JP4386429B2

JP4386429B2 - 表面実装機

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Publication number: JP4386429B2
Application number: JP2004184551A
Authority: JP
Inventors: 正道小峯
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2024-06-23
Also published as: US8766122B2; JP2006012946A; US20050284743A1

Description

本発明は、部品供給部に配列されるフィーダーから部品を取出してプリント基板等の基板上に実装する表面実装機に関するものである。

従来から実装作業位置の両側に多数列のテープフィーダーを配列した部品供給部を設け、実装用ヘッドによりテープフィーダーから部品を吸着して実装作業位置のプリント基板上に実装するようにした表面実装機が知られている。

部品供給部の前記テープフィーダーは、使用する部品の数や種類に応じて効率的に実装作業が行われるようにその配置設定（段取り）が行われ、生産基板の品種変更に伴いその一部又は全部の配置が変更されるようになっている。

この種の表面実装機においては、多品種少量生産への対応および生産効率の向上がより一層求められており、かかる要求に好適に応じることが課題となっている。つまり、多品種少量生産では、基板の品種変更に伴うテープフィーダーの配置変更（段取り替え）を頻繁に行うことが要求されるため、この時間を可及的に短縮すること、また段取り替えにより入れ替えるフィーダーの種類や配置を工夫することにより一連の実装作業を効率的に実施して基板の生産性を高めることが望まれている。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので複数種類の基板の生産をより効率的に実施することにより基板の生産性を高めることを目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明は、部品供給用の複数のフィーダーが配列された部品供給部の前記フィーダーから部品を取出して実装作業部の基板上に実装する表面実装機において、少なくとも生産基板の種類と各基板の実装部品に関する情報を記憶する記憶手段と、生産開始前に、この記憶手段に記憶された情報に基づいて前記部品供給部にセットするフィーダーの種類とその配列であるフィーダーの段取りを決定する段取り決定手段と、この段取り決定手段において決定された段取り内容を報知する報知手段とを有し、前記段取り決定手段は、連続して生産する２種類の基板に実装する全部品のフィーダーを部品供給部に配置できるか否かを判断し、配置できると判断した場合には、全部品のフィーダーを前記部品供給部に配置するための段取りを決定する一方、配置できないと判断した場合には、連続して生産する２種類の基板に実装する部品を、予め、両基板に共通して実装する第１種部品と、先に生産する基板にのみ実装する部品であって実装数の多い順に予め定めた数の第２種部品と、後に生産する基板にのみ実装する部品であって実装数の多い順に予め定めた数の第３種部品と、これら第１〜第３種部品以外の第４種部品とに区別するとともに、部品供給部のうち実装作業時間を短縮する上で優位な部分をフィーダーの最適セット部として特定し、先に生産する基板に対する段取りとして、第１、２、４種部品の各フィーダーを含み、かつ第２種部品のフィーダーが少なくとも前記最適セット部に配置されるように段取りを決定するとともに、次の基板に対する段取りとして、先に生産する基板の前記段取りのうち最適セット部に配置されるフィーダーを第３種部品のフィーダーに変更したものを決定する表面実装機である。
この表面実装機によると、記憶手段に記憶された情報に基づいて部品供給部におけるフィーダーの段取りが決定され、その内容が報知手段によりオペレータに報知される。その場合、連続して生産する２種類の基板に使用する全フィーダーを部品供給部に配置できるか否かに基づき、下記二つの部品実装方法で部品の実装作業を進めることができる。その第１の部品実装方法は、連続して生産する２種類以上の基板に実装する全部品のフィーダーを予め前記部品供給部に配列する方法である。

この方法によると、生産基板の品種変更に伴う部品供給部の段取り替え、つまりフィーダーの入れ替え作業が不要となるため、表面実装機を一切停止させることなく複数種類の基板を連続して生産することが可能となる。

また、第２の部品実装方法は、連続して生産する２種類の基板に実装する部品を、予め、両基板に共通して実装する第１種部品と、先に生産する基板にのみ実装する部品であって実装数の多い順に予め定めた数の第２種部品と、後に生産する基板にのみ実装する部品であって実装数の多い順に予め定めた数の第３種部品と、これら第１〜第３種部品以外の第４種部品とに区別するとともに、部品供給部のうち実装作業時間を短縮する上で優位な部分をフィーダーの最適セット部として特定し、先に生産する基板に対する段取りとして、第１、２、４種部品の各フィーダーを含み、かつ第２種部品のフィーダーが少なくとも前記最適セット部に配置されるように段取りを決定するとともに、次の基板に対する段取りとして、先に生産する基板の前記段取りのうち最適セット部に配置されるフィーダーを第３種部品のフィーダーに変更したものを決定する方法である。

この方法によると、連続して２種類の基板を生産する場合であって、部品供給部におけるフィーダーのセットスペースが両基板に実装する部品の品種よりも少ない場合に基板の生産性を高めることが可能となる。すなわち、連続して生産する２種類の基板のうち、後に生産する基板に使用するフィーダーの大部分が先に生産する基板の段取りに含まれるので、基板の品種変更に伴う段取り替えの負担が軽減され、その結果、段取り替え時間が短くなる。また、各基板にのみそれぞれ実装する部品のうち実装数（使用数）の多い部品（第２種部品、第３種部品）のフィーダーを入れ替え対象とし、これを部品供給部のうち最適セット部に配置するようにしているので、各基板の実装作業中は、実装数の多い部品を効率的に実装することが可能となる。特に、第１種部品の実装数に比べて第２，第３種部品の実装数が多い場合に有効となる。従って、これらのトータル的な効果により２種類の基板を連続的に生産する場合の生産性が高められる。

このように、本発明に係る表面実装機によると、全フィーダーを部品供給部に配置できる場合には、前記第１の部品実装方法に従って部品の実装作業を進めることができ、また、一部のフィーダーを部品供給部に配置できないような場合には前記第２の部品実装方法に従って部品の実装作業を進めることが可能となる。従って、表面実装機において上記第１又は第２の部品実装方法に従って容易に実装作業を進めることが可能となる。

なお、この表面実装機において、前記記憶手段は、部品を特定するための情報として一部品当たり複数のパラメータを記憶し、前記段取り決定手段は、段取りの決定に際して前記複数のパラメータに基づいて部品を特定するものであるのが好ましい（請求項２）。

例えば、部品名称（型番）以外に、その供給形態（フィーダーの種類）をパラメータとして用いて部品を特定するようにすれば、同一部品を詳細に識別できるため、例えば部品名称だけで判断すれば正しい段取りが決定されていても、実際には指定された場所にフィーダーをセットすることができないといったトラブルの発生を未然に防止することが可能となる。

また、上記の表面実装機において、部品供給部の前記最適セット部は、複数のフィーダーがセットされる場合にこれらフィーダーを一括して入れ替え可能な一括交換手段により構成されているのが好ましい（請求項３）。

この構成によると、品種変更に伴う最適セット部の段取り替えを速やかに行うことが可能となるので、段取り替えに要する時間をより一層短縮することが可能となる。

なお、本発明において「フィーダー」とは、テープを担体として部品を供給するテープフィーダー、細長の筒状ケースに沿って部品を給送するスティックフィーダー、あるいはトレー上に部品を並べて載置した状態で供給するトレイフィーダー等、部品を供給するためのあらゆる手段を含む趣旨である。

また、本発明の「報知手段」とは、映像や音声を使って段取り内容を報知するもの以外に、段取り内容を記録した記録媒体に出力することにより段取り内容を報知するものも含む概念である。

本発明に係る表面実装機によると、上記のような第１、第２の部品実装方法に従って容易に実装作業を進めることが可能となり、これを通じて基板の生産性を高めることが可能となる。

本発明の最良の実施形態の一例について図面を参照して説明する。

図１及び図２は本発明に係る表面実装機を概略的に示している。これらの図に示すように表面実装機（以下、実装機と略す）の基台１上には、プリント基板搬送用の一対のコンベア２が配置され、プリント基板３がその両端をこれらコンベア２に支持された状態で搬送され、所定の実装作業位置で停止されるようになっている。図１の例では、プリント基板３は右側から実装機内に搬入され、実装作業位置（図中、二点鎖線は実装作業位置に位置決めされたプリント基板３を示す）に位置決めされて実装作業に供された後、左側に搬送されて実装機外に搬出される。

コンベア２のうち実装機後側のもの、すなわちオペレータが各種操作を行う側とは反対側（図１では上側）のコンベア２は、コンベア２の方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に移動可能に設けられている。この構成により、後側のコンベア２をＹ軸方向に移動させてコンベア２の間隔を変更することにより、共通のコンベア２で複数サイズのプリント基板３を搬送できるようになっている。

コンベア２の前後両側には部品供給部４（４Ａ〜４Ｄ）が設けられている。具体的には、
コンベア２の前側に、プリント基板３が搬入される側から順に部品供給部４Ａ，４Ｂが設けられる一方、コンベア２の後側に、同様に部品供給部４Ｃ，４Ｄが設けられている。

各部品供給部４Ａ〜４Ｄには、それぞれ多数のテープフィーダー５がＸ軸方向に並べられた状態で配置されている。各テープフィーダー５（以下、フィーダー５と略す）は、それぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されており、後述するヘッドユニット２０により部品が取出されるに伴い間欠的に部品を繰り出すように構成されている。

フィーダー５は、部品供給部４Ａ〜４Ｄ毎に一括して交換可能に設けられている。すなわち、部品供給部４Ａ〜４Ｄには、それぞれフィーダー５を保持した一括交換手段としての台車（一括交換台車６という）がセットされており、この一括交換台車６が各部品供給部４Ａ〜４Ｄに対してそれぞれ脱着されることにより、各部品供給部４Ａ〜４Ｄのフィーダー５が個別に一括交換されるように構成されている。

上記基台１の上方には、部品装着用のヘッドユニット２０が装備されている。このヘッドユニット２０は、部品供給部４（４Ａ〜４Ｄ）とプリント基板３が位置する実装作業位置とにわたって移動可能とされ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に設けられている。

すなわち、基台１上には、Ｙ軸方向の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置され、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向のガイド部材１３と、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１４とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット２０が移動可能に保持され、このヘッドユニット２０に設けられたナット部分（図示せず）がボールねじ軸１４に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動により上記支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動によりヘッドユニット２０が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。

ヘッドユニット２０には部品装着用の複数の実装用ヘッド２１が搭載されており、当実施形態では６本の実装用ヘッド２１がＸ軸方向に等間隔で一列に搭載されている。

各実装用ヘッド２１は、ヘッドユニット２０のフレームに対してＺ軸方向の移動及びＲ軸（ノズル中心軸）回りの回転が可能とされ、サーボモータを駆動源とする昇降駆動手段および回転駆動手段により駆動されるようになっている。また、各実装用ヘッド２１には、その先端（下端）に吸着ノズル２１ａが装着されており、図外の負圧供給手段から吸着ノズル先端に負圧が供給されることにより、この負圧による吸引力で部品を吸着するようになっている。

前記基台１上には、さらにヘッドユニット２０による部品の吸着状態を実装に先立って画像認識するための部品認識カメラ２４が設けられており、この実施形態では、コンベア２の前側の部品供給部４Ａ，４Ｂの間と、コンベア２の後側の部品供給部４Ｃ，４Ｄの間にそれぞれ部品認識カメラ２４が設けられている。

これらの部品認識カメラ２４は、例えばＣＣＤラインセンサを備えたカメラで、フィーダー５の部品取出部分に並べて設けられている。つまり、部品吸着完了後、そのままヘッドユニット２０をＸ軸方向に移動させて部品認識カメラ２４上を通過させることにより、各ヘッドユニット２０の吸着部品をノンストップで撮像できるようになっている。なお、部品認識カメラ２４はＣＣＤエリアセンサを備えるものであってもよく、この場合にはストロボ照明を採用することにより、同様に、ノンストップで吸着部品を撮像することが可能となる。

この実装機には、さらにこの実装機の動作を統括的に制御する制御装置が設けられており、図３は、この制御装置の構成をブロック図で示している。

制御装置３０は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭおよび装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成されており、本発明に対応する機能構成として主制御部３１、生産データ記憶部３２および段取り決定部３３を含んでいる。

主制御部３１は、予め記憶されたプログラムおよび生産データ記憶部３２に記憶される各種データに従って所定の実装動作を実行すべく上記サーボモータ９，１５等を駆動制御するとともに、係る実装動作に必要な各種演算処理を行うものである。

生産データ記憶部３２は、プリント基板３の品種、各プリント基板３に実装する部品の品種、各品種の部品を供給するフィーダー５の識別データ等、プリント基板３および実装部品に関する各種情報を記憶するものである。

段取り決定部３３は、部品供給部４（４Ａ〜４Ｄ）におけるフィーダー５のセット位置の数と、前記生産データ記憶部３２に記憶されている実装部品に関する各種情報とに基づいて部品供給部４（４Ａ〜４Ｄ）におけるフィーダー５の段取り、つまり供給する部品の種類とその配置を決定するもので、後述する手順に従って部品供給部４（４Ａ〜４Ｄ）の段取りを決定する。

前記主制御部３１には、実装作業に必要なデータや指示を入力するキーボード等の入力装置２６と、報知手段としてのＣＲＴ等の表示装置２８が接続されており、実装作業に必要な各種データや指示の入力が入力装置２６を介して行われ、後述する段取り情報や作業の進行状態に関する情報等が表示装置２８に表示されるようになっている。

次に、上記段取り決定部３３による部品供給部４（４Ａ〜４Ｄ）の段取り決定処理について図５〜図８を参照しつつ図４のフローチャートに基づいて説明する。

部品供給部４（４Ａ〜４Ｄ）の段取り決定処理は、生産予定の基板に関する実装部品等の情報が生産データ記憶部３２に記憶された上で、例えば作業開始前の準備段階でオペレータが入力装置２６を操作して指示入力を行うことにより開始される。

図４のフローチャートに従って、この処理が開始されると、まず生産データ記憶部３２に記憶されている情報のうち、実装開始直後に生産する２種類のプリント基板３（以下、必要な場合には、生産順序に従ってそれぞれ第１基板，第２基板という）に関する実装部品等に関する情報を段取り決定部３３に読込み、両基板に実装する部品の全品種についてフィーダー５を部品供給部４に配置できるか否かを判断する（ステップＳ１，Ｓ２）。この場合、両基板に共通する部品の品種については、それらの部品は１種類とみなして上記の判断を行う。

例えば、部品供給部４Ａ〜４Ｄにそれぞれフィーダー５のセットスペースが６箇所ずつ設けられ、部品供給部４全体として２４個のフィーダー５を配置可能な場合であって、第１，第２基板の組み合わせとして図５，図６に示すような組み合わせ（製品Ａ，Ｂ、又は製品Ｃ，Ｄ）を対象とする場合には次のように判断する。

まず、図５に示すように、第１基板が「ａ」〜「ｓ」の合計１９種類の部品を実装する「製品Ａ」であり、第２基板が「ａ」〜「ｎ」，「ｔ」〜「ｘ」の合計１９種類の部品を実装する「製品Ｂ」である場合には、両基板に共通する部品は「ａ」〜「ｎ」の１４種類、第１基板（製品Ａ）にのみ実装する部品は「ｏ」〜「ｓ」の５種類、第２基板（製品Ｂ）にのみ実装する部品は「ｔ」〜「ｘ」の５種類となるので、必要なフィーダー５の数は合計２４個（種類）となる。従って、このように両基板の実装に必要なフィーダー５の数が部品供給部４のセットスペース（２４箇所）と同じである場合、又はそれ未満の場合にはステップＳ２においてＹＥＳと判断する。

一方、図６に示すように、第１基板が「ａ」〜「ｑ」の合計１７種類の部品を実装する「製品Ｃ」であり、第２基板が「ｇ」〜「ｌ」，「ｒ」〜「ｄ′」の１９種類の部品を実装する「製品Ｄ」である場合には、両基板に共通する部品は「ｇ」〜「ｌ」の６種類、第１基板（製品Ｃ）にのみ実装する部品は「ａ」〜「ｆ」，「ｍ」〜「ｑ」の１１種類、第２基板（製品Ｂ）にのみ実装する部品は「ｒ」〜「ｄ′」の１３種類となるので、必要なフィーダー５の数は合計３０個（種類）となる。従って、このように両基板の実装に必要なフィーダー５の数が部品供給部４のセットスペース（２４箇所）を超える場合にはステップＳ２においてＮＯと判断する。

図４に戻って、ステップＳ２においてＹＥＳと判断した場合には、各基板の実装が効率的に行われ得るように第１，第２基板の実装作業に共通したフィーダー５の配置（段取り）を決定する。この場合の段取りは、部品供給部４における部品の吸着、部品認識カメラ２４による部品認識および部品のプリント基板３への実装といった一連の動作が両基板に対して効率的に行われるように最適化の手法に基づき決定する（ステップＳ３）。

例えば、主に実装数（使用数）の多い部品のフィーダー５が、部品供給部４（４Ａ〜４Ｄ）のうち実装作業時間を短縮する上で優位な位置（最適セット部）に配列されるように段取りを決定する。当実装機では、部品供給部４Ａ〜４Ｄのうち実装機の前側であってプリント基板３の搬送方向上流側に位置する部品供給部４Ａが最適セット部として予め設定されており、図５の例（製品Ａ，Ｂ）の場合には、例えば図７に示すように、全種類の部品のうち主に実装数（使用数）の多い部品「ａ」〜「ｆ」のフィーダー５が部品供給部４Ａに配列された上で、その他のフィーダー５が適宜、他の部品供給部４Ｂ〜４Ｄのうち実装効率的に見て有利な位置に配列されるように段取りを決定する。

ここで、当実装機において上記部品供給部４Ａを最適セット部としている理由は次の通りである。すなわち、コンベア２の前後について見ると、上記の通りコンベア２が前側基準で間隔変更可能とされている結果、対象プリント基板３が最大サイズである場合を除き、部品吸着位置とプリント基板３との距離は常に前側の部品供給部４Ａ，４Ｂの方が短くなる。そのため、実装効率的には、後側の部品供給部４Ｃ，４Ｄよりも前側の部品供給部４Ａ，４Ｂの方が有利となる。また、プリント基板３の搬送方向について見ると、当実装機では、プリント基板３をその搬送方向先端基準で実装作業位置に位置決めし、中間サイズのプリント基板３を実装作業位置に位置決めした場合にちょうど部品認識カメラ２４がプリント基板３の中央（Ｘ軸方向中央）に位置するように位置決め基準（図１中符号Ｓで示す）が設定されている。そのため、プリント基板３が中間サイズよりも小さい場合、搬送方向下流側の部品供給部４Ｂについては、ここで吸着した部品を一旦搬送方向上流側に戻して部品認識カメラ２４により認識し、再度このカメラ２４よりも下流側に部品を移動させてから実装するというやや無駄な動作を伴うことが多くなり、実装効率的には、部品供給部４Ａよりも不利となる。従って、これらの点から、部品供給部４Ａ〜４Ｄのうち実装機の前側であってプリント基板３の搬送方向上流側に位置する上記部品供給部４Ａを最適セット部として設定している。

図４に戻って、ステップＳ２においてＮＯと判断した場合には、ステップＳ５に移行し、品種を第１基板から第２基板に切換える際に入れ替えるべき部品（段取り替え部品）の抽出を行う。

この抽出は、第１，第２基板に実装する部品のうち、両基板に共通して実装する部品（第１種部品）以外の部品、つまり第１基板にのみ実装する品種であって部品供給部４のセットスペースの不足数に対応する数の部品（第２種部品）と、第２基板にのみ実装する品種であって前記セットスペースの不足数に対応する数の部品（第３種部品）とを、それぞれ実装数（使用数）の多い品種の順に抽出することにより行う。

図６の例（製品Ｃ，Ｄ）の場合、第１，第２基板に実装する部品の種類は合計３０種類であり、また部品供給部４におけるフィーダー５のセットスペースは２４箇所であるため、セットスペースの不足数は６箇所となる。また、第１基板（製品Ｃ）にのみ実装する部品は「ａ」〜「ｆ」，「ｍ」〜「ｑ」であり、そのうち実装数の多い上位６位の品種は「ａ」〜「ｆ」となる。一方、第２基板（製品Ｄ）にのみ実装する部品は「ｒ」〜「ｄ′」であり、そのうち実装数の多い上位６位の品種は「ｒ」〜「ｗ」である。従って、この場合には、段取り替え部品として部品「ａ」〜「ｆ」（第２種部品）および部品「ｒ」〜「ｗ」（第３種部品）を抽出する。

図４に戻って、次に、ステップＳ５で抽出した段取り替え部品を考慮した上で、各基板の実装作業が効率的に行われ得るように各実装作業時のフィーダー５の段取りを決定する（ステップＳ６）。

具体的には、図６の例では、第１基板の段取りとして、両基板に共通して実装する６種類の部品「ｇ」〜「ｌ」、ステップＳ５で抽出した第１基板の６種類の段取り替え部品「ａ」〜「ｆ」、両基板に実装する部品のうち上記の共通部品および段取り替え部品以外の１２種類の部品「ｍ」〜「ｑ」，「ｘ」〜「ｄ′」（第４種部品）の合計２４種類の部品についてフィーダー５の段取りを決定する。この場合、段取り替え部品「ａ」〜「ｆ」および「ｒ」〜「ｗ」については実装数が比較的他の部品よりも多いため（図６参照）、図８に示すように、段取り替え部品「ａ」〜「ｆ」の各フィーダー５を部品供給部４（４Ａ〜４Ｄ）のうち最適セット部、つまり部品供給部４Ａに配列した上で、その他の部品のフィーダー５を適宜、他の部品供給部４Ｂ〜４Ｄのうち効率的に見て有利な位置に配置する。

次に、第２基板の段取りを決定する。この場合、第２基板に実装する部品のうち段取り替え部品以外の部品「ｇ」〜「ｌ」，「ｘ」〜「ｄ′」については既に第１基板の段取りに含まれており、従って、これらの部品「ｇ」〜「ｌ」，「ｘ」〜「ｄ′」のフィーダー５の段取りはそのままで、図８に一点鎖線で示すように、部品供給部４Ａに配置されている第１基板の段取り替え部品「ａ」〜「ｆ」を第２基板の段取り替え部品「ｒ」〜「ｗ」と入れ替えたもの第２基板の段取りとして決定する。

図４に戻って、ステップＳ３，Ｓ６において第１，第２基板の段取りが決定すると、その段取り内容を前記表示装置２８に表示してオペレータに報知する。この場合、第１，２基板の段取りとして、ステップＳ３において両基板に共通の段取りを決定した場合には、その段取りの一覧を表示する。一方、ステップＳ６において基板毎の段取りを決定した場合には、第１基板の段取りの一覧を表示した上で、段取り替え対象のフィーダー５（段取り替え部品「ａ」〜「ｆ」のフィーダー５）と、これに替えて新たに装着するフィーダー５（段取り替え部品「ｒ」〜「ｗ」）の段取りの一覧を表示する。

こうして第１，２基板の段取りの内容を表示した本フローチャートを終了する。

上記のような実装機によると、２種類のプリント基板３（第１，第２基板）を連続して生産する場合には、オペレータが入力装置２６を操作して指示入力を行うことにより、これら第１，第２基板の段取りが自動的に求められて表示装置２８に表示される。従って、オペレータは、表示装置２８に表示された段取りの内容に従って部品供給部４（４Ａ〜４Ｄ）にフィーダー５をセットすることによりフィーダー５の段取りを容易に行うことができる。

この際、連続して生産される第１，２基板が図５に示す製品Ａ，Ｂの場合には、両基板に共通する段取り（図７参照）の一覧が表示装置２８に表示されるので、オペレータは、第１基板（製品Ａ）の段取り作業の際に両基板の実装処理に使用される全てのフィーダー５を部品供給部４（４Ａ〜４Ｄ）にセットすることとなる。

一方、第１，２基板が図６に示す製品Ｃ，Ｄの場合には、第１基板の段取りの一覧と、品種変更に伴い段取り替え対象となるフィーダー５および新たに装着するフィーダー５の段取りの一覧が表示装置２８に表示される（図８参照）。従って、オペレータは、第１基板（製品Ｃ）の段取り作業において第２基板（製品Ｃ）で使用するフィーダー５の一部を予め部品供給部４（４Ａ〜４Ｄ）にセットすることとなる。

そして、フィーダー５の段取り作業完了後、オペレータが入力装置２６を操作して所定の指示入力を行うことにより実装作業が開始される。

具体的には、コンベア２によりプリント基板３（第１基板）が実装作業位置に搬入される一方で、ヘッドユニット２０が部品供給部４（４Ａ〜４Ｄ）のフィーダー５上に移動し、各実装用ヘッド２１による部品の吸着が順次行われる。そして、部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット２０がプリント基板３上に移動するとともに、この間に部品認識カメラ２４上を経由することにより各吸着部品の画像認識が行われ、ヘッドユニット２０がプリント基板３上に到達すると、各実装用ヘッド２１の作動により吸着部品が順次プリント基板３に実装される。この際、画像認識結果に基づいて実装用ヘッド２１による部品の吸着状態が調べられ、吸着誤差がある場合には、その誤差が補正された上で部品がプリント基板３上に実装されることにより精度良く部品の実装が行われる。

こうして以後、ヘッドユニット２０が部品供給部４とプリント基板３との間を往復しながら部品の実装が繰り返し行われ、必要数の部品が実装されると、前記コンベア２が作動し、これにより当プリント基板３が次工程へと搬出されることとなる。

そして、同一種類のプリント基板３（第１基板）の処理が繰り返し行われ、予定数の処理が完了すると、次の品種のプリント基板３（第２基板）の実装作業に移行される。

この場合、第１，２基板がそれぞれ前記製品Ａ，Ｂの場合には、上記の通り、両基板の生産に使用する全フィーダー５が既に部品供給部４（４Ａ〜４Ｄ）にセットされているので、生産品種の切換えに伴うフィーダー５の段取り替えが行われることなく、ノンストップで第２基板の実装作業に移行される。

一方、第１，２基板が前記製品Ｃ，Ｄの場合には、フィーダー５の段取り替えが必要となるため、実装機が一旦停止され、この間にオペレータによるフィーダー５の段取り替えが実施された後、入力装置２６の操作により作業再開の指示入力が行われることにより第２基板の実装作業に移行される。

この際、第２基板（製品Ｄ）に使用するフィーダー５の一部、具体的には、段取り替え部品「ｒ」〜「ｗ」以外の部品「ｇ」〜「ｌ」，「ｘ」〜「ｄ′」は第１基板（製品Ｃ）の段取りに含まれていて既に部品供給部４（４Ｂ〜４Ｄ）にセットされている。従ってオペレータは、図８に示すように、部品供給部４Ａにセットされている部品「ａ」〜「ｆ」の各フィーダー５を第２基板（製品Ｄ）の生産に使用する部品「ｒ」〜「ｗ」の各フィーダー５に入れ替えるだけで済む。そのため、必要最小限の入れ替えで済み、短時間で段取り替えを行うことができる。特に、この実装機では、各部品供給部４Ａ〜４Ｄに対するフィーダー５の脱着を一括交換台車６により一括交換できるため、部品「ｒ」〜「ｗ」の各フィーダー５を予め一括交換台車６にセットしておくことにより、オペレータは、品種切換え時に部品供給部４Ａのフィーダー５を一括して交換するこが可能となり、段取り替え作業を極めて短時間で行うことができる。

こうして品種変更後のプリント基板３（第２基板）の実装作業に移行されると、上記と同様に、ヘッドユニット２０が部品供給部４とプリント基板３との間を往復しながら部品の実装が繰り返し行われることとなる。

以上のように、この実装機では、連続して生産する２種類の基板（第１，第２基板）について、これらの生産に使用する全てのフィーダー５を部品供給部４に同時配列できるか否かを予め判断し、同時配列が可能な上記製品Ａ，Ｂのような基板については、全フィーダー５を含む両基板に共通の段取りを決定し、予め全フィーダー５を部品供給部４に配置した状態で実装作業を開始させるようにしているので、この場合には、品種切換え時に段取り替え作業を行うことなくノンストップで次の第２基板の作業に移行することができる。そのため、効率良く２種類の基板の実装作業を進めることができる。しかも、この場合の段取りでは、使用数（実装数）の多い品種のフィーダー５を部品供給部４Ａ〜４Ｄのうち実装作業時間を短縮する上で優位な部品供給部４Ａ（最適セット部）に配列するようにしているので、この点でも実装処理を効率良く進めることができる。

一方、全フィーダー５を部品供給部４に同時配列することができない上記製品Ｃ，Ｄのような基板については、フィーダー５のセットスペースの不足数に対応する数の部品を段取り替え部品として特定し、第２基板の生産に使用する部品のうち段取り替え部品以外の部品のフィーダー５を含むように第１基板の段取りを決定するようにしているので、品種切換えの際には必要最小限のフィーダー５を交換するだけで済む。そのため、実装機の停止時間を可及的に短くすることができ第２基板の実装作業を速やかに開始することが可能となる。しかも、この場合の段取りでは、それぞれ第１、第２基板にのみ実装する部品のうち使用数（実装数）の多い部品を段取り替え部品として特定し、これら段取り部品を部品供給部４Ａ〜４Ｄのうち実装作業時間を短縮する上で優位な部品供給部４Ａ（最適セット部）に配列することにより、各基板の実装処理も効率良く進められることとなる。

従って、この実装機によると、連続して２種類の基板を生産する際の品種変更に伴う実装機の停止時間、つまり段取り替えのための停止時間を可及的に短くすることができるとともに、各基板の実装作業も効率的に実施することができ、その結果、基板の生産性を効果的に高めることができる。

なお、上記の実施形態では、部品の供給手段としてテープフィーダー５を部品供給部４に配列するようにしているが、細長の筒状ケースに一列に部品を収納し、ケース先端に順次部品を給送するようにした所謂スティックフィーダーや、トレー上に部品を並べて載置した状態で供給する所謂トレイフィーダーといったその他の供給手段を部品供給部４に設けるようにようにしてもよい。なお、このような場合、同一部品であっても異なる供給手段を使って供給することが考えられ、従って、生産データ記憶部３２には、部品を特定するための情報として一部品当たり複数のパラメータを記憶し、段取り決定部３３での段取り決定の際には、複数のパラメータを使って部品を特定（識別）するのが好ましい。例えば、図９に示すように、「部品名称」、「部品コメント」、「供給形態」といったパラメータを使って部品を特定することにより、「部品名称」が同一であっても異なる部品として取り扱えるようにする。このようにすれば、同一部品を詳細に識別できるため、例えば部品名称だけで判断すれば正しい段取りであるが、実際には、指定された場所に供給手段をセットできないといったトラブルの発生を未然に防止することが可能となる。従って、供給手段の付け直し等による段取り作業の遅延を効果的に防止することが可能となり、これを通じて基板の生産性を高めることができるというメリットがある。なお、上記の「部品コメント」とは、例えば同一部品であってもメーカーが異なる場合や、標準仕様ではないが一定条件の下に使用が許可されるもの（特採品）といった部品種々な使用条件を識別可能とするパラメータである。

また、上記実施形態では、決定した段取りの内容を表示装置２８に表示することによりオペレータに報知するように本発明の報知手段が構成されているが、例えば、報知手段としては、段取りのデータを携帯端末等に転送して表示させるもの、あるいはプリンタ等、記録紙（記録媒体）を使って段取り内容をプリントアウトすることによりオペレータに報知するものであっても構わない。

本発明に係る表面実装機を示す平面図である。表面実装機を示す正面図である。表面実装機の制御系（主にフィーダーの段取り決定を行う構成部分）を示すブロック図である。段取り決定処理を説明するフローチャートである。被実装基板（製品Ａ，製品Ｂ）の実装部品に関する情報（部品の種類とその数）を示す表である。被実装基板（製品Ｃ，製品Ｄ）の実装部品に関する情報（部品の種類とその数）を示す表である。製品Ａ，製品Ｂの段取りの一例を示す模式図である。製品Ｃ，製品Ｄの段取りの一例を示す模式図である。部品認識用のパラメータの一例を示す表である。

符号の説明

１基台
３プリント基板
４（４Ａ〜４Ｂ）部品供給部
５フィーダー
２０ヘッドユニット
２１実装用ヘッド
２４部品認識カメラ
２６入力装置
２８表示装置
３０制御装置
３１主制御部
３２生産データ記憶部
３３段取り決定部

Claims

部品供給用の複数のフィーダーが配列された部品供給部の前記フィーダーから部品を取出して実装作業部の基板上に実装する表面実装機において、
少なくとも生産基板の種類と各基板の実装部品に関する情報を記憶する記憶手段と、
生産開始前に、この記憶手段に記憶された情報に基づいて前記部品供給部にセットするフィーダーの種類とその配列であるフィーダーの段取りを決定する段取り決定手段と、
この段取り決定手段において決定された段取り内容を報知する報知手段と
を有し、
前記段取り決定手段は、連続して生産する２種類の基板に実装する全部品のフィーダーを部品供給部に配置できるか否かを判断し、
配置できると判断した場合には、全部品のフィーダーを前記部品供給部に配置するための段取りを決定する一方、
配置できないと判断した場合には、連続して生産する２種類の基板に実装する部品を、予め、両基板に共通して実装する第１種部品と、先に生産する基板にのみ実装する部品であって実装数の多い順に予め定めた数の第２種部品と、後に生産する基板にのみ実装する部品であって実装数の多い順に予め定めた数の第３種部品と、これら第１〜第３種部品以外の第４種部品とに区別するとともに、部品供給部のうち実装作業時間を短縮する上で優位な部分をフィーダーの最適セット部として特定し、先に生産する基板に対する段取りとして、第１、２、４種部品の各フィーダーを含み、かつ第２種部品のフィーダーが少なくとも前記最適セット部に配置されるように段取りを決定するとともに、次の基板に対する段取りとして、先に生産する基板の前記段取りのうち最適セット部に配置されるフィーダーを第３種部品のフィーダーに変更したものを決定する
ことを特徴とする表面実装機。
請求項１に記載の表面実装機において、
前記記憶手段は、部品を特定するための情報として一部品当たり複数のパラメータを記憶し、
前記段取り決定手段は、段取りの決定に際して前記複数のパラメータに基づいて部品を特定する
ことを特徴とする表面実装機。
請求項１又は２に記載の表面実装機において、
前記最適セット部は、複数のフィーダーがセットされる場合にこれらフィーダーを一括して入れ替え可能な一括交換手段により構成されている
ことを特徴とする表面実装機。