元件安裝線的製作方法
2023-06-09 06:24:16
元件安裝線的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種能夠使用分別具有平行的兩個基板搬運裝置且以直列式配置有多臺的模塊類型的元件安裝裝置來實現生產效率的最優化的元件安裝線。在分別具有平行的兩個基板搬運裝置且以直列式配置有多臺的模塊類型的元件安裝裝置中，一對基板搬運裝置將互不相同的兩種基板向各元件安裝裝置的元件安裝位置定位並搬入搬出，上述元件安裝線具備：合計周期時間運算部，對於每個元件安裝裝置來計算將元件安裝於兩種基板中的一方的基板的一側周期時間和將元件安裝於兩種基板中的另一方的基板的另一側周期時間並設為合計周期時間；及元件均等分配部，對於每個元件安裝裝置來分配安裝於一對基板的元件以使合計周期時間均等化。
【專利說明】元件安裝線
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種以直列式配置有多臺具備平行地延伸的兩個基板搬運部的元件安裝裝置且在多臺元件安裝裝置的一部分具備安裝速度不同的安裝頭的元件安裝線。
【背景技術】
[0002]一直以來，作為生產安裝多個元件的基板的設備，通常存在焊料印刷機、元件安裝裝置、回流爐、檢查裝置等並由基板搬運裝置將它們連接而構築基板生產線。而且，將模塊化了的多臺元件安裝裝置以直列式進行配置而構成元件安裝線的情況也比較多。另外，在安裝元件的元件安裝裝置中，具備互相平行地設置的兩個基板搬運部，能夠在兩個基板搬運裝置將兩個相同種類或不同種類的基板同時地定位於安裝位置，並依次安裝元件，在向已定位於一方的搬運部的基板進行安裝的安裝過程中向另一方的搬運部搬運基板，從而使生產效率提高。但是，在向搬入於兩個基板搬運部的基板進行安裝的安裝元件數量顯著不同的情況下，直到向一方的基板的安裝結束為止，向另一方的基板搬入才會結束，因而無法提聞生廣效率。
[0003]在專利文獻I中，記載有如下結構:由並列設有多臺的模塊類型的元件安裝裝置構成，在各模塊的元件安裝裝置設有分別搬運基板的第一搬運部和與第一搬運部平行地設置的第二搬運部。而且，記載有如下內容:連接各模塊的元件安裝裝置的第一搬運部而構成第一搬運路徑，連接各模塊的元件安裝裝置的第二搬運部而構成第二搬運路徑。而且，記載有如下內容:雙輸送機生產線具有:基板搬入部，設於生產線的最前頭並將基板向兩搬運路徑搬入；中間基板搬入部，設於第二搬運路徑的途中並將基板向第二搬運路徑搬入；及搬運路徑變更部，與中間基板搬入部的上遊側鄰接地設置並將第二搬運路徑的基板向第一搬運路徑變更並搬運，在雙輸送機生產線中，根據第一基板的安裝元件數量與第二基板的安裝元件數量的比率，對中間基板搬入部及上述搬運路徑變更部的位置進行變更。而且，在兩個搬運路徑中使用於元件安裝的每個搬運路徑的工作時間的總計時間(工作量)均等化，而使生產效率提高。
[0004]專利文獻1:日本特開2009-124031號公報
【發明內容】
[0005]如上述專利文獻I那樣，對於使用了兩個搬運路徑的多種基板的生產，通過在兩個搬運路徑中使用於元件安裝的每個搬運路徑的工作時間的總計時間(工作量)均等化，而能夠實現生廣效率的提聞。
[0006]但是，能夠向基板安裝的元件對於每個元件安裝裝置而被限定，當考慮這樣的裝置的條件時，難以將安裝元件(工作量)準確且均等地向各元件安裝裝置分配。其結果是，由特定的元件安裝裝置引起的元件安裝時間變長。
[0007]例如，在將電子元件安裝於基板的安裝頭中存在具有多個吸嘴且安裝元件的速度較快的高速頭、僅具有一個吸嘴且安裝速度較慢的通用頭。通過較多地使用進行安裝的速度較快的高速頭能實現安裝時間的縮短，但能夠使用速度較快的高速頭進行安裝的元件根據尺寸而被限定，因此在將多種元件安裝於基板的情況下，在僅單純地更換為速度較快的高速頭時，無法使用速度較快的高速頭進行安裝的元件較多地集中於速度較慢的剩餘的通用頭，具備該通用頭的元件安裝裝置的工作時間顯著地變長，該時間成為元件安裝線的周期時間。
[0008]在這樣的情況下，其他元件安裝裝置必須進行等待，直到該較長周期時間的元件安裝裝置的作業結束為止，因此該較長周期時間成為以直列式設置於生產線上的多臺各元件安裝裝置的各個元件安裝裝置的周期時間(元件安裝生產線的周期時間)。因此，存在如下問題:若不設為實現這樣的需要較長的工作時間的一部分元件安裝裝置的周期時間的縮短的元件安裝線，則生產效率不會提高。
[0009]本發明鑑於這樣的現有的問題點而作出，提供一種能夠使用分別具有平行的兩個基板搬運部且以直列式配置有多臺的模塊類型的元件安裝裝置來實現生產效率的最優化的元件安裝線。
[0010]為了解決上述的課題，技術方案I的發明的結構上的特徵在於，元件安裝線以直列式配置有多臺元件安裝裝置，上述元件安裝裝置具備:基板搬運裝置，平行地設有一對、且將基板向元件安裝位置搬入或自元件安裝位置搬出；元件供給裝置，以能夠裝卸的方式設置多個元件收容裝置，上述元件收容裝置收容多個元件；及元件移載裝置，具有從上述元件供給裝置的上述元件收容裝置拾取上述元件並安裝於定位後的上述基板的安裝頭及驅動上述安裝頭的頭驅動機構，一對上述基板搬運裝置能夠將互不相同的兩種基板定位於各個上述元件安裝裝置的元件安裝位置並向上述元件安裝位置搬入或自上述元件安裝位置搬出，上述元件安裝線具備:合計周期時間運算部，對於每個元件安裝裝置來分別計算將元件安裝於上述兩種基板中的一方的基板上的一方側周期時間和將元件安裝於上述兩種基板中的另一方的基板上的另一方側周期時間，並設為合計周期時間；及元件均等分配部，對於每個上述元件安裝裝置來分別分配安裝於上述一對基板的元件，以使元件安裝裝置之間的上述合計周期時間均等化。
[0011]技術方案2的發明的結構上的特徵在於，在技術方案I的基礎上，上述多臺元件安裝裝置各自的各個元件移載裝置能夠選擇性地安裝多種安裝頭，上述多種安裝頭包括能夠安裝的元件種類多而安裝效率低的通用頭及能夠安裝的元件種類少而安裝效率高的高速頭，上述元件安裝線還具備安裝頭種類更換部，上述安裝頭種類更換部對上述安裝頭的種類進行更換，以使上述多臺元件安裝裝置的各個元件安裝裝置中的上述合計周期時間縮短。
[0012]技術方案3的發明的結構上的特徵在於，在技術方案2的基礎上，上述安裝頭種類更換部將各個上述元件安裝裝置的元件移載裝置的安裝頭的種類全部暫時更換為上述通用頭，接著，從上述基板搬運裝置的上遊側的元件安裝裝置開始按順序將安裝頭的種類從上述通用頭向上述高速頭更換，以使上述合計周期時間中的最大值減小。
[0013]技術方案4的發明的結構上的特徵在於，在技術方案3的基礎上，上述合計周期時間運算部計算:由更換為高速頭的各個元件安裝裝置將元件安裝於上述兩種基板的各個高速頭側合計周期時間和由未更換為上述高速頭而仍為通用頭的各個元件安裝裝置將元件安裝於上述兩種基板的各個通用頭側合計周期時間，上述安裝頭種類更換部將在上述合計周期時間運算部中算出的上述高速頭側合計周期時間和上述通用頭側合計周期時間進行比較，在上述通用頭側合計周期時間的最大值即將超過上述高速頭側合計周期時間的最大值之前，停止向上述高速頭更換。
[0014]技術方案5的發明的結構上的特徵在於，在技術方案I?4中任一項的基礎上，各個上述元件安裝裝置的元件供給裝置中的多個元件收容裝置的元件種類的排列順序能夠對應上述兩種基板的各個組合而分別進行變更，上述元件安裝線還具有元件種類排列決定部，上述元件種類排列決定部對應上述兩種基板的各個組合來分別決定上述元件種類的排列順序。
[0015]發明效果
[0016]根據技術方案I的發明，對於向元件安裝位置定位並搬運的兩種基板，對於每個元件安裝裝置來合計將元件安裝於一方的基板的一側周期時間和將元件安裝於另一方的基板的另一側周期時間，從而算出在一臺元件安裝裝置中使元件安裝於兩種基板所需的合計周期時間。而且，通過將對於每個元件安裝裝置進行分配的元件(例如元件種類、元件數量)均等地進行分配而使合計周期時間均等化。例如，在一側周期時間較長時縮短另一側周期時間，從而能夠實現合計後的周期時間的均等化，與如以往那樣僅以一個搬運部來實現所需的周期時間的均等化相比能夠容易地實現周期時間的均等化。通過這樣的合計周期時間的均等化，消除有礙生產線的生產線周期時間縮短的一部分元件安裝裝置中的突出的合計周期時間，從而能夠使元件安裝線整體的生產效率提高。
[0017]根據技術方案2的發明，各元件安裝裝置的各元件移載裝置能夠選擇性地安裝:能夠安裝的元件種類多且安裝效率低的通用頭和能夠安裝的元件種類少且安裝效率高的高速頭，因此通過安裝頭種類更換部將通用頭更換為高速頭，而實現各元件安裝裝置的合計周期時間的縮短，從而能夠使元件安裝線整體的生產效率提高。另外，對於每個基板進行安裝的元件的種類、數量不同，因此能夠最高效地進行生產的安裝頭結構對於每個基板而不同。因此，在排列有能夠選擇安裝頭的元件安裝裝置的生產線中，當對於搬運至各搬運裝置的基板分別選擇安裝頭時，即使一方能夠高效地進行分配，另一方也變得效率低下。根據本技術方案的發明，選擇縮短兩個基板的合計周期時間的安裝頭，因此能夠選擇作為整體最佳的安裝頭。
[0018]根據技術方案3的發明，元件安裝線的生產效率被在將兩種基板作為一組而連續地生產多個基板的情況下使其他元件安裝裝置產生等待時間的元件安裝裝置、即合計周期時間成為最大值的元件安裝裝置所限制。另一方面，能夠使用高速頭進行安裝的小型的元件存在若不比大型的元件先安裝於基板則無法安裝的情況。因此，為了使該合計周期時間的最大值減小，從上遊側的元件安裝裝置開始按順序從通用頭更換為高速頭，從而能夠使兀件安裝線的生廣效率提聞。
[0019]根據技術方案4的發明，通過將安裝速度較慢的通用頭儘可能地更換為安裝速度較快的高速頭而使生產效率提高。但是，當無法使用高速頭進行安裝的元件多數地集中於速度較慢的剩餘的通用頭時，通用頭中的合計周期時間的值變大，元件安裝線的生產效率變差。
[0020]因此，安裝頭種類更換部將更換後的高速頭的合計周期時間的最大值和未更換而剩下的通用頭的合計周期時間的最大值進行比較，檢測通用頭中的合計周期時間的值變大的情況作為無法使用高速頭進行安裝的元件多數地集中於通用頭的情況。
[0021]而且，從通用頭更換為高速頭直到通用頭的合計周期時間的最大值即將超過高速頭的合計周期時間的最大值之前的狀態為止，從而實現由更換為高速頭引起的安裝效率的提高，並且防止由無法使用高速頭進行安裝的元件多數地集中於通用頭而引起的生產效率的降低，從而能夠有效地縮短元件安裝線的合計周期時間。
[0022]根據技術方案5的發明，通過元件種類排列決定部，例如，對應兩種基板的各組合，匯總所安裝的元件種類的元件收容裝置的位置，或越是使用較多的元件種類就越配置於基於元件識別用相機的元件攝像位置的附近，從而能夠縮短將在元件收容裝置被吸附的元件安裝於基板為止的移動距離，並進一步縮短元件安裝線的合計周期時間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是表示本實施方式的具備多個模塊的電子元件安裝裝置的元件安裝線的概略的俯視圖。
[0024]圖2是表不聞速頭的立體圖。
[0025]圖3是表示中速頭的立體圖。
[0026]圖4是表示通用頭的立體圖。
[0027]圖5是表示各種安裝頭所能夠吸附的元件的種類的圖。
[0028]圖6是表示控制裝置的結構的框圖。
[0029]圖7是表示第一實施方式中的安裝頭的最優化的步驟的流程圖。
[0030]圖8是表示將安裝頭全部暫時更換為通用頭並對應各模塊的電子元件安裝裝置算出合計周期時間的值的圖表。
[0031]圖9是表示對應各模塊的電子元件安裝裝置算出直到模塊7為止更換為高速頭時的合計周期時間的值的圖表。
[0032]圖10是表示對應各模塊的電子元件安裝裝置算出直到模塊8為止更換為高速頭時的合計周期時間的值的圖表。
[0033]圖11是表示第二實施方式中的安裝頭的最優化的步驟的流程圖。
[0034]圖12是表示對應各模塊的電子元件安裝裝置算出將模塊8、9、10更換為中速頭時的合計周期時間的值的圖表。
[0035]圖13是表示對應各模塊的電子元件安裝裝置算出將模塊8、9、10、11更換為中速頭時的合計周期時間的值的圖表。
【具體實施方式】
[0036](實施例1)
[0037]以下，基於附圖，對本發明的將多個模塊的電子元件安裝裝置以直列式排列而成的元件安裝線的第一實施方式進行說明。
[0038]元件安裝線2具有作為元件安裝裝置的電子元件安裝裝置4，並以直列式配置有多臺(總計十二臺)。
[0039]如圖1所示，電子元件安裝裝置4具備:基板搬運裝置8，將基板6向搬入位置搬入並定位於預定的元件安裝位置A ;元件供給裝置10 ;具有安裝頭14的元件移載裝置16及標記識別用相機18，設於被支撐成能夠向基板6的搬運方向即X方向及與X方向水平地正交的Y方向移動的移動臺12 ;元件識別用相機20，固定於基板搬運裝置8與元件供給裝置10之間；及控制裝置22，對基於元件移載裝置16的安裝進行控制。
[0040]基板搬運裝置8是由第一搬運部8a和第二搬運部Sb構成的所謂的雙輸送機類型，各輸送機分別具備:輸送帶(省略圖示)，沿著在X方向上延伸的導軌24並列設置，將基板6搬入至定位後的位置且平行地設置；支撐架(省略圖示)，分別對搬入後的基板6進行支撐；升降裝置(省略圖示)，使所支撐的基板6上升至進行安裝的位置(預定的元件安裝位置A);及夾緊裝置(省略圖示)，在進行安裝的位置(元件安裝位置A)處夾緊基板6。
[0041]元件供給裝置10是將多個盒式供料器(元件收納裝置)26並列設於上述基板搬運裝置8的側部(在圖1中為近前側)而構成的裝置。盒式供料器26具備均省略圖示的、以能夠脫離的方式安裝於槽的殼體部、設於殼體部的後部的供給帶盤及設於殼體部的前端的元件取出部。在供給帶盤卷繞保持以預定間隔密封有作為元件的電子元件(省略圖示)的細長的料帶(省略圖示)，該料帶由帶齒卷盤(省略圖示)以預定間隔拉出，電子元件被解除密封狀態而向元件取出部依次送入。在盒式供料器26貼附有代碼(識別符號)，該代碼與電子元件的ID、元件編號、密封數量、元件重量等的對應數據被預先記錄為從在控制裝置22管理生產線整體的主機28傳輸的安裝程序數據。
[0042]在基板搬運裝置8的上方設置X方向移動梁30，該X方向移動梁30在Y方向上延伸，並且被設成能夠沿著上述基板搬運裝置8而沿著在X方向上延伸的X方向軌道(省略圖示)移動。如圖1所示，在X方向移動梁30設有移動臺12，該移動臺12能夠經由滑動件(省略圖示)而沿設於X方向移動梁30的側面的Y方向軌道(省略圖示)進行移動。在該移動臺12以能夠與移動臺12 —起移動的方式保持有具備安裝頭14的元件移載裝置16和標記識別用相機18。X方向移動梁30經由均省略圖示的滾珠絲槓機構而由伺服電動機驅動，移動臺12經由省略圖示的Y方向移動用滾珠絲槓機構而由省略圖示的伺服電動機驅動。這些伺服電動機的驅動由控制裝置22控制。
[0043]標記識別用相機18的光軸平行於與X方向及Y方向垂直的Z方向。由標記識別用相機18拍攝到的攝像圖像向具備省略圖示的A/D轉換器的省略圖示的圖像識別裝置輸入。圖像識別裝置讀入所拍攝的圖像，而讀取來自附在基板6的表面的參照標記(省略圖示)的信息。並且，由控制裝置22所具備的的運算裝置(省略圖示)計算參照標記的位置偏差。接著，在標記識別用相機18移動時，校正該位置偏差並進行移動。
[0044]元件移載裝置16具備:上述移動臺12、由移動臺12支撐成能夠在與X方向及Y方向垂直的Z方向上升降的作為頭驅動機構的安裝頭升降裝置29 (參照圖4)、支撐於安裝頭升降裝置29的安裝頭14。安裝頭14能夠選擇性地安裝於安裝頭升降裝置29，由省略圖示的安裝頭拆裝機或操作員進行更換。所更換的安裝頭14有高速頭32、中速頭34、通用頭36這三種。此外，安裝頭14並不限定於三種，在高速頭和通用頭這兩種的情況下或在四種以上的情況下也能夠實施本發明。
[0045]高速頭(H12)32是能夠安裝的元件種類少且安裝效率高的安裝頭。如圖2所示，高速頭32將支架保持體40以能夠升降且能夠旋轉的方式保持於頭主體38的下側。支架保持體40向下具有多個例如十二個嘴支架42，各嘴支架42分別將吸嘴44保持成能夠向下進行裝卸。在頭主體38的背面側設置卡定部38a,卡定部38a以能夠裝卸的方式與設於移動臺12的安裝頭升降裝置29卡定。高速頭32的嘴支架42及吸嘴44為小型，並且互相鄰接的吸嘴44之間的距離也被限制，因此能夠安裝的元件限定為貼片電阻、貼片電容等小型元件46。另一方面，通過一個安裝周期，最多能夠安裝十二個小型元件46，安裝效率高。
[0046]通用頭(HOl) 36是能夠安裝的元件種類多且安裝效率低的安裝頭14。如圖4所示，通用頭36將唯一一個嘴支架50以能夠升降且能夠旋轉的方式保持於頭主體48的下側，嘴支架50將吸嘴52保持成能夠向下進行裝卸。在頭主體48的背面側設置卡定部48a，卡定部48a以能夠裝卸的方式與設於移動臺12的安裝頭升降裝置29卡定。通用頭36的嘴支架50及吸嘴52為大型，因此能夠安裝大型元件54、特殊形狀的元件，通用性優良，另一方面，對於每個元件都需要一個安裝周期，安裝效率低。
[0047]中速頭(H04)34是具有高速頭32與通用頭36的中間的特性的安裝頭14。如圖3所示，中速頭34在頭主體56的下側具有能夠升降且能夠旋轉的支架保持體58,在支架保持體58向下設有四個嘴支架60。在頭主體56的背面側設置卡定部56a,卡定部56a以能夠裝卸的方式與設於移動臺12的安裝頭升降裝置29卡定。各嘴支架60以通用頭36的大型的嘴支架50與高速頭32的小型的嘴支架42的中間的中型的大小形成，各嘴支架60將中型的吸嘴62保持成能夠向下進行裝卸。吸嘴62為中型，並且互相鄰接的吸嘴60之間的距離也比高速頭32長，因此雖然無法吸附太大型的元件，但能夠吸附無法由高速頭32吸附的中型的元件。無法吸附太小型的元件。通過一個安裝周期，最多能夠安裝四個元件，安裝效率處於高速頭32與通用頭36的中間。
[0048]各安裝頭32、34、36在頭主體38、48、56的內部具有均省略圖示的嘴驅動部及空氣壓力控制部。嘴驅動部是進行吸嘴44、52、62的升降及轉動的部位，將伺服電動機作為驅動源。空氣壓力控制部是進行吸附元件時的負壓的產生及控制的部位，由氣泵、閥類等構成。
[0049]圖5是將三種各安裝頭32、34、36所能夠安裝的元件的概略的大小進行整理表示的圖。圖中的橫軸表示元件的大小L，縱軸表示安裝頭的種類。如圖所示，高速頭32僅能夠安裝最小的大小為LI至L3的小型元件46。另外，關於中速頭34，能夠安裝的元件的最小的大小L2比高速頭32的最小的大小LI大，能夠安裝的元件的最大的大小L4比高速頭32的最大的大小L3大(L1<L2<L3<L4)，而且，關於通用頭36，能夠安裝的元件的最小的大小LI比中速頭34的L2小，能夠安裝的元件的最大的大小L5比中速頭34的最大的大小L4大(L4〈L5)。
[0050]如圖6所示，控制裝置22具備:存儲程序、數據等的存儲部64 ;基於程序、各種數據來進行運算的運算部66 ;及基於算出的數據對安裝頭14、基板搬運裝置8、標記識別用相機18、元件識別用相機20等的動作進行控制的控制部68。
[0051]運算部66具有合計周期時間運算部70、元件均等分配部72、安裝頭種類更換部74及元件種類排列決定部76。元件均等分配部72在各元件安裝裝置4之間以所安裝的電子元件LI?L5的元件種類及元件數量變得均等的方式進行決定，並將其決定結果存儲於存儲部64。
[0052]合計周期時間運算部70對於每個元件安裝裝置4來合計在第一搬運部8a的預定位置進行安裝的一張基板6的安裝時間(一側周期時間)和在第二搬運部Sb的預定位置進行安裝的一張基板6的安裝時間(另一側周期時間)，並將合計後的周期時間設為合計周期時間而存儲於存儲部64。第一搬運部8a的周期時間及第二搬運部Sb的周期時間根據安裝頭14從元件供給裝置10到經由了元件識別用相機20的基板6上的安裝位置的移動時間、所安裝的各元件的安裝所需的安裝時間、所安裝的元件之間的移動時間等來進行運算。
[0053]安裝頭種類更換部74例如向上述安裝頭拆裝機發出指令使得將設於各元件安裝裝置4的通用頭36更換為高速頭32，並且基於將由合計周期時間運算部算出的通用頭側合計周期時間與高速頭側合計周期時間進行比較後的結果來判斷可否進行上述更換。元件種類排列決定部76基於所包含的元件種類的使用狀況來決定元件收納裝置(盒式供料器)26的位置以使生廣效率提聞。
[0054]元件種類排列決定部76對應向第一搬運部8a、第二搬運部Sb搬運的兩種基板6的各組合，例如匯總所安裝的相同元件種類的盒式供料器26在元件供給裝置10中的位置。另外，將使用較多的元件種類的盒式供料器26配置於基於元件識別用相機20的元件攝像位置的附近。這樣一來，縮短所安裝的電子元件LI?L5的移動距離，實現合計周期時間的縮短化。另外，控制裝置22經由網絡78而連接於主機28。
[0055]以下，對於使用如上述那樣構成的電子元件安裝裝置4來更換安裝頭14使其最優化的步驟，基於圖7的流程圖等進行說明。
[0056]首先，控制裝置22使安裝頭14的最優化開始(步驟100，以下簡記為「S100」)。
[0057]將分成模塊的所有電子元件安裝裝置4的安裝頭14全部暫時更換為通用頭36 (SlOl)。由此，設為將安裝效率低但能夠安裝所有元件的安裝頭14安裝於各電子元件安裝裝置4的狀態。
[0058]接著，例如在分別將L1、L2、L3、L4及L5安裝於由主基板和副基板構成一組的多組基板並在十二個模塊的電子元件安裝裝置4生產多組基板的情況下，控制裝置22通過元件均等分配部72將進行安裝的電子元件LI?L5的種類和數量進行分配使得對於每個電子元件安裝裝置4變得均等(S102)。例如將電子元件LI從模塊I的電子元件安裝裝置4向模塊12的電子元件安裝裝置4儘可能均等地依次進行分配，從電子元件LI不夠而無法進行分配時開始繼續分配電子元件L2。同樣地，將電子元件L3至電子元件L5從模塊I的電子元件安裝裝置4到模塊12的電子元件安裝裝置4儘可能均等地進行分配。在這種情況下，不同的電子元件安裝裝置4中的在第一搬運部8a安裝的元件彼此或在第二搬運部Sb安裝的元件彼此也可以不均等，而對於每個組合了第一搬運部8a和第二搬運部Sb的電子元件安裝裝置4將進行安裝的電子元件的種類和數量均等地進行分配。在這種情況下，例如在第一搬運部8a的周期時間較長時，縮短第二搬運部Sb的周期時間，從而能夠實現在下一工序求算的合計後的周期時間中的均等化，與如以往那樣僅以一個搬運部來實現周期時間的均等化相比能夠容易地實現周期時間的均等化。如此，通過對於每個具備第一搬運部8a及第二搬運部Sb的電子元件安裝裝置4將進行安裝的電子元件的種類和數量均等地進行分配，從而實現:上述合計周期時間在各電子元件安裝裝置4之間變得均等，防止由於合計周期時間較長的一部分電子元件安裝裝置4而使元件安裝線整體的周期時間變長，縮短所有電子元件安裝裝置4的周期時間。
[0059]接著，控制裝置22通過運算部66，對於每個電子元件安裝裝置4開始計算在步驟102分配的向一張基板安裝元件所需的安裝時間即第一搬運部8a中的周期時間和第二搬運部8b中的周期時間(S103)。
[0060]接著，如圖8所示，控制裝置22通過合計周期時間運算部70，對於每個電子元件安裝裝置4合計第一搬運部8a的周期時間和第二搬運部Sb的周期時間(S104)。
[0061]接著，控制裝置22將在合計後的周期時間中數值最大的值(最大值)設為所有電子元件安裝裝置4的周期時間(元件安裝線2的周期時間)(S105)。在連續地生產多個基板6的情況下，同一元件安裝線2上具有的其他電子元件安裝裝置4即使各自的安裝作業結束也要等待直到合計後的周期時間為最大值的電子元件安裝裝置4對基板6的安裝作業結束為止，因此作為其結果，合計周期時間的最大值成為元件安裝線2的周期時間。例如，如圖8所示，第四個模塊的電子元件安裝裝置4的合計周期時間(38.73秒)成為元件安裝線2的周期時間。
[0062]接著，控制裝置22判斷是否縮短了元件安裝線2的周期時間的最大值(S106)。並且，在判斷為縮短了元件安裝線2的周期時間的最大值的情況下，向步驟107轉移。此外，在首次的情況下，通過使所安裝的元件種類及元件數量均等化而使元件安裝線2的周期時間縮短，因此向步驟107轉移。
[0063]在元件安裝線2的周期時間縮短的情況下，控制裝置22將此時的頭結構及元件種類的分配作為最佳值進行保存並存儲於存儲部64，作為對安裝頭進行了改善(S107)。
[0064]在步驟106中，在判定為元件安裝線2的周期時間未縮短的情況下及在步驟107中保存了最佳值的情況下，向步驟108轉移。
[0065]在首次的情況下，由於未計算進行比較的高速頭32的周期時間，因此向步驟109轉移。
[0066]接著，在步驟108中，控制裝置22判定高速頭32的周期時間的最大值是否比通用頭36的周期時間的最大值大(S108)。例如，在圖9中，通過將更換為高速頭32的模塊I的電子元件安裝裝置4中的合計周期時間的最大值21.60秒和具備通用頭36的模塊9的電子元件安裝裝置4的合計周期時間的最大值17.64秒進行比較，判定為高速頭32的合計周期時間的最大值比通用頭36的合計周期時間的最大值大。接著，向步驟109轉移。
[0067]在步驟109中，控制裝置22從元件安裝線2的最前頭(從上遊側)開始依次判定是否存在能夠將通用頭36更換為高速頭32的電子元件安裝裝置4的模塊(S109)。根據預定安裝的元件能否由所更換的高速頭32安裝，來判定可否進行從通用頭36向高速頭32的更換。例如，在所安裝的元件為L4、L5的情況下，無法由高速頭32吸附，因此判定為無法更換為高速頭32。
[0068]在步驟109中，在判定為存在能夠更換為高速頭32的電子元件安裝裝置4的模塊的情況下，向步驟110轉移。
[0069]接著，控制裝置22通過安裝頭種類更換部74，將判定為能夠更換的電子元件安裝裝置4的通用頭36從模塊I的電子元件安裝裝置4依次(從上遊側)更換為高速頭32 (SllO)。
[0070]接著，在從通用頭36更換為高速頭32的安裝頭14的新的組合中，控制裝置22通過元件均等分配部72，將進行安裝的電子元件的種類(LI?L5)和各數量進行分配使得對於每個電子元件安裝裝置4變得均等，從而實施最優化(S102)。而且，控制裝置22通過合計周期時間運算部70，算出重新均等地分配的電子元件LI?L5中的各模塊的電子元件安裝裝置4的合計周期時間(S103)。以下，同樣地重複流程的步驟(S102?S110)。
[0071]接著，對於如圖10所示直到模塊8為止更換為高速頭32的情況進行考慮(S103?S105)。
[0072]而且，合計周期時間的最大值23.47秒比上一次的合計周期時間的最大值21.60秒大，控制裝置22判定為元件安裝線2的周期時間未縮短(S106)。
[0073]接著，控制裝置22經由步驟107判定為高速頭32的合計周期時間(18.14秒)比通用頭36的合計周期時間(23.47)小(S108)。
[0074]如此，在判定為通用頭36的合計周期時間的最大值比高速頭32的合計周期時間的最大值大的情況下，處於如下狀態:若不是通用頭36就無法安裝的大型的元件集中於未更換而剩下的通用頭36，具備通用頭的電子元件安裝裝置4的工作時間顯著地變長。因此，向步驟111轉移，不更新在步驟107中已保存的圖9所示的最佳值，並結束處理(Slll)。
[0075]此外，在步驟108中判定為高速頭32的合計周期時間比通用頭36的合計周期時間大的情況下、在步驟109中判定為不存在能夠更換為高速頭的電子元件安裝裝置4的模塊的情況下，預定安裝的元件為無法由所更換的高速頭32進行安裝的大型的元件(例如L4、L5)或特殊形狀的元件，因此向步驟111轉移，不更新基於在步驟107保存的最佳值的頭結構及元件種類的分配並結束處理(Slll)。
[0076](實施例2)
[0077]接著，以下，對於將本發明的多個模塊的電子元件安裝裝置以直列式排列而成的元件安裝線的第二實施方式進行說明。對於所使用的裝置的結構，與第一實施方式相同，因此省略說明。
[0078]本實施方式能夠連續於第一實施方式的流程步驟而進行，並作為步驟111的後續工序而實施。另外，本實施方式中的中速頭34相對於通用頭36而相當於技術方案3及技術方案4中的高速頭。
[0079]控制裝置22判定在具備在第一實施方式中未更換而剩下的通用頭36的電子元件安裝裝置4的模塊中是否存在能夠更換為中速頭34的電子元件安裝裝置4(S201)。
[0080]在存在具有能夠更換為中速頭34的通用頭36的模塊的電子元件安裝裝置4的情況下，控制裝置22從上遊側開始從通用頭36更換為中速頭34 (S202)。在本實施方式中，從模塊8的電子元件安裝裝置4依次進行更換。模塊10的電子元件安裝裝置2從通用頭36更換為中速頭34。通用頭36從移動臺12的省略圖示的被卡定部被拆卸，中速頭34通過使設於中速頭34的頭主體56的背面的卡定部56a卡合於移動臺12的省略圖示的被卡定部而被卡定。該作業可以由未圖示的安裝頭拆裝機進行，也可以通過由操作員進行的手工作業而進行。通過該操作，在元件安裝線2，安裝有高速頭的模塊I至模塊7的電子元件安裝裝置4、安裝有中速頭的模塊8的電子元件安裝裝置4及安裝有通用頭的模塊9至模塊12的電子元件安裝裝置4從上遊側依次排列於元件安裝線2。
[0081]並且，接著，與第一實施方式同樣地，將電子元件LI?L5的種類和數量進行分配使得對應模塊I至模塊12的每個電子元件安裝裝置4變得均等(S203)。由此，安裝作業量在各電子元件安裝裝置4之間變得均等。在這種情況下，在本實施方式中，設有高速頭32的模塊I?模塊7的各電子元件安裝裝置4進行安裝的電子元件也進入分配，從而實現減少向設有高速頭32的電子元件安裝裝置4分配的電子元件的數量並縮短周期時間。
[0082]接著，控制裝置22對於每個電子元件安裝裝置4開始計算一側周期時間(第一搬運部8a的周期時間)和另一側周期時間(第二搬運部Sb的周期時間)(S204)。[0083]接著，控制裝置22對於每個電子元件安裝裝置4合計第一搬運部的周期時間和第二搬運部的周期時間(S205)。
[0084]接著，控制裝置22將在合計後的周期時間中數值最大的值(最大值)設為所有電子元件安裝裝置4的周期時間(元件安裝線2的周期時間)(S206)。
[0085]接著，控制裝置22判斷是否縮短了元件安裝線2的周期時間的最大值(S207)。在判定為縮短了元件安裝線2的周期時間的最大值的情況下，向步驟208轉移。
[0086]在元件安裝線2的周期時間縮短的情況下，控制裝置22將此時的頭結構及元件種類的分配作為最佳值進行保存並存儲於存儲部64，作為對安裝頭進行了改善(S208)。
[0087]在步驟207中，在判定為元件安裝線2的周期時間未縮短的情況下及在步驟208中保存了最佳值的情況下，向步驟209轉移。
[0088]接著，控制裝置22判定中速頭34的周期時間的最大值是否比通用頭36的周期時間的最大值大(S209)。
[0089]在判定為中速頭34的周期時間的最大值比通用頭36的周期時間的最大值大的情況下，控制裝置22向步驟201轉移，並重複同樣的流程步驟(S201?S209)。
[0090]並且，將模塊8至模塊10的電子元件安裝裝置4從通用頭36向中速頭34依次進行更換(S202)。
[0091]接著，控制裝置22將進行安裝的電子元件LI?L5的種類和數量進行分配使得對於每個電子元件安裝裝置4變得均等(S203)。由此，安裝作業量在各電子元件安裝裝置4之間變得均等。
[0092]接著，控制裝置22對於每個電子元件安裝裝置4開始計算第一搬運部8a的周期時間和第二搬運部8b的周期時間(S204)。
[0093]接著，控制裝置22對於每個電子元件安裝裝置4合計第一搬運部的周期時間和第二搬運部的周期時間(S205)。
[0094]接著，控制裝置22將在合計後的周期時間中數值最大的值(最大值)設為所有的電子元件安裝裝置4的周期時間(元件安裝線2的周期時間)(S206)。例如，如圖12所示，合計周期時間的最大值求算為19.21秒。
[0095]接著，控制裝置22判斷是否縮短了元件安裝線2的周期時間的最大值(S206)。與將模塊10更換為中速頭34之前的合計周期時間的最大值(省略圖示)進行比較，而判斷為縮短了元件安裝線2的周期時間的最大值，並向步驟208轉移。
[0096]在元件安裝線2的周期時間縮短的情況下，控制裝置22將此時的頭結構及元件種類的分配作為最佳值進行保存並存儲，作為對安裝頭進行了改善(S208)。
[0097]接著，控制裝置22判定中速頭34的周期時間的最大值是否比通用頭36的周期時間的最大值大(S209)。
[0098]例如，如圖12所示，控制裝置22判定為中速頭34的周期時間的最大值(18.07秒)比通用頭36的周期時間的最大值(14.71秒)大，向步驟201轉移。
[0099]控制裝置22判定從上遊側(最前頭)開始是否存在能夠變更的通用頭36的模塊的電子元件安裝裝置4(S201)。在本實施方式中，判定為存在能夠變更的通用頭36的模塊的電子元件安裝裝置4並向步驟202轉移。
[0100]接著，將能夠變更的模塊的電子元件安裝裝置4的通用頭36更換為中速頭34(S202)。
[0101]接著，向步驟203轉移，同樣地，將電子元件LI?L5的種類和數量進行分配使得對應模塊I至模塊12的電子元件安裝裝置4變得均等(S203)。
[0102]同樣地，使周期時間的計算開始(S204)，並算出各模塊的電子元件安裝裝置4的合計周期時間(S205)。並且，將合計周期時間的最大值設為元件安裝線2的周期時間(S206)。在這種情況下，如圖13所示，模塊12中的周期時間29.33秒成為元件安裝線2的周期時間。
[0103]並且，向步驟207轉移，控制裝置22判斷是否縮短了元件安裝線2的周期時間。在這種情況下，如圖12所示，元件安裝線2的周期時間比將模塊11更換為中速頭34之前的元件安裝線2的周期時間19.21秒大，控制裝置22判定為周期時間未縮短並向步驟209轉移。
[0104]在步驟209中，控制裝置22判定中速頭34的周期時間的最大值是否比通用頭36的周期時間的最大值大。在這種情況下，判定為中速頭34的周期時間的最大值(16.29秒)比通用頭36的周期時間的最大值(29.33秒)小。在這種情況下，也處於如下狀態:若不是通用頭36就無法安裝的大型的元件集中於未更換而剩下的通用頭36，具備通用頭36的電子元件安裝裝置4的工作時間顯著地變長。因此，向步驟210轉移，不更新基於在步驟208保存的最佳值(圖12所示的值)的頭結構及元件種類的分配並結束處理。
[0105]根據將如上述那樣構成的將多個模塊以直列式排列而成的電子元件安裝裝置4，對於向元件安裝位置A定位並搬運的兩種基板6，對於每個元件安裝裝置4來合計將元件LI?L5安裝於一方的基板6的第一搬運部8a的周期時間和將元件LI?L5安裝於另一方的基板6的第二搬運部Sb的周期時間，從而算出在一臺電子元件安裝裝置4中使元件LI?L5安裝於兩種基板6所需的合計周期時間。而且，將對於每個電子元件安裝裝置4進行分配的電子元件LI?L5的元件種類及元件數量均等地進行分配，從而使合計周期時間均等化。在這種情況下，例如，在第一搬運部8a的周期時間較長時縮短第二搬運部Sb的周期時間，從而能夠實現合計後的周期時間的均等化，與如以往那樣僅以一個搬運部來實現周期時間的均等化相比能夠容易地實現周期時間的均等化。通過這樣的合計周期時間的均等化，消除對元件安裝線2的周期時間的縮短造成障礙的一部分電子元件安裝裝置4的突出的合計周期時間，從而能夠使元件安裝線整體的生產效率提高。
[0106]另外，各電子元件安裝裝置4的各元件移載裝置16能夠選擇性地安裝能夠安裝的元件種類多且安裝效率低的通用頭36和能夠安裝的元件種類少且安裝效率高的高速頭32 (或中速頭34)，因此通過安裝頭種類更換部74將通用頭36更換為高速頭32，從而能夠縮短各電子元件安裝裝置4的合計周期時間。另外，對於每個基板6進行安裝的元件的種類、數量不同，因此能夠最高效地進行生產的安裝頭結構對於每個基板6而不同。因此，在排列有能夠選擇安裝頭的元件安裝裝置的生產線中，當對於搬運至各搬運裝置的基板6分別選擇安裝頭時，即使一方能夠高效地進行分配，另一方也變得效率低下。根據本實施方式的技術方案，選擇縮短兩個基板6的合計周期時間的安裝頭(高速頭32或中速頭34)，因此能夠選擇作為整體最佳的安裝頭。
[0107]另外，元件安裝線2的生產效率被在將兩種基板6作為一組而連續地生產多個基板6的情況下使其他電子元件安裝裝置4產生等待時間的電子元件安裝裝置4、即合計周期時間成為最大值的電子元件安裝裝置4所限制。另一方面，能夠使用高速頭32進行安裝的小型的元件L1、L2、L3存在若不比大型的元件L4、L5先安裝於基板則無法安裝的情況(或能夠使用中速頭34的小型的元件L3、L4存在若不比更大型的元件L5先安裝於基板則無法安裝的情況)。因此，為了使該合計周期時間的最大值減小，從上遊側的電子元件安裝裝置4開始按順序從通用頭36更換為高速頭32 (或中速頭34)，從而能夠使元件安裝線2的生產效率提高。
[0108]另外，通過將安裝速度較慢的通用頭36儘可能地更換為安裝速度較快的高速頭32 (或中速頭34)而使生產效率提高。但是，當無法使用高速頭32 (或中速頭34)進行安裝的大型的元件L4、L5 (在中速頭34中為大型的元件L5)、特殊形狀的元件多數地集中於速度較慢的剩餘的通用頭36時，通用頭36中的合計周期時間的值變大，元件安裝線2的生產
效率變差。
[0109]因此，安裝頭種類更換部74將更換後的高速頭32 (或中速頭34)的合計周期時間的最大值和未更換而剩下的通用頭36的合計周期時間的最大值進行比較，檢測通用頭36中的合計周期時間的值變大的情況作為無法使用高速頭32 (或中速頭34)進行安裝的元件多數地集中於通用頭36的情況。
[0110]而且，從通用頭36更換為高速頭32 (或中速頭34)直到通用頭36的合計周期時間的最大值即將超過高速頭32 (或中速頭34)的合計周期時間的最大值之前的狀態為止，從而實現由更換為高速頭32 (或中速頭34)引起的安裝效率的提高，並且防止由無法使用高速頭32 (或中速頭34)進行安裝的元件多數地集中於通用頭36而引起的生產效率的降低，從而能夠有效地縮短元件安裝線2的合計周期時間。
[0111]另外，通過元件種類排列決定部76，例如，對應兩種基板6的各組合，匯總所安裝的元件種類的元件收容裝置(盒式供料器)26的位置，或越是使用較多的元件種類就越配置於元件攝像位置的附近，從而能夠進一步縮短元件安裝線2的合計周期時間。
[0112]此外，在上述實施方式中，在各電子元件安裝裝置4中，安裝頭14設為一個，但並不限定於此，例如，若用於相同基板的安裝，則安裝頭也可以為兩個。
[0113]另外，將兩種基板的組合設為主基板與副基板的組合，但並不限定於此，例如可以為在正面進行安裝的基板和基板種類相同且在背面進行安裝的基板的組合，也可以為其他並不特別相關的兩種基板種類的組合。
[0114]另外，基於高速頭、中速頭及通用頭這三種安裝頭，但並不限定於此，例如也可以基於超高速頭、高速頭、中速頭、通用頭等四種或更多種類的安裝頭。
[0115]另外，將用於安裝的電子元件設為LI至L5的五種元件，但並不限定於此，例如可以為六種以上，也可以為四種以下。
[0116]另外，通用頭能夠用於小型的電子元件LI至大型的電子元件L5的所有的吸附，但並不限定於此，例如，也可以無法吸附最小型的LI而能夠用於L2至L5的吸附。在這種情況下，也可以以如下狀態開始:將吸附小型的電子元件LI的高速頭配置於上遊側的幾個模塊的電子元件安裝裝置，對於除此之外的所有模塊的電子元件安裝裝置，暫時更換為通用頭。
[0117]如此，上述的實施方式中說明的具體的結構只不過示出了本發明的一例，本發明並不限定於這樣的具體的結構，能夠在不脫離本發明的主旨的範圍內採取各種方式。
[0118]工業實用性[0119]本發明的元件安裝線適於使用分別具有平行的兩個基板搬運部且以直列式配置有多臺的模塊類型的元件安裝裝置的元件安裝線。
[0120]附圖標記說明
[0121]2…元件安裝線、4…電子元件安裝裝置、6…基板、8…基板搬運裝置、10...元件供給裝置、14...安裝頭、16...元件移載裝置、22...控制裝置、32...高速頭、34...中速頭、36...通用頭、70...合計周期時間運算部、72…元件均等分配部、74...安裝頭種類更換部、76...元件種類排列決定部、A…元件安裝位置。
【權利要求】
1.一種元件安裝線，以直列式配置有多臺元件安裝裝置，所述元件安裝裝置具備:基板搬運裝置，平行地設有一對、且將基板向元件安裝位置搬入或自元件安裝位置搬出；元件供給裝置，以能夠裝卸的方式設置多個元件收容裝置，所述元件收容裝置收容多個元件；及元件移載裝置，具有從所述元件供給裝置的所述元件收容裝置拾取所述元件並安裝於定位後的所述基板的安裝頭及驅動所述安裝頭的頭驅動機構， 所述元件安裝線的特徵在於， 一對所述基板搬運裝置能夠將互不相同的兩種基板定位於各個所述元件安裝裝置的元件安裝位置並向所述元件安裝位置搬入或自所述元件安裝位置搬出， 所述元件安裝線具備: 合計周期時間運算部，對於每個元件安裝裝置來分別計算將元件安裝於所述兩種基板中的一方的基板上的一方側周期時間和將元件安裝於所述兩種基板中的另一方的基板上的另一方側周期時間，並設為合計周期時間 '及 元件均等分配部，對於每個所述元件安裝裝置來分別分配安裝於所述一對基板的元件，以使元件安裝裝置之間的所述合計周期時間均等化。
2.根據權利要求1所述的元件安裝線，其特徵在於， 所述多臺元件安裝裝置各自的各個元件移載裝置能夠選擇性地安裝多種安裝頭，所述多種安裝頭包括能夠安裝的元件種類多而安裝效率低的通用頭及能夠安裝的元件種類少而安裝效率高的高速頭， 所述元件安裝線還具備安裝頭種類更換部，所述安裝頭種類更換部對所述安裝頭的種類進行更換，以使所述多臺元件安裝裝置的各個元件安裝裝置中的所述合計周期時間縮短。
3.根據權利要求2所述的元件安裝線，其特徵在於， 所述安裝頭種類更換部將各個所述元件安裝裝置的元件移載裝置的安裝頭的種類全部暫時更換為所述通用頭，接著，從所述基板搬運裝置的上遊側的元件安裝裝置開始按順序將安裝頭的種類從所述通用頭向所述高速頭更換，以使所述合計周期時間中的最大值減小。
4.根據權利要求3所述的元件安裝線，其特徵在於， 所述合計周期時間運算部計算:由更換為高速頭的各個元件安裝裝置將元件安裝於所述兩種基板的各個高速頭側合計周期時間和由未更換為所述高速頭而仍為通用頭的各個元件安裝裝置將元件安裝於所述兩種基板的各個通用頭側合計周期時間， 所述安裝頭種類更換部將在所述合計周期時間運算部中算出的所述高速頭側合計周期時間和所述通用頭側合計周期時間進行比較，在所述通用頭側合計周期時間的最大值即將超過所述高速頭側合計周期時間的最大值之前，停止向所述高速頭更換。
5.根據權利要求1?4中任一項所述的元件安裝線，其特徵在於， 各個所述元件安裝裝置的元件供給裝置中的多個元件收容裝置的元件種類的排列順序能夠對應所述兩種基板的各個組合而分別進行變更， 所述元件安裝線還具有元件種類排列決定部，所述元件種類排列決定部對應所述兩種基板的各個組合來分別決定所述元件種類的排列順序。
【文檔編號】H05K13/00GK103947310SQ201280056780
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年11月5日 優先權日:2011年11月24日
【發明者】安井義博 申請人:富士機械製造株式會社