給部と対応するコンベア列の前記基板保持部との間で個別に移動させるヘッド移動機構と、前記部品実装作業量が小さい第1基板および部品実装作業量が大きい第2基板のそれぞれについての第1部品実装情報および第2部品実装情報を1つに括って作成された単一部品実装情報を記憶する記憶部と、前記単一部品実装情報に基づいて実装ヘッドおよびヘッド移動機構を制御することにより、前記基板保持部に保持された第1基板および第2基板へ部品を移送搭載する部品実装動作を実行させる制御処理部とを備え、前記制御処理部は、装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアに前記第1基板を搬入する第1搬入工程と、前記第1搬入工程で搬入され前記内側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された前記第1基板のみを対象として部品実装動作を実行する第1実装工程と、前記第1実装工程の間に、装置中心線から離れた外側の基板搬送コンベアに前記第2基板を搬入する第2搬入工程と、前記第2搬入工程で搬入され前記外側の基板搬送コンベアの基板保持部に前記第2基板が保持されたことが前記基板検出手段によって検出されている場合、前記内側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第1基板への部品の実装が完了して、前記実装ヘッドが前記部品供給部へ移動するまでの間に前記外側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された前記第2基板に部品実装動作を実行する第2実装工程と、前記第1基板を対象とする部品実装動作が完了した後に、前記外側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第2基板のみを対象として部品実装動作を実行する第3実装工程と、前記第3実装工程の間に、前記内側の基板搬送コンベアに第1基板を搬入する第3搬入工程と、を実行させる。
The component mounting apparatus according to
また請求項2に記載の部品実装方法は、部品実装作業量が異なる第1基板および第2基板に対して、部品実装装置によって同時並行的に部品を実装する部品実装方法であって、前記部品実装装置は、前記第1基板および第2基板を搬送しこの基板を位置決めして保持する基板保持部が設けられた2基の基板搬送コンベアをそれぞれ並列して成る2つのコンベア列を、装置中心線を挟んで配置して構成された基板搬送機構と、前記基板搬送コンベアのそれぞれに設けられ、当該基板搬送コンベアの基板保持部における第1基板および第2基板の有無を検出する基板検出手段と、前記2列のコンベア列毎にそれぞれの側方に配設され前記第1基板および第2基板に実装される部品を供給する2つの部品供給部と、前記2つの部品供給部毎に対応して設けられそれぞれの対応する部品供給部から部品を取り出す2つの実装ヘッドと、前記2つの実装ヘッドをそれぞれの対応する部品供給部と対応するコンベア列の前記基板保持部との間で個別に移動させるヘッド移動機構と、前記部品実装作業量が小さい第1基板および部品実装作業量が大きい第2基板のそれぞれについての第1部品実装情報および第2部品実装情報を1つに括って作成された単一部品実装情報を記憶する記憶部と、前記単一部品実装情報に基づいて実装ヘッドおよびヘッド移動機構を制御することにより、前記基板保持部に保持された第1基板および第2基板へ部品を移送搭載する部品実装動作を実行させる制御処理部とを備え、装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアに前記第1基板を搬入する第1搬入工程と、前記第1搬入工程で搬入され前記内側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された前記第1基板のみを対象として部品実装動作を実行する第1実装工程と、前記第1実装工程の間に、装置中心線から離れた外側の基板搬送コンベアに前記第2基板を搬入する第2搬入工程と、前記第2搬入工程で搬入され前記外側の基板搬送コンベアの基板保持部に前記第2基板が保持されたことが前記基板検出手段によって検出されている場合、前記内側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第1基板への部品の実装が完了して、前記実装ヘッドが前記部品供給部へ移動するまでの間に前記外側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された前記第2基板に部品実装動作を実行する第2実装工程と、前記第1基板を対象とする部品実装動作が完了した後に、前記外側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第2基板のみを対象として部品実装動作を実行する第3部品実装工程と、前記第3実装工程の間に、前記内側の基板搬送コンベアに第1基板を搬入する第3搬入工程と、を含む。
The component mounting method according to
本発明によれば、4基の基板搬送コンベアと2つの実装ヘッドとを備えた構成の部品実装装置において部品実装作業量の異なる第1基板、第2基板を同時並行的に実装対象とする場合において、1対の第1基板、第2基板を対象とする部品実装過程を、内側の基板搬送コンベアに搬入された部品実装作業量の小さい第1基板のみを対象として部品実装動作を実行する第1実装工程と、外側の基板搬送コンベアに搬入された部品実装作業量の大きい第2基板および内側の基板搬送コンベアに搬入された第1基板の双方を対象として部品実装動作を実行する第2実装工程と、第1基板を対象とする部品実装動作が完了した後に第2基板のみを対象として部品実装動作を実行する第3部品実装工程とで構成することにより、部品実装作業効率がより高い外側の基板搬送コンベアにおいて部品実装作業量の大きい第2基板を実装対象とするとともに、基板搬送動作に伴う実装ヘッドの待機時間を減少させることができ、部品実装作業量の異なる2種類の基板を同時並行的に実装対象とする場合の生産性を向上させることができる。 According to the present invention, in a component mounting apparatus having a configuration including four substrate transfer conveyors and two mounting heads, a first substrate and a second substrate having different component mounting work amounts are simultaneously mounted in parallel. The component mounting process for the first board and the second board as a pair is performed by performing a component mounting operation only on the first board having a small component mounting work amount carried into the inner board transfer conveyor. 2nd mounting which performs component mounting operation for both the 1st mounting process and the 2nd board with the large amount of component mounting work carried in to the outside board conveyance conveyor, and the 1st board carried into the inside board conveyance conveyor The component mounting work efficiency can be further improved by configuring the process and the third component mounting step of performing the component mounting operation only on the second substrate after the component mounting operation on the first substrate is completed. Two types of boards with different component mounting work amounts can be mounted on a second substrate carrying conveyor with a large component mounting work amount on the outer substrate transfer conveyor, and the waiting time of the mounting head accompanying the board transfer operation can be reduced. Can be improved in the case where the target is mounted in parallel.
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図1、図2,図3をを参照して、部品実装装置1の構成および機能を説明する。部品実装装置1は、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する部品実装ラインに用いられるものであり、上流側においてスクリーン印刷により半田が供給された基板に対して部品を実装する機能を有する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration and function of the
図1において、部品実装装置1は、本体部としての部品実装機構部2の上流側に、基板を振り分ける機能を備えた基板振り分け部3を組み合わせて構成される。基板振り分け部3の基台3a上には、1対の搬送レールより成る第1基板振り分けコンベア4A、第2基板振り分けコンベア4Bが搬送方向をX方向にして並設されている。基板振り分け部3には上流側装置から印刷済みの基板が搬入され(矢印a)、第1基板振り分けコンベア4A、第2基板振り分けコンベア4Bによって部品実装機構部2に渡される。
In FIG. 1, a
部品実装機構部2の構成を説明する。基台2aの上面には、第1基板搬送コンベア5A、第2基板搬送コンベア5B(以下、「第1コンベア5A」、「第2コンベア5B」と略記する。)より成る第1コンベア列6A、および第3基板搬送コンベア5C、第4基板搬送コンベア5D(以下、「第3コンベア5C」、「第4コンベア5D」と略記する。)より成る第2コンベア列6Bが、装置中心線CLを挟んでX方向に配列されている。すなわち部品実装装置1は、基板7を搬送する基板搬送コンベアを複数並列して成る第1コンベア列6A、第2コンベア列6Bを備えており、装置中心線CLを挟んで2列配置された第1コンベア列6A、第2コンベア列6Bは基板搬送機構8を構成する。
The configuration of the component
第1コンベア5A、第2コンベア5B、第3コンベア5C、第4コンベア5Dは、いずれも1対の搬送レールを組み合わせて構成されており、それぞれの搬送レールに備えられたコンベアベルトによって、基板振り分け部3より供給された基板7をX方向に搬送する。基板7には、位置認識のための認識マーク7a、7bが形成されており、後述するように、認識マーク7a、7bは基板7の位置検出のために基板認識カメラ18によって撮像される。
Each of the
なお本実施の形態においては、基板7として、両面実装基板の2つの実装面のように、常に対をなして組み合わされる2種類の基板(第1基板7A、第2基板7B(図5、図6参照))を対象とする例を示している。ここで、当該基板に実装される部品数などで定義される部品実装作業量の小さい方が第1基板7Aとされ、部品実装作業量の大きい方が第2基板7Bと定義される。以下の記述においては、これらの2種類の基板を区別する必要がある場合には第1基板7A、第2基板7Bと記述し、区別する必要がない場合には単に基板7と総称する。
In this embodiment, as the
第1コンベア5A、第2コンベア5B、第3コンベア5C、第4コンベア5Dは、それぞれ部品実装機構部2において実装作業対象の基板7を搬送する第1搬送レーンL1、第2搬送レーンL2、第3搬送レーンL3、第4搬送レーンL4を構成し、これらの搬送レーンには、基板振り分け部3の基台3a上に配設された第1基板振り分けコンベア4A、第2基板振り分けコンベア4Bから基板7が搬入される。
The
すなわち図2に示すように、第1基板振り分けコンベア4A、第2基板振り分けコンベア4Bは、基台3a上において駆動機構(図示省略)によってY方向(矢印b)に一体的に移動可能となっており、これにより第1基板振り分けコンベア4A、第2基板振り分けコンベア4Bを部品実装機構部2に設けられた2つのコンベア列6A,6Bのいずれかと連結させることができる。すなわち基板振り分け部3は、第1基板振り分けコンベア4A、第2基板振り分けコンベア4BのY方向への移動と、第1基板振り分けコンベア4A、第2基板振り分けコンベア4Bによる基板搬送動作とを組み合わせることにより、上流側装置から受け渡された基板7を部品実装機構部2の複数の搬送レーンに振り分ける。
That is, as shown in FIG. 2, the first
図2において、第1搬送レーンL1、第2搬送レーンL2、第3搬送レーンL3、第4搬送レーンL4のX方向の略中間位置には、基板保持部9が設けられており、基板保持部9はそれぞれの基板搬送コンベアによって搬送された基板7を位置決めして保持する。それぞれの基板保持部9には、基板検出用の第1検出センサS1、第2検出センサS2、第3検出センサS3、第4検出センサS4が設けられており、これらの検出センサは第1コンベア5A〜第4コンベア5Dの各基板保持部9における基板7の有無を検出する。
In FIG. 2, a
第1コンベア列6A、第2コンベア列6Bのそれぞれの側方には、第1部品供給部10A、第2部品供給部10Bがコンベア列毎に配置されており、第1部品供給部10A、第2部品供給部10Bには基板7に実装される部品を収納した複数のパーツフィーダ11が並設されている。パーツフィーダ11は、以下に説明する実装ヘッドによる部品取出し位置に基板7に実装される部品P(図3参照)を供給する。
On each side of the
基台2aにおいてX方向の下流側の端部には、Y軸テーブル機構12がY方向に配設されている。Y軸テーブル機構12からは第1X軸テーブル機構13A、第2X軸テーブル機構13BがX方向に延出して設けられており、第1X軸テーブル機構13A、第2X軸テーブル機構13BはY軸テーブル機構12に内蔵されたリニアモータ駆動機構によって、それぞれ個別にY方向に水平移動する。第1X軸テーブル機構13A、第2X軸テーブル機構13Bには、それぞれ複数の単位実装ヘッド16を備えた第1実装ヘッド15A、第2実装ヘッド15Bが装着されている。
A Y-
図3(a)に示すように、単位実装ヘッド16は下端部に部品Pを吸着保持する吸着ノズル16aを備えており、複数の単位実装ヘッド16が移動プレート15aを介して第1X軸テーブル機構13Aに装着されている。移動プレート15aはガイドレール13a、スライダ13bより成るスライド機構によってX軸テーブル機構13Aに対してX方向に移動自在となっており、移動プレート15aに固着された可動子13dが固定子13cに対して相対移動することにより、第1実装ヘッド15AはX方向に水平移動する。また移動プレート15aの下端部には、第1X軸テーブル機構13Aの下面側に位置して、基板認識カメラ18が撮像面を下向きにして装着されている。なお図3(a)においては、2つのコンベア列のうち第1コンベア列6A側のみを図示しているが、装置中心線CLに関して対称の第2コンベア列6B側についても同様構成である。
As shown in FIG. 3A, the
第1実装ヘッド15A、第2実装ヘッド15Bは、それぞれ第1部品供給部10A、第2部品供給部10Bに対応して設けられており、第1実装ヘッド15Aは、第1部品供給部10Aから各単位実装ヘッド16によって部品を取り出し、図3(b)(イ)に示すように、第1搬送レーンL1または第2搬送レーンL2の基板保持部9に保持された基板7に実装する(矢印d)。同様に、第2実装ヘッド15Bは、第2部品供給部10Bから部品を取り出し、第3搬送レーンL3、第4搬送レーンL4の基板保持部9に保持された基板7に実装する。
The
すなわち、Y軸テーブル機構12およびX軸テーブル機構13A、Y軸テーブル機構12およびX軸テーブル機構13Bは、第1実装ヘッド15A、第2実装ヘッド15Bをそれぞれの対応する部品供給部と各搬送レーンの基板保持部9との間で個別に移動させる第1ヘッド移動機構14A、第2ヘッド移動機構14Bを構成する。さらに、第1ヘッド移動機構14Aおよび第1実装ヘッド15A、第2ヘッド移動機構14Bおよび第2実装ヘッド15Bは、それぞれ第1部品供給部10A、第2部品供給部10Bから部品を取り出して、基板保持部9に位置決め保持された基板7に実装する部品実装機構を構成する。
That is, the Y-
これらの部品実装機構による部品実装作業において、第1コンベア5Aは第2コンベア5Bよりも第1部品供給部10Aに近接しており、また第4コンベア5Dは第3コンベア5Cよりも第2部品供給部10Bに近接していることから、部品実装作業における第1実装ヘッド15A、第2実装ヘッド15Bの移動経路は対象とする搬送レーンによって異なったものとなる。したがって、第1コンベア列6Aを対象とする部品実装作業においては、第1搬送レーンL1に位置する基板7を対象とする方が第2搬送レーンL2に位置する基板7を対象とするよりも、より高い部品実装作業効率を実現することができる。同様に、第2コンベア列6Bを対象とする部品実装作業においては、第4搬送レーンL4に位置する基板7を対象とする方が第3搬送レーンL3に位置する基板7を対象とするよりも、より高い部品実装作業効率を実現することができる。
In the component mounting operation by these component mounting mechanisms, the
本実施の形態においては、部品実装作業量の小さい第1基板7Aを、内側の第2搬送レーンL2または第3搬送レーンL3に搬入し、部品実装作業量の大きい第2基板7Bを、外側の第1搬送レーンL1または第4搬送レーンL4に搬入するようにしている。すなわち、より高い部品実装作業効率が実現可能な方の搬送レーンに、常に部品実装作業量の大きい方の基板を割り当てることにより、実装所要時間を短縮して全体の実装作業の生産性を向上させることが可能となっている。
In the present embodiment, the
第1部品供給部10Aと第1コンベア5A、第2部品供給部10Bと第4コンベア5Dとの間には、それぞれ部品認識カメラ17が配設されている。第1部品供給部10A、第2部品供給部10Bから部品を取り出した第1実装ヘッド15A、第2実装ヘッド15Bが、各搬送レーンの基板保持部9に保持された基板7へ移動する際に、第1実装ヘッド15A、第2実装ヘッド15Bが部品認識カメラ17の上方を移動することにより、部品認識カメラ17は第1実装ヘッド15A、第2実装ヘッド15Bに保持された部品を撮像する。この撮像によって取得された画像を認識処理部24(図4参照)によって認識処理することにより、第1実装ヘッド15A、第2実装ヘッド15Bに保持された状態の部品Pの部品種の異同や位置ずれ状態が検出される。
また第1実装ヘッド15A、第2実装ヘッド15Bを各搬送レーンの基板保持部9によって保持された基板7の上方に移動させることにより、図3(b)(ロ)に示すように、基板7に形成された認識マーク7a、7bを基板認識カメラ18によって撮像する(矢印e)。すなわちこれら2つの基板認識カメラ18は、それぞれ第1ヘッド移動機構14A、第2ヘッド移動機構14Bにより第1実装ヘッド15A、第2実装ヘッド15Bとそれぞれ一体的に移動し、基板保持部9に保持された基板7の認識マーク7a、7bを撮像する。この撮像によって取得された画像を認識処理部24によって認識処理することにより、基板保持部9に保持された状態における基板7の位置が検出される。第1実装ヘッド15A、第2実装ヘッド15Bによる基板7への部品搭載動作においては、部品Pの位置ずれ検出結果と基板7の位置検出結果とに基づいて、第1ヘッド移動機構14A、第2ヘッド移動機構14Bによる位置決め動作を補正する。
Further, by moving the first mounting
次に図4を参照して、制御系の構成を説明する。図4において、制御処理部20はCPU機能であり、動作モード記憶部21やデータ記憶部22に記憶された制御プログラムや作業データに基づき、以下の各部を制御する。機構駆動部23は、制御処理部20によって制御されて、基板搬送機構8、基板振り分け部3、第1部品供給部10A、第2部品供給部10B、第1実装ヘッド15A、第2実装ヘッド15B、第1ヘッド移動機構14A、第2ヘッド移動機構14Bを駆動し、それぞれの作業動作を実行させる。認識処理部24は、基板認識カメラ18、部品認識カメラ17によって撮像された画像を認識処理する。これにより、基板7に形成された認識マーク7a、認識マーク7bが認識され、第1実装ヘッド15A、第2実装ヘッド15Bに保持された部品Pの位置が検出される。
Next, the configuration of the control system will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the
基板検出部25は、第1検出センサS1〜第4検出センサS4の検出信号に基づき、第1搬送レーンL1〜第4搬送レーンL4の基板保持部9における基板7の有無を検出する。第1検出センサS1〜第4検出センサS4および基板検出部25は、基板搬送コンベアのそれぞれに設けられ、当該基板搬送コンベアの基板保持部9における基板7の有無を検出する基板検出手段となっている。操作・入力部26はタッチパネルやキーボードなどの入力装置であり、操作指令やデータ入力などの入力操作を行う。表示部27は表示パネルであり、操作・入力部26による操作入力時の案内画面や各種の報知画面を表示する。動作モード記憶部21には、基板組み合わせ処理モード21aなどの各種の動作モードが記憶されている。
The
ここで動作モードとは、部品実装装置1による基板7への部品実装作業を連続して実行するに際して、予め規定された作業動作パターンにしたがって各部を動作させるための必要な制御プログラムである。本実施の形態では、実装対象となる基板7が、実装作業内容が同一ではなく部品数などで定義される部品実装作業量が異なる2種類の基板(第1基板7A、第2基板7B)であって、第1基板7A、第2基板7Bを常に対にして組合わせて部品実装作業を行う場合において、基板搬送に伴う待機時間などの無駄時間を極力低減するとともに、実装ヘッドの作業動作負荷を時間的に平準化するようにしている。ここで、第1基板7A、第2基板7Bとしては、同一機器に組み込まれる2種類の個別の基板であってもよく、または表裏両面に部品が実装される単一の基板の2つの実装面を、第1基板7A、第2基板7Bとみなして取り扱う例であってもよい。
Here, the operation mode is a necessary control program for operating each unit in accordance with a work operation pattern defined in advance when the component mounting work on the
データ記憶部22は、基板情報22a、部品実装情報22bなど、基板7を対象として実行される部品実装作業に必要なデータを基板7の品種毎に記憶する。基板情報22aは、基板7についての作業データ、すなわち基板のサイズや、基板7における実装座標基準点、認識マーク7a、7bの有無や位置などに関する情報である。部品実装情報22bは、基板7に実装される部品の種類や、基板7における各部品の実装位置座標に関する情報である。本実施の形態においては、部品実装情報22bとして、前述の第1基板7A、第2基板7Bのそれぞれについての部品実装情報を示す基板別部品実装情報22b1(第1部品実装情報、第2部品実装情報)に加えて、第1基板7A、第2基板7Bの双方の実装面を合わせた実装範囲を仮想的に単一の基板の実装面と見なした仮想基板70(図5参照)についての部品実装情報を示す単一部品実装情報22b2が含まれている。
The
このような部品実装情報22bの内容について、図5を参照して説明する。図5(a)は、第1コンベア列6Aの、第1搬送レーンL1、第2搬送レーンL2にそれぞれ第2基板7B、第1基板7Aを搬入し、基板保持部9によって位置決め保持した状態を示している。この状態において、第2基板7B、第1基板7Aを合わせた範囲を閉囲する鎖線枠70は、第1基板7A、第2基板7Bの双方の実装面を合わせた実装範囲を仮想的に単一の基板の実装面と見なした仮想基板70に相当する。基板搬入後の部品実装作業においては、第1基板7A、第2基板7Bにそれぞれ形成された認識マーク7a,7bの認識結果に基づき、第1実装ヘッド15Aによる部品の実装位置が制御される。
The contents of such
図5(b)は、基板別部品実装情報22b1、単一部品実装情報22b2のデータ構成例を示している。基板別部品実装情報22b1は、第1基板7Aについての第1部品実装情報、第2基板7Bについての第2部品実装情報より構成され、それぞれ当該基板における実装点に付された「NO.」(実装番号)、部品種を示す「コード」、実装点の位置を基板情報22aによって与えられる実装座標基準点に対する相対座標で示す「実装座標」などを含んでいる。基板別部品実装情報22b1に示すように、部品実装作業量が小さい方が第1基板7Aに対応しており、部品実装作業量が大きい方が第2基板7Bに対応している。
FIG. 5B shows a data configuration example of board-specific component mounting information 22b1 and single component mounting information 22b2. The board-specific component mounting information 22b1 includes first component mounting information for the
そして単一部品実装情報22b2は、図5(a)に示す仮装基板70についての部品実装情報であり、基板別部品実装情報22b1によって与えられる個別基板についての部品実装情報を、1つの部品実装情報として括って作成されたデータ形態となっている。単一部品実装情報22b2に示す各実装番号には、その実装点が実際はどちらの基板に属するかを示す「区分」が、それぞれ第1基板7A、第2基板7Bに対応して付されている。これにより、単一部品実装情報22b2に基づいて部品実装作業を実行する際に、「区分」がA,Bのいずれであるかを識別することにより、実際の実装対象を第1基板7A、第2基板7Bのいずれかに限定することができる。上記構成のデータ記憶部22は、部品実装作業量が小さい第1基板7Aおよび部品実装作業量が大きい第2基板7Bのそれぞれについての基板別部品実装情報22b1である第1部品実装情報および第2部品実装情報を1つに括って作成された単一部品実装情報22b2を記憶する記憶部となっている。
The single component mounting information 22b2 is component mounting information for the
次に、図6を参照して、基板組合わせ処理モード21aを実行することによって実現される部品実装動作について説明する。この部品実装動作においては制御処理部20が、基板搬送機構8、第1実装ヘッド15A、第2実装ヘッド15Bおよび第1ヘッド移動機構14A、第2ヘッド移動機構14Bを制御することにより、常に対をなして組合わされる2種類の第1基板7A、第2基板7Bを対象として、各部品供給部から取り出された部品が移送搭載される。なお、図6においては、基板搬送機構8のうち、第1コンベア列6A側のみを示して第2コンベア列6Bの図示を省略しているが、第2コンベア列6B側においても同様の部品実装動作が実行される。これらの部品実装動作においては、第1基板7Aは常に装置中心線CLに近接した内側の第2搬送レーンL2、第3搬送レーンL3のいずれかに搬入され、第2基板7Bは常に装置中心線CLから離れた外側の第1搬送レーンL1、第4搬送レーンL4のいずれかに搬入される。
Next, a component mounting operation realized by executing the board
まず図6(a)に示すように、第1搬送レーンL1に未だ第2基板7Bが搬入されていない状態で、第1基板7Aが第2搬送レーンL2に搬入され(矢印f)、基板保持部9によって位置決め保持される。次いで第1基板7Aを対象として、第1実装ヘッド15Aによって第1部品供給部10Aから取り出した部品を第1基板7Aに搭載する部品実装動作(矢印g)が開始される。このとき、データ記憶部22に記憶された単一部品実装情報22b2を参照して、「区分」Aに属する実装番号のみを対象とし、「区分」Bに属する実装番号はスキップする。すなわちここでは、装置中心線CLに近接した内側の第2搬送レーンL2に対応した基板搬送コンベアに搬入され、この基板搬送コンベアの基板保持部9に保持された第1基板7Aのみを対象として、部品実装動作を実行する(第1実装工程)。
First, as shown in FIG. 6A, the
上述の第1実装工程を実行する過程において、図6(b)に示すように、第1搬送レーンL1には第2基板7Bが搬入され(矢印i)、基板保持部9によって位置決め保持されるとともに、第1検出センサS1によって第2基板7Bが検出される。そしてこの基板検出結果を承けて、図6(c)に示す部品実装動作が単一部品実装情報22b2を参照して開始される。ここでは、第1実装ヘッド15Aが第1部品供給部10Aから取り出した部品を、第1基板7Aまたは第2基板7Bに直接移送する搭載経路(矢印j、k)によって、さらには第1部品供給部10Aから取り出した複数の部品のうちの一部を第1基板7Aまたは第2基板7Bの一方に実装した後、他方の基板に残りの部品を移送する搭載経路(矢印l)によって部品が移送搭載される。
In the process of executing the first mounting step described above, as shown in FIG. 6B, the
すなわちここでは、装置中心線CLから離れた外側の第1搬送レーンL1に対応した基板搬送コンベアに搬入され、この基板搬送コンベアの基板保持部9に保持された第2基板7Aおよび内側の第2搬送レーンL2に対応した基板搬送コンベアに搬入され、この基板搬送コンベアの基板保持部9に保持された第1基板7Aの双方を対象として、部品実装動作を実行する(第2実装工程)。
That is, here, the
第2実装工程における第1基板7Aを対象とする部品実装動作が完了したならば、図6(d)に示すように、第2搬送レーンL2において、第1基板7Aを基板保持部9から下流側へ搬出(矢印m)するとともに、上流側から新たな第1基板7Aを搬入(矢印n)する。そしてこの基板搬送動作と並行して、第1搬送レーンL1における第2基板7Bを対象とする部品実装動作を、実装作業完了まで実行する(矢印o)。すなわちここでは、第1基板7Aを対象とする部品実装動作が完了した後に、外側の第1搬送レーンL1に対応した基板搬送コンベアの基板保持部9に保持された第2基板7Bのみを対象として、部品実装動作を実行する(第3部品実装工程)。これにより、1対の第1基板7A、第2基板7Bを組み合わせた基板組合わせ実装処理の1サイクルが完了する。
When the component mounting operation for the
上記説明したように、前述構成の部品実装装置1によって、部品実装作業量の異なる第1基板7A、第2基板7Bを同時並行的に実装対象とする場合において、1対の第1基板7A、第2基板7Bを対象とする部品実装過程を、上述の第1実装工程、第2実装工程および第3実装工程とで構成することにより、以下に述べるような効果を得る。すなわち、部品供給部に近接して部品実装作業効率がより高い外側の基板搬送レーンに、部品実装作業量の大きい第2基板Bを搬入して実装対象とすることにより、実装所要時間を短縮することができる。
As described above, in the case where the
また上述の工程構成においては、2列の搬送レーンにおいて一方側の搬送レーンにおいて基板搬送が行われているときにも、他方の搬送レーンにおいては部品実装動作が実行されるようになっていることから、基板搬送動作に伴う実装ヘッドの待機時間を減少させることができる。さらに、第1基板7Aの部品実装作業量の第1実装工程および第2部品実装工程への配分と、第2基板7Bの部品実装作業量の第2実装工程および第3部品実装工程への配分とを調整することにより、部品実装過程における実装ヘッドの作業動作負荷を時間的に平準化することが可能となる。
Further, in the above-described process configuration, when the substrate is transported in the transport lane on one side in the two rows of transport lanes, the component mounting operation is performed in the other transport lane. Thus, the waiting time of the mounting head accompanying the substrate transfer operation can be reduced. Further, the distribution of the component mounting work amount of the
本発明の部品実装装置および部品実装方法は、4基の基板搬送コンベアと2つの実装ヘッドとを備えた構成の部品実装装置において部品実装作業量の異なる2種類の基板を同時並行的に実装対象とする場合の生産性を向上させることができるという効果を有し、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する分野において有用である。 The component mounting apparatus and the component mounting method according to the present invention simultaneously mount two types of boards having different component mounting work amounts in a component mounting apparatus having a configuration including four substrate transfer conveyors and two mounting heads. This is advantageous in that the productivity can be improved and is useful in the field of manufacturing a mounting substrate by mounting electronic components on the substrate.
1 部品実装装置
2 部品実装機構部
3 基板振り分け部
5A 第1コンベア
5B 第2コンベア
5C 第3コンベア
5D 第4コンベア
6A 第1コンベア列
6B 第2コンベア列
7 基板
7A 第1基板
7B 第2基板
7a、7b 認識マーク
8 基板搬送機構
9 基板保持部
14A 第1ヘッド移動機構
14B 第2ヘッド移動機構
15A 第1実装ヘッド
15B 第2実装ヘッド
18 基板認識カメラ
L1 第1搬送レーン
L2 第2搬送レーン
L3 第3搬送レーン
L4 第4搬送レーン
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記第1基板および第2基板を搬送しこの基板を位置決めして保持する基板保持部が設けられた2基の基板搬送コンベアをそれぞれ並列して成る2つのコンベア列を、装置中心線を挟んで配置して構成された基板搬送機構と、前記基板搬送コンベアのそれぞれに設けられ、当該基板搬送コンベアの基板保持部における第1基板および第2基板の有無を検出する基板検出手段と、
前記2列のコンベア列毎にそれぞれの側方に配設され前記第1基板および第2基板に実装される部品を供給する2つの部品供給部と、前記2つの部品供給部毎に対応して設けられそれぞれの対応する部品供給部から部品を取り出す2つの実装ヘッドと、前記2つの実装ヘッドをそれぞれの対応する部品供給部と対応するコンベア列の前記基板保持部との間で個別に移動させるヘッド移動機構と、
前記部品実装作業量が小さい第1基板および部品実装作業量が大きい第2基板のそれぞれについての第1部品実装情報および第2部品実装情報を1つに括って作成された単一部品実装情報を記憶する記憶部と、前記単一部品実装情報に基づいて実装ヘッドおよびヘッド移動機構を制御することにより、前記基板保持部に保持された第1基板および第2基板へ部品を移送搭載する部品実装動作を実行させる制御処理部とを備え、
前記制御処理部は、装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアに前記第1基板を搬入する第1搬入工程と、
前記第1搬入工程で搬入され前記内側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された前記第1基板のみを対象として部品実装動作を実行する第1実装工程と、
前記第1実装工程の間に、装置中心線から離れた外側の基板搬送コンベアに前記第2基板を搬入する第2搬入工程と、
前記第2搬入工程で搬入され前記外側の基板搬送コンベアの基板保持部に前記第2基板が保持されたことが前記基板検出手段によって検出されている場合、前記内側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第1基板への部品の実装が完了して、前記実装ヘッドが前記部品供給部へ移動するまでの間に前記外側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された前記第2基板に部品実装動作を実行する第2実装工程と、
前記第1基板を対象とする部品実装動作が完了した後に、前記外側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第2基板のみを対象として部品実装動作を実行する第3実装工程と、
前記第3実装工程の間に、前記内側の基板搬送コンベアに第1基板を搬入する第3搬入工程と、を実行させることを特徴とする部品実装装置。 A component mounting apparatus for mounting components on a first substrate and a second substrate having different component mounting work amounts in parallel,
Two conveyor rows each including two substrate transfer conveyors each provided with a substrate holding portion for transferring the first substrate and the second substrate and positioning and holding the substrates are arranged with the apparatus center line interposed therebetween. A substrate transport mechanism arranged and configured, and a substrate detection means provided on each of the substrate transport conveyors for detecting the presence or absence of the first substrate and the second substrate in the substrate holding portion of the substrate transport conveyor,
Two component supply units that are arranged on the sides of each of the two conveyor rows and supply components mounted on the first substrate and the second substrate, and corresponding to each of the two component supply units Two mounting heads that are provided and take out components from the corresponding component supply units, and the two mounting heads are individually moved between the corresponding component supply units and the substrate holding units of the corresponding conveyor rows. A head moving mechanism;
Single component mounting information created by combining the first component mounting information and the second component mounting information for each of the first substrate having a small component mounting work amount and the second substrate having a large component mounting work amount. Component storage for transferring and mounting components to the first substrate and the second substrate held by the substrate holding unit by controlling a mounting head and a head moving mechanism based on the single component mounting information A control processing unit for executing the operation,
The control processing unit carries a first carry-in step of carrying the first substrate into an inner substrate transfer conveyor close to the apparatus center line ;
A first mounting step of executing the component mounting operation only the first substrate held by the substrate holding portion of the first inner substrate conveyor is carried by loading step as a target,
A second carry-in step of carrying the second substrate into an outer substrate transfer conveyor away from the center line of the apparatus during the first mounting step;
When the substrate detecting means detects that the second substrate is held in the substrate holding portion of the outer substrate transfer conveyor that has been loaded in the second loading step, the substrate holding portion of the inner substrate transfer conveyor component mounting of the first substrate is completed, which is held on the mounting head the substrate holding unit and the second held in the outside of the substrate conveyor until moved to the component supply unit a second mounting step of executing the component mounting operation on the substrate,
After the component mounting operation intended for the first substrate is completed, a third implementation performing a component mounting operation only the second substrate held by the substrate holding portion of the outside of the substrate conveyor as the object,
A component mounting apparatus that performs a third loading step of loading the first substrate onto the inner substrate transfer conveyor during the third mounting step .
前記部品実装装置は、前記第1基板および第2基板を搬送しこの基板を位置決めして保持する基板保持部が設けられた2基の基板搬送コンベアをそれぞれ並列して成る2つのコンベア列を、装置中心線を挟んで配置して構成された基板搬送機構と、前記基板搬送コンベアのそれぞれに設けられ、当該基板搬送コンベアの基板保持部における第1基板および第2基板の有無を検出する基板検出手段と、前記2列のコンベア列毎にそれぞれの側方に配設され前記第1基板および第2基板に実装される部品を供給する2つの部品供給部と、前記2つの部品供給部毎に対応して設けられそれぞれの対応する部品供給部から部品を取り出す2つの実装ヘッドと、前記2つの実装ヘッドをそれぞれの対応する部品供給部と対応するコンベア列の前記基板保持部との間で個別に移動させるヘッド移動機構と、前記部品実装作業量が小さい第1基板および部品実装作業量が大きい第2基板のそれぞれについての第1部品実装情報および第2部品実装情報を1つに括って作成された単一部品実装情報を記憶する記憶部と、前記単一部品実装情報に基づいて実装ヘッドおよびヘッド移動機構を制御することにより、前記基板保持部に保持された第1基板および第2基板へ部品を移送搭載する部品実装動作を実行させる制御処理部とを備え、
装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアに前記第1基板を搬入する第1搬入工程と、
前記第1搬入工程で搬入され前記内側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された前記第1基板のみを対象として部品実装動作を実行する第1実装工程と、
前記第1実装工程の間に、装置中心線から離れた外側の基板搬送コンベアに前記第2基板を搬入する第2搬入工程と、
前記第2搬入工程で搬入され前記外側の基板搬送コンベアの基板保持部に前記第2基板が保持されたことが前記基板検出手段によって検出されている場合、前記内側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第1基板への部品の実装が完了して、前記実装ヘッドが前記部品供給部へ移動するまでの間に前記外側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された前記第2基板に部品実装動作を実行する第2実装工程と、
前記第1基板を対象とする部品実装動作が完了した後に、前記外側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された第2基板のみを対象として部品実装動作を実行する第3部品実装工程と、
前記第3実装工程の間に、前記内側の基板搬送コンベアに第1基板を搬入する第3搬入工程と、
を含むことを特徴とする部品実装方法。 A component mounting method for mounting components simultaneously and in parallel by a component mounting apparatus on a first substrate and a second substrate having different component mounting work amounts,
The component mounting apparatus includes two conveyor rows each including two board transfer conveyors each provided with a board holding unit that transfers the first board and the second board and positions and holds the boards. Substrate detection for detecting the presence or absence of the first substrate and the second substrate in the substrate holding section of the substrate transfer conveyor, which is provided in each of the substrate transfer mechanism and the substrate transfer conveyor arranged with the apparatus center line in between Means, two component supply units disposed on the respective sides of each of the two conveyor rows and supplying components mounted on the first substrate and the second substrate, and for each of the two component supply units Correspondingly provided two mounting heads for picking up components from the corresponding component supply sections, and the substrate mounting of the conveyor row corresponding to the two mounting heads and the corresponding component supply sections, respectively. First component mounting information and second component mounting information for each of the head moving mechanism that individually moves between the first substrate and the second substrate that has a small component mounting work amount and a second substrate that has a large component mounting work amount. A storage unit that stores single component mounting information created as a whole, and a mounting head and a head moving mechanism that are controlled by the single component mounting information based on the single component mounting information. A control processing unit for executing a component mounting operation for transferring and mounting the component to the first substrate and the second substrate,
A first carry-in step of carrying the first substrate into an inner substrate transfer conveyor close to the apparatus center line ;
A first mounting step of executing the component mounting operation only the first substrate held by the substrate holding portion of the first inner substrate conveyor is carried by loading step as a target,
A second carry-in step of carrying the second substrate into an outer substrate transfer conveyor away from the center line of the apparatus during the first mounting step;
When the substrate detecting means detects that the second substrate is held in the substrate holding portion of the outer substrate transfer conveyor that has been loaded in the second loading step, the substrate holding portion of the inner substrate transfer conveyor the first and the mounting of components on the substrate is completed, which is held in, the said mounting head is held by the substrate holding portion of said outer board conveyor until moved to the component supply unit first a second mounting step of executing a part article mounting operation on the second substrate,
A third component mounting step of performing the component mounting operation only on the second substrate held by the substrate holding portion of the outer substrate transfer conveyor after the component mounting operation targeting the first substrate is completed ;
A third loading step of loading the first substrate onto the inner substrate transfer conveyor during the third mounting step;
A component mounting method comprising:
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