部品実装システム
【課題】生産効率を低下させることなく、部品実装ラインから不良の基板を速やかに回収する。
【解決手段】基板Ｗが部品を実装されるまたは基板Ｗが検査される複数の作業エリアＳを備える部品実装ラインＬを含む部品実装システムであって、複数の作業エリアＳを順番に通過するように基板Ｗを搬送する基板搬送装置と、各作業エリアＳに設けられ、実装ヘッドＴ１または検査ヘッドＴ２のいずれか一方を交換可能に装備し、装備した実装ヘッドＴ１を介して基板Ｗに部品を実装する、または装備した検査ヘッドＴ２を介して基板Ｗを検査するように構成されている実装／検査装置１０と、検査ヘッドＴ２を装備した実装／検査装置１０による検査結果が不良である基板Ｗを、基板搬送装置の搬送方向Ｘと直交する方向Ｙに作業エリアＳから取り出す不良基板取り出し装置とを有する。
【解決手段】基板Ｗが部品を実装されるまたは基板Ｗが検査される複数の作業エリアＳを備える部品実装ラインＬを含む部品実装システムであって、複数の作業エリアＳを順番に通過するように基板Ｗを搬送する基板搬送装置と、各作業エリアＳに設けられ、実装ヘッドＴ１または検査ヘッドＴ２のいずれか一方を交換可能に装備し、装備した実装ヘッドＴ１を介して基板Ｗに部品を実装する、または装備した検査ヘッドＴ２を介して基板Ｗを検査するように構成されている実装／検査装置１０と、検査ヘッドＴ２を装備した実装／検査装置１０による検査結果が不良である基板Ｗを、基板搬送装置の搬送方向Ｘと直交する方向Ｙに作業エリアＳから取り出す不良基板取り出し装置とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に部品を実装する部品実装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板を複数の作業エリアを順番に通過するように搬送し、各作業エリアで基板に対して部品を実装する部品実装ラインを用いた部品実装方法が知られている。このような部品実装ラインでは、基板に部品を実装する以外に、作業エリアにおいて様々な作業が実行される。例えば、基板の所定箇所にクリームはんだが塗布される。
【０００３】
また、このような部品実装ラインでは、作業エリアにおいて基板に対する種々の検査が実行される。例えば、部品の実装不良の検査が実行される。また、例えば、特許文献１に記載するように、基板へのクリームはんだの塗布不良が検査される。
【０００４】
この特許文献１に記載のクリームはんだの塗布不良判定は、カメラが撮像した基板の画像と好ましい塗布状態の基板の画像との比較に基づいて行われる。また、この塗布不良判定では、好ましい塗布状態ではないものの後工程で部品の実装が可能であれば、その塗布状態を不良（ラインを止めて該ラインから回収する必要がある不良）と判定しないようにしている。これにより、部品実装ラインを停止させて塗布不良とされた基板を該ラインから回収する回数を少なくし、該ラインの生産効率を一定に維持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２４５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、後工程で部品の実装が可能である塗布状態であるか否かを判定する不良判定基準を設定することは難しい。また、不良基板は、クリームはんだの塗布不良のみによって発生するわけではない。さらに、どのような不良判定基準であっても、突発的に、連続して不良が発生することがある。
【０００７】
したがって、不良の判定基準を考慮するよりは、不良が発生した直後に、部品実装ラインの生産効率を大きく低下させることなく、その不良の基板を速やかに部品実装ラインから回収する方法を考慮する方が、部品実装ラインの生産効率を一定に維持するためには有効であり、また必要である。
【０００８】
そこで、本発明は、部品実装ラインの生産効率の低下を抑制しつつ、不良基板をその発生直後に速やかに部品実装ラインから回収することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、基板が部品を実装されるまたは基板が検査される複数の作業エリアを備える部品実装ラインを含む部品実装システムであって、
複数の作業エリアを順番に通過するように基板を搬送する基板搬送装置と、
各作業エリアに設けられ、実装ヘッドまたは部品の実装不良を検査する検査ヘッドのいずれか一方を交換可能に装備し、装備した実装ヘッドを介して基板に部品を実装する、または装備した検査ヘッドを介して基板を検査するように構成されている実装／検査装置と、
部品の実装不良を検査する前記検査ヘッドを装備した前記実装／検査装置による検査結果が不良である基板を、前記基板搬送装置の搬送方向と直交する方向に作業エリアから取り出す不良基板取り出し装置と、
部品を供給する部品供給装置とを有し、
前記不良基板取り出し装置は、前記部品供給装置に代わって該部品供給装置が配置されていた場所に設けられるように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
さらにまた、請求項２に記載の発明は、前記不良基板取り出し装置が取り出した不良基板を複数枚ストックする基板ストック装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、不良基板取り出し装置により、部品の実装不良を検査する検査ヘッドを介する実装／検査装置による検査結果が不良である基板が作業エリアから搬送方向と直交する方向に取り出される。これにより、他の作業エリアで実行されている他の基板に対する作業を停止させることなく、不良基板を取り出すことができる。
【００１２】
また、搬送方向に対して非直交方向ではなく直交方向に不良基板が作業エリアから取り出されるので、不良基板の取り出しのために部品実装ラインを延長する必要がない。
【００１３】
さらに、各作業エリアに設けられている実装／検査装置は検査ヘッドと実装ヘッドのいずれも交換可能に装備できるため、全ての作業エリアにおいて基板の不良の検査を実行することができる。すなわち、不良の発生率が高い作業エリアの下流側の作業エリアでその不良の検査を実行できる。その結果、不良基板をその発生直後に速やかに部品実装ラインから回収することができる。
【００１４】
これらにより、部品実装ラインの生産効率を低下させることなく、不良基板をその発生直後に速やかに該部品実装ラインから回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る、上方から見た（Ｚ軸方向に見た）部品実装システムの部品実装ラインを示す図である。
【図２】基板の搬送方向（Ｘ軸方向）に見た部品実装装置を示す図である。
【図３】Ｘ軸およびＺ軸に対して直交するＹ軸方向に見た部品実装装置を示す図である。
【図４】Ｚ軸方向に見た部品実装装置を示す図である。
【図５】複数種類の作業ヘッドを示す図である。
【図６】基板搬送機構をＸ軸方向に見た図である。
【図７】複数種類のカートを示す図である。
【図８】基板の取り出し手順を説明するための図である。
【図９】図８に示す手順に続く、基板の取り出し手順を説明するための図である。
【図１０】昇降棚のＹ軸方向視図である。
【図１１】部品実装システムの制御系を示す図である。
【図１２】不良基板の回収の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る部品実装システムが含む部品実装ラインＬを上方から見た（Ｚ軸方向視）図である。
【００１７】
部品実装システムは、基板Ｗに部品を実装する複数の作業エリアＳを備える部品実装ラインＬを、Ｘ軸方向（Ｚ軸と直交する軸方向）に連結した複数の部品実装装置１０によって構成している。基板Ｗは、部品実装装置１０の内部で部品が実装される（部品実装装置１０が、内部に作業エリアＳを確保している）。なお、図中には、作業者や後述するカートが移動する、部品実装ラインＬと平行に延びる通路Ｒが示されている。
【００１８】
まず、この部品実装装置１０の構造的な構成について説明する。図２〜４は部品実装装置１０の概略図であって、図２はＸ軸方向に見た図であり、図３はＹ軸方向（Ｘ軸およびＺ軸に直交する軸方向）に見た図、図４はＺ軸方向に見た図である。
【００１９】
部品実装装置１０は、基板Ｗに対して部品を実装する以外に、種々の作業を基板Ｗに対して実行できるように構成されている。
【００２０】
そのために、部品実装装置１０は、図１〜図４に示すように、基板Ｗに対して作業を実行するツールヘッドＴを装備する２つのヘッドホルダ１２ａ，１２ｂと、ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂをＸ軸方向に移動させる２つのＸ軸送り機構１４ａ，１４ｂと、２つのＸ軸送り機構１４ａ，１４ｂをＹ軸方向に移動させるＹ軸送り機構１６と、Ｙ軸送り機構１６を支持する基台１８と、基板ＷをＸ軸方向に搬送する基板搬送機構２０と、部品認識カメラ２２ａ，２２ｂと、本体カバー（一点鎖線）２４とを有する。
【００２１】
また、部品実装装置１０は、図１に示すように、選択的に、フィーダカートＣ１、検査カートＣ２、ストック用カートＣ３、カバーＣ４のいずれかを有する。
【００２２】
ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂは、基板Ｗに対して作業を実行する複数種類のツールヘッドＴを交換可能に装備するものであって、部品を実装するツールヘッド以外に、部品実装以外の作業を実行するツールヘッドを交換可能に装備できるように構成されている。本実施形態において、ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂは、図５に示すように、基板Ｗに部品を実装する実装ヘッドＴ１と、基板Ｗを検査する検査ヘッドＴ２と、基板Ｗにクリームはんだを塗布する塗布ヘッドＴ３とを装備するように構成されている。
【００２３】
実装ヘッドＴ１は、フィーダカートＣ１から受け取った部品を基板Ｗに実装するノズル３０と、ノズル３０をＺ軸方向に移動させる送り機構３２とを有する。
【００２４】
検査ヘッドＴ２は、基板Ｗ全体または基板Ｗの検査対象部分を撮像するカメラ３４を搭載している。カメラ３４が撮像した画像データは、部品実装装置１０を介して検査カートＣ２に送信される。検査ヘッドＴ２は、例えば、部品の基板への実装不良を検査するヘッドである。
【００２５】
塗布ヘッドＴ３は、クリームはんだを基板Ｗに塗布するディスペンサ３６と、ディスペンサ３６をＺ軸方向に移動させる送り機構３８とを有する。
【００２６】
これらの実装ヘッドＴ１、検査ヘッドＴ２、および塗布ヘッドＴ３は、部品実装装置１０から動力の供給を受けるために、また部品実装装置１０との間で信号やデータを送受信するために、部品実装装置１０と接続するコネクタ４０を備えている。このコネクタ４０は、ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂに設けられているコネクタ４２と接続するように構成されている。
【００２７】
また、ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂは、Ｘ軸送り機構１４ａ，１４ｂに支持され、該Ｘ軸送り機構１４ａ，１４ｂによってＸ軸方向に移動される。また、２つのＸ軸送り機構１４ａ，１４ｂは、Ｙ軸送り機構１６に支持され、該Ｙ軸送り機構１６によってＹ軸方向に移動される。これにより、ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂが支持するツールヘッドＴは、基台１８上をＸ軸方向とＹ軸方向とに移動することができる。
【００２８】
このように、ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂが交換可能に複数種類のツールヘッドＴを装備することにより、部品実装装置１０のレイアウトを変更することなく、部品実装ラインＬにおいて実行される種々の作業の順番を変更することができる。
【００２９】
例えば、不良の発生率が高い部品実装を実行している部品実装装置１０（作業エリアＳ）が存在する場合、その下流側の部品実装装置１０のヘッドホルダ１２ａ，１２ｂのいずれか一方に検査ヘッドＴ２を取り付ける。それにより、不良が発生したときに、その不良をすぐに発見することができる。
【００３０】
基台１８上には、基板Ｗに対する作業が実行される作業エリアＳが確保されている（すなわち、ツールヘッドＴを装備するヘッドホルダ１２ａ，１２ｂが移動可能な空間が確保されている。）。
【００３１】
基板ＷをＸ軸方向に搬送する基板搬送機構２０は、基台１８上に設けられている。この基板搬送機構２０は、上流側および下流側の部品実装装置１０の基板搬送機構２０と連結できるように構成されている。これにより、基板Ｗは複数の作業エリアＳを順番に通過し、各作業エリアＳで種々の作業を受ける。
【００３２】
また、基板搬送機構２０は、Ｘ軸方向に見た図６に示すように、基板Ｗの搬送方向と直交する方向（Ｙ軸方向）の両端（図１および図４において黒塗りされていない端であって、以下、「第１の両端」と称する）を下から支持してＸ軸方向に搬送する２つのベルトコンベア５０ａ，５０ｂを有する。また、基板搬送機構２０は、作業エリアＳ内においてベルトコンベア５０ａ，５０ｂと協働してＺ軸方向に関して基板Ｗを固定する（クランプする）、基板Ｗの第１の両端の上面と接触する押さえ板５２を備えている。
【００３３】
さらに、基板搬送機構２０は、２つのベルトコンベア５０ａ，５０ｂ間の距離（Ｙ軸方向距離）を変更可能に構成されている。例えば、ベルトコンベア５０ａを支持する支持部材５４ａと、ベルトコンベア５０ｂを支持する支持部材５４ｂとが、ボールねじ５６の回転によって離れる方向または接近する方向に送られるように構成されている。このボールねじ５６は、モータ５８によって回転される。
【００３４】
なお、上述の押さえ板５２は、この支持部材５４ａ，５４ｂに固定されている。したがって、後述するように基板Ｗを基板搬送機構２０から取り出すときは、ボールねじ５６を回転させることにより、図６（Ｂ）に示すように、支持部材５４ａ，５４ｂが離間される。
【００３５】
さらにまた、基板搬送機構２０は、作業エリアＳ内において基板Ｗの下面を部分的に下から支持する支持機構６０を有する。この支持機構６０は、基板Ｗを下から支持する複数の支持ピン６２と、支持ピン６２を昇降させる支持ピン昇降機構６４とから構成されている。基板Ｗが作業エリアＳに到着すると、複数の支持ピン６２が上昇してその先端が基板Ｗの下面に当接する。作業エリアＳでの基板Ｗに対する作業（部品実装など）が完了すると、支持ピン６２は下降する。これにより、作業中に基板Ｗがたわむのを抑制している。
【００３６】
図１〜４に戻り、部品認識カメラ２２ａ，２２ｂは、作業エリアＳに配置されている基板Ｗに対してＹ軸方向側に隣接するように基台１８上に配置されている。この部品認識カメラ２２ａ，２２ｂは、基板Ｗに部品を実装する前に、実装ヘッドＴ１のノズル３０が正しい姿勢で部品をピックアップしていることを確認する。
【００３７】
図７は、選択的に使用される、フィーダカートＣ１、検査カートＣ２、ストック用カートＣ３、およびカバーＣ４を示している。これらは、図７や設置状態を示す図１にも示すように、作業エリアＳに対してＹ軸方向に隣接するように、基台１８の両側それぞれに配置可能に構成されている。このように、フィーダカートＣ１、検査カートＣ２、ストック用カートＣ３、およびカバーＣ４それぞれが共通の場所に配置可能に構成されていることにより、それぞれについて専用の配置スペースを設ける必要がなくなる。
【００３８】
フィーダカートＣ１は、図１にも示すように、実装ヘッドＴ１とペアで使用されるカートであって、実装ヘッドＴ１が基板Ｗに実装する部品を搭載し、実装ヘッドＴ１に部品を供給するように構成されている。図７に示すフィーダカートＣ１はテープフィーダ７０を搭載しており、実装ヘッドＴ１は、該テープフィーダ７０がリール７２から引き出したテープ７４に保持されている部品をピックアップする。
【００３９】
また、フィーダカートＣ１は部品実装装置１０と接続するコネクタ７６を有し、該コネクタ７６と接続するコネクタ７８が部品実装装置１０の基台１８に設けられている。このコネクタ７６と７８とが接続されることにより、部品実装装置１０からフィーダカートＣ１に、テープフィーダ７０に対する動力（例えば、電力）や制御信号（例えば、テープ７４のフィードタイミングを指示する信号）が伝達される。また、フィーダカートＣ１から部品実装装置１０に、信号（例えば、部品の残数が少ないことを示す信号）が送信される。
【００４０】
検査カートＣ２は、図１にも示すように、検査ヘッドＴ２とペアで使用されるカートであって、検査ヘッドＴ２のカメラ３４が撮像した画像に基づいて、撮像された基板Ｗが不良であるか否かを判定する、例えばコンピュータで構成される不良判定装置８０を搭載している。例えば、部品の基板への実装不良の判定は、好ましい状態の基板Ｗの画像との比較に基づいて行われる。
【００４１】
また、検査カートＣ２は、検査ヘッドＴ２のカメラ３４が撮像した基板Ｗを不良判定装置８０が不良と判定したときに、その不良基板ＷＥを基板搬送機構２０から取り出す基板取り出しアーム（ロボットアーム）８２を搭載している。
【００４２】
基板取り出しアーム８２は、図８（Ａ）に示すように、検査カートＣ２からＹ軸方向に進んで基板搬送機構２０上の不良基板ＷＥの搬送方向の両端（黒塗りされている端であって、以下「第２の両端」と称する）を把持し、その後不良基板ＷＥの姿勢を変えずにＹ軸方向に戻って、図８（Ｂ）に示すようにターンテーブル８４上に載置するように構成されている（不良基板ＷＥは、Ｙ軸方向に平行移動される）。
【００４３】
このように作業エリアＳとＹ軸方向に隣接する検査カートＣ２から基板取り出しアーム８２が、Ｙ軸方向に進んで作業エリアＳ内の不良基板ＷＥを把持し、その後Ｙ軸方向に戻るので、不良基板ＷＥの取り出しのために部品実装ラインＬを延長する必要がない。
【００４４】
具体的に説明すると、搬送方向（Ｘ軸方向）に対して非直交方向（例えば、Ｘ軸およびＹ軸に対して４５度の角度をなす方向）に作業エリアＳから不良基板ＷＥを取り出す場合、取り出した不良基板ＷＥの行き先にスペースを確保する必要がある。例えば、取り出した不良基板ＷＥを載置するスペースを確保する必要がある。そのために、部品実装ラインＬの複数の作業エリアＳの間隔を大きくあける必要がある。すなわち、図１に示す複数の部品実装装置１０の配置間隔を大きくして部品実装ラインＬを長くする必要が生じる。これは、当然ながら、作業エリアＳ（部品実装装置１０）間の基板Ｗの移動に時間がかかり、部品実装ラインＬの生産効率が低下する。
【００４５】
このターンテーブル８４は、図７にも示すように、不良基板ＷＥの第１の両端（非黒塗り端）のみを下から支持するように構成されている。すなわち、ターンテーブル８４は、基板搬送機構２０のベルトコンベア５０ａ，５０ｂが支持していた部分を支持する。
【００４６】
その結果として、基板Ｗは、大きい実装面積を確保することができる。すなわち、部品の非実装部分が、基板搬送機構２０のベルトコンベア５０ａ，５０ｂとターンテーブル８４とによって支持される共通の第１の両端（非黒塗り端）と、基板取り出しアーム８２よって把持される第２の両端（黒塗り端）のみで済む。
【００４７】
また、ターンテーブル８４は、該ターンテーブル８４上に載置された不良基板ＷＥが第２の両端（黒塗り端）方向に水平移動できるように構成されている。すなわち、ターンテーブル８４には、第２の両端方向の不良基板ＷＥの移動を規制する部分を備えていない。理由は、後述するように、不良基板ＷＥをストック用カートＣ３に収容するためである。
【００４８】
さらに、ターンテーブル８４は、Ｚ軸方向に延びる回転中心線を中心にして９０度回転するように構成されている。不良基板ＷＥが載置された直後を示す図８（Ｂ）の状態から、ターンテーブル８４が９０度回転すると、図９（Ａ）に示すように、ターンテーブル８４上の不良基板ＷＥの第２の両端（黒塗り端）方向がＹ軸方向と一致する。
【００４９】
これらにより、検査カートＣ２を挟んで部品実装装置１０の反対側の通路Ｒ上にいる作業者が、ターンテーブル８４によって支持されていない第２の両端（黒塗り端）の一方、すなわち作業者の手前に存在する側を掴んで該ターンテーブル８４から不良基板ＷＥを引き出すことができる（ストック用カートＣ３がない場合）。
【００５０】
検査カートＣ２も、図７に示すようにフィーダカートＣ１と同様に、部品実装装置１０のコネクタ７８と接続するコネクタ８６を有する。このコネクタ８６がコネクタ７８に接続されることにより、部品実装装置１０から検査カートＣ２に、不良判定装置８０、基板取り出しアーム８２、およびターンテーブル８４を作動させる動力や制御信号が伝達され、また検査ヘッドＴ２のカメラ３４が撮像した基板画像が送信される。一方、検査カートＣ２の不良判定装置８０から部品実装装置１０に、不良基板ＷＥの発生を通知する信号が送信される。
【００５１】
図１、図７に示すストック用カートＣ３は、複数の不良基板ＷＥをストックできるカートであって、使用時は検査カートＣ２の反部品実装装置１０側部分に連結するように構成されている。このストック用カートＣ３は、複数の不良基板ＷＥをＺ軸方向にストックできる昇降棚８８を搭載している。
【００５２】
ストック用カートＣ３の昇降棚８８は、Ｙ軸方向に見た図１０に示すように、検査カートＣ２側とその反対側（通路Ｒ側）とが開いた枠体である。それにより、検査カートＣ２のターンテーブル８４から昇降棚８８に不良基板ＷＥをＹ軸方向に移動させて収容できるとともに、その反対側（通路Ｒ側）から昇降棚８８に収容されている不良基板ＷＥをＹ軸方向に取り出すことができる。
【００５３】
検査カートＣ２のターンテーブル８４から昇降棚８８への不良基板ＷＥの収容は、図９（Ｂ）に示すように、検査カートＣ２に搭載されている基板送り機構９０が、ターンテーブル８４に載置されている不良基板ＷＥをＹ軸方向に押すことにより実行される。不良基板ＷＥは、図１０に示すように、昇降棚８８の側壁内面に設けられた突起部９２に第１の両端（非黒塗り端）が支持された状態で昇降棚８８に収容される。これにより、通路Ｒ上にいる作業者は、基板取り出しアーム８２が把持した第１の両端（黒塗り端）を把持して昇降棚８８から不良基板ＷＥを取り出すことができる。
【００５４】
また、ストック用カートＣ３は、図７に示すように、検査カートＣ２と連結するコネクタ９４を介して、検査カートＣ２から昇降棚８８を昇降させる動力や該昇降棚８８を昇降させる制御信号を受け取るように構成されている。
【００５５】
カバーＣ４は、フィードカートＣ１や検査カートＣ２が部品実装装置１０に接続されていないときに使用される。カバーＣ４は、コネクタ７８に取り付け部９６が係合することにより基台１８に固定され、それにより作業エリアＳへの異物混入や作業者のアクセスを防止するように構成されている。
【００５６】
次に、部品実装システム１の制御系について、図１１を参照しながら説明する。
【００５７】
部品実装システム１は、図１１に示すように、ホストコンピュータ２、複数の部品実装装置１０、および複数種類のカートＣ１〜Ｃ３によって構成されている。
【００５８】
まず、部品実装装置１０について説明する。
【００５９】
部品実装装置１０は、ホストコンピュータ２やカートＣ１〜Ｃ２との間で信号やデータを送受信する通信部１００と、種々のデータが記憶されている記憶部１０２と、情報を表示する表示部１０４と、作業者操作用の操作部１０６と、装置内（作業エリアＳ）に存在する基板Ｗを認識する基板認識部１０８と、ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂに装備されている作業ヘッドＴを認識する作業ヘッド認識部１１０と、接続されているカートを認識するカート認識部１１２と、基板Ｗに対して作業を実行する作業実行部１１４とを有する。
【００６０】
通信部１００は、ホストコンピュータ２やカートＣ１〜Ｃ３との間で信号やデータを送受信するように構成されている。
【００６１】
記憶部１０２は、例えば基板Ｗに対する作業に関するプログラムや履歴などのデータを記憶している。
【００６２】
表示部１０４は、例えばディスプレイで構成されている。表示部１０４は、例えば、作業エリアＳに存在する基板Ｗの情報、基板Ｗに対して実行されている作業の内容の情報などを表示する。
【００６３】
操作部１０６は、例えば作業者によって操作される複数のスイッチによって構成されている。
【００６４】
基板認識部１０８は、部品実装装置１０内（作業エリアＳ）に存在する基板Ｗを認識（基板の有無、基板の種類の識別）するように構成されている。例えば、基台１８上に配置されたカメラ（図示せず）が撮像した基板画像に基づいて、作業エリアＳに存在する基板Ｗを認識する。
【００６５】
作業ヘッド認識部１１０は、ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂに装備されている作業ヘッドＴを認識するように構成されている。例えば、作業ヘッドＴからの識別信号により、ヘッドホルダＴに装備されている作業ヘッドＴの種類を認識する。
【００６６】
カート認識部１１２は、部品実装装置１０に接続されているカートを認識するように構成されている。例えば、種々のカートＣ１〜Ｃ３からの識別信号により、部品実装装置１０に接続されているカートの種類を認識する。
【００６７】
作業実行部１１４は、記憶部１０２に記憶されているプログラムに基づいて、Ｘ軸送り機構１４ａ，１４ｂ、Ｙ軸送り機構１６、作業ヘッドＴ、およびカートを制御することにより、基板Ｗに対して作業を実行するように構成されている。また、基板Ｗに対する作業が完了すると、基板搬送機構２０を制御することにより、作業が完了した基板Ｗを作業エリアＳから下流側の部品実装装置１０に搬送するとともに、上流側の部品実装装置１０から新たな基板Ｗを作業エリアＳに受け入れるように構成されている。
【００６８】
フィーダカートＣ１は、部品実装装置１０との間で信号を送受信する通信部２００と、テープフィーダ７０を制御する制御部２０２とを有する。
【００６９】
検査カートＣ２は、部品実装装置１０やストック用カートＣ３との間で信号を送受信する通信部２０４と、不良判定装置８０、基板取り出しアーム８２、ターンテーブル８４、および基板送り機構９０を制御する制御部２０６とを有する。
【００７０】
ストック用カートＣ３は、検査カートＣ２との間で信号を送受信する通信部２０８と、昇降棚８８を制御する制御部２１０とを有する。
【００７１】
ホストコンピュータ２は、部品実装システム１全体を制御するコンピュータであって、複数の部品実装装置１０を一元的に制御するように構成されている。そのために、例えば、部品実装装置１０から、実行中の作業やその作業対象の基板Ｗなどの情報データを取得している。また、不良基板ＷＥが発生したときに、該不良基板ＷＥを部品実装ラインＬから回収するために、複数の部品実装装置１０を制御するように構成されている。
【００７２】
不良基板ＷＥが部品実装ラインＬから回収される流れについて、図１２を参照しながら説明する。
【００７３】
検査ヘッドＴ２のカメラ３４が撮像した基板Ｗを検査カートＣ２の不良判定装置８０が不良と判定すると（不良基板ＷＥが発生すると）、該不良判定装置８０から不良基板発生信号が部品実装装置１０を介してホストコンピュータ２に送信される。
【００７４】
ホストコンピュータ２は、不良基板発生信号を受信すると、不良基板ＷＥが存在する作業エリアＳ（部品実装装置１０）への基板Ｗの搬送を禁止する（Ｓ１）。この禁止中、不良基板ＷＥが発生した部品実装装置１０の上流側の部品実装装置１０は、作業が完了すると、作業が完了した基板Ｗを下流側に搬送させることなく、待機する。なお、不良基板ＷＥが発生した作業エリアＳへの基板Ｗの搬送が一時的に禁止されるだけで、他の作業エリアＳにおいて他の基板Ｗに対して実行されている作業が中止されるわけではない。
【００７５】
次に、不良基板ＷＥが発生した部品実装装置１０に接続されている検査カートＣ２の基板取り出しアーム８２が、図８（Ａ）に示すように、不良基板ＷＥの第２の両端（黒塗り端）を把持する（Ｓ２）。
【００７６】
基板取り出しアーム８２の不良基板ＷＥの把持が完了すると、基板搬送機構２０が、不良基板ＷＥをアンクランプする（Ｓ３）。具体的には、図６（Ｂ）に示すように、モータ５０ｇによってボールねじ５０ｆが回転し、コンベア５０ａ，５０ｂと押さえ板５２とが不良基板ＷＥから離れる。これにより、不良基板ＷＥが基板搬送機構２０から取り出し可能状態にされる。
【００７７】
不良基板ＷＥが基板搬送機構２０から取り出し可能になると、図８（Ｂ）に示すように、検査カートＣ２の基板取り出しアーム８２が不良基板ＷＥを基板搬送機構２０から取り出してターンテーブル８４に載置する（Ｓ４）。この不良基板ＷＥの取り出しが完了すると、ホストコンピュータ２により、不良基板ＷＥが取り出された作業エリアＳ（部品実装装置１０）への基板Ｗの搬送が許可される（禁止が解除される）（Ｓ５）。
【００７８】
基板取り出しアーム８２が不良基板ＷＥをターンテーブル８４に載置して該不良基板ＷＥを放すと、図９（Ａ）に示すようにターンテーブル８４が９０度回転する（Ｓ６）。
【００７９】
ターンテーブル８４の回転が完了すると、図９（Ｂ）に示すように、検査カートＣ２の基板送り機構９０に押されることにより、ターンテーブル８４上の不良基板ＷＥが、ストック用カートＣ３の昇降棚８８に収納される。これにより、不良基板ＷＥの作業エリアＳから回収が完了する。
【００８０】
本実施形態によれば、検査カートＣ２の基板取り出しアーム８２により、検査ヘッドＴ２を介する不良判定装置８０による検査結果が不良である基板ＷＥが作業エリアＳから搬送方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に取り出される。これにより、他の作業エリアＳ（他の部品実装装置１０）で実行されている他の基板Ｗに対する作業を停止させることなく、不良基板ＷＥを取り出すことができる。
【００８１】
また、搬送方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に不良基板ＷＥが作業エリアＳから取り出されるので、不良基板ＷＥの取り出しのために部品実装ラインＬを延長する必要がない。
【００８２】
さらに、検査ヘッドＴ２と実装ヘッドＴ１とが交換可能であるため、全ての作業エリアＳ（部品実装装置１０）において基板の不良の検査を実行することができる。すなわち、不良の発生率が高い作業エリアＳの下流側の作業エリアＳでその不良の検査を実行できる。その結果、不良基板ＷＥをその発生直後に速やかに部品実装ラインＬから回収することができる。
【００８３】
これらにより、部品実装ラインＬの生産効率を低下させることなく、不良基板ＷＥをその発生直後に速やかに該部品実装ラインＬから回収することができる。
【００８４】
以上、上述の一実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されない。
【００８５】
例えば、不良基板を作業エリアから取り出す不良基板取り出し装置は、上述の実施形態の場合、不良基板の搬送方向の両端を把持する基板取り出しアームであったが、本発明はこれに限らない。例えば、不良基板の上面を吸着する吸着パッドを有するアームであってもよい。また、例えば、ターンテーブルのように、把持した不良基板を９０度回転させることができるアームでもよい。この場合、ターンテーブルを省略することができる。
【００８６】
また、上述の実施形態の場合、図６（Ｂ）に示すように、基板を搬送する基板搬送機構２０は、種々の大きさの基板を搬送できるように、基板の搬送方向と直交する方向の両端を支持する２つのコンベア５０ａ，５０ｂの距離が変更可能であるが、変更不可能であってもよい。ただし、押さえ板５２のように作業エリアにおいて基板を固定するクランプ装置が存在する場合、不良基板取り出し装置が基板搬送機構から不良基板を取り出せるように、不良基板の回収時にクランプ装置をアンクランプ状態にする必要がある。
【００８７】
さらに、上述の実施形態の場合、基板の検査は、検査ヘッドのカメラが撮像した画像に基づいて行われる検査であるが、本発明は、検査の内容および手法は限定しない。本発明は、検査によって不良とされた基板を、部品実装ラインの生産効率の低下を抑制しつつ、該部品実装ラインから取り出すものである。基板に対する検査は、例えば、基板の通電の検査であってもよい。この場合、例えば、検査ヘッドは、基板に設けられた通電検査用電極に接触して該電極に電流を流す端子を有する。
【００８８】
さらにまた、上述の実施形態の場合、不良基板を取り出す検査カートＣ２と複数の不良基板をストックするストック用カートＣ３とは、部品実装ラインＬから回収した複数の不良基板を別の場所でチェックできるように別体であるが、これらは一体であってもよい。また、不良基板の発生後にすぐに作業者が該不良基板を確認できる場合など不良基板を複数枚ストックする必要がない場合は、不良基板のストック枚数は１枚であってもよい。
【００８９】
加えて、上述の実施形態の場合、フィーダカートＣ１、検査カートＣ２、およびストック用カートＣ３は個別のカートであるが、例えば、各カートの車輪部分を分離可能に構成し、該車輪部分を複数種類のカートで共有してもよい。
【００９０】
加えてまた、上述の実施形態の部品実装システムの場合、検査ヘッドのカメラが撮像した画像に基づいて撮像された基板の不良を判定する不良判定装置（コンピュータ）８０は、検査カートＣ２に搭載されているが、これに限らない。例えば、ホストコンピュータが、同様に、検査ヘッドのカメラが撮像した画像に基づいて、撮像された基板の不良判定を実行してもよい。
【００９１】
さらに加えて、不良と判定されて部品実装ラインから回収された基板を、作業者が確認して問題がない場合など、不良基板取り出し装置によって作業エリアに投入できるようにしてもよい（戻せるようにしてもよい）。
【００９２】
この場合、上述の実施形態の部品実装システム１は、例えば、作業者によって検査カートＣ２のターンテーブル８４に確認して問題がなかった基板が載置され、該検査カートＣ２が接続されている部品実装装置１０に対して投入操作が実行されると、検査カートＣ２の基板取り出しアーム８２が該部品実装装置１０の作業エリアＳに該基板を投入するように構成される。
【００９３】
これにより、検査によって不良と判定されたものの、その後に作業者によって問題ないと確認された基板を、再び部品実装ラインに戻すことができ、該基板に対して続けて種々の作業を実行することができる。
【符号の説明】
【００９４】
Ｗ 基板
Ｓ 作業エリア
Ｌ 部品実装ライン
Ｔ１ 実装ヘッド
Ｔ２ 検査ヘッド
１０ 実装／検査装置（部品実装装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に部品を実装する部品実装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板を複数の作業エリアを順番に通過するように搬送し、各作業エリアで基板に対して部品を実装する部品実装ラインを用いた部品実装方法が知られている。このような部品実装ラインでは、基板に部品を実装する以外に、作業エリアにおいて様々な作業が実行される。例えば、基板の所定箇所にクリームはんだが塗布される。
【０００３】
また、このような部品実装ラインでは、作業エリアにおいて基板に対する種々の検査が実行される。例えば、部品の実装不良の検査が実行される。また、例えば、特許文献１に記載するように、基板へのクリームはんだの塗布不良が検査される。
【０００４】
この特許文献１に記載のクリームはんだの塗布不良判定は、カメラが撮像した基板の画像と好ましい塗布状態の基板の画像との比較に基づいて行われる。また、この塗布不良判定では、好ましい塗布状態ではないものの後工程で部品の実装が可能であれば、その塗布状態を不良（ラインを止めて該ラインから回収する必要がある不良）と判定しないようにしている。これにより、部品実装ラインを停止させて塗布不良とされた基板を該ラインから回収する回数を少なくし、該ラインの生産効率を一定に維持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２４５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、後工程で部品の実装が可能である塗布状態であるか否かを判定する不良判定基準を設定することは難しい。また、不良基板は、クリームはんだの塗布不良のみによって発生するわけではない。さらに、どのような不良判定基準であっても、突発的に、連続して不良が発生することがある。
【０００７】
したがって、不良の判定基準を考慮するよりは、不良が発生した直後に、部品実装ラインの生産効率を大きく低下させることなく、その不良の基板を速やかに部品実装ラインから回収する方法を考慮する方が、部品実装ラインの生産効率を一定に維持するためには有効であり、また必要である。
【０００８】
そこで、本発明は、部品実装ラインの生産効率の低下を抑制しつつ、不良基板をその発生直後に速やかに部品実装ラインから回収することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、基板が部品を実装されるまたは基板が検査される複数の作業エリアを備える部品実装ラインを含む部品実装システムであって、
複数の作業エリアを順番に通過するように基板を搬送する基板搬送装置と、
各作業エリアに設けられ、実装ヘッドまたは部品の実装不良を検査する検査ヘッドのいずれか一方を交換可能に装備し、装備した実装ヘッドを介して基板に部品を実装する、または装備した検査ヘッドを介して基板を検査するように構成されている実装／検査装置と、
部品の実装不良を検査する前記検査ヘッドを装備した前記実装／検査装置による検査結果が不良である基板を、前記基板搬送装置の搬送方向と直交する方向に作業エリアから取り出す不良基板取り出し装置と、
部品を供給する部品供給装置とを有し、
前記不良基板取り出し装置は、前記部品供給装置に代わって該部品供給装置が配置されていた場所に設けられるように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
さらにまた、請求項２に記載の発明は、前記不良基板取り出し装置が取り出した不良基板を複数枚ストックする基板ストック装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、不良基板取り出し装置により、部品の実装不良を検査する検査ヘッドを介する実装／検査装置による検査結果が不良である基板が作業エリアから搬送方向と直交する方向に取り出される。これにより、他の作業エリアで実行されている他の基板に対する作業を停止させることなく、不良基板を取り出すことができる。
【００１２】
また、搬送方向に対して非直交方向ではなく直交方向に不良基板が作業エリアから取り出されるので、不良基板の取り出しのために部品実装ラインを延長する必要がない。
【００１３】
さらに、各作業エリアに設けられている実装／検査装置は検査ヘッドと実装ヘッドのいずれも交換可能に装備できるため、全ての作業エリアにおいて基板の不良の検査を実行することができる。すなわち、不良の発生率が高い作業エリアの下流側の作業エリアでその不良の検査を実行できる。その結果、不良基板をその発生直後に速やかに部品実装ラインから回収することができる。
【００１４】
これらにより、部品実装ラインの生産効率を低下させることなく、不良基板をその発生直後に速やかに該部品実装ラインから回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る、上方から見た（Ｚ軸方向に見た）部品実装システムの部品実装ラインを示す図である。
【図２】基板の搬送方向（Ｘ軸方向）に見た部品実装装置を示す図である。
【図３】Ｘ軸およびＺ軸に対して直交するＹ軸方向に見た部品実装装置を示す図である。
【図４】Ｚ軸方向に見た部品実装装置を示す図である。
【図５】複数種類の作業ヘッドを示す図である。
【図６】基板搬送機構をＸ軸方向に見た図である。
【図７】複数種類のカートを示す図である。
【図８】基板の取り出し手順を説明するための図である。
【図９】図８に示す手順に続く、基板の取り出し手順を説明するための図である。
【図１０】昇降棚のＹ軸方向視図である。
【図１１】部品実装システムの制御系を示す図である。
【図１２】不良基板の回収の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る部品実装システムが含む部品実装ラインＬを上方から見た（Ｚ軸方向視）図である。
【００１７】
部品実装システムは、基板Ｗに部品を実装する複数の作業エリアＳを備える部品実装ラインＬを、Ｘ軸方向（Ｚ軸と直交する軸方向）に連結した複数の部品実装装置１０によって構成している。基板Ｗは、部品実装装置１０の内部で部品が実装される（部品実装装置１０が、内部に作業エリアＳを確保している）。なお、図中には、作業者や後述するカートが移動する、部品実装ラインＬと平行に延びる通路Ｒが示されている。
【００１８】
まず、この部品実装装置１０の構造的な構成について説明する。図２〜４は部品実装装置１０の概略図であって、図２はＸ軸方向に見た図であり、図３はＹ軸方向（Ｘ軸およびＺ軸に直交する軸方向）に見た図、図４はＺ軸方向に見た図である。
【００１９】
部品実装装置１０は、基板Ｗに対して部品を実装する以外に、種々の作業を基板Ｗに対して実行できるように構成されている。
【００２０】
そのために、部品実装装置１０は、図１〜図４に示すように、基板Ｗに対して作業を実行するツールヘッドＴを装備する２つのヘッドホルダ１２ａ，１２ｂと、ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂをＸ軸方向に移動させる２つのＸ軸送り機構１４ａ，１４ｂと、２つのＸ軸送り機構１４ａ，１４ｂをＹ軸方向に移動させるＹ軸送り機構１６と、Ｙ軸送り機構１６を支持する基台１８と、基板ＷをＸ軸方向に搬送する基板搬送機構２０と、部品認識カメラ２２ａ，２２ｂと、本体カバー（一点鎖線）２４とを有する。
【００２１】
また、部品実装装置１０は、図１に示すように、選択的に、フィーダカートＣ１、検査カートＣ２、ストック用カートＣ３、カバーＣ４のいずれかを有する。
【００２２】
ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂは、基板Ｗに対して作業を実行する複数種類のツールヘッドＴを交換可能に装備するものであって、部品を実装するツールヘッド以外に、部品実装以外の作業を実行するツールヘッドを交換可能に装備できるように構成されている。本実施形態において、ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂは、図５に示すように、基板Ｗに部品を実装する実装ヘッドＴ１と、基板Ｗを検査する検査ヘッドＴ２と、基板Ｗにクリームはんだを塗布する塗布ヘッドＴ３とを装備するように構成されている。
【００２３】
実装ヘッドＴ１は、フィーダカートＣ１から受け取った部品を基板Ｗに実装するノズル３０と、ノズル３０をＺ軸方向に移動させる送り機構３２とを有する。
【００２４】
検査ヘッドＴ２は、基板Ｗ全体または基板Ｗの検査対象部分を撮像するカメラ３４を搭載している。カメラ３４が撮像した画像データは、部品実装装置１０を介して検査カートＣ２に送信される。検査ヘッドＴ２は、例えば、部品の基板への実装不良を検査するヘッドである。
【００２５】
塗布ヘッドＴ３は、クリームはんだを基板Ｗに塗布するディスペンサ３６と、ディスペンサ３６をＺ軸方向に移動させる送り機構３８とを有する。
【００２６】
これらの実装ヘッドＴ１、検査ヘッドＴ２、および塗布ヘッドＴ３は、部品実装装置１０から動力の供給を受けるために、また部品実装装置１０との間で信号やデータを送受信するために、部品実装装置１０と接続するコネクタ４０を備えている。このコネクタ４０は、ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂに設けられているコネクタ４２と接続するように構成されている。
【００２７】
また、ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂは、Ｘ軸送り機構１４ａ，１４ｂに支持され、該Ｘ軸送り機構１４ａ，１４ｂによってＸ軸方向に移動される。また、２つのＸ軸送り機構１４ａ，１４ｂは、Ｙ軸送り機構１６に支持され、該Ｙ軸送り機構１６によってＹ軸方向に移動される。これにより、ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂが支持するツールヘッドＴは、基台１８上をＸ軸方向とＹ軸方向とに移動することができる。
【００２８】
このように、ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂが交換可能に複数種類のツールヘッドＴを装備することにより、部品実装装置１０のレイアウトを変更することなく、部品実装ラインＬにおいて実行される種々の作業の順番を変更することができる。
【００２９】
例えば、不良の発生率が高い部品実装を実行している部品実装装置１０（作業エリアＳ）が存在する場合、その下流側の部品実装装置１０のヘッドホルダ１２ａ，１２ｂのいずれか一方に検査ヘッドＴ２を取り付ける。それにより、不良が発生したときに、その不良をすぐに発見することができる。
【００３０】
基台１８上には、基板Ｗに対する作業が実行される作業エリアＳが確保されている（すなわち、ツールヘッドＴを装備するヘッドホルダ１２ａ，１２ｂが移動可能な空間が確保されている。）。
【００３１】
基板ＷをＸ軸方向に搬送する基板搬送機構２０は、基台１８上に設けられている。この基板搬送機構２０は、上流側および下流側の部品実装装置１０の基板搬送機構２０と連結できるように構成されている。これにより、基板Ｗは複数の作業エリアＳを順番に通過し、各作業エリアＳで種々の作業を受ける。
【００３２】
また、基板搬送機構２０は、Ｘ軸方向に見た図６に示すように、基板Ｗの搬送方向と直交する方向（Ｙ軸方向）の両端（図１および図４において黒塗りされていない端であって、以下、「第１の両端」と称する）を下から支持してＸ軸方向に搬送する２つのベルトコンベア５０ａ，５０ｂを有する。また、基板搬送機構２０は、作業エリアＳ内においてベルトコンベア５０ａ，５０ｂと協働してＺ軸方向に関して基板Ｗを固定する（クランプする）、基板Ｗの第１の両端の上面と接触する押さえ板５２を備えている。
【００３３】
さらに、基板搬送機構２０は、２つのベルトコンベア５０ａ，５０ｂ間の距離（Ｙ軸方向距離）を変更可能に構成されている。例えば、ベルトコンベア５０ａを支持する支持部材５４ａと、ベルトコンベア５０ｂを支持する支持部材５４ｂとが、ボールねじ５６の回転によって離れる方向または接近する方向に送られるように構成されている。このボールねじ５６は、モータ５８によって回転される。
【００３４】
なお、上述の押さえ板５２は、この支持部材５４ａ，５４ｂに固定されている。したがって、後述するように基板Ｗを基板搬送機構２０から取り出すときは、ボールねじ５６を回転させることにより、図６（Ｂ）に示すように、支持部材５４ａ，５４ｂが離間される。
【００３５】
さらにまた、基板搬送機構２０は、作業エリアＳ内において基板Ｗの下面を部分的に下から支持する支持機構６０を有する。この支持機構６０は、基板Ｗを下から支持する複数の支持ピン６２と、支持ピン６２を昇降させる支持ピン昇降機構６４とから構成されている。基板Ｗが作業エリアＳに到着すると、複数の支持ピン６２が上昇してその先端が基板Ｗの下面に当接する。作業エリアＳでの基板Ｗに対する作業（部品実装など）が完了すると、支持ピン６２は下降する。これにより、作業中に基板Ｗがたわむのを抑制している。
【００３６】
図１〜４に戻り、部品認識カメラ２２ａ，２２ｂは、作業エリアＳに配置されている基板Ｗに対してＹ軸方向側に隣接するように基台１８上に配置されている。この部品認識カメラ２２ａ，２２ｂは、基板Ｗに部品を実装する前に、実装ヘッドＴ１のノズル３０が正しい姿勢で部品をピックアップしていることを確認する。
【００３７】
図７は、選択的に使用される、フィーダカートＣ１、検査カートＣ２、ストック用カートＣ３、およびカバーＣ４を示している。これらは、図７や設置状態を示す図１にも示すように、作業エリアＳに対してＹ軸方向に隣接するように、基台１８の両側それぞれに配置可能に構成されている。このように、フィーダカートＣ１、検査カートＣ２、ストック用カートＣ３、およびカバーＣ４それぞれが共通の場所に配置可能に構成されていることにより、それぞれについて専用の配置スペースを設ける必要がなくなる。
【００３８】
フィーダカートＣ１は、図１にも示すように、実装ヘッドＴ１とペアで使用されるカートであって、実装ヘッドＴ１が基板Ｗに実装する部品を搭載し、実装ヘッドＴ１に部品を供給するように構成されている。図７に示すフィーダカートＣ１はテープフィーダ７０を搭載しており、実装ヘッドＴ１は、該テープフィーダ７０がリール７２から引き出したテープ７４に保持されている部品をピックアップする。
【００３９】
また、フィーダカートＣ１は部品実装装置１０と接続するコネクタ７６を有し、該コネクタ７６と接続するコネクタ７８が部品実装装置１０の基台１８に設けられている。このコネクタ７６と７８とが接続されることにより、部品実装装置１０からフィーダカートＣ１に、テープフィーダ７０に対する動力（例えば、電力）や制御信号（例えば、テープ７４のフィードタイミングを指示する信号）が伝達される。また、フィーダカートＣ１から部品実装装置１０に、信号（例えば、部品の残数が少ないことを示す信号）が送信される。
【００４０】
検査カートＣ２は、図１にも示すように、検査ヘッドＴ２とペアで使用されるカートであって、検査ヘッドＴ２のカメラ３４が撮像した画像に基づいて、撮像された基板Ｗが不良であるか否かを判定する、例えばコンピュータで構成される不良判定装置８０を搭載している。例えば、部品の基板への実装不良の判定は、好ましい状態の基板Ｗの画像との比較に基づいて行われる。
【００４１】
また、検査カートＣ２は、検査ヘッドＴ２のカメラ３４が撮像した基板Ｗを不良判定装置８０が不良と判定したときに、その不良基板ＷＥを基板搬送機構２０から取り出す基板取り出しアーム（ロボットアーム）８２を搭載している。
【００４２】
基板取り出しアーム８２は、図８（Ａ）に示すように、検査カートＣ２からＹ軸方向に進んで基板搬送機構２０上の不良基板ＷＥの搬送方向の両端（黒塗りされている端であって、以下「第２の両端」と称する）を把持し、その後不良基板ＷＥの姿勢を変えずにＹ軸方向に戻って、図８（Ｂ）に示すようにターンテーブル８４上に載置するように構成されている（不良基板ＷＥは、Ｙ軸方向に平行移動される）。
【００４３】
このように作業エリアＳとＹ軸方向に隣接する検査カートＣ２から基板取り出しアーム８２が、Ｙ軸方向に進んで作業エリアＳ内の不良基板ＷＥを把持し、その後Ｙ軸方向に戻るので、不良基板ＷＥの取り出しのために部品実装ラインＬを延長する必要がない。
【００４４】
具体的に説明すると、搬送方向（Ｘ軸方向）に対して非直交方向（例えば、Ｘ軸およびＹ軸に対して４５度の角度をなす方向）に作業エリアＳから不良基板ＷＥを取り出す場合、取り出した不良基板ＷＥの行き先にスペースを確保する必要がある。例えば、取り出した不良基板ＷＥを載置するスペースを確保する必要がある。そのために、部品実装ラインＬの複数の作業エリアＳの間隔を大きくあける必要がある。すなわち、図１に示す複数の部品実装装置１０の配置間隔を大きくして部品実装ラインＬを長くする必要が生じる。これは、当然ながら、作業エリアＳ（部品実装装置１０）間の基板Ｗの移動に時間がかかり、部品実装ラインＬの生産効率が低下する。
【００４５】
このターンテーブル８４は、図７にも示すように、不良基板ＷＥの第１の両端（非黒塗り端）のみを下から支持するように構成されている。すなわち、ターンテーブル８４は、基板搬送機構２０のベルトコンベア５０ａ，５０ｂが支持していた部分を支持する。
【００４６】
その結果として、基板Ｗは、大きい実装面積を確保することができる。すなわち、部品の非実装部分が、基板搬送機構２０のベルトコンベア５０ａ，５０ｂとターンテーブル８４とによって支持される共通の第１の両端（非黒塗り端）と、基板取り出しアーム８２よって把持される第２の両端（黒塗り端）のみで済む。
【００４７】
また、ターンテーブル８４は、該ターンテーブル８４上に載置された不良基板ＷＥが第２の両端（黒塗り端）方向に水平移動できるように構成されている。すなわち、ターンテーブル８４には、第２の両端方向の不良基板ＷＥの移動を規制する部分を備えていない。理由は、後述するように、不良基板ＷＥをストック用カートＣ３に収容するためである。
【００４８】
さらに、ターンテーブル８４は、Ｚ軸方向に延びる回転中心線を中心にして９０度回転するように構成されている。不良基板ＷＥが載置された直後を示す図８（Ｂ）の状態から、ターンテーブル８４が９０度回転すると、図９（Ａ）に示すように、ターンテーブル８４上の不良基板ＷＥの第２の両端（黒塗り端）方向がＹ軸方向と一致する。
【００４９】
これらにより、検査カートＣ２を挟んで部品実装装置１０の反対側の通路Ｒ上にいる作業者が、ターンテーブル８４によって支持されていない第２の両端（黒塗り端）の一方、すなわち作業者の手前に存在する側を掴んで該ターンテーブル８４から不良基板ＷＥを引き出すことができる（ストック用カートＣ３がない場合）。
【００５０】
検査カートＣ２も、図７に示すようにフィーダカートＣ１と同様に、部品実装装置１０のコネクタ７８と接続するコネクタ８６を有する。このコネクタ８６がコネクタ７８に接続されることにより、部品実装装置１０から検査カートＣ２に、不良判定装置８０、基板取り出しアーム８２、およびターンテーブル８４を作動させる動力や制御信号が伝達され、また検査ヘッドＴ２のカメラ３４が撮像した基板画像が送信される。一方、検査カートＣ２の不良判定装置８０から部品実装装置１０に、不良基板ＷＥの発生を通知する信号が送信される。
【００５１】
図１、図７に示すストック用カートＣ３は、複数の不良基板ＷＥをストックできるカートであって、使用時は検査カートＣ２の反部品実装装置１０側部分に連結するように構成されている。このストック用カートＣ３は、複数の不良基板ＷＥをＺ軸方向にストックできる昇降棚８８を搭載している。
【００５２】
ストック用カートＣ３の昇降棚８８は、Ｙ軸方向に見た図１０に示すように、検査カートＣ２側とその反対側（通路Ｒ側）とが開いた枠体である。それにより、検査カートＣ２のターンテーブル８４から昇降棚８８に不良基板ＷＥをＹ軸方向に移動させて収容できるとともに、その反対側（通路Ｒ側）から昇降棚８８に収容されている不良基板ＷＥをＹ軸方向に取り出すことができる。
【００５３】
検査カートＣ２のターンテーブル８４から昇降棚８８への不良基板ＷＥの収容は、図９（Ｂ）に示すように、検査カートＣ２に搭載されている基板送り機構９０が、ターンテーブル８４に載置されている不良基板ＷＥをＹ軸方向に押すことにより実行される。不良基板ＷＥは、図１０に示すように、昇降棚８８の側壁内面に設けられた突起部９２に第１の両端（非黒塗り端）が支持された状態で昇降棚８８に収容される。これにより、通路Ｒ上にいる作業者は、基板取り出しアーム８２が把持した第１の両端（黒塗り端）を把持して昇降棚８８から不良基板ＷＥを取り出すことができる。
【００５４】
また、ストック用カートＣ３は、図７に示すように、検査カートＣ２と連結するコネクタ９４を介して、検査カートＣ２から昇降棚８８を昇降させる動力や該昇降棚８８を昇降させる制御信号を受け取るように構成されている。
【００５５】
カバーＣ４は、フィードカートＣ１や検査カートＣ２が部品実装装置１０に接続されていないときに使用される。カバーＣ４は、コネクタ７８に取り付け部９６が係合することにより基台１８に固定され、それにより作業エリアＳへの異物混入や作業者のアクセスを防止するように構成されている。
【００５６】
次に、部品実装システム１の制御系について、図１１を参照しながら説明する。
【００５７】
部品実装システム１は、図１１に示すように、ホストコンピュータ２、複数の部品実装装置１０、および複数種類のカートＣ１〜Ｃ３によって構成されている。
【００５８】
まず、部品実装装置１０について説明する。
【００５９】
部品実装装置１０は、ホストコンピュータ２やカートＣ１〜Ｃ２との間で信号やデータを送受信する通信部１００と、種々のデータが記憶されている記憶部１０２と、情報を表示する表示部１０４と、作業者操作用の操作部１０６と、装置内（作業エリアＳ）に存在する基板Ｗを認識する基板認識部１０８と、ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂに装備されている作業ヘッドＴを認識する作業ヘッド認識部１１０と、接続されているカートを認識するカート認識部１１２と、基板Ｗに対して作業を実行する作業実行部１１４とを有する。
【００６０】
通信部１００は、ホストコンピュータ２やカートＣ１〜Ｃ３との間で信号やデータを送受信するように構成されている。
【００６１】
記憶部１０２は、例えば基板Ｗに対する作業に関するプログラムや履歴などのデータを記憶している。
【００６２】
表示部１０４は、例えばディスプレイで構成されている。表示部１０４は、例えば、作業エリアＳに存在する基板Ｗの情報、基板Ｗに対して実行されている作業の内容の情報などを表示する。
【００６３】
操作部１０６は、例えば作業者によって操作される複数のスイッチによって構成されている。
【００６４】
基板認識部１０８は、部品実装装置１０内（作業エリアＳ）に存在する基板Ｗを認識（基板の有無、基板の種類の識別）するように構成されている。例えば、基台１８上に配置されたカメラ（図示せず）が撮像した基板画像に基づいて、作業エリアＳに存在する基板Ｗを認識する。
【００６５】
作業ヘッド認識部１１０は、ヘッドホルダ１２ａ，１２ｂに装備されている作業ヘッドＴを認識するように構成されている。例えば、作業ヘッドＴからの識別信号により、ヘッドホルダＴに装備されている作業ヘッドＴの種類を認識する。
【００６６】
カート認識部１１２は、部品実装装置１０に接続されているカートを認識するように構成されている。例えば、種々のカートＣ１〜Ｃ３からの識別信号により、部品実装装置１０に接続されているカートの種類を認識する。
【００６７】
作業実行部１１４は、記憶部１０２に記憶されているプログラムに基づいて、Ｘ軸送り機構１４ａ，１４ｂ、Ｙ軸送り機構１６、作業ヘッドＴ、およびカートを制御することにより、基板Ｗに対して作業を実行するように構成されている。また、基板Ｗに対する作業が完了すると、基板搬送機構２０を制御することにより、作業が完了した基板Ｗを作業エリアＳから下流側の部品実装装置１０に搬送するとともに、上流側の部品実装装置１０から新たな基板Ｗを作業エリアＳに受け入れるように構成されている。
【００６８】
フィーダカートＣ１は、部品実装装置１０との間で信号を送受信する通信部２００と、テープフィーダ７０を制御する制御部２０２とを有する。
【００６９】
検査カートＣ２は、部品実装装置１０やストック用カートＣ３との間で信号を送受信する通信部２０４と、不良判定装置８０、基板取り出しアーム８２、ターンテーブル８４、および基板送り機構９０を制御する制御部２０６とを有する。
【００７０】
ストック用カートＣ３は、検査カートＣ２との間で信号を送受信する通信部２０８と、昇降棚８８を制御する制御部２１０とを有する。
【００７１】
ホストコンピュータ２は、部品実装システム１全体を制御するコンピュータであって、複数の部品実装装置１０を一元的に制御するように構成されている。そのために、例えば、部品実装装置１０から、実行中の作業やその作業対象の基板Ｗなどの情報データを取得している。また、不良基板ＷＥが発生したときに、該不良基板ＷＥを部品実装ラインＬから回収するために、複数の部品実装装置１０を制御するように構成されている。
【００７２】
不良基板ＷＥが部品実装ラインＬから回収される流れについて、図１２を参照しながら説明する。
【００７３】
検査ヘッドＴ２のカメラ３４が撮像した基板Ｗを検査カートＣ２の不良判定装置８０が不良と判定すると（不良基板ＷＥが発生すると）、該不良判定装置８０から不良基板発生信号が部品実装装置１０を介してホストコンピュータ２に送信される。
【００７４】
ホストコンピュータ２は、不良基板発生信号を受信すると、不良基板ＷＥが存在する作業エリアＳ（部品実装装置１０）への基板Ｗの搬送を禁止する（Ｓ１）。この禁止中、不良基板ＷＥが発生した部品実装装置１０の上流側の部品実装装置１０は、作業が完了すると、作業が完了した基板Ｗを下流側に搬送させることなく、待機する。なお、不良基板ＷＥが発生した作業エリアＳへの基板Ｗの搬送が一時的に禁止されるだけで、他の作業エリアＳにおいて他の基板Ｗに対して実行されている作業が中止されるわけではない。
【００７５】
次に、不良基板ＷＥが発生した部品実装装置１０に接続されている検査カートＣ２の基板取り出しアーム８２が、図８（Ａ）に示すように、不良基板ＷＥの第２の両端（黒塗り端）を把持する（Ｓ２）。
【００７６】
基板取り出しアーム８２の不良基板ＷＥの把持が完了すると、基板搬送機構２０が、不良基板ＷＥをアンクランプする（Ｓ３）。具体的には、図６（Ｂ）に示すように、モータ５０ｇによってボールねじ５０ｆが回転し、コンベア５０ａ，５０ｂと押さえ板５２とが不良基板ＷＥから離れる。これにより、不良基板ＷＥが基板搬送機構２０から取り出し可能状態にされる。
【００７７】
不良基板ＷＥが基板搬送機構２０から取り出し可能になると、図８（Ｂ）に示すように、検査カートＣ２の基板取り出しアーム８２が不良基板ＷＥを基板搬送機構２０から取り出してターンテーブル８４に載置する（Ｓ４）。この不良基板ＷＥの取り出しが完了すると、ホストコンピュータ２により、不良基板ＷＥが取り出された作業エリアＳ（部品実装装置１０）への基板Ｗの搬送が許可される（禁止が解除される）（Ｓ５）。
【００７８】
基板取り出しアーム８２が不良基板ＷＥをターンテーブル８４に載置して該不良基板ＷＥを放すと、図９（Ａ）に示すようにターンテーブル８４が９０度回転する（Ｓ６）。
【００７９】
ターンテーブル８４の回転が完了すると、図９（Ｂ）に示すように、検査カートＣ２の基板送り機構９０に押されることにより、ターンテーブル８４上の不良基板ＷＥが、ストック用カートＣ３の昇降棚８８に収納される。これにより、不良基板ＷＥの作業エリアＳから回収が完了する。
【００８０】
本実施形態によれば、検査カートＣ２の基板取り出しアーム８２により、検査ヘッドＴ２を介する不良判定装置８０による検査結果が不良である基板ＷＥが作業エリアＳから搬送方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に取り出される。これにより、他の作業エリアＳ（他の部品実装装置１０）で実行されている他の基板Ｗに対する作業を停止させることなく、不良基板ＷＥを取り出すことができる。
【００８１】
また、搬送方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に不良基板ＷＥが作業エリアＳから取り出されるので、不良基板ＷＥの取り出しのために部品実装ラインＬを延長する必要がない。
【００８２】
さらに、検査ヘッドＴ２と実装ヘッドＴ１とが交換可能であるため、全ての作業エリアＳ（部品実装装置１０）において基板の不良の検査を実行することができる。すなわち、不良の発生率が高い作業エリアＳの下流側の作業エリアＳでその不良の検査を実行できる。その結果、不良基板ＷＥをその発生直後に速やかに部品実装ラインＬから回収することができる。
【００８３】
これらにより、部品実装ラインＬの生産効率を低下させることなく、不良基板ＷＥをその発生直後に速やかに該部品実装ラインＬから回収することができる。
【００８４】
以上、上述の一実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されない。
【００８５】
例えば、不良基板を作業エリアから取り出す不良基板取り出し装置は、上述の実施形態の場合、不良基板の搬送方向の両端を把持する基板取り出しアームであったが、本発明はこれに限らない。例えば、不良基板の上面を吸着する吸着パッドを有するアームであってもよい。また、例えば、ターンテーブルのように、把持した不良基板を９０度回転させることができるアームでもよい。この場合、ターンテーブルを省略することができる。
【００８６】
また、上述の実施形態の場合、図６（Ｂ）に示すように、基板を搬送する基板搬送機構２０は、種々の大きさの基板を搬送できるように、基板の搬送方向と直交する方向の両端を支持する２つのコンベア５０ａ，５０ｂの距離が変更可能であるが、変更不可能であってもよい。ただし、押さえ板５２のように作業エリアにおいて基板を固定するクランプ装置が存在する場合、不良基板取り出し装置が基板搬送機構から不良基板を取り出せるように、不良基板の回収時にクランプ装置をアンクランプ状態にする必要がある。
【００８７】
さらに、上述の実施形態の場合、基板の検査は、検査ヘッドのカメラが撮像した画像に基づいて行われる検査であるが、本発明は、検査の内容および手法は限定しない。本発明は、検査によって不良とされた基板を、部品実装ラインの生産効率の低下を抑制しつつ、該部品実装ラインから取り出すものである。基板に対する検査は、例えば、基板の通電の検査であってもよい。この場合、例えば、検査ヘッドは、基板に設けられた通電検査用電極に接触して該電極に電流を流す端子を有する。
【００８８】
さらにまた、上述の実施形態の場合、不良基板を取り出す検査カートＣ２と複数の不良基板をストックするストック用カートＣ３とは、部品実装ラインＬから回収した複数の不良基板を別の場所でチェックできるように別体であるが、これらは一体であってもよい。また、不良基板の発生後にすぐに作業者が該不良基板を確認できる場合など不良基板を複数枚ストックする必要がない場合は、不良基板のストック枚数は１枚であってもよい。
【００８９】
加えて、上述の実施形態の場合、フィーダカートＣ１、検査カートＣ２、およびストック用カートＣ３は個別のカートであるが、例えば、各カートの車輪部分を分離可能に構成し、該車輪部分を複数種類のカートで共有してもよい。
【００９０】
加えてまた、上述の実施形態の部品実装システムの場合、検査ヘッドのカメラが撮像した画像に基づいて撮像された基板の不良を判定する不良判定装置（コンピュータ）８０は、検査カートＣ２に搭載されているが、これに限らない。例えば、ホストコンピュータが、同様に、検査ヘッドのカメラが撮像した画像に基づいて、撮像された基板の不良判定を実行してもよい。
【００９１】
さらに加えて、不良と判定されて部品実装ラインから回収された基板を、作業者が確認して問題がない場合など、不良基板取り出し装置によって作業エリアに投入できるようにしてもよい（戻せるようにしてもよい）。
【００９２】
この場合、上述の実施形態の部品実装システム１は、例えば、作業者によって検査カートＣ２のターンテーブル８４に確認して問題がなかった基板が載置され、該検査カートＣ２が接続されている部品実装装置１０に対して投入操作が実行されると、検査カートＣ２の基板取り出しアーム８２が該部品実装装置１０の作業エリアＳに該基板を投入するように構成される。
【００９３】
これにより、検査によって不良と判定されたものの、その後に作業者によって問題ないと確認された基板を、再び部品実装ラインに戻すことができ、該基板に対して続けて種々の作業を実行することができる。
【符号の説明】
【００９４】
Ｗ 基板
Ｓ 作業エリア
Ｌ 部品実装ライン
Ｔ１ 実装ヘッド
Ｔ２ 検査ヘッド
１０ 実装／検査装置（部品実装装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が部品を実装されるまたは基板が検査される複数の作業エリアを備える部品実装ラインを含む部品実装システムであって、
複数の作業エリアを順番に通過するように基板を搬送する基板搬送装置と、
各作業エリアに設けられ、実装ヘッドまたは部品の実装不良を検査する検査ヘッドのいずれか一方を交換可能に装備し、装備した実装ヘッドを介して基板に部品を実装する、または装備した検査ヘッドを介して基板を検査するように構成されている実装／検査装置と、
部品の実装不良を検査する前記検査ヘッドを装備した前記実装／検査装置による検査結果が不良である基板を、前記基板搬送装置の搬送方向と直交する方向に作業エリアから取り出す不良基板取り出し装置と、
部品を供給する部品供給装置とを有し、
前記不良基板取り出し装置は、前記部品供給装置に代わって該部品供給装置が配置されていた場所に設けられるように構成されていることを特徴とする部品実装システム。
【請求項２】
前記不良基板取り出し装置が取り出した不良基板を複数枚ストックする基板ストック装置を有することを特徴とする請求項１に記載の部品実装システム。
【請求項１】
基板が部品を実装されるまたは基板が検査される複数の作業エリアを備える部品実装ラインを含む部品実装システムであって、
複数の作業エリアを順番に通過するように基板を搬送する基板搬送装置と、
各作業エリアに設けられ、実装ヘッドまたは部品の実装不良を検査する検査ヘッドのいずれか一方を交換可能に装備し、装備した実装ヘッドを介して基板に部品を実装する、または装備した検査ヘッドを介して基板を検査するように構成されている実装／検査装置と、
部品の実装不良を検査する前記検査ヘッドを装備した前記実装／検査装置による検査結果が不良である基板を、前記基板搬送装置の搬送方向と直交する方向に作業エリアから取り出す不良基板取り出し装置と、
部品を供給する部品供給装置とを有し、
前記不良基板取り出し装置は、前記部品供給装置に代わって該部品供給装置が配置されていた場所に設けられるように構成されていることを特徴とする部品実装システム。
【請求項２】
前記不良基板取り出し装置が取り出した不良基板を複数枚ストックする基板ストック装置を有することを特徴とする請求項１に記載の部品実装システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−４２１６３（Ｐ２０１３−４２１６３Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２２９８３８（Ｐ２０１２−２２９８３８）
【出願日】平成２４年１０月１７日（２０１２．１０．１７）
【分割の表示】特願２００９−２７５２１３（Ｐ２００９−２７５２１３）の分割
【原出願日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【特許番号】特許第５１４８７７７号（Ｐ５１４８７７７）
【特許公報発行日】平成２５年２月２０日（２０１３．２．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月１７日（２０１２．１０．１７）
【分割の表示】特願２００９−２７５２１３（Ｐ２００９−２７５２１３）の分割
【原出願日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【特許番号】特許第５１４８７７７号（Ｐ５１４８７７７）
【特許公報発行日】平成２５年２月２０日（２０１３．２．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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