JP6684982B2 - 部品実装システムおよび部品実装方法 - Google Patents

部品実装システムおよび部品実装方法 Download PDF

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Description

本発明は、基板に部品を実装する部品実装システムおよび部品実装方法に関するものである。
複数の部品実装装置を連結して構成される部品実装ラインでは、基板に部品を実装した実装基板が生産される。このような部品実装ラインにおいて実装基板を生産するにあたり、部品実装装置で部品切れや部品供給エラーなどの部品実装エラーが発生すると、作業者によってエラーからの復旧作業が行われる。復旧作業中は、部品実装装置での実装作業が停止するため実装基板の生産効率が低下する。そこで、部品実装エラーが発生した場合でも、部品実装ラインを停止させずに生産を継続させて生産効率の低下を抑制させる方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
特許文献1では、生産中に部品実装エラーを検出した場合、その部品の実装をスキップさせて実装基板の生産を継続させている。そして作業者は、部品実装ラインから搬出された基板の中から部品の実装をスキップさせた基板を回収し、回収した基板を同じ部品実装ラインに再投入してスキップさせた部品を実装させている。
特開2012―209300号公報
しかしながら特許文献1を含む従来技術では、回収した基板を再投入してスキップさせた部品を実装させる時間分、その部品実装ラインでの実装時間が増加するため、実装基板の生産効率が低下してしまうという課題があった。
そこで本発明は、部品実装エラーが発生しても実装基板の生産効率の低下を抑制することができる部品実装システムおよび部品実装方法を提供することを目的とする。
本発明の部品実装システムは、上流から搬入された基板IDを有する基板に部品を実装して下流に搬出する複数の部品実装装置を備える第1の部品実装ラインと、複数の部品実装装置を備え前記第1の部品実装ラインの下流に配置される第2の部品実装ラインと、を備え、前記第1の部品実装ラインは、部品実装エラーが発生した際に、前記部品実装エラーが発生した部品の実装をスキップするとともに、前記部品の実装がスキップされたスキップ基板の前記基板IDと前記基板IDと紐づけられ前記スキップされたスキップ部品の情報を含むスキップ情報を前記第2の部品実装ラインに通知し、前記第2の部品実装ラインは、前記第1の部品実装ラインより前記基板IDに紐づいた前記スキップ情報を取得して、前記スキップ基板に前記スキップ部品を実装する。
また、本発明の部品実装システムは、上流から搬入された基板IDを有する基板に部品を実装して下流に搬出する複数の部品実装装置を備える第1の部品実装ラインと、複数の部品実装装置を備え前記第1の部品実装ラインの下流に配置される第2の部品実装ラインと、前記第1の部品実装ラインと前記第2の部品実装ラインとで共有可能な記憶部と、を備え前記第1の部品実装ラインは、部品実装エラーが発生した際に、前記部品実装エラーが発生した部品の実装をスキップするとともに、前記部品の実装がスキップされたスキップ基板の前記基板IDと前記基板IDと紐づけられ前記スキップされたスキップ部品の情報を含むスキップ情報を前記記憶部に格納し、前記第2の部品実装ラインは、前記記憶部より前記基板IDに紐づいた前記スキップ情報を取得して、前記スキップ基板に前記スキップ部品を実装する。
本発明の部品実装方法は、上流から搬入された基板IDを有する基板に部品を実装して下流に搬出する複数の部品実装装置を備える第1の部品実装ラインと、複数の部品実装装置を備え前記第1の部品実装ラインの下流に配置される第2の部品実装ラインと、前記第1の部品実装ラインと前記第2の部品実装ラインとで共有可能な記憶部と、を備えた部品実装システムにおいて前記基板に前記部品を実装する部品実装方法であって、前記第1の部品実装ラインにおいて部品実装エラーが発生すると、前記第1の部品実装ラインは、前記部品実装エラーが発生した部品の実装をスキップするとともに、前記部品の実装がスキップされたスキップ基板の前記基板IDと前記基板IDと紐づけられ前記スキップされたスキップ部品の情報を含むスキップ情報を前記記憶部に格納し、前記第2の部品実装ラインは、前記記憶部より前記基板IDに紐づいた前記スキップ情報を取得して、前記スキップ基板に前記スキップ部品を実装する。
本発明によれば、部品実装エラーが発生しても実装基板の生産効率の低下を抑制することができる。
本発明の一実施の形態の部品実装システムの構成説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の部品実装システム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システムによる部品実装方法を示すフロー図 (a)(b)(c)(d)本発明の一実施の形態の部品実装システムによる部品実装方法の工程説明図 (a)(b)(c)(d)本発明の一実施の形態の部品実装システムによる部品実装方法の工程説明図 本発明の一実施の形態における部品実装システムの他の実施例の構成説明図 (a)(b)本発明の一実施の形態の部品実装システムの他の実施例による部品実装方法の工程説明図 (a)(b)本発明の一実施の形態の部品実装システムの他の実施例による部品実装方法の工程説明図 (a)(b)本発明の一実施の形態の部品実装システムの他の実施例による部品実装方法の工程説明図
以下に図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、部品実装システムの仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図2では、水平面内で互いに直交する2軸方向として、基板搬送方向のX方向(図2における左右方向)、基板搬送方向に直交するY方向(図2における上下方向)が示される。
まず図1を参照して部品実装システム1について説明する。図1において部品実装システム1は、基板搬送方向(図1における左側から右側に向かう方向)に、第1の部品実装ラインL1、基板ストッカM4、第2の部品実装ラインL2を連結して通信ネットワーク2によって接続し、全体が管理コンピュータ3によって制御される構成となっている。また、第2の部品実装ラインL2の下流には、リフロー装置M8が連結されている。
第1の部品実装ラインL1には、表面に設けられた電極部にはんだを印刷した基板が搬入される。第1の部品実装ラインL1は、連結された3台の部品実装装置M1〜M3を備えており、基板搬送方向の上流から搬入された基板に順に部品を実装して下流に搬出する機能を備えている。第2の部品実装ラインL2は、連結された3台の部品実装装置M5〜M7を備えており、第1の部品実装ラインL1において部品の実装がスキップされた基板にスキップされた部品を実装する機能を備えている。リフロー装置M8は、部品が実装された基板を加熱してはんだを硬化させて基板の電極部と部品とを接合させるはんだリフロー処理を実行する機能を備えている。
すなわち、部品実装システム1は、上流から搬入された基板に部品を実装して下流に搬出する第1の部品実装ラインL1と、第1の部品実装ラインL1の下流に配置される第2の部品実装ラインL2と、第1の部品実装ラインL1と第2の部品実装ラインL2と通信ネットワーク2で接続された管理コンピュータ3(管理装置)とを備えている。また、部品実装システム1は、第2の部品実装ラインL2の下流にリフロー装置M8をさらに備えている。なお、第1の部品実装ラインL1、第2の部品実装ラインL2の構成は図1の例に限定されることはなく、それぞれ4台以上の部品実装装置M1〜M3,M5〜M7を連結しても、1台の部品実装装置M1〜M3,M5〜M7で構成してもよい。
基板ストッカM4は、上流から搬入される基板を受け取って下流に搬出する搬送コンベアと、搬送コンベアから受け取った複数の基板を段積みに収納する収納棚を有するマガジンと、マガジンを上下方向に移動させる昇降手段とを備えて構成されるストッカ作業部43(図3参照)を備えている。基板ストッカM4は、管理コンピュータ3からの指示に従い、上流から搬入される基板を選択的にマガジンに収納したり、マガジンに収納することなく下流に搬出したり、マガジンに収納した基板を下流に搬出したりする機能を備えている。すなわち、基板ストッカM4は、第1の部品実装ラインL1と第2の部品実装ラインL2の間に配置され、管理コンピュータ3(管理装置)と通信ネットワーク2で接続されて複数の基板を格納することができる。
次に図2を参照して、部品実装装置M1〜M3,M5〜M7の構成を説明する。部品実装装置M1〜M3,M5〜M7は同様の構成であり、ここでは部品実装装置M1について説明する。部品実装装置M1は、部品供給部から供給された部品を基板に実装する部品実装作業を実行する機能を有する。基台4の中央には、基板搬送機構5がX方向に配設されている。基板搬送機構5は、上流から搬入された基板Bを実装作業位置に移送して位置決めして保持する。また、基板搬送機構5は、部品実装作業が完了した基板Bを実装作業位置から下流に搬出する。
基板搬送機構5の両側方には、部品供給部6が配置されている。それぞれの部品供給部6には、複数のテープフィーダ7が並列に装着されている。テープフィーダ7は、部品D(図5参照)を収納するポケットが形成されたキャリアテープを部品供給部6の外側から基板搬送機構5に向かう方向(テープ送り方向)にピッチ送りすることにより、以下に説明する部品実装機構の実装ヘッドによる部品取り出し位置に部品Dを供給する。
基台4上面においてX方向の一方側の端部には、リニア駆動機構を備えたY軸ビーム8が配設されている。Y軸ビーム8には、同様にリニア駆動機構を備えた2基のX軸ビーム9が、Y方向に移動自在に結合されている。2基のX軸ビーム9には、それぞれ実装ヘッド10がX方向に移動自在に装着されている。実装ヘッド10は、下端に部品Dを吸着保持する吸着ノズルが装着される複数の吸着ユニット10aを備えている。
図2において、Y軸ビーム8、X軸ビーム9を駆動することにより、実装ヘッド10はX方向、Y方向に移動する。これにより2つの実装ヘッド10は、それぞれ対応した部品供給部6に配置されたテープフィーダ7の部品取り出し位置から部品Dを吸着ノズルによって吸着して取り出して、基板搬送機構5に位置決めされた基板Bの実装点に実装する。Y軸ビーム8、X軸ビーム9および実装ヘッド10は、部品Dを保持した実装ヘッド10を移動させることにより、部品Dを基板Bに実装する部品実装機構11を構成する。
部品供給部6と基板搬送機構5との間には、部品認識カメラ12が配設されている。部品供給部6から部品Dを取り出した実装ヘッド10が部品認識カメラ12の上方を移動する際に、部品認識カメラ12は実装ヘッド10に保持された状態の部品Dを撮像して部品Dの保持姿勢を認識する。基板認識カメラ13は、実装ヘッド10が取り付けられたプレート14に取り付けられており、実装ヘッド10と一体的に移動する。
実装ヘッド10が移動することにより、基板認識カメラ13は基板搬送機構5に位置決めされた基板Bの上方に移動し、基板Bに設けられた基板マーク(図示せず)を撮像して基板Bの位置を認識する。実装ヘッド10による基板Bへの部品実装動作では、部品認識カメラ12による部品Dの認識結果と、基板認識カメラ13による基板位置の認識結果とを加味して実装位置の補正が行われる。また、基板Bの表面には、基板認識マークMが付されている。基板認識マークMは、各基板Bに固有の基板IDに紐付けられたバーコードや2次元コードなどである。基板認識カメラ13は、基板認識マークMを撮像して基板IDを認識する。
次に、図3を参照して、部品実装システム1の制御系の構成を説明する。第1の部品実装ラインL1が備える部品実装装置M1〜M3は同様の構成であり、ここでは部品実装装置M1について説明する。部品実装装置M1は、実装制御部21、実装記憶部22、基板搬送機構5、部品供給部6、部品実装機構11、部品認識カメラ12、基板認識カメラ13、表示部23、通信部24を備えている。
実装制御部21は、CPU機能を備える演算処理装置である。実装制御部21は、実装記憶部22に記憶された処理プログラムを実行することにより、基板搬送機構5、部品供給部6、部品実装機構11、部品認識カメラ12、基板認識カメラ13、表示部23の各部を制御して、部品供給部6から供給された部品Dを基板搬送機構5によって保持された基板Bに実装する部品実装作業を実行する。また、実装制御部21は、部品実装作業中の各部の状態を監視する。例えば、部品供給部6に装着された各テープフィーダ7が供給可能な部品Dの残数、各テープフィーダ7の稼動状況、実装ヘッド10による部品Dの吸着状況などが監視される。
基板認識カメラ13は、基板認識マークMを撮像して基板IDを認識する。表示部23は液晶パネルなどの表示装置であり、各種データ、報知情報などを表示する。通信部24は通信インターフェースであり、通信ネットワーク2を介して管理コンピュータ3、第1の部品実装ラインL1の他の部品実装装置M2,M3、第2の部品実装ラインL2(部品実装装置M5〜M7)、基板ストッカM4との間で信号、データの授受を行う。
図3において、実装制御部21は、部品実装作業中の各部の状態より部品実装エラーの発生を検出すると、その部品Dの実装をスキップし、スキップした部品Dと実装をスキップした基板Bの基板IDを紐付けてスキップ情報22aとして実装記憶部22に記憶する。スキップ情報22aは、通信部24を介して管理コンピュータ3に送信される。例えば、部品実装エラーには、部品供給部6に装着されたテープフィーダ7における部品切れや部品供給エラー、吸着ノズルが部品Dを吸着できない吸着ミス、部品認識カメラ12において吸着ノズルが保持する部品Dを認識できない認識ミスなどがある。
以下、部品実装エラーが発生した際に実装がスキップされた部品Dを「スキップ部品Ds」と称す。また、スキップ部品Dsの実装がスキップされた基板Bを「スキップ基板Bs」と称す。このように、第1の部品実装ラインL1は、部品実装エラーが発生した際に、部品実装エラーが発生した部品D(スキップ部品Ds)の実装をスキップするとともに、スキップ部品Dsの実装がスキップされたスキップ基板Bsの基板IDとスキップされたスキップ部品Dsの情報を含むスキップ情報22aを管理コンピュータ3(管理装置)に通知する。
図3において、管理コンピュータ3は、管理制御部31、管理記憶部32、入力部33、表示部34、通信部35を備えている。管理制御部31はCPUなどの演算装置であり、スキップ管理部31aなどの内部処理部を有している。管理記憶部32は記憶装置であり、部品実装システム1を統括制御するための部品実装データ、各装置から送信される稼動状況、部品実装装置M1〜M3,M5〜M7の部品Dの残数などの他、スキップ情報32aなどを記憶する。
入力部33は、キーボード、タッチパネル、マウスなどの入力装置であり、操作コマンドやデータ入力時に用いられる。表示部34は液晶パネルなどの表示装置であり、スキップ情報32aなどの各種データ、報知情報などを表示する。通信部35は通信インターフェースであり、通信ネットワーク2を介して第1の部品実装ラインL1(部品実装装置M1〜M3)、第2の部品実装ラインL2(部品実装装置M5〜M7)、基板ストッカM4との間で信号、データの授受を行う。
スキップ管理部31aは、第1の部品実装ラインL1の部品実装装置M1〜M3から通知(送信)されたスキップ情報22aをスキップ情報32aとして管理記憶部32に記憶するとともに、スキップ部品Dsを実装する第2の部品実装ラインL2の部品実装装置M5〜M7にスキップ情報22a(32a)を通知する。なお、スキップ情報22aは、第1の部品実装ラインL1の部品実装装置M1〜M3から、第2の部品実装ラインL2の部品実装装置M5〜M7に直接通知するようにしてもよい。
また、スキップ管理部31aは、スキップ情報32aと第2の部品実装ラインL2の部品実装装置M5〜M7の部品Dの残数を基に、第2の部品実装ラインL2が第1の部品実装ラインL1から搬出されるスキップ基板Bsにスキップ部品Dsを実装することが可能か否かを判断する。すなわち、第2の部品実装ラインL2においてスキップ部品Dsを実装する部品実装装置M5〜M7において、そのスキップ部品Dsが部品切れになっていないかを判断する。
第2の部品実装ラインL2がスキップ部品Dsを実装できない場合、スキップ管理部31aは、管理コンピュータ3の表示部34にその旨を報知させる。すなわち、管理コンピュータ3(管理装置)は、管理装置がスキップ情報32aを受信した際に第2の部品実装ラインL2がスキップ部品Dsを実装できない場合、その旨を報知する報知部(表示部34)を有している。
また、第2の部品実装ラインL2がスキップ部品Dsを実装できない場合、スキップ管理部31aは、基板ストッカM4に対してスキップ部品Dsを実装することができないスキップ基板Bsをマガジンに収納するように指令を送信する。また、第1の部品実装ラインL1で発生した部品実装エラーの原因がテープフィーダ7の部品切れであった場合、スキップ管理部31aは、表示部34に部品切れのテープフィーダ7の情報(テープフィーダ7の位置、部品種など)を報知するようにしてもよい。
図3において、第2の部品実装ラインL2が備える部品実装装置M5〜M7は、上記説明した部品実装装置M1と同様の構成であり、詳細な説明は省略する。以下、第2の部品実装ラインL2が備える部品実装装置M5〜M7について、第1の部品実装ラインL1が備える部品実装装置M1〜M3との相違点を中心に説明する。第2の部品実装ラインL2が備える部品実装装置M5〜M7の実装記憶部22には、管理コンピュータ3または第1の部品実装ラインL1の部品実装装置M1〜M3から送信されたスキップ情報22aが記憶されている。
第2の部品実装ラインL2は、搬入される基板Bの基板認識マークMを基板認識カメラ13で撮像して基板IDを認識する。各部品実装装置M5〜M7の実装制御部21は、スキップ情報22aを基に、搬入された基板Bのうち、スキップ情報22aに含まれるスキップ基板Bsの基板IDと一致する基板Bにのみ、スキップ部品Dsを実装する。このように、第2の部品実装ラインL2は、管理コンピュータ3(管理装置)よりスキップ情報22aを取得して、スキップ基板Bsにスキップ部品Dsを実装する。また、第2の部品実装ラインL2は、搬入されたスキップ基板Bs以外の基板Bには、部品Dを実装することなく下流のリフロー装置M8に搬出する。
図3において、基板ストッカM4は、ストッカ制御部41、ストッカ記憶部42、ストッカ作業部43、通信部44を備えている。通信部44は通信インターフェースであり、通信ネットワーク2を介して管理コンピュータ3との間で信号、データの授受を行う。ストッカ制御部41は、管理コンピュータ3からの指令に従って、ストッカ作業部43を制御して、基板Bの搬入、搬出、マガジンへの収納を実行する。ストッカ記憶部42には、マガジンに収納した基板Bの収納棚の位置と基板IDとが紐付けされて記憶される。ストッカ制御部41は、ストッカ記憶部42に記憶された情報に基づいて、指令された基板IDの基板Bをマガジンから取り出して搬出する。
ここで、管理コンピュータ3からの指令に基づく基板ストッカM4の動作について、具体的に説明する。管理コンピュータ3のスキップ管理部31aが第2の部品実装ラインL2がスキップ部品Dsを実装できないと判断し、管理コンピュータ3から第1の部品実装ラインL1から搬出される基板B(スキップ基板Bs)を収納するようにとの指令を受け取ると、基板ストッカM4はそのスキップ基板Bsをマガジンに収納する。すなわち、基板ストッカM4は、第2の部品実装ラインL2がスキップ基板Bsにスキップ部品Dsを実装できない場合、搬入されたスキップ基板Bsをマガジンに格納する。
スキップ基板Bsをマガジンに収納した後、スキップ管理部31aが第2の部品実装ラインL2がスキップ部品Dsを実装できるようになったと判断し、管理コンピュータ3から収納したスキップ基板Bsを搬出するようにとの指令を受け取ると、基板ストッカM4は指定されたスキップ基板Bsをマガジンから取り出して第2の部品実装ラインL2に搬出する。すなわち、搬入されたスキップ基板Bsを格納した基板ストッカM4は、格納しているスキップ基板Bsのうち、第2の部品実装ラインL2がスキップ部品Dsを実装できるスキップ基板Bsを下流に搬出する。
また、基板ストッカM4は、管理コンピュータ3からの指令がない場合、すなわち、第1の部品実装ラインL1から搬入される基板Bがスキップ基板Bsでない場合、その基板Bをマガジンに収納することなく第2の部品実装ラインL2に搬出する。
次に図4のフローに則し、図5,6を参照しながら、部品実装システム1において基板Bに部品Dを実装する部品実装方法について説明する。まず、はんだを印刷した基板Bが第1の部品実装ラインL1に搬入される(ST1:基板搬入工程)。この時、先頭の部品実装装置M1において基板Bの基板IDが認識される。次いで第1の部品実装ラインL1において、基板Bを上流から下流に搬送しながら順に部品実装装置M1〜M3において、あらかじめ設定された部品Dが実装位置に実装される(ST2:部品実装工程)。
図5(a)において、第1の部品実装ラインL1の部品実装装置M1に搬入(矢印a1)された基板B(1)に部品D(1)が実装される。次いで部品実装装置M2に搬入(図5(b)の矢印a2)された基板B(1)に部品D(2)が実装される。次いで部品実装装置M3に搬入(図5(c)の矢印a3)された基板B(1)に部品D(3)が実装される。このように、第1の部品実装ラインL1で実装が予定されていた全ての部品D(1)〜D(3)が基板B(1)に実装される。
図4において、次いで第1の部品実装ラインL1における部品実装作業中に、部品実装エラーが発生したか否かが判断される(ST3:部品実装エラー判断工程)。図5の例では、第1の部品実装ラインL1において、部品実装エラーが発生することなく全ての部品D(1)〜D(3)が実装されており、部品実装装置M1〜M3から管理コンピュータ3にスキップ情報22aは通知されていない。この場合、管理コンピュータ3から基板ストッカM4に基板B(1)を収納する指令は送信されず、また、第2の部品実装ラインL2にスキップ情報22a(32a)も送信されない。すなわち、部品実装エラー判断工程(ST3)において、部品実装エラーは発生していない(No)と判断されたことになる。
部品実装エラー判断工程(ST3)において部品実装エラーは発生していないと判断された場合(No)、基板ストッカM4は、基板B(1)をマガジンに収納することなく第2の部品実装ラインL2に搬出する(図5(d)の矢印a4)。そして、第2の部品実装ラインL2は、搬入された基板B(1)に部品Dを実装することなく搬出する(ST4)。搬出された基板B(1)は、第2の部品実装ラインL2の下流に備えられたリフロー装置M8に搬入され(図5(d)の矢印a5)、はんだリフロー処理が実行される(ST5:リフロー工程)。すなわち、第2の部品実装ラインL2は、搬入されたスキップ基板Bs以外の基板B(1)には、部品Dを実装することなくリフロー装置M8に搬出する。
図6に、第1の部品実装ラインにおいて部品実装エラーが発生する例を示す。この例では、部品実装工程(ST2)において、部品実装装置M2で部品D(2)の部品実装エラーが発生している。そのため、部品実装エラー判断工程(ST3)において部品実装エラーが発生した(Yes)と判断される。図6(a)において、部品実装装置M1で部品D(1)が実装されて部品実装装置M2に搬入(矢印c1)された基板B(2)は、部品D(2)の実装がスキップされて部品実装装置M3に搬出される。すなわち、部品D(2)はスキップ部品Dsとなり、基板B(2)はスキップ基板Bsとなる。次いで基板B(2)は部品実装装置M3に搬入され、部品D(3)が実装される。
図4において、部品実装エラー判断工程(ST3)において部品実装エラーが発生したと判断された場合(Yes)、部品実装装置M2から管理コンピュータ3に対してスキップ情報22aが通知される(ST6:スキップ情報通知工程)。すなわち、第1の部品実装ラインL1において部品実装エラーが発生すると、第1の部品実装ラインL1は、部品実装エラーが発生した部品D(2)の実装をスキップするとともに、部品D(2)の実装がスキップされたスキップ基板Bs(基板B(2))の基板IDとスキップされたスキップ部品Ds(部品D(2))の情報を含むスキップ情報22aを管理コンピュータ3(管理装置)に通知する。通知されたスキップ情報22aは、スキップ情報32aとして管理記憶部32に記憶される。
次いでスキップ管理部31aは、第2の部品実装ラインL2においてスキップ部品Ds(部品D(2))を実装することが可能か否かを判断する(ST7:判断工程)。スキップ部品Dsが部品切れになっており、第2の部品実装ラインL2においてスキップ部品Dsを実装できないと判断された場合(ST7においてNo)、スキップ管理部31aは表示部34に部品D(2)の補充を報知させる(ST8:報知工程)。すなわち、管理コンピュータ3(管理装置)がスキップ情報22aを受信した際に第2の部品実装ラインL2がスキップ部品Dsを実装できない場合、表示部34(報知部)はその旨を報知する。
次いでスキップ管理部31aは、基板ストッカM4にスキップ基板Bs(基板B(2))を格納するように指令を送信する。指令を受けた基板ストッカM4は、搬入された(図6(b)の矢印c2)スキップ基板Bs(基板B(2))をマガジンに格納する(ST9:基板格納工程)。すなわち、第2の部品実装ラインL2がスキップ基板Bsにスキップ部品Dsを実装できない場合、基板ストッカM4は、搬入されたスキップ基板Bsをマガジンに格納する。
なお、作業者による第2の部品実装ラインL2へのスキップ部品Dsの補充が終了していない時であっても、第1の部品実装ラインL1での部品実装作業は継続される。そして、第1の部品実装ラインL1から搬出されたスキップ部品Dsが実装されないスキップ基板Bsは、順に基板ストッカM4に格納される。また、部品実装装置M2での部品実装エラーが自動復旧可能な吸着エラーなどであって、次の基板Bには部品D(2)が実装できた場合には(ST3においてNo)、基板ストッカM4はその基板Bを格納することなく第2の部品実装ラインL2に搬出する。
このように、第1の部品実装ラインL1と第2の部品実装ラインL2との間に基板ストッカM4を備えることによって、第1の部品実装システム1および第2の部品実装ラインL2において部品切れが発生した状況であっても、部品実装システム1において部品実装作業を継続することができる。
図4において、第2の部品実装ラインL2においてスキップ部品Dsが実装できると判断された場合(ST7においてYes)、基板ストッカM4は、格納したスキップ基板Bs(基板B(2))を搬出する。すなわち、第2の部品実装ラインL2がスキップ基板Bsにスキップ部品Dsを実装できるようになると、搬入されたスキップ基板Bsを格納した基板ストッカM4は、収納しているスキップ基板Bsのうち、第2の部品実装ラインL2がスキップ部品Dsを実装できるスキップ基板Bsを下流に搬出する。もしくは、第1の部品実装ラインL1から搬出された際に第2の部品実装ラインL2においてスキップ部品Dsが実装できると判断された場合(ST7においてYes)、基板ストッカM4は、スキップ基板Bsを格納せずに第2の部品実装ラインL2に搬出する。
次いで第2の部品実装ラインL2は、搬入されたスキップ基板Bsの基板認識マークMを撮像して基板IDを照合し、取得したスキップ情報32a(22a)の基板IDと一致するスキップ基板Bsにスキップ部品Dsを実装する(ST10:スキップ部品実装工程)。図6(c)において、第2の部品実装ラインL2の部品実装装置M6に搬入(矢印c3)されたスキップ基板Bs(基板B(2))にスキップ部品Ds(D(2))が実装される。すなわち、第2の部品実装ラインL2は、管理コンピュータ3(管理装置)よりスキップ情報32aを取得して、スキップ基板Bsにスキップ部品Dsを実装する。
図4において、第2の部品実装ラインL2において全てのスキップ部品Dsが実装されると、リフロー工程(ST5)が実行される。すなわち、リフロー装置M8に全ての部品D(1)〜D(3)が実装された基板B(2)が搬入されて(図6(d)の矢印c4)、はんだリフロー処理が実行される。
このように、部品実装システム1では、リフロー装置M8を第2の部品実装ラインL2の下流に備えおり、スキップ基板Bs以外の基板Bの場合は、第2の部品実装ラインL2で部品Dを実装することなくリフロー装置M8に搬出している(ST4)。そのため、部品実装システム1には、搬送経路に完成した基板Bとスキップ基板Bsを分離するための分岐が不要で、かつリフロー装置M8も1台で構成することができる。
上記のように、部品実装システム1は、第1の部品実装ラインL1と、第2の部品実装ラインL2と、通信ネットワーク2で接続された管理コンピュータ3(管理装置)を備えている。そして、第1の部品実装ラインL1において部品実装エラーが発生すると、第1の部品実装ラインL1はその部品Dの実装をスキップするとともに、スキップ情報22aを管理コンピュータ3に通知している。そして、第2の部品実装ラインL2は、管理コンピュータ3よりスキップ情報22a(32a)を取得して、スキップ基板Bsにスキップ部品Dsを実装している。これによって、部品実装エラーの発生に伴う部品実装作業の中断を防止して、実装基板の生産効率の低下を抑制することができる。
次に図7を参照して、部品実装システムの他の実施例の構成について説明する。図7において、部品実装システム100は、前述の部品実装システム1に加えて、さらに第3の部品実装ラインL3、基板振分け装置M12、第2のリフロー装置M13を備えている。以下、第2のリフロー装置M13と区別するため、第2の部品実装ラインL2の下流のリフロー装置M8を第1のリフロー装置M8と称す。第2のリフロー装置M13は、第1のリフロー装置M8と同様にはんだリフロー処理を実行する機能を有している。
第3の部品実装ラインL3は、第1の部品実装ラインL1と同様の構成で、連結された3台の部品実装装置M9〜M11を備えており、基板搬送方向の上流から搬入された基板Bに順に部品Dを実装して下流に搬出する機能を備えている。以下、第3の部品実装ラインL3において、第1の部品実装ラインL1と同じ基板種の実装基板を生産する例を用いて説明する。なお、第3の部品実装ラインL3が生産する実装基板は、第1の部品実装ラインL1が生産する実装基板と同じ基板種であることに限定されない。少なくとも、基板Bの幅(基板搬送方向に直交する方向の幅)が同一であればよい。
第3の部品実装ラインL3は、第2の部品実装ラインL2の上流に配置され、第1の部品実装ラインL1の下流に配設された基板振分け装置M12を介して基板ストッカM4に連結されている。基板振分け装置M12は、上流から搬入される基板Bを保持して下流に搬出する搬送コンベアと、搬送コンベアを第1の部品実装ラインL1の下流側(以下「第1ライン側」と称す。)と第3の部品実装ラインL3の下流側(以下「第3ライン側」と称す。)の間で移動させるコンベア移動機構を備えている。このように、第3の部品実装ラインL3は、第2の部品実装ラインL2の上流に第1の部品実装ラインL1と並列に配置されている。
図7において、第2のリフロー装置M13は、基板振分け装置M12の第3ライン側の下流に配設されている。基板振分け装置M12は、搬送コンベアが第1ライン側にある状態で第1の部品実装ラインL1から搬出された基板Bを受け取って保持する。そして、保持する基板Bを基板ストッカM4に搬出するか、搬送コンベアを第3ライン側に移動させて第2のリフロー装置M13に搬出する。また、基板振分け装置M12は、搬送コンベアが第3ライン側にある状態で第3の部品実装ラインL3から搬出された基板Bを受け取って保持する。そして、保持する基板Bを第2のリフロー装置M13に搬出するか、搬送コンベアを第1ライン側に移動させて基板ストッカM4に搬出する。
第3の部品実装ラインL3の各部品実装装置M9〜M11、および基板振り分け装置M12は、通信ネットワーク2を介して管理コンピュータ3と接続されている。基板振り分け装置M12は、管理コンピュータ3の指令に従って、搬送コンベアを第1ライン側と第3ライン側の間で移動させ、上流から基板Bを受け取って、指令された側の下流に搬出する。
このように、部品実装システム100は、第2の部品実装ラインL2の上流、かつ、第1の部品実装ラインL1と並列に配置され、管理コンピュータ3(管理装置)と通信ネットワーク2で接続され、上流から搬入された基板IDを有する基板Bに部品Dを実装して下流に搬出する第3の部品実装ラインL3をさらに備えている。また、部品実装システム100は、第1の部品実装ラインL1の下流、かつ、第2の部品実装ラインL2と並列に配置された、第2のリフロー装置M13を備えている。
次に、図8〜図10を参照して、部品実装システム100において基板Bに部品Dを実装する部品実装方法について説明する。以下、前述の図4のフローを参照し、部品実装システム1による部品実装方法と同じ工程には、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。第1の部品実装ラインL1と第3の部品実装ラインL3では、並行して基板Bへの部品実装作業が実行される。また、第2の部品実装ラインL2では、第1の部品実装ラインL1と第3の部品実装ラインL3における部品実装作業と並行して、スキップ基板Bsへのスキップ部品Dsの実装が実行される。
図8(a)において、第1の部品実装ラインL1には、第1の部品実装ラインL1に搬入され(ST1)、部品D(1)と部品D(2)が実装された(ST2)基板B(3)が、部品実装装置M3に搬入(矢印e1)されている。部品実装装置M3では部品実装エラーが発生しており(ST3においてYes)、基板B(3)への部品D(3)の実装がスキップされるともに、スキップ情報22aが管理コンピュータ3に送信される(ST6)。
次いで基板B(3)は、第2の部品実装ラインL2においてスキップ部品Ds(D(3))が実装可能になると(ST7においてYes)、第2の部品実装ラインL2の部品実装装置M7に搬入される(図8(b)の矢印e2)。次いで部品実装装置M7においてスキップ部品Ds(D(3))が実装されると(ST10)、第1のリフロー装置M8に搬入(図9(a)の矢印e3)される(ST5)。
図8(a)において、第3の部品実装ラインL3では、第1の部品実装ラインL1での基板B(3)への部品実装作業と並行して、基板B(4)への部品実装作業が実行されている。具体的には、第3の部品実装ラインL3に搬入され(ST1)、部品D(1)が実装された(ST2)基板B(4)が、部品実装装置M10に搬入(矢印f1)されている。部品実装装置M10では部品実装エラーが発生しており(ST3においてYes)、基板B(4)への部品D(2)の実装がスキップされるともに、スキップ情報22aが管理コンピュータ3に送信される(ST6)。
次いで基板B(4)は部品実装装置M11に搬入され(図8(b)の矢印f2)、部品D(3)が実装される。図9(a)において、次いで基板B(4)は、第3ライン側に移動した(矢印f3)搬送コンベアに搬出される(矢印f4)。図9(b)において、次いで搬送コンベアは基板B(4)を保持した状態で第1ライン側に移動し(矢印f5)、基板B(4)は基板ストッカM4に搬入される(矢印f6)。
次いで基板B(4)は、第2の部品実装ラインL2においてスキップ部品Ds(D(2))が実装可能になると(ST7においてYes)、第2の部品実装ラインL2の部品実装装置M6に搬入される(図10(a)の矢印f7)。部品実装装置M6においてスキップ部品Ds(D(2))が実装されると(ST10)、第1のリフロー装置M8に搬入される(図10(b)の矢印f8)(ST5)。
このように、第3の部品実装ラインL3は、部品実装エラーが発生した際に、部品実装エラーが発生した部品Dの実装をスキップするとともに、スキップ情報22aを管理コンピュータ3(管理装置)に通知している。そして、第2の部品実装ラインL2は、管理コンピュータ3(管理装置)よりスキップ情報22aを取得して、第3の部品実装ラインL3より搬出されたスキップ基板Bsにスキップ部品Dsを実装している。
これによって、2つの部品実装ライン(第1の部品実装ラインL1と第3の部品実装ラインL3)で並行して実装基板を生産する際に、いずれかで部品実装エラーが発生しても実装基板の生産効率の低下を抑制することができる。また、スキップ部品Dsを実装する第2の部品実装ラインL2を共通で使用することにより、部品実装システム100のコストと装置の専有面積を抑制することもできる。
図9(b)において、第1の部品実装ラインL1では、基板B(4)の第2の部品実装ラインL2への搬入作業と並行して、基板B(5)への部品実装作業が実行されている。図9(b)において、第1の部品実装ラインL1には、第1の部品実装ラインL1に搬入され(ST1)、部品D(1)と部品D(2)が実装された(ST2)基板B(5)が、部品実装装置M3に搬入(矢印g1)されている。基板B(5)には、第1の部品実装ラインL1において部品実装エラーが発生することなく、全ての部品D(1)〜D(3)が実装されている。
次いで基板B(5)は、第1ライン側に移動している搬送コンベアに搬出される(図10(a)の矢印g2)。図10(b)において、次いで搬送コンベアは基板B(5)を保持した状態で第3ライン側に移動し(矢印g3)、第2のリフロー装置M13に搬入(矢印g4)される(ST5)。すなわち、基板B(5)は、第2の部品実装ラインL2において部品Dを実装せずに搬出され(ST4)、第2のリフロー装置M13に搬入される(ST5)。
上記の例の他、第2のリフロー装置M13には、第3の部品実装ラインL3において全ての部品D(1)〜D(3)が実装された基板Bを搬入してもよい(ST5)。管理コンピュータ3は、第2の部品実装ラインL2のスキップ部品Dsの実装状況、第1のリフロー装置M8と第2のリフロー装置M13のはんだリフロー処理に基づいて、第1のリフロー装置M8と第2のリフロー装置M13に分散してはんだリフロー処理が効率良く実行されるように、基板振分け装置M12に基板Bの振り分け先を指令する。
このように、スキップ基板Bsにスキップ部品Dsを実装する第2の部品実装ラインL2の上流に並列に配設された第1の部品実装ラインL1または第3の部品実装ラインL3は、スキップ基板Bsは第2の部品実装ラインL2に搬出し、スキップ基板Bs以外の基板Bは、第2の部品実装ラインL2に並列に配設された第2のリフロー装置M13に搬出している。また、第1の部品実装ラインL1または第3の部品実装ラインL3は、スキップ基板Bs以外の基板Bを第2の部品実装ラインL2に搬入し、第2の部品実装ラインL2は搬入されたスキップ基板Bs以外の基板Bに部品Dを実装することなく、第2の部品実装ラインL2の下流に配設された第1のリフロー装置M8に搬出してもよい。
これによって、第2の部品実装ラインL2にスキップ部品Dsが実装されるスキップ基板Bsが滞留している場合でも、全ての部品D(1)〜D(3)が実装されたスキップ基板Bs以外の基板Bを第2のリフロー装置M13に搬送して、はんだリフロー処理を実行することができる。また、基板実装作業の時間がはんだリフロー処理より短い場合でも、はんだリフロー処理を第1のリフロー装置M8と第2のリフロー装置M13に分散させることで、基板Bの滞留を防止して実装基板の生産効率の低下を抑制することができる。
なお、部品実装システム100は、上記の構成に限定されることはない。例えば、第2の部品実装ラインL2の上流に並列に3つ以上の部品実装ライン(第1の部品実装ラインL1、第3の部品実装ラインL3など)を配置して、基板振分け装置M12によって、上流の部品実装ラインから第2の部品実装ラインL2に基板Bを振り分けて搬送してもよい。また、基板ストッカM4は、第2の部品実装ラインL2の上流に位置する部品実装ライン毎に備えてもよい。
また、部品実装システム100は、基板振分け装置M12を備えることなく、第1の部品実装ラインL1または第3の部品実装ラインL3から搬出される基板Bを、作業者によって基板ストッカM4または第2のリフロー装置M13に搬送するようにしてもよい。
また、第2の部品実装ラインL2において実装対象とする部品Dは、上流の部品実装ラインにおいて実装対象となっている全ての部品Dである必要はない。例えば、過去実績等からエラーが殆どないと判断された部品Dは除外してもよい。すなわち、第2の部品実装ラインL2が実装可能な部品Dの種類は、第2の部品実装ラインL2の上流に位置する部品実装ラインで実装可能な部品Dの種類より少なくてもよい。これにより、第2の部品実装ラインL2の構成を簡素化することが可能となる。
また、第2の部品実装ラインL2と並列に、上流の部品実装ラインから搬出されるスキップ基板Bs以外の基板Bを第1のリフロー装置M8に搬入させるバイパス経路を設けてもよい。これにより、第2の部品実装ラインL2にスキップ基板Bsが滞留している場合でも、スキップ基板Bs以外の基板Bを第1のリフロー装置M8において効率良くはんだリフロー処理することができる。
本発明の部品実装システムおよび部品実装方法は、部品実装エラーが発生しても実装基板の生産効率の低下を抑制することができるという効果を有し、部品を基板に実装する部品実装分野において有用である。
1,100 部品実装システム
2 通信ネットワーク(ネットワーク)
3 管理コンピュータ(管理装置)
B 基板
Bs スキップ基板
D 部品
Ds スキップ部品
L1 第1の部品実装ライン
L2 第2の部品実装ライン
L3 第3の部品実装ライン
M4 基板ストッカ
M8 リフロー装置

Claims (17)

  1. 上流から搬入された基板IDを有する基板に部品を実装して下流に搬出する複数の部品実装装置を備える第1の部品実装ラインと、複数の部品実装装置を備え前記第1の部品実装ラインの下流に配置される第2の部品実装ラインと、を備え、
    前記第1の部品実装ラインは、部品実装エラーが発生した際に、前記部品実装エラーが発生した部品の実装をスキップするとともに、前記部品の実装がスキップされたスキップ基板の前記基板IDと前記基板IDと紐づけられ前記スキップされたスキップ部品の情報を含むスキップ情報を前記第2の部品実装ラインに通知し、
    前記第2の部品実装ラインは、前記第1の部品実装ラインより前記基板IDに紐づいた前記スキップ情報を取得して、前記スキップ基板に前記スキップ部品を実装する、部品実装システム。
  2. 上流から搬入された基板IDを有する基板に部品を実装して下流に搬出する複数の部品実装装置を備える第1の部品実装ラインと、複数の部品実装装置を備え前記第1の部品実装ラインの下流に配置される第2の部品実装ラインと、前記第1の部品実装ラインと前記第2の部品実装ラインとで共有可能な記憶部と、を備え
    前記第1の部品実装ラインは、部品実装エラーが発生した際に、前記部品実装エラーが発生した部品の実装をスキップするとともに、前記部品の実装がスキップされたスキップ基板の前記基板IDと前記基板IDと紐づけられ前記スキップされたスキップ部品の情報を含むスキップ情報を前記記憶部に格納し
    前記第2の部品実装ラインは、前記記憶部より前記基板IDに紐づいた前記スキップ情報を取得して、前記スキップ基板に前記スキップ部品を実装する、部品実装システム。
  3. 前記第1の部品実装ラインと前記第2の部品実装ラインの間に配置され、複数の基板を格納することができる基板ストッカをさらに備え、
    前記基板ストッカは、
    前記第2の部品実装ラインが前記スキップ基板に前記スキップ部品を実装できない場合、搬入された前記スキップ基板を格納され
    前記第1の実装ラインにおいて部品実装エラーが発生しなかった際に、当該基板を格納されることなく前記第2の部品実装ラインに搬出される、請求項1又は2に記載の部品実装システム。
  4. 前記第2の部品実装ラインが実装可能な部品の種類は、過去実績に基づいて、前記第2の部品実装ラインの上流に位置する部品実装ラインで実装可能な部品の一部を除外された、請求項1から3のいずれかに記載の部品実装システム。
  5. 搬入された前記スキップ基板を格納した前記基板ストッカは、格納している前記スキップ基板のうち、前記第2の部品実装ラインが前記スキップ部品を実装できる前記スキップ基板を下流に搬出する、請求項3又は4に記載の部品実装システム。
  6. 前記第1の部品実装ラインと前記第2の部品実装ラインとネットワークで接続された管理装置と、
    前記第2の部品実装ラインの上流、かつ、前記第1の部品実装ラインと並列に配置され、前記管理装置と前記ネットワークで接続され、上流から搬入された基板IDを有する基板に部品を実装して下流に搬出する第3の部品実装ラインをさらに備え、
    前記第3の部品実装ラインは、部品実装エラーが発生した際に、前記部品実装エラーが発生した部品の実装をスキップするとともに、前記スキップ情報を前記管理装置に通知する、請求項1からのいずれかに記載の部品実装システム。
  7. 前記第2の部品実装ラインの下流にリフロー装置をさらに備え、
    前記第2の部品実装ラインは、搬入された前記スキップ基板以外の基板には、部品を実装することなく前記リフロー装置に搬出する、請求項1からのいずれかに記載の部品実装システム。
  8. 前記管理装置は、報知部を有し、
    前記管理装置が前記スキップ情報を受信した際に前記第2の部品実装ラインが前記スキップ部品を実装できない場合、前記報知部はその旨を報知する、請求項6又は7に記載の部品実装システム。
  9. 一端が前記第2の部品実装ラインに接続され、他端が前記第1の部品実装ラインまたは前記第3の部品実装ラインに接続される搬送コンベアを備え、
    前記搬送コンベアは、搬入された基板が前記スキップ基板である場合に、前記一端を前記第2の部品実装ラインに接続される、請求項6から8のいずれかに記載の部品実装システム。
  10. 上流から搬入された基板IDを有する基板に部品を実装して下流に搬出する複数の部品実装装置を備える第1の部品実装ラインと、複数の部品実装装置を備え前記第1の部品実装ラインの下流に配置される第2の部品実装ラインと、前記第1の部品実装ラインと前記第2の部品実装ラインとで共有可能な記憶部と、を備えた部品実装システムにおいて前記基板に前記部品を実装する部品実装方法であって、
    前記第1の部品実装ラインにおいて部品実装エラーが発生すると、前記第1の部品実装ラインは、前記部品実装エラーが発生した部品の実装をスキップするとともに、前記部品の実装がスキップされたスキップ基板の前記基板IDと前記基板IDと紐づけられ前記スキップされたスキップ部品の情報を含むスキップ情報を前記記憶部に格納し
    前記第2の部品実装ラインは、前記記憶部より前記基板IDに紐づいた前記スキップ情報を取得して、前記スキップ基板に前記スキップ部品を実装する、部品実装方法。
  11. 前記部品実装システムは、前記第1の部品実装ラインと前記第2の部品実装ラインの間に配置され、複数の基板を格納することができる基板ストッカをさらに備え、
    前記基板ストッカは、
    前記第2の部品実装ラインが前記スキップ基板に前記スキップ部品を実装できない場合、搬入された前記スキップ基板を格納され、
    前記第1の実装ラインにおいて部品実装エラーが発生しなかった際に、当該基板を格納されることなく前記第2の部品実装ラインに搬出される、請求項10に記載の部品実装方法。
  12. 前記第2の部品実装ラインが実装可能な部品の種類は、過去実績に基づいて、前記第2の部品実装ラインの上流に位置する部品実装ラインで実装可能な部品の一部を除外された、請求項10又は11に記載の部品実装方法。
  13. 前記第2の部品実装ラインが前記スキップ基板に前記スキップ部品を実装できるようになると、搬入された前記スキップ基板を格納した前記基板ストッカは、収納している前記スキップ基板のうち、前記第2の部品実装ラインが前記スキップ部品を実装できる前記スキップ基板を下流に搬出する、請求項11又は12に記載の部品実装方法。
  14. 前記部品実装システムは、
    前記第1の部品実装ラインと前記第2の部品実装ラインとネットワークで接続された管理装置と、
    前記第2の部品実装ラインの上流、かつ、前記第1の部品実装ラインと並列に配置され、前記管理装置と前記ネットワークで接続され、上流から搬入された基板IDを有する基板に部品を実装して下流に搬出する第3の部品実装ラインをさらに備え、
    前記第3の部品実装ラインは、部品実装エラーが発生した際に、前記部品実装エラーが発生した部品の実装をスキップするとともに、前記スキップ情報を前記管理装置に通知する、請求項10から13のいずれかに記載の部品実装方法。
  15. 前記部品実装システムは、前記第2の部品実装ラインの下流にリフロー装置をさらに備え、
    前記第2の部品実装ラインは、搬入された前記スキップ基板以外の基板には、部品を実装することなく前記リフロー装置に搬出する、請求項10から14のいずれかに記載の部品実装方法。
  16. 前記管理装置は、報知部を有し、
    前記管理装置が前記スキップ情報を受信した際に前記第2の部品実装ラインが前記スキップ部品を実装できない場合、前記報知部はその旨を報知する、請求項14または15に記載の部品実装方法。
  17. 前記部品実装システムは、一端が前記第2の部品実装ラインに接続され、他端が前記第1の部品実装ラインまたは前記第3の部品実装ラインに接続される搬送コンベアを備え、
    前記搬送コンベアは、搬入された基板が前記スキップ基板である場合に、前記一端を前記第2の部品実装ラインに接続される、請求項14から16のいずれかに記載の部品実装方法。
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