JP5982649B2 - 部品実装方法および部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品供給部のフィーダベースに装着されたパーツフィーダから電子部品を取り出して基板に実装する実装作業を行う部品実装方法および部品実装装置に関するものである。

電子基板の製造に用いられる部品実装装置では、部品供給部のフィーダベースに装着されたテープフィーダなどのパーツフィーダから電子部品を取り出して基板に実装する実装作業が反復して実行される。そして部品供給部では、部品補給や部品種の切り替えなどに際しテープフィーダを着脱する作業が必要に応じて実行される。この着脱作業においては、従来よりテープフィーダの装着位置や供給対象となる電子部品の部品種を確認する、いわゆる部品照合操作を行うことにより、テープフィーダの誤セットを防止している（例えば特許文献１参照）。

この特許文献に示す先行技術では、部品切れ発生に際して実行される部品交換作業において、部品切れが発生した被交換部品供給体を識別して作業者に通知し、通知を受けた作業者は被交換部品供給体と交換部品供給体に設けられたバーコードをバーコードリーダにて読み取り、両者の部品品番が一致した場合にのみ交換作業を実行するようにしている。これにより、部品供給体の交換間違いを軽減することができるという利点がある。

特開２０００−６８６９７号公報

しかしながら上述の先行技術を含め、従来技術ではテープフィーダをフィーダベースに装着する際には上述の部品照合操作が一律に求められていたことに起因して、以下のような不都合があった。すなわち部品実装ラインでは、機種切替や部品切れのためにテープフィーダを取り出して新規のテープフィーダを装着する場合だけでなく、生産実行中に種々の理由によって既装着のテープフィーダをフィーダベースから一時的に取り外す場合がある。例えば生産中に特定のテープフィーダにおいて部品吸着ミスが発生したような場合には、このテープフィーダをフィーダベースから抜き出して、先端部の部品吸着位置における異常の有無を目視により確認する作業が行われ、確認後にはこのテープフィーダをフィーダベースの同一装着位置に再装着する。

この場合には、テープフィーダにセットされた部品供給リールは交換されていないことから、本来的に部品照合を行う必要は存在しない。ところが従来技術ではテープフィーダなどのパーツフィーダの取り外しの理由如何に関係なく部品照合操作が求められており、一時的な取り外しにおいても作業者が繁雑な作業を強いられて作業効率の低下を招くという課題があった。

そこで本発明は、パーツフィーダの一時的な取り外しにおいて、作業負荷を軽減して作業効率を向上させることができる部品実装方法および部品実装装置を提供することを目的とする。

本発明の部品実装方法は、部品供給部のフィーダベースに装着されたパーツフィーダから電子部品を取り出して基板に実装する実装作業を行う部品実装方法であって、前記実装作業実行中に前記フィーダベースに既装着の一のパーツフィーダを一時的に取り外してフィーダアドレスが同一の装着位置に再装着するフィーダ一時取り外し操作において、前記再装着後に、前記パーツフィーダが前記フィーダベースに装着されたことにより検出される前記パーツフィーダを個別に特定するフィーダＩＤ情報に基づいて再装着されたパーツフィーダが前記既装着のパーツフィーダと同一であるか否かを確認するフィーダＩＤ情報確認工程と、前記フィーダＩＤ情報確認工程において同一であると確認されたならば、当該パーツフィーダが取り外されてから再装着されるまでの着脱時間を算出する着脱時間算出工程とを含み、前記算出された着脱時間が所定時間以下である場合には、当該パーツフィーダに収納された電子部品の部品種の正否を判定するための部品照合操作を行うことなく、前記実装作業を実行する。

本発明の部品実装装置は、部品供給部のフィーダベースに装着されたパーツフィーダから電子部品を取り出して基板に実装する実装作業を行う部品実装装置であって、前記実装作業を実行する部品実装機構と、前記実装作業実行中に前記フィーダベースに既装着の一のパーツフィーダを一時的に取り外してフィーダアドレスが同一の装着位置に再装着するフィーダ一時取り外し操作において、前記再装着後に前記パーツフィーダが前記フィーダベースに装着されたことにより検出される前記パーツフィーダを個別に特定するフィーダＩＤ情報に基づいて再装着されたパーツフィーダが前記既装着のパーツフィーダと同一であるか否かを確認するフィーダＩＤ情報確認部と、前記フィーダＩＤ情報確認部によって同一であると確認されたならば、当該パーツフィーダが取り外されてから再装着されるまでの着脱時間を算出する着脱時間算出部と、前記部品実装機構、フィーダＩＤ情報確認部および着脱時間算出部を制御する制御部と備え、前記制御部は、前記算出された着脱時間が所定時間以下である場合には、当該パーツフィーダに収納された電子部品の部品種の正否を判定するための部品照合操作を行うことなく、前記部品実装機構に実装作業を実行させる。

本発明によれば、実装作業実行中にパーツフィーダを一時的に取り外して同一の装着位置に再装着するフィーダ一時取り外し操作において、再装着後にパーツフィーダを個別に特定するフィーダＩＤ情報を検出して再装着されたパーツフィーダが既装着のパーツフィーダと同一であるか否かを確認し、同一であると確認されたならば当該パーツフィーダが取り外されてから再装着されるまでの着脱時間を算出し、算出された着脱時間が所定時間以下である場合には当該パーツフィーダに収納された電子部品の部品種の正否を判定するための部品照合操作を行うことなく実装作業を実行することにより、不必要な部品照合操作の実行を排除して、パーツフィーダの一時的な取り外しにおいて作業負荷を軽減して作業効率を向上させることができる。

本発明の一実施の形態の電子部品実装システムの正面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムを構成する部品実装装置の斜視図および部品供給部の構成説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における部品照合操作の説明図 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フィーダ一時取り外し処理を示すフロー図

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を参照して部品実装システムについて説明する。図１において部品実装システム１は、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する機能を有するものであり、印刷装置Ｍ１、部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４、リフロー装置Ｍ５の各装置を連結して成る部品実装ラインを通信ネットワーク２によって接続し、全体を上位システム３によって制御する構成となっている。また上位システム３は、バーコードリーダなどの携帯型の端末機器から無線送信される入力信号を受信する無線受信装置４を備えている。

印刷装置Ｍ１は、基板に形成された電子部品接合用の電極にペースト状の半田をスクリーン印刷する。部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４は、実装ヘッドによって部品供給部から電子部品をピックアップし、半田が印刷された基板の実装位置に移送搭載する。この後、部品実装後の基板はリフロー装置Ｍ５に送られ、基板に実装された電子部品を基板に半田接合することにより実装基板が製造される。

次に図２を参照して、部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４およびこれらの装置に備えられた部品供給部の構成について説明する。図２（ａ）に示すように、部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４を構成する本体部５のＸ方向（基板搬送方向）側の端部には、基板搬入用の開口部５ａが設けられており、開口部５ａを挿通して本体部５の内部にＸ方向に配設された１対の搬送コンベアよりなる基板搬送機構６が延出している。

本体部５の内部において、基板搬送機構６の両側には部品実装機構７Ａ、７Ｂが、配設されている。部品実装機構７Ａ、７Ｂは、開口部５ａから搬入されて位置決め保持された基板に部品供給部８から実装ヘッド（図示省略）によって電子部品を取り出して移送搭載する。部品実装機構７Ａ、７Ｂの外側面は、部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４を操作する操作側面となっており、この操作側面には部品供給のための部品供給部８および操作入力を行うための操作パネル１５が設けられている。さらに、本体部５の上面にはオペレータへの報知用の点灯表示を行う表示灯１４が立設されている。

部品供給部８には複数のパーツフィーダであるテープフィーダ１２が並列に装着された台車９が着脱自在にセットされている。なおパーツフィーダとしては、テープフィーダ１２以外にもバルクフィーダやチューブフィーダなど、テープフィーダ１２との装着互換性を有するものが含まれる。台車９には、実装対象の電子部品を保持したキャリアテープ１１が巻回収納されたリール１０が複数セットされている。装置稼働中の部品供給部８において、いずれかのテープフィーダ１２に部品切れが予知されると表示灯１４が点灯してその旨を報知し、その報知を承けてオペレータは部品切れが近い旨報知されたテープフィーダ１２を対象として、部品切れのリール１０を新たなリール１０と交換するリール交換作業を行う。

図２（ｂ）は、部品供給部８にセットされる台車９および台車９に装着されるテープフィーダ１２、テープフィーダ１２にキャリアテープ１１を供給するリール１０の配列状態を示している。台車９の上面に設けられたフィーダベース９ａにはフィーダ装着用のスロットが複数並列で設けられており、予め割り当てられたスロットの位置を示すフィーダアドレスにしたがって複数のテープフィーダ１２が並列状態でセットされている。台車９には各テープフィーダ１２に対応して１つのリール１０を載置可能なように、リール載置位置９ｂが設けられている。

テープフィーダ１２のフィーダ本体部１２ａ内にはキャリアテープ１１をピッチ送りするテープ送り機構およびテープ送り機構を制御するフィーダ制御部（図示省略）が内蔵されており、フィーダ本体部１２ａの上面にはテープ送りなどの各種の操作を行うための操作部１３（図３参照）が配置されている。フィーダ制御部には、当該テープフィーダ１２を個別に特定するフィーダＩＤが記憶されており、テープフィーダ１２をフィーダベース９ａに装着することにより当該テープフィーダ１２のフィーダＩＤが検出されて、装着されたテープフィーダ１２を各フィーダアドレスごとに特定できるようになっている。

機種切り替えや部品補給に伴うテープフィーダ１２の装着に際しては、複数のテープフィーダ１２が狭ピッチで隣接して配置されていることから、隣接するテープフィーダ１２を錯誤により取り違えて装着するセットミスが発生しやすい。本実施の形態においては、このようなセットミスの発生を極力低減するため、以下に説明するように、リール１０に部品種を識別する識別マークとしてのバーコードラベルを貼付し、テープフィーダ１２の装着時やリール交換時にオペレータがこれらの識別マークをバーコードリーダ１６によって読み取った結果を予め記憶された部品種データと参照することにより、セットミスを極力抑制するようにしている。

図３は、テープフィーダ１２の機能および部品供給部８におけるこれらの識別マークとしてのバーコードラベルの読取り動作を示すものである。機種切り替えや部品補給のためのテープフィーダ１２の装着時やリール交換作業に際しては、リール載置位置９ｂに載置されたリール１０からキャリアテープ１１が引き出され、テープフィーダ１２にセットされる。リール１０には、当該リールに収納された部品種を示すバーコードラベルＬが貼付されている。

テープフィーダ１２の装着時やリール交換時には、上述のバーコードラベルＬをバーコードリーダ１６によって読み取って、読取り結果を上位システム３に無線受信装置４を介して送信し、さらに上位システム３から信号が伝達された部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４によって所定の照合処理を行うことにより、フィーダ装着作業やリールセット作業の正否を判定する。

次に、図４を参照して、部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４の制御系の構成を説明する。図４において、制御部２０はＣＰＵ機能を備えた演算処理装置であり、記憶部２１に記憶された処理プログラムを実行することにより、以下に説明する各部を制御する。制御部２０による制御処理に際しては、記憶部２１に記憶された実装データ２１ａ、フィーダ配列データ２１ｂ、部品種データ２１ｃなどの各種のデータが参照される。

実装データ２１ａは、実装される電子部品の部品種や基板の実装位置座標などのデータであり、精算対象の基板種ごとに記憶される。フィーダ配列データ２１ｂは、部品供給部８におけるテープフィーダ１２などのパーツフィーダの配列を規定するデータ、すなわち台車９のフィーダベース９ａにおいてテープフィーダ１２の装着位置を規定するフィーダアドレスと各テープフィーダ１２を特定する識別情報であるフィーダＩＤとを対応させたデータである。部品種データ２１ｃは、テープフィーダ１２における各フィーダアドレスについて、当該フィーダアドレスから供給されるべき部品種を規定するデータである。

フィーダＩＤ検出部２２は、部品供給部８においてフィーダベース９ａに装着されたテープフィーダ１２のフィーダＩＤを検出する。すなわちテープフィーダ１２をフィーダベース９ａに装着することにより、各テープフィーダ１２のフィーダ制御部に記憶されたフィーダＩＤがフィーダＩＤ検出部２２によって読み取られる。フィーダＩＤ情報確認部２３は、実装作業実行中にフィーダベース９ａに既装着の一のテープフィーダ１２を一時的に取り外してフィーダアドレスが同一の装着位置に再装着するフィーダ一時取り外し操作において、取り外し前後のテープフィーダ１２が同一であるか否かを確認する処理を行う。すなわち、再装着後にテープフィーダ１２を個別に特定するフィーダＩＤをフィーダＩＤ検出部２２によって検出して、再装着されたテープフィーダ１２が既装着のテープフィーダ１２と同一であるか否かを確認する。

着脱時間算出部２４は、フィーダＩＤ情報確認部２３によって同一であると確認されたならば、当該テープフィーダ１２が取り外されてから再装着されるまでの着脱時間を算出する演算を行う。すなわち着脱時間算出部２４は、計時タイマ２５によってテープフィーダ１２が取り外された時刻と当該テープフィーダ１２が再装着された時刻とを計時し、これらの時刻の差分に基づいて着脱時間を算出するようになっている。なお、着脱時間の算出に際して、テープフィーダ１２が取り外されたタイミングにてタイマをＯＮし再装着されたタイミングにてタイマをＯＦＦすることにより求められたタイマ値に基づいて、着脱時間を算出するようにしてもよい。

部品照合処理部２６は、バーコードリーダ１６によってバーコードラベルＬを読み取ることにより取得された部品種を、記憶部２１に記憶された部品種データ２１ｃと参照することにより、照合対象となっているリール１０が、当該フィーダアドレスに装着されたテープフィーダ１２にセットされるべき正規のリール１０であるか否かを照合する処理を行う。

本実施の形態においては、制御部２０は、着脱時間算出部２４によって算出された着脱時間が予め設定された所定時間以下である場合には、当該テープフィーダ１２に収納された電子部品の部品種の正否を判定するための部品照合操作を行うことなく、部品実装機構７Ａ，７Ｂに実装作業を実行させるようにしている。ここで所定時間としては、テープフィーダ１２においてリール１０の交換作業を完了することが実際的に不可能であると考えられるような時間が設定される。すなわち、着脱時間がこのようにして設定された所定時間以内である場合には、当該テープフィーダ１２においてリール１０が交換された可能性無しと判断することができる。

次に図５を参照して、部品実装システム１による部品実装におけるフィーダ一時取り外し処理について説明する。このフィーダ一時取り外し処理は、部品供給部８のフィーダベース９ａに装着されたテープフィーダ１２から電子部品を取り出して基板に実装する実装作業を行う部品実装方法において、実装作業実行中にフィーダベース９ａに既装着の一のテープフィーダ１２を、部品取り出し時の吸着ミス発生時の異常有無確認などの目的で、テープフィーダ１２を一時的に取り外して、フィーダアドレスが同一の装着位置に再装着するものである。

まず図５において、テープフィーダ１２を上述の理由等により一時的に取り外す操作が行われる（ＳＴ１）。この後所要の処置を行った後、取り外したテープフィーダ１２を同位置の装着位置に再装着する（ＳＴ２）。次いで、再装着後にテープフィーダ１２を個別に特定するフィーダＩＤ情報をフィーダＩＤ検出部２２によって検出して、再装着されたテープフィーダ１２のフィーダＩＤが既装着のテープフィーダ１２のフィーダＩＤと同一であるか否かをフィーダＩＤ情報確認部２３によって確認する（フィーダＩＤ情報確認工程）（ＳＴ３）。

すなわち再装着されたテープフィーダ１２のフィーダＩＤが既装着のテープフィーダ１２のフィーダＩＤと同一であるか否かを、検出されたフィーダＩＤをフィーダ配列データ２１ｂにおいて同一のフィーダアドレスに対応するフィーダＩＤと比較することにより判断する（ＳＴ４）。ここで同一である場合には、当該テープフィーダ１２が取り外されてから再装着されるまでの着脱時間を算出する（着脱時間算出工程）（ＳＴ５）。すなわち計時タイマ２５によって、（ＳＴ１）、（ＳＴ２）が実行された時刻を計時し、着脱時間算出部２４によってこれらの時刻の差分を求めて着脱時間を算出する。

次いで、着脱時間は前述のように設定された所定時間以内であるか否かを判断する（ＳＴ６）。ここで着脱時間が所定時間以内である場合には、リール１０が交換された可能性無しと判断して、部品実装機構７Ａ，７Ｂによる実装作業を実行する（ＳＴ８）。これに対し、（ＳＴ６）にて着脱時間が所定時間を超えている場合、または（ＳＴ４）にて再装着されたテープフィーダ１２のフィーダＩＤが既装着のテープフィーダ１２のフィーダＩＤと同一でないと判断された場合には、部品照合操作を実行する（ＳＴ７）。

すなわち、フィーダＩＤが同一でない場合には、何らかの原因によって既装着のテープフィーダ１２と異なるテープフィーダ１２が装着されていると判断し、正しいリール１０がセットされたテープフィーダ１２であるか否かを確認する必要がある。また着脱時間が所定時間を超えている場合には、当該テープフィーダ１２は既装着のテープフィーダ１２と同一ではあるものの、着脱時間がリール１０の交換に必要な時間を超えていることから、作業者が気づかない間にリール１０が交換された可能性を排除できない。

このため、いずれの場合においても、バーコードリーダ１６によってバーコードラベルＬを読み取って取得された部品種を部品種データ２１ｃと比較して正規の部品種であるか否かを照合する。そして正規の部品種であると判断されたならば、（ＳＴ８）に移行して実装作業を実行する。なお（ＳＴ７）にて正規の部品種ではないと判断された場合には、正規の部品種のリール１０に交換する処理を行うか、または実装作業を一時中断するか、作業者によって適宜判断する。

上記説明したように、本実施の形態に示す部品実装方法および部品実装装置では、実装作業実行中にテープフィーダ１２を一時的に取り外して同一の装着位置に再装着するフィーダ一時取り外し操作において、再装着後にテープフィーダ１２を個別に特定するフィーダＩＤ情報を検出して、再装着されたテープフィーダ１２が既装着のテープフィーダ１２と同一であるか否かを確認し、同一であると確認されたならば当該テープフィーダ１２が取り外されてから再装着されるまでの着脱時間を算出し、算出された着脱時間が所定時間以下である場合には、当該テープフィーダ１２に収納された電子部品の部品種の正否を判定するための部品照合操作を行うことなく実装作業を実行するようにしている。これにより、不必要な部品照合操作の実行を排除して、テープフィーダ１２の一時的な取り外しにおいて作業負荷を軽減して作業効率を向上させることができる。

なお上記実施の形態においては、部品実装システム１において上述のフィーダ一時取り外し処理を部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４の処理機能によって実行する構成例を示したが、本発明の部品実装方法はこの構成には限定されるものではなく、フィーダ一時取り外し処理を実行する処理機能を上位システム３に持たせるように構成してもよい。この場合には、フィーダ配列データ２１ｂ、部品種データ２１ｃを記憶する記憶部２１、フィーダＩＤ情報確認部２３、着脱時間算出部２４、部品照合処理部２６の処理機能の全てまたは一部を、上位システム３に設けるようにする。

本発明の部品実装装置および部品実装方法は、パーツフィーダの一時的な取り外しにおいて、作業負荷を軽減して作業効率を向上させることができるという効果を有し、部品供給をキャリアテープによって行う形態の電子部品実装分野に有用である。

１ 部品実装システム
２ 通信ネットワーク
３ 上位システム
８ 部品供給部
９ 台車
１０ リール
１１ キャリアテープ
１２ テープフィーダ
１６ バーコードリーダ
Ｍ２〜Ｍ４ 部品実装装置

Claims (4)

1. 部品供給部のフィーダベースに装着されたパーツフィーダから電子部品を取り出して基板に実装する実装作業を行う部品実装方法であって、
   前記実装作業実行中に前記フィーダベースに既装着の一のパーツフィーダを一時的に取り外してフィーダアドレスが同一の装着位置に再装着するフィーダ一時取り外し操作において、
   前記再装着後に、前記パーツフィーダが前記フィーダベースに装着されたことにより検出される前記パーツフィーダを個別に特定するフィーダＩＤ情報に基づいて再装着されたパーツフィーダが前記既装着のパーツフィーダと同一であるか否かを確認するフィーダＩＤ情報確認工程と、
   前記フィーダＩＤ情報確認工程において同一であると確認されたならば、当該パーツフィーダが取り外されてから再装着されるまでの着脱時間を算出する着脱時間算出工程とを含み、
   前記算出された着脱時間が所定時間以下である場合には、当該パーツフィーダに収納された電子部品の部品種の正否を判定するための部品照合操作を行うことなく、前記実装作業を実行することを特徴とする部品実装方法。
2. 前記着脱時間は、前記一のパーツフィーダが取り外された時刻と当該パーツフィーダが再装着された時刻との差分に基づいて算出されることを特徴とする請求項１記載の部品実装方法。
3. 部品供給部のフィーダベースに装着されたパーツフィーダから電子部品を取り出して基板に実装する実装作業を行う部品実装装置であって、
   前記実装作業を実行する部品実装機構と、
   前記実装作業実行中に前記フィーダベースに既装着の一のパーツフィーダを一時的に取り外してフィーダアドレスが同一の装着位置に再装着するフィーダ一時取り外し操作において、前記再装着後に前記パーツフィーダが前記フィーダベースに装着されたことにより検出される前記パーツフィーダを個別に特定するフィーダＩＤ情報に基づいて再装着されたパーツフィーダが前記既装着のパーツフィーダと同一であるか否かを確認するフィーダＩＤ情報確認部と、
   前記フィーダＩＤ情報確認部によって同一であると確認されたならば、当該パーツフィーダが取り外されてから再装着されるまでの着脱時間を算出する着脱時間算出部と、
   前記部品実装機構、フィーダＩＤ情報確認部および着脱時間算出部を制御する制御部と備え、
   前記制御部は、前記算出された着脱時間が所定時間以下である場合には、当該パーツフィーダに収納された電子部品の部品種の正否を判定するための部品照合操作を行うことなく、前記部品実装機構に実装作業を実行させることを特徴とする部品実装装置。
4. 前記着脱時間算出部は、前記一のパーツフィーダが取り外された時刻と当該パーツフィーダが再装着された時刻との差分に基づいて前記着脱時間を算出することを特徴とする請求項３記載の部品実装装置。

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