JP6341926B2 - 実装装置及び管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、実装装置及び管理装置に関する。

従来、実装装置としては、それぞれ異なる種類の部品を着脱可能に保持するための複数種類の部品供給具（ヘッド）から選択された部品供給具を保持手段に保持し、部品を対象物（基板）に対して供給（実装）するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、部品供給具を部品に応じて取り替えながら実装処理ができるため、１台で複数種類の部品を対象物に対して供給することができる。また、実装装置としては、テープフィーダのテープ送り方向と平行に並び、複数の部品を同時に取り出す１組の吸着ノズルを有する移動ヘッドを備え、１組の吸着ノズルは隣り合う２つのノズル間隔がテープフィーダにおける隣り合う部品間隔と同じに構成されたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この装置では、同一種類の部品を多数実装する際に実装時間を短縮することができるとしている。また、この装置は、すべての部品の実装点及び実装順序を示す情報であるＮＣデータ（実装条件情報）と、装置で扱う部品の固有の情報を集めたライブラリである部品データとに基づいて部品の実装処理を行う。

特開平９−１６７８９８号公報 特開２００６−２４５０３４号公報

ところで、一般に、実装装置では、特許文献２のように実装条件情報に基づいて実装処理を行うが、特許文献１の装置のようにヘッドを交換しつつ実装処理を行うものとすると、例えば、交換可能な装着ヘッドが複数ある場合などには、選択した装着ヘッドに応じてその交換頻度や部品をピックアップする部品供給部と基板の実装位置との間をヘッドが往復する回数などにも変化が生じうる。このため、選択した装着ヘッドに応じて実装処理に要する時間が異なる、即ち、実装処理の効率が低下することがあった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、ヘッドを交換するものにおいて実装処理の効率をより向上することができる実装装置及び管理装置を提供することを主目的とする。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

即ち、本発明の実装装置は、
部品を保持する保持具を１以上装着可能な２以上のヘッドを用い該保持した部品を基板上の所定の実装位置に実装する実装処理を実行する実装装置であって、
前記ヘッドを交換可能に保持するヘッド保持手段と、
前記ヘッド保持手段を移動させるヘッド移動手段と、
前記ヘッドを１以上収納する収納手段と、
部品の情報と該部品の実装位置と該実装位置に該部品を実装するヘッドの指定情報と該部品の実装順の情報とを含む実装条件情報を取得し、該取得した実装条件情報に基づいて、必要に応じて前記収納手段に収納されているヘッドと前記ヘッド保持手段に保持されたヘッドとを交換させ、前記指定されたヘッドを用いて前記実装順に前記実装処理を実行させる制御手段と、
を備えたものである。

この実装装置では、部品の情報とこの部品の実装位置とこの実装位置に部品を実装するヘッドの指定情報と部品の実装順の情報とを含む実装条件情報を取得し、取得した実装条件情報に基づいて実装処理を実行する。このとき、この実装装置では、必要に応じて、収納されているヘッドと保持されたヘッドとを交換し、実装条件情報で指定されたヘッドを用いて実装処理を実行する。例えば、実装装置では、異なる保持具が装着される複数のヘッドがある場合、どのヘッドを用いるかによって、部品をピックアップする部品供給部と基板の実装位置との間をヘッドが往復する回数などが変化し、実装効率が低下することがある。この実装装置では、実装条件情報においてその部品を実装するヘッドが指定してあるため、部品をピックアップする部品供給部と基板の実装位置との間をヘッドが往復する回数などの増加、即ち、実装処理時間の増加をより抑制可能である。したがって、実装処理の効率をより向上することができる。ここで、「保持具」としては、例えば、負圧により部品を吸着するノズルとしてもよいし、部品を引っかけて保持する把持部を有する保持部材としてもよい。

本発明の実装装置において、前記制御手段は、前記実装装置に関するデータを管理する管理装置が作成した前記実装条件情報を該管理装置から取得するものとしてもよい。こうすれば、管理装置が作成した実装処理が実行されるため、実装処理の効率をより向上することができる。

本発明の実装装置において、前記実装条件情報には、更に前記部品の実装位置に対応づけられた前記ヘッドに装着されている保持具の指定情報をも含むものとしてもよい。こうすれば、実装位置への部品の実装処理において、ヘッドに装着された保持具まで指定されるから、実装条件情報に設定されている実装処理が実行されるため、実装処理の効率をより向上することができる。

本発明の実装装置において、前記制御手段は、前記実装条件情報の前記部品に指定されている前記ヘッドが前記ヘッド保持手段及び前記収納手段にないときには、該ヘッドの代わりとなる代替ヘッドが前記ヘッド保持手段及び前記収納手段にあるか否かを判定し、該代替ヘッドがあるときには該代替ヘッドに変更して前記部品を基板上の実装位置に実装させる代替実装処理を実行させるものとしてもよい。この実装装置では、実装条件情報に指定されたヘッドを用いて実装処理を行うが、例えば、ヘッドのメンテナンスなどによって、装置からヘッドが取り除かれることがある。この場合は、実装処理が停止してしまう。ここでは、代替ヘッドを用いて代替実装処理を実行することにより、実装処理を継続するため、実装処理が停止するのに比して実装処理の効率をより向上することができる。

代替実装処理を実行する態様の本発明の実装装置は、前記実装条件情報の前記部品に指定されている前記ヘッドがなく前記代替ヘッドがあるときには該実装条件情報に応じて前記代替ヘッドを用いた前記代替実装処理の実装順の最適化を図った代替条件情報を設定する代替設定手段、を備え、前記制御手段は、前記代替条件情報を用いて前記代替実装処置を実行させるものとしてもよい。こうすれば、代替実装処理を行う際に、実装処理の効率を更に向上することができる。

代替実装処理を実行する態様の本発明の実装装置は、作業者に情報を報知する報知手段、を備え、前記制御手段は、前記代替実装処理の実行中に該代替実装処理中である旨の情報を前記報知手段により前記作業者へ報知させるものとしてもよい。こうすれば、実装条件情報に基づく通常の実装処理とは異なる代替実装処理を実行中であることを認識することができ、実装条件情報に基づく実装処理への復帰を作業者へ促しやすい。ここで、報知手段は、画面表示により情報を報知する表示手段としてもよいし、音により情報を報知する音出力手段としてもよい。

代替実装処理を実行する態様の本発明の実装装置において、前記制御手段は、前記ヘッド保持手段及び前記収納手段になかった前記ヘッドが前記収納手段に戻ってきたあと、前記取得した実装条件情報に基づき前記指定されたヘッドと前記指定された保持具とを用いて前記実装処理を実行させるものとしてもよい。こうすれば、ヘッドが収納手段に戻ってきたあと、実装条件情報に基づく通常の実装処理に復帰することにより、実装処理の効率をより向上することができる。

本発明の管理装置は、
部品を保持する保持具を１以上装着可能な２以上のヘッドを用い該保持した部品を基板上の所定の実装位置に実装する実装処理を実行する実装装置に関するデータを管理する管理装置であって、
部品の情報と該部品の実装位置と該実装位置に該部品を実装するヘッドの指定情報と前記部品の実装順の情報とを含む実装条件情報を作成する情報作成手段と、
前記作成した実装条件情報を前記実装装置へ出力する出力手段と、
を備えたものである。

この管理装置では、部品の情報とこの部品の実装位置とこの実装位置に部品を実装するヘッドの指定情報と部品の実装順の情報とを含む実装条件情報を作成し、作成した実装条件情報を実装装置へ出力する。この実装条件情報を受けた実装装置では、実装条件情報においてその実装位置に部品を実装するヘッドが指定してあるため、例えば、部品をピックアップする部品供給部と基板の実装位置との間をヘッドが往復する回数などの増加、即ち、実装処理時間の増加をより抑制可能である。したがって、この管理装置では、ヘッドを交換する実装装置において実装処理の効率をより向上することができる。

本実施形態における部品実装システム１０の概略説明図。 ヘッド４２ａの構成の概略を示す説明図。 ヘッド４２ｂの構成の概略を示す説明図。 ヘッド４２ｃの構成の概略を示す説明図。 部品実装システム１０の電気的な接続関係を表すブロック図。 ＨＤＤ７３に記憶された情報の説明図。 実装処理ルーチンの一例を示すフローチャート。 代替実装処理ルーチンの一例を示すフローチャート。 指定ヘッドを変更して実行した代替実装処理の一例の説明図。

本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は部品実装システム１０の概略説明図である。図２は、ヘッド４２ａの構成の概略を示す説明図である。図３は、ヘッド４２ｂの構成の概略を示す説明図である。図４は、ヘッド４２ｃの構成の概略を示す説明図である。図５は、部品実装システム１０の電気的な接続関係を表すブロック図である。図６は、ＨＤＤ７３に記憶された情報の説明図である。なお、本実施形態において、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１、２に示した通りとする。また、実装処理とは、部品を基板上に配置、装着、挿入、接合、接着する処理などを含む。

部品実装システム１０は、ＬＡＮ１２に接続され、実装ラインとして構成された実装装置１１と、ＬＡＮ１２に接続され、実装する部品の情報などを管理する管理コンピュータ８０とを備えている。部品実装システム１０は、電子部品（以下「部品」という）を基板１６に実装する実装処理をそれぞれ実施する複数の実装装置１１が上流から下流（図１の左側から右側）に配置されている。なお、図１では、実装装置１１を１台のみ示した。

実装装置１１は、基板１６を搬送する基板搬送ユニット２０と、基板１６を下面側から支持する基板支持ユニット２５と、部品を吸着（保持）し基板１６上へ移動させるヘッドユニット４０を有する実装ユニット３０とを備えている。また、実装装置１１は、ヘッドユニット４０のヘッド保持体４１に装着される１以上のヘッド４２を収納するヘッド収納エリア４５と、ヘッドユニット４０に保持された部品を撮像するパーツカメラ５４と、ヘッド４２に装着される吸着ノズル４４をストックするノズルストッカ５５と、を備えている。また、実装装置１１は、部品を収容しているリール５７が装着された供給ユニット５６と、表示画面が表示され作業者による各種入力操作が可能な操作パネル６０（図５参照）と、各種制御を実行する制御装置７０（図５参照）とを備えている。

基板搬送ユニット２０は、前後一対の支持板２１，２１にそれぞれ取り付けられたコンベアベルト２２，２２（図１では片方のみ図示）により基板１６を左から右へと搬送する。基板支持ユニット２５は、ベースプレートに取り外し可能に取り付けられたバックアッププレートと、バックアッププレートに設けられ基板１６を下方から支える複数の支持ピンとを備えており、基板搬送ユニット２０により搬送、固定された基板１６の裏面側から基板１６を支持する。

ヘッド移動ユニット３０は、Ｘ軸スライダ３１、ガイドレール３２、Ｙ軸スライダ３３及びガイドレール３４などを備えている。Ｘ軸スライダ３１は、前後方向にスライド可能なＹ軸スライダ３３の前面に、左右方向にスライド可能となるように取り付けられている。Ｙ軸スライダ３３は、前後方向に延びる左右一対のガイドレール３４にスライド可能に取り付けられている。Ｙ軸スライダ３３の前面には、左右方向に延びるガイドレール３２が設けられ、このガイドレール３２にＸ軸スライダ３１が左右方向にスライド可能に取り付けられている。ヘッドユニット４０は、Ｘ軸スライダ３１に取り付けられており、Ｘ軸スライダ３１がガイドレール３２に沿って左右方向に移動するのに伴って左右方向に移動し、Ｙ軸スライダ３３がガイドレール３４に沿って前後方向に移動するのに伴って前後方向に移動する。このように、ヘッドユニット４０は、ＸＹ平面を移動可能である。各スライダ３１，３３は、それぞれ図示しないサーボモータによって駆動される。

ヘッドユニット４０は、部品を吸着し基板１６上へ移動させるものであり、Ｘ軸スライダ３１の前面に取り付けられている。ヘッドユニット４０は、部品を吸着する吸着ノズル４４と、吸着ノズル４４を１以上装着、取り外し可能なヘッド４２と、Ｘ軸スライダ３１に配設されヘッド４２を交換可能に保持するヘッド保持体４１と、を備えている。ヘッド保持体４１は、例えば、第１ヘッド４２ａ（ヘッドＮｏ．１）、第２ヘッド４２ｂ（ヘッドＮｏ．２）、第３ヘッド４２ｃ（ヘッドＮｏ．３）の３種を装着、取り外し可能である。なお、第１ヘッド４２ａ、第２ヘッド４２ｂ及び第３ヘッド４２ｃを総称してヘッド４２とする。第１ヘッド４２ａは、図２に示すように、１２個のノズルホルダを備えており、小サイズの１２本の吸着ノズル４４（ノズルＳ）を装着可能である。なお、第１ヘッド４２ａは、複数種類のノズルを装着可能としてもよい。第１ヘッド４２ａのノズルホルダは、吸着ノズル４４を操作する順番にしたがって１番目（Ａ）から最終の１２番目（Ｌ）まで存在し、それぞれにＡ〜Ｌのノズル番号が指定されている。この順番は、図２の上方から見たとき、１番目から反時計回りに最終番目まで数えるものとする。第２ヘッド４２ｂは、図３に示すように、４個のノズルホルダを備えており、ノズルＳ及び中サイズの吸着ノズル４４（ノズルＭ）のうちいずれか４本を装着可能である。第２ヘッド４２ｂのノズルホルダは、吸着ノズル４４を操作する順番にしたがって１番目から最終の４番目まで存在し、それぞれにＡ〜Ｄのノズル番号が指定されている。第３ヘッド４２ｃは、図４に示すように、１個のノズルホルダを備えており、ノズルＳ、ノズルＭ及び大サイズの吸着ノズル４４（ノズルＬ）のうちいずれか１本を装着可能である。第１ヘッド４２ａ及び第２ヘッド４２ｂは、間欠回転可能な状態でヘッド保持体４１に保持される。吸着ノズル４４は、圧力を利用して、ノズル先端に部品を吸着したり、ノズル先端に吸着している部品を放したりするものであり、図示しない回転装置によって回転（自転）され、吸着した部品の角度を調整可能となっている。この吸着ノズル４４は、図示しないＺ軸モータを駆動源とするホルダ昇降装置によってＸ軸およびＹ軸方向と直交するＺ軸方向（上下方向）に昇降される。

ヘッド収納エリア４５は、実装装置１１の筐体の上面右側に設けられ、第１〜第３ヘッド４２ａ，４２ｂ，４２ｃを収納するための収納部４６を複数有している。前２つの収納部４６には、それぞれ第２ヘッド４２ｂと第３ヘッド４２ｃとが収納されているが、最後部の収納部４６は空いた状態である。

操作パネル６０は、図５に示すように、画面を表示する表示部６１と、作業者からの入力操作を受け付ける操作部６２とを備えている。表示部６１は、液晶ディスプレイとして構成されており、実装装置１１の作動状態や設定状態を画面表示する。操作部６２は、カーソルを上下左右に移動させるカーソルキー、入力をキャンセルするキャンセルキー，選択内容を決定する決定キーなどを備えており、作業者の指示をキー入力できるようになっている。

制御装置７０は、ＣＰＵ７１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ７２、各種データを記憶するＨＤＤ７３、作業領域として用いられるＲＡＭ７４、外部装置と電気信号のやり取りを行うための入出力インタフェース７５などを備えており、これらはバスを介して接続されている。この制御装置７０は、基板搬送ユニット２０、基板支持ユニット２５、ヘッド移動ユニット３０、ヘッドユニット４０、パーツカメラ５４、供給ユニット５６及び操作パネル６０へ信号を出力する。また、制御装置７０は、基板搬送ユニット２０、基板支持ユニット２５、ヘッド移動ユニット３０、ヘッドユニット４０、パーツカメラ５４、供給ユニット５６及び操作パネル６０からの信号を入力する。なお、Ｘ軸スライダ３１及びＹ軸スライダ３３には図示しない位置センサが装備されており、制御装置７０はそれらの位置センサからの位置情報を入力しつつ、各スライダ３１，３３の駆動モータを制御する。

ＨＤＤ７３には、図６に示すように、実装条件情報７６が記憶されている。実装条件情報７６は、実装処理に用いる実行条件を含む情報であり、管理コンピュータ８０で作成されたのち、部品の実装処理を行う際に管理コンピュータ８０から実装装置１１が取得してＨＤＤ７３に記憶される。この実装条件情報７６には、部品に関する情報を含む部品情報と部品を実装処理する際の指定を含む指定情報とが含まれている。部品情報には、部品の実装順の情報と、部品の種別の情報と、部品を配置するＸ，Ｙ座標を含む実装位置の情報と、部品のサイズ情報と、その部品を吸着可能な許容ノズルの情報と、許容ノズルを装着可能な許容ヘッドの情報とが含まれている。指定情報には、実装位置に部品を実装するのに用いるヘッドの指定情報と、ヘッドに装着されているノズルの指定情報（ノズルホルダの番号、ノズル番号）とが含まれている。この実装条件情報７６では、これらの情報が実装位置に各々対応付けられている。実装条件情報７６において、例えば、部品Ａは、小サイズの部品であり、吸着に許容されるのはノズルＳ（小）、許容ヘッドが第１〜第３ヘッド（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３）である。また、部品Ｂは、中サイズの部品であり、吸着に許容されるのはノズルＭ（中）、許容ヘッドが第２〜第３ヘッド（Ｎｏ．２〜Ｎｏ．３）である。また、部品Ｃは、大サイズの部品であり、吸着に許容されるのはノズルＬ（大）、許容ヘッドが第２〜第３ヘッド（Ｎｏ．２〜Ｎｏ．３）である。また、部品Ｄは、特大サイズの部品であり、吸着に許容されるのはノズルＬ（大）、許容ヘッドが第３ヘッド（Ｎｏ．３）である。実装条件情報７６の実装順は、実装処理でのヘッドユニット４０の移動距離や、ヘッド４２の交換頻度、吸着ノズル４４の交換頻度などに基づいて、できるだけ処理時間が短くなるように管理コンピュータ８０が設定している。

管理コンピュータ８０は、制御装置８０ａを備え、複数の実装装置１１の情報を管理するコンピュータである。この制御装置８０ａは、ＣＰＵ８１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ８２、各種データを記憶するＨＤＤ８３、作業領域として用いられるＲＡＭ８４、外部装置と電気信号のやり取りを行うための入出力インタフェース８５などを備えており、これらはバスを介して接続されている。また、管理コンピュータ８０は、作業者が各種指令を入力するキーボード及びマウス等の入力デバイス８７と、各種情報を表示するディスプレイ８８と、を備えている。管理コンピュータ８０のＨＤＤ８３には、実装装置１１の実装処理に用いられる実装条件情報や、ヘッド対応情報、生産が完了した基板１６の情報を含む生産結果情報などが記憶されている。

次に、こうして構成された本実施形態の部品実装システム１０の動作、まず、管理コンピュータ８０で実装条件情報を作成する処理について説明する。実装条件情報の作成は、例えば、基板１６に部品を実装する新たな実装処理を行う際に実行される。この処理では、管理コンピュータ８０の制御装置８０ａは、まず、部品種別ごとの部品数、部品の配置位置、その部品を実装可能なヘッド種別および吸着ノズル４４の種別などの情報を取得する。これらの情報は、例えば、実装位置（Ｘ，Ｙ座標）、部品種別などは、新たな基板１６の設計図データから取得し、部品種別とこれを実装可能な吸着ノズル４４及びヘッド４２の情報は、部品のデータベースなどから取得するものとする。また、これらの情報のうち、一部又は全部を作業者が入力するものとしてもよい。次に、制御装置８０ａは、取得した情報に基づいて、実装処理でのヘッドユニット４０の移動距離や、ヘッド４２の交換頻度、吸着ノズル４４の交換頻度などが小さくなるような、実装順を複数設定する。この処理において、制御装置８０ａは、例えば、同じ種別の部品及び同じノズル種別をひとまとめの部品群とし、より部品数の多い群を優先した部品の順番を実装順に設定してもよい。また、制御装置８０ａは、各部品の配置位置への移動距離がより短くなるような部品の順番を実装順に設定してもよい。このとき、制御装置８０ａは、各部品を実装するヘッド４２及びノズル番号についても指定する。制御装置８０ａは、ヘッドユニット４０の移動時間と、ヘッド４２の交換時間と、吸着ノズル４４の交換時間とを含めた全体の実装時間を求める処理を、複数の実装順に対して所定の時間内に実行する。そして、制御装置８０ａは、所定の時間内に得られた実装順のうち、全体の実装時間が最も短いものを実装条件情報とする。作成した実装条件情報には、部品の種別情報と、部品の実装位置と、実装位置に部品を実装するヘッド４２の指定情報と、部品の実装順の情報とが含まれる（図６参照）。また、実装条件情報には、部品のサイズや、部品を吸着可能な許容ノズルの情報、許容ノズルを装着可能な許容ヘッドの情報なども含まれる。このように、制御装置８０ａは、実装条件の最適化を行い、ヘッド４２やノズル番号を指定した最も効率のよい実装条件を作成し、その後、この実装条件情報を実装装置１１へ出力するのである。

次に、実装装置１１の動作、例えば、管理コンピュータ８０から取得した実装条件情報７６を用いて実装処理を実行する処理について説明する。図７は、制御装置７０のＣＰＵ７１により実行される実装処理ルーチンの一例を表すフローチャートである。このルーチンは、制御装置７０のＨＤＤ７３に記憶され、作業者による開始指示により実行される。このルーチンは、例えば、実装装置１１の各ユニットを利用してＣＰＵ７１が実行するものとする。

このルーチンが開始されると、ＣＰＵ７１は、まず、管理コンピュータ８０から実装条件情報７６を取得し（ステップＳ１００）、基板１６の搬送及び固定処理を実行する（ステップＳ１１０）。次に、ＣＰＵ７１は、実装条件情報７６の実装順に基づいて、吸着を行う部品を処理対象に設定し（ステップＳ１２０）、ヘッド４２の指定、及びどのノズル番号にどの種別の吸着ノズル４４を装着するかのノズルの指定の情報を実装条件情報７６から取得する（ステップＳ１３０）。ＣＰＵ７１は、ステップＳ１２０において、実装順でより上位にある、まだ実装処理を行っていない部品から順に処理対象に設定するものとする。また、ＣＰＵ７１は、吸着する部品を設定するに際して、例えば、ヘッド４２に１つの吸着ノズル４４が装着されている場合、１つの部品を処理対象に設定し、ヘッド４２に複数の吸着ノズル４４が装着されている場合、ヘッド４２に一度に吸着させる複数の部品を処理対象に設定するものとする。

次に、ＣＰＵ７１は、処理対象の部品に指定されたヘッドが装置内に存在するか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ここで、「装置内に存在する」とは、指定されたヘッド４２がヘッド保持体４１に装着されているか、ヘッド収納エリア４５の収納部４６に収納されているかを含む。この判定は、例えば、収納部４６にヘッド４２の存在及び種別を特定するセンサーを設けこのセンサーからの信号に基づいて行うことができる。あるいは、この判定は、ヘッド４２に識別情報を設け、収納部４６に収納されたヘッド４２の識別情報を、接触又は非接触の方法で取得することにより行うことができる。実装装置１１では、ヘッド４２や吸着ノズル４４のメンテナンス（洗浄や調整など）により、ヘッド４２や吸着ノズル４４を装置外に持ち出して定期的に行うものとし、指定されたヘッド４２が実装装置１１にない場合がある。また、実装装置１１は、ヘッド４２や吸着ノズル４４の使用時間の統計を有しており、ヘッド４２や吸着ノズル４４のメンテナンス時期が来ると、その旨の情報を操作パネル６０に表示して作業者に報知する。実装装置１１では、このメンテナンス時に、実装処理が中断され、その後実装処理が再開されることがある。なお、この実装処理の再開時において、ステップＳ１２０では、ＣＰＵ７１は、より上位の実装順の部品を処理対象に設定することにより、前回実装処理ができなかった部品をも実装処理の対象とする。

指定されたヘッド４２が装置内に存在するときには、ＣＰＵ７１は、ヘッド４２がヘッド保持体４１に装着済みであるか否か、及びヘッド４２のノズル番号に指定されている吸着ノズル４４が装着済みであるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。なお、制御装置７０は、現在ヘッドユニット４０に装着されているヘッド４２の種別や吸着ノズル４４の種別及び装着位置に関する情報をＲＡＭ７４にヘッド情報として記憶するものとする。指定されたヘッド４２や吸着ノズル４４が装着済みでないときには、ＣＰＵ７１は、指定されたヘッド４２をヘッド保持体４１に装着する処理、及び指定された吸着ノズル４４を指定されたノズルホルダに装着する処理を実行する（ステップＳ１６０）。即ち、ＣＰＵ７１は、必要に応じて収納部４６に収納されているヘッド４２とヘッド保持体４１に保持されたヘッド４２とを交換させる。

ステップＳ１６０のあと、又は、ステップＳ１５０で指定されたヘッド４２や吸着ノズル４４が装着済みであるときには、ＣＰＵ７１は、部品の吸着処理及び配置処理を行う（ステップＳ１７０）。この処理では、ＣＰＵ７１は、供給ユニット５６の所定のピックアップ位置に配置された部品の座標位置まで該当するノズル番号の吸着ノズル４４を移動させ、部品を吸着する。このとき、ＣＰＵ７１は、ヘッド４２に複数の吸着ノズル４４が装着されているときには、１以上の部品を吸着する処理を行う。部品を吸着したのち、ＣＰＵ７１は、実装条件情報７６で指定されている実装位置の座標まで吸着ノズル４４を移動させ、部品を基板１６上に配置させる。複数の部品をヘッド４２に吸着しているときには、ＣＰＵ７１は、定められている実装位置へ順番にヘッドユニット４０を移動させて、部品を基板１６上に配置させる。

ステップＳ１７０のあと、ＣＰＵ７１は、現在の基板１６の実装処理が完了したか否かを判定し（ステップＳ１８０）、現在の基板１６の実装処理が完了していないときには、ステップＳ１２０以降の処理を実行する。即ち、ＣＰＵ７１は、現在の基板１６上に部品を次々に実装する。一方、ステップＳ１８０で現在の基板１６の実装処理が完了したときには、ＣＰＵ７１は、実装完了した基板１６を排出し（ステップＳ１９０）、生産完了したか否かを判定する（ステップＳ２００）。生産完了していないときには、ＣＰＵ７１は、ステップＳ１１０以降の処理を繰り返し実行する。即ち、新たな基板１６を搬送、固定し、ヘッド４２の交換処理などを行いつつ、部品を基板１６上へ実装する処理を繰り返し行う。一方、ステップＳ２００で生産完了したときには、ヘッド４２や吸着ノズル４４を、ヘッド収納エリア４５やノズルストッカ５５の初期位置に返却し（ステップＳ２１０）、このルーチンを終了する。このように、実装装置１１では、実装条件情報７６で指定されたヘッド４２があるときには、実装条件情報７６で指定されたヘッド４２及び指定されたノズル番号に装着された吸着ノズル４４を用いて実装処理を実行する。即ち、実装装置１１は、予め最適化された実装条件情報７６に指定されているとおりに実装処理を実行するため、実装条件情報７６で想定されている実装処理に要する時間に、できるだけ近い実装処理を実行することができる。

一方、ステップＳ１４０で、指定されたヘッド４２が装置内に存在しなかったときには、ＣＰＵ７１は、指定されたヘッド４２が存在しない部品に対して、その他利用可能なヘッド４２を代替ヘッドとして用いて実装処理を継続する代替実装処理を実行する（ステップＳ２２０）。図８は、ステップＳ２２０で実行する代替実装処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンを開始すると、ＣＰＵ７１は、指定されたヘッド４２が装置内に存在しなかった部品を実装可能な許容ヘッドの情報を実装条件情報７６から取得する（ステップＳ３００）。次に、ＣＰＵ７１は、その部品を吸着可能な吸着ノズル４４を装着可能な代替ヘッドが装置内に存在するか否かを判定する（ステップＳ３１０）。代替ヘッドが装置内に存在しないときには、ＣＰＵ７１は、実装に用いるヘッド４２が存在せず実装処理を中断する旨の警告を含む警告画面を操作パネル６０に表示し（ステップＳ３２０）、このルーチンを終了する。この画面を確認した作業者は、ヘッド４２が装置内にないため、実装処理が中断していることを把握することができる。

一方、代替ヘッドが装置内に存在するときには、ＣＰＵ７１は、実装処理を行っていない部品のうち、代替ヘッドで実装可能な部品を抽出し（ステップＳ３３０）、代替ヘッドに応じた実装処理の最適化処理を実行する（ステップＳ３４０）。実装処理の最適化は、例えば、管理コンピュータ８０での実装条件情報の設定で説明したように、代替実装処理の実装順を１以上設定し、移動距離ができるだけ短く、更に、ノズル交換の頻度がより少ないものを実装順に設定するものとする。次に、ＣＰＵ７１は、指定されたヘッド４２ではない代替ヘッドを用いて代替実装処理を実行している旨の内容を含む代替実装処理報知画面を操作パネル６０に表示する（ステップＳ３５０）。この画面を確認した作業者は、予定されている実装処理よりも実装時間の長い実装処理が現在実行されていることを把握することができる。

続いて、ＣＰＵ７１は、代替条件情報に基づいて、ステップＳ１２０と同様に、吸着する部品を設定し（ステップＳ３６０）、代替ヘッド及びノズル番号の指定を取得し、指定されたヘッド４２をヘッド保持体４１に装着（交換）し、指定された吸着ノズル４４をヘッド４２に装着（交換）する（ステップＳ３７０）。なお、既にヘッド４２や吸着ノズル４４を装着済みである場合には、装着済みのものに関する交換処理はスキップするものとする。続いて、ＣＰＵ７１は、ステップＳ１７０と同様に、部品の吸着処理及び配置処理を行う（ステップＳ３８０）。そして、ＣＰＵ７１は、代替実装処理が終了したか否かを判定し（ステップＳ３９０）、代替実装処理が終了していないときには、ステップＳ３６０以降の処理を実行する。一方、代替実装処理が終了したときには、ＣＰＵ７１は、このルーチンを終了し、実装処理ルーチンのステップＳ１２０以降の処理を実行する。このステップＳ１２０以降の処理では、ＣＰＵ７１は、ヘッド４２の不存在により実装処理できない部品よりも実装順があとの部品を処理対象に設定し、実装処理を実行する。

ここで、実装処理及び代替実装処理の具体例について説明する。図９は、指定ヘッド（Ｎｏ．１）を代替ヘッド（Ｎｏ．２）へ変更して実行した代替実装処理の一例の説明図である。ここでは、図６の実装条件情報７６の実装処理中にヘッド（Ｎｏ．１）のメンテナンス時期となる場合について説明する。実装装置１１では、実装条件情報７６で指定されているヘッド４２及び吸着ノズル４４を用いて実装処理を実行する（ステップＳ１２０〜Ｓ２００）。このため、管理コンピュータ８０で実装条件情報を作成した際に想定されている実装時間の通りに実装処理が実行される。ここで、ヘッド（Ｎｏ．１）のメンテナンス時期が来ると、ＣＰＵ７１は、その旨の画面を操作パネル６０に表示する。これを確認した作業者は、実装処理を中断する入力を行い、これを受けたＣＰＵ７１は、実装処理を中断する。実装装置１１が停止すると、作業者は、該当するヘッド（Ｎｏ．１）を装置から取り出し、実装処理を再開する入力を操作パネル６０上で行い、ヘッド（Ｎｏ．１）のメンテナンス処理を行う。ＣＰＵ７１は、ヘッド（Ｎｏ．１）が装置内にない状態で、実装処理を再開する。そして、ステップＳ１２０で、装置内にないヘッド（Ｎｏ．１）が指定されている部品を処理対象に設定すると、ＣＰＵ７１は、ステップＳ２２０の代替実装処理を実行する。ここでは、指定されている１２個のノズルＳを装着可能なノズルヘッド（Ｎｏ．１）に代えて４個のノズルＳを装着可能なノズルヘッド（Ｎｏ．２）を代替ヘッドとして代替実装処理を実行する。なお、図９では、代替実装処理での実装順を変更していないが、ステップＳ３４０の最適化により、実装順を変更してもよい。上述したステップＳ１２０〜Ｓ２００の処理のように、ヘッド４２やノズル番号が指定された実装処理では、ヘッド４２がないときには実装処理が中断することになる。これに対して、実装装置１１では、指定されているヘッド４２がないときには、これに代わるヘッド４２を用いて代替実装処理を実行することによって、できるだけ実装処理を継続するのである。そして、作業者は、ヘッド（Ｎｏ．１）のメンテナンスが終了すると、実装処理を中断する入力を行い、装置が停止すると、ヘッド（Ｎｏ．１）を所定の収納部４６に収納し、実装処理を再開する入力を行う。ＣＰＵ７１は、ヘッド（Ｎｏ．１）が収納部４６に戻ってきたあと、実装条件情報７６に基づいて指定されたヘッドと指定された吸着ノズル４４とを用いて実装処理を実行する。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の吸着ノズル４４が保持具に相当し、ヘッド保持体４１がヘッド保持手段に相当し、ヘッド移動ユニット３０がヘッド移動手段に相当し、収納部４６が収納手段に相当し、制御装置７０が制御手段及び代替設定手段に相当し、操作パネル６０が報知手段に相当する。

以上説明した実装装置１１では、部品の種別情報とこの部品の実装位置とこの実装位置に部品を実装するヘッド４２の指定情報と部品の実装順の情報とを含む実装条件情報を取得し、取得した実装条件情報７６に基づいて実装処理を実行する。このとき、この実装装置１１では、必要に応じて、収納部４６に収納されているヘッド４２と保持されたヘッド４２とを交換し、実装条件情報７６で指定されたヘッド４２を用いて実装処理を実行する。例えば、実装装置では、異なる吸着ノズル４４が装着される複数のヘッドがある場合、どのヘッドを用いるかによって、ヘッドや吸着ノズル４４の交換頻度や供給ユニット５６と基板１６の実装位置との間をヘッド４２が往復する回数などが変化し、実装効率が低下することがある。例えば、図６の実装条件情報７６に、各部品に対応する指定情報がなく、許容ノズルのみが指定されている場合について説明する。この場合、図６の実装順２５番目の部品Ａを実装する際に、ヘッド保持体４１には第１ヘッド４２ａ（Ｎｏ．１）が装着され、更に部品Ａを吸着可能なノズルＳが第１ヘッド４２ａに装着されている。したがって、ＣＰＵ７１は、第２ヘッド４２ｂ（Ｎｏ．２）への交換は行わずに、１２個のノズルＳを有する第１ヘッド４２ａで１つの部品Ａのみを吸着して実装処理を継続することになり、ヘッド４２を１往復分余分に動作させることになる。また、各ヘッドに対して、第１ヘッド４２ａに１２個のノズルＳ装着し、第２ヘッド４２ｂに４個のノズルＭを装着し、第３ヘッド４２ｃに１個のノズルＬを装着するように、各ヘッド間で同じノズルを装着しないようにした場合について説明する。この場合では、許容ノズルに応じてヘッド４２を交換することができるものの、図６の実装順２５番目の部品Ａを実装する際には、上記と同様に１つの部品Ａのみを吸着して実装処理を継続することになり、ヘッド４２を１往復分余分に動作させることになる。即ち、実装条件情報７６に各部品に対応する指定情報がない場合は、実装処理でのヘッド４２の往復移動回数の増加が起きる。これに対して、この実装装置１１では、実装条件情報７６においてその部品を実装するヘッド４２や吸着ノズル４４が指定してあるため、ヘッド４２や吸着ノズル４４の交換頻度の増加や、実装処理でのヘッド４２の往復移動回数の増加など、即ち、実装処理時間の増加をより抑制可能である。したがって、実装処理の効率をより向上することができる。また、実装装置１１は、実装条件情報７６においてその部品を実装するヘッド４２が指定してあるため、実装条件情報７６を設定した際に想定していた実装処理に要する時間により合う実装処理が実行される。したがって、実装装置１１は、予め設定されている実装処理に要する時間に、できるだけ近い実装処理を実行することができる。

また、実装装置１１では、管理コンピュータ８０が最適化を図って作成した実装処理が実行されるため、実装処理の効率をより向上することができる。更に、実装装置１１では、代替ヘッドを用いて代替実装処理を実行し、実装処理を継続するため、実装処理が停止するのに比して実装処理の効率をより向上することができる。更にまた、実装装置１１では、実装順の最適化を図った代替条件情報を設定するため、代替実装処理を行う際に、実装処理の効率を更に向上することができる。そして、実装装置１１では、代替実装処理の実行中に代替実装処理中である旨の情報を操作パネル６０に表示するため、作業者は、実装条件情報７６に基づく通常の実装処理とは異なる代替実装処理を実行中であることを認識することができ、実装条件情報に基づく実装処理への復帰を作業者へ促しやすい。そしてまた、ヘッド４２が収納部４６に戻ってきたあと、実装条件情報７６に基づく通常の実装処理に復帰することにより、実装処理の効率をより向上することができる。そして更に、管理コンピュータ８０では、実装条件情報においてその実装位置に部品を実装するヘッド４２が指定してあるため、ヘッド４２や吸着ノズル４４の交換頻度の増加や、実装処理でのヘッド４２の往復移動回数の増加など、即ち、実装処理時間の増加をより抑制可能であり、ヘッド４２を交換する実装装置において実装処理の効率をより向上することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、実装条件情報７６は、管理コンピュータ８０で作製したものとして説明したが、実装装置１１で作成してもよいし、他のコンピュータで作成してもよい。

上述した実施形態では、実装条件情報７６は、ノズル番号についても指定されているものとして説明したが、特にこれに限定されず、ノズル番号を指定しないものとしてもよい。なお、実装条件情報７６には、部品のサイズや許容ノズル、許容ヘッドなどの情報を含むものとしたが、これらのうち１以上を省略してもよい。また、実装条件情報７６には、上記情報以外の情報を含むものとしてもよい。

上述した実施形態では、代替実装処理を実行するものとしたが、特にこれに限定されず、この代替実装処理を省略してもよい。こうしても、実装条件情報７６で指定されたヘッド４２を用いて実装処理を実行するため、実装処理の効率をより向上することができる。

上述した実施形態では、代替実装処理において、実装順の最適化を図った代替条件情報を設定するものとしたが、特にこれに限定されず、実装順の最適化を省略してもよい。こうしても、代替実装処理を実行することにより、実装処理の効率をより向上することができる。また、上述した実施形態では、代替実装処理を実行するものとしたが、特にこれに限定されず、この代替実装処理を省略してもよい。こうしても、実装条件情報７６で指定されたヘッド４２を用いて実装処理を実行するため、実装処理の効率をより向上することができる。

上述した実施形態では、代替実装処理中である旨の情報を操作パネル６０に表示することにより、作業者へ報知するものとしたが、特にこれに限定されず、例えば、音声により代替実装処理中である旨の情報を作業者へ報知するものとしてもよい。あるいは、ＣＰＵ７１は、代替実装処理中である旨の情報の報知処理を省略してもよい。

上述した実施形態では、実装処理でヘッド４２が収納部４６に戻ってきたあと、実装条件情報７６に基づき実装処理を再開するものとしたが、特にこれに限定されない。上述した実施形態では、実装順の中間にヘッド４２がない状態があり、実装条件情報７６の実装順で実装処理を行い、代替条件情報の実装順で代替実装処理を行い、元に戻り実装条件情報７６の実装順で実装処理を行うものとした。このような場合に、例えば、実装装置１１は、代替実装処理を最後に行うものとしてもよい。即ち、実装順を更に変更するものとしてもよい。

上述した実施形態では、実装装置１１は、第１ヘッド４２ａ、第２ヘッド４２ｂ及び第３ヘッド４２ｃを１つずつ備えるものとしたが、いずれかのヘッドを２以上備えるものとしてもよい。この場合、例えば、ノズルＭを４個装着した第２ヘッド４２ｂと、ノズルＬを４個装着した別の第２ヘッド４２ｂとを用いるようにしてもよい。

上述した実施形態では、特に説明しなかったが、各ヘッド４２は、複数種類の吸着ノズル４４を装着可能としてもよい。例えば、第１ヘッド４２ａは、ノズルＳ，Ｍを装着可能としてもよい。このとき、第１ヘッド４２ａには、６個のノズルＳと６個のノズルＭとを混合して装着するものとしてもよい。また、第２ヘッド４２ｂは、ノズルＳ，Ｍ，Ｌを装着可能としてもよい。このとき、第２ヘッド４２ｂには、ノズルＳ，Ｍ，Ｌのうち１以上を装着してもよく、例えば、２個のノズルＳと１個のノズルＭと１個のノズルＬとを混合して装着するものとしてもよい。また、ヘッド４２は、ノズルＳ，Ｍ，Ｌ以外のサイズの吸着ノズル４４を装着可能としてもよいし、１２個、４個、１個のみならず、１個以上の吸着ノズル４４を装着可能としてもよい。

上述した実施形態では、部品を保持する保持具は、部品を吸着する吸着ノズル４４として説明したが、特にこれに限定されず、保持具は、部品を引っかけて保持する把持部を有する保持部材としてもよい。

上述した実施形態では、本発明の実装装置としての実装装置１１として説明したが、特にこれに限定されず、実装処理方法やそのプログラムの形態としてもよい。

本発明は、電子部品の実装分野に利用可能である。

１０ 部品実装システム、１１ 実装装置、１２ ＬＡＮ、１６ 基板、２０ 基板搬送ユニット、２１ 支持板、２２ コンベアベルト、２５ 基板支持ユニット、３０ ヘッド移動ユニット、３１ Ｘ軸スライダ、３２ ガイドレール、３３ Ｙ軸スライダ、３４ ガイドレール、４０ ヘッドユニット、４１ ヘッド保持体、４２ ヘッド、４２ａ 第１ヘッド、４２ｂ 第２ヘッド、４２ｃ 第３ヘッド、４４ 吸着ノズル、４５ ヘッド収納エリア、４６ 収納部、５４ パーツカメラ、５５ ノズルストッカ、５６ 供給ユニット、５７ リール、６０ 操作パネル、６１ 表示部、６２ 操作部、７０ 制御装置、７１ ＣＰＵ、７２ ＲＯＭ、７３ ＨＤＤ、７４ ＲＡＭ、７５ 入出力インタフェース、７６ 実装条件情報、８０ 管理コンピュータ、８０ａ 制御装置、８１ ＣＰＵ、８２ ＲＯＭ、８３ ＨＤＤ、８４ ＲＡＭ、８５ 入出力インタフェース、８７ 入力デバイス、８８ ディスプレイ。

Claims (8)

1. 部品を保持する１つの保持具を装着可能なノズルホルダを１以上有する２以上のヘッドとして前記ノズルホルダの数および装着可能な前記保持具の種類が異なるヘッドを用い該保持した部品を基板上の所定の実装位置に実装する実装処理を実行する実装装置であって、
   前記ヘッドを交換可能に保持するヘッド保持手段と、
   前記ヘッド保持手段を移動させるヘッド移動手段と、
   前記ヘッドを１以上収納する収納手段と、
   部品の情報と該部品の実装位置と該実装位置に該部品を実装するヘッドの指定情報と該部品の実装順の情報とを含む実装条件情報を取得し、該取得した実装条件情報に基づいて、必要に応じて前記収納手段に収納されているヘッドと前記ヘッド保持手段に保持されたヘッドとを交換させ、前記指定情報によって指定されたヘッドを用いて前記実装順に前記実装処理を実行させる制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記ヘッド保持手段に保持されている前記ヘッドに装着されている前記保持具により次の実装順の部品を保持可能であっても、前記ヘッド保持手段に保持されている前記ヘッドが前記次の実装順で指定された前記ヘッドと異なる場合には、前記次の実装順で指定された前記ヘッドと前記ヘッド保持手段に保持されたヘッドとを交換させる、実装装置。
2. 部品を保持する保持具を１以上装着可能な２以上のヘッドを用い該保持した部品を基板上の所定の実装位置に実装する実装処理を実行する実装装置であって、
   前記ヘッドを交換可能に保持するヘッド保持手段と、
   前記ヘッド保持手段を移動させるヘッド移動手段と、
   前記ヘッドを１以上収納する収納手段と、
   部品の情報と該部品の実装位置と該実装位置に該部品を実装するヘッドの指定情報と該部品の実装順の情報とを含む実装条件情報を取得し、該取得した実装条件情報に基づいて、必要に応じて前記収納手段に収納されているヘッドと前記ヘッド保持手段に保持されたヘッドとを交換させ、前記指定情報によって指定されたヘッドを用いて前記実装順に前記実装処理を実行させる制御手段と、
   前記実装条件情報の前記部品に指定されている前記ヘッドがなく、該ヘッドの代わりとなる代替ヘッドがあるときには、該実装条件情報に応じて前記代替ヘッドを用いた代替実装処理の実装順の最適化を図った代替条件情報を設定する代替設定手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記実装条件情報の前記部品に指定されている前記ヘッドが前記ヘッド保持手段及び前記収納手段にないときには、前記代替条件情報を用いて前記代替ヘッドに変更して前記部品を基板上の実装位置に実装させる前記代替実装処理を実行させる、
   実装装置。
3. 請求項２に記載の実装装置であって、
   作業者に情報を報知する報知手段、を備え、
   前記制御手段は、前記代替実装処理の実行中に該代替実装処理中である旨の情報を前記報知手段により前記作業者へ報知させる、実装装置。
4. 部品を保持する保持具を１以上装着可能な２以上のヘッドを用い該保持した部品を基板上の所定の実装位置に実装する実装処理を実行する実装装置であって、
   前記ヘッドを交換可能に保持するヘッド保持手段と、
   前記ヘッド保持手段を移動させるヘッド移動手段と、
   前記ヘッドを１以上収納する収納手段と、
   部品の情報と該部品の実装位置と該実装位置に該部品を実装するヘッドの指定情報と該部品の実装順の情報とを含む実装条件情報を取得し、該取得した実装条件情報に基づいて、必要に応じて前記収納手段に収納されているヘッドと前記ヘッド保持手段に保持されたヘッドとを交換させ、前記指定情報によって指定されたヘッドを用いて前記実装順に前記実装処理を実行させる制御手段と、
   作業者に情報を報知する報知手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記実装条件情報の前記部品に指定されている前記ヘッドが前記ヘッド保持手段及び前記収納手段にないときには、該ヘッドの代わりとなる代替ヘッドが前記ヘッド保持手段及び前記収納手段にあるか否かを判定し、該代替ヘッドがあるときには該代替ヘッドに変更して前記部品を基板上の実装位置に実装させる代替実装処理を実行させ、前記代替実装処理の実行中に該代替実装処理中である旨の情報を前記報知手段により前記作業者へ報知させる、実装装置。
5. 前記制御手段は、前記ヘッド保持手段及び前記収納手段になかった前記ヘッドが前記収納手段に戻ってきたあと、前記取得した実装条件情報に基づき前記指定されたヘッドを用いて前記実装処理を実行させる、請求項２〜４のいずれか１項に記載の実装装置。
6. 前記制御手段は、前記実装装置に関するデータを管理する管理装置が作成した前記実装条件情報を該管理装置から取得する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の実装装置。
7. 前記実装条件情報には、更に前記部品の実装位置に対応づけられた前記ヘッドに装着されている保持具の指定情報をも含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の実装装置。
8. 部品を保持する１つの保持具を装着可能なノズルホルダを１以上有する２以上のヘッドとして前記ノズルホルダの数および装着可能な前記保持具の種類が異なるヘッドを用い該保持した部品を基板上の所定の実装位置に実装する実装処理を実行するとともに該実装処理の途中で前記ヘッドを交換する実装装置に関するデータを管理する管理装置であって、
   部品の情報と該部品の実装位置と該実装位置に該部品を実装するヘッドの指定情報と前記部品の実装順の情報とを含む実装条件情報を作成する情報作成手段と、
   前記作成した実装条件情報を前記実装装置へ出力する出力手段と、
   を備えた管理装置。