JP6883702B2 - 表面実装機 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1に記載の電子部品の実装システムには、第1搬送装置と第2搬送装置の双方によって搬送された双方の基板に対し、第1部品実装装置および第2部品実装装置がそれぞれ部品を実装する実装モード(1基板1ヘッド方式)と、第1搬送装置と第2搬送装置のいずれか一方によって搬送された基板に対し、第1部品実装装置と第2部品実装装置の双方が電子部品を実装する実装モード(1基板2ヘッド方式)とがある。
上記の表面実装機によると、一方のレーンの1基板1ヘッド方式用のプログラムを構成している複数のシーケンスデータの一部を他方のヘッド部(すなわち応援する側のヘッド部)に割り当てることによって当該一方のレーンを2基板2ヘッド方式に切り替えるので、予め最適化プログラムによって2基板2ヘッド方式用のプログラムを作成しておかなくてよい。このためプログラムの作成コストを抑制できるとともに、作業者の負担を減らすことができるので管理コストや維持保守コストも抑制できる。
上記の表面実装機によると、遊休状態が発生する場合は基板への部品の実装(以下「基板の生産」ともいう)を開始する前に2基板2ヘッド方式用のプログラム又は複合方式用のプログラムを生成するので、他方のレーンで遊休状態が発生してから2基板2ヘッド方式用のプログラムを生成する場合に比べてより確実に2基板2ヘッド方式による実装を行うことができる。
上記の表面実装機によると、2つのヘッド部は保持部の数が互いに同じであるので、いずれのレーンで遊休状態が発生した場合であっても2基板2ヘッド方式に切り替えることができる。
実施形態1を図1ないし図14によって説明する。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、図2に示す上下方向をZ軸方向という。また、以降の説明では図1に示す左側を上流側、右側を下流側という。また、以降の説明では同一の構成部材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。
図1に示すように、表面実装機1はプリント基板などの基板Pが搬送される互いに平行な2つのレーンL(第1レーンL1及び第2レーンL2)を有するものであり、各レーンL上を搬送される基板Pに電子部品などの部品Eを実装する部品実装装置2と、部品テープに収容されている部品Eを部品実装装置2に供給する4つのテープ部品供給装置3(3A〜3D)とを備えている。
部品実装装置2は基台11、第1の搬送コンベア12、第2の搬送コンベア13、図示しないバックアップ装置、第1のヘッドユニット14A(ヘッド部の一例)、第2のヘッドユニット14B(ヘッド部の一例)、ヘッド搬送部16、2つの部品撮像カメラ17、2つのノズルチェンジャ18、図3に示す制御部30などを備えている。
第1の搬送コンベア12は基板Pを第1レーンL1に沿って搬送するものであり、第2の搬送コンベア13は基板Pを第2レーンL2に沿って搬送するものである。各レーンL上には上流側の作業位置W1と下流側の作業位置W2とが設定されている。
なお、ここではインライン型のヘッドユニット14を例に説明するが、ヘッドユニット14は例えば複数の実装ヘッド20が円周上に配列された所謂ロータリーヘッドであってもよい。
図1に示すように、テープ部品供給装置3は2つのレーンLを挟んだ両側においてX軸方向に並んで2箇所ずつ、計4箇所に配されている。これらのテープ部品供給装置3には複数のテープフィーダ26がX軸方向に横並び状に整列して取り付けられている。各テープフィーダ26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、搬送コンベア側の端部に設けられた部品供給位置から部品Eを1つずつ供給する。
また、ここでは部品供給装置としてテープ部品供給装置3を例に説明するが、部品供給装置は部品Eが載置されているトレイを供給するものであってもよいし、半導体ウェハを供給するものであってもよい。
図3に示すように、部品実装装置2は制御部30及び操作部37を備えている。制御部30は演算処理部31、モータ制御部32、記憶部33、画像処理部34、外部入出力部35、フィーダ通信部36などを備えている。
記憶部33には各種のデータが記憶されている。各種のデータには基板Pの生産に関する各種の情報(以下、「生産情報」という)、レーン毎の1基板1ヘッド方式用のプログラム等が含まれる。
外部入出力部35はいわゆるインターフェースであり、部品実装装置2の本体に設けられている各種センサ類45(レーンLに設けられている図示しない基板検出センサなど)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35は演算処理部31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46(バックアップ装置や空気供給装置など)に対する動作制御を行うように構成されている。
操作部37は液晶ディスプレイなどの表示装置や、タッチパネル、キーボード、マウスなどの入力装置を備えている。作業者は操作部37を操作して各種の設定などを行うことができる。
本実施形態では基板Pに部品Eを実装する実装方式として1基板1ヘッド方式と2基板2ヘッド方式との2つの方式がある。以下、各実装方式について説明する。
図4(A)を参照して、1基板1ヘッド方式について説明する。1基板1ヘッド方式は第1レーンL1と第2レーンL2とで独立してそれぞれのレーンL上の基板Pに部品Eを実装する方式である。1基板1ヘッド方式では、第1レーンL1を搬送される基板Pに実装される部品Eが第1レーンL1の上流側のテープ部品供給装置3Aと第1レーンL1の下流側のテープ部品供給装置3Bとによって供給され、第2レーンL2を搬送される基板Pに実装される部品Eが第2レーンL2の上流側のテープ部品供給装置3Cと第2レーンL2の下流側のテープ部品供給装置3Dとによって供給される。
次に、2基板2ヘッド方式について説明する。2基板2ヘッド方式には次に説明する方式Aと方式Bとがある。
図4(B)に示すように、方式Aでは部品配置が1基板1ヘッド方式と異なっており、第1レーンL1を搬送される基板Pに実装される部品Eが第1レーンL1の上流側のテープ部品供給装置3Aと第2レーンL2の下流側のテープ部品供給装置3Dとによって供給される。同様に、第2レーンL2を搬送される基板Pに実装される部品Eが第2レーンL2の上流側のテープ部品供給装置3Cと第1レーンL1の下流側のテープ部品供給装置3Bとによって供給される。
図4(C)に示すように、方式Bでは部品配置が1基板1ヘッド方式と同じであり、第1レーンL1を搬送される基板Pに実装される部品Eが第1レーンL1の上流側のテープ部品供給装置3Aと第1レーンL1の下流側のテープ部品供給装置3Bとによって供給され、第2レーンL2を搬送される基板Pに実装される部品Eが第2レーンL2の上流側のテープ部品供給装置3Cと第2レーンL2の下流側のテープ部品供給装置3Dとによって供給される。
1基板1ヘッド方式は第1のヘッドユニット14Aと第2のヘッドユニット14Bとの干渉ロスがないので2基板2ヘッド方式に比べて生産効率が高いが、一方のレーンで遊休状態が発生した場合は生産効率が下がるという課題がある。ここで遊休状態とは、基板Pを生産していない状態、一の基板Pへの部品Eの実装が完了した後、次の基板Pが搬送されてくるまで待機している状態、何らかの異常が発生して基板Pに部品Eを実装できない状態、テープ部品供給装置3の段取替え、テープ部品供給装置3の抜き取りなどによって基板Pに部品Eを実装できない状態などのことをいう。すなわち、遊休状態には、基板Pを生産していない状態のみでなく、生産は行っているが、何らかの理由によって生産が中断されて待機状態となっている場合も含まれる。
そこで、制御部30は、基本的にはこれらの実装方式の中で最も生産効率が高い1基板1ヘッド方式によって基板Pを生産し、他方のレーンLで遊休状態が発生すると一方のレーンLを2基板2ヘッド方式に切り替える。
このため、制御部30は1基板1ヘッド方式と2基板2ヘッド方式(方式B)とを切り替える。以降の説明では単に2基板2ヘッド方式というときは方式Bのことをいうものとする。
2基板2ヘッド方式用のプログラムを生成するタイミングとしては、両方のレーンLで1基板1ヘッド方式による生産を開始した後、他方のレーンが遊休状態になったタイミングが考えられる。しかしながら、その場合は、他方のレーンLが遊休状態になった時点で一方のレーンL(すなわち応援される側のレーンL)の未実行のシーケンスデータがいずれも同じテープ部品供給装置3によって供給される部品Eを実装するシーケンスデータであった場合には、第1のヘッドユニット14Aと第2のヘッドユニット14Bとでテープ部品供給装置3が競合してしまうので、2基板2ヘッド方式に切り替えることができない。このため他方のヘッドユニット14は一方のヘッドユニット14を応援することができない。
図6(A)は第1レーンL1だけで基板Pを生産する場合を示している。この場合、第2レーンL2は常に遊休状態になる。このように、一方のレーンLで1基板1ヘッド方式によって基板Pを生産しているときに他方のレーンLが常に遊休状態になる場合は、制御部30は、一方のレーンで基板Pの生産を開始する前に、どちらのヘッドユニット14にもできる限り遊休状態が発生しないように、一方のレーンLのヘッドユニット14(以下、単に一方のヘッドユニット14ともいう)によって実行されるシーケンスデータの一部を、一方のレーンの実装時間と他方のレーンの実装時間とが略同等となるように他方のレーンのヘッドユニット14(以下、単に他方のヘッドユニット14ともいう)に割り当てる。実装時間が略同等となるように割り当てる方法としては、例えば以下の3つの方法が考えられる。
方法2:第1のヘッドユニット14Aの実装時間と第2のヘッドユニット14Bの実装時間とが略同一になるようにシーケンスデータを割り当てる。
方法3:第1のヘッドユニット14Aによって実装される部品点数と第2のヘッドユニット14Bによって実装される部品点数とが略同数になるようにシーケンスデータを割り当てる。
理解を容易にするため、以降の説明では方法1を例に説明する。
次に、図6(B)を参照して、第1レーンL1と第2レーンL2とにそれぞれ上流側の印刷機から同じサイクルタイムで基板Pが搬送され、各レーンLでそれぞれ1基板1ヘッド方式によって基板Pを生産する場合に、第2レーンL2では第1レーンL1に比べて一の基板Pの生産に要する時間が略1/2である場合について説明する。
しかしながら、シーケンスデータA11〜A20はいずれも下流側のテープ部品供給装置3によって供給される部品Eを吸着するシーケンスデータであるので、このままではシーケンスデータA11〜A15を実行する第1のヘッドユニット14AとシーケンスデータA16〜A20を実行する第2のヘッドユニット14Bとでテープ部品供給装置3が競合してしまう。
このため、図12に示す複合方式用のプログラムの場合は、上流側の作業位置W1及び下流側の作業位置W2に基板Pを停止させるように表面実装機1の動作モードを変更することにより、結果としてサイクルタイムを略3/4にすることができる。
サイクル1では、先ず、第1レーンL1及び第2レーンL2にそれぞれ基板Pが搬送され、第2レーンL2に搬送された基板Pに第2のヘッドユニット14BによってシーケンスデータB1〜B10が実行されるとともに、第1レーンL1の上流側の作業位置W1に搬送された基板Pに第1のヘッドユニット14AによってシーケンスデータA11〜A15及びA1〜A5が実行される。
そして、2基板2ヘッド方式に切り替わり、第1レーンL1の上流側の作業位置W1にある次の基板Pに第1のヘッドユニット14AによってシーケンスデータA6〜A10が実行され、それと並行して、第1レーンL1の下流側の作業位置W2にある基板Pに第2のヘッドユニット14BによってシーケンスデータA16〜A20が実行される。
ここでは先ず、図14を参照して、複合方式用のプログラム生成処理について説明する。本処理はオペレータによって基板Pの生産の開始が指示されると開始される。
より具体的には、制御部30は、他方のヘッドユニット14が遊休状態のときに一方のヘッドユニット14によって実行される複数のシーケンスデータのうち、上流側及び下流側のテープ部品供給装置3のいずれか一方のテープ部品供給装置3から供給される部品Eを実装するシーケンスデータの中から、上述した半数に相当する数のシーケンスデータを他方のヘッドユニット14に割り当てる。
以上説明した実施形態1に係る表面実装機1によると、一方のレーンLで1基板1ヘッド方式によって基板Pを生産しているときに他方のレーンLで遊休状態が発生する場合は一方のレーンLを2基板2ヘッド方式に切り替える。2基板2ヘッド方式では1基板2ヘッド方式に比べて干渉ロスが発生し難いので、1基板1ヘッド方式と1基板2ヘッド方式とを切り替える場合に比べ、2つのレーンLと2つのヘッドユニット14とを有する表面実装機1の生産効率を向上させることができる。
例えば、一方のヘッドユニット14のノズルシャフト24の数が他方のヘッドユニット14のノズルシャフト24の数より多い場合、他方のレーンで遊休状態が発生したとき、他方のヘッドユニット14は一方のヘッドユニット14よりノズルシャフト24の数が少ないことにより、一方のヘッドユニット14によって実行されるシーケンスデータを実行できない。このため2基板2ヘッド方式に切り替えることができない。
一方のヘッドユニット14のノズルシャフト24の数が他方のヘッドユニット14のノズルシャフト24の数より少ない場合も同様であり、一方のレーンで遊休状態が発生したとき、一方のヘッドユニット14は他方のヘッドユニット14よりノズルシャフト24の数が少ないことにより、他方のヘッドユニット14によって実行されるシーケンスデータを実行できない。このため2基板2ヘッド方式に切り替えることができない。
これに対し、表面実装機1によると、2つのヘッドユニット14はノズルシャフト24の数が互いに同じであるので、いずれのレーンで遊休状態が発生した場合であっても2基板2ヘッド方式に切り替えることができる。
次に、本発明の実施形態2を説明する。
前述した実施形態1では、他方のレーンLで遊休状態が発生するか否かを基板Pの生産を開始する前に判断し、遊休状態が発生する場合は生産を開始する前にプログラムを生成する場合を例に説明した。これに対し、実施形態2では他方のレーンLで遊休状態が発生してから一方のレーンLの2基板2ヘッド方式用のプログラムを生成する。
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書によって開示される技術的範囲に含まれる。
なお、2基板2ヘッド方式によって基板Pに部品Eを実装しているときに一方のヘッドユニット14に障害が発生した場合は、他方のヘッドユニット14によって実装を継続するのではなく、警報音を発するなどによって警告を出してもよい。
Claims (6)
- 基板が搬送される互いに平行な2つのレーンを有する表面実装機であって、
前記2つのレーンを挟んで両側に配されており、それぞれ前記基板の搬送方向上流側の部品供給領域と下流側の部品供給領域とを有する2つの部品供給装置と、
前記部品供給装置によって供給される部品を保持して前記基板に実装する2つのヘッド部と、
制御部と、
を備え、
一の前記レーンの実装方式には、
当該レーン上の作業位置に搬送された前記基板に、当該レーン側に配されている前記部品供給装置の上流側の前記部品供給領域及び下流側の前記部品供給領域で供給される前記部品を一の前記ヘッド部によって実装する1基板1ヘッド方式と、
当該レーン上の上流側の作業位置に搬送された前記基板に、当該レーン側に配されている前記部品供給装置の上流側の前記部品供給領域で供給される前記部品を一方の前記ヘッド部によって実装し、この実装と並行して、前記上流側の作業位置で前記部品が実装されて当該レーンの下流側の作業位置に搬送された別の前記基板に、当該部品供給装置の下流側の前記部品供給領域で供給される前記部品を他方の前記ヘッド部によって実装する2基板2ヘッド方式と、
があり、
前記制御部は、一方の前記レーンで前記1基板1ヘッド方式によって前記部品を実装しているときに他方の前記レーンで遊休状態が発生した場合は、当該一方の前記レーンを前記2基板2ヘッド方式に切り替え、
前記部品供給領域で供給される前記部品を保持して前記基板に実装し、その後に前記部品供給領域に戻る一往復動作をシーケンスと定義したとき、前記制御部には、上流側の前記部品供給領域で供給される前記部品のみを実装するシーケンスを定義したシーケンスデータと、下流側の前記部品供給領域で供給される前記部品のみを実装するシーケンスを定義したシーケンスデータとからなる1基板1ヘッド方式用のプログラムが前記レーン毎に記憶されており、
前記制御部は、前記一方の前記レーンの前記1基板1ヘッド方式用のプログラムを構成している前記複数のシーケンスデータの一部を前記他方の前記レーンの前記ヘッド部に割り当てることによって当該一方の前記レーンを前記2基板2ヘッド方式に切り替える、表面実装機。 - 請求項1に記載のプログラムであって、
前記1基板1ヘッド方式用のプログラムは、上流側の前記部品供給領域で供給される部品を実装するシーケンスデータの数と下流側の前記部品供給領域で供給される部品を実装するシーケンスデータの数とが略同一となるように作成されているか、上流側の前記部品供給領域で供給される部品を実装する実装時間と下流側の前記部品供給領域で供給される部品を実装する実装時間とが略同一となるように作成されているか、又は、上流側の前記部品供給領域で供給される部品の数と下流側の前記部品供給領域で供給される部品の数とが略同一となるように作成されている、表面実装機。 - 請求項1又は請求項2に記載の表面実装機であって、
前記制御部は、前記一方の前記レーンで前記1基板1ヘッド方式によって前記基板に前記部品を実装しているときに前記他方の前記レーンで遊休状態が発生するか否かを前記基板への前記部品の実装を開始する前に所定の生産情報に基づいて判断し、遊休状態が発生する場合は、前記部品の実装を開始する前に、前記一方の前記レーンの前記1基板1ヘッド方式用のプログラムを構成している前記複数のシーケンスデータの一部を前記他方の前記レーンの前記ヘッド部に割り当てることにより、前記一方の前記レーンで前記2基板2ヘッド方式による実装を行うための2基板2ヘッド方式用のプログラム、又は、前記他方の前記レーンで前記1基板1ヘッド方式による実装を行っているときは前記一方の前記レーンで前記1基板1ヘッド方式による実装を行い、前記他方の前記レーンが遊休状態になると前記一方の前記レーンで前記2基板2ヘッド方式による実装を行うための複合方式用のプログラムを生成する、表面実装機。 - 請求項3に記載の表面実装機であって、
前記制御部は、前記他方の前記レーンで前記1基板1ヘッド方式によって一の前記基板に前記部品を実装した後に次の前記基板が搬送されてくるまで前記他方の前記レーンが遊休状態になる場合は、前記複合方式用のプログラムを生成するとき、前記他方の前記レーンが遊休状態のときに前記一方の前記レーンの前記ヘッド部によって実行される複数のシーケンスデータのうち一部のシーケンスデータを前記他方の前記レーンの前記ヘッド部に割り当て、当該遊休状態のときに前記一方の前記レーンの前記ヘッド部が実行するシーケンスデータと前記他方の前記レーンの前記ヘッド部に割り当てたシーケンスデータとで前記部品供給領域が競合する場合は、前記他方の前記レーンで前記1基板1ヘッド方式によって前記基板に前記部品を実装する期間に前記一方の前記レーンの前記ヘッド部が当該競合するシーケンスデータを実行するように前記複合方式用のプログラムのシーケンスデータの実行順序を入れ替える、表面実装機。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の表面実装機であって、
前記制御部は、前記一方の前記レーンで前記2基板2ヘッド方式によって前記基板に前記部品を実装しているときにいずれか一方の前記ヘッド部に障害が発生した場合は前記2基板2ヘッド方式による実装を終了し、当該レーンを搬送される前記基板にいずれか障害が発生していない方の前記ヘッド部によって前記部品を実装させる、表面実装機。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の表面実装機であって、
前記ヘッド部は前記部品を保持及び解放する複数の保持部を有しており、
2つの前記ヘッド部は前記保持部の数が互いに同じである、表面実装機。
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