JPH04349507A - 部品挿入順序決定方式および部品挿入機 - Google Patents
部品挿入順序決定方式および部品挿入機Info
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- JPH04349507A JPH04349507A JP3123393A JP12339391A JPH04349507A JP H04349507 A JPH04349507 A JP H04349507A JP 3123393 A JP3123393 A JP 3123393A JP 12339391 A JP12339391 A JP 12339391A JP H04349507 A JPH04349507 A JP H04349507A
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- Japan
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- parts
- hand
- inserting machine
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- Pending
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- 230000037431 insertion Effects 0.000 title claims abstract description 70
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- 101000582320 Homo sapiens Neurogenic differentiation factor 6 Proteins 0.000 description 1
- 102100030589 Neurogenic differentiation factor 6 Human genes 0.000 description 1
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Landscapes
- Numerical Control (AREA)
- Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品挿入を効率良
く行なうための、干渉チェック，各挿入機の作業量平均
化，挿入順序決定方法および部品挿入機に関する。
く行なうための、干渉チェック，各挿入機の作業量平均
化，挿入順序決定方法および部品挿入機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の挿入順序の決定，作業量の平均化
は、特開昭６３−２９２３０８号公報のように、干渉チ
ェック後、形状の小さい部品から順に挿入機を割り当て
ていた。
は、特開昭６３−２９２３０８号公報のように、干渉チ
ェック後、形状の小さい部品から順に挿入機を割り当て
ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、干渉
チェック後、部品を各挿入機に割り当てている。このた
め、生産する基板を変更した場合、割り当てられた部品
によっては、挿入機に取り付けられているハンドを交換
する必要が生じたり、又、供給する部品の交換が生じた
りすることにより、ラインの稼働率が低下するという問
題があった。
チェック後、部品を各挿入機に割り当てている。このた
め、生産する基板を変更した場合、割り当てられた部品
によっては、挿入機に取り付けられているハンドを交換
する必要が生じたり、又、供給する部品の交換が生じた
りすることにより、ラインの稼働率が低下するという問
題があった。
【０００４】本発明の目的は、部品挿入ラインの稼働率
を低下させることなく各挿入機の作業量を平均化し、か
つ、挿入時間を最短とすることにある。
を低下させることなく各挿入機の作業量を平均化し、か
つ、挿入時間を最短とすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、部品挿入ラインを管理，制御するための
計算機の記憶装置内に、各挿入機の状態を記録するため
のデータベースを設け、そのデータベースをもとに各挿
入機に割り当てる部品の決定，干渉チェック，挿入順序
の決定を行うことにより部品挿入ラインの稼働率を低下
させることなく各挿入機の作業量を平均化し、かつ、挿
入時間を最短とする。
に、本発明は、部品挿入ラインを管理，制御するための
計算機の記憶装置内に、各挿入機の状態を記録するため
のデータベースを設け、そのデータベースをもとに各挿
入機に割り当てる部品の決定，干渉チェック，挿入順序
の決定を行うことにより部品挿入ラインの稼働率を低下
させることなく各挿入機の作業量を平均化し、かつ、挿
入時間を最短とする。
【０００６】
【作用】各挿入機は、回線を通じて現在挿入可能な部品
，ハンド等を管理，制御用計算機に報せる。管理，制御
用計算機は、各挿入機の情報をデータベースに格納する
。データベースには、各挿入機のハンドの形状データ，
作業可能領域，挿入可能な部品の型をあらかじめ登録し
ている。管理，制御用計算機は、データベースをもとに
挿入すべき部品が干渉を起こすかどうかをチェックし、
干渉を回避できる挿入順序を求め、各挿入機へ挿入すべ
き部品を割り当て、各挿入機が挿入する部品の挿入順序
を決定する。
，ハンド等を管理，制御用計算機に報せる。管理，制御
用計算機は、各挿入機の情報をデータベースに格納する
。データベースには、各挿入機のハンドの形状データ，
作業可能領域，挿入可能な部品の型をあらかじめ登録し
ている。管理，制御用計算機は、データベースをもとに
挿入すべき部品が干渉を起こすかどうかをチェックし、
干渉を回避できる挿入順序を求め、各挿入機へ挿入すべ
き部品を割り当て、各挿入機が挿入する部品の挿入順序
を決定する。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を説明する。
【０００８】図１は、本発明の挿入順序決定方法を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【０００９】■ まず与えられた部品挿入情報をもと
に挿入する部品と挿入に使用するハンドの形状データを
データベースより入手し、干渉チェックを行なう。干渉
する部品があれば、干渉しない挿入順序を求める。干渉
を回避できなければ、データベースに記録されている部
品の優先順位をもとに優先順位の低い部品を手組み作業
にまわす。
に挿入する部品と挿入に使用するハンドの形状データを
データベースより入手し、干渉チェックを行なう。干渉
する部品があれば、干渉しない挿入順序を求める。干渉
を回避できなければ、データベースに記録されている部
品の優先順位をもとに優先順位の低い部品を手組み作業
にまわす。
【００１０】■ 処理■で求めた先行関係を満足する
ように各挿入機へ部品を割り当てる。この時、ある挿入
機においてしか挿入できない部品があるときは、その部
品を優先して挿入機に割り当てる。続いて、複数の挿入
機でも挿入することが可能な部品を該当する挿入機に割
り当てる。割り当ては、データベースをもとに各挿入機
の挿入時間を評価し、挿入時間が最も短い挿入機に行な
う。部品割り当ての結果、挿入時間が最大になるのであ
れば、該当の挿入機で挿入する部品の中で、他の挿入機
に割り当てることが可能な部品を他の挿入機に割り当て
る。挿入時間を評価し、前の挿入時間より小さくなるの
であれば、交換の候補とする。交換できる部品が複数個
ある場合は、交換したあとの挿入時間が最も短くなるも
のを選択する。他のワークセルと交換できる部品がない
場合は、そのままとする。この処理を全てのワークセル
について行なう（図２）。
ように各挿入機へ部品を割り当てる。この時、ある挿入
機においてしか挿入できない部品があるときは、その部
品を優先して挿入機に割り当てる。続いて、複数の挿入
機でも挿入することが可能な部品を該当する挿入機に割
り当てる。割り当ては、データベースをもとに各挿入機
の挿入時間を評価し、挿入時間が最も短い挿入機に行な
う。部品割り当ての結果、挿入時間が最大になるのであ
れば、該当の挿入機で挿入する部品の中で、他の挿入機
に割り当てることが可能な部品を他の挿入機に割り当て
る。挿入時間を評価し、前の挿入時間より小さくなるの
であれば、交換の候補とする。交換できる部品が複数個
ある場合は、交換したあとの挿入時間が最も短くなるも
のを選択する。他のワークセルと交換できる部品がない
場合は、そのままとする。この処理を全てのワークセル
について行なう（図２）。
【００１１】■ 一般に異形部品挿入機は、以下のよ
うな特徴を持つ。
うな特徴を持つ。
【００１２】（１） 異形部品は形状が複雑であり、
その部品を挿入するためのハンドは専用的なものになり
やすい。
その部品を挿入するためのハンドは専用的なものになり
やすい。
【００１３】（２） ハンドは部品を把持するチャッ
クを複数組取り付けたマルチハンドと一組だけのシング
ルハンドの二種類がある。
クを複数組取り付けたマルチハンドと一組だけのシング
ルハンドの二種類がある。
【００１４】（３） 部品供給位置へ移動する時間に
比べハンドが回転する時間は長い。
比べハンドが回転する時間は長い。
【００１５】ここで一枚の基板の総挿入作業時間の内訳
を考えると、基板の搬入・搬出時間，ロボットによる部
品の挿入時間，把持時間，クリンチ時間，およびロボッ
トの移動時間の総和である。このうち、ロボットの移動
時間以外の時間は、ロボットワークセルの機構に依存し
ており、固定した時間と考えてよい。
を考えると、基板の搬入・搬出時間，ロボットによる部
品の挿入時間，把持時間，クリンチ時間，およびロボッ
トの移動時間の総和である。このうち、ロボットの移動
時間以外の時間は、ロボットワークセルの機構に依存し
ており、固定した時間と考えてよい。
【００１６】しかし、ロボットの移動時間は部品の挿入
順序によって変わる。ただし、ロボットの移動動作と、
マルチハンド切り替え動作は並行して行なわれるが、（
３）の理由により、ロボットの動作が先に終了してしま
うので、ハンドの切り替え時間が終了するのを待つ必要
が生じる。
順序によって変わる。ただし、ロボットの移動動作と、
マルチハンド切り替え動作は並行して行なわれるが、（
３）の理由により、ロボットの動作が先に終了してしま
うので、ハンドの切り替え時間が終了するのを待つ必要
が生じる。
【００１７】このことからハンドの切換回数が最少とな
る条件を優先させることにより、ロボットの作業時間が
最小となる挿入順序を求めることができる。以下にその
アルゴリズムを示す（図３）。ここではマルチハンドの
チャック数を４として例を示す。
る条件を優先させることにより、ロボットの作業時間が
最小となる挿入順序を求めることができる。以下にその
アルゴリズムを示す（図３）。ここではマルチハンドの
チャック数を４として例を示す。
【００１８】ワークセルごとにハンド交換回数が最小と
なる挿入順序を決定する。挿入順序は干渉チェックによ
り、いくつかの非干渉グループ分けられている。ただし
、お互いの非干渉グループには、干渉が発生しない（互
いに素である）から、グループ内の先行関係さえ満たし
ていれば、他のグループの部品と混合して挿入してもよ
い。すなわち、グループ間で同一ハンドで挿入すること
ができる部品がある時は、なるべく同時に挿入した方が
、ハンド回転数が減ることになる。例えば、二つの非干
渉グループＡ２−Ｂ４−Ｃ１−Ｄ３（Ａ，Ｂは部品名，
添字はその部品の挿入に使用するハンドを示す）とＥ４
−Ｆ３というグループのときは、 Ａ２−Ｂ４−Ｃ１−Ｄ３−Ｅ４−Ｆ３ と作業するより、
なる挿入順序を決定する。挿入順序は干渉チェックによ
り、いくつかの非干渉グループ分けられている。ただし
、お互いの非干渉グループには、干渉が発生しない（互
いに素である）から、グループ内の先行関係さえ満たし
ていれば、他のグループの部品と混合して挿入してもよ
い。すなわち、グループ間で同一ハンドで挿入すること
ができる部品がある時は、なるべく同時に挿入した方が
、ハンド回転数が減ることになる。例えば、二つの非干
渉グループＡ２−Ｂ４−Ｃ１−Ｄ３（Ａ，Ｂは部品名，
添字はその部品の挿入に使用するハンドを示す）とＥ４
−Ｆ３というグループのときは、 Ａ２−Ｂ４−Ｃ１−Ｄ３−Ｅ４−Ｆ３ と作業するより、
【００１９】
【数１】
【００２０】と、Ｂ４とＥ４，Ｄ３とＦ３を同時に挿入
する方がハンド回転数が少ない。これを、ハンド回転順
が他に含まれるということにする。
する方がハンド回転数が少ない。これを、ハンド回転順
が他に含まれるということにする。
【００２１】ハンド交換は発生しない方がよいが、干渉
チェックでもとめた先行関係がある場合は、どうしても
ハンド交換が必要となることがある。そこでハンドの交
換（ハンドの９０°回転）が最少となるものを次のよう
に求める。
チェックでもとめた先行関係がある場合は、どうしても
ハンド交換が必要となることがある。そこでハンドの交
換（ハンドの９０°回転）が最少となるものを次のよう
に求める。
【００２２】（ａ）先行関係を含むハンド回転順序を求
める。
める。
【００２３】（ｂ）ハンド回転順序を、第一番目に使用
するハンドの番号Ｈから数えてハンドが何回転するかを
Ｈ−ｎと表わす。例えば、ある非干渉作業ループに、Ａ
２，Ｂ４，Ｃ１，Ｄ３という先行関係があった場合、ハ
ンドは、２から始まり、 ■ → ３ → ■ → ■ → ２
→ ■と五回回転するから ■ − ５ と表わすことができる。この系列はハンドの数だけ存在
する。ここでＨが同じ回転順序はｎが最大のものに含ま
れるから各ハンドについてｎが最大のものを一つとれば
それ以外の回転は包含され、考慮する必要がない。
するハンドの番号Ｈから数えてハンドが何回転するかを
Ｈ−ｎと表わす。例えば、ある非干渉作業ループに、Ａ
２，Ｂ４，Ｃ１，Ｄ３という先行関係があった場合、ハ
ンドは、２から始まり、 ■ → ３ → ■ → ■ → ２
→ ■と五回回転するから ■ − ５ と表わすことができる。この系列はハンドの数だけ存在
する。ここでＨが同じ回転順序はｎが最大のものに含ま
れるから各ハンドについてｎが最大のものを一つとれば
それ以外の回転は包含され、考慮する必要がない。
【００２４】（ｃ）このようにすると、各ハンド１〜４
に対して最大の回転数である １ − ｎ１ ２ − ｎ２ ３ − ｎ３ ４ − ｎ４ のみが包含関係にないものとしてあげられる。ここで、
｜ ｎｉ−ｎｊ ｜≧４ だと互いに包含関係が発生するからｎ１ を基準に考え
ると、 ｎ２ ＝ ｎ１ ， ｎ１＋１， ｎ１
＋２ｎ３ ＝ ｎ１−１， ｎ１ ，
ｎ１＋１ｎ４ ＝ ｎ１−２， ｎ１−１，
ｎ１である。それ以外のものは必ずどちらかに含まれて
しまう（図４）。ｎ１ は一般性を失うことなくｎ１
＝３に限定して理論を進めてもよい。
に対して最大の回転数である １ − ｎ１ ２ − ｎ２ ３ − ｎ３ ４ − ｎ４ のみが包含関係にないものとしてあげられる。ここで、
｜ ｎｉ−ｎｊ ｜≧４ だと互いに包含関係が発生するからｎ１ を基準に考え
ると、 ｎ２ ＝ ｎ１ ， ｎ１＋１， ｎ１
＋２ｎ３ ＝ ｎ１−１， ｎ１ ，
ｎ１＋１ｎ４ ＝ ｎ１−２， ｎ１−１，
ｎ１である。それ以外のものは必ずどちらかに含まれて
しまう（図４）。ｎ１ は一般性を失うことなくｎ１
＝３に限定して理論を進めてもよい。
【００２５】１−３を考えると、包含関係のない候補の
系列は、ハンド番号２の系列では２−３，２−４，２−
５，３では３−２，３−３，３−４、４では４−１，４
−２，４−３だけである。
系列は、ハンド番号２の系列では２−３，２−４，２−
５，３では３−２，３−３，３−４、４では４−１，４
−２，４−３だけである。
【００２６】ここで、ハンド番号１の系列と２の系列は
、図３より２の系列に一回ハンド回転を加えるのみで包
含関係が発生する（２の系列の最初にハンド１を加えれ
ばよい）。同様にハンド１の系列と３の系列とハンド１
の系列とハンド４の系列については適当な系列に１ある
いは２を加えればよい。これは、ハンド回転順はここで
求めた最大回転数に高々２を加えれば必ず互いに包含さ
れることを示している。
、図３より２の系列に一回ハンド回転を加えるのみで包
含関係が発生する（２の系列の最初にハンド１を加えれ
ばよい）。同様にハンド１の系列と３の系列とハンド１
の系列とハンド４の系列については適当な系列に１ある
いは２を加えればよい。これは、ハンド回転順はここで
求めた最大回転数に高々２を加えれば必ず互いに包含さ
れることを示している。
【００２７】（ｄ）包含関係にある回転順序を一つにま
とめるときに包含できる位置が複数ある場合、前づめに
まとめる。
とめるときに包含できる位置が複数ある場合、前づめに
まとめる。
【００２８】そのようにして決まった同一のハンドで挿
入できる部品を部品群にまとめる。もし、ハンドが空で
回転する部品があったら、先行関係を満たす範囲内で別
の部品群へ割り振る。
入できる部品を部品群にまとめる。もし、ハンドが空で
回転する部品があったら、先行関係を満たす範囲内で別
の部品群へ割り振る。
【００２９】■ ロボットがハンドで部品を把持して
、供給位置から挿入位置へ移動する動作経路は挿入順序
にかかわらず、必要であるが、ロボットが部品を挿入後
、次にどの部品供給位置へいくかの選択により、移動経
路が異なる、すなわち、動作時間が異なる。またハンド
交換動作をどの部品の挿入作業後に行なうかの選択もト
ータルの作業時間に影響する。以下にアルゴリズムを示
す。
、供給位置から挿入位置へ移動する動作経路は挿入順序
にかかわらず、必要であるが、ロボットが部品を挿入後
、次にどの部品供給位置へいくかの選択により、移動経
路が異なる、すなわち、動作時間が異なる。またハンド
交換動作をどの部品の挿入作業後に行なうかの選択もト
ータルの作業時間に影響する。以下にアルゴリズムを示
す。
【００３０】（ａ）同種部品を複数個挿入する場合は、
同じ供給位置へ複数回戻るためにどのような挿入順序で
も動作時間に差異は生じない。また、最後の部品を挿入
した後、ハンドを交換しながら、次の部品を把持しに行
く動作時間は、必ずハンド交換時間内に入ってしまう。 よって、最後の部品の挿入位置は、次の部品の供給位置
に最も遠い位置を選べば、トータルの作業時間は最短と
なる。
同じ供給位置へ複数回戻るためにどのような挿入順序で
も動作時間に差異は生じない。また、最後の部品を挿入
した後、ハンドを交換しながら、次の部品を把持しに行
く動作時間は、必ずハンド交換時間内に入ってしまう。 よって、最後の部品の挿入位置は、次の部品の供給位置
に最も遠い位置を選べば、トータルの作業時間は最短と
なる。
【００３１】（ｂ）複数種の部品を複数個挿入する場合
は、各部品を挿入後に次にどの部品を選択するかにより
動作経路が異なる。すなわち、挿入順序の選択によって
トータルの作業時間に差異が生じる。ここであるワーク
セルで挿入する部品がＬ個，部品供給機がＭ台ある場合
、それぞれの部品供給機から供給される部品数をａ，ｂ
，ｃ，ｄ，・・・とすると、挿入経路の総数Ｎは次の式
で表わされる。
は、各部品を挿入後に次にどの部品を選択するかにより
動作経路が異なる。すなわち、挿入順序の選択によって
トータルの作業時間に差異が生じる。ここであるワーク
セルで挿入する部品がＬ個，部品供給機がＭ台ある場合
、それぞれの部品供給機から供給される部品数をａ，ｂ
，ｃ，ｄ，・・・とすると、挿入経路の総数Ｎは次の式
で表わされる。
【００３２】
【数２】
【００３３】例えば、部品Ａを八個，部品Ｂを二個の計
十個の部品を挿入する場合は、４５０通りの異なる動作
パターンがあり、部品Ａを三個，部品Ｂを四個，部品Ｃ
を三個の計十個の部品を挿入する場合は、４２，０００
通りの異なる動作パターンがあり、部品Ａを三個，部品
Ｂを一個，部品Ｃを二個，部品Ｄを二個，部品Ｅを二個
の計十個の部品を挿入する場合は、７５６，０００通り
の異なる動作パターンがある。
十個の部品を挿入する場合は、４５０通りの異なる動作
パターンがあり、部品Ａを三個，部品Ｂを四個，部品Ｃ
を三個の計十個の部品を挿入する場合は、４２，０００
通りの異なる動作パターンがあり、部品Ａを三個，部品
Ｂを一個，部品Ｃを二個，部品Ｄを二個，部品Ｅを二個
の計十個の部品を挿入する場合は、７５６，０００通り
の異なる動作パターンがある。
【００３４】最適解を得るためには、各パターンごとに
ロボットの動作時間をシミュレーションにより評価し、
それらを比較して、最短の時間の動作順序を求めること
になる。
ロボットの動作時間をシミュレーションにより評価し、
それらを比較して、最短の時間の動作順序を求めること
になる。
【００３５】
【発明の効果】本発明の挿入順序決定法を利用すること
により、データベースの情報を利用することにより、ラ
イン稼働率を低下させることなく生産機種切替に対応で
きる。
により、データベースの情報を利用することにより、ラ
イン稼働率を低下させることなく生産機種切替に対応で
きる。
【図１】本発明の挿入順序決定方法全体のフローチャー
ト、
ト、
【図２】本発明の部品割り付け方法のフローチャート、
【図３】本発明のハンド回転順序決定方法のフローチャ
ート、
ート、
【図４】本発明のハンド回転順序決定方法の説明図、
【
図５】本発明の挿入順序決定方法を利用した異形部品挿
入機システムの実施例のブロック図。
図５】本発明の挿入順序決定方法を利用した異形部品挿
入機システムの実施例のブロック図。
Claims (2)
- 【請求項１】プリント基板移送装置と、プリント基板固
定装置と、部品供給装置を設けた複数台の関節型ロボッ
トを使用した部品挿入機とそれを管理，制御するための
計算機により構成される電子部品挿入機ラインにおいて
、前記計算機内に部品挿入率を向上させるための干渉チ
ェックを行なう機能と、複数台の電子部品挿入機の作業
量を平均化する機能と、部品挿入時間を最短とする挿入
順序を決定する機能を設けたことを特徴とする挿入順序
決定方式。 - 【請求項２】請求項１の関節型ロボットを使用した部品
挿入機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3123393A JPH04349507A (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 部品挿入順序決定方式および部品挿入機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3123393A JPH04349507A (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 部品挿入順序決定方式および部品挿入機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04349507A true JPH04349507A (ja) | 1992-12-04 |
Family
ID=14859457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3123393A Pending JPH04349507A (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 部品挿入順序決定方式および部品挿入機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04349507A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007141920A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Yamaha Motor Co Ltd | 表面実装機、実装システムおよび実装方法 |
| JPWO2015178377A1 (ja) * | 2014-05-20 | 2017-04-20 | 株式会社日立製作所 | 組立教示装置及び方法 |
-
1991
- 1991-05-28 JP JP3123393A patent/JPH04349507A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007141920A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Yamaha Motor Co Ltd | 表面実装機、実装システムおよび実装方法 |
| JPWO2015178377A1 (ja) * | 2014-05-20 | 2017-04-20 | 株式会社日立製作所 | 組立教示装置及び方法 |
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