(57)【要約】【課題】上位コンピュータを必要とすることなく、基板の種類に対応した段取り替えを実行できるようにする。【解決手段】基板の搬送ラインに沿って複数の部品実装機３が配列され、その各部品実装機３に、上流側設備１２および下流側設備１４との間で情報の通信を行う情報通信手段１１，１３と、基板の種類に対応した段取り替えを行う段取り替え機構９と、上流側設備から送信された基板情報を記憶する記憶手段１６と、この記憶手段１６に記憶された基板情報に基づいて自設備の段取り替えを行うように上記段取り替え機構９を制御するとともに、部品を実装した基板を搬出する際に上記情報通信手段１３を介して下流側設備１４に基板情報を送信するように制御する段取り替え制御手段１５とを各部品実装機３に設けた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の搬送ラインに沿って複数の部品実装機が配設され、その各実装機に、上流側設備および下流側設備との間で情報の通信を行う情報通信手段と、基板の種類に対応した段取り替えを行う段取り替え機構と、上流側設備から送信された基板情報を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された基板情報に基づいて自設備の段取り替えを行わせるとともに、部品を実装した基板を搬出する際に上記情報通信手段を介して下流側設備に基板情報を送信するように制御する段取り替え制御手段とを設けたことを特徴とする部品実装機の段取り替え装置。
【請求項２】
自設備内に基板が存在していない場合には、上流側設備に対して基板情報の送信を要求し、かつ下流側設備から基板情報の送信要求があった場合には、次に下流側に搬送される新たな基板の種類に対応する基板情報を下流側設備に送信することを特徴とする請求項１記載の部品実装機の段取り替え装置。
【請求項３】
上流側設備から送信された基板情報に基づいて次に自設備内に搬入される新たな基板の段取り情報を読み出し、この新たな基板の段取り情報と、現時点の段取り情報とが異なる場合に、自設備内に存在する基板を搬出した後に段取り替えを行わせることを特徴とする請求項１また２記載の部品実装機の段取り替え装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品実装機により部品が装着される基板等の種類に対応させて自動的に段取り替えを行う部品実装機の段取り替え装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特許文献１に示されるように、プリント基板への部品の組立工程において、生産に必要な各種データの切り替え、搬送レール幅の調整などの段取り替え作業を行う実装機であって、段取り替えする時期がわかる手段を用いて現在生産中の生産計画の完了を判断し、実装機自身が生産計画を参照しながら単独で切り替えを行うように構成することにより、複数の実装機を統括して制御する上位コンピュータの負荷を少なくし、かつ上位コンピュータと実装機との間における信号のやりとりを少なくして段取り替え時間を短縮化できるようにした自動段取り替え機能付き実装機が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２８８５４８３号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように実装機自身が生産計画を参照しながら単独で切り替えを行うように構成した場合には、複数の実装機を統括して制御する上位コンピュータの負荷を少なくするとともに、上位コンピュータと実装機との間における信号のやりとりを少なくすることにより、プリント基板に装着される部品の種類の変化に対応した段取り替えに要する時間を、ある程度短縮化することが可能であるという利点を有する反面、設備コストを効果的に低廉化することができないとともに、段取り替えの信頼性が低いという問題がある。
【０００５】
すなわち、上記特許文献１に開示された実装機は、プリント基板の生産開始後に、実装機自身が生産計画の完了を判断し、完了していれば実装機内の最終プリント基板を掃き出して実装器内が空になると、予め上位コンピュータから取り込まれた各種データに基づいて搬送レールの制御等の段取り替えを行うとともに、段取り替えの終了を上位コンピュータに出力して次生産計画に対応する必要なデータを上位コンピュータから取り込むように構成されている。このように各実装機を制御する上位コンピュータが必要であるために、設備コストが高くなるという問題があり、かつ搬送中に基板が脱落したり、抜き取られたりする等により、上位コンピュータで把握されている基板情報と、各実装機に実際に搬送された基板とが異なることとなった場合に、誤った段取り替え行われる可能性があるために、段取り替え制御の信頼性が低いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、上位コンピュータを必要とすることなく、簡単な構成で基板の種類に対応した段取り替えを適正に行わせることができるる部品実装機の段取り替え装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するため、本発明は、基板の搬送ラインに沿って複数の部品実装機が配設され、その各実装機に、上流側設備および下流側設備との間で情報の通信を行う情報通信手段と、基板の種類に対応した段取り替えを行う段取り替え機構と、上流側設備から送信された基板情報を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された基板情報に基づいて自設備の段取り替えを行わせるとともに、部品を実装した基板を搬出する際に上記情報通信手段を介して下流側設備に基板情報を送信するように制御する段取り替え制御手段とを設けたものである。
【０００８】
上記構成によれば、上流側設備から基板が搬入される際に送信された基板情報が記憶手段において記憶されるとともに、この記憶手段に記憶された基板情報に基づいて上記段取り替え機構による段取り替えが行われることにより、上位コンピュータを必要とすることなく、各部品実装機からなる自設備内において基板の種類に対応した段取り替えが行われることになる。
【０００９】
本発明の段取り替え装置において、自設備内に基板が存在していない場合には、上流側設備に対して基板情報の送信を要求し、かつ下流側設備から基板情報の送信要求があった場合には、次に下流側に搬送される新たな基板の種類に対応する基板情報を下流側設備に送信することが好ましい。
【００１０】
上記構成によれば、始業時等において各設備に対する基板の搬送が開始される際は、最上流の設備に基板が搬入されてその基板情報が読み取られた時点で、順次下流側設備に上記基板情報が送信されることにより、全ての設備において上記基板の種類に対応した段取り替えが行われることになる。
【００１１】
また、本発明の段取り替え装置において、上流側設備から送信された基板情報に基づいて次に自設備内に搬入される新たな基板の段取り情報を読み出し、この新たな基板の段取り情報と、現時点の段取り情報とが異なる場合に、自設備内に存在する基板を搬出した時点で段取り替えを行わせることが好ましい。
【００１２】
上記構成によれば、自設備内に存在する基板を搬出した後、新たな基板が自設備内に搬入される前に、この新たな基板に対応した段取り替えが迅速かつ適正に行われることになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る部品実装機の段取り替え装置が適用される部品実装ラインの一例を概略的に示し、図示の例では、部品実装ラインの最上流部にバーコード読取手段１を備えた搬入コンベア２が設置されるとともに、その下流側に３台の部品実装機３が基板搬送方向に沿って配列されている。各部品実装機３には、ＩＣ、トランジスタまたはコンデンサ等からなる小片状の部品を基板４に対して実装する実装用ヘッド等の実装手段５と、基板４の搬送コンベア６と、実装機用ビジョンモニター７と、実装機操作用モニター８とがそれぞれ設けられている。
【００１４】
上記各部品実装機３は、図２に示すように、基板４の種類に対応した段取り替えを行わせる段取り替え機構９と、パーソナルコンピュータ等からなる制御ユニット１０とを有している。また、上記各部品実装機３は、情報通信手段１１を介して上流側の部品実装機３または上記搬入コンベア２からなる上流側設備１２と接続されるとともに、情報通信手段１３を介して下流側の部品実装機３からなる下流側設備１４と接続されている。
【００１５】
上記制御ユニット１０には、予め入力された実装制御用のプログラム等を記憶するとともに、上記情報通信手段１１を介して上流側設備１２から送信された基板情報を記憶する記憶手段１６と、適正時期に自設備の段取り替えを自動的に行うように上記段取り替え機構９を制御するとともに、所定時期に上記情報通信手段１３を介して下流側設備１４に基板情報を送信するように制御する段取り替え制御手段１５とが設けられている。
【００１６】
上記情報通信手段１１，１３は、各部品実装機３に設けられた制御ユニット１０を互いに接続する同軸ケーブルまたは光ファイバーを使用したＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等により構成されている。そして、上流側設備１２から上記情報通信手段１１を介して送信された基板情報、つまり基板４に付されたバーコードからなる基板ＩＤ情報が搬入コンベアのバーコード読取手段１により読み取られ、この基板ＩＤ情報が上記情報通信手段１１を介して自設備に送信された場合に、この基板ＩＤ情報を記憶手段１６に記憶させる制御が上記段取り替え制御手段１５により実行されるようになっている。また、上記段取り替え制御手段１５は、自設備内の基板４を下流側設備１４に搬出する際に、上記記憶手段１６に記憶された基板ＩＤ情報を読み出し、この基板ＩＤ情報を、上記情報通信手段１３を介して下流側設備１４に送信するように構成されている。
【００１７】
上記段取り替え機構９は、段取り替え制御手段１５から出力される制御信号に応じ、基板４の幅寸法に対応させて基板搬送コンベア６の設置間隔を変更するとともに、基板４の大きさに対応させて図示を省略したバックアップピンの設置位置を変更する等の段取り替えを行うものである。すなわち、上流側設備１２から送信された基板ＩＤ情報に基づいて次に自設備内に搬入される新たな基板４の段取り情報と、現時点における基板４の段取り情報とが同一であるか否かが上記段取り替え制御手段１５において判定され、両段取り情報が異なっていることが確認された場合に、上記段取り替え制御手段１５から段取り替え機構９に出力される制御信号に応じて段取り替えが実行されるようになっている。
【００１８】
上記段取り替え制御手段１５において実行される基本制御動作を、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。この制御動作がスタートすると、まず記憶手段１６に記憶された制御プログラムを読み込んだ後（ステップＳ１）、設備の起動待ち状態とする（ステップＳ２）。次いで、上流側設備１２から送信された次の基板ＩＤ情報を入手した後（ステップＳ３）、この基板ＩＤ情報を記憶手段１６に記憶させるとともに（ステップＳ４）、上記上流側設備１２から送信された基板ＩＤ情報に対応した実装プログラムからなる段取り情報を記憶手段１６から読み出す（ステップＳ５）。
【００１９】
そして、上記記憶手段１６から読み出された基板ＩＤ情報に対応した新たな基板４の段取り情報と、現時点における段取り情報とが同一であるか否かを判定する（ステップＳ６）。このステップＳ６でＮＯと判定され、新たな基板４の段取り情報と、現時点の段取り情報とが異なることが確認された場合には、段取り替えを指示する制御信号を上記段取り替え機構９に出力して段取り替えを行った後（ステップＳ７）、部品の実装回数を計測するカウンタのカウント値Ｃを０にクリアする（ステップＳ８）。なお、上記ステップＳ６でＹＥＳと判定され、新たな基板４の段取り情報と、現時点の段取り情報とが同一であることが確認された場合には、上記段取り替えを行わせることなくステップＳ８に移行する。
【００２０】
次いで、新たな基板４の搬入を許可する許可信号を上流側設備１２に出力した後（ステップＳ９）、上流側設備１２から自設備に基板４を搬入させるとともに（ステップＳ１０）、この基板４をバックアップピンにより固定する（ステップＳ１１）。また、実装手段５の実装機用ヘッドに設けられた吸着ヘッドを部品吸着位置に移動させた後（ステップＳ１２）、上記吸着ノズルに部品を吸着させるとともに（ステップＳ１３）、部品認識用カメラを備えた画像処理装置による撮像に基づいて吸着部品の認識を行う（ステップＳ１４）。
【００２１】
上記吸着部品の認識結果に応じた補正量を加味した部品装着位置に吸着ノズルを移動させるとともに（ステップＳ１５）、基板４に対する部品の装着を行った後（ステップＳ１６）、上記カウンタのカウント値Ｃを１だけインクリメントする（ステップＳ１７）。このカウント値Ｃに基づいて基板４に対する全部品の装着が完了したか否かを判定し（ステップＳ１８）、このステップＳ１８でＮＯと判定された場合には、ステップＳ１２に移行して上記制御を繰り返す。
【００２２】
上記ステップＳ１８でＹＥＳと判定されて全部品の装着が完了したことが確認された場合には、この時点で下流側設備１４に基板ＩＤ情報を送信した後（ステップＳ１９）、下流側設備１４からの基板搬出許可待ち状態とし（ステップＳ２０）、搬出許可信号が出力された時点で基板４を下流側設備１４に搬出する（ステップＳ２１）。そして、部品の装着作業が終了したか否かを判定し（ステップＳ２２）、ＮＯと判定された場合には、上記ステップＳ３に移行して上記制御を繰り返すとともに、上記ステップＳ２２でＹＥＳと判定された時点で制御動作を終了する。
【００２３】
また、上記基本制御動作と非同期で定期的に実行される基板ＩＤ情報の送受信制御動作を、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。この制御動作がスタートすると、まず自設備内に基板４が存在しているか否かを判定し（ステップＳ３１）、ＹＥＳと判定された場合には、下流側設備１４から基板情報ＩＤの送信を要求があったか否かを判定する（ステップＳ３２）。なお、上記ステップＳ３１でＮＯと判定されて自設備内に基板４が存在していないことが確認された場合には、上流側設備１２に基板ＩＤ情報の送信を要求する要求信号を出力した後（ステップＳ３３）、上記ステップＳ３２に移行する。
【００２４】
そして、上記ステップＳ３２でＹＥＳと判定されて下流側設備１４から基板情報ＩＤの送信を要求があったことが確認された場合には、自設備内の記憶手段１６に記憶された基板ＩＤ情報、つまり次に下流側設備１４に搬出される新たな基板４の種類に対応した基板情報を読み出して下流側設備１４に送信した後（ステップＳ３４）、リターンする。
【００２５】
上記のように基板４の搬送ラインに沿って複数の部品実装機３が配設され、その各部品実装機３に、上流側設備１２および下流側設備１４との間で情報の通信を行う情報通信手段１１，１３と、基板４の種類に対応した段取り替えを行う段取り替え機構９と、上流側設備１２から送信された基板ＩＤ等からなる基板情報を記憶する記憶手段１６と、この記憶手段１６に記憶された基板情報に基づいて自設備の段取り替えを行うように上記段取り替え機構９を制御するとともに、部品を実装した基板４を搬出する際に上記情報通信手段１３を介して下流側設備１４に基板情報を送信するように制御する段取り替え制御手段１５とを設けたため、複数の部品実装機３を統括して制御する上位コンピュータを必要とすることなく、自設備内において基板４の種類に対応した段取り替えを適正に実行することができる。
【００２６】
すなわち、上流側設備１２から基板４が搬入される際に送信された基板情報を自設備の記憶手段１６に記憶させるとともに、この記憶手段１６に記憶された基板情報に基づき、現時点の段取り情報と、次に自設備内に搬入される新たな基板４の種類に対応した段取り情報とが異なっていることが確認された場合に、上記段取り替え機構９を作動させて新たな基板４に対応した段取り替えを行うように構成したため、上位コンピュータを必要とすることなく、新たな基板４に対応した段取り替えを適正に実行することができる。したがって、多品種少量生産に適した部品実装設備を安価に製造することができ、この部品実装設備により部品の装着作業を効率よく実行できるという利点がある。
【００２７】
上記実施形態では、自設備内に基板４が存在していない場合に、上流側設備１２に対して上記基板情報の送信を要求し、かつ下流側設備１４から基板情報の送信要求があった場合に、次に下流側設備１４に搬送される新たな基板４の種類に対応した基板情報を記憶手段１６から読み出して下流側設備１４に送信するように構成したため（図４参照）、始業時等において各設備に対する基板４の搬送が開始される際に、最上流の設備、図１の例では搬入コンベア２に基板４が搬入されてその基板情報がバーコード読取手段１により読み取られた時点で、３台の部品実装機３に上記基板情報が順次送信されることにより、全ての設備（部品実装機３）において上記基板情報に対応した段取り替えを行うことができ、これにより自設備に基板４が搬入された時点で速やかに部品の実装を行うことができるという利点がある。
【００２８】
また、上記実施形態では、基板４に対する部品の装着作業が開始されると、自設備内に位置する基板４を下流側設備に搬出した後に、上流側設備１２から送信された基板情報に基づいて次に自設備内に搬入される新たな基板４の段取り情報を読み出すとともに、この新たな基板４の段取り情報と、現時点の段取り情報とが同一であるか否かを判定し、両段取り情報が異なる場合に、上記段取り替え機構９を作動させて段取り替えを行うように構成したため、次に自設備内に搬入される新たな基板４に対応した実装作業を迅速かつ適正に実行することができる。
【００２９】
なお、上流側設備１２から新たな基板情報が出力された時点で、新たな基板４の段取り情報と、現時点の段取り情報とが同一であるか否かを判定するとともに、上記自設備内に基板４が存在するか否かを判定し、自設備内に基板４が存在している状態で上記両段取り情報が異なることが確認された場合に、基板４を下流側設備１４に搬出した時点で上記段取り替え機構９を作動させて段取り替えを行わせるように構成してもよい。この構成によれば、新たな基板４が自設備内に搬入される前に、この新たな基板４に対応した段取り替えの準備作業を行うことができるため、自設備内に存在する基板４を搬出した後に、上記段取り替え作業を、より迅速に実行できるという利点がある。
【００３０】
また、部品実装機３に設けられた搬送コンベア６の複数個所、例えば搬入待機位置と部品実装位置と搬出待機位置との３個所に基板４をそれぞれ保持し得るように構成するとともに、この部品実装機３に対する基板４の搬入・搬出制御と、この部品実装機３による部品の実装制御とを異なるタイミング、つまり非同期で実行するように構成した場合には、部品実装機３に対する基板４の搬入・搬出と、部品の実装作業とを並行して行うことにより、部品の実装作業に要する時間を効果的に短縮化させることができる。
【００３１】
すなわち、部品実装機３の段取り替え装置では、上記制御ユニット１０に設けられた記憶手段１６に、上記各基板４の基板情報をそれぞれ記憶する複数の記憶部を設け、各基板４の移動状況に対応させて各記憶部に記憶される基板情報を順次書き換えながら部品情報を管理することにより、部品実装機３に対する基板４の搬入・搬出制御と、部品の実装制御とを個別に実行することにより、作業のロスタイムを低減して作業効率を向上させることができる。この場合、図５示すように、上記搬送コンベア６上に保持された各基板４の基板ＩＤ情報を表示するＩＤ情報表示画面８ａを実装機操作用モニター８等に設けるとともに、上記搬送コンベア６上を基板４が移動するのに対応させて上記基板ＩＤ情報の表示位置を、搬入待機位置から部品実装位置および搬出待機位置へと順次移動させるように構成することにより、基板４の現在位置を作業者にリアルタイムで正確に認識させることができるという利点がある。
【００３２】
また、上記段取り替え制御手段１５から出力される制御信号に応じて段取り替え機構９を作動させることにより、搬送コンベア６の設置間隔を変更する等の段取り替えを自動的に実行するように構成された上記実施形態に替え、次に自設備に搬入される新たな基板４の種類に対応した段取り情報と、現時点の段取り情報とが異なる場合に、上記段取り替え制御手段１５から出力される制御信号に応じて報知ブザーまたは報知ランプ等からなる報知手段を作動させ、この報知に基づいて作業者が手動操作により段取り替え機構９を駆動し、あるいは部品供給用のテープフィーダを交換する等の段取り替えを行うように構成してもよい。
【００３３】
さらに、最上流の搬入コンベア２に設けられたバーコード読取手段１により基板４に付されたバーコードからなる基板ＩＤ情報を読み取ることにより基板情報を入手するように構成された上記実施形態に替え、作業者が入力手段を操作して基板情報を入力し、あるいは基板４に付された段取り指示書を各設備に設けられた読取手段を使用して読み取ることにより、順次搬送される基板情報を入手するように構成してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、基板の搬送ラインに沿って複数の部品実装機が配設され、その各実装機に、上流側設備および下流側設備との間で情報の通信を行う情報通信手段と、基板の種類に対応した段取り替えを行う段取り替え機構と、上流側設備から送信された基板情報を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された基板情報に基づいて自設備の段取り替えを行わせるとともに、部品を実装した基板を搬出する際に上記情報通信手段を介して下流側設備に基板情報を送信するように制御する段取り替え制御手段とを設けたため、複数の部品実装機を統括して制御する上位コンピュータを必要とすることなく、安価な部品実装設備により基板の種類に対応した段取り替えを適正に実行できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の部品実装機の段取り替え装置が適用される実装ラインの一例を示す正面図である。
【図２】部品実装機に設けられた制御ユニットの具体的構成を示すブロック図である。
【図３】制御ユニットにおいて実行される基本制御動作を示すフローチャートである。
【図４】制御ユニットにおいて実行される基板ＩＤ情報の送受信制御動作を示すフローチャートである。
【図５】ＩＤ情報表示画面の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
３  部品実装機
４  基板
９  段取り替え機構
１１，１３  情報伝送手段
１２  上流側設備
１４  下流側設備
１５  段取り替え制御手段
１６  記憶手段
【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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