JP7229889B2 - 共通立設位置の位置決定方法、位置決定装置、及び、位置決定プログラム - Google Patents
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Description
実施形態1を図1ないし図16に基づいて説明する。以降の説明では図1に示す左右方向をX方向、前後方向をY方向、図2に示す上下方向をZ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。
図1を参照して、表面実装機1の構成について説明する。表面実装機1は基板Pに電子部品などの部品Eを実装する装置であり、基台10、搬送コンベア11、バックアップ装置12(図2、図3参照)、4つのテープ部品供給装置13、ヘッドユニット14、ヘッド移動部15、部品撮像カメラ16、基板撮像カメラ17、制御部18(図5参照)、操作部19(図5参照)などを備えている。
搬送コンベア11は基板PをX軸方向の上流側から作業位置Aに搬入し、作業位置Aで部品Eが実装された基板Pを下流側に搬出するものである。搬送コンベア11はX軸方向に循環駆動する一対のコンベアベルト11A及び11B、それらのコンベアベルトを駆動するコンベア駆動モータ50(図5参照)などを備えている。後側のコンベアベルト11Aは前後方向に移動可能であり、基板Pの幅に応じて2つのコンベアベルト11Aと11Bとの間隔を調整できる。
テープ部品供給装置13は搬送コンベア11のY軸方向の両側においてX軸方向に並んで2箇所ずつ、計4箇所に配されている。これらのテープ部品供給装置13には複数のフィーダ20がX軸方向に横並び状に整列して取り付けられている。各フィーダ20は所謂テープフィーダであり、複数の部品Eが収容された部品テープが巻回されたリール、及び、リールから部品テープを引き出す電動式のテープ送出装置等を備えており、搬送コンベア11側の端部に設けられた部品供給位置から部品Eを一つずつ供給する。
ヘッド移動部15はヘッドユニット14を所定の可動範囲内でX軸方向及びY軸方向に移動させるものである。ヘッド移動部15はヘッドユニット14をX軸方向に往復移動可能に支持しているビーム22、ビーム22をY軸方向に往復移動可能に支持している一対のY軸ガイドレール23、ヘッドユニット14をX軸方向に往復移動させるX軸サーボモータ46、ビーム22をY軸方向に往復移動させるY軸サーボモータ47などを備えている。
基板撮像カメラ17はヘッドユニット14に設けられている。基板撮像カメラ17は基板Pに付されている図示しないフィデューシャルマークを撮像して基板Pの位置や傾きを認識するためのものである。
図2を参照して、ヘッドユニット14の構成について説明する。ヘッドユニット14は所謂インライン型であり、複数の実装ヘッド21がX軸方向に並んで設けられている。ヘッドユニット14にはこれらの実装ヘッド21を個別に昇降させるZ軸サーボモータ48(図5参照)やこれらの実装ヘッド21を一斉に軸周りに回転させるR軸サーボモータ49(図5参照)などが設けられている。
なお、ここではインライン型のヘッドユニット14を例に説明するが、ヘッドユニット14は例えば複数の実装ヘッド21が円周上に配列された所謂ロータリーヘッドであってもよい。
図2から図4を参照して、バックアップ装置12の一例について説明する。以下に示すバックアップ装置12は一例であり、バックアップ装置12の構成は以下に示す構成に限定されるものではない。
図3に示すように、バックアップ装置12は上部プレート31、上部プレート31の下に配されている下部プレート32、4つの支柱33、複数のバックアップピン30、下部プレート32を昇降させる昇降機構34(図2参照)などを備えている。
図2において基板Pの上側を向いている面55Aは基板Pの一方の面の一例であり、基板Pの下側を向いている面55Bは他方の面の一例である。
図5に示すように、表面実装機1は制御部18及び操作部19を備えている。制御部18は演算処理部40、モータ制御部41、記憶部42、画像処理部43、外部入出力部44、フィーダ通信部45などを備えている。
モータ制御部41は演算処理部40の制御の下でX軸サーボモータ46、Y軸サーボモータ47、Z軸サーボモータ48、R軸サーボモータ49、コンベア駆動モータ50などの各モータの運転、停止、及び回転速度を制御する。
外部入出力部44はいわゆるインターフェースであり、表面実装機1の本体に設けられている各種センサ類51から出力される検出信号が取り込まれるように構成されている。また、外部入出力部44は演算処理部40から出力される制御信号に基づいて各種アクチュエータ類52(図示しない空気供給装置、バックアップ装置12を含む)に対する動作制御を行うように構成されている。
操作部19は液晶ディスプレイなどの表示部と、タッチパネル、キーボード、マウスなどで構成される入力部とを備えている。作業者は操作部19を操作して表面実装機1に対する各種の設定や動作の指示などを行うことができる。
図6A及び図6Bを参照して、バックアップピン30の共通立設位置について説明する。
前述したように各機種の基板Pは両面に部品Eが実装される。各機種は先に部品Eが実装される面(先行面)と後に部品Eが実装される面(後行面)とが予め設定されている。図6Aは機種Aの基板Pの先行面に部品Eが実装された状態を示している。図6Bは機種Bの基板Pの先行面に部品Eが実装された状態を示している。図6A及び図6Bにおいて点線で示される円70(以下、点線円70という)はバックアップ装置12のピン挿入孔31Aの位置を示している。
ここで、前述したように各機種は予め先行面と後行面とが設定されているが、本実施形態では後行面に先に部品Eを実装し、その後に先行面に部品Eを実装するように実装順序を入れ替えることもできる。以降の説明では、実装順序が入れ替えられた場合であっても、予め先行面として設定されていた面のことをそのまま先行面といい、予め後行面として設定されていた面のことをそのまま後行面という。このため、先行面は必ずしも先に部品が実装される面であることを意味しない。同様に、後行面は必ずしも後に部品が実装される面であることを意味しない。
図7を参照して、共通立設位置の位置決定装置60(以下、単に位置決定装置60という)について説明する。位置決定装置60は、複数機種の基板Pの「後に部品Eが実装される面」に部品Eを実装するときに共通立設位置の数が極力多くなるように基板Pの生産手順を決定することにより、共通立設位置の数が極力多くなるように共通立設位置を決定するための装置である。
ここで基板Pの生産手順とは、先行面及び後行面のうち先に部品Eが実装される面、及び、後に部品Eが実装される面に部品Eを実装するときに基板Pを搬送する向き(順流れ方向又は逆流れ方向)のことをいう。
CPU61は記憶部63に記憶されている共通立設位置の位置決定プログラム(以下、単に位置決定プログラムという)を実行して基板Pの生産手順を決定する。RAM62はCPU61が位置決定プログラムを実行するときに主記憶装置として用いられる。記憶部63は電源が供給されなくてもデータを保持する記憶装置である。表示部64は液晶ディスプレイなどである。操作部65はキーボード、マウス、タッチパネルなどで構成されている。
実施形態1に係る位置決定プログラムはオペレータによってインタラクティブに操作されるプログラムである。インタラクティブとは、表示部64によって表示される画面を見ながらオペレータが対話をするような形式で操作する形態のことをいう。以降の説明では位置決定プログラムを実行するCPU61のことを単に位置決定プログラムという。
選択処理は、基板Pの機種の選択や、選択した機種について前述した生産手順の設定を受け付ける処理である。位置決定プログラムは起動されると図示しない選択画面を表示部64に表示する。オペレータは表示された選択画面で基板Pの機種を2機種以上選択する。更に、オペレータは選択画面で機種ごとに生産手順を設定する。
画像生成処理は、選択処理で選択された基板Pの機種毎に2つの画像を生成する処理である。例えば機種Bの場合、位置決定プログラムは図6Bに示す先行面画像80A(画像及び第1画像の一例)と、図8に示す後行面画像80B(画像及び第2画像の一例)とを生成する。先行面画像80Aは先行面に部品Eが実装された状態を示す画像である。後行面画像80Bは後行面に部品Eが実装された状態を示す画像である。
ここでは先行面画像80Aの生成について説明したが、後行面画像80Bの生成についても同様である。
例えば、機種A及び機種Bのどちらも、先に部品Eが実装される面として先行面が設定され、後に部品Eが実装される面(この場合は後行面)に部品Eを実装するときに基板Pを搬送する向きとして順流れ方向が設定されたとする。この場合、位置決定プログラムは、各機種について、先に部品Eが実装される面として設定された面の画像(この例では先行面画像80A)を当該機種の基板画像80とする。そして、位置決定プログラムは、図9Aに示すように機種Aの基板画像80と機種Bの基板画像80とをそれぞれ設定された向き(この例では順流れ方向)で重ね合わせた合成画像82を作成し、作成した合成画像82を表示部64に表示する。このとき、位置決定プログラムは前述したバックアップピン30を立設可能な位置を表す画像84を合成画像82に重ねて表示する。
例えば、図9Aに示す合成画像82が表示されている状態で、機種Bについて、後に部品Eが実装される面(この場合は後行面)に部品Eを実装するときに基板Pを搬送する向きが逆流れ方向に変更されたとする。その場合、図9Bに示すように、位置決定プログラムは機種Aの基板画像80(先行面画像80A)については順流れ方向を維持し、機種Bの基板画像80(先行面画像80A)を180度回転させて逆流れ方向で重ね合わせて合成画像82を作成する。そして、位置決定プログラムは合成画像82において各機種で共通する立設位置を視認可能に表示する。
位置決定プログラムを用いた共通立設位置の決定について、複数の例を参照して説明する。
図9及び図10を参照して、例1について説明する。例1は機種が2つ(機種A、機種B)であり、それら2機種の基板Pのサイズが同じである場合の例である。
図9Bは、機種Bの後行面に部品Eを実装するときに基板Pを搬送する向きを逆流れ方向として重ね合わせた場合(パターンbという)を示している。この場合は機種Bの先行面画像80Aが180度回転されて合成される。図9Bに示す例では機種Aと機種Bとに共通する共通立設位置として3箇所の立設位置が赤色(R)で示されている。
(a)機種A先行面順流れ+機種B先行面順流れ=共通立設位置0個所
(b)機種A先行面順流れ+機種B先行面逆流れ=共通立設位置3個所
(c)機種A先行面順流れ+機種B後行面順流れ=共通立設位置5個所
(d)機種A先行面順流れ+機種B後行面逆流れ=共通立設位置3個所
共通立設位置の数が最も多くなるように生産手順を決定すると、結果として、バックアップピン30の共通立設位置の数が極力多くなるように共通立設位置が決定される。
図11を参照して、例2について説明する。例2は基板Pの機種が3機種以上ある場合の例である。基板Pの機種が3機種以上である場合、それら3機種に共通する立設位置を設定できない場合もある。その場合は、3機種以上の基板Pを幾つかの組み合わせに分けて共通立設位置を決定してもよい。
図12を参照して、例3について説明する。例3は機種によって基板Pのサイズが異なる例である。具体的には、図12に示すように例3では基板Pの機種として機種Gと機種Hとがあり、機種Gは機種Hに比べてサイズが小さい。この場合、点線83で示すように、機種Gの基板Pの基板画像80は機種Hの基板Pの基板画像80の一部の領域とだけ重なる。この場合も共通立設位置を決定する流れは例1と同様である。
図13を参照して、位置決定プログラムのフローチャートについて説明する。
S101では、位置決定プログラムは前述した選択画面を表示して機種の選択を受け付ける。ここでは機種Aと機種Bとが選択されたものとする。
S102では、位置決定プログラムは機種Aの先行面画像80A及び機種Aの後行面画像80Bを生成する。
S103では、位置決定プログラムは機種Bの先行面画像80A及び機種Bの後行面画像80Bを生成する。
S105では、位置決定プログラムは、機種Aの先行面画像80A及び後行面画像80BのうちS104で先に部品Eが実装される面として設定された面の画像を機種Aの基板画像80とする。同様に、位置決定プログラムは、機種Bの先行面画像80A及び後行面画像80BのうちS104で先に部品Eが実装される面として設定された面の画像を機種Bの基板画像80とする。そして、位置決定プログラムは、機種Aの基板画像80と機種Bの基板画像80とをそれぞれS104で設定された向きで重ね合わせて合成画像82を作成する。
S108では、位置決定プログラムは、オペレータが所定の終了操作を行った場合は処理を終了し、選択画面を再表示する操作を行った場合はS104に戻って処理を繰り返す。
図14及び図15を参照して、本実施形態に係るバックアップピン30の立設位置データの作成、及び、立設位置データを用いた段取り替えについて説明する。ここでは基板Pの機種が2機種(機種A、機種B)である場合を例に説明する。
S201では、オペレータは機種Aの基板Pについて、先行面に部品Eが実装された後に後行面に部品Eを実装するときにバックアップピン30が立設される立設位置を表す立設位置データ、及び、後行面に部品Eが実装された後に先行面に部品Eを実装するときにバックアップピン30が立設される立設位置を表す立設位置データを作成する。
S204では、オペレータは機種A用の差分立設位置データを作成する。機種A用の差分立設位置データとは、機種Aの立設位置からS203で決定した共通立設位置を除いた立設位置を表すデータである。
S205では、オペレータは機種B用の差分立設位置データを作成する。機種B用の差分立設位置データとは、機種Bの立設位置からS203で決定した共通立設位置を除いた立設位置を表すデータである。
S301では、オペレータは機種Aの基板Pを生産するためのバックアップピン30の段取りを行う。具体的には、オペレータは共通立設位置データによって示される立設位置と機種A用の差分立設位置データによって示される立設位置とにバックアップピン30を立設する。
S303では、オペレータは機種Bの基板Pを生産するための段取りを行う。具体的には、オペレータは既に立設されているバックアップピン30から機種A用の差分立設位置データによって示される立設位置に立設されているバックアップピン30を取り除き、機種B用の差分立設位置データによって示される立設位置にバックアップピン30を立設する。
S304では、表面実装機1によって機種Bが生産される。
実施形態1に係る共通立設位置の位置決定方法によると、各機種の基板画像80を重ね合わせて共通立設位置の数をカウント(判断)する判断工程(選択処理及び表示・編集処理)において、各基板画像80を重ね合わせる角度(順流れ方向、逆流れ方向)を異ならせてカウントを複数回行う。このようにすると、各機種の基板Pをどのような向きで搬送すれば共通立設位置が極力多くなるかが判る。このため、共通立設位置の数が極力多くなるように各基板Pの向きを決定することにより、バックアップピン30の共通立設位置の数が極力多くなるように共通立設位置を決定できる。これによりバックアップピン30の段取り替え時間を短縮できる。
また、実施形態1に係る位置決定方法によると、基板Pの外形を表す図形75と、実装される部品Eを表す図形76と、バックアップピン30が立設される立設位置を表す図形70Y(すなわち内側が黄色(Y)で塗り潰されている点線円70Y)とを重ね合わせることによって画像を生成し、各機種の画像を重ね合わせて合成画像82を作成する。そして、作成した合成画像82とバックアップピン30を立設可能な位置を表す画像84とを重ねて表示し、立設位置の編集を受け付ける。このため、オペレータは立設位置を追加可能な位置(バックアップピン30を立設可能な位置のうち部品Eが実装されない位置)と追加不可の位置(バックアップピン30を立設可能な位置のうち部品Eが実装される位置)とを識別できる。これにより、立設不可の位置に立設位置が追加される可能性を低減できる。
具体的には、図16Aでは部品Eとして複数のSOP(Small Outline Package)が基板Pに実装された場合を示している。SOPは矩形の部品本体の対向する2辺から複数のリードが延出している電子部品である。SOPのような複雑な形状の部品Eの場合、部品Eを表す図形76として部品形状そのものを表す図形を用いると、どこが部品Eの境界なのかをオペレータが目視確認することが難しい。これに対し、図16Bに示すように部品Eを表す図形76として部品Eの最外形を表す矩形を用いると、部品Eの境界をオペレータが目視で確認し易くなるので、バックアップピン30を立設可能な位置と立設不可な位置とをオペレータが把握し易くなる。これにより、立設不可の位置に立設位置が追加される可能性をより低減できる。
実施形態2では、位置決定プログラムは、前述した表示・編集処理において、合成画像82に、各機種の先に部品Eが実装される面のガーバーデータによって表される画像を更に重ね合わせる。
図17を参照して、ガーバーデータについて説明する。ガーバーデータは基板Pを製造するためのデータであり、基板Pの設計者と製造者との間でやりとりされるデータである。ガーバーデータのフォーマットであるガーバーフォーマットは米国電子工業会(EIA)によって規格化されている。ガーバーデータには、基板Pに形成される部品面シルク、部品面レジスト、部品面パターン、基板外形、ドリル(孔)、半田面パターン、半田面レジスト、半田面シルクなどの位置や形状を表す情報が含まれている。
図18を参照して、実施形態2に係る位置決定プログラムのフローチャートについて説明する。ここでは実施形態1と実質的に同一の処理には同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態2に係る位置決定方法によると、ガーバーデータによって表される画像95を更に重ね合わせるので、オペレータはレジストやパターン、ドリル穴などが形成されている位置を把握できる。これにより、立設不可の位置に立設位置が追加される可能性をより低減できる。
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した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本明細書によって開示される技術的範囲に含まれる。
また、先に部品Eが実装される面及び後に部品Eが実装される面のそれぞれについて、共通立設位置の数が極力多くなるようにバックアップピン30の共通立設位置を決定してもよい。
また、合成画像82を表示するとき、バックアップピン30を立設可能な位置を表す画像84は重ね合わせないようにしてもよい。バックアップピン30を立設可能な位置を表す画像84を表示するのは立設位置を編集するときに新たに立設位置として追加できる位置を示すためであり、立設位置を編集できない場合は不要だからである。
Claims (9)
- 表面実装機によって部品が実装される複数機種の基板間でバックアップピンが共通に立設される共通立設位置の位置決定方法であって、
前記基板の機種毎に、前記基板の外形と、前記基板に前記部品を実装するときに前記バックアップピンが立設される立設位置とを表す画像を生成する画像生成工程と、
各機種の前記画像を重ね合わせて前記共通立設位置の数を判断する判断工程と、
を含み、
前記判断工程において、各前記画像を重ね合わせる角度を異ならせて前記判断を複数回行う、位置決定方法。 - 請求項1に記載の共通立設位置の位置決定方法であって、
前記判断工程において、各機種の前記画像を重ね合わせた合成画像を表示し、前記合成画像上で前記共通立設位置を視認可能に表示する、位置決定方法。 - 請求項2に記載の共通立設位置の位置決定方法であって、
前記画像生成工程において、前記基板の外形を表す図形、前記基板の一方の面に前記部品が実装された後に他方の面に前記部品を実装するときに前記バックアップピンが立設される前記立設位置を表す図形、及び、前記一方の面に実装された前記部品を表す図形を重ね合わせることによって前記画像を生成し、
前記判断工程において、前記バックアップピンを立設可能な位置を表す画像を前記合成画像に重ねて表示し、前記立設位置の追加を受け付ける、位置決定方法。 - 請求項3に記載の共通立設位置の位置決定方法であって、
前記部品を表す図形は前記部品の最外形を表す矩形である、位置決定方法。 - 請求項4に記載の共通立設位置の位置決定方法であって、
各前記部品を表す図形が同一の単色で塗り潰されている、位置決定方法。 - 請求項3乃至請求項5のいずれか一項に記載の共通立設位置の位置決定方法であって、
前記判断工程において、各機種の前記一方の面のガーバーデータによって表される画像を前記合成画像に重ねて表示する、位置決定方法。 - 表面実装機によって部品が実装される複数機種の基板間でバックアップピンが共通に立設される共通立設位置の位置決定方法であって、
前記基板の機種毎に、前記基板の外形と、前記基板の一方の面に前記部品が実装された後に他方の面に前記部品を実装するときに前記バックアップピンが立設される立設位置とを表す第1画像を生成する第1画像生成工程と、
前記基板の機種毎に、前記基板の外形と、前記他方の面に前記部品が実装された後に前記一方の面に前記部品を実装するときに前記バックアップピンが立設される立設位置とを表す第2画像を生成する第2画像生成工程と、
各機種について前記第1画像及び前記第2画像のいずれか一方を当該機種の基板画像とし、各機種の前記基板画像を重ね合わせて前記共通立設位置の数を判断する判断工程と、
を含み、
前記判断工程において、各前記基板画像を重ね合わせる角度を異ならせるか、少なくとも1機種の前記基板画像を前記第1画像と前記第2画像との間で入れ替えるか、又はその両方を行って前記判断を複数回行う、位置決定方法。 - 表面実装機によって部品が実装される複数機種の基板間でバックアップピンが共通に立設される共通立設位置を決定する位置決定装置であって、
処理部を備え、
前記処理部は、
前記基板の機種毎に、前記基板の外形と、前記基板に前記部品を実装するときに前記バックアップピンが立設される立設位置とを表す画像を生成する画像生成処理と、
各機種の前記画像を重ね合わせて前記共通立設位置の数を判断する判断処理と、
を実行し、
前記判断処理において、各前記画像を重ね合わせる角度を異ならせて前記判断を複数回行う、位置決定装置。 - 表面実装機によって部品が実装される複数機種の基板間でバックアップピンが共通に立設される共通立設位置を決定する位置決定プログラムであって、
前記基板の機種毎に、前記基板の外形と、前記基板に前記部品を実装するときに前記バックアップピンが立設される立設位置とを表す画像を生成する画像生成処理と、
各機種の前記画像を重ね合わせて前記共通立設位置の数を判断する判断処理と、
をコンピュータに実行させ、
前記判断処理において、各前記画像を重ね合わせる角度を異ならせて前記判断を複数回行う、位置決定プログラム。
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