JP2935532B2 - プリント配線基板製造ライン制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プリント配線基板を連続して組立る製造ラ
インの段取り制御に係り、特に制御すべきプリント配線
基板が多品種にわたるプリント配線基板製造ラインに好
適な制御装置に関する。

〔従来の技術〕

プリント配線基板製造ラインは、被加工基板の装着を
行うローダと呼ばれる設備と、加工済基板の取出を行う
アンローダと呼ばれる設備の間に、つなぎコンベアと呼
ばれる設備を介して、ディスペンサやチップマウンタや
SOPマウンタ、接着剤硬化炉、はんだ槽など基板組立用
の各種の加工設備を配置して構成しており、このため、
生産機種の変更に際しては、そのラインに含まれている
ほとんどの設備について、新たな機種に機能を合わせる
ための、基板ガイドの位置変更や実装プログラムの変
更、あるいは実装部品の変更などを内容とする段取りを
行わなければならない。

しかして、この段取りを行う方法としては、以前は全
て人手によっていたが、近年はコンピュータを用いた、
いわゆる自動段取りが多く用いられるようになってい
る。

ところで、このコンピュータによる自動段取り方式と
しては、従来から第５図に示すように、組立ライン内の
ローダ10、ディスペンサ11、チップマウンタ12、SOPマ
ウンタ13、接着剤硬化炉14、はんだ槽15、アンローダ1
6、それに、つなぎコンベア17〜22などの全ての設備に
対して、組立ライン管理用の集中管理コンピュータ30を
設け、このコンピュータ30により集中的に各整備を制御
して段取りする方法や、第６図に示すように、LAN50に
より相互に接続したコンピュータ32〜43を各設備毎に独
立して設け、分散的な制御により段取りを行う方法など
が用いられていた。

なお、この種の技術として関連するものには、例え
ば、特開昭61−218200号公報、特開平１−297897号公報
の開示を挙げることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術のうち、まず、第５図の集中管理方式の
ものでは、集中管理コンピュータ30は段取りを必要とす
る全ての設備を管理しなければならないから、高速処理
が可能なコンピュータを要する点について配慮がされて
おらず、コストアップを伴うという点で問題があった。

また、この方式では、コンピュータ30から各設備に段
取り指示を与えるタイミングとして、各設備に一斉に指
示を与える場合と、ライン内の先頭の設備から工程順に
指示を与えてゆく場合の双方があるが、前者の一斉に指
示を与える場合では、組立ラインの中から一旦全ての基
板が取り出されてしまうまで待つ必要が有る点について
配慮がされておらず、この待ち時間により少ロット生産
では効率が良くないという問題があり、他方、後者の工
程順に指示する方法では、ライン内での基板の搬送とタ
イミングを取る必要がある点について配慮がされておら
ず、高度なプログラミングと高精度の基板搬送技術を要
するという問題があった。

次に、第６図の分散管理方式による従来技術では、第
５図の従来技術とは異なり、各設備に一斉に指示を与え
る方式は、あまり用いられず、専ら基板の搬送に合わせ
て段取り指示を与えて行く方式となるので、各コンピュ
ータ31〜43にはあまり高度な能力は必要としないが、ラ
イン内での基板の搬送に合わせて機種データのトラッキ
ングが、各コンピュータ31〜43間で必要になるという点
に配慮がされておらず、上記した集中管理方式の場合よ
りも、さらに高度なプログラミングを要するという問題
があった。

また、この第６図の方式では、ライン内の設備を入れ
替えたり、設備の追加や削除のたびに、トラッキングの
ためのソフトの変更を要し、且つ、コンピュータが設備
と同数必要になる点に配慮がされておらず、大きなコス
トアップを伴うという問題があった。

本発明の目的は、ローコストで、しかも段取りに待ち
時間が不要で、基板機種に伴う生産効率の低下が殆どな
い、プリント配線基板製造ライン制御装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、組立ラインの先
頭にあるローダなどの設備に、そこに供給された被加工
基板の種別を表わす基板データを後段の設備に出力する
手段を設けると共に、これに続くつなぎコンベア設備と
各加工設備に、それぞれの前段の設備から上記基板デー
タを取り込んで後段の設備に出力する手段を設け、上記
基板データに基づいて上記各設備毎の各段取りが逐次行
われるようにしたものである。

〔作用〕

上記手段が設けられている結果、基板組立ライン内の
各設備は、その前段にある設備から次に供給されるべき
基板の機種を表わす基板データ、例えば基板幅データを
常に取り込み得る状態にされる。

一方、各設備は、自設備内での基板の状態を常に把持
しているから、これにより、まず、自設備内に新たな基
板の搬入スペースが存在するか否かを調べ、搬入スペー
スが存在していたときには、前段の設備から次に搬入さ
れるであろう基板の基板データを取り込む。そして、こ
の取り込んだ基板データが、現在、自設備内に設定して
ある基板データと同じであったときには、そのまま次の
基板を搬入する。

しかして、取り込んだ基板データが、以前の基板デー
タと異なっていたときには、段取りを行うものと判断
し、まず、自設備内にある全ての基板が次段の設備に搬
出されたことを確認したあと、取り込んだ基板データに
応じて自設備の自動段取りを行い、例えば基板ガイドの
変更などを行う。そして、次の、いままでとは異なった
機種の基板を搬入し、あらたな機種の基板の処理に入る
のである。

従って、新たな機種の基板が組立ラインに供給される
と、それに応じて、各設備内にある簡単な制御装置によ
り、前段の設備から順次、自動的に段取りが進み、その
まま機種の変更に対応することができる。

〔実施例〕

以下、本発明によるプリント配線基板製造ライン制御
装置について、図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例で、組立ライン内のローダ
10、ディスペンサ11、チップマウンタ12、SOPマウンタ1
3、接着剤硬化炉14、はんだ槽15、アンローダ16、それ
に、つなぎコンベア17〜22などは、上記した従来例と同
じである。

第２図は組立ラインの一部であるディスペンサ11、チ
ップマウンタ12と、つなぎコンベア17、18を実体的に描
いた説明図で、各つなぎコンベア17、18が、それぞれ基
板ガイド17a、18aと、基板ガイド幅調整機構17b、18b、
それにパルスモータ17c、18cを備えている様子が明瞭に
示されている。

この実施例において、生産管理コンピュータ１は、ホ
ストコンピュータ２から与えられる大日程計画に基づい
て、それに材料入荷状況や作業の優先順位などを加味し
て日程計画を作成し、作業指示や配膳指示、在庫管理な
どを行う。

CADコンピュータ３は、CAD4から与えられる設計デー
タにより自動実装装置用のNCプログラムを自動的に作成
するために使用される。

段取情報管理コンピュータ５は、CAD4から与えられる
設計データと自動実装装置から得られる部品セット情報
と基にして、各基板毎の部品セットデータを作成し、部
品段取りデータを設定する。

このとき、はんだ槽15の温度や基板の搬送速度など
の、装置の運転条件については、各基板ごとに段取り情
報管理データベース5aに登録しておき、これをマシン段
取データとする。

コンピュータからなるセルコントローラ7a〜7eは、シ
ーケンサ8a〜8eからバーコードデータ（組立ライン内に
流れている基板の機種を表わすデータ）を入力し、現
在、セルコントローラ内に記憶してある基板の機種デー
タと比較して、ディスペンサ11などの各設備に段取指示
を与えるか否かの判断を行う。

そして、機種データが変ったら段取りを行うことに
し、CADコンピュータ３で作成したNCプログラムと、段
取り情報管理コンピュータ５で作成した部品段取データ
とマシン段取りデータとを各設備に転送して、自動段取
りを行うのである。

ところで、以上の自動段取り動作は従来技術と同じで
あるが、しかして、この実施例では、組立ライン内の設
備の内、各つなぎコンベア17〜22にはセルコントローラ
が接続されていない。

そして、その代りに、この実施例では、まず、組立ラ
インの先頭にあるローダ10に、そこに供給される被加工
基板の機種を表わす各種の基板データの内の基板幅を表
わすデータＤを常時出力する制御装置を設けると共に、
この先頭の設備であるローダ10から出力された基板幅デ
ータＤを、組立ライン内のローダ10に続く各設備を介し
て、順次、前工程（前段）の設備から後工程（後段）の
設備にそれぞれ出力するように構成し、これを基にし
て、ローダ10の後段に続く各設備、すなわち、ディスペ
ンサ11、チップマウンタ12、SOPマウンタ13、接着剤硬
化炉14、はんだ槽15、アンローダ16、それに、つなぎコ
ンベア17〜22など各設備内の制御装置により、第３図に
示す処理が、それぞれ実行されるように構成してある。

まず、各設備は、新たに加工すべき基板を搬入するス
ペースが、自設備内に発生するのをＳ（ステップ）１の
処理により待ち、搬入スペースが生じたとき、前工程設
備から出力されている基板幅データを調べ、それが現在
までの基板幅データと同じであるか否かを判断する（S
2）。

そして、判断結果がＹ（Yes）、つまり基板幅データ
に変更が表われていない間は、直ちにS8からS9に進み、
単に新たな基板を搬入し、続いてその設備での所定の加
工処理を実行するのである。

一方、処理S2での判断結果がＮ（No）、つまり前工程
設備から出力されている基板幅データＤが変ったと判断
されたときには、まず、S3の処理で、自設備内にまだ基
板が残っているか否かを調べ、続くS4の処理で、後工程
設備から基板要求が現われるのを待ったあと、S5の処理
で基板の搬出を行ってから再びS3に戻り、これを、この
S3での判断結果がＮになるまで繰り返す。そして、S3で
の結果がＮに、つまり、前工程設備からの基板幅データ
が変化し、且つ、自設備から基板が全て搬出されたら、
ここで、S6の処理に進み、まず、ここで、それまで自設
備から後工程設備に出力していた基板幅データを、新た
に前工程設備から受け取った基板幅データ（新基板デー
タ）に変更し、ついでS7での自設備の基板幅の変更に必
要な処理を実行するのである。なお、この処理は、例え
ば、第２図におけるパルスモータ17c、18cの駆動により
基板ガイド幅調整機構17b、18bを動作させ、基板ガイド
17a、18aを基板ガイド幅自動調整方向に動かすことによ
り実行されるものである。

従って、この実施例によれば、基板の機種変更に伴っ
て組立ライン内の各設備に必要な段取制御のうち、つな
ぎコンベア17〜22の段取りについては、これらの各コン
ベア自身で自動的に、順次実行されて行くことになり、
段取りに伴う待ち時間を殆ど必要とせず、基板機種の変
更に伴う生産効率の低下が殆どないプリント配線基板製
造ライン制御装置をローコストで得ることができる。

また、この実施例によれば、各設備間で伝送される機
種データＤとプリント基板とのマッチングが取れないま
まで、後段の設備に機種データが伝送されてしまう虞れ
がない。これは第３図から明らかなように、機種データ
と基板の機種とが一致していなければ、基板が搬送され
ないからで、つまり、この実施例によれば、設備間で自
動的にインターロック機能が与えられることになり、高
い信頼性を容易に得ることができる。

ところで、上記実施例では、組立ライン内の各設備間
で直接伝送されるデータを基板幅データとし、これによ
り段取り制御される設備を、ローダやつなぎコンベア、
それにアンローダなど、比較的段取り制御に必要なデー
タが少なくて済む場合に限定しているが、この各設備間
で伝送されるデータを、基板幅に限らず、その他、基板
の機種によって必要とする種々のデータとし、これに応
じて段取り制御される対象を他の設備にまで広げるよう
にしてもよい。

第４図は、このようにした本発明の一実施例で、これ
によりプログラミングの工数が低減でき、自動段取制御
装置のコストダウンがさらに図れるようにしたものであ
る。

すなわち、この実施例では、従来技術や、第１図の実
施例でつなぎコンベア以外の設備において適用されてい
た、プリント基板の搬送に合わせた機種データのトラッ
キングという高度に複雑な処理を行わずに、上記した基
板幅データＤの代りに各設備で制御に必要な各種の基板
機種データＴを伝送し、これにより搬送されてきた基板
と並行して、その基板の機種データを直接取り込み、自
動段取りを行うのである。

従って、この第４図の実施例によれば、機種データの
トラッキングが不要になり、その分、セルコントローラ
用のコンピュータ60〜64による処理がすくなくて済み、
且つ、アンマッチグンによるトラブルも減少し、信頼性
の向上が期待できると共に、組立ライン内の各設備の入
れ替えや、追加、削除に際してのプログラム変更も不要
になるという利点が得られる。

ところで、上記実施例における、各設備間での基板幅
データＤの転送方法としては、種々の方法が適用可能で
あるが、第１図のシーケンサ8aなどの入出力端子を利用
したBCDデータ方式や、シリアル通信方式などが有効で
ある。

また、このとき、当然、伝送系を必要とするが、ケー
ブルを不要にするため、赤外線を用いた光伝送システム
を利用するのも有効である。

また、第１図及び第２図に示した実施例では、設備内
に搬入されてきたプリント基板の機種判別にバーコード
を使用する方式になっているが、これに代えてIDプレー
トを用いたり、非接触ICカードを用いるようにしても良
い。

さらに、プリント基板を搬送用の所定の枠に入れ、こ
の枠ごと搬送する方式の場合には、その枠に機種データ
を登録するようにしてもよく、あるいは、機種変更に際
しては、その変更を知らせるための専用の基板をライン
に供給する方法によってもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、段取り制御に必要なコンピュータの
個数が少なくできるから、容易にコスト低減を図ること
ができる。

また、本発明によれば、データ転送に必要な処理も、
前工程設備から供給される基板機種データの、後工程設
備への出力処理だけなので、その内容は、単にその時点
でのセットデータを後工程設備に出力するたけとなり、
ソフト開発工数が少なくて済むので、この点でもコスト
低減を図ることが容易であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプリント配線基板製造ライン制御
装置の一実施例の動作を示すブロック図、第２図は同じ
く本発明の一実施例における組立ラインの一部を実体的
に描いた説明図、第３図は動作説明用のフローチャー
ト、第４図は本発明の他の一実施例を示すブロック図、
第５図及び第６図はそれぞれ従来例のブロック図であ
る。 １……生産管理コンピュータ、２……ホストコンピュー
タ、３……CADコンピュータ、４……CAD、５……段取情
報管理コンピュータ、7a〜7e……セルコントローラ、8a
〜8e……シーケンサ、10……ローダ、11……ディスペン
サ、12……チップマウンタ、13……SOPマウンタ、14…
…接着剤硬化炉、15……はんだ槽、16……アンローダ、
17〜22……つなぎコンベア、Ｄ……基板幅データ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 純一 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 松原 匡幸 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 日立京葉エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 鶴田 紀夫 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 成毛 義徳 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所習志野工場内 (56)参考文献 特開 昭60−260200（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−202987（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−168168（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 13/00 - 13/04 G05B 15/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工基板の装着を行う設備と加工済基板
   の取出を行う設備の間に、つなぎコンベア設備と基板加
   工設備とが交互に配置されたプリント配線基板製造ライ
   ンにおいて、 前段の設備にある基板データが順次後段の設備に伝送さ
   れ、各設備での段取りに使用されるようにし、 各設備では、そこでの作業が完了したとき、前段から送
   られてきた基板データによる段取りが開始されるように
   構成したことを特徴とするプリント配線基板製造ライン
   制御装置。
2. 【請求項２】請求項１の発明において、 上記各設備は、自設備に設定されていた基板データが、
   前段から供給された基板データと異なっていたとき上記
   段取りの開始を行い、基板データが同じときは段取りを
   行わないように構成されていることを特徴とするプリン
   ト配線基板製造ライン制御装置。
3. 【請求項３】被加工基板の装着を行う設備と加工済基板
   の取出を行う設備の間につなぎコンベア設備と基板加工
   設備とが交互に配置されたプリント配線基板製造ライン
   において、 上記被加工基板の装着を行う設備に、そこに供給された
   被加工基板の幅を表す基板データを後段の設備に出力す
   る手段を設けると共に、 上記つなぎコンベア設備と基板加工設備に、それぞれの
   前段の設備から供給された基板データを後段の設備に出
   力する手段とを設け、 上記基板データに基づいて、上記各設備毎の基板ガイド
   幅の変更に関する段取りが実行されるように構成したこ
   とを特徴とするプリント配線基板製造ライン制御装置。