JP2006005332A - 部品実装順序決定方法および部品実装順序決定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 段取り替えが容易で、生産基板切替に要する時間を短縮可能な部品実装順序最適化方法および部品実装順序最適化装置を提供すること。
【解決手段】 最適化プログラム格納部１６は、部品情報読取装置５が部品カセットの識別情報を読み取って得られる部品配置データを取得して、部品カセットの識別情報と部品供給部に装着される位置とが対応付けられた部品配置リストを作成する配置リスト作成部１７と、部品配置リストに基づいて、前記部品カセットの配列を固定した状態で部品の実装順序を決定する実装順序決定部１８とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子部品の実装機等を対象とした部品実装の順序の最適化を行う部品実装順序決定方法および部品実装順序決定装置に関する。

従来、定められた位置に固定された部品供給部から電子部品の供給を受けて、移動自在に構成された実装ヘッドで、固定位置にセットされた回路基板上へ電子部品を実装するタイプの電子部品実装機に対して、実装ヘッドの移動距離を少なくして実装効率の向上を図る、部品供給部における部品配列のデータを作成する方法があった。このように作成されたデータに従って指定の部品配列で部品実装を行うことで、生産する基板１枚あたりの実装時間を短縮することが可能となる（例えば、特許文献１参照）。

上記の部品配列データ作成方法を用いて電子部品実装を行う場合、電子部品実装機によって基板の生産を開始するためには、作成された部品配列データどおりに、部品供給部に部品をセットする必要があるため、部品のセット作業が煩雑であるという事情があった。
特開平９−８１６０３号公報

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、段取り替えが容易で、生産基板切替に要する時間を短縮可能な部品実装順序決定方法および部品実装順序決定装置を提供することを目的とする。

本発明の部品実装順序決定方法は、部品を収納した複数の部品カセットの配列から、部品を吸着することが可能な装着ヘッドで部品を吸着し、前記装着ヘッドを移動させて基板に前記部品を実装する部品実装機を対象とし、コンピュータにより部品の実装順序を決定する部品実装順序決定方法であって、部品供給部に配置される前記部品カセットの識別情報を読み取って得られる部品配置データを取得するステップと、前記部品配置データに基づいて、前記部品カセットの識別情報と前記部品供給部に配置される位置とが対応付けられた部品配置リストを作成するステップと、前記作成された部品配置リストに基づいて、前記部品カセットの配列を固定した状態で部品の実装順序を決定するステップと、を備える。

この方法により、部品カセットをランダムに配置しても実装順序の最適化を行うことができ、段取り替えが容易で、生産基板切替に要する時間を短縮することが可能となる。

上記決定方法は更に、前記部品カセットの識別情報を、該部品カセットまたは該部品カセット内の部品テープに設けられたＩＣタグから読み取るステップと、前記ＩＣタグから受信する位置情報から、前記部品カセットの位置を特定するステップと、該特定された部品カセットの位置と読み取られた識別情報に基づき、部品配置リストを作成するステップと、を含むことができる。

前記実装順序を決定するステップは、前記基板に実装する部品の位置に関する情報を含む実装点情報を参照してそれらの実装点に関する実装順序を変更するステップと、変更された実装順序下の実装時間を算出し、該実装時間がより短くなるような実装順序を求めるステップと、を含むことができる。この方法により、より実装時間が短くなる実装順序を求めるので、基板生産時間を短縮することができる。

また、前記装着ヘッドが複数のノズルを有する場合においては、前記実装順序を決定するステップは、前記部品カセットの配列に基づいて実装すべき部品とその部品の員数との関係を示すヒストグラムを作成するステップと、前記ヒストグラムを参照して、前記員数が最も多い部品を含む部品カセットを決定するステップと、前記決定された部品カセットからの部品の吸着と同時に吸着が可能な部品を決定するステップとを含み、前記決定された部品カセットと吸着可能な部品に基づき、前記実装順序が決定される。

また、部品実装順序決定方法は更に、前記部品カセットが前記部品供給部に配置された後、不足部品が存在するか否か判定するステップと、不足部品が存在すると判定された場合に警告を報知するステップと、前記報知ステップの後、前記不足部品を含む部品カセットが前記部品供給部に配置されたか否か判定するステップと、を備えることができる。

また、前記不足部品が存在するか否か判定するステップにおいて、同一部品を収容する複数の部品カセットが前記部品供給部に配置されていることが判明した場合、１）当該複数の部品カセットのうちいずれか１つの部品カセットから優先的に部品を吸着し、他の部品カセットの部品を部品切れ時のスペア部品として扱う、又は、２）該複数の部品カセット毎に基板上の実装点を振り分ける、のいずれかのステップを実行することができる。

また、前記不足部品が存在するか否か判定するステップにおいて、部品カセットに代替部品が存在する場合は、該代替部品を基板に実装される部品とみなすことができる。

また、基板の生産ラインに複数の部品実装機が存在する場合において、当該複数の部品実装機総てについて前記不足部品が存在するか否か判定することができる。

また、本発明は、コンピュータに、上記の部品実装順序決定方法の各ステップを実行させる部品実装順序決定プログラムを提供する。

このプログラムにより、部品カセットをランダムに配置しても実装順序の最適化を行うことができ、段取り替えが容易で、生産基板切替に要する時間を短縮することが可能となる。

また、本発明は、上記の部品実装順序決定プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供するものである。

本発明の部品実装順序決定装置は、部品を収納した複数の部品カセットの配列から、部品を吸着することが可能な装着ヘッドで部品を吸着し、前記装着ヘッドを移動させて基板に前記部品を実装する部品実装機を対象とし、コンピュータにより部品の実装順序を決定する部品実装順序決定装置であって、部品供給部に配置される前記部品カセットの識別情報を読み取って得られる部品配置データを取得する読み取りデータ取得部と、前記部品配置データに基づいて、前記部品カセットの識別情報と前記部品供給部に配置される位置とが対応付けられた部品配置リストを作成する部品配置リスト作成部と、前記作成された部品配置リストに基づいて、前記部品収容部の配列を固定した状態で部品の実装順序を決定する実装順序決定部と、を備える。

この構成により、部品カセットをランダムに配置しても実装順序の最適化を行うことができ、段取り替えが容易で、生産基板切替に要する時間を短縮することが可能となる。

本発明の部品実装機は、上記の部品実装順序決定装置と、前記部品実装順序決定装置により決定された部品実装順序により部品を基板に実装する制御部と、を備える。

また、本発明の部品実装機は、部品を収納した複数の部品カセットが配置される部品供給部と、前記部品供給部から複数の部品を吸着し、基板へ前記吸着した複数の部品を装着する装着ヘッドと、前記装着ヘッドの動作を制御する制御部と、部品供給部に配置される前記部品カセットの配列に基づいて求められる実装すべき部品とその部品の員数との関係を示すヒストグラムを取得するヒストグラム取得部と、を備え、前記制御部は、前記ヒストグラムを参照して、前記員数が最も多い部品を含む部品カセットを決定し、かつ決定された部品カセットから部品を吸着すると同時に、他の部品カセットから吸着可能な部品を吸着するよう前記装着ヘッドを制御し、前記制御部は、前記装着ヘッドに吸着された部品に基づいて部品の実装順序を決定する。

また、本発明の制約条件判定方法は、部品を収納した複数の部品カセットの配列から、部品を吸着することが可能な装着ヘッドで部品を吸着し、前記装着ヘッドを移動させて基板に前記部品を実装する部品実装機を対象とし、コンピュータにより部品実装機の制約条件を判定する制約条件判定方法であって、部品供給部に配置される前記部品カセットの識別情報を読み取って得られる部品配置データを取得するステップと、前記部品配置データに基づいて、前記部品カセットの識別情報と前記部品供給部に配置される位置とが対応付けられた部品配置リストを作成するステップと、前記部品配置リストと前記部品実装機の部品の配置位置の制約に関する制約条件に基づいて、前記部品カセットの配列が、当該制約条件に違反しているかどうかを判定するステップと、前記部品カセットの配列が前記制約条件に違反している場合に警告を報知するステップと、を備える。

上記の制約条件判定方法において、前記部品配列が前記制約条件に違反しているかどうかを判定するステップは、前記装着ヘッドと前記部品カセットの配置位置との関係から、該装着ヘッドが該部品カセットの部品を吸着可能であるか否かを判定するステップを含む。

更に本発明の部品実装順序決定方法は、部品を収納した複数の部品カセットの配列から、部品を吸着することが可能な複数のノズルを有する装着ヘッドで部品を吸着し、前記装着ヘッドを移動させて基板に前記部品を実装する部品実装機を対象とし、コンピュータにより部品実装の順序を決定する部品実装順序決定方法であって、部品供給部に配置される前記部品カセットの識別情報を読み取って得られる部品配置データを取得するステップと、前記部品配置データに基づいて、前記部品カセットの識別情報と前記部品供給部に配置される位置とが対応付けられた部品配置リストを作成するステップと、前記部品配置リストと前記部品実装機の部品の配置位置の制約に関する制約条件に基づいて、当該制約条件を満足するように前記複数のノズルから部品を吸着するノズルを決定するステップと、前記部品を吸着するノズルに基づいて部品実装順序を決定するステップと、を備える。

本発明によれば、段取り替えが容易で、生産基板切替に要する時間を短縮可能な部品実装順序決定方法および部品実装順序決定装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。最初に、本発明の実施形態の部品実装順序最適化方法（部品実装順序決定方法）および部品実装順序最適化装置（部品実装順序決定装置）の対象となる部品実装機について説明する。

本発明の実施形態の部品実装最適化装置（以下、最適化装置）の対象となる部品実装機としては、種々の形態が挙げられる。例えば、部品供給部および基板を移動させながら、装着ヘッドが回転しながら部品を実装するタイプ（以下、ロータリー機）、装着ヘッドがＸＹ移動しながら部品を実装し、比較的大型の電子部品や異形部品、ＩＣ部品等の実装に対応したタイプ（以下、多機能機）、複数のノズルを有する装着ヘッドがＸＹ移動しながら部品を実装するタイプ（以下、モジュラー機）等がある。なお、本発明の実施形態では、部品実装機として、モジュラー機を用いた場合について説明する。

図１５は、本発明の実施形態に係る部品実装機の外観図である。図１５に示すように、部品実装機１００は、同時かつ独立して、又は、お互いが協調して（又は、交互動作にて）部品実装を行う２つのサブ設備（前サブ設備１１０及び後サブ設備１２０）を備える。

各サブ設備１１０、１２０は、直交ロボット型装着ステージであり、部品テープを収納する例えば、最大４８個の部品カセット１１４の配列を有する２つの部品供給部１１５ａ及び１１５ｂと、それら部品カセット１１４から、例えば最大１０個の部品を吸着し基板２０に装着することができる１０個の吸着ノズル（以下、単に「ノズル」ともいう。）を有するマルチ装着ヘッド１１２（１０ノズルヘッド）と、そのマルチ装着ヘッド１１２を移動させるＸＹロボット１１３と、マルチ装着ヘッド１１２に吸着された部品の吸着状態を２次元又は３次元的に検査するための部品認識カメラ１１６と、トレイ部品を供給するトレイ供給部１１７とを備える。

図１６は、本発明の実施形態に係る部品カセットに使用される供給用リールを示す図である。図１６に示すように、電子部品４２３ｄをキャリアテープ４２４に一定間隔で複数個連続的に形成された収納凹部４２４ａに収納し、この上面にカバーテープ４２５を貼付けて包装し、供給用リール４２６に所定の数量分を巻回したテーピング形態（部品テープ）で供給されている。この供給用リール４２６には収納している部品の部品名や収納している部品数等の情報を示すバーコード４２０が貼り付けられている。

なお、部品カセット１１４が収納している部品名等を示す識別情報としては、バーコードに限られるものではなく、非接触ＩＣチップや、ＲＦＩＤタグ等、種々の識別情報が利用可能である。これについては後述する。

供給用リール４２６を有する部品カセット１１４が部品供給部１１５に取り付けられると、キャリアテープ４２４が部品実装機１００の内部へ引き出される。そして、部品実装時には、キャリアテープ４２４は必要に応じてカバーテープ４２５が引き剥がされた状態で搬送され、吸着ヘッドにより収納凹部４２４ａに収納されたチップ形電子部品４２３ｄが吸着されることで、取り出される。

図１７は、本発明の実施形態に係る一括交換カートを説明するための外観図である。図１７に示す一括交換カート５０は、複数の部品カセット１１４を配置することが可能な部品配置部５１を有している。そして、部品カセット１１４を配置した状態で部品実装機１００の部品供給部１１５に挿入することで、複数の部品カセット１１４を一度に部品実装機１００にセットすることができる。

図１８は、部品実装機の部品配置の制約条件を示す図であり、図１８（ａ）はサブ設備１１０及び１２０それぞれの部品供給部１１５ａ、ｂ及び２１５ａ、ｂの具体的な構成例を示し、図１８（ｂ）は、その構成における各種部品カセット１１４の搭載本数及びＺ軸上の位置を示す表である。図１８（ａ）に示されるように、各部品供給部１１５ａ、１１５ｂ、２１５ａ、２１５ｂは、それぞれ、最大４８個の部品テープを搭載することができる（それぞれの位置は、Ｚ１〜Ｚ４８、Ｚ４９〜Ｚ９６、Ｚ９７〜Ｚ１４４、Ｚ１４５〜Ｚ１９２）。

具体的には、図１８（ｂ）に示されるように、テープ幅が８ｍｍの部品テープを２つ収納したダブルカセットを用いることで、各部品供給部（Ａブロック〜Ｄブロック）に最大４８種類の部品を搭載することができる。テープ幅の大きい部品（部品カセット）ほど、１つのブロックに搭載できるカセット本数は減少する。なお、各サブ設備に向かって左側の部品供給部１１５ａ、２１５ａ（Ａブロック、Ｃブロック）を「左ブロック」、各サブ設備に向かって右側の部品供給部１１５ｂ、２１５ｂ（Ｂブロック、Ｄブロック）を「右ブロック」とも呼ぶ。

ここで、部品供給部の各ブロックの端部にテープ幅の大きい部品カセットをセットすると、その部品供給部から部品カセットが大きくはみ出してしまう。したがって、各ブロックの端部にテープ幅の大きな部品カセットは取付けられないような制約が設けられている。図１８（ｂ）では、「○」は取付け可能を示し、「−」は取付け不可を示す。たとえば、ブロックＡの端部であるＺ１およびＺ４７の位置には、テープ幅が４４ｍｍ以上の部品カセットは取付けられないという制約が設けられている。

図１９は、ノズルヘッドが吸着可能な部品供給部の位置（Ｚ軸）の例を示す図であり、１０ノズルヘッドが吸着可能な部品供給部の位置（Ｚ軸）の例を示す図及び表である。なお、図中のＨ１〜１０は、１０ノズルヘッドに搭載されたノズル（の位置）を指す。ここでは、１０ノズルヘッドの各ノズルの間隔は、１つのダブルカセットの幅（２１．５ｍｍ）に相当するので、１回の上下動により吸着される部品のＺ番号は、１つおき（奇数のみ又は偶数のみ）となる。

また、１０ノズルヘッドのＺ軸方向における移動制約により、図１９（ｂ）に示されるように、各部品供給部の一端を構成する部品（Ｚ軸）に対しては、吸着することができないノズル（図中の「−」）が存在する。このように、部品実装機１００には、部品供給部における部品配列位置や、部品の実装する位置に関する制約条件が設けられている。
（第１の実施形態）

本発明の第１の実施形態においては、上述したような部品実装機において、使用者がランダムに部品カセットを配列し、部品実装機にセットしても、当該配列の状態を固定したまま、実装時間が最短となるような部品実装順序の最適化を狙っている。これにより、最適な部品配列データを作成し、かつ該データどおりに部品をセットする手間を省略することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る最適化装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、第１実施形態の最適化装置１は、演算制御部１０と、部品情報入力部１１と、表示部１２と、入力部１３と、データベース部１４と、メモリ部１５と、配置リスト作成部１７および実装順序決定部１８を含む最適化プログラム格納部１６と、最適化データ出力部１９とを備える。

演算制御部１０は、ＣＰＵや数値プロセッサ等であり、ユーザからの指示等に従って、最適化プログラム格納部１６からメモリ部１５に必要なプログラムをロードして実行し、その実行結果にしたがって、最適化装置１の各構成要素を制御する。

部品情報入力部１１には、部品情報読取装置５によって読み取った部品配置情報が入力される。部品情報読取装置５の種類は特に限定されないが、ここでは部品情報読取装置５は、図１６で説明した供給リール４２６に備えられているバーコード４２０の情報を読み取るバーコードリーダより構成される。また、バーコード４２０の代わりに、上述した非接触ＩＣチップやＲＦＩＤタグ等を含むＩＣ（Integrated Circuit）タグを採用することができる。この場合、部品情報読取装置５は、該ＩＣタグに記憶された部品を識別するための識別情報を読み取るＩＣタグリーダ／ライタ１１１（図２１）により構成される。

図２０は、ＩＣタグを使用した部品供給部１１５ａ及び１１５ｂをより詳細に説明するための図である。部品カセット１１４には、図１６のバーコード４２０の代わりにＩＣタグ４２６ｂを持つ供給リール４２６が備え付けられている。部品供給部１１５ａ及び１１５ｂにはスイッチ４５０と、継ぎ目検出センサー４５２とがＺ軸に沿ったＺ番号ごとに設けられている。

スイッチ４５０は、部品カセット１１４が部品供給部１１５ａ（１１５ｂ）に装着されると電気的にＯＮするスイッチ（センサー）である。スイッチ４５０からの出力に基づいて、ＩＣタグリーダ／ライタ１１１は部品カセット１１４が装着されている部品供給部１１５ａ（１１５ｂ）のＺ番号を知ることができる。継ぎ目検出センサー４５２は、キャリアテープ４２４の継ぎ目を光学的に検出するセンサーである。部品実装時には、実装対象のキャリアテープの終端が外れる前に、当該終端を他のキャリアテープの始端と接続する。このような接続により、部品実装機１００を停止させることなく部品補充が可能になる。

なお、図２０に示したように、スイッチ４５０が設置されている場合には、部品カセット１１４が部品供給部１１５ａ（１１５ｂ）に装着されたことが、そのスイッチ４５０によって検知される。したがって、スイッチ４５０の検出結果に基づいて、部品カセット１１４のＺ番号を特定することができる。

図２１は、図２０のようなスイッチ４５０によらずに、ＩＣタグによりキャリアテープ４２４のＺ番号を特定する方法を説明するための図である。部品読取装置を構成する２つのＩＣタグリーダ／ライタ１１１は、各ＩＣタグ４２６ｂにより受信する電波の方向に基づいて、各ＩＣタグ４２６ｂの位置を特定する。ＩＣタグ４２６ｂの位置が特定されると、そのＺ番号が特定される。その際、２つのＩＣタグリーダ／ライタ１１１は、各ＩＣタグ４２６ｂから部品名の情報を受信するため、ＩＣタグ４２６ｂから受信される情報に基づいて部品カセット１１４の部品名とＺ番号とが特定される。例えば、図のようにＸが１０ずつ増えるごとにＺ番号が１つずつ増えるものとした場合、部品Ａの位置が（Ｘ，Ｙ）＝（１０，４）と特定されると、Ｘ座標より部品ＡのＺ番号が１であることが分かる。なお、ダブルカセットの場合には、同じＺ位置に２つの部品テープが存在することになるが、部品のＸ座標が異なるため、ダブルカセットの左側に位置する部品テープか右側に位置する部品テープかの判別が可能となる。

なお、ＩＣタグ４２６ｂの位置の特定方法としては、電波の方向によるものに限られず、２つのＩＣタグリーダ／ライタ１１１が受信する電波の強さや、電波の強さの比によるものであってもよい。さらに、ＩＣタグ４２６ｂが電磁波や赤外線などを無線通信媒体として信号を出力している場合には、その強度や方向などの信号出力状況に基づいてＩＣタグ４２６ｂの位置を特定しても良い。

また、ＩＣタグリーダ／ライタ１１１の数は必ずしも２つ必要ではなく、受信する電波の強さや方向からＩＣタグ４２６ｂの位置を判別することができるのであれば、１つであってもよい。

図２２は、１つのＩＣタグリーダ／ライタ１１１がＩＣタグ４２６ｂの位置を特定する様子を説明するための説明図である。例えば、部品実装機１００は、１つのＩＣタグリーダ／ライタ１１１と、そのＩＣタグリーダ／ライタ１１１から、部品供給部１１５ａ，１１５ｂにおける各部品カセット１１４のＩＣタグ４２６ｂ付近にまで配設されたアンテナ１１１ａとを備える。

このようにアンテナ１１１ａが各ＩＣタグ４２６ｂの近くにまであることにより、ＩＣタグリーダ／ライタ１１１は、ＩＣタグ４２６ｂの電波を確実に受信することができる。即ち、ＩＣタグリーダ／ライタ１１１は、その受信結果である各ＩＣタグ４２６ｂの電波強度や受信方向に基づいて、各ＩＣタグ４２６ｂの位置を正確に特定することができる。さらに、ＩＣタグリーダ／ライタ１１１は、その位置から部品カセット１１４のＺ番号を正確に特定することができる。

また、ＩＣタグ４２６ｂごとに、そのＩＣタグ４２６ｂ付近にまで至るアンテナを敷設しても良い。この場合には、各アンテナは、各Ｚ番号（Ｚ＝１，２，…）に対応しているため、ＩＣタグリーダ／ライタ１１１は、各アンテナの出力を切り換えて取得することにより、切り換えられたアンテナに対応するＩＣタグ４２６ｂ（部品カセット１１４）のＺ番号を特定し、そのＩＣタグ４２６ｂから部品情報を取得する。

即ち、各アンテナにはスイッチが設けられており、そのスイッチがオンすることにより、そのスイッチに対応するアンテナからの出力が、ＩＣタグリーダ／ライタ１１１に取得される。ＩＣタグリーダ／ライタ１１１は、各アンテナに対応するスイッチの中から、Ｚ＝１に対応するアンテナのスイッチのみをオンし、次にＺ＝２に対応するアンテナのスイッチのみをオンするように、各スイッチを順にオンすることで、各アンテナの出力を切り換えて取得する。

表示部１２はＣＲＴやＬＣＤ等であり、入力部１３はキーボードやマウス等であり、これらは、演算制御部１０による制御の下で、最適化装置１と操作者とが対話する等のために用いられる。

データベース部１４は、最適化処理に用いられる入力データ（実装点データ１４ａ、部品ライブラリ１４ｂおよび実装装置情報１４ｃ）や最適化によって生成された実装点データ等を記憶するハードディスク等を有して構成される。

実装点データ１４ａは実装の対象となる部品の実装点を示す情報の集まりである。１つの実装点を示す情報は、たとえば、部品種（部品名）、Ｘ座標、Ｙ座標、部品の実装に関する制約情報（使用可能な吸着ノズルのタイプ、マルチ装着ヘッド１１２の最高移動速度等）等の制御データを有する。

部品ライブラリ１４ｂは、部品実装機１００が扱うことができる部品種それぞれについての固有の情報を集めたライブラリであり、部品種ごとの部品サイズ、タクト（一定条件下における部品種に固有のタクト）、その他の制約情報（使用可能な吸着ノズルのタイプ、部品認識カメラ１１６による認識方式、マルチ装着ヘッド１１２の最高速度比等）等を有する。

実装装置情報１４ｃは、生産ラインを構成する全てのサブ設備ごとの装置構成や上述の制約等を示す情報であり、マルチ装着ヘッドのタイプ等に関するヘッド情報、マルチ装着ヘッドに装着され得る吸着ノズルのタイプ等に関するノズル情報、部品カセット１１４の最大数等に関するカセット情報、トレイ供給部１１７が収納しているトレイの段数等に関するトレイ情報等を有する。

メモリ部１５は、演算制御部１１による作業領域を提供するＲＡＭ等を有して構成される。

最適化プログラム格納部１６は、最適化装置１の機能を実現する各種最適化プログラムを記憶しているハードディスク等を有して構成される。最適化プログラム格納部１６は、配置リスト作成部１７と、実装順序決定部１８を含む。

最適化データ出力部１９は、最適化プログラムにより求められた最適化データを出力する。最適化データ出力の形態として、部品実装機の最適化データ入力部１３０と有線または無線で接続されて最適化データを送信してもよいし、記録媒体に最適化データを記録して出力してもよい。

部品実装機１００は、最適化データが入力される最適化データ入力部１３０と、入力された最適化データに従って、実装ユニット１１０の作業ヘッド、吸着ノズル等を制御する実装機制御部１４０とを備える。

上記構成の部品実装機による部品実装順序最適化方法を以下に説明する。本実施形態の方法は、概略的に、ランダムに配置された部品カセットの配列から実装順序の最適化を行うものである。

図２は、第１の実施形態に係る最適化方法を示すフローチャートである。図２に示すように、使用者は部品供給部１１５に部品カセットを配置する（Ｓ２０１）。そして、配置された部品カセットに付された識別情報を、部品情報読取装置５によって読み取る（Ｓ２０２）。そして、読み取られた部品情報が部品情報入力部１１に入力され、配置リスト作成部１７は、部品供給部のどの位置（Ｚ番号）にどのような部品（部品カセット）がセットされているかを示す部品配置リストを作成する（Ｓ２０３）。部品配置リストは、図４に示すように、少なくともＺ番号と、その対応する部品名とを有し、必要に応じて形状コード等も含む。

Ｓ２０３の部品配置リストの作成は、部品情報読み取り装置５がバーコードリーダの場合、バーコードリーダの表示部に読み取る位置（Ｚ番号）が表示され、その該当Ｚ番号にセットされている部品カセットのバーコードを読み取る。このようにして、Ｚ番号と部品との対応付けを行い、部品配置リストを作成する。

一方、部品情報読取装置がＩＣタグリーダ（ＩＣタグリーダ／ライタ１１１）の場合、部品配置リストの作成工程Ｓ２０３において、図２３に示した処理が行なわれる。最適化装置１は、部品情報読取装置５を構成するＩＣタグリーダ／ライタ１１１を用いて、部品テープを収めた部品カセット１１４が部品供給部１１５ａ及び１１５ｂにセットされたか否かを、スイッチ４５０の出力に基づいて調べる（Ｓ１１Ａ）。部品カセット１１４が部品供給部１１５ａ及び１１５ｂに新たにセットされた場合には（Ｓ１１ＡでＹＥＳ）、スイッチ４５０の出力よりセットされた部品カセット１１４のＺ番号を特定する（Ｓ１２Ａ）。その後、１つのＩＣタグリーダ／ライタ１１１が、セットされた部品テープのＩＣタグ４２６ｂより部品情報を取得する（Ｓ１３）。

演算制御部１０は、セットされた部品テープに基づき、部品配置リストを作成する（Ｓ１４）。すなわち、セットされた部品テープの部品名、ユニットＩＤおよび上記Ｓ１３で特定したＺ番号に基づき、部品配置リストを作成する。

図２３に示した部品配置リストの作成処理では、スイッチ４５０の出力に基づいて部品カセット１１４のＺ番号の特定を行なっている。このため、ダブルカセットの場合には、各部品テープの位置を正確に特定することができない。また、一括して複数の部品カセットが同時にセットされた場合も、各部品テープの位置を特定することができない。このため、図２４に示すように、ＩＣタグリーダ／ライタ１１１を用いて各部品テープの位置を特定するようにしてもよい。

図２４は、図２３に示した部品配置リストの作成処理の変形例のフローチャートである。最適化装置１は、部品テープを収めた部品カセット１１４が部品供給部１１５ａ及び１１５ｂにセットされたか否かを、２つのＩＣタグリーダ／ライタ１１１を用いて調べる（Ｓ１１Ｂ）。すなわち、図２１を参照して説明したように、２つのＩＣタグリーダ／ライタ１１１によりＩＣタグ４２６ｂの位置を調べることにより、そのＩＣタグ４２６ｂが貼り付けられた部品テープがセットされた部品カセット１１４の位置を調べる。部品カセット１１４が部品供給部１１５ａ及び１１５ｂに新たにセットされた場合には（Ｓ１１ＢでＹＥＳ）、２つのＩＣタグリーダ／ライタ１１１によりセットされた部品カセット１１４のＺ番号を特定する（Ｓ１２Ｂ）。以降の処理については、図２３に示したものと同様であるため、その詳細な説明はここでは繰返さない。なお、２つのＩＣタグリーダ／ライタ１１１を使用することにより、ダブルカセットの場合にはカセットの左側または右側のいずれかに収められている情報についても一致するか否かを調べることができる。また、スイッチ４５０が必ずしも必要なくなる。

図２に戻り、部品配置を全て固定した状態で、実装順序を最適化し、決定する（Ｓ２０４）。すなわち、本実施形態の最適化方法では、部品供給部１１５に配置されたままの配列において実装順序を最適化する。したがって、使用者がランダムに部品供給部１１５に部品カセット１１４を配置したとしても、その配置における最適化された実装順序にて部品実装を行うことが可能となる。

図３は、第１の実施形態に係る実装順序決定方法を示すフローチャートである。なお、図３は、ランダム選択法によって２つの実装点が入れ替えられる様子を示す図である。まず、部品最適化部３１６ａは、初期状態での総タクトを算出する（Ｓ３０１）。なお、ここでの状態は、１つのタスクグループを構成する全ての部品について実装順序が一定のパターンに定められた状態である。したがって、一つの状態に対する総タクトは、データベース部１４に記憶された実装点データ１４ａ、部品ライブラリ１４ｂ、実装装置情報１４ｃから一義的に決定される。

尚、本願で「タスク」とは、複数の部品を吸着し基板に装着することができるマルチ装着ヘッド１１２（図１２）による部品の吸着、移動及び装着という一連の動作の繰り返しにおける１回分の動作、又はそのような１回分の動作によって実装される部品群のことを意味する。そして、部品の部品種の組み合わせであるタスクの集合を「タスクグループ」という。「タスクグループ」の用語は、モジュラー装着機の分野において特に用いられる用語であるが、上述したように、本実施形態は、モジュラー装着機以外の他の実装機（高速ロータリー機等）が使用される場合における実装順序の決定にも適用可能である。

次に、それら全ての実装点の中からランダムに２つを選択し（Ｓ３０２）、選択した２つの実装点の装着順序を入れ替えた場合の総タクト（仮タクト）を算出する（Ｓ３０３）。そして、いま算出された仮タクトが、直前の状態におけるタクトよりも小さいか否か判断する（Ｓ３０４）。その結果、小さい場合には、それら２つの実装点の入れ替えを実施する（Ｓ３０５）。つまり、現在の状態と総タクトについて、それら実装点を入れ替えた場合のものに更新して記憶する。

そして、その時点での終了条件（その状態でのタクトが操作者によって予め指定された目標タクトよりも小さいか、又は、一定の処理時間に達した等）を満たすか否か判断し（Ｓ３０６）、満たす場合に処理を終了する。一方、２つの実装点の入れ替えによってもタクトが小さくならない場合（Ｓ３０４でＮＯ）、及び、終了条件を満たさない場合（Ｓ３０６でＮＯ）には、終了条件が満たされるまで、再び、同様の処理を繰り返す（Ｓ３０２〜Ｓ３０６）。このようにして、ランダム選択法により、費やした実行時間に応じて、タスクグループごとのタクトが小さくなり、部品実装順序が最適化される。

なお、上述の例では、ランダム選択法によって部品の装着順序の最適化を行う手順について説明したが、他の種々の方法によって最適化を行ってもよい。

このような本実施形態の最適化方法および装置によれば、ランダムに部品カセットを設置した場合においても、実装順序の最適化を行うので、段取り替えが容易で、生産基板切替に要する時間を短縮することができる。

近年、多品種・少量生産に対しても迅速に対応する必要性が高まっている。従来のように、部品配列を最適化すると、基板１枚あたりの実装時間を短縮することは可能である。しかし、特に少量生産により、生産基板切替を頻繁に行う場合、基板生産全体に占める生産基板切替え時間の割合が大きくなる。したがって、基板１枚あたりの実装時間を短縮したとしても、部品カセットの設置・設置確認等の基板切替え時間が長くなってしまうため、生産すべき基板の生産時間が長くなってしまう場合がある。本実施形態では、使用者は部品カセットの配置を意識することなくランダムに設置すればよいので、基板切替え時間を大幅に低減することが可能である。

なお、上述の実施形態では、部品実装機１００の部品供給部１１５に部品カセット１１４を配置し、その配置された配置情報を読み取って最適化を行う場合について説明したが、部品カセット１１４を図１７で説明した一括交換カート５０に配置し、その配置された配置情報を読み取って最適化を行ってもよい。

この場合、部品実装機１００の部品供給部１１５を使用することなく、部品実装機１００から離れた場所で部品の設置および最適化を予め行うことができる。よって部品実装機１００を稼動させている間に次に生産すべき基板の最適化データを迅速に作成することが可能となる。すなわち、基板の切り替えるとき、一括交換カート５０を部品供給部１１５にセットし、さらに予め作成された最適化データを実装機１００に投入することで、即座に次の基板の生産を開始することができるため、さらに段取り替えを容易かつ迅速に行うことが可能となる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態に係る最適化方法及び最適化装置を用いることにより、最適な部品配列データを作成し、かつ該データどおりに部品をセットする手間を省略することができるため、部品カセットの取替え時間を短縮することは可能である。しかしながら、この実施形態においては、あくまで部品カセットの配列順序は、使用者によりランダムに配置された状態のままのため、基板の種類によっては、カセットの配列も考慮した場合に比べ、一枚当りの部品実装時間は長くなることがある。当該基板の生産枚数が多くない場合はそれほど深刻な問題とはならないが、生産枚数が多くなるほど、合計の生産時間が増大するおそれがある。生産枚数が多くなるほど、部品カセットの取替え時間による影響よりも、一枚当りの部品実装時間の影響が、合計の生産時間に対して大きくなるからである。

そこで、本実施形態では、第１の実施形態により決定された実装順序による実装時間（第１の最適化アプローチによる総タクト）と、部品カセットの配列を変化させた場合の実装時間（第２の最適化アプローチによる総タクト）を比較し、短い方の実装順序を採用することとする。このような方法により、一層短い実装時間を達成することができる。

図５は、本発明の第２の実施形態に係る最適化装置における最適化プログラム格納部のハードウェア構成を示すブロック図である。同図において、第１の実施形態で説明した図１と重複する部分には同一の符号を付す。図５に示すように、本実施形態の最適化プログラム格納部２０は、第１総タクト算出部２１と、最適化情報生成部２２と、第２総タクト算出部２３と、最適化方法決定部２４とを有する。

第１総タクト算出部２１は、第１の実施形態で説明したように、配置された部品カセットの配列を固定して最適化した場合の、基板生産時間全体（総タクト；今から生産する基板について、その生産枚数の全部を生産するのにかかる生産時間）を算出する。最適化情報生成部２２は、部品カセットの配列を、ＸＹ移動時間やノズル交換時間等を考慮して最適化する、すなわち、部品カセットの配列を変化させて実装順序最適化する。

第２総タクト算出部２３は、最適化情報生成部２２で最適化した場合の総タクトを算出する。最適化方法決定部２４は、第１総タクト算出部２１および第２総タクト算出部２３の算出結果に基づいていずれかの最適化方法を選択および決定する。

図６は、第２の実施形態に係る最適化方法を示すフローチャートである。図６に示すように、まず、第１の最適化アプローチとして、Ｓ２０１〜Ｓ２０４において、部品配置を全て固定して実装順序を決定する。この決定方法は図２で示した第１の実施形態のものと同じである。そして、基板１枚あたりの実装時間Ｘを算出する（Ｓ６０１）。なお、Ｓ２０４の実装順序決定手順として、図３に示す方法を用いた場合には、その手順において基板１枚あたりの実装時間（タクト）が算出されているので、その値をＸとすればよい。

そして、入力部１３によって入力された基板の生産枚数Ｄと、実装時間Ｘとに基づいて生産タクトα（＝Ｘ×Ｄ）を算出する（Ｓ６０２）。この第１の最適化アプローチでは、この生産タクトαが、基板交換時間（既に配置されている部品カセットの配列のままで生産するため、実際の交換時間は０）も含めた基板生産のための総時間である総タクトである。

一方、最適化情報生成部２２は、第２の最適化アプローチとして、作業ヘッドのＸＹ移動時間、ノズル交換時間、部品カセットの配置を変更して、実装順序を決定する（Ｓ６１１）。

図３の順序決定方法では、部品カセットの配列順序が固定であるという前提のもと、実装点の装着順序を入れ替えることにより仮タクトを算出している。言い換えると、部品カセットの配列順序を変更した場合のタクトの変化は何ら反映されていない。この点を考慮し、ステップＳ６１１において、部品カセットの配列順序をもタクトの算出に考慮する例を図７に示す（拡張されたランダム選択法）。Ｓ７０１からＳ７０６の工程は、図３のＳ３０１からＳ３０６と同様である。そして、図７の例では、実装順序の終了条件が満たされると判断された（Ｓ７０６でＹＥＳ）後、更にカセット配列の終了条件（その状態でのタクトが操作者によって予め指定された目標タクトよりも小さいか、又は、一定の処理時間に達した等）を満たしているか否かを判定する（Ｓ７０７）。そして満たす場合には処理を終了する（Ｓ７０７でＹＥＳ）。一方、終了条件を満たさない場合は（Ｓ７０７でＮＯ）、当該実装順序の下、２つの部品カセットをランダムに選択し（Ｓ７０８）、選択された２つの部品カセットを入れ替えた場合の仮タクトを算出する（Ｓ７０９）。そして、いま算出された仮タクトが、直前の状態におけるタクトよりも小さいか否か判断する（Ｓ７１０）。その結果、小さい場合には（Ｓ７１０でＹＥＳ）、部品カセット配列とタクトを更新する。一方、いま算出された仮タクトが、直前の状態におけるタクトよりも大きい場合（Ｓ７１０でＮＯ）。再び同様の処理を繰り返す（Ｓ７０７〜ＳＳ７０９）。このようにして、カセット配列の決定まで拡張されたランダム選択法により、費やした実行時間に応じて、タスクグループごとのタクトが小さくなり、部品実装順序が最適化される。

図６に戻り、Ｓ６１１で決定された実装順序における基板１枚あたりの実装時間Ｙを算出する（Ｓ６１２）。なお、Ｓ６１１の実装順序決定手順として、図３又は図７に示す方法を用いた場合には、その手順において基板１枚あたりの実装時間（タクト）が算出されているので、その値をＹとすればよい。

そして、部品カセットの交換を行う前の部品カセットの配置と、Ｓ６１１で求められた部品カセットの配置との差分に基づいて、交換すべきカセット数Ａを求める。そして、入力部１３から入力された１本あたりのカセット交換時間Ｂとから、カセット交換時間Ａ×Ｂを算出する（Ｓ６１３）。なお、１本あたりのカセット交換時間Ｂは、第２総タクト算出部２３に予め与えられていてもよい。

また、入力部１３から入力された基板生産枚数Ｃと、Ｓ６１２にて算出された実装時間Ｙとに基づいて、基板生産に必要な時間である生産タクトＣ×Ｙを算出する（Ｓ６１４）。

そして、カセット交換時間と生産タクトを足しあわせて総タクトβ（＝Ａ×Ｂ＋Ｙ×Ｃ）を求める（Ｓ６１５）。

そして、最適化方法決定部２４は、総タクトα、βに基づいていずれかの最適化アプローチである実装順序を選択および決定する（Ｓ６２１）。この選択・決定は、例えば、総タクトが小さい方が選択される。

なお、上述の実施形態では、最適化装置がいずれかの最適化アプローチを選択・決定を行っていたが、ステップＳ６０２およびステップＳ６１５で求められた総タクトや、その総タクトを求める元となっている１枚あたりの実装時間、カセット交換時間、生産枚数等を表示部１２に表示し、使用者がその情報に基づいていずれかのアプローチを決定してもよい。

また、予め生産すべき複数の基板の種類の実装点データがある場合には、第２の最適化アプローチとして、さらに、ノズルと、部品カセットと、実装時の基板を支えるサポートピンとのそれぞれについて、なるべく基板交換に伴う交換を減らすように、共通化可能な部分を考慮して最適化を行ってもよい。

このような第２の実施形態によれば、部品供給部に配置された部品カセットの配列を固定した最適化と、部品カセットの配置を変更した最適化とを比較して選択することが可能であるので、より迅速に生産を行うための実装順序最適化方法および装置を提供することができる。

（第３の実施形態）
第１の実施形態に係る最適化方法及び最適化装置を用いることにより、最適な部品配列データを作成し、かつ該データどおりに部品をセットする手間を省略することができる。しかしながら、依然として部品実装前に事前の最適化工程を行なう必要性は残っている。また、特にマルチ装着ヘッド１１２の如き複数のノズルを有する装着ヘッドがＸＹ移動しながら部品を実装するモジュラー装着機では、部品の実装順序を決める場合に、マルチノズルによりいかに最短時間で部品カセットから部品を吸着するかが問題となる。このためには、同時に一括して複数の部品カセットから部品を吸着するか、又は最短移動距離でマルチノズルに複数の部品カセットから部品を吸着できるような部品の組み合わせを決定することが重要課題となる。

そこで、本実施形態では、使用者がランダムにセットした部品カセットの配列に対して事前の最適化を行なわず、各タスク（部品の吸着及び装着の一回動作）毎にいかに短い時間で複数の部品をヘッドに吸着して基板に実装するかを考慮する。このために、実装される部品の種類と員数を予め求めておき、タスク毎に実装すべき残りの員数が最も多い部品と同時に吸着可能な部品を吸着するよう、ヘッドの制御を行なう。

図８は、本発明の第３の実施形態に係る最適化装置の概略構成を示すブロック図である。同図において、第１の実施形態で説明した図１と重複する部分には同一の符号を付す。

図８に示すように、本実施形態の最適化装置における最適化プログラム格納部３０は、ヒストグラム作成部３１を有する。また、部品実装機１００は、実装順序決定部１５１を有し、実装ユニット１１０を制御する実装機制御部１５０を備える。

図９は、第３の実施形態に係る部品実装方法を示すフローチャートである。図９に示すように、部品カセットを設置し（Ｓ２０１）、設置された部品カセットに付された部品情報を、部品情報読取装置５によって読み取り（Ｓ２０２）、読み取られた識別情報に基づいて、部品配置リストを作成する（Ｓ２０３）。そして、ヒストグラム作成部３１は、作成された部品配置リストと、データベース部１４に格納された実装点データ１４ａとに基づいて、部品ヒストグラムを作成する（Ｓ８０１）。

図１０は、部品配列とその実装すべき員数との関係を示す部品ヒストグラムである。図１０に示すように、部品ヒストグラムは、Ｚ番号（部品の配列位置）と、そのＺ番号に配置された部品の、基板実装すべき員数との関係を示すヒストグラムである。このヒストグラムは、ユーザによりランダムに配置されたＺ番号と部品カセット（部品名称）との対応を示す配列リストと、実装点データから求められる実装部品とその員数とから求められる。

次に、実装機制御部１５０は、実装すべき残りの員数が最も多い部品を吸着するように作業ヘッド１１２の位置を合わせ、その部品および同時に吸着可能な部品を吸着する（Ｓ８０２）。実装機制御部１５０は、実装すべき部品の残りの員数を参照し、残り員数の最も多い部品を吸着可能で、かつ、なるべく同時吸着可能な部品数が多くなる位置に作業ヘッド１１２を合わせることが好ましい。これにより、吸着効率を上げることができる。さらに、同時吸着を行い、更に、吸着可能な空きの吸着ノズルが存在する場合は、空いている吸着ノズルが全て埋まるまで吸着することが望ましい。

そして、吸着ノズルへの部品吸着が完了すると、実装順序決定部１５１は、その吸着されている部品に対して、実装順序を決定する（Ｓ８０３）。この実装順序の決定は、例えば、実装点データと作業ヘッドに吸着されている部品により算出される吸着された部品に対する実装時間に基づいて、貪欲法を用いて決定される。貧欲法とは、基板上の実装点の中で近い実装点順に順次実装していくように実装順序を決定する方法である。つまり、そのタスク（吸着ヘッドに吸着されている部品群）について、最短経路でヘッドが移動するような装着順序を決定するものである。

すなわち、本実施形態の最適化方法では、部品ヒストグラムを生成すると、先に部品実装機による部品吸着処理を行い、吸着処理を行う度にその都度実装順序の決定を行う。したがって、実装点データを入力し、また、ランダムに配置された部品を供給するだけで、部品実装の作業を行いつつ実装順序の最適化を行うことが可能となる。

そして、吸着された部品の基板装着が終了したら（Ｓ８０４のＹＥＳ）、部品の実装が終了したか否かが判定される（Ｓ８０５）。そして、まだ実装すべき部品がある場合（Ｓ８０５のＮＯ）、Ｓ８０２に戻る。

このような第３の実施形態によれば、実装装置によって部品の基板への装着作業の着手を早く行うことが可能となるので、特に基板数の少ない場合において、至急の生産にも対応することができる。すなわち、実装機で各タスク毎にその都度実装順序を決めるので、事前に実装順序を決める必要がなく、即時に実装を開始することができる。

（第４の実施形態）
図１８、図１９の説明で述べたように、マルチ装着ヘッド１１２の如きモジュラー装着機では、部品配置に対して所定の制約条件（部品カセットのテープ幅に伴う制約等）がある場合がある。このような制約条件のため、必ずしも上述の実施形態の結果を用いて部品実装することができない場合がある。このような場合、制約条件を考慮した実装順序の決定が必要となる。

そこで、本実施形態では、使用者がランダムにセットした部品カセットの配列が制約条件に違反していないかどうか判定することとする。又は、制約条件を満足するように、実装順序の決定を行なうこととする。

図１１は、本発明の第４の実施形態に係る最適化装置の概略構成を示すブロック図である。同図において、第１の実施形態で説明した図１と重複する部分には同一の符号を付す。図１１に示すように、本実施形態の制約条件判定装置として動作する最適化装置４は、制約条件判定プログラム格納部４０と、警告報知部４２とを備える。

制約条件判定プログラム格納部４０は、制約条件判定部４１を有する。また、警告報知部４２は、表示部１２や、ＬＥＤ等の発光部、警告音やガイダンスを出力する音声出力部等を有して構成される。

ここで、制約条件とは、図１９で説明した部品の配置位置の制約に関するものである。従来のように、部品の配置位置を指定する最適化の場合には、予めこの制約条件を考慮して最適化処理を行うことで、制約条件に違反する部品配置を回避することができる。一方、第１〜第３の実施形態では、部品の配置をランダムに行って最適化を行うことが可能であるため、制約条件に違反する部品配置が生じる場合がある。そこで、本実施形態のように、制約条件に違反が生じた場合には、使用者に警告報知することで、制約条件を遵守して部品配置を行うことが可能となる。

図１２は、第４の実施形態に係る制約条件判定方法を示すフローチャートである。部品供給部（または一括交換カート）に部品が配置され（Ｓ２０１）、部品カセットの配置が読み取られ（Ｓ２０２）、部品配置リストが作成される（Ｓ２０３）。そして、部品配置を固定した状態で実装順序を決定し（Ｓ２０４）、どの部品をどのノズルで吸着するかが決定される。そして、制約条件判定部４１は、部品配置リストと、実装装置情報１４ｃにおける制約情報とに基づいて、部品の配置位置が制約条件に違反していないかどうかを判定する（Ｓ１１０１）。

Ｓ２０１〜Ｓ２０４の工程により、実装順序を決定した結果、どの部品をどのノズルで吸着するかが決定される。このことは、どの吸着ノズルでどの部品カセットから部品を吸着するかが決定されることを意味する。この際、図１９（ｂ）に示したように、吸着ノズルによる部品の吸着は、部品カセットの種類によって制約を受けることがある。従って、部品カセットのＺ番号と吸着ノズル（ヘッドの位置）の組み合わせが、制約条件に違反していないかどうかを、図１９（ｂ）の「○」と「−」に基づき判定することができる。この判定が、上述のＳ１１０１の工程である。

尚、第１及び第２の実施形態において、図１９（ｂ）で「○」となっている吸着ノズル（ヘッドの位置Ｚ番号）と部品カセットの組み合わせのみを選択するよう予め決定しておいてもよい。一方、第３の実施形態では、図９のヒストグラムに基づき、各タスクごとにその都度実装順序を決めるため（図９のＳ８０２）、部品カセットをセットした時点ではどの吸着ノズル（ヘッド）で吸着するか未だ決まっていない。従って、Ｓ１１０１のような判定は不可能である。しかしながら、各タスクごとに実装順序を決定する際に、制約を考慮して実装順序を決定することができる。

そして、制約条件違反があった場合（Ｓ１１０２のＹＥＳ）、警告報知部４２から制約条件違反があることを報知する（Ｓ１１０３）。この報知方法としては、制約違反が生じたことを示す表示部の表示、発光部の点滅、警告音の発生等による報知や、Ｚ軸のどの部分における部品配置に制約違反が生じているかどうかの表示、または音声ガイダンスで報知してもよい。警告が報知されると、制約違反を解消すべく、部品の配置する作業に戻る。

また、制約条件違反がない場合（Ｓ１１０２）は、制約条件判定処理を終了する。その後、第１の実施形態や第２の実施形態のように、部品配列を固定した実装順序最適化処理を行ってもよい。

このような第４の実施形態によれば、部品配置をランダムに行うことで部品実装順序の最適化を行う場合においても、部品配置の制約条件違反が生じた場合に警告を報知することで、制約条件に則った部品配置を行うことができる。

（第５の実施形態）
上述の各実施形態の説明においては、部品実装機１００の部品供給部１１５ａ、１１５ｂにセットされた部品カセット１１４は、基板の生産に必要な部品総てを含むということが前提となっている。しかしながら、使用者が部品カセットをランダムに部品供給部にセットした場合、必要な部品の部品カセットが総て常にセットされるとは限られず、不足する部品が発生する場合もあり得る。このような場合、不足部品カセットの存在を警告する制御がなされることが好ましい。本実施形態ではこのような警告を行なう。

図１３は、第５の実施形態に係る不足部品警告方法を示すフローチャートである。まず、使用者が部品供給部１１５に部品カセットを配置すると、配置された部品カセットに付された識別情報（部品カセット情報）を、部品情報読取装置５によって読み取る（Ｓ１２０１）。そして、演算制御部１０は、現在生産対象となっている基板で使用する部品の情報を外部のＰＣ等からＣＡＤ情報として読み込む（Ｓ１２０２）。もちろん、第１の実施形態の様に、予め保持された実装点データ１４ａから部品種（部品名）を読み込んでもよい。

そして、演算制御部１０は、上述の部品カセット情報とＣＡＤ情報を照合する（Ｓ１２０３）。照合の結果、不足部品がないと判定された場合は（Ｓ１２０４でＮＯ）、上述の実施形態と同様、部品配列リストが作成され（Ｓ１２０８）、実装順序の最適化が行なわれる（Ｓ１２０９）。

一方、照合の結果、不足部品があると判定された場合は（Ｓ１２０４でＹＥＳ）、表示部１２を介して、不足部品が存在する旨の警告及び不足部品の種類が表示される（Ｓ１２０５）。そして、この警告を見た使用者が不足部品の部品カセットを部品供給部１１５にセットしたか否かが判定される（Ｓ１２０６）。該カセットがセットされるまで、この判定は間歇的に続行される（Ｓ１２０６でＮＯ）。そして該カセットがセットされると（Ｓ１２０６でＹＥＳ）、部品カセット情報が再び読み込まれ（Ｓ１２０７）、上述の実施形態と同様、部品配列リストが作成され（Ｓ１２０８）、実装順序の最適化が行なわれる（Ｓ１２０９）。

尚、上述の手順においては、不足部品がセットされるまで最適化を開始することはない。しかしながら、不足部品の存在を無視し、現在セットされている部品のみを実装する実装順序を決定したうえで実装を開始してもよい。この場合、不足部品がセットされた時点で不足部品の実装を開始するように構成することができる。

本実施形態の不足部品警告方法は、上述した総ての実施形態の前処理として用いることができ、生産基板の切替に伴う部品の不足発生に適切に対応することが可能となる。

（第５の実施形態の変形例１）
第５の実施形態において、部品カセット情報とＣＡＤ情報を照合した時点において（図１３のＳ１２０３）、同一部品のカセットが複数部品供給部にセットされていることが判明している場合、以下の１）、２）ような制御を更に設けることがことができる。また、１）、２）のいずれかを選択可能なように最適化装置を構成することもできる。

１）いずれか１つの部品カセットから部品を吸着し、他の部品カセットの部品を部品切れ時のスペア部品とする。
２）ＣＡＤ情報における該当部品の実装点を複数の部品カセットに振り分ける。

（第５の実施形態の変形例２）
第５の実施形態において、部品カセット情報とＣＡＤ情報を照合した時点において（図１３のＳ１２０３）、部品カセット情報に代替部品を含めて照合する。「代替部品」とは、たとえ部品名称、形状等が異なっていても、元の部品と同一の使用・機能を実現することのできる部品として、代替可能とみなせる部品のことをいう。予め指定部品に対する代替部品を登録しておけば、部品カセットから読み取った部品について、指定部品と一致しなくても代替部品の名称と一致すれば、代替部品がセットされたものとして部品配列リストを作成し、実装順序を決定する。

（第５の実施形態の変形例３）
第５の実施形態においては、単一の部品実装機における部品の不足発生が監視され、部品の不足が発生した場合は所定の警告がなされる。これに対し、本変形例では、複数の部品実装機を備える生産ラインにおいて、複数の部品実装機の少なくとも一つに部品不足が発生した場合に、不足部品カセットの存在を警告する制御を行なう。すなわち、本変形例は、不足部品警告を、部品実装機のレベルから生産ラインのレベルまで拡張したものである。

図１４は、第５の実施形態の変形例３に係る不足部品警告方法を示すフローチャートである。まず、使用者が生産ラインの全実装機の部品供給部に部品カセットを配置すると、配置された部品カセットに付された識別情報（部品カセット情報）を、各実装機において部品情報読取装置によって読み取る（Ｓ１３０１）。そして、各実装機の演算制御部は、現在生産対象となっている基板で使用する部品の情報を外部のＰＣ等からＣＡＤ情報として読み込む（Ｓ１３０２）。もちろん、第１の実施形態の様に、予め保持された実装点データ１４ａから部品種（部品名）を読み込んでもよい。

そして、演算制御部１０は、上述の部品カセット情報とＣＡＤ情報を照合する（Ｓ１３０４）。照合の結果、不足部品がないと判定された場合は（Ｓ１３０４でＮＯ）、各実装点を部品カセットのある実装機に振り分ける（Ｓ１３０８）。そして、上述の実施形態と同様、部品配列リストが作成され（Ｓ１３０９）、実装順序の最適化が行なわれる（Ｓ１３１０）。

一方、照合の結果、不足部品があると判定された場合は（Ｓ１３０４でＹＥＳ）、表示部１２を介して、不足部品が存在する旨の警告及び不足部品の種類が表示される（Ｓ１３０５）。そして、この警告を見た使用者が不足部品の部品カセットを部品供給部１１５にセットしたか否かが判定される（Ｓ１３０６）。該カセットがセットされるまで、この判定は間歇的に続行される（Ｓ１３０６でＮＯ）。そして該カセットがセットされると（Ｓ１３０６でＹＥＳ）、部品カセット情報が再び読み込まれ（Ｓ１３０７）、各実装点を部品カセットのある実装機に振り分ける（Ｓ１３０８）。そして、上述の実施形態と同様、部品配列リストが作成され（Ｓ１３０９）、実装順序の最適化が行なわれる（Ｓ１３１０）。

以上の実施形態では、最適化装置と配列情報読取装置とが別々に設けられている場合を示したが、これらは一体化されてもよい。また、部品実装機１００がそれぞれの実施形態の最適化装置を備えられていてもよい。また、本実施形態では、複数のノズルが単一の装着ヘッドに設けられているが、部品実装機１台につき装着ヘッドの数は一つに限られず、複数も受けることができる。また、一つのノズルを持つ装着ヘッドを複数部品実装機に設けた場合にも、本発明は適用される。

以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、特許請求の範囲及び明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

本発明は、段取り替えが容易で、生産基板切替に要する時間を短縮可能な効果を有し、部品実装機等を対象とした部品実装順序決定方法および部品実装順序決定装置等に有用である。

本発明の第１の実施形態に係る最適化装置の概略構成を示すブロック図 第１の実施形態に係る最適化方法を示すフローチャート 第１の実施形態に係る実装順序決定方法を示すフローチャート 配置リストの例を示す説明図 本発明の第２の実施形態に係る最適化装置における最適化プログラム格納部のハードウェア構成を示すブロック図 第２の実施形態に係る最適化方法を示すフローチャート 第２の実施形態に係る実装順序決定方法を示すフローチャート 本発明の第３の実施形態に係る最適化装置の概略構成を示すブロック図 第３の実施形態に係る部品実装方法を示すフローチャート 部品配列とその実装すべき員数との関係を示す部品ヒストグラム 本発明の第４の実施形態に係る最適化装置の概略構成を示すブロック図 第４の実施形態に係る制約条件判定方法を示すフローチャート 本発明の第５の実施形態に係る不足部品警告方法を示すフローチャート 本発明の第５の実施形態の変形例３に係る不足部品警告方法を示すフローチャート 本発明の実施形態に係る部品実装機を説明するための外観図 本発明の実施形態に係る部品カセットに使用される供給用リールを示す図 本発明の実施形態に係る一括交換カートを説明するための外観図 部品実装機の部品配置の制約条件を示す図 ノズルヘッドが吸着可能な部品供給部の位置（Ｚ軸）の例を示す図 ＩＣタグを使用した例における部品供給部の構成をより詳細に説明するための図 同上のＩＣタグよりキャリアテープのＺ番号を特定する方法を説明するための図 同上の１つのＩＣタグリーダ／ライタがＩＣタグの位置を判別する様子を説明するための説明図 同上の部品照合処理のフローチャートである。 同上の部品照合処理の変形例のフローチャートである。

符号の説明

１、２、４ 最適化装置
５ 部品情報読取装置
１０ 演算制御部
１１ 部品情報入力部
１２ 表示部
１３ 入力部
１４ データベース部
１５ メモリ部
１６、２０、３０ 最適化プログラム格納部
１７ 配置リスト作成部
１８ 実装順序決定部
１９ 最適化データ出力部
２１ 第１総タクト算出部
２２ 最適化情報生成部
２３ 第２総タクト算出部
２４ 最適化方法決定部
３１ ヒストグラム作成部
４０ 制約条件判定プログラム格納部
４１ 制約条件判定部
４２ 警告報知部
５０ 一括交換カート
５１ 部品配置部
１００ 部品実装機
１１０、１２０ 実装ユニット
１１１ ＩＣタグリーダ／ライタ（部品情報読取装置）
１１２ 作業ヘッド
１１２ａ〜１１２ｂ 吸着ノズル
１１３ ＸＹロボット
１１４ 部品カセット
１１５ａ、１１５ｂ 部品供給部
１１６ 認識カメラ
１１７ トレイ供給部
４２０ バーコード
４２３ｄ 電子部品
４２４ キャリアテープ
４２４ａ 収納凹部
４２５ カバーテープ
４２６ 供給用リール
４２６ｂ ＩＣタグ
４５０ スイッチ
４５２ 継ぎ目検出センサー

Claims (17)

1. 部品を収納した複数の部品カセットの配列から、部品を吸着することが可能な装着ヘッドで部品を吸着し、前記装着ヘッドを移動させて基板に前記部品を実装する部品実装機を対象とし、コンピュータにより部品の実装順序を決定する部品実装順序決定方法であって、
   部品供給部に配置される前記部品カセットの識別情報を読み取って得られる部品配置データを取得するステップと、
   前記部品配置データに基づいて、前記部品カセットの識別情報と前記部品供給部に配置される位置とが対応付けられた部品配置リストを作成するステップと、
   前記作成された部品配置リストに基づいて、前記部品カセットの配列を固定した状態で部品の実装順序を決定するステップと、
   を有する部品実装順序決定方法。
2. 請求項１記載の部品実装順序決定方法であって、
   前記部品カセットの識別情報を、該部品カセットまたは該部品カセット内の部品テープに設けられたＩＣタグから読み取るステップと、
   前記ＩＣタグから受信する位置情報から、前記部品カセットの位置を特定するステップと、
   該特定された部品カセットの位置と読み取られた識別情報に基づき、部品配置リストを作成するステップと、を更に備える部品実装順序決定方法。
3. 請求項１または２記載の部品実装順序決定方法であって、
   前記実装順序を決定するステップは、
   前記基板に実装する部品の位置に関する情報を含む実装点情報を参照してそれらの実装点に関する実装順序を変更するステップと、
   変更された実装順序下の実装時間を算出し、該実装時間がより短くなるような実装順序を求めるステップと、を含む部品実装順序決定方法。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項記載の部品実装順序決定方法であって、
   前記決定された実装順序は第１の実装順序とし、
   当該部品実装順序決定方法は更に、
   前期第１の実装順序の下、さらに部品カセットの配列を変更した状態での実装順序である第２の実装順序を取得するステップと、
   前記第１の実装順序の実装時間と、前記第２の実装順序において部品カセットの配列を変更する時間も含む実装時間を比較するステップと、
   前記第１の実装順序と前記第２の実装順序のいずれかを選択するステップと、を備える部品実装順序決定方法。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載の部品実装順序決定方法であって、
   前記装着ヘッドが複数のノズルを有する場合において、前記実装順序を決定するステップは、
   前記部品カセットの配列に基づいて実装すべき部品とその部品の員数との関係を示すヒストグラムを作成するステップと、
   前記ヒストグラムを参照して、前記員数が最も多い部品を含む部品カセットを決定するステップと、
   前記決定された部品カセットからの部品の吸着と同時に吸着が可能な部品を決定するステップと、を含み
   前記決定された部品カセットと吸着可能な部品に基づき、前記実装順序が決定される、部品実装順序決定方法。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項記載の部品実装順序決定方法であって、
   当該部品実装順序決定方法は更に、
   前記部品カセットが前記部品供給部に配置された後、不足部品が存在するか否か判定するステップと、
   不足部品が存在すると判定された場合に警告を報知するステップと、
   前記報知ステップの後、前記不足部品を含む部品カセットが前記部品供給部に配置されたか否か判定するステップと、を備える部品実装順序決定方法。
7. 請求項６記載の部品実装順序決定方法であって、
   前記不足部品が存在するか否か判定するステップにおいて、同一部品を収容する複数の部品カセットが前記部品供給部に配置されていることが判明した場合、１）当該複数の部品カセットのうちいずれか１つの部品カセットから優先的に部品を吸着し、他の部品カセットの部品を部品切れ時のスペア部品として扱う、又は、２）該複数の部品カセット毎に基板上の実装点を振り分ける、のいずれかのステップを実行する、部品実装順序決定方法。
8. 請求項６記載の部品実装順序決定方法であって、
   前記不足部品が存在するか否か判定するステップにおいて、部品カセットに代替部品が存在する場合は、該代替部品を基板に実装される部品とみなす、部品実装順序決定方法。
9. 請求項６記載の部品実装順序決定方法であって、
   基板の生産ラインに複数の部品実装機が存在する場合において、当該複数の部品実装機総てについて前記不足部品が存在するか否か判定するステップを行う、部品実装順序決定方法。
10. コンピュータに、請求項１ないし９のいずれか１項記載の部品実装順序決定方法の各ステップを実行させる部品実装順序決定プログラム。
11. 請求項１０記載の部品実装順序決定プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
12. 部品を収納した複数の部品カセットの配列から、部品を吸着することが可能な装着ヘッドで部品を吸着し、前記装着ヘッドを移動させて基板に前記部品を実装する部品実装機を対象とし、コンピュータにより部品の実装順序を決定する部品実装順序決定装置であって、
    部品供給部に配置される前記部品カセットの識別情報を読み取って得られる部品配置データを取得する読み取りデータ取得部と、
    前記部品配置データに基づいて、前記部品カセットの識別情報と前記部品供給部に配置される位置とが対応付けられた部品配置リストを作成する部品配置リスト作成部と、
    前記作成された部品配置リストに基づいて、前記部品収容部の配列を固定した状態で部品の実装順序を決定する実装順序決定部と、
    を備える部品実装順序決定装置。
13. 請求項１２記載の部品実装順序決定装置と、前記部品実装順序決定装置により決定された部品実装順序により部品を基板に実装する制御部と、を備えた部品実装機。
14. 部品を収納した複数の部品カセットが配置される部品供給部と、
    前記部品供給部から複数の部品を吸着し、基板へ前記吸着した複数の部品を装着する装着ヘッドと、
    前記装着ヘッドの動作を制御する制御部と、
    部品供給部に配置される前記部品カセットの配列に基づいて求められる実装すべき部品とその部品の員数との関係を示すヒストグラムを取得するヒストグラム取得部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記ヒストグラムを参照して、前記員数が最も多い部品を含む部品カセットを決定し、かつ決定された部品カセットから部品を吸着すると同時に、他の部品カセットから吸着可能な部品を吸着するよう前記装着ヘッドを制御し、
    前記制御部は、前記装着ヘッドに吸着された部品に基づいて部品の実装順序を決定する、部品実装機。
15. 部品を収納した複数の部品カセットの配列から、部品を吸着することが可能な装着ヘッドで部品を吸着し、前記装着ヘッドを移動させて基板に前記部品を実装する部品実装機を対象とし、コンピュータにより部品実装機の制約条件を判定する制約条件判定方法であって、
    部品供給部に配置される前記部品カセットの識別情報を読み取って得られる部品配置データを取得するステップと、
    前記部品配置データに基づいて、前記部品カセットの識別情報と前記部品供給部に配置される位置とが対応付けられた部品配置リストを作成するステップと、
    前記部品配置リストと前記部品実装機の部品の配置位置の制約に関する制約条件に基づいて、前記部品カセットの配列が、当該制約条件に違反しているかどうかを判定するステップと、
    前記部品カセットの配列が前記制約条件に違反している場合に警告を報知するステップと、を備える部品実装機の制約条件判定方法。
16. 請求項１５記載の制約条件判定方法であって、
    前記部品配列が前記制約条件に違反しているかどうかを判定するステップは、前記装着ヘッドと前記部品カセットの配置位置との関係から、該装着ヘッドが該部品カセットの部品を吸着可能であるか否かを判定するステップを含む、制約条件判定方法。
17. 部品を収納した複数の部品カセットの配列から、部品を吸着することが可能な複数のノズルを有する装着ヘッドで部品を吸着し、前記装着ヘッドを移動させて基板に前記部品を実装する部品実装機を対象とし、コンピュータにより部品実装の順序を決定する部品実装順序決定方法であって、
    部品供給部に配置される前記部品カセットの識別情報を読み取って得られる部品配置データを取得するステップと、
    前記部品配置データに基づいて、前記部品カセットの識別情報と前記部品供給部に配置される位置とが対応付けられた部品配置リストを作成するステップと、
    前記部品配置リストと前記部品実装機の部品の配置位置の制約に関する制約条件に基づいて、当該制約条件を満足するように前記複数のノズルから部品を吸着するノズルを決定するステップと、
    前記部品を吸着するノズルに基づいて部品実装順序を決定するステップと、を備える部品実装順序決定方法。

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