JP6226576B2 - 電子部品装着機 - Google Patents

Description

ここで開示する技術は、回路基板に電子部品を装着する電子部品装着機（チップマウンタ、インサータ、実装機とも称される）に関する。

回路基板に電子部品を装着する電子部品装着機が知られている。電子部品装着機は、電子部品を供給するフィーダと、フィーダが供給する電子部品を回路基板へ搬送して装着する装着ヘッドを備えている。装着ヘッドの動作は、生産プログラムに基づいて制御される。生産プログラムは、少なくとも、回路基板に装着すべき複数の電子部品と、それらの電子部品を装着すべき回路基板上の位置とを記述するものであり、生産品目（電子部品を装着する回路基板の種類）毎に生産プログラムが用意される。

生産プログラムに記述された複数の電子部品には、形状、寸法、重量が異なる様々な種類の電子部品が含まれる。そのため、電子部品装着機は、電子部品の種類毎に、装着ヘッドの動作条件（例えば、使用するノズル、ノズルで吸着する電子部品上の位置、ノズルを昇降させる速度など）や、当該電子部品を認識するための認識条件（例えば、電子部品の形状、大きさ、外観上の特徴の他、部品認識用のカメラに必要とされるデータ）を変更している。なお、装着ヘッドの動作条件は、電子部品の種類毎にデータベース化されており、一例としてパートデータと呼ばれている。パートデータについては、例えば特許文献１に記載されている。

例えば新規な生産品目の生産を開始するときなどは、生産プログラムに記述された複数の電子部品のなかに、これまでに装着実績のない新種の電子部品が含まれることがある。装着実績のない電子部品については、装着ヘッドの動作条件や電子部品の認識条件（例えばパートデータ）が経験等に基づいて定められるが、当該動作条件が不適切なこともあり、電子部品装着機において実際に装着を行った時に、装着不良を生じることがある。そこで、特許文献１に記載されたシステムでは、各々の電子部品のパートデータに、装着実績の有無を示す実績フラグを付与しており、新たに作成したパートデータについては、実際に装着を行うことによって、その良否を確認するようにしている。

特開平１０−３４４５９号公報

上述したように、生産プログラムに記述された複数の電子部品のなかに、装着実績のない電子部品が含まれているときは、実際の生産を開始する前に試作を行うことが必要とされる。このとき、生産プログラムをそのまま用いてしまうと、装着実績のある電子部品についても装着が行われてしまい、電子部品を無用に使用することになる。このような問題を解消するためには、装着実績のない電子部品のみを記述する、試作用の生産プログラムを用意することも考えられるが、面倒である。

上記の問題を鑑み、本明細書では、装着実績のない電子部品の試験的な装着を、容易に行うことができる技術を提供する。

本明細書で開示する電子部品装着機は、電子部品を供給するフィーダと、フィーダが供給する電子部品を回路基板へ搬送して装着する装着ヘッドと、生産プログラムと実績データとに基づいて、装着ヘッドを制御する制御装置を備えている。ここで、生産プログラムは、回路基板に装着すべき複数の電子部品と、それらの電子部品を装着すべき回路基板上の位置とを記述するものであり、実績情報は、各々の電子部品について装着実績の有無を区別し得る情報である。そして、制御装置は、生産プログラムに記述された複数の電子部品のうち、装着実績のある電子部品の装着が省略されるように、装着ヘッドを制御可能に構成されている。

ここで、生産プログラム及び実績情報のそれぞれは、電子部品装着機が有する記憶装置に記憶されるものであってもよいし、外部から電子部品装着機に教示されるものであってもよい。また、生産プログラム及び実績情報は、一つの電子ファイルで構成されていてもよいし、個別の電子ファイルで構成されていてもよい。特に、実績情報は、電子部品の種類毎に用意された複数のデータ（例えばパートデータ）に、それぞれ記述されるものであってもよい。

上記した電子部品装着機によると、生産プログラムに記述された複数の電子部品のなかに、装着実績のない電子部品が含まれているときは、装着実績のある電子部品の装着を省略しつつ、装着実績のない電子部品のみを回路基板に装着する試作を行うことができる。それにより、装着実績のある電子部品を無用に使用することなく、装着実績のない電子部品のみの装着を短時間で行うことができる。また、装着実績のある電子部品の装着は、実績情報に基づいて自動的に省略されるので、通常の生産プログラムを用いて試作運転を行うことができ、試作用の生産プログラムを別途用意する必要がない。

ここで、上記した制御装置は、生産プログラムに記述された複数の電子部品のうち、装着実績のある電子部品の全ての装着を省略するものであってもよいし、そのうちの一部のみの装着を省略するものであってもよい。装着実績のある電子部品が複数存在する場合、そのうちの少なくとも一部の装着が省略されるだけでも、上述した作用効果を少なくとも部分的に得ることができる。

実施例の電子部品装着機を示す図。 電子部品装着機の装着ヘッドを示す図。 電子部品装着機の構成を示すブロック図。 生産プログラムの一例を示す図。 実績情報を含むパートデータの一例を示す図。 電子部品装着機の制御装置が実行する処理を示すフローチャート。

本技術の一実施形態において、制御装置が、生産プログラムに記述された複数の電子部品のうち、装着実績のある電子部品の装着が省略される試作運転モードと、全ての電子部品の装着が行われる通常運転モードとを、選択的に実行可能であることが好ましい。このような構成によると、電子部品装着機は、装着実績のない電子部品の装着を主に行う試作運転だけでなく、全ての電子部品の装着を行う通常の生産運転も行うことができる。但し、本技術に係る電子部品装着機は、試作運転のみを実施可能な試作専用機であってもよく、この場合、その制御装置は、試作運転モードのみを実行可能に構成することができる。

上記した実施形態では、制御装置は、生産プログラムに記述された複数の電子部品のなかに、装着実績のない電子部品が含まれるときは、試作運転モードを実行することが好ましい。このような構成によると、装着実績のない電子部品が、試作運転によるチェックを受けることなく、通常の生産に使用されることを未然に防ぐことができる。

上記した実施形態では、制御装置が、試作運転モードの実行後に実績情報を更新可能であることが好ましい。このような構成によると、試作運転の実施後、電子部品の装着に問題がないことが確認されたときは、当該電子部品の実績情報を電子部品装着機において更新することができる。ここで、電子部品の装着の良否の判定と、実績情報の更新の指示のそれぞれは、電子部品装着機において自動的に行われてもよいし、外部の装置又は作業者によって行われもよい。

上記した実施形態では、制御装置が、実績情報の更新後、生産プログラムに記述された複数の電子部品のなかに、装着実績のない電子部品が含まれないときは、試作運転モードから通常運転モードへ移行することが好ましい。このような構成によると、試作運転において問題が生じなかった場合に、通常の生産運転をそのまま開始することができる。

また、制御装置は、実績情報の更新後、生産プログラムに記述された複数の電子部品のなかに、装着実績のない電子部品が含まれるときは、試作運転モードを再実行することが好ましい。このような構成であると、必要に応じて装着ヘッドの動作条件（例えばパートデータ）等の修正を行いつつ、複数回の試作運転を連続して行うことができる。

図面を参照して実施例の電子部品装着機１０について説明する。電子部品装着機１０は、回路基板に電子部品を装着する装置である。電子部品装着機１０は、表面実装機又はチップマウンタとも称される。電子部品装着機１０は、他の電子部品装着機１０とともに、システムベース１２に固定されている。通常、はんだ印刷装置、複数の電子部品装着機１０、及び検査装置が左右に併設され、それらが一連の部品装着ラインを構成する。以下の説明では、図１において電子部品装着機１０が並ぶ方向をＹ方向とし、それに垂直な水平方向をＸ方向とする。

電子部品装着機１０は、フレーム２０と、フレーム２０に固定された複数のフィーダ３０を備えている。複数のフィーダ３０は、フレーム２０の前部に対して、着脱可能に取り付けられている。各々のフィーダ３０は、複数の電子部品を収容しており、後述する装着ヘッド２２へ電子部品を供給する。本実施例のフィーダ３０は、複数の電子部品をキャリアテープに収容するテープ式フィーダである。なお、フィーダ３０は、他の種類のフィーダであってもよく、テープ式フィーダに限定されない。例えば、複数のフィーダ３０の一部又は全部は、複数の電子部品をトレイ上に収容するトレイ式フィーダであってもよい。

電子部品装着機１０は、二つの基板搬送装置２６を備えている。各々の基板搬送装置２６は、回路基板をＹ方向へ搬送する。各々の基板搬送装置２６は、隣接する他の電子部品装着機１０の基板搬送装置２６と一連に接続される。即ち、基板搬送装置２６は、一方側に隣接する電子部品装着機１０（又ははんだ印刷装置）から回路基板を受け取るとともに、電子部品の装着が完了した回路基板を、他方側に隣接する電子部品装着機１０（又は検査装置）へ送り出す。基板搬送装置２６の具体的な構成については、特に限定されない。

電子部品装着機１０は、装着ヘッド２２と、装着ヘッド２２をＸ方向及びＹ方向に移動させる移動装置２４（ＸＹロボット）を備えている。移動装置２４は、後述する生産プログラム１０２（図３、図４参照）に基づいて、装着ヘッド２２をＸ方向及びＹ方向に移動させる。装着ヘッド２２は、フィーダ３０から電子部品を取り上げて保持し、基板搬送装置２６上の回路基板へ搬送して装着する。

電子部品装着機１０は、操作パネル２８を備えている。操作パネル２８は、作業者の指示を受け付ける入力装置であるとともに、作業者に対して各種の情報を表示する表示装置でもある。

図２に示すように、装着ヘッド２２は、複数のノズル４０と、複数のノズル４０を周回させる周回装置４２と、ノズル４０を昇降させる昇降装置４６を備えている。各々のノズル４０は、電子部品を吸着及び吸着解除する保持具であり、装着ヘッド２２は、各々のノズル４０に電子部品を保持することができる。周回装置４２は、複数のノズル４０を装着ヘッド２２の本体４４に対して回転させ、一つのノズル４０を選択的に取上位置へ移動させる。装着ヘッド２２は、取上位置にあるノズル４０を、昇降装置４６によって昇降させることにより、フィーダ３０から電子部品を取り上げるとともに、ノズル４０に保持した電子部品を回路基板上へ装着する。

図３は、電子部品装着機１０の電気的な構成を示すブロック図である。図３に示すように、電子部品装着機１０は、制御装置５０と、制御装置５０に通信可能に接続された記憶装置５２を備えている。制御装置５０は、装着ヘッド２２、移動装置２４、複数のフィーダ３０、及び操作パネル２８と通信可能に接続されており、それらの動作を制御することができる。また、制御装置５０は、外部のデータサーバ２００とも通信可能に接続されている。

記憶装置５２は、生産プログラム１０２及び複数のパートデータ１０４を記憶する。生産プログラム１０２及び複数のパートデータ１０４は、データサーバ２００から教示される。データサーバ２００には、生産品目（回路基板）毎に用意された複数の生産プログラム１０２と、電子部品毎に用意された複数のパートデータ１０４が記憶されている。

図４に、生産プログラム１０２の一例を示す。図４に示すように、生産プログラム１０２は、回路基板に装着すべき複数の電子部品（Ｃ欄）を、装着順序（Ａ欄）、装着時間（Ｂ欄）、そのフィーダ３０の位置（Ｄ欄）、回路基板上の装着位置（Ｅ欄）及びその他の情報とともに記述する電子データである。制御装置５０は、記憶装置５２に記憶された生産プログラム１０２とパートデータ１０４に基づいて、装着ヘッド２２、移動装置２４、及び複数のフィーダ３０へ動作指令を与え、複数のフィーダ３０や装着ヘッド２２の動作を制御する。それにより、生産プログラム１０２に記述された複数の電子部品が、それぞれ回路基板上に定められた装着位置に装着される。

図５に、パートデータ１０４の一例を示す。パートデータ１０４は、電子部品に関連する各種の情報を記述する電子データであり、基本的に電子部品の種類（Ｐ００１、Ｐ００２、・・・・）毎に用意される。但し、同一種類の電子部品であっても必要に応じて個別のパートデータ１０４が作成されることもあるし、異種類の電子部品であっても共通のパートデータ１０４が使用されることもある。パートデータ１０４は、外形データ１０６、吸着条件データ１０８、装着条件データ１１０を含んでいる。

外形データ１０６は、電子部品の外形に関する情報を記述するデータであり、電子部品の形状、大きさ、外観上の特徴の他、部品認識用のカメラに必要とされるデータ（撮影方向、照明方向、パターンマッチングデータ等）などを記述する。吸着条件データ１０８は、装着ヘッド２２が電子部品を吸着するときの条件を記述するデータであり、使用すべきノズル４０、ノズル４０で吸着する電子部品上の位置、電子部品に対するノズル４０の押し込み量、電子部品の取り上げ速度（ノズル４０の上昇速度）などを記述する。装着条件データ１１０は、電子部品を回路基板に装着するときの条件を記述するデータであり、フィーダ３０における電子部品の角度（極性の向き）や、回路基板に装着するときの電子部品の角度（向き）などを記述する。このように、パートデータ１０４は、電子部品毎に、装着ヘッド２２に関する各種の動作条件を記述するデータである。

本実施例のパートデータ１０４はさらに、実績フラグ１１２を記述している。実績フラグ１１２は、電子部品の装着実績の有無を記述する実績情報を示すものであり、一例ではあるが、装着実績のない電子部品については「ＯＦＦ」のコードが記述され、装着実績のある電子部品については「ＯＮ」のコードが記述される。例えば、新規に使用が開始される電子部品などで、パートデータ１０４が新規に作成されたときは、実績フラグ１１２に「ＯＦＦ」のコードが記述される。その後、電子部品の装着を実際に行い、問題のないことが確認されると、実績フラグ１１２は「ＯＮ」へ更新される。このようなパートデータ１０４を用いることにより、実績フラグ１１２を参照することによって、その電子部品の装着実績の有無を知ることができる。なお、本実施例の実績フラグ１１２は、装着実績の有無を識別し得る実績情報の一例であり、他の態様の情報に適宜採用することができる。

以下では、図６に示すフローチャートを参照して、電子部品装着機１０の制御装置５０が実行する処理の流れを説明する。先ず、ステップＳ１２では、制御装置５０は、生産品目に対応する生産プログラム１０２をデータサーバ２００から取得し、記憶装置５２に記憶する。次に、ステップＳ１４では、取得した生産プログラム１０２に記述されている複数の電子部品（Ｐ００１、Ｐ００２、・・・）のパートデータ１０４をそれぞれ取得し、記憶装置５２に記憶する。そして、ステップＳ１６の処理へ進む。

ステップＳ１６において、制御装置５０は、取得した複数のパートデータ１０４を参照し、実績フラグ１１２が「ＯＦＦ」となっている電子部品を特定する。この処理によって、生産プログラム１０２に記述された複数の電子部品のなかから、装着実績のない電子部品が特定される。そして、装着実績のない電子部品が存在しない場合（ステップＳ１６でＮＯ）、制御装置５０はステップＳ２６の処理へ進み、通常運転モードによる制御動作を実行する。通常運転モードとは、通常の生産運転を行うモードであり、生産プログラム１０２に記述された情報に従って、生産プログラム１０２に記述された全ての電子部品が回路基板に装着されるように、装着ヘッド２２の動作（移動装置２４による移動動作も含む）が制御される。

一方、生産プログラム１０２に記述された複数の電子部品のなかに、装着実績のない電子部品が存在する場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、制御装置５０はステップＳ１８の処理へ進む、試作運転モードによる制御動作を実行する。試作運転モードとは、装着実績のない電子部品の試験的な装着を行うためのモードである。試作運転モードを選択した場合、制御装置５０は、生産プログラム１０２に記述された複数の電子部品のうち、装着実績のある電子部品の装着を省略し、装着実績のない電子部品のみを装着するように、装着ヘッド２２の動作を制御する。その結果、通常の生産プログラム１０２を用いながら、装着実績のない電子部品のみを装着する試作運転が実施される。このとき、同一種類（即ち、パートデータ１０４が共通）の電子部品については、生産プログラム１０２において二度以上使用されていても、最初の一つのみを装着するなど、その一部を省略することも有効である。

上述した試作運転の実行後、作業者は、電子部品が装着された回路基板を確認し、電子部品の試作（装着）が良好であったのか否かを判定する。そして、その試作結果は、操作パネル２８を介して制御装置５０へ教示される（ステップＳ２０）。なお、試作の良否の判定の少なくとも一部は、電子部品装着機１０又はその他の装置を用いて、自動的に行われる構成としてもよい。この場合、装着ヘッド２２に設けられたたマークカメラ（図示省略）等を好適に用いることができる。

制御装置５０は、ステップＳ２０において良好な試作結果を取得すると、ステップＳ２２の処理に進み、実績フラグ１１２を更新する。即ち、実績フラグ１１２を「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に書換える。このように、パートデータ１０４の実績フラグ１１２は、電子部品装着機１０において更新することができる。さらに、制御装置５０は、実績フラグ１１２を更新した旨を、データサーバ２００へ教示することも好ましい。それにより、データサーバ２００に記憶されたパートデータ１０４においても、実績フラグ１１２を同様に更新することができる。

次に、ステップＳ２４では、制御装置５０が、記憶装置５２に記憶された複数のパートデータ１０４を再度参照し、実績フラグ１１２が「ＯＦＦ」となっている電子部品を特定する。それにより、前述した実績フラグ１１２の更新後においても、生産プログラム１０２に記述された複数の電子部品のなかに、装着実績のない電子部品が存在するのか否かを判定する。装着実績のない電子部品が存在しない場合（ステップＳ２４でＮＯ）、制御装置５０はステップＳ２６の処理へ進み、通常運転モードによる制御動作を実行する。それにより、試作運転から通常運転への移行が自動的に行われる。一方、装着実績のない電子部品が存在する場合（ステップＳ２４でＹＥＳ）、制御装置５０はステップＳ１８の処理へ戻り、試作運転モードによる制御動作を再度実行する。なお、試作運転モードによる制御動作を再実行する前に、必要に応じて、問題が認められたパートデータ１０４の修正等を行うとよい。

以上のように、本実施例の電子部品装着機１０では、生産プログラム１０２に記述された複数の電子部品のなかに、装着実績のない電子部品が含まれているときは、装着実績のある電子部品の装着を省略しつつ、装着実績のない電子部品のみを回路基板に装着する試作運転が、自動的に行われる。それにより、装着実績のない電子部品が、試作による確認作業を経ることなく、実生産に使用されることを防止することができる。また、通常の生産プログラム１０２を用いて試作運転を行うことができるので、試作用の生産プログラムを別途用意する手間を排除することもできる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、制御装置５０は、試作運転モードを実行する際に、装着実績のある電子部品の全ての装着を省略してもよいし、そのうちの一部のみの装着を省略してもよい。また、実績フラグ１１２（実績情報）は、一度の良好な試作結果に基づいて更新されてもよいし、良好な試作結果が所定回数（例えば５回）だけ得られた段階で、更新されるような構成としてもよい。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：電子部品装着機
２２：装着ヘッド
２４：移動装置
２６：基板搬送装置
２８：操作パネル
３０：フィーダ
４０：ノズル
５０：制御装置
５２：記憶装置
１０２：生産プログラム
１０４：パートデータ
１１２：実績フラグ
２００：データサーバ

Claims (5)

1. 回路基板に電子部品を装着する電子部品装着機であって、
   電子部品を供給するフィーダと、
   前記フィーダが供給する電子部品を回路基板へ搬送して装着する装着ヘッドと、
   回路基板に装着すべき複数の電子部品と、それらの電子部品を装着すべき回路基板上の位置とを記述する生産プログラム、及び、各々の電子部品について装着実績の有無を区別し得る情報を記述する実績データに基づいて、前記装着ヘッドの動作を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記生産プログラムに記述された複数の電子部品のうち、装着実績のある電子部品の装着が省略されるように、前記装着ヘッドの動作を制御可能である、
   電子部品装着機。
2. 前記制御装置は、前記生産プログラムに記述された複数の電子部品のうち、装着実績のある電子部品の装着が省略される試作運転モードと、全ての電子部品の装着が行われる通常運転モードとを、選択的に実行可能であり、前記実績データに基づいて、前記生産プログラムに記述された複数の電子部品のなかに装着実績のない電子部品が含まれると判定したときは、前記試作運転モードを実行し、前記生産プログラムに記述された複数の電子部品のなかに装着実績のない電子部品が含まれないと判定したときは、前記通常運転モードを実行することを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着機。
3. 前記制御装置は、前記試作運転モードの実行後に、前記実績情報を更新可能であることを特徴とする請求項２に記載の電子部品装着機。
4. 前記制御装置は、前記実績情報の更新後、生産プログラムに記述された複数の電子部品のなかに、装着実績のない電子部品が含まれないときは、前記試作運転モードから前記通常運転モードへ移行することを特徴とする請求項３に記載の電子部品装着機。
5. 前記制御装置は、前記実績情報の更新後、生産プログラムに記述された複数の電子部品のなかに、装着実績のない電子部品が含まれるときは、前記試作運転モードを再実行することを特徴とする請求項３又は４に記載の電子部品装着機。

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