JP6448938B2 - データ作成機 - Google Patents

Description

本発明は、複数種類の基板に対して順次部品を実装する部品実装機において使用される部品実装用データを作成するデータ作成機に関する。

部品実装機は、部品実装用の実装ヘッドユニットと、部品毎の部品供給機器（フィーダ）が装着される部品供給部とを有し、実装ヘッドユニットにより部品供給部から部品を吸着して基板上に実装する。また部品供給部は、部品供給機器を装着するために複数のスロットを備え、部品供給機器は、一又は複数のスロットを使用して当該部品供給部に装着される。

かかる部品実装機において生産性向上の点から、複数種類の基板を同時に最適化し、全ての基板に対して順次部品を実装できる部品実装用データを作成する手法及びそのためのデータ作成機が知られている（例えば特許文献１）。しかし、複数種類の基板を同時に最適化しようとすると、必然的に実装すべき部品数（部品種類数）が増大する。それに伴い、部品供給部に装着すべき部品供給機器の数が増大し、部品供給部の収容能力を超えることがある。部品供給部の収容能力を超えた場合、その収容能力内に収めるために、基本的には以下の対応Ａ，Ｂのうちいずれかの対応をとる必要がある。
対応Ａ：実装する基板の種類を削減する。
対応Ｂ：複数の部品供給機器を搭載した部品供給台単位で、部品供給機器を取り替える段取りを実行する。

しかし、従来、最適化の過程で部品供給部の収容能力を超えた場合、ユーザはその事実を知ることができるだけであるので、上記いずれの対応をとるべきか等の判断は、ユーザの経験や周辺情報等を頼りに行わざるを得ず、試行錯誤を繰り返しているのが現状である。

特開２００５−１５９１６０号公報

本発明が解決しようとする課題は、複数種類の基板に対して順次部品を実装できるようにするための部品実装用データを作成する際、部品実装機の部品供給部の収容能力を超えた場合に、その収容能力内に収めるにあたって効果的な対応をとることができるようにするためのガイダンス情報（支援情報）をユーザに提供できるようにすることにある。

本発明によれば以下の（１）から（３）のデータ作成機が提供される。
（１）複数種類の基板に対して順次部品を実装する部品実装機であって、部品実装用の実装ヘッドユニットと、部品毎の部品供給機器が装着される部品供給部とを有し、前記部品供給部は、前記部品供給機器を装着するために複数のスロットを備え、前記部品供給機器は、一又は複数のスロットを使用して当該部品供給部に装着されるように構成された部品実装機において使用される部品実装用データを作成するデータ作成機であって、
実装予定の基板毎にその基板に実装すべき部品に関するデータを含む基板関連データを保持すると共に、部品毎にその部品を実装するために必要な実装ヘッドユニット及び部品供給機器に関するデータを含む実装関連データを保持する部品関連データベースと、
当該部品実装機が有する実装ヘッドユニット及び部品供給部の構成及び仕様に関するデータを保持する実装機構成データベースと、
前記部品関連データベース及び前記実装機構成データベースに保持されたデータを使用して、実装予定の全ての基板に実装すべき部品に対応する部品供給機器の全てが、部品供給部の仕様上の収容能力を超えることなく当該部品供給部に装着可能であるか否かをチェックすると共に前記収容能力を超えると判断した場合、その収容能力を超えていることを示す明細データを表示手段に表示させる収容能力チェック手段と、
前記収容能力チェック手段が前記収容能力を超えると判断した場合、当該収容能力内に収めるための対応として、以下の対応Ａ又は対応Ｂを選択可能な選択手段と、を備え
前記選択手段により前記対応Ａが選択された場合、前記収容能力チェック手段は、前記チェックの結果に基づき、基板毎にその基板以外には実装されない固有部品の数、及び当該固有部品に対応する部品供給機器が使用するスロットの総数を表示手段に表示させ、
前記選択手段により前記対応Ｂが選択された場合、前記収容能力チェック手段は、前記部品関連データベースに保持されたデータを使用して、基板毎にその基板に実装すべき部品をその大きさ順にソートし、その大きさ順の分布図を表示手段に表示させることを特徴とするデータ作成機。
対応Ａ：実装する基板の種類を削減する。
対応Ｂ：複数の部品供給機器を搭載した部品供給台単位で、部品供給機器を取り替える段取りを実行する。
（２）前記明細データは、前記収容能力を超えて不足するスロットの数を含む、（１）に記載のデータ作成機。
（３）前記明細データは、前記収容能力を超えて装着不能と判断された部品供給機器に対応する部品の一覧データを含む、（１）又は（２）に記載のデータ作成機。

本発明に係るデータ作成機によれば、部品実装用データを作成する際に部品実装機の部品供給部の収容能力を超えた場合、その収容能力を超えていることを示す明細データが表示手段に表示される。したがってユーザは、この明細データ、すなわちガイダンス情報に基づいて、収容能力内に収めるための効果的な対応（典型的には上記対応Ａ又はＢ）を選択して実行することができる。

更に、本発明に係るデータ作成機によれば、ユーザが上記対応Ａ又はＢを選択した場合に、それぞれの対応を効果的に実行することができるようにするためのガイダンス情報が表示される。

具体的には対応Ａを選択した場合、基板毎にその基板以外には実装されない固有部品の数、及び当該固有部品に対応する部品供給機器が使用するスロットの総数が表示される。これらのガイダンス情報に基づいてユーザは、どの基板を削除するのが効果的であるかを判断できる。

また、対応Ｂを選択した場合、各基板で実装すべき部品の大きさ順の分布図が表示される。部品実装機においては基板の進行方向（ライン方向）に沿って、小さい部品から順に実装するのが一般的であるので、部品供給機器も小さい部品に対応するものから順にライン方向に配列され部品供給部に装着される。したがってユーザは、部品の大きさ順の分布図により、部品供給部のライン方向のどの領域で部品供給台を取り替える段取りを行うことが効果的であるかを判断できる。

本発明のデータ作成機が適用される部品実装機の装置構成例を概念的に示す平面図である。 本発明の一実施例によるデータ作成機のシステム構成の要部を示す。 図２のシステム構成に示す収容能力チェック手段が実行する処理の流れを示す。 収容能力チェック手段が表示手段に表示させるガイダンス情報（明細データ）の表示例を示す。 基板削減用のガイダンス情報の表示例を示す。 段取り実行用のガイダンス情報の表示例を示す。

以下、図面に示す実施例に参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明のデータ作成機が適用される部品実装機の基本構成例を示す。同図に示す部品実装機は、４台の実装機ユニット１を直列に並べて構成されている。図示は省略しているが各実装機ユニット１は、部品実装用の実装ヘッドユニットをそれぞれ１台又は複数台有する。実装ヘッドユニットの構成自体は周知であり、典型的には部品吸着・脱着用のノズルを備えた実装ヘッドと、部品実装時にノズルに荷重を付加する荷重付加手段や基板にペーストを塗布するペースト塗布手段などの部品を基板に実装するための補助機材とを備えて構成される。

また、各実装機ユニット１は、それぞれ４箇所に部品供給部２を有する。各部品供給部２には部品毎の部品供給機器３が複数装着される。具体的には部品供給部２は、部品供給機器３を装着するために複数のスロットを備え、複数の部品供給機器３は、それぞれ一又は複数のスロットを使用して部品供給部２に装着される。部品供給機器３としては典型的には、テープフィーダ及びトレイフィーダが挙げられる。

本実施例において、複数の部品供給機器３は部品供給部２の単位でグループ化されており、一のグループに属する複数の部品供給機器３は単一の部品供給台４に搭載されている。すなわち、部品供給機器３を取り替える段取りは、部品供給台４の単位で実行される。

以上の構成において、基板（ＰＣＢ）は４台の実装機ユニット１をライン方向（図１において左から右へ向かう方向）に順次通過する。このとき、各実装機ユニット１において、実装ヘッドユニット（実装ヘッド）が部品供給部２（部品供給機器３）から部品を吸着して基板（ＰＣＢ）上に実装する。

図２は、図１の部品実装機に適用される本発明のデータ作成機のシステム構成の要部を示す。図２のデータ作成機は、部品関連データベースと、実装機構成データベースと、収容能力チェック手段と、表示手段とを備える。

部品関連データベースは、基板関連データ及び実装関連データを保持する。

基板関連データは、実装予定の基板毎にその基板に実装すべき部品（部品種類）に関するデータを含み、更に、部品毎の使用量（個数）に関するデータや、基板の種類及び生産量（枚数）に関するデータを含みうる（本実施例ではこれらのデータを全て含んでいる。）。この基板関連データにより、段取りを行うことなく全ての基板に対して実装する場合に、部品実装装置に備えておくべき部品（部品種類）の総数、言い換えれば部品供給機器の総数がわかる。

実装関連データは、部品毎にその部品を実装するために必要な実装ヘッドユニット及び部品供給機器に関するデータを含む。具体的に本実施例では、実装ヘッドユニットに関するデータとして、その部品の実装に必要なノズル、及び上述の荷重付加手段やペースト塗布手段などの補助機材についてのデータを含む。また、部品供給機器に関するデータとして、その部品の実装に必要な部品供給機器の種類（形式）、及びその部品供給機器を部品供給部に装着するために必要なスロット数についてのデータを含む。すなわち、実装関連データは、その部品を実装するために必要な部品実装機側の構成条件を表し、部品供給機器を配置する側から見れば、その配置をする際の制約条件となる。

実装機構成データベースは、部品実装機が有する実装ヘッドユニット及び部品供給部の構成及び仕様に関するデータを保持する。具体的に本実施例では、実装ヘッドユニットの構成及び仕様に関するデータとして、実装ヘッドユニットの個数、各実装ヘッドユニットが有する実装ヘッド及びノズルの種類及び個数、並びに上述の補助機材の種類及び個数に関するデータを含む。また、部品供給部の構成及び仕様に関するデータとして、部品供給部の個数、各部品供給部に装着可能な部品供給機器の種類、及び各部品供給部の総スロット数（使用可能なスロット数）に関するデータを含む。すなわち、これらのデータにより、部品の実装に使用可能な部品実装機側の構成及び仕様がわかる。

そして、収容能力チェック手段は、上述の部品関連データベース及び実装機構成データベースに保持されたデータを使用して、実装予定の全ての基板に実装すべき部品に対応する部品供給機器の全てが、部品供給部の仕様上の収容能力（使用可能なスロット数）を超えることなく、部品供給部に装着可能であるか否かをチェックする。すなわち、このチェックは、部品関連データベースから得られる上述の基板関連データ及び実装関連データと、実装機構成データベースから得られる実装ヘッドユニット及び部品供給部の構成及び仕様に関するデータとから、全ての基板に対して全ての部品を実装させるための最適化プログラム（部品実装用データ作成プログラム）を実行し、結果として、部品供給部の収容能力を超えるか否かをチェックする。このチェックのためのプログラムは、従来の最適化プログラムの中に組み込むことができ、また、独立したプログラムとしてもよい。

図３は、収容能力チェック手段が実行する処理の流れを示す。処理がスタートすると、収容能力チェック手段は、実装予定の基板を複数指定したうえで、上述の要領で収容能力のチェックを行う。収容能力を超えていなければ、最適化処理（部品実装用データ作成）を実行する。

一方、収容能力を超えた場合、ユーザとしては、収容能力内に収めるための対応、典型的には以下の対応Ａ又はＢをとる必要がある。
対応Ａ：実装する基板の種類を削減する（以下「基板削減」という。）。
対応Ｂ：複数の部品供給機器を搭載した部品供給台単位で、部品供給機器を取り替える段取りを実行する（以下「段取り実行」という。）。

そこで本実施例では、収容能力内に収めるために上記対応Ａ、Ｂのいずれが効果的であるかをユーザが判断するためのガイダンス情報（支援情報）として、収容能力を超えていることを示す明細データを表示手段（図２参照）に表示させる。

その明細データの表示例を図４に示す。図４において明細データは、収容能力を超えて不足するスロット数、及び収容能力を超えて装着不能と判断された部品供給機器に対応する部品（収容能力を超えた部品）の一覧データを含む。また、この一覧データは、部品の種類毎に、対応する部品供給機器が使用するスロット数、その部品供給機器の種別（テープフィーダ又はトレイフィーダ）、その部品を実装するために必要な補助機材に関するデータを含む。

なお、これらの不足するスロット数及び一覧データは、収容能力チェック手段が、上述の部品関連データベース及び実装機構成データベースに保持されたデータを使用して収容能力のチェックを行った結果として得られる。

ユーザは、これらの明細データを見て、収容能力を超えた程度（規模）等を把握することができ、上記対応Ａ、Ｂのいずれが効果的であるかの判断材料とすることができる。例えば、収容能力を超えた程度（不足するスロット数）が大きくて上記対応Ａの基板削減だけでは収容能力内に収めることが困難であると判断された場合は、上記対応Ｂの段取り実行を選択することができる。

なお、図４では、明細データとして、不足するスロット数と収容能力を超えた部品の一覧データの両方を表示するようにしたが、いずれか一方でもよい。いすれか一方を表示すれば、ユーザが収容能力を超えた程度（規模）を把握することは可能である。ただし、より直接的に収容能力を超えた程度（規模）を把握できるようにする点からは、少なくとも不足するスリット数は表示することが好ましい。

ユーザは、上述の明細データに基づき、上記対応Ａ（基板削除）、対応Ｂ（段取り実行）のいずれが効果的であるかを判断し、その結果を図４の表示画面において選択する。すなわち、対応Ａ（基板削除）を選択する場合は「基板削除」のボタンを押し、対応Ｂ（段取り実行）を選択する場合は「段取り実行」のボタンを押す。このように本実施例では、図４の表示画面中の「基板削除」及び「段取り実行」のボタンが選択手段であるが、選択手段として他の構成が採用可能であることは当業者に自明であり、図４の表示画面外に設けてもよい。

図３に戻って、基板削減（対応Ａ）が選択されると、収容能力チェック手段は、基板削減用のガイダンス情報を表示手段に表示させる。図５は、その表示例を示す。

図５のガイダンス情報は、基板毎に、「固有部品数」（その基板以外には実装されない固有部品の数）、及び「固有スロット数」（当該固有部品に対応する部品供給機器が使用するスロットの総数）を含む。このほかに図５のガイダンス情報は、基板毎に、「生産量」（基板の生産枚数）、「使用部品数」（使用する部品（部品種類）の総数）、及び「共通部品数」（他の基板でも実装される部品（部品種類）の数）を含む。

ユーザは、これらのガイダンス情報により、いずれの基板を削減するのが効果的かを判断することができる。例えば、基板ｂを削減しようとする場合、図５において基板ｂに対応する「削除」欄にチェックを入れると、同図に示すように、「必要削減スロット数」（図４の不足するスロット数に対応）の横の「削減スロット数」の欄に基板ｂの削減により削減されるスロット数が表示されるとともに、「削減生産量」の欄に基板ｂの削減により削減される生産量が表示される。なお、削減する基板の数は複数であってもよい。

その後、ユーザが図５の表示画面において「収容能力確認」のボタンを押すと、削減する基板が確定し、図３に示すように収容能力チェック手段が、基板の削減を反映させた条件下で収容能力チェックを行う。

なお、図５の表示例では、ガイダンス情報として、基板毎に「固有部品数」、「固有スロット数」、「生産量」、「使用部品数」、及び「共有部品数」を表示したが、削減する基板を決定するためのガイダンス情報としては、「固有部品数」及び「固有スロット数」の少なくとも一方があれば足りる。

図３に戻って、段取り実行（対応Ｂ）が選択されると、収容能力チェック手段は、段取り実行用のガイダンス情報を表示手段に表示させる。図６は、その表示例を示す。

図６のガイダンス情報は、部品の大きさ順の分布図を含む。この分布図は、収容能力チェック手段が、上述の部品関連データベース（図２）に保持されたデータを使用して、基板毎にその基板に実装すべき部品をその大きさ順にソートし、その大きさ順の分布をマッピングすることで表示される。

具体的には図６の分布図において、「□」はその部品に対応する部品供給機器が使用するスロット数が１の小型の部品、「○○」はその部品に対応する部品供給機器が使用するスロット数が２の中型の部品、「△△△」はその部品に対応する部品供給機器が使用するスロット数が３の大型の部品、「■■■■」はその部品に対応する部品供給機器が使用するスロット数が４の超大型の部品を示す。ただし、これはあくまで例示的なもので、実際には使用するスロット数が５以上の部品も存在しうる。

図６に分布図においては、基板毎に部品がその大きさ順に水平方向（ライン方向）にソートされており、かつ基板間においては鉛直方向に部品の種類が揃うようにマトリクス状に部品（イメージ）がマッピングされている。なお、この部品の大きさ順の分布図は、部品が使用する（部品に対応する）部品供給装置の大きさ順の分布図でもある。

なお、図６の表示例では、図１で説明した部品実装機の装置構成（ライン構成）も概念的に表示されている。

ここで、部品実装機においては上述のとおり、基板の進行方向（ライン方向）に沿って、小さい部品から順に実装するのが一般的であるので、部品供給機器も小さい部品に対応するものから順にライン方向に配列され部品供給部に装着される。したがってユーザは、部品の大きさ順の分布図により、部品供給部のライン方向のどの領域で部品供給台を取り替える段取りを行うことが効果的であるかを判断できる。

例えば、図６の表示例によると、大きな部品が実装されるライン方向の下流側において基板間で共通部品が少ないことかわかる。したがって、ライン方向の下流側の部品供給部において段取りを行うことが効果的であると判断できる。共通部品の少ない領域で段取りを行う方が、段取り実行の効果が大きいからである。

そこで、ユーザは、図６の表示例においてライン方向最下流の部品供給部を段取り部として指定する。その後、ユーザが「収容能力確認」のボタンを押すと、段取り部が確定し、図３に示すように収容能力チェック手段が、段取り実行を反映させた条件下で収容能力チェックを行う。

以上、本発明を実施例に基づき説明したが、本発明が本実施例に限定されないことは言うまでもない。本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能なことは当業者に自明である。

１ 実装機ユニット
２ 部品供給部
３ 部品供給機器
４ 部品供給台

Claims (3)

1. 複数種類の基板に対して順次部品を実装する部品実装機であって、部品実装用の実装ヘッドユニットと、部品毎の部品供給機器が装着される部品供給部とを有し、前記部品供給部は、前記部品供給機器を装着するために複数のスロットを備え、前記部品供給機器は、一又は複数のスロットを使用して当該部品供給部に装着されるように構成された部品実装機において使用される部品実装用データを作成するデータ作成機であって、
   実装予定の基板毎にその基板に実装すべき部品に関するデータを含む基板関連データを保持すると共に、部品毎にその部品を実装するために必要な実装ヘッドユニット及び部品供給機器に関するデータを含む実装関連データを保持する部品関連データベースと、
   当該部品実装機が有する実装ヘッドユニット及び部品供給部の構成及び仕様に関するデータを保持する実装機構成データベースと、
   前記部品関連データベース及び前記実装機構成データベースに保持されたデータを使用して、実装予定の全ての基板に実装すべき部品に対応する部品供給機器の全てが、部品供給部の仕様上の収容能力を超えることなく当該部品供給部に装着可能であるか否かをチェックすると共に前記収容能力を超えると判断した場合、その収容能力を超えていることを示す明細データを表示手段に表示させる収容能力チェック手段と、
   前記収容能力チェック手段が前記収容能力を超えると判断した場合、当該収容能力内に収めるための対応として、以下の対応Ａ又は対応Ｂを選択可能な選択手段と、を備え
   前記選択手段により前記対応Ａが選択された場合、前記収容能力チェック手段は、前記チェックの結果に基づき、基板毎にその基板以外には実装されない固有部品の数、及び当該固有部品に対応する部品供給機器が使用するスロットの総数を表示手段に表示させ、
   前記選択手段により前記対応Ｂが選択された場合、前記収容能力チェック手段は、前記部品関連データベースに保持されたデータを使用して、基板毎にその基板に実装すべき部品をその大きさ順にソートし、その大きさ順の分布図を表示手段に表示させることを特徴とするデータ作成機。
   対応Ａ：実装する基板の種類を削減する。
   対応Ｂ：複数の部品供給機器を搭載した部品供給台単位で、部品供給機器を取り替える段取りを実行する。
2. 前記明細データは、前記収容能力を超えて不足するスロットの数を含む、請求項１に記載のデータ作成機。
3. 前記明細データは、前記収容能力を超えて装着不能と判断された部品供給機器に対応する部品の一覧データを含む、請求項１又は２に記載のデータ作成機。

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