JPH03167895A - 部品実装装置における部品供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は移送ヘッドにより基板に部品を装着する部品実
装装置における作業時間の短縮化を図ることかできる部
品供給方法に関する。

（従来の技術） 近年、電子部品等の部品を基板に自動的に装着する装置
として、第１３図及び第１４図に示すものが開発されて
いる。この部品実装装置１は、基板２を搬送路３上を搬
送する搬送装置、取付ベース４上にセットされた例えば
テープフィーダからなる複数の部品フィーダ５、部品を
吸着する吸着ノズル６ａを備えた移送ヘッド６等を備え
、マイクロコンピュータからなる制御装置７により、予
め設定されたプログラムに従って装着作業を次のように
自動的に行うようになっている。即ち、まず、搬送装置
により新たな基板２を搬送路３の途中位置にあたる実装
作業位置に搬入し停止させる。Ｘ−Ｙ移送装置８を駆動
し移送ヘッド６により部品フィーダ５から所定の部品を
取得しこれを基板２上まで移送して基板２の所定の装着
点に装着する。移送ヘッド６の部品フィーダ５と基板２
との間の往復を繰返して、１枚の基板２に所定の全ての
部品を装着する作業が終了すると、その基板２を搬出し
て新たな基板２を搬入し、同様の部品の装着作業が行な
われる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前記部品フィーダ５は取付ベース４上に着脱
可能に取付けられるようになっており、新たな種類の基
板２への装着作業を開始させるにあたって、各部品フィ
ーダ５の配置組替えが行われる。この配置組替えは、移
送ヘッド６の延べ移動距離を短くして移送ヘッド６の移
動に要する侍間を短縮するという考え方に基づいて行わ
れるものであるが、従来では、これを作業者が経験や勘
に基づいて行っているのが現状であった。例えば、第１
４図に示すように、基板２に装着される個数（搬出頻度
）の最も多いと思われる部品フィーダ５が、基板２の中
心の近傍に位置するように配置の組替えが行われるので
ある。

ところが、このような作業者が経験や勘をたよりに行う
配置組替えでは、移送ヘッド６の延べ移動距離が最短と
なる配置を設定することが難しいため、移送ヘッド６の
移動に要する時間が必ずしも効果的に短縮されていると
はいえず、従来では実装作業時間の短縮化が十分に図ら
れていなかった。特に、近年では、基板の大形化に伴い
一枚の基板２に装着される部品種類や個数が増大してい
る事情により、第１４図に示すように、搬送路３の両側
の取付ベース４，４に多数個の部品フィーダ５が設けら
れることもあり、適切な対応方法が望まれている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、移送ヘッドの移動に要する時間を短くすることができ
て、実装作業時間の短縮化を効果的に図ることができる
部品実装装置における部品供給方法を提供するにある。

［発明の構成コ （：！Ｉｎを解決するための手段） 本発明の部品実装装置における部品供給方法は、各部品
フィーダの部品搬出頻度を求めると共に、基板上の同一
部品が装着される装着点の分布中心を求め、各部品フィ
ーダを、部品搬出頻度の高いものから優先的に、部品フ
ィーダがその供給する部品に関する分布中心に最も近く
に取付けられるように配置するところに特徴を有する。

（作用） 部品フィーダがその供給する部品に関する分布中心に最
も近くに取付けられていれば、その部品に関しての移送
ヘッドの延べ移動距離が最短となる。このとき、同一位
置に二つ以上の部品フィーダを取付けることはできない
から、部品搬出頻度の高い方の部品フィーダを優先させ
れば、総合的にみて移送ヘッドの移動距離を最短とする
ことができる。

従って、上記方法によれば、移送ヘッドの移動に要する
時間が短くなり、以て実装作業時間の効果的な短縮化を
図ることができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例について、第１図乃至第１２図を
参照して説明する。

まず、第４図及び第５図に基づいて部品実装装置１１の
概略について説明する。この部品実装装置１１は、ベー
ス１２上に次のような装置を備えて構成されている。

即ち、１３は基板搬送路であり、これは、第５図にも示
すように、図示左右方向に延びるフレーム１４に搬送用
コンベア１５を設けて構威されている。搬送用コンベア
１５は、図示しないモータにより駆動されて、基板１６
を例えば図示右から左方向に搬送するようになっている
。そして、搬送されてきた基板１６は図示しないストッ
パ装置により所定の作業位置に停止され、後述するよう
な実装作業が終了すると、その基板１６は搬出されて次
の新たな基板１６が搬入されるようになっている。

１７．１８は取付ベースであり、これは、この場合前記
フレーム１４の両側に夫々設けられている。そして、こ
れら取付ベース１７．１８には、前記搬送用コンベア１
５に沿う方向に複数個の取付穴１７ａ，１８ａが設けら
れており、これら各取付穴１７ａ，１８ａには、この場
合９つの部品フィーダ１９乃至２７が着脱可能に取付け
られるようになっている。これら部品フィーダ１つ乃至
２７は、周知のテープフィーダからなり、第６図に示す
ように、いわゆるチップ形の電子部品２８を多数個封入
してなるテーブ２つがリールに巻回され、その電子部品
１８を１個づつ吸着ポイント（第６図にＰで示す）に供
給するようになっている。尚、以下、部品フィーダ１つ
乃至２７に収納されている電子部品２８の種類を、夫々
Ｎｏｌ乃至Ｎｏ９と称して区別する。

３０は移送ヘッドであり、これは、前記ベース１２上に
設けられた周知のＸ−Ｙ移送装置３１に取付けられ、こ
のＸ−Ｙ移送装置３１によって前記搬送用コンベア１５
及び取付ベース１７．１８の上方を移動されるようにな
っている。この場合、この移送ヘッド３０は、後述する
制御装置により、Ｘ−Ｙ移送装置３１が有するメカ原点
Ｏと座標軸（第５図に示すＸ軸，ｙ軸）とに基づいて（
ｘ，ｙ）の座標で表される点から点へ移動されるように
なっている。そして、この移送ヘッド３０の先端には、
前記部品２８を吸着するための吸着ノズルやチャックか
らなるヘッドッール３０ａが交換可能に取付けられてい
る。これにより、移送ヘッド３０は、前記部品フィーダ
１つ乃至２７の各搬出点Ｐから１個の電子部品２８を吸
着により取得し、これを作業位置の基板１６の上方に移
送して該基板１６の所定の装着点に装着する作業を実行
するようになっている。また、図示はしないが、前記移
送ヘッド３０のへッドツール３０ａは、オートツールチ
ェンジャにより、部品２８の種類（形状や大きさなど）
に応じて交換されるようになっている。

以上のように構成された部品実装装置１１は、マイクロ
コンピュータからなる制御装置３２（第４図参照）によ
って制御されるようになっている。

即ち、搬送用コンベア１５を駆動して基板１６を実装作
業位置に搬入し、上記のように移送ヘッド３０により複
数個の電子部品２８をその基板１６の装着点に順次装着
し、装着完了後その基板１６を搬出する、といった作業
が自動的に繰返して実行されるようになっている。この
とき、制御装置３２には、基板１６上の装着点やその部
品種類，装着順序などの部品装着作業について必要なデ
ータが記憶されるようになっている。そして、この制御
装置３２は、表示部３３及び入力操作部３４を備えると
共に、後述するように、前記各部品フィーダ１つ乃至２
７の取付位置を決定して作業者に表示するための手段，
部品２８の装着順序を設定する手段などを含んで構成さ
れている。

ここで、前記各部品フィーダ１つ乃至２７の取付位置の
決定方法及び部品２８の装着順序の設定方法について述
べる。

新たな種類の基板１６に対する部品装着作業を開始する
にあたって、まず、制御装置３２に、基板１６の装着点
とその装着点に装着される部品種類のデータが作業者に
より入力される。この入力作業は、例えば図示しないビ
ームインジケータと入力操作部３４とを用いて行われ、
これにより、装着点の座標と部品種類が記憶される。こ
のときには、部品２８の各装着点への装着順序について
は未定であり、前記入力されたデータは任意の順序で記
憶される。そして、制御装置３２には、例えば前回の装
着作業に使用されたその他のデータが予め記憶されてい
る。このデータとは、取付ベース１７．１８の取付穴１
７ａ，１８ａの位置、部品フィーダ１９乃至２７の種類
とその供給する部品種類、部品２８の挿入角度及び高さ
、前記部品フィーダ１つ乃至２７の取付位置及び専有幅
並びに搬出点Ｐの座標、部品種類に応じたヘッドッール
３０ａの種類などのことである。

さて、このようなデータに基づき、制御装置３２は以下
のようにして取付位置の決定及び部品２８の装着順序の
設定を行う。

即ち、まず第３図に示すように、前記データ３５は、デ
ータ分離手段３６により第８図乃至第１２図に示すよう
な５つのデータ記憶千段３７乃至４１からなる共通デー
タファイル４２とされる。

詳しく図示はしないが、第８図は基板丈装データを示し
、シーケンスナンバー（ＰＮｏ）と共に、装着点の座標
、部品２８の種類、その部品２８の装着に使用されるヘ
ッドッール３０ａの種類がひとつにまとまったデータと
される。第９図は部品仕様データを示し、部品種類と共
に、その部品２８を供給する部品フィーダの種類、部品
２８の挿入角度、部品２８の高さがひとつにまとまった
データとされる。第１０図は部品供給位置データを示し
、部品フィーダの種類と共に、取付穴１７ａ，１８ａの
位置座標、搬出点Ｐの座標がひとつにまとまったデータ
とされる。第１１図は部品フィーダ仕様データを示し、
部品フィーダの種類と共に、オフセット量（取付穴１７
ａ，１８ａの位置座標と搬出点Ｐの座標とのずれ量）、
部品フィーダの専有輻がひとつにまとまったデータとさ
れる。第１２図は装着順序データを示し、装着点の座標
、ヘッドツール３０ａの種類、部品種類、部品フィーダ
の種類が、装着順に並んだデータとされるものであるが
、これは、装着順序の設定がされていない時点では同図
（ａ）のように任意の順序とされ、後述するような装着
順序の設定により同図（ｂ）に示すように書換えられる
ものである。

そして、このようなデータ分離が行われた後、このうち
基板実装データ，部品供給位置データ及び部品フィーダ
仕様データを用い、部品フィーダ取付位置決定手段４３
により、第１図のフローチャートに示す手順にて、各部
品フィーダ１９乃至２７の取付位置が決定される。

まず、ステップＳ１にて、前記共通データファイル４１
からのデータの読込みが行われる。そして、ステップＳ
２では、部品２８の種類毎の装着個数すなわち各部品フ
ィーダ１９乃至２７の部品搬出頻度が計算される。ここ
では、Ｎｏｌの部品２８（部品フィーダ１９）が最も搬
出頻度が高く、以下Ｎｏ２，Ｎｏ３，・・・・・・Ｎｏ
９の順に搬出頻度が低いものであるとする。次のステッ
プＳ３では、同一種類の部品２８が装着される装着点の
分布中心が求められる。これは、同一部品２８に関する
装着点の座標の平均を演算することにより求められる。

この場合、第５図に示すように、Ｎｏｌの部品２８に関
する分布中心をＡ１と称し、以下Ｎ０２乃至Ｎｏ９の部
品２８に関する分布中心を夫々Ａ２乃至Ａ９と称する。

そして、次のステップＳ４では、まず、各部品フィーダ
１９乃至２７が取付ベース１７．１８のうちどちらの取
付ベースに取付けるかが選定される。これは、第５図に
示すように、例えば前記分布中心が両取付ベース１７．
１８間の中心線ｔ　（ｙ座標がｙ−ｔの直線で予め与え
られる）のどちら側に位置するかによって決定される。

この場合、ＡＩ，Ａ３，Ａ７，Ａ８の４点が中心線ｔよ
りも取付ベース１８側に位置する（ｙ座標が大）ため、
Ｎｏｌ，Ｎｏ３，Ｎｏ７，Ｎｏ８の部品を供給する部品
フィーダ１９，２１．２５．２６が取付ベース１８に取
付けられ、残りの分布中心に関する部品フィーダ２０，
２２．２Ｂ，２４．２７は取付ベース１７に取付けられ
るというように選定される。この取付ベース１７．１８
の選定が行われると、次のステップＳ５にて取付穴１７
ａ．１８ａの決定が行われる。これは、前記ステップＳ
２で求められた部品搬出頻度が高い部品フィーダから順
に、その供給する部品２８に関する分布中心に最も近い
取付穴に取付けられるように決定される。この場合、ま
ず、Ｎｏ１の部品２８を供給する部品フィーダ１９が分
布中心Ａ１に最も近いＸ座標を有する取付穴１８ａに決
定され、次にＮｏ２の部品２８を供給する部品フィーダ
２０，次に部品フィーダ２１・・・・・・という順に取
付位置が決定されていく。第５図にも示すように、Ｎｏ
６の部品２８を供給する部品フィーダ２４は、分布中心
Ａ６に最も近い位置に既に部品フィーダ２３が配置決定
されているため、その他の残りの取付穴１７ａのうち分
布中心Ａ６に極力近くなる位置に決定されるのである。

全ての部品フィーダ１９乃至２７に関して取付位置が決
定されると（ステップｓ６でｒＹｅｓＪ）、例えばその
決定が表示部３３に表示され、これと共に、共通データ
ファイル４２のうち、部品フィーダ１９乃至２７に関す
るデータが決定された通りに書換えられる（ステップＳ
７）。作業者は、表示された通りに部品フィーダ１９乃
至２７を組替えて取付ける。尚、ステップｓ４での取付
ベース１７．１８の割付けにおいて一方に固まる虞があ
り、そのままではその取付ベースにて全部の部品フィー
ダが取付けられなくなることも考えられるが、この場合
には、取付けられない分を他の取付ベースに配分する。

このような部品フィーダ１つ乃至２７の取付位置の決定
が行われた後、装着順序設定手段４４により、部品２８
の装着順序の設定が行われる。この装着順序の設定は、
共通データファイル４２のうち部品仕様データ，部品フ
ィーダ仕様データ及び装着順序データを用い、第２図の
フローチャートに示す手順にて行われる。

まず、ステップＳ１１にて、前記共通データファイルか
らのデータの読込みが行われる。次のステップＳ１２で
は、装着順序データの各装着点について、装着難易度レ
ベル毎の分類（例えば部品フィーダからの離間距離が近
距離，中距離，遠距離の３つのグループ化）が行われる
。そして、ステップ８１３にて、各グループ内での使用
するヘッドツール３０，ａ毎の分類（ブロック化）が行
われる。今、例えば第１２図（ａ）に示すように、１０
個の装着点に装着する１０個の部品２８に対して、３種
類のヘッドツール３０ａ　（Ｈｌ，Ｈ２，Ｈ３と称して
区別する）が使用される場合、Ｈ１のへッドツール３０
ａを使用するブロック、Ｈ２のブロック、Ｈ３のブロッ
クの３つのブロックに分類される。これにより、ひとつ
のブロック内にある部品２８は連続して装着されるよう
になる。

この後、ステップＳ１４では、各ブロック内での装着順
序を設定する。このブロック内での装着順序の決定は、
例えば、一つ前に装着作業がなされた装着点に最も近い
位置にある部品フィーダが供給する部品を次に装着する
、という考え方に基づいて行われる。一例を上げると、
第１２図（ｂ）及び第７図に示すように、Ｈ１のへッド
ッール３０ａを使用してＮｏ５及びＮｏ９の部品２８を
、夫々装着点Ｂｌ，Ｂ２及びＢ３，Ｂ４に装着する場合
には、まず装着点Ｂ３に部品フィーダ２７からＮｏ９の
部品２８を装着し、そして装着点Ｂ３に近い方の部品フ
ィーダ２３から装着点Ｂ１にＮｏ５の部品２８を装着し
、次に装着点Ｂ１に近い方の部品フィーダ２３から装着
点Ｂ２にＮｏ５の部品２８を装着し、最後に部品フィー
ダ２７から装着点Ｂ４にＮｏ９の部品２８を装着する、
といった順序となる。この装着順序の設定が全ての装着
点に対して決定されたら（ステップＳ１５でｒＹｅｓＪ
）、第１２図（ｂ）に示すようにステップ１６にて装着
順序データが新たに設定された装着順序に書換えられる
。

以上のように部品フィーダ１つ乃至２７の取付位置の決
定及び装着順序の設定がなされると、第３図に示すよう
に、共通データ統合手段４５により、書換えられたデー
タが統合され、その新データが実装プログラム４６とし
て記憶される。

そして、この後、上述したような基板１６への電子部品
２８の装着作業が行なわれる。このとき、各部品フィー
ダ１９乃至２３並びに２５乃至２７は、その供給する部
品２８に関する分布中心に最も近くに取付けられている
から、それら部品フィーダが供給する部品２８に関して
の移送ヘッド３０の延べ移動距離は最短となる。また、
部品フィーダ２４は、分布中心Ａ６に最も近い位置に部
品フィーダ２３が取付けられるため、最も近い位置には
取付けられないが、部品搬出頻度の高い方の部品フィー
ダ２３を優先させることにより、全体としての移送ヘッ
ド３０の移動距離を最短とすることができる。これによ
り、移送ヘッド３０の移動に要する時間が最短となる。

そして、部品２８の装着順序は同一のへッドッール３０
ａを使用して装着される部品２８が連続しているから、
ヘッドツール３０ａの交換作業は、例えば第１２図（ｂ
）に示すデータ内の部品装着を行う場合には、最小回数
である２回で済ませることができる。これにより、ヘッ
ドッール３０ａの交換に要する時間も最短となる。

このように本実施例によれば、複数の部品フィーダ１つ
乃至２７を、移送ヘッド３０の延べ移送距離が最短とな
るように配置することができる。

従って、作業者の経験や勘に頼って部品フィーダの取付
位置を決めていた従来とは異なり、移送ヘッド３０の移
動に要する時間を短縮化できて実装作業時間の短縮化を
十分に図ることができる。特に、基板１６の大形化に伴
い一枚の基板１６に装着される部品２８の種類や個数が
多いものである場合でも適切に対処することができて、
その効果は顕著となる。しかも、本実施例では、ヘッド
ツール３０ａの交換に要する峙間も最短となるから、上
記移送ヘッド３０の移動峙間の短縮化と合わせて、総合
的な実装作業時間を効果的に短縮することができるもの
である。

尚、上記実施例では、部品実装装置１１がＨする制御装
置３２により、部品フィーダの配置決定及び部品装着順
序の設定を行うようにしたが、例えば外部のパーソナル
コンピュータによりこれらの演算を行うようにし、その
データを制御装置３２に入力するように構成しても良い
。また、上記実施例では、部品フィーダの配置決定と共
に部品装着順序の設定を行ったが、少なくとも部品フィ
ーダの取付位置の配置のみを行うようにすれば、所期の
目的を達成し得るものである。

その他、本発明は上記実施例にのみ限定されるものでは
なく、例えば部品フィーダとしてはスティックフィーダ
等であっても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変
更して実施し得るものである。

［発明の効果］ 以上の説明にて明らかなように、本発明の部品実装装置
における部品供給方法によれば、各部品フィーダを部品
搬出頻度の高いものから優先的に該部品フィーダがその
供給する部品に関する分布中心に最も近くに取付けられ
るように配置したので、移送ヘッドの移動に要する時間
を短くすることができて、実装作業時間の短縮化を効果
的に図ることができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１２図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は部品フィーダの取付位置決定のフローチャート
、第２図は部品装着順序設定のフローチャート、第３図
は制御装置の機能ブロック図、第４図は部品実装装置の
全体の斜視図、第５図は部品実装装置の要部の概略的な
上面図、第６図は部品フィーダの概略的な上面図、第７
図は作用説明用の要部の概略的な上面図、第８図は基板
実装データを示す図、第９図は部品仕様データを示す図
、第１０図は部品供給位置データを示す図、第１１図は
部品フイーダ仕様データを示す図、第１２図は装着順序
データを示す図で＜ａ＞は順序設定前（ｂ）は順序設定
後のデータである。また、第１３図は従来例を示す第４
図相当図、第１４図は従来例を示す第５図相当図である
。 図面中、１１は部品実装装置、１３は基板搬送路、１５
は搬送用コンベア、１６は基板、１７．１８は取付ベー
ス、１７ａ，１８ａは取付穴、１９乃至２７は部品フィ
ーダ、２８は部品、３０は移送ヘッド、３　０　ａはへ
ッドツール、３１はＸ一Ｙ移送装置、３２は制御装置を
示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．取付ベースに夫々取付けられる複数の部品フィーダ
   から、移送ヘッドにより部品を順次移送し、前記取付ベ
   ースに対して固定的に配置される基板に複数種の部品を
   装着する部品実装装置にあって、前記各部品フィーダの
   部品搬出頻度を求めると共に、前記基板上の同一部品が
   装着される装着点の分布中心を求め、前記各部品フィー
   ダを、部品搬出頻度の高いものから優先的に、該部品フ
   ィーダがその供給する部品に関する分布中心に最も近く
   に取付けられるように配置したことを特徴とする部品実
   装装置における部品供給方法。