JP7312334B2 - 自動フィーダーの配置支援システムおよび自動フィーダーの配置支援プログラム - Google Patents

Description

本開示は、自動フィーダーの配置支援システムおよび自動フィーダーの配置支援プログラムに関する。

部品を基板に実装して実装基板を生産する部品実装ラインは、複数の部品実装機を連結して構成されている。各部品実装機では、部品供給部に装着されたパーツフィーダーから部品を取り出して基板に移送搭載する部品実装作業が反復して実行される。部品実装作業を継続して実行する過程では、部品が消費されて部品切れとなるタイミングに合わせてパーツフィーダーに新たに部品を補給する部品補給作業が反復して実行される。

この部品補給作業を適正タイミングで実行することを目的として、予めシミュレーション演算によって予測された部品切れの発生時間を報知するなどの方策が用いられるようになっている。ここで、部品切れ時間が近接するパーツフィーダーが多数ある場合に、パーツフィーダーへの部品補給作業を「通常警告」が表示されてから開始したのでは作業が終了せずに部品切れとなるパーツフィーダーが発生することがある。

そこで、例えば特開２０１６－２２５３８５号公報（下記特許文献１）に記載の部品補給支援方法では、「通常警告」に先行してパーツフィーダーへの早期の部品補給を促すための「早期警告」の表示や、作業者の応援要請を促すための「工数不足」の警告の表示を行うか否かの検討を開始する時間として警告検討開始時間が設定されている。対象フィーダ選定部は、部品切れ時間が警告開始時間と警告検討開始時間の間のパーツフィーダを、「早期警告」または「工数不足」の警告の検討対象となる選定フィーダとして選定する。

特開２０１６－２２５３８５号公報

上記の部品補給支援方法は、あくまで手動フィーダーでのスプライシング作業をシミュレーションして部品切れ時間を予測しているにすぎない。手動フィーダーでのスプライシング作業とは、現在供給中の部品供給テープの末端部に新しい部品供給テープをスプライシングテープによってつなぎ合わせる作業のことである。スプライシングは、補給作業に技術の習得が必要なため、人的ミスによりライン停止することもあることから、生産効率を低下させる一因となる。この対策として、新しい部品供給テープを自動的にローディングすることで補給作業を自動化した自動フィーダーが開発されている。しかしながら、自動フィーダーの導入によって作業効率の改善（作業時間の短縮）は実現できているが、作業の計画化（自動フィーダーの配置の最適化）という点では自動フィーダーの有効活用ができていない。

本開示の自動フィーダーの配置支援システムは、複数の部品がテープに保持された部品供給テープをプリセットしておくことで現在供給中の前記部品供給テープがなくなると同時に新しい前記部品供給テープが補給されることで補給作業を行う自動フィーダーと、現在供給中の前記部品供給テープの終端部に新しい前記部品供給テープをつなぎ合わせることで補給作業を行う手動フィーダーと、がセット可能な部品供給装置と、前記部品供給テープから前記部品を取り出して基板に実装する実装ヘッドと、を備える部品実装機を含んで構成された部品実装ラインにおける自動フィーダーの配置支援システムであって、前記基板の生産計画データと基板データとに基づいて部品切れ時間データを算出する部品切れ時間算出部と、シミュレーションを実施して前記部品切れ時間データと前記手動フィーダーの補給作業に伴う作業可能時間データとに基づいて部品切れの有無を検出する部品切れ検出部と、を備える。

本開示によれば、自動フィーダーの導入メリットとして作業の計画化を実現できる。

図１は、部品実装ラインの全体構成を示した図である。 図２は、部品実装機の平面図である。 図３は、部品実装機の正面図である。 図４は、自動フィーダーの側面図である。 図５は、自動フィーダーにおける後側送出部を拡大して示した側面図である。 図６は、クランプ部材の脱着に伴う部品供給テープの支持態様（１）を示す斜視図である。 図７は、クランプ部材の脱着に伴う部品供給テープの支持態様（２）を示す斜視図である。 図８は、部品実装機の電気的構成を示したブロック図である。 図９は、管理サーバの電気的構成を示したブロック図である。 図１０（Ａ）は、基板Ａの生産数とその使用部品などを示した表であり、図１０（Ｂ）は、基板Ａに使用されるフィーダーとその部品残数などを示した表である。 図１１は、部品切れタイミングチャートを示した図である。 図１２（Ａ）は、部品切れタイミングチャートに作業可能時間を付与して部品切れの有無をシミュレーションした図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）において部品切れとなる手動フィーダーを自動フィーダーに変更した場合における部品切れの有無を再度シミュレーションした図である。 図１３は、実施形態１におけるＡＦ化する部品選定基準を示した図である。 図１４は、実施形態１におけるシミュレーションのフローチャートである。 図１５は、補給作業時の部品切れを検出するフローチャートである。 図１６は、部品切れ回避のためにＡＦ化する部品を選定するフローチャートである。 図１７は、実施形態２におけるＡＦ化する部品選定基準を示した図である。 図１８は、使用速度を考慮したＡＦ化する部品選定基準を示した図である。 図１９は、ＡＦの使用状況を表示した表示画面の一例である。 図２０は、実施形態２におけるシミュレーションのフローチャートである。 図２１は、部品切れ回避のためにＡＦ化する部品を選定するフローチャートである。 図２２は、実施形態３における自動倉庫が保有する部品一覧を示した表である。 図２３は、実施形態３におけるシミュレーションのフローチャートである。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の自動フィーダーの配置支援システムは、複数の部品がテープに保持された部品供給テープをプリセットしておくことで現在供給中の前記部品供給テープがなくなると同時に新しい前記部品供給テープが補給されることで補給作業を行う自動フィーダーと、現在供給中の前記部品供給テープの終端部に新しい前記部品供給テープをつなぎ合わせることで補給作業を行う手動フィーダーと、がセット可能な部品供給装置と、前記部品供給テープから前記部品を取り出して基板に実装する実装ヘッドと、を備える部品実装機を含んで構成された部品実装ラインにおける自動フィーダーの配置支援システムであって、前記基板の生産計画データと基板データとに基づいて部品切れ時間データを算出する部品切れ時間算出部と、シミュレーションを実施して前記部品切れ時間データと前記手動フィーダーの補給作業に伴う作業可能時間データとに基づいて部品切れの有無を検出する部品切れ検出部と、を備える。

上記システムにおいて、前記手動フィーダーから前記自動フィーダーに変更することで前記部品切れ検出部により前記部品切れが検出されないようにする前記手動フィーダーを前記自動フィーダーに変更する候補として挙げてもよい。このように部品切れが検出されないように自動フィーダーを配置すれば、予め部品切れを回避できるため、自動フィーダーの導入メリットとして作業の計画化を実現できる。

（２）上記のシステムにおいて、前記部品切れ検出部は、前記部品切れ検出部により前記部品切れが検出された場合に、再度シミュレーションを実施して前記手動フィーダーを前記自動フィーダーに交換した場合における前記部品切れの有無を検出してもよい。
部品切れ時間算出部によって部品切れ時間データを算出し、シミュレーションを実施して部品切れ検出部によって部品切れの有無を検出できる。ここで、部品切れが検出された場合には、手動フィーダーを自動フィーダーに交換して、再度シミュレーションを実施して部品切れ検出部によって部品切れの有無を検出できる。

（３）前記部品切れ検出部により前記部品切れが検出された前記手動フィーダーを前記自動フィーダーに変更する候補として挙げてもよい。
このようにすれば、部品切れを確実になくすことができる。

（４）前記部品切れ検出部により前記部品切れが検出された前記手動フィーダーに関連する前記手動フィーダーを前記自動フィーダーに変更する候補として挙げてもよい。
ここで、「部品切れが検出された手動フィーダーに関連する」とは、部品切れか検出された手動フィーダーであるか否かを問わず候補として挙げるということを意図し、後述する特定ラッシュの中に含まれる他の手動フィーダーを含むものとする。
例えば、部品切れをなくす上で効果的な部品に対して自動フィーダーを適用することができる。

（５）前記部品切れ検出部により前記部品切れが検出された前記手動フィーダーとこれに関連する前記手動フィーダーとを前記自動フィーダーに変更する候補として挙げることが好ましい。
自動フィーダーに変更する手動フィーダーとして部品切れが検出された手動フィーダーとこれに関連する手動フィーダーとに絞ることができる。

（６）前記手動フィーダーの補給作業において隣り合う作業可能時間同士が重なる時間帯、あるいは前記作業可能時間と前記手動フィーダーの補給以外の作業の時間とが重なる時間帯をラッシュと定義した場合に、シミュレーションを実施して前記ラッシュの有無を検出するラッシュ検出部を備え、前記部品切れ検出部により前記部品切れが検出された前記手動フィーダーが含まれる前記ラッシュの中に含まれる他の前記手動フィーダーを前記自動フィーダーに変更する候補として挙げてもよい。
ラッシュを手掛かりにして自動フィーダーに変更する手動フィーダーの候補を決定できる。

（７）前記ラッシュのうち、前記部品切れ検出部により前記部品切れが検出された前記手動フィーダーの作業可能時間とそこから過去に遡って連続する他の前記手動フィーダーの作業可能時間とが重なり合う一続きの時間帯を特定ラッシュと定義した場合に、前記ラッシュ検出部は、前記特定ラッシュを検出し、前記特定ラッシュの中に含まれる他の前記手動フィーダーを前記自動フィーダーに変更する候補として挙げることが好ましい。
自動フィーダーに変更する手動フィーダーを特定ラッシュの中の他の手動フィーダーに絞ることができる。

（８）生産計画中に複数の前記ラッシュが発生する場合に、前記ラッシュに遭遇する回数が一番多い前記手動フィーダーを前記自動フィーダーに変更する候補として挙げることが好ましい。
自動フィーダーに変更する手動フィーダーをラッシュに遭遇する回数が一番多い手動フィーダーに決定できる。

（９）上記の自動フィーダーの配置支援システムを繰り返し行うことによって候補として挙げられた複数の前記手動フィーダーの中から前記自動フィーダーに交換する前記手動フィーダーの組合せを決定することが好ましい。
このようにすれば、自動フィーダーに交換する手動フィーダーの組合せを決定できる。

（１０）前記ラッシュ検出部は、作業不可時間を考慮した上でシミュレーションを実施して部品切れが発生する前記ラッシュの有無を検出することが好ましい。
このようにすれば、作業不可時間を考慮して部品切れが発生するラッシュの有無を検出できる。

（１１）前記自動フィーダーに交換する前記手動フィーダーを表示部に提示することが好ましい。
このようにすれば、どの手動フィーダーを交換すべきかを表示部によって確認できる。

（１２）前記自動フィーダーに交換する前記手動フィーダーの提示時に、交換する期限を前記表示部に合わせて提示することが好ましい。
このようにすれば、どの手動フィーダーをいつまでに交換すべきかを表示部によって確認できる。

（１３）前記部品切れ検出部は、生産中にその都度前記部品実装機から情報を取って定期的にシミュレーションを実施して部品切れの有無を検出することが好ましい。
このようにすれば、実際の生産状況に応じて自動フィーダーの配置を決定できる。

（１４）使用予定が設定値以下の前記自動フィーダーを取り替えの候補として挙げることが好ましい。
このようにすれば、自動フィーダーを有効活用することができる。

（１５）前記部品供給テープの補給時に、前記部品の実際の残数を利用してシミュレーションを実施することが好ましい。
このようにすれば、部品の実際の残数に応じた部品切れの有無を検出できる。

（１６）本開示の自動フィーダーの配置支援プログラムは、複数の部品がテープに保持された部品供給テープをプリセットしておくことで現在供給中の前記部品供給テープがなくなると同時に新しい前記部品供給テープが補給されることで補給作業を行う自動フィーダーと、現在供給中の前記部品供給テープの終端部に新しい前記部品供給テープをつなぎ合わせることで補給作業を行う手動フィーダーと、がセット可能な部品供給装置と、前記部品供給テープから前記部品を取り出して基板に実装する実装ヘッドと、を備える部品実装機を含んで構成された部品実装ラインにおける自動フィーダーの配置支援プログラムであって、前記基板の生産計画データと基板データとに基づいて部品切れ時間データを算出し、シミュレーションを実施して前記部品切れ時間データと前記手動フィーダーの補給作業に伴う作業可能時間データとに基づいて部品切れの有無を検出し、前記手動フィーダーから前記自動フィーダーに変更することで前記部品切れ検出部により前記部品切れが検出されないようにする前記手動フィーダーを前記自動フィーダーに変更する候補として挙げることをコンピュータに実行させる、自動フィーダーの配置支援プログラムとしてもよい。

［本開示の実施形態１の詳細］
本開示の部品実装ラインにおける自動フィーダーの配置支援システム１０の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。図１において部品実装ライン１は、基板に部品を実装して実装基板を製造する機能を有するものであり、印刷機（図示せず）、部品実装機Ｍ１からＭ４、リフロー炉Ｍ５の各装置を連結してＬＡＮ（Local Area Network）２によって接続し、全体を管理サーバ３によって制御する構成である。

部品実装機Ｍ１からＭ４は、部品供給装置に配列された各フィーダー１６から部品搭載ユニット２０によって部品Ｅを取り出して基板Ｂに移送搭載する部品実装作業を行う。この後、部品Ｅが実装された基板Ｂはリフロー炉Ｍ５に送られ、基板Ｂに実装された部品Ｅを基板Ｂに半田接合することにより実装基板が製造される。このように、部品実装ライン１は、各フィーダー１６から供給された部品Ｅを取り出して基板Ｂに実装する部品実装機Ｍ１からＭ４を備えている。

＜部品実装機の全体構成＞
次に、図２および図３を参照して、部品実装機Ｍ１からＭ４の構成を説明する。部品実装機Ｍ１からＭ４はいずれも同じ構成であるため、部品実装機Ｍ１を代表として説明する。部品実装機Ｍ１は、平面視略矩形状のベース１１と、基板Ｂを搬送する搬送装置１２と、基板Ｂ上に部品Ｅを実装（搭載）する部品搭載ユニット２０と、部品搭載ユニット２０に部品Ｅを供給するための部品供給装置１３と、を備えて構成されている。

以下の説明において、Ｘ方向とは図２における左右方向（基板Ｂの搬送方向）を基準とし、左右方向という場合もある。また、Ｙ方向とは図２における上下方向（基板Ｂの搬送方向に直交する方向）を基準とし、前後方向という場合もある。前後方向という場合、図示下側を前側、図示上側を後側とする。また、Ｚ方向とは図３における上下方向を基準とし、上下方向という場合もある。

＜ベース＞
ベース１１は、図２に示すように、左右方向に横長な平面視略矩形状をなし、Ｘ方向とＹ方向に延びるＸＹ平面に平行な上面を有している。ベース１１の上面には、左右方向に延びる搬送装置１２、部品搭載ユニット２０などが配置されている。

＜搬送装置＞
搬送装置１２は、図２および図３に示すように、左右方向に循環駆動する一対のコンベアベルト１４を有しており、搬送路ＣＰに沿って基板Ｂを搬送する装置である。コンベアベルト１４はコンベアモータ１７（図８参照）によって循環駆動する。基板Ｂは、上流側から一対のコンベアベルト１４によって実装作業位置に搬入され、実装作業位置において部品Ｅの実装作業が行われた後、一対のコンベアベルト１４によって下流側に向かって搬出される。これにより、基板Ｂが搬送路ＣＰに沿って上流側から下流側に向けて搬送されるようになっている。

＜部品搭載ユニット＞
部品搭載ユニット２０は、部品供給装置１３のフィーダー１６から供給される部品Ｅを取り出して基板Ｂ上に実装するものであって、図２に示すように、ベース１１の左右方向の両側に配される一対のＹ軸フレーム２３と、Ｘ軸フレーム２６と、Ｘ軸フレーム２６に移動可能に取り付けられたヘッドユニット３０と、Ｘ軸移動装置２８と、Ｙ軸移動装置２５と、を備えて構成されている。

Ｙ軸移動装置２５は、Ｙ軸ボールねじ軸２５Ａと、Ｙ軸ボールねじ軸２５Ａに螺合した図示しないボールナットと、Ｙ軸サーボモータ２５Ｂと、を備えている。一対のＹ軸フレーム２３には、Ｙ方向に延びる一対のＹ軸ガイドレール２４と、が設けられている。Ｙ軸ボールねじ軸２５Ａは、Ｙ方向に延びている。Ｙ軸ボールねじ軸２５Ａの軸端部にはＹ軸サーボモータ２５Ｂが設けられている。Ｙ軸サーボモータ２５Ｂが通電制御されると、Ｘ軸フレーム２６と、Ｘ軸フレーム２６に取り付けられたヘッドユニット３０と、が一対のＹ軸ガイドレール２４に沿って前後方向に移動するようになっている。

Ｘ軸移動装置２８は、Ｘ軸ボールねじ軸２８Ａと、Ｙ軸ボールねじ軸２８Ａに螺合した図示しないボールナットと、Ｙ軸サーボモータ２８Ｂと、を備えている。Ｘ軸フレーム２６には、図３に示すように、Ｘ方向に延びるＸ軸ボールねじ軸２８Ａと、Ｘ方向に延びるＸ軸ガイドレール２７と、が設けられている。Ｘ軸ガイドレール２７には、ヘッドユニット３０がＸ方向に移動可能に取り付けられている。Ｘ軸ボールねじ軸２８Ａの軸端部にはＸ軸サーボモータ２８Ｂが設けられている。Ｘ軸サーボモータ２８Ｂが通電制御されると、ヘッドユニット３０がＸ軸ガイドレール２７に沿って左右方向に移動するようになっている。

＜ヘッドユニット＞
ヘッドユニット３０は、図２および図３に示すように、箱形状をなすヘッドユニット本体３１と、部品Ｅの実装動作を行う複数の実装ヘッド３２と、を有している。

複数の実装ヘッド３２は、ヘッドユニット本体３１から下方に突出した形態で左右方向に並んで配列されており、各実装ヘッド３２は、上下方向に延びるシャフト３３と、シャフト３３の先端である下端部に着脱可能な吸着ノズル３４と、を有している。

シャフト３３には、ヘッドユニット本体３１内に設けられたＺ軸サーボモータ３５およびＲ軸サーボモータ３６が取り付けられている。シャフト３３は、Ｚ軸サーボモータ３５によって上下方向に昇降可能とされ、Ｒ軸サーボモータ３６によって軸回りに回転可能とされている。

吸着ノズル３４は、図３に示すように、上下方向に延びる略筒状をなしている。吸着ノズル３４は、シャフト３３の下端部に設けられた図示しない保持部によって上端部が保持されることで、シャフト３３の下端部に保持されている。また、各実装ヘッド３２にはエア供給装置５１から負圧が供給されるようになっており、吸着ノズル３４の先端に吸引力が生じるようになっている。

ヘッドユニット本体３１の両側面には、図３に示すように、一対のマークカメラ２１が設けられており、マークカメラ２１が基板Ｂのフィデューシャルマークを撮像して、基板Ｂを画像認識するようになっている。一方、ベース１１上における基板Ｂの前後両側には、一対の部品カメラ１５が設置されており、部品カメラ１５は、ヘッドユニット３０の実装ヘッド３２に吸着保持された部品Ｅを撮像するようになっている。

＜部品供給装置＞
部品供給装置１３は、図２に示すように、複数のフィーダー１６を備え、搬送装置１２の前後両側において左右方向に２つずつ並べることで、合計４箇所に配されている。フィーダー１６は、手動フィーダー１８と自動フィーダー４０とからなり、これらが左右方向に整列した状態で取り付けられている。手動フィーダー１８は、図示しないものの、部品供給テープをリールから引き出す電動式の送出装置などを備えており、搬送装置１２側の端部から部品Ｅを一つずつ供給する。部品供給テープは、複数の部品Ｅが一定のピッチでテープに保持されたものである。

自動フィーダー４０の部品供給テープ４１は、図４に示すように、駆動軸モータ４２によって前方に送られ、テープに保持された複数の部品Ｅが順次供給される。また、プリセットされた交換用の部品供給テープ４１は、保持された部品Ｅが部品切れと判断された場合に、ローディング軸モータ４３によってローディングされる。駆動軸モータ４２とローディング軸モータ４３は、フィーダー制御部１１６からの信号に基づいて動作が制御されている。

自動フィーダー４０は、ローディングを自動で行うフィーダー（以下「ＡＦ」と略していう場合がある）とされている。自動フィーダー４０は、図４に示すように、前後方向（図示左右方向）に長い形状をなす本体部４４と、本体部４４の前側部分に設けられた前側送出部４５と、本体部４４の後側部分に設けられた後側送出部４６と、本体部４４内に設けられたテープ通路４４Ａと、テープガイド４４Ｂと、テープセンサ４４Ｃと、フィーダー制御部１１６と、本体部４４の後端側に着脱可能に配されるクランプ部材４７と、を備えている。本体部４４は、例えばアルミダイキャスト製とされる。

前側送出部４５は、駆動軸モータ４２と、複数枚のギヤからなる前側ギヤ群４５Ａと、本体部４４の前端上部に配された前側スプロケット４５Ｂと、から構成される。前側ギヤ群４５Ａは、駆動軸モータ４２の動力を伝達して前側スプロケット４５Ｂを回転させる。前側スプロケット４５Ｂの外周には、部品供給テープ４１の係合孔に係合させる歯４５Ｃが等間隔で形成されている。前側送出部４５は、前側スプロケット４５Ｂの歯４５Ｃが部品供給テープ４１の係合孔に係合した状態で前側スプロケット４５Ｂを回転させることで、部品供給テープ４１を後側送出部４６から自動フィーダー４０の前端部の部品供給位置４８に送出する。

後側送出部４６は、ローディング軸モータ４３と、複数枚のギヤからなる後側ギヤ群４６Ａと、本体部４４の後部上端に配された後側スプロケット４６Ｂと、から構成される。後側ギヤ群４６Ａは、ローディング軸モータ４３の動力を伝達して後側スプロケット４６Ｂを回転させる。後側スプロケット４６Ｂの外周には、部品供給テープ４１の係合孔に係合させる歯４６Ｃが等間隔で形成されている。

テープ通路４４Ａは、部品供給テープ４１を通すための通路である。テープ通路４４Ａは、本体部４４の略後側部分を前後方向に貫通しており、本体部４４の後端部から本体部４４の前側に向かって斜め上方に延びる形で設けられている。図６に示すように、テープ通路４４Ａは、その前側部分が細長い前側通路部４４Ａ１となっており、その後側部分が前側通路部４４Ａ１との境界部から本体部４４の後端部に向かって上下方向に広がる形とされた後側通路部４４Ａ２となっている。各自動フィーダー４０では、リールから引き回された部品供給テープ４１が本体部４４の後端部からテープ通路４４Ａに入り、本体部４４の前側においてテープ通路４４Ａから抜け、本体部４４の上面に露出するようになっている。

次に、自動フィーダー４０による部品供給方法を説明する。まず準備作業として、作業者は、自動フィーダー４０の本体部４４にクランプ部材４７を取り付けるとともに、図６に示すように、リールから引き回した先行する部品供給テープ４１の先端部を後側スプロケット４６Ｂと係合させる。その後、後側スプロケット４６Ｂを回転させることで、部品供給テープ４１の先端部を自動フィーダー４０の前側まで送出して前側スプロケット４５Ｂと係合させておく。

部品供給作業は、上記準備作業が終了した状態で、実装プログラムに従ってフィーダー制御部１１６が実行する。部品供給作業では、フィーダー制御部１１６は、駆動軸モータ４２を駆動することで前側スプロケット４５Ｂを回転させ、部品供給テープ４１を部品供給位置４８まで送出する。なお、後側スプロケット４６Ｂは空転するように構成されており、このときローディング軸モータ４３を駆動させなくても、前側スプロケット４５Ｂを回転させるのみで先行する部品供給テープ４１を送出することができる。

次に、先行する部品供給テープ４１を部品供給位置４８まで送出し続けている状態で、作業者は、本体部４４からクランプ部材４７を取り外す。その結果、図７に示すように、先行する部品供給テープ４１のうちクランプ部材４７によって支持されていた部位はその自重によって落下し、後側スプロケット４６Ｂから離れる。このとき、先行する部品供給テープ４１は前側スプロケット４５Ｂと既に係合しているので、先行する部品供給テープ４１が後側スプロケット４６Ｂから離れても、前側スプロケット４５Ｂを回転させることで先行する部品供給テープ４１を部品供給位置４８まで送出し続けることができる。

次に、クランプ部材４７を自動フィーダー４０の本体部４４に再び取り付け、後続の部品供給テープ４１の先端部をクランプ部材４７と後側スプロケット４６Ｂとの間に配置して後側スプロケット４６Ｂと係合させる。このようにして、先行する部品供給テープ４１の部品切れが発生していない状態で、後続の部品供給テープ４１を本体部４４にプリセットすることができる。

その後、先行する部品供給テープ４１の末端部がテープ通路４４Ａの前側通路部４４Ａ１を通過して、前側通路部４４Ａ１内に先行する部品供給テープ４１がないことをテープセンサ４４Ｃが検出すると、その検出信号を取り込んだフィーダー制御部１１６は、ローディング軸モータ４３を駆動し、後側スプロケット４６Ｂを回転させる。これにより、後続の部品供給テープ４１の先端部が自動フィーダー４０の前側まで送出されて前側スプロケット４５Ｂと係合される。以上のようにして、自動フィーダー４０の取り外し等を行うことなく、先行する部品供給テープ４１から後続の部品供給テープ４１に移行される。つまり、後続の部品供給テープ４１のローディングを自動で行うことができる。

＜自動フィーダーの配置支援システム＞
続いて自動フィーダーの配置支援システム１０の電気的構成について図８および図９を参照しながら簡単に説明する。本実施形態の自動フィーダーの配置支援システム１０は、部品実装機Ｍ１と管理サーバ３によって構成されている。

図８に示す部品実装機Ｍ１は、制御部１１０によって全体が制御統括されており、制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などにより構成される実装制御部１１１を備えている。実装制御部１１１には、モータ制御部１１２、記憶部１１３、画像処理部１１４、外部入出力部１１５、フィーダー制御部１１６、サーバ通信部１１７、表示部１１８、入力部１１９などが接続されている。

モータ制御部１１２は、実装制御部１１１の指令により、記憶部１１３に記憶されている実装プログラムに基づいて、Ｙ軸サーボモータ２５Ｂ、Ｚ軸サーボモータ３５、Ｒ軸サーボモータ３６、コンベアモータ１７などを制御し、部品Ｅを実装する。

記憶部１１３には、基板Ｂに部品Ｅを実装するための実装プログラムや各種データなどが記憶されている。各種データには、生産が予定されている基板Ｂの寸法や搬送速度に関する基板情報、ヘッドユニット３０に装着されているシャフト３３や吸着ノズル３４の識別情報、各カメラ１５、２１によって測定された部品Ｅの位置、および部品Ｅの位置ずれを判断するための基準位置などが含まれている。

画像処理部１１４は、マークカメラ２１や部品カメラ１５から出力される画像信号が取り込まれるようになっており、取り込んだ画像信号に基づいて画像を生成する。画像処理部１１４は、マークカメラ２１によって撮像された基板Ｂのフィデューシャルマークの画像を認識処理する。これにより、基板Ｂの位置が検出される。また、画像処理部１１４は、部品カメラ１５によって撮像された部品Ｅの画像を認識処理する。これにより、部品Ｅの吸着姿勢や吸着ずれ量などが検出される。実装ヘッド３２による部品Ｅの実装に際しては、これらの認識結果を加味して実装位置の位置補正が行われる。

外部入出力部１１５は、いわゆるインターフェイスであって、実装制御部１１１は、外部入出力部１１５を通じて圧力センサ５０からの検出信号を取り込み、エア供給装置５１との間で制御信号の受け渡しを行う。圧力センサ５０は、外部入出力部１１５に有線で接続されてもよいし、無線で接続されてもよい。

フィーダー制御部１１６は、複数のフィーダー１６に接続されており、各フィーダー１６を統括して制御する。サーバ通信部１１７は管理サーバ３に接続されており、管理サーバ３との間で制御信号の受け渡しを行う。

表示部１１８は、タッチパネルや液晶モニタなどの表示装置であり、作業者への報知が必要とされる所定項目についての表示を行う。入力部１１９は、タッチパネル、キーボード、マウスなどの入力装置であり、データ入力や操作コマンド入力時の入力操作を行う。

表示部１１８による報知としては、部品切れが予測されるフィーダー１６を特定する情報とその部品切れ時間Ｔｓの警告や、順調に部品補給作業を遂行したとしても完了できない作業量で工数不足となることが予測された警告などが含まれる。そして、これらの各部はインターフェイスであるサーバ通信部１１７およびＬＡＮ２を介して管理サーバ３に接続され、これにより部品実装機Ｍ１と管理サーバ３との制御信号の受け渡しが行われる。

図９に示す管理サーバ３は、全体制御部１３０、記憶部１３１、部品切れ時間算出部１３２、部品切れ検出部１３３、ラッシュ検出部１３４、シミュレータ１３５、マシン通信部１３６を備えている。全体制御部１３０は、記憶部１３１に記憶された各データなどに基づき、部品実装ライン１を構成する各装置を統括して管理する。

記憶部１３１には、生産計画データ１３７Ａ、基板データ１３７Ｂ、マシン情報１３７Ｃ、部品切れ時間データ１３７Ｄ、作業可能時間データ１３７Ｅ、作業不可時間データ１３７Ｆ、標準作業時間データ１３７Ｇなどが記憶されている。生産計画データ１３７Ａは、各部品実装ライン１における生産品種と枚数に関するデータである。基板データ１３７Ｂは部品表のことであり、基板１枚あたりの使用部品と数量を表すデータである。

生産計画データ１３７Ａと基板データ１３７Ｂを統合すると、図１０（Ａ）に示すデータが得られる。すなわち、基板名、生産数、生産順序、および使用部品のセット位置、部品ＩＤ、部品必要数、サイクルタイムを表すデータが得られる。

マシン情報１３７Ｃは、部品実装機Ｍ１の稼働状況、フィーダー１６にセット中の部品、使用するフィーダー１６、部品Ｅの残数などに関するデータであり、具体的には図１０（Ｂ）に示すデータである。マシン情報とは詳細には、基板名、台車ＩＤ、セット位置、フィーダーＩＤ、リールＩＤ、部品ＩＤ、合計部品残数、部品残数警告値のことである。例えば、基板Ａについては、部品供給装置１３に台車（ＩＤＡ）がセットされ、台車（ＩＤＡ）のセット位置（ＦＡ１、ＦＡ２、…）にフィーダー１６（ＩＦＡ１、ＩＦＡ２、…）がセットされ、フィーダー１６（ＩＦＡ１）に２つのリール（ＩＲＡ１１、ＩＲＡ１２）が装着され、各リール（ＩＲＡ１１、ＩＲＡ１２）の部品Ｅはいずれも同じ種類の部品Ｅ（ＩＡ１）であり、部品Ｅ（ＩＡ１）の残数はＡ１１で、その部品残数警告値はＡＡＡＡ１である。なお、フィーダー１６（ＩＦＡ１、ＩＦＡ２）はいずれも２つのリール（ＩＲＡ１１、ＩＲＡ１２）を備えているから、自動フィーダー４０である。

部品切れ時間データ１３７Ｄは、リールにセットされた部品供給テープの部品Ｅがなくなる（部品寿命となる）時間を表すデータである。作業可能時間データ１３７Ｅは、部品残数警告から部品がなくなる（部品寿命となる）までの時間を表すデータである。標準作業時間データ１３７Ｇは、補給作業に要する標準的な時間を表すデータである。

部品切れ時間算出部１３２は、生産計画の中で部品切れが発生するタイミング、すなわち部品切れが発生する時間を示す部品切れ時間を算出する。算出方法は、「現在マシンに装着されている部品の残数」から「基板１枚の生産で使用する部品数」を減算する（計算式１）を逐次計算することで、残数がなくなった時点で部品切れとし、その時間を部品切れ時間とする。部品切れになったら、次のリールに装着された部品数を「現在マシンに装着されている部品の残数」とした上で、上記計算式１を続ける。部品切れ時間は、部品種と関連付けされた部品切れ時間データ１３７Ｄとして記憶部１３１に記憶される。

全ての基板（品番１、品番２、…）について部品切れ時間データ１３７Ｄが算出されると、図１１に示す部品切れタイミングチャートを生成できる。部品切れタイミングチャートは、補給作業を全く行わないという前提で部品切れを起こすタイミングを算出したものであるため、部品切れが発生する前に補給作業を行うという前提で部品切れを起こすタイミングを算出するには、補給作業に要する作業可能時間を部品切れタイミングチャートに付与する必要がある。作業可能時間は、部品種と関連付けされた作業可能時間データ１３７Ｅとして記憶部１３１に記憶される。

図１２（Ａ）は、シミュレータ１３５により部品切れタイミングチャートに作業可能時間を付与して部品切れの有無をシミュレーションした図である。図中のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、…は部品種を表し、横軸の08:00、08:15、08:30、08:45、09:00、…は時刻を表し、横帯ＷＢは作業可能時間（部品残数警告から部品が切れるまでの時間）を表し、横帯ＷＢの左側部分（ハッチング）ＷＢ１は部品残数警告から補給完了までの時間を表し、横帯ＷＢの右側部分（ハッチング）ＷＢ２は補給完了から、補給しなかったとした場合に部品が切れるまでの時間を表し、部品Ｃの横帯ＷＢの右側部分（クロスハッチング）ＷＢ３は部品が切れてから補給完了までの時間を表し、黒丸ＢＲは補給完了時刻を示している。部品Ｃにおいては08:36に部品切れが発生し、08:42に部品補給が完了しているため、６分間のマシン停止が発生していることを表している。

ここで、部品切れが発生する原因について考察する。図１２（Ａ）の場合、補給作業が連続しており、部品Ｃの補給作業が遅延していたことが考えられる。また、部品Ｃの作業可能時間（残数警告から部品寿命までの時間）が短かったことも考えられる。また、作業者が別作業（補給作業以外の作業）で部品Ｃの補給作業ができなかったことも考えられる。別作業としては、半田準備、会議不在等が挙げられる。作業不可時間は、部品種と関連付けされた作業不可時間データ１３７Ｆとして記憶部１３１に記憶される。シミュレータ１３５に作業不可時間を入力しておけば、当該時間は作業不可であるとしてシミュレーションを行うことができる。

図１２（Ｂ）に示すように、部品切れが発生する部品ＣにＡＦを適用することによって部品切れを確実に回避できる。部品実装作業の開始時刻が08:00である場合、作業開始前に部品ＣにＡＦを装着しておくことにより、作業開始と同時に、部品Ｃの補給が可能になる。

図１２（Ａ）において作業可能時間同士が重なる時間帯をラッシュと定義した場合に、部品切れの発生原因は作業が集中するラッシュであることがわかる。さらに、ラッシュのうち、部品切れ検出部１３３により部品切れが検出された手動フィーダー１８の作業可能時間とそこから過去に遡って連続する他の手動フィーダー１８の作業可能時間とが重なり合う一続きの時間帯を特定ラッシュと定義する。ラッシュは、ラッシュ検出部１３４によって検出される。同じラッシュに含まれる部品は部品Ｃ以外に、部品Ａ、部品Ｂ、部品Ｄの３つがあり、これらの部品Ａ、Ｂ、Ｄの中には部品Ｃよりも効果的にＡＦを運用できる場合がある。部品Ａ、部品Ｂ、部品Ｄを供給する手動フィーダーは、請求項１の「前記部品切れに関連する前記手動フィーダー」に対応し、部品Ａ、部品Ｂ、部品ＤのいずれかにＡＦを適用することによって部品切れを回避してもよい。

図１３（Ａ）は、品番１から５を生産する生産計画において、複数のラッシュが発生する部品切れタイミングチャートを示している。複数のラッシュは、チャートの左側から順に、ラッシュ１、ラッシュ２、ラッシュ３とする。図１３（Ａ）では、ラッシュ１とラッシュ２とラッシュ３とが特定ラッシュに相当する。ラッシュ１では部品Ａに部品切れが発生し、ラッシュ２では部品Ｈに部品切れが発生し、ラッシュ３では部品Ｂに部品切れが発生している。各ラッシュの中で効果が高い（ラッシュ遭遇頻度の多い）部品にＡＦを適用することとし、同率の場合には使用速度を加味することとする。使用速度とは、１秒あたりの使用点数（１枚あたりの使用点数／タクトタイム）である。余剰ＡＦに関しては自由配置可能とする。そのようにＡＦを配置した後、再度シミュレーションしてもよい。

図１３（Ｂ）には、ラッシュに遭遇する回数を部品種毎にまとめた表を示している。部品Ｂの遭遇回数が３回で最も多く、部品ＡとＣとＧの遭遇回数がいずれも２回であり、部品Ｂに次いで多くなっている。図１３（Ａ）に示すように、ＡＦの保有数は４つであり、部品Ａ、Ｂ、Ｃ、ＧのそれぞれにＡＦを装着することも可能であるが、ラッシュ１では部品ＡにＡＦを装着し、ラッシュ２では部品ＧにＡＦを装着し、ラッシュ３では部品ＣにＡＦを装着するものとする。このようにＡＦを配置した後、シミュレータ１３５によって再度シミュレーションを行い、部品切れが解消するか否かを確認する。仮に、部品切れが解消しない場合、部品切れが発生する部品に直接ＡＦを装着してもよい。このようにすれば効率は下がるものの部品切れを確実に回避できる。

マシン通信部１３６はインターフェイスであり、ＬＡＮ２を介して部品実装機Ｍ１との間の信号授受を行う。

次に、図１４から図１６のフローチャートを参照しながら、本実施形態の部品実装ライン１における自動フィーダーの配置支援システム１０の処理方法を説明する。管理サーバ３は、入力部１１９からのデータを蓄積するとともに、所定の処理を実行する。ＣＰＵ（Central Processing Unit）が搭載されたコンピュータを管理サーバ３に接続し、このコンピュータにインストールされたプログラムを通じて上記所定の処理を実行してもよい。

図１４に示すように、生産計画データ１３７Ａより必要部品の設定を行い（ステップＳ１１）、ＡＦ使用可能部品リストを参照し（ステップＳ１２）、所有ＡＦ本数を登録し（ステップＳ１３）、固定でＡＦを使用したい部品を登録する（ステップＳ１４）。シミュレータ１３５により部品切れ発生タイミングチャートを作成し、部品切れ時間算出部１３２により部品切れ時間を算出する（ステップＳ１５）。次に、補給作業を実施した際に部品切れまでに補充可能かを計算する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６の詳細については図１５のフローチャートを参照しながら説明する。

図１５に示すように、スプライシング及びプリセットの標準作業時間（作業にかかる時間）を設定し（ステップＳ２１）、部品切れタイミングチャートによって補給作業が可能な時間（スプライシング及びプリセット）を計算する（ステップＳ２２）。次に、先頭から順に、作業可能になった手動フィーダー１８から標準作業時間を割り当て（ステップＳ２３）、作業時間の割り当て時に、他の手動フィーダー１８が部品切れしないかをチェックする（ステップＳ２４）。次に、ラッシュ検出部１３４によりラッシュを検出し、部品切れを起こした手動フィーダー１８（部品Ｅ）及びその手前のラッシュに関与する部品Ｅを全てリストアップ（ラッシュとその関係部品を全て検出）する（ステップＳ２５）。

図１４に戻って、補充不可だった部品Ｅとその近辺で補充する部品群にＡＦを使用して部品切れ回避可能かを計算する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７の詳細については図１６のフローチャートを参照しながら説明する。

図１６に示すように、リストアップされた部品Ｅが生産計画中にラッシュに何度遭遇するかを計算し（ステップＳ３１）、ラッシュの中で最もラッシュの遭遇回数の多い部品Ｅを特定する（ステップＳ３２）。その部品ＥをＡＦ化した状態でシミュレータ１３５により再度シミュレーションし、部品切れ検出部１３３により部品切れの有無を確認する（ステップＳ３３）。その結果、部品切れがなくなった場合（ステップＳ３４でＹ）、処理を終了する。

一方、部品切れがある場合（ステップＳ３４でＮ）、使用可能なＡＦの有無を確認し、使用可能なＡＦがなくなった場合にも（ステップＳ３５でＹ）、処理を終了する。使用可能なＡＦがある場合（ステップＳ３５でＮ）、次点で遭遇回数の多い部品Ｅを特定し（ステップＳ３６）、ステップＳ３３に戻って、その部品をＡＦ化した状態でシミュレータ１３５により再度シミュレーションし、部品切れ検出部１３３により部品切れの有無を確認する。

以上のように本実施形態によると、手動フィーダー１８から自動フィーダー４０に変更することで部品切れ検出部１３３により部品切れが検出されないようにする手動フィーダー１８を自動フィーダー４０に変更する候補として挙げ、部品切れが検出されないように自動フィーダー４０を配置すれば、予め部品切れを回避できるため、自動フィーダー４０の導入メリットとして作業の計画化を実現できる。

部品切れ時間算出部１３２によって部品切れ時間データ１３７Ｄを算出し、シミュレーションを実施して部品切れ検出部１３３によって部品切れの有無を検出できる。ここで、部品切れが検出された場合には、手動フィーダー１８を自動フィーダー４０に交換して、再度シミュレーションを実施して部品切れ検出部１３３によって部品切れの有無を検出できる。

部品切れ検出部１３３により部品切れが検出された手動フィーダー１８を自動フィーダー４０に変更する候補として挙げるようにすれば、部品切れを確実になくすことができる。
部品切れ検出部１３３により部品切れが検出された手動フィーダー１８に関連する手動フィーダー１８を自動フィーダー４０に変更する候補として挙げるようにすれば、例えば、部品切れをなくす上で効果的な部品に対して自動フィーダー４０を適用することができる。
部品切れ検出部１３３により部品切れが検出された手動フィーダー１８とこれに関連する手動フィーダー１８とを自動フィーダー４０に変更する候補として挙げるようにすれば、自動フィーダー４０に変更する手動フィーダー１８として部品切れが検出された手動フィーダー１８とこれに関連する手動フィーダー１８とに絞ることができる。

また、手動フィーダー１８の補給作業において隣り合う作業可能時間同士が重なる時間帯、あるいは作業可能時間と手動フィーダー１８の補給作業以外の時間とが重なる時間帯をラッシュと定義した場合に、シミュレーションを実施してラッシュの有無を検出するラッシュ検出部１３４を備え、ラッシュ検出部１３４は、部品切れ検出部１３３により部品切れが検出された手動フィーダー１８に関連するラッシュを検出できるから、ラッシュを手掛かりにして自動フィーダー４０の配置を決定できる。

また、部品切れ検出部１３３により部品切れが検出された手動フィーダー１８とこれに関連する手動フィーダー１８とを自動フィーダー４０に変更する候補として挙げるようにしたから、自動フィーダー４０に変更する手動フィーダー１８として部品切れが検出された手動フィーダー１８とこれに関連する手動フィーダー１８とに絞ることができる。

また、部品切れ検出部１３３により部品切れが検出された手動フィーダー１８が含まれるラッシュの中に含まれる他の手動フィーダー１８を自動フィーダー４０に変更する候補として挙げることにより、自動フィーダー４０に変更する手動フィーダー１８をラッシュの中の他の手動フィーダー１８に絞ることができる。

また、生産計画中に複数のラッシュが発生する場合に、ラッシュに遭遇する回数が一番多い手動フィーダー１８を自動フィーダー４０に変更する候補として挙げることにより、自動フィーダー４０に変更する手動フィーダー１８をラッシュに遭遇する回数が一番多い手動フィーダー１８に決定できる。

また、自動フィーダーの配置支援システム１０を繰り返し行うことによって候補として挙げられた複数の手動フィーダー１８の中から自動フィーダー４０に交換する手動フィーダー１８の組合せを決定できる。

また、ラッシュ検出部１３４は、作業不可時間を考慮した上でシミュレーションを実施することにより、作業不可時間を考慮して部品切れが発生するラッシュの有無を検出できる。

なお、部品切れ検出部１３３により部品切れが検出された手動フィーダー１８を自動フィーダー４０に交換する候補として挙げることにより、部品切れを確実になくすようにしてもよい。

［本開示の実施形態２の詳細］
本開示の部品実装ラインにおける自動フィーダーの配置支援システム２１０の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

実施形態１では生産計画全体からラッシュが起こる場所を確認してから自動フィーダー４０の配置を決定していたが、実施形態２ではシミュレーションを常時稼働させながら自動フィーダー４０の現在の配置を変更して最適配置を決定できるようにしている。

実施形態１では、部品が複数のラインであった場合、生産中のチョコ停（エラー等）でタイミングがずれた場合等に、部品切れが発生しなくなることも予想される。もしくは、タイミングのずれによって新たな部品切れ等が発生する可能性もある。

また、実施形態１では自動フィーダー４０が不足していた際には部品切れによるマシン停止を完全には回避できない。すなわち、ＡＦ保有数が足りなかった場合にはラッシュに対応しきれない可能性がある。また、生産中のミス・エラーによる計画の狂いによって、補給時刻が変化し、ラッシュが増える、もしくは減る可能性がある。また、生産途中で使用予定がなくなったＡＦを有効活用するために差し替えたい場合がある。

これらに対応するため、実施形態２では生産計画全体ではなく、生産途中に部品切れの有無を検出し、部品切れが検出された場合に部品切れの回避を随時行う。その場合、生産の進行により、ＡＦが必要となる箇所も変化するため、逐次ＡＦへの差し替えを指示するようにしている。

ＡＦへの差し替えは、現時点でフリーのＡＦが存在し、かつＡＦ交換後に規定回数以上の補給が予定されている場合に行う。フリーとは、現在生産中の品種で使用しないという意味であり、規定回数は、例えば２回としてもよい。また、ＡＦから手動フィーダー１８に交換した場合、部品切れが発生するのであれば交換しないようにしてもよい。規定回数をｎ回とした場合、ｎの設定方法としては、例えば、交換の手間が４０秒程度として、４０秒＋プリセットｎ回＜スプライシングｎ回を満たすような数であれば、自由に設定してもよい。

現時点でフリーのＡＦが存在しない、もしくはＡＦ交換後に規定回数以上の補給が予定されていない場合には、ＡＦへの差し替えを実施しないようにしてもよい。その理由は、差し替え時のミスでマシン停止の危険性があり、また使用中ＡＦを移動してしまうとそれにより新たなラッシュが発生する可能性があるためである。また、後述するように、差し替えを実施しない場合には、表示部１１８に警告を表示することで他ライン、他作業からのヘルプ等によって回避することもできる。

もし、現時点以降にラッシュがない場合、もしくは優先的に交換すべき手動フィーダー１８がない場合には、ラッシュに代えて使用速度（１枚あたりの使用点数／タクトタイム）を使用してもよい。このようにすれば、全く使用しない部品にＡＦが装着されることを回避し、部品切れはしないが規定回数以上補給する部品にＡＦを装着できる。

次に、図１７および図１８を参照しながら実施形態２の自動フィーダーの配置支援システム２１０を具体的に説明する。図中のＡ、Ｂ、Ｃは生産タイミングを示しており、Ａ時点は生産開始タイミングであり、Ｂ時点とＣ時点は生産途中のタイミングを示している。品番１、２、３、４、５の順に生産が行われており、Ａ時点は品番１の生産開始時点であり、Ｂ時点は品番３の生産開始時点であり、Ｃ時点は品番５の生産開始時点である。

図１７に示すように、Ａ時点の優先度は、シミュレーションを実施してラッシュ１から３を検出した後、ラッシュ内補給回数（ラッシュ遭遇回数）に基づき、部品Ａが３回で最も多く、部品Ｂが２回で２番目に多く、部品ＣからＨが１回で３番目に多くなっている。部品ＣからＨについては、直近のラッシュから対応するとした場合、部品ＦとＧとＨの優先順位が高く、さらに使用速度を考慮すると、部品Ｇの優先順位が最も高い。したがって、部品ＡとＢとＣとＧにＡＦを装着することになる。しかしながら、ＡＦの保有数が４つしかないため、ラッシュ３の部品ＤとＥには対応できない。

Ｂ時点で再度シミュレーションを実施したところ、直近のラッシュがラッシュ３に変更された。Ｂ時点の優先度は、ラッシュ内補給回数（ラッシュ遭遇回数）に基づき、部品ＡとＤとＥが１回で最も多く、部品ＢとＦとＧとＨが０回となっている。この場合、部品Ｂについてはラッシュ３での補給回数が０回でかつ品番３で未使用のため、部品ＢのＡＦを部品Ｄに変更し、部品Ｇについてはラッシュ３での補給回数が０回でかつ品番３で未使用のため、部品ＧのＡＦを部品Ｅに変更することが推奨される。

Ｃ時点で再度シミュレーションを実施したところ、ラッシュは検出されなかった。このため、Ｃ時点の優先度は、Ｂ時点の優先度のまま現状維持とする。なお、品番５の補給回数は、部品ＢとＣが２回で最も多く、部品ＡとＤが１回で２番目に多く、部品ＥとＦとＧとＨが０回となっている。

次に、図１８に示すように、Ｃ時点で部品Ｅが使用予定無しになった場合について説明する。このような場合、Ｃ時点の優先度は、使用速度に基づき、部品Ｃが３．２で最も多く、部品Ｂが１．８で２番目に多く、部品Ａが１．１で３番目に多く、部品Ｄが０．５で４番目に多く、部品ＥとＦとＧとＨが０となっている。この場合、部品ＥのＡＦを部品Ｂに変更することが推奨される。何故ならば、部品Ｅは未使用であり、部品Ｂが２回以上交換予定であり、部品Ｂの使用速度が既存のＡＦ部品（部品Ｅ）より速いからである。

実施形態２では図１９のような情報を表示部１１８に提示する。まず、「ＡＦ設置 要求」は、現在ＡＦが装着されておらず、シミュレーションにより部品切れ等のアクシデントが予想されており、アクシデントを回避するため、ＡＦの設置を要求する指示である。作業者は、この指示が出た場合、ＡＦを指定の位置に設置しなければならない。ここでは、ラインがＬＩＮＥ－Ｂで、マシンがＭ３で、セット位置がＦ２３で、要求時刻が～１０：２４であり、１０時２４分までにＡＦ設置を完了させる必要があることを示している。

次に、「ＡＦ設置 推奨」は、現在ＡＦが装着されておらず、部品切れのおそれもないが、シミュレーションにより今後多くの部品補給が予想されるため、ＡＦの装着を推奨するものであり、ＡＦを装着するか否かの判断は作業者が行う。ここでは、ラインがＬＩＮＥ－Ｃで、マシンがＭ２で、セット位置がＦ１０で、交換回数が６回であることを示している。

次に、「使用済みＡＦ」は、現在ＡＦが装着されているが、今後部品補給が予定されていないため、ＡＦを交換してもよいことを知らせるものである。ここでは、ラインがＬＩＮＥ－Ｄで、マシンがＭ１で、セット位置がＲ１２５で、交換回数が０回であることを示している。例えば、交換回数が０回（交換回数を設定値として、設定値が０．５以下）である自動フィーダー４０を取り替えの候補として挙げてもよいし、交換回数が１回以下（交換回数を設定値として、設定値が１以下）である自動フィーダー４０を取り替えの候補として挙げてもよい。

また、「非効率ＡＦ」は、現在ＡＦが装着されているが、部品補給の予定が少なくなっているため、ＡＦを交換してもよいことを知らせるものである。ここでは、ラインがＬＩＮＥ－Ａで、マシンがＭ４で、セット位置がＦ３８で、交換回数が１回であることを示している。

次に、図２０と図２１のフローチャートを参照しながら、本実施形態の部品実装ライン１における自動フィーダーの配置支援システム２１０の処理方法を説明する。

図２０に示すように、生産計画データ１３７Ａと現在生産中の品種とを比較し、生産計画中の現時点を設定し（ステップＳ４１）、現時点より後に必要となる部品Ｅを設定する（ステップＳ４２）。次に、ＡＦ使用可能部品リストを参照し（ステップＳ４３）、未使用ＡＦ本数を登録する（ステップＳ４４）。ステップＳ４４では、現品種で未使用のＡＦも登録する。次に、固定でＡＦを使用したい部品Ｅを登録し（ステップＳ４５）、シミュレータ１３５により部品切れ発生タイミングチャートを作成し、部品切れ時間算出部１３２により部品切れ時間を算出する（ステップＳ４６）。次に、補給作業を実施した際に部品切れまでに補給可能かを計算する（ステップＳ４７）。ステップＳ４７の詳細については図１５のフローチャートと同様であるため、説明を省略する。補充不可だった部品Ｅとその近辺で補充する部品群にＡＦを使用して部品切れ回避可能かを計算する（ステップＳ４８）。ステップＳ４８の詳細については図２１のフローチャートを参照しながら説明する。

図２１に示すように、ラッシュに関与する手動フィーダー１８（部品Ｅ）を受け取る（ステップＳ５１）。次に、リストアップされた部品Ｅが生産計画中にラッシュに何度遭遇するかを計算し（ステップＳ５２）、先頭のラッシュを注目し（ステップＳ５３）、注目しているラッシュの中で最も遭遇回数の多い部品Ｅを特定する（ステップＳ５４）。その部品ＥをＡＦ化した状態でシミュレータ１３５により再度シミュレーションし、部品切れ検出部１３３により部品切れの有無を確認する（ステップＳ５５）。次点で遭遇回数の多い部品Ｅがある場合は、その部品Ｅを特定し（ステップＳ５６）、ステップＳ５５に戻って、その部品ＥをＡＦ化した状態でシミュレータ１３５により再度シミュレーションし、部品切れ検出部１３３により部品切れの有無を確認する。

その結果、注目しているラッシュの中で部品切れがなくなった場合（ステップＳ５７でＹ）、使用可能なＡＦが不足していたら処理を終了し、あるいは生産が完了していたら処理を終了する（ステップＳ５９）。ステップＳ５７で注目しているラッシュで部品切れがなくなっていない場合には（ステップＳ５７でＮ）、次のラッシュを注目し（ステップＳ５８）、ステップＳ５４以降の処理を行う。

以上のように本実施形態によると、自動フィーダー４０に交換する手動フィーダー１８を表示部１１８に提示することにより、どの手動フィーダー１８を交換すべきかを表示部１１８によって確認できる。

また、自動フィーダー４０に交換する手動フィーダー１８の提示時に、交換する期限を表示部１１８に合わせて提示することにより、どの手動フィーダー１８をいつまでに交換すべきかを表示部１１８によって確認できる。

また、部品切れ検出部１３３は、生産中にその都度部品実装機から情報を取って定期的にシミュレーションを実施して部品切れの有無を検出することにより、実際の生産状況に応じて自動フィーダー４０の配置を決定できる。

また、使用予定が設定値以下の自動フィーダー４０を取り替えの候補として挙げることにより、自動フィーダー４０を有効活用することができる。

［本開示の実施形態３の詳細］
本開示の部品実装ラインにおける自動フィーダーの配置支援システム３１０の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

実施形態１では部品切れタイミングを予測する際、交換先のリールは新品の物を使用すると仮定して計算しているが、本実施形態では自動倉庫などの部品管理システムのデータを使用し、生産計画に対して実際に出庫される予定のリールの入り数を使用して部品切れ予測を実施している。例えば、実施形態１では、新品での入り数（満数）が６０００個のリールであれば、交換を実施した際には６０００個補充されることとしてシミュレーションを実施している。

しかしながら、実際の生産では、生産終了時に部品を使い切っていることは稀であり、大半が使用中（開封済み）の状態にある。その中に、品種によってはしばらく生産予定がない部品も存在する。この場合、使用しない部品はフィーダー１６から取り外し、残数を記録して保管しておくこともある。また、それらのリールを自動倉庫にて保管するケースも存在する。

こうした場合、該当部品が使用される品種を生産する際には、開封済みのリールを優先して使うことが多い。その際には、部品切れも新品リールのみを使用するより多くの部品切れが予想される。よって、生産計画に対して割り当てられるリールが事前に定まっている状況であれば、そのリールの残数を用いてシミュレーションを進めることが望ましい。

これに伴い、ＡＦに交換するリールを選定する際の指標として、生産計画に割り当てられたリールの出庫本数によって優先度を付けることが可能になる。ラッシュ抽出から部品切れ停止回避までのロジックは実施形態１、２と同様だが、実施形態２における、余剰ＡＦや生産予定のないＡＦの割り当てのロジックが異なる。実施形態１、２で選定の条件としていた部品の使用速度の代わりに、「出庫が予定されている本数」を使用することでＡＦ取り付け先の優先度を算出する。

したがって、実施形態１では、生産計画データ１３７Ａ（ラインごと、生産品種と枚数が設定されている）、基板データ１３７Ｂ（または部品表、基板１枚当たりの使用部品と数量）、およびマシン情報１３７Ｃ（マシンの稼働状況、セット中の部品及び使用フィーダー、その残数）に基づいて部品切れタイミングを計算していたが、本実施形態では、生産計画データ１３７Ａ、基板データ１３７Ｂ、およびマシン情報１３７Ｃに加え、自動倉庫が保有する部品一覧（または、部品管理システムの保有部品一覧）を加味して部品切れタイミングを算出する。

図２２の表は、自動倉庫が保有する部品一覧の一例を示している。リールＩＤがＩＲＡ１１のリールには、部品ＩＤがＩＡ１の部品Ｅが装着され、部品残数はＲＡ１１であることを示している。同様にして、リールＩＤがＩＲＡ１２のリールではＩＡ１の部品Ｅの部品残数がＲＡ１２であり、リールＩＤがＩＲＡ２１のリールではＩＡ２の部品Ｅの部品残数がＲＡ２１であり、リールＩＤがＩＲＡ２２のリールではＩＡ２の部品Ｅの部品残数がＲＡ２２であることを示している。

部品切れ時間算出部１３２による部品切れ時間の算出方法は、「現在マシンに装着されている部品の残数」から「基板１枚の生産で使用する部品数」を減算する（計算式１）を逐次計算することで、残数がなくなった時点で部品切れとし、その時間を部品切れ時間とする。部品切れになったら、次のリール（引き当てリールの残数を使用）に装着された部品数を「現在マシンに装着されている部品の残数」とした上で、上記計算式１を続ける。部品切れ時間は、部品種と関連付けされた部品切れ時間データ１３７Ｄとして記憶部１３１に記憶される。

次に、図２３のフローチャートを参照しながら、本実施形態の部品実装ライン１における自動フィーダーの配置支援システム３１０の処理方法を説明する。

生産計画データ１３７Ａより必要部品の設定を行い（ステップＳ６１）、ＡＦ使用可能部品リストを参照し（ステップＳ６２）、所有ＡＦ本数を登録し（ステップＳ６３）、固定でＡＦを使用したい部品Ｅを登録する（ステップＳ６４）。次に、部品切れ時間の算出時には、補充部品の数を満数とするのではなく、引き当てリールの残数を使用する。シミュレータ１３５により部品切れ発生タイミングチャートを作成し、部品切れ時間算出部１３２により部品切れ時間を算出する（ステップＳ６５）。次に、補給作業を実施した際に部品切れまでに補充可能かを計算する（ステップＳ６６）。補充不可だった部品Ｅとその近辺で補充する部品群にＡＦを使用して部品切れ回避可能かを計算する（ステップＳ６７）。

以上のように本実施形態によると、部品供給テープの補給時に、部品Ｅの実際の残数を利用してシミュレーションを実施することにより、部品Ｅの実際の残数に応じた部品切れの有無を検出できる。

＜他の実施形態＞
（１）上記実施形態１から３では、作業可能時間同士が重なる時間帯をラッシュと定義していたが、作業可能時間と別作業（予定外の補給以外の作業）の時間とが重なる時間帯をラッシュと定義してもよい。

（２）上記実施形態１から３では、部品切れが検出された手動フィーダー１８が含まれるラッシュの中に含まれる他の手動フィーダー１８を自動フィーダー４０に変更していたが、当該ラッシュの中に含まれない他の手動フィーダー１８を自動フィーダー４０に変更してもよい。例えば、ラッシュには含まれていないが、部品切れが検出された手動フィーダー１８と同じ部品種の手動フィーダー１８を自動フィーダー４０に変更してもよい。

（３）上記実施形態１から３では、ラッシュに遭遇する回数が一番多い手動フィーダー１８を自動フィーダー４０に変更していたが、ラッシュに遭遇する回数が一番多くても使用速度が遅い、あるいは部品残数が多いものについては交換対象から除外し、ラッシュに遭遇する回数が次に多いものを交換対象としてもよい。

（４）上記実施形態１から３では、シミュレーションを繰り返し行うことによって自動フィーダー４０に交換する手動フィーダー１８の組合せを決定していたが、シミュレーション毎に自動フィーダーに変更する手動フィーダー１８を決定し、その都度交換を行ってもよい。すなわち、最初のシミュレーションのみによって自動フィーダー４０に交換する手動フィーダー１８を決定し、再度のシミュレーションを実施しなくてもよい。ここで、自動フィーダー４０に変更する手動フィーダー１８は、必ずしも部品切れが発生する手動フィーダー１８である必要はなく、結果的に部品切れを回避できることを条件として部品切れに関連する（例えばラッシュの場合を含む）手動フィーダー１８としてもよい。

（５）上記実施形態１から３では、作業不可時間を考慮した上でシミュレーションを実施していたが、作業不可時間に別の作業者が行うように指示をしてもよい。

（６）上記実施形態２では、表示部１１８に交換すべき手動フィーダー１８を表示していたが、交換すべき手動フィーダー１８がある場合には、音や光で知らせるようにしてもよい。

（７）上記実施形態２では生産中にその都度部品実装機から情報を取って定期的にシミュレーションを実施しているが、あまり頻繁にシミュレーションを実施すると交換作業が増えてラッシュが増える可能性があるため、変化点がない場合には、シミュレーションを実施せず、変化点が認められた場合にシミュレーションを実施してもよい。

１：部品実装ライン ２：ＬＡＮ ３：管理サーバ
１０、２１０、３１０：自動フィーダーの配置支援システム
１１：ベース １２：搬送装置 １３：部品供給装置 １４：コンベアベルト １５：部品カメラ １６：フィーダー １７：コンベアモータ １８：手動フィーダー
２０：部品搭載ユニット ２１：マークカメラ ２３：Ｙ軸フレーム ２４：Ｙ軸ガイドレール ２５：Ｙ軸移動装置 ２５Ａ：Ｙ軸ボールねじ軸 ２５Ｂ：Ｙ軸サーボモータ ２６：Ｘ軸フレーム ２７：Ｘ軸ガイドレール ２８：Ｘ軸移動装置 ２８Ａ：Ｘ軸ボールねじ軸 ２８Ｂ：Ｘ軸サーボモータ
３０：ヘッドユニット ３１：ヘッドユニット本体 ３２：実装ヘッド ３３：シャフト ３４：吸着ノズル ３５：Ｚ軸サーボモータ ３６：Ｒ軸サーボモータ
４０：自動フィーダー ４１：部品供給テープ ４２：駆動軸モータ ４３：ローディング軸モータ ４４：本体部 ４４Ａ：テープ通路 ４４Ａ１：前側通路部 ４４Ａ２：後側通路部 ４４Ｂ：テープガイド ４４Ｃ：テープセンサ ４５：前側送出部 ４５Ａ：前側ギヤ群 ４５Ｂ：前側スプロケット ４５Ｃ：歯 ４６：後側送出部 ４６Ａ：後側ギヤ群 ４６Ｂ：後側スプロケット ４６Ｃ：歯 ４７：クランプ部材 ４８：部品供給位置
５０：圧力センサ ５１：エア供給装置
１１０：制御部 １１１：実装制御部 １１２：モータ制御部 １１３：記憶部 １１４：画像処理部 １１５：外部入出力部 １１６：フィーダー制御部 １１７：サーバ通信部 １１８：表示部 １１９：入力部
１３０：全体制御部 １３１：記憶部 １３２：部品切れ時間算出部 １３３：部品切れ検出部 １３４：ラッシュ検出部 １３５：シミュレータ １３６：マシン通信部 １３７Ａ：生産計画データ １３７Ｂ：基板データ １３７Ｃ：マシン情報 １３７Ｄ：部品切れ時間データ １３７Ｅ：作業可能時間データ １３７Ｆ：作業不可時間データ １３７Ｇ：標準作業時間データ
Ｂ：基板 ＢＲ：黒丸 ＣＰ：搬送路 Ｅ：部品 Ｔｓ：部品切れ時間
Ｍ１：部品実装機 Ｍ５：リフロー炉
ＷＢ：横帯 ＷＢ１：左側ハッチング部 ＷＢ２：右側ハッチング部 ＷＢ３：クロスハッチング部

Claims (16)

1. 複数の部品がテープに保持された部品供給テープをプリセットしておくことで現在供給中の前記部品供給テープがなくなると同時に新しい前記部品供給テープが補給されることで補給作業を行う自動フィーダーと、現在供給中の前記部品供給テープの終端部に新しい前記部品供給テープをつなぎ合わせることで補給作業を行う手動フィーダーと、がセット可能な部品供給装置と、前記部品供給テープから前記部品を取り出して基板に実装する実装ヘッドと、を備える部品実装機を含んで構成された部品実装ラインにおける自動フィーダーの配置支援システムであって、
   前記基板の生産計画データと基板データとに基づいて部品切れ時間データを算出する部品切れ時間算出部と、
   シミュレーションを実施して前記部品切れ時間データと前記手動フィーダーの補給作業に伴う作業可能時間データとに基づいて部品切れの有無を検出する部品切れ検出部と、を備え、
   前記手動フィーダーから前記自動フィーダーに変更することで前記部品切れ検出部により前記部品切れが検出されないようにする前記手動フィーダーを前記自動フィーダーに変更する候補として挙げる、自動フィーダーの配置支援システム。
2. 前記部品切れ検出部は、前記部品切れ検出部により前記部品切れが検出された場合に、再度シミュレーションを実施して前記手動フィーダーを前記自動フィーダーに交換した場合における前記部品切れの有無を検出する、請求項１に記載の自動フィーダーの配置支援システム。
3. 前記部品切れ検出部により前記部品切れが検出された前記手動フィーダーを前記自動フィーダーに変更する候補として挙げる、請求項１または請求項２に記載の自動フィーダーの配置支援システム。
4. 前記部品切れ検出部により前記部品切れが検出された前記手動フィーダーに関連する前記手動フィーダーを前記自動フィーダーに変更する候補として挙げる、請求項１または請求項２に記載の自動フィーダーの配置支援システム。
5. 前記部品切れ検出部により前記部品切れが検出された前記手動フィーダーとこれに関連する前記手動フィーダーとを前記自動フィーダーに変更する候補として挙げる、請求項１または請求項２に記載の自動フィーダーの配置支援システム。
6. 前記手動フィーダーの補給作業において隣り合う作業可能時間同士が重なる時間帯、あるいは前記作業可能時間と前記手動フィーダーの補給以外の作業の時間とが重なる時間帯をラッシュと定義した場合に、シミュレーションを実施して前記ラッシュの有無を検出するラッシュ検出部を備え、
   前記部品切れ検出部により前記部品切れが検出された前記手動フィーダーが含まれる前記ラッシュの中に含まれる他の前記手動フィーダーを前記自動フィーダーに変更する候補として挙げる、請求項４または請求項５に記載の自動フィーダーの配置支援システム。
7. 前記ラッシュのうち、前記部品切れ検出部により前記部品切れが検出された前記手動フィーダーの作業可能時間とそこから過去に遡って連続する他の前記手動フィーダーの作業可能時間とが重なり合う一続きの時間帯を特定ラッシュと定義した場合に、
   前記ラッシュ検出部は、前記特定ラッシュを検出し、
   前記特定ラッシュの中に含まれる他の前記手動フィーダーを前記自動フィーダーに変更する候補として挙げる、請求項６に記載の自動フィーダーの配置支援システム。
8. 生産計画中に複数の前記ラッシュが発生する場合に、前記ラッシュに遭遇する回数が一番多い前記手動フィーダーを前記自動フィーダーに変更する候補として挙げる、請求項６または請求項７に記載の自動フィーダーの配置支援システム。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の自動フィーダーの配置支援システムを繰り返し行うことによって候補として挙げられた複数の前記手動フィーダーの中から前記自動フィーダーに交換する前記手動フィーダーの組合せを決定する、自動フィーダーの配置支援システム。
10. 前記手動フィーダーの補給作業において隣り合う作業可能時間同士が重なる時間帯、あるいは前記作業可能時間と前記手動フィーダーの補給以外の作業の時間とが重なる時間帯をラッシュと定義した場合に、シミュレーションを実施して前記ラッシュの有無を検出するラッシュ検出部を備え、
    前記ラッシュ検出部は、作業不可時間を考慮した上でシミュレーションを実施して部品切れが発生する前記ラッシュの有無を検出する、請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の自動フィーダーの配置支援システム。
11. 前記自動フィーダーに交換する前記手動フィーダーを表示部に提示する、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の自動フィーダーの配置支援システム。
12. 前記自動フィーダーに交換する前記手動フィーダーの提示時に、交換する期限を前記表示部に合わせて提示する、請求項１１に記載の自動フィーダーの配置支援システム。
13. 前記部品切れ検出部は、生産中にその都度前記部品実装機から情報を取って定期的にシミュレーションを実施して部品切れの有無を検出する、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の自動フィーダーの配置支援システム。
14. 使用予定が設定値以下の前記自動フィーダーを取り替えの候補として挙げる、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の自動フィーダーの配置支援システム。
15. 補給作業時に、前記部品の実際の残数を利用してシミュレーションを実施する、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の自動フィーダーの配置支援システム。
16. 複数の部品がテープに保持された部品供給テープをプリセットしておくことで現在供給中の前記部品供給テープがなくなると同時に新しい前記部品供給テープが補給されることで補給作業を行う自動フィーダーと、現在供給中の前記部品供給テープの終端部に新しい前記部品供給テープをつなぎ合わせることで補給作業を行う手動フィーダーと、がセット可能な部品供給装置と、前記部品供給テープから前記部品を取り出して基板に実装する実装ヘッドと、を備える部品実装機を含んで構成された部品実装ラインにおける自動フィーダーの配置支援プログラムであって、
    前記基板の生産計画データと基板データとに基づいて部品切れ時間データを算出し、シミュレーションを実施して前記部品切れ時間データと前記手動フィーダーの補給作業に伴う作業可能時間データとに基づいて部品切れの有無を検出し、前記手動フィーダーから前記自動フィーダーに変更することで前記部品切れ検出部により前記部品切れが検出されないようにする前記手動フィーダーを前記自動フィーダーに変更する候補として挙げることをコンピュータに実行させる、自動フィーダーの配置支援プログラム。

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