JP5918633B2 - 電子部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品をノズルで保持して移動させ、基板上に実装する電子部品実装装置に関する。

基板上に電子部品を搭載する電子部品実装装置は、ノズルを備えるヘッドを有し、当該ノズルで電子部品を保持して基板上に搭載する。電子部品実装装置は、ヘッドのノズルを基板の表面に直交する方向に移動させることで、電子部品供給装置にある部品を吸着し、その後、ヘッドを基板の表面に平行な方向に相対的に移動させ、吸着している部品の搭載位置に到着したらヘッドのノズルを基板の表面に直交する方向に移動させ基板に近づけることで吸着した電子部品を基板上に実装する。電子部品実装装置は、ノズル交換機を備え、基板に実装する電子部品に対応して、電子部品を保持するノズルを交換し、ノズルを交換したヘッドで基板に電子部品を実装する。

特許文献１には、装填される複数の電子部品供給装置の組み合わせを最適化することで、電子部品供給装置を交換せずに複数種類の基板を製造できる電子部品実装装置が記載されている。特許文献１に記載の部品実装方法は、複数種類の基板に共通する電子部品は、共通する電子部品供給装置から供給するように電子部品供給装置の配置を決定することもできる。

特許第４０５０５２４号公報

電子部品実装装置には、基板を搬送する基板搬送部、複数の電子部品供給装置を備える部品供給ユニット及びヘッド等の、基板に電子部品を実装する機構を複数備え、それぞれのヘッドで対応する基板に電子部品を実装するものがある。このように複数の基板に同時に電子部品を実装できる装置は、別々の基板を同時に生産することも可能となる。

基板に電子部品を実装する機構を複数備える電子部品実装装置は、一方のレーンで使用しているノズルを他方のレーンで使用する場合、生産を一旦停止し、オペレータがノズル交換機に保持されたノズルの位置を調整すること、または、両方のノズル交換機に同じノズルを準備することになる。しかしながら、生産を一旦停止し、オペレータが手動で交換すると基板の生産効率が低下する。また、両方に同じノズルを準備すると、装置構成が大きくなったり、装置コストが増大したりする。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、基板の生産効率を向上させ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。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電子部品実装装置であって、電子部品を保持領域に供給する電子部品供給装置を少なくとも１つ備える第１部品供給ユニットと、前記第１部品供給ユニットから前記保持領域に供給される電子部品を保持するノズルと前記ノズルを上下駆動及び回転駆動させかつ前記ノズルに当該ノズルを駆動する空気圧を供給するノズル駆動部と前記ノズル及び前記ノズル駆動部を支持するヘッド支持体とを有する第１ヘッドと、複数のノズルを備え、前記第１ヘッドに装着されるノズルを交換させる第１ノズル交換機と、前記第１ヘッドを移動させる第１ヘッド移動機構と、前記第１ヘッドで電子部品が実装される位置に基板を搬送する第１基板搬送部と、電子部品を保持領域に供給する電子部品供給装置を少なくとも１つ備える第２部品供給ユニットと、前記第２部品供給ユニットから前記保持領域に供給される電子部品を保持するノズルと前記ノズルを上下駆動及び回転駆動させかつ前記ノズルに当該ノズルを駆動する空気圧を供給するノズル駆動部と前記ノズル及び前記ノズル駆動部を支持するヘッド支持体とを有する第２ヘッドと、複数のノズルを備え、前記第２ヘッドに装着されるノズルを交換させる第２ノズル交換機と、前記第２ヘッドを移動させる第２ヘッド移動機構と、前記第２ヘッドで前記電子部品が実装される位置に基板を搬送する第２基板搬送部と、生産プログラムに基づいて、前記第１基板搬送部で搬送される基板に前記第１ヘッドで電子部品を実装して基板を生産させ、かつ、前記第２基板搬送部で搬送される基板に前記第２ヘッドで電子部品を実装して基板を生産させる制御部と、を有し、前記制御部は、前記第１ヘッドで電子部品を実装する基板の種類、または、前記第２ヘッドで電子部品を実装する基板の種類の切り替え時、切り替え後に生産する基板の生産プログラムに基づいて、前記第１ノズル交換機が備えるノズルと前記第２ノズル交換機が備えるノズルとを前記第１ヘッド及び前記第２ヘッドを用いて入れ替えることを特徴とする。

また、前記第１ノズル交換機と前記第２ノズル交換機との間に配置された中間ノズル交換機を有し、前記制御部は、前記第１ヘッドで前記第１ノズル交換機のノズルを前記中間ノズル交換機に移動させ、かつ、前記中間ノズル交換機のノズルを前記第１ノズル交換機に移動させ、前記第２ヘッドで前記第２ノズル交換機のノズルを前記中間ノズル交換機に移動させ、かつ、前記中間ノズル交換機のノズルを前記第２ノズル交換機に移動させることが好ましい。

また、前記制御部は、前記ノズルの交換に対応して修正した生産プログラムを用いて、切り替え後の生産を実行することが好ましい。

また、前記制御部は、前記切り替え後の生産プログラムに基づいて、入れ替えるノズルを特定し、ノズルを交換した場合に短縮される生産時間がノズルの入れ替えによるロス時間よりも長い場合、前記ノズルの入れ替えを実行し、ノズルを交換した場合に短縮される生産時間がノズルの入れ替えによるロス時間以下の場合、前記ノズルの入れ替えを実行しないことが好ましい。

また、前記ロス時間は、前記切り替え時の前記ノズルの入れ替えにかかる時間と、前記切り替えた生産プログラムによる生産の終了時の前記ノズルの入れ替えにかかる時間と、を含むことが好ましい。

また、前記制御部は、前記第１基板搬送部で搬送している基板の生産に対して、ノズルを交換した場合に短縮される生産時間とノズルの入れ替えによるロス時間とを比較し、前記第２基板搬送部で搬送している基板の生産に対して、ノズルを交換した場合に短縮される生産時間とノズルの入れ替えによるロス時間とを比較することが好ましい。

本発明は、それぞれのノズル交換機に配置するノズルを自動的に調整できるため、基板の生産効率を向上させることができるという効果を奏する。

図１は、電子部品実装装置の概略構成を示す模式図である。 図２は、ノズル交換機の概略構成を示す模式図である。 図３は、電子部品実装装置のヘッドの概略構成を示す模式図である。 図４は、電子部品実装装置のヘッドの概略構成を示す模式図である。 図５は、電子部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図６は、電子部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図７は、電子部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図８は、電子部品実装装置の動作の一例を説明するための説明図である。 図９は、電子部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図１０は、電子部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図１１は、電子部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

以下に、本発明にかかる電子部品実装装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図１は、電子部品実装装置の概略構成を示す模式図である。

図１に示す電子部品実装装置１０は、基板８の上に電子部品を搭載する装置である。電子部品実装装置１０は、筐体１１と、基板搬送部１２ｆ、１２ｒと、部品供給ユニット１４ｆ、１４ｒと、ヘッド１５ｆ、１５ｒと、ＸＹ移動機構１６と、ＶＣＳユニット１７ｆ、１７ｒと、ノズル交換機１８ｆ、１８ｒと、部品貯留部１９ｆ、１９ｒと、制御部２０と、操作部４０と、表示部４２と、中間ノズル交換機７０と、を有する。ＸＹ移動機構１６は、Ｘ軸駆動部２２ｒ、２２ｆと、Ｙ軸駆動部２４と、を備える。図１の電子部品実装装置１０は、制御部２０と、操作部４０と、表示部４２と、を筐体１１の外部に配置したが、筐体１１に内蔵していてもよい。

ここで、本実施形態の電子部品実装装置１０は、図１に示すように、基板搬送部１２ｆ、１２ｒと、部品供給ユニット１４ｆ、１４ｒと、ヘッド１５ｆ、１５ｒと、ＶＣＳユニット１７ｆ、１７ｒと、ノズル交換機１８ｆ、１８ｒと、部品貯留部１９ｆ、１９ｒと、Ｘ軸駆動部２２ｆ、２２ｒと、を備える。このように、電子部品実装装置１０は、一部の構成を２つずつ備える。電子部品実装装置１０は、基板搬送部１２ｆと、部品供給ユニット１４ｆと、ヘッド１５ｆと、ＶＣＳユニット１７ｆと、ノズル交換機１８ｆ、部品貯留部１９ｆと、Ｘ軸駆動部２２ｆと、が電子部品実装装置１０のフロント側に配置される１つのレーン（モジュール）となる。本実施形態では、フロント側のレーン（モジュール）が第１レーン（第１モジュール）となり、第１基板搬送部１２ｆ、第１部品供給ユニット１４ｆ、第１ヘッド１５ｆ、第１ＶＣＳユニット１７ｆ、第１ノズル交換機１８ｆ、第１部品貯留部１９ｆ、第１Ｘ軸駆動部２２ｆとなる。電子部品実装装置１０は、基板搬送部１２ｒと、部品供給ユニット１４ｒと、ヘッド１５ｒと、ＶＣＳユニット１７ｒと、ノズル交換機１８ｒ、部品貯留部１９ｒと、Ｘ軸駆動部２２ｒと、が電子部品実装装置１０のリア側に配置される１つのレーン（モジュール）となる。本実施形態では、リア側のレーン（モジュール）が第２レーン（第２モジュール）となり、第２基板搬送部１２ｒ、第２部品供給ユニット１４ｒ、第２ヘッド１５ｒ、第２ＶＣＳユニット１７ｒ、第２ノズル交換機１８ｒ、第２部品貯留部１９ｒ、第２Ｘ軸駆動部２２ｒとなる。

また、以下では、２つの基板搬送部１２ｆ、１２ｒを特に区別しない場合、基板搬送部１２とし、２つの部品供給ユニット１４ｆ、１４ｒを特に区別しない場合、部品供給ユニット１４とし、２つのヘッド１５ｆ、１５ｒを特に区別しない場合、ヘッド１５とし、２つのＶＣＳユニット１７ｆ、１７ｒを特に区別しない場合、ＶＣＳユニット１７とし、２つのノズル交換機１８ｆ、１８ｒを特に区別しない場合、ノズル交換機１８とし、２つの部品貯留部１９ｆ、１９ｒを特に区別しない場合、部品貯留部１９とし、２つのＸ軸駆動部２２ｆ、２２ｒを特に区別しない場合、Ｘ軸駆動部２２とする。

基板８は、電子部品を搭載する部材であればよく、その構成は特に限定されない。本実施形態の基板８は、板状部材であり、表面に配線パターンが設けられている。基板８に設けられた配線パターンの表面には、リフローによって板状部材の配線パターンと電子部品とを接合する接合部材であるはんだが付着している。図１の電子部品実装装置１０では、基板８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆの６枚の基板が基板搬送部１２ｆ、１２ｒで搬送されている。

筐体１１は、電子部品実装装置１０を構成する各部を収納する箱である。筐体１１は、電子部品実装装置１０の各部が内蔵されている。筐体１１は、フロント側に、フロント側の部品供給ユニット１４ｆと操作部４０と表示部４２とが配置され、リア側に、リア側の部品供給ユニット１４ｒが配置されている。筐体１１は、２つの側面（部品供給ユニット１４ｆ、１４ｒが配置されていない対向する側面）にそれぞれ基板８を装置内に搬入し、排出する２つの開口が形成されている。

基板搬送部１２は、基板８を図中Ｘ軸方向に搬送する搬送機構である。基板搬送部１２ｆは、基板８ａ、８ｂ、８ｃを搬送している。基板搬送部１２ｒは、基板８ｄ、８ｅ、８ｆを搬送している。基板搬送部１２は、Ｘ軸方向に延在するレールと、基板８を支持し、基板８をレールに沿って移動させる搬送機構とを有する。基板搬送部１２は、基板８の搭載対象面がヘッド１５と対面する向きで、基板８を搬送機構によりレールに沿って移動させることで基板８をＸ軸方向に搬送する。基板搬送部１２は、電子部品実装装置１０に供給する機器から供給された基板８を、レール上の所定位置まで搬送する。ヘッド１５は、前記所定位置で、電子部品を基板８の表面に搭載する。基板搬送部１２ｆは、基板８ｂが配置されている位置がフロント側のヘッド１５ｆで電子部品が実装される所定位置となる。基板搬送部１２ｒは、基板８ｅが配置されている位置がリア側のヘッド１５ｒで電子部品が実装される所定位置となる。基板搬送部１２は、前記所定位置まで搬送した基板８上に電子部品が搭載されたら、基板８を、次の工程を行う装置に搬送する。なお、基板搬送部１２の搬送機構としては、種々の構成を用いることができる。例えば、基板８の搬送方向に沿って配置されたレールと前記レールに沿って回転するエンドレスベルトとを組合せ、前記エンドレスベルトに基板８を搭載した状態で搬送する、搬送機構を一体としたベルト方式の搬送機構を用いることができる。基板搬送部１２ｆ、１２ｒは、搬送する基板８の大きさに応じて、Ｙ方向の位置を調整する位置調整機構を備えていてもよい。

電子部品実装装置１０は、フロント側に部品供給ユニット１４ｆが配置され、リア側に部品供給ユニット１４ｒが配置されている。フロント側の部品供給ユニット１４ｆは、それぞれ基板８上に搭載する電子部品を多数保持し、フロント側のヘッド１５ｆに供給可能、つまり、フロント側のヘッド１５ｆで保持（吸着または把持）可能な状態で保持位置に供給する電子部品供給装置を備える。リア側の部品供給ユニット１４ｒは、それぞれ基板８上に搭載する電子部品を多数保持し、リア側のヘッド１５ｒに供給可能、つまり、リア側のヘッド１５ｒで保持（吸着または把持）可能な状態で保持位置に供給する電子部品供給装置を備える。本実施形態の部品供給ユニット１４ｆ、１４ｒは、同様の構成であり、複数の電子部品供給装置を備える。電子部品供給装置は、それぞれヘッド１５ｆ、１５ｒが電子部品を保持する保持位置に電子部品を供給する。以下、部品供給ユニット１４の構成として説明する。

部品供給ユニット１４は、複数の電子部品供給装置（以下、単に「部品供給装置」ともいう。）１００と、を有する。複数の部品供給装置１００は、支持台（バンク）に保持される。また、支持台は、部品供給装置１００の他の装置（例えば、計測装置やカメラ等）を搭載することができる。

また、部品供給ユニット１４は、複数の搭載型電子部品をテープ本体に固定した電子部品保持テープ（チップ部品テープ）を装着し、当該電子部品保持テープで保持した搭載型電子部品の保持位置（第１保持位置）でテープ本体から剥がし、当該保持位置にある搭載型電子部品をヘッドに備えた吸着ノズルまたは把持ノズルで保持可能とする電子部品供給装置１００を備えている。

電子部品供給装置１００は、テープに基板搭載するチップ型の電子部品を貼り付けて構成される電子部品保持テープを使用してヘッド１５に電子部品を保持領域（吸着位置、把持位置、保持位置）に供給する。各部品供給装置１００が保持位置に供給した電子部品は、ヘッド１５により基板８に実装される。なお、電子部品保持テープは、テープに複数の格納室が形成されており、当該格納室に電子部品が格納されている。電子部品供給装置１００は、電子部品保持テープを保持し、保持している電子部品保持テープを送り、格納室をヘッド１５のノズルにより電子部品が吸着できる保持領域まで移動させるテープフィーダである。なお、格納室を保持領域に移動させることで、当該格納室に収容されている電子部品を所定位置に露出した状態とすることができ、当該電子部品をヘッド１５のノズルにより吸着、把持することができる。複数の部品供給装置１００は、それぞれ異なる品種の電子部品を供給しても、別々の電子部品を供給してもよい。

電子部品供給装置１００は、テープフィーダに限定されず、チップ型電子部品を供給する種々のチップ部品フィーダとすることができる。チップ部品フィーダとしては、例えば、スティックフィーダ、バルクフィーダを用いることができる。なお、チップ型電子部品（搭載型電子部品）としては、ＳＯＰ、ＱＦＰ等が例示される。チップ型電子部品は、基板８の表面に置かれることで、基板８に実装される。

部品供給ユニット１４は、支持台に保持されている複数の部品供給装置１００が、搭載する電子部品の種類、電子部品を保持する機構または供給機構が異なる複数種類の部品供給装置１００で構成される。また、部品供給ユニット１４は、同一種類の部品供給装置１００を複数備えていてもよい。また、部品供給ユニット１４は、装置本体に対して着脱可能な構成とすることが好ましい。部品供給ユニット１４は、電子部品を供給する種々の電子部品供給装置を用いることができる。例えば、部品供給ユニット１４は、電子部品供給装置１００としてスティックフィーダやトレイフィーダを設置してもよい。また、部品供給ユニット１４は、部品供給装置１００としてボウルフィーダを設けてもよい。

また、本実施形態の部品供給ユニット１４は、チップ型電子部品を供給する場合として説明したが、リード型電子部品を供給することもできる。例えば、部品供給ユニット１４は、複数のラジアルリード型電子部品（ラジアルリード部品）をテープ本体に固定した電子部品保持テープ（ラジアル部品テープ）を装着し、当該電子部品保持テープで保持したラジアルリード型電子部品のリードを保持位置（第２保持位置）で切断し、当該保持位置にあるラジアルリード型電子部品をヘッドに備えた吸着ノズルまたは把持ノズルで保持可能とする電子部品供給装置を複数装着することもできる。ラジアルリード型電子部品を供給する電子部品供給装置は、保持領域まで移動させたラジアルリード型電子部品のリードを切断して分離することで、当該テープでリードが固定されたラジアルリード型電子部品を所定位置に保持可能な状態とすることができ、当該ラジアルリード型電子部品をヘッド１５のノズルにより保持（吸着、把持）することができる。ラジアルリード型電子部品は、基板に形成された挿入穴にリードが挿入されて基板に実装される。

ヘッド１５は、部品供給ユニット１４に保持された電子部品（電子部品供給装置１００に保持された搭載型電子部品）、をノズルで保持（吸着または把持）し、保持した電子部品を基板搬送部１２によって所定位置に移動された基板８上に実装する機構である。本実施形態のヘッド１５ｆは、部品供給ユニット１４ｆに保持された電子部品をノズルで保持して、基板搬送部１２ｆで搬送される基板８ｂに実装する。ヘッド１５ｒは、部品供給ユニット１４ｒに保持された電子部品をノズルで保持して、基板搬送部１２ｒで搬送される基板８ｅに実装する。なお、ヘッド１５の構成については、後述する。

ＸＹ移動機構１６は、ヘッド１５ｆ、１５ｒを図１中Ｘ軸方向及びＹ軸方向、つまり、基板８の表面と平行な面上で移動させる移動機構でありＸ軸駆動部２２ｆ、２２ｒとＹ軸駆動部２４とを有する。Ｘ軸駆動部２２ｆは、ヘッド１５ｆと連結しており、ヘッド１５ｆをＸ軸方向に移動させる。Ｘ軸駆動部２２ｒは、ヘッド１５ｒと連結しており、ヘッド１５ｒをＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸駆動部２４は、Ｘ軸駆動部２２を介してヘッド１５と連結しており、Ｘ軸駆動部２２ｆをＹ軸方向に移動させることで、ヘッド１５ｆをＹ軸方向に移動させ、Ｘ軸駆動部２２ｒをＹ軸方向に移動させることで、ヘッド１５ｒをＹ軸方向に移動させる。ＸＹ移動機構１６は、ヘッド１５ｆをＸＹ軸方向に移動させることで、ヘッド１５ｆを基板８ｂと対面する位置、または、部品供給ユニット１４ｆと対面する位置に移動させることができる。ＸＹ移動機構１６は、ヘッド１５ｒをＸＹ軸方向に移動させることで、ヘッド１５ｒを基板８ｅと対面する位置、または、部品供給ユニット１４ｒと対面する位置に移動させることができる。また、ＸＹ移動機構１６は、ヘッド１５を移動させることで、ヘッド１５と基板８との相対位置を調整する。これにより、ヘッド１５が保持した電子部品を基板８の表面の任意の位置に移動させることができ、電子部品を基板８の表面の任意の位置に搭載することが可能となる。つまり、ＸＹ移動機構１６は、ヘッド１５ｆ、１５ｒを水平面（ＸＹ平面）上で移動させて、部品供給ユニット１４ｆ、１４ｒの電子部品供給装置１００にある電子部品を基板８の所定位置（搭載位置、実装位置）に移送する移送手段となる。なお、Ｘ軸駆動部２２としては、ヘッド１５を所定の方向に移動させる種々の機構を用いることができる。Ｙ軸駆動部２４としては、Ｘ軸駆動部２２を所定の方向に移動させる種々の機構を用いることができる。対象物を所定の方向に移動させる機構としては、例えば、リニアモータ、ラックアンドピニオン、ボールねじを用いた搬送機構、ベルトを利用した搬送機構等を用いることができる。

ＶＣＳユニット１７と、ノズル交換機１８と、部品貯留部１９とは、ＸＹ平面において、対応するヘッド１５の可動領域と重なる位置で、かつ、Ｚ方向における位置がヘッド１５よりも鉛直方向下側となる位置に配置されている。本実施形態では、ＶＣＳユニット１７ｆと、ノズル交換機１８ｆと、部品貯留部１９ｆとは、基板搬送部１２ｆと部品供給ユニット１４ｆとの間に、隣接して配置される。ＶＣＳユニット１７ｒと、ノズル交換機１８ｒと、部品貯留部１９ｒとは、基板搬送部１２ｒと部品供給ユニット１４ｒとの間に、隣接して配置される。

ＶＣＳユニット（部品状態検出部、状態検出部）１７は、画像認識装置であり、ヘッド１５のノズル近傍を撮影するカメラや、撮影領域を照明する照明ユニットを有する。ＶＣＳユニット１７は、ヘッド１５のノズルで吸着された電子部品の形状や、ノズルによる電子部品の保持状態を認識する。より具体的には、ＶＣＳユニット１７は、対面する位置にヘッド１５が移動されると、ヘッド１５のノズルを鉛直方向下側から撮影し、撮影した画像を解析することで、ノズルで吸着された電子部品の形状や、ノズルによる電子部品の保持状態を認識する。ＶＣＳユニット１７は、取得した情報を制御部２０に送る。

ノズル交換機１８は、複数種類のノズルを備え、対応するヘッド１５が保持する（装着される）ノズルを交換する機構である。図２は、ノズル交換機の概略構成を示す模式図である。なお、図２は、フロント側のノズル交換機１８ｆを示すがリア側のノズル交換機１８ｒも同様の構成である。なお、フロント側のノズル交換機１８ｆとリア側のノズル交換機１８ｒとでは、備えるノズルの種類、数が異なっていてもよいし、同じでもよい。図２に示すノズル交換機１８ｆは、１８箇所のノズル保持部７２を備えている。ノズル交換機１８ｆは、１８箇所のノズル保持部７２のうち、６箇所にＡ型のノズルを保持し、３箇所にＢ型のノズルを保持し、３箇所にＣ型のノズルを保持し、２箇所にＤ型のノズルを保持し、１箇所にＥ型のノズルを保持し、１箇所にＦ型のノズルを保持し、１箇所にＧ型のノズルを保持している。また、ノズル交換機１８ｆは、１箇所のノズル保持部７２がノズルを保持していない状態、つまり空き領域の状態である。ここで、本実施形態のノズル交換機１８ｆは、ノズル保持部７２に、電子部品を吸引することで保持する吸引ノズルと、電子部品を把持することで保持する把持ノズルと、の両方を保持することができる。

ノズル交換機１８は、複数種類のノズルをヘッド１５が着脱交換可能な状態で保持する。ヘッド１５は、ノズル交換機１８で装着するノズルを変更し、装着されたノズルに対して空気圧を供給して駆動することで、保持する電子部品を適切な条件（吸引または把持）で保持することができる。

部品貯留部１９は、ヘッド１５がノズルで保持し、基板８に実装しない電子部品を貯留する箱である。つまり、電子部品実装装置１０では、基板８に実装しない電子部品を廃棄する廃棄ボックスとなる。電子部品実装装置１０は、ヘッド１５が保持している電子部品の中に基板８に実装しない電子部品がある場合、ヘッド１５を部品貯留部１９と対面する位置に移動させ、保持している電子部品を開放することで、電子部品を部品貯留部１９に投入する。

中間ノズル交換機７０は、基板搬送部１２ｆと基板搬送部１２ｒとの間に配置されている。中間ノズル交換機７０は、ノズル交換機１８と同様に複数のノズル保持部を備えている。本実施形態の中間ノズル交換機７０は、６つのノズル保持部を備えている。中間ノズル交換機７０は、ヘッド１５ｆとヘッド１５ｒの両方の可動領域に配置されている。中間ノズル交換機７０は、ヘッド１５ｆ、１５ｒの両方で装着されているノズルをノズル保持部で保持することができる。中間ノズル交換機７０は、ノズル保持部で保持するノズルをヘッド１５ｆ、１５ｒの両方に装着させることができる。従って、中間ノズル交換機７０は、ヘッド１５ｆで装着されているノズルをノズル保持部で保持し、ノズル保持部で保持するノズルをヘッド１５ｒに装着させることができる。同様に中間ノズル交換機７０は、ヘッド１５ｒで装着されているノズルをノズル保持部で保持し、ノズル保持部で保持するノズルをヘッド１５ｆに装着させることができる。このように、中間ノズル交換機７０は、一方のヘッド１５から他方のヘッド１５にノズルを受け渡すことができる。また、電子部品実装装置１０は、受け渡されたノズルをヘッド１５に対応するノズル交換機１８に保持させることもできる。これにより、電子部品実装装置１０は、中間ノズル交換機７０を介して、ヘッド１５間でノズルを受け渡すことで、ノズル交換機１８に備えられるノズルを入れ替えることができる。

制御部２０は、電子部品実装装置１０の各部を制御する。制御部２０は、各種制御部の集合体である。操作部４０は、作業者が操作を入力する入力デバイスであり、キーボード、マウスやタッチパネルなどを有する。操作部４０は検出した各種入力を制御部２０に送る。表示部４２は、作業者に各種情報を表示する画面であり、タッチパネルやビジョンモニタなどを有する。表示部４２は、制御部２０から入力される画像信号に基づいて各種画像をタッチパネルやビジョンモニタに表示させる。

次に、図３及び図４を用いて、ヘッド１５の構成について説明する。図３は、電子部品実装装置のヘッドの概略構成を示す模式図である。図４は、電子部品実装装置のヘッドの概略構成を示す模式図である。なお、図３には、電子部品実装装置１０を制御する各種制御部と部品供給ユニット１４の１つの部品供給装置１００もあわせて示す。ヘッド１５は、図３及び図４に示すように、ヘッド本体３０と撮影装置（基板状態検出部）３６と高さセンサ（基板状態検出部）３７とレーザ認識装置（部品状態検出部、状態検出部）３８とを有する。

電子部品実装装置１０は、図３に示すように、制御部６０と、ヘッド制御部６２と、部品供給制御部６４と、を有する。制御部６０と、ヘッド制御部６２と、部品供給制御部６４とは、上述した制御部２０の一部である。また、電子部品実装装置１０は、電源と接続されており電源から供給される電力を制御部６０、ヘッド制御部６２、部品供給制御部６４及び各種回路を用いて、各部に供給する。制御部６０と、ヘッド制御部６２と、部品供給制御部６４とについては後述する。

電子部品供給装置１００は、電子部品保持テープに電子部品８０の本体が上方に露出している。電子部品供給装置１００は、電子部品保持テープを引き出し、移動させることで、電子部品保持テープに保持された電子部品８０を保持領域（吸着領域、把持領域）に移動させる。本実施形態では、部品供給装置１００のＹ軸方向の先端近傍が、電子部品保持テープに保持された電子部品８０をヘッド１５のノズルが保持する保持領域となる。また、電子部品供給装置１００の場合も同様に、所定の位置が、ヘッド１５のノズルが電子部品保持テープに保持された電子部品８０を保持する保持領域となる。

ヘッド本体３０は、各部を支持するヘッド支持体３１と、複数のノズル３２と、ノズル駆動部３４と、を有する。本実施形態のヘッド本体３０には、図４に示すように、６本のノズル３２が一列に配置されている。６本のノズル３２は、Ｘ軸に平行な方向に並んでいる。なお、図４に示すノズル３２は、いずれも電子部品８０を吸着して保持する吸着ノズルが配置されている。

ヘッド支持体３１は、Ｘ軸駆動部２２と連結している支持部材であり、ノズル３２及びノズル駆動部３４を支持する。なお、ヘッド支持体３１は、撮影装置（基板状態検出部）３６と高さセンサ（基板状態検出部）３７とレーザ認識装置３８も支持している。

ノズル３２は、電子部品８０を吸着し、保持する吸着機構である。ノズル３２は、先端に開口３３を有し、この開口３３から空気を吸引することで、先端に電子部品８０を吸着し、保持する。なお、ノズル３２は、開口３３が形成され電子部品８０を吸着する先端部に連結されたシャフト３２ａを有する。シャフト３２ａは、先端部を支持する棒状の部材であり、Ｚ軸方向に延在して配置されている。シャフト３２ａは、内部に開口３３とノズル駆動部３４の吸引機構とを接続する空気管（配管）が配置されている。

ノズル駆動部３４は、ノズル３２をＺ軸方向に移動させ、ノズル３２の開口３３で電子部品８０を吸着させる。ここで、Ｚ軸は、ＸＹ平面に対して直交する軸である。なお、Ｚ軸は、基板８の表面に対して直交する方向となる。また、ノズル駆動部３４は、電子部品８０の実装時等にノズル３２をθ方向に回転させる。θ方向とは、すなわち、ノズル駆動部３４がノズル３２を移動させる方向と平行な軸であるＺ軸を中心とした円の円周方向と平行な方向である。なお、θ方向は、ノズル３２の回動方向となる。

ノズル駆動部３４は、ノズル３２をＺ軸方向に移動させる機構として、例えば、Ｚ軸方向が駆動方向となる直動リニアモータを有する機構がある。ノズル駆動部３４は、直動リニアモータでノズル３２のシャフト３２ａをＺ軸方向に移動させることで、ノズル３２の先端部の開口３３をＺ軸方向に移動させる。また、ノズル駆動部３４は、ノズル３２をθ方向に回転させる機構として、例えばモータとシャフト３２ａに連結された伝達要素とで構成された機構がある。ノズル駆動部３４は、モータから出力された駆動力を伝達要素でシャフト３２ａに伝達し、シャフト３２ａをθ方向に回転させることで、ノズル３２の先端部もθ方向に回転させる。

ノズル駆動部３４は、ノズル３２の開口３３で電子部品８０を吸着させる機構、つまり吸引機構としては、例えば、ノズル３２の開口３３と連結された空気管と、当該空気管と接続されたポンプと、空気管の管路の開閉を切り換える電磁弁と、を有する機構がある。ノズル駆動部３４は、ポンプで空気管の空気を吸引し、電磁弁の開閉を切り換えることで開口３３から空気を吸引するか否かを切り換える。ノズル駆動部３４は、電磁弁を開き開口３３から空気を吸引することで開口３３に電子部品８０を吸着（保持）させ、電磁弁を閉じ開口３３から空気を吸引しないことで開口３３に吸着していた電子部品８０を開放する、つまり開口３３で電子部品８０を吸着しない状態（保持しない状態）とする。

また、本実施形態のヘッド１５は、電子部品８０の本体を保持するときに本体上面がノズル（吸着ノズル）３２で吸着できない形状である場合には、後述する把持ノズルを用いる。把持ノズルは、吸着ノズルと同様に空気を吸引開放することで固定片に対して可動片が開閉することで電子部品８０の本体を上方から把持開放することができる。また、ヘッド１５は、ノズル駆動部３４でノズル３２を移動させ、交換動作を実行することで、ノズル駆動部３４が駆動させるノズル３２を換えることができる。

撮影装置３６は、ヘッド本体３０のヘッド支持体３１に固定されており、ヘッド１５と対面する領域、例えば、基板８や電子部品８０が搭載された基板８等を撮影する。撮影装置３６は、カメラと、照明装置と、を有し、照明装置で視野を照明しつつ、カメラで画像を取得する。これにより、ヘッド本体３０に対面する位置の画像、例えば、基板８や、部品供給ユニット１４の各種画像を撮影することができる。例えば、撮影装置３６は、基板８の表面に形成された基準マークとしてのＢＯＣマーク（以下単にＢＯＣともいう）やスルーホール（挿入穴）の画像を撮影する。ここで、ＢＯＣマーク以外の基準マークを用いる場合、当該基準マークの画像を撮影する。

高さセンサ３７は、ヘッド本体３０のヘッド支持体３１に固定されており、ヘッド１５と対面する領域、例えば、基板８や電子部品８０が搭載された基板８との距離を計測する。高さセンサ３７としては、レーザ光を照射する発光素子と、対面する位置で反射して戻ってくるレーザ光を受光する受光素子とを有し、レーザ光を発光してから受光するまでの時間で対面する部分との距離を計測するレーザセンサを用いることができる。また、高さセンサ３７は、測定時の自身の位置及び基板８の位置を用いて、対面する部分との距離を処理することで、対面する部分、具体的には電子部品８０の高さを検出する。なお、電子部品８０との距離の測定結果に基づいて電子部品８０の高さを検出する処理は制御部６０で行ってもよい。

レーザ認識装置３８は、光源３８ａと、受光素子３８ｂと、を有する。レーザ認識装置３８は、ブラケット５０に内蔵されている。ブラケット５０は、図３に示すように、ヘッド支持体３１の下側、基板８及び部品供給装置１００側に連結されている。レーザ認識装置３８は、ヘッド本体３０のノズル３２で吸着した電子部品８０に対して、レーザ光を照射することで、電子部品８０の状態を検出する装置である。ここで、電子部品８０の状態とは、電子部品８０の形状、ノズル３２で電子部品８０を正しい姿勢で吸着しているか等である。光源３８ａは、レーザ光を出力する発光素子である。受光素子３８ｂは、Ｚ軸方向における位置、つまり高さが同じ位置であり、光源３８ａに対向する位置に配置されている。

ヘッド１５は、以上のような構成である。なお、上記実施形態のヘッド１５は、ノズル３２に吸着ノズルを装着している場合として説明したが、ノズル３２に電子部品を把持して保持する把持ノズルを用いることができる。ヘッド１５は、ノズル３２に把持ノズルを用いる場合も、ノズル３２に供給する空気圧を調整することで、把持ノズルの駆動部を稼動させて、電子部品を把持している状態と開放している状態を切り換える。また、ヘッド１５は、撮影装置（基板状態検出部）３６と高さセンサ（基板状態検出部）３７とレーザ認識装置３８とを備えていることが好ましいが、必ずしも備えていなくてもよい。

次に、電子部品実装装置１０の装置構成の制御機能について説明する。電子部品実装装置１０は、図３に示すように、制御部２０として、制御部６０と、ヘッド制御部６２と、部品供給制御部６４と、を有する。各種制御部は、それぞれ、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等の演算処理機能と記憶機能とを備える部材で構成される。また、本実施形態では、説明の都合で複数の制御部としたが、１つの制御部としてもよい。また、電子部品実装装置１０の制御機能を１つの制御部とした場合、１つの演算装置で実現しても複数の演算装置で実現してもよい。

制御部６０は、電子部品実装装置１０の各部と接続されており、入力された操作信号や、電子部品実装装置１０の各部で検出された情報に基づいて、記憶されているプログラムを実行し、各部の動作を制御する。制御部６０は、例えば、基板８の搬送動作、ＸＹ移動機構１６によるヘッド１５の駆動動作、レーザ認識装置３８による形状の検出動作等を制御する。また、制御部６０は、上述したようにヘッド制御部６２に各種指示を送り、ヘッド制御部６２による制御動作も制御する。制御部６０は、部品供給制御部６４による制御動作も制御する。

ヘッド制御部６２は、ノズル駆動部３４、ヘッド支持体３１に配置された各種センサ及び制御部６０に接続されており、ノズル駆動部３４を制御し、ノズル３２の動作を制御する。ヘッド制御部６２は、制御部６０から供給される操作指示及び各種センサ（例えば、距離センサ）の検出結果に基づいて、ノズル３２の電子部品８０の吸着（保持）／開放動作、各ノズル３２の回動動作、Ｚ軸方向の移動動作を制御する。

部品供給制御部６４は、部品供給ユニット１４ｆ、１４ｒによる電子部品８０の供給動作を制御する。部品供給制御部６４は、部品供給装置１００毎に設けても、１つですべての部品供給装置１００を制御してもよい。例えば、部品供給制御部６４は、電子部品供給装置１００によるトレイの交換動作、移動動作を制御する。また、部品供給制御部６４は、部品供給装置１００による電子部品保持テープの引き出し動作（移動動作）等を制御する。部品供給制御部６４は、制御部６０による指示に基づいて各種動作を実行する。部品供給制御部６４は、電子部品保持テープの引き出し動作を制御することで、電子部品保持テープの移動を制御する。

次に、電子部品実装装置１０の各部の動作について説明する。なお、下記で説明する電子部品８０の各部の動作は、いずれも制御部２０に基づいて各部の動作を制御することで実行することができる。

図５は、電子部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。図５を用いて、電子部品実装装置１０の全体の処理動作の概略を説明する。なお、図５に示す処理は制御部２０が各部を制御することで実行される。電子部品実装装置１０は、ステップＳ５２として、生産プログラムを読み込む。生産プログラムは、専用の生産プログラム作成装置で作成されたり、入力された各種データに基づいて制御部２０によって作成されたりする。

電子部品実装装置１０は、ステップＳ５２で生産プログラムを読み込んだら、ステップＳ５４として、装置の状態を検出する。具体的には、部品供給ユニット１４ｆ、１４ｒの構成、充填されている電子部品８０の種類、準備されているノズル３２の種類等を検出する。電子部品実装装置１０は、ステップＳ５４で装置の状態を検出し、準備が完了したら、ステップＳ５６として、基板８を搬入する。電子部品実装装置１０は、ステップＳ５６で基板を搬入し、電子部品を実装する位置に基板を配置したら、ステップＳ５８として電子部品を基板に実装する。電子部品実装装置１０は、ステップＳ５８で電子部品の実装が完了したら、ステップＳ６０として基板を搬出する。電子部品実装装置１０は、ステップＳ６０で基板を搬出したら、ステップＳ６２として生産終了かを判定する。電子部品実装装置１０は、ステップＳ６２で生産終了ではない（Ｎｏ）と判定した場合、ステップＳ５６に進み、ステップＳ５６からステップＳ６０の処理を実行する。つまり、生産プログラムに基づいて、基板に電子部品を実装する処理を実行する。電子部品実装装置１０は、ステップＳ６２で生産終了である（Ｙｅｓ）と判定した場合、本処理を終了する。

電子部品実装装置１０は、以上のようにして、生産プログラムを読み込み、各種設定を行った後、基板に電子部品を実装することで、電子部品が実装された基板を製造することができる。

図６は、電子部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図６に示す処理動作は、基板を搬入してから、基板への電子部品の搭載が完了するまでの動作である。また、図６に示す処理動作は、制御部６０が各部の動作を制御することで実行される。

制御部６０は、ステップＳ１０２として、基板８を搬入する。具体的には、制御部６０は、電子部品を搭載する対象の基板を基板搬送部１２で所定位置まで搬送する。制御部６０は、ステップＳ１０２で基板を搬入したら、ステップＳ１０４として保持移動を行う。ここで、保持移動（吸着移動）とは、ノズル３２が部品供給ユニット１４の保持領域にある電子部品８０と対面する位置までヘッド本体３０を移動させる処理動作である。

制御部６０は、ステップＳ１０４で保持移動を行ったら、ステップＳ１０６として、ノズル３２を下降させる。つまり、制御部６０は、電子部品８０を保持（吸着、把持）できる位置までノズル３２を下方向に移動させる。制御部６０は、ステップＳ１０６でノズル３２を下降させたら、ステップＳ１０８として、ノズル３２で部品を保持し、ステップＳ１１０として、ノズル３２を上昇させる。制御部６０は、ステップＳ１１０でノズルを所定位置まで上昇させたら、具体的には電子部品８０をレーザ認識装置３８の計測位置まで移動させたら、ステップＳ１１２として、ノズル３２で吸着している電子部品８０の形状を検出する。制御部６０は、ステップＳ１１２で電子部品の形状を検出したら、ステップＳ１１４としてノズル３２を上昇させる。なお、制御部６０は、上述したようにステップＳ１１２で電子部品の形状を検出し、保持した電子部品が搭載不可であると判定した場合、電子部品を廃棄し、再び電子部品を吸着する。制御部６０は、ノズルを所定位置まで上昇させたら、ステップＳ１１６として、搭載移動、つまりノズル３２で吸着している電子部品を基板８の搭載位置（実装位置）に対向する位置まで移動させる処理動作を行い、ステップＳ１１８として、ノズル３２を下降させ、ステップＳ１２０として部品搭載（部品実装）、つまりノズル３２から電子部品８０を開放する処理動作を行い、ステップＳ１２２として、ノズル３２を上昇させる。つまり、制御部６０は、ステップＳ１１２からステップＳ１２０の処理動作として、上述した実装処理を実行する。

制御部６０は、ステップＳ１２２でノズル３２を上昇させた場合、ステップＳ１２４として全部品の搭載が完了したか、つまり基板８に搭載する予定の電子部品の実装処理が完了したかを判定する。制御部６０は、ステップＳ１２４で全部品の搭載が完了していない（Ｎｏ）、つまり搭載する予定の電子部品が残っていると判定した場合、ステップＳ１０４に進み、次の電子部品を基板８に搭載する処理動作を実行する。このように制御部６０は、基板８に全部品の搭載が完了するまで、上記処理動作を繰り返す。制御部６０は、ステップＳ１２４で全部品の搭載が完了した（Ｙｅｓ）と判定した場合、本処理を終了する。

電子部品実装装置１０は、図６に示す処理動作を実行することで、基板に電子部品を搭載することができ、電子部品が実装された基板を生産することができる。

次に、図７を用いて、電子部品実装装置が電子部品を実装している間の処理の一例を説明する。図７は、電子部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。電子部品実装装置１０は、ステップＳ１５０としてヘッドの各ノズルで保持する電子部品を特定する。つまり、次にノズルが保持する電子部品の種類を特定する。

電子部品実装装置１０は、ステップＳ１５０で電子部品を特定したら、ステップＳ１５２としてノズルの交換があるかを判定する。電子部品実装装置１０は、ステップＳ１５２でノズルの交換なし（Ｎｏ）と判定したら、ステップＳ１５６に進む。電子部品実装装置１０は、ステップＳ１５２でノズルの交換あり（Ｙｅｓ）と判定したら、ステップＳ１５４としてノズルの交換を実行する。具体的には、電子部品実装装置１０は、ヘッド１５をノズル交換機１８に移動させ、ヘッドが保持しているノズルをノズル交換機１８に移動させ、ノズル交換機１８に保持され次に使用するノズルをヘッドに装着する。電子部品実装装置１０は、ノズル交換機１８でヘッドに装着されたノズルを吸着ノズルから把持ノズルに換えたり、吸着ノズルの種類を変えたり、把持ノズルの種類を変えたりする。電子部品実装装置１０は、ステップＳ１５４の処理を行ったら、またはステップＳ１５２でＮｏと判定した場合、ステップＳ１５６として電子部品の保持動作、つまりヘッド１５に装着されたノズルを用いてステップＳ１５０で特定した電子部品の保持動作を実行し、本処理を終了する。

電子部品実装装置１０は、図７に示すように、電子部品の種類に応じて、ヘッドが装着するノズルを交換することで、より適切なノズルで電子部品を保持することができる。また、ノズルを交換可能とすることで、１つの電子部品実装装置１０で電子部品を適切に保持することができる。またより多くの種類の電子部品を保持することができる。

次に、図８から図１１を用いて、電子部品実装装置１０で生産する基板が切り替わる際に実行される制御について説明する。図８は、電子部品実装装置の動作の一例を説明するための説明図である。図９は、電子部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。図１０は、電子部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。図１１は、電子部品実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。

図８は、フロント側のレーン（第１レーン）で生産される基板の機種（種類）と、リア側のレーン（第２レーン）で生産される基板の機種（種類）との切り替わりを示している。図８は、下段がフロント側のレーン（第１レーン）で生産される基板の機種（種類）を示し、上段がリア側のレーン（第２レーン）で生産される基板の機種（種類）を示している。本実施形態の電子部品実装装置１０は、図８に示すように、フロント側のレーンで、機種Ａの基板を設定された枚数生産した場合、生産する基板を機種Ｂの基板に切り換える。電子部品実装装置１０は、リア側のレーンで、機種Ｃの基板を設定された枚数生産した場合、生産する基板を機種Ｄの基板に切り換え、機種Ｄの基板を設定された枚数生産した場合、生産する基板を機種Ｅの基板に切り換える。なお、本実施形態の電子部品実装装置１０は、リア側のレーンで、機種Ｃの基板から機種Ｄの基板への生産の切り換えが生じた後、フロント側のレーンで機種Ａの基板から機種Ｂの基板への生産の切り換えが生じる。また、電子部品実装装置１０は、フロント側のレーンで、機種Ａの基板から機種Ｂの基板への生産の切り換えが生じた後、リア側のレーンで、機種Ｄの基板から機種Ｅの基板への生産の切り換えが生じる。

本実施形態の電子部品実装装置１０は、図８に示すようにフロント側のレーンと、リア側のレーンで独立して基板が生産され、設定した枚数の生産が終了すると生産する基板の種類を切り換える。電子部品実装装置１０は、フロント側のレーンとリア側のレーンとのいずかで、生産する基板の種類の切り替え、つまり基板の生産に用いる生産プログラムの切り替えが発生した場合、所定の条件を満たすか判定し、所定の条件を満たす場合、それぞれのノズル交換機１８で保持するノズルの入れ換えを行う。

以下、図９から図１１を用いて、処理の一例を説明する。なお、図９から図１１の処理は、制御部２０で各部の動作を制御することで実現することができる。制御部２０は、ステップＳ２０２として、前後のレーンの生産状況を検出する。つまり、フロント側のレーン（第１レーン）とリア側のレーン（第２レーン）の生産状況を検出する。生産状況とは、現状生産している種類の基板が何枚目であるか、残り何枚を生産するか、生産終了予定時刻までの残り時間等の少なくとも１つを含む。

制御部２０は、ステップＳ２０２で生産状況を検出した場合、ステップＳ２０４として、所定の時間内に前後のレーンのいずれかで生産する機種の切り替えが発生するかを判定する。所定の時間は、予め設定した時間を用いることができる。なお、所定の時間は、機種の切り替えが発生する前に各種演算が完了するために必要な時間以上であることが好ましい。例えば、制御部２０は、図８に示す生産状態で、リア側のレーンで機種Ｃの基板から機種Ｄの基板への生産の切り換えが生じる場合、フロント側のレーンで機種Ａの基板から機種Ｂの基板への生産の切り換えが生じる場合、リア側のレーンで、機種Ｄの基板から機種Ｅの基板への生産の切り換えが生じる場合に、切り替えが発生すると判定する。制御部２０は、ステップＳ２０４で所定の時間内に切り替えが発生しない（ステップＳ２０４でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ２０２に進む。

制御部２０は、ステップＳ２０４で所定の時間内に切り替えが発生する（ステップＳ２０４でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ２０６として、前後のノズル交換機、つまりフロント側とリア側のノズル交換機１８に割り付けるノズルを演算する。具体的には、切り替え後に生産する基板の機種の内容を生産プログラムに基づいて解析し、フロント側とリア側のノズル交換機１８のノズルの割り当てを演算する。

例えば、制御部２０は、リア側のレーンで機種Ｃの基板から機種Ｄの基板への生産の切り換えが生じると判定した場合、機種Ｄの生産に対応する生産プログラムで使用しないノズルを割り出す。具体的には、制御部２０は、生産タクトが低下しない条件で機種Ｄの基板の生産時にヘッドで同時に使用するノズルの最大数をノズルの種類毎に算出する。つまり、機種Ｄの基板の生産時にノズル交換機でノズルを交換した場合に、ヘッドに同時に装着されるノズルの最大数をノズルの種類毎に算出する。制御部２０は、ノズルの種類毎に、ヘッドに同時に装着されるノズルの最大数と対応するノズル交換機の当該ノズルの保持数とを比較し、最大数よりも多くノズル交換機に保持されているノズルを機種Ｄの生産では使用しないノズルとして算出する。ここで、制御部２０は、フロント側のレーンでは、機種Ａの基板の生産を継続している。制御部２０は、機種Ａの基板の生産で使用しないノズルも同様に算出する。制御部２０は、フロント側、リア側のノズル交換機１８のノズル保持部のうち、ノズルを保持（格納）していないノズル保持部の数、つまりノズル保持部の空き数を算出する。制御部２０は、それぞれのレーンについて、使用していないノズルの本数と、ノズル保持部の空き数とを加算した数を算出し、算出したそれぞれのレーンの結果のうち、数値の小さい方の数を入れ換え可能なノズルの本数とする。

次に、制御部２０は、使用していないノズルの中から、入れ換え可能なノズルの本数分、入れ替えるノズルを特定する。制御部２０は、生産プログラムに基づいて、各ノズル種での搭載点数の割合を算出し、搭載点数の高いノズルから順にノズル交換対象のノズル（使用しないノズル）と比較し、一致したノズルを交換対象にする。ここで、制御部２０は、同じ種類のノズルが複数本、交換対象となる場合、（当該ノズル種の交換に割り当てられる最大数）＝（入れ替え可能数）＊（当該ノズル種の総搭載点数/全ての搭載点数）で他のノズルと比較し、２本目以降の優先度を調整する。制御部２０は、最大数より余りが下回った場合、すべて交換対象とする。また、優先度の高いノズル種であっても、装着ヘッドの最大数を交換時に超える場合には超えた分のノズルの優先度を１番低くする。つまり、同時にヘッドにつけることができるノズルの本数を超える場合は、超えたノズルに対しては、優先度を一番低くする。制御部２０は、上記処理を行うことで、交換する（入れ替える）対象のノズルを特定する。なお、入れ替えるノズルの特定方法は、上記例に限定されず、種々の決定方法を用いることができる。例えば、制御部２０は、使用しているノズルも判定の対象とし、ノズルを移動させることで、実装回数が低減できる場合、入れ替えの対象としてもよい。

制御部２０は、ステップＳ２０６で割り付けるノズルを演算で算出したら、ステップＳ２０８として、ノズルの入れ替えで生産タクトが向上するかを判定する。なお、生産タクトが向上するかの判定については後述する。

制御部２０は、ステップＳ２０８で生産タクトが向上する（ステップＳ２０８でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ２１０として、入れ替えたノズルの割り付けで最適化した生産プログラムを算出する。つまり、ノズルの入れ替えに対応して生産プログラムを修正する。制御部２０は、機種の切り替えを行うレーンの生産プログラムの修正を行う。制御部２０は、ステップＳ２１０で生産プログラムを算出したら、ステップＳ２１２として機種の切り替えが発生したかを判定する。

制御部２０は、ステップＳ２１２で機種の切り替えが発生していない（ステップＳ２１２でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ２１２に進む。制御部２０は、機種の切り替えが発生するまで、ステップＳ２１２の処理を繰り返す、制御部２０は、ステップＳ２１２で機種の切り替えが発生した（ステップＳ２１２でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ２１４として、前後のノズル交換機のノズルの入れ替え情報に基づいてノズルを入れ替え、ステップＳ２２２に進む。つまり、制御部２０は、ステップＳ２０６の算出結果に基づいて、前後のノズル交換機のノズルを入れ替える。なお、ノズルの入れ替えは、上述したように中間ノズル交換機を中継地点として、フロント側、リア側のヘッド１５で移動させることで実現することができる。

制御部２０は、ステップＳ２０８で生産タクトが向上しない（ステップＳ２０８でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ２１６として、生産プログラムを現状で維持する。つまり生産プログラムを変更せず、ステップＳ２１８として、機種の切り替えが発生したかを判定する。

制御部２０は、ステップＳ２１８で機種の切り替えが発生していない（ステップＳ２１８でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ２１８に進む。制御部２０は、機種の切り替えが発生するまで、ステップＳ２１８の処理を繰り返す、制御部２０は、ステップＳ２１８で機種の切り替えが発生した（ステップＳ２１８でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ２２０として、ノズルを現状の位置で維持し、ステップＳ２２２に進む。つまり、制御部２０は、ノズル交換機間での交換を行わない。

制御部２０は、ステップＳ２１４、またはステップＳ２２０の処理を行ったら、ステップＳ２２２として生産プログラムに基づいて、生産を開始し、本処理を終了する。制御部２０は、基板の製造が継続される場合、再びステップＳ２０２の処理を開始する。

次に、ステップＳ２０８の判定処理について説明する。本実施形態の制御部２０は、２つのレーンで別々に生産タクトが向上するかを判定し、両方のレーンで生産タクトが向上する場合、生産タクトが向上すると判定する。なお、両方の生産タクトの変化を加味して、装置全体で生産タクトが向上する場合、生産タクトが向上すると判定してもよい。

図１０は、生産する機種の切り替えが発生しているレーンについての判定の一例を示している。制御部２０は、ステップＳ２４０として、現状のノズル配置での生産時間を算出する。ここで生産時間とは１枚の基板の生産に係る時間である。次に、制御部２０は、ステップＳ２４２として、入れ換え後のノズル配置での生産時間を算出する。ここで、制御部２０は、生産プログラムの搭載順最適化（吸着動作、搭載動作の最適化）及びノズル交換機のノズル配置最適化（ノズル交換をより少なくできる最適化）を実施して一枚あたりの生産時間を算出する。次に、制御部２０は、ステップＳ２４４として、ノズルの入れ替えにかかる時間を算出する。次に、制御部２０は、ステップＳ２４６として、対象の生産の終了後にノズルの入れ替えにかかる時間を算出する。対象の生産の終了後にノズルの入れ替えにかかる時間とは、次に生産する機種の切り替えが生じた場合に必要なノズルの入れ替えの時間、または、ノズルの配置を元に戻す場合にかかる時間である。なお、制御部２０は、ステップＳ２４０からステップＳ２４６の演算の順序は特に限定されない。

制御部２０は、ステップＳ２４０からステップＳ２４６で時間を算出したら、ステップＳ２４８として、ノズルの入れ替えによるロス時間＜ノズルの入れ換えで短縮される時間であるかを判定する。ここで、ノズルの入れ替えによるロス時間とは、ステップＳ２４４で算出した時間とステップＳ２４６で算出した時間の合計値である。ノズルの入れ換えで短縮される時間とは、ステップＳ２４２で算出した生産時間からステップＳ２４０で算出した生産時間を引いた差分時間に残りの生産枚数をかけた時間である。

制御部２０は、ステップＳ２４８でノズルの入れ替えによるロス時間＜ノズルの入れ換えで短縮される時間である（ステップＳ２４８でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ２５０として生産タクトが向上すると判定し、本処理を終了する。制御部２０は、ステップＳ２４８でノズルの入れ替えによるロス時間≧ノズルの入れ換えで短縮される時間である（ステップＳ２４８でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ２５２として生産タクトが向上しないと判定し、本処理を終了する。

ここで、制御部２０は、当該切り替え後に生産が終了する場合、ステップＳ２４６の入れ替えにかかる時間を０としてよい。また、制御部２０は、機種の切り替えの判定が２回目以降の場合、前回の判定のステップＳ２４６の時間が、今回の判定のステップＳ２４４で算出する時間となる。このため、前回の判定で、ノズルの入れ替えを行っている場合、今回の判定のステップＳ２４４の時間を０としてもよい。

図１１は、生産する機種の切り替えが発生していないレーンについての判定の一例を示している。制御部２０は、ステップＳ２４０として、現状のノズル配置での生産時間を算出する。次に、制御部２０は、ステップＳ２４２として、入れ換え後のノズル配置での生産時間を算出する。次に、制御部２０は、ステップＳ２４４として、ノズルの入れ替えにかかる時間を算出する。次に、制御部２０は、ステップＳ２４６として、対象の生産の終了後のノズルの入れ替えにかかる時間を算出する。次に、制御部２０は、ステップＳ２４７として、生産プログラムの切り換えに係る時間を算出する。なお、制御部２０は、ステップＳ２４０からステップＳ２４７の演算の順序は特に限定されない。

制御部２０は、ステップＳ２４０からステップＳ２４７で時間を算出したら、ステップＳ２４８として、ノズルの入れ替えによるロス時間＜ノズルの入れ換えで短縮される時間であるかを判定する。ここで、ノズルの入れ替えによるロス時間とは、ステップＳ２４４で算出した時間とステップＳ２４６で算出した時間とステップＳ２４７で算出した時間の合計値である。ノズルの入れ換えで短縮される時間とは、ステップＳ２４２で算出した生産時間からステップＳ２４０で算出した生産時間を引いた差分時間に残りの生産枚数をかけた時間である。

制御部２０は、ステップＳ２４８でノズルの入れ替えによるロス時間＜ノズルの入れ換えで短縮される時間である（ステップＳ２４８でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ２５０として生産タクトが向上すると判定し、本処理を終了する。制御部２０は、ステップＳ２４８でノズルの入れ替えによるロス時間≧ノズルの入れ換えで短縮される時間である（ステップＳ２４８でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ２５２として生産タクトが向上しないと判定し、本処理を終了する。

電子部品実装装置１０は、以上のように、生産する基板の機種の切り替わり時にノズル交換機が保持するノズルの入れ替えを行うことで、基板の生産タクトを向上させることができる。また、電子部品実装装置１０は、生産する基板の機種に基づいて、複数のノズル交換機が保持するノズルを効率よく使用することができる。これにより、装置が保持するノズルの本数を少なくすることもできる。また、電子部品実装装置１０は、ヘッドによりノズル交換機が保持するノズルの交換ができるため、オペレータの作業を少なくすることができる。これにより生産時に生じる段取り操作を低減することができる。

電子部品実装装置１０は、上記実施形態のように、生産する機種の切り替えの所定の時間前に判定を行うことで、各レーンでの生産状況の変化に対応してより適切な判定を行うことができる。また、電子部品実装装置１０は、各レーンで独立して生産を継続しつつ、適切なノズルの入れ替えができるため、一方のレーンで生産の遅れが生じてもその遅れに対応したノズルの入れ替えをおこなうことができる。また、電子部品実装装置１０は、各レーンで独立して生産を継続することで、一方のレーンで他方のレーンを待つ等の時間を減らすことができ、それぞれのレーンの生産タクトの悪化を抑制することができる。

電子部品実装装置１０は、上記実施形態のように、生産する機種の切り替えの所定の時間前に判定を行うことで、生産プログラムの修正や、入れ替えるノズルの決定を事前に実行できるため、装置全体の生産タクトをより向上させることができる。これにより、前後ノズル交換に割り付けるノズルの演算や、生産タクト向上の判定を行う実施時間をロス時間に含めないことができ、生産の効率を向上させるとことができる。

電子部品実装装置１０は、上記実施形態のように、中間ノズル交換機を設けることで、ヘッドが両方のノズル交換機まで移動できない構成でも、ノズルの入れ替えが可能となる。また、ヘッドが両方のノズル交換機まで移動できない構成とすることで、ＸＹ移動機構を小型化することができ、装置を小型化することができる。電子部品実装装置１０は、中間ノズル交換機を設けずに、１つのヘッドが両方のノズル交換機まで移動できるようにし、１つのヘッドでノズルを入れ替えるようにしてもよい。電子部品実装装置１０は、入れ替え時以外にも中間ノズル交換機７０でノズルを保持するようにしてもよい。この場合、制御部２０は、中間ノズル交換機７０にあるノズルを必要に応じて、使用するヘッドに対応ノズル交換機に移動させるようにしてもよい。また、生産時に直接中間ノズル交換機で交換するようにしてもよい。

上記実施形態の電子部品実装装置１０は、２つのヘッド１５ｆ、１５ｒでそれぞれの基板搬送部の基板に電子部品を実装する場合としたが、これに限定されない。本実施形態の電子部品実装装置１０は、使用用途によっては、１つの基板に対して、２つのヘッド１５ｆ、１５ｒで交互に電子部品を搭載することができる。このように、２つのヘッド１５で交互に電子部品を搭載してもよい。この場合、一方のヘッドが電子部品を基板に搭載している間に、他方のヘッドは、部品供給装置にある電子部品を吸着することができる。これにより、基板８に電子部品が搭載されない時間をより短くすることができ、効率よく電子部品を搭載することができる。

８ 基板、１０ 電子部品実装装置、１１ 筐体、１２、１２ｆ、１２ｒ 基板搬送部、１４、１４ｆ、１４ｒ 部品供給ユニット、１５、１５ｆ、１５ｒ ヘッド、１６ ＸＹ移動機構、１７、１７ｆ、１７ｒ ＶＣＳユニット、１８、１８ｆ、１８ｒ ノズル交換機、１９、１９ｆ、１９ｒ 部品貯留部、２０ 制御部、２２、２２ｆ、２２ｒ Ｘ軸駆動部、２４ Ｙ軸駆動部、３０ ヘッド本体、３１ ヘッド支持体、３２ ノズル、３４ ノズル駆動部、３８ レーザ認識装置、４０ 操作部、４２ 表示部、６０ 制御部、６２ ヘッド制御部、６４ 部品供給制御部、７０ 中間ノズル交換機、７２ ノズル保持部、８０ 電子部品、１００ 電子部品供給装置

Claims (6)

1. 電子部品を保持領域に供給する電子部品供給装置を少なくとも１つ備える第１部品供給ユニットと、
   前記第１部品供給ユニットから前記保持領域に供給される電子部品を保持するノズルと前記ノズルを上下駆動及び回転駆動させかつ前記ノズルに当該ノズルを駆動する空気圧を供給するノズル駆動部と前記ノズル及び前記ノズル駆動部を支持するヘッド支持体とを有する第１ヘッドと、
   複数のノズルを備え、前記第１ヘッドに装着されるノズルを交換させる第１ノズル交換機と、
   前記第１ヘッドを移動させる第１ヘッド移動機構と、
   前記第１ヘッドで電子部品が実装される位置に基板を搬送する第１基板搬送部と、
   電子部品を保持領域に供給する電子部品供給装置を少なくとも１つ備える第２部品供給ユニットと、
   前記第２部品供給ユニットから前記保持領域に供給される電子部品を保持するノズルと前記ノズルを上下駆動及び回転駆動させかつ前記ノズルに当該ノズルを駆動する空気圧を供給するノズル駆動部と前記ノズル及び前記ノズル駆動部を支持するヘッド支持体とを有する第２ヘッドと、
   複数のノズルを備え、前記第２ヘッドに装着されるノズルを交換させる第２ノズル交換機と、
   前記第２ヘッドを移動させる第２ヘッド移動機構と、
   前記第２ヘッドで前記電子部品が実装される位置に基板を搬送する第２基板搬送部と、
   生産プログラムに基づいて、前記第１基板搬送部で搬送される基板に前記第１ヘッドで電子部品を実装して基板を生産させ、かつ、前記第２基板搬送部で搬送される基板に前記第２ヘッドで電子部品を実装して基板を生産させる制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記第１ヘッドで電子部品を実装する基板の種類、または、前記第２ヘッドで電子部品を実装する基板の種類の切り替え時、切り替え後に生産する基板の生産プログラムに基づいて、前記第１ノズル交換機が備えるノズルと前記第２ノズル交換機が備えるノズルとを前記第１ヘッド及び前記第２ヘッドを用いて入れ替えることを特徴とする電子部品実装装置。
2. 前記第１ノズル交換機と前記第２ノズル交換機との間に配置された中間ノズル交換機を有し、
   前記制御部は、前記第１ヘッドで前記第１ノズル交換機のノズルを前記中間ノズル交換機に移動させ、かつ、前記中間ノズル交換機のノズルを前記第１ノズル交換機に移動させ、前記第２ヘッドで前記第２ノズル交換機のノズルを前記中間ノズル交換機に移動させ、かつ、前記中間ノズル交換機のノズルを前記第２ノズル交換機に移動させることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装装置。
3. 前記制御部は、前記ノズルの交換に対応して修正した生産プログラムを用いて、切り替え後の生産を実行することを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品実装装置。
4. 前記制御部は、前記切り替え後の生産プログラムに基づいて、入れ替えるノズルを特定し、ノズルを交換した場合に短縮される生産時間がノズルの入れ替えによるロス時間よりも長い場合、前記ノズルの入れ替えを実行し、
   ノズルを交換した場合に短縮される生産時間がノズルの入れ替えによるロス時間以下の場合、前記ノズルの入れ替えを実行しないことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電子部品実装装置。
5. 前記ロス時間は、前記切り替え時の前記ノズルの入れ替えにかかる時間と、前記切り替えた生産プログラムによる生産の終了時の前記ノズルの入れ替えにかかる時間と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の電子部品実装装置。
6. 前記制御部は、前記第１基板搬送部で搬送している基板の生産に対して、ノズルを交換した場合に短縮される生産時間とノズルの入れ替えによるロス時間とを比較し、
   前記第２基板搬送部で搬送している基板の生産に対して、ノズルを交換した場合に短縮される生産時間とノズルの入れ替えによるロス時間とを比較することを特徴とする請求項４または５に記載の電子部品実装装置。

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