JP5240129B2 - 電子部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ素子など同一種類の複数の電子部品を基板に実装する電子部品実装装置に関するものである。

液晶パネルなどの表示パネルに用いられる照明基板として、ＬＥＤ基板が広く用いられる。このＬＥＤ基板は、複数のＬＥＤ素子を基板に所定配列で列状に実装することにより製造され、製造過程においては細長形状の単位基板を複数個結合した矩形の親基板の形態で取り扱われる場合が多い。ＬＥＤ素子を各単位基板に実装する実装過程においては、ＬＥＤ素子は同一種類の多数のＬＥＤ素子をキャリアテープによって収納保持したテープフィーダから取り出され、単位基板における実装点に順次実装される。

このとき、照明基板として必要とされる照度分布の均一性を確保するため、同一の単位基板には同一の特性を有する同一生産ロットのＬＥＤ素子のみを実装することが求められ、たとえ品種的には同一種類であっても生産ロットが異なるものを同一基板に混載することは許されない。このように同一種類であっても品質ランクや生産ロットの異同によって実質的に区別して実装管理を行う必要がある場合の手法として、予め既知の部品個数から実装によって使用された部品数を順次減算して部品残数をカウントしておき、１つのパターンあるいは１つの基板を対象とした実装に必要な部品個数とその時点での部品残数とを比較することによって、実装工程の管理を行う方法が知られている（例えば特許文献１参照）。このような実装管理を行うことにより、１つのパターンや基板には、同一種類の部品であって且つ品質ランクや生産ロットが同一のもののみが実装され、他部品との混載を防止することができる。

特開昭６１−１６１０００号公報

しかしながら上述のような実装管理手法を実際の部品実装ラインに適用するに際しては、以下のような不都合が発生する場合がある。すなわち現実の部品実装過程においては、部品実装動作遂行上の様々な外乱や予測が困難な不測の事態が生じる。例えば、部品実装装置に備えられた部品吸着ノズルの調整状態が良好でないような場合には、部品供給部から部品を取り出す際に吸着不良などに起因するピックアップミスが発生する傾向にある。

そしてこれらのピックアップミスが多発すると、部品残数としては本来十分な数があったにも拘わらず、ピックアップミスによって廃却される部品数が増えて、その結果１つの基板を対象とする部品実装動作中に部品切れを生じる場合がある。また部品実装現場における部品管理は、作業者によるテープリールの交換や部品数の数値入力など人手による作業が多いため、人的ミスが介在することが本質的に避けがたいという問題がある。このため先行技術例にように単に部品残数をカウントするのみでは、同一種類の複数の電子部品を基板に実装する際にロットが異なる部品の混載を完全に防止することが困難であった。

そこで本発明は、同一種類の複数の電子部品を基板に実装する実装形態においてロットが異なる部品の混載を防止することができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の電子部品実装装置は、同一種類の電子部品が実装される複数の実装点を有する単位基板を複数個結合した多面取り基板を実装作業対象とする電子部品実装装置であって、複数個の前記電子部品をロット単位で収納するとともに収納した電子部品を所定の供給位置へ搬送する機能を備えた複数の部品供給部と、前記多面取り基板を保持する基板保持部と、前記供給位置へ搬送された電子部品を吸着ノズルで取出して前記基板保持部に位置決めされた前記多面取り基板へ搭載する部品搭載機構と、前記部品供給部における電子部品の搬送動作と前記部品搭載機構による電子部品の搭載動作を制御することにより、作業対象に設定された部品供給部から供給される同一種類の電子部品を一の単位基板の全ての実装点に搭載する単位基板実装作業を前記多面取り基板内の複数の単位基板に対して連続して実行する機能を有する制御部を備え、前記制御部は、前記吸着ノズルによる電子部品の取出しが所定回数連続して失敗したことを以て電子部品の品切れを検出する部品品切れ検出部と、それぞれの部品供給部における電子部品の残数を部品残数として部品供給部ごとに記憶する部品残数記憶部と、単位基板における実装点の個数に余裕値を加えた値を閾値として記憶する閾値記憶部と、部品供給部における前記搬送動作の回数に応じて、当該部品供給部に対応して前記部品残数記憶部に記憶された前記部品残数を減算して更新する部品残数更新部と、前記単位基板実装作業を開始する前に、作業対象に設定された部品供給部の部品残数と前記閾値とを比較して部品の残数が閾値未満であるか否かを判定する部品残数比較部と、前記部品残数が閾値未満であれば、作業対象となる部品供給部を当該時点で設定されている部品供給部から他の部品供給部に変更する処理を行い、さらに前記部品品切れ検出部が一の単位基板への前記単位基板実装作業の途中で前記部品品切れを検出した場合は、当該一の単位基板を対象とする単位基板実装作業を中止して次の単位基板を対象とする単位基板実装作業へ移行するとともに、作業対象となる部品供給部を当該時点で設定されている部品供給部から他の部品供給部に変更する処理を行うロット切換処理部とを備えた。

請求項３記載の電子部品実装装置は、同一種類の電子部品が実装される複数の実装点を有する単位基板を複数個結合した多面取り基板を実装作業対象とする電子部品実装装置であって、複数個の電子部品をロット単位で収納するとともに収納した電子部品を所定の供給位置へ搬送する機能を備えた部品供給部と、前記多面取り基板を保持する基板保持部と、前記供給位置へ搬送された電子部品を吸着ノズルで取出して前記基板保持部に位置決めされた前記多面取り基板へ搭載する部品搭載機構と、前記部品供給部における電子部品の搬送動作と前記部品搭載機構による電子部品の搭載動作を制御することにより、部品供給部から供給される同一種類の電子部品を一の単位基板の全ての実装点に搭載する単位基板実装作業を前記多面取り基板内の複数の単位基板に対して連続して実行する機能を有する制御部を備え、前記制御部は、前記吸着ノズルによる電子部品の取出しが所定回数連続して失敗したことを以て電子部品の品切れを検出する部品品切れ検出部と、前記部品供給部における電子部品の残数を部品残数として記憶する部品残数記憶部と、単位基板における実装点の個数に余裕値を加えた値を閾値として記憶する閾値記憶部と、部品供給部における前記搬送動作の回数に応じて前記部品残数記憶部に記憶された前記部品残数を減算して更新する部品残数更新部と、前記単位基板実装作業を開始する前に前記部品残数と前記閾値を比較して部品の残数が閾値未満であるか否かを判定する部品残数比較部と、前記部品残数が閾値未満であれば、当該単位基板への単位基板実装作業を中止してその旨報知するとともに、作業者による電子部品の補給作業が完了した旨の入力を受けた後に当該単位基板を対象とする単位基板実装作業を開始する処理を行い、さらに前記部品品切れ検出部が一の単位基板への前記単位基板実装作業の途中で前記部品品切れを検出した場合は、当該単位基板への単位基板実装作業を中止してその旨報知し、作業者による前記部品供給部への電子部品の補給作業が完了した旨の入力を受けた後に次の単位基板を対象とする単位基板実装作業へ移行する処理を行うロット切換処理部とを備えた。

本発明によれば、多面取り基板に同一種類の電子部品を実装する実装作業において、部品供給部における電子部品の残数を部品残数として記憶しておき、１つの単位基板を対象とする単位基板実装作業を開始する前に、部品品切れが発生する可能性の有無を判定するために設定された閾値と部品残数とを比較して部品残数が閾値未満であるか否かを判定し、部品残数が閾値未満であれば作業対象となる部品供給部を当該時点で設定されている部品供給部から他の部品供給部に変更するロット切換処理を行うことにより、同一種類の複数の電子部品を基板に実装する実装形態においてロットが異なる部品の混載を防止することができる。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による実装作業対象となる多面取り基板の説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による実装作業における単位基板についての実装点データの説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装方法を示す工程フロー図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による実装作業対象となる多面取り基板の構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による実装作業における単位基板についての実装点データの説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による実装作業対象となる多面取り基板の実装状態を示す平面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装方法を示す工程フロー図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による実装作業対象となる多面取り基板の実装状態を示す平面図

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を参照して、電子部品実装装置１の全体構成を説明する。図１において、基台１ａの上面には基板搬送機構２がＸ方向（基板搬送方向）に配設されている。基板搬送機構２は実装作業対象の多面取り基板３を搬送し、基板搬送機構２の中央位置に設けられた実装ステージに多面取り基板３を位置決めして保持する。したがって基板搬送機構２は多面取り基板３を保持する基板保持部となっている。

図３に示すように、多面取り基板３は、細長い冊形状の単位基板３ａを幅方向に並列して複数個結合した構成となっており、各単位基板３ａには電子部品であるＬＥＤ素子が実装される実装点３ｍが単位基板３ａの長手方向に直列に設けられている。すなわち電子部品実装装置１は、ＬＥＤ素子など同一種類の電子部品が実装される複数の実装点３ｍを有する単位基板３ａを複数個結合した多面取り基板３を実装作業対象とするものである。この実装作業においては、多面取り基板３の一方側の端部に位置する単位基板３ａ（１）から、隣接する単位基板３ａ（２）・・・単位基板３ａ（Ｎ）の順で、各単位基板３ａの実装点３ｍに電子部品が実装される。

基板搬送機構２の一方の側方には、複数の部品供給部４＃１、４＃２、４＃３が並設されている。これらの部品供給部４＃１、４＃２、４＃３は、いずれも同一品種の複数の電子部品をロット単位で収納したキャリアテープを卷回収納する供給リール４ａを備えており、供給リール４ａから引き出したキャリアテープをピッチ送りして電子部品を搬送することにより、以下に説明する部品搭載機構への供給位置４ｂに電子部品を供給する。すなわち、部品供給部４＃１、４＃２、４＃３は、複数個の電子部品をロット単位で収納するとともに、収納した電子部品を所定の供給位置４ｂへ搬送する機能を備えている。そして、多面取り基板３を対象とした部品実装作業においては、部品供給部４＃１、４＃２、４＃３のうち作業対象として設定された１つの部品供給部４から連続して電子部品が取り出され、当該作業対象の部品供給部４において部品品切れが発生すると、予め設定された供給順序に従って、次の部品供給部４が新たに作業対象として設定される。

基台１ａの上面においてＸ方向の両端部にはＹ軸テーブル５が配設されており、Ｙ軸テーブル５にはＸ軸テーブル６が架設されている。Ｘ軸テーブル６には下面側に複数（ここでは４本）の吸着ノズル８ａを備えた搭載ヘッド８がＸ方向に移動自在に装着されている。Ｙ軸テーブル５、Ｘ軸テーブル６を駆動することにより、搭載ヘッド８はＸ方向、Ｙ方
向へ移動する。これにより、搭載ヘッド８は、部品供給部４＃１、４＃２、４＃３の供給位置４ｂから電子部品を取り出し、基板搬送機構２に位置決め保持された多面取り基板３へ搭載する。この部品搭載動作における搭載ヘッド８の移動経路には部品認識カメラ９が配置されており、電子部品を吸着ノズル８ａによって保持した搭載ヘッド８が部品認識カメラ９の上方を移動することにより、部品認識カメラ９は吸着ノズル８ａに保持された状態の電子部品を撮像する。

上記構成において、Ｙ軸テーブル５およびＸ軸テーブル６は、搭載ヘッド８を移動させる搭載ヘッド移動機構７を構成し、さらに搭載ヘッド移動機構７および搭載ヘッド８は、供給位置４ｂへ搬送された電子部品を吸着ノズル８ａで取出して、基板保持部である基板搬送機構２に位置決めされた多面取り基板３へ搭載する部品搭載機構を構成する。基台１ａ上には、タッチパネルを組み込んだ操作パネル１０が配置されており、パネル上に各種の画面表示を行うとともに、パネルをタッチ操作することにより、操作指示やデータ入力が同一画面上で可能となっている。

基台１ａの内部には、制御部１１が内蔵されている。図２に示すように、制御部１１は、部品認識部１２、部品供給部４＃１、４＃２、４＃３、搭載ヘッド移動機構７、搭載ヘッド８、表示部１３、操作・入力部１４と接続されている。部品認識部１２は部品認識カメラ９による撮像結果を認識処理することにより搭載ヘッド８に保持された電子部品を認識し、認識結果を制御部１１に送る。制御部１１が部品供給部４＃１、４＃２、４＃３を制御することにより、それぞれの部品供給部４＃１、４＃２、４＃３に収納された電子部品は、部品搭載機構への供給位置４ｂに搬送される。

また制御部１１が搭載ヘッド移動機構７、搭載ヘッド８を制御することにより、作業対象に設定された部品供給部４から供給される同一種類の電子部品を、実装対象の単位基板３ａの全ての実装点３ｍに順次実装する単位基板実装作業が実行される。さらにこの単位基板実装作業は、多面取り基板３を構成する全ての単位基板３ａを対象として連続して実行される。また４本の吸着ノズル８ａを備えた搭載ヘッド８には、各吸着ノズル８ａに対応してそれぞれ圧力センサ８ｂ（１）（２）（３）（４）が設けられており、吸着ノズル８ａによって真空吸着により電子部品をピックアップした後に、圧力センサ８ｂによって真空吸引経路の圧力を検出する。

すなわち制御部１１は、部品供給部４＃１、４＃２、４＃３における電子部品の搬送動作と部品搭載機構による電子部品の搭載動作とを制御することにより、作業対象に設定された部品供給部４から供給される同一種類の電子部品を一の単位基板３ａの全ての実装点３ｍに搭載する単位基板実装作業を、多面取り基板３内の複数の単位基板３ａに対して連続して実行する機能を有している。

表示部１３、操作・入力部１４は、操作パネル１０に組み込まれたタッチパネルである。表示部１３は、制御部１１によって制御されて操作パネル１０のパネル上に、部品供給部４における部品品切れの報知などの各種の画面表示を行う。またパネルをタッチ操作することにより、操作・入力部１４によって制御部１１に対して操作指示やデータ入力が行われる。この操作指示には、部品品切れ発生時において作業者による電子部品の補給作業が完了した旨の入力操作が含まれる。

制御部１１の構成および機能を説明する。制御部１１は、搭載動作処理部２０、ピックアップミス検出部２１、部品品切れ検出部２２、部品残数更新部２３、部品残数比較部２４、ロット切換処理部２５、動作モード設定部２６および記憶部３０を備えている。記憶部３０はさらに実装済部品数記憶部３１、基板情報記憶部３２、単位基板実装点データ記憶部３３、閾値データ記憶部３４、作業対象記憶部３５、部品残数記憶部３６より構成さ
れる。

搭載動作処理部２０は、部品供給部４＃１、４＃２、４＃３および搭載ヘッド移動機構７、搭載ヘッド８より成る部品搭載機構を制御することにより、電子部品を多面取り基板３に実装するための搭載動作を実行させる処理を行う。ピックアップミス検出部２１は、搭載ヘッド８に設けられた圧力センサ８ｂ（１）（２）（３）（４）による真空吸引経路の圧力検出結果に基づいて、吸着ノズル８ａが電子部品を正常にピックアップできないピックアップミスが発生したか否かを検出する。部品品切れ検出部２２は、部品供給部４＃１、４＃２、４＃３のいずれかを対象とした部品取り出し動作において、ピックアップミス検出部２１によってピックアップミスが所定回数連続して検出されたならば、当該部品供給部４において部品品切れが発生したと判断する。すなわち、部品品切れ検出部２２は、吸着ノズル８ａによる部品供給部４からの電子部品の取出しが所定回数連続して失敗したことを以て、当該部品供給部４における電子部品の品切れを検出する処理を行う。

部品残数更新部２３は、部品供給部４＃１、４＃２、４＃３における部品搬送動作の回数に応じて、部品残数を減算することにより、部品残数記憶部３６に記憶された部品供給部４＃１、４＃２、４＃３における実際の部品残数を逐次更新する。部品残数比較部２４は、単位基板実装作業を開始する前に、部品残数記憶部３６に記憶された３つの部品供給部４＃１、４＃２、４＃３の部品残数のうち、作業対象に設定された部品供給部４の部品残数と、閾値データ記憶部３４に記憶された閾値とを比較して、部品残数が閾値未満であるか否かを判定する処理を行う。

ロット切換処理部２５は、ロット切換処理、すなわち、搭載ヘッド８による電子部品の取出し作業の作業対象となる部品供給部４を変更するための処理、および部品供給部４の変更に伴って必要とされる各種の処理を実行する。これらの処理には、部品品切れ検出部２２が１つの単位基板３ａを対象とする単位基板実装作業の途中で部品品切れを検出した場合に、実行中の単位基板実装作業を中止して実装点データ上で設定されていた実装点をキャンセルする実装点キャンセル処理、部品残数比較部２４による部品残数比較の結果に基づいて作業対象となる部品供給部４を変更する処理、作業対象として設定された部品供給部４を特定するための情報を変更して作業対象記憶部３５に記憶させる処理、実装対象を次の単位基板３ａに移行する処理などが含まれる。

このような作業対象となる部品供給部４の変更に伴う処理は、ロットの異なる電子部品が同一の単位基板３ａに混載されることを防止することを目的として実行される。すなわち複数のＬＥＤ素子を単位基板に実装して照明基板を製造する場合などには、同一の単位基板には同一の特性を有する同一ロットの電子部品のみを実装することが求められる。本実施の形態の示す電子部品実装装置１においては、ロット切換処理部２５に上述の各処理を実行させることにより、この目的を達成するようにしている。なおロット切換処理部２５の詳細機能については、後述する動作例の説明において、動作フローおよび図面に即して詳述する。

動作モード設定部２６は、オペレータの操作入力によって指示される電子部品実装装置１の動作モードを設定する。後述するように、本実施の形態に示す電子部品実装装置１においては、各部品供給部４における部品残数の管理を行わずに、実際の実装作業における部品品切れの検出結果に基づいて単位基板実装作業を管理する動作モード１と、部品品切れの検出とともに各部品供給部４における部品残数を常に監視することによって単位基板実装作業を管理する動作モード２とを使い分けることができるようになっている。

記憶部３０の記憶内容について説明する。実装済部品数記憶部３１は、各単位基板３ａに実際に搭載された部品数を記憶する。すなわち、部品供給部４からの取り出し時にピッ
クアップミスが生じた場合や、一旦取り出されても動作ミスにより搭載されなかった場合は、実装済みの部品数としてカウントされない。実装済部品数記憶部３１への書き込みは搭載動作処理部２０によって行われ、実装対象が１つの単位基板３ａから次の単位基板３ａへ切換わると、部品数はクリアされる。

基板情報記憶部３２は、基板情報、すなわち対象となる多面取り基板３における単位基板３ａの数量や配置についてのデータを記憶する。単位基板実装点データ記憶部３３は、１つの単位基板３ａにおける実装点３ｍの相対座標データを記憶する。そして搭載動作処理部２０が、単位基板実装作業の都度基板情報記憶部３２から読み取った基板情報と単位基板実装点データ記憶部３３から読み取った相対座標データとを組み合わせることにより、基板搬送機構２に位置決め保持された多面取り基板３に対して電子部品を搭載する際の実装座標を示す実装点データが作成され、搭載動作処理部２０にロードされる。

図４を参照して、実装点データ［３ａ（Ｎ）］、すなわち図３に示すＮ番目の単位基板３ａについて作成される実装点データについて説明する。実装点データ［３ａ（Ｎ）］は、当該単位基板３ａにおける複数の実装点３ｍを個別に特定するための実装点番号［３ｍ］、各実装点３ｍの多面取り基板３における位置座標を示す座標データ［Ｘ，Ｙ］、各実装点３ｍについて、実際に部品搭載が実行されたか否かを示す搭載フラグ［ＦＬ（Ｍ）］、各実装点３ｍについて実装点キャンセル処理が行われたか否かを示すキャンセルフラグ［ＦＬ（Ｃ）］より構成される。搭載フラグ［ＦＬ（Ｍ）］にて１が書き込まれた実装点３ｍは実装済みであることを示し、０が書き込まれた実装点３ｍは未実装であることを示す。キャンセルフラグ［ＦＬ（Ｃ）］にて１が書き込まれた実装点３ｍは実装がキャンセルされたことを示し、０が書き込まれた実装点３ｍはデフォルト状態であって通常通り実装が行われることを示す。

閾値データ記憶部３４は、単位基板３ａにおける実装点３ｍの個数に余裕値を加えた値を、閾値として記憶する。この閾値は、作業対象として設定されている部品供給部４に、実装対象となる単位基板３ａの実装点３ｍの全てに実装するのに十分な部品残数が確保されているか否かを判定するために用いられるものである。ここでは、実装点３ｍの個数に加えて、部品搭載動作の途中で発生する可能性のあるピックアップミスや部品認識カメラ９による部品認識ＮＧなどの理由によって、実際に搭載されずに廃棄される電子部品の数を予め想定して余裕値として加算した数を閾値として用いるようにしている。

作業対象記憶部３５は、作業対象として設定されている部品供給部４を特定するための情報を記憶する。この情報はロット切換処理部２５によって変更され、搭載動作処理部２０は作業対象記憶部３５に記憶された情報にしたがって作業対象の部品供給部４を特定して部品取り出し動作を実行する。部品残数記憶部３６は、部品供給部４＃１、４＃２、４＃３のそれぞれについて、部品残数Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を記憶する。部品残数Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、部品残数更新部２３によって逐次更新される。

次に図５を参照して、動作モード１，すなわち各部品供給部４における部品残数の管理を行わずに、実際の実装作業における部品品切れの検出結果に基づいて単位基板実装作業を管理する動作モードの実際例について説明する。まず、多面取り基板３において、当該単位基板実装作業において実装対象となる単位基板３ａを特定するカウンタをリセットする（ＳＴ１）。ここではまず最初に、カウンタ値Ｎを１にセットする。次いで、Ｎ番目（最初の場合は１番目）の単位基板３ａ（Ｎ）の実装点データ［３ａ（Ｎ）］を搭載動作処理部２０にロードする（ＳＴ２）。

この後、当該単位基板３ａを対象として、単位基板実装作業が開始される（ＳＴ３）。すなわち、その時点において作業対象となっている部品供給部４から部品搭載機構によっ
て電子部品を取り出して、当該単位基板３ａの各実装点３ｍへ順次搭載する部品搭載動作を反復して実行する。この部品搭載動作の過程においては、部品品切れ検出部２２によって部品切れ発生の有無を常に監視する（ＳＴ４）。すなわち、吸着ノズル８ａによる部品供給部４からの電子部品の取り出しが所定回数連続して失敗したことを以て、当該部品供給部４における電子部品の品切れを検出する（部品品切れ検出工程）。ここで部品切れ発生なしであれば、当該単位基板実装作業を終了したか否かを判断する（ＳＴ５）。すなわち、実装済部品数記憶部３１に記憶された実装済部品数が規定数に到達したか否かを判断し、実装済部品数が規定数に満たない場合にはさらに部品搭載動作を反復する。

そして（ＳＴ５）にて実装済部品数が規定数に到達したことが確認されたならば、当該単位基板３ａを対象とする単位基板実装作業を終了する（ＳＴ６）。次いで、次の実装対象となる単位基板の有無を判断し（ＳＴ１２）、無しの場合には多面取り基板３を対象とする実装作業を終了する。そして有りの場合には、カウンタ値ＮをＮ＋１に歩進させて（ＳＴ１３）、（ＳＴ２）に戻って次の単位基板３ａの実装点データをロードして、同様の単位基板実装作業を反復実行する。

これに対し、（ＳＴ４）にて部品品切れ検出部２２によって部品切れ発生が検出された場合には、以下の処理が実行される。まず、実行中の単位基板実装作業を中止する（ＳＴ７）。次いで、実装済部品数が０であるか否かを実装済部品数記憶部３１に記憶された実装済部品数を参照することにより判断する（ＳＴ８）。図６は、同一ロットに属する電子部品Ｐ１が単位基板３ａ（１）から順次実装され、単位基板３ａ（６）に６個の電子部品Ｐ１を実装した時点で部品品切れが発生した例を示している。

この例のように実装済部品数が０ではなく、既に幾つかの電子部品が実装されている場合には、実装点キャンセル処理を行う（ＳＴ９）。すなわち、ロット切換処理部２５によって実装点キャンセル処理を行うことにより、単位基板３ａ（６）について作成される実装点データ［３ａ（６）］は、図７に示す内容に変更される。まず搭載フラグ［ＦＬ（Ｍ）］は、部品品切れが発生した７番目以降の実装点３ｍについては、未実装であることを示す０が書き込まれ、キャンセルフラグ［ＦＬ（Ｃ）］については、実装がキャンセルされたことを示す１が書き込まれる。

次いで、ロット切換処理がロット切換処理部２５によって実行される（ＳＴ１０）。すなわち、作業対象となる部品供給部４を、当該時点で設定されていて部品品切れが発生した部品供給部４から、予め次の作業対象として供給順序が設定された他の部品供給部４に変更する処理を行う。そしてこの後、（ＳＴ１２）に進み、次の単位基板３ａの有無を確認しながら、単位基板３ａ（７）以降の各単位基板３ａを対象として単位基板実装作業が実行される。すなわち、新たに作業対象に設定された部品供給部４から、同一ロットに属する電子部品Ｐ２が連続的に取り出され、各単位基板３ａに順次実装される。この場合には、実装点キャンセルの対象となった単位基板３ａ（６）は、作業未完のまま実装が中止され、不良基板として廃棄の対象となる。

すなわち上記処理においては、ロット切換処理部２５は、部品品切れ検出工程において、部品品切れ検出部２２が単位基板３ａ（６）（一の単位基板）を対象とする単位基板実装作業の途中で部品品切れを検出したならば、当該単位基板３ａ（６）を対象とする単位基板実装作業を中止して単位基板３ａ（７）（次の単位基板）を対象とする単位基板実装作業に移行するとともに、作業対象となる部品供給部４を当該時点で設定されている部品供給部４から他の部品供給部４に変更する（ロット切換処理工程）。

また（ＳＴ８）にて、実装済部品数が０の場合、すなわち図８に示す例のように、単位基板３ａ（１）から単位基板３ａ（６）までを対象とした電子部品Ｐ１の実装が完了し、
単位基板３ａ（７）の最初の実装点３ｍを対象とした時点で部品品切れが発生したような場合には、実装点キャンセル処理を行う必要がない。この場合には、そのままロット切換処理がロット切換処理部２５によって実行される（ＳＴ１１）、すなわち、作業対象となる部品供給部４を、当該時点で設定されていて部品品切れが発生した部品供給部４から他の部品供給部４に変更する処理を行い、単位基板３ａ（７）を対象として（ＳＴ３）に戻って単位基板実装動作が開始される。

これにより、単位基板３ａ（７）以降の各単位基板３ａを対象として、新たに作業対象に設定された部品供給部４から同一ロットに属する電子部品Ｐ２が連続的に取り出され、各単位基板３ａに順次実装される。すなわちこの場合は、ロット切換処理部２５は、部品品切れ検出部２２が単位基板３ａ（７）（一の単位基板）への単位基板実装作業の開始時に部品品切れを検出した場合は、作業対象となる部品供給部４を当該時点で設定されている部品供給部４から他の部品供給部４に変更し、その後次の単位基板３ａへの単位基板実装作業へ移行することなく、単位基板３ａ（７）への単位基板実装作業を始めから実行する。

次に図９を参照して、動作モード２，すなわち部品品切れの検出とともに各部品供給部４における部品残数を常に監視することによって単位基板実装作業を管理する動作モード２の実際例について説明する。まず、多面取り基板３において、当該単位基板実装作業において実装対象となる単位基板３ａを特定するカウンタをリセットする（ＳＴ１１）。ここではまず最初に、カウンタ値Ｎを１にセットする。次いで、Ｎ番目（最初の場合は１番目）の単位基板３ａ（Ｎ）の実装点データ［３ａ（Ｎ）］を搭載動作処理部２０にロードする（ＳＴ１２）。

この後、ロット切換処理部２５により当該時点において作業対象となっている部品供給部４の部品残数が単位基板３ａについて設定されている閾値以上であるか否かを判断する（ＳＴ１３）。ここで、部品残数が閾値未満であれば、当該単位基板３ａについて部品不足により部品品切れが発生する可能性有りと判断して、ロット切換処理を実行する（ＳＴ１４）。すなわち、作業対象となる部品供給部４を、当該時点で設定されていて部品品切れの発生の可能性のある部品供給部４から他の部品供給部４に変更する処理を行い、（ＳＴ１３）に戻って、変更された部品供給部４について同様に部品残数比較処理を実行する。

そして（ＳＴ１３）にて部品残数が閾値以上であれば当該単位基板３ａについては部品品切れが生じないと判断して、当該単位基板３ａを対象として単位基板実装作業が開始される（ＳＴ１５）。これ以降に実行される（ＳＴ１５）〜（ＳＴ２５）は、図５に示す動作モード１における（ＳＴ３）〜（ＳＴ１３）と同様である。ただし、動作モード２においては、（ＳＴ２３）のロット切換処理の後、再度（ＳＴ１３）に戻って、変更後の部品供給部４について同様に部品残数比較処理を実行する。

この動作モード２の具体例について、図１０を参照して説明する。ここでは、同一ロットに属する電子部品Ｐ１が単位基板３ａ（１）から順次実装され、単位基板３ａ（５）への実装を完了した時点で、作業対象となっている部品供給部４の部品残数が閾値未満となった場合を示している。すなわちこの場合には、単位基板３ａ（６）を対象とする単位基板実装作業を開始する前に実行される部品残数比較処理（ＳＴ１３）において、部品残数が閾値未満であると判定され、その結果ロット切換処理（ＳＴ１４）が実行される。

これにより、作業対象となる部品供給部４が、当該時点で設定されていて部品品切れの発生の可能性のある部品供給部４から予め次の作業対象として供給順序が設定された他の部品供給部４に変更される。そしてこれ以降（ＳＴ１５）〜（ＳＴ２５）の各処理が実行
され、変更された部品供給部４から取り出された電子部品Ｐ２が単位基板３ａ（６）以下の単位基板３ａに順次実装される。すなわちこの場合には、ロット切換処理部２５は、部品残数が閾値未満（または閾値以下）であれば、作業対象となる部品供給部４を当該時点で設定されている部品供給部４から他の部品供給部４に変更する処理を行う。

ここで、（ＳＴ１６）にて部品品切れ発生を検出する処理を実行するのは、次の理由による。すなわち、動作モード２では、部品残数の管理を採用していることから、本来は部品品切れは発生しないはずである。しかしながら、部品残数のベースとなる各ロット毎の総部品数はオペレータによって入力されることから、総部品数の入力ミスに起因して誤った部品残数が部品残数記憶部３６に記憶される事態が排除できない。さらに、部品搭載動作を反復して実行する過程において、ピックアップミスや部品認識ＮＧなどが想定を超える高頻度で発生したような場合には、予め余裕値として見込んだマージンを超えて廃棄部品が発生する。

このような部品残数の誤差や想定を超える数の廃棄部品が発生すると、１つの単位基板実装作業を実行中に、作業対象となっている部品供給部４において本来あるはずの電子部品が部品品切れとなる事態が発生し、装置動作エラーとなって部品搭載動作が中断する。このような事態の発生を防ぐため、動作モード２においても動作モード１と同様に、部品品切れ検出部２２によって部品切れ発生を検出し、同様の処理を行うようにしている。

すなわち図１０に示すように、電子部品Ｐ２が単位基板３ａ（６）から順次実装され、単位基板３ａ（１１）に６個の電子部品Ｐ２を実装した時点で部品品切れが発生すると、図６に示す例と同様の実装点キャンセル処理を行う（ＳＴ２１）。そしてこれに引き続いてロット切換処理（ＳＴ２２）が実行される。これにより、作業対象となる部品供給部４を、当該時点で設定されていて部品品切れが発生した部品供給部４から、予め次の作業対象として供給順序が設定された他の部品供給部４に変更する処理を行い、次の単位基板３ａ（１２）を対象として（ＳＴ１２）に戻り、同様の動作処理が反復実行される。これにより、単位基板３ａ（１２）以降の各単位基板３ａには、変更された部品供給部４から連続的に取り出された同一ロットに属する電子部品Ｐ３が順次実装される。

すなわちこの場合には、ロット切換処理部２５は、部品残数が閾値未満（または閾値以下）であれば、作業対象となる部品供給部４を当該時点で設定されている部品供給部４から他の部品供給部４に変更する処理を行い、さらに部品品切れ検出部２２が単位基板３ａ（１１）（一の単位基板）への単位基板実装作業の途中で部品品切れを検出した場合は、単位基板３ａ（１１）を対象とする単位基板実装作業を中止して単位基板３ａ（１２）（次の単位基板）を対象とする単位基板実装作業へ移行するとともに、作業対象となる部品供給部４を当該時点で設定されている部品供給部４から他の部品供給部４に変更する処理を行う。

なお上述実施例においては、電子部品実装装置１に複数の部品供給部４を備えており、１つの部品供給部４が部品品切れとなる度に作業対象となる部品供給部４を変更する例を示しているが、本発明は必ずしも複数の部品供給部４を必須構成要件としたものではない。すなわち１つの部品供給部４のみを備えた電子部品実装装置の場合、または複数の部品供給部４を備えた電子部品実装装置において供給順序が最後の部品供給部４が部品品切れとなった場合など、作業対象を他の部品供給部４に変更することができない場合にあっても、本発明を適用することができる。この場合には、異なるロットの電子部品が同一の単位基板３ａに混載することを防止するためのロット切換処理に、作業者による手作業を介在させることが必要となる。

例えば、図５に示す動作モード１の場合には、（ＳＴ４）にて部品切れが発生し、且つ
その部品品切れ発生時において単位基板実装作業の対象となっている単位基板３ａに既に実装済み部品がある場合には、実行中の単位基板実装作業を中止し（ＳＴ７）、表示部１３によって部品切れである旨の報知を行う。そしてこの報知を承けて、作業者は供給リール４ａの交換などの電子部品の補給作業を実行し、作業完了の入力操作を操作・入力部１４によって行う。この入力によりロット切換処理部２５は、単位基板実装作業が中止された単位基板３ａの次の単位基板３ａを対象として、単位基板実装作業を開始する。

また（ＳＴ４）にて部品切れが発生したものの、その部品品切れ発生が単位基板実装作業の開始時であって、単位基板実装作業の対象となっている単位基板３ａには実装済み部品がない場合には、表示部１３によって部品切れである旨の報知を行う。そしてこの報知を承けて作業者は同様に電子部品の補給作業を実行し、作業完了の入力操作を操作・入力部１４によって行う。この入力により、ロット切換処理部２５は同一の単位基板３ａを対象として、単位基板実装作業を開始する。

すなわちこの場合においては、ロット切換処理部２５は、部品品切れ検出工程において一の単位基板３ａへの単位基板実装作業の途中で部品品切れを検出したならば、当該一の単位基板３ａへの単位基板実装作業を中止してその旨報知するとともに、作業者による部品供給部４への電子部品の補給作業が完了した旨の入力を受けた後に、次の単位基板３ａに対する単位基板実装作業へ移行する処理を行う（ロット切換処理工程）。

そしてロット切換処理部２５は、前記部品切れ検出工程において、部品品切れ検出部２２が一の単位基板３ａへの単位基板実装作業の開始時に部品品切れを検出したならば、前記ロット切換処理工程においてその旨報知するとともに、作業者による部品供給部４への電子部品の補給作業が完了した旨の入力を受けた後に、次の単位基板３ａへの単位基板実装作業へ移行することなく、同一の単位基板３ａを対象とする単位基板実装作業を開始する。

また図９に示す動作モード２において、部品残数記憶部３６に記憶された部品残数のみに基づいて部品実装作業を管理する場合には、ロット切換処理部２５は、単位基板実装作業開始（ＳＴ１５）の前に（ＳＴ１３）にて実行される部品残数比較部２４による判定結果により、部品残数が閾値未満であれば、当該単位基板３ａへの単位基板実装作業を中止してその旨報知するとともに、作業者による部品供給部４への電子部品の補給作業が完了した旨の入力を受けた後に、当該単位基板３ａを対象とする単位基板実装作業を開始する。

さらに動作モード２において、部品残数に加えて部品品切れ検出の有無を併用して部品実装作業を管理する場合には、ロット切換処理部２５は以下の処理を行う。すなわち、部品残数比較部２４による判定結果により、部品残数が閾値未満であれば、当該単位基板３ａへの単位基板実装作業を中止してその旨報知するとともに、作業者による電子部品の補給作業が完了した旨の入力を受けた後に、当該単位基板３ａを対象とする単位基板実装作業を開始する処理を行う。そしてさらに部品品切れ検出部２２が一の単位基板３ａへの単位基板実装作業の途中で部品品切れを検出した場合は、当該単位基板３ａへの単位基板実装作業を中止してその旨報知し、作業者による部品供給部４への電子部品の補給作業が完了した旨の入力を受けた後に、次の単位基板３ａを対象とする単位基板実装作業へ移行する処理を行う。

上述の場合において、ロット切換処理部２５は、部品品切れ検出部２２が一の単位基板３ａへの単位基板実装作業の開始時に部品品切れを検出した場合は、その旨報知するとともに、作業者による部品供給部４への電子部品の補給作業が完了した旨の入力を受けた後に、次の単位基板３ａを対象とする単位基板実装作業へ移行することなく、同一の単位基
板３ａを対象とする単位基板実装作業を始めから実行する。

上記説明したように、本実施の形態に示す動作モード１においては、多面取り基板３に同一種類の電子部品を実装する実装作業において、部品供給部４からの電子部品の取出しが所定回数連続して失敗したことを以て電子部品の品切れを検出し、一の単位基板３ａを対象とする単位基板実装作業の途中で部品品切れを検出したならば、当該一の単位基板３ａを対象とする単位基板実装作業を中止して次の単位基板３ａを対象とする単位基板実装作業に移行するとともに、作業対象となる部品供給部４を当該時点で設定されている部品供給部４から他の部品供給部４に変更するロット切換処理、または作業者による電子部品の補給作業が完了した旨の入力を受けた後に次の単位基板３ａに対する単位基板実装作業へ移行するロット切換処理を行うようにしている。

また本実施の形態に示す動作モード２においては、多面取り基板３に同一種類の電子部品を実装する実装作業において、部品供給部４における電子部品の残数を部品残数として記憶しておき、１つの単位基板３ａを対象とする単位基板実装作業を開始する前に、部品品切れが発生する可能性の有無を判定するために設定された閾値と部品残数とを比較して部品残数が閾値未満であるか否かを判定し、部品残数が閾値未満であれば作業対象となる部品供給部４を当該時点で設定されている部品供給部から他の部品供給部４に変更するロット切換処理を行うようにしている。これにより、ＬＥＤ素子などの同一種類の複数の電子部品を基板に実装する実装形態において、ロットが異なる部品の混載を防止することができる。

本発明の電子部品実装装置および電子部品実装方法は、同一種類の複数の電子部品を基板に実装する実装形態においてロットが異なる部品の混載を防止することができるという効果を有し、ＬＥＤ素子など同一品種であっても特性が異なる電子部品を実装する分野において有用である。

１ 電子部品実装装置
３ 多面取り基板
３ａ 単位基板
３ｍ 実装点
４ 部品供給部
４ｂ供給位置
７ 搭載ヘッド移動機構
８ 搭載ヘッド
８ａ 吸着ノズル
１１ 制御部
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 電子部品

Claims (4)

1. 同一種類の電子部品が実装される複数の実装点を有する単位基板を複数個結合した多面取り基板を実装作業対象とする電子部品実装装置であって、
   複数個の電子部品をロット単位で収納するとともに収納した電子部品を所定の供給位置へ搬送する機能を備えた複数の部品供給部と、前記多面取り基板を保持する基板保持部と、前記供給位置へ搬送された電子部品を吸着ノズルで取出して前記基板保持部に位置決めされた多面取り基板へ搭載する部品搭載機構と、前記部品供給部における電子部品の搬送動作と前記部品搭載機構による電子部品の搭載動作を制御することにより、作業対象に設定された部品供給部から供給される同一種類の電子部品を一の単位基板の全ての実装点に搭載する単位基板実装作業を前記多面取り基板内の複数の単位基板に対して連続して実行する機能を有する制御部を備え、
   前記制御部は、前記吸着ノズルによる電子部品の取出しが所定回数連続して失敗したことを以て電子部品の品切れを検出する部品品切れ検出部と、それぞれの部品供給部における電子部品の残数を部品残数として部品供給部ごとに記憶する部品残数記憶部と、単位基板における実装点の個数に余裕値を加えた値を閾値として記憶する閾値記憶部と、部品供給部における前記搬送動作の回数に応じて、当該部品供給部に対応して前記部品残数記憶部に記憶された前記部品残数を減算して更新する部品残数更新部と、前記単位基板実装作業を開始する前に、作業対象に設定された部品供給部の部品残数と前記閾値とを比較して部品の残数が閾値未満であるか否かを判定する部品残数比較部と、
   前記部品残数が閾値未満であれば、作業対象となる部品供給部を当該時点で設定されている部品供給部から他の部品供給部に変更する処理を行い、さらに前記部品品切れ検出部が一の単位基板への前記単位基板実装作業の途中で前記部品品切れを検出した場合は、当該一の単位基板を対象とする単位基板実装作業を中止して次の単位基板を対象とする単位基板実装作業へ移行するとともに、作業対象となる部品供給部を当該時点で設定されている部品供給部から他の部品供給部に変更する処理を行うロット切換処理部とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
2. 前記ロット切換処理部は、前記部品品切れ検出部が一の単位基板への前記単位基板実装作業の開始時に前記部品品切れを検出した場合は、作業対象となる部品供給部を当該時点で設定されている部品供給部から他の部品供給部に変更し、その後前記一の単位基板への単位基板実装作業を始めから実行することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
3. 同一種類の電子部品が実装される複数の実装点を有する単位基板を複数個結合した多面取り基板を実装作業対象とする電子部品実装装置であって、
   複数個の電子部品をロット単位で収納するとともに収納した電子部品を所定の供給位置へ搬送する機能を備えた部品供給部と、前記多面取り基板を保持する基板保持部と、前記供給位置へ搬送された電子部品を吸着ノズルで取出して前記基板保持部に位置決めされた多面取り基板へ搭載する部品搭載機構と、前記部品供給部における電子部品の搬送動作と前記部品搭載機構による電子部品の搭載動作を制御することにより、部品供給部から供給される同一種類の電子部品を一の単位基板の全ての実装点に搭載する単位基板実装作業を前記多面取り基板内の複数の単位基板に対して連続して実行する機能を有する制御部を備え、
   前記制御部は、前記吸着ノズルによる電子部品の取出しが所定回数連続して失敗したことを以て電子部品の品切れを検出する部品品切れ検出部と、前記部品供給部における電子部品の残数を部品残数として記憶する部品残数記憶部と、単位基板における実装点の個数に余裕値を加えた値を閾値として記憶する閾値記憶部と、前記部品供給部における前記搬送動作の回数に応じて前記部品残数記憶部に記憶された前記部品残数を減算して更新する部品残数更新部と、前記単位基板実装作業を開始する前に前記部品残数と前記閾値を比較して部品の残数が閾値未満であるか否かを判定する部品残数比較部と、
   前記部品残数が閾値未満であれば、当該単位基板への単位基板実装作業を中止してその旨報知するとともに、作業者による電子部品の補給作業が完了した旨の入力を受けた後に当該単位基板を対象とする単位基板実装作業を開始する処理を行い、さらに前記部品品切れ検出部が一の単位基板への前記単位基板実装作業の途中で前記部品品切れを検出した場合は、当該単位基板への単位基板実装作業を中止してその旨報知し、作業者による前記部品供給部への電子部品の補給作業が完了した旨の入力を受けた後に次の単位基板を対象とする単位基板実装作業へ移行する処理を行うロット切換処理部とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
4. 前記ロット切換処理部は、前記部品品切れ検出部が一の単位基板への前記単位基板実装作業の開始時に前記部品品切れを検出した場合は、作業者による前記部品供給部への電子部品の補給作業が完了した旨の入力を受けた後に、次の単位基板を対象とする単位基板実装作業へ移行することなく、前記一の単位基板への単位基板実装作業を始めから実行することを特徴とする請求項３記載の電子部品実装装置。

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