JPWO2016103472A1 - 電子部品供給システム - Google Patents

Abstract

電子部品を搭載する部品パレットに搭載するときの、部品パレットに搭載する電子部品の種類を決定する電子部品供給システムにおいて、部品パレットが取り付けられる複数の電子部品装着機が連続して実行する予定の複数のジョブとその実行順に基づいて、ジョブが切り替わるときに交換する部品パレットの数が最小になるように、部品パレットに搭載する電子部品の種類を決定する。

Description

本明細書は、電子部品供給システムに関する。特に、電子部品を収容している部品カートリッジを複数搭載している部品パレットを交換することにより、電子部品装着機に電子部品を供給するシステムに関する。

特開平４−３４６５００号公報（以下、特許文献１と称する）に、複数種類の実装基板を製造するときの、部品パレットを電子部品装着機に供給する供給システムが開示されている。特許文献１の部品パレットは、複数の部品カートリッジを搭載することができる。特許文献１は、製造する実装基板に装着する電子部品の種類を特定し、これから製造する実装基板を、同じ部品パレットを用いて製造可能となるようにグループ分けする。換言すると、特許文献１は、複数種類の実装基板を製造するときに、部品パレットを交換する作業回数が最小になるように製造する実装基板をグループ分けする。すなわち、特許文献１は、製造する実装基板の種類を切り替える段取り替えの回数を最小とし、装置の停止回数を最小にする。

特許文献１は、製造の順序を調整する（製造する実装基板をグループ化する）ことにより、部品パレットの段取り替えの回数を最小にし、電子部品装着機の稼働率を向上させている。しかしながら、特許文献１は、準備する部品パレットの数について考慮していない。特許文献１は、製造する実装基板のグループが切り替るときに部品パレットを全て交換することになるので、部品パレットの交換数は最小ではない。基板の生産に先立って部品パレットを準備する作業者にとっては、１日の中で準備するパレットの数が多くなるほど、作業工数が増大するとともに工程が煩雑化する。本明細書は、従来よりも部品パレットを準備する工程を簡略化することができる電子部品供給システムを提供することを目的とする。

本明細書で開示する電子部品供給システムは、電子部品を部品パレットに搭載するときの、部品パレットに搭載する電子部品の種類を決定する。その電子部品供給システムは、部品パレットが取り付けられる複数の電子部品装着機が連続して実行する予定の複数のジョブとその実行順に基づいて、ジョブが切り替わるときに交換する部品パレットの数が最小になるように、部品パレットに搭載する電子部品の種類を決定する。

上記した制御装置では、複数のジョブとその実行順に基づいて、ジョブが切り替わるときに交換する部品パレットの数が最小になるように、部品パレットに搭載する電子部品の種類を決定する。交換する部品パレットの数を最小にすることによって、部品パレットを準備する工程を簡略化することができる。

電子部品装着システムの外観を示す。 電子部品装着システムが実行するジョブと、使用する部品パレットの関係を説明する図を示している。

以下、本明細書で開示する電子部品供給システムについての技術的特徴の幾つかを記す。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。

電子部品供給システムは、部品パレットに電子部品を搭載するときの、部品パレットに搭載する電子部品の種類を決定する。同一種類の複数の電子部品が部品カートリッジに収容され、その部品カートリッジが部品パレットに搭載されていてよい。部品パレットは、電子部品を収容する複数のスロットを備えていてよい。部品供給システムは、電子部品装着機（又は、複数の電子部品装着機を備える電子部品装着システム）の内部に収容されている制御装置であってよい。あるいは、部品供給システムは、電子部品装着機の外部で部品パレットへの電子部品の搭載位置を決定するものであってもよい。

部品パレットに搭載する電子部品の種類は、部品パレットが取り付けられる複数の電子部品装着機が連続して実行する予定の複数のジョブとその実行順に基づいて、ジョブが切り替わるときに交換する部品パレットの数が最小になるように、部品パレットに搭載する電子部品の種類を決定してよい。部品パレットに搭載する電子部品の種類は、電子部品装着機の駆動（実装基板の製造）を開始する前に実行予定のジョブに基づいて決定してもよいし、実行予定のジョブが変更されたときに変更後のジョブに基づいて決定してもよい。また、部品パレットを交換するときに、部品パレットの交換後により多くのジョブが実施されるように部品パレットに搭載する電子部品の種類を決定してよい。

交換する部品パレットに搭載する電子部品の種類は、切り替え前のジョブで使用しない電子部品であるとともに切り替え後のジョブで使用する電子部品が１個の部品パレットに搭載されるように決定してよい。

部品パレットを交換するときに、複数の電子部品装着機の各々に取り付けられている部品パレットに搭載されている電子部品と、部品パレット交換後に実行するジョブで使用する電子部品に基づいて、部品パレットを交換する電子部品装着機を決定してよい。この場合、部品パレットの交換後により多くのジョブが実施されるように、部品パレットを交換する電子部品装着機を決定してよい。

部品パレットに電子部品を収容するときに、実行するジョブの順番に電子部品をスロットに収容するとともに、電子部品が収容されないスロットが最小になるように電子部品を収容してよい。また、ジョブが切り替わるときに、次のジョブで用いる電子部品がいずれの部品パレットに収容されておらず、いずれかの部品パレットが電子部品を収容していないスロットを備えている場合、部品パレットを交換することなく、前記電子部品を収容していないスロットに次のジョブで用いる電子部品を収容してよい。

以下、図面を参照し、本明細書で開示する電子部品供給システム、その電子部品供給システムが用いられる電子部品装着機について説明する。まず、図１を参照し、電子部品装着システム１００について説明する。電子部品装着システム１００は、４個の電子部品装着機１０ａ，１０ｂ，１０ｃ及び１０ｄを備えている。各々の電子部品装着機１０ａ〜１０ｄは、プリント基板に電子部品を実装（装着）する装置である。電子部品装着機１０ａ〜１０ｄ（または、電子部品装着システム１００）は、表面実装機又はチップマウンタと称されることもある。以下、電子部品装着機１０ａ〜１０ｄが並ぶ方向をX方向とし、それに垂直な水平方向をY方向とする。

電子部品装着機１０ａ〜１０ｄは、実質的に同じ構造を有している。そのため、以下の説明では電子部品装着機１０ａを説明し、電子部品装着機１０ｂ〜１０ｄの説明を省略することがある。なお、以下の説明では、同一の部品を説明する場合に、参照番号に付しているアルファベットを省略して説明することがある。また、電子部品装着機１０ａについては、内部構造を示すため、上部カバー８を省略した図を示している。電子部品装着機１０ａは、基板搬送装置２６と、部品供給装置１２ａと、部品供給装置１２ａから部品を受け取り、基板搬送装置２６に保持された基板上に装着する装着ヘッド２２とを備えている。部品供給装置１２ａは、複数の部品カートリッジ３０ａを着脱可能に保持する部品パレット３４ａを備える。部品パレット３４ａは、複数のスロットを有しており、各々のスロットに部品カートリッジ３０ａが着脱可能に搭載されている。部品カートリッジ３０ａには、複数の部品リール３６ａが着脱可能に搭載されている。各々の部品リール３６ａは、複数の電子部品を収容している。部品カートリッジ３０ａは、装着ヘッド２２へ電子部品を供給する。なお、電子部品装着機１０ｂ〜１０ｄは、電子部品装着機１０ａと同様に、部品カートリッジ３０ｂ〜３０ｄ，部品パレット３４ｂ〜３４ｄ及び部品リール３６ｂ〜３６ｄを備えている。

電子部品装着機１０ａは、２個の基板搬送装置２６を備えている。各々の基板搬送装置２６は、プリント基板をＸ方向へ搬送する。各々の基板搬送装置２６は、電子部品装着機１０ｂ〜１０ｄの基板搬送装置２６と一連に接続される。電子部品装着機１０ａは、装着ヘッド２２と、装着ヘッド２２をＸ方向及びＹ方向に移動させるヘッド移動装置２４を備えている。ヘッド移動装置２４は、部品カートリッジ３０及び基板搬送装置２６上のプリント基板に対して、装着ヘッド２２を所定の順序で移動させる。装着ヘッド２２には吸着ノズルが設けられており、吸着ノズルが部品カートリッジ３０から電子部品を取り上げて保持し、基板搬送装置２６上のプリント基板へ搬送して装着する。基板搬送装置２６は、電子部品の装着が完了したプリント基板を、電子部品装着機１０ｂの基板搬送装置に送り出す。電子部品装着機１０ｂも電子部品装着機１０ａと同様の動作を行い、電子部品の装着が完了したプリント基板を、電子部品装着機１０ｃの基板搬送装置に送り出す。また、電子部品装着機１０ｃも電子部品装着機１０ａ，１０ｂと同様の動作を行い、電子部品の装着が完了したプリント基板を、電子部品装着機１０ｄの基板搬送装置に送り出す。

電子部品装着機１０ａは、部品撮像装置（カメラ）２８も備えている。カメラ２８は、装着ヘッド２２がカメラ２８の上方を通過するときに、装着ヘッド２２に取り付けられている吸着ノズルの画像、及び、吸着ノズルに保持されている電子部品の形状を撮像する。電子部品装着機１０ａの上部には、入出力装置であるモニター３２が設けられている（電子部品装着機１０ｂ〜１０ｄを参照）。電子部品装着機１０ａに対する各種設定は、モニター３２を用いて制御装置に入力することができる。制御装置は、電子部品装着機１０ａの内部に収容されている（図示書略）。

電子部品装着システム１００では、電子部品装着機１０ａ〜１０ｄに供給する部品カートリッジ３０ａ〜３０ｄを交換することにより、異なる種類の実装基板（電子部品が装着されたプリント基板）を製造することができる。電子部品装着システム１００では、製造する実装基板の種類が変更される（以下、「ジョブの切り替わり」と称することがある）ときに、電子部品装着機１０ａ〜１０ｄがジョブの切り替わり後に使用する電子部品を収容している部品カートリッジを備えていない場合、部品パレット３４ａ〜３４ｄのいずれかを部品パレット毎交換することができる。

図２は、電子部品装着システム１００を用いて、ジョブ１からジョブ１０を実行するときの、電子部品装着機１０ａ〜１０ｄに供給する部品パレットの種類を示している。本実施例では、まず、ジョブ１の開始前に、部品パレット１〜４を、電子部品装着機１０ａ〜１０ｄに供給する。その後、電子部品装着機１０ａは、ジョブ１０を終了するまで部品パレット１を使用する。電子部品装着機１０ｂは、ジョブ１０を終了するまで部品パレット２を使用する。電子部品装着機１０ｃは、ジョブ３を終了するまで部品パレット３を使用し、ジョブ３を終了した後に部品パレット５に交換し、ジョブ１０を終了するまで部品パレット５を使用する。電子部品装着機１０ｄは、ジョブ７を終了するまで部品パレット４を使用し、ジョブ７を終了した後に部品パレット６に交換し、ジョブ１０を終了するまで部品パレット６を使用する。本実施例では、ジョブ１〜ジョブ１０を実行するために、部品パレットを２回交換する。換言すると、ジョブ１〜ジョブ１０を実行するために、部品パレットを６個準備する。

なお、上記したように、電子部品装着機１０ａ〜１０ｄは、実質的に同一の構造を備えている。そのため、ジョブ３及びジョブ７終了後に、電子部品装着機１０ｃ，１０ｄ以外の電子部品装着機の部品パレットを交換することもできる。しかしながら、電子部品装着システム１００では、以下のようにして部品パレットを交換する電子部品装着機、及び、部品パレットに搭載する部品カートリッジの種類を決定し、部品パレットを準備する工程を簡略化する。

ジョブ１〜１０で用いる電子部品と、ジョブ１〜１０の実行順に基づいて、交換する部品パレットの数が最小になるように、部品パレットに搭載する部品カートリッジの種類を決定する。すなわち、ジョブ１〜１０を実行するために準備する部品パレットの数が最も少なくなるように、部品パレットを交換する電子部品装着機、及び、部品パレットに搭載する部品カートリッジの種類を決定する。

具体的には、図２に示す実施例の場合、まず、電子部品装着機１０ａ〜１０ｄで生産開始時に使用する部品パレットとして、パレット１〜４を選択する。次に、ジョブ１で使用する部品カートリッジを、パレット１〜４のいずれかのスロットに搭載するように決定する。このときに、ジョブ１において各電子部品装着機１０ａ〜１０ｄによる装着作業の時間が平均化するように、各部品カートリッジをパレット１〜４のいずれのバレットに搭載するかを決定する。この時点では、パレット１〜４には未だ部品カートリッジを搭載することが決定されていない空きスロットが存在する。

次に、ジョブ２で使用し、かつ、未だパレット１〜４のいずれのスロットにも搭載されていない種類の電子部品を収容している部品カートリッジを、上記空きスロットのいずれかに搭載する。以下、ジョブ３以降についても、未搭載の電子部品を収容している部品カートリッジを空きスロットに搭載する処理を順次繰り返す。

上記した部品カートリッジを搭載する位置（スロット）を決定する処理を繰り返すと、いずれかのジョブにおいて、そのジョブで使用する部品カートリッジを搭載する空きスロットが不足する（図２においてはジョブ４が該当する）。この場合、電子部品装着機１０ａ〜１０ｄが使用するパレットの内のいずれか１つを、部品カートリッジが搭載されていない新しい部品パレット（パレット５）に交換した場合について確認する。例えばパレット１をバレット５に交換した場合について確認する。交換後のパレット（パレット５，２，３，４）を使用してジョブ４以降で使用する部品カートリッジを搭載する位置の決定処理を行ない、いずれのジョブまで電子部品の搭載が可能かを確認する。すなわち、パレット１をパレット５に交換してパレット５に適切な電子部品（部品カートリッジ）を搭載した場合に、いずれのジョブまで部品の搭載が可能かを確認する。同様に、他のパレット（パレット２〜４）を交換した場合についても、いずれのジョブまで部品の搭載が可能かを確認する。

上記の確認を行い、いずれのパレット（１〜４）を交換した場合が、最も先のジョブまで電子部品を搭載できるかを判定し、そのパレットを交換するパレットとして選択する。図２の場合、パレット３を交換した場合が最も先のジョブ（図２ではジョブ７）まで電子部品が搭載できる。しかしながら、他のパレットを交換した場合、ジョブ６までしか部品を搭載できない。そのため、ジョブ４において、パレット３をパレット５に交換することを決定し、その場合のジョブ４〜７で使用する部品を搭載する位置（スロット）を決定する。ジョブ７終了後に交換するパレットを選択する場合も、ジョブ８以降も同様な処理を行い、交換するパレットと、各ジョブで使用する部品の配置位置を決定する。以上の処理により、交換する部品パレットの数を最小にすることができる。

なお、上記のように電子部品装着機１０ｄの部品パレット４を交換することによりジョブ１０まで実行できることは、電子部品装着機１０ａ〜１０ｄに取り付けられている部品パレット１，２，４及び５内に収容されている電子部品の種類及び数と、ジョブ８以降で使用する電子部品の種類及び数に基づいて判断することができる。また、部品パレット６に搭載する部品カートリッジの種類を決定する際に、部品パレット６に対して、切り替え前（ジョブ１〜７）で使用しない電子部品であり、切り替え後のジョブ（ジョブ８以降）で使用する電子部品を収容している部品カートリッジをまとめて搭載するようにする。それにより、部品パレット６にジョブ８以降で使用する部品カートリッジをより多く搭載することができ、部品カートリッジ４から部品カートリッジ６に変更した後に、より多くのジョブを実行することができる。

なお、部品パレットを交換する電子部品装着機、及び、部品パレットに搭載する部品カートリッジの種類は、オフラインで決定してもよいし、電子部品装着システム１００に製造する実装基板の情報（使用する電子部品の種類、ジョブの実行順等）を入力し、電子部品装着システム１００内の制御装置で決定してもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

Claims (5)

1. 電子部品を部品パレットに搭載するときの、部品パレットに搭載する電子部品の種類を決定する電子部品供給システムであって、
   部品パレットが取り付けられる複数の電子部品装着機が連続して実行する予定の複数のジョブとその実行順に基づいて、ジョブが切り替わるときに交換する部品パレットの数が最小になるように、部品パレットに搭載する電子部品の種類を決定する電子部品供給システム。
2. 切り替え前のジョブで使用しない電子部品であるとともに切り替え後のジョブで使用する電子部品が１個の部品パレットに搭載されるように、交換する部品パレットに搭載する電子部品の種類を決定する請求項１に記載の電子部品供給システム。
3. 部品パレットを交換するときに、部品パレットの交換後により多くのジョブが実施されるように、部品パレットを交換する電子部品装着機及び部品パレットに搭載する電子部品の種類を決定する請求項１又は２に記載の電子部品供給システム。
4. 部品パレットを交換するときに、複数の電子部品装着機の各々に取り付けられている部品パレットに搭載されている電子部品と、部品パレット交換後に実行するジョブで使用する電子部品と、に基づいて、部品パレットの交換後により多くのジョブが実施されるように、部品パレットを交換する電子部品装着機を決定する請求項１から３のいずれか一項に記載の電子部品供給システム。
5. 部品パレットは、電子部品を収容する複数のスロットを備えており、
   ジョブが切り替わるときに、次のジョブで用いる電子部品がいずれの部品パレットに収容されておらず、いずれかの部品パレットが電子部品を収容していないスロットを備えている場合、部品パレットを交換することなく、前記電子部品を収容していないスロットに次のジョブで用いる電子部品を収容する請求項１から４のいずれか一項に記載の電子部品供給システム。

Images