(57)【要約】  複数の部品供給ユニットが供給エリアに着脱可能に配置され、ジョブに基づいて基板に部品を実装する部品実装機を備える部品実装システムであって、ジョブで必要な部品供給ユニットを所定数を優先とする単位で複数組に分け、各組内での部品供給ユニットの並びを供給エリアにおける配置順に合わせると共に組毎にまとめて準備エリアに配置するようにユニット交換装置を制御する準備配置制御と、ジョブの切り替え時に、準備配置制御で準備エリアに配置された部品供給ユニットと、切り替え前から供給エリアに配置済みの部品供給ユニットとを所定数を優先とする単位で自動交換して、切り替え後のジョブで必要な部品供給ユニットを供給エリアに配置するようにユニット交換装置を制御する供給配置制御と、を行う。
2020016987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部品供給ユニットが供給エリアに着脱可能に配置され、ジョブに基づいて基板に部品を実装する部品実装機を備える部品実装システムであって、
前記供給エリアとの間および前記供給エリアとは異なる準備エリアとの間で、一回の交換動作毎に所定数を上限として前記部品供給ユニットの自動交換が可能なユニット交換装置と、
ジョブで必要な前記部品供給ユニットを前記所定数を優先とする単位で複数組に分け、各組内での前記部品供給ユニットの並びを前記供給エリアにおける配置順に合わせると共に組毎にまとめて前記準備エリアに配置するように前記ユニット交換装置を制御する準備配置制御と、ジョブの切り替え時に、前記準備配置制御で前記準備エリアに配置された前記部品供給ユニットと、切り替え前から前記供給エリアに配置済みの前記部品供給ユニットとを前記所定数を優先とする単位で自動交換して、切り替え後のジョブで必要な前記部品供給ユニットを前記供給エリアに配置するように前記ユニット交換装置を制御する供給配置制御と、を行う制御装置と、
を備える部品実装システム。
【請求項２】
請求項１に記載の部品実装システムであって、
前記制御装置は、切り替え前のジョブに基づいて基板に部品を実装している間に、切り替え後のジョブで必要な前記部品供給ユニットについての前記準備配置制御を行う
部品実装システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の部品実装システムであって、
前記制御装置は、ジョブの切り替え前に、前記供給エリアまたは前記準備エリアに少なくとも一組の前記所定数の前記部品供給ユニットをまとめて配置可能な空きスペースを設けるように前記ユニット交換装置を制御する
部品実装システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の部品実装システムであって、
前記制御装置は、前記準備配置制御を終了してから前記供給配置制御を開始するまで前記準備エリアおける前記部品供給ユニットの着脱の有無を監視しておき、前記部品供給ユニットが着脱された場合には前記準備エリアにおける前記部品供給ユニットの配置を元に戻すように前記ユニット交換装置を制御する
部品実装システム。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の部品実装システムであって、
前記供給エリアと前記準備エリアとは、前記部品実装機内にその順で上下に並んで設けられる
部品実装システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、部品実装システムを開示する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品を供給するカセット式の部品供給ユニット（フィーダ）が着脱可能に装着される部品実装機を備える部品実装システムにおいて、部品供給ユニットを自動交換する交換装置を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、基板の生産計画や各部品供給ユニットにおける部品残量に基づいて各部品供給ユニットの交換時期を設定し、その交換時期で部品供給ユニットを着脱して自動交換するように交換装置を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１７／３３２６８Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した部品実装システムにおいて、一度の交換時期において、自動交換の対象となる部品供給ユニットの数が多くなると交換に時間が掛かるものとなる。そうなると、実装処理の開始が遅れて、システム全体の生産効率の低下に繋がってしまう。【０００５】
本開示は、部品供給ユニットの自動交換を行うものにおいて、自動交換を効率よく行って交換時間を短縮することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。【０００７】
本開示の部品実装システムは、複数の部品供給ユニットが供給エリアに着脱可能に配置され、ジョブに基づいて基板に部品を実装する部品実装機を備える部品実装システムであって、前記供給エリアとの間および前記供給エリアとは異なる準備エリアとの間で、一回の交換動作毎に所定数を上限として前記部品供給ユニットの自動交換が可能なユニット交換装置と、ジョブで必要な前記部品供給ユニットを前記所定数を優先とする単位で複数組に分け、各組内での前記部品供給ユニットの並びを前記供給エリアにおける配置順に合わせると共に組毎にまとめて前記準備エリアに配置するように前記ユニット交換装置を制御する準備配置制御と、ジョブの切り替え時に、前記準備配置制御で前記準備エリアに配置された前記部品供給ユニットと、切り替え前から前記供給エリアに配置済みの前記部品供給ユニットとを前記所定数を優先とする単位で自動交換して、切り替え後のジョブで必要な前記部品供給ユニットを前記供給エリアに配置するように前記ユニット交換装置を制御する供給配置制御と、を行う制御装置と、を備えることを要旨とする。【０００８】
本開示の部品実装システムは、ジョブで必要な部品供給ユニットを所定数を優先とする単位で複数組に分け、各組内の部品供給ユニットの並びを供給エリアにおける配置順に合わせると共に組毎にまとめて準備エリアに配置するようにユニット交換装置を制御する準備配置制御を行う。また、ジョブの切り替え時に、準備配置制御で準備エリアに配置された部品供給ユニットと、供給エリアに配置済みの部品供給ユニットとを所定数を優先とする単位で自動交換して、切り替え後のジョブで必要な部品供給ユニットを供給エリアに配置するようにユニット交換装置を制御する供給配置制御を行う。所定数の単位は、ユニット交換装置による一回の交換動作の上限であるから、準備エリアと供給エリアとの間で部品供給ユニットを効率よく自動交換することができる。このため、部品供給ユニットの自動交換を行うものにおいて、交換時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】部品実装システム１０の構成の概略を示す構成図。
【図２】部品実装機２０の構成の概略を示す構成図。
【図３】フィーダ３０の構成の概略を示す構成図。
【図４】ローダ５０の構成の概略を示す構成図。
【図５】部品実装システム１０の制御に関する構成図。
【図６】フィーダ管理情報の一例を示す説明図。
【図７】フィーダ配置関連処理の一例を示すフローチャート。
【図８】準備配置制御の一例を示すフローチャート。
【図９】フィーダ３０を組分けする様子の一例を示す説明図。
【図１０】準備エリア監視制御の一例を示すフローチャート。
【図１１】供給配置制御の一例を示すフローチャート。
【図１２】供給配置制御の様子の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は本実施形態の部品実装システム１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は部品実装機２０の構成の概略を示す構成図であり、図３はフィーダ３０の構成の概略を示す構成図である。また、図４はローダ５０の構成の概略を示す構成図であり、図５は部品実装システム１０の制御に関する構成図である。なお、図１の左右方向がＸ方向であり、前後方向がＹ方向であり、上下方向がＺ方向である。
【００１２】
部品実装システム１０は、図１に示すように、印刷機１２と、印刷検査機１４と、複数の部品実装機２０と、実装検査機（図示略）と、ローダ５０と、ライン内保管庫６０と、管理装置８０とを備える。印刷機１２は、基板Ｓ上にはんだを印刷する。印刷検査機１４は、印刷機１２で印刷されたはんだの状態を検査する。部品実装機２０は、基板Ｓの搬送方向（Ｘ方向）に沿って複数並べて設置され、フィーダ３０から供給された部品を基板Ｓに実装する。実装検査機は、部品実装機２０で実装された部品の実装状態を検査する。ローダ５０は、複数の部品実装機２０との間でフィーダ３０を自動交換可能であり、必要なフィーダ３０を取り付けたり使用済みのフィーダ３０を取り外したりする。ライン内保管庫６０は、部品実装機２０で使用予定のフィーダ３０や使用済みのフィーダ３０を保管する。管理装置８０は、システム全体を管理する。印刷機１２と印刷検査機１４と複数の部品実装機２０と実装検査機は、この順番で基板Ｓの搬送方向に並べて設置されて生産ラインを構成する。ライン内保管庫６０は、部品実装システム１０の生産ライン内に組み込まれており、複数の部品実装機２０のうち基板Ｓの搬送方向の最も上流側の部品実装機２０と印刷検査機１４との間に設置されている。本実施形態では、作業者がライン内保管庫６０にフィーダ３０を補給したり、ライン内保管庫６０からフィーダ３０を回収したりする。また、作業者は、部品実装機２０にフィーダ３０を取り付けたり取り外したりすることも可能である。なお、部品実装システム１０が、これらの装置以外に部品が実装された基板Ｓのリフロー処理を行うリフロー装置などを備えてもよい。
【００１３】
部品実装機２０は、図２に示すように、基板ＳをＸ方向に搬送する基板搬送装置２１と、フィーダ３０が供給した部品を吸着する吸着ノズルを有するヘッド２２と、ヘッド２２をＸＹ方向に移動させるヘッド移動機構２３と、ＬＣＤなどのディスプレイ２７（図１参照）とを備える。また、部品実装機２０は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され装置全体を制御する実装制御装置２８（図５参照）を備える。実装制御装置２８は、基板搬送装置２１やヘッド２２、ヘッド移動機構２３、ディスプレイ２７などに制御信号を出力する。また、部品実装機２０は、前方にフィーダ３０を取り付け可能な上下２つのエリアを有する。上のエリアはフィーダ３０が部品を供給可能な供給エリア２０Ａであり、下のエリアはフィーダ３０を準備したり一時的にストックしたりするための準備エリア２０Ｂである。供給エリア２０Ａと準備エリア２０Ｂには、側面視がＬ字状に形成され、それぞれ複数のフィーダ３０が取り付けられるフィーダ台４０が設けられている。
【００１４】
フィーダ３０は、図３に示すように、部品を所定ピッチで収容するテープを送り出すテープフィーダとして構成されている。フィーダ３０は、テープが巻回されたテープリール３２と、テープリール３２からテープを送り出すテープ送り機構３３と、２本の位置決めピン３４を有するコネクタ３５と、下端に設けられたレール部材３７と、フィーダ制御装置３９（図５参照）とを備える。なお、フィーダ台４０は、図２に示すように、フィーダ３０のレール部材３７が挿入可能な間隔でＸ方向に複数配列されたスロット４２と、２つの位置決め穴４４と、２つの位置決め穴４４の間に設けられたコネクタ４５とを備える。フィーダ台４０のスロット４２にフィーダ３０のレール部材３７が挿入されて、フィーダ３０の２本の位置決めピン３４が２つの位置決め穴４４に挿入されると、コネクタ３５とコネクタ４５が接続される。また、フィーダ台４０には、複数のスロット４２を占有する幅の広いフィーダ３０や１つのスロット４２に収まる幅の狭いフィーダ３０などを取り付け可能である。供給エリア２０Ａと準備エリア２０Ｂの各フィーダ台４０は、各スロット４２に収まる所定幅のフィーダ３０を、それぞれ例えば３０本や４０本程度配置可能となっている。また、供給エリア２０Ａと準備エリア２０Ｂの各フィーダ台４０が、それぞれ同数のフィーダ３０を配置可能であってもよい。あるいは、各フィーダ台４０が異なる数のフィーダ３０を配置可能であってもよく、供給エリア２０Ａのフィーダ台４０の方が準備エリア２０Ｂのフィーダ台４０よりもフィーダ３０の配置本数が多いものであってもよい。フィーダ制御装置３９は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、テープ送り機構３３に駆動信号を出力する。また、フィーダ制御装置３９は、コネクタ３５，４５の接続を介してフィーダ３０の取付先の制御部（実装制御装置２８や管理装置８０など）と通信可能となる。
【００１５】
ローダ５０は、図１に示すように、複数の部品実装機２０の前面およびライン内保管庫６０の前面に基板の搬送方向（Ｘ方向）に対して平行に設けられたＸ軸レール１８に沿って移動可能となっている。なお、図２では、Ｘ軸レール１８の図示を省略した。ローダ５０は、図４，図５に示すように、ローダ移動機構５１と、フィーダ移載機構５３と、エンコーダ５７と、ローダ制御装置５９とを備える。
【００１６】
ローダ移動機構５１は、Ｘ軸レール１８に沿ってローダ５０を移動させるものであり、駆動用ベルトを駆動するサーボモータなどのＸ軸モータ５２ａと、Ｘ軸レール１８に沿ったローダ５０の移動をガイドするガイドローラ５２ｂとを備える。フィーダ移載機構５３は、フィーダ３０を部品実装機２０やライン内保管庫６０に移載するものである。このフィーダ移載機構５３は、フィーダ３０をクランプするクランプ部５４と、２つのクランプ部５４が配設されＹ軸モータ５５ａの駆動により２つのクランプ部５４を一体的にＹ軸ガイドレール５５ｂに沿って前後方向（Ｙ方向）に移動させるＹ軸スライダ５５とを備える。フィーダ移載機構５３は、２つのＹ軸スライダ５５を備えており、２つのＹ軸スライダ５５のそれぞれにクランプ部５４が２つずつ配設されることにより、計４つのクランプ部５４を２つ１組でＹ方向に移動させるものとなっている。各クランプ部５４は、それぞれフィーダ３０をクランプ可能であるから、２つのＹ軸スライダ５５を同時に動かすことにより、一回に最大４つのフィーダ３０をＹ方向に移動可能として、フィーダ台４０のスロット４２に着脱することができる。このように、ローダ５０が一回の交換動作で一括して交換可能なフィーダ３０の上限（ここでは４つ）を、所定数Ｎともいう。また、フィーダ移載機構５３は、クランプ部５４およびＹ軸スライダ５５がスライド可能に取り付けられたスライドベース５６を、Ｚ軸ガイドレール５６ｂに沿って上下方向（Ｚ方向）に移動させるＺ軸モータ５６ａを備える。エンコーダ５７は、ローダ５０のＸ方向の移動位置を検出する。ローダ制御装置５９は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されている。ローダ制御装置５９は、エンコーダ５７からの検知信号を入力し、ローダ移動機構５１（Ｘ軸モータ５２ａ）やフィーダ移載機構５３（クランプ部５４、Ｙ軸モータ５５ａ、Ｚ軸モータ５６ａ）に駆動信号を出力する。
【００１７】
ローダ制御装置５９は、フィーダ３０の自動交換を行う場合、まず、Ｘ軸モータ５２ａを制御して自動交換を行う部品実装機２０のスロット４２に、ローダ５０のＹ軸スライダ５５が対向することとなる位置までローダ５０を移動させる。また、ローダ制御装置５９は、部品実装機２０の供給エリア２０Ａとの間で自動交換を行う場合には、Ｚ軸モータ５６ａを制御して供給エリア２０Ａに対向する上部移載エリア５０Ａにスライドベース５６（Ｙ軸スライダ５５）を移動させる。一方、ローダ制御装置５９は、部品実装機２０の準備エリア２０Ｂとの間で自動交換を行う場合には、Ｚ軸モータ５６ａを制御して準備エリア２０Ｂに対向する下部移載エリア５０Ｂにスライドベース５６を移動させる。ローダ制御装置５９は、ローダ５０内のフィーダ３０を部品実装機２０に取り付ける場合には、クランプ部５４でフィーダ３０をクランプさせた状態で、Ｙ軸モータ５５ａを制御してＹ軸スライダ５５を部品実装機２０側（後方）へ移動させる。これにより、フィーダ３０のレール部材３７がフィーダ台４０のスロット４２に挿入される。続いて、ローダ制御装置５９は、クランプ部５４によるフィーダ３０のクランプを解除させることで、フィーダ３０を部品実装機２０のフィーダ台４０に取り付ける。また、ローダ制御装置５９は、フィーダ３０を部品実装機２０から取り外してローダ５０内に回収する場合には、Ｙ軸モータ５５ａを制御してＹ軸スライダ５５を部品実装機２０側（後方）へ移動させる。続いて、ローダ制御装置５９は、フィーダ台４０に取り付けられているフィーダ３０をクランプ部５４にクランプさせてから、Ｙ軸モータ５５ａを制御してＹ軸スライダ５５を前方へ移動させる。これにより、フィーダ３０がフィーダ台４０から取り外されて、ローダ５０内に回収される。
【００１８】
ライン内保管庫６０は、複数のフィーダ３０を収容するために、部品実装機２０に設けられるフィーダ台４０と同じ構成のフィーダ台４０が設けられている。ローダ５０は、部品実装機２０のフィーダ台４０に対してフィーダ３０を着脱するのと同じ動作で、ライン内保管庫６０のフィーダ台４０に対してフィーダ３０を着脱することができる。また、ライン内保管庫６０の後方には、基板ＳをＸ方向に搬送する基板搬送装置６２が設けられている。基板搬送装置６２は、印刷検査機１４の基板搬送装置から受け取った基板Ｓを搬送して隣接する部品実装機２０の基板搬送装置２１に受け渡すことが可能となっている。
【００１９】
管理装置８０は、図５に示すように、周知のＣＰＵ８０ａやＲＯＭ８０ｂ、ＨＤＤ８０ｃ、ＲＡＭ８０ｄなどで構成され、ＬＣＤなどのディスプレイ８２と、キーボードやマウスなどの入力デバイス８４とを備える。管理装置８０は、基板Ｓのジョブやフィーダ管理情報などを記憶している。ジョブには、各部品実装機２０においてどの部品種の部品をどういう順番で基板Ｓに実装するか、また、そのように実装した基板Ｓを何枚作製するかなど、実装処理に関する情報が定められている。また、ジョブには、各部品実装機２０において実装すべき部品種に対応する複数のフィーダ３０を供給エリア２０Ａのフィーダ台４０に装着する際に、実装処理に適したフィーダ３０の並びを示す配置情報なども定められている。フィーダ管理情報は、各部品実装機２０やライン内保管庫６０が保有するフィーダ３０に関する情報である。図６は、フィーダ管理情報の一例を示す説明図である。フィーダ管理情報には、図示するように、各フィーダ３０が装着されるフィーダ台４０のスロット番号（位置情報）や各スロット４２に装着されているフィーダ３０のフィーダＩＤ（識別情報）、各フィーダ３０が保有する部品種、部品残量などが含まれる。なお、各実装制御装置２８も同様に自機のフィーダ管理情報を管理している。
【００２０】
また、管理装置８０は、実装制御装置２８と有線により通信可能に接続されると共にローダ制御装置５９と無線により通信可能に接続される他、印刷機１２や印刷検査機１４、実装検査機の各制御装置と通信可能に接続される。管理装置８０は、実装制御装置２８から部品実装機２０の実装状況に関する情報や着脱されたフィーダ３０に関する情報を受信したり、ローダ制御装置５９からローダ５０の駆動状況に関する情報を受信したりする。管理装置８０は、部品実装機２０のフィーダ台４０に取り付けられたフィーダ３０やフィーダ台４０から取り外されたフィーダ３０に関する情報を実装制御装置２８から受信すると、その部品実装機２０のフィーダ管理情報を更新する。また、管理装置８０は、ライン内保管庫６０の基板搬送装置６２に駆動信号を出力して基板搬送装置６２に基板Ｓを搬送させる。また、管理装置８０は、ライン内保管庫６０のフィーダ台４０に取り付けられたフィーダ３０のフィーダ制御装置３９とコネクタ３５，４５を介して通信可能に接続され、フィーダ３０の情報を取得可能となっている。管理装置８０は、ライン内保管庫６０のフィーダ台４０に取り付けられたフィーダ３０やフィーダ台４０から取り外されたフィーダ３０に関する情報を取得すると、ライン内保管庫６０のフィーダ管理情報を更新する。
【００２１】
こうして構成された部品実装システム１０の動作について、特にローダ５０にフィーダ３０の自動交換を行わせるための動作について説明する。図７はフィーダ配置関連処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、管理装置８０のＣＰＵ８０ａにより実行される。フィーダ配置関連処理では、ＣＰＵ８０ａは、まず、ジョブに基づく実装処理の実行中に次のジョブで必要なフィーダ３０の準備が可能なタイミングであるか否かを判定する（Ｓ１００）。ＣＰＵ８０ａは、例えば、現在実行中のジョブで用いられるフィーダ３０の部品切れが発生しておらず、当面の間は部品切れが発生する可能性もないなどのために、ローダ５０がフィーダ３０の自動交換を行う必要がなければ、フィーダ３０の準備が可能なタイミングであると判定する。そのように判定すると、ＣＰＵ８０ａは、複数の部品実装機２０のうち対象の部品実装機２０を選定し（Ｓ１１０）、次のジョブに必要なフィーダ３０を対象の部品実装機２０の準備エリア２０Ｂに配置するようにローダ５０を制御する準備配置制御を実行する（Ｓ１１５）。ＣＰＵ８０ａは、Ｓ１１５の準備配置制御を実行すると、全ての部品実装機２０の準備配置制御が完了しているか否かを判定し（Ｓ１２０）、完了していないと判定するとＳ１００に戻り、完了していると判定するとＳ１２５に進む。このため、ジョブに基づく実装処理の実行中に、次のジョブで必要なフィーダ３０を各部品実装機２０の準備エリア２０Ｂに順次配置していくことができる。
【００２２】
また、ＣＰＵ８０ａは、Ｓ１００でフィーダ３０の準備が可能なタイミングでないと判定すると、ジョブの切り替えタイミングであるか否かを判定し（Ｓ１０５）、切り替えタイミングでないと判定すると、Ｓ１００に戻る。また、ＣＰＵ８０ａは、ジョブの切り替えタイミングであると判定すると、Ｓ１２０で全ての部品実装機２０の準備配置制御の完了を判定することなくジョブの切り替えタイミングになった場合であるから、まだ準備配置制御が行われていない部品実装機２０があるといえる。このため、ＣＰＵ８０ａは、Ｓ１１０，Ｓ１１５で対象の部品実装機２０を選定して準備配置制御を実行する。即ち、ＣＰＵ８０ａは、ジョブに基づく実装処理の実行中に全ての部品実装機２０の準備配置制御が完了しなければ、ジョブの切り替え時に準備配置制御を実行することになる。
【００２３】
Ｓ１１５の準備配置制御は、図８のフローチャートに基づいて実行される。この準備配置制御では、ＣＰＵ８０ａは、Ｓ１１０で選定した対象の部品実装機２０において、次のジョブで必要な部品種のフィーダ３０（フィーダ種）と供給エリア２０Ａにおけるフィーダ３０の配置順とを取得する（Ｓ２００）。次に、ＣＰＵ８０ａは、所定数Ｎを優先させた単位でＳ２０５で取得した配置順に合わせて、次のジョブで必要なフィーダ３０を組分けする（Ｓ２０５）。なお、所定数Ｎは、上述したように、ローダ５０が一回の交換動作で自動交換が可能なフィーダ３０の上限数であり、本実施形態では値４である。
【００２４】
ここで、図９はフィーダ３０を組分けする様子の一例を示す説明図である。図９は、１の部品実装機２０の供給エリア２０Ａに、ジョブで必要なフィーダ３０として、複数の部品種ａ〜ｏの１５種類（１５本）のフィーダ３０がその順に配置されるものを例示する。この例では、供給エリア２０Ａにおいて左端の２つのスロット４２を空けて（点線で表示）、３つ目から部品種ａ〜ｏの順でフィーダ３０が配置される。また、ＣＰＵ８０ａは、Ｓ２０５のフィーダ３０の組分けを、所定数Ｎである値４を優先させた単位で行う。例えば、ＣＰＵ８０ａは、配置順の一端（ここでは左端）から所定数Ｎずつの単位で組分けしていき、最後の組については所定数Ｎ未満を許容して組分けする。このため、図９の中段に示すように、ＣＰＵ８０ａは、１５種類のフィーダ３０を、部品種ａ〜ｄの組Ｓ１と、部品種ｅ〜ｈの組Ｓ２と、部品種ｉ〜ｌの組Ｓ３と、部品種ｍ〜ｏの組Ｓ４との４組に分けることになる。即ち、ＣＰＵ８０ａは、所定数Ｎのフィーダ３０を有する複数の組（Ｓ１〜Ｓ３）と、所定数Ｎ未満のフィーダ３０を有する１の組（Ｓ４）とに組分けする。
【００２５】
ＣＰＵ８０ａは、こうしてフィーダ３０を組分けすると、次のジョブで必要なフィーダ数から準備エリア２０Ｂの空きスロット数を導出し（Ｓ２１０）、所定数Ｎのまとまった空きスペースＳＰ分の余裕が準備エリア２０Ｂにあるか否かを判定する（Ｓ２１５）。これらの処理は、次ジョブで必要な全てのフィーダ３０を準備エリア２０Ｂに配置した上で、所定数Ｎ分のまとまった空きスロットを確保できるかを判定するものとなる。フィーダ３０は、その幅によって占有するスロット４２の数が異なり、１本のフィーダ３０が１スロットを占有するものや２本のフィーダ３０が３スロットを占有するもの、１本のフィーダ３０が２スロットを占有するものなどがある。このため、次のジョブで必要な各フィーダ３０の幅やフィーダ３０の数、準備エリア２０Ｂにおけるスロット４２の数や各幅に応じたフィーダ３０の最大配置数などを考慮して、Ｓ２１０，Ｓ２１５の処理が行われる。
【００２６】
ＣＰＵ８０ａは、Ｓ２１５で空きスペースＳＰ分の余裕があると判定すると、所定数Ｎ分の空きスペースＳＰを準備エリア２０Ｂに設定し（Ｓ２２０）、空きスペースＳＰ分の余裕がないと判定すると、Ｓ２２０の処理をスキップする。続いて、ＣＰＵ８０ａは、組単位でフィーダ３０が準備エリア２０Ｂに並ぶようにローダ５０に交換指示を出力し（Ｓ２２５）、必要なフィーダ３０が配置されたと判定するまで（Ｓ２３０）、Ｓ２２５の処理を繰り返す。ローダ制御装置５９は、ＣＰＵ８０ａからの指示に基づいて、ローダ５０のローダ移動機構５１やフィーダ移載機構５３に駆動信号を出力してフィーダ３０の自動交換を行う。そして、ＣＰＵ８０ａは、Ｓ２３０で必要なフィーダ３０が配置されたと判定すると、準備配置制御を終了する。
【００２７】
図９では、空きスペースＳＰ分の余裕が準備エリア２０Ｂにある場合を示しており、準備エリア２０Ｂの左端に空きスペースＳＰが設けられた上でフィーダ３０が配置されている。なお、空きスペースＳＰは、左端以外に設けられてもよい。また、空きスペースＳＰを予め設けるものに限られず、必要以上に空きスロットが生じないようにフィーダ３０を配置していき、フィーダ３０が配置されなかった残りのスロット４２から空きスペースＳＰを確保してもよい。ここで、準備エリア２０Ｂの各組Ｓ１〜Ｓ４内の並びは、供給エリア２０Ａの配置順に合うものとなっている。しかし、左側から組Ｓ１，Ｓ３，Ｓ２，Ｓ４の順に配置されているため、全体としては供給エリア２０Ａの配置順と異なる。このように、各組Ｓ内におけるフィーダ３０の並びは供給エリア２０Ａにおけるフィーダ３０の配置順に合わせたものとするが、各組Ｓ同士の並び順は制約しないものとなっている。
【００２８】
ＣＰＵ８０ａは、こうして準備配置制御を実行し、図７のＳ１２０で全ての部品実装機２０の準備配置制御が完了していると判定すると、ジョブの切り替えタイミングであるか否かを判定する（Ｓ１２５）。ＣＰＵ８０ａは、ジョブの切り替えタイミングでないと判定すると、作業者が準備エリア２０Ｂに対して行うフィーダ３０の着脱を監視する準備エリア監視制御を実行して（Ｓ１３０）、Ｓ１２５に戻る。
【００２９】
Ｓ１３０の準備エリア監視制御は、図１０のフローチャートに基づいて実行される。この準備エリア監視制御では、ＣＰＵ８０ａは、各部品実装機２０の準備エリア２０Ｂにおけるフィーダ３０の着脱を監視し（Ｓ３００）、フィーダ３０の着脱があるか否かを判定する（Ｓ３０５）。ＣＰＵ８０ａは、Ｓ３０５でフィーダ３０の着脱がないと判定すると、準備エリア監視制御を終了する。一方、ＣＰＵ８０ａは、フィーダ３０の着脱があると判定すると、各組Ｓ内でのフィーダ３０の取り外しであるか（Ｓ３１０）、空きスペースＳＰ内へのフィーダ３０の取り付けであるか（Ｓ３１５）、をそれぞれ判定する。ＣＰＵ８０ａは、Ｓ３１０で各組Ｓ内でのフィーダ３０の取り外しであると判定すると、その組Ｓの元の並びに戻すように自動交換指示をローダ５０に出力して（Ｓ３２０）、準備エリア監視制御を終了する。Ｓ３２０では、ＣＰＵ８０ａは、例えば準備エリア２０Ｂのいずれかの組Ｓ内から取り外されたフィーダ３０が、取り付けられた別のスロット４２を検索する。そして、ＣＰＵ８０ａは、検索したスロット４２からフィーダ３０を取り外して、元の組Ｓ内の元のスロット４２に取り付ける指示をローダ５０に出力する。このため、作業者が組単位で並んだ準備エリア２０Ｂのフィーダ３０を、指示されることなく取り外して別のスロット４２に取り付けたような場合でも、元の並びに適切に戻すことができる。
【００３０】
一方、ＣＰＵ８０ａは、Ｓ３１５で空きスペースＳＰ内へのフィーダ３０の取り付けであると判定すると、空きスペースＳＰを空けるように自動交換指示をローダ５０に出力して（Ｓ３２５）、準備エリア監視制御を終了する。Ｓ３２５では、ＣＰＵ８０ａは、例えば準備エリア２０Ｂや供給エリア２０Ａなどから空きスロットを検索し、空きスペースＳＰ内に取り付けられたフィーダ３０を取り外して、検索した空きスロットに取り付ける指示をローダ５０に出力する。このため、作業者が空きスペースＳＰ内にフィーダ３０を取り付けたような場合でも、元の空きスペースＳＰを確保することができる。また、ＣＰＵ８０ａは、Ｓ３１０，Ｓ３１５のいずれも否定的な判定をすると、準備エリア２０Ｂでフィーダ３０の着脱は行われたものの、準備配置制御で配置された各組Ｓ内のフィーダ３０や空きスペースＳＰに変更はないと判断して、準備エリア監視制御を終了する。
【００３１】
ＣＰＵ８０ａは、この準備エリア監視制御を、図７のＳ１２５でジョブの切り替えタイミングであると判定するまで繰り返し行う。このため、ＣＰＵ８０ａは、準備エリア２０Ｂのフィーダ３０の配置が変更された場合に速やかに対応することができる。なお、図７では、ＣＰＵ８０ａは、全ての部品実装機２０の準備配置制御が完了してから準備エリア監視制御を行うが、準備配置制御が完了した部品実装機２０があれば、その部品実装機２０に対する準備エリア監視制御を開始するものとしてもよい。そして、ＣＰＵ８０ａは、Ｓ１２５でジョブの切り替えタイミングであると判定すると、複数の部品実装機２０のうち対象の部品実装機２０を選定する（Ｓ１３５）。続いて、ＣＰＵ８０ａは、対象の部品実装機２０の供給エリア２０Ａと準備エリア２０Ｂとの間でローダ５０にフィーダ３０を自動交換させることにより、切り替え後のジョブで必要なフィーダ３０を供給エリア２０Ａに配置する供給配置制御を実行する（Ｓ１４０）。ＣＰＵ８０ａは、Ｓ１４０の供給配置制御を実行すると、全ての部品実装機２０の供給配置制御が完了しているか否かを判定し（Ｓ１４５）、完了していないと判定するとＳ１３５に戻り、完了していると判定するとＳ１００に戻る。ＣＰＵ８０ａは、Ｓ１３５では、例えば上流側の部品実装機２０から順に対象に選定する。複数の部品実装機２０は、上流側から下流側へ基板Ｓを搬送しながら実装処理を行うから、切り替え前のジョブにおける最後の基板Ｓに対する実装処理が上流側の部品実装機２０から順に終了することになる。このため、上流側の部品実装機２０から順に対象に選定することで、最後の基板Ｓに対する実装処理が終了した部品実装機２０に対する供給配置制御を速やかに開始することができる。なお、ＣＰＵ８０ａは、いずれかの部品実装機２０において、切り替え前のジョブにおける最後の基板Ｓに対する実装処理が終了すると、Ｓ１２５でジョブの切り替えタイミングであると判定すればよい。
【００３２】
Ｓ１４０の供給配置制御は、図１１のフローチャートに基づいて実行される。また、図１２は供給配置制御の様子の一例を示す説明図である。なお、図１２の（１）〜（８）は、フィーダ３０を組単位で一括して移載（交換）する順番を示す。供給配置制御では、ＣＰＵ８０ａは、対象の部品実装機２０の準備エリア２０Ｂに空きスペースＳＰがあるか否かを判定する（Ｓ４００）。ＣＰＵ８０ａは、空きスペースＳＰがあると判定すると、供給エリア２０Ａから所定数Ｎのフィーダ３０を準備エリア２０Ｂの空きスペースＳＰに一括して移載するようにローダ５０に指示を出力する（Ｓ４０５，図１２Ａの（１））。例えば、図１２Ａの（１）では、準備エリア２０Ｂの組Ｓ１のフィーダ３０が配置されることとなる供給エリア２０Ａの所定数Ｎのスロット４２が選定され、それらのスロット４２に配置されている所定数Ｎのフィーダ３０を一括して空きスペースＳＰに移載するようにローダ５０に指示が出力される。一方、ＣＰＵ８０ａは、準備エリア２０Ｂに空きスペースＳＰがないと判定すると、供給エリア２０Ａ内に所定数Ｎ分の空きスペースを設けるようにローダ５０に指示を出力する（Ｓ４１０）。ＣＰＵ８０ａは、例えばＳ４０５と同様に供給エリア２０Ａの所定数Ｎのスロット４２を選定し、それらのスロット４２に配置されている所定数Ｎのフィーダ３０を移載するようにローダ５０に指示を出力する。また、ＣＰＵ８０ａは、フィーダ３０の移載先として、供給エリア２０Ａ内に所定数Ｎ分の空きスロットがあればそれを指定し、供給エリア２０Ａ内に空きスロットがなければライン内保管庫６０の空きスロットを指定する。あるいは、ＣＰＵ８０ａは、供給エリア２０Ａ内の空きスロットを集約すれば所定数Ｎ分の空きスロットが生じる場合には、先に集約してから、所定数Ｎのフィーダ３０を一括して移載するものなどとしてもよい。
【００３３】
続いて、ＣＰＵ８０ａは、供給エリア２０ＡにおいてＳ４０５またはＳ４１０の移載により空いた箇所に、準備エリア２０Ｂから所定数Ｎを優先とする組単位でフィーダ３０を一括して移載するようにローダ５０に指示を出力する（Ｓ４１５，図１２Ａの（２））。次に、ＣＰＵ８０ａは、準備エリア２０Ｂに準備配置した全てのフィーダ３０の移載が完了したか否かを判定する（Ｓ４２０）。そして、ＣＰＵ８０ａは、フィーダ３０の移載が完了していないと判定すると、準備エリア２０ＢにおいてＳ４１５の移載により空いた箇所に、供給エリア２０Ａから所定数Ｎを優先とする組単位でフィーダ３０を一括して移載するようにローダ５０に指示を出力する（Ｓ４２５，図１２Ａの（３））。一方、ＣＰＵ８０ａは、フィーダ３０の移載が完了したと判定すると、供給配置制御を終了する。図１２では、図１２Ａの（４），図１２Ｂの（６），（８）がＳ４１５に相当し、図１２Ｂの（５），（７）がＳ４２５に相当する。なお、（７）では４本のフィーダ３０を移載させているが、３本のフィーダ３０を移載してもよい。ＣＰＵ８０ａは、準備エリア２０Ｂから供給エリア２０Ａにフィーダ３０を移載させる際には、組単位のフィーダ３０が、供給エリア２０Ａの配置順に合う配置箇所となるようにローダ５０に指示を出力する。これにより、準備配置制御においてフィーダ３０の組Ｓが供給エリア２０Ａの配置順とは異なる順で準備エリア２０Ｂに配置されても、供給エリア２０Ａには適切な順で配置することができる。また、１回の交換動作の上限となる所定数Ｎを優先とする単位でフィーダ３０を自動交換するため、供給配置制御におけるローダ５０の交換動作の回数を少なくすることができる。このため、ジョブの切り替え時において、フィーダ３０の自動交換を効率よく行って交換時間を短くすることができる。図９，図１２の例でもフィーダ３０を１本ずつ交換した場合には最大で３０回の交換動作が必要となるところ、４本単位で一括交換することにより８回の交換動作でよくなるため、計算上では１／４〜１／３程度に交換時間を抑えることができる。これらのことから、ジョブの切り替えに伴う段取り替えに必要な時間を短くして、次のジョブに基づく実装処理を速やかに開始することができる。
【００３４】
ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のフィーダ３０が部品供給ユニットに相当し、部品実装機２０が部品実装機に相当し、供給エリア２０Ａが供給エリアに相当し、準備エリア２０Ｂが準備エリアに相当し、ローダ５０がユニット交換装置に相当し、図７のフィーダ配置関連処理（図８の準備配置制御、図１１の供給配置制御）を実行する管理装置８０およびローダ制御装置５９が制御装置に相当する。
【００３５】
以上説明した部品実装システム１０は、ジョブで必要なフィーダ３０を所定数Ｎを優先とする単位で複数組に分け、各組Ｓ内のフィーダ３０の並びを供給エリア２０Ａにおける配置順に合わせると共に組Ｓ毎にまとめて準備エリア２０Ｂに配置する準備配置制御を行う。また、ジョブの切り替え時に、準備配置制御で準備エリア２０Ｂに配置されたフィーダ３０と、供給エリア２０Ａに配置済みのフィーダ３０とを所定数Ｎを優先とする単位で自動交換する供給配置制御を行う。所定数Ｎは、ローダ５０による一回の交換動作の上限であるから、準備エリア２０Ｂと供給エリア２０Ａとの間でフィーダ３０を効率よく自動交換して、交換時間を短縮することができる。
【００３６】
また、切り替え前のジョブに基づく実装処理の実行中に、切り替え後のジョブで必要なフィーダ３０の準備配置制御を行うから、ジョブの切り替え時に速やかに供給配置制御を開始することができる。
【００３７】
また、準備配置制御において準備エリア２０Ｂに所定数Ｎのフィーダ３０をまとめて配置可能な空きスペースＳＰを設けるから、供給配置制御では所定数Ｎの単位でフィーダ３０の自動交換を直ちに開始して交換時間をより短縮することができる。
【００３８】
また、準備配置制御を終了してから供給配置制御を開始するまで準備エリア監視制御を実行するから、作業者によって準備エリア２０Ｂのフィーダ３０が着脱された場合でも、速やかに元に戻すことができる。したがって、準備配置制御で準備したのと異なる配置を元に戻すために、供給配置制御の開始が遅れるのを防止することができる。
【００３９】
また、供給エリア２０Ａと準備エリア２０Ｂとは、部品実装機２０内にその順で上下に並んで設けられるから、供給配置制御を行う際にローダ５０が部品実装機２０の並び方向（Ｘ方向）に大きく移動する必要がなく、供給配置制御を効率よく行うことができる。
【００４０】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４１】
例えば、上述した実施形態では、供給エリア２０Ａと準備エリア２０Ｂとは、部品実装機２０内にその順で上下に並んで設けられるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、準備エリア２０Ｂとして、部品実装機２０の下段のフィーダ台４０を用いるものに限られず、ライン内保管庫６０のフィーダ台４０を用いるものとしてもよい。
【００４２】
上述した実施形態では、準備配置制御を終了してから供給配置制御を開始するまで準備エリア監視制御を実行するものとしたが、これに限られるものではない。例えば、準備エリア監視制御を実行することなく、供給配置制御を開始する際に、準備エリア２０Ｂにおけるフィーダ３０の配置に変更があるか否かを確認するものなどとしてもよい。
【００４３】
上述した実施形態では、準備配置制御に空きスペースＳＰを設けるものとしたが、これに限られず、準備配置制御に空きスペースＳＰを設けないものとしてもよい。この場合、供給配置制御の開始時に所定数Ｎ分の空きスペースを、供給エリア２０Ａか準備エリア２０Ｂのいずれかに設けるものなどとすればよい。なお、供給配置制御の開始時に供給エリア２０Ａに空きスペースを設ける処理は、図１１のＳ４１０の処理となる。
【００４４】
上述した実施形態では、準備配置制御を前のジョブに基づく実装処理の実行中に実行するものとしたが、これに限られず、前のジョブが終了して切り替えタイミングになってから実行するものとしてもよい。ただし、フィーダ３０の自動交換を速やかに行うため、前のジョブに基づく実装処理の実行中に準備配置制御を実行するものが好ましい。
【００４５】
上述した実施形態では、所定数Ｎとして値４を例示したが、これに限られず、値２や値３であってもよいし、値５以上の複数であってもよい。
【００４６】
本開示の部品実装システムにおいて、前記制御装置は、切り替え前のジョブに基づいて基板に部品を実装している間に、切り替え後のジョブで必要な前記部品供給ユニットについての前記準備配置制御を行うものとしてもよい。こうすれば、ジョブの切り替え時に速やかに供給配置制御を開始することができるから、部品供給ユニットの自動交換に要する時間をより短縮することができる。
【００４７】
本開示の部品実装システムにおいて、前記制御装置は、ジョブの切り替え前に、前記供給エリアまたは前記準備エリアに少なくとも一組の前記所定数の前記部品供給ユニットをまとめて配置可能な空きスペースを設けるように前記ユニット交換装置を制御するものとしてもよい。こうすれば、供給配置制御では、所定数の単位で部品供給ユニットの自動交換を直ちに開始することができるから、部品供給ユニットの自動交換に要する時間をより短縮することができる。
【００４８】
本開示の部品実装システムにおいて、前記制御装置は、前記準備配置制御を終了してから前記供給配置制御を開始するまで前記準備エリアおける前記部品供給ユニットの着脱の有無を監視しておき、前記部品供給ユニットが着脱された場合には前記準備エリアにおける前記部品供給ユニットの配置を元に戻すように前記ユニット交換装置を制御するものとしてもよい。こうすれば、作業者によって準備エリアの部品供給ユニットが着脱された場合でも、速やかに元に戻すことができるから、配置を元に戻すために供給配置制御の開始が遅れたりするのを防止することができる。
【００４９】
本開示の部品実装システムにおいて、前記供給エリアと前記準備エリアとは、前記部品実装機内にその順で上下に並んで設けられるものとしてもよい。こうすれば、供給配置制御を行う際に、ユニット交換装置が大きく移動する必要がないから、自動交換をより効率よく行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、部品実装システムの製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  部品実装システム、１２  印刷機、１４  印刷検査機、１８  Ｘ軸レール、２０  部品実装機、２０Ａ  供給エリア、２０Ｂ  準備エリア、２１  基板搬送装置、２２  ヘッド、２３  ヘッド移動機構、２７  ディスプレイ、２８  実装制御装置、３０  フィーダ、３２  テープリール、３３  テープ送り機構、３４  位置決めピン、３５  コネクタ、３７  レール部材、３９  フィーダ制御装置、４０  フィーダ台、４２  スロット、４４  位置決め穴、４５  コネクタ、５０  ローダ、５０Ａ  上部移載エリア、５０Ｂ  下部移載エリア、５１  ローダ移動機構、５２ａ  Ｘ軸モータ、５２ｂ  ガイドローラ、５３  フィーダ移載機構、５４  クランプ部、５５  Ｙ軸スライダ、５５ａ  Ｙ軸モータ、５５ｂ  Ｙ軸ガイドレール、５６  スライドベース、５６ａ  Ｚ軸モータ、５６ｂ  Ｚ軸ガイドレール、５７  エンコーダ、５９  ローダ制御装置、６０  ライン内保管庫、６２  基板搬送装置、８０  管理装置、８０ａ  ＣＰＵ、８０ｂ  ＲＯＭ、８０ｃ  ＨＤＤ、８０ｄ  ＲＡＭ、８２  ディスプレイ、８４  入力デバイス、Ｓ  基板。
【図１】
2020016987.tif 000003
【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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【国際調査報告】
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2020016987.tif 000016
2020016987.tif 000017
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