JP2016174111A - 装着動作の最適化装置および装着動作の最適化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来作業者が行っていた部品実装機のハンドリング条件の設定変更を自動化して、優れた最適化結果が確実に得られる装着動作の最適化装置を提供する。
【解決手段】部品実装機１で基板Ｋを生産する際に部品を取り扱うハンドリング条件に基づいて装着動作を最適化する装置６であって、初回ハンドリング条件が定められた初回部品データ７５に基づき装着動作の最適化処理を行って初回最適化結果を求める初回最適化処理部９１と、ハンドリング条件の設定変更可能な範囲を求める変更範囲設定部９３と、変更可能な範囲でハンドリング条件を変更して装着動作の最適化処理を繰り返すことにより初回最適化結果よりも優れた最終最適化結果を求める再最適化処理部９４と、初回部品データ７５の初回ハンドリング条件を最終最適化結果が求められたときの最終ハンドリング条件に置き換えて基板Ｋの生産に用いる最終部品データ７６を作成する生産反映部９５と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、部品実装機の装着ノズルを用いて基板に部品を装着する装着動作を繰り返す際に、装着動作を最適化する装置および方法に関する。

多数の部品が実装された基板を生産する設備として、はんだ印刷機、部品実装機、リフロー機、基板検査機などがある。これらの設備を連結して基板生産ラインを構成することが一般的になっている。このうち部品実装機は、基板搬送装置、部品供給装置、部品移載装置、および制御装置を備える。部品実装機を効率的に稼動させて基板の生産効率を高めるために、各種の最適化技術が開発されている。最適化の検討では、基板に実装する多数の部品の装着順序や、部品の供給位置や、その他の多くの要因が可変に考慮されてシミュレーションが行われる。シミュレーションの際に、部品実装機が部品を取り扱うハンドリング条件は、基礎的な条件となる。このハンドリング条件として、従来から基板の生産を行えるか否かのチェックに使用される基本条件が用いられてきた。この種の部品実装機における最適化技術の一例が特許文献１に開示されている。

特許文献１の基板停止制御シミュレータは、基板停止回数を順次インクリメントする手段と、基板停止回数ごとに基板の停止位置を決定する手段と、各停止位置で部品を基板に装着した場合に要する総タクト時間を演算する手段と、総タクト時間が最も短くなるまで処理を繰り返す手段と、を備える。さらに、基板停止回数に基づいて基板上のエリアを分割し、各エリアに分布する部品の装着位置の重心を演算して、重心が部品供給位置に対向するように基板停止位置をエリアごとに決定する態様が開示されている。これによれば、最も総タクト時間が短くなる基板停止位置を決定でき、実装効率が向上する、とされている。

特開２０１４−５６９５７号公報

ところで、特許文献１の最適化技術では、一定のハンドリング条件のもとで、基板停止回数、換言すると基板の位置を変更する回数を最適化できる。特許文献１に限らず、部品実装機における最適化の従来技術において、基本条件から定まるハンドリング条件は変更されない、とされてきた。しかしながら、ハンドリング条件は必ずしも固定された条件でなく、或る程度の範囲で設定変更を行っても、基板の生産は可能である。このため、最適化処理の実施後に、さらに優れた最適化を目指して作業者が個別に対応しているのが現状である。

すなわち、作業者は、知識および経験に基づいてさらに優れた最適化結果を期待できるハンドリング条件を導き出し、適宜ハンドリング条件を設定変更して最適化処理を再度実施している。このため、最終的な最適化結果は作業者のスキルに依存し、必ずしも優れた最適化結果が得られるとは限らなかった。これにより、部品実装機が本来の性能を発揮できず、生産効率が低下する場合があった。したがって、作業者のスキルに依存することなく基板の生産が可能な範囲でハンドリング条件を設定変更して、優れた最適化終結果が得られる仕組みの構築が必要である。

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、従来作業者が行っていた部品実装機のハンドリング条件の設定変更を自動化して、優れた最適化結果が確実に得られる装着動作の最適化装置、および装着動作の最適化方法を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明の装着動作の最適化装置は、部品実装機に装備された部品移載装置の装着ノズルを用いて、部品供給装置から部品を採取し、基板搬送装置に搬入された基板の所定の装着位置に前記部品を装着する装着動作を繰り返して前記基板を生産する際に、前記部品実装機が前記部品を取り扱うハンドリング条件に基づいて前記装着動作を最適化する装着動作の最適化装置であって、前記部品のハンドリング条件に関する初回ハンドリング条件が定められた初回部品データに基づき、装着動作の最適化処理を行って初回最適化結果を求める初回最適化処理部と、前記基板の生産品質に影響を与えないことを前提にして、前記ハンドリング条件の設定変更可能な範囲を求める変更範囲設定部と、設定変更可能な範囲で前記ハンドリング条件を変更して装着動作の最適化処理を繰り返すことにより、前記初回最適化結果よりも優れた最終最適化結果を求める再最適化処理部と、前記初回部品データの初回ハンドリング条件を前記最終最適化結果が求められたときの最終ハンドリング条件に置き換えて、前記基板の生産に用いる最終部品データを作成する生産反映部と、を備える。

本発明の装着動作の最適化装置では、初回最適化結果を求めた後に、設定変更可能な範囲でハンドリング条件を変更して装着動作の最適化処理を繰り返すことにより優れた最終最適化結果を求め、基板の生産に用いる最終部品データを作成する。このため、従来作業者が行っていたハンドリング条件の設定変更が自動で行われる。また、最適化処理の繰り返しにより、優れた最適化結果が確実に得られる。

実施形態の装着動作の最適化装置の対象となる部品実装機の構成例を示す平面図である。 実施形態の装着動作の最適化装置の構成を示したブロック図である。 標準部品データを模式的に例示説明する図である。 実績部品データを模式的に例示説明する図である。 実施形態の装着動作の最適化装置の動作を示した運用フロー図である。 第１事例における初回最適化結果を示した図である。 第１事例における初回最適化結果を示した図である。 第１事例における最終最適化結果を示した図である。 第２事例における初回最適化結果を示した図である。 第２事例における最終最適化結果を示した図である。 第３事例における初回最適化結果を示した図である。 第３事例における最終最適化結果を示した図である。 履歴部品データを模式的に例示説明する図である。

（１．部品実装機１の構成例）
まず、部品実装機１の構成例について、図１を参考にして説明する。図１は、実施形態の装着動作の最適化装置６の対象となる部品実装機１の構成例を示す平面図である。部品実装機１は、基板搬送装置２、第１部品供給装置３１、第２部品供給装置３５、部品移載装置４、および制御装置５などが本体機台１１に配設されて構成されている。図１において、紙面の左側から右側に向かう方向が、基板Ｋを搬送するＸ軸方向である。

基板搬送装置２は、一対のガイドレール２１、コンベアベルト、およびバックアップ装置などにより構成されている。一対のガイドレール２１は、搬送方向（Ｘ軸方向）に延在して平行配置され、搬送経路を構成している。コンベアベルトは、無端環状で搬送経路に沿って張設されている。コンベアベルトは、基板Ｋを載置して輪転し、基板Ｋを搬送する。バックアップ装置は、コンベアベルトの下方に配置されており、搬送経路の略中央の装着実施位置に基板Ｋを位置決めする。図１には、装着実施位置に位置決めされた基板Ｋが示されている。

第１部品供給装置３１は、基板搬送装置２の一方の側（図１の下側）に配置されている。第１部品供給装置３１は、パレット台３２および複数のフィーダ装置３３からなる。パレット台３２は、本体機台１１の上面に取り外し可能に配置され、あるいは固定して配置される。パレット台３２の上面に、複数の溝状のスロットが形成されている。各スロットには、それぞれフィーダ装置３３の底部が着脱可能に挿入されている。各フィーダ装置３３は、所定ピッチで部品を収納保持する細長いテープが巻回された図略の供給リールを有している。この供給リールからテープが所定ピッチで引き出され、部品が順次供給される。

第２部品供給装置３５は、基板搬送装置２の他方の側（図１の上側）に配置されている。第２部品供給装置３５は、パレット台３６および複数のフィーダ装置３７からなる。第２部品供給装置３５は、第１部品供給装置３１と同様の構成であり、基板搬送装置２を挟んで第１部品供給装置３１と対向配置されている。

部品移載装置４は、一対のＸ軸方向レール、ビーム４１、および実装ヘッド４２などで構成されている。図略の一対のＸ軸方向レールは、基板搬送装置２の上方に配置され、Ｘ軸方向に延在している。ビーム４１は、一対のＸ軸方向レールに架け渡されて、Ｘ軸方向に移動可能となっている。実装ヘッド４２は、ビーム４１に保持されて、Ｙ軸方向に移動可能となっている。ビーム４１および実装ヘッド４２は、図略のヘッド駆動機構によって駆動される。実装ヘッド４２は、下側に２本の吸着ノズル４３を交換可能に保持している。吸着ノズル４３は、装着ノズルの典型であり、負圧を利用して部品を吸着する。吸着ノズル４３は、部品の大きさに応じて、ノズル径Φの異なる複数種類が用意されている。実装ヘッド４２は、吸着ノズル４３以外のノズル、例えば、部品を挟持する挟持ノズルを保持してもよい。

基板搬送装置２と第１部品供給装置３１との間、および基板搬送装置２１と第２部品供給装置３５との間には、それぞれノズルステーション４５が載置される。ノズルステーション４５は、略箱形状の部材であり、上面に合計５箇所のノズル保持部４６を有している。ノズルステーション４５は、各ノズル保持部４６にそれぞれ吸着ノズル４３を着脱可能に保持する。例えば、図１の２個のノズルステーション４５は、４箇所のノズル保持部４６にそれぞれ吸着ノズル４３を保持し、１箇所のノズル保持部４６を空けた状態にしている。なお、ノズル保持部４６は、５箇所に限定されず、実際には５箇所を越える場合が多い。

部品移載装置４は、基板Ｋを生産している途中で吸着ノズル４３を自動交換する機能を有している。吸着ノズル４３を自動交換する場合、部品移載装置４は、ノズルステーション４５の上方に実装ヘッド４２を移動する。次に、部品移載装置４は、所定の交換手順にしたがって使用しなくなった吸着ノズル４３を空いたノズル保持部４６に載置し、使用する吸着ノズル４３を実装ヘッド４２に保持する。部品移載装置４がどちらかの部品供給装置３１、３５で吸着ノズル４３により部品を吸着し、基板Ｋに移動して所定の装着位置に部品を装着し、どちらかの部品供給装置３１、３５に戻る一連の動作を装着サイクルと呼ぶ。したがって、１回の装着サイクルで、２個または１個の部品が基板Ｋに装着される。

制御装置５は、本体機台１１に組み込まれており、その配設位置は特に限定されない。制御装置５は、基板Ｋの生産に使用するレシピデータを内蔵してソフトウェアで動作する。レシピデータの詳細は後述する。制御装置５は、上位のホストコンピュータ、および下位の各装置２、３１、３５、４の制御部と連携し、レシピデータにしたがって部品実装工程の動作を制御する。また、制御装置５は、部品実装工程を終了した基板Ｋの数量や、第１および第２部品供給装置３１、３５の部品使用数をカウントし、部品切れ発生時などにはホストコンピュータとの情報交換や作業者への連絡を行う。制御装置５は、作業者に情報を表示するための表示部や、作業者による入力設定を行うための入力部を備えている。

（２．実施形態の装着動作の最適化装置６の構成）
次に、実施形態の装着動作の最適化装置６の構成について説明する。図２は、実施形態の装着動作の最適化装置６の構成を示したブロック図である。最適化装置６は、ジョブデータベース７、データライブラリ８、およびオプチマイザ９がデータ伝送可能に接続されて構成されている。部品実装機１の制御装置５は、少なくともジョブデータベース７にアクセス可能とされている。

ジョブデータベース７は、多数の基板種Ｋｉの基板Ｋを生産するために必要なデータを保持している。ジョブデータベース７は、標準部品データ７１、基板データ７２、機器データ７３、およびレシピデータ７４などからなる。図３は、標準部品データ７１を模式的に例示説明する図である。標準部品データ７１は、多数の基板種Ｋｉの基板Ｋに装着される全ての部品種Ｐの部品の情報を保持している。標準部品データ７１は、各部品種Ｐの部品の外形寸法や、接続端子の配置などの形状情報に加え、部品実装機１で取り扱うときの標準ハンドリング条件の情報を含んでいる。

例えば、図３に示されるように、部品種ＰＡの標準ハンドリング条件は、ノズル径Φ＝Φ１、水平方向の動作速度Ｖ＝Ｖ１、水平方向の加速度Ａ＝Ａ１、垂直方向の動作速度Ｖｖ＝Ｖｖ１、垂直方向の加速度Ａｖ＝Ａｖ１と定められている。また、部品種ＰＢの標準ハンドリング条件は、ノズル径Φ＝Φ２、水平方向の動作速度Ｖ＝Ｖ２、水平方向の加速度Ａ＝Ａ２、垂直方向の動作速度Ｖｖ＝Ｖｖ２、垂直方向の加速度Ａｖ＝Ａｖ２と定められている。

標準ハンドリング条件に定められたノズル径Φは、吸着ノズル４３が当該の部品を安定して確実に吸着および装着できる適正値とされている。定められた水平方向の動作速度Ｖおよび加速度Ａは、吸着ノズル４３が当該の部品を吸着した状態で第１または第２部品供給装置３１、３５から基板Ｋの装着位置まで移動する水平移動時の上限値である。水平方向の動作速度Ｖおよび加速度Ａは、部品の落下エラーなどが発生しない適正値とされている。定められた垂直方向の動作速度Ｖｖおよび加速度Ａｖは、吸着ノズル４３が昇降して当該の部品を吸着および装着するときの上限値である。垂直方向の動作速度Ｖｖおよび加速度Ａｖは、吸着エラーや装着エラーが発生しない適正値とされている。

基板データ７２は、生産する基板Ｋの外形形状や回路パターンの配置、部品の装着位置や各種マーカの位置などの情報を保持している。機器データ７３は、部品実装機１や交換して使用される吸着ノズル４３の寸法諸元および性能などに関する情報を保持している。

レシピデータ７４は、或る基板種Ｋｉの基板Ｋを或る部品実装機１で生産する方法を記述したデータであり、多数ある。レシピデータ７４は、新たに基板Ｋの基板種Ｋｉおよび部品実装機１の機番Ｍが指定されるとその都度作成される。レシピデータ７４は、オプチマイザ９により最適化処理が実施され、最適化結果により修正が加えられて最終版が完成する。レシピデータ７４は、複数の部品の装着順序の情報や、第１および第２部品供給装置３１、３５における部品種Ｐの並び順の情報などを含んでいる。

最適化処理に先行して、レシピデータ７４の内部に初回部品データ７５が作成される。初回部品データ７５には、部品のハンドリング条件に関する初回ハンドリング条件が定められる。初回ハンドリング条件は、後で最終ハンドリング条件に置き換えられる。これにより、最終部品データ７６（図２に破線示）が作成される。初回部品データ７５および最終部品データ７６は、或る基板種Ｋｉの基板Ｋに装着する部品種Ｐのみを対象とするデータである。なお、レシピデータ７４は、閉じたデータ形式である必要はない。つまり、レシピデータ７４は、標準部品データ７１、基板データ７２、および機器データ７３の指定されたデータ内容を適宜参照するリンク形式のデータとすることができる。

データライブラリ８は、オプチマイザ９が最適化処理を実施するときに参照するデータ群からなる。データライブラリ８には、過去に基板Ｋを生産したときの生産条件や生産状況などの各種生産データを蓄積した実績データや、各種生産データを編集した編集データなどが含まれる。実績データの１つに、使用実績のある部品のハンドリング条件を蓄積した実績部品データ８１がある。また、編集データの１つに、部品の使用履歴を編集した履歴部品データ８２がある。さらに、データライブラリ８は、各部品の推奨されるハンドリング条件を範囲で指定した推奨部品データ８３などを含んでいてもよい。

図４は、実績部品データ８１を模式的に例示説明する図である。実績部品データ８１は、過去に基板Ｋを良好に生産できたときのレシピデータ７４の最終部品データ７６が蓄積されて作成される。図４の例で、実績部品データ８１は、データ番号Ｎ、部品種Ｐ、レシピデータ７４の名称ＲＣ、基板種Ｋｉ、部品実装機１の機番Ｍ、およびハンドリング条件の各欄からなる。ハンドリング条件は、ノズル径Φ、水平方向の動作速度Ｖおよび加速度Ａの３欄からなる。ハンドリング条件のうち垂直方向の動作速度Ｖｖおよび加速度Ａｖは、以降の説明で水平方向の動作速度Ｖおよび加速度Ａと同様に考えることができるので、以降の記載を省略する。

図４の例で、データ番号Ｎ＝１〜４は部品種ＰＡの良好な使用実績を表し、データ番号Ｎ＝１１〜１３は部品種ＰＢの良好な使用実績を表している。データ番号Ｎ＝１の使用実績において、レシピデータＲＣ１に基づいて基板種Ｋ１を部品実装機Ｍ１で生産したとき、部品種ＰＡの部品は、ノズル径Φ１、動作速度Ｖ１、加速度Ａ１のハンドリング条件で装着されている。また、データ番号Ｎ＝２の使用実績において、レシピデータＲＣ２に基づいて異なる基板種Ｋ２を同じ部品実装機Ｍ１で生産したとき、部品種ＰＡの部品は、データ番号Ｎ＝１と同じハンドリング条件で装着されている。さらに、データ番号Ｎ＝３、４の使用実績において、部品種ＰＡの部品は、データ番号Ｎ＝１、２と異なるハンドリング条件で装着されている。

同様の見方で、データ番号Ｎ＝１１の使用実績において、レシピデータＲＣ１に基づいて基板種Ｋ１を部品実装機Ｍ１で生産したとき、部品種ＰＢの部品は、部品種ＰＡの部品と同じ基板Ｋに装着されている。ただし、部品種ＰＢの部品は、ノズル径Φ２、動作速度Ｖ２、加速度Ａ２という部品種ＰＡとは異なるハンドリング条件で装着されている。さらに、データ番号Ｎ＝１２、１３の使用実績において、部品種ＰＢの部品は、データ番号Ｎ＝１１と異なるハンドリング条件で装着されている。

オプチマイザ９は、最適化処理のシミュレーションを実施するソフトウェアであり、コンピュータにインストールされて実行可能となっている。オプチマイザ９は、基板Ｋの基板種Ｋｉおよび部品実装機１の機番Ｍが指定されてレシピデータ７４が作成された都度に実行される。オプチマイザ９は、機能的に分けて、初回最適化処理部９１、最適化分析部９２、変更範囲設定部９３、再最適化処理部９４、および生産反映部９５からなる。オプチマイザ９は、さらに、標準部品データ更新部９６を備えてもよい。各部９１〜９６の機能については、動作の説明のなかで詳述する。

（３．実施形態の装着動作の最適化装置６の動作）
次に、実施形態の装着動作の最適化装置６の動作について説明する。図５は、実施形態の装着動作の最適化装置６の動作を示した運用フロー図である。図５の左側に、オプチマイザ９の動作が上から下へと時系列的に示されている。また、横方向の矢印は、オプチマイザ９とジョブデータベース７および実績部品データ８１との間の情報の授受を表している。まず、図中の運用１）〜運用１０）に関する動作ついて説明し、後で３件の具体的な活用事例を挙げて説明する。

図５の運用１）で、前回の基板種Ｋｉの基板Ｋの生産が良好に終了すると、実績部品データ８１の情報が更新される。運用２）で、オプチマイザ９は、ジョブデータベース７から最適化処理を行うジョブを取得する。ジョブは、次に生産する基板Ｋの基板種Ｋｉおよび部品実装機１の機番Ｍの指定、ならびに対応するレシピデータ７４によって規定される。初回最適化処理部９１は、標準部品データ７１の標準ハンドリング条件に基づいて、レシピデータ７４内の初回部品データ７５に定められる初回ハンドリング条件を設定する。本実施形態において、初回最適化処理部９１は、標準ハンドリング条件をそのまま初回ハンドリング条件に使用する。

運用３）で、初回最適化処理部９１は、初回部品データ７５に定められた初回ハンドリング条件を固定して装着動作の最適化処理を行い、初回最適化結果を求める。ハンドリング条件を固定した最適化処理は、公知の各種方法を適宜応用して実施できる。次の運用４）で、最適化分析部９２は、初回最適化結果を分析して、部品のハンドリング条件を設定変更することによる効率化の可能性を調査する。最適化分析部９２は、調査結果に基づき、効率化の可能性がある部品種とそのハンドリング条件を指摘する。

図６は、最適化分析部９２が初回最適化結果を分析して効率化の可能性を調査するときの処理フローの図である。図６のステップＳ１で、最適化分析部９２は、ノズル径Φの変更による効率化の可能性を調査する。最適化分析部９２は、可能性が有る場合にステップＳ２で該当する部品種を指摘してステップＳ３に進み、可能性が無い場合には直接ステップＳ３に進む。

ステップＳ３で、最適化分析部９２は、水平方向の動作速度Ｖおよび加速度Ａの変更による効率化の可能性を調査する。最適化分析部９２は、可能性が有る場合にステップＳ４で該当する部品種を指摘してステップＳ５に進み、可能性が無い場合には直接ステップＳ５に進む。ステップＳ５で、最適化分析部９２は、垂直方向の動作速度Ｖｖおよび加速度Ａｖの変更による効率化の可能性を調査する。最適化分析部９２は、可能性が有る場合にステップＳ６で該当する部品種を指摘してステップＳ７に進み、可能性が無い場合には直接ステップＳ７に進む。ステップＳ７で、最適化分析部９２は、指摘した部品種およびハンドリング条件の組合せを変更範囲設定部９３に送る。

運用５）および運用６）で、変更範囲設定部９３は、基板Ｋの生産品質に影響を与えないことを前提にして、ハンドリング条件の設定変更可能な範囲を求める。具体的に、運用５）で、変更範囲設定部９３は、最適化分析部９２が指摘した部品種のハンドリング条件の設定変更可能な範囲を実績部品データ８１に照会する。次の運用６）で、変更範囲設定部９３は、設定変更可能な範囲の報告を実績部品データ８１から受け取る。

本実施形態において、変更範囲設定部９３は、実績部品データ８１に基づいて、使用実績のある良好なハンドリング条件を設定変更可能な範囲とする。例えば、図４の実績部品データの部品種ＰＡに関して、ノズル径Φは、Φ１およびΦ２が設定変更可能な範囲となる。また、部品種ＰＡの動作速度Ｖおよび加速度Ａは、ノズル径Φ１の条件下では、動作速度Ｖ１〜Ｖ２の範囲および加速度Ａ１〜Ａ２の範囲で設定変更可能である。しかしながら、部品種ＰＡの動作速度Ｖおよび加速度Ａは、ノズル径Φ２の条件下では、動作速度Ｖ２および加速度Ａ２から設定変更できない。

また、部品種Ｐが一致していなくとも、外形寸法および接続端子の配置が一致した複数の部品種Ｐを１つの部品種グループにまとめることができる。そして、部品種グループの中で、使用実績のあるハンドリング条件を共有して、設定変更可能な範囲を拡げることができる。

運用７）で、再最適化処理部９４は、設定変更可能な範囲でハンドリング条件を変更して装着動作の最適化処理を繰り返す。これにより、再最適化処理部９４は、初回最適化結果よりも優れた最終最適化結果を求めることができる。当然ながら、再最適化処理部９４は、最も優れた最終最適化結果を採用する。

運用８）で、生産反映部９５は、最も優れた最終最適化結果が求められたときの最終ハンドリング条件をジョブデータベース７に伝送する。運用９）で、初回部品データ７５の初回ハンドリング条件が最終ハンドリング条件に置き換えられ、最終部品データ７６が作成される。これにより、レシピデータ７４の最終版が完成する。完成したレシピデータ７４は、部分実装機１の制御装置５に転送され、基板Ｋの生産に用いられる。

オプチマイザ９が標準部品データ更新部９６を備えるとき、標準部品データ更新部９６は、標準ハンドリング条件を更新する指令をジョブデータベース７に伝送する。これにより、運用１０）で、標準部品データ７１に定められた標準ハンドリング条件が最終ハンドリング条件に置き換えられて、更新登録される。この場合、次回以降の新しい基板種Ｋｉの最適化処理において、更新登録された標準ハンドリング条件から初回ハンドリング条件が作成される。なお、標準部品データ更新部９６は、最適化処理を実施した今回の基板種Ｋｉの特異性、特殊性などを考慮して、標準ハンドリング条件を更新するか否か判断するようにしてもよい。

オプチマイザ９が標準部品データ更新部９６を備えない場合、最終ハンドリング条件の適用範囲は、今回の基板種Ｋｉのみとなる。したがって、次回以降の新しい基板種Ｋｉの最適化処理において、今回と同一の標準ハンドリング条件から初回ハンドリング条件が作成される。

（４．最適化装置６の活用事例）
次に、実施形態の装着動作の最適化装置６の具体的な活用事例を挙げて説明する。以降に説明する３件の活用事例は、本実施形態の作用および効果を容易に理解するために簡略化された事例であり、事例相互間の関連性はない。

第１事例は、部品種ＰＡおよび部品種ＰＢの部品を２個ずつ基板Ｋに装着する場合の最適化処理例である。図７は、第１事例における初回最適化結果を示した図であり、図８は、第１事例における最終最適化結果を示した図である。図７に示されるように、第１事例の初回最適化結果には、図３に示される標準部品データ７１がそのまま用いられている。換言すると、部品種ＰＡの標準ハンドリング条件であるノズル径Φ１、動作速度Ｖ１、加速度Ａ１、ならびに部品種ＰＢの標準ハンドリング条件であるノズル径Φ２、動作速度Ｖ２、加速度Ａ２は、初回最適化処理で設定変更されていない。

初回最適化結果では、実装ヘッド４２に保持される２本の吸着ノズル４３のノズル径ΦはΦ１およびΦ２とされ、第１および第２装着サイクルＣＬ１、ＣＬ２で部品種ＰＡ、ＰＢの部品が１点ずつそれぞれ装着される。ここで、部品種ＰＡと部品種ＰＢとでは、標準ハンドリング条件の動作速度Ｖおよび加速度Ａが互いに異なっている。すると、実装ヘッド４２の実際の動作は、小さい側の部品種ＰＡの動作速度Ｖ１および加速度Ａ１に合わせて制御される。

最適化分析部９２は、この初回最適化結果を分析して、部品種ＰＡの標準ハンドリング条件の動作速度Ｖ１および加速度Ａ１を大きく設定変更することによる効率化の可能性を指摘する。変更範囲設定部９３は、指摘に応じて部品種ＰＡの動作速度Ｖおよび加速度Ａの設定変更可能な範囲を実績部品データ８１に照会する。すると、実績部品データ８１のデータ番号Ｎ＝３に、同じノズル径Φ１で大きな動作速度Ｖ２および加速度Ａ２を用いた使用実績が見つかる。したがって、変更範囲設定部９３は、「部品種ＰＡの動作速度Ｖ２および加速度Ａ２に設定変更できる」旨の報告を実績部品データ８１から受け取る。

再最適化処理部９４は、部品種ＰＡの動作速度Ｖ２および加速度Ａ２と置き換えて最適化処理を再度実施し、図８の最終最適化結果を得る。最終最適化結果では、丸印に示されるように、第１および第２装着サイクルＣＬ１、ＣＬ２における実装ヘッド４２の動作は、大きな動作速度Ｖ２および加速度Ａ２に合わせて制御される。したがって、初回最適化結果よりも装着所要時間が短縮される優れた最終最適化結果が求められる。

仮に、データ番号Ｎ＝３の使用実績が無いと、部品種ＰＡの小さな動作速度Ｖ１および加速度Ａ１を設定変更できず、図８の最終最適化結果は得られない。

次に、第２事例は、部品種ＰＡの部品を４個、部品種ＰＢの部品を２個、基板Ｋに装着する場合の最適化処理例である。図９は、第２事例における初回最適化結果を示した図であり、図１０は、第２事例における最終最適化結果を示した図である。図９に示されるように、第２事例の初回最適化結果では、図３に示される標準部品データ７１がそのまま用いられており、設定変更されていない。

初回最適化結果では、第１および第２装着サイクルＣＬ１、ＣＬ２で実装ヘッド４２に保持される２本の吸着ノズル４３のノズル径Φは両方ともΦ１とされ、部品種ＰＡの部品が合計で４点装着される。その後、実装ヘッド４２にノズル径Φ２の２本の吸着ノズル４３が交換して保持され、第３装着サイクルＣＬ３で部品種ＰＢの部品が２点装着される。

最適化分析部９２は、この初回最適化結果を分析して、部品種ＰＢの標準ハンドリング条件のノズル径Φ２をΦ１に変更し、第２および第３装着サイクルＣＬ２、ＣＬ３の間に吸着ノズル４３を交換しない効率化の可能性を指摘する。変更範囲設定部９３は、指摘に応じて部品種ＰＢのノズル径Φの設定変更可能な範囲を実績部品データ８１に照会する。すると、実績部品データ８１のデータ番号Ｎ＝１３に、ノズル径Φ１で小さな動作速度Ｖ１および加速度Ａ１を用いた使用実績が見つかる。したがって、変更範囲設定部９３は、「部品種ＰＢのノズル径ΦをΦ１に設定変更でき、そのとき動作速度Ｖ１および加速度Ａ１に下げる必要がある。」旨の報告を実績部品データ８１から受け取る。

再最適化処理部９４は、第２および第３装着サイクルＣＬ２、ＣＬ３の間にノズル交換を行わない条件で最適化処理を再度実施し、図１０の最終最適化結果を得る。最終最適化結果では、丸印に示されるように、第３装着サイクルＣＬ３でもノズル径Φ１の吸着ノズル４３が継続して用いられ、小さな動作速度Ｖ１および加速度Ａ１で部品種ＰＢの部品が２点装着される。したがって、第３装着サイクルＣＬ３における実装ヘッド４２の動作は少し遅くなるが、長いノズル交換時間が不要となるため、初回最適化結果よりも優れた最終最適化結果が求められる。

仮に、データ番号Ｎ＝１３の使用実績が無いと、部品種ＰＢの部品をノズル径Φ１の吸着ノズル４３で装着できず、図１０の最終最適化結果は得られない。

次に、第３事例は、部品種ＰＡの部品を４個、部品種ＰＢの部品を２個、基板Ｋに装着する場合の最適化処理例である。図１１は、第３事例における初回最適化結果を示した図であり、図１２は、第３事例における最終最適化結果を示した図である。図１１に示されるように、第３事例の初回最適化結果では、図３に示される標準部品データ７１がそのまま用いられており、設定変更されていない。

初回最適化結果では、実装ヘッド４２に保持される２本の吸着ノズル４３のノズル径Φは一方がΦ１で、他方がΦ２とされる。そして、第１および第２装着サイクルＣＬ１、ＣＬ２で、部品種ＰＡおよび部品種ＰＢの部品が２点ずつ装着される。その後、第３および第４装着サイクルＣＬ３、ＣＬ４で、ノズル径Φ１の吸着ノズル４３のみが用いられて、部品種ＰＡの部品が２点装着される。

最適化分析部９２は、この初回最適化結果を分析し、事例１と同様に、第１および第２装着サイクルＣＬ１、ＣＬ２における実装ヘッド４２の動作を大きな動作速度Ｖ２および加速度Ａ２に合わせる可能性を指摘する。さらに、最適化分析部９２は、部品種ＰＡの標準ハンドリング条件のノズル径Φ１をΦ２に変更して、第３装着サイクルＣＬ３でノズル径Φ２の吸着ノズル４３を用いる効率化の可能性を指摘する。

変更範囲設定部９３は、指摘に応じて部品種ＰＡのノズル径Φの設定変更可能な範囲を実績部品データ８１に照会する。すると、実績部品データ８１のデータ番号Ｎ＝１４に、ノズル径Φ２で大きな動作速度Ｖ２および加速度Ａ２を用いた使用実績が見つかる。したがって、変更範囲設定部９３は、「ノズル径Φ２の吸着ノズル４３で部品種ＰＡの部品を装着でき、そのとき大きな動作速度Ｖ２および加速度Ａ２を用いることができる。」旨の報告を実績部品データ８１から受け取る。

再最適化処理部９４は、最適化処理を再度実施し、図１２の最終最適化結果を得る。最終最適化結果では、丸印に示されるように、第３装着サイクルＣＬ３でノズル径Φ１およびノズル径Φ２の２本の装着ノズル４３を用いて部品種ＰＡの部品が２点装着される。さらに、最終最適化結果では、第１〜第３装着サイクルＣＬ１〜ＣＬ３を通して、大きな動作速度Ｖ２および加速度Ａ２が用いられる。したがって、第４装着サイクルＣＬ４が不要になるとともに、第１〜第３装着サイクルＣＬ１〜ＣＬ３を通して実装ヘッド４２の動作が速くなり、初回最適化結果よりも優れた最終最適化結果が求められる。

仮に、データ番号Ｎ＝１４の使用実績が無いと、ノズル径Φ２の吸着ノズル４３で部品種ＰＡの部品を装着できず、第４装着サイクルＣＬ４が不要となる図１１の最終最適化結果は得られない。

３件の活用事例について説明したが、実際には、他にも様々なケースで効果が生じ得る。また、省略した垂直方向の動作速度Ｖｖおよび加速度Ａｖのハンドリング条件に関しても、水平方向の動作速度Ｖおよび加速度Ａと同様に、実装ヘッド４２の昇降動作を速められる可能性がある。

（５．実施形態の装着動作の最適化装置６の態様および効果）
実施形態の装着動作の最適化装置６は、部品実装機１に装備された部品移載装置４の吸着ノズル４３を用いて、部品供給装置３１、４５から部品を吸着し、基板搬送装置２に搬入された基板Ｋの所定の装着位置に部品を装着する装着動作を繰り返して基板Ｋを生産する際に、部品実装機１が部品を取り扱うハンドリング条件に基づいて装着動作を最適化する装着動作の最適化装置６であって、部品のハンドリング条件に関する初回ハンドリング条件が定められた初回部品データ７５に基づき、装着動作の最適化処理を行って初回最適化結果を求める初回最適化処理部９１と、基板Ｋの生産品質に影響を与えないことを前提にして、ハンドリング条件の設定変更可能な範囲を求める変更範囲設定部９３と、設定変更可能な範囲でハンドリング条件を変更して装着動作の最適化処理を繰り返すことにより、初回最適化結果よりも優れた最終最適化結果を求める再最適化処理部９４と、初回部品データ７５の初回ハンドリング条件を最終最適化結果が求められたときの最終ハンドリング条件に置き換えて、基板Ｋの生産に用いる最終部品データ７６を作成する生産反映部９５と、を備える。

これによれば、最適化装置６は、初回最適化結果を求めた後に、設定変更可能な範囲でハンドリング条件を変更して装着動作の最適化処理を繰り返すことにより優れた最終最適化結果を求め、基板Ｋの生産に用いる最終部品データ９５を作成する。このため、従来作業者が行っていたハンドリング条件の設定変更が自動で行われ、最適化処理の自動化および省力化が進展する。また、最適化処理の繰り返しにより優れた最適化結果が確実に得られるので、部品実装機１は本来の性能を発揮し、基板の生産効率が向上する。

さらに、変更範囲設定部９３は、部品の使用実績のあるハンドリング条件を蓄積した実績部品データ８１に基づいて、前記ハンドリング条件の設定変更可能な範囲を求める。これによれば、過去に基板Ｋを良好に生産できたときのハンドリング条件の範囲内で設定変更が行われるので、基板の生産品質に影響を与えるおそれは生じない。

また、標準部品データ７１に定められた部品の標準ハンドリング条件を最終ハンドリング条件で更新する標準部品データ更新部９６をさらに備え、初回最適化処理部９１は、標準ハンドリング条件に基づいて初回ハンドリング条件を設定してもよい。これによれば、今回の最終ハンドリング条件が標準ハンドリング条件として更新登録され、次回以降の初回最適化処理に用いられる。したがって、次回以降の新しい基板種Ｋｉ対する最適化処理が効率的にかつ迅速に実施される。

さらに、ハンドリング条件は、部品を吸着する吸着ノズル４３の種類（ノズル径Φ）、吸着ノズル４３が部品を吸着および装着するときの垂直方向の動作速度Ｖｖおよび加速度Ａｖ、ならびに、吸着ノズル４３が部品を吸着した状態で部品供給装置３１、３５から装着位置まで移動するときの水平方向の動作速度Ｖおよび加速度Ａの少なくとも一項目を含む。これによれば、ハンドリング条件が適正値の範囲内で設定変更されるので、部品の吸着エラー、装着エラー、および落下エラーが抑制される。

また、実施形態の装着動作の最適化装置６１は、最適化方法として実施することができる。すなわち、実施形態の装着動作の最適化方法は、部品実装機１に装備された部品移載装置４の吸着ノズル４３を用いて、部品供給装置３１、４５から部品を吸着し、基板搬送装置２に搬入された基板Ｋの所定の装着位置に部品を装着する装着動作を繰り返して基板Ｋを生産する際に、部品実装機１が部品を取り扱うハンドリング条件に基づいて装着動作を最適化する装着動作の最適化方法であって、部品のハンドリング条件に関する初回ハンドリング条件が定められた初回部品データ７５に基づき、装着動作の最適化処理を行って初回最適化結果を求める初回最適化処理ステップと、基板Ｋの生産品質に影響を与えないことを前提にして、ハンドリング条件の設定変更可能な範囲を求める変更範囲設定ステップと、設定変更可能な範囲でハンドリング条件を変更して装着動作の最適化処理を繰り返すことにより、初回最適化結果よりも優れた最終最適化結果を求める再最適化処理ステップと、初回部品データ７５の初回ハンドリング条件を最終最適化結果が求められたときの最終ハンドリング条件に置き換えて、基板Ｋの生産に用いる最終部品データ７６を作成する生産反映ステップと、を備える。

実施形態の装着動作の最適化方法の効果は、実施形態の装着動作の最適化装置６の効果と同じである。

（６．実施形態の応用および変形）
なお、実施形態の運用５）で、変更範囲設定部９３は、ハンドリング条件の設定変更可能な範囲を実績部品データ８１に照会するが、これに代えて、履歴部品データ８２に照会してもよい。図１３は、履歴部品データ８２を模式的に例示説明する図である。図１３の例で、履歴部品データ８２は、部品種Ｐ、ノズル径Φ、垂直方向の動作速度Ｖｖおよび加速度Ａｖ、吸着成功率Ｓｋおよび装着成功率Ｓｓの各欄からなる。履歴部品データ８２は、過去に基板Ｋを生産したときの部品の使用履歴を編集して作成される。吸着成功率Ｓｋおよび装着成功率Ｓｓは、部品種Ｐごと、ハンドリング条件ごとに算出されている。例えば、部品種ＰＡのノズル径Φ１、垂直方向の動作速度Ｖｖ１および加速度Ａｖ１のハンドリング条件における吸着成功率Ｓｋ１および装着成功率Ｓｓ１は、当該のハンドリング条件を用いて部品種ＰＡの部品を装着した使用履歴から算出される。変更範囲設定部９３は、例えば、吸着成功率Ｓｋ１および装着成功率Ｓｓ１が共に所定値以上となっているハンドリング条件を設定変更可能と判断する。

また、変更範囲設定部９３は、初回ハンドリング条件の設定変更可能な範囲を推奨部品データ８３に照会することもできる。例えば、最適化分析部９２に指摘された設定変更が推奨部品データ８３に推奨されるハンドリング条件の範囲内に収まっているとき、変更範囲設定部９３は設定変更可能と判断する。さらになお、ジョブデータベース７、データライブラリ８、および各種データ７１〜７６、８１〜８３は、説明した以外の様々なデータ形式、データ階層構造で表すことができる。本発明は、その他にも様々な応用や変形が可能である。

１：部品実装機 ２：基板搬送装置 ３１：第１部品供給装置
３５：第２部品供給装置 ４：部品移載装置 ４２：実装ヘッド
４３：吸着ノズル（装着ノズル） ５：制御装置
６：装着動作の最適化装置
７：ジョブデータベース ７１：標準部品データ ７４：レシピデータ
７５：初回部品データ ７６：最終部品データ
８：データライブラリ ８１：実績部品データ
９：オプチマイザ ９１：初回最適化処理部 ９２：最適化分析部
９３：変更範囲設定部 ９４：再最適化処理部 ９５：生産反映部
９６：標準部品データ更新部

Claims (5)

1. 部品実装機に装備された部品移載装置の装着ノズルを用いて、部品供給装置から部品を採取し、基板搬送装置に搬入された基板の所定の装着位置に前記部品を装着する装着動作を繰り返して前記基板を生産する際に、前記部品実装機が前記部品を取り扱うハンドリング条件に基づいて前記装着動作を最適化する装着動作の最適化装置であって、
   前記部品のハンドリング条件に関する初回ハンドリング条件が定められた初回部品データに基づき、装着動作の最適化処理を行って初回最適化結果を求める初回最適化処理部と、
   前記基板の生産品質に影響を与えないことを前提にして、前記ハンドリング条件の設定変更可能な範囲を求める変更範囲設定部と、
   設定変更可能な範囲で前記ハンドリング条件を変更して装着動作の最適化処理を繰り返すことにより、前記初回最適化結果よりも優れた最終最適化結果を求める再最適化処理部と、
   前記初回部品データの初回ハンドリング条件を前記最終最適化結果が求められたときの最終ハンドリング条件に置き換えて、前記基板の生産に用いる最終部品データを作成する生産反映部と、を備える装着動作の最適化装置。
2. 前記変更範囲設定部は、前記部品の使用実績のあるハンドリング条件を蓄積した実績部品データおよび前記部品の使用履歴を編集した履歴部品データの少なくとも一方に基づいて、前記ハンドリング条件の設定変更可能な範囲を求める請求項１に記載の装着動作の最適化装置。
3. 標準部品データに定められた部品の標準ハンドリング条件を前記最終ハンドリング条件で更新する標準部品データ更新部をさらに備え、
   前記初回最適化処理部は、前記標準ハンドリング条件に基づいて前記初回ハンドリング条件を設定する請求項１または２に記載の装着動作の最適化装置。
4. 前記ハンドリング条件は、前記部品を採取する装着ノズルの種類、前記装着ノズルが前記部品を採取および装着するときの垂直方向の動作速度および加速度、ならびに、前記装着ノズルが前記部品を採取した状態で前記部品供給装置から前記装着位置まで移動するときの水平方向の動作速度および加速度の少なくとも一項目を含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の装着動作の最適化装置。
5. 部品実装機に装備された部品移載装置の装着ノズルを用いて、部品供給装置から部品を採取し、基板搬送装置に搬入された基板の所定の装着位置に前記部品を装着する装着動作を繰り返して前記基板を生産する際に、前記部品実装機が前記部品を取り扱うハンドリング条件に基づいて前記装着動作を最適化する装着動作の最適化方法であって、
   前記部品のハンドリング条件に関する初回ハンドリング条件が定められた初回部品データに基づき、装着動作の最適化処理を行って初回最適化結果を求める初回最適化処理ステップと、
   前記基板の生産品質に影響を与えないことを前提にして、前記ハンドリング条件の設定変更可能な範囲を求める変更範囲設定ステップと、
   設定変更可能な範囲で前記ハンドリング条件を変更して装着動作の最適化処理を繰り返すことにより、前記初回最適化結果よりも優れた最終最適化結果を求める再最適化処理ステップと、
   前記初回部品データの初回ハンドリング条件を前記最終最適化結果が求められたときのハンドリング条件に置き換えて、前記基板の生産に用いる最終部品データを作成する生産反映ステップと、を備える装着動作の最適化方法。

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