JP6057997B2 - 部品実装ライン - Google Patents

Description

本発明は、部品実装機を複数台備えた部品実装ラインに関し、より詳細には、部品の電気的特性を測定する測定部を備えた部品実装ラインに関する。

多数の部品が実装された基板を生産する設備として、はんだ印刷機、部品実装機、基板検査機、リフロー機などがあり、これらを基板搬送装置で連結して基板生産ラインを構築することが一般的になっている。さらに、モジュール化された複数台の部品実装機を直列に配置して部品実装ラインを構成する場合も多い。この種の部品実装機や部品実装ラインでは、部品の外形形状や部品が吸着ノズルに吸着採取されたときの姿勢(吸着姿勢)を部品カメラで撮像することが一般的に行われている。また、特定の部品について電気的特性、例えばインダクタンスや静電容量、抵抗などを測定する場合もあり、この目的のために測定部が付設される。

部品の電気的特性を測定する第１の目的は、部品の誤実装を防止することである。例えば、フィーダ式部品供給装置からチップ抵抗やチップコンデンサなどのチップ部品を供給する構成では、多数のチップ部品を保持するキャリアテープを巻回したリールをオペレータが取り違えて装着するおそれが皆無でない。この場合、新しいリールを装着して新旧のテープを繋ぐスプライシングが検知された後に、最初の数個のチップ部品の電気的特性を測定すれば、リールの誤装着を検出できる。

部品の電気的特性を測定する第２の目的は、部品の電気的特性の偏移を把握しておくことである。部品の電気的特性には許容公差が有り、実際の特性値が公称値（仕様値）からどの程度偏移しているかを把握しておくことは、トレーサビリティ管理などの面で重要である。また、最近では基板の製造コストを削減するために安価な部品を採用する場合があり、基板上の電子回路で許容される誤差範囲を越えた不適切な部品を実装してしまうことも生じ得る。これらの場合、同一のリールから供給される部品の電気的特性は大きく変化しないので、抜き取りによる測定で十分に電気的特性の誤差を評価できると考えられる。具体的には、前項と同様にスプライシングが検知された後の数個の部品の測定を行ったり、キャリアテープの始め頃と中頃と終わり頃の部品の抜き取り測定を行ったりする。

部品の電気的特性を測定する第３の目的は、或る部品の電気的特性を測定することで別の部品の取捨選択を適正化する場合への対応である。例えば、コイルおよびコンデンサにより高精度なＬＣ共振回路を形成した基板では、コイルのインダクタンスＬを実測することにより最適な静電容量Ｃを有するコンデンサの部品種を選定し、当該部品種のコンデンサの静電容量Ｃを実測確認してから部品に実装する場合が考えられる。この場合、当該のコイルおよびコンデンサについて全数測定を行うことが好ましい。このような、電気的特性の実測による部品種の選定は、前記ＬＣ共振回路に限定されず、電圧制御形発振器の出力周波数特性の高精度化や、過渡現象の時定数の高精度化などでも考えられる。また、或る種の電子回路では、特定の部品の電気的特性を測定することにより、別の部品を実装するか未実装とするかを判定する場合もある。

上述した部品の電気的特性を測定する測定部を備えた部品実装機の一技術例が特許文献１に開示されている。特許文献１の電子部品実装装置は、吸着ノズルを複数搭載するヘッドの移送エリア内に複数対のプローブが設けられた接触部と、プローブに接続された電子部品の電気的特性を計測する計測装置とを備えている。これにより、基板に実装を行う前に電子部品の電気的特性を計測して部品の適否を判定でき、誤実装を事前に回避できる、と記載されている。

また、使用目的は異なるものの、部品実装機のテープフィーダ(部品供給装置)に測定部を備えた一技術例が特許文献２に開示されている。特許文献２のテープフィーダは、電子部品収納テープの長さ方向に沿って導電部が形成されており、導電部に当接する２つの接点部から抵抗値を測定する制御部により、導電部の残存長さおよび部品の残存個数を検出するようになっている。これにより、テープ終了前に電子部品の部品切れを事前検知できる、と記載されている。

特開２０１１−１５９９６４号公報 特開平５−１７５７００号公報

ところで、特許文献１では、接触部および計測装置は部品実装機ごとに設けられる。これに対して、電気的特性の測定が必要になる部品の点数は、通常は少数である。このため、複数台の部品実装機を備えた部品実装ラインに台数分の接触部および計測装置を設けても使用頻度は低く、コストが大幅に上昇してユーザの負担が大きくなる。また、特許文献２に開示された電子部品収納テープの導電部の抵抗値を測定する技術は、部品の電気的特性の測定に兼用することはできない。

一方、コストの上昇を抑えるために部品実装ライン内の特定の部品実装機だけに接触部および計測装置を設けることも考えられる。しかしながら、この構成では、各部品実装機に部品を割り当てるときのフレキシビリティが低下する問題点が生じる。つまり、電気的特性の測定が必要な部品の全てを特定の部品実装機に割り当てる必要が生じ、部品を自由に割り当てることができなくなる。したがって、各部品実装機へ部品を割り当てる際に、制約が生じて最適化が難しくなる。これにより、各部品実装機の実装サイクルタイムに長短が発生し、実装サイクルタイムが短い部品実装機では休止時間が長くなり、部品実装ラインの総合動作効率が低下する。

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたもので、全ての部品実装機に部品の電気的特性を測定する測定部および電気的特性の良否を判定する判定部を固定的に設置した従来構成と比較して、コスト面で大いに有効であり、かつ、特定の部品実装機だけに測定部および判定部を固定的に設置した従来構成と比較して、各部品実装機に部品を割り当てるときの自由度が大きくフレキシブルに対応できる部品実装ラインを提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明の部品実装ラインは、基板を搬送経路に沿って部品実装位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置と、それぞれが複数の部品を収容して順次供給する複数の部品供給装置と、前記部品供給装置から前記部品を採取して位置決めされた前記基板に装着する部品移載装置とを備える部品実装機を複数台備えた部品実装ラインであって、前記部品に導通する測定子を有する測定子ユニット、および前記測定子を有さない測定メインユニットに分離されて構成され、前記部品の電気的特性を前記基板に装着する以前に測定する測定部と、前記測定部が測定した電気的特性に基づいて前記部品の良否を判定する判定部と、をさらに備え、前記測定子ユニットは、互いに対向配置されて離間距離が変化する固定測定子および可動測定子、ならびに、前記固定測定子と前記可動測定子の間に前記部品を保持する部品保持部を有して、前記固定測定子および前記可動測定子を前記部品実装機の外部に電気接続できるように構成され、前記測定メインユニットは、前記部品に交流電圧を印加して交流電流を流す交流電源、前記交流電流を測定する電流計、前記交流電圧を測定する電圧計、ならびに、前記交流電流および前記交流電圧から前記部品の電気的特性を演算するマイコンを有し、前記測定子ユニットを各前記部品実装機で着脱可能かつ互換とし、前記測定メインユニットおよび前記判定部を各前記部品実装機で共用とした。

本発明の部品実装ラインは、複数の部品実装機を備え、部品の電気的特性を測定する測定部を構成する測定子ユニットが各部品実装機で着脱可能かつ互換とされ、測定部を構成する測定メインユニットおよび判定部が各部品実装機で共用とされている。このため、生産する基板の種類に応じて部品の電気的特性の測定を行う部品実装機だけに測定子ユニットを設置すれば足り、部品実装機の台数よりも測定子ユニットの個数を減らすことができる。また、測定子メインユニットは、１個で済ませることができ、判定部も、測定子メインユニットから測定によって求めた特性実測値を受け取るようにして１個で済ませることができる。したがって、全ての部品実装機にそれぞれ測定部および判定部を固定的に設置した従来構成と比較して、本発明はコスト面で大いに有効となる。

また、生産する基板の種類が切り替わって、部品の電気的特性の測定を行う部品実装機が変更された場合には、測定子ユニットを移設して対応することができる。これに対して、特定の部品実装機だけに測定部および判定部を固定的に設置した従来構成では、電気的特性の測定を行う全ての部品を特定の部品実装機に割り当てる必要が生じる。したがって、本発明によれば、複数の部品実装機に様々な種類の部品を割り当てるときの自由度が大きく、フレキシブルに対応できる。

第１実施形態の部品実装ラインを模式的に説明する平面図である。 フィーダパレット（支持部材）の実際の形状例を説明する斜視図である。 測定ユニット（測定部）の構造および機能を模式的に説明する図である。 第１実施形態の部品実装ラインの動作を例示説明する図である。 第１実施形態の部品実装ラインの応用動作を例示説明する図である。 第２実施形態の部品実装ラインを模式的に説明する平面図である。 第３実施形態の部品実装ラインを概念的に説明する図である。

第１実施形態の部品実装ライン１について、図１〜図５を参考にして説明する。図１は、第１実施形態の部品実装ライン１を模式的に説明する平面図である。部品実装ライン１は、基板生産ラインの途中に配置され、図中の左側（上流側）に配設された図略のはんだ印刷機から基板を受け取って部品を実装し、右側（下流側）に配設された図略の基板外観検査機に基板を受け渡す。

部品実装ライン１は、図示されるように、４台の同一構成の部品実装機２１〜２４が上流側から下流側へと（図中の左側から右側へと）列設されて構成されている。さらに、各部品実装機２１〜２４は、対向配置された２台の実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂを備え、デュアルラインでの実装動作を行うようになっている。各実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂはそれぞれ、基板搬送装置３、複数のフィーダ式部品供給装置４、部品移載装置５、部品カメラ６、および図には見えない制御コンピュータを備えている。なお、８台の実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂは単独で部品実装機としての構成および機能を有しており、部品実装ライン１は２列各４台で合計８台の部品実装機により構成されていると見なすこともできる。

基板搬送装置３は、基板Ｋ(図１では便宜的にハッチングを付して表示)を搬送経路に沿って部品実装位置に搬入し位置決めし搬出する装置である。基板搬送装置３は、図中の左右方向に張設されて輪転する搬送コンベアにより搬送経路が形成され、搬送経路の中央付近に部品実装位置が設定されている。図１には、各基板搬送装置３の部品実装位置に基板Ｋが位置決めされた状態が示されている。

複数のフィーダ式部品供給装置４は、多数の部品を収容して順次供給する装置であり、多数の部品を保持するキャリアテープを巻回したリールを交換可能に保持している。フィーダ式部品供給装置４は、部品実装機２１〜２４の両側（図１の上側および下側）に設けられたフィーダパレット７１の上側に一列に並べて支持される。図１の模式図を見易くするために、フィーダパレット７１は最大６個のフィーダ式部品供給装置４を支持するものとしたが、実際には、より多数のフィーダ式部品供給装置４を支持する。図２は、フィーダパレット７１の実際の形状例を説明する斜視図である。

フィーダパレット７１は、本発明の支持部材に相当し、図２の例では最大２０個のフィーダ式部品供給装置４を交換可能に支持する。フィーダパレット７１は、矩形状のパレット本体部７２の上面に平行に形成された２０箇所のスロット７３を有している。パレット本体部７２の前面側（図２の左奥側）には、上方に起立した起立部７４が設けられている。起立部７４のスロット７３に対向する側の面には、各スロット７３の位置にそれぞれ対応して２０個の雌コネクタ７５が設けられている。雌コネクタ７５は、フィーダ式部品供給装置４に電源の供給および制御情報の受け渡しを行う。さらに、起立部７４の各雌コネクタ７５の上下にそれぞれ位置決め孔７６、７７が穿設されている。

一方、フィーダ式部品供給装置４は、前面に雄コネクタおよびその上下に配設された位置決めピンを有している。そして、フィーダ式部品供給装置４をスロット７３の一端（図２の右手前側）から起立部７４に向けて挿入すると、フィーダ式部品供給装置４はパレット本体部７２の上面に支持される。このとき、フィーダ式部品供給装置４の上下の位置決めピンがそれぞれ位置決め孔７６、７７に嵌入し、雄コネクタが雌コネクタ７５に嵌合するようになっている。雄コネクタと雌コネクタ７５との嵌合によって、フィーダ式部品供給装置４に電源が供給され、さらにはフィーダ式部品供給装置４と制御コンピュータとが接続されて制御情報の受け渡しが行われる。雄コネクタは、各部品実装機２１〜２４のフィーダ式部品供給装置４とフィーダパレット７１との間で情報を伝送する本発明のインターフェース部に相当する。

図１に戻り、部品移載装置５は、フィーダ式部品供給装置４から部品を採取して位置決めされた基板Ｋに装着する装置である。部品移載装置５は、水平２軸方向に移動可能ないわゆるＸＹロボットを用いて構成でき、これに限定されない。部品移載装置５は、水平２軸方向に移動可能な実装ヘッド５１、および実装ヘッド５１を駆動するヘッド駆動機構５２を備えている。実装ヘッド５１は、回動可能なノズルホルダ５３、ノズルホルダ５３に対して昇降する吸着ノズル５４、および吸着ノズル５４に負圧を発生させる負圧発生機構などを有している（図４、図５参照）。

部品カメラ６は、部品移載装置５の吸着ノズル５４が吸着した部品の形状および部品の吸着姿勢を撮像する装置である。部品カメラ６は、基板搬送装置３とフィーダ式部品供給装置４との間の機台７上に配設されている。

制御コンピュータは、それぞれの実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂ内で基板搬送装置３、フィーダ式部品供給装置４、部品移載装置５、および部品カメラ６と接続されており、適宜情報を交換しつつ指令を発する。また、各実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂの制御コンピュータは、ホストコンピュータ１０とＬＡＮケーブル１０１を用いてＬＡＮ接続されている。ホストコンピュータ１０は、部品実装ライン１だけでなく、基板生産ラインの全体を管理するコンピュータ制御装置である。

次に、部品実装ライン１が備える測定ユニット８および判定ユニット９について説明する。測定ユニット８は、部品の電気的特性を基板Ｋに装着する以前に測定する装置であり、本発明の測定部の全体に相当する。第１実施形態において、図１に示されるように、８台の実装ユニット２１〜２８に対して２個の測定ユニット８が設けられている。２個の測定ユニット８は、矢印Ｍ１、Ｍ２で示されるように各部品実装機２１〜２４の両側のフィーダパレット７１に移設でき、かつ、矢印Ｍ１、Ｍ２以外の移設により部品実装ライン１の片側に寄せることも可能とされている。例えば、図中の上側の２台の実装ユニット２１Ａ、２３Ａに測定ユニット８を移設することもできる。測定ユニット８は、全ての実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂで互換とされており、移設された状態で部品の電気的特性を測定する。

図３は、測定ユニット８の構造および機能を模式的に説明する図である。測定ユニット８は、フィーダ式部品供給装置４に概ね等しい幅寸法Ｗを有し、フィーダパレット７１の１箇所のスロット７３に着脱可能とされている。測定ユニット８の前面８１には、フィーダ式部品供給装置４と同じ雄コネクタおよび位置決めピンが設けられて取り付けの互換性を有している。したがって、測定ユニット８は、１台のフィーダ式部品供給装置４に代えてフィーダパレット７１の任意の１箇所のスロット７３に取り付けることができる。また、測定ユニット８は、取付状態で電源が供給されるとともに、制御コンピュータとの情報交換が可能となっている。

測定ユニット８は、互いに対向配置されて離間距離が変化する固定測定子８２および可動測定子８３を備えている。固定測定子８２は、細い導体からなり部品Ｂに圧接される固定端子８４を有している。同様に、可動測定子８３は細い導体からなり部品Ｂに圧接される可動端子８５を有している。可動測定子８３は、固定測定子８２に向けて概ね一定の圧接力で駆動されるようになっている。両測定子８２、８３の間には、部品移載装置４が移送して載置した部品Ｂを保持する部品保持部８６が形成されている。部品保持部８６は、図３に示されるように、部品Ｂの両側の端子ＢＰ、ＢＮがそれぞれ固定端子８４および可動端子８５に対向するように、部品Ｂの姿勢を安定的に保持する。

図３に示される部品保持状態から、矢印Ｍ３で示されるように可動測定子８３が固定測定子８２に向けて駆動されると、部品Ｂの一側の端子ＢＰに固定端子８４が圧接されて導通し、部品Ｂの他側の端子ＢＮに可動端子８５が圧接されて導通する。これにより、部品Ｂの電気的特性を測定できる状況になる。なお、圧接により安定した導通状態が得られ、かつ部品Ｂを損傷するおそれが生じないように、圧接力は適正に設定されている。

次に、測定ユニット８の測定原理について、ＬＣＲ測定ユニットを例にして説明する。固定端子８４と可動端子８５との間には交流電源８７および電流計８８が直列に電気接続されている。また、交流電源８７の交流電圧を測定する電圧計８９が設けられている。これにより、部品Ｂが部品保持部８６によって保持され固定端子８４および可動端子８５が圧接されると、部品Ｂに交流電圧が印加される。また、そのときの交流電流の大きさが電流計８８によって測定され、交流電圧の大きさが電圧計８９によって測定される。

ＬＣＲ測定ユニットでは、測定された交流電圧に対する交流電流の位相から部品Ｂの種類を特定できる。すなわち、交流電圧に対して交流電流の位相が遅れ９０°であれば部品Ｂをコイルと特定し、位相が進み９０°であれば部品Ｂをコンデンサと特定し、位相が０°（同相）であれば部品Ｂを抵抗と特定する。また、交流電流および交流電圧の大きさから部品Ｂの電気的特性を検出する。電気的特性は、コイルのインダクタンス、コンデンサの静電容量、および抵抗の抵抗値のいずれかである。

なお、交流電圧に対する交流電流の位相が遅れ９０°、進み９０°、および０°（同相）のいずれにも特定できないとき、ＬＣＲ測定ユニットは、複数種類の回路素子の直列回路または並列回路と見なすことが一般的である。この場合、ＬＣＲ測定ユニットは、複素インピーダンスで示される電気的特性を測定する。また、ＬＣＲ測定ユニット以外の測定ユニットを用いたり、３個以上の測定子を用いたりして、他の電気的特性、例えばトランジスタの静特性などを測定することも可能である。

測定ユニット８はマイコンを内蔵しており、このマイコンは可動測定子８３の駆動制御を行い、かつ電気的特性の演算を行う。さらに、マイコンは、測定した部品Ｂの特性実測値を、測定ユニット８が取り付けられている部品実装機の制御コンピュータへ送信する。

判定ユニット９は、測定ユニット８が測定した電気的特性に基づいて当該部品の良否を判定する装置であり、本発明の判定部に相当する。判定ユニット９は、図１に示されるように、ＬＡＮケーブル１０１により各実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂおよびホストコンピュータ１０に接続され、各実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂで共用されている。判定ユニット９は、測定ユニット８が取り付けられている実装ユニットの制御コンピュータから、測定ユニット８が測定した部品Ｂの特性実測値を受信する。さらに、判定ユニット９は、部品Ｂの電気的特性の公称値(仕様値)および許容誤差をホストコンピュータから取り寄せる。これにより、判定ユニット９は、特性実測値を公称値(仕様値)および許容誤差と比較して部品Ｂの良否を判定できる。判定ユニット９は、当該の実装ユニットの制御コンピュータおよびホストコンピュータ１０の少なくとも一方に判定結果を送信する。

次に、上述のように構成された第１実施形態の部品実装ライン１の動作について、図４および図５を参考にして説明する。図４は、第１実施形態の部品実装ライン１の動作を例示説明する図であり、図５は、第１実施形態の部品実装ライン１の応用動作を例示説明する図である。測定ユニット８が取り付けられた実装ユニットで部品Ｂの電気的特性を測定するとき、図４の矢印Ａ１〜Ａ４に示される順番で部品Ｂを移動し、最終的に基板Ｋに実装する。複数のフィーダ式部品供給装置４および測定ユニット８は、フィーダパレット７１上に一列に保持され、図４の例では測定ユニット８の紙面奥側にフィーダ式部品供給装置４１が保持されている。

部品実装ライン１の動作では、まず、部品移載装置の実装ヘッド５１がフィーダ式部品供給装置４１まで移動し、吸着ノズル５４により部品Ｂを吸着採取する。次に、矢印Ａ１で示されるように実装ヘッド５１が部品カメラ６まで移動し、部品カメラ６が部品Ｂの外形形状および吸着姿勢を撮像する。撮像データは制御コンピュータに送信され、制御コンピュータは画像処理を行って良否を判定する。すなわち、部品Ｂの外形形状が許容誤差範囲内に有りかつ吸着姿勢が良好であれば良と判定し、そうでなければ否と判定する。

外形形状が許容誤差範囲内に無い場合は、部品不良が明確である。また、吸着姿勢が良好でない場合は、測定ユニット８の部品保持部８６に部品Ｂを測定可能な姿勢で載置することが難しい。このような理由により、制御コンピュータが否と判定したとき、実装ヘッド５１は当該の部品Ｂを廃棄し、フィーダ式部品供給装置４１まで戻って再度部品Ｂを吸着採取する。

制御コンピュータが良と判定したときは、矢印Ａ２で示されるように実装ヘッド５１が測定ユニット８まで移動し、部品Ｂを部品保持部８６に載置する。測定ユニット８は部品Ｂの電気的特性を測定し、制御コンピュータを経由して判定ユニット９まで特性実測値を送信する。判定ユニット９は、特性実測値を公称値(仕様値)および許容誤差と比較して部品Ｂの良否を判定する。判定ユニット９が否と判定したとき、実装ヘッド５１は当該の部品Ｂを廃棄し、フィーダ式部品供給装置４１まで戻って再度部品Ｂを吸着採取する。

判定ユニット９が良と判定したとき、実装ヘッド５１は、吸着ノズル５４により部品Ｂを再度吸着採取して、矢印Ａ３で示されるように部品カメラ６まで移動する。そして、部品カメラ６が改めて部品Ｂの外形形状および吸着姿勢を撮像し、撮像データが制御コンピュータに送信され、制御コンピュータが良否を判定する。ここで良と判定されると、実装ヘッド５１は、矢印Ａ４で示されるように基板Ｋの上方に移動し、吸着ノズル５４は部品Ｂを基板Ｋ上に装着する。

次に、図５の応用動作では、部品Ｂの移動経路が異なっている。まず、部品移載装置５の実装ヘッド５１がフィーダ式部品供給装置４１まで移動し、吸着ノズル５４により部品Ｂを吸着採取する。次に、矢印Ａ６で示されるようにすぐ隣の測定ユニット８まで移動し、部品Ｂを部品保持部８６に載置する。測定ユニット８は、部品Ｂの電気的特性を測定して、特性実測値を判定ユニット９まで送信する。

判定ユニット９は、特性実測値が良好でない場合や、測定ユニット８で測定を行えなかった場合に部品Ｂを否と判定する。判定ユニット９が否と判定したとき、実装ヘッド５１は当該の部品Ｂを廃棄し、フィーダ式部品供給装置４１まで戻って再度部品Ｂを吸着採取する。判定ユニット９が良と判定したとき、実装ヘッド５１は、吸着ノズル５４により部品Ｂを再度吸着採取して、矢印Ａ７で示されるように部品カメラ６まで移動する。そして、部品カメラ６が部品Ｂの外形形状および吸着姿勢を撮像し、制御コンピュータが良否を判定する。ここで良と判定されると、実装ヘッド５１は、矢印Ａ８で示されるように基板Ｋの上方に移動し、吸着ノズル５４は部品Ｂを基板Ｋ上に装着する。

なお、図４の動作および図５の応用動作において、実装ヘッド５１は測定ユニット８で一旦部品Ｂを手放すものとしたが、これに限定されない。つまり、測定ユニット８は、部品保持部８６を備えずに、吸着ノズル５４が部品Ｂを吸着したままの状態で電気的特性を測定するようにしてもよい。ただし、吸着ノズル５４の部品Ｂに接する部分を絶縁材で形成して、測定に影響を及ぼさないようにする必要が生じる。

次に、部品実装ライン１の総合動作効率を高めるための最適化手段の機能について説明する。生産する基板Ｋの種類が決まり、実装する部品Ｂの部品種およびその個数が定まると、ホストコンピュータ１０は、８台の実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂに全部の部品種を割り当て、さらに、複数のフィーダ式部品供給装置４の並び順を決定する。このとき、従来の最適化手段は、各実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂへの部品種の割り当て方法と、それぞれの実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂ内のフィーダ式部品供給装置４の並び順とによって変化する部品移載装置５の動作効率をシミュレーションする。そして、一般的には、全８台の実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂの実装サイクルタイムが均一化されて最も小さくなる並び順を最適解として採用する。なお、実装サイクルタイムとは、各実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂが、割り当てられた全部の部品を１枚の基板Ｋに実装する所要時間を意味する。

ところで、特定の実装ユニットに測定ユニット８を取り付けた場合には、部品Ｂの電気的特性の測定に要する測定所要時間が発生する。したがって、測定所要時間の分だけ特定の実装ユニットの実装サイクルタイムが長引きがちとなり、測定所要時間を考慮しない従来の最適化手段で得られる最適解は最適とならない。

このため、本第１実施形態では、複数のフィーダ式部品供給装置４と測定ユニット８との並び順によって変化する部品移載装置５の動作効率をシミュレーションし、動作効率が良好となる並び順を決定する最適化手段を備える。つまり、測定ユニット８がフィーダパレット７１の任意のスロット７３に取り付け可能であるので、測定ユニット８の位置もフィーダ式部品供給装置４の位置と同様の一変動因子としてシミュレーションを行う。

そして、測定所要時間として、図４および図５で説明したように、測定ユニット８への部品の移送、戴置、および再度の吸着に要する時間と、部品Ｂを戴置した後の可動測定子８３の移動および交流電圧の印加および電流電圧の測定に要する時間とを考慮する。これにより、第１実施形態の構成で測定所要時間を考慮して、実効的な最適解が得られる。最適化手段は、ホストコンピュータ１０のプログラムによって実現されている。

第１実施形態の部品実装ライン１では、４台の部品実装機２１〜２４で２個の測定ユニット８を共用し、各実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂで着脱可能かつ互換としている。また、各部品実装機２１〜２４で判定ユニット９を共用している。このため、生産する基板Ｋの種類に応じて部品Ｂの電気的特性の測定を行う実装ユニットだけに測定ユニット８を設置すれば足り、実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂの８台に対して測定ユニット８の個数を２個に減らすことができる。また、判定ユニット９は、測定ユニット８の台数や取り付け位置に関係なく、ＬＡＮケーブル１０１を用いた通信により測定によって求めた特性実測値を受け取るようにして１個で済ませることができる。したがって、全ての実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂにそれぞれ測定ユニットおよび判定ユニットを固定的に設置した従来構成と比較して、本発明はコスト面で大いに有効となる。

また、生産する基板Ｋの種類が切り替わって、部品Ｂの電気的特性の測定を行う部品実装機が変更された場合には、測定ユニット８を移設して対応することができる。これに対して、特定の実装ユニットだけに測定ユニットおよび判定ユニットを固定的に設置した従来構成では、電気的特性の測定を行う全ての部品を特定の実装ユニットに割り当てる必要が生じる。したがって、本第１実施形態によれば、８台の実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂに様々な種類の部品Ｂを割り当てるときの自由度が大きく、フレキシブルに対応できる。

次に、測定ユニット８Ａの取り付け位置が異なる第２実施形態の部品実装ライン１Ａについて、図６を参考にして、第１実施形態と異なる点を主に説明する。図６は、第２実施形態の部品実装ライン１Ａを模式的に説明する平面図である。部品実装ライン１Ａは、基板生産ラインの途中に配置され、３台の部品実装機２Ａ〜２Ｃが列設されて構成され、シングルラインでの実装動作を行うようになっている。３台の部品実装機２Ａ〜２Ｃは同一構造であり、中央の部品実装機２Ｂのみが示され、両側の部品実装機２Ａ、２Ｃは破線の外形のみが示されている。

各部品実装機２Ａ〜２Ｃはそれぞれ、基板搬送装置３、複数のフィーダ式部品供給装置４、部品移載装置５、部品カメラ６、および図には見えない制御コンピュータを備えている。さらに、各部品実装機２Ａ〜２Ｃは、測定ユニット８Ａを着脱可能に支持する支持部７９を機台７上の部品カメラ６の近傍に備えている。測定ユニット８Ａは、第１実施形態と外形形状は異なるものの同じ測定機能を有し、各部品実装機２Ａ〜２Ｃの支持部７９に着脱可能であり、かつ互換とされている。

第２実施形態における測定動作は、測定を行う位置が異なることを除いて第１実施形態と同様であるので説明は省略する。第２実施形態の部品実装ライン１Ａによれば、部品カメラ６と測定ユニット８Ａとの間の部品移送距離を短くでき、これによって部品移送時間が短縮される分だけ測定所要時間を短縮できる。また、第１実施形態と異なり測定ユニット８Ａがフィーダパレット７１のスロット７３を占有せず、常に全てのスロット７３でフィーダ式部品供給装置４を支持できる。

次に、測定部の一部分を各部品実装機で着脱可能かつ互換とした第３実施形態の部品実装ライン１Ｂについて、図７を参考にして、第１および第２実施形態と異なる点を主に説明する。図７は、第３実施形態の部品実装ライン１Ｂを概念的に説明する図である。第３実施形態では、測定部が測定子ユニット８Ｆと測定メインユニット８Ｍとに分離した分離構造が採用されている。

測定子ユニット８Ｆは、本発明の測定部の測定子を含んだ一部分に相当する。測定子ユニット８Ｆは、第１実施形態で説明した固定測定子８２、可動測定子８３、および部品保持部８６を有し、両測定子８２、８３を外部に電気接続できるように構成されている。一方、部品実装ライン１Ｂに列設されている３台の部品実装機２Ｅ、２Ｆ、２Ｇはそれぞれ、測定子ユニット８Ｆを着脱可能に支持する支持部２Ｅ１、２Ｆ１、２Ｇ１を有している。

これらの支持部２Ｅ１、２Ｆ１、２Ｇ１は、第１実施形態のフィーダパレット７１のスロット７３、または第２実施形態の機台７上の支持部７９とすることができる。前者の場合は、新たに部材を追加する必要がなく、部品に交流電圧を印加するときにインターフェース部としての雄コネクタおよび雌コネクタ７５を介することになる。ここで、コネクタ間の接触抵抗が部品の電気的特性の測定に対して無視できる程度に小さければ問題はない。後者の場合は、新たに電気配線を施す必要が生じるが、接触抵抗の問題は軽減される。したがって、前者および後者の得失を考慮して、支持部２Ｅ１、２Ｆ１、２Ｇ１の構成を選択することができる。

測定メインユニット８Ｍは、第１実施形態で説明した交流電源８７、電流計８８、電圧計８９、およびマイコンを有して構成され、３台の部品実装機２Ｅ、２Ｆ、２Ｇで共用とされている。図示されるように、交流電源８７の出力線８７１、８７２は、３台の部品実装機２Ｅ、２Ｆ、２Ｇの支持部２Ｅ１、２Ｆ１、２Ｇ１まで配線されている。また、測定メインユニット８Ｍは、ＬＡＮケーブル１０１により判定ユニット９とＬＡＮ接続されている。

図７では、図中の左側の部品実装機２Ｅの支持部２Ｅ１に測定子ユニット８Ｆが移設されている。この状態で、部品の電気的特性を測定する測定回路が第１実施形態と等価になる。第３実施形態における測定動作は第１および第２実施形態と同様であり、効果も同様であるので、説明は省略する。

なお、第１実施形態で８台の実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂに対して２個の測定ユニット８を備え、第２実施形態で３台の部品実装機２Ａ〜２Ｃに対して１個の測定ユニット８Ａを備え、第３実施形態で３台の部品実装機２Ｅ〜２Ｇに対して１個の測定子ユニット８Ｆを備えるが、これに限定されない。例えば、８台の実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂに対して、１個または３個の測定ユニット８を備えてもよい。本発明では、実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂや部品実装機２Ａ〜２Ｃ、２Ｅ〜２Ｇの台数よりも少ない個数の測定ユニット８、８Ａまたは測定子ユニット８Ｆを用い、移設して測定を行うことを特徴とする。

また、判定ユニット９は、必ずしも独立した装置である必要はなく、ホストコンピュータ１０あるいは個々の実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂや部品実装機２Ａ〜２Ｃ、２Ｅ〜２Ｇの制御コンピュータに判定機能を付与して兼用することもできる。本発明は、その他にも様々な応用や変形が可能である。

本発明の第１態様として、基板Ｋを搬送経路に沿って部品実装位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置３と、それぞれが複数の部品を収容して順次供給する複数の部品供給装置（フィーダ式部品供給装置４）と、部品供給装置から部品を採取して位置決めされた基板に装着する部品移載装置５とを備える部品実装機２１〜２４（実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂ）、２Ａ〜２Ｃを複数台備えた部品実装ライン１、１Ａであって、部品Ｂに導通する測定子（固定測定子８２、可動測定子８３）を有して当該部品の電気的特性を基板に装着する以前に測定する測定部（測定ユニット８）と、測定部が測定した電気的特性に基づいて当該部品の良否を判定する判定部（判定ユニット９）とをさらに備え、測定部の全体を各部品実装機で着脱可能かつ互換とし、判定部を各前記部品実装機で共用とした部品実装ライン１、１Ａを提示できる。

第１態様の部品実装ライン１、１Ａは、複数の部品実装機を備え、部品の電気的特性を測定する測定部の全体が各部品実装機で着脱可能かつ互換とされ、判定部が各部品実装機で共用とされている。このため、生産する基板の種類に応じて部品の電気的特性の測定を行う部品実装機だけに測定部の全体を設置すれば足り、部品実装機の台数よりも測定部の個数を減らすことができる。また、判定部は、測定部の構成や設置位置に関係なく測定によって求めた特性実測値を受け取るようにして１個で済ませることができる。したがって、全ての部品実装機にそれぞれ測定部および判定部を固定的に設置した従来構成と比較して、本発明はコスト面で大いに有効となる。

また、生産する基板の種類が切り替わって、部品の電気的特性の測定を行う部品実装機が変更された場合には、測定部の全体を移設して対応することができる。これに対して、特定の部品実装機だけに測定部および判定部を固定的に設置した従来構成では、電気的特性の測定を行う全ての部品を特定の部品実装機に割り当てる必要が生じる。したがって、本発明によれば、複数の部品実装機に様々な種類の部品を割り当てるときの自由度が大きく、フレキシブルに対応できる。

本発明の第２態様として、各部品実装機２１〜２４（実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂ）は、複数の部品供給装置（フィーダ式部品供給装置４）のそれぞれを交換可能に支持する支持部材（フィーダパレット７１）をさらに備え、測定部の全体（測定ユニット８）は、複数の部品供給装置の一部に代えて支持部材に交換可能に支持される部品実装ライン１を提示できる。

第２態様の部品実装ライン１では、支持部材を利用して、部品供給装置と同様に測定部の全体を簡単に着脱することができる。また、測定部の全体を支持する部材を新たに設ける必要がなく、コストの上昇を抑えられる。

本発明の第３態様として、各部品実装機２１〜２４（実装ユニット２１Ａ〜２４Ｂ）の部品供給装置は、支持部材（フィーダパレット７１）との間で情報を伝送するインターフェース部（雄コネクタ）を有するフィーダ式部品供給装置４であり、測定部の全体（測定ユニット８）は、フィーダ式部品供給装置４と同じインターフェース部（雄コネクタ）を有し、かつ、１つのフィーダ式部品供給装置４に代えて支持部材に交換可能に支持される部品実装ライン１を提示できる。

第３態様の部品実装ライン１では、測定部の全体が占有する支持部材の支持部（スロット７３）は１箇所であり、大きな制約にならない。また、インターフェース部を利用して特性実測値を判定部（判定ユニット９）へ送信できるので、新たな通信手段が不要であり、コストの上昇を抑えられる。

本発明の第４態様として、支持部材（フィーダパレット７１）は、複数のフィーダ式部品供給装置４と測定部の全体（測定ユニット８）とを一列に並べて支持しており、複数のフィーダ式部品供給装置４と測定部の全体との並び順によって変化する部品移載装置５の動作効率をシミュレーションし、動作効率が良好となる並び順を決定する最適化手段をさらに備える部品実装ライン１を提示できる。

第４態様の部品実装ライン１では、測定部の全体をフィーダ式部品供給装置４と同様の一変動因子として扱い、測定部の測定所要時間を考慮してシミュレーションを行うことができる。これにより、測定所要時間を考慮した最適解が得られ、部品実装ライン１の総合動作効率が最適に高められる。

本発明の第５態様として、測定部の全体（測定ユニット８Ａ）は、機台７に設けられた支持部７９によって着脱可能に支持される部品実装ライン１Ａを提示できる。

第５態様の部品実装ライン１Ａでは、支持部７９を適正位置に配置することで、電気的特性を測定するときの部品移送距離を短くでき、これによって部品移送時間が短縮される分だけ測定所要時間を短縮できる。また、測定部の全体が支持部材（フィーダパレット７１）を占有しないので、支持部材は常に最大数の部品供給装置を支持できる。

本発明の第６態様として、測定部（測定ユニット８、８Ａ、測定子ユニット８Ｆおよび測定メインユニット８Ｍ）が測定する電気的特性は、部品のインダクタンス、静電容量、および抵抗値の少なくとも一項目を含む部品実装ライン１、１Ａ、１Ｂを提示できる。

本発明の第７態様として、基板を搬送経路に沿って部品実装位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置と、それぞれが複数の部品を収容して順次供給する複数の部品供給装置と、部品供給装置から部品を採取して位置決めされた基板に装着する部品移載装置とを備える部品実装機２Ｅ〜２Ｇを複数台備えた部品実装ライン１Ｂであって、部品に導通する測定子（固定測定子８２、可動測定子８３）を有して当該部品の電気的特性を基板に装着する以前に測定する測定部（測定子ユニット８Ｆおよび測定メインユニット８Ｍ）と、測定部が測定した電気的特性に基づいて当該部品の良否を判定する判定部（判定ユニット９）とをさらに備え、測定部の測定子を含んだ一部分（測定子ユニット８Ｆ）を各部品実装機で着脱可能かつ互換とし、判定部を各前記部品実装機で共用とした部品実装ライン１Ｂを提示できる。

第７態様の部品実装ライン１Ｂでは、測定部が分離構造とされており、測定子を含んだ一部分が各部品実装機で着脱可能かつ互換とされる点が第１態様の部品実装ライン１と異なる。それでも、部品実装機の台数よりも測定部の個数を減らすことができ、コスト面で大いに有効となる効果は第１態様と同様である。また、複数の部品実装機に様々な種類の部品を割り当てるときの自由度が大きく、フレキシブルに対応できる効果も、第１態様と同様である。

なお、基板を搬送経路に沿って部品実装位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置と、それぞれが複数の部品を収容して順次供給する複数の部品供給装置と、前記部品供給装置から前記部品を採取して位置決めされた前記基板に装着する部品移載装置とを備える部品実装機を複数台備えた部品実装ラインに適用され、前記部品に導通する測定子を有して当該部品の電気的特性を前記基板に装着する以前に測定し、その全体または前記測定子を含んだ一部分を各前記部品実装機で着脱可能かつ互換とした測定ユニットの態様を提示できる。

また、基板を搬送経路に沿って部品実装位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置と、それぞれが複数の部品を収容して順次供給する複数の部品供給装置と、前記部品供給装置から前記部品を採取して位置決めされた前記基板に装着する部品移載装置とを備える部品実装機を複数台備えた部品実装ラインに適用され、前記部品に導通する測定子を有して当該部品の電気的特性を前記基板に装着する以前に測定する測定ユニットから前記電気的特性を受け取り当該部品の良否を判定し、かつ各前記部品実装機で共用とされた判定ユニットの態様を提示できる。

本発明の部品実装ラインは、実装する以前に部品の電気的特性を測定することが必要な部品実装機を含む構成に利用できる。

１、１Ａ、１Ｂ：部品実装ライン
２１〜２８、２Ａ〜２Ｃ、２Ｅ〜２Ｇ：部品実装機
３：基板搬送装置
４、４１：フィーダ式部品供給装置
５：部品移載装置 ５１：実装ヘッド ５４：吸着ノズル
６：部品カメラ
７：機台 ７１：フィーダパレット（支持部材） ７２：パレット本体部
７３：スロット ７４：起立部 ７５：雌コネクタ ７９：支持部
８、８Ａ：測定ユニット（測定部）
８２：固定測定子 ８３：可動測定子
８４：固定端子 ８５：可動端子 ８６：部品保持部
８７：交流電源 ８８：電流計 ８９：電圧計
８Ｆ：測定子ユニット ８Ｍ：測定メインユニット
９：判定ユニット（判定部）
１０：ホストコンピュータ １０１：ＬＡＮケーブル
Ｋ：基板 Ｂ：部品

Claims (5)

1. 基板を搬送経路に沿って部品実装位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置と、それぞれが複数の部品を収容して順次供給する複数の部品供給装置と、前記部品供給装置から前記部品を採取して位置決めされた前記基板に装着する部品移載装置とを備える部品実装機を複数台備えた部品実装ラインであって、
   前記部品に導通する測定子を有する測定子ユニット、および前記測定子を有さない測定メインユニットに分離されて構成され、前記部品の電気的特性を前記基板に装着する以前に測定する測定部と、
   前記測定部が測定した電気的特性に基づいて前記部品の良否を判定する判定部と、をさらに備え、
   前記測定子ユニットは、互いに対向配置されて離間距離が変化する固定測定子および可動測定子、ならびに、前記固定測定子と前記可動測定子の間に前記部品を保持する部品保持部を有して、前記固定測定子および前記可動測定子を前記部品実装機の外部に電気接続できるように構成され、
   前記測定メインユニットは、前記部品に交流電圧を印加して交流電流を流す交流電源、前記交流電流を測定する電流計、前記交流電圧を測定する電圧計、ならびに、前記交流電流および前記交流電圧から前記部品の電気的特性を演算するマイコンを有し、
   前記測定子ユニットを各前記部品実装機で着脱可能かつ互換とし、前記測定メインユニットおよび前記判定部を各前記部品実装機で共用とした部品実装ライン。
2. 請求項１において、各前記部品実装機は、前記複数の部品供給装置のそれぞれを交換可能に支持する支持部材をさらに備え、
   前記測定子ユニットは、前記複数の部品供給装置の一部に代えて前記支持部材に交換可能に支持される部品実装ライン。
3. 請求項２において、前記支持部材は、複数のフィーダ式部品供給装置と前記測定子ユニットとを一列に並べて支持しており、
   前記複数のフィーダ式部品供給装置と前記測定子ユニットとの並び順によって変化する前記部品移載装置の動作効率をシミュレーションし、前記動作効率が良好となる並び順を決定する最適化手段をさらに備える部品実装ライン。
4. 請求項１において、前記測定子ユニットは、機台に設けられた支持部によって着脱可能に支持される部品実装ライン。
5. 請求項１〜４のいずれか一項において、前記測定部が測定する電気的特性は、部品のインダクタンス、静電容量、および抵抗値の少なくとも一項目を含む部品実装ライン。

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