JP4682994B2 - 電子部品実装装置および電子部品実装方法 - Google Patents

Description

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。

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ヘッドによって電子部品が実装される部品実装位置に基板を搬入・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（例えば特許文献１参照）。この特許文献例においては、部品実装位置において実装高さに位置する搬送ラインと、搬送ラインの下方に位置する送りラインの上下２段の搬送機構を備え、各実装装置相互において搬送機構を相対的に上下動させることにより、上流側装置と下流側装置の搬送ラインと送りラインとを選択的に連結できるようにしている。

この構成により、いずれかの単位実装装置において搬送ライン上の基板を対象として実装作業を実行している間に、送りラインを介して基板を下流側に搬送するバイパス搬送が可能となる。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。
特表２００２−５１５６５５号公報

しかしながら、上述構成の電子部品実装装置においては、１つの単位実装装置において実装作業を実行中にこの単位実装装置をバイパスして基板を下流側へ搬送出来るというバイパス搬送機能は実現されるものの、複数の基板を連続的に流して部品実装動作を行う電子部品実装ラインにおいて、種々の変動要因によって発生する様々な動作状態に対応することは上述のバイパス搬送機能のみではなお困難で、個別の単位実装装置におけるロスタイムの発生が避けられなかった。

すなわち多数基の単位実装装置を連結して構成された電子部品実装ラインにおいては、初期状態において所定のインターバルで正常に基板が供給されている場合においても、個別の単位実装装置において発生する部品切れやマシントラブルなど予測が困難な外乱によって、各単位実装装置における動作状態の同期性が保たれない状態が発生する。このような場合には、電子部品実装ラインとしてバイパス搬送機能機を備えていても、下流側でアイドル状態となっている単位実装装置へ基板の供給や実装済みの基板の搬出がタイムリーに実行されるとは限らず、個別装置毎の稼動状態にアンバランスが発生することは避けがたいものであった。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供給がバランスよく行われないことに起因して、実装ライン全体としての稼働率が低下するという問題点があった。

そこで本発明は、電子部品実装ラインを構成する各単位実装装置への基板の供給のバランスを確保して、実装ライン全体の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。

本発明の電子部品実装装置は、上流側装置から受け渡された基板を水平な搬送経路に沿って下流に搬送する基板搬送機構と、前記搬送経路において前記基板を保持して部品実装位置に位置決めする基板位置決め機構とを有する第１の基板搬送ユニットと、この第１の基板搬送ユニットの下方に所定の高さ差を隔てて配設され前記基板搬送機構および基板位置決め機構を有する第２の基板搬送ユニットと、この第２の基板搬送ユニットの下方に前記所定の高さ差を隔てて配設され前記基板搬送機構を有する第３の基板搬送ユニットと、前記部品実装位置に位置決めされ所定の部品実装高さに保持された基板に電子部品を実装する部品実装手段と、前記第１の基板搬送ユニット、第２の基板搬送ユニットおよび第３の基板搬送ユニットを一体的に結合した基板搬送部を昇降させることにより、この基板搬送部の高さ位置を、前記第２の基板搬送ユニットに保持された基板が前記部品実装高さに位置し、前記第３の基板搬送ユニットが前記部品実装高さから前記高さ差だけ下方に設定された第１の基板搬送高さに位置する第１の高さ位置と、前記第１の基板搬送ユニットに保持された基板が前記部品実装高さに位置し、前記第２の基板搬送ユニットが前記第１の基板搬送高さに位置し、前記第３の基板搬送ユニットが前記第１の基板搬送高さからさらに前記高さ差だけ下方に設定された第２の基板搬送高さに位置する第２の高さ位置と、前記第１の基板搬送ユニットが前記第１の基板搬送高さに位置し、前記第２の基板搬送ユニットが前記第２の基板搬送高さに位置する第３の高さ位置とに変更する搬送部昇降手段とを備えた単位実装装置を複数台連結して構成され、前記基板搬送部、搬送部昇降手段および部品実装手段を制御することにより、一の前記単位実装装置の第１の基板搬送ユニットの前記部品実装位置に位置決めされた前記基板に対して前記部品実装手段によって行われる実装作業が完了する前に、前記部品実装位置が空きとなっている前記第２の基板搬送ユニットに上流側装置から未実装の基板を搬入して待機させるとともに、前記第１の基板搬送ユニットまたは第２の基板搬送ユニットのいずれかにおいて実装作業を実行している間に当該単位実装装置の上流側装置から受け渡され当該単位実装装置による実装作業の対象とならない基板を前記第２の基板搬送ユニットまたは第３の基板搬送ユニットのいずれかによって搬送して下流側装置に受け渡す基板搬送動作を実行させる制御手段とを備えた。

本発明の電子部品実装方法は、上流側装置から受け渡された基板を水平な搬送経路に沿って下流に搬送する基板搬送機構と、前記搬送経路において前記基板を保持して部品実装位置に位置決めする基板位置決め機構とを有する第１の基板搬送ユニットと、この第１の基板搬送ユニットの下方に所定の高さ差を隔てて配設され前記基板搬送機構および基板位置決め機構を有する第２の基板搬送ユニットと、この第２の基板搬送ユニットの下方に前記所定の高さ差を隔てて配設され前記基板搬送機構を有する第３の基板搬送ユニットと、前記部品実装位置に位置決めされ所定の部品実装高さに保持された基板に電子部品を実装する部品実装手段と、前記第１の基板搬送ユニット、第２の基板搬送ユニットおよび第３の基板搬送ユニットを一体的に結合した基板搬送部を昇降させることにより、この基板搬送部の高さ位置を、前記第２の基板搬送ユニットに保持された基板が前記部品実装高さに位置し、前記第３の基板搬送ユニットが前記部品実装高さから前記高さ差だけ下方に設定された第１の基板搬送高さに位置する第１の高さ位置と、前記第１の基板搬送ユニットに保持された基板が前記部品実装高さに位置し、前記第２の基板搬送ユニットが前記第１の基板搬送高さに位置し、前記第３の基板搬送ユニットが前記第１の基板搬送高さからさらに前記高さ差だけ下方に設定された第２の基板搬送高さに位置する第２の高さ位置と、前記第１の基板搬送ユニットが前記第１の基板搬送高さに位置し、前記第２の基板搬送ユニットが前記第２の基板搬送高さに位置する第３の高さ位置とに変更する搬送部昇降手段とを備えた単位実装装置を複数台連結して構成された電子部品実装装置によって基板に電子部品を実装する電子部品実装方法であって、一の前記単位実装装置の第１の基板搬送ユニットの前記部品実装位置に位置決めされた前記基板に対して前記部品実装手段によって行われる実装作業が完了する前に、前記部品実装位置が空きとなっている前記第２の基板搬送ユニットに上流側装置から未実装の基板を搬入して待機させるとともに、前記第１の基板搬送ユニットまたは第２の基板搬送ユニットのいずれかにおいて実装作業を実行してい
る間に当該単位実装装置の上流側装置から受け渡され当該単位実装装置による実装作業の対象とならない基板を前記第２の基板搬送ユニットまたは第３の基板搬送ユニットのいずれかによって搬送して下流側装置に受け渡す基板搬送動作を実行させる。

本発明によれば、基板を下流に搬送する基板搬送機構と基板を保持して部品実装位置に位置決めする基板位置決め機構とを有する第１の基板搬送ユニットおよび第２の基板搬送ユニットを上下に配置し、さらにこの下方に基板搬送機構を有する第３の基板搬送ユニットを配置した構成の基板搬送部を昇降自在に備えた単位実装装置を複数台連結して電子部品実装ラインを構成することにより、一の単位実装装置の第１の基板搬送ユニットにおいて実装作業が完了する前に空きとなっている第２の基板搬送ユニットに上流側装置から未実装の基板を搬入して待機させるとともに、実装作業を実行している間に上流側装置から受け渡された基板を第２の基板搬送ユニットまたは第３の基板搬送ユニットによって搬送して下流側装置に受け渡すことができ、各単位実装装置への基板の供給のバランスを確保して、実装ライン全体の稼働率を向上させることができる。

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は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの構成説明図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインを構成する単位実装装置の平面図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインを構成する単位実装装置の部分断面図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインを構成する単位実装装置の基板搬送部の構造説明図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインを構成する単位実装装置の基板搬送部の動作説明図、図６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系の構成説明図、図７、図８，図９は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインによる電子部品実装方法の工程説明図である。

まず図１を参照して、基板に電子部品を実装する電子部品実装装置としての機能を有する電子部品実装ラインの構成を説明する。図１において電子部品実装ライン１は、基板供給装置Ｍ１の下流側に単位実装装置である実装機Ｍ２、Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５を直列に複数台連結した構成となっている。基板供給装置Ｍ１は未実装の基板を複数枚収納し、これらの基板を１枚づつ順次下流側の装置へ供給する機能を有している。基板供給装置Ｍ１によって下流側の実装機Ｍ２に供給された基板は、実装機Ｍ２、Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５の順に下流側に搬送され、この搬送過程でいずれかの実装機によって各基板を対象とした電子部品の実装作業が実行される。

次に図２〜図５を参照して、実装機Ｍ２の構造および機能を説明する。なお実装機Ｍ３、Ｍ４，Ｍ５は、いずれも実装機Ｍ２と同一構造であるため説明を省略する。図２において、基台２上にはＸ方向に基板搬送部３が配設されている。基板搬送部３は、電子部品が実装される基板４を上流側装置から受け取って搬送し下流側装置に受け渡す基板搬送動作を行うとともに、実装作業の対象となる基板４を部品実装位置に位置決めして保持する機能を有している。基板搬送部３の両側には部品供給部５が設けられており、部品供給部５には複数のテープフィーダ６が装着されている。テープフィーダ６は電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、電子部品を以下に説明する部品実装機構によるピックアップ位置に供給する。

基台２のＸ方向の一端部にはリニア駆動機構を備えたＹ軸移動テーブル７がＹ方向に水平に配設されている。Ｙ軸移動テーブル７には、同様にリニア駆動機構を備えた２つの相対向したＸ軸移動テーブル８がＹ方向に移動自在に結合されており、それぞれのＸ軸移動テーブル１８には搭載ヘッド９がＸ方向に移動自在に装着されている。搭載ヘッド９は複数（ここでは８個）の単位搭載ヘッド１０を備えた多連型ヘッドであり、それぞれの単位
搭載ヘッド１０の下端部には、電子部品を吸着して保持する吸着ノズル１０ａ（図４参照）が装着されている。吸着ノズル１０ａは、単位搭載ヘッド１０に内蔵されたノズル昇降機構によって昇降する。Ｙ軸移動テーブル７、Ｘ軸移動テーブル８を駆動することにより、搭載ヘッド９はＸ方向、Ｙ方向に移動し、これにより、各単位搭載ヘッド１０は部品供給部５のテープフィーダ６から電子部品を取り出して、基板搬送部３に位置決めされた基板３に移送搭載する。

部品供給部６と基板搬送部３との間には部品認識装置１１が配設されており、部品供給部６から電子部品を取り出した搭載ヘッド９が部品認識装置１１の上方を移動する際に、部品認識装置１１は搭載ヘッド９に保持された状態の電子部品を撮像して認識する。またＸ軸移動テーブル８の下面側には搭載ヘッド９と一体的に移動する基板認識カメラ１２が装着されており、基板４上に移動した基板認識カメラ１２によって基板４を撮像することにより、基板４の位置認識を行う。基板４に電子部品を搭載する部品搭載動作においては、部品認識装置１１によって認識した電子部品の位置認識結果と、基板認識カメラ１２によって認識された基板４の位置認識結果とを加味して、搭載ヘッド９による部品搭載動作時の位置補正が行われる。

次に基板搬送部３の構成について説明する。図３に示すように、基板搬送部３は、第１の基板搬送ユニット３Ａ、第２の基板搬送ユニット３Ｂ、第３の基板搬送ユニット３Ｃを所定の高さ差ΔＨで上下方向に重ねて配置した構成となっており、第１の基板搬送ユニット３Ａの下方に高さ差ΔＨを隔てて第２の基板搬送ユニット３Ｂが配設され、さらに第２の基板搬送ユニット３Ｂの下方に高さ差ΔＨを隔てて第３の基板搬送ユニット３Ｃが配設されている。この高さ差ΔＨは、各実装機において搭載ヘッド９によって基板４に電子部品を実装する高さ位置と、基板４を搬送する際の基板搬送高さとの兼ね合いで決定されるものである。

第１の基板搬送ユニット３Ａ、第２の基板搬送ユニット３Ｂ、第３の基板搬送ユニット３Ｃは、昇降ベース１６から上方に延出して設けられた結合部材１６ａによって一体に結合されており、昇降ベース１６を昇降機構１５（搬送部昇降手段）によって昇降させることにより、第１の基板搬送ユニット３Ａ、第２の基板搬送ユニット３Ｂ、第３の基板搬送ユニット３Ｃを一体的に昇降させることができるようになっている。

第１の基板搬送ユニット３Ａ、第２の基板搬送ユニット３Ｂ、第３の基板搬送ユニット３Ｃによる基板搬送・位置決めなどの動作、昇降機構１５およびＹ軸移動テーブル７、Ｘ軸移動テーブル８、搭載ヘッド９より成る部品実装手段による部品実装動作は、制御部１７によって制御される。制御部１７は、通信部１８を介して電子部品実装ライン１を構成する他装置の制御部と接続されており、電子部品実装ライン１の全体制御部１９によって個別の装置の制御部１７を統括制御することにより、後述する基板搬送動作を実行出来るようになっている。

次に図４，図５を参照して、基板搬送部３における各基板搬送ユニットの構造・機能を説明する。本実施の形態においては、第１の基板搬送ユニット３Ａおよび第２の基板搬送ユニット３Ｂは、上流側から受け渡された基板４を下流側に搬送する基板搬送機能とともに、搬送された基板４を搭載ヘッド９による部品実装位置に位置決めして保持する機能を有しており、第３の基板搬送ユニット３Ｃは基板搬送機能のみを有している。すなわち、図４（ａ）に示すように、第１の基板搬送ユニット３Ａおよび第２の基板搬送ユニット３Ｂは、水平な搬送経路を形成する２条の搬送レール２０に、モータ２２によって往復駆動される搬送ベルト２１を組み込んだ構成となっており、上流側装置から受け渡された基板４は、搬送ベルト２１によってＸ方向に搬送される。搬送レール２０、搬送ベルト２１、モータ２２は、上流側装置から受け渡された基板を水平な搬送経路に沿って下流に搬送す
る基板搬送機構を構成する。第３の基板搬送ユニット３Ｃはこの基板搬送機構のみを有している。

第１の基板搬送ユニット３Ａおよび第２の基板搬送ユニット３Ｂには、この基板搬送機構による搬送経路において、基板４を搭載ヘッド９による部品実装位置［Ｍ］に位置決めするための位置決めピン２３ａおよび位置決めピン２３ａを昇降させるためのピン昇降機構２３を備えている。基板４が搬送レール２０に沿って帆走される過程において、上昇した状態の位置決めピン２３ａに基板４の前縁が当接することにより、基板４はＸ方向に位置決めされる。さらに部品実装位置［Ｍ］には、図４（ｂ）に示すように、搬送レール２０の上面側にクランプ部材２４が基板４を挟む位置で配設されており、一方側のクランプ部材２４は駆動機構２５によってＹ方向に移動自在となっている。基板４が部品実装位置［Ｍ］まで搬送された状態で駆動機構２５を駆動することにより、基板４は両側をクランプ部材２４によって挟み込まれ、これにより基板４はＹ方向に位置決めされる。

すなわち、基板４は部品実装位置［Ｍ］において、位置決めピン２３ａおよびピン昇降機構２３によってＸ方向に位置決めされ、クランプ部材２４および駆動機構２５によってＹ方向に位置決めされる。したがって、位置決めピン２３ａ、ピン昇降機構２３、クランプ部材２４、駆動機構２５は、搬送経路において基板を保持して部品実装位置に位置決めする基板位置決め機構を構成する。

そしてこの基板位置決め機構によって基板４を部品実装位置［Ｍ］に位置決めした状態の第１の基板搬送ユニット３Ａまたは第２の基板搬送ユニット３Ｂを昇降機構１５によって上昇させて、基板４を図４（ａ）に示す部品実装高さＨＭに保持することにより、搭載ヘッド９による部品実装が可能となる。すなわち搭載ヘッド９をＹ軸移動テーブル７およびＸ軸移動テーブル８によって移動させることにより、各単位搭載ヘッド１０の吸着ノズル１０ａに保持された電子部品Ｐを基板４に実装する。したがって、Ｙ軸移動テーブル７、Ｘ軸移動テーブル８および搭載ヘッド９は、部品実装位置［Ｍ］に位置決めされ所定の部品実装高さＨＭに保持された基板４に電子部品を実装する部品実装手段を構成する。

基板搬送部３を搬送部昇降手段である昇降機構１５によって昇降させることにより、第１の基板搬送ユニット３Ａ、第２の基板搬送ユニット３Ｂ、第３の基板搬送ユニット３Ｃを、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）の各図に示す高さに位置させることができる。すなわち、基板搬送部３の高さ位置を図５（ａ）に示す第１の高さ位置まで上昇させることにより、第２の基板搬送ユニット３Ｂに保持された基板４が部品実装高さＨＭに位置し、第３の基板搬送ユニット３Ｃが部品実装高さＨＭから高さ差ΔＨだけ下方に設定された第１の基板搬送高さＨ１に位置する。この第１の高さ位置は、第２の基板搬送ユニット３Ｂに保持された基板４を対象として部品実装作業を実行するとともに、第３の基板搬送ユニット３Ｃを第１の基板搬送高さＨ１に位置させて基板４の搬送を可能とするための高さ位置である。なおここで示す高さ差ΔＨは、図３における高さ差ΔＨと同一である。

また基板搬送部３の高さ位置を図５（ｂ）に示す第２の高さ位置まで上昇させることにより、第１の基板搬送ユニット３Ａに保持された基板４が部品実装高さＨＭに位置し、第２の基板搬送ユニット３Ｂが第１の基板搬送高さＨ１に位置し、第３の基板搬送ユニット３Ｃが第１の基板搬送高さＨ１からさらに高さ差ΔＨだけ下方に設定された第２の基板搬送高さＨ２に位置する。この第２の高さ位置は、第１の基板搬送ユニット３Ａに保持された基板４を対象として部品実装作業を実行するとともに、第２の基板搬送ユニット３Ｂ、第３の基板搬送ユニット３Ｃをそれぞれ第１の基板搬送高さＨ１、第２の基板搬送高さＨ２に位置させて、第２の基板搬送ユニット３Ｂ、第３の基板搬送ユニット３Ｃのいずれによっても基板４の搬送を可能とするための高さ位置である。

さらに、基板搬送部３の高さ位置を図５（ｃ）に示す第３の高さ位置に位置させることにより、第１の基板搬送ユニット３Ａが第１の基板搬送高さＨ１に位置し、第２の基板搬送ユニット３Ｂが第２の基板搬送高さＨ２に位置する。この第３の高さ位置は、第１の基板搬送ユニット３Ａ、第２の基板搬送ユニット３Ｂをそれぞれ第１の基板搬送高さＨ１、第２の基板搬送高さＨ２に位置させて、第１の基板搬送ユニット３Ａ、第２の基板搬送ユニット３Ｂのいずれによっても基板４の搬送を可能とするための高さ位置である。実装機Ｍ２、実装機Ｍ３、実装機Ｍ４のいずれにおいても、昇降機構１５によって基板搬送部３を上述の第１の高さ位置、第２の高さ位置および第３の高さ位置にそれぞれ変更することができる。

図６は、このように構成された実装機Ｍ２、実装機Ｍ３、実装機Ｍ４を直列に連結した構成の電子部品実装ラインの基板搬送系の側断面を示している。基板供給装置Ｍ１は基板４を下流側へ供給する昇降自在な基板供給ユニット３Ｄを備えており、基板供給ユニット３Ｄを昇降させることにより、実装機Ｍ２の基板搬送部３が図５（ｃ）に示す第３の高さ位置にある状態における第１の基板搬送ユニット３Ａ、第２の基板搬送ユニット３Ｂ、第３の基板搬送ユニット３Ｃのいずれとも連結可能となっている。

電子部品実装ライン１において、全体制御部１９によって各装置に制御指令を送信し、実装機Ｍ２，Ｍ３・・の各装置において制御部１７によって基板搬送部３、昇降機構１５および前述の部品実装手段を制御することにより、図７，図８，図９にて説明する基板搬送動作が実行される。全体制御部１９および各装置の制御部１７は、各装置の基板搬送部３、昇降機構１５および部品実装手段を制御して以下の基板搬送動作を行わせる制御手段となっている。なお図７，図８，図９の各図においては、基板４に供給順を示す添字（ｎ）を付すとともに、未実装、実装作業中および実装済みの各基板４を、それぞれ白抜き、ハッチング付きおよび黒塗りで図示して、順序および状態を区別するようにしている。

まず図７（ａ）は、基板供給装置Ｍ１の基板供給ユニット３Ｄに未実装の基板４（１）が載置されて待機している状態を示している。このとき、基板供給ユニット３Ｄおよび実装機Ｍ２、実装機Ｍ３、実装機Ｍ４の基板搬送機構３は第３の高さ位置（図５（ｃ）参照）にあって、それぞれの第１の基板搬送ユニット３Ａは、第１の基板搬送高さＨ１に位置している。この後、図７（ｂ）に示すように、基板４（１）が実装機Ｍ２の第１の基板搬送ユニット３Ａに乗り移るとともに、基板供給装置Ｍ１においては基板供給ユニット３Ｄに新たな基板４（２）が載置される。

次いで、図７（ｃ）に示すように、実装機Ｍ２において基板搬送部３を第２の高さ位置（図５（ｂ）参照）に上昇させることにより、第１の基板搬送ユニット３Ａに保持された基板４（１）を部品実装高さＨＭに位置させて、基板４（１）を対象とした実装作業が実行される。そして図７（ｄ）に示すように、基板４（１）を対象とした実装作業の実行中に、基板４（２）が第１の基板搬送高さＨ１に位置する実装機Ｍ２の第２の基板搬送ユニット３Ｂを経由して、実装機Ｍ３の第１の基板搬送ユニット３Ａに搬入される。そして基板供給装置Ｍ１においては、基板供給ユニット３Ｄに新たな基板４（３）が載置される。

この後、図８（ａ）に示すように、実装機Ｍ３において基板搬送部３を第２の高さ位置に上昇させることにより、第１の基板搬送ユニット３Ａに保持された基板４（２）を部品実装高さＨＭに位置させて、基板４（２）を対象とした実装作業が実行される。そして実装機Ｍ２における基板４（１）、実装機Ｍ３における基板４（２）を対象とした実装作業の実行中に、基板４（３）が第１の基板搬送高さＨ１に位置する実装機Ｍ２の第２の基板搬送ユニット３Ｂを経由して、実装機Ｍ３の第２の基板搬送ユニット３Ｂに搬入され、ここで基板４（２）の実装作業完了まで待機する。そして基板供給装置Ｍ１においては、基板供給ユニット３Ｄに新たな基板４（４）が載置される。

次いで図８（ｂ）に示すように、実装機Ｍ２において第１の基板搬送高さＨ１に位置する第２の基板搬送ユニット３Ｂには、基板供給装置Ｍ１から基板４（４）が搬入されて基板４（１）の実装作業が完了するまでここで待機する。そして基板供給装置Ｍ１においては、基板供給ユニット３Ｄに新たな基板４（５）が載置される。この後基板４（１）の実装作業が完了したならば、図８（ｃ）に示すように、実装機Ｍ２，Ｍ４において基板搬送部３を第３の高さ位置まで下降させることにより、それぞれの第１の基板搬送ユニット３Ａを第２の基板搬送高さＨ２に位置させる。次に、図８（ｄ）に示すように、実装作業が既に完了した基板４（１）を、実装機Ｍ３の第３の基板搬送ユニット３Ｃを経由して、実装機Ｍ４の第１の基板搬送ユニット３Ａに搬入する。

この後図９（ａ）に示すように、実装機Ｍ２において基板搬送部３を第１の高さ位置に上昇させて、第２の基板搬送ユニット３Ｂにおいて待機中の基板４（４）を部品実装高さＨＭに位置させ、基板４（４）を対象とした実装作業を開始する。これと並行して、実装機Ｍ３においては基板搬送部３を第３の高さ位置に下降させて、第１の基板搬送ユニット３Ａを第１の基板搬送高さＨ１に位置させる。また実装機Ｍ４において基板搬送部３を第２の高さ位置に上昇させて、第２の基板搬送ユニット３Ｂを第１の基板搬送高さＨ１に位置させ、実装作業が既に完了した基板４（２）を、実装機Ｍ３の第１の基板搬送ユニット３Ａから実装機Ｍ４の第２の基板搬送ユニット３Ｂに搬入する。

次に図９（ｂ）に示すように、実装機Ｍ３において基板搬送部３を再度第１の高さ位置に上昇させて、第２の基板搬送ユニット３Ｂにおいて待機中の基板４（３）を部品実装高さＨＭに位置させ、基板４（３）を対象とした実装作業を開始する。そして実装機Ｍ２において基板４（４）を対象とした実装作業が完了したならば、図９（ｃ）に示すように、実装機Ｍ２にて基板搬送部３を第２の高さ位置に下降させて第２の基板搬送ユニット３Ｂを第１の基板搬送高さＨ１に位置させ、実装作業が完了した基板４（４）を実装機Ｍ３の第３の基板搬送ユニット３Ｃに乗り移らせる。そしてこれと並行して、実装機Ｍ４において基板搬送部３を第１の高さ位置に上昇させて、第３の基板搬送ユニット３Ｃを第１の基板搬送高さＨ１に位置させる。

次いで図９（ｄ）に示すように、実装機Ｍ２において基板搬送部３をさらに第３の高さ位置まで下降させて、第１の基板搬送ユニット３Ａを第１の基板搬送高さＨ１に位置させ、基板供給ユニット３Ｄから基板４（５）を第１の基板搬送ユニット３Ａに搬入する。そして実装作業が完了した基板４（４）を、実装機Ｍ３の第３の基板搬送ユニット３Ｃを介して、実装機Ｍ４の第３の基板搬送ユニット３Ｃに搬入する。そしてこの後、上述と同様の基板搬送動作が反復して実行される。

上述の電子部品実装方法における基板搬送動作では、一の単位実装装置の第１の基板搬送ユニット３Ａの部品実装位置［Ｍ］に位置決めされた基板４に対して部品実装手段によって行われる実装作業が完了する前に、部品実装位置［Ｍ］が空きとなっている第２の基板搬送ユニット３Ｂに上流側装置から未実装の基板４を搬入して待機させるようにしている（図８（ａ）に示す基板４（３）、図８（ｂ）に示す基板４（４）参照）。そしてこれとともに、第１の基板搬送ユニット３Ａまたは第２の基板搬送ユニット３Ｂのいずれかにおいて上述の実装作業を実行している間に、当該単位実装装置の上流側装置から受け渡され当該単位実装装置による実装作業の対象とならない基板４、すなわち下流側装置によって実装作業が実行される予定の基板４（図７（ｃ）、（ｄ）に示す基板４（２）参照）や、上流側装置によって実装済みの基板４（図８（ｄ）に示す基板４（１）参照）を、第２の基板搬送ユニット３Ｂまたは第３の基板搬送ユニット３Ｃのいずれかによって搬送して下流側装置に受け渡す動作を実行させるようにしている。

このような基板搬送動作を採用することにより、電子部品実装ライン１を構成する各実装機Ｍ２，Ｍ３・・において、第１の基板搬送ユニット３Ａにおいて実装作業を実行中に、第２の基板搬送ユニット３Ｂに次の実装作業予定の基板４を待機させることができる。これにより、１つの実装機において第１の基板搬送ユニット３Ａに保持された基板への実装作業が終了し、実装済みの基板が搬出された後に直ちに第２の基板搬送ユニット３Ｂを部品実装高さＨＭまで上昇させて次の基板を対象とした実装作業を開始することができる。したがって従来装置においては不可避であった次の基板の搬入を待つためのロスタイムの発生を減少させることができる。

そして第２の基板搬送ユニット３Ｂにおいて実装作業を実行している間においても、第３の基板搬送ユニット３Ｃによって常に基板搬送動作を実行可能な構成となっていることから、下流側でアイドル状態となっている実装機への基板の供給や実装済みの基板の搬出を各実装機の稼動状態においてタイムリーに実行することが可能となり、電子部品実装ラインを構成する各実装機への基板の供給のバランスを確保して、電子部品実装ライン全体の稼働率を向上させることができる。

本発明の電子部品実装装置および電子部品実装方法は、電子部品実装ラインを構成する各単位実装装置への基板の供給のバランスを確保して、電子部品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効果を有し、複数の単位実装装置を連結して構成された電子部品実装ラインによって電子部品を基板に実装する用途に有用である。

本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインを構成する単位実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインを構成する単位実装装置の部分断面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインを構成する単位実装装置の基板搬送部の構造説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインを構成する単位実装装置の基板搬送部の動作説明図 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系の構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインによる電子部品実装方法の工程説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインによる電子部品実装方法の工程説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインによる電子部品実装方法の工程説明図

符号の説明

１ 電子部品実装ライン
３ 基板搬送部
３Ａ 第１の基板搬送ユニット
３Ｂ 第２の基板搬送ユニット
３Ｃ 第３の基板搬送ユニット
４ 基板
７ Ｙ軸移動テーブル（部品実装手段）
８ Ｘ軸移動テーブル（部品実装手段）
９ 搭載ヘッド（部品実装手段）
１５ 昇降機構（搬送部昇降手段）
Ｍ１ 基板供給装置
Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５ 実装機（単位実装装置）
［Ｍ］ 部品実装位置
ＨＭ 部品実装高さ
Ｈ１ 第１の基板搬送高さ
Ｈ２ 第２の基板搬送高さ

Claims (2)

1. 上流側装置から受け渡された基板を水平な搬送経路に沿って下流に搬送する基板搬送機構と、前記搬送経路において前記基板を保持して部品実装位置に位置決めする基板位置決め機構とを有する第１の基板搬送ユニットと、
   この第１の基板搬送ユニットの下方に所定の高さ差を隔てて配設され前記基板搬送機構および基板位置決め機構を有する第２の基板搬送ユニットと、
   この第２の基板搬送ユニットの下方に前記所定の高さ差を隔てて配設され前記基板搬送機構を有する第３の基板搬送ユニットと、
   前記部品実装位置に位置決めされ所定の部品実装高さに保持された基板に電子部品を実装する部品実装手段と、
   前記第１の基板搬送ユニット、第２の基板搬送ユニットおよび第３の基板搬送ユニットを一体的に結合した基板搬送部を昇降させることにより、この基板搬送部の高さ位置を、
   前記第２の基板搬送ユニットに保持された基板が前記部品実装高さに位置し、前記第３の基板搬送ユニットが前記部品実装高さから前記高さ差だけ下方に設定された第１の基板搬送高さに位置する第１の高さ位置と、
   前記第１の基板搬送ユニットに保持された基板が前記部品実装高さに位置し、前記第２の基板搬送ユニットが前記第１の基板搬送高さに位置し、前記第３の基板搬送ユニットが前記第１の基板搬送高さからさらに前記高さ差だけ下方に設定された第２の基板搬送高さに位置する第２の高さ位置と、
   前記第１の基板搬送ユニットが前記第１の基板搬送高さに位置し、前記第２の基板搬送ユニットが前記第２の基板搬送高さに位置する第３の高さ位置とに変更する搬送部昇降手段とを備えた単位実装装置を複数台連結して構成され、
   前記基板搬送部、搬送部昇降手段および部品実装手段を制御することにより、一の前記単位実装装置の第１の基板搬送ユニットの前記部品実装位置に位置決めされた前記基板に対して前記部品実装手段によって行われる実装作業が完了する前に、前記部品実装位置が空きとなっている前記第２の基板搬送ユニットに上流側装置から未実装の基板を搬入して待機させるとともに、前記第１の基板搬送ユニットまたは第２の基板搬送ユニットのいずれかにおいて実装作業を実行している間に当該単位実装装置の上流側装置から受け渡され当該単位実装装置による実装作業の対象とならない基板を前記第２の基板搬送ユニットまたは第３の基板搬送ユニットのいずれかによって搬送して下流側装置に受け渡す基板搬送動作を実行させる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。
2. 上流側装置から受け渡された基板を水平な搬送経路に沿って下流に搬送する基板搬送機構と、前記搬送経路において前記基板を保持して部品実装位置に位置決めする基板位置決め機構とを有する第１の基板搬送ユニットと、この第１の基板搬送ユニットの下方に所定の高さ差を隔てて配設され前記基板搬送機構および基板位置決め機構を有する第２の基板搬送ユニットと、この第２の基板搬送ユニットの下方に前記所定の高さ差を隔てて配設され前記基板搬送機構を有する第３の基板搬送ユニットと、前記部品実装位置に位置決めされ所定の部品実装高さに保持された基板に電子部品を実装する部品実装手段と、前記第１の基板搬送ユニット、第２の基板搬送ユニットおよび第３の基板搬送ユニットを一体的に結合した基板搬送部を昇降させることにより、この基板搬送部の高さ位置を、前記第２の基板搬送ユニットに保持された基板が前記部品実装高さに位置し、前記第３の基板搬送ユニットが前記部品実装高さから前記高さ差だけ下方に設定された第１の基板搬送高さに位置する第１の高さ位置と、前記第１の基板搬送ユニットに保持された基板が前記部品実装高さに位置し、前記第２の基板搬送ユニットが前記第１の基板搬送高さに位置し、前記第３の基板搬送ユニットが前記第１の基板搬送高さからさらに前記高さ差だけ下方に設定された第２の基板搬送高さに位置する第２の高さ位置と、前記第１の基板搬送ユニットが前記第１の基板搬送高さに位置し、前記第２の基板搬送ユニットが前記第２の基板搬送高さに位置する第３の高さ位置とに変更する搬送部昇降手段とを備えた単位実装装置を複数台
   連結して構成された電子部品実装装置によって基板に電子部品を実装する電子部品実装方法であって、
   一の前記単位実装装置の第１の基板搬送ユニットの前記部品実装位置に位置決めされた前記基板に対して前記部品実装手段によって行われる実装作業が完了する前に、前記部品実装位置が空きとなっている前記第２の基板搬送ユニットに上流側装置から未実装の基板を搬入して待機させるとともに、前記第１の基板搬送ユニットまたは第２の基板搬送ユニットのいずれかにおいて実装作業を実行している間に当該単位実装装置の上流側装置から受け渡され当該単位実装装置による実装作業の対象とならない基板を前記第２の基板搬送ユニットまたは第３の基板搬送ユニットのいずれかによって搬送して下流側装置に受け渡す基板搬送動作を実行させることを特徴とする電子部品実装方法。

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