(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に電子部品を実装する実装作業の各工程を行う電子部品実装用装置であって、当該電子部品実装装置の生産タクトタイムを検出するタクトタイム検出手段と、検出された生産タクトタイムが予め設定された変動幅を超えて変動したならば当該電子部品実装用装置の上流側およびまたは下流側の電子部品実装用装置に対してタクトタイム変更信号を出力する信号出力手段と、他の電子部品実装用装置から出力されたタクトタイム変更信号を承けて当該電子部品実装用装置の動作タクトタイムを変更するタクト設定手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装用装置。
【請求項２】
電子部品実装用装置を複数連結して電子部品実装作業の各工程を行わせることにより基板に電子部品を実装する電子部品実装方法であって、前記各電子部品実装用装置の生産タクトタイムを検出し、検出された生産タクトタイムが予め設定された変動幅を超えて変動したならば、当該電子部品実装用装置の上流側およびまたは下流側の他の電子部品実装用装置に対してタクトタイム変更信号を出力し、前記他の電子部品実装用装置はこのタクトタイム変更信号を承けて動作タクトタイムを変更するようにしたことを特徴とする電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に電子部品を実装する電子部品実装ラインを構成する電子部品実装用装置および電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を基板に実装して実装基板を製作する電子部品実装ラインは、スクリーン印刷装置や実装装置などの各種の電子部品実装用装置を連結して構成される。このような電子部品実装ラインでは、各電子部品実装用装置はそれぞれが連結された状態で稼働するため、電子部品実装ラインでのタクトタイムは、極力高い生産効率を達成できるようできるだけ短いタクトタイムで、しかも各装置間においてタクトタイムにばらつきを生じないようにラインバランスを考慮して設定される。
【０００３】
ところで、電子部品実装用装置のタクトタイムと作業品質とは、一般に背反する傾向を示す場合が多い。例えば基板にクリーム半田を印刷するスクリーン印刷装置の例では、印刷速度を上げると印刷不良の発生度数率が増加する傾向にあり、また電子部品を搭載する実装装置では実装速度を高く設定すると実装ミスの発生度数率が増加する。このため、電子部品実装ラインのタクトタイムの設定に際しては、生産性と品質との兼ね合いを十分に考慮した上で、全体的に見て最も合理的と思われるタクトタイムが設定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように全体的に見て最も合理的と思われるタクトタイムの設定をしていても、実際の製造ラインでは以下に述べるような不合理が発生する。各電子部品実装用装置においては、稼働中に部品切れなどの理由による装置停止以外にも、装置の不具合など予期しない要因により装置停止となったり、設定されたタクトタイムが遵守されずタクト遅延を生じる場合が発生する。このような場合には、当該装置で作業停止または生産遅延が生じるのみならず、同一ラインを構成する他の装置にも不可避的に影響が及ぶ。
【０００５】
すなわち、この装置よりも下流側の装置では、設定されたタクトタイム通りに基板が供給されない結果、装置が稼働しない手待ち時間が生じる。また、上流側の装置では、設定されたタクトタイム通りに生産を継続していても、前述の不具合発生装置の手前で滞留基板が発生する結果、所定滞留量を超えた時点でこれ以上の生産を継続することができず、この場合も同様に手待ち時間が発生する。従って生産量は当初設定されたタクトタイムに見合った量には到達せず、サイクルタイムを低く設定した場合と同様の結果となる。
【０００６】
一方上記のようなタクト遅延状態で生産された基板の品質水準について考えると、個々の基板は当初設定されたタクトタイムに基づいた稼働速度で生産されていることから、本来低めのタクトタイムに設定していれば得られたであろう品質水準よりも低い品質水準しか得られていない。すなわち、本来の生産性と品質とのバランスによって得られる品質水準以下の基板を、より低い生産性で生産したことになり、換言すれば結果として生産工程上での機会損失が生じることとなっていた。
【０００７】
そこで本発明は、生産工程上での機会損失を排除し、生産量に見合った品質を確保することができる電子部品実装用装置および電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品実装用装置は、基板に電子部品を実装する実装作業の各工程を行う電子部品実装用装置であって、当該電子部品実装装置の生産タクトタイムを検出するタクトタイム検出手段と、検出された生産タクトタイムが予め設定された変動幅を超えて変動したならば当該電子部品実装用装置の上流側およびまたは下流側の電子部品実装用装置に対してタクトタイム変更信号を出力する信号出力手段と、他の電子部品実装用装置から出力されたタクトタイム変更信号を承けて当該電子部品実装用装置の動作タクトタイムを変更するタクト設定手段とを備えた。
【０００９】
請求項２記載の電子部品実装方法は、電子部品実装用装置を複数連結して電子部品実装作業の各工程を行わせることにより基板に電子部品を実装する電子部品実装方法であって、前記各電子部品実装用装置の生産タクトタイムを検出し、検出された生産タクトタイムが予め設定された変動幅を超えて変動したならば、当該電子部品実装用装置の上流側およびまたは下流側の他の電子部品実装用装置に対してタクトタイム変更信号を出力し、前記他の電子部品実装用装置はこのタクトタイム変更信号を承けて生産タクトタイムを変更するようにした。
【００１０】
本発明によれば、電子部品実装ラインを構成する電子部品実装用装置の生産タクトタイムを検出し、検出された生産タクトタイムが予め設定された変動幅を超えて変動したならば、当該電子部品実装用装置の上流側およびまたは下流側の他の電子部品実装用装置に対してタクトタイム変更信号を出力し、他の電子部品実装用装置はこのタクトタイム変更信号を承けて動作タクトタイムを変更することにより、外乱要因によっていずれかの電子部品実装用装置のタクトタイムが遅延することによるタクト変動に、実装ラインを構成する全ての装置のタクトタイムを合わせることができ、タクトタイムに見合った品質を確保することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの構成図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装用装置の構成を示すブロック図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの制御信号授受を示すブロック図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装用装置におけるタクトタイムと品質評価値との相関を示すグラフである。
【００１２】
まず図１を参照して電子部品実装ラインについて説明する。図１においてＭ１〜Ｍ４で示す各装置は、電子部品実装ラインを構成する電子部品実装用装置であり、電子部品実装作業の各工程を行う。スクリーン印刷装置Ｍ１は、電子部品実装ラインの最初の作業工程を行うものであり、上流側の前工程装置である基板供給部（図外）から基板を受け渡される。スクリーン印刷装置Ｍ１は、受け渡された基板上の所定位置に電子部品の半田接合用のクリーム半田を印刷する。
【００１３】
クリーム半田印刷後の基板は電子部品実装装置Ｍ２，Ｍ３に送られ、ここで基板上には複数の電子部品が順次搭載される。電子部品搭載後の基板はリフロー装置Ｍ４に送られ、ここで基板が加熱されて電子部品が基板に半田接合され、実装基板が完成する。完成した実装基板は、図外の基板回収部によって回収される。
【００１４】
次に図２を参照して電子部品実装ラインを構成する各電子部品実装用装置（Ｍ１〜Ｍ４）の構成を説明する。図２において、基板搬入・搬出部１は、電子部品実装対象の基板を装置内に搬入・搬出し、また作業機構２に対して位置決めする。作業機構２は、当該電子部品実装用装置に固有の作業機能、すなわちスクリーン印刷や電子部品の搭載などの作業機能を備えた機構部である。作業機構２は、作業動作制御部３によって制御され、また基板搬入・搬出部１の動作は、基板搬送制御部４によって制御される。作業終了後の基板は基板搬入・搬出部１によって下流側装置へ搬出される。
【００１５】
作業動作制御部３および基板搬送制御部４はタクトタイム制御部５と接続されており、タクトタイム制御部５はタクトタイム記憶部６に記憶されたタクトパターンに基づき、作業機構２と基板搬入・搬出部１の動作速度、すなわち当該装置における動作タクトタイムを設定する。タクトタイム制御部５は通信部８と接続されており、図３に示すように、通信部８はオンライン手段９によって電子部品実装ラインを構成する他の電子部品実装用装置の通信部８と接続されている。
【００１６】
ここでタクトタイムおよびタクトパターンについて説明する。本明細書では、一般に用いられる用語としてのタクトタイムを、生産タクトタイムおよび動作タクトタイムの２つに区別して用いている。生産タクトタイムは１つの装置によって実際に生産された生産数量に基づいて、１つの製品あたりどれだけの時間を要したかを表す指標であり、当該装置によって行われた作業の正味時間に、当該装置への基板の搬入および搬出に際して費やした滞留時間を含めたものである。これに対し、動作タクトタイムは１つの装置によって行われる作業動作のみを対象としたタクトタイムであり、作業動作を構成する個別動作の速度や動作インターバルなどを規定することによって予め設定可能となっている。
【００１７】
ここでは、動作タクトタイムは、生産モードすなわち高生産性を目的とした生産性モードかあるいは品質を優先する品質優先モードなど、各種の生産モードに対応したタクトパターンが設定されており、これらのタクトパターンはタクトタイム記憶部６に記憶されている。
【００１８】
そして、選択されたタクトパターンに基づいて装置が稼働している状態において、実際の生産結果に基づいて算出されたタクトタイムが生産タクトタイムである。すなわち、生産タクトタイムは生産過程での全ての要因によって影響され、当該装置自体の状態のみならず、他の装置において発生した事象によっても変動する。
【００１９】
この生産タクトタイムは、基板搬入・搬出部１に上流側より到着して搬入される基板、作業後の下流側へ搬出される基板をタクトタイム検出部７（タクトタイム検出手段）によって監視することによって検出される。すなわち、タクトタイム検出部７は、到着する基板と受け渡される基板とを常に光学センサなどの基板検出手段によって検出し、同一の基板が上流側から当該装置に到着した後、作業後に下流側装置に渡されるまでの時間を計時することによって当該装置における生産タクトタイムを検出する。
【００２０】
検出された生産タクトタイムはタクトタイム制御部５に送られ、ここで、タクトタイムの変動およびタクトタイム変更の要否の判定が行われる。すなわち、タクトタイム制御部５は、検出された生産タクトタイムが予め設定された変動幅を超えて変動したならば、当該電子部品実装用装置の上流側およびまたは下流側の他の電子部品実装用装置に対して通信部８を介してタクトタイム変更信号を出力する。
【００２１】
すなわち、１つの電子部品実装用装置において検出された生産タクトタイムが予め設定された変動幅を超えて変動したならば、この変動はタクトタイム制御部５によって検知され、この検知結果はタクトタイム変更信号として、通信部８を介して上流側およびまたは下流側の他の電子部品実装用装置のタクトタイム制御部５に伝達される。従って、タクトタイム制御部５および通信部８は、タクトタイム変更信号を出力する信号出力手段となっている。
【００２２】
このタクトタイム変更信号を承けた他の電子部品実装用装置では、次の処理が行われる。すなわち、当該他の電子部品実装用装置のタクトタイム制御部５は、通信部８を介してタクトタイム変更信号を受け取ると、変更信号に応じたタクトパターンをタクトタイム記憶部６から読み出して、作業動作制御部３、基板搬送制御部４に対して新たな動作タクトタイムを設定する。すなわち、タクトタイム制御部５は、タクトタイム変更信号を承けて当該電子部品実装用装置の動作タクトタイムを変更するタクト設定手段となっている。これにより、いずれかの装置において生産タクトタイムが遅延した場合には、他の装置においても遅延した状態に応じた動作タクトタイムで稼働する。
【００２３】
このような生産タクトタイムの変動は、最も端的な例では１つの装置がマシントラブルによって稼働停止状態になった場合に発生する。すなわち装置停止の結果当該装置から搬出される基板がなくなることにより、生産タクトタイムの大幅な遅延が検出される。また、電子部品を搭載する実装装置などにおいて、複数備えられた部品吸着用ノズルのうち幾つかが使用不能になったような場合には、不良ノズルの割合に応じて生産数量が減少し、結果として生産タクトタイムの遅延が発生する。
【００２４】
ここで、電子部品実装ラインにおける動作タクトタイムと生産品質との相関について図４を参照して説明する。図４は、動作タクトタイムＴと品質評価値Ｑとの相関を示すものであり、一般に動作タクトタイムが短くなるほど、すなわち装置の作業機構部の動作速度が高速になるほど不具合項目の発生度数率が増加し、品質評価値は低下する。例えばスクリーン印刷においてスキージング速度を過度に高速にすると安定した印刷が行えず、印刷品質は低下する。
【００２５】
また電子部品の搭載においても、移載ヘッドの動作速度を過度に高速に設定したり、または所定のタイミングで必要とされる動作安定時間を省いたりすると、部品を正確に安定して移載することができず、実装品質が低下する。このように、高生産性を確保するために動作タクトタイムを短縮することと、各動作を安定させて高品質を保つこととは一般に背反する性格を有しているため、タクトタイムの設定においては生産性と品質との兼ね合いを合理的に勘案することが求められる。
【００２６】
ところで、電子部品実装用装置の稼働時には各種の原因によって生産タクトタイムが一定に保たれず、１つの装置において予め設定された動作タクトタイムＴ１を維持できず、これよりも遅延した生産タクトタイムＴ２でしか稼働できないような状態となる場合がある。このような場合において、従来は当該装置以外の各装置は予め設定された動作タクトタイムＴ１に従って動作していた。従って、この場合には生産された基板の品質は、いずれの装置においても平均値においてこの動作タクトタイムＴ１に対応した品質評価値Ｑ１のものが得られていた。
【００２７】
ところが、生産性の観点から見ればこの間の実際の生産数量は、結果として全ての装置が動作タクトタイムＴ２で稼働した場合と異なるところがなく、予定した生産性は達成されていない。本来ならば動作タクトタイムＴ２で各装置を稼働させていれば、平均してこの動作タクトタイムＴ２に対応した品質評価値Ｑ２となるべきであったところ、機会損失によって実際には品質評価値Ｑ１しか得られていなかったことになる。
【００２８】
これに対し、本実施の形態に示す例では、いずれかの装置において生産タクトタイムの変動、すなわち生産タクトタイム遅延を来す事象が発生しこの遅延が予め設定された変動幅を超えた場合には、上流側および下流側の他の装置のタクトパターンを予め設定された遅速パターンに変更するようにしている。すなわち、不可避的に発生する生産タクトタイム遅延時には、品質優先モードに対応したタクトパターンに変更する。
【００２９】
これにより、生産性を優先したモードに対応したタクトパターンに従って生産動作を継続しながら、他方では生産タクトタイム遅延が生じた他の装置の影響によって手待ち時間が生じ、全体として生産工程上での機会損失を発生させるという不合理を排除することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、電子部品実装システムを構成する電子部品実装用装置の生産タクトタイムを検出し、検出された生産タクトタイムが予め設定された変動幅を超えて変動したならば、当該電子部品実装用装置の上流側およびまたは下流側の他の電子部品実装用装置に対してタクトタイム変更信号を出力し、他の電子部品実装用装置はこのタクトタイム変更信号を承けて動作タクトタイムを変更するようにしたので、外乱要因によっていずれかの電子部品実装用装置のタクトタイムが遅延することによるタクト変動に、実装ラインを構成する全ての装置のタクトタイムを合わせることができ、タクトタイムに見合った品質を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの構成図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装用装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの制御信号授受を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装用装置におけるタクトタイムと品質評価値との相関を示すグラフ
【符号の説明】
５  タクトタイム制御部
６  タクトタイム記憶部
７  タクトタイム検出部
８  通信部
Ｑ  品質評価値
Ｔ  タクトタイム
【図１】
0003562450.tif 000002
【図２】
0003562450.tif 000003
【図３】
0003562450.tif 000004
【図４】
0003562450.tif 000005