JP6167303B2 - 電子部品実装方法及び電子部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板に電子部品を実装する電子部品実装方法及び電子部品実装装置に関するものである。

電子部品実装分野においては、電子部品を供給するパーツフィーダの一種としてトレイフィーダが知られている。トレイフィーダは、電子部品が格納されるトレイを保持したパレットが収納されるスロット（トレイ保持棚）を上下方向に複数備えたマガジン（トレイ収納体）と、スロットからパレットをパレット引出テーブル（トレイ保持ステージ）に引き出して、電子部品実装装置に備えられた実装ヘッドに電子部品を供給する部品供給位置まで移動させる移動手段を備えている。このようなトレイフィーダにおいては、複数の基板種の生産に対応するため、複数のマガジンを用いたものが提案されている（例えば特許文献１を参照）。

特許文献１に示す例では、メインマガジンとサブマガジンを上下に配置したトレイフィーダが示されている。このトレイフィーダでは、メインマガジンに現在生産中の基板種に実装される部品を格納したトレイを収納し、サブマガジンに次生産の基板種に実装される部品を格納したトレイを収納する。基板種の切り替え作業においては、次生産の基板種に実装されない電子部品を保持したトレイをパレットごとメインマガジンから取り出してパレット引出テーブルに引き出す。次いで、引き出されたトレイをサブマガジンの空スロットに収納するとともに、次生産の基板種に実装される電子部品を格納したトレイをサブマガジンからパレット引出テーブルに引き出す。そして、引き出したトレイをメインマガジンの空スロットに収納する。これにより、両マガジン間でのトレイ入れ替えに要する時間を短縮することができる。

特開２０１１−９１３５０号公報

しかしながら、上記従来のトレイフィーダでは、次生産の基板種に実装しない部品を格納したトレイをサブマガジンに入れ替えることによって空になったメインマガジンの空スロットから順番に、次生産の基板種に実装する部品を格納したトレイを収納させるようにしているため、メインマガジン内において必ずしも次生産の基板種の生産に適したトレイ配置にはなっておらず、生産性を低下させる要因となっていた。

そこで本発明は、複数の基板種に応じて最適なトレイ配置を実現して生産性の向上を図ることができる電子部品実装方法及び電子部品実装装置を提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装方法は、電子部品を格納するトレイが保持されるトレイ保持棚を上下方向に複数備えるトレイ収納体を有するトレイフィーダと、前記トレイフィーダから供給される電子部品を基板に実装する電子部品実装部とを備えた電子部品実装装置において、少なくとも第１の基板種と第２の基板種を含む複数の基板種に電子部品を実装する電子部品実装方法であって、前記第１の基板種に属する基板に実装される電子部品が格納された複数のトレイと、前記第２の基板種に属する基板に実装される電子部品が格納された複数のトレイを複数の前記トレイ保持棚に収納するトレイ収納工程と、複数の前記トレイ保持棚に保持された前記トレイ毎に付与された記録媒体から識別情報を読み取ることにより、前記トレイ保持棚のいずれに前記トレイが収納されているかを認識する第１のトレイ収納位置認識工程と、前記第１のトレイ収納位置認識工程において取得された前記トレイ保持棚のいずれに前記トレイが収納されているかに関する第１の組み合わせデータを記憶する第１のデータ記憶工程と、前記第１の組み合わせデータと、予め準備された前記第１の基板種に属する基板の生産に対応する第１のトレイ配置データとを照合して、前記第１の組み合わせデータにおけるトレイの配置と前記第１のトレイ配置データにおけるトレイの配置とが一致しているか否かを判断する第１の判断工程と、前記第１の判断工程の判断結果に基づいて、前記第１の基板種に属する基板の生産開始前に、前記トレイフィーダ内の前記トレイを前記第１のトレイ配置データに対応するトレイ配置に並び替える第１のトレイ並び替え工程と、前記第１の基板種に属する基板の生産後かつ、前記第２の基板種に属する基板の生産開始前に、複数の前記トレイ保持棚に保持された前記トレイ毎に付与された記録媒体から識別情報を読み取ることにより、前記トレイ保持棚のいずれに前記トレイが収納されているかを認識する第２のトレイ収納位置認識工程と、前記第２のトレイ収納位置認識工程において取得された前記トレイ保持棚のいずれに前記トレイが収納されているかに関する第２の組み合わせデータを記憶する第２のデータ記憶工程と、前記第２の組み合わせデータと、予め準備された前記第２の基板種に属する基板の生産に対応する第２のトレイ配置データとを照合して、前記第２の組み合わせデータにおけるトレイの配置と前記第２のトレイ配置データにおけるトレイの配置とが一致しているか否かを判断する第２の判断工程と、前記第２の判断工程の判断結果に基づいて、前記トレイフィーダ内のトレイを前記第２のトレイ配置データに対応するトレイ配置に並び替える第２のトレイ並び替え工程とを含む。

本発明の電子部品実装装置は、電子部品が格納される複数のトレイと、前記トレイ毎に付与され、各トレイを識別するための識別情報が記録された記録媒体と、前記トレイが保持されるトレイ保持棚を上下方向に複数備えるトレイ収納体を有するトレイフィーダと、前記トレイフィーダから供給される電子部品を基板に実装する電子部品実装部と、前記トレイを水平方向に移動させることによって、前記トレイ保持棚からの前記トレイの引き出しと前記トレイ保持棚への前記トレイの収納を行うトレイ引出収納機構を有し、前記トレイ引出機構によって引き出された前記トレイに格納された電子部品を前記電子部品実装部に供給可能な位置まで当該トレイを移動させるトレイ移動手段と、複数の前記トレイ保持棚に保持された前記トレイ毎に付与された前記記録媒体から前記識別情報を読み取ることにより、前記トレイ保持棚のいずれに前記トレイが収納されているかを認識するトレイ収納位置認識手段と、前記トレイ収納位置認識手段によって認識された前記トレイ保持棚のいずれに前記トレイが収納されているかに関する組み合わせデータを記憶する記憶部と、前記組み合わせデータと、予め準備された複数の生産対象の基板種に属する基板の生産に対応する複数のトレイ配置データのそれぞれとを照合して、前記組み合わせデータにおけるトレイの配置と前記トレイ配置データにおけるトレイの配置とが一致しているか否かを判断する判断部と、前記複数の生産対象の基板種に属する基板のそれぞれの生産開始前に、前記判断部の判断結果に基づいて、前記トレイフィーダ内の前記トレイを前記生産対象の基板種の前記トレイ配置データに対応するトレイ配置に並び替えるトレイ並び替え手段とを備えた。

本発明によれば、オペレータによるトレイフィーダ内へのトレイの収納回数を少なくするととともに、複数の基板種に応じて最適なトレイ配置を実現して生産性の向上を図ることができる。

本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の部分側面図 本発明の一実施の形態におけるトレイフィーダの側面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の制御系を示すブロック図 （ａ）本発明の一実施の形態における第１のトレイ配置データを示す図（ｂ）本発明の一実施の形態における第２のトレイ配置データを示す図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における組み合わせデータを示す図 本発明の一実施の形態における電子部品実装方法のフローチャート 本発明の一実施の形態におけるトレイ並べ替え処理のフローチャート （ａ）（ｂ）本実施の一実施の形態におけるトレイ並び替え動作の説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本実施の一実施の形態におけるトレイ並び替え動作の説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本実施の一実施の形態におけるトレイ並び替え動作の説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本実施の一実施の形態におけるトレイ並び替え動作の説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本実施の一実施の形態におけるトレイ並び替え動作の説明図 （ａ）（ｂ）本実施の一実施の形態におけるトレイ並び替え動作の説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本実施の一実施の形態における電子部品実装動作の説明図

まず図１を参照して、本発明の実施の形態における電子部品実装装置について説明する。電子部品実装装置１は基板２に電子部品Ｐを実装する機能を有するものであり、以下に説明する各要素をカバー部材１ｂ（図２）によって覆って構成される。基台１ａの中央部には搬送コンベア３が配設されている。搬送コンベア３は、基板搬送方向であるＸ方向に延びた固定レール３ａと可動レール３ｂを組み合わせて構成されている。各レールに備えられたコンベアベルトをベルト駆動機構１５（図４）によって駆動することにより、基板２を搬送して所定の実装作業位置に位置決めすることができる。可動レール３ｂはＸ方向と水平面内において直交するＹ方向に移動可能となっており、レール幅寄せ機構１６（図４）を駆動することにより、可動レール３ｂはＹ方向に移動する。これにより、固定レール３ａと可動レール３ｂとの間隔によって定められる搬送幅を、生産対象となる基板種に応じて調整することができる。

搬送コンベア３の両側にはトレイフィーダ５が設けられている。トレイフィーダ５は、後述する電子部品実装部を構成する実装ヘッド１０に対して、ＢＧＡやＣＳＰ等の大型の電子部品Ｐをトレイ２３に格納した状態で供給する部品供給部として機能する。

基台１ａのＸ方向の一端部にはリニア駆動機構を備えたＹ軸テーブル６がＹ方向に水平に配設されており、このＹ軸テーブル６には２つのブラケット７がＹ方向にスライド自在に装着されている。各ブラケット７には、Ｙ軸テーブル６と同様にリニア駆動機構を備えた２基のＸ軸テーブル８が結合されている。各Ｘ軸テーブル８にはブラケット９がＸ方向にスライド自在に装着されており、各ブラケット９には実装ヘッド１０が取り付けられている。

図１及び図２において、実装ヘッド１０は複数の単位実装ヘッド１１を備えた多連型ヘッドであり、各単位実装ヘッド１１の下端部には電子部品Ｐを吸着可能な吸着ノズル１２が装着されている。吸着ノズル１２は実装ヘッド１０に内蔵されたノズル昇降機構１８（図４）によって昇降する。Ｙ軸テーブル６及びＸ軸テーブル８を駆動することにより実装ヘッド１０はＸＹ方向に移動し、これにより各単位実装ヘッド１１はトレイフィーダ５から電子部品Ｐを取り出して、実装作業位置に位置決めされた基板２に実装する（図２に示す矢印ａ）。Ｙ軸テーブル６、Ｘ軸テーブル８及び実装ヘッド１０は、トレイフィーダ５から供給される電子部品Ｐを基板２に実装する電子部品実装部を構成する。また、Ｙ軸テーブル６及びＸ軸テーブル８は、実装ヘッド１０を水平移動させるヘッド移動機構１７（図４）を構成する。

トレイフィーダ５と搬送コンベア３の間には部品認識カメラ１３が設けられている。部品認識カメラ１３は、トレイフィーダ５から取り出されて実装ヘッド１０に保持された状態の電子部品Ｐを下方から撮像する。各ブラケット９には、Ｘ軸テーブル８の下面側に位置して基板認識カメラ１４が設けられている。基板認識カメラ１４は実装ヘッド１０と一体的に移動し、基板２を上方から撮像する。

次に図２及び図３を参照して、トレイフィーダ５の構造を説明する。ベース部２０の一側にはトレイ収納体２１が配設されている。トレイ収納体２１の内部には、キャリア２２を水平方向に引き出し可能に収納する複数のトレイ保持棚２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，２５ｈが上下方向に備えられている（図３）。トレイ保持棚２５ａ〜２５ｈには、それぞれアドレス番号０１，０２，０３，０４，０５，０６，０７，０８が付与されている。便宜上、以後の説明においては、トレイ保持棚２５ａ〜２５ｈを区別して説明する必要がある場合を除き、トレイ保持棚２５と称する。

キャリア２２は、電子部品Ｐが格納されるトレイ２３と、トレイ２３を保持するパレット２４を含んで構成される。トレイ２３は、パレット２４に保持された状態で後述するトレイ移動手段３０によってトレイフィーダ５内を移動する。複数のトレイ保持棚２５にキャリア２２を収納することにより、トレイ保持棚２５にはパレット２４を介して複数のトレイ２３が保持される。このようにトレイフィーダ５は、トレイ２３が保持されるトレイ保持棚２５を上下方向に複数備えるトレイ収納体２１を有する。

最上位にあるトレイ保持棚２５ａの上方にはトレイ仮置き棚２６が設けられている。トレイ仮置き棚２６は、電子部品Ｐの数がゼロとなった空のトレイ２３や、後述するトレイ２３の並び替え作業の際にトレイ２３を一時的に仮置きするための棚である。トレイ仮置き棚２６にはアドレス番号００が付与されている。

図３において、パレット２４の側面には、そのパレット２４が保持するトレイ２３を識別するための識別情報が記録されたＩＣタグ２７が設けられている。ＩＣタグ２７は各パレット２４に保持されるトレイ２３毎に付与されている。ＩＣタグ２７に記録される識別情報には、トレイ２３に格納される電子部品Ｐの種類やＩＤ番号等の情報が含まれている。このようにＩＣタグ２７は、トレイ２３毎に付与され、各トレイ２３を識別するための識別情報が記録された記録媒体となっている。なお、ＩＣタグ２７はトレイ２３の側面に設けてもよい。

図３において、ベース部２０上のトレイ収納体２１が配設されていない他側には、垂直方向（Ｚ方向）に延びるＺ軸テーブル３１が設けられている。Ｚ軸テーブル３１は、Ｚ方向に延びた送り螺子３２と、これに螺合する移動ナット３３と、送り螺子３２を回転させる昇降モータ３４を備えている。移動ナット３３には、トレイ２３を含むキャリア２２を保持可能なトレイ保持ステージ３５が固定されている。昇降モータ３４の駆動により送り螺子３２が上下軸回りに回転すると、移動ナット３３とともにトレイ保持ステージ３５が昇降（矢印ｂ）する。これにより、トレイ２３に格納された電子部品Ｐを実装ヘッド１０によって取り出すことが可能な位置、すなわち電子部品実装部に供給可能な部品供給位置［Ｔ］にトレイ２３を移動させることができる。

トレイ保持ステージ３５にはパレット２４に係合可能な係合部材３６が水平方向へスライド自在に設けられている（矢印ｃ）。係合部材３６は、トレイ保持ステージ３５に内蔵されたスライド機構３７（図４）によりスライドする。トレイ２３をトレイ保持ステージ３５に引き出す動作は、トレイ保持棚２５の上面２５Ａの高さとトレイ保持ステージ３５の上面３５Ａの高さを一致させる。この状態で係合部材３６をトレイ収納体２１に向けてスライドさせ、係合部材３６をパレット２４に係合させる。そして、係合部材３６をトレイ収納体２１から離れる方向にスライドさせることによって、キャリア２２をトレイ収納体２１から引き出してトレイ保持ステージ３５に移動させる。トレイ保持ステージ３５上のキャリア２２をトレイ保持棚２５に収納する場合は、前述と逆の動作を実行する。

このように、トレイ保持ステージ３５、係合部材３６及びスライド機構３７は、トレイ２３を水平方向に移動させることによって、トレイ保持棚２５からのトレイ２３の引き出しとトレイ保持棚２５へのトレイ２３の収納を行うトレイ引出収納機構を構成する。また、送り螺子３２、移動ナット３３及び昇降モータ３４を有するＺ軸テーブル３１は、トレイ保持ステージ３５をトレイ収納体２１に対して上下方向へ移動させる昇降機構となっている。そして、トレイ引出収納機構と昇降機構の組み合わせが、トレイ引出収納機構によって引き出されたトレイ２３に格納された電子部品Ｐを電子部品実装部に供給可能な位置までトレイ２３を移動させるトレイ移動手段３０を構成する。

図３において、トレイ保持ステージ３５のトレイ収納体２１と対向する側には、ＩＣタグ２７に記録されたトレイ２３の識別情報を読み取る読取手段としてのタグリーダ３８が装着されている。キャリア２２は、ＩＣタグ２７がタグリーダ３８と対向する側に位置するようにトレイ保持棚２５に収納される。タグリーダ３８とトレイ保持棚２５に収納されたキャリア２２のＩＣタグ２７を相対させることで、タグリーダ３８はＩＣタグ２７からトレイ２３の識別情報を読み取る。

次に図４を参照して、電子部品実装装置１の制御系について説明する。電子部品実装装置１は、装置本体部とトレイフィーダ５のそれぞれに個別の制御部を備えている。装置本体部に備えられた本体制御部４０は、記憶部４１、機構駆動部４２及び画像処理部４３を有している。また、本体制御部４０は、ベルト駆動機構１５、レール幅寄せ機構１６、ヘッド移動機構１７、ノズル昇降機構１８、部品認識カメラ１３、基板認識カメラ１４及び表示部４４と接続されている。

トレイフィーダ５に備えられたフィーダ制御部５０は、記憶部５１、機構駆動部５２、組み合わせデータ取得部５３及びトレイ並び替え実行部５４を有している。また、フィーダ制御部５０は、昇降モータ３４、スライド機構３７及びタグリーダ３８と接続されている。本体制御部４０とフィーダ制御部５０は通信インターフェイス６０によって接続され、互いに通信可能となっている。

本体制御部４０の記憶部４１には、第１の基板種実装データ４５、第２の基板種実装データ４６が記憶されている。第１の基板種実装データ４５は、第１の基板種に属する基板２に対して電子部品Ｐを実装するためのデータである。第２の基板種実装データ４６は、第２の基板種に属する基板２に対して電子部品Ｐを実装するためのデータである。以後、第１の基板種に属する基板２を「基板２Ａ」と称し、第２の基板種に属する基板２を「基板２Ｂ」と称する。

機構駆動部４２は、第１の基板種実装データ４５若しくは第２の基板種実装データ４６に基づいて、ベルト駆動機構１５、レール幅寄せ機構１６、ヘッド移動機構１７及びノズル昇降機構１８を駆動することにより、トレイフィーダ５から電子部品Ｐを取り出して基板２Ａ，２Ｂに実装するための動作を実行する。

画像処理部４３は、部品認識カメラ１３によって取得した撮像データを画像処理することによって、吸着ノズル１２に吸着された電子部品Ｐの位置を検出する。また、画像処理部４３は、基板認識カメラ１４によって取得した撮像データを画像処理することによって、実装作業位置に位置決めされた基板２Ａ，２Ｂの位置を検出する。基板２Ａ，２Ｂに対する吸着ノズル１２の水平方向における位置合わせは、基板２Ａ，２Ｂ及び電子部品Ｐの位置を検出することによって得られた位置ずれ量を加味したうえでなされる。表示部４４はモニタ等の表示装置から構成され、本体制御部４０若しくはフィーダ制御部５０が有する表示処理機能によって、基板２Ａ，２Ｂの生産に関する各種の情報を表示する。

フィーダ制御部５０の記憶部５１には、第１のトレイ配置データ５５、第２のトレイ配置データ５６及び組み合せデータ５７が記憶されている。図５（ａ），（ｂ）に示すように、第１のトレイ配置データ５５及び第２のトレイ配置データ５６は、トレイ保持棚２５のアドレス番号（０１、０２・・・０８）とトレイ２３の識別情報（ＡＡ、ＢＢ・・・ＨＨ）とを組み合わせたデータである。各トレイ配置データには、基板２Ａ，２Ｂに対して共通に若しくは個別に実装される電子部品Ｐが格納されたトレイ２３の配置情報が記録されている。基板２Ａ，２Ｂの生産は、それぞれ第１のトレイ配置データ５５、第２のトレイ配置データ５６に従ってトレイ２３が所定のトレイ保持棚２５に収納されたうえでなされる。

第１のトレイ配置データ５５は、基板２Ａに実装される電子部品Ｐを格納したトレイ２３の配置データＡ１と、基板２Ａには実装されないが基板２Ｂに実装される電子部品Ｐを格納したトレイ２３の配置データＡ２を含む。同様に、第２のトレイ配置データ５６は、基板２Ｂに実装される電子部品Ｐを格納したトレイ２３の配置データＢ１と、基板２Ｂには実装されないが基板２Ａに実装される電子部品Ｐを格納したトレイ２３の配置データＢ２を含む。

第１のトレイ配置データ５５及び第２のトレイ配置データ５６は、それぞれ基板２Ａ，２Ｂに対する実装動作の運転効率の観点から定められる。例えば、第１のトレイ配置データ５５（第２のトレイ配置データ５６）は、基板２Ａ（基板２Ｂ）への実装頻度の高い電子部品Ｐを格納するトレイ２３については部品供給位置［Ｔ］に近いトレイ保持棚２５に保持させ、基板２Ａ（基板２Ｂ）に実装されない電子部品Ｐを格納するトレイ２３については下方のトレイ保持棚２５に保持させる、といった基準で定められる。

このように、第１のトレイ配置データ５５は第１の基板種に属する基板２Ａの生産に対応するデータであり、基板２Ａの生産に最適なトレイ配置を示している。また、第２のトレイ配置データ５６は第２の基板種に属する基板２Ｂの生産に対応するデータであり、基板２Ｂの生産に最適なトレイ配置を示している。これらのトレイ配置データは、基板２Ａ，２Ｂの生産開始前に予め準備される。

組み合わせデータ５７は、図６に示すように、トレイ仮置き棚２６及びトレイ保持棚２５のアドレス番号と、アドレス番号に対応するトレイ保持棚２５に実際に収納されているトレイ２３の識別情報とを組み合わせたデータである。組み合わせデータ５７は組み合わせデータ取得部５３を実行することにより取得される。

機構駆動部５２は、第１の基板種実装データ４５若しくは第２の基板種実装データ４６に基づいて、昇降モータ３４及びスライド機構３７を駆動することによって、トレイ収納体２１から所望のトレイ２３を引き出して部品供給位置［Ｔ］まで移動させるための動作を実行する。また、機構駆動部５２は、引き出したトレイ２３をトレイ保持棚２５に戻すための動作も実行する。

組み合わせデータ取得部５３は、タグリーダ３８により読み取ったトレイ２３の識別情報と、トレイ保持棚２５のアドレス番号を組み合わせ、これを組み合わせデータ５７として取得する。フィーダ制御部５０は組み合わせデータ５７を参照することで、どのトレイ保持棚２５にどのトレイ２３が保持されているかを認識することができる。このように、タグリーダ３８及び組み合わせデータ取得部５３は、複数のトレイ保持棚２５に保持されたトレイ２３毎に付与された記録媒体からトレイ２３の識別情報を読み取ることにより、トレイ保持棚２５のいずれにトレイ２３が収納されているかを認識するトレイ収納位置認識手段となっている。取得した組み合わせデータ５７は記憶部５１に記憶される。

トレイ並び替え実行部５４は、第１の基板種に属する基板２Ａの生産開始前に、組み合せデータ５７に示されるトレイ保持棚２５のアドレス番号とトレイ２３の識別情報の組み合わせが、第１のトレイ配置データ５５に示されるトレイ保持棚２５のアドレス番号とトレイ２３の識別情報の組み合わせと一致するようにトレイ２３を並び替える。第１の基板種に属する基板２Ａの生産開始前とは、第１の基板種に属する複数の基板２Ａのうち最初に生産される基板２Ａへの電子部品Ｐの実装が開始される前をいう。

また、トレイ並び替え実行部５４は、第２の基板種に属する基板２Ｂの生産開始前に、組み合わせデータ５７に示されるトレイ保持棚２５のアドレス番号とトレイ２３の識別情報の組み合わせが、第２のトレイ配置データ５６に示されるトレイ保持棚２５のアドレス番号とトレイ２３の識別情報の組み合わせと一致するようにトレイ２３を並び替える。第２の基板種に属する基板２Ｂの生産開始前とは、第２の基板種に属する複数の基板２Ｂのうち最初に生産される基板２Ｂへの電子部品Ｐの実装が開始される前をいう。

このようにトレイ並び替え実行部５４は、第１の基板種に属する基板２Ａの生産開始前に、トレイ収納位置認識手段によって認識したトレイ２３の収納位置に基づいて、トレイフィーダ５内のトレイを予め準備された第１の基板種に属する基板２Ａの生産に対応する第１のトレイ配置データ５５に対応するトレイ配置に並び替え、また第２の基板種に属する基板２Ｂの生産開始前に、トレイフィーダ５内のトレイを予め準備された第２の基板種に属する基板２Ｂの生産に対応する第２のトレイ配置データ５６に対応するトレイ配置に並び替えるトレイ並び替え手段となっている。

本実施の形態における電子部品実装装置１は以上のように構成されており、次に図７及び図８のフローチャートを参照して、複数の基板種に電子部品Ｐを実装するための電子部品実装方法について説明する。本例では、基板２Ａ，基板２Ｂの順に生産を行うこととする。また、識別情報ＡＡが記録されたＩＣタグ２７を有するキャリア２２をキャリア２２ａ、識別情報ＢＢが記録されたＩＣタグ２７を有するキャリアをキャリア２２ｂ・・・識別情報ＨＨが記録されたＩＣタグ２７を有するキャリアをキャリア２２ｈとする。

まず、オペレータは第１の基板種に属する基板２Ａに実装される電子部品Ｐが格納された複数のトレイ２３と、第２の基板種に属する基板２Ｂに実装される電子部品Ｐが格納された複数のトレイ２３をトレイ保持棚２５に収納する（ＳＴ１：トレイ収納工程）。このとき、オペレータはランダムにトレイ２３を収納してよい。トレイ２３はパレット２４に保持された状態、すなわちキャリア２２の一要素としてトレイ保持棚２５に収納される。

次いで、トレイ２３の収納位置の認識を行う（ＳＴ２：トレイ収納位置認識工程）。本実施の形態では、組み合せデータ５７に基づいて認識を行う。図９を参照して、組み合わせデータ５７の取得作業について説明する。まず図９（ａ）に示すように、トレイ保持ステージ３５はトレイ仮置き棚２６と対向する位置に移動する。次いで、タグリーダ３８はＩＣタグ２７からトレイ２３の識別情報を読み取るための動作を実行する。トレイ仮置き棚２６にキャリア２２が保持されていない場合、フィーダ制御部５０はトレイ仮置き棚２６のアドレス番号００と組み合わせられるトレイ２３の識別情報がないと判断する。一方、トレイ仮置き棚２６にキャリア２２が保持されている場合、フィーダ制御部５０はトレイ仮置き棚２６のアドレス番号００とＩＣタグ２７から読み取ったトレイ２３の識別情報を組み合わせる。トレイ仮置き棚２６に対してタグリーダ３８による読み取り動作を行う理由は、トレイ２３の収納作業時にオペレータが誤ってトレイ仮置き棚２６にトレイ２３を収納するおそれがあるためである。

次いで図９（ｂ）に示すように、トレイ保持ステージ３５はトレイ保持棚２５ａに収納されたキャリア２２ａと対向する位置まで下降する（矢印ｂ１）。次いで、タグリーダ３８はキャリア２２ａのＩＣタグ２７からトレイ２３の識別情報ＡＡを読み取る。そして、フィーダ制御部５０はトレイ保持棚２５ａのアドレス番号０１と、読み取ったトレイ２３の識別情報ＡＡを組み合わせる。以後、前述した動作を最下位のトレイ保持棚２５ｈまで繰り返し行うことによって、図６（ａ）に示す組み合わせデータ５７を取得する。

フィーダ制御部５０は取得した組み合わせデータ５７を参照することにより、どのトレイ保持棚２５にどのトレイ２３が収納されているかを認識する。すなわちこの工程では、複数のトレイ保持棚２５に保持されたトレイ２３毎に付与された記録媒体から識別情報を読み取ることにより、トレイ保持棚２５のいずれにトレイ２３が収納されているかを認識する。なお、トレイ２３の収納位置の認識は、組み合わせデータ５７に基づいて行う方法に限定されず、その他の方法を用いてもよい。

次いで、フィーダ制御部５０は組み合わせデータ５７と第１のトレイ配置データ５５を照合し（ＳＴ３：第１の照合工程）、組み合わせデータ５７が第１のトレイ配置データ５５と一致しているかを判断する（ＳＴ４：第１の組み合わせデータ判断工程）。ここでの判断は、組み合わせデータ５７に示されるトレイ保持棚２５のアドレス番号とトレイ２３の識別情報の組み合わせが、第１のトレイ配置データ５５に示されるトレイ保持棚２５のアドレス番号とトレイ２３の識別情報の組み合わせと一致しているか否かに基づいて行う。

（ＳＴ４）で組み合わせデータ５７が一致していないと判断した場合、フィーダ制御部５０は組み合わせデータ５７が第１のトレイ配置データ５５と一致するようにトレイ２３を並び替える（ＳＴ５：第１のトレイ並び替え工程）。本例では、アドレス番号０２，０３，０４，０６，０７と組み合わせられるべきトレイ２３の識別情報が第１のトレイ配置データ５５と相違している（図５（ａ）、図６（ａ））。

ここで図８のフローチャートを参照して、トレイ２３を並び替えるための処理について説明する。まず、フィーダ制御部５０は並び替えの対象となるトレイ保持棚２５（複数存在する場合は何れか１つ）をターゲットとして設定する（ＳＴ２１：ターゲット設定工程）。本例では、並び替えの対象となるトレイ保持棚２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｆ，２５ｇのうち、最上位にあるトレイ保持棚２５ｂを最初のターゲットとして設定する。

次いで、トレイ保持棚２５ｂに収納されるべきトレイ２３が他のトレイ保持棚２５若しくはトレイ仮置き棚２６に収納されているかを判断する（ＳＴ２２：トレイ有無判断工程）。具体的には、フィーダ制御部５０は組み合わせデータ５７を参照し、アドレス番号０２と組み合わせられるべきトレイ２３の識別情報ＢＢを記録したＩＣタグ２７を有するキャリア２２ｂを検索する。キャリア２２ｂが検索されなかった場合、フィーダ制御部５０は表示部４４を介してエラーが発生した旨をオペレータに報知する（ＳＴ２３：報知工程）。

その一方でキャリア２２ｂが検索された場合、フィーダ制御部５０はターゲットであるトレイ保持棚２５ｂが空の状態であるかを確認する（ＳＴ２４：ターゲット確認工程）。本例では、キャリア２２ｂはトレイ保持棚２５ｄに誤って収納されており、トレイ保持棚２５ｂにはキャリア２２ｃが誤って収納されている。

ターゲットが空の状態でないことを確認したとき、ターゲットに誤収納されたトレイ２３をトレイ仮置き棚２６へ移動させる（ＳＴ２５：誤収納トレイ移動工程）。すなわち図１０（ａ）に示すように、トレイ保持ステージ３５はトレイ保持棚２５ｂと対向する位置まで移動する。次いで、係合部材３６によってキャリア２２ｃをトレイ保持棚２５ｂから引き出してトレイ保持ステージ３５に移動させる（矢印ｃ１）。次いで図１０（ｂ）に示すように、トレイ保持ステージ３５はトレイ仮置き棚２６と対向する位置まで移動し（矢印ｂ２）、係合部材３６によってキャリア２２ｃをトレイ仮置き棚２６に移動させる（矢印ｃ２）。

次いで、ターゲットに収納されるべき正規のトレイ２３を移動させる（ＳＴ２６：正規トレイ移動工程）。すなわち図１０（ｃ）に示すように、トレイ保持ステージ３５はターゲットであるトレイ保持棚２５ｄと対向する位置まで移動し（矢印ｂ３）、係合部材３６によってキャリア２２ｂをトレイ保持棚２５ｄから引き出す（矢印ｃ３）。次いで図１１（ａ）に示すように、トレイ保持ステージ３５はトレイ保持棚２５ｂと対向する位置まで移動し（矢印ｂ４）、係合部材３６によってキャリア２２ｂをトレイ保持棚２５ｂに移動させる（矢印ｃ４）。

前述した（ＳＴ２５），（ＳＴ２６）の工程を実行することにより、一のターゲットに対するトレイ２３の並び替えが完了する。そして、アドレス番号０２のトレイ保持棚２５ｂには識別情報ＢＢに対応する正規のトレイ２３が保持される。なお、（ＳＴ２４）においてトレイ保持棚２５ｂが空であることを確認したとき、トレイ仮置き棚２６へのトレイ２３の移動を省略して（ＳＴ２５）、正規のトレイ２３の移動を実行する（ＳＴ２６）。

次いで、フィーダ制御部５０は組み合わせデータ５７を更新する（ＳＴ２７：組み合わせデータ更新工程）。すなわちフィーダ制御部５０は、組み合わせデータ５７に示される情報がトレイ２３を並び替えた後のトレイ保持棚２５のアドレス番号とトレイ２３の識別情報との組み合わせとなるように編集する。

次いで、フィーダ制御部５０はキャリア２２ｂが引き出されて空になった棚が、トレイ仮置き棚２６又はトレイ保持棚２５のどちらであるかを判断する（ＳＴ２８：棚種類判断工程）。空になった棚がトレイ仮置き棚２６であると判断した場合、フィーダ制御部５０は更新後の組み合せデータ５７が第１のトレイ配置データ５５と一致するかを判断する（ＳＴ２９：更新後組み合わせデータ判断工程）。組み合わせデータ５７が一致しないと判断した場合、（ＳＴ２１）に戻ってターゲットを設定する。

（ＳＴ２８）において、空になった棚がトレイ保持棚２５であると判断した場合、フィーダ制御部５０はそのトレイ保持棚２５が基板２Ａの生産に使用するものであるかを判断する（ＳＴ３０：使用判断工程）。ここでの判断は、トレイ保持棚２５のアドレス番号と組み合わせられるべきトレイ２３の識別情報が存在するか否かに基づいて行う。空になったトレイ保持棚２５は使用すると判断した場合、フィーダ制御部５０はそのトレイ保持棚２５をターゲットに変更し（ＳＴ３１：ターゲット変更工程）、その後に（ＳＴ２２）に戻る。

その一方で、空になったトレイ保持棚２５は使用しないと判断した場合、フィーダ制御部５０は更新後の組み合せデータ５７が第１のトレイ配置データ５５と一致するかを判断する（ＳＴ２９）。そして、組み合わせデータ５７が一致しないと判断した場合、（ＳＴ２１）に戻ってターゲットを設定する。

（ＳＴ２９）において、更新後の組み合せデータ５７が第１のトレイ配置データ５５と一致すると判断した場合、フィーダ制御部５０はトレイ並び替え処理を終了する。このように、第１のトレイ並び替え工程（ＳＴ５）では、トレイ収納位置認識工程（ＳＴ２）において認識されたトレイ２３の収納位置と、予め準備された第１の基板種に属する基板２Ａの生産に対応する第１のトレイ配置データ５５とに基づいて、第１の基板種に属する基板２Ａの生産開始前に、トレイフィーダ５内のトレイ２３を第１のトレイ配置データに５５対応するトレイ配置に並び替える。

以下、トレイ配置を第１のトレイ配置データ５５と一致させるためのその後の並び替え動作を簡略化して説明する。まず、図１１（ｂ），（ｃ）に示すように、新たに空となったトレイ保持棚２５ｄに収納されるべきキャリア２２ｄをトレイ保持棚２５ｃから引き出して（矢印ｃ５）、キャリア２２ｄをトレイ保持棚２５ｄに移動させる（矢印ｃ６）。次いで図１２（ａ），（ｂ）に示すように、トレイ保持棚２５ｃに収納されるべきキャリア２２ｃをトレイ仮置き棚２６から引き出して（矢印ｃ７）、トレイ保持棚２５ｃに移動させる（矢印ｃ８）。

次いで図１２（ｃ），図１３（ａ）に示すように、キャリア２２ｇをトレイ保持棚２５ｆから引き出して（矢印ｃ９）、トレイ仮置き棚２６に移動させる（矢印ｃ１０）。次いで図１３（ｂ），（ｃ）に示すように、キャリア２２ｆをトレイ保持棚２５ｇから引き出して（矢印ｃ１１）、トレイ保持棚２５ｆに収納する（矢印ｃ１２）。次いで図１４（ａ），（ｂ）に示すように、キャリア２２ｇをトレイ仮置き棚２６から引き出して（矢印ｃ１３）、トレイ保持棚２５ｇに収納する（矢印ｃ１４）。以上の動作を経て、組み合わせデータ５７と第１のトレイ配置データ５５は一致し、トレイ２３の並び替え作業が完了する。これにより、トレイ収納体２１の内部は基板２Ａの生産に最適なトレイ配置となる。

トレイ２３の並び替えが完了したならば、基板２Ａに対して電子部品Ｐを実装する（ＳＴ６：第１の電子部品実装工程）。すなわち図１５（ａ）に示すように、各トレイ保持棚２５の何れかに保持されたキャリア２２（ここではキャリア２２ａ）を、トレイ保持ステージ３５上まで引き出す。次いで、トレイ保持ステージ３５が上昇することにより、キャリア２２ａは部品供給位置［Ｔ］まで移動する（矢印ｂ５）。

次いで図１５（ｂ）に示すように、実装ヘッド１０はキャリア２２ａの上方まで移動する（矢印ａ１）。そして、吸着ノズル１２が昇降することによりトレイ２３から電子部品Ｐを取り出す（矢印ｄ１）。次いで図１５（ｃ）に示すように、実装ヘッド１０は実装作業位置に位置決めされた基板２Ａの上方まで移動する（矢印ａ２）そして、吸着ノズル１２が下降することにより基板２Ａに電子部品Ｐを実装する（矢印ｄ２）。すなわちこの工程では、第１のトレイ並び替え工程（ＳＴ５）で並び替えた後のトレイフィーダ５から供給される電子部品Ｐを、第１の基板種に属する基板２Ａに実装する。

その後、キャリア２２ａはトレイ保持棚２５ａに戻され、次の実装対象となる電子部品Ｐを格納したキャリア２２が新たに部品供給位置［Ｔ］に供給される。実装されるべき全ての電子部品Ｐが一枚の基板２Ａに実装されたならば、当該基板２Ａは下流側の装置（図示せず）に搬送される。これにより、電子部品実装装置１での一枚の基板２Ａの生産が完了する。

次いで、フィーダ制御部５０は第１の基板種に属する全ての基板２Ａの生産が終了したかを判断する（ＳＴ７：第１の基板種生産終了判断工程）。全ての基板２Ａの生産が終了していないと判断した場合、（ＳＴ５）に戻って基板２Ａへの電子部品Ｐの実装を行う。一方、全ての基板２Ａの生産が終了したと判断した場合、基板２Ｂの生産を開始するための段取り替え作業を行う。具体的な作業内容としては、以下に説明するトレイ２３の並び替えの他に、基板２Ｂに対応したレール幅の変更や実装ヘッド１０の交換等が必要に応じて行われる。

次に、基板２Ｂの生産を行うための工程を説明する。まず、フィーダ制御部５０は組み合わせデータ５７と第２のトレイ配置データ５６を照合し（ＳＴ８：第２の照合工程）、組み合わせデータ５７が第２のトレイ配置データ５６と一致するかを判断する（ＳＴ９：第２の組み合せデータ判断工程）。なお、この時点での組み合せデータ５７は第１のトレイ配置データ５５と一致する（図５（ａ），図６（ｂ））。したがって、第１のトレイ配置データ５５と第２のトレイ配置データ５６に示されるトレイ配置が同じでない限り、（ＳＴ９）では組み合わせデータ５７が一致しないと判断される。また、（ＳＴ８）においてデータを照合する前に、タグリーダ３８によるＩＣタグ２７の読み取り動作を実行して、組み合わせデータ５７を再び取得してもよい。

組み合わせデータ５７が第２のトレイ配置データ５６と一致していないと判断した場合、フィーダ制御部５０は組み合わせデータ５７と第２のトレイ配置データ５６が一致するようトレイ２３を並び替える（ＳＴ１０：第２のトレイ並び替え工程）。すなわちこの工程では、第２の基板種に属する基板２Ｂの生産開始前に、予め準備された第２の基板種に属する基板２Ｂの生産に対応する第２のトレイ配置データ５６に基づいて、トレイフィーダ５内のトレイ２３を第２のトレイ配置データ５６に対応するトレイ配置に並び替える。

本例では、基板２Ａの生産終了後に示される組み合わせデータ５７において、アドレス番号０５とトレイ２３の識別情報（ＥＥ）の組み合わせしか第２のトレイ配置データ５６と一致していない（図５（ｂ）、図６（ｂ））。したがって、トレイ２３の並び替えを行う必要があるが、具体的な並び替え動作は基板２Ａにおいて説明した並び替え動作と同様であるため、詳細な説明は省略する。この工程を実行することにより、トレイ収納体２１の内部は基板２Ｂの生産に最適なトレイ配置となる。

トレイ２３の並び替えが終了した後、基板２Ｂに対して電子部品Ｐを実装する（ＳＴ１１：第２の電子部品実装工程）。すなわち、第２のトレイ並び替え工程（ＳＴ１０）で並び替えた後のトレイフィーダ５から供給される電子部品Ｐを、第２の基板種に属する基板２Ｂに実装する。具体的な実装動作は、基板２Ａにおいて説明した実装動作と同様であるため、詳細な説明は省略する。

その後、フィーダ制御部５０は全ての基板２Ｂの生産が終了したかを判断する（ＳＴ１２：第２の基板種生産終了判断工程）。全ての基板２Ｂの生産が終了していないと判断した場合、（ＳＴ１１）に戻って基板２Ｂへの電子部品Ｐの実装を行う。一方、全ての基板２Ｂの生産が終了したと判断した場合、基板２Ｂの生産を終了する。

以上のように、本実施の形態の電子部品実装装置１によれば、複数の基板種の生産を連続して行う形態下において、オペレータがトレイフィーダ５にトレイ２３を収納するための作業回数を少なくすることができる。すなわち、電子部品実装装置１では、第１の基板種に属する基板２Ａの生産を開始する前に、当該基板２Ａに実装する電子部品Ｐが格納されたトレイ２３に加えて、第２の基板種に属する基板２Ｂに実装する電子部品Ｐが格納されたトレイ２３もトレイ保持棚２５に収納する。そのため、第１の基板種に属する基板２Ａの生産終了後に行われる段取り替え作業において、第２の基板種を生産するためのオペレータによるトレイ２３の収納作業が不要となる。したがって、トレイフィーダ５へのトレイ２３の収納回数を少なくしてオペレータに対するトレイ２３の収納作業の手間と労力を低減させることができる。

また、複数の基板種の生産を連続して行う際に、各基板種に属する複数の基板２のうち最初に生産される基板２への電子部品Ｐの実装が開始される前に、トレイ収納体２１の内部は自動的にその基板種に属する基板２の生産に最適なトレイ配置に並び替えられる。そのため、複数の基板種の生産を連続して行う形態下において、生産性の向上を図ることができる。

本発明はこれまで説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更を加えてもよい。例えば、第１のトレイ配置データ５５及び第２のトレイ配置データ５６は、本体制御部４０の記憶部４１に記憶させてもよい。また、複数のトレイフィーダ５のうち何れか１つを、電子部品を格納したキャリアテープをピッチ送りすることによって電子部品を供給するテープフィーダに換えてもよい。また、ＩＣタグ２７の代わりにバーコードを用いてもよく、タグリーダ３８の代わりにバーコードリーダ等の他の手段を用いてもよい。

また、本実施の形態において生産対象となる基板２は第１の基板種と第２の基板種の２種類であったが、さらに第３の基板種を加えた３種類以上の基板種を生産対象としてもよい。この場合、第２の基板種の生産終了後に、第３の基板種の生産に適したトレイ２３の並び替え作業を行い、その後に実装作業を行う。すなわち、本実施の形態における電子部品実装装置１を用いて、少なくとも第１の基板種と第２の基板種を含む複数の基板種に電子部品Ｐを実装するようにしてもよい。

本発明によれば、オペレータによるトレイフィーダ内へのトレイの収納回数を少なくするととともに、複数の基板種に応じて最適なトレイ配置を実現して生産性の向上を図ることができ、電子部品実装分野において特に有用である。

１ 電子部品実装装置
２，２Ａ，２Ｂ 基板
５ トレイフィーダ
６ Ｙ軸テーブル
８ Ｘ軸テーブル
１０ 実装ヘッド
２１ トレイ収納体
２３ トレイ
２７ ＩＣタグ
２５ トレイ保持棚
３０ トレイ移動手段
３５ トレイ保持ステージ
３８ タグリーダ
５３ 組み合わせデータ取得部
５４ トレイ並び替え実行部
５５ 第１のトレイ配置データ
５６ 第２のトレイ配置データ
Ｐ 電子部品

Claims (3)

1. 電子部品を格納するトレイが保持されるトレイ保持棚を上下方向に複数備えるトレイ収納体を有するトレイフィーダと、前記トレイフィーダから供給される電子部品を基板に実装する電子部品実装部とを備えた電子部品実装装置において、少なくとも第１の基板種と第２の基板種を含む複数の基板種に電子部品を実装する電子部品実装方法であって、
   前記第１の基板種に属する基板に実装される電子部品が格納された複数のトレイと、前記第２の基板種に属する基板に実装される電子部品が格納された複数のトレイを複数の前記トレイ保持棚に収納するトレイ収納工程と、
   複数の前記トレイ保持棚に保持された前記トレイ毎に付与された記録媒体から識別情報を読み取ることにより、前記トレイ保持棚のいずれに前記トレイが収納されているかを認識する第１のトレイ収納位置認識工程と、
   前記第１のトレイ収納位置認識工程において取得された前記トレイ保持棚のいずれに前記トレイが収納されているかに関する第１の組み合わせデータを記憶する第１のデータ記憶工程と、
   前記第１の組み合わせデータと、予め準備された前記第１の基板種に属する基板の生産に対応する第１のトレイ配置データとを照合して、前記第１の組み合わせデータにおけるトレイの配置と前記第１のトレイ配置データにおけるトレイの配置とが一致しているか否かを判断する第１の判断工程と、
   前記第１の判断工程の判断結果に基づいて、前記第１の基板種に属する基板の生産開始前に、前記トレイフィーダ内の前記トレイを前記第１のトレイ配置データに対応するトレイ配置に並び替える第１のトレイ並び替え工程と、
   前記第１の基板種に属する基板の生産後かつ、前記第２の基板種に属する基板の生産開始前に、複数の前記トレイ保持棚に保持された前記トレイ毎に付与された記録媒体から識別情報を読み取ることにより、前記トレイ保持棚のいずれに前記トレイが収納されているかを認識する第２のトレイ収納位置認識工程と、
   前記第２のトレイ収納位置認識工程において取得された前記トレイ保持棚のいずれに前記トレイが収納されているかに関する第２の組み合わせデータを記憶する第２のデータ記憶工程と、
   前記第２の組み合わせデータと、予め準備された前記第２の基板種に属する基板の生産に対応する第２のトレイ配置データとを照合して、前記第２の組み合わせデータにおけるトレイの配置と前記第２のトレイ配置データにおけるトレイの配置とが一致しているか否かを判断する第２の判断工程と、
   前記第２の判断工程の判断結果に基づいて、前記トレイフィーダ内のトレイを前記第２のトレイ配置データに対応するトレイ配置に並び替える第２のトレイ並び替え工程とを含む電子部品実装方法。
2. 前記第１のトレイ並び替え工程で並び替えた後の前記トレイフィーダから供給される電子部品を前記第１の基板種に属する基板に実装し、
   前記第２のトレイ並び替え工程で並び替えた後の前記トレイフィーダから供給される電子部品を前記第２の基板種に属する基板に実装する請求項１に記載の電子部品実装方法。
3. 電子部品が格納される複数のトレイと、
   前記トレイ毎に付与され、各トレイを識別するための識別情報が記録された記録媒体と、
   前記トレイが保持されるトレイ保持棚を上下方向に複数備えるトレイ収納体を有するトレイフィーダと、
   前記トレイフィーダから供給される電子部品を基板に実装する電子部品実装部と、
   前記トレイを水平方向に移動させることによって、前記トレイ保持棚からの前記トレイの引き出しと前記トレイ保持棚への前記トレイの収納を行うトレイ引出収納機構を有し、前記トレイ引出機構によって引き出された前記トレイに格納された電子部品を前記電子部品実装部に供給可能な位置まで当該トレイを移動させるトレイ移動手段と、
   複数の前記トレイ保持棚に保持された前記トレイ毎に付与された前記記録媒体から前記識別情報を読み取ることにより、前記トレイ保持棚のいずれに前記トレイが収納されているかを認識するトレイ収納位置認識手段と、
   前記トレイ収納位置認識手段によって認識された前記トレイ保持棚のいずれに前記トレイが収納されているかに関する組み合わせデータを記憶する記憶部と、
   前記組み合わせデータと、予め準備された複数の生産対象の基板種に属する基板の生産に対応する複数のトレイ配置データのそれぞれとを照合して、前記組み合わせデータにおけるトレイの配置と前記トレイ配置データにおけるトレイの配置とが一致しているか否かを判断する判断部と、
   前記複数の生産対象の基板種に属する基板のそれぞれの生産開始前に、前記判断部の判断結果に基づいて、前記トレイフィーダ内の前記トレイを前記生産対象の基板種の前記トレイ配置データに対応するトレイ配置に並び替えるトレイ並び替え手段とを備えた電子部品実装装置。

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