JPWO2014068664A1 - 部品実装ラインの生産監視システム - Google Patents

Abstract

部品実装ライン（１０）で生産した電子部品実装基板は、第１乃至第３の製品検査装置（１８〜２０）へ搬送され、製品検査が行われる。生産管理コンピュータ（２３）は、各製品検査装置（１８〜２０）の検査結果に基づいて部品実装ライン（１０）の生産状況を監視し、各製品検査装置（１８〜２０）のいずれかで電子部品実装基板の不良が検出されたときに当該不良が発生した装置を特定して当該装置よりも上流側の搬送ライン（１２）の基板搬送を停止させると共に、当該不良が発生した装置よりも下流側の搬送ライン（１２）の基板搬送も停止させた上で、当該下流側の搬送ライン（１２）上の基板を回収するように表示装置（２５）や携帯端末等に表示したり音声で作業者に指示する。作業者が基板回収作業を完了し且つ不良発生原因が取り除かれたことを生産管理コンピュータ（２３）が確認した後、電子部品実装基板の生産を再開する。

Description

本発明は、電子部品を実装した電子部品実装基板を生産するための複数の工程を順番に実行する複数の装置を、当該基板の搬送ラインに沿って配置した部品実装ラインの生産監視システムに関する発明である。

電子部品を実装した電子部品実装基板を生産する部品実装ラインにおいては、半田印刷機、接着剤塗布装置、電子部品実装機、リフロー装置等を基板の搬送ラインに沿って配置し、その搬送ラインの上流側から回路基板を搬送して、上記各装置を順番に通過することで、基板面への半田の印刷や電子部品の実装等の各工程を経て電子部品実装基板を生産するようにしている。このような部品実装ラインでは、特許文献１（特開２０１１−１１９４２９号公報）や特許文献２（特開２０１１−２４３８８４号公報）に記載されているように、部品実装ラインの途中に、外観検査装置を設けて、基板面の半田印刷状態や電子部品の実装状態をカメラで撮像して外観検査して、印刷不良や実装不良を検出したときに、当該不良基板を部品実装ラインから回収するようにしたものがある。

特開２０１１−１１９４２９号公報 特開２０１１−２４３８８４号公報

上記従来の部品実装ラインでは、部品実装ラインの途中で基板面の半田印刷状態や電子部品の実装状態をカメラで撮像して外観検査するようにしているが、外観検査では、外観に現れる不良を検出できるだけで、外観に現れない不良は検出できないため、外観検査で検出されなかった不良基板が搬送ラインを下流側に搬送されて正常な基板と同様の処理が施される。従って、部品実装ラインで生産した電子部品実装基板の中には不良基板が含まれるため、部品実装ラインで生産した全ての電子部品実装基板を最終的に製品検査装置で検査（例えば機能検査、通電検査、Ｘ線検査等）して不良基板を発見して廃棄するようにしているが、部品実装ラインでは、不良検出後も電子部品実装基板の生産が不良発生原因を取り除くことなく継続されるため、不良検出後も不良基板を無駄に生産し続けてしまい、製品歩留まりが低下するという問題があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、部品実装ラインで生産した電子部品実装基板の不良が検出されたときに不良基板の生産を停止することができ、製品歩留まりを向上できる部品実装ラインの生産監視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、電子部品を実装した電子部品実装基板を生産するための複数の工程を順番に実行する複数の装置を、当該基板の搬送ラインに沿って配置した部品実装ラインの生産監視システムにおいて、前記部品実装ラインで生産した電子部品実装基板を検査する製品検査装置と、前記製品検査装置で前記電子部品実装基板の不良が検出されたときに当該不良が発生した装置を特定して当該装置よりも上流側の搬送ラインの基板搬送を停止させる生産監視手段とを備えた構成としたものである。

この構成では、部品実装ラインで生産した電子部品実装基板の不良が検出されたときに
当該不良が発生した装置を特定して当該装置よりも上流側の搬送ラインの基板搬送を停止させるため、不良検出時に不良基板の生産を停止することができ、製品歩留まりを向上できる。

ところで、不良検出後も、当該不良が発生した装置より下流側の搬送ラインの基板搬送を継続しても、新たな不良基板を生産することにはならないが、不良基板に正常な基板と同様の処理を施すことになり、コストアップの要因となる。

この対策として、製品検査装置で電子部品実装基板の不良が検出されたときに当該不良が発生した装置よりも下流側の搬送ラインの基板搬送も停止させると共に、当該下流側の搬送ライン上の基板を回収するように表示及び／又は音声で作業者に指示するようにすると良い。このようにすれば、不良検出後に不良基板に正常な基板と同様の処理を施す無駄を省くことができ、生産コストを低減できる。

この場合、作業者が下流側の搬送ライン上の基板を回収する作業を完了したときにその作業完了の情報を作業者の操作で入力する回収作業完了情報入力手段を備え、この回収作業完了情報入力手段からの入力情報に基づいて作業完了を確認するようにしても良い。

或は、下流側の搬送ライン上に存在する基板の有無をセンサ等で検出して、その検出結果に基づいて作業者が下流側の搬送ライン上の基板を回収する作業を完了したか否かを自動的に判定するようにしても良い。

本発明は、不良が発生した装置における不良発生原因を取り除くように表示及び／又は音声で作業者に指示するようにすると良い。このようにすれば、作業者に不良発生原因をより確実に取り除かせることができる。

この場合、不良が発生した装置における不良発生原因が取り除かれたことを確認した後、電子部品実装基板の生産を再開するようにすれば良い。このようにすれば、不良発生原因が取り除かれないまま電子部品実装基板の生産を再開することを防ぐことができる。

また、本発明は、不良が発生した装置の情報を作業者の操作で入力する不良発生装置情報入力手段を備え、この不良発生装置情報入力手段からの入力情報に基づいて不良が発生した装置を特定するようにしても良い。

或は、予め、製品検査装置で検出する不良の内容と、その不良が発生する装置との関係をデータベース化して記憶装置に記憶しておき、そのデータベースを参照して、製品検査装置で検出した不良の内容に基づいて、不良が発生した装置を自動的に特定するようにしても良い。

図１は本発明の一実施例の部品実装ラインの生産監視システムの構成を概略的に示すブロック図である。 図２は生産管理プログラムの処理の前半部の流れを示すフローチャートである。 図３は生産管理プログラムの処理の後半部の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいて部品実装ライン１０の構成を説明する。

回路基板１１を搬送する搬送ライン１２には、回路基板１１に電子部品を実装する複数の実装機１３と、部品実装に関連する作業を行う実装関連機（実装機以外の装置）が配列されている。ここで、実装関連機は、例えば、半田印刷機１４、外観検査装置１５、リフロー装置１６、接着剤塗布装置等である。外観検査装置１５は、回路基板１１上の電子部品の実装状態等をカメラ（図示せず）で撮像して、その撮像画像を処理して外観検査する。この外観検査装置１５で不良基板が検出された場合は、該外観検査装置１５の出口側に設けられた不良基板搬出コンベア（図示せず）によって排出するようになっている。

各実装機１３には、それぞれ電子部品を供給するフィーダ１７が装着されている。図示はしないが、各実装機１３の実装ヘッドには、フィーダ１７から供給される電子部品を吸着して回路基板１１に実装する１本又は複数本の吸着ノズルが保持されている。

搬送ライン１２の出口側（回路基板排出側）には、部品実装ライン１０で生産した電子部品実装基板を検査する第１乃至第３の製品検査装置１８〜２０が配列されている。各製品検査装置１８〜２０では、製品検査として、例えば、Ｘ線検査、通電検査、機能検査（電気特性検査）等が行われる。製品検査装置１８〜２０の合計台数は、３台に限定されず、２台以下又は４台以上であっても良い。

回路基板１１の上面のうちの部品実装領域の外側に、基板識別情報（以下「基板ＩＤ」と表記する）を記録又は記憶した基板ＩＤ記録部２１（基板識別情報記録部）が設けられている。この基板ＩＤ記録部２１は、バーコード、２次元コード等のコードを記録したものでも良いし、電子的に記憶する電子タグ（ＲＦタグ、無線タグ、ＩＣタグ、電波タグ等とも呼ばれる）や、磁気的に記録する磁気テープ等を用いても良い。

一方、搬送ライン１２の入口側（回路基板投入側）には、基板ＩＤ記録部２１に記録又は記憶された基板ＩＤを読み取る基板識別情報読取り手段としてリーダ２２が設けられている。

部品実装ライン１０の生産を管理・監視する生産管理コンピュータ２３（生産監視手段）は、搬送ライン１２の入口側に配置したリーダ２２で、搬送ライン１２に投入された回路基板１１の基板ＩＤ記録部２１から基板ＩＤを読み取り、搬送ライン１２から搬出される回路基板１１の実装部品情報等を当該回路基板１１の基板ＩＤと関連付けて記憶装置２４（記憶手段）に記憶させている。これにより、部品実装ライン１０の各装置で使用した部品、材料、処理等が不良と判明した場合に、その不良基板を基板ＩＤから割り出して回収等できるようにトレーサビリティの機能を持たせている。

部品実装ライン１０で生産した電子部品実装基板は、第１乃至第３の製品検査装置１８〜２０へ搬送され、製品検査（例えば、Ｘ線検査、通電検査、機能検査等）が行われる。各製品検査装置１８〜２０の検査結果の情報は、生産管理コンピュータ２３へ送信される。生産管理コンピュータ２３は、各製品検査装置１８〜２０から送信されてくる検査結果の情報に基づいて部品実装ライン１０の生産状況を監視し、各製品検査装置１８〜２０のいずれかで電子部品実装基板の不良が検出されたときに当該不良が発生した装置を特定して当該装置よりも上流側の搬送ライン１２の基板搬送を停止させる。

この際、不良検出後も、当該不良が発生した装置より下流側の搬送ライン１２の基板搬送を継続しても、新たな不良基板を生産することにはならないが、不良基板に正常な基板と同様の処理を施すことになり、コストアップの要因となる。

この対策として、本実施例では、各製品検査装置１８〜２０のいずれかで電子部品実装基板の不良が検出されたときに当該不良が発生した装置よりも下流側の搬送ライン１２の基板搬送も停止させると共に、当該下流側の搬送ライン１２上の基板を回収するように表示装置２５に表示したり音声で作業者に指示する。このようにすれば、不良検出後に不良基板に正常な基板と同様の処理を施す無駄を省くことができ、生産コストを低減することができる。尚、回収指示の表示機能は、生産管理コンピュータ２３の表示装置２５の他に、部品実装ライン１０の各装置又は搬送ライン１２の所定位置に設けても良いし、作業者が携帯する携帯端末に設けても良い。

更に、本実施例では、生産管理コンピュータ２３には、作業者が下流側の搬送ライン１２上の基板を回収する作業を完了したときにその作業完了の情報を作業者の操作で生産管理コンピュータ２３に入力する入力装置２６（回収作業完了情報入力手段）が設けられ、この入力装置２６からの入力情報に基づいて作業完了を確認するようにしている。入力装置２６は、キーボード、マウス、タッチパネル等で構成すれば良い。尚、回収作業完了情報入力手段としての機能は、生産管理コンピュータ２３の入力装置２６の他に、部品実装ライン１０の各装置又は搬送ライン１２の所定位置に設けても良いし、作業者が携帯する携帯端末に設けても良い。

或は、下流側の搬送ライン１２上に存在する基板の有無を光センサ等で検出して、その検出結果に基づいて作業者が下流側の搬送ライン１２上の基板を回収する作業を完了したか否かを自動的に判定するようにしても良い。

また、本実施例では、不良が発生した装置における不良発生原因を取り除くように生産管理コンピュータ２３の表示装置２５（又は部品実装ライン１０の各装置や搬送ライン１２の所定位置に設けた表示装置）や携帯端末に表示したり音声で作業者に指示するようにしている。このようにすれば、作業者に不良発生原因をより確実に取り除かせることができる。

この場合、生産管理コンピュータ２３は、不良が発生した装置における不良発生原因が取り除かれたことを確認した後、電子部品実装基板の生産を再開するようにしている。このようにすれば、不良発生原因が取り除かれないまま電子部品実装基板の生産を再開することを防ぐことができる。尚、不良発生原因を取り除く復旧作業が完了したか否かの確認は、作業者が生産管理コンピュータ２３の入力装置２６（又は部品実装ライン１０の各装置や搬送ライン１２の所定位置に設けた入力装置）や携帯端末を操作して復旧作業完了の情報を入力することで、復旧作業完了を確認するようにしても良いし、或は、生産管理コンピュータ２３によって不良が発生した装置の状態変化を検出して復旧作業完了を自動的に確認するようにしても良い。

また、本実施例では、生産管理コンピュータ２３の入力装置２６は、不良発生装置情報入力手段としても機能し、作業者が入力装置２６を操作して不良が発生した装置の情報を生産管理コンピュータ２３に入力し、生産管理コンピュータ２３は、その入力情報に基づいて不良が発生した装置を特定するようにしている。尚、不良発生装置情報入力手段としての機能は、部品実装ライン１０の各装置又は搬送ライン１２の所定位置に設けても良いし、作業者が携帯する携帯端末に設けても良い。

或は、予め、製品検査装置１８〜２０で検出する不良の内容と、その不良が発生する装置との関係をデータベース化して記憶装置２５に記憶しておき、そのデータベースを参照して、製品検査装置１８〜２０で検出した不良の内容に基づいて、不良が発生した装置を自動的に特定するようにしても良い。

以上説明した本実施例の部品実装ライン１０の生産管理は、生産管理コンピュータ２３によって図２及び図３の生産管理プログラムに従って次のように実行される。図２及び図３の生産管理プログラムは、部品実装ライン１０の稼働中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう生産監視手段としての役割を果たす。

本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、第１乃至第３の製品検査装置１８〜２０のいずれかで不良基板が検出されたか否かを判定し、不良基板が検出されていなければ、以降の処理を行うことなく、そのまま本プログラムを終了する。

一方、上記ステップ１０１で、不良基板が検出されたと判定されれば、ステップ１０２に進み、部品実装ライン１０の各装置の中から当該不良が発生した装置を特定する。この際、作業者が入力装置２６や携帯端末等を操作して生産管理コンピュータ２３に入力した不良発生装置の情報に基づいて不良発生装置を特定しても良いし、或は、予め、製品検査装置１８〜２０で検出する不良の内容と不良発生装置との関係をデータベース化して記憶装置２５に記憶しておき、そのデータベースを参照して、製品検査装置１８〜２０で検出した不良の内容に基づいて不良発生装置を自動的に特定するようにしても良い。尚、実装機１３にセットした複数のフィーダ１７の一部に不良が発生している場合は、当該複数のフィーダ１７の中から不良が発生したフィーダ１７を特定する。

不良発生装置の特定後、ステップ１０３に進み、当該不良発生装置を停止し、次のステップ１０４で、当該不良発生装置よりも上流側の搬送ライン１２の基板搬送を停止させると共に、続くステップ１０５で、当該不良発生装置よりも下流側の搬送ライン１２の基板搬送も停止させる。

この後、ステップ１０６に進み、不良発生装置よりも下流側の搬送ライン１２上の基板を回収するように表示装置２５や携帯端末等に表示したり音声で作業者に指示する。尚、本実施例のように、回路基板１１に基板ＩＤ記録部２１を設けて、トレーサビリティ管理を行う場合は、搬送ライン１２に乗っていない基板についても回収指示を出すようにしても良い。

この後、図３のステップ１０７に進み、不良発生装置よりも下流側の搬送ライン１２上の基板を回収する作業が完了したか否か（作業者が入力装置２６や携帯端末等を操作して基板回収作業完了の情報を入力したか否か）を判定し、まだ基板回収作業が完了していなければ、基板回収作業が完了するまで（基板回収作業完了の情報が入力されるまで）、待機する。尚、回収した不良基板の基板ＩＤ記録部２１から基板ＩＤを読み取って、回収指示通りに不良基板が回収されたか否かを確認するようにしても良い。

その後、基板回収作業が完了した時点（基板回収作業完了の情報が入力された時点）で、ステップ１０８に進み、不良発生装置における不良発生原因を取り除くように表示装置２５や携帯端末等に表示したり音声で作業者に指示する。この後、ステップ１０９に進み、不良発生原因が取り除かれたか否か（作業者が入力装置２６や携帯端末等を操作して復旧作業完了の情報を入力したか否か）を判定し、まだ復旧作業が完了していなければ、復旧作業が完了するまで（復旧作業完了の情報が入力されるまで）、待機する。

その後、復旧作業が完了した時点（復旧作業完了の情報が入力された時点）で、ステップ１１０に進み、搬送ライン１２の停止を解除し、次のステップ１１１で、電子部品実装基板の生産を再開する。

以上説明した本実施例によれば、部品実装ライン１０で生産した電子部品実装基板の不良が検出されたときに、当該不良が発生した装置を特定して当該装置よりも上流側の搬送
ライン１２の基板搬送を停止させるため、不良検出時に不良基板の生産を停止することができ、製品歩留まりを向上できる。

しかも、本実施例では、第１乃至第３の製品検査装置１８〜２０で電子部品実装基板の不良が検出されたときに当該不良が発生した装置よりも下流側の搬送ライン１２の基板搬送も停止させると共に、当該下流側の搬送ライン１２上の基板を回収するように表示及び／又は音声で作業者に指示するようにしたので、不良検出後に不良基板に正常な基板と同様の処理を施す無駄を省くことができ、生産コストを低減できる。

尚、本発明を適用可能な部品実装ラインは、図１の構成に限定されず、複数台の実装機のみで構成しても良く、また、実装機の台数や実装関連機（実装機以外の装置）の種類、各装置の配列を適宜変更しても良い等、本発明は、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

１０…部品実装ライン、１１…回路基板、１２…搬送ライン、１３…実装機、１４…半田印刷機、１５…外観検査装置、１６…リフロー装置、１７…フィーダ、１８…第１製品検査装置、１９…第２製品検査装置、２０…第３製品検査装置、２１…基板ＩＤ記録部（基板識別情報記録部）、２２…リーダ（基板識別情報読取り手段）、２３…生産管理コンピュータ（生産監視手段）、２４…記憶装置（記憶手段）、２５…表示装置、２６…入力装置（回収作業完了情報入力手段，不良発生装置情報入力手段）

Claims (6)

1. 電子部品を実装した電子部品実装基板を生産するための複数の工程を順番に実行する複数の装置を、当該基板の搬送ラインに沿って配置した部品実装ラインの生産監視システムにおいて、
   前記部品実装ラインで生産した電子部品実装基板を検査する製品検査装置と、
   前記製品検査装置で前記電子部品実装基板の不良が検出されたときに当該不良が発生した装置を特定して当該装置よりも上流側の搬送ラインの基板搬送を停止させる生産監視手
   段と
   を備えていることを特徴とする部品実装ラインの生産監視システム。
2. 前記生産監視手段は、前記製品検査装置で前記電子部品実装基板の不良が検出されたときに当該不良が発生した装置よりも下流側の搬送ラインの基板搬送を停止させると共に、当該下流側の搬送ライン上の基板を回収するように表示及び／又は音声で作業者に指示することを特徴とする請求項１に記載の部品実装ラインの生産監視システム。
3. 作業者が前記下流側の搬送ライン上の基板を回収する作業を完了したときにその作業完了の情報を作業者の操作で入力する回収作業完了情報入力手段を備え、
   前記生産監視手段は、前記回収作業完了情報入力手段からの入力情報に基づいて作業完了を確認することを特徴とする請求項２に記載の部品実装ラインの生産監視システム。
4. 前記生産監視手段は、前記不良が発生した装置における不良発生原因を取り除くように表示及び／又は音声で作業者に指示することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の部品実装ラインの生産監視システム。
5. 前記生産監視手段は、前記不良が発生した装置における不良発生原因が取り除かれたことを確認した後、電子部品実装基板の生産を再開することを特徴とする請求項４に記載の部品実装ラインの生産監視システム。
6. 前記不良が発生した装置の情報を作業者の操作で入力する不良発生装置情報入力手段を備え、
   前記生産監視手段は、前記不良発生装置情報入力手段からの入力情報に基づいて前記不良が発生した装置を特定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の部品実装ラインの生産監視システム。

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