JP2009200427A - Method for optimizing mounting operation in mounting line - Google Patents
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Description
本発明は、実装ラインにおける実装動作の最適化方法、特に実装ラインを構成する複数の実装機において、生産効率である生産タクトタイムのみでなく、可能な範囲で実装動作に含まれる部品の吸着動作や搭載動作を変更し、搭載精度を向上した上で最適化する際に適用して好適な実装ラインにおける実装動作の最適化方法に関する。 The present invention relates to a method for optimizing a mounting operation in a mounting line, and in particular, in a plurality of mounting machines constituting the mounting line, not only a production tact time which is a production efficiency but also a suction operation of components included in the mounting operation as much as possible The present invention relates to a method for optimizing a mounting operation in a mounting line suitable for optimization after changing mounting operation and improving mounting accuracy.
搭載ヘッドにより目的の電子部品を吸着した後、基板上に搭載する実装動作を通して完成される実装基板は、通常複数の実装機を連結した実装ラインにおいて生産される。 A mounting substrate that is completed through a mounting operation in which a target electronic component is picked up by a mounting head and then mounted on the substrate is usually produced in a mounting line that connects a plurality of mounting machines.
その生産に際しては、実装ライン全体で1枚の基板を生産するための所要時間として目標の生産タクトタイムが設定され、この目標タクトタイムが満足されるように、実装ラインを構成する各実装機の組合せが決定されると共に、決定された各実装機に対する実装部品の振り分けが行なわれる(例えば、特許文献1参照)。 During the production, a target production tact time is set as a required time for producing one board in the entire mounting line, and each mounting machine constituting the mounting line is satisfied so that the target tact time is satisfied. The combination is determined, and the mounted components are allocated to the determined mounting machines (see, for example, Patent Document 1).
この実装部品の振り分けに際しては、例えば特許文献2では、実装機毎に実装順序の最適化を行ない、それに基づいてタクトシミュレーションを実施し、その結果から実装機間のタクトタイムのばらつきが許容範囲内になるように最適化されている。
For example, in
ところで、従来の実装ラインにおける実装動作の最適化に際しては、目標の生産タクトタイムを設定し、ラインとしてこれを満足していることを条件に部品の振り分け(生産データの割り振り)を行なっているため、実装機間で搭載する部品の点数に多少の偏りが発生することが起こり、この場合には、ライン上で基板が流れずに待ってしまう実装機が発生する。 By the way, when optimizing the mounting operation in the conventional mounting line, the target production tact time is set, and parts are distributed (production data allocation) on the condition that this line is satisfied. Some deviation occurs in the number of components to be mounted between mounting machines, and in this case, a mounting machine that waits without a substrate flowing on the line is generated.
例えば、2台の実装機でそれぞれ搭載する部品の点数のバランスが6:4となったとすると、通常は6の部品を搭載する実装機の方がタクトタイムが長くなるため、基板が流れず、4の部品を搭載する実装機はタクトタイムが短い分、無駄に待機する時間が発生することになる。 For example, if the balance of the number of components to be mounted on two mounting machines is 6: 4, the mounting machine on which 6 components are normally mounted has a longer tact time, so the board does not flow, Since the mounting machine having the component No. 4 has a short tact time, a waiting time is wasted.
しかしながら、従来は、実装ラインにおいて、実装機毎に搭載する部品点数の偏りに起因して実装機間でタクトタイムに差が発生するため、ライン上の基板の流れに渋滞が発生する場合でも特にそれを考慮していなかった。 However, in the past, since there is a difference in the tact time between the mounting machines due to the uneven number of parts to be mounted for each mounting machine in the mounting line, especially when there is a congestion in the board flow on the line. I did not consider it.
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、実装ラインを構成する複数の実装機の間でタクトタイムに差が発生する場合、実装機の動作環境を修正することにより、部品の搭載精度を向上することができる実装ラインにおける実装動作の最適化方法を提供することを課題とする。 The present invention was made to solve the above-described conventional problems, and when there is a difference in tact time between a plurality of mounting machines constituting a mounting line, by correcting the operating environment of the mounting machine, It is an object of the present invention to provide a method for optimizing a mounting operation in a mounting line that can improve the mounting accuracy of components.
本発明は、実装ラインを構成する複数の実装機にそれぞれ振り分けられた部品を、各実装機により搭載ヘッドを用いて基板上に順次搭載して実装基板を生産する際の生産タクトタイムが、予め設定した目標タクトタイム内に収まるようにタクトシミュレーションを行ない、各実装機毎に最適な実装動作を決定する実装ラインにおける実装動作の最適化方法において、前記タクトシミュレーションを、複数部品の同時吸着と搭載ヘッドの高速移動を優先して行ない、該タクトシミュレーションにより各実装機毎に求められるタクトタイムからボトルネックとなっている最遅の実装機を特定し、前記最遅の実装機以外の少なくとも一つの実装機に対しては、該最遅の実装機とのタクトタイムの差分に応じて、複数部品の個別吸着及び搭載ヘッドの低速移動の少なくとも一方を選択し、実装動作を変更して、搭載精度を向上することにより、前記課題を解決したものである。 In the present invention, a production tact time for producing a mounting board by sequentially mounting components distributed to a plurality of mounting machines constituting a mounting line on a board using a mounting head by each mounting machine is determined in advance. Tact simulation is performed so that it falls within the set target tact time, and in the mounting operation optimization method in the mounting line that determines the optimal mounting operation for each mounting machine, the tact simulation is simultaneously picked up and mounted on multiple components. Prioritize high-speed movement of the head, identify the slowest mounting machine that is the bottleneck from the tact time required for each mounting machine by the tact simulation, and at least one other than the slowest mounting machine For the mounting machine, according to the difference in tact time with the latest mounting machine, individual suction of multiple parts and mounting head Fast select at least one of movement, by changing the mounting operation, by improving the mounting accuracy is obtained by solving the above problems.
本発明においては、前記実装動作を変更する際、大形部品に対しては搭載ヘッドの低速移動を優先して選択するようにしてもよい。 In the present invention, when changing the mounting operation, low speed movement of the mounting head may be preferentially selected for a large component.
本発明によれば、タクトタイムが最大の実装機以外の実装機については、タクトタイムの差に応じて部品の吸着動作を個別吸着にしたり、搭載動作を遅くしたりする動作環境の修正を行なうようにしたので、その分基板への部品搭載精度を向上することができるようになる。 According to the present invention, for a mounting machine other than the mounting machine having the maximum tact time, the operation environment is modified such that the component suction operation is individually picked up or the mounting operation is delayed according to the difference in tact time. As a result, the component mounting accuracy on the board can be improved accordingly.
図1は、本発明に係る一実施形態に適用される実装ラインの概要を示すイメージ図である。 FIG. 1 is an image diagram showing an outline of a mounting line applied to an embodiment according to the present invention.
この実装ラインは、1台のホストコンピュータで管理されている実装機A〜Cで示す3台の実装機が1列に連結された構成からなり、各実装機A〜Cに振り分けられた部品が、同方向に流れる基板上に順次搭載され、実装基板が生産されるようになっている。 This mounting line has a configuration in which three mounting machines indicated by mounting machines A to C managed by one host computer are connected in a row, and the components distributed to each mounting machine A to C are arranged. These are mounted sequentially on a substrate flowing in the same direction, and a mounting substrate is produced.
本実施形態における実装動作の最適化の基本的な流れを図2のフローチャートに示す。まず、ステップ1で各実装機への生産データ(基板上に搭載する部品と搭載座標を含む)の割り振りを行ない、ステップ2では各実装機毎に生産データとして振り分けられた実装部品についてフィーダ配置と搭載順を最適化により決定する。
A basic flow of mounting operation optimization in the present embodiment is shown in the flowchart of FIG. First, in
次のステップ3では、決定されたフィーダ配置と搭載順に基づいてラインシミュレーション(タクトシュミレーション)を実行してラインタクトタイム(各実装機毎のタクトタイム)の計測(計算)を行ない、各実装機間のラインタクトタイムのばらつきが許容範囲に入っているか否かの比較を行ない、入っていない場合は入るまで上記ステップ1〜3の各処理を繰り返して行なう(ステップ4)。このフローチャートに従って行なう最適化処理は、基本的には前記特許文献2の場合と同様である。
In the
この図2について詳述すると、実装機単体の最適化においては、単体のタクトタイムを向上させるために、即ち各実装機毎に振り分けられた部品を最短時間で実装できるようにするために、ステップ2では可能な限り同時吸着を優先して吸着と搭載動作の順番を決定する。 Referring to FIG. 2 in detail, in the optimization of a single mounting machine, in order to improve the tact time of the single mounting machine, that is, in order to be able to mount the components allocated to each mounting machine in the shortest time, In 2, the order of suction and mounting operation is determined giving priority to simultaneous suction as much as possible.
一方、実装ライン全体の最適化として見た場合、特定の実装機だけタクトタイムが短くても仕方が無い。そのため、ステップ1で生産データを各実装機へ割り振りを行なう際に、本来であれば各実装機毎に対象部品の実装に要するタクトタイムは均一になるのがベストであるが、実装機毎の装置状況(設備の違い)等の外的要因によっては必ずしも均一にならない。
On the other hand, when viewed as optimization of the entire mounting line, there is no help for a specific mounting machine having a short tact time. For this reason, when allocating production data to each mounting machine in
その場合は、前記ステップ3で実行したラインシミュレーション結果を元に、ステップ1に戻って各実装機へ生産データの再割り振りと、再割り振り結果についてステップ2の各実装機のフィーダ配置と搭載順の最適化を行なう(ステップ4)。
In that case, based on the result of the line simulation executed in
即ち、まず各実装機への生産データの再割り振りに関しては、ステップ3のラインシミュレーションの結果を元に行なわれ、次に各実装機における最適化を実施する。
That is, first, the reallocation of production data to each mounting machine is performed based on the result of the line simulation in
ここで、実装機における搭載順に関して、搭載ヘッドが有する複数ノズルにより同時吸着が可能な範囲内であるときは同時吸着を優先させる。但し、部品を個別に吸着する順次吸着を行なった方が正確なので搭載精度的には良いため、例えば吸着可能範囲にぎりぎりの時には順次吸着を優先させて行なう。 Here, regarding the mounting order in the mounting machine, when the simultaneous suction is possible by the plurality of nozzles of the mounting head, the simultaneous suction is prioritized. However, since it is more accurate to perform the sequential suction for individually picking up the components, the mounting accuracy is good. For example, the suction is prioritized when the suction is possible.
又、搭載ヘッドの移動速度である軸速度も同様に最高速でタクトタイムの短縮を図るよりも、例えば慣性力が大きい大形部品等であれば、速度を落とすことによって搭載精度を優先する方が良い場合が考えられる。 In addition, the axis speed, which is the moving speed of the mounting head, is also the highest speed. For example, in the case of large parts with large inertial force, priority is given to mounting accuracy by reducing the speed, rather than shortening the tact time. It is possible that there is a good case.
そのために、各実装機の最適化時に求められるタクトタイムの中で最も遅い最遅実装機のタクトタイムを参照し、他の各実装機のタクトタイムに余裕があるか否かを評価することによって、余裕のある実装機については最適化された結果から同時吸着を崩して個別吸着にするか、慣性力が大きい部品であるために軸速度を変更して遅くするか等の判定を行ない、精度を考慮したタクトタイムを算出する。 For this purpose, by referring to the tact time of the latest slowest mounting machine among the tact times required at the time of optimization of each mounting machine, and evaluating whether there is a margin in the tact time of each other mounting machine For a mounting machine with a margin, it is judged whether the simultaneous suction is broken from the optimized result to individual suction, or because it is a part with a large inertia force, the shaft speed is changed and slowed down. Tact time is calculated in consideration of
何故なら、ラインシミュレーションによる複数枚の基板生産の計算においては基板の搬送時間を含めて評価を行なうため、許容範囲内でも各実装機のタクトタイムにばらつきがある場合には、最も遅い実装機の生産タクトがボトルネックとなり、その前工程にある実装機の搬送バッファに生産途中の基板が待機状態になる場合がある。 This is because in the calculation of the production of multiple boards by line simulation, evaluation including the board transfer time is performed, and if the tact time of each mounting machine varies within the allowable range, the slowest mounting machine The production tact becomes a bottleneck, and a substrate in the middle of production may be in a standby state in the transfer buffer of the mounting machine in the previous process.
従って、このラインシミュレーション結果を実装機の各実装動作の最適化時に参照し、最も遅い実装機の前工程の実装機については、後ろが遅いために早く処理する必要がないので、同時吸着を崩すか、軸速度を変更することにより、基板搬送待ち時間を短縮できるようにする。 Therefore, this line simulation result is referred to when optimizing each mounting operation of the mounting machine. For the mounting machine in the previous process of the slowest mounting machine, it is not necessary to process it quickly because the back is slow. Alternatively, the substrate transfer waiting time can be shortened by changing the axis speed.
次に、本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
前述した図2のフローチャートに従って、各実装機への生産データの割り振りを行ない(ステップ1)、割り振られた生産データに基づいて実装機内のフィーダ配置と搭載順を最適化により決定し(ステップ2)、最適化された搭載順に従ってラインシミュレーションを実行する(ステップ3)。この作業を実装機間のタクトタイムのばらつきが許容範囲になるように繰り返すことにより(ステップ4)、図3に示すようにラインタクトタイム(ここではライン全体のトータルとしてのタクトタイム)は推移し、最終的には略一定のタクトタイムに収束する。 According to the flowchart of FIG. 2 described above, production data is allocated to each mounting machine (step 1), and feeder arrangement and mounting order in the mounting machine are determined by optimization based on the allocated production data (step 2). Then, line simulation is executed according to the optimized mounting order (step 3). By repeating this operation so that the variation of the tact time between the mounting machines is within the allowable range (step 4), the line tact time (here, the total tact time of the entire line) changes as shown in FIG. Finally, it converges to a substantially constant tact time.
次いで、上記のように推移した結果(収束した最短所要時間)を基に、各実装機に割り振られた生産データについて、本実施形態により実行する最適化を図4に示すフローチャートに従って説明する。 Next, optimization executed according to the present embodiment on the production data allocated to each mounting machine will be described according to the flowchart shown in FIG.
先ず、実装機内のフィーダ配置及び搭載順の決定を行なうが、前記ステップ1〜3と同様にフィーダ配置を決定し(ステップ11)、決定されたフィーダ配置について同一吸着パターンからの搭載順を内部において決定し(ステップ12)、決定された搭載順についてタクトタイムの計算を行なう(ステップ13)。割り振られた全ての生産データの搭載順が決定された時点で(ステップ14)、積み上げられたラインタクトタイムと目標値である最適タクトタイムの比較を行なう(ステップ15)。
First, the feeder arrangement in the mounting machine and the order of loading are determined, but the feeder arrangement is determined in the same manner as in
なお、ここで、積み上げられたラインタクトタイムは最も遅い実装機のタクトタイムに、又、最適タクトタイムは対象とする実装機のタクトタイムにそれぞれ相当し、いずれも後述する標準パターン(可能な限り同時吸着と軸速度最大を採用)で計算した時間である。 Here, the accumulated line tact time corresponds to the tact time of the latest mounting machine, and the optimum tact time corresponds to the tact time of the target mounting machine. This time is calculated using simultaneous adsorption and maximum shaft speed.
比較した結果、最適タクトタイムの方が早く(ステップ16)、最適タクトタイムとラインタクトタイムの差が許容範囲内である場合は、各実装機毎に作成された搭載順データから、その差を基に妥当な搭載順データを選択し(ステップ17)、部品サイズ、同時吸着回数、搭載タクトを元に変更する箇所の選定を行ない、同時吸着を崩すパターンと軸速度を変更するパターンを作成すると共に、各パターン毎にタクトタイムの計算を行ない(ステップ18)、図5にイメージを示すようなデータテーブルを予め作成しておく。 As a result of comparison, when the optimum tact time is earlier (step 16) and the difference between the optimum tact time and the line tact time is within the allowable range, the difference is calculated from the mounting order data created for each mounting machine. Based on the appropriate mounting order data (step 17), the location to be changed is selected based on the component size, the number of simultaneous suctions, and the mounting tact, and the pattern that breaks the simultaneous suction and the pattern that changes the shaft speed are created. At the same time, the tact time is calculated for each pattern (step 18), and a data table as shown in FIG. 5 is created in advance.
このデータテーブルは、対象の実装機について、F−56とF−58で示す同時吸着が可能な2つの吸着位置から吸着した部品を、16点の搭載座標(X,Y)に順次搭載する場合の所要時間であるタクトタイムを計算した結果の一例であり、可能な限り同時吸着を行なう場合の最適タクトタイム(標準パターン)と、全て個別吸着を行なう場合の同時吸着崩しタクトタイム(同時吸着崩しパターン)と、搭載ヘッドのXY移動を全て低速で行なう場合の軸速度変更タクトタイム(軸速度変更パターン)を表している。 This data table is for the case where the components picked up from the two picking positions indicated by F-56 and F-58 for the target mounting machine are sequentially mounted on the 16 mounting coordinates (X, Y). This is an example of the result of calculating the tact time, which is the required time for the optimal tact time (standard pattern) when performing simultaneous adsorption as much as possible, and the simultaneous adsorption collapse tact time (when performing simultaneous adsorption) Pattern) and an axis speed change tact time (axis speed change pattern) when the XY movement of the mounting head is all performed at a low speed.
続いて、前記ラインシミュレーションの結果から決定されるボトルネックとなる最遅の実装機と、その前工程の対象の実装機の各単体のタクトを比較すると共に、各パターン毎に算出されたタクトタイムを参照して適切なパターンを選択する。即ち、算出されたタクトタイムを当て嵌めた結果が良ければ(そのタクトタイムを当て嵌めたとしてもラインタクトタイム以内であれば)(ステップ19)、実装機の最適化結果として出力する(ステップ20)。 Subsequently, the tact time calculated for each pattern is compared with the individual tact of each of the latest mounting machine that is the bottleneck determined from the result of the line simulation and the mounting machine that is the target of the preceding process. To select an appropriate pattern. That is, if the result of fitting the calculated tact time is good (if the tact time is fitted, it is within the line tact time) (step 19), it is output as the optimization result of the mounting machine (step 20). ).
ここで、上記の適切なパターンの選択について、図6の図表に示したNo.1とNo.2のパターンを具体例として説明する。 Here, regarding the selection of the appropriate pattern, the No. shown in the chart of FIG. 1 and No. The second pattern will be described as a specific example.
パターンNo.1は、前記図5と同一の例であり、パターンNo.2は、同時吸着可能なF−60とF−62から16点の搭載座標に搭載する場合の各パターンについて、同様にタクトタイムを計算した結果の例である。 Pattern No. 1 is the same example as in FIG. 2 is an example of the result of calculating the tact time in the same manner for each pattern when mounted on 16 mounting coordinates from F-60 and F-62 that can be simultaneously sucked.
いま、最適タクト、同時吸着タクト、軸速度変更タクトを、図6にも併記したように、それぞれA、B、Cで表わすと、Aに対するB、Cの各差分は、同図下段部に示す表のようになる。 Now, as shown in FIG. 6, the optimum tact, simultaneous tact tact, and shaft speed change tact are represented by A, B, and C, respectively. It looks like the table.
一方、この例では、ラインタクトタイムが34.83秒、最適タクトタイムが32.81秒であったとすると、その差分は2.02秒となる。 On the other hand, in this example, if the line tact time is 34.83 seconds and the optimum tact time is 32.81 seconds, the difference is 2.02 seconds.
この差分2.02秒分に収まるのは、パターンNo.1とNo.2共にB−Aであり、より近いのがパターンNo.2であるため、実装動作をこのNo.2の同時吸着崩しパターンに変更する置き換えを行なう。 The difference within 2.02 seconds is the pattern No. 1 and No. 2 is B-A, and the pattern No. is closer. No. 2, so that the mounting operation is Replacement is performed to change to the simultaneous adsorption break-up pattern of 2.
以上詳述した本実施形態によれば、タクトシミュレーションによりタクトタイムを計算することにより決定される最遅実装機のタクトタイムと、前工程の実装機のタクトタイムを比較し、その差分に応じて前工程の実装機について、目標のラインタクトタイムに影響の無い範囲で精度を向上することができる。 According to the embodiment described in detail above, the tact time of the latest mounting machine determined by calculating the tact time by tact simulation is compared with the tact time of the mounting machine of the previous process, and according to the difference The accuracy of the pre-mounting machine can be improved within a range that does not affect the target line tact time.
なお、本発明を適用する対象の実装機としては、渋滞発生防止の観点から前工程の実装機が最適であるが、搭載精度向上の意味から最遅実装機以外の任意の実装機に適用してよいことは言うまでもない。 As the mounting machine to which the present invention is applied, the mounting machine in the previous process is optimal from the viewpoint of preventing the occurrence of traffic jams, but it can be applied to any mounting machine other than the latest mounting machine from the viewpoint of improving mounting accuracy. Needless to say.
A〜C…実装機 AC ... Mounting machine
Claims (2)
前記タクトシミュレーションを、複数部品の同時吸着と搭載ヘッドの高速移動を優先して行ない、
該タクトシミュレーションにより各実装機毎に求められるタクトタイムからボトルネックとなっている最遅の実装機を特定し、
前記最遅の実装機以外の少なくとも一つの実装機に対しては、該最遅の実装機とのタクトタイムの差分に応じて、複数部品の個別吸着及び搭載ヘッドの低速移動の少なくとも一方を選択し、実装動作を変更して、搭載精度を向上することを特徴とする実装ラインにおける実装動作の最適化方法。 The production tact time for producing the mounting board by sequentially mounting the components allocated to the plurality of mounting machines that make up the mounting line on the board by using the mounting head by each mounting machine is the target tact set in advance. In the mounting operation optimization method in the mounting line that performs the tact simulation to fit within the time and determines the optimal mounting operation for each mounting machine,
The tact simulation is performed with priority given to simultaneous suction of multiple parts and high-speed movement of the mounting head.
Identify the latest mounting machine that is the bottleneck from the tact time required for each mounting machine by the tact simulation,
For at least one mounting machine other than the slowest mounting machine, at least one of individual suction of a plurality of components and low-speed movement of the mounting head is selected according to the difference in tact time with the slowest mounting machine The mounting operation is optimized in the mounting line, wherein the mounting operation is changed to improve mounting accuracy.
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