JPH05259693A - 実装ラインの実装部品振分け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 実装部品の各実装機への振り分けを自動的に
行って、作業時間と労力を減少させ、信頼性を高める。 【構成】 実装ライン３において同一の機種が存在する
場合に、それらをひとくくりにした仮想実装システムを
構成し、これに与かる各実装機２に関して各実装部品毎
に、実装機２の制限条件６および実装部品等による使用
条件７に基づいて使用の適正度に応じた得点を算出した
最適実装データと、各実装部品毎に各実装機２にて実装
した場合のタクトタイムを求めたタクドデータとを作成
する。最高得点からの許容値を順次大きく設定しながら
操作を繰り返して各実装部品を各実装機２に振り分け
る。各実装機１台の平均タクトを算出し、各実装機２が
この平均タクトになるようにライン前方の実装機２から
部品順番データの順番に各実装部品を各実装機２に振り
分ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、実装機が多数配設され
た実装ラインにおいて、実装部品を各実装機に自動的に
振り分ける実装部品振り分け方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、実装ラインにおいて実装部品を各
実装機に振り分ける場合は、実装機のＮＣデータ作成者
が今までの経験により振り分け作業を行い、その後実装
ラインで各実装機のタクトをストップウォッチで計測
し、その計測結果に応じて各実装機間でタクトバランス
がとれるように振り分け調整を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の振
り分け方法は、振り分け作業に経験と熟練を要するとと
もに、時間が長く掛り、その後実装ラインで計測して手
作業にて振り分け調整を行わねばならないために、さら
に経験と時間とを要すると云う問題がある。

【０００４】そこで本発明は、実装部品の各実装機への
振り分けを自動的に適正条件にて行って、作業時間およ
び労力の減少を図るとともに、信頼性の高い実装部品の
振り分け方法を提供することを課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような課
題を達成するため、実装ラインにおいて同一の機種が存
在する場合に、それらをひとくくりにした仮想実装シス
テムを構成し、これに与かる各実装機に関して各実装部
品毎に、実装機の制限条件および実装部品等による使用
条件に基づいて使用の適正度に応じた得点を算出した最
適実装データと、各実装部品毎に各実装機にて実装した
場合のタクトタイムを求めたタクドデータとを作成し、
前処理として実装可能な実装機が限定される実装部品に
関してはその実装機に振り分けることを確定し、確定し
ない場合はタクトデータにおける偏差の最大の実装部品
の実装機を最適実装機データから確定し、他の実装部品
はタクトデータの偏差の大きいものから順次その実装部
品を各実装機で実装した場合の各実装機のタストを表し
た仮タクトバランスデータを作成し、タクト差が最も少
ない実装機に実装部品を割り当て、その割り当てた実装
機が最適実装機データの最高得点の実装機と一致する場
合はその実装機に確定し、一致しない場合は後に回し、
以降最高得点からの許容値を順次大きく設定しながら上
記操作を繰り返して各実装部品を各実装機に振り分け、
仮想実装システムに関しては、それに振り分けられた実
装部品について実装速度順、部品の大きさ順、使用員数
順に並べられた部品順番データをを作成し、仮想実装シ
ステムを構成する各実装機１台の平均タクトを算出し、
各実装機がこの平均タクトになるようにライン前方の実
装機から部品順番データの順番に各実装部品を各実装機
に振り分けることを特徴とするものである。

【０００６】実装ラインに複数の実装対象部品を流す際
に、実装対象毎に実装部品とその実装部品を実装する実
装機の対応関係を設定した段取りデータを作成し、共通
して使用する実装部品があるとその部品について同一の
実装機を振り分けるようにすることができる。

【０００７】最適実装機データの得点算出に、形状の小
さい実装部品は先に実装し、大きい実装部品は後に実装
するのを適正とした因子を含めることができる。

【０００８】各実装部品を各実装機に振り分け、各実装
機のタクトバランス状態を表すタクトバランスデータを
作成し、振り分け初期段階において各実装機に任意のオ
ーバーヘッド時間を与えることにより、振り分け終了
後、任意のタクトバランス状態にするようにもできる。

【０００９】

【作用】本発明の上記構成によれば、実装対象における
実装データと実装部品および実装機に関するデータを用
い、実装ラインにおける同一の機種をひとくくりにした
仮想実装システムを構成するとともに、各実装部品毎に
各実装機の制限条件および実装部品等による使用条件に
基づいて使用の適正度に応じた得点を算出した最適実装
機データと、実装部品毎に各実装機にて実装した場合の
タクトタイムを求めたタクトデータとを作成し、仮想実
装システムに関しては実装速度順、部品の大きさ順、使
用員数順に並べた部品順番データを作成し、実装機が限
定される実装部品に関してはこれを最優先した上で、前
記最適実装機データ、タクトデータおよび部品順番デー
タを用いて、各実装部品をそれらにとってそれぞれ最適
でしかも各実装機間のタクトバランスがとれてかつタク
トの最小化を図れる実装機を確定して振り分けることを
自動的に行うことができる。

【００１０】また段取りデータをさらに用いて、共通し
て使用する実装部品がある場合にその部品について同一
の実装機に振り分けることにより、実装ラインに複数の
実装対象を流す場合に、段取り替えに要する時間を短縮
でき、また部品順番データおよび最適実装機データの得
点に実装部品の大きさによる実装の前後関係の因子を含
め、小さい部品は先に大きい部品は後に実装するように
すると、大きい部品が実装対象上に先に実装されて実装
対象が残りの部品の実装のために移動する際に加わる慣
性力により位置ずれすると云ったことを解消することが
できる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の一実施例の実装ラインにおける
実装部品振り分け方法を図１〜図９を参照して説明す
る。

【００１２】まず図１により実装設備の全体構成につい
て説明する。実装機群１は実装機２をライン配置した実
装ライン３が複数形成されている。

【００１３】各実装ライン３を構成する各実装機２の制
御部には制御装置４が接続されている。制御装置４は各
実装機２に対して実装すべき実装部品を振り分けるとと
もに、その振り分けた実装部品のＣＡＤデータの入力を
行う。

【００１４】このため制御装置４には、ＣＡＤシステム
５が接続されており、ＣＡＤシステム５からは図に示す
ような部品を実装する対象である例えばプリント基板毎
にＣＡＤデータが入力されるとともに、各実装機２に関
するデータを格納した実装機データベース６と各実装部
品に関するデータを格納した部品データベース７とのデ
ータも入力される。

【００１５】なお各実装機２に対するＣＡＤデータの入
力はそれぞれ別途に行うこともできる。

【００１６】次に、制御装置４における各実装機２に対
する実装部品の振り分け動作を図２〜図９を参照して説
明する。

【００１７】まずステップ＃１、＃２にて、部品の実装
対象となるプリント基板を指定するとともに、そのＣＡ
Ｄデータを入力し、かつ実装ライン３を指定する。

【００１８】この際、指定した実装ライン３に流す他の
プリント基板についてもそのＣＡＤデータを入力する。

【００１９】続いてステップ＃３にて、各プリント基板
毎の実装部品を調べて、表１に示すような段取り表を作
成する。

【００２０】

【表１】

【００２１】指令されている複数のプリント基板で共通
して使用する実装部品には段取り替えを考慮するので、
段取り考慮の項目に登録する。

【００２２】また確定実装機の項目は、１枚目のプリン
ト基板の実装部品振り分けが決定した時点で段取り替え
を考慮すべき部品に関してその決定された実装機２を登
録する。

【００２３】ステップ＃４では、段取り表に基づき、段
取り考慮によって確定される実装部品があるかどうかを
判定し、ある場合にはステップ＃５でその実装部品を確
定した実装機２に振り分けて後述する表３で示すような
タクトバランス表を更新するか、または作成する。

【００２４】ここで各実装機に任意のオーバーヘッド時
間を考慮する場合は、このタクトバランス表に加算して
おく。

【００２５】これにより振り分け処理終了後には、任意
のタクトバランス状態が実現されることになる。

【００２６】そしてステップ＃６では、実装ライン３に
同一機種の実装機２が複数台存在する場合、同一機種に
対してそれらをひとくくりにした仮想実装システムをソ
フト的に構成する。

【００２７】したがって実装ラインには機種数分の台数
である実装機２を扱うことになる。

【００２８】ステップ＃７では、未確認の各実装部品毎
に、各実装機２についてその実装の望ましさを得点で表
した最適実装機表を、後記表２のように作成する。

【００２９】すなわち所定の望ましさの条件に当てはま
るとその実装機２に対して得点を＋１していくことによ
り作成できる。

【００３０】なおその実装機２では実装できない実装部
品（機械的制限条件のある実装部品等）については、そ
の実装機に−１の得点を与え、その場合は他の条件に当
てはまっても得点を加えない。

【００３１】また各ユーザーにおける実装機２の使用状
態によって実装できる実装部品が一意的に決定される実
装部品（ユーザー環境条件のある実装部品等）について
は、実装できる実装機２以外の実装機２に−１の得点を
与える。

【００３２】そしてそれ以外の一般的に望ましい条件
（ノウハウ条件）に該当する場合に、上記のように各条
件毎にそれに合った実装機２に対して得点を＋１してい
くことにより、各実装部品毎に各実装機２についての得
点を表した最適実装機表を作成することができる。下記
の表２はその一例を示している。

【００３３】

【表２】

【００３４】上記ノウハウ条件としては、例えばアキシ
ャル挿入機ではピッチの小さい方から挿入していくとい
うこと、ラジアル挿入機では高さの低い実装部品から挿
入していくということ、またチップ実装部品等の部品装
着機ではリード付き部品は最後に装着し、部品の形状に
応じてグルーピングして装着すること等が考えられる。

【００３５】ここで、一例として、部品装着機において
小さい部品から装着し、大きな部品は後の方で装着する
と云う条件における得点の算出方法を説明する。

【００３６】図１０に示すようにＸ軸に部品の大きさに
関するパラメータをとり、Ｙ軸に各実装機２のライン３
上における相対位置に関するパラメータをとり、Ｚ軸に
得点をとった立体的なグラフを設定し、実装部品の大き
さと実装機２との位置によってその得点が決定されるよ
うにする。

【００３７】次にステップ＃８にて実装部品の干渉チェ
ックを行う。例えば実装機２においては実装部品を吸着
するノズルが実装部品からはみ出す場合に実装時にその
周辺の実装部品と干渉するかどうかを判別する。

【００３８】干渉する実装部品がある場合は、ステップ
＃９で干渉しないように実装ライン３の前方に位置する
実装可能な実装機２に振り分けてタクトバランス表を更
新する。

【００３９】さらにステップ＃１０〜＃１３にて、特定
の実装機２でしか実装できない実装部品については、そ
の実装できる実装機２に振り分けてタクトバランス表を
更新する。

【００４０】ステップ＃１４からは、前の処理にて一意
的に決まらなかった各実装部品毎に、その実装部品を各
実装機２で実装するときに要する標準タクトとその使用
総数の積を求め、表３に示すようなタクト表を作成す
る。

【００４１】

【表３】

【００４２】またこのタクト表には各実装部品毎に各実
装機２による実装タクトの最大値と最小値との差、つま
り最大タクト差ＭＡＸｄの項を作成する。

【００４３】次にステップ＃１５にて未振り分けの実装
部品があるかどうかの判別を行い、ない場合にはステッ
プ＃２５に移行して、仮想実装システムの内部の振り分
けを行う。 未振り分けの実装部品があると次のステッ
プ＃１６で既に振り分けられた実装部品があかどうかの
判定を行い、最初の実装部品の場合にはステップ＃１７
に移行してタクト表の最大タクト差が最も大きい実装部
品を選定してそのタクト値が最大である実装機２に振り
分け、ステップ＃２０に移行する。

【００４４】なお、振り分けられた実装部品について
は、表４に示すようなタクトバランス表中にそのタクト
を加算することによりそれを更新していく。

【００４５】

【表４】

【００４６】一方、既に振り分けられた実装部品がある
場合は、ステップ＃１８以下のステップ＃２０〜＃２４
の処理Ｃを適用していない実装部品が残っているかどう
かの判定を行い、残っている場合はこの処理Ｃに移行
し、また処理Ｃ後このステップ＃１８にリターンするこ
とによって全ての実装部品について処理Ｃを適用する。

【００４７】またすべての実装部品に処理Ｃを適用して
いる場合にはステップ＃１９に移行し、最適実装機表に
おける最高得点の許容値を更新し、残りの実装部品につ
いての処理Ｃは適用していないものとして、ステップ＃
１５に移行し、上記動作を繰り返す。

【００４８】ステップ＃２０〜＃２４における処理Ｃで
は、まずステップ＃２０で処理Ｃを適用していない実装
部品の内最大タクト差ＭＡＸｄの大きい実装部品を選択
し、ステップ＃２１で表５に示すようにその部品を多く
の実装機２を使用して実装したときの仮のタクトバラン
ス表を現在のタクトバランス表を前提にして作成し、そ
の中でタクト差が最小となる場合の実装機に部品を振り
分けることを仮に決める。

【００４９】

【表５】

【００５０】さらにステップ＃２２、＃２３で仮に振り
分けられた実装機２とその実装部品の最適実装機表の最
高得点の実装機とが一致するかどうか、または一致しな
いまでもステップ＃１９で設定された許容値の範囲内で
あるかどうかを判定し、範囲内である場合はステップ＃
２４でその実装部品を決められた実装機２に振り分けて
タクトバランス表を更新し、その後ステップ＃１８に移
行する。また範囲内でない場合はそのままステップ＃１
８に移行する。

【００５１】但し以上の処理において、仮想実装システ
ムに関しては、タクトバランス表、仮タクトバランス表
にあるタクトは仮想実装システムを構成する各実装機の
台数で割り算したものとする。

【００５２】次に、仮想実装システムに振り分けられた
実装部品を各構成実装機２に振り分けける処理の説明を
行う。

【００５３】まずステップ＃２５において各仮想実装シ
ステムについて振り分けられた部品を実装速度順、実装
部品の大きさ順、実装部品の使用員数順に並べた実装部
品表を下記の表６のように作成する。

【００５４】

【表６】

【００５５】各仮想実装システムのタクト計を求め各仮
想実装システム毎にそれらを構成する実装機２の一台分
の平均タクトを算出する。全ての仮想実装システムにつ
いて構成実装機２への振り分けが終了し、カセットのＭ
ＡＸ数チェックにも問題がなければ、ステップ＃２９へ
移行し、振り分け処理は終了する。

【００５６】ステップ＃１８でライン前寄りの仮想実装
システムから処理していく。１つの仮想実装システムに
ついての構成実装機２への振り分けは以下のような処理
となる。

【００５７】ステップ＃３１においてライン前寄りの構
成実装機２を処理対象として選択し、ステップ＃３２、
３３において、部品順番表の前の実装部品からその構成
実装機２に振り分けていき、振り分けられた実装部品の
タクト計が一台の平均タクトより大になるまで振り分
け、それ以降は、次の構成実装機２について同様の操作
を行う。

【００５８】ステップ＃３４において仮想実装システム
に振り分けられた実装部品の全てが構成実装機２に振り
分けられたらその仮想実装システムについてステップ＃
３５において実装部品を搭載可能なカセット数のＭＡＸ
数のチェックを行う。

【００５９】ＭＡＸ数を全ての構成実装機２がオーバー
していなければ、ステップ＃２７に移行し、全ての想定
実装機が処理されるまで同様の操作を繰り返す。カセッ
ト数がＭＡＸ数を越えればステップ＃３６にて、最もオ
ーバーしている構成実装機２から処理していき、オーバ
ーしている構成実装機２がなくなるまで処理を繰り返
す。

【００６０】ステップ＃３７において、最もオーバーし
ている構成実装機２のオーバー分を全て他の１台の構成
実装機２に移動させても移動先実装機２がオーバーしな
いならば、ステップ＃４２に移行し、ここで、移動可能
である実装部品、すなわち実装速度が同じグループであ
る実装部品で、かつタクト計が最小の実装部品から（オ
ーバー数）＋１だけ選択し移動させ選択された実装部品
のタクト合計に最も近い移動先実装機２の部品１個と入
れ換えを行う。

【００６１】もしオーバー分の全てを他の１台の構成実
装機２へ移動できない場合は、ステップ＃３８におい
て、移動可能で実装速度が同じグループの実装部品でし
かもタクト計が最小の実装部品から他の構成実装機２に
移動させカセットのＭＡＸ数以内にする。

【００６２】その処理だけでカセットＭＡＸ数以内にな
らない場合は、実装速度が連続する実装部品でタクト計
が最小の実装部品を他の構成実装機２に移動させてカセ
ットＭＡＸ数以内にする。

【００６３】以上により、実装部品をそれを実装しよう
とするのに最適な実装機２で実装するとともに、各実装
機２間でのタクト差が少なく実装ライン全体へのタクト
が最小となるように実装部品を振り分けることができ
る。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、実装対象における実装
データと実装部品および実装機に関するデータを用い、
実装ラインにおける同一の機種をひとくくりにした仮想
実装システムを構成するとともに、各実装部品毎に各実
装機の制限条件および使用条件に基づいて使用の適正度
に応じた得点を算出した最適実装機データと、実装部品
毎に各実装機にて実装した場合のタクトタイムを求めた
タクトデータとを作成し、仮想実装システムに関しては
実装速度順、部品の大きさ順、使用員数順に並べた部品
順番データを作成し、実装機が限定される実装部品に関
してはこれを最優先した上で、前記最適実装機データ、
タクトデータおよび部品順番データを用いて、各実装部
品をそれらにとってそれぞれ最適でしかも各実装機間の
タクトバランスがとれてかつタクトの最小化を図れる実
装機を確定して振り分けることを自動的に行うことがで
きる。したがって高い信頼性のもとに作業時間および労
力の減少を図ることができる。

【００６５】また段取りデータをさらに用いて、共通し
て使用する実装部品がある場合にその部品について同一
の実装機に振り分けることにより、実装ラインに複数の
実装対象を流す場合に、段取り替えに要する時間を短縮
でき、また部品順番データおよび最適実装機データの得
点に実装部品の大きさによる実装の前後関係の因子を含
め、小さい部品は先に大きい部品は後に実装するように
すると、大きい部品が実装対象上に先に実装されて実装
対象が残りの部品の実装のために移動する際に加わる慣
性力により位置ずれすると云ったことを解消し、実装に
ついても信頼性の高いものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される部品実装設備の全体概略構
成図である。

【図２】実装部品の振り分け動作のフローチャートの第
１の部分図である。

【図３】実装部品の振り分け動作のフローチャートの第
２の部分図である。

【図４】実装部品の振り分け動作のフローチャートの第
３の部分図である。

【図５】実装部品の振り分け動作のフローチャートの第
４の部分図である。

【図６】実装部品の振り分け動作のフローチャートの第
５の部分図である。

【図７】実装部品の振り分け動作のフローチャートの第
６の部分図である。

【図８】実装部品の振り分け動作のフローチャートの第
７の部分図である。

【図９】実装部品の振り分け動作のフローチャートの第
８の部分図である。

【図１０】実装機の位置と関係のある評価項目について
の最適実装機表における得点を算出するための立体的グ
ラフである。

【符号の説明】

２ 実装機 ３ 実装ライン ４ 制御装置 ５ ＣＡＤシステム ６ 実装データベース ７ 部品データベース

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実装ラインにおいて同一の機種が存在す
   る場合に、それらをひとくくりにした仮想実装システム
   を構成し、これに与かる各実装機に関して各実装部品毎
   に、実装機の制限条件および実装部品等による使用条件
   に基づいて使用の適正度に応じた得点を算出した最適実
   装データと、各実装部品毎に各実装機にて実装した場合
   のタクトタイムを求めたタクドデータとを作成し、前処
   理として実装可能な実装機が限定される実装部品に関し
   てはその実装機に振り分けることを確定し、確定しない
   場合はタクトデータにおける偏差の最大の実装部品を振
   り分ける実装機を最適実装機データから確定し、他の実
   装部品はタクトデータの偏差の大きいものから順次その
   実装部品を各実装機で実装した場合の各実装機のタスト
   を表した仮タクトバランスデータを作成し、タクト差が
   最も少ない実装機に実装部品を割り当て、その割り当て
   た実装機が最適実装機データの最高得点の実装機と一致
   する場合はその実装機に確定し、一致しない場合は後に
   回し、以降最高得点からの許容値を順次大きく設定しな
   がら上記操作を繰り返して各実装部品を各実装機に振り
   分け、仮想実装システムに関しては、それに振り分けら
   れた実装部品について実装速度順、部品の大きさ順、使
   用員数順に並べられた部品順番データをを作成し、仮想
   実装システムを構成する各実装機１台の平均タクトを算
   出し、各実装機がこの平均タクトになるようにライン前
   方の実装機から部品順番データの順番に各実装部品を各
   実装機に振り分けることを特徴とする実装ラインの実装
   部品振分け方法。
2. 【請求項２】 実装ラインに複数の実装対象部品を流す
   際に、実装対象毎に実装部品とその実装部品を実装する
   実装機の対応関係を設定した段取りデータを作成し、共
   通して使用する実装部品があるとその部品について同一
   の実装機を振り分けることを特徴する請求項１記載の実
   装ラインの実装部品振り分け方法。
3. 【請求項３】 最適実装機データの得点算出に、形状の
   小さい実装部品は先に実装し、大きい実装部品は後に実
   装するのを適正とした因子を含めることを特徴とする請
   求項１、２の何れかに記載の実装ラインの実装部品振り
   分け方法。
4. 【請求項４】 各実装部品を各実装機に振り分け、各実
   装機のタクトバランス状態を表すタクトバランスデータ
   を作成し、振り分け初期段階において各実装機に任意の
   オーバーヘッド時間を与えることにより、振り分け終了
   後、任意のタクトバランス状態にすることを特徴とする
   請求項１〜３の何れかに記載の実装ラインの実装部品振
   り分け方法。