特許 7209673 部品実装ライン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-12

(45)【発行日】2023-01-20

(54)【発明の名称】部品実装ライン

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20230113BHJP

   H05K 13/02 20060101ALI20230113BHJP

【ＦＩ】

H05K13/04 A

H05K13/04 C

H05K13/02 B

H05K13/02 D

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020150201

(22)【出願日】2020-09-08

(62)【分割の表示】P 2018512744の分割

【原出願日】2016-04-22

(65)【公開番号】P2020205441

(43)【公開日】2020-12-24

【審査請求日】2020-09-08

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100191433

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 友希

(72)【発明者】

【氏名】岩城 範明

【審査官】板澤 敏明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０２５３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０６３８８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１７１２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１７３９４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１３５３６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／００－１３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

小型部品とツールを供給する複数の幅サイズが規格化されたフィーダーと、
前記幅サイズが規格化されたフィーダーとは異なり、前記小型部品よりサイズの大きい中型部品を供給する複数のスティックフィーダーと、
前記幅サイズが規格化されたフィーダーおよびスティックフィーダーとは異なり、前記中型部品より大きい部品高さが２５ｍｍ超の大型部品を供給する複数の大型部品供給装置と、
第1コンベアと、前記幅サイズが規格化されたフィーダーと前記スティックフィーダーとを取り付ける載置台を備え、前記小型部品および中型部品を基板の所定位置に前記ツールの吸着または把持による表面実装、もしくは挿入する第１装着機と、
第２コンベアと、前記スティックフィーダーと前記大型部品供給装置とを取り付ける載置台を備え、前記第１装着機から搬送される前記基板の所定位置に前記中型部品を表面実装、もしくは挿入し、さらに前記大型部品を前記基板の所定位置に挿入する第２装着機と、
前記第１装着機と前記第２装着機とによる生産時間が短縮されるようにそれぞれの装着機に取り付けられる前記スティックフィーダーの本数をシミュレートするコンピュータとを備え、
前記スティックフィーダーは、前記第１コンベアと前記第２コンベアによって形成されるコンベアラインによって分けられるエリアの一方側にある前記第1実装機と前記第2実装機の載置台に取り付けられることを特徴する部品装着ライン。

【請求項2】

前記小型部品とは部品高さが３ｍｍまで、中型部品とは、部品高さ３ｍｍから２５ｍｍまであることを特徴とする請求項１記載の部品装着ライン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の部品を基板に実装する部品実装ラインに関する。

【背景技術】

【0002】

小型、中型、大型の電子部品を基板に装着する場合、小型、中型の部品は部品装着機を用いて装着し、大型部品については、後工程において、作業者が手作業で挿入している。一方、大型部品を挿入する部品装着機もあるが、一般的に小型、中型部品を装着する部品装着機よりも、価格は高く、さらに１個の部品を装着する時間（タクト）は、遅い。このため、中型、大型部品を装着／挿入する生産においても、人件費と兼ね合いから、人手による作業に頼る傾向がる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００１－１１１２９５

【発明の概要】

【発明の解決しようとする課題】

【0004】

大型部品を挿入する場合においても、人手に頼らず、しかも経済的にも採算の取れる部品実装ラインを提供することを課題とする。

【0005】

上記課題を解決するために、部品実装ラインを小型、中型部品を実装する装着機と、大型部品を挿入する装着機とで構成したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

このことにより、従来、人手で作業していた大型部品の挿入は、大型部品を挿入する装着機で可能となる。しかも、大型部品を挿入できる装着機よりも高速に中型部品を装着できる装着機を併せ持つことにより、部品実装ライン全体としては、部品装着速度は速くなり、人手と併用した方法よりも、経済的に採算の取れるラインとなる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の一実施例の斜視図である。

【図2】本発明の一実施例のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の一実施例を図を参照しながら説明する。

【実施例】

【0009】

図1に示すように、部品実装ライン１は、第１装着機３と第２装着機５とが図示しないコンベアを介し連結されている。第１装着機３には、小型部品を供給する複数の第１フィーダー７と中型部品を供給する複数の第２フィーダー９とが図示しない載置台上に取り付けられている。また、第２装着機５には、大型部品を供給する複数の第３フィーダー１１と中型部品を供給する複数の第４フィーダー１３とが図示しない載置台に取り付けられている。

【0010】

第１フィーダー７は、例えばテープに収められたコンデンサー、抵抗などの小型の表面実装用電子部品を供給するテープフィーダーである。第２フィーダー９および第４フィーダー１３は、例えばテープに収められたリード部品、ＳＯＩＣなど中型電子部品を供給する例えば、スティックフィーダーである。第３フィーダー１１もテープに収められた大型の電子部品を供給するテープフィーダーである。それぞれのフィーダーの幅サイズは規格化されており、第１装着機３の載置台に取り付ける第１フィーダー７の取り付け本数を減らして第２フィーダー９の本数を増やすことも、その逆も可能である。第２装着機５についても同様である。１本の第３フィーダー１１に対し、２本の第４フィーダー１３を交換できる。

【0011】

なお、部品を供給する装置としては、テープフィーダー、スティックフィーダーの他に、トレイ供給、ラジアルテープフィーダー、アキシャルテープフィーダー、ボウルフィーダーなどもある。

【0012】

第１装着機３には図示しない装着ヘッドが設けられ、吸着もしくは把持によってピックアップされる部品によって、適宜選択されるツールがその先端に取付けられる。ツールは、第１フィーダー７および第２フィーダー９から供給される、小型、中型部品をピックアップする。このヘッドは、第１装着機３の基板投入口１５から搬送された基板の所定位置に小型部品、中型部品をそれぞれ表面実装、もしくは挿入する。第１装着機３で部品の装着が完了した基板は、コンベア（図示せず）により、第２装着機５に搬送される。第２装着機５も、図示しない装着ヘッドを備え、ピックアップする部品に応じて、その先端に取付けるツールを選択している。そして、この装着ヘッドは、第３フィーダー１１および第４フィーダー１３から供給される、大型、中型部品をピックアップし、第２装着機５に搬送された基板のそれぞれの所定位地に表面実装、もしくは挿入する。

【0013】

ここで、小型、中型、大型のおおよそのサイズ、部品種、装着ツール、装着方法を次の表に示す。

【0014】

第１装着機３は、大型部品よりも、部品高さが低く、しかも軽い部品を扱うため、ヘッドの上下動が少なく、しかも軽い部品を扱うため、第２装着機５よりも、高速に部品を装着することができる。

【0015】

次にこの実施例の経済的な採算性を第２装着機５の代わりに人手で行なう場合と比較したい。次の表のように、それぞれ場合のコストと単位時間当たりに装着できる部品数を次の表のように表す。

【0016】

本実施例の部品実装ラインと、第２装着機の代わりに人手を使ったときのそれぞれの単位コスト当たりの部品装着数を比較し、仮に前者が高いと仮定すると、その式は次のように表せる。

【0017】

式（１）を第２装着機のコストＢについて展開すると、

【0018】

式（２）において、ｂ＝ｃ、すなわち、第２装着機、人手の単位時間当たりに装着できる部品数が同じとすると、式（２）は、

となる。

【0019】

すなわち、第２装着機のコストが、人手のコストよりも下回っていないと上記仮定は成立しない。しかしながら、通常、人手よりも機械の方が単位時間当たりに装着できる部品数は多いので、ｂ＞ｃの関係が成り立つ、このため、式（２）の右辺は人手コストＣよりも大きくなる。すなわち、人手コストＣよりも第２装着機のコストＢが多少高くても式（１）が成立する。つまり、単位コスト当たりの部品装着数は、第１装着機３と第２装着機５とからなる部品実装ラインの方が第１装着機３と人手とを使うラインよりも多くなる。

【0020】

一般にこのような部品実装ラインは、人手で行なう場合、２交替勤務が実施されるため、また機器の償却は２～３年で見積もられるため、人手コストＣは２～３年分の作業者２人の人件費となる。

【0021】

次に、式（２）において、ａ、ｂ以外のＡ、Ｃ、ｃは固定値とすると、ａを大きくするよりは、ｂを大きくした方が、右辺の値は大きくなることが、理解できる。つまり、第２装着機５のコストＢが大きくても式（１）は成立する。一般に生産される電子部品基板に実装される中小型の部品の数は、大型の部品数よりも多い。従って、第２装着機５で実装する大型部品の数が少ないときは、第１装着機３で実装していた中型部品を、第２装着機５で実装した方が、ｂは大きくなる。

【0022】

第２図は、本実施例のブロック図を示す。第１装着機３および第２装着機５は、ホストコンピュータ１６と接続されている。ホストコンピュータ１６は、生産される基板に応じて、それぞれの実装、挿入される大型、中型、小型の部品を第１装着機３および第２装着機５に振り分ける。第１装着機３で実装／挿入を終える時間と第２装着機５で実装／挿入を終える時間とをできるだけバランスさせた方が全体の生産時間は短縮できる。また、実装／装着する部品によって、また、部品を実装／挿入位置によって、さらに部品をピックアップする位置にもよっても、個々の部品のピックアップから実装／挿入時間は異なるため、ホストコンピュータ１６は、何通りものフィーダーの配列をシミュレートして、その中で全体の実装／装着時間が最短になるフィーダーの配列を選ぶ。

【0023】

本実施例においては、中型部品を供給する第２フィーダー９と第４フィーダー１３は、第１装着機３および第２装着機５にも装着できるため、ホストコンピュータ１６のシミュレーション結果で要求された本数の第２フィーダー９と第４フィーダー１３が第１装着機３および第２装着機５の載置台に取付けられる。このように第２フィーダー９と第４フィーダー１３は、基板に装着される部品種および部品数により、生産時間が短縮されるように中型用部品供給装置を第１装着機３、もしくは第２装着機５にそれぞれ割り振られる。このように中型部品は第１装着機３、第２装着機５のどちらでも実装／挿入できる。

【0024】

ホストコンピュータ１６は、生産される基板ごとに、どの部品が実装／挿入されたか記録することができる。従って、ある特定の部品に不具合が判明した場合、どの基板にその部品が実装／挿入されたかトレースすることできる。リコール等が要求される車載、スマートメータなどには本実施例はさらに有効である。

【0025】

本実施例では、第２、第４フィーダーとしてスティックフィーダーを使用したが、その他に、テープフィーダーでもトレイ供給でもよい。また、第１装着機３、第２装着機５の順に並べたが、逆でも良いし、それぞれの台数も２台以上であってもよい。

【符号の説明】

【0026】

１：部品実装ライン ３：第１装着機 ５：第２装着機 ７：第１フィーダー
９：第２フィーダー １１：第３フィーダー １３：第４フィーダー
１５：基板投入口 １７：ホストコンピュータ

【図1】

【図2】