以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における部品実装機100の概要を示す概要図である。
図1に示すように、実施の形態1における部品実装機100は、例えば、部品実装基板を生産するための生産ラインの一部を構成し、前工程から搬入される基板20に対し、複数の部品を実装して部品実装基板を生産する装置である。
図2は、本発明の実施の形態1における部品実装機100の主要な構成および動作の概要を示す平面図である。
部品実装機100は、その内部に基板20の搬送方向(X軸方向)と直交する部品実装機100の前後方向(Y軸方向)に第一設備120aおよび第二設備120bを備えている。
第一設備120aおよび第二設備120bは、お互いが協調し1枚の基板20に対して実装作業を行う。
第一設備120aは、部品供給部125a、第一ビーム122a、および第一ヘッド121aを備える。第二設備120bは、部品供給部125b、第二ビーム122b、および第二ヘッド121bを備える。
第一ビーム122aおよび第二ビーム122bのそれぞれは、X軸方向に延びた剛体で
あって、X軸方向と平行を保ったままでY軸方向に移動することができる。また、第一ヘッド121aは第一ビーム122aに沿ってX軸方向に移動可能であり、かつ、第二ヘッド121bは第二ビーム122bに沿ってX軸方向に移動可能である。つまり、第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bのそれぞれは、XY平面内で移動可能である。
なお、第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bのそれぞれは複数のノズルを有している。これら第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bが有するノズルの数は特定の数に限定されない。
また、第一設備120aおよび第二設備120bのそれぞれは、第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bの吸着エラーの有無等を確認するための部品認識カメラ126を備えている。
また、部品実装機100はさらに、基板20の搬送用の搬送コンベア129を備えている。搬送コンベア129が有する一対のレールの一方は、搬送される基板20のY軸方向の長さに応じてY軸方向に移動可能である。
搬送コンベア129によって、基板20は、部品が実装される際の載置場所である実装ステージ128に搬入される。その後、部品実装機100が基板20に実装すべき全ての部品の実装が終了すると、基板20は、搬送コンベア129によって、実装ステージ128から搬出される。
このような基本的な構成を備える部品実装機100において、第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bのそれぞれは、部品の吸着、移動、および装着という一連の動作を繰り返すことで、複数の部品を基板20に実装する。なおこの一連の動作の繰り返しにおける一回分の一連の動作を「ターン」という。
具体的には、図2に示されるように、第一ヘッド121aは、部品供給部125aから部品を吸着する。第一ヘッド121aはさらに、部品を吸着した状態で移動し、部品認識カメラ126の上方を通過する。このとき、吸着されている部品が部品認識カメラ126により認識される。その後、第一ヘッド121aは基板20の上方の所定の位置まで移動し、部品を吸着したノズルを下降させることで、当該部品の基板20への装着を行う。
第一ヘッド121aはこのような一連の動作(ターン)を繰り返すことで、基板20への部品実装を行う。
また、第二ヘッド121bも同様に、部品の吸着、移動、および装着からなるターンを繰り返すことで、基板20への部品実装を行う。
なお、本実施の形態において、第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bのそれぞれは、複数のノズルを用いて一回のターンで複数の部品を吸着し、吸着した複数の部品のそれぞれを基板20へ装着することができる。
また、部品実装機100では、このように対向して配置された第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bで1枚の基板20に対して部品実装を行うため、基板20における部品が実装されるエリア(部品実装エリア)は、干渉エリアとフリーエリアとに区分される。
具体的には、図2に示すように、基板20のY軸方向の中央付近に干渉エリアが設定され、干渉エリアを挟んで両側にフリーエリアが設定される。
また、上述のように、第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bの一方が干渉エリアに部品を実装している期間には、他方は干渉エリアに部品を実装することが禁止される。これにより、第一ヘッド121aと第二ヘッド121bとが干渉することが防止される。
具体的には、第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bのいずれか一方のみが干渉エリアに部品を実装する権利(以下、「占有権」という。)を有するように、機構制御部140(後述する図3参照)により第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bの動作が排他制御されている。
また、フリーエリアは、干渉エリア以外の部品実装エリアであり、第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bの一方が干渉エリアに部品を実装している期間であっても他方が部品を実装することが許可されるエリアである。
例えば、第一ヘッド121aが占有権を有している期間は、第二ヘッド121bは、干渉エリアへの部品実装は禁止されるが、フリーエリアへの部品実装は行うことができる。
図3は、本発明の実施の形態1における部品実装機100の主要な機能構成を示すブロック図である。
図3に示すように、部品実装機100は、機構部120、混合ターン生成部130、終了情報取得部132、記憶部135、および機構制御部140を備える。
機構部120は、図2を用いて説明した第一設備120aおよび第二設備120b等を有する。
記憶部135は、部品実装機100が実行すべき部品実装作業に必要な各種の実装情報および部品ライブラリ等を記憶する記憶装置である。
本実施の形態における記憶部135には、実装情報の一種として、複数のターンごとのターン情報が記憶されている。
なお、「ターン情報」とは、ある1つのターンにおける、吸着すべき部品(吸着部品)、吸着順序、吸着した部品の装着位置、装着順序など、当該ターンの内容を示す情報である。
ある部品実装作業に必要な、複数のターンそれぞれの内容を示すターン情報は、原則として、当該部品実装作業の開始前に、部品実装機100、または、部品実装機100の上位のコンピュータによって生成され、記憶部135に記憶される。記憶部135に記憶された複数のターン情報のそれぞれは、部品の装着エラー等の事後的に発生する事象に応じて適応的に変更することができる。
混合ターン生成部130は、混合ターンの内容を示す混合ターン情報を生成する処理部である。混合ターンとは、第一ヘッド121aまたは第二ヘッド121bが、フリーエリアに実装すべきフリーエリア部品と干渉エリアに実装すべき干渉エリア部品とを吸着する動作を含む1つのターンである。
混合ターン生成部130は、具体的には、記憶部135に記憶されている複数のターン情報から必要な情報を取得して混合ターン情報を生成する。
ここで、通常、1つのターンでは、フリーエリア部品または干渉エリア部品のいずれかの種類の部品のみが装着ヘッドに吸着され、これら部品が基板に装着される。つまり、当該装着ヘッドは、当該ターンにおいて、フリーエリアおよび干渉エリアの一方に対してのみ部品実装を行う。
しかし、混合ターンでは、上記のように、フリーエリア部品および干渉エリア部品の双方の種類の部品が装着ヘッドに吸着される。つまり、当該装着ヘッドは、当該混合ターンにおいて、フリーエリアおよび干渉エリアの双方に対して部品の装着を行うことができる。
例えば、第一ヘッド121aが、混合ターンを実行する場合、当該混合ターンの期間中に、第一ヘッド121aの動作は、フリーエリアへの部品の装着から干渉エリアへの部品の装着に切り替えられる。この切り替えは、終了情報取得部132によって取得される情報に基づくタイミングで行われる。
終了情報取得部132は、第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bそれぞれの、干渉エリアへの部品実装が終了する終了タイミングを示す終了情報を取得する処理部である。
終了情報取得部132は、例えば、記憶部135に記憶されている複数のターン情報から、ある基板に対する部品実装作業における、第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bそれぞれの、占有権の解放タイミング、つまり、干渉エリアへの部品実装の終了タイミング(当該基板の搬入完了からの時間、または絶対的な時刻など)を取得することができる。
また、終了情報取得部132は、例えば機構制御部140の処理を監視することで、第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bそれぞれが占有権を解放したか否か、つまり、干渉エリアへの部品実装が終了したか否かを確認することもできる。
機構制御部140は、機構部120の動作を制御する処理部である。機構制御部140は、例えば、記憶部135に記憶されているターン情報を読み出して、当該ターン情報に示される動作が実行されるように、機構部120の動作を制御する。
また、機構制御部140は、混合ターン実行部141を備え、混合ターン実行部141は切替部142を有する。
混合ターン実行部141は、第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bのそれぞれに、混合ターン情報に示される混合ターンを実行させる処理部である。
切替部142は、混合ターンにおける部品実装の対象エリアの切り替えを行う処理部である。具体的には、切替部142は、一方の装着ヘッドが混合ターンの実行を開始した後であって、他方のヘッドによる干渉エリアへの部品実装が終了した後に、当該一方の装着ヘッドに、干渉エリア部品の干渉エリアへの装着を開始させる。
切替部142は、例えば、終了情報取得部132により取得された終了情報に示される終了タイミングが経過した場合、上記切り替えを実行する。また、切替部142は、例えば、上記終了タイミングが経過し、かつ、終了情報取得部132により、相手ヘッドによる干渉エリアへの部品実装が実際に終了したことが確認された場合に、上記切り替えを実行する。
なお、混合ターン生成部130、終了情報取得部132、および機構制御部140による各種の情報処理は、例えば、CPU(Central Processing Unit)が、それぞれの処理のための制御プログラムを読み込んで実行することで実現される。
以上の基本構成を有する部品実装機100の動作を図4A〜図8を用いて説明する。
まず、部品実装機100の動作の概要を、図4Aおよび図4Bを用いて説明する。
なお、第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bのいずれも混合ターンを実行することができる。
しかし、本発明の特徴を明確に説明するために、以下の説明では、主として、第一ヘッド121aが混合ターンを実行する場合の部品実装機100動作について説明する。
図4Aは、本発明の実施の形態1における部品実装機100の動作の概要を示す第一のフロー図である。
部品実装機100の混合ターン生成部130は、第一ヘッド121aが混合ターンを実行するように、当該混合ターンの内容を示す混合ターン情報を生成する(S10)。
終了情報取得部132は、第二ヘッド121b(図4Aおよび他の図における相手ヘッド)による干渉エリアへの部品実装が終了する終了タイミングを示す終了情報を取得する(S11)。
混合ターン実行部141は、当該混合ターンの開始から終了までの期間に、上記の終了情報に示される終了タイミングが含まれるように、第一ヘッド121aに当該混合ターン情報に示される混合ターンを実行させる(S20)。
より具体的には、混合ターン実行部141は、第一ヘッド121aに、フリーエリア部品のフリーエリアへの装着を開始させる(S21)。
切替部142は、第一ヘッド121aによるフリーエリア部品のフリーエリアへの装着が開始された後であって、第二ヘッド121bによる干渉エリアへの部品実装が終了した後に、第一ヘッド121aに、干渉エリア部品の干渉エリアへの装着を開始させる(S22)。
なお、混合ターン情報の生成(S10)は、図4Aに示されるタイミングで実行されなくてもよく、例えば、終了情報の取得(S11)の後に実行されてもよい。
図4Bは、本発明の実施の形態1における部品実装機100の動作の概要を示す第二のフロー図である。
例えば、第一ヘッド121aがフリーエリアへの部品実装を行うターンの終了後であって第一ヘッド121aが次のターンを開始する前に、終了情報取得部132が、当該次のターンの期間中に、第二ヘッド121bが占有権を解放することを示す終了情報を取得する(S15)。
混合ターン生成部130は、例えば終了情報取得部132から、当該次のターンの期間中に第二ヘッド121bが占有権を解放する旨の通知を受け取った場合、当該次のターンとして混合ターンが実行されるように、混合ターン情報を生成する(S16)。
その後、図4Aに示す流れと同じく、第一ヘッド121aにより、当該混合ターン情報に示される混合ターンが実行される(S20)。
以上説明した、図4Aまたは図4Bに示す動作の流れにより、第一ヘッド121aは、第二ヘッド121bが占有権を解放し、干渉エリアへの部品の装着が可能になると、速やかに、干渉エリアへの部品の装着を開始することができる。
次に、図5および図6を用いて、本実施の形態における部品実装機100の詳細かつ具体的な動作例を説明する。
図5は、本発明の実施の形態1における部品実装機100の動作の具体例を示すフロー図である。
第一ヘッド121a(図5および他の図における自ヘッド)が、フリーエリアへの部品実装を行うターンを実行し、次のターンを実行する前に、終了情報取得部132は、当該次のターンにおける部品の吸着の前に、占有権の所属を確認する(S100)。
この確認の結果、第二ヘッド121bに占有権がない場合(S101でNo)、第一ヘッド121aは、干渉エリアへ部品実装を行うターンを実行する(S102)。
その後、第一ヘッド121aが、干渉エリアへ実装すべき全ての部品の実装を終えた場合(S180でYes)、第一ヘッド121aは、残りのフリーエリアターン(フリーエリアへの部品実装を行うターン)がある場合は、当該フリーエリアターンを実行する(S190)。また、第一ヘッド121aが、干渉エリアへ実装すべき全ての部品の実装を終えていない場合(S180でNo)、S100の処理に移行する。
また、上記の占有権の所属確認(S100)の結果、第二ヘッド121bに占有権がある場合(S101でYes)、終了情報取得部132は、第二ヘッド121bの残実装時間を取得する(S105)。
具体的には、終了情報取得部132は、第二ヘッド121bによる干渉エリアへの部品実装の終了タイミングを示す終了情報を取得する。つまり、終了情報取得部132は、第二ヘッド121bがその時点で保持している占有権を解放する予定のタイミングを終了タイミングとして取得する。
終了情報取得部132はさらに、第一ヘッド121aにより実行される当該次のターンの開始タイミングと、当該終了情報に示される終了タイミングとの差分を、残実装時間として算出する。
混合ターン生成部130は、当該次のターンに要する時間と、上記の残実装時間とを比較する(S106)。この比較の結果、残実装時間が、当該次のターンに要する時間以上である場合(S106でNo)、当該次のターンの期間中には、第二ヘッド121bが占有権を解放しないことを意味する。
そのため、第一ヘッド121aは、機構制御部140による制御に従い、当該次のターンとして、フリーエリアターンを実行する(S107)。
また、上記比較(S106)の結果、残実装時間が、当該次のターンに要する時間より短い場合(S106でYes)、当該次のターンの期間中に、第二ヘッド121bが占有権を解放することを意味する。
そこで、混合ターン生成部130は、第一ヘッド121aが、当該次のターンとして、混合ターンを実行するように、混合ターン情報を生成し、その結果、第一ヘッド121aは当該混合ターンを実行する(S150)。
その後、第一ヘッド121aが干渉エリアへ実装すべき全ての部品の実装を終えたか否かの確認(S180)が行われ、さらに、残りのフリーエリアターンが存在する場合は、当該フリーエリアターンが実行される(S190)。
図6は、本発明の実施の形態1における混合ターン情報の生成および実行に係る処理の流れの一例を示すフロー図である。
まず、混合ターン生成部130は、上述のように算出した残実装時間分のフリーエリア部品を吸着部品として決定する(S151)。つまり、混合ターン生成部130は、少なくとも、残実装時間にフリーエリアに装着可能な数のフリーエリア部品を第一ヘッド121aが吸着するように、吸着部品を決定する。
また、混合ターン生成部130は、その他の吸着部品を干渉エリア部品に決定する(S152)。
例えば、第一ヘッド121aが8本のノズルを有し、第一ヘッド121aが、残実装時間にフリーエリアに装着可能なフリーエリア部品の最大数が3である場合を想定する。この場合、混合ターン生成部130は、N(Nは、3〜7のいずれかの整数)個の数のフリーエリア部品を吸着部品として決定し、残りのM(Mは、N+M=8を満たす整数)個の数の干渉エリア部品を吸着部品として決定する。
混合ターン生成部130は、このように決定した複数の吸着部品を示す情報を含む混合ターン情報を生成し、機構制御部140に送信する。
機構制御部140の混合ターン実行部141は、当該混合ターン情報に示される動作が実行されるよう第一ヘッド121aを制御する。これにより、第一ヘッド121aは、まず、当該混合ターン情報に示される全ての吸着部品を吸着する(S153)。
第一ヘッド121aは次に、吸着した複数の部品のうちのフリーエリア部品のフリーエリアへの装着を開始する(S154)。
切替部142は、第二ヘッド121bによる干渉エリアへの部品実装が終了した場合(S155でYes)、第一ヘッド121aに、干渉エリア部品の干渉エリアへの装着を開始させる。
具体的には、切替部142は、第一ヘッド121aに占有権を付与する。つまり、第一ヘッド121aは占有権を取得する(S156)。
第一ヘッド121aは、占有権を取得すると、吸着し保持している1以上の干渉エリア部品の干渉エリアへの装着を実行する(S157)。
なお、切替部142は、例えば、終了情報取得部132から得られる終了情報に示される終了タイミングを経過した場合、第二ヘッド121bによる干渉エリアへの部品実装が終了したと判断する。
また、切替部142は、例えば、当該終了情報に示される終了タイミングが経過し、かつ、終了情報取得部132により、第二ヘッド121bが実際に占有権を解放したことが確認された場合、第二ヘッド121bによる干渉エリアへの部品実装が終了したと判断する。なお、この占有権の所属確認は、切替部142が行ってもよい。
また、第一ヘッド121aが、混合ターンにおいて干渉エリアへの部品の装着を開始する際(S157)、その時点では、第一ヘッド121aには1以上の空きノズルが存在する。そのため、例えば、第一ヘッド121aに一旦、部品供給部125aまで戻らせて、干渉エリア部品を補給させてもよい。
例えば、第一ヘッド121aの全ノズルが干渉エリア部品を吸着し保持した状態で、第一ヘッド121aに、干渉エリアへの部品の装着を開始させてもよい。
これにより、例えば第一ヘッド121aによる干渉エリアの部品実装のための必要ターン数を減らすことができ、その結果、部品実装基板の生産効率がより向上する。
以上のように、本実施の形態の部品実装機100は、混合ターンを2つの装着ヘッドの少なくとも一方に実行させることで、効率よく干渉エリアへの部品実装を完了させることが可能となる。
図7は、本発明の実施の形態1における部品実装機100が実行する混合ターンのタイミングの一例を示す図である。
具体的には、図7の[A]は、部品実装機100が混合ターンを実行する場合の、2つの装着ヘッドそれぞれのターン構成の例を示す図である。また、図7の[B]は、従来の部品実装機における2つの装着ヘッドそれぞれのターン構成の例を示す図である。
また、図7の[A]および[B]のそれぞれにおいて、2つの装着ヘッドのうちの、混合ターンを実行する一方を「自ヘッド」と表記し、他方を「相手ヘッド」と表示している。
図7の[B]に示すように、従来の部品実装機では、自ヘッドがターン3を終了させた時点では、相手ヘッドが干渉エリアへの部品実装を行っている期間中である。つまり、相手ヘッドが占有権を保持している。そのため、自ヘッドは、フリーエリアへの部品実装を行うターン4を実行する。
その後、自ヘッドは、ターン4が終了した時点で、相手ヘッドが占有権を解放したことを認識し、干渉エリアへの部品実装を実行し(ターン5〜7)、これらターンが終了すると占有権を解放する。
従って、従来の部品実装機では、図7の[B]に示すように、干渉エリアへの部品実装が行われない期間が発生する。
一方、本実施の形態の部品実装機100では、上述のように、相手ヘッドが干渉エリアへの部品実装を終了する終了タイミングが取得される。例えば、自ヘッドがターン3を終了させた時点で、ターン4の期間中に相手ヘッドが干渉エリアへの部品実装を終了すること、つまり、相手ヘッドが占有権を解放することが認識される。
そこで、自ヘッドは、図7の[A]に示すように、混合ターン1を実行する。具体的には、混合ターン1では、混合ターン1が実行されない場合に実行される予定であったターン4で吸着されるべき1以上のフリーエリア部品が吸着される。このとき吸着されるフリーエリア部品の数は、上述のように、例えば残実装時間に応じた数である。
また、例えば、混合ターン1ではさらに、混合ターン1が実行されない場合に実行される予定であったターン5で吸着されるべき干渉エリア部品のうち、自ヘッドが吸着可能な数の干渉エリア部品が吸着される。
自ヘッドはさらに、吸着したフリーエリア部品をフリーエリアに装着し、相手ヘッドが占有権を解放すると、速やかに、吸着した干渉エリア部品の干渉エリアへの装着を開始する。
従って、従来の部品実装機とは異なり、干渉エリアへの部品実装が行われない期間の発生が抑制される。
その後、自ヘッドは、干渉エリアへ部品実装を行うターン6とターン7とを終了すると、混合ターン2を実行する。
具体的には、混合ターン2では、先に実行した混合ターン1で吸着されなかった、上記ターン5で吸着されるべき干渉エリア部品を吸着する。自ヘッドはさらに、先に実行した混合ターン1で吸着されなかった、上記ターン4で吸着されるべきフリーエリア部品を吸着する。
自ヘッドはさらに、吸着した1以上の干渉エリア部品の基板への装着を行い終了すると占有権を解放する。その後、自ヘッドは、吸着した1以上のフリーエリア部品の基板への装着を行う。なお、フリーエリアへの部品実装を行うための1以上のターンが残存していれば、さらに当該1以上のターンが自ヘッドによって実行される。
つまり、混合ターン2では、混合ターン1で基板に実装できなかった残りの干渉エリア部品およびフリーエリア部品が吸着され、基板に装着される。
また、混合ターン2の期間中に、自ヘッドは占有権を解放する。従って、図7の[A]と[B]とを比較してわかるように、本実施の形態の部品実装機100における自ヘッドは、従来の部品実装機における自ヘッドよりも早く占有権を解放することができる。
その結果、部品実装機100における相手ヘッドは、従来よりも早いタイミングで、干渉エリアの上方で待機することができる。つまり、当該基板が実装ステージ128から搬出される前に、相手ヘッドは、次の基板に実装すべき干渉エリア部品を吸着し保持した状態で、干渉エリアの上方まで移動することができる。
そのため、部品実装機100における自ヘッドが混合ターン2を終了し、当該基板の実装ステージ128からの搬出の後に、次の基板の実装ステージ128への搬入が完了すると、相手ヘッドは、即座に、干渉エリアへの部品実装を開始することができる。
なお、上記の混合ターン2を自ヘッドに実行させるための混合ターン情報も、混合ターン生成部130によって生成される。また、自ヘッドが、当該混合ターン情報に従った動作を行うように、自ヘッドは混合ターン実行部141に制御される。
以上説明したように、本実施の形態の部品実装機100では、2つの装着ヘッド(第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121b)のうちの一方が占有権を取得し、干渉エリアへの部品実装を終了させて占有権を解放するまでは、他方はフリーエリアへの実装を行うという制御が行われる。また、本実施の形態の部品実装機100では、当該他方は、当該一方が解放した占有権を取得してから干渉エリアへの部品実装を実行するという制御が行われる。
本実施の形態の部品実装機100は、このような干渉エリアについての排他制御を前提とし、2つの装着ヘッドのうちの少なくとも一方に、混合ターンを実行させるための混合ターン情報を生成する。
例えば、上述のように、第一ヘッド121aは、生成された混合ターン情報に従ってフリーエリア部品と干渉エリア部品とを混合して吸着する。また、混合ターンは、その期間中に、第二ヘッド121bによる干渉エリアへの部品実装の終了タイミングが含まれるように開始される。その結果、第二ヘッド121bが干渉エリアへの部品実装が終了すると、第一ヘッド121aは、速やかに、フリーエリアへの部品実装から干渉エリアへの部品実装に動作を切り替えることができる。
すなわち、干渉エリアへの部品実装が行われていない無駄な期間の発生が抑制され、その結果、干渉エリアへの部品実装を従来よりも早く完了させることができる。つまり、本実施の形態の部品実装機100により、効率的な部品実装基板の生産が実現される。
なお、混合ターンにおいて、当該混合ターンを実行する装着ヘッドに、フリーエリア部品および干渉エリア部品の少なくとも一方として、フリーエリアおよび干渉エリアの双方に実装すべき種類の部品である共通部品を吸着させてもよい。
図8は、本発明の実施の形態1における混合ターン情報の生成および実行に係る処理の流れの別の一例を示すフロー図である。
なお、上述の図6等と同じく、第一ヘッド121aが混合ターンを実行すると想定して、図8の説明を行う。
まず、混合ターン生成部130は、少なくとも1つの共通部品を含む複数の部品を吸着部品として決定する(S161)。
例えば、第一ヘッド121aが8本のノズルを有し、第一ヘッド121aが、残実装時間に実装可能なフリーエリア部品の最大数が3である場合を想定する。
この場合、第一ヘッド121aは、例えば、3つのフリーエリア部品と3つの干渉エリア部品と2つの共通部品とを吸着部品として決定する。
その後、第一ヘッド121aは、混合ターン実行部141から制御されることで、当該混合ターン情報に応じた混合ターンを実行する。
具体的には、第一ヘッド121aは、まず、当該混合ターン情報に示される全ての吸着部品を吸着する(S162)。
第一ヘッド121aは次に、吸着した複数の部品のうちのフリーエリア部品のフリーエリアへの装着を開始する(S163)。
切替部142は、終了情報取得部132によって取得された終了情報に示される終了タイミングの経過を確認した場合(S164でYes)、占有権の所属を監視している終了情報取得部132に占有権の所属を確認する(S165)。
つまり、第二ヘッド121bによる干渉エリアへの部品実装が終了する予定のタイミングを経過した場合、上記の残実装時間が経過したことを意味し、第一ヘッド121aが吸着し保持していた3つのフリーエリア部品の基板への装着は終了している。切替部142は、このように残実装時間が経過したタイミングで、実際に占有権が第二ヘッド121bから解放されたか否かを確認する。
この占有権の所属確認(S165)の結果、第二ヘッド121bに占有権がある場合(S166でYes)、第一ヘッド121aは、干渉エリアへの部品実装を行うことができない。
そこで、混合ターン実行部141は、このタイミングでは、部品装着の対象をフリーエリアから干渉エリアへ切り替えず、第一ヘッド121aに共通部品のフリーエリアへの装着を行わせる。
第一ヘッド121aは、混合ターン実行部141からの指示に従い、1つの共通部品をフリーエリアに装着する(S167)。
その後、占有権が第二ヘッド121bから解放されたことが確認されると(S166でNo)、切替部142は、第一ヘッド121aに占有権を付与する。つまり、第一ヘッド121aは占有権を取得する(S168)。
第一ヘッド121aは、占有権を取得すると、吸着し保持している3つの干渉エリア部品および残り1つの共通部品の干渉エリアへの装着を実行する(S169)。
なお、最初の占有権の所属確認(S165)で、占有権が第二ヘッド121bにないことが確認された場合など、第一ヘッド121aが3つの干渉エリア部品の干渉エリアへの装着(S169)を終了した後に、1以上の共通部品が第一ヘッド121aに残っている場合を想定する。
この場合、第一ヘッド121aは、吸着し保持している当該1以上の共通部品を、例えば干渉エリアに装着することができる。
また、混合ターン生成部130が、吸着部品の全てを共通部品に決定した場合を想定する。この場合、例えば、第二ヘッド121bが占有権を解放したことが確認されるまでの期間は、第一ヘッド121aに共通部品をフリーエリアに装着させ、占有権の解放が確認された後は、第一ヘッド121aに残りの共通部品を干渉エリアに装着させることができる。
また、占有権の所属確認(S165)の結果、第二ヘッド121bに占有権がある場合(S166でYes)、第一ヘッド121aによる1つの共通部品の装着(S167)ごとに占有権の所属確認(S165)を行うとした。
しかしながら、第二ヘッド121bに占有権がある場合(S166でYes)、終了情報取得部132が、その時点での第二ヘッド121bについての終了タイミング(第二ヘッド121bが占有権を解放する予定のタイミング)を取得し、当該終了タイミングまでの期間に相当する数の共通部品をフリーエリアに装着させてもよい。
これにより、占有権の所属確認(S165)の頻度を減少させることができ、その結果、部品実装機100における情報処理の負荷が低減される。
また、図6のS157と同じく、第一ヘッド121aが、混合ターンにおいて干渉エリアへの部品の装着を開始する際(S169)に、第一ヘッド121aに干渉エリア部品を補給させてから、干渉エリアへの部品の装着を開始させてもよい。
このように、混合ターン生成部130は、混合ターンにおける吸着部品として決定すべき複数の部品(1以上のフリーエリア部品と1以上の干渉エリア部品を含む)のうちの少なくも1つを共通部品に決定することができる。
共通部品は、フリーエリアおよび干渉エリアのいずれにも装着可能である。そのため、例えば、第二ヘッド121bの占有権の解放のタイミングが予定から前後にずれた場合であっても、第一ヘッド121aに、共通部品をフリーエリアまたは干渉エリアに装着させることで、このずれによって生じた期間を有効に消費することができる。つまり、占有権の解放タイミングが予定からずれた場合に柔軟に対応することができる。
例えば、占有権の解放のタイミングが予定から後にずれた場合、第一ヘッド121aは、干渉エリアに進入できるようになるまでの期間、単に停止するのではなく、共通部品をフリーエリアに装着することで、当該期間を有効に消費することができる。
(実施の形態2)
以上説明した本発明の実施の形態1では、1つの搬送コンベア129を備える部品実装機100が、混合ターンを実行する場合の、部品実装機100による情報処理および動作について説明した。
しかしながら、複数の搬送コンベアを備え、複数の基板に並行して部品を実装可能な部品実装機に混合ターンを実行させてもよい。
そこで、実施の形態2では、2つの搬送コンベアを備える部品実装機110が混合ターンを実行する際の動作等を説明する。なお、実施の形態2では、主として、実施の形態1と異なる点を中心に図示し説明する。
図9は、本発明の実施の形態2における部品実装機110の主要な構成および動作の概要を示す平面図である。
部品実装機110は、図9に示すように、第一設備120aと第二設備120bとを備える点においては、実施の形態における部品実装機100と同じである。
しかし、部品実装機110は、実施の形態における部品実装機100とは異なり、2つの搬送コンベアである第一搬送コンベア129aと第二搬送コンベア129bとを備えている。
第一搬送コンベア129aは、第一ヘッド121aによって部品が実装される基板である第一基板20aを搬送するコンベア装置である。第二搬送コンベア129bは、第二ヘッド121bによって部品が実装される基板である第二基板20bを搬送するコンベア装置である。
第一搬送コンベア129aと第二搬送コンベア129bとは、互いに独立して動作することができる。つまり、第一搬送コンベア129aおよび第二搬送コンベア129bにより、第一基板20aと第二基板20bとを、互いに独立して実装ステージ128まで搬入することができ、かつ、互いに独立して実装ステージ128から搬出することができる。
ここで、実施の形態2の部品実装機110においても、実施の形態1の部品実装機100と同じく、フリーエリアと干渉エリアとが規定される。そのため、第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bのいずれか一方が干渉エリアへの部品実装を行っている期間は、他方は、干渉エリアへの部品実装が禁止される。
具体的には、図9に示すように、第一基板20aおよび第二基板20bは、搬送方向と直交する方向(Y軸方向)に隣り合うように実装ステージ128上に載置され、これら基板に対する部品実装が行われる。そのため、第一基板20aおよび第二基板20bそれぞれの内側の所定のエリアが干渉エリアに設定され、これら干渉エリアの外側のエリアがフリーエリアに設定される。
つまり、実施の形態2における干渉エリアは、第一基板20aと第二基板20bとが実装ステージ128に載置された状態における、第一基板20a上の干渉エリア(以下、「第一干渉エリア」という。)と第二基板20b上の干渉エリア(以下、「第二干渉エリア」という。)とを含む。
従って、例えば、第二ヘッド121bが、第二干渉エリアに部品実装を行っている期間中は、干渉エリア全体の占有権は第二ヘッド121bにあり、第一ヘッド121aは、第一干渉エリアに部品実装を行うことはできない。つまり、干渉エリアへの部品実装作業に関する制約は実施の形態1と同じである。
なお、実施の形態2の部品実装機110の機能的な構成は、実施の形態1の部品実装機100の機能的な構成(図3参照)と同じであり、混合ターン生成部130、終了情報取得部132、および記憶部135を備える。つまり、部品実装機110は、混合ターンを生成し実行する機能など、部品実装機100の特徴的な機能と同様の機能を有している。
また、部品実装機110は部品実装機100と同じく機構部120を備えるが、部品実装機110が備える機構部120は上述のように2つの搬送コンベアを備える点で部品実装機100とは異なる。この違いにより、混合ターンを実行したときの効果が実施の形態1とは異なる。
具体的には、実施の形態2では、実施の形態1とは異なり、例えば、第一ヘッド121aが干渉エリアへの部品実装を終了した場合、その終了の時点から、第二ヘッド121bは、干渉エリアへの部品実装が可能となる。
これは、実施の形態2では、実施の形態1とは異なり、第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bの部品実装の対象となる基板が物理的に別であり、それぞれの基板が独立して搬送されるからである。
図10は、本発明の実施の形態2における部品実装機110が実行する混合ターンのタイミングの一例を示す図である。
なお、実施の形態1と同じく、以下の説明では、第一ヘッド121aを自ヘッドとし、第二ヘッド121bを相手ヘッドとする。
図10に示すように、自ヘッドが混合ターン2を実行している期間中に、自ヘッドによる第一干渉エリアへの部品実装が終了すると、自ヘッドは占有権を解放する。
その後、図10に示すように、相手ヘッドによる第二基板20bのフリーエリアへの部品実装が終了すると、即座に当該第二基板20bの搬出および次の第二基板20bの搬入が可能である。
つまり、相手ヘッドは、第二基板20bに実装すべき全ての部品の実装が終了すると、その時点で、自ヘッドが占有権を解放していれば、第一基板20aが実装ステージ128から搬出される前であっても、次の第二基板20bの干渉エリア(以下、「次の第二干渉エリア」という。)への部品実装を速やかに開始することができる。
例えば、相手ヘッドが、第二基板20bに実装すべき全ての部品の実装を終了した時点で、まだ占有権が自ヘッドにあった場合を想定する。この場合であっても、第二搬送コンベア129bに、当該第二基板20bの搬出と次の第二基板20bの搬入とを行わせることができる。
その結果、占有権が自ヘッドから解放されると、即座に相手ヘッドに占有権を取得させ、相手ヘッドに、当該次の第二干渉エリアへの部品実装を開始させることができる。また、この場合、占有権が自ヘッドから解放されるまでは、相手ヘッドに当該次の第二基板20bのフリーエリアへの部品実装を行わせ、占有権が自ヘッドから解放されると、即座に、当該次の干渉エリアへの部品実装に切り替えるという制御も可能である。
なお、以上説明した実施の形態1および2において、主に、自ヘッドを第一ヘッド121aとし、相手ヘッドを第二ヘッド121bとして、第一ヘッド121aが混合ターンを実行する場合の、部品実装機100および110の動作を説明した。
しかしながら、第一ヘッド121aに代えてまたは加えて、第二ヘッド121bに混合ターンを実行させてもよい。つまり、第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bの少なくとも一方が、少なくとも1回の混合ターンを実行すればよい。これにより、混合ターンを実行しない場合よりも、部品実装基板の生産効率を向上させることが可能となる。
以上説明したように、実施の形態1および2における部品実装機100および110のそれぞれは、第一ヘッド121aおよび第二ヘッド121bの少なくとも一方に混合ターンを実行させる。
具体的には、他方の装着ヘッドが占有権を解放したときに備えて、当該解放のタイミングに対応する期間に当該一方の装着ヘッドに混合ターンを実行させる。ここで、混合ターンでは、当該一方の装着ヘッドは、少なくとも1つの干渉エリア部品(または共通エリア部品)を吸着する。
そのため、当該一方の装着ヘッドは、当該他方の装着ヘッドが占有権を解放すると、即座に干渉エリアへの部品の装着を開始することができる。その結果、当該一方の装着ヘッドは、混合ターンを実行しない場合よりも早く占有権を解放することができる。
従って、当該他方の装着ヘッドは、次の干渉エリアへの部品の装着を、混合ターンが実行されない場合よりも早く開始することができる。
このように、部品実装機100および110のそれぞれは、混合ターンを実行することで、部品実装基板の生産性を向上させることができる。
以上、本発明の部品実装方法および部品実装機について、実施の形態1および2に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、これら実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を各実施の形態に施したもの、あるいは、上記説明された複数の構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
例えば、実施の形態1および2で説明した混合ターンを、3つ以上の搬送コンベアを備える部品実装機に実行させてもよい。当該部品実装機において、干渉エリアとフリーエリアとが規定されるのであれば、混合ターンが実行されることで、干渉エリアへの部品実装の効率化が図られる。