JP2006324421A - 実装処理の最適化方法および部品実装システム - Google Patents

Abstract

【課題】各単位実装機のタクトタイムを均一化することにより部品実装システム全体としてのタクトタイムを短縮する。
【解決手段】部品実装システムは、複数台の単位実装機１Ａ〜１Ｄとこれらを制御する中央管理装置と有する。この中央管理装置は、単位実装機１Ａ等に対する部品割付けデータを作成する部品割付けデータ作成部と、部品割付けデータに従い単位実装機１Ａ等に対するマーク認識処理の割付けデータを作成するマーク認識割付けデータ作成部と、両割付けデータに基づき各単位実装機１Ａ〜１Ｄのタクトタイムを求めて割付けデータを補正する割付けデータ補正部とを有し、この補正部は、各タクトタイムが略均一になるように、最もタイムの遅い特定実装機におけるマーク認識処理を上工程の単位実装機１Ａ等に割付け補正し、又は特定実装機に割付けられた部品を他の単位実装機１Ａ等に割付け補正する。
【選択図】図６

Description

本発明は、直列に接続された複数台の単位実装機を備える部品実装システムに関し、部品実装システムのタクトタイム短縮化に有用な実装処理の最適化方法および部品実装システムに関するものである。

従来から、実装作業の高速性、機敏性および品種切替えに対する適応性等を高めるため、複数台の単位実装機を直列に連結することにより、回路基板に対して多数種の部品の実装を分散して実施する、つまり各単位実装機で数種類ずつの部品を順次実装するようにした部品実装システムが知られている。

ところで、回路基板上の実装ポイントの近傍等にマーク（ローカルフィデューシャルマーク）を付しておき、部品実装に先立ち、このマークを画像認識して実装ポイント等の位置ずれを調べ、それに応じた補正量（補正データ）を求めることにより部品の実装精度を高めることが従来から行われているが、複数台の単位実装機が直列に並ぶ上記部品実装システムでは、例えば共通のマークを使用する複数の実装ポイントに対して異なる単位実装機で部品が実装されるケースも多々あり、このような場合には、単位実装機毎にマークの画像認識とそれに基づく補正量の演算が行われていた。そのため、部品実装システム全体として見ると同一の作業が繰り返し行われており、非効率的であるという問題があった。

そこで、最近では、特許文献１に開示されるように、部品実装システムを構成する単位実装機のうち先頭のものにおいて基板上の全マークの画像認識を行い、その認識結果等を他の単位実装機に転送することにより、マーク認識等の処理の効率化を図ってタクトタイムを短縮することが考えられている。
特開２００２−９４９４号公報

ところが、特許文献１の方法（装置）によると、部品実装システム全体としてマーク認識等の処理に要する時間を短縮することはできるが、先頭の単位実装機の処理負担が増大し、部品実装システム全体として見たときに必ずしもタクトタイムの短縮に繋がらない場合も発生し得る。すなわち、処理負担が偏って何れかの単位実装機のタクトタイムが極端に長くなると、部品実装システム全体としてのタクトタイムが当該単位実装機に依存することとなり（要するに当該単位実装機が部品実装システムのタクトタイムを律速する装置となり）、円滑な作業の進行が妨げられることとなる。この点、特許文献１の方法（装置）によると、先頭の単位実装機の処理負担が大きくなり易く、従って、この点を改善して部品実装システム全体としてのタクトタイムを効果的に短縮し得るようにすることが求められる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、複数台の単位実装機を直列に連結したモジュール型部品実装システムの各単位実装機において、各単位実装機のタクトタイムを好適に均一化することにより部品実装システム全体としてのタクトタイムを短縮することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、直列に配列された複数台の単位実装機を備え、各単位実装機においてそれぞれ、搬送手段により搬送される被実装用の基板を所定位置に停止させた状態で部品供給部から部品をピックアップして前記基板に実装するとともに、この実装作業に先立ち、基板上の被実装部分の位置を示すために付されたマークを画像認識して、被実装部分の位置ずれに応じた補正データを求めるようにした部品実装システムにおける実装処理の最適化方法であって、被実装用の基板に実装する実装部品を前記単位実装機に対して割付けるとともに前記マーク認識処理を、当該マークを使用する単位実装機に割付け、これらの割付けに従って各単位実装機のタクトタイムを求めるとともに最もタクトタイムの遅い単位実装機を特定し、各単位実装機のタクトタイムが略均一になるように、この特定実装機におけるマーク使用の有無に応じて、当該特定実装機に割付けられたマーク認識処理を当該特定実装機よりも上工程の単位実装機に行わせてその結果情報を転送させるべく当該特定実装機に割付けられたマーク認識処理の一部又は全部を上工程の単位実装機へ変更する割付け補正、又は当該特定実装機に割付けられた部品の一部を他の単位実装機へ変更する割付け補正の少なくとも一方を行い、これらの割付けに従い各単位実装機に部品実装およびマーク認識処理を行わせるようにしたものである（請求項１）。

この方法では、被実装用の基板に実装する実装部品を各単位実装機に対して割付けしたときに、極端にタクトタイムが遅いもの（特定実装機）が存在する場合には、当該特定実装機に割付けられたマーク認識処理を上工程の他の特定実装機に割付け補正するか、又は当該特定実装機に割付けられた部品の一部を他の単位実装機に変更する割付け補正するかの何れかの補正が行われ、これにより各単位実装機のタクトタイムのバランスが図られる。そして、このように各単位実装機のタクトタイムのバランスが図られることにより、部品実装システム全体としてタクトタイムが短縮される。

この方法においては、タクトタイムが最速の単位実装機の当該タクトタイムと同最遅の単位実装機のタクトタイムとの偏差が所定の基準値を超える場合に前記特定実装機を特定し、前記偏差が前記基準値以内に収まるように、上工程の単位実装機に対するマーク認識処理の割付け補正、又は部品の割付け補正を行うのが好ましい（請求項２）。

この方法によると、最速の単位実装機の当該タクトタイムと最遅の単位実装機のタクトタイムとの偏差が所定の基準値を超える場合に、前記偏差が基準内に収まるように割付け補正が行われる。そのため、部品実装システム全体としてのタクトタイムを一定レベル以以下に保つことが可能となる。

なお、上記の方法において、特定実装機においてマークを使用する場合には、マーク認識処理の割付け補正を優先して行うのが好ましい（請求項３）。

これによれば各単位実装機に対する実装部品の割付けを生かしつつ各単位実装機のタクトタイムのバランスを図ることが可能となる。

この場合、上工程の単位実装機のタクトタイムを調べ、当該上工程の単位実装機にマーク認識処理を負担させる余裕がタクトタイム的にない場合には、前記特定実装機に割付けられた部品の一部を当該特定実装機よりも下工程の単位実装機に割付け変更するようにするのが好ましい（請求項４）。

この方法によると、上工程の単位実装機にタクトタイム的な余裕がない場合、あるいは特定実装機が最も上工程の単位実装機であるような場合でも、特定実装機に割付けられた部品の一部が下工程の単位実装機に割付け変更されることにより、各単位実装機のタクトタイムのバランスが図られる。

一方、本発明に係る部品実装システムは、直列に配列された複数台の単位実装機を備え、各単位実装機においてそれぞれ、搬送手段により搬送される被実装用の基板を所定位置に停止させた状態で部品供給部から部品をピックアップして前記基板に実装するとともに、この実装作業に先立ち、基板上に付されるマークを画像認識して被実装部分の位置ずれに応じた補正データを求めるようにされた部品実装システムにおいて、被実装用の基板に応じて、各単位実装機に対する実装部品の割付けデータを作成する部品割付けデータ作成手段と、この部品割付けデータ作成手段により作成された割付けデータに従い、前記マーク認識処理を、当該マークを使用する単位実装機において実施することを条件として各単位実装機に対するマーク認識処理の割付けデータを作成するマーク認識割付けデータ作成手段と、前記各割付けデータ作成手段により作成されたデータに基づき各単位実装機のタクトタイムを求めるとともにタクトタイムの最も遅い単位実装機を特定する特定手段と、各単位実装機のタクトタイムが不均一である場合に前記割付けデータを補正する補正手段とを有し、この補正手段は、各単位実装機のタクトタイムに基づき同タクトタイムが略均一になるように、前記特定手段により特定された特定実装機のマーク使用の有無に応じて、当該特定実装機に割付けられたマーク認識処理を当該特定実装機よりも上工程の単位実装機に行わせてその結果情報を転送させるべく当該特定実装機に割付けられたマーク認識処理の一部又は全部を上工程の単位実装機に割付け変更するマーク認識割付けデータの補正、又は当該特定実装機に割付けられた部品の一部を他の単位実装機に割付け変更する前記部品割付けデータの補正の少なくとも一方を行い、前記各単位実装機は、前記各割付けデータに基づいて部品実装およびマークの画像認識処理を行うように構成されているものである（請求項５）。

この部品実装システムによると、請求項１〜４に係る方法を好適に実施することが可能となる。

なお、請求項の記載において「単位実装機」とは、部品実装システムに含まれる個々の実装機を指すものであり、各実装機が同一構成であることを特定するものではない。つまり各実装機は、それぞれ共通の構成であってもよいし、また相違するものであってもよい。

請求項１〜４に係る実装処理の最適化方法および請求項５に係る部品実装システムによると、タクトタイムが最も遅い単位実装機（特定実装機）に割付けられたマーク認識処理の上工程への割付け補正、又は特定実装機に割付けられた部品の他の単位実装機への割付け変更の少なくとも一方の補正を行うため、従来のようにマーク認識処理を上工程（先頭）の単位実装機で行うようにするだけの方法（装置）と比較すると、各単位実装機のタクトタイムのアンバランスを効果的に解消することができる。従って、各単位実装機のタクトタイムを均一化して部品実装システム全体としてのタクトタイムを効果的に短縮することができる。

本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明に係る部品実装システム（本発明に係る実装処理の最適化方法が使用される部品実装システム）の一例を概略的に示している。この図に示す部品実装システムは、実装作業の高速性、機敏性及び品種切替えに対する適応性を高めるため、複数台の単位実装機を基板搬送方向に直列に配置したものであり、同図では４台の単位実装機１Ａ〜１Ｄで構成されている。なお、この部品実装システムの上流側には、ディスペンサ等の上流側機器（図示せず）が設けられ、一方、部品実装システムの下流側には、リフロー炉等の下流側機器（図示せず）が設けられている。

各単位実装機１Ａ〜１Ｄはそれぞれ、コントローラを有する自律型の装置であって、各単位実装機１Ａ〜１Ｄの動作を各自のコントローラ２Ａ〜２Ｄ（図４参照）により個別に駆動制御するようになっている。単位実装機１Ａ〜１Ｄの各コントローラ２Ａ〜２Ｄは互いに交信可能に接続されるとともに中央管理装置３に接続されている。

この中央管理装置３は、各単位実装機１Ａ〜１Ｄの動作を統括的に制御するもので、被実装基板に応じた実装部品の割付け処理を行うとともに必要に応じてマーク認識の割付け処理等を行うようになっている。なお、実装部品の割付け処理とは、何れの部品を何れの単位実装機１Ａ〜１Ｄで行うかを振り分ける処理であり、マーク認識の割付け処理とは、被実装部分の位置ずれを調べるために基板Ｐに付された後記ローカルフィデューシャルマークの画像認識処理を何れの単位実装機１Ａ〜１Ｄで行うかの振り分けを行う処理であり、各単位実装機１Ａ〜１Ｄは、この中央管理装置３で作成される割付けデータに従ってローカルフィデューシャルマークの画像認識処理および部品の実装を行うようになっている。

図２及び図３は単位実装機１（１Ａ〜１Ｄ）の具体的な構成を示している。

単位実装機１において、その基台１０上には、基板搬送用コンベア１１が配置され、基板Ｐがこのコンベア１１に搬送されて所定の実装作業位置（図示の位置）で停止されるようになっている。実装作業位置には、図示を省略するが基板Ｐの位置決め機構が設けられており、基板Ｐがコンベア１１に沿って搬入されると、この位置決め機構が作動して基板Ｐを前記実装作業位置に位置決め固定するようになっている。

コンベア１１の両側には、部品供給部１２が配置されており、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を供給可能な多数列のテープフィーダ１２ａがこれら部品供給部１２に配置されている。各テープフィーダ１２ａは、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の電子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープをリールから部品取出し部へ導出し、ヘッドユニット１５により部品がピップアップされるにつれてラチェット式の繰出し機構によりテープを間欠的に繰出すようになっている。

また、上記基台１０の上方には、部品装着用のヘッドユニット１５が装備されている。このヘッドユニット１５は、部品供給部１２と実装作業位置の基板Ｐとにわたって移動可能とされ、Ｘ軸方向（コンベア１１と平行な方向）及びＹ軸方向（コンベア１１と直交する方向）に移動することができるようになっている。

すなわち、上記基台１０上には、Ｙ軸方向の固定レール１６と、Ｙ軸サーボモータ１３により回転駆動されるボールねじ軸１７とが配設され、上記固定レール１６上にヘッドユニット支持部材１４（以下、支持部材１４と略する）が配置され、この支持部材１４に設けられたナット部分（図示省略）がボールねじ軸１７に螺合している。また、上記支持部材１４には、Ｘ軸方向のガイド部材１８と、Ｘ軸サーボモータ２０により駆動されるボールねじ軸１９とが配設され、上記ガイド部材１８にヘッドユニット１５が移動可能に保持され、このヘッドユニット１５に設けられたナット部分（図示せず）がボールねじ軸１９に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ１３の作動により上記支持部材１４がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ２０の作動によりヘッドユニット１５が支持部材１４に対してＸ軸方向に移動するようになっている。

ヘッドユニット１５には部品装着用の複数の実装用ヘッド２１が搭載されており、当実施形態では３本の実装用ヘッド２１がＸ軸方向に等間隔で一列に並んだ状態で搭載されている。各実装用ヘッド２１は、ヘッドユニット１５のフレームに対してＺ軸方向（上下方向）の移動及びＲ軸（ノズル中心軸）回りの回転が可能とされ、Ｚ軸サーボモータ２２を駆動源とする昇降駆動手段およびＲ軸サーボモータ２３を駆動源とする回転駆動手段によりそれぞれ駆動されるようになっている。また、各実装用ヘッド２１には、その先端（下端）にノズルが装着されており、図外の負圧供給手段からノズル先端に負圧が供給されることにより部品を吸着保持するようになっている。

ヘッドユニット１５には、さらに基板認識用の撮像ユニット２４が搭載されている。この撮像ユニット２４は、ＣＣＤエリアセンサ等の固体撮像素子を内蔵したカメラおよび照明装置を一体に備え、撮像方向を下向きにした状態でヘッドユニット１５に固定されている。そして、このヘッドユニット１５と一体に移動し、この移動に伴い実装作業位置に位置決めされた基板Ｐ上の後記マークを撮像し、その画像データをコントローラ２（２Ａ〜２Ｄ）に出力するようになっている。

また、基台１０上には、この撮像ユニット２４と略同様の構成を有する撮像ユニット２５が両部品供給部１２にそれぞれ配設されている。これら撮像ユニット２５は、基台１０に撮像方向を上向きに固定されており、ヘッドユニット１５の各実装用ヘッド２１に吸着された部品をその下側から撮像してその画像データをコントローラ２（２Ａ〜２Ｄ）に出力するようになっている。

以上の構成により、単位実装機１（１Ａ〜１Ｄ）では次のようにして部品の実装処理が進められる。まず、部品の実装動作に先立ち、ヘッドユニット１５が実装作業位置に移動して基板Ｐ上に記されるフィデューシャルマークを撮像し、これにより実装機本体に対する被実装部分（実装ポイントという）の位置ずれを求めるとともにその位置ずれに応じた補正データ（補正量）を求める。この点については後に補足する。

次いで、ヘッドユニット１５が部品供給部１２に移動して各実装用ヘッド２１による部品の吸着が行われる。具体的には、実装用ヘッド２１がテープフィーダ１２ａの上方に移動した後に昇降し、この昇降動作に伴いテープ内の部品を吸着して取出す。

そして、ヘッドユニット１５の移動に伴い部品供給部１２から基板Ｐ上へ部品が搬送されるとともに、この搬送中、撮像ユニット２５上を経由することにより各実装用ヘッド２１に吸着された部品がそれぞれ撮像され、その画像データに基づいて各実装用ヘッド２１による部品の吸着状態（吸着ずれ）が調べられる。

ヘッドユニット１５が実装作業位置の基板Ｐ上に到達すると、実装用ヘッド２１の昇降に伴い最初の部品が基板Ｐ上の実装ポイントに実装され、以後、ヘッドユニット１５が間欠的に実装ポイントに移動しながら順次残りの吸着部品が基板Ｐ上に実装される。この際、上記補正データおよび部品の吸着ずれに応じてヘッドユニット１５が駆動制御されることにより、各実装ポイントに対する部品の実装が精度良く行われることとなる。

ここで、単位実装機１（１Ａ〜１Ｄ）におけるフィデューシャルマークの画像認識について説明する。

被実装用の基板Ｐ上には、フィデューシャルマークとして例えば２種類のマークが付されている。一つは、実装機本体に対する基板Ｐの位置を認識するためのフィデューシャルマーク（以下、メインマークという）で、このマークは図４中に符号Ｍ１で示すように基板Ｐの隅部に付されている。そしてもう一つは、同図中に符号Ｍ２で示すように、基板Ｐ上の実装ポイントのうち特に実装精度が要求される特定の実装ポイントの近傍に設けられるいわゆるローカルフィデューシャルマーク（以下、ローカルマーク）と呼ばれるマークである。

フィデューシャルマークの画像認識処理では、実装作業位置に位置決めされた基板Ｐの各メインマークを上記撮像ユニット２５により撮像し、各メインマークの位置関係を調べる。そして、この位置関係から実装機本体に対する各実装ポイントの位置ずれに相当する基板Ｐの位置ずれΔＰを求め、この位置ずれΔＰに応じた補正データを求める（第１認識処理とする）。また、基板Ｐの各ローカルマークを上記撮像ユニット２５により撮像し、同様に各ローカルマークの位置関係を調べ、この位置関係から実装機本体に対する各実装ポイントの位置ずれΔＦを求め、この位置ずれΔＦに応じた補正データを求める（第２認識処理とする）。

そして、部品の実装動作時には、通常の実装ポイント（通常ポイントという）については、第１認識処理により求められた補正データ（位置ずれΔＰに応じた補正データ）に基づきヘッドユニット１５が駆動制御されることにより部品の実装が行われ、上記特定の実装ポイント（特定ポイントという）については、第２認識処理により求められた補正データ（位置ずれΔＦに応じた補正データ）に基づきヘッドユニット１５が駆動制御されることにより部品の実装が行われるようになっている。

なお、これら第１，第２認識処理のうち、第１認識処理については単位実装機１（１Ａ〜１Ｄ）毎に行う必要があるが、第２認識処理については特定ポイントへの部品の実装を行う単位実装機１以外の単位実装機１においても実施することが可能である。

具体的には、ローカルマークに基づいて認識される特定ポイントの位置ずれΔＦは、位置決め状態での基板Ｐの位置ずれΔＰを含んでおり、特定ポイントの位置ずれΔＦから基板Ｐの位置ずれΔＰを減算することにより、基板Ｐに対する特定ポイントの相対的な位置ずれΔＧを求めることができる。この位置ずれΔＧは基板Ｐ毎に変わるだけで、単位実装機１（１Ａ〜１Ｄ）毎に変わることはない。従って、部品の実装を行う単位実装機１よりも上工程の単位実装機１において基板Ｐに対する特定ポイントの相対的な位置ずれΔＧを予め求めておき、この位置ずれΔＧのデータ（結果情報）を部品の実装を行う下工程の単位実装機１に転送することにより、下工程の単位実装機１では、第１認識処理により求まる前記位置ずれΔＰとこの位置ずれΔＧのデータとから特定ポイントの位置ずれΔＦ（ΔＰ＋ΔＧ）を求めることができ、第２認識処理を行うことなく特定ポイントに関する補正データを求めることができる。

図５は、上記中央管理装置３の制御系のうち部品割付け処理およびマーク認識の割付け処理に関連する部分をブロック図で示している。

中央管理装置３は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭおよび装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成されており、同図に示すように、その機能構成として主制御部３１、部品割付データ作成部３２、マーク認識割付データ作成部３３、割付データ補正部３４および記憶部３５等を有している。

主制御部３１は、各単位実装機１Ａ〜１Ｄの各動作を所定のプログラムに従って監視しつつ必要な演算処理等を行うとともに、中央管理装置３と各単位実装機１Ａ〜１Ｄとの間で各種データの通信制御を行うものである。

部品割付けデータ作成部３２（本発明に係る部品割付けデータ作成手段に相当）は、各単位実装機１Ａ〜１Ｄに対して被実装基板Ｐに応じた部品の割付けデータ（以下、部品割付けデータという）を作成するもので、記憶部３５に記憶される基板、部品およびフィーダ等に関する各種情報に基づき割付けデータを作成する。

マーク認識割付けデータ作成部３３（本発明に係るマーク割付けデータ作成手段に相当）は、各単位実装機１Ａ〜１Ｄに対して上記部品割付けデータに対応したマーク認識処理の割付けデータ（マーク認識割付けデータという）を作成するもので、フィデューシャルマークのうちローカルマークの認識処理（上記第２認識処理のマーク認識）を単位実装機１Ａ〜１Ｄに対して割付ける。このデータの作成は、部品割付けデータ作成部３２において作成された部品割付けデータに従い、ローカルマークの認識処理を、当該ローカルマークを使用する単位実装機１Ａ〜１Ｄにおいて行うことを条件としてマーク認識処理の割付けを行う。具体的には、部品割付けデータ上、特定ポイントへの部品の実装を単位実装機１Ｃ（図１の右から３番目の単位実装機）で行う場合には、当該単位実装機１Ｃにおいてローカルマークの認識処理を行うようにマーク認識処理の割付けを行う。

なお、以下の説明において「マーク認識処理」というときにはローカルマークの認識処理（上記第２認識処理のマーク認識）を指すものとする。

割付けデータ補正部は、本発明に係る特定手段および補正手段を構成するもので、各割付けデータ作成部３２，３３において作成された割付けデータに従って各単位実装機１Ａ〜１Ｄのタクトタイムを演算し、タクトタイムのうち最速タイムと最遅タイムとの偏差が予め設定された基準値に収まるように必要に応じて各割付けデータを補正するものである。具体的には、前記偏差を演算しこれが基準値を超えている場合には、最遅タイムの単位実装機１Ａ〜１Ｄを特定し、この単位実装機１Ａ〜１Ｄ（特定実装機という）におけるマーク認識処理の有無に応じて、ローカルマークの一部又は全部の認識処理を当該特定実装機よりも上工程の単位実装機１Ａ〜１Ｄに割付けるべくマーク認識割付けデータを補正し、又は当該特定実装機に割付けられた部品の一部を他の単位実装機１Ａ〜１Ｄに割付け変更すべく部品割付けデータの補正を行う。

記憶部３５は、基板Ｐ、部品、テープフィーダ１２ａ等に関するデータ、および部品実装、各種マークの認識に関するデータ等、中央管理装置３における各種演算処理に必要なデータを格納するものである。

次に、中央管理装置３により行われる実装処理の最適化処理制御、すなわち上記割付けデータの作成およびその補正処理の内容について図６のフローチャートを用いて説明する。なお、このフローチャート中「マシン」とは単位実装機１Ａ〜１Ｄを指す。また、以下の説明中、「単位実装機１Ａ〜１Ｄ」について不確定なものを指す場合には適宜「単位実装機１」を用いることにする。

まず、前記部品割付けデータ作成部３２により部品割付けデータを作成するとともに、マーク認識割付けデータ作成部３３によりマーク認識割付けデータを作成する（ステップＳ１，Ｓ２）。この際、マーク認識割付けデータ作成部３３は、上記の通り部品割付けデータ作成部３２において作成された部品割付けデータに従い、マーク認識処理を、当該マークを使用する単位実装機１Ａ〜１Ｄにおいて行うことを条件としてマーク認識処理の割付けデータを作成する。

次いで、ステップＳ１で作成した上記部品割付けデータに従い、単位実装機１Ａ〜１Ｄ毎の最適化を行い、つまり割付けられた部品を最も効率的に供給できるテープフィーダ１２ａ等の配列等を単位実装機１Ａ〜１Ｄ毎に求め、このデータと前記割付けデータとに基づき各単位実装機１Ａ〜１Ｄのタクトタイムを演算する（ステップＳ３，Ｓ４）。

そして、システムバランスが基準値以内か、すなわち上記各タクトタイムのうち最速タイムと最遅タイムとの偏差が予め設定された基準値内にあるか否かを判断する（ステップＳ５）。ここでＹＥＳと判断した場合には、ステップＳ１，Ｓ２でそれぞれ作成されたマーク認識割付けデータおよび部品割付けデータを最終的な割付けデータとして設定した後、本フローチャートを終了する。

これに対してステップＳ５でＮＯと判断した場合には、ステップＳ９に移行する。ステップＳ９では、ステップＳ４で求められたタクトタイムのうち最遅タイムに係る単位実装機１Ａ〜１Ｄを特定し、マーク認識割付けデータに基づきこの特定実装機におけるマーク認識処理の有無を判断する。ここでＹＥＳと判断した場合には、さらに特定実装機よりも上工程（上流側）の単位実装機１にタクトタイム的に余裕があるものが有るか否かを判断し、ここでＹＥＳと判断した場合には、マーク認識割付けデータを補正し、当該特定実装機におけるマーク認識処理の一部を上工程の単位実装機１に割付け変更してからステップＳ４に移行する（ステップＳ１０，Ｓ１１）。

上工程にタクトタイム的に余裕がある単位実装機１が無いと判断した場合（ステップＳ１０でＮＯ）には、特定実装機よりも下工程（下流側）の単位実装機１にタクトタイム的に余裕があるものが有るか否かを判断し、ここでＹＥＳと判断した場合には部品割付けデータを補正し、特定実装機に割付けられた部品の一部を当該余裕のある下工程の単位実装機１に割付け変更してからステップＳ２に移行する（ステップＳ１５，Ｓ１６）。なお、ステップＳ１５でＮＯと判断した場合には、ステップＳ１，Ｓ２でそれぞれ作成されたマーク認識割付けデータおよび部品割付けデータを最終的な割付けデータとして設定した後、本フローチャートを終了する。

ここで、ステップＳ１６での部品の割付け変更は、マーク認識処理の割付け変更を伴わない部品、つまり特定ポイント以外に実装する１乃至複数の部品を優先的に行い、特定ポイントに実装する部品について部品の割付け変更を行う場合には、マーク認識割付けデータを併せて補正することにより、当該部品に係るマーク認識処理をその部品の変更先に割付け変更する。

これに対して特定実装機においてマーク認識処理を行わないと判断した場合（ステップＳ９でＮＯ）には、特定実装機以外にタクトタイム的に余裕があるものが有るか否かを判断し、ここでＹＥＳと判断した場合には部品割付けデータを補正し、特定実装機に割付けられた部品の一部を当該余裕のある他の単位実装機１Ａ〜１Ｄに割付け変更してからステップＳ２に移行する（ステップＳ１３，Ｓ１４）。この場合の部品の割付け変更は、変更先が特定実装機の上工程であるか下工程であるかを問わず行う。なお、ステップＳ１３でＮＯと判断した場合には、ステップＳ１，Ｓ２でそれぞれ作成されたマーク認識割付けデータおよび部品割付けデータを最終的な割付けデータとして設定した後、本フローチャートを終了する。

このようにステップＳ５でＮＯと判断した場合には、ステップＳ９〜Ｓ１６の処理に基づきマーク認識割付けデータの補正、又は部品割付けデータの補正を行い、ステップＳ３〜Ｓ５（又はステップＳ４，Ｓ５）の処理を繰り返す。なお、ステップＳ４〜ステップＳ１６の処理は割付けデータ補正部３４により行う。

このようにして最終的にマーク認識割付けデータおよび部品割付けデータが設定されると、中央管理装置３から単位実装機１Ａ〜１Ｄの、それぞれのコントローラ２Ａ〜２Ｄに各割付けデータが送信され、これら割付けデータに従ってマーク認識処理および部品実装等の動作を行うべく単位実装機１Ａ〜１Ｄの各ヘッドユニット１５等が、それぞれコントローラ２Ａ〜２Ｄにより駆動制御されることとなる。

以上のように、この部品実装システム（本発明に係る部品実装の最適化方法）では、所定のプログラムに従って部品割付けデータおよびマーク認識割付けデータを作成して各単位実装機１Ａ〜１Ｄのタクトタイムをシミュレーションし、システムバランスが悪い場合、すなわち単位実装機１Ａ〜１Ｄのタクトタイムの上記偏差が基準値内にない場合には、最もタクトタイムが遅い単位実装機１Ａ〜１Ｄを特定し、この特定実装機におけるマーク認識処理の有無に応じて、マーク（ローカルマーク）の一部又は全部の認識処理を当該特定実装機よりも上工程の単位実装機１Ａ〜１Ｄに割付け変更（補正）するか、又は当該特定実装機に割付けられた部品の一部を他の単位実装機１Ａ〜１Ｄに割付け変更（補正）するようにしているので、各単位実装機１Ａ〜１Ｄのタクトタイムを効果的に均一化することができ、その結果、部品実装システム全体としてのタクトタイムを効果的に短縮することができる。

すなわち、部品実装システムのタクトタイムを短縮するための手法として、従来のようにタクトタイムの遅い単位実装機に割付けられたマーク認識処理をそれより上工程の単位実装機で行うだけでは、例えばタクトタイムの遅い単位実装機が最も上工程の単位実装機である場合や、上工程の単位実装機のタクトタイムが遅くマーク認識処理をさらに負担させるだけの余裕がない場合には、もはやマーク認識処理の割付けを変更することができない。そのため、タクトタイムを均一化するにも限界があり部品実装システム全体としてのタクトタイムを効果的に短縮することは難しい。これに対して上記実施形態では、タクトタイムの遅い単位実装機（特定実装機）が最も上工程の単位実装機１Ａである場合や、上工程の単位実装機１にマーク認識処理をさらに負担させるだけの余裕がない場合には、マーク認識処理の割付け変更（補正）を行う代わりに、当該特定実装機に割付けられた部品を特定実装機よりも下工程の単位実装機１であってタクトタイム的に余裕があるものに割付け変更するようにしているので（図６のステップＳ１６）、割付け補正の自由度が高く、各単位実装機１Ａ〜１Ｄのタクトタイムをより確実に均一化させることができる。従って、各単位実装機１Ａ〜１Ｄのタクトタイムのアンバランスをより確実に解消して、部品実装システム全体としてのタクトタイムを短縮することができる。

また、この部品実装システムでは、特定実装機がマーク認識処理を行うか否かの判断に基づき、当該マーク認識処理を上工程の単位実装機に割付け変更（補正）するための処理を優先して行うようにしているので、部品割付けデータ作成部３２で作成された部品割付けデータを生かすことができ、その結果、上記のような最適化処理における処理負担を軽減することができるという利点もある。すなわち、特定実装機に割付けた部品の割付け変更（補正）を優先的に行うことにより各単位実装機１Ａ〜１Ｄのタクトタイムのバランスを図るようにしてもよいが、この場合には、単位実装機１Ａ〜１Ｄ毎の最適化処理（図６のステップＳ３）およびタクトタイムの演算処理（図６のステップＳ４）の双方を繰り返し行う必要があり中央管理装置３の処理負担が増加する。これに対して実施形態のように、マーク認識処理を上工程の単位実装機１に割付け変更するための処理を優先して行う場合には、タクトタイムの演算処理のみを再度行うだけで済むケースが増えるため、中央管理装置３の処理負担を効果的に軽減することができる。

なお、以上説明した部品実装システムは、本発明に係る部品実装システム（本発明に係る実装処理の最適化方法が使用される部品実装システム）の一実施形態であってその具体的な構成や方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、ローカルマークのマーク認識処理を上工程の単位実装機１に割付け変更する場合に、上工程の単位実装機１において基板Ｐに対する特定ポイントの相対的な位置ずれΔＧをマーク認識処理の結果情報として求めておき、この位置ずれΔＧのデータを下工程の単位実装機１に転送することにより、当該下工程の単位実装機１で補正データを求めるようにしているが、勿論、上工程の単位実装機１で求められる基板Ｐの位置ずれΔＰおよび特定ポイントの位置ずれΔＦの各データを結果情報として下工程の単位実装機１に転送し、これらのデータに基づき当該下工程の単位実装機１で上記位置ずれΔＧを求めるようにしてもよい。また、上工程の単位実装機１Ａ等で取得した画像データを結果情報として下工程の単位実装機１に転送し、当該下工程の単位実装機１Ｂ等においてこの画像データから上記位置ずれΔＰ，ΔＦを求め、さらに位置ずれΔＧを求めるようにしてもよい。

また、特定実装機のマーク認識処理を上工程の単位実装機１に割付け変更（補正）する場合のより具体的な方法として、以下の方法を採用してもよい。

例えば特定実装機において複数のマーク認識処理を行う場合であって、かつ上工程にタクトタイム的に余裕のある複数の単位実装機１がある場合には、そのタクトタイムの余裕の程度に応じて、最も余裕のある単位実装機１に全マークの認識処理を割付け変更してそのラインバランスを調べ（図６のステップＳ５）、ラインバランスが悪い場合には、その単位実装機１に割付けたマーク認識処理のうちの一部のマーク認識処理を次に余裕のある単位実装機１に割付け変更するといった具合に、特定実装機に割付けられた複数のマーク認識処理を上工程の複数の単位実装機１に分割して割付け変更するようにしてもよい。

また、上記のように上工程にタクトタイム的に余裕のある複数の単位実装機１がある場合には、当該余裕のある単位実装機１のうち最も上工程の単位実装機１に全マークの認識処理を割付け変更した場合のラインバランスを調べ（図６のステップＳ５）、ラインバランスが悪い場合には、単位実装機１に割付けたマーク認識処理のうち、一部のマーク認識処理をその直ぐ下工程の余裕のある単位実装機１（但し特定実装機よりも上工程）に割付け変更するといった具合にして、特定実装機に割付けられた複数のマーク認識処理を上工程の複数の単位実装機１に分割して割付け変更するようにしてもよい。

なお、図６に示した最適化処理制御（割付けデータの作成およびその補正処理）の変形例として、例えば図７のフローチャートに示すような制御を採用するようにしてもよい。このフローチャートは、図６のフローチャートに対して破線で囲った部分のステップ（Ｓ６，Ｓ８，Ｓ１２，Ｓ１７）を追加したものであり、それ以外の制御内容は図６のフローチャートと全く同じである。

すなわち、この制御では、ステップＳ５でシステムバランスが基準値以内にあるか否かを判断し、ここでＮＯと判断した場合には、部品実装システム全体としてのタクトタイムが最速か否かを判断する（ステップＳ８）。そして、ここでＹＥＳと判断した場合には、このときの部品実装システムのタクトタイムを最速データ（最速結果）として記憶するとともに、このデータに係る部品割付けデータおよびマーク認識割付けデータを記憶してステップＳ９に移行する（ステップＳ１２）。なお、部品実装システム全体のタクトタイムは、各単位実装機１Ａ〜１Ｄのタクトタイムのうち最も遅いものに依存するため、ステップＳ１２ではこの最遅タイムを記憶する。また、最速データが未だ記憶されていない場合、ステップＳ１２では常にＹＥＳと判断する。

一方、ステップＳ５でＹＥＳと判断した場合には、マーク認識割付けデータおよび部品割付けデータに基づく部品実装システム全体としてのタクトタイムが最速か否か、具体的にはステップＳ１２で記憶された最速データよりも速いか否かを判断し（ステップＳ６）、ここでＹＥＳと判断した場合には、そのときのマーク認識割付けデータおよび部品割付けデータを最終的な割付けデータとして設定した後、本フローチャートを終了する。一方、ステップＳ６でＮＯと判断した場合には、記憶されている最速結果に復元、つまり既に記憶されている最速データに係るマーク認識割付けデータおよび部品割付けデータを最終的な割付けデータとして設定した後（ステップＳ１７）、本フローチャートを終了する。

この制御によれば、タクトタイム優先、つまりタクトタイムが最速となるときのマーク認識割付けデータおよび部品割付けデータが最終的に設定される。そのため、例えばシステムバラスが基準値以内であってもマーク認識割付け等の結果によってタクトタイムが遅くなるといったケースが発生するのを未然に防止することができるようになる。

なお、実施形態では、部品実装システムを構成する単位実装機１Ａ〜１Ｄとして同一構成のものを適用しているが、勿論、互いに構成の異なるものを適用してもよい。例えば、実施形態のように基板Ｐを実装作業位置に固定的に位置決めし、この基板Ｐに対してヘッドユニット１５を移動させながら部品を実装するもの以外に、ヘッドユニット１５を停止させた状態で基板Ｐを移動させながら部品を実装するもの、あるいはヘッドユニット１５と基板Ｐの双方を移動させながら部品を実装するものを単位実装機１Ａ〜１Ｄとして適用するようにしてもよい。

本発明に係る部品実装システム（本発明に係る実装処理の最適化方法が使用される部品実装システム）の一例を示す正面図である。 部品実装システムを構成する単位実装機の構成を示す概略平面図である。 単位実装機の構成を示す概略正面図である。 フィデューシャルマーク（メインマークおよびローカルマーク）を説明する被実装基板の概略平面図である。 中央管理装置の制御系を示すブロックである。 中央管理装置による実装処理の最適化処理（部品割付けデータ、マーク認識割付けデータの作成および補正処理）を示すフローチャートである。 中央管理装置による実装処理の最適化処理（部品割付けデータ、マーク認識割付けデータの作成および補正処理）の別の例を示すフローチャートである。

符号の説明

１Ａ〜１Ｄ 単位実装機
２Ａ〜２Ｄ コントローラ
３ 中央管理装置
３１ 主制御部
３２ 部品割付けデータ作成部（部品割付けデータ作成手段）
３３ マーク認識割付けデータ作成部（マーク認識割付けデータ作成手段）
３４ 割付けデータ補正部（特定手段および補正手段）
３５ 記憶部

Claims (5)

1. 直列に配列された複数台の単位実装機を備え、各単位実装機においてそれぞれ、搬送手段により搬送される被実装用の基板を所定位置に停止させた状態で部品供給部から部品をピックアップして前記基板に実装するとともに、この実装作業に先立ち、基板上の被実装部分の位置を示すために付されたマークを画像認識して、被実装部分の位置ずれに応じた補正データを求めるようにした部品実装システムにおける実装処理の最適化方法であって、
   被実装用の基板に実装する実装部品を前記単位実装機に対して割付けるとともに前記マーク認識処理を、当該マークを使用する単位実装機に割付け、これらの割付けに従って各単位実装機のタクトタイムを求めるとともに最もタクトタイムの遅い単位実装機を特定し、各単位実装機のタクトタイムが略均一になるように、この特定実装機におけるマーク使用の有無に応じて、当該特定実装機に割付けられたマーク認識処理を当該特定実装機よりも上工程の単位実装機に行わせてその結果情報を転送させるべく当該特定実装機に割付けられたマーク認識処理の一部又は全部を上工程の単位実装機へ変更する割付け補正、又は当該特定実装機に割付けられた部品の一部を他の単位実装機へ変更する割付け補正の少なくとも一方を行い、これらの割付けに従い各単位実装機に部品実装およびマーク認識処理を行わせる
   ことを特徴とする実装処理の最適化方法。
2. 請求項１に記載の実装処理の最適化方法において、
   タクトタイムが最速の単位実装機の当該タクトタイムと同最遅の単位実装機のタクトタイムとの偏差が所定の基準値を超える場合に前記特定実装機を特定し、前記偏差が前記基準値以内に収まるように、上工程の単位実装機に対するマーク認識処理の割付け補正、又は部品の割付け補正を行う
   ことを特徴とする実装処理の最適化方法。
3. 請求項１又は２に記載の実装処理の最適化方法において、
   前記特定実装機においてマークを使用する場合には、マーク認識処理の割付け補正を優先して行う
   ことを特徴とする実装処理の最適化方法。
4. 請求項３に記載の実装処理の最適化方法において、
   上工程の単位実装機のタクトタイムを調べ、当該上工程の単位実装機にマーク認識処理を負担させる余裕がタクトタイム的にない場合には、前記特定実装機に割付けられた部品の一部を当該特定実装機よりも下工程の単位実装機に割付け変更する
   ことを特徴とする実装処理の最適化方法。
5. 直列に配列された複数台の単位実装機を備え、各単位実装機においてそれぞれ、搬送手段により搬送される被実装用の基板を所定位置に停止させた状態で部品供給部から部品をピックアップして前記基板に実装するとともに、この実装作業に先立ち、基板上の被実装部分の位置を示すために付されたマークを画像認識して、被実装部分の位置ずれに応じた補正データを求めるようにした部品実装システムにおいて、
   被実装用の基板に応じて、各単位実装機に対する実装部品の割付けデータを作成する部品割付けデータ作成手段と、
   この部品割付けデータ作成手段により作成された割付けデータに従い、前記マーク認識処理を、当該マークを使用する単位実装機において実施することを条件として各単位実装機に対するマーク認識処理の割付けデータを作成するマーク認識割付けデータ作成手段と、
   前記各割付けデータ作成手段により作成されたデータに基づき各単位実装機のタクトタイムを求めるとともにタクトタイムの最も遅い単位実装機を特定する特定手段と、
   各単位実装機のタクトタイムが不均一である場合に前記割付けデータを補正する補正手段とを有し、
   この補正手段は、各単位実装機のタクトタイムに基づき同タクトタイムが略均一になるように、前記特定手段により特定された特定実装機のマーク使用の有無に応じて、当該特定実装機に割付けられたマーク認識処理を当該特定実装機よりも上工程の単位実装機に行わせてその結果情報を転送させるべく当該特定実装機に割付けられたマーク認識処理の一部又は全部を上工程の単位実装機に割付け変更するマーク認識割付けデータの補正、又は当該特定実装機に割付けられた部品の一部を他の単位実装機に割付け変更する前記部品割付けデータの補正の少なくとも一方を行い、
   前記各単位実装機は、前記各割付けデータに基づいて部品実装およびマークの画像認識処理を行うことを特徴とする部品実装システム。

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