(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部品供給手段が搭載された複数の移動可能な供給テーブルを有する部品供給部で部品を保持し装着位置へ移動して装着する部品実装方法であって、複数の供給テーブルに多種類の部品が同じ配列となるように複数の部品供給手段を搭載し、使用する供給テーブルと待機する供給テーブルを指定し、使用する供給テーブルで部品切れが発生した場合にこの供給テーブルを自動的に待機させ待機している供給テーブルを使用することにより生産を継続する動作モードにおいて、部品切れを発生した部品の種類数がある上限値に達した時に供給テーブルを部品交換可能な状態にして部品切れの通知を行うことを特徴とする部品実装方法。
【請求項２】
供給している各部品の残数及び基板１枚当たりの部品の使用員数から算出される可能生産枚数を踏まえ、最初の部品切れ発生後継続して生産する回路基板の所定枚数を設定し、その所定枚数を生産した時に供給テーブルを部品交換可能な状態として部品切れの通知を行うことを特徴とする請求項１記載の部品実装方法。
【請求項３】
部品切れを発生した部品を交換する作業の前に予め交換対象となる部品の一覧を表示することを特徴とする請求項２記載の部品実装方法。
【請求項４】
複数の部品供給手段が搭載された移動可能な複数の供給テーブルを有する部品供給部と、部品供給部で部品を保持し装着位置へ移動して装着する装着部と、基板を任意の実装位置に位置決めする基板位置決め部と、これら部品供給部と装着部と基板位置決め部の動作制御部とを備え、動作制御部に、複数の供給テーブルに多種類の部品が同じ配列となるように複数の部品供給手段を搭載し、生産に際して使用する供給テーブルと待機する供給テーブルを指定し、使用する供給テーブルで部品切れが発生した場合にこの供給テーブルを自動的に待機させ待機している供給テーブルを使用することにより生産を継続する動作モードにおいて、部品切れを発生した部品の種類数がある上限値に達した時に供給テーブルを部品交換可能な状態にして部品切れの通知を行う手段を設けたことを特徴とする部品実装装置。
【請求項５】
供給している各部品の残数及び基板１枚当たりの部品の使用員数から算出される可能生産枚数を踏まえ、最初の部品切れ発生後継続して生産する回路基板の所定枚数を設定し、その所定枚数を生産した時に供給テーブルを部品交換可能な状態として部品切れの通知を行う手段を設けたことを特徴とする請求項４記載の部品実装装置。
【請求項６】
部品切れを発生した部品を交換する作業の前に、予め交換対象となる部品の一覧を表示する手段を設けたことを特徴とする請求項５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、電子部品実装機などの部品実装装置に関し、特に部品切れ時の供給テーブルの動作及び部品切れの通知方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装機における従来の構成例について、図７〜図９に基づいて説明する。
【０００３】
図７において、１は動作制御部、１ａはその操作部であり、装置に対する指示、データ入力を行うための入力デバイス及び各種操作のためのメニュー、装置の状態を表示するための画面を備えている。２は装着部であり、複数の装着ヘッドと各ヘッド毎に部品を吸着するためのノズルを備えており、この回転操作により部品の吸着、装着動作を実行する。３は直交テーブルから成る基板位置決め部であり、Ｘ軸、Ｙ軸モータの回転動作によって任意の位置に回路基板を位置決めする。４は多数の電子部品供給手段（以下、カセットと記載する）を搭載された複数の供給テーブルを有する部品供給部であり、供給テーブルはＺ軸モータの駆動によって搭載されたカセットを電子部品の吸着位置や、カセット交換位置に移動させる。部品供給部４には供給テーブルＡと供給テーブルＢの２つの供給テーブルがあり、それぞれカセットの位置を識別するための一意な番号（以下、Ｚ番号とする）を持つ。図中のＺＡ、ＺＢはそれぞれ供給テーブルＡ、供給テーブルＢを示す。
【０００４】
図８は、供給テーブルＡと供給テーブルＢの動作パターンの一覧を示したものである。接続モードは、供給テーブルＡと供給テーブルＢを一連のものとし、両テーブルから部品供給を行うモードである。準備モードは、片側の供給テーブルで生産中に、他方のテーブルを待機させて次の生産品種のカセットを準備するモードであり、その生産ではいずれかの供給テーブルが専用される。交換モードは、同じ部品、同じカセット配列を供給テーブルＡ、供給テーブルＢにセットし、優先テーブルで部品切れが発生すると自動的にもう一方の予備テーブルからの部品供給に切り替わり、予備テーブルで部品切れが発生するまでは待機位置への移動は発生しないモードである。優先交換モードは、交換モードと同様であるが、予備テーブルは優先テーブルの部品切れカセット交換中のみ動作し、優先テーブルが集中的に使用されるモードである。交換モードと優先交換モードは、ともに生産前に予め優先テーブルを指定する必要がある。これらの動作パターンは少量生産で機種切り換えの多い場合、多量生産で機種切り換えの少ない場合など、種々の生産形態に応じて適切なものを選択する。
【０００５】
図９は、回路基板を生産するために必要なデータの一部を示したものである。
【０００６】
図９（ａ）は電子部品を実装する順序（順序毎にブロックと呼ぶ）を定義したもので、ＮＣプログラムと呼ぶ。各ブロックは電子部品を実装する２次元の位置座標とともに、電子部品を吸着するカセットを指定するＺ番号を持つ。図９（ｂ）はＺ番号とそのカセットにセットした電子部品の種類を定義した供給テーブルであり、配列プログラムと呼ぶ。回路基板の生産に際しては、図９に一部を示したデータの作成、選択、及び図８に示した供給テーブルの動作パターンの選択などを行うことにより、各実装位置に意図した電子部品を実装するためのデータを転送し、機種切り換えを行う。
【０００７】
以上のように構成された電子部品実装機において、部品切れが発生した場合に部品切れカセットを交換するための動作パターンに応じた各供給テーブルの動作、交換時の作業手順について、以下に説明する。
【０００８】
接続モード、準備モードで動作している場合、部品切れを発生した供給テーブルはその時点で待機位置に移動し、部品切れカセットが交換されるのを待つ。オペレータは、図７の動作制御部１の操作部１ａの画面に表示される部品供給部４の状態、または部品切れエラーのメッセージにより部品切れの発生した供給テーブル及びＺ番号を判断し、該当するカセットを交換する。交換完了後、待機位置に備えられた交換完了ボタンを押すことにより装置に通知され、直ちに吸着位置に移動して生産を継続する。
【０００９】
交換モードで動作している場合、機種切り換え時に優先テーブルに指定した供給テーブルで部品切れが発生すると、生産中の回路基板についてはＮＣプログラムの最終ブロックに到達するまで部品切れが発生したＺ番号を持つブロックをスキップして生産を継続する。ＮＣプログラムの最終ブロックに到達すると、部品切れを発生した供給テーブルは待機位置に移動し、部品切れカセットが交換されるのを待つ。一方で、予備テーブルが直ちに吸着位置に移動してスキップしたブロックを補充する形で動作する。次に、生産する回路基板が搬入されても動作中の予備テーブルに部品切れが発生するまで待機位置への移動は行わず、待機位置にある供給テーブルが動作中の供給テーブルに対する予備テーブルになる。オペレータは供給テーブルが待機位置にある間に部品切れカセットを交換し、交換完了のボタンを押す。
【００１０】
優先交換モードで動作している場合、交換モードと同様に部品切れが発生しても予備テーブルにより継続して生産を行う。しかしながら、予備テーブルでの生産は次に生産する回路基板が搬入されるまでであり、再び優先テーブルに指定した供給テーブルを優先して動作させる。優先テーブルで部品切れが発生し待機位置に移動した場合、オペレータが部品切れカセットを交換し、交換完了のボタンを押すまで、次の回路基板の生産は行われない。予備テーブルの部品切れは同様に部品切れの発生したカセットを交換し、交換完了のボタンを押した後に動作可能となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成では、部品切れが発生した直後、または搬入中の回路基板の生産終了後に、必ず部品切れを発生した供給テーブルが待機位置に移動し、オペレータの部品交換の完了を待つ状態になるため、多品種の電子部品を実装する必要のある回路基板の生産などで、各電子部品の残数が一様に少なくなった状況においては、集中的に部品切れが発生し、オペレータの部品交換作業が頻繁に発生するという問題があった。
【００１２】
また、上記問題点に関連して、オペレータの部品交換作業が追いつかず、生産が中断してしまうことにより稼働率低下の原因になるという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、部品切れに伴う頻繁な部品交換作業による生産中断を無くし、稼働率を向上できる部品実装方法及び装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の部品実装方法及び装置は、複数の部品供給手段が搭載された複数の移動可能な供給テーブルを有する部品供給部で部品を保持し装着位置へ移動して装着する部品実装方法であって、複数の供給テーブルに多種類の部品が同じ配列となるように複数の部品供給手段を搭載し、使用する供給テーブルと待機する供給テーブルを指定し、使用する供給テーブルで部品切れが発生した場合にこの供給テーブルを自動的に待機させ待機している供給テーブルを使用することにより生産を継続する動作モードにおいて、部品切れを発生した部品の種類数がある上限値に達した時に供給テーブルを部品交換可能な状態にして部品切れの通知を行うことにより、部品切れの通知を複数の部品について同時に行い、複数の部品を一括して交換し、頻繁な部品交換作業による生産中断を無くし、稼働率を向上するようにしている。
【００１５】
また、供給している各部品の残数及び基板１枚当たりの部品の使用員数から算出される可能生産枚数を踏まえ、最初の部品切れ発生後継続して生産する回路基板の所定枚数を設定し、その所定枚数を生産した時に供給テーブルを部品交換可能な状態として部品切れの通知を行うことにより、最初に部品切れが発生してから実際に部品交換作業を行うまでの期間を制御することができる。
【００１６】
また、部品切れを発生した部品を交換する作業の前に、予め交換対象となる部品の一覧を表示するようにすると、オペレータに次回の部品交換作業のための準備指示を的確に与えることができ、オペレータの作業効率を向上させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態の電子部品実装機について図１〜図３を参照して説明する。なお、電子部品実装機の全体構成は、図７を参照して説明した従来例と同様であり、その説明を援用する。
【００１８】
図１において、５は部品認識部で、装着部２のノズルによって吸着された電子部品の種類、形状を２次元の画像処理により特定化するブロックであり、実際にノズルに電子部品が吸着されているか否かによって部品切れ状態を判断する。６は部品切れ情報累積部で、装置を部品交換が可能な状態とするまでに発生する部品切れのＺ番号を保持するブロックである。７は部品交換判断部で、部品認識部５と部品切れ情報累積部６からの指示に基づき、部品交換を行うべきかを判断する。部品交換を行う場合には、供給テーブル動作制御部８により供給テーブルを部品交換が可能な待機位置へ移動させる。また、画面表示部９において部品切れの発生したＺ番号及び電子部品の名称を操作部１ａのディスプレイ画面上に表示する。オペレータによる部品交換作業が完了すると、部品交換完了処理部１０により供給テーブルを吸着位置へ動作可能な状態にするとともに、部品切れ情報累積部６に対して部品切れ状態の解消を通知する。
【００１９】
図２に、電子部品の実装時の部品交換動作のフローチャートを示す。図２において、生産を開始すると（ステップ＃１）、供給テーブルにおいて現在部品切れを発生しているカセット数ｅを初期化しておき（ステップ＃２）、その後生産中に部品切れが発生した場合（ステップ＃３）には、まず供給テーブルの動作パターンが交換モードまたは優先交換モードであるか否かを判断する（ステップ＃４）。交換モードまたは優先交換モード以外の接続モードや準備モードの場合はステップ＃１０にジャンプする。交換モードまたは優先交換モードである場合には部品切れカセット数ｅに１を加えるとともに（ステップ＃５）、予備テーブルの部品交換作業が完了しているか否かを判断し（ステップ＃６）、完了している場合には次に部品切れカセット数ｅが予め設定されたＥより小さいか否かを判断する（ステップ＃７）。ここで、Ｅは部品切れを通知するまでの部品切れカセット数の累積であり、予めオペレータが装置に登録した適切な値である。部品切れカセット数ｅがＥより小さい場合、すなわちＥ＞ｅの場合、部品切れが発生していてもオペレータへの通知を行わず、部品切れカセットの部品について予備テーブルを併用しながら生産を継続する（ステップ＃８）。具体的には、ＮＣプログラムの最終ブロックに到達するまで部品切れが発生したＺ番号のブロックをスキップして生産を継続する。その後、ＮＣプログラムが最終ブロックに到達すると、部品切れを発生した供給テーブルが待機位置に移動し、予備テーブルが直ちに吸着位置に移動してスキップしたブロックを補充する形で動作する。その後、次の回路基板の搬入時に再び予備テーブルは待機位置に移動し、優先テーブルを動作させる。
【００２０】
部品切れカセット数ｅがＥになると、ステップ＃９に移行して、上記と同様にＮＣプログラムの最終ブロックに到達するまで部品切れが発生したＺ番号のブロックをスキップして生産し、最終ブロックに到達した時点で、ステップ＃１０に移行する。ステップ＃１０では、部品切れの発生がオペレータに通知され、供給テーブルが待機位置に移動して部品交換作業が可能な状態となる。図３に、操作部１ａの画面に表示される部品供給部の状態を表示するメニューを示す。図３において、１１はＡテーブルの各Ｚ番号にセットされている電子部品の名称、１２はＢテーブルの各Ｚ番号にセットされている電子部品の名称を示す。生産中に部品切れの発生したＺ番号及び電子部品の名称については赤色表示して識別される。１３は装置で発生したエラーを表示する領域であり、上記のように部品切れの発生を通知する場合にはその旨のメーセージと発生した箇所を示すＺ番号を出力する。そして、ステップ＃１１に移行し、オペレータが表示された情報に基づいて部品交換作業を行う。この状態で一方の予備テーブルが動作可能ならば上記交換モード又は優先交換モードで生産は継続される。一方、部品切れを発生した供給テーブルは、その部品交換を完了しない限り、次の動作要求にたいしては動作不可能となる。
【００２１】
以上の第１の実施形態において、オペレータが登録するパラメータであるＥが大きい値である程、部品切れを通知するまでに継続して生産可能な回路基板の枚数が増加し、オペレータが一度の部品交換作業で一括して交換できるカセットの数が多くなるが、最初に部品切れが発生して部品交換を行うまでの間、１枚の回路基板の生産毎に優先テーブルと予備テーブルの吸着位置と待機位置の間の移動が発生する。また、部品切れ発生中の装着ブロックはＮＣプログラムの最終ブロック装着後に装着順序が変更されるため、ＮＣプログラムの定義通りの装着順序に従った実装動作と比較して生産性が低下する。
【００２２】
一方、パラメータＥが小さい値である程、部品切れを通知するまでに継続して生産可能な回路基板の枚数が減少する。従って生産形態に応じてパラメータＥが最適値になるように調整・設定する必要がある。
【００２３】
以上のように本実施形態によれば、部品切れ交換作業において複数の部品切れカセットを一括して交換できるように供給テーブルを動作させ、さらに適切な指示を与えることにより、オペレータの作業を軽減することができる。
【００２４】
なお、上記実施形態では図７に示すような回転ヘッドを有する装着部２と、直交テーブルを持つ基板位置決め部３を備えた構造の電子部品実装機について説明したが、直交ロボットに吸着、装着ヘッドを設けた装着部２を有する電子部品実装機にも適用できることはいうまでもない。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施形態について、図４〜図６を参照して説明する。図４は図７の操作部１ａの画面に表示される、供給テーブルのＺ番号に対応する各カセットに搭載される電子部品の残数を参照するメニューの画面例である。図４において、１４は各Ｚ番号に対して表示される項目を切り替えるためのボタンであり、電子部品の残数の他に最初にセットされる電子部品数の初期値、部品切れを予告するメッセージを表示させる時点の電子部品の残数などが表示される。
【００２６】
図５は各Ｚ番号と、各Ｚ番号における電子部品の残数と回路基板１枚の生産における電子部品の使用員数から算出された、部品切れを発生するまでの可能生産枚数との関係を図式的に示した関係図である。図５において、１５は優先テーブルの電子部品の残数に基づく可能生産枚数、１６は予備テーブルの電子部品の残数に基づく可能生産枚数、１７は生産中最初に部品切れが発生した時点からオペレータに部品切れを通知し、供給テーブルが待機位置で部品交換が可能な状態になるまでに、予備テーブルを併用して生産を行う回路基板の枚数を示すものである。
【００２７】
図６は次回の部品交換作業の準備をオペレータに指示するための画面例であり、１８は部品交換が可能な状態になるまでに生産される回路基板の枚数、１９は部品交換の対象となるカセットを指示するための供給テーブルのＺ番号とその部品名称の一覧である。
【００２８】
上記第１の実施形態においては、部品切れを通知するまでに累積される部品切れカセット数Ｅを固定的に与えているが、本実施形態においては、オペレータが部品切れ発生中に継続して生産する回路基板の枚数を与えることにより、最初に部品切れが発生した時点で、他のＺ番号における生産可能枚数が、与えた回路基板枚数以下のＺ番号のカセットを次回の部品切れ交換作業における部品交換の対象とする。
【００２９】
例えば、図５において、継続して生産する回路基板の枚数をａとし、Ｚ１において最初に部品切れが発生した（生産可能枚数＝０）場合、各Ｚ番号で生産可能枚数がａ以下のものを次回の部品交換対象とする。優先テーブルにおけるＺ２、Ｚ３、Ｚ４の生産可能枚数をそれぞれｍ２、ｍ３、ｍ４とし、ｍ２＜ａ、ｍ３＝ａ、ｍ４＞ａとすると、Ｚ１、Ｚ２及びＺ３が次回の部品交換対象となる。
【００３０】
最初に部品切れが発生した後、ａ枚の回路基板の生産に際しては、予備テーブルを併用することになるため、次回の部品交換対象となるカセットの代替カセットを搭載する予備テーブルのＺ番号における各生産可能枚数がａ枚以上である必要がある。代替カセットにおいて、生産可能枚数がａ枚よりも少ないＺ番号が存在する場合には、予備テーブル側で先に部品切れが発生するため、この部品交換作業の時点で累積している部品切れの通知を同時に行い、両テーブルを待機位置に移動させ部品交換作業の完了を待つ。
【００３１】
例えば、図５において、予備テーブルにおけるＺ１、Ｚ２の生産可能枚数をそれぞれｎ１、ｎ２とし、ｎ１＜ａ、ｎ２＞＝ａとすると、ａ枚の生産継続中に予備テーブルで部品切れが発生する。ここで、ｍ２＜ｎ１＜ａならば、予備テーブルのＺ１における部品切れの時点で、優先テーブルのＺ２も既に部品切れが発生しているため、優先テーブルのＺ１、Ｚ２及び予備テーブルのＺ１を部品切れとして通知する。一方、ｍ２＞＝ｎ１ならば優先テーブルのＺ２はまだ部品切れが発生していないので、優先テーブルのＺ１及び予備テーブルのＺ１を部品切れとして通知する。
【００３２】
また、最初に部品切れを発生した時点で次回の部品交換対象となるカセットが特定化できるため、図６に示す画面例によりオペレータに部品交換作業のための準備指示を的確に与えることができる。
【００３３】
以上のように本実施形態によれば、最初に部品切れが発生してから実際に部品交換作業を行うまでに生産する回路基板の枚数を与えることにより、両テーブルの併用動作に伴う生産性低下をこの枚数から比例的に制御できるため、部品切れ通知の時期を最適化するための設定が容易である。また、次回の部品交換対象となるカセットの一覧を画面に表示することにより、オペレータの作業効率の向上が期待できる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の部品実装方法及び装置によれば、以上の説明から明らかなように、部品切れを発生した部品の種類数がある上限値に達したときに供給テーブルを部品交換可能な状態とし、オペレータに対して部品切れの通知を行うようにしているので、部品切れによる部品交換時に一度に複数の部品を交換することができ、多品種の部品を使用する生産に際して特にオペレータによる部品交換作業の回数を大幅に軽減することができるという効果を発揮する。
【００３５】
また、供給している各部品の残数及び基板１枚当たりの部品の使用員数から算出される可能生産枚数を踏まえ、最初の部品切れ発生後継続して生産する回路基板の所定枚数を設定し、その所定枚数を生産した時に供給テーブルを部品交換可能な状態として部品切れの通知を行うと、最初に部品切れが発生してから実際に部品交換作業を行うまでの期間を制御することができ、従って優先テーブルと予備テーブルの併用動作に伴う生産性の低下を適切な範囲内に抑えながら、部品交換作業の効率化を図ることができる。
【００３６】
さらに、このとき部品切れを発生した部品を交換する作業の前に、予め交換対象となる部品の一覧を表示するようにすると、オペレータに次回の部品交換作業のための準備指示を的確に与えることができ、オペレータの作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の部品実装機の第１の実施形態における部品交換処理関連のブロック図である。
【図２】同実施形態における部品交換処理動作のフローチャートである。
【図３】同実施形態における部品供給部の状態を表示する画面例の説明図である。
【図４】本発明の部品実装機の第２の実施形態において、供給テーブルのＺ番号に対応する各カセットの部品残数を参照するメニューの画面例の説明図である。
【図５】同実施形態において、供給テーブルのＺ番号と部品切れを発生するまでの生産可能数との関係を表示する画面例の説明図である。
【図６】同実施形態において、部品交換作業を準備するためのメニューの画面例の説明図である。
【図７】一般的な電子部品実装機の外観斜視図である。
【図８】供給テーブルの動作パターンの説明図である。
【図９】回路基板を生産するプログラムの説明図である。
【符号の説明】
１  動作制御部
１ａ  操作部
２  装着部
３  基板位置決め部
４  部品供給部
５  部品認識部
６  部品切れ情報蓄積部
７  部品交換判断部
８  供給テーブル動作制御部
９  画面表示部
１０  部品交換完了処理部
ＺＡ  供給テーブル
ＺＢ  供給テーブル
【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】
0003754774.tif 000008
【図８】
0003754774.tif 000009
【図９】
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