(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラインに組み込まれた複数の装置が、制御用コンピュータから伝達される生産プログラムに従ってそれぞれ基板表面実装に関連する作業を行い基板を生産する基板生産システムにおいて、
各装置は生産プログラムに従って生産予定枚数の基板に対して前記作業を終了したとき制御用コンピュータに作業終了を送信し、
制御用コンピュータは、各装置から前記作業終了の報告を受けたとき、作業終了を報告した各装置に対して次の生産プログラムを伝達し、
各装置は制御用コンピュータから次の生産プログラムを伝達されたときは、次の生産プログラムに従って生産を開始することを特徴とする基板生産システム。
【請求項２】
前記次の生産プログラムが伝達されたことを表示する表示手段を各装置に設けることを特徴とする請求項１に記載の基板生産システム。
【請求項３】
生産プログラムに係わる最後の基板に所定の特徴を形成し、各装置がその特徴を検出することにより当該作業の終了を認識して、制御用コンピュータに作業終了を送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の基板生産システム。
【請求項４】
前記特徴が基板の側端に形成されることを特徴とする請求項３に記載の基板生産システム。
【請求項５】
各装置に、基板生産枚数を管理する生産管理手段を設け、各装置が生産プログラムに係わる基板の生産枚数が目標枚数に達したとき、当該作業の終了を認識して、制御用コンピュータに作業終了を送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の基板生産システム。
【請求項６】
各装置が、生産プログラムに係わる基板の生産を終了したことを検知する手段として、識別用の治具をシステムに投入し、各装置が、治具を認識したとき、当該作業の終了を認識して、制御用コンピュータに作業終了を送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の基板生産システム。
【請求項７】
ラインに組み込まれた複数の装置が、制御用コンピュータから伝達される生産プログラムに従ってそれぞれ基板表面実装に関連する作業を行い基板を生産する基板生産システムを制御するプログラムにおいて、
各装置が生産プログラムに従って生産予定枚数の基板に対して前記作業を終了したとき各装置から送信される作業終了を受信する手順と、
各装置から前記作業終了の報告を受信したとき、作業終了を報告した各装置に対して次の生産プログラムを伝達する手順と、
各装置に次の生産プログラムを伝達したときは、次の生産プログラムに従って各装置に生産を開始させる手順と、
を有することを特徴とする基板生産システムを制御するプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板生産システム及びそのシステムを制御するプログラム、さらに詳細には、ラインに組み込まれた複数の装置が、制御用コンピュータから伝達される生産プログラムに従ってそれぞれ基板表面実装に関連する作業を行い基板を生産する基板生産システム及びそのシステムを制御するプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から生産を高めるために、複数台の部品搭載装置（マウンタ）、並びに印刷装置やはんだ装置をラインに組み込んで制御用コンピュータの制御のもとに基板生産を行なっている。各装置（印刷装置、部品搭載装置、はんだ装置）は、生産予定枚数のすべての基板に対して各装置のもつ機能を実行し作業を終了したとき、それを制御用コンピュータに報告するので、制御用コンピュータは、各装置が１つの生産プログラムに関連するすべての作業を終了した時点で、次の生産プログラムを各装置に伝達し、各装置は、段取り終了後次の生産プログラムに従って基板生産を開始している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の基板生産システムでは、１つの種類の基板を生産する場合、最上流に位置する装置から下流の装置に向かって順に基板への作業が終了して行き、最下流の装置が所定枚数の基板に対する作業を終了した時点を以って、次の種類の基板の生産を開始するために、生産プログラムに従って基板の種類を切り替えに要するロスタイムが長くなり、基板生産効率が低下する、という問題があった。
【０００４】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、ロスタイムを短縮して生産効率を向上させることが可能な基板生産システム並びにそのシステムを制御するプログラムを提供することをその課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、
ラインに組み込まれた複数の装置が、制御用コンピュータから伝達される生産プログラムに従ってそれぞれ基板表面実装に関連する作業を行い基板を生産する基板生産システムにおいて、
各装置は生産プログラムに従って生産予定枚数の基板に対して前記作業を終了したとき制御用コンピュータに作業終了を送信し、
制御用コンピュータは、各装置から前記作業終了の報告を受けたとき、作業終了を報告した各装置に対して次の生産プログラムを伝達し、
各装置は制御用コンピュータから次の生産プログラムを伝達されたときは、次の生産プログラムに従って生産を開始する構成を採用した。
【０００６】
また、本発明では、
ラインに組み込まれた複数の装置が、制御用コンピュータから伝達される生産プログラムに従ってそれぞれ基板表面実装に関連する作業を行い基板を生産する基板生産システムを制御するプログラムにおいて、
各装置が生産プログラムに従って生産予定枚数の基板に対して前記作業を終了したとき各装置から送信される作業終了を受信する手順と、
各装置から前記作業終了の報告を受信したとき、作業終了を報告した各装置に対して次の生産プログラムを伝達する手順と、
各装置に次の生産プログラムを伝達したときは、次の生産プログラムに従って各装置に生産を開始させる手順と、
を有する構成も採用している。
【０００７】
いずれの構成でも、各装置は、生産プログラムに従って基板生産に係わる作業を終了すると、ラインの最下流の装置の作業終了を待たずに、制御用コンピュータから伝達される次の生産プログラムに従って生産を開始できるので、ロスタイムを短縮して基板の生産効率を顕著に向上させることが可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【０００９】
図１は、印刷装置２、部品搭載装置（マウンタ）３、４並びに自動はんだ装置５の複数台の装置をラインに組み込み、基板に部品を搭載する基板生産システムの構成を示す。図示したシステムでは、説明を簡便にするため５台の装置しか示されていないが、実際の運用では数十台の装置で構成される場合がある。
【００１０】
符号１で示すものは、システムを統括管理する制御用コンピュータであり、システムを構成する複数の装置２〜５と通信手段６を介して通信を行い、各装置の状態を判断し、塔載作業の名称や作業の詳細情報等を送信／受信するとともに、搭載作業の開始／終了を管理する働きを持ち、基板生産システムを制御するプログラムを有している。
【００１１】
印刷装置２は、プリント配線基板などの部品搭載部分に液状のはんだを塗布する機能を持ち、部品搭載装置（マウンタ）３、４は、生産プログラムに従ってプリント配線基板上の指定された位置に、部品を搭載する機能を持つ。部品搭載装置３、４は直列に接続され、上流工程／下流工程を構成することにより、実装時間の短縮を図ったものであり、一台であってもその機能を果たすことができる。
【００１２】
自動はんだ装置５は、本システム構成では、印刷装置２により塗布されたはんだを加熱して、溶解し、部品搭載装置３、４で搭載された部品とプリント配線基板をはんだ付けする働きを持つ。
【００１３】
また、各装置２〜５には、モニタなどの表示手段７が設けられ、また基板の目標生産枚数などを管理する生産管理手段８が設けられている。
【００１４】
このようなシステムにおいて、表面実装は図２に示すフローチャートに示した手順に従って行なわれる。
【００１５】
ステップＳ１において、プリント配線基板上のどの位置にどの部品をどのようにして搭載するかを指示するための詳細情報である生産プログラムが作成され、制御用コンピュータ１の記憶部（ハードディスクなど）に格納される。
【００１６】
この生産プログラムの送信に先立って、システム内の各装置の状態が確認され、各装置に異常が無いことが確認されたら（ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４）、生産プログラムが通信手段６を介して各装置２〜５に送信される（ステップＳ５）。ステップＳ４でシステムにエラーが検出された場合には、エラー処理に分岐する。
【００１７】
続いて、ステップＳ６で段取りが行なわれる。この段取りは、投入されるプリント配線基板の幅に合わせて搬送レールを調節するなどの前準備であり、通常自動的に調整が行なわれるが、自動調整機能を持たない装置や機構では、操作者より調整を行うことが必要となる。また、この段取り作業では、プリント配線基板に搭載されるべき部品類が、操作者により各装置３、４の部品供給手段（不図示）へ供給される。
【００１８】
このように表面実装の準備が整うと、制御用コンピュータ１あるいは各装置の操作手段により部品実装の開始が通知ないし操作の開始が行われ、これにより、各装置２〜５の運転が開始され、プリント配線基板へのはんだ塗布、基板への部品の搭載、はんだ付けなど基板表面実装に関連する作業（実装作業）が開始される（ステップＳ７）。
【００１９】
続く、ステップＳ８では、予め設定された基板の生産予定枚数の生産が終了したかどうかが判断される。終了した場合には、制御用コンピュータ１の判断によって基板の実装作業が終了され、制御用コンピュータ１から各装置２〜５に対して搭載処理の終了が通知されて実装作業が終了する（ステップＳ９）。このとき、各装置２〜５では、決められた終了手順が実行され、終了（＝終了条件成立）の報告がなされ、必要な生産管理情報が制御用コンピュータ１に伝達される。なお、終了は、制御用コンピュータ１の判断による以外に、他の理由によって生産予定枚数に満たない状態で操作者の判断で行うことも可能である。このようにして、各装置では全ての作業が終了する。
【００２０】
このような構成で、例えば、生産プログラムに従って所定の基板に部品を搭載しその基板を所定枚数生産する場合（作業Ａ）、各装置２〜５は、それぞれ所定枚数の基板に対して実装作業を行なう。すなわち、印刷装置２は、搬送されてくる基板の部品搭載部分に液状のはんだを塗布し、部品搭載装置３、４は、生産プログラムに従って基板上の指定された位置に、部品を搭載し、はんだ装置５は、印刷装置２により塗布されたはんだを加熱して、溶解し、部品搭載装置３、４で搭載された部品と基板をはんだ付けする。
【００２１】
この場合、各装置２〜５は、図３に示したように、それぞれｔ１〜ｔ４の時点で生産予定枚数のすべての基板に対して各装置のもつ機能を実行し実装作業を終了するので、作業終了の報告を制御用コンピュータ１に報告する。そこで、制御用コンピュータ１は各装置の作業終了を判定し（ステップＳ８）、最下流の装置５からの作業終了の報告を待って、すなわち、各装置がすべて実装作業を終了した時点ｔ５で、各装置２〜５に対して実装作業の終了指示を出力する（ステップＳ９）。続いて、ｔ６の時点で作業Ｂ（異なる種類の基板の生産）用の生産プログラムを各装置２〜５に伝達し、各装置は作業Ｂを実行するための段取り、例えば搬送レール幅の調整、実装部品の部品供給手段への供給などを行なう。
【００２２】
このように、１つの種類の基板を生産する場合、最上流に位置する装置（装置２）から下流の装置に向かって順に基板への作業が終了して行き、最下流の装置（装置５）が所定枚数の基板に対する作業を終了した時点ｔ５を以って、その基板の生産が完了する。引き続き、次の種類の基板の生産を開始するために、ステップＳ１からＳ６が実行されるので、複数種類の基板を生産する場合（作業Ａ、Ｂ、．．．．．）には、生産プログラムの切り替えにともなう基板の種類の切り替えに要するロスタイムＴ１〜Ｔ２が存在する。このロスタイムの多くは、最終基板の生産が最上流の装置から最下流の装置まで移行するのに要する時間と、実装部品等を装置の部品供給手段に供給するために要する時間である。
【００２３】
そこで、本発明では、このロスタイムを短縮して生産効率を向上するために、図４に示したように、各装置から実装作業終了の報告を待ってその装置に実装作業の終了指示を出すようにする。すなわち、装置２は、作業Ａに係わるすべての基板にはんだを印刷し、最後の基板を装置３へ搬出した時点ｔ１０で、制御用コンピュータ１に実装作業終了の報告を行う。また、制御用コンピュータ１は、装置２での作業Ａの終了を検出すると、時点ｔ１１で装置２に対して実装作業の終了指示を出すとともに、時点ｔ１２で作業Ｂ用の生産プログラムを装置２へ伝達する。これにより、操作者は作業Ｂに係わる段取りをｔ１３の時点で開始することができる。これにより装置２のロスタイムはＴ１０〜Ｔ１１に短縮することができる。
【００２４】
また各装置３〜５も、それぞれ各装置の実装作業を最後の基板に施した時点ｔ２０、ｔ３０、ｔ４０で、制御用コンピュータ１に実装作業終了の報告を行い、制御用コンピュータ１は、各装置３〜５での作業Ａの終了を検出すると、時点ｔ２１、ｔ３１、ｔ４１で各装置３〜５に対して作業の終了指示を出すとともに、時点ｔ２２、ｔ３２、ｔ４２で作業Ｂ用の生産プログラムを装置３〜５へ伝達する。これにより、操作者は作業Ｂに係わる段取りをｔ２３、ｔ３３、ｔ４３の時点で開始することができる。
【００２５】
以上のように各装置が当該作業を終了した時点を以って、作業終了を判定し、終了確認処理を実行し、次作業の生産プログラムを各装置に伝達するように制御することで、生産品種切り替えに伴うロスタイムを顕著に低減させることが可能になる。
【００２６】
各装置は、当該実装作業に係わる最終基板を搬出した時点以降、次作業の生産プログラムを伝達され、生産の段取りを終了するまで、ビジー信号を出し、基板が搬入されるのを阻止し、作業が終了した生産プログラムで生産された基板と、次の生産プログラムで生産される基板に混同が発生しないようにしている。
【００２７】
また、各装置は制御用コンピュータ１から生産プログラムの伝達を受けると、段取りを促すために、「生産プログラム伝達終了」の状態を視覚的に示すため表示等が点灯され、これが表示手段７に表示されるので、操作者は、表示灯の点灯を確認して、段取り作業を行う。この段取り作業を終了した後、生産の開始操作を実行することで、次の生産プログラムに従って実装作業が開始され、同時に上記表示等の消灯が行われる。
【００２８】
システムがこのような制御を行うため、制御用コンピュータ１は、現在どの装置がどの作業を実行しているのかを管理する手段を必要とする。図５は、実行中の作業とその作業を実行中の装置を関連付けた管理表の例であり、「終了」は、１つの生産プログラムに関連する作業が終了したことを、「未了」はこれから当該作業が行なわれることを、また丸印は当該作業が実行中であることを意味している。制御用コンピュータはこのような管理表を記録し、各装置の作業の進捗状況を管理する。
【００２９】
また、基板生産ライン上のいずれかの場所で、基板の生産に障害が発生し、生産中の基板を取り除いてしまうと、基板の生産枚数が不足してしまうため、ラインに投入した基板の処理枚数を基準とした、生産ないし実装作業の終了認識に誤りを生じることになる。そこで、このような弊害を防止するため、各装置が識別し得る「特徴」を持った基板をラインへ投入し、基板からその特徴を各装置が検出することで、作業の終了を各装置が独自に認識し、生産ないし実装作業の終了を制御用コンピュータに伝達するようにしてもよい。このような識別は、各作業に関わる最初の基板、または最後の基板に関連して各装置が検出できる「特徴」を設け、これを検出することにより行なうことができる。
【００３０】
各装置が独自に該基板の生産ないし実装作業を終了したことを認識するための手段として、その他に、各装置ごとに生産枚数を管理する生産管理手段８を設け、各装置が予定生産枚数処理した場合に、作業終了を制御用コンピュータに伝達するようにすることも可能である。
【００３１】
さらに、各装置が独自に基板の生産ないし実装作業を終了したことを認識するための手段として、最後の基板の後に識別用の治具を投入するようにしてもよい。この場合、治具は、生産用の基板と明らかな相違点を有しており、各装置が、誤って治具に部品搭載が行われないようにする。これは、例えば、治具上の特定位置に反射マーカを貼りつける、特定の位置にきり欠きを設ける、バーコードを貼りつける、基板と異なった大きさにする、座標検出用のマークを待たない等の特徴を治具に与えることで実現可能となる。各装置は、この治具を検出することにより、基板の生産ないし実装作業を終了したことを認識し、作業終了を制御用コンピュータに伝達する。
【００３２】
さらに、各装置が独自に該基板の生産ないし実装作業を終了したことを認識するための手段として、図６に示したように、最後の基板１０の側面１０ａに識別マーク１１を設けるようにすることもできる。これは、近年、基板への部品実装密度が高くなり、部品実装面１０ｂに何らかの特徴を持たせることが、困難になったことに伴う方策であり、このように、基板側面１０ａへ制御情報を付加することで、いっそう基板サイズの低減を図ることが可能となる。各装置は、この識別マーク１１を検出したとき、作業終了を認識し、それを制御用コンピュータに伝達する。
【００３３】
なお、図１に示した表示手段７については、各装置２〜５に配置されたものに限らず、制御用パソコンの画面上に表示してもよいし、また表示は、光学的な手段に限らず音響的な手段によって行なってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、制御用コンピュータは、各装置から１つの生産プログラムに関連する作業終了の報告を受けたとき、各装置に対して次の生産プログラムを伝達し、各装置は、その伝達された次の生産プログラムに従って生産を開始できるので、ラインの最下流の装置の作業終了を待たずに、生産を開始でき、ロスタイムを短縮して基板の生産効率を顕著に向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板生産システムのライン構成を示した構成図である。
【図２】基板生産の流れを示したフローチャートである。
【図３】従来の基板生産の流れを示したタイミング図である。
【図４】本発明の基板生産の流れを示したタイミング図である。
【図５】各装置における基板生産を管理する管理表を示した表図である。
【図６】基板に設けられる識別マークを示した説明図である。
【符号の説明】
１  制御用コンピュータ
２  印刷装置
３、４  部品搭載装置
５  はんだ装置
６  通信手段
７  表示手段
８  生産管理手段
【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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【図６】
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