JPH07136878A - 作業時間算出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動作領域に重なりがある２個の作業ヘッドの
作業時間を、作業ヘッド同士の干渉を避けるための退避
行動を織り込みつつ算出する。 【構成】 以下の処理を通じ作業時間を求める。 ａ．動作時間累積値の小さい方の作業ヘッドを選択す
る。 ｂ．選択した作業ヘッドの次ステップの動作内容とそれ
に要する時間を求める。 ｃ．他方の作業ヘッドの動作内容と比較し、作業ヘッド
同士の干渉を生じるかどうかを判定する。 ｄ．干渉を生じる場合、一方の作業ヘッドを退避させる
こととし、その退避行動に要する時間をその作業ヘッド
の動作時間累積値に加える。 ｅ．干渉を生じない場合、次ステップの動作時間を動作
時間累積値に加える。 ｆ．全動作ステップの所要時間の累積が完了するまで上
記処理を繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動作領域に重なりのあ
る２個の作業ヘッドを有するものにおいて、特定の作業
プログラムに従い作業を行う場合の作業時間シミュレ−
ション手法に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６２−３７９８８号公報に、２個
の作業ヘッドを用いて作業を進める作業装置が示されて
いる。また特開平４−１９６２９６号公報に、作業時間
シミュレ−ションの例がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】動作領域に重なりがあ
る２個の作業ヘッドの作業時間を求める場合、各作業ヘ
ッドの単位動作に要する時間を順次合計して動作時間表
を完成させた後に干渉判定を行うこととすると、次のよ
うな問題が生じる。すなわち干渉が生じた場合、新たに
退避行動に要する時間を加えねばならないため、作業時
間表がずれる。また、動作のタイミングがずれると部品
供給装置の待ち時間等も変化するため、干渉以後の動作
時間を改めて計算しなおす必要がある。本発明は、この
ような問題を生じない計算方法を提供しようとするもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、動作領域に
重なりがある２個の作業ヘッドを用いて作業を進めるる
ものにおいて、以下の処理を通じ作業時間を求めること
とした。 ａ．動作時間累積値の小さい方の作業ヘッドを選択す
る。 ｂ．選択した作業ヘッドの次ステップの動作内容とそれ
に要する時間を求める。 ｃ．他方の作業ヘッドの動作内容と比較し、作業ヘッド
同士の干渉を生じるかどうかを判定する。 ｄ．干渉を生じる場合、一方の作業ヘッドを退避させる
こととし、その退避行動に要する時間をその作業ヘッド
の動作時間累積値に加える。 ｅ．干渉を生じない場合、次ステップの動作時間を動作
時間累積値に加える。 ｆ．全動作ステップの所要時間の累積が完了するまで上
記処理を繰り返す。

【０００５】

【作用】動作時間表の作成過程で、干渉判定と、退避行
動に要する時間の繰り入れが逐次行われる。そのため、
事後修正の不要な動作時間表が完成する。

【０００６】

【実施例】図１ないし図３に、本発明を適用すべき作業
装置の一例を示す。作業装置１０は電子回路基板に電子
部品を装着する作業を行うものであって、ベ−ス１１を
有し、その上面のテ−ブル部１２に様々な構成要素を配
置している。すなわち１３はテ−ブル部１２の中央を通
る基板搬送装置、１４は基板搬送装置１３の片側に配置
された第１部品供給装置、１５は基板搬送装置１３の反
対側に配置された第２部品供給装置である。基板搬送装
置１３は電子回路基板１の送り込み及び送り出しと、作
業位置における電子回路基板１の位置決めの役割を担
う。第１部品供給装置１４は複数の部品供給ユニット１
６を横１列に並べたものである。個々の部品供給ユニッ
ト１６は、部品を一定ピッチで収納した部品テ−プをも
って部品供給を行うタイプのものであり、この種供給ユ
ニットは文献例も多く（例：米国特許第４，７３５，３
４１号）、周知であるから詳細な説明は省略する。第２
部品供給装置１５も、複数の部品供給ユニット１７を基
板搬送装置１３の送り方向に沿って横１列に並べたもの
である。部品供給ユニット１７は傾斜したスティック状
マガジンから部品を送り出すもので、これまた文献に種
々紹介され（例：米国特許第４，７３１，９２３号）、
周知であるから詳細な説明を省略する。

【０００７】テ−ブル部１２の両端には、水平、且つ基
板搬送装置１３と直角に延びる支持梁２０、２１を、テ
−ブル面から所定高さ持ち上げて設置する。支持梁２
０、２１は互いに平行であり、それぞれの上面にレ−ル
２２を固定する。レ−ル２１の１本毎に２個のスライダ
２３を配設し、支持梁２０側のスライダと支持梁２１側
のスライダを１個づつペアにして、これらにビ−ム２
４、２５の各両端部を固定する。これによりビ−ム２
４、２５は、ビ−ム自身の長さ方向と直角の方向に移動
できるよう支持されたことになる。ビ−ム２４、２５の
移動は、各１対づつの送りねじにより行う。支持梁２
０、２１の両端には立ち上がり壁２６、２７、２８、２
９を設け、その外面にパルスモ−タ３０、３１、３２、
３３を固定する。パルスモ−タ３０、３１、３２、３３
はそれぞれ送りねじ（ボ−ルねじ）３４、３５、３６、
３７を連結している。送りねじ３４、３６はビ−ム２４
の両端下面に固定したナット３８、３９（図２、図３）
に連結し、送りねじ３５、３７はビ−ム２５の両端下面
に固定したナット４０、４１に連結する。パルスモ−タ
３０と３２を回転させればビ−ム２４が移動し、パルス
モ−タ３１と３３を回転させればビ−ム２５が移動す
る。ビ−ム２４、２５は平行移動しなければならず、そ
のような動きが生じるように両側のパルスモ−タを制御
する。その移動の方向はビ−ムの長さ方向あるいは基板
搬送装置１３の基板送り方向と直角であり、この場合こ
れをＹ方向とする。

【０００８】図３に示すように、ビ−ム２４、２５の下
面にはレ−ル４２、４３を固定し、これにスライダ４
４、４５を取り付ける。スライダ４４、４５はを移動さ
せるのは送りねじ（ボ−ルねじ）４６、４７である。送
りねじ４６、４７は、ビ−ム２４、２５の下面に取り付
けられたパルスモ−タ４８、４９によって回転を与えら
れる。送りねじ４６、４７が回転するとスライダ４４、
４５はビ−ム２４、２５の長さ方向に移動する。これが
Ｘ方向となる。

【０００９】スライダ４４、４５は作業ヘッド５０、５
１を支持する。作業ヘッド５０、５１は、いずれも真空
吸着ノズル５２を有し、内蔵したエアシリンダ（図示せ
ず）によりこれに高さ変位（Ｚ方向変位）を与え、同じ
く内蔵したパルスモ−タ（図示せず）によりＺ方向まわ
りの角度変位（シ−タ変位）を与える。作業ヘッド５
０、５１は、いずれも電子回路基板１に対し部品装着作
業を行うものであり、動作領域が重なり合う。

【００１０】図中６０、６１は第１部品供給部１４とコ
ンベア１３の間、また第２部品供給部１５とコンベア１
３の間に配置した部品認識装置である。これは部品を観
測しその位置ずれ量を計測するためのものである。

【００１１】図４に作業装置の制御系統を示す。７０は
制御部、７１は演算処理を行う処理部である。処理部７
１にはプログラム記憶部７２、デ−タ記憶部７３、入力
装置７４、表示装置７５が接続されている。制御部７０
は各動作部を制御する。ここで基板支持部８０は、図に
は現れていないが、基板搬送装置１３によって電子回路
基板１が搬入されると上昇して電子回路基板１を下から
支え、部品装着が完了すると下降する、という動作を行
うものである。作業ヘッド移動装置８１は作業ヘッド５
０の移動に係わる動力要素を総合したものであり、パル
スモ−タ３０、３２、４８がこれを構成する。作業ヘッ
ド移動装置８２は作業ヘッド５１の移動に係わる動力要
素を総合したものであり、パルスモ−タ３１、３３、４
９がこれを構成する。吸着部駆動装置８３は作業ヘッド
５０の真空吸着ノズル５２を駆動し、吸着部駆動装置８
４は作業ヘッド５１の真空吸着ノズル５２を駆動する。
これらはいずれも高さ変位用のエアシリンダと角度変位
用のパルスモ−タによって構成される。

【００１２】作業装置１０の動作は次のようになる。ま
ず基板搬送装置１３が一方の側から電子回路基板１を搬
入し、所定位置に位置決めする。電子回路基板１の部品
装着個所には前工程で接着剤が塗布されている。ここで
パルスモ−タ３０、３２のペア、またはパルスモ−タ３
１、３３のペアが動作し、ビ−ム２４または２５にＹ方
向の動きを与える。パルスモ−タ４８または４９が動作
すれば、作業ヘッド５０または５１にはＸ方向の動きも
与えられることになる。こうして作業ヘッド５０、５１
にＸＹ方向の動きを与え、真空吸着ノズル５２を所定の
部品供給装置の上に位置させる。作業ヘッド５０は第１
部品供給装置１４を担当し、選択された部品供給ユニッ
ト１６に向け真空吸着ノズル５２を降下させ、部品をピ
ックアップする。部品ピックアップ後、部品認識装置６
０の上に作業ヘッド５０を位置させ、部品の位置ずれ量
を計測する。その計測結果に基づきＸＹ方向の移動量、
またシ−タ方向の角度に補正を加えた上で、部品を電子
回路基板１に装着する。第２部品供給装置１５から部品
を取り出す必要が生じた場合は、作業ヘッド５１を目的
の部品供給ユニット１７の上に移動させる。そして部品
をピックアップし、部品認識装置６１で部品の位置ずれ
量を計測し、所要の補正を行った後、電子回路基板１に
装着する。予定された部品装着作業が終了すれば、基板
搬送装置１３は作業済み基板を送り出し、新しい基板を
迎え入れる。

【００１３】上記説明で作業ヘッドとして説明したの
は、真空吸着ノズルを備えた部品装着ヘッドであった
が、作業ヘッドの種類はこれに限定されるものではな
い。電子回路基板の位置マ−クや回路パタ−ン、あるい
は作業禁止を指示するバッドマ−ク（特に割り基板の場
合）等を認識するカメラや、接着剤ディスペンサを搭載
することが可能である。また、単一のスライダに複数種
類の作業ヘッド（例えば部品装着ヘッドと認識ヘッド）
を支持させることもできる。

【００１４】次に、図５と図６に基づき、作業装置１０
の作業時間算出方法について説明する。作業ヘッドＡの
表記は作業ヘッド５０を表し、作業ヘッドＢの表記は作
業ヘッド５１を表す。図６において、作業ヘッドＡ、Ｂ
のコラムを構成する各ブロックは動作の１単位を表し、
ブロックの高さが動作時間の長さを表す。ブロックの右
下隅のＡ−１、Ｂ−１といった表示はそれが当該作業ヘ
ッドの何番目のステップの動作であるかを示し、ブロッ
ク左上隅の数字は計算ステップを示す。計算開始時、作
業ヘッドＡの動作時間累計値ＴAと作業ヘッドＢの動作
時間累計値ＴBはいずれもゼロである。従って図５の処
理フロ−においてＴA＞ＴBの条件に合致しないため、作
業ヘッドＡが選択される。続いて作業ヘッドＡの次ステ
ップ動作の内容と時間（Ｔnext）を求める。この段階で
は、それ以前に行った動作が存在しないため、第１番目
の動作ステップの動作内容がデ−タ記憶部７３から引き
出される。動作遂行に要する時間もデ−タ記憶部７３か
ら引き出される、あるいは算出される。動作内容と時間
は一時的に記憶される。次いで作業ヘッドＡの動作内容
を作業ヘッドＢの動作内容と比較し、作業ヘッド同士の
干渉（作業装置１０の構造に照らし厳密に表現すれば、
ビ−ム２４と２５の干渉）を生じないかどうか判定す
る。作業ヘッドＢはこの時動作を行っていないので、干
渉を生じるという判定はなされない。従って、作業ヘッ
ドＡの動作時間累積値ＴA＝０に第１番目の動作ステッ
プＡ−１の時間が加算され、動作時間表の冒頭にＡ−１
の時間が出現する。

【００１５】次の計算では、ＴBはゼロであるがＴAはゼ
ロではないのでＴA＞ＴBとなり、作業ヘッドＢの第１番
目の動作ステップの動作内容がデ−タ記憶部７３から引
き出される。動作遂行に要する時間もデ−タ記憶部７３
から引き出される、あるいは算出される。動作内容と時
間は一時的に記憶される。それから作業ヘッドＢの動作
内容を作業ヘッドＡの動作内容と比較し、作業ヘッド同
士の干渉を生じなければ、作業ヘッドＢの動作時間累積
値ＴB＝０に第１番目の動作ステップＢ−１の時間が加
算され、動作時間表の冒頭にＢ−１の時間が出現する。

【００１６】後は、Ａ−１、Ｂ−１の時間にそれ以降の
動作ステップの時間を累積する形で計算を進めて行く。
図６の例では、Ａ−１の時間よりＢ−１の時間の方が長
いため、３回目の計算ではＡ−１の時間にＡ−２の時間
が加算される。この加算値もまだＢ−１の時間を超えな
いため、４回目の計算ではこれにＡ−３の時間が加えら
れる。これでようやくＢ−１の時間を超え、５回目の計
算ではＢ−１の時間にＢ−２の時間が加算される。以下
同様にして計算を進めて行く。

【００１７】動作内容と時間の一時記憶は、同じ作業ヘ
ッドの次ステップの動作内容と時間によって更新される
まで保存される。これは、次に延べる干渉判定に役立て
るためである。

【００１８】図５において、動作時間累計値の小さい方
の作業ヘッドを選択し、その作業ヘッドの次ステップの
動作内容と時間を求め、他方の作業ヘッドの現ステップ
での動作内容と比較した結果、干渉を生じるとの結果を
得た場合には、いずれの作業ヘッドに退避行動をとらせ
るかを決定する。退避行動には、移動を停止すること
と、積極的に作業領域から抜け出すことの両方が含まれ
る。決定は、どちらの作業ヘッドが退避行動をとるのが
合理的であるかを基準としてなされる。作業ヘッドＡを
退避させることになった場合はその退避行動に要する時
間を動作時間累計値ＴAに加算し、作業ヘッドＢを退避
させることになった場合はその退避行動に要する時間を
動作時間累計値ＴBに加算する。

【００１９】以上の処理を、作業ヘッドＡ、Ｂの全動作
ステップの所要時間の累積が完了するまで繰り返す。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、作業ヘッドの１動作単
位毎に、その動作時間内での他の作業ヘッドとの干渉チ
ェックがなされ、干渉が生じる場合は退避行動に要する
時間が直ちに組み入れられる。その積み重ねで作業時間
を求めるので、事後修正不要の計算結果を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】作業装置の斜視図である。

【図２】作業装置のビ−ムの支持構造及び送り構造を示
す上面図である。

【図３】作業装置のビ−ム部（２個）の正面図である。

【図４】作業装置の制御系統ブロック図である。

【図５】作業時間計算のフロ−チャ−トである。

【図６】動作時間表である。

【符号の説明】

１０ 作業装置 ５０ 作業ヘッド ５１ 作業ヘッド

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年６月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】次に、図５と図６に基づき、作業装置１０
の作業時間算出方法について説明する。作業ヘッドＡの
表記は作業ヘッド５０を表し、作業ヘッドＢの表記は作
業ヘッド５１を表す。図６において、作業ヘッドＡ、Ｂ
のコラムを構成する各ブロックは動作の１単位を表し、
ブロックの高さが動作時間の長さを表す。ブロックの右
下隅のＡ−１、Ｂ−１といった表示はそれが当該作業ヘ
ッドの何番目のステップの動作であるかを示し、ブロッ
ク左上隅の数字は計算ステップを示す。計算開始時、作
業ヘッドＡの動作時間累計値ＴAと作業ヘッドＢの動作
時間累計値ＴBはいずれもゼロである。従って図５の処
理フロ−においてＴA＞ＴBの条件に合致しないため、作
業ヘッドＡが選択される。続いて作業ヘッドＡの次ステ
ップ動作の内容と時間（Ｔnext）を求める。この段階で
は、それ以前に行った動作が存在しないため、第１番目
の動作ステップの動作内容がデ−タ記憶部７３から引き
出される。動作遂行に要する時間もデ−タ記憶部７３か
ら引き出される、あるいは算出される。動作内容と時間
は一時的に記憶される。次いで作業ヘッドＡの動作内容
を作業ヘッドＢの動作内容と比較し、作業ヘッド同士の
干渉（作業装置１０の構造に照らし厳密に表現すれば、
ビ−ム２４と２５の干渉）を生じないかどうか判定す
る。作業ヘッドＢはこの時動作を行っていないので、干
渉を生じるという判定はなされない。従って、作業ヘッ
ドＡの動作時間累積値ＴA＝０に第１番目の動作ステッ
プＡ−１の時間が加算され、動作時間図表の冒頭にＡ−
１の時間が出現する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】次の計算では、ＴBはゼロであるがＴAはゼ
ロではないのでＴA＞ＴBとなり、作業ヘッドＢの第１番
目の動作ステップの動作内容がデ−タ記憶部７３から引
き出される。動作遂行に要する時間もデ−タ記憶部７３
から引き出される、あるいは算出される。動作内容と時
間は一時的に記憶される。それから作業ヘッドＢの動作
内容を作業ヘッドＡの動作内容と比較し、作業ヘッド同
士の干渉を生じなければ、作業ヘッドＢの動作時間累積
値ＴB＝０に第１番目の動作ステップＢ−１の時間が加
算され、動作時間図表の冒頭にＢ−１の時間が出現す
る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】作業ヘッドの動作時間を説明する図表である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動作領域に重なりがある２個の作業ヘッ
   ドにより作業を進めるものにおいて、以下の処理を通じ
   作業時間を求めることを特徴とする作業時間算出方法。 ａ．動作時間累積値の小さい方の作業ヘッドを選択す
   る。 ｂ．選択した作業ヘッドの次ステップの動作内容とそれ
   に要する時間を求める。 ｃ．他方の作業ヘッドの動作内容と比較し、作業ヘッド
   同士の干渉を生じるかどうかを判定する。 ｄ．干渉を生じる場合、一方の作業ヘッドを退避させる
   こととし、その退避行動に要する時間をその作業ヘッド
   の動作時間累積値に加える。 ｅ．干渉を生じない場合、次ステップの動作時間を動作
   時間累積値に加える。 ｆ．全動作ステップの所要時間の累積が完了するまで上
   記処理を繰り返す。