(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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工程において使用される電子部品実装ラインを構成するいずれかの電子部品実装用装置であって、生産対象基板の予定生産枚数を設定する予定生産量設定手段と、自動生産モードにおいて既生産の基板枚数を検出する既生産量検出手段と、既生産の基板枚数が予定生産枚数に到達したならば前工程および後工程へ生産終了を報知する生産終了報知手段とを備え、
前記生産終了の報知は、前工程装置に対しては基板要求信号をＯＦＦにし、また後工程装置に対しては、当該基板が最終基板である旨の信号を出力することにより行い、この報知後、自動生産モードが自動的に解除されることを特徴とする電子部品実装用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリーン印刷装置や電子部品実装装置などの電子部品実装用装置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によって構成される。電子部品実装ラインにおいては、各装置は前工程の装置から基板が送られこの基板が検出されることにより生産動作を開始する。定常生産状態においては、所定タクトタイムで順次基板が供給されることにより、各装置では連続して生産動作が実行される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各種電子機器に用いられる実装基板の製造ラインにおいても、多品種少量生産への対応が求められるようになり、生産ロットは小ロット化している。このため、同一ラインでのロット切り替えを高頻度で行うようになっている。ところが、従来はこのロット切り替えをおこなう際には、生産予定枚数に到達したか否かをマシンオペレータが監視し、予定消化を確認した後にそのロットの生産を停止させるための操作をおこなう必要があった。このため、製造ラインにマシンオペレータの常駐を必要とし、ロット切り替えの度に手間と時間を要するという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、生産ロット切り替え時の手間を省き生産効率を向上させることができる電子部品実装用装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【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、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工程において使用される電子部品実装ラインを構成するいずれかの電子部品実装用装置であって、生産対象基板の予定生産枚数を設定する予定生産量設定手段と、自動生産モードにおいて既生産の基板枚数を検出する既生産量検出手段と、既生産の基板枚数が予定生産枚数に到達したならば前工程および後工程へ生産終了を報知する生産終了報知手段とを備え、前記生産終了の報知は、前工程装置に対しては基板要求信号をＯＦＦにし、また後工程装置に対しては、当該基板が最終基板である旨の信号を出力することにより行い、この報知後、自動生産モードが自動的に解除される。
【０００６】
本発明によれば、生産対象基板の予定生産枚数を設定しておき、既生産の基板枚数が予定生産枚数に到達したならば前工程および後工程へ生産終了を報知することにより、ロット切り替え時の操作を自動化して生産効率を向上させることができる。
【０００７】
【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スクリーン印刷装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図、図４は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロック図、図５は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷作業実行フローを示すフロー図、図６、図７は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の表示画面を示す図である。
【０００８】
まず図１、図２、図３を参照して電子部品実装ラインおよびスクリーン印刷装置について説明する。スクリーン印刷装置は、電子部品実装工程において使用される電子部品実装用装置であり、電子部品実装ラインＬの最初の作業工程を行う。図１に示すようにスクリーン印刷装置Ｍ２の上流側には、スクリーン印刷装置Ｍ２に基板を供給する前工程装置である基板供給部Ｍ１が設けられている。基板供給部Ｍ１から基板を受け渡されたスクリーン印刷装置Ｍ２は、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。
【０００９】
クリーム半田印刷後の基板はボンド塗布装置Ｍ３に送られ、ここで電子部品接着用のボンド塗布が行われる。この後、基板は電子部品実装装置Ｍ４に送られ、基板上には電子部品が搭載される。電子部品搭載後の基板はリフロー装置Ｍ５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、基板回収部Ｍ６によって回収される。
【００１０】
次に図２、図３を参照してスクリーン印刷装置Ｍ２について説明する。図２において基板位置決め部１は、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３よりなる移動テーブル上にθ軸テーブル４を段積みし、さらにその上にＺ軸テーブル５を配設して構成されている。Ｚ軸テーブル５上には基板６をクランパ８によって挟み込んで下受け部材上で保持する基板保持部７が設けられている。印刷対象の基板６は、図３に示す搬入コンベア１４によって基板位置決め部１に搬入される。基板位置決め部１を駆動することにより、基板６の位置を調整することができる。印刷後の基板６は、搬出コンベア１５によって搬出される。
【００１１】
搬入コンベア１４から基板保持部７への搬送経路上には、基板検出センサ１６が設けられている。基板検出センサ１６は基板保持部７に搬入され搬出される基板を検出する。この検出信号を生産量検出部（後述）によってカウントすることにより、当該スクリーン印刷装置によって印刷作業が行われた既生産の基板枚数、すなわち既生産量を検出する。
【００１２】
基板位置決め部１の上方には、スクリーンマスク１０がマスク保持枠９によって保持されている。スクリーンマスク１０はホルダ１１にマスクプレート１２を装着して構成されている。基板６は基板位置決め部１によってマスクプレート１２に対して位置合わせされ下方から当接する。スクリーンマスク１０上には、スキージユニット１３が水平方向に往復動自在に配設されている。基板６がマスクプレート１２の下面に当接した状態で、マスクプレート１２上にクリーム半田を供給し、スキージユニット１３のスキージをマスクプレート１２の表面に当接させて摺動させることにより、基板６の表面にはマスクプレート１２に設けられたパターン孔１２ａ（図３参照）を介してクリーム半田が印刷される。
【００１３】
スクリーンマスク１０の上方には、認識手段であるカメラ２０が設けられている。図３に示すように、カメラ２０はＸ軸テーブル２１およびＹ軸テーブル２２によってＸＹ方向に水平移動する。すなわちＸ軸テーブル２１およびＹ軸テーブル２２は移動手段となっている。基板６には対角位置に認識マーク６ａ，６ｂが設けられており、マスクプレート１２には、基板６に設けられた認識マーク６ａ，６ｂに対応した位置に開口部１２Ａ（マスクプレート１２の破断範囲内に位置しているため鎖線で示している），１２Ｂが設けられている。マスクプレート１０に対して基板６が正しい位置関係にある状態では、開口部１２Ａ，１２Ｂを介して上方から認識マーク６ａ，６ｂを目視により視認またはカメラ２０により撮像可能となっている。
【００１４】
次に図４を参照してスクリーン印刷装置の制御系の構成を説明する。図４において、ＣＰＵ３０は全体制御部であり、スクリーン印刷装置の全体を制御する。プログラム記憶部３１は、スクリーン印刷の動作プログラムを始め、各種動作・処理のプログラムを記憶する。データ記憶部３２は、印刷対象の品種データなどの各種データを記憶する。予定生産量記憶部３３は、入力部３７から入力された予定生産枚数を記憶する。この予定生産枚数は、各生産ロットの印刷作業の開始に先立って入力される。入力部３７および予定生産量記憶部３３は、予定生産量設定手段となっている。
【００１５】
画像処理部３４は、カメラ２０によって基板６やスクリーンマスク１０を撮像して得られた画像データを画像処理することにより、認識マーク６ａ，６ｂや開口部１２Ａ，１２Ｂの位置を検出する。機構駆動部３５は基板位置決め用のＸＹテーブルを構成するＸ軸テーブル２、Ｙ軸テーブル３や、θ軸テーブル４、Ｚ軸テーブル５、スキージ駆動機構４０などの機構部を駆動する。
【００１６】
生産量検出部３６は基板検出センサによって検出された基板検出信号をカウントすることにより、既に生産された基板数すなわち既生産量を検出する。したがって、基板検出センサおよび生産量検出部３６は既生産量検出手段となっている。また基板検出センサ１６によって検出される基板検出タイミング間のインターバルをＣＰＵ３０によって計測することにより、当該時点における基板の通過間隔、すなわちスクリーン印刷作業のタクトタイムを実測することができる。したがって、基板検出センサ１６およびＣＰＵ３０は、生産のタクトタイムを実測するタクトタイム実測手段となっている。
【００１７】
このように、基板が実際にスクリーン印刷装置を通過するインターバルを求めてタクトタイムとすることにより、電子部品実装ラインの他装置による外乱要素を包含した実際の生産のタクトタイムが求められ、しかもこのタクトタイムの変動をリアルタイムで検出できることから、生産管理上きわめて有用なデータを得ることが可能となっている。
【００１８】
そして予定生産枚数から前述の既生産枚数を減ずることにより、当該時点での残生産枚数が求められる。そして、この残生産枚数に当該時点でのタクトタイムを乗ずることにより、予定生産枚数の生産を終了するまでの予定必要時間を求めることができ、したがって生産終了時刻を予測することが可能となる。この演算処理はＣＰＵ３０によって行われる。したがって、ＣＰＵ３０は終了時刻予測手段となっている。
【００１９】
入力部３７はキーボードやタッチパネルなどのデータ入力手段であり、制御操作入力や、予定生産枚数などのデータ入力を行う。表示部３８（表示手段）はモニタであり、データ入力時の案内画面や、生産中の各種管理データ、サイクルタイムや予測された生産終了の予定時刻などを含む画面を表示する。通信部３９は、ネットワーク手段であり電子部品実装ラインを構成する前後工程の他装置との間で基板の受け渡しや生産終了を報知する信号などの制御信号および生産管理データの授受を行う。したがって通信部３９は、生産終了報知手段となっている。
【００２０】
このスクリーン印刷装置は上記のように構成されており、以下モニタの表示画面を示す図６、図７を参照しながら図５のフロー図に沿ってスクリーン印刷作業の実行フローについて説明する。まず、生産開始に先立って機能選択および入力を行う（ＳＴ１）。すなわち、スクリーン印刷装置に備えられている以下の生産管理機能を使用するか否かの選択を行い、機能使用を選択した場合には必要な数値データの入力を行う。
【００２１】
この作業は、図６に示す表示画面（生産予定枚数設定画面）３８ａ上で操作キー４４を用いて行われる。まず生産予定枚数設定機能を使用するか否かの選択をスイッチ４１の操作によって行い、ここで「使用」を選択したならば、予定生産枚数の設定を入力枠４２ａ内に入力する。この入力を行うことにより、以後生産中にこの画面を表示させたときには、表示枠４２ｂに予定生産枚数に対する残生産枚数が表示される。
【００２２】
そしてこの後、生産終了信号の発信機能を使用するか否かの選択をスイッチ４３によって行う。ここで「使用」を選択すると、後述するように、予定生産枚数の生産が完了した時点で前工程に対して生産完了信号が発信される。すなわち、この場合には、前工程装置である基板供給部Ｍ１に対して基板要求信号をＯＦＦにすることにより行われる。
【００２３】
この後自動生産モードに移行し、生産開始（ＳＴ２）の操作を行うことにより、スクリーン印刷が開始される。自動生産中には、前工程の基板供給部Ｍ１から新たな基板が供給される度に、スクリーン印刷装置Ｍ２によって基板へクリーム半田を印刷する印刷作業が行われ、モニタには図６に示す生産中画面が表示され、また必要な場合には設定変更のための入力が行われる（ＳＴ３）。
【００２４】
生産中画面３８ｂには、生産開始前に入力した設定枚数が表示枠４５に表示されるとともに、基板検出センサ１６によって基板を検知することによりカウントされた既生産枚数およびこの既生産枚数を設定枚数で除して得られる終了率が、それぞれ表示枠４６，４７に表示される。また、スクリーン印刷装置の稼働状況を示す稼働率も同時に表示枠４８に表示される。これらの表示により、当該生産ロットの生産進捗状況を常に把握することができる。
【００２５】
そしてこれらの表示と併せて、基板検出センサ１６の検出インターバルに基づいて算出されたサイクルタイムおよびこのサイクルタイムを残生産枚数に乗ずることにより予測された終了予定時刻がそれぞれ表示枠４９，５０に表示される。この終了時刻の予測において、当該時点でのタクトタイムを実測しこの実測結果に基づいて上記終了予定時間を求めるようにしていることから、従来行われていたような、机上の計画タクトタイムに基づく終了時間予測と比較して、高い精度で予定終了時刻を予測することができる。
【００２６】
このように、生産中に上記各項目を表示させることにより、当該生産ロットの予定生産量の消化状況を常に監視できると共に、併せて予定終了時刻が表示されるので、作業者は生産進捗状況を容易に把握することができ、日常の生産管理を容易にきめ細かく行うことができる。なお必要により生産枚数の設定を変更する場合には、図６に示す生産予定枚数設定画面３８ａを再表示させ、生産枚数の設定を改めて行う。
【００２７】
またこれらの生産管理情報を通信部３９を介してホストコンピュータなどの生産管理用の制御装置に送るようにすれば、多数の製造ラインを有する製造部門において常にリアルタイムで生産進捗状況を集中して監視することができる。
【００２８】
スクリーン印刷作業を継続する過程において既生産枚数が設定枚数に到達したならば、以下に示す生産終了時処理を行う（ＳＴ４）。まず、前工程の基板供給部Ｍ１および後工程のボンド塗布装置Ｍ３に対して対して、生産終了報知を行う。この生産終了報知は、基板供給部への基板要求信号をＯＦＦにすることにより、またボンド塗布装置に対しては最終基板を搬出して受け渡す際に当該基板が最終基板である旨の信号を通信部３９を介して出力することにより行われる。この後、自動生産モードが自動的に解除されてメインメニューに復帰し（ＳＴ５）、新たな生産ロットへの対応が可能な状態となる。
【００２９】
このように、生産開始前に予め予定生産枚数を設定し、生産終了時には前工程の他装置へ生産終了を報知することにより、作業者が常に生産状況を監視する必要がなく、生産ロット切り換え時の操作を自動化して生産効率を向上させることができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では電子部品実装用装置の例としてスクリーン印刷装置を示しているが、本発明はこれに限定されず、例えば基板にボンドを塗布するボンド塗布装置や、スクリーン印刷後もしくはボンド塗布後の基板に電子部品を搭載する電子部品実装装置などに対しても本発明を適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、生産対象基板の予定生産枚数を設定しておき、既生産の基板枚数が予定生産枚数に到達したならば前工程および後工程の電子部品実装用装置へ生産終了を報知することにより、生産ロット切り換え時の操作を自動化して生産効率を向上させることができる。
【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スクリーン印刷装置の側面図
【図３】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図
【図４】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置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スクリーン印刷作業実行フローを示すフロー図
【図６】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の表示画面を示す図
【図７】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の表示画面を示す図
【符号の説明】
６  基板
１６  基板検出センサ
３０  ＣＰＵ
３３  予定生産量記憶部
３６  生産量検出部
３７  入力部
３８  表示部
３９  通信部
【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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