JP2001111300A - 部品実装機ライン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実装内容や実装規模に柔軟に対応して部品を
基板に実装することができる小型で簡易な構成の部品実
装ラインを提供すること。 【解決手段】 部品を供給するための部品供給ユニット
２００と、前記部品供給ユニットにより供給された前記
部品を保持するための部品保持ユニット３１０と、前記
部品保持ユニットにより保持された前記部品の外形、位
置を認識するための部品認識ユニット３２０と、前記部
品認識ユニットによる認識結果に基づいて、前記部品保
持ユニットにより保持された前記部品を任意の位置に位
置決めするための部品位置決めユニット３３０とを備え
ている。そして、各ユニットが、前記部品や基板に応じ
た任意のユニットに交換・組み合わせ可能に構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を配線基
板に実装するための部品実装機に関し、特に種々の部品
や基板に対応可能な小型の部品実装ラインに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図１３は、一般的な電子部品の実装シス
テムを示す概略構成図である。図１３において、実装シ
ステムは、ＮＣデータ作成装置１０と、ＮＣ装置２０
と、部品実装機３０とから構成されている。ＮＣデータ
作成装置１０は、配線基板の設計データＤＴ１及び配線
基板の生産時間ＤＴ２が入力され、これらデータＤＴ
１、ＤＴ２に基づいて、部品実装機３０を駆動制御する
ためのＮＣプログラムＰＲを作成してＮＣ装置２０にダ
ウンロードする。ＮＣ装置２０は、ＮＣデータ作成装置
１０からのＮＣプログラムＰＲを解読し、部品実装機３
０の有する各種アクチュエータを駆動制御するための制
御指令ＳＣを出力する。部品実装機３０は、ＮＣ装置２
０からの制御指令ＳＣに基づいて、供給される各種の電
子部品を配線基板に装着する。

【０００３】このような部品実装機３０として従来は、
生産性を極限まで追及した大型高速実装機や、どのよう
な種類の電子部品でも実装可能なことを目的とした大型
汎用実装機が主に使用されている。図１４は、従来の部
品実装機の概略構成例を示す平面図である。図１４にお
いて、部品実装機３０は、両側に立設されたコラム３
１、３２の間にビーム３３が架け渡されている。ビーム
３３の下側には、Ｘ軸ガイド３４が設けられ、また、２
つのコラム３１、３２の上側には、２つのＹ軸ガイド３
５、３６が設けられている。Ｘ軸ガイド３４の下側に
は、ヘッド部３７が取付けられている。

【０００４】ビーム３３は、Ｙ軸方向に設けられた図示
しない例えばボールネジ及びボールネジを駆動するサー
ボモータによって、Ｙ軸ガイド３５、３６に沿ってＹ軸
方向に移動可能となっている。また、ヘッド部３７は、
Ｘ軸方向に設けられた図示しない例えばボールネジ及び
ボールネジを駆動するサーボモータによって、Ｘ軸ガイ
ド３４に沿ってＸ軸方向に移動可能となっている。これ
によって、ヘッド部３７は、ＸＹ平面の任意の位置に移
動可能となっている。ヘッド部３７の下側には、図１５
（Ａ）に示すようなノズルヘッド３９及び部品吸着ノズ
ル３９ａが装着されている。ノズルヘッド３９は、各種
の部品吸着ノズル３９ａが着脱自在となっていると共
に、図示しない駆動源によって任意の角度で回転可能に
なっている。

【０００５】部品実装機３０のＹ軸ガイド３５、３６の
間には、部品供給部３８が配置されている。部品供給部
３８には、複数のカセットＣが配列され、これらのカセ
ットＣを通じて複数の電子部品Ｐが供給される。ノズル
ヘッド３９への部品吸着ノズル３９ａの装着及び部品供
給部３８へのカセットＣの配置は、図示しないノズル自
動交換装置やカセットフィーダ（トレイフィーダ）等に
よって自動で行われるようになっており、これらの駆動
制御もＮＣ装置２０によって行われる。

【０００６】このような構成において、電子部品Ｐの実
装の概略動作を説明すると、先ず、ヘッド部３７は、部
品供給部３８に配置されている所定のカセットＣ内の電
子部品Ｐの上方に移動する。そして、図１５（Ｂ）に示
すように、部品吸着ノズル３９ａが、ノズルヘッド３９
と共にＺ軸方向に下降して所定の電子部品Ｐを吸着す
る。次に、ヘッド部３７は、配線基板Ｂの所定の位置の
上方に移動する。そして、部品吸着ノズル３９ａが、ノ
ズルヘッド３９と共にＺ軸方向に下降して、吸着してい
る電子部品Ｐを配線基板Ｂの所定の位置に装着する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の部品実装機は大型で高価であるため、実装内容等に応
じて部品実装機を選択可能なように複数台設置すること
は、スペースやコストの点で困難である。従って、最適
な実装規模で実装することができず、結果として部品実
装機の稼動率を無理に向上させるようになり、無駄な実
装が多くなって仕掛かりが増大するという欠点がある。

【０００８】また、従来の部品実装機は大規模実装を想
定して構築されているので、実装規模の変化に迅速に対
応するには、部品実装機の使用経験を十分に積む必要が
ある。このため、熟練の作業者がいないときは、実装準
備作業に多大な時間が掛かるという欠点がある。また、
従来の部品実装機はメカニズムが複雑となっているた
め、その機能の維持に多大な時間が必要となる。従っ
て、部品実装機にトラブルが発生した場合には、復帰に
時間を要し、生産ロスが生じるという欠点がある。

【０００９】本発明は、上述した事情から成されたもの
であり、実装内容や実装規模に柔軟に対応して部品を基
板に実装することができる小型で簡易な構成の部品実装
ラインを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、部品を実装する部品実装ラインにおいて、本体
部と着脱自在な要部とから構成されている部品実装機を
備えることにより達成される。つまり、部品を供給する
ための部品供給ユニットと、前記部品供給ユニットによ
り供給された前記部品を保持するための部品保持ユニッ
トと、前記部品保持ユニットにより保持された前記部品
の外形、位置を認識するための部品認識ユニットと、前
記部品認識ユニットによる認識結果に基づいて、前記部
品保持ユニットにより保持された前記部品を任意の位置
に位置決めするための部品位置決めユニットとを備え、
前記部品位置決めユニットにより位置決めされた前記部
品を、搬送・位置決めされた基板に実装する部品実装機
であって、前記各ユニットが、前記部品や基板に応じた
任意のユニットに交換・組み合わせ可能に構成されてい
ることにより達成される。

【００１１】上記構成によれば、部品実装機を構成する
各部分を相互に接続可能なユニットに分けているので、
任意のユニットを組み合わせることにより所望の部品実
装機を構築することができる。このため、実装内容や実
装規模に応じて最適なユニットを選択して組み合わせる
ことにより、種々の部品や基板に対する実装効率を最適
に向上させることができる部品実装ラインとすることが
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べ
る実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術
的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範
囲は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の
記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【００１３】本発明の部品実装機により配線基板に実装
される電子部品としては、例えば抵抗、コンデンサ等の
チップ部品や、トランジスタ、ＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏ
ｕｔ−ｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ
Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚ
ｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等の小型部品や、ＱＦＰ（Ｑｕａ
ｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）等の異形部品がある。

【００１４】図１は、本発明の部品実装機の第１の実施
形態を示す斜視図であり、上記電子部品のうちチップ部
品や小型部品を実装するための部品実装機である。この
部品実装機１００は、主要構成部が相互に交換・組み合
わせ可能なようにユニット化されており、チップ部品や
小型部品を供給するための部品供給ユニット２００、部
品供給ユニット２００を保持すると共に、部品供給ユニ
ット２００により供給された電子部品を基板の所定位置
に実装するための本体ユニット３００、本体ユニット３
００を保持すると共に、制御用電装部を収納するための
ベースユニット４００で概略構成されている。

【００１５】図２は、本発明の部品実装機の第２の実施
形態を示す斜視図であり、チップ部品や小型部品のみな
らず異形部品も実装するための部品実装機である。この
部品実装機５００も、主要構成部が相互に交換・組み合
わせ可能なようにユニット化されており、上記部品実装
機１００に加え、異形部品を供給するための部品供給ユ
ニット６００が併設されている。

【００１６】先ず、チップ部品や小型部品を供給するた
めの部品供給ユニット２００について説明する。この部
品供給ユニット２００は、図１に示すように、テープカ
セット２１０、供給シャーシ２２０、カセットベース２
３０を備えている。チップ部品や小型部品は、図３
（Ａ）に示すように、部品供給テープ１として供給され
る。この部品供給テープ１は、紙またはプラスチック製
の帯状に形成されたキャリアテープ２とトップテープ３
で構成されている。キャリアテープ２には、側縁に沿っ
て送り孔２ａが形成されていると共に、チップ部品や小
型部品を収納するための箱状の区画、即ちエンボスによ
る複数の収納孔２ｂが長手方向に設けられている。チッ
プ部品や小型部品は収納孔２ｂ内に１個ずつ収納され、
開放した収納孔２ｂの上部がトップテープ３によりカバ
ーされる。このチップ部品や小型部品が収納された部品
供給テープ１は、リール４に巻回された状態でテープカ
セット２１０に着脱可能にセットされる。

【００１７】テープカセット２１０は、図３（Ｂ）に示
すように、カセット本体２１１に、上記リール４が装着
されるリール装着部２１２と、リール４から部品供給テ
ープ１を引き出して送るテープ送り車やフィードレバー
等を有するテープ送り機構２１３と、引き出された部品
供給テープ１からトップテープ３を剥離するスリットや
シャッタ等を有するトップテープ剥離機構２１４と、剥
離されたトップテープ３を巻き取るリール２１５等を有
するトップテープ巻取部２１６とが取り付けられた構成
となっている。このような構成のテープカセット２１０
は、図５に示すように、複数台（この例では１０台）が
並列配置されてカセットベース２３０に着脱可能にセッ
トされる。

【００１８】また、チップ部品の種類によっては、図４
（Ａ）に示すように、バルクカセット５にバラで収納さ
れて供給される。このバルクカセット５は、プラスチッ
ク製の箱状に形成されている。このチップ部品が収納さ
れたバルクカセット５は、バルクカセット２１０’に着
脱可能にセットされる。テープカセット２１０’は、図
４（Ｂ）に示すように、カセット本体２１７に、上記バ
ルクカセット５が装着されるバルクカセット装着部２１
８と、バルクカセット５からのチップ部品を供給するシ
ャッタ等を有する部品供給機構２１９とが取り付けられ
た構成となっている。このような構成のバルクカセット
２１０’も、複数台が並列配置されてカセットベース２
３０に着脱可能にセットされる。

【００１９】供給シャーシ２２０は、図５に示すよう
に、箱状に形成されており、テープカセット２１０（バ
ルクカセット２１０’）の制御用電装部が収納され本体
ユニット３００に着脱可能にセットされる。カセットベ
ース２３０は、図５に示すように、台座２３１と取っ手
２３２を備えており、複数台のテープカセット２１０
（バルクカセット２１０’）が台座２３１上に並列に配
設され本体ユニット３００に着脱可能にセットされる。

【００２０】次に、異形部品を供給するための部品供給
ユニット６００について説明する。この部品供給ユニッ
ト６００は、図２に示すように、トレイ６１０、トレイ
ローダ６２０を備えている。トレイ６１０は、図６
（Ａ）に示すように、マトリックス状の仕切り６１１を
有するプラスチック製の板状に形成されており、仕切り
６１１内に異形部品が整列収納される。

【００２１】トレイローダ６２０は、図６（Ｂ）に示す
ように、複数枚のトレイ６１０が積層収納される箱状の
ローダ本体６２１の上部に、トレイ６１０から異形部品
を取り出して部品供給ユニット２００へ搬送する部品搬
送機構６２２が取り付けられた構成となっている。この
ような構成のトレイローダ６２０は、図２に示すよう
に、部品供給ユニット２００の複数台のテープカセット
２１０のうち、一方の側の２、３台を取り外して設けた
部品供給スペースを介して部品実装機１００に着脱可能
にセットされる。

【００２２】本体ユニット３００は、さらに主要構成部
が相互に交換・組み合わせ可能なように以下の如くユニ
ット化されている。即ち、本体ユニット３００は、図
１、２に示すように、電子部品を保持するための部品保
持ユニット３１０、この部品保持ユニット３１０により
保持された電子部品の外形、位置を認識するための部品
認識ユニット３２０、この部品認識ユニット３２０によ
る認識結果に基づいて、部品保持ユニット３１０により
保持された電子部品を任意の位置に位置決めするための
部品位置決めユニット３３０と、部品保持ユニット３１
０、部品認識ユニット３２０、部品位置決めユニット３
３０を保持するための本体シャーシ３４０を備えてい
る。

【００２３】部品保持ユニット３１０は、図７に示すよ
うに、保持本体３１１に、部品供給ユニット２００に供
給された電子部品を真空吸着するノズル３１２と、電子
部品を吸着・実装するためにノズル３１２を上昇・下降
させるノズル上下機構３１３と、電子部品を実装角度補
正するためにノズル３１２を回転させるノズル回転機構
３１４とが取り付けられた構成となっている。チップ部
品や小型部品を保持するための部品保持ユニット３１０
としては、チップ部品や小型部品を高精度に角度調整す
る必要がないノーマルヘッドが使用される。また、異形
部品を保持するための部品保持ユニット３１０として
は、異形部品を高精度に角度調整可能な高性能モータを
有する高精度ヘッドが使用される。このような構成の部
品保持ユニット３１０は、部品位置決めユニット３３０
に着脱可能にセットされる。

【００２４】部品認識ユニット３２０として、先ず、小
型部品や異形部品の外形、位置を認識するものを説明す
る。この小型部品や異形部品用の部品認識ユニット３２
０は、図８に示すように、認識本体３２１に、小型部品
や異形部品を撮像するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐ
ｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ３２２が取り付けられた
構成となっている。小型部品の外形、位置を認識するた
めの部品認識ユニット３２０としては、小視野角のもの
が使用される。また、異形部品の外形、位置を認識する
ための部品認識ユニット３２０としては、大視野角のも
のが使用される。このような構成の部品認識ユニット３
２０は、本体シャーシ３４０に着脱可能にセットされ
る。

【００２５】部品認識ユニット３２０として、次に、チ
ップ部品の外形、位置を認識するものを説明する。この
部品認識ユニット３２０は、図９（Ａ）に示すように、
認識本体３２３に、チップ部品を検出するＬＥＤ（Ｌｉ
ｇｈｔ ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）センサ３２４が
取り付けられた構成となっている。このような構成の部
品認識ユニット３２０は、図９（Ｂ）に示すように、部
品保持ユニット３１０のノズル３１２近傍の本体３１１
に着脱可能にセットされる。

【００２６】部品位置決めユニット３３０は、図１０に
示すように、水平方向に平行に配置された２本のＹガイ
ド３３１と、Ｙガイド３３１に沿って移動可能に配置さ
れたＸガイド３３２と、Ｘガイド３３２をＹレール３３
１に沿って移動させるＸガイド駆動機構３３３と、Ｘガ
イド３３２にセットされる部品保持ユニット３１０をＸ
ガイド３３２に沿って移動させる部品保持ユニット駆動
機構３３４で概略構成されている。このような部品位置
決めユニット３３０は、本体シャーシ３４０に着脱可能
にセットされる。ベースユニット４００は、図１１に示
すように、箱状のベースシャーシ４０１内に、回路基板
４０２、ＣＰＵ４０３、電源４０４等の制御用電装部４
０５が収納されている。

【００２７】以上のような構成の部品実装機１００は、
各構成部分を相互に接続可能なユニットに分けているの
で、実装内容や実装規模に応じて最適なユニットを選択
して組み合わせることにより所望の部品実装機を構築す
ることができる。また、次の実装用の電子部品を外段取
りしておくことができ、稼働停止時間を短縮させること
ができる。また、構成部分にトラブルが発生した場合に
は、そのユニットのみを交換することで、復帰時間を大
幅に短縮することができ、生産ロスを最小限に抑えるこ
とができる。

【００２８】さらに、この部品実装機１００は、例えば
幅３００ｍｍ×奥行き８００ｍｍ×高さ５００ｍｍとい
った程度に小型化されているため、比較的軽量に構成す
ることができると共に小駆動電力で動作させることがで
き、卓上に載置して例えば１００Ｖの家庭用電源で使用
したり、容易に移動設置することが可能となる。さら
に、図１２に示すように、限られたスペース内に複数台
の部品実装機１００を並設することが可能となり、多量
実装や複数種実装の場合の生産効率を最適化させること
ができると共に、製造設備投資を低く抑えることができ
る。

【００２９】即ち、生産効率を例えば２０％アップさせ
たい場合でも、従来の大型の部品実装機を追加すると生
産効率がいきなり１００％アップしてしまい、さらに１
ライン増設することになってしまうため無駄な製造設備
投資となってしまう。ところが、本実施形態の小型の部
品実装機１００を追加すれば、例えば生産効率を１０％
刻みでアップさせることができ、さらに既存のラインを
延長させるのみでよいため、生産効率を最適化させるこ
とができると共に、製造設備投資を低く抑えることがで
きる。

【００３０】このような構成において、その動作例を部
品供給テープ１で供給されるチップ部品と小型部品を実
装する場合について説明する。先ず、部品供給テープ１
が、テープカセット２１０のフィードレバーの操作によ
るテープ送り車の駆動により、キャリアテープ２の送り
孔２ａをガイドとしてチップ部品あるいは小型部品の配
列ピッチ寸法分だけリール４から引き出される。このと
き、部品供給テープ１のトップテープ３は、スリット及
びシャッタによってキャリアテープ２から剥離され、リ
ール２１５に巻き取られる。そして、キャリアテープ２
の収納孔２ｂから取出し可能な状態にされたチップ部品
あるいは小型部品は、テープカセット２１０の部品取出
口へ搬送される。

【００３１】続いて、部品保持ユニット３１０は、部品
位置決めユニット３３０のＸガイド駆動機構３３３及び
部品保持ユニット駆動機構３３４の駆動により、小型部
品を供給するテープカセット２１０の部品取出口上に移
動する。そして、ノズル３１２が、ノズル上下機構３１
３の駆動により下降し、小型部品を吸着した後、ノズル
上下機構３１３の駆動により上昇する。

【００３２】次に、部品保持ユニット３１０は、部品位
置決めユニット３３０のＸガイド駆動機構３３３及び部
品保持ユニット駆動機構３３４の駆動により、部品認識
ユニット３２０上に移動する。そして、ノズル３１２
が、ノズル上下機構３１３の駆動により画像処理高さま
で下降し、ＣＣＤカメラ３２２による小型部品の撮像
後、ノズル上下機構３１３の駆動により上昇する。

【００３３】次に、部品保持ユニット３１０は、部品位
置決めユニット３３０のＸガイド駆動機構３３３及び部
品保持ユニット駆動機構３３４の駆動により、本体シャ
ーシ３４０に搬送・位置決めされている回路基板の部品
実装位置上に移動する。そして、ノズル３１２が、小型
部品の画像処理結果に従ってノズル回転機構３１４の駆
動により回転し、小型部品の実装角度補正を行った後、
ノズル上下機構３１３の駆動により下降し、小型部品を
回路基板に装着して吸着解除する。

【００３４】続いて、ノズル３１２が、ノズル上下機構
３１３の駆動により上昇した後、部品保持ユニット３１
０は、部品位置決めユニット３３０のＸガイド駆動機構
３３３及び部品保持ユニット駆動機構３３４の駆動によ
り、チップ部品を供給するテープカセット２１０の部品
取出口上に移動する。そして、ノズル３１２が、ノズル
上下機構３１３の駆動により下降し、チップ部品を吸着
した後、ノズル上下機構３１３の駆動により上昇する。

【００３５】次に、ノズル３１２が、ＬＥＤセンサ３２
４によるチップ部品の位置検出結果に従ってノズル回転
機構３１４の駆動により回転し、チップ部品の実装角度
補正を行う。そして、部品保持ユニット３１０は、部品
位置決めユニット３３０のＸガイド駆動機構３３３及び
部品保持ユニット駆動機構３３４の駆動により、本体シ
ャーシ３４０に搬送・位置決めされている回路基板の部
品実装位置上に移動する。続いて、ノズル３１２が、ノ
ズル上下機構３１３の駆動により下降し、チップ部品を
回路基板に装着して吸着解除する。以降、上記動作を部
品実装が終了するまで繰り返す。

【００３６】上述した本実施形態の部品実装機１００に
おいては、部品実装機１００の台数、及び部品保持ユニ
ット３１０、部品認識ユニット３２０、部品位置決めユ
ニット３３０等の主要構成部を最適に交換・組み合わせ
ることにより、ラインの生産効率を例えば後工程のアセ
ンブリ工程あるいは前工程の部品製造工程の生産効率に
一致させた最適な部品実装ラインを構築することが可能
となる。

【００３７】このために、部品実装ライン構成作成・NC
プログラム作成装置７００は、利用可能な部品実装機１
００の台数、及び利用可能な部品実装機の主要構成部の
ユニット数、並びに必要とされるライン生産効率に基づ
いて、生産機種の実装のために必要な部品実装機１００
の台数、及び部品保持ユニット３１０、部品認識ユニッ
ト３２０、部品位置決めユニット３３０等の主要構成部
の交換・組み合わせを演算し部品実装機の機種、台数、
配列を求め、実装ライン構成表、またそれぞれの部品実
装機１００における実装NCプログラムを作成する。

【００３８】図１６は、実装ライン構成作成・NCプログ
ラム作成装置７００の実施形態を示す図である。この実
装ライン構成作成・NCプログラム作成装置７００は、実
装ライン構成作成・NCプログラム作成制御部７１０、部
品実装ライン構成作成・NCプログラム作成演算部７２
０、演算情報入力手段７３０、データベース７４０、演
算結果出力手段７５０を備えている。

【００３９】演算情報入力手段７３０は、図示しないキ
ーボードあるいは電気通信回線を介した外部の入力手段
その他から構成され、入力情報としては、生産効率、生
産機種、利用可能な部品実装機１００の台数、及び部品
保持ユニット３１０、部品認識ユニット３２０、部品位
置決めユニット３３０等の主要構成部のユニット数、既
存ライン状態等の演算情報が入力される。データベース
７４０には、部品実装機データベース、CAD データベー
ス、部品実装機データベース、ライン構成データベース
が格納されている。これらデータベースは図示しない電
気通信回線を介して外部の他の装置のデータベースに接
続され、同様なデータを取得するようにしても良い。演
算結果出力手段７５０は、図示しないプリンタあるは磁
気記憶装置その他から構成されて、部品実装ライン構成
表、部品配置構成表、NCプログラムを出力する。

【００４０】ここで、図１７に示すように、部品実装機
データベース７４１には、部品実装装置本体情報、部品
カセット情報、トレイ情報、ノズル情報、部品認識装置
情報等が格納されている。部品データベース７４２に
は、部品種情報、部品形状情報、部品認識方法情報（セ
ンサ、小視野、大視野）、アライメント情報、供給形態
情報（部品カセット、トレイ）、吸着情報（ノズル）等
が格納されている。

【００４１】ＣＡＤデータベース７４３には、生産基板
情報、実装位置情報、実装ステップ情報、アライメント
情報、実装仕様情報等が格納されている。ライン構成デ
ータベース７４４には、これまでに実装、生産したこと
のある生産機種の実装ライン情報に係わる基本ライン構
成情報（仮想ライン、仮想実装機、仮想部品配置）、既
存ライン構成情報、既存実装プログラム情報等が格納さ
れている。

【００４２】このような構成において、その動作例を図
１８のフローチャートを参照しながら説明する。まず、
演算情報入力手段７３０から生産を指令された生産機種
の全ての実装部品に対して、実装の際に用いられる部品
実装機の主要構成部の種類を始めとした実装条件に関連
した情報を部品の種類毎に指定する（図１８中のステッ
プS1）。図１９はその一例を表の形で示したものであ
る。例えば、部品１について説明すると、部品認識ユニ
ット３２０については優先順位を設けて優先順位第１位
の認識方法１としてLED センサ３２４（センサ）が指定
されており、また優先順位第２位の認識方法２としては
小視野角CCD カメラ３２２（小視野）が指定されてい
る。

【００４３】この例においては、使用可能なセンサがあ
れば第1 優先にセンサを使用し、センサが例えば既存の
他のラインにおいて全て使用されているために使用不可
能である場合には、第2 優先の小視野の使用を許すこと
を指定している。さらに部品保持ユニット３１０につい
ては、ここでは上記の部品認識ユニット３２０の場合と
同様に優先順位を設けてノズルA とノズルB を指定して
いる。また、部品穴数と記した項目は部品供給ユニット
２００に関連した情報であり、テープカセット２１０の
サイズを意味する。タクト（実装時間）は、部品保持ユ
ニット３１０が１個の部品を部品供給ユニット２００か
ら基板に実装するまでの時間である。正しくは、部品毎
に実装位置等が異なるのでその分タクトは部品毎に異な
る。ここでは簡単のために平均的な実装時間で代表させ
ているが、部品毎に細かく正しい値を指定しても良い。
部品個数は、上記生産機種基板の１枚の実装に必要な部
品１の個数を示している。また部品厚は、部品の形状的
な厚みのことであり、実装の際には厚みの薄い部品から
実装する方が実装が容易であるために、実装順を決定す
る際に使われる情報である。

【００４４】以上の例は一例であり、更に一般的には図
２０に示したような認識方法、実装方法、実装スピード
に関連した情報を必要に応じて具体的に指定することに
より、よりきめこまかに実装ライン構成の作成、NCプロ
グラムの作成が可能となる。また、上記の部品種類毎の
情報指定は、実際に実装ライン構成作成・NCプログラム
作成演算を行う際に、データベース７４０に記憶された
情報をもとになされても良いし、また、事前に生産機種
毎に作成しておき、データベース７４０に記憶させてお
いても良い。

【００４５】次に、上記部品種類毎に指定された情報に
基づき、指令された生産機種の部品実装を行う際に必要
となる部品実装機の機種を、部品実装機の着脱可能な主
要構成部の種類により特定し求める（図１８中のステッ
プＳ２）。ここでは、図２１に、一例として、図１９に
おいて示した部品種類毎の情報に基づいて、部品実装機
の主要構成部のひとつである部品認識ユニット３２０お
よび部品保持ユニット３１０を交換・組み合わせた部品
実装機の機種の求め方を示した。まず部品認識ユニット
３２０については優先順位第１位の認識方法１について
全ての部品種を集計（ソート）し、次いで集計（ソー
ト）された認識方法１毎について、今度は優先順位第１
位の部品保持ユニット３１０であるノズル１について集
計（ソート）する。この結果、この例の場合の部品実装
機の機種として、センサ／A 、センサ／B 、大視野／A
、大視野／B 、大視野／C 、小視野／A、小視野／B の
計７機種の部品実装機が求まる。

【００４６】次に求められた上記の各機種の部品実装機
について、実装ラインに必要とされる台数を求める。必
要台数は演算情報入力手段７３０から指令された実装ラ
インの生産能率から決まる必要台数および１台の実装機
に搭載可能な部品種類の数から決まる必要台数のうち、
多い方を実装ラインに必要な台数とする必要がある。

【００４７】まず、実装ラインの生産能率から決まる必
要台数の求め方について説明する（図１８中のステップ
S3）。まず、複数台の実装機から構成される実装ライン
の生産タクト時間（生産能率）は、ラインの各実装機が
一枚の生産機種基板を処理するのに必要なそれぞれの処
理時間（基板タクト時間）の内で、最大の基板タクト時
間と一致する。従って、構成された実装ラインの生産タ
クト時間が、指令された生産タクト時間と一致するかあ
るいはそれと近い値とするためには、全ての部品実装機
においてその基板タクト時間が、指令された生産タクト
時間（生産能率）と一致するかそれと近い値となるよう
に、各部品実装機の台数を調整する必要がある。

【００４８】たとえば、図２２に示すように、上記求め
られた機種センサ／A の部品実装機においては部品を部
品１、部品４、部品５の３種類実装する必要がある。こ
のとき部品１を１個実装するのに要する実装時間（タク
ト）は１秒である。部品１は計５個実装する必要がある
ので部品１を全て実装するために必要な処理時間（タク
ト小計）は５秒となる。部品４および部品５についても
同様にタクト小計は、それぞれ２０秒、１０秒と求ま
る。従ってセンサ／A の部品実装機において実装に必要
となる時間（タクト計）は、上記タクト小計の和であ
り、この場合においては３５秒ということになる。ここ
で例えば指令された生産タクト時間が５０秒で部品実装
機のタクト計３５秒より長い場合には、必要となる部品
実装機の台数は１台となる。

【００４９】しかしながら指令された生産タクト時間が
例えば１０秒と部品実装機のタクト計より短い場合に
は、何らかの方法によって基板タクト時間を短縮してや
る必要があるが、このことは同一機種の部品実装機の台
数を増やし実装部品を複数の実装機に分散させて行うこ
とにより実装ライン全体としての「基板タクト時間」を
下げることが可能となる。このようにして、このとき必
要となる部品実装機の台数は４台（３５／１０＝３．
５。小数点以下を切り上げて４台）と求まる。

【００５０】次に部品実装機に搭載可能な部品種類の数
から、同一機種の部品実装機の必要台数の求め方を説明
する。例えば、これまでに説明した機種センサ／A の部
品実装機においては、部品の穴数（カセットテープのサ
イズ）は、図２３に示すように部品１が１個、部品２が
２個そして部品５が１個の合計で４個であるが、部品実
装機の搭載可能な部品の穴合計が例えば計１９個である
場合には、一台の部品実装機によって実装は可能であ
る。しかしながら部品実装機の搭載可能な部品の穴合計
が計３個である場合には、一台の装置で全ての部品種類
を実装処理することは不可能であり、この場合は２台
（４／３＝１．３３３、、。小数点以下を切り上げて２
台）が必要な台数として求められる（図１８中のステッ
プS4）。

【００５１】従って、以上に説明してきたように、部品
実装機の必要台数としては、基板タクト時間から必要さ
れる台数と部品実装機の搭載可能部品種数から必要とさ
れる台数とのふたつがあり、実装ラインとして最終的に
必要な台数は、それぞれの台数の内で多い方の台数とな
る。上記の例の場合には、センサ／A の部品実装機は４
台必要であると求められる（図１８中のステップS
５）。

【００５２】次に、以上の実装ラインに必要な部品実装
機の機種およびそれぞれの必要台数から、実装ラインを
構築するにあったって必要となってくる部品実装機の台
数および主要構成部のユニット数を求める。例えば、上
記した部品実装機の機種がセンサ／A の実装機の場合に
は、必要となる部品実装機の台数は４台、必要となるセ
ンサのユニット数は４ユニット、ノズルA のユニット数
は４ユニットと求められる（図１８中のステップS
６）。

【００５３】次に、以上のようにして求められた実装ラ
インに必要な部品実装機の台数あるいは各主要構成部の
ユニット数を、演算情報入力手段７３０から入力され
た、現在利用可能な部品実装機台数および各主要構成部
ユニット数と比較する（図１８中のステップS ７）。な
お、現在利用可能な部品実装機台数および各主要構成部
ユニット数については、予めデータベース７４０に格納
しておいてもよい。

【００５４】上記比較した結果、必要な部品実装機の台
数あるいは各主要構成部のユニット数が、現在利用可能
な台数あるいはユニット数を超えている場合には、部品
実装機の着脱可能な主要構成部の一部の種類を変更し
て、必要な台数あるいはユニット数が利用可能な台数あ
るいはユニット数に収まるようにして、実際に実装ライ
ンが構築できるようにする（図１８中のステップS
８）。

【００５５】図２４はその一例を示したものであり、図
２１において求められた部品実装機の機種において、例
えば部品実装機の必要台数が利用可能台数より１台多
い、あるいはセンサの必要ユニット数が利用可能ユニッ
トより１ユニット多い場合に、部品１、部品４、部品５
で指定された部品保持ユニット３１０については優先順
位第１位のノズルA から優先順位第２位のノズルB に変
更することにより、部品実装機台数は６台と１台減らす
ことができ、またセンサについても１ユニットと１ユニ
ット減らすことができる。このようにして、着脱可能な
主要構成部の種類を異なる優先順位の種類とすることに
より、実装ラインに必要な部品実装機の台数あるいは各
主要構成部のユニット数を、現在利用可能な部品実装機
台数および各主要構成部個数を超えないように求めるこ
とができる。ただし、この場合、基板タクト時間が指令
された生産タクト時間を満たさない場合があるが、この
場合は利用可能な台数、ユニット数を超えないことを優
先する。

【００５６】次に、同一機種の部品実装機が２台以上あ
る場合には（図１８中のステップS９）、各部品実装機
において実装する部品種類の配分を求める必要がある。
配分を求めるに際しては、一台の部品実装機に部品が偏
り大きな実装時間を持つ実装機が発生して実装ラインの
生産タクトタイムが劣化するようなことがないように、
各部品実装機の実装時間が均等となるように部品種類の
配分を求める（図１８中のステップS １０）。実装時間
の均等化のためには、部品を実装するための総実装時間
である上記タクト計をその機種の部品実装機の必要台数
で割った値（平均タクト）を目標時間として均等化を計
る。

【００５７】たとえば、図２５(A) に示すように、ま
ず、部品を実装する際に部品の種類の間に優先順がある
場合には、その優先順に部品種類をまとめる。図２５
(A) の場合においては、部品の厚さが薄い順を実装優先
順として部品厚さで昇順にまとめられている。次いで、
同じ部品厚さの中で、タクトの合計が上記平均タクトと
近い値となるように部品種類の入れ替え、グループ化を
順次進め、グループ化された部品についての総実装時間
が平均タクトに近い時間となったところで、そのグルー
プを１台の装置に対する配分とするように求める。すな
わち、図２５(A) に示すように平均タクトが８０秒であ
る場合には、８０秒を目標にして部品種類を部品厚０．
２５ｍｍの部品種類の中で入れ替え作業を進め、部品５
および部品２のグループ（総実装時間８０秒）を求め、
これを一台目の部品実装機に配分する。以下同様にし
て、２台目の部品実装機には部品１および部品４（総実
装時間８０秒）を（図２５(B））、３台目の部品実装機
には部品３，部品６，部品７，部品８および部品９（総
実装時間８０秒）を配分する（図２６）。

【００５８】次に各装置に配分した各部品の部品供給ユ
ニット内における配置位置を求める。配置は、可能な限
り部品保持装置が部品を部品供給ユニットから基板に実
装するまでの時間が短くなるように配置するように求め
る（図１８中のステップS １１）。すなわち、部品は必
ず部品認識装置を通る必要があるから、部品認識装置の
近傍の供給ユニットには、部品の装着点数が多い部品種
を配置し、部品認識装置から遠い位置には部品点数の少
ない部品種を配置する。図２７の例においては、部品認
識装置が部品穴番号９番、１０番の近傍に配設されるセ
ンサの場合、および部品認識装置が部品穴番号１９番の
近傍に配設される大視野、小視野カメラの場合を示して
いる。

【００５９】最後に以上の演算処理から求められた実装
機の機種、台数、配列等をライン構成表、またそれぞれ
の部品実装機１００における実装NCプログラムとして演
算結果出力手段７５０によって出力する（図１８中のス
テップS12 ）。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、実装内
容や実装規模に柔軟に対応して部品を基板に実装するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の部品実装機の第１の実施形態を示す斜
視図。

【図２】本発明の部品実装機の第２の実施形態を示す斜
視図。

【図３】図１または図２の部品実装機の部品供給ユニッ
トの部品供給テープ及びテープカセットの一例を示す斜
視図。

【図４】図１または図２の部品実装機の部品供給ユニッ
トのバルクカセット及びバルクカセットの一例を示す斜
視図。

【図５】図１または図２の部品実装機の部品供給ユニッ
トの全体例を示す斜視図。

【図６】図２の部品実装機の部品供給ユニットのトレイ
及びトレイローダの一例を示す斜視図。

【図７】図１または図２の部品実装機の部品保持ユニッ
トの一例を示す斜視図。

【図８】図１または図２の部品実装機の部品認識ユニッ
トの一例を示す斜視図。

【図９】図１または図２の部品実装機の部品保持ユニッ
ト及び部品認識ユニットの別の一例を示す斜視図。

【図１０】図１または図２の部品実装機の部品位置決め
ユニットの一例を示す斜視図。

【図１１】図１または図２の部品実装機のベースユニッ
トの一例を示す斜視図。

【図１２】図１の部品実装機を複数台で使用する配設例
を示す斜視図。

【図１３】一般的な電子部品の実装システムを示す概略
構成図。

【図１４】従来の部品実装機の概略構成例を示す平面
図。

【図１５】図１４に示す部品実装機のノズルヘッド及び
部品吸着ノズルを示す図。

【図１６】部品実装ライン構成作成・ＮＣプログラム作
成装置の実施形態を示す図。

【図１７】図１６の装置のデータベースを示す図。

【図１８】図１６の装置の動作例を説明するためのフロ
ーチャート。

【図１９】図１６の装置によるデータ状態を示す第１の
図。

【図２０】図１６の装置によるデータ状態を示す第２の
図。

【図２１】図１６の装置によるデータ状態を示す第３の
図。

【図２２】図１６の装置によるデータ状態を示す第４の
図。

【図２３】図１６の装置によるデータ状態を示す第５の
図。

【図２４】図１６の装置によるデータ状態を示す第６の
図。

【図２５】図１６の装置によるデータ状態を示す第７の
図。

【図２６】図１６の装置によるデータ状態を示す第８の
図。

【図２７】図１６の装置によるデータ状態を示す第９の
図。

【符号の説明】

１００、５００・・・部品実装機、２００、６００・・
・部品供給ユニット、２１０・・・テープカセット、２
１０’・・・バルクカセット、２２０・・・供給シャー
シ、２３０・・・カセットベース、３００・・・本体ユ
ニット、３１０・・・部品保持ユニット、３２０・・・
部品認識ユニット、３３０・・・部品位置決めユニッ
ト、３４０・・・本体シャーシ、４００・・・ベースユ
ニット、６１０・・・トレイ、６２０・・・トレイロー
ダ、７００・・・部品実装ライン構成作成・ＮＣプログ
ラム作成装置、７１０・・・部品実装機ライン構成作成
・ＮＣプログラム作成制御部、７２０・・・部品実装機
ライン構成作成・ＮＣプログラム作成演算手段、７３０
・・・演算情報入力手段、７４０・・・データベー、７
５０・・・演算結果出力手段、７４１・・・部品実装機
データベース、７４２・・・部品データベース、７４３
・・・ＣＡＤデータベース、７４４・・・ライン構成デ
ータベース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武藤 浩一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 山口 稔 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品を実装する部品実装ラインにおい
   て、 本体部と着脱自在な要部とから構成されている部品実装
   機を備えていることを特徴とする部品実装機ライン。
2. 【請求項２】 前記着脱自在な要部としては、認識部、
   ノズル部等であることを特徴とする請求項１に記載の部
   品実装機ライン。
3. 【請求項３】 部品を実装する部品実装ラインにおい
   て、 部品実装機の着脱自在な要部を自在に入れ替えることに
   より、指令された基板タクト（ラインマシンタクト）を
   実現することを特徴とする請求項１に記載の部品実装機
   ライン。
4. 【請求項４】 部品を実装する部品実装ラインにおい
   て、 指令された生産機種の全ての実装部品に対して、実装利
   用可能な上記部品実装機に着脱自在な腰部の種別を指定
   し、 上記指定された要部の種類についてソートすることによ
   り求められる実装機要部の種類の組み合わせを備えた部
   品実装機から構成されたことを特徴とする請求項１に記
   載の部品実装機ライン。
5. 【請求項５】 部品を実装する部品実装ラインにおい
   て、 部品実装機の上記種別毎における実装部品の実装部品種
   と実装点数とから総実装タクトを求め、 該総実装タクトによって上記指令された基板タクト時間
   を割った値を、当該実装ラインにおける該実装機種別の
   台数とすることを特徴とする請求項４に記載の部品実装
   機ライン。
6. 【請求項６】 部品を実装する部品実装ラインにおい
   て、 部品実装機の上記種別毎における実装部品種の点数を部
   品実装機の搭載可能な実装部品種で割った値が、上記実
   装機の種別毎の台数を超えた場合、上記搭載可能な実装
   部品種で割った値を該種別の台数とすることを特徴とす
   る請求項４に記載の部品実装機ライン。
7. 【請求項７】 部品を実装する部品実装ラインにおい
   て、 上記部品実装機に着脱自在な要部の指定においては、優
   先順位を付けて複数種の要部を指定し、 上記実装機の台数の計算においては、先ず、優先順位の
   高い要部について計算し、 その結果上記実装機の台数が利用可能な台数を超えた場
   合には、優先順位が低い種類の要部で置き換えて計算し
   求めた台数を実装機の台数とすることを特徴とする請求
   項４、５または６に記載の部品実装機ライン。
8. 【請求項８】 部品を実装する部品実装ラインにおい
   て、 同一種類の実装機の台数が２以上の場合、 部品厚さの昇降順に部品をソートし、 部品厚さ毎にタクト昇降順に部品をソートして平均タク
   トが均等となるように実装機毎に部品を配分することを
   特徴とする請求項１に記載の部品実装機ライン。