JP6884950B2

JP6884950B2 - 部品実装システム

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Publication number: JP6884950B2
Application number: JP2017095178A
Authority: JP
Inventors: 英泰 ▲高▼宮
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Priority date: 2017-05-12
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2021-06-09
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Description

本発明は、電子部品を基板に実装する部品実装システムに関する発明である。

従来、複数の部品が収容された部品供給ユニットから部品を採取して基板に実装する部品実装機において、部品供給ユニットを自動で交換可能なものが提案されている。例えば、特許文献１には、部品供給ユニットが着脱可能にセットされ、部品供給ユニットが供給した部品を実装対象物に実装する部品実装機を実装対象物の搬送方向に沿って複数並べて構成した部品実装ラインであって、部品供給ユニットを複数保管するユニット保管庫と、複数の部品実装機に取り付けられている部品供給ユニットとユニット保管庫に保管されている部品供給ユニットとを交換可能なユニット交換装置と、ユニット交換装置を制御する制御装置とを備え、ユニット保管庫は、複数の部品実装機と同じ並びに設置され、制御装置は、搬送方向に沿った所定の移動範囲を移動して部品供給ユニットの交換を行うようにユニット交換装置を制御する電子部品実装ラインが開示されている。

国際公開ＷＯ２０１７／０３３２６８号公報

特許文献１の電子部品実装ラインにおけるユニット交換装置は、ユニット保管庫と部品実装機の部品供給ユニットストックエリアとの間、ユニット保管庫と部品実装機の吸着作業エリアとの間、１台の部品実装機の部品供給ユニットストックエリアと吸着作業エリアとの間、他の部品実装機の部品供給ユニットストックエリアと吸着作業エリアとの間で、部品供給ユニット交換を行なう必要がある。この構成において、部品供給ユニットの交換作業が集中する場合や、部品供給ユニットの移動距離が長い場合、部品供給ユニットの交換待ちにより生産効率が低下する可能性がある。また、部品実装機の一部が引出せる構成の装置においては、トラブル等の原因により引出した装置の先に部品供給ユニットが移動できないため、生産効率が低下する可能性がある。

本開示は、部品供給ユニット交換作業が集中する場合においても、生産効率の低下を防止可能な部品実装システムを提供することを主目的とする。

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示の部品実装システムは、部品供給ユニットが着脱可能にセットされ、前記部品供給ユニットが供給した部品を実装対象物に実装する部品実装機を前記実装対象物の搬送方向に沿って複数並べて構成した部品実装システムであって、複数の部品実装機と同じ並びに設置され、前記部品供給ユニットを複数保管するユニット保管庫と、前記部品実装機の部品吸着位置に部品を供給する複数の前記部品供給ユニットを並べて取り付ける吸着作業エリアと、前記吸着作業エリアの使用済みの部品供給ユニットと入れ替える次の部品供給ユニットを収納すると共に前記使用済みの部品供給ユニットを回収する部品供給ユニットストックエリアと、複数の部品実装機の前記部品供給ユニットストックエリアと前記ユニット保管庫との間でのみ前記部品供ユニットを交換可能な第１ユニット交換装置と、複数の部品実装機の前記吸着作業エリアと前記部品供給ユニットストックエリアとの間でのみ前記部品供給ユニットを交換可能な第２ユニット交換装置と、前記搬送方向に沿った所定の移動範囲を移動して、前記部品供給ユニットの交換を行うよう前記第１ユニット交換装置及び前記第２ユニット交換装置を制御する制御装置と、を備えたものである。

この部品実装システムは、第１ユニット交換装置が複数の部品実装機の部品供給ユニットストックエリアとユニット保管庫との間でのみ部品供給ユニット交換作業を行い、第２ユニット交換装置が複数の部品実装機の吸着作業エリアと部品供給ユニットストックエリアとの間でのみ部品供給ユニット交換作業を行うことができる。従って、この部品実装システムでは、異なる交換対象に対する部品供給ユニット交換の並行作業が可能となり、部品供給ユニット交換作業を、より適正に対処することができる。

図１は部品実装システム１０の構成の概略を示す構成図である。図２は部品実装機２０の構成の概略を示す構成図である。図３はフィーダ３０の構成の概略を示す構成図である。図４は第２交換ロボット５０の構成の概略を示す構成図である。図５はフィーダ保管庫６０の構成の概略を示す構成図である。図６は部品実装システム１０の制御に関する構成図である。図７は保管エリア情報更新処理の一例を示すフローチャートである。図８は保管エリア情報の一例を示す説明図である。図９はフィーダ交換処理１の一例を示すフローチャートである。図１０はフィーダ交換処理２の一例を示すフローチャートである。

図１は部品実装システム１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は部品実装機２０の構成の概略を示す構成図であり、図３はフィーダ３０の構成の概略を示す構成図である。また、図４は第２交換ロボット５０の構成の概略を示す構成図であり、図５はフィーダ保管庫６０の構成の概略を示す構成図であり、図６は部品実装システム１０の制御に関する構成図である。なお、図１の左右方向がＸ方向であり、前後方向がＹ方向であり、上下方向がＺ方向である。

部品実装システム１０は、図１に示すように、基板上に半田を印刷する印刷機１２と、印刷された半田の状態を検査する印刷検査機１４と、フィーダ３０から供給された部品を基板に実装する複数の部品実装機２０と、部品の実装状態を検査する実装検査機（図示省略）と、複数のフィーダ３０を保管可能なフィーダ保管庫６０と、ライン全体を管理する管理装置８０などを備える。部品実装システム１０では、印刷機１２と印刷検査機１４と複数の部品実装機２０とが、この順番で基板の搬送方向（Ｘ方向）に並べて設置されている。また、フィーダ保管庫６０は、部品実装システム１０のライン内に組み込まれており、複数の部品実装機２０のうち基板の搬送方向の最も上流側の部品実装機２０と印刷検査機１４との間に設置されている。即ち、フィーダ保管庫６０は、最も上流側の部品実装機２０よりも上流位置に設置されている。本実施形態では、作業者がフィーダ保管庫６０にフィーダ３０を補給したり、フィーダ保管庫６０からフィーダ３０を回収したりする。フィーダ保管庫６０に対するフィーダ３０の補給や回収を、フィーダ３０の搬入出ともいう。

また、部品実装システム１０は、複数の部品実装機２０とフィーダ保管庫６０との間でフィーダ３０の自動交換を行う第１交換ロボット４６と、複数の部品実装機の間でフィーダ３０の自動交換を行う第２交換ロボット５０と、を備える。第１交換ロボット４６及び第２交換ロボット５０は、複数の部品実装機２０の前面およびフィーダ保管庫６０の前面に基板の搬送方向（Ｘ方向）に対して平行に設けられたＸ軸レール１８に沿って移動可能となっている。なお、図２や図５では、Ｘ軸レール１８の図示を省略した。

部品実装機２０は、図２に示すように、基板ＳをＸ方向に搬送する基板搬送装置２１と、フィーダ３０が供給した部品を吸着する吸着ノズルを有するヘッド２２と、ヘッド２２をＸＹ方向に移動させるヘッド移動機構２３と、装置全体を制御する実装制御装置２８（図６参照）とを備える。実装制御装置２８は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、基板搬送装置２１やヘッド２２、ヘッド移動機構２３などに駆動信号を出力する。

フィーダ３０は、部品を所定ピッチで収容するテープを送り出すテープフィーダとして構成されている。フィーダ３０は、図３に示すように、テープが巻回されたテープリール３２と、テープリール３２からテープを引き出して送り出すテープ送り機構３３と、突出する２本の位置決めピン３４を有するコネクタ３５と、下端に設けられたレール部材３７と、フィーダ全体の制御を行うフィーダ制御装置３９（図６参照）と、を備える。フィーダ制御装置３９は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、テープ送り機構３３に駆動信号を出力する。また、フィーダ制御装置３９は、コネクタ３５を介してフィーダ３０の取り付け先の制御部（実装制御装置２８や管理装置８０など）と通信可能となっている。

部品実装機２０は、図２に示すように、前方にフィーダ３０を取り付け可能な上下２つのエリアを有する。上のエリアはフィーダ３０が部品を供給可能な部品供給エリア２０Ａであり、下のエリアはフィーダ３０をストック可能なストックエリア２０Ｂである。供給エリア２０Ａとストックエリア２０Ｂには、それぞれ複数のフィーダ３０が取り付けられるフィーダ台４０が設けられる。フィーダ台４０は、側面視がＬ字状の台であり、フィーダ３０のレール部材３７が挿入可能な間隔でＸ方向に複数配列されたスロット４２と、フィーダ３０の２本の位置決めピン３４が挿入可能な２つの位置決め穴４４と、２つの位置決め穴４４の間に設けられコネクタ３５が接続されるコネクタ４５とを備える。

また、部品実装機２０は、フィーダ３０が部品を供給した後のテープを下方へ送るテープダクト２４と、テープダクト２４を通過したテープを細かく切断するテープカッタ２５と、テープカッタ２５により切断された廃テープが落下するテープシュート２６と、テープシュート２６の下方に配置された廃テープ搬送装置２７とを備える。本実施形態の廃テープ搬送装置２７は、Ｘ方向の右側から左側に向かってコンベアベルトにより廃テープを搬送するベルトコンベア装置として構成されている。廃テープ搬送装置２７は、コンベアベルトがＸ方向の右側から左側に向かって上り勾配となるよう傾いた状態で固定される。また、廃テープ搬送装置２７は、部品実装機２０の左側からコンベアベルトの左端部がはみ出て、左側（搬送方向上流側）に隣接する部品実装機２０の廃テープ搬送装置２７（コンベアベルト）の右端部の上方に位置するように、部品実装機２０のＸ方向の幅を超える長さとなっている。このため、隣接する部品実装機２０の廃テープ搬送装置２７は、互いにオーバーラップして廃テープを受け渡し可能となり、各部品実装機２０の廃テープ搬送装置２７が基板Ｓの搬送方向と逆方向に一の廃テープ搬送ラインを構成するものとなる。

複数の部品実装機の間でフィーダ３０の自動交換を行う
第２交換ロボット５０は、図４に示すように、Ｘ軸レール１８に沿って第２交換ロボット５０を移動させるロボット移動機構５１と、フィーダ３０を複数の部品実装機２０の間で移載するフィーダ移載機構５３と、ロボット全体を制御するロボット制御装置５９（図６参照）とを備える。ロボット移動機構５１は、第２交換ロボット５０を移動させるための駆動用ベルトを駆動するサーボモータなどのＸ軸モータ５２ａと、Ｘ軸レール１８に沿った第２交換ロボット５０の移動をガイドするガイドローラ５２ｂなどを備える。フィーダ移載機構５３は、フィーダ３０をクランプするクランプ部５４およびクランプ部５４をＹ軸ガイドレール５５ｂに沿って移動させるＹ軸モータ５５ａを搭載するＹ軸スライダ５５と、Ｙ軸スライダ５５をＺ軸ガイドレール５６ｂに沿って移動させるＺ軸モータ５６ａとを備える。第２交換ロボット５０は、この他に、Ｘ方向の移動位置を検出するエンコーダ５７（図６参照）を備える。

第２交換ロボット５０のＹ軸スライダ５５は、Ｚ軸モータ５６ａの駆動により部品実装機２０の供給エリア２０Ａに対向する上部移載エリア５０Ａと、部品実装機２０のストックエリア２０Ｂに対向する下部移載エリア５０Ｂとを移動する。ロボット制御装置５９は、クランプ部５４によりフィーダ３０をクランプしているＹ軸スライダ５５を、Ｙ軸モータ５５ａの駆動により上部移載エリア５０Ａから供給エリア２０Ａに移動させてフィーダ３０のレール部材３７をフィーダ台４０のスロット４２に挿入させ、クランプ部５４のクランプを解除することにより、フィーダ３０を供給エリア２０Ａのフィーダ台４０に取り付ける。また、ロボット制御装置５９は、供給エリア２０Ａのフィーダ台４０に取り付けられているフィーダ３０をクランプ部５４によりクランプして、Ｙ軸モータ５５ａの駆動によりＹ軸スライダ５５を供給エリア２０Ａから上部移載エリア５０Ａに移動させることにより、フィーダ３０を供給エリア２０Ａのフィーダ台４０から取り外す（上部移載エリア５０Ａに引き込む）。ロボット制御装置５９は、ストックエリア２０Ｂのフィーダ台４０へのフィーダ３０の取り付けやストックエリア２０Ｂのフィーダ台４０からのフィーダ３０の取り外しは、Ｚ軸モータ５６ａの駆動によりＹ軸スライダ５５を下部移載エリア５０Ｂに移動させて、上部移載エリア５０Ａに代えて下部移載エリア５０Ｂで行う以外は同様の処理を行うため、説明は省略する。

第１交換ロボット４６は、第２交換ロボット５０とほぼ同様の構成であるが、Ｙ軸スライダ５５が上下方向（Ｚ軸方向）に昇降しないため、Ｚ軸モータ５６ａやＺ軸ガイドレール５６ｂは備えない構成となっている。

フィーダ保管庫６０は、図５に示すように、筐体６１の前方右側の下部にフィーダ３０を取り付け可能な保管エリア６０Ａを有する。保管エリア６０Ａは、部品実装機２０の供給エリア２０Ａやストックエリア２０Ｂに設けられるフィーダ台４０と同じ構成のフィーダ台４０が設けられる。また、保管エリア６０Ａのフィーダ台４０は、ストックエリア２０Ｂのフィーダ台４０と同じ高さ（Ｚ方向高さ）に設けられる。このため、第１交換ロボット４６のロボット制御装置５９は、クランプ部５４によりフィーダ３０をクランプしているＹ軸スライダ５５を、Ｙ軸モータ５５ａの駆動により下部移載エリア５０Ｂから保管エリア６０Ａに移動させてフィーダ３０のレール部材３７をフィーダ台４０のスロット４２に挿入させ、クランプ部５４のクランプを解除することにより、フィーダ３０を保管エリア６０Ａのフィーダ台４０に取り付けることができる。なお、ここでいう同じ高さ（Ｚ方向高さ）とは、Ｚ軸（昇降）機構を備えない第１交換ロボット４６が、保管エリア６０Ａのフィーダ台４０とストックエリア２０Ｂのフィーダ台４０との間で、フィーダ３０が交換可能な高さであればよく、厳密に同じ高さでなくてもよい。

ロボット制御装置５９は、保管エリア６０Ａのフィーダ台４０に取り付けられているフィーダ３０をクランプ部５４によりクランプして、Ｙ軸モータ５５ａの駆動によりＹ軸スライダ５５を保管エリア６０Ａから下部移載エリア５０Ｂに移動させることにより、フィーダ３０を保管エリア６０Ａのフィーダ台４０から取り外す（下部移載エリア５０Ｂに引き込む）ことができる。即ち、第１交換ロボット４６は、部品実装機２０のストックエリア２０Ｂのフィーダ台４０にフィーダ３０を着脱するのと同じ動作で、フィーダ保管庫６０の保管エリア６０Ａのフィーダ台４０にフィーダ３０を着脱することができる。なお、フィーダ保管庫６０の保管エリア６０Ａと部品実装機２０のストックエリア２０Ｂには、いずれも使用中でない（部品供給中でない）フィーダ３０を収納可能である。例えば、ストックエリア２０Ｂは、残り部品があるフィーダ３０や使用予定時期が比較的近いフィーダ３０を収納し、保管エリア６０Ａは、残り部品がない使用済みのフィーダ３０を収納するものなどとすることができる。

フィーダ保管庫６０は、筐体６１の後方上部に、基板ＳをＸ方向に搬送する基板搬送装置６２を備える。この基板搬送装置６２は、印刷検査機１４の図示しない基板搬送装置および隣接する部品実装機２０の基板搬送装置２１と、前後方向および上下方向の位置が同じ位置となっている。このため、基板搬送装置６２は、印刷検査機１４の基板搬送装置から受け取った基板Ｓを搬送して隣接する部品実装機２０の基板搬送装置２１に受け渡すことが可能となっている。

フィーダ保管庫６０の筐体６１の後方下部の下部スペース６３Ａには、廃テープ搬送ラインにより搬送された廃テープを回収する回収容器６４が配置されている。前述したように、各部品実装機２０の廃テープ搬送装置２７は各部品実装機２０の左側から左端部がはみ出るから、フィーダ保管庫６０に隣接する部品実装機２０の廃テープ搬送装置２７も左側がはみ出て筐体６１内に侵入することになる。回収容器６４は、筐体６１内に侵入した廃テープ搬送装置２７の左端部の下方に配置されることで、廃テープを回収可能となっている。回収容器６４は筐体６１の後方から出し入れ可能に構成されている。

フィーダ保管庫６０の筐体６１の前方左側には、下部に直方体状に開口した収納部６５Ａが形成され、上部に水平面を有する置き台６５Ｂが形成されている。収納部６５Ａは、管理装置８０の本体よりも一回り大きなサイズに形成され、図１に示すように、管理装置８０の本体が収納される。また、上部の置き台６５Ｂには、図１に示すように、ディスプレイ８２と入力デバイス８４とが載置される。このように、フィーダ保管庫６０の設置スペースは、回収容器６４や管理装置８０の配置スペースとしても利用される。

管理装置８０は、図６に示すように、周知のＣＰＵ８０ａやＲＯＭ８０ｂ、ＨＤＤ８０ｃ、ＲＡＭ８０ｄなどで構成され、ＬＣＤなどのディスプレイ８２と、キーボードやマウスなどの入力デバイス８４とを備える。管理装置８０は、基板Ｓの生産プログラムなどを記憶している。基板Ｓの生産プログラムは、どの基板Ｓにどの部品を実装するか、また、そのように実装した基板Ｓを何枚作製するかなどを定めたプログラムをいう。管理装置８０は、実装制御装置２８と有線により通信可能に接続されると共にロボット制御装置５９と無線により通信可能に接続される他、印刷機１２や印刷検査機１４、実装検査機の各制御装置と通信可能に接続される。管理装置８０は、実装制御装置２８から部品実装機２０の実装状況に関する情報を受信したり、ロボット制御装置５９から第１交換ロボット４６、第２交換ロボット５０の駆動状況に関する情報を受信したりする。また、本実施形態の管理装置８０は、フィーダ保管庫６０の管理も行う。管理装置８０は、保管エリア６０Ａのフィーダ台４０に取り付けられたフィーダ３０のフィーダ制御装置３９とコネクタ３５，４５を介して通信可能に接続される。また、管理装置８０は、フィーダ保管庫６０の基板搬送装置６２に駆動信号を出力して基板搬送装置６２に基板Ｓを搬送させる。また、管理装置８０は、保管庫前範囲１１ａ内の作業者の存在を監視する赤外線センサなどの保管庫前監視センサ８６からの検知信号が入力される。

以下は、部品実装システム１０の管理装置８０が行う処理の説明である。図７は保管エリア情報更新処理の一例を示すフローチャートである。なお、保管エリア情報は、保管エリア６０Ａのフィーダ台４０にセットされているフィーダ３０の取り付け位置やＩＤ情報、収容部品に関する情報でありＨＤＤ８０ｃに記憶される。保管エリア情報更新処理では、管理装置８０のＣＰＵ８０ａは、まず、保管エリア６０Ａのフィーダ台４０にフィーダ３０が新たに取り付けられたか否かを判定する（Ｓ１００）。ＣＰＵ８０ａは、フィーダ３０が新たに取り付けられたと判定すると、取り付けられたコネクタ４５の位置に基づいて取り付け位置の位置情報を取得すると共に（Ｓ１０５）、取り付けられたフィーダ３０のフィーダ制御装置３９からフィーダ３０のＩＤ情報や収容されている部品種や部品量などのフィーダ情報を取得する（Ｓ１１０）。そして、ＣＰＵ８０ａは、位置情報に対応付けてフィーダ情報を登録することで保管エリア情報を更新して（Ｓ１１５）、次のＳ１２０の処理に進む。また、ＣＰＵ８０ａは、Ｓ１００でフィーダ３０が新たに取り付けられてないと判定すると、Ｓ１０５〜Ｓ１１５の処理をスキップして、次のＳ１２０の処理に進む。

次に、管理装置８０のＣＰＵ８０ａは、保管エリア６０Ａのフィーダ台４０からフィーダ３０が取り外されたか否かを判定し（Ｓ１２０）、フィーダ３０が取り外されてないと判定すると、保管エリア情報更新処理を終了する。一方、ＣＰＵ８０ａは、フィーダ３０が取り外されたと判定すると、取り外されたコネクタ４５の位置に基づいて取外位置の位置情報を取得すると共に（Ｓ１２５）、位置情報に対応付けられたフィーダ情報を削除することで保管エリア情報を更新して（Ｓ１３０）、保管エリア情報更新処理を終了する。

ここで、図８は保管エリア情報の一例を示す説明図である。保管エリア情報には、フィーダ３０の取り付位置の位置情報に対応付けて、フィーダ３０のＩＤ情報や部品種の情報、部品量の情報などが記憶される。なお、位置情報は、フィーダ台４０の複数のスロット４２のうち基準スロット（例えば左端のスロット４２）を先頭位置「００１」として順に定められている。図８の例では、位置情報が「００１」や「００２」の位置には、部品種が「Ａ−００１」で部品量が「Ｆｕｌｌ」（作業者が補給してから未使用）のフィーダ３０が取り付けられていることを示す。また、位置情報が「００３」の位置には、フィーダ３０が取り付けられていないことを示す。また、位置情報が「００４」や「００５」の位置には、部品種が「Ｂ−００５」で部品量が「Ｅｍｐｔｙ」（既に部品実装機２０で使用済み）のフィーダ３０が取り付けられていることを示す。「Ｅｍｐｔｙ」のフィーダ３０が予め決められた数を超えると、作業者に対し、音声で報知される。なお、保管エリア情報は、部品量に「Ｆｕｌｌ」か「Ｅｍｐｔｙ」かを記憶するものに限られず、部品の残数の値を記憶するものなどとしてもよい。また、管理装置８０は、作業者の要求に基づいてディスプレイ８２に保管エリア情報を視認可能に表示してもよい。なお、各部品実装機２０の実装制御装置２８は、保管エリア情報と同様に、供給エリア２０Ａ内の位置情報とフィーダ情報とを対応付けた供給エリア情報やストックエリア２０Ｂ内の位置情報とフィーダ情報とを対応付けたストックエリア情報を記憶する。

図９はフィーダ交換処理１の一例を示すフローチャートである。この処理は、フィーダ保管庫６０の保管エリア６０Ａ内のフィーダ３０と、部品実装機２０のストックエリア２０Ｂ内のフィーダ３０とを交換する場合に実行される。フィーダ３０の交換は、管理装置８０が基板Ｓの生産プログラムに基づいて、次の実装処理に必要な部品を収容したフィーダ３０を、第１保管エリア６０Ａから取り外して各部品実装機２０のストックエリア２０Ｂに取り付けることにより行われる。フィーダ３０の交換処理は、フィーダ保管庫６０（保管エリア６０Ａ）でフィーダ３０を着脱する場合と、部品実装機２０のストックエリア２０Ｂでフィーダ３０を着脱する場合とがある。

フィーダ交換処理では、管理装置８０のＣＰＵ８０ａは、まず、フィーダ保管庫６０（保管エリア６０Ａ）でフィーダ３０を着脱する着脱タイミングであるか否かを判定し（Ｓ２００）、着脱タイミングでないと判定すると次のＳ２２５の処理に進む。一方、ＣＰＵ８０ａは、着脱タイミングであると判定すると、保管エリア情報に基づいてフィーダ３０を着脱する位置である処理対象位置を設定する（Ｓ２０５）。また、ＣＰＵ８０ａは、その処理対象位置でフィーダ３０を着脱するために第１交換ロボット４６が移動すべき位置を目標位置に設定する（Ｓ２１０）。例えば、フィーダ保管庫６０（保管エリア６０Ａ）のフィーダ３０を取り外す場合、そのフィーダ３０が取り付けられているスロット４２の位置（取り付け位置）が処理対象位置となり、その処理対象位置からフィーダ３０の取り外しが可能となる第１交換ロボット４６の位置が目標位置となる。また、使用済みのフィーダ３０をフィーダ保管庫６０（保管エリア６０Ａ）に取り付ける場合、そのフィーダ３０を取り付け可能な空きスロット４２の位置が処理対象位置となり、その処理対象位置でフィーダ３０の取り付けが可能となる第１交換ロボット４６の位置が目標位置となる。ＣＰＵ８０ａは、目標位置を設定すると、第１交換ロボット４６を目標位置に移動させる第１交換ロボット移動処理を実行し（Ｓ２１５）、目標位置で第１交換ロボット４６を駆動制御してフィーダ保管庫６０（保管エリア６０Ａ）の処理対象位置に対するフィーダ３０の着脱処理を行って（Ｓ２２０）、次のＳ２２５の処理に進む。

次に、ＣＰＵ８０ａは、部品実装機２０のストックエリア２０Ｂでフィーダ３０を着脱する着脱タイミングであるか否かを判定し（Ｓ２２５）、着脱タイミングでないと判定するとフィーダ交換処理を終了する。一方、ＣＰＵ８０ａは、着脱タイミングであると判定すると、処理対象の部品実装機２０を特定し（Ｓ２３０）、特定した部品実装機２０の供給エリア情報やストックエリア情報に基づいて処理対象位置を設定すると共に（Ｓ２３５）、第１交換ロボット４６の目標位置を設定する（Ｓ２４０）。例えば、部品実装機２０のストックエリア２０Ｂのフィーダ３０を取り外す場合、そのフィーダ３０が取り付けられているスロット４２の位置（取り付け位置）が処理対象位置となり、その処理対象位置でフィーダ３０の取り外しが可能となる第１交換ロボット４６の位置が目標位置となる。また、フィーダ３０を部品実装機２０のストックエリア２０Ｂに取り付ける場合、そのフィーダ３０を取り付け可能な空きスロット４２の位置が処理対象位置となり、その処理対象位置でフィーダ３０の取り付けが可能となる第１交換ロボット４６の位置が目標位置となる。ＣＰＵ８０ａは、目標位置を設定すると、第１交換ロボット４６を目標位置に移動させる交換ロボット移動処理を実行し（Ｓ２４５）、目標位置で第１交換ロボット４６を駆動制御して部品実装機２０のストックエリア２０Ｂの処理対象位置に対するフィーダ３０の着脱処理を行って（Ｓ２５０）、フィーダ交換処理を終了する。

図１０はフィーダ交換処理２の一例を示すフローチャートである。この処理は、部品実装機２０の供給エリア２０Ａ内のフィーダ３０と、ストックエリア２０Ｂ内のフィーダ３０とを交換する場合に実行される。フィーダ３０の交換は、管理装置８０が基板Ｓの生産プログラムに基づいて、次の実装処理に必要な部品を収容したフィーダ３０を、ストックエリア２０Ｂから取り外して各部品実装機２０の供給エリア２０Ａに取り付けることにより行われる。フィーダ３０の交換処理は、供給エリア２０Ａでフィーダ３０を着脱する場合と、ストックエリア２０Ｂでフィーダ３０を着脱する場合とがある。

ＣＰＵ８０ａは、部品実装機２０の供給エリア２０Ａ（ストックエリア２０Ｂ）でフィーダ３０を着脱する着脱タイミングであるか否かを判定し（Ｓ２５５）、着脱タイミングでないと判定するとフィーダ交換処理を終了する。一方、ＣＰＵ８０ａは、着脱タイミングであると判定すると、処理対象の部品実装機２０を特定し（Ｓ２６０）、特定した部品実装機２０の供給エリア情報やストックエリア情報に基づいて処理対象位置を設定すると共に（Ｓ２６５）、第２交換ロボット５０の目標位置を設定する（Ｓ２７０）。例えば、部品実装機２０の供給エリア２０Ａ（ストックエリア２０Ｂ）のフィーダ３０を取り外す場合、そのフィーダ３０が取り付けられているスロット４２の位置（取り付け位置）が処理対象位置となり、その処理対象位置でフィーダ３０の取り外しが可能となる第２交換ロボット５０の位置が目標位置となる。また、フィーダ３０を部品実装機２０のストックエリア２０Ｂ（供給エリア２０Ａ）に取り付ける場合、そのフィーダ３０を取り付け可能な空きスロット４２の位置が処理対象位置となり、その処理対象位置でフィーダ３０の取り付けが可能となる第２交換ロボット５０の位置が目標位置となる。ＣＰＵ８０ａは、目標位置を設定すると、第２交換ロボット５０を目標位置に移動させる交換ロボット移動処理を実行し（Ｓ２７５）、目標位置で第２交換ロボット５０を駆動制御して部品実装機２０のストックエリア２０Ｂ（供給エリア２０Ａ）の処理対象位置に対するフィーダ３０の着脱処理を行って（Ｓ２８０）、フィーダ交換処理を終了する。

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。本実施形態のフィーダ３０が部品供給ユニットに相当し、部品実装機２０が部品実装機に相当し、部品実装システム１０が部品実装システムに相当し、フィーダ保管庫６０がユニット保管庫に相当し、第１交換ロボット４６が第１ユニット交換装置に相当し、第２交換ロボット５０が第２ユニット交換装置に相当し、供給エリア２０Ａが吸着作業エリアに相当し、ストックエリア２０Ｂが部品供給ユニットストックエリアに相当する。

以上説明した部品実装システム１０は、基板の搬送方向に沿って並んだ複数の部品実装機２０と、部品実装機２０に着脱可能なフィーダ３０を複数保管するフィーダ保管庫６０と、フィーダ保管庫６０と各部品実装機２０との間でフィーダ３０を交換可能な第１交換ロボット４６と、部品実装機２０の供給エリア２０Ａとストックエリア２０Ｂとの間でフィーダ３０を交換可能な第２交換ロボット５０とを備え、フィーダ保管庫６０が複数の部品実装機２０と同じ並びに設置されており、第１交換ロボット４６及び第２交換ロボット５０が基板の搬送方向に沿って移動してフィーダ３０を並行して交換できる。これにより、部品供給ユニット交換作業が集中する場合においても、生産効率の低下を防止可能な部品実装システムを得ることができる。

また、本実施形態の部品実装システム１０は、ストックエリア２０Ｂのフィーダ３０保持高さが、フィーダ保管庫６０のフィーダ３０保持高さと同じであるため、第１交換ロボット４６のＺ軸（昇降）機構を省くことができ、コストを抑えた部品実装システムを得ることができる。

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、フィーダ保管庫６０のフィーダ３０保持高さとストックエリア２０Ｂのフィーダ３０保持高さを同じにしたが、フィーダ保管庫６０のフィーダ３０保持高さと供給エリア２０Ａのフィーダ３０保持高さを同じにしてもよい。

また、上述した実施形態では、第１交換ロボット４６がフィーダ保管庫６０とストックエリア２０Ｂとの間でフィーダ３０を交換可能としたが、第１交換ロボット４６を第２交換ロボット５０と同じ構成とし、第１交換ロボット４６がフィーダ保管庫６０と供給エリア２０Ａとストックエリア２０Ｂとの間でフィーダ３０を交換可能とするようにしてもよい。

本発明は、電子部品を搭載する基板の製造産業に使用される部品実装システムに利用可能である。

１０…部品実装システム、１２…印刷機、１４…印刷検査機、１８…Ｘ軸レール、２０…部品実装機、２０Ａ…供給エリア、２０Ｂ…ストックエリア、２１…基板搬送装置、２２…ヘッド、２３…ヘッド移動機構、２４…テープダクト、２５…テープカッタ、２６…テープシュート、２７ …廃テープ搬送装置、２８…実装制御装置、３０…フィーダ、３２…テープリール、３３…テープ送り機構、３４…位置決めピン、３５…コネクタ、３７…レール部材、３９…フィーダ制御装置、４０三点フィーダ台、４２…スロット、４４…位置決め穴、４５…コネクタ、４６…第２交換ロボット、５０…第２交換ロボット、５０Ａ…上部移載エリア、５０Ｂ…下部移載エリア、５１…ロボット移動機構、５２ａ…Ｘ軸モータ、５２ｂ…ガイドローラ、５３…フィーダ移載機構、５４…クランプ部、５５…Ｙ軸スライダ、５５ａ…Ｙ軸モータ、５５ｂ…Ｙ軸ガイドレール、５６ａ…Ｚ軸モータ、５６ｂ…Ｚ軸ガイドレール、５７…エンコーダ、５９…ロボット制御装置、６０…フィーダ保管庫、６０Ａ…保管エリア、６１…筐体、６２…基板搬送装置、６３Ａ…下部スペース、６４…回収容器、６５Ａ…収納部、６５Ｂ…置き台、８０…管理装置、８０ａ…ＣＰＵ、８０ｂ…ＲＯＭ、８０ｃ…ＨＤＤ、８０ｄ…ＲＡＭ、８２…ディスプレイ、８４…入力デバイス、Ｓ…基板。

Claims

部品供給ユニットが着脱可能にセットされ、前記部品供給ユニットが供給した部品を実装対象物に実装する部品実装機を前記実装対象物の搬送方向に沿って複数並べて構成した部品実装システムであって、
複数の部品実装機と同じ並びに設置され、前記部品供給ユニットを複数保管するユニット保管庫と、
前記部品実装機の部品吸着位置に部品を供給する複数の前記部品供給ユニットを並べて取り付ける吸着作業エリアと、
前記吸着作業エリアの使用済みの部品供給ユニットと入れ替える次の部品供給ユニットを収納すると共に前記使用済みの部品供給ユニットを回収する部品供給ユニットストックエリアと、
複数の部品実装機の前記部品供給ユニットストックエリアと前記ユニット保管庫との間でのみ前記部品供ユニットを交換可能な第１ユニット交換装置と、
複数の部品実装機の前記吸着作業エリアと前記部品供給ユニットストックエリアとの間でのみ前記部品供給ユニットを交換可能な第２ユニット交換装置と、
前記搬送方向に沿った所定の移動範囲を移動して、前記部品供給ユニットの交換を行うよう前記第１ユニット交換装置及び前記第２ユニット交換装置を制御する制御装置と、を備えた
部品実装システム。
前記第１ユニット交換装置は、前記部品供給ユニットを前記搬送方向に直角な前後方向にのみ移動させる第１ユニット移載機構を備え、
前記第２ユニット交換装置は、前記部品供給ユニットを前記搬送方向に直角な前後方向および上下方向に移動させる第２ユニット移載機構を備え、
前記部品供給ユニットストックエリアの前記部品供給ユニット保持高さが、前記ユニット保管庫の前記部品供給ユニット保持高さと同じである、
請求項１に記載の電子部品実装システム。