DE10230356A1

DE10230356A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Simulation einer Herstellung mit einer Vorrichtung zum Montieren von elektronischen Bauelementen

Info

Publication number: DE10230356A1
Application number: DE10230356A
Authority: DE
Inventors: Akihiko Kikuchi; Kazuhiko Nakahara
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2003-02-20
Also published as: US7127382B2; CN1191750C; JP4108298B2; US20030023418A1; JP2003023300A; CN1396804A

Abstract

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellungssimulation führen eine Simulation durch, um die Gesamtanzahl der Montageplatten zu berechnen, die in der Zeit durch eine Vorrichtung zum Montieren von elektronischen Bauelementen hergestellt werden, die einen Bauelement-Zuführabschnitt mit mehreren Bauelement-Zuführeinrichtungen zum Zuführen von verschiedenen Bauelementen umfasst. Die Vorrichtung und das Verfahren ermöglichen die Anzeige eines Simulationsergebnisses. Die Herstellungs-Simulationsvorrichtung ist mit einem Host-Computer zum Erzeugen, Senden, Empfangen und Speichern von Daten verbunden. Wenn Daten für die Montage von Bauelementen auf einer leeren Platte erzeugt werden, werden Herstellungsdaten für eine lokal maximierte Montageeffizienz durch die Ausführung eines Optimierungsprozesses erzeugt. Die Simulation für die Herstellung der Montageplatten wird unter Verwendung der Herstellungsdaten und der Herstellungsbefehlsdaten durchgeführt.

Description

Die vorliegende Patentanmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-205857 vom 6. Juli 2001, die hier unter Bezugnahme eingeschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Simulieren der Herstellung von Montageplatten mithilfe einer Vorrichtung zum Montieren von elektronischen Bauelementen.

Eine Montagelinie für elektronische Bauelemente bei der Herstellung von Montageplatten mit darauf montierten Bauelementen wird in weiter Verbreitung genutzt und kann viele verschiedene Typen von Montageplatten herstellen. Mit einem Montagemechanismus mit wesentlich verbesserter Qualität und Funktion kann die Montagelinie für elektronische Bauelemente in einem sogenannten "kontinuierlichen Wechselmodus" betrieben werden, um die Bauelemente auf verschiedenen Typen von leeren Platten zu montieren, wobei die Bauelemente- Zuführeinrichtungen entlang der Linie nicht gewechselt werden müssen, sondern lediglich die Steuerdaten geändert werden müssen.

Der kontinuierliche Wechselmodus ist jedoch nachteilig in Bezug auf eine Verbesserung der Produktivität. Der Modus unterstützt fix positionierte Bauelemente-Zuführeinrichtungen entlang der Linie und kann deshalb keine optimale Produktivität bei der Herstellung von verschiedenen Produkttypen bieten. Es ist schwierig, die richtige Reihenfolge der leeren Platten in der Linie und den Zeitpunkt für den Wechsel der Bauelement-Zuführeinrichtungen zu bestimmen. Die Schritte der Herstellung können nicht in Bezug auf die Produktivität bewertet werden, so dass eine Verbesserung der Produktivität verhindert wird.

Eine Vorrichtung zur Simulation einer Herstellung umfasst eine Datenspeichereinheit, einen Herstellungsdatenerzeuger, eine Befehlseingabeeinheit, einen Herstellungssimulator und eine Anzeigeeinheit. Die Datenspeichereinheit speichert Montagedaten zu mehreren Typen von Montageplatten und Vorrichtungsdaten zu einer Bauelement-Montagevorrichtung, welche umfasst: mehrere Bauelement-Zuführeinrichtungen zum Zuführen von Bauelementen und einen Übertragungskopf zum Aufgreifen der Bauelemente aus den Bauelement- Zuführeinrichtungen und zum Befestigen der Bauelemente auf den leeren Platten. Der Herstellungsdatenerzeuger erzeugt in Übereinstimmung mit den Montagedaten und den Vorrichtungsdaten Herstellungsdaten für den Übertragungskopf zur Montage der Bauelement. Die Befehlseingabeeinheit gibt Herstellungsbefehlsdaten einschließlich einer Herstellungsmenge der Montageplatten und einer Herstellungsreihenfolge der herzustellenden Montageplatten. Der Produktionssimulator simuliert eine Herstellung auf der Basis der Herstellungsdaten und der Herstellungsbefehlsdaten, um eine Gesamtanzahl der mit der Zeit durch die Bauelement- Montagevor richtung hergestellten Montageplatten zu berechnen. Die Anzeigeeinheit zeigt ein Simulationsergebnis an.

Die Vorrichtung kann eine Herstellung für die Bewertung eines Herstellungsplanes simulieren.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Herstellungs- Simulationsvorrichtung für eine Vorrichtung zum Montieren von elektronischen Bauelementen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf einen primären Teil der Vorrichtung zum Montieren von elektronischen Bauelementen gemäß der Ausführungsform.
Fig. 3 stellt Zuführeinrichtungs-Anordnungsdaten gemäß der Ausführungsform dar.
Fig. 4 ist ein Funktionsblockdiagramm der Herstellungs- Simulationsvorrichtung der Vorrichtung zum Montieren von elektronischen Bauelementen gemäß der Ausführungsform.
Fig. 5 ist ein Flussdiagramm zum Erzeugen von Herstellungsdaten gemäß der Ausführungsform.
Fig. 6 ist ein Flussdiagramm zum Ausführen einer Herstellungssimulation gemäß der Ausführungsform.
Fig. 7A und 7B sind Grafikdiagramme, die ein Ergebnis der Herstellungssimulation gemäß der Ausführungsform zeigen.
In Fig. 1 sind mehrere Vorrichtungen 1 zum Montieren von elektronischen Bauelementen entlang einer Bauelemente- Montagelinie 1A angeordnet und über ein lokales Netzwerk (LAN) 2 mit einem Host-Computer 3 verbunden. Der Host-Computer 3 ist mit einer Herstellungs-Simulationsvorrichtung 4 verbunden. Die Herstellungs-Simulationsvorrichtung 4 simuliert die Herstellung, um den Fortschritt der Herstellung in der Form von digitalen Daten anzugeben, nachdem die Typen oder Mengen der leeren Platten in der Bauelement-Montagelinie eingegeben wurden.
Die Herstellungs-Simulationsvorrichtung 4 umfasst ähnlich wie ein gewöhnlicher Personalcomputer eine Kommunikationseinheit 5, eine Lese-/Schreibeinheit 6, eine Programmspeichereinheit 7, eine Datenspeichereinheit 8, eine Berechnungseinheit 9, eine Betriebs-/Eingabeeinheit 10 und eine Anzeigeeinheit 11. Die Kommunikationseinheit 5 tauscht Daten mit dem Host-Computer 3 aus. Die Lese-/Schreibeinheit 6 liest und schreibt Daten auf einem externen Speichermedium wie etwa einer Diskette oder einer CD-R. Die Programmspeichereinheit 7 speichert ein Herstellungsdaten- Erzeugungsprogramm, eine Optimum-Berechnungsprogramm, ein Herstellungs-Simulationsprogramm und andere Betriebsprogramme, die später ausführlicher beschrieben werden.
Die Datenspeichereinheit 8 speichert Daten einschließlich von Vorrichtungsdaten zu der Bauelement-Montagevorrichtung 1 und Montagedaten zu den herzustellenden Montageplatten. Die Berechnungseinheit 9 ist eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) zum Ausführen der in der Programmspeichereinheit 7 gespeicherten Betriebsprogramme, um die in der Datenspeichereinheit 8 gespeicherten Daten zu berechnen und zu verarbeiten. Die Betriebs-/Eingabeeinheit 10 ist eine Tastatur oder eine Maus für das Eingeben von Daten und Betriebsbefehlen. Die Anzeigeeinheit 11 ist ein Monitor zum Anzeigen von Menübildschirmen für den Betrieb sowie zum Eingeben von Betriebs- und Grafikbildern des Ergebnisses der Herstellungssimulationen.
Die Bauelement-Montagevorrichtung 1 wird ausführlicher mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben. Wie in Fig. 2 gezeigt, umfasst die Vorrichtung 1 einen Transportpfad 12. Leere Platten 13 werden entlang des Transportpfads 12 befördert, um sie an einer Position zum Montieren der elektronischen Bauelementen zu positionieren. Ein Bauelement-Zuführabschnitt 14 ist an einer Seite des Transportpfades 12 vorgesehen. Der Bauelement- Zuführabschnitt 14 umfasst Bauelement-Zuführeinrichtungen 15. Die Zuführeinrichtungen 15 umfassen mehrere Typen von Zuführeinrichtungen wie beispielsweise eine Zuführeinrichtung, die mittels eines Bandes gehaltene elektronische Bauelemente speichert und durch das schrittweise Vorwärtsbewegen des Bandes zuführt, oder eine Vibrations-Zuführeinrichtung, die elektronische Bauelemente durch Vibration von einem Stock mit darin enthaltenen Bauelementen zuführt.
Die Bauelemente-Montagevorrichtung 1 umfasst weiterhin einen Übertragungskopf 16. Der Kopf 16 wird durch einen Kopfantriebsmechanismus (nicht gezeigt) angetrieben und greift Bauelemente von einer Aufgreifposition 15a der Bauelement- Zuführeinrichtung 15 auf. Eine Kamera 17 zum Identifizieren der Bauelemente ist zwischen dem Transportpfad 12 und dem Bauelemente-Zuführabschnitt 14 vorgesehen. Das durch den Übertragungskopf 16 aufgegriffene Bauelement wird aus dem Bauelement-Zuführabschnitt 14 zu der Kamera 17 getragen, um das Bauelement zu identifizieren. Der Übertragungskopf 16 bewegt sich dann über die leere Platte 13 und montiert das Bauelement auf der Platte 13.
Im Folgenden werden die Herstellungsdaten für die Steuerung der Bauelement-Montagevorrichtung 1 zur Herstellung von Montageplatten erläutert. Entwurfsinformationen für ein Produkt (eine herzustellende Montageplatte), die die Positionen für die Montage der Bauelemente auf den leeren Platten 13 angeben, werden als Montagedaten vorgesehen. Vorrichtungsinformationen zu der Vorrichtung zum Montieren der Montageplatten werden vorgesehen. Die Vorrichtungsdaten bestimmen die Position, bei der die leeren Platten 13 angehalten werden, die Position der einzelnen Einheiten wie etwa eines Zuführtisches (nicht gezeigt) zum Zuführen der elektronischen Bauelemente und die Anordnung des Übertragungskopfes 16 (einschließlich der Anzahl der Köpfe sowie der Form und der Anzahl der Düsen).
Die Montagedaten und die Vorrichtungsdaten werden kombiniert, um Herstellungsdaten zu erzeugen. Auf der Basis der Herstellungsdaten werden Montagesequenzdaten vorgesehen. Die Sequenzdaten bestimmen die Typen, die Anzahl und die Positionen der Bauelement-Zuführeinrichtungen 15 an dem Zuführtisch sowie die Sequenz zum Aufgreifen der elektronischen Bauelemente von der Bauelement- Zuführeinrichtung 15 durch eine Saugoperation des Übertragungskopfes 16 für die Montage auf der leeren Platte. Die Bauelemente-Montagevorrichtung 1 wird mit den Herstellungsdaten und den Montagesequenzdaten betrieben und stellt auf diese Weise die Montageplatten mit den darauf montierten Bauelementen gemäß den Spezifikationen der Entwurfsinformationen (der Montagedaten) her.
Die Herstellungsdaten sind optimiert, so dass der Übertragungskopf 16 die Bauelemente aufgreifen und auf den leeren Platten 13 unter einer bestimmten Bedingung möglichst effizient montieren kann. Wenn die Positionen der Zuführeinrichtungen oder die Montagesequenzdaten nicht für die Herstellung der Montageplatten anhand der Montagedaten ausreichen, kann der Übertragungskopf 16 wiederholte Bewegungen durchführen und mehr Zeit benötigen, so dass die Bauelemente weniger effizient auf der leeren Platte 13 montiert werden. Die Positionen der Zuführeinrichtungen und die Montagesequenzdaten werden derart berechnet, dass die für die Montageoperation des Übertragungskopfes erforderliche Zeit minimiert wird.
Für die Optimierung wird die optimale Kombination vorzugsweise aus den möglichen Kombinationen (aus den Zuführeinrichtungen und der Sequenz der Montageoperationen) einschließlich der Anordnung der Zuführeinrichtungen und der Montagesequenz als variable Parameter für eine maximale Effizienz gewählt. Diese bevorzugte Vorgehensweise kann jedoch die Gesamteffizienz in der Praxis beeinträchtigen. Weil Bauelement-Montagevorrichtungen allgemein ausgerichtet sind und für die Herstellung von verschiedenen Typen von Montageplatten verwendet werden, müssen sie ihre Prozedur jedes Mal modifizieren, wenn die herzustellende Montageplatte zu einem neuen Typ wechselt. Diese Modifikation umfasst nicht nur verschiedene Manipulationen am Bedienfeld, sondern auch die Ersetzung oder Neuanordnung der Bauelement- Zuführeinrichtungen. Die maximale Effizienz muss nicht nur auf der Basis der Effizienz der Montageaktionen, sondern auch auf der Gesamteffizienz in Verbindung mit der Modifikation der Prozedur und Anordnung bestimmt werden.
Die Modifikation der Prozedur und Anordnung einschließlich der Neuanordnung der Zuführeinrichtungen wird vorzugsweise minimiert, wenn die herzustellende Montageplatte zu einem neuen Typ wechselt. Dies kann durch die Positionierung aller oder einiger der Zuführeinrichtungen an ihren fixen Positionen und das Berechnen von optimalen Bedingungen auf der Basis der fixen Position als fixer Bedingung (Voraussetzungen) implementiert werden. Die mit den Voraussetzungen berechneten optimalen Bedingungen gestatten es, den Arbeits- und Zeitaufwand für das Ersetzen oder Neuanordnen der Bauelement- Zuführeinrichtungen zu minimieren, wodurch die Gesamteffizienz verbessert wird.
Im Folgenden werden die Zuführeinrichtungs-Anordnungsdaten in den Herstellungsdaten für die Bestimmung der Position der Zuführeinrichtungen in dem Bauelement-Zuführabschnitt 14 erläutert. Wenn die herzustellende Montageplatte zu einem neuen Typ wechselt, wird die Anordnung der Bauelement- Zuführeinrichtungen 15 in dem Bauelement-Zuführabschnitt 14 in Übereinstimmung mit dem Typ der Montageplatte modifiziert. Das heißt, die erforderliche Anzahl der Bauelement- Zuführeinrichtungen 15 wird vorbereitet, um die Bauelemente in Abhängigkeit von dem Typ der Montageplatte zuzuführen.
Die Anordnung der Bauelement-Zuführeinrichtungen muss nicht nur anhand der Typen und der Anzahl der Zuführeinrichtungen für die zu montierenden Bauelemente bestimmt werden, sondern auch anhand der Positionen der Bauelement-Zuführeinrichtungen 15 in dem Bauelement- Zuführabschnitt 14. Bei der Montageoperation bewegt sich der Übertragungskopf 16 zwischen dem Bauelement-Zuführabschnitt 14und der leeren Platte 13 vor und zurück, um eine Montageoperation zum Aufgreifen der elektronischen Bauelemente aus der Bauelement-Zuführeinrichtung 15 sowie zum Montieren derselben auf der leeren Platte 13 zu wiederholen. Die Betriebseffizienz des Übertragungskopfes 16 hängt also stark davon ab, ob die Position der Bauelement-Zuführeinrichtung 15 für eine Montagesequenzbewegung im Bauelement-Zuführabschnitt 14 geeignet ist. Die Position der Bauelement- Zuführeinrichtungen 15 wird bestimmt, um die Montageoperation des Übertragungskopfes 16 zu optimieren.
Die Zuführeinrichtungs-Anordnungsdaten werden in der Form einer Datentabelle wie in Fig. 3 gezeigt vorgesehen. Die Datentabelle enthält Spalten für entsprechende Adressen auf dem Zuführtisch des Bauelement-Zuführabschnittes 14. Die Spalten enthalten entsprechende Namen (a, b, . . .) zur Identifikation von Bauelement-Zuführeinrichtungen 15, Namen (Pa, Pb, . . .) der Bauelemente und bei Bedarf andere relevante Informationen. Die Namen in der Datentabelle sichern die Bauelement-Zuführeinrichtungen 15 an ihren fixen Positionen in dem Bauelement-Zuführabschnitt 14. Die Zuführeinrichtungs- Anordnungsdaten bestimmen mehrere Muster (Muster 1, 2, 3, . . .) der Positionen der Bauelement-Zuführeinrichtungen 15. Durch die Bestimmung der Muster wird die Anordnung der Bauelement- Zuführeinrichtungen 15 auf verschiedene Weise bestimmt. In Übereinstimmung mit einem willkürlich wählbaren Muster werden die Bauelement-Zuführeinrichtungen 15 in dem Bauelement- Zuführabschnitt 14 einheitlich angeordnet. Die Zuführeinrichtungs-Anordnungsdaten in dieser Ausführungsform können aus weiter unten erläuterten vorbestimmten Mustern gewählt werden oder als einzigartige Muster erzeugt werden, indem Daten wie etwa der Name der Zuführeinrichtung spezifiziert werden.
Im Folgenden werden die Funktionen der Herstellungs- Simulationsvorrichtung 4 mit Bezug auf Fig. 4 erläutert. Ein Herstellungsdatenerzeuger 20 und ein Herstellungssimulator 21 geben Prozessfunktionen an, die durch die in der Programmspeichereinheit 7 gespeicherten Prozessprogramme ausgeführt werden.
Im Folgenden werden die in der Datenspeichereinheit 8 (Datenspeichereinrichtung) gespeicherten Daten beschrieben. Die Montagedaten 8a enthalten kennzeichnende Informationen zu den herzustellenden Montageplatten 13 einschließlich von Montagekoordinaten und einem Bauelementtyp an allen Koordinaten. Die Vorrichtungsdaten 8b enthalten kennzeichnende Informationen zu der Bauelement-Montagevorrichtung 1 einschließlich der Zuführeinrichtungsdaten. Die Zuführeinrichtungsdaten enthalten Informationen zu allen Bauelement-Zuführeinrichtungen 15 einschließlich der Kompatibilität mit dem Bauelement (zwischen der Bauelement- Zuführeinrichtung und einem Bauelement- Zuführeinrichtungshalter) und der Kompatibilität (mit dem Bauelement-Zuführeinrichtungshalter) in dem Bauelement- Zuführabschnitt 14.
Im Folgenden werden die in der Programmspeichereinheit 7 gespeicherten Programme beschrieben. Ein Herstellungsdaten- Erzeugungsprogramm 7a ist vorgesehen, um Herstellungsdaten aus einer Kombination der Montagedaten und der Vorrichtungsdaten zu erzeugen. Die Herstellungsdaten umfassen die Zuführeinrichtungs-Anordnungsdaten und die Montagesequenzdaten für die Steuerung des Übertragungskopfes, damit dieser eine Montageoperation ausführt. Ein Optimierungs- Berechnungsprogramm 7b ist vorgesehen, um die Optimierung der Effizienz der Montageoperation des Übertragungskopfes 16 zu berechnen und um zu bestimmen, wie der Übertragungskopf 16 betrieben werden soll.
Ein Herstellungs-Simulationsprogramm 7c ist vorgesehen, um eine Prozedur der Bauelement-Montagevorrichtung zum Herstellen einer zeitbasierten Gesamtanzahl von Montageplatten anhand der Herstellungsdaten und der Herstellungsbefehlsdaten einschließlich der Anzahl der Montageplatten jedes Typs und der Reihenfolge der herzustellenden Typen zu simulieren.
Der Herstellungsdatenerzeuger 20 erzeugt Herstellungsdaten aus den Montagedaten 8a und den Vorrichtungsdaten 8b in Übereinstimmung mit dem Herstellungsdaten-Erzeugungsprogramm 7a. Bei dieser Operation führt das Optimierungs- Berechnungsprogramm 7b die Bestimmung einer optimalen Operation des Übertragungskopfes 16 durch. Während der Herstellungsdatenerzeuger 20 als Herstellungsdaten- Erzeugungseinrichtung betrieben wird, werden die Herstellungsdaten 8c in der Datenspeichereinheit 8 gespeichert.
Der Herstellungssimulator 21 führt das Herstellungssimulationsprogramm 7c unter Verwendung der Herstellungsdaten 8c aus, um einen Herstellungsprozess zu simulieren. Das heißt, weil die Herstellungsdaten 8c alle essentiellen Informationen zu dem Betrieb des Übertragungskopfes 16 wie etwa die Zuführeinrichtungs- Anordnungsdaten und die Montagesequenzdaten enthalten, kann eine Zykluszeit für die herzustellenden Montageplatten aus den Herstellungsdaten 8c errechnet werden. Auf der Basis der Zykluszeit kann die Anzahl der durch die Bauelemente- Montagevorrichtung hergestellten Montageplatten berechnet werden.
Vor der Herstellungssimulation werden die Herstellungsbefehlsdaten einschließlich der Anzahl der Montageplatten jedes Typs und der Reihenfolge der herzustellenden Typen über die Betriebs-/Eingabeeinheit 10 eingegeben. Die Betriebs-/Eingabeeinheit 10 ist eine Befehlseingabeeinrichtung zum Eingeben von Herstellungsbefehlen, während die Herstellungssimulationseinheit 21 eine Herstellungssimulationseinrichtung ist.
In der Herstellungssimulation kann eine für den Stufenwechsel von einem Typ von herzustellender Montageplatte zu einer anderen erforderliche Arbeitslast durch das Eingeben eines Befehls für die Reihenfolge der Herstellung in der Form von digitalen Daten zu etwa der Anzahl der zu ersetzenden oder neu anzuordnenden Zuführeinrichtungen berechnet werden. Die digitalen Daten werden dann verwendet, um die Zeitdauer des Stufenwechsels zur Modifizierung der Stufe zu berechnen. Das Ergebnis der Simulation wird visuell auf einem Monitor der als Anzeigeeinrichtung betriebenen Anzeigeeinheit 11 angezeigt.
Der Herstellungsdaten-Erzeugungsprozess und die durch die Herstellungs-Simulationsvorrichtung 4 durchgeführte Herstellungssimulation werden im Folgenden mit Bezug auf die Flussdiagramme von Fig. 5 und 6 erläutert. Die Montagedaten zu unterschiedlichen Typen von herzustellenden Platten und die Vorrichtungsdaten zu den Bauelement-Montagevorrichtungen werden in der Datenspeichereinheit 8 gespeichert (S1). Es wird die Montagevorrichtung für die Handhabung von spezifischen Bauelementen bestimmt (S2). Damit können die Vorrichtungsdaten 8b der betreffenden Vorrichtungen aus der Datenspeichereinheit 8 gelesen werden. Wenn nur ein Modell der Bauelement- Montagevorrichtungen verwendet wird, sind die Vorrichtungsdaten fix. Dann werden die herzustellenden Montageplatten identifiziert (S3). Die Montagedaten 8a nur für die herzustellenden Montageplatten werden ausgelesen.
Dann wird die Voraussetzungsbedingung für die Optimierung gesetzt (S4). Als Voraussetzung werden zwei Aspekte der Zuführeinrichtungs-Anordnungsdaten von Fig. 3 beschrieben.
Wenn gemäß dem ersten Aspekt verschiedene Typen von Montageplatten herzustellen sind, werden die Zuführeinrichtungen zum Herstellen jedes Typs von Montageplatte am effizientesten neu angeordnet. Die Neuanordnung der Zuführeinrichtungen für den Stufenwechsel muss jedes Mal wiederholt werden, wenn der Typ der Montageplatte gewechselt wird.
Gemäß dem zweiten Aspekt sind die notwendigen Typen der Bauelement-Zuführeinrichtungen 15 in dem Bauelement- Zuführabschnitt 14 für die Herstellung der verschiedenen Typen von Montageplatten positioniert. Dieser Aspekt gestattet, dass die Zuführeinrichtungen in dem Bauelement-Zuführabschnitt 14nicht neu angeordnet werden, um die Bauelemente auf den verschiedenen Typen von leeren Platten zu montieren, so dass eine kontinuierlich wechselnde Herstellung durchgeführt werden kann.
Dann werden die Optimierungsdaten aus der Voraussetzung für die Herstellung eines gewünschten Typs von Montageplatte berechnet (S5). Weil die Anordnung der Zuführeinrichtungen und die Montagesequenz für eine lokale Maximierung der Montageeffizienz unter einer bestimmten Bedingung bestimmt wurden, werden die Optimierungsdaten als Herstellungsdaten freigegeben (S6). Der Prozess zum Erzeugen der Herstellungsdaten wird für jeden der Typen von Montageplatten durchgeführt, und die freigegebenen Herstellungsdaten 8c werden in der Datenspeichereinheit 8 gespeichert.
Das Flussdiagramm für die Herstellungssimulation wird im Folgenden mit Bezug auf Fig. 6 erläutert. Zuerst werden Informationen einschließlich des Typs jeder Montageplatte, der Anzahl der Produkte und der Reihenfolge der herzustellenden Typen eingegeben (S1). Dadurch werden der Typ, die Anzahl und die Reihenfolge der herzustellenden Montageplatten spezifiziert. Dann werden die Herstellungsdaten für die Herstellung jedes Typs von Montageplatten gelesen (S22).
Dann wird die Herstellungssimulationsprozedur ausgeführt. Zuerst werden die Herstellungssimulationsdaten des ersten Typs von Montageplatte berechnet (S13). Es wird dann untersucht, ob ein anderer Typ von Montageplatte herzustellen ist oder nicht (S14). Wenn dies der Fall ist, wird die für den Stufenwechsel erforderliche Zeit berechnet (S15). Der Schritt S13 wird für alle Typen von herzustellenden Montageplatten in der Reihenfolge der Herstellung wiederholt. Wenn entschieden wird, dass keine Montageplatte mehr herzustellen ist (S14), wird das Ergebnis der Herstellungssimulation graphisch auf der Anzeigeeinheit 11 angezeigt (S16).
Ein Ergebnis der Herstellungssimulation wird im Folgenden mit Bezug auf Fig. 7A und 7B erläutert. Fig. 7A und 7B stellen die Herstellung einer Gesamtanzahl N von Montageplatten, die Na, Nb und Nc verschiedene Montageplatten (des Typ a, Typs b und Typs c) umfasst, mit einer Bauelement-Montagevorrichtung in der Zeit dar. Das in Fig. 7A gezeigte Simulationsergebnis basiert auf dem ersten Aspekt der Voraussetzung für die Herstellung von Montageplatten jedes Typs bei der lokal maximierten Montageeffizienz. Das in Fig. 7B gezeigte Simulationsergebnis basiert auf dem zweiten Aspekt der Voraussetzung, wenn kein Stufenwechsel erforderlich ist.
Die in Fig. 7A gezeigten Linien La, Lb und Lc geben eine Erhöhung in der Anzahl der hergestellten Montageplatten der drei Typen a, b und c in der Zeit wieder, wobei die Gradienten der Linien die Effizienz der Montageoperation wiedergeben. In diesem Fall ist der Gradient jeder Linie steil, weil die Effizienz maximiert wird. Eine Zeit ta, eine Zeit tb und eine Zeit tc werden zum Herstellen der drei Typen a, b und c der Montageplatten benötigt. Eine Anfangsstufenzeit zum Herstellen des Typs a entspricht der Zeit t1, während eine Zeit für den Stufenwechsel von dem Typ a zu dem Typ b und eine Zeit von dem Typ b zu dem Typ c jeweils der Zeit t2 und t3 entspricht. Die Gesamtherstellungszeit entspricht somit der Zeit T1.
Wie in Fig. 7B gezeigt, geben die Linien L'a, L'b und L'c eine Zunahme der Anzahl der Montageplatten der Typen a, b und c in der Zeit wieder, die jeweils in dem kontinuierlich wechselnden Modus herstellt werden. In diesem Fall ist die Anordnung der Zuführeinrichtungen fix, wobei die Optimierung der Montageeffizienz für jeden Typ von Montageplatte nicht implementiert wird. Dementsprechend ist der Gradient für jede der Linien relativ kleiner als der in Fig. 7A gezeigte. Eine zur Herstellung der Typen a, b und c der Montageplatten in diesem Modus erforderliche Zeit entspricht damit jeweils den Zeiten t'a, t'b und t'c, die länger sind als die Zeiten ta, tb und tc des vorhergehenden Modus. Während eine Anfangszeit der Zeit t'1 entspricht, erfordern der Wechsel von dem Typ a zu dem Typ b oder der Wechsel von dem Typ b zu dem Typ c keine extra Zeit. Dementsprechend entspricht die Gesamtherstellungszeit der Zeit T2.
Gemäß den in Fig. 7A und 7B gezeigten Aspekten ist die Gesamtherstellungszeit in dem in Fig. 7A gezeigten Aspekt mit einem Stufenwechselprozess um ΔT kürzer als in dem in Fig. 7B gezeigten kontinuierlichen Wechselmodus. Die Gesamtherstellungszeit des zweiten Modus kann jedoch kürzer sein, wenn sich die Anforderungen ändern. Einer der zwei Modi kann je nach den Anforderungen eine höhere Herstellungseffizienz bieten. Dies wird durch das Ergebnis der Herstellungssimulation der vorliegenden Ausführungsform bestimmt.
Um einen Herstellungsplan zu erstellen sind allgemein verschiedene Bedingungen neben den fixen Bedingungen zulässig. Deshalb muss ein Herstellungsplaner herkömmlicherweise Anstrengungen unternehmen, um die Bedingungen innerhalb eines vorgegebenen Rahmens zu optimieren. Dies hängt stark von Experimenten und den Fähigkeiten des Planers ab.
Die Herstellungs-Simulationsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform dagegen gestattet die Implementierung der Herstellungssimulation unter verschiedenen vorbestimmten Bedingungen und ermöglicht die Anzeige des Simulationsergebnisses als graphisches Diagramm auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit. Der Plan, der herkömmlicherweise anhand von Experimenten und Erfahrungen bestimmt wird, kann hiermit logisch ausgewertet werden.
Die oben beschriebene Herstellungs-Simulationsvorrichtung 4 ist als eine dedizierte und vom Host-Computer 3 getrennte Einrichtung vorgesehen, kann aber auch in dem Host-Computer 3 integriert sein. Beschriftungen zu Fig. 1 3 Host-Computer
5 Kommunikationseinheit
6 Lese-/Schreibeinheit
7 Programmspeichereinheit
8 Datenspeichereinheit
9 Berechnungseinheit
10 Betriebs-/Eingabeeinheit
11 Anzeigeeinheit
Beschriftungen zu Fig. 3
a Zuführeinrichtungs-Anordnungsdaten
b Muster
c Adresse
d Name der Zuführeinrichtung
e Name des Bauteils
Beschriftungen zu Fig. 4
8 Datenspeichereinheit
8a Montagedaten
8b Vorrichtungsdaten
8c Herstellungsdaten
20 Herstellungsdatenerzeuger
10 Betriebs-/Eingabeeinheit
21 Herstellungssimulator
11 Anzeigeeinheit
7 Programmspeichereinheit
7a Herstellungsdaten-Erzeugungsprogramm
7b Optimierungs-Berechnungsprogramme
7c Herstellungs-Simulationsprogramm
Beschriftungen zu Fig. 5
START
S1 Speichern von Montagedaten und Vorrichtungsdaten
S2 Spezifizieren der zu verwendenden Vorrichtung
S3 Spezifizieren der herzustellenden Montageplatte
S4 Setzen der Voraussetzungsbedingung für die Optimierungsberechnung
S5 Ausführen der Optimierungsberechnung
S6 Freigeben des Ergebnisses der Optimierungsberechnung als Herstellungsdaten
ENDE
Beschriftungen zu Fig. 6
START
S11 Eingeben von Typ, Anzahl und Reihenfolge der Montageplatten
S12 Lesen der Herstellungsdaten
S13 Simulieren der Herstellung des ersten Typs von Montageplatte
S14 Ist ein weiterer Typ von Montageplatte herzustellen?
Ja Nein
S15 Berechnen der für den Stufenwechsel erforderlichen Zeit
S16 Grafisches Anzeigen des Ergebnisses der Herstellungssimulation
ENDE

Claims

1. Herstellungs-Simulationsvorrichtung mit:
einer Datenspeichereinrichtung (8) zum Speichern von Montagedaten zu mehreren Typen von Montageplatten und Vorrichtungsdaten zu einer Bauelement-Montagevorrichtung (1), welche umfasst: mehrere Bauelement-Zuführeinrichtungen (15) zum Zuführen von Bauelementen und einen Übertragungskopf (16) zum Aufgreifen der Bauelemente von den Bauelement- Zuführeinrichtungen (15) sowie zum Montieren der Bauelemente auf den leeren Platten,
einer Herstellungsdaten-Erzeugungseinrichtung (20) zum Erzeugen von Herstellungsdaten für den Übertragungskopf (16) zur Montage der Bauelemente in Übereinstimmung mit den Montagedaten und den Vorrichtungsdaten,
einer Befehlseingabeeinrichtung (10) zum Eingeben von Herstellungsbefehlsdaten einschließlich einer Herstellungsquantität der Montageplatten und einer Herstellungsreihenfolge der herzustellenden Montageplatten,
einer Herstellungssimulationseinrichtung (21) zum Simulieren einer Herstellung auf der Basis der Herstellungsdaten und der Herstellungsbefehlsdaten, um eine Gesamtanzahl der mit der Zeit durch die Bauelement- Montagevorrichtung (1) hergestellten Montageplatten zu berechnen, und
einer Anzeigeeinrichtung (11) zum Anzeigen des Simulationsergebnisses.

2. Herstellungs-Simulationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellungsdaten umfassen:
Zuführeinrichtungs-Anordnungsdaten, die die Anordnung der Bauelement-Zuführeinrichtungen (15) angeben, und
Montagesequenzdaten, die eine Reihenfolge der durch den Übertragungskopf (16) aufgegriffenen Bauelemente angeben.

3. Herstellungs-Simulationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellungsdaten aus den Montagedaten und den Vorrichtungsdaten erzeugt werden.

4. Herstellungs-Simulationsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagesequenzdaten der Anordnung der Bauelement- Zuführeinrichtungen (15) entsprechen.

5. Herstellungs-Simulationsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Montagedaten Koordinatendaten zur Angabe der Position, bei der die Bauelemente auf den leeren Platten montiert werden, und Bauelementdaten zur Angabe der Typen von Bauelementen umfassen, und
die Vorrichtungsdaten Daten zu den Bauelement- Zuführeinrichtungen (15) umfassen.

6. Verfahren zum Simulieren einer Herstellung mit folgenden Schritten:
Speichern von Montagedaten zu mehreren Typen von Montageplatten und Vorrichtungsdaten zu einer Bauelement- Montagevorrichtung, welche umfasst: mehrere Bauelement- Zuführeinrichtungen zum Zuführen von Bauelementen und einen Übertragungskopf zum Aufgreifen der Bauelemente von den Bauelement-Zuführeinrichtungen sowie zum Montieren der Bauelemente auf den leeren Platten,
Erzeugen von Herstellungsdaten für den Übertragungskopf zur Montage der Bauelemente in Übereinstimmung mit den Montagedaten und den Vorrichtungsdaten,
Simulieren einer Herstellung auf der Basis der Herstellungsdaten und der Herstellungsbefehlsdaten, die eine Anzahl der Montageplatten und eine Herstellungsreihenfolge der Montageplatten angeben, um die Gesamtanzahl der mit der Zeit durch die Bauelement-Montagevorrichtung hergestellten Montageplatten zu berechnen, und
Anzeigen eines Simulationsergebnisses.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellungsdaten umfassen:
Zuführeinrichtungs-Anordnungsdaten, die die Anordnung der Bauelement-Zuführeinrichtungen angeben, und
Montagesequenzdaten, die eine Reihenfolge der durch den Übertragungskopf aufgegriffenen Bauelemente angeben.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Montagedaten Koordinatendaten zur Angabe der Position, bei der die Bauelemente auf den leeren Platten montiert werden, und Bauelementdaten zur Angabe der Typen von Bauelementen umfassen, und
die Vorrichtungsdaten Daten zu den Bauelement- Zuführeinrichtungen umfassen.

9. Verfahren zum Simulieren der Montage von Bauelementen mit folgenden Schritten:
Erzeugen von Herstellungsdaten zur Bestimmung einer Operation eines Übertragungskopfes, um mehrere Montageplatten, die jeweils eine leere Platte und auf der leeren Platte montierte Bauelemente umfassen, in Übereinstimmung mit Montagedaten zu den Montageplatten und Vorrichtungsdaten zu der Bauelement-Montagevorrichtung, die den Übertragungskopf umfasst, herzustellen,
Ausführen einer Simulation zur Berechnung einer Herstellungseffizienz, mit der die Bauelement- Montagevorrichtung die Bauelemente auf der leeren Montageplatte montiert, in Übereinstimmung mit den Herstellungsdaten und den Herstellungsbefehlsdaten, die eine entsprechende Herstellungsanzahl und eine Herstellungsreihenfolge für die Montageplatten angeben, und
Anzeigen eines Simulationsergebnisses.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
die Montagedaten Koordinatendaten zur Angabe der Positionen, an denen die Bauelemente auf der leeren Montageplatte montiert werden, und Bauelementdaten zur Angabe der Typen von Bauelementen umfassen,
die Vorrichtungsdaten Daten zu den Bauelement- Zuführvorrichtungen mit den darin gespeicherten Bauelementen umfassen, und
die Herstellungsdaten umfassen:
Montagesequenzdaten zur Angabe einer Reihenfolge der durch den Übertragungskopf aufgegriffenen Bauelemente, und
Zuführeinrichtungs-Anordnungsdaten zur Angabe einer Anordnung der Bauelement-Zuführeinrichtungen.