| 【発明の名称】 |
電子部品実装方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】山本 裕樹
【氏名】長江 和男
【氏名】中根 正雄
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| 【要約】 |
【課題】一括吸着による生産動作の中での部品切れの発生による生産効率の低下を抑制する。
【解決手段】一括吸着する部品のグループの一部での部品切れの発生によりＺオルタレーション動作を行う場合に、今回部品切れした部品の搭載位置が一括吸着するグループに属しているか否かを判断し、一括吸着するグループに属している場合は今回部品切れした部品の搭載位置とともに一括吸着する部品の搭載位置のグループを検索し、このグループ全体の吸着位置を同一部品を搭載した別の搭載位置のグループから吸着するようにオルタレーション処理を行い、一括吸着の効率を損なうことなく生産動作を継続する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 部品供給部に配置された複数の電子部品供給装置から予め設定された順序で電子部品を吸着し、基板上の予め設定された実装位置に装着する実装動作を行い、その実装動作の中に複数の電子部品供給装置のグループから同時に一括して複数の電子部品を吸着し、基板上の各々の実装位置に実装して行く動作を含む電子部品実装方法において、部品供給部に所要の電子部品供給装置に対応して予備の電子部品供給装置を配置しておき、部品切れ発生時にその電子部品供給装置が一括吸着の対象となっているか否かを判断し、一括吸着の対象となっている場合に予備の電子部品供給装置における一括吸着可能な電子部品供給装置のグループを検索し、検索した電子部品供給装置のグループから電子部品を一括吸着することを特徴とする電子部品実装方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を基板に装着する電子部品実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子部品実装機においては、例えば特開昭５９−１８１１００号公報に開示されているように、部品供給部に電子部品集合体を装着した電子部品供給装置（以下、パーツカセットと呼ぶ）を複数搭載しておき、予め設定された順序で予め設定された搭載位置のパーツカセットから電子部品（以下、部品と呼ぶ）を吸着し、これを基板上の予め設定された位置に装着するように構成されており、さらに部品切れが発生した場合には、予め搭載されている同一の部品を装着された他の搭載位置のパーツカセットから部品を吸着して装着する方法（以下、Ｚ軸オルタレーション動作と呼ぶ）で、部品切れによる電子部品実装機の生産停止時間の短縮を図るように構成されている。
【０００３】また、近年の電子部品実装機においては、生産性を高めるために同一タイミングで複数のパーツカセットから部品を吸着し、それら部品を基板上に予め設定された順序で装着する実装動作が提案されている。
【０００４】以下に従来の電子部品実装機の構成を図３、図４を参照して説明する。図３において、ヘッド部３に一括吸着ノズル１と通常の一部品吸着ノズル２と同じく一部品吸着ノズル１６が同一円周上に組み込まれており、このヘッド部３が水平方向に回転し吸着に必要なノズルを選択できるように構成されている。一括吸着ノズル１、一部品吸着ノズル２、及び一部品吸着ノズル１６は各々吸着できる部品のサイズが異なる。そして、毎回の吸着動作ではこれら一括吸着ノズル１、一部品吸着ノズル２、一部品吸着ノズル１６のうち部品のサイズに合わせて１つ又は１組のノズルのみが使用可能となる。ノズル選択位置９で次の吸着に必要なノズルが、一括吸着ノズル１、一部品吸着ノズル２、一部品吸着ノズル１６から選択される。ヘッド部３はインデックス部４の同一円周上に組み込まれており、矢印８の方向に水平に回転しながら部品の吸着と装着の動作を繰り返す。部品の吸着は、吸着位置１０で部品供給部５（以下、Ｚテーブルと呼ぶ）に搭載されたパーツカセット１３から行う。一括吸着ノズル１の場合、吸着位置１０で複数のパーツカセット１３から同時に１つずつの部品を吸着する。ここでは、一例として、一括吸着ノズル１で同時に３つのパーツカセット１３から３種類の電子部品を吸着している。吸着位置１０で部品を吸着した後、部品切れ判定位置１１で部品の吸着状態から部品切れの判定を行う。ＸＹテーブル部６はＸ方向駆動部１４とＹ方向駆動部１５により水平方向に移動できる。装着位置１２でＸＹテーブル部６に規正された基板７上に部品を装着する。図４に、以上の構成の電子部品実装機１７の全体概略構成を示す。
【０００５】以下、部品切れが発生した場合の実装動作について、図５〜図８を参照して説明する。まず、全体的な実装動作の流れについて、図５、図６を参照して説明する。実装動作は、予め設定されているデータ（以下、ＮＣプログラムと呼ぶ）に基づいて実行され、ＮＣプログラムで設定された吸着、装着動作を全て実行すると、基板７を１枚生産終了することになる。ＮＣプログラムの一例を示すと、図６に示すように、基板７上の装着位置のＸ座標、Ｙ座標とともにその位置に装着する部品のＺテーブル５上の搭載位置が示されている。
【０００６】図５において、生産を開始すると（ステップ＃２１）、搬送動作（ステップ＃２２）でＸＹテーブル部６に基板７を搬入し規正する。実装動作は予め設定されたデータに基づいてインデックス部４を回転させ、部品の吸着、装着を繰り返して行く。吸着位置１０でＺテーブル５から部品を吸着し（ステップ＃２３）、部品切れ判定位置１１で部品切れしているか否かの判定を行う（ステップ＃２４）。部品切れしていなければ、吸着している部品を装着位置１２で基板７上に装着する（ステップ＃２５）。部品切れしている場合は、今回部品切れしていた部品を後のリカバリー動作のためにデータを保存しておく（ステップ＃２９）。さらに、今回部品切れした部品のパーツカセット１３の搭載位置を以後別の同一の部品を装着したパーツカセットの搭載位置に変更する、Ｚオルタレーション動作を行うか否かを判断し（ステップ＃３０）、Ｚオルタレーション動作を行う場合は今回部品切れとなった搭載位置を同一部品を搭載している他の搭載位置に変更し、以後他の搭載位置から部品を吸着して実装動作を継続するようにするＺオルタレーション処理を行う（ステップ＃３１）。
【０００７】次に、今回の装着で全ての部品の装着が済んだか否かの判定を行い（ステップ＃２６）、まだ全ての部品を装着できていなければ、ステップ＃２３に戻って次の電子部品を吸着する。その際、ステップ＃３１のＺオルタレーション処理を行ったことで部品切れになった部品でも継続して吸着、装着できることになるため、ステップ＃２９で保存されたリカバリーデータを実行できるか否かを判断する（ステップ＃３２）。リカバリーデータの中で実行できるものがあるならば、ステップ＃２９で保存されたリカバリーデータの中で実行できるものを選択し、リカバリーデータを元に吸着、装着動作を実行できるようにリカバリー処理を行う（ステップ＃３３）。リカバリーデータが存在しない、あるいはリカバリーデータが存在しても継続して実行できない場合は予め設定されたＮＣプログラムに基づいて次の部品を吸着する（ステップ＃２３）。
【０００８】ステップ＃２６の判定で、今回の装着で全ての部品を基板７上に装着できていれば、さらに次の基板７を生産するか否かの判定を行う（ステップ＃２７）。次の基板７を生産する場合はステップ＃２２に戻って搬送動作を行い、生産しない場合はステップ＃２８に移行して生産を終了する。
【０００９】次に、部品切れによるリカバリー動作の吸着動作の流れについて、図７、図８を参照して説明する。まず、図７に示した部品切れ時の従来の動作について説明する。図７（ａ）において、（１）〜（１０）はＺテーブル５上のパーツカセット１３の搭載位置を示す。ここで、Ｚテーブル５の搭載位置（１）〜（１０）には部品ａ１、ｂ１、ｃ１、ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ１、ｅ１、ｄ２、ｅ２が搭載されている。ａ（ａ１、ａ２）〜ｅ（ｅ１、ｅ２）などはそれぞれパーツカセット１３に装備された部品の種類を示している。つまり、ａ１、ｂ１、ｃ１・・が部品切れであると判断した際に生産動作を継続するための準備としてａ２、ｂ２、ｃ２・・が搭載されている。例として、Ｚテーブル５の搭載位置（１）に搭載された部品ａ１が部品切れを起こした場合、搭載位置（４）の部品ａ２を吸着、装着するＺオルタレーション動作により生産動作を継続することができる。
【００１０】図７（ｂ）、（ｃ）は１枚の基板を生産する際の部品を吸着する順序を示している。図７（ｂ）に示す通常生産を例にとり、これに対し図７（ｃ）では一括吸着する部品の一部が部品切れを起こした後の従来のＺオルタレーション動作による部品の吸着順序を示している。なお、基板７には、図７（ｄ）に示すように、部品ａ、ｂ、ｃを３点づつと、部品ｄ、ｅを１点づつ装着するものとする。
【００１１】図７（ｂ）の通常生産では、先ず搭載位置（１）の部品ａ１、（２）の部品ｂ１、（３）の部品ｃ１を一括吸着し、これを更に２回繰り返すことで、部品ａ、ｂ、ｃは１枚の基板７の生産に必要な個数吸着できたことになる。その後、搭載位置（７）から部品ｄ１を一部品吸着ノズル２で吸着し、搭載位置（８）から部品ｅ１を位置部品吸着ノズル１６で吸着する。これら全ての部品を装着することで１枚の基板の生産を終了する。
【００１２】これに対して、搭載位置（１）の部品ａ１が部品切れとなった後の従来のＺオルタレーション動作においては、図７（ｃ）に示すように、まず搭載位置（４）から部品ａ２を一括吸着ノズル１で吸着した後、搭載位置（２）及び（３）の部品ｂ１及びｃ１を次のヘッド部３の一括吸着ノズル１で吸着する。これらを更に２回繰り返すことで、部品ａ、ｂ、ｃについて１枚の基板の生産に必要な個数を全て吸着したことになる。次に、搭載位置（７）から部品ｄ１を一部品吸着ノズル２で吸着し、搭載位置（８）から部品ｅ１を位置部品吸着ノズル１６で吸着する。これら全ての部品を装着することで１枚の基板の生産を終了する。
【００１３】図８では部品切れによる図７とは異なる従来の動作について説明する。図７と同一の内容については説明を省略する。
【００１４】Ｚテーブル５の（１）〜（１０）には、図８（ａ）に示すように、部品ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２が搭載されている。部品切れの発生例として、Ｚテーブル５の搭載位置（１）〜（５）から吸着して生産している中で搭載位置（１）に搭載された部品ａ１が部品切れを起こした場合には、吸着する搭載位置の全体を移動（シフト）し、搭載位置（６）〜（１０）から吸着することで生産動作を継続するようにしている（以下、この動作をフィーダシフト動作と呼ぶ）。
【００１５】図８（ｂ）、（ｃ）に１枚の基板を生産する際の部品を吸着する順序を示す。
【００１６】図８（ｂ）は通常生産における部品吸着順序を示し、これに対し図８（ｃ）では一括吸着する部品の一部が部品切れを起こした後の従来のフィーダシフト動作を実行中の部品吸着順序を示している。
【００１７】図８（ｂ）の通常生産ではまず搭載位置（１）の部品ａ１、搭載位置（２）の部品ｂ１、搭載位置（３）の部品ｃ１を一括吸着し、これを更に２回繰り返すことで部品ａ、ｂ、ｃは１枚の基板の生産に必要な個数は全て吸着したことになる。その後、搭載位置（４）から部品ｄ１を一部品吸着ノズル２で吸着し、搭載位置（５）から部品ｅ１を一部品吸着ノズル１６で吸着し、これら全ての部品を装着することで１枚の基板の生産を終了する。
【００１８】これに対し、搭載位置（１）の部品ａ１が部品切れとなった後には、図８（ｃ）に示すフィーダシフト動作により生産する。部品を吸着する搭載位置全体を移動し、まず搭載位置（６）から部品ａ２、搭載位置（７）から部品ｂ２、搭載位置（８）から部品ｃを一括吸着した後、これを２回繰り返すことで１枚の基板の生産に必要な部品ａ、ｂ、ｃを必要な個数吸着したことになる。次に、搭載位置（９）の部品ｄ２を一部品吸着ノズル２で吸着し、搭載位置（１０）から部品ｅ２を一部品吸着ノズル１６で吸着し、これら全ての部品を装着することで１枚の基板の生産を終了する。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような部品切れ発生後の生産動作の継続方法では、それぞれ次のような問題がある。図７の従来のＺオルタレーション動作では、吸着回数、Ｚテーブル移動回数が通常生産に比べて増加してしまい、吸着動作時間、Ｚテーブル移動時間が増加し、基板１枚当たりの生産時間を長くしてしまう。また、図８の従来のフィーダシフト動作では、吸着する搭載位置全体を移動するため、使用する部品全種類について十分な数を容易しなければならない。大量入手の困難な部品のある場合はフィーダシフト動作を実行することができず、生産動作の継続が困難となる。また、フィーダシフト動作の場合は搭載するパーツカセット数が多くなり、機種切り替えの際のパーツカセットの交換作業工数を増加させてしまう。また、使いかけの電子部品集合体を大量に残してしまうことになる。
【００２０】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、一括吸着する部品の一部に部品切れが発生した場合にも一括吸着による生産性向上効果が低下するのを防止できる電子部品実装方法を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の電子部品吸着方法は、部品供給部に配置された複数の電子部品供給装置から予め設定された順序で電子部品を吸着し、基板上の予め設定された実装位置に装着する実装動作を行い、その実装動作の中に複数の電子部品供給装置のグループから同時に一括して複数の電子部品を吸着し、基板上の各々の実装位置に実装して行く動作を含む電子部品実装方法において、部品供給部に所要の電子部品供給装置に対応して予備の電子部品供給装置を配置しておき、部品切れ発生時にその電子部品供給装置が一括吸着の対象となっているか否かを判断し、一括吸着の対象となっている場合に予備の電子部品供給装置における一括吸着可能な電子部品供給装置のグループを検索し、検索した電子部品供給装置のグループから電子部品を一括吸着するものであり、一括吸着する部品の中で部品切れが発生しても吸着回数、Ｚテーブル移動回数を増加させることなく、生産動作を継続することができる。また、大量に使う部品のみを十分に容易すれば、生産動作の継続が可能となり、さらに使いかけの電子部品集合体を残してしまうことを可能な限り削減できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電子部品実装方法の一実施形態について、図１、図２、及び図３を参照して説明する。
【００２３】図１、図３において、生産を開始する（ステップ＃１）と、まず搬送動作（ステップ＃２）でＸＹテーブル部６に基板７を搬入し規正する。生産動作は予め設定されたデータに基づいてインデックス部４を回転させ、電子部品の吸着、装着を繰り返して行く。吸着位置１０でＺテーブル５から電子部品を吸着し（ステップ＃３）、部品切れ判定位置１１で部品切れしているか否かの判定を行う（ステップ＃４）。部品切れしていなければ、吸着している電子部品を装着位置１２で基板７上に装着する（ステップ＃５）。部品切れしている場合は、今回部品切れしていた部品を後に装着するリカバリー動作のためにデータを保存しておく（ステップ＃９）。さらに、今回部品切れした部品のパーツカセットの搭載位置を別の同一部品を装着したパーツカセットの搭載位置に変更する、Ｚオルタレーション動作を行うか否かを判断し（ステップ＃１０）、Ｚオルタレーション動作を行う場合は今回部品切れとなった部品を装備したパーツカセットの搭載位置が一括吸着するグループに属しているか否かを判断する（ステップ＃１１）。一括吸着するグループに属していなければ、従来と同じく部品切れした搭載位置のみのＺオルタレーション動作をするための処理を行う（ステップ＃１２）。ステップ＃１１の判定で一括吸着するグループに属している場合は、今回部品切れした搭載位置グループの移動先となる搭載位置グループの検索処理を行い（ステップ＃１５）、このグループ全体の吸着位置を同一の部品が装備されたパーツカセットの搭載された他の搭載位置のグループから吸着するように切り替えるためのオルタレーション処理を行う（ステップ＃１６）。これらステップ＃１１、＃１５、＃１６を、以下グループオルタレーションと呼ぶ。
【００２４】次に、今回の装着で１枚の基板の生産に必要な全ての電子部品の装着が済んだか否かの判定を行い（ステップ＃６）、まだ全ての電子部品を装着できていなければ、ステップ＃３に戻って次の電子部品を吸着する。その際、オルタレーション処理（ステップ＃１２、又は＃１６）により部品切れの発生した電子部品でも継続して吸着、装着できることになるため、ステップ＃９で保存してあるリカバリーデータを実行できるか否かを判断する（ステップ＃１３）。リカバリーデータの中で実行できるものがあるならば、ステップ＃９で保存されたリカバリーデータの中で実行できるものを選択し、リカバリーデータを元に吸着、装着動作を実行できるようにリカバリー処理を行う（ステップ＃１４）。リカバリーデータが存在しない、あるいはリカバリーデータが存在しても継続して実行できない場合は予め設定されたＮＣプログラムに基づいて次の部品を吸着する（ステップ＃３）。
【００２５】ステップ＃６の判定で、今回の装着で全ての部品を基板７上に装着できていれば、さらに次の基板７を生産するか否かの判定を行う（ステップ＃７）。次の基板７を生産する場合は生産の終わった基板の搬出動作と、次に生産する基板７の搬入動作を行い（ステップ＃２）、生産動作を継続する。次の基板７を生産しない場合はステップ＃８に移行して生産を終了する。
【００２６】次に、部品切れによるリカバリー動作の吸着動作の流れについて、図２を参照して説明する。図２（ａ）で（１）〜（１０）はＺテーブル５上のパーツカセット１３の搭載位置を示す。ここで、Ｚテーブル５の搭載位置（１）〜（８）に部品ａ１、ｂ１、ｃ１、ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ１、ｅ１が搭載されている。ａ（ａ１、ａ２）〜ｅ（ｅ１）などはそれぞれパーツカセット１３に装備された部品の種類を示している。つまり、ａ１、ｂ１、ｃ１・・が部品切れであると判断した際に生産動作を継続するための準備としてａ２、ｂ２、ｃ２・・が搭載されている。
【００２７】図２（ｂ）、（ｃ）は１枚の基板を生産する際の部品を吸着する順序を示している。図２（ｂ）の通常生産を例にとり、これに対し図２（ｃ）では一括吸着する部品の一部が部品切れを起こした後のグループオルタレーション動作による部品の吸着順序を示している。
【００２８】図２（ｂ）の通常生産では、従来例の図７（ｂ）と同様に、先ず搭載位置（１）の部品ａ１、（２）の部品ｂ１、（３）の部品ｃ１を一括吸着ノズル１で一括吸着し、これを更に２回繰り返すことで、部品ａ、ｂ、ｃは１枚の基板７の生産に必要な個数吸着できたことになる。その後、搭載位置（７）から部品ｄ１を一部品吸着ノズル２で吸着し、搭載位置（８）から部品ｅ１を位置部品吸着ノズル１６で吸着する。これら全ての部品を装着することで１枚の基板の生産を終了する。
【００２９】これに対して、搭載位置（１）の部品ａ１が部品切れとなった後の本実施形態のグループオルタレーション動作においては、図２（ｃ）に示すように、まず搭載位置（４）の部品ａ２、（５）の部品ｂ２、（６）の部品ｃ２を一括吸着ノズル１で吸着し、これを更に２回繰り返すことで、部品ａ、ｂ、ｃについて１枚の基板の生産に必要な個数を全て吸着したことになる。次に、搭載位置（７）から部品ｄ１を一部品吸着ノズル２で吸着し、搭載位置（８）から部品ｅ１を位置部品吸着ノズル１６で吸着する。これら全ての部品を装着することで１枚の基板の生産を終了する。
【００３０】
【発明の効果】本発明の電子部品実装方法によれば、以上の説明から明らかなように、一括吸着として同時に吸着する複数部品のうち一部の部品で部品切れが発生しても、グループオルタレーション動作することにより、従来のＺオルタレーション動作のような吸着回数、及びＺテーブルの移動回数を増加させずに済み、また従来のフィーダシフト動作のように全ての部品に対して部品切れの発生した場合のための部品を用意しなくても、大量に使用する部品のみをグループオルタレーション動作させることができるため、搭載するパーツカセットの数を減らすことができ、結果として部品切れの発生に対しても一括吸着による吸着動作時間、Ｚテーブル動作時間を短縮でき、基板１枚当たりの生産時間を短縮する効果を持続することができるとともに、在庫の少ない部品のために部品切れによる生産動作の継続を損なうことがないため、生産性を向上できる。さらに、機種切り替え時の部品供給装置の交換作業を減らすことができ、段取り替えの工数を減らすこともできる。また、使いかけの電子部品集合体を大量に残してしまうことも可能な限り抑えることができるため、部品の在庫管理も簡略化することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）１月１３日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】石原 勝
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２０４９９７ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−４３６６ |
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