JP2006157063A

JP2006157063A - 部品供給カセットの配列決定方法

Info

Publication number: JP2006157063A
Application number: JP2006066897A
Authority: JP
Inventors: Hideki Yoshihara; 秀樹吉原; Sei Masuda; 聖益田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-03-13
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】部品配列に伴うロスを抑制して効率的な実装動作を行わせる部品供給ユニットの配列決定方法を提供する。
【解決手段】基板に部品を実装する部品実装機が複数配置された実装ラインにおいて、各部品を供給する部品供給カセットの各部品実装機の部品供給部における配列を決定する方法であって、部品供給カセットの使用数と部品供給部での部品供給カセットの搭載可能数とに基づき、当該部品実装機の部品供給部に部品供給カセツトを搭載できるか否かを判断し、当該部品実装機の部品供給部に搭載できると判断した場合には、当該部品実装機に配分し、当該部品実装機の部品供給部に搭載できないと判断した場合には、搭載できない対象の部品供給カセットを、実装ラインにおける他の部品実装機に配分する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＮＣデータに基づいて動作する部品実装機において、部品供給カセットの配列決定を行う方法に関するものである。

部品実装機の一例である部品挿入機を用いた部品実装方法において、基板に挿入する複数の部品を供給する部品供給部における部品の配列を適切に決定することによって、実装基板の生産を効率的に行うことができる。前記部品を配列を決定する従来技術について以下に説明する。

図７は部品挿入機の構成例を示すもので、同図（ａ）は正面側、同図（ｂ）は背面側の斜視図である。部品挿入機２０の部品供給部２１には、基板に実装する各部品が収納された部品供給カセット２２が配設されている。基板供給部２４により実装位置に搬入された基板はＸＹテーブル２３により部品実装位置に移動し、部品供給部２１は実装する部品供給カセット２２を図示しない装着ヘッドの位置に移動させるので、装着ヘッドは部品をピックアップして基板の所定位置に挿入する。

前記装着ヘッドによる部品挿入動作は、図８に示すように、基板上の挿入ピッチに基づいて、装着ヘッドに設けられた挿入ガイド２５の幅及び基板下に配置されたカッター２６の幅を設定し、部品供給カセット２２から部品をとり、ＸＹテーブル２３で位置決めされた基板２９上にプッシャー２７で部品２８を挿入し、カッター２６で余分なリードをカットして１部品に対する挿入動作が終了する。所定数の実装が終了した基板は基板供給部２４により搬出される。このような部品挿入機２０を含む部品実装機を複数台設置して、実装基板を生産する実装ラインが構成される。

前記部品供給カセット２２に対する複数部品の配列の決定は、図９に示すフローチャートに示す手順によりなされる。まず、生産する基板を実装ラインを構成する部品実装機間でのタクトバランスと、各部品実装機における搭載可能部品数を考慮した部品の振り分けを行い（Ｓ１）、各部品実装機に振り分けられた部品に対して部品高さの低い部品から高い部品の順に並び変えを行い（Ｓ２）、先頭から順に１部品１カセットに番号づけしてカセット番号を決定する（Ｓ３）。次に、決定した部品配列で試験生産して、カセット毎の部品消費量をチェックする（Ｓ４）。このチェックにより、カセット全体平均から１カセット当たりの部品消費量が多く、部品切れ発生の多発が予想できるカセットについて、スペアカセット数とその位置をマニュアル設定し（Ｓ５）、それらスペアカセットを含め、カセット配列編集により配列を仮決定する（Ｓ６）。この仮決定された部品配列によりＳ４からＳ６までの手順を繰り返し評価しながら、適切な部品配列を決定する。

しかしながら、上記従来の部品配列の手順を用いた部品実装方法では、上記部品配列の決定手順からもわかるように、適切なスペアカセット数を含め、部品配列決定までに多大な工数がかかる問題点があった。

また、マシンの構造上の特徴から発生する挿入ピッチ変更に伴うタクトロスが発生すること、同一部品で基板上の部品レイアウト距離に起因するＸＹテーブルの移動ロスが発生する等の問題点があった。

上記挿入ピッチの変更により、挿入ガイド及びカッターの幅の設定動作を行うのに、１回当たり平均１秒のタクトロスが発生する。表１は部品実装機を動作させるためのＮＣデータの例を示すものであるが、例えば部品品番「ＲＡＲＲＥＹ１２」の１部品をみても、ブロック番号２から３、４から５、５から６、７から８の間に挿入ピッチ変更が必要で、これに約４秒のタクトロスが発生する。

また、図１０は表１に示したＮＣデータにより基板に部品を挿入する挿入基板例を示すもので、図示する１から１３の実装順にＸＹテーブルは基板を移動させる。図示するようにＸＹテーブルの移動ロスが大きくなってしまっている。表２及び図１１に示すように、このＸＹテーブルの移動が小さくなるように実装順を決めることもできるが、そうすると部品供給部によるカセットの移動ロスが増えることになる。

本発明は、上記した従来の課題に鑑みて創案されたもので、部品配列に伴うロスを抑制して効率的な実装動作を行わせる部品供給カセットの配列決定方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明の部品供給カセットの配列決定方法は、基板に部品を実装する部品実装機が複数配置された実装ラインにおいて、各部品を供給する部品供給カセットの各部品実装機の部品供給部における配列を決定する方法であって、部品供給カセットの使用数と部品供給部での部品供給カセットの搭載可能数とに基づき、当該部品実装機の部品供給部に部品供給カセツトを搭載できるか否かを判断し、当該部品実装機の部品供給部に搭載できると判断した場合には、当該部品実装機に配分し、当該部品実装機の部品供給部に搭載できないと判断した場合には、搭載できない対象の部品供給カセットを、実装ラインにおける他の部品実装機に配分することを特徴とする。

この部品供給カセットの配列決定方法によれば、部品供給カセットを該当部品実装機に搭載できない場合に、実装ラインを構成する他の部品実装機に部品供給カセットを振り分けるので、実装動作を効率的に行える実装ラインを構成することができる。

本発明によれば、部品実装機に配分された部品供給カセットの数が、当該部品実装機の部品供給部に搭載できないと判断されると、搭載できない対象の部品供給カセットを、実装ラインにおける他の部品実装機に配分することで、実装動作を効率的に行える実装ラインを構成することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

まず、本発明の部品供給カセットの配列決定方法の一実施形態を適用した実装設備の構成について、図５を参照して説明する。

図５において、部品実装機群１は、複数の部品実装機２、２…がライン配置されたもので、先に図７に示したような部品挿入機を含む部品実装機２、２…が実装ライン３を構成している。この部品実装機群１は、制御装置４から出力されるＮＣデータに基づいて部品実装の動作を実行する。前記制御装置４には、実装対象とする基板の部品毎の実装位置や姿勢、挿入ピッチ等のＣＡＤデータを出力するＣＡＤシステム５と、各部品実装機２に関するデータや部品に関するデータを出力する実装データベース６とが接続されている。

前記制御装置４は、ＣＡＤシステム５から実装対象とする基板に対するＣＡＤデータを得ると共に、実装データベース６から部品実装機２及び部品のデータを得て、部品毎に最適の部品実装機２で、しかも各部品実装機２間のラインバランスがとれる部品実装機２を確定して、実装する部品の振り分けを実施する。この後、本発明に係る部品配列を合理的に決定する方法を実施する。

この部品供給カセットの配列決定方法について、以下に図１〜図４を参照して説明する。尚、参照するフローチャートに記載されたＳ１、Ｓ２…の番号は、処理手順を示すステップ番号で、本文に添記する番号と一致する。

図１は、実装１ブロックを対象とした全体の処理手順を示すフローチャートである。この全体フローでは、Ｓ１〜Ｓ６の処理手順により、対象とする部品実装機が部品挿入機である場合は、部品の挿入ピッチ変更によるタクトロスを抑制する部品配列を決定し、Ｓ７〜Ｓ１４の処理手順により、ＸＹテーブルの移動ロスを抑制する部品配列を決定し、Ｓ１５〜Ｓ２２の処理手順により、部品供給部における部品切れによる設備の動作停止を抑制する部品配列が決定される。尚、図１にＳ１〜Ｓ６として示す挿入ピッチ変更によるタクトロスを抑制する部品配列の処理手順は図２に、Ｓ７〜Ｓ１４として示すＸＹテーブルの移動ロスを抑制する部品配列の処理手順は図３に示している。

まず、図２、図４を参照して挿入ピッチ分割による部品供給カセットの配列を決定する処理手順について説明する。

まず、対象とするＣＡＤデータからアキシャル部品（ジャンパー部品を含む）について、部品品番と挿入ピッチとでソーティングする（Ｓ１）。次に、部品品番と挿入ピッチとの組み合わせでカセット配列を実施する（Ｓ２）。これは、部品品番を挿入ピッチ毎にカセットを配分する処理である。例えば、表３に示すようなＣＡＤデータを前記処理を施すことにより、表４に示すような挿入ピッチによる分割がなされ、挿入ピッチ５０００をＺ番号１に、挿入ピッチ７５００をＺ番号２に、挿入ピッチ１２５００をＺ番号３にする部品供給カセットの配列がなされている。

次に、対象とする部品実装機２での搭載可否シュミレーションを行って（Ｓ３）、搭載可否の判断を行い（Ｓ４）、搭載可能の場合にはＣＡＤデータ１点毎にカセット配分後のカセット番号（Ｚ番号）を付与する（Ｓ５）。搭載が不可である場合には、ワーニングメッセージ表示と共に挿入ピッチによるカセット配列をその部品について無効とし、分割を行わないでそのまま出力する（Ｓ６）。以上の処理をＣＡＤデータの１ブロック毎に実施する。

上記処理手順を実行することによって、挿入ピッチによっても部品供給カセットの配列が決定されるので、挿入ピッチ変更によるタクトロスを抑制することができる。

続いて、図３、図４を参照して、前記挿入ピッチ分割によるカセット配列を終えたＣＡＤデータに対して、実装座標によりカセット配列を行う処理を、２モジュールからなる基板を左右２領域に分割する例に則って説明する。

尚、前記２モジュールからなる基板とは、生産効率化の観点から、図６に示すように、１枚の基板に同一の回路パターンを２面形成した多面取り基板という形態で、現在の実装基板生産の主流となっている。図６に示す２モジュール基板では、回路パターンの向きが互いに逆向きとなるが、実装に必要な部品は同じであるため、ＣＡＤデータとしては、一方の実装位置と相互の位置関係が出力される。実装する対象部品が少ない場合には、全体を１枚の基板として生産するので、これを１枚展開データで生産すると呼称している。このような２モジュール基板への実装は、タクトロスを抑制するため、一方の回路パターンに実装した後、その逆の実装順で他方の回路パターンに実装する方法が採用でき、これをＺ戻りデータで生産すると呼称している。

まず、前記１枚展開データまたはＺ戻りデータ生成の判断を行う（Ｓ７）。次に、基板を設備上で流す向きで処理するので、ＣＡＤデータに格納された回路パターンに回転が加わっている場合には、実装できない実装機が存在するため、前記Ｓ７の処理を実行しない場合、第１モジュールを０度の姿勢のデータに変換する（Ｓ８）。また、前記Ｓ７の処理を実行する場合には、基板上の全ての座標を第１モジュールの０度の姿勢で１枚展開する（Ｓ９）。

次いで、基板上の実装領域を座標分割して、複数の領域に分割する処理を行う。即ち、部品の実装位置のＸ座標及びＹ座標の最大値及び最小値から基板をｎ分割し、１部品に対して各領域毎の部品供給カセットを割り当てる。ここでは、４領域に座標データをグルーピングし、各領域毎に部品供給カセットを割り当てている（Ｓ１０）。例えば、基板をＸ座標で２領域に分割する場合には、表３に示したＣＡＤデータにおける部品品番「ＲＡＲＲＥＹ１２」について見ると、Ｘ座標の最大値は２１５０００、最小値は３５０００である。左右２分割するため、（２１５０００−３５０００）／２＝９００００のＸ座標でＣＡＤデータブロックを分割処理すると、表５に示す結果が得られる。

Ｙ座標での２領域への分割は、表３のＣＡＤデータに示される範囲のものは、全て同一領域となる。従って、表５に示す座標分割処理後のデータでは、回路番号Ｒ１００〜Ｒ１０３とＲ１０４〜Ｒ１０７との２ブロックに分割され、図４に示す挿入基板例では、左右に実装位置が分散している状態が、そのまま分割されることになる。表５に示す座標分割処理後のカセット配列では、分割された領域でのＺ番号が付与されたカセット配列がなされている。

前記座標分割によるカセット配分の結果について、先頭ブロックから実装機への搭載可否のシュミレーションを行い（Ｓ１１）、搭載可否を判断する（Ｓ１２）。搭載可能である場合には、カセット番号を付与し（Ｓ１３）、搭載不可の場合には、そのブロック以降について座標分割を無効として、そのまま出力する（Ｓ１４）。

上記処理手順を実行することによって、基板上を分割した領域毎に実装に必要な部品を収容した部品供給カセットが配列されるので、ＸＹテーブルの移動ロスが抑制される。

続いて、実装対象とする基板での部品使用数及び部品供給部の部品収容数から、使用数が極端に多い部品について、部品供給カセットの数を増加させるための分割判定数によりカセット配列を行う処理について、図１を参照して説明する。尚、この分割判定数の特定は、自動算出しても、作業者の判断によって行ってもよい。

表６は上記Ｓ１３までの処理結果を示す例で、前記分割判定数によるカセット配列前の状態のデータである。同図に示す実装機１号機を見ると、一部の部品で極端に使用数（員数）の多い部品品番が存在する。そこで、図１に示すように、先頭ブロックから「分割判定数＜員数」の条件を満たすか否かの判断を行い（Ｓ１５）、条件を満たすブロックに対して（員数／分割判定数）個のカセットに配分する（Ｓ１６）。

表６に示す例では、Ｚ番号３の「ＲＡＲＲＥＹ５６」を１２／４で３分割、Ｚ番号５の「ＲＡＲＲＥＹ９０」を１８／５で３分割、Ｚ番号８０の「ＩＮＤＡＢＣ１２」を２１／６で３分割する。このように分割処理した結果は、表７に示すようになる。例えば、「ＲＡＲＲＥＹ５６」は、Ｚ番号３、４、５の３カセットに分割されている。

この分割結果で該当部品実装機へのカセット搭載の可否を判断し（Ｓ１７）、搭載可能な場合には、実装ブロック等配分処理を行い、（員数／分割カセット）の数に実装ブロックを分割し、余り分は最後のカセットを使用する（Ｓ１８）。

該当部品実装機に搭載できない場合には、実装ライン上の次部品実装機以降に対象カセットの部品が振れる部品実装機が存在するか否かの判断をして（Ｓ１９）、振れる部品実装機が存在するときには、その部品実装機にカセットを配分する（Ｓ２０）。振れる部品実装機が存在しないときには、マシン分割を無効にして、該当ブロックについての処理を終了する（Ｓ２１）。

先のステップ１５（Ｓ１５）における（分割判定数＜員数）の条件が満たされないときは、カセット分割は行わず、対象ブロックはそのまま出力し、処理を終了する（Ｓ２２）。

以上説明した部品実装のための処理手順は、図１に示す全体フローを実行することも、図２に示す（Ｓ１）〜（Ｓ５）の処理手順のみを実行することも、図３に示す（Ｓ８）〜（Ｓ１３）の処理手順のみを実行することもできる。

また、以上の説明では、部品実装機として部品挿入機を対象として述べてきたが、チップ部品等の部品挿入を伴わない実装を行う場合では、上記挿入ピッチ変更による処理は外し、他の処理手順を実行することになる。

本発明の一実施形態に係る部品実装方法を実行する全体の処理手順を示すフローチャート。図１のＳ１〜Ｓ６に示す処理手順を示すフローチャート。図１のＳ７〜Ｓ１４に示す処理手順を示すフローチャート。表３のＣＡＤデータによる挿入基板例を示す基板の模式図。実施形態に係る部品実装方法を適用する部品実装の構成を示すブロック図。２モジュール基板の例を示す模式図。部品挿入機の構成例を示す正面側（ａ）と背面側（ｂ）とを示す斜視図。部品挿入機における挿入ヘッドの構成を示す説明図。従来例に係る部品配列を決定する処理手順を示すフローチャート。従来例に係るＮＣデータによる挿入基板の例を示す模式図。ＸＹテーブルの移動ロスの抑制を優先させたＮＣデータによる挿入基板の例を示す模式図。

符号の説明

１部品実装機群
２部品実装機
３実装ライン
４制御装置
５ＣＡＤシステム
６実装データベース

Claims

基板に部品を実装する部品実装機が複数配置された実装ラインにおいて、各部品を供給する部品供給カセットの各部品実装機の部品供給部における配列を決定する方法であって、
部品供給カセットの使用数と部品供給部での部品供給カセットの搭載可能数とに基づき、当該部品実装機の部品供給部に部品供給カセツトを搭載できるか否かを判断し、
当該部品実装機の部品供給部に搭載できると判断した場合には、当該部品実装機に配分し、
当該部品実装機の部品供給部に搭載できないと判断した場合には、搭載できない対象の部品供給カセットを、実装ラインにおける他の部品実装機に配分する
ことを特徴とする部品供給カセットの配列決定方法。