JP6547128B2 - 部品供給装置および部品実装システムならびに部品実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品を供給する部品供給装置およびこの部品供給装置を用いた部品実装システムならびに部品実装方法に関するものである。

基板に電子部品を実装する部品実装システムでは、部品実装装置にセットされるテープフィーダなどの部品供給装置から、電子部品を取り出して基板に移送搭載する部品実装動作が反復して実行される。この部品実装動作における品質管理や生産管理上の要請から、従来より部品供給装置によって供給される電子部品の部品種類や製造ロットを管理して記録することにより、事後の遡及追跡を可能とするトレーサビリティ管理機能を具備した部品実装装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献例に示す従来技術では、基板において電子部品が搭載された実装点と当該電子部品を供給したテープフィーダとを対応させた単位実装履歴を時系列順に書き込んだ実装履歴データに、テープフィーダにてキャリアテープの継目が検出されたタイミングを反映させて、基板における複数の実装点をキャリアテープ毎に区分するテープ切替履歴情報を作成することが記載されている。

ところで部品実装装置に用いられる部品供給装置として、電子部品を収納する担体として長尺で中空のスティックケースを用いるスティックフィーダがある。スティックフィーダでは、予め複数の電子部品が収納されたスティックケースを複数積層しておき、電子部品取り出しによって１つのスティックケースが空状態となると、次のスティックケースを対象とする部品取り出しが順次行われる。そしてこのようなスティックフィーダによる部品供給においても、上述のようなトレーサビリティ管理機能を実現することが望まれている。

特開２００７−１０９７７９号公報

しかしながら、スティックフィーダによる部品供給においてトレーサビリティ管理機能を実現する上では、以下のような課題があった。すなわち、スティックフィーダによる部品供給では、テープフィーダのように予め規定された間隔でテーピングされた同一種類の電子部品を大量に連続して供給する形態ではなく、スティックケースに個片状態で収納された電子部品を個々に供給する形態であるため、スティックケース単位での電子部品の切り替わりを判別するのが難しく、供給された電子部品のロットや種類を管理することが困難であった。

そこで本発明は、スティックフィーダにおいてスティックケース単位での電子部品の切り替わりを正しく判別して、供給された電子部品のロットや種類を正確に管理することができる部品供給装置および部品実装システムならびに部品実装方法を提供することを目的とする。

本発明の部品供給装置は、複数の電子部品が収納される、長さ方向に開口を有するスティックケースを段積みする積載部と、前記積載部の前記スティックケースから供給される電子部品が所定の部品供給位置まで搬送される部品搬送経路と、前記部品搬送経路に配置され、前記部品搬送経路上の電子部品を検出する部品検出部と、前記部品検出部の検出結果に基づき電子部品の数を計測する部品数計測部と、前記部品数計測部で計測された電子部品の数と、前記部品供給位置から取り出された電子部品の数とに基づいて、前記スティックケース単位のロットの切り替わりを判断する判断部と、を備える。

本発明の部品実装システムは、部品供給装置を含む部品実装装置と、前記部品実装装置とネットワークで接続された管理装置と、を備え、前記部品供給装置は、複数の電子部品が収納される、長さ方向に開口を有するスティックケースを段積みする積載部と、前記積載部の前記スティックケースから供給される電子部品が所定の部品供給位置まで搬送される部品搬送経路とを含む部品実装システムであって、前記部品搬送経路に配置され、前記部品搬送経路上の電子部品を検出する部品検出部と、前記部品検出部の検出結果に基づき電子部品の数を計測する部品数計測部と、前記部品数計測部で計測された電子部品の数と、前記部品供給位置から取り出された電子部品の数とに基づいて、前記スティックケース単位のロットの切り替わりを判断する判断部と、を備える。

本発明の部品実装方法は、部品供給装置を含む部品実装装置と、前記部品実装装置とネットワークで接続された管理装置と、を備え、前記部品供給装置は、複数の電子部品が収納される、長さ方向に開口を有するスティックケースを段積みする積載部と、前記積載部の前記スティックケースから供給される電子部品が所定の部品供給位置まで搬送される部品搬送経路とを含む部品実装システムにおける部品実装方法であって、前記部品搬送経路上の電子部品を部品検出部により検出し、前記部品検出部の検出結果に基づき電子部品の数を計測し、計測された電子部品の数と、前記部品供給位置から取り出された電子部品の数とに基づいて、前記スティックケース単位のロットの切り替わりを判断する。

本発明によれば、スティックフィーダにおいてスティックケース単位での電子部品の切り替わりを正しく判別して、供給された電子部品のロットや種類を正確に管理することができる。

本発明の一実施の形態の部品実装システムの構成説明図 本発明の一実施の形態の部品実装システムを構成する部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態のスティックフィーダ（部品供給装置）の構成説明図 本発明の一実施の形態の部品実装システムの制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態のスティックフィーダにおける部品情報記憶部の記憶内容を示す図 本発明の一実施の形態のスティックフィーダにおける部品個数カウント処理の説明図 本発明の一実施の形態のスティックフィーダにおける部品個数カウントおよび部品終端の検出処理の説明図 本発明の一実施の形態のスティックフィーダにおける部品個数カウント処理のフロー図 本発明の一実施の形態のスティックフィーダにおけるスティックケース切り替え時の部品ロット切り替え処理のフロー図 本発明の一実施の形態のスティックフィーダにおけるスティックケース切り替え時の部品ロット切り替え処理のフロー図 本発明の一実施の形態のスティックフィーダにおける部品終端の検出処理の説明図 本発明の一実施の形態のスティックフィーダにおける部品個数カウント処理のフロー図 本発明の一実施の形態のスティックフィーダにおける部品終端の検出処理の説明図 本発明の一実施の形態のスティックフィーダにおける部品終端の検出処理の説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、部品実装システム１の構成を説明する。部品実装システム１は、基板に電子部品をはんだ接合により実装して実装基板を生産する機能を有している。この部品実装作業を実行するため部品実装システム１は、基板供給装置Ｍ１、基板受渡装置Ｍ２、印刷装置Ｍ３、検査装置Ｍ４、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６、検査装置Ｍ７、リフロー装置Ｍ８および基板回収装置Ｍ９を連結した構成の部品実装ライン１ａと、部品実装ライン１ａとネットワーク２で接続された管理装置３とを備えている。

基板供給装置Ｍ１は部品実装の対象となる基板６（図２参照）を供給する。供給された基板６は基板受渡装置Ｍ２を介して印刷装置Ｍ３に搬入される。印刷装置Ｍ３は、基板６に形成された部品接合用の電極にクリーム半田などペースト状の半田をスクリーン印刷する。検査装置Ｍ４は、基板に印刷された半田の印刷状態の良否判断や、電極に対する半田の印刷位置ずれの検出を含む印刷検査を行う。部品実装装置Ｍ５、Ｍ６は、印刷装置Ｍ３によって半田が印刷された基板６に電子部品を順次搭載する。検査装置Ｍ７は電子部品が実装された後の基板６における部品実装状態を検査する。リフロー装置Ｍ８は、電子部品搭載後の基板６を所定の温度プロファイルに従って加熱することにより、半田を溶融させて電子部品を基板に半田接合する。基板回収装置Ｍ９は、リフロー後の基板６、電子部品が実装された完成品の基板６を回収する。

次に図２を参照して、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６の構成を説明する。図２において基台４の中央にはＸ方向（基板搬送方向）に基板搬送機構５が配設されている。基板搬送機構５は上流側から搬入された基板６を搬送し、部品実装作業を実行するために設定された実装ステージに位置決めして保持する。基板搬送機構５の両側方には、部品供給部７が配置されている。一方の部品供給部７には複数のテープフィーダ８が並列に装着されており、他方の部品供給部７には複数のテープフィーダ８とともに、スティックフィーダ９が装着されている。

テープフィーダ８は、電子部品を収納したキャリアテープをテープ送り方向にピッチ送りすることにより、以下に説明する部品実装機構の実装ヘッドへの部品供給位置に電子部品を供給する。スティックフィーダ９は同様に部品供給装置としての機能を有しており、長さ方向に開口を有し内部に複数の電子部品が収納されたスティックケース１６を段積み状態で収納し、スティックケース１６から取り出された電子部品を同様に実装ヘッドへの部品供給位置２８ａ（図３）に供給する。すなわち本実施の形態に示す部品実装システム１は、部品供給装置としてのスティックフィーダ９を含む部品実装装置Ｍ５、Ｍ６と、これらの部品実装装置Ｍ５、Ｍ６とネットワーク２で接続された管理装置３とを備えた構成となっている。

基台４上面においてＸ方向の一方側の端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸移動テーブル１０が配設されており、Ｙ軸移動テーブル１０には、同様にリニア駆動機構を備えた２基のＸ軸移動テーブル１１が、Ｙ方向に移動自在に結合されている。２基のＸ軸移動テーブル１１には、それぞれ実装ヘッド１２がＸ方向に移動自在に装着されている。Ｙ軸移動テーブル１０、Ｘ軸移動テーブル１１を駆動することにより、実装ヘッド１２はＸ方向、Ｙ方向に移動する。これにより２つの実装ヘッド１２は、それぞれ対応した部品供給部７に配置されたテープフィーダ８やスティックフィーダ９による部品供給位置から電子部品を取り出して、基板搬送機構５に位置決めされた基板６に移送搭載する。Ｙ軸移動テーブル１０、Ｘ軸移動テーブル１１および実装ヘッド１２は、部品供給部７から電子部品を吸着保持して取り出し、基板６に移送搭載する部品実装機構１３を構成する。

部品供給部７と基板搬送機構５との間には、部品認識カメラ１４が配設されている。部品供給部７から電子部品を取り出した実装ヘッド１２が部品認識カメラ１４の上方を移動する際に、部品認識カメラ１４は実装ヘッド１２に保持された状態の電子部品を撮像して認識する。実装ヘッド１２にはＸ軸移動テーブル１１の下面側に位置して、それぞれ実装ヘッド１２と一体的に移動する基板認識カメラ１５が装着されている。実装ヘッド１２が移動することにより、基板認識カメラ１５は基板搬送機構５に位置決めされた基板６の上方に移動し、基板６を撮像して認識する。実装ヘッド１２による基板６への部品実装動作においては、部品認識カメラ１４による電子部品の認識結果と、基板認識カメラ１５による基板認識結果とを加味して搭載位置補正が行われる。

次に図３を参照して、スティックフィーダ９の構成および機能を説明する。スティックフィーダ９は、複数のスティックケース１６を段積み状態で収納する積載部２０および部品搬送部３０を備えた構成となっている。部品搬送部３０は、収納されたスティックケース１６から供給された電子部品を部品実装機構１３の実装ヘッド１２（図２）へ供給する部品供給位置２８ａまで移動させる機能を有している。積載部２０は部品供給方向へ傾斜した姿勢で配設されており、対向して配置された第１ガイド部２１、第２ガイド部２２を備えている。第１ガイド部２１、第２ガイド部２２の間には複数のスティックケース１６を段積みするための段積みスペース２０ａが形成されている。

図３に示すように、スティックケース１６は両端に開口１６ａが設けられた中空の細長容器であり、スティックケース１６の内部には、複数の電子部品Ｐが直列状態で収納されている。すなわち積載部２０は、複数の電子部品Ｐが収納される、長さ方向に開口を有するスティックケース１６を段積みする機能を有している。スティックケース１６の一方側の側端面には、当該スティックケース１６に収納された電子部品Ｐの部品名やロット名称などの部品情報を示すバーコードラベル１７が貼着されており、スティックケース１６を積載部２０にセットする際には、作業者がバーコードリーダ１８によってバーコードラベル１７を読み取ることにより、部品情報が読み取られて部品照合処理が行われる。

第１ガイド部２１、第２ガイド部２２の上部には開閉自在な蓋部材２３が架設されている。蓋部材２３は、積載部２０へスティックケース１６を供給するための開口を塞ぐ機能を有しており、蓋部材２３を開にした状態でのみ段積みスペース２０ａ内にスティックケース１６をセットすることができるようになっている。段積みスペース２０ａ内にスティックケース１６をセットした状態では、スティックケース１６の長手方向の両端部が、第１ガイド部２１、第２ガイド部２２によってガイドされて位置が保持される。

このとき、スティックケース１６は部品供給方向に傾斜した姿勢にあり、スティックケース１６内に収納された電子部品Ｐは重力による傾斜方向への部品搬送力が作用している。これにより、段積みスペース２０ａ内において最下段に位置するスティックケース１６内の電子部品Ｐは、部品供給方向に傾斜して配設されたスライド連結部２７に乗り移る。すなわち段積みスペース２０ａ内における最下段の位置は、積載部２０において部品供給対象のスティックケース１６を位置させる供給位置となっている。

スライド連結部２７の端部は水平に配設された振動搬送部２８と連結されており、振動搬送部２８は振動機構２９を備えている。振動機構２９を駆動させた状態で、スライド連結部２７から振動搬送部２８へ電子部品Ｐが乗り移ると、電子部品Ｐは振動搬送部２８上を部品供給方向へ移動する。そして部品供給位置２８ａに到達した電子部品Ｐは、実装ヘッド１２によって吸着保持されて取り出される。

すなわち、スライド連結部２７および振動搬送部２８は、積載部２０のスティックケース１６から供給される電子部品Ｐを所定の部品供給位置２８ａまで移動させる部品搬送部３０を構成している。そしてスライド連結部２７、振動搬送部２８において電子部品Ｐが移動する経路は、積載部２０のスティックケース１６から供給される電子部品Ｐが所定の部品供給位置２８ａまで搬送される部品搬送経路となっている。

部品供給方向と反対側の第２ガイド部２２には、スティック排出機構２４、蓋部材ロック機構２５が設けられている。スティック排出機構２４は、二つの係止部材２４ａ、２４ｂの段積みスペース２０ａ内への進退動作を制御することにより、段積みスペース２０ａ内に収納されている複数のスティックケース１６のうち、最下段のスティックケース１６のみを落下させてケース回収部２６に排出する機能を有している。

すなわち、部品供給により全ての電子部品Ｐを送り出して空となったスティックケース１６は、スティック排出機構２４によって排出されて落下し、ケース回収部２６に回収される。これにより、最下段のスティックケース１６の直上に位置する次のスティックケース１６が、電子部品Ｐの供給位置に位置する。すなわち、積載部２０は、積載部２０における供給位置に位置させるスティックケース１６を切り替える供給スティック切替部を備えている。

蓋部材ロック機構２５はロック部材２５ａの動作を制御することにより、閉状態にある蓋部材２３の開動作を禁止する機能を有している。これにより、スティックフィーダ９において積載部２０への新たなスティックケース１６の供給が物理的に禁止され、積載部２０への電子部品Ｐの供給を予め設定された所定のタイミングのみに限定することが可能となっている。したがって、蓋部材２３および蓋部材ロック機構２５は、積載部２０への電子部品Ｐの供給を物理的に禁止する供給禁止部として機能する。

スティックフィーダ９には、フォトセンサＰＨ１〜ＰＨ７の７つのフォトセンサ（以下、単に「センサ」と略記する。）が装備されている。センサＰＨ１〜ＰＨ３は、部品検出部５６（図４参照）としての機能を有している。すなわちセンサＰＨ１は、振動搬送部２８において部品供給位置２８ａに電子部品Ｐが到着しているか否かを検出する。またセンサＰＨ２、ＰＨ３は、部品搬送経路としての振動搬送部２８に配置され、部品搬送経路上の電子部品Ｐ、すなわち振動搬送部２８によって移動している状態の電子部品Ｐを検出する。これにより、振動搬送部２８を通過する電子部品Ｐの個数をカウントするとともに、一つのスティックケース１６から供給された電子部品Ｐのロットの終端を検出することができるようになっている。

なお本実施の形態においては、センサＰＨ２、ＰＨ３の二つのセンサを振動搬送部２８に配置した例を示したが、センサＰＨ２、ＰＨ３の位置としては振動搬送部２８には限定されず、電子部品Ｐの通過経路であるスライド連結部２７にセンサＰＨ２、ＰＨ３を配置してもよい。さらにセンサＰＨ２、ＰＨ３の二つセンサを並設する代わりに、一つのセンサのみで電子部品Ｐの個数のカウントやロットの終端を検出するようにしてもよい。

段積みスペース２０ａにおけるスティックケース１６の収納位置のうち、下段の三つの収納位置には、最下段から順にセンサＰＨ４、ＰＨ５、ＰＨ６が配設されている。センサＰＨ４、ＰＨ５、ＰＨ６は、スティックケース検出部５７（図４）としての機能を有しており、それぞれの収納位置におけるスティックケース１６の有無を検出する。すなわち、スティックケース検出部５７として機能するセンサＰＨ４、ＰＨ５、ＰＨ６は、積載部２０に段積みされた複数のスティックケース１６の有無を検出する。蓋部材２３には、センサＰＨ７が設けられている。センサＰＨ７は、蓋部材ロック検出部５８（図４）としての機能を有しており、蓋部材ロック機構２５によって蓋部材２３が閉状態にあることを検出する。

次に図４、図５を参照して、制御系の構成を説明する。図４において、スティックフィーダ９はフィーダ制御部５１、記憶部５２、報知部５５を備えている。さらにフィーダ制御部５１は判断部５１ａ、部品数計測部５１ｂ、および部品残数算出部５１ｃを有しており、記憶部５２は部品情報記憶部５３、部品残数記憶部５４に記憶されるデータのほか、部品供給動作に必要な各種のプログラムやデータを記憶する。部品情報記憶部５３は、積載部２０に段積みされたスティックケース１６の部品情報、すなわち図５に示すメモリエリア５３ａ、個別部品データ５３ｂを記憶する。部品残数記憶部５４は、各タイミングにおいてスティックフィーダ９に収納されている部品残数をリアルタイムで記憶する。

メモリエリア５３ａは、スティックフィーダ９における部品収納状態を示すデータであり、当該スティックフィーダ９による部品供給履歴を示すトレース情報として記録される。ここでは、新たにスティックケース１６を積載部２０に供給する都度、作業者がバーコードラベル１７をバーコードリーダ１８によって読み取ることにより、部品情報の入力が行われるようになっている。個別部品データ５３ｂは、電子部品の長さ／幅／高さを示す部品サイズｂ１など、各電子部品の特性を規定する属性データを部品種類（部品名）毎に記憶する。

ここでメモリエリア５３ａの構成を説明する。メモリエリア５３ａは、「順番」ａ１によって示される部品供給順序毎に、「ケースＩＤ」ａ２、「部品名」ａ３、「ロット名称」ａ４、「部品数量」ａ５の各項目を対応させた構成となっている。ここで、「順番」ａ１に示す順番１は、部品供給位置２８ａに到達してセンサＰＨ１によって検出されている電子部品Ｐに対応している。順番２、３、４は、積載部２０において段積みスペース２０ａの下段側から順に位置するスティックケース１６に対応しており、それぞれセンサＰＨ４、センサＰＨ５、センサＰＨ６による検出対象となる。

「ケースＩＤ」ａ２は、スティックケース１６を個別に特定する識別符合であり、図５に示す例では、順番１に示す（Ａ１）は、部品供給位置２８ａに到達して現在供給中の電子部品Ｐが、ケースＩＤ（Ａ１）から取り出された電子部品であることを示している。また順番２、３、４にそれぞれ対応している（Ｂ１）、（Ｃ１）、（Ｄ１）は、段積みスペース２０ａに段積みされてそれぞれセンサＰＨ４、ＰＨ５、ＰＨ６によって検出されたスティックケース１６を特定するケースＩＤを示している。

「部品名」ａ３、「ロット名称」ａ４は、上述のケースＩＤに対応する電子部品の部品名、ロット名称を示している。また「部品数量」ａ５は、各「順番」ａ１に対応する電子部品の部品数量をリアルタイムで示している。すなわち、「順番」ａ１に示す順番２，３，４では、未使用のスティックケース１６がそのまま収納されていることから、当初の部品収納数である（１５０）が示されており、順番１では、部品供給位置２８ａから取り出された消費部品数を当初の部品収納数から順次減算した現在値（ここでは５０）が示される。

フィーダ制御部５１は、記憶部５２に記憶されている各種のデータやプログラムに基づき、部品検出部５６、スティックケース検出部５７、スティックケース検出部５７による検出結果を参照して、振動機構２９、スティック排出機構２４、蓋部材ロック機構２５を制御する。これにより、積載部２０に段積みされたスティックケース１６から供給された電子部品Ｐを部品供給位置２８ａまで搬送して実装ヘッド１２に供給する部品供給動作が実行される。

この部品供給動作において、判断部５１ａは、スティックケース検出部５７の検出状態と、記憶部５２の部品情報記憶部５３に記憶されたスティックケース１６の部品情報とから積載部２０に段積みされているスティックケース１６の状態を判断する処理を行う。さらに判断部５１ａは、部品数計測部５１ｂで計測された電子部品の数と、部品供給位置２８ａから取り出された電子部品の数とに基づいて、前記スティックケース単位のロットの切り替わりを判断する。

また部品数計測部５１ｂは、部品検出部５６としてのセンサＰＨ２、ＰＨ３の検出結果に基づき電子部品Ｐの数を計測する。部品残数算出部５１ｃは、部品数計測部５１ｂによって計測された電子部品Ｐの個数に基づき、部品残数を計測する。計測結果は、部品残数記憶部５４に記憶される。報知部５５は、所定パターンで点灯するシグナルタワーや所定の報知画面を表示する表示パネルなどの表示手段であり、予め規定された所定事象の発生時に作業車に対して報知を行う機能を有している。

部品実装装置Ｍ５，Ｍ６は、実装制御部４１、記憶部４２、報知部４５を備えている。さらに実装制御部４１は判断部４１ａ、部品数計測部４１ｂ、および部品残数算出部４１ｃを有しており、記憶部４２は部品情報記憶部４３、部品残数記憶部４４を有している。実装制御部４１は、記憶部４２に記憶されている各種のデータやプログラムに基づき、部品供給部７や部品実装機構１３を制御する。これにより、部品供給部７から取り出した電子部品Ｐを基板６に実装する部品実装作業が実行される。

管理装置３は、管理制御部３１、記憶部３２、報知部３５を備えている。さらに管理制御部３１は判断部３１ａ、部品数計測部３１ｂ、および部品残数算出部３１ｃを有しており、記憶部３２は部品情報記憶部３３、部品残数記憶部３４を有している。管理制御部３１は、記憶部３２に記憶されている各種のデータやプログラムに基づき、図１に示す部品実装ライン１ａの各装置をネットワーク２を介して管理する。これにより、基板６に電子部品Ｐを実装して実装基板を生産する部品実装作業が実行される。

なお、判断部４１ａ、部品数計測部４１ｂ、部品残数算出部４１ｃの機能、さらに判断部３１ａ、部品数計測部３１ｂ、部品残数算出部３１ｃの機能は、判断部５１ａ、部品数計測部５１ｂ、部品残数算出部５１ｃの機能と同様である。また部品情報記憶部４３および部品残数記憶部４４に記憶される情報の構成、さらに部品情報記憶部３３および部品残数記憶部３４に記憶される情報の構成は、部品情報記憶部５３および部品残数記憶部５４に記憶される情報と同様である。このため、スティックフィーダ９の制御機能によって行う制御処理を、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６の制御機能、もしくは管理装置３の制御機能によって行うようにしてもよい。

本実施の形態に示すスティックフィーダ９、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６および部品実装システム１は上記のように構成されており、上述構成の部品実装システム１による部品実装方法において、スティックフィーダ９によって供給される電子部品の個数をカウントする部品個数カウント処理について説明する。

図６は、部品供給中のスティックフィーダ９の状態を示している。ここでは、３つのスティックケース１６（Ａ１）、（Ａ２）、（Ａ３）から電子部品Ｐを連続的に部品供給する過程において、スティックケース１６（Ａ１）からの部品の供給が完了してスティックケース１６（Ａ１）が排出され、積載部２０にスティックケース１６（Ａ２）、（Ａ３）のみが残留した状態を示している。

スティックケース１６（Ａ１）から供給された電子部品Ｐ（Ａ１）は、スライド連結部２７、振動搬送部２８を経て部品供給位置２８ａまで到達している。積載部２０から部品供給位置２８ａまで搬送される電子部品Ｐは、振動搬送部２８に配設された部品検出部５６としてのセンサ（センサＰＨ２、ＰＨ３）によって通過が検出される。そしてこの部品検出部５６の検出結果に基づき、部品数計測部５１ｂによって電子部品Ｐの数、すなわち積載部２０から部品供給位置２８ａに搬送される電子部品Ｐの個数が計測される。

ここで図７および図８のフローを参照して、部品個数カウント処理について説明する。ここでは、部品検出部５６としてセンサＰＨ２を用いる例を示している。図７（ａ）は、部品搬送経路である振動搬送部２８上を搬送される複数の電子部品Ｐのうち、このタイミングにおいて個数カウント対象となる電子部品Ｐ＊が、部品検出の所定の位置に配置されたセンサＰＨ２の検出位置の手前まで移動した状態を示している。

この後、図７（ｂ）に示すように、電子部品Ｐ＊がセンサＰＨ２の検出位置に移動することにより、センサＰＨ２がＯＮとなり、電子部品Ｐ＊の存在を検出する。そして図７（ｃ）に示すように、電子部品Ｐ＊が移動してセンサＰＨ２がＯＦＦとなることにより、電子部品Ｐ＊がセンサＰＨ２の検出位置を通過したことが検出される。そして後続の電子部品Ｐも順次通過が検出され、通過検出の都度、部品個数のカウント数が歩進する。この後、振動搬送部２８を搬送されて部品供給位置２８ａに到達した電子部品Ｐは、図７（ｄ）に示すように、センサＰＨ１によって検出され、実装ヘッド１２（図３）によって取り出される。

そしてこの後、上述の部品搬送および部品供給位置２８ａからの取り出しを反復実行することにより、同一のスティックケース１６に収納されていた同一ロットの複数の電子部品Ｐが全て取り出される。これにより、複数の電子部品Ｐが連続して振動搬送部２８によって搬送され、図７（ｅ）に示すように、ロットの終端に位置する電子部品ＰｅがセンサＰＨ３によって検出される位置に到達する。そして図７（ｆ）に示す状態、すなわち、センサＰＨ２が電子部品Ｐｅを検出し且つセンサＰＨ３が電子部品Ｐを検出しない状態が検知されることにより、１つのロットに属する複数の電子部品Ｐの終端がセンサＰＨ３の位置を通過したことが検知される。

上述の部品個数カウントを、図８のフローに則して説明する。すなわち処理が開始されると、まず積載部２０のスティックケース１６から供給された部品がセンサＰＨ２の位置を通過した個数を、センサＰＨ２のＯＮ・０ＦＦ結果からカウントし、記憶部５２の部品情報記憶部５３に記憶する（ＳＴ１）。すなわち部品検出部５６は、部品搬送経路上の所定の位置であるセンサＰＨ２の位置における電子部品Ｐの通過を検出する。次いで２つのセンサ（ＰＨ２、ＰＨ３）で部品の終端，すなわち同一のロットの複数の電子部品Ｐの終端を検出することによって部品個数のカウントを停止し、当該時点でカウントされた部品個数をスティックケース１６に入っていた部品個数として記憶部５２の部品情報記憶部５３に記憶する（ＳＴ２）。

上述の部品個数カウント処理においては、部品検出部５６としてのセンサＰＨ２によって電子部品Ｐの通過を検出し、センサＰＨ２の検出結果に基づき部品数計測部５１ｂによって電子部品Ｐの個数を計測する。そして部品数計測部５１ｂによって計測された部品個数から、実装ヘッド１２によって部品供給位置２８ａから取り出された電子部品Ｐの個数を減算することにより、当該時点における部品残数が求められ、部品残数記憶部５４に記憶される。

次に、スティックケース切り替え時の部品ロット切り替え処理フローについて説明する。この部品ロット切り替え処理は、部品供給履歴を示すトレース情報において、電子部品Ｐの供給元が１つのスティックケース１６から次のスティックケース１６に切り替わったことを記録するものである。本実施の形態に示す例では、判断部５１ａの処理機能により、部品数計測部５１ｂで計測された電子部品Ｐの数と、部品供給位置２８ａから取り出された電子部品Ｐの数とに基づいて、スティックケース単位のロットの切り替わりを判断するようにしている。

まず図９を参照して、当該スティックフィーダ９から電子部品Ｐを取り出す部品供給位置２８ａにおいて部品切れが生じたことをトリガーとして、部品ロット切り替えを行う方法（部品切れ運用）について説明する。処理が開始されると、まず部品残数がゼロ、且つセンサ（ＰＨ１）がＯＦＦであることを確認する（ＳＴ１１）。すなわち、部品残数記憶部５４に記憶された当該スティックケース１６からの供給部品の部品残数がゼロであることを確認して、現状のスティックケース１６には電子部品Ｐが存在しないことをデータ上で確認するとともに、センサＰＨ１がＯＦＦで部品供給位置２８ａに電子部品Ｐが存在しないことを確認する。これにより、現状のスティックケース１６から供給される電子部品Ｐのロットについての供給完了が確認される。

次いで、現状のスティックケース１６を排出し、次のスティックケースからの部品供給を開始する（ＳＴ１２）。すなわち、積載部２０において最下段に収納されていた部品供給済みの空のスティックケース１６をスティック排出機構２４の機能により排出する。そして次に部品供給予定のスティックケース１６を最下段の位置（供給位置）に位置させる。これにより、次のスティックケース１６に収納されていた電子部品Ｐの供給が開始され、電子部品Ｐはスライド連結部２７、振動搬送部２８を介して部品供給位置２８ａに移動する。次いで、記憶部５２の部品情報記憶部５３に記憶されたメモリエリア５３ａを次のロットへ切替処理し、次の部品吸着からは次のロットとして管理する（ＳＴ１３）。すなわち、メモリエリア５３ａにおいて、現在供給中の電子部品Ｐの「ロット名称」ａ４が、新たなスティックケース１６に対応する「ロット名称」ａ４に書き替えられる。

次に図１０を参照して、部品供給位置２８ａにおける部品切れを待つことなく、前ロットの部品供給中に次ロットの部品供給を開始する場合の部品ロット切り替えについて説明する。処理が開始されると、２つのセンサＰＨ２、ＰＨ３で電子部品の終端を検出したことをトリガとして、現状のスティックケース１６を排出し、次のスティックケースからの部品供給を開始する（ＳＴ２１）。すなわち、図７（ｅ）、（ｆ）に示す電子部品の終端の検出方法によって、現状のスティックケース１６から供給された電子部品Ｐのロットの終端（最後部の電子部品Ｐ）を検出し、次いで当該電子部品を供給済みの空のスティックケース１６をスティック排出機構２４の機能により排出する。そして次に部品供給予定のスティックケース１６を最下段の位置（供給位置）に位置させる。これにより、次のスティックケース１６に収納されていた電子部品Ｐの供給が開始され、電子部品Ｐはスライド連結部２７、振動搬送部２８を介して部品供給位置２８ａに向かって移動する。

そして現ロットの部品個数がゼロとなるタイミングを検出する（ＳＴ２２）。すなわち、次のスティックケース１６から供給された電子部品Ｐが部品供給位置２８ａに到達する前のタイミングにて、部品残数記憶部５４に記憶された現ロットの部品残数がゼロとなったことを検知する。次いで、現ロットの部品残数がゼロとなったことをトリガーとして、記憶部５２の部品情報記憶部５３に記憶されたメモリエリア５３ａを次のロットへ切替処理し、次の部品吸着からは次のロットとして管理する（ＳＴ２３）。すなわち、メモリエリア５３ａにおいて、現在供給中の電子部品Ｐの「ロット名称」ａ４が、新たなスティックケース１６に対応する「ロット名称」ａ４に書き替えられる。

上述機能を有するスティックフィーダ９においては、部品検出部５６としてのセンサＰＨ２、ＰＨ３は、現ロットのスティックケース１６から供給された電子部品Ｐの最後尾の電子部品Ｐを検出する構成となっている。そして供給スティック切替部としてのスティック排出機構２４は、部品検出部５６により最後尾の電子部品Ｐが検出されたならば、現ロットの次のロットのスティックケース１６を積載部２０における供給位置に位置させ、次のロットのスティックケース１６からの部品供給を開始させるようになっている。

なお、上述構成のスティックフィーダ９においては、積載部２０を部品供給方向に傾斜させて配置し、積載部２０に収納されたスティックケース１６を重力によってスライド連結部２７に乗り移らせるようにしているが、図１１に示すスティックフィーダ９Ａのように、水平に配置された積載部２０Ａを有する構成を用いるようにしてもよい。

図１１（ａ）において、スティックフィーダ９Ａに設けられた積載部２０Ａは、図３に示す積載部２０と同様に、複数のスティックケース１６を段積みして収納する段積みスペース２０ａを有している。積載部２０Ａは、積載部２０と同様の機能を有する蓋部材２３、スティック排出機構２４、蓋部材ロック機構２５を備えている。スティックフィーダ９Ａでは、図３にて示すように傾斜姿勢で配設される積載部２０とは異なり、積載部２０Ａは水平姿勢で配置される。段積みスペース２０ａに段積みされたスティックケース１６のうち最下段の供給位置に位置するスティックケース１６＊は、部品供給方向に配設された部品搬送経路６２と連結される位置にある。

スティック排出機構２４には、最下段に位置するスティックケース１６＊と同一高さレベルに位置して、押し込み部材６１を部品供給方向に進退させる押し込み駆動部６０が設けられている。押し込み駆動部６０を作動させることにより、押し込み部材６１はスティックケース１６＊を挿通して部品搬送経路６２内に進出する。これにより、押し込み部材６１の先端に設けられた当接部６１ａはスティックケース１６＊に収納されていた電子部品Ｐに当接して、これらの電子部品Ｐを部品搬送経路６２内に押し込む。

この押し込み動作により、積載部２０Ａに供給されたスティックケース１６内に収納されていた電子部品Ｐは、押し込み部材６１によって押し出されて相互の間に隙間を生じることなく、部品搬送経路６２内を移動部品供給方向へ移動する。そして部品供給位置６２ａに到達した電子部品Ｐは、実装ヘッド１２（図３参照）によって取り出され、電子部品Ｐが取り出される度に、部品搬送経路である部品搬送経路６２上の電子部品Ｐを部品供給位置６２ａの方向に押し込まれる。上述構成において、押し込み駆動部６０および押し込み部材６１は、部品供給位置６２ａから電子部品Ｐが取り出される毎に部品搬送経路上の電子部品Ｐを部品供給位置６２ａの方向へ押し込む部品押し込み手段を構成する。

スティックケース１６＊から押し出された電子部品Ｐが移動する部品搬送経路６２において、部品供給位置６２ａの基準位置から所定距離Ｄだけ部品供給方向を遡った位置には、終端検出用の２つのセンサＰＨ２，ＰＨ３が配設されている。図１１に示す実施例では、上述の所定距離Ｄと記憶部５２に個別部品データ５３ｂとして記憶されている電子部品Ｐのサイズ情報（部品幅Ｂ）とに基づいて、電子部品Ｐのロットの終端が検出されたタイミングにおいて、部品供給位置６２ａから所定距離Ｄだけ遡った位置の間に存在する電子部品Ｐの部品数を求めるようにしている。すなわち、部品数計測部５１ｂは、前述の部品押し込み手段で電子部品Ｐを押し込んだ状態での部品検出部５６の検出結果と、電子部品Ｐのサイズに関する情報とから、電子部品Ｐの数を計測するようになっている。

図１１（ｂ）は、部品搬送経路６２内の複数の電子部品Ｐを押し込み部材６１によって部品供給位置６２ａに向かって押送する過程を示している。この過程において、センサＰＨ２、ＰＨ３はいずれも常に電子部品Ｐを検出している。この検出状態は、最後尾の電子部品Ｐｅが、センサＰＨ３の検出位置に到達するまで継続する。そして図１１（ｃ）に示すように、センサＰＨ２が電子部品Ｐを検出した状態のまま、最後尾の電子部品ＰｅがセンサＰＨ３の検出位置から外れたタイミングにおいて、部品搬送経路６２内において同一のロットの複数の電子部品Ｐの終端が検出される。

図１２は、図１１に示す構成のスティックフィーダ９Ａにおける部品個数カウント処理のフローを示している。処理が開始されると、センサ（センサＰＨ２、ＰＨ３）で部品搬送経路６２内の複数の電子部品Ｐの終端を検出する（ＳＴ３１）。次いで当該センサまでの距離と部品サイズから部品残数を算出する（ＳＴ３２）。すなわち図１１に示す所定距離Ｄと部品幅Ｂから、部品数計測部５１ｂによって、部品供給位置６２ａからセンサＰＨ２、ＰＨ３までの間に存在する電子部品Ｐの部品数を算出する（ＳＴ３２）。すなわち、部品数計測部５１ｂは、部品検出部５６の検出結果から、部品押し込み手段で電子部品Ｐを押し込んだ状態での部品搬送経路上の最後端の電子部品Ｐの位置を判断し、電子部品Ｐの数を計測する。そして算出された部品数は当該時点での部品残数として部品残数記憶部５４に記憶され（ＳＴ３３）、これにより部品個数カウント処理を終了する。

なお、図１１に示すスティックフィーダ９Ａのように、押し込み部材６１によって電子部品Ｐを押し込む構成を用いずに、図３に示すスライド連結部２７にて電子部品Ｐの終端を検出するようにしてもよい。すなわち、図１３に示すように、スライド連結部２７を重力によって移動する過程にある複数の電子部品Ｐは、スティックフィーダ９Ａにおける部品搬送経路６２を移動する場合と同様に、相互の間に隙間を生じることなく連続して移動する。このようにして複数の電子部品Ｐが連続して移動する範囲に、図１１に示す例と同様に、センサ（センサＰＨ２、センサＰＨ３）を配置する。これにより、図１１（ｃ）に示す検出例と同様に、センサＰＨ２が電子部品Ｐを検出した状態のまま、最後尾の電子部品ＰｅがセンサＰＨ３の検出位置から外れたタイミングにおいて、部品搬送経路６２内において連続した電子部品Ｐの終端が検出される。

また、図１４に示すように、図１１におけるスティックフィーダ９ＡのセンサＰＨ２、ＰＨ３に代えて、部品搬送経路６２の搬送方向の後方側に搬送方向に沿ったセンサ光軸を有するセンサＰＨ８を配置して、部品搬送経路６２内の部品終端位置を検出するようにしても良い。具体的には、電子部品Ｐが押し込み部材６１により押し込まれた際に、部品数計測部５１ｂは、センサＰＨ８によって検出されたセンサＰＨ８から電子部品Ｐの終端までの距離Ｅと、センサＰＨ８から部品供給位置６２ａまでの距離Ｆとから、部品供給位置６２ａから電子部品Ｐの終端までの距離を算出する。さらに、部品数計測部５１ｂは、算出された部品供給位置６２ａから電子部品Ｐの終端までの距離と、部品サイズとから部品残数を算出する。部品残数を算出した後の処理については上述の他の例と同様である。

上記説明したように、本実施の形態に示すスティックフィーダ９および部品実装システム１ならびに部品実装方法では、スティックケース１６に収納された電子部品を供給するスティックフィーダ９において、スティックケース１６を段積みする積載部２０と、積載部２０のスティックケース１６から供給される部品を所定の部品供給位置まで移動させる部品搬送経路と、部品搬送経路に配置され部品搬送経路上の電子部品Ｐを検出する部品検出部５６と、部品検出部５６の検出結果に基づき電子部品Ｐの数を計測する部品数計測部５１ｂと、部品数計測部５１ｂで計測された電子部品Ｐの数と部品供給位置２８ａから取り出された電子部品Ｐの数とに基づいてスティックケース単位のロットの切り替わりを判断する判断部５１ａとを備える構成を用いている。

これにより、スティックケース１６に個片状態で収納された電子部品Ｐを個々に供給する形態にあっても、スティックケース単位での部品の切り替わりを正しく判別することが可能となり、供給された電子部品Ｐのロットや種類を正確に管理することができる。

本発明の部品供給装置および部品実装システムならびに部品実装方法は、スティックフィーダにおいてスティックケース単位での部品の切り替わりを正しく判別して、供給された電子部品のロットや種類を正確に管理することができるという効果を有し、基板に電子部品を実装して実装基板を生産する分野において有用である。

１ 部品実装システム
２ ネットワーク
７ 部品供給部
９ スティックフィーダ
１６ スティックケース
２０ 積載部
２７ スライド連結部
２８ 振動搬送部
２８ａ 部品供給位置
３０ 部品搬送部
ＰＨ１〜ＰＨ７ センサ
Ｍ５，Ｍ６ 部品実装装置
Ｐ 電子部品

Claims (21)

1. 複数の電子部品が収納される、長さ方向に開口を有するスティックケースを段積みする積載部と、
   前記積載部の前記スティックケースから供給される電子部品が所定の部品供給位置まで搬送される部品搬送経路と、
   前記部品搬送経路に配置され、前記部品搬送経路上の電子部品を検出する部品検出部と、
   前記部品検出部の検出結果に基づき電子部品の数を計測する部品数計測部と、
   前記部品数計測部で計測された電子部品の数と、前記部品供給位置から取り出された電子部品の数とに基づいて、前記スティックケース単位のロットの切り替わりを判断する判断部と、を備える、部品供給装置。
2. 前記部品検出部は、前記部品搬送経路上の所定の位置における電子部品の通過を検出する、請求項１に記載の部品供給装置。
3. 前記スティックケースに収納された電子部品のサイズに関する情報を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記部品数計測部は、前記部品検出部の検出結果と、前記電子部品のサイズに関する情報とから前記電子部品の数を計測する、請求項１に記載の部品供給装置。
4. 前記部品供給位置から電子部品が取り出される毎に前記電子部品搬送経路上の電子部品を前記部品供給位置の方向へ押し込む部品押し込み手段をさらに備え、
   前記部品数計測部は、前記部品押し込み手段で電子部品を押し込んだ状態での前記部品検出部の検出結果に基づき前記電子部品の数を計測する、請求項３に記載の部品供給装置。
5. 前記部品数計測部は、前記部品検出部の検出結果から、前記部品押し込み手段で電子部品を押し込んだ状態での前記部品搬送経路上の最後端の電子部品の位置を判断し、電子部品の数を計測する、請求項４に記載の部品供給装置。
6. 前記積載部は、前記積載部における供給位置に位置させるスティックケースを切り替える供給スティック切替部をさらに備え、
   前記部品検出部は、現ロットのスティックケースから供給された電子部品の最後尾の電子部品を検出し、
   前記供給スティック切替部は、前記部品検出部により前記最後尾の電子部品が検出されたならば、現ロットの次のロットのスティックケースを前記供給位置に位置させ、前記次のロットのスティックケースからの部品供給を開始させる、請求項１から５に記載の部品供給装置。
7. 部品供給装置を含む部品実装装置と、前記部品実装装置とネットワークで接続された管理装置と、を備え、前記部品供給装置は、複数の電子部品が収納される、長さ方向に開口を有するスティックケースを段積みする積載部と、前記積載部の前記スティックケースから供給される電子部品が所定の部品供給位置まで搬送される部品搬送経路とを含む部品実装システムであって、
   前記部品搬送経路に配置され、前記部品搬送経路上の電子部品を検出する部品検出部と、
   前記部品検出部の検出結果に基づき電子部品の数を計測する部品数計測部と、
   前記部品数計測部で計測された電子部品の数と、前記部品供給位置から取り出された電子部品の数とに基づいて、前記スティックケース単位のロットの切り替わりを判断する判断部と、を備える、部品実装システム。
8. 前記部品検出部は、部品搬送経路上の所定の位置における電子部品の通過を検出する、請求項７に記載の部品実装システム。
9. 前記スティックケースに収納された電子部品のサイズに関する情報を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記部品数計測部は、前記部品検出部の検出結果と、前記電子部品のサイズに関する情報とから前記電子部品の数を計測する、請求項７に記載の部品実装システム。
10. 前記部品供給装置は、前記部品供給位置から電子部品が取り出される毎に前記部品搬送経路上の電子部品を前記部品供給位置の方向へ押し込む部品押し込み手段をさらに備え、
    前記部品数計測部は、前記部品押し込み手段で電子部品を押し込んだ状態での部品検出部の検出結果に基づき、前記電子部品の数を計測する、請求項９に記載の部品実装システム。
11. 前記部品数計測部は、前記部品検出部の検出結果から、前記部品押し込み手段で電子部品を押し込んだ状態での前記部品搬送経路上の最後端の電子部品の位置を判断し、電子部品の数を計測する、請求項１０に記載の部品実装システム。
12. 前記積載部は、前記積載部における供給位置に位置させるスティックケースを切り替える供給スティック切替部をさらに備え、
    前記部品検出部は、現ロットのスティックケースから供給された電子部品の最後尾の電子部品を検出し、
    前記供給スティック切替部は、前記部品検出部により前記最後尾の電子部品が検出されたならば、現ロットの次のロットのスティックケースを前記供給位置に位置させ、前記次のロットのスティックケースからの部品供給を開始させる、請求項７から１１に記載の部品実装システム。
13. 部品供給装置を含む部品実装装置と、前記部品実装装置とネットワークで接続された管理装置と、を備え、前記部品供給装置は、複数の電子部品が収納される、長さ方向に開口を有するスティックケースを段積みする積載部と、前記積載部の前記スティックケースから供給される電子部品が所定の部品供給位置まで搬送される部品搬送経路とを含む部品実装システムにおける部品実装方法であって、
    前記部品搬送経路上の電子部品を部品検出部により検出し、
    前記部品検出部の検出結果に基づき電子部品の数を計測し、
    計測された電子部品の数と、前記部品供給位置から取り出された電子部品の数とに基づいて、前記スティックケース単位のロットの切り替わりを判断する、部品実装方法。
14. 前記部品検出部は、前記部品搬送経路上の所定の位置における電子部品の通過を検出する、請求項１３に記載の部品実装方法。
15. 前記部品検出部の検出結果と、前記スティックケースから供給される電子部品のサイズに関する情報とから前記電子部品の数を計測する、請求項１３に記載の部品実装方法。
16. 前記部品供給装置は、前記部品供給位置から電子部品が取り出される毎に前記部品搬送経路上の電子部品を前記部品供給位置の方向へ押し込む部品押し込み手段をさらに備え、
    前記部品押し込み手段で電子部品を押し込んだ状態での部品検出部の検出結果に基づき、前記電子部品の数を計測する、請求項１５に記載の部品実装方法。
17. 前記部品検出部の検出結果から、前記部品押し込み手段で電子部品を押し込んだ状態での前記部品搬送経路上の最後端の電子部品の位置を判断し、電子部品の数を計測する、
    請求項１６に記載の部品実装方法。
18. 前記積載部は、前記積載部における供給位置に位置させるスティックケースを切り替える供給スティック切替部をさらに備え、
    前記部品検出部は、現ロットのスティックケースから供給された電子部品の最後尾の電子部品を検出し、
    前記部品検出部により前記最後尾の電子部品が検出されたならば、現ロットの次のロットのスティックケースを前記供給位置に位置させ、前記次のロットのスティックケースからの部品供給を開始させる、請求項１３から１７に記載の部品実装方法。
19. 前記部品数計測部は、前記部品検出部により検出された前記部品搬送経路上の所定の位置を通過した電子部品の数に基づき電子部品の数を計測する、請求項２に記載の部品供給装置。
20. 前記部品数計測部は、前記部品検出部により検出された前記部品搬送経路上の所定の位置を通過した電子部品の数に基づき電子部品の数を計測する、請求項８に記載の部品実装システム。
21. 前記部品検出部により検出された前記部品搬送経路上の所定の位置を通過した電子部品の数に基づき電子部品の数を計測する、請求項１４に記載の部品実装方法。

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