JP2008258283A - 部品実装順序決定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】現実的な時間で装着ヘッドの移動時間または移動距離の短い部品実装順序を決定する。
【解決手段】吸着する部品が予め定められている装着ヘッドが備える複数の吸着ノズルの並びにおいて、いずれか一方の最も端に位置する吸着ノズルが吸着する部品を選択する部品選択ステップ（Ｓ２）と、選択された部品の基板における実装点のうち、いずれか一方の最も端と同じ基板上の最も端に位置する実装点を第１実装点と決定する第１実装点決定ステップ（Ｓ２）と、実装順序が決定されていない部品の実装点のうち、最後に決定された実装点からの装着ヘッドの移動時間が最も短くなる実装点を、複数の吸着ノズルに保持されている部品が無くなるまで順次選択することにより、複数の吸着ノズルが吸着する部品の実装順序を決定する実装順序決定ステップ（Ｓ６）とを含む。
【選択図】図７

Description

本発明は、基板に部品を実装する部品実装機における部品の実装順序を決定する部品実装順序決定方法に関し、特に、複数の吸着ノズルを有する装着ヘッドを備えた部品実装機における部品の実装順序を決定する部品実装順序決定方法に関する。

従来、部品実装機における部品実装順序を決定する方法が種々提案されている。たとえば、複数の吸着ノズルを有する装着ヘッドにおける吸着ノズル間のピッチを考慮した上で、装着ヘッドの移動距離の総和が最小になるように部品実装順序を決定する方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。
特開２００５−３５３７７６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている方法では、部品実装順序のすべての組み合わせについて装着ヘッドの移動距離の総和を評価し、当該移動距離の総和が最小となる部品実装順序を決定するものである。このため、この方法では膨大な解の１つ１つを評価するため、処理時間が膨大となり、現実的な時間では、最適解を求めることができないという問題がある。特に、吸着ノズルの本数が増えると、最適解を求めるための時間が急増する。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、現実的な時間で装着ヘッドの移動時間または移動距離の短い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を目的とする。

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、基板に部品を実装する部品実装機における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、吸着する部品が予め定められている装着ヘッドが備える複数の吸着ノズルの並びにおいて、いずれか一方の最も端に位置する吸着ノズルが吸着する部品を選択する部品選択ステップと、選択された前記部品の基板における実装点のうち、前記基板上における前記いずれか一方の最も端と同じ側に位置する実装点を第１実装点と決定する第１実装点決定ステップと、実装順序が決定されていない部品の実装点のうち、最後に決定された実装点からの前記装着ヘッドの移動時間が最も短くなる実装点を、前記複数の吸着ノズルに保持されている部品が無くなるまで順次選択することにより、前記複数の吸着ノズルが吸着する部品の実装順序を決定する実装順序決定ステップとを含む。

これによると、基板の一方の端から他方の端にかけて順次部品を実装するような実装順序を決定することができる。たとえば、基板の中心付近に存在する実装点を第１実装点とし、実装順序を決定した場合には、部品実装が進むにつれ、基板の左端または右端に部品が残ることになる。このため、部品実装が終盤に近づくと、装着ヘッドが基板の左端から右端（または右端から左端）まで移動するような実装順序が決定されてしまう。しかし、この構成のように、基板の一方の端から他方の端にかけて順次部品を実装するような実装順序とすることにより、部品実装の終盤であっても、基板の左端および右端に部品が残るということがなくなり、移動時間または移動距離の短い実装順序を決定することができる。また、本方法では、１つの実装点が決まると、順次次の実装点が決定されるため、現実的な時間で実装順序を決定することができる。

好ましくは、前記第１実装点決定ステップでは、さらに、決定された前記第１実装点が複数存在する場合には、複数の前記第１実装点のうち、前記吸着ノズルに部品を供給する部品供給部に最も近い実装点を新たな第１実装点と決定する。

実装点が複数存在する場合には、部品供給部に近い実装点を第１実装点としている。これにより、実装開始までの時間を短くすることができる。

さらに好ましくは、前記第１実装点決定ステップでは、前記吸着ノズルの並びの方向をＸ方向とし、当該Ｘ方向に直交する方向をＹ方向とし、基板上の実装点のＸ座標とＹ座標とをそれぞれ重み付けした合計値を算出する評価関数を定義し、部品を供給する部品供給部が基板のいずれの側に位置するかを含む条件に応じて前記評価関数における前記重みを決定した場合に、当該評価関数の値が最も小さくなるＸ座標およびＹ座標を有する実装点を第１実装点と決定する。

評価関数の重みを調整することにより、第１実装点の位置をより柔軟に設定することができる。

さらに好ましくは、上述の部品実装順序決定方法は、さらに、前記実装順序決定ステップにおいて決定された実装順序において、最終実装点から部品を認識する部品認識カメラまでの距離が、第１実装点から前記部品認識カメラまでの距離よりも短い場合には、前記実装順序を逆順にしたものを新たな部品の実装順序と決定するステップを含む。

第１実装点および最終実装点のうち、部品認識カメラからの距離が近い実装点を新たな第１実装点とすることにより、部品認識カメラによる部品の認識から第１実装点への部品実装までの時間を短くすることができる。一方、第１実装点への部品実装開始から最終実装点への部品実装終了までの時間は正順であっても逆順であっても同じである。このため、部品認識カメラからの距離が近い実装点を第１実装点とすることにより、部品認識カメラによる部品の認識終了後、最終実装点に部品が実装されるまでの時間を短くすることができる。２つの装着ヘッドが協調動作を行ないながら基板上に部品を実装していくタイプの部品実装機の場合には、最終実装点の位置に関わらず、一方の装着ヘッドによる部品実装が終了し、当該装着ヘッドが退避を開始した時点で、対抗する位置に存在する装着ヘッドは、部品の装着を開始できる。そのため、基板を１枚生産するのに必要なタクトタイムを短くすることができる。

本発明は、このような特徴的なステップを含む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、部品実装順序決定方法に含まれる特徴的なステップを手段とする部品実装順序決定装置として実現したり、部品実装順序決定方法に含まれる特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）等の記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは言うまでもない。

現実的な時間で装着ヘッドの移動時間または移動距離の短い部品実装順序を決定することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る部品実装システムについて、図面を参照しながら説明を行なう。

図１は、本発明の実施の形態に係る部品実装システムの外観図である。
部品実装システムは、基板上に部品を実装し、部品実装基板を製造するシステムであり、部品実装機１００と、部品実装順序決定装置３００とを備えている。

部品実装機１００は、基板上に部品を実装し、部品実装基板を製造する装置であり、少なくとも、マルチ装着ヘッド１０１と、部品認識カメラ１０２とを備えている。

マルチ装着ヘッド１０１は、フィーダ等の部品供給部より部品を吸着し、基板上に装着する複数の吸着ノズル１０１ａを有する。

部品認識カメラ１０２は、マルチ装着ヘッド１０１により吸着された部品の基板装着時における位置補正量を算出するために、当該部品を撮像し、画像認識を行なう。

部品実装順序決定装置３００は、部品実装機１００による部品の実装順序を決定するコンピュータである。

図２は、部品実装機１００による部品実装について説明するための、部品実装機１００の内部構成を示す平面図である。

図２に示されるように、この部品実装機１００は、１つの基板２０に対する部品実装を協調して行う２つの実装ロボットである前サブ設備１２０ａおよび後サブ設備１２０ｂを備える。

前サブ設備１２０ａのマルチ装着ヘッド１０１は、部品供給部１１５ｃからの部品の「吸着」、吸着した部品の部品認識カメラ１０２による「認識」および認識された部品の基板２０への「装着」という３つの一連の動作を繰り返すことにより、部品を基板２０上に実装していく。

後サブ設備１２０ｂのマルチ装着ヘッド１０１も同様に、「吸着」、「認識」および「装着」という３つの一連の動作を繰り返すことにより、部品を基板２０上に実装していく。

ここで、２つのマルチ装着ヘッド１０１が同時に部品の「装着」を行う際において、マルチ装着ヘッド１０１同士の衝突を防ぐために、２つのマルチ装着ヘッド１０１は、協調動作を行ないながら基板２０上に部品を実装していく。具体的には、前サブ設備１２０ａのマルチ装着ヘッド１０１が「装着」動作を行なっている際には、後サブ設備１２０ｂのマルチ装着ヘッド１０１は「吸着」動作および「認識」動作を行なう。逆に、前サブ設備１２０ａのマルチ装着ヘッド１０１が「吸着」動作および「認識」動作を行なっている際には、後サブ設備１２０ｂのマルチ装着ヘッド１０１は「装着」動作を行なう。このように、「装着」動作を２つのマルチ装着ヘッド１０１が交互に行なうことにより、マルチ装着ヘッド１０１同士の衝突を防ぎつつ、短いタクトで部品実装を終えることができる。

図３は、マルチ装着ヘッド１０１に配置される吸着ノズル１０１ａの並びを説明するための図である。同図は、部品実装機１００の上面から見た場合の、吸着ノズル１０１ａの並びを示している。

マルチ装着ヘッド１０１には、８本の吸着ノズル１０１ａが配置されており、４本ずつ２列配置されている。８本の吸着ノズル１０１ａには、「１」から「８」までの番号が付されているものとし、同図に示されるように左上隅が１番目の吸着ノズル１０１ａであり、右下隅が８番目の吸着ノズル１０１ａとする。

図４は、部品実装順序決定装置の構成を示す機能ブロック図である。
部品実装順序決定装置３００は、部品実装機による基板２０への部品の実装順序の決定を行なう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、プログラム格納部３０５、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）部３０６及びデータベース部３０７等から構成される。以下に説明するように、部品実装順序決定装置３００は、前サブ設備１２０ａのマルチ装着ヘッド１０１の移動距離または移動時間、および後サブ設備１２０ｂのマルチ装着ヘッド１０１の移動距離または移動時間が最短になるように、部品実装機１００による部品実装順序を決定する。

部品実装順序決定装置３００は、本発明に係る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システムが実行することによって実現され、部品実装機１００と接続されていない状態で、スタンドアローンのシミュレータ（部品実装順序の決定ツール）としても機能する。なお、部品実装順序決定装置３００の機能が部品実装機１００の内部に備わっていても構わない。

演算制御部３０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や数値プロセッサ等であり、オペレータからの指示等に従って、プログラム格納部３０５からメモリ部３０４に必要なプログラムをロードして実行し、その実行結果に従って、各構成要素３０２〜３０７を制御する。

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、部品実装順序決定装置３００とオペレータとが対話する等のために用いられる。

通信Ｉ／Ｆ部３０６は、ＬＡＮ（Local Area Network）アダプタ等であり、部品実装順序決定装置３００と部品実装機１００等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。

データベース部３０７は、この部品実装順序決定装置３００による部品実装順序決定処理等に用いられる入力データ（実装点データ３０７ａ、部品ライブラリ３０７ｂ等）や、部品実装順序決定装置３００による処理の結果生成される部品実装機１００による部品の実装順序を示す実装順序データ３０７ｃ等を記憶するハードディスク等である。

図５および図６は、それぞれ、実装点データ３０７ａおよび部品ライブラリ３０７ｂの一例を示す図である。

実装点データ３０７ａは、実装の対象となる全ての部品の実装点を示す情報の集まりである。図５に示されるように、１つの実装点ｐiは、部品種ｃi、Ｘ座標ｘi、Ｙ座標ｙi、装着角度θｉ、制御データφiからなる。ここで、「部品種」は、図６に示される部品ライブラリ３０７ｂにおける部品名に相当し、「Ｘ座標」及び「Ｙ座標」は、実装点の座標（基板上の特定位置を示す座標）であり、「装着角度」は、部品装着時の部品の回転角度であり、「制御データ」は、その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１０１の最高移動速度等）である。なお、最終的に求めるべきＮＣ（Numeric Control）データは、ラインタクトが最小となるような実装点の並びである。

部品ライブラリ３０７ｂは、部品実装機１００等が扱うことができる全ての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、図６に示されるように、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１０２による認識方式、マルチ装着ヘッド１０１の最高速度レベル等）からなる。なお、本図には、参考として、各部品種の部品の外観も併せて示されている。

図４に示すプログラム格納部３０５は、部品実装順序決定装置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る。プログラムは、部品実装機１００による部品実装条件を決定するプログラムであり、機能的に（演算制御部３０１によって実行された場合に機能する処理部として）、部品実装順序決定部３０５ａ等から構成される。

部品実装順序決定部３０５ａは、マルチ装着ヘッド１０１の移動距離または移動時間が最小となるように部品実装順序を決定する。

図７は、部品実装順序決定部３０５ａが実行する実装順序決定処理のフローチャートである。同図に示す実装順序決定処理は、前サブ設備１２０ａまたは後サブ設備１２０ｂにおける同一のターン内での部品実装順序を決定する処理である。ここで、「ターン」とは、マルチ装着ヘッド１０１による部品の吸着、移動および装着という一連の動作の繰り返しにおける１回分の一連動作を指すこととする。よって、同図に示す実装順序決定処理実行時には、既に各ターンで実装する部品は決定されているものとし、各ターンにおいて部品が吸着される吸着ノズル１０１ａの位置も決定されているものとする。

部品実装順序決定部３０５ａは、着目しているターンで実装される部品のうち、第１実装点を決定する（Ｓ２）。すなわち、最初に実装される部品とその部品の基板２０上での実装位置とを決定する。Ｓ２の処理については後に詳述する。

部品実装順序決定部３０５ａは、決定された第１実装点に実装される部品を吸着する吸着ノズル１０１ａを決定する（Ｓ４）。Ｓ４の処理については後に詳述する。

部品実装順序決定部３０５ａは、実装点が決定していない残りの部品について実装点および実装順序を決定する（Ｓ６）。Ｓ６の処理については後に詳述する。

部品実装順序決定部３０５ａは、Ｓ６までの処理で決定された部品の実装順序の入替えを行うことにより実装順序の再設定を行う（Ｓ８）。Ｓ８の処理については後に詳述する。

部品実装順序決定部３０５ａは、Ｓ８の処理で決定された実装順序において、実装順序を逆にたどった方がマルチ装着ヘッド１０１の移動距離または移動時間が短くなる場合には、実装順序を逆順にする（Ｓ１０）。Ｓ１０の処理については後に詳述する。

図８は、第１実装点の決定処理（図７のＳ２）のフローチャートである。以下の説明では具体例を挙げながら部品実装順序の決定処理について説明する。

部品実装順序決定部３０５ａは、マルチ装着ヘッド１０１に配置されている吸着ノズル１０１ａのうち最も左側の吸着ノズル１０１ａで吸着される部品を選択する（Ｓ１２）。

ここでは、説明の簡単化のため、１列に３本の吸着ノズル１０１ｂ〜１０１ｄが配置されたマルチ装着ヘッド１０１を例にとり説明を行なう。図９（ａ）に示すように、マルチ装着ヘッド１０１には、左側から順に第１吸着ノズル１０１ｂ、第２吸着ノズル１０１ｃ、第３吸着ノズル１０１ｄの順で３本の吸着ノズルが配置されている。

また、３本の吸着ノズル１０１ｂ〜１０１ｄが吸着する部品は、図９（ａ）に示すように定められているものとする。すなわち、第１吸着ノズル１０１ｂ、第２吸着ノズル１０１ｃおよび第３吸着ノズル１０１ｄがそれぞれ異なる部品を吸着するものとする。同図中、第１吸着ノズル１０１ｂが吸着する部品が四角形で示されており、第２吸着ノズル１０１ｃが吸着する部品が三角形で示されており、第３吸着ノズル１０１ｄが吸着する部品が丸印で示されている。なお、四角形、三角形および丸印は、部品の形状を示すものではなく、部品種の違いを識別するための識別子である。

また、図９（ａ）に示すように、基板２０上には、同図に示す位置に６つの部品が実装される。すなわち、基板２０上の実装点２２ａおよび２２ｂには、四角形で示される部品（以下、「四角部品」という。）が実装され、実装点２２ｃおよび２２ｄには、三角形で示される部品（以下、「三角部品」という。）が実装され、実装点２２ｅおよび２２ｆには、丸印で示される部品（以下、「丸部品」という。）が実装される。同図は、前サブ設備１２０ａにおける基板２０とマルチ装着ヘッド１０１との位置関係を示しており、基板２０の手前側に部品供給部１１５ｃが設けられているものとする。なお、後サブ設備１２０ｂにおける基板２０とマルチ装着ヘッド１０１との位置関係は、前サブ設備１２０ａの場合と上下対称である。すなわち、同図において基板２０の奥側にマルチ装着ヘッド１０１が位置する。

マルチ装着ヘッド１０１に配置されている最も左側の吸着ノズル１０１ａは、第１吸着ノズル１０１ｂである。このため、部品実装順序決定部３０５ａは、第１吸着ノズル１０１ｂで吸着される四角部品を選択する（図８のＳ１２）。ここでは、マルチ装着ヘッド１０１の吸着ノズル１０１ａは一列であるため、１つの部品しか選択されないが、図３に示したようなマルチ装着ヘッド１０１の場合には、最左端の吸着ノズル１０１ａは２つ存在する。このため、２つの部品が選択されることとなる。

次に、部品実装順序決定部３０５ａは、Ｓ１２の処理で選択された部品の実装点のうち、基板２０上で最も左に位置する実装点を選択する（Ｓ１４）。選択された実装点が複数ある場合には、部品実装順序決定部３０５ａは、最も手前、すなわち最も部品供給部１１５ｃに近い側にある実装点を選択する（Ｓ１６）。なお、後サブ設備１２０ｂの場合には、奥側に部品供給部１１５ｃが存在する。すなわち、奥側ほど部品供給部１１５ｃに近い。このため、後サブ設備１２０ｂについて実装点を選択する際には、最も奥側に位置する実装点を選択する。

図９（ａ）に示すように、四角部品の実装点２２ａおよび２２ｂのうち、最も左の実装点は実装点２２ａである。このため、部品実装順序決定部３０５ａは、第１実装点として実装点２２ａを選択する。

図１０は、第１吸着ノズルの決定処理（図７のＳ４）のフローチャートである。
部品実装順序決定部３０５ａは、Ｓ２の処理で定められた実装点の部品を吸着しているマルチ装着ヘッド１０１において最も左の吸着ノズル１０１ａを選択する（Ｓ２２）。図９に示した例では、吸着ノズルの並びは左右方向に一列である。このため、図８のＳ１２における左端ノズルである第１吸着ノズル１０１ｂに、一意に決定される。しかし、図３に示すマルチ装着ヘッド１０１のように、吸着ノズル１０１ａが左右方向に２列配列されている場合には、図８のＳ１２における左端ノズルは２つ存在する（図３における１番目の吸着ノズルと５番目の吸着ノズル）。このため、２つの吸着ノズル１０１の中で、Ｓ２の処理で定められた実装点の部品を吸着している吸着ノズルを選択する。

選択された吸着ノズル１０１ａが複数ある場合には、部品実装順序決定部３０５ａは、最も手前、すなわち最も部品供給部１１５ｃに近い側にある吸着ノズル１０１ａを選択する（Ｓ２４）。これにより、第１実装点と、第１実装点に実装される部品を吸着する吸着ノズル１０１ａとが決定される。なお、後サブ設備１２０ｂについては、部品実装順序決定部３０５ａは、最も奥側に位置する吸着ノズル１０１ａを選択する。

上述の例では、実装点２２ａの四角部品を吸着している最も左の吸着ノズル１０１ａは、第１吸着ノズル１０１ｂのみである。このため、部品実装順序決定部３０５ａは、第１吸着ノズル１０１ｂが実装点２２ａに実装される四角部品を吸着すると決定する。

これにより、図９（ｂ）に示すように、第１吸着ノズル１０１ｂが四角部品を吸着し、実装点２２ａに装着することが決定される。

図１１は、２番目以降の実装点の実装順序を決定する処理（図７のＳ６）のフローチャートである。

部品実装順序決定部３０５ａは、実装順序が定まっていない吸着ノズル１０１ａに吸着されている部品の実装点のうち、実装順序が決定していない実装点を選択する（Ｓ３２）。

上述の例を用いて説明を行なうと、２番目の実装点の実装順序を決定する際には、部品実装順序決定部３０５ａは、第２吸着ノズル１０１ｃおよび第３吸着ノズル１０１ｄに吸着されている部品の実装点のうち、実装順序が決定していない実装点を選択する。すなわち、部品実装順序決定部３０５ａは、三角部品および丸部品の実装点２２ｃ〜２２ｆのうち、実装順序が決定していない実装点を選択する。まだ、実装点２２ｃ〜２２ｆのすべての実装順序が決定されていないため、部品実装順序決定部３０５ａは、実装点２２ｃ〜２２ｆを選択する。

部品実装順序決定部３０５ａは、Ｓ３２の処理で選択された実装点が複数ある場合には、選択された実装点のうち、最後に定めた実装点の実装位置からのマルチ装着ヘッド１０１の移動時間が最も短い実装点を、次に実装される部品の実装点として選択する（Ｓ３４）。

上述の例では、最後に定められた実装点２２ａの実装位置は、図９（ｂ）に示した位置である。図９（ｃ）に示すように、この実装位置から実装点２２ｃ〜２２ｆまでのマルチ装着ヘッド１０１の移動時間を算出し、マルチ装着ヘッド１０１が最も短い実装点を選択する。ここでは、移動時間に代えて移動距離を用いるものとする。すると、実装点２２ａの実装位置から最も移動距離が近い実装点は、実装点２２ｃである。このため、実装点２２ｃが選択される。

なお、Ｓ３４の処理で選択された実装点が複数ある場合には、部品実装順序決定部３０５ａは、最も左側の位置に存在する実装点を、次に実装される部品の実装点として選択する（Ｓ３６）。

また、Ｓ３６の処理で選択された実装点が複数ある場合には、部品実装順序決定部３０５ａは、最も手前、すなわち最も部品供給部１１５ｃに近い実装点を、次に実装される部品の実装点として選択する（Ｓ３８）。なお、後サブ設備１２０ｂについては、部品実装順序決定部３０５ａは、最も奥側に位置する実装点を選択する。

上述の例では、Ｓ３４の処理で選択される実装点は、実装点２２ｃのみである。このため、実装点２２ｃが、次に実装される部品の実装点として選択される。また、実装点２２ｃに実装される部品は、第２吸着ノズル１０１ｃにより吸着されることが決定される。

実装点が１つ決定された後、部品実装順序決定部３０５ａは、マルチ装着ヘッド１０１の吸着ノズル１０１ａに吸着されている部品のすべてについて実装順序が決定されたか否かを判断する（Ｓ４０）。すべての部品について実装順序が決定されていれば（Ｓ４０でＹＥＳ）、部品実装順序決定部３０５ａは、処理を終了し、決定されていなければ（Ｓ４０でＮＯ）、Ｓ３２〜Ｓ３８の処理を繰返し実行する。

上述の例では、第１吸着ノズル１０１ｂおよび第２吸着ノズル１０１ｃに吸着される部品の実装順序が決定しており、第３吸着ノズル１０１ｄに吸着される部品の実装順序が決定されていない。このため、当該部品の実装順序が同様にして決定される。すなわち、図９（ｄ）に示すように、２番目に定められた実装点２２ｃの実装位置から、第３吸着ノズル１０１ｄに吸着される丸部品の実装点２２ｅおよび２２ｆまでのマルチ装着ヘッド１０１の移動距離が算出される。実装点２２ｃの実装位置から実装点２２ｆまでの移動距離のほうが、実装点２２ｃの実装位置から実装点２２ｅまでの移動距離よりも短いため、図９（ｅ）に示されるように、実装点２２ｆが３番目の実装点として決定される。また、実装点２２ｆに実装される部品は、第３吸着ノズル１０１ｄにより吸着されることが決定される。

これにより、図９（ｆ）に示すように、最初に実装点２２ａに第１吸着ノズル１０１ｂが四角部品を実装し、次に、実装点２２ｃに第２吸着ノズル１０１ｃが三角部品を実装し、最後に実装点２２ｆに第３吸着ノズル１０１ｄが丸部品を実装するという実装順序が決定される。

図１２は、実装順序の再設定処理（図７のＳ８）のフローチャートである。
部品実装順序決定部３０５ａは、Ｓ２〜Ｓ６の処理で決定された部品の実装順序を変更することにより、マルチ装着ヘッド１０１の移動時間が最小となる経路を決定する（Ｓ５２）。なお、移動時間が最小となる経路は、焼きなまし法を用いて決定される。焼きなまし法は、周知の技術である。このため、その詳細な説明はここでは繰り返さない。

Ｓ５２の処理により、Ｓ２〜Ｓ６の処理で決定された実装順序よりも移動時間が短い経路が発見された場合には（Ｓ５４でＹＥＳ）、部品実装順序決定部３０５ａは、Ｓ５２の処理で求められた経路を、部品の実装順序として決定する（Ｓ５６）。より移動時間が短い経路が発見されなかった場合には（Ｓ５４でＮＯ）、何も処理を行なわない。

上述の例では、実装順序は、実装点２２ａ、実装点２２ｃおよび実装点２２ｆの順であると決定されているが、この実装順序よりもマルチ装着ヘッド１０１の移動時間が短い経路は存在しなかったものとする。

図１３は、実装順序を適宜逆順にする処理（図７のＳ１０）のフローチャートである。
部品実装順序決定部３０５ａは、Ｓ８までの処理で決定された実装順序において、第１実装点の実装座標と最終実装点の実装座標とを比較する（Ｓ６２）。

比較の結果、部品認識カメラ１０２から最終実装点までの距離が、部品認識カメラ１０２から第１実装点までの距離よりも短い場合には（Ｓ６４ＹＥＳ）、部品実装順序決定部３０５ａは、実装順序の経路を逆に辿る経路を新たな実装順序として設定する（Ｓ６６）。

第１実装点および最終実装点のうち、部品認識カメラ１０２からの距離が近い実装点を新たな第１実装点とすることにより、部品認識カメラ１０２による部品の認識から第１実装点への部品実装までの時間を短くすることができる。一方、第１実装点への部品実装開始から最終実装点への部品実装終了までの時間は正順であっても逆順であっても同じである。このため、部品認識カメラ１０２からの距離が近い実装点を第１実装点とすることにより、部品認識カメラ１０２による部品の認識終了後、最終実装点に部品が実装されるまでの時間を短くすることができる。最終実装点の位置に関わらず、部品実装が終了し当該位置よりマルチ装着ヘッド１０１が退避を開始した時点で、対抗する位置に存在するサブ設備のマルチ装着ヘッド１０１は、部品の装着を開始できる。そのため、基板を１枚生産するのに必要なタクトタイムを短くすることができる。

上述の例では、図９（ｆ）に示すように、第１実装点である実装点２２ａのほうが最終実装点である実装点２２ｆよりも部品認識カメラ１０２に近い。このため、実装順序の逆転は行われない。

以上説明した処理により、部品実装順序が決定される。部品実装機１００は、決定された部品実装順序に従い、基板２０上に部品を実装する。

本実施の形態によると、マルチ装着ヘッド１０１の左端の第１吸着ノズル１０１ｂに着目し、第１吸着ノズル１０１ｂで吸着する部品の実装点のうち、基板２０の最も左に位置する実装点を第１実装点とする。これにより、基板２０の左端から右端にかけて順次部品を実装するような実装順序を決定することができる。たとえば、基板２０の中心付近に存在する実装点を第１実装点とし、実装順序を決定した場合には、部品実装が進むにつれ、基板２０の左端または右端に部品が残ることになる。このため、部品実装の終わりに近いターンでは、マルチ装着ヘッド１０１が基板２０の左端から右端（または右端から左端）まで移動するような実装順序が決定されてしまう。しかし、本実施の形態のように、左端から右端にかけて順次部品を実装するような実装順序とすることにより、部品実装の終わりに近いターンで、基板２０の左端および右端に部品が残るということがなくなり、移動時間または移動距離の短い実装順序を決定することができる。

また、本実施の形態に示した処理によると、１つの実装点が決まると、順次次の実装点が決定されるため、現実的な時間で実装順序を決定することができる。

なお、左端に位置する実装点が複数存在する場合には、部品供給部１１５ｃに近い実装点を第１実装点としている。これにより、実装開始までの時間を短くすることができる。よって、実装終了までの時間を短くすることができる。一方、最終実装点の位置に関わらず、部品実装が終了し当該位置よりマルチ装着ヘッド１０１が退避を開始した時点で、対抗する位置に存在するサブ設備のマルチ装着ヘッド１０１は、部品の装着を開始できる。そのため、基板を１枚生産するのに必要なタクトタイムを短くすることができる。

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を行ったが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施の形態では、マルチ装着ヘッド１０１の左端の第１吸着ノズル１０１ｂに着目し、第１吸着ノズル１０１ｂで吸着する部品の実装点のうち、基板２０の最も左に位置する実装点を第１実装点としているが、マルチ装着ヘッド１０１の右端の第３吸着ノズル１０１ｄに着目し、第１実装点を決定するようにしてもよい。すなわち、第３吸着ノズル１０１ｄで吸着する部品の実装点のうち、基板２０の最も右に位置する実装点を第１実装点とするようにしてもよい。

また、実装順序を適宜逆順にする処理（図１３）のＳ６４の処理において、第１実装点および最終実装点のうち、部品認識カメラ１０２までの距離が短いものを第１実装点と決定しているが、前サブ設備１２０ａにおいては手前側にあるもの、後サブ設備１２０ｂにおいては奥側にあるもの、すなわち、部品供給部１１５ｃに近い実装点を第１実装点とするようにしてもよい。

さらに、第１実装点の決定処理（図７のＳ２、図８）では、部品実装順序決定部３０５ａは、図８のＳ１２の処理で選択された部品の実装点のうち、最も左に位置する実装点を優先して選択し（図８のＳ１４）、最も左に位置する実装点が複数存在する場合には、最も手前に位置する実装点を選択するようにしている（図８のＳ１６）。しかし、第１実装点の決定方法はこれ以外の方法であってもよい。たとえば、次式（１）に示すような評価関数を定め、評価関数が最小となる座標の実装点を第１実装点と決定しても良い。

評価関数＝αＸｉ＋βＹｉ …（１）
（Ｘｉは実装点ｉのＸ座標、Ｙｉは実装点ｉのＹ座標、α、βは重み）

たとえば、重みをα＝０．５、β＝１と設定した場合には、図９（ａ）において基板２０の左斜め手前側の実装点が優先して第１実装点として選択される。なお、後サブ設備１２０ｂにおいては、右斜め奥側から優先して実装点を選択させるために、重みをα＝−０．５、β＝−１などとすればよい。すなわち、重みαおよびβを負の値にすることにより、右斜め奥側の実装点ほど値が小さくなるような評価関数を作ることができる。なお、図８のＳ１４の処理では、α＝１、β＝０とした評価関数により評価を行なったのと同じ結果になる。図８に示す第１実装点の決定処理では、最も左に位置する実装点を優先して選択している（図８のＳ１４）。このため、Ｘ座標は小さいもののＹ座標が大きい実装点、すなわち、左奥側に位置する部品供給部１１５ｃより遠い実装点が第１実装点とされる可能性がある。しかし、評価関数を用いることにより、確実に左手前側の実装点を第１実装点とすることができる。また、評価関数の重みを調整することにより、第１実装点の選択位置をより柔軟に設定することができる。上述のように、前サブ設備１２０ａに関しては重みαを正の値に設定することにより、Ｓ１２の処理で着目した吸着ノズル１０１ａの位置（左）に対応した側（左側）に位置する実装点を選択することができるようになる。後サブ設備１２０ｂに関しては重みαを負の値に設定することにより、Ｓ１２の処理で着目した吸着ノズル１０１ａの位置（右）に対応した側（右側）に位置する実装点を選択することができるようになる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、部品実装機による部品実装順序を決定する部品実装順序決定装置等に適用できる。

本発明の実施の形態に係る部品実装システムの外観図である。 部品実装機による部品実装について説明するための、部品実装機の内部構成を示す平面図である。 マルチ装着ヘッドに配置される吸着ノズルの並びを説明するための図である。 部品実装順序決定装置の構成を示す機能ブロック図である。 実装点データの一例を示す図である。 部品ライブラリの一例を示す図である。 部品実装順序決定部が実行する実装順序決定処理のフローチャートである。 第１実装点の決定処理のフローチャートである。 部品実装順序決定処理を説明するための図である。 第１吸着ノズルの決定処理のフローチャートである。 ２番目以降の実装点の実装順序を決定する処理のフローチャートである。 実装順序の再設定処理のフローチャートである。 実装順序を適宜逆順にする処理のフローチャートである。

符号の説明

２０ 基板
２２ａ〜２２ｆ 実装点
１００ 部品実装機
１０１ マルチ装着ヘッド
１０１ａ 吸着ノズル
１０１ｂ 第１吸着ノズル
１０１ｃ 第２吸着ノズル
１０１ｄ 第３吸着ノズル
１０２ 部品認識カメラ
１１５ｃ 部品供給部
１２０ａ 前サブ設備
１２０ｂ 後サブ設備
３００ 部品実装順序決定装置
３０１ 演算制御部
３０２ 表示部
３０３ 入力部
３０４ メモリ部
３０５ プログラム格納部
３０５ａ 部品実装順序決定部
３０６ 通信Ｉ／Ｆ部
３０７ データベース部
３０７ａ 実装点データ
３０７ｂ 部品ライブラリ
３０７ｃ 実装順序データ

Claims (9)

1. 基板に部品を実装する部品実装機における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、
   吸着する部品が予め定められている装着ヘッドが備える複数の吸着ノズルの並びにおいて、いずれか一方の最も端に位置する吸着ノズルが吸着する部品を選択する部品選択ステップと、
   選択された前記部品の基板における実装点のうち、前記基板上における前記いずれか一方の最も端と同じ側に位置する実装点を第１実装点と決定する第１実装点決定ステップと、
   実装順序が決定されていない部品の実装点のうち、最後に決定された実装点からの前記装着ヘッドの移動時間が最も短くなる実装点を、前記複数の吸着ノズルに保持されている部品が無くなるまで順次選択することにより、前記複数の吸着ノズルが吸着する部品の実装順序を決定する実装順序決定ステップと
   を含む部品実装順序決定方法。
2. 前記第１実装点決定ステップでは、選択された前記部品の基板における実装点のうち、前記いずれか一方の最も端と同じ前記基板上の最も端に位置する実装点を第１実装点と決定する
   請求項１に記載の部品実装順序決定方法。
3. 前記第１実装点決定ステップでは、さらに、決定された前記第１実装点が複数存在する場合には、複数の前記第１実装点のうち、前記吸着ノズルに部品を供給する部品供給部に最も近い実装点を新たな第１実装点と決定する
   請求項１または２に記載の部品実装順序決定方法。
4. 前記第１実装点決定ステップでは、前記吸着ノズルの並びの方向をＸ方向とし、当該Ｘ方向に直交する方向をＹ方向とし、基板上の実装点のＸ座標とＹ座標とをそれぞれ重み付けした合計値を算出する評価関数を定義し、部品を供給する部品供給部が基板のいずれの側に位置するかを含む条件に応じて前記評価関数における前記重みを決定した場合に、当該評価関数の値が最も小さくなるＸ座標およびＹ座標を有する実装点を第１実装点と決定する
   請求項１に記載の部品実装順序決定方法。
5. さらに、前記実装順序決定ステップにおいて決定された実装順序において、最終実装点から部品を認識する部品認識カメラまでの距離が、第１実装点から前記部品認識カメラまでの距離よりも短い場合には、前記実装順序を逆順にしたものを新たな部品の実装順序と決定するステップを含む
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品実装順序決定方法。
6. 基板に部品を実装する部品実装機における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、
   吸着する部品が予め定められている装着ヘッドが備える複数の吸着ノズルの並びにおいて、いずれか一方の最も端に位置する吸着ノズルが吸着する部品を選択する部品選択手段と、
   選択された前記部品の基板における実装点のうち、前記基板上における前記いずれか一方の最も端と同じ側に位置する実装点を第１実装点と決定する第１実装点決定手段と、
   実装順序が決定されていない部品の実装点のうち、最後に決定された実装点からの前記装着ヘッドの移動時間が最も短くなる実装点を、前記複数の吸着ノズルに保持されている部品が無くなるまで順次選択することにより、前記複数の吸着ノズルが吸着する部品の実装順序を決定する実装順序決定手段と
   を備える部品実装順序決定装置。
7. 基板に部品を実装する部品実装方法であって、
   吸着する部品が予め定められている装着ヘッドが備える複数の吸着ノズルの並びにおいて、いずれか一方の最も端に位置する吸着ノズルが吸着する部品を、当該部品の基板における実装点のうち、前記基板上における前記いずれか一方の最も端と同じ側に位置する実装点に最初に装着するステップと、
   最後に決定された実装点からの前記装着ヘッドの移動時間が最も短くなる実装点に順次部品を装着することにより、前記複数の吸着ノズルが吸着する部品を前記基板上に装着するステップと
   を含む部品実装方法。
8. 基板に部品を実装する部品実装機であって、
   各々が部品を吸着する複数の吸着ノズルを有する装着ヘッドと、
   装着ヘッドに備えられている複数の吸着ノズルの並びにおいて、いずれか一方の最も端に位置する吸着ノズルが吸着する部品を選択する部品選択手段と、
   選択された前記部品の基板における実装点のうち、前記基板上における前記いずれか一方の最も端と同じ側に位置する実装点を第１実装点と決定する第１実装点決定手段と、
   実装順序が決定されていない部品の実装点のうち、最後に決定された実装点からの前記装着ヘッドの移動時間が最も短くなる実装点を、前記複数の吸着ノズルに保持されている部品が無くなるまで順次選択することにより、前記複数の吸着ノズルが吸着する部品の実装順序を決定する実装順序決定手段とを備え、
   前記装着ヘッドは、決定された前記部品の実装順序に従い、前記基板上に部品を装着する
   部品実装機。
9. 基板に部品を実装する部品実装機における部品の実装順序を決定するプログラムであって、
   吸着する部品が予め定められている装着ヘッドが備える複数の吸着ノズルの並びにおいて、いずれか一方の最も端に位置する吸着ノズルが吸着する部品を選択する部品選択ステップと、
   選択された前記部品の基板における実装点のうち、前記基板上における前記いずれか一方の最も端と同じ側に位置する実装点を第１実装点と決定する第１実装点決定ステップと、
   実装順序が決定されていない部品の実装点のうち、最後に決定された実装点からの前記装着ヘッドの移動時間が最も短くなる実装点を、前記複数の吸着ノズルに保持されている部品が無くなるまで順次選択することにより、前記複数の吸着ノズルが吸着する部品の実装順序を決定する実装順序決定ステップと
   をコンピュータに実行させるプログラム。

Images