JP2006245537A - Method for determining mounting order of component, method and machine for mounting component - Google Patents
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Description
本発明は、部品実装機によって電子部品等の部品を基板に実装する方法に関し、特に、実装順序の決定方法に関する。 The present invention relates to a method for mounting a component such as an electronic component on a substrate by a component mounting machine, and more particularly to a method for determining a mounting order.
パーソナルコンピュータや携帯電話等の電子機器の高機能化・小型化に伴い、電子機器に内蔵される回路基板(以下、単に「基板」という。)における部品の実装も高密度化してきている。そのために、このような基板を製造する部品実装機は、狭隣接実装(極めて接近した基板上の位置に部品を装着すること)に対応した機能を備えることが求められる。 As electronic devices such as personal computers and mobile phones become more sophisticated and smaller in size, mounting of components on a circuit board (hereinafter simply referred to as “substrate”) built in the electronic device has also been increased in density. For this reason, a component mounter for manufacturing such a substrate is required to have a function corresponding to narrow adjacent mounting (mounting a component at a very close position on the substrate).
図29は、狭隣接実装を説明する図である。ここでは、基板6004上に部品6003が実装され、その部品6003のすぐ横に、新たな部品6002(ここでは、部品実装機の吸着ノズル6001に吸着された部品6002)を実装する場合に生じ得る干渉が示されている。部品6002は、部品6003よりも高さが低く(部品の厚みが薄く)、かつ、部品6003に極めて近い位置に実装する必要があるために、吸着ノズル6001が部品6003に衝突するという干渉が生じ、部品6002を基板6004に実装することができない。なお、干渉には、このような吸着ノズル(あるいは、部品実装機の装着ヘッド)と部品との衝突だけでなく、部品と部品との衝突(例えば、吸着ノズルに吸着された部品と基板に実装された部品との衝突)も含まれる。
FIG. 29 is a diagram for explaining narrow adjacent mounting. Here, this may occur when a
従来、このような狭隣接実装に対応するために、様々な部品実装方法が提案されている(例えば、特許文献1等参照)。特許文献1に開示された技術では、実装の対象となる全部品を部品の高さでグループ分けし、高さの低いグループに属する部品を先に実装している。これによって、狭隣接実装における干渉を回避している。
しかしながら、上記従来技術では、モジュラー式の部品実装機において、タクト短縮のために、各実装点をタスクに分割し、タスクの順序と各タスク内の部品の実装順序とを決定するという処理を行なっているが、その際に、干渉を考慮することはしていなかった。また、逆に、干渉を考慮した部品の実装順序を決定するのみでは、干渉を考慮するという条件下でタクトを最小にするという考慮が行なわれていなかった。 However, in the above-described prior art, in the modular component mounting machine, in order to reduce tact time, each mounting point is divided into tasks, and the order of tasks and the mounting order of components in each task are determined. However, interference was not considered at that time. Conversely, only by determining the mounting order of components in consideration of interference, no consideration has been given to minimizing tact under the condition of considering interference.
また、上記従来技術では、部品実装機の装着ヘッドがアーチモーション動作をすることが考慮されていないために、狭隣接実装における干渉を回避する方法としては十分ではないという問題がある。ここで、アーチモーション動作とは、部品実装機の装着ヘッドが上下動作とXY動作(基板と平行な面での移動)とを並行して行う動作であり、例えば、図30(a)に示されるように、装着ヘッドが、ある部品を基板に装着し終えた後に、次に部品を装着する際にアーチ状の軌跡を描いて装着ヘッドが移動することである。このようなアーチモーション動作によって、図30(b)に示される通常の動作(非アーチモーション動作)に比べ、装着ヘッドの移動時間が短縮される、つまり、実装時間が短縮される。 Further, the above-described prior art does not take into consideration that the mounting head of the component mounting machine performs an arch motion operation, so that there is a problem that it is not sufficient as a method for avoiding interference in narrow adjacent mounting. Here, the arch motion operation is an operation in which the mounting head of the component mounter performs an up / down operation and an XY operation (movement in a plane parallel to the board) in parallel, for example, as shown in FIG. As described above, after the mounting head finishes mounting a certain component on the substrate, the mounting head moves along an arch-like locus when the component is mounted next. By such an arch motion operation, the moving time of the mounting head is shortened, that is, the mounting time is shortened, compared to the normal operation (non-arch motion operation) shown in FIG.
図31は、アーチモーション動作に起因する干渉を説明する図である。ここでは、吸着ノズル6001に吸着された部品6005がアーチモーション動作によって斜め方向から下降してくるために、その部品6005が、基板6004に既に実装された部品6006に衝突するという干渉が生じる様子が示されている。このような干渉は、アーチモーション動作をしない実装においては生じない現象であり、アーチモーション動作に特有の干渉である。上記従来技術では、部品実装機の装着ヘッドが部品を実装する際の干渉が考慮されていないために、干渉による品質劣化の問題、またはアーチモーション動作ができない故の部品実装時の動作ロスが生じてしまうという問題がある。
FIG. 31 is a diagram for explaining interference caused by the arch motion operation. Here, since the
また、アーチモーション動作に起因する干渉が考慮されていないために、アーチモーション動作を伴う実装を行うことができず、高速実装が妨げられるという問題もある。 Further, since interference due to the arch motion operation is not taken into consideration, there is a problem that the mounting with the arch motion operation cannot be performed and high-speed mounting is hindered.
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、部品実装時に動作ロスが生じにくい部品実装順序決定方法、部品実装方法及び部品実装機等を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a component mounting order determination method, a component mounting method, a component mounting machine, and the like that are unlikely to cause an operation loss when mounting components.
また、装着ヘッドのアーチモーション動作等に起因する部品の干渉を考慮した高速かつ高密度実装に適した部品実装順序決定方法、部品実装方法及び部品実装機等を提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide a component mounting order determination method, a component mounting method, a component mounting machine, and the like suitable for high-speed and high-density mounting in consideration of component interference caused by the arch motion operation of the mounting head.
上記目的を達成するために、本発明に係る部品実装順序決定方法は、複数の部品を吸着して移動し、前記複数の部品を前記基板に装着する装着ヘッドを備える部品実装機によって基板に部品を実装する際の実装順序を決定する部品実装順序決定方法であって、部品の装着順に関する先後関係における制約条件に基づき基板への装着順を決定する装着順決定ステップと、装着ヘッドによる部品の吸着・移動・装着という一連の動作の繰り返しにおける1回分の一連動作によって実装される部品群をタスクとした場合に、前記装着順決定ステップで決定された装着順を維持した状態で、全部品をタスクに分割し、分割したタスクの実装順序を決定するタスク順決定ステップとを含むことを特徴とする。つまり、基板への部品の装着順を先に決定し、その後に、タスク及びタスク順を決定する。 In order to achieve the above object, a component mounting order determination method according to the present invention includes a component mounting machine including a mounting head that sucks and moves a plurality of components and mounts the plurality of components on the substrate. A mounting order determination method for determining a mounting order when mounting a component, a mounting order determination step for determining a mounting order on a board based on a constraint condition in a prior relationship regarding the mounting order of the components, When a component group mounted by a series of operations in the repetition of a series of operations of suction, movement, and mounting is used as a task, all the components are maintained while maintaining the mounting order determined in the mounting order determination step. A task order determining step for dividing the task into tasks and determining a mounting order of the divided tasks. That is, the order of mounting components on the board is determined first, and then the task and task order are determined.
これによって、前記装着順決定ステップで、基板に部品を装着する際に生じ得る部品と部品又は部品と装着ヘッドとの衝突である干渉が生じないように、前記装着順を決定しておくことが可能となり、例えば、装着ヘッドのアーチモーション動作に起因する干渉が回避される。 Accordingly, in the mounting order determination step, the mounting order may be determined so that interference that is a collision between the component and the component or the component and the mounting head that may occur when mounting the component on the board does not occur. For example, interference due to the arch motion motion of the mounting head is avoided.
アーチモーション動作に起因する干渉を考慮する手法としては、全部品について、装着ヘッドがアーチモーション動作をしながら部品を基板に装着する場合における装着ヘッドの移動空間の範囲内に、基板に実装された他の部品又は他の部品の一部分が存在することとなるか否かを判断し、存在することとなると判断した場合には、判断対象となる部品を前記他の部品よりも先に装着するように前記装着順を決定するのが好ましい。 As a method for considering interference caused by arch motion operation, all components were mounted on the substrate within the range of the mounting head movement space when the mounting head mounted the component on the substrate while performing arch motion operation. It is determined whether or not another part or a part of another part is present, and when it is determined that it is present, the part to be determined is mounted before the other part. It is preferable to determine the mounting order.
具体的には、前記装着順決定ステップでは、前記判断した結果に基づき、先に装着すべき部品の集まりを第1部品グループとして特定し、前記第1部品グループを除く部品の中で、次に装着すべき部品の集まりを第2部品グループとして特定するという処理を繰り返すことで、前記装着順として、部品グループの列を生成すればよい。これによって、部品グループの列に従って部品を実装する限り、アーチモーション動作に起因する干渉が回避される。 Specifically, in the mounting order determination step, based on the determination result, a collection of parts to be mounted first is specified as a first part group, and among the parts excluding the first part group, By repeating the process of specifying a collection of components to be mounted as the second component group, a column of component groups may be generated as the mounting order. This avoids interference due to arch motion motion as long as the components are mounted according to the row of component groups.
ここで、前記装着順決定ステップでは、基板に装着された部品の3次元的な位置及び形状を示す3次元マップを生成し、生成した3次元マップにおいて、前記判断した結果に基づき、先に装着すべき部品の集まりを第1部品グループとして特定するのが望ましい。これによって、部品実装機に搬入された時点において既に装着されている部品を考慮して装着順を決定することができる。 Here, in the mounting order determination step, a three-dimensional map indicating a three-dimensional position and shape of the components mounted on the board is generated, and the generated mounting is performed based on the determination result in the generated three-dimensional map. It is desirable to identify a group of parts to be processed as the first part group. Accordingly, it is possible to determine the mounting order in consideration of the components that are already mounted when they are carried into the component mounter.
また、前記タスク順決定ステップでは、前記装着順決定ステップで決定された部品グループごとに、前記タスクと前記タスクの実装順序とを決定するが好ましい。装着順決定ステップで決定された装着順が維持されるからである。あるいは、前記装着ヘッドには、部品を吸着するn個の吸着ノズルが備えられ、前記タスク順決定ステップでは、前記装着順決定ステップで決定された装着順に並べられた部品をn個ずつ区切って得られる部品群及びその部品群の並びをそれぞれ前記タスク及び前記タスクの実装順序として決定してもよい。この方法でも、装着順決定ステップで決定された装着順を維持した状態で、簡易にタスク及びタスク順を決定することができる。 In the task order determining step, it is preferable to determine the task and the task mounting order for each component group determined in the mounting order determining step. This is because the mounting order determined in the mounting order determination step is maintained. Alternatively, the mounting head is provided with n suction nozzles for sucking parts, and the task order determination step obtains n parts arranged in the order of mounting determined in the mounting order determination step. The component group to be used and the arrangement of the component group may be determined as the task and the mounting order of the task, respectively. Even in this method, it is possible to easily determine the task and the task order while maintaining the mounting order determined in the mounting order determination step.
また、前記部品実装順序決定方法はさらに、前記タスク順決定ステップで決定されたタスクごとに、前記装着ヘッドが部品を吸着する際の吸着順を決定する吸着順決定ステップを含んでもよい。たとえば、前記装着ヘッドには、部品を吸着するn個の吸着ノズルが備えられ、前記タスク順決定ステップでは、前記部品実装機に配置される部品の並びに沿って各部品を1個ずつ取り出して得られる最大n個の部品の集まりをタスクと決定し、前記吸着順決定ステップでは、前記タスクを構成する部品のうち、前記部品の並びにおいて連続して並ぶ部品については、前記装着ヘッドが同時に吸着するように、前記吸着順を決定すればよい。あるいは、前記タスク順決定ステップでは、前記部品実装機に配置される部品の並びから、基板に実装すべき部品の員数が多い部品から順に部品を取り出して得られる最大n個の部品の集まりをタスクと決定し、前記吸着順決定ステップでは、基板に実装すべき部品の員数が多い部品から順に前記装着ヘッドが部品を吸着するように、前記吸着順を決定してもよい。 The component mounting order determination method may further include a suction order determination step for determining a suction order when the mounting head sucks components for each task determined in the task order determination step. For example, the mounting head is provided with n suction nozzles for picking up components, and the task order determination step obtains each component one by one along a sequence of components arranged in the component mounter. A collection of a maximum of n parts is determined as a task, and in the suction order determination step, among the parts constituting the task, the parts that are continuously arranged in the arrangement of the parts are simultaneously sucked by the mounting head. Thus, the adsorption order may be determined. Alternatively, in the task order determining step, a task is a collection of a maximum of n components obtained by taking out components in order from components having a large number of components to be mounted on the board from the arrangement of components arranged in the component mounter. In the suction order determination step, the suction order may be determined so that the mounting head picks up the components in descending order of the number of components to be mounted on the board.
また、前記装着順決定ステップでは、基板への実装に、第1部品の上に第2部品が実装される3次元実装が含まれる場合には、前記第1部品を前記第2部品よりも先に装着するように、前記装着順を決定してもよい。3次元実装についても、部品間において実装順序の制約が存在するという点で、上記干渉と共通し、本発明を適用することができる。 In the mounting order determination step, when the mounting on the board includes a three-dimensional mounting in which the second component is mounted on the first component, the first component is placed before the second component. The mounting order may be determined so as to be mounted on the device. Also for three-dimensional mounting, the present invention can be applied in common with the interference described above in that there is a restriction on the mounting order between components.
本発明の他の局面に係る動作時間短縮方法は、部品実装機の解消すべき動作ロスを特定する動作ロス特定ステップと、特定された前記動作ロスに基づいて、前記部品実装機の動作時間を短縮する処理手順を選択する処理手順選択ステップと、選択された処理手順を実行する処理手順実行ステップとを含み、前記処理手順選択ステップでは、前記動作ロス特定ステップにおいて、装着ヘッドを備える部品実装機により基板に部品を実装する際に生じうる部品と部品または部品と装着ヘッドとの衝突である干渉に起因する動作ロスを特定した場合には、処理手順として上述の部品実装順序決定方法を選択することを特徴とする。 An operation time shortening method according to another aspect of the present invention includes an operation loss specifying step for specifying an operation loss to be eliminated by a component mounter, and an operation time of the component mounter based on the specified operation loss. A component mounting machine including a processing procedure selection step for selecting a processing procedure to be shortened and a processing procedure execution step for executing the selected processing procedure. When the operation loss due to the interference that is the collision between the component and the component or the component and the mounting head that can occur when the component is mounted on the board is selected, the above-described component mounting order determination method is selected as the processing procedure. It is characterized by that.
この構成によると、動作ロスに基づいて、部品実装機の動作時間を短縮する処理手順を実行している。よって、基板上への部品実装時間に影響を与える動作ロスのタイプに従って、部品実装順序決定方法の処理手順を変更することができる動作時間短縮方法を提供することができる。これに伴い、現実的な時間内で最適な部品実装順序を決定することができる部品実装順序決定方法を提供することができる。 According to this configuration, the processing procedure for shortening the operation time of the component mounter is executed based on the operation loss. Therefore, it is possible to provide an operation time shortening method that can change the processing procedure of the component mounting order determination method according to the type of operation loss that affects the component mounting time on the board. Accordingly, it is possible to provide a component mounting order determination method capable of determining an optimal component mounting order within a realistic time.
なお、本発明は、上述のような部品実装順序決定方法として実現することができるだけでなく、その順序に従って部品を実装する部品実装方法及び部品実装機として実現したり、コンピュータに部品実装順序決定方法や部品実装方法を実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムとコンピュータとが一体化された部品実装順序決定装置として実現することもできる。そして、そのプログラムは、CD−ROM等の記録媒体やインターネット等の伝送路を介して広く流通させることができるのは言うまでもない。 The present invention can be realized not only as a component mounting order determination method as described above, but also as a component mounting method and a component mounter for mounting components according to the order, or a component mounting order determination method for a computer. Or a program for executing the component mounting method, or a component mounting order determination device in which the program and the computer are integrated. Needless to say, the program can be widely distributed via a recording medium such as a CD-ROM or a transmission path such as the Internet.
本発明によれば、装着ヘッドのアーチモーション動作等に起因する部品の干渉を考慮して基板上への部品の装着順を先に決定し、その後に、タスク、タスク順及び装着ヘッドによる部品の吸着順を決定しているので、干渉を回避した部品の実装順序が決定される。よって、高密度実装の基板であっても、装着ヘッドをアーチモーション動作させながら高速に部品を実装することができ、基板の生産タクトが向上される。 According to the present invention, the mounting order of the components on the board is determined first in consideration of the interference of the components due to the arch motion operation or the like of the mounting head. Since the suction order is determined, the mounting order of components that avoids interference is determined. Therefore, even with a high-density mounting board, components can be mounted at high speed while the mounting head is operated in an arch motion, and the production tact of the board is improved.
また、3次元実装を伴う基板に適用することで、3次元実装を対象とした部品の実装順序が決定される。 Moreover, the mounting order of components intended for three-dimensional mounting is determined by applying to a board with three-dimensional mounting.
さらに、部品を実装しながら、残り部品を対象として動的に部品の装着順序、タスク、タスク順、部品の吸着順を決定することで、部品切れ等の状況変化が生じても部品実装を継続することができる。 In addition, while mounting parts, by dynamically determining the mounting order, tasks, task order, and picking order of parts for the remaining parts, mounting of parts continues even if there is a change in the situation such as out of parts. can do.
以上のように、本発明により、高速、かつ、高密度実装に適した部品の実装が可能となり、パーソナルコンピュータや携帯電話等の狭隣接実装の基板が必要とされる小型の電子機器が急激に普及してきた今日における本発明の実用的価値は極めて高い。 As described above, according to the present invention, it is possible to mount components suitable for high-speed and high-density mounting, and small electronic devices such as personal computers and mobile phones that require a board with a narrow adjacent mounting are rapidly developed. The practical value of the present invention that has become widespread today is extremely high.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態に係る部品実装システムについて説明する。 Hereinafter, a component mounting system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態に係る部品実装システムの構成を示す外観図である。 FIG. 1 is an external view showing a configuration of a component mounting system according to the present embodiment.
部品実装システム10は、基板上への部品の実装順序を決定するとともに、決定された実装順序に従って、基板上に部品を実装するシステムであり、部品実装機1010と、部品実装機3100と、部品実装機2100と、部品実装機5100と、部品実装機4100と、部品実装機6100と、動作時間短縮装置300とを備えている。
The
部品実装機1010、3100、2100、5100、4100および6100は、基板上に部品を実装する装置である。各部品実装機の詳細な構成については、後述する。 The component mounters 1010, 3100, 2100, 5100, 4100, and 6100 are devices that mount components on a board. The detailed configuration of each component mounter will be described later.
図2は、動作時間短縮装置300の構成を示す機能ブロック図である。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration of the operation
動作時間短縮装置300は、部品実装機による部品実装時間を短縮することにより、部品実装機の動作時間を短縮するコンピュータであり、演算制御部301、表示部302、入力部303、メモリ部304、最適化方法選択プログラム格納部305、最適化プログラム格納部308、データベース部307および通信I/F(インターフェース)部306等から構成される。
The operation
この動作時間短縮装置300は、最適化方法選択プログラム格納部305に格納された各種プログラムおよび最適化プログラム格納部308に格納された各種プログラムをパーソナルコンピュータ等の汎用のコンピュータが実行することにより実現される。
The operation
演算制御部301は、CPU(Central Processing Unit)や数値プロセッサ等であり、通信I/F部306を介して接続された部品実装機やユーザからの指示等に従って、最適化方法選択プログラム格納部305または最適化プログラム格納部308からメモリ部304にプログラムをロードして実行し、その実行結果に従って、各構成要素302〜308を制御する。
The
表示部302は、CRT(Cathode-Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等であり、入力部303はキーボードやマウス等であり、これらは、演算制御部301による制御の下で、動作時間短縮装置300とオペレータとが対話する等のために用いられる。
The
通信I/F部306は、LAN(Local Area Network)アダプタ等であり、動作時間短縮装置300と、部品実装機との通信等に用いられる。メモリ部304は、演算制御部301による作業領域を提供するRAM(Random Access Memory)等である。
The communication I /
最適化方法選択プログラム格納部305および最適化プログラム格納部308は、動作時間短縮装置300の機能を実現する各種プログラムを記憶しているハードディスク等であり、最適化方法選択プログラム格納部305に格納されているプログラムが演算制御部301によって実行された場合には、当該プログラムは、動作ロス特定部305aおよび処理手順選択部305bとして機能する。また、最適化プログラム格納部308に格納されているプログラムが演算制御部301によって実行された場合には、第1部品実装順序決定部308a、第2部品実装順序決定部308b、第3部品実装順序決定部308c、第4部品実装順序決定部308d、第5部品実装順序決定部308eおよび第6部品実装順序決定部308fとして機能する。
The optimization method selection
動作ロス特定部305aは、部品実装機の解消すべき動作ロスを特定する処理部である。処理手順選択部305bは、動作ロス特定部305aにおいて特定された動作ロスに基づいて、部品実装機の動作時間を短縮する処理手順であるプログラムを最適化プログラム格納部308に格納されたプログラムの中から選択する処理部である。
The operation
第1部品実装順序決定部308a、第2部品実装順序決定部308b、第3部品実装順序決定部308c、第4部品実装順序決定部308d、第5部品実装順序決定部308eおよび第6部品実装順序決定部308fの実行する処理については後述する。
First component mounting
データベース部307は、動作時間短縮装置300による部品実装機の動作時間短縮処理に用いられる入力データや動作時間短縮処理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である。
The
データベース部307に格納されている入力データには、実装点データ3307a(4307a,6241)、部品ライブラリ3307b(4307b)、実装装置情報3307c(4307c)、タスクタイム情報4307d、実装点情報配列1307a、変換テーブル1307b、実装点数情報3307d、部品データ6242および実装順データ6243等が含まれる。これらの入力データの詳細については後述する。
The input data stored in the
図3は、動作時間短縮装置300が実行する処理のフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart of processing executed by the operation
動作ロス特定部305aは、通信I/F部306を介して、生産ロス等が生じているいずれかの部品実装機より、当該部品実装機のマシン名を取得する(S22)。動作ロス特定部305aは、取得したマシン名に基づいて、当該マシン名の部品実装機が、いわゆるモジュラー式の部品実装機であるか否かを判断する(S24)。ここで、「モジュラー式の部品実装機」とは、部品を保持した装着ヘッドが移動しながら基板上に部品を装着するタイプの部品実装機を指す。
The operation
モジュラー式の部品実装機でなければ(S24でNO)、ロータリー式の部品実装機であるため、処理手順選択部305bは、最適化プログラム格納部308より第1部品実装順序決定部308aを実現するためのプログラムを選択し、メモリ部304にロードする。演算制御部301がそのプログラムを実行することにより、第1部品実装順序決定部308aが、部品実装点を含む巡回路に基づいて部品実装順序を最適化する(S52)。その後、処理が終了する。ここで、「ロータリー式の部品実装機」とは、軸周りに回転しながら部品を吸着し基板上に前記部品を実装するロータリーヘッドを備える部品実装機のことである。すなわち、第1部品実装順序決定部308aは、ロータリー式の部品実装機を対象とし、部品実装点を含む巡回路を巡回する距離または時間が最小となるように、部品の実装順序を決定する。
If it is not a modular component mounter (NO in S24), it is a rotary component mounter, so that the processing
モジュラー式の部品実装機であれば(S24でYES)、動作ロス特定部305aは、動作時間短縮の対象とされている部品実装機がいわゆる交互打ちの部品実装機であるか否かを判断する(S26)。ここで、「交互打ちの部品実装機」とは、複数の装着ヘッドが協調動作を行ないながら、1枚の基板上に部品を実装する部品実装機のことである。
If it is a modular component mounter (YES in S24), the operation
モジュラー式かつ交互打ちの部品実装機であれば(S26でYES)、処理手順選択部305bは、最適化プログラム格納部308より第3部品実装順序決定部308cを実現するためのプログラムを選択し、メモリ部304にロードする。演算制御部301がそのプログラムを実行することにより、第3部品実装順序決定部308cが、モジュラー式かつ交互打ちの部品実装機に特有な最適化方法に従い部品実装順序を最適化する(S28)。すなわち、第3部品実装順序決定部308cは、いわゆる交互打ちのモジュラー式の部品実装機を対象とし、複数の装着ヘッドに割り当てられるタスク数が均等になるように実装順序を決定する。
If it is a modular and alternating component mounting machine (YES in S26), the processing
その後、動作ロス特定部305aは、動作時間短縮の対象とされている部品実装機により基板に部品を実装する際に、部品と部品または部品と装着ヘッドとの衝突である干渉が生じているか否かの情報を当該部品実装機より取得し、干渉が生じている場合には(S30でYES)、処理手順選択部305bは、最適化プログラム格納部308より第6部品実装順序決定部308fを実現するためのプログラムを選択し、メモリ部304にロードする。演算制御部301がそのプログラムを実行することにより、第6部品実装順序決定部308fが、干渉を解消するように部品実装順序を最適化し(S32)、処理を終了する。第6部品実装順序決定部308fが実行する処理については後述する。
After that, when the component is mounted on the board by the component mounter whose operation time is to be shortened, the operation
干渉が生じていなければ(S30でNO)、第6部品実装順序決定部308fによる部品実装順序の最適化処理を行なうことなく、処理を終了する。
If there is no interference (NO in S30), the process is terminated without performing the component mounting order optimization process by the sixth component mounting
モジュラー式の部品実装機ではあるが交互打ちではない場合には(S26でNO)、動作ロス特定部305aは、当該部品実装機に対して、基板搬入時間の取得のためのコマンドを送信する(S34)。ここで、「基板搬入時間」とは、基板に部品の実装が完了してから次の基板が部品実装機内の基板停止位置に搬入されるまでの時間である。
If it is a modular type component mounting machine but not alternating (NO in S26), the operation
部品実装機より基板搬入時間を取得することができた場合には(S36でYES)、動作ロス特定部305aは、取得した基板搬入時間が予め定められた閾値Th_timeよりも大きいか否かを判断する(S38)。所定の閾値よりも大きい場合には(S38でYES)、処理手順選択部305bは、最適化プログラム格納部308より第4部品実装順序決定部308dを実現するためのプログラムを選択し、メモリ部304にロードする。演算制御部301がそのプログラムを実行することにより、第4部品実装順序決定部308dが、基板搬入時間を最小にするような部品実装順序の最適化処理を行ない(S40)、その後、S30以降の処理が行なわれる。すなわち、第4部品実装順序決定部308dは、モジュラー式の部品実装機を対象とし、基板に部品の実装が完了したから次の基板が部品実装機内の基板停止位置に搬入されるまでの時間である基板搬入時間内に、部品の吸着を開始させるように部品の吸着タイミングを決定する。
If the board carry-in time can be obtained from the component mounter (YES in S36), the operation
基板搬入時間が取得できなかった場合(S36でNO)または基板搬入時間が閾値≦Th_timeの場合には(S38でNO)、動作ロス特定部305aは、部品実装機におけるタスクを取得するためのコマンドを当該部品実装機に対して送信する(S42)。ここで、「タスク」とは、装着ヘッドによる部品の吸着・移動・装着という一連の動作の繰り返しにおける1回分の一連動作によって実装される部品群を指すものとする。
When the board carry-in time cannot be obtained (NO in S36) or when the board carry-in time is threshold ≦ Th_time (NO in S38), the operation
部品実装機よりタスクを取得することができた場合には(S44でYES)、動作ロス特定部305aは、各タスクについて、同一タスク内に異なる移動制限速度の部品が含まれるか否かを調べる(S46)。ここで、「移動制限速度」とは、部品を吸着している際の装着ヘッドの最高速度を示す。
When the task can be acquired from the component mounter (YES in S44), the operation
同一タスク内に異なる移動制限速度の部品が含まれる場合には(S46でYES)、処理手順選択部305bは、最適化プログラム格納部308より第5部品実装順序決定部308eを実現するためのプログラムを選択し、メモリ部304にロードする。演算制御部301がそのプログラムを実行することにより、第5部品実装順序決定部308eが、移動制限速度に着目して部品実装時間を短縮するような部品実装順序の最適化処理を行ない(S48)。その後、S30以降の処理が行なわれる。すなわち、第5部品実装順序決定部308eは、モジュラー式の部品実装機を対象とし、部品に対応付けられた装着ヘッドの移動制限速度に基づいて、装着ヘッドが部品を吸着してから装着し終わるまでの時間が短くなるように部品実装順序を決定する。
In the case where parts with different movement speed limits are included in the same task (YES in S46), the processing
タスクが取得できなかった場合(S44でNO)または同一タスク内の部品の制限速度がすべて等しい場合には(S46でNO)、処理手順選択部305bは、最適化プログラム格納部308より第2部品実装順序決定部308bを実現するためのプログラムを選択し、メモリ部304にロードする。演算制御部301がそのプログラムを実行することにより、第2部品実装順序決定部308bが、部品実装点を含む巡回路に基づいて部品実装順序を最適化する(S50)。その後、S30以降の処理が行なわれる。すなわち、第2部品実装順序決定部308aは、モジュラー式の部品実装機を対象とし、部品実装点を含む巡回路を巡回する距離または時間が最小となるように、部品の実装順序を決定する。
When the task cannot be acquired (NO in S44) or when the speed limit of all parts in the same task is equal (NO in S46), the processing
以下、第6部品実装順序決定部308fが実行する処理について説明する。
Hereinafter, the process performed by the sixth component mounting
第6部品実装順序決定部308fが対象とする部品実装機は、図1に示した部品実装機6100である。
The component mounter targeted by the sixth component mounting
この部品実装機6100は、部品の実装順序を決定し、決定された順序に従って部品を基板に実装する装置であり、部品を収納している部品収納部6115と、部品収納部6115から部品を吸着してアーチモーション動作等をしながら基板の実装点に移動して部品を装着する装着ヘッド6110と、装着ヘッド6110をXY駆動する(地面に並行な面で移動させる)ステージであるXYロボット6113等を備える。
This
なお、装着ヘッド6110は、例えば、モジュラー式装着ヘッドであり、上下動可能な10本の吸着ノズルを備え、最大10個の部品を吸着して基板に装着することができる。また、吸着ノズルは、例えば、装着ヘッド6110に着脱可能である。そして、装着ヘッド6110は、吸着する部品のサイズや重量等に対応して、部品の吸着に先立ち、吸着ノズルを自動交換することができる。
Note that the mounting
図4は、図1に示された部品実装機6100の内部構造を示す図である。ここには、部品収納部6115の内部に、部品テープ(テーピング部品)を収納した部品カセット6115aが一列(以下、部品カセットの並び方向をZ軸という。)に並べられている様子や、基板6122を搬送する搬送部6121等が示されている。部品の実装時においては、装着ヘッド6110は、例えば、10個の吸着ノズルの下降及び上昇動作によって、部品カセット6115aに収納されている複数の部品テープそれぞれから10個の部品を同時又は順に吸着し、XYロボット6113によって、基板6122が置かれている位置まで移動し、アーチモーション動作等によって、基板6122上の10箇所の実装点に部品を順に装着していくという一連の動作を、全ての部品を基板6122に実装し終えるまで繰り返す。なお、図5に示されるように、装着ヘッド6110による部品の吸着・基板への移動・基板上への部品の装着という一連の動作(1サイクル)の繰り返しにおける1回分(1サイクル分)の一連動作によって実装される部品群をタスクという。
FIG. 4 is a diagram showing an internal structure of the
第6部品実装順序決定部308fは、図6に示されるように、データベース部307に保持された実装点データ6241及び部品データ6242等に基づいて、装着ヘッド6110のアーチモーション動作を考慮した最適な部品の実装順序を決定し、決定した結果を実装順序データ6243としてデータベース部307に格納するプログラム及びCPU等であり、装着順決定部6251、タスク順決定部6252及び吸着順決定部6253を有する。
As shown in FIG. 6, the sixth component mounting
図7は、第6部品実装順序決定部308fおよび部品実装機6100の基本的な動作を示すフローチャートである。本図の左のフローチャートに示されるように、第6部品実装順序決定部308fは、対象となる全部品について実装順序を決定し(S6100)、決定した実装順序に従って部品を実装する(S6101)。実装順序の決定(S6100)においては、本図の右のフローチャートに示されるように、まず、装着順決定部6251は、装着ヘッド6110のアーチモーション動作等に起因する干渉を考慮して、1以上の実装点に対応する部品からなる部品グループの単位で、全部品の装着順を決定し(S6110)、その後に、タスク順決定部6252は、装着順決定部6251によって決定された装着順を維持した状態で、タスク及びタスク順を決定し(S6111)、最後に、吸着順決定部6253は、タスク順決定部6252で決定された各タスクについて、タスク内における部品の吸着順を決定する(S6112〜S6114)。このように、アーチモーション動作等に起因する干渉を考慮して全部品の装着順を先に決定し、その装着順を維持した状態でタスクや吸着順を決定し、その結果を部品の実装順序とすることで、装着ヘッド6110のアーチモーション動作による部品の高速装着を可能にしている。
FIG. 7 is a flowchart showing basic operations of the sixth component mounting
図8は、図7における装着順の決定(S6110)、つまり、部品の装着時における装着ヘッド6110と部品の干渉及び部品どおしの干渉を考慮して全部品の装着順を決定する詳細な手順を示すフローチャートである。
FIG. 8 shows details of determining the mounting order in FIG. 7 (S6110), that is, determining the mounting order of all the components in consideration of interference between the mounting
まず、装着順決定部6251は、その時点において基板6122に装着されている全部品の3次元マップを作成する(S6120)。ここで、3次元マップとは、図9に示されるように、基板6122上のどの位置にどのような形状の部品が装着されているかを示す3次元空間を表すデータである。このようなマップは、たとえば、上流の部品実装機あるいはホストコンピュータから通信I/F部6260を介して情報を取得することによって作成する。
First, the mounting
次に、装着順決定部6251は、上記ステップS6120で作成した3次元マップと部品データ6242等を参照することで、その時点の装着状態にある基板6122に対して、他の部品と干渉することなく、かつ、装着順序上の制約を持たない(いかなる順序で装着してもよい)全ての部品を実装点データ6241に登録された部品の中から特定し、第1のグループとして記憶しておく(S6121)。具体的には、高さの低い部品から順次検討し、その部品がアーチモーション動作によって基板6122に装着される際に部品及び吸着ノズルが通過する可能性のある空間(以下、この空間を干渉エリアという。)内に他の部品(部品の一部分も含む)が存在しないことを確認していく。ここで、干渉エリア内に他の部品が存在する(部品の一部分でも存在する)場合には、当該他の部品をこの第1のグループに入れない(後のグループにする)という処理をする。より具体的に説明すると、未実装部品のうち、これから実装しようと想定する部品を基板6122上に装着した仮想的な3次元マップを想定し、当該3次元マップ上の部品と部品装着時に干渉する未実装部品を第1のグループに入れないという処理をする。このような作業をすべての未実装部品に対して行ない、いずれの未実装部品とも干渉しない部品を求め、それを第1のグループとする。
Next, the mounting
例えば、図10に示される干渉エリア(ここでは、3次元空間である干渉エリアが2次元的に表現されている)のように、基板6122に装着する部品6130a〜6130dを検討した場合に、部品6130a,部品6130b,部品6130dについては、それぞれの干渉エリア内に他の部品が存在しないが、部品6130cの干渉エリア内には部品6130dが存在する(部品dの一部分が存在する)ので、部品6130dを当該グループから除くべき(後で実装するグループにする)と判断し、部品6130a〜6130cだけを当該グループとして記憶する。なお、干渉エリアは、例えば、部品がアーチモーション動作によって、予め決められた角度(例えば、基板に対して斜め上方に45度)であらゆる方位(実装点を中心に全方位)から基板上の実装点に下降してくると想定した場合の干渉空間であり、基板に装着された部品の輪郭から外側に向けて斜め上方に上記角度でせり上がる面で囲まれた空間である。
For example, when considering the
このようにして1つのグループを決定すると、続いて、装着順決定部6251は、グループとして決定した部品を除く残り部品を対象として、再び、同様の手順(S6120、S6121)で、次なるグループを決定する、というグループ分け処理を全部品について行う(S6120〜S6122)。つまり、陣取り合戦のように、グループとして決定された部品を基板に装着したものとして3次元マップを更新し(S6120)、更新された3次元マップのもとで、残る部品について、同様の陣取り合戦を行う(S6121)という処理を、全部品がなくなるまで(S6122)、繰り返す。順次作成されたグループには、例えば、No.1、2、・・等のグループ番号を付与していく。
When one group is determined in this way, the mounting
図11は、このような装着順決定部6251によって決定されたグループを示す図である。ここでは、実装点P0003、・・・、P0048に対応する部品がグループ1に属し、実装点P0001、・・・、P0041に対応する部品がグループ2に属し、実装点P0005、・・・、P0044に対応する部品がグループ3に属し、実装点P0002、・・・、P0031に対応する部品がグループ4に属することが示されている。つまり、このようなグループ番号の順で実装する限り、装着ヘッド6110のアーチモーション動作を伴う実装をしても、部品と部品及び部品と装着ヘッド6110の干渉が生じないことが保証されることになる。さらに、同一グループに属する部品については、実装順序の制約がないことも分かる。
FIG. 11 is a diagram illustrating the groups determined by the mounting
図12は、図7におけるタスク及びタスク順の決定(S6111)、つまり、装着順決定部6251によって決定された装着順を維持しつつ、タスク及びタスク順を決定する詳細な手順を示すフローチャートである。タスク順決定部6252は、図13に示されるように、装着順決定部6251で決定された全てのグループについて、グループごとに、グループに属する部品をタスクに分割することによってタスクを決定し(S6131)、決定された全てのタスクについて、それらのタスクの実装順序を決定する(S6132)という処理を繰り返す(S6130〜S6133)。図13では、例えば、実装点P008、P009、P019及びP023に対応する部品は、第1の装着グループの第1番目のタスクT001に属することが示され、実装点P015に対応する部品は、第1の装着グループの第2番目のタスクT002に属することが示さている。
FIG. 12 is a flowchart showing a detailed procedure for determining a task and a task order while maintaining the mounting order determined by the mounting order determination unit 6251 (S6111), that is, the determination of the task and the task order in FIG. . As shown in FIG. 13, the task
ここで、タスク及びタスク順序の決定(S6131、S6132)の詳細な手順としては、例えば、いま、図14(a)に示される部品ヒストグラムのように、装着順決定部6251で決定された部品グループ(「グループ1」、「グループ2」)ごとに、員数(実装する部品の個数)の多い部品から降順に部品テープ(あるいは、部品カセット6115a)を部品収納部6115に配置し、図14(b)に示されるように、各グループごとに、Z1からZ軸方向(右方向)に並ぶn(装着ヘッド6110に装着されている吸着ノズルの数;本図の例では4)個の部品を最初のタスクとして決定し、図14(c)に示されるように、部品ヒストグラムからそのn個の部品を取り除くことによって部品ヒストグラムを更新する。続いて、更新された部品ヒストグラムに対して、同様にして、図14(b)に示されるように、n個の部品を次のタスクとして決定し、部品ヒストグラムを更新する。以下、全ての部品がなくなるまで、同様の処理を繰り返す。なお、Z1の部品がなくなった場合にはZ2からZ軸方向に並ぶ部品を取り、Z2の部品がなくなった場合にはZ3からZ軸方向に並ぶ部品を取るようにする。このようにして、Z軸における最左に位置する部品からZ軸方向に1つずつ部品を取ることによって、n個の部品からなるタスクが決定される。これによって、タスク順決定部6252により、各グループについて、タスク及びタスクの実装順序が決定される。
Here, as a detailed procedure of the determination of tasks and task order (S6131, S6132), for example, the component group determined by the mounting
図15は、図7における吸着順の決定(S6113)、つまり、タスク順決定部6252によって決定されたタスクごとに部品の吸着順を決定する詳細な手順を示すフローチャートである。 FIG. 15 is a flowchart showing a detailed procedure for determining the pickup order of components for each task determined by the task order determination unit 6252 (S6113) in FIG.
まず、吸着順決定部6253は、ノズル交換のチェックをする(S6140)。つまり、直前のタスクの実装に使用した吸着ノズルの種類及び本数と、次のタスクの実装で必要となる吸着ノズルの種類及び本数とを比較し、異なる場合には、ノズル交換を行うべきと判断する。
First, the suction
そして、吸着順決定部6253は、タスク順決定部6252によるタスクの決定手順と同様にして、タスクごとの部品の吸着順を決定する(S6141)。つまり、吸着順決定部6253は、図14(a)に示される部品テープの配列に対して、図14(b)に示されるように、Z軸におけるZ1からZ軸方向(右方向)に並ぶn個の部品を吸着するものと決定する。このとき、同時吸着できる部品については、同時吸着を行う。従って、例えば、連続して並ぶn個の部品からなるタスクに対しては、1回の吸着動作(同時吸着)によって、n個の部品を吸着するものと決定する。
Then, the suction
続いて、吸着順決定部6253は、図14(c)に示されるように、吸着順を決定したタスクを取り除くことによって部品ヒストグラムを更新し、次のタスクについて、同様の手順で吸着順を決定する。つまり、Z軸におけるZ1(又は、部品が残っている部品テープの最左)から右方向に、順に、同時吸着できるものは行いながら、部品を吸着するものと決定する。
Subsequently, as shown in FIG. 14C, the suction
以上のようにして、実装順序決定部6250は、全ての部品について、装着順序、タスク及びタスク順序、タスクごとの吸着順序を決定し、その結果を実装順序データ6243として記憶部6240に格納する。その後、オペレータによる指示の下で、実装制御部6210は、記憶部6240に格納された実装順序データ6243に従って部品の実装を開始する。
As described above, the mounting
このように、本実施の形態によれば、アーチモーション動作等に起因する干渉を考慮して全部品の装着順が先に決定され、その後に、その装着順を維持した状態でタスクや吸着順が決定され、その結果を実装順序として部品が実装されるので、装着ヘッド6110のアーチモーション動作による部品の高速装着が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the mounting order of all components is determined first in consideration of interference caused by arch motion operation and the like, and then the task and the suction order are maintained while maintaining the mounting order. Is determined, and the components are mounted using the result as the mounting order, so that the components can be mounted at high speed by the arch motion operation of the mounting
以上、第6部品実装順序決定部308fの処理について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものも本発明の範囲内に含まれる。
As mentioned above, although the process of the 6th component mounting
たとえば、本実施の形態では、図13に示されるように、タスク順決定部6252は、装着順決定部6251で決定された各グループ内においてタスク及びタスク順を決定したが、これに代えて、図16に示されるように、装着順決定部6251で決定されたグループの順に並べられた全部品に対して、装着ヘッド6110が備える吸着ノズルの本数nで区切っていくことを繰り返し、区切られた各区間に属する部品をタスクとし、そのタスクの並びをタスクの実装順序としてもよい。これによって、グループ番号の小さいものからタスクが並ぶようにタスク順が決定され、アーチモーション動作等に起因する干渉は回避される。ここで、もし、2以上のグループに属する部品からなるタスクが生成された場合には、グループ番号の小さい部品を先に装着することで、干渉を回避することができる。
For example, in the present embodiment, as shown in FIG. 13, the task
また、本実施の形態では、タスク順決定部6252及び吸着順決定部6253は、図14(a)に示されるように、員数の多い部品から降順に部品テープがZ軸に配置したが、これに代えて、図17に示されるように、員数が多い部品ほど中央に位置するように(部品ヒストグラムが山形となるように)部品テープをZ軸上に配置し、その時点において基板に実装すべき残り部品の員数が最も多い部品から取っていくことで、タスク、タスク順及び吸着順を決定してもよい。
In the present embodiment, the task
また、本実施の形態では、タスク及びタスク順が決定された後に、タスクごとに部品の吸着順が決定されたが、本発明は、このような順序だけに限られず、吸着順を優先して決定し、その結果としてタスク及びタスク順を決定してもよいし、タスク及びタスク順の決定と吸着順の決定が渾然一体化されていてもよい。たとえば、上述のように、基板に実装すべき残り部品の員数が最も多い部品から吸着するという方法によれば、装着ヘッドが一定の吸着順で部品を吸着することによって結果としてタスクが形成されるので、タスクの決定と吸着順とが渾然一体化されている。 In this embodiment, after the task and the task order are determined, the component suction order is determined for each task. However, the present invention is not limited to such an order, and the suction order is given priority. As a result, the task and the task order may be determined, or the determination of the task and the task order may be integrated with the determination of the adsorption order. For example, as described above, according to the method of sucking from the component having the largest number of remaining components to be mounted on the substrate, the task is formed as a result of the mounting head sucking the components in a fixed suction order. Therefore, task determination and adsorption order are integrated.
また、本実施の形態では、タスク順及び吸着順の決定は、図14(a)に示されるように、装着順決定部6251で決定された部品グループごとにZ軸に配置されたが、これに代えて、部品の高さを基準として(例えば、高さの低いものから)グループ分けして得られる部品のグループごとにZ軸に配置されてもよい。装着順決定部6251で決定される部品グループの順は、結果として、部品の高さに基づいて作成される部品グループの順に近いものと考えられるからである。
In this embodiment, the task order and the suction order are determined on the Z axis for each part group determined by the mounting
また、本実施の形態では、装着順決定部6251は、部品と部品、又は、部品と装着ヘッド6110の干渉を考慮して部品の装着順序を決定したが、これに代えて、あるいは、これに加えて、図18に示されるような3次元実装(部品の積み上げ実装)に伴う部品の実装順序の制約を考慮して部品の装着順序を決定してもよい。このような3次元実装においては、下方の部品6131a(あるいは、基板)が実装された後でなければ上方の部品6131bを実装することができないので、これら部品間においては実装順序の制約が存在し、本実施の形態における部品どおしの干渉に起因する実装順序の制約と同様に取り扱うことができるからである。
In the present embodiment, the mounting
また、本実施の形態では、実装順序決定部6250によって全部品の実装順序が決定された後に実装制御部6210によって部品の実装が開始されたが、本発明は、このような順序に限定されるものではなく、部品を実装しながら、残る部品の実装順序を動的に(リアルタイムに)決定してもよい。たとえば、装着順決定部6251によって決定された最優先のグループの部品の実装を終えた後に、それらの部品を除く残り部品に対して、装着順決定部6251が次に装着すべき部品のグループを決定し、決定したグループの部品を実装するというサイクルを繰り返してもよい。具体的には、未実装部品のうち、これから実装しようと想定する部品を基板6122上に装着した仮想的な3次元マップを想定し、当該3次元マップ上の部品と部品装着時に干渉する未実装部品を次に装着すべきグループに入れないという処理をする。このような作業をすべての未実装部品に対して行ない、いずれの未実装部品とも干渉しない部品を求め、それを次に装着すべき部品のグループとする。
In the present embodiment, the mounting
また、図2の動作時間短縮装置300のように、部品実装順序決定処理を切り換えて実行するのではなく、部品実装機6100が部品実装順序決定処理を実行するような構成であっても良い。
Further, as in the operation
図19は、そのような部品実装機6100の機能的な構成を示すブロック図である。この部品実装機6100は、機能的には、機構部6200、実装制御部6210、入力部6220、出力部6230、記憶部6240、実装順序決定部6250及び通信I/F部6260等を備える。
FIG. 19 is a block diagram showing a functional configuration of such a
機構部6200は、装着ヘッド6110、XYロボット6113、部品カセット6115a、搬送部6121、及び、これらを駆動するモーターやモータードライバ等を含む機構関連の構成要素の集合である。
The
実装制御部6210は、実装順序決定部6250によって決定された実装順序データ6243に基づいて、機構部6200を制御することによって部品の実装を制御する。
The mounting
入力部6220は、オペレータからの指示を取得するキーボード等である。出力部6230は、オペレータに各種情報を提示するLCD等である。
The
記憶部6240は、ハードディスクやメモリ等であり、実装点データ6241、部品データ6242及び実装順序データ6243等を保持する。実装点データ6241は、図20に示されるように、対象となる基板の全実装点について、部品名、実装位置(X,Y,Θ)を示す情報からなる。部品データ6242は、図21に示されるように、「部品名」、「部品外観」(形状)、「部品サイズ」、「2次元認識方式」(装着ヘッドによる吸着後のカメラによる画像認識方式)、「吸着ノズル」(使用する吸着ノズルのタイプ)、「タクト」(1個当たりの実装時間)、「速度XY」(実装時の移送速度)等を示す情報からなる。実装順序データ6243は、図22に示されるように、実装順序決定部6250によって最終的に決定された全部品の実装順序を示す情報(図22では、実装点ごとの「タスク」、「吸着順」を示す情報)からなる。なお、図22において、「タスク」は、T001、T002、・・・の順に実装される場合におけるタスク名を示し、「吸着順」は、各タスクにおける吸着順(何回目に吸着されるか)を示す。
The
実装順序決定部6250は、記憶部6240に保持された実装点データ6241及び部品データ6242等に基づいて、装着ヘッド6110のアーチモーション動作を考慮した最適な部品の実装順序を決定し、決定した結果を実装順序データ6243として記憶部6240に格納するプログラム及びCPU等であり、装着順決定部6251、タスク順決定部6252及び吸着順決定部6253を有する。
The mounting
装着順決定部6251は、部品の装着順に関する先後関係における制約条件に基づき基板への装着順を決定する処理部である。すなわち、装着順決定部6251は、装着ヘッド6110のアーチモーション動作等に起因する干渉を考慮して、1以上の実装点に対応する部品からなる部品グループの単位で、全部品の装着順を決定する。タスク順決定部6252は、装着順決定部6251によって決定された装着順を維持しつつ、タスク及びタスクの実装順序(タスク順)を決定する処理部である。吸着順決定部6253は、タスク順決定部6252で決定された各タスクについて、タスク内における部品の吸着順を決定する処理部である。
The mounting
通信I/F部6260は、他の装置と通信するインターフェースカード等であり、例えば、上流のホストコンピュータから実装点データや部品データをダウンロードし、それぞれを実装点データ6241及び部品データ6242として記憶部6240に格納する際に使用される。
The communication I /
図23は、動的に実装順序を決定する際の部品実装機6100の基本的な動作を示すフローチャートである。図24に示されるように、部品実装機6100が備える3次元カメラ6123が基板6122の実装面を撮影する(S6150)。次に、装着順決定部6251が、3次元カメラ6123で撮影された画像に対して、画像処理を施すことにより、図9に示されるような3次元マップを作成する(S6151)。次に、装着順決定部6251は、上記ステップS6151で作成した3次元マップと部品データ6242等を参照することで、その時点の装着状態にある基板6122に対して、他の部品と干渉することなく、かつ、装着順序上の制約を持たない(いかなる順序で装着してもよい)全ての部品を実装点データ6241に登録された部品の中から特定し、第1のグループとして記憶しておく(S6121)。なお、ステップS6121の処理は、上述の実施の形態に示した処理と同様である。次に、部品実装機6100は、第1のグループに含まれる部品を基板6122上に実装する(S6152)。すべての部品が基板6122上に実装されていれば(S6153でY)、処理を終了し、実装されていない部品がある場合には(S6153でN)、ステップS6150以降の処理が繰返し行なわれる。
FIG. 23 is a flowchart showing the basic operation of the
さらに、このように、動的に部品の実装順序を決定する場合において、動的に決定する処理としては、装着順決定部6251によるグループの決定、タスク順決定部6252によるグループごとのタスク及びタスク順序の決定、吸着順決定部6253によるタスク内の部品の吸着順の決定等のいずれであってもよい。たとえば、装着順決定部6251による全グループの決定だけを事前に済ませておき、タスクの決定以降の決定処理については、残る部品を対象として動的に決定してもよい。これによって、例えば、実装すべき残り部品を対象とし、その時点における部品テープの配置を考慮して部品の吸着順を動的に決定することで、部品切れ等のように、部品の実装中に状況が変化しても、その状況に対応した実装順序を決定し、部品実装を継続することができる。
Further, when the component mounting order is dynamically determined as described above, the dynamic determination process includes group determination by the mounting
以上、本発明の実施の形態に係る部品実装システムについて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。 The component mounting system according to the embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment.
例えば、上述の実施の形態では、動作時間短縮装置300の動作ロス特定部305aおよび処理手順選択部305bが最適化プログラム格納部308よりプログラムの選択を行なったが、ユーザが最適化プログラム格納部308よりプログラムを選択するようにしても良い。
For example, in the above-described embodiment, the operation
図25は、ユーザが最適化プログラム格納部308よりプログラムを選択する際の動作時間短縮装置300が実行する処理のフローチャートである。
FIG. 25 is a flowchart of processing executed by the operation
演算制御部301は、オペレータに対象となる部品実装機の種別を選択されるための画面を表示部302に出力する(S2)。例えば、図26に示されるような画面400が表示部302に出力される。ここでは、部品実装機を装着ヘッドが1つしかないモジュラー式(片方打ち)、装着ヘッドが複数あるモジュラー式(交互打ち)およびロータリー式の3種類に分類し、それぞれの部品実装機に対応するボタン402〜406を表示している。
The
オペレータが入力部303を操作してボタン402〜406のいずれかを押下すると(S4)、対応する部品実装機に適用可能な最適化方法の選択画面を演算制御部301が表示部302に出力する(S6)。図27および図28は、表示部302に表示される画面の一例を示す図である。
When the operator operates the
図27は、モジュラー式(片方打ち)の部品実装機に対応するボタン402を押下した際の画面410を示しており、モジュラー式(片方打ち)に適用可能な4つの最適化方法に対応するボタン412〜418を表示している。ボタン412、414、416および418は、第4部品実装順序決定部308dを実現するためのプログラム、第5部品実装順序決定部308eを実現するためのプログラム、第6部品実装順序決定部308fを実現するためのプログラムおよび第2部品実装順序決定部308bを実現するためのプログラムにそれぞれ対応する。
FIG. 27 shows a
図28は、モジュラー式(交互打ち)の部品実装機に対応するボタン404を押下した際の画面420を示しており、モジュラー式(交互打ち)に適用可能な3つの最適化方法に対応するボタン422、416および418を表示している。ボタン422、416および418は、第3部品実装順序決定部308c、第6部品実装順序決定部308fおよび第2部品実装順序決定部308bを実現するためのプログラムにそれぞれ対応する。
FIG. 28 shows a
オペレータが入力部303を操作して、画面410または画面420に表示されたボタン412〜418および422のいずれかを押下すると、処理手順選択部305bが押下されたボタンに対応付けられた部品実装順序決定部を実現するためのプログラムを最適化プログラム格納部308より読み出し、メモリ部304にロードする(S8)。演算制御部301がメモリ部304にロードされたプログラムを実行することにより、いずれかの部品実装順序決定部が部品実装順序を最適化する(S10)。
When the operator operates the
例えば、オペレータが図27に示した画面410に表示されたボタン412を押下した場合には、処理手順選択部305bが、第4部品実装順序決定部308dを実現するためのプログラムを最適化プログラム格納部308よりメモリ部304にロードする(S8)。次に、演算制御部301がそのプログラムを実行することにより、第4部品実装順序決定部308dが、部品実装順序を最適化する(S10)。
For example, when the operator presses the
なお、ロータリー式の部品実装機に適用可能なプログラムは、第1部品実装順序決定部308aを実現するためのプログラムのみである。このため、図26に示した画面400において、ロータリー式の部品実装機に対応するボタン406を押下した際には、図27または図28に示すような最適化方法を選択するための画面は表示されず、処理手順選択部305bが最適化プログラム格納部308より第1部品実装順序決定部308aを実現するためのプログラムをメモリ部304にロードし、演算制御部301がそのプログラムを実行する。これにより、第1部品実装順序決定部308aが、部品実装順序を最適化する。
Note that the program applicable to the rotary type component mounting machine is only a program for realizing the first component mounting
本発明は、装着ヘッドを備える部品実装機によって基板に部品を実装する際の実装順序を決定する部品実装順序決定装置及び部品実装機として、特に、高密度実装や3次元実装を伴う基板を対象とした部品実装機として、有用である。 The present invention relates to a component mounting order determination device and a component mounting machine that determine a mounting order when mounting components on a substrate by a component mounting machine having a mounting head, particularly for substrates with high-density mounting or three-dimensional mounting. It is useful as a component mounter.
300 動作時間短縮装置
301 演算制御部
305 最適化方法選択プログラム格納部
305a 動作ロス特定部
305b 処理手順選択部
308 最適化プログラム格納部
308a 第1部品実装順序決定部
308b 第2部品実装順序決定部
308c 第3部品実装順序決定部
308d 第4部品実装順序決定部
308e 第5部品実装順序決定部
308f 第6部品実装順序決定部
6100 部品実装機
6110 装着ヘッド
6113 XYロボット
6115 部品収納部
6115a 部品カセット
6121 搬送部
6122 基板
6123 3次元カメラ
6200 機構部
6210 実装制御部
6220 入力部
6230 出力部
6240 記憶部
6241 実装点データ
6242 部品データ
6243 実装順序データ
6250 実装順序決定部
6251 装着順決定部
6252 タスク順決定部
6253 吸着順決定部
6260 通信I/F部
300 Operation
Claims (20)
部品の装着順に関する先後関係における制約条件に基づき基板への装着順を決定する装着順決定ステップと、
装着ヘッドによる部品の吸着・移動・装着という一連の動作の繰り返しにおける1回分の一連動作によって実装される部品群をタスクとした場合に、前記装着順決定ステップで決定された装着順を維持した状態で、全部品をタスクに分割し、分割したタスクの実装順序を決定するタスク順決定ステップと
を含むことを特徴とする部品実装順序決定方法。 A component mounting order determination method for determining a mounting order when mounting a component on a substrate by a component mounting machine including a mounting head for attaching and moving the plurality of components to the substrate,
A mounting order determination step for determining the mounting order on the board based on the constraints in the prior relationship regarding the mounting order of the components;
A state in which the mounting order determined in the mounting order determination step is maintained when a component group mounted by a series of operations in one repetition of a series of operations of picking, moving, and mounting parts by the mounting head is used as a task. And a task order determination step for dividing all parts into tasks and determining a mounting order of the divided tasks.
ことを特徴とする請求項1記載の部品実装順序決定方法。 The mounting order determining step determines the mounting order so as not to cause interference that is a collision between a component and a component or a component and a mounting head that may occur when a component is mounted on a board. The component mounting order determination method according to 1.
ことを特徴とする請求項2記載の部品実装順序決定方法。 The component mounting order determination method according to claim 2, wherein in the mounting order determination step, the mounting order is determined so that interference caused by an arch motion operation of the mounting head does not occur.
ことを特徴とする請求項3記載の部品実装順序決定方法。 In the mounting order determination step, for all components, other components or other components mounted on the substrate within the range of the movement space of the mounting head when the components are mounted on the substrate while the mounting head performs an arch motion operation. It is determined whether or not a part of the component is present, and if it is determined that the component is present, the mounting order is determined so that the component to be determined is mounted before the other component. The component mounting order determination method according to claim 3, wherein:
ことを特徴とする請求項4記載の部品実装順序決定方法。 In the mounting order determination step, based on the result of the determination, a group of components to be mounted first is specified as a first component group, and among components other than the first component group, 5. The component mounting order determination method according to claim 4, wherein a sequence of component groups is generated as the mounting order by repeating the process of specifying a group as a second component group.
ことを特徴とする請求項5記載の部品実装順序決定方法。 In the mounting order determination step, a three-dimensional map indicating a three-dimensional position and shape of the component mounted on the board is generated, and the component to be mounted first based on the determination result in the generated three-dimensional map. The component mounting order determination method according to claim 5, further comprising: identifying a group of the first component group as a first component group.
ことを特徴とする請求項6記載の部品実装順序決定方法。 In the mounting order determining step, the process of updating the three-dimensional map so as to indicate a state in which components belonging to the specified component group are arranged on the board, and specifying a component group to be mounted next is repeated. The component mounting order determination method according to claim 6.
ことを特徴とする請求項1記載の部品実装順序決定方法。 The component mounting order determination method according to claim 1, wherein in the task order determination step, the task and the mounting order of the tasks are determined for each component group determined in the mounting order determination step.
前記タスク順決定ステップでは、前記装着順決定ステップで決定された装着順に並べられた部品をn個ずつ区切って得られる部品群及びその部品群の並びを、それぞれ、前記タスク及び前記タスクの実装順序として決定する
ことを特徴とする請求項1記載の部品実装順序決定方法。 The mounting head includes n suction nozzles for sucking parts,
In the task order determination step, a component group obtained by dividing n components arranged in the mounting order determined in the mounting order determination step and an arrangement of the component groups are respectively represented by the task and the task mounting order. The component mounting order determination method according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1記載の部品実装順序決定方法。 The component mounting order determination method further includes a suction order determination step of determining a suction order when the mounting head sucks components for each task determined in the task order determination step. The component mounting order determination method according to 1.
前記タスク順決定ステップでは、前記部品実装機に配置される部品の並びに沿って各部品を1個ずつ取り出して得られる最大n個の部品の集まりをタスクと決定し、
前記吸着順決定ステップでは、前記タスクを構成する部品のうち、前記部品の並びにおいて連続して並ぶ部品については、前記装着ヘッドが同時に吸着するように、前記吸着順を決定する
ことを特徴とする請求項10記載の部品実装順序決定方法。 The mounting head includes n suction nozzles for sucking parts,
In the task order determination step, a set of a maximum of n parts obtained by taking out each part one by one along a sequence of parts arranged in the component mounter is determined as a task,
In the suction order determination step, the suction order is determined so that the mounting heads simultaneously suck the parts that are arranged in a row among the parts constituting the task. The component mounting order determination method according to claim 10.
前記タスク順決定ステップでは、前記部品実装機に配置される部品の並びから、基板に実装すべき部品の員数が多い部品から順に部品を取り出して得られる最大n個の部品の集まりをタスクと決定し、
前記吸着順決定ステップでは、基板に実装すべき部品の員数が多い部品から順に前記装着ヘッドが部品を吸着するように、前記吸着順を決定する
ことを特徴とする請求項10記載の部品実装順序決定方法。 The mounting head includes n suction nozzles for sucking parts,
In the task order determining step, a set of a maximum of n parts obtained by taking out parts in order from a part having a large number of parts to be mounted on the board from the arrangement of parts arranged in the component mounting machine is determined as a task. And
11. The component mounting order according to claim 10, wherein, in the suction order determination step, the suction order is determined so that the mounting head sucks components in order from components having a large number of components to be mounted on the board. Decision method.
ことを特徴とする請求項1記載の部品実装順序決定方法。 In the mounting order determination step, when the mounting on the board includes the three-dimensional mounting in which the second component is mounted on the first component, the first component is mounted before the second component. The component mounting order determination method according to claim 1, wherein the mounting order is determined.
部品の装着順に関する先後関係における制約条件に基づき基板への装着順を決定する装着順決定ステップと、
装着ヘッドによる部品の吸着・移動・装着という一連の動作の繰り返しにおける1回分の一連動作によって実装される部品群をタスクとした場合に、前記装着順決定ステップで決定された装着順を維持した状態で、全部品をタスクに分割し、分割したタスクの実装順序を決定するタスク順決定ステップと、
前記タスク順決定ステップによって決定されたタスクの実装順序に従って全部品を基板に実装する実装ステップと
を含むことを特徴とする部品実装方法。 A component mounting method in which a plurality of components are adsorbed and moved, and the components are mounted on the substrate by a component mounting machine including a mounting head for mounting the plurality of components on the substrate,
A mounting order determination step for determining the mounting order on the board based on the constraints in the prior relationship regarding the mounting order of the components;
A state in which the mounting order determined in the mounting order determination step is maintained when a component group mounted by a series of operations in one repetition of a series of operations of picking, moving, and mounting parts by the mounting head is used as a task. Then, a task order determination step for dividing all parts into tasks and determining the mounting order of the divided tasks,
A mounting step of mounting all components on a board in accordance with the task mounting order determined by the task order determination step.
前記タスク順決定ステップでは、前記装着順決定ステップで決定された部品グループに属する部品を対象として、次に実装すべきタスクを決定し、
前記実装ステップでは、前記タスク順決定ステップによって決定されたタスクに属する部品を実装する
ことを特徴とする請求項14記載の部品実装方法。 In the mounting order determination step, each time mounting of one task is completed by the mounting step, a component group to be mounted next is specified for the remaining components excluding components included in the task,
In the task order determination step, the task to be mounted next is determined for the parts belonging to the part group determined in the mounting order determination step,
The component mounting method according to claim 14, wherein in the mounting step, a component belonging to the task determined by the task order determination step is mounted.
前記実装ステップでは、前記タスク順決定ステップによって決定されたタスクに属する部品を実装する
ことを特徴とする請求項14記載の部品実装方法。 In the task order determination step, each time mounting of one task is completed by the mounting step, a task to be mounted next is determined while maintaining the mounting order determined in the mounting order determination step,
The component mounting method according to claim 14, wherein in the mounting step, a component belonging to the task determined by the task order determination step is mounted.
部品の装着順に関する先後関係における制約条件に基づき基板への装着順を決定する装着順決定手段と、
装着ヘッドによる部品の吸着・移動・装着という一連の動作の繰り返しにおける1回分の一連動作によって実装される部品群をタスクとした場合に、前記装着順決定手段で決定された装着順を維持した状態で、全部品をタスクに分割し、分割したタスクの実装順序を決定するタスク順決定手段と
を備えることを特徴とする部品実装順序決定装置。 A component mounting order determining device that moves by adsorbing a plurality of components, and determines a mounting order when mounting the components on the substrate by a component mounting machine including a mounting head for mounting the plurality of components on the substrate,
A mounting order determining means for determining a mounting order on a board based on a constraint condition in a prior relationship regarding a mounting order of components;
A state in which the mounting order determined by the mounting order determining means is maintained when a component group mounted by a series of operations in one repetition of a series of operations of picking, moving, and mounting of components by the mounting head is used as a task. And a task order determining means for dividing all parts into tasks and determining a mounting order of the divided tasks.
請求項1記載の部品実装順序決定方法によって決定された順序で部品を実装する
ことを特徴とする部品実装機。 A component mounting machine that picks up and moves a plurality of components, and mounts the components on the substrate by a mounting head that mounts the plurality of components on the substrate,
A component mounting machine that mounts components in the order determined by the component mounting order determination method according to claim 1.
請求項1記載の部品実装順序決定方法に含まれるステップをコンピュータに実装させる
ことを特徴とするプログラム。 A program for determining a mounting order when mounting a component on a board by a component mounting machine including a mounting head for picking up and moving a plurality of parts and mounting the plurality of parts on the board,
A program that causes a computer to mount the steps included in the component mounting order determination method according to claim 1.
部品実装機の解消すべき動作ロスを特定する動作ロス特定ステップと、
特定された前記動作ロスに基づいて、前記部品実装機の動作時間を短縮する処理手順を選択する処理手順選択ステップと、
選択された処理手順を実行する処理手順実行ステップとを含み、
前記処理手順選択ステップでは、前記動作ロス特定ステップにおいて、装着ヘッドを備える部品実装機により基板に部品を実装する際に生じうる部品と部品または部品と装着ヘッドとの衝突である干渉に起因する動作ロスを特定した場合には、処理手順として請求項1〜13のいずれか1項に記載の部品実装順序決定方法を選択する
ことを特徴とする動作時間短縮方法。 A method for reducing the operating time of a component mounting machine,
An operation loss specifying step for specifying an operation loss to be eliminated by the component mounter;
A processing procedure selection step for selecting a processing procedure for shortening the operation time of the component mounter based on the identified operation loss,
A processing procedure execution step for executing the selected processing procedure,
In the processing procedure selection step, in the operation loss identification step, an operation caused by interference that is a collision between a component and a component or a component and the mounting head that can occur when a component is mounted on a substrate by a component mounter including the mounting head. When the loss is specified, the component mounting order determination method according to any one of claims 1 to 13 is selected as a processing procedure.
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