JP3830642B2

JP3830642B2 - 実装機の部品供給方法

Info

Publication number: JP3830642B2
Application number: JP34342797A
Authority: JP
Inventors: 芳邦鈴木
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2017-12-12
Also published as: JPH11177281A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数のフィーダーを有する部品供給部ユニットを部品供給部に装備するとともに、処理対象となるプリント基板を搬入して部品装着部に設置した状態で、吸着ノズルを有するヘッドによりＩＣ等の電子部品を上記部品供給部から吸着してプリント基板上の所定位置に装着するようにした実装機における部品供給方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、吸着ノズルを有するヘッドにより、ＩＣ等の電子部品を部品供給部から吸着して、部品装着部に設置されているプリント基板上に移送し、プリント基板の所定位置に装着するようにした実装機は一般に知られている。この実装機は、通常、１乃至複数のヘッドを具備したヘッドユニットがＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能となっている。また、部品供給部には、各種部品を供給可能とすべく多数のフィーダーを配設した部品供給部ユニットが装備され、例えば所定数のテープフィーダーを並列に配置した部品供給部ユニットが装備されている。そして、例えば上記ヘッドユニットに複数のヘッドを具備する場合は、これらのヘッドで部品供給部の複数のフィーダーから同時にもしくは連続的に部品を吸着した後、ヘッドユニットが部品装着部のプリント基板上に移動し、各ヘッドからプリント基板に部品が順次装着されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の実装機において、例えばヘッドユニットに複数のヘッドを具備する場合に、プリント基板上の搭載位置が近い部品を複数ヘッドで同時吸着できるようにフィーダーを配置するとタクトタイムが短縮されるというように、フィーダーの配置が実装効率に大きく影響するため、実装の対象となるプリント基板に応じ、コンピュータ解析等によって実装効率を高めるのに最適なフィーダーの配置を設定するというような最適化の手法は、考えられている。
【０００４】
しかし、同一の実装機で各種基板の実装を行う場合、各種基板毎に個別にフィーダーの配置を設定すると、実装処理を行う基板の種類が変わったときにその都度フィーダーの配置の大幅な変更を行うことが必要となって、その段取り替えに時間が費やされ、特に多品種少量生産の場合、頻繁に段取り替えが必要となるので、それに費やされる時間が生産効率の向上を妨げる大きな要因となる。従って、フィーダー交換作業等を含めた総合的な効率化の面で、改善の余地が残されていた。
【０００５】
なお、例えば特開平５−３７１９９号公報に示されるように、複数台の実装機が配列されるとともに各実装機に多数のフィーダーが装備されている実装ラインにおいて段取り替えの効率を高めるため、プリント基板の生産計画を示す情報と、実装機を動かすための実装データと、各生産におけるフィーダーの配列を指示する行程とからなり、複数台の実装機の段取り替え時に、フィーダーの交換回数が最小となるようにフィーダーの配列を指示するようにしたものが考えられている。
【０００６】
ところが、生産計画は予め交換作業の効率とは無関係に定められているため、その生産計画の下で可及的にフィーダーの交換回数を少なくするように配列を設定するとしても、例えば特定基板の生産に次いでこの基板とは搭載部品が殆ど共通しない別の基板を生産するといった生産順序では交換効率を充分に高めることが難しい。
【０００７】
そこで、生産計画の調整も加味しつつ段取り替えの時間の短縮を図るようにすれば、より一層の効率向上が期待できる。この場合、生産計画には諸々の事情が関係するので段取り替えの都合だけで生産計画を決めるわけにはいかず、例えば同一種類の基板を連続的に生産するということは多品種少量生産においては困難であるが、複数種類の基板を同一グループとしてできるだけ同一グループ内の基板を続けて生産するという程度の調整は可能である。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、多品種少量生産を行う実装機において、フィーダー交換作業等も含めた実装機の作業効率を大幅に向上することができる実装機の部品供給方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の部品供給方法は、部品供給部と、プリント基板が設置される部品装着部と、上記部品供給部から部品を吸着して上記部品装着部のプリント基板上に装着するヘッドとを備え、上記部品供給部に、多数列の部品供給用のフィーダーを配備した部品供給部ユニットが取付けられる一方、複数種類のプリント基板のうちから選択された対象基板が上記部品装着部に設置されるようになっている実装機において、複数種類のプリント基板を、搭載部品が多く共通するもの同士を同一グループとするようにして、指定された数のグループに分ける処理と、全てのグループもしくは多くのグループに所属する部品をフィーダーが常に固定された配置におかれる完全固定部品として抽出する処理と、各グループ毎にグループ内での全てのプリント基板もしくは多くのプリント基板に搭載される部品を同一グループ内のプリント基板の実装が行われている間はフィーダーが固定された配置におかれるグループ内固定部品として抽出する処理と、上記完全固定部品およびグループ内固定部品以外の部品を非固定部品として、各基板の非固定部品数と所定期間内の基板生産予定数とに基づき、上記所定期間にわたるフィーダー交換時間の累積値に相当する値を演算する処理とを、上記プリント基板のグループ、完全固定部品およびグループ内固定部品の３要因を変更しつつ繰り返し行い、完全固定部品、グループ内固定部品および非固定部品の配置に要するスペースが部品供給部の領域内に納まるという条件を満足する範囲で上記フィーダー交換時間の累積値に相当する値が小さくなるように上記３要因を設定することを特徴とするものである。
【００１０】
この方法によると、実装されるプリント基板が同一グループ内で異なる種類のものに変るとき、それに応じた段取り替えとしては非固定部品のフィーダーの交換だけですむ。そして、スペース的条件を満足する範囲で完全固定部品およぴグループ内固定部品を多くして非固定部品を少なくすることで上記フィーダー交換時間の累積値を小さくするように上記プリント基板のグループ、完全固定部品およびグループ内固定部品が設定されることにより、段取り替えに費やされる労力および作業時間が大幅に短縮される。
【００１１】
この方法において、所定期間にわたるフィーダー交換時間の累積値に相当する値を演算する処理としては、１種類の基板に対して搭載される部品のうちの非固定部品数と当該基板の所定期間内の生産予定数とを乗じた値を評価値とし、複数種類のプリント基板についてそれぞれ求めた評価値を加算するようにすることが好ましい。このようにすると、段取り替えに費やされる労力、時間の評価が適切に行われる。
【００１２】
また、上記方法において、プリント基板のグループ、完全固定部品およびグループ内固定部品の３要因の設定後に、完全固定部品については、部品供給部において完全固定部品用として定められたスペース内で、部品使用頻度の高いものを優先して実装効率の高くなる位置に置くようにフィーダーを配置し、グループ内固定部品については、部品供給部においてグループ内固定部品用として定められたスペース内で、グループ毎にそれぞれ部品使用頻度の高いものを優先して実装効率の高くなる位置に置くようにフィーダーを配置し、非固定部品については各基板毎にそれぞれ、実装ラインにおける基板完成所要時間が最小となるようにフィーダーを配置することが好ましい。このようにすると、段取り替えの効率向上に加え、各基板に対する実装効率も向上される。
【００１３】
また、上記方法において、部品供給部に対して多数列の部品供給用のフィーダーの一括交換が可能な一括交換台車を複数台用意し、グループ内固定部品のフィーダーを含むグループ別の部品供給部ユニットに各一括交換台車を割り当てて、生産されるプリント基板が異なるグループのものに変更されるときに上記一括交換台車を用いてグループ別の部品供給部ユニットを一括に交換し、生産されるプリント基板が同一グループ内で異なる種類のものに変更されるときには非固定部品のフィーダーを個々に交換することが好ましい。
【００１４】
このようにすると、生産される基板のグループが変ったときには上記一括交換台車によって部品供給部ユニットが一括に交換されることにより、このときの段取り替えも効率良く行われる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１および図２は本発明の方法が適用される実装機の一例を概略的に示している。これらの図において、実装機本体の基台１上には、プリント基板搬送用のコンベア２が配置され、プリント基板Ｐが上記コンベア２上を搬送され、所定の装着作業用位置で停止されるようになっている。
【００１７】
上記コンベア２の前後側方には、それぞれ部品供給部ユニット３Ａ，３Ｂを装備した部品供給部が設けられている。上記各部品供給部ユニット３Ａ，３Ｂはそれぞれ多数列のテープフィーダー４を有し、各テープフィーダー４はそれぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるようにするとともに、テープ繰り出し端にはラチェット式の送り機構を具備し、後記ヘッド１６により部品がピックアップされるにつれてテープが間欠的に繰り出されるようになっている。
【００１８】
また、上記基台１の上方には、部品装着用のヘッドユニット５が装備され、このヘッドユニット５はＸ軸方向（コンベア２の方向）およびＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるようになっている。
【００１９】
すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向に延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置されて、この支持部材１１に設けられたナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３と、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１４とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット５が移動可能に保持され、このヘッドユニット５に設けられたナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１４に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動によりボールねじ軸８が回転して上記支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動によりボールねじ軸１４が回転して、ヘッドユニット５が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。
【００２０】
上記ヘッドユニット５には複数のヘッドが設けられ、図示の例では８個のヘッド１６がＸ軸方向に並んだ状態に配設されている。上記各ヘッド１６は、それぞれ昇降および回転が可能となっており、図外の昇降駆動手段および回転駆動手段により駆動されるようになっている。上記各ヘッド１６の下端には吸着ノズル１７が設けられており、部品吸着時には図外の負圧供給手段から吸着ノズル１７に負圧が供給されて、その負圧による吸引力で部品が吸着されるようになっている。なお、この他にヘッドユニット５には、プリント基板に付されたフィデューシャルマーク等を撮像するカメラ１８なども装備されている。
【００２１】
図３および図４は実装機前側（図１では下側）の部品供給部の構造を示している。これらの図において、部品供給部ユニット３Ｂは、フィーダー配列方向に延びるフィーダー保持板２１を有し、このフィーダー保持板２１に多数列のテープフィーダー４が保持されており、フィーダー保持板２１の両端部が実装機本体のＸ軸方向両側のフレーム２２に設けられた取付部２３に支持され、かつクランプ手段２４によってクランプされることにより、部品供給部ユニット３Ｂが実装機本体に取付けられている。そして、クランプ手段２４のクランプ解除により部品供給部ユニット３Ｂが実装機本体から取外し可能となり、多数列のテープフィーダー４を含む部品供給部ユニット３Ｂ全体の一括交換が可能となっている。従って、複数の部品供給部ユニット３Ｂを用意しておいて、選択的にいずれかの部品供給部ユニット３Ｂを前側の部品供給部に設置することが可能となる。
【００２２】
なお、実装機後側の部品供給部の部品供給部ユニット３Ａも前側と同様に構成して、各部品供給部ユニット３Ａ，３Ｂをそれぞれ一括交換可能としておいてもよいが、当実施形態では、実装機前側の部品供給部の部品供給部ユニット３Ｂ（以後、前側の部品供給部ユニット３Ｂと略す）のみが一括交換の対象とされ、実装機後側の部品供給部の部品供給部ユニット３Ａ（以後、後側の部品供給部ユニット３Ａと略す）は実装機本体に対して固定的に配設されている。
【００２３】
また、部品供給部ユニット３Ａ，３Ｂにおける各テープフィーダー４の個々の着脱も可能であり、テープフィーダー４の配置を自由に設定し得るようになっている。なお、部品供給部ユニット３Ａ，３Ｂに装備されるフィーダーはテープフィーダーに限らず、部分的にテープフィーダーに代えてスティックフィーダー等を組み込むようにしておいてもよい。
【００２４】
図５は実装機本体に対して上記部品供給部ユニット３Ｂを一括交換する場合に用いる一括交換台車２６を示している。この一括交換台車２６は、その上端部に、部品供給部ユニット３Ｂのフィーダー保持板２１およびテープフィーダー４を支持する支持部２７を有するとともに、下端部にキャスター２８を有し、部品供給部ユニット３Ｂを支持した状態で自由に移動し得るようになっている。そして、この一括交換台車２６と実装機本体との間で部品供給部ユニット３Ｂの移し替えが可能となっている。
【００２５】
上記実装機には各種プリント基板Ｐのうちから選択されたプリント基板が送り込まれ、そのプリント基板に応じた所定数種類、所定個数の部品が部品供給部から供給されてプリント基板Ｐに搭載されるが、当該実装機で生産されることがある各種プリント基板Ｐのうちの全種類もしくは数種類に共通して搭載される部品のフィーダーは固定配置（対象基板が変っても取替えられない）もしくは半固定配置（一括交換時にのみ取り替えられる）で部品供給ユニット３Ａ，３Ｂに設置されている。
【００２６】
具体的に説明すると、実装対象となる多種類のプリント基板Ｐが複数のブループに分けられ、そのグループに対応するように、上記前側の部品供給部ユニット３Ｂおよび一括交換台車２６が複数用意されている。例えば、後述の具体例のようにプリント基板Ｐが３つのグループに分けられる場合、３台の一括交換台車２６と、その各一括交換台車２６により交換される３組の部品供給部ユニット３Ｂ₁，３Ｂ₂，３Ｂ₃が用意され、選択的にこれら部品供給部ユニット３Ｂ₁，３Ｂ₂，３Ｂ₃のうちの一組が実装機本体に組付けられる。
【００２７】
そして、複数種類のプリント基板Ｐに搭載される部品のうち、全てのグループもしくは多くのグループに所属する部品が、常に固定された配置におかれる完全固定部品として抽出されて、その部品を供給するフィーダーが後側の部品供給部ユニット３Ａに設置される一方、各グループ毎にグループ内での全てのプリント基板もしくは多くのプリント基板に搭載される部品が、同一グループ内のプリント基板の実装が行われている間は固定された配置におかれるグループ内固定部品とされて、その部品を供給するフィーダーが前側の部品供給部ユニット３Ｂに設置される。また、部品供給ユニット３Ａ，３Ｂの全スペースのうちで、完全固定部品のフィーダーが配置されるスペースとグループ内固定部品が配置されるスペースとを除いたスペースに、完全固定部品やグループ内固定部品ではない非固定部品のフィーダーが設置されるようになっている。
【００２８】
図６は実装機の制御系統を示しており、この図において、実装機を含む実装ラインに対して装備されているコントロールユニット３０には、上記Ｙ軸，Ｘ軸の各サーボモータ９，１５やヘッド１６の昇降駆動手段および回転駆動手段等を制御することにより部品供給部からの部品の吸着およびプリント基板Ｐへの部品の装着等の実装動作を制御する実装制御手段３１と、その実装動作の制御のためのデータを作成するデータ作成手段３２とを含んでいる。
【００２９】
上記データ作成手段３２は、オペレータにより入力操作が行われる入力操作部３３からの信号と、プリント基板Ｐや部品についての基本的データを示すデータベース３４からの情報とを受け、上記コントロールユニット３０に付設される外部演算手段３５と共働して、後述のフローチャートに従って各プリント基板Ｐに対する部品実装のためのデータを作成する。そして、各基板別データファイル３６Ａ，３６Ｂ…および固定部品情報ファイル３７に必要なデータを記録するようになっている。なお、上記プリント基板Ｐについてのデータは、上記のようにデータベース３４から与えられるようにする代りに、オペレータによる入力操作によって与えられるようにしてもよい。
【００３０】
上記基板別データファイル３６Ａ，３６Ｂ…は、各種のプリント基板Ｐに対してそれぞれ設けられるものであり、プリント基板の外形サイズ、生産時の条件等が記録される基板情報ファイルと、各部品の搭載順序、搭載位置の座標、使用部品番号およびヘッド番号を対応づけたデータが記録される搭載情報ファイルと、使用部品番号、部品サイズ、形状、フィーダー位置およびフィーダータイプ等を対応づけたデータが記録される部品情報ファイルとを含んでいる。
【００３１】
また、固定部品情報ファイル３７は、完全固定部品の情報と、グループ内固定部品の情報とを含んでいる。完全固定部品の情報は、各基板グループのプリント基板に対して共用されるもので、上記完全固定部品の番号（識別符号）と部品サイズ、形状、フィーダー位置、フィーダータイプ等とを対応づけたデータからなる。また、グループ内固定部品の情報は、各基板グループ毎に作成されるもので、グループ内固定部品の番号と部品サイズ、形状、フィーダー位置、フィーダータイプ等とを対応づけたデータからなる。
【００３２】
そして、上記基板別データファイル３６Ａ，３６Ｂ…および固定部品情報ファイル３７の内容が上記データ作成手段３２および外部演算手段３５により作成されるとともに、必要時にこれらのファイルの内容が表示手段３８により表示され、その表示に従って部品供給部ユニット３Ａ，３Ｂにおけるフィーダーの組付け、ヘッドユニット５おけるヘッド１６の組付け等が行われ、また、実装時には実装制御手段３１によりファイルの内容が読みだされ、それに従って実装作業が順次行われる。
【００３３】
次に、フィーダーの配列を決定するための処理を図７のフローチャートにより説明する。この処理としては、先ずステップＳ１で多数種のプリント基板が複数の基板グループに分割される。この場合、グループ数は入力操作等によって指定され、例えば一括交換台車の台数に対応する数が指定される。そして、多数種のプリント基板の中から、搭載部品が多く共通するもの同士が同一グループとなるようにグループ分けが行われる。
【００３４】
続いてステップＳ２で、全てのグループもしくは多くのグループに所属する部品が完全固定部品として抽出され、さらにステップＳ３で、各グループ毎にグループ内での全てのプリント基板もしくは多くのプリント基板に搭載される部品がグループ内固定部品として抽出される。それからステップＳ４で、一定期間（例えば１ヵ月間）の生産作業の中で段取り替え（フィーダー交換）に費やされる時間に対応する値である労力評価値が演算される。
【００３５】
ここで、この労力評価値の演算に関係する条件について説明する。前述のように、生産計画の調整にあたり、多品種少量生産においては同一種類の基板を連続的に生産するということは困難であるが、複数種類の基板を同一グループとして、できるだけ同一グループ内の基板を続けて生産するという程度の調整は可能である。生産計画がこのように調整されるものとすると、同一グループ内の各種基板が次々に生産される場合に完全固定部品およびグループ内固定部品のフィーダーは交換されず、非固定部品のフィーダーのみが基板毎に交換される。また、生産される基板グループが変更されるときには、グループ内固定部品のフィーダーを変更する必要があるが、この場合のフィーダー交換は一括交換台車２６で行われるようにしておけば、手作業で個々にフィーダーを交換する場合と比べて作業時間がはるかに短くなり、無視し得る。
【００３６】
従って、完全固定部品およびグループ内固定部品についてはフィーダー交換時間をゼロと考え、非固定部品のみフィーダー交換時間が費やされるとする。そして、生産される基板の種類は頻繁に変更されるので、一定期間内の生産枚数の多い基板ほど、フィーダー交換時間が累積されて増大する。そこで、ある１枚の基板に搭載される部品のうちの非固定部品の数とその基板の一定期間内の生産枚数とを乗じた値がその基板の評価値とされ、各基板の評価値の総和が全体としての労力評価値とされる。
【００３７】
また、このような演算が行われるので、上記労力評価値を小さくするためには、できるだけ完全固定部品およびグループ内固定部品を多くして非固定部品を少なくすることが望まれるが、部品供給部のスペースに制限がある。
【００３８】
このため、上記ステップＳ２，Ｓ３の処理の際には、例えば、先ず全てのグループに所属する部品が完全固定部品とされ、スペース的に余裕がある場合はさらに所属するグループ数が多い部品から順に完全固定部品に追加され、同様に先ずグループ内での全てのプリント基板に搭載される部品がグループ内固定部品とされ、スペース的に余裕がある場合はさらに搭載される基板数が多い部品から順にグループ内固定部品に追加される。このようにしてスペース的制限を満足する範囲で完全固定部品およびグループ内固定部品が多くされる。この場合、ステップＳ１でのグループ分けの仕方次第で、完全固定部品およびグループ内固定部品の抽出の仕方も変ってくる。
【００３９】
そこで、プリント基板のグループ、完全固定部品およびグループ内固定部品の３要因が変更されつつ、ステップＳ１〜Ｓ４が繰り返されることにより、上記３要因の各種組み合わせについて労力評価値が求められ、労力評価値が最小もしくは充分に小さい値となったと認められれば、ステップＳ５で評価が良好と判定される。これにより、プリント基板のグループと、完全固定部品、グループ内固定部品および非固定部品が確定する。
【００４０】
次に、ステップＳ６では、完全固定部品用に割り当てられたスペース内で完全固定部品のフィーダーの配置が決定され、ステップＳ７では、グループ内固定部品用に割り当てられたスペース内でグループ内固定部品のフィーダーの配置が決定され、ステップＳ８では、残りのスペースで非固定部品のフィーダーの配置が決定される。
【００４１】
図８〜図１２は、フローチャート中のステップＳ１〜Ｓ４の処理を説明するための具体例を示す図表である。なお、この具体例は、説明の便宜のため、数値等を現実的なものよりも簡略化している。
【００４２】
この具体例では、Ｐ１〜Ｐ８の８種類の基板か対象となり、各基板の月間生産数と各基板に対して使用される部品の種類および使用数は図８のようになっている。上記の各種基板Ｐ１〜Ｐ８は３グループに分けられるものとする。また、部品供給部ユニット３Ａ，３Ｂにおいて完全固定部品の配置のために割り当てられるスペースは「４」、グループ内固定部品の配置のために割り当てられるスペースは「２」とする。
【００４３】
この場合、先ず、８種類の基板を３グループに分割する組み合わせ（メンバーが存在しないグループが生じる組み合わせは除く）は「３⁸−（２⁸×３−３）」通りあるが、そのうちで、搭載部品が多く共通するもの同士を同一グループとするという条件下で適当な組み合わせが選ばれ、例えば図９のようにＰ１〜Ｐ３の基板が第１グループＧ１、Ｐ４〜Ｐ６の基板が第２グループＧ２、Ｐ７，Ｐ８の基板が第３グループＧ３とされる。
【００４４】
次に、各部品についてそれぞれ、その部品が使用されているグループの数、および月間使用数が調べられ（図１０参照）、これに基づいて完全固定部品が抽出される。この場合、使用されているグループの数が多い部品Ｃ１，Ｃ２，Ｃ８が完全固定部品として確定され、さらに完全固定部品用のスペースが余っているので、使用されているグループの数同じである部品の中から、月間使用数が最も多い部品Ｃ５も完全固定部品とされる。
【００４５】
さらに、図９中に示すように、完全固定部品以外の各部品につき、その部品が使用されているグループ内の基板種類数が調べられ、グループ毎にグループ内固定部品用スペースの範囲内で、上記基板種類数が多いもの（同数であれば月間使用個数が多いもの）がグループ内固定部品（図表中では半固定と記す）とされる。つまり、図１０中に示すように、第１グループＧ１では部品Ｃ３，Ｃ６が半固定部品、第２グループＧ２では部品Ｃ９，Ｃ１０が半固定部品、第３グループＧ３では部品Ｃ１１が半固定部品とされる。
【００４６】
このように固定部品および半固定部品が特定されると、それ以外の部品である非固定部品に関して基板の月間生産数だけフィーダー交換作業が必要であると見積もられ、各基板の「（非固定部品種類数）×（生産数）」の総和が労力評価とされる。つまり、図１１のように部品Ｃ４，Ｃ７，Ｃ１２が非固定部品となり、労力評価は「１＋１０＋１０＝２１」となる。
【００４７】
また、この具体例において、基板のグループ分けを図１２のように変更し、つまり図１１において第１グループＧ１に入っていた基板Ｐ３を第３グループにいれるようにすると、第３グループでは部品Ｃ１１に加えて部品Ｃ７（またはＣ１２）も半固定部品となる。従ってこの場合は、部品Ｃ４，Ｃ１２が非固定部品となり、労力評価は「１＋１０＝１１」となる。このように基板のグループ分けの仕方等によって労力評価が変化するので、前記の図７のフローチャートにおいては基板のグループ分け（ステップＳ１）、完全固定部品抽出（ステップＳ２）、グループ内固定部品抽出（ステップＳ３）および労力評価値演算（ステップＳ４）の処理が繰り返され、最適化が図られる。
【００４８】
図１３，図１４は基板データ作成の方法の全体的な手順を示すものであり、図１３は基板データ作成のメインルーチンである。この処理としては、まず、データ作成手段３２において当該実装機の該当する機種が選定され、この機種に登録されている対象基板に搭載すべき部品のデータに基づいて当該部品の一覧が作成される（ステップＳ１１，Ｓ１２）。例えば、８種類のプリント基板Ｐ１〜Ｐ８に対して合計１２種類の部品Ｃ１〜Ｃ１２を搭載する場合（図８参照）、各部品Ｃ１〜Ｃ１２がどの基板に搭載されるかを示す一覧が作成される。
【００４９】
次に、この部品一覧のデータが外部演算手段３５に読み込まれ（ステップＳ１３）、各基板の月間生産数と各基板での部品使用数等から、プリント基板のグループ化、固定部品の決定および部品のプライオリティの設定が行われる（ステップＳ１４）。この場合、前記の図７中のステップＳ１〜Ｓ４の処理により基板グループ、完全固定部品およびグループ内固定部品が確定される。また、プライオリティの設定としては、月間使用個数が多いものほど優先順位が高くされる。
【００５０】
こうしてプリント基板のグループ化、固定部品の決定およびプライオリティの設定が行われると、当該データが専用のデータに変換されてデータ作成手段３２に読み込まれ（ステップＳ１５）、部品供給部ユニット３Ａ，３Ｂに対するフィーダーの割付けが決定される（ステップＳ１６）。
【００５１】
具体的には、後側の部品供給部ユニット３Ａに対して完全固定部品のフィーダーが割付けられ、前側の部品供給部ユニット３Ｂに対してグループ内固定部品のフィーダーが割付けられる。特に、グループ内固定部品については、第１グループの基板に使用されるものが第１の部品供給部ユニット３Ｂ₁に割付けられ、第２グループの基板に使用されるものが第２の部品供給部ユニット３Ｂ₂に割付けられるというように、グループ別にそれぞれ異なる部品供給部ユニット３Ｂ₁，３Ｂ₂，３Ｂ₃に配備され、一括交換台車２６による部品供給部ユニットの交換に応じて選択的にフィーダーを実装機本体に配備するように上記割付けが行われる。
【００５２】
そして、ヘッド１６の位置等の情報がデータベース３４からデータ作成手段３２に読み込まれ（ステップＳ１７）、実装効率を高めるための最適化演算処理に基づいて具体的なフィーダー位置の決定が行われる（ステップＳ１８，Ｓ１９）。
【００５３】
すなわち、複数の吸着ヘッド１６を備えたヘッドユニット５による部品実装時には、各吸着ヘッド１６により部品供給部から複数の部品を同時にもしくは連続的に吸着した後、ヘッドユニット５がプリント基板上に移動して順次部品を装着するという作業が、プリント基板に対して全搭載部品を実装するまで繰り返されるが、対象プリント基板に対する実装効率は、搭載部品の配置に対して部品供給部のフィーダーの配置、ヘッドユニット５における各種ヘッド１６の配置、部品搭載順序をどのように設定するかによって変化する。そして、対象プリント基板に対する実装効率を高めるのに有利なフィーダー配置等は、適当な手法を用いたコンピュータ解析により求めることが可能である。そこで、マウントデータ最適化演算処理（実装効率を高めるためのコンピュータ解析による処理）により、フィーダー位置や搭載順序等が決定される。
【００５４】
ステップＳ１８では、固定部品（完全固定部品およびグループ別固定部品）について、各部品のフィーダー位置が決定される。この場合、完全固定部品については、部品供給部において完全固定部品用として定められたスペース内で、部品使用頻度の高いものを優先して実装効率の高くなる位置に置くようにフィーダーが配置され、グループ内固定部品については、部品供給部においてグループ内固定部品用として定められたスペース内で、グループ毎にそれぞれ部品使用頻度の高いものを優先して実装効率の高くなる位置に置くようにフィーダーが配置される。
【００５５】
また、ステップＳ１９では、プリント基板に搭載される各部品のフィーダー位置が、図１４に示すサブルーチンに従って各プリント基板毎に決定される。それからステップＳ２０で、各プリント基板毎に部品の搭載順序等が最適化演算処理によって決定される。そして、各プリント基板毎に、部品のフィーダ位置の情報が部品についての他の情報（部品サイズ、形状、フィーダータイプ等）とともに各基板別データファイルに記録される。
【００５６】
図１４に示すフィーダー位置決定のルーチンでは、先ず作成条件として対象基板、部品供給部ユニット（一括交換台車）の番号等が選択される（ステップＳ２１）。次いで、部品供給部ユニット内のフィーダー配置が固定的（使用者によって決定）であるか可動（データ作成手段３２により決定）であるかというようなフィーダー移動条件が定められる（ステップＳ２２）。
【００５７】
次に対象基板が読み込まれ（ステップＳ２３）、また、固定部品情報ファイル３７において対象とする部品供給部ユニットに対応するエリアのみ利用すべくそれ以外のエリアの情報をマスキングする処理が必要に応じて行われる（ステップＳ２４）。具体的には、例えば対象基板が第１グループに属する場合にはそれ以外の基板グループのグループ内固定部品に対応するエリアの情報をマスキングする。
【００５８】
次に、固定部品情報ファイル３７内に固定部品情報が記録されているか否かが判定され（ステップＳ２５）、固定部品情報がある場合には、マスキングされたものを除き、固定部品情報が読込まれる（ステップＳ２６）。さらに、対象基板に搭載されるいずれかの部品の情報が読込まれる（ステップＳ２７）。
【００５９】
そして、固定部品と対象基板に搭載される部品とのマッチングが行われ（ステップＳ２８）、これらの部品が一致しない場合には、ステップＳ２７に移行されて対象基板に搭載される別の部品の情報が読込まれ、部品が一致するまでこの処理が繰返される。これらの部品が一致した場合には、対象基板の部品のフィーダー位置として固定部品のフィーダー位置が割当てられる（ステップＳ２９）。
【００６０】
そして、未照合の固定部品が残っているか否かが判定され（ステップＳ３０）、未照合部品が残っている場合には、ステップＳ２６に移行されて他の固定部品の情報が読込まれる。
【００６１】
つまり、固定部品についてはそのフィーダー位置が既に決定されているため、上記ステップＳ２６〜３０では、対象基板に搭載される部品のうち固定部品と同一の部品を調べ、この部品のフィーダー位置として固定部品のフィーダー位置を割当てる。全ての固定部品の照合が行われた場合には、ステップＳ３１に移行される。
【００６２】
ステップＳ３１では、特別固定部品のフィーダー位置が決定される。例えば、対象基板に搭載される部品として、当該部品のフィーダーの構造が他のフィーダーと異なるためフィーダーの配置が予め固定的に定められているような特別固定部品がある場合には、当該部品のフィーダー位置として予め定められている位置が割付けられる。
【００６３】
そして、ステップＳ３２で第１の部品供給部ユニット内の空きスペースに残りの部品、すなわち対象基板に搭載される部品のうちで非固定部品のフィーダー位置が割当てられる。
【００６４】
この場合、前述のような最適化演算処理により、実装ラインにおける基板完成所要時間が最小となるように、上記空きスペース内で非固定部品のフィーダーの配置が決定される。
【００６５】
これにより、対象基板に搭載される全ての部品のフィーダー位置が決定される。次に、対象基板の有無、つまり搭載部品のフィーダー位置の決定がなされていない対象基板が有るか否かが判定され（ステップＳ３３）、ある場合にはステップＳ２３に移行され、別の対象基板のデータが読み込まれる。
【００６６】
以上のような当実施形態の方法によって部品のフィーダー位置を決定すると、例えば、実装されるプリント基板が同一基板グループに該当するプリント基板のいずれかであれば、必要な場合に極一部のフィーダーを交換するだけで、プリント基板の種類の変更に対応することができる。
【００６７】
すなわち、実装される基板に搭載される部品のうちで完全固定部品およびグループ内固定部品についてはフィーダーの交換が不要であり、非固定部品のみフィーダーを交換すればよい。
【００６８】
そのため、例えば、各プリント基板毎にフィーダーの位置を上記最適化演算処理によって設定しておき、実装される基板が変更される毎に各フィーダー付け替えるというような方法と比べると、段取り替えに要する手間が大幅に短縮される。
【００６９】
特に、前述のような図７のフローチャートに示す処理により基板グループ等が確定した後、そのグループ分けに応じて生産計画を調整し、できるだけ同一グループ内の基板を連続して生産するようにしておけば、同一グループ内で基板の種類が変っても非固定部品のフィーダーだけを逐次交換していけばよい。そして、基板グループが変ったときは、非固定部品に加えてグループ内固定部品のフィーダーを交換する必要があるが、このときは一括交換台車２６を用いてユニットの交換を一括に能率良く行うことができ、しかも、上記のように生産計画を調整しておくことにより一括交換の回数を必要最小限に少なくすることができ、能率向上に有利となる。
【００７０】
また、上記固定部品のフィーダーの配置を最適化演算処理によって決定するとともに、非固定部品のフィーダーの配置も最適化演算処理によって決定するため、上記各プリント基板に対して可及的に実装効率が高められるようなフィーダー配置が得られる。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように本発明は、複数種類のプリント基板を対象とする実装機においてプリント基板のグループ分けと、フィーダーが部品供給部内で常に固定された配置とされる完全固定部品の抽出と、同一グループ内のプリント基板の実装が行われている間はフィーダーが固定された配置とされるグループ内固定部品の抽出とを行って、各基板の非固定部品数と所定期間内の基板生産予定数とに基づき演算したフィーダー交換時間の累積値が小さくなるようにこれらの要因を設定しているため、段取り替えを含めた作業効率が大幅に高められる。
【００７２】
すなわち、実装されるプリント基板が同一グループ内で異なる種類のものに変るとき、それに応じた段取り替えとしては非固定部品のフィーダーの交換だけですむ。そして、非固定部品が可及的に少なくなるように基板のグループ分け等が工夫されているため、段取り替えに費やされる時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法が適用される実装機の一例を示す平面図である。
【図２】上記実装機のヘッドユニットが支持されている部分の正面図である。
【図３】部品供給部の平面図である。
【図４】部品供給部の正面図である。
【図５】一括交換台車の正面図である。
【図６】フィーダー配置の決定、データファイルの作成、実装制御等の処理を行う演算制御系統を示すブロック図である。
【図７】フィーダーの配列を決定するための処理を示すフローチャートである。
【図８】実装される複数種類のプリント基板と各基板に搭載される部品の具体例を示す図表である。
【図９】上記具体例による場合の基板のグループ分けの一例と、この場合の固定部品とを示す図表である。
【図１０】図９に示す例による場合の半固定部品（グループ別固定部品）を示す図表である。
【図１１】図９に示す例による場合の非固定部品と労力評価のための評価値とを示す図表である。
【図１２】別のグループ分けの仕方による場合の非固定部品と労力評価のための評価値とを示す図表である。
【図１３】基板データ作成の手順を示すフローチャートである。
【図１４】基板別フィーダー位置決定の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
Ｐ，Ｐ１〜Ｐ８プリント基板
Ｃ１〜Ｃ１２部品
３Ａ，３Ｂ部品供給部ユニット
４テープフィーダー
５ヘッドユニット
１６ヘッド
３０コントロールユニット
３１実装制御手段
３２データ作成手段
３３入力操作部
３４データベース
３５外部演算手段
３６Ａ〜３６Ｄ基板別データファイル
３７固定部品情報ファイル

Claims

部品供給部と、プリント基板が設置される部品装着部と、上記部品供給部から部品を吸着して上記部品装着部のプリント基板上に装着するヘッドとを備え、上記部品供給部に、多数列の部品供給用のフィーダーを配備した部品供給部ユニットが取付けられる一方、複数種類のプリント基板のうちから選択された対象基板が上記部品装着部に設置されるようになっている実装機において、複数種類のプリント基板を、搭載部品が多く共通するもの同士を同一グループとするようにして、指定された数のグループに分ける処理と、全てのグループもしくは多くのグループに所属する部品をフィーダーが常に固定された配置におかれる完全固定部品として抽出する処理と、各グループ毎にグループ内での全てのプリント基板もしくは多くのプリント基板に搭載される部品を同一グループ内のプリント基板の実装が行われている間はフィーダーが固定された配置におかれるグループ内固定部品として抽出する処理と、上記完全固定部品およびグループ内固定部品以外の部品を非固定部品として、各基板の非固定部品数と所定期間内の基板生産予定数とに基づき、上記所定期間にわたるフィーダー交換時間の累積値に相当する値を演算する処理とを、上記プリント基板のグループ、完全固定部品およびグループ内固定部品の３要因を変更しつつ繰り返し行い、完全固定部品、グループ内固定部品および非固定部品の配置に要するスペースが部品供給部の領域内に納まるという条件を満足する範囲で上記フィーダー交換時間の累積値に相当する値が小さくなるように上記３要因を設定することを特徴とする実装機の部品供給方法。
所定期間にわたるフィーダー交換時間の累積値に相当する値を演算する処理として、１種類の基板に対して搭載される部品のうちの非固定部品数と当該基板の所定期間内の生産予定数とを乗じた値を評価値とし、複数種類のプリント基板についてそれぞれ求めた評価値を加算することを特徴とする請求項１記載の実装機の部品供給方法。
プリント基板のグループ、完全固定部品およびグループ内固定部品の３要因の設定後に、完全固定部品については、部品供給部において完全固定部品用として定められたスペース内で、部品使用頻度の高いものを優先して実装効率の高くなる位置に置くようにフィーダーを配置し、グループ内固定部品については、部品供給部においてグループ内固定部品用として定められたスペース内で、グループ毎にそれぞれ部品使用頻度の高いものを優先して実装効率の高くなる位置に置くようにフィーダーを配置し、非固定部品については各基板毎にそれぞれ、実装ラインにおける基板完成所要時間が最小となるようにフィーダーを配置することを特徴とする請求項１または２記載の実装機の部品供給方法。
部品供給部に対して多数列の部品供給用のフィーダーの一括交換が可能な一括交換台車を複数台用意し、グループ内固定部品のフィーダーを含むグループ別の部品供給部ユニットに各一括交換台車を割り当てて、生産されるプリント基板が異なるグループのものに変更されるときに上記一括交換台車を用いてグループ別の部品供給部ユニットを一括に交換し、生産されるプリント基板が同一グループ内で異なる種類のものに変更されるときには非固定部品のフィーダーを個々に交換することを特徴する請求項１乃至３のいずれかに記載の実装機の部品供給方法。