JP5775807B2 - 情報提供装置、情報提供方法および部品実装システム - Google Patents

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Description

この発明は、部品を基板に実装する実装機の生産進捗の改善に関連する情報を提供する情報提供技術に関するものである。
搬送ラインに沿って搬送される基板に対して順次IC(Integrated Circuit)等の電子部品を実装機によって実装する部品実装システムでは、生産性の向上を目的として種々の提案がなされている。例えば特許文献1に記載の装置では、生産中のロットの生産を終了する前に、残生産基板に必要な部品数と、動作中の部品供給部の残部品数を比較することで、生産終了までに部品切れが発生するか否かを予測している。そして、部品切れが発生しない場合には、動作中でない部品供給部は生産終了まで動作することはないので、次のロットの生産に使用する部品の交換を行うことができると判断し、生産中に次のロットの部品変換を並行して行っている。これによって、段取り替え時間の短縮が可能となり、実装機の稼動率向上を図っている。
特開平6−350296号公報
しかしながら、上記従来技術では、段取り時間の削減のみに着目したものであり、生産進捗を考慮せず、生産に遅れがある場合も、部品切れさえなければ部品供給部を交換している。このため、生産中の生産進捗の改善を図ることができない場合があった。例えば納期が厳しい品種を生産中で、後の生産が納期の比較的厳しいものでないときには、遅れがある現生産を早く終わらせるべく、部品供給部の取り外さず、できるだけ多く使用し、さらには当該部品を供給する部品供給部を増やす等、部品供給部の交換を行わない施策を講じるのが生産中の生産進捗の改善を図る上では好適である。
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、実装機の生産進捗の改善に関連する情報を提供して実装機の生産性の向上を目指すことを目的とする。
この発明にかかる情報提供装置の第1態様は、部品を収納する部品供給部が基板データに対応する段取りで装着された状態で基板データにしたがって部品供給部から部品を取り出して基板に実装する実装機の生産進捗の改善に関連する情報を提供する情報提供装置であって、上記目的を達成するため、生産中のサイクルタイムを現サイクルタイムとして求める第1演算手段と、前記生産中の段取りおよび基板データの少なくとも一方を変更した後の段取りおよび基板データに基づいて実装を行ったときに予測されるサイクルタイムを予測サイクルタイムとして前記生産中に求める第2演算手段と、前記予測サイクルタイムと前記現サイクルタイムとを対比した対比結果を通知する通知手段とを備えることを特徴としている。
また、この発明にかかる情報提供方法の第1態様は、上記目的を達成するため、部品を収納する部品供給部が基板データに対応する段取りで装着された状態で前記基板データにしたがって前記部品供給部から部品を取り出して基板に実装する実装機の生産中のサイクルタイムを現サイクルタイムとして求める第1演算工程と、前記生産中の前記段取りおよび前記基板データの少なくとも一方を変更した後の段取りおよび基板データに基づいて実装を行ったときに予測されるサイクルタイムを予測サイクルタイムとして前記生産中に求める第2演算工程と、前記予測サイクルタイムと前記現サイクルタイムとを対比した対比結果を通知する通知工程とを備えることを特徴としている。
このように構成された発明では、2種類のサイクルタイムが生産中に求められる。そのうちの一方は現サイクルタイムであり、もう一方は予測サイクルタイムである。そして、予測サイクルタイムが現サイクルタイムよりも短い場合には、生産中の段取りおよび基板データの少なくとも一方を変更することで実装のサイクルタイムを短縮することができ、生産進捗が改善される。そこで、本発明では、予測サイクルタイムと現サイクルタイムとを対比した対比結果が実装機の生産進捗の改善に関連する情報として通知され、これによって、実装機の生産進捗の改善を容易に、かつ的確に行うことが可能となっている。
ここで、上記対比結果として、例えば予測サイクルタイムと現サイクルタイムとのサイクルタイム差を通知してもよく、これによって生産進捗がどの程度改善されるのか、つまり生産進捗の改善度合いを容易に理解することが可能となり、好適である。
また、どのようにすれば改善されるのかを知らせるためには、例えば生産中の段取りおよび基板データのうち上記予測サイクルタイムを求めるに当たって変更された内容をさらに通知するのが好ましい。
この発明にかかる情報提供装置の第2態様は、部品を収納する部品供給部が基板データに対応する段取りで装着された状態で前記基板データにしたがって前記部品供給部から部品を取り出して基板に実装する実装機の生産進捗の改善に関連する情報を提供する情報提供装置であって、上記目的を達成するため、生産中に、次の生産に使用する部品を収納する部品供給部を前記生産の後に段取りしたときに前記次の生産が開始される第1開始タイミングを予測する第3演算手段と、前記生産中に、前記次の生産に使用する部品を収納する部品供給部を前記生産中に段取りしたときに前記次の生産が開始される第2開始タイミングを予測する第4演算手段と、前記第1開始タイミングと前記第2開始タイミングとを対比した対比結果を通知する通知手段とを備えることを特徴としている。
また、この発明にかかる情報提供方法の第2態様は、上記目的を達成するため、部品を収納する部品供給部が基板データに対応する段取りで装着された状態で前記基板データにしたがって前記部品供給部から部品を取り出して基板に実装する実装機の生産中に、次の生産に使用する部品を収納する部品供給部を前記生産の後に段取りしたときに前記次の生産が開始される第1開始タイミングを予測する第3演算工程と、前記生産中に、前記次の生産に使用する部品を収納する部品供給部を前記生産中に段取りしたときに前記次の生産が開始される第2開始タイミングを予測する第4演算工程と、前記第1開始タイミングと前記第2開始タイミングとを対比した対比結果を通知する通知工程とを備えることを特徴としている。
このように構成された発明では、生産中に、次の生産を開始する開始タイミングとして、第1開始タイミングと第2開始タイミングとの2種類が予測される。この第1開始タイミングは、部品を収納する部品供給部が基板データに対応する段取りで装着された状態で基板データにしたがって部品供給部から部品を取り出して基板に実装した後に、次の生産に使用する部品を収納した部品供給部を段取りしたときに、次の生産が開始されるタイミングである。一方、第2開始タイミングは、次の生産に使用する部品を収納した部品供給部を生産中に段取りしたときに次の生産が開始されるタイミングである。したがって、第2開始タイミングが第1開始タイミングよりも早い場合には、次の生産で使用する部品供給部の段取りを当該生産中に行うことで、次の生産を早期に開始することができ、生産進捗が改善される。そこで、本発明では、第1開始タイミングと第2開始タイミングとを対比した対比結果が実装機の生産進捗の改善に関連する情報として通知され、これによって、実装機の生産進捗の改善を容易に、かつ的確に行うことが可能となっている。
ここで、上記対比結果として、例えば第2開始タイミングと第1開始タイミングとの時間差を通知してもよく、これによって生産進捗がどの程度改善されるのか、つまり生産進捗の改善度合いを容易に理解することが可能となり、好適である。
また、どのようにすれば改善されるのかを知らせるためには、例えば生産中の段取りのうち第2開始タイミングを求めるに当たって変更された内容をさらに通知するのが好ましい。
また、上記した種々の通知内容をオペレータやユーザなどに確実に知らせるためには、通知内容を表示する表示手段を設けるのが望ましい。
さらに、この発明にかかる部品実装システムは、上記目的を達成するため、部品を収納する部品供給部が基板データに対応する段取りで装着された状態で基板データにしたがって部品供給部から部品を取り出して基板に実装する実装機と、上記した情報提供装置とを備えることを特徴としている。
以上のように、本発明によれば、予測サイクルタイムと現サイクルタイムとを対比した対比結果を実装機の生産進捗の改善に関連する情報として通知しており、実装機の生産性の向上を目指すことが可能となっている。
また、第1開始タイミングと前記第2開始タイミングとを対比した対比結果を実装機の生産進捗の改善に関連する情報として通知しており、実装機の生産性の向上を目指すことが可能となっている。
本発明にかかる部品実装システムの第1実施形態の概略構成を示す図である。 図1の部品実装システムに装備される実装機の概略構成を示す平面図である。 データ作成装置および実装機の電気的構成を部分的に示すブロック図である。 図3に示す実装機およびデータ作成装置で実行される動作を示すフローチャートである。 データ作成装置の表示/操作ユニットで表示される表示内容の一例を模式的に示す図である。 部品追加によりサイクルタイムが短縮される場合の一例を模式的に示す図である。 搭載順序変更によりサイクルタイムが短縮される場合の一例を模式的に示す図である。 部品配置変更によりサイクルタイムが短縮される場合の一例を模式的に示す図である。 本発明にかかる部品実装システムの第2実施形態の電気的構成を示す図である。 生産中に、次の生産で使用する部品を収納するフィーダー(部品供給部)を段取りする場合の一例を模式的に示す図である。
図1は、本発明にかかる部品実装システムの第1実施形態の概略構成を示す図である。この部品実装システム1では、同図に示すように、基板を搬送する搬送ライン2に沿って基板搬送方向Xの上流側(同図の左手側)から下流側(同図の右手側)にかけて、基板搬入機3、印刷機4、複数の実装機5、検査機6および基板搬出機7等が並設されている。これらのライン構成装置のうち基板搬入機3は、未処理基板を収容する基板収容部(図示省略)を有しており、この基板収容部から基板を印刷機4に順次搬入する。また、印刷機4は、搬入された基板の処理領域にクリーム半田を印刷により塗布する。
また、半田が印刷された基板に対して部品を実装するために、複数(本実施形態では3台)の実装機5が搬送ライン2に沿って一列に並設されている。この明細書では、これら3台の実装機を区別して説明するために、基板搬送方向Xの上流側に位置する実装機5を「実装機A」と称し、下流側に位置する実装機5を「実装機C」と称するとともに、それらの間に位置する実装機5を「実装機B」と称する一方、これらを区別しない場合には、単に「実装機5」と称する。
3台の実装機5により部品が実装された基板は検査機6に搬送され、部品が実装された基板、つまり実装基板の検査を行い、良否判定を行う。そして、この検査機6から搬送される検査済みの実装基板は基板搬出機7の実装基板収容部(図示省略)に順次収容される。
この部品実装システム1を構成する各基板処理装置(印刷機4、複数の実装機5、検査機6)、基板搬入機3、および基板搬出機7はローカルエリアネットワークLANに接続されている。また、このローカルエリアネットワークLANには、各基板処理装置で所定の処理を実行するための処理プログラムを作成するとともに部品実装システム1全体を制御するデータ作成装置(サーバーPC)8が接続されている。そして、データ作成装置8および基板処理装置の間で種々のプログラムやデータ等がローカルエリアネットワークLANを介して通信可能となっている。また、データ作成装置8は、実装機5から送られてくる各種情報やデータ等に基づいて実装機5での生産進捗を予測して種々の情報を通知する機能を有している。この点については後で詳述する。
図2は、図1の部品実装システムに装備される実装機の概略構成を示す平面図である。また、図3は、データ作成装置および実装機の電気的構成を部分的に示すブロック図である。なお、図2では、基板搬送方向X、基板搬送方向Xに直交する水平方向Yおよび鉛直方向Zに対応した三次元の座標系を採用している。
実装機5では、基台511上に基板搬送機構520が配置されており、基板PBを基板搬送方向Xに搬送可能となっている。より詳しくは、基板搬送機構520は、基台511上において基板PBを図2の左側から右側へ搬送する一対のコンベア521、522を有している。これらのコンベア521、522はX軸方向に沿って延設され、しかもY軸方向に所定間隔だけ離間しながら配置されている。
また、本実施形態では、基板搬送方向Xの上流側(図2の左手側)から搬送されてくる基板PBを実装機本体内に引き入れ、コンベア521、522により搬送する。そして、コンベア521、522は、基板PBを所定の実装作業位置(図2に示す基板PBの位置)で停止させる。なお、当該基板PBは図略の保持装置により固定保持される。
そして、実装作業位置で固定された基板PBに対して部品収容部550から供給される電子部品(図示省略)がヘッドユニット560に複数搭載された吸着ノズル561により移載される。このようにヘッドユニット560が部品収容部550の上方と基板PBの上方の間を複数回往復して当該実装機によって基板PBに実装すべき部品の全部について実装処理が完了すると、基板搬送機構520は実装機コントローラ530からの駆動指令に応じて基板PBを搬出する。
基板搬送機構520のY軸方向の両側には、上記した部品収容部550が配置されており、これらの部品収容部550に対して複数のテープフィーダー551を装着可能に構成されている。また、部品収容部550では、各フィーダー551に対応して電子部品を一定ピッチで収納・保持したテープを巻回したリール(図示省略)が配置されており、各フィーダー551による電子部品の供給が可能となっている。なお、第1実施形態では、部品収容部550は、コンベア521、522に対して(+Y)側と(−Y)側のそれぞれ上流部と下流部の合計4箇所に設けられており、各部品収容部550では、基板データに対応する段取りで複数のフィーダー551が装着される。なお、多品種の実装基板を高い生産性で製造するために、テープフィーダー551の配置態様は後述するように適宜変更可能となっている。
また、実装機5では、基板搬送機構520の他に、ヘッド駆動機構570が設けられている。このヘッド駆動機構570はヘッドユニット560を基台511の所定範囲にわたりX軸方向およびY軸方向に移動するための機構であり、X軸方向およびY軸方向への移動に、それぞれX軸モーターM52およびY軸モーターM53が使用される。そして、ヘッドユニット560の移動により吸着ノズル561で吸着された電子部品が部品収容部550の上方位置から基板PBの上方位置に搬送される。すなわち、このヘッドユニット560では、鉛直方向Zに延設された不図示の実装ヘッドが8本、X軸方向(基板搬送機構520による基板PBの搬送方向)に等間隔で列状配置されている。また、実装ヘッドのそれぞれの先端部には、吸着ノズル561が装着されている。
各実装ヘッドはヘッドユニット560に対してZ軸モーターM54を駆動源とするノズル昇降駆動機構により昇降(Z軸方向の移動)可能に、かつR軸モーターM55を駆動源とするノズル回転駆動機構によりノズル中心軸回りに回転可能となっている。これらの駆動機構のうちノズル昇降駆動機構は吸着もしくは装着を行う時の下降位置と、搬送や撮像を行う時の上昇位置との間で実装ヘッドを昇降させるものである。一方、ノズル回転駆動機構は部品吸着ノズルを、電子部品の実装方向への合致のためやR軸方向の吸着ズレの補正のため等、必要に応じて回転させるための機構であり、回転駆動により電子部品を実装時における所定のR軸方向に位置させることが可能となっている。
そして、ヘッド駆動機構570によってヘッドユニット560が部品収容部550の上方に移動し、Z軸モーターM54によって吸着ノズル561が吸着対象部品を搭載するフィーダー551の部品吸着位置上方に位置されるとともに、吸着ノズル561が下降して部品収容部550から供給される電子部品に対して吸着ノズル561の先端部が接して吸着保持し、吸着ノズル561が上昇する。こうして吸着ノズル561で電子部品を吸着保持したままヘッドユニット560が基板PBの上方に搬送され、所定位置において所定方向に向けて電子部品を基板PBに移載する。
なお、搬送の途中において、搬送路の側方の2つの部品収容部550のX方向中間に配置される部品認識カメラC51の上方をヘッドユニット560が通過し、部品認識カメラC51が各吸着ノズル561に吸着された電子部品を下方から撮像することで、各吸着ノズル561における吸着ずれが検知され、各電子部品を基板PBに移載する際に吸着ずれに見合った位置補正がされる。
また、ヘッドユニット560のX軸方向の両側部には、基板認識カメラC52がそれぞれ固定されており、ヘッド駆動機構570によりヘッドユニット560をX軸方向およびY軸方向に移動させることで任意の位置で基板PBの上方から撮像可能となっている。このため、各基板認識カメラC52は、実装作業位置上にある基板PBに付された複数のフィデューシャルマークを撮影して基板位置、基板方向を画像認識する。
このように構成された実装機5全体を制御するコントローラ530は、演算処理部531と、ハードディスクドライブなどの記憶部532と、モーター制御部533と、画像処理部534と、通信制御部535とを備えている。この演算処理部531はCPU等により構成されており、後述するようにデータ作成装置8で作成されて記憶部532に書き込まれた実装プログラムにしたがって実装機各部を制御して部品実装を行う。また、演算処理部531は、実装プログラムに基づく生産中に、当該実装プログラムに基づくシミュレーションによりサイクルタイム(以下「現CT」という)を求める。このように本実施形態では、実装機5の演算処理部531が現CTを算出する現CT算出部の機能を有している。
モーター制御部533には、X軸モーターM52、Y軸モーターM53、Z軸モーターM54およびR軸モーターM55が電気的に接続されており、各モーターを駆動制御する。また、これらのモーターM52〜M55にはモーターの回転状況に応じたパルス信号を出力するエンコーダ(図示省略)がそれぞれ付設されている。各エンコーダから出力されるパルス信号はコントローラ530に取り込まれる構成となっており、これらの信号を受けた演算処理部531が各軸モーターM52〜M55の回転量に関する情報を取得し、モーター制御部533と共に各軸モーターM52〜M55を制御する。
また、画像処理部534には部品認識カメラC51および基板認識カメラC52が電気的に接続されており、これら各カメラC51,C52出力される撮像信号がそれぞれ画像処理部534に取り込まれる。そして、画像処理部534では、取り込まれた撮像信号に基づいて、部品画像の解析ならびに基板画像の解析がそれぞれ行われる。
この実装機5では、表示/操作ユニット540が設けられて実装プログラムなどを表示する。また、表示/操作ユニット540は、作業者がコントローラ530に対して各種データや指令などの情報を入力するためにも使用される。さらに、実装機5には、データ作成装置8や他の基板処理装置等との間で実装プログラムなどの各種データの授受を行うために通信制御部535が設けられている。
データ作成装置8は実装プログラムを作成することができるコントローラ810を有しており、このコントローラ810は実装プログラム以外に印刷プログラム、検査プログラムなどを作成することができ、また部品実装システム1全体を制御する。このコントローラ810には、CPU等により構成される演算処理部811と、ハードディスクドライブなどの記憶部812と、通信制御部813とが設けられている。なお、実装機5を制御するための実装プログラムには、実装する部品の種類、基板上における実装座標位置および実装順序に関するデータ(つまり、「基板データ」)の他、各実装作業を行うための部品を供給するフィーダー551を各実装機5のどこに取り付けるかというフィーダー551の配置に関する情報(つまり、「段取り情報」)も含まれている。そして、実装機5による部品実装を実行させる前に、上記段取り情報にしたがって各フィーダー551が部品収容部550を装着される。
演算処理部811は、上記のように実装プログラムを作成するのみならず、生産性を向上させるために、基板データや段取り情報を変更しながら、これら変更を反映した実装プログラムに基づいて実装を行った場合のサイクルタイムの予想値(以下「予測CT」という)をコンピュータ・シミュレーションにより求める。また、演算処理部811は、予測CTと現CTとを対比してサイクルタイム差(=予測CT−現CT)を算出する。そして、予測CTが現CTよりも短くなると判断した場合に、演算処理部811は基板データや段取りの変更によってサイクルタイムが改善されることを通知する。このように、本実施形態では、演算処理部811は、予測CTを求める予測CT算出部と、予測CTと現CTとを対比して当該対比結果を通知する通知部としての機能を担うものであり、対比結果の一例として予測CTが現CTよりも短くサイクルタイムの短縮の可能性があることを通知する機能を有している。図3に示すように、それらの機能ブロックが演算処理部811で実行される。また、記憶部812には、上記した実装プログラム、予測CT、現CTなどが記憶される。
なお、図3中の符号820は演算処理部811により作成された印刷プログラム、検査プログラム、実装プログラム、サイクルタイムに関連する各種情報などを表示したり、作業者がコントローラ810に対して各種データや指令などの情報を入力するための表示/操作ユニットである。
次に、各実装機5とデータ作成装置8とで実行される動作について図4ないし図9を参照しつつ説明する。
図4は図3に示す実装機およびデータ作成装置で実行される動作を示すフローチャートである。実装機5では、実装プログラムにしたがって演算処理部531が実装機5の装置各部を制御して部品を基板PBに実装して生産を行う(ステップS51)。そして、その生産中に、演算処理部531は、実装プログラムに含まれる基板データおよび段取り情報に基づくコンピュータ・シミュレーションにより現CTを求める(ステップS52)。そして、演算処理部531は現CTをデータ作成装置8に送信する(ステップS53)。
一方、データ作成装置8では、通信制御部813が実装機5の通信制御部535から送信されてきた現CTを受け取る(ステップS81)と、演算処理部811は受け取った現CTを記憶部812に記憶するとともに、記憶部812に予め記憶されているプログラムにしたがって基板データまたは段取りを変更しながら変更した後の段取りおよび基板データに基づいて実装を行ったときに予測される予測CTを求める(ステップS82〜S85)。すなわち、ステップS82では、部品収容部550に新たなフィーダー551を装着して部品を追加した場合の予測CTが求められる。また、ステップS83では、部品収容部550に装着しているフィーダー551を取り外した場合の予測CTが求められる。また、ステップS84では、基板PBに部品を搭載する順序を変更した場合の予測CTが求められる。さらに、ステップS85では、部品収容部550においてフィーダー551の配置を変更した場合の予測CTが求められる。
次のステップS86で演算処理部811は上記のようにして求められた予測CTのうち最も短い予測CTを選択し、予測CTから記憶部812に記憶されている現CTを減算した値、つまりサイクルタイム差(以下「CT差」という)を算出する。そして、演算処理部811は、CT差がゼロよりも小さい、つまり予測CTが現CTよりも短いとき、基板データまたは段取りの変更によってサイクルタイムの短縮が可能であり、生産進捗の改善を図ることができる旨を表示/操作ユニット820の表示部に表示する(ステップS87)。
図5はデータ作成装置の表示/操作ユニットで表示される表示内容の一例を模式的に示す図である。この実施形態では、基板データまたは段取りの変更によってサイクルタイムが短縮されるとき、同図に示すように、CT差が「サイクルタイム変化」として表示/操作ユニット820の表示部820aに表示されるとともに、生産進捗が改善されることが表示される。また、表示部820aの右上に表示される「詳細方法表示」のボタンをタッチあるいはクリックすると、表示部820aの表示が詳細方法画面(図示省略)に切り換わり、最も短い予測CTを求めるに当たって変更された内容が当該詳細方法画面に表示される。
サイクルタイムを短縮して生産進捗が改善される具体例としては、例えば
・図6に示すように、部品収容部550に新たなフィーダー551を装着して部品を追加する(部品追加)、
・図7に示すように、基板PBに部品を搭載する順序を変更する(搭載順序変更)、
・図8に示すように、部品収容部550においてフィーダー551の配置を変更する(部品配置変更)
などを挙げることができる。以下、図6〜図8を参照しつつ各サイクルタイムの短縮例について説明する。なお、これらの図面において、ヘッドユニット560が保有する8本のノズル561を互いに区別するために、符号561a〜561hを付している。また、当該ヘッドユニット560が基板PBとテープフィーダー551との間を1往復して部品実装を行う動作を「ターン」と定義する。また、当該「ターン」中の「吸着」は部品収容部550でヘッドユニット560が部品を吸着する動作を示し、「実装」は基板PB上でヘッドユニット560が部品を実装する動作を示し、「基板側への移動」はヘッドユニット560が部品収容部550から基板PBの上方位置に移動する動作を示し、「供給側への移動」はヘッドユニット560が基板PBの上方位置から部品収容部550に移動する動作を示している。そして、「ターン」を複数回繰り返すことで1枚の基板PBに対する部品実装を完了し、それに要する時間を「タクトタイム」と定義し、この「タクトタイム」に対し、部品実装済の基板PBを実装作業位置から搬出するとともに次の基板PBを実装作業位置に搬入する搬送処理に要する時間を加算した時間がサイクルタイムに相当する。
図6は、部品追加によりサイクルタイムが短縮される場合の一例を模式的に示す図であり、同図(b)、(a)はそれぞれ生産中の段取りおよび基板データに基づいて求められる現サイクルタイムおよび当該現サイクルタイムを構成する「ターン」の内容を示す一方、同図(c)、(d)はそれぞれ部品追加後の段取りおよび基板データに基づいて求められる予測サイクルタイムおよび当該予測サイクルタイムを構成する「ターン」の内容を示している。
生産中の段取りでは、同図(a)に示すように、ノズル561a、561bで部品を同時吸着している。これに対し、部品追加によって、ノズル561a、561bによる部品同時吸着のみならず、ノズル561c、561dで部品を同時吸着することも可能となっている。そのため、同図(b)、(c)に示すように、ターン数がN回から(N−m)回に減少してタクトタイムが短縮され、その結果、予測サイクルタイムが現サイクルタイムよりも短くなる、つまり予測CTが現CTより短くなっている。こうして、生産進捗が改善される。
図7は、搭載順序変更によりサイクルタイムが短縮される場合の一例を模式的に示す図であり、同図(b)は現サイクルタイム中の「第1ターン」の内容を示す一方、同図(c)は予測サイクルタイム中の「第1ターン」の内容を示している。基板PBに部品を搭載する位置は部品ごとに異なっており、搭載順序によってヘッドユニット560が移動する距離も異なる。例えば図7(b)に示すように、「ノズル561aで吸着保持された部品」−「ノズル561bで吸着保持された部品」−「ノズル561cで吸着保持された部品」の順序で搭載する場合、ノズル561aで吸着保持された部品を搭載した位置からノズル561bで吸着保持された部品を搭載する位置までの距離が比較的長い場合には、ノズル561bで吸着保持された部品を基板PBに実装するのに要する時間が長くなる。これに対し、基板データを変更することで、例えば図7(c)に示すように、搭載順序を「ノズル561cで吸着保持された部品」−「ノズル561bで吸着保持された部品」−「ノズル561aで吸着保持された部品」に変更することで、ノズル561bで吸着保持された部品を基板PBに実装するのに要する時間が短くなることがある。この場合、タクトタイムが短縮され、予測サイクルタイムが現サイクルタイムよりも短くなる、つまり予測CTが現CTより短くなっている。こうして、生産進捗が改善される。
図8は、部品配置変更によりサイクルタイムが短縮される場合の一例を模式的に示す図であり、同図(b)は現サイクルタイム中の「第1ターン」の内容を示す一方、同図(c)は予測サイクルタイム中の「第1ターン」の内容を示している。部品収容部550では、図2に示すように、複数のフィーダー551が装着可能となっており、各フィーダー551の配設位置は互いに異なっている。このため、例えば同図(b)に示すように、部品収容部550の特定位置に配置されていたフィーダー551により供給される部品を吸着するために比較的長い時間を要することがある。これに対し、当該フィーダー551を特定位置から別の位置に変更して部品配置を変更することで部品吸着に要する時間が短くなることがある。この場合、タクトタイムが短縮されることで、予測サイクルタイムが現サイクルタイムよりも短くなる、つまり予測CTが現CTより短くなっている。こうして、生産進捗が改善される。なお、同図では、部品配置変更に応じて使用するノズルをノズル561cからノズル561hに変更しているが、部品配置変更前と同じノズル561cで部品を吸着してもよく、サイクルタイムが短縮される限り、任意のノズルを用いることができる。
以上のように、第1実施形態によれば、各実装機5は、部品を収納するフィーダー(部品供給部)551が基板データに対応する段取りで部品収容部550に装着された状態で基板データにしたがってフィーダー551から部品を取り出して基板PBに実装する。そして、その生産中のサイクルタイム、つまり現サイクルタイムを求める。一方、データ作成装置8は、その現サイクルタイムを各実装機5から受け取るとともに、生産中の段取りまたは基板データを変更した後の段取りおよび基板データに基づいて実装を行ったときに予測されるサイクルタイム、つまり予測サイクルタイムを求め、両者を対比する。そして、予測サイクルタイムが現サイクルタイムよりも短いときには、その対比結果として実装機の生産進捗の改善に関連する情報、例えば
・サイクルタイムの短縮が可能であること、
・サイクルタイム変化(CT差)
・サイクルタイムを短縮するための具体的な変更内容(詳細方法画面)
が演算処理部811から通知され、表示/操作ユニット820の表示部820aで表示される。そのため、このような実装機5の生産進捗の改善に関連する情報を見たオペレータやユーザは、生産進捗を改善することが可能であること、生産進捗の改善度合い、および改善のための具体的な方法を容易に、しかも的確に知ることができ、実装機5の生産性の向上を目指すことが容易なものとなっている。なお、サイクルタイムの短縮が可能であること等の対比結果の表示態様は図5に示すものに限定されるものではなく、任意である。この点に関しては、後の実施形態においても同様である。
このように、第1実施形態では、実装機5の演算処理部531が本発明の「第1演算手段」に相当する一方、データ処理装置8の演算処理部811が本発明の「第2演算手段」および「通知手段」に相当している。また、表示/操作ユニット820の表示部820aが本発明の「表示手段」に相当している。さらに、テープフィーダー551が本発明の「部品供給部」に相当している。
図9は、本発明にかかる部品実装システムの第2実施形態の電気的構成を示す図である。この第2実施形態が第1実施形態と大きく相違する点は、サイクルタイムの短縮による生産進捗の改善ではなく、次の生産を開始するタイミングの早期化による生産進捗の改善を図っている点である。つまり、データ作成装置8の演算処理部811は、生産中および次の生産の段取りおよび基板データに基づいて、次の生産を開始する第1開始タイミングをコンピュータ・シミュレーションにより求めるとともに、次の生産に使用する部品供給部を生産中に段取りしたときに予測される次の生産を開始する第2開始タイミングをコンピュータ・シミュレーションにより求める。このように、第2実施形態では、演算処理部811は、第1開始タイミングを算出する第1開始タイミング算出部(以下「第1ST算出部」という)と、第2開始タイミングを算出する第2開始タイミング算出部(以下「第2ST算出部」という)としての機能を担うものであり、図9に示すように、それらの機能ブロックが演算処理部811で実行される。また、記憶部812には、実装プログラム、第1開始タイミングおよび第2開始タイミングなどが記憶される。なお、その他の構成(機械的構成を含む)は、第1実施形態と基本的に同じである。
図10は、生産中に、次の生産で使用する部品を収納するフィーダー(部品供給部)を段取りする場合の一例を模式的に示す図であり、同図(a)は次の生産の直前に次の生産の段取りを行う場合の動作を示し、同図(b)は生産中に次の生産の段取りを行う場合の動作を示している。生産中に、次の生産に使用する部品の交換を行わない場合、同図(a)に示すように、部品実装および搬送処理を繰り返して行って当該生産が完了した後、次の部品準備を行った上で部品交換を行うのであるが、オペレータは生産完了から直ちに部品準備を実行することが難しく、オペレータの待ち時間(OP待ち時間)が発生する。そして、部品交換後に基板切替(搬送処理と同じ処理)を行い、第1開始タイミングT1で次の生産が開始される。
一方、生産中に、次の生産に使用する部品を収納するフィーダー551の段取りを行って部品交換を行う場合、同図(b)に示すように、上記部品実装および搬送処理を繰り返して行っている間で、かつオペレータの都合に合わせたタイミングで次の部品準備を行うことができる。そのため、オペレータの待ち時間(OP待ち時間)が発生せず、サイクルタイム間に部品交換を割り込ませることができる。その一方で、部品交換後のサイクルタイムでは、同図(b)のハッチング部分で示すように、上記部品交換によってタクトが延びることとなる。したがって、オペレータの待ち時間が解消されることによる時間短縮が、タクトの延長による時間延長よりも大きい場合には、同図(b)に示すように、次の生産を開始する第2開始タイミングT2が上記第1開始タイミングT1よりも早まり、その結果、生産進捗を改善することができる。
そこで、第2実施形態では、演算処理部811は、生産中に、当該生産中の基板データおよび段取りならびに次の生産の段取りに基づくコンピュータ・シミュレーションにより第1開始タイミングT1および第2開始タイミングT2を求める。そして、演算処理部811は第2開始タイミングT2から第1開始タイミングT1を減算した値、つまり開始タイミング差ΔT(=T2−T1)を算出する。そして、演算処理部811は、開始タイミング差ΔTがゼロよりも小さい、つまり次の生産で使用する部品を収納するフィーダー551の段取りを生産中に行うことによって次の生産の開始が早まるとき、次の生産の早期開始が可能であり、生産進捗の改善を図ることができる旨を表示/操作ユニット820の表示部に表示する。
なお、上記表示内容については図示していないが、第1実施形態と同様に、単に次の生産の早期開始が可能である旨を表示するだけでなく、開始タイミング差ΔTを併せて表示しており、これによって生産進捗がどの程度改善されるのか、つまり生産進捗の改善度合いを容易に理解することが可能となる。また、第1実施形態と同様に、表示/操作ユニット820の表示部820aの右上に表示される「詳細方法表示」のボタンを設定し、これをタッチあるいはクリックすることで、上記段取り内容が詳細方法画面(図示省略)に表示されるように構成されており、オペレータやユーザ等に対して具体的な段取り内容を提示することができる。
以上のように、第2実施形態によれば、データ作成装置8は、生産中に、次の生産を開始する開始タイミングとして、第1開始タイミングT1と第2開始タイミングT2との2種類をコンピュータ・シミュレーションにより予測し、両者を対比する。そして、第2開始タイミングT2が第1開始タイミングT1よりも早いときには、その対比結果として実装機の生産進捗の改善に関連する情報、例えば
・次の生産の早期開始が可能であること、
・開始タイミング差ΔT、
・具体的な段取り内容(詳細方法画面)
が演算処理部811から通知され、表示/操作ユニット820の表示部820aで表示される。そのため、このような実装機5の生産進捗の改善に関連する情報を見たオペレータやユーザは、生産進捗を改善することが可能であること、生産進捗の改善度合い、および改善のための具体的な方法を容易に、しかも的確に知ることができ、実装機5の生産性の向上を目指すことが容易なものとなっている。
このように、第2実施形態では、データ処理装置8の演算処理部811が本発明の「第3演算手段」、「第4演算手段」および「通知手段」として機能している。また、表示/操作ユニット820の表示部820aが本発明の「表示手段」に相当する。さらに、テープフィーダー551が本発明の「部品供給部」に相当している。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記第1実施形態では、実装機5の演算処理部531が現サイクルタイムを求めており、本発明の「第1演算手段」として機能しているが、データ処理装置8の演算処理部811が予測サイクルタイムのみならず、現サイクルタイムをも求めるように構成してもよく、この場合、データ処理装置8は本発明の「第1演算手段」および「第2演算手段」として機能する。
また、上記第1実施形態では、生産中の段取りまたは基板データを変更したときの予測サイクルタイムを求めているが、生産中の段取りおよび基板データを変更したときの予測サイクルタイムを求め、これを現サイクルタイムとの対比対象としてもよい。すなわち、生産中の段取りおよび基板データの少なくとも一方を変更したときの予測サイクルタイムを求め、これを現サイクルタイムと対比し、予測サイクルタイムが現サイクルタイムよりも短いときには、サイクルタイムの短縮が可能であることを通知すればよい。
また、上記実施形態では、演算処理部811から通知される各種通知内容(サイクルタイムの短縮が可能であること、次の生産の早期開始が可能であること等)は、予測サイクルタイムが現サイクルタイムよりも短いとき(第1実施形態)、また第2開始タイミングT2が第1開始タイミングT1よりも早いとき(第2実施形態)に表示部820aに表示されるように構成されているが、サイクルタイム変化(CT差)や開始タイミング差ΔTなどについては適宜表示するように構成してもよい。
また、上記実施形態では、演算処理部811から通知される各種通知内容(サイクルタイムの短縮が可能であること、次の生産の早期開始が可能であること等)を表示/操作ユニット820の表示部820aで表示させているが、それらの通知内容を実装機5にデータ通信して実装機5の表示/操作ユニット540にも表示させてもよい。また、通知態様としては表示部への表示に限定されるものではなく、オペレータやユーザに対して通知できるものであればよく、例えば音声やランプ点滅などによって通知してもよい。
また、上記実施形態では、本発明の「部品供給部」としてテープフィーダー551のみを装備させているが、その他のフィーダーや部品トレイなどの部品供給部を用いた実装機を組み込んだシステムに対しても本発明を適用することができる。
さらに、上記実施形態では、3台の実装機5を装備する部品実装システム1に対して本発明を適用しているが、実装機5の台数はこれに限定されるものではない。
1…部品実装システム
5…実装機
8…データ作成装置
530…実装機コントローラ
531…演算処理部(第1演算手段)
540…表示/操作ユニット(表示手段)
550…部品収容部
551…テープフィーダー(部品供給部)
811…演算処理部(第2演算手段、第3演算手段、第4演算手段)
820…表示/操作ユニット(表示手段)
820a…表示部(表示手段)
PB…基板

Claims (6)

  1. 部品を収納する部品供給部が基板データに対応する段取りで装着された状態で前記基板データにしたがって前記部品供給部から部品を取り出して基板に実装する実装機の生産進捗の改善に関連する情報を提供する情報提供装置であって、
    生産中に、次の生産に使用する部品を収納する部品供給部を前記生産の後に段取りしたときに前記次の生産が開始される第1開始タイミングを予測する第3演算手段と、
    前記生産中に、前記次の生産に使用する部品を収納する部品供給部を前記生産中に段取りしたときに前記次の生産が開始される第2開始タイミングを予測する第4演算手段と、
    前記第1開始タイミングと前記第2開始タイミングとを対比した対比結果を通知する通知手段と
    を備えることを特徴とする情報提供装置。
  2. 前記対比結果は、前記第2開始タイミングと前記第1開始タイミングとの時間差である請求項に記載の情報提供装置。
  3. 前記通知手段は、前記生産中の前記段取りのうち前記第2開始タイミングを求めるに当たって変更された内容をさらに通知する請求項1または2に記載の情報提供装置。
  4. 前記通知手段により通知される通知内容を表示する表示手段をさらに備える請求項1ないし3のいずれか一項に記載の情報提供装置。
  5. 部品を収納する部品供給部が基板データに対応する段取りで装着された状態で前記基板データにしたがって前記部品供給部から部品を取り出して基板に実装する実装機の生産中に、次の生産に使用する部品を収納する部品供給部を前記生産の後に段取りしたときに前記次の生産が開始される第1開始タイミングを予測する第3演算工程と、
    前記生産中に、前記次の生産に使用する部品を収納する部品供給部を前記生産中に段取りしたときに前記次の生産が開始される第2開始タイミングを予測する第4演算工程と、
    前記第1開始タイミングと前記第2開始タイミングとを対比した対比結果を通知する通知工程と
    を備えることを特徴とする情報提供方法。
  6. 部品を収納する部品供給部が基板データに対応する段取りで装着された状態で前記基板データにしたがって前記部品供給部から部品を取り出して基板に実装する実装機と、
    請求項1ないし4のいずれか一項に記載の情報提供装置と
    を備えることを特徴とする部品実装システム。
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