JP2006253184A - 基板ユニット生産方法その方法を用いる部品搭載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の機種切り替え時の段取り作業を可及的に短縮して基板ユニットの生産効率を向上させる基板ユニット生産方法及びその方法を用いる部品搭載装置を提供する。
【解決手段】仮グループ７２を設定し基板３２−１を仮グループ７２に編入しテープフィーダの配置表（段取り表）を作成する。次の基板３２−２を仮グループ７２に追加し基板３２−１と同部品は共用として（フィーダ番号４及び１８）残りの部品を配置空き位置に配置する。同様に繰り返して配置空き位置に配置できない部品が発生したときの基板を仮グループ７２から除外して残る基板の仮グループ７２を本グループ７３として本グループ７３全体を一括した部品配置の段取り表を作成し、基板機種ごとの部品搭載プログラムを作成する。これにより段取り替え無しで３機種の基板を連続して生産できる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、基板機種の切替時の段取り作業を可及的に短縮して基板ユニットの生産効率を向上させる基板ユニット生産方法及びその方法を用いる部品搭載装置に関する。

従来、生産ライン上流側の基板供給装置やディスペンサ、生産ライン下流側のリフロー炉などと共に生産ラインを構成し、自装置内に搬入されるプリント回路基板（以下、単に基板という）に電子部品（以下、単に部品という）を自動搭載して基板ユニットを生産する電子部品搭載装置（以下、単に部品搭載装置という）がある。

図８(a) は、そのような部品搭載装置の例を示す外観斜視図であり、同図(b) は、その上下の保護カバーを取り除いて内部の構成を模式的に示す斜視図である。
同図(a) に示すように、部品搭載装置１は、天井カバー上の前後に、それぞれＣＲＴディスプレイからなるモニタ装置２と、同じく天井カバー上の左右に、それぞれ稼動状態を報知する警報ランプ３を備えている。

また、上部保護カバー４の前部と後部の面には、液晶ディスプレイとタッチ式入力装置からなり外部からの操作により各種の指示を入力することができる操作入力用表示装置５が配設されている（図の右斜め上方向になる後部の操作入力用表示装置５は陰になって見えない）。

下部の基台６の上には、中央に、固定と可動の１対の平行する基板案内レール７が同図(b) に示す基板８の搬送方向（Ｘ軸方向、図の斜め右下から斜め左上方向）に水平に延在して配設される。これらの基板案内レール７の下部に接して、図には見えないループ状の搬送ベルト（コンベアベルト）が走行可能に配設される。

搬送ベルトは、それぞれ数ミリ幅のベルト脇部を基板案内レール７の下から基板搬送路に覗かせて、不図示のベルト駆動モータにより駆動され、基板搬送方向に走行し、基板８の裏面両側を下から支持しながら装置本体内に部品搭載前の基板８をライン上流側から搬入する。そして、部品搭載済みの基板８を順次ライン下流側に搬出する。この部品搭載装置１内には、常時２枚の基板８が搬入され、位置決めされて、電子部品の搭載が終了するまで固定されている。

基台６の前後には、それぞれ供給ステージ９が形成されている（同図(a) では図の右斜め上方向になる後部の供給ステージ９は陰になって見えない。また、同図(b) では、後部の部品供給ステージ９は図示を省略している）。供給ステージ９には、テープリール式部品供給装置１１（一般には単に、テープフィーダ、テープカセットなどと簡略に呼ばれている）が、５０個〜７０個と多数配置される。テープリール式部品供給装置１１には、その後端部に、部品を収容したテープを捲着したテープリール１２が着脱自在に装着されている。

また、基台６の上方には本体フレームの左右（Ｘ軸方向）に分かれて固定された二本のＹ軸レール１３と、これら二本のＹ軸レール１３にそれぞれ摺動自在に支持される二本（装置全体で合計四本）のＸ軸レール１４が配置されている。

Ｘ軸レール１４は、Ｙ軸レール１３に沿ってＹ軸方向に摺動でき、これらのＸ軸レール１４には、それぞれ１台（装置全体で合計４台）の作業ヘッド１５（１５−１、１５−２及び１５−３、１５−４）がＸ軸レール１４に沿ってＸ軸方向に摺動自在に懸架されている。そして、これらの各作業ヘッド１５には、同図(b) に示す例では２個の搭載ヘッド１６が配設されている。つまりこの部品搭載装置１には合計８個の搭載ヘッド１６が配設されている。

上記の作業ヘッド１５は、屈曲自在で内部が空洞な帯状のチェーン体１７に保護・収容された複数本の不図示の信号コードを介して装置本体１の基台６内部の電装部マザーボード上に配設されている中央制御部と連結されている。作業ヘッド１５は、これらの信号コードを介して中央制御部からは電力及び制御信号を供給され、中央制御部へは基板の位置決め用マークや部品の搭載位置の情報を示す画像データを送信する。

また、基板案内レール７と供給ステージ９との間には、搭載ヘッド１６に吸着された部品を画像認識して、その良否と被吸着姿勢を判断するための部品認識用カメラ１８が、４個の作業ヘッド１５に対応して４箇所にそれぞれ配置されており、その近傍には同図では図示を省略しているが、搭載ヘッド１６に対して交換自在に装着するための複数種類の吸着ノズルを収容したノズルチェンジャーが配置されている。

また、基台６の内部には、上述した中央制御部のほかに、特には図示しないが、基板の位置決め装置、基板を２本の基板案内レール７間に固定する基板固定機構等が備えられている。

図９は、上記作業ヘッド１５の斜視図である。同図に示すように、作業ヘッド１５は、上述したように屈曲自在な帯状のチェーン体１７によって本体装置の中央制御部と連結されており、支持部１９により支持された２個の搭載ヘッド１６及び１６と、基板認識用カメラ２１を備えている。

２個の搭載ヘッド１６は、それぞれＺ軸方向（上下方向）に昇降可能であり且つθ軸方向（３６０°方向）に回転可能である。搭載ヘッド１６の先端には、それぞれ拡散板照明装置２２と更にその先端に吸着ノズル２４を装着している。吸着ノズル２４は、光拡散板２４−１とノズル２４−２とで形成されている。

上記の作業ヘッド１５は、上述したＹ軸レール１３とＸ軸レール１４とにより前後左右に自在に移動する。これにより、吸着ノズル２４は、作業ヘッド１５と搭載ヘッド１６を介して、各作業領域において、前後と左右に移動自在であり、上下に昇降自在であり、且つ３６０°方向に回転自在である。

このような部品搭載装置は、上記のようにＸ、Ｙ、Ｚの三次元の作業空間を移動自在な搭載ヘッド１６先端の交換自在な吸着ノズル２４により、部品供給装置から部品を吸着し、この吸着した部品を部品認識用カメラで画像認識し、その画像認識した部品を搭載すべき基板の位置を基板認識用カメラで画像認識し、その画像認識した基板上の位置に、上記画像認識した部品を位置補正しながら自動搭載して基板ユニットを生産する。

ところで、このような部品搭載装置においては、所定枚数の基板ユニットの生産が終了すると、次の別な規格（機種ともいう）の基板ユニットの生産に切り換えられる。すなわち基板の生産機種が切り替わる。

生産する基板の機種が切り替わると、基板に搭載される部品の種類も基板の機種に応じた部品に切り替わるので、部品供給ステージに装着されるテープ式部品供給装置の入れ替えが行われる。

また、生産する基板ユニットの機種が切り替わったときは、その切り替わった基板ユニットに対応する部品搭載プログラムが部品搭載装置にローディングされる。すなわち部品搭載プログラムが切り換えられる。通常、このような事前作業のことを「段取り」と言っている。

生産ラインの現場では、常に何らかの機種の基板ユニットを生産しているので、「段取り」は常に基板ユニットの機種が切り替わったときに行われることになり、したがって、上記の「段取り」は「段取り替え」と呼ばれる場合が多い。

このような段取り替えの作業では、先ず、前の生産に用いた全てのテープ式部品供給装置を部品供給ステージから取り外し、新規の基板用の段取り表を用いて、その段取り表を参照しながら、部品を順番に全て確認しながら段取り作業を行なう。

尚、段取り表は、段取りデータとしての部品の規格名（部品名称）と、その部品を収容しているテープ式部品供給装置の部品供給ステージへの装着位置を示す番号とが一覧表として用紙に記載されているものである。

上記のような段取り作業において、オペレータは、予め用意された新規基板用の段取り表と、交換する部品を収容したテープを巻回したテープリール、そのテープリールを取り付けるテープ式部品供給装置、及びそのテープ式部品供給装置を装着する部品供給ステージ上の位置とを照らし合わせながら、目視による確認を行っている。

このように、全てが目視に頼る作業であるため、段取り作業には極めて多大の時間を要して、作業能率の向上を阻害する一つの要因ともなっている。
また、同様に全てが目視に頼る作業であるため、段取り替えする前の状態（前に生産した基板用の段取り）などに関係なく、たとえ同じ部品が使用されるものがある場合でも一旦全ての部品供給装置を部品供給ステージから取り外してから、段取り表にある部品を順番に全て目視で確認しながら段取り作業を行なっていたため、同じ種類の部品が使用されている場合でも段取り時間がかかるという無駄を排除することができなかった。

従来、このような、問題を解決するために段取り表で指定された部品のテープ式部品供給装置を装着（配設）すべき部品供給ステージ上の位置を視覚的に表示するテープ式部品供給装置の配設位置指定方法が提案がなされている。（例えば、特許文献１参照。）
特開平１１−０７０４８号公報（［要約］、図１）

しかしながら、段取り表で指定された部品のテープ式部品供給装置の部品供給ステージへの装着位置が表示装置上で視覚的に判断できたとしても、新規生産する基板用の段取り表を参照し、部品の種類を順番に確認しながら、表示装置上に表示されている装着位置を確認して、順次その位置に所望のテープ式部品供給装置を取り付けていく点においては従来とそれほど変わりはない。

つまり、同じ部品が使用されるものがある場合でも一旦全ての部品供給装置を部品供給ステージから取り外して、段取り表にある部品を順番に段取りする（取り付ける）という同じ種類の部品が使用されている場合でも段取り時間がかかるという点の無駄は解消されていない。

また、各基板毎に部品搭載プログラムを作成する際の能率化については何らの考慮もなされていなかった。
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、生産する基板の機種切り替え時の段取り作業を可及的に短縮して基板ユニットの生産効率を向上させる基板ユニット生産方法及びその方法を用いる部品搭載装置を提供することである。

以下に、本発明に係わる基板ユニット生産方法及びその方法を用いる部品搭載装置の構成を述べる。
先ず、第１の発明の基板ユニット生産方法は、指定された任意の複数機種の基板に電子部品を搭載して基板ユニットを生産する基板ユニット生産方法において、部品の搭載を実行する部品搭載装置に搭載部品を供給する部品供給装置を部品供給装置配設ステージに配置可能な基板群を上記複数機種の基板の中から抽出する抽出工程と、該抽出行程により抽出された基板群をグループ化するグループ化工程と、該グループ化行程によりグループ化されたグループ群の１グループの基板群を一括段取できる段取り表を作成する段取り作成工程と、上記１グループの基板群の個々の基板の部品搭載プログラムを作成するプログラム作成工程と、を含み、該プログラム作成工程により作成された部品搭載プログラムに基づいて上記１グループの基板群の個々の基板に順次部品搭載処理を行って上記１グループの基板群への部品搭載処理を連続に一括して行うように構成される。

上記グループ化工程は、例えば、部品搭載処理が先行する上記１グループの基板群から次に部品搭載処理を行う１グループの基板群を抽出する際に、両グループ間に同一部品があるときは該同一部品を供給する部品供給装置の上記部品供給装置配設ステージへの配置位置を引き継ぐように構成される。

次に、第２の発明の部品搭載装置は、指定された任意の複数機種の基板に電子部品を搭載して基板ユニットを生産する部品搭載装置において、搭載を実行する部品を供給する部品供給装置を部品供給装置配設ステージに配置可能な基板群を上記複数機種の基板の中から抽出する抽出手段と、該抽出手段により抽出された基板群をグループ化するグループ化手段と、該グループ化手段によりグループ化されたグループ群の１グループの基板群を一括段取できる段取り表を作成する段取り作成手段と、上記１グループの基板群の個々の基板の部品搭載プログラムを作成するプログラム作成手段と、を有し、該プログラム作成手段により作成された部品搭載プログラムに基づいて上記１グループの基板群の個々の基板に順次部品搭載処理を行って上記１グループの基板群への部品搭載処理を連続に一括して行うように構成される。

本発明によれば、部品供給装置配設ステージを共有できる複数機種の基板をグループ化して、１グループ毎に段取りを行い、且つグループ間で同一部品についてはその部品のフィーダ番号（部品供給装置の部品供給装置配設ステージ上の配設位置の番号）をプログラム作成時に引き継ぐので、基板切替時の段取り作業を可及的に短縮することができ、これにより生産効率が向上する。特に、多品種少ロット生産で有効である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の部品交換時の部品設定違いを防止する部品搭載方法を用いた部品搭載処理を行う部品搭載装置の主要部の内部構成を模式的に示す図である。なお、本例の部品搭載装置の概ねの外観は図８(a) に示した部品搭載装置１と同様である。

なお、図１には、２本の基板案内レール３１、搬入された基板３２、部品供給ステージ３３、その部品供給ステージ３３に配設されたテープ式部品供給装置３４、基板３２上を前後（Ｙ方向）左右（Ｘ方向）に移動して部品搭載作業を行う作業ヘッド３６、この作業ヘッド３６に保持されて上下（Ｚ方向）に昇降し且つ３６０度に回転自在な６個のロータリー型の搭載ヘッド３７、この搭載ヘッド３７の近傍に配設されて基板３２の位置マーク等を画像認識のために撮像する基板認識用カメラ３８、及び搭載ヘッド３７の先端の吸着ノズル３９に吸着される部品を画像認識する装置本体に固定式の部品認識用カメラ４０を示している。

搭載ヘッド３７は、テープ式部品供給装置３４の部品供給口３５まで引き出されてきた部品テープ４１の部品４２を吸着して引き上げ、基板３２上に移動する途上で部品認識用カメラ４０で部品４２を画像認識し、位置の補正を行って、その部品４２を基板３２上に搭載する。

尚、図１には、部品交換時において、部品切れを起こした位置４５から脱抜されて交換中のテープ式部品供給装置３４ａと、その後端部のリール保持部４３に交換装着されたテープリール４４を示している。

図２は、上記のように構成される部品搭載装置のシステムブロック図である。同図に示すように、本例の部品搭載装置５０は、ＣＰＵ５１と、このＣＰＵ５１にバス５２で接続されたｉ／ｏ（入出力）制御ユニット５３及び画像処理ユニット５４からなる制御部を備えている。また、ＣＰＵ５１にはメモリ５５が接続されている。メモリ５５は特には図示しないがプログラム領域とデータ領域を備えている。

また、ｉ／ｏ制御ユニット５３には、基板３２（図１及び図２参照）の部品搭載位置を照明するための基板照明装置５６や、搭載ヘッド３７の吸着ノズル３９（図１参照）に吸着されている部品４２を照明するための部品認識用カメラ４０と一体に装備されているＬＥＤ照明器５７が照明制御ユニット５８を介して接続されている。

更に、ｉ／ｏ制御ユニット５３には、それぞれのアンプ（ＡＭＰ）を介してＸ軸モータ６１、Ｙ軸モータ６２、Ｚ軸モータ６３、及びθ軸モータ６４が接続されている。Ｘ軸モータ６１は、作業ヘッド３６をＸ方向に駆動し、Ｙ軸モータ６２は、作業ヘッド３６をＹ方向に駆動し、Ｚ軸モータ６３は搭載ヘッド３７を上下に駆動し、そしてθ軸モータ６４は搭載ヘッド３７つまり吸着ノズル３９を３６０度回転させる。

上記の各アンプには、特には図示しないが、それぞれエンコーダが配設されており、これらのエンコーダにより各モータ（Ｘ軸モータ６１、Ｙ軸モータ６２、Ｚ軸モータ６３、及びθ軸モータ６４）の回転に応じたエンコーダ値がｉ／ｏ制御ユニット５３を介してＣＰＵ５１に入力する。これにより、ＣＰＵ５１は、各搭載ヘッド３７の前後、左右、上下の現在位置、及び回転角を認識することができる。

更に、上記のｉ／ｏ制御ユニット５３には、バキュームユニット６５が接続されている。バキュームユニット６５はバキュームチューブ６６を介して搭載ヘッド３７の吸着ノズル３９に空気的に接続されている。このバキュームチューブ６６には空圧センサ６７が配設されている。バキュームユニット６５は、吸着ノズル３９に対しバキュームによって部品４２を吸着させ、又はバキューム解除とエアブローとバキュームブレイク（真空破壊）によって吸着を解除させる。

このとき、空圧センサ６７からバキュームチューブ６６内の空気圧データが電気信号としてｉ／ｏ制御ユニット５３を介しＣＰＵ５１に出力される。これにより、ＣＰＵ５１は、バキュームチューブ６６内の空気圧の状態を知って、吸着ノズル３９によって部品４２を吸着する準備が出来ているか否かを認識することができると共に、吸着された部品４２が正常に吸着されているか否かを認識することができる。

更に、上記のｉ／ｏ制御ユニット５３には、位置決め装置、ベルト駆動モータ、基板センサ、異常表示ランプ等がそれぞれのドライバを介して接続されている。位置決め装置は、部品搭載装置５０の基台内部において基板案内レール３１の下方に配置され、装置内に案内されてくる基板３２の位置決めを行う。ベルト駆動モータは案内レール３１に一体的に配設されている搬送ベルトを循環駆動する。基板センサは基板３２の搬入と搬出を検知する。異常表示ランプは部品搭載装置５０の動作異常や作業領域内の異物進入等の異常時に点灯又は点滅して異常発生を現場作業者に報知する。

また、ＣＰＵ５１には、通信ｉ／ｏインターフェース６８、表示操作入力装置６９、記録装置７０が接続されている。通信ｉ／ｏインターフェース６８は、例えばティーチング処理などを例えばパーソナルコンピュータ等の他の処理装置で行う場合などに、これらの処理装置と有線又は無線で接続してＣＰＵ５１との通信が可能であるようにする。

記録装置７０は、例えばハードデスク、ＭＯ、ＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ／ＲＷ、フラッシュメモリ装置等の各種の記録媒体を装着可能であり、部品搭載装置５０の部品搭載処理、その事前に行なわれる部品搭載ティーチング処理、段取り表の作成処理等のプログラムや、部品ライブラリのデータ、ＣＡＤからのＮＣデータ、段取り表のデータ等各種のデータを記録して保持している。

これらのプログラムはＣＰＵ５１によりメモリ５５のプログラム領域にロードされて各部の制御の処理に使用され、データもメモリ５５のデータ領域に読み出されて、所定の処理がなされる。処理されて更新されたデータは、所定の記録媒体の所定のデータ領域に格納されて保存される。また、メモリ５５のデータ領域は、細分化された多数のレジスタ領域を備えており、このレジスタ領域には各種の計数値が一時的に保存される。

表示操作入力装置６９は、部品搭載作業の実行時には、画像処理ユニット５４が作業ヘッド３６側の基板認識用カメラ３８で撮像した基板３２の画像や、同じく画像処理ユニット５４が本体装置側の部品認識用カメラ４０で撮像した部品４２の画像を表示装置に表示する。

またティーチング処理の実行時には、ティーチング画面を表示し、段取り作成時にはグループ化する基板のテープ式部品供給装置３４の配設位置を表示する。
ＣＰＵ５１は、基板３２に部品４３（又は４７）を搭載するに当たっては、テープ式部品供給装置３４から搭載ヘッド３７先端の吸着ノズル３９に吸着した部品４２を、部品認識用カメラ４０で画像認識し、その画像認識した部品４２を搭載すべき基板３２の搭載位置を基板認識用カメラ３８で画像認識し、その画像認識した基板上の搭載位置に、上記画像認識した部品４２を位置補正しながら搭載する。

図３(a) は、上記の構成において上記のように動作する本例の部品搭載装置における部品供給ステージの配置を模式的に示す図であり、同図(b) は、その段取り表を模式的に示す図である。

本例の部品搭載装置（装置本体）５０は、図１では簡略に示したが、実際には、図３(a) に示すように、テープ式部品供給装置３４を配設する部品供給ステージ３３は、装置本体５０の生産ライン上ではラインの両側となる前後に、それぞれ２台ずつ合計４台に分かれて配置されている。

それら４台の部品供給ステージ３３を、図３(a) には、部品供給ステージ３３ａを１Ｆステージ、部品供給ステージ３３ｂを２Ｆステージ、部品供給ステージ３３ｃを１Ｒステージ、及び部品供給ステージ３３ｄを２Ｒステージとそれぞれ簡略な表現で表している。

これらの各部品供給ステージ３３には、それぞれ最大３０個のテープ式部品供給装置３４を配置することができる。これら４台の部品供給ステージ３３には、それぞれ個別に対応する段取り表が存在する。

図３(b) は、４台の部品供給ステージ３３にそれぞれ対応する、４つの段取り表を模式的に示す図である。尚、同図(b) には、４つの段取り表７１（７１ａ〜７１ｄ）のうち代表的に部品供給ステージ３３ａ（１Ｆステージ）用の段取り表７１ａのみを具体的に示している。

図３(b) に示すように、段取り表は、最上段に「フィーダー番号」（テープ式部品供給装置３４の部品供給ステージ３３上の配置位置の番号）が記述され、その下に、上記フィーダー番号のフィーダー（テープ式部品供給装置３４）に収容されるべき部品の規格名（部品名でもある）が一覧表示されている。

図３(b) に示す例では、例えば、フィーダー番号６番には、部品規格名「２１２５Ｃ」が対応し、フィーダー番号９番には、部品規格名「３２１６Ｒ」が対応し、フィーダー番号２５番には、部品規格名「１６０８Ｃ」が対応して記述されている。

これは、部品規格名「２１２５Ｃ」の部品が部品供給ステージ３３ａ上の６番の位置に段取りされる、すなわち新たに装着されることを意味し、部品規格名「３２１６Ｒ」の部品が部品供給ステージ３３ａ上の９番の位置に段取りされ（新たに装着され）、そして部品規格名「１６０８Ｃ」の部品が部品供給ステージ３３ａ上の２５番の位置に段取りされる（新たに装着される）ことを意味している。

尚、図３(b) の段取り表７１ａには、説明の便宜上、３種類の部品規格名しか示していないが、実際には、より多くの部品規格名が記述されている。
ここで、上記のように部品搭載処理の実稼動に入る前に行われる段取りについて説明する。本例の段取りによる基板ユニット生産方法は、特に、複数機種の基板を用いて行う多品種少ロット生産の際に有効である。

図４(a),(b) 〜図６(a),(b) は、複数機種の基板生産において、段取り作業を可及的に少なくする段取り表の作成手順を示す図である。
図７は、上記複数機種の基板生産において段取り作業を可及的に少なくする段取り表の作成と部品プログラムの行う処理手順を示すフローチャートである。

尚、以下の説明では、分かり易く説明する都合上、６種類の機種からなる基板群を取り上げて説明する。また、代表的に、図３に示した部品供給ステージ３３の１Ｆステージの段取り表７１ａを取り上げて説明することにする。

先ず、図７において、図２に示したＣＰＵ５１は、メモリ５５の所定の領域に、基板の仮グループを設定する（Ｓ１）。
この処理では、この仮グループに所属する基板種は未だ一つも存在しない。したがって、図４(a) に示すように、この仮グループ用の段取り表７２は、白紙状態である。

続いて、ＣＰＵ５１は、全ての基板について段取りの調査が済んでいるか否かを判別する（Ｓ２）。
尚、ここでの説明では、基板は機種の意味も含めて基板といっている。すなわち「全ての基板」の意味は、基板の枚数ではなく基板の「全ての機種」を指している。また、後述する「複数の基板」、「未調査の基板」等も、「複数の機種」、「未調査の機種」等を指している。

したがって、全ての基板について段取りの調査が済んでいるかの判別処理は、基板の全ての機種について段取りの調査が済んでいるかの判別処理である。
上記の判別処理では、処理の最初である場合は、全ての基板について段取りの調査は済んでいない（Ｓ２がＮｏ）。

したがって、この場合は、次に、ＣＰＵ５１は、予め指定されている複数の基板の中から未調査の基板を１つ抽出して、その基板を仮グループに追加する（Ｓ３）。
ここでは、上記最初に仮グループに追加（編入）された基板を、基板３２−１とする。

次に、ＣＰＵ５１は、前回決定したグループが存在するか否かを判別する（Ｓ４）。
この場合も、処理の最初である場合は、前回決定したグループは存在しない（Ｓ４がＮｏ）。

したがって、この場合は、次に、ＣＰＵ５１は、仮グループ内で使用される部品が全て実装機（部品搭載装置５０）のフィーダー配置スペース（部品供給ステージ３３ａ）に配置可能かを判断する（Ｓ６）。

尚、ここでの説明では、部品は、その部品を収容しているテープ式部品供給装置３４の意味も含めて部品と言っている。
すなわち、部品が全て実装機のフィーダー配置スペースに配置可能かの判断処理は、部品を収容しているテープ式部品供給装置３４を全て部品供給ステージ３３ａに配置可能かの判断処理である。

この判断処理では、処理の最初の場合は、仮グループに編入された基板は基板３２−１のみである。したがって、「仮グループ内で使用される部品全て」は「基板３２−１に搭載すべき部品の種類全て」を指している。

つまり、この処理では、基板３２−１に搭載すべき部品（を収容したテープフィーダ３４）を全て部品供給ステージに配置可能かを判断することになる。
図４(b) は、基板３２−１に搭載すべき部品を収容したテープフィーダ３４の部品供給ステージ３３ａ上の配置を右ハッチングで示している。

図４(b) に示す例では、フィーダー番号２、４、７〜１０、１２〜１６、１８〜２０、及び２５番に基板３２−１に搭載すべき部品が配置されている。これは、そのまま基板３２−１の段取り表でもある。

図４(b) に示すように、基板３２−１に搭載すべき部品は、全て部品供給ステージ３３ａに配置可能である（Ｓ６がＹｅｓ）。
したがって、この場合は、ＣＰＵ５１は、段取り表と部品搭載プログラムとを作成し、この作成された段取り表と部品搭載プログラムを、メモリ５５の所定領域に一時的に保持しする（Ｓ７）。

尚、この処理で作成される段取り表と部品搭載プログラムは、基板３２−１の段取り表と部品搭載プログラムである。
この後、ＣＰＵ５１は、処理Ｓ１の処理に戻る。これにより、次の処理Ｓ３で、未調査基板の中の基板３２−２が仮グループに追加され、処理６では、この追加した基板３２−２を含めた仮グループ内でのフィーダー配置スペースが判別される。

図５(a) には、上記追加された基板３２−２の部品の部品供給ステージ３３ａ上の配置を、同仮グループの基板３２−１の部品の配置の下に、左ハッチングで示している。
図５(a) に示す例では、フィーダー番号４〜６、１８、２４、及び２８番に基板３２−２に搭載すべき部品が配置されている。これは、そのまま基板３２−２の段取り表でもある。

また、図５(a) では、フィーダー番号４及び１８で、基板３２−１と基板３２−２の部品配置が重複している。これは、基板３２−２が、基板３２−１と同一部品を２種類使用するので、その２種類の同一部品を基板３２−１と共用とし、残る部品について、基板３２−１の部品配置と重複しない位置に配置されたことを示している。

図５(a) に示すように、基板３２−１及び基板３２−２に搭載すべき部品は、全て部品供給ステージ３３ａに配置可能であるので、処理７において、ＣＰＵ５１は、段取り表と部品搭載プログラムとを作成する。

この場合の段取り表は、基板３２−１と基板３２−２とを合わせた段取り表であり、部品搭載プログラムは基板３２−２の部品搭載プログラムである。
また、基板３２−２の部品搭載プログラムの作成に当たっては、フィーダー番号４及び１８の部品のフィーダ番号は、基板３２−１で作成されてメモリ５５に保持されている部品搭載プログラムのフィーダー番号４及び１８の部品のフィーダ番号がそのまま引き継がれる。

再び、上記と同様に処理が行われて、次の未処理の基板の中から基板３２−３が仮グループに追加され、基板３２−３を含めた仮グループ内でのフィーダー配置スペースが判別される。

図５(b) は、基板３２−３を含めた仮グループ内での部品のフィーダー配置スペースの例を示している。図５(b) に示す例では、基板３２−３の部品は、フィーダー番号１７、１８、２１〜２３に配置さてている。

そして、フィーダー番号１８の部品は、基板３２−１、基板３２−２、及び基板３２−３で共用されていることが分かる。
ここでも、図５(b) に示すように、基板３２−１、基板３２−２、及び基板３２−３に搭載すべき部品は、全て部品供給ステージ３３ａに配置可能であるので、処理７において、ＣＰＵ５１は、段取り表と部品搭載プログラムとを作成する。

ここで作成される段取り表は、基板３２−１、基板３２−２、及び基板３２−３の部品を合わせた段取り表であり、部品搭載プログラムは基板３２−３の部品搭載プログラムである。

また、この部品搭載プログラムの作成に当たっては、フィーダー番号１８の部品のフィーダ番号は、基板３２−１又は基板３２−２で作成されてメモリ５５に保持されている部品搭載プログラムのフィーダー番号１８の部品のフィーダ番号がそのまま引き継がれる。

この段階で、フィーダー配置スペースとしては、フィーダー番号１、３、１１、２６、２７、２９、及び３０番の位置が空いている。
更に、処理が繰り返されて４番目（４種類目）の基板が仮グループに追加され、その４番目の基板を含めた仮グループ内でのフィーダー配置スペースが判別される。

４番目の基板の部品が仮グループ７２の部品と同一部品である場合は共用できるので、その分の部品配置を行う必要はないが、４番目の基板の部品が仮グループ７２の部品と同一でないものについては上記の空いているフィーダー番号の位置に配置する必要がある。

そして、フィーダー配置スペースに空きが無くなっても、未だ４番目の基板の部品の中に空いているフィーダー番号の位置に配置しなければならない部品が残っていれば、もはや仮グループ内における４番目の基板の部品のフィーダー配置スペースは無いことになる。

すなわち、図７における４順目の処理において、処理Ｓ６がＮｏとなる。
そして、この場合は、ＣＰＵ５１は、今回抽出した基板（基板３２−４）を含まない仮グループを本グループ（図５(b) のグループ７３）に決定し、保持されていた仮グループの段取り表と部品搭載プログラムを本グループの段取りとしてメモリ５５の所定の領域に登録する（Ｓ８）。

この処理では、段取り表は基板３２−１、基板３２−２、及び基板３２−３の部品を合わせて一括した１つの段取り表であり、部品搭載プログラムは基板３２−１〜３２−３の各部品搭載プログラムである。

そして、ＣＰＵ５１は、今回抽出した基板（基板３２−４）を未調査扱いとし、それ以外の基板（基板３２−１、３２−２、３２−３）調査済み扱いとして（Ｓ９）、処理Ｓ１の処理に戻る。

これにより、新たに仮グループが設定され、上記の処理が繰り返されて別の新たな本グループが決定される。
図６(a) は、そのようにして決定された新たな本グループ７４のフィーダー配置スペース（一括段取り表でもある）を示す図であり、図６(b) は、図５(b) に示した最初に出来た本グループ７３のフィーダー配置スペース（一括段取り表）を再掲する図である。

このように、最初に作成（決定）された本グループ７３の後から新たに決定される本グループ７４等の作成では、常に図７の処理４の判別で、「前回決定したグループが存在する（Ｓ４がＹｅｓ）」となる。

したがって、ＣＰＵ５１は、処理Ｓ６の処理を行う前に、前回決定した段取り表と仮グループ内の使用部品を比較し、同部品の段取り配置を引き継ぎ、段取り表と部品搭プログラムを作成する（Ｓ５）。

図６(a),(b) に示すように、図６(a) の本グループ７４の基板３２−４の段取り表では、フィーダー番号１４の部品規格名３２１６Ｒが、図６(b) に示す先に出来ている本グループ７３のフィーダー番号１４の部品規格名と同一である。

このような場合は、その部品の配置が始めに決定される（同部品の段取り配置が引き継がれる）。
また、図６(a) の本グループ７４の基板３２−５の段取り表では、フィーダー番号６の部品規格名２１２５Ｃが、図６(b) に示す先に出来ている本グループ７３のフィーダー番号６の部品規格名と同一である。

この場合も、その部品の配置が始めに決定される（同部品の段取り配置が引き継がれる）。
また、図６(a) の本グループ７４の基板３２−６の段取り表では、フィーダー番号２２の部品規格名１６０８Ｃが、図６(b) に示す先に出来ている本グループ７３のフィーダー番号２２の部品規格名と同一である。

この場合も、その部品の配置が始めに決定される（同部品の段取り配置が引き継がれる）。
このようにして、本例では２つのグループに所属する基板３２−１〜３２−６の６機種の基板の段取りが出来上がる。

そして、本例では、オペレータは、１グループの部品配置の段取りを、１つの段取り表で進行させることができる。
すなわち、本例では、１機種の基板を段取り替えする度に、部品配置の段取りを行うのではなく、３機種の基板の部品配置の段取りを１つの段取り表で一括して行うことができるので便利である。

また、部品搭載プログラムの作成では、同部品はそのままの配置で引き継ぐようにするので能率が向上する。
そして、例えば基板３２−１、３２−２、及び３２−３の３種類の機種の基板を生産する場合には、始めに３種類の基板分（グループ１、本グループ７３）の段取りを行い。後は順番に部品配置の段取り替えなしに基板ユニットを生産するだけでよいので能率が向上する。

また、基板３２−３の後に、グループ２（本グループ７４）へ段取り替えが発生するが、グループ１と同一部品はそのままの配置で段取り替えを行う必要はない。
このように、本発明の基板ユニット生産方法その方法を用いる部品搭載装置では、複数機種の基板で使用するテープフィーダを、一度に一括して段取り替えを行うことができる段取り表の作成と、各々の部品搭載プログラムを能率よく作成することができる。

本発明の部品交換時の部品設定違いを防止する部品搭載方法を用いた部品搭載処理を行う一実施の形態にける部品搭載装置の主要部の内部構成を模式的に示す図である。 一実施の形態における部品搭載装置のシステムブロック図である。 一実施の形態における部品搭載装置の部品供給ステージの配置を模式的に示す図、(b) はその段取り表を模式的に示す図である。 (a),(b) は複数機種の基板生産において段取り作業を可及的に少なくする段取り表の作成手順を示す図（その１）である。 (a),(b) は複数機種の基板生産において段取り作業を可及的に少なくする段取り表の作成手順を示す図（その２）である。 (a),(b) は複数機種の基板生産において段取り作業を可及的に少なくする段取り表の作成手順を示す図（その３）である。 複数機種の基板生産において段取り作業を可及的に少なくする段取り表の作成と部品プログラムの行う処理手順を示すフローチャートである。 (a) は従来の部品搭載装置の例を示す外観斜視図、(b) はその上下の保護カバーを取り除いて内部の構成を模式的に示す斜視図である。 従来の部品搭載装置の作業ヘッドの構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 部品搭載装置
２ モニタ装置
３ 警報ランプ
４ 上部保護カバー
５ 操作入力用表示装置
６ 基台
７ 基板案内レール
８ 基板
９ 供給ステージ
１１ テープリール式部品供給装置
１２ テープリール
１３ Ｙ軸レール
１４ Ｘ軸レール
１５（１５−１、１５−２、１５−３、１５−４） 作業ヘッド
１６（１６−１、１６−２） 搭載ヘッド
１７ チェーン体
１８ 部品認識用カメラ
１９ 支持部
２１ 基板認識用カメラ
２２ 拡散板照明装置
２４ 吸着ノズル
２４−１ 光拡散板
２４−２ ノズル
３１ 基板案内レール
３２ 基板
３３ 部品供給ステージ
３４ テープ式部品供給装置（テープフィーダ）
３５ 部品供給口
３６ 作業ヘッド
３７ 搭載ヘッド
３８ 基板認識用カメラ
３９ 部品認識用カメラ
４１ 部品テープ
４２ 部品
４３ リール保持部
４４ テープリール
４５ 部品切れを起こした位置
５０ 部品搭載装置
５１ ＣＰＵ
５２ バス
５３ ｉ／ｏ（入出力）制御ユニット
５４ 画像処理ユニット
５５ メモリ
５６ 基板照明装置
５７ ＬＥＤ照明器
５８ 照明制御ユニット
６１ Ｘ軸モータ
６２ Ｙ軸モータ
６３ Ｚモータ
６４ θ軸モータ
６５ バキュームユニット
６６ バキュームチューブ
６７ 空圧センサ
６８ 通信ｉ／ｏインターフェース
６９ 表示操作入力装置
７０ 記録装置
７１（７１ａ〜７１ｄ） 段取り表
７２ 仮グループのフィーダー配置スペース（段取り表）
７３、７４ 本グループのフィーダー配置スペース（段取り表）

Claims (3)

1. 指定された任意の複数機種の基板に電子部品を搭載して基板ユニットを生産する基板ユニット生産方法において、
   部品の搭載を実行する部品搭載装置に搭載部品を供給する部品供給装置を部品供給装置配設ステージに配置可能な基板群を前記複数機種の基板の中から抽出する抽出工程と、
   該抽出行程により抽出された基板群をグループ化するグループ化工程と、
   該グループ化行程によりグループ化されたグループ群の１グループの基板群を一括段取できる段取り表を作成する段取り作成工程と、
   前記１グループの基板群の個々の基板の部品搭載プログラムを作成するプログラム作成工程と、
   を含み、
   該プログラム作成工程により作成された部品搭載プログラムに基づいて前記１グループの基板群の個々の基板に順次部品搭載処理を行って前記１グループの基板群への部品搭載処理を連続に一括して行うことを特徴とする基板ユニット生産方法。
2. 前記グループ化工程は、部品搭載処理が先行する前記１グループの基板群から次に部品搭載処理を行う１グループの基板群を抽出する際に、両グループ間に同一部品があるときは該同一部品を供給する部品供給装置の前記部品供給装置配設ステージへの配置位置を引き継ぐ、ことを特徴とする請求項１記載の基板ユニット生産方法。
3. 指定された任意の複数機種の基板に電子部品を搭載して基板ユニットを生産する部品搭載装置において、
   搭載を実行する部品を供給する部品供給装置を部品供給装置配設ステージに配置可能な基板群を前記複数機種の基板の中から抽出する抽出手段と、
   該抽出手段により抽出された基板群をグループ化するグループ化手段と、
   該グループ化手段によりグループ化されたグループ群の１グループの基板群を一括段取できる段取り表を作成する段取り作成手段と、
   前記１グループの基板群の個々の基板の部品搭載プログラムを作成するプログラム作成手段と、
   を有し、
   該プログラム作成手段により作成された部品搭載プログラムに基づいて前記１グループの基板群の個々の基板に順次部品搭載処理を行って前記１グループの基板群への部品搭載処理を連続に一括して行うことを特徴とする部品搭載装置。