特許 7401324 基板搬送管理装置、基板搬送管理方法、および装着部品振り分けシステム

(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】2023-12-11

(45)【発行日】2023-12-19

(54)【発明の名称】基板搬送管理装置、基板搬送管理方法、および装着部品振り分けシステム

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/02 20060101AFI20231212BHJP

【ＦＩ】

H05K13/02 U

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020012237

(22)【出願日】2020-01-29

(65)【公開番号】P2021118313

(43)【公開日】2021-08-10

【審査請求日】2022-09-30

(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】110000604

【氏名又は名称】弁理士法人 共立特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】千賀 章弘

【審査官】福島 和幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－１８５１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０３６１７４（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】

搬送した基板に部品の装着作業を行う部品装着機が複数台並設された部品装着ラインに適用され、
前記基板の搬送速度に関する搬送条件を前記部品の種類ごとに示す搬送条件情報を記憶する記憶部と、
複数の前記部品装着機の前記装着作業に分担される前記部品の種類を示す分担情報、および前記搬送条件情報に基づいて、前記基板の前記搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つを複数の前記部品装着機の搬送区間の各々に設定する設定部と、を備え、
前記設定部は、前記部品装着ラインの下流に向かうにつれて、前記搬送速度、前記加速度、および前記減速度の少なくとも一つを単調減少させる、
基板搬送管理装置。

【請求項2】

前記設定部は、前記基板に装着済みの前記部品の前記搬送条件情報を満足する前記搬送速度、前記加速度、および前記減速度の少なくとも一つを設定する、請求項１に記載の基板搬送管理装置。

【請求項3】

前記記憶部は、前記部品の形状情報を記憶する形状記憶部、および、前記形状情報に基づいて前記搬送条件を演算する演算部からなる、請求項１または２に記載の基板搬送管理装置。

【請求項4】

前記形状情報は、前記部品の外形形状、外形寸法、質量、重心位置、および装着面積の少なくとも一つを含む、請求項３に記載の基板搬送管理装置。

【請求項5】

搬送した基板に部品の装着作業を行う部品装着機が複数台並設された部品装着ラインに適用され、
前記基板の搬送速度に関する搬送条件を前記部品の種類ごとに示す搬送条件情報を記憶する記憶部と、
複数の前記部品装着機の前記装着作業に分担される前記部品の種類を示す分担情報、および前記搬送条件情報に基づいて、前記基板の前記搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つを複数の前記部品装着機の搬送区間の各々に設定する設定部と、
各前記部品装着機に複数種類の前記部品の前記装着作業を振り分けたときに、前記装着作業に要する装着時間と、前記基板の搬送に要する搬送時間とを加算したサイクルタイムが各前記部品装着機で均等になるように振り分け方を調整する調整部と、
を備える装着部品振り分けシステム。

【請求項6】

搬送した基板に部品の装着作業を行う部品装着機が複数台並設された部品装着ラインに適用され、
前記基板の搬送速度に関する搬送条件を前記部品の種類ごとに示す搬送条件情報を記憶する記憶ステップと、
複数の前記部品装着機の前記装着作業に分担される前記部品の種類を示す分担情報、および前記搬送条件情報に基づいて、前記基板の前記搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つを複数の前記部品装着機の搬送区間の各々に設定する設定ステップと、を備え、
前記設定ステップにおいて、前記部品装着ラインの下流に向かうにつれて、前記搬送速度、前記加速度、および前記減速度の少なくとも一つを単調減少させる、
基板搬送管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、部品装着機が複数台並設された部品装着ラインに適用されて、基板の搬送を管理する装置、方法、および各部品装着機に複数種類の部品の装着作業を振り分けるシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

プリント配線が施された基板に対基板作業を実施して、基板製品を量産する技術が普及している。さらに、対基板作業のうち部品の装着作業を受け持つ部品装着機を複数台並設して、部品装着ラインを構成することが行われている。一般的に、部品装着機は、基板の搬送を行う基板搬送装置と、複数種類の部品を供給する部品供給装置と、基板への部品の装着作業を行う部品移載装置とを備える。ここで、基板を搬送するときに衝撃が発生すると、クリーム状半田を用いて装着された部品は、転倒したり横滑りしたりするおそれがある。このため、基板の搬送速度や加速度等の搬送条件を制御する必要がある。基板の搬送条件の制御に関する技術例が特許文献１、２に開示されている。

【0003】

特許文献１のプリント基板搬送装置は、基板を搬送する搬送アームと、搬送アームを駆動する駆動装置と、駆動装置を制御する制御装置とを備える。そして、制御装置に、搬送アームの加速パターンおよび減速パターンを記憶させた記憶手段と、それぞれのパターンに基づいて駆動装置を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする。これによれば、基板の搬送時にその上に装着されている部品の重心位置や接触面積等に応じてその加速・減速パターンを最適に制御でき、高速で搬送することができる、とされている。

【0004】

また、特許文献２の電子部品実装方法では、基板に装着済みの部品の慣性パラメータを基板搬入部で求め、慣性パラメータの大小に対応して基板の搬送速度の動作パラメータの遅速を自動設定する。さらに、慣性パラメータとして、装着済み部品の高さや装着面積、体積を用いることが示されている。これによれば、部品の装着状況が変化しても適切な搬送速度で基板を搬送することができるので、部品のずれや飛散等を生じさせることがなくなり、また、無駄に搬送速度を下げることなく生産性を向上できる、とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平４－２９９８９８号公報

【文献】特開２００３－５１６９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、特許文献１の技術では、基板に装着されている部品の種類に対応して、複数種類の加速・減速パターンを選択的に使用することになる。このため、部品装着ラインで生産する基板製品の種類を変更する際の段取り替え作業で、複数の部品装着機の加速・減速パターンを手動で設定変更する必要がある。したがって、オペレータは、設定の手間がかかる。

【0007】

これに対して、特許文献２の技術では、基板搬入部に設けたセンサ（高さ計測部など）を用いて装着済み部品の慣性パラメータを求め、搬送速度の遅速を自動設定するので、省力化が実現される。しかしながら、センサの追加設置は、装置コストの上昇を伴い、加えて、センサの検出信号の処理が終わるまで搬送動作が制約される。

【0008】

本明細書は、部品装着ラインを構成する部品装着機の各々が基板を搬送するときの搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つを適正に自動設定することができる基板搬送管理装置および方法を提供することを解決すべき課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本明細書は、搬送した基板に部品の装着作業を行う部品装着機が複数台並設された部品装着ラインに適用され、前記基板の搬送速度に関する搬送条件を前記部品の種類ごとに示す搬送条件情報を記憶する記憶部と、複数の前記部品装着機の前記装着作業に分担される前記部品の種類を示す分担情報、および前記搬送条件情報に基づいて、前記基板の前記搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つを複数の前記部品装着機の搬送区間の各々に設定する設定部と、を備える基板搬送管理装置を開示する。

【0010】

また、本明細書は、搬送した基板に部品の装着作業を行う部品装着機が複数台並設された部品装着ラインに適用され、前記基板の搬送速度に関する搬送条件を前記部品の種類ごとに示す搬送条件情報を記憶する記憶部と、複数の前記部品装着機の前記装着作業に分担される前記部品の種類を示す分担情報、および前記搬送条件情報に基づいて、前記基板の前記搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つを前記複数の部品装着機の搬送区間の各々に設定する設定部と、各前記部品装着機に複数種類の前記部品の前記装着作業を振り分けたときに、前記装着作業に要する装着時間と、前記基板の搬送に要する搬送時間とを加算したサイクルタイムが各前記部品装着機で均等になるように振り分け方を調整する調整部と、を備える装着部品振り分けシステムを開示する。

【0011】

さらに、本明細書は、搬送した基板に部品の装着作業を行う部品装着機が複数台並設された部品装着ラインに適用され、前記基板の搬送速度に関する搬送条件を前記部品の種類ごとに示す搬送条件情報を記憶する記憶ステップと、複数の前記部品装着機の前記装着作業に分担される前記部品の種類を示す分担情報、および前記搬送条件情報に基づいて、前記基板の前記搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つを前記複数の部品装着機の搬送区間の各々に設定する設定ステップと、を備える基板搬送管理方法を開示する。

【発明の効果】

【0012】

本明細書で開示する基板搬送管理装置および方法において、基板に装着済みの部品が転倒したり横滑りしたりするおそれがなく、かつ生産効率を良好とする適正な搬送条件情報を、部品の種類ごとに記憶することができる。さらに、分担情報を参照することにより、部品装着ラインの任意の位置で、基板に装着済みの部品が判明する。したがって、分担情報および搬送条件情報に基づいて、部品装着機の各々が基板を搬送するときの搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つを適正に自動設定することができる。これにより、良好な生産効率を確保することができ、加えて、オペレータの設定の手間がかからない。

【0013】

また、本明細書で開示する装着部品振り分けシステムは、上記した基板搬送管理装置に調整部を追加して構成される。したがって、本システムによれば、基板搬送管理装置と同様、部品装着機の各々が基板を搬送するときの搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つを適正に自動設定することができる。さらに、本システムでは、各部品装着機に複数種類の部品の装着作業を振り分けるときに、部品の装着時間を考慮するだけでなく、基板搬送管理装置によって管理される基板の搬送時間をも考慮して調整を行う。したがって、基板の搬送時間の変化を考慮しない従来技術と比較して、本システムによれば、部品装着機ごとのサイクルタイムの演算精度が向上し、部品装着ライン全体のラインサイクルタイムを短縮する効果が顕著となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態の基板搬送管理装置を適用する部品装着ラインの構成例を示す斜視図である。

【図2】部品装着機の構成例を示す斜視図である。

【図3】実施形態の基板搬送管理装置の機能ブロック図である。

【図4】部品が転倒しない条件、および横滑りしない条件を模式的に説明する図である。

【図5】搬送制御タイプの基板搬送装置を概念的に示した図である。

【図6】ストッパタイプの基板搬送装置を概念的に示した図である。

【図7】基板搬送管理装置の動作を説明する動作フローの図である。

【図8】実施形態の装着部品振り分けシステムの機能ブロック図である。

【図9】装着部品振り分けシステムの動作を説明する動作フローの図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

１．部品装着ライン２の構成例
まず、実施形態の基板搬送管理装置１を適用する部品装着ライン２の構成例について、図１を参考にして説明する。部品装着ライン２は、２台の同一構造の部品装着機を搭載した共通ベース２Ａ１、２Ａ２、２Ａ３、２Ａ４が４個並設されて構成される。したがって、部品装着ライン２は、合計８台の部品装着機（２１～２８）が並設されて構成される。なお、部品装着ライン２を構成する部品装着機の台数は、８台以外でもよい。部品装着ライン２の上流側に図略の半田印刷機および印刷検査機が並設され、下流側に図略の基板外観検査機およびリフロー機が並設される。

【0016】

図１の左奥側の部品装着機２１がライン上流側、右手前側の部品装着機２８がライン下流側となる。また、図中のＸＹ座標軸に示されるように、８台の部品装着機２１～２８が順番に基板を搬送する方向をＸ軸方向とし、水平面内でＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする。共通ベース２Ａ４の１個分すなわち２台の部品装着機２７、２８を示す図２を参考にして、部品装着機２８の装置構成を詳述する。

【0017】

部品装着機２８は、基板搬送装置３、部品供給装置４、部品移載装置５、および部品カメラ６などが基台２Ｂに組み付けられて構成される。基板搬送装置３は、部品装着機２８のＹ軸方向の中央付近に配置される。基板搬送装置３は、第１搬送装置３１および第２搬送装置３２が並設された、いわゆるダブルコンベアタイプの装置である。第１搬送装置３１および第２搬送装置３２の搬送路の略中央に、装着実施位置が設定される。装着実施位置の下側に、搬送された基板を基台２Ｂ側から押し上げて位置決めするクランプ装置（符号省略）が設けられる。なお、基板搬送装置３は、シングルコンベアタイプの装置でもよい。

【0018】

部品供給装置４は、部品装着機２８のＹ軸方向の前部（図２の左前側）に配置される。部品供給装置４は、複数のカセット式フィーダ４１が配列されて構成される。カセット式フィーダ４１は、フィーダ本体４２と、フィーダ本体４２の後部に回転可能かつ脱着可能に装着された供給リール４３と、フィーダ本体４２の先端上部に設けられた部品供給部４４とを備える。供給リール４３には、多数の部品を一定の間隔で保持したキャリアテープ（図略）が巻回されている。このキャリアテープの先端が部品供給部４４まで引き出されて、部品が供給される。

【0019】

部品移載装置５は、部品装着機２８の長手方向の後部から部品供給装置４の上方にかけて配置される。部品移載装置５は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能な、いわゆるＸＹロボットタイプの装置である。部品移載装置５は、ヘッド駆動機構５１および装着ヘッド５２などにより構成される。ヘッド駆動機構５１は、装着ヘッド５２をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動する。装着ヘッド５２の下部に、ロータリツール５３が設けられる。ロータリツール５３は、複数の吸着ノズル（図略）を回転可能かつ昇降可能に保持する。吸着ノズルは、部品供給装置４から部品を採取して基板上の装着位置に装着する部品装着具の代表例である。なお、装着ヘッド５２の下部に、他の部品装着具、例えば、大型の１本の吸着ノズルや挟持式装着具が設けられてもよい。

【0020】

部品カメラ６は、部品供給装置４と第１搬送装置３１との間の基台２Ｂ上に配置される。部品カメラ６は、部品移載装置５の吸着ノズルが吸着採取した部品を下方から撮像して、画像データを取得する。この画像データが画像処理されて、部品の良否が判定されるとともに、部品の吸着状態が認識される。画像処置の結果は、吸着ノズルの装着動作に反映される。

【0021】

図略の制御部は、制御線を用いて基板搬送装置３、部品供給装置４、部品移載装置５、部品カメラ６、および操作表示部６２に通信接続されている。制御部は、基板製品の種類ごとに定められたジョブデータに基づいて、部品の装着作業を制御する。操作表示部６２は、カバー２Ｃの前側の上部に配置される。操作表示部６２は、オペレータと制御部の間で情報を授受するマンマシンインターフェースの役割を果たす。

【0022】

２．実施形態の基板搬送管理装置１の機能構成
実施形態の基板搬送管理装置１の説明に移る。図３に示されるように、８台の部品装着機（２１～２８）は、ライン管理装置７１に通信接続される。ライン管理装置７１は、ＣＰＵを有してプログラムで動作するコンピュータ装置である。ライン管理装置７１は、記憶装置７２へのアクセスが可能となっている。記憶装置７２は、ライン管理装置７１の専用である必要はなく、他のコンピュータ装置と共用にされていてもよい。

【0023】

ライン管理装置７１は、さらに、生産管理装置８に通信接続される。生産管理装置８は、生産する基板製品の設計情報等の各種情報、基板製品の種類、数量、生産日程などを管理する。ライン管理装置７１は、生産管理装置８からの指令にしたがい、８台の部品装着機（２１～２８）を総括して制御する。８台の部品装着機（２１～２８）は、複数種類の部品の装着作業を分担して実施する。

【0024】

基板搬送管理装置１は、記憶部１１、設定部１５、および分担情報記憶部１６により構成される。記憶部１１は、形状記憶部１２および演算部１３からなる。演算部１３および設定部１５は、ライン管理装置７１のプログラムによって実現される。形状記憶部１２および分担情報記憶部１６は、記憶装置７２に記憶されるデータによって実現される。

【0025】

基板搬送管理装置１は、基板製品を生産する際に、元になる基板や生産途中の基板を搬送するときの搬送条件（使用する搬送条件）を生産開始以前に予め設定する。使用する搬送条件として、基板の搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つが設定される。基板搬送管理装置１は、当該の基板製品に関する分担情報を生産管理装置８から取得して、分担情報記憶部１６に記憶する。分担情報は、８台の部品装着機(２１～２８)の装着作業に分担される部品の種類を示すデータである。

【0026】

記憶部１１は、基板の搬送速度に関する搬送条件を部品の種類ごとに示す搬送条件情報を記憶する。詳述すると、記憶部１１を構成する形状記憶部１２は、部品の形状情報を記憶する。形状情報は、部品の外形形状、外形寸法、質量、重心位置、および装着面積の少なくとも一つを含む。この記憶動作は、全種類の部品を対象として予め実施されてもよく、生産する基板製品に必要となる種類の部品を対象としてその都度実施されてもよい。

【0027】

次に、記憶部１１を構成する演算部１３は、部品の種類ごとの形状情報に基づいて搬送条件を演算し、部品の種類と対応付けて搬送条件情報とする。この演算動作は、当該の部品の装着作業を分担する部品装着機（２１～２８）に関係なく行われる。また、演算された搬送条件は、基板の搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つの上限許容値を表し、実際に使用する搬送条件と相違する。

【0028】

演算部１３の演算内容の一例について、図４を参考にして説明する。演算部１３は、基板Ｋに装着済みの部品Ｐが転倒せず、かつ横滑りしない範囲で搬送条件を求める。図４において、部品Ｐは、クリーム状半田Ｈを用いて基板Ｋの上面に装着されている。また、白抜き矢印Ｍに示されるよう、基板Ｋを右方に加速しながら搬送している状況を想定する。部品Ｐの重心Ｇには、加速に伴う後向きの力Ｆ１、下向きの力Ｆ２、および力Ｆ１に釣り合う前向きの力Ｆ３が作用する。

【0029】

ここで、部品Ｐが転倒しない条件は、部品Ｐの後下点ＲＵの周りの回転モーメントに関する不等式（１）、および不等式（１）を書き換えた不等式（２）で示される。
Ｆ１・Ｙ ＜ Ｆ２・Ｘ ……………………（１）
ｍａ・Ｙ ＜ （ｍｇ＋ｆ）・Ｘ …………（２）
ただし、ｍは部品Ｐの質量、ａは基板Ｋの加速度、ｇは重力加速度、ｆはクリーム状半田Ｈの粘着力、Ｙは重心Ｇの基板Ｋ上面からの高さ、Ｘは重心Ｇと後下点ＲＵの水平距離である。なお、クリーム状半田Ｈの粘着力ｆは、基板Ｋと部品Ｐの間の装着面積に依存する量である。

【0030】

また、部品Ｐが横滑りしない条件は、水平方向の力の大小関係の不等式（３）、および不等式（３）を書き換えた不等式（４）で示される。
Ｆ１ ＜ Ｆ３ ……………（３）
ｍａ ＜ ｍｇｕ …………（４）
ただし、ｕはクリーム状半田Ｈの粘性に依存する静止摩擦係数である。

【0031】

演算部１３は、不等式（２）および不等式（４）の両方を満足する加速度ａの上限値を求める。演算部１３は、次に、上限値を１より大きな安全係数で除算して加速度の上限許容値とし、部品Ｐの種類ごとの搬送条件情報とする。なお、縦に長い部品Ｐは、転倒しやすいので、多くの場合に不等式（２）が制約条件となる。一方、横に長い部品Ｐは、転倒しにくいので、多くの場合に不等式（４）が制約条件となる。また、基板Ｋを減速しながら搬送する状況を想定することができ、演算部１３は、同様の考え方で、減速度の上限許容値を演算する。縦に長い部品Ｐや、大きな質量ｍの部品Ｐは、厳しい搬送条件情報（小さな上限許容値）をもつ傾向にある。

【0032】

なお、不等式（２）に含まれるクリーム状半田Ｈの粘着力ｆ、および、不等式（４）に含まれる静止摩擦係数ｕは、クリーム状半田Ｈの温度に依存して変化する。そこで、クリーム状半田Ｈの温度を実測し、または推定した結果に基づき、搬送条件情報を補正してもよい。クリーム状半田Ｈの温度を実測する装置として、赤外線を検出する非接触型温度計を例示できる。クリーム状半田Ｈの温度を推定する方法として、基板Ｋにクリーム状半田Ｈが印刷されてからの経過時間と温度低下の関係を表す特性曲線に基づく方法を例示できる。また、演算部１３は、不等式（２）および不等式（４）以外の演算式により搬送条件を演算してもよい。

【0033】

さらに、記憶部１１は、形状記憶部１２と演算部１３の組み合わせに限定されない。例えば、部品メーカは、部品に許容される搬送条件の上限許容値を推奨する場合がある。この場合、記憶部１１は、搬送条件の上限許容値を入力する入力部と、入力された上限許容値を記憶する許容値記憶部と、により構成されてもよい。

【0034】

また、搬送条件情報の具体的な項目は、基板搬送装置３の構成に依存する。基板搬送装置３として、図５に概念的に示される搬送制御タイプの基板搬送装置３Ａ、および図６に概念的に示されるストッパタイプの基板搬送装置３Ｂを例示できる。図５および図６において、基板Ｋは、装着実施位置に示されている。

【0035】

搬送制御タイプの基板搬送装置３Ａは、例えば、搬送コンベア３３、駆動スプロケット３４Ｄ、従動スプロケット３４Ｆ、基板検出センサ３５、パルスモータ３６、およびコンベア制御部３７で構成される。駆動スプロケット３４Ｄおよび従動スプロケット３４Ｆの一方は搬入口に設けられ、他方は搬出口に設けられる。搬送コンベア３３は、駆動スプロケット３４Ｄと従動スプロケット３４Ｆの間に、輪転可能に架け渡される。なお、三つ以上のスプロケットが併用されてもよい。搬送コンベア３３の上に、基板Ｋが載置される。基板検出センサ３５は、搬送コンベア３３の前縁部分すなわち搬入口付近に設けられて、基板Ｋを検出する。基板検出センサ３５として、搬送路を横断する検出光が遮光されることにより基板Ｋを検出する光電センサを例示できる。

【0036】

パルスモータ３６は、駆動スプロケット３４Ｄを回転駆動して、搬送コンベア３３を図５の時計回り（矢印Ｑ参照）に輪転させる。基板検出センサ３５が基板Ｋの到来を検出すると、コンベア制御部３７は、制御パルスを出力してパルスモータ３６を制御する。これにより、コンベア制御部３７は、基板Ｋの搬送速度の増減を制御しつつ搬入して、装着実施位置に停止させる。この構成の場合、力Ｆ１の発生原因として、基板Ｋに作用する加速度および減速度のうち大きな側を考慮すればよい。したがって、演算部１３は、搬送条件情報として加速度および減速度の少なくとも一方を求める。

【0037】

一方、ストッパタイプの基板搬送装置３Ｂは、例えば、搬送コンベア３３、駆動スプロケット３４Ｄ、従動スプロケット３４Ｆ、一般的なモータ３８、およびストッパ部材３９で構成される。搬送コンベア３３は、駆動スプロケット３４Ｄと従動スプロケット３４Ｆの間に、輪転可能に架け渡される。搬送コンベア３３の上に、基板Ｋが載置される。モータ３８は、オンオフの切り替えが可能であり、駆動スプロケット３４Ｄを回転駆動して、搬送コンベア３３を図６の時計回り（矢印Ｑ参照）に輪転させる。ストッパ部材３９は、装着実施位置の前側に、上下動可能に設けられる。

【0038】

この構成で、基板Ｋは、ストッパ部材３９に衝突して停止し、その後にモータ３８がオフとなる。つまり、力Ｆ１の発生原因として、基板Ｋの衝突により搬送速度が急激に減少するときの減速度を考慮する必要がある。したがって、演算部１３は、搬送条件情報として搬送速度を求める。

【0039】

設定部１５は、分担情報および搬送条件情報に基づいて、基板の搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つを８台の部品装着機（２１～２８）の搬送区間の各々に設定する。搬送区間は、搬入口から装着実施位置までの搬入区間と、装着実施位置から搬出口までの搬出区間とに分けて考えることができる。設定部１５は、基板Ｋに装着済みの部品Ｐの搬送条件情報を満足する搬送条件（搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つ）を設定する。

【0040】

ここで、設定部１５は、小さな搬送条件を設定すれば部品Ｐの転倒や横滑りを確実に防止できるが、搬送時間が長くなって部品装着ライン２の生産効率が低下する。したがって、設定部１５は、装着済みの複数種類の部品Ｐの搬送条件情報のうち最も小さな上限許容値を、使用する搬送条件に設定することが好ましい。これにより、部品装着ライン２の良好な生産効率を確保することができる。

【0041】

また、部品装着ライン２の下流に向かうにつれて、基板Ｋに装着済みの部品Ｐの点数が増加するため、搬送条件情報の制約が増大する。さらに、部品装着ライン２の上流寄りでは、緩い搬送条件情報（大きな上限許容値）をもつ低背の小型の部品Ｐが装着され、下流寄りでは、厳しい搬送条件情報（小さな上限許容値）をもつ大型の部品や特殊形状の部品が装着される。したがって、設定部１５は、部品装着ライン２の下流に向かうにつれて、搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つを単調減少させる。単調減少とは、途中で値が増加せず、同じ値を維持し、または値が減少することを意味する。設定部１５の機能については、次の動作の説明の中で詳細に述べる。

【0042】

３．基板搬送管理装置１の動作
次に、基板搬送管理装置１の動作について、図７の動作フローを参考にして説明する。動作フローの開始以前に、生産する基板製品は決定されている。図７のステップＳ１で、形状記憶部１２は、生産する基板製品に必要となる種類の部品Ｐを対象として、形状情報を記憶する。次のステップＳ２で、演算部１３は、部品Ｐの種類ごとの形状情報に基づいて搬送条件の上限許容値を演算し、部品Ｐの種類と対応付けて搬送条件情報とする。

【0043】

次のステップＳ３で、設定部１５は、分担情報を取得する。次のステップＳ４で、設定部１５は、最上流の部品装着機２１に着目する。次のステップＳ５で、設定部１５は、着目した部品装着機２１の搬入区間および搬出区間における基板Ｋへの装着済み部品を抽出する。搬入区間において、当然ながら、装着済み部品は無い。また、搬出区間において、装着済み部品は、分担情報を参照すれば、部品装着機２１で装着される部品Ｐと容易に判る。

【0044】

次のステップＳ６で、設定部１５は、部品装着機２１の搬入区間および搬出区間に対して、使用する搬送条件（搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つ）をそれぞれ設定する。搬入区間では、装着済み部品が無いため、大きな搬送条件が設定される。搬出区間では、部品装着機２１で装着された部品Ｐの搬送条件情報を満足する搬送条件が設定される。換言すると、基板Ｋに装着された部品Ｐが転倒せず、かつ横滑りしない条件を満足する搬送条件が設定される。ただし、部品装着機２１の搬送コンベア３３に２枚の基板Ｋが載置されて搬入と搬出が同時に行われる場合、搬入区間では、大きな搬送条件でなく搬出区間と同じ搬送条件が設定される。それでも、搬出区間の搬送条件は、搬入区間の搬送条件より大きくならない。

【0045】

次のステップＳ７で、設定部１５は、最下流の部品装着機２８に対する設定が終了したか否かを判定する。終了していない場合のステップＳ８で、設定部１５は、次の下流側の部品装着機２２に着目して、動作フローの実行をステップＳ５に戻す。２回目のステップＳ５で、設定部１５は、着目した部品装着機２２の搬入区間および搬出区間における基板Ｋへの装着済み部品を抽出する。搬入区間において、装着済み部品は、部品装着機２１の搬出区間における装着済み部品に一致する。また、搬出区間において、装着済み部品は、分担情報を参照すれば、２台の部品装着機２１、２２で装着される部品Ｐと容易に判る。

【0046】

２回目のステップＳ６で、設定部１５は、部品装着機２２の搬入区間および搬出区間に対して、使用する搬送条件をそれぞれ設定する。搬入区間では、部品装着機２１の搬出区間と同じ搬送条件が設定される。搬出区間では、２台の部品装着機２１、２２で装着された部品Ｐの搬送条件情報を満足する搬送条件が設定される。ただし、部品装着機２２の搬送コンベア３３に２枚の基板Ｋが載置されて搬入と搬出が同時に行われる場合、搬入区間では、搬出区間と同じ搬送条件が設定される。それでも、搬出区間の搬送条件は、搬入区間の搬送条件より大きくならない。

【0047】

この後、動作フローの実行は、ステップＳ７、ステップＳ８を経由して、再びステップＳ５に戻される。３回目のステップＳ５で、設定部１５は、着目した部品装着機２３の搬入区間および搬出区間における基板Ｋへの装着済み部品を抽出する。搬入区間において、装着済み部品は、部品装着機２２の搬出区間における装着済み部品に一致する。また、搬出区間において、装着済み部品は、分担情報を参照すれば、３台の部品装着機２１、２２、２３で装着される部品Ｐと容易に判る。

【0048】

３回目のステップＳ６で、設定部１５は、部品装着機２３の搬入区間および搬出区間に対して、使用する搬送条件をそれぞれ設定する。搬入区間では、部品装着機２２の搬出区間と同じ搬送条件が設定される。搬出区間では、３台の部品装着機２１、２２、２３で装着された部品Ｐの搬送条件情報を満足する搬送条件が設定される。ただし、部品装着機２３の搬送コンベア３３に２枚の基板Ｋが載置されて搬入と搬出が同時に行われる場合、搬入区間では、搬出区間と同じ搬送条件が設定される。

【0049】

以下、同様の動作により、ステップＳ５～ステップＳ７が８回繰り返して実行される。これにより、８台の部品装着機（２１～２８）の搬入区間および搬出区間に対して、使用する搬送条件がそれぞれ設定される。例えば、最下流の部品装着機２８の搬出区間に対して、８台の部品装着機（２１～２８）で装着されたすべての部品Ｐの搬送条件情報を満足する搬送条件が設定される。設定された搬送条件は、各部品装着機（２１～２８）のジョブデータの一部となる。この後、ステップＳ７の条件が成立して、動作フローは終了する。

【0050】

実施形態の基板搬送管理装置１において、基板Ｋに装着済みの部品Ｐが転倒したり横滑りしたりするおそれがなく、かつ生産効率を良好とする適正な搬送条件情報を、部品Ｐの種類ごとに記憶することができる。さらに、分担情報を参照することにより、部品装着ライン２の任意の位置で、基板Ｋに装着済みの部品Ｐが判明する。したがって、分担情報および搬送条件情報に基づいて、部品装着機(２１～２８)の各々が基板Ｋを搬送するときの搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つを適正に自動設定することができる。これにより、良好な生産効率を確保することができ、加えて、オペレータの設定の手間がかからない。

【0051】

また、基板搬送管理装置１は、プログラムとデータの組み合わせによって実現される。したがって、センサ等のハードウェアの追加設置は不要であり、装置コストの上昇が抑制される。さらに、基板搬送管理装置１は、基板製品の生産開始以前に基板Ｋの搬送条件（搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つ）を予め設定することができる。このため、センサの検出信号の処理が終わるまで搬送動作が制約されるという弊害は生じない。

【0052】

４．実施形態の装着部品振り分けシステム１Ａ
次に、実施形態の装着部品振り分けシステム１Ａについて説明する。装着部品振り分けシステム１Ａは、図８に示されるように、基板搬送管理装置１の構成に調整部１７が追加されて構成される。調整部１７は、ライン管理装置７１のプログラムによって実現される。そして、分担情報は、固定されたデータでなく、調整部１７によって調整される可変データとして扱われる。

【0053】

分担情報を調整する従来技術として、特開２００４－１４６６４１号公報に記載されたシミュレーション方法がある。この従来技術では、１つの基板についての装着作業を複数の部品装着機に振り分けて、サイクルタイムをシミュレーションする。しかしながら、この従来技術では、振り分けられた部品の種類は考慮されても、装着された部品に応じて基板の搬送速度を変更することは考慮されていなかった。したがって、部品装着機（２１～２８）の各々について個別に搬送条件を設定する基板搬送管理装置１を、上記の従来技術と組み合わせても、サイクルタイムの演算精度が低下する。

【0054】

この問題点に関して、実施形態の装着部品振り分けシステム１Ａは、サイクルタイムの演算精度を向上して、部品装着ライン２全体のラインサイクルタイムを短縮することを二つ目の課題とする。追加された調整部１７は、各部品装着機（２１～２８）に複数種類の部品Ｐの装着作業を振り分ける振り分け方を、生産開始以前に予め調整する。詳細には、調整部１７は、装着作業に要する装着時間と、基板Ｋの搬送に要する搬送時間とを加算したサイクルタイムが各部品装着機（２１～２８）で均等になるように調整する。

【0055】

装着部品振り分けシステム１Ａの動作は、図９の動作フローに示される。図９のステップＳ１１で、調整部１７は、各部品装着機（２１～２８）に複数種類の部品Ｐの装着作業を振り分ける一つの振り分け方を仮設定する。換言すると、調整部１７は、一つの分担情報を仮設定する。次のステップＳ１２で、図７の動作フローの全体が実行され、各部品装着機（２１～２８）で使用する搬送条件が試算される。

【0056】

次のステップＳ１３で、調整部１７は、ステップＳ１２で試算された搬送条件に基づいて、各部品装着機（２１～２８）での基板Ｋの搬送時間を試算する。このとき、基板Ｋを装着実施位置に位置決めする時間、および、位置決めされた基板Ｋの実位置を確認または補正する時間は、搬送時間に含まれる。

【0057】

次のステップＳ１４で、調整部１７は、仮設定された分担情報に基づいて、各部品装着機（２１～２８）での部品Ｐの装着時間を試算する。このとき、調整部１７は、装着時間に影響を及ぼす他要因を併せて調整する。他要因として、各部品装着機（２１～２８）における複数種類の部品Ｐの配列位置（カセット式フィーダ４１の並び順）、装着作業の順序、および使用する部品装着具（吸着ノズルなど）の種類および大きさを例示することができる。

【0058】

次のステップＳ１５で、調整部１７は、部品装着機（２１～２８）ごとのサイクルタイムを試算する。サイクルタイムは、装着時間と搬送時間を加算して求められる。次のステップＳ１６で、調整部１７は、部品装着ライン２のラインサイクルタイムを試算する。ラインサイクルタイムは、部品装着機（２１～２８）ごとのサイクルタイムのうちの最大値となる。

【0059】

次のステップＳ１７で、調整部１７は、分担情報を変更してラインサイクルタイムを短縮できる可能性の有無を判定する。可能性が有る場合のステップＳ１８で、調整部１７は、分担情報を変更設定して、動作フローの実行をステップＳ１２に戻す。例えば、部品装着機（２１～２８）ごとのサイクルタイムが均等化されていない場合、装着作業の負荷分担が不均等であることを意味する。この場合、サイクルタイムが長い部品装着機への振り分けを軽減して、サイクルタイムが短い部品装着機へ振り向けることにより、可能性が生じる。つまり、部品装着機（２１～２８）ごとのサイクルタイムを均等化することにより、ラインサイクルタイムを短縮することができる。

【0060】

ステップＳ１２～ステップＳ１８までが繰り返されて、変更できる分担情報がなくなると、動作フローの実行は、ステップＳ１７からステップＳ１９に進められる。ステップＳ１９で、調整部１７は、試算した中で最も短いラインサイクルタイムを採用し、対応する分担情報（振り分け方）および対応する搬送条件を採用する。採用された分担情報および搬送条件は、各部品装着機（２１～２８）のジョブデータの一部となる。これで、動作フローが終了する。

【0061】

実施形態の装着部品振り分けシステム１Ａは、基板搬送管理装置１に調整部１７を追加して構成される。したがって、本システム１Ａによれば、基板搬送管理装置１と同様、部品装着機(２１～２８)の各々が基板Ｋを搬送するときの搬送速度、加速度、および減速度の少なくとも一つを適正に自動設定することができる。さらに、本システム１Ａでは、各部品装着機（２１～２８）に複数種類の部品Ｐの装着作業を振り分けるときに、部品Ｐの装着時間を考慮するだけでなく、基板搬送管理装置１によって管理される基板Ｋの搬送時間をも考慮して調整を行う。したがって、基板Ｋの搬送時間の変化を考慮しない従来技術と比較して、本システム１Ａによれば、部品装着機（２１～２８）ごとのサイクルタイムの演算精度が向上し、部品装着ライン２全体のラインサイクルタイムを短縮する効果が顕著となる。

【0062】

５．実施形態の応用および変形
なお、実施形態の基板搬送管理装置１は、記憶ステップと設定ステップとを備える基板搬送管理方法として実施することもできる。また、実施形態の装着部品振り分けシステム１Ａの動作を表す図９のステップＳ１７およびステップＳ１８で、調整部１７は、明らかに不合理な振り分け方以外の全ての振り分け方を試行するようにしてもよい。また、二つの実施形態において、演算部１３、設定部１５、および調整部１７は、ライン管理装置７１以外のコンピュータ装置に設けられてもよい。二つの実施形態は、その他にも様々な応用や変形が可能である。

【符号の説明】

【0063】

１：基板搬送管理装置 １１：記憶部 １２：形状記憶部 １３：演算部 １５：設定部 １６：分担情報記憶部 １７：調整部 １Ａ：装着部品振り分けシステム ２：部品装着ライン ２１～２８：部品装着機 ３、３Ａ、３Ｂ：基板搬送装置 ３３：搬送コンベア ３６：パルスモータ ３７：コンベア制御部 ３８：モータ ３９：ストッパ部材 ４：部品供給装置 ５：部品移載装置 ７１：ライン管理装置 ７２：記憶装置 ８：生産管理装置 Ｋ：基板 Ｐ：部品

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】