JPWO2020039495A1

JPWO2020039495A1 - 部品実装システム

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Abstract

部品実装システムは、複数の部品実装機とフィーダ保管庫とが基板搬送方向に並ぶ複数の部品実装ラインと、基板搬送方向に沿って移動して担当する部品実装ラインの部品実装機とフィーダ保管庫との間でフィーダを交換可能なフィーダ交換装置と、記憶装置とを備える。記憶装置には、部品実装ライン毎に生産に用いる基板の種類と基板に実装する部品の種類と生産順序とを含む生産情報と、フィーダの識別情報とフィーダの所在とフィーダに搭載する部品の種類とを含むフィーダ情報とを含む。フィーダ交換装置は、生産情報とフィーダ情報とに基づいて担当する部品実装ラインにおいて使用済みであると共に他の部品実装ラインにおいて使用予定がある仕掛フィーダが存在すると判定された場合、仕掛フィーダを担当する部品実装ラインのフィーダ保管庫に保管する。

Description

本明細書は、部品実装システムについて開示する。

従来、この種の部品実装システムとしては、複数の部品実装機とフィーダ保管庫とが基板搬送方向に並ぶ部品実装ラインと、基板搬送方向に沿って移動してフィーダ保管庫と各部品実装機との間でフィーダを交換可能な交換ロボットと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。交換ロボットは、フィーダ保管庫に保管されているフィーダの中から必要なフィーダを取り出して部品実装ラインの各部品実装機に補給する。フィーダ保管庫に対するフィーダの補給や回収は、作業者の手作業によって行なわれる他、ＡＧＶ（床上走行式の自動搬送車）やＯＨＴ（天井走行式の自動搬送車）によってライン外からフィーダ保管庫に対してフィーダを搬入出することによっても行なわれる。

国際公開第２０１７／０３３２６８号

しかしながら、部品実装ラインが複数設けられた部品実装システムにおいては、一つの部品実装ラインで使用済みとなっても、他の部品実装ラインで使用予定があるフィーダ（仕掛フィーダ）が存在する場合がある。この場合、作業者は、一の部品実装ラインで使用済みとなったフィーダを一旦ライン外に回収して倉庫に入れ、他の部品実装ラインの段取り替え時において倉庫から必要なフィーダを探し出して当該他の部品実装ラインのフィーダ保管庫に補給する必要があり、作業が煩雑となるという問題があった。また、ＡＧＶやＯＨＴを用いてフィーダ保管庫にフィーダを補給・回収する場合でも、倉庫内での作業者による作業はフィーダ毎に必要であるから、作業負担はそれほど軽くはならない。

本開示は、部品実装ラインが複数設けられた部品実装システムにおいて、各部品実装ラインの段取り替えをより効率良く行なえるように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。

本開示は、フィーダから供給される部品を基板に実装可能な複数の部品実装機とフィーダ保管庫とが基板搬送方向に沿って並ぶ複数の部品実装ラインと、該複数の部品実装ラインのそれぞれに設けられ前記基板搬送方向に沿って移動して担当する部品実装ラインの前記部品実装機と前記フィーダ保管庫との間で前記フィーダを交換可能なフィーダ交換装置と、前記部品実装ライン毎に生産に用いる基板の種類と前記基板に実装する部品の種類と生産順序とを含む生産情報を記憶すると共に前記フィーダの識別情報と前記フィーダの所在と前記フィーダに搭載する部品の種類とを含むフィーダ情報を記憶する記憶装置と、を備える部品実装システムであって、前記フィーダ交換装置は、前記生産情報と前記フィーダ情報とに基づいて前記担当する部品実装ラインにおいて使用済みであると共に他の部品実装ラインにおいて使用予定がある仕掛フィーダが存在すると判定された場合、該仕掛フィーダを前記担当する部品実装ラインの前記フィーダ保管庫に保管することを要旨とする。

この本開示の部品実装システムは、複数の部品実装機とフィーダ保管機とが基板搬送方向に並ぶ複数の部品実装ラインのそれぞれにフィーダ交換装置が設けられる。各フィーダ交換装置は、生産情報とフィーダ情報とに基づいて担当する部品実装ラインにおいて使用済みとなると共に他の部品実装ラインにおいて使用予定がある仕掛フィーダが存在すると判定された場合、その仕掛フィーダを担当する部品実装ラインのフィーダ保管庫に保管する。これにより、仕掛フィーダを一括してフィーダ保管庫から回収することができるため、各部品実装ラインの段取り替えをより効率良く行なうことが可能となる。

複数の部品実装ライン１０（Ｌｉｎｅ１〜３）を含む部品実装システム１を模式的に示す模式図である。部品実装ライン１０の概略構成図である。部品実装機２０の概略構成図である。フィーダ３０の概略構成図である。フィーダ交換ロボット５０の概略構成図である。自動搬送車１００の概略構成図である。実装制御装置２９とロボット制御装置５９と管理装置８０とＡＧＶ制御装置１０９の電気的な接続関係を示す説明図である。各Ｌｉｎｅ１〜３の生産計画の一例を示す説明図である。各Ｌｉｎｅ１〜３の生産スケジュールの一例を示す説明図である。基板ごとの使用フィーダ本数の一例を示す説明図である。基板ごとの必要部品情報の一例を示す説明図である。部品情報の一例を示す説明図である。保管エリア情報の一例を示す説明図である。ロボット制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。ＡＧＶ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。仕掛フィーダＡＢＡ，ＡＢＣの回収と搬送の様子を示す説明図である。仕掛フィーダＡＢＡ，ＡＢＣの回収と搬送の様子を示す説明図である。仕掛フィーダＡＢＡ，ＡＢＣの回収と搬送の様子を示す説明図である。仕掛フィーダＡＢＡ，ＡＢＣの回収と搬送の様子を示す説明図である。

次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、複数の部品実装ライン１０（Ｌｉｎｅ１〜３）を含む部品実装システム１を模式的に示す模式図である。図２は、部品実装ライン１０の概略構成図である。図３は、部品実装機２０の概略構成図である。図４は、フィーダ３０の概略構成図である。図５は、フィーダ交換ロボット５０の概略構成図である。図６は、自動搬送車１００の概略構成図である。図７は、実装制御装置２９とロボット制御装置５９と管理装置８０とＡＧＶ制御装置１０９の電気的な接続関係を示す説明図である。なお、図１，３中、左右方向をＸ方向とし、前後方向をＹ方向とし、上下方向をＺ方向とする。

部品実装システム１は、図１に示すように、複数（例えば、３つ）の部品実装ライン１０（Ｌｉｎｅ１〜３とも呼ぶ）と、各ライン間を移動してフィーダ３０を搬送する床上走行式の自動搬送車（ＡＧＶとも呼ぶ）１００と、を備える。各部品実装ライン１０は、図２に示すように、印刷機１２と、印刷検査機１４と、複数の部品実装機２０（２０Ａ〜２０Ｅ）と、実装検査機（図示せず）と、フィーダ交換ロボット５０と、フィーダ保管庫６０と、を備える。また、複数の部品実装ライン１０（Ｌｉｎｅ１〜３）のうちいずれか一つのラインには、図２に示すように、システム全体を管理する管理装置８０も備える。なお、管理装置８０は、本実施形態では、複数の部品実装ライン１０に対して１台だけ設けられているが、複数の部品実装ライン１０にそれぞれ１台ずつ設けられてもよい。

印刷機１２は、基板Ｓ上にはんだを印刷するものである。印刷検査機１４は、印刷機１２で印刷されたはんだの状態を検査するものである。部品実装機２０は、基板Ｓの搬送方向（Ｘ方向）に沿って整列され、フィーダ３０から供給された部品をピックアップ（吸着）して基板Ｓに実装するものである。印刷検査機は、部品実装機２０で実装された部品の実装状態を検査するものである。フィーダ交換ロボット５０は、複数の部品実装機２０に対して必要なフィーダ３０を補給したり部品実装機２０から使用済みのフィーダ３０を回収したりするものである。フィーダ保管庫６０は、部品実装機２０で使用予定のフィーダ３０や使用済みのフィーダ３０を保管可能なものである。印刷機１２と印刷検査機１４と複数の部品実装機２０とは、この順番で基板Ｓの搬送方向に並べて設置されて部品実装ライン１０を構成する。また、フィーダ保管庫６０は、部品実装ライン１０の複数の部品実装機２０Ａ〜２０Ｅのうち基板搬送方向の最も上流側の部品実装機２０Ａと印刷検査機１４との間に設置されている。なお、フィーダ保管庫６０は、複数の部品実装機２０Ａ〜２０Ｅのうち基板搬送方向の最も下流側の部品実装機２０Ｅの下流側に隣接するように配置されてもよい。また、フィーダ保管庫６０は、一つの部品実装ライン１０上に複数配置されてもよい。

部品実装機２０（２０Ａ〜２０Ｅ）は、図３に示すように、基板Ｓを左から右へと搬送する基板搬送装置２３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２４と、ヘッド２４を前後方向および左右方向（ＸＹ方向）に移動させるヘッド移動機構２５と、装置全体を制御する実装制御装置２９（図７参照）とを備える。また、部品実装機２０は、この他に、マークカメラ２６やパーツカメラ２７、ノズルステーション２８などを備える。マークカメラ２６は、ヘッド２４に取り付けられ、基板Ｓに付された基準マークを上方から撮像するものである。パーツカメラ２７は、フィーダ３０と基板搬送装置２３との間に設置され、部品を吸着した吸着ノズルがパーツカメラ２７の上方を通過する際に部品を下方から撮像するものである。ノズルステーション２８は、吸着する部品の種類に応じて交換可能に複数種類の吸着ノズルが収容されている。実装制御装置２９は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成される。実装制御装置２９には、マークカメラ２６やパーツカメラ２７からの画像信号が入力される。実装制御装置２９は、マークカメラ２６で撮像された基板Ｓの画像を処理して基板Ｓに付された図示しない基板マークの位置を認識することにより基板Ｓの位置を認識する。また、実装制御装置２９は、パーツカメラ２７で撮像された画像に基づいて部品の吸着位置や吸着姿勢を判定する。一方、実装制御装置２９からは、基板搬送装置２３やヘッド２４、ヘッド移動機構２５などに駆動信号を出力する。実装制御装置２９は、フィーダ３０により供給された部品が吸着ノズルに吸着されるようヘッド２４やヘッド移動機構２５を制御する吸着動作を行なう。また、実装制御装置２９は、吸着ノズルに吸着された部品が基板Ｓに実装されるようヘッド２４やヘッド移動機構２５を制御する実装動作を行なう。

フィーダ３０は、図４に示すように、テープリール３２と、テープ送り機構３３と、コネクタ３５と、レール部材３７と、フィーダ制御装置３９（図７参照）と、を備える。テープリール３２は、テープが巻回されている。テープは、その長手方向に沿って所定の間隔で形成された複数の凹部を有する。各凹部には、部品が収容されている。これらの部品は、テープの表面を覆うフィルムによって保護されている。テープ送り機構３３は、テープをテープリール３２から送り出すものである。フィーダ３０は、テープ送り機構３３を駆動してテープを後方へ所定量ずつ送ることにより、テープに収容された部品を順次、部品供給位置へと供給する。テープに収容された部品は、部品供給位置の手前でフィルムが剥がされることで部品供給位置にて露出した状態となり、吸着ノズルにより吸着される。コネクタ３５は、取付方向に突出する２本の位置決めピン３４を有する。レール部材３７は、フィーダ３０の下端に設けられ、取付方向に延びている。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の取付先の制御部（実装制御装置２９やフィーダ保管庫６０など）と通信可能となっている。

フィーダ３０は、図３に示すように、部品実装機２０の前方に上下２段に設けられたフィーダ台４０，４１に着脱可能に取り付けられる。上段のフィーダ台４０は、装着されたフィーダ３０から部品を供給可能な部品供給エリアのフィーダ台であり、下段のフィーダ台４１は、フィーダ３０をストック可能なストックエリアのフィーダ台である。フィーダ台４０，４１は、Ｘ方向に複数配列され、フィーダ３０がＸ方向に並ぶように取り付けられる。フィーダ台４０，４１は、側面視がＬ字状の台であり、スロット４２と、２つの位置決め穴４４と、コネクタ４５と、を備える。スロット４２には、フィーダ３０のレール部材３７が挿入される。２つの位置決め穴４４には、フィーダ３０の２本の位置決めピン３４が挿入され、フィーダ３０がフィーダ台４０に位置決めされる。コネクタ４５は、２つの位置決め穴４４の間に設けられ、フィーダ３０のコネクタ３５が接続される。

フィーダ交換ロボット５０は、複数の部品実装機２０（２０Ａ〜２０Ｅ）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軸方向）に対して平行に設けられたＸ軸レール１６に沿って移動可能となっている。なお、図３においては、Ｘ軸レール１６の図示を省略した。

フィーダ交換ロボット５０は、図５に示すように、ロボット移動機構５１（図７参照）と、フィーダ移載機構５３と、エンコーダ５７（図７参照）と、監視センサ５８（図７参照）と、ロボット制御装置５９（図７参照）と、を備える。ロボット移動機構５１は、Ｘ軸レール１６に沿ってロボット本体を移動させるものであり、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１６に沿ったフィーダ交換ロボット５０の移動をガイドするガイドローラ５２ｂと、を備える。フィーダ移載機構５３は、フィーダ３０を部品実装機２０やフィーダ保管庫６０に移載するものである。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と、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軸スライダ５５と、Ｙ軸スライダ５５をクランプ部５４と共にＺ軸ガイドレール５６に沿って上下方向（Ｚ方向）に移動させるＺ軸モータ５６ａと、を備える。Ｙ軸スライダ５５は、Ｙ軸モータ５５ａを備え、Ｙ軸モータ５５ａの駆動によりクランプ部５４を前後方向（Ｙ軸方向）に移動させる。エンコーダ５７は、フィーダ交換ロボット５０のＸ方向の移動位置を検出するものである。監視センサ５８は、例えばレーザスキャナ等により干渉物（作業者）の有無を監視するものである。ロボット制御装置５９は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、エンコーダ５７や監視センサ５８から検知信号を入力し、ロボット移動機構５１（Ｘ軸モータ５２ａ）やフィーダ移載機構５３（クランプ部５４，Ｙ軸モータ５５ａおよびＺ軸モータ５６ａ）に駆動信号を出力する。

フィーダ移載機構５３のＹ軸スライダ５５は、部品実装機２０の上段のフィーダ台４０と向かい合う上段位置と、下段のフィーダ台４１と向かい合う下段位置との間で移動する。ロボット制御装置５９は、フィーダ交換ロボット５０内に収容されているフィーダ３０をクランプ部５４にクランプさせ、Ｚ軸モータ５６ａによりＹ軸スライダ５５を上段へ移動させる。そして、ロボット制御装置５９は、Ｙ軸モータ５５ａによりクランプ部５４をＹ方向（後方）に押し出して、クランプ部５４によるフィーダ３０のクランプを解除することで、当該フィーダ３０を部品実装機２０の上段のフィーダ台４０に取り付ける。また、ロボット制御装置５９は、上段のフィーダ台４０に取り付けられているフィーダ３０をクランプ部５４にクランプさせ、Ｙ軸モータ５５ａによりクランプ部５４をＹ方向（前方）に引き込むことで、フィーダ３０をフィーダ台４０から取り外してフィーダ交換ロボット５０内に回収する。なお、部品実装機２０の下段のフィーダ台４１へのフィーダ３０の取り付けや下段のフィーダ台４１からのフィーダ３０の取り外しは、Ｚ軸モータ５６ａによりＹ軸スライダ５５を下段に移動させる点を除いて、上段のフィーダ台４０へのフィーダ３０の取り付けや上段のフィーダ台４０からのフィーダ３０の取り外しと同様の処理であるため、説明は省略する。

フィーダ保管庫６０は、部品実装機２０のフィーダ台４０，４１と同じ構成のフィーダ台が、上段のフィーダ台４０と同じ高さ（Ｚ方向位置）で設けられている。このため、フィーダ交換ロボット５０は、フィーダ保管庫６０と向かい合う位置において、部品実装機２０の上段のフィーダ台４０に対してフィーダ３０を着脱するのと同じ動作で、フィーダ保管庫６０のフィーダ台に対してフィーダ３０を着脱することができる。

また、フィーダ保管庫６０の後方には、基板ＳをＸ方向に搬送する基板搬送装置６２が設けられている。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２３と、前後方向および上下方向に同じ位置に設置されている。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基板Ｓを受け取ると共に、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２３に受け渡すことが可能となっている。

ＡＧＶ１００は、複数の部品実装ライン１０（Ｌｉｎｅ１〜３）のライン間や多数のフィーダ３０を保管する倉庫（図示せず）とラインとの間を移動しながら、各ラインに設けられたフィーダ保管庫６０に生産に必要な部品を搭載したフィーダ３０を補給したり、フィーダ保管庫６０から使用済みのフィーダ３０を回収したりする。このＡＧＶ１００は、部品実装システム１に１台だけ設けられてもよいし、複数台設けられてもよい。ＡＧＶ１００は、図６に示すように、ＡＧＶ移動機構１０１（図７参照）と、フィーダ移載機構１０３と、位置センサ１０７（図７参照）と、監視センサ１０８（図７参照）と、ＡＧＶ制御装置１０９（図７参照）と、を備える。ＡＧＶ移動機構１０１は、複数の部品実装ライン１０のライン間や当該ラインと倉庫との間を結ぶように床面に敷設されたレール（図示せず）に沿ってＡＧＶ本体を走行させるものであり、レールに乗る車輪を駆動するサーボモータ（図示せず）などを備える。フィーダ移載機構１０３は、フィーダ３０を各ラインのフィーダ保管庫６０に移載するものである。フィーダ移載機構１０３は、フィーダ３０をクランプするクランプ部１０４と、クランプ部１０４をＹ軸ガイドレール１０５ｂに沿って移動させるＹ軸スライダ１０５と、を備える。Ｙ軸スライダ１０５は、Ｙ軸モータ１０５ａを備え、Ｙ軸モータ１０５ａの駆動によりクランプ部１０４を前後方向（Ｙ軸方向）に移動させる。位置センサ１０７は、ＡＧＶ１００の走行位置を検出するものである。監視センサ１０８は、例えばレーザスキャナ等により干渉物（作業者）の有無を監視するものである。ＡＧＶ制御装置１０９は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、位置センサ１０７や監視センサ１０８から検知信号を入力し、ＡＧＶ移動機構１０１（サーボモータ）やフィーダ移載機構１０３（クランプ部１０４およびＹ軸モータ１０５ａ）に駆動信号を出力する。

ＡＧＶ１００のフィーダ移載機構１０３は、Ｚ軸ガイドレール５６やＺ軸モータ５６ａを備えない点を除いて、フィーダ交換ロボット５０のフィーダ移載機構５３と同様に構成されている。したがって、ＡＧＶ１００は、各ラインのフィーダ保管庫６０と向かい合う位置において、部品実装機２０の上段のフィーダ台４０に対してフィーダ３０を着脱するのと同じ動作で、フィーダ保管庫６０のフィーダ台に対してフィーダ３０を着脱することができる。

管理装置８０は、図７に示すように、ＣＰＵ８１やＲＯＭ８２，ＨＤＤ８３，ＲＡＭ８４などで構成される汎用のコンピュータであり、オペレータによって操作される入力デバイス８５からの信号を入力し、ディスプレイ８６に画像信号を出力し、基板Ｓを搬送する基板搬送装置６２に駆動信号を出力する。管理装置８０のＨＤＤ８３には、生産計画や生産スケジュール、使用フィーダ本数、必要部品情報、部品情報などが記憶されている。図８は、生産計画の一例を示す説明図である。図９は、生産スケジュールの一例を示す説明図である。図１０は、使用フィーダ本数の一例を示す説明図である。図１１は、必要部品情報の一例を示す説明図である。図１２は、部品情報の一例を示す説明図である。生産計画は、図８に示すように、部品実装ライン１０（Ｌｉｎｅ１〜３）毎に、どの基板Ｓをどの順番で何枚生産（実装）するかなどが定められている。生産スケジュールは、図９に示すように、部品実装ライン１０（Ｌｉｎｅ１〜３）毎および基板毎に、基板Ｓを生産する際の準備時間（図中、ハッチングで示す領域）や生産時間（図中、黒塗りで示す領域）などが定められている。使用フィーダ本数は、各部品実装機２０において、基板Ｓの生産に必要な部品を供給するためのフィーダ３０の必要本数である。使用フィーダ本数は、図１０に示すように、基板Ｓ毎に、基板Ｓの生産に必要な部品を搭載するための必要なフィーダ３０の種類と本数などが定められている。必要部品情報は、基板Ｓの生産に必要な部品に関する情報である。必要部品情報は、図１１に示すように、基板Ｓ毎に、部品の種類（品番）と数（必要数）などが定められている。部品情報は、基板Ｓの生産に使用する部品に関する情報である。部品情報は、図１２に示すように、部品の種類（品番）毎に、シリアルナンバー（Ｓ／Ｎ）と部品残数とライフと所在などが定められている。部品残数は、該当する所在にあるフィーダ３０に搭載されている部品の残数を示す。ライフは、フィーダ３０に搭載されている部品の使用期限であり、図の例では、数値が少ないほど、使用期限が残り少ないことを示す。「所在」は、該当する部品を搭載するフィーダ３０の場所を示す。例えば、図１２中、「Ｌｉｎ１Ｍ２０Ａｓｌｏｔ００１」は、Ｌｉｎｅ１の部品実装機２０Ａのスロット番号００１に装着されているフィーダ３０に該当する部品が搭載されていることを示す。管理装置８０は、実装制御装置２９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やＡＧＶ制御装置１０９と無線により通信可能に接続され、実装制御装置２９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からフィーダ交換ロボット５０の走行状況に関する情報を受信したり、ＡＧＶ制御装置１０９からＡＧＶ１００の走行状況に関する情報を受信したりする。また、管理装置８０は、この他、印刷機１２や印刷検査機１４、実装検査機の各制御装置とも通信可能に接続され、対応する機器から各種情報を受信する。

また、管理装置８０は、複数の部品実装ライン１０（Ｌｉｎｅ１〜３）にそれぞれ設けられたフィーダ保管庫６０の管理も行なう。管理装置８０は、フィーダ保管庫６０のフィーダ台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を介して通信可能に接続される。管理装置８０のＨＤＤ８３には、位置情報とフィーダ情報とを含む保管エリア情報も記憶されている。保管エリア情報の一例を図１３に示す。位置情報は、該当のフィーダ３０がどの部品実装ライン１０のどの部品実装機２０（フィーダ保管庫６０）のどのスロット番号のスロットに装着されているのかを示す情報である。位置情報には、部品実装ライン１０の識別情報（ライン番号）と部品実装機２０（フィーダ保管庫６０）の識別情報（モジュール番号）とスロット番号と上／下情報とが含まれる。なお、上／下情報は、該当のフィーダ３０が部品実装機２０にあるときに上段のフィーダ台４０にあるか、下段のフィーダ台４１にあるかの情報であり。また、フィーダ情報には、フィーダ３０の識別情報（フィーダＩＤ）と搭載する部品の種類（部品種）と部品数とＦＵＬＬ情報（部品を搭載したテープリール３２が未使用であるかの情報）とが含まれる。管理装置８０は、フィーダ３０が部品実装機２０やフィーダ保管庫６０から取り外されたり、新たなフィーダ３０が部品実装機２０やフィーダ保管庫６０に取り付けられたりしたときに、保管情報を最新の情報に更新する。

こうして構成された部品実装システム１の動作について説明する。特に、準備期間中のフィーダ交換ロボット５０の動作とＡＧＶ１００の動作とについて説明する。図１４は、ロボット制御装置５９により実行されるロボット制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図１５は、ＡＧＶ制御装置１０９により実行されるＡＧＶ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。これらのルーチンは、管理装置８０からロボット制御装置５９，ＡＧＶ制御装置１０９に対して動作が指示されたときに実行される。なお、ロボット制御装置５９とＡＧＶ制御装置１０９は、管理装置８０から生産計画や生産スケジュール、保管エリア情報などを適宜受信する。

ロボット制御ルーチンが実行されると、ロボット制御装置５９は、まず、部品実装システム１が備える複数の部品実装ライン１０のいずれかが準備期間中であるか否かを判定する（ステップＳ１００）。ロボット制御装置５９は、いずれのラインも準備期間中でないと判定すると、ロボット制御ルーチンを終了する。一方、ロボット制御装置５９は、いずれかのラインが準備期間中であると判定すると、準備期間中のラインにある部品実装機２０（対象モジュール）のストックエリア（下段のフィーダ台４１）に対象モジュールにおいて次の生産に必要な部品を搭載したフィーダ３０（必要フィーダ）が収容されているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。この判定は、上述した保管エリア情報を管理装置８０から取得することにより行なうことができる。ロボット制御装置５９は、対象モジュールのストックエリアに必要フィーダが収容されていると判定すると、対象モジュールへ移動するようロボット移動機構５１を制御し（ステップＳ１１０）、対象モジュールから必要フィーダが取り出されるようフィーダ移載機構５３を制御する（ステップＳ１１５）。一方、ロボット制御装置５９は、対象モジュールのストックエリアに必要フィーダが収容されていないと判定すると、準備期間中のラインにあるフィーダ保管庫６０に必要フィーダが収容されているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。この判定は、上述した保管エリア情報を管理装置８０から取得することにより行なうことができる。ロボット制御装置５９は、フィーダ保管庫６０に必要フィーダが収容されていないと判定すると、当該フィーダ保管庫６０に必要フィーダが収容されるまで待つ。一方、ロボット制御装置５９は、フィーダ保管庫６０に必要フィーダが収容されていると判定すると、フィーダ保管庫６０へ移動してフィーダ保管庫６０から必要フィーダが取り出されるようロボット移動機構５１とフィーダ移載機構５３とを制御し（ステップＳ１２５）、取り出した必要フィーダを対象モジュールへ搬送するようロボット移動機構５１を制御する（ステップＳ１３０）。

次に、ロボット制御装置５９は、対象モジュールに収容されている使用済みフィーダを回収するようロボット移動機構５１とフィーダ移載機構５３とを制御する（ステップＳ１３５）。そして、ロボット制御装置５９は、対象モジュールに必要フィーダが取り付けられるようロボット移動機構５１とフィーダ移載機構５３とを制御する（ステップＳ１４０）。

次に、ロボット制御装置５９は、回収した使用済みフィーダが次回以降の生産で使用予定があるフィーダ（仕掛フィーダ）であるか否かを判定する（ステップＳ１４５）。この判定は、管理装置８０から生産計画と必要部品情報と保管エリア情報とを取得することにより行なうことができる。ロボット制御装置５９は、回収した使用済みフィーダが次回以降の生産で使用予定がないと判定すると、使用済みフィーダをフィーダ保管庫６０に保管するようロボット移動機構５１とフィーダ移載機構５３とを制御して（ステップＳ１５０）、ロボット制御ルーチンを終了する。一方、ロボット制御装置５９は、回収した使用済みフィーダが次回以降の生産で使用予定がある仕掛フィーダであると判定すると、更に、仕掛フィーダの使用予定が同ラインでの使用予定であるか否かを判定する（ステップＳ１５５）。ロボット制御装置５９は、同ラインでの使用予定であると判定すると、仕掛フィーダが対象モジュールのストックエリアに収容されるようフィーダ移載機構５３を制御して（ステップＳ１６０）、ロボット制御ルーチンを終了する。一方、ロボット制御装置５９は、同ラインでの使用予定ではなく、他ラインでの使用予定であると判定すると、仕掛フィーダがフィーダ保管庫６０に収容されるようロボット移動機構５１とフィーダ移載機構５３とを制御して（ステップＳ１５０）、ロボット制御ルーチンを終了する。

次に、ＡＧＶ制御ルーチンについて説明する。ＡＧＶ制御ルーチンが実行されると、ＡＧＶ制御装置１０９は、まず、部品実装システム１が備える複数の部品実装ライン１０のいずれかが準備期間中であるか否かを判定する（ステップＳ２００）。ＡＧＶ制御装置１０９は、いずれかのラインも準備期間中でないと判定すると、ＡＧＶ制御ルーチンを終了する。一方、ＡＧＶ制御装置１０９は、いずれかのラインで準備期間中であると判定すると、準備期間中の対象ラインで次回の生産に必要な部品を搭載したフィーダ（仕掛フィーダ）が他ラインにあるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。この判定は、管理装置８０から保管エリア情報を取得することにより行なうことができる。ＡＧＶ制御装置１０９は、仕掛フィーダが他ラインにあると判定すると、同一部品種の部品を搭載する仕掛フィーダが複数あるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。ＡＧＶ制御装置１０９は、同一部品種の部品を搭載する仕掛フィーダが１つだけしかないと判定すると、該当する仕掛フィーダを回収する（ステップＳ２３０）。上述したように、仕掛フィーダは、そのラインで使用済みとなると、フィーダ交換ロボット５０によってそのラインのフィーダ保管庫６０に収容される。したがって、ＡＧＶ制御装置１０９は、ステップＳ２３０において、仕掛フィーダがあるラインのフィーダ保管庫６０へ移動して当該フィーダ保管庫６０から仕掛フィーダを取り出すようにＡＧＶ移動機構１０１とフィーダ移載機構１０３とを制御する。一方、ＡＧＶ制御装置１０９は、同一部品種の部品を搭載する仕掛フィーダが複数あると判定すると、複数の仕掛フィーダにそれぞれ搭載される部品のライフ（使用期限）が同等であるか否かを判定する（ステップＳ２４０）。ＡＧＶ制御装置１０９は、部品のライフが同等でないと判定すると、部品のライフが短い方、すなわち使用期限が残り少ない方の仕掛フィーダを回収する（ステップＳ２５０）。これにより、使用期限が残り少ない部品を優先的に使用することにより、使用期限が切れた部品の発生を抑制して、部品の無駄な廃棄を回避することができる。一方、ＡＧＶ制御装置１０９は、部品のライフが同等であると判定すると、部品残数が少ない方の仕掛フィーダを回収する（ステップＳ２６０）。これにより、使用途中のフィーダ（テープリール）の大量発生により生産効率が悪化するのを抑制することができる。

ＡＧＶ制御装置１０９は、ステップＳ２００において準備期間中のラインがあり且つステップＳ２１０において仕掛フィーダが他ラインにないと判定すると、倉庫へ移動するようＡＧＶ移動機構１０１を制御する（ステップＳ２７０）。これにより、ＡＧＶ１００が倉庫へ移動すると、倉庫で待機している作業者は、次回の生産に必要な部品を搭載した新たなフィーダをＡＧＶ１００に載せる。

ＡＧＶ制御装置１０９は、こうして必要フィーダがＡＧＶ１００に載せられると、必要フィーダを対象ラインのフィーダ保管庫６０に搬送して当該フィーダ保管庫６０に収容するようＡＧＶ移動機構１０１とフィーダ移載機構１０３とを制御して（ステップＳ２８０）、ＡＧＶ制御ルーチンを終了する。

図１６〜図１９は、仕掛フィーダＡＢＡ，ＡＢＣの回収と搬送の様子を示す説明図である。いま、Ｌｉｎｅ１で所定の基板の生産が終了し、Ｌｉｎｅ１において使用済みとなったが、他のＬｉｎｅで使用予定がある仕掛フィーダＡＢＡ，ＡＢＣが発生した場合を考える。ここで、図１６に示すように、仕掛フィーダＡＢＡは、Ｌｉｎｅ１の部品実装機２０Ｂにおいて使用済みとなり、Ｌｉｎｅ２の部品実装機２０Ｃにおいて次回の生産で使用予定があるフィーダである。仕掛フィーダＡＢＣは、Ｌｉｎｅ１の部品実装機２０Ｅにおいて使用済みとなり、Ｌｉｎｅ３の部品実装機２０Ａにおいて次回の生産で使用予定があるフィーダである。Ｌｉｎｅ１のフィーダ交換ロボット５０は、図１６，図１７に示すように、仕掛フィーダＡＢＡ，ＡＢＣをそれぞれ部品実装機２０Ｂ，２０Ｅから回収し、Ｌｉｎｅ１のフィーダ保管庫６０に収容する。Ｌｉｎｅ１のフィーダ交換ロボット５０は、仕掛フィーダＡＢＡ，ＡＢＣをフィーダ保管庫６０に収容すると、ＡＧＶ１００が当該フィーダ保管庫６０から当該仕掛フィーダＡＢＡ，ＡＢＣを回収できるように、フィーダ保管庫６０から離間する。ＡＧＶ１００は、図１７に示すように、Ｌｉｎｅ１のフィーダ交換ロボット５０がＬｉｎｅ１のフィーダ保管庫６０から離間した後、当該フィーダ保管庫６０の手前まで移動して当該フィーダ保管庫６０から仕掛フィーダＡＢＡ，ＡＢＣを回収する。そして、ＡＧＶ１００は、回収した仕掛フィーダＡＢＡをＬｉｎｅ２のフィーダ保管庫６０に収容する。続いて、ＡＧＶ１００は、図１８に示すように、回収した仕掛フィーダＡＢＣをＬｉｎｅ３のフィーダ保管庫６０に収容する。Ｌｉｎｅ２のフィーダ交換ロボット５０は、図１９に示すように、Ｌｉｎｅ２の次の生産の準備期間中に、Ｌｉｎｅ２のフィーダ保管庫６０から仕掛フィーダＡＢＡを回収し、当該仕掛フィーダＡＢＡ（搭載部品）を必要とするＬｉｎｅ２の部品実装機２０Ｃの上段のフィーダ台４０（部品供給エリア）に取り付ける。また、Ｌｉｎｅ３のフィーダ交換ロボット５０は、Ｌｉｎｅ３の次の生産の準備期間中に、Ｌｉｎｅ３のフィーダ保管庫６０から仕掛フィーダＡＢＣを回収し、当該仕掛フィーダＡＢＣ（搭載部品）を必要とするＬｉｎｅ３の部品実装機２０Ａの上段のフィーダ台４０（部品供給エリア）に取り付ける。

ここで、実施形態の主要な要素と請求の範囲に記載した本開示の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、実施形態の部品実装ライン１０（Ｌｉｎｅ１〜３）が本開示の部品実装ラインに相当し、部品実装機２０（２０Ａ〜２０Ｅ）が部品実装機に相当し、フィーダ保管庫６０がフィーダ保管庫に相当し、フィーダ交換ロボット５０がフィーダ交換装置に相当し、管理装置８０のＨＤＤ８３が記憶装置に相当する。また、自動搬送車（ＡＧＶ）１００が自動搬送装置に相当する。

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示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、ＡＧＶ制御装置１０９は、同一部品種の部品を搭載する仕掛フィーダが複数ある場合、部品のライフが短い方の仕掛フィーダを当該仕掛フィーダを必要とするラインのフィーダ保管庫６０に搬送した。また、ＡＧＶ制御装置１０９は、部品のライフが同等である場合には、部品残数が少ない方の仕掛フィーダを当該仕掛フィーダを必要とするラインのフィーダ保管庫６０に搬送した。しかし、ＡＧＶ制御装置１０９は、部品のライフを考慮することなく、部品残数が少ない方の仕掛フィーダを使用予定のラインのフィーダ保管庫６０に搬送してもよい。また、ＡＧＶ制御装置１０９は、部品のライフや部品残数を考慮することなく、仕掛フィーダを必要とするラインのフィーダ保管庫６０に搬送してもよい。

上述した実施形態では、部品実装システム１は、床上走行式の自動搬送車（ＡＧＶ）１００を用いてライン間を移動して仕掛フィーダを搬送するものとした。しかしながら、部品実装システム１は、天井走行式の自動搬送車（ＯＨＴ）を用いてライン間を移動して仕掛フィーダを搬送するものとしてもよい。また、こうした自動搬送車（ＡＧＶやＯＨＴ）を用いることなく、作業者が仕掛フィーダを搬送するものとしてもよい。この場合、作業者が携帯する携帯端末の表示画面や管理装置８０が備えるディスプレイ８６等に仕掛フィーダの所在や搬送先を報知して搬送を指示するものとすればよい。

以上説明したように、本開示の部品実装システムは、フィーダ（３０）から供給される部品を基板に実装可能な複数の部品実装機（２０，２０Ａ〜２０Ｅ）とフィーダ保管庫（６０）とが基板搬送方向に沿って並ぶ複数の部品実装ライン（１０）と、該複数の部品実装ライン（１０）のそれぞれに設けられ前記基板搬送方向に沿って移動して担当する部品実装ライン（１０）の前記部品実装機（２０）と前記フィーダ保管庫（６０）との間で前記フィーダ（３０）を交換可能なフィーダ交換装置（５０）と、前記部品実装ライン（１０）毎に生産に用いる基板の種類と前記基板に実装する部品の種類と生産順序とを含む生産情報を記憶すると共に前記フィーダ（３０）の識別情報と前記フィーダ（３０）の所在と前記フィーダ（３０）に搭載する部品の種類とを含むフィーダ情報を記憶する記憶装置（８３）と、を備える部品実装システム（１）であって、前記フィーダ交換装置（５０）は、前記生産情報と前記フィーダ情報とに基づいて前記担当する部品実装ライン（１０）において使用済みであると共に他の部品実装ライン（１０）において使用予定がある仕掛フィーダが存在すると判定された場合、該仕掛フィーダを前記担当する部品実装ライン（１０）の前記フィーダ保管庫（６０）に保管することを要旨とする。

この本開示の部品実装システムは、複数の部品実装機とフィーダ保管機とが基板搬送方向に並ぶ複数の部品実装ラインのそれぞれにフィーダ交換装置が設けられる。各フィーダ交換装置は、生産情報（生産計画，生産スケジュール，使用フィーダ本数および必要部品情報）とフィーダ情報（保管エリア情報）とに基づいて担当する部品実装ラインにおいて使用済みとなると共に他の部品実装ラインにおいて使用予定がある仕掛フィーダが存在すると判定された場合、その仕掛フィーダを担当する部品実装ラインのフィーダ保管庫に保管する。これにより、仕掛フィーダを一括してフィーダ保管庫から回収することができるため、各部品実装ラインの段取り替え（生産準備）をより効率良く行なうことが可能となる。

また、実施形態の部品実装システムは、前記複数の部品実装ライン（１０）のライン間を移動して一の部品実装ライン（１０）の前記フィーダ保管庫（６０）から他の部品実装ライン（１０）の前記フィーダ保管庫（６０）へ前記フィーダ（３０）を移送可能な自動搬送装置（１００）を備え、前記自動搬送装置（１００）は、前記生産情報と前記フィーダ情報とに基づいて前記複数の部品実装ライン（１０）のうちいずれかの部品実装ライン（１０）の前記フィーダ保管庫（６０）に前記仕掛フィーダが存在すると判定された場合、前記仕掛フィーダを使用予定の前記他の部品実装ライン（１０）の前記フィーダ保管庫（６０）に移送するものとしてもよい。これにより、部品を効率良く使用して生産（基板に実装）することができ、無駄な部品の発生を抑制することができる。

さらに、実施形態の部品実装システムは、前記記憶装置（８３）には、前記フィーダ（３０）に搭載する部品の使用期限を含み、前記自動搬送装置（１００）は、同種の部品を搭載する同種の前記仕掛フィーダが複数存在すると判定された場合、前記使用期限が残り少ない仕掛フィーダを優先して前記他の部品実装ライン（１０）の前記フィーダ保管庫（６０）に移送するものとしてもよい。これにより、部品の使用期限が切れたフィーダの発生を抑制して、部品の無駄な廃棄を回避することができる。

また、実施形態の部品実装システムは、前記記憶装置（８３）には、前記フィーダ（３０）に搭載する部品の部品残数を含み、前記自動搬送装置（１００）は、同種の部品を搭載する同種の前記仕掛フィーダが複数存在すると判定された場合、前記部品残数が少ない仕掛フィーダを優先して前記他の部品実装ライン（１０）の前記フィーダ保管庫（６０）に移送するものとしてもよい。これにより、使用途中のフィーダの大量発生により生産効率が悪化するのを抑制することができる。

また、実施形態の部品実装システムは、前記自動搬送装置（１００）は、前記部品実装ライン（１０）にある仕掛フィーダを優先して前記他の部品実装ライン（１０）の前記フィーダ保管庫（６０）に移送するものとしてもよい。この場合、前記自動搬送装置（１００）は、前記複数の部品実装ライン（１０）のうちいずれかの部品実装ライン（１０）において、次の生産に必要な必要部品を搭載する前記仕掛フィーダが存在しないと判定された場合、前記必要部品を搭載する新たなフィーダ（３０）を対応する部品実装ライン（１０）の前記フィーダ保管庫（６０）に搬送するものとしてもよい。このように、使用途中のフィーダをできる限り使用することで、倉庫から新たなフィーダを取り出す作業が発生するのを抑制し、作業者の負担を軽減することができる。

本開示は、部品実装システムの製造産業などに利用可能である。

１部品実装システム、１０部品実装ライン、１２印刷機、１４印刷検査機、１６Ｘ軸レール、２０，２０Ａ〜２０Ｅ部品実装機、２３基板搬送装置、２４ヘッド、２５ヘッド移動装置、２６マークカメラ、２７パーツカメラ、２８ノズルステーション、２９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、４０，４１フィーダ台、４２スロット、４４位置決め穴、４５コネクタ、５０フィーダ交換ロボット、５１ロボット移動機構、５２ａＸ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、５５Ｙ軸スライダ、５５ａＹ軸モータ、５５ｂＹ軸ガイドレール、５６Ｚ軸ガイドレール、５６ａＺ軸モータ、５７エンコーダ、５８監視センサ、５９ロボット制御装置、６０フィーダ保管庫、６２基板搬送装置、８０管理装置、８１ＣＰＵ、８２ＲＯＭ、８３ＨＤＤ、８４ＲＡＭ、８５入力デバイス、８６ディスプレイ、１００自動搬送車（ＡＧＶ）、１０１ＡＧＶ移動機構、１０３フィーダ移載機構、１０４クランプ部、１０５Ｙ軸スライダ、１０５ａＹ軸モータ、１０５ｂＹ軸ガイドレール、１０７位置センサ、１０８監視センサ、Ｓ基板。

Claims

フィーダから供給される部品を基板に実装可能な複数の部品実装機とフィーダ保管庫とが基板搬送方向に沿って並ぶ複数の部品実装ラインと、該複数の部品実装ラインのそれぞれに設けられ前記基板搬送方向に沿って移動して担当する部品実装ラインの前記部品実装機と前記フィーダ保管庫との間で前記フィーダを交換可能なフィーダ交換装置と、前記部品実装ライン毎に生産に用いる基板の種類と前記基板に実装する部品の種類と生産順序とを含む生産情報を記憶すると共に前記フィーダの識別情報と前記フィーダの所在と前記フィーダに搭載する部品の種類とを含むフィーダ情報を記憶する記憶装置と、を備える部品実装システムであって、
前記フィーダ交換装置は、前記生産情報と前記フィーダ情報とに基づいて前記担当する部品実装ラインにおいて使用済みであると共に他の部品実装ラインにおいて使用予定がある仕掛フィーダが存在すると判定された場合、該仕掛フィーダを前記担当する部品実装ラインの前記フィーダ保管庫に保管する、
部品実装システム。
請求項１に記載の部品実装システムであって、
前記複数の部品実装ラインのライン間を移動して一の部品実装ラインの前記フィーダ保管庫から他の部品実装ラインの前記フィーダ保管庫へ前記フィーダを移送可能な自動搬送装置を備え、
前記自動搬送装置は、前記生産情報と前記フィーダ情報とに基づいて前記複数の部品実装ラインのうちいずれかの部品実装ラインの前記フィーダ保管庫に前記仕掛フィーダが存在すると判定された場合、前記仕掛フィーダを使用予定の前記他の部品実装ラインの前記フィーダ保管庫に移送する、
部品実装システム。
請求項２に記載の部品実装システムであって、
前記記憶装置には、前記フィーダに搭載する部品の使用期限を含み、
前記自動搬送装置は、同種の部品を搭載する同種の前記仕掛フィーダが複数存在すると判定された場合、前記使用期限が残り少ない仕掛フィーダを優先して前記他の部品実装ラインの前記フィーダ保管庫に移送する、
部品実装システム。
請求項２または３に記載の部品実装システムであって、
前記記憶装置には、前記フィーダに搭載する部品の部品残数を含み、
前記自動搬送装置は、同種の部品を搭載する同種の前記仕掛フィーダが複数存在すると判定された場合、前記部品残数が少ない仕掛フィーダを優先して前記他の部品実装ラインの前記フィーダ保管庫に移送する、
部品実装システム。
請求項２ないし４いずれか１項に記載の部品実装システムであって、
前記自動搬送装置は、前記部品実装ラインにある仕掛フィーダを優先して前記他の部品実装ラインの前記フィーダ保管庫に移送する、
部品実装システム。
請求項５に記載の部品実装システムであって、
前記自動搬送装置は、前記複数の部品実装ラインのうちいずれかの部品実装ラインにおいて、次の生産に必要な必要部品を搭載する前記仕掛フィーダが存在しないと判定された場合、前記必要部品を搭載する新たなフィーダを対応する部品実装ラインの前記フィーダ保管庫に搬送する、
部品実装システム。