JP3711054B2 - 部品装着装置における部品配置方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプリント基板などの基板に、実装すべき電子部品が予め格納されている格納部から装着ヘッドにより電子部品を装着する部品装着装置にあって、装着すべき電子部品をどの格納部に配置しておくかを設定する部品配置方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図8は、基板に電子部品を装着する部品装着装置の動作状態を示す模式図である。図中1は、電子部品が複数の所定の装着点1a〜1cに装着される基板を示しており、基板1は搬送機構(図示せず)にて搬送されて所定位置にセットされる。なお、基板1の同一符号を付した装着点には同じ種類の電子部品が装着される。図8に示す例では、3点の装着点1a夫々に電子部品Aが装着され、2点の装着点1b夫々に電子部品Bが装着され、装着点1cには電子部品Cが装着される。
【0003】
この基板1のセット位置の近傍には、基板1に実装すべき電子部品を格納している複数(この例では6個)のフィーダ(部品格納部)2a〜2fが、列状に配置されている。なお、各フィーダ2a〜2fには夫々1種類ずつの電子部品が格納されるようになっており、図8に示す例では、各フィーダ2a,2b,…,2fには電子部品A,B,…,Fが夫々格納されている。
【0004】
また、所定の駆動機構(図示せず)により2次元(XY系)に移動可能な装着ヘッド3が設けられており、装着ヘッド3が、基板1と各フィーダ2a〜2fとの間を移動して、電子部品を基板1へ実装する。例えば、装着ヘッド3は、電子部品Aが格納されているフィーダ2aまで移動し、フィーダ2aに格納されている電子部品Aを吸着して取り出し、その後、基板1の装着点1aまで移動して吸着された電子部品Aを装着点1aに装着する。以下同様の動作を繰り返して、全ての装着点1a〜1cに、対応する電子部品A〜Cを順次実装する。
【0005】
このような部品装着装置にあって、その装着作業に要する時間の短縮を図るためには、装着ヘッド3を効率良く移動させることが望ましい。基板1における装着点の位置は予め決まっており、また、どのフィーダにどの種類の電子部品を格納しておくかはユーザが任意に設定できるので、夫々の種類の電子部品を格納するフィーダの配置が実装時間に多いに影響を及ぼすことになり、どの種類の電子部品をどの位置のフィーダに格納するかを設定することは、実装時間の低減化には重要な要素である。即ち、効率が良いフィーダの設定を行うことにより、実装処理を短時間で完了することができる。
【0006】
このような観点に基づき、従来では、装着点の座標位置からの距離が最小であるフィーダにその装着点に装着すべき電子部品を格納しておく(なお、1つの種類で複数の装着点がある場合には、それらの装着点の座標位置の平均値(重心位置)からの距離が最小であるフィーダにその種類の電子部品を格納しておく)ようにして、実装時間の短縮を図っている(特開平8−167796号公報など)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の方法は、装着点とフィーダとの距離に基づいて、格納すべきフィーダを設定しているので、必ずしも実装時間が短縮されるとは限らないという問題がある。図9に示すように、あるフィーダ2に対して2つの装着点a,bからの距離(L)が等しい場合に、これらの2つの装着点a,bからフィーダ2への装着ヘッドの移動時間は相違する。装着ヘッドは、X方向,Y方向に独立的に駆動できて、X方向及びY方向に同時に移動できるので、例えばX方向,Y方向夫々に等速で移動すると仮定した場合、フィーダ2への距離(L)が等しくても、装着点a,bからの移動時間Ta ,Tb は夫々下記(1),(2)式で表され、装着点bからの方が移動時間は短い(Tb <Ta )。
【0008】
Ta =L/vY …(1)
Tb =max(Lsinθ/vX ,Lcosθ/vY ) …(2)
但し、θ:装着点bのY方向とのなす角度
vX :装着ヘッドのX方向の移動速度
vY :装着ヘッドのY方向の移動速度
max(p,q):p,qの小さくない方
【0009】
以上のように、装着点からフィーダまでの距離は、装着ヘッドの移動時間に比例せず、その移動時間を正確に反映していないので、従来の手法では効率良くフィーダを設定できているとは言えず、実装時間が短縮されるとは限らない。
【0010】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、装着ヘッドの移動時間を考慮して格納部(フィーダ)を設定することにより、効率良く格納部(フィーダ)を設定できて、部品の実装時間を確実に短縮できる部品装着装置における部品配置方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
第1発明に係る部品装着装置における部品配置方法は、夫々が1種類の部品を格納する複数の格納部と、複数の装着点夫々に前記部品が装着される基体とが所定位置に設けられており、装着ヘッドの移動により前記格納部から対応する部品を搬送して前記基体に装着する部品装着装置について、前記部品をどの格納部に格納しておくかを設定する方法において、前記基体の各装着点から前記各格納部までの前記装着ヘッドの移動時間を夫々求め、各装着点において求めた複数の移動時間の合計を前記格納部毎に算出し、算出した合計時間に基づいて前記部品を格納する格納部を設定することを特徴とする。
【0012】
第1発明にあっては、基体における各装着点から各格納部までの装着ヘッドの移動時間を求め、複数の装着点夫々において求めた移動時間の合計時間を各格納部毎に算出する。そして、算出した合計時間に基づいて、具体的にはその合計時間が最も短い格納部を、その種類の部品を格納すべき格納部と設定する。よって、部品の実装時間に直結した装着ヘッドの移動時間に鑑みて格納部を設定するため、部品の実装時間を確実に短縮できる格納部の設定が可能となる。
【0013】
第2発明に係る部品装着装置における部品配置方法は、第1発明において、複数種類の前記部品を格納する格納部を設定する際に、装着数が多い部品を格納する格納部を優先的に設定することを特徴とする。
【0014】
第2発明にあっては、複数種類の部品夫々について最適の格納部を設定する際に、装着数が多い部品を装着数が少ない部品より優先的に格納部を設定する。第1発明のような格納部の設定処理を、複数種類の部品夫々に行った場合、設定すべき格納部が重なってしまう場合がある。このような場合には、装着数が多い部品、つまり基体における装着点が多い部品について優先的に格納部を設定する。よって、複数種類の部品に対して、より効率が良い格納部の設定が可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。
図1は、本発明の部品配置方法を適用する部品装着装置の動作状態を示す模式図である。図中1は、電子部品が複数の所定の装着点(○,△,▽,□で示す)に装着される基板を示しており、基板1は搬送機構(図示せず)にて搬送されて所定位置にセットされる。なお、基板1の同一記号を付した装着点には同じ種類の電子部品が装着される。
【0016】
この基板1のセット位置の近傍には、基板1に実装すべき電子部品を格納している複数(この例では18個)のフィーダ(部品格納部)2,2,…,2が、一列状に配置されている。なお、各フィーダ2には夫々1種類ずつの電子部品が格納されるようになっており、この例では全体として最大18種類の電子部品を格納できる。
【0017】
また、対向する一対のレール4,4に棒状のビーム5が懸け渡されており、そのビーム5に装着ヘッド3が設けられている。ビーム5は、Y方向駆動モータ(図示せず)の駆動によってレール4,4に沿ってY方向に移動可能である。また、このビーム5に設けた装着ヘッド3は、X方向駆動モータ(図示せず)の駆動によってビーム5に沿ってX方向に移動可能である。これらのX方向駆動モータ及びY方向駆動モータは独立駆動されるようになっており、装着ヘッド3の移動はX方向及びY方向に同時かつ独立的に行える。そして、装着ヘッド3が、基板1と各フィーダ2,2,…,2との間を移動して、基板1の夫々の装着部へ対応する電子部品を装着する。
【0018】
次に、本発明の特徴部分である格納部(フィーダ)の設定方法について詳述する。図2は、この設定方法の処理手順を示すフローチャート、図3〜図7はこの設定方法の動作を説明するための図である。
【0019】
(第1実施の形態)
基板1に実装される電子部品が1種類(電子部品A)であり、その電子部品Aは基板1の3箇所の装着点(a1,a2,a3)に装着されることとし、18個のフィーダ2,2,…,2の中から電子部品Aを格納するための最適のフィーダ2を設定する例を、第1実施の形態として説明する。
【0020】
まず、基板1の装着点a1から18個の各フィーダ2,2,…,2への装着ヘッド3の移動時間を求める(ステップS1)。図3には、装着点a1とフィーダ2との位置関係及びその移動時間の分布(棒グラフ)を示している。装着ヘッド3は、前述したように、X方向及びY方向に同時かつ独立的に移動できるので、図3の一点鎖線で示す領域内に存する中央部11個のフィーダ2への移動時間は一定の最短時間(0.5秒)となる。ここで、X方向,Y方向への装着ヘッド3の移動速度が等しい場合には、装着点a1からY方向に対して−45°〜45°の角度範囲内にある全てのフィーダ2への移動時間は一定の最短時間となる。
【0021】
次に、全ての装着点における移動時間を求める処理が完了していないので(ステップS2:NO)、基板1の装着点a2から18個の各フィーダ2,2,…,2への装着ヘッド3の移動時間を求める(S1)。図4には、装着点a2とフィーダ2との位置関係及びその移動時間の分布を示している。更に、装着点a3における移動時間を求める処理が残っているので(S2:NO)、基板1の装着点a3から18個の各フィーダ2,2,…,2への装着ヘッド3の移動時間を求める(S1)。図5には、装着点a3とフィーダ2との位置関係及びその移動時間の分布を示している。
【0022】
3箇所全ての装着点における処理が終了したので(S2:YES)、求めた3種の移動時間の分布の和(移動時間の合計時間)を算出する(ステップS3)。図6には、上記各装着点a1,a2,a3における移動時間とそれらの合計時間とを18個の各フィーダ2,2,…,2毎に表形式で示している。
【0023】
第1実施の形態では、電子部品が1種類しかないので、全種類の電子部品での処理が終了したことになり(ステップS4:YES)、S3で算出した移動時間の分布の和(移動時間の合計時間)に基づいて、電子部品Aを格納すべき最適のフィーダ2を設定する(ステップS5)。即ち、図6に示す合計時間が最短(1.6秒)であるフィーダ2(左端から9番目のフィーダ2)を最適のフィーダ2に設定する。
【0024】
(第2実施の形態)
基板1に装着される電子部品が4種類(電子部品A,B,C,D)であり、それらの電子部品A,B,C,Dが夫々基板1の20箇所,15箇所,8箇所,4箇所の装着点で装着されることとし、4種類の電子部品A,B,C,D毎に4個のフィーダF1,F2,F3,F4から最適のフィーダを設定する例を第2実施の形態として説明する。この場合、電子部品の種類数とフィーダの数とが同じであるので、4種類の電子部品A,B,C,D夫々に対して1:1で各フィーダが対応し、4種類の電子部品を4個のフィーダに割り当てることになる。
【0025】
第1実施の形態と同様にして、まず、電子部品Aについての20箇所の装着点における移動時間の分布を求め(S1,S2)、それらの和(移動時間の合計時間)を算出する(S3)。全ての種類の電子部品における処理が終わっていないので(S4:NO)、電子部品B,C,D夫々における移動時間の分布を求め(S1,S2)、それらの和(移動時間の合計時間)を算出する(S3)。
【0026】
4種類所全ての電子部品における処理が終了したので(S4:YES)、S3で算出した各電子部品における移動時間の分布の和(移動時間の合計時間)に基づいて、電子部品A,B,C,Dを格納すべき最適のフィーダを設定する(S5)。図7には、各電子部品A,B,C,Dにおける移動時間の合計時間の一例を各フィーダF1,F2,F3,F4毎に表形式で示している。
【0027】
基本的には、第1実施の形態と同様に、上記合計時間が最も短いフィーダを設定するようにするが、装着数が多い電子部品から優先的に最適のフィーダを設定する。まず、装着数が最も多い電子部品Aに関しては、合計時間が最短(22秒)であるフィーダF3を設定する。装着数が次に多い電子部品Bに関しては、合計時間が最短(18秒)であるフィーダF1を設定する。装着数が次に多い電子部品Cに関しては、合計時間が最短(7秒)のフィーダF3が最適ではあるが、このフィーダF3は既に電子部品Aに割り当てられているので、次に合計時間が短い(9秒)フィーダF4を設定する。最後に、装着数が最も少ない電子部品Dに関しては、合計時間が最短(4秒)のフィーダF3が最適ではあるが、このフィーダF3は既に電子部品Aに割り当てられているので、次に合計時間が短い(5秒)フィーダF2を設定する。第2実施の形態では、装着ヘッドの移動時間の影響が大きい装着数が多い電子部品から優先的にフィーダを設定するので、より効率が高い設定を実現できる。
【0028】
なお、このような複数種の電子部品に対して最適なフィーダを設定する際に、組合せ最適化の手法を用い、全ての移動時間の総和が最小になるように最小化問題を解くようにして、フィーダを設定するようにすることも可能である。
【0029】
なお、上述した実施の形態では、基板1の周辺の1方向にのみ複数のフィーダを配設する例について説明したが、基板1の周辺の2方向または4方向夫々に複数のフィーダを配設するような構成例であっても、本発明を同様に適用できることは勿論である。
【0030】
【発明の効果】
以上のように本発明では、基体における各装着点から各格納部までの装着ヘッドの移動時間を求め、複数の装着点夫々において求めた移動時間の合計を各格納部毎に算出し、算出した合計時間に基づいて、その部品を格納すべき格納部を設定するようにしたので、部品の実装時間に直結した装着ヘッドの移動時間に鑑みて格納部を設定するため、部品の実装時間を確実に短縮することができる。
【0031】
また、本発明では、複数種類の部品夫々に関して最適の格納部を設定する際に、装着数が多い部品については装着数が少ない部品より優先的に格納部を設定するようにしたので、複数種類の部品に対して、より効率良く格納部を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の装着部品配置方法を適用する部品装着装置の動作状態を示す模式図である。
【図2】本発明による格納部(フィーダ)の設定方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図3】装着点とフィーダとの位置関係及び装着ヘッドの移動時間分布の一例を示す図である。
【図4】装着点とフィーダとの位置関係及び装着ヘッドの移動時間分布の他の例を示す図である。
【図5】装着点とフィーダとの位置関係及び装着ヘッドの移動時間分布の更に他の例を示す図である。
【図6】3箇所の装着点における装着ヘッドの移動時間及びそれらの合計時間をフィーダ毎に示した図表である。
【図7】4種類の電子部品における装着数及び装着ヘッドの移動時間の合計をフィーダ毎に示した図表である。
【図8】部品装着装置の動作状態を示す模式図である。
【図9】フィーダとそこから等距離にある2つの装着点との位置関係を示す図である。
【符号の説明】
1 基板
2 フィーダ(格納部)
3 装着ヘッド
Claims (2)
- 夫々が1種類の部品を格納する複数の格納部と、複数の装着点夫々に前記部品が装着される基体とが所定位置に設けられており、装着ヘッドの移動により前記格納部から対応する部品を搬送して前記基体に装着する部品装着装置について、前記部品をどの格納部に格納しておくかを設定する方法において、前記基体の各装着点から前記各格納部までの前記装着ヘッドの移動時間を夫々求め、各装着点において求めた複数の移動時間の合計を前記格納部毎に算出し、算出した合計時間に基づいて前記部品を格納する格納部を設定することを特徴とする部品装着装置における部品配置方法。
- 複数種類の前記部品を格納する格納部を設定する際に、装着数が多い部品を格納する格納部を優先的に設定する請求項1記載の部品装着装置における部品配置方法。
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