JP6774459B2

JP6774459B2 - 部品実装システム

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Inventors: 淳飯阪; 伊藤　秀俊; 秀俊伊藤
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Filing date: 2018-07-12
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Description

本発明は、フィーダの交換作業を自動化した部品実装システムに関する発明である。

例えば、特許文献１（特開２０１１−１４６５５１号公報）、特許文献２（特開２００９−１３０１６０号公報）、特許文献３（特開２００８−２４３８９０号公報）等に記載されているように、回路基板を複数の部品実装機に順番に搬送して部品実装基板を生産する部品実装システムにおいては、生産する基板種を切り替える場合に、先の基板種の生産を終了した後に、各部品実装機のフィーダセット台にセットされている複数のフィーダの中から、次の基板種の生産に使用しないフィーダを取り出して、次の基板種の生産に使用するフィーダを部品実装機のフィーダセット台にセットするフィーダ交換作業を作業者が行い、このフィーダ交換作業の終了後に次の基板種の生産を開始するようにしている。

特開２０１１−１４６５５１号公報特開２００９−１３０１６０号公報特開２００８−２４３８９０号公報

上記従来の段取り替え方法では、先の基板種の生産終了後に作業者がフィーダ交換作業を行った後に次の基板種の生産を開始するため、作業者が行うフィーダ交換作業の時間分だけ次の基板種の生産開始時期が遅れて生産性が低下するという欠点があった。

そこで、本発明者らは、フィーダ交換作業を自動化するフィーダ自動交換システムを研究開発しているが、この場合でも、先の基板種の生産終了後にフィーダ交換作業を行ってから次の基板種の生産を開始することになるため、先の基板種の生産終了後に次の基板種の生産に切り替えるまでにフィーダ交換作業の時間を取らなければならず、そのフィーダ交換作業の時間分だけ生産性が低下するという事情に変わりはない。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、先の基板種の生産から次の基板種の生産への切り替えを速やかに行うことができ、生産性を向上できる部品実装システムを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、回路基板の搬送経路に沿って配列した複数の部品実装機のフィーダセットエリアにそれぞれ複数のフィーダを交換可能にセットして、回路基板を前記複数の部品実装機に順番に搬送して各部品実装機で前記複数のフィーダから供給される部品を該回路基板に実装して部品実装基板を生産する部品実装システムにおいて、前記各部品実装機のフィーダセットエリアにセットした複数のフィーダの中から交換が必要なフィーダと交換するフィーダを待機させるフィーダストックエリアと、前記各部品実装機において生産する基板種を切り替える場合に、基板種切り替え前の生産中に当該生産の最後の回路基板の部品実装作業に必要な部品を供給し終えたフィーダの中から当該基板種切り替え後の生産に使用しないフィーダを当該部品実装機のフィーダセットエリアから取り出して前記フィーダストックエリアに回収すると共に、当該フィーダストックエリアから当該基板種切り替え後の生産に使用するフィーダを取り出して当該部品実装機のフィーダセットエリアにセットする基板種切り替え前フィーダ交換作業を当該基板種切り替え前の最後の回路基板の部品実装作業と並行して行う交換ロボットとを備え、前記交換ロボットは、前記複数の部品実装機の配列に沿って移動して各部品実装機に対して前記基板種切り替え前フィーダ交換作業を行うように構成され、前記各部品実装機において、基板種切り替え前の最後の回路基板の部品実装作業を終了した時点で、当該最後の回路基板を下流側の部品実装機に搬出すると共に、前記交換ロボットを前記下流側の部品実装機へ移動させて、前記下流側の部品実装機において、前記基板種切り替え前フィーダ交換作業を当該最後の回路基板の部品実装作業と並行して行うことを特徴とするものである。

本発明では、交換ロボットによってフィーダを自動的に交換するフィーダ自動交換システムを使用し、各部品実装機において生産する基板種を切り替える場合に、基板種切り替え前の生産中に当該生産の最後の回路基板の部品実装作業に必要な部品を供給し終えたフィーダの中から当該基板種切り替え後の生産に使用しないフィーダを当該部品実装機のフィーダセットエリアから取り出して、当該基板種切り替え後の生産に使用するフィーダを当該部品実装機のフィーダセットエリアにセットする基板種切り替え前フィーダ交換作業を当該基板種切り替え前の最後の回路基板の部品実装作業と並行して行うようにしているため、基板種切り替え前の生産（先の基板種の生産）から基板種切り替え後の生産（次の基板種の生産）への切り替えを速やかに行うことができ、生産性を向上できる。

更に、交換ロボットは、複数の部品実装機の配列に沿って移動して各部品実装機に対して基板種切り替え前フィーダ交換作業を行うように構成され、各部品実装機において、基板種切り替え前の最後の回路基板の部品実装作業を終了した時点で、当該最後の回路基板を下流側の部品実装機に搬出すると共に、交換ロボットを前記下流側の部品実装機へ移動させて、前記下流側の部品実装機において、基板種切り替え前フィーダ交換作業を当該最後の回路基板の部品実装作業と並行して行うようにしたので、部品実装システムの最上流の部品実装機から最下流の部品実装機まで、順番に下流側に１台ずつ、基板種切り替え前フィーダ交換作業を当該最後の回路基板の部品実装作業と並行して行うことができる。

図１は本発明の実施例１の部品実装システム全体を示す斜視図である。図２はフィーダ自動交換システム（交換ロボットの図示は省略）の概要を示す斜視図である。図３は交換ロボットの概要を示す斜視図である。図４は交換ロボットを斜め左側方から見た斜視図である。図５は交換ロボットのフィーダ交換動作中の状態を示す斜視図である。図６は交換ロボットを斜め右側方から見た斜視図である。図７は交換ロボットのＹ軸駆動機構を示す斜視図である。図８は交換ロボットのＸ軸駆動機構を示す斜視図である。図９はカセット式フィーダを示す斜視図である。図１０はフィーダ自動交換システムの制御系を示すブロック図である。図１１は実施例１の基板種切り替え前後のフィーダ交換作業の方法を説明する図である。図１２は実施例２の基板種切り替え前後のフィーダ交換作業の方法を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した２つの実施例１，２を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図１１に基づいて説明する。
まず、図１及び図２に基づいて部品実装システム１０の構成を説明する。

部品実装システム１０は、回路基板の搬送方向（Ｘ方向）に沿って複数の部品実装機３５を配列して構成されている。図２に示すように、各部品実装機３５には、回路基板を搬送する２本のコンベア３７と、カセット式フィーダ１１から供給される部品を吸着して回路基板に実装する吸着ノズル（図示せず）を保持する装着ヘッド３８と、装着ヘッド３８をＸＹ方向（左右前後方向）に移動させるＸＹ移動機構３９と、吸着ノズルに吸着した部品を撮像する撮像装置６３（図１０参照）等が設けられている。その他、図１０に示すように、部品実装機３５の制御装置６０には、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置６４と、フィーダ自動交換用の各プログラムや各種データ等を記憶するハードディスク、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置６５（記憶手段）と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の表示装置６６等が接続されている。表示装置６６は、部品実装機３５の前面側の上部に設置されている。

部品実装システム１０の各部品実装機３５は、上流側の部品実装機３５から搬送されてくる回路基板をコンベア３７によって所定位置まで搬送してクランプ機構（図示せず）で該回路基板をクランプして位置決めすると共に、カセット式フィーダ１１から供給される部品を、装着ヘッド３８の吸着ノズルに吸着して、その吸着位置から撮像位置へ移動させて撮像装置６３で撮像して該部品を画像認識して部品の吸着姿勢や吸着位置ずれ量を判定してから該部品をコンベア３７上の回路基板に実装して部品実装基板を生産する。

部品実装システム１０の前面側には、フィーダ自動交換システム３４が設置されている。フィーダ自動交換システム３４には、フィーダセットエリア４１とフィーダ入替エリア４２とフィーダストックエリア４３が設けられている。フィーダセットエリア４１は、コンベア３７の前方（Ｙ方向）に位置し、部品実装機３５の部品吸着位置に部品を供給する複数のカセット式フィーダ１１を並べてセットするエリアである。このフィーダセットエリア４１には、カセット式フィーダ１１側の通信・電源用のコネクタ（図示せず）と接続される通信・電源用のコネクタ（図示せず）が設けられ、双方のコネクタの接続によりカセットケース１２内の制御装置３２（図９参照）と部品実装機３５の制御装置６０（図１０参照）との間で制御信号等を送受信すると共に、カセットケース１２内の制御装置３２等に通電されるようになっている。各部品実装機３５の制御装置６０は、部品実装システム１０全体の生産を管理する生産管理装置７０（ホストコンピュータ）とネットワークで接続され、該生産管理装置７０によって各部品実装機３５の生産が管理される。

フィーダセットエリア４１の下方には、フィーダストックエリア４３が配置されている。このフィーダストックエリア４３は、フィーダセットエリア４１内の交換が必要なカセット式フィーダ１１と交換する次のカセット式フィーダ１１を収納すると共に、フィーダセットエリア４１から取り出したカセット式フィーダ１１を回収するエリアである。このフィーダストックエリア４３には、カセット式フィーダ１１を１個ずつセットするスロットが該フィーダストックエリア４３に収容可能なフィーダ数分だけ形成されていると共に、各スロットにセットしたカセット式フィーダ１１の識別情報記録部（図示せず）からフィーダＩＤ（フィーダ識別情報）を読み取る識別情報読取り部６１（図１０参照）が設けられ、該識別情報読取り部６１で読み取ったフィーダＩＤをフィーダ自動交換システム３４の制御装置８０と部品実装システム１０の生産管理装置７０に送信して、各スロットにセットしたカセット式フィーダ１１の部品種等を自動認識するようになっている。

このようにすれば、フィーダストックエリア４３で待機する複数のカセット式フィーダ１１がどの様な順序で並んでいても、それらのカセット式フィーダ１１の中から、フィーダＩＤに基づいて交換するカセット式フィーダ１１を正確に選び出してフィーダセットエリア４１にセットすることができる。また、フィーダストックエリア４３にカセット式フィーダ１１を補給する際に、カセット式フィーダ１１をどの様な順序で並べても良いため、任意の空きスペース（空きスロット）に自由にカセット式フィーダ１１を補給することが可能となり、フィーダストックエリア４３へのカセット式フィーダ１１の補給を作業者が行う場合でも、そのカセット式フィーダ１１の補給作業を容易に行うことができる。

尚、本実施例１では、フィーダセットエリア４１から取り出した全てのカセット式フィーダ１１をフィーダストックエリア４３に回収するようにしたが、本発明は、この構成に限定されず、例えば、フィーダストックエリア４３に隣接して使用済みフィーダ回収エリア（図示せず）を配置し、フィーダセットエリア４１から取り出したカセット式フィーダ１１のうち、部品を全て使い切った使用済み（部品切れ）のカセット式フィーダ１１を使用済みフィーダ回収エリアに回収し、部品の残った使いかけのカセット式フィーダ１１のみをフィーダストックエリア４３に回収するようにしても良い。このようにすれば、部品を全て使い切った使用済みのカセット式フィーダ１１と使いかけのカセット式フィーダ１１とを分別して回収することができ、部品実装機３５から使用済みのカセット式フィーダ１１を取り出す作業が容易となる。

フィーダストックエリア４３及びフィーダセットエリア４１の前方には、フィーダ入替エリア４２が配置され、このフィーダ入替エリア４２を使用してフィーダストックエリア４３とフィーダセットエリア４１との間でカセット式フィーダ１１が入れ替えられる。このフィーダ入替エリア４２には、交換ロボット４５（図３〜図８参照）が設けられている。この交換ロボット４５は、各部品実装機３５のフィーダセットエリア４１から交換が必要なカセット式フィーダ１１を取り出すと共に、フィーダストックエリア４３で待機する複数のカセット式フィーダ１１の中から交換するカセット式フィーダ１１を取り出して当該部品実装機３５のフィーダセットエリア４１にセットする。

次に、交換ロボット４５の構成を説明する。図１に示すように、部品実装システム１０の前面には、部品実装機３５の配列に沿って交換ロボット４５を左右方向（Ｘ方向）に移動させるＸ軸レール７１がＸ方向に延びるように設けられている。図８に示すように、交換ロボット４５には、該交換ロボット４５をＸ軸レール７１に沿って移動させる駆動源となるＸ軸モータ７２が設けられ、該Ｘ軸モータ７２によって駆動ベルト７３を回転駆動することで該交換ロボット４５をＸ方向に移動させると共に、該交換ロボット４５のＸ方向への移動をガイドローラ７４によって案内するように構成されている。

図４〜図７に示すように、交換ロボット４５には、カセット式フィーダ１１を出し入れ及び昇降させるフィーダ移載部７６が設けられている。フィーダ移載部７６には、カセット式フィーダ１１をクランプして出し入れするクランプ部材７７と、該クランプ部材７７をＹ方向（カセット式フィーダ１１の出し入れ方向）に移動させる駆動源となるＹ軸モータ７８と、該クランプ部材７７のＹ方向への移動を案内するＹ軸ガイド部材７９等が設けられている。

また、図４、図５に示すように、交換ロボット４５の側面部には、フィーダ移載部７６の昇降動作を案内するＺ軸ガイド部材８１と、該フィーダ移載部７６の昇降動作の駆動源となるＺ軸モータ８２とが設けられ、該Ｚ軸モータ８２によってベルト８３（図６参照）を回転駆動することで該フィーダ移載部７６をＺ軸ガイド部材８１に沿って昇降させるように構成されている。

また、本実施例１では、フィーダストックエリア４３へのカセット式フィーダ１１の補給を自動化した構成としている。具体的には、図２に示すように、部品実装システム１０の下部に、フィーダストックエリア４３に補給するカセット式フィーダ１１の搬入及び使用済みのカセット式フィーダ１１の搬出を行うフィーダ搬送用のコンベア５１を設けると共に、フィーダ搬送用のコンベア５１とフィーダストックエリア４３との間でカセット式フィーダ１１を載せ替える載替ロボット５２を設けた構成としている。

フィーダ搬送用のコンベア５１は、回路基板搬送用のコンベア３７の搬送方向と同じ方向（Ｘ方向）にカセット式フィーダ１１を横倒し状態で搬送するように設けられている。このフィーダ搬送用のコンベア５１には、搬入したカセット式フィーダ１１をフィーダストックエリア４３の後方位置で停止させるためのストッパ５３が昇降可能に設けられている。

載替ロボット５２は、カセット式フィーダ１１をクランプするクランプ機構５４と、該クランプ機構５４を水平軸の回りを回転させる回転機構５５と、該クランプ機構５４を上下方向及びＸＹ方向（水平方向）に移動させる移動機構５６とから構成されている。

次に、フィーダ搬送用のコンベア５１と載替ロボット５２の動作を説明する。
フィーダストックエリア４３に補給するカセット式フィーダ１１をコンベア５１に載せて搬入する場合は、ストッパ５３を上方に突出させて該カセット式フィーダ１１をフィーダストックエリア４３の後方位置で停止させる。この後、載替ロボット５２を動作させて、クランプ機構５４でフィーダ搬送用のコンベア５１上の横倒し状態のカセット式フィーダ１１をクランプして、移動機構５６によりクランプ機構５４を上昇させて該カセット式フィーダ１１をフィーダ搬送用のコンベア５１から持ち上げて該カセット式フィーダ１１の回転スペースを確保する。この後、回転機構５５によりクランプ機構５４を９０°回転させて該カセット式フィーダ１１を９０°回転させて立てた状態にした後、移動機構５６によりクランプ機構５４をフィーダ搬送用のコンベア５１と平行な方向（Ｘ方向）に移動させて、該カセット式フィーダ１１をフィーダストックエリア４３の空きスロットの位置に合わせて、該カセット式フィーダ１１をフィーダストックエリア４３の空きスロットに収納する。

一方、フィーダストックエリア４３から使用済みのカセット式フィーダ１１を取り出して搬出する場合は、ストッパ５３を下方に引っ込めた状態にすると共に、フィーダストックエリア４３の使用済みのカセット式フィーダ１１をクランプ機構５４でクランプして引き出して、回転機構５５によりクランプ機構５４を９０°回転させて該カセット式フィーダ１１を立てた状態から横倒し状態にしてフィーダ搬送用のコンベア５１上に載せて搬出する。

次に、図９に基づいてカセット式フィーダ１１の構成を説明する。
カセット式フィーダ１１のカセットケース１２は、透明又は不透明のプラスチック板又は金属板等により形成され、その側面部（カバー）が開閉可能となっている。カセットケース１２内には、部品供給テープ１３が巻回されたテープリール１４を着脱可能（交換可能）に装填するテープ装填部１５が設けられている。テープ装填部１５の中心には、テープリール１４を回転可能に保持するリール保持軸１６が設けられている。

カセットケース１２内には、テープリール１４から引き出した部品供給テープ１３を部品吸着位置へ送るテープ送り機構１８と、部品吸着位置の手前で部品供給テープ１３からトップフィルム２０を剥離して該部品供給テープ１３内の部品を露出させるトップフィルム剥離機構１９とが設けられている。部品吸着位置は、カセットケース１２の上面のテープ送り方向側の端部付近に位置している。カセットケース１２内には、テープリール１４から引き出した部品供給テープ１３を部品吸着位置へ案内するテープガイド２１が設けられている。

テープ送り機構１８は、部品吸着位置の下方付近に設けられたスプロケット２２と、このスプロケット２２を回転駆動するモータ２３等から構成され、部品供給テープ１３の片方の側縁に所定ピッチで形成されたテープ送り穴にスプロケット２２の歯を噛み合わせて該スプロケット２２を回転させることで、部品供給テープ１３を部品吸着位置へピッチ送りするようになっている。

トップフィルム剥離機構１９は、部品吸着位置の手前で部品供給テープ１３を押さえて該部品供給テープ１３の上面からトップフィルム２０を剥離するためのテープ押え２５と、該テープ押え２５で剥離したトップフィルム２０をテープ送り方向とは逆方向に引っ張ってカセットケース１２の上部に設けられたトップフィルム回収部２６内へ送り込むトップフィルム送りギア機構２７と、該トップフィルム送りギア機構２７を駆動するモータ２８等から構成されている。

カセットケース１２のうちのテープ送り方向側の端縁部には、部品吸着位置を通過して部品が取り出された廃棄テープ１３ａ（本実施例ではトップフィルム２０が剥離されたキャリアテープのみ）を下方に案内して排出する廃棄テープ排出通路３０が下方に延びるように設けられ、該廃棄テープ排出通路３０の出口３０ａがカセットケース１２のテープ送り方向側の端面の中央より下側の位置に設けられている。廃棄テープ排出通路３０の上部には、エアー導入口（図示せず）がカセットケース１２のうちのテープ送り方向側の端面に開口するように設けられ、該エアー導入口から該廃棄テープ排出通路３０内にエアーを導入して該廃棄テープ排出通路３０内に下向きのエアーの流れを生じさせるようになっている。

カセットケース１２内には、テープ送り機構１８のモータ２３やトップフィルム剥離機構１９のモータ２８を制御する制御装置３２が設けられている。その他、図示はしないが、カセットケース１２には、後述するフィーダ自動交換システム３４側の通信・電源用のコネクタと接続される通信・電源用のコネクタが設けられている。

また、カセットケース１２の所定位置には、フィーダＩＤ（フィーダ識別情報）を記録又は記憶した識別情報記録部（図示せず）が設けられている。この識別情報記録部としては、例えばフィーダＩＤをバーコード、二次元コード等で記録したコードラベルを用いても良いし、フィーダＩＤのデータを記憶した電子タグ（ＲＦタグ、ＩＣタグ、電波タグ、無線タグとも呼ばれる）を用いても良い。

図１０に示すように、フィーダ自動交換システム３４の制御装置８０は、部品実装システム１０の生産管理装置７０とネットワークで接続され、部品実装システム１０の生産管理装置７０から送信されてくる基板種切り替え情報や部品切れ情報等の生産管理情報に基づいて交換ロボット４５の動作を制御して、各部品実装機３５のフィーダセットエリア４１から交換が必要なカセット式フィーダ１１を取り出すと共に、フィーダストックエリア４３で待機する複数のカセット式フィーダ１１ダの中から交換するカセット式フィーダ１１を取り出して当該部品実装機３５のフィーダセットエリア４１にセットする。

部品実装システム１０の生産管理装置７０は、各部品実装機３５のフィーダセットエリア４１にセットしたカセット式フィーダ１１の部品残数をフィーダＩＤと関連付けて管理する部品残数管理手段として機能し、いずれかのカセット式フィーダ１１の部品残数が０（部品切れ）になった時点で、当該カセット式フィーダ１１の部品を全て使い切ったと判断して、部品切れ情報をフィーダ自動交換システム３４の制御装置８０へ出力する。これにより、フィーダ自動交換システム３４の制御装置８０は、受信した部品切れ情報に基づいて交換ロボット４５の動作を制御して、使用済み（部品切れ）のカセット式フィーダ１１を当該部品実装機３５のフィーダセットエリア４１から取り出し、フィーダストックエリア４３から当該使用済みのカセット式フィーダ１１と同じ部品を供給するカセット式フィーダ１１を取り出して当該部品実装機３５のフィーダセットエリア４１にセットする。このようにすれば、部品実装機３５のフィーダセットエリア４１から取り出したカセット式フィーダ１１が部品の残った使いかけのカセット式フィーダ１１である場合にその部品残数を当該カセット式フィーダ１１と関連付けて管理しながら、その使いかけのカセット式フィーダ１１をフィーダストックエリア４３に回収して再使用できるため、カセット式フィーダ１１の部品を最後まで使い切ることができて、生産コストを低減できる。

また、フィーダ自動交換システム３４の制御装置８０は、部品実装システム１０の生産管理装置７０から送信されてくる基板種切り替え情報を受信すると、各部品実装機３５のフィーダセットエリア４１にセットされているカセット式フィーダ１１の中から交換が必要なカセット式フィーダ１１を基板種切り替えの前後に分けて自動的に交換する。例えば、各部品実装機３５において生産する基板種を回路基板Ａから回路基板Ｂに切り替える場合に、図１１（ａ）に示すように、基板種切り替え前の生産中に当該生産の最後の回路基板Ａの部品実装作業に必要な部品を供給し終えたカセット式フィーダ１１の中から当該基板種切り替え後の生産（回路基板Ｂ）に使用しないカセット式フィーダ１１を当該部品実装機３５のフィーダセットエリア４１から順次取り出してフィーダストックエリア４３に順次回収すると共に、当該フィーダストックエリア４３から当該基板種切り替え後の生産（回路基板Ｂ）に使用するカセット式フィーダ１１を順次取り出して当該部品実装機３５のフィーダセットエリア４１に順次セットする基板種切り替え前フィーダ交換作業を当該基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業と並行して行う。

ところで、基板種切り替え時に交換が必要なカセット式フィーダ１１の数が少なければ、基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業が終了するまでに、交換が必要なカセット式フィーダ１１を全て交換可能であるが、基板種切り替え時に交換が必要なカセット式フィーダ１１の数が多くなると、基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業が終了するまでに、交換が必要なカセット式フィーダ１１のうちの一部のカセット式フィーダ１１しか交換できない場合がある。

この場合でも、各部品実装機３５は、基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業を終了した時点で、図１１（ｂ）に示すように、直ちに当該最後の回路基板Ａを下流側の部品実装機３５に搬出すると共に、当該基板種切り替え後の最初の回路基板Ｂを前工程コンベア９９から搬入する。この時点で、交換が必要なカセット式フィーダ１１がまだ交換されずに残っている場合でも、当該部品実装機３５のフィーダセットエリア４１にセットされている複数のカセット式フィーダ１１の中から当該基板種切り替え後の生産（回路基板Ｂ）に必要な部品を供給するカセット式フィーダ１１を使用して当該最初の回路基板Ｂの部品実装作業を開始する。この際、交換ロボット４５は、各部品実装機３５において基板種切り替え後に前記交換が必要なカセット式フィーダ１１が残っている場合には、当該基板種切り替え後の最初の回路基板Ｂの部品実装作業と並行して、当該部品実装機３５のフィーダセットエリア４１から当該交換が必要なカセット式フィーダ１１を取り出してフィーダストックエリア４３に回収すると共に、当該フィーダストックエリア４３から当該基板種切り替え後の生産（回路基板Ｂ）に使用するカセット式フィーダ１１を取り出して当該部品実装機３５のフィーダセットエリア４１にセットする基板種切り替え後フィーダ交換作業を行う。

このようにすれば、基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業が終了するまでに、交換が必要なカセット式フィーダ１１のうちの一部のカセット式フィーダ１１しか交換できない場合でも、基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業を終了した時点で、直ちに当該最後の回路基板Ａを下流側の部品実装機３５に搬出し、当該基板種切り替え後の最初の回路基板Ｂを搬入して当該最初の回路基板Ｂの部品実装作業を開始し、当該基板種切り替え後の最初の回路基板Ｂの部品実装作業と並行して、残りのカセット式フィーダ１１を交換する基板種切り替え後フィーダ交換作業を行うことができるため、基板種切り替え前の生産終了後に、交換が必要なカセット式フィーダ１１が残っている場合でも、直ちに基板種切り替え後の生産（回路基板Ｂ）に切り替えることができる。これにより、基板種切り替え前の生産（回路基板Ａ）から基板種切り替え後の生産（回路基板Ｂ）への切り替えにフィーダ交換作業の終了を待つ必要が全くなくなり、シームレスに生産を切り替えることができる。

各部品実装機３５において、基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業を終了した時点で、図１１（ｃ）に示すように、当該最後の回路基板Ａを下流側の部品実装機３５に搬出すると共に、交換ロボット４５を当該下流側の部品実装機３５の正面へ移動させて、当該下流側の部品実装機３５に対して、上述した基板種切り替え前フィーダ交換作業と基板種切り替え後フィーダ交換作業を行う。以上の動作を繰り返して、部品実装システム１０の最上流の部品実装機３５から最下流の部品実装機３５まで、順番に下流側に１台ずつ、基板種切り替え前フィーダ交換作業と基板種切り替え後フィーダ交換作業を行う。

以上説明した本実施例１では、交換ロボット４５によってカセット式フィーダ１１を自動的に交換するフィーダ自動交換システム３４を使用し、各部品実装機３５において生産する基板種を回路基板Ａから回路基板Ｂに切り替える場合に、基板種切り替え前の生産中に当該生産の最後の回路基板Ａの部品実装作業に必要な部品を供給し終えたカセット式フィーダ１１の中から当該基板種切り替え後の生産（回路基板Ｂ）に使用しないカセット式フィーダ１１を当該部品実装機３５のフィーダセットエリア４１から取り出して、当該基板種切り替え後の生産（回路基板Ｂ）に使用するカセット式フィーダ１１を当該部品実装機３５のフィーダセットエリア４１にセットする基板種切り替え前フィーダ交換作業を当該基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業と並行して行うようにしているため、基板種切り替え前の生産（回路基板Ａの部品実装）から基板種切り替え後の生産（回路基板Ｂの部品実装）への切り替えを速やかに行うことができ、生産性を向上できる。

更に、本実施例１では、各部品実装機３５において、基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業を終了するまでに、交換が必要なカセット式フィーダ１１のうちの一部のカセット式フィーダ１１しか交換できない場合でも、各部品実装機３５は、基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業を終了した時点で、直ちに当該最後の回路基板Ａを搬出すると共に、当該基板種切り替え後の最初の回路基板Ｂを搬入し、その時点で、当該部品実装機３５のフィーダセットエリア４１にセットされている複数のカセット式フィーダ１１の中から当該基板種切り替え後の生産（回路基板Ｂ）に必要な部品を供給するカセット式フィーダ１１を使用して当該最初の回路基板Ｂの部品実装作業を開始すると共に、残りのカセット式フィーダ１１を交換する基板種切り替え後フィーダ交換作業を行うようにしているため、基板種切り替え前の生産終了後に、交換が必要なカセット式フィーダ１１が残っている場合でも、直ちに基板種切り替え後の生産（回路基板Ｂ）に切り替えることができる。これにより、基板種切り替え前の生産（回路基板Ａ）から基板種切り替え後の生産（回路基板Ｂ）への切り替えにフィーダ交換作業の終了を待つ必要が全くなくなり、シームレスに生産を切り替えることができる。

但し、本発明は、各部品実装機３５において、基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業を終了するまでに、交換が必要なカセット式フィーダ１１のうちの一部のカセット式フィーダ１１しか交換できない場合に、交換が必要なカセット式フィーダ１１の交換作業を全て終了してから、当該最後の回路基板Ａを搬出するようにしても良く、この場合は、基板種切り替え後フィーダ交換作業を行う必要がない。このようにしても、基板種切り替え前の生産（回路基板Ａの部品実装）と並行して基板種切り替え前フィーダ交換作業を行うことで、基板種切り替え前の生産（回路基板Ａの部品実装）から基板種切り替え後の生産（回路基板Ｂの部品実装）に切り替えるまでの待ち時間を従来より大幅に短縮することができ、本発明の所期の目的を達成できる。

次に、図１２を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、上記実施例１と実質的に同じ部分については、説明を省略又は簡略化し、主として異なる部分を説明する。

上記実施例１では、基板種切り替え前フィーダ交換作業と基板種切り替え後フィーダ交換作業を１台の交換ロボット４５で行うようにしているが、交換が必要なカセット式フィーダ１１の数が多くなると、基板種切り替え後の最初の回路基板Ｂの部品実装作業が終了するまでに、フィーダ交換作業が終了しない場合がある。

この対策として、図１２に示す本発明の実施例２では、隣接する２台の部品実装機３５に対して基板種切り替え前後のフィーダ交換作業を行う２台の交換ロボット（第１の交換ロボット９１と第２の交換ロボット９２）を設け、基板種切り替え前の最後の回路基板Ａが搬入された部品実装機３５で一方の交換ロボット（９１又は９２）を使用して基板種切り替え前フィーダ交換作業を行う動作と並行して、基板種切り替え後の最初の回路基板Ｂが搬入された部品実装機３５で他方の交換ロボット（９２又は９１）を使用して基板種切り替え後フィーダ交換作業を行うようにしている。２台の交換ロボット（第１の交換ロボット９１と第２の交換ロボット９２）の構成は、前記実施例１で説明した交換ロボット４５の構成と同じである。

本実施例２では、交換が必要なカセット式フィーダ１１の数の半数を基板種切り替え前フィーダ交換作業で交換し、残り半数のカセット式フィーダ１１を基板種切り替え後フィーダ交換作業で交換するようにしている。但し、基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業が終了するまで、交換が必要なカセット式フィーダ１１の交換を繰り返して、交換が必要なカセット式フィーダ１１の数の半数を越えてカセット式フィーダ１１の交換作業を行うようにしても良い。要は、基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業が終了するまでの時間の範囲内で交換可能な数のカセット式フィーダ１１の交換を行うようにすれば良い。

図１２に示すように、隣接する２台の部品実装機３５が基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業と基板種切り替え後の最初の回路基板Ｂの部品実装作業を行うのと並行して、当該２台の部品実装機３５に対して、第１の交換ロボット９１と第２の交換ロボット９２を使用して、基板種切り替え前フィーダ交換作業と基板種切り替え後フィーダ交換作業とを同時に行う。以下、図１２を用いて、例えば４台の部品実装機３５で部品実装システム１０を構成した場合の基板種切り替え前後のフィーダ交換作業の方法を説明する。

４台の部品実装機３５で生産する基板種を回路基板Ａから回路基板Ｂに切り替える場合は、図１２（ａ）に示すように、まず、第１の交換ロボット９１を１台目（最上流）の部品実装機３５の正面に移動させると共に、第２の交換ロボット９２を２台目の部品実装機３５の正面に移動させる。そして、基板種切り替え前の最後の回路基板Ａが１台目の部品実装機３５に搬入されて基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業が行われているときに、第１の交換ロボット９１を使用して、基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業に必要な部品を供給し終えたカセット式フィーダ１１の中から当該基板種切り替え後の生産（回路基板Ｂ）に使用しないカセット式フィーダ１１を当該１台目の部品実装機３５のフィーダセットエリア４１から順次取り出してフィーダストックエリア４３に順次回収する。この基板種切り替え前フィーダ交換作業により、１台目の部品実装機３５で基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業を行っている間に、交換が必要なカセット式フィーダ１１の数の半数を第１の交換ロボット９１により交換する。この際、第２の交換ロボット９２は、フィーダ交換作業を行わず、２台目の部品実装機３５の正面で待機する。

その後、１台目の部品実装機３５で基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業が終了した時点で、図１２（ｂ）に示すように、１台目の部品実装機３５から基板種切り替え前の最後の回路基板Ａが２台目の部品実装機３５に搬出され、基板種切り替え後の最初の回路基板Ｂが１台目の部品実装機３５に搬入される。この後、１台目の部品実装機３５で、当該基板種切り替え後の生産（回路基板Ｂ）に必要な部品を供給するカセット式フィーダ１１を使用して当該最初の回路基板Ｂの部品実装作業を開始すると共に、第１の交換ロボット９１を使用して、フィーダストックエリア４３から当該基板種切り替え後の生産（回路基板Ｂ）に使用するカセット式フィーダ１１を取り出して当該部品実装機３５のフィーダセットエリア４１にセットする。この基板種切り替え後フィーダ交換作業により、１台目の部品実装機３５で基板種切り替え後の最初の回路基板Ｂの部品実装作業を行っている間に、交換が必要なカセット式フィーダ１１の数の残り半数を第１の交換ロボット９１により交換する。

一方、２台目の部品実装機３５に基板種切り替え前の最後の回路基板Ａが搬入されると、２台目の部品実装機３５で基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業を開始すると共に、第２の交換ロボット９２を使用して、２台目の部品実装機３５に対して基板種切り替え前フィーダ交換作業を行う。これにより、２台目の部品実装機３５で基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業を行っている間に、交換が必要なカセット式フィーダ１１の数の半数を第２の交換ロボット９２により交換する。

その後、２台目の部品実装機３５で基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業が終了した時点で、図１２（ｃ）に示すように、２台目の部品実装機３５から基板種切り替え前の最後の回路基板Ａが３台目の部品実装機３５に搬出され、基板種切り替え後の最初の回路基板Ｂが２台目の部品実装機３５に搬入される。この動作と並行して、第１の交換ロボット９１と第２の交換ロボット９２をそれぞれ２台目の部品実装機３５と３台目の部品実装機３５の正面に移動させる。この状態で、第１の交換ロボット９１を使用して、２台目の部品実装機３５に対して基板種切り替え後フィーダ交換作業を行うと共に、第２の交換ロボット９２を使用して、３台目の部品実装機３５に対して基板種切り替え前フィーダ交換作業を行う。

その後、３台目の部品実装機３５で基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業が終了した時点で、図１２（ｄ）に示すように、３台目の部品実装機３５から基板種切り替え前の最後の回路基板Ａが４台目の部品実装機３５に搬出され、基板種切り替え後の最初の回路基板Ｂが３台目の部品実装機３５に搬入される。この動作と並行して、第１の交換ロボット９１と第２の交換ロボット９２をそれぞれ３台目の部品実装機３５と４台目（最下流）の部品実装機３５の正面に移動させる。この状態で、第１の交換ロボット９１を使用して、３台目の部品実装機３５に対して基板種切り替え後フィーダ交換作業を行うと共に、第２の交換ロボット９２を使用して、４台目（最下流）の部品実装機３５に対して基板種切り替え前フィーダ交換作業を行う。

その後、３台目の部品実装機３５で基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業が終了した時点で、図１２（ｅ）に示すように、４台目（最下流）の部品実装機３５から基板種切り替え前の最後の回路基板Ａが搬出され、基板種切り替え後の最初の回路基板Ｂが４台目の部品実装機３５に搬入される。この後、第２の交換ロボット９２を使用して、４台目（最下流）の部品実装機３５に対して基板種切り替え後フィーダ交換作業を行う。この際、第１の交換ロボット９１が対向する３台目の部品実装機３５は、既にフィーダ交換作業が全て終了しているため、第１の交換ロボット９１は、フィーダ交換作業を行わず、３台目の部品実装機３５の正面で待機する。

以上説明した本実施例２では、隣接する２台の部品実装機３５が基板種切り替え前の最後の回路基板Ａの部品実装作業と基板種切り替え後の最初の回路基板Ｂの部品実装作業を行うのと並行して、当該２台の部品実装機３５に対して、第１の交換ロボット９１と第２の交換ロボット９２を使用して、基板種切り替え前フィーダ交換作業と基板種切り替え後フィーダ交換作業とを同時に行うことが可能となり、交換が必要なカセット式フィーダ１１の数がある程度多い場合でも、シームレスに生産を切り替えることができ、シームレスに生産を切り替え可能なカセット式フィーダ１１の交換本数を増加させることができる。

尚、本発明は、カセット式フィーダ１１を用いる構成に限定されず、カセット式でないフィーダを用いる構成としても良く、また、交換ロボットの構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１０…部品実装システム、１１…カセット式フィーダ、１２…カセットケース、１３…部品供給テープ、１３ａ…廃棄テープ、１４…テープリール、１５…テープ装填部、１６…リール保持軸、１８…テープ送り機構、１９…トップフィルム剥離機構、２１…テープガイド、２２…スプロケット、２５…テープ押え、２６…トップフィルム回収部、２７…トップフィルム送りギア機構、２８…モータ、３０…廃棄テープ排出通路、３２…カセット式フィーダの制御装置、３４…フィーダ自動交換システム、３５…部品実装機、３７…コンベア、３８…装着ヘッド、３９…ＸＹ移動機構、４１…フィーダセットエリア、４２…フィーダ入替エリア、４３…フィーダストックエリア、４５…交換ロボット、５１…フィーダ搬送用のコンベア、５２…載替ロボット、６０…部品実装機の制御装置、６１…識別情報読取り部、６５…記憶装置、６６…表示装置、７０…部品実装システムの生産管理装置（部品残数管理手段）、７１…Ｘ軸レール、７２…Ｘ軸モータ、７６…フィーダ移載部、７７…クランプ部材、７８…Ｙ軸モータ、７９…Ｙ軸ガイド部材、８０…フィーダ自動交換システムの制御装置、８１…Ｚ軸ガイド部材、８２…Ｚ軸モータ、９１…第１の交換ロボット、９２…第２の交換ロボット

Claims

回路基板の搬送経路に沿って配列した複数の部品実装機のフィーダセットエリアにそれぞれ複数のフィーダを交換可能にセットして、回路基板を前記複数の部品実装機に順番に搬送して各部品実装機で前記複数のフィーダから供給される部品を該回路基板に実装して部品実装基板を生産する部品実装システムにおいて、
前記各部品実装機のフィーダセットエリアにセットした複数のフィーダの中から交換が必要なフィーダと交換するフィーダを待機させるフィーダストックエリアと、
前記各部品実装機において生産する基板種を切り替える場合に、基板種切り替え前の生産中に当該生産の最後の回路基板の部品実装作業に必要な部品を供給し終えたフィーダの中から当該基板種切り替え後の生産に使用しないフィーダを当該部品実装機のフィーダセットエリアから取り出して前記フィーダストックエリアに回収すると共に、当該フィーダストックエリアから当該基板種切り替え後の生産に使用するフィーダを取り出して当該部品実装機のフィーダセットエリアにセットする基板種切り替え前フィーダ交換作業を当該基板種切り替え前の最後の回路基板の部品実装作業と並行して行う交換ロボットとを備え、
前記交換ロボットは、前記複数の部品実装機の配列に沿って移動して各部品実装機に対して前記基板種切り替え前フィーダ交換作業を行うように構成され、
前記各部品実装機において、基板種切り替え前の最後の回路基板の部品実装作業を終了した時点で、当該最後の回路基板を下流側の部品実装機に搬出すると共に、前記交換ロボットを前記下流側の部品実装機へ移動させて、前記下流側の部品実装機において、前記基板種切り替え前フィーダ交換作業を当該最後の回路基板の部品実装作業と並行して行うことを特徴とする部品実装システム。
回路基板の搬送経路に沿って配列した複数の部品実装機のフィーダセットエリアにそれぞれ複数のフィーダを交換可能にセットして、回路基板を前記複数の部品実装機に順番に搬送して各部品実装機で前記複数のフィーダから供給される部品を該回路基板に実装して部品実装基板を生産する部品実装システムにおいて、
前記各部品実装機のフィーダセットエリアにセットした複数のフィーダの中から交換が必要なフィーダと交換するフィーダを待機させるフィーダストックエリアと、
前記各部品実装機において生産する基板種を切り替える場合に、基板種切り替え前の生産中に当該生産の最後の回路基板の部品実装作業に必要な部品を供給し終えたフィーダの中から当該基板種切り替え後の生産に使用しないフィーダを当該部品実装機のフィーダセットエリアから取り出して前記フィーダストックエリアに回収すると共に、当該フィーダストックエリアから当該基板種切り替え後の生産に使用するフィーダを取り出して当該部品実装機のフィーダセットエリアにセットする基板種切り替え前フィーダ交換作業を当該基板種切り替え前の最後の回路基板の部品実装作業と並行して行う交換ロボットとを備え、
前記各部品実装機において、基板種切り替え前の最後の回路基板の部品実装作業を終了した時点で、当該最後の回路基板を下流側の部品実装機に搬出すると共に、前記交換が必要なフィーダが残っていない場合には前記交換ロボットを前記下流側の部品実装機へ移動させて、前記下流側の部品実装機に対して、前記基板種切り替え前フィーダ交換作業を行う部品実装システムであって、
前記交換ロボットは、前記各部品実装機において基板種切り替え後に前記交換が必要なフィーダが残っている場合には、当該基板種切り替え後の最初の回路基板の部品実装作業と並行して、当該部品実装機のフィーダセットエリアから当該交換が必要なフィーダを取り出して前記フィーダストックエリアに回収すると共に、当該フィーダストックエリアから当該基板種切り替え後の生産に使用するフィーダを取り出して当該部品実装機のフィーダセットエリアにセットする基板種切り替え後フィーダ交換作業を行うことを特徴とする部品実装システム。
前記部品実装システムの前面には、前記部品実装機の配列に沿って前記交換ロボットを左右方向であるＸ方向に移動させるＸ軸レールがＸ方向に延びるように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品実装システム。