(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板上に同一パターンの回路が複数並べられた多面取り基板上に部品を実装する部品実装方法であって、
前記多面取り基板上の判別マークを認識して前記多面取り基板上で実装対象とする回路パターンと実装対象としない回路パターンとを判定し、
回路パターンの実装順序の最適化を実行する際に、前記判定した実装対象としない回路パターンを除いて、前記判定した実装対象とする回路パターンのうちで、生産タクトが短くなるように回路パターンの実装順序の並び替えを行う
ことを特徴とする部品実装方法。
【請求項２】
回路パターンの実装順序の最適化を実行する際に、前記判定した実装対象としない回路パターン上を装着ヘッドが極力通過しないように回路パターンの実装順序の並び替えを行う
ことを特徴とする請求項１に記載の部品実装方法。
【請求項３】
実装工程の上流工程で、１枚の前記多面取り基板ごとに実装対象とする回路パターンと実装対象としない回路パターンとを判定し、
実装工程において前記判定した結果を取得して、前記多面取り基板の搬入前に前記判定した結果に基づいて回路パターンの実装順序の最適化を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の部品実装方法。
【請求項４】
回路基板上に同一パターンの回路が複数並べられた多面取り基板上に部品を実装する部品実装装置であって、
前記多面取り基板上の判別マークを認識して前記多面取り基板上で実装対象とする回路パターンと実装対象としない回路パターンとを判定する判別マーク認識部と、
回路パターンの実装順序の最適化を実行する際に、前記判別マーク認識部により判定された実装対象としない回路パターンを除いて、前記判別マーク認識部により判定された実装対象とする回路パターンのうちで、生産タクトが短くなるように回路パターンの実装順序の並び替えを行う実装順序最適化部とを具備した
ことを特徴とする部品実装装置。
【請求項５】
前記実装順序最適化部は、回路パターンの実装順序の最適化を実行する際に、前記判別マーク認識部により判定された実装対象としない回路パターン上を装着ヘッドが極力通過しないように回路パターンの実装順序の並び替えを行う
ことを特徴とする請求項４に記載の部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多面取り基板（マザーボード）において、区画（製品となるブロックまたは回路パターンをいう）毎の実装順序の最適化をはかる部品実装方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
部品実装装置における従来構成の一例について、図６から図１２に基づいて説明する。
【０００３】
図６に示すように、実装装置には、回路基板（多面取り基板）を保持し、ＸＹ方向に移動して回路基板の位置決めを行うための直交テーブル１０２が配置され、この直交テーブル１０２の右側部に、データを入力するためのキーボードなどの入力装置１０１と、装置の状態、データの内容を表示するための表示用画面からなる表示部１００とが設けられている。さらにその右側に、部品を連続的に供給する機構を備えて、部品実装装置から取り外し可能な構造の部品供給手段１０３が配置され、また部品供給手段１０３を部品吸着位置まで移動させる部品の供給テーブル１０４が設けられている。さらに、直交テーブル１０２の前部には、部品を保持する装着ヘッド１０５が配置され、装着ヘッド１０５には部品種別に応じて適切なノズルを選択できる複数のノズルとそれを選択する機構が設けられている。これら装着装着ヘッド１０５はヘッド移動部１０６を介して支持され、ヘッド移動部１０６には装着ヘッド１０５をそれぞれ部品吸着位置から部品装着位置へと円周上に沿って移動させる機構を有している。このヘッド移動部１０６により、装着ヘッド１０５のノズルを介して供給テーブル１０４から実装部品を吸着し、直交テーブル１０２に保持された回路基板上の実装位置へ実装する。またヘッド移動部１０６には２次元のＣＣＤカメラ１０７が配置され、ＣＣＤカメラ１０７により回路基板上に予め付与された判別マークを認識し、その判別マークによって回路基板上の「実装対象とする区画（以下回路パターンという）」と「実装対象としない回路パターン」を判断する。
【０００４】
なお、ここで「実装対象としない回路パターン」とは、同一パターンの回路が複数並べられた多面取り基板で、上流工程の検査において不良を判断された特定の回路パターンや、異なる製品をランダムに生産する形態において、同一製品をプログラム上同一の回路パターンとして作成し、回路基板上の判別マークにより実装が不要となる回路パターンを指す。
【０００５】
図７は部品を実装する順序と、実装する部品の供給位置を定義したＮＣプログラム１１０である。このＮＣプログラム１１０には、実装する順序を番号で示すブロック１１１と、ブロック１１１ごとの実装位置を２次元のＸＹ座標で定義した実装座標１１２と、ブロック１１１ごとの部品供給位置を、図６中の供給テーブル１０４の位置を示す番号で定義したＺ番号１１３と、多面取り区画の実装方法を定義するとともに、そのブロック１１１の実装座標に第１回路パターンから見た各回路パターン位置を定義する多面取り回路パターン定義部１１４と、であり、各回路パターン毎に１つ定義する判別マークの種類、位置を定義する判別マーク定義部１１５とを有している。
【０００６】
図８は実装する部品の供給位置と、供給する実装部品の種類を定義した配列プログラム１２０である。この配列プログラムには、ＮＣプログラムに対応するＺ番号１２１と、実装部品の種類を一意に識別する文字列である部品形状コード１２２とを有している。
【０００７】
図９は実装部品の種類毎に実装部品の電気的特性によるタイプ、形状、供給方法を定義した部品ライブラリ１３０である。この部品ライブラリ１３０には、配列プログラム中の部品形状コード１２２に対応して実装部品の種類を一意に識別する部品形状コード１３１と、実装部品の寸法を定義した部品属性データ１３２と、実装装置の実装部品を吸着、装着する際の装着ヘッド１０５の速度、直交テーブル１０２の速度、使用するノズルの種類などを定義する動作条件データ１３３と、実装装置の部品供給手段１０３の種類を定義する供給条件データ１３４とを有している。
【０００８】
図１０は判別マークの種類毎に判別マークを実装装置のＣＣＤカメラ１０７で認識した時のイメージデータを保持するものでマークライブラリ１４０である。このマークライブラリ１４０には、ＮＣプログラム１１０の判別マーク定義部１１５に定義するマーク種類に対応して、判別マークの種類を一意に識別するマーク形状コード１４１と、判別マーク認識時の輝度レベルなどをイメージデータ（バイナリデータ）として定義する認識データ１４２とを有している。なおこのイメージデータ１４２は、予め回路基板上の判別マークを実際にＣＣＤカメラ１０７にて認識し、その時の情報を取り込んだデータが保持される。
【０００９】
以上のように構成された従来の部品実装装置において、回路基板上の判別マークにより「実装対象とする回路パターン」、「実装対象としない回路パターン」の判断を行うためのデータ作成方法、及び実際の実装動作について、図６及び図１１、図１２に基づき説明する。
【００１０】
図１１は多面取り基板において、回路基板上の判別マークにより特定の不良基板を「実装対象としない回路パターン」として扱うためのデータ作成の手続きを示したデータ作成用フローチャートである。
【００１１】
まずＮＣプログラム１１０において１つの回路パターンを実装するための実装順序、実装位置を定義する（ステップＳ５０）。次にＮＣプログラム１１０に示す多面取り回路パターン定義部１１４に基づいて回路パターン毎に実装順序と、第１回路パターンから見た各回路パターン位置を定義する（ステップＳ５１）。次にＮＣプログラム１１０の判別マーク定義部１１５に示すように、前記各回路パターンに対応した判別マークの種類とその位置を定義する（ステップＳ５２）。さらに多面取り回路パターンの定義に従って、回路基板上の全ての実装座標を、（第１回路パターンの位置）＋（各回路パターンの位置）＋（実装位置）により算出するとともに、実装順序を決定する（ステップＳ５３）。
【００１２】
なお実装順序は、１つの回路パターンの実装を完了した後、次の回路パターンの実装行う回路パターンリピートや、回路パターン間で同一の実装座標を先に実装するステップリピートなど、多面取り回路パターン定義の種類により決定される。
【００１３】
図１２は回路基板の生産時、判別マークの認識により実装箇所の特定を行う手続きを示した実装特定手続き用フローチャートである。
まず上流工程から直交テーブル１０２に回路基板を搬入する（ステップＳ６０）。次に回路基板上の第１回路パターンの判別マークが、ＣＣＤカメラ１０７の中心に写るように直交テーブル１０２を位置決めする（ステップＳ６１）。そしてその位置でＣＣＤカメラ１０７により判別マークの認識を行い（ステップＳ６２）、予めマークライブラリ１４０に登録されているマークライブラリ１４１のイメージデータに一致したものであるならば、良品の回路パターンであると判断し実装対象とする（ステップＳ６３）。一致しなければ不良品の回路パターンであると判断し、実装対象としない（ステップＳ６４）。
【００１４】
これを各回路パターン毎の判別マークについて、回路パターン数分繰り返す（ステップＳ６５）。次にデータ作成用フローチャートのステップＳ５３により決定した実装順序において、ステップＳ６４で実装対象としないと判断した回路パターンに属するブロックをスキップしながら順番に実装する（ステップＳ６６）。実装対象とした全ての回路パターンの実装が完了した後、回路基板を下流工程に搬出する（ステップＳ６７）。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記実装方法では、「実装対象としない回路パターン」が回路基板ごとに異なる場合でも、その回路パターンの実装をスキップするだけで実装順序は変わらず、直交テーブル１０２が移動されて装着ヘッド１０７の下方を「実装対象としない回路パターン」が通過する。したがって、「実装対象としない回路パターン」の配置によっては、直交テーブルが無駄な動作を行うため、生産タクトが低下するという問題点を有していた。
【００１６】
本発明は、前記従来の問題を解決して、直交テーブルの無駄な動作を無くして生産タクトを向上させる部品実装方法および装置を提供する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、請求項１記載の部品実装方法は、回路基板上に同一パターンの回路が複数並べられた多面取り基板上に部品を実装する部品実装方法であって、前記多面取り基板上の判別マークを認識して前記多面取り基板上で実装対象とする回路パターンと実装対象としない回路パターンとを判定し、回路パターンの実装順序の最適化を実行する際に、前記判定した実装対象としない回路パターンを除いて、前記判定した実装対象とする回路パターンのうちで、生産タクトが短くなるように回路パターンの並び替えを行うものである。
また請求項２記載の部品実装方法は、請求項１に記載の部品実装方法であって、回路パターンの実装順序の最適化を実行する際に、前記判定した実装対象としない回路パターン上を装着ヘッドが極力通過しないように回路パターンの実装順序の並び替えを行うものである。
【００１８】
また請求項４記載の部品実装装置は、回路基板上に同一パターンの回路が複数並べられた多面取り基板上に部品を実装する部品実装装置であって、前記多面取り基板上の判別マークを認識して前記多面取り基板上で実装対象とする回路パターンと実装対象としない回路パターンとを判定する判別マーク認識部と、回路パターンの実装順序の最適化を実行する際に、前記判別マーク認識部により判定された実装対象としない回路パターンを除いて、前記判別マーク認識部により判定された実装対象とする回路パターンのうちで、生産タクトが短くなるように回路パターンの実装順序の並び替えを行う実装順序最適化部とを具備したものである。
また請求項５記載の部品実装装置は、請求項４に記載の部品実装装置であって、前記実装順序最適化部は、回路パターンの実装順序の最適化を実行する際に、前記判別マーク認識部により判定された実装対象としない回路パターン上を装着ヘッドが極力通過しないように回路パターンの実装順序の並び替えを行うものである。
【００１９】
上記請求項１または４記載の発明によれば、回路基板１枚毎に、回路基板に付された判別マークを認識して、実装対象としない回路パターン（区画）を判定し、回路パターンの実装順序を、実装対象としない回路パターン（区画）を除いて、実装を無駄なく連続的に実施できるような合理的な順序で行えるように最適化するので、回路基板に応じた適切な実装順序で実装することができる。これにより、生産タクトを向上させ、ライン稼働率の向上という有利な効果が得られる。
【００２０】
さらに請求項３記載の部品実装方法は、請求項１に記載の部品実装方法であって、実装工程の上流工程で、１枚の前記多面取り基板ごとに実装対象とする回路パターンと実装対象としない回路パターンとを判定し、実装工程において前記判定した結果を取得して、前記多面取り基板の搬入前に前記判定した結果に基づいて回路パターンの実装順序の最適化を行うものである。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、請求項１の作用効果に加えて、実装順序の最適化の情報元となる回路パターンに関する情報を、上流工程において取得し、回路基板の搬入前に最適化を行っておくことにより、判別マークの認識時間を省略することができ、生産タクトを短縮化することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明にかかる部品実装装置の実施の形態を図１〜図４を参照して説明する。なお、図１０を含む従来例で示した図面および説明における構成部材は、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２４】
図１は部品実装装置の制御装置におけるデータ処理部の構造を示すブロック図で、実装部品ごとの実装順序、実装位置を保持し設定する実装データ管理部１０が設けられ、この実装データ管理部１０には、部品を実装する順序および実装する部品の供給位置を定義したＮＣプログラム１１０と、実装する部品の供給位置および供給する実装部品の種類を定義した配列プログラム１２０と、実装部品の種類毎に実装部品の電気的特性によるタイプ、形状、供給方法を定義した部品ライブラリ１３０とを有している。
【００２５】
判別マーク認識部１１は、ＣＣＤカメラ（検出手段）１０７、画像処理部２１およびマークライブラリ１４０を有している。そして回路基板（多面取り基板）上の複数の判別マークにより、「実装対象とする回路パターン（区画、ブロック）」と「実装対象としない回路パターン（区画、ブロック）」とを判断し、その情報を実装データ管理部１０に通知する機能を有する。また実装順序最適化部１２は、判別マーク認識部１１の認識結果に基づき「実装対象とする回路パターン」について、その生産タクトが最も短くなるように回路パターンの実装順序を並べ替え、実装データ管理部１０に再登録する機能を有する。さらに実装動作部１３は、実装順序最適化部１２の結果に基づき、その順序通り部品の実装を行う機能を有する。
【００２６】
図２は本発明に係るデータ処理手順を示すフローチャートである。まず上流工程から直交テーブル１０２に回路基板を搬入する（ステップＳ２０）。次に回路基板上の第１回路パターンの判別マークが、ＣＣＤカメラ１０７の視野（画像）の中心に写るように直交テーブル１０２を位置決めする（ステップＳ２１）。その位置でＣＣＤカメラ１０７により判別マークの認識を行い（ステップＳ２２）、予めマークライブラリ１４０に登録されているイメージデータに一致したものであるならば、良品の回路パターンであると判断して「実装対象とする回路パターン」と判断する（ステップＳ２３）。一致しなければ不良品の回路パターンであると判断し、「実装対象としない回路パターン」と判断する（ステップＳ２４）。これを各回路パターン毎の判別マークについて、回路パターン数分繰り返す（ステップＳ２５）。次に実装順序最適化部１２により、「実装対象としない回路パターン」を抜いた状態で実装順序の最適化を行う（ステップＳ２６）。この実装順序の最適化は、１枚の回路基板ごとに、装着ヘッド１０５が「実装対象としない回路パターン」上をできるだけスキップしないように直交テーブル１０２を動作させることで、実装作業を停止することなく連続して行い、また最後に「実装対象とする回路パターン」が装着ヘッド１０５から離れて残ることのないように回路基板全体を考慮して合理的な最短の経路となるように直交テーブル１０２を移動させて、無駄な動作を極力削減するものである。この動作信号を実装動作部１３に出力して、その順序通り実装する（ステップＳ２７）。全ての実装が完了した後、回路基板を下流工程に搬出する（ステップＳ２８）。
【００２７】
図３は実装順序の最適化を行ったときの実施例を示す。この例では簡単のため、１つの回路パターンの実装を完了した後、次の回路パターンの実装を行うものとする。
【００２８】
図３（ａ）は、９面取り回路基板において、全てが「実装対象とする回路パターン」の場合の実装順序で、従来と同様の実装順序であり、回路パターンａから回路パターンｉまで矢印に従って順次実装作業が行われる。
【００２９】
図３（ｂ）は、実装対象としない回路パターンｅが存在した場合で、従来では、図３（ａ）と同様に、回路パターンｅをスキップして実装せず装着ヘッド１０５の下方を通過させ、次の回路パターンｆの実装を行っているが、実装順序の最適化により、回路パターンａ，ｂ，ｃ，ｄの終了後、回路パターンｄに隣接する回路パターンｉに移動して実装を連続して行い、次いで回路パターンｈ，ｇ，ｆの順に実装順序を並べ替えて実装を行うことで、スキップするような直交テーブル１０２の無駄な実装動作を無くして動作ストロークを１つ削減することで実装タクトを向上させることができる。
【００３０】
なお、上記実施の形態では、ＣＣＤカメラ１０７により回路基板上の判別マークを認識して、「実装対象とする回路パターン」と「実装対象としない回路パターン」を判定したが、ＣＣＤカメラ１０７に替えて、専用のセンサーを用いて判別マークを検出し認識することもできる。
【００３１】
また、上記実施の形態では、部品実装装置に付属したＣＣＤカメラ１０７により回路基板上の判別マークを認識して「実装対象とする回路パターン」と「実装対象としない回路パターン」を判定したが、図４に示すように、実装工程より上流工程において、予め実装する回路パターンに関する情報を外部パターン判定手段３１により取得しておき、外部インターフェイス３２を介して入力して、回路基板の搬入前に前記情報に基づいて実装順序最適化部１２により実装順序を最適化することも考えられる。
【００３２】
さらに、上記実施の形態では、同一回路パターンを複数個並設した多面取り基板について、上流工程の検査において不良を判断された「実装対象としない回路パターン」の特定について述べたが、異なる製品をランダムに生産する多面取り回路基板でも、回路基板上の判別マークを認識し、異なる判別マークであってもプログラム上で「実装対象とする回路パターン」を同一の回路パターンとして処理することにより、「実装対象としない回路パターン」を特定することもできる。
【００３３】
さらにまた、上記実施の形態では、図６のヘッド移動部（ロータリーヘッド）１０６、直交テーブル１０２を備えた部品実装装置について説明したが、図５に示すような装着ヘッド４２を有する直交ロボット４１と、直交テーブル１０２とを具備した部品実装装置についても適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように請求項１または４記載の発明によれば、回路基板１枚毎に、回路基板に付された判別マークを認識して、実装対象としない回路パターン（区画）を判定し、回路パターンの実装順序を、実装対象としない回路パターン（区画）を除いて、実装を無駄なく連続的に実施できるような合理的な順序で行えるように最適化するので、回路基板に応じた適切な実装順序で実装することができる。これにより、生産タクトを向上させ、ライン稼働率の向上という有利な効果が得られる。
【００３５】
また請求項３記載の発明によれば、請求項１の作用効果に加えて、実装順序の最適化の情報元となる回路パターンに関する情報を、上流工程において取得し、回路基板の搬入前に最適化を行っておくことにより、判別マークの認識時間を省略することができ、生産タクトを短縮化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る部品実装装置の実施の形態を示し、制御装置のデータ処理部を示す構成図である。
【図２】  同部品実装装置における実装作業を説明するフローチャートである。
【図３】  （ａ）（ｂ）はそれぞれ実装順序の実施例を示し、（ａ）は実装対象としない回路パターンが無い回路基板の実装順序を示す説明図、（ｂ）は最適化を行った回路基板の実装順序を示す説明図である。
【図４】  本発明に係る部品実装装置の他の実施の形態を示し、制御装置のデータ処理部を示す構成図である。
【図５】  本発明に係る部品実装装置の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図６】  従来（本発明共通）の部品実装装置の実施の形態を示す斜視図である。
【図７】  従来（本発明共通）のＮＣプログラムのデータ構造を示す説明図である。
【図８】  従来（本発明共通）の配列プログラムのデータ構造を示す説明図である。
【図９】  従来（本発明共通）の部品ライブラリのデータ構造を示す説明図である。
【図１０】  従来（本発明共通）のマークライブラリのデータ構造を示す説明図である。
【図１１】  従来の実装データ作成の手続きを示すフローチャートである。
【図１２】  従来例の実装する回路パターンの特定を行う手続きを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０    実装データ管理部
１１    判別マーク認識部
１２    実装順序最適化部
１３    実装動作部
３１    外部パターン判定手段
４１    直交ロボット
４２    装着ヘッド
１０１    データ入力装置
１０２    直交テーブル
１０３    部品供給手段
１０４    部品供給テーブル
１０５    装着ヘッド
１０６    ヘッド移動部
１０７    ＣＣＤカメラ
１１０    ＮＣプログラム
１２０    配列プログラム
１３０    部品ライブラリ
１４０    マークライブラリ
【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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