CN110547056B

CN110547056B - 生产管理装置

Info

Publication number: CN110547056B
Application number: CN201780089898.6A
Authority: CN
Inventors: 畠山拓治; 奥村宜纪
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2017-05-18
Filing date: 2017-05-18
Publication date: 2020-09-29
Anticipated expiration: 2037-05-18
Also published as: JPWO2018211649A1; CN110547056A; WO2018211649A1; US11586169B2; DE112017007549T5; US20200333760A1; JP6806890B2

Abstract

由本说明书公开的生产管理装置(生产管理计算机)在使用具备多个元件供给装置(供料器(F))的元件安装机(表面安装机(U1、U2))对应每个品种连续生产多种基板时，决定该基板的生产顺序，上述生产管理装置构成为，具备决定单元(主控制部(211))，将从对于一个品种的基板所使用的所有元件供给装置的外换产开始起至结束为止的时间作为外换产时间，上述决定单元以连续生产的两个品种的基板的外换产时间之和在连续生产的整个期间被平准化的方式决定基板的生产顺序。

Description

生产管理装置

技术领域

由本说明书公开的技术涉及生产管理装置。

背景技术

以往，作为用于对利用印刷电路板的生产线制造多种产品的情况下的制造效率进行改善的制造辅助系统，公知有日本特开2013-191677号公报(下述专利文献1)记载的结构。该制造辅助系统具备：分组部，将多种产品在搭载的最大安装元件种数的范围内进行分组；及调度部，基于每组的元件搭载时间，决定多个组的制造顺序。该调度部以使制造顺序相邻的组间的元件搭载时间的合计时间在整个制造期间被平准化的方式，通过按组的元件搭载时间以最大的组、最小的组的顺序交替配置来决定多个组的制造顺序。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-191677号公报

发明内容

发明所要解决的课题

根据上述的制造辅助系统，即便能够使制造顺序相邻的组间的元件搭载时间的合计时间平准化，也不会缩短从运转期间的组的搭载结束时起至下一次运转的组的开始时为止的运转停止时间。这是由于元件搭载时间与其外换产所涉及的外换产时间不一定成正比。

例如，若元件搭载时间相同的组为两个，一个组使用的台车数比另一个组使用的台车数少，则一个组的外换产时间比另一个组的外换产时间短，因此另一个组比一个组容易产生运转停止。

这样为了缩短组间的运转停止时间，需要考虑各组的外换产时间，仅使制造顺序相邻的组间的元件搭载时间的合计时间平准化是不够的。

用于解决课题的技术方案

由本说明书公开的生产管理装置在使用具备多个元件供给装置的元件安装机对应每个品种来连续生产多种基板时，决定该基板的生产顺序，上述生产管理装置构成为，具备决定单元，将对于从一个品种的基板所使用的所有上述元件供给装置的外换产开始起至结束为止的时间作为外换产时间，上述决定单元以连续生产的两个品种的基板的上述外换产时间之和在连续生产的整个期间被平准化的方式决定基板的生产顺序。

在假设将连续生产的基板的品种设为A、B、C、D、将B的外换产时间设为50分钟、将C的外换产时间设为10分钟、将D的外换产时间设为10分钟、按A、B、C、D的顺序依次生产的情况下，一般针对A的外换产在前一天进行，因此与A的生产开始同时开始B的外换产。在这种情况下，B～D中，B的外换产时间最长，因此若至A的生产结束为止B的外换产未结束，则由于B的外换产作业等待而产生机器运转停止。

因此，例如若更换B与C的生产顺序，则整体的生产顺序成为A、C、B、D，作为其结果，C与B的外换产时间之和为60分钟，B与D的外换产时间之和也为60分钟，在连续生产的整个期间使外换产时间之和平准化。这样，若与A的生产开始同时开始C的外换产，则由于C的外换产时间比B的外换产时间短，所以容易至A的生产结束为止使B的外换产结束，从而能够防止机器运转停止。并且，也能够在C的外换产结束后至C的生产结束为止的期间进行B的外换产。

这样根据上述结构，连续生产的两个品种的基板的外换产时间之和在连续生产的整个期间被平准化，因此能够抑制由于外换产作业等待而引起的机器运转停止。

由本说明书公开的生产管理装置也可以成为以下的结构。

也可以构成为，将从一个品种的基板的生产开始起至结束为止的时间作为机器运转时间，在连续生产的两个品种的基板的上述机器运转时间恒定的情况下，上述决定单元以使上述外换产时间长的品种的基板与上述外换产时间短的品种的基板交替排列的方式决定基板的生产顺序。

根据这样的结构，在连续生产的两个品种的基板的机器运转时间恒定且外换产时间不同的情况下，能够通过使这些基板交替排列而使外换产时间之和平准化。

也可以构成为，多个上述元件供给装置在一个安装板上横向排列地配置，多个上述安装板能够安装于上述表面安装机，上述决定单元以使上述安装板同时需要的所需数量多的品种的基板与上述安装板同时需要的所需数量少的品种的基板交替排列的方式决定基板的生产顺序。

为了进行外换产，至少需要将在连续生产的两个品种的基板中使用的安装板的数量相加的数量的安装板。因此，根据上述结构，将安装板的所需数量多的品种的基板与安装板的所需数量少的品种的基板交替排列，因此能够抑制同时使用的安装板的数量。

另外，针对在各基板的外换产时间与安装板的使用数几乎成正比的情况下连续生产的两个品种的基板，也能够使外换产时间之和平准化。

发明效果

根据由本说明书公开的技术，能够抑制由于外换产作业等待而引起的机器运转停止。

附图说明

图1是表示实施方式的基板制造生产线的生产线构成的图。

图2是表面安装机的俯视图。

图3是整体更换台车的俯视图(仅示出供料器板的周边)。

图4是供料器的侧视图。

图5是表示基板制造生产线整体的电气结构的框图。

图6是表示存储于存储部的存储内容的图。

图7是表示由生产管理计算机执行的处理的流程的流程图。

图8是表示基板生产顺序的决定步骤的图。

具体实施方式

＜实施方式＞

参照图1～图8的附图对实施方式进行说明。

1.基板制造生产线L的整体构成

图1是表示本实施方式所应用的基板制造生产线L的局部构成的图。本基板制造生产线L通过输送机将焊料印刷装置(未图示)、表面安装机U1、U2、回流焊装置R串联连结，并通过利用各装置U1、U2、R对基板进行印刷处理(在基板的表面丝网印刷焊膏的处理)、元件安装处理(对于印刷处理后的基板安装IC等芯片元件的处理)、回流焊处理(使焊膏在高温下溶解并将元件与基板上的图案电连接的处理)等规定的处理来制造基板。

另外，图1的附图标记300是管理基板制造生产线L的生产管理计算机。在本实施方式中，构成为，构成基板制造生产线L的各装置U1、U2、R与生产管理计算机300之间通过LAN(局域网)而电连接，通过生产管理计算机300能够管理各装置U1、U2、R的运转状况。

2.表面安装机U1、U2的结构

如图1所示，表面安装机U1、U2构成为具备搬运基板的输送机20、元件供给部30及头单元60。此外，在以下的说明中将基板的搬运方向(图1、图2的左右方向)决定为X轴方向，将Y轴方向、Z轴方向如图1、图2那样决定。

如图2所示，搬运输送机20具备在X方向上循环驱动的一对搬运带21，能够通过与带21之间的摩擦将载置于带21上表面的基板在X轴方向上输送。

而且，在安装机U1的上游侧设置有搬运输送机25，另外在安装机U2的下游侧设置有搬运输送机27，而且在两安装机U1、U2之间设置有搬运输送机26。

上述各搬运输送机25～27与设置于安装机U1、U2的搬运输送机20无阶梯差地连续，并承担在相邻的装置之间中继基板的功能。

通过成为这样的结构，能够将基板从位于上游侧的焊料印刷装置依次(焊料印刷装置→安装机U1→安装机U2→回流焊装置R)输送。

而且，构成为通过搬运输送机25运送至安装机U1的基台11上的基板及通过搬运输送机26运送至安装机U2的基台11上的基板均由于未图示的基板止动器而在基台11的中央的作业位置(图2中的单点划线所示的位置)停止。

另外，在各安装机U1、U2的基台11上的四个角设置有多个元件供给部30。上述元件供给部30成为所安装的元件的供给场所，在此处以能够拆装的方式安装有整体更换台车。即，在本实施方式中，构成为在表面安装机U1安装有D1～D4合计4台整体更换台车，另外在表面安装机U2安装有D5～D8合计4台整体更换台车，构成为若合计两表面安装机U1、U2则最多能够使用8台整体更换台车。

如图3所示，各整体更换台车D1～D8(以下仅为台车)在台车前部具备成为平板状的供料器板110(本发明的“安装板”的一个例子)。供料器板110构成为在该图中成为沿上下(在表面安装机U1与U2的关系中沿着输送机20的搬运方向的X轴方向)延伸的形状，能够将多个供料器F以横向排列状搭载。

供料器F由送出装置83、拉伸装置87及固定这些装置的供料器主体81等构成主体，如图4所示那样作为整体成为在Y轴方向上较长的形状。

另外，在供料器主体81的后部，在上表面以恒定间隔保持元件且成为片状的元件供给带BP卷绕保持于未图示的带盘。而且，构成为，在供料器主体81设置有带通路90，从带盘抽出的元件供给带BP在带通路90通过，并且向供料器F的前方拉出。

根据以上内容，构成为若上述送出装置83工作，则构成送出装置83的导带齿轮84旋转而将带通路90内的元件供给带BP向前方导入，作为其结果，以恒定间隔向在供料器F的前端部设定的元件供给位置O供给元件。此外，一个供料器F只能供给一种元件，因此在进行基板的生产时，至少需要与所安装的元件的种类数量对应的供料器F。

接下来，返回图2、图3，对将通过上述供料器F供给的元件向在作业位置停止的基板上安装的头单元60及使头单元60驱动的伺服机构进行说明。此外，这些机构在安装机U1、U2中均使用共用构造，因此此处，以安装机U1侧为例进行说明。

在基台11上设置有一对支承腿41。两支承腿41位于作业位置的两侧，均在Y方向(图2的图示上下方向)上笔直地延伸。

对于两支承腿41而言，沿Y方向延伸的导轨42设置于支承腿41的上表面，并且使两支承腿41的长边方向的两端部与上述左右的导轨42嵌合的同时安装有头支承体51。

另外，在右侧的支承腿41安装有沿Y方向延伸的Y轴滚珠丝杠45，而且在Y轴滚珠丝杠45螺合有滚珠螺母(未图示)。而且，在Y轴滚珠丝杠45附设有Y轴马达47。

若对Y轴马达47进行通电操作，则滚珠螺母沿着Y轴滚珠丝杠45进退，作为其结果，固定于滚珠螺母的头支承体51、进而下述的头单元60沿着导轨42在Y方向上移动(Y轴伺服机构)。

头单元60以经由未图示的引导部件沿X轴方向自由移动的方式安装于头支承体51。

而且，在头支承体51安装有沿X方向延伸的X轴滚珠丝杠55，而且在X轴滚珠丝杠55螺合有滚珠螺母。

由此，若对X轴马达57进行通电操作，则滚珠螺母沿着X轴滚珠丝杠55进退，作为其结果，固定于滚珠螺母的头单元60在X方向上移动(X轴伺服机构)。

因此，构成为，通过复合控制X轴伺服机构、Y轴伺服机构，能够在基台11上沿水平方向(XY方向)移动操作头单元60。

在头单元60，呈列状地搭载有多个进行安装动作的未图示的吸附头。构成为，吸附头从头单元60的下表面向下突出，通过Z轴马达的驱动能够相对于头单元60的框架升降(Z轴伺服机构)。而且，构成为，在各吸附头的前端设置有吸嘴63，从图外的负压单元供给负压。

通过成为这样的结构，使各伺服机构在预定时机工作，从而能够利用吸嘴63将通过供料器F供给至元件供给位置O的元件取出，另外，能够使取出的元件在移动至基板上的元件搭载位置后向元件搭载位置进行安装(元件安装处理)。

此外，图2所示的附图标记17是元件识别相机。元件识别相机17对由吸嘴63取出的元件的图像进行拍摄，并对元件的吸附姿势进行检测。

3.各装置的电气结构

(a)表面安装机的电气结构

如图5所示，安装机U1、U2由控制器210对装置整体进行总体控制。控制器210除了具备由CPU等构成的主控制部211之外，还具备存储部212、轴控制部215、图像处理部216、通信部217。

构成为，在轴控制部215电连接有各轴马达47、57及对各轴马达47、57的旋转状况进行检测的各轴编码器，通过轴控制部215能够控制各轴马达47、57。

另外，在图像处理部216电连接有元件识别相机17、照明件，从元件识别相机17输出的图像由图像处理部216获取。

根据以上内容，通过利用主控制部211使各轴马达47、57等适当地工作，能够执行通过供料器F的元件供给处理及利用头单元60的元件安装处理。

(b)生产管理计算机的电气结构

生产管理计算机300由主控制部310、程序储存部320、存储部330、显示部350、输入部360等构成主体，经由通信部340而与LAN连接。

输入部360承担接受生产信息(与成为生产对象的品种的基板的生产相关的信息)的输入的功能，本例中由触摸面板构成。

如图6所示那样，存储部330除了存储有控制装置所需要的各种数据之外，还预先将元件B1～B15与和元件B1～B15对应的供料器F1～F15的数据相关联地存储。

通过成为这样的结构，若能够确定安装在基板上的元件B1～B15的类型(种类)，则能够获得供给该元件所需要的供料器F1～F15的种类及该供料器F1～F15的宽度尺寸W1～W15的数据。

而且，若通过输入部360输入生产信息，则从存储部330读出需要的数据，主控制部310从程序储存部320读出所需要的程序并依次执行程序，从而自动生成基板的生产顺序等生产计划。

以下，参照图7所示的流程图对由生产管理计算机300执行的具体的处理流程进行说明。

此外，此处，作为生产信息，假定通过输入部360进行了以下的输入，来继续进行说明。

(1)连续生产的基板的品种(品种A～品种D这4个品种)

(2)安装于各品种的基板的元件的信息

若存在生产信息的输入，则在生产管理计算机300中，访问存储部330而读出生产所使用的供料器F的数据的处理通过主控制部310来进行(S10)。

而且，若读出供料器F的数据，则接下来，针对各品种A～D，分别进行对供料器F的配置空间、进而供料器F的配置所需要的需要台车数N进行计算的处理(S20)。

针对S20的处理列举具体例进行说明，当向品种A的基板安装元件B1～元件B12这12种元件的情况下，针对品种A的供料器F的配置空间成为将与元件B1～B12对应的12种供料器F1～F12的宽度W1～W12相加的数值。

WF＝W1+W2+·········+W11+W12+α

此外，上述“α”是由于在实际配置时供料器之间需要一定程度的间隙所以估测该间隙的量的值。

而且，如图3所示那样，预先决定设置于台车D1～D8的供料器板110的宽度Wo，因此若将供料器F的配置空间WF除以供料器板110的宽度Wo，便能够计算相对于品种A的基板的需要台车数N。

此处，如图8的(A)所示那样，作为计算的结果，品种A的基板所需要的需要台车数N为“8台”，品种B的基板的需要台车数N为“7台”，品种C的基板的需要台车数N为“3台”，品种D的基板的需要台车数N为“4台”，以下继续说明。

如图7所示，根据上述要点，若计算出需要台车数N，则之后，通过主控制部310来执行按需要台车数N的降序排列基板的顺序的处理(S30)。

由此，如图8的(B)所示那样，基板的顺序按品种A、品种B、品种C、品种D的顺序重新排列。

此处，针对将下一个基板的生产所使用的供料器F安装于供料器板110、在运转期间的基板的生产结束前将供料器板110安装于安装机U1、U2的外换产作业进行说明。首先，针对外换产时间和机器运转时间进行定义。外换产时间是指从对于一个品种的基板所使用的所有供料器F的外换产开始起至结束为止的时间。另外，机器运转时间是指从一个品种的基板的生产开始起至结束为止的时间。

针对外换产时间，有时根据作业者的经验、能力等变动，因此也可以与各作业者建立关联而存储于存储部330，按每个作业者从存储部330读出，也可以如后述那样基于需要台车数N通过主控制部310来计算。另一方面，针对机器运转时间，能够根据使用的元件的种类、总数及生产预定的基板的数量等来预测，因此也可以通过主控制部310来计算。

如图8的(A)所示，一般针对最初预定生产开始的A的外换产在前一天实施，因此与A的生产开始同时开始B的外换产。然而，A的机器运转时间为30分钟，相对于此，B的外换产时间为50分钟，因此从A的生产结束起至B的生产开始为止的20分钟，产生机器运转停止。为了防止这样的机器运转停止，选择外换产时间比A短的C或D。作为A的下一个生产的基板，需要选择外换产时间为30分钟以下的C或D。

此处，在选择了D的情况下，同时需要A的需要台车数的8台和D的需要台车数的4台，因此同时需要的需要台车数为12台。另一方面，在选择了C的情况下，同时需要A的需要台车数的8台和C的需要台车数的3台，因此同时需要的需要台车数为11。因此，在外换产时间相同的情况下，可以说选择需要台车数少的C是更好的办法。

作为其结果，作为A的下一个生产的基板，选择C，交换B与C，成为图8的(B)所示的生产顺序。这样，外换产时间从A开始依次为A：30分钟、C：10分钟、B：50分钟、D：10分钟，外换产时间长的品种的基板和短的品种的基板交替排列。

作为其结果，A和C的外换产时间之和为40分钟，C和B的外换产时间之和为60分钟，B和D的外换产时间之和为60分钟，连续生产的两个品种的基板的外换产时间之和在连续生产的整个期间被平准化。并且，C的外换产时间为10分钟，因此在A的生产结束前C的外换产结束，能够防止机器运转停止，而且也能够在A的生产期间开始B的外换产。

对于图8的(B)所示的基板的品种而言，无论基板的品种如何，机器运转时间全部成为30分钟，是恒定的。在这样的情况下，连续生产的两个品种的基板的机器运转时间之和恒定，因此通过以外换产时间长的品种的基板和短的品种的基板交替排列的方式决定基板的生产顺序，容易使外换产时间之和平准化。

一般而言，外换产时间具有与需要台车数N成正比的趋势，因此在本实施方式中，通过将需要台车数N多的品种的基板和少的品种的基板交替排列来决定基板的生产顺序。如上述那样，能够通过主控制部310来计算需要台车数N，因此基板的生产顺序也能够通过主控制部310来决定。于是，通过主控制部310以将需要台车数N较多的品种的基板与较少的品种的基板交替排列的方式决定基板的生产顺序(S40)。

而且，若决定了基板的生产顺序，则接下来主控制部310根据生产顺序，选择一个基板(S50)，以能够最高效地执行元件的安装处理的方式决定在哪个台车D1～D8的哪个位置配置哪个供料器F的供料器F的分配，进而决定元件的安装顺序(最佳化处理，S60)。

而且，若品种A的基板的最佳化处理结束，则接下来，S70、S80的处理由主控制部310来执行。在S70的处理中判定为“是”，在S80的处理中判定为“否”，作为其结果，处理移至S90。

在S90中，进行以下处理：从最佳化处理的对象除去作为用于在S60中结束了最佳化处理的基板而分配的台车。之后，处理移至S100。在S100中，按照生产顺序，通过主控制部310进行选择下一个基板的处理。根据该处理，在本例中，选择品种C的基板。若所有品种A、C、B、D的基板的最佳化的处理结束，则在S80中判定为“是”，一系列的处理结束。

之后，在生产管理计算机300的控制下，构成基板制造生产线L的各装置即焊料印刷装置、表面安装机U1、U2、回流焊装置R运转，针对品种A的基板推进生产。

能够在生产品种A的基板的期间使将接下来预定生产的品种C所使用的供料器F设置于台车的作业与品种A的基板生产同时并行地推进。若将设置结束的台车分别安装于表面安装机U1、U2的元件供给部30，则在品种A的生产结束后，没有空出时间而能够连续生产品种C的基板。换言之，不需要暂时停止基板制造生产线L来进行用于台车更换的更换作业。

并且，能够使将接下来预定生产的品种B所使用的供料器F设置于台车的作业与品种A的基板生产同时并行地推进。

如以上那样根据本实施方式，连续生产的两个品种的基板的外换产时间之和在连续生产的整个期间被平准化，因此能够抑制由于外换产作业等待而引起的机器运转停止。

决定单元也可以构成为，将从一个品种的基板的生产开始起至结束为止的时间作为机器运转时间，在连续生产的两个品种的基板的机器运转时间恒定的情况下，以外换产时间长的品种的基板和外换产时间短的品种的基板交替排列的方式决定基板的生产顺序。

根据这样的结构，在连续生产的两个品种的基板的机器运转时间恒定且外换产时间不同的情况下，能够通过将这些基板交替排列来使外换产时间之和平准化。

多个元件供给装置也可以构成为，在一个安装板(供料器板110)上横向排列配置，多个安装板能够安装于表面安装机，决定单元以安装板同时需要的所需数量多的品种的基板和安装板同时需要的所需数量少的品种的基板交替排列的方式决定基板的生产顺序。

＜其他实施方式＞

由本说明书公开的技术不限定于通过上述叙述及附图说明的实施方式，还包括例如以下那样的各种方式。

(1)在上述实施方式中，例示出将两个表面安装机U1、U2串联连结的2连结类型的生产线构成，表面安装机的连结数不限定于2连结，也可以是3连结或者更多的连结数。而且，也能够在单个使用表面安装机的生产线构成中应用。

(2)在上述实施方式中示出专门设置生产管理计算机300的例子，但例如若为仅使用单个表面安装机的情况，则也能够通过将上述实施方式的生产管理计算机300的处理功能全部装入表面安装机，来取消生产管理计算机300其本身。

(3)在上述实施方式中通过以需要台车数N多的品种的基板与需要台车数N少的品种的基板交替排列的方式决定基板的生产顺序，从而作为结果，外换产时间长的品种的基板与外换产时间短的品种的基板交替排列，但也可以是，无论需要台车数N如何，均仅通过从存储部330读出的外换产时间来决定基板的生产顺序。

附图标记说明

110…供料器板(安装板)

211…主控制部(决定单元)

300…生产管理计算机(生产管理装置)

F…供料器(元件供给装置)

U1、U2…表面安装机(元件安装机)

Claims

1.一种生产管理装置，在使用具备多个元件供给装置的元件安装机对应每个品种来连续生产多种基板时，决定该基板的生产顺序，

所述生产管理装置具备决定单元，将从对于一个品种的基板所使用的所有所述元件供给装置的外换产开始起至结束为止的时间作为外换产时间，所述决定单元以连续生产的两个品种的基板的所述外换产时间之和在连续生产的整个期间被平准化的方式决定基板的生产顺序。

2.根据权利要求1所述的生产管理装置，其中，

将从一个品种的基板的生产开始起至结束为止的时间作为机器运转时间，在连续生产的两个品种的基板的所述机器运转时间恒定的情况下，所述决定单元以使所述外换产时间长的品种的基板与所述外换产时间短的品种的基板交替排列的方式决定基板的生产顺序。

3.根据权利要求1或2所述的生产管理装置，其中，

多个所述元件供给装置在一个安装板上横向排列地配置，多个所述安装板能够安装于所述元件安装机，

所述决定单元以使所述安装板同时需要的所需数量多的品种的基板与所述安装板同时需要的所需数量少的品种的基板交替排列的方式决定基板的生产顺序。