JP7017574B2 - 部品実装方法および部品実装装置 - Google Patents

Description

この発明は、基板に電子部品（以下、単に「部品」という）を実装する部品実装方法および部品実装装置、特に２つのヘッドユニットを同時に駆動して部品の実装効率を高める技術に関するものである。

ＩＣ（Integrated Circuit）やコンデンサなどの部品を基板に実装する部品実装装置が従来から数多く提供されている。例えば特許文献１に記載の部品実装装置では、部品供給部から供給される部品を吸着して所定の基板停止位置に停止している基板上に搭載するヘッドユニットが２台設けられている。そして、各ヘッドユニットが基板にアクセスして部品実装を行う実装シーケンスを実行する。この部品実装装置では、ヘッドユニット同士の干渉が生じ得る座標での搭載作業については、一方のヘッドユニットに干渉度合いの高い実装シーケンスを実行させ、他方のヘッドユニットに干渉しない実装シーケンスを実行されている。また、干渉度合の高い実装シーケンスを実行する順序を交互に割り付けることで、干渉による待ち時間の削減を図っている。

特許第４７２８４２３号

しかしながら、特許文献１に記載の部品実装装置では、特定の基板停止位置に停止した基板に対して２つのヘッドユニットが同時にアクセスするため、ヘッドユニットの可動領域が重複することに起因する待ち時間を完全に解消することは困難であり、干渉ロスが残っている。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、干渉ロスを発生させることなく、２つのヘッドユニットを同時に駆動して部品の実装効率を高めることが可能となる部品実装方法および部品実装装置を提供することを目的とする。

この発明の一の態様は、基板を上流実装位置および下流実装位置に搬送しながら、基板が搬送される搬送方向に対して直交する水平方向のうちの一方側に設けられた上流部品供給部から供給される上流部品を上流実装位置で基板に実装した後で搬送方向に沿って上流部品供給部の下流側に設けられた下流部品供給部から供給される下流部品を下流実装位置で基板に実装する部品実装方法であって、上流部品供給部から上流部品を受け取り上流実装位置に位置する基板に実装する上流実装動作を第１ヘッドユニットにより行う第１工程と、下流部品供給部から下流部品を受け取り下流実装位置に位置する基板に実装する下流実装動作を第２ヘッドユニットにより行う第２工程と、上流実装動作を第２ヘッドユニットにより行う第３工程と、下流実装動作を第１ヘッドユニットにより行う第４工程とを備え、第１工程および第２工程は、水平方向において第１ヘッドユニットに対して第２ヘッドユニットが他方側に位置し、かつ搬送方向において第１ヘッドユニットに対して第２ヘッドユニットが下流側に位置した状態で実行され、第３工程および第４工程は、水平方向において第１ヘッドユニットに対して第２ヘッドユニットが他方側に位置し、かつ搬送方向において第１ヘッドユニットに対して第２ヘッドユニットが上流側に位置した状態で実行されることを特徴としている。

また、この発明の他の態様は、基板を上流実装位置で上流部品を実装した後で基板を下流実装位置に搬送して下流部品を実装する部品実装装置であって、基板が搬送される搬送方向に対して直交する水平方向のうちの一方側で上流部品を供給する上流部品供給部と、搬送方向に沿って上流部品供給部の下流側に設けられて下流部品を供給する下流部品供給部と、上流部品供給部から上流部品を受け取り上流実装位置に位置する基板に実装する上流実装動作と、下流部品供給部から下流部品を受け取り下流実装位置に位置する基板に実装する下流実装動作とを実行可能な第１ヘッドユニットおよび第２ヘッドユニットとを備え、第１ヘッドユニットおよび第２ヘッドユニットは、水平方向において第１ヘッドユニットに対して第２ヘッドユニットが他方側に位置し、かつ搬送方向において第１ヘッドユニットに対して第２ヘッドユニットが下流側に位置した状態で、それぞれ上流実装動作および下流実装動作を実行し、水平方向において第１ヘッドユニットに対して第２ヘッドユニットが他方側に位置し、かつ搬送方向において第１ヘッドユニットに対して第２ヘッドユニットが上流側に位置した状態で、それぞれ下流実装動作および上流実装動作を実行することを特徴としている。

このように構成された発明では、基板を上流実装位置および下流実装位置に搬送し、上流実装位置で上流部品供給部から供給される上流部品が実装される（つまり上流実装動作が実行される）とともに、下流実装位置で下流部品供給部から供給される下流部品が実装される（つまり下流実装動作が実行される）。これらの実装動作を実行するにあたって、上流部品供給部および下流部品供給部は水平方向の一方側に設けられており、しかも第１ヘッドユニットおよび第２ヘッドユニットは、第１ヘッドユニットに対して第２ヘッドユニットが水平方向の他方側に位置した状態で、水平方向に移動して上流部品供給部および下流部品供給部と基板との間を移動する。したがって、水平方向において第１ヘッドユニットおよび第２ヘッドユニットを相互干渉させることなく、第１ヘッドユニットによる上流実装動作および下流実装動作と、第２ヘッドユニットによる上流実装動作および下流実装動作とを実行することが可能となる。

ここで、第１ヘッドユニットによる上流実装動作（第１工程）と第２ヘッドユニットによる下流実装動作（第２工程）とを並行して実行するとともに、第２ヘッドユニットによる上流実装動作（第３工程）と第１ヘッドユニットによる下流実装動作（第４工程）とを並行して実行してもよく、この場合、上流実装動作と下流実装動作とをそれぞれ搬送方向において離れた位置で実行することができ、搬送方向における第１ヘッドユニットおよび第２ヘッドユニットの相互干渉を確実に防止することができる。

また、第５工程および第６工程のうちの一方を実行した後で、かつ他方を実行する前に、水平方向において第１ヘッドユニットに対して第２ヘッドユニットが他方側に位置した状態で、搬送方向における第１ヘッドユニットおよび第２ヘッドユニットの位置を入れ替える第７工程を備えるように構成してもよい。このように第７工程が実行されることで上流実装動作を完了した第１ヘッドユニット（または第２ヘッドユニット）が搬送方向の下流側に移動するとともに下流実装動作を完了した第２ヘッドユニット（または第１ヘッドユニット）が搬送方向の上流側に移動する。したがって、第７工程に続いて第１ヘッドユニット（または第２ヘッドユニット）による下流実装動作と第２ヘッドユニット（または第１ヘッドユニット）による下流実装動作とを並行して実行した際に、水平方向における第１ヘッドユニットおよび第２ヘッドユニットの相互干渉を確実に防止することができる。

また、第７工程については基板の搬送毎に１回行えばよく、最小限の動作によって水平方向における第１ヘッドユニットおよび第２ヘッドユニットの相互干渉を確実に防止することができる。

また、基板が、上流部品および下流部品の被実装領域となるブロックを水平方向に２つ並設する多面取り基板である場合には、２つのブロックのうち水平方向の一方側に設けられた一方側ブロックに対して第１工程および第４工程が実行され、他方側に設けられた他方側ブロックに対して第２工程および第３工程が実行されるように構成してもよい。これによって、各ブロックへの部品実行を効率的に行うことができる。

さらに、基板が、上流部品および下流部品の被実装領域となるエリアを水平方向に２つ並設する基板である場合には、２つのエリアのうち水平方向の一方側に設けられた一方側エリアに対して第１工程および第４工程が実行され、他方側に設けられた他方側エリアに対して第２工程および第３工程が実行されるように構成してもよい。これによって、各エリアへの部品実行を効率的に行うことができる。

上記のように構成された発明によれば、干渉ロスを発生させることなく、２つのヘッドユニットを同時に駆動して部品の実装効率を高めることが可能となる。

本発明に係る部品実装装置の第１実施形態を示す図である。 図１に示す部品実装装置の電気的構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る部品実装装置で実行される部品実装動作の一例を示すフローチャートである。 図３の部品実装動作の各ステップを模式的に示す図である。 第２実施形態に係る部品実装装置で実行される部品実装動作の一例を示すフローチャートである。 図５の部品実装動作の各ステップを模式的に示す図である。 エリア分割の一例を示す模式図である。

図１は本発明に係る部品実装装置の第１実施形態を示す図である。また、図２は図１に示す部品実装装置の電気的構成を示すブロック図である。部品実装装置１０は、図１に示すように、基台１１と、この基台１１上に配置されて部品が実装される基板Ｂを搬送する基板搬送部１２とを備えている。基板搬送部１２は、互いに平行な一対のベルト式コンベア１２ａ、１２ｂと、図外の搬送用モータと、搬送用モータの動力を伝達する伝動機構等とを備えている。装置全体を制御する制御ユニット５０からの動作指令に応じて搬送用モータが作動すると、両コンベア１２ａ、１２ｂが同期して駆動され、両コンベア１２ａ、１２ｂで基板Ｂの両側辺部を支持しつつ、この基板Ｂを搬送方向Ｘ（図１の例では左から右）に搬送する。つまり、基板ＢはＸ１側からＸ２側に搬送される。なお、本実施形態では、搬送方向Ｘと直交する水平方向Ｙを「幅方向」と称し、幅方向Ｙのうち部品実装装置１０の手前側を「Ｙ１側」とし、奥側を「Ｙ２側」と称する。

本実施形態では、基板搬送部１２により搬送される基板Ｂを搬送方向Ｘにおいて互いに異なる２つの基板停止位置Ｐ１、Ｐ２で一時停止させ、各基板停止位置Ｐ１、Ｐ２で基板Ｂを保持した上で部品の実装作業が行われる。これら２つの基板停止位置のうち搬送方向Ｘの上流側（Ｘ１側）を「上流実装位置」と称する一方、下流側（Ｘ２側）を「下流実装位置」と称する。また、上流実装位置Ｐ１および下流実装位置Ｐ２にそれぞれ対応し、図略の上流側ストッパおよび下流側ストッパが両コンベア１２ａ、１２ｂの内側に設けられている。上流側ストッパおよび下流側ストッパはストッパ駆動部１４（図２）に接続されている。このため、制御ユニット５０の外部入出力部５４からの指令に応じてストッパ駆動部１４が作動し、これに応じて上流側ストッパおよび下流側ストッパが基板Ｂを停止させる停止状態と停止を解除する停止解除状態との間で切り替えられる。さらに、上流実装位置および下流実装位置には、それぞれ基板保持部（図示せず）が設けられている。各基板保持部はプッシュアップピン等を有しており、ストッパにより停止させられた基板Ｂをプッシュアップピンにより基板搬送部１２から浮かせて保持する。このように、本実施形態では、ストッパと基板保持部とが基板位置決め装置として機能する。

また、基板搬送部１２の手前側（Ｙ１側）において２つの部品供給部２１１、２１２が設けられている。部品供給部２１１、２１２は図１に示すように搬送方向Ｘに並設されている。これら２つの部品供給部２１１、２１２のうち搬送方向Ｘの上流側（Ｘ１側）を「上流部品供給部２１１」と称する一方、下流側（Ｘ２側）を「下流部品供給部２１２」と称する。上流部品供給部２１１は上流実装位置の近傍で多数列のテープフィーダ２３１を備えている。これらのテープフィーダ２３１は、上流実装位置に位置決めされた基板（以下「上流側基板」という）Ｂに実装すべき部品（例えばＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等）を供給するように構成されている。そして、上流部品供給部２１１から供給される部品をヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂがピックアップし、上流側基板Ｂの上方位置に移動した後、所定の搭載点上に載置する。こうして上流側基板Ｂへの部品実装が行われる。

一方、下流部品供給部２１２についても同様に構成されている。すなわち、下流部品供給部２１２は下流実装位置の近傍で多数列のテープフィーダ２３２を備えている。これらのテープフィーダ２３２は下流実装位置に位置決めされた基板（以下「下流側基板」という）Ｂに実装すべき部品を供給し、当該部品をヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂが吸着し、部品吸着状態のまま下流側基板Ｂの上方位置に移動した後、所定の搭載点上に載置する。こうして下流側基板Ｂへの部品実装が行われる。

各ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂには、１又は複数のノズル部材（図示せず）が昇降及び回転可能に設けられるとともに、ノズル部材を昇降させるＺ軸モータ２４及びノズル部材を回転させるＲ軸モータ２５が装備されている（図２参照）。ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂは駆動機構３０Ａ、３０Ｂによって、それぞれ独立して搬送方向Ｘ及び幅方向Ｙに移動可能となっている。駆動機構３０Ａ、３０Ｂは、上記基台１１上に固定されてＹ方向に延びる一対の固定レール３１Ａ、３１Ｂと、この固定レール３１Ａ、３１Ｂに取り付けられたボールねじ軸３２Ａ、３２Ｂと、このボールねじ軸３２Ａ、３２Ｂの端部に連結されて、ボールねじ軸３２Ａ、３２Ｂをそれぞれ回転駆動するＹ軸モータ３３Ａ、３３Ｂと、上記固定レール３１Ａ、３１Ｂ上に配置され、上記ボールねじ軸３２Ａ、３２Ｂに螺合しているナット部分（図示せず）を備えたヘッドユニット支持部材３４Ａ、３４Ｂとを備えている。また、各ヘッドユニット支持部材３４Ａ、３４Ｂには、Ｘ軸方向に延びるボールねじ軸３５Ａ、３５Ｂと、このボールねじ軸３５Ａ、３５Ｂの端部にそれぞれ連結されてボールねじ軸３５Ａ、３５Ｂを回転駆動するＸ軸モータ３６Ａ、３６Ｂとが設けられている。各ボールねじ軸３５Ａ、３５Ｂには、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂに設けられたナット部分（図示せず）が螺合している。このため、制御ユニット５０のモータ制御部５３からの動作指令に応じて各Ｙ軸モータ３３Ａ、３３Ｂが作動することによりボールねじ軸３２Ａ、３２Ｂが回転して、上記ヘッドユニット支持部材３４Ａ、３４Ｂが幅方向Ｙに移動する。また、モータ制御部５３からの動作指令に応じて各Ｘ軸モータ３６Ａ、３６Ｂが作動することによりボールねじ軸３５Ａ、３５Ｂが回転して、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂがヘッドユニット支持部材３４Ａ、３４Ｂに対して搬送方向Ｘに移動する。なお、図面では省略されているが、ヘッドユニット支持部材３４Ａ、３４Ｂには、ヘッドユニット２２Ａ、２２ＢをＸ軸方向にガイドするガイド部材が設けられており、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂは、このガイド部材上で滑らかにＸ軸方向に往復移動する。

本実施形態では、部品実装装置１０による部品実装を円滑かつ高精度に行うために、複数のカメラを有している。より具体的には、基板Ｂが上流実装位置Ｐ１および下流実装位置Ｐ２に停止したときに基板Ｂの特定部位を上方から撮像する定置式撮像手段として、第１基板カメラ４１及び第２基板カメラ４２が基台１１の定位置から吊り下げられている。また、基台１１上に部品認識用のカメラ（以下「部品認識カメラ」という）４３が装備されている。当該部品認識カメラ４３は、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂによる部品吸着後に上記カメラ４３Ａ、４３Ｂで吸着部品が撮像され、それに基づいて部品吸着位置のずれ等が調べられるようになっている。さらに、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂには、基板Ｂに付されているフィデューシャルマーク（基板認識用のマーク）を撮像する移動カメラ４４Ａ、４４Ｂがそれぞれ装備されている。移動カメラ４４Ａ、４４Ｂは、対応するヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの側部で下向きに配置されたＣＣＤカメラ等で構成されており、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂと一体に移動するようになっている。

上記のように構成された部品実装装置１０の装置各部を制御するために、制御ユニット５０が設けられている。制御ユニット５０は、ＣＰＵ等で構成され、外部の表示ユニット６０と接続される演算処理部５１と、基板搬送、部品搭載等のための各種データや搭載プログラムを記憶する記憶部５２と、各モータ２４、２５、３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６Ｂを制御するモータ制御部５３と、外部入出力部５４と、画像処理部５５とを有している。

モータ制御部５３は、各モータ２４、２５、３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６Ｂに取り付けられたエンコーダからの信号と演算処理部５１から与えられる目標値とに基づいてモータ２４、２５、３３Ａ、３３Ｂ、３６Ａ、３６Ｂを制御する。また、外部入出力部５４には、入力要素として基板Ｂの搬入、搬出を検出するセンサ等の各種センサ類ＳＮが接続される一方、出力要素としてストッパ駆動部１４が接続されている。なお、このほかに、図外の搬送用駆動機構やコンベア間隔調整用駆動機構等も外部入出力部５４に接続されている。そして、演算処理部５１は、部品を基板Ｂに搭載するための搭載プログラムならびにセンサ類ＳＮからの信号などに基づいて装置各部を以下のように制御して部品実装動作を実行する。

図３は第１実施形態に係る部品実装装置で実行される部品実装動作の一例を示すフローチャートである。また、図４は図３の部品実装動作の各ステップを模式的に示す図である。この実施形態で部品実装の対象となっている基板Ｂは同一回路を形成する２つのブロックｂ１、ｂ２を幅方向Ｙに並設する、いわゆる多面取り基板（「割り基板」と称されることもある）である。そして、以下に詳述するように、基板Ｂが上流実装位置Ｐ１に位置している間に各ブロックｂ１、ｂ２に対して上流部品供給部２１１から供給される部品（以下「上流部品」という）が実装され、基板Ｂが下流実装位置Ｐ２に位置している間に各ブロックｂ１、ｂ２に対して下流部品供給部２１２から供給される部品（以下「下流部品」という）が実装される。これらの点を図４（および後で説明する図６）において理解容易とするために、上流部品を供給する上流部品供給部２１１および上流部品が実装されたブロックｂ１、ｂ２にハッチングを施す一方、下流部品を供給する下流部品供給部２１２および下流部品が実装されたブロックｂ１、ｂ２にドットを施している。さらに、次に詳述する部品実装を行うことで、各ブロックｂ１、ｂ２において上流部品が実装される領域と下流部品が実装される領域とは本来的には幅方向Ｙにおいて分離しており、それらの領域の境界線は搬送方向Ｘに平行な水平線となる。しかしながら、各ブロックｂ１、ｂ２において上流部品と下流部品とが混在し、その点を模式的に明示するために、図４においては部品が実装されたブロックに上記ハッチングやドットを付した特殊図形（直角三角形）を表示している。この点については後で説明する図６においても同様であり、ハッチングやドットを付した特殊図形（台形や直角三角形）を表示している。

また、図４（および後で説明する図６）中における括弧部分は以下に説明するステップを表している。また、本実施形態では２枚の基板Ｂに対して部品実装を並行して行うことから、基板Ｂを区別するために１枚目ないし３枚目の基板Ｂに対し、それぞれ符号「Ｂ１」、「Ｂ２」、「Ｂ３」を付している。

次に、図３のフローチャートに基づいて部品実装動作に説明するとともに、当該部品実装動作の一例（図４）を適宜参照する。第１実施形態では、演算処理部５１は基板搬送部１２を作動させて基板Ｂを搬送方向Ｘに搬送して上流実装位置Ｐ１および下流実装位置Ｐ２に基板Ｂを位置決めする（ステップＳ１１）。これにより、例えば図４の（ステップＳ１１）に示すように上流実装位置Ｐ１に位置決めされた基板Ｂ１は下流実装位置Ｐ２に搬送されて位置決めされると同時に、新たな基板Ｂ２が搬送方向Ｘに搬送され、上流実装位置Ｐ１に位置決めされる。

基板搬送が完了すると、図３および図４の（Ｓ１２＝Ｓ１２Ａ＋Ｓ１２Ｂ）に示すように、上流実装動作および下流実装動作が並行して実行される（ステップＳ１２）。すなわち、手前側ヘッドユニット２２Ａが上流部品供給部２１１にアスクセスして上流部品をピックアップした後で上流側基板Ｂ２の手前側ブロックｂ１の上方位置に移動し、当該上流部品を手前側ブロックｂ１に実装する（ステップＳ１２Ａ：上流実装動作）。こうして上流側基板Ｂ２に対する部品実装の一部が実行される。また、これと並行して手前側ヘッドユニット２２Ａよりも下流側（Ｘ２側）かつ奥側（Ｙ２側）に位置した状態のまま、奥側ヘッドユニット２２Ｂが下流部品供給部２１２にアスクセスして下流部品をピックアップした後で下流側基板Ｂ１の奥側ブロックｂ２の上方位置に移動し、当該下流部品を奥側ブロックｂ２に実装する（ステップＳ１２Ｂ：下流実装動作）。このため、奥側ヘッドユニット２２Ｂは手前側ヘッドユニット２２Ａと干渉することなく、図４の（Ｓ１２＝Ｓ１２Ａ＋Ｓ１２Ｂ）に示すように、既に上流部品が実装されている奥側ブロックｂ２への部品実装が実行される。その結果、奥側ブロックｂ２に対して所定の部品がすべて実装されたことになる。このように、ステップＳ１２Ａ、Ｓ１２Ｂ，Ｓ１２がそれぞれ本発明の「第１工程」、「第２工程」および「第５工程」の一例に相当している。

次のステップＳ１３では、Ｘ方向におけるヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの入替えが行われる。つまり、図４の（Ｓ１３）に示すように、手前側ヘッドユニット２２Ａが上流側（Ｘ１側）から下流側（Ｘ２側）に移動して下流実装位置Ｐ２に位置する。また同時に、奥側ヘッドユニット２２Ｂが下流側（Ｘ２側）から上流側（Ｘ１側）に移動して上流実装位置Ｐ１に位置する。

こうしたヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの入替動作によって、次の部分的な部品実装の準備が完了すると、図３および図４の（Ｓ１４＝Ｓ１４Ａ＋Ｓ１４Ｂ）に示すように、ステップＳ１２とは異なる別の上流実装動作および下流実装動作が並行して実行される（ステップＳ１４）。すなわち、奥側ヘッドユニット２２Ｂが上流部品供給部２１１にアスクセスして上流部品をピックアップした後で上流側基板Ｂ２の奥側ブロックｂ２の上方位置に移動し、当該上流部品を奥側ブロックｂ２に実装する（ステップＳ１４Ａ：上流実装動作）。こうして上流側基板Ｂ２に対する上流部品の実装が完了する（ただし、この時点では下流部品の実装は一切行われておらず、上流側基板Ｂ２は半製品状態である）。また、これと並行して奥側ヘッドユニット２２Ｂよりも下流側かつ手前側に位置した状態のまま、手前側ヘッドユニット２２Ａが下流部品供給部２１２にアスクセスして下流部品をピックアップした後で下流側基板Ｂ１の手前側ブロックｂ１の上方位置に移動し、当該下流部品を手前側ブロックｂ１に実装する（ステップＳ１４Ｂ：下流実装動作）。このため、手前側ヘッドユニット２２Ａは奥側ヘッドユニット２２Ｂと干渉することなく、図４の（Ｓ１４＝Ｓ１４Ａ＋Ｓ１４Ｂ）に示すように、既に上流部品が実装されている手前側ブロックｂ１への部品実装が実行される。その結果、手前側ブロックｂ１に対しても所定の部品がすべて実装され、基板Ｂ１への部品実装が完了する。このように、ステップＳ１４Ａ、Ｓ１４Ｂ，Ｓ１４がそれぞれ本発明の「第３工程」、「第４工程」および「第６工程」の一例に相当している。

こうして基板Ｂ１の製造が完了すると、これで予定していた部品実装が完了したか否かを演算処理部５１が判定する（ステップＳ１５）。ここで、部品実装の完了を判定した場合（ステップＳ１５で「ＹＥＳ」）には、演算処理部５１は完成品である基板Ｂ１を搬出して一連の部品実装動作を終了する。一方、予定している部品実装が残っていると判定した（ステップＳ１５で「ＮＯ」）場合には、上記した一連の動作（ステップＳ１１～Ｓ１５）と類似した動作（ステップＳ１６～Ｓ２０）を実行する。

演算処理部５１は基板搬送部１２を作動させて完成品である基板Ｂ１を搬出するとともに、図４の（ステップＳ１６）に示すように上流実装位置Ｐ１に位置決めされている基板Ｂ２を下流実装位置Ｐ２に搬送されて位置決めすると同時に、新たな基板Ｂ３を搬送方向Ｘに搬送して上流実装位置Ｐ１に位置決めする。

基板搬送が完了すると、ステップＳ１４と同様にして上流側基板Ｂ３の奥側ブロックｂ２への上流部品の実装と下流側基板Ｂ３の手前側ブロックｂ１への下流部品の実装とを並行して行う。すなわち、図４の（Ｓ１７＝Ｓ１７Ａ＋Ｓ１７Ｂ）に示すように、奥側ヘッドユニット２２Ｂが上流部品供給部２１１にアスクセスして上流部品をピックアップした後で上流側基板Ｂ３の奥側ブロックｂ２の上方位置に移動し、当該上流部品を奥側ブロックｂ２に実装する（ステップＳ１７Ａ:上流実装動作）。また、これと並行して奥側ヘッドユニット２２Ｂよりも下流側かつ手前側に位置した状態のまま、手前側ヘッドユニット２２Ａが下流部品供給部２１２にアスクセスして下流部品をピックアップした後で下流側基板Ｂ２の手前側ブロックｂ１の上方位置に移動し、当該下流部品を手前側ブロックｂ１に実装する（ステップＳ１７Ｂ：下流実装動作）。このため、手前側ヘッドユニット２２Ａは奥側ヘッドユニット２２Ｂと干渉することなく、図４の（Ｓ１７＝Ｓ１７Ａ＋Ｓ１７Ｂ）に示すように、既に上流部品が実装されている手前側ブロックｂ１への部品実装が実行される。このように、ステップＳ１７Ａ、Ｓ１７Ｂ，Ｓ１７がそれぞれ本発明の「第３工程」、「第４工程」および「第６工程」の一例に相当している。

次のステップＳ１８では、Ｘ方向におけるヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの入替えが行われる。つまり、図４の（Ｓ１８）に示すように、手前側ヘッドユニット２２Ａが下流側から上流側に移動して上流実装位置Ｐ１に位置する。また同時に、奥側ヘッドユニット２２Ｂが上流側から下流側に移動して下流実装位置Ｐ２に位置する。

こうしたヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの入替動作によって、次の部分的な部品実装の準備が完了すると、ステップＳ１２と同様にして上流側基板Ｂ３の手前側ブロックｂ１への上流部品の実装と下流側基板Ｂ２の奥側ブロックｂ２への下流部品の実装とを並行して行う。すなわち、図３および図４の（Ｓ１９＝Ｓ１９Ａ＋Ｓ１９Ｂ）に示すように、手前側ヘッドユニット２２Ａが上流部品供給部２１１にアスクセスして上流部品をピックアップした後で上流側基板Ｂ３の手前側ブロックｂ１の上方位置に移動し、当該上流部品を手前側ブロックｂ１に実装する（ステップＳ１９Ａ：上流実装動作）。また、これと並行して手前側ヘッドユニット２２Ａよりも下流側かつ奥側に位置した状態のまま、奥側ヘッドユニット２２Ｂが下流部品供給部２１２にアスクセスして下流部品をピックアップした後で下流側基板Ｂ２の奥側ブロックｂ２の上方位置に移動し、当該下流部品を奥側ブロックｂ２に実装する（ステップＳ１９Ｂ：下流実装動作）。このため、奥側ヘッドユニット２２Ｂは手前側ヘッドユニット２２Ａと干渉することなく、図４の（Ｓ１９＝Ｓ１９Ａ＋Ｓ１９Ｂ）に示すように、既に上流部品が実装されている奥側ブロックｂ２への部品実装が実行される。その結果、基板Ｂ２への部品実装が完了する。このように、ステップＳ１９Ａ、Ｓ１９Ｂ，Ｓ１９がそれぞれ本発明の「第１工程」、「第２工程」および「第５工程」の一例に相当している。

こうして基板Ｂ２の製造が完了すると、ステップＳ１５と同様に、これで予定していた部品実装が完了したか否かを演算処理部５１が判定する（ステップＳ２０）。そして、部品実装の完了を判定した場合（ステップＳ２０で「ＹＥＳ」）には、演算処理部５１は基板Ｂ２を搬出して一連の部品実装動作を終了する。一方、予定している部品実装が残っていると判定した（ステップＳ２０で「ＮＯ」）場合には、ステップＳ１１に戻って上記した一連の動作（ステップＳ１１～Ｓ１５）を実行する。

以上のように、第１実施形態では、部品実装装置１０の手前側（幅方向ＹのＹ１側）において搬送方向Ｘに沿って上流部品供給部２１１および下流部品供給部２１２が設けられている。そして、手前側ヘッドユニット２２Ａに対して奥側ヘッドユニット２２Ｂが奥側、つまり幅方向ＹのＹ２側に位置した状態で上流実装動作および下流実装動作が実行される。したがって、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの相互干渉は発生せず、干渉ロスを発生させることなく、２つのヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂを同時に駆動して部品の実装効率を高めることが可能となっている。

本実施形態では、搬送方向Ｘにおいてヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂがそれぞれ上流実装位置Ｐ１および下流実装位置Ｐ２に位置した状態で、手前側ヘッドユニット２２Ａによる上流実装動作と、奥側ヘッドユニット２２Ｂによる下流実装動作とを並行して実行している（ステップＳ１２、Ｓ１９）。また、搬送方向Ｘにおいてヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂがそれぞれ下流実装位置Ｐ２および上流実装位置Ｐ１に位置した状態で、手前側ヘッドユニット２２Ａによる下流実装動作と、奥側ヘッドユニット２２Ｂによる上流実装動作とを並行して実行している（ステップＳ１４、Ｓ１７）。このため、上流実装動作と下流実装動作とをそれぞれ搬送方向Ｘにおいて離れた位置で実行することができ、搬送方向Ｘにおけるヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの相互干渉を確実に防止することができる。また、上流実装動作および下流実装動作の並行処理により部品実装をより効率的に行うことができる。

また、上記のように搬送方向Ｘにおけるヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの位置関係を逆転させてヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの相互干渉の防止と部品実装の効率化のために、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの入替動作を実行している（ステップＳ１３、Ｓ１８）が、それは基板Ｂの搬送毎に１回だけ行われている。このように入替動作を最小限とすることで部品実装に要する時間、つまりタクトタイムの増大を抑えることができる。

また、図４に示したように、基板Ｂが上流部品および下流部品の被実装領域となるブロックｂ１、ｂ２を幅方向Ｙに２つ並設する多面取り基板である場合、本発明を好適に実施することができる。つまり、上記した２つの上流実装動作（ステップＳ１２、Ｓ１４）がそれぞれブロックｂ１、ｂ２に適用されるとともに上記した２つの下流実装動作（ステップＳ１２、Ｓ１４）がそれぞれブロックｂ１、ｂ２に適用され、多面取り基板に対する部品実装を効率的に行うことができる。

また、本実施形態では、部品実装装置１０の手前側（幅方向ＹのＹ１側）に部品供給部２１１、２１２を配置して上記した上流実装動作および下流実装動作を実行しているため、多面取り基板への部品実装を特許文献１に記載の装置により行う場合よりも有利な作用効果を有している。つまり、特許文献１に記載の装置により当該部品実装を行うためには、各部品について部品実装装置の手前側および奥側の部品供給部に準備しておく必要がある。一方、本実施形態では、このような部品の二重準備は不要であり、装置のコンパクト化を図ることができる。

ところで、上記第１実施形態では、同一回路を形成する２つのブロックｂ１、ｂ２を有する多面取り基板に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象基板はこれに限定されるものではなく、例えば互いに異なる回路を形成する２つのブロックを有する多面取り基板や３つ以上のブロックを有する多面取り基板に対しても本発明を適用することができる。また、単一ブロックのみを有する基板にも本発明を適用することができる。例えば基板のうち部品の被実装領域を幅方向Ｙにおいて２つのエリアに区分けし、本発明を適用してもよい（第２実施形態）。以下、図５および図６を参照しつつ第２実施形態について説明する。

図５は第２実施形態に係る部品実装装置で実行される部品実装動作の一例を示すフローチャートである。また、図６は図５の部品実装動作の各ステップを模式的に示す図である。第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、ブロックｂ１、ｂ２の代わりにエリアａ１、ａ２が設定されている点であり、その他の構成および動作は同一である。したがって、基本的には、第１実施形態の説明における「ブロックｂ１」および「ブロックｂ２」をそれぞれ「エリアａ１」および「エリアａ２」に読み換えることで第２実施形態を理解することができる。ただし、第２実施形態では、エリアａ１、ａ２に同一回路が形成されることは少なく、例えば図７に示すように、互いに異なる部品ＰＡ～ＰＤが異なる領域内に実装されることが多い。このような場合、幅方向Ｙにおいて手前側エリアａ１に実装される部品点数と奥側エリアａ２に実装される部品点数とが同じあるいはほぼ同一となるようにエリア分割を行うのが好適である。この実施形態では、部品点数に着目してエリアを分割しているが、分割基準はこれに限定されるものではなく、例えばエリア毎の合計実装時間を基準としてもよい。

第２実施形態では、演算処理部５１が記憶部５２に記憶されている部品搭載のためのデータに基づいてエリア分割を行う。ここで、エリア分割の具体的方法として、例えば複数のエリアａ１、ａ２に共通する部品について使用点数が多いものから順番に部品分割してもよい。例えば図７に示す例では、使用点数の最も多い部品ＰＡについて部品分割を行い、次いで部品ＰＢについて部品分割を行っている。より具体的には、手前側エリアａ１では部品ＰＡ、ＰＢ、ＰＣをそれぞれ「１２０点」、「２０点」、「１０点」で合計１５０点の部品を上流部品として実装する一方、奥側エリアａ２では部品ＰＡ、ＰＢ、ＰＤをそれぞれ「８０点」、「３０点」、「４０点」で合計１５０点の部品を下流部品として実装するように演算処理部５１はエリア分割している。なお、この場合、上流部品供給部２１１には部品ＰＡ、ＰＢ、ＰＣを供給するテープフィーダ２３１が装着される一方、下流部品供給部２１２には部品ＰＡ、ＰＢ、ＰＤを供給するテープフィーダ２３２が装着される。

第２実施形態では、演算処理部５１は基板搬送部１２を作動させて基板Ｂを搬送方向Ｘに搬送して上流実装位置Ｐ１および下流実装位置Ｐ２に基板Ｂを位置決めする（ステップＳ２１）と、図５および図６の（Ｓ２２＝Ｓ２２Ａ＋Ｓ２２Ｂ）に示すように、手前側ヘッドユニット２２Ａによる上流実装動作によって上流実装位置Ｐ１の基板Ｂ２の手前側エリアａ１に上流部品のうちの約半分を実装する（ステップＳ２２Ａ）とともに、奥側ヘッドユニット２２Ｂによる下流実装動作によって下流実装位置Ｐ２の基板Ｂ１の奥側エリアａ２に下流部品のうちの約半分を実装する（ステップＳ２２Ｂ）。このように、ステップＳ２２Ａ、Ｓ２２Ｂ，Ｓ２２がそれぞれ本発明の「第１工程」、「第２工程」および「第５工程」の一例に相当している。

次のステップＳ２３では、図６の（Ｓ２３）に示すように、Ｘ方向におけるヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの入替えが行われる。それに続いて、図５および図６の（Ｓ２４＝Ｓ２４Ａ＋Ｓ２４Ｂ）に示すように、奥側ヘッドユニット２２Ｂによる上流実装動作によって残りの上流部品を上流側基板Ｂ２に実装して上流側基板Ｂ２への上流部品の実装を完了させる（ステップＳ２４Ａ）。ただし、この時点では下流部品の実装は一切行われておらず、上流側基板Ｂ２は半製品状態である。また、これと並行して奥側ヘッドユニット２２Ｂよりも下流側かつ手前側に位置した状態のまま、手前側ヘッドユニット２２Ａによる下流実装動作によって下流実装位置Ｐ２の基板Ｂ１に残りの下流部品を実装して下流側基板Ｂ１への下流部品の実装を完了させる（ステップＳ２４Ｂ）。これによって、基板Ｂ１への全部品（＝上流部品＋下流部品）の実装が完了する。このように、ステップＳ２４Ａ、Ｓ２４Ｂ，Ｓ２４がそれぞれ本発明の「第３工程」、「第４工程」および「第６工程」の一例に相当している。

こうして基板Ｂ１の製造が完了すると、これで予定していた部品実装が完了したか否かを演算処理部５１が判定する（ステップＳ２５）。ここで、部品実装の完了を判定した場合（ステップＳ２５で「ＹＥＳ」）には、演算処理部５１は完成品である基板Ｂ１を搬出して一連の部品実装動作を終了する。一方、予定している部品実装が残っていると判定した（ステップＳ２５で「ＮＯ」）場合には、上記した一連の動作（ステップＳ２１～Ｓ２５）と類似した動作（ステップＳ２６～Ｓ２０）を実行する。

演算処理部５１は基板搬送部１２を作動させて完成品である基板Ｂ１を搬出するとともに、図６の（ステップＳ２６）に示すように上流実装位置Ｐ１に位置決めされている基板Ｂ２を下流実装位置Ｐ２に搬送されて位置決めすると同時に、新たな基板Ｂ３を搬送方向Ｘに搬送して上流実装位置Ｐ１に位置決めする。

基板搬送が完了すると、図４の（Ｓ２７＝Ｓ２７Ａ＋Ｓ２７Ｂ）に示すように、ステップＳ２４と同様にして上流側基板Ｂ３の手前側エリアａ１への上流部品の実装（ステップＳ２７Ａ）と下流側基板Ｂ３の奥側エリアａ２への下流部品の実装とを並行して行う（ステップＳ２７Ｂ）。ステップＳ２７Ａ、Ｓ２７Ｂがそれぞれ本発明の「第３工程」および「第４工程」の一例に相当し、これらを並行して行う工程が「第６工程」の一例に相当している。

次のステップＳ２８では、Ｘ方向におけるヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの入替えが行われる。それに続いて、ステップＳ２２と同様にして上流側基板Ｂ３の手前側エリアａ１への上流部品の実装（ステップＳ２９Ａ）と下流側基板Ｂ２の奥側エリアａ２への下流部品の実装（ステップＳ２９Ｂ）とを並行して行う。これによって、基板Ｂ２への部品実装が完了する。ステップＳ２９Ａ、２９Ｂがそれぞれ本発明の「第１工程」および「第２工程」の一例に相当し、これらを並行して行う工程が「第５工程」の一例に相当している。

こうして基板Ｂ２の製造が完了すると、ステップＳ２５と同様に、これで予定していた部品実装が完了したか否かを演算処理部５１が判定する（ステップＳ３０）。そして、部品実装の完了を判定した場合（ステップＳ３０で「ＹＥＳ」）には、演算処理部５１は基板Ｂ２を搬出して一連の部品実装動作を終了する。一方、予定している部品実装が残っていると判定した（ステップＳ３０で「ＮＯ」）場合には、ステップＳ２１に戻って上記した一連の動作（ステップＳ２１～Ｓ２５）を実行する。

以上のように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、ヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの相互干渉は発生せず、干渉ロスを発生させることなく、２つのヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂを同時に駆動して部品の実装効率を高めることが可能となっている。また、上流実装動作および下流実装動作の並行処理により部品実装をより効率的に行うことができる。さらに、入替動作を最小限とすることで部品実装に要する時間、つまりタクトタイムの増大を抑えることができる。

このように第１実施形態では、幅方向Ｙ、Ｙ１側およびＹ２側がそれぞれ本発明の「水平方向」、「水平方向の一方側」および「水平方向の他方側」の一例に相当している。また、手前側ヘッドユニット２２Ａおよび奥側ヘッドユニット２２Ｂがそれぞれ本発明の「第１ヘッドユニット」および「第２ヘッドユニット」の一例に相当している。手前側ブロックｂ１および奥側ブロックｂ２がそれぞれ「一方側ブロック」および「他方側ブロック」の一例に相当している。また、手前側エリアａ１および奥側エリアａ２がそれぞれ「一方側エリア」および「他方側エリア」の一例に相当している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、部品供給部２１１，２１２を部品実装装置１０の手前側（幅方向ＹのＹ１側）に配設しているが、部品実装装置１０の奥側（幅方向ＹのＹ２側）に配設した部品実装装置にも本発明を適用することができる。

また、部品供給部２１１、２１２の配設位置は、幅方向Ｙの一方側のみに限定されるものではなく、部品実装装置１０の手前側（幅方向ＹのＹ１側）および部品実装装置１０の奥側（幅方向ＹのＹ２側）に配設してもよい（第３実施形態）。このような部品実装装置１０では、例えば部品実装装置１０の手前側の部品供給部２１１、２１２を用いて第１実施形態や第２実施形態と同様にして部品実装を行う（以下「手前側供給タイプの部品実装動作」という）間に、次の生産プログラムに対応した部品段取りを奥側の部品供給部２１１、２１２に対して予め行うことができる。つまり、部品実装装置１０の奥側の部品供給部２１１、２１２を用いて第１実施形態や第２実施形態と同様にして部品実装を行う（以下「奥側供給タイプの部品実装動作」という）ためには、部品実装装置１０の奥側の部品供給部２１１、２１２について、次の生産プログラムに対応した部品段取りを行う必要がある。ただし、第３実施形態では、手前側供給タイプの部品実装動作を行っている間に、上記部品段取りを行うことが可能であり、生産プログラムの切り替えを行った時点で直ちに奥側供給タイプの部品実装動作を開始することができる。すなわち、生産プログラム切り替え後の段取り時間を削減することができ、効率的な部品実装を行うことができる。

また、より多くの部品を基板Ｂに実装するために、手前側および奥側の部品供給部２１１に上流部品を振り分けて準備するとともに、手前側および奥側の部品供給部２１２に下流部品を振り分けて準備することでより多くの部品を基板Ｂに実装することができる。例えば、手前側部品供給部２１１、２１２を用いて上流実装動作および下流実装動作を並行して実行するのに続いて、奥側部品供給部２１１、２１２を用いて上流実装動作および下流実装動作を並行して実行することができる。そして、Ｘ方向におけるヘッドユニット２２Ａ、２２Ｂの入替えを行った後で、手前側部品供給部２１１、２１２を用いて上流実装動作および下流実装動作を並行して実行し、さらに奥側部品供給部２１１、２１２を用いて上流実装動作および下流実装動作を並行して実行してもよい。これによって、数多くの部品を基板Ｂに実装することができる。

この発明は、２つのヘッドユニットを同時に駆動して基板に部品を実装する部品実装技術全般に適用することができる。

１０…部品実装装置
１２…基板搬送部
２２Ａ…手前側ヘッドユニット（第１ヘッドユニット）
２２Ｂ…奥側ヘッドユニット（第２ヘッドユニット）
５０…制御ユニット
５１…演算処理部
２１１…上流部品供給部
２１２…下流部品供給部
ａ１…手前側エリア（一方側エリア）
ａ２…奥側エリア（他方側エリア）
ｂ１…手前側ブロック（一方側ブロック）
ｂ２…奥側ブロック（他方側ブロック）
Ｂ…基板
Ｐ１…上流実装位置
Ｐ２…下流実装位置
ＰＡ～ＰＤ…部品
Ｘ…搬送方向
Ｙ…幅方向（水平方向）

Claims (7)

1. 基板を上流実装位置および下流実装位置に搬送しながら、前記基板が搬送される搬送方向に対して直交する水平方向のうちの一方側に設けられた上流部品供給部から供給される上流部品を前記上流実装位置で前記基板に実装した後で前記搬送方向に沿って前記上流部品供給部の下流側に設けられた下流部品供給部から供給される下流部品を前記下流実装位置で前記基板に実装する部品実装方法であって、
   前記上流部品供給部から前記上流部品を受け取り前記上流実装位置に位置する基板に実装する上流実装動作を第１ヘッドユニットにより行う第１工程と、
   前記下流部品供給部から前記下流部品を受け取り前記下流実装位置に位置する基板に実装する下流実装動作を第２ヘッドユニットにより行う第２工程と、
   前記上流実装動作を前記第２ヘッドユニットにより行う第３工程と、
   前記下流実装動作を前記第１ヘッドユニットにより行う第４工程とを備え、
   前記第１工程および前記第２工程は、前記水平方向において前記第１ヘッドユニットに対して前記第２ヘッドユニットが他方側に位置し、かつ前記搬送方向において前記第１ヘッドユニットに対して前記第２ヘッドユニットが下流側に位置した状態で実行され、
   前記第３工程および前記第４工程は、前記水平方向において前記第１ヘッドユニットに対して前記第２ヘッドユニットが他方側に位置し、かつ前記搬送方向において前記第１ヘッドユニットに対して前記第２ヘッドユニットが上流側に位置した状態で実行される
   ことを特徴とする部品実装方法。
2. 請求項１に記載の部品実装方法であって、
   前記第１工程と前記第２工程とを並行して実行する第５工程と、
   前記第３工程と前記第４工程とを並行して実行する第６工程とを備える部品実装方法。
3. 請求項２に記載の部品実装方法であって、
   前記第５工程および前記第６工程のうちの一方を実行した後で、かつ他方を実行する前に、前記水平方向において第１ヘッドユニットに対して第２ヘッドユニットが他方側に位置した状態で、前記搬送方向における前記第１ヘッドユニットおよび前記第２ヘッドユニットの位置を入れ替える第７工程を備える部品実装方法。
4. 請求項２に記載の部品実装方法であって、
   前記第７工程は前記基板の搬送毎に１回行われる部品実装方法。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の部品実装方法であって、
   前記基板は、前記上流部品および前記下流部品の被実装領域となるブロックを前記水平方向に２つ並設する多面取り基板であり、
   前記２つのブロックのうち前記水平方向の一方側に設けられた一方側ブロックに対して前記第１工程および前記第４工程が実行され、
   他方側に設けられた他方側ブロックに対して前記第２工程および前記第３工程が実行される部品実装方法。
6. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の部品実装方法であって、
   前記基板は、前記上流部品および前記下流部品の被実装領域となるエリアを前記水平方向に２つ並設する基板であり、
   前記２つのエリアのうち前記水平方向の一方側に設けられた一方側エリアに対して前記第１工程および前記第４工程が実行され、
   他方側に設けられた他方側エリアに対して前記第２工程および前記第３工程が実行される部品実装方法。
7. 基板を上流実装位置で上流部品を実装した後で前記基板を下流実装位置に搬送して下流部品を実装する部品実装装置であって、
   前記基板が搬送される搬送方向に対して直交する水平方向のうちの一方側で前記上流部品を供給する上流部品供給部と、
   前記搬送方向に沿って前記上流部品供給部の下流側に設けられて前記下流部品を供給する下流部品供給部と、
   前記上流部品供給部から前記上流部品を受け取り前記上流実装位置に位置する基板に実装する上流実装動作と、前記下流部品供給部から前記下流部品を受け取り前記下流実装位置に位置する基板に実装する下流実装動作とを実行可能な第１ヘッドユニットおよび第２ヘッドユニットとを備え、
   前記第１ヘッドユニットおよび前記第２ヘッドユニットは、
   前記水平方向において前記第１ヘッドユニットに対して前記第２ヘッドユニットが他方側に位置し、かつ前記搬送方向において前記第１ヘッドユニットに対して前記第２ヘッドユニットが下流側に位置した状態で、それぞれ前記上流実装動作および前記下流実装動作を実行し、
   前記水平方向において前記第１ヘッドユニットに対して前記第２ヘッドユニットが他方側に位置し、かつ前記搬送方向において前記第１ヘッドユニットに対して前記第２ヘッドユニットが上流側に位置した状態で、それぞれ前記下流実装動作および前記上流実装動作を実行することを特徴とする部品実装装置。

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