(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を搬送する基板搬送手段と、この基板搬送手段による搬送経路上に設定され電子部品が実装される基板を載置する実装ステージと、この実装ステージの上流側に設けられ未実装基板をストックする待機ステージと、部品供給部から電子部品をピックアップして前記実装ステージに載置された基板に移送搭載する実装手段と、前記実装ステージにおける基板存否の検出結果および待機ステージにおける基板存否の検出結果に基づいて各検出結果ごとに異なる優先度の基板要求信号を出力する基板要求信号出力部とを備えた単位実装装置を複数台連結して構成される電子部品実装装置であって、各単位実装装置ごとに前記基板搬送手段とは別個に設けられ基板を上流側から下流側へ搬送するバイパス搬送手段と、前記単位実装装置間に配置され上流側の単位実装装置の基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかから受け取った基板を下流側の単位実装装置の基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかに選択的に渡す基板振り分け手段と、各単位実装装置から出力された前記基板要求信号を受信し、同一タイミングで受信した前記基板要求信号に設定された前記優先度が異なる場合は、実装ステージにおいて基板が存在しない場合における優先度を待機ステージにおいて基板が存在しない場合における優先度より高く判断し、前記実装ステージに優先して基板を供給するように前記バイパス搬送手段および基板振り分け手段を制御することにより、各単位実装装置への基板の配分状態を制御する基板配分制御手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
基板を搬送する基板搬送手段と、この基板搬送手段による搬送経路上に設定され電子部品が実装される基板を載置する実装ステージと、この実装ステージの上流側に設けられ未実装基板をストックする待機ステージと、部品供給部から電子部品をピックアップして前記実装ステージに載置された基板に移送搭載する実装手段と、前記実装ステージにおける基板存否の検出結果および待機ステージにおける基板存否の検出結果に基づいて各検出結果ごとに異なる優先度の基板要求信号を出力する基板要求信号出力部とを備えた単位実装装置を複数台連結して構成され、各単位実装装置ごとに前記基板搬送手段とは別個に設けられ基板を上流側から下流側へ搬送するバイパス搬送手段と、前記単位実装装置間に配置され上流側の単位実装装置の基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかから受け取った基板を下流側の単位実装装置の基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかに選択的に渡す基板振り分け手段とを備えた電子部品実装装置による電子部品実装方法であって、各単位実装装置から出力された前記基板要求信号を基板配分制御手段によって受信し、同一タイミングで受信した前記基板要求信号に設定された前記優先度が異なる場合は、実装ステージにおいて基板が存在しない場合における優先度を待機ステージにおいて基板が存在しない場合における優先度より高く判断し、前記実装ステージに優先して基板を供給するように前記バイパス搬送手段および基板振り分け手段を前記基板配分制御手段によって制御することにより、各単位実装装置への基板の配分状態を制御することを特徴とする電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に電子部品を実装する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品が実装された実装基板を製造する電子部品実装工程においては、高生産性を目的として複数の単位実装装置を多数連結して電子部品の実装ラインを構成することが行われる。近年、この実装ラインに用いられる単位実装装置として実装ステージに基板を搬入し搬出する実装用の基板搬送機構とは別個に、バイパス用の基板搬送機構を備えたものが用いられるようになっている。
【０００３】
この構成により、各単位実装装置ごとのタクトタイムのバランスがとれていないような場合や、いずれかの単位実装装置において実装作業が停止したような場合にあっても、基板を上流側から下流へ搬送することができる。したがって、特定の単位実装装置の状態に関係なく、各単位実装装置への未実装基板の搬入、また実装済み基板の搬出を行うことができ、実装ライン全体の稼働率を向上させることができるという利点を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のバイパス搬送機構を備えた従来の電子部品実装装置には、実装ラインを構成する各単位実装装置への基板の配分において、以下のような不都合があった。各単位実装装置においては、基板に電子部品が実装される実装ステージや、未実装基板を待機させてストックするための待機ステージにおける基板存否検出結果に基づいて、基板搬送動作が制御される。
【０００５】
すなわち、１つの単位実装装置で実装ステージもしくは待機ステージが空状態となると、上流側に対して基板要求信号が送出される。そしてこの基板要求信号により、上流側から新たな基板が空状態の実装ステージもしくは待機ステージに搬入される。このとき、新たな基板は他の単位実装装置の状態とは無関係にバイパス搬送機構を介して搬送され、実装ステージとともに待機ステージが満杯になるまで特定の単位実装装置に基板が集中して供給される。
【０００６】
このため、各単位実装装置の基板ストック量が大きい場合には、特定の単位実装装置に基板が集中して配分され、実装ラインを構成する単位実装装置において基板の配分が著しく不均一になる事態が発生し得る。そしてこのような基板配分の不均一は、実装ライン全体の稼働率を低下させる結果となる。このように、従来の電子部品実装装置には、各単位実装装置への基板の配分が均一に行われないことに起因して、稼働率が低下するという問題点があった。
【０００７】
そこで本発明は、各単位実装装置への基板の配分を均一にして、稼働率を向上させることができる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【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装置は、基板を搬送する基板搬送手段と、この基板搬送手段による搬送経路上に設定され電子部品が実装される基板を載置する実装ステージと、この実装ステージの上流側に設けられ未実装基板をストックする待機ステージと、部品供給部から電子部品をピックアップして前記実装ステージに載置された基板に移送搭載する実装手段と、前記実装ステージにおける基板存否の検出結果および待機ステージにおける基板存否の検出結果に基づいて各検出結果ごとに異なる優先度の基板要求信号を出力する基板要求信号出力部とを備えた単位実装装置を複数台連結して構成される電子部品実装装置であって、各単位実装装置ごとに前記基板搬送手段とは別個に設けられ基板を上流側から下流側へ搬送するバイパス搬送手段と、前記単位実装装置間に配置され上流側の単位実装装置の基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかから受け取った基板を下流側の単位実装装置の基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかに選択的に渡す基板振り分け手段と、各単位実装装置から出力された前記基板要求信号を受信し、同一タイミングで受信した前記基板要求信号に設定された前記優先度が異なる場合は、実装ステージにおいて基板が存在しない場合における優先度を待機ステージにおいて基板が存在しない場合における優先度より高く判断し、前記実装ステージに優先して基板を供給するように前記バイパス搬送手段および基板振り分け手段を制御することにより、各単位実装装置への基板の配分状態を制御する基板配分制御手段とを備えた。
【０００９】
請求項２記載の電子部品実装方法は、基板を搬送する基板搬送手段と、この基板搬送手段による搬送経路上に設定され電子部品が実装される基板を載置する実装ステージと、この実装ステージの上流側に設けられ未実装基板をストックする待機ステージと、部品供給部から電子部品をピックアップして前記実装ステージに載置された基板に移送搭載する実装手段と、前記実装ステージにおける基板存否の検出結果および待機ステージにおける基板存否の検出結果に基づいて各検出結果ごとに異なる優先度の基板要求信号を出力する基板要求信号出力部とを備えた単位実装装置を複数台連結して構成され、各単位実装装置ごとに前記基板搬送手段とは別個に設けられ基板を上流側から下流側へ搬送するバイパス搬送手段と、前記単位実装装置間に配置され上流側の単位実装装置の基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかから受け取った基板を下流側の単位実装装置の基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかに選択的に渡す基板振り分け手段とを備えた電子部品実装装置による電子部品実装方法であって、各単位実装装置から出力された前記基板要求信号を基板配分制御手段によって受信し、同一タイミングで受信した前記基板要求信号に設定された前記優先度が異なる場合は、実装ステージにおいて基板が存在しない場合における優先度を待機ステージにおいて基板が存在しない場合における優先度より高く判断し、前記実装ステージに優先して基板を供給するように前記バイパス搬送手段および基板振り分け手段を前記基板配分制御手段によって制御することにより、各単位実装装置への基板の配分状態を制御する。
【００１０】
本発明によれば、各単位実装装置における基板存否の検出結果に基づいて各検出結果ごとに異なる優先度の基板要求信号を出力し、この基板要求信号の優先度に基づいてバイパス搬送手段および基板振り分け手段を基板配分制御手段によって制御することにより、各単位実装装置への基板の配分状態を適正に制御することができる。
【００１１】
【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（ａ）は本発明の一実施の形態の単位実装装置の正面図、図１（ｂ）は本発明の一実施の形態の単位実装装置の部分断面図、図２（ａ）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（ｂ），（ｃ）は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインにおける基板振り分け動作の説明図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの制御系の構成を示すブロック図、図４，図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインにおける基板搬送動作の説明図である。
【００１２】
まず図１を参照して、単位実装装置の構成を説明する。図１（ａ）において、単位実装装置１は実装部２の両側に基板受け渡しユニット７を接続して構成されている。実装部２は、電子部品が実装される基板６を搬送する搬送コンベアを上下２段（上部コンベア３および下部コンベア４）に備えている。上部コンベア３による搬送経路上には、電子部品が実装される基板６を載置し位置決めする実装ステージ３ａが設定されており、実装ステージ３ａの上方には移載ヘッド５が配設されている。
【００１３】
図１（ｂ）は、実装ステージ３ａにおける断面（Ａ−Ａ断面）を示しており、上部コンベア３の両側方は、電子部品を供給する部品供給部９となっている。部品供給部９にはテープフィーダ１０が多数配設されており、移載ヘッド５はテープフィーダ１０から電子部品を取り出して、上部コンベア３の実装ステージ３ａに位置決めされた基板６に電子部品を移送搭載する。移載ヘッド５は、実装ステージ３ａに載置された基板６に電子部品を移送搭載する実装手段となっている。
【００１４】
実装ステージ３ａの上流側には、実装ステージ３ａに搬入される基板を待機させてストックする待機ステージ３ｂが設けられている。実装ステージ３ａおよび待機ステージ３ｂには、それぞれ第１の基板検出センサＳ１、第２の基板検出センサＳ２が設けられており、実装ステージ３ａおよび待機ステージ３ｂにおける基板６の存否が常に検出できるようになっている。これらの検出結果は、後述する基板要求信号出力部に送られ、これらの検出結果に基づいて上流側に対して基板要求信号が出力されるようになっている。
【００１５】
基板受け渡しユニット７は、基板６を搬送し昇降可能な昇降コンベア８を備えている。電子部品実装前の基板６は、上流側の基板受け渡しユニット７の昇降コンベア８から実装部２の上部コンベア３に乗り移ることにより、搬入される（矢印ａ参照）。電子部品が実装された後の基板６は、上部コンベア３から下流側の基板受け渡しユニット７の昇降コンベア８に乗り移ることにより搬出される（矢印ｃ）。したがって上部コンベア３は、実装ステージ３ａに基板６を搬入・搬出する基板搬送手段となっている。
【００１６】
下部コンベア４は、上部コンベア３の状態に拘わらず常に基板６を上流側から下流側へ搬送できるようになっている。そして、上流側の基板受け渡しユニット７の昇降コンベア８が下降位置にある状態で、基板６が昇降コンベア８から下部コンベア４に乗り移る（矢印ｃ参照）。下流側へ搬送された基板６は、下流側の基板受け渡しユニット７の昇降コンベア８が下降位置にある状態で、昇降コンベア上に乗り移る（矢印ｄ参照）。したがって下部コンベア４は、基板搬送手段とは別個に設けられ基板６を上流側から下流側へ搬送するバイパス搬送手段となっている。
【００１７】
図２（ａ）は、前述の単位実装装置１を３台直列に配置して構成された複合型の電子部品実装装置（電子部品実装ライン）の構成を示している。すなわち、この電子部品実装ラインは、単位実装装置（以下、単に「装置」と略記）１Ａ，１Ｂ，１Ｃを直列に配置して構成されている。そして装置１Ａの上流側の基板受け渡しユニット（以下、単に「ユニット」と略記）７Ａの上流側には未実装基板を供給する搬入コンベア１１が、また装置１Ｃの下流側のユニット７Ｄの下流側には実装済み基板を搬出する搬出コンベア１２が、それぞれ接続されている。
【００１８】
装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃの各実装部２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、ユニット７Ｂ，７Ｃを介して接続されており、搬入コンベア１１から供給された基板６は、ユニット７Ａから、実装部２Ａ、ユニット７Ｂ、実装部２Ｂ、ユニット７Ｃ、実装部２Ｃ、ユニット７Ｄへ順次受け渡され、搬出コンベア１２によって下流側へ搬出される。
【００１９】
この搬送動作において、図２（ｂ）に示すように、上流側の実装部２Ａの上部コンベア３からユニット７Ｂへ渡された基板は、下流側の実装部２Ｂへ渡される際には、上部コンベア３または下部コンベア４のいずれかへ選択的に受け渡される。また図２（ｃ）に示すように、上流側の実装部２Ａの下部コンベア４からユニット７Ｂへ渡された基板は、下流側の実装部２Ｂへ渡される際には、同様に上部コンベア３または下部コンベア４のいずれかへ選択的に受け渡される。すなわち、ユニット７Ｂ（７Ｃ）は、それぞれ上流側の実装部の上部コンベア３または下部コンベア４から受け取った基板６を、下流側の実装部の上部コンベア３または下部コンベア４のいずれかに選択的に受け渡す基板振り分け動作を行う。
【００２０】
したがってユニット７Ｂ，７Ｃは、上流側の単位実装装置の基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかから受け取った基板を下流側の単位実装装置の基板搬送手段またはバイパス搬送手段のいずれかに選択的に渡す基板振り分け手段となっている。
【００２１】
次に図３を参照して、電子部品実装ラインの制御系の構成を説明する。図３において、全体制御部２０は電子部品実装ライン全体の実装動作制御を行う。基板配分制御部２１は、各装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃの実装ステージ３ａ、待機ステージ３ｂへの基板６の配分を制御する。バイパス搬送駆動部２２は、基板配分制御部２１によって制御され、各装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃの下部コンベア４および基板受け渡しユニット７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄを駆動する。
【００２２】
各装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃは個別に制御部２３を備えており、制御部２３はコンベア駆動部２４、実装機構駆動部２５、基板要求信号出力部２６を制御する。コンベア駆動部２４は、上部コンベア３を駆動する。実装機構駆動部２５は、移載ヘッド５や部品供給部９などの実装機構を駆動する。基板要求信号出力部２６は、第１の基板検出センサＳ１，第２の基板検出センサＳ２によって検出された実装ステージ３ａ、待機ステージ３ｂにおける基板存否の検出結果に基づいて、基板要求信号を出力する。出力された基板要求信号は、制御部２３を介して基板配分制御部（基板配分制御手段）２１に送信される。
【００２３】
ここで基板要求信号には、２つの異なる優先度が設定されている。優先度１の基板要求信号は、各単位実装装置において実装ステージ３ａに基板６が存在しないときに出力される信号である。すなわち、実装ステージ３ａが空の場合には、次の基板６が当該実装ステージ３ａに供給されるまでの間は実装動作が中断するロスタイムとなることから、実装ステージ３ａからの基板要求には高い優先度が付されている。
【００２４】
これに対し、優先度２の基板要求信号は、各単位実装装置において待機ステージ３ｂに基板６が存在しないときに出力される信号である。すなわち待機ステージ３ｂが空の場合にあっても、当該待機ステージ３ｂの下流の実装ステージ３ａで実装作業が行われている限りは、当面基板供給が行われなくても実装動作の中断を生じることはなく、基板要求の優先度は上述の場合よりも低い。
【００２５】
したがって、同一タイミングで優先度の異なる基板要求信号が出力された場合には、より優先度が高い優先度１の基板要求信号にまず対応して基板６を供給する。これにより、電子部品実装ラインにおいて１つの装置では基板６を待機ステージ３ｂにストックしながら他の装置の実装ステージ３ａが基板待ち状態となってロスタイムを発生するという不合理を解消し、常に実装ステージ３ａを優先して基板６を配分することができる。
【００２６】
すなわち、基板配分制御手段は、各単位実装装置の基板要求信号出力部２６から出力された基板要求信号を受信し、この基板要求信号の優先度に基づいてバイパス搬送手段および基板振り分け手段を制御することにより、各単位実装装置への基板の配分状態を制御するようになっている。なお、同一優先度の基板要求信号が同一タイミングで出力された場合には、予め選択された供給順、すなわち上流側のステージから優先して供給するか、もしくは下流側のステージから優先して供給するかの選択にしたがって基板を供給する。本実施の形態の動作例（図４，図５参照）では、同一優先度の基板要求信号については、上流側のステージから順に基板を供給する例を示している。
【００２７】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、以下電子部品実装装置による基板搬送動作について、図４、図５を参照して説明する。図４、図５は、同一種類の基板６を上流側の搬入コンベア１１から順次供給して電子部品実装を行う際の一連の基板搬送動作を示すものである。ここでは、基板６に対して供給順に６ａ，６ｂ，６ｃ・・と付番して、基板個体を区別している。
【００２８】
図４（ａ）において、各装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃの実装ステージ３ａ、待機ステージ３ｂはすべて空であり、この状態では各装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃからそれぞれ当該装置の実装ステージ３ａへの基板６の供給を要求する優先度１の基板要求信号が、また待機ステージ３ｂへの基板６の供給を要求する優先後２の基板要求信号が基板配分制御部２１に対して出力される。そしてこれらの基板要求信号に基づいて、以下のような基板搬送動作が行われる。
【００２９】
まず最初の基板６ａが搬入コンベア１１に載置され、次いで図４（ｂ）に示すようにユニット７Ａの昇降コンベア８（上昇状態）に乗り移る。このとき搬入コンベア１１には次の基板６ｂが載置される。ここで基板６ａの供給先については、優先度１の基板要求信号が出された実装ステージ３ａのうちの最上流のステージ、すなわち装置１Ａの実装ステージ３ａが供給先として指定され、基板６ａは実装部２Ａの上部コンベア３に乗り移って実装ステージ３ａに搬入される。そしてここで位置決めされた基板６ａに対して、実装作業が行われる。
【００３０】
この後図４（ｃ）に示すように、ユニット７Ａでは基板６ｂを乗せた昇降コンベア８が下降し、搬入コンベア１１には新たに基板６ｃが載置される。ここで、基板６ｂの供給先は、優先度１の基板要求信号が出された実装ステージ３ａのうちの上流側から２番目のステージ、すなわち装置１Ｂの実装ステージ３ａが供給先として指定される。そして図４（ｄ）に示すように、基板６ｂは装置１Ａの下部コンベア４に乗り移り、下流側に搬送される。
【００３１】
そして図５（ａ）に示すように、基板６ｂはユニット７Ｂに到達し、次いでユニット７Ｂから図５（ｂ）に示すように実装部２Ｂの実装ステージ３ａに搬入され、ここで基板６ｂに対する実装作業が行われる。ユニット７Ａでは基板６ｃを乗せた昇降コンベア８が下降し、搬入コンベア１１には新たに基板６ｄが載置される。
【００３２】
基板６ｃの供給先は、優先度１の基板要求信号が出された実装ステージ３ａのうちの上流側から３番目のステージ、すなわち装置１Ｃの実装ステージ３ａが供給先として指定される。そして図５（ｃ）に示すように、基板６ｃは装置１Ａの下部コンベア４に乗り移り、さらにユニット７Ｂ、装置１Ｂを介して、下流側に搬送される。そして基板６ｃはユニット７Ｃに到達し、次いで実装部２Ｃの実装ステージ３ａに搬入され、ここで基板６ｃに対する実装作業が行われる。これにより、優先度１の基板要求信号に対応する基板搬送動作が完了する。
【００３３】
この後、優先度２の基板要求信号に対応する基板搬送動作が開始される。まず優先度２の基板要求信号が出された待機ステージ３ｂのうちの最上流のステージ、すなわち装置１Ａの待機ステージ３ｂが供給先として指定される。そして図５（ｄ）に示すように、ユニット７Ａから基板６ｄが実装部２Ａの上部コンベア３に乗り移り、基板３ａの実装作業が完了するまで、待機ステージ３ｂでストックされる。
【００３４】
この後同様の基板供給が実行され、装置１Ｂ，１Ｃの待機ステージ３ｂにも順次基板６が供給される。そして各装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃの実装ステージ３ａにおいて実装作業が完了したならば、待機ステージ３ｂの基板が実装ステージ３ａに移動する。この基板供給動作において、いずれかの実装ステージ３ａ、待機ステージ３ｂが空状態となったならば、当該装置の基板要求信号出力部２６から基板要求信号が出力される。そして、基板配分制御部２１は、これらの基板要求信号の優先度に基づいて、基板供給先のステージを特定する。
【００３５】
これにより、各単位実装装置の待機ステージの基板ストック量が大きい場合においても、特定の単位実装装置に基板６が不必要に集中して供給される事態が発生せず、常に実装作業の実行順に基づいた優先度に基づいて基板６が均一に配分される。したがって各単位実装装置への基板の配分を均一にしてロスタイムの発生を排除し、装置稼働率を向上させることができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、各単位実装装置における基板存否の検出結果に基づいて各検出結果ごとに異なる優先度の基板要求信号を出力し、この基板要求信号の優先度に基づいてバイパス搬送手段および基板振り分け手段を基板配分制御手段によって制御するようにしたので、各単位実装装置への基板の配分状態を適正に制御することができ、装置稼働率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の一実施の形態の単位実装装置の正面図
（ｂ）本発明の一実施の形態の単位実装装置の部分断面図
【図２】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの構成図
（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインにおける基板振り分け動作の説明図
（ｃ）本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインにおける基板振り分け動作の説明図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの制御系の構成を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインにおける基板搬送動作の説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインにおける基板搬送動作の説明図
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  （単位実装）装置
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ  実装部
３  上部コンベア
３ａ  実装ステージ
３ｂ  待機ステージ
４  下部コンベア
５  移載ヘッド
６  基板
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ  （基板受け渡し）ユニット
２１  基板配分制御部
２２  バイパス搬送駆動部
２６  基板要求信号出力部
【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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