JPWO2014097389A1

JPWO2014097389A1 - 部品実装機

Info

Publication number: JPWO2014097389A1
Application number: JP2014552784A
Authority: JP
Inventors: 山本　泰之; 泰之山本
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2017-01-12
Also published as: WO2014097389A1

Abstract

部品実装機のフィーダセット台（２１）のスロット（２２）Ｓ１〜Ｓ９にセットしたフィーダ（１４）と同じ部品を供給する予備のフィーダを空きスロット（２２）Ｓ１０〜Ｓ１８にセットして、生産中にいずれかのフィーダ（１４）が部品切れになったときに予備のフィーダに切り替えて部品実装を継続する。フィーダセット台（２１）の空きスロット（２２）に複数の予備のフィーダをセットするように指示する際に、当該複数の予備のフィーダが占有するスロット数が最小となる組み合わせを選び出し、その組み合わせの中で部品の吸着位置から回路基板の実装位置までの吸着ノズルの移動距離又は移動時間が最短となるように複数の予備のフィーダをセットする空きスロット（２２）を表示及び／又は音声で作業者に指示する。

Description

本発明は、フィーダをセットする空きスロットを作業者に指示する機能を備えた部品実装機に関する発明である。

従来より、特許文献１（特許第４４２５５２９号公報）に記載されているように、部品実装機の稼働率向上を目的として、部品実装機のフィーダセット台の空きスロットに、他のフィーダと同じ部品を供給する予備のフィーダをセットして、部品実装機の稼働中にいずれかのフィーダが部品切れになったときに、その部品切れのフィーダと同じ部品を供給する予備のフィーダに切り替えて部品実装を継続するようにしたものがある。

特許第４４２５５２９号公報

予備のフィーダは、フィーダセット台の任意の空きスロットにセットできるようになっているが、作業者が予備のフィーダを任意の空きスロットにセットすると、次のような問題が発生する。

供給する部品のサイズ（部品供給テープの幅）によってフィーダ幅が異なり、フィーダ幅が１スロットピッチ内に収まる幅狭なフィーダの他に、フィーダ幅が１スロットピッチより大きい幅広なフィーダが存在するため、フィーダ幅が異なる複数のフィーダを並べて空きスロットにセットする場合に、フィーダの配列順序によって当該複数のフィーダが占有するスロット数が異なる。

図５に示すように、左右に隣接するフィーダが占有するスロット数が各フィーダの幅によって異なる。図５は、左右に隣接するフィーダの幅がＷ８（８ｍｍ）、Ｗ１２（１２ｍｍ）、Ｗ４４（４４ｍｍ）の占有スロット数を示しており、左隣りのフィーダの幅がＷ８の場合、右隣りのフィーダの幅がＷ８のときは、占有スロット数が１Ｐ（１スロットピッチ）となり、右隣りのフィーダの幅がＷ１２のときは、占有スロット数が２Ｐ（２スロットピッチ）となり、右隣りのフィーダの幅がＷ４４のときは、占有スロット数が３Ｐ（３スロットピッチ）となる。また、左隣りのフィーダの幅がＷ１２の場合、右隣りのフィーダの幅がＷ８のときは、占有スロット数が２Ｐとなり、右隣りのフィーダの幅がＷ１２のときは、占有スロット数が２Ｐ（２スロットピッチ）となり、右隣りのフィーダの幅がＷ４４のときは、占有スロット数が４Ｐとなる。また、左隣りのフィーダの幅がＷ４４の場合、右隣りのフィーダの幅がＷ８のときは、占有スロット数が４Ｐとなり、右隣りのフィーダの幅がＷ１２のときは、占有スロット数が４Ｐとなり、右隣りのフィーダの幅がＷ４４のときは、占有スロット数が５Ｐとなる。

例えば、４本のフィーダをＷ８→Ｗ４４→Ｗ１２→Ｗ８の順序で並べてセットした場合、４本のフィーダの合計占有スロット数は、図５のフィーダ搭載表から、３Ｐ＋４Ｐ＋２Ｐ＝９Ｐとなり、４本のフィーダで９スロット占有される。

一方、４本のフィーダをＷ８→Ｗ１２→Ｗ４４→Ｗ８の順序で並べてセットした場合、４本のフィーダの合計占有スロット数は、図５のフィーダ搭載表から、２Ｐ＋４Ｐ＋４Ｐ＝１０Ｐとなり、４本のフィーダで１０スロット占有される。

従って、４本のフィーダの幅の組み合わせが同じ場合でも、４本のフィーダの配列順序によって後者の方が１スロット余分に占有されることになる。１台の部品実装機のフィーダセット台のスロット数は決まっているため、セットするフィーダ数を増やすためには、セットする複数のフィーダが占有するスロット数が最小になるようにフィーダの配列順序を決める必要があるが、従来は、作業者がフィーダの配列順序を任意に決めていたため、必ずしも占有スロット数が最小になるとは限らない。このため、作業者が任意に決めたフィーダの配列順序によっては、１台のフィーダセット台にセットできるフィーダ数が少なくなってしまうことがあり、生産効率や作業効率を向上できるようにフィーダの配列順序を最適化することが困難であった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、１台のフィーダセット台にセットできるフィーダ数を増加できるようにフィーダの配列順序を最適化できる部品実装機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、複数のフィーダを並べてセットする複数のスロットが設けられたフィーダセット台と、前記フィーダセット台のスロットにセットしたフィーダ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とを備え、前記フィーダセット台の空きスロットに、フィーダの幅が異なる複数のフィーダを並べてセットする場合に、当該複数のフィーダが占有するスロット数が当該複数のフィーダの配列順序によって異なる部品実装機において、前記フィーダセット台の空きスロットにフィーダをセットするように作業者に指示する指示手段を備え、前記指示手段は、前記フィーダセット台の空きスロットに複数のフィーダをセットするように指示する場合に、当該複数のフィーダが占有するスロット数が最小となるように各フィーダをセットする空きスロットを表示及び／又は音声で作業者に指示するようにしたものである。

この構成では、複数のフィーダが占有するスロット数が最小となるように各フィーダをセットする空きスロットを作業者に指示するため、フィーダの配列順序を最適化することができ、１台のフィーダセット台にセットできるフィーダ数を増加できて、生産効率や作業効率を向上できる。

また、吸着ノズルに吸着した部品をその吸着位置から撮像位置へ移動させて撮像装置で撮像して該部品を画像認識してから該部品を回路基板に実装するように構成された部品実装機に本発明を適用する場合は、フィーダセット台の空きスロットに複数のフィーダをセットするように指示する際に、当該複数のフィーダが占有するスロット数が最小となるフィーダ配列順序の組み合わせを選び出し、そのフィーダ配列順序の組み合わせの中で前記吸着位置から前記撮像位置までの前記吸着ノズルの移動距離又は移動時間が最短となるように各フィーダをセットする空きスロットを作業者に指示するようにすると良い。このようにすれば、吸着位置から撮像位置までの吸着ノズルの移動距離又は移動時間が最短となるため、サイクルタイムを短くすることができ、生産性を向上することができる。

また、吸着ノズルを保持する装着ヘッドに、該吸着ノズルに吸着した部品を撮像する撮像装置が保持された部品実装機に本発明を適用する場合は、フィーダセット台の空きスロットに複数のフィーダをセットするように指示する際に、当該複数のフィーダが占有するスロット数が最小となるフィーダ配列順序の組み合わせを選び出し、そのフィーダ配列順序の組み合わせの中で前記吸着位置から回路基板の実装位置までの前記吸着ノズルの移動距離又は移動時間が最短となるように各フィーダをセットする空きスロットを作業者に指示するようにすると良い。このようにすれば、吸着位置から実装位置までの吸着ノズルの移動距離又は移動時間が最短となるため、サイクルタイムを短くすることができ、生産性を向上することができる。

また、フィーダセット台のスロットにセットした複数のフィーダのいずれかが部品切れになったときに、その部品切れのフィーダと同じ部品を供給する予備のフィーダに切り替えて部品実装を継続するように構成された部品実装機に本発明を適用する場合は、部品切れまでの時間が短い複数のフィーダと同じ部品を供給する複数の予備のフィーダを前記フィーダセット台の空きスロットにセットするように指示する際に、当該複数の予備のフィーダが占有するスロット数が最小となるように各予備のフィーダをセットする空きスロットを作業者に指示するようにすれば良い。このようにすれば、複数の予備のフィーダの配列順序を最適化することができ、１台のフィーダセット台にセットできる予備のフィーダ数を増加できて、生産効率や作業効率を向上できる。

本発明は、フィーダをセットする空きスロットの指示を表示する場合、作業者が見て確認できる場所に設置された表示装置であれば、どの様な表示装置に表示しても良く、例えば、部品実装ラインの生産を管理するホストコンピュータの表示装置、部品実装機の表示装置、作業者が携帯する携帯端末の表示画面等のいずれに表示しても良い。

また、フィーダセット台に、フィーダのセットを指示する空きスロットを表示する表示部を設けるようにしても良い。このようにすれば、フィーダをセットする空きスロットが作業者に分かりやすくなり、指示とは異なる間違ったスロットにフィーダをセットする作業ミスを防止できる。

図１は本発明の一実施例を示す部品実装システムの斜視図である。図２は実装機モジュールのフィーダセット台の斜視図である。図３は実装機モジュールのフィーダの配列状態と撮像装置と回路基板の位置関係を説明する平面図である。図４は予備フィーダ配列順序指示プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。図５はフィーダ搭載表の一例を示す図である。

本発明を実施するための形態をモジュール型部品実装システムに適用して具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてモジュール型部品実装システムの構成を説明する。

モジュール型部品実装システムのベース台１１上に、回路基板の搬送方向（Ｘ方向）に隣接して複数台の実装機モジュール１２（部品実装機）が取り替え可能に整列配置されている。各実装機モジュール１２は、本体ベッド１３上に、フィーダ１４をセットするフィーダセット台２１（図２、図３参照）、回路基板１０を搬送するコンベア１５、吸着ノズル（図示せず）に吸着した部品を撮像する撮像装置１６（パーツカメラ）、１本又は複数本の吸着ノズルを保持する装着ヘッド１７、回路基板１０の基準位置マーク撮像用の撮像装置（マークカメラ）等を搭載して構成されている。装着ヘッド１７は、ＸＹ移動機構（図示せず）によってＸＹ方向に移動され、部品吸着動作と部品実装動作を行うようになっている。上部フレーム１８の前面部には、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の表示装置１９と、操作キー等の操作部２０とが設けられている。

各実装機モジュール１２は、上流側の実装機モジュール１２から搬送されてくる回路基板１０をコンベア１５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１０をクランプして位置決めすると共に、フィーダ１４によって供給される部品を装着ヘッド１７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１６で撮像して該部品を画像認識してからコンベア１５上の回路基板１０に実装する。ここで、部品の画像認識は、部品の吸着姿勢や部品の有無を判定したり、部品の吸着位置のずれ量を計測して実装位置を補正するために行われる。

図２に示すように、フィーダセット台２１の上面には、複数のフィーダ１４を縦置き支持するための複数の断面逆Ｔ字溝形のスロット２２が所定ピッチで設けられ、フィーダ１４の下面側に設けられた断面逆Ｔ字形のガイドレール（図示せず）を手前側からスロット２２に差し込むことで、フィーダセット台２１上にフィーダ１４が縦置き状態に支持されると共に、該フィーダ１４に設けられたクランプ部材（図示せず）がフィーダセット台２１のクランプ溝２３に嵌まり込んで該フィーダ１４を差し込み方向（フィーダセット台２１のコネクタ２４側）へ押し付けてクランプすることで、該フィーダ１４をフィーダセット台２１上で前後方向に位置決めすると共に、フィーダ１４の先端面のコネクタ（図示せず）をフィーダセット台２１のコネクタ２４に差し込んで接続するようになっている。これにより、実装機モジュール１２の制御装置（図示せず）と各フィーダ１４の制御部（図示せず）との間がコネクタ２４を介して信号線で接続され、各フィーダ１４の部品供給動作が制御されると共に、各フィーダ１４の部品残数が管理されて、部品切れが検出される。

更に、フィーダセット台２１の各スロット２２の差し込み口の近傍には、スロット番号を表示するスロット番号表示部２５（表示部）と、フィーダ１４をセットする空きスロット２２を作業者に指示するためのセット指示ランプ２６とが設けられている。尚、セット指示ランプ２６に代えて、各スロット２２のスロット番号表示部２５の内部に照明光源を設けて、フィーダ１４のセットを指示するスロット２２のスロット番号表示部２５を照明することで、フィーダ１４をセットする空きスロット２２を作業者に指示するようにしても良い。

ところで、図３は、フィーダセット台２１に複数のフィーダ１４をセットした状態を示し、Ｓ１〜Ｓ１８はスロット番号を示す。Ｓ１〜Ｓ９のスロット２２にはフィーダ１４がセットされ、Ｓ１０〜Ｓ１８のスロット２２は空きスロットとなっている。Ｓ１〜Ｓ９のスロット２２にセットするフィーダ１４の配列順序は、生産ジョブ（生産プログラム）で指定される。

本実施例では、フィーダセット台２１のスロット２２（図３のＳ１〜Ｓ９）にセットしたフィーダ１４と同じ部品を供給する予備のフィーダを空きスロット２２（図３のＳ１０〜Ｓ１８）にセットして、実装機モジュール１２の稼働中にいずれかのフィーダ１４が部品切れになったときに、その部品切れのフィーダ１４と同じ部品を供給する予備のフィーダに切り替えて部品実装を継続するようにしている。このような予備のフィーダへの切り替えを実現するために、実装機モジュール１２の制御装置（図示せず）は、フィーダセット台２１のスロット２２にセットしたフィーダ１４の部品切れまでの時間が短いフィーダ１４と同じ部品を供給する予備のフィーダをフィーダセット台２１の空きスロット１４にセットするように表示及び／又は音声で作業者に指示する指示手段として機能する。

前述したように、従来のものは、フィーダ幅が異なる複数の予備のフィーダを並べて空きスロット２２にセットする場合でも、作業者が予備のフィーダの配列順序を任意に決めていたため、必ずしも占有スロット数が最小になるとは限らない。このため、作業者が任意に決めた予備のフィーダの配列順序によっては、１台のフィーダセット台２１にセットできる予備のフィーダ数が少なくなってしまうことがあり、生産効率や作業効率を向上できるように予備のフィーダの配列順序を最適化することが困難であった。

そこで、本実施例では、実装機モジュール１２の制御装置は、図４の予備フィーダ配列順序指示プログラムを実行することで、フィーダセット台２１の空きスロット２２に複数の予備のフィーダをセットするように指示する際に、当該複数の予備のフィーダが占有するスロット数が最小となる組み合わせを選び出し、その組み合わせの中で部品の吸着位置から回路基板１０の実装位置までの吸着ノズルの移動距離（又は移動時間）が最短となるように複数の予備のフィーダをセットする空きスロット２２を表示及び／又は音声で作業者に指示する指示手段として機能する。以下、図４の予備フィーダ配列順序指示プログラムの処理の流れを説明する。

図４の予備フィーダ配列順序指示プログラムは、フィーダセット台２１のスロット２２の中に所定数の予備のフィーダをセットする複数の空きスロット２２（図３のＳ１０〜Ｓ１８）が存在する状態になっているときに自動的に又は作業者の手動操作で実行される。本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、セット済みのフィーダ１４の中から、部品切れまでの時間が短い所定数（複数）のフィーダ１４を選び出す。

この後、ステップ１０２に進み、部品切れまでの時間が短い所定数のフィーダ１４と同じ部品を供給する所定数の予備のフィーダの配列順序により、所定数の予備のフィーダをセットする占有スロット数が変わるか否かを判定する。その結果、予備のフィーダの配列順序により占有スロット数が変わると判定されれば、ステップ１０３に進み、占有スロット数が最小となる予備のフィーダの配列順序の組み合わせを図５のフィーダ搭載表を参照して選び出す。

この後、ステップ１０４に進み、選び出した所定数の予備のフィーダの配列順序の組み合わせの中で、部品の吸着位置から回路基板１０の実装位置までの吸着ノズルの移動距離（又は移動時間）が最短となる所定数の予備のフィーダの配列順序を選び出す。この後、ステップ１０６に進み、予備のフィーダをセットする空きスロット２２の番号（位置）を表示及び／又は音声で作業者に指示する。ここで、表示は、作業者が見て確認できる場所に設置された表示装置であれば、どの様な表示装置に表示しても良く、例えば、モジュール型部品実装システムの生産を管理するホストコンピュータの表示装置（図示せず）、実装機モジュール１２の表示装置１９、作業者が携帯する携帯端末の表示画面等のいずれに表示しても良い。また、各スロット２２のスロット番号表示部２５のセット指示ランプ２６を点灯させて予備のフィーダをセットする空きスロット２２の番号を指示するようにしても良い。

一方、前述したステップ１０２で、所定数の予備のフィーダの配列順序により占有スロット数が変わらないと判定されれば、ステップ１０５に進み、部品の吸着位置から回路基板１０の実装位置までの吸着ノズルの移動距離（又は移動時間）が最短となる所定数の予備のフィーダの配列順序を選び出す。この後、ステップ１０６に進み、予備のフィーダをセットする空きスロット２２の番号（位置）を表示及び／又は音声で作業者に指示する。

以上説明した本実施例によれば、複数の予備のフィーダが占有するスロット数が最小となるように複数の予備のフィーダをセットする空きスロット２２を表示及び／又は音声で作業者に指示するため、予備のフィーダの配列順序を最適化することができ、１台のフィーダセット台２１にセットできる予備のフィーダ数を増加できて、生産効率や作業効率を向上することができる。

しかも、本実施例では、フィーダセット台２１の空きスロット２２に複数の予備のフィーダをセットするように指示する際に、当該複数の予備のフィーダが占有するスロット数が最小となる予備のフィーダの配列順序の組み合わせを選び出し、その配列順序の組み合わせの中で部品の吸着位置から撮像位置までの吸着ノズルの移動距離（又は移動時間）が最短となるように複数の予備のフィーダをセットする空きスロット２２を作業者に指示するようにしたので、サイクルタイムを短くすることができ、生産性を向上することができる。

尚、上記実施例では、先に使用するフィーダ１４（図３のＳ１〜Ｓ９）の配列順序は、生産ジョブで指定し、予備のフィーダの配列順序を占有スロット数が最小となるように決定するようにしたが、先に使用するフィーダ１４（図３のＳ１〜Ｓ９）の配列順序についても、占有スロット数が最小となるように決定するようにしても良い。この場合も、フィーダセット台２１のスロットに複数のフィーダ１４をセットするように指示する際に、当該複数のフィーダ１４が占有するスロット数が最小となるフィーダ配列順序の組み合わせを選び出し、そのフィーダ配列順序の組み合わせの中で吸着位置から撮像位置までの吸着ノズルの移動距離（又は移動時間）が最短となるように各フィーダ１４をセットする空きスロット２２を作業者に指示するようにしても良い。

また、上記実施例では、吸着ノズルに吸着した部品をその吸着位置から撮像位置へ移動させて撮像装置１６で撮像して該部品を画像認識してから該部品を回路基板１０に実装するようにしたが、本発明は、吸着ノズルを保持する装着ヘッドに、該吸着ノズルに吸着した部品を撮像する撮像装置が保持された部品実装機に適用しても良い。この構成では、装着ヘッドに撮像装置が保持されているため、装着ヘッドを撮像位置へ移動させなくても、吸着ノズルに吸着した部品を撮像することができる。従って、上記構成の部品実装機に本発明を適用する場合は、フィーダセット台の空きスロットに複数のフィーダをセットするように指示する際に、当該複数のフィーダが占有するスロット数が最小となるフィーダ配列順序の組み合わせを選び出し、そのフィーダ配列順序の組み合わせの中で部品の吸着位置から回路基板１０の実装位置までの吸着ノズルの移動距離又は移動時間が最短となるように各フィーダをセットする空きスロットを作業者に指示するようにすれば良い。このようにすれば、吸着位置から実装位置までの吸着ノズルの移動距離又は移動時間が最短となるため、サイクルタイムを短くすることができ、生産性を向上することができる。

尚、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、例えば、実装機モジュール１２（部品実装機）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…回路基板、１２…実装機モジュール（部品実装機）、１４…フィーダ、１６…撮像装置、１７…装着ヘッド、１９…表示装置、２１…フィーダセット台、２２…スロット、２３…クランプ溝、２４…コネクタ、２５…スロット番号表示部（表示部）、２６…セット指示ランプ

Claims

複数のフィーダを並べてセットする複数のスロットが設けられたフィーダセット台と、前記フィーダセット台のスロットにセットしたフィーダ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とを備え、前記フィーダセット台の空きスロットに、フィーダの幅が異なる複数のフィーダを並べてセットする場合に、当該複数のフィーダが占有するスロット数が当該複数のフィーダの配列順序によって異なる部品実装機において、
前記フィーダセット台の空きスロットにフィーダをセットするように作業者に指示する指示手段を備え、
前記指示手段は、前記フィーダセット台の空きスロットに複数のフィーダをセットするように指示する場合に、当該複数のフィーダが占有するスロット数が最小となるように各フィーダをセットする空きスロットを表示及び／又は音声で作業者に指示することを特徴とする部品実装機。
前記吸着ノズルに吸着した部品をその吸着位置から撮像位置へ移動させて撮像装置で撮像して該部品を画像認識してから該部品を回路基板に実装するように構成され、
前記指示手段は、前記フィーダセット台の空きスロットに複数のフィーダをセットするように指示する場合に、当該複数のフィーダが占有するスロット数が最小となるフィーダ配列順序の組み合わせを選び出し、そのフィーダ配列順序の組み合わせの中で前記吸着位置から前記撮像位置までの前記吸着ノズルの移動距離又は移動時間が最短となるように各フィーダをセットする空きスロットを作業者に指示することを特徴とする請求項１に記載の部品実装機。
前記吸着ノズルを保持する装着ヘッドには、該吸着ノズルに吸着した部品を撮像する撮像装置が保持され、
前記指示手段は、前記フィーダセット台の空きスロットに複数のフィーダをセットするように指示する場合に、当該複数のフィーダが占有するスロット数が最小となるフィーダ配列順序の組み合わせを選び出し、そのフィーダ配列順序の組み合わせの中で前記吸着位置から回路基板の実装位置までの前記吸着ノズルの移動距離又は移動時間が最短となるように各フィーダをセットする空きスロットを作業者に指示することを特徴とする請求項１に記載の部品実装機。
前記フィーダセット台のスロットにセットした複数のフィーダのいずれかが部品切れになったときに、その部品切れのフィーダと同じ部品を供給する予備のフィーダに切り替えて部品実装を継続するように構成され、
前記指示手段は、部品切れまでの時間が短い複数のフィーダと同じ部品を供給する複数の予備のフィーダを前記フィーダセット台の空きスロットにセットするように指示する場合に、当該複数の予備のフィーダが占有するスロット数が最小となるように各予備のフィーダをセットする空きスロットを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機。
前記フィーダセット台には、フィーダのセットを指示する空きスロットを表示する表示部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の部品実装機。