JP6556071B2 - 表面実装システムの吸着ノズル段取り方法、及び、表面実装システム - Google Patents
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Description
ところで、一般に表面実装システムでは実装に用いる吸着ノズルの種類が基板の種類によって異なるので、基板の種類が切り替わると一部(あるいは全部)の種類の吸着ノズルが不足してしまうことがある。また、実装に用いる吸着ノズルの種類は表面実装機によっても異なるため、不足する吸着ノズルの種類は表面実装機によっても異なる。
図1から図8を参照して実施形態1を説明する。以降の説明では図1に示す左右方向をX軸方向、前後方向をY軸方向、紙面に垂直な方向(上下方向)をZ軸方向という。また、以降の説明では図1に示す右側を上流側、左側を下流側という。また、以降の説明では同一の構成要素には一部を除いて図面の符号を省略している場合がある。
先ず、図1を参照して、実施形態1に係る表面実装システム1の構成について説明する。表面実装システム1は着脱可能な吸着ノズル57(図3参照)を一種類以上有する表面実装機2(2A〜2D)が4台配列されてなり、上流側(一端側の一例)の表面実装機2から下流側(他端側の一例)の表面実装機2の順にプリント基板P(図3参照)を搬送し、各表面実装機2が吸着ノズル57を用いてプリント基板Pに電子部品E(図2参照)を実装するものである。プリント基板Pは基板の一例であり、電子部品Eは部品の一例である。
図2に示すように、表面実装機2は基台10、搬送コンベア20、図示しないバックアップ機構、図示しないクランプ部、複数の部品供給装置30、ヘッド搬送部40、ヘッドユニット50、ノズルステーション60、ノズルトレイ駆動部70、基板認識カメラC1(図4参照)などを備えている。
基台10は平面視長方形状をなすとともに上面が平坦とされている。図2において二点鎖線で示す矩形枠Bは電子部品Eが実装されるときにプリント基板Pが位置する作業位置を示している。
各フィーダ31は複数の電子部品Eが収容された部品供給テープ(不図示)が巻回されたリール(不図示)、及び、リールから部品供給テープを引き出す電動式の送出装置(不図示)等を備えており、搬送コンベア20側に位置する端部に設けられた部品供給位置から電子部品Eが一つずつ供給されるようになっている。
ロータリーヘッド52はZ軸周りに回転する回転体53、回転体53の回転軸線を中心とする円周上に配列されている複数のノズルシャフト54(図3参照)などを有している。ノズルシャフト54はZ軸方向に昇降可能に、且つ、ノズルシャフト54自身の軸線周りに回転(すなわち自転)可能に回転体53に支持されている。
また、本実施形態では基板認識カメラC1は後述するノズルトレイ90に格納されている吸着ノズル57を撮像してノズルトレイ90に格納されている吸着ノズル57の種類や種類ごとの数(以下、単に「種類及び数」という)を認識するためにも用いられる。具体的には、本実施形態に係る吸着ノズル57の上面には種類を識別するためのIDコードが添付(あるいは刻印)されており、表面実装機2はそのIDコードを基板認識カメラC1によって撮像することによって吸着ノズル57の種類及び数を認識する。
なお、IDコードから吸着ノズル57の種類を認識するのではなく、吸着ノズル57を基板認識カメラC1によって撮像し、その形状から種類を認識する構成であってもよい。
図4に示すように、表面実装機2は制御部80を備えている。制御部80には表示部81、操作部82、通信部83、搬送コンベア20、Y軸サーボモータ44、X軸サーボモータ48、Z軸サーボモータ55、R軸サーボモータ56、ステーション駆動部63、ノズルトレイ駆動部70などが接続されている。
通信部83は所定の通信プロトコルに従って他の表面実装機2と通信するためのものである。隣り合う表面実装機2の通信部83は通信ケーブル84(図1参照)を介して接続されており、これにより制御部80は通信部83を介して他の表面実装機2と通信することができる。
次に、図5を参照して、ノズルトレイ90について説明する。ノズルトレイ90は後述する吸着ノズル段取り方法において表面実装機2間で吸着ノズル57を受け渡すために用いられるものである。ノズルトレイ90は図5(A)に示す板状の基板91、及び、図5(B)に示すシャッタ92を有している。なお、図5(A)及び図5(B)では理解を容易にするため基板91とシャッタ92とを別々に示しているが、実際にはシャッタ92は基板91の上方を覆うように設けられている。
本実施形態に係る吸着ノズル段取り方法は、大まかには、ノズルトレイ90を表面実装システム1の上流側から下流側、及び、下流側から上流側の双方向に搬送することにより、一の表面実装機2で不足している種類の吸着ノズル57を当該種類の吸着ノズル57が余っている他の表面実装機2からノズルトレイ90を介して当該一の表面実装機2に受け渡すことによって行われる(受け渡し工程の一例)。
そこで、本実施形態では、ある表面実装機2にノズルトレイ90が搬送されてきたとき、当該表面実装機2は不足している種類及び数の吸着ノズル57をノズルトレイ90から取得できる分だけ取得し、それでも未だ不足している吸着ノズル57の種類及び数がある場合は不足している種類及び数を下流にある全ての表面実装機2に通知する。
次に、上述した吸着ノズル段取り方法を実現するために各表面実装機2の制御部80が実行する処理について説明する。本実施形態に係る吸着ノズル段取り方法では、プリント基板Pの種類が切り替わるとき、先ず、作業者が各表面実装機2の生産プログラムを新たなプリント基板Pの種類に応じた生産プログラムに切り替え、各表面実装機2に吸着ノズル57の段取りを指示する。
各表面実装機2の制御部80は段取りが指示されるとノズルトレイ90が搬送されてくるのを待つ待機状態に移行し、ノズルトレイ90が搬送されてくると次に説明する「ノズルトレイが搬送されてきたときの処理」を実行する。
また、ここでは、段取りを行うとき、いずれのノズルシャフト54にも吸着ノズル57は取り付けられておらず、各表面実装機2が有する吸着ノズル57は全てノズルステーション60に格納されているものとする。
以下、図7を参照して、ノズルトレイが搬送されてきたときの処理について説明する。以下に説明する処理はノズルトレイ90が上流側及び下流側のどちら側から搬送されてきたときにも共通に実行される。
S102では、制御部80は作業位置Bでノズルトレイ90を停止させ、クランプ部によってノズルトレイ90を固定する。
S106では、制御部80は不足している種類及び数を当該表面実装機2に通知した表面実装機2のうち最上流の表面実装機2から通知された種類及び数の吸着ノズル57が全てノズルトレイ90に格納されているか否かを判断し、格納されている場合はS107に進み、格納されていない場合はS108に進む。
S108では、制御部80はノズルトレイ90を下流側に搬送する下流側搬送処理を実行する。
次に、図8を参照して、S108で実行される下流側搬送処理について説明する。
S202では、制御部80は当該表面実装機2でまだ不足している吸着ノズル57があるか否かを判断し、ある場合はS203に進み、ない場合はS204に進む。
S203では、制御部80は当該表面実装機2より下流側にある全ての表面実装機2に当該表面実装機2で不足している種類及び数を通知する(通知工程の一例)。
S205では、制御部80はノズルトレイ90を下流側の表面実装機2に搬送する。
以上説明した実施形態1に係る吸着ノズル段取り方法によると、ノズルトレイ90を上流側から下流側、及び、下流側から上流側の双方向に搬送して吸着ノズル57を受け渡すので、表面実装システム1に最初に段取りを指示する時点では、作業者は不足している種類及び数の吸着ノズル57をノズルトレイ90に格納する作業は不要である。このため表面実装システム1の吸着ノズル57を段取りする際の作業者の負担及び作業ミスを低減することができる。
ただし、システム全体で不足している吸着ノズル57がある場合は、作業者はその不足している吸着ノズル57をノズルトレイ90に格納する作業が必要になる。しかしながら、その場合であっても、実施形態1に係る吸着ノズル段取り方法では吸着ノズル57を双方向で受け渡しているので、従来のように一方向にしか受け渡さない場合に比べて格納する吸着ノズルの数が少なくて済む。このため、その場合であっても作業者の負担及び作業ミスを低減することができる。
次に、実施形態2を図9ないし図10によって説明する。
前述した実施形態1に係る吸着ノズル段取り方法では、余っている吸着ノズル57及び不足している吸着ノズル57を各表面実装機2の制御部80が判断する場合を例に説明した。
これに対し、図9に示すように、実施形態2に係る表面実装システム3は各表面実装機2と通信可能に接続されている制御装置100を有しており、制御装置100が生産プログラムと各表面実装機2が有している吸着ノズル57の種類及び数とに基づいて、各表面実装機2で余っている吸着ノズル57の種類及び数、並びに、不足している吸着ノズル57の種類及び数を判断する(第2の判断工程の一例)。
そして、制御装置100は、その判断結果に基づいて、ノズルトレイ90に格納する吸着ノズル57の種類及び数、ノズルトレイ90から取得する吸着ノズル57の種類及び数、並びに、ノズルトレイ90の搬送手順を表面実装機2毎に決定し(決定工程の一例)、その決定に従って各表面実装機2の動作を事前に設定する。
前述した図6を参照して、実施形態2に係る段取り例について説明する。ここでは実施形態1で説明した例と同様に、1番目の表面実装機2Aで種類Aの吸着ノズル57が3本不足しており、2番目の表面実装機2Bで種類Bの吸着ノズル57が2本不足しているとする。そして、3番目の表面実装機2Cで種類Bの吸着ノズル57が2本余っており、4番目の表面実装機2Dで種類Aの吸着ノズル57が3本余っているとする。
次に、図10を参照して、実施形態2に係るノズルトレイが搬送されてきたときの処理について説明する。以下に説明する処理はノズルトレイ90が上流側及び下流側のどちら側から搬送されてきたときにも共通に実行される。
S302では、制御部80は作業位置Bでノズルトレイ90を停止させ、クランプ部によってノズルトレイ90を固定する。
S304では、制御部80はノズルトレイ90から取得するよう設定されている種類及び数の吸着ノズル57をノズルトレイ90から取得してノズルステーション60に格納する。
S306では、制御部80はノズルトレイ90を上流側の表面実装機2に搬送する。
S307では、制御部80はノズルトレイ90を下流側の表面実装機2に搬送する。
以上説明した実施形態2に係る吸着ノズル段取り方法によると、各表面実装機2で余っている吸着ノズル57の種類及び数、並びに、不足している吸着ノズル57の種類及び数を制御装置100が判断するので、それらを作業者が判断する場合に比べ、作業者の負担及び作業ミスをより低減することができる。
次に、実施形態3を説明する。
実施形態3は実施形態2の変形例である。前述した実施形態2に係る制御装置100は一つの生産プログラムだけを考慮して段取りを行うものである。これに対し、実施形態3に係る制御装置100は、プリント基板Pの種類に応じた複数の生産プログラムと各表面実装機2が有している吸着ノズル57の種類及び数とに基づいて、各表面実装機2で余っている吸着ノズル57の種類及び数、並びに、不足している吸着ノズル57の種類及び数を判断し、その判断結果に基づいて各表面実装機2の動作を事前に設定する。
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した各実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
例えば、予め複数種類の吸着ノズル57を任意にノズルトレイ90に格納しておき、各表面実装機2はノズルトレイ90から不足している吸着ノズル57の吸着ノズル57を取得する一方、余っている吸着ノズル57はノズルトレイ90に格納しないようにしてもよい。このようにすると、下流側の表面実装機2がノズルトレイ90から不足している吸着ノズル57を取得しようとするとき、上流側の表面実装機2ではその種類の吸着ノズル57が余っていてもノズルトレイ90にはその種類の吸着ノズル57が格納されていないことが起こり得る。そのため、その場合は下流側の表面実装機2が不足している吸着ノズル57の種類及び数を上流側の表面実装機2に通知し、ノズルトレイ90を上流側に搬送してもよい。
Claims (10)
- 着脱可能な吸着ノズルを一種類以上有する表面実装機が複数配列されてなり、前記複数の表面実装機の並び方向の一端側の前記表面実装機から他端側の前記表面実装機の順に基板を搬送し、各前記表面実装機が前記吸着ノズルを用いて前記基板に部品を実装する表面実装システムの吸着ノズル段取り方法であって、
前記吸着ノズルが格納されるノズルトレイを前記一端側から前記他端側、及び、前記他端側から前記一端側の双方向に搬送することにより、一の前記表面実装機で不足している種類の前記吸着ノズルを当該種類の前記吸着ノズルが余っている他の前記表面実装機から前記ノズルトレイを介して当該一の表面実装機に受け渡す受け渡し工程を含む、吸着ノズル段取り方法。 - 各前記表面実装機が、前記部品の実装に用いる前記吸着ノズルの種類が設定されている生産情報と当該表面実装機が有している前記吸着ノズルの種類とに基づいて、当該表面実装機で余っている前記吸着ノズルの種類、及び、不足している前記吸着ノズルの種類を判断する第1の判断工程を含む、請求項1に記載の吸着ノズル段取り方法。
- 前記一端側及び前記他端側のいずれか一方を上流側、他方を下流側と定義したとき、前記受け渡し工程は、前記上流側の前記表面実装機から前記下流側の前記表面実装機の順に前記ノズルトレイを搬送し、前記ノズルトレイが搬送されてきた各前記表面実装機が当該表面実装機で余っている前記吸着ノズルを前記ノズルトレイに格納するとともに、当該表面実装機で不足している種類の前記吸着ノズルを前記ノズルトレイから取得するものであり、
前記ノズルトレイが搬送されてきた前記表面実装機で不足している種類の前記吸着ノズルが前記ノズルトレイに格納されていない場合に、当該表面実装機が当該表面実装機より前記下流側にある前記表面実装機に前記不足している種類を通知する通知工程と、
前記不足している種類を通知された前記表面実装機が当該表面実装機で余っている前記吸着ノズルを前記ノズルトレイに格納することによって通知された種類の前記吸着ノズルが前記ノズルトレイに格納された場合に、前記ノズルトレイを前記上流側に逆搬送する逆搬送工程と、
を含む、請求項1又は請求項2に記載の吸着ノズル段取り方法。 - 前記逆搬送工程において、通知された種類の前記吸着ノズルが全て前記ノズルトレイに格納された場合に前記ノズルトレイを前記上流側に逆搬送する、請求項3に記載の吸着ノズル段取り方法。
- 二以上の前記表面実装機がそれぞれ当該表面実装機より前記下流側にある前記表面実装機に前記不足している種類を通知した場合は、前記逆搬送工程において、当該二以上の前記表面実装機のうち最も前記上流側の前記表面実装機から通知された種類の前記吸着ノズルが全て前記ノズルトレイに格納された場合に前記ノズルトレイを前記上流側に逆搬送する、請求項4に記載の吸着ノズル段取り方法。
- 前記表面実装システムは各前記表面実装機と通信可能に接続されている制御装置を有し、
当該吸着ノズル段取り方法は、
前記制御装置が、前記部品の実装に用いる前記吸着ノズルの種類が前記表面実装機毎に設定されている生産情報と各前記表面実装機が有している前記吸着ノズルの種類とに基づいて、余っている前記吸着ノズルの種類、及び、不足している前記吸着ノズルの種類を前記表面実装機毎に判断する第2の判断工程を含む、請求項1に記載の吸着ノズル段取り方法。 - 前記制御装置が、前記第2の判断工程で判断した結果に基づいて、前記ノズルトレイに格納する前記吸着ノズルの種類、前記ノズルトレイから取得する前記吸着ノズルの種類、及び、前記ノズルトレイの搬送手順を前記表面実装機毎に決定する決定工程を含み、
前記受け渡し工程において、各前記表面実装機は、前記制御装置によって決定された種類の前記吸着ノズルを前記ノズルトレイに格納するともに、前記制御装置によって決定された種類の前記吸着ノズルを前記ノズルトレイから取得し、前記制御装置で決定された搬送手順に従って前記ノズルトレイを前記一端側又は前記他端側に搬送する、請求項6に記載の吸着ノズル段取り方法。 - 前記第2の判断工程において、前記制御装置は前記基板の種類に応じた複数の前記生産情報と各前記表面実装機が有している前記吸着ノズルの種類とに基づいて、余っている前記吸着ノズルの種類、及び、不足している前記吸着ノズルの種類を前記表面実装機毎に判断する、請求項6又は請求項7のいずれか一項に記載の吸着ノズル段取り方法。
- 前記受け渡し工程の前又は後に、前記表面実装システム全体で不足する前記吸着ノズルの種類を作業者に報知する報知工程を含む、請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の吸着ノズル段取り方法。
- 着脱可能な吸着ノズルを一種類以上有する表面実装機が複数配列されてなり、前記複数の表面実装機の並び方向の一端側の前記表面実装機から他端側の前記表面実装機の順に基板を搬送し、各前記表面実装機が前記吸着ノズルを用いて前記基板に部品を実装する表面実装システムであって、
前記吸着ノズルが格納されるノズルトレイを前記一端側から前記他端側、及び、前記他端側から前記一端側の双方向に搬送することにより、一の前記表面実装機で不足している種類の前記吸着ノズルを当該種類の前記吸着ノズルが余っている他の前記表面実装機から前記ノズルトレイを介して当該一の表面実装機に受け渡す、表面実装システム。
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