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技術 電子部品装着装置及び電子部品装着装置の段取り方法

出願人 株式会社日立ハイテクインスツルメンツ
発明者 平野克美飯田茂川端由浩
出願日 2011年3月1日 (9年2ヶ月経過) 出願番号 2011-043460
公開日 2012年9月20日 (7年7ヶ月経過) 公開番号 2012-182266
状態 未査定
技術分野 電気部品の供給・取り付け
主要キーワード 生産体制 差異データ フィーダ位置 段取り処理 バックアップベース 生産機種 中央ライン 基板コンベア
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年9月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (13)

課題

本発明は、段取り作業全般的作業員の負担を軽減できる電子部品装着装置段取り方法または段取りを短時間で確実に行なえる信頼性の高い電子部品装着装置を提供することである。

解決手段

本発明は、電子部品を供給するフィーダから電子部品を取出し、基板である生産機種に前記電子部品を装着する装着作業を行い、全ての前記基板に対して前記装着作業が終了した現生産機種から次期生産機種生産に必要な段取り作業を行う電子部品装着装置または電子部品装着装置の段取り方法において、前記段取りは、前記段取り作業を複数のブロックに分け、前記ブッロク単位で段取りが必要な箇所を表示し、前記ブロック単位で作業員が行う作業員内容を表示することを特徴とする。

概要

背景

近年、プリント基板などの基板電子部品を装着し基板を生産することにおいては、電子部品装着装置稼働率向上が望まれている。そのためには、次期生産機種(基板)に必要な生産体制を作る段取り替えを短時間で確実に行なうことが重要である。
この種の従来技術としては特許文献1に示す技術がある。特許文献1に示す技術は、フィーダに対する段取り方法を開示している。

概要

本発明は、段取り作業全般的作業員の負担を軽減できる電子部品装着装置の段取り方法または段取りを短時間で確実に行なえる信頼性の高い電子部品装着装置を提供することである。本発明は、電子部品を供給するフィーダから電子部品を取出し、基板である生産機種に前記電子部品を装着する装着作業を行い、全ての前記基板に対して前記装着作業が終了した現生産機種から次期生産機種の生産に必要な段取り作業を行う電子部品装着装置または電子部品装着装置の段取り方法において、前記段取りは、前記段取り作業を複数のブロックに分け、前記ブッロク単位で段取りが必要な箇所を表示し、前記ブロック単位で作業員が行う作業員内容を表示することを特徴とする。

目的

近年、プリント基板などの基板に電子部品を装着し基板を生産することにおいては、電子部品装着装置の稼働率向上が望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

電子部品を供給するフィーダから電子部品を取出し、基板である生産機種に前記電子部品の装着作業を行う装着手段と、前記装着作業が終了した現生産機種から次期生産機種生産に必要な段取り作業を表示する表示手段とを有する電子部品装着装置において、前記表示手段は、前記段取り作業を複数のブロックに分け、前記ブッロク単位で前記段取り作業が必要な箇所を表示する第1の表示手段と、前記ブロック単位作業員に作業員内容を表示する第2の表示手段とを有することを特徴とする電子部品装着装置。

請求項2

前記ブロックは、フィーダ、バックアップピン装着ヘッド及びトレイの各機能単位に分けた機能ブッロクであり、前記段取り作業は2つ以上の前記機能ブロックで実施することを特徴とする請求項1に記載の電子部品装着装置。

請求項3

前記ブロックは前記機能ブロックを更に細分化した細分化ブロックを有することを特徴とする請求項2に記載の電子部品装着装置。

請求項4

前記必要な箇所は、配置、本数、種類のデータのうち前記機能ブッロクの段取り作業に必要な少なくとも一つの前記データを備える生産機種配置データの前記現生産機種と前記次期生産機種の差異から得られる差異データに基づいて決められることを特徴とする請求項2に記載の電子部品装着装置。

請求項5

前記作業員の作業の後に、前記バックアップピン、前記装着ヘッドの前記機能ブロックのうち少なくとも一つの前記機能ブッロクにおいて前記生産機種配置データに基づいて自動段取り行う自動段取り手段を有していることを特徴とする請求項4に記載の電子部品装着装置。

請求項6

電子部品を供給するフィーダから電子部品を取出し、基板である生産機種に前記電子部品を装着する装着作業を行い、全ての前記基板に対して前記装着作業が終了した現生産機種から次期生産機種の生産に必要な段取り作業を行う電子部品装着装置の段取り方法において、前記段取りは、前記段取り作業を複数のブロックに分け、前記ブッロク単位で段取りが必要な箇所を表示し、前記ブロック単位で作業員が行う作業員内容を表示することを特徴とする電子部品装着装置の段取り方法。

請求項7

前記ブロックは、フィーダ、バックアップピン、装着ヘッド及びトレイの各機能単位に分けた機能ブッロクであり、前記段取り作業は2つ以上の前記機能ブロックで実施することを特徴とする請求項6に記載の電子部品装着装置の段取り方法。

請求項8

前記ブロックは前記機能ブロックを更に細分化した細分化ブロックを有することを特徴とする請求項7に記載の電子部品装着装置の段取り方法。

請求項9

前記必要な箇所は、配置、本数、種類のデータのうち前記機能ブッロクの段取り作業に必要な少なくとも一つの前記データを備える生産機種配置データの前記現生産機種と前記次期生産機種の差異から得られる差異データに基づいて決められることを特徴とする請求項7に電子部品装着装置の段取り方法。

請求項10

前記作業員の作業の後に、前記バックアップピン、前記装着ヘッドの前記機能ブロックのうち少なくとも一つの前記機能ブッロクにおいて前記生産機種配置データに基づいて自動段取り行うことを特徴とする請求項9に記載の電子部品装着装置の段取り方法。

技術分野

0001

本発明は、電子部品供給装置から電子部品を取り出し、該電子部品をプリント基板などの基板に装着する電子部品装着装置及び電子部品装着装置の段取り方法に関する。

背景技術

0002

近年、プリント基板などの基板に電子部品を装着し基板を生産することにおいては、電子部品装着装置の稼働率向上が望まれている。そのためには、次期生産機種(基板)に必要な生産体制を作る段取り替えを短時間で確実に行なうことが重要である。
この種の従来技術としては特許文献1に示す技術がある。特許文献1に示す技術は、フィーダに対する段取り方法を開示している。

先行技術

0003

特開2005−294439号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、昨今の電子装置電子機器)は多機能化に伴い、生産機種の変更が多くなり、また1回の変更でのフィーダについての段取り作業も多く、フィーダだけでなく装着ヘッドバックアップピンなどの全般的作業員の負担を軽減することが望まれている。

0005

従って、本発明の第1の目的は、段取り作業全般的に作業員の負担を軽減できる電子部品装着装置の段取り方法を提供することにある。
本発明の第2の目的は、段取りを短時間で確実に行なえる信頼性の高い電子部品装着装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、上記の目的を達成するために、少なくとも以下の特徴を有する。
本発明は、電子部品を供給するフィーダから電子部品を取出し、基板である生産機種に前記電子部品を装着する装着作業を行い、全ての前記基板に対して前記装着作業が終了した現生産機種から次期生産機種の生産に必要な段取り作業を行う電子部品装着装置または電子部品装着装置の段取り方法において、前記段取りは、前記段取り作業を複数のブロックに分け、前記ブッロク単位で段取りが必要な箇所を表示し、前記ブロック単位で作業員が行う作業員内容を表示することを第1の特徴とする。

0007

また、本発明は、前記ブロックは、フィーダ、バックアップピン、装着ヘッド及びトレイの各機能単位に分けた機能ブッロクであり、前記段取り作業は2つ以上の前記機能ブロックで実施することを第2の特徴とする。
さらに、本発明は、前記ブロックは前記機能ブロックを更に細分化した細分化ブロックを有することを第3の特徴とする。

0008

また、本発明は、前記必要な箇所は、配置、本数、種類のデータのうち前記機能ブッロクの段取り作業に必要な少なくとも一つの前記データを備える生産機種配置データの前記現生産機種と前記次期生産機種の差異から得られる差異データに基づいて決められることを第4の特徴とする。
さらに、本発明は、前記作業員の作業の後に、前記バックアップピン、前記装着ヘッドの前記機能ブロックのうち少なくとも一つの前記機能ブッロクにおいて前記生産機種配置データに基づいて自動段取り行うことを第5の特徴とする。

発明の効果

0009

本発明によれば、段取り作業全般的に作業員の負担を軽減できる電子部品装着装置の段取り方法を提供できる。
また、本発明によれば、段取りを短時間で確実に行なえる信頼性の高い電子部品装着装置を提供できる。

図面の簡単な説明

0010

本発明の実施形態である電子部品装着装置の外観を示す図である
本体に2台の部品供給カートが設置された電子部品装着装置の平面図である。
図2に示した本体の部品供給エリアに挿入されたフィーダの設置位置を有する部品供給カートの実施形態と、段取りの1例としてフィーダ段取りの状況を示した図である。
生産機種変更時の段取り処理フローを示す図である。
生産機種データ一覧表表示画面を示す図である。
選択した次期生産機種と現生産機種との段取りに使用する生産機種配置データを比較中であることを示す表示画面を示す図である。
図4に示す処理フローのステップ2の詳細フローを示す図である。
段取り作業が必要なブロックをマップで示した表示画面を示す図である。
図4に示す処理フローのステップ4の詳細フローを示す図である。
選択されたフィーダブロックの差異データを示す表示画面を示す図である。
選択された吸着ヘッドブロックの差異データを示す表示画面を示す図である。
選択されたバックアックピンブロックの差異データを示す表示画面を示す図である。

実施例

0011

図1は本発明の実施形態である電子部品装着装置100の外観を示す図である。電子部品装着装置100は電子部品装着装置本体(以下、単に本体という)20と、本体の両側に設けられた電子部品を供給するフィーダ30を複数有する2台の部品供給カート50と、作業員からの指示を入力し、或いは作業員への情報を表示するタッチパネル付き表示装置21、運転状況を示す表示灯22と、後述する電子部品の吸着や装着や段取り等を監視し制御する制御装置28とを有する。本体20には作業状況を確認できるように透明な開閉カバー23を有する。

0012

本体20は、2本の装着ヘッドで異なった部品供給カート50から電子部品を取出し、異なった基板に装着する、所謂デュアルラインを有する。また、一般的に、安全性の見地から、稼動中に装置内に作業員がアクセスしないよう、開閉カバー23が設けられ、の羽のように本体20の中央を中心にして独立して左右に開閉するようになっている。本実施形態では、2台の部品供給カート50が設置され、かつ開閉カバー23が閉じていないと運転を始めることができない。

0013

以下、図面を用いて本体20を主体とした電子部品装着装置100の構成及び動作を説明する。
図2は本体20に2台の部品供給カート50が設置された電子部品装着装置100の平面図である。電子部品装着装置100の紙面の上下両側に、部品供給カート50が設置可能な部品供給エリア3がある。上側下側の部品供給エリア3には、図3に電子部品の実装作業に用いる部品供給カート50が設置されている。

0014

本体20は、一点鎖線で示す中央ラインCLの図面上側ラインと図面下側ラインを有し、それぞれ独立して搬送装置2の基板コンベア7で搬送されてきた基板Pに電子部品を実装する。

0015

電子部品を実装する装着ヘッド6には、電子部品を吸着するための吸着ノズル5が円周上に12本取り付けられている。装着ヘッド6は部品供給エリア3に設置されている部品供給カート50のフィーダ固定部52に複数載置されているフィーダ30から電子部品を吸着し、基板Pの所定に位置に移動し装着する。

0016

その移動の際に、装着ヘッド6は、具備している基板認識カメラ8で、基板Pの所定の位置にある基板Pの基準点を認識し、この基板Pの基準点を基に電子部品を基板Pに装着する位置を決められる。また、装着ヘッド6は、その移動の途中に、部品認識カメラ10の上部を通り撮像され、電子部品の吸着状態検査され、吸着異常が発見された場合は、排出箱12に電子部品を排出する。

0017

本体20は、装着ヘッド6を上記のように移動させるために、例えば、リニアモータで構成されたX、Y移動機構を有する。X移動機構は、Xビーム4Aまたは4B上に設けられたX固定子(図示せず)と、装着ヘッドが有するX可動子11とで構成され、X方向移動は装着ヘッド6がXビーム4Aまたは4B上を自在に動くことによって実現される。一方、Y移動機構は、両側に設けられYビーム1A、1B上に設けられたY固定子(図示せず)と、Xビーム4Aまたは4B上のそれぞれ両端に設けられた可動子9とで構成され、装着ヘッド6の移動は、Xビーム4A及び4BがYビーム1A、1B上を自在に動くことによって実現される。

0018

図3は、図2に示した本体20の部品供給エリア3に挿入されたフィーダ30の設置位置を有する部品供給カート50の実施形態と、後述する段取りの1例としてフィーダ段取りの状況を示した図である。

0019

部品供給カート50は、ベース部51、基板に装着すべき種々の電子部品を種類毎に収納した供給テープ60を巻回した複数の供給リール70を格納するリール格納部52、前記複数の供給リール70に対応し規則正しく配列される複数のフィーダ30を載置するフィーダ設置部53、部品供給カート50を部品供給エリア3に装脱着するためのハンドル部54及び装置1との信号の授受を行なう信号授受ケーブル57を接続するコネクタ(図示せず)とを有している。また、本体20には前記信号授受ケーブル57を接続するカート用コネクタ55と後述する供給リール70に貼りつけられたバーコード58を読み取るバーコードリーダ56が設けられている。また、供給リール70には収納されている電子部品の部品ID59とそのバーコード58が記されている。
なお、フィーダ設置部53の1、3、20の数字は、フィーダ30の設置位置を示すフィーダ位置番号FDRを示す。

0020

以下、上記に説明した本実施形態の電子部品装着装置100における生産機種変更時の段取りの処理フローを説明する。図4は生産機種変更時の段取り処理フローを示す図であり、図5乃至図10は処理フローにおけるガイダンス画面である。以下の処理フローにおいて、処理は制御装置28が行なう。

0021

まず、図5に示す画面G1を開き、次期生産機種を選択する(Step1)。
図5に示す表示画面G1に示す生産機種データ一覧表は電子部品装着装置100の制御装置28または上位の制御装置などの外部記憶装置登録されている。表示画面G1において、三角印は生産機種を選ぶためのスクロール方向を示すスクロールボタンG11である。スクロールボタンG11を走査してカーソルG12を次期生産機種の位置に移動し、機種選択スイッチSSを押し、次期生産機種を選択する。

0022

次に、選択した次期生産機種と現生産機種との段取りに使用する生産機種配置データを比較する。また、比較中であることを図6に示す表示画面G2で作業員に伝える(Step2)。なお、以下の説明では、次期生産機種と現生産機種とを両者という。本実施形態で比較される単位であるブロックは、フィーダ30、吸着ノズル5を有する装着ヘッド6、バックアップピン15(図8参照)及びトレイ35などの機能単位の機能ブロックである。

0023

図7は、ステップ2における詳細フローを示す。ステップ2では、まず、次期生産機種の生産機種配置データを取込む(Step21)。生産機種配置データとは機能ブッロクが少なくとも一つ有する配置、本数、種類などを備えるデータである。例えば、フィーダ30及びトレイ35ではその設置位置を示すデータであり、装着ヘッド6では吸着ノズル6の種類とその種類における本数であり、バックアップピン15では本数である。

0024

次に、フィーダ30、装着ヘッドの吸着ノズル5、バックアップピン15及びトレイ35のブロック順に、それぞれのブロックに対して適した比較方法により後述するような差異データを作成し記憶し(Step22)、差異データの有無を示すフラグを作成する(Step23乃至Step34)。例えば、複数あるフィーダ30のブロックで差異データがあるならば、フィーダ差異フラグを“有”とし、ない場合は“無”とする(Step23乃至25)。他の項目のフラグはそれぞれ装着ヘッド差異フラグ、バックアップピン差異フラグ及びトレイ差異フラグという。なお、幾つかのブロックに対しては更に細分化した細分化ブロックを設けており、差異フラグも細分化ブロック単位で設けている。

0025

次に、各ブロックの差異フラグに基づき差異が発生した、即ち何らかの段取り作業が必要なブロックを図8に示すようにマップの表示画面G3で示す(Step3)。
図8に差異が生じたブロックを斜線で示す。図8ではフィーダ30の細分化ブロックをフィーダ10個単位で8ブロックを、装着ヘッド6の細分化ブロックとして紙面上側及び下側に対応して2ブロックを、さらに、バックアップピン15の細分化ブロックを紙面左右2つバックアップベース16に対応して2ブロックを設けている。なお。バックアップピン15については、破線三角形に示すように2つのバックアップベース16を纏めて一つのブロックとしてもよい。図8については、差異が生じたブロックは、フィーダ位置番号FDR41から50のブロック30−5、紙面上上側装着ヘッド6Uのブロック、紙面右側のバックアップピン15Rのブロック及びトレイ35のブロックの4ブロックである。なお、図8では差異データが存在するブロックに斜線を施したが、実際の表示画面G3では、差異が生じないブロック項目に対して色を付けたり、また差異データが存在するブロック毎の色を変えたりする。

0026

次に、差異があるブロックを作業員が順次選択し、選択された差異データに基づき作業員が作業を行なう(Step4)。なお、図9は、ステップ4における詳細フローを示す。
まず、作業員がフィーダのブロック30−5を選択すると、図10に示す差異データを示す表示画面G4が表示される(Step41)。作業員はこの画面を見て、図3に示すように、バーコードリーダ56により供給リール70に貼りつけられたバーコード58を読み取り、然るべく部品IDを有する供給リール70かを確認して、然るべく位置にセットする(Step42)。

0027

次に、作業員が上側装着ヘッド6Uのブロックを選択すると、図11に示すように次期種生産機種を実行するのに必要な吸着ヘッド6の差異データを示す表示画面G5が表示される(Step43)。装着ヘッド6に関する差異データは、フィーダとは異なり次期生産機種に必要な吸着ノズルの種類(ノズルID)に対して必要な本数に対して不足なく存在しているかを示す。従って、作業員はこの画面を見て、不足しているノズルIDの吸着ノズル5を図2に示すノズルストッカ13に載置する(Step44)。なお、多すぎる場合は、全本数がノズルストッカ13の収容能力以内であれば差異データとして表示しなく、収容能力以上であれば該当ノズルIDの不足数の欄にマイナスとして表示し、作業員にその本数を取り除くように促す。また、ノズルIDの欄には後述するバックアップピン段取り用のバックアップピン用ノズルも含まれている。

0028

作業員による後述する全ての作業が終了し、開閉カバー23が閉じられ安全が確保された後、制御装置28の制御によって、装着ヘッド6が具備している基板認識カメラ8で吸着ノズル5の頭部側にある吸着ノズルIDを撮像して吸着ノズル5の種類を判別して、次期生産機種の生産機種配置データに指定された種類の吸着ノズル5を指定された位置に自動的に装着する装着ヘッドの自動段取りを行う。この自動段取りはノズルストッカ13に収納している吸着ノズル5の本数が満足している場合でも行なう。その理由は、現生産機種と次期生産機種の間では装着するノズルIDの配置が異なる場合が多いからである。

0029

次に、作業員が紙面右側のバックアップピン15Rのブロックを選択すると、図12に示す差異データを示す表示画面G6が表示される(Step45)。バックアップピン15に関する差異データは、バックアップベース16に配置するバックアップピンの過不足である。不足している場合はその本数が、多すぎる場合にバックアップピンストッカ(図示せず)に入りきれない、あるいはバックアップピンストッカがなくピン配置障害にある場合は取出数として表示する。作業員はこの画面を見て、バックアップピンストッカまたはバックアップベース16に不足の本数を載置または取り出す(Step46)。

0030

そして、吸着ノズルの自動装着と同じように、開閉カバー23が閉じられ安全が確保された後、制御装置28の制御によって、装着ヘッド6にバックアップピン用ノズルを装着し、次期生産機種の部品ライブラリーデータに指定されたバックアップピン15の配置になうようにバックアップベース16に自動段取りを行なう。

0031

次に、作業員がトレイ35のブロックを選択すると、フィーダベースと同様な画面が表示され(Step47)、その表示に基づきトレイを交換する(Step48)。
なお、上記の説明はでは、フィーダのブロック、装着ヘッドのブロック、バックアップピンブロック、トレイのブロックの順に段取り作業を行なったが、その順番はその他の順番でもよい。

0032

最後に、Step44及びStep46の後に説明したように、次期生産機種の生産機種配置データに基づいて装着ヘッド6に吸着ノズル5を装着し、バックアップベースにバックアップピン15を立設する自動段取りを行なう(Step5)。

0033

以上、説明した本発明の実施形態によれば、人手を介する全ての段取り作業に対し、交段取りが必要な個所を画面表示することにより、作業者は段取り対象箇所を明確に理解することが出来るので、作業員の負担も少なく段取りを確実に行なうことができ、段取り時間の短縮も可能となる。
従って、段取りを短時間で確実に行なえる信頼性の高い電子部品装着装置を提供できる。

0034

以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々
代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々
の代替例、修正又は変形を包含するものである。

0035

2:搬送装置3:部品供給装置
5:吸着ノズル6、6U、6D:装着ヘッド
13:ノズルストッカ15、15R:バックアップピン
16:バックアップピンベース20:本体
21:タッチパネル付き表示装置22:表示灯
23:開閉カバー28:制御装置
30:フィーダ35:トレイ
50:部品供給カート52:リール格納部
53:フィーダ設置部 56:バーコードリーダ
58:バーコード100:電子部品供給装置
FDR:フィーダ位置番号 P:基板
SS:機種選択スイッチ。

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