JP2004128518A - 配列データ最適化方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　従来に比べて高速な最適化処理を実行する実装データの最適化方法及び最適化装置を提供する。
【解決手段】　最適化したい動作を実行するための実装データを複数に分割した候補生成用知識から上記実装データを縮小するための実装データ候補を生成し、該実装データ候補から最適化可能な条件を満たす最適化後データを選択して、該最適化後データに基づき上記実装データを縮小して上記最適化を行う。したがって、上記実装データ候補の生成から上記最適化まで自動的に行うことができ、複雑な最適化問題を高速に解くことができる。
【選択図】　図１

Description

　本発明は、例えば部品実装機の動作を規定するＮＣデータと部品供給部の配列データとの最適化問題を高速に解くことのできる配列データの最適化方法及び最適化装置に関する。

　近年、チップ部品、コネクタ部品などの様々な形態の電子部品をプリント基板に実装可能な電子部品実装機の需要が高まっている。こうした中で電子部品実装機の多くは、幅広い様々な形態の電子部品に対応するため、電子部品を装填したテープを巻回したカセットや、平面上にて格子状に区切った各区画に電子部品を収納したトレイ等を備えた各種の部品供給装置を備え、当該電子部品実装機に備わる実装ヘッドに取り付けられるノズルで上記各種の部品供給装置から部品を吸着し、プリント基板に実装するという動作を繰り返し行なう。このような電子部品実装機では、様々な形態の部品を吸着するために上記ノズルの交換が必要となる。又、最近では、後述する部品を複数ヘッドで同時吸着することによる実装時間短縮の目的から、上記実装ヘッドの数を複数にし、上記複数の実装ヘッドを合体させた実装ヘッドを用いる傾向がある。この場合、各実装ヘッド毎にノズルを１本ずつ搭載可能で、様々な形態の部品を吸着するために、各実装ヘッド毎にノズルの交換が必要となる。
　こうした複雑な動作をする電子部品実装機を効率よく動作させ、実装時間を短くするためには、上記部品供給装置における上記カセットや上記トレイ等の配列を表す配列データと、実装手順を規定するＮＣデータとを最適化する必要がある。Ｎ個の上記実装ヘッドを持つ場合、特に上記カセットを備えたカセット式部品供給装置からの部品供給においては、上記カセットの配列状態から、上記Ｎ個の実装ヘッドのそれぞれに搭載された各ノズルでＮ個の部品を同時吸着することが実装時間短縮に有効であり、同時吸着ができるだけ可能なように上記配列データと上記ＮＣデータとを最適化する必要がある。又、上記実装ヘッドではトレイ式部品供給装置から直接に電子部品の同時吸着を行うことは不可能であるが、上記実装ヘッドにて直接に同時吸着可能なように上記トレイから電子部品を取り出して載置板上に配列し直すシャトル部品供給装置を設けている電子部品実装機もあり、このような場合には、上記シャトル部品供給装置からできるだけ同時吸着できるようにＮＣデータを最適化する必要がある。さらに、上記トレイ供給装置から上記シャトル部品供給装置に電子部品を移す時間を短くするためには、上記トレイに配置されている電子部品のトレイ配列データも最適化するなどの必要がある。
　このように、電子部品実装機における最適化問題は複雑化する傾向にある。電子部品実装機に限らず、一般に最適化の問題は複雑化しており、そうした複雑な最適化問題に対して高速に解を求める最適化装置の需要が高まっている。

　以下に、特許文献１にて開示された従来の最適化装置について説明する。図２４は従来の最適化装置を示すものであり、電子部品実装機におけるカセット式部品供給装置のカセットの配列において各実装ヘッドのそれぞれのノズルができるだけ同時吸着可能なように上記配列を最適化するための最適化装置である。図２４において、１は実装部品データとカセット使用数データを受け、同時吸着が可能なカセットの組合わせを作る同時吸着作成部であり、２は同時吸着作成部１が作成したカセットの組合わせのカセット配列データ上での配置位置を決定する同時吸着カセット配置決定部であり、３は同時吸着作成部１で組合わせが作れなかったカセットの配置位置を決定するカセット配置決定部である。

　以上のように構成された従来の最適化装置４について、その動作を説明する。尚、電子部品実装機が持つ実装ヘッドの個数、つまり全ノズルの本数Ｎを４と仮定する。以下、図２５に示す実装データ５を例題として説明する。図２５において、６は各部品種類毎における部品種類と実装部品点数とを示す実装部品データであり、７は各部品種類毎における部品種類とカセット使用数とを示すカセット使用数データである。
　尚、上記実装部品データ、カセット使用数データ、ＮＣデータ、配列データ、及びその他のデータを含む、電子部品実装機が実装動作するために必要なデータを実装データと呼ぶ。
　まず、同時吸着作成部１は、図２５に示す実装データ５を受け、各部品種類毎に実装部品点数をカセット使用数で割ることにより、カセット一つ当りの実装部品点数を求める。この結果を図２６に示す。次に、同時吸着作成部１は、カセット1つ当りの実装部品点数が同じ又は近似したカセットを４つずつ組合わせていく。これにより、図２６に示す「Ａ用カセット１」から「Ａ用カセット４」までが第１組となり、３回の同時吸着が可能となる。さらに、「Ａ用カセット５」と「Ｂ用カセット１」及び「Ｂ用カセット２」と「Ｄ用カセット１」とが第２組となる。第１組と第２組から３回ずつ、計６回の同時吸着が可能となる。

　次に、同時吸着カセット配置決定部２は、同時吸着作成部１で作られた各組のカセット配置位置を決定する。ある組の配置を決定する際には、その組に含まれる実装部品の基板における平均実装位置を求め、その平均実装位置とカセットの吸着位置との間の距離が近くなるようにその組のカセットを配置する。
　最後に、カセット配置決定部３は、同時吸着作成部１で組にならなかったカセットの配置位置を決定する。図２５の例題で組にならなかったカセットは「Ｃ用カセット」と「Ｅ用カセット」であり、カセットが部品供給部に占める領域が大きい、即ちカセットの幅が大きなカセットから配置位置を決定する。
特開平７-３２６８８５号公報

　しかしながら上述した従来の最適化装置４では、ユーザーはカセット使用数を入力する必要があり、このカセット使用数の如何により、最適なカセット配置位置を求めることができたり、できなかったりする。実際に、図２５に示す上記例題において、もしユーザーがＡ用カセットの使用数を３と設定すれば、計８回の同時吸着が可能となり、より最適なカセット配置が得られるが、こうしたカセット使用数の適切な設定をユーザーが行うことは非常に困難である。このように、従来の最適化装置ではユーザーが適切なカセット使用数を試行錯誤しながら決定しなければならないという課題を有していた。
　又、上記カセットにて電子部品の供給を行えない電子部品に対してはトレイによる供給装置がある等、電子部品実装機における最適化問題は益々複雑化してきている。こうした傾向は一般の最適化問題に対してもみられ、複雑な一般的な最適化問題に対して高速な最適化を実現する最適化装置は従来には存在しないという課題もある。
　さらに、電子部品実装機のノズル配置には、絶対守らなければならない設備制約や、守った方が良い設備制約が複数混在しており、どの順番でどの設備制約を満たせば良いか判断し難かった。
　本発明は、このような問題点を解決するもので、従来に比べて高速な最適化処理を実行する配列データの最適化方法及び最適化装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
　即ち、本発明の第１態様の配列データの最適化方法は、格子状に配列されたそれぞれの区画に一種類の部品を収納するトレイをその厚み方向に沿って重ねて配列し上記トレイを引き出して部品供給を行う複数のトレイ式部品供給装置と、各々一つの部品を保持可能な複数の部品保持部材を搭載した実装ヘッドとを備え、上記実装ヘッドを上記トレイ式部品供給装置から被装着体上に移動させ上記部品を実装する部品実装機において、該部品実装機が実装動作するために必要な上記トレイの配列データの最適化をコンピュータにより行う配列データの最適化方法であって、
　上記実装ヘッドで保持する部品について、部品種類毎のトレイを複数の上記トレイ式部品供給装置にトレイの使用数が均等になるように割り当てることを特徴とする。

　又、上記第１態様において、上記トレイ式部品供給装置をリフターにより上下動させ、部品供給を行うトレイを引出し高さに位置合わせした後、上記トレイを引き出すとき、上記リフターの原点が設定された引き出し高さに、上記引き出されるトレイを配置するようにしてもよい。

　本発明の第２態様の配列データの最適化装置は、格子状に配列されたそれぞれの区画に一種類の部品を収納するトレイをその厚み方向に沿って重ねて配列し上記トレイを引き出して部品供給を行う複数のトレイ式部品供給装置と、各々一つの部品を保持可能な複数の部品保持部材を搭載した実装ヘッドとを備え、上記実装ヘッドを上記トレイ式部品供給装置から被装着体上に移動させ上記部品を実装する部品実装機において、該部品実装機が実装動作するために必要な上記トレイの配列データの最適化をコンピュータにより行う配列データの最適化装置であって、
　上記実装ヘッドで保持する部品について、部品種類毎のトレイを複数の上記トレイ式部品供給装置にトレイの使用数が均等になるように割り当てることを特徴とする。

　本発明の第１態様の最適化方法、及び第２態様である最適化装置によれば、複数のトレイ式部品供給装置において部品種類毎のトレイの使用数が均等になるように各トレイ式部品供給装置にトレイを割り振るようにした。該構成により、同時に実装ヘッドで吸着する部品が異なる複数のトレイから供給される場合、例えば、それらの複数のトレイを、特定のトレイ式部品供給装置に集中して割り当てたとすると、実装ヘッドが１つのトレイから部品を吸着した後、該トレイをトレイ式部品供給装置に戻し、次に他のトレイを引き出す必要がある。その間、実装ヘッドは待状態となり、多大なタクトロスを発生する。これに対し、各トレイ式部品供給装置にトレイを均等に割り当てると、吸着する部品を載せた各トレイが既に引き出された状態にあるので、実装ヘッドはこれらのトレイから連続して部品を吸着できる。このように従来に比べて高速な最適化処理を実行可能となる。

　本発明の実施形態における実装データの最適化方法、該最適化方法を実行する最適化装置、上記最適化方法又は上記最適化装置にて最適化された実装データが供給される電子部品実装機、及び上記実装データ最適化プログラムを記録した、コンピュータ読取可能な記録媒体について、図を参照しながら以下に説明する。
　尚、本実施形態では電子部品を回路基板に実装する実装動作を例に採る。よって「部品」の一態様として電子部品を例に採り、部品が装着される「被装着体」の一態様として回路基板を例に採る。又、上記「課題を解決するための手段」に記載した「実装データ候補」の一態様として本実施形態では、部品供給部の配列を示す配列データ、及び部品の実装順序を示すＮＣデータを例に採り、又、「部品保持部材」の機能を果たす一態様として本実施形態では実装ヘッドを構成するヘッドに備わる吸着ノズルを例に採る。しかしながら、いずれ事項も本実施形態の例に限定されるものではない。

　図１は、本実施形態における最適化装置を示す。該最適化装置１０１は、例えばパーソナルコンピュータ等にて構成され、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を有する演算装置１１０と、入出力制御部１２０と、入出力制御部１２０から供給されたデータや、上記演算装置１１０の送出するデータを格納する記憶部１３０と、詳細後述する前処理装置１６０とを備える。又、上記入出力制御部１２０には、入力装置１４０及び出力装置１５０が接続される。該最適化装置１０１には、コンピュータが読取可能な最適化プログラムを記録した例えばフロッピー（登録商標）ディスク等の記録媒体１９１から入力装置１４０を介して上記最適化プログラムが供給され、該最適化プログラムに従い後述するように実装動作の最適化が実行される。これにて得られた最適化後実装データは、例えば直接に電子部品実装機へ供給される。

　上記演算装置１１０について主たる機能を実行する部分に分けるとすると、候補生成部１１１、候補評価部１１２、及び縮小部１１３に区分できる。これら候補生成部１１１、候補評価部１１２、及び縮小部１１３の本実施形態における詳細な動作については後述するが、略説すると、究極目的である実装動作を最適化するためには実装データの内容を変更する必要があるが、上記究極目的のため本実施形態では、上記候補生成部１１１は、複数の実装データ候補を生成し、上記候補評価部１１２は生成された上記実装データ候補から最適な条件を満たす最適化後データを選択し、上記縮小部１１３は選択された上記最適化後データにかかわる内容を削除するよう上記実装データを縮小して上記最適化を行う。

　上記記憶部１３０には、上記最適化プログラムを格納する最適化プログラムファイル１３１、後述する実装データ候補を生成するための候補生成用知識を格納する候補生成用知識データベース１３２、及び後述する最適化後データを格納する最適化後データ蓄積部１３３を有する。

　以上のように構成された最適化装置１０１にて生成された最適化後実装データが供給され有効に動作する電子部品実装機の一構成例を図２に示す。該電子部品実装機２０１には、実装ヘッド２２０、カセット式部品供給装置２３０、２４０、部品認識装置２５０、制御装置２６０、及びノズル交換部２７０が備わる。
　実装ヘッド２２０は、平面上で互いに直交するＸ，Ｙ方向に移動可能であり、本実施形態では上記Ｘ方向に沿って一列上に並設された４個のヘッド２２０−１〜２２０−４を合体させ配置した構造になっており、各ヘッド２２０−１〜２２０−４には１本ずつ、本実施形態では電子部品を吸着動作にて保持するためのノズルにてなる部品保持部材２１１を搭載している。以後、部品保持部材は「ノズル」として説明するが、ノズル以外の例えばチャック等の保持部材でも、要するに、部品を保持できるものであれば良いものとする。又、これらヘッド２２０−１〜２２０−４に搭載したノズル２１１の配置間隔は、カセット式部品供給装置２３０、２４０に備わり上記Ｘ方向に沿って列状に配列される各部品供給部２３１の配列間隔に一致している。又、実装ヘッド２２０は、該ノズル２１１の延在方向、本実施形態ではＺ方向に沿って移動可能である。

　上記カセット式部品供給装置２３０、２４０は、上記電子部品を一列状に装填したテープを巻回した上記部品供給部２３１を上記Ｘ方向に沿って一列状に配列した構成を有する。尚、図２に示す左側のカセット式部品供給装置に、便宜状、符号２３０を付し、右側のカセット式部品供給装置に符号２４０を付している。又、カセット式部品供給装置２３０、２４０のそれぞれにおいて、上記部品供給部２３１の数は、上記実装ヘッド２２０に備わる上記ヘッドの個数、つまり部品保持部材２１１の本数を超えるものである。又、カセット式部品供給装置２３０、２４０自体は、上記Ｘ，Ｙ方向に移動しない。又、上述した実装ヘッド２２０及びカセット式部品供給装置２３０、２４０により、各部品供給部２３１から繰り出される電子部品のそれぞれを４つの上記ヘッド２２０−１〜２２０−４、つまり部品保持部材のノズル２１１にて同時に保持可能である。
　部品認識装置２５０は、実装ヘッド２２０のノズル２１１で電子部品を保持した際に、該電子部品が適切に保持できているか否かを、上記電子部品を撮像することで認識する装置であり、上記撮像動作を行うカメラを有する。

　制御装置２６０は、各電子部品を回路基板２０５へ実装する順番、実装する位置等を記録した上記ＮＣデータ、及び上記部品供給部２３１の配列データを含む上述の最適化装置１０１にて最適化された上記最適化後実装データが供給され、最適化されたＮＣデータ及び配列データに従い実装動作を制御する。即ち、実装ヘッド２２０はまず、上記ＮＣデータで指定される電子部品を適切な部品供給部２３１に吸着しにいく。この際、４本のノズル２１１で４つの電子部品を同時に吸着できれば、上記実装ヘッド２２０の上記部品供給部２３１への移動及び各ノズル２１１の上下動が１回のみで済むことになり、実装時間を短くすることができる。次に、部品認識装置２５０のカメラで電子部品の吸着状態を認識し、最後に、同時吸着した電子部品を各々上記ＮＣデータで指定される回路基板２０５上の実装位置に、順次実装ヘッド２２０を移動させ実装する、という吸着・認識・実装の動作を上記ＮＣデータに基づいて繰り返す。
　もし、各ヘッド２２０−１〜２２０−４が電子部品を同時吸着できなければ、各ヘッド２２０−１〜２２０−４が部品供給部２３１の電子部品を吸着できる位置へ順次移動する必要があり、同時吸着する場合に比べて実装ヘッド２２０の移動動作が余分に必要となり、その分実装時間が長くなる。

　尚、上記ヘッド２２０−１〜２２０−４の本数Ｎは４である必要はなく、又、各上記ヘッド２２０−１〜２２０−４に搭載されるノズル２１１の間隔は、部品供給部２３１の間隔に設定する必要もない。さらに、実際には、実装ヘッド２２０に後述するノズル交換部２７０にて取り外し交換可能なノズル２１１を設けることで様々な形態の電子部品を吸着、実装できるようになっており、又、各ヘッド２２０−１〜２２０−４は様々な実装角度に対応するためにノズル２１１の軸回り方向に回転することができる。しかし、説明を簡略化するために、以下の説明では全ての部品は同じノズル２１１で吸着、実装できるものとし、上記実装角度も全て同じであると仮定する。尚、この仮定は本実施形態の最適化方法の本質的な限定ではなく、様々なノズル２１１を必要とする場合や様々な実装角度の電子部品がある場合にも、本実施形態の最適化方法は容易に拡張できる。又、図２ではカセット式部品供給装置２３０、２４０におけるそれぞれの部品供給部２３１における上記テープの幅は一定としているが、このテープ幅は実際には電子部品の大きさに応じて決まるものであり、一つで複数の部品供給部２３１に相当する幅を持つ部品供給部２３１もある。しかしこの場合にも本実施形態の最適化方法は容易に拡張可能である。

　上述の構成を有する電子部品実装機２０１に対して本実施形態の最適化装置１０１を適用する場合を例に採り、図５に示す実装データ３００、並びに図３を用いて最適化方法について説明する。尚、図５に示す実装データ３００は、電子部品の種類と該部品種類毎における１枚の回路基板の実装に必要な実装部品点数とを示す実装部品データ３０１、上記部品種類と上記部品種類毎における上記部品供給部２３１の使用可能数とを示すカセット使用可能数データ３０２から構成されるが、図５に図示してないＮＣデータと配列データも実装データの構成に含まれる。ここでカセット使用可能数とは、ユーザーがこの例題で該当の部品の種類に関して使うことができる部品供給部２３１の最大値であり、即ち、生産現場で該当の部品種類に関して調達可能なカセットの最大数であり、最適化装置１０１は上記カセット使用可能数の範囲内で、以下に示すように、最適なカセット使用数を自動決定する。この点で、本実施形態の最適化装置は、上述した従来の最適化装置とは異なる。

　最適化装置１０１に備わる上記演算装置１１０において、記憶部１３０の上記最適化プログラムファイル１３１に格納した上記最適化プログラムに従い、上記実装データ３００が上記候補生成部１１１に供給される。又、演算装置１１０における記憶部１３０の上記候補生成用知識データベース１３２には、実装データ３００中における全ての電子部品種類から一又は複数の部品種類を選択して、上記ＮＣデータ候補及び配列データ候補を生成するための候補生成用知識が複数格納されており、図３に示すステップ（図内では、「Ｓ」にて示す）１において、候補生成部１１１は、それぞれの上記候補生成用知識毎に上記ＮＣデータ候補及び配列データ候補を生成する。図６〜図８には、３つの異なる上記候補生成用知識から生成した、ＮＣデータ候補及び配列データ候補を示す。

　図６には、「部品点数が最大の部品種類Ｘ（図５に示すように本例では「Ａ」が相当する）を選び、部品種類Ｘ（＝Ａ）の部品供給部２３１を４つ並べることで上記配列データ候補３０５を作り、部品種類Ｘ（＝Ａ）の実装部品を４つずつ割り振ることでＮＣデータ候補３０６を生成する」という上記候補生成用知識から生成した配列データ候補３０５及びＮＣデータ候補３０６が示されている。尚、ＮＣデータ候補３０６中のＡ１〜Ａ１５は、部品種類Ａの個々の実装部品を示す。又、図６では省略しているが、上記Ａ１〜Ａ１５には各実装部品の回路基板上への実装位置情報も含まれるものとする。又、以下では、ＮＣデータ候補の各行をタスクと呼ぶ。即ち、同時吸着する単位がタスクであり、図６のＮＣデータ候補の並びにおいては、各行に対して同時吸着する単位であるタスク毎に並べている。よって、ＮＣデータ候補３０６の内訳は、４部品同時吸着のタスクが３回、３部品同時吸着のタスクが１回となる。

　図７には、「部品数最大の部品種類Ｘ（＝Ａ）を選び、部品種類Ｘ（＝Ａ）の部品供給部２３１を３つ並べることで上記配列データ候補３０７を作り、部品種類Ｘ（＝Ａ）の実装部品を３つずつ割り振ることでＮＣデータ候補３０８を生成し、次に、そのＮＣデータ候補３０８のタスク数（図７から判るように「５」）に最も近い実装部品点数を持つ部品種類Ｙ（図５に示すように本例では「Ｃ」が相当する）の部品供給部２３１の１つを配列データ候補３０７に付け加えて更新し配列データ候補３０９を生成し、部品種類Ｙ（＝Ｃ）の部品をＮＣデータ候補３０８に割り当てて更新しＮＣデータ候補３１０を生成する」という上記候補生成用知識から生成した配列データ候補３０９とＮＣデータ候補３１０とが示されている。ＮＣデータ候補３１０の内訳は、４部品同時吸着のタスクが５回となる。

　図８には、「部品数最大の部品種類Ｘ（＝Ａ）を選び、部品種類Ｘ（＝Ａ）の部品供給部２３１を２つ並べることで配列データ候補３１１を作り、部品種類Ｘ（＝Ａ）の実装部品を２つずつ割り振ることでＮＣデータ候補３１２を生成し、次に、そのＮＣデータ候補３１２のタスク数（図８から判るように「８」）に最も近い実装部品点数を持つ２つの部品種類Ｙ（図５に示すように本例では「Ｂ」が相当する）及び部品種類Ｚ（＝Ｃ）の部品供給部２３１を１つずつ配列データ候補３１１に付け加えて更新し配列データ候補３１３を生成し、部品種類Ｙ（＝Ｂ）及び部品種類Ｚ（＝Ｃ）の部品をＮＣデータ候補３１２に割り当てて更新しＮＣデータ候補３１４を生成する」という上記候補生成用知識から生成した配列データ候補３１３とＮＣデータ候補３１４とが示されている。ＮＣデータ候補３１４の内訳は、４部品同時吸着のタスクが５回、３部品同時吸着のタスクが1回、２部品同時吸着のタスクが１回、１部品吸着のタスクが１回となる。
　このように、上記候補生成用知識データベース１３２には、上述のような候補生成用知識を多数持っており、候補生成部１１１は各候補生成用知識毎にＮＣデータ候補と配列データ候補を生成する。

　次のステップ２では、演算装置１１０における候補評価部１１２は、上記候補生成部１１１が生成した複数のＮＣデータ候補３０６、３１０、３１４、…及び配列データ候補３０５、３０９、３１３、…を評価して、評価が最良のＮＣデータ候補及び配列データ候補を採用する処理を行う。即ち、まず、生成した配列データ候補３０５、３０９、３１３、…が、図５に示す上記カセット使用可能数の制限を越えていないかどうか、上記配列データ候補３０５、３０９、３１３、…が、記憶部１３０の最適化後データ蓄積部１３３に記憶されている配列データにおけるカセットの空き領域に、上記配列データ候補におけるカセットの配列通りに、実際に配置可能かどうか、又、上記配列データ候補を最適化後データ蓄積部１３３に記憶されている配列データに配置した場合に、まだ最適化後データ蓄積部１３３に配置されていない実装データ中の残りの部品種類を配置可能な空カセット領域があるかどうか等、制約を満たしているかどうかを判断する。

　例えば、図６の配列データ候補３０５では、部品種類Ａの部品供給部２３１を４つ並べているが、図５の実装データ３００のカセット使用可能数データ３０２を見ると部品種類Ａのカセット使用可能数は３であり、この制約を満たしていない。よって、ＮＣデータ候補３０６は以降の評価の対象とならない。次に、上記制約を満たしている配列データ候補とペアになっているＮＣデータ候補の全てを、上記ヘッド２２０−１〜２２０−４の本数Ｎ（＝４）に近い部品数を持つ同時吸着タスクほど大きな得点を与えることによって評価する。例えば、４部品同時吸着タスクには１点、３部品同時吸着タスクには０点、２部品同時吸着タスクには−１点、１部品吸着タスクには−２点という具合に得点付ける。これにより、図７のＮＣデータ候補３１０の得点は５点、図８のＮＣデータ候補３１４の得点は２点となる。こうした評価をカセット使用可能数の制限を越えていない配列データ候補とペアになっているＮＣデータ候補の全てに対して行い、得点が最大のＮＣデータ候補及び配列データ候補を上記最適化後データとして採用する。
　図５に示す実装データ３００における本例では、図７のＮＣデータ候補３１０の５点が最大となり、ＮＣデータ候補３１０と配列データ候補３０９が採用される。

　ここで、本実施形態では上述のような得点付けを行ったが、実装時間が短縮される効果がある、同時吸着する部品の数が多い程得点が大きくなるような得点付けであれば、上記以外の得点付けでも構わない。又、各タスクにおいて吸着動作に要する時間を理論計算し、全タスクの合計吸着動作に要する時間の合計が最小であるＮＣデータ候補及び配列データ候補を上記最適化後データとして採用する評価方法であっても構わないし、むしろこの評価方法の方が評価精度は向上する。

　次のステップ３では、上記候補評価部１１２は、上記候補評価部１１２で選択されたＮＣデータ候補及び配列データ候補を上記最適化後データとして記憶部１３０の最適化後データ蓄積部１３３に、既に記憶済みの最適化後データに追加するようにして、記憶する。上述のように本実施形態では上記ノズル２１１の交換を行わないという仮定であるが、一般的な場合、選択した上記ＮＣデータ候補を最適化後データ蓄積部１３３に登録するには、登録後のＮＣデータの各タスクの順序が上記ノズル２１１の交換をできるだけしないようなタスク順になるように、そのＮＣデータ候補の各タスクを既に記憶済みのＮＣデータに付け加える。尚、上述のように図５の実装データ３００の場合における本例では、全ての電子部品は同じノズル２１１にて吸着できることに仮定したため、最適化後データ蓄積部１３３に既に記憶されているＮＣデータの最後のタスクに続けてＮＣデータ候補のタスクを付け加えて記憶すればよい。

　又、上記候補評価部１１２で選択された配列データ候補を最適化後データ蓄積部１３３に登録するには、その配列データ候補の部品供給部２３１を配置可能な場所の内、できるだけ上記部品認識装置２５０のカメラに近い場所を選んで配置する。
　この理由は次の通りである。部品認識装置を備えた部品実装機の場合、実装ヘッドのノズルで部品を吸着した後、上記実装ヘッドを上記部品認識装置に備わるカメラ位置まで移動させ、上記部品の吸着姿勢の画像認識を行う。該画像認識により、上記部品の吸着位置ずれや吸着角度ずれがあったときには、ＮＣデータが指定した実装位置に上記ずれ量を補正した位置に部品を置くように上記実装ヘッドを移動させる動作が必要となる。よって、上記部品の吸着位置を有する該当部品の部品供給部は、できるだけ上記部品認識装置の上記カメラに近い場所に配置した方が、上記実装ヘッドの移動距離が少なくて済み、したがって実装時間が短縮されるからである。
　尚、上記部品認識装置を備えない部品実装機、もしくは部品を吸着した実装ヘッドを移動させながらカメラによる認識が可能な部品実装機であれば、上記部品供給部を上記カメラに近い場所に配置する必要はない。この場合は、むしろ各部品種類の平均実装位置にできるだけ近い位置に該当部品種類の部品供給部を配置することで実装時間の短縮が図れる。

　図７に示すＮＣデータ候補３１０及び配列データ候補３０９を最適化後データとして最適化後データ蓄積部１３３に登録した場合、図９に示すような形態になる。図９において符号３１５にて示すものは最適化後のＮＣデータであり、本例では、ＮＣデータ候補３１０は最適化後データ蓄積部１３３に初めて格納されるＮＣデータ候補であるため、ＮＣデータ候補３１０と最適化後ＮＣデータ３１５は同じものとなる。さらに、図９に示す符号３１６にて示すものは最適化後配列データであり、上記配列データ候補３０９は左カセット配列の上記カメラに最も近い場所に配置している。尚、このように本例では左カセット配列優先で配置したが、右カセット配列を優先してもよい。

　次のステップ４では、演算装置１１０における縮小部１１３は、上記最適化後データ蓄積部１３３に蓄積された最適化後ＮＣデータ及び最適化後配列データを上記実装データにフィードバックし、縮小させた実装データを再度、上記候補生成部１１１に入力する。
　即ち、まず、上記最適化後ＮＣデータの全タスクに含まれる全実装部品を実装部品データから削除する。図５に示す実装データ３００を用いた本例に当てはめてみると、図９の最適化後ＮＣデータ３１５には部品種類Ａ及び部品種類Ｃの全実装部品が含まれているので、これらの実装部品を実装部品データ３０１から削除することになり、その結果、実装部品データ３０１は図１０に示す実装部品データ３２１のように縮小される。次に、最適化後配列データ３１６で既に使われている部品供給部２３１をカセット使用可能数データ３０２から取り除き、縮小されたカセット使用可能数データ３２２を得る。このようにして縮小された実装部品データ３２１及びカセット使用可能数データ３２２は候補生成部１１１に再入力される。以後、ステップ５にて上記実装データの全部品種類の実装部品点数及びカセット使用可能数が０になり上記実装データ３００の縮小が終了したと判断されるまで、上述したステップ１〜４の処理が繰返し行なわれる。そして最終的には、図１１に示す最適化後ＮＣデータ３３１及び最適化後配列データ３３２が得られる。

　部品種類Ａ用の部品供給部２３１を３つ、部品種類Ｂ用の部品供給部２３１を２つ、部品種類Ｃ、Ｄ、Ｅ用の部品供給部２３１を１つずつ使用することで、上記最適化後ＮＣデータ３３１に示すように４部品に対する同時吸着タスクが８回実行することが可能になり、最適化処理が終了する。

　このように本実施形態の最適化装置１０１及び最適化方法によれば、上記実装データに対して上記候補生成用知識を用いることで部分問題に逐次的に分割でき、さらに同時に部分問題のアウトプットである上記最適化後データを実装データにフィードバックし、上記実装データの縮小をしながら部分問題に分割するので、複雑な最適化問題を高速に解くことができる。
　例えば、本実施形態の最適化装置１０１及び最適化方法を説明するために使用した実装部品データ３０１は、図２５を参照して説明した従来の最適化装置の場合に使用した実装部品データ６と同じであるにもかかわらず、上述のように計８回の同時吸着タスクを実行することができ、上記従来の最適化装置が作った同時吸着タスクの６回よりもより良い最適化が実現できているのが判る。
　又、上記従来の最適化装置ではカセット使用数データで与えられた全ての部品供給部を使用してしまうため、カセット使用数の最適化はユーザー自身が試行錯誤しながら行なう必要があるが、本実施形態の最適化装置１０１及び最適化方法では、最適な部品供給部２３１の使用数が自動的に決定されるため、ユーザーに与える負担を著しく少なくすることができる。

　上記実施形態で例に採ったカセット式部品供給装置２３０、２４０では供給できない電子部品を実装する場合には、図１２に示すような、格子状に配列されたそれぞれの区画に電子部品を収納するトレイ３４１をその厚み方向に沿って複数の層状に重ねたトレイ式部品供給装置３４２が用いられる。尚、あるトレイ３４１は、ある一種類の電子部品のみを専門に供給するものとする。実装ヘッド２２０に備わるいずれか１本のノズル２１１がある電子部品をトレイ式部品供給装置３４２から吸着するときには、その部品種類の電子部品を収納しているトレイ３４１が当該トレイ式部品供給装置３４２の引出し高さに位置合わせされるよう、リフター３４３を上方又は下方に移動して位置決めした後、該当トレイ３４１を引出した後、部品を吸着することになる。尚、一般にはトレイ３４１から部品の同時吸着は不可能である。又、後述のように、こうしたトレイ式部品供給装置３４２を複数設けている電子部品実装機もあるが、この場合も上述の実施形態と同様の最適化方法が適用可能である。但し、最適化後データ蓄積部１３３は、候補評価部１１２で採用された最良の配列データ候補のトレイを複数のトレイ式部品供給装置３４２に分割して、できるだけトレイの使用数を均等に割り当てるように、最適化後配列データに登録するものとする。

　例えば、上記の説明で用いた図５の実装データを用いた例題において、全ての部品種類の部品はトレイ式部品供給装置３４２で供給するものとし、図７のＮＣデータ候補３１０が候補評価部１１２で採用された最良のＮＣデータ候補であるとしたとき、図１７に示すように電子部品実装機が２つのトレイ式部品供給装置３４２−１、３４２−２を持つ場合には、部品種類Ａの部品を供給するトレイ３４１−Ｌをトレイ式部品供給装置３４２−１に割り当て、部品種類Ｃの部品を供給するトレイ３４１−Ｒをトレイ式部品供給装置３４２−２に割り当てるように最適化後配列データに登録することになる。

　即ち、図１７において、上記トレイ式部品供給装置３４２−１、３４２−２のいずれについても、上記リフター３４３の原点は下から５段目のトレイが上記引出し位置となる高さに設定されているものとする。リフター３４３によるトレイ３４１の上下移動のタイムロスを防ぐために、部品種類Ａの部品を収納するトレイ３４１−Ｌを上記下から５段目のＬ５の段にセットし、部品種類Ｃに対するトレイ３４１−Ｒを上記下から５段目のＲ５の段にセットするものとする。実装ヘッド２２０がこのようなトレイ式部品供給装置３４２−１、３４２−２から部品を吸着する動作について説明すると、ヘッド２２０−１が部品種類Ａを収納するトレイ３４１−Ｌから部品種類Ａを吸着した後、ヘッド２２０−２、２２０−３も続けて同じトレイ３４１−Ｌから部品種類Ａを吸着する。最後にヘッド２２０−４が部品種類Ｃを収納するトレイ３４１−Ｒから部品種類Ｃを吸着し、１タスク分の一連の吸着動作が終了する。よって、上述したような例えばカセット式部品供給装置２３０のような同時吸着は不可能だが、実装ヘッド２２０の移動動作を最低限におさえた１タスク分の連続吸着が可能となる。

　仮に、部品種類Ａ用のトレイ３４１−Ｌと部品種類Ｃ用のトレイ３４１−Ｒとを一つのトレイ式部品供給装置３４２に割り当てたとすると、ヘッド２２０−３が部品種類Ａの部品を吸着した後、次に吸着する種類Ｂの部品を有するトレイ３４１−Ｒに切り替えるために、部品種類Ａ用のトレイ３４１−Ｌをリフター３４３内に収納し、リフター３４３を上方または下方に移動させ部品種類Ｃ用のトレイ３４１−Ｒを上記引出し高さに配置するよう位置合わせし、部品種類Ｃ用のトレイ３４１−Ｒを引出す動作が必要となる。この間、実装ヘッド２２０は吸着動作待ちの状態を維持しなくてはならないため、その分実装時間が長くなる。
　しかし、上述したように、別々のトレイ式部品供給装置３４２−１、３４２−２に、トレイ３４１の使用数をできるだけ均等に割り当てれば、上述のような実装ヘッド２２０が待ち状態になる回数をなくすか、又は最小限に抑えることができる。

　上述のように、一般にはトレイ式部品供給装置３４２からの同時部品吸着は不可能であるが、同時部品吸着が可能なように、図１８〜２０に示すようなシャトルと呼ばれる部品供給装置３５１を持つ電子部品実装機もある。図１８には、シャトル部品供給装置３５１を含むトレイ式部品供給装置３４２０の１例を示す。トレイ式部品供給装置３４２０はトレイ式部品供給装置３４２１とトレイ式部品供給装置３４２２との２台のトレイ式部品供給装置を備え、両方のトレイ式部品供給装置３４２１、３４２２から部品をシャトル部品供給装置３５１上の部品載置位置へ移載可能である。シャトル用吸着ヘッド３４６は、駆動軸３４７により図に矢印３４６１で示すＸ方向に移動可能で、シャトル用吸着ヘッド３４６自体も駆動軸３４７に対してＺ方向に上下動できる。トレイ引出し部材３５２は、トレイ引出しプレート３４４と係合可能であり、図に矢印３５２１に示すＹ方向にトレイ３４１をトレイ式部品供給装置３４２１から引出し、及びトレイ式部品供給装置３４２１に収納することができる。トレイ引出し部材３５２と同様に、シャトル部品供給装置３５１もトレイ式部品供給装置３４２２に備わるトレイ引出しプレート３４４と係合可能であり、図に矢印３５２１に示すＹ方向に、トレイ３４１をトレイ式部品供給装置３４２２から引出し、及びトレイ式部品供給装置３４２２に収納することができる。

　部品をトレイ３４１からシャトル部品供給装置３５１に移載する動作を説明する。トレイ式部品供給装置３４２１、３４２２いずれでも所望の部品種類の所望の部品を収納したトレイ３４１を載せたトレイ引出しプレート３４４を引出す。そして上記所望の部品を収納しているトレイ３４１の区画上にシャトル用吸着ヘッド３４６が位置するように、Ｘ方向に対しては駆動軸３４７により、Ｙ方向に対してはトレイプレート３４４を引出す量で位置決めする。位置決め後、シャトル用吸着ヘッド３４６が下降し上記所望の部品を吸着して、上昇する。次に、シャトル部品供給装置３５１上の上記部品載置位置の内の予定位置にシャトル用吸着ヘッド３４６が位置するように、Ｘ方向に対しては駆動軸３４７によりシャトル用吸着ヘッド３４６を移動し、Ｙ方向に対してはシャトル部品供給装置３５１を移動させることで位置決めする。そして、シャトル用吸着ヘッド３４６を下降させ、シャトル部品供給装置３５１上の上記予定位置に吸着している部品を移載する。以上の動作を繰り返して、実装ヘッド２２０に備わるノズル２１１の本数Ｎ（本実施例では４）に相当する部品数の部品をトレイ３４１からシャトル部品供給装置３５１の上記部品載置位置に配置することができる。これによりトレイ式部品供給装置であっても実装ヘッド２２０による部品吸着前に、シャトル部品供給装置３５１上に、上記動作により予め部品を移載しておくことで、実装ヘッド２２０による部品の同時吸着が可能になる。

　図１９に示されるものは、１台のみのトレイ式部品供給装置３４２３にシャトル部品供給装置３５１を備えた例であり、部品をトレイ３４１からシャトル部品供給装置３５１上に移載する動作が１台のトレイ供給装置３４２３から移載できるようになっていることを除き、図１８を参照して説明した動作と同じである。

　図２０には、上述した図１８に示すトレイ式部品供給装置３４２０のように、２台のトレイ式部品供給装置３４２５、３４２６を一体的に構成したトレイ式部品供給装置３４２４において、上記駆動軸３４７に対応する駆動軸３４２７が一方のトレイ式部品供給装置３４２５のみに延在するように構成した例が示されている。このような構成から、トレイ式部品供給装置３４２６に備わるトレイ３４１から部品をシャトル部品供給装置３５１へ移載することはできない。よって、トレイ式部品供給装置３４２６については、トレイ引出し部材３５２により引出されたトレイ３４１から直接に実装ヘッド２２０が上記トレイ３４１から部品を吸着する必要がある。即ち、トレイ式部品供給装置３４２６のトレイ３４１に収納された部品を実装ヘッド２２０で同時吸着することはできない。

　以上、シャトル部品供給装置付きのトレイ式部品供給装置の例を説明したが、シャトル部品供給装置へ移載できるトレイ式部品供給装置の台数が３台以上になった構成も可能である。又、上述の各例では、シャトル用吸着ヘッド３４６におけるＹ方向の位置決めは、トレイ３４１の引出量により行ったが、Ｙ方向にシャトル用吸着ヘッド３４６を移動させる駆動軸を別途に備えることにより行うように構成することもできる。

　以上説明したようなシャトル部品供給装置３５１を有するトレイ式部品供給装置３４２、３４２０、３４２３、３４２４の場合には、上記候補評価部１１２は、選択した最良の配列データ候補のトレイをシャトル部品供給装置３５１が設けられているトレイ式部品供給装置を除いた他のトレイ式部品供給装置に対しては、できるだけトレイ数を均等に割り当てるよう上記最適化後データ蓄積部１３３に最適化後配列データとして登録するものとする。

　詳しく説明するために、シャトル部品供給装置３５１を備えた、上記図１８、図１９、図２０に示すトレイ式部品供給装置３４２０、３４２３、３４２４に部品を割り当てた具体事例を、図２１、２２、２３を用いて説明する。
　図５に示す実装データを用いた例題において、全ての部品種類の部品は図１８〜２０のトレイ式部品供給装置３４２０、３４２３、３４２４で供給するものとし、図７のＮＣデータ候補３１０が候補評価部１１２で採用された最良のＮＣデータ候補であるとしたとき、トレイ式部品供給装置及びシャトル部品供給装置の部品配置は図２１〜２３の各々に示すようにする。

　図１８に示すトレイ式部品供給装置３４２０の場合は、トレイ式部品供給装置３４２１、３４２２の両方ともシャトル部品供給装置３５１への移載ができるので、図７のＮＣデータ候補３１０のタスク単位を図２１に示すように、部品種類において左からＡ、Ａ、Ａ、Ｃにてシャトル部品供給装置３５１上に配置する。このように配置しておけば、実装ヘッド２２０は、ヘッド２２０−１〜２２０−３のそれぞれに部品種類Ａを、ヘッド２２０−４に部品種類Ｃを、同時吸着でき、実装時間を短縮できる。又、トレイ式部品供給装置３４２１、３４２２への部品種類Ａ、Ｃの部品の配置は、実装ヘッド２２０が１回前にシャトル部品供給装置３５１から部品を吸着してから現在のタスクの部品を吸着するまでの間にトレイ式部品供給装置３４２１、３４２２から部品をシャトル部品供給装置３５１上に移載できるのであれば、実装ヘッド２２０が待ち状態にならないので、特にどのように配置しても構わない。しかし、出来るだけ速くシャトル部品供給装置３５１への部品の移載を行う点を考慮すれば、望ましくは、図１７を参照して説明した場合と同様に、上記リフター３４３が原点位置にある状態ですぐにトレイ３４１を上記引出し高さ位置にて引出せるよう、図２１に示すように、トレイ式部品供給装置３４２１のＬ５段目のトレイ３４１に部品種類Ａの部品を、トレイ式部品供給装置３４２２のＲ５段目のトレイ３４１に部品種類Ｃの部品を配置するのが良い。このように配置にすることで、トレイ式部品供給装置３４２１、３４２２のリフター３４３を動作させる必要は無く、シャトル用吸着ヘッド３４６により部品を各トレイ３４１からシャトル部品供給装置３５１へ移載するのに要する時間だけ要することになる。

　図１９に示すトレイ式部品供給装置３４２３の場合は、１台のトレイ式部品供給装置３４２３に備わるトレイ３４１から、図２２に示すように、シャトル部品供給装置３５１上に部品を移載する必要がある。この移載動作が、実装ヘッド２２０が１回前にシャトル部品供給装置３５１から部品を吸着してから現在のタスクの部品を吸着するまでの間に終了するのであれば、トレイ式部品供給装置３４２３における部品種類Ａ、Ｃの配置はどのようであっても構わない。しかしながらこの移載動作が速く終了する方が望ましいので、実際には、上記リフター３４３が原点位置にある状態ですぐにトレイ３４１を上記引出し高さ位置にて引出せるよう、図２２に示すようにトレイ式部品供給装置３４２３のＬ５段目のトレイ３４１に部品種類Ａの部品を、その下のＬ４段目のトレイ３４１に部品種類Ｃの部品を配置するのが良い。

　図２０に示すトレイ式部品供給装置３４２４の場合には、実装ヘッド２２０が同一タスクの部品を全て同時吸着することを優先するのであれば、図１９の場合と同様に、トレイ式部品供給装置３４２５のトレイ３４１に部品種類Ａ、Ｃの部品を配置するのが良い。しかし、その場合、トレイ式部品供給装置３４２５のリフター３４３の動作が必要となり、その動作時間が実装時間に大きく影響する場合もある。その場合には、シャトル部品供給装置３５１を備えたトレイ式部品供給装置３４２５に備わるトレイ３４１に部品種類Ａの部品を割り当て、シャトル部品供給装置３５１を備えないトレイ式部品供給装置３４２６のトレイ３４１に部品種類Ｃの部品を割り当てる。部品種類Ａの部品については、図２３に示すように左からＡ，Ａ，Ａにてシャトル部品供給装置３５１上に移載配置できるので、実装ヘッド２２０のヘッド２２０−１〜２２０−３により、部品種類Ａの部品を同時に吸着が可能である。該同時吸着した後、実装ヘッド２２０は、トレイ式部品供給装置３４２６の部品種類Ｃの部品を収納したトレイ３４１まで移動し、ヘッド２２０−４が部品種類Ｃの部品を吸着し、一連の吸着動作を終了する。この場合、シャトル部品供給装置３５１の配置位置から部品種類Ｃの部品を収納しているトレイ３４１の位置まで実装ヘッド２２０が移動する動作が加わるが、この実装ヘッド２２０の移動時間が、先に述べたトレイ式部品供給装置のリフター３４３の動作時間より短いならば、図２３のように部品種類Ｃの部品をトレイ式部品供給装置３４２６のトレイ３４１に割り当てた方が、実装時間が短くなる。図２３では、上述した図２１の場合と同様に、トレイ式部品供給装置３４２５のＬ５段目のトレイ３４１に部品種類Ａの部品を、トレイ式部品供給装置３４２６のＲ５段目のトレイ３４１に部品種類Ｃの部品を配置している。
　上記したような理由、またはその他の理由で、シャトル部品供給装置３５１を備えていないトレイ式部品供給装置に部品を配置せざるを得ない場合は、やはり使用トレイの数が均等になるように部品を割り当てれば良い。

　さらには、図１に示すように、最適化装置１０１は前処理装置１６０を備えることもできる。以下に、該前処理装置１６０について説明する。
　図２において、ノズル交換部２７０は、実装ヘッド２２０に搭載した各ノズル２２１を交換する装置である。ノズル交換部２７０には、現在実装ヘッド２２０に搭載されていないノズル２２１が、「（行，列）」の表示形態、即ち、図２に示す（１，１）、（１，２）、…、（２，４）の２行４列の各場所に配置されており、同一行内の隣の列のノズル２２１との間隔は、実装ヘッド２２０における隣合うノズル間隔と一致しているものとする。部品実装動作中に実装ヘッド２２０においてノズル２２１の交換が必要になったとき、実装ヘッド２２０は、ノズル交換部２７０へ移動し、不使用になったノズル２２１を外してノズル交換部２７０に配置させ、必要なノズル２２１をノズル交換部２７０より選択して取り付ける。実装ヘッド２２０がノズル交換部２７０でノズル２２１を着脱する際、着脱したいノズル２２１について、ノズル交換部２７０における該当ノズル２２１の配置場所へ実装ヘッド２２０が位置合わせをして、ノズル２２１の着脱が行われる。

　例えば、実装ヘッド２２０のヘッド２２０−１のノズル２２１を外して、ノズル交換部２７０の上記（１，１）の場所に配置させたいとき、逆に、ヘッド２２０−１にノズル交換部２７０の上記（１，１）に配置されているノズル２２１を取り付けたいときは、ヘッド２２０−１が上記（１，１）の場所に合致する位置に移動して、ノズル２２１の着脱が行われる。
　以上のような動作でノズル交換が行われるノズル交換部２７０であるが、ノズル交換部２７０のノズル２２１の配置は、部品を実装する時間の長短に影響する。即ち、上述した最適化装置１０１の出力結果に影響する。

　上述したノズル２２１の交換動作を行うために、ノズル２２１の交換回数を最小にする必要がある。それでもノズル交換が複数回発生するのであれば、その複数回の交換を同時に行う方が、ノズル交換による時間ロスを最小に出来る。例えばヘッド２２０−１〜２２０−４におけるそれぞれのノズル２２１を交換しなければならないのであれば、それらの交換が同じタイミングで行うことができるような実装順のＮＣデータにし、一度のノズル交換動作で全ての上記ヘッド２２０−１〜２２０−４のノズル２２１が同時に交換されるのが良い。そのためには、ヘッド２２０−１のノズル２２１が上記（１，１）の場所、ヘッド２２０−２のノズル２２１が上記（１，２）の場所、…、ヘッド２２０−４のノズル２２１が上記（１，４）の場所というように、実装ヘッド２２０における各ノズル２２１の配置位置がノズル交換部２７０の各行毎のノズル配置位置と同じになるようにする。
　尚、上述の説明では、ノズル交換部２７０において、隣の列のノズル２２１との間隔と、実装ヘッド２２０において、隣合うノズル間隔とが一致した例を採ったが、必ずしも一致する必要はない。その場合、ノズル２２１の同時交換はできない。しかしながらこの場合においても、順次連続して各ノズル２２１を交換する際の実装ヘッド２２０の移動量を小さくさせるためには、上記説明した通りノズル交換部２７０のノズル配置と実装ヘッド２２０のノズル配置とを同じにすることに変わりはない。

　以上のように、ノズル交換部２７０のノズル配置には、実装時間を短縮するために望ましい配置が存在する。しかし、絶対守らなければならない設備制約により決まる配置や、守った方が良い設備制約により決まる位置もあり、それらを加味しどのような優先順位でノズル配置を決めればよいか、判断が難しいという問題があった。
　図１３に示す前処理装置１６０は、上記問題を解決するためのもので、実装ヘッド２２０に搭載するノズル２２１を交換するノズル交換部２７０のノズル配置を決定する装置である。

　該前処理装置１６０には、機能的に区分すると、上記実装データ３００及び設備データを読み込む実装・設備データ読込部１６１と、それぞれの部品保持部材、つまり本実施形態では吸着ノズル２２１の種類毎に吸着ノズル２２１の使用要求数を算出するノズル使用要求数算出部１６２と、設備制約に適合するようにノズル使用要求数を限定して各吸着ノズル２２１の種類毎に吸着ノズル２２１の使用数を求めるノズル使用数限定部１６３と、設備制約に適合するように制約付き吸着ノズル２２１に対して配置場所を決定する制約付きノズル配置部１６４と、各吸着ノズル２２１の種類に対して残りの吸着ノズル２２１の配置場所を決定する残ノズル配置部１６５と、吸着ノズル２２１の配置を整列するノズル配置整列部１６６と、求めた吸着ノズル２２１の配置結果を出力する最適化制約出力部１６７とを備える。

　図１４に示す実装データ３６１及び設備データ３６２を例に用いて、図４を参照しながら上記前処理装置１６０にて実行される最適化前処理動作について説明する。尚、この例において、図２に示す通りノズル交換部２７０は、吸着ノズルが２行４列の合計８箇所に配置されると仮定する。尚、上記行数と列数の仮定は上記の値に限定されるものではない。又、上記実装データ３６１に示すように、上記吸着ノズル２２１の種類は、「Ｓ」，「Ｍ」，「Ｌ」の３種類あるとする。
　ステップ１１において、上記実装・設備データ読込部１６１は、上記実装データ３６１に基づき部品種類、部品種類毎の実装部品点数、部品種類毎の部品供給部２３１の使用可能数つまりカセット使用可能数、部品種類毎の吸着ノズル２２１の種類の諸情報をそれぞれ読み込み、又、設備データ３６２から吸着ノズル２２１の種類情報、吸着ノズル２２１の種類毎におけるノズル使用可能数のそれぞれの情報を読み込む。ここで、上記カセット使用可能数は、図５に示すカセット使用可能数データ３０２にあるカセット使用可能数と同じものである。又、上記ノズル使用可能数とは、ユーザごとに異なる設備制約で、ユーザがこの例題で使用することができるノズル数の最大値であり、本実施形態の最適化前処理装置１６０では、ノズル使用可能数の範囲内で最適なノズル使用数を、以下に説明するように、自動決定する。
　又、実装データ３６１及び設備データ３６２に示す吸着ノズル２２１の種類は、部品供給部２３１から実装部品を吸着し回路基板上に実装するため、部品種類の形状に基づき異なる。つまり、同じ種類のノズルを使用する部品種類、例えば吸着ノズルの種類「Ｍ」を使用する部品種類「Ａ」と部品種類「Ｃ」との部品については、吸着ノズル２２１を交換せずに吸着することができ、実装時間の短縮を図ることができる。

　ステップ１２では、ノズル使用要求数算出部１６２は、ノズル使用要求数を算出する。ノズル使用要求数算出部１６２では、各部品種類毎に実装部品点数の多い方から順に、各部品種類において、実装部品点数とカセット使用可能数とを比較し、いずれか低い値を最小置として求め、各ノズル種類毎に実装できる部品種類分の求めた最小値を合計して、各ノズル種類毎にノズル使用要求数を求める。求めたノズル使用要求数は、ノズル使用可能数を上限とする。
　図１４に示す実装データ３６１の例では、まず、部品種類Ａが選択され、実装部品点数「１５」とカセット使用可能数「３」との最小値から、種類Ｍの吸着ノズル２２１におけるノズル使用要求数は３となる。次に部品種類Ｂの実装部品点数「６」とカセット使用可能数「３」との最小値から、種類Ｌの吸着ノズル２２１におけるノズル使用要求数は３となる。次に部品種類Ｃについて種類Ｍの吸着ノズル２２１のノズル使用要求数は３となる。ここで、部品種類Ａと部品種類Ｃとは共通のノズル種類Ｍを使用するので、ノズル使用要求数を合計すると６になり、設備データ３６２に示される、種類Ｍの吸着ノズル２２１のノズル使用可能数４を超えるので、結局、種類Ｍの吸着ノズル２２１のノズル使用要求数は４となる。以下、同様に処理を行うと、部品種類Ｂのみに使用される種類Ｌの吸着ノズル２２１のノズル使用要求数は３、部品種類Ｄと部品種類Ｅで使用される種類Ｓの吸着ノズル２２１のノズル使用要求数は４となる。この結果をまとめたものが図１５に示す「ノズル使用要求数」の各値である。

　ステップ１３において、ノズル使用数限定部１６３は、設備制約により限定された吸着ノズル２２１の配置場所であるノズル交換部２７０に全ての吸着ノズル２２１が配置できるように、各種類の吸着ノズル２２１に対して上記ノズル使用要求数を限定して、配置可能なノズル使用数を求める。初期状態では、各種類の吸着ノズル２２１のノズル使用数は、ノズル使用要求数に設定される。全種類の吸着ノズル２２１におけるノズル使用数の合計が配置場所数を超える場合には、使用頻度の小さい種類の吸着ノズル２２１のノズル使用数を１つ減らす。但し、１つ減らした結果ノズル使用数が０になる場合には、次に使用頻度の小さい種類の吸着ノズル２２１のノズル使用数を１つ減らす。ここで、使用頻度とは、各ノズル種類毎に、実装できる部品点数をノズル使用数で除したものである。このようにして上記配置場所数に収まるまでノズル使用数の限定を繰り返す。

　この例では、上述のようにノズル交換部２７０において吸着ノズル２２１を配置できる場所は２行４列の合計８箇所と仮定している。よって、ステップ１２までの計算によりノズル使用数の合計は１１となり、配置できる個数の上記８個を超えている。そこで、ノズル使用数の合計を８個以内に収めるために、各吸着ノズル種類毎に使用頻度を算出する。そのため、各ノズル種類毎に実装部品点数を求める。種類Ｍ用ノズルは、部品種類Ａの実装部品点数「１５」と部品種類Ｃの実装部品点数「５」とを実装するのに利用されるので、実装部品点数は合計２０となる。同様に、種類Ｌ用ノズルの実装部品点数は６、種類Ｓ用ノズルの実装部品点数は６となる。これをまとめたものが図１５に示す「実装部品点数」である。そして、各吸着ノズル種類の最初のノズル使用数は、図１５に示す「ノズル使用要求数」に設定されるので、種類Ｍ用ノズルについては、実装部品点数の「２０」をノズル使用数の「４」で除すことで、使用頻度は「５」と求まり、種類Ｌ用ノズルについては、実装部品点数の「６」をノズル使用数の「３」で除すことで使用頻度は「２」と求まり、種類Ｓ用ノズルについては、実装部品点数の「６」をノズル使用数の「４」で除すことで使用頻度は「１．５」と求まる。ここで種類Ｓ用ノズルの使用頻度が一番小さいので種類Ｓ用吸着ノズル２２１のノズル使用数を１つ減らす。減じた後においてもまだ、ノズル使用数の合計が配置場所数を超えるので再度、各ノズル種類毎に使用頻度を計算する。最終的には、種類Ｍ用ノズルについては、実装部品点数の「２０」をノズル使用数の「４」で除すことで使用頻度は「５」と求まり、種類Ｌ用ノズルについては実装部品点数の「６」をノズル使用数の「２」で除すことで使用頻度は「３」と求まり、種類Ｓ用ノズルについては実装部品点数の「６」をノズル使用数の「２」で除することで使用頻度は「３」と求まる。この最終的なノズル使用数をまとめたものが図１５に示す「最終ノズル使用数」である。

　全てのノズル種類について上記ノズル使用数が決まった後、ステップ１４及びステップ１５において、制約付きノズル配置部１６４及び残ノズル配置部１６５は、ノズル交換部２７０における吸着ノズル２２１の配置を決定する。
　吸着ノズル２２１をどこに配置するかは重要である。上述したようにその配置場所により吸着ノズル２２１を交換する回数を減らすことが可能になり、実装時間の短縮を図ることができるからである。まず、上記制約付きノズル配置部１６４で、制約付きのノズルから配置場所を決定する。即ち、設備制約により吸着ノズル２２１の配置可能場所が制限されている場合があり、このように配置場所が制限されている吸着ノズル２２１を「制約付きノズル」と呼ぶ。制約付きノズルの全ての配置を制約通りに決定すると、実装時間の短縮を図るためのノズル配置ができなくなる場合を考慮し、全ての制約付きノズルの配置場所を決めるのではなく、実装時間短縮のためのノズル配置をする場所を残した最低限の配置場所を決定する。例えば、種類Ｌのノズルを第２列目に置かなければならないという仮定をすると、上記制約付きノズル配置部１６４は、第１行目第２列目に上記種類Ｌの吸着ノズル２２１の配置場所を１つ決定する。ノズル種類Ｌのノズル使用数は「２」であるが、残り１つに対してはまだ配置を決めない。尚、上記設備制約は、上述のものに限定されるものではなく、他の設備制約も利用できる。

　最低限の制約付きノズルについて、その配置が終了した時点で、残ノズル配置部１６５は、残りの吸着ノズル２２１についてその配置場所を決定する。上記制約付きノズルの配置結果を元に、できるだけ同時吸着できる実装ヘッド２２０のノズル配置と同一配置にすることを考慮して該配置場所の同一行に同一種類の吸着ノズル２２１を配置する。この場合においても使用頻度の大きい順に配置場所を決定する。まず、使用頻度が一番大きい種類Ｍの吸着ノズル２２１を同一行にノズル使用数に基づき４つ分配置する。第１行目には、種類Ｌの吸着ノズル２２１が既に配置されているので、第２行目に種類Ｍの吸着ノズル２２１をノズル使用数に基づき４つ整列して配置する。次に、使用頻度から種類Ｌの吸着ノズル２２１が選択され、これを整列するように第１行目第１列目にノズル使用数の「２」の内、未配置である残り１つの配置場所が決定される。最後に種類Ｓの吸着ノズル２２１のノズル使用数２つ分が空いている第１行目の第３列目と第４列目に配置される。

　ステップ１６では、ノズル配置整列部１６６は、残ノズル配置部１６５により決定された吸着ノズル２２１の配置行を入れ替る。つまり使用頻度の大きい行と部品種類の混合が少ない行とを回路基板に近い方の行に移動させる。これにより、先に使用する吸着ノズル２２１が回路基板に近い側に配置され、ノズル交換のため、実装ヘッド２２０がノズル交換部２７０の交換場所へ移動する移動量が、最初の交換から後の交換に進むにつれて、小さいものから大きいものになる。この例では第２行目と第１行目が入れ替えられる。よって最終的な吸着ノズル２２１の配置は図１６に示す表３６６のようになる。
　最後に、ステップ１７にて、最適化制約出力部１６７は、上記表３６６にて示される２行４列にてなるノズル交換部２７０のノズル配置情報を最適化への制約条件として演算装置１１０へ送出する。

　このように前処理装置１６０を設け、実装時間を短縮するためのノズル配置と設備制約によるノズル配置との相互の優先度のバランスを考慮して上記前処理動作を実行することで、多種多様な部品を実装可能な部品実装機において、ノズル交換部２７０における吸着ノズルの最適な配置を自動的に求めることができる。この前処理装置１６０の出力結果により、最適化装置１０１は制約を受ける。即ち、この前処理装置１６０が出力したノズル配置通りの実装ヘッド２２０のノズル配置にて、該実装ヘッド２２０が同時吸着できる、例えば部品供給部２３０の部品配置及びＮＣデータのタスク順にすれば、ノズル交換回数を最小にでき、かつ同時吸着回数は最大になり、多種多様な部品を実装可能な部品実装機における部品実装動作を従来に比べて高速化することができる。

　本発明は、例えば部品実装機の動作を規定するＮＣデータと部品供給部の配列データとの最適化問題を高速に解くことに利用可能である。

本発明の一実施形態における最適化装置の構成を示すブロック図である。 上記最適化装置から最適化後実装データが供給される部品実装機の構成を示すブロック図である。 図１に示す最適化装置の動作を示すフローチャートである。 図１に示す最適化装置に備わる前処理装置における動作を示すフローチャートである。 図１に示す最適化装置にて使用される実装データを示す図である。 図１に示す最適化装置にて生成される配列データ候補情報及び実装手順候補情報を示す図である。 図１に示す最適化装置にて生成される配列データ候補情報及び実装手順候補情報を示す図である。 図１に示す最適化装置にて生成される配列データ候補情報及び実装手順候補情報を示す図である。 図１に示す最適化装置にて生成される最適化後データを示す図である。 図１に示す最適化装置にて生成される最適化後データを示す図である。 図１に示す最適化装置にて生成される最適化後実装データを示す図である。 図２に示す部品実装機に備わる部品供給装置の他の例を示す斜視図である。 図１に示す最適化装置に備わる前処理装置の構成を示すブロック図である。 上記前処理装置にて実行される前処理動作にて使用する実装データ及び設備データを示す図である。 上記前処理装置にて実行される前処理動作に関係するデータを示す図である。 上記前処理装置にて実行される前処理動作に関係するデータを示す図である。 図２に示す部品実装機に備わる部品供給装置のさらに他の例を示す図である。 図１７に示すトレイ式部品供給装置の一形態を示す斜視図である。 図１８に示すトレイ式部品供給装置の他の形態を示す斜視図である。 図１８に示すトレイ式部品供給装置のさらに他の形態を示す斜視図である。 図１８に示すトレイ式部品供給装置におけるトレイの配列の最適化を行う場合を説明するための図である。 図１９に示すトレイ式部品供給装置におけるトレイの配列の最適化を行う場合を説明するための図である。 図１８に示すトレイ式部品供給装置におけるトレイの配列の最適化を行う場合を説明するための図である。 従来の最適化装置における主要部分の構成を示すブロック図である。 従来の最適化装置にて使用する実装部品データを示す図である。 従来の最適化装置における同時吸着作成部が生成したカセット１つ当りの実装部品点数を示す図である。

符号の説明

　１０１…最適化装置、１１０…演算装置、１１１…候補生成部、
　１１２…候補評価部、１１３…縮小部、
　１３０…記憶部、１６０…前処理装置、１９１…記録媒体、
　２０１…電子部品実装機、２１１…吸着ノズル、
　２３０、２４０…カセット式部品供給装置、２５０…部品認識装置。

Claims (3)

1. 　格子状に配列されたそれぞれの区画に一種類の部品を収納するトレイをその厚み方向に沿って重ねて配列し上記トレイを引き出して部品供給を行う複数のトレイ式部品供給装置と、各々一つの部品を保持可能な複数の部品保持部材を搭載した実装ヘッドとを備え、上記実装ヘッドを上記トレイ式部品供給装置から被装着体上に移動させ上記部品を実装する部品実装機において、該部品実装機が実装動作するために必要な上記トレイの配列データの最適化をコンピュータにより行う配列データの最適化方法であって、
   　上記実装ヘッドで保持する部品について、部品種類毎のトレイを複数の上記トレイ式部品供給装置にトレイの使用数が均等になるように割り当てることを特徴とする配列データの最適化方法。
2. 　上記トレイ式部品供給装置をリフターにより上下動させ、部品供給を行うトレイを引出し高さに位置合わせした後、上記トレイを引き出すとき、上記リフターの原点が設定された引き出し高さに、上記引き出されるトレイを配置する、請求項１記載の配列データの最適化方法。
3. 　格子状に配列されたそれぞれの区画に一種類の部品を収納するトレイをその厚み方向に沿って重ねて配列し上記トレイを引き出して部品供給を行う複数のトレイ式部品供給装置と、各々一つの部品を保持可能な複数の部品保持部材を搭載した実装ヘッドとを備え、上記実装ヘッドを上記トレイ式部品供給装置から被装着体上に移動させ上記部品を実装する部品実装機において、該部品実装機が実装動作するために必要な上記トレイの配列データの最適化をコンピュータにより行う配列データの最適化装置であって、
   　上記実装ヘッドで保持する部品について、部品種類毎のトレイを複数の上記トレイ式部品供給装置にトレイの使用数が均等になるように割り当てることを特徴とする配列データの最適化装置。
   

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