JPWO2020121402A1

JPWO2020121402A1 - 実装システムおよび部品供給ユニットの配置方法

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Inventors: 安井　義博; 義博安井
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Abstract

部品実装機と、ユニット交換装置と、を備える実装システムは、部品実装機に部品供給ユニットが部品を供給可能に並ぶ供給可能エリアと部品供給ユニットが部品を供給不能に並ぶ供給不能エリアとが設けられ、所定の生産グループが有する複数の生産ジョブに共通する部品を供給するための第１部品供給ユニットが供給可能エリアに配置されると共に生産グループのいずれかの生産ジョブで必要な部品を供給するための第２部品供給ユニットが供給可能エリアと供給不能エリアとに分散して配置された状態で、生産グループの各生産ジョブに基づく実装処理を順次実行するように部品実装機を制御し、生産ジョブが切り替わる度に切替後の生産ジョブで必要な第２部品供給ユニットを供給可能エリアに配置するために供給可能エリアと供給不能エリアとの間で第２部品供給ユニットを自動交換するようにユニット交換装置を制御する制御装置を備える。

Description

本明細書は、実装システムおよび部品供給ユニットの配置方法を開示する。

従来、部品を供給するカセット式の部品供給ユニット（フィーダ）が着脱可能に装着される部品実装機を備える実装システムにおいて、部品供給ユニットを自動交換する交換装置を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、基板の生産計画や各部品供給ユニットにおける部品残量に基づいて各部品供給ユニットの交換時期を設定し、その交換時期で部品供給ユニットを着脱して自動交換するように交換装置を制御している。

ＷＯ２０１７／３３２６８Ａ１

上述した実装システムにおいて、例えば基板種の変更などの生産ジョブの切り替わり時に、自動交換の対象となる部品供給ユニットの数が多くなると、交換装置による自動交換に時間が掛かるものとなる。そうなると、実装処理の開始が遅れて、システム全体の生産効率の低下に繋がってしまう。

本開示は、生産ジョブの切り替わり時に、必要な部品供給ユニットをより効率よく配置して生産効率の低下を抑制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。

本開示の実装システムは、複数の部品供給ユニットから供給された部品を採取して基板に実装する実装処理を生産ジョブに基づいて実行する部品実装機と、前記部品実装機に配置される前記部品供給ユニットを自動交換するユニット交換装置と、を備える実装システムであって、前記部品実装機は、前記部品供給ユニットが部品を供給可能に並ぶ供給可能エリアと、前記部品供給ユニットが部品を供給不能に並ぶ供給不能エリアと、が設けられ、所定の生産グループが有する複数の生産ジョブに共通する部品を供給するための第１部品供給ユニットが前記供給可能エリアに配置されると共に前記生産グループのいずれかの生産ジョブで必要な部品を供給するための第２部品供給ユニットが前記供給可能エリアと前記供給不能エリアとに分散して配置された状態で、前記生産グループの各生産ジョブに基づく実装処理を順次実行するように前記部品実装機を制御し、生産ジョブが切り替わる度に切替後の生産ジョブで必要な前記第２部品供給ユニットを前記供給可能エリアに配置するために前記供給可能エリアと前記供給不能エリアとの間で前記第２部品供給ユニットを自動交換するように前記ユニット交換装置を制御する制御装置を備えることを要旨とする。

本開示の実装システムでは、所定の生産グループが有する複数の生産ジョブに共通する部品を供給するための第１部品供給ユニットが供給可能エリアに配置されると共にいずれかの生産ジョブで必要な部品を供給するための第２部品供給ユニットが供給可能エリアと供給不能エリアとに分散して配置された状態で、生産グループの各生産ジョブに基づく実装処理を順次実行する。また、生産ジョブが切り替わる度に切替後の生産ジョブで必要な第２部品供給ユニットを供給可能エリアに配置するために供給可能エリアと供給不能エリアとの間で第２部品供給ユニットを自動交換する。これにより、複数の生産ジョブに共通する第１部品供給ユニットは供給可能エリアに配置したまま、生産ジョブが切り替わる度に切替後の生産ジョブで必要な第２部品供給ユニットを供給可能エリアに配置すればよいから、生産ジョブの切り替わり時に自動交換する部品供給ユニットの数を少なくすることができる。また、第２部品供給ユニットは、供給可能エリアと供給不能エリアとに分散して配置されているから、切替後の生産ジョブで必要な第２部品供給ユニットを供給可能エリアに速やかに配置することができる。したがって、生産ジョブの切り替わり時に、必要な部品供給ユニットをより効率よく配置して生産効率の低下を抑制することができる。

部品実装システム１０の構成の概略を示す構成図。部品実装機２０の構成の概略を示す構成図。フィーダ３０の構成の概略を示す構成図。ローダ５０の構成の概略を示す構成図。部品実装システム１０の制御に関する構成図。フィーダ配置情報２９の一例を示す説明図。フィーダ配置情報２９の一例を示す説明図。実装管理処理ルーチンの一例を示すフローチャート。フィーダ３０の配置の様子の一例を示す説明図。バッファエリア２０Ｂ内で個別フィーダを移し替える際のフィーダ配置情報２９Ｂの一例を示す説明図。生産グループ設定処理ルーチンの一例を示すフローチャート。変形例の交換ロボット１５０の一例を示す説明図。

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は本実施形態の部品実装システム１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は部品実装機２０の構成の概略を示す構成図であり、図３はフィーダ３０の構成の概略を示す構成図である。また、図４はローダ５０の構成の概略を示す構成図であり、図５は部品実装システム１０の制御に関する構成図である。なお、図１の左右方向がＸ方向であり、前後方向がＹ方向であり、上下方向がＺ方向である。

部品実装システム１０は、図１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と、実装検査機（図示略）と、ローダ５０と、フィーダ保管庫６０と、管理装置８０（図５参照）とを備える。印刷機１２は、基板Ｓ上にはんだを印刷する。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。部品実装機２０は、基板Ｓの搬送方向（Ｘ方向）に沿って複数並べて設置され、フィーダ３０から供給された部品を基板Ｓに実装する。実装検査機は、部品実装機２０で実装された部品の実装状態を検査する。ローダ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。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を保管する。管理装置８０は、システム全体を管理する。印刷機１２と印刷検査機１４と複数の部品実装機２０と実装検査機は、この順番で基板Ｓの搬送方向に並べて設置されて生産ラインを構成する。フィーダ保管庫６０は、この生産ライン内に、最も上流側の部品実装機２０と印刷検査機１４との間に設置されている。

部品実装機２０は、図２に示すように、基板ＳをＸ方向に搬送する基板搬送装置２１と、部品を吸着する吸着ノズルを有するヘッド２２と、ヘッド２２をＸＹ方向に移動させるヘッド移動機構２３と、吸着ノズルに吸着された部品を下方から撮像するパーツカメラ２５とを備える。また、部品実装機２０は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され装置全体を制御する実装制御装置２８（図５参照）を備える。実装制御装置２８は、パーツカメラ２５により撮像された画像を入力したり、基板搬送装置２１やヘッド２２、ヘッド移動機構２３などに駆動信号を出力したりする。また、部品実装機２０は、前方にフィーダ３０を取り付け可能な上下２つのエリアを有する。上のエリアはヘッド２２に部品を供給可能な供給エリア２０Ａであり、下のエリアは部品を供給不能でフィーダ３０をストック可能なバッファエリア２０Ｂである。供給エリア２０Ａとバッファエリア２０Ｂには、側面視がＬ字状に形成され、数十本程度などの所定数のフィーダ３０が配置されるフィーダ台４０が設けられている。なお、供給エリア２０Ａの方がバッファエリア２０Ｂよりもフィーダ３０の配置数が多くなるようにフィーダ台４０を構成してもよい。

フィーダ３０は、図３に示すように、テープが巻回されたテープリール３２と、テープリール３２からテープを送り出すテープ送り機構３３と、２本の位置決めピン３４を有するコネクタ３５と、下端に設けられたレール部材３７と、フィーダ制御装置３９（図５参照）とを備える。また、フィーダ台４０は、図２に示すように、フィーダ３０のレール部材３７が挿入可能な間隔でＸ方向に複数配列されたスロット４２と、２つの位置決め穴４４と、２つの位置決め穴４４の間に設けられたコネクタ４５とを備える。フィーダ台４０のスロット４２にフィーダ３０のレール部材３７が挿入されて、フィーダ３０の２本の位置決めピン３４が２つの位置決め穴４４に挿入されると、コネクタ３５とコネクタ４５が接続される。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。フィーダ制御装置３９は、コネクタ３５，４５の接続を介してフィーダ３０の取付先の制御部（実装制御装置２８や管理装置８０など）と通信可能となる。

ローダ５０は、図１に示すように、複数の部品実装機２０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方向）に対して平行に設けられたＸ軸レール１８に沿って移動可能となっている。なお、図２では、Ｘ軸レール１８の図示を省略した。ローダ５０は、図４，図５に示すように、ローダ移動機構５１と、フィーダ移載機構５３と、エンコーダ５７と、ローダ制御装置５９とを備える。ローダ移動機構５１は、Ｘ軸レール１８に沿ってローダ５０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１８に沿ったローダ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り、フィーダ３０をクランプするクランプ部５４と、Ｙ軸モータ５５ａの駆動によりクランプ部５４をＹ軸ガイドレール５５ｂに沿って前後方向（Ｙ方向）に移動させるＹ軸スライダ５５とを備える。フィーダ移載機構５３は、２つのＹ軸スライダ５５を備え、複数のクランプ部５４により複数のフィーダ３０を同時に移載可能となっている。各Ｙ軸スライダ５５は、例えばそれぞれ２本ずつのフィーダ３０を一度に移載可能となっている。また、フィーダ移載機構５３は、クランプ部５４およびＹ軸スライダ５５がスライド可能に取り付けられたスライドベース５６を、Ｚ軸ガイドレール５６ｂに沿って上下方向（Ｚ方向）に移動させるＺ軸モータ５６ａを備える。エンコーダ５７は、ローダ５０のＸ方向の移動位置を検出する。ローダ制御装置５９は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されている。ローダ制御装置５９は、エンコーダ５７からの検知信号を入力し、ローダ移動機構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、Ｚ軸モータ５６ａ）に駆動信号を出力する。

ローダ制御装置５９は、フィーダ３０の自動交換を行う場合、まず、Ｘ軸モータ５２ａを制御して、自動交換を行う部品実装機２０のスロット４２までローダ５０を移動させる。また、ローダ制御装置５９は、供給エリア２０Ａとの間で自動交換を行う場合には上部移載エリア５０Ａにスライドベース５６（Ｙ軸スライダ５５）を移動させ、バッファエリア２０Ｂとの間で自動交換を行う場合には下部移載エリア５０Ｂにスライドベース５６を移動させる。ローダ制御装置５９は、クランプ部５４でフィーダ３０をクランプした状態でＹ軸スライダ５５を部品実装機２０側（後方）へ移動させてフィーダ３０（レール部材３７）をスロット４２に挿入し、クランプを解除してフィーダ３０をフィーダ台４０に取り付ける。また、ローダ制御装置５９は、Ｙ軸スライダ５５を部品実装機２０側へ移動させてフィーダ台４０に取り付けられているフィーダ３０をクランプ部５４でクランプしてから、Ｙ軸スライダ５５を前方へ移動させることで、フィーダ３０をフィーダ台４０から取り外してローダ５０内に回収する。

フィーダ保管庫６０は、部品実装機２０のフィーダ台４０と同じ構成のフィーダ台が設けられており、ローダ５０によりフィーダ３０の着脱が可能である。また、フィーダ保管庫６０には、基板ＳをＸ方向に搬送する基板搬送装置６２が設けられており、印刷検査機１４から基板Ｓを受け取って隣接する部品実装機２０に受け渡すことができる。

管理装置８０は、図５に示すように、周知のＣＰＵ８０ａやＲＯＭ８０ｂ、ＨＤＤ８０ｃ、ＲＡＭ８０ｄなどで構成され、ＬＣＤなどのディスプレイ８２と、キーボードやマウスなどの入力デバイス８４とを備える。管理装置８０は、ＨＤＤ８０ｃやＲＡＭ８０ｄなどに、基板Ｓのジョブ（生産ジョブ）に関する情報やフィーダ３０の配置に関するフィーダ配置情報などを記憶している。ジョブには、各部品実装機２０においてどの部品種の部品をどういう実装順で基板Ｓに実装するか、また、そのように実装した基板Ｓを何枚作製するかなどが定められている。また、管理装置８０は、有線または無線により、実装制御装置２８やローダ制御装置５９、印刷機１２や印刷検査機１４の各制御装置などと通信可能に接続される。管理装置８０は、実装制御装置２８から部品実装機２０の実装状況に関する情報や着脱されたフィーダ３０に関する情報を受信したり、ローダ制御装置５９からローダ５０の駆動状況に関する情報を受信したりする。管理装置８０は、部品実装機２０のフィーダ台４０に取り付けられたフィーダ３０やフィーダ台４０から取り外されたフィーダ３０に関する情報を実装制御装置２８から受信すると、その部品実装機２０のフィーダ配置情報を更新する。また、管理装置８０は、フィーダ保管庫６０の基板搬送装置６２に駆動信号を出力して基板搬送装置６２に基板Ｓを搬送させる。また、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３５，４５を介して通信可能に接続され、フィーダ台に着脱されたフィーダ３０に関する情報を取得すると、フィーダ保管庫６０のフィーダ配置情報を更新する。

ここで、図６，図７はフィーダ配置情報２９の一例を示す説明図である。図６は供給エリア２０Ａのフィーダ配置情報２９Ａであり、図７はバッファエリア２０Ｂのフィーダ配置情報２９Ｂである。フィーダ配置情報２９は、各フィーダ３０が配置されているスロット位置（番号）を示す位置情報と、フィーダＩＤ（識別情報）や部品種、部品残量などのフィーダ情報と、フィーダ３０が使用されるジョブのジョブ情報などが含まれる。なお、供給エリア２０Ａ内のスロット位置を供給位置Ｓｎといい、バッファエリア２０Ｂ内のスロット位置をバッファ位置Ｂｎという。複数のジョブで共通に使用されるフィーダ３０の場合、複数のジョブのジョブ情報（例えば図６のＪ（１），Ｊ（２），Ｊ（３），Ｊ（４）など）が登録されている。ここで、供給エリア２０Ａに配置されるフィーダ３０は、部品の実装順序や採取効率などを考慮した実装処理に適した並びのスロット位置（所定位置）が定められており、そのスロット位置を適切位置Ｓａという。供給エリア２０Ａでは、基本的にはその適切位置Ｓａにフィーダ３０が配置される。一方、バッファエリア２０Ｂでは、そのような位置は必要ないが、フィーダ配置情報２９Ｂにも供給エリア２０Ａに配置された場合の各フィーダ３０の適切位置Ｓａの情報が登録されている。なお、供給位置Ｓｎとバッファ位置Ｂｎは、Ｘ方向にずれることなくＺ方向（上下方向）に対応する位置で同じスロット位置になるものとする。実装制御装置２８は、部品実装機２０のフィーダ配置情報２９をＲＡＭなどの記憶部に記憶する。また、管理装置８０は、各部品実装機２０のフィーダ配置情報２９やフィーダ保管庫６０のフィーダ配置情報をＨＤＤ８０ｃやＲＡＭ８０ｄなどの記憶部に記憶する。

次に、こうして構成された部品実装システム１０における動作を説明する。図８は実装管理処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンでは、管理装置８０のＣＰＵ８０ａは、まず、生産グループ内のジョブの実行順ｎをその生産グループ内の初期値に設定し（Ｓ１００）、生産グループ内の各ジョブで必要なフィーダ３０を配置するためのフィーダ初期配置処理を実行して（Ｓ１１０）、実装処理の準備を行う。生産グループは、複数のジョブを有し、各ジョブで使用されるフィーダ３０を供給エリア２０Ａとバッファエリア２０Ｂとにまとめて配置可能なグループである。本実施形態では、１の生産グループがジョブＪ（１）〜Ｊ（４）の４つのジョブを有するものを例示する。また、本実施形態では、生産グループが有する複数のジョブの全てに共通する部品を供給するためのフィーダ３０を共通フィーダといい、生産グループのいずれかのジョブで個別に必要なフィーダ３０を個別フィーダという。例えば、図６の供給位置Ｓ１〜Ｓ４の各フィーダ３０はジョブＪ（１）〜Ｊ（４）の共通フィーダであり、図７のバッファ位置Ｂ２７〜Ｂ３０の各フィーダ３０はジョブＪ（３）の個別フィーダである。なお、個別フィーダに２以上のジョブで用いられるフィーダがあってもよい。

Ｓ１１０のフィーダ初期配置処理では、ＣＰＵ８０ａは、各ジョブの共通フィーダを供給エリア２０Ａに配置するようにローダ制御装置５９に指示を出力し、ローダ５０に共通フィーダを供給エリア２０Ａに配置させる。なお、共通フィーダは、供給エリア２０Ａ内の適切位置Ｓａに該当するスロット４２に配置される。また、ＣＰＵ８０ａは、先頭のジョブＪ（ｎ）の個別フィーダを供給エリア２０Ａの適切位置Ｓａに配置すると共に他のジョブの個別フィーダをバッファエリア２０Ｂに配置するようにローダ制御装置５９に指示を出力し、ローダ５０に個別フィーダを供給エリア２０Ａやバッファエリア２０Ｂに配置させる。なお、共通フィーダよりも先に個別フィーダを配置させるものなどとしてもよい。図９はフィーダ３０の配置の様子の一例を示す説明図であり、共通フィーダと個別フィーダとを異なる色で示す。図９Ａはフィーダ初期配置処理が終了した際のフィーダ３０の配置の様子を示す。図示するように、ジョブＪ（１）〜Ｊ（４）の共通フィーダと先頭のジョブＪ（１）の個別フィーダとが供給エリア２０Ａに配置されている。また、他のジョブＪ（２）〜Ｊ（４）の個別フィーダがバッファエリア２０Ｂに配置されている。なお、本実施形態では、供給エリア２０Ａ内のまとまった範囲（図中左側の範囲）に共通フィーダが並べて配置され、供給エリア２０Ａ内の残りの範囲に先頭のジョブＪ（１）の個別フィーダが並べて配置されるものとする。

ＣＰＵ８０ａは、こうしてＳ１１０のフィーダ初期配置処理を実行すると、実装制御装置２８に指示を出力してジョブＪ（ｎ）の実装処理を部品実装機２０に実行させる（Ｓ１２０）。部品実装機２０は、図９Ａに示す配置の場合、ジョブＪ（１）〜Ｊ（４）の共通フィーダとジョブＪ（１）の個別フィーダとから、ジョブＪ（１）用の部品をヘッド２２の吸着ノズルで採取して基板Ｓに実装する実装処理を、ジョブＪ（１）で定められた枚数の基板Ｓに対して実行する。こうした実装処理中に、ＣＰＵ８０ａは、バッファエリア２０Ｂ内で移し替えが必要な個別フィーダがあるか否かを判定する（Ｓ１３０）。本実施形態では、ＣＰＵ８０ａは、以下の２つの場合に移し替えが必要と判定する。１つ目は、バッファエリア２０Ｂにある各ジョブの個別フィーダのうち、次に実装処理が実行されるジョブＪ（ｎ＋１）の個別フィーダが、実装処理中のジョブＪ（ｎ）の個別フィーダの下方に対応する範囲内にない場合である。２つ目はジョブＪ（ｎ＋１）の個別フィーダが、それらが供給エリア２０Ａに配置された際の適切位置Ｓａの真下に対応するバッファ位置Ｂｎに位置していない場合である。図９Ａの例では、次のジョブＪ（２）の個別フィーダは、実装処理中のジョブＪ（１）の個別フィーダの配置範囲の下方となる範囲にあり、また各適切位置Ｓａに対応するバッファ位置Ｂｎに配置されているものとする。その場合、ＣＰＵ８０ａはＳ１３０で移し替えが必要な個別フィーダはないと判定しＳ１４０をスキップする。次に、ＣＰＵ８０ａは、ジョブＪ（ｎ）の実装処理が完了したか否かを判定し（Ｓ１５０）、実装処理が完了していないと判定するとＳ１３０に戻り処理を繰り返す。

そして、ＣＰＵ８０ａは、Ｓ１５０でジョブＪ（ｎ）の実装処理が完了したと判定すると、生産グループの処理が完了したか否かを判定する（Ｓ１６０）。ＣＰＵ８０ａは、Ｓ１５０，Ｓ１６０でジョブＪ（ｎ）の実装処理が完了し且つ生産グループの処理が完了していないと判定した場合、即ちジョブが切り替わる場合、実装処理が完了した切替前のジョブＪ（ｎ）の個別フィーダと、切替後のジョブＪ（ｎ＋１）の個別フィーダとを入れ替えるようにローダ制御装置５９に指示を出力して（Ｓ１７０）、入れ替えが完了するのを待つ（Ｓ１８０）。ローダ制御装置５９は、指示に基づいてローダ５０を制御して、ジョブＪ（ｎ）の個別フィーダと、ジョブＪ（ｎ＋１）の個別フィーダとを入れ替える。図９の例では、切替前のジョブＪ（１）の個別フィーダと、切替後のジョブＪ（２）の個別フィーダとが入れ替えられる（図９Ｂ参照）。上述したように、切替後の個別フィーダは、バッファエリア２０Ｂ内で、供給エリア２０Ａの切替前の個別フィーダの下方に対応する範囲内であって適切位置Ｓａに対応するバッファ位置Ｂｎに配置されている。このため、ローダ５０は、供給エリア２０Ａの切替前の個別フィーダとバッファエリア２０Ｂの切替後の個別フィーダとを上下で入れ替えるように自動交換すればよいことになる。即ち、ローダ５０は、バッファエリア２０Ｂから切替後の個別フィーダを取り出し、Ｘ方向（左右方向）に移動することなく、速やかに供給エリア２０Ａの適切位置Ｓａに配置することができる。また、ローダ５０は、個別フィーダのみを入れ替えればよく、共通フィーダを入れ替える必要はないから、ジョブの切り替わり時に自動交換対象のフィーダ３０の本数を少なくして自動交換に要する時間を短縮することができる。

ＣＰＵ８０ａは、こうして個別フィーダの入れ替えを行うと、実行順ｎを値１だけインクリメントすることで更新して（Ｓ１９０）、Ｓ１２０に戻りジョブＪ（ｎ）の実装処理を実行する。Ｓ１７０では個別フィーダを上下で自動交換したから、実装処理中のジョブＪ（２）の個別フィーダの下方には、実装処理が完了したジョブＪ（１）の個別フィーダが配置されている。即ち、ジョブＪ（３）の個別フィーダが、実装処理中のジョブＪ（２）の個別フィーダの配置範囲の下方となる範囲に配置されていない状態であるから、ＣＰＵ８０ａはＳ１３０で個別フィーダの移し替えが必要と判定する。このため、ＣＰＵ８０ａは、次のジョブＪ（ｎ＋１）（ここではジョブＪ（３））の個別フィーダを、実装処理中のジョブＪ（ｎ）（ここではジョブＪ（２））の個別フィーダの配置範囲の下方となる範囲であって適切位置Ｓａに対応するバッファ位置Ｂｎに移し替えるようにローダ制御装置５９に指示を出力する（Ｓ１４０）。これにより、図９Ｃに示すように、ジョブＪ（３）の個別フィーダとジョブＪ（１）の個別フィーダとがバッファエリア２０Ｂ内で移し替えられることになる。また、図１０は、バッファエリア２０Ｂ内で個別フィーダを移し替える際のフィーダ配置情報２９Ｂの一例を示す説明図である。図１０Ａは移し替えの前を示し、図１０Ｂは移し替えの後を示す。図示するように、ジョブＪ（３）の個別フィーダがバッファ位置Ｂ２７〜Ｂ３０から、適切位置Ｓ３１〜Ｓ３４に対応するバッファ位置Ｂ３１〜Ｂ３４に移し替えられている。ＣＰＵ８０ａは、これらの処理を繰り返すうちに、Ｓ１６０で生産グループの処理が完了したと判定すると実装管理処理を終了する。

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のフィーダ３０が部品供給ユニットに相当し、部品実装機２０が部品実装機に相当し、ローダ５０がユニット交換装置に相当し、供給エリア２０Ａが供給可能エリアに相当し、バッファエリア２０Ｂが供給不能エリアに相当し、部品実装システム１０が部品実装システムに相当し、管理装置８０とローダ制御装置５９と実装制御装置２８とが制御装置に相当する。また、部品実装システム１０の動作を説明することにより、本開示の部品供給ユニットの配置方法も明らかにしている。

以上説明した部品実装システム１０では、生産グループの各ジョブの共通フィーダ（第１部品供給ユニット）が供給エリア２０Ａに配置されると共にいずれかのジョブの個別フィーダ（第２部品供給ユニット）が供給エリア２０Ａとバッファエリア２０Ｂとに分散して配置された状態で、各ジョブに基づく実装処理を順次実行する。また、ジョブが切り替わる度に切替後のジョブで必要な個別フィーダを供給エリア２０Ａに配置するために供給エリア２０Ａとバッファエリア２０Ｂとの間で個別フィーダをローダ５０に自動交換させる。このため、ローダ５０が個別フィーダのみを自動交換すればよく、自動交換するフィーダ３０の数を少なくすることができる。また、各ジョブの個別フィーダは、供給エリア２０Ａとバッファエリア２０Ｂとに分散して配置されるから、ローダ５０は、切替後のジョブで必要な個別フィーダを供給エリア２０Ａに速やかに配置することができる。

また、部品実装システム１０では、実装処理の実行中に、そのジョブの個別フィーダの供給エリア２０Ａにおける配置範囲の下方となるバッファエリア２０Ｂの範囲内に、切替後のジョブの個別フィーダを配置するようにローダ５０を制御する。このため、ローダ５０は、切替前後の各ジョブの個別フィーダを上下方向（Ｚ方向）で入れ替えればよくＸ方向への移動量を抑えるから、個別フィーダをさらに効率よく配置することができる。

また、部品実装システム１０では、供給エリア２０Ａの適切位置Ｓａに対応するバッファエリア２０Ｂ内のバッファ位置Ｂｎに、切替後のジョブの個別フィーダを配置するようにローダ５０を制御する。このため、ローダ５０は、切替後のジョブの個別フィーダをバッファエリア２０Ｂから取り出して供給エリア２０Ａ内の適切位置Ｓａに配置する際に、Ｘ方向へ移動する必要がないから個別フィーダをさらに効率よく配置することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明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、実行中のジョブの個別フィーダの供給エリア２０Ａにおける配置範囲の下方となる範囲内であって、供給エリア２０Ａの適切位置Ｓａに対応するバッファ位置Ｂｎに、切替後のジョブの個別フィーダを配置するものとしたが、これに限られるものではない。適切位置Ｓａに対応するバッファ位置Ｂｎであれば、実行中のジョブの個別フィーダの配置範囲の下方となる範囲から外れてもよい。あるいは、適切位置Ｓａに対応するバッファ位置Ｂｎに限られず、実行中のジョブの個別フィーダの配置範囲の下方となる範囲内に、切替後のジョブの個別フィーダを配置するものであればよい。

実施形態では、実装処理の実行中に、切替後のジョブの個別フィーダを移し替えるものとしたが、これに限られず、移し替えないものとしてもよい。ただし、個別フィーダの交換を速やかに行うために、実施形態のように移し替えるものが好ましい。

実施形態では、フィーダ初期配置処理を図８の実装管理処理ルーチン内でローダ５０に実行させるものとしたが、これに限られず、フィーダ初期配置処理の一部または全部を作業者に実行させるものとしてもよい。フィーダ初期配置処理の全部を作業者に実行させる場合、図８のＳ１１０を省略して、作業者により共通フィーダが供給エリア２０Ａに配置されると共に個別フィーダが供給エリア２０Ａとバッファエリア２０Ｂとに分散して配置された状態で、実装管理処理ルーチンを開始すればよい。

実施形態では、共通フィーダは、生産グループが有する複数のジョブの全てに共通する部品を供給するフィーダ３０としたが、これに限られず、複数のジョブのうちいずれか一部のジョブ（２以上のジョブ）に共通する部品を供給するフィーダ３０としてもよい。例えば、供給エリア２０Ａに配置すべきフィーダ３０の数に余裕がある場合、一部のジョブに共通する部品を供給するフィーダ３０を共通フィーダに加えるものなどとすればよい。

ここで、上述した生産グループの設定処理を管理装置８０が次のように行うものとしてもよい。図１１は、グループ設定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンでは、ＣＰＵ８０ａは、まず、グループ内のジョブの含有数に相当する設定数ｋを初期値（例えば値１）に設定し（Ｓ２００）、ジョブＪｋで必要なフィーダ３０のフィーダ情報を取得すると共に（Ｓ２１０）、ジョブＪ（ｋ＋１）で必要なフィーダ３０のフィーダ情報を取得する（Ｓ２２０）。そして、各ジョブで部品種が共通するフィーダ３０を共通フィーダに設定すると共に各ジョブで必要な他の部品種のフィーダ３０を個別フィーダに設定する（Ｓ２３０）。次に、供給エリア２０Ａに配置されうる共通フィーダおよび各ジョブの個別フィーダの組み合わせの合計数と、バッファエリア２０Ｂに配置されうる各ジョブの個別フィーダの組み合わせの合計数とをそれぞれ算出する（Ｓ２４０）。例えば、設定数ｋが値１の場合、供給エリア２０Ａに、ジョブＪ（１），Ｊ（２）の共通フィーダとジョブＪ（１）の個別フィーダが配置される組み合わせやジョブＪ（１），Ｊ（２）の共通フィーダとジョブＪ（２）の個別フィーダが配置される組み合わせがある。また、設定数ｋがインクリメントされて例えば値３になった場合、供給エリア２０Ａに、ジョブＪ（１）〜Ｊ（４）の共通フィーダとジョブＪ（１）の個別フィーダが配置される組み合わせ（図９Ａ参照）やジョブＪ（１）〜Ｊ（４）の共通フィーダとジョブＪ（２）の個別フィーダが配置される組み合わせ（図９Ｂ参照）などがある。また、バッファエリア２０Ｂに、ジョブＪ（２）〜Ｊ（４）の個別フィーダが配置される組み合わせ（図９Ａ参照）やジョブＪ（１），Ｊ（３），Ｊ（４）の個別フィーダが配置される組み合わせ（図９Ｂ参照）などがある。このため、ＣＰＵ８０ａは、Ｓ２４０では、これらの各組み合わせについてフィーダの合計数をそれぞれ算出する。

そして、ＣＰＵ８０ａは、供給エリア２０Ａに配置されるフィーダ３０の組み合わせの合計数が供給エリア２０Ａに収まる範囲内であるか否か（Ｓ２５０）、バッファエリア２０Ｂに配置されるフィーダ３０の組み合わせの合計数がバッファエリア２０Ｂに収まる範囲内であるか否か（Ｓ２６０）、をそれぞれ判定する。Ｓ２５０，Ｓ２６０でいずれも範囲内であると判定すると、設定数ｋを値１だけインクリメントして（Ｓ２７０）、Ｓ２２０に戻り処理を繰り替えす。一方、ＣＰＵ８０ａは、Ｓ２５０またはＳ２６０で否定的な判定をすると、ジョブＪｋまでのｋ個のジョブを１つの生産グループに設定する（Ｓ２８０）。これにより、ＣＰＵ８０ａは、できるだけ多数のジョブを有する生産グループを設定することができる。各生産グループが有するジョブ数が多くなると、生産グループの数を少なくして生産グループの切り替わりの回数を抑えることができる。このため、生産グループの切り替わり時に必要となるフィーダ３０の初期配置処理の実行回数を少なくして、ジョブ全体の生産効率を向上させることができる。そして、ＣＰＵ８０ａは、実行対象の全てのジョブをいずれかの生産グループに設定済みであるか否かを判定し（Ｓ２９０）、設定済みでないと判定すると、Ｓ２００に戻り処理を繰り返す。例えば、ジョブＪ（４）までの１つの生産グループを設定した場合、Ｓ２００で設定数ｋの初期値に値５を設定してジョブＪ５から新たな生産グループに設定する。また、ＣＰＵ８０ａは、Ｓ２９０で実行対象の全てのジョブをいずれかの生産グループに設定済みであると判定すると、生産グループ設定処理ルーチンを終了する。

実施形態では、供給エリア２０Ａの下方にバッファエリア２０Ｂが配置され、供給エリア２０Ａにおける個別フィーダの配置範囲に対応する範囲として下方となる範囲を例示したが、これに限られず、供給エリア２０Ａの上方にバッファエリア２０Ｂが配置されるものとし、供給エリア２０Ａにおける個別フィーダの配置範囲の上方となる範囲内や、供給エリア２０Ａの適切位置Ｓａに上方に対応するバッファ位置Ｂｎに、切替後のジョブの個別フィーダを配置するものなどとしてもよい。

実施形態では、ユニット交換装置としてＸ方向に移動するローダ５０を例示したが、これに限られるものではない。図１２の変形例では、垂直多関節型のロボットアーム１５２と、ロボットアーム１５２の先端に取り付けられるエンドエフェクタとしてのチャック１５４とを備える交換ロボット１５０により、フィーダ３０を自動交換するものを示す。この変形例では、部品実装機２０にバッファエリア２０Ｂが設けられていないものとする。また、図示は省略するが、フィーダ３０を保管するフィーダ保管庫を部品実装機２０の前方に対向するように配置し、フィーダ保管庫と部品実装機２０との間に交換ロボット１５０を配置する。このフィーダ保管庫は、実施形態の部品実装機２０のバッファエリア２０Ｂとしても機能する。交換ロボット１５０は、部品実装機２０の供給エリア２０Ａとフィーダ保管庫のバッファエリアとの間で向きを反転しながらフィーダ３０を入れ替えて自動交換を行う。交換ロボット１５０やフィーダ保管庫は、例えば数台（２〜３台など）の部品実装機２０毎に１台ずつ設けられるものとしてもよい。あるいは、交換ロボット１５０がＸ軸方向に敷設されたレール上を走行可能に構成されるものとしてもよい。なお、垂直多関節型に限られず、水平多関節ロボットや直交ロボット、パラレルリンクロボットによりフィーダ３０を自動交換してもよいし、ＡＧＶ（無人搬送車）によりフィーダ３０を自動搬送して自動交換してもよい。

ここで、本開示の実装システムは、以下のように構成してもよい。本開示の実装システムにおいて、前記部品実装機は、前記供給可能エリアと前記供給不能エリアとが上下に並んで設けられ、前記制御装置は、生産ジョブに基づく実装処理の実行中に、該生産ジョブで必要な前記第２部品供給ユニットの前記供給可能エリアにおける配置範囲に対応する前記供給不能エリアの範囲内に、切替後の生産ジョブで必要な前記第２部品供給ユニットを配置するように前記ユニット交換装置を制御するものとしてもよい。こうすれば、ユニット交換装置は、切替前の生産ジョブで必要な第２部品供給ユニットと切替後の生産ジョブで必要な第２部品供給ユニットとを入れ替えるように自動交換する際に、部品供給ユニットの並びの方向への移動量を抑えることができる。このため、生産ジョブの切り替わり時に部品供給ユニットをさらに効率よく配置することができる。

本開示の実装システムにおいて、前記部品実装機は、前記供給可能エリアと前記供給不能エリアとが上下に並んで設けられ、前記供給可能エリア内で実装処理に適した並びの所定位置が前記部品供給ユニット毎にそれぞれ定められており、前記制御装置は、生産ジョブに基づく実装処理の実行中に、前記供給可能エリア内の前記所定位置に対応する前記供給不能エリア内の位置に、切替後の生産ジョブで必要な前記第２部品供給ユニットを配置するように前記ユニット交換装置を制御するものとしてもよい。こうすれば、ユニット交換装置は、切替後の生産ジョブで必要な第２部品供給ユニットを供給不能エリアから取り出して供給可能エリア内の所定位置に配置する際に、部品供給ユニットの並びの方向へ移動する必要がないから、部品供給ユニットをさらに効率よく配置することができる。

本開示の部品供給ユニットの配置方法は、複数の部品供給ユニットから供給された部品を採取して基板に実装する実装処理を生産ジョブに基づいて実行する部品実装機と、前記部品実装機に配置される前記部品供給ユニットを自動交換するユニット交換装置と、を備える実装システムにおける前記部品供給ユニットの配置方法であって、所定の生産グループが有する複数の生産ジョブに共通する部品を供給するための第１部品供給ユニットが部品を供給可能な供給可能エリアに配置されると共に前記生産グループのいずれかの生産ジョブで必要な部品を供給するための第２部品供給ユニットが前記供給可能エリアと部品を供給不能な供給不能エリアとに分散して配置された状態で、前記生産グループの各生産ジョブに基づく実装処理を前記部品実装機に順次実行させる場合、生産ジョブが切り替わる度に切替後の生産ジョブで必要な前記第２部品供給ユニットを前記供給可能エリアに配置するために前記ユニット交換装置により前記供給可能エリアと前記供給不能エリアとの間で前記第２部品供給ユニットを自動交換させることを要旨とする。

本開示の部品供給ユニットの配置方法では、上述した実装システムと同様に、生産ジョブの切り替わり時に、必要な部品供給ユニットをより効率よく配置して生産効率の低下を抑制することができる。なお、この部品供給ユニットの配置方法において、上述した実装システムの種々の態様を採用してもよいし、上述した実装システムの各機能を実現するようなステップを追加してもよい。

本発明は、部品実装システムの製造産業などに利用可能である。

１０部品実装システム、１２印刷機、１４印刷検査機、１８Ｘ軸レール、２０部品実装機、２０Ａ供給エリア、２０Ｂバッファエリア、２１基板搬送装置、２２ヘッド、２３ヘッド移動機構、２５パーツカメラ、２８実装制御装置、２９，２９Ａ，２９Ｂフィーダ配置情報、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フィーダ台、４２スロット、４４位置決め穴、４５コネクタ、５０ローダ、５０Ａ上部移載エリア、５０Ｂ下部移載エリア、５１ローダ移動機構、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、５６スライドベース、５６ａＺ軸モータ、５６ｂＺ軸ガイドレール、５７エンコーダ、５９ローダ制御装置、６０フィーダ保管庫、６２基板搬送装置、８０管理装置、８０ａＣＰＵ、８０ｂＲＯＭ、８０ｃＨＤＤ、８０ｄＲＡＭ、８２ディスプレイ、８４入力デバイス、１５０交換ロボット、１５２ロボットアーム、１５４チャック、Ｓ基板。

Claims

複数の部品供給ユニットから供給された部品を採取して基板に実装する実装処理を生産ジョブに基づいて実行する部品実装機と、前記部品実装機に配置される前記部品供給ユニットを自動交換するユニット交換装置と、を備える実装システムであって、
前記部品実装機は、前記部品供給ユニットが部品を供給可能に並ぶ供給可能エリアと、前記部品供給ユニットが部品を供給不能に並ぶ供給不能エリアと、が設けられ、
所定の生産グループが有する複数の生産ジョブに共通する部品を供給するための第１部品供給ユニットが前記供給可能エリアに配置されると共に前記生産グループのいずれかの生産ジョブで必要な部品を供給するための第２部品供給ユニットが前記供給可能エリアと前記供給不能エリアとに分散して配置された状態で、前記生産グループの各生産ジョブに基づく実装処理を順次実行するように前記部品実装機を制御し、生産ジョブが切り替わる度に切替後の生産ジョブで必要な前記第２部品供給ユニットを前記供給可能エリアに配置するために前記供給可能エリアと前記供給不能エリアとの間で前記第２部品供給ユニットを自動交換するように前記ユニット交換装置を制御する制御装置を備える
実装システム。
請求項１に記載の実装システムであって、
前記部品実装機は、前記供給可能エリアと前記供給不能エリアとが上下に並んで設けられ、
前記制御装置は、生産ジョブに基づく実装処理の実行中に、該生産ジョブで必要な前記第２部品供給ユニットの前記供給可能エリアにおける配置範囲に対応する前記供給不能エリアの範囲内に、切替後の生産ジョブで必要な前記第２部品供給ユニットを配置するように前記ユニット交換装置を制御する
実装システム。
請求項１または２に記載の実装システムであって、
前記部品実装機は、前記供給可能エリアと前記供給不能エリアとが上下に並んで設けられ、前記供給可能エリア内で実装処理に適した並びの所定位置が前記部品供給ユニット毎にそれぞれ定められており、
前記制御装置は、生産ジョブに基づく実装処理の実行中に、前記供給可能エリア内の前記所定位置に対応する前記供給不能エリア内の位置に、切替後の生産ジョブで必要な前記第２部品供給ユニットを配置するように前記ユニット交換装置を制御する
実装システム。
複数の部品供給ユニットから供給された部品を採取して基板に実装する実装処理を生産ジョブに基づいて実行する部品実装機と、前記部品実装機に配置される前記部品供給ユニットを自動交換するユニット交換装置と、を備える実装システムにおける前記部品供給ユニットの配置方法であって、
所定の生産グループが有する複数の生産ジョブに共通する部品を供給するための第１部品供給ユニットが部品を供給可能な供給可能エリアに配置されると共に前記生産グループのいずれかの生産ジョブで必要な部品を供給するための第２部品供給ユニットが前記供給可能エリアと部品を供給不能な供給不能エリアとに分散して配置された状態で、前記生産グループの各生産ジョブに基づく実装処理を前記部品実装機に順次実行させる場合、生産ジョブが切り替わる度に切替後の生産ジョブで必要な前記第２部品供給ユニットを前記供給可能エリアに配置するために前記ユニット交換装置により前記供給可能エリアと前記供給不能エリアとの間で前記第２部品供給ユニットを自動交換させる
部品供給ユニットの配置方法。