JP5260444B2 - 基板組立実装ラインの管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品をその上に装着してプリント基板を組み立てる基板組立実装ラインの管理方法に関する。具体的には、部品供給装置より電子部品を吸着ノズルにより取り出して、プリント基板上にこの電子部品を装着するようにした電子部品装着装置などを備えた基板組立実装ラインの管理方法に関する。

この種の電子部品装着装置は、例えば特許文献１などに開示されているが、基板組立実装ラインを構成する電子部品装着装置などの作業装置毎に、それぞれ装着運転を開始させていた。

特開２００５−１５９２０９公報

しかし、基板組立実装ライン中に複数台の電子部品装着装置がある場合に、電子部品装着装置毎にそれぞれ装着運転を開始させていたのでは、作業管理者は前記装着運転を開始させるために各電子部品装着装置を回る必要があり、作業管理者にとって甚だ面倒であった。

そこで本発明は、基板組立実装ライン中に複数台の作業装置があっても、どの作業装置においても他の作業装置の装着運転を開始できるようにして、作業管理者の作業の軽減を図ることを目的とする。

このため第１の発明は、複数の作業装置から構成され電子部品をその上に装着してプリント基板を組み立てる基板組立実装ラインの管理方法において、
前記作業装置に設けられた表示装置の画面から前記基板組立実装ライン全体の操作を行う操作画面を選択し、この操作画面内のスイッチを操作することにより前記基板組立実装ラインを構成するいずれかの前記作業装置から他の前記作業装置に作業を開始させるための開始コマンドを送信し、
この開始コマンドを受信した前記作業装置は作業を開始することができない場合には開始コマンドを送信した前記作業装置に開始できない旨を返信する
ことを特徴とする。

第２の発明は、複数の作業装置から構成され電子部品をその上に装着してプリント基板を組み立てる基板組立実装ラインの管理方法において、
前記作業装置に設けられた表示装置の画面から前記基板組立実装ライン全体の操作を行う操作画面を選択し、この操作画面内のスイッチを操作することにより前記基板組立実装ラインを構成するいずれかの前記作業装置から他の前記作業装置に作業を開始させるための開始コマンドを送信し、
この開始コマンドを受信した前記作業装置は作業を開始することができない場合には開始コマンドを送信した前記作業装置に開始できない旨を返信し、
この返信を受信した前記作業装置は表示装置に作業を開始することができない旨を表示する
ことを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明の基板組立実装ラインの管理方法において、返信を受信した前記作業装置は表示装置に作業を開始することができない前記作業装置を表示すると共に、当該作業装置が作業を開始することができない旨を表示する
ことを特徴とする。

本発明は、基板組立実装ライン中に複数台の作業装置があっても、どの作業装置においても他の作業装置の装着運転を開始できるようにして、作業管理者の作業の軽減を図ることができる。

基板組立実装ラインの概略図である。 ライン登録装置リストデータを示す図である。 発信側の電子部品装着装置に係るフローチャートを示す図である。 受信側の電子部品装着装置に係るフローチャートを示す図である。 応答フォーマットを示す図である。 ラインスタート異常画面を示す図である。 ローカルの選択時の画面を示す図である。 ライン選択時の画面を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１のプリント基板の生産ラインの管理システムにおいて、この生産ラインは工場における基板を組み立てる基板組立実装ラインで、この基板組立実装ラインを構成する作業装置は、プリント基板上にペーストハンダを塗布するスクリーン印刷装置、プリント基板上に接着剤を塗布する接着剤塗布装置、部品供給ユニットから装着ヘッドに備えられた吸着ノズルにより取出されて保持された電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置などから構成されるが、説明の便宜上、基板組立実装ラインにおける装着運転開始の制御が管理可能な装置群を構成する作業装置として電子部品装着装置１を４台のみ図示して、以下説明する。しかし、この電子部品装着装置１のみに限らず、他のスクリーン印刷装置、接着剤塗布装置にも適用でき、基板組立実装ラインを構成する全ての作業装置にも適用できる。

部品供給ユニットは取付台であるカート台のフィーダベース上に着脱可能に多数並設され、カート台は装置本体に着脱可能に配設される。各部品供給ユニットは、部品供給側の先端部が装着ヘッドのピックアップ領域に臨むように配設されており、各部品供給ユニットは前記カート台に回転自在に載置した供給リールに巻回した状態で順次繰り出された収納テープに所定間隔で開設した送り孔にその歯が嵌合した送りスプロケットを所定角度回転させて収納テープを電子部品の部品吸着取出位置まで送りモータにより間欠送りするテープ送り機構と、剥離モータの駆動により部品吸着取出位置の手前でキャリアテープからカバーテープを引き剥がすためのカバーテープ剥離機構とを備え、カバーテープ剥離機構によりカバーテープを剥離してキャリアテープに所定間隔毎に形成された収納部に装填された電子部品を順次部品吸着取出位置へ供給して先端部から保持手段としての吸着ノズルにより取出し可能である。

そして、各電子部品装着装置１には、プリント基板Ｐ上に電子部品を装着する部品装着動作に係る動作等を統括制御する制御用マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略す。）２と、このマイコン２にはＬＡＮ回線６を介してモニタなどの表示装置３及び、例えば前記モニタに表示されたタッチパネルスイッチから構成された入力装置４が接続されている。また、前記各マイコン２には通信インターフェース５がそれぞれ接続されており、このマイコン２同士は通信インターフェース５及びＬＡＮ回線６を介して送受信が可能である。

前記マイコン２は制御手段としてのＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）、プログラムを格納するＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）、記憶手段としてのＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）を備え、ＣＰＵが前記ＲＡＭに記憶されたデータに基づき、前記ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、部品装着に係る動作の制御を行う。

前記ＲＡＭには、装着順序毎にプリント基板Ｐへの電子部品の装着座標を示す装着データや、電子部品の特徴である部品ライブラリデータや、ライン登録装置リストデータ等が格納されている。ライン登録装置リストデータは、図２に示すように、電子部品装着装置１の装置番号、装置ホスト名（ＩＰアドレス）、装置タイプ（機種）から構成される。

また、前記ＲＡＭには、基板組立実装ラインにおける装着運転開始の制御を管理可能な装置群の構成が、それらの基板組立実装ラインにおける配列順に格納されている。

以上の構成により、電子部品の装着動作について、簡単に説明する。先ず、図３のフローチャートにおいて、作業管理者は基板組立実装ラインにおける前記管理可能な装置群のうちの各装置の装着運転を開始させるために、４台のうちのいずれかの、例えば作業管理者自身の近くの、基板組立実装ラインの左（上流側）から３台目の電子部品装着装置１の入力装置４のラインスタートスイッチ部４Ｃを押圧操作すると（ステップＳ１）、この電子部品装着装置１のマイコン２は自己のＲＡＭに格納されたライン登録装置リストデータを読込む（ステップＳ２）。

即ち、左から３台目の電子部品装着装置１の表示装置３に表示された画面において生産運転開始スイッチ部４Ｓの押圧操作により「生産運転」が選択されていて、ローカルスイッチ部４Ａが押圧されて「ローカル」が選択されている状態からラインスイッチ部４Ｂが押圧操作されると、画面は図７から図８に変わり、この状態でラインスタートスイッチ部４Ｃを押圧操作すると（ステップＳ１）、この電子部品装着装置１のマイコン２は自己のＲＡＭに格納されたライン登録装置リストデータを読込む（ステップＳ２）。

なお、ローカルスイッチ部４Ａは電子部品装着装置１に単独で所定作業を行わせることを選択するためのもので、ラインスイッチ部４Ｂは基板組立実装ラインにおける管理可能な装置群の全てに所定作業を行わせることを選択するためのものである。

そして、左から３台目の電子部品装着装置１のマイコン２は、ｎ＝１として（ステップＳ３）、ｎ台目の電子部品装着装置１にスタートコマンドを送信する（ステップＳ４）。即ち、左から３台目の電子部品装着装置１のマイコン２から１台目、即ち最左の電子部品装着装置１（そのマイコン２）にスタートコマンドが送信される。

そして、このスタートコマンドが送信された後に、左から３台目の電子部品装着装置１のマイコン２は通信不可か否かを判定する（ステップＳ５）。この場合、最左の電子部品装着装置１が電源がオフ（ＯＦＦ）していたり、左から３台目の電子部品装着装置１のマイコン２と最左の電子部品装着装置１のマイコン２との間の通信経路にトラブルがあると、通信不可と判定し、図６のラインスタート異常画面に示すように、自己の表示装置３に通信不可の異常である旨を表示させる（ステップＳ６）。なお、図６は左から２台目の電子部品装着装置１が通信不可の異常である旨を表示している例を示している。

ステップＳ５において左から３台目の電子部品装着装置１のマイコン２により通信不可でないと判定されたり、ステップＳ６において通信不可の場合に表示装置３に通信不可の異常である旨を表示させると、前述のｎ＝１に「１」を加え（ステップＳ７）、この１＋１の「２」が登録台数である「４」より大きいか否かが判定され（ステップＳ８）、この登録台数「４」より大きくないと判定されると、左から３台目の電子部品装着装置１のマイコン２はこの左から２台目の電子部品装着装置１にスタートコマンドを送信する（ステップＳ４）。

そして、このスタートコマンドが送信された後に、マイコン２は通信不可か否かを判定する（ステップＳ５）。この場合、左から２台目の電子部品装着装置１が電源がオフ（ＯＦＦ）していたり、左から３台目の電子部品装着装置１のマイコン２と左から２台目の電子部品装着装置１のマイコン２との間の通信経路にトラブルがあると、通信不可と判定し、自己の表示装置３に通信不可の異常である旨を表示させる（ステップＳ６）。

ステップＳ５において左から３台目の電子部品装着装置１のマイコン２により通信不可でないと判定されたり、ステップＳ６において通信不可の場合に表示装置３に通信不可の異常である旨を表示させると、前述のｎ＝２に「１」を加え（ステップＳ７）、この２＋１の「３」が登録台数である「４」より大きいか否かが判定され（ステップＳ８）、この登録台数「４」より大きくないと判定されると、この左から３台目の電子部品装着装置１は自身にスタートコマンドを送信する（ステップＳ４）。

この場合、この左から３台目の電子部品装着装置１は自身内部でそのマイコン２により通信不可でないと判定されたり（ステップＳ５）、ステップＳ６において通信不可の場合に表示装置３に通信不可の異常である旨を表示させると、前述のｎ＝３に「１」を加え（ステップＳ７）、この３＋１の「４」が登録台数である「４」より大きいか否かが判定され（ステップＳ８）、この登録台数「４」より大きくないと判定されると、この左から３台目の電子部品装着装置１のマイコン２はこの左から４台目の電子部品装着装置１にスタートコマンドを送信する（ステップＳ４）。

そして、ステップＳ５において左から４台目の電子部品装着装置１のマイコン２により通信不可でないと判定されたり、ステップＳ６において通信不可の場合に表示装置３に通信不可の異常である旨を表示させると、前述のｎ＝４に「１」を加え（ステップＳ７）、この４＋１の「５」が登録台数である「４」より大きいか否かが判定され（ステップＳ８）、この登録台数「４」より大きくないと判定されると、この図５の左から３台目の発信側の電子部品装着装置１のフローチャートは終了する。

次に、これに対して、図４の受信側の電子部品装着装置１のフローチャートについて説明すると、初めに前述したように、左から３台目の電子部品装着装置１のマイコン２からそれ以外の電子部品装着装置１がスタートコマンドを受信すると（ステップＳ１１）、受信した電子部品装着装置１のマイコン２は装着運転が開始できるか（スタート可）をチェックする（ステップＳ１２）。

即ち、受信した電子部品装着装置１のマイコン２は、例えば部品供給ユニットのフィーダベースへの配置が配置データと異なっているとか、装着ヘッドに備える吸着ノズルの配置がその配置データと異なっているとか、装着データが間違っているとか等の場合には、装着運転が開始できないと判定する。

このチェックにより、受信した電子部品装着装置１のマイコン２は自身が装着運転の開始ができるか否かを判定し（ステップＳ１３）、開始できないと判定した場合には前記スタートコマンドを発信した左から３台目の電子部品装着装置１に装着運転を開始できないというスタート不可の応答内容を返信する（ステップＳ１４）。このスタート不可の応答内容は、図５に示すように、電子部品装着装置１の装置番号と状態であり、※１は装着運転を開始できないというスタート不可の意であり、※２は既に停止している場合の停止中の意である。

なお、この前記スタートコマンドを受信した電子部品装着装置１がスタートコマンドを発信した左から３台目の電子部品装着装置１に装着運転を開始できないというスタート不可の応答内容を返信すると、図６のラインスタート異常画面に示すように、この３台目の電子部品装着装置１は自己の表示装置３にスタート不可の応答内容を返信した電子部品装着装置（例えば、左から４台目）が装着運転を開始できないというスタート不可の旨を表示する。

そして、前記チェックにより、受信した電子部品装着装置１のマイコン２が開始できると判定した場合には（ステップＳ１３）、タワー灯を点灯させると共にブザーを３秒間ＯＮ（オン）して鳴動させる。これにより、作業管理者にこの受信した電子部品装着装置１が装着運転を開始するということを報知して、作業管理者はその旨を確認することができる（ステップＳ１５）。

そして、この報知をして、受信した電子部品装着装置１は装着運転を開始させるかプリント基板を待機する。この装着運転の開始は、電子部品を部品供給ユニットから取出したり、プリント基板上に電子部品を装着すること等の装着動作の開始であり、プリント基板の待機とはプリント基板が位置決め部に到達したならばいつでも前記装着動作を開始できる状態をいう。

以上のように、本発明によれば、基板組立実装ライン中に複数台の作業装置である電子部品装着装置１があっても、どの作業装置においても他の作業装置の装着運転を開始できるようにして、作業管理者の作業の軽減を図ることができる。

なお、図６のラインスタート異常の画面は、左から３台目の電子部品装着装置１の表示装置３に表示されるものであるが、この３台目の電子部品装着装置１の表示装置３に限らず、この基板組立実装ライン中の全ての電子部品装着装置１等や、特定の電子部品装着装置１などに配信してそれらの表示装置にも表示させるようにしてもよい。

そして、以上のように順次、基板組立実装ラインを構成する電子部品装着装置１において、プリント基板への電子部品の装着運転が開始すると、初めにプリント基板が上流側装置（図示せず）より受継がれて搬送装置の基板供給部上に存在すると、この基板供給部上のプリント基板を基板位置決め部へ移動させて位置決めして固定する。そして、プリント基板の位置決めがされると、電子部品装着装置１に設けられたビームがＹ方向リニアモータの駆動によりＹ方向に移動すると共にＸ方向リニアモータによりビームに設けられた装着ヘッドがＸ方向に移動し、対応する部品供給ユニットの部品取出し位置上方まで移動して上下軸モータの駆動により装着ヘッドに設けられた吸着ノズルを下降させて部品供給ユニットから電子部品を取出す。

そして、取出した後は装着ヘッドの吸着ノズルを上昇させて、ビームの装着ヘッドを部品認識カメラ上方を通過させ、この移動中に複数の吸着ノズルに吸着保持された複数の電子部品を一括して撮像して、この撮像された画像を認識処理装置が認識処理して吸着ノズルに対する位置ズレを把握する。

また、各装着ヘッドには基板認識カメラが設けられ、プリント基板上方位置まで移動した基板認識カメラが位置決めされているプリント基板に付された位置決めマークを撮像し、この撮像された画像を認識処理装置が認識処理してプリント基板の位置を把握する。

そして、装着データの装着座標にプリント基板の位置決めマークの認識処理結果及び各部品認識処理結果を加味して、吸着ノズルが位置ずれを補正しつつ、それぞれ電子部品をプリント基板上に装着する。このようにして、プリント基板上に全ての電子部品の装着をしたら、このプリント基板を基板位置決め部から基板排出部を介して下流装置に受け渡すように、このプリント基板上への電子部品の装着動作は終了する。

以上本発明の実施形態について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

１ 電子部品装着装置
２ マイクロコンピュータ
３ 表示装置
４ 入力装置

Claims (3)

1. 複数の作業装置から構成され電子部品をその上に装着してプリント基板を組み立てる基板組立実装ラインの管理方法において、
   前記作業装置に設けられた表示装置の画面から前記基板組立実装ライン全体の操作を行う操作画面を選択し、この操作画面内のスイッチを操作することにより前記基板組立実装ラインを構成するいずれかの前記作業装置から他の前記作業装置に作業を開始させるための開始コマンドを送信し、
   この開始コマンドを受信した前記作業装置は作業を開始することができない場合には開始コマンドを送信した前記作業装置に開始できない旨を返信する
   ことを特徴とする基板組立実装ラインの管理方法。
2. 複数の作業装置から構成され電子部品をその上に装着してプリント基板を組み立てる基板組立実装ラインの管理方法において、
   前記作業装置に設けられた表示装置の画面から前記基板組立実装ライン全体の操作を行う操作画面を選択し、この操作画面内のスイッチを操作することにより前記基板組立実装ラインを構成するいずれかの前記作業装置から他の前記作業装置に作業を開始させるための開始コマンドを送信し、
   この開始コマンドを受信した前記作業装置は作業を開始することができない場合には開始コマンドを送信した前記作業装置に開始できない旨を返信し、
   この返信を受信した前記作業装置は表示装置に作業を開始することができない旨を表示する
   ことを特徴とする基板組立実装ラインの管理方法。
3. 返信を受信した前記作業装置は表示装置に作業を開始することができない前記作業装置を表示すると共に、当該作業装置が作業を開始することができない旨を表示する
   ことを特徴とする請求項２に記載の基板組立実装ラインの管理方法。

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