(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して部品を実装し、もしくはこれに関連する作業を行う複数の作業機が搬送ラインに沿って配設された表面実装システムにおいて、上記複数の作業機のうち上流側の作業機に、上記基板の種類データを検出する種類データ検出手段を設けるとともに、この種類データ検出手段によって検出された基板の種類データを基板の搬送に対応させて下流側の作業機に転送するデータ転送手段を備えたことを特徴とする表面実装システムの制御装置。
【請求項２】
集合基板を構成する複数の単位基板のうち、品質不良の単位基板に付されるバッドマークを検出するバッドマーク検出手段を上流側の作業機に設け、上記バッドマーク検出手段の検出結果に対応した品質データをデータ転送手段によって下流側の作業機に転送するように構成したことを特徴とする請求項１記載の表面実装システムの制御装置。
【請求項３】
基板に付されたフィデューシャルマークの位置を検出するマーク位置検出手段を上流側の作業機に設け、上記マーク位置検出手段によって検出された位置データをデータ転送手段によって下流側の作業機に転送するように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の表面実装システムの制御装置。
【請求項４】
基板に施された作業の履歴データを記憶する履歴データ記憶手段を上流側の作業機に設け、上記記憶手段に記憶された作業の履歴データをデータ転送手段によって下流側の作業機に転送するように構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表面実装システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板またはセラミック基板等からなる基板に対して部品を実装し、もしくはこれに関連する作業を行う複数の作業機が搬送ラインに沿って配設された表面実装システムの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、１乃至複数のノズル部材を有する部品装着用ヘッドにより電子部品等を部品供給部から吸着した後、基板上の所定位置に装着して実装する実装機等からなる複数の作業機を基板の搬送ラインに沿って配設し、これらの作業機によって上記基板上に種々の電子部品等を段階的に搭載して部品を実装するように構成された表面実装システムが一般に知られている。
【０００３】
このような表面実装システムにおいては、基板の種類に対応した実装のための各種データ、例えば搭載すべき部品の種類やその装着位置等のデータを、予め各作業機に設けられている制御装置に入力して記憶させておき、各作業機が実装の対象となる基板の種類を判別してそれに応じた作業データを読み出し、この作業データに基づいて各作業機をそれぞれ個別に作動させることにより、基板上に種々の電子部品等を段階的に実装することが行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように基板の搬送ラインに沿って配設された各作業機の制御装置に、上記部品の種類及び搭載位置のデータ等からなる作業データを記憶させ、上記読取手段によって読み取られた基板の種類データに対応した作業データを上記各制御装置から読み出して上記部品の実装作業等を実行するように構成した場合には、各作業機の制御装置に各種の作業データを予め入力して記憶させる必要があるために、このデータの入力作業が煩雑であるとともに、生産性が悪いという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑み、表面実装システムによる生産性を簡単な構成で効果的に向上させることができる表面実装システムの制御装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板に対して部品を実装し、もしくはこれに関連する作業を行う複数の作業機が搬送ラインに沿って配設された表面実装システムにおいて、上記複数の作業機のうち上流側の作業機に、上記基板の種類データを検出する種類データ検出手段を設けるとともに、この種類データ検出手段によって検出された基板の種類データを基板の搬送に対応させて下流側の作業機に転送するデータ転送手段を備えたものである（請求項１）。
【０００７】
上記構成によれば、上流側部の作業機に設けられた種類データ検出手段により検出された基板の種類データに応じ、上流側部の作業機により所定の電子部品を基板に実装する作業等が実行されるとともに、上記種類データ検出手段によって検出された種類データがデータ転送手段により下流側の作業機に転送されることにより、この転送データに基づいて下流側の作業機による電子部品の実装作業等が実行されることになる。
【０００８】
この発明において、集合基板を構成する複数の単位基板のうち、品質不良の単位基板に付されるバッドマークを検出するバッドマーク検出手段を上流側の作業機に設け、上記バッドマーク検出手段の検出結果に対応したバッドマーク品質データをデータ転送手段によって下流側の作業機に転送するように構成してもよい（請求項２）。
【０００９】
上記構成によれば、上流側部の作業機により基板に所定の電子部品等を実装する際に、上流側部の作業機に設けられたバッドマーク検出手段によりバッドマークが付された単位基板が検出され、この検出結果に基づいてバッドマークが付された単位基板に対する部品の実装作業等が省略されるとともに、上記バッドマーク検出手段の検出結果に対応した品質データがデータ転送手段により下流側の作業機に転送されることにより、下流側の作業機により基板に所定の電子部品を実装する際等に、上記転送データに基づいてバッドマークが付された単位基板に対する部品の実装作業等が省略されることになる。
【００１０】
また、上記発明において、基板に付されたフィデューシャルのマーク位置を検出するマーク位置検出手段を上流側の作業機に設け、上記マーク位置検出手段によって検出された位置データをデータ転送手段によって下流側の作業機に転送するように構成してもよい（請求項３）。
【００１１】
上記構成によれば、上流側部の作業機により基板に所定の電子部品等を実装する際に、上流側部の作業機に設けられたマーク位置検出手段により検出されたフィデューシャルの位置データに応じ、基板の歪み等に起因した部品の実装位置のずれ等が補正されるとともに、マーク位置検出手段によって検出された上記位置データがデータ転送手段により下流側の作業機に転送されることにより、下流側の作業機により基板に所定の電子部品等を実装する際に、上記位置データに応じて基板の歪み等に起因した部品の実装位置のずれ等が補正されることになる。
【００１２】
さらに、上記発明において、基板に施された作業の履歴データを記憶する履歴データ記憶手段を上流側の作業機に設け、上記記憶手段に記憶された作業の履歴データをデータ転送手段によって下流側の作業機に転送するように構成してもよい（請求項４）。
【００１３】
上記構成によれば、上流側の作業機によって基板に実装された部品の種類、その作業時間等からなる作業の履歴データが履歴データ記憶手段に記憶されるとともに、この履歴データが基板の搬送に対応してデータ転送手段により下流側の作業機に転送されることにより、不良品の発生時に、その原因を上記履歴データに基づいて容易に究明することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明が適用される表面実装システムを示している。この表面実装システムは、基板１を搬送する基板搬送用コンベア２と、この基板搬送用コンベア２の上流側に配設された第１実装機３と、その下流側に配設された第２実装機４と、その下流側に配設された第３実装機５とを有している。上記第１〜第３実装機３〜５は、上記基板搬送用コンベア２によって搬送された基板１を所定の作業位置にそれぞれ位置決めした状態で、吸着ノズルを有するヘッドユニットにより部品供給部から部品を吸着し、基板１に装着するように構成されている。
【００１５】
上記基板１は、図２に示すように、同一形状を有する多数の単位基板６の集合体からなる所謂多面取り用の集合基板であり、各単位基板６には、それぞれ同一パターンのプリント配線が施されるとともに、複数の部品装着部７が設定されている。また、上記各単位基板６には、例えば相対向するコーナ部に位置表示用の一対のフィデューシャルマーク８が付されるとともに、単位基板６の種類データを表示するバーコード等からなる種類表示部９が設けられている。さらに、上記基板１には、単位基板６が品質不良であることを表示するバッドマーク１０が予め設定された位置に必要に応じて付されるようになっている。
【００１６】
上記最上流側の第１実装機３には、図３に示すように、基板１の種類表示部９を読み取るバーコードリーダ等からなる種類データ検出手段１１と、上記フィデューシャルマーク８の位置を検出する撮像カメラ等からなるマーク位置検出手段１２と、上記バッドマーク１０を検出する撮像カメラ等からなるバッドマーク検出手段１３と、上記種類データ検出手段１１、マーク位置検出手段１２及びバッドマーク検出手段１３の検出データに基づいて部品の吸着、認識及び装着作業等を行う実行手段１４とを有する制御ユニット１５が設けられている。
【００１７】
また、上記制御ユニット１５には、上記種類データ検出手段１１によって検出された基板１の種類データを記憶する種類データ記憶手段１６と、上記マーク位置検出手段１２によって検出されたマーク位置のデータを記憶する位置データ記憶手段１７と、上記バッドマーク検出手段１３の検出結果に対応した品質データ、つまりバッドマーク１０の有無及びバッドマーク１０が付された単位基板６の位置を示すデータを記憶する品質データ記憶手段１８と、上記実行手段１４によって実行された作業の履歴データを記憶する履歴データ記憶手段１９と、上記種類データ記憶手段１６、マーク位置データ記憶手段１７、品質データ記憶手段１８及び履歴データ記憶手段１９において記憶された各データを、上記基板１の搬送に対応させて下流側の第２実装機４に転送するデータ転送手段２０とが設けられている。
【００１８】
上記第１実装機３の下流側に位置する第２実装機５には、上記データ転送手段２０から転送された各データを受信するデータ受信手段２１と、このデータ受信手段２１において受信された各転送データを記憶する転送データ記憶手段２２と、上記転送データに基づいて部品の吸着、認識及び装着等を実行する実行手段２３と、この実行手段２３によって実行された作業の履歴データを記憶する履歴データ記憶手段２４と、上記転送データ記憶手段２３及び履歴データ記憶手段２４において記憶された転送データ及び上記履歴データを下流側の第３実装機５に転送するデータ転送手段２５とを有する制御ユニット２６が設けられている。
【００１９】
さらに、最下流側に位置する第３実装機５には、上記第２実装機４の制御ユニット２６と同様に構成された制御ユニット、つまり上記データ受信手段２１、転送データ記憶手段２２、実行手段２３、履歴データ記憶手段２４及びデータ転送手段２５を有する制御ユニット２６が設けられている。
【００２０】
上記構成において、基板１が基板搬送用コンベア２によって第１実装機３の設置位置に搬送されると、上記基板１が位置決めピンによって位置決めされた状態で、基板１に設けられた種類表示部９が上記種類データ検出手段１１により検出されてそのデータが種類データ記憶手段１６に記憶されるとともに、基板１に付されたフィデューシャルマーク８が上記マーク位置検出手段１２により検出されてその位置データが位置データ記憶手段１７に記憶される。また、上記基板１にバッドマーク１０が付されている場合には、このバッドマーク１０が上記バッドマーク検出手段１３により検出され、このバッドマーク１０の有無等が品質データとして品質データ記憶手段１８に記憶される。
【００２１】
そして、上記種類データ記憶手段１６に記憶された基板１の種類データに基づき、第１実装機３により基板１に実装される部品の種類、個数及び装着位置等が実行手段１４において設定される。また、上記位置データ記憶手段１７において記憶されたフィデューシャルマーク８の位置データに基づき、基板１の伸び及び歪み等に起因した上記フィデューシャルマーク８の検出位置と理論位置とのずれが求められる。この場合、基板１の全体のコーナ部に位置するフィデューシャルマーク８の位置データに基づいて基板１の全体的な位置ずれが検出されるとともに、各単位基板６に付されたフィデューシャルマーク８の位置関係に基づき、基板１の伸び及び歪み等に起因した局部的な位置ずれが検出される。そして、これらのずれの検出データに対応して部品の装着位置が補正され、この補正後の装着位置に部品を搭載するように上記第１実装機３の駆動部が実行手段１４によって制御されることにより、上記必要な部品が基板１の指定個所に搭載される。そして、上記実行手段１４によって実行された作業の結果及び実行時間等が履歴データとして上記履歴データ記憶手段１９に記憶される。
【００２２】
なお、上記品質データ記憶手段１８において記憶された品質データに基づき、基板１にバッドマーク１０が付されていることが上記実行手段１４において確認された場合には、このバッドマーク１０が付された単位基板６に対する部品の装着が行われないように上記第１実装機３の駆動部が実行手段１４によって制御されることにより、不必要な部品の搭載が省略される。
【００２３】
上記第１実装機３による部品の実装作業が終了すると、上記基板搬送用コンベア２によって基板１が第１実装機３の設置部から第２実装機４の設置部に搬送されるとともに、これに対応して上記各記憶手段１６〜１９に記憶された各記憶データが上記データ転送手段２０により、第２実装機４の制御ユニット２６に転送される。この制御ユニット２６に転送されたデータは、上記データ受信手段２１によって受信された後、上記転送データ記憶手段２２において記憶される。
【００２４】
そして、転送データ記憶手段２２において記憶された転送データ、つまり上記基板１の種類データと、フィデューシャルマーク８の位置データ、特に上記局部的なずれを示す位置関係のデータと、バッドマーク１０の検出結果に対応する品質データとに基づき、補正後の装着位置に部品を搭載するように上記第２実装機４の駆動部が実行手段２３によって制御されることにより、上記必要な部品が基板１の指定個所に搭載される。そして、上記実行手段２３によって実行された作業の結果及び実行時間等が履歴データとして上記履歴データ記憶手段２４に記憶される。
【００２５】
上記第２実装機４による部品の実装作業が終了すると、上記基板搬送用コンベア２によって基板１が第２実装機４の設置部から第３実装機５の設置部に搬送されるとともに、これに対応して上記転送データ記憶手段２２及び履歴データ記憶手段２４に記憶された各記憶データが上記データ転送手段２５により、第３実装機４の制御ユニットに転送される。
【００２６】
上記のように基板１上に部品を実装する第１〜第３実装機３〜５からなる複数の作業機が搬送ラインに沿って配設された表面実装システムにおいて、上記複数の作業機のうち上流側の作業機、つまり第１実装機３に、上記基板１の種類データを検出する種類データ検出手段１１を設けるとともに、この種類データ検出手段１１によって検出された基板１の種類データを基板１の搬送に対応させて下流側の作業機、つまり第２，第３実装機４，５に転送するデータ転送手段２０を設けたため、複数の実装機３〜５による部品の実装作業を簡単な構成で迅速かつ適正に実行することができる。
【００２７】
すなわち、最上流部の第１実装機３に設けられた種類データ検出手段１１により検出された基板１の種類データを、下流側の第２実装機４及び第３実装機５に順次転送するように構成したため、上記種類表示部９に表示された種類データを検出する種類データ検出手段１１を、各実装機３〜５にそれぞれ個別に設ける等の複雑な構成を採用することなく、上記単一の種類データ検出手段１１により検出された上記基板１の種類データに応じて各実装機３〜５の駆動部をそれぞれ適正に制御することができ、上記種類表示部９に表示された種類データの検出に要する時間を短くして作業効率を著しく向上させることができる。
【００２８】
また、上記実施形態では、複数の単位基板６の集合体からなる集合基板１に付されたバッドマーク１０を検出するバッドマーク検出手段１３を上流側の第１実装機３に設け、上記バッドマーク検出手段１３の検出結果に対応した品質データをデータ転送手段２０によって下流側の第２実装機４及び第３実装機５に転送するように構成したため、単一のバッドマーク検出手段１３によって検出された品質データに基づき、不必要な単位基板６に対して部品の実装が行われることがないように上記各実装機３〜５をそれぞれ制御することができる。したがって、上記バッドマーク検出手段１３を各実装機３〜５にそれぞれ個別に設けた場合に比べて、システムの構造を簡略化することができるとともに、上記バッドマーク１０の検出に要する時間を著しく短縮することができる。
【００２９】
また、上記実施形態に示すように、基板１に設けられたフィデューシャルマーク８の位置を検出するマーク位置検出手段１２を上流側の第１実装機３に設け、上記マーク位置検出手段１２によって検出された位置データをデータ転送手段２０によって下流側の第２，第３実装機４，５に転送するように構成した場合には、単一のマーク位置検出手段１２によって検出された上記マーク位置のデータに基づき、基板１の伸び及び歪み等に起因した上記フィデューシャルマーク８の検出位置と理論位置とのずれを求め、このデータを下流側の第２，第３実装機４，５に転送することができる。したがって、上記ずれに対応して部品の装着位置を補正し、この補正後の装着位置に部品を搭載するように上記第１〜第３実装機３〜５の駆動部を制御することにより、上記必要な部品を基板１の指定個所に搭載する作業を迅速かつ適正に実行することができる。
【００３０】
さらに、上記実施形態では、基板１に施された作業の履歴データを記憶する履歴データ記憶手段１９を上流側の作業機に設け、上記記憶手段１９に記憶された作業の履歴データをデータ転送手段２０によって下流側の作業機に転送するように構成したため、不良品発生時に、各作業機により基板１に実装された部品の種類、その作業時間等からなる作業の履歴データに基づき、不良品の発生原因を正確に究明することができる等の利点がある。
【００３１】
なお、上記実施形態では、基板１にバーコードからなる種類表示部９を設けるとともに、バーコードリーダからなる種類データ検出手段１１を設けた例について説明したが、上記バーコードに代えて特開平７−２５４０２７号に示される二次元コードからなる種類表示部を基板に設けるとともに、撮像カメラからなる種類データ検出手段を設けた構造としてもよい。また、上記バーコードリーダまたは撮像カメラ等によって基板１の種類を読み取る構成に代え、基板１の種類を入力するキーボード等の入力手段の入力信号に応じて基板１の種類データを検出するように構成してもよい。
【００３２】
また、上記実施形態では、電子部品等を基板１に搭載して実装する第１〜第３実装機３〜５からなる作業機を有する表面実装システムに本発明を適用した場合を説明したが、上記第１〜第３実装機３〜５とともにディスペンサー等からなる作業機が設けられた表面実装システムについても本発明を適用可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、基板に対して部品を実装し、もしくはこれに関連する作業を行う複数の作業機が搬送ラインに沿って配設された表面実装システムにおいて、上記複数の作業機のうち上流側の作業機に、上記基板の種類データを検出する種類データ検出手段を設けるとともに、この種類データ検出手段によって検出された基板の種類データを基板の搬送に対応させて下流側の作業機に転送するデータ転送手段を設けたため、単一の種類データ検出手段により検出された上記基板の種類データに応じて各作業機の駆動部をそれぞれ適正に制御することができるとともに、上記基板の種類データを検出するのに要する時間を短くして作業効率を著しく向上させることができる。
【００３４】
また、上記発明において、集合基板を構成する複数の単位基板のうち、品質不良の単位基板に付されるバッドマークを検出するバッドマーク検出手段を上流側の作業機に設け、上記バッドマーク検出手段の検出結果に対応した品質データをデータ転送手段によって下流側の作業機に転送するように構成した場合には、単一のバッドマーク検出手段によって検出された上記品質データに基づき、不必要な単位基板に対して部品の実装が行われることがないように上記各作業機をそれぞれ制御することができ、上記バッドマーク検出手段を各作業機にそれぞれ個別に設けた場合に比べて、システムの構造を簡略化できるとともに、上記バッドマークの検出に要する時間を著しく短縮できるという利点がある。
【００３５】
また、上記発明において、基板に設けられたフィデューシャルマークの位置を検出するマーク位置検出手段を上流側の作業機に設け、上記マーク位置検出手段によって検出された位置データをデータ転送手段によって下流側の作業機に転送するように構成した場合には、単一のマーク位置検出手段によって検出された上記フィデューシャルマークの位置データに基づき、基板の伸び及び歪み等に起因した上記マークの検出位置と理論位置とのずれを求め、このデータを下流側の作業機に転送することにより、上記ずれに対応して補正された部品の装着位置に部品を搭載するように上記各作業機の駆動部を制御し、上記必要な部品を基板の指定個所に搭載する作業を迅速かつ適正に実行できるという利点がある。
【００３６】
さらに、上記発明において、基板に施された作業の履歴データを記憶する記憶手段を上流側の作業機に設け、上記記憶手段に記憶された作業の履歴データをデータ転送手段によって下流側の作業機に転送するように構成しておけば、例えば不良品発生した場合に、上記各作業機により基板に実装された部品の種類、その作業時間等からなる作業の履歴データに基づき、不良品の発生原因等を容易かつ正確に究明できる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】表面実装システムの構成を示す平面図である。
【図２】基板の具体的構成を示す平面図である。
【図３】本発明に係る表面実装システムの制御装置の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  基板
３  第１実装機（上流側の作業機）
４  第２実装機（下流側の作業機）
５  第３実装機（下流側の作業機）
６  単位基板
８  フィデューシャルマーク
９  種類表示部
１０  バッドマーク
１１  種類データ検出手段
１２  マーク位置検出手段
１３  バッドマーク検出手段
１９，２４  履歴データ記憶手段
２０，２５  データ転送手段
【図１】
0004076287.tif 000002
【図２】
0004076287.tif 000003
【図３】
0004076287.tif 000004