JP5321474B2 - 部品実装装置および部品実装方法 - Google Patents

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。

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）。

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。この構成においては、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生産効率の低下を極力抑えることができるという利点がある。

特開２００８−１８６９９２号公報

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台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台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、基板搬送における自由度が増し、搬送待機時間を削減することができる。

ところが、このように基板搬送レーンの数を増やすと、以下に述べるような実装ヘッド相互の機械的干渉の問題が生じる。すなわち、複数の基板搬送レーンを並列させる場合には、装置占有面積上の制約から個々の基板搬送レーン相互の間隔を極力狭く設定せざるを得ない。このため、隣接する２つの基板搬送レーンを同時に実装対象とするような場合には、２つの実装ヘッドが接近した状態で移動することとなり、動作エラーや制御ミスなどによって実装ヘッド相互が干渉して破損する装置トラブルにつながる虞れがある。

そこで本発明は、４基の基板搬送コンベアと２つの実装ヘッドを備えた構成において、実装ヘッド相互の機械的干渉を防止す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。

本発明の部品実装装置は、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第１コンベア列および第２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２列のコンベア列毎にそれぞれの側方に配設され前記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、前記第１コンベア列において装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された基板を対象として部品実装動作を実行しているときに前記第２コンベア列において部品実装動作を実行する場合には、装置中心線から離れた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基板を対象として部品実装動作を実行させ、前記第１コンベア列における前記装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された基板への部品実装動作が完了するタイミングまで待ってから、前記第１及び第２コンベア列に対応する前記２つの実装ヘッドの前記部品実装動作をそれぞれ次の部品実装対象に切換え、前記第１コンベア列において装置中心線から離れた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基板を対象として部品実装動作を実行しているときに前記第２コンベア列において部品実装動作を実行する場合には、装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された基板を対象として前記部品実装動作を実行させ、前記第２コンベア列における前記装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された基板への部品実装動作が完了するタイミングまで待ってから、前記第１及び第２コンベア列に対応する前記２つの実装ヘッドの前記部品実装動作をそれぞれ次の部品実装対象に切換え、他基板搬送コンベアに基板が搬入されていない状態で前記第１コンベア列の前記装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアに基板を搬入して前記実装ヘッドに前記基板への部品実装動作を開始させ、前記第１コンベア列の前記装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアに搬入された基板に部品実装動作を実行するのと並行して前記第２コンベア列の前記装置中心線から離れた外側の基板搬送コンベアに基板を搬入して前記実装ヘッドに前記基板への部品実装動作を実行させる。

本発明の部品実装方法は、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第１コンベア列および第２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２列のコンベア列毎にそれぞれの側方に配設され前記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た部品実装装置によって前記基板に部品を実装する部品実装方法であって、前記第１コンベア列において装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された基板を対象として部品実装動作を実行しているときに前記第２コンベア列において部品実装動作を実行する場合には、装置中心線から離れた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基板を対象とし、前記第１コンベア列における前記装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された基板への部品実装動作が完了するタイミングまで待ってから、前記第１及び第２コンベア列に対応する前記２つの実装ヘッドの前記部品実装動作をそれぞれ次の部品実装対象に切換え、前記第１コンベア列において装置中心線から離れた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基板を対象として部品実装動作を実行しているときに前記第２コンベア列において部品実装動作を実行する場合には、装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された基板を対象として前記部品実装動作を実行し、前記第２コンベア列における前記装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された基板への部品実装動作が完了するタイミングまで待ってから、前記第１及び第２コンベア列に対応する前記２つの実装ヘッドの前記部品実装動作をそれぞれ次の部品実装対象に切換え、他基板搬送コンベアに基板が搬入されていない状態で前記第１コンベア列の前記装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアに基板を搬入して前記実装ヘッドに前記基板への部品実装動作を開始させ、前記第１コンベア列の前記装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアに搬入された基板に部品実装動作を実行するのと並行して前記第２コンベア列の前記装置中心線から離れた外側の基板搬送コンベアに基板を搬入して前記実装ヘッドに前記基板への部品実装動作を実行させる。

本発明によれば、それぞれ２基の基板搬送コンベアを並列して成る第１コンベア列、第２コンベア列を有する構成の部品実装装置による部品実装に際し、第１コンベア列において装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された基板を対象として部品実装動作を実行しているときに第２コンベア列において部品実装動作を実行する場合には、装置中心線から離れた外側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された基板を対象とし、第１コンベア列において装置中心線から離れた外側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された基板を対象として部品実装動作を実行しているときに第２コンベア列において部品実装動作を実行する場合には、装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの基板保持部に保持された基板を対象とするように動作モードを設定することにより、実装ヘッド相互の機械的干渉を防止することができる。

本発明の一実施の形態の部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の基板搬送機構の構成を示す平面図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における実装ヘッドの構造および機能の説明図 本発明の一実施の形態の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部品実装方法における安全優先動作モードの動作説明図 本発明の一実施の形態の部品実装方法における安全優先動作モードの動作実行タイミングを示すタイムチャート

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、安全優先動作モード２１ａなどの各種の動作モードが記憶されている。

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、第１搬送レーンＬ１〜第４搬送レーンＬ４に基板７を搬入して、第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂによって同時並行的に実装作業を反復実行する過程において、２つの実装ヘッドが隣接する２つの搬送レーン内に同時に進入することによる実装ヘッド相互の機械的干渉の可能性を排除して、機械の破損などの不測の事態を防止する安全優先の動作モードの例を示している。

データ記憶部２２は、基板情報２２ａ、部品実装情報２２ｂ、安全動作条件２２ｃ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における認識マーク７ａ、７ｂなどの認識マーク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。安全動作条件２２ｃは、安全優先動作モード２１ａを選択して部品実装作業を行う際に、第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂの動作に適用される排他条件などを規定するタイミング設定データである。

次に、図５、図６を参照して、安全優先動作モード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。これらの作業動作においては、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、各搬送レーンの基板保持部９に保持された基板７へ部品を移送搭載する部品実装動作を実行させるに際し、第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂが隣接する２つの搬送レーン内に同時に進入する状態が発生しないように、実装動作順序を設定している。

図５は、装置中心線ＣＬを挟んで配置された第１コンベア列６Ａ、第２コンベア列６Ｂによって形成される第１搬送レーンＬ１〜第４搬送レーンＬ４に、順次搬入される同一種類の基板７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ・・・を対象として、第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂによって部品実装作業を実行する場合の実装動作実行順序を示している。まず図５（ａ）は、他搬送レーンにまだ基板搬入が行われていない状態で、最初に基板７Ａが第３搬送レーンＬ３に搬入され基板保持部９によって位置決め保持された状態を示している。この状態では、第３搬送レーンＬ３に隣接する第２搬送レーンＬ２には基板７が存在しないことから、直ちに第２実装ヘッド１５Ｂによって第２部品供給部１０Ｂから部品を取り出して基板７Ａに搭載する部品実装動作（矢印ｆ）が開始される。

この部品実装動作と並行して、次基板の搬入が行われる。ここでは、第１搬送レーンＬ１に基板７Ｂが搬入された例を示しているが、本実施の形態においては、第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂの干渉防止を目的として安全優先動作モードを設定していることから、基板搬入順序については制約条件を設けていない。したがって、同一搬送レーンにおける既搬入基板との干渉が生じない限り、搬入順序は任意に設定してよい。

図５（ｂ）は、第３搬送レーンＬ３における基板７Ａへの第２実装ヘッド１５Ｂによる部品実装動作と並行して、第１搬送レーンＬ１において第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基板７Ｂに搭載する部品実装動作（矢印ｈ）を実行している状態を示している。この状態において、第１搬送レーンＬ１、第３搬送レーンＬ３は隣接する位置関係にないことから、第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂの干渉が生じることがない。またこれらの部品実装動作と並行して他の搬送レーンへの次基板の搬入が行われ、第４搬送レーンＬ４に基板７Ｃが、第２搬送レーンＬ２に基板７Ｄがそれぞれ搬入される（矢印ｉ，ｊ）。

図６は、各搬送レーンにおける部品実装作業の開始・終了のタイミングを示している。ここでは各基板は全て同一品種であり、部品実装作業量はいずれの基板についても同一である場合の例を示している。前述のように、対応する部品供給部との位置関係により、部品供給部からの距離が短い外側の第１搬送レーンＬ１，第４搬送レーンＬ４に存在する基板７を対象とする場合の方が、部品供給部からの距離が長い内側の第２搬送レーンＬ２、第３搬送レーンＬ３に存在する基板７を対象とする場合よりもより高い実装作業効率を実現することができる。

したがって、同一品種の基板を対象とする場合にあっても、搬入された搬送レーンによって実装所要時間は異なるものとなる。すなわち、図５（ａ）において第３搬送レーンＬ３に搬入された基板７Ａについての実装所要時間は、第１搬送レーンＬ１に搬入された基板７Ｂの実装所要時間よりも長い。このため、図６に示すように、タイミングｔ０に開始された基板７Ａについての部品実装作業が完了するタイミングｔ１より前に、第１搬送レーンＬ１における基板７Ｂについての部品実装作業が終了するが、ここではタイミングｔ１が経過するまでは、第１搬送レーンＬ１における部品実装動作は実行されない。

次にタイミングｔ１を待って、第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂの実装対象が切り換えられる。すなわち、図５（ｃ）に示すように、第２実装ヘッド１５Ｂは第４搬送レーンＬ４に搬入された基板７Ｃを対象として、また第１実装ヘッド１５Ａは第２搬送レーンＬ２に搬入された基板７Ｄを対象として、それぞれ部品実装動作（矢印ｍ、ｎ）を実行する。また、第３搬送レーンＬ３、第１搬送レーンＬ１においては、基板入れ換え作業が行われる。すなわち部品実装作業が完了した基板７Ａ、７Ｂを下流側へ搬送し、新たに基板７Ｅ、７Ｆが第３搬送レーンＬ３、第１搬送レーンＬ１に搬入されてそれぞれ基板保持部９に位置決め保持される。

この後、図５（ｄ）に示すように、第２実装ヘッド１５Ｂによる基板７Ｃを対象とする部品実装動作（矢印ｍ）および第１実装ヘッド１５Ａによる基板７Ｄを対象とする部品実装動作（矢印ｎ）が継続して実行される。そして基板７Ｄについての部品実装作業が完了するタイミングｔ２（図６参照）において、第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂの実装対象が再度切り換えられる。すなわち、第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂは、第１搬送レーンＬ１、第３搬送レーンＬ３にそれぞれ搬入された基板７Ｆ，７Ｅを対象として部品実装動作を実行する。次いで図６に示すタイミングｔ３にて、同様の実装対象の切り換えが後続基板を対象として行われる。そしてこれ以降、図６に示す第１動作パターンＰ１（図５（ｂ）に対応），第２動作パターンＰ２（図５（ｄ）に対応）が交互に反復して実行される。

上記説明したように、本実施の形態に示す部品実装装置および部品実装方法においては、制御処理部２０が、安全優先動作モード２１ａに基づいて第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、以下に示すような動作形態で部品実装動作が実行される。まず、第１コンベア列６Ａにおいて、装置中心線ＣＬに近接した内側の第２搬送レーンＬ２を構成する第２基板搬送コンベア５Ｂの基板保持部９に保持された基板７を対象として部品実装動作を実行しているときに、第２コンベア列６Ｂにおいて部品実装動作を実行する場合には、装置中心線ＣＬから離れた外側の第４搬送レーンＬ４を構成する第４基板搬送コンベア５Ｄの基板保持部９に保持された基板を対象として部品実装動作を実行する。

そして第１コンベア列６Ａにおいて装置中心線ＣＬから離れた外側の第１搬送レーンＬ１を構成する第１基板搬送コンベア５Ａの基板保持部９に保持された基板７を対象として部品実装動作を実行しているときに、第２コンベア列６Ｂにおいて部品実装動作を実行する場合には、装置中心線ＣＬに近接した内側の第３搬送レーンＬ３を構成する第３基板搬送コンベア５Ｃの基板保持部９に保持された基板７を対象として部品実装動作を実行する。

これにより、第１搬送レーンＬ１〜第４搬送レーンと第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂとを備えた構成において、第１実装ヘッド１５Ａ、第２実装ヘッド１５Ｂとが同一タイミングにおいて相隣接した搬送レーンで移動する事態が発生しない。したがって、実装ヘッド相互の機械的干渉を確実に防止して、機械の動作トラブルや破損などの不測の事態を排除することができる。

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つの実装ヘッドを備えた構成において、実装ヘッド相互の機械的干渉を防止す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。

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、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

Claims (2)

1. 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第１コンベア列および第２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２列のコンベア列毎にそれぞれの側方に配設され前記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、前記第１コンベア列において装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された基板を対象として部品実装動作を実行しているときに前記第２コンベア列において部品実装動作を実行する場合には、装置中心線から離れた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基板を対象として部品実装動作を実行させ、
   前記第１コンベア列における前記装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された基板への部品実装動作が完了するタイミングまで待ってから、前記第１及び第２コンベア列に対応する前記２つの実装ヘッドの前記部品実装動作をそれぞれ次の部品実装対象に切換え、
   前記第１コンベア列において装置中心線から離れた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基板を対象として部品実装動作を実行しているときに前記第２コンベア列において部品実装動作を実行する場合には、装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された基板を対象として前記部品実装動作を実行させ、
   前記第２コンベア列における前記装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された基板への部品実装動作が完了するタイミングまで待ってから、前記第１及び第２コンベア列に対応する前記２つの実装ヘッドの前記部品実装動作をそれぞれ次の部品実装対象に切換え、
   他基板搬送コンベアに基板が搬入されていない状態で前記第１コンベア列の前記装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアに基板を搬入して前記実装ヘッドに前記基板への部品実装動作を開始させ、
   前記第１コンベア列の前記装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアに搬入された基板に部品実装動作を実行するのと並行して前記第２コンベア列の前記装置中心線から離れた外側の基板搬送コンベアに基板を搬入して前記実装ヘッドに前記基板への部品実装動作を実行させることを特徴とする部品実装装置。
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第１コンベア列および第２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２列のコンベア列毎にそれぞれの側方に配設され前記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た部品実装装置によって前記基板に部品を実装する部品実装方法であって、
   前記第１コンベア列において装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された基板を対象として部品実装動作を実行しているときに前記第２コンベア列において部品実装動作を実行する場合には、装置中心線から離れた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基板を対象とし、
   前記第１コンベア列における前記装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された基板への部品実装動作が完了するタイミングまで待ってから、前記第１及び第２コンベア列に対応する前記２つの実装ヘッドの前記部品実装動作をそれぞれ次の部品実装対象に切換え、
   前記第１コンベア列において装置中心線から離れた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基板を対象として部品実装動作を実行しているときに前記第２コンベア列において部品実装動作を実行する場合には、装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された基板を対象として前記部品実装動作を実行し、
   前記第２コンベア列における前記装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアの前記基板保持部に保持された基板への部品実装動作が完了するタイミングまで待ってから、前記第１及び第２コンベア列に対応する前記２つの実装ヘッドの前記部品実装動作をそれぞれ次の部品実装対象に切換え、
   他基板搬送コンベアに基板が搬入されていない状態で前記第１コンベア列の前記装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアに基板を搬入して前記実装ヘッドに前記基板への部品実装動作を開始させ、
   前記第１コンベア列の前記装置中心線に近接した内側の基板搬送コンベアに搬入された基板に部品実装動作を実行するのと並行して前記第２コンベア列の前記装置中心線から離れた外側の基板搬送コンベアに基板を搬入して前記実装ヘッドに前記基板への部品実装動作を実行させることを特徴とする部品実装方法。

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