WO2014196019A1

WO2014196019A1 - 部品実装システム

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Publication number: WO2014196019A1
Application number: PCT/JP2013/065460
Authority: WO
Inventors: 浩和小池
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2014-12-11
Anticipated expiration: 2015-12-04
Also published as: JP6328625B2; JPWO2014196019A1

Abstract

　本明細書は、フィーダが装着され、フィーダにより供給される部品を基板上に実装するように構成された実装機を備える部品実装システムを開示する。その部品実装システムでは、フィーダおよび実装機の組み合わせが、フィーダが第１の態様の部品供給動作を行い、実装機がフィーダの第１の態様の部品供給動作に適応した第１の態様の部品実装動作を行う第１の動作状態と、フィーダが第２の態様の部品供給動作を行い、実装機がフィーダの第２の態様の部品供給動作に適応した第２の態様の部品実装動作を行う第２の動作状態の何れかを実現可能である。その部品実装システムは、生産管理コンピュータが生成した生産計画で指定された動作状態を優先してフィーダおよび実装機を動作させるモードと、実際のフィーダおよび実装機の組み合わせで実現可能な動作状態を優先してフィーダおよび実装機を動作させるモードの間で切換可能である。

Description

部品実装システム

　本明細書は、フィーダが装着され、フィーダにより供給される部品を基板上に実装するように構成された実装機を備える部品実装システムに関する。

　特開２００９－２００４２７号公報に、フィーダが装着され、フィーダにより供給される部品を基板上に実装するように構成された実装機を備える部品実装システムが開示されている。この部品実装システムでは、生産管理コンピュータが生成した生産計画で指定された動作状態が実現するように、フィーダおよび実装機を動作させる。

　異なる部品供給動作を行う複数種類のフィーダと、それに対応して異なる部品実装動作を行う複数種類の実装機の両者を利用可能な場合がある。このような場合、生産管理コンピュータが生成した生産計画で指定される動作状態と、利用者が現有する実際のフィーダおよび実装機で実現可能な動作状態が、相違することがある。このような場合であっても、利用者が望む通りに部品実装システムを動作させることが可能な技術が期待されている。

　本明細書は、上記の課題を解決する技術を開示する。本明細書では、異なる部品供給動作を行う複数種類のフィーダと、それに対応して異なる部品実装動作を行う複数種類の実装機の両者を利用可能な場合に、利用者が望む通りに部品実装システムを動作させることが可能な技術を開示する。

　上記の部品実装システムを、生産管理コンピュータが生成した生産計画で指定された動作状態を優先してフィーダおよび実装機を動作させるモードで動作させる場合、実際のフィーダおよび実装機を生産計画に合わせて入れ換える必要がある。しかしながら、生成された生産計画通りに基板への部品実装作業を行うことができ、生産計画から予想されるタクトタイムと実際のタクトタイムの間の誤差を小さくすることができる。これとは異なり、上記の部品実装システムを、実際のフィーダおよび実装機の組み合わせで実現可能な動作状態を優先してフィーダおよび実装機を動作させるモードで動作させる場合、実際のタクトタイムは生産計画から予想されるタクトタイムとは異なるものとなる。しかしながら、利用者が現有するフィーダおよび実装機を最大限に活用して、基板への部品実装作業を行うことができる。上記の部品実装システムによれば、利用者が望む通りに部品実装システムを動作させることができる。

　上記の部品実装システムは、生産管理コンピュータで生産計画を生成する際に、第１の動作状態を優先して指定するモードと、第２の動作状態を優先して指定するモードの間で切換可能であるように構成することができる。

　上記の部品実装システムによれば、利用者が所有しているフィーダおよび実装機の状況が反映された生産計画を初めから生成することができる。

　上記の部品実装システムは、生産管理コンピュータで生産計画を生成する際に、フィーダの形態別に、第１の動作状態を優先して指定するモードと、第２の動作状態を優先して指定するモードの間で切換可能であるように構成することができる。

　上記の部品実装システムによれば、利用者が所有しているフィーダの詳細な状況が反映された生産計画を初めから生成することができる。

　上記の部品実装システムは、生産管理コンピュータが生成した生産計画で指定された動作状態と、実際のフィーダおよび実装機の組み合わせで実現可能な動作状態が相違する場合に、生産管理コンピュータが、実際のフィーダおよび実装機の組み合わせで実現可能な動作状態を優先して指定するように生産計画を再生成するように構成することができる。

　上記の部品実装システムによれば、利用者が現有するフィーダおよび実装機を最大限に活用しつつ、生産計画から予想されるタクトタイムと実際のタクトタイムの間の誤差を小さくすることができる。

実施例の部品実装システム１０の構成を模式的に示す図である。第１の種別の実装機に第１の種別のフィーダを装着した場合の、実装機とフィーダの動作の概要を示す図である。第１の種別の実装機に第２の種別のフィーダを装着した場合の、実装機とフィーダの動作の概要を示す図である。第２の種別の実装機に第１の種別のフィーダを装着した場合の、実装機とフィーダの動作の概要を示す図である。第２の種別の実装機に第２の種別のフィーダを装着した場合の、実装機とフィーダの動作の概要を示す図である。生産計画により指定されている動作状態を優先する第１の動作モードと、実現可能な動作状態を優先する第２の動作モードの間での切換処理を説明するフローチャートである。

（実施例）
　図１は実施例に係る部品実装システム１０の構成を模式的に示している。部品実装システム１０は、複数の実装機１２，１４，１６と、それぞれの実装機１２，１４，１６を順に経由するように回路基板Ｂを搬送する搬送経路１８を備えている。図に示す例では、部品実装システム１０が３台の実装機を備える場合を示しているが、実装機の台数はこれに限られない。それぞれの実装機１２，１４，１６は、各種の構成要素の動作を制御するための実装機コントローラ１２ａ，１４ａ，１６ａを備えている。

　実装機１２には、複数のフィーダ２０，２２，２４が装着される。同様に、実装機１４には、複数のフィーダ２６，２８，３０が装着され、実装機１６には、複数のフィーダ３２，３４，３６が装着される。図に示す例では、それぞれの実装機１２，１４，１６に３台ずつのフィーダが装着される場合を示しているが、実装機に装着されるフィーダの台数はこれに限られない。それぞれのフィーダ２０，２２，２４，２６，２８，３０，３２，３４，３６は、各種の構成要素の動作を制御するためのフィーダコントローラ２０ａ，２２ａ，２４ａ，２６ａ，２８ａ，３０ａ，３２ａ，３４ａ，３６ａを備えている。フィーダ２０，２２，２４が実装機１２に装着されると、フィーダコントローラ２０ａ，２２ａ，２４ａは実装機コントローラ１２ａと通信可能となる。同様に、フィーダ２６，２８，３０が実装機１４に装着されると、フィーダコントローラ２６ａ，２８ａ，３０ａは実装機コントローラ１４ａと通信可能となり、フィーダ３２，３４，３６が実装機１６に装着されると、フィーダコントローラ３２ａ，３４ａ，３６ａは実装機コントローラ１６ａと通信可能となる。

　それぞれのフィーダ２０，２２，２４，２６，２８，３０，３２，３４，３６は、実装機１２，１４，１６に、回路基板Ｂへ実装すべき部品を供給する。本実施例におけるフィーダ２０，２２，２４，２６，２８，３０，３２，３４，３６は、例えば、部品が所定の間隔で貼着されたテープをサーボモータの駆動によって所定の送り速度で所定の送り量で順に送り出す、テープフィーダである。

　実装機１２，１４，１６は、装着されているフィーダ２０，２２，２４，２６，２８，３０，３２，３４，３６から供給される部品を、部品実装用のヘッド（図示せず）によって取り出して、回路基板Ｂ上に実装するように構成されている。

　実装機１２，１４，１６の実装機コントローラ１２ａ，１４ａ，１６ａは、生産管理コンピュータ３８と通信可能である。生産管理コンピュータ３８は、実装機１２，１４，１６，フィーダ２０，２２，２４，２６，２８，３０，３２，３４，３６，搬送経路１８等の動作を制御する。

　本実施例の部品実装システム１０では、実装機１２，１４，１６として、第１の種別の実装機を用いることもできるし、第２の種別の実装機を用いることもできる。本実施例では、第１の種別の実装機は、従来から使用されている旧型の実装機であり、第２の種別の実装機は、第１の種別の実装機と置き換えて使用可能な新型の実装機である。

　また、本実施例の部品実装システム１０では、フィーダ２０，２２，２４，２６，２８，３０，３２，３４，３６として、第１の種別のフィーダを用いることもできるし、第２の種別のフィーダを用いることもできる。本実施例では、第１の種別のフィーダは、従来から使用されている旧型のフィーダであり、第２の種別のフィーダは、第１の種別のフィーダと置き換えて使用可能な新型のフィーダである。

　第１の種別のフィーダは、実装機から第１のコマンドでフィーダ情報の要求を受けると、実装機に第１の種別のフィーダであることを示すフィーダ情報を送信する。その後、第１の種別のフィーダは、第１の態様の部品供給動作を行って、実装機に部品を供給する。本実施例では、第１の態様の部品供給動作では、所定の送り速度（第１の送り速度）で部品が貼着されたテープを送り出して、実装機に対する部品の供給動作を行う。第１の種別のフィーダは、第１のコマンド以外のコマンドでフィーダ情報の要求を受けると、実装機に異常応答を送信する。

　第２の種別のフィーダは、実装機から第２のコマンドでフィーダ情報の要求を受けると、実装機に第２の種別のフィーダであることを示すフィーダ情報を送信する。その後、第２の種別のフィーダは、第２の態様の部品供給動作を行って、実装機に部品を供給する。本実施例では、第２の態様の部品供給動作では、第１の送り速度よりも速い所定の送り速度（第２の送り速度）で部品が貼着されたテープを送り出して、実装機に対する部品の供給動作を行う。また、第２の種別のフィーダは、実装機から第１のコマンドでフィーダ情報の要求を受けると、実装機に第１の種別のフィーダであることを示すフィーダ情報を送信する。その後、第２の種別のフィーダは、第１の態様の部品供給動作を行って、すなわち第１の送り速度で部品が貼着されたテープを送り出して、実装機に部品を供給する。

　第１の種別の実装機は、フィーダが装着されると、フィーダに第１のコマンドでフィーダ情報の要求を行う。その後、フィーダから第１の種別のフィーダであることを示すフィーダ情報を受信すると、フィーダの第１の態様の部品供給動作に適応した第１の態様の部品実装動作を行う。第１の態様の部品実装動作では、第１の送り速度で部品を供給するフィーダの動作に合わせて、ヘッドによる部品の取り出しと回路基板Ｂへの部品の実装を行う。

　第２の種別の実装機は、フィーダが装着されると、まずフィーダに第２のコマンドでフィーダ情報の要求を行う。その後、フィーダから第２の種別のフィーダであることを示すフィーダ情報を受信すると、フィーダの第２の態様の部品供給動作に適応した第２の態様の部品実装動作を行う。第２の態様の部品実装動作では、第２の送り速度で部品を供給するフィーダの動作に合わせて、ヘッドによる部品の取り出しと回路基板Ｂへの部品の実装を行う。このため、第２の態様の部品実装動作では、第１の態様の部品実装動作に比べて、ヘッドによる部品の取り出し動作が速くなり、部品実装動作のタクトタイムは短いものとなる。フィーダから第２の種別のフィーダであることを示すフィーダ情報を受信しない場合には、第２の種別の実装機は、次いでフィーダに第１のコマンドでフィーダ情報の要求を行う。その後、フィーダから第１の種別のフィーダであることを示すフィーダ情報を受信すると、第２の種別の実装機は、フィーダの第１の態様の部品供給動作に適応した第１の態様の部品実装動作を行う。

　図２に示すように、第１の種別の実装機に第１の種別のフィーダが装着された場合には、実装機からフィーダに第１のコマンドでフィーダ情報の要求が行われる。そして、フィーダから実装機に、第１の種別のフィーダであることを示すフィーダ情報が送信される。その後、フィーダは第１の態様の部品供給動作を行い、実装機は第１の態様の部品供給動作に対応した第１の態様の部品実装動作を行う。

　図３に示すように、第１の種別の実装機に第２の種別のフィーダが装着された場合には、実装機からフィーダに第１のコマンドでフィーダ情報の要求が行われる。そして、フィーダから実装機に、第１の種別のフィーダであることを示すフィーダ情報が送信される。その後、フィーダは第１の態様の部品供給動作を行い、実装機は第１の態様の部品供給動作に対応した第１の態様の部品実装動作を行う。

　図４に示すように、第２の種別の実装機に第１の種別のフィーダが装着された場合には、まず実装機からフィーダに第２のコマンドでフィーダ情報の要求が行われる。そして、フィーダから実装機に、異常応答が送信される。次いで、実装機からフィーダに第１のコマンドでフィーダ情報の要求が行われる。そして、フィーダから実装機に、第１の種別のフィーダであることを示すフィーダ情報が送信される。その後、フィーダは第１の態様の部品供給動作を行い、実装機は第１の態様の部品供給動作に対応した第１の態様の部品実装動作を行う。

　図５に示すように、第２の種別の実装機に第２の種別のフィーダが装着された場合には、まず実装機からフィーダに第２のコマンドでフィーダ情報の要求が行われる。そして、フィーダから実装機に、第２の種別のフィーダであることを示すフィーダ情報が送信される。その後、フィーダは第２の態様の部品供給動作を行い、実装機は第２の態様の部品供給動作に対応した第２の態様の部品実装動作を行う。

　以上のように、本実施例の部品実装システムでは、従来から使用されている第１の種別の実装機に対して、第１の種別のフィーダを装着して使用することもできるし、第２の種別のフィーダを装着して使用することもできる。このため、部品実装システムの供給者が、仮に第１の種別のフィーダの生産を終了して、第２の種別のフィーダのみを生産するようにした場合でも、第１の種別の実装機を使用し続ける利用者に対する利便性を損ねることがない。

　本実施例の部品実装システムによれば、第２の種別の実装機に対して、従来から使用されている第１の種別のフィーダを装着することもできるし、第２の種別のフィーダを装着することもできる。このため、第１の種別の実装機を第２の種別の実装機に置き換えた場合であっても、従来から使用している第１の種別のフィーダをそのまま継続して使用し続けることができる。また、第２の種別の実装機に第２の種別のフィーダを装着することによって、従来に比べてより高速な部品実装を実現することができる。

　なお、第１のコマンドと第２のコマンドは、同じ通信方式で通信される異なるコマンドであってもよいしき、異なる通信方式で通信されるコマンドであってもよい。例えば、第１のコマンドは暗号化されていない通信方式によって通信されるコマンドであり、第２のコマンドは暗号化されている通信方式によって通信されるコマンドであってもよい。

　本実施例の部品実装システム１０では、生産管理コンピュータ３８が、部品実装最適化（オプチマイズ）プログラムを実行することで、部品実装システム１０における生産計画を生成する。生産管理コンピュータ３８により生成される生産計画では、フィーダ２０，２２，２４，２６，２８，３０，３２，３４，３６によって供給する部品の種類と、フィーダ２０，２２，２４，２６，２８，３０，３２，３４，３６が行うべき部品供給動作および実装機１２，１４，１６が行うべき部品実装動作が指定されている。

　本実施例の部品実装システム１０によれば、生産管理コンピュータ３８が最適化プログラムによって生産計画を生成する際に、フィーダが第１の態様の部品供給動作を行い、実装機が第１の態様の部品実装動作を行う第１の動作状態を優先して指定するモードと、フィーダが第２の態様の部品供給動作を行い、実装機が第２の態様の部品実装動作を行う第２の動作状態を優先して指定するモードの、何れかを利用者が選択しておくことができる。本実施例の部品実装システム１０では、第２の動作状態を実現するためには、第２の種別の実装機と第２の種別のフィーダが必要となる。しかしながら、第２の種別の実装機と第２の種別のフィーダの両方を利用者が所有していない場合には、第２の動作状態を実現することはできない。上記のように、第１の動作状態を優先して指定するモードと、第２の動作状態を優先して指定するモードを、利用者が選択できるように構成することで、利用者の有する実装機およびフィーダの実情に合わせた生産計画を生成することができる。なお、上記のようなモードの選択を、フィーダの形態別に行うことが可能となるように構成してもよい。例えば、フィーダがテープフィーダである場合に、テープ幅が１２ｍｍのものについては第２の動作状態を優先して指定するモードとし、テープ幅が８ｍｍ、１６ｍｍのものについては第１の動作状態を優先して指定するモードとするように、利用者が選択できるように構成してもよい。

　本実施例の部品実装システム１０では、生産計画により指定されているフィーダおよび実装機の組み合わせの動作状態を優先する第１の動作モードと、実際のフィーダおよび実装機で実現可能な動作状態を優先する第２の動作モードの間で切換可能である。以下では、図６のフローチャートを参照しながら、各モードについて説明する。

　ステップＳ２で、生産管理コンピュータ３８は生産計画を生成し、ステップＳ４で、生産管理コンピュータ３８は、生産計画で指定されている動作状態が実際のフィーダおよび実装機の組み合わせで実現可能な動作状態と一致するか否かを判断する。実際のフィーダおよび実装機の組み合わせについての情報は、実装機コントローラ１２ａ，１４ａ，１６ａから生産管理コンピュータ３８へ送信される。生産計画で指定されている動作状態が実際のフィーダおよび実装機の組み合わせで実現可能な動作状態と一致する場合（ステップＳ４でＹＥＳの場合）、処理はステップＳ１２へ進み、生産計画で指定されている動作状態でフィーダおよび実装機を動作させるように、生産管理コンピュータ３８から実装機コントローラ１２ａ，１４ａ，１６ａへ指示が送信される。

　生産計画で指定されている動作状態と実現可能な動作状態が一致しない場合（ステップＳ４でＮＯの場合）、処理はステップＳ６へ進み、生産管理コンピュータ３８は、生産計画により指定されている動作状態を優先する第１の動作モードと、実現可能な動作状態を優先する第２の動作モードの何れが選択されているかを判断する。

　ステップＳ６で第１の動作モードが選択されている場合、処理はステップＳ８へ進み、生産管理コンピュータ３８は、利用者に警告を発して、フィーダおよび実装機の交換を促す。ステップＳ１０では、生産管理コンピュータ３８は、フィーダおよび実装機の交換がなされるまで待機する。フィーダおよび実装機の交換がなされると、実装機コントローラ１２ａ，１４ａ，１６ａから生産管理コンピュータ３８へその旨が送信される。利用者によってフィーダおよび実装機の交換がなされると（ステップＳ１０でＹＥＳとなると）、処理はステップＳ１２へ進み、生産計画で指定されている動作状態でフィーダおよび実装機を動作させるように、生産管理コンピュータ３８から実装機コントローラ１２ａ，１４ａ，１６ａへ指示が送信される。このように、部品実装システム１０を第１の動作モードで動作させることで、最適化プログラムで生成された生産計画通りに回路基板Ｂへの部品実装作業を行うことができ、予想されるタクトタイムと実際のタクトタイムの間の誤差を小さくすることができる。

　ステップＳ６で第２の動作モードが選択されている場合、処理はステップＳ１４へ進み、実際のフィーダおよび実装機の組み合わせで実現可能な動作状態で、フィーダおよび実装機を動作させるように、生産管理コンピュータ３８から実装機コントローラ１２ａ，１４ａ，１６ａへ指示が送信される。この場合、実際のタクトタイムは生産計画から予想されるタクトタイムとは異なるものとなる。しかしながら、利用者が現有するフィーダおよび実装機を最大限に活用して、回路基板Ｂへの部品実装作業を行うことができる。

　なお、第２の動作モードが選択されている場合に、生産管理コンピュータ３８が生産計画を再生成するように、部品実装システム１０を構成することもできる。この場合、生産管理コンピュータ３８が最適化プログラムによって生産計画を再生成する際に、実際のフィーダおよび実装機の組み合わせで実現可能な動作状態が優先して指定される。その後、再生成された生産計画で指定されている動作状態でフィーダおよび実装機を動作させるように、生産計画コンピュータ３８から実装機コントローラ１２ａ，１４ａ，１６ａに指示を送信することで、生産計画通りに回路基板Ｂへの部品実装作業を行うことができ、予想されるタクトタイムと実際のタクトタイムの間の誤差を小さくすることができる。

　また、第１の動作モードが選択されており、ステップＳ８で生産管理コンピュータ３８が利用者にフィーダおよび実装機の交換を促す警告を発した時点で、利用者によって第１の動作モードから第２の動作モードへ切換可能なように、部品実装システム１０を構成してもよい。この場合、切り替え後の第２の動作モードにおいては、ステップＳ１４のように、生産管理コンピュータ３８が、実際のフィーダおよび実装機の組み合わせで実現可能な動作状態でフィーダおよび実装機を動作させてもよいし、上述したように、生産管理コンピュータ３８が、実際のフィーダおよび実装機の組み合わせで実現可能な動作状態に合わせて、生産計画を再生成してもよい。

　なお、上記の実施例において、生産管理コンピュータ３８が行っている処理のうち、生産計画の生成（および再生成）を除いたものについては、各実装機コントローラ１２ａ，１４ａ，１６ａが行うように、部品実装システム１０を構成してもよい。

　本発明の代表的かつ非限定的な具体例について、図面を参照して詳細に説明した。この詳細な説明は、本発明の好ましい例を実施するための詳細を当業者に示すことを単純に意図しており、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。また、開示された追加的な特徴ならびに発明は、さらに改善された部品実装システムを提供するために、他の特徴や発明とは別に、又は共に用いることができる。

　また、上記の詳細な説明で開示された特徴や工程の組み合わせは、最も広い意味において本発明を実施する際に必須のものではなく、特に本発明の代表的な具体例を説明するためにのみ記載されるものである。さらに、上記の代表的な具体例の様々な特徴、ならびに、特許請求の範囲に記載されるものの様々な特徴は、本発明の追加的かつ有用な実施形態を提供するにあたって、ここに記載される具体例のとおりに、あるいは列挙された順番のとおりに組合せなければならないものではない。

　本明細書及び／又は特許請求の範囲に記載された全ての特徴は、実施例及び／又は特許請求の範囲に記載された特徴の構成とは別に、出願当初の開示ならびに特許請求の範囲に記載された特定事項に対する限定として、個別に、かつ互いに独立して開示されることを意図するものである。さらに、全ての数値範囲及びグループ又は集団に関する記載は、出願当初の開示ならびに特許請求の範囲に記載された特定事項に対する限定として、それらの中間の構成を開示する意図を持ってなされている。

　以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合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目的を同時に達成し得るものであり、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

　フィーダが装着され、フィーダにより供給される部品を基板上に実装するように構成された実装機を備える部品実装システムであって、
　フィーダおよび実装機の組み合わせが、フィーダが第１の態様の部品供給動作を行い、実装機がフィーダの第１の態様の部品供給動作に適応した第１の態様の部品実装動作を行う第１の動作状態と、フィーダが第２の態様の部品供給動作を行い、実装機がフィーダの第２の態様の部品供給動作に適応した第２の態様の部品実装動作を行う第２の動作状態の何れかを実現可能であって、
　生産管理コンピュータが生成した生産計画で指定された動作状態を優先してフィーダおよび実装機を動作させるモードと、実際のフィーダおよび実装機の組み合わせで実現可能な動作状態を優先してフィーダおよび実装機を動作させるモードの間で切換可能である、部品実装システム。
　生産管理コンピュータで生産計画を生成する際に、第１の動作状態を優先して指定するモードと、第２の動作状態を優先して指定するモードの間で切換可能である、請求項１の部品実装システム。
　生産管理コンピュータで生産計画を生成する際に、フィーダの形態別に、第１の動作状態を優先して指定するモードと、第２の動作状態を優先して指定するモードの間で切換可能である、請求項２の部品実装システム。
　生産管理コンピュータが生成した生産計画で指定された動作状態と、実際のフィーダおよび実装機の組み合わせで実現可能な動作状態が相違する場合に、生産管理コンピュータが、実際のフィーダおよび実装機の組み合わせで実現可能な動作状態を優先して指定するように生産計画を再生成する、請求項１から３の何れか一項の部品実装システム。