JP5533550B2

JP5533550B2 - 部品実装装置及び部品実装方法

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Publication number: JP5533550B2
Application number: JP2010235340A
Authority: JP
Inventors: 道明馬渡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2030-10-20
Also published as: JP2012089690A

Description

本発明は、基板搬送路の作業エリアに位置決めされた基板に対して部品の装着を行う部品実装装置及び部品実装方法に関するものである。

部品実装装置は基板を搬送して作業エリアに位置決めする基板搬送路と、作業エリアに位置決めされた基板に対して部品（電子部品）を装着する装着ヘッドを備えて構成されている。

このような部品実装装置の中には、基板の搬送方向と直交する方向に平行に並んで設けられた２つの基板搬送路とこれら２つの基板搬送路の作業エリアに位置決めされた２つの基板に部品を装着する２つの装着ヘッドを備え、２つの装着ヘッドが交互に２つの作業エリアに位置決めされた基板に部品を順次装着する、いわゆる交互実装を行うようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような構成の部品実装装置では、一方の装着ヘッドが部品をピックアップしている間に他方の装着ヘッドが基板に部品を装着するので、基板の生産性を向上させることができる。

特開２０００−２２３９８号公報

しかしながら、上記従来の部品実装装置では、何らかの理由、例えば、基板の機種切り替えに起因する上流側の他の部品実装関連装置からの基板の搬入が遅れた場合には、その一方の基板搬送路の作業エリアに基板が位置決めされるまでは基板の生産が進行せず、基板の生産性が低下してしまうおそれがあった。

また同様に、何らかの理由、例えば、下流側の他の部品実装関連装置のトラブルによって、一方の基板搬送路からの基板の搬出を行うことができない状況が生じた場合においても、その一方の基板搬送路から基板が搬出されて新たな基板が作業エリアに位置決めされない限り基板の生産が進行せず、基板の生産性が低下してしまうおそれがあった。

そこで本発明は、基板の搬入の遅れや基板の搬出を行うことができない状況が生じた場合であっても基板の生産性が大きく低下することを防止することができる部品実装装置及び部品実装方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の部品実装装置は、基板の搬送方向に並ぶ上流側及び下流側の２つの作業エリアを有し、基板の搬送方向と直交する方向に平行に並んで設けられた２つの基板搬送路と、２つの基板搬送路が有する前記４つの作業エリアのそれぞれに位置決めされた基板に対して部品の装着を順次行う２つの装着ヘッドと、予め設定された優先順位に従って前記４つの作業エリアの中からひとつの作業エリアを選択するエリア選択手段と、エリア選択手段により選択されたひとつの作業エリアに部品装着の対象となる基板が位置決めされているかどうかの判定を行う判定手段と、判定手段により、エリア選択手段により選択された作業エリアに部品装着の対象となる基板が位置決めされていると判定された場合には、その作業エリアに位置決めされている基板に対する装着ヘッドによる部品装着を実行してエリア選択手段に次の優先順位の作業エリアを選択させ、判定手段により、エリア選択手段により選択された作業エリアに部品装着の対象となる基板が位置決めされていないと判定された場合には、その作業エリアを無視してエリア選択手段に次の優先順位の作業エリアを選択させる部品実装制御手段とを備え、優先順位は、一方の基板搬送路の下流側の作業エリア、他方の基板搬送路の下流側の作業エリア、前記一方の基板搬送路の上流側の作業エリア、前記他方の基板搬送路の上流側の作業エリアの順に設定された。

請求項２に記載の部品実装方法は、基板の搬送方向に並ぶ上流側及び下流側の２つの作業エリアを有し、基板の搬送方向と直交する方向に平行に並んで設けられた２つの基板搬送路と、２つの基板搬送路が有する前記４つの作業エリアのそれぞれに位置決めされた基板に対して部品の装着を順次行う２つの装着ヘッドとを備えた部品実装装置による部品実装方法であって、前記４つの作業エリアの中からひとつの作業エリアを選択する工程と、選択した作業エリアに部品装着の対象となる基板が位置決めされているかどうかの判定を行い、選択した作業エリアに部品装着の対象となる基板が位置決めされていると判定した場合には、その作業エリアに位置決めされている基板に対する装着ヘッドによる部品装着を実行し、選択した作業エリアに部品装着の対象となる基板が位置決めされていないと判定した場合にはその作業エリアを無視する工程とから成るプロセスを、予め設定された優先順位に従って作業エリアを選択しながら繰り返し実行し、優先順位は、一方の基板搬送路の下流側の作業エリア、他方の基板搬送路の下流側の作業エリア、前記一方の基板搬送路の上流側の作業エリア、前記他方の基板搬送路の上流側の作業エリアの順に設定される。

本発明では、２つの基板搬送路がそれぞれ２つの作業エリアを有することによって計４つの作業エリアを備え、予め設定された優先順位に従って４つの作業エリアの中からひとつの作業エリアを選択し、その選択した作業エリアに部品装着の対象となる基板が位置決めされているかどうかの判定を行い、選択した作業エリアに部品装着の対象となる基板が位置決めされていないと判定した場合にはその作業エリアを無視して次の優先順位の作業エリアを選択し、選択した作業エリアに部品装着の対象となる基板が位置決めされていると判定した場合には、その作業エリアに位置決めされている基板に対する装着ヘッドによる部品装着を実行するようになっており、４つの作業エリアのいずれかにまだ部品の装着を行っていない基板が位置決めされているときにはそれらの基板を対象とした部品の装着が継続される。したがって、基板の搬入の遅れや基板の搬出を行うことができない状況が生じた場合であっても基板の生産性が大きく低下することを防止することができる。

本発明の一実施の形態における部品実装装置の平面図本発明の一実施の形態における部品実装装置の側面図本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える基板搬送路及び装着ヘッドの斜視図本発明の一実施の形態における部品実装装置の２つの基板搬送路が備える４つの作業エリアを示す図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える基板搬送路の作業エリアで基板を保持する過程を説明する図本発明の一実施の形態における部品実装装置の制御系統を示すブロック図本発明の一実施の形態における部品実装装置が実行する部品実装工程の中の基板位置決め保持工程の実行手順を示すフローチャート本発明の一実施の形態における部品実装装置が実行する部品実装工程の中の部品装着工程の実行手順を示すフローチャート本発明の一実施の形態における部品実装装置が実行する部品実装工程の中の基板送り出し工程の実行手順を示すフローチャート

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２に示す部品実装装置１は、半田印刷機や検査機、リフロー炉等の図示しない他の部品実装用装置と部品実装ラインを形成する部品実装用装置の一種であり、上流側の他の部品実装用装置（例えば半田印刷機や他の部品実装装置等）から送られてきた基板２を搬入して基板２の表面に設けられた電極３上に部品（電子部品）４を装着する部品実装作業を行った後、その基板２を図示しない下流側の他の部品実装用装置（例えば他の部品実装装置や検査機、リフロー炉等）に搬出する動作を連続的に実行する。

はじめに、説明の便宜上、部品実装装置１を基準とした方向を定義する。本実施の形態では、部品実装装置１における基板２の搬送方向（部品実装ラインにおける基板２の流れの方向。図１中、矢印Ａの向く方向）をＸ軸方向、Ｘ軸方向と直交する水平面内方向をＹ軸方向とし、上下方向をＺ軸方向とする。また、Ｙ軸方向を部品実装装置１の前後方向、Ｘ軸方向を横（左右）方向とし、前後方向のうち、部品実装装置１に対してオペレータＯＰ（図１）が作業を行う側（図１の紙面下方）を部品実装装置１の前方、その反対側（図１の紙面上方）を後方とする。なお、オペレータＯＰから部品実装装置１を見た場合、横方向左側（図１の紙面左側）が上流側、横方向右側（図１の紙面右側）が下流側となる。

図１及び図２において、本実施の形態における部品実装装置１は、基台１１と、基台１１上に設置され、基板２を水平面内方向（Ｘ軸方向）に搬送して位置決めする２つの基板搬送路１２と、基台１１の２つの基板搬送路１２を挟むようにＹ軸方向に対向して設けられた２つのフィーダ設置領域１１ａのそれぞれに設置されて部品４の供給を行うパーツフィーダ（部品供給装置）としての複数のテープフィーダ１３及び部品装着部としての２つの装着ヘッド１４を備えている。２つの装着ヘッド１４は基台１１に設けられたＸＹロボットから成るヘッド移動ロボット１５によって互いに独立して移動される。

図１及び図２において、各装着ヘッド１４には撮像視野を下方に向けた基板カメラ１６が設けられており（図３も参照）、基台１１上の２つの基板搬送路１２と各フィーダ設置領域１１ａとの間の２つの領域のそれぞれには、撮像視野を上方に向けた部品カメラ１７が設けられている。

図３及び図４において、各基板搬送路１２は、搬入コンベア１２ａ、上流側位置決めコンベア１２ｂ、下流側位置決めコンベア１２ｃ及び搬出コンベア１２ｄがこの順で基板２の搬送方向（Ｘ軸方向）の上流側から下流側に並んで成る。

図３及び図５（ａ），（ｂ）において、各基板搬送路１２が備える２つの位置決めコンベア（上流側位置決めコンベア１２ｂ及び下流側位置決めコンベア１２ｃ）は、基台１１上をＸ軸方向に延びて設けられた一対のコンベアフレーム２１、これら一対のコンベアフレーム２１に支持され、基板２の両端部を下方から支持してその基板２の搬送及び位置決めを行う一対のベルトコンベア２２を備えている。

図５（ａ），（ｂ）において、各位置決めコンベア（上流側位置決めコンベア１２ｂ及び下流側位置決めコンベア１２ｃ）はそれぞれ、一対のコンベアフレーム２１をその両外側から挟むように基台１１から立設して設けられ、上端部にＹ軸方向内方（一対のベルトコンベア２２の中間部に向かう方向）に張り出して延びる張り出し部２３ａを備えた一対の基板端部保持部材２３と、一対のベルトコンベア２２の間の下方に設けられ、一対のベルトコンベア２２によって位置決めされた基板２を複数の下受けピン２４ａによって下方から支持する下受けユニット２４と、基台１１に設けられて下受けユニット２４を昇降させる昇降シリンダ２５とから成る基板保持機構２６を備えている。

図４において、上流側位置決めコンベア１２ｂと下流側位置決めコンベア１２ｃは、それぞれ装着ヘッド１４による基板２に対する部品４の装着作業が行われる作業エリアＷＡを形成しており、２つの基板搬送路１２は前後左右計４つの作業エリアＷＡを備えたものとなっている。これら４つの作業エリアＷＡは、図４に示すように、前方の基板搬送路１２における上流側の作業エリア（前方上流側エリアＷＡ１）、前方の基板搬送路１２における下流側の作業エリア（前方下流側エリアＷＡ２）、後方の基板搬送路１２における上流側の作業エリア（後方上流側エリアＷＡ３）及び後方の基板搬送路１２における下流側の作業エリア（後方下流側エリアＷＡ４）から成る。

図５（ａ），（ｂ）において、一対のベルトコンベア２２によって基板２の両端部が支持された状態から、下受けユニット２４が昇降シリンダ２５によって上昇されると、下受けユニット２４の複数の下受けピン２４ａが基板２の下面に下方から当接し、更に下受けユニット２４が上昇すると、複数の下受けピン２４ａによって押し上げられた基板２の両端部の上面が一対の基板端部保持部材２３の張り出し部２３ａに下方から当接する（図５（ａ）→図５（ｂ））。これにより基板２は、下面の中央部が下受けピン２４ａによって支持され、かつ両端部が一対の基板端部保持部材２３の張り出し部２３ａと下受けピン２４ａとによって挟持された保持状態となる。すなわち基板保持機構２６は、上流側位置決めコンベア１２ｂ及び下流側位置決めコンベア１２ｃ上の（作業エリアＷＡ内の）基板２を保持する機能を有する。

なお、Ｘ軸方向に搬送される基板２が上流側位置決めコンベア１２ｂ上の作業エリアＷＡ又は下流側位置決めコンベア１２ｃ上の作業エリアＷＡに達したことは、上流側位置決めコンベア１２ｂ及び下流側位置決めコンベア１２ｃのそれぞれに設けられて各作業エリアＷＡに到達した基板２の前縁によって検出光が遮断される光センサ等から成る基板検出センサ（図示せず）によって検出される。

図１及び図２において、ヘッド移動ロボット１５は、基板搬送路１２をＹ軸方向に跨いで延びて設けられたビーム状のＹ軸テーブル１５ａ、Ｙ軸テーブル１５ａ上をＹ軸方向に移動自在に設けられたＸ軸方向に延びる前後２つのビーム状のＸ軸テーブル１５ｂ及び各Ｘ軸テーブル１５ｂ上をＸ軸方向に移動自在に設けられた２つのプレート状の移動ステージ１５ｃから成り、各移動ステージ１５ｃには前述の装着ヘッド１４が取り付けられている。各装着ヘッド１４には、下方に延びた複数の吸着ノズル１４Ｎ（図３も参照）が昇降及び上下軸（Ｚ軸）回り回転自在に設けられている。

図１において、各フィーダ設置領域１１ａに取り付けられる複数のテープフィーダ１３はフィーダ設置領域１１ａをＸ軸方向に並んで設けられており、各テープフィーダ１３は基台１１の中央部側（基板搬送路１２の側）の端部に設けられた部品供給口１３ｐに部品４を連続的に供給する。これら複数のテープフィーダ１３はオペレータＯＰが一対のハンドル部Ｈｄを操作することによって床面上を走行させることができる台車Ｃｇに保持されており、オペレータが台車Ｃｇを基台１１に結合させると、複数のテープフィーダ１３が一括して基台１１に装着される。なお、台車Ｃｇに設けられた一対のハンドル部Ｈｄは、図１及び図２では下方に折畳まれた状態となっているが、使用時には上方に展開させることができる。

各基板搬送路１２を構成する搬入コンベア１２ａ、上流側位置決めコンベア１２ｂ、下流側位置決めコンベア１２ｃ及び搬出コンベア１２ｄによる基板２の搬送動作は、部品実装装置１が備える制御装置４０（図６）の作業実行制御部４０ａ（図６）が図示しないアクチュエータ等から成るコンベア駆動機構４１（図６）の作動制御を行うことによってなされる。上流側位置決めコンベア１２ｂ又は下流側位置決めコンベア１２ｃ上に（作業エリアＷＡ内に）位置決めされた基板２の保持及びその解除動作は、制御装置４０の作業実行制御部４０ａがその基板２が位置決めされた上流側位置決めコンベア１２ｂ又は下流側位置決めコンベア１２ｃの（作業エリアＷＡの）下方に設けられた昇降シリンダ２５の作業制御を行って下受けユニット２４を昇降させることによってなされる。

各テープフィーダ１３による部品供給口１３ｐへの部品４の供給動作は、制御装置４０の作業実行制御部４０ａが図示しないアクチュエータ等から成るテープフィーダ駆動機構４２（図６）の作動制御を行うことによってなされる。なお、各テープフィーダ１３は台車Ｃｇが基台１１に結合された状態で制御装置４０と電気的に繋がり、制御装置４０による各テープフィーダ１３の作動制御が可能となる。

ヘッド移動ロボット１５による各装着ヘッド１４の水平面内での移動動作は、制御装置４０の作業実行制御部４０ａが図示しないアクチュエータ等から成るヘッド移動ロボット駆動機構４３（図６）の作動制御を行い、Ｙ軸テーブル１５ａに対して各Ｘ軸テーブル１５ｂをＹ軸方向に移動させるとともに、各Ｘ軸テーブル１５ｂに対して各移動ステージ１５ｃをＸ軸方向に移動させることによってなされる。

各装着ヘッド１４が備える各吸着ノズル１４Ｎの装着ヘッド１４に対する昇降及び上下軸回りの回転動作は、制御装置４０の作業実行制御部４０ａが図示しないアクチュエータ等から成るノズル駆動機構４４（図６）の作動制御を行うことによってなされる。

各装着ヘッド１４が備える各吸着ノズル１４Ｎによる部品４の吸着及び離脱動作は、制御装置４０の作業実行制御部４０ａが図示しないアクチュエータ等から成る吸着機構４５（図６）の作動制御を行って吸着ノズル１４Ｎ内に真空圧を供給し、また真空圧の供給を解除することによってなされる。各装着ヘッド１４は後述するように、各テープフィーダ１３より部品供給口１３ｐに供給された部品４をピックアップし、上流側位置決めコンベア１２ｂ又は下流側位置決めコンベア１２ｃ上に基板保持機構２６によって保持された基板２に装着する動作を繰り返し実行する。

基板カメラ１６及び部品カメラ１７による撮像動作は、制御装置４０の作業実行制御部４０ａによって制御される（図６）。基板カメラ１６及び部品カメラ１７の撮像動作によって得られた画像データは制御装置４０の画像データ格納部４０ｂ（図６）に取り込まれ、制御装置４０が備える画像認識部４０ｃ（図６）において画像認識される。

図６において、制御装置４０には記憶部４０ｄ、エリア選択部４０ｅ及び判定部４０ｆが設けられている。

記憶部４０ｄには、２つの基板搬送路１２が備える４つの作業エリアＷＡ（前方上流側エリアＷＡ１、前方下流側エリアＷＡ２、後方上流側エリアＷＡ３及び後方下流側エリアＷＡ４）について定めた優先順位のデータが記憶されている。この優先順位は、基板２への部品４の装着作業を実行する順番を定めたものであり、本実施の形態では、一方（前方）の基板搬送路１２の下流側の作業エリア（前方下流側エリアＷＡ２）、他方（後方）の基板搬送路１２の下流側の作業エリア（後方下流側エリアＷＡ４）、一方（前方）の基板搬送路１２の上流側の作業エリア（前方上流側エリアＷＡ１）、他方（後方）の基板搬送路１２の上流側の作業エリア（後方上流側エリアＷＡ３）の順に設定されている。

エリア選択部４０ｅは、作業実行制御部４０ａより指令を受けたときに、予め設定された記憶部４０ｄに記憶された優先順位に従って４つの作業エリアＷＡの中からひとつの作業エリアＷＡを選択し、判定部４０ｆは、作業実行制御部４０ａより指令を受けたときに、エリア選択部４０ｅによって選択されたひとつの作業エリアＷＡに部品装着の対象となる基板２が位置決めされているかどうかの判定を行う。そして、制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、判定部４０ｆが、エリア選択部４０ｅによって選択された作業エリアＷＡに部品装着の対象となる基板２が位置決めされていると判定した場合には、その作業エリアＷＡに位置決めされている基板２に対する装着ヘッド１４による部品装着を実行してエリア選択部４０ｅに次の優先順位の作業エリアＷＡを選択させるようになっており、判定部４０ｆが、エリア選択部４０ｅによって選択された作業エリアＷＡに部品装着の対象となる基板２が位置決めされていないと判定した場合には、その作業エリアＷＡを無視してエリア選択部４０ｅに次の優先順位の作業エリアＷＡを選択させるようになっている。

次に、図７〜図９に示すフローチャートを用いて部品実装装置１が実行する部品実装工程の流れを説明する。部品実装工程は、（１）各基板搬送路１２の搬入コンベア１２ａによる基板２の搬入工程（「基板搬入工程」）、（２）各基板搬送路１２の２つの位置決めコンベア（上流側位置決めコンベア１２ｂ及び下流側位置決めコンベア１２ｃ）による作業エリアＷＡ内への基板２の位置決め及び作業エリアＷＡ内での基板保持機構２６による基板２の保持工程（「基板位置決め保持工程」）（３）２つの装着ヘッド１４による基板２への部品４の装着工程（「部品装着工程」）、（４）各基板搬送路１２の基板保持機構２６による基板２の保持解除及び２つの位置決めコンベアによる基板２の搬出コンベア１２ｄへの送り出し工程（「基板送り出し工程」）及び（５）各基板搬送路１２の搬出コンベア１２ｄによる基板２の搬出工程（「基板搬出工程」）から成り、これら各工程の実行制御は制御装置４０の作業実行制御部４０ａによってなされる。

上記（１）の「基板搬入工程」では、制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、上流側の他の部品実装用装置から制御対象としている基板搬送路１２の搬入コンベア１２ａに基板２が送られてきた場合であって、搬入コンベア１２ａが空いていた（搬入コンベア１２ａ上に基板２がなかった）ときには、コンベア駆動機構４１の作動制御を行って搬入コンベア１２ａを駆動し、基板２を搬入コンベア１２ａ上に搬入する。

上記（２）の「基板位置決め保持工程」では、制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、図７のフローチャートに示すように、先ず、制御対象としている基板搬送路１２の搬入コンベア１２ａ上に基板２があるかどうかの判定を行う（図７に示すステップＳＴ１の搬入コンベア基板有無判定工程）。そして、搬入コンベア１２ａ上に基板２があると判定した場合には、次いで、制御対象としている基板搬送路１２の上流側の作業エリアＷＡ（前方の基板搬送路１２であれば前方上流側エリアＷＡ１、後方の基板搬送路１２であれば後方上流側エリアＷＡ３）が空いているかどうかの判定を行う（図７に示すステップＳＴ２の上流側エリア空き判定工程）。その結果、制御装置４０は、上流側の作業エリアＷＡが空いていないと判定した場合にはステップＳＴ２を繰り返し実行し、上流側の作業エリアＷＡが空いていると判定した場合には、更に、制御対象としている基板搬送路１２の下流側の作業エリアＷＡ（前方の基板搬送路１２であれば前方下流側エリアＷＡ２、後方の基板搬送路１２であれば後方下流側エリアＷＡ４）が空いているかどうかの判定を行う（図７に示すステップＳＴ３の下流側エリア空き判定工程）。

制御装置４０は、ステップＳＴ３で下流側の作業エリアＷＡが空いていないと判定した場合には、制御対象としている基板搬送路１２の搬入コンベア１２ａと上流側位置決めコンベア１２ｂとを連動作動させ、搬入コンベア１２ａ上の基板２を上流側の作業エリアＷＡに搬入して位置決めし、上流側位置決めコンベア１２ｂに設けられている基板保持機構２６によって基板２を保持する（図７に示すステップＳＴ４の上流側エリア基板搬入保持工程）。

一方、制御装置４０は、ステップＳＴ３で下流側の作業エリアＷＡが空いていると判定した場合には、制御対象としている基板搬送路１２の搬入コンベア１２ａ、上流側位置決めコンベア１２ｂ及び下流側位置決めコンベア１２ｃを連動作動させ、搬入コンベア１２ａ上の基板２を上流側の作業エリアＷＡ経由で下流側の作業エリアＷＡに搬入して位置決めし、下流側位置決めコンベア１２ｃに設けられている基板保持機構２６によって基板２を保持する（図７に示すステップＳＴ５の下流側エリア基板搬入保持工程）。

制御装置４０は、ステップＳＴ４の上流側エリア基板搬入保持工程又はステップＳＴ５の下流側エリア基板搬入保持工程が終了したら、ステップＳＴ１に戻って搬入コンベア基板有無判定工程を実行する。

このように、本実施の形態では、制御装置４０が上記（２）の制御を行うことにより、各基板搬送路１２の搬入コンベア１２ａに搬入された基板２は、その基板搬送路１２の「上流側の作業エリアＷＡ」に空きがあるときにはその「上流側の作業エリアＷＡ」に搬送されて位置決めされ、更に「下流側の作業エリアＷＡ」にも空きがあるときには、その「下流側の作業エリアＷＡ」に搬送されて位置決めされるようになっている。

上記（３）の「部品装着工程」では、制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、図８のフローチャートに示すように、先ず、制御装置４０のエリア選択部４０ｅに指令を出し、記憶部４０ｄに記憶された優先順位に従って、４つの作業エリアＷＡの中からひとつの作業エリアを選択させる。これにより制御装置４０のエリア選択部４０ｅは、優先順位のフラグＮに初期値としての「１」を代入し、（図８に示すステップＳＴ１１の初期値代入工程）、そのうえで優先順位がＮの作業エリアＷＡを選択する（図８に示すステップＳＴ１２の作業エリア選択工程）。

制御装置４０は、ステップＳＴ１２において、エリア選択部４０ｅが作業エリアＷＡの選択を行ったら、判定部４０ｆに指令を出して、エリア選択部４０ｅがステップＳＴ１２で選択した作業エリアＷＡ（以下、選択エリアと称する）内に基板２があるか（保持されているか）どうかの判定を行わせる（図８に示すステップＳＴ１３の作業エリア基板有無判定工程）。これにより判定部４０ｆは選択エリア内に基板２があるかどうかの判定を行い、その結果、判定部４０ｆが選択エリアに基板２があると判定した場合には、制御装置４０の作業実行判断部４０ａは、次いで、判定部４０ｆに指令を出して、選択エリア内の基板２が部品４の装着対象となっている基板２であるかどうかの判定を行わせる（図８に示すステップＳＴ１４の部品装着対象判定工程）。

これにより制御装置４０の判定部４０ｆは、選択エリア内の基板２が部品４の装着対象となっている基板２であるかどうかの判定を行うが、判定部４０ｆは、部品４の装着が既に終了している基板２や、作業途中の検査によって不良箇所が発見され、部品４の装着を行わないよう指定されている基板２などについては、部品４の装着対象でないと判定する。これらの基板２の情報は、基板２の搬送過程や部品４の装着過程等において制御装置４０が取得する。

制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、ステップＳＴ１４において判定部４０ｆが、選択エリア内の基板２が部品４の装着対象であると判定した場合には、部品４の装着対象である基板２の上方に基板カメラ１６を（装着ヘッド１４を）移動させ、その基板２に設けられた基板マーク（図示せず）の撮像を行う。そして、得られた画像を画像認識部４０ｃに画像認識させることによって、基板２の正規の作業位置からの位置ずれを算出する（図８に示すステップＳＴ１５の基板位置ずれ算出工程）。

制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、ステップＳＴ１５で基板２の位置ずれを算出したら、ヘッド移動ロボット駆動機構４３の作動制御を行ってヘッド移動ロボット１５を作動させ、装着ヘッド１４をテープフィーダ１３の上方に移動させる。そして、ノズル駆動機構４４の作動制御を行って、装着ヘッド１４の吸着ノズル１４Ｎをテープフィーダ１３の部品供給口１３ｐに供給された部品４に接触させるとともに、吸着機構４５の作動制御を行うことによって吸着ノズル１４Ｎへの真空圧の供給を行い、吸着ノズル１４Ｎにより部品４をピックアップ（吸着）する（図８に示すステップＳＴ１６のピックアップ工程）。

制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、ステップＳＴ１６において、吸着ノズル１４Ｎにより部品４をピックアップしたら、ヘッド移動ロボット１５を作動させて、ステップＳＴ１６でピックアップした部品４が部品カメラ１７の上方を通過するように装着ヘッド１４を移動させ、部品カメラ１７によって部品４の撮像を行う。そして、得られた画像を画像認識部４０ｃによって画像認識し、部品４の異常（変形や欠損など）の有無の検査を行うとともに、部品４の吸着ノズル１４Ｎに対する位置ずれ（吸着ずれ）を求める（図８に示すステップＳＴ１７の画像認識工程）。

制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、ステップＳＴ１７の画像認識工程が終了したら、ヘッド移動ロボット１５を作動させて、吸着ノズル１４Ｎによりピックアップした部品４が基板２の上方に移動するように装着ヘッド１４を移動させる。そして、ノズル駆動機構４４の作動制御を行って、ピックアップした部品４を基板２上の目標装着位置（この目標装着位置の電極３上には、部品実装装置１の上流側に配置された半田印刷機によって半田が印刷されている）に接触させるとともに、吸着機構４５の作動制御を行うことによって吸着ノズル１４Ｎへの真空圧の供給を解除し、部品４を基板２に装着する（図８に示すステップＳＴ１８の装着工程）。

ここで、制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、ステップＳＴ１８で部品４を基板２に装着するときは、ステップＳＴ１５の基板位置ずれ算出工程の実行時に求めた基板２の位置ずれと、ステップＳＴ１７の画像認識工程の実行時に求めた部品４の吸着ずれが修正されるように、基板２に対する吸着ノズル１４Ｎの位置補正（回転補正を含む）を行う。

制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、ステップＳＴ１８の装着工程が終了したら、装着すべき全ての部品４の基板２への装着が終了したかどうかの判定を行う（図８に示すステップＳＴ１９の装着終了判定工程）。その結果、装着すべき全ての部品４の基板２への装着が終了していなかった場合にはステップＳＴ１６〜ステップＳＴ１８の工程を繰り返して部品４の基板２への装着を実行し、装着すべき全ての部品４の基板２への装着が全て終了していた場合には、優先順位のフラグＮの現在の数に「１」を加算したうえで（図８に示すステップＳＴ２０のフラグ加算工程）、得られた新たなフラグＮの数が「４」であるかどうかの判定を行う（図８に示すステップＳＴ２１のフラグ判定工程）。そして、制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、ステップＳＴ２０で得られた新たなフラグＮの数が「４」でなかった場合にはステップＳＴ１２に戻って優先順位がＮの作業エリアの選択を行う。

一方、制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、ステップＳＴ２０で得られた新たなフラグＮの数が「４」であった場合には、ステップＳＴ１１に戻って優先順位のフラグＮを「１」にリセットし、そのリセットした優先順位のフラグＮ（Ｎ＝１）でステップＳＴ１２の作業エリアＷＡの選択を行う。したがって、前回優先順位が「１」の作業エリアＷＡ（前方下流側エリアＷＡ２）を選択していた場合には、今回は優先順位が「２」の作業エリアＷＡ（後方下流側エリアＷＡ４）を選択することになり、前回優先順位が「４」の作業エリアＷＡ（後方上流側エリアＷＡ３）を選択していた場合には、今回は優先順位が「１」の作業エリアＷＡ（前方下流側エリアＷＡ２）を選択することになる。

なお、制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、前述のステップＳＴ１３又はステップＳＴ１４において、判定部４０ｆが、エリア選択部４０ｅがステップＳＴ１２で選択した作業エリアＷＡに部品装着の対象となる基板２が位置決めされていないと判定した（具体的には、ステップＳＴ１３において判定部４０ｆが、ステップＳＴ１２でエリア選択部４０ｅが選択した作業エリアＷＡに基板２がないと判定した場合、或いは前述のステップＳＴ１４において判定部４０ｆが、ステップＳＴ１２でエリア選択部４０ｅが選択した作業エリアＷＡにある基板２が部品４の装着対象となっている基板２でなかったと判定した場合）には、ステップＳＴ１５〜ステップＳＴ１９の工程を実行することなく（すなわち、ステップＳＴ１２で選択した作業エリアＷＡを無視して）、ステップＳＴ２０に進み、ステップＳＴ２１のフラグ判定工程を実行する。

このように、本実施の形態では、制御装置４０が上記（３）の制御を行うことにより、４つの作業エリアＷＡのそれぞれに位置決めされた各基板２は、その基板２が部品４の装着がなされるべきものである場合には、予め定めた優先順位に従って順番に部品４の装着がなされ、基板２がない、或いは基板２があってもその基板２が部品４の装着がなされるべきものでない作業エリアＷＡについては無視されて次の優先順位の作業エリアＷＡに制御の対象が移る。

上記（４）の「基板送り出し工程」では、制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、図９のフローチャートに示すように、先ず、制御対象としている基板搬送路１２の２つの位置決めコンベア（上流側位置決めコンベア１２ｂ及び下流側位置決めコンベア１２ｃ）のいずれか一方に装着ヘッド１４による部品装着が終了した基板２があるかどうかの判定を行う（図９に示すステップＳＴ３１の部品装着終了基板有無判定工程）。その結果、制御装置４０は、上流側位置決めコンベア１２ｂ及び下流側位置決めコンベア１２ｃのいずれにも部品装着が終了した基板２がないと判定した場合にはステップＳＴ３１を繰り返し実行し、上流側位置決めコンベア１２ｂ及び下流側位置決めコンベア１２ｃのいずれか一方に部品装着が終了した基板２があると判定した場合には、次いで、その部品装着が終了した基板２は下流側の作業エリアＷＡ内のものかどうかの判定を行う（図９に示すステップＳＴ３２のエリア判定工程）。

制御装置４０は、ステップＳＴ３２で、部品装着が終了した基板２が下流側の作業エリアＷＡ内のものであると判定した場合には、次いで、制御対象としている基板搬送路１２の搬出コンベア１２ｄが空いている（基板２がない）かどうかの判定を行う（図９に示すステップＳＴ３３の搬出コンベア空き判定工程）。そして、制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、搬出コンベア１２ｄが空いていないと判定した場合にはステップＳＴ３３を繰り返し実行し、搬出コンベア１２ｄが空いていると判定した場合には、下流側の作業エリアＷＡ内の基板２の保持を解除したうえで、下流側の作業エリアＷＡ内の基板２を搬出コンベア１２ｄに搬出し（図９に示すステップＳＴ３４の下流側エリア内基板搬出工程）、ステップＳＴ３１に戻る。そして新たに、制御対象としている基板搬送路１２の２つの位置決めコンベア（上流側位置決めコンベア１２ｂ及び下流側位置決めコンベア１２ｃ）のいずれか一方に部品装着が終了した基板２があるかどうかの判定を行う。

一方、制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、ステップＳＴ３２で、部品装着が終了している基板２が下流側の作業エリアＷＡ内のものでない（すなわち、部品装着が終了している基板２が上流側の作業エリアＷＡ内のものである）と判定した場合には、下流側の作業エリアＷＡが空いているかどうかの判定を行う（図９に示すステップＳＴ３５の下流側エリア空き判定工程）。そして、制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、下流側の作業エリアＷＡが空いていないと判定した場合にはステップＳＴ３５を繰り返し実行し、下流側の作業エリアＷＡが空いていると判定した場合には、次いで、搬出コンベア１２ｄが空いているかどうかの判定を行う（図９に示すステップＳＴ３６の搬出コンベア空き判定工程）。

制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、ステップＳＴ３６で搬出コンベア１２ｄが空いていないと判定した場合にはステップＳＴ３６を繰り返し実行し、搬出コンベア１２ｄが空いていると判定した場合には、上流側の作業エリアＷＡ内の基板２の保持を解除したうえで、上流側の作業エリアＷＡ内の基板２を、下流側の作業エリアＷＡ経由で搬出コンベア１２ｄに搬出し（図９に示すステップＳＴ３７の上流側エリア内基板搬出工程）、ステップＳＴ３１に戻る。そして新たに、制御対象としている基板搬送路１２の２つの位置決めコンベア（上流側位置決めコンベア１２ｂ及び下流側位置決めコンベア１２ｃ）のいずれか一方に部品装着が終了した基板２があるかどうかの判定を行う。

このように、本実施の形態では、制御装置４０が上記（４）の制御を行うことにより、４つの作業エリアＷＡのいずれかに位置決めされて部品４の装着が行われた基板２は、その基板２が位置決めされている作業エリアＷＡが下流側の作業エリアＷＡであった場合には、搬出コンベア１２ｄが空いていることを条件に搬出コンベア１２ｄに送り出され、基板２が位置決めされている作業エリアＷＡが上流側の作業エリアＷＡであった場合には、下流側の作業エリアＷＡ及び搬出コンベア１２ｄが空いていることを条件に、搬出コンベア１２ｄに送り出されるようになっている。

上記（５）の「基板搬出工程」では、制御装置４０の作業実行制御部４０ａは、各基板搬送路１２の搬出コンベア１２ｄにその上流側に配置された下流側位置決めコンベア１２ｃから基板２が送られてきたとき、その搬出コンベア１２ｄを作動させて基板２を受け取らせ、搬出コンベア１２ｄの下流側に配置された他の部品実装用装置への基板２の搬出を要求されたときには、その下流側の部品実装用装置に基板２が搬出されるように、コンベア駆動機構４１の作動制御を行って搬出コンベア１２ｄを作動させ、基板２を下流側に配置された他の部品実装用装置に搬出する。

以上説明したように、本実施の形態における部品実装装置１は、基板２の搬送方向（Ｘ軸方向）に並ぶ上流側及び下流側の２つの作業エリアＷＡを有し、基板２の搬送方向と直交する方向（Ｙ軸方向）に平行に並んで設けられた２つの基板搬送路１２と、２つの基板搬送路１２が有する４つの作業エリアＷＡ（前方上流側エリアＷＡ１、前方下流側エリアＷＡ２、後方上流側エリアＷＡ３及び後方下流側エリアＷＡ４）のそれぞれに位置決めされた基板２に対して部品４の装着を行う装着ヘッド１４とを備え、更に、予め設定された優先順位に従って４つの作業エリアＷＡの中からひとつの作業エリアＷＡを選択するエリア選択手段（制御装置４０のエリア選択部４０ｅ）と、エリア選択手段により選択されたひとつの作業エリアＷＡに部品装着の対象となる基板２が位置決めされているかどうかの判定を行う判定手段（制御装置４０の判定部４０ｆ）と、判定手段により、エリア選択手段により選択された作業エリアＷＡに部品装着の対象となる基板２が位置決めされていると判定された場合には、その作業エリアＷＡに位置決めされている基板２に対する装着ヘッド１４による部品装着を実行してエリア選択手段に次の優先順位の作業エリアＷＡを選択させ、判定手段により、エリア選択手段により選択された作業エリアＷＡに部品装着の対象となる基板２が位置決めされていないと判定された場合には、その作業エリアＷＡを無視してエリア選択手段に次の優先順位の作業エリアＷＡを選択させる部品実装制御手段（制御装置４０の作業実行制御部４０ａ）を備えたものとなっている。

また、本実施の形態における部品実装方法は、上記本実施の形態における部品実装装置１による部品実装方法であって、４つの作業エリアＷＡの中からひとつの作業エリアＷＡを選択する工程（ステップＳＴ１２）と、選択した作業エリアＷＡに部品装着の対象となる基板２が位置決めされているかどうかの判定を行い、選択した作業エリアＷＡに部品装着の対象となる基板２が位置決めされていると判定した場合には、その作業エリアＷＡに位置決めされている基板２に対する装着ヘッド１４による部品装着を実行し、選択した作業エリアＷＡに部品装着の対象となる基板２が位置決めされていないと判定した場合には、その作業エリアＷＡを無視する工程（ステップＳＴ１３〜ステップＳＴ１９）とから成るプロセス（ステップＳＴ１２〜ステップＳＴ１９）を、予め設定された優先順位に従って作業エリアＷＡを選択しながら繰り返し実行するものとなっている。

本実施の形態における部品実装装置１（部品実装方法）では、２つの基板搬送路１２がそれぞれ２つの作業エリアＷＡを有することによって計４つの作業エリアＷＡを備え、予め設定された優先順位に従って４つの作業エリアＷＡの中からひとつの作業エリアＷＡを選択し、その選択した作業エリアＷＡに部品装着の対象となる基板２が位置決めされているかどうかの判定を行い、選択した作業エリアＷＡに部品装着の対象となる基板２が位置決めされていないと判定した場合にはその作業エリアＷＡを無視して次の優先順位の作業エリアＷＡを選択し、選択した作業エリアＷＡに部品装着の対象となる基板２が位置決めされていると判定した場合には、その作業エリアＷＡに位置決めされている基板２に対する装着ヘッド１４による部品装着を実行するようになっており、４つの作業エリアＷＡのいずれかにまだ部品４の装着を行っていない基板２が位置決めされているときにはそれらの基板２を対象とした部品４の装着が継続される。したがって、基板２の搬入の遅れや基板２の搬出を行うことができない状況が生じた場合であっても基板２の生産性が大きく低下することを防止することができる。

また、本実施の形態では、優先順位は、一方の基板搬送路１２の下流側の作業エリアＷＡ（前方下流側エリアＷＡ２）、他方の基板搬送路１２の下流側の作業エリアＷＡ（後方下流側エリアＷＡ４）、一方の基板搬送路１２の上流側の作業エリアＷＡ（前方上流側エリアＷＡ１）、他方の基板搬送路１２の上流側の作業エリアＷＡ（後方上流側エリアＷＡ３）の順に設定されており、搬出コンベア１２ｄのほか、下流側の位置決めコンベア１２ｃも空いていなければ基板２の送り出しを行うことができない上流側の２つの作業エリアＷＡ内の基板２よりも先に、搬出コンベア１２ｄさえ空いていれば基板２の送り出しを行うことができる下流側の２つの作業エリアＷＡ内の基板２に対して優先して部品装着がなされるようになっているので、部品装着を終えた基板２を少しでも早く外部に搬出することができ、その分生産効率を向上させることができる。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、２つの基板搬送路１２が有する４つの作業エリアＷＡに位置決めされた基板２に対して部品４の装着を行う装着ヘッド１４が２つ設けられていたが、この装着ヘッド１４の数は特に限定されるものではない。

基板の搬入の遅れや基板の搬出を行うことができない状況が生じた場合であっても基板の生産性が大きく低下することを防止することができる部品実装装置及び部品実装方法を提供する。

１部品実装装置
２基板
４部品
１２基板搬送路
１４装着ヘッド
４０ａ作業実行制御部（部品実装制御手段）
４０ｅエリア選択部（エリア選択手段）
４０ｆ判定部（判定手段）
ＷＡ作業エリア
ＷＡ１前方上流側エリア（一方の基板搬送路の上流側の作業エリア）
ＷＡ２前方下流側エリア（一方の基板搬送路の下流側の作業エリア）
ＷＡ３後方上流側エリア（他方の基板搬送路の上流側の作業エリア）
ＷＡ４後方下流側エリア（他方の基板搬送路の下流側の作業エリア）

Claims

基板の搬送方向に並ぶ上流側及び下流側の２つの作業エリアを有し、基板の搬送方向と直交する方向に平行に並んで設けられた２つの基板搬送路と、
２つの基板搬送路が有する前記４つの作業エリアのそれぞれに位置決めされた基板に対して部品の装着を順次行う２つの装着ヘッドと、
予め設定された優先順位に従って前記４つの作業エリアの中からひとつの作業エリアを選択するエリア選択手段と、
エリア選択手段により選択されたひとつの作業エリアに部品装着の対象となる基板が位置決めされているかどうかの判定を行う判定手段と、
判定手段により、エリア選択手段により選択された作業エリアに部品装着の対象となる基板が位置決めされていると判定された場合には、その作業エリアに位置決めされている基板に対する装着ヘッドによる部品装着を実行してエリア選択手段に次の優先順位の作業エリアを選択させ、判定手段により、エリア選択手段により選択された作業エリアに部品装着の対象となる基板が位置決めされていないと判定された場合には、その作業エリアを無視してエリア選択手段に次の優先順位の作業エリアを選択させる部品実装制御手段とを備え、
優先順位は、一方の基板搬送路の下流側の作業エリア、他方の基板搬送路の下流側の作業エリア、前記一方の基板搬送路の上流側の作業エリア、前記他方の基板搬送路の上流側の作業エリアの順に設定されたことを特徴とする部品実装装置。
基板の搬送方向に並ぶ上流側及び下流側の２つの作業エリアを有し、基板の搬送方向と直交する方向に平行に並んで設けられた２つの基板搬送路と、２つの基板搬送路が有する前記４つの作業エリアのそれぞれに位置決めされた基板に対して部品の装着を順次行う２つの装着ヘッドとを備えた部品実装装置による部品実装方法であって、
前記４つの作業エリアの中からひとつの作業エリアを選択する工程と、選択した作業エリアに部品装着の対象となる基板が位置決めされているかどうかの判定を行い、選択した作業エリアに部品装着の対象となる基板が位置決めされていると判定した場合には、その作業エリアに位置決めされている基板に対する装着ヘッドによる部品装着を実行し、選択した作業エリアに部品装着の対象となる基板が位置決めされていないと判定した場合にはその作業エリアを無視する工程とから成るプロセスを、予め設定された優先順位に従って作業エリアを選択しながら繰り返し実行し、
優先順位は、一方の基板搬送路の下流側の作業エリア、他方の基板搬送路の下流側の作業エリア、前記一方の基板搬送路の上流側の作業エリア、前記他方の基板搬送路の上流側の作業エリアの順に設定されることを特徴とする部品実装方法。