JP2009253044A - 実装データ作成方法、実装データ作成装置、部品実装機、プログラムおよびデータ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】部品実装動作の最適化結果の分析を正確かつ高速に行うための実装データを作成する実装データ作成方法を提供する。
【解決手段】
部品実装機に対して特定の基板への部品実装動作を指示するための実装データ３０７ｇを作成する実装データ作成方法であって、部品実装機による特定の基板への部品実装動作を最適化することにより得られる前記実装データ３０７ｇに、前記最適化のための条件を示す最適化条件データ３２８を追加する最適化条件データ追加ステップを含むことを特徴とする。
【選択図】図２２

Description

本発明は、部品実装機に対して特定の基板への部品実装動作を指示するための実装データを作成する実装データ作成方法に関する。

従来、部品実装機によるプリント基板などの基板上への部品実装動作を最適化するための手法が種々提案されている。例えば、複数の部品を一度に吸着および搬送することができるマルチ装着ヘッドを用いた部品実装動作の最適化手法として、刈り上げ法、タスクグループ生成法、貪欲法および交差解消法などの様々な手法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−３７３９６号公報

上述したような種々の最適化手法のうち、いずれの最適化手法を選択するかは、生産基板種または工場の生産方針（例えば、基板の生産時間を優先させる、生産設備の段取り替えの容易性を優先させる、または基板の品質を優先させるなど）などによりケースバイケースで選択される。

このような状況の下、客先（実装工場）から実装機メーカに対して実装データが提示され、客先の希望とする最適化結果になってないことに対する分析依頼が来ることが多い。しかしながら、実装機メーカでは、分析に当たり、上記の様な様々な最適化手法のうち部品実装順序の最適化に用いた手法および最適化の際の制約等からなる最適化条件を知る必要がある。このような最適化条件を知るためには、客先へのヒアリングを行なわなければならず、原因追求まで時間がかかるという問題がある。また、ヒアリングの結果得られる最適化条件が実際の最適化条件と異なっている場合には、正確な原因追求が困難であるという問題もある。

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、部品実装動作の最適化結果の分析を正確かつ高速に行うための実装データを作成する実装データ作成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、本発明に係る実装データ作成方法は、部品実装機に対して特定の基板への部品実装動作を指示するための実装データを作成する実装データ作成方法であって、部品実装機による特定の基板への部品実装動作を最適化することにより得られる前記実装データに、前記最適化のための条件を示す最適化条件データを追加する最適化条件データ追加ステップを含むことを特徴とする。

部品実装動作を指示するための実装データに部品実装動作の最適化を行なうための条件である最適化条件データが含まれているため、部品実装動作と最適化条件データとの対応付けがなされている。このため、部品実装機が最適化の結果得られる実装データに基づいて部品実装動作を行なう際に不具合が生じたとしても、不具合を生じさせた実装データを作成する際に用いた最適化条件データを簡単かつ正確に特定することができる。よって、不具合の原因を正確に素早く特定することができる。

好ましくは、前記最適化条件データ追加ステップでは、前記最適化の際に、前記実装データに前記最適化条件データを追加することを特徴とする。

部品実装動作の最適化時に最適化条件データが実装データに書込まれるため、最適化後に最適化条件データを実装データとともに流通させることができる。これにより、不具合を生じさせた実装データを作成する際に用いた最適化条件データを簡単かつ正確に特定することができる。よって、不具合の原因を正確に素早く特定することができる。

さらに好ましくは、上述の実装データ作成方法は、さらに、前記実装データに従い前記部品実装機が１枚の基板に対して前記部品実装動作を行なうのに要する時間である実装タクトを取得する実装タクト取得ステップと、前記実装データに、前記実装タクト取得ステップで取得された前記実装タクトを示す実装タクトデータを追加する実装タクト追加ステップとを含むことを特徴とする。

実装データに実装タクトが含まれる。このため、実装データに基づいてスケジューラが容易かつ正確に基板の生産計画を立案することができる。

なお、本発明は、このような特徴的なステップを含む実装データ作成方法として実現することができるだけでなく、実装データ作成方法に含まれる特徴的なステップを手段とする実装データ作成装置として実現したり、実装データ作成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。

本発明によると、部品実装動作の最適化結果の分析を正確かつ高速に行うための実装データを作成する実装データ作成方法を提供することができる。

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。

（部品実装システム）
図１は、部品実装システムの構成を示すブロック図である。

部品実装システムは、生産ライン１０と、実装データ作成装置３００と、スケジューリング装置４００とを含む。

生産ライン１０は、上流から下流に向けて矢印２１の方向に基板２０を搬送しながら、基板２０上に部品を実装することにより、回路基板を生産する生産ラインであり、２台の部品実装機２００と、３台の部品実装機１００とを含む。なお、生産ライン１０を構成する部品実装機の種類および台数はこれに限定されるものではない。

部品実装機２００は、小さな部品を基板２０上に高速実装可能な部品実装機であり、いわゆる「高速装着機」と呼ばれるタイプの部品実装機である。

部品実装機１００は、小さな部品から大きな部品まで幅広いサイズの部品を基板２０上に実装可能な部品実装機であり、いわゆる「汎用装着機」と呼ばれるタイプの部品実装機である。

実装データ作成装置３００は、ネットワークを介して部品実装機１００および２００並びにスケジューリング装置４００に接続され、部品実装機１００および２００に対して、基板２０への部品実装動作を指示するための実装データを作成するコンピュータ等の装置である。

スケジューリング装置４００は、ネットワークを介して部品実装機１００および２００並びに実装データ作成装置３００に接続され、部品実装機１００および２００による基板の生産計画を作成するコンピュータ等の装置である。

（部品実装機１００）
図２は、部品実装機１００の主要な構成を示す外観図である。

部品実装機１００は、同時かつ独立して、または、お互いが協調して（または、交互動作にて）部品実装を行う２つのサブ設備（前サブ設備１１０および後サブ設備１２０）を備える。各サブ設備１１０（１２０）は、直交ロボット型装着ステージであり、部品テープを収納する最大４８個の部品カセット１１４の配列からなる２つの部品供給部１１５ａおよび１１５ｂと、それら部品カセット１１４から最大１０個の部品を吸着し基板２０に装着することができる１０個の吸着ノズル（以下、単に「ノズル」ともいう。）を有するマルチ装着ヘッド１１２（１０ノズルヘッド）と、そのマルチ装着ヘッド１１２を移動させるＸＹロボット１１３と、マルチ装着ヘッド１１２に吸着された部品の吸着状態を２次元または３次元的に検査するための部品認識カメラ１１６と、トレイ部品を供給するトレイ供給部１１７等を備える。各サブ設備は、他のサブ設備とは独立して（並行して）、基板への部品実装を実行する。

なお、「部品テープ」とは、現実には、同一部品種の複数の部品がテープ（キャリアテープ）上に並べられたものであり、リール（供給リール）等に巻かれた状態で供給される。主に、チップ部品と呼ばれる比較的小さいサイズの部品を部品実装機に供給するのに使用される。ただし、最適化処理においては、「部品テープ」とは、同一の部品種に属する部品の集合（それら複数個の部品が仮想的なテープ上に並べられたもの）を特定するデータであり、「部品分割」と呼ばれる処理によって、１つの部品種に属する部品群（１本の部品テープ）が複数本の部品テープに分割される場合がある。なお、「部品種」とは、抵抗、コンデンサ等の電子部品の種類を示す。

また、部品テープによって供給される部品をテーピング部品と呼ぶ。
この部品実装機１００は、具体的には、高速装着機と呼ばれる部品実装機と多機能装着機と呼ばれる部品実装機それぞれの機能を併せもつ汎用装着機と呼ばれる部品実装機である。高速装着機とは、主として□１０ｍｍ以下の電子部品を１点あたり０．１秒程度のスピードで装着する高い生産性を特徴とする設備であり、多機能装着機とは、□１０ｍｍ以上の大型電子部品やスイッチ・コネクタ等の異形部品、ＱＦＰ（Quad Flat Package）・ＢＧＡ（Ball Grid Array）等のＩＣ部品を装着する設備である。

つまり、この部品実装機１００は、ほぼ全ての種類の電子部品（装着対象となる部品として、０．６ｍｍ×０．３ｍｍのチップ抵抗から２００ｍｍのコネクタまで）を装着できるように設計されており、この部品実装機１００を必要台数だけ並べることで、生産ラインを構成することができる。

（部品実装機１００の構成）
図３は、部品実装機１００の主要な構成を示す平面図である。

シャトルコンベヤ１１８は、トレイ供給部１１７から取り出された部品を載せて、マルチ装着ヘッド１１２による吸着可能な所定位置まで運搬するための移動テーブルである。ノズルステーション１１９は、各種形状の部品種に対応するための交換用ノズルが置かれるテーブルである。なお、シャトルコンベヤ１１８およびトレイ供給部１１７は、前サブ設備１１０に設けられていてもよいし、後サブ設備１２０に設けられていなくてもよい。

各サブ設備１１０（または１２０）を構成する２つの部品供給部１１５ａおよび１１５ｂは、それぞれ、部品認識カメラ１１６を挟んで左右に配置されている。したがって、部品供給部１１５ａまたは１１５ｂにおいて部品を吸着したマルチ装着ヘッド１１２は、部品認識カメラ１１６を通過した後に、基板２０の実装点に移動し、吸着した全ての部品を順次装着していく動作を繰り返す。「実装点」とは、部品を装着すべき基板上の座標点のことであり、同一部品種の部品が異なる実装点に装着される場合もある。同一の部品種に係る部品テープに並べられた部品（実装点）の個数の合計は、その部品種の部品数（実装すべき部品の総数）と一致する。

ここで、マルチ装着ヘッド１１２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回分の動作（吸着・移動・装着）、またはそのような１回分の動作によって実装される部品群を「タスク」と呼ぶ。例えば、マルチ装着ヘッド１１２によれば、１個のタスクによって実装される部品の最大数は１０となる。なお、ここでいう「吸着」には、ヘッドが部品を吸着し始めてから移動するまでの全ての吸着動作が含まれ、例えば、１回の吸着動作（マルチ装着ヘッド１１２の上下動作）で１０個の部品を吸着する場合だけでなく、複数回の吸着動作によって１０個の部品を吸着する場合も含まれる。

なお、部品実装対象の基板２０は、搬送レール５１１上を搬送され、所定の位置に固定された後、部品実装が行なわれる。搬送レール５１１の下には、基板２０を支持するための支持装置が設けられている。

図４は、トレイ供給部１１７の一部を模式的に示す斜視図である。
同図に示すように、トレイ供給部１１７は、同一部品種の複数の電子部品Ａが載置されたトレイ１１７ａが上下方向に複数段配置されており、各段にはそれぞれ異なる部品種の電子部品が載置されている。トレイ１１７ａはトレイ供給部１１７の本体に対し、出没自在となっており、実装する電子部品の種類に応じて突出するトレイ１１７ａの段を交換することで、複数種類の電子部品を供給可能としている。なお、このようにトレイ１１７ａにより供給される電子部品は、比較的大きいサイズの電子部品である。トレイ１１７ａが供給する電子部品は、上述したようにシャトルコンベヤ１１８によって、マルチ装着ヘッド１１２による吸着可能な所定位置まで運搬される。

図５は、マルチ装着ヘッド１１２と部品カセット１１４の位置関係を示す模式図である。このマルチ装着ヘッド１１２は、「ギャングピックアップ方式」と呼ばれる作業ヘッドであり、最大１０個の吸着ノズル１１２ａ〜１１２ｂを装着することが可能であり、このときには、最大１０個の部品カセット１１４それぞれから部品を同時に（１回の上下動作で）吸着することができる。

なお、「シングルカセット」と呼ばれる部品カセット１１４には１つの部品テープだけが装填され、「ダブルカセット」と呼ばれる部品カセット１１４には２つの部品テープが装填される。また、部品供給部１１５ａおよび１１５ｂにおける部品カセット１１４（または、部品テープ）の位置を「Ｚ軸上の値」または「Ｚ軸上の位置」と呼び、部品供給部１１５ａの最左端を「１」とする連続番号等が用いられる。したがって、テーピング部品についての実装順序を決定するために、部品種（または、部品テープ、または、その部品テープを収納した部品カセット１１４）の並び（Ｚ軸上の位置）を決定することが必要である。「Ｚ軸」とは、部品実装機（サブ設備を備える場合には、サブ設備）ごとに装着される部品カセットの配列位置を特定する座標軸（または、その座標値）のことをいう。

図６（ａ）に示されるように、各部品供給部１１５ａ、１１５ｂ、１２５ａ、１２５ｂは、それぞれ、最大４８個の部品テープを搭載することができる（それぞれの位置は、Ｚ１〜Ｚ４８、Ｚ４９〜Ｚ９６、Ｚ９７〜Ｚ１４４、Ｚ１４５〜Ｚ１９２）。具体的には、図６（ｂ）に示されるように、テープ幅が８ｍｍの部品テープを２つ収納したダブルカセットを用いることで、各部品供給部（Ａブロック〜Ｄブロック）に最大４８種類の部品を搭載することができる。テープ幅の大きい部品（部品カセット）ほど、１つのブロックに搭載できるカセット本数は減少する。

なお、各サブ設備に向かって左側の部品供給部１１５ａ、１２５ａ（Ａブロック、Ｃブロック）を「左ブロック」、各サブ設備に向かって右側の部品供給部１１５ｂ、１２５ｂ（Ｂブロック、Ｄブロック）を「右ブロック」とも呼ぶ。

図７（ａ）および図７（ｂ）は、それぞれ、１０ノズルヘッドが吸着可能な部品供給部の位置（Ｚ軸）の例を示す図および表である。なお、図中のＮＺ１〜ＮＺ１０は、１０ノズルヘッドに搭載されたノズル（の位置）を指す。

ここでは、１０ノズルヘッドの各ノズルの間隔は、１つのダブルカセットの幅（２１．５ｍｍ）に相当するので、１回の上下動により吸着される部品のＺ番号は、１つおき（奇数のみまたは偶数のみ）となる。また、１０ノズルヘッドのＺ軸方向における移動制約により、図７（ｂ）に示されるように、各部品供給部の一端を構成する部品（Ｚ軸）に対しては、吸着することができないノズル（図中の「−」）が存在する。

次に、図８〜図１０を用いて、部品カセット１１４の詳細な構造を説明する。
図８（ａ）〜図８（ｄ）に示すような各種チップ形電子部品４２３ａ〜４２３ｄを図９に示すキャリアテープ４２４に一定間隔で複数個連続的に形成された収納凹部４２４ａに収納し、この上面にカバーテープ４２５を貼付けて包装し、供給用リール４２６に所定の数量分を巻回したテーピング形態（部品テープ）でユーザに供給されている。ただし、電子部品が収納される部品の形状は凹形状には限られない。図９に示すようなキャリアテープ４２４以外であっても、部品をテープに粘着固定させた粘着テープや、紙テープなどもある。

このようなチップ形電子部品４２３ｄは図１０に示すような部品カセット１１４に装着されて使用されるものであり、図１０において供給用リール４２６は本体フレーム４２７に結合されたリール側板４２８に回転自在に取り付けられている。この供給用リール４２６より引き出されたキャリアテープ４２４は送りローラ４２９に案内され、この電子部品供給装置が搭載された電子部品自動装着装置（図示せず）の動作に連動し、同装置に設けられたフィードレバー（同じく図示せず）により電子部品供給装置の送りレバー４３０が図中の矢印Ｙ１方向に移動し、送りレバー４３０に取り付けられているリンク４３１を介してラチェット４３２を定角度回転させる。そしてラチェット４３２に連動した前記送りローラ４２９を定ピッチ（たとえば、２ｍｍまたは４ｍｍの送りピッチ）だけ動かす。なお、キャリアテープ４２４は、モータ駆動またはシリンダ駆動により送り出される場合もある。

また、キャリアテープ４２４は送りローラ４２９の手前（供給用リール４２６側）のカバーテープ剥離部４３３でカバーテープ４２５を引き剥がし、引き剥がしたカバーテープ４２５はカバーテープ巻取りリール４３４に巻取られ、カバーテープ４２５を引き剥がされたキャリアテープ４２４は電子部品取り出し部４３５に搬送され、前記送りローラ４２９がキャリアテープ４２４を搬送するのと同時に前記ラチェット４３２に連動して開口する電子部品取り出し部４３５より真空吸着ヘッド（図示せず）により収納凹部４２４ａに収納されたチップ形電子部品４２３ｄを吸着して取り出す。その後、送りレバー４３０は上記フィードレバーによる押し力を解除されて引張りバネ４３６の付勢力でもって同Ｙ２方向に、すなわち元の位置にもどる。

この部品実装機１００の動作上の特徴をまとめると、以下の通りである。

（１）ノズル交換
次の装着動作に必要なノズルがマルチ装着ヘッド１１２にないとき、マルチ装着ヘッド１１２は、ノズルステーション１１９へ移動し、ノズル交換を実施する。ノズルの種類としては、吸着できる部品のサイズに応じて、例えば、タイプＳ、Ｍ、Ｌ等がある。

（２）部品吸着
マルチ装着ヘッド１１２が部品供給部１１５ａおよび１１５ｂに移動し、電子部品を吸着する。一度に１０個の部品を同時に吸着できないときは、吸着位置を移動させながら複数回、吸着上下動作を行うことで、最大１０個の部品を吸着することができる。

（３）認識スキャン
マルチ装着ヘッド１１２が部品認識カメラ１１６上を一定速度で移動し、マルチ装着ヘッド１１２に吸着された全ての電子部品の画像を取り込み、部品の吸着位置を正確に検出する。

（４）部品装着
基板２０に、順次電子部品を装着する。

上記（１）から（４）の動作を繰り返し行うことで、全ての電子部品を基板２０に搭載する。上記（２）から（４）の動作は、この部品実装機１００による部品の実装における基本動作であり、「タスク」に相当する。つまり、１つのタスクで、最大１０個の電子部品を基板に装着することができる。

（部品実装機における制約）
部品の実装順序を最適化する目的は、部品実装機１００による単位時間当たりの基板の生産枚数を最大化することである。したがって、好ましい最適化方法（最適化アルゴリズム）とは、この部品実装機１００が有する上述の機能上および動作上の特徴から分かるように、基板上に効率よく装着できる１０個の電子部品を選び、それらを同時に部品供給部から吸着し、最短経路で順次装着するようなアルゴリズムである。このような最適化アルゴリズムで決定された部品実装順序は、理想的には、１本のノズルだけによる部品実装の場合と比較し、生産性を約１０倍向上させることができる。

ところが、いかなる部品実装機であっても、機構上、コスト上、運用上などの面から、部品の実装順序の決定に対する制約要因を持っている。したがって、現実的には、部品の実装順序の最適化とは、様々な制約を遵守したうえで、単位時間当たりの基板の生産枚数を可能な限り最大化することである。

以下、この部品実装機１００における主な制約を列挙する。

（マルチ装着ヘッド）
マルチ装着ヘッド１１２は、独立して吸着・装着動作をする１０個の装着ヘッドが一列に並べられたものであり、最大１０本の吸着ノズルが着脱可能であり、それら一連の吸着ノズルによって、１回の吸着上下動作で最大１０個の部品を同時に吸着することができる。

なお、マルチ装着ヘッドを構成している個々の作業ヘッド（１個の部品を吸着する作業ヘッド）」を指す場合には、単に「装着ヘッド（または、「ヘッド」）」と呼ぶ。

マルチ装着ヘッド１１２を構成する１０本の装着ヘッドが直線状に並ぶという構造上、部品吸着時と部品装着時のマルチ装着ヘッド１１２の可動範囲に関して制約がある。具体的には、図７（ｂ）に示されるように、部品供給部の両端（左ブロック１１５ａの左端付近および右ブロック１１５ｂの右端付近）で電子部品を吸着するときには、アクセスできる装着ヘッドが制限される。

また、電子部品を基板に装着する時にも、マルチ装着ヘッド１１２の可動範囲は制限を受ける。

（部品認識カメラ）
この部品実装機１００には、部品認識カメラ１１６として、２次元画像を撮像する２Ｄカメラと、高さ情報も検出できる３Ｄカメラが搭載されている。２Ｄカメラには、撮像できる視野の大きさによって、２ＤＳカメラと２ＤＬカメラがある。２ＤＳカメラは視野は小さいが高速撮像が可能で、２ＤＬカメラは最大６０×２２０ｍｍまでの大きな視野を特徴としている。３Ｄカメラは、ＩＣ部品の全てのリードが曲がっていないかどうかを３次元的に検査するために用いられる。

電子部品を撮像する際の認識スキャン速度は、カメラによって異なる。２ＤＳカメラを使用する部品と３Ｄカメラを使用する部品が同じタスクに存在する場合には、認識スキャンはそれぞれの速度で２度実施する必要がある。

（部品供給部）
電子部品のパッケージの状態には、電子部品をテープ状に収納するテーピングと呼ばれる方式と、部品の大きさに合わせて間仕切りをつけたプレートに収納するトレイと呼ばれる方式がある。

テーピングによる部品の供給は、部品供給部１１５ａおよび１１５ｂにより行われ、トレイ１１７ａによる供給は、トレイ供給部１１７により行われる。

電子部品のテーピングは規格化されており、部品の大きさに応じて、８ｍｍ幅から７２ｍｍまでのテーピング規格が存在する。このようなテープ状の部品（部品テープ）をテープ幅に応じた部品カセット（テープ・フィーダ・ユニット）にセットすることで、電子部品を安定した状態で連続的に取り出すことが可能となる。

部品カセットをセットする部品供給部は、１２ｍｍ幅までの部品テープを２１．５ｍｍピッチで隙間なく搭載できるように設計されている。テープ幅が１６ｍｍ以上になると、テープ幅に応じて必要分だけ隙間をあけてセットすることになる。複数の電子部品を同時に（１回の上下動作で）吸着するためには、装着ヘッドと部品カセットそれぞれの並びにおけるピッチが一致すればよい。テープ幅が１２ｍｍまでの部品に対しては、１０点同時吸着が可能である。

なお、部品供給部を構成する２つの部品供給部（左ブロック１１５ａ、右ブロック１１５ｂ）それぞれには、１２ｍｍ幅までの部品テープを最大４８個搭載することができる。

（部品カセット）
部品カセットには、１つの部品テープだけを収納するシングルカセットと、最大２つの部品テープを収納することができるダブルカセットとがある。ダブルカセットに収納する２つの部品テープは、送りピッチ（２ｍｍまたは４ｍｍ）が同一の部品テープに限られる。

（その他の制約）
部品実装機１００における制約には、以上のような部品実装機１００の構造から生じる制約だけでなく、部品実装機１００が使用される生産現場における事情から生じる以下のような運用面での制約もある。

（１）配列固定
例えば、人手による部品テープの交換作業を削減するために、特定の部品テープ（または、それを収納した部品カセット）については、セットする部品供給部での位置（Ｚ軸上の位置）が固定される場合がある。

（２）リソース上の制約
同一部品種について準備できる部品テープの本数、部品テープを収納する部品カセットの数、ダブルカセットの数、吸着ノズルの数（タイプごとの数）等が、一定数に制限される場合がある。

（部品実装機２００）
図１１は、部品実装機２００の主要な構成を示す外観図である。

部品実装機２００は、電子機器を構成するプリント基板上に複数種類の部品を高速に装着する部品実装機であり、部品を吸着、搬送、装着するロータリーヘッド２０３と、多種類の部品をロータリーヘッド２０３に供給する部品供給部２０２と、載置したプリント基板を水平面方向に移動させるＸＹテーブル２０４とを備えている。

図１２は、部品供給部２０２とロータリーヘッド２０３との位置関係を示す概略図である。

ロータリーヘッド２０３は、図１２の上部に示すように、部品をプリント基板上に装着する装着手段としての装着ヘッド２０６を１８個備えている。またこの装着ヘッド２０６は、高さ方向には移動することなく回転する回転基台２０５に高さ方向に移動自在に取り付けられ、部品を真空吸着により保持することのできる吸着ノズル（図示せず）を６本備えている。

部品供給部２０２は、図１２の下部に示すように、同一部品を順次装着ヘッド２０６に提供しうる部品カセット１１４を横一列に並べて備えている。そして、部品供給部２０２は、部品供給部２０２をロータリーヘッド２０３に対して図１２中のＺ軸方向に移動位置決めすることにより装着すべき部品を選択しうる機能を有している。

図１３は、ロータリーヘッド２０３、基板２０および部品供給部２０２の位置関係を模式的に示した図である。

同図に示すように、ロータリーヘッド２０３の回転軸は移動せず、この回転軸の周りをその周囲に設けられた装着ヘッド２０６が間欠回転することにより各位置に対応した作業を行う。簡単に説明すると、部品カセット１１４がそれぞれ備える吸着開口部２０９の上部（位置Ｂ）に位置した装着ヘッド２０６が前記吸着開口部２０９を通して部品を吸着し、これと対向する位置Ｅに装着ヘッド２０６が位置したときに基板２０に吸着した部品を装着する。

なお、部品の装着対象である基板２０は水平面方向に移動自在なＸＹテーブル（図示せず）上に載置されており、部品を装着すべき位置は基板２０を移動させることにより決定される。

また、以上説明した部品実装機２００についても、部品実装機２００の構成、動作特性および制約条件に応じた最適化アルゴリズムに基づき、部品実装機１００の場合と同様に部品の実装順序の最適化を行うことも可能である。

（実装データ作成装置３００）
実装データ作成装置３００は、生産の対象（基板およびその上に実装すべき部品）と生産の道具（限られたリソースを備えた部品実装機、サブ設備）とが与えられた場合に、可能な限り短い時間で基板を製造する（単位時間あたりに製造できる基板の枚数を多くする）ための部品実装順序を決定し、部品実装機に対して部品実装動作を指示するための実装データを作成する装置である。

具体的には、基板あたりの実装時間を最小化するためには、どの部品実装機（サブ設備）のどの位置（Ｚ軸）にいかなる部品テープを収めた部品カセットを配置しておき、各部品実装機（サブ設備）のマルチ装着ヘッドがいかなる順序で部品カセットから可能な限り多くの部品を同時に吸着し、吸着した複数の部品を基板上のどの位置（実装点）にどのような順序で装着すればよいかをコンピュータ上で決定する（最適解を探索する）装置である。

このときに、対象の部品実装機（サブ設備）が有する上述の制約を厳守することが要求される。

（実装データ作成装置３００のハードウェア構成）
実装データ作成装置３００は、部品実装順序を最適化する最適化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および２００と接続されていない状態で、スタンドアロンのシミュレータ（部品実装順序の最適化ツール）としても機能する。

図１４は、図１に示された実装データ作成装置３００のハードウェア構成を示すブロック図である。この実装データ作成装置３００は、生産ラインを構成する各設備の仕様等に基づく各種制約の下で、対象となる基板の部品実装におけるラインタクト（ラインを構成するサブ設備ごとのタクトのうち、最大のタクト）を最小化するように、部品実装用ＣＡＤ装置等から与えられた全ての部品を対象として、各サブ設備で実装すべき部品および各サブ設備における部品の実装順序を決定し、最適な実装順序を部品実装機に指示するための実装データを生成するコンピュータ装置であり、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およびデータベース部３０７等から構成される。なお、部品実装機２００においては、１台の部品実装機２００が１つのサブ設備に相当する。以下の説明では、部品実装機１００について部品実装順序の最適化処理を行い、実装データを作成する場合について中心に説明するが、部品実装機２００についても、部品実装機２００に応じた内容の部品実装順序の最適化処理を行い、実装データを作成することも可能である。

なお、「タクト」とは、対象の部品を実装するのに要する総時間である。
演算制御部３０１は、ＣＰＵや数値プロセッサ等であり、操作者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やＬＣＤ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、実装データ作成装置３００と操作者とが対話する等のために用いられる。

通信Ｉ／Ｆ部３０６は、ＬＡＮアダプタ等であり、実装データ作成装置３００と部品実装機１００および２００、並びにスケジューリング装置４００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等である。
プログラム格納部３０５は、実装データ作成装置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、最適化条件入力処理部３０５ａ、実装順序最適化部３０５ｂおよびデータ変換部３０５ｃとして機能する。

最適化条件入力処理部３０５ａは、部品実装順序を最適化するための条件である最適化条件の入力を受け付ける処理部である。

実装順序最適化部３０５ｂは、部品実装順序を最適化することにより得られる実装順序データと、最適化条件入力処理部３０５ａで受け付けられた最適化条件とを含む実装データを作成する処理部である。

データ変換部３０５ｃは、実装順序最適化部３０５ｂで作成された実装データを、部品実装機１００および２００が解読可能な形式の実装データに変換する処理部である。

データベース部３０７は、この実装データ作成装置３００による最適化処理に用いられる入力データ（基板データ３０７ａ、実装点データ３０７ｂ、部品ライブラリ３０７ｃ、ライン構成データ３０７ｄ、部品実装機構成データ３０７ｅ、リソースデータ３０７ｆ）および最適化によって生成された実装データ３０７ｇ等を記憶するハードディスク等である。

（各種データの説明）
図１５は、基板データ３０７ａの一例を示す図である。

基板データ３０７ａは、生産ライン１０を構成する部品実装機１００および２００により部品が実装される基板２０に関するデータであり、図１５（ａ）に示す基板サイズデータ３１１と、図１５（ｂ）に示すパターンデータ３１２とを含む。

基板サイズデータ３１１およびパターンデータ３１２について、図１６に示す基板２０の一例に基づいて説明する。

基板２０には、回路構成が同一の１２個のパターン１２が含まれている。基板２０の長さ、幅および高さは、それぞれ１２００ｍｍ、９００ｍｍおよび７ｍｍであるものとする。このため、図１５（ａ）に示す基板サイズデータ３１１には、（基板サイズ（Ｌ）、１２００）、（基板サイズ（Ｗ）、９００）、（基板サイズ（Ｔ）、７）が含まれる。

また、各パターン１２の長さおよび幅は、それぞれ２８０ｍｍおよび２２０ｍｍであるものとする。また、基板２０の左上隅座標を原点としたときに、パターン番号Ｐ１のパターン１２の左上隅座標が（５，３）、パターン番号Ｐ２のパターン１２の左上隅座標が（３０５，３０３）であるものとする。このため、図１５（ｂ）に示すパターンデータ３１２には、（パターン数、１２）、（パターンサイズ（Ｌ）、２８０）、（パターンサイズ（Ｗ）、２２０）、（パターン番号、Ｐ１）、（Ｘ座標、５）、（Ｙ座標、３）、（パターン番号、Ｐ２）、（Ｘ座標、３０５）、（Ｙ座標、３０３）などが含まれる。

図１７は、実装点データ３０７ｂの一例を示す図である。
実装点データ３０７ｂ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１７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、実装角度θｉ、制御データφｉからなる。ここで、「部品種」は、後述する図１８に示される部品ライブラリ３０７ｃにおける部品名に相当し、「Ｘ座標」および「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、「実装角度θｉ」は、部品実装時のヘッドの回転角度であり、「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１１２の最高移動速度等）である。なお、最終的に求めるべき実装順序データは、ラインタクトが最小となるような実装点の並びである。なお、Ｘ軸方向は基板２０の進行方向であり、Ｙ軸方向はそれに直行する方向である。

図１８は、部品ライブラリ３０７ｃの一例を示す図である。
部品ライブラリ３０７ｃは、部品実装機１００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１８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１１６による認識方式、マルチ装着ヘッド１１２またはロータリーヘッド２０３（以下、単に「ヘッド」ともいう。）による部品吸着時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。なお、部品ライブラリ３０７ｃに示されるタクトおよびその他の制約情報は、部品実装機の種類ごとに存在するか、または、部品実装機の種類によっては存在しない場合がある。このため、図１８に示した部品ライブラリ３０７ｃと同様の部品ライブラリが部品実装機２００に対しても存在する。

図１９は、ライン構成データ３０７ｄの一例を示す図である。
ライン構成データ３０７ｄは、生産ライン１０を構成する部品実装機１００および２００の機種を示すデータである。生産ライン１０は、５台の部品実装機より構成されるため、上流よりＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４およびＭ５の順で番号が付されている。また、各番号の部品実装機の機種名がライン構成データ３０７ｄに含まれる。例えば、ライン構成データ３０７ｄには、（番号、機種）の組み合わせとして、（Ｍ１、ＰＦ２２４）、（Ｍ２、ＰＦ２２４）、（Ｍ３、ＰＦ２２３）（Ｍ４、ＰＦ５５１）および（Ｍ５、ＰＦ５５３）が含まれる。

図２０は、部品実装機構成データ３０７ｅの一例を示す図である。
部品実装機構成データ３０７ｅは、生産ライン１０を構成する全てのサブ設備ごとの装置構成や上述の制約等を示す情報であり、図２０に示されるように、設備番号を示すユニットＩＤ、マルチ装着ヘッドのタイプ等に関するヘッド情報、マルチ装着ヘッドに装着され得る吸着ノズルのタイプ等に関するノズル情報、部品カセット１１４の最大数等に関するカセット情報、トレイ供給部１１７が収納しているトレイ１１７ａの段数等に関するトレイ情報等からなる。

図２１は、リソースデータ３０７ｆの一例を示す図である。
リソースデータ３０７ｆは、生産ライン１０に備えられるリソースの数量を示す情報であり、リソース名とリソースの員数とが組で記憶されている。例えば、図２１に示されるように、リソースデータ３０７ｆには、リソースとして、８ｍｍシングルフィーダが３８本、８ｍｍダブルフィーダが１８本、トレイ１１７ａが８枚、ＳＡタイプのノズルが５７個、Ｍタイプのノズルが８０個備えられていることが示されている。

（実装データ３０７ｇ）
図２２は、実装データ３０７ｇの一例を示す図である。まず、実装データ３０７ｇの内容について説明をし、その後、実装データ３０７ｇの作成方法について説明する。

実装データ３０７ｇは、生産ライン１０を構成する部品実装機１００および２００に対して、基板２０への部品実装動作を指示するためのデータであり、データ名３２０と、作成日時３２１と、ロット名３２２と、基板データ３０７ａと、実装点データ３０７ｂと、指示データ３２５と、タクトデータ３２６と、部品ライブラリ３０７ｃと、最適化条件データ３２８と、ライン構成データ３０７ｄと、部品実装機構成データ３０７ｅと、リソースデータ３０７ｆとを含む。

データ名３２０は、実装データ３０７ｇを識別するための名前であり、図２２の例では「Ｄ４」である。作成日時３２１は、実装データ３０７ｇを作成した日時であり、図２２の例では「２００８年４月１日１３時８分１秒」である。ロット名３２２は、部品が実装された基板２０の生産ロットの名前であり、図２２の例では「Ｂ２９」である。

基板データ３０７ａは、図１５に示した基板データ３０７ａと同一のデータである。実装点データ３０７ｂは、図１７に示した実装点データ３０７ｂと同一のデータである。

指示データ３２５は、ロット名３２２の基板２０を生産するために、生産ライン１０を構成する部品実装機１００および２００に対して、吸着ノズルの配置、部品の配置および部品実装順序等を指示するためのデータであり、以下に説明するノズル配置データ、部品配置データおよび実装順序データ等を含む。

図２３は、指示データ３２５に含まれるノズル配置データの一例を示す図である。図２３（ａ）は、ノズルステーション１１９に載置されるノズルのサイズおよび位置を示すノズル配置データ３３５の一例を示す図である。図２３（ｂ）は、ヘッドに初期取り付けされるノズルのサイズおよび位置を示すノズル配置データ３３６の一例を示す図である。

図２３（ａ）に示されるように、ノズル配置データ３３５は、ノズルステーション１１９を識別するための「ノズルステーション番号」と、ノズルステーション１１９内での吸着ノズルの配置位置を示す「ストック位置」と、ストック位置に載置される吸着ノズルのサイズを示す「ノズルサイズ」とを含む。生産ライン１０上に存在する複数の部品実装機内には複数のノズルステーション１１９が存在するため、それらを識別するために「ノズルステーション番号」（例えば、ＮＳ１、ＮＳ２）が予めノズルステーション１１９に付されている。また、図２４に示すように、１つのノズルステーション１１９上には、複数の交換用の吸着ノズルを載置することができる。このため、ノズルステーション１１９上には、吸着ノズルの配置位置毎に「ストック位置」（例えば、Ｓ１、Ｓ２）が予め付されている。図２３（ａ）に示したノズル配置データ３３５には、例えば、ステーション番号「ＮＳ１」のノズルステーション１１９のストック位置「Ｓ１」には、Ｓサイズの吸着ノズルを載置せよとの指示が記載されている。

図２３（ｂ）に示されるように、ノズル配置データ３３６は、ヘッドを識別するための「ヘッド番号」と、ヘッドに備えられる吸着ノズルの位置およびタイプをそれぞれ識別するための「ノズル位置」および「ノズルタイプ」とを含む。生産ライン１０上に存在する複数の部品実装機には複数のマルチ装着ヘッド１１２およびロータリーヘッド２０３が存在する。このため、それらを識別するために「ヘッド番号」（例えば、Ｈ１、Ｈ２）が予めヘッドに付されている。また、各ヘッドに備えられる吸着ノズルの位置を特定するために「ノズル位置」（例えば、ＮＺ１、ＮＺ２）が、吸着ノズル毎に予め定められている。図２３（ｂ）に示したノズル配置データ３３６には、例えば、ヘッド番号「Ｈ１」のヘッドのノズル位置「ＮＺ１」にノズルタイプ「ＳＡ」の吸着ノズルを初期取り付けせよとの指示が記載されている。

図２５は、指示データ３２５に含まれる部品配置データの一例を示す図である。図２５（ａ）は、部品供給部１１５ａ、１１５ｂ、１２５ａ、１２５ｂおよび２０２に配置される部品カセット１１４を示す部品配置データ３４１の一例を示す図である。図２５（ｂ）は、トレイ供給部１１７のトレイに配置される部品を示す部品配置データ３４２の一例を示す図である。

図２５（ａ）に示されるように、部品配置データ３４１は、部品供給部を識別するための「部品供給部番号」と、部品供給部におけるＺ軸上の位置を示す「Ｚ番号」と、部品供給部に配置される部品カセット１１４に収納される部品の「部品名」とを含む。生産ライン１０上に存在する複数の部品実装機には複数の部品供給部が設けられている。このため、それらを識別するために「部品供給部番号」（例えば、ＰＦ１、ＰＦ２）が予め部品供給部に付されている。図２５（ａ）に示される部品配置データ３４１には、例えば、部品供給部番号「ＰＦ１」の部品供給部のＺ軸上の位置「Ｚ１」に部品名「４ＴＲ」の部品の部品カセット１１４を配置せよとの指示が記載されている。

図２５（ｂ）に示されるように、部品配置データ３４２は、トレイ供給部１１７を識別するための「トレイ供給部番号」と、トレイ供給部１１７に含まれるトレイ１１７ａの位置を示す「トレイ位置」と、トレイ１１７ａに並べられる部品の「部品名」とを含む。生産ライン１０上に存在する複数の部品実装機には複数のトレイ供給部１１７が設けられている。このため、それらを識別するために「トレイ供給部番号」（例えば、ＴＦ１）が予めトレイ供給部１１７に付されている。図２５（ｂ）に示される部品配置データ３４２には、例えば、トレイ供給部番号「ＴＦ１」のトレイ供給部１１７のトレイ位置「ＴＲ１」のトレイ１１７ａには、部品名「ＣＰＵ２８」の部品を載置せよとの指示が記載されている。

図２６は、指示データ３２５に含まれる実装順序データの一例を示す図である。実装順序データ３５１は、タスクの順序を示す「タスク番号」と、ヘッドを識別するための「ヘッド番号」と、各タスクにおける部品の実装順序を示す「実装順」と、実装点データ３０７ｂにおける実装点を示す「実装点」とを含む。図２６に示される実装順序データ３５１は、図２〜図７に示した部品実装機１００での部品実装順序を示している。部品実装機１００は、２つのサブ設備（２つのマルチ装着ヘッド１１２）を備えており、２つのマルチ装着ヘッド１１２は独立に動作する。実装順序データ３５１は、２つのマルチ装着ヘッド１１２のそれぞれについての実装順序を含んでいる。前半部分３５１ａは、ヘッド番号「Ｈ１」のマルチ装着ヘッド１１２による部品実装順序を示しており、後半部分３５１ｂは、ヘッド番号「Ｈ２」のマルチ装着ヘッド１１２による部品実装順序を示している。例えば、実装順序データ３５１の前半部分３５１ａには、ヘッド番号「Ｈ１」のマルチ装着ヘッド１１２による実装順序が記載されている。また、前半部分３５１ａには、１番目のタスクには１０個の実装点が存在し、そのタスクでは、１番目に実装点ｐ８に部品を実装し、２番目に実装点ｐ４に部品を実装せよとの指示が記載されている。実装順序データ３５１の後半部分３５１ｂには、ヘッド番号「Ｈ２」のマルチ装着ヘッド１１２による実装順序が記載されている。また、後半部分３５１ｂには、１番目のタスクでは、１番目に実装点ｐ８に部品を実装し、２番目に実装点ｐ４に部品を実装せよとの指示が記載されている。

次に、タクトデータ３２６について説明する。タクトデータ３２６は、１枚の基板２０に部品を実装し、回路基板を生産するのに必要な時間や各種生産設備の動作回数等をシミュレーションにより求めたデータであり、ラインタクトデータ、ステージ別タクトデータおよびヘッド別タクトデータ等を含む。

図２７は、タクトデータ３２６に含まれるラインタクトデータの一例を示す図である。ラインタクトデータ３６１は、生産ライン１０により１枚の回路基板を生産するのに必要な時間を示す「ラインタクトタイム」と、１枚の回路基板に含まれる「総実装点数」と、１枚の回路基板を生産する際のヘッドによる部品の「総吸着回数」とを含む。ラインタクトタイムは、生産ライン１０に含まれる部品実装機１００および２００による部品実装時間の最大値である。なお、総吸着回数において、部品の同時吸着は１回とカウントされる。図２７に示されているラインタクトデータ３６１には、「ラインタクトタイム」が６０秒、「総実装点数」が２４０点、「総吸着回数」が１７８回であることが示されている。

図２８は、タクトデータ３２６に含まれるステージ別タクトデータの一例を示す図である。ステージ別タクトデータ３６２は、ステージ毎に、「ステージ番号」と、「生産時間」と、「基板認識時間」と、「実装待ち時間」と、「認識待ち時間」と、「第１ヘッドの動作時間」と、「第２ヘッドの動作時間」とをまとめたデータである。ステージはサブ設備に対応し、「ステージ番号」はサブ設備を識別するための番号である。「生産時間」は、「ステージ番号」で特定されるサブ設備における１枚の基板２０に対する部品実装時間を示す。「基板認識時間」は、「ステージ番号」で特定されるサブ設備において１枚の基板２０に部品実装する際の、基板２０に設けられている基板位置決め用の基板マークを認識するのに要する時間である。「実装待ち時間」は、「ステージ番号」で特定されるサブ設備において１枚の基板２０へ部品を実装する際に、部品を認識してから部品の実装を開始するまでの待ち時間の合計値である。「認識待ち時間」は、「ステージ番号」で特定されるサブ設備において１枚の基板２０へ部品を実装する際に、部品を吸着してから部品の認識を開始するまでの待ち時間の合計値である。「第１ヘッドの動作時間」は、「ステージ番号」で特定されるサブ設備に含まれる１つ目のヘッドの動作時間を示す。「第２ヘッドの動作時間」は、同じサブステージに含まれる２つ目のヘッドの動作時間を示す。なお、図３に示す前サブ設備１１０または後サブ設備１２０のように、１つのステージに１つのヘッドしか含まれない場合には、「第２ヘッドの動作時間」は空欄となる。図２８に示されているステージ別タクトデータ３６２には、例えば、ステージ番号「Ｓ１」で示されるサブ設備では、１枚の基板２０の「生産時間」が２１０秒、「基板認識時間」が１０秒、「実装待ち時間」が４０秒、「認識待ち時間」が１２秒、「第１ヘッドの動作時間」が１９０秒であることが示されている。また、このサブ設備にはヘッドが１つしかないため、「第２ヘッドの動作時間」は空欄とされている。

図２９は、タクトデータ３２６に含まれるヘッド別タクトデータの一例を示す図である。ヘッド別タクトデータ３６３は、ヘッド毎に、「ヘッド番号」と、「生産時間」と、「基板搬入待ち時間」と、「タスク数」と、「実装点数」と、「ノズル交換回数」と、「同時吸着回数」とをまとめたデータである。「ヘッド番号」は、ヘッドを識別するための番号である。「生産時間」は、「ヘッド番号」で特定されるヘッドによる１枚の基板２０に対する部品実装時間を示す。「基板搬入待ち時間」は、「ヘッド番号」で特定されるヘッドによる１枚の基板２０の搬入待ち時間を示す。「タスク数」は、「ヘッド番号」で特定されるヘッドにより１枚の基板２０に部品実装を行なう際のタスク数を示す。「実装点数」は、「ヘッド番号」で特定されるヘッドにより１枚の基板２０に実装される部品の点数を示す。「ノズル交換回数」は、「ヘッド番号」で特定されるヘッドにより１枚の基板２０に部品を実装する際の吸着ノズルの交換回数を示す。「同時吸着回数」は、「ヘッド番号」で特定されるヘッドにより１枚の基板２０に部品を実装する際に、部品供給部から部品を同時吸着する回数を示す。図２９に示されているヘッド別タクトデータ３６３には、例えば、ヘッド番号「Ｈ１」で特定されるヘッドによる１枚の基板２０の「生産時間」が２１０秒であり、「基板搬入待ち時間」が２０秒、「タスク数」が５、「実装点数」が２０点、「ノズル交換回数」が０回、「同時吸着回数」が２回であることが示されている。

図３０は、最適化条件データ３２８の一例を示す図である。
最適化条件データ３２８は、実装データ作成装置３００により部品実装順序の最適化を行なう際の制約を示すデータであり、「データ名」と、「値」と、「値の意味」との組からなる。例えば、図３０に示されるように、「強制配置データ」は、値として、部品供給部番号と部品名との組を取り、部品供給部番号で特定される部品供給部から部品名で特定される部品が供給されるように段取りを行なわなければならないことが示されている。値（ＰＦ１，４ＴＲ）は、部品供給部番号ＰＦ１で特定される部品供給部に部品名４ＴＲの部品カセットを設定しなければならないことを示している。「バランスデータ」は、高速装着機の負荷を１００とした場合の汎用装着機の負荷を示し、例えば「５０」である。「厚み順最適化データ」は、０〜４までの値を取り、例えば、値が「３」の場合には、サイズが１.６ｍｍ×０．８ｍｍ未満の部品は厚み順に実装するように部品の実装順序が最適化される。「ノズル順最適化データ」は、吸着されるノズルのサイズが小さい順に部品を実装するか否かを示すデータであり、例えば、値が「ＮＯ」の場合には、ノズルのサイズを無視して部品の実装順序を最適化される。「パターン単位最適化データ」は、１枚の基板２０内に複数のパターンが含まれる場合に、部品実装順序をパターン毎に行うのか、パターンを無視して１枚の基板に対して行うのかを示すデータである。例えば、値が「ＹＥＳ」の場合には、同一の部品実装機内で２つのパターン間で交互に部品が実装されることがないように、パターン毎に部品の実装順序の最適化が行われる。

（実装データ３０７ｇの作成方法）
次に、上述した実装データ３０７ｇの作成方法について説明する。

図３１は、実装データ作成装置３００の動作を示すフローチャートである。
実装順序最適化部３０５ｂは、データベース部３０７に記憶されている基板データ３０７ａ、実装点データ３０７ｂ、部品ライブラリ３０７ｃ、ライン構成データ３０７ｄ、部品実装機構成データ３０７ｅおよびリソースデータ３０７ｆを読み込む（Ｓ２〜Ｓ１２）。

最適化条件入力処理部３０５ａは、最適化条件データ３２８の入力を促す画面を表示部３０２に表示し、入力部３０３から図３０に示すような最適化条件データ３２８の入力を受け付ける（Ｓ１４）。

また、最適化条件入力処理部３０５ａは、実装データ３０７ｇのデータ名と、回路基板のロット名との入力を促す画面を表示部３０２に表示し、入力部３０３からデータ名およびロット名の入力を受け付ける（Ｓ１５）。

実装順序最適化部３０５ｂは、Ｓ２〜Ｓ１２の処理で読み込んだ基板データ３０７ａ、実装点データ３０７ｂ、部品ライブラリ３０７ｃ、ライン構成データ３０７ｄ、部品実装機構成データ３０７ｅおよびリソースデータ３０７ｆと、Ｓ１５の処理で受け付けたデータ名３２０およびロット名３２２とからなる実装データ３０７ｇを作成する（Ｓ１６）。このときに、作成日時３２１も実装データ３０７ｇに書込まれる。

実装順序最適化部３０５ｂは、Ｓ１６で作成した実装データ３０７ｇに基づいて部品の実装順序を最適化する（Ｓ１８）。最適化の結果、図２３に示すようなノズル配置データ３３５および３３６、図２５に示すような部品配置データ３４１および３４２、並びに図２６に示すような実装順序データ３５１が求められる。

また、実装順序最適化部３０５ｂは、最適化結果に従い基板２０への部品実装動作をシミュレートする（Ｓ２０）。シミュレーションの結果、図２７に示すようなラインタクトデータ３６１、図２８に示すようなステージ別タクトデータ３６２および図２９に示すようなヘッド別タクトデータ３６３が得られる。

実装順序最適化部３０５ｂは、最適化処理（Ｓ１８）で得られた各種データを指示データ３２５として実装データ３０７ｇに書込む（Ｓ２２）。それと同時に、実装順序最適化部３０５ｂは、Ｓ１４の処理で受け付けた最適化条件データ３２８を実装データ３０７ｇに書込む（Ｓ２３）。

また、実装順序最適化部３０５ｂは、シミュレーション処理（Ｓ２０）により得られる各種タクトデータをタクトデータ３２６として実装データ３０７ｇに書込む（Ｓ２４）。以上の処理を行うことにより、図２２に示したような実装データ３０７ｇが得られる。

データ変換部３０５ｃは、生産ライン１０上の部品実装機毎に、得られた実装データ３０７ｇを、当該部品実装機が解読可能な形式の実装データに変換する（Ｓ２６）。例えば、最適化条件データ３２８およびタクトデータ３２６を解読することができない部品実装機が解読できるように、実装データ３０７ｇから最適化条件データ３２８およびタクトデータ３２６を削除するものであってもよい。

データ変換部３０５ｃは、生産ライン１０上の各部品実装機に、変換後の実装データを転送する（Ｓ２８）。なお、変換前の実装データ３０７ｇを解読することが可能な部品実装機に対しては、実装データ３０７ｇを変換することなく、変換前の実装データ３０７ｇを転送するようにしてもよい。各部品実装機は、転送された実装データに基づいて、基板上に部品を実装する。

なお、上述の処理により一度作成された実装データ３０７ｇに基づいて、再度、実装順序の最適化処理を行う場合には、実装順序最適化部３０５ｂが、実装データ３０７ｇから最適化条件データ３２８を読み込み、読み込んだ最適化条件データ３２８に従って、最適化処理を行うものであっても構わない。その際には、実装順序最適化部３０５ｂが、読み込んだ最適化条件データ３２８を表示部３０２に表示させ、操作者が入力部３０３を操作して最適化条件データ３２８を修正し、実装順序最適化部３０５ｂが、修正後の最適化条件データ３２８に従い、最適化処理を行うものであっても構わない。

また、一度目の実装順序の最適化処理であっても、最適化処理の前に操作者が入力した最適化条件データ３２８を実装データ３０７ｇに予め書き込んでおき、実装データ３０７ｇから最適化条件データ３２８を読み込んで、読み込んだ最適化条件データ３２８に従って最適化処理を行うものであっても構わない。

また、実装データ作成装置３００による２回目以降の実装データ３０７ｇの作成処理では、実装データ３０７ｇを上書きするのではなく、データベース部３０７に別名ファイルとして追加して蓄積するようにする。これにより、最適化条件データ３２８の異なる複数の実装データ３０７ｇを比較することができる。なお、前回の処理で作成された実装データ３０７ｇにデータを上書きするものであっても構わない。

（不具合の原因追求処理）
各部品実装機は、実装データに従い、実際に基板２０上に部品を実装するが、実際の実装時のタクト、またはシミュレーションで得られたタクトが、ユーザが所望するタクトよりも大きい場合がある。このような不具合が生じた場合には、その原因を追究する必要がある。

図３２は、不具合が生じた場合の原因追求処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、実装データ作成装置３００により行われる。実装順序最適化部３０５ｂは、データベース部３０７より、実装データ３０７ｇを読み出す（Ｓ３２）。このとき、読み出される実装データ３０７ｇは、部品実装機での部品実装時に用いられることにより不具合が生じている実装データである。

次に、実装順序最適化部３０５ｂは、読み出した実装データ３０７ｇをデバッグすることにより不具合の原因を追究する（Ｓ３４）。つまり、実装順序最適化部３０５ｂは、実装データ３０７ｇから最適化条件データ３２８を読み出し、ユーザが所望するタクトが実現できるような最適化条件になっているか、または、ユーザが所望する生産条件（タクト優先、段取り替え優先、部品カセット位置固定の条件、品質優先など）に合致した最適化条件になっているかを分析する。なお、上記分析は、客先からの要請内容に合致した基準となる最適化条件データが予め用意されており、その最適化条件データと、実装データ３０７ｇから読み出した最適化条件データ３２８とを比較することにより、自動的に行うものであってもよい。また、読み出した最適化条件データ３２８を表示部３０２に表示させ、操作者が上記観点により分析を行うものであってもよい。

このように実装データ３０７ｇから最適化条件データ３２８を読み込んで最適化処理を行うことにより、客先での最適化処理を再現することができる。このため、最適化処理の問題点を把握し、早期に問題分析を行うことが可能となる。

（スケジューリング装置４００）
次に、スケジューリング装置４００の構成について説明する。

図３３は、スケジューリング装置４００のハードウェア構成を示すブロック図である。スケジューリング装置４００は、基板ロット毎に所定期間内の目標生産枚数と、１枚の基板を生産するのに要するタクトとから、生産計画を立てるコンピュータ装置であり、演算制御部４０１、表示部４０２、入力部４０３、メモリ部４０４、プログラム格納部４０５および通信Ｉ／Ｆ部４０６等から構成される。スケジューリング装置４００は、部品実装機１００および２００と接続されていない状態で、スタンドアロンのシミュレータ（生産計画の立案ツール）としても機能する。

演算制御部４０１は、ＣＰＵや数値プロセッサ等であり、ユーザからの指示等に従って、プログラム格納部４０５からメモリ部４０４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４０２〜４０６を制御する。

表示部４０２は、ＣＲＴやＬＣＤ等であり、入力部４０３はキーボードやマウス等であり、これらは、演算制御部４０１による制御の下で、スケジューリング装置４００と操作者とが対話する等のために用いられる。

通信Ｉ／Ｆ部４０６は、ＬＡＮアダプタ等であり、スケジューリング装置４００と部品実装機１００および２００、並びに実装データ作成装置３００との通信等に用いられる。

メモリ部４０４は、演算制御部４０１による作業領域を提供するＲＡＭ等である。
プログラム格納部４０５は、スケジューリング装置４００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。プログラム格納部４０５に格納されているプログラムが演算制御部４０１によって実行された場合には、当該プログラムは、スケジューリング部４０５ａとして機能する。スケジューリング部４０５ａは、基板の生産計画を立案する処理部である。

（生産計画の立案方法）
次に、基板の生産計画の立案方法について説明する。

図３４は、スケジューリング装置４００の動作を示すフローチャートである。

スケジューリング部４０５ａは、通信Ｉ／Ｆ部４０６を介して実装データ３０７ｇを読み込む（Ｓ４２）。

スケジューリング部４０５ａは、読み込んだ実装データ３０７ｇの中からロット名３２２と、そのロット名３２２の基板生産時におけるタクトデータ３２６とを組として抽出する（Ｓ４４）。

スケジューリング部４０５ａは、抽出された複数の組に基づいて、ロット毎に定められた所定期間内の目標生産枚数を満たすように、基板の生産計画を立案する（Ｓ４６）。なお、所定期間および目標生産枚数は、入力部４０３を介して予め操作者から入力されていてもよいし、通信Ｉ／Ｆ部４０６を介して部品実装機１００、２００、実装データ作成装置３００または他の装置より与えられてもよい。

以上説明したように、本発明の実施の形態によると、実装データ作成装置が作成する実装データには、部品実装機に対して、吸着ノズルの配置、部品の配置および部品実装順序等を指示するための指示データと、部品実装順序の最適化を行なう際の制約を示す最適化条件データとが含まれており、指示データと最適化条件データとの対応付けがなされている。このため、部品実装機が指示データに基づいて部品実装処理を行なう際に不具合が生じたとしても、不具合を生じさせた指示データを作成する際に用いた最適化条件データを簡単かつ正確に特定することができる。よって、不具合の原因を素早くかつ正確に特定することができる。

また、実装データにはタクトデータも含まれている。このため、スケジューリング装置は、実装データに含まれるロット名とタクトデータとから容易かつ正確に基板の生産計画を立案することができる。

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。

例えば、図２２に示した実装データ３０７ｇには１つのロットに対する各種データが含まれているが、複数のロットの各々に対する各種データを含むものであってもよい。つまり、実装データ３０７ｇは、ロット毎に、ロット名３２２、基板データ３０７ａ、実装点データ３０７ｂ、指示データ３２５、タクトデータ３２６、部品ライブラリ３０７ｃ、最適化条件データ３２８、ライン構成データ３０７ｄ、部品実装機構成データ３０７ｅおよびリソースデータ３０７ｆを含む構成であってもよい。これにより、ロット毎に実装データ３０７ｇのファイルを設ける必要がなく、複数のロットに共通する１つの実装データ３０７ｇのファイルを設けるだけで良い。このため、実装データ３０７ｇの管理がし易くなる。

また、１つの実装データ３０７ｇが１つのファイルで構成されていてもよいし、複数のファイルで構成されていてもよい。複数のファイルで構成される場合には、例えば、１つの実装データ３０７ｇに含まれる、基板データ３０７ａ、実装点データ３０７ｂ、部品ライブラリ３０７ｃ、最適化条件データ３２８などの各データが別々のファイルで構成されており、複数のファイルの集合体として１つの実装データ３０７ｇが構成される。その場合、１つの実装データ３０７ｇを構成する複数のファイルは、常に集合体としてまとまって存在し、流通する。

さらに、本実施の形態は、上述した部品実装機以外の部品実装機を動作させる実装データや実装データの作成処理等にも適用可能である。例えば、複数のヘッドが交互に基板上に進入しながら部品を実装するいわゆる交互打ちの部品実装機、接着剤塗布機、検査機およびクリーム半田印刷機などの実装基板の生産を行なう部品実装機であれば、本実施の形態を適用可能である。

また、実装データ作成装置３００およびスケジューリング装置４００のいずれか一方または両方の機能が部品実装機１００または２００に備わっていてもよい。

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、部品実装機に対して特定の基板への部品実装動作を指示するための実装データを作成する実装データ作成装置等に適用できる。

部品実装システムの構成を示すブロック図である。 部品実装機の主要な構成を示す外観図である。 部品実装機の主要な構成を示す平面図である。 トレイ供給部の一部を模式的に示す斜視図である。 マルチ装着ヘッドと部品カセットの位置関係を示す模式図である。 （ａ）は、同部品実装機が備える２つの実装ユニットそれぞれが有する合計４つの部品供給部の構成例を示し、（ｂ）は、その構成における各種部品カセットの搭載本数およびＺ軸上の位置を示す表である。 １０ノズルヘッドが吸着可能な部品供給部の位置（Ｚ軸）の例を示す図および表である。 実装の対象となる各種チップ形電子部品の例を示す図である。 部品を収めたキャリアテープおよびその供給用リールの例を示す図である。 テーピング電子部品が装着された部品カセットの例を示す図である。 部品実装機の主要な構成を示す外観図である。 部品供給部とロータリーヘッドとの位置関係を示す概略図である。 ロータリーヘッド、基板および部品供給部の位置関係を模式的に示した図である。 実装データ作成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 基板データの一例を示す図である。 複数のパターンを含む基板の一例を示す図である。 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。 ライン構成データの一例を示す図である。 部品実装機構成データの一例を示す図である。 リソースデータの一例を示す図である。 実装データの一例を示す図である。 指示データに含まれるノズル配置データの一例を示す図である。（ａ）は、ノズルステーションに載置されるノズルのサイズおよび位置を示すノズル配置データの一例を示す図である。（ｂ）は、ヘッドに初期取り付けされるノズルのサイズおよび位置を示すノズル配置データの一例を示す図である。 ノズルステーションを模式的に示す斜視図である。 指示データに含まれる部品配置データの一例を示す図である。（ａ）は、部品供給部に配置される部品カセットを示す部品配置データの一例を示す図である。（ｂ）は、トレイ供給部のトレイに配置される部品を示す部品配置データの一例を示す図である。 指示データに含まれる実装順序データの一例を示す図である。 指示データに含まれる実装順序データの一例を示す図である。 タクトデータに含まれるステージ別タクトデータの一例を示す図である。 タクトデータに含まれるヘッド別タクトデータの一例を示す図である。 最適化条件データの一例を示す図である。 実装データ作成装置の動作を示すフローチャートである。 不具合が生じた場合の原因追求処理の流れを示すフローチャートである。 スケジューリング装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 スケジューリング装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 生産ライン
１２ パターン
２０ 基板
１００、２００ 部品実装機
１１０ 前サブ設備
１１２ マルチ装着ヘッド
１１２ａ〜１１２ｂ 吸着ノズル
１１３ ＸＹロボット
１１４ 部品カセット
１１５ａ 部品供給部（左ブロック）
１１５ｂ 部品供給部（右ブロック）
１１６ 部品認識カメラ
１１７ トレイ供給部
１１７ａ トレイ
１１８ シャトルコンベヤ
１１９ ノズルステーション
１２０ 後サブ設備
２０１ａ、２０１ｂ 操作部
２０２ 部品供給部
２０３ ロータリーヘッド
２０４ ＸＹテーブル
２０５ 回転基台
２０６ 装着ヘッド
２０９ 吸着開口部
３００ 実装データ作成装置
３０１、４０１ 演算制御部
３０２、４０２ 表示部
３０３、４０３ 入力部
３０４、４０４ メモリ部
３０５、４０５ プログラム格納部
３０５ａ 最適化条件入力処理部
３０５ｂ 実装順序最適化部
３０５ｃ データ変換部
３０６、４０６ 通信Ｉ／Ｆ部
３０７ データベース部
３０７ａ 基板データ
３０７ｂ 実装点データ
３０７ｃ 部品ライブラリ
３０７ｄ ライン構成データ
３０７ｅ 部品実装機構成データ
３０７ｆ リソースデータ
３０７ｇ 実装データ
３１１ 基板サイズデータ
３１２ パターンデータ
３２０ データ名
３２１ 作成日時
３２２ ロット名
３２５ 指示データ
３２６ タクトデータ
３２８ 最適化条件データ
３３５、３３６ ノズル配置データ
３４１、３４２ 部品配置データ
３５１ 実装順序データ
３６１ ラインタクトデータ
３６２ ステージ別タクトデータ
３６３ ヘッド別タクトデータ
４００ スケジューリング装置
４０５ａ スケジューリング部

Claims (9)

1. 部品実装機に対して特定の基板への部品実装動作を指示するための実装データを作成する実装データ作成方法であって、
   部品実装機による特定の基板への部品実装動作を最適化することにより得られる前記実装データに、前記最適化のための条件を示す最適化条件データを追加する最適化条件データ追加ステップ
   を含むことを特徴とする実装データ作成方法。
2. 前記最適化条件データ追加ステップでは、前記最適化の際に、前記実装データに前記最適化条件データを追加する
   ことを特徴とする請求項１に記載の実装データ作成方法。
3. さらに、前記最適化条件データに従い前記最適化を行うことにより、前記実装データを作成する実装データ作成ステップを含み、
   前記最適化条件データ追加ステップは、前記実装データ作成ステップで作成された前記実装データに、当該実装データを作成する際に用いられた前記最適化条件データを追加する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の実装データ作成方法。
4. さらに、
   前記実装データに従い前記部品実装機が１枚の基板に対して前記部品実装動作を行なうのに要する時間である実装タクトを取得する実装タクト取得ステップと、
   前記実装データに、前記実装タクト取得ステップで取得された前記実装タクトを示す実装タクトデータを追加する実装タクト追加ステップとを含む
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の実装データ作成方法。
5. 部品実装機に対して特定の基板への部品実装動作を指示するための実装データを作成する実装データ作成装置であって、
   部品実装機による特定の基板への部品実装動作を最適化することにより得られる前記実装データに、前記最適化のための条件を示す最適化条件データを追加する最適化条件データ追加手段
   を備えることを特徴とする実装データ作成装置。
6. 特定の基板に部品を実装する部品実装機であって、
   部品実装機による特定の基板への部品実装動作を最適化することにより得られる前記実装データに、前記最適化のための条件を示す最適化条件データを追加する最適化条件データ追加手段
   を備えることを特徴とする部品実装機。
7. 特定の基板に部品を実装する部品実装機であって、
   部品実装機による特定の基板への部品実装動作を最適化することにより得られる前記実装データに、前記最適化のための条件を示す最適化条件データを追加する最適化条件データ追加手段と、
   前記最適化条件データ追加手段で得られる前記実装データに基づいて、前記特定の基板へ部品を実装する実装手段と
   を備えることを特徴とする部品実装機。
8. 部品実装機に対して特定の基板への部品実装動作を指示するための実装データを作成するプログラムであって、
   部品実装機による特定の基板への部品実装動作を最適化することにより得られる前記実装データに、前記最適化のための条件を示す最適化条件データを追加する最適化条件データ追加ステップ
   をコンピュータに実行させるためのプログラム。
9. 部品実装機に対して特定の基板への部品実装動作を指示するための実装データのデータ構造であって、
   部品実装機による特定の基板への部品実装動作を最適化することにより得られる前記部品実装動作を指示するための指示データと、
   前記最適化のための条件である最適化条件データと
   を含むデータ構造。

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