JP6367638B2 - ダブルフィーダへの部品収納具の割付方法 - Google Patents

Description

本発明は、一種類の部品を複数個収納可能な部品収納具を２つ装填可能なダブルフィーダに対し部品収納具を割り付ける方法に関する。

例えば、特許文献１には、マルチノズルヘッド及びダブルフィーダを備えた部品実装機を用いて複数種類の基板への部品装着を行う場合に、マルチノズルヘッドによる部品の同時吸着を効率良く行える部品の組み合わせ及びフィーダの配置を求める方法が記載されている。

特開２００４−７０００号公報

特許文献１に記載の部品実装機では、マルチノズルヘッドによる部品の同時吸着の効率を向上することはできるが、ダブルフィーダの使用本数を最適化することはできない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ダブルフィーダの使用本数を最適化できるダブルフィーダへの部品収納具の割付方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、一種類の部品を複数個収納可能な部品収納具を２つ装填可能で、前記各部品収納具から基板に対し前記部品をそれぞれ供給するダブルフィーダを複数用いて、複数種類の前記部品のうち所定の種類の前記部品を複数種類の前記基板毎に供給する場合、前記複数のダブルフィーダに対し複数種類の前記部品収納具をそれぞれ割り付けるダブルフィーダへの部品収納具の割付方法であって、前記複数種類の部品の種類毎に、供給すべき前記基板の種類を特定して基板種数を求める基板種数取得工程と、前記複数種類の部品のうち２種類の前記部品の組み合わせにおいて、前記特定した基板の種類のうち重複するものを選定して重複数を求める重複数取得工程と、前記基板種数取得工程で求めた基板種数が同一の前記部品の中で、当該基板種数と前記重複数取得工程で求めた重複数とが同一の前記２種類の部品の組み合わせを特定し、特定した前記２種類の部品をそれぞれ収納した前記部品収納具を、一の前記ダブルフィーダに装填する組み合わせとして選択する第一組合せ選択工程と、前記第一組合せ選択工程で選択されなかった前記部品は、前記重複数が大きい前記部品から順に前記２種類の部品の組み合わせを特定し、特定した前記２種類の部品をそれぞれ収納した前記部品収納具を、一の前記ダブルフィーダに装填する組み合わせとして選択する第二組合せ選択工程と、を備える。

本発明によれば、基板種の数及び基板種の重複数に基づいて、２種類の部品の組み合わせを選択しているので、複数の基板種の生産において使用するダブルフィーダの本数を、複数種類の部品を単純に組み合わせた場合と比較して大幅に減少させることができる。また、一の基板種で使用する２種類の部品が同数である場合は、一のダブルフィーダにおいて、２つの部品収納具に収納される部品の消費を略一致させることができるので、２つの部品収納具を略同時に交換することができる。

本発明の実施の形態に係るダブルフィーダへの部品収納具の割付方法が適用可能な部品実装機の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るダブルフィーダへの部品収納具の割付方法を説明するためのフローチャートである。 部品種に対応する基板種、基板種の数及び基板種の重複数を示すテーブルである。 ２種類の部品の組み合わせ及び各基板種に使用するダブルフィーダの本数を示すテーブルである。

（部品実装機の概略構成）
以下、本発明の実施の形態に係るダブルフィーダへの部品収納具の割付方法が適用可能な部品実装機の概略構成について図面に基づいて説明する。なお、図１において、基板Ｂの搬送方向をＸ方向（紙面に垂直な方向）、Ｘ方向と直交する水平方向をＹ方向、Ｘ方向と直交する垂直方向をＺ方向とする。

図１に示すように、部品実装機１は、基台１１の上面の奥側（図１の左側）に配設され、基板Ｂを搬送して部品実装位置に搬入出する基板搬送装置２と、基台１１の上面の手前側（図１の右側）に配設され、基板Ｂ上に装着する部品Ｐを供給する部品供給装置３と、基台１１の上面の上方に配設され、基板Ｂ上に装着する部品Ｐを吸着して移載する部品移載装置４と、部品実装を制御する制御装置５等とを備える。

基板搬送装置２は、一対のガイドレール２１ａ，２１ｂと、一対のコンベアベルト２２ａ，２２ｂと、クランプ装置２３等とを備える。一対のガイドレール２１ａ，２１ｂは、Ｘ方向に延在し基板Ｂの幅と略同一の距離を隔てて互いに平行に配置される。一対のコンベアベルト２２ａ，２２ｂは、ガイドレール２１ａ，２１ｂの直下に並設される。クランプ装置２３は、一対のガイドレール２１ａ，２１ｂの間であって実装位置の下方に配設される。

このような構成の基板搬送装置２においては、基板Ｂが、一対のガイドレール２１ａ，２１ｂによりＸ方向に案内されつつ一対のコンベアベルト２２ａ，２２ｂにより部品実装位置まで搬送され、クランプ装置２３によりコンベアベルト２２ａ，２２ｂから押し上げられてクランプされ位置決め固定される。

部品供給装置３は、Ｘ方向に並ぶ複数個のスロット３５等を備える。各スロット３５には、ダブルフィーダ３１が複数本セットされる。ダブルフィーダ３１は、一種類の部品Ｐを複数個収納可能な部品収納具として部品収納リール３２を２つ装填可能に構成される。部品収納リール３２には、部品Ｐが所定ピッチで配置されトップテープ３３で覆われたキャリアテープ３４が巻回される。ダブルフィーダ３１は、各部品収納リール３２からキャリアテープ３４を所定ピッチで引き出すための２つのスプロケット及び２台のモータ（いずれも図示省略）を備える。

このような構成の部品供給装置３においては、各部品収納リール３２からキャリアテープ３４がスプロケットにより所定ピッチで引き出され、トップテープ３３が引き剥がされ、部品Ｐが部品取出し箇所３１ａに順次送り込まれる。各部品収納リール３２の部品Ｐは、独立に供給され、もしくは同時に供給される。

部品移載装置４は、駆動装置４０によって水平面内で移動されるヘッドホルダ４１等を備える。駆動装置４０は、一対の固定レール４２ａ，４２ｂと、ヘッド移動レール４３等とを備える。一対の固定レール４２ａ，４２ｂは、基板搬送装置２の両端部の上方にＹ方向に延在し互いに平行に配置される。ヘッド移動レール４３は、Ｘ方向に延在して配置されて両端が固定レール４２ａ，４２ｂに沿って移動可能に支持される。ヘッド移動レール４３は、ボールねじを介してサーボモータ（いずれも図示省略）により移動制御可能に構成される。

ヘッドホルダ４１は、ヘッド移動レール４３に沿って移動可能に支持される。ヘッドホルダ４１は、ボールねじを介してサーボモータ（いずれも図示省略）により移動制御可能に構成される。ヘッドホルダ４１には、基板Ｂにおける部品装着位置の認識が可能な認識用カメラ４４及びＺ軸回りを回転可能且つＺ方向に昇降可能な実装ヘッド４５が保持される。この実装ヘッド４５には、部品Ｐを吸着する部品吸着ノズル４６を着脱可能に保持するノズルホルダ４７が、実装ヘッド４５の回転中心において下方に突設される。

部品吸着ノズル４６が装着されたノズルホルダ４７は、実装ヘッド４５からＺ方向に昇降可能に且つＺ軸回りで回転可能に支持される。部品吸着ノズル４６が装着されたノズルホルダ４７は、ボールねじを介してサーボモータ（いずれも図示省略）により昇降制御可能、且つギヤ機構を介してサーボモータ（いずれも図示省略）により回転制御可能に構成される。部品吸着ノズル４６は、略中空円筒状に形成され大気圧、正圧、負圧の切換可能な三方向バルブを介して真空ポンプ（図示省略）と接続され、ノズル下端において部品Ｐを吸着保持可能に構成される。また、部品移載装置４と部品供給装置３の間には、部品吸着ノズル４６の部品Ｐの吸着状態の認識が可能な部品認識用カメラ４８が取り付けられる。

このような構成の部品移載装置４においては、フィーダ３１の部品取出し箇所３１ａに供給された部品Ｐが、部品吸着ノズル４６により吸着されヘッド移動レール４３及びヘッドホルダ４１により部品実装位置に位置決めされた基板Ｂまで移送され、部品吸着ノズル４６により基板Ｂ上の部品装着位置に装着される。

制御装置５は、基板搬送装置２、部品供給装置３及び部品移載装置４の駆動を制御して部品Ｐを基板Ｂ上に装着する。また、制御装置５は、複数種類の部品Ｐのうち所定の種類の部品Ｐを複数種類の基板Ｂ毎に供給して装着するマルチジョブ生産を複数のダブルフィーダ３１で行う場合、現生産で使用するダブルフィーダ３１の本数が少なくなるように、複数のダブルフィーダ３１に対し複数種類の部品収納リール３２をそれぞれ割り付ける演算を行う。以下では、この割付方法について、図２〜図４を参照して詳述する。

（ダブルフィーダへの部品収納リールの割付方法）
マルチジョブ生産において生産する基板Ｂの種類としては、例えば、Ｂ１からＢ１０までの１０種類とし、使用する部品Ｐの種類としては、例えば、Ｐ１からＰ２０までの２０種類とする。先ず、制御装置５は、複数種類の部品Ｐの種類毎に、供給すべき基板Ｂの種類を特定して基板種数を求める（図２のステップＳ１：基板種数取得工程）。

具体的には、制御装置５は、図３の二重線より左側の表に示すように、横方向の欄に各基板種Ｂ１〜Ｂ１０、縦方向の欄に各部品種Ｐ１〜Ｐ２０を入力した表を作成する。そして、制御装置５は、各基板種Ｂ１〜Ｂ１０に対し、使用される各部品種Ｐ１〜Ｐ２０を特定して「１」の番号を入力し、各部品種Ｐ１〜Ｐ２０毎に「１」が付された欄をカウントして基板種数に入力する。例えば、部品種Ｐ１は、基板種Ｂ１〜Ｂ１０に使用されるので、基板種数は「１０」になる。また、部品種Ｐ５は、基板種Ｂ１，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ８〜Ｂ１０に使用されるので、基板種数は「６」になる。他の部品種も同様に基板種数を求める。

ここで、図３においては、基板種数の大きさは、部品種Ｐ１〜Ｐ２０の順に小さくなる例を示すが、部品種Ｐ１〜Ｐ２０の順においてランダムに並んでいる場合もあるので、その場合、制御装置５は、ソート機能により基板種数の大きさを大きい順に並べ替えるようにしてもよい。これにより、以降の処理を作業者が行う場合、作業者は、以降の処理作業を容易に行うことができる。

次に、制御装置５は、複数種類の部品Ｐのうち２種類の部品Ｐの組み合わせにおいて、ステップＳ１で特定した基板Ｂの種類のうち重複するものを選定して重複数を求める（図２のステップＳ２：重複数取得工程）。

具体的には、制御装置５は、図３の二重線より右側の表に示すように、横方向の欄に基準とする部品種Ｐ１〜Ｐ２０、縦方向の欄（二重線より左側の表と兼用）に各部品種Ｐ１〜Ｐ２０を入力した表を作成する。そして、制御装置５は、各部品種Ｐ１〜Ｐ２０において２種類の部品Ｐの全ての組み合わせについて重複する基板種Ｂ１〜Ｂ１０をカウントし、該当する横方向の欄の部品種と縦方向の欄の部品種との交差する欄に重複数として入力する。例えば、部品種Ｐ１と部品種Ｐ２との組み合わせは、基板種Ｂ１，Ｂ３〜Ｂ１０が重複するので、重複数は「９」になる。また、部品種Ｐ１２と部品種Ｐ１３との組み合わせは、基板種Ｂ３のみが重複するので、重複数は「１」になる。他の部品種も同様に重複数を求める。

次に、制御装置５は、基板種数と重複数とが同一の２種類の部品Ｐの組み合わせを選択し（図２のステップＳ３：第一組合せ選択工程）、当該２種類の部品Ｐをそれぞれ収納した部品収納リール３２を、一のダブルフィーダ３１に装填する第一の組み合わせとして選択する（図２のステップＳ４：第一組合せ選択工程）。基板種数と重複数とが同一の２種類の部品の組み合わせを選択する理由は、複数の基板種Ｂ１〜Ｂ１０の生産において使用するダブルフィーダ３１の本数を、部品種Ｐ１〜Ｐ２０の並びで単純に組み合わせた場合と比較して大幅に減少させることができるためである。また、一の基板種で使用する２種類の部品Ｐが同数である場合は、一のダブルフィーダ３１において、２つの部品収納リール３２に収納される部品Ｐの消費を略一致させることができるので、２つの部品収納リール３２を略同時に交換することができる。

具体的には、制御装置５は、図３の基板種数の欄から基板種数が同一の部品Ｐを全て選択する。例えば、部品種Ｐ３及び部品種Ｐ４の基板種数は「８」と同一であるから、部品種Ｐ３及び部品種Ｐ４を選択する。また、部品種Ｐ５〜部品種Ｐ１０の基板種数は「６」と同一であるから、部品種Ｐ５〜部品種Ｐ１０を選択する。他の部品種も同様に基板種数が同一のものを選択する。

そして、制御装置５は、選択した基板種数が同一の部品Ｐにおいて、図３の重複数の欄から当該基板種数と重複数とが同一の２種類の部品の組み合わせを特定する。例えば、図３の矩形状の枠で囲んで示すように、同一の基板種数「６」の部品種Ｐ５及び部品種Ｐ６は、重複数が「６」であり、また、同一の基板種数「５」の部品種Ｐ１１及び部品種Ｐ１４は、重複数が「５」であり、また、同一の基板種数「２」の部品種Ｐ１５及び部品種Ｐ１６は、重複数が「２」であり、同一の基板種数「１」の部品種Ｐ１７及び部品種Ｐ１９は、重複数が「１」であるので、部品種Ｐ５及び部品種Ｐ６、部品種Ｐ１１及び部品種Ｐ１４、部品種Ｐ１５及び部品種Ｐ１６、部品種Ｐ１７及び部品種Ｐ１９の組み合わせを特定する。

そして、制御装置５は、特定した部品種Ｐ５及び部品種Ｐ６をそれぞれ収納した部品収納リール３２の組み合わせ、部品種Ｐ１１及び部品種Ｐ１４をそれぞれ収納した部品収納リール３２の組み合わせ、部品種Ｐ１５及び部品種Ｐ１６をそれぞれ収納した部品収納リール３２の組み合わせ、部品種Ｐ１７及び部品種Ｐ１９をそれぞれ収納した部品収納リール３２の組み合わせを、一のダブルフィーダ３１に装填する組み合わせとして選択する。

次に、制御装置５は、未組み合わせの部品Ｐについて、重複数が大きい部品Ｐから順に２種類の部品の組み合わせを特定する（図２のステップＳ５：第二組合せ選択工程）。そして、制御装置５は、当該２種類の部品をそれぞれ収納した部品収納リール３２を、一のダブルフィーダ３１に装填する第二の組み合わせとして選択し（図２のステップＳ６：第二組合せ選択工程）、全ての処理を終了する。重複数が大きい部品Ｐから順に２種類の部品の組み合わせを選択する理由は、複数の基板種Ｂ１〜Ｂ１０の生産において使用するダブルフィーダ３１の本数を、部品種Ｐ１〜Ｐ２０の並びで単純に組み合わせた場合と比較して減少させることができるためである。

具体的には、制御装置５は、選択した基板種数が同一の部品Ｐにおいて、図３の重複数の欄から当該重複数が大きい順に２種類の部品Ｐの組み合わせを特定する。例えば、図３の円形状の枠で囲んで示すように、同一の基板種数「８」の部品種Ｐ３及び部品種Ｐ４の重複数は「６」であるので、部品種Ｐ３と部品種Ｐ４の組み合わせを特定する。一方、同一の基板種数「６」の部品種Ｐ７、部品種Ｐ８、部品種Ｐ９及び部品種Ｐ１０の中で、重複数が最も大きい「５」の２種類の部品Ｐの組み合わせは、部品種Ｐ７と部品種Ｐ８、部品種Ｐ７と部品種Ｐ９、部品種Ｐ８と部品種Ｐ９である。これらの組み合わせの中から一つを特定するため、他の部品種の重複数について調査する。

すなわち、同一の基板種数「５」の部品種Ｐ１２及び部品種Ｐ１３の場合、重複数は「１」と小さいので、部品種Ｐ１２及び部品種Ｐ１３の組み合わせは回避すべきである。そこで、部品種Ｐ７、部品種Ｐ８、部品種Ｐ９、部品種Ｐ１０、部品種Ｐ１２及び部品種Ｐ１３の中で、重複数が大きくなる２種類の部品Ｐの組み合わせを調査すると、図３の円形状の枠で囲んで示すように、重複数が「５」となる部品種Ｐ７と部品種Ｐ８の組み合わせ、重複数が「３」となる部品種Ｐ９と部品種Ｐ１２の組み合わせ、及び重複数が「４」となる部品種Ｐ１０と部品種Ｐ１３の組み合わせであるのでこれらを特定する。

制御装置５は、特定した部品種Ｐ３及び部品種Ｐ４をそれぞれ収納した部品収納リール３２の組み合わせ、部品種Ｐ７及び部品種Ｐ８をそれぞれ収納した部品収納リール３２の組み合わせ、部品種Ｐ９及び部品種Ｐ１２をそれぞれ収納した部品収納リール３２の組み合わせ、部品種Ｐ１０及び部品種Ｐ１３をそれぞれ収納した部品収納リール３２の組み合わせを、一のダブルフィーダ３１に装填する組み合わせとして選択する。

さらに、制御装置５は、基板種数が同一でない部品Ｐにおいて、図３の重複数の欄から当該重複数が大きい順に２種類の部品Ｐの組み合わせを特定する。例えば、重複数が「９」と最も大きい部品種Ｐ１及び部品種Ｐ２を特定し、残りの重複数が「１」の部品種Ｐ１８及び部品種Ｐ２０を特定する。以上により、図４の矩形状の枠で囲んで示すように、全ての部品種Ｐ１〜Ｐ２０の部品Ｐをそれぞれ収納した部品収納リール３２を２つで一組として、一のダブルフィーダ３１に装填するための組み合わせが完了する。従来は、部品種Ｐ１〜Ｐ２０の部品Ｐをそれぞれ収納した部品収納リール３２を単純に２つで一組としているので、全部で１０本のダブルフィーダ３１が必要になるが、図４に示す組み合わせによれば、最大でも基板種Ｂ９の８本で済むことになる。よって、部品実装機１においては、ダブルフィーダ３１が占有するスロット３５の数を減少させることができるので、実装ラインにおいては、設置する部品実装機１の台数を減少させることができる。

（実施形態の効果）
本実施形態のダブルフィーダ３１への部品収納リール３２の割付方法は、複数種類の部品Ｐの種類毎に、供給すべき基板Ｂの種類を特定して基板種数を求める基板種数取得工程と、複数種類の部品Ｐのうち２種類の部品Ｐの組み合わせにおいて、特定した基板Ｂの種類のうち重複するものを選定して重複数を求める重複数取得工程と、基板種数取得工程で求めた基板種数が同一の部品Ｐの中で、当該基板種数と重複数取得工程で求めた重複数とが同一の２種類の部品Ｐの組み合わせを特定し、特定した２種類の部品Ｐをそれぞれ収納した部品収納リール３２を、一のダブルフィーダ３１に装填する組み合わせとして選択する第一組合せ選択工程と、第一組合せ選択工程で選択されなかった部品Ｐは、重複数が大きい部品Ｐから順に２種類の部品Ｐの組み合わせを特定し、特定した２種類の部品Ｐをそれぞれ収納した部品収納リール３２を、一のダブルフィーダ３１に装填する組み合わせとして選択する第二組合せ選択工程と、を備える。

本実施形態では、基板種の数及び基板種の重複数に基づいて、２種類の部品Ｐの組み合わせを選択しているので、複数の基板種の生産において使用するダブルフィーダ３１の本数を、複数種類の部品を単純に組み合わせた場合と比較して大幅に減少させることができる。また、一の基板種で使用する２種類の部品Ｐが同数である場合は、一のダブルフィーダ３１において、２つの部品収納リール３２に収納される部品Ｐの消費を略一致させることができるので、２つの部品収納リール３２を略同時に交換することができる。

また、基板種数取得工程は、求めた基板種数を大きい順に並べ替えるようにしてもよい。これにより、以降の処理を作業者が行う場合、作業者は、以降の処理作業を容易に行うことができる。

（その他）
なお、上述の実施形態では、１本の部品吸着ノズル４６を有する実装ヘッド４５を備える部品実装機１を例に説明したが、マルチノズルヘッドを備える部品実装機に対しても同様に適用可能である。また、制御装置５が、ダブルフィーダへの部品収納リール３２の割付方法を実行するように構成したが、作業者が、ダブルフィーダへの部品収納リール３２の割付方法を行うことも可能である。

１：部品実装機、３：部品供給装置、５：制御装置、３１：ダブルフィーダ、３２：部品収納リール（部品収納具）、３５：スロット、Ｐ：部品、Ｐ１〜Ｐ２０：部品種、Ｂ：基板、Ｂ１〜Ｂ１０：基板種

Claims (2)

1. 一種類の部品を複数個収納可能な部品収納具を２つ装填可能で、前記各部品収納具から基板に対し前記部品をそれぞれ供給するダブルフィーダを複数用いて、複数種類の前記部品のうち所定の種類の前記部品を複数種類の前記基板毎に供給する場合、前記複数のダブルフィーダに対し複数種類の前記部品収納具をそれぞれ割り付けるダブルフィーダへの部品収納具の割付方法であって、
   前記複数種類の部品の種類毎に、供給すべき前記基板の種類を特定して基板種数を求める基板種数取得工程と、
   前記複数種類の部品のうち２種類の前記部品の組み合わせにおいて、前記特定した基板の種類のうち重複するものを選定して重複数を求める重複数取得工程と、
   前記基板種数取得工程で求めた基板種数が同一の前記部品の中で、当該基板種数と前記重複数取得工程で求めた重複数とが同一の前記２種類の部品の組み合わせを特定し、特定した前記２種類の部品をそれぞれ収納した前記部品収納具を、一の前記ダブルフィーダに装填する組み合わせとして選択する第一組合せ選択工程と、
   前記第一組合せ選択工程で選択されなかった前記部品は、前記重複数が大きい前記部品から順に前記２種類の部品の組み合わせを特定し、特定した前記２種類の部品をそれぞれ収納した前記部品収納具を、一の前記ダブルフィーダに装填する組み合わせとして選択する第二組合せ選択工程と、
   を備えるダブルフィーダへの部品収納具の割付方法。
2. 前記基板種数取得工程は、求めた前記基板種数を大きい順に並べ替える、請求項１のダブルフィーダへの部品収納具の割付方法。

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