JP3831022B2 - 部品供給カセットの配列決定方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、NCデータに基づいて動作する部品実装機において、特に実装する部品切れによる動作停止、挿入ピッチ変更動作に伴うタクトロス、基板を移動させるXYテーブルの移動ロスなどによるロスを抑制する部品供給カセットの配列決定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
部品実装機の一例である部品挿入機を用いた部品実装方法において、基板に挿入する複数の部品を供給する部品供給部における部品の配列を適切に決定することによって、実装基板の生産を効率的に行うことができる。前記部品を配列を決定する従来技術について以下に説明する。
【0003】
図7は部品挿入機の構成例を示すもので、同図(a)は正面側、同図(b)は背面側の斜視図である。部品挿入機20の部品供給部21には、基板に実装する各部品が収納された部品供給カセット22が配設されている。基板供給部24により実装位置に搬入された基板はXYテーブル23により部品実装位置に移動し、部品供給部21は実装する部品供給カセット22を図示しない装着ヘッドの位置に移動させるので、装着ヘッドは部品をピックアップして基板の所定位置に挿入する。
【0004】
前記装着ヘッドによる部品挿入動作は、図8に示すように、基板上の挿入ピッチに基づいて、装着ヘッドに設けられた挿入ガイド25の幅及び基板下に配置されたカッター26の幅を設定し、部品供給カセット22から部品をとり、XYテーブル23で位置決めされた基板29上にプッシャー27で部品28を挿入し、カッター26で余分なリードをカットして1部品に対する挿入動作が終了する。
【0005】
所定数の実装が終了した基板は基板供給部24により搬出される。このような部品挿入機20を含む部品実装機を複数台設置して、実装基板を生産する実装ラインが構成される。
【0006】
前記部品供給カセット21に対する複数部品の配列の決定は、図9に示すフローチャートに示す手順によりなされる。まず、生産する基板を実装ラインを構成する部品実装機間でのタクトバランスと、各部品実装機における搭載可能部品数を考慮した部品の振り分けを行い(S1)、各部品実装機に振り分けられた部品に対して部品高さの低い部品から高い部品の順に並び変えを行い(S2)、先頭から順に1部品1カセットに番号づけしてカセット番号を決定する(S3)。次に、決定した部品配列で試験生産して、カセット毎の部品消費量をチェックする(S4)。このチェックにより、カセット全体平均から1カセット当たりの部品消費量が多く、部品切れ発生の多発が予想できるカセットについて、スペアカセット数とその位置をマニュアル設定し(S5)、それらスペアカセットを含め、カセット配列編集により配列を仮決定する(S6)。この仮決定された部品配列によりS4からS6までの手順を繰り返し評価しながら、適切な部品配列を決定する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら,上記従来の部品配列の手順を用いた部品実装方法では、上記部品配列の決定手順からもわかるように、適切なスペアカセット数を含め、部品配列決定までに多大な工数がかかる問題点があった。
【0008】
また、マシンの構造上の特徴から発生する挿入ピッチ変更に伴うタクトロスが発生すること、同一部品で基板上の部品レイアウト距離に起因するXYテーブルの移動ロスが発生する等の問題点があった。
【0009】
上記挿入ピッチの変更により、挿入ガイド及びカッターの幅の設定動作を行うのに、1回当たり平均1秒のタクトロスが発生する。表1は部品実装機を動作させるためのNCデータの例を示すものであるが、例えば部品品番「RARREY12」の1部品をみても、ブロック番号2から3、4から5、5から6、7から8の間に挿入ピッチ変更が必要で、これに約4秒のタクトロスが発生する。
【0010】
【表1】
【0011】
また、図10は表1に示したNCデータにより基板に部品を挿入する挿入基板例を示すもので、図示する1から13の実装順にXYテーブルは基板を移動させる。図示するようにXYテーブルの移動ロスが大きくなってしまっている。表2及び図11に示すように、このXYテーブルの移動が小さくなるように実装順を決めることもできるが、そうすると部品供給部によるカセットの移動ロスが増えることになる。
【0012】
【表2】
【0013】
本発明は、上記した従来技術に係る部品実装方法の課題に鑑みて創案されたもので、部品配列に伴うロスを抑制して効率的な実装動作を行わせることができる部品供給カセットの配列決定方法を提供することを目的とするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、基板に部品を実装する部品実装機が複数配置された実装ラインにおいて、前記基板上への実装に関する情報をCADデータから得て各部品実装機を駆動するNCデータを生成する際に、各部品を供給する部品供給カセットの各部品実装機の部品供給部における配列を決定する方法であって、同一部品品番の部品であっても複数の部品供給カセットに分割することでロスを低減できる部品については複数の部品供給カセットに分割して収納し、分割した後の部品供給カセットの使用数と部品供給部での部品供給カセットの搭載可能数とに基づき、当該部品実装機の部品供給部に部品供給カセツトを搭載できるか否かを判断し、当該部品実装機の部品供給部に搭載できると判断した場合には、当該部品実装機に配分し、当該部品実装機の部品供給部に搭載できないと判断した場合には、搭載できない対象の部品供給カセットを、実装ラインにおける他の部品実装機に配分することを特徴とする。
【0015】
また、各部品供給カセットにおける部品の使用数が設定された分割判定数を超える場合に、同一部品品番の部品であっても各部品供給カセットにおける部品の使用数が分割判定数を超えないように複数の部品供給カセットに分割することを特徴とする。
【0016】
また、同一部品品番の部品であっても挿入ピッチが異なる部品がある場合に、挿入ピッチ毎に複数の部品供給カセットに分割することを特徴とする。
【0017】
更に、同一部品品番の部品であっても基板上に設定した実装領域が異なる部品がある場合に、実装領域毎に複数の部品供給カセットに分割することを特徴とする。
【0019】
上記部品供給カセットの配列決定方法によれば、同一部品品番の部品であっても複数の部品供給カセットに分割することでロスを低減できる部品については複数の部品供給カセットに分割して収納し、分割した後の部品供給カセットを部品供給部に搭載できない場合、実装ラインにおける他の部品実装機に配分することで、部品配列の決定を、該当部品実装機だけでなく、実装ラインを構成する他の部品実装機も対象として部品を振り分ける処理を行うので、ロスを大幅に低減した実装ラインを構成することができる。
また、アキシャル部品について、挿入ピッチで分割し、挿入ピッチにより部品供給カセットを配分することができるので、挿入ピッチ変更によるタクトロスを抑制することができる。
【0020】
また、基板を複数の領域に分割して、分割された各領域毎に1部品に対して部品供給カセットが配分されるので、基板を移動させるXYテーブルの移動ロスを抑制することができる。
【0021】
更に、対象とする基板使用する各部品の使用数及び部品供給部での搭載可能数から部品配列を決定する際の分割判定数を設定して、この分割判定数をもとに部品供給部での部品配列を決定するので、部品供給部での部品切れによる設備の停止頻度を抑制することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下,添付図面を参照して,本発明の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚,以下の実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【0024】
まず、本発明の一実施形態に係る部品実装方法を適用する実装設備の構成について、図5を参照して説明する。
【0025】
図5において、部品実装機群1は、複数の部品実装機2、2…がライン配置されたもので、先に図7に示したような部品挿入機を含む部品実装機2、2…が実装ライン3を構成している。この部品実装機群1は、制御装置4から出力されるNCデータに基づいて部品実装の動作を実行する。前記制御装置4には、実装対象とする基板の部品毎の実装位置や姿勢、挿入ピッチ等のCADデータを出力するCADシステム5と、各部品実装機2に関するデータや部品に関するデータを出力する実装データベース6とが接続されている。
【0026】
前記制御装置4は、CADシステム5から実装対象とする基板に対するCADデータを得ると共に、実装データベース6から部品実装機2及び部品のデータを得て、部品毎に最適の部品実装機2で、しかも各部品実装機2間のラインバランスがとれる部品実装機2を確定して、実装する部品の振り分けを実施する。この後、本発明に係る部品配列を合理的にする部品実装方法を実施する。
【0027】
この部品実装方法について、以下に図1〜図4を参照して説明する。尚、参照するフローチャートに記載されたS1、S2…の番号は、処理手順を示すステップ番号で、本文に添記する番号と一致する。
【0028】
図1は、実装1ブロックを対象とした全体の処理手順を示すフローチャートである。この全体フローでは、S1〜S6の処理手順により、対象とする部品実装機が部品挿入機である場合は、部品の挿入ピッチ変更によるタクトロスを抑制する部品配列を決定し、S7〜S14の処理手順により、XYテーブルの移動ロスを抑制する部品配列を決定し、S15〜S22の処理手順により、部品供給部における部品切れによる設備の動作停止を抑制する部品配列が決定される。尚、図1にS1〜S6として示す挿入ピッチ変更によるタクトロスを抑制する部品配列の処理手順は図2に、S7〜S14として示すXYテーブルの移動ロスを抑制する部品配列の処理手順は図3に示している。
【0029】
まず、図2、図4を参照して挿入ピッチ分割による部品供給カセットの配列を決定する処理手順について説明する。
【0030】
まず、対象とするCADデータからアキシャル部品(ジャンパー部品を含む)について、部品品番と挿入ピッチとでソーティングする(S1)。次に、部品品番と挿入ピッチとの組み合わせでカセット配列を実施する(S2)。これは、部品品番を挿入ピッチ毎にカセットを配分する処理である。例えば、表3に示すようなCADデータを前記処理を施すことにより、表4に示すような挿入ピッチによる分割がなされ、挿入ピッチ5000をZ番号1に、挿入ピッチ7500をZ番号2に、挿入ピッチ12500をZ番号3にする部品供給カセットの配列がなされている。
【0031】
【表3】
【0032】
【表4】
【0033】
次に、対象とする部品実装機2での搭載可否シュミレーションを行って(S3)、搭載可否の判断を行い(S4)、搭載可能の場合にはCADデータ1点毎にカセット配分後のカセット番号(Z番号)を付与する(S5)。搭載が不可である場合には、ワーニングメッセージ表示と共に挿入ピッチによるカセット配列をその部品について無効とし、分割を行わないでそのまま出力する(S6)。以上の処理をCADデータの1ブロック毎に実施する。
上記処理手順を実行することによって、挿入ピッチによっても部品供給カセットの配列が決定されるので、挿入ピッチ変更によるタクトロスを抑制することができる。
【0034】
続いて、図3、図4を参照して、前記挿入ピッチ分割によるカセット配列を終えたCADデータに対して、実装座標によりカセット配列を行う処理を、2モジュールからなる基板を左右2領域に分割する例に則って説明する。
【0035】
尚、前記2モジュールからなる基板とは、生産効率化の観点から、図6に示すように、1枚の基板に同一の回路パターンを2面形成した多面取り基板という形態で、現在の実装基板生産の主流となっている。図6に示す2モジュール基板では、回路パターンの向きが互いに逆向きとなるが、実装に必要な部品は同じであるため、CADデータとしては、一方の実装位置と相互の位置関係が出力される。実装する対象部品が少ない場合には、全体を1枚の基板として生産するので、これを1枚展開データで生産すると呼称している。このような2モジュール基板への実装は、タクトロスを抑制するため、一方の回路パターンに実装した後、その逆の実装順で他方の回路パターンに実装する方法が採用でき、これをZ戻りデータで生産すると呼称している。
【0036】
まず、前記1枚展開データまたはZ戻りデータ生成の判断を行う(S7)。次に、基板を設備上で流す向きで処理するので、CADデータに格納された回路パターンに回転が加わっている場合には、実装できない実装機が存在するため、前記S7の処理を実行しない場合、第1モジュールを0度の姿勢のデータに変換する(S8)。また、前記S7の処理を実行する場合には、基板上の全ての座標を第1モジュールの0度の姿勢で1枚展開する(S9)。
【0037】
次いで、基板上の実装領域を座標分割して、複数の領域に分割する処理を行う。即ち、部品の実装位置のX座標及びY座標の最大値及び最小値から基板をn分割し、1部品に対して各領域毎の部品供給カセットを割り当てる。ここでは、4領域に座標データをグルーピングし、各領域毎に部品供給カセットを割り当てている(S10)。例えば、基板をX座標で2領域に分割する場合には、表3に示したCADデータにおける部品品番「RARREY12」について見ると、X座標の最大値は215000、最小値は35000である。左右2分割するため、(215000−35000)/2=90000のX座標でCADデータブロックを分割処理すると、表5に示す結果が得られる。
【0038】
【表5】
【0039】
Y座標での2領域への分割は、表3のCADデータに示される範囲のものは、全て同一領域となる。従って、表5に示す座標分割処理後のデータでは、回路番号R100〜R103とR104〜R107との2ブロックに分割され、図4に示す挿入基板例では、左右に実装一が分散している状態が、そのまま分割されることになる。表5に示す座標分割処理後のカセット配列では、分割された領域でのZ番号が付与されたカセット配列がなされている。
【0040】
前記座標分割によるカセット配分の結果について、先頭ブロックから実装機への搭載可否のシュミレーションを行い(S11)、搭載可否を判断する(S12)。搭載可能である場合には、カセット番号を付与し(S13)、搭載不可の場合には、そのブロック以降について座標分割を無効として、そのまま出力する(S14)。
【0041】
上記処理手順を実行することによって、基板上を分割した領域毎に実装に必要な部品を収容した部品供給カセットが配列されるので、XYテーブルの移動ロスが抑制される。
【0042】
続いて、実装対象とする基板での部品使用数及び部品供給部の部品収容数から、使用数が極端に多い部品について、部品供給カセットの数を増加させるための分割判定数によりカセット配列を行う処理について、図1を参照して説明する。
【0043】
尚、この分割判定数の特定は、自動算出しても、作業者の判断によって行ってもよい。
【0044】
表6は上記S13までの処理結果を示す例で、前記分割判定数によるカセット配列前の状態のデータである。同図に示す実装機1号機を見ると、一部の部品で極端に使用数(員数)の多い部品品番が存在する。そこで、図1に示すように、先頭ブロックから「分割判定数<員数」の条件を満たすか否かの判断を行い(S15)、条件を満たすブロックに対して(員数/分割判定数)個のカセットに配分する(S16)。
【0045】
【表6】
【0046】
表6に示す例では、Z番号3の「RARREY56」を12/4で3分割、Z番号5の「RARREY90」を18/5で3分割、Z番号80の「INDABC12」を21/6で3分割する。このように分割処理した結果は、表7に示すようになる。例えば、「RARREY56」は、Z番号3、4、5の3カセットに分割されている。
【0047】
【表7】
【0048】
この分割結果で該当部品実装機へのカセット搭載の可否を判断し(S17)、搭載可能な場合には、実装ブロック等配分処理を行い、(員数/分割カセット)の数に実装ブロックを分割し、余り分は最後のカセットを使用する(S18)。
【0049】
該当部品実装機に搭載できない場合には、実装ライン上の次部品実装機以降に対象カセットの部品が振れる部品実装機が存在するか否かの判断をして(S19)、振れる部品実装機が存在するときには、その部品実装機にカセットを配分する(S20)。振れる部品実装機が存在しないときには、マシン分割を無効にして、該当ブロックについての処理を終了する(S21)。
【0050】
先のステップ15(S15)における(分割判定数<員数)の条件が満たされないときは、カセット分割は行わず、対象ブロックはそのまま出力し、処理を終了する(S22)。
【0051】
以上説明した部品実装のための処理手順は、図1に示す全体フローを実行することも、図2に示す(S1)〜(S5)の処理手順のみを実行することも、図3に示す(S8)〜(S13)の処理手順のみを実行することもできる。
【0052】
また、以上の説明では、部品実装機として部品挿入機を対象として述べてきたが、チップ部品等の部品挿入を伴わない実装を行う場合では、上記挿入ピッチ変更による処理は外し、他の処理手順を実行することになる。
【0053】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、同一部品品番の部品であっても複数の部品供給カセットに分割することでロスを低減できる部品については複数の部品供給カセットに分割して収納し、分割した後の部品供給カセットを部品供給部に搭載できない場合、実装ラインにおける他の部品実装機に配分することで、部品配列の決定を、該当部品実装機だけでなく、実装ラインを構成する他の部品実装機も対象として部品を振り分ける処理を行うので、ロスを大幅に低減した実装ラインを構成することができる。
また、挿入ピッチが変更されるアキシャル部品について、挿入ピッチで分割し、挿入ピッチにより部品供給カセットを配列することができるので、挿入ピッチ変更によるタクトロスを抑制することができる。
【0054】
また、基板を複数の領域に座標分割して、分割された各領域毎に1部品に対して部品供給カセットが配分されるので、基板を移動させるXYテーブルの移動ロスを抑制することができる。
【0055】
更に、対象とする基板使用する各部品の使用数及び部品供給部での搭載可能数から部品配列を決定する際の分割判定数を設定して、この分割判定数をもとに部品供給部での部品配列を決定するので、部品供給部での部品切れによる設備の停止頻度を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る部品実装方法を実行する全体の処理手順を示すフローチャート。
【図2】図1のS1〜S6に示す処理手順を示すフローチャート。
【図3】図1のS7〜S14に示す処理手順を示すフローチャート。
【図4】表3のCADデータによる挿入基板例を示す基板の模式図。
【図5】実施形態に係る部品実装方法を適用する部品実装の構成を示すブロック図。
【図6】2モジュール基板の例を示す模式図。
【図7】部品挿入機の構成例を示す正面側(a)と背面側(b)とを示す斜視図。
【図8】部品挿入機における挿入ヘッドの構成を示す説明図。
【図9】従来例に係る部品配列を決定する処理手順を示すフローチャート。
【図10】従来例に係るNCデータによる挿入基板の例を示す模式図。
【図11】XYテーブルの移動ロスの抑制を優先させたNCデータによる挿入基板の例を示す模式図。
【符号の説明】
1 部品実装機群
2 部品実装機
3 実装ライン
4 制御装置
5 CADシステム
6 実装データベース
Claims (4)
- 基板に部品を実装する部品実装機が複数配置された実装ラインにおいて、前記基板上への実装に関する情報をCADデータから得て各部品実装機を駆動するNCデータを生成する際に、各部品を供給する部品供給カセットの各部品実装機の部品供給部における配列を決定する方法であって、
同一部品品番の部品であっても複数の部品供給カセットに分割することでロスを低減できる部品については複数の部品供給カセットに分割して収納し、
分割した後の部品供給カセットの使用数と部品供給部での部品供給カセットの搭載可能数とに基づき、当該部品実装機の部品供給部に部品供給カセツトを搭載できるか否かを判断し、
当該部品実装機の部品供給部に搭載できると判断した場合には、当該部品実装機に配分し、当該部品実装機の部品供給部に搭載できないと判断した場合には、搭載できない対象の部品供給カセットを、実装ラインにおける他の部品実装機に配分する
ことを特徴とする部品供給カセットの配列決定方法。 - 各部品供給カセットにおける部品の使用数が設定された分割判定数を超える場合に、同一部品品番の部品であっても各部品供給カセットにおける部品の使用数が分割判定数を超えないように複数の部品供給カセットに分割することを特徴とする請求項1記載の部品供給カセットの配列決定方法。
- 同一部品品番の部品であっても挿入ピッチが異なる部品がある場合に、挿入ピッチ毎に複数の部品供給カセットに分割することを特徴とする請求項1記載の部品供給カセットの配列決定方法。
- 同一部品品番の部品であっても基板上に設定した実装領域が異なる部品がある場合に、実装領域毎に複数の部品供給カセットに分割することを特徴とする請求項1記載の部品供給カセットの配列決定方法。
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