JP2000036699A - 実装時間予測方法及び実装部品振り分け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品の移載時間をも考慮した実装時間予測方
法及びそれに基づく部品の振り分け方法を提供する。 【解決手段】 プリント基板上に電子部品を実装する部
品実装装置の部品供給位置にて部品供給体から直接、も
しくは部品供給位置へ部品を搬送する載置装置から部品
を基板上の実装位置へ実装する機構グループと、部品供
給位置へ部品を搬送する載置装置へ部品供給体から部品
を移送する機構グループを並行して動作させるマルチ部
品実装装置の実装時間予測方法であって、同時に並行動
作できる部品供給体の前記２つの機構グループに実装部
品を分割するステップと、それぞれのグループで部品別
に前記実装時間及び移載時間を算出するステップと、先
に部品実装するグループの実装時間の和と、後から部品
実装するグループの部品供給体から載置装置へ部品を移
送する移送時間の和とを比較して長い時間の方を先に部
品実装するグループの予測実装時間として決定するステ
ップを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子部品をプリント
基板に実装する装置における実装時間予測方法及び実装
部品振り分け方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近来、種々の部品供給形態に対して１台
の設備で対応することが要望されており、これに対応す
る部品実装装置が必要になってきている。

【０００３】図７は種々の部品供給形態に対して１台の
装置で対応する部品実装装置の一例を示す要部斜視図、
図８は図７に示す装置の一部省略平面図である。この装
置は本件出願人が先に特願平９−１７３９２２号として
出願したものであり、テープ上に部品が仮固定されたよ
うな部品リールを搭載する部品供給テーブルと、部品を
収納したトレイを複数段に備えたトレイ式部品供給装置
を合わせ持つ部品実装装置である。

【０００４】図中、１は部品実装装置、２は部品リー
ル、３は部品供給テーブル、４は部品、５は部品４を収
容した部品トレイ、６は部品トレイボックス、７は部品
供給テーブル３のガイドレール、８は部品供給カセッ
ト、９は装着ヘッド、１０はＸＹテーブル、１１はプリ
ント基板、１２は部品移載ヘッド、１３は載置テーブル
である。

【０００５】次にこの装置の動作を図８を用いて説明す
る。部品実装装置１は部品リール２をセットした部品供
給カセット８もしくは載置テーブル１３から、部品４を
吸着保持してＸＹテーブル１０によって位置決めされた
基板１１上の実装位置に上記吸着保持した部品を実装す
る装着ヘッド９を備えており、部品リール２に含まれて
いる部品を実装するときは、この部品供給テーブル３を
装着ヘッド９で部品が吸着される位置である部品供給位
置Ｐに移動させてから、部品を吸着させる。一方、部品
トレイ５に搭載された部品４を実装する場合は、部品移
載ヘッド１２によって部品４を載置テーブル１３に移載
してから、部品供給位置Ｐまで部品供給テーブル３を移
動させ、載置テーブル１３を１つずつ回転させて、装着
ヘッド９によって基板１１に実装する。このとき、部品
供給テーブル３と載置テーブル１３は別々にガイドレー
ル７上を移動可能であるが、部品供給位置Ｐに同時に存
在することはできない。また、載置テーブル１３に部品
を移載中に、部品供給テーブル３から部品を吸着し、基
板１１上に実装することは可能である。

【０００６】また、同時に実装できる部品種別を増やす
ために、図８に示した部品供給手段を２つ併設したよう
な装置も考えられる。図９は種々の部品供給形態に対し
て１台の装置で対応する部品実装装置の他の例を示す一
部省略平面図であり、図８に示した部品実装装置１に対
して、この部品実装装置１００は部品供給テーブル１３
１及び部品供給テーブル１３２と載置テーブル１３３及
び載置テーブル１３４を部品供給位置Ｐの両側に１つず
つ備えたものである。この場合、片側の部品供給テーブ
ル１３１と載置テーブル１３３は、ガイドレール１３５
の上に存在し、１つのボールネジにより左右に同時に移
動する。反対側の部品供給テーブル１３２と載置テーブ
ル１３４も同様である。したがって、片側の部品供給テ
ーブル１３１か載置テーブル１３３から装着ヘッド１３
６で部品が吸着されている間に並行して、もう片側の載
置テーブル１３４へ部品を移動することが可能である。
しかし、同じ側の部品供給テーブル１３２から部品が吸
着されているときは、載置テーブル１３４への移載はで
きない。

【０００７】このように構成されている部品実装装置に
対して実装部品を振り分ける方法としては、例えば、特
開平４−２７５８４５号公報に示されるように、各部品
の実装時間を部品と機種別に標準値として設定し、これ
に基づき部品振り分けを行う方法や、特開平４−１９６
２９６号公報に示されるように移動距離の割合に応じて
実装時間を算出し、これに基づき部品振り分けを行う方
法等を用い、装置全体の実装時間は各部品の実装時間の
和によって求めるのが普通であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなマルチ部品実装装置の実装時間の予測においては、
振り分ける部品の数によって部品供給テーブル側の実装
時間と載置テーブル側の実装時間のバランスが変わっ
て、載置テーブルへの部品の載置完了までの待ち時間
や、載置テーブルに一度に部品が載置できずに、載置テ
ーブルの移動を繰り返すなどの動作が発生して、装置全
体の実装時間が長くなってしまい、生産タクトを低下さ
せる。本装置を含む実装ラインにおいて、この実装部品
の振り分けが一番長くなると、本装置がネックとなって
ライン全体の生産タクトを低下させることになる。した
がって、ライン全体の生産タクトをなるべく小さくする
ように、各部品をどの部品実装装置に振り分けるかを速
やかに決定することが必要である。

【０００９】一般に、この振り分け作業は、作業者が手
作業で行うと、決定するまでの時間を要したり、より生
産性の高い実装順序を決定するために熟練した作業者が
必要であったりするため、先に示した方法などで自動的
に決定することが多いが、前記のような部品実装装置で
は部品の数によってロス時間が発生するため、従来の方
法のように部品の数に比例した算出方法では対応できな
いという問題点があった。

【００１０】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
のであり、部品の移載時間をも考慮した実装時間予測方
法及びそれに基づく効率的な部品の振り分け方法を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品の実装
時間予測方法は、プリント基板上に電子部品を実装する
部品実装装置の部品供給位置にて部品供給体から直接、
もしくは部品供給位置へ部品を搬送する載置装置から部
品を基板上の実装位置へ実装する機構グループと、部品
供給位置へ部品を搬送する載置装置へ部品供給体から部
品を移送する機構グループを並行して動作させるマルチ
部品実装装置の実装時間予測方法であって、同時に並行
動作できる部品供給体の前記２つの機構グループに実装
部品を分割するステップと、それぞれのグループで部品
別に前記実装時間及び移載時間を算出するステップと、
先に部品実装するグループの実装時間の和と、後から部
品実装するグループの部品供給体から載置装置へ部品を
移送する移送時間の和とを比較して長い時間の方を先に
部品実装するグループの予測実装時間として決定するス
テップを備えたものであり、また、実装部品振り分け方
法は、前記の実装時間予測方法により予測された各部品
実装装置の実装時間が所定の条件を満たすかどうかを評
価するステップと、評価結果に基づき既に振り分けられ
た分の補正もしくは未振り分けの分の振り分けを行う補
正ステップと、その後再び実装時間を算出するステップ
へ戻る繰り返しステップを備えたものである。

【００１２】この発明によれば、部品の移載時間をも考
慮した実装時間の事前予測を行うことができ、これに基
づく効率的な部品の振り分けにより、生産タクトの最小
化を図ることが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実装
時間予測方法の一実施の形態における実装時間算出の一
例を示す説明図、図２は実装時間算出の他の例を示す説
明図、図３は実装時間算出の更に他の例を示す説明図で
ある。なお、本発明方法を実施する部品実装装置として
は図８，図９に示した装置を用いることができ、以下こ
れらの装置に本発明方法を適用した場合について説明す
る。

【００１４】まず、（表１）に示すような部品が図８に
示した部品実装装置１に振り分けられたと考える。

【００１５】

【表１】

【００１６】これを従来の方法で実装時間を計算する
と、部品Ａ〜Ｈの合計時間の和になるので、１０．５秒
になるが、これには部品の移載時間等が含まれておら
ず、実態に即していない。

【００１７】これに対して本実施の形態では、まず、部
品供給体の種別に応じて、部品をグループに分類する。
すなわち、カセットリールの部品Ａ〜Ｅと、トレイで供
給される部品Ｆ〜Ｈに分け、次に、図１（ａ）に右側と
して表示したように、カセットリールで実装する部品の
合計実装時間を求めると、（表１）の場合は７．３秒に
なる。

【００１８】この間に、左側として表示したトレイで供
給される部品についてトレイで移載する動作が行える
が、その時間は１０秒となる。したがって、カセットで
の実装時間中にトレイでの移載動作が完了しないので、
その完了を待ってトレイを実装動作に移す。

【００１９】最後にトレイでの実装時間は、（表１）よ
り３．２秒であるから、実装における合計の時間は、１
０秒＋３．２秒で１３．２秒になる。これは、従来の方
法に対し移載待ち時間をきちんと考慮した結果になって
いる。最終的な実装時間は、図１（ｂ）に示すように、
これに基板のＸＹテーブル１０へのローディング／アン
ローディングや、部品供給テーブル３の移動時間などを
加味して計算されることが多いが、この時間は基本的に
部品の数に関係せず一定である。

【００２０】次に、（表１）に示すような部品が図９に
示した部品実装装置１００に振り分けられたと考える。
この部品実装装置１００のような形状の場合は、片側の
部品供給テーブルのカセットとトレイ部品の実装が終わ
るまでのもう片側のトレイの載置テーブルへの移載動作
時間は、全体の生産タクトには影響しない。この場合、
仮に左側の部品供給テーブル１３２に（表１）の部品
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｆ、右側の部品供給テーブル１３１に部品
Ｄ，Ｅ，Ｇ，Ｈをセットする運用形態を考える。初期状
態のみ両側とも移載部品が搭載されていないので特殊と
なるが、２回目以降を考慮して左側の移載部品は既に移
載が完了しているものとして考える。

【００２１】このようにすると、図２（ａ）に示すよう
に、まず、左側の方の部品の実装時間は合計５．３秒に
なるが、この間の右側のトレイ部品の移載時間は６秒な
ので、次の実装動作にかかる前に移載完了まで０．７秒
待たなければならない。次に、右側の部品の実装時間は
合計５．２秒で、その間の左側のトレイ部品の移載時間
は４秒である。したがって、この場合は右側の部品実装
中に、移載が完了するので待ち時間は発生せず、全体と
して１１．２秒となる。最終的な実装時間は、図２
（ｂ）に示すように、基板のＸＹテーブル１０１へのロ
ーディング／アンローディングや、部品供給テーブルの
移動時間などを加味して計算され、生産タクトが求めら
れる。

【００２２】なお、移載テーブルには一度に載せられる
数に制約があるため、移載部品が多い場合には図３に示
すように、一度装着ヘッドで移載テーブルから部品吸着
した後に、再度戻って移載を行うことがあり、この場合
はさらに移載時間がかかるようになる。

【００２３】ここで、前記のように予測された実装時間
に基づく部品振り分け方法について説明する。図４は本
発明の実装部品振り分け方法の一実施の形態における部
品振り分け方法を実施し得る実装ラインの設備組合せ例
を示す概念図、図５は本発明の部品振り分け方法の説明
図である。

【００２４】図４に示すように、カセット部品及びトレ
イ部品の両方を搭載する今回の部品実装装置１を１台
と、従来のカセット部品のみ搭載できる高速装着装置５
１、及びトレイ部品のみ搭載できる多機能装着装置５２
をそれぞれ１台ずつ備えた実装ラインを考え、まず、各
装置で実装できる部品であるかどうかを判断しながら、
各装置へ実装対象部品を振り分ける。ここでは、図５
（ａ）に示すように、仮に部品実装装置１に（表１）の
部品Ａ〜Ｈがすべて初期振り分けされたものと考える。
この段階における装置５１及び装置５２の実装時間の予
測は、従来通り各部品の標準実装時間のみ考慮したもの
である。装置１は生産タクトが長く、１点鎖線で示す目
標ラインタクト値をクリアできないので、部品を他の装
置に振り替えることを考える。まず、装置１はトレイ部
品がネックになっているから、カセット部品の方を振り
替えても生産タクトは変わらない。よって、図５（ｂ）
に示すようにトレイ部品を振り替えるように補正し、装
置全体の生産タクトを削減させる。

【００２５】このように部品Ｇを装置５２へ移すことに
よって、移載時間を部品実装時間とともに削減し、カセ
ット部品に対する移載待ち時間Ｔ₁をなくした。なお、
部品Ｇの実装時間が装置５２で異なるのは、実装機種が
異なるため装置の実装方式や能力が変わるためである。

【００２６】図５（ｂ）の状態になってもまだ目標ライ
ンタクトをクリアできないので、さらに装置１の部品を
他装置へ振り分けることを考える。今度は、カセット部
品がネックになっていて実装待ち時間Ｔ₂が発生してい
るので、図５（ｃ）に示すようにそちらの部品から部品
Ｄを装置５１へ移動させる。これにより、各装置とも目
標ラインタクトをクリアすることができる。

【００２７】ここでは部品を減らす例について説明した
が、増やす場合は本例の逆を考えればよい。すなわち、
図５（ｃ）で部品実装装置１はトレイ部品の方がネック
なので、カセット部品より部品Ｄを加え図５（ｂ）のよ
うになる。さらに増やすときは、カセット部品の方がネ
ックなので、トレイ部品より部品Ｇを加えるといった形
になる。また、予め設定した目標ラインタクトの値が低
すぎて収束しない場合はその値の変更を行う。

【００２８】部品実装装置１００のような形状の場合
は、前述した実装時間予測方法により、まず、装置左側
の部品供給テーブルのカセットとトレイ部品の実装時間
の和と、装置右側のトレイの載置テーブルへの移載時間
の和を比較して、長い方を左側の部品実装時間とし、同
様にして、逆に右側の部品実装時間も求める。ここで、
部品を減らす場合は、部品実装時間の長い方の側におい
て、カセットとトレイ部品の実装時間の和と、トレイの
移載時間の和を比較して、移載時間の方が長い場合は、
まず、トレイ部品を他装置へ振り替え、短い場合はカセ
ット部品を他装置へ振り替える。逆に部品を増やす場合
は、部品実装時間の短い方の側において、カセットとト
レイ部品の実装時間の和と、トレイの移載時間の和を比
較して、移載時間の方が長い場合は、まずカセット部品
を他装置より振り替え、短い場合はトレイ部品を他装置
より振り替えるようにすればよい。

【００２９】以上説明した実装時間予測に基づく部品振
り分け方法の全体的処理フローは次のようになる。図６
は本発明の一実施の形態における部品振り分け方法を実
施し得る実装ラインの部品振り分け補正の処理フローを
示す流れ図であり、まず、ステップ１において各装置で
実装可能な部品を初期振り分けし、ステップ２において
各装置の実装時間予測値を算出し、ステップ３において
基準をクリアしているかどうかをチェックし、クリアし
ていなければステップ４において部品の増減を確認し、
次のステップで補正を行う。増加の場合はステップ５に
おいてネックにならない方のグループの部品へ他装置か
ら振替え、減少の場合はステップ６においてネックにな
るグループの方の部品から他装置へ振替える補正の実施
後ステップ２へ戻る形を繰り返す。

【００３０】なお、本実施の形態においては目標ライン
タクトを比較対象としたが、各装置間のタクト差など他
の基準でもよい。また、簡単化のために本来考慮すべき
各装置の基板ローディング時間や部品供給テーブルの移
動時間などをカットしたが、これらの時間を加えて時間
評価してもよい。

【００３１】以上のように本実施の形態によれば、プリ
ント基板上に電子部品を実装する実装装置の部品供給位
置にて部品供給体から直接、もしくは部品供給位置へ部
品を搬送する載置装置から部品を基板上の実装位置へ実
装する機構グループと、部品供給位置へ部品を搬送する
載置装置へ部品供給体から部品を移送する機構グループ
を並行して動作させるマルチ部品実装装置の実装時間を
実態に即した形で予測することができ、さらにこの実装
時間予測に基づき、前記マルチ部品実装装置を含んだ実
装ラインの効率的な部品振り分けを行うことができる。
また、このように事前に実装時間が予測できるため予め
精度の高い生産計画を容易に作成することができ、ま
た、実装部品振り分けにおいても、振り分け決定までの
時間が短縮され、かつ作成された振り分け結果も作業者
の熟練度に頼るものではないので、実装ライン全体の生
産性を容易に高めることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電子部品
の実装時間を実態に即した形で予測することができると
共に、この実装時間予測に基づき、実装ラインの効率的
な部品振り分けを行うことができるので実装ライン全体
の生産性を容易に高めることができるという有利な効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実装時間予測方法の一実施の形態にお
ける実装時間算出の一例を示す説明図

【図２】本発明の実装時間予測方法の一実施の形態にお
ける実装時間算出の他の例を示す説明図

【図３】本発明の実装時間予測方法の一実施の形態にお
ける実装時間算出の更に他の例を示す説明図

【図４】本発明の実装部品振り分け方法の一実施の形態
における部品振り分け方法を実施し得る実装ラインの設
備組合せ例を示す概念図

【図５】本発明の実装部品振り分け方法の一実施の形態
における部品振り分け方法を実施し得る実装ラインの部
品振り分け方法の説明図

【図６】本発明の実装部品振り分け方法の一実施の形態
における実装ラインの部品振り分け補正の処理フローを
示す流れ図

【図７】種々の部品供給形態に対して１台の装置で対応
する部品実装装置の一例を示す要部斜視図

【図８】図７に示す装置の一部省略平面図

【図９】種々の部品供給形態に対して１台の装置で対応
する部品実装装置の他の例を示す一部省略平面図

【符号の説明】

１ 部品実装装置 ２ 部品リール ３ 部品供給テーブル ４ 部品 ５ 部品トレイ ６ 部品トレイボックス ７ ガイドレール ８ 部品供給カセット ９ 装着ヘッド １０ ＸＹテーブル １１ プリント基板 １２ 部品移載ヘッド １３ 載置テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 宗良 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3C030 DA04 5E313 AA02 AA11 AA15 AA23 CC03 CD06 DD02 DD07 DD15 DD23 DD32 DD50 EE02 EE24 EE25 FG01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板上に電子部品を実装する部
   品実装装置の部品供給位置にて部品供給体から直接、も
   しくは部品供給位置へ部品を搬送する載置装置から部品
   を基板上の実装位置へ実装する機構グループと、部品供
   給位置へ部品を搬送する載置装置へ部品供給体から部品
   を移送する機構グループを並行して動作させるマルチ部
   品実装装置の実装時間予測方法であって、同時に並行動
   作できる部品供給体の前記２つの機構グループに実装部
   品を分割するステップと、それぞれのグループで部品別
   に前記実装時間及び移載時間を算出するステップと、先
   に部品実装するグループの実装時間の和と、後から部品
   実装するグループの部品供給体から載置装置へ部品を移
   送する移送時間の和とを比較して長い時間の方を先に部
   品実装するグループの予測実装時間として決定するステ
   ップを含むことを特徴とする実装時間予測方法。
2. 【請求項２】 プリント基板上に電子部品を実装する部
   品実装設備の部品供給位置にて部品供給体から直接、も
   しくは部品供給位置へ部品を搬送する載置装置から部品
   を基板上の実装位置へ実装する機構グループと、部品供
   給位置へ部品を搬送する載置装置へ部品供給体から部品
   を移送する機構グループが並行動作するマルチ部品実装
   装置を含む、複数台の部品実装装置がつながる部品実装
   装置ラインの部品振り分け方法であって、各部品実装装
   置の制限条件及び使用条件を考慮して、すべてもしくは
   一部の実装部品を初期振り分けするステップと、振り分
   けた部品に基づく部品実装装置毎の実装時間を、マルチ
   部品実装装置については前記並行動作できるそれぞれの
   機構グループで部品別に前記実装時間及び移載時間を算
   出し、先に部品実装するグループの実装時間の和と、後
   から部品実装するグループの部品供給体から載置装置へ
   部品を移送する移送時間の和とを比較して長い時間の方
   を先に部品実装するグループの実装時間として、それに
   後に部品実装する部品の実装時間を加え、さらにその他
   の部品実装装置についての実装時間を算出するステップ
   と、算出された各部品実装装置の実装時間が所定の条件
   を満たすかどうかを評価するステップと、評価結果に基
   づき既に振り分けられた分の補正もしくは未振り分けの
   分の振り分けを行う補正ステップと、その後再び実装時
   間を算出するステップへ戻る繰り返しステップを含むこ
   とを特徴とする実装部品振り分け方法。
3. 【請求項３】 振り分け結果等の補正ステップは、マル
   チ部品実装装置から振り分けられた部品を減らす場合、
   各グループの予測実装時間を比較して長い実装時間の方
   のグループの部品から削減し、逆に部品を増やす場合、
   短い方のグループから追加するように補正することを特
   徴とする請求項２記載の実装部品振り分け方法。