JP6899428B2 - 段取り替え作業の設定装置、および段取り替え作業の設定方法 - Google Patents

Description

本明細書は、部品装着機を列設して構成した部品装着ラインにおいて、供給する電子部品（以下、部品と称する）の複数の部品種を切り替える段取り替え作業を設定する装置、および設定する方法に関する。

プリント配線が施された基板に部品を実装するための諸作業（以下、対基板作業と称する）を実施して、回路基板を量産する技術が普及している。対基板作業を実施する対基板作業機として、はんだ印刷機、部品装着機、リフロー機、基板検査機などがある。これらの対基板作業機を連結して対基板作業ラインを構成することが一般的になっている。さらに、複数の部品装着機を列設して部品装着ラインを構成する場合も多い。部品装着機は、一般的に、基板搬送装置、部品供給装置、および部品移載装置を備える。部品供給装置として、複数のフィーダ装置を列設した構成が多用される。

部品装着ラインにおいて、部品供給装置から供給する部品の部品種の数量には上限がある。このため、生産する基板の基板種を切り替える多品種生産の形態において、供給する部品の複数の部品種を切り替える段取り替え作業が必要となる。段取り替え作業には、部品装着機に取り付けられた状態の部品供給装置でフィーダ装置などを交換する内段取り替え作業と、外段取りエリアで予め部品供給装置を準備して部品装着機に取り付ける外段取り替え作業とがある。部品装着ラインの段取り替え作業に関する技術例が特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示された部品装着ラインの部品装着方法では、生産順序に従って生産する複数の基板種を一側および他側の部品供給装置に交互に振り分け、基板種が切り替わるごとに、補給作業者と準備作業者の位置が部品装着ラインの一側と他側で入れ替わるようにしている。補給作業者は、現在生産中の基板種に関して消費した部品を補給し、準備作業者は、次に生産する基板種に関して必要となる部品を準備する段取り替え作業を行う。これによれば、補給作業者の動線と、準備作業者の動線とが重ならず、作業効率が良好となる。

特開２０１２−２３０９９５号公報

ところで、段取り替え作業で複数のフィーダ装置をどの部品供給装置に振り分けて段取りするか、さらにはフィーダ装置の列設順序をどうするか等の問題に関して、各種の最適化技術が実用化されている。例えば、指定された基板種に対して装着作業の効率を最も高くする最適化技術や、複数の基板種を連続して生産する場合の最適化技術などが開発されている。

しかしながら、従来の最適化技術は、部品装着ラインのライン構成および装着する部品種に着目して装着作業の効率化をめざすものであり、段取り替え作業の作業性を考慮していなかった。このため、最適化によって装着作業は効率化されても、段取り替え作業は必ずしも効率化されない。例えば、作業対象となる部品供給装置の配設位置によっては、作業者が段取り替え作業を実施する際に移動する動線が長くなって作業効率が低下する。

また、特許文献１では、一つの部品装着ラインの両側でそれぞれ一人の作業者が移動するので、二人の作業者の動線が重ならない。しかしながら、複数の部品装着ラインが近接して配置されていると、複数人の作業者で段取り替え作業を実施する場合に干渉しあうおそれが生じる。さらに、外段取り替え作業を行う場合に、外段取りエリアから遠い配設位置まで部品供給装置を運搬して取り付けるケースも生じ、非効率となる。

上記した段取り替え作業の効率化の課題は、従来の最適化技術では解決されない。この課題は、段取り替え作業の頻度が高い多品種少量生産の生産形態において顕著となる。そして、この課題を解決するためには、部品装着ラインや作業エリアの配置、作業者の人数などを考慮することが必要となる。

本明細書では、部品装着ラインで複数の部品種を切り替える段取り替え作業を効率化できる段取り替え作業の設定装置、および段取り替え作業の設定方法を提供することを解決すべき課題とする。

本明細書は、複数の部品種の電子部品を供給する部品供給装置をそれぞれ有して前記電子部品を基板に装着する複数の部品装着機を列設して構成した部品装着ラインにおいて、前記基板の基板種を切り替える場合に、複数の前記部品種を切り替える段取り替え作業を予め設定する装置であって、前記部品装着ラインの配置に関するラインレイアウト情報、前記段取り替え作業を実施する作業エリアの配置に関する作業エリアレイアウト情報、および、前記段取り替え作業を実施する作業者の人数情報を登録する登録部と、複数の前記部品種の中から前記段取り替え作業を行う前記部品種を選別し、限られた台数の前記部品供給装置に集約して作業対象とする集約部と、登録された情報に基づいて、前記作業対象となる前記部品供給装置の配設位置を設定する設定部と、を備え、第１部品装着ラインおよび第２部品装着ラインが並行して配置され、かつ、第１部品装着ラインを構成する複数の第１部品装着機および第２部品装着ラインを構成する複数の第２部品装着機は、向かい合う側面にそれぞれ前記部品供給装置を有して、前記第１部品装着ラインと前記第２部品装着ラインの間に前記作業エリアが区画され、前記登録部は、前記第１部品装着ラインと前記第２部品装着ラインの離間距離によって定まる前記作業エリアの幅寸法を前記作業エリアレイアウト情報として登録し、前記設定部は、前記作業エリアの前記幅寸法が小さくて複数人の前記作業者が干渉しあうおそれが有る場合に、向かい合う前記第１部品装着機および前記第２部品装着機の一方の前記部品供給装置のみを前記作業対象に設定する、段取り替え作業の設定装置を開示する。

また、本明細書は、複数の部品種の電子部品を供給する部品供給装置をそれぞれ有して前記電子部品を基板に装着する複数の部品装着機を列設して構成した部品装着ラインにおいて、前記基板の基板種を切り替える場合に、複数の前記部品種を切り替える段取り替え作業を予め設定する方法であって、第１部品装着ラインおよび第２部品装着ラインが並行して配置され、かつ、第１部品装着ラインを構成する複数の第１部品装着機および第２部品装着ラインを構成する複数の第２部品装着機は、向かい合う側面にそれぞれ前記部品供給装置を有して、前記第１部品装着ラインと前記第２部品装着ラインの間に作業エリアが区画され、前記部品装着ラインの配置に関するラインレイアウト情報、前記段取り替え作業を実施する前記作業エリアの配置に関する作業エリアレイアウト情報、および、前記段取り替え作業を実施する作業者の人数情報を登録し、さらに、前記第１部品装着ラインと前記第２部品装着ラインの離間距離によって定まる前記作業エリアの幅寸法を前記作業エリアレイアウト情報として登録し、複数の前記部品種の中から前記段取り替え作業を行う前記部品種を選別し、限られた台数の前記部品供給装置に集約して作業対象とし、前記作業エリアの前記幅寸法が小さくて複数人の前記作業者が干渉しあうおそれが有る場合に、向かい合う前記第１部品装着機および前記第２部品装着機の一方の前記部品供給装置のみを前記作業対象に設定する、段取り替え作業の設定方法を開示する。

本明細書で開示する段取り替え作業の設定装置や設定方法では、基板の基板種を切り替える場合に、ラインレイアウト情報、作業エリアレイアウト情報、および人数情報の少なくとも一つの情報を登録しておく。そして、段取り替え作業が必要な部品種を選別し、限られた台数の部品供給装置に集約して作業対象とする。これにより、必ずしも装着作業の効率化に拘泥することなく、作業対象となる部品供給装置の台数を限定できる。さらに、登録された情報に基づいて、段取り替え作業を効率的に行えるように、作業対象となる部品供給装置の配設位置を適正に設定できる。例えば、段取り替え作業を行う作業者が移動する動線を短くする設定や、複数人の作業者の干渉を抑制する設定を採用できる。したがって、作業対象となる部品供給装置の台数を限定し、さらに配設位置を適正化して、段取り替え作業を効率化できる。

部品装着ラインの構成を模式的に示す平面図である。 部品装着ラインを構成する部品装着機の構成を示す平面図である。 設定装置の動作フローを示したフローチャートの図である。 作業対象となる部品供給装置の配設位置の第１例を示す図である。 作業対象となる部品供給装置の配設位置の第２例を示す図である。 第２実施形態における二つの部品装着ラインの構成を模式的に示す平面図である。 第２実施形態の設定装置の動作フローを示したフローチャートの図である。 第２実施形態で作業対象となる部品供給装置の配設位置の第３例を示す図である。 第２実施形態で作業対象となる部品供給装置の配設位置の第４例を示す図である。 第３実施形態における部品装着ラインおよび外段取り作業エリアの配置を模式的に示す平面図である。

１．部品装着ライン６の構成
第１実施形態の段取り替え作業の設定装置７について、図１〜図５を参考にして説明する。まず、段取り替え作業の設定装置７の対象となる部品装着ライン６の構成について説明する。図１は、部品装着ライン６の構成を模式的に示す平面図である。図１の左右に延びるＸ軸方向は、基板を搬送する搬送方向であり、ライン長さ方向でもある。図１の上下に延びるＹ軸方向は、ライン幅方向である。部品装着ライン６は、６台の部品装着機１が直列に配置されて構成されている。部品装着ライン６の上流側に、半田印刷機６１および印刷検査機６２が列設される。また、部品装着ライン６の下流側に、基板外観検査機６３およびリフロー機６４が列設される。これにより、１０台の対基板作業機からなる対基板作業ラインが構成される。

６台の部品装着機１は、同一構造とされており、これに限定されない。図２は、部品装着ライン６を構成する部品装着機１の構成を示す平面図である。部品装着機１は、基台５１上に基板搬送装置２、２個の部品供給装置（３Ａ、３Ｂ）、および部品移載装置４などが配設されて構成される。

基板搬送装置２は、第１ガイドレール２１および第２ガイドレール２２、一対のコンベアベルト、クランプ装置などで構成される。第１ガイドレール２１および第２ガイドレール２２は、基台５１の上部中央を横断してＸ方向に延在し、かつ互いに平行するように基台５１に組み付けられている。基板Ｋの幅に合わせて離間距離を調整できるように、第２ガイドレール２２は移動可能となっている。第１ガイドレール２１および第２ガイドレール２２の向かい合う内側に、互いに平行に配置された一対のコンベアベルトが並設される。一対のコンベアベルトは、輪転することによって載置された基板Ｋを搬送する。また、基台５１の中央部のコンベアベルトの下方に、基板Ｋを押し上げて装着実施位置にクランプするクランプ装置が配置される。

第１部品供給装置３Ａは、部品装着機１のライン幅方向の一側面（図１の下側）に設けられる。第２部品供給装置３Ｂは、部品装着機１のライン幅方向の他側面（図１の上側）に設けられる。第１部品供給装置３Ａは、交換可能かつ配設位置の変更が可能な複数のフィーダ装置３１が列設されて構成される。図２の例で、１８個のフィーダ装置３１が列設されている。フィーダ装置３１は、本体３２と、本体３２の後部に設けられた供給リール３３と、本体３２の先端に設けられた部品取出部３４と、を有する。供給リール３３には、多数の部品が所定ピッチで封入されたキャリアテープ（図示省略）が巻回保持される。このキャリアテープが所定ピッチで引き出され、部品が封入状態を解除されて部品取出部３４に順次送り込まれる。

同様に、第２部品供給装置３Ｂも、着脱可能な１８個のフィーダ装置３１が列設されて構成される。第１部品供給装置３Ａおよび第２部品供給装置３Ｂは、機台５１に対して着脱可能に装備される。また、第１部品供給装置３Ａおよび第２部品供給装置３Ｂは、６台の部品装着機１の一側面および他側面のどこにでも装備できる互換性を有する。第１部品供給装置３Ａおよび第２部品供給装置３Ｂは、上述したフィーダ式装置に限定されず、トレイ上に部品を並べて供給するトレイ式装置や、両方式を併用したフィーダ・トレイ併用式装置であってもよい。

部品移載装置４は、固定レール４１、移動台４２、装着ヘッド４４、吸着ノズル４５、および基板認識用カメラ４６などで構成される。固定レール４１は、基板搬送装置２の上方に配置されて、Ｙ軸方向に延在する。移動台４２は、固定レール４１の下側に移動可能に装荷されて、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動する。移動台４２には、支持ベース４３が着脱可能に設けられる。支持ベース４３には、装着ヘッド４４および基板認識用カメラ４６が設けられる。

装着ヘッド４４は、下側に吸着ノズル４５を有する。装着ヘッド４４には、１本の吸着ノズル４５を有するシングルノズルヘッドや、複数本の吸着ノズル４５を回転可能に有するマルチノズルヘッドなどの種類が有る。吸着ノズル４５は、フィーダ装置３１から部品を吸着して基板Ｋに装着する。基板認識用カメラ４６は、位置決めされた基板Ｋのフィデューシャルマークを読み取り、基板Ｋの装着実施位置の誤差を認識する。この誤差は、吸着ノズル４５が部品を装着するときの位置制御に反映される。

部品装着機１は、さらに、基板搬送装置２と第１部品供給装置３Ａとの間の基台５１上に、第１部品認識用カメラ５２を有する。また、部品装着機１は、基板搬送装置２と第２部品供給装置３Ｂとの間の基台５１上に、第２部品認識用カメラ５３を有する。第１部品認識用カメラ５２および第２部品認識用カメラ５３は、吸着ノズル４５に吸着された部品を撮像して、部品の吸着位置や回転角のずれ、リードの曲がりなどを検出する。

図１に戻り、部品装着ライン６を含む対基板作業ラインの稼働状況を管理するために、ホストコンピュータ７０が設けられている。ホストコンピュータ７０は、対基板作業機（６台の部品装着機１、半田印刷機６１、印刷検査機６２、基板外観検査機６３、およびリフロー機６４）に通信接続されている。ホストコンピュータ７０は、基板Ｋの基板種ごとのジョブデータを保持しており、さらにジョブデータの編集機能を有する。ジョブデータは、それぞれの対基板作業機が実施する対基板作業の詳細な方法や手順を記述したデータである。ホストコンピュータ７０は、それぞれの対基板作業機にジョブデータや各種の指令を送信し、対基板作業機から稼動状況に関する情報などを受信する。

２．第１実施形態の段取り替え作業の設定装置７
第１実施形態の段取り替え作業の設定装置７の説明に移る。設定装置７は、複数の部品装着機１を列設して構成した部品装着ライン６において、基板Ｋの基板種を切り替える場合に、複数の部品種を切り替える段取り替え作業を予め設定する。設定装置７は、段取り替え作業が必要な場合に動作する。設定装置７は、ホストコンピュータ７０のソフトウェアの機能によって実現された登録部７１、集約部７２、および設定部７３を有する。登録部７１、集約部７２、および設定部７３の機能については、後の動作説明に併せて詳述する。

ここで、部品供給装置（３Ａ、３Ｂ）がフィーダ式装置であるとき、部品装着ライン６で装着可能な最大部品種数Ｎｍａｘは、次式で求められる。
Ｎｍａｘ＝Ｆ×Ｄ×Ｍ
ただし、Ｆ：部品供給装置のフィーダ数
Ｄ：１台の部品装着機に装備される部品供給装置の個数
Ｍ：部品装着機の台数
前述した構成の場合、最大部品種数Ｎｍａｘ＝１８×２×６＝２１６（部品種）となる。

さらに、第１基板種のみに装着する部品の部品種数がＮ１で、第２基板種のみに装着する部品の部品種数がＮ２で、第１基板種および第２基板種の両方に装着する部品の部品種数がＮ３である一例を想定する。このとき、装着する総部品種数Ｎｓｕｍは、次式で求められる。
Ｎｓｕｍ＝Ｎ１＋Ｎ２−Ｎ３

総部品種数Ｎｓｕｍが最大部品種数Ｎｍａｘ以下であれば、第１基板種から第２基板種に切り替える場合に段取り替え作業は必要でない。一方、総部品種数Ｎｓｕｍが最大部品種数Ｎｍａｘを越えていると、段取り替え作業が必要になる。なお、段取り替え作業を行わずに対応可能な複数の基板種を含む第１基板種群から、別の第２基板種群に切り替える場合に、段取り替え作業を行うようにしてもよい。

段取り替え作業には、内段取り替え作業および外段取り替え作業がある。内段取り替え作業は、部品装着機１に装備されている部品供給装置（３Ａ、３Ｂ）に対して直接的に行われ、フィーダ装置３１または供給リール３３が交換される。これに対して、外段取り替え作業は、部品装着ライン６から離れた外段取り作業エリアで行われる。外段取り替え作業では、部品供給装置（３Ａ、３Ｂ）のフィーダ装置３１または供給リール３３が予め交換されて段取りされる。その後、段取りされた部品供給装置（３Ａ、３Ｂ）が部品装着機１に取り付けられる。

図３は、設定装置７の動作フローを示したフローチャートの図である。図３のステップＳ１で、設定装置７は、基板Ｋの基板種を切り替える情報を取得する。上述の一例の場合であれば、設定装置７は、第１基板種から第２基板種への切り替え情報を取得する。設定装置７は、第１基板種に対する段取り作業を開始する以前に予め動作する。次のステップＳ２で、設定装置７の登録部７１は、段取り替え作業を実施する作業者の人数情報を登録する。人数情報は、作業者の入力操作による手動設定や、人員計画データベースからのデータ転送による自動設定などによって定まる。

次のステップＳ３で、設定装置７は、人数情報に応じて動作フローの分岐先を制御する。人数情報が一人のときのステップＳ４で、設定装置７の集約部７２は、段取り替え作業を行う部品種を選別する。具体的に、集約部７２は、第１基板種のみに装着する第１部品種群、第２基板種のみに装着する第２部品種群、ならびに、第１基板種および第２基板種に共通する第３部品種群を区別する。第３部品種群に対する段取り替え作業は不要である。そして、第１部品種群および第２部品種群の少なくとも一部について段取り替え作業が必要となる。段取り替え作業を行う部品種の種類数は、切り替える前後の基板種の組合せ、または切り替える前後の基板種群の組合せに応じて変化する。

次のステップＳ５で、集約部７２は、段取り替え作業を行う部品種を限られた台数の部品供給装置（３Ａ、３Ｂ）に集約して作業対象とする。このとき、集約部７２は、作業対象となる部品供給装置（３Ａ、３Ｂ）の台数をできるだけ少なく限定して、段取り替え作業の手間を軽減する。この時点で、作業対象となる部品供給装置（３Ａ、３Ｂ）の台数は決まるが、配設位置は決まらない。集約部７２の機能の一部は、作業者の設定を伴ってもよい。

なお、装着作業を効率化する従来の最適化処理は行われない。仮に、一般的な最適化処理を行うと、部品供給装置（３Ａ、３Ｂ）の動作効率が高い中央付近のフィーダ装置３１に、使用頻度の高い部品種が優先して割り付けられる。このため、多数の部品供給装置（３Ａ、３Ｂ）で段取り替え作業を行うことになって、台数を限定できなくなる。

次のステップＳ６で、設定装置７の設定部７３は、段取り替え作業で作業者が移動する動線の長さを短くするように、作業対象となる部品供給装置（３Ａ、３Ｂ）の配設位置を設定する。実施する段取り替え作業は、内段取り替え作業および外段取り替え作業のどちらでもよい。次のステップＳ７で、設定装置７は、作業対象となる部品供給装置（３Ａ、３Ｂ）の配設位置を含む段取り替え作業の詳細を表示する。作業者は、表示にしたがって、段取り替え作業を実施する。

図４は、作業対象となる部品供給装置の配設位置の第１例を示す図である。図示されるように、設定部７３は、６台の部品装着機１の一側面の第１部品供給装置３Ａを作業対象に設定する。また、６台全部でなく、５台以下の部品装着機１の第１部品供給装置３Ａが作業対象に設定されてもよい。これにより、作業者Ｐ１が移動する動線Ｍ１は、部品装着ライン６の片側の作業エリアに集中して短くなる。したがって、段取り替え作業の作業効率が向上する。

また、図５は、作業対象となる部品供給装置の配設位置の第２例を示す図である。図示されるように、設定部７３は、上流側の３台の部品装着機１の一側面の第１部品供給装置３Ａおよび他側面の第２部品供給装置３Ｂを作業対象に設定する。これにより、作業者Ｐ２が移動する動線Ｍ２は、部品装着ライン６の上流寄りの作業エリアに集中して短くなる。したがって、段取り替え作業の作業効率が向上する。あるいは、下流側の２台の部品装着機１の第１部品供給装置３Ａおよび第２部品供給装置３Ｂを作業対象に設定してもよい。このとき、作業者Ｐ２が移動する動線Ｍ３（破線で示す）は、部品装着ライン６の下流寄りの作業エリアに集中して、同様に作業効率が向上する。

なお、人数情報が複数人のときのステップＳ８で、設定装置７は、別法により作業対象となる部品供給装置（３Ａ、３Ｂ）の配設位置を制限せずに設定する。設定装置７は、別法として従来の最適化処理を行うことができ、これに限定されない。作業者が複数人の場合には、仮に部品装着ライン６の両側の上流側から下流側までの広範囲にわたって作業対象となる部品供給装置（３Ａ、３Ｂ）が設定されても、手分けして段取り替え作業を行える。したがって、段取り替え作業の作業効率はあまり低下しない。

第１実施形態において、作業対象となる部品供給装置（３Ａ、３Ｂ）の台数を限定し、さらに配設位置を適正化して作業者（Ｐ１、Ｐ２）が移動する動線（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）の長さを短くしたので、段取り替え作業を効率化できる。この効果は、多品種少量生産の生産形態で顕著になる。詳述すると、少品種大量生産の生産形態では、段取り替え作業の機会が少ないので、段取り替え作業に手間をかけても、装着作業を効率化することが有利になる。これに対して、多品種少量生産の生産形態では、段取り替え作業の機会が多いので、装着作業の効率化に拘泥せずに段取り替え作業を軽減することが重要になる。これにより、部品装着ライン６の装着作業と作業者（Ｐ１、Ｐ２）の段取り替え作業の両方を含む総合的な作業効率が高められる。

３．第２実施形態の段取り替え作業の設定装置７Ｃ
第２実施形態の段取り替え作業の設定装置７Ｃについて、図６〜図９を参考にして、第１実施形態と異なる点を主に説明する。第２実施形態では、フロアＦ内に第１部品装着ライン６Ｃおよび第２部品装着ライン６Ｄが並行して配置されている。図６は、第２実施形態における二つの部品装着ライン（６Ｃ、６Ｄ）の構成を模式的に示す平面図である。

図示されるように、第１部品装着ライン６Ｃは、６台の第１部品装着機１Ｃが直列に配置されて構成される。同様に、第２部品装着ライン６Ｄも、６台の第２部品装着機１Ｄが直列に配置されて構成される。第１部品装着ライン６Ｃおよび第２部品装着ライン６Ｄの上流側及び下流側のライン構成は、第１実施形態と同じである。図６において、第１部品装着ライン６Ｃおよび第２部品装着ライン６Ｄに共通するライン端ＬＥが、ライン上流側に定められている。

第１部品装着機１Ｃは、第２部品装着機１Ｄに向かう側面に、部品供給装置３Ｃを有する。同様に、第２部品装着機１Ｄは、第１部品装着機１Ｃに向かう側面に、部品供給装置３Ｄを有する。部品供給装置３Ｃおよび部品供給装置３Ｄは、任意の第１部品装着機１Ｃまたは第２部品装着機１Ｄに装備可能な互換性を有する。第１部品装着ライン１Ｃと第２部品装着ライン１Ｄの間に作業エリアＡＲが区画される。作業エリアＡＲの幅寸法Ｗは、第１部品装着ライン１Ｃと第２部品装着ライン１Ｄの離間距離によって定まる。フロアＦのレイアウトの制約から、作業エリアＡＲ幅寸法Ｗは、十分に確保されていない。換言すると、作業エリアＡＲの幅寸法Ｗが小さくて、複数人の作業者が干渉しあうおそれが有る。

設定装置７Ｃ、ホストコンピュータ７０、登録部７１、集約部７２、および設定部７３は、二つの部品装着ライン（６Ｃ、６Ｄ）に対して共通に設けられ、第１実施形態と比較して機能が異なる。第２実施形態の設定装置７Ｃは、第１部品装着ライン６Ｃの段取り替え作業、および第２部品装着ライン６Ｄの段取り替え作業が時間的に並行する場合に動作する。図７は、第２実施形態の設定装置７Ｃの動作フローを示したフローチャートの図である。

図７のステップＳ１１で、設定装置７Ｃは、二つの部品装着ライン（６Ｃ、６Ｄ）について、基板Ｋの基板種を切り替える情報をそれぞれ取得する。次のステップＳ１２で、設定装置７Ｃの登録部７１は、段取り替え作業を実施する作業者の人数情報、および作業エリアＡＲの幅寸法Ｗを登録する。人数情報は、二つの部品装着ライン（６Ｃ、６Ｄ）を一人の作業者が担当する場合と、別々の作業者がそれぞれ担当する場合とで変化する。作業エリアＡＲの幅寸法Ｗは、作業エリアレイアウト情報であり、過去に登録済みであれば再登録の必要はない。

次のステップＳ１３で、設定装置７Ｃは、人数情報に応じて動作フローの分岐先を制御する。人数情報が複数人のときのステップＳ１４で、設定装置７Ｃの集約部７２は、二つの部品装着ライン（６Ｃ、６Ｄ）について、段取り替え作業を行う部品種をそれぞれ選別する。次のステップＳ１５で、集約部７２は、二つの部品装着ライン（６Ｃ、６Ｄ）について、段取り替え作業を行う部品種を限られた台数の部品供給装置（３Ｃ、３Ｄ）にそれぞれ集約して作業対象とする。このとき、集約部７２は、作業対象となる部品供給装置（３Ｃ、３Ｄ）の台数をできるだけ少なく限定して、段取り替え作業の手間を軽減する。

次のステップＳ１６で、設定装置７Ｃは、作業エリアＡＲの幅寸法Ｗに応じて動作フローの分岐先を制御する。前述したように幅寸法Ｗが十分でないので、設定装置７Ｃは、動作フローの実行をステップＳ１７に進める。ステップＳ１７で、設定装置７の設定部７３は、段取り替え作業で複数人の作業者が干渉しあうことを抑制するように、作業対象となる部品供給装置の配設位置を設定する。具体的に、設定部７３は、向かい合う第１部品装着機１Ｃおよび第２部品装着機１Ｄの一方の部品供給装置（３Ｃ、３Ｄ）のみを作業対象に設定する。実施する段取り替え作業は、内段取り替え作業および外段取り替え作業のどちらでもよい。さらに、次のステップＳ１８で、設定装置７Ｃは、作業対象となる部品供給装置（３Ｃ、３Ｄ）の配設位置を含む段取り替え作業の詳細を表示する。作業者は、表示にしたがって、段取り替え作業を実施する。

図８は、第２実施形態で作業対象となる部品供給装置の配設位置の第３例を示す図である。図示されるように、設定部７３は、ライン端ＬＥから数えて１番目、３番目、および５番目の３台の第１部品装着機１Ｃの部品供給装置３Ｃ、ならびに、２番目、４番目、および６番目の３台の第２部品装着機１Ｄの部品供給装置３Ｄのみを作業対象に設定する。これにより、二つの部品装着ライン（６Ｃ、６Ｄ）の段取り替え作業を同じ箇所で並行して行うことが無くなり、複数人の作業者（Ｐ３、Ｐ４）の干渉が抑制される。したがって、段取り替え作業の作業効率が向上する。

なお、５台以下の部品装着機（１Ｃ、１Ｄ）の部品供給装置（３Ｃ、３Ｄ）が作業対象に設定されてもよい。一方、７個の部品供給装置（３Ｃ、３Ｄ）が作業対象となる場合には、１箇所だけ対向する部品供給装置３Ｃおよび部品供給装置３Ｄの両方を作業対象に設定する。この場合、当該個所では並行作業とならないように複数人の作業者（Ｐ３、Ｐ４）の配慮が必要となり、他の箇所では作業者（Ｐ３、Ｐ４）の干渉が抑制される。

また、図９は、第２実施形態で作業対象となる部品供給装置の配設位置の第４例を示す図である。図示されるように、設定部７３は、ライン端ＬＥに近い１〜３番目の第１部品装着機１Ｃの部品供給装置３Ｃ、およびライン端ＬＥに遠い４〜６番目の第２部品装着機１Ｄの部品供給装置３Ｄを作業対象に設定する。これにより、第３例と同様、複数人の作業者（Ｐ３、Ｐ４）の干渉が抑制されて、段取り替え作業の作業効率が向上する。

なお、ステップＳ１３で、人数情報が一人のときには作業者が干渉しあうおそれは無いので、設定装置７は、動作フローの実行をステップＳ１９に進める。また、ステップＳ１６で、仮に作業エリアＡＲの幅寸法Ｗが十分であるときも、複数人の作業者が干渉しあうおそれは無いので、設定装置７は、動作フローの実行をステップＳ１９に進める。ステップＳ１９で、設定装置７は、別法により作業対象となる部品供給装置（３Ｃ、３Ｄ）の配設位置を制限せずに設定する。設定装置７は、別法として従来の最適化処理を行うことができ、これに限定されない。

第２実施形態において、作業対象となる部品供給装置（３Ｃ、３Ｄ）の台数を限定し、さらに配設位置を適正化して複数人の作業者（Ｐ３、Ｐ４）が干渉しあうあうことを抑制したので、段取り替え作業を効率化できる。この効果は、第１実施形態と同様に、多品種少量生産の生産形態で顕著になる。

４．第３実施形態の段取り替え作業の設定装置７Ｅ
第３実施形態の段取り替え作業の設定装置７Ｅについて、図１０を参考にして、第１および第２実施形態と異なる点を主に説明する。第３実施形態では、作業者Ｐ５は、外段取り作業エリアＡＢで外段取り替え作業を行う。図１０は、第３実施形態における部品装着ライン６Ｅおよび外段取り作業エリアＡＢの配置を模式的に示す平面図である。部品装着ライン６Ｅは、６台の部品装着機１Ｅが直列に配置されて構成される。部品装着ライン６Ｅの上流側及び下流側のライン構成は、第１実施形態と同じである。部品装着ライン６Ｅの下流側の延長線上に、外段取り作業エリアＡＢが設けられている。

各部品装着機１Ｅは、部品供給装置３Ｅを一側面に着脱可能に有する。各部品供給装置３Ｅは、外段取り作業エリアＡＢで予め段取りされて準備される。第３実施形態の設定装置７Ｅは、第１および第２実施形態と比較して機能が異なる。設定装置７Ｅは、外段取り替え作業に先行して動作する。

設定装置７Ｅの登録部７１は、部品装着ライン６Ｅのラインレイアウト情報、および外段取り作業エリアＡＢの配置に関する作業エリアレイアウト情報を登録する。ラインレイアウト情報および作業エリアレイアウト情報は、過去に登録済みであれば再登録の必要はない。これにより、設定装置７Ｅは、部品装着ライン６Ｅと外段取り作業エリアＡＢの配置関係を把握できる。集約部７２は、第１実施形態と同様に、段取り替え作業を行う部品種を選別し、限られた台数の部品供給装置３Ｅに集約して作業対象とする。

設定部７３は、把握済みの配置関係に基づき、作業対象となる部品供給装置３Ｅの配設位置を、外段取り作業エリアＡＢに接近させて設定する。具体例として図１０に示されるように、設定部７３は、部品装着ライン６Ｅの下流側の３台の部品装着機１Ｅの部品供給装置３Ｅを作業対象に設定する。これにより、別の設定を行った場合と比較して、作業者Ｐ５が外段取り作業エリアＡＢで準備した３個の部品供給装置３Ｅを部品装着ライン６Ｅまで運搬する運搬路Ｍ５の距離が短くなる。したがって、段取り替え作業の作業効率が向上する。

５．実施形態の応用および変形
なお、第１〜第３実施形態の段取り替え作業の設定装置（７、７Ｃ、７Ｅ）は、ホストコンピュータ７０と別体であってもよい。また、段取り替え作業の設定装置（７、７Ｃ、７Ｅ）は、段取り替え作業の設定方法として実施することもできる。また、部品装着ライン（６、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ）を構成する部品装着機（１、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ）は６台以外でもよく、対基板作業ラインのライン構成も限定されない。さらに、第２実施形態において、二つの部品装着ライン（６Ｃ、６Ｄ）の上流側と下流側とが互いに逆位置になっていてもよい。また、作業対象となる部品供給装置（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ）の中でフィーダ装置３１の配設位置の列設順序を最適化する最適化処理を行うことができる。さらに、トレイ式装置やフィーダ・トレイ併用式装置からなる部品供給装置の段取り替え作業に応用することもできる。第１〜第３実施形態は、その他にも様々な応用や変形が可能である。

１、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ：部品装着機 ２：基板搬送装置 ３Ａ：第１部品供給装置 ３Ｂ：第２部品供給装置 ３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ：部品供給装置 ３１：フィーダ装置 ４：部品移載装置 ６、６Ｅ：部品装着ライン ６Ｃ：第１部品装着ライン ６Ｄ：第２部品装着ライン ７、７Ｃ、７Ｅ：段取り替え作業の設定装置 ７０：ホストコンピュータ ７１：登録部 ７２：集約部 ７３：設定部 ＡＲ：作業エリア Ｗ：作業エリアの幅寸法 ＬＥ：ライン端 ＡＢ：外段取り作業エリア Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５：作業者 Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３：動線 Ｍ５：搬送路

Claims (6)

1. 複数の部品種の電子部品を供給する部品供給装置をそれぞれ有して前記電子部品を基板に装着する複数の部品装着機を列設して構成した部品装着ラインにおいて、前記基板の基板種を切り替える場合に、複数の前記部品種を切り替える段取り替え作業を予め設定する装置であって、
   前記部品装着ラインの配置に関するラインレイアウト情報、前記段取り替え作業を実施する作業エリアの配置に関する作業エリアレイアウト情報、および、前記段取り替え作業を実施する作業者の人数情報を登録する登録部と、
   複数の前記部品種の中から前記段取り替え作業を行う前記部品種を選別し、限られた台数の前記部品供給装置に集約して作業対象とする集約部と、
   登録された情報に基づいて、前記作業対象となる前記部品供給装置の配設位置を設定する設定部と、を備え、
   第１部品装着ラインおよび第２部品装着ラインが並行して配置され、かつ、第１部品装着ラインを構成する複数の第１部品装着機および第２部品装着ラインを構成する複数の第２部品装着機は、向かい合う側面にそれぞれ前記部品供給装置を有して、前記第１部品装着ラインと前記第２部品装着ラインの間に前記作業エリアが区画され、
   前記登録部は、前記第１部品装着ラインと前記第２部品装着ラインの離間距離によって定まる前記作業エリアの幅寸法を前記作業エリアレイアウト情報として登録し、
   前記設定部は、前記作業エリアの前記幅寸法が小さくて複数人の前記作業者が干渉しあうおそれが有る場合に、向かい合う前記第１部品装着機および前記第２部品装着機の一方の前記部品供給装置のみを前記作業対象に設定する、
   段取り替え作業の設定装置。
2. 前記設定部は、前記第１部品装着ラインおよび前記第２部品装着ラインに共通するライン端から数えて奇数番目の前記第１部品装着機の前記部品供給装置、および偶数番目の前記第２部品装着機の前記部品供給装置のみを前記作業対象に設定する、
   請求項１に記載の段取り替え作業の設定装置。
3. 前記設定部は、前記第１部品装着ラインおよび前記第２部品装着ラインに共通するライン端に近い前記第１部品装着機の前記部品供給装置、および前記ライン端に遠い前記第２部品装着機の前記部品供給装置のみを前記作業対象に設定する、
   請求項１に記載の段取り替え作業の設定装置。
4. 前記設定部は、前記作業エリアの前記幅寸法が大きくて前記複数人の前記作業者が干渉しあう前記おそれが無い場合に、前記作業対象となる前記部品供給装置の前記配設位置を制限せずに設定する、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の段取り替え作業の設定装置。
5. 複数の部品種の電子部品を供給する部品供給装置をそれぞれ有して前記電子部品を基板に装着する複数の部品装着機を列設して構成した部品装着ラインにおいて、前記基板の基板種を切り替える場合に、複数の前記部品種を切り替える段取り替え作業を予め設定する装置であって、
   前記部品装着ラインの配置に関するラインレイアウト情報、前記段取り替え作業を実施する作業エリアの配置に関する作業エリアレイアウト情報、および、前記段取り替え作業を実施する作業者の人数情報の少なくとも一つの情報を登録する登録部と、
   複数の前記部品種の中から前記段取り替え作業を行う前記部品種を選別し、限られた台数の前記部品供給装置に集約して作業対象とする集約部と、
   登録された少なくとも一つの前記情報に基づいて、前記作業対象となる前記部品供給装置の配設位置を設定する設定部と、を備え、
   前記部品装着機は、外段取り作業エリアで予め段取りされた前記部品供給装置が前記段取り替え作業で取り付け可能とされており、
   前記登録部は、前記ラインレイアウト情報、および前記外段取り作業エリアの前記配置に関する前記作業エリアレイアウト情報を登録し、
   前記設定部は、前記作業対象となる前記部品供給装置の前記配設位置を、前記外段取り作業エリアに接近させて設定する、
   段取り替え作業の設定装置。
6. 複数の部品種の電子部品を供給する部品供給装置をそれぞれ有して前記電子部品を基板に装着する複数の部品装着機を列設して構成した部品装着ラインにおいて、前記基板の基板種を切り替える場合に、複数の前記部品種を切り替える段取り替え作業を予め設定する方法であって、
   第１部品装着ラインおよび第２部品装着ラインが並行して配置され、かつ、第１部品装着ラインを構成する複数の第１部品装着機および第２部品装着ラインを構成する複数の第２部品装着機は、向かい合う側面にそれぞれ前記部品供給装置を有して、前記第１部品装着ラインと前記第２部品装着ラインの間に作業エリアが区画され、
   前記部品装着ラインの配置に関するラインレイアウト情報、前記段取り替え作業を実施する前記作業エリアの配置に関する作業エリアレイアウト情報、および、前記段取り替え作業を実施する作業者の人数情報を登録し、さらに、前記第１部品装着ラインと前記第２部品装着ラインの離間距離によって定まる前記作業エリアの幅寸法を前記作業エリアレイアウト情報として登録し、
   複数の前記部品種の中から前記段取り替え作業を行う前記部品種を選別し、限られた台数の前記部品供給装置に集約して作業対象とし、
   前記作業エリアの前記幅寸法が小さくて複数人の前記作業者が干渉しあうおそれが有る場合に、向かい合う前記第１部品装着機および前記第２部品装着機の一方の前記部品供給装置のみを前記作業対象に設定する、
   段取り替え作業の設定方法。

Images