(57)【要約】【課題】生産性を低下させることなく生産精度を維持することができる生産システムおよび生産方法ならびに生産ライン管理装置を提供する。【解決手段】生産システム（部品実装システム）は、搬送されたワーク（基板）に作業をする生産設備を複数連結して生産物（実装基板）を生産する生産ライン（部品実装ライン）を備える。生産ラインにおける生産方法には、搬送されたワークに作業をする作業工程（ＳＴ３）と、生産設備の生産状況を取得する生産状況取得工程（ＳＴ４）と、生産状況に基づいて隙間時間を算出する隙間時間算出工程（ＳＴ６）と、隙間時間に基づいて実行可能な自動準備動作を決定する準備動作決定工程（ＳＴ７）と、決定された自動準備動作を実行する自動準備動作工程（ＳＴ１０）を含む。そして、ワークが搬送された生産設備では作業工程（ＳＴ３）が実行され、自動準備動作が実行可能な生産設備では自動準備動作工程（ＳＴ１０）が実行される。【選択図】図１０
2019046836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されたワークに作業をする作業部を有する生産設備を複数連結して生産物を生産する生産ラインを備える生産システムであって、
前記生産設備のそれぞれの生産状況に基づいて、前記生産設備のそれぞれに上流の生産設備から次のワークが搬送されるまでの隙間時間を算出する隙間時間算出部と、
前記隙間時間に基づいて、前記生産設備のそれぞれで実行可能な自動準備動作を決定する準備動作決定部と、を備え、
前記生産設備のそれぞれは、決定された前記自動準備動作を実行する、生産システム。
【請求項２】
前記自動準備動作の優先度を含む優先度テーブルを記憶する記憶部をさらに備え、
前記準備動作決定部は、前記優先度テーブルに含まれる優先度に基づいて、前記自動準備動作を決定する、請求項１に記載の生産システム。
【請求項３】
前記優先度テーブルを更新する更新部をさらに備え、
前記更新部は、実行された前記自動準備動作に基づいて、前記優先度テーブルを更新する、請求項２に記載の生産システム。
【請求項４】
前記更新部は、前記生産設備の生産履歴に基づいて、前記優先度テーブルを更新する、請求項２または３に記載の生産システム。
【請求項５】
前記ワークは、基板であり、
前記生産物は、前記基板に半田を介して部品が実装された実装基板であり、
前記生産ラインは、前記生産設備として前記基板に前記半田を塗布する印刷機、前記半田が塗布された基板に前記部品を搭載する部品実装機、前記部品が搭載された基板を加熱して半田を固化させるリフロー装置、の少なくともいずれかを備える、請求項１から４のいずれかに記載の生産システム。
【請求項６】
搬送されたワークに作業をする作業部を有する生産設備を複数連結して生産物を生産する生産ラインを備える生産システムにおける生産方法であって、
前記生産設備のそれぞれにおいて、搬送されたワークに作業をする作業工程と、
前記生産設備のそれぞれの生産状況を取得する生産状況取得工程と、
前記生産状況に基づいて、前記生産設備のそれぞれに上流の生産設備から次のワークが搬送されるまでの隙間時間を算出する隙間時間算出工程と、
前記隙間時間に基づいて、前記生産設備のそれぞれで実行可能な自動準備動作を決定する準備動作決定工程と、
前記生産設備のそれぞれにおいて、決定された前記自動準備動作を実行する自動準備動作工程と、を含み、
ワークが搬送された前記生産設備では前記作業工程が実行され、前記自動準備動作が実行可能な前記生産設備では前記自動準備動作工程が実行される、生産方法。
【請求項７】
前記自動準備動作の優先度を含む優先度テーブルを記憶する記憶工程をさらに含み、
前記準備動作決定工程において、記憶された前記優先度テーブルに含まれる優先度に基づいて、前記自動準備動作が決定される、請求項６に記載の生産方法。
【請求項８】
記憶された前記優先度テーブルを更新する更新工程をさらに含み、
前記更新工程において、実行された前記自動準備動作に基づいて、前記優先度テーブルが更新される、請求項７に記載の生産方法。
【請求項９】
前記生産設備の生産履歴を取得する生産履歴取得工程をさらに含み、
前記更新工程において、取得された前記生産履歴に基づいて、前記優先度テーブルが更新される、請求項７または８に記載の生産方法。
【請求項１０】
前記ワークは、基板であり、
前記生産物は、前記基板に半田を介して部品が実装された実装基板であり、
前記生産ラインは、前記生産設備として前記基板に前記半田を塗布する印刷機、前記半田が塗布された基板に前記部品を搭載する部品実装機、前記部品が搭載された基板を加熱して半田を固化させるリフロー装置、の少なくともいずれかを備える、請求項６から９のいずれかに記載の生産方法。
【請求項１１】
搬送されたワークに作業をする作業部を有する生産設備を複数連結して生産物を生産する生産ラインを管理する生産ライン管理装置であって、
前記生産設備のそれぞれの生産状況を取得する生産状況取得部と、
前記生産状況に基づいて、前記生産設備のそれぞれに上流の生産設備から次のワークが搬送されるまでの隙間時間を算出する隙間時間算出部と、
前記隙間時間に基づいて、前記生産設備のそれぞれで実行可能な自動準備動作を決定する準備動作決定部と、
実行可能な前記自動準備動作を前記生産設備のそれぞれに指示する準備動作指示部と、を備える、生産ライン管理装置。
【請求項１２】
前記自動準備動作の優先度を含む前記生産設備のそれぞれの優先度テーブルを記憶する記憶部をさらに備え、
前記準備動作決定部は、前記優先度テーブルに含まれる優先度に基づいて、前記自動準備動作を決定する、請求項１１に記載の生産ライン管理装置。
【請求項１３】
前記優先度テーブルを更新する更新部をさらに備え、
前記更新部は、前記準備動作指示部の指示内容に基づいて、前記優先度テーブルを更新する、請求項１２に記載の生産ライン管理装置。
【請求項１４】
前記生産設備のそれぞれの生産履歴を取得する生産履歴取得部をさらに備え、
前記更新部は、前記生産履歴に基づいて、前記優先度テーブルを更新する、請求項１２または１３に記載の生産ライン管理装置。
【請求項１５】
前記ワークは、基板であり、
前記生産物は、前記基板に半田を介して部品が実装された実装基板であり、
前記生産ラインは、前記生産設備として前記基板に前記半田を塗布する印刷機、前記半田が塗布された基板に前記部品を搭載する部品実装機、前記部品が搭載された基板を加熱して半田を固化させるリフロー装置、の少なくともいずれかを備える、請求項１１から１４のいずれかに記載の生産ライン管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産物を生産する生産ラインを備える生産システムおよび生産システムにおける生産方法ならびに生産ライン管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークである基板に部品を実装して生産される実装基板などの生産物は、印刷機、部品実装機、リフロー装置などの複数の生産設備が連結された生産ラインにおいて、ワークを順に搬送しながら作業をすることによって生産される。生産設備には、生産精度を維持するためのキャリブレーションなどの自動準備動作を、生産作業を一時停止して実行する自動準備動作機能が設けられている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の部品実装機では、予め設定された所定時間が経過すると自動的にキャリブレーションが実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３７７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１は、生産作業を一時停止させてキャリブレーションを実行するため生産性が低下するというという課題があった。
【０００５】
そこで本発明は、生産性を低下させることなく生産精度を維持することができる生産システムおよび生産方法ならびに生産ライン管理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の生産システムは、搬送されたワークに作業をする作業部を有する生産設備を複数連結して生産物を生産する生産ラインを備える生産システムであって、前記生産設備のそれぞれの生産状況に基づいて、前記生産設備のそれぞれに上流の生産設備から次のワークが搬送されるまでの隙間時間を算出する隙間時間算出部と、前記隙間時間に基づいて、前記生産設備のそれぞれで実行可能な自動準備動作を決定する準備動作決定部と、を備え、前記生産設備のそれぞれは、決定された前記自動準備動作を実行する。
【０００７】
本発明の生産方法は、搬送されたワークに作業をする作業部を有する生産設備を複数連結して生産物を生産する生産ラインを備える生産システムにおける生産方法であって、前記生産設備のそれぞれにおいて、搬送されたワークに作業をする作業工程と、前記生産設備のそれぞれの生産状況を取得する生産状況取得工程と、前記生産状況に基づいて、前記生産設備のそれぞれに上流の生産設備から次のワークが搬送されるまでの隙間時間を算出する隙間時間算出工程と、前記隙間時間に基づいて、前記生産設備のそれぞれで実行可能な自動準備動作を決定する準備動作決定工程と、前記生産設備のそれぞれにおいて、決定された前記自動準備動作を実行する自動準備動作工程と、を含み、ワークが搬送された前記生産設備では前記作業工程が実行され、前記自動準備動作が実行可能な前記生産設備では前記自動準備動作工程が実行される。
【０００８】
本発明の生産ライン管理装置は、搬送されたワークに作業をする作業部を有する生産設備を複数連結して生産物を生産する生産ラインを管理する生産ライン管理装置であって、前記生産設備のそれぞれの生産状況を取得する生産状況取得部と、前記生産状況に基づいて、前記生産設備のそれぞれに上流の生産設備から次のワークが搬送されるまでの隙間時間を算出する隙間時間算出部と、前記隙間時間に基づいて、前記生産設備のそれぞれで実行可能な自動準備動作を決定する準備動作決定部と、実行可能な前記自動準備動作を前記生産設備のそれぞれに指示する準備動作指示部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、生産性を低下させることなく生産精度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態の部品実装システムの構成説明図
【図２】本発明の一実施の形態の部品実装機の平面図
【図３】本発明の一実施の形態の部品実装機の構成説明図
【図４】本発明の一実施の形態の部品実装システムの制御系の構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態の部品実装ラインが備える生産設備の作業時間の説明図
【図６】本発明の一実施の形態の部品実装ラインの生産状況の一例を示す説明図
【図７】本発明の一実施の形態の部品実装ラインの生産状況と隙間時間の一例を示す説明図
【図８】本発明の一実施の形態の部品実装ラインが備える生産設備の自動準備動作と処理時間を示す説明図
【図９】本発明の一実施の形態の部品実装システムで使用される優先度テーブルの一例を示す説明図
【図１０】本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける生産方法のフローを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、部品実装システム、部品実装ライン、生産設備の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図２、及び後述する一部では、水平面内で互いに直交する２軸方向として、基板搬送方向のＸ方向（図２における左右方向）、基板搬送方向に直交するＹ方向（図２における上下方向）が示される。図３では、水平面と直交する高さ方向としてＺ方向（図３における上下方向）が示される。Ｚ方向は、部品実装機が水平面上に設置された場合の上下方向または直交方向である。
【００１２】
まず図１を参照して部品実装システム１の構成について説明する。部品実装システム１は、基板搬送方向の上流（図１における左側）から順番に、生産設備である基板供給装置２、印刷機３、第１部品実装機Ｍ１、第２部品実装機Ｍ２、第３部品実装機Ｍ３、第４部品実装機Ｍ４、第５部品実装機Ｍ５、第６部品実装機Ｍ６、第７部品実装機Ｍ７、第８部品実装機Ｍ８、第９部品実装機Ｍ９、リフロー装置４、基板回収装置５を備えている。
【００１３】
各生産設備は、ベルトコンベアを有する基板搬送装置と、搬送された基板（ワーク）に作業をする作業部を備えている。各生産設備の基板搬送装置は、上流と下流の生産設備の基板搬送装置と連結されている。各生産設備は、基板搬送装置で基板を上流から下流に搬送しながら実装基板（生産物）を生産する部品実装ライン６（生産ライン）を形成している。
【００１４】
以下、第１部品実装機Ｍ１、第２部品実装機Ｍ２、第３部品実装機Ｍ３、第４部品実装機Ｍ４、第５部品実装機Ｍ５、第６部品実装機Ｍ６、第７部品実装機Ｍ７、第８部品実装機Ｍ８、第９部品実装機Ｍ９を区別する必要がない場合は、部品実装機Ｍ１〜Ｍ９と略記する。
【００１５】
図４において、基板供給装置２、印刷機３、部品実装機Ｍ１〜Ｍ９、リフロー装置４、基板回収装置５は、それぞれ通信部３４，４４，５５，６４，７４を備えている。各通信部３４，４４，５５，６４，７４は、有線または無線による通信ネットワーク７によって管理コンピュータ８が備える通信部８５と接続されており、管理コンピュータ８との間でデータの送受信を行うことができる。管理コンピュータ８は、部品実装ライン６の各装置の生産状況、生産履歴を受信して、部品実装ライン６における実装基板の製造を統括する。
【００１６】
図１、図４を参照して、部品実装ライン６を構成する各装置の構成について説明する。基板供給装置２は、供給記憶部３２が記憶する基板供給データに基づいて、供給制御部３１が複数の基板を収納するラックを含む供給作業部３３（作業部）を制御することにより、ラックから基板を取り出して下流の装置に供給する機能を有する。
【００１７】
印刷機３は、印刷記憶部４２が記憶する半田印刷データに基づいて印刷制御部４１が印刷作業部４３（作業部）を制御することにより、メタルマスクを介して基板にペースト状のクリーム半田を塗布（印刷）する印刷作業を実行する機能を有する。また、印刷作業部４３は、メタルマスクの下面に付着したクリーム半田を除去するマスククリーニングを実行するクリーニング部（図示省略）を備えている。印刷機３は、所定枚数の基板にクリーム半田を塗布する毎にマスククリーニングを実行する他、後述する管理コンピュータ８から送信される準備動作指示に従ってマスククリーニングを実行する。なお、基板にクリーム半田を塗布する装置であれば印刷機３に限定されず、例えばクリーム半田塗布機であってもよい。
【００１８】
図１、図４において、リフロー装置４は、リフロー記憶部６２が記憶するリフローデータに基づいて、リフロー制御部６１がリフロー作業部６３（作業部）を制御することにより、部品が搭載された基板を加熱してクリーム半田を融解させた後に固化させて部品を半田付けするリフロー作業を実行する機能を有する。リフロー装置４は、リフロー作業を実行する生産モードの他、作業対象の基板が搬入されるまで加熱ヒータの電力を抑制する省電力モードを有している。リフロー装置４は、管理コンピュータ８から送信される準備動作指示に従って、動作モードを生産モードまたは省電力モードに切り替える。
【００１９】
基板回収装置５は、回収記憶部７２が記憶する基板回収データに基づいて、回収制御部７１が複数の基板を収納するラックを含む回収作業部７３（作業部）を制御することにより、部品が半田付けされた実装基板を回収してラックに収納する機能を有する。
【００２０】
次に図２、図３を参照して、部品実装機Ｍ１〜Ｍ９の構成を説明する。部品実装機Ｍ１〜Ｍ９は、クリーム半田が塗布された基板に部品を搭載する機能を有する。基台１１の上面の中央には、Ｘ方向に基板搬送機構１２が配設されている。基板搬送機構１２は、上流の生産設備から受け渡された基板Ｂを搬送して、以下に説明する部品実装機構による実装作業位置に位置決め保持する。また、基板搬送機構１２は、部品実装作業が完了した基板Ｂを下流の生産設備に搬出する。
【００２１】
基板搬送機構１２の両側方には部品供給部１３が配置されており、部品供給部１３には複数のテープフィーダ１４が並設されている。テープフィーダ１４は実装対象の部品Ｄを保持したキャリヤテープ１５をピッチ送りすることにより、部品実装機構による部品吸着位置１４ａに部品Ｄを供給する。
【００２２】
図２、図３において、基台１１の上面においてＸ方向の一方側の端部には、Ｙ方向にリニア駆動機構を備えたＹ軸ビーム１６が配設されている。Ｙ軸ビーム１６には、同様にリニア駆動機構を備えた２基のＸ軸ビーム１７が、Ｙ方向に移動自在に結合されている。２基のＸ軸ビーム１７には、それぞれ実装ヘッド１８がＸ方向に移動自在に装着されている。実装ヘッド１８は、複数の保持ヘッドＮＰ（ここでは、８個の保持ヘッドＮＰ１〜ＮＰ８）を備えており、それぞれの保持ヘッドＮＰの下端部には、部品Ｄを吸着して保持し個別に昇降可能な吸着ノズル１９が装着されている。
【００２３】
各保持ヘッドＮＰは、吸着ノズル１９の下端の開口から流入する大気の流量を計測する流量センサ１８ａを備えている。流量センサ１８ａの計測結果より、部品Ｄが吸着ノズル１９に吸着されていない、または、正しい姿勢で吸着されていない吸着エラーが検出される。また、テープフィーダ１４の部品吸着位置１４ａに供給されている部品Ｄの上方に保持ヘッドＮＰを移動させ、吸着ノズル１９を下降させながら流量センサ１８ａにより大気の流量を計測することで、吸着ノズル１９の開口が部品Ｄの上面に当接する吸着高さを計測することができる。
【００２４】
計測された吸着高さは、吸着ノズル１９を下降させる際の下降量の補正に使用される。この吸着高さ計測は、部品Ｄが交換された時、部品Ｄが補給された時、吸着ノズル１９が交換された時に実行される他、管理コンピュータ８から送信される準備動作指示に従って実行される。各保持ヘッドＮＰは、圧縮空気供給部（図示省略）から供給される圧縮空気を吸着ノズル１９の開口から噴出させ、吸着ノズル１９の開口に付着したゴミなどを除去するノズルブロー清掃を実行することができる。保持ヘッドＮＰは、管理コンピュータ８から送信される準備動作指示に従ってノズルブロー清掃を実行する。
【００２５】
図２、図３において、Ｙ軸ビーム１６、Ｘ軸ビーム１７を駆動することにより、実装ヘッド１８はＸ方向、Ｙ方向に移動する。これにより２つの実装ヘッド１８は、それぞれ対応した部品供給部１３に配設されたテープフィーダ１４の部品吸着位置１４ａから部品Ｄを吸着ノズル１９によって吸着して保持する。そして、実装ヘッド１８は、保持した部品Ｄを取り出して（矢印ａ）、基板搬送機構１２に位置決めされた基板Ｂの実装点Ｂａに実装する（矢印ｂ）。
【００２６】
部品供給部１３と基板搬送機構１２との間には、部品認識カメラ２０が配設されている。部品供給部１３から部品Ｄを取り出した実装ヘッド１８が部品認識カメラ２０の上方を移動する際に、部品認識カメラ２０は実装ヘッド１８に保持された部品Ｄを撮像して認識する。実装ヘッド１８が取り付けられた結合プレート１８ｂには、Ｘ軸ビーム１７の下面側に位置して、それぞれ実装ヘッド１８と一体的に移動する基板認識カメラ２１が装着されている。実装ヘッド１８が移動することにより、基板認識カメラ２１は基板搬送機構１２に位置決めされた基板Ｂの上方に移動し、基板Ｂに設けられた基板マーク（図示せず）を撮像して基板Ｂの位置を認識する。
【００２７】
実装ヘッド１８による部品Ｄの基板Ｂへの実装動作においては、部品認識カメラ２０による部品Ｄの認識結果と、基板認識カメラ２１による基板認識結果とを加味して実装位置補正が行われる。このように、Ｙ軸ビーム１６、Ｘ軸ビーム１７、実装ヘッド１８、部品認識カメラ２０、基板認識カメラ２１は、部品Ｄを保持した実装ヘッド１８を移動させることにより、部品Ｄを基板Ｂに移送して実装する作業部である実装作業部５３（図４参照）を構成する。
【００２８】
また、基板Ｂはワークであり、基板Ｂに半田を介して部品Ｄが実装された実装基板は生産物であり、印刷機３、部品実装機Ｍ１〜Ｍ９、リフロー装置４は、搬送されたワークに作業をする作業部（印刷作業部４３、実装作業部５３、リフロー作業部６３）を有する生産設備である。そして、印刷機３、部品実装機Ｍ１〜Ｍ９、リフロー装置４を備える部品実装ライン６は、生産設備を複数連結して生産物を生産する生産ラインとなる。
【００２９】
図２、図３において、実装動作では、部品認識カメラ２０による部品Ｄの認識結果より、吸着ノズル１９に吸着された部品Ｄが認識されない認識エラーが検出される。認識エラーが頻発する場合は、部品Ｄを認識する際の部品認識カメラ２０の認識領域、カメラの設定などを調整する認識ティーチが実行される。認識ティーチは、部品Ｄの交換後や、認識エラーの発生頻度が所定値を超過した場合などの他、管理コンピュータ８から送信される準備動作指示に従って実行される。
【００３０】
部品認識カメラ２０による部品Ｄを吸着していない吸着ノズル１９の認識結果より吸着ノズル１９の開口の所定の位置からの位置ずれを補正するための補正値を算出するノズル先端補正が行われる。ノズル先端補正は、部品Ｄを基板Ｂに実装した際の位置ずれが大きい場合や吸着ノズル１９を交換した後などの他、管理コンピュータ８から送信される準備動作指示に従って実行される。
【００３１】
また、実装動作における装置内の原点を計測して補正するキャリブレーションの際は、部品認識カメラ２０の上方で部品Ｄを吸着していない吸着ノズル１９を回転させながら回転中心を認識し、補正値を算出する。キャリブレーションは、実装ヘッド１８、吸着ノズル１９の交換した後などの他、管理コンピュータ８から送信される準備動作指示に従って実行される。
【００３２】
吸着エラーが頻発する場合は、基板認識カメラ２１をその部品Ｄを供給するテープフィーダ１４の上方に移動させて撮像した部品吸着位置１４ａの部品Ｄの認識結果より、部品Ｄの吸着位置の補正値を算出する吸着位置ティーチが行われる。吸着位置ティーチは、部品Ｄの交換後、吸着エラーの発生頻度が所定値を超過した場合などの他、管理コンピュータ８から送信される準備動作指示に従って実行される。
【００３３】
部品Ｄが交換された際などは、基板認識カメラ２１により撮像した部品吸着位置１４ａに供給された部品Ｄの認識結果より、部品Ｄの上面に印字された文字、部品Ｄの向きなど検出して記憶された情報と照合する吸着前検査が実行される。吸着前検査は、部品Ｄの交換後の他、管理コンピュータ８から送信される準備動作指示に従って実行される。
【００３４】
図２において、基台１１の上面には、基板搬送機構１２に位置決めされた状態の基板Ｂを周囲から囲む配置で、経時変化を検出するための４つの位置基準ポスト２２が立設されている。位置基準ポスト２２には、時計回りに（１）〜（４）の番号が付番されており、それぞれを個別に特定できるようになっている。そして、基板認識カメラ２１によって位置基準ポスト２２（１）〜２２（４）の位置を認識することにより、Ｙ軸ビーム１６、Ｘ軸ビーム１７などの熱変形により実装ヘッド１８が正規状態から変位する経時変化が検出される。
【００３５】
検出された経時変化より、基板搬送機構１２に位置決めされた基板Ｂの実装点Ｂａへの部品Ｄの実装の補正値が算出される。経時変化による補正値を算出する経時変化補正は、実装作業が所定の継続時間、または所定の実装部品数を超過した際などの他、管理コンピュータ８から送信される準備動作指示に従って実行される。
【００３６】
図３において、部品供給部１３には、台車２３が結合されている。台車２３の上部のフィーダベース２３ａには、複数のテープフィーダ１４がＸ方向に並んで取り付けられている。台車２３には、キャリヤテープ１５を巻回収納するリール２４が保持されている。テープフィーダ１４に挿入されたキャリヤテープ１５は、テープフィーダ１４に内蔵されるテープ送り機構１４ｂにより一定間隔でピッチ送りされ、キャリヤテープ１５が格納する部品Ｄが部品吸着位置１４ａに順に供給される。
【００３７】
部品Ｄが取り出されてテープフィーダ１４から排出された空のキャリヤテープ１５は、台車２３に備えられたテープ回収装置２５に取り込まれる。テープ回収装置２５はテープカッタ２５ａを備えており、空のキャリヤテープ１５を切断して回収する。空のキャリヤテープ１５を切断するテープカットは、取り込んだ空のキャリヤテープ１５が所定の長さになった場合などの他、管理コンピュータ８から送信される準備動作指示に従って実行される。
【００３８】
台車２３には、台車の高さを計測するための高さ計測部（図示省略）が設けられている。実装ヘッド１８を高さ計測部の上方に移動させ、吸着ノズル１９を下降させながら流量センサ１８ａにより大気の流量を計測することで、台車高さを計測することができる。計測された台車高さより台車高さ補正値が算出され、吸着ノズル１９を下降させる際の下降量の補正に使用される。この台車高さ補正は、台車２３が部品供給部１３に結合された時に実行される他、管理コンピュータ８から送信される準備動作指示に従って実行される。
【００３９】
図２において、部品供給部１３と基板搬送機構１２との間には、部品廃棄部２６、荷重計測部２７、ＬＣＲ計測部２８が配設されている。部品廃棄部２６には、吸着エラーや認識エラーが検出されて基板Ｂに実装されなかった部品Ｄ、認識ティーチで使用された部品Ｄなどが廃棄される。荷重計測部２７は、吸着ノズル１９を下降させて、吸着ノズル１９に加わる荷重を計測する。計測結果より、実装動作における吸着ノズル１９の下降量が補正される。この荷重チェックは、吸着ノズル１９が交換された後、所定量の実装動作が実行された後の他、管理コンピュータ８から送信される準備動作指示に従って実行される。
【００４０】
ＬＣＲ計測部２８は、吸着ノズル１９に保持された部品Ｄのインダクタンス値、容量値、抵抗値などを計測する。計測結果を実装データに含まれる値と照合することにより、供給する部品Ｄの間違いや不良が検出される。このＬＣＲ定数チェックは、テープフィーダ１４が供給する部品Ｄが交換、補給された後の他、管理コンピュータ８から送信される準備動作指示に従って実行される。
【００４１】
図２において、部品供給部１３の一部には、ヘッドメンテナンスユニット２９が装着されている。ヘッドメンテナンスユニット２９は、保持ヘッドＮＰ１〜ＮＰ８の有するシャフトの検査、清掃などのヘッドメンテナンスを自動で実行する機能を有している。ヘッドメンテナンスの際は、保持ヘッドＮＰ１〜ＮＰ８を順にヘッドメンテナンスユニット２９にアクセスさせる。ヘッドメンテナンスは、実装ヘッド１８の交換された後、所定量の実装動作が実行された後の他、管理コンピュータ８から送信される準備動作指示に従って実行される。
【００４２】
このように、流量センサ１８ａ、保持ヘッドＮＰ１〜ＮＰ８、部品認識カメラ２０、基板認識カメラ２１、テープカッタ２５ａ、荷重計測部２７、ＬＣＲ計測部２８、ヘッドメンテナンスユニット２９は、吸着高さ計測、台車高さ補正、ノズルブロー清掃、認識ティーチ、ノズル先端補正、キャリブレーション、吸着位置ティーチ、吸着前検査、経時変化補正、テープカット、荷重チェック、ＬＣＲ定数チェック、ヘッドメンテナンスなどの自動準備動作を実行する準備動作部５４（図４参照）を構成する。
【００４３】
次に図４を参照して、部品実装システム１の制御系の構成について説明する。部品実装機Ｍ１〜Ｍ９は、実装記憶部５２が記憶する実装データに基づいて実装制御部５１が実装作業部５３を制御することにより、実装動作を実行する。また、部品実装機Ｍ１〜Ｍ９は、実装記憶部５２が記憶する補正動作データに基づいて実装制御部５１が準備動作部５４を制御することにより、所定のタイミングで自動準備動作を実行する。また、部品実装機Ｍ１〜Ｍ９は、管理コンピュータ８から送信される準備動作指示に従って実装制御部５１が準備動作部５４を制御することにより、自動準備動作を実行する。
【００４４】
管理コンピュータ８は、管理制御部８１、管理記憶部８２、入力部８３、表示部８４、通信部８５を備えている。入力部８３は、キーボード、タッチパネル、マウスなどの入力装置であり、操作コマンドやデータ入力時などに用いられる。表示部８４は液晶パネルなどの表示装置であり、管理記憶部８２が記憶する各種情報などを表示する。管理制御部８１はＣＰＵ機能を備える演算処理装置であり、内部処理機能として生産状況取得部８１ａ、生産履歴取得部８１ｂ、隙間時間算出部８１ｃ、準備動作決定部８１ｄ、準備動作指示部８１ｅ、更新部８１ｆを備えている。管理記憶部８２は記憶装置であり、生産状況情報８２ａ、生産履歴情報８２ｂ、作業時間情報８２ｃ、隙間時間情報８２ｄ、準備動作情報８２ｅ、優先度テーブル８２ｆなどを記憶する。
【００４５】
図４において、生産状況取得部８１ａは、部品実装ライン６（生産ライン）を構成する各生産設備より、生産設備のそれぞれの生産状況を所定のタイミングで取得する。生産状況としては、各生産設備の作業部が搬送された基板Ｂ（ワーク）に生産作業を実行している「生産中」、作業部に基板Ｂを搬入している「搬入中」、作業部から基板Ｂを搬出している「搬出中」、上流の生産設備から基板Ｂが搬入されるのを待っている「搬入待ち」、下流の生産設備に基板Ｂを搬出可能になるのを待っている「搬出待ち」、作業エラーや部材補給待ちなどで生産作業が停止している「停止中」などがある。取得された生産状況は、生産状況情報８２ａとして管理記憶部８２に記憶される。
【００４６】
生産履歴取得部８１ｂは、部品実装ライン６を構成する各生産設備より、生産設備のそれぞれの生産履歴を所定のタイミングで取得する。生産履歴としては、作業部で実行された生産作業の回数、連続作業時間、累積作業時間、生産設備で実行された前回の自動準備動作からの経過時間などがある。取得された生産履歴は、生産履歴情報８２ｂとして管理記憶部８２に記憶される。作業時間情報８２ｃには、各生産設備で実行される基板Ｂ毎の作業時間および搬送時間が生産される実装基板の種類別に含まれている。
【００４７】
ここで図５を参照して、作業時間情報８２ｃの一例について説明する。基板供給装置２は、基板Ｂに対する加工作業がないため作業時間が０秒で、ラックから基板Ｂを取り出して下流の印刷機３に搬出する搬送時間が５秒である。印刷機３は、基板Ｂに対する印刷作業の作業時間が１０秒で、印刷後の基板Ｂを下流の第１部品実装機Ｍ１に搬出する搬送時間が５秒である。部品実装機Ｍ１〜Ｍ９は、基板Ｂに対する実装作業の作業時間が３０秒で、実装後の基板Ｂを下流の生産設備に搬出する搬送時間が５秒である。
【００４８】
リフロー装置４は、リフロー作業部６３で基板Ｂを下流に搬送しながらリフロー作業を実行するため、便宜上、作業時間を０秒として、リフロー作業の時間と部品Ｄが半田付けされた基板Ｂを下流の基板回収装置５に搬出する時間の合算の６０秒を搬送時間としている。基板回収装置５は、基板Ｂに対する加工作業がないため作業時間が０秒で、部品Ｄが半田付けされた基板Ｂをラックに回収する時間はリフロー装置４が基板Ｂを搬出する時間に含まれるため、便宜上、搬送時間を０秒としている。
【００４９】
図４において、隙間時間算出部８１ｃは、生産状況情報８２ａに含まれる生産状況、作業時間情報８２ｃに含まれる作業時間と搬送時間に基づいて、生産設備のそれぞれに上流の生産設備から次の基板Ｂ（ワーク）が搬送されるまでの隙間時間を算出する。隙間時間算出部８１ｃは、生産状況が更新された時など所定のタイミングで隙間時間を算出する。算出された隙間時間は、隙間時間情報８２ｄとして管理記憶部８２に記憶される。
【００５０】
ここで図６、図７を参照して、部品実装ライン６の生産状況と算出された隙間時間の一例について説明する。図６は、部品実装ライン６の印刷機３と部品実装機Ｍ１〜Ｍ３の生産状況を模式的に表している。図６、図７において、印刷機３の生産状況は「搬出中」で、印刷後の基板Ｂ（３）を下流の第１部品実装機Ｍ１に搬出している。第１部品実装機Ｍ１の生産状況は「搬入中」で、基板Ｂ（３）を搬入している。また、基板供給装置２の生産状況は「搬出中」で、次の基板Ｂ（４）（図示省略）を印刷機３に搬出している。このように、基板Ｂを搬送中の基板供給装置２、印刷機３、第１部品実装機Ｍ１の隙間時間は０秒である。
【００５１】
第２部品実装機Ｍ２の生産状況は「搬入待ち」で、次の基板Ｂ（３）の搬入を待っている。そして、上流の第１部品実装機Ｍ１の生産状況が「搬入中」であるため、少なくとも第１部品実装機Ｍ１の作業時間（３０秒）の間は次の基板Ｂ（３）は搬入されない。そこで、隙間時間算出部８１ｃは、第２部品実装機Ｍ２の隙間時間を３０秒と算出する。第３部品実装機Ｍ３の生産状況は「搬入待ち」で、次の基板Ｂ（３）の搬入を待っている。そこで、隙間時間算出部８１ｃは、第３部品実装機Ｍ３の隙間時間を、上流の第２部品実装機Ｍ２の隙間時間（３０秒）に第２部品実装機Ｍ２の作業時間（３０秒）と搬送時間（５秒）を加算した６５秒と算出する。
【００５２】
図６、図７において、第４部品実装機Ｍ４から第７部品実装機Ｍ７の生産状況は「搬入待ち」で、次の基板Ｂ（３）の搬入を待っている。そこで同様に、隙間時間算出部８１ｃは、第４部品実装機Ｍ４の隙間時間が１００秒、第５部品実装機Ｍ５が１３５秒、第６部品実装機Ｍ６が１７０秒、第７部品実装機Ｍ７が２０５秒と算出する。
【００５３】
第８部品実装機Ｍ８の生産状況は「生産中」で、基板Ｂ（２）に対して部品実装作業を行っている。第９部品実装機Ｍ９の生産状況は「搬出中」で、部品実装後の基板Ｂ（１）を下流のリフロー装置４に搬出している。リフロー装置４の生産状況は「生産中」で、リフロー作業が実行されている。基板回収装置５の生産状況は「搬入中」で、上流のリフロー装置４から基板Ｂが搬送されている。このように、生産作業中または基板Ｂを搬送中の第８部品実装機Ｍ８、第９部品実装機Ｍ９、リフロー装置４、基板回収装置５の隙間時間は０秒である。
【００５４】
図４において、準備動作情報８２ｅには、各生産設備で実行される自動準備動作の処理時間が、生産設備と自動準備動作の項目に関連付けて記憶されている。優先度テーブル８２ｆには、生産設備のそれぞれに対応して、隙間時間に実行される自動準備動作の優先度が記憶されている。図８に、準備動作情報８２ｅに含まれる印刷機３、部品実装機Ｍ１〜Ｍ９、リフロー装置４における自動準備動作と処理時間の一例を示す。図９に、第７部品実装機Ｍ７の優先度テーブル８２ｆの一例を示す。優先度テーブル８２ｆには、自動準備動作が優先度に従って表示されている。
【００５５】
図４において、準備動作決定部８１ｄは、隙間時間情報８２ｄに含まれる隙間時間、優先度テーブル８２ｆに含まれる優先度に基づいて、生産設備のそれぞれで実行可能な自動準備動作を決定する。図９に示す優先度テーブル８２ｆには、図７に示す第７部品実装機Ｍ７の隙間時間（２０５秒）と、図９に示す優先度テーブル８２ｆに含まれる優先度に基づいて、準備動作決定部８１ｄによって決定された自動準備動作に斜線でハッチングしてある。すなわち、準備動作決定部８１ｄは、２０５秒の隙間時間で実行可能な自動準備動作を、優先度テーブル８２ｆから優先度の高い順に選択する。
【００５６】
より具体的には、優先度が上位（１〜５）の経時変化補正、吸着位置ティーチ、ヘッドメンテナンス（ＮＰ７）、ヘッドメンテナンス（ＮＰ８）、ノズルブロー清掃が、実行可能な自動準備動作として選択されている。さらに、隙間時間（２０５秒）からこれら５項目の処理時間の合計（１８５秒）を減じた残りの隙間時間（２０秒）で実行可能な自動準備動作として、優先度が１２のテープカットが選択されている。
【００５７】
図４において、準備動作指示部８１ｅは、実行可能な自動準備動作を生産設備のそれぞれに指示する。図９に示す例では、準備動作指示部８１ｅは、準備動作決定部８１ｄによって決定されてハッチングされた自動準備動作を実行する命令（準備動作指示）を第７部品実装機Ｍ７に送信する。第７部品実装機Ｍ７は、準備動作指示部８１ｅから送信される準備動作指示に従って、自動準備動作を実行する。
【００５８】
更新部８１ｆは、生産設備で自動準備動作が実行され、生産設備より送信された自動準備動作の終了報告を受信すると、優先度テーブル８２ｆを更新する。生産設備より自動準備動作の終了報告が送信されない場合は、更新部８１ｆは、準備動作指示部８１ｅの指示内容に基づいて、優先度テーブル８２ｆを更新する。例えば図９に示す例では、ヘッドメンテナンス（ＮＰ７）、ヘッドメンテナンス（ＮＰ８）が実行されると、更新部８１ｆによって、ヘッドメンテナンス（ＮＰ７）、ヘッドメンテナンス（ＮＰ８）の優先度はヘッドメンテナンス（ＮＰ６）より低くなるように更新される。
【００５９】
また、更新部８１ｆは、生産履歴情報８２ｂに含まれる生産履歴に基づいて、優先度テーブル８２ｆの優先度を更新する。例えば、更新部８１ｆは、認識エラーが所定の頻度を超過した吸着ノズル１９の認識ティーチの優先度を上げ、吸着エラーが所定の頻度を超過した部品Ｄの吸着位置ティーチ、その部品Ｄを吸着する吸着ノズル１９のノズル先端補正、その吸着ノズル１９が装着された保持ヘッドＮＰのヘッドメンテナンスの優先度を上げる。
【００６０】
次に図１０のフローに沿って、部品実装システム１（生産システム）における実装基板（生産物）の生産方法について説明する。まず、管理コンピュータ８の管理記憶部８２（記憶部）に、自動準備動作の優先度を含む優先度テーブル８２ｆが記憶される（ＳＴ１：記憶工程）。次いで部品実装ライン６が備える生産設備のそれぞれにおいて、作業対象の基板Ｂが搬入されたか否かが判断される（ＳＴ２：基板搬入判定工程）。基板Ｂが搬入された生産設備では（ＳＴ２においてＹｅｓ）、搬入された基板Ｂに対する生産作業が実行される（ＳＴ３：作業工程）。作業が終了した生産設備は、基板搬入判定工程（ＳＴ２）に戻って次の基板Ｂの搬入が判定される。すなわち、作業工程（ＳＴ３）では、生産設備のそれぞれにおいて、搬送された基板Ｂ（ワーク）に作業をする。
【００６１】
基板Ｂが搬入されていない場合（ＳＴ２においてＮｏ）、管理コンピュータ８において、生産状況取得部８１ａが生産設備のそれぞれの生産状況を取得し（ＳＴ４：生産状況取得工程）、生産履歴取得部８１ｂが生産設備の生産履歴を取得する（ＳＴ５：生産履歴取得工程）。次いで隙間時間算出部８１ｃは、生産状況、作業時間、搬送時間に基づいて、生産設備のそれぞれに上流の生産設備から次の基板Ｂ（ワーク）が搬送されるまでの隙間時間を算出する（ＳＴ６：隙間時間算出工程）。次いで準備動作決定部８１ｄは、隙間時間、記憶された優先度テーブル８２ｆに含まれる優先度に基づいて、生産設備のそれぞれで実行可能な自動準備動作を決定する（ＳＴ７：準備動作決定工程）。
【００６２】
図１０において、次いで生産設備で実行可能な自動準備動作がある場合（ＳＴ８においてＹｅｓ）、準備動作指示部８１ｅは、その生産設備に準備動作決定工程（ＳＴ７）において決定された自動準備動作を実行するように指示をする（ＳＴ９：自動準備動作実行指示工程）。実行指示を受けた生産設備は、指示された自動準備動作を実行する（ＳＴ１０：自動準備動作工程）。すなわち、自動準備動作工程（ＳＴ１０）において、生産設備のそれぞれにおいて、決定された自動準備動作が実行される。
【００６３】
自動準備動作が実行されると、更新部８１ｆは、実行された自動準備動作に基づいて、記憶されたその生産設備の優先度テーブル８２ｆを更新する（ＳＴ１１：更新工程）。また、更新部８１ｆは、取得された生産履歴に基づいて、優先度テーブル８２ｆを更新する。これによって、認識エラーや吸着エラーの発生頻度など、生産設備の状態を考慮して、自動準備動作の優先度を決定することができる。指示された自動準備動作を実行し（ＳＴ１０）、優先度テーブル８２ｆが更新された（ＳＴ１１）生産設備は、基板搬入判定工程（ＳＴ２）に戻って次の基板Ｂの搬入が判定される。
【００６４】
図１０において、生産設備で実行可能な自動準備動作がない場合（ＳＴ８においてＮｏ）、準備動作指示部８１ｅは、その生産設備に次の基板Ｂが搬入されるまで待機するように指示をする（ＳＴ１２：待機指示工程）。待機指示を受けた生産設備は、基板搬入判定工程（ＳＴ２）に戻って、次の基板Ｂが搬入されるか（ＳＴ２においてＹｅｓ）、自動準備動作が指示されるまで（ＳＴ８においてＹｅｓ）待機する。
【００６５】
このように、部品実装システム１における生産方法では、基板Ｂ（ワーク）が搬送された生産設備では（ＳＴ２においてＹｅｓ）作業工程（ＳＴ３）が実行され、隙間時間に自動準備動作が実行可能な生産設備では（ＳＴ８においてＹｅｓ）自動準備動作工程（ＳＴ１０）が実行される。これによって、部品実装ライン６の生産性を低下させることなく生産精度を維持することができる。
【００６６】
上記説明したように、本発明の形態の部品実装システム１は、搬送された基板Ｂ（ワーク）に作業をする作業部を有する生産設備を複数連結して実装基板（生産物）を生産する部品実装ライン６（生産ライン）と、生産設備のそれぞれの生産状況に基づいて、生産設備のそれぞれに上流の生産設備から次のワークが搬送されるまでの隙間時間を算出する隙間時間算出部８１ｃと、隙間時間に基づいて、生産設備のそれぞれで実行可能な自動準備動作を決定する準備動作決定部８１ｄと、を備え、生産設備のそれぞれは、決定された自動準備動作を実行する生産システムとなる。
【００６７】
また、生産設備のそれぞれの生産状況を取得する生産状況取得部８１ａと、隙間時間算出部８１ｃと、準備動作決定部８１ｄと、実行可能な自動準備動作を生産設備のそれぞれに指示する準備動作指示部８１ｅと、を備えて、部品実装ライン６（生産ライン）を管理する管理コンピュータ８は、生産ライン管理装置となる。そして、生産システムおよび生産ライン管理装置は、隙間時間に実行可能な自動準備動作を生産設備に実行させることにより、生産性を低下させることなく生産精度を維持することができる。
【００６８】
なお、上記実施の形態では、管理コンピュータ８が準備動作決定部８１ｄを備える例を説明したが、部品実装機Ｍ１〜Ｍ９などの生産設備が、準備動作決定部８１ｄ、優先度テーブル８２ｆを記憶する記憶部、優先度テーブル８２ｆを更新する更新部８１ｆを備える構成であってもよい。その場合、生産設備のそれぞれにおいて、準備動作決定部８１ｄが管理コンピュータ８から送信された隙間時間と生産設備が記憶する優先度テーブル８２ｆに含まれる優先度に基づいて実行可能な自動準備動作を決定し、更新部８１ｆが実行された自動準備動作に基づいて優先度テーブル８２ｆを更新する。
【００６９】
また、上記実施の形態では、管理コンピュータ８は生産状況を部品実装ライン６の各装置から取得したが、生産計画から生産状況を取得してもよい。生産計画から生産状況を取得する場合、隙間時間算出部８１ｃは、生産計画上で休憩時間や生産準備時間等の生産が停止している時間を隙間時間として算出する。
【００７０】
また、生産状況が「停止中」の場合に生産作業の停止が解消されるまでの所定時間を予め定めておき、隙間時間算出部８１ｃは、その所定時間を隙間時間として算出してもよい。また、所定時間は停止要因によって異なる時間を複数設けてもよいし、所定時間は過去の生産作業の停止が解消されるまでの時間や実験等によって設定するようにしてもよい。なお、生産状況が「停止中」の場合は、生産作業の停止が解消されるまで、「停止中」の生産設備の上流または下流の生産設備において「搬入待ち」または「搬出待ち」が発生する。そこで、隙間時間算出部８１ｃは、生産作業の停止が解消されるまでの所定時間と「搬入待ち」または「搬出待ち」を加味して隙間時間を算出するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の生産システムおよび生産方法ならびに生産ライン管理装置は、生産性を低下させることなく生産精度を維持することができるという効果を有し、部品を基板に実装する分野において有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１  部品実装システム（生産システム）
３  印刷機（生産設備）
４  リフロー装置（生産設備）
Ｍ１〜Ｍ９  部品実装機（生産設備）
６  部品実装ライン（生産ライン）
８  管理コンピュータ（生産ライン管理装置）
Ｂ  基板（ワーク）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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