(57)【要約】【課題】マザーボードにセルとして、パネルを搭載する部品装着、または、割り基板上へ部品を装着するときに、生産時におけるパネルや割り基板、部品のむだをなくし、生産効率を向上させる。【解決手段】全ての部品供給ユニットから供給される部品の残数が一定の閾値以上のときには、基板全体で部品の吸着・装着動作の時間を最小にする最適化モードで、部品の吸着・装着動作をおこなうようにする。一方、いずれかの部品供給ユニットから供給される部品の残数が一定の閾値未満になったときには、ある基板部分の部品の吸着・装着動作を開始から終了までを連続しておこなうシーケンスモードで、部品の吸着・装着動作をおこなうようにする。【選択図】図１２
2012134303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板部分を有する基板に電子部品を装着する電子部品装着装置において、
制御部と、
記憶装置と、
一つ以上の部品供給ユニットと、
前記制御部から装着位置を指定された部品を基板上の指定された装着位置に装着する駆動回路とを備え、
前記記憶装置には、前記基板に装着する部品とその部品の装着位置を示す装着データと、前記部品供給ユニットから供給される部品数を管理する情報と、前記装着データの実行するステップを並べ替えた最適ステップ情報とを前記記憶装置に保持し、
前記部品数を管理する情報は、前記供給ユニットから供給される部品数を保持し、
前記制御部は、部品の吸着・装着動作に従って、前記供給ユニットから供給される部品の残数を求めて、
前記供給ユニットから供給される部品の残数に基づき、
ある基板部分の部品の吸着・装着動作を開始したとき、その基板部分の部品の吸着・装着動作による部品の装着が終わるまでは、他の基板部分の部品の吸着・装着動作を開始しないシーケンスモードで、部品の吸着・装着動作をおこなうか、あるいは、
前記基板全体で部品の吸着・装着動作の時間を最小にする最適化モードで、部品の吸着・装着動作をおこなうかを判定し、
前記制御部は、前記シーケンスモードで、部品の吸着・装着動作をおこなうと判定したときには、前記装着データに基づき、前記基板の部品の吸着・装着動作を前記駆動回路に指示し、
前記最適化モードで、部品の吸着・装着動作をおこなうと判定したときには、前記装着データのステップを、前記最適ステップ情報の示すステップ順におこなうよう、前記基板の部品の吸着・装着動作を前記駆動回路に指示することを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項２】
前記最適化モードの動作から前記シーケンスモードの動作の切替えは、いずれかの部品供給ユニットの部品の残数が一定の閾値未満になったときにおこなうことを特徴とする請求項１記載の電子部品装着装置。
【請求項３】
前記最適化モードの動作から前記シーケンスモードの動作の切替えは、前記部品供給ユニットの部品の残数による閾値を、基板の枚数換算で指定する手段を有することを特徴とする請求項２記載の電子部品装着装置。
【請求項４】
複数の基板部分を有する基板に電子部品を装着する電子部品装着装置の電子部品装着方法において、
電子部品装着装置は、
制御部と、
記憶装置と、
一つ以上の部品供給ユニットと、
前記制御部から装着位置を指定された部品を基板上の指定された装着位置に装着する駆動回路とを備え、
前記記憶装置は、前記基板に装着する部品とその部品の装着位置を示す装着データと、前記部品供給ユニットから供給される部品数を管理する情報と、前記装着データの実行するステップを並べ替えた最適ステップ情報とを前記記憶装置を記憶する手順と、
前記供給ユニットから供給される部品数を入力して、前記部品数を管理する情報に記憶する手順と、
前記制御部は、部品の吸着・装着動作に従って、前記供給ユニットから供給される部品の残数を求め、前記部品数を管理する情報に記憶する手順と、
前記制御部は、前記供給ユニットから供給される部品の残数に基づき、
ある基板部分の部品の吸着・装着動作を開始したとき、その基板部分の部品の吸着・装着動作による部品の装着が終わるまでは、他の基板部分の部品の吸着・装着動作を開始しないシーケンスモードで、部品の吸着・装着動作をおこなうか、あるいは、
前記基板全体で部品の吸着・装着動作の時間を最小にする最適化モードで、部品の吸着・装着動作をおこなうかを判定する手順と、
前記制御部は、前記シーケンスモードで、部品の吸着・装着動作をおこなうと判定したときには、前記装着データに基づき、前記基板の部品の吸着・装着動作を前記駆動回路に指示し、
前記最適化モードで、部品の吸着・装着動作をおこなうと判定したときには、前記装着データのステップを、前記最適ステップ情報の示すステップ順におこなうよう、前記基板の部品の吸着・装着動作を前記駆動回路に指示する手順とを有することを特徴とする電子部品装着装置の電子部品装着方法。
【請求項５】
前記部品の吸着・装着動作の判定する手順において、
いずれかの部品供給ユニットの部品の残数が一定の閾値未満になったときには、前記シーケンスモードで部品の吸着・装着動作をおこなうように判定し、それ以外のときには、前記最適化モードで部品の吸着・装着動作をおこなうように判定することを特徴とする請求項４記載の電子部品装着装置の電子部品装着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品装着装置、および、電子部品装着方法に係り、特に、マザーボードにセルとして、パネルを搭載する部品装着、または、割り基板上へ部品を装着するときに、生産時におけるパネルや割り基板、部品のむだをなくし、生産効率を向上させるのに好適な電子部品装着装置、および、電子部品装着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板に電子部品を搭載する電子部品装着装置においては、その基板にどのような部品を、どの位置に装着するかという情報（装着データ）を保持しおき、実装時には、基板に関する情報を入力して、その基板に対応する装着データに従って、自動的に基板に電子部品を搭載する手法が知られている。
【０００３】
このときにどのような順次で、基板上の部品を搭載していくかは、重要な問題となる。特許文献１には、１枚のプリント基板に対して部品の装着にかかる時間を最小になるよう装着データを最適化する技術が開示されている。
【０００４】
ところで、マザーボード上に、数種類のセルを手作業ではめ込み、そのセルに電子部品装着装置により、部品を装着して生産をし、その後にセルを生産物として取り出して生産する技法がある。このときのマザーボードは、セルのキャリアの役割をする。また、基板の一部を各々の単位基板に、ミシン目により切り離せるようにして、部品装着後に切り離して、利用する割り基板というプリント基板がある。割り基板は、特に、携帯機器などの小型の電子基板を生産する際に、よく用いられている。例えば、特許文献２には、テスト性のよい割り基板を提供する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１７９００号公報
【特許文献２】特開昭６３−６６９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１のように、マザーボードに搭載されているパネルや割り基板に、最適化された装着データに基づいて、部品を装着していくときには、途中までは、マザーボード（基板に相当）上の一枚のパネル（基板部分に相当）や割り基板上の単位基板（基板部分）については、同時並行的に、部品が装着されていく。電子部品装着装置には、最初に部品供給ユニット(フィーダ)を装着したときに、搭載できる部品が入力され、装着した部品の数を減算していくために、残りの搭載できる部品数は計算できるが、現実の部品実装においては、部品の吸着ミス、部品の認識ミスにより、装着できない部品が発生するため、計算上では部品数が足りる場合であっても、部品数が足りなくなり、装着途中で中断してしまう事態が発生する。このときには、複数の装着途中のパネルや単位基板が発生する。ため、そこまで装着した部品も、複数の装着途中のパネルや単位基板もむだになり、生産コストが増大するという問題点があった。
【０００７】
このような問題点が発生するのは、半導体部品などを装着する電子部品装着装置においては、一枚のウェハから製造される素子が、製品出荷や製品管理の単位（例えば、フィーダに装着されるテープリール単位）である一ロットとされおり、基板ごとの性能の維持と、ロット単位の品質管理のため、同じ基板には、違うロットの部品を使うことは望ましくないというルールがあり、そのため、装着途中で中断しまった基板に対しては、ロットが異なる同一種類の部品の打ち直しをおこなわず、全て廃棄してしまうからである。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、部品の装着データに基づいて、自動的に部品を基板上に装着する電子部品装着装置において、マザーボードにセルとして、パネルを搭載する部品装着、または、割り基板上へ部品を装着するときに、生産時におけるパネルや割り基板、部品のむだをなくし、生産効率を向上させる電子部品装着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電子部品装着装置に搭載する部品の電子部品装着方法に関する電子部品装着装置は、複数の基板部分を有する基板に電子部品を装着する電子部品装着装置である。例えば、マザーボードをキャリアとして、一つ以上のセルとして、ＬＥＤパネルを装着するか、割り基板に電子部品を装着する電子部品装着装置である。
【００１０】
電子部品装着装置には、ＣＰＵ（制御部）と、ＲＡＭ（記憶装置）と、部品供給ユニットと、ＣＰＵから装着位置を指定された部品をマザーボード上の指定された装着位置に装着する駆動回路とを備えている。
【００１１】
ＲＡＭには、基板に装着する部品とその部品の装着位置を示す装着データと、部品供給ユニットから供給される部品数を管理する部品数管理テーブルと、装着データの実行するステップを最適化して並べ替えた最適ステップリストとが記憶されている。ＣＰＵは、部品の吸着・装着動作毎に使用した部品の数を減算し、部品数管理テーブルに各々の部品供給ユニットの部品の残数を書き込む。
【００１２】
そして、ＣＰＵは、全ての部品供給ユニットから供給される部品の残数が一定の閾値以上のときには、基板全体で部品の吸着・装着動作の時間を最小にする最適化モードで、部品の吸着・装着動作をおこなうと判定し、駆動回路に、装着データのステップを最適ステップリストの順に実行するよう指示する。
【００１３】
一方、ＣＰＵは、いずれかの部品供給ユニットから供給される部品の残数が一定の閾値未満になったときには、ある基板部分の部品の吸着・装着動作を開始から終了までを連続しておこなうシーケンスモードで、部品の吸着・装着動作をおこなうと判定し、駆動回路に、装着データに記載されたステップの順に実行するよう指示する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、部品の装着データに基づいて、自動的に部品を基板上に装着する電子部品装着装置において、マザーボードにセルとして、パネルを搭載する部品装着、または、割り基板上へ部品を装着するときに、生産時におけるパネルや割り基板、部品のむだをなくし、生産効率を向上させる電子部品装着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る電子部品装着装置の上面図である。
【図２】装着ヘッドを下面から見た図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係る電子部品装着装置のブロック図である。
【図４】マザーボードとパネルを部品装着する面から見た図である。
【図５】最適化モードによる部品の装着の様子を示す図である。
【図６】シーケンスモードによる部品の装着の様子を示す図である。
【図７】装着動作制御テーブルを示す図である。
【図８】部品残数管理テーブルを示す図である。
【図９】装着データを示す図である。
【図１０】最適ステップリストを示す図である。
【図１１】電子部品装着装置の部品装着動作前準備処理を示すフローチャートである。
【図１２】電子部品装着装置の部品装着動作処理を示すフローチャートである。
【図１３】部品装着動作制御パネルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る電子部品装着装置の電子部品装着方法を、図１ないし図１３を用いて説明する。
先ず、図１ないし図３を用いて本発明の第一の実施形態に係る電子部品装着装置の構成について説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係る電子部品装着装置の上面図である。
図２は、装着ヘッドを下面から見た図である。
図３は、本発明の第一の実施形態に係る電子部品装着装置のブロック図である。
【００１７】
図１に示されるように、本実施形態に係る電子部品装着装置１は、基台２上に、種々の電子部品をそれぞれその部品取出し部（部品吸着位置）に１個ずつ供給する部品供給ユニット３（以下、「フィーダ」ともいう）が複数並設されている。対向する部品供給ユニット３群の間には、供給コンベア４、位置決め部５および排出コンベア６が設けられている。供給コンベア４は、上流側装置より受けた基板Ｐを位置決め部５に搬送し、位置決め部５で位置決め機構(図示せず)により位置決め固定された基板Ｐ上に電子部品が装着された後、排出コンベア６に搬送される。
【００１８】
一対のビーム８Ａ、８Ｂは、Ｘ方向に長く伸ばされており、それぞれＹ軸モータ９の駆動によりネジ軸１０を回転させ、左右一対のガイド１１に沿って基板Ｐや部品供給ユニット３の部品取出し位置（部品吸着位置）上方を個別にＹ方向に移動する。
【００１９】
各ビーム８Ａ、８Ｂにはその長手方向、すなわちＸ方向にＸ軸モータ１２によりガイド(図示せず)に沿って移動する取付体７Ａに装着ヘッド７Ｂがそれぞれθ軸モータ１４により回動可能に設けられている。各装着ヘッド７Ｂは、図２に示されるように、複数本（１５個程度）の吸着ノズル７Ｃが回転体に環状に取り付けられている。そして、各装着ヘッド７Ｂには、複数本の吸着ノズル７Ｃの任意のものを上下動させるための上下軸モータ１３が搭載され、また、θ軸モータ１４が搭載されている。したがって、装着ヘッド７Ｂの各吸着ノズル７Ｃは、Ｘ方向およびＹ方向（平面方向）に移動可能であり、垂直線回りに回転可能で、かつ上下動可能となっている。
【００２０】
部品認識カメラ１６は、吸着ノズル７Ｃに吸着保持された電子部品を下方向から撮像するカメラである。
【００２１】
基板認識カメラ１８は、装着ヘッド７Ｂに取り付けられており、基板Ｐに付された位置決めマークやマザーボード上のバーコードを撮像するカメラである。また、
また、本実施形態の電子部品装着装置の機能ブロックを示すと、図３に示されるようになる。電子部品装着装置の各部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０の指示を受け、制御される。そして、この制御に係るプログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）３１および各種データを格納するＲＡＭ（Random Access Memory）３２がバスライン３３を介して接続されている。また、ＣＰＵ３０には操作画面等を表示するモニタ３４およびそのモニタ３４の表示画面に形成された入力手段としてのタッチパネルスイッチ３５がインターフェース３６を介して接続されている。
【００２２】
また、外部のサーバなどの情報処理装置と接続するネットワークインターフェース４０、他の電子部品装着装置と連携して流れ作業をおこなうために情報をやりとりするための装置間インターフェース５０もインターフェース３６に接続されている。
【００２３】
さらに、Ｙ軸モータ９、Ｘ軸モータ１２、上下軸モータ１３、θ軸モータ１４が駆動回路３８、インターフェース３６を介してＣＰＵ３０に接続されている。
【００２４】
本実施形態では、基板Ｐは、セルをはめ込むマザーボードか割り基板であり、そのセル上に部品を搭載する例について説明する(詳細は、後述)。そのため、ＲＡＭ３２には、マザーボードにはめ込まれ、部品装着に係るセルの種類毎に装着データが記憶されており、その装着順序毎（ステップ番号毎）に、セル内での各電子部品の装着座標のＸ方向、Ｙ方向および角度情報や、供給部品情報、各部品供給ユニット３の配置番号情報等が格納されている。また、ＲＡＭ３２には、各部品供給ユニット３の部品供給ユニット配置番号に対応した各電子部品の種類の情報、部品配置データが格納されており、さらには、形状データ・認識データ・制御データ・部品供給データから成る部品ライブラリデータが格納されている。
【００２５】
なお、これらのデータ構造についても、本実施形態に関わるものについては後に詳説する。
【００２６】
これらのＲＡＭ３２に記憶されている情報は、通常、図示しないがＳＳＤ(Solid State Drive)、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの補助記憶装置から必要なときにロードされる。
【００２７】
画像認識処理装置３７は、インターフェース３６を介して、ＣＰＵ３０に接続されており、部品認識カメラ１６により撮像して取込まれた画像の認識処理がこの画像認識処理装置３７にておこなわれ、ＣＰＵ３０に処理結果が送出される。すなわち、ＣＰＵ３０は、部品認識カメラ１６により撮像された画像を認識処理（位置ずれ量の算出など）するように指示を画像認識処理装置３７に出力すると共に、認識処理結果を画像認識処理装置３７から受取るものである。
【００２８】
また、画像認識処理装置３７は、基板認識カメラ１８が読み取った画像を認識処理して、デジタル情報に変換する。
【００２９】
次に、本実施形態に係る電子部品装着装置の部品の装着動作の概要について説明する。
【００３０】
先ず、基板Ｐの生産運転が開始され、基板Ｐが上流側装置（図示せず）より受継がれて供給コンベア４上に存在すると、供給コンベア４上の基板Ｐを位置決め部５へ移動させ、位置決め固定する。
【００３１】
次に、基板認識カメラ１８により、基板Ｐを読み取り、認識処理をして、対応する装着データを決定する。そして、ＲＡＭ３２に格納された対応する装着データ、すなわち基板Ｐ上の装着すべきＸＹ座標位置、鉛直軸線回りへの回転角度位置およびＦＤＲ番号（各部品供給ユニット３の配置番号）等が指定された装着データに従い、Ｙ方向は、Ｙ軸モータ９を駆動させて一対のガイド１１に沿って、ビーム８Ａまたは８Ｂを移動させ、Ｘ方向は、Ｘ軸モータ１２を駆動させて対応する装着ヘッド７Ｂの吸着ノズル７Ｃのいずれかを装着すべき電子部品を所定の部品供給ユニット３上方に移動させ、上下軸モータ１３を駆動させて吸着ノズル７Ｃを下降させて電子部品を吸着して取出すことになる。
【００３２】
さらに、部品認識カメラ１６上方に吸着ノズル７Ｃを移動させながら吸着保持された電子部品を撮像（フライ撮像）して画像認識処理装置３７で認識処理し、また、ビーム８Ａまたは８Ｂを基板Ｐ上方へ移動させて基板Ｐに付された位置決めマークを基板認識カメラ１８で撮像して画像認識処理装置３７で位置ずれ量を認識処理し、それらの結果に基づき、再び基板Ｐの装着位置上方へ移動させて吸着ノズル７Ｃが装着データの装着座標に両認識結果を加味して位置ずれを補正しつつ、それぞれ当該装着ヘッド７Ｂの吸着ノズル７Ｃに吸着保持された全電子部品を基板Ｐ上に装着する。
【００３３】
このようにして、１枚の基板Ｐ上へ装着すべき電子部品を全て終了するまで、電子部品の取出し、認識、装着が繰り返され、全て終了すると、位置決め部５から排出コンベア６に基板Ｐが搬送され、１枚目の基板Ｐの電子部品装着に係る生産が終了し、２枚目の基板Ｐに対する生産がおこなわれることになる。
【００３４】
次に、図４を用いて電子部品を装着するワークとなるマザーボードとパネルについて説明する。
図４は、マザーボードとパネルを部品装着する面から見た図である。
【００３５】
マザーボードＭは、各セルＣをはめ込むボードであり、部品装着のラインに流すためのキャリアとなる。セルＣに部品装着した後は、セルＣは、マザーボードＭからとり外され、再利用される。
【００３６】
本実施形態では、セルＣは、ＬＥＤ(Light Emitting Diode：発光ダイオード)１２０が搭載された矩形状のＬＥＤパネル(以下、単に「パネル」という)であり、それに品質の異なる様々なＬＥＤを搭載する例を説明する。
【００３７】
マザーボードＭには、セルＣとしてパネルｐ０１、ｐ０２、ｐ０３、ｐ０４が、電子部品装着装置のラインに流す前の前工程として、手作業ではめ込まれる。パネルは、全て実装部品として、ＬＥＤを搭載しており、各々のパネルに搭載する部品であるＬＥＤは、物理的形状は同じであるが、品質や価格などの差があり、例えば、品質が上のものから、Ａ、Ｂ、Ｃ、…（以下、「ＬＥＤ：Ａ」等と表す）とランク付けされているものとする。
【００３８】
パネルの部品を搭載するパターンは、様々であり、例えば、パネルｐ０１には、ＬＥＤ：Ａのみ搭載され、パネルｐ０２には、ＬＥＤ：Ａ、ＬＥＤ：Ｂが混載して搭載され、ＬＥＤ：Ｃ、パネルｐ０３には、ＬＥＤ：Ａ、ＬＥＤ：Ｂ、ＬＥＤ：Ｃが混載して搭載され、ＬＥＤ：Ｃ、パネルｐ０４には、やはり、ＬＥＤ：Ａ、ＬＥＤ：Ｂ、ＬＥＤ：Ｃが混載して搭載されているが、パネルｐ０３とは搭載するパターンが異なっている。
【００３９】
この図４の例では、パネルを搭載するのセルの行数は、４になっているが、１０程度でもよい。一パネルのＬＥＤの数は、図では省略しているが、７０程度である。また、図の例では、一パネル毎に一行だけ、ＬＥＤが配置されているが、一パネル毎に複数の行の配置でもよい。マザーボードＭの横幅は、５００ｍｍ程度である。また、図では、全ての部品取付位置にＬＥＤを搭載しているが、ＬＥＤを搭載しない開き領域があってもよい。
【００４０】
このように、パネルとＬＥＤの物理形状は同じであるが、製造のターゲットとする製品の仕様は異なっており、様々なパネルのタイプが存在する。
【００４１】
マザーボードＭには、左上にバーコード１０１が付着されており、電子部品装着装置は、これを、図１に示した基板認識カメラ１８により読み取り、画素認識処理装置３７によりデジタルデータとして認識処理し、マザーボードを識別する。マザーボード原点１００は、電子部品装着装置がマザーボードＭ上の位置を座標処理して部品を搭載ための座標原点である。
【００４２】
パネル原点１１０は、電子部品装着装置が個々のパネル上の位置を座標処理して部品を搭載ための座標原点である。
【００４３】
また、マザーボードＭは、セルＣを載せるパターンとして、一行に同一のパネルを搭載した例を示したが、各々のセルＣ（本例では、パネル）は、同一の形状でなくてもよく、横幅、縦幅も異なった矩形を任意のパターンで組み合わせることも可能である。
【００４４】
本実施形態では、キャリアとしてのマザーボードに、セルとしてパネルを搭載する例を説明するが、部品搭載後にミシン目にそって基板の一部を切り離せるようにした割り基板の各々の単位基板の構成の基板であっても本実施形態を適用することは可能である。
【００４５】
次に、図５および図６を用いて、本発明の第一の実施形態に係る電子部品装着方法に用いられる装着動作の二つのモードについて説明する。
図５は、最適化モードによる部品の装着の様子を示す図である。
図６は、シーケンスモードによる部品の装着の様子を示す図である。
【００４６】
本実施形態の電子部品装着装置の部品の装着モードには、最適化モードとシークエンスモードがある。
【００４７】
最適化モードは、電子部品装着装置が、マザーボード一枚に対して、部品を吸着してから装着するまでのトータルの時間を最小化にするように最適化された順番で部品を実装していくように動作するモードである。ここで、「最適化された順番」とは、他の条件でさらに時間が短くなるように最適化できる場合があったとしても、所定の条件で最適化され、決定された順番である。
【００４８】
最適化モードで、実際にどのように順番で部品を装着していくかは複雑な計算が必要であるが、一般的には、以下の要因による。
・マザーボードの大きさ、部品の配列間隔
・マザーボード上の部品の配置と部品供給ユニットにおける吸着位置との距離関係
・装着ヘッドの個数(本実施形態では、二つである)
・装着ヘッドに搭載される吸着ノズルの数と、回転速度
本実施形態では、図５のように部品が実装していくものとする。なお、ここでは、簡単のためにヘッドは一つで部品を装着するものとして説明する。□中に書かれた数字が、部品を装着していく順番であり、英字がＬＥＤの種類である。この図では、ＬＥＤを１から１２個まで装着し終わったことを示している。
【００４９】
なお、電子部品装着装置による部品装着は、(１）装着ヘッドの吸着位置(必要なら複数箇所)までの移動→(２）装着ヘッドの部品装着位置までの移動→(３）必要なら吸着ヘッドの回転→(２）→(３）→(２）→(３）…→(１)のフェーズを経るために、最適化モードでは、ある箇所から部品の装着を始めた場合できるだけ、全ての吸着ノズルの部品がなくなるまで、その近傍で部品を装着する可能性が大きい。
【００５０】
ここで、ＬＥＤ：Ｃに対して部品切れが起こったとすると、パネルＰ０４に供給するＬＥＤ：Ｃに対する部品が足りなくなる。そのため、これまで実装したＬＥＤ：Ａが５個、ＬＥＤ：Ｂが４個、ＬＥＤ：Ｃが３個と、パネルＰ０１〜パネルＰ０４の全てのパネルがむだになるという事態が発生する。通常、一枚の基板に対して異なったロットの部品を使わないというルールが採用されることと、生産能率を考慮して、部品の装着が不完全なパネルに対して、再度、部品を装着するという工程は設けられないからである。
【００５１】
このように、最適化モードは、部品の装着時間が短くなり、生産効率を向上させることができるという利点があるが、部品とパネルをむだにしてしまうおそれがある。
【００５２】
シーケエンスモードは、一枚のパネルの部品の装着を連続して行い、そのパネルの装着中は、他のパネルに対しては部品の装着を行わずに、そのパネルの装着が終わったときに、初めて、他のパネルの部品の装着を行うようにする動作モードである。
【００５３】
図６に示す例では、パネルＰ０１、パネルＰ０２、パネルＰ０３、パネルＰ０４の順にＬＥＤの装着をおこなっている。このときに、部品切れをおこしたとしても、パネルＰ０１、パネルＰ０２、パネルＰ０３は、完成しているために、それらのパネルと装着されたＬＥＤはむだになることはない。この例で、むだになるのは、パネルＰ０４と、ＬＥＤ：Ａが１個、ＬＥＤ：Ｂが１個、ＬＥＤ：Ｃが１個のみである。このように、シークエンスモードでむだになる可能性のあるパネルは、最大１枚であり、むだになる可能性のあるＬＥＤの数は、最大でもパネル１枚に装着する数の部品数である。
【００５４】
シークエンスモードは、最適化モードとは対照的に、部品の装着時間が長くなり、生産効率の向上は見込めないが、部品とパネルのむだを抑えることができる動作モードである。
【００５５】
次に、図７ないし図１０を用いて、本発明の第一の実施形態に係る電子部品装着方法に用いられるデータ構造について説明する。
図７は、装着動作制御テーブルを示す図である。
図８は、部品残数管理テーブルを示す図である。
図９は、装着データを示す図である。
図１０は、最適ステップリストを示す図である。
【００５６】
装着動作制御テーブルは、本実施形態の電子部品装着装置の装着動作を制御するためのデータを管理するテーブルであり、図７に示されるように、動作指定フラグ、動作モードフラグ、切替設定フラグ、マザーボード指定数、部品指定数の各フィールドよりなる。
【００５７】
「動作指定フラグ」は、本実施形態の最適化モードとシーケンスモードの切替をおこなうか否かを定めるフラグである。例えば、動作指定フラグ＝０のときは、最適化モードとシーケンスモードの切替をおこなわないものとし、常に、最適化モードで動作することにする。動作指定フラグ＝１のときは、次に説明する動作モードフラグの値に従って、最適化モードで動作するかシーケンスモードで動作するかを切替えることにする。デフォルトは、動作指定フラグ＝０とし、最適化モードとシーケンスモードの切替をおこなわないものとする。この値は、後に説明するように、部品装着動作制御パネルで設定できるものとする。
【００５８】
「動作モードフラグ」は、最適化モードで動作するかシーケンスモードで動作するかを制御する変数である。例えば、動作モードフラグ＝０のときには、最適化モードで動作するようにし、動作モードフラグ＝１のときには、シーケンスモードで動作するとする。なお、動作指定フラグ＝０（最適化モードとシーケンスモードの切替なし）のときには、動作モードフラグ＝０として、最適化モードで動作するものとする。
【００５９】
「切替設定フラグ」は、最適化モードからシーケンスモードに切り替えるときの指定をマザーボード枚数でするか部品数でするかを切り替えるためのフラグである。例えば、切替設定フラグ＝０のときには、指定をマザーボード指定数でするようにし、切替設定フラグ＝１のときには、指定を部品指定数ですることとする。デフォルトは、切替設定フラグ＝０の指定をマザーボード指定数ですることとする。
【００６０】
「マザーボード指定数」は、切替設定フラグ＝０のときに、有効になるフィールドである。マザーボード指定数ｎが設定されたときには、そのマザーボードに使われる部品ｉの数Ｐｉ(ｉ＝１，２，…)としたときに、(ｎ＋１)×Ｐｉを閾値として、それより、部品ｉの残りの部品数Ｑｉが小さくなったときに、すなわち、いずれかのｉについて、次の(式１)が成立するときに、動作モードフラグ０（最適化モード）から１（シーケンスモード）に切り替えるものとする。マザーボード指定数のデフォルトは、１とする。
【００６１】
(ｎ＋１)×Ｐｉ＞Ｑｉ      …（式１）
例えば、図４に示したマザーボードで、マザーボード指定数＝１に設定されているとする。図４に示したマザーボードは、ＬＥＤ：Ａが、１２個、ＬＥＤ：Ｂが、８個、ＬＥＤ：Ｃが、４個使われているので、ＬＥＤ：Ａの枚数が、１２個未満、ＬＥＤ：Ｂが、８個未満、ＬＥＤ：Ｃが、４個未満のいずれかの状態が発生したときに、動作モードフラグを、０（最適化モード）から１（シーケンスモード）に切り替える。マザーボード指定数＝１と指定されたときには、部品切れのおそれがある場合の最後の２枚目までは、最適化モードで動作し、最後の１枚では、シーケンスモードで動作することを許容することを意味している。
【００６２】
「部品指定数」は、切替設定フラグ＝１のときに、有効になるフィールドである。これは、どれかの部品について、この値より小さくなったときに、すなわち、部品指定数Ｒ、部品ｉの残りの部品数Ｑｉとすると、いずれかのｉについて、次の(式２)が成立するときに、動作モードフラグ０（最適化モード）から１（シーケンスモード）に切り替えるものとする。部品指定数のデフォルトは、マザーボードの仕様に応じて適宜設定する。
【００６３】
Ｒ＞Ｑｉ      …（式２）
マザーボード指定数、部品指定数は、後に説明するように、部品装着動作制御パネルで設定できるものとする。
【００６４】
部品残数管理テーブルは、フィーダごとの部品の残数を管理するテーブルであり、ＦＤＲ、部品、初期設定数、残数の各フィールドよりなる。
【００６５】
「ＦＤＲ」は、その部品を供給するフィーダを識別する識別子である。フィーダは、図示しないが部品の収納テープを取り付けてそこからを供給する構造になっている。「部品」は、供給される部品の識別子や名称である。「初期設定数」は、その部品供給ユニットを最初に取り付けたときの収納テープに格納されている部品の数である。これは、オペレータが装着の準備段階で、フィーダを取り付けたときに、部品の初期設定パネルからオペレータが入力するか、または、フィーダに取り付けた収納テープのバーコードを読取って、それをデジタル処理することにより得ることができる。このときは、読み取られた収納テープのバーコード情報自体に部品数が含まれていてもよいし、バーコードから読取られる識別子と対応付けたデータベースにより部品数を取得するようにしてもよい。
【００６６】
「残数」は、その部品供給ユニットでの部品の残数である。初期設定数から装着のために吸着した部品の部品数を引いた数が、この残数になる。
【００６７】
装着データは、マザーボード上のパネルに、どの部品をどの位置に装着するかを装着順に示すデータであり、図９に示されるように、ステップ、Ｘ、Ｙ、θ、部品、ＦＤＲの各フィールドよりなる。
【００６８】
なお、本実施形態では、マザーボード原点１００からの座標系で装着データを記述したが、マザーボード原点１００と各パネル原点１１０の関係を表すデータを保持しておき、装着データをパネル原点１１０からの相対位置で記述してよい。
【００６９】
電子部品装着装置は、シーケンスモードのときには、この装着データに定義されたステップ順に部品を指定位置に装着していく。例えば、一番目のステップでは、フィーダ番号１０１のフィーダからＬＥＤ：Ａを、マザーボード原点１００からＸ＝１８．００ｍｍ、Ｙ＝３０．００ｍｍの二次元位置で、回転角度θ＝０．００ｄｅｇで搭載することを示している。
【００７０】
最適ステップリストは、最適化モードのときに、電子部品装着装置が動作する順序を示しており、図９に示した装着データをソートした構造になっている。
【００７１】
例えば、最適化モードでは、図１０の番号の小さいものから順に、最初に、装着データの０２４ステップを実行し、次に、装着データの０１６ステップを実行し、…というように実行される。
【００７２】
次に、図１１および図１２を用いて、本発明の一実施形態に係る電子部品装着方法の処理について説明する。
図１１は、電子部品装着装置の部品装着動作前準備処理を示すフローチャートである。
図１２は、電子部品装着装置の部品装着動作処理を示すフローチャートである。
【００７３】
先ず、部品装着動作前準備処理として、部品供給ユニット（フィーダ）を設置するときに、部品名や部品数などの部品情報を入力する（図１１のＳ０１）。これは、既に説明したように、初期設定のパネルから、オペレータが手入力でおこなってもよいし、部品供給ユニットに装着する収納テープのバーコードを読取ることによりおこなってもよい。
【００７４】
入力された部品情報は、図８に示した部品残数管理テーブルに保持される。
【００７５】
次に、部品装着動作制御パネルにより、部品装着動作の制御パラメタを入力する（Ｓ０２）。
【００７６】
入力された部品装着動作の制御パラメタは、図７に示した装着動作制御テーブルに保持される。
【００７７】
なお、部品装着動作制御パネルの具体的なイメージは、後に説明する。
【００７８】
次に、電子部品装着装置は、部品装着最適化プログラムを実行することにより、最適化計算をおこない、図１０に示した最適ステップリストを作成する（Ｓ０３）。
【００７９】
部品装着動作前準備処理が終了すると、マザーボードを搬入して、パネル上に部品を装着していく部品装着動作処理を実行できるようになる。
【００８０】
先ず、部品装着動作処理としては、停止判定をおこなう（図１２のＳ１０）。機器の異常や部品を装着するマザーボードがなくなったときには、電子部品装着装置を停止する（Ｓ２３）。
【００８１】
停止判定で「運転」の判定が出たときには、図７で示した動作指定フラグを調べ、動作指定フラグ＝０（切替えなし）のときには、Ｓ１３に行き、動作指定フラグ＝１（切替えあり）のときには、Ｓ１２に行く。この電子部品装着装置では、指定されていないときには、最適化モードで動作するようになっているためである。
【００８２】
次に、部品残数が切替条件をみたすフィーダがあるか否かを判定する（Ｓ１２）。ここで、切替設定フラグ＝０（マザーボード指定）のときには、ｎ＝マザーボード指定数として、（式１）の条件により判定し、切替設定フラグ＝１（部品指定）のときには、Ｒ＝部品指定数として、（式２）の条件により判定する。
【００８３】
切替条件をみたすフィーダがあるときには、動作モードフラグ＝１（シーケンスモード）とし、切替条件をみたすフィーダがないときには、動作モードフラグ＝０（最適化モード）とする。
【００８４】
次に、マザーボードを搬入し、位置決めをおこなう（Ｓ１５）。
【００８５】
そして、動作モードフラグにより指定されたモードに従って、部品吸着動作（Ｓ１６）をおこなう。
【００８６】
いずれかのフィーダで部品吸着動作ができなかった場合には、部品切れが発生したとみなし（Ｓ１７）、パネルに部品切れ停止の異常を表示し（Ｓ２２）、停止する（Ｓ２３）。
【００８７】
部品吸着動作が正常におこなわれたときには、動作モードフラグにより指定されたモードに従って、部品装着動作をおこなう（Ｓ１８）。
【００８８】
部品装着動作が終わったときに、部品残数の演算をおこない（Ｓ１９）、図８の部品残数管理テーブルの「残数」に設定する。部品の残数は、以下の（式３）により求められる。
【００８９】
残数←残数−吸着数        …（式３）
次に、現在装着しているマザーボードに関するすべてのステップを実行したか否かを判定し（Ｓ２０）、実行しないステップがあるときには、Ｓ１６に戻り、実行しないステップがなくなったときには、マザーボードを排出し（Ｓ２１）、Ｓ１０に戻る。
【００９０】
次に、図１３を用いて、部品装着動作制御パネルのイメージについて説明する。
【００９１】
図１３は、部品装着動作制御パネルを示す図である。
【００９２】
部品装着動作制御パネル２００は、本実施形態の電子部品装着装置の装着動作を制御するためのパラメタを入力するためのパネルであり、図１に示したモニタ３４に表示され、タッチパネルスイッチ３５などの入力装置を使って入力をおこなうことができる。
【００９３】
部品装着動作制御パネル２００は、入力欄として、モード切替え設定欄２０１と、切替タイミング設定欄２０２がある。
【００９４】
モード切替え設定欄２０１は、図７で示した動作指定フラグを設定するための入力欄であり、オペレータが、「あり」を選択したときには、動作指定フラグ＝１とし、オペレータが、「なし」を選択したときには、動作指定フラグ＝０と設定される。
【００９５】
切替タイミング設定欄２０２は、図７で示した「切替設定フラグ」、「マザーボード指定数」、「部品指定数」を入力するための領域である。
【００９６】
オペレータが、「マザーボード」を選択したときには、切替設定フラグ＝０とし、オペレータが、「部品」を選択したときには、切替設定フラグ＝１設定される。
【００９７】
そして、「マザーボード」を選択したときには、残枚数入力領域２０２ａが入力できるようになり、入力した値は、装着動作制御テーブルの「マザーボード指定数」に設定され、「部品」を選択したときには、残部品数入力領域２０２ｂが入力できるようになり、入力した値は、装着動作制御テーブルの「部品指定数」に設定される。
【符号の説明】
【００９８】
１…電子部品装着装置、７Ｂ…装着ヘッド、１８…基板認識カメラ、３０…ＣＰＵ、３２…ＲＡＭ、３７…画像認識処理装置、
Ｍ…マザーボード、Ｃ…セル、１００…マザーボード原点、１０１…バーコード、１１０…パネル原点、１２０…ＬＥＤ。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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