JP3241366B2 - 実装プログラム作成システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。

A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来の技術 D.発明が解決しようとする課題 E.課題を解決するための手段 F.作用 G.実施例 G₁.実施例の構成 G₂.実施例の作用 G₃.実施例の適用例 H.発明の効果 A.産業上の利用分野 本発明は、プリント（印刷）配線基板への部品実装を
行う実装機の実装プログラムを作成する実装プログラム
作成システムに関するものである。

B.発明の概要 本発明は、部品の実装機の実装プログラムを作成する
実装プログラム作成システムにおいて、 印刷配線基板とその印刷配線基板に実装する部品に関
する情報を、その印刷配線基板を設計したコンピュータ
支援設計システムとその部品表管理などのデータ管理シ
ステムからもらい受けて、それを基に実装プログラムを
作成し、また、その実装プログラムの作成の際に、実装
機に固有のアルゴリズムや情報をライブラリ形式で使用
して、実装機の新機種等に柔軟に対応することにより、 実装プログラムの作成を迅速かつ容易にするととも
に、その実装プログラムのメンテナンスを容易にするな
ど運用をし易くするものである。

C.従来の技術 従来より、プリント配線基板（以下基板と記す）等へ
の部品実装には、自動の実装機が広く用いられている。
代表的な実装機は、実装する部品をストックするカセッ
トと、基板を保持するとともに実装する部品に対する位
置決めを行うテーブルと、カセットから部品をつかんで
位置決めされた基板上の所定の位置に実装するヘッドを
有して成る。実装機によっては、基板は固定でヘッドが
実装位置まで移動するものもある。

このような実装機において、基板上のどの位置にどの
カセットの部品をどのような向きにどのような順番で実
装するかという制御は、実装プログラムによって行われ
る。従来、このような実装プログラムは、基板が製造所
に納入された後、人手をかけてメカ式の座標測定機で部
品の実装位置を測定し、実装時間が短縮できるような順
番で、人手により作成していた。

D.発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の技術における実装機の実装
プログラムの作成では、人手によりその作成を行ってい
るため、以下のような問題点があった。

（１）人手によるプログラムの作成は、基板が製造所に
納入され、座標測定機等による実装位置の測定情報や部
品に関する情報等が手入力されてから３日ないし５日間
ほどの期間を要し、製造が開始できるようになるまでの
リードタイムが長く、その短縮が難しかった。

（２）実装効率の高い部品実装順番を有する実装プログ
ラムを作成するには、豊富な経験を必要とするため、一
般にはその効率が低くなり、このことは製造に要する時
間が長くかかることになって、製品のコストアップとな
っていた。

（３）実装プログラムを作成するための元データとなる
部品の実装位置情報およびその部品に関する情報を人手
でキーボード等から入力するため、時間を要するととも
に、ミスが発生し易く、そのためのチェック工数が大と
なって、リードタイムを長くし、その短縮を困難にして
いた。

（４）製造を行っているランニング中において、部品や
実装寸法等の種々の変更が発生するが、実装プログラム
をそれに対応するようにメンテナンスするのに時間を要
するとともに、製造所毎，機種毎に対応しなければなら
ず、迅速に対応することが困難であった。

（５）機種が新しくなると、始めから実装プログラムを
作成しなければならず、その対応を柔軟にかつ迅速に行
えなかった。

本発明は、上記問題点を解決するために創案されたも
ので、実装機を制御する実装プログラムの作成を迅速か
つ容易にするとともに、運用のし易い実装プログラム作
成システムを提供することを目的とする。

E.課題を解決するための手段 上記の目的を達成するための本発明の実装プログラム
作成システムの一つの構成は、 印刷配線基板のコンピュータ支援設計データおよび前
記印刷配線基板に装着する部品に関する部品データを管
理するデータ管理手段と、 前記データ管理手段から入力されたコンピュータ支援
設計データおよび部品データに基づいて実装プログラム
を作成する実装プログラム作成手段とを有し、前記実装
プログラム作成手段は、複数の異なる実装プログラム作
成用の固有なアルゴリズムとデータからなる各実装機に
固有なライブラリであって各実装機の変更または追加に
従って変更または追加が可能なライブラリとリンクして
前記実装機毎の実装プログラムを作成する各実装機に共
通で変更のないコアソフトウェア手段を有し、複数の製
造所に前記実装機と前記実装プログラム作成手段が配置
されるとともに、前記実装プログラム作成手段がセンタ
装置にネットワーク接続され、前記センタ装置は、前記
データ管理手段が管理するデータを前記各製造所の実装
プログラム作成手段に入力するとともに、前記実装プロ
グラム作成手段により作成した各実装機毎のプログラム
により各実装機を制御するようにしたことを特徴とす
る。

F.作用 本発明は、実装プログラムを作成するために必要な元
情報、すなわち、印刷配線基板とその印刷配線基板に実
装する部品に関する情報を、その印刷配線基板を設計し
たコンピュータ支援設計システムとその部品表管理など
のデータ管理システムからもらい受けることにより、そ
れらの元情報の入力を容易にしかつ入力のミスをなくし
てチェック作業を軽減するとともに、それらの元情報の
一元的な集中管理を可能にしてメンテナンスを容易にす
る。また、これらの元情報を基に実装プログラムを作成
する際に、実装機に共通のコアソフトウェア手段を用
い、実装機に固有のアルゴリズムやデータを実装機毎に
ライブラリ形式で使用して、自動的に実装機毎の実装プ
ログラムを作成することにより、作成時間の短縮を図
り、人手による作成経験を不要にし、実装機の新機種等
に迅速かつ柔軟に対応できるようにする。

G.実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

G₁.実施例の構成 第１図は本発明の一実施例のシステム構成を示すブロ
ック図である。本システム構成において、１は実装プロ
グラムの作成手段である複数の実装プログラム作成装
置、２は複数の実装プログラム作成装置１が共用するデ
ータベース３やプリンタ４やテープパンチャ５を制御す
るサーバー装置、６は製造現場に配置されプリント配線
基板（以下基板と記す）に部品を上記で作成された実装
プログラムに従って自動実装する実装機、７は上記基板
を設計したCAD（コンピュータ支援設計）システム、８
はその基板を含めて製品の構成部品を管理する部品表管
理システムである。

実装プログラム作成装置１としては、パーソナルコン
ピュータあるいはワークステーションが用いられサーバ
ー装置２とネットワークで接続されて、マルチタスキン
グを実現する。CADシステム７では基板に関する情報
（どの参照番号の部品をどの位置に実装するかなど）
が、部品表管理システム８ではどの参照番号の部品には
どのような仕様，形態，梱包，数量の部品を使うかなど
の部品情報が、元情報であるインタフェースファイル
（以下IFFと記す）データとして作成され、ケーブルで
あるいはモデムによる通信であるいはフロッピーディス
クを媒体にするなどして実装プログラム作成装置１に入
力される。入力されたこれらの元情報はサーバー装置２
を介しデータベース３に格納される。

データベース３は、部品仕様（パーツナンバ;PN）デ
ータ格納部3aと、構成部品（パーツストラクチャ;PS）
データ格納部3bと、ライブラリ格納部3cとから成り、PS
データ格納部3bには主にCADデータが、PNデータ格納部3
aには主に部品表データが格納される。ライブラリ格納
部3cには、各実装プログラム作成装置１がPNデータとPS
データに基づいて実装プログラムを作成する際、ライブ
ラリ形式でリンクして使用できるように、実装機６の機
種別に固有な実装プログラム作成用のアルゴリズムおよ
び実装機に関するデータが格納される。

各実装プログラム作成装置１で作成された実装プログ
ラムは、実装機６に対し、機種によりケーブルを介して
またはネットワークを通して直接入力したり、あるいは
フロッピーディスク1aを媒体として入力したり、あるい
はテープパンチャ５により出力した紙テープ5aを媒体と
して入力したりする。製造現場で必要な情報、例えば、
実装機６のどのカセットにどの部品を装着するかを示す
ものとしてロードプランが、基板の実装に必要な支給部
品を示すものとしてストアプランが、実装間違いの検査
用としてチェックマスクが、実装プログラムをわかりや
すく示すものとしてシーケンスリストが、それぞれ指示
によりプリンタ４から打ち出される。

次に、上記実施例の実装プログラム作成装置１の構成
例を述べる。

第２図は、その構成例を示すブロック図である。本構
成例において、11は、オペレータの指示によりモデル
名，ボード（基板）名，タイプ名，バージョンなどの情
報に従い所定のブロックに動作を指示するとともに、各
ブロックの動作を管理するモニタ部である。このモニタ
部11には、必要な機能を選択的に実現するために、オペ
レータが選択可能な以下の各メニュー（１）〜（６）が
用意される。

（１）部品情報（PNデータ）の取り込み、 （２）実装機に個有な情報の取り込み、 （３）部品の実装に関する情報（PSデータ）の取り込
み、 （４）実装シーケンス作成、 （５）作成結果のメンテナンス，印刷，実装機への入
力、 （６）モデムのサポート、 である。

第２図に戻って、12はメニュー（１）の選択で動作さ
れるPNデータ取込部であり、第１図のデータベース３の
PNデータ格納部3aからIFFデータとして部品情報（PNデ
ータ）を取り込む。また、第１図の部品表管理システム
８から入手したフロッピーディスクから上記IFFデータ
を取り込むことを可能であり、それによってデータベー
ス３は自動的に更新され、他の実装プログラム作成装置
１で利用することができる。

13はメニュー（２）の選択で動作される実装機情報取
込部であり、第１図のデータベース３のライブラリ格納
部3cから使用する実装機に固有な情報を取り込み、テー
ブルにセットする。このメニュー（２）においては、新
しい実装機に関する情報を登録することも可能であり、
その情報はデータベース３にも格納されて、他の実装プ
ログラム作成装置１でも利用することができる。

14はメニュー（３）の選択で動作されるPSデータ取り
込み部であり、第１図のデータベース３のPSデータ格納
部3aからIFFデータとして部品の実装に関する情報（PS
データ）を取り込む。また、第１図のCADシステム８か
ら入手したフロッピーディスクから上記IFFデータを取
り込むことも可能であり、それによってデータベース３
は自動的に更新され、他の実装プログラム作成装置１で
利用することができる。

15は、メニュー（１）〜（３）によりデータが用意さ
れた後、メニュー（４）の選択で動作される実装シーケ
ンス作成部であり、使用する実装機が複数台あればどの
順番で使用するか、バランスはどうするかの情報を得
て、基板に実装する部品の振り分けを行い、それぞれの
実装機における実装の順番を自動的に決定する。ここ
で、PNデータ中の部品の寸法がPSデータ中の実装箇所の
寸法に適合しているか否かのチェックを行い、不適合で
ある場合にはその旨のメッセージを表示する。ただし、
このチェック機能は第１図のデータベース３がIFFデー
タを取り込むときに照合して、その時にメッセージを出
すようにすることも可能である。部品をどの実装機へ振
り分けるか、あるいは部品を実装機のどのカセットに振
り分けるか、各部品をどのような順番で実装するかは、
実装の効率が高くなるようにし、部品の高さの違いで先
に実装したものにぶつかるなどヘッドの移動に支障がな
いようにするなどの条件を満たすように決定される。

上記において、高い実装効率を実現するためには、 （ａ）基板を保持しているテーブルの動く距離および部
品のカセットが動く範囲が一つの部品を最も効率良く実
装できるマシンサイクルの中に入るかを計算して実装の
順番を決定する。

（ｂ）原則として同一種類の部品を複数実装する場合は
１つのカセットを用意すれば済むわけであるが、互いに
距離が離れている場合などで効率が落ちるときは、同一
種類の部品でも別のカセットに振り分ける。

（ｃ）２つの部品を１つのペアとして各実装がマシンサ
イクル内に入るペアを採用し、さらにそのペアと他のペ
ア同士の実装の順番をマシンサイクル上で最適になるよ
うに決定する。

16はメニュー（５）の選択で動作されるリビュー部で
あり、実装シーケンス作成部15で出来上がったカセット
の振り分け、実装の順番等のデータをオペレータの指示
で下記のように取り扱う機能を有する。

（ア）設計変更（ECN）機能、 例えば、部品の削除，追加，部品番号の変更ができ
る。

（イ）実装機への実装プログラムの出力（NC）機能、 即ち、指示により上記データを実装プログラムとし
て、ケーブルを介してダイレクトに、あるいはフロッピ
ーディスクに、あるいは第１図のデープパンチャ５を用
いて紙テープに出力する。紙テープ出力では、その先頭
に人が判読可能な実装機の機種等の情報をパンチ穴で表
示するのが好適である。また、実装機によっては、熱処
理等の基板製造プロセスによって起る基板の微妙な寸法
等の狂いを微調整できるものがあり、回線で接続してそ
れらの修正情報を入力し実装位置（X,Y）情報を修正し
て、各プログラム作成装置で使用することも可能であ
る。

（ウ）製造現場で使用するドキュメントを打ち出すプリ
ント（PRINT）機能、 即ち、前述したロードプラン（第３図（ａ）のフォー
マット例）、ストアプラン（第３図（ｂ）のフォーマッ
ト例）、シーケンスリスト（第３図（ｃ）のフォーマッ
ト例）、チェックマスク等がプリンタ４から打ち出され
る。

17はメニュー（６）の選択で動作されるモデム制御部
である。モデム制御部17は、第１図のサーバー装置２等
にあるモデムをサポートし、電話番号のディレクトリを
有し、それを選択することで、自動的にモデムにダイヤ
ルさせて、ローカルで作成したデータを自動的にスケジ
ュールに沿って送る機能を有する。これにより、一つの
ローカルの製造所で作成したデータを他の製造所でも用
いることを可能にすることができる。

次に、上記実施例において、実装機に固有の情報をラ
イブラリ形式でリンクさせるソフトウェア構造（ダイナ
ミック リンク ソフトウェア ライブラリ）について
説明する。

第４図はその構成例を示す説明図である。18は実装機
に共通なコアソフトウェア、19はライブラリである。ラ
イブラリ19には、実装機別に異なる例えば、実装機AI₁
用のライブラリ19a,実装機AI₂用のライブラリ19b,実装
機AI₃用のライブラリ19c,…が用意されている。これら
の各ライブラリ19a,19b,19cには、各実装機AI₁,AI₂,AI₃
に固有な実装シーケンス作成用のアルゴリズムやそれな
どに用いる固有なデータが登録されており、コアソフト
ウェア18において、実装シーケンス作成を行う場合に
は、使用機種の指示に従って該当するライブラリのアル
ゴリズムや実装機に関するデータがリンクされ、それに
より作成されるデータは同じフォーマットでコアソフト
ウェア18に戻って来るようにする。このように、実装機
に固有の部分を独立させることにより、新しい機種に対
応する場合には、コアソフトウェア18を変更せず、ライ
ブラリ19にライブラリを一つ追加することで対応するこ
とが可能になる。

G₂.実施例の作用 以上のように構成した実施例の動作および作用を述べ
る。

本実施例によれば、実装プログラムを作成するために
必要な元情報、すなわち、基板とその基板に実装する部
品に関する情報を、その基板を設計したCADシステムと
その基板を使用する製品の手配・納入等を管理するため
の部品表管理システムから入力することにより、人手に
よる入力を不要にする。これらの各システムの元情報は
一元的に管理されて常にメンテナンスが行われるもので
あるから入力のミスがなくなり、部品や実装に関する情
報のデータベースのメンテナンス業務を大幅に削減でき
るとともに、入力のチェックも不要となり、設計変更等
が正しく迅速に反映することができ、品質の向上に寄与
することができる。また、実装プログラムは、例えばボ
タン一つの操作で自動的に作成され、しかも、従来、良
くて80％程度の実装効率しか実現されなかったものが、
95％程度の高い実装効率が実現される。以上により、こ
れまでにおいて、新しい基板が納入されてから製造が開
始されるまでのリードタイムが３日〜５日要していた
が、本実施例ではわずか数時間に短縮することが可能に
なるとともに、高い実装効率によって実装に要する時間
が短縮され生産性を向上させることができる。

また、本実施例では、実装プログラム作成のし方や実
装機のことを知らなくとも、実装プログラムが作成で
き、しかも、オペレータに対し豊富な経験を要求するこ
とがなく、かつ、製造現場で必要なドキュメントが容易
に得られるようになり、ユーザフレンドリーで製造志向
的なシステムが実現できる。さらに、ダイナミック リ
ンク ソフトウェア ライブラリの使用により、実装機
の機種が改良・変更されたり、新しい機種が導入された
りしても、一般のソフトウェアのように一から作り直す
とはならず、ライブラリの変更あるいは追加によって、
柔軟にかつ容易に対応することができる。

G₃.実施例の適用例 第５図に複数の製造所の実装機をサポートする場合の
接続構成例を示す。9a,9b,9c,9dは４つの製造所を示
し、規模の大きな製造所9a,9bにはローカルなCADシステ
ム7aと部品表管理システム8aが設けられ、これらのシス
テムがセンタのCADシステム７と部品表管理システム８
のネットワークに接続されて、互いにIFFデータを授受
できるようにされてデータの一元的な管理を可能にして
いる。各製造所9a,9bでは、前述した実装プログラム作
成システム100にローカルなCADシステム7aおよび部品表
管理システム8aのIFFデータが渡され、実装プログラム
が作成されて、実装機６が制御される。規模の小さな製
造所9c,9dでは、実装プログラム作成システム100が、セ
ンタのCADシステム７および部品表管理システム８にモ
デムで接続されてIFFデータを受け取り、実装プログラ
ムを作成して実装機６を制御する。センタのCADシステ
ム７および部品表管理システム８には、部品データメン
テナンス手段101a,設計データメンテナンス手段101b
と、データ更新手段101cを有して成るIFFサポート手段1
01を備える。

なお、実装プログラム作成装置１の各部の機能分担
は、実施例に限定されるものではなく、適宜に分離され
あるいは統合され得るものである。また、本発明は、ロ
ボットで実装する装置を制御することも可能であるとと
もに、ハンドマウントの指示や各種検査機械に情報を渡
すことも可能である。このように、本発明はその主旨に
沿って種々に応用され、種々の実施態様を取り得るもの
である。

H.発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明の実装プログラ
ム作成システムによれば、以下の効果が得られる。

（１）豊富な経験なしに高い実装効率の実装プログラム
が得られるようになる。

（２）実装プログラムの作成工数が大幅に短縮し、製造
開始までのリードタイムを短縮することができる。

（３）部品の情報およびその部品の実装に関する情報の
データベースのメンテナンス業務が大幅に削減される。

また、請求項２の発明によれば、上記に加えて、 （４）新しい実装機に迅速に、柔軟かつ容易に対応でき
るようになるとともに、そのためのソフトウェア開発期
間が短縮し、ソフトウェアの信頼性が向上する。

（５）ネットワークを介して、複数の製造所の実装プロ
グラム作成で必要なCADデータや部品データの一元的な
集中管理が可能となり、その入力やメンテナンスが容易
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のシステム構成を示すブロッ
ク図、第２図は上記実施例の実装プログラム作成装置の
構成例を示す図、第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）は上記
実施例のプリント機能のドキュメントのフォーマット例
を示す図、第４図は上記実施例のソフトウェア構造の説
明図、第５図は複数の製造所の実装機をサポートする場
合の接続構成例を示す図である。 １……実装プログラム作成装置、２……サーバー装置、
３……データベース、７……CADシステム、８……部品
表管理システム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮下 房子 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−144392（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−250704（ＪＰ，Ａ) ＶＤＩ−ＺＥＩＴＳＨＲＩＦＴ ｖｏ ｌ．131（1989），Ｎｏ．８，ｐ．88− 92 Ｆｅｉｎｗｅｒｋｔｅｃｈｎｉｋ ＆ Ｍｅｓｓｔｅｃｈｎｉｋ Ｖｏｌ．95 （1987），Ｎｏ．２，ｐ．81−85 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 13/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】印刷配線基板のコンピュータ支援設計デー
   タおよび前記印刷配線基板に装着する部品に関する部品
   データを管理するデータ管理手段と、 前記データ管理手段から入力されたコンピュータ支援設
   計データおよび部品データに基づいて実装プログラムを
   作成する実装プログラム作成手段とを有し、 前記実装プログラム作成手段は、複数の異なる実装プロ
   グラム作成用の固有なアルゴリズムとデータからなる各
   実装機に固有なライブラリであって各実装機の変更また
   は追加に従って変更または追加が可能なライブラリとリ
   ンクして前記実装機毎の実装プログラムを作成する各実
   装機に共通で変更のないコアソフトウェア手段を有し、 複数の製造所に前記実装機と前記実装プログラム作成手
   段が配置されるとともに、前記実装プログラム作成手段
   がセンタ装置にネットワーク接続され、 前記センタ装置は、前記データ管理手段が管理するデー
   タを前記各製造所の実装プログラム作成手段に入力する
   とともに、前記実装プログラム作成手段により作成した
   各実装機毎のプログラムにより各実装機を制御するよう
   にした ことを特徴とする実装プログラム作成システム。