JP6760790B2 - 表面実装機 - Google Patents

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Description

本明細書で開示される技術は、表面実装機に関する。
従来、部品供給装置から供給される部品を基板に実装する実装部を備える表面実装機において、自己診断やメンテナンスなどの目的で実装部の非稼働時間にタスクを実行するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
具体的には、特許文献1に記載の多連結モジュール型表面実装装置は部品実装モジュールの待機時間にノズル検査処理を行うものであり、装置の稼働率を向上させるために、部品実装モジュールの待機時間とノズル検査処理に必要な処理時間とを大小比較し、待機時間が処理時間より長い場合にノズル検査処理を行っている。
特開2008−153292号公報
しかしながら、上述した特許文献1に記載の多連結モジュール型表面実装装置によると、待機時間が処理時間より短い場合はノズル検査処理が行われないので、処理時間より長い待機時間が発生するまで待たなければならず、ノズル検査処理が実行されるタイミングが遅くなってしまう虞がある。
本明細書では、表面実装機の稼働率の低下を抑制しつつ、タスクが実行されるタイミングが遅くなってしまうことを抑制する技術を開示する。
本明細書で開示する表面実装機は、部品供給装置から供給される部品を基板に実装する実装部と、前記実装部が稼働不能な非稼働時間に複数のタスクを実行する制御部と、を備え、前記制御部は前記複数のタスクのうち前記非稼働時間内に実行できる分の前記タスクを実行し、残りの前記タスクを次回以降の前記非稼働時間に実行する。
上記の表面実装機によると、複数のタスクの実行に要する時間よりも非稼働時間が短い場合はこの非稼働時間内に実行できる分のタスクを実行するので、複数のタスクを全て実行できる非稼働時間が発生するのを待ってそれら複数のタスクを実行する場合に比べ、表面実装機の稼働率の低下を抑制しつつ、タスクが実行されるタイミングが遅くなってしまうことを抑制することができる。
また、前記制御部は前記複数のタスクを順に実行するものであり、一つの前記タスクの実行が完了する毎に前記実装部が稼働可能か否かを判断し、稼働不能な場合は次の前記タスクを実行し、稼働可能な場合は残りの前記タスクを次回以降の前記非稼働時間に実行してもよい。
上記の表面実装機によると、非稼働時間内に実行できる分のタスクを実行することができる。
また、前記制御部は前記非稼働時間の推定される長さである推定非稼働時間を取得し、未実行の前記タスクのうち前記推定非稼働時間内に実行が完了すると見込まれる分の前記タスクを実行してもよい。
上記の表面実装機によると、非稼働時間内に実行できる分のタスクを実行することができる。また、上記の表面実装機によると、タスクが途中で終了してしまうことを極力回避することができる。
また、前記制御部は、前記推定非稼働時間内に実行が完了すると見込まれる分の前記タスクの実行が完了する前に前記実装部が稼働可能になった場合は前記タスクの実行を途中で終了してもよい。
上記の表面実装機によると、表面実装機の稼働率の低下をより確実に抑制することができる。
また、前記実装部は複数の実装ヘッドを有し、前記制御部は前記実装ヘッド毎に前記非稼働時間に実行する前記タスクの設定を受け付ける設定受付処理を実行してもよい。
実装ヘッドによっては特定のタスクの実行が不要な場合もあり得る。上記の表面実装機によると、各実装ヘッドにその実装ヘッドで不要なタスクを設定しないことにより、当該不要なタスクを実行することによって他の必要なタスクが実行されるタイミングが遅くなってしまうことを抑制することができる。
また、前記複数のタスクには優先順位が設定されており、前記制御部は優先順位が高い前記タスクから先に実行してもよい。
上記の表面実装機によると、重要性が高いタスクを相対的に重要性が低いタスクより早いタイミングで実行することができる。
また、本明細書で開示する表面実装機は、部品供給装置から供給される部品を複数の実装ヘッドを用いて基板に実装する実装部と、前記実装部が稼働不能な非稼働時間に前記実装ヘッド毎に順にタスクを実行する制御部と、を備え、前記制御部は前記非稼働時間内に前記タスクを実行できる分の前記実装ヘッドについて前記タスクを実行し、残りの前記実装ヘッドについては次回以降の前記非稼働時間に前記タスクを実行する。
上記の表面実装機によると、実装ヘッド毎にタスクを実行する場合に、全ての実装ヘッドにタスクを実行するのに要する時間よりも非稼働時間が短い場合は当該非稼働時間内にタスクを実行できる分の実装ヘッドについてタスクを実行するので、複数の実装ヘッド全てにタスクを実行できる非稼働時間が発生するのを待ってそれら複数の実装ヘッドにタスクを実行する場合に比べ、表面実装機の稼働率の低下を抑制しつつ、タスクが実行されるタイミングが遅くなってしまうことを抑制することができる。
また、前記制御部は一つの前記実装ヘッドについての前記タスクの実行が完了する毎に前記実装部が稼働可能か否かを判断し、稼働不能な場合は次の前記実装ヘッドについて前記タスクを実行し、稼働可能な場合は残りの前記実装ヘッドについて次回以降の前記非稼働時間に前記タスクを実行してもよい。
上記の表面実装機によると、非稼働時間内にタスクを実行できる分の実装ヘッドについてタスクを実行することができる。
また、前記制御部は前記非稼働時間の推定される長さである推定非稼働時間を取得し、前記タスクが実行されていない前記実装ヘッドのうち前記推定非稼働時間内に実行が完了すると見込まれる分の前記実装ヘッドについて前記タスクを実行してもよい。
上記の表面実装機によると、非稼働時間内にタスクを実行できる分の実装ヘッドについてタスクを実行することができる。
本明細書で開示される技術によれば、表面実装機の稼働率の低下を抑制しつつ、タスクが実行されるタイミングが遅くなってしまうことを抑制することができる。
実施形態1に係る表面実装システムを上側から見た模式図 実装部の上面図 実装部を前側から見た側面図 ヘッドユニットを左側から見た側面図 表面実装機の電気的構成を示すブロック図 スケジュールタスクの実行処理のフローチャート ノズルシャフトブロータスクのフローチャート 実施形態2に係るスケジュールタスクの実行処理のフローチャート
<実施形態1>
図1から図8を参照して実施形態1を説明する。以降の説明では図1に示す左右方向をX軸方向、前後方向をY軸方向、紙面に垂直な方向(上下方向)をZ軸方向という。また、以降の説明では図1に示す右側を上流側、左側を下流側という。また、以降の説明では同一の構成要素には一部を除いて図面の符号を省略している場合がある。
(1)表面実装システム
先ず、図1を参照して、表面実装システム1について説明する。表面実装システム1は直列に配列された3台の表面実装機2(2A、2B、2C)、各表面実装機2に部品E(図2参照)を供給する複数の部品供給装置13及び14(図2参照)、各表面実装機2に通信ケーブルを介して接続されている管理装置3などを備えており、上流側の表面実装機2Aから下流側の表面実装機2Cの順にプリント基板P(基板の一例)を搬送し、各表面実装機2が分担してプリント基板Pに部品Eを実装するものである。
(1−1)表面実装機の構成
表面実装機2は図2に示す実装部10及び図5に示す制御部40を備えている。図2に示すように、実装部10は基台11、搬送コンベア12、図示しないバックアップ機構、ヘッド搬送部15、ヘッドユニット16、基板撮像部17、部品撮像部18、ノズルステーション19などを備えている。
基台11は平面視長方形状をなすとともに上面が平坦とされている。図2において一点鎖線で示す矩形枠Bは部品Eが実装されるときにプリント基板Pが位置する作業位置を示している。
搬送コンベア12はプリント基板PをX軸方向の上流側(図2において右側)から作業位置Bに搬入し、作業位置Bで部品Eが実装されたプリント基板Pを下流側(図2において左側)に搬出するものである。搬送コンベア12はX軸方向に循環駆動する一対のコンベアベルト12A及び12Bと、コンベアベルト12A及び12Bを駆動するコンベア駆動モータ64(図5参照)とを備えている。後側のコンベアベルト12AはY軸方向に移動可能に配置されており、作業者はコンベアベルト12AをY軸方向に移動させることによって二つのコンベアベルト12A,12Bの間隔をプリント基板Pのサイズに応じて調整することができる。
図示しないバックアップ機構は作業位置Bの下方に配置されており、作業位置Bで停止したプリント基板Pを複数のバックアップピンによって下から支持する。
ヘッド搬送部15はY軸方向に平行に延びる一対のY軸ガイドレール25、Y軸方向に延伸するY軸ボールねじ26、Y軸ボールねじ26に螺合しているY軸ボールナット(不図示)、Y軸ボールねじ26を軸周りに回転させるY軸サーボモータ61、ヘッドユニット16をX軸方向に往復移動可能に支持しているビーム28、X軸方向に延伸するX軸ボールねじ29、X軸ボールねじ29に螺合しているX軸ボールナット(不図示)、X軸ボールねじ29を軸周りに回転させるX軸サーボモータ60などを備えている。
ビーム28はX軸方向に延伸しており、X軸方向の両端部が一対のY軸ガイドレール25に摺動可能に支持されている。Y軸ボールナット(不図示)はY軸ボールねじ26に螺合していると共にビーム28に固定されており、Y軸ボールねじ26が軸周りに回転するとY軸ボールナットがY軸ボールねじ26に沿って進退することによってビーム28がY軸方向に移動する。
X軸ボールねじ29及びX軸サーボモータ60はビーム28に支持されており、ビーム28と共にY軸方向に移動する。X軸ボールナット(不図示)はX軸ボールねじ29に螺合していると共にヘッドユニット16に固定されており、X軸ボールねじ29が軸周りに回転するとX軸ボールナットがX軸ボールねじ29に沿って進退することによってヘッドユニット16がX軸方向に移動する。
ヘッドユニット16には複数(ここでは5個)の実装ヘッド30がX軸方向に並んで配列されている。各実装ヘッド30にはそれぞれ吸着ノズル31(図3参照)が着脱可能に取り付けられている。また、実装ヘッド30は上下方向に移動可能に、且つ、軸周りに回転可能にヘッドユニット16に支持されている。そして、ヘッドユニット16には各実装ヘッド30を個別に昇降させる複数のZ軸サーボモータ62(図5参照)、及び、各実装ヘッド30を一斉に軸周りに回転させるR軸サーボモータ63(図5参照)が設けられている。
吸着ノズル31には実装ヘッド30を介して外部の空気供給装置から負圧及び正圧が供給される。吸着ノズル31は負圧が供給されることによって部品Eを吸着(保持の一例)し、正圧が供給されることによってその部品Eを開放する。本実施形態ではサイズの違いなどによって吸着ノズル31に複数の種類があり、各実装ヘッド30にはその実装ヘッド30を用いて実装される部品Eに応じた種類の吸着ノズル31が取り付けられている。
図2に示す基板撮像部17は撮像面を下に向けた姿勢でヘッドユニット16に設けられている。基板撮像部17は基板に付されているマークを撮像して基板の位置を認識するためのものである。
図4に示すように、部品撮像部18もヘッドユニット16に設けられている。部品撮像部18は吸着ノズル31及びその吸着ノズル31に吸着されている部品Eを水平方向から撮像して吸着ノズル31に部品Eが吸着されているか否か、及び、本来吸着されるべき部品Eとは異なる厚みの部品Eが吸着されていないかなどをチェックするためのものである。また、部品撮像部18は後述するノズル形状チェックにも用いられる。
部品撮像部18は吸着ノズル31の前側に略45度の角度で傾斜して配置されている反射ミラー33、撮像面を下に向けた姿勢で反射ミラー33の上方に配されているカメラ34、反射ミラー33及びカメラ34を左右方向(図4において紙面垂直方向)に搬送する撮像部搬送モータ65(図5参照)などを備えており、反射ミラー33及びカメラ34を移動させながら吸着ノズル31を順に撮像する。
図2に示すノズルステーション19は複数の吸着ノズル31を格納するものであり、部品供給装置13と作業位置Bとの間にX軸方向に延びる姿勢で設けられている。ノズルステーション19は吸着ノズル31が挿入される複数の格納穴を有するベース部、シャッタ、シャッタをスライドさせるシャッタ駆動部などを有している。
前述したように吸着ノズル31には複数の種類があり、各実装ヘッド30に取り付けられている吸着ノズル31は生産するプリント基板Pの品種が切り替わるときに切り替わった後のプリント基板Pに実装する部品Eに応じた種類の吸着ノズル31に交換される。すなわち、所謂吸着ノズル31の段取りが行われる。
吸着ノズル31の段取りでは、実装ヘッド30に取り付けられている吸着ノズル31がノズルステーション19の格納穴に挿入されてシャッタが閉じられ、その状態で実装ヘッド30が上に移動することによって吸着ノズル31が取り外される。そして、別の格納穴に格納されている吸着ノズル31が実装ヘッド30に取り付けられる。
ここで、各吸着ノズル31にはノズル番号が付与されており、そのノズル番号を示すマークが吸着ノズル31の上面に張り付けられているものとする。そして、前述したようにヘッドユニット16には基板撮像部17が設けられており、表面実装機2はノズルステーション19に格納されている吸着ノズル31を基板撮像部17によって撮像することによって各吸着ノズル31のノズル番号を認識することができる。
また、本実施形態では生産が予定されているプリント基板Pの品種に基づいて管理装置3などで最適化プログラムを実行することにより、各実装ヘッド30に取り付けられる吸着ノズル31のノズル番号が事前に決定されているものとする。
次に、図5を参照して、表面実装機2の電気的構成について説明する。制御部40は演算処理部41を備えている。演算処理部41はCPU、ROM、RAMなどを備えており、モータ制御部42、記憶部43、画像処理部44、外部入出力部45、部品供給装置通信部46、管理装置通信部47、操作部48などが接続されている。
モータ制御部42は演算処理部41の制御の下でX軸サーボモータ60、Y軸サーボモータ61、Z軸サーボモータ62、R軸サーボモータ63、コンベア駆動モータ64、撮像部搬送モータ65などの各モータを回転させる。
記憶部43には部品Eを実装するための実装プログラム、各種データなどが記憶されている。各種データには生産が予定されているプリント基板Pの生産枚数や品種に関する基板情報、プリント基板Pに実装される部品Eの個数や種類等を含む部品情報、プリント基板P上の部品Eの搭載位置に関する搭載位置情報、部品供給装置13、14に保持された部品Eの数や種類に関する情報等が含まれている。
画像処理部44は基板撮像部17や部品撮像部18から出力される画像信号が取り込まれるように構成されており、出力された画像信号に基づいて画像を生成する。外部入出力部45はいわゆるインターフェースであり、表面実装機2の本体に設けられる各種センサ類49から出力される検出信号が取り込まれるように構成されている。また、外部入出力部45は演算処理部41から出力される制御信号に基づいて各種アクチュエータ類50に対する動作制御を行うように構成されている。
部品供給装置通信部46は部品供給装置13、14に接続されており、部品供給装置13、14を統括して制御する。管理装置通信部47は通信ケーブルを介して管理装置3と通信可能に接続されている。
操作部48は液晶ディスプレイなどの表示装置、キーボードやマウスなどの入力装置などを備えており、オペレータから各種の設定を受け付ける。なお、表面実装機2毎に操作部48を設けるのではなく、オペレータが表面実装システム1の管理装置3を操作してそれら各種の設定を行う構成であってもよい。
(1−2)部品供給装置の構成
次に、図2を参照して、部品供給装置13及び部品供給装置14について説明する。
部品供給装置13は所謂テープフィーダであり、搬送コンベア12の前側に配置されている。部品供給装置13には複数のフィーダ13Aが左右方向に横並び状に整列して取り付けられている。各フィーダ13Aは複数の部品Eが収容された部品テープ(不図示)が巻回されたリール(不図示)、及び、リールから部品テープを引き出す電動式の送出装置(不図示)等を備えており、搬送コンベア12側に位置する端部に設けられた部品供給位置から部品Eが一つずつ供給される。
部品供給装置14(14A,14B)は所謂トレイフィーダであり、搬送コンベア12の後側において左右方向に並んで配置されている。部品供給装置14は複数のパレット21、それら複数のパレット21が段積みされるように収容されている多段のパレット収容部24、パレット収容部24を昇降させる昇降部(不図示)、パレット21を前後方向に搬送するパレット搬送部22などを備えている。
パレット21には複数の部品Eが載せられている部品トレイ23が載置されており、パレット搬送部22によってパレット21が前側に引き出されることによって複数の部品Eが一括して供給される。パレット21の交換では前側に引き出されているパレット21が後側に搬送されてパレット収容部24の空いている段に収容され、パレット収容部24が上昇又は下降されて別の段に収容されているパレット21が前側に引き出される。
(2)表面実装機の作動
表面実装機2は、搬送コンベア12によってプリント基板Pを搬入/搬出する搬送動作と、作業位置Bに搬入されたプリント基板Pに部品Eを実装する実装動作とを交互に繰り返す。実装動作では、部品供給装置13、14によって供給される部品Eを複数の吸着ノズル31にそれぞれ吸着させる吸着動作と、各吸着ノズル31に吸着されている部品Eをプリント基板P上の搭載位置に搭載する搭載動作とが交互に繰り返される。
以降の説明では表面実装機2が搬送動作と実装動作とを交互に繰り返しているときのことを稼働中というものとする。
(3)スケジュールタスク
スケジュールタスク(タスクの一例)は自己診断やメンテナンスなどの目的で実行されるタスクであって、指定されている時刻に達したとき、一定時間間隔、プリント基板Pの品種が切り替わるときなどの予め設定されている実行開始条件が成立したときに実行されるタスクである。ここではスケジュールタスクとしてノズルシャフトブロータスク、真空圧チェックタスク、及び、ノズル形状チェックタスクを例に説明する。
ノズルシャフトブロータスクは実装ヘッド30及び吸着ノズル31に正圧を供給して空気流路内のゴミなどを噴き飛ばすノズルシャフトブローを実施するタスクである。例えばある実装ヘッド30にノズル番号1番、3番、8番の3つの吸着ノズル31が取り付けられるとすると、当該実装ヘッド30にはそれら3つの吸着ノズル31が順に取り付けられて合計3回ノズルシャフトブローが実施される。
真空圧チェックタスクは吸着ノズル31が詰まっていないかチェックするタスクである。真空圧チェックでは実装ヘッド30に取り付けられている全ての吸着ノズル31に一斉に負圧を供給して空気を吸い込ませ、各吸着ノズル31によって吸い込まれた空気の圧力をそれぞれ基準値と比較することによって詰まっているか否かが判断される。
理解を容易にするため、本実施形態では各実装ヘッド30に現在取り付けられている吸着ノズル31についてのみ真空圧チェックを実施するものとする。なお、真空圧チェックの対象とする吸着ノズル31は適宜に決定することができる。例えばノズルステーション19に格納されている吸着ノズル31を含めて全ての吸着ノズル31について真空圧チェックを実行してもよい。あるいは、生産が予定されているプリント基板Pの実装に用いられる吸着ノズル31については全て真空圧チェックを実施する一方、実装に用いられない吸着ノズル31については真空圧チェックを実施しないようにしてもよい。
ノズル形状チェックタスクは吸着ノズル31の形状をチェックするノズル形状チェックを実施するタスクである。ノズル形状チェックでは実装ヘッド30に取り付けられている吸着ノズル31を部品撮像部18によって一本ずつ順に撮像し、撮像した画像が表す形状を正常な形状と比較することによって形状がチェックされる。例えば吸着ノズル31の先端が欠けていた場合は撮像された画像が表す形状が正常な形状と一致しないので、形状に異常があると判断される。
理解を容易にするため、本実施形態では各実装ヘッド30に現在取り付けられている吸着ノズル31についてのみノズル形状チェックを実施するものとする。なお、ノズル形状チェックの対象とする吸着ノズル31は適宜に決定することができる。例えばノズルステーション19に格納されている吸着ノズル31を含めて全ての吸着ノズル31についてノズル形状チェックを実施してもよい。あるいは、生産が予定されているプリント基板Pの実装に用いられる吸着ノズル31については全てノズル形状チェックを実施する一方、実装に用いられない吸着ノズル31についてはノズル形状チェックを実施しないようにしてもよい。
(4)オペレータによるスケジュールタスクの設定
前述した複数のスケジュールタスクの優先順位は必ずしも全ての表面実装機2で同じであるとは限らない。そのため、オペレータは操作部48を操作してスケジュールタスクの優先順位を設定することができる。本実施形態ではノズルシャフトブロータスク、真空圧チェックタスク、及び、ノズル形状チェックタスクの順に高い優先順位が設定されており、この順でスケジュールタスクが実行されるものとする。
また、前述した複数のスケジュールタスクの重要度は必ずしも全ての実装ヘッド30で同じであるとは限らず、実装ヘッド30によっては実行されなくてもよいスケジュールタスクがある場合もある。このため、例えばヘッド番号1番の実装ヘッド30については前述した3つのスケジュールタスクを全て実行し、ヘッド番号2番の実装ヘッド30についてはノズルシャフトブロータスク及び真空圧チェックタスクの2つだけを実行するといったように、オペレータは操作部48を操作して実装ヘッド30毎にスケジュールタスクを設定することができる。いずれの実装ヘッド30もオペレータによって設定されなかったスケジュールタスクは実行されない。制御部40がオペレータからスケジュールタスクの設定を受け付ける処理は設定受付処理の一例である。
(5)制御部によるスケジュールタスクの実行処理
前述したようにスケジュールタスクは実行開始条件が成立すると実行されるが、実行開始条件が成立したときに直ちにスケジュールタスクを実行してしまうと実装部10が稼働中の場合に稼働が中断されてしまい、稼働率が低下してしまう。そこで、制御部40は、実行開始条件が成立した後、実装部10が稼働不能な非稼働時間にスケジュールタスクを実行する。非稼働時間は、例えば2番目の表面実装機2Bを例に説明すると以下のような場合に発生する。
(a)1番目の表面実装機2Aの方が2番目の表面実装機2Bより実装に要する時間が長い、1番目の表面実装機2Aで非稼働時間が発生したなどの理由によって1番目の表面実装機2Aからプリント基板Pが搬出されず、それにより2番目の表面実装機2Bで基板搬入待ちが生じた場合。なお、1番目の表面実装機2Aで非稼働時間が発生する場合とは、1番目の表面実装機2Aで部品テープや部品トレイ23が交換される場合や、何らかのトラブルが発生した場合などである。
(b)2番目の表面実装機2Bで部品テープや部品トレイ23が交換される、あるいは何らかのトラブルが生じた場合。
(c)3番目の表面実装機2Cの方が2番目の表面実装機2Bより実装に要する時間が長い、3番目の表面実装機2Cで非稼働時間が発生したなどの理由によって3番目の表面実装機2Cにプリント基板Pを搬出することができず、それにより2番目の表面実装機2Bで基板搬出待ちが生じた場合。なお、3番目の表面実装機2Cで非稼働時間が発生する場合とは、3番目の表面実装機2Cで部品テープや部品トレイ23が交換される場合や、何らかのトラブルが発生した場合などである。
なお、これらは非稼働時間が発生する場合の一例であり、上述した場合以外に非稼働時間が発生することもあり得る。また、特定の理由で生じた非稼働時間についてはスケジュールタスクを実行しないようにしてもよい。例えば1番目の表面実装機2Aの方が2番目の表面実装機2Bより実装に要する時間が長いことによって表面実装機2Bで非稼働時間が発生した場合はスケジュールタスクを実行しないようにしてもよい。
ところで、非稼働時間にスケジュールタスクの実行を開始した場合、全てのスケジュールタスクの実行が完了する前に実装部10が稼働可能になる場合もある。その場合、スケジュールタスクの完了を待って実装部10の稼働を開始すると稼働率が低下してしまう。そこで、制御部40は、スケジュールタスクが完了する前に実装部10が稼働可能になった場合はスケジュールタスクを途中で終了し(言い換えるとスケジュールタスクを中断し)、次回以降の非稼働時間に残りのスケジュールタスクを実行する。
以下、図6を参照して、制御部40によるスケジュールタスクの実行処理についてより具体的に説明する。本処理は非稼働時間が発生すると開始される。ここで、以下の説明ではいずれの実装ヘッド30も前述した3つのスケジュールタスクが全て設定されているものとして説明するが、前述したようにいずれの実装ヘッド30もオペレータによって設定されなかったスケジュールタスクは実行されないものとする。
S101では、制御部40はノズルシャフトブロータスクが未実行であるか否かを判断する。具体的には、制御部40は最後にスケジュールタスクの実行開始条件が成立した後に一度もノズルシャフトブロータスクを実行していなければ未実行であると判断する。例えば最後にスケジュールタスクの実行開始条件が成立した後に非稼働時間が2回発生しており、今回が2回目の非稼働時間である場合もある。その場合、前回の非稼働時間にノズルシャフトブロータスクが実行されていれば実行済みであると判断される。制御部40は、ノズルシャフトブロータスクが未実行である場合はS102に進み、実行済みの場合はS104に進む。
ここで、詳しくは後述するが、制御部40はノズルシャフトブロータスクの途中で実装部10が稼働可能になった場合にはノズルシャフトブロータスクを途中で終了する。ノズルシャフトブロータスクが途中で終了した場合は、次回の非稼働時間にS101が実行されたとき、途中までは実行されているものの、ノズルシャフトブロータスクは未実行であると判断されるものとする。
S102では、制御部40はノズルシャフトブロータスクを実行する。ノズルシャフトブロータスクについての説明は後述する。
S103では、制御部40は表面実装機2が稼働可能であるか否かを判断する。例えば1番目の表面実装機2が稼働を停止したことによって2番目の表面実装機2に非稼働時間が発生していた場合、1番目の表面実装機2が稼働可能になると2番目の表面実装機2も稼働可能になる。制御部40は稼働不能な場合はS104に進み、稼働可能な場合は本処理を終了する。
S104では、制御部40は真空圧チェックタスクが未実行であるか否かを判断し、未実行である場合はS105に進み、実行済みの場合はS107に進む。
S105では、制御部40は真空圧チェックタスクを実行する。前述したように真空圧チェックは各実装ヘッド30に現在取り付けられている吸着ノズル31に一斉に実施される。このため、本実施形態では真空圧チェックタスクの実行中に実装部10が稼働可能になっても真空圧チェックタスクは最後まで実行されるものとする。
S106では、制御部40は表面実装機2が稼働可能であるか否かを判断し、稼働不能な場合はS107に進み、稼働可能な場合は本処理を終了する。
S107では、制御部40はノズル形状チェックタスクが未実行であるか否かを判断し、未実行である場合はS108に進み、実行済みの場合は本処理を終了する。
S108では、制御部40はノズル形状チェックタスクを実行する。前述したようにノズル形状チェックタスクでは実装ヘッド30に取り付けられている吸着ノズル31を1本ずつ撮像して形状のチェックが行われる。
ノズル形状チェックタスクでは、1つの吸着ノズル31の撮像が完了した後、次の吸着ノズル31を撮像する前に実装部10が稼働可能になる場合もある。そのため、制御部40は1本の吸着ノズル31についてノズル形状チェックを実施する毎に表面実装機2が稼働可能であるか否かを判断し、稼働可能な場合はノズル形状チェックタスク及び本処理を終了する。すなわち、実装部10が稼働可能な場合はノズル形状チェックタスクだけでなくスケジュールタスクの実行処理も途中で終了される。そして、残りの吸着ノズル31については次回以降の非稼働時間にノズル形状チェックが実施される。
ここで、本実施形態では表面実装機2がヘッドユニット16とヘッド搬送部15とを一組だけ備えているが、表面実装機2の機種によってはヘッドユニット16とヘッド搬送部15とを複数組備えており、それら複数組のヘッドユニット16とヘッド搬送部15とを用いてプリント基板Pに部品Eを実装する場合がある。その場合は複数のヘッドユニット16について上述したスケジュールタスクの実行処理を並行して実行してもよい。
ただし、複数のヘッドユニット16に対してノズルステーション19が共通に設けられていることもある。その場合は複数のヘッドユニット16についてスケジュールタスクの実行処理を並行して実行するとノズルステーション19へのアクセスが競合してしまう可能性があるので、ヘッドユニット16毎に順にスケジュールタスクの実行処理を実行してもよい。
(5−1)ノズルシャフトブロータスク
次に、図7を参照して、前述したS102で実行されるノズルシャフトブロータスクについて説明する。
S201では、制御部40は実装ヘッド30の番号を表す変数であるヘッド番号xに初期値として1を設定する。
S202では、制御部40はヘッド番号xの実装ヘッド30はノズルシャフトブローが未実施であるか否かを判断する。詳しくは後述するが、ノズルシャフトブロータスクは途中で実装部10が稼働可能になると終了される。このため前回の非稼働時間に途中までノズルシャフトブロータスクが実行されたことにより、一部の実装ヘッド30はノズルシャフトブローを実施済みである場合もある。このため制御部40はノズルシャフトブローが未実施であるか否かを判断する。
ここで、詳しくは後述するが、ヘッド番号xの実装ヘッド30に取り付けられるノズル番号nの吸着ノズル31にノズルシャフトブローを実施した場合は後述するS207で記憶部43にヘッド番号xとノズル番号nとが対応付けられて記憶される。このため、制御部40はヘッド番号xに取り付けられる全ての吸着ノズル31のノズル番号が記憶部43に記憶されていれば、ヘッド番号xの実装ヘッド30はノズルシャフトブローが実施済みであると判断することができる。
制御部40は、ヘッド番号xの実装ヘッド30はノズルシャフトブローが未実施である場合はS203に進み、実施済みの場合はS210に進む。
S203では、制御部40はヘッド番号xの実装ヘッド30に取り付けられる吸着ノズル31の中からまだ選択していない吸着ノズル31を一つ選択する。例えばヘッド番号xの実装ヘッド30に取り付けられる吸着ノズル31のノズル番号が1番、3番、8番であり、いずれのノズル番号もまだ選択されていないとする。この場合、ノズル番号が小さい吸着ノズル31から先に選択するとした場合、今回のS203の実行では1番が選択され、次回S203が実行されたときに3番が選択され、その後にS203が実行されたときに8番が選択されることになる。ここでは選択した吸着ノズル31のノズル番号をnとする。
S204では、制御部40は、ノズル番号nの吸着ノズル31はノズルシャフトブローが未実施であるか否かを判断し、ノズルシャフトブローが未実施である場合はS205に進み、実施済みの場合はS208に進む。
S205では、制御部40はヘッド番号xの実装ヘッド30に、ノズルステーション19に格納されているノズル番号nの吸着ノズル31を取り付ける。なお、ヘッド番号xの実装ヘッド30に既にノズル番号nの吸着ノズル31が取り付けられている場合は本ステップがスキップされる。
S206では、制御部40はヘッド番号xの実装ヘッド30及びその実装ヘッド30に取り付けられている吸着ノズル31にノズルシャフトブローを実施する。
S207では、制御部40はヘッド番号Xとノズル番号nとを対応付けて記憶部43に記憶する。
S208では、制御部40は実装部10が稼働可能であるか否かを判断する。すなわち、制御部40は一つの吸着ノズル31にノズルシャフトブローを実施する毎(ひいては一つの実装ヘッド30にノズルシャフトブローを実施する毎)に実装部10が稼働可能か否かを判断する。制御部40は稼働不能な場合はS209に進み、稼働可能な場合はノズルシャフトブロータスク及びスケジュールタスクの実行処理が途中のときでも、ノズルシャフトブロータスク及びスケジュールタスクの実行処理を終了する。すなわち実装部10が稼働可能な場合はノズルシャフトブロータスクだけでなくスケジュールタスクの実行処理も終了する。
S209では、制御部40はヘッド番号xの実装ヘッド30に取り付けられる全ての吸着ノズル31を選択したか否かを判断し、選択した場合はS210に進み、まだ選択していない吸着ノズル31がある場合はS203に戻って処理を繰り返す。
S210では、制御部40はヘッド番号xに1を加算する。
S211では、制御部40は全ての実装ヘッド30についてノズルシャフトブローが終了したか否かを判断し、終了していない場合はS202に戻って処理を繰り返し、終了している場合はスケジュールタスクの実行処理に戻る。
なお、ノズルシャフトブロータスクの流れは上述した流れに限定されるものではない。例えば上述したノズルシャフトブロータスクでは一つの実装ヘッド30に吸着ノズル31を取り付ける毎にノズルシャフトブローを実施しているが、各実装ヘッド30にそれぞれ吸着ノズル31を取り付けた後に、それら複数の吸着ノズル31に一斉にノズルシャフトブローを実施してもよい。その場合、ある実装ヘッド30に吸着ノズル31を取り付けた後、別の実装ヘッド30に吸着ノズル31を取り付ける前に実装部10が稼働可能になることもある。このため、一つの実装ヘッド30に吸着ノズル31を取り付ける毎に実装部10が稼働可能か否か判断してもよい。
(6)実施形態の効果
以上説明した実施形態1に係る表面実装機2によると、複数のスケジュールタスクの実行に要する時間よりも非稼働時間が短い場合はこの非稼働時間内に実行できる分のスケジュールタスクを実行するので、複数のスケジュールタスクを全て実行できる非稼働時間が発生するのを待ってそれら複数のスケジュールタスクを実行する場合に比べ、表面実装機2の稼働率の低下を抑制しつつ、スケジュールタスクが実行されるタイミングが遅くなってしまうことを抑制することができる。
更に、表面実装機2によると、制御部40は複数のスケジュールタスクを順に実行するものであり、一つのスケジュールタスクの実行が完了する毎に実装部10が稼働可能か否かを判断し、稼働不能な場合は次のスケジュールタスクを実行し、稼働可能な場合は残りのスケジュールタスクを次回以降の非稼働時間に実行するので、非稼働時間内に実行できる分のスケジュールタスクを実行することができる。
更に、表面実装機2によると、実行するスケジュールタスクの設定を実装ヘッド30毎に受け付ける。実装ヘッド30によっては特定のスケジュールタスクの実行が不要な場合もあり得る。表面実装機2によると、各実装ヘッド30にその実装ヘッド30で不要なスケジュールタスクを設定しないことにより、当該不要なスケジュールタスクを実行することによって他の必要なスケジュールタスクが実行されるタイミングが遅くなってしまうことを抑制することができる。
更に、表面実装機2によると、複数のスケジュールタスクには優先順位が設定されており、制御部40は優先順位が高いスケジュールタスクから先に実行するので、重要性が高いスケジュールタスクを相対的に重要性が低いスケジュールタスクより早いタイミングで実行することができる。
更に、表面実装機2によると、ノズルシャフトブロータスクやノズル形状チェックタスクのように実装ヘッド30毎にスケジュールタスクを実行する場合に、全ての実装ヘッド30にスケジュールタスクを実行するのに要する時間よりも非稼働時間が短い場合は当該非稼働時間内にスケジュールタスクを実行できる分の実装ヘッド30についてスケジュールタスクを実行するので、複数の実装ヘッド30全てにスケジュールタスクを実行できる非稼働時間が発生するのを待ってそれら複数の実装ヘッド30にスケジュールタスクを実行する場合に比べ、表面実装機2の稼働率の低下を抑制しつつ、スケジュールタスクが実行されるタイミングが遅くなってしまうことを抑制することができる。
更に、表面実装機2によると、制御部40は一つの実装ヘッド30についてのスケジュールタスクの実行が完了する毎に実装部10が稼働可能か否かを判断し、稼働不能な場合は次の実装ヘッド30についてスケジュールタスクを実行し、稼働可能な場合は残りの実装ヘッド30について次回以降の非稼働時間にスケジュールタスクを実行するので、非稼働時間内にタスクを実行できる分の実装ヘッドについてタスクを実行することができる。
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を図8によって説明する。
前述した実施形態1では非稼働時間になるとスケジュールタスクの実行を開始し、表面実装機2が稼働可能になるとスケジュールタスクを途中で終了する場合を例に説明した。これに対し、実施形態2に係る制御部40は、非稼働時間が発生するとその非稼働時間の長さを推定し、推定した非稼働時間内に実行が完了すると見込まれる分のスケジュールタスクを実行する。
図8を参照して、実施形態2に係るスケジュールタスクの実行処理について説明する。ここでは実施形態1と実質的に同一の処理には同一の符号を付して説明を省略する。
S301では、制御部40は非稼働時間の長さを推定する。具体的には、制御部40は管理装置3から非稼働時間の推定される長さである推定非稼働時間を取得することによって非稼働時間の長さを推定する。例えば表面実装機2Bの場合、表面実装機2B自身が部品テープや部品トレイ23の交換のために停止し、それにより非稼働時間が生じたとする。前述した管理装置3はシステム全体の時間管理も行っており、表面実装機2Bの過去の交換時間を記憶している。このため、表面実装機2Bの制御部40は管理装置3から過去の交換時間を取得してその平均値を求め、求めた平均値を推定非稼働時間とする。これにより推定非稼働時間が取得される。なお、予め過去の交換時間の平均値が求められて管理装置3に記憶されており、制御部40は管理装置3からその平均値を推定非稼働時間として取得してもよい。
あるいは、例えば表面実装機2Bで基板搬入待ちのための非稼働時間や基板搬出待ちのための非稼働時間が生じたとする。管理装置3は表面実装機2Bの過去の基板搬入待ち時間や基板搬出待ち時間を記憶しており、表面実装機2Bの制御部40は管理装置3から過去の基板搬入待ち時間あるいは基板搬出待ち時間を取得してその平均値を求め、求めた平均値を推定非稼働時間とする。これにより推定非稼働時間が取得される。なお、予め過去の基板搬入待ち時間や基板搬出待ち時間の平均値が求められて管理装置3に記憶されており、制御部40は管理装置3からその平均値を推定非稼働時間として取得してもよい。
なお、各表面実装機2は過去の非稼働時間をその非稼働時間が発生した理由とともに自身の記憶部43に記憶しておき、記憶部43から過去の非稼働時間を読み出して平均化することによって推定非稼働時間を取得してもよい。また、予め非稼働時間を測定して管理装置3や各表面実装機2の記憶部43に記憶しておき、その非稼働時間を推定非稼働時間として読み出すことによって推定非稼働時間を取得してもよい。
ただし、推定非稼働時間を取得することが困難な場合もある。例えば何らかのトラブルが発生したような場合である。推定非稼働時間を取得することが困難な場合は実施形態1と同様に表面実装機2が稼働可能になるまでスケジュールタスクを実行するようにしてもよい。
S302では、制御部40は各スケジュールタスクの実行時間を推定する。具体的には例えば、記憶部43には過去に各スケジュールタスクを実行したときの実行時間が記憶されており、制御部40はスケジュールタスク毎に過去の平均的な実行時間を記憶部43から読み出すことによって実行時間を推定することができる。また、制御部40は、ノズルシャフトブロータスク及びノズル形状チェックタスクについては一つの実装ヘッド30当たりの実行時間も推定する。
S303では、制御部40は推定非稼働時間とノズルシャフトブロータスクの推定した実行時間(以下「推定実行時間」という)とを比較してノズルシャフトブロータスクを推定非稼働時間内に実行可能であるか否かを判断し、実行可能な場合、すなわち全ての実装ヘッド30についてノズルシャフトブローを実施可能な場合はS102に進む。
一方、実行不能な場合は、制御部40は推定非稼働時間内にノズルシャフトブローを実施可能な実装ヘッド30の数を一つの実装ヘッド30当たりの実行時間から判断し、少なくとも一つの実装ヘッド30についてノズルシャフトブローを実施できる場合はS102に進み、一つの実装ヘッド30についても実施できない場合は本処理を終了する。少なくとも一つの実装ヘッド30についてノズルシャフトブローを実施できる場合は、S102において、推定非稼働時間内に実施可能な数の実装ヘッド30についてのみノズルシャフトブローが実施され、残りの実装ヘッド30については次回以降の非稼働時間にノズルシャフトブローが実施される。
S304では、制御部40は推定非稼働時間の残り時間(推定非稼働時間からS102に要した時間を減じた時間)と真空圧チェックタスクの推定実行時間とを比較して真空圧チェックタスクを推定非稼働時間の残り時間内に実行可能であるか否かを判断し、実行可能な場合はS105に進み、実行不能な場合は本処理を終了する。ここで、上述したS102に要した時間は、例えば制御部40に設けられたタイマー(図示せず)によりカウントされた時間である。
S305では、制御部40は推定非稼働時間の残り時間(すなわち推定非稼働時間からS102及びS105に要した時間を減じた時間)とノズル形状チェックタスクの推定実行時間とを比較してノズル形状チェックタスクを推定非稼働時間の残り時間内に実行可能であるか否かを判断し、実行可能な場合、すなわち全ての実装ヘッド30についてノズル形状チェックを実施可能な場合はS108に進む。ここで、上述したS102及びS105に要した時間は、例えば制御部40に設けられたタイマー(図示せず)によりカウントされた時間である。
一方、実行不能な場合は、ノズルシャフトブロータスクの場合と同様に非稼働時間内にノズル形状チェックを実施可能な実装ヘッドの数を一つの実装ヘッド30当たりの実行時間から判断し、少なくとも一つの実装ヘッド30についてノズル形状チェックを実施できる場合はS108に進み、一つの実装ヘッド30についても実施できない場合は本処理を終了する。少なくとも一つの実装ヘッドについてノズル形状チェックを実施できる場合は、S108において、推定非稼働時間内に実施可能な数の実装ヘッド30についてのみノズル形状チェックが実施され、残りの実装ヘッド30については次回以降の非稼働時間にノズル形状チェックが実施される。
ところで、実際には推定した非稼働時間よりも早く部品テープや部品トレイ23の交換が完了するなどにより、非稼働時間に収まると見込まれる分のスケジュールタスクの実行が完了する前に表面実装機2が稼働可能になることもあり得る。前述したようにノズルシャフトブロータスクやノズル形状チェックタスクでは表面実装機2が稼働可能になったか否かを一つの実装ヘッド30毎に判断するので、当該見込まれる分のスケジュールタスクの実行が完了する前に表面実装機2が稼働可能になった場合は、当該見込まれる分のスケジュールタスクの実行が完了する前にスケジュールタスクの実行処理が終了することになる。その場合は、次回の非稼働時間にS302を実行するとき、スケジュールタスクが未実施の実装ヘッド30について実行時間を推定するものとする。
以上説明した実施形態2に係る表面実装機2によると、制御部40は推定非稼働時間を取得し、未実行のスケジュールタスクのうち推定非稼働時間内に実行が完了すると見込まれる分のスケジュールタスクを実行するので、非稼働時間内に実行できる分のタスクを実行することができる。また、表面実装機2によると、スケジュールタスクが途中で終了してしまうことを極力回避することができる。
更に、実施形態2に係る表面実装機2によると、推定非稼働時間内に実行が完了すると見込まれる分のスケジュールタスクの実行が完了する前に実装部10が稼働可能になった場合はスケジュールタスクの実行を途中で終了するので、表面実装機2の稼働率の低下をより確実に抑制することができる。
更に、実施形態2に係る表面実装機2によると、制御部40は推定非稼働時間を取得し、スケジュールタスクが実行されていない実装ヘッド30のうち推定非稼働時間内に実行が完了すると見込まれる分の実装ヘッド30についてスケジュールタスクを実行するので、非稼働時間内にスケジュールタスクを実行できる分の実装ヘッド30についてスケジュールタスクを実行することができる。
<他の実施形態>
本明細書で開示される技術は上記既述及び図面によって説明した各実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような各実施形態も技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態ではスケジュールタスクとして3つのスケジュールタスクを例に説明したが、スケジュールタスクの種類及び数はこれらに限られるものではなく、必要に応じて任意のスケジュールタスクを実行することができる。例えば、スケジュールタスクはノズル先端の汚れをチェックするノズル先端汚れチェックタスク、ノズルを洗浄するノズル洗浄タスクなどであってもよい。
(2)上記実施形態2では複数のスケジュールタスクを順に実行する場合を例に説明したが、可能であれば2以上のスケジュールタスクを並行して実行してもよい。
(3)上記実施形態では真空圧チェックタスクにおいて複数の実装ヘッド30に一斉に真空圧チェックを実施する場合を例に説明したが、ノズルシャフトブロータスクなどと同様に実装ヘッド30毎に順に真空圧チェックを実施してもよい。
(4)上記実施形態ではノズル形状チェックタスクにおいて実装ヘッド30毎に順にノズル形状チェックを実施する場合を例に説明したが、可能であれば複数の実装ヘッド30に同時にノズル形状チェックを実施してもよい。
10…実装部、30…実装ヘッド、40…制御部、E…部品、P…プリント基板(基板の一例)

Claims (4)

  1. 部品供給装置から供給される部品を基板に実装する実装部と、
    前記実装部が稼働不能な非稼働時間に複数のタスクを順に実行する制御部と、
    を備え、
    前記タスクは、予め指定されている時刻に達したとき、または、一定時間間隔で実行されるスケジュールタスクであり、
    前記制御部は、前記実装部の稼働中に前記スケジュールタスクを実行する時刻になった後、前記非稼働時間に前記複数のスケジュールタスクを順に実行するとき、一つの前記スケジュールタスクの実行が完了する毎に前記実装部が稼働可能か否かを判断し、稼働不能な場合はまだ実行していない前記スケジュールタスクの実行に戻り、稼働可能な場合は前記スケジュールタスクの実行を終了して残りの前記スケジュールタスクを次回以降の前記非稼働時間に実行する、表面実装機。
  2. 前記実装部は複数の実装ヘッドを有し、
    前記制御部は前記実装ヘッド毎に前記非稼働時間に実行する前記スケジュールタスクの設定を受け付ける設定受付処理を実行する、請求項1に記載の表面実装機。
  3. 前記複数のスケジュールタスクには優先順位が設定されており、
    前記制御部は優先順位が高い前記スケジュールタスクから先に実行する、請求項1又は請求項2に記載の表面実装機。
  4. 部品供給装置から供給される部品を複数の実装ヘッドを用いて基板に実装する実装部と、
    前記実装部が稼働不能な非稼働時間に前記実装ヘッド毎に順にタスクを実行する制御部と、
    を備え、
    前記タスクは、予め指定されている時刻に達したとき、または、一定時間間隔で実行されるスケジュールタスクであり、
    前記制御部は、前記実装部の稼働中に前記スケジュールタスクを実行する時刻になった後、前記非稼働時間に前記実装ヘッド毎に前記スケジュールタスクを順に実行するとき、一つの前記実装ヘッドについての前記スケジュールタスクの実行が完了する毎に前記実装部が稼働可能か否かを判断し、稼働不能な場合は前記スケジュールタスクが未実行の前記実装ヘッドについての前記スケジュールタスクの実行に戻り、稼働可能な場合は前記スケジュールタスクの実行を終了し、残りの前記実装ヘッドについては次回以降の前記非稼働時間に前記スケジュールタスクを実行する、表面実装機。
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