JP2016062977A - 部品実装機の部品搭載順最適化方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】1搭載サイクルにおける複数の部品の搭載順を最適化する方法であって、独自のアルゴリズムを有した部品実装機の部品搭載順最適化方法を提供する。【解決手段】本方法は、部品を吸着する各吸着ノズルの最も近い搭載点との距離の平均値を算出する第1演算ステップ(S1)と、平均値分だけヘッドを移動させた位置において、最も近い吸着ノズルと搭載点の組み合わせについて吸着ノズルに対し搭載点を割り振る第2演算ステップ(S2)と、を備える。第2演算ステップにおいて搭載点が割り振られた吸着ノズルが当該割り振られた搭載点に配置されるようにヘッドを移動させた位置において、第2演算ステップにおいて搭載点が割り振られていない吸着ノズルについて、さらに第1演算ステップ及び第2演算ステップを実行することで、部品を吸着するすべての吸着ノズルに搭載点を割り振るとともに、先に搭載点が割り振られたものの搭載順を先とする。【選択図】図1
Description
本発明は、複数の吸着ノズルを装備したヘッドで複数の部品を吸着し、当該ヘッドを移動させて回路基板上に部品を搭載する部品実装機に対し、複数の部品の搭載順を最適化する方法に関する。
電子部品(以下、単に部品という)を回路基板に実装する電子部品実装機では、基板生産(部品実装)は、基板種類ごとにその基板を生産する生産プログラムを作成して行われる。各生産プログラムは、実装機上で基板を生産するための各種データを含み、例えば、基板に関するデータ、搭載位置に関するデータ、部品に関するデータ(例えば縦横高さの寸法)、吸着位置に関するデータ、画像認識用の情報、接着剤の塗布に関するデータ等から構成されている。
従来から、基板生産効率を向上させるために、生産プログラムの最適化が行われており、例えば、部品の吸着及び搭載順を最適化して生産タクトが短くなるようにすることが行われている。
吸着ヘッドに複数の吸着ノズルを備え、複数の部品を一回で順次(あるいは同時)吸着して回路基板に各部品を搭載するような生産プログラムを最適化する場合には、一回の吸着から搭載までの動作(1搭載サイクル)において、吸着または搭載する際の吸着ヘッドの移動距離の総和が最短になるように、吸着順ないし搭載順を決定するようにしている。
吸着ヘッドに複数の吸着ノズルを備え、複数の部品を一回で順次(あるいは同時)吸着して回路基板に各部品を搭載するような生産プログラムを最適化する場合には、一回の吸着から搭載までの動作(1搭載サイクル)において、吸着または搭載する際の吸着ヘッドの移動距離の総和が最短になるように、吸着順ないし搭載順を決定するようにしている。
1搭載サイクルにおける搭載順の最適化方法として、例えば、搭載順を決定する場合、図5に示したように、個々の部品の搭載点に着目し、吸着ノズルから最も近い搭載点を貪欲に検索して、吸着ノズルに搭載点を割り当て方法がある。この方法を説明すると、例えば、吸着ヘッドHに4個の吸着ノズルが装着されており、部品A〜Dが各吸着ノズルに吸着される吸着パターンとなっていて、部品AはP4、P8、P10に、部品BはP2、P6、P7に、部品CはP3、P5に、また部品DはP1、P9、P11にそれぞれ搭載されるとする。最初の搭載点を見つける場合、図5(A)に示したように、部品A〜Dの最も近い搭載点はP4、P7、P5、P1であり、その中で移動距離が一番短いのは、搭載点P7であるので、最初の搭載点をP7として、部品Bを吸着するノズルに搭載点P7を割り当てる。続いて、ヘッドを最初の搭載点に移動させたところで部品A、C、Dの最も近い搭載点P4、P5、P1を求め、その中で移動距離が一番短い搭載点を検索する。それは、搭載点P4であるので、2番目の搭載点がP4であることを見つけ、部品Aを吸着するノズルに搭載点P4を割り当てる。同様な処理を繰り返し、図5(C)、(D)に示したように移動距離の短い3番目、4番目の搭載点P5,P9を見つけ、部品C、Dを吸着するノズルに搭載点P5,P9を割り当てる。そして、このサイクルを繰り返して全ての搭載点に部品が搭載されるように、各サイクルごとに吸着ノズルに搭載点を割り当てている。
上述した1搭載サイクルにおける搭載順の最適化方法(アルゴリズム)によれば、大きな計算負荷を伴わずに現実的な時間でコンピューターによって計算可能であるが、全通りを計算するわけではないので、1搭載サイクルにおける吸着ヘッドHの移動距離の総和が最短になる最良解が求められる場合もあれば、求められない場合もある。例えば、図5(A)に示した段階で搭載点P7を選ばなかった場合については計算していない。計算していないケースに最良解が含まれる場合もあれば、計算しているケースに最良解が含まれる場合もあり得るが、生産対象の回路基板の部品種、搭載点等の生産条件に影響される。このようなアルゴリズムには、どのような条件の場合に、最良解又はこれに近い解が得られやすいかという特徴が生じる。
そのため、複数の異なったアルゴリズムに従った計算を順次実行し、得られた結果から吸着ヘッドHの移動距離の総和が最短になるものを選択する。そして、生産対象の回路基板に応じて優秀なアルゴリズムを選択できることが望ましい。
そのため、複数の異なったアルゴリズムに従った計算を順次実行し、得られた結果から吸着ヘッドHの移動距離の総和が最短になるものを選択する。そして、生産対象の回路基板に応じて優秀なアルゴリズムを選択できることが望ましい。
そこで、本発明は、複数の吸着ノズルを装備したヘッドで複数の部品を吸着し、当該ヘッドを移動させて回路基板上に部品を搭載する部品実装機に対し、1搭載サイクルにおける複数の部品の搭載順を最適化する方法であって、独自のアルゴリズムを有した部品実装機の部品搭載順最適化方法を提供することを課題とする。
以上の課題を解決するための請求項1記載の発明は、複数の吸着ノズルを装備したヘッドで複数の部品を吸着し、当該ヘッドを移動させて回路基板上に部品を搭載する部品実装機に対し、吸着から搭載までの1搭載サイクルにおける複数の部品の搭載順を最適化する部品実装機の部品搭載順最適化方法であって、
部品を吸着する各吸着ノズルの最も近い搭載点との距離の平均値を算出する第1演算ステップと、
前記平均値分だけ前記ヘッドを移動させた位置において、最も近い吸着ノズルと搭載点の組み合わせについて吸着ノズルに対し搭載点を割り振る第2演算ステップと、
を備え、
前記第2演算ステップにおいて搭載点が割り振られた吸着ノズルが当該割り振られた搭載点に配置されるように前記ヘッドを移動させた位置において、前記第2演算ステップにおいて搭載点が割り振られていない吸着ノズルについて、さらに前記第1演算ステップ及び第2演算ステップを実行することで、部品を吸着するすべての吸着ノズルに搭載点を割り振るとともに、先に搭載点が割り振られたものの搭載順を先として搭載順を決定する部品実装機の部品搭載順最適化方法である。
部品を吸着する各吸着ノズルの最も近い搭載点との距離の平均値を算出する第1演算ステップと、
前記平均値分だけ前記ヘッドを移動させた位置において、最も近い吸着ノズルと搭載点の組み合わせについて吸着ノズルに対し搭載点を割り振る第2演算ステップと、
を備え、
前記第2演算ステップにおいて搭載点が割り振られた吸着ノズルが当該割り振られた搭載点に配置されるように前記ヘッドを移動させた位置において、前記第2演算ステップにおいて搭載点が割り振られていない吸着ノズルについて、さらに前記第1演算ステップ及び第2演算ステップを実行することで、部品を吸着するすべての吸着ノズルに搭載点を割り振るとともに、先に搭載点が割り振られたものの搭載順を先として搭載順を決定する部品実装機の部品搭載順最適化方法である。
本発明によれば、部品を吸着するすべての吸着ノズルを考慮して、最も近い搭載点までの距離の平均値分だけヘッドを移動させた位置から、吸着ノズルに対し最も近い搭載点を割り振る。すなわち、全体的に移動距離を縮める過程を経るので、真っ先に吸着ノズル単位で最も近い搭載点を探索する場合に徒に移動距離の総和が長くなる場合を回避できることがあり、このような距離の平均値分だけヘッドを移動させるという独自の演算ステップを有した独自のアルゴリズムを構築可能である。
部品実装機の制御部を構成するコンピューターにより、本発明の部品実装機の部品搭載順最適化方法に従った最適化アルゴリズムが実行される。その最適化アルゴリズムの要点は図1のフローチャートに示す通りある。まず、これを参照して説明する。
部品供給位置にて、部品実装機のヘッドに備わる複数の吸着ノズルがそれぞれ部品を吸着し取り上げる。その部品を取り上げた位置をヘッドの搭載サイクル開始点として以下の演算を実行し、搭載順と搭載点を決定する。一搭載サイクルにおける搭載順を決定する方法であるので、一のヘッドに複数の吸着ノズルが装備されていること、一のヘッドに複数の部品を吸着することが条件となる。一のヘッドに3以上の個々に部品を取り上げる吸着ノズルが装備されている場合に、当該搭載サイクルで、部品を吸着しない吸着ノズルは演算の対象とならないことは言うまでもない。
まず、部品を吸着する各吸着ノズルに対し、最も近い搭載点を探索する(ステップS1)。このとき、複数の吸着ノズルで最も近い搭載点が重複してもよい条件とする。
次に、部品を吸着する各吸着ノズルに対し、ステップS1で探索した最も近い搭載点との距離を算出する(ステップS2,S3)。この距離は、ヘッドを位置制御する座標においてプラス方向、マイナス方向に応じて正負の符号を有した距離で算出する。
次に、ステップS2で算出した距離の平均値を算出する(ステップS4、上記第1演算ステップ)。すなわち、ステップS2で算出した距離を加算し、部品を吸着する吸着ノズルの数で除する。
次に、ステップS4で算出した平均値分だけヘッドを移動させる(ステップS5)。これは、演算上の仮定で足りるので、実際に移動させることを要しない。
次に、ステップS5に従った移動後の位置において、最も近い吸着ノズルと搭載点の組み合わせについて吸着ノズルに対し搭載点を割り振る(ステップS6、上記第2演算ステップ)。割り振る吸着ノズルは、移動距離が最短になる吸着ノズルと搭載点の組み合わせから選択するが、移動距離が最短になる組み合わせが複数ある場合は、その中から任意に一つを選択すれば足りる。但し、割り振った一の吸着ノズルがその割り振られた搭載点に配置されるようにヘッドが移動したときに、他の吸着ノズルが他の搭載点に配置されるときは、前記一の吸着ノズルと前記他の吸着ノズルとは搭載順が同時であるとして、これらの吸着ノズルへの搭載点の割り振りを決定する。
割り振った吸着ノズルがその割り振られた搭載点に配置されるようにヘッドが移動したとして、以降の演算を実行する。
次に、部品を吸着する各吸着ノズルに対し、ステップS1で探索した最も近い搭載点との距離を算出する(ステップS2,S3)。この距離は、ヘッドを位置制御する座標においてプラス方向、マイナス方向に応じて正負の符号を有した距離で算出する。
次に、ステップS2で算出した距離の平均値を算出する(ステップS4、上記第1演算ステップ)。すなわち、ステップS2で算出した距離を加算し、部品を吸着する吸着ノズルの数で除する。
次に、ステップS4で算出した平均値分だけヘッドを移動させる(ステップS5)。これは、演算上の仮定で足りるので、実際に移動させることを要しない。
次に、ステップS5に従った移動後の位置において、最も近い吸着ノズルと搭載点の組み合わせについて吸着ノズルに対し搭載点を割り振る(ステップS6、上記第2演算ステップ)。割り振る吸着ノズルは、移動距離が最短になる吸着ノズルと搭載点の組み合わせから選択するが、移動距離が最短になる組み合わせが複数ある場合は、その中から任意に一つを選択すれば足りる。但し、割り振った一の吸着ノズルがその割り振られた搭載点に配置されるようにヘッドが移動したときに、他の吸着ノズルが他の搭載点に配置されるときは、前記一の吸着ノズルと前記他の吸着ノズルとは搭載順が同時であるとして、これらの吸着ノズルへの搭載点の割り振りを決定する。
割り振った吸着ノズルがその割り振られた搭載点に配置されるようにヘッドが移動したとして、以降の演算を実行する。
次に、ステップS6の後、搭載点が割り振られていない吸着ノズルについて、さらにステップS1〜S6を、部品を吸着するすべての吸着ノズルに搭載点が割り振られるまで繰り返し実行する(ステップS7でNO)。
ステップS7でYESとなれば、部品を吸着するすべての吸着ノズルに搭載点を割り振ったこととなる。先に搭載点が割り振られたものの搭載順を先として搭載順を決定する。
ステップS7でYESとなれば、部品を吸着するすべての吸着ノズルに搭載点を割り振ったこととなる。先に搭載点が割り振られたものの搭載順を先として搭載順を決定する。
その後、部品実装機の制御部を構成するコンピューターは、決定した搭載順に従ってヘッドを最短経路で移動制御し、吸着ノズルの吸着解除制御を実行して各搭載点に順次部品を搭載する。
なお、部品実装機の制御部を構成するコンピューターは、他のアルゴリズムによる搭載順を決定する演算を同時並行または順次実行している場合には、各アルゴリズムによる解が出揃った後、ヘッドの移動距離の総和が最短になるものを選択し、その選択した搭載順に従って部品を搭載する。
なお、部品実装機の制御部を構成するコンピューターは、他のアルゴリズムによる搭載順を決定する演算を同時並行または順次実行している場合には、各アルゴリズムによる解が出揃った後、ヘッドの移動距離の総和が最短になるものを選択し、その選択した搭載順に従って部品を搭載する。
(想定例1)
次に、ヘッドに装備される吸着ノズルの構成及び回路基板の構成を想定して、本発明の適用につき説明する。
いま、図2(A)に示す位置でヘッドHが部品を吸着し取り上げたとする。ヘッドHには4つの吸着ノズル1,2,3,4がX方向に等ピッチで装備されている。このピッチを距離1とする。図示するように回路基板上に4つの搭載点P1,P2,P3,P4がX方向に距離2だけ離れて格子状に配列している。ヘッドHと搭載点P1,P2とのY方向距離は1である。搭載点P1,P2と搭載点P3,P4とのY方向距離は1である。4つの吸着ノズル1,2,3,4に一種の部品が吸着される。例えば、LEDチップを基板に実装して照明器具などを構成する場合に、このような一種の部品を所定間隔に実装する用途がある。
このような場合を想定して、以下に本発明の適用について記述する。
次に、ヘッドに装備される吸着ノズルの構成及び回路基板の構成を想定して、本発明の適用につき説明する。
いま、図2(A)に示す位置でヘッドHが部品を吸着し取り上げたとする。ヘッドHには4つの吸着ノズル1,2,3,4がX方向に等ピッチで装備されている。このピッチを距離1とする。図示するように回路基板上に4つの搭載点P1,P2,P3,P4がX方向に距離2だけ離れて格子状に配列している。ヘッドHと搭載点P1,P2とのY方向距離は1である。搭載点P1,P2と搭載点P3,P4とのY方向距離は1である。4つの吸着ノズル1,2,3,4に一種の部品が吸着される。例えば、LEDチップを基板に実装して照明器具などを構成する場合に、このような一種の部品を所定間隔に実装する用途がある。
このような場合を想定して、以下に本発明の適用について記述する。
(本発明例)
本発明例の搭載順と搭載点の決定処理を開始する。
まず、図2(A)に示すヘッドHが吸着ノズル1,2,3,4に部品を吸着した位置において、各吸着ノズルに対し最も近い搭載点を探索する(ステップS1)。その結果、吸着ノズル1に最も近い搭載点はP1、吸着ノズル2に最も近い搭載点はP1、吸着ノズル3に最も近い搭載点はP2、吸着ノズル4に最も近い搭載点はP2となる。なお、最も近い搭載点の重複数を最少にすることを条件として適用する。
本発明例の搭載順と搭載点の決定処理を開始する。
まず、図2(A)に示すヘッドHが吸着ノズル1,2,3,4に部品を吸着した位置において、各吸着ノズルに対し最も近い搭載点を探索する(ステップS1)。その結果、吸着ノズル1に最も近い搭載点はP1、吸着ノズル2に最も近い搭載点はP1、吸着ノズル3に最も近い搭載点はP2、吸着ノズル4に最も近い搭載点はP2となる。なお、最も近い搭載点の重複数を最少にすることを条件として適用する。
次に、最も近い搭載点との距離を算出する(ステップS2,S3)。その結果、吸着ノズル1はX方向について0、吸着ノズル2はX方向について−1、吸着ノズル3はX方向について0、吸着ノズル4はX方向について−1である。Y方向については皆1である。
次に、算出した距離の平均値を算出する(ステップS4、上記第1演算ステップ)。その結果、平均値はX方向について−0.5、Y方向について1である。
次に、図2(B)に示すように、算出した平均値分だけヘッドを移動させる(ステップS5)。
次に、図2(B)に示すヘッドHの位置において、最も近い吸着ノズルと搭載点の組み合わせについて吸着ノズルに対し搭載点を割り振る(ステップS6、上記第2演算ステップ)。ここでは、原点Oに近い吸着ノズル(図上左寄りの吸着ノズル)を優先する条件を適用する。吸着ノズル1,2,3,4の最も近い搭載点までの距離が等しいので、原点Oに近い吸着ノズルを優先して吸着ノズル1に対し最も近い搭載点である搭載点P1を割り振る。
割り振った吸着ノズル1がその割り振られた搭載点P1に配置されるようにヘッドHが移動したときに(図2(C))、他の吸着ノズル3が他の搭載点P2に配置されるので、吸着ノズル1と吸着ノズル3とは搭載順が同時であるとして、これらの吸着ノズル1,3、への搭載点の割り振りを決定する。すなわち、最初の搭載順は、吸着ノズル1,3とし、吸着ノズル1は搭載点P1に、吸着ノズル3は搭載点P2に搭載することとする。
次に、図2(B)に示すように、算出した平均値分だけヘッドを移動させる(ステップS5)。
次に、図2(B)に示すヘッドHの位置において、最も近い吸着ノズルと搭載点の組み合わせについて吸着ノズルに対し搭載点を割り振る(ステップS6、上記第2演算ステップ)。ここでは、原点Oに近い吸着ノズル(図上左寄りの吸着ノズル)を優先する条件を適用する。吸着ノズル1,2,3,4の最も近い搭載点までの距離が等しいので、原点Oに近い吸着ノズルを優先して吸着ノズル1に対し最も近い搭載点である搭載点P1を割り振る。
割り振った吸着ノズル1がその割り振られた搭載点P1に配置されるようにヘッドHが移動したときに(図2(C))、他の吸着ノズル3が他の搭載点P2に配置されるので、吸着ノズル1と吸着ノズル3とは搭載順が同時であるとして、これらの吸着ノズル1,3、への搭載点の割り振りを決定する。すなわち、最初の搭載順は、吸着ノズル1,3とし、吸着ノズル1は搭載点P1に、吸着ノズル3は搭載点P2に搭載することとする。
割り振った吸着ノズル1,3がその割り振られた搭載点に配置されるようにヘッドHが移動したとする。すなわち、図2(C)に示す配置である。
次に、すべての吸着ノズルに搭載点が割り振られていないので(ステップS7でNO)、搭載点が割り振られていない吸着ノズル2,4について、さらにステップS1〜S6を実行する。
すなわち、図2(C)に示すヘッドHの位置において、吸着ノズル2,4について最も近い搭載点を探索する(ステップS1)。その結果、吸着ノズル2に最も近い搭載点はP3、吸着ノズル4に最も近い搭載点はP4となる。ここでも、最も近い搭載点の重複数を最少にすることを条件として適用する。
次に、すべての吸着ノズルに搭載点が割り振られていないので(ステップS7でNO)、搭載点が割り振られていない吸着ノズル2,4について、さらにステップS1〜S6を実行する。
すなわち、図2(C)に示すヘッドHの位置において、吸着ノズル2,4について最も近い搭載点を探索する(ステップS1)。その結果、吸着ノズル2に最も近い搭載点はP3、吸着ノズル4に最も近い搭載点はP4となる。ここでも、最も近い搭載点の重複数を最少にすることを条件として適用する。
次に、最も近い搭載点との距離を算出する(ステップS2,S3)。その結果、吸着ノズル2はX方向について−1、吸着ノズル4はX方向について−1である。Y方向については両者とも1である。
次に、算出した距離の平均値を算出する(ステップS4、上記第1演算ステップ)。その結果、平均値はX方向について−1、Y方向について1である。
次に、図2(D)に示すように、算出した平均値分だけヘッドを移動させる(ステップS5)。
次に、図2(D)に示すヘッドHの位置において、最も近い吸着ノズルと搭載点の組み合わせについて吸着ノズルに対し搭載点を割り振る(ステップS6、上記第2演算ステップ)。ここでは、原点Oに近い吸着ノズル(図上左寄りの吸着ノズル)を優先する条件を適用する。吸着ノズル2,4の最も近い搭載点までの距離が等しいので、原点Oに近い吸着ノズルを優先して吸着ノズル2に対し最も近い搭載点である搭載点P3を割り振る。
割り振った吸着ノズル2がその割り振られた搭載点P3に配置されるようにヘッドHが移動したときに(図2(D))、他の吸着ノズル4が他の搭載点P4に配置されるので、吸着ノズル2と吸着ノズル4とは搭載順が同時であるとして、これらの吸着ノズル2,4、への搭載点の割り振りを決定する。すなわち、次の搭載順は、吸着ノズル2,4とし、吸着ノズル2は搭載点P3に、吸着ノズル4は搭載点P4に搭載することとする。
次に、図2(D)に示すように、算出した平均値分だけヘッドを移動させる(ステップS5)。
次に、図2(D)に示すヘッドHの位置において、最も近い吸着ノズルと搭載点の組み合わせについて吸着ノズルに対し搭載点を割り振る(ステップS6、上記第2演算ステップ)。ここでは、原点Oに近い吸着ノズル(図上左寄りの吸着ノズル)を優先する条件を適用する。吸着ノズル2,4の最も近い搭載点までの距離が等しいので、原点Oに近い吸着ノズルを優先して吸着ノズル2に対し最も近い搭載点である搭載点P3を割り振る。
割り振った吸着ノズル2がその割り振られた搭載点P3に配置されるようにヘッドHが移動したときに(図2(D))、他の吸着ノズル4が他の搭載点P4に配置されるので、吸着ノズル2と吸着ノズル4とは搭載順が同時であるとして、これらの吸着ノズル2,4、への搭載点の割り振りを決定する。すなわち、次の搭載順は、吸着ノズル2,4とし、吸着ノズル2は搭載点P3に、吸着ノズル4は搭載点P4に搭載することとする。
割り振った吸着ノズル2,4がその割り振られた搭載点に配置されるようにヘッドHが移動したとする。すなわち、図2(D)に示す配置である。
次に、すべての吸着ノズルに搭載点が割り振られたので(ステップS7でYES)、搭載順と搭載点の決定処理を終了する。
なお、図2(C)に示すようにステップS2で最も近い搭載点との距離、方向がすべての吸着ノズルで等しくなった場合は、このとき採用している吸着ノズルと最も近い搭載点との組み合わせに搭載点の割り振りを決定して搭載順と搭載点の決定処理を終了するアルゴリズムを採用してもよい。
次に、すべての吸着ノズルに搭載点が割り振られたので(ステップS7でYES)、搭載順と搭載点の決定処理を終了する。
なお、図2(C)に示すようにステップS2で最も近い搭載点との距離、方向がすべての吸着ノズルで等しくなった場合は、このとき採用している吸着ノズルと最も近い搭載点との組み合わせに搭載点の割り振りを決定して搭載順と搭載点の決定処理を終了するアルゴリズムを採用してもよい。
以上のように、最初の搭載順は吸着ノズル1,3で、吸着ノズル1は搭載点P1に、吸着ノズル3は搭載点P2に搭載し、次の搭載順は吸着ノズル2,4で、吸着ノズル2は搭載点P3に、吸着ノズル4は搭載点P4に搭載することに決定された。
制御部は、図2(A)に示す位置からヘッドHを、Y方向に1移動させて吸着ノズル1で吸着している部品を搭載点P1に、吸着ノズル3で吸着している部品を搭載点P2に搭載し(図2(C))、次に、X方向に−1、Y方向に1移動させて吸着ノズル2で吸着している部品を搭載点P3に、吸着ノズル4で吸着している部品を搭載点P4に搭載する(図2(D))。
したがって、部品吸着時点から搭載終了時点までのヘッドHの移動距離の総和は、X方向に1、Y方向に2となる。
制御部は、図2(A)に示す位置からヘッドHを、Y方向に1移動させて吸着ノズル1で吸着している部品を搭載点P1に、吸着ノズル3で吸着している部品を搭載点P2に搭載し(図2(C))、次に、X方向に−1、Y方向に1移動させて吸着ノズル2で吸着している部品を搭載点P3に、吸着ノズル4で吸着している部品を搭載点P4に搭載する(図2(D))。
したがって、部品吸着時点から搭載終了時点までのヘッドHの移動距離の総和は、X方向に1、Y方向に2となる。
(想定例2)
次に、図3(A)及び図4(A)に示す構成を想定して、比較例と本発明の適用につき説明する。
いま、図3(A)及び図4(A)に示す位置でヘッドHが部品を吸着し取り上げたとする。ヘッドHには4つの吸着ノズル1,2,3,4がX方向に等ピッチで装備されている。このピッチを距離1とする。図示するように回路基板上に4つの搭載点P1,P2,P3,P4が距離1だけ離れて格子状に配列している。ヘッドHと搭載点P1,P2とのY方向距離は1である。搭載点P1,P2と搭載点P3,P4とのY方向距離は1である。4つの吸着ノズル1,2,3,4に一種の部品が吸着される。
上述した従来の1搭載サイクルにおける搭載順の最適化アルゴリズムを比較例とし、以下に比較例と本発明の適用について記述する。
次に、図3(A)及び図4(A)に示す構成を想定して、比較例と本発明の適用につき説明する。
いま、図3(A)及び図4(A)に示す位置でヘッドHが部品を吸着し取り上げたとする。ヘッドHには4つの吸着ノズル1,2,3,4がX方向に等ピッチで装備されている。このピッチを距離1とする。図示するように回路基板上に4つの搭載点P1,P2,P3,P4が距離1だけ離れて格子状に配列している。ヘッドHと搭載点P1,P2とのY方向距離は1である。搭載点P1,P2と搭載点P3,P4とのY方向距離は1である。4つの吸着ノズル1,2,3,4に一種の部品が吸着される。
上述した従来の1搭載サイクルにおける搭載順の最適化アルゴリズムを比較例とし、以下に比較例と本発明の適用について記述する。
(比較例)
比較例の場合、吸着ノズル(部品)単位で最も近い搭載点を探索するので、図3(A)に示すように最初に吸着ノズル1が搭載点P2に搭載すると決定し、図3(B)まで移動して、吸着ノズル1で吸着する部品を搭載点P2に搭載する。
次に、図3(B)に示す位置で吸着ノズル2が搭載点P4に搭載すると決定し、図3(C)まで移動して、吸着ノズル2で吸着する部品を搭載点P4に搭載する。
次に、図3(C)に示す位置で吸着ノズル3が搭載点P3に搭載すると決定し、図3(D)まで移動して、吸着ノズル3で吸着する部品を搭載点P3に搭載する。
次に、図3(D)に示す位置で吸着ノズル4が搭載点P1に搭載すると決定し、図3(E)まで移動して、吸着ノズル4で吸着する部品を搭載点P1に搭載する。
したがって、部品吸着時点から搭載終了時点までのヘッドHの移動距離の総和は、X方向に4、Y方向に3となる。
比較例の場合、吸着ノズル(部品)単位で最も近い搭載点を探索するので、図3(A)に示すように最初に吸着ノズル1が搭載点P2に搭載すると決定し、図3(B)まで移動して、吸着ノズル1で吸着する部品を搭載点P2に搭載する。
次に、図3(B)に示す位置で吸着ノズル2が搭載点P4に搭載すると決定し、図3(C)まで移動して、吸着ノズル2で吸着する部品を搭載点P4に搭載する。
次に、図3(C)に示す位置で吸着ノズル3が搭載点P3に搭載すると決定し、図3(D)まで移動して、吸着ノズル3で吸着する部品を搭載点P3に搭載する。
次に、図3(D)に示す位置で吸着ノズル4が搭載点P1に搭載すると決定し、図3(E)まで移動して、吸着ノズル4で吸着する部品を搭載点P1に搭載する。
したがって、部品吸着時点から搭載終了時点までのヘッドHの移動距離の総和は、X方向に4、Y方向に3となる。
(本発明例)
本発明例の搭載順と搭載点の決定処理を開始する。
まず、図4(A)に示すヘッドHが吸着ノズル1,2,3,4に部品を吸着した位置において、各吸着ノズルに対し最も近い搭載点を探索する(ステップS1)。その結果、吸着ノズル1に最も近い搭載点はP2、吸着ノズル2に最も近い搭載点はP2、吸着ノズル3に最も近い搭載点はP2、吸着ノズル4に最も近い搭載点はP2となる。
本発明例の搭載順と搭載点の決定処理を開始する。
まず、図4(A)に示すヘッドHが吸着ノズル1,2,3,4に部品を吸着した位置において、各吸着ノズルに対し最も近い搭載点を探索する(ステップS1)。その結果、吸着ノズル1に最も近い搭載点はP2、吸着ノズル2に最も近い搭載点はP2、吸着ノズル3に最も近い搭載点はP2、吸着ノズル4に最も近い搭載点はP2となる。
次に、最も近い搭載点との距離を算出する(ステップS2,S3)。その結果、吸着ノズル1はX方向について0、吸着ノズル2はX方向について−1、吸着ノズル3はX方向について−2、吸着ノズル4はX方向について−3である。Y方向については皆1である。
次に、算出した距離の平均値を算出する(ステップS4、上記第1演算ステップ)。その結果、平均値はX方向について−1.5、Y方向について1である。
次に、図4(B)に示すように、算出した平均値分だけヘッドを移動させる(ステップS5)。
次に、図4(B)に示すヘッドHの位置において、最も近い吸着ノズルと搭載点の組み合わせについて吸着ノズルに対し搭載点を割り振る(ステップS6、上記第2演算ステップ)。ここでは、原点Oに近い吸着ノズル(図上左寄りの吸着ノズル)を優先する条件を適用する。吸着ノズル1,2,3の最も近い搭載点までの距離が等しいので、原点Oに近い吸着ノズルを優先して吸着ノズル1に対し最も近い搭載点である搭載点P1を割り振る。
割り振った吸着ノズル1がその割り振られた搭載点P1に配置されるようにヘッドHが移動したときに(図4(C))、他の吸着ノズル2が他の搭載点P2に配置されるので、吸着ノズル1と吸着ノズル2とは搭載順が同時であるとして、これらの吸着ノズル1,2、への搭載点の割り振りを決定する。すなわち、最初の搭載順は、吸着ノズル1,2とし、吸着ノズル1は搭載点P1に、吸着ノズル2は搭載点P2に搭載することとする。
次に、図4(B)に示すように、算出した平均値分だけヘッドを移動させる(ステップS5)。
次に、図4(B)に示すヘッドHの位置において、最も近い吸着ノズルと搭載点の組み合わせについて吸着ノズルに対し搭載点を割り振る(ステップS6、上記第2演算ステップ)。ここでは、原点Oに近い吸着ノズル(図上左寄りの吸着ノズル)を優先する条件を適用する。吸着ノズル1,2,3の最も近い搭載点までの距離が等しいので、原点Oに近い吸着ノズルを優先して吸着ノズル1に対し最も近い搭載点である搭載点P1を割り振る。
割り振った吸着ノズル1がその割り振られた搭載点P1に配置されるようにヘッドHが移動したときに(図4(C))、他の吸着ノズル2が他の搭載点P2に配置されるので、吸着ノズル1と吸着ノズル2とは搭載順が同時であるとして、これらの吸着ノズル1,2、への搭載点の割り振りを決定する。すなわち、最初の搭載順は、吸着ノズル1,2とし、吸着ノズル1は搭載点P1に、吸着ノズル2は搭載点P2に搭載することとする。
割り振った吸着ノズル1,2がその割り振られた搭載点に配置されるようにヘッドHが移動したとする。すなわち、図4(C)に示す配置である。
次に、すべての吸着ノズルに搭載点が割り振られていないので(ステップS7でNO)、搭載点が割り振られていない吸着ノズル3,4について、さらにステップS1〜S6を実行する。
すなわち、図4(C)に示すヘッドHの位置において、吸着ノズル3,4について最も近い搭載点を探索する(ステップS1)。その結果、吸着ノズル3に最も近い搭載点はP4、吸着ノズル4に最も近い搭載点はP4となる。
次に、すべての吸着ノズルに搭載点が割り振られていないので(ステップS7でNO)、搭載点が割り振られていない吸着ノズル3,4について、さらにステップS1〜S6を実行する。
すなわち、図4(C)に示すヘッドHの位置において、吸着ノズル3,4について最も近い搭載点を探索する(ステップS1)。その結果、吸着ノズル3に最も近い搭載点はP4、吸着ノズル4に最も近い搭載点はP4となる。
次に、最も近い搭載点との距離を算出する(ステップS2,S3)。その結果、吸着ノズル3はX方向について−1、吸着ノズル4はX方向について−2である。Y方向については両者とも1である。
次に、算出した距離の平均値を算出する(ステップS4、上記第1演算ステップ)。その結果、平均値はX方向について−1.5、Y方向について1である。
次に、図4(D)に示すように、算出した平均値分だけヘッドを移動させる(ステップS5)。
次に、図4(D)に示すヘッドHの位置において、最も近い吸着ノズルと搭載点の組み合わせについて吸着ノズルに対し搭載点を割り振る(ステップS6、上記第2演算ステップ)。ここでは、原点Oに近い吸着ノズル(図上左寄りの吸着ノズル)を優先する条件を適用する。吸着ノズル3,4の最も近い搭載点までの距離が等しいので、原点Oに近い吸着ノズルを優先して吸着ノズル3に対し最も近い搭載点である搭載点P3を割り振る。吸着ノズル3からは、搭載点P3も搭載点P4も等距離だが、原点Oに近い搭載点を優先する条件を適用する。
割り振った吸着ノズル3がその割り振られた搭載点P3に配置されるようにヘッドHが移動したときに(図4(E))、他の吸着ノズル4が他の搭載点P4に配置されるので、吸着ノズル3と吸着ノズル4とは搭載順が同時であるとして、これらの吸着ノズル3,4、への搭載点の割り振りを決定する。すなわち、次の搭載順は、吸着ノズル3,4とし、吸着ノズル3は搭載点P3に、吸着ノズル4は搭載点P4に搭載することとする。
次に、図4(D)に示すように、算出した平均値分だけヘッドを移動させる(ステップS5)。
次に、図4(D)に示すヘッドHの位置において、最も近い吸着ノズルと搭載点の組み合わせについて吸着ノズルに対し搭載点を割り振る(ステップS6、上記第2演算ステップ)。ここでは、原点Oに近い吸着ノズル(図上左寄りの吸着ノズル)を優先する条件を適用する。吸着ノズル3,4の最も近い搭載点までの距離が等しいので、原点Oに近い吸着ノズルを優先して吸着ノズル3に対し最も近い搭載点である搭載点P3を割り振る。吸着ノズル3からは、搭載点P3も搭載点P4も等距離だが、原点Oに近い搭載点を優先する条件を適用する。
割り振った吸着ノズル3がその割り振られた搭載点P3に配置されるようにヘッドHが移動したときに(図4(E))、他の吸着ノズル4が他の搭載点P4に配置されるので、吸着ノズル3と吸着ノズル4とは搭載順が同時であるとして、これらの吸着ノズル3,4、への搭載点の割り振りを決定する。すなわち、次の搭載順は、吸着ノズル3,4とし、吸着ノズル3は搭載点P3に、吸着ノズル4は搭載点P4に搭載することとする。
割り振った吸着ノズル3,4がその割り振られた搭載点に配置されるようにヘッドHが移動したとする。すなわち、図4(E)に示す配置である。
次に、すべての吸着ノズルに搭載点が割り振られたので(ステップS7でYES)、搭載順と搭載点の決定処理を終了する。
次に、すべての吸着ノズルに搭載点が割り振られたので(ステップS7でYES)、搭載順と搭載点の決定処理を終了する。
以上のように、最初の搭載順は吸着ノズル1,2で、吸着ノズル1は搭載点P1に、吸着ノズル2は搭載点P2に搭載し、次の搭載順は吸着ノズル3,4で、吸着ノズル3は搭載点P3に、吸着ノズル4は搭載点P4に搭載することに決定された。
制御部は、図4(A)に示す位置からヘッドHを、X方向に−1、Y方向に1移動させて吸着ノズル1で吸着している部品を搭載点P1に、吸着ノズル2で吸着している部品を搭載点P2に搭載し(図4(C))、次に、X方向に−2、Y方向に1移動させて吸着ノズル3で吸着している部品を搭載点P3に、吸着ノズル4で吸着している部品を搭載点P4に搭載する(図4(E))。
したがって、部品吸着時点から搭載終了時点までのヘッドHの移動距離の総和は、X方向に3、Y方向に2となる。比較例のX方向に4、Y方向に3に比較して本発明例は移動距離の総和を短くすることができた。
本技術は以下の方法をとることができる。
複数の吸着ノズルを装備したヘッドで複数の部品を吸着し、当該ヘッドを移動させて回路基板上に部品を搭載する部品実装機に対し、吸着から搭載までの1搭載サイクルにおける複数の部品の搭載順を最適化する部品実装機の部品搭載順最適化方法であって、
部品を吸着する各吸着ノズルの最も近い搭載点との距離の平均値を算出する第1演算ステップと、
平均値分だけヘッドを移動させた位置において、最も近い吸着ノズルと搭載点の組み合わせについて吸着ノズルに対し搭載点を割り振る第2演算ステップと、
を備え、
第2演算ステップにおいて搭載点が割り振られた吸着ノズルが当該割り振られた搭載点に配置されるように前記ヘッドを移動させた位置において、第2演算ステップにおいて搭載点が割り振られていない吸着ノズルについて、さらに第1演算ステップ及び第2演算ステップを実行することで、部品を吸着するすべての吸着ノズルに搭載点を割り振るとともに、先に搭載点が割り振られたものの搭載順を先として搭載順を決定する部品実装機の部品搭載順最適化方法。
上記の通り、本技術はヘッドHの水平一方向(X方向)に沿って、等ピッチで吸着ノズル1、2、3、4が配置されており、さらに搭載点P1、P2の組合せや、搭載点P3、P4の組合せが水平一方向(X方向)に沿って、等ピッチで配置されると、より移動距離の総和を短くすることができる。
制御部は、図4(A)に示す位置からヘッドHを、X方向に−1、Y方向に1移動させて吸着ノズル1で吸着している部品を搭載点P1に、吸着ノズル2で吸着している部品を搭載点P2に搭載し(図4(C))、次に、X方向に−2、Y方向に1移動させて吸着ノズル3で吸着している部品を搭載点P3に、吸着ノズル4で吸着している部品を搭載点P4に搭載する(図4(E))。
したがって、部品吸着時点から搭載終了時点までのヘッドHの移動距離の総和は、X方向に3、Y方向に2となる。比較例のX方向に4、Y方向に3に比較して本発明例は移動距離の総和を短くすることができた。
本技術は以下の方法をとることができる。
複数の吸着ノズルを装備したヘッドで複数の部品を吸着し、当該ヘッドを移動させて回路基板上に部品を搭載する部品実装機に対し、吸着から搭載までの1搭載サイクルにおける複数の部品の搭載順を最適化する部品実装機の部品搭載順最適化方法であって、
部品を吸着する各吸着ノズルの最も近い搭載点との距離の平均値を算出する第1演算ステップと、
平均値分だけヘッドを移動させた位置において、最も近い吸着ノズルと搭載点の組み合わせについて吸着ノズルに対し搭載点を割り振る第2演算ステップと、
を備え、
第2演算ステップにおいて搭載点が割り振られた吸着ノズルが当該割り振られた搭載点に配置されるように前記ヘッドを移動させた位置において、第2演算ステップにおいて搭載点が割り振られていない吸着ノズルについて、さらに第1演算ステップ及び第2演算ステップを実行することで、部品を吸着するすべての吸着ノズルに搭載点を割り振るとともに、先に搭載点が割り振られたものの搭載順を先として搭載順を決定する部品実装機の部品搭載順最適化方法。
上記の通り、本技術はヘッドHの水平一方向(X方向)に沿って、等ピッチで吸着ノズル1、2、3、4が配置されており、さらに搭載点P1、P2の組合せや、搭載点P3、P4の組合せが水平一方向(X方向)に沿って、等ピッチで配置されると、より移動距離の総和を短くすることができる。
H ヘッド
1,2,3,4 吸着ノズル
O 原点
P1,P2,P3,P4 搭載点
1,2,3,4 吸着ノズル
O 原点
P1,P2,P3,P4 搭載点
Claims (1)
- 複数の吸着ノズルを装備したヘッドで複数の部品を吸着し、当該ヘッドを移動させて回路基板上に部品を搭載する部品実装機に対し、吸着から搭載までの1搭載サイクルにおける複数の部品の搭載順を最適化する部品実装機の部品搭載順最適化方法であって、
部品を吸着する各吸着ノズルの最も近い搭載点との距離の平均値を算出する第1演算ステップと、
前記平均値分だけ前記ヘッドを移動させた位置において、最も近い吸着ノズルと搭載点の組み合わせについて吸着ノズルに対し搭載点を割り振る第2演算ステップと、
を備え、
前記第2演算ステップにおいて搭載点が割り振られた吸着ノズルが当該割り振られた搭載点に配置されるように前記ヘッドを移動させた位置において、前記第2演算ステップにおいて搭載点が割り振られていない吸着ノズルについて、さらに前記第1演算ステップ及び第2演算ステップを実行することで、部品を吸着するすべての吸着ノズルに搭載点を割り振るとともに、先に搭載点が割り振られたものの搭載順を先として搭載順を決定する部品実装機の部品搭載順最適化方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014187877A JP2016062977A (ja) | 2014-09-16 | 2014-09-16 | 部品実装機の部品搭載順最適化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014187877A JP2016062977A (ja) | 2014-09-16 | 2014-09-16 | 部品実装機の部品搭載順最適化方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016062977A true JP2016062977A (ja) | 2016-04-25 |
Family
ID=55798082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014187877A Pending JP2016062977A (ja) | 2014-09-16 | 2014-09-16 | 部品実装機の部品搭載順最適化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016062977A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111615324A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-09-01 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于禁忌搜索算法的led贴片机拾贴路径优化方法 |
-
2014
- 2014-09-16 JP JP2014187877A patent/JP2016062977A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111615324A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-09-01 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于禁忌搜索算法的led贴片机拾贴路径优化方法 |
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