JPH1079596A - 部品実装順序決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の部品供給部及び複数の実装ヘッドを備
える部品実装装置における、部品実装作業時間の短縮化
を図る。 【解決手段】 必要な部品フィーダを、部品供給個数が
ほぼ均等になるように、また、各実装ヘッドにおける吸
着ノズルの交換回数の総和が極力小さくなるように、各
部品供給部に割振る（Ｓ１）。各部品供給部における部
品フィーダの配置を決定する（Ｓ２）。実装ヘッドに設
置された２本の吸着ノズルによって連続して実装作業が
行われるときの実装ヘッドの動作時間が短くなるよう
に、部品実装順序を決定する（Ｓ３）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の部品供給部
とそれに対応した複数の実装ヘッドを備えた部品実装装
置において、前記複数の部品供給部に対する部品供給装
置の割振り、及び割振られた部品供給装置の配置並びに
部品吸着順序を決定するための部品実装順序決定方法に
関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、電子部品を基板
に自動的に装着する装置として図１０に示すものが供さ
れている。この部品実装装置は、基板搬送機構（図示せ
ず）により搬送された基板１を設置するテーブル２、こ
のテーブル２の近傍に設けられ複数の部品フィーダ３が
取付けられる部品供給部取付ベース４、ＸＹ方向に自由
に移動できる実装ヘッド５等を備え、予め入力された基
板１上の多数個の装着点に対して、実装ヘッド５をＸＹ
方向に移動させながら、部品フィーダ３から部品を吸着
し、基板１の装着点に当該部品を装着するという部品実
装作業を繰り返し実行するように構成されている。

【０００３】このとき、部品供給部取付ベース４におけ
る部品フィーダ３の配置や、多数個の装着点（部品）に
対する部品実装順序は、実装作業時間が最短となる言換
えれば装着ヘッド５の移動距離が最短となるように決定
されることが望ましい。

【０００４】そのため、例えば図１１に示すように、あ
る部品ａの装着点のＸ座標の平均値がＸａであるとする
と、このＸａの近傍に当該部品ａの部品フィーダＡを配
置するようにしていた。また、部品実装順序は、ある部
品の装着点から次の部品の部品フィーダまでの移動距離
が極力短くなるように決定していた。

【０００５】ところで、近年では、部品の小形化や実装
密度の高密度化が図られ、また、１枚の基板に装着され
る部品の種類や装着点数が増大してきており、それに伴
い、より作業効率の高い部品実装装置が求められてい
る。そこで、出願人は、複数の部品供給部と、それら各
部品供給部に対応した複数の実装ヘッドを備えた部品実
装装置を開発している。

【０００６】このものは、基板が配置される実装作業部
の左右に、例えば第１及び第２の２つの部品供給部を備
えると共に、前記第１の部品供給部と実装作業部との間
を移動する第１の実装ヘッドと、前記第２の部品供給部
と実装作業部との間を移動する第２の実装ヘッドとを備
えて構成される。そして、これら２個の実装ヘッドを交
互に動作させる、つまり一方の実装ヘッドが部品を取出
している間に他方の実装ヘッドが基板に対する部品の装
着を行うといった作業を、第１及び第２の実装ヘッドが
交互に行うことにより、時間のロスが少ない極めて効率
の良い部品実装作業が行われるのである。尚、前記各実
装ヘッドに複数個例えば２個の吸着ノズルを取付けて、
部品を２個ずつ搬送して実装することも行われている。

【０００７】このような部品実装装置においても、部品
実装作業を行うにあたり、部品実装作業の時間を極力短
くできるような部品実装順序の決定（最適化）が望まれ
るのであるが、２個の実装ヘッドに対して２個の部品供
給部が個別に設けられるという特殊な事情のため、従来
のような比較的単純な方法では、適切な部品フィーダの
配置や部品の実装順序を決定することはできないものと
なっていた。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、複数の部品供給部及び複数の実装ヘッ
ドを備える部品実装装置における、部品実装作業時間の
短縮化を図ることができる部品実装順序決定方法を提供
するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の部品実装順序決
定方法は、必要な部品供給装置を複数の部品供給部に割
振る第１のステップと、前記各部品供給部における部品
供給装置の配置を決定する第２のステップと、前記各部
品供給部における部品吸着順序を決定する第３のステッ
プとを備え、前記第１のステップにおいては、前記各部
品供給部における部品供給個数がほぼ均等となるように
前記部品供給装置を割振るようにしたところに特徴を有
する（請求項１の発明）。

【００１０】この方法によれば、第１のステップにおい
て、必要な多数個の部品供給装置が、複数の部品供給部
に割振られ、第２のステップにおいて、割振られた部品
供給装置の配置が決定される。そして、第３のステップ
において、各部品供給部における配置が決定された部品
供給装置を用いた部品吸着順序言い換えれば部品実装順
序が決定され、もって、部品実装作業の実行が可能とな
る。このとき、上記第１のステップにおいては、各部品
供給部からの部品供給個数がほぼ均等となるように割振
りを行うので、複数の実装ヘッド間での吸着作業（装着
作業）の回数がほぼ均等となり、一部の実装ヘッドのみ
が連続して部品実装作業を続けるといった非効率的な作
業時間が長く生じないように部品供給装置を割振ること
ができる。しかも、全体の部品供給個数を等分に分配す
れば良いので、その割振りを比較的簡単に行うことがで
きる。

【００１１】また、実装ヘッドに取付けられる吸着ノズ
ルを部品種類によって交換する場合があるが、この場合
には、さらに、上記第１のステップにおいて、各実装ヘ
ッドにおける吸着ノズルの交換回数の総和が最小になる
ように部品供給装置を割振ると良い（請求項２の発
明）。

【００１２】この方法によれば、各部品供給部に対応す
る実装ヘッドにおける吸着ノズル交換回数を極力少なく
することが可能であり、全体として吸着ノズルの交換作
業に要する時間を短く済ませることができる。

【００１３】この場合、第１のステップにおける部品供
給装置の割振りを、各部品供給部に部品供給装置を仮割
振りした際の、各部品供給部間の部品供給個数の差及び
前記各実装ヘッドにおける吸着ノズルの交換回数の総和
をそれぞれパラメータ化してそれらパラメータの総和を
評価関数とし、この評価関数の値が極力小さくなるよう
に決定することができる（請求項３の発明）。

【００１４】この方法によれば、各部品供給部間の部品
供給個数の差及び前記各実装ヘッドにおける吸着ノズル
の交換回数の総和をそれぞれパラメータ化することによ
って取扱う数値を単純化することができ、部品供給装置
の割振りを効率良く決定することができる。

【００１５】そして、上記第２のステップにおいては、
部品供給個数の多い順に実装作業部の近くになるよう
に、部品供給装置の配置を決定すると良い（請求項４の
発明）。これによれば、供給個数の多い部品に関する実
装ヘッドの移動に要する時間を短くできるので、全体と
しての実装作業時間の短縮化を図ることができる。

【００１６】この場合、実装ヘッドが同一種類の複数の
吸着ノズルを備えるものであって、１回の吸着作業にお
いてそれら吸着ノズルにより複数の部品を吸着して部品
実装作業を行う場合には、第２のステップにおいて、同
一種類の吸着ノズルにより吸着作業が行われる部品種類
の部品供給装置を隣接するように配置することが望まし
い（請求項５の発明）。

【００１７】これによれば、１回の吸着作業において実
装ヘッドに取付けられた複数の吸着ノズルが、順に部品
を吸着する場合の移動距離を極力短くすることができ、
ひいては実装作業に要する時間を短縮することができ
る。

【００１８】また、上記第３のステップにおいては、各
実装ヘッドによる吸着作業に要する時間が短くなるよう
に、各部品供給部内における部品吸着順序を決定すると
（請求項６の発明）、実装作業のうち、特に吸着作業に
要する時間を短縮することができ、或いは、各実装ヘッ
ドによる装着作業に要する時間が短くなるように、各部
品供給部内における部品吸着順序を決定すると（請求項
７の発明）、実装作業のうち、特に装着作業に要する時
間の短縮することができるので、どちらの場合であって
も実装作業時間の短縮化を図ることができる。

【００１９】さらに、実装ヘッドが２本の吸着ノズルを
備えるものであって、１回の吸着作業においてそれら２
本の吸着ノズルによって連続して２種類の部品を吸着す
る場合には、２種類の部品の組合わせによって、いわば
相性の良し悪しが生ずるが、第３のステップにおいて、
一の種類の部品に対し他の種類の部品を仮組合わせした
際の部品実装作業に要する時間をパラメータ化してそれ
らパラメータの総和を評価関数とし、この評価関数の値
を極力小さくするように、連続して吸着すべき２種類の
部品の組合わせを決定すると良い（請求項８の発明）。

【００２０】これによれば、実装ヘッドに取付けられた
２本の吸着ノズルにより実行される実装作業に要する時
間をパラメータ化することによって扱う数値を単純化す
ることができ、また、実装作業時間を十分短くすること
ができる吸着順序を求める処理を比較的簡単に実行する
ことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を２つの部品供給部
と２個の実装ヘッドとを備えた部品実装装置に適用した
一実施例（請求項２，３，４，５，８に対応）につい
て、図１ないし図９を参照して述べる。

【００２２】図８及び図９は、本実施例に係る部品実装
装置１１の概略構成を示しており、ここで、本体ベース
１２上には、図中左右方向（Ｘ軸方向）全体に延びて、
基板１３を搬送するための基板搬送路１４が設けられて
いる。この基板搬送路１４は、図中右側の搬入コンベア
１４ａ、左側の搬出コンベア１４ｂ、中間の実装作業部
１５の三部分から構成されている。

【００２３】実装作業部１５は、全体がユニット化され
ており、基板１３が載置状態にセットされるテーブル１
６と、本体ベース１２上に設けられ、装置固有のＸＹ座
標系に基づいて前記テーブル１６を前後方向（Ｙ軸方
向）に自在に移動させるＹ軸移動機構１７とから構成さ
れている。

【００２４】一方、前記本体ベース１２上の基板搬送路
１４のうち搬入コンベア１４ａの手前側には、実装部品
を供給するための第１の部品供給部１８が設けられ、搬
出コンベア１４ｂの手前側には、実装部品を供給するた
めの第２の部品供給部１９が設けられている。これら第
１，第２の部品供給部１８，１９は、共にフィーダ取付
ベースに、部品種類毎の多数個の部品供給装置たる部品
フィーダ２０をＸ軸方向に並べて取付けて構成されてい
る。

【００２５】部品フィーダ２０は、例えば周知のテープ
フィーダからなり、所定間隔で多数個のチップ部品を保
持した長尺なテープを所定ピッチずつ送ることにより、
先端部の部品供給位置にその部品を１個ずつ供給するよ
うに構成されている。この場合、各部品供給部１８，１
９においては部品供給位置はＸ軸方向に一直線上に並ぶ
ようになっており、また、その部品供給位置は、第１の
部品供給部１８と第２の部品供給部１９との間でＹ軸方
向にややずれている。

【００２６】また、本体ベース１２の上方には、前記第
１の部品供給部１８から所定の部品を取出して基板１３
に装着するための第１の実装ヘッド２１が設けられてい
ると共に、前記第２の部品供給部１９から所定の部品を
取出して基板１３に装着するための第２の実装ヘッド２
２が設けられている。これら第１，第２の実装ヘッド２
１，２２は、それぞれ第１のＸ軸直線移動機構２３及び
第２のＸ軸直線移動機構２４によって、装置固有のＸＹ
座標系に基づいて左右方向（Ｘ軸方向）に自在に移動さ
れるようになっている。

【００２７】さらに、実装ヘッド２１，２２には、図９
に示すように、複数本、この場合２本の同一種類の吸着
ノズル２５，２５が設置されるようになっている。そし
て、本実施例においては、実装ヘッド２１，２２に設置
された２本の吸着ノズル２５，２５間の距離Ｌと、前記
部品供給部１８，１９に配置される部品フィーダ２０間
の距離ｄとは等しくなるように構成されている。また、
実装ヘッド２１，２２は、１回の吸着作業において２本
の吸着ノズル２５，２５により連続して２種類の部品フ
ィーダ２０から部品を吸着し、続いて１回の装着作業に
おいて、２本の吸着ノズル２５，２５が保持している２
種類の部品を連続して基板１３に装着するようになって
いる。

【００２８】上記した各機構は、マイコン等から構成さ
れる図示しない制御装置により、予め記憶された実装プ
ログラムや各種部品実装データ（部品装着点の座標デー
タ等）に従って制御される。これにて基板１３を実装作
業部１５に送って停止させ、実装ヘッド２１，２２によ
り部品供給部１８，１９から部品を吸着してその基板１
３に対して装着し、装着完了後その基板１３を搬出する
といった部品実装作業が自動的に実行されるのである。

【００２９】このとき、部品の装着時においては、実装
ヘッド２１，２２が移動してＸ軸方向の位置合わせが行
われ、テーブル１６が移動してＹ軸方向の位置合わせが
行われるようになっている。また、２個の実装ヘッド２
１，２２は、一方が部品を取り出している間に他方が基
板１３に対する部品の装着を行うといった作業が交互に
行われ、もって効率的な部品実装作業が行われるように
なっている。

【００３０】さて、上記した部品実装装置１１において
部品実装作業を行うにあたっては、各実装部品を供給す
る多数個の部品フィーダ２０を部品供給部１８，１９の
所定位置に設置する準備作業を行う必要があり、また制
御装置が制御を行うための部品実装順序や吸着ノズル２
５の交換などを指示する実装プログラムが必要となる。
本実施例においては、前記制御装置には、通信回線を介
して、パソコン本体，キーボード，ディスプレイ，外部
記憶装置などからなるパソコンシステムが接続され、こ
のパソコンシステム上で最適化プログラムが実行される
ことにより、本実施例にかかる部品実装順序決定方法が
実行されるようになっている。尚、この最適化プログラ
ムの実行にあたっては、予めパソコンシステム（あるい
は制御装置）に、基板１３上の全ての装着点の位置座標
及び装着すべき部品種類などが入力されるようになって
いる。

【００３１】このとき、詳しくは後述するように、部品
実装順序決定の手順としては、第１のステップとして、
まず必要な部品フィーダ２０を２個の部品供給部１８，
１９に割振り、続いて、第２のステップとして、各部品
供給部１８，１９に割振られた部品フィーダ２０の配置
を決定し、最後に、第３のステップとして、各部品供給
部１８，１９における部品吸着順序を決定し、もって、
全装着点に対する部品実装順序を決定するようになって
いる。

【００３２】さらに、本実施例において、部品実装装置
１１は、前述したように同一種類の２本の吸着ノズル２
５，２５を設置できる実装ヘッド２１，２２を備えてお
り、部品供給部１８，１９に配置された部品フィーダ２
０のうち、どの２個の部品フィーダ２０から連続して部
品実装作業を行うかにより、部品フィーダ２０からの部
品吸着時の実装ヘッド２１，２２の移動距離や、基板１
３に対する部品装着時の実装ヘッド２１，２２の移動距
離が異なってくる。そのため、第３のステップにおける
部品吸着順序の決定は、各部品供給部１８，１９に配置
された部品フィーダ２０の中から連続して部品装着作業
を行う２個の部品フィーダ２０の組合わせを決定するこ
とにより行っている。

【００３３】次に、上記部品実装順序の決定方法につい
て図１ないし図７も参照して述べる。図１のフロ−チャ
ートは、部品実装順序の決定手順を示している。ここ
で、まず、第１のステップ（ステップＳ１）では、必要
な多数個の部品フィーダ２０を各部品供給部１８，１９
に割振る処理が実行され、次の第２のステップ（ステッ
プＳ２）では、各部品供給部１８，１９における部品フ
ィーダ２０の配置が決定され、最後の第３のステップ
（ステップＳ３）では、各部品供給部１８，１９におけ
る部品吸着順序が決定される。以下、これら各ステップ
について例をあげながら順に詳述する。

【００３４】（１）第１のステップ まず、第１のステップであるステップＳ１では、必要な
部品フィーダ２０を各部品供給部１８，１９に割振る処
理が実行される。この割振り作業は、各部品供給部１
８，１９に部品フィーダ２０を仮割振りした際の、各部
品供給部１８，１９間の部品供給個数の差及び前記各実
装ヘッド２１，２２における吸着ノズル２５の交換回数
の総和をそれぞれパラメータ化してそれらパラメータの
総和を評価関数とし、この評価関数の値が極力小さくな
るように決定されるようになっている。

【００３５】この場合、本実施例では、まず、必要な部
品フィーダ２０を第１及び第２の部品供給部１８，１９
に仮割振りし、そのときの各部品供給部１８，１９にお
ける部品供給個数の差が評価関数ｆｎとされる。そし
て、すべての仮割振りのうち、評価関数ｆｎが最小とな
るように部品フィーダ２０が各部品供給部１８，１９に
仮割振りされた場合において、各実装ヘッド２１，２２
における吸着ノズル２５の交換回数の総和を評価関数ｆ
ｍとして、ｆｍが最小となる仮割振りを求めるのであ
る。

【００３６】ここで、具体例として、図２に示したよう
に、供給する部品種類がそれぞれＰａ〜Ｐｍの１３個の
部品フィーダ２０（Ｆａ〜Ｆｍ）から、合計６５個の部
品を、Ａ〜Ｄの４種類の吸着ノズル２５を使用して実装
する際に、各部品フィーダ２０を、第１及び第２の部品
供給部１８，１９に割振る場合を例として挙げながら説
明する。

【００３７】この場合、例えば、図３（ａ）に示すよう
に、部品フィーダＦａを第１の部品供給部１８に、部品
フィーダＦｂ〜Ｆｍを第２の部品供給部１９に仮割振り
すると、ｆｎ＝５５となる。同様に、図３（ｂ）に示す
ように部品フィーダＦａ，Ｆｂを第１の部品供給部１８
に、部品フィーダＦｃ〜Ｆｍを第２の部品供給部１９に
仮割振りすると、ｆｎ＝４３となる。このようにして、
全ての仮割振りにおける評価関数ｆｎが求められ、この
結果、例えば図３（ｃ）或いは（ｄ）に示すように仮割
振りしたときに評価関数ｆｎが最小（ｆｎ＝１）とな
る。このように、評価関数が最小（ｆｎ＝１）となる割
振りはいくつか存在することになる。

【００３８】続いて、評価関数ｆｎが最小（ｆｎ＝１）
となるように仮割振りされたものについて、それぞれ評
価関数ｆｍを求め、それが最小となる仮割振りを求め
る。本実施例においては、各実装ヘッド２１，２２には
同一種類の吸着ノズル２５が２本設置されるようになっ
ており、同じ吸着ノズル２５を使用する部品はまとめて
実装作業が行われるため、例えば、図３（ｃ）に示すよ
うに部品フィーダＦａ〜Ｆｍが仮割振られた場合、第１
の部品供給部１８においては２回のノズル交換が、第２
の部品供給部においては３回のノズル交換が行われる。
従って、この場合、ｆｍ＝５となる。

【００３９】同様に、図３（ｄ）に示すようにｆｎ＝１
となるように部品フィーダＦａ〜Ｆｍが割振られた場
合、第１の部品供給部１８においては１回のノズル交換
が、第２の部品供給部においては２回のノズル交換が行
われることになり、この場合はｆｍ＝３となる。このよ
うにして、ｆｎ＝１となるように部品フィーダＦａ〜Ｆ
ｍが仮割振りされた全ての場合において評価関数ｆｍが
求められ、この評価関数ｆｍが最小となる場合の仮割振
りが、最終的な部品フィーダＦａ〜Ｆｍの割振りとされ
るのである。これにて、各部品供給部１８，１９におけ
る部品供給個数がほぼ均等に且つ各実装ヘッド２１，２
２における吸着ノズル２５の交換回数の総和が最小にな
るように部品フィーダ２０が割振られるのである。

【００４０】また、ステップＳ１においては、各部品供
給部１８，１９に部品フィーダ２０を仮割振りした際
の、各部品供給部１８，１９間の部品供給個数の差ｆｎ
及び前記各実装ヘッド２１，２２における吸着ノズル２
５の交換回数の総和ｆｍをそれぞれパラメータ化してそ
れらパラメータの総和を評価関数とし、この評価関数の
値が極力小さくなるように部品フィーダ２０の割振りを
決定することもできる。即ち、評価関数をｆ＝ｋ・ｆｎ
＋ｆｍとし、ｆが最小となるように部品フィーダ２０の
割振りを決定することができる。この場合、ｋは定数
で、部品実装装置１１の構成や、基板種類等に応じて適
宜定められるものである。

【００４１】（２）第２のステップ 上記のようにして部品フィーダ２０の割振りが決定され
ると、図１のフローチャートに戻って、ステップＳ２
（第２のステップ）にて、各部品供給部１８，１９にお
ける部品フィーダ２０の配置が定められる。ここでは、
まず、部品供給個数の多い部品フィーダ２０から順に実
装作業部１５の近くになるように配置され、続いて、同
一種類の吸着ノズル２５により吸着作業が行われる部品
種類の部品フィーダ２０が隣接するように配置が決定さ
れるものとし、以下、この決定方法について、ステップ
Ｓ１にて図３（ｄ）に示すように部品フィーダ２０（Ｆ
ａ〜Ｆｍ）が割振られた場合を例に挙げて説明する。

【００４２】まず、本実施例においては、図８に示すよ
うに実装作業部１５は本体ベース１２の中央部、即ち第
１及び第２の部品供給部１８，１９の間に位置するた
め、部品供給個数の多い部品フィーダ２０から順に実装
作業部１５の近くに配置すると、第１の部品供給部１８
においては右端から、第２の部品供給部１９においては
左端から順に配置されることになり、この結果、図４
（ａ）に示すような配置になる。

【００４３】このとき、第１の実装ヘッド２１が第１の
部品供給部１８に配置された部品フィーダ２０から部品
を吸着するために移動する距離Ｄ１は、第１の部品供給
部１８の右端から各部品フィーダ２０までの距離と供給
個数との積の総計であり、次式により求められる。

【００４４】Ｄ１＝ｄ×７＋２ｄ×６＋３ｄ×５＋４ｄ
×５＋５ｄ×５＋６ｄ×３＋７ｄ×２＝１１１ｄ 第２の実装ヘッド２２が第２の部品供給部１９に配置さ
れた部品フィーダ２０から部品を吸着するために移動す
る距離Ｄ２も同様に、 Ｄ２＝ｄ×７＋２ｄ×６＋３ｄ×６＋４ｄ×５＋５ｄ×
４＋６ｄ×４＝１０１ｄ となる。

【００４５】これに対して、図３（ｄ）に示すように配
置されている場合は、 Ｄ１＝ｄ×５＋２ｄ×５＋３ｄ×５＋４ｄ×６＋５ｄ×
７＋６ｄ×３＋７ｄ×２＝１２１ｄ Ｄ２＝ｄ×６＋２ｄ×５＋３ｄ×７＋４ｄ×６＋５ｄ×
４＋６ｄ×４＝１０５ｄ となることから、いずれの部品供給部１８，１９におい
ても、部品供給個数の多い順に実装作業部１５の近くに
配置することにより、移動距離が短縮され、ひいては部
品実装作業時間が短縮されることになる。

【００４６】また、本実施例の部品実装装置１１におい
ては、前述したように、実装ヘッド２１，２２に設置さ
れた吸着ノズル２５間の距離Ｌ（図９参照）と、部品フ
ィーダ２０間の距離ｄ（図８参照）とが同一であるた
め、同一種類の吸着ノズル２５を使用する部品フィーダ
２０が隣接して配置されている場合には、２本の吸着ノ
ズル２５を同時に降下させて２個の部品を同時に吸着す
ることができる。従って、第１の部品供給部１８におい
て右端に配置された部品フィーダＦｉの隣りには、当該
部品フィーダＦｉと同一の吸着ノズル２５を使用する部
品フィーダＦａが配置されることになる。以下、残りの
部品フィーダ２０についても、同一種類の吸着ノズル２
５を使用するものは隣接するように再配置すると、図４
（ｂ）に示すような配置となる。

【００４７】このとき、実装ヘッド２１，２２に設置さ
れた２本の吸着ノズル２５が、部品を吸着する際に降下
する回数は、第１の部品供給部１８においては２１回、
第２の部品供給部１９においては２１回となる。これに
対して、図４（ａ）に示すように配置されている場合
は、吸着ノズル２５の降下回数は、第１の部品供給部１
８においては２５回、第２の部品供給部１９においては
３２回であることから、いずれの部品供給部１８，１９
においても少なくなり、この結果、部品実装作業時間が
短縮されることになる。

【００４８】尚、上記ステップＳ１及びＳ２において決
定された部品フィーダ２０の割振り及び配置は、例えば
ディスプレイに表示されるようになる。部品実装作業の
準備段階において、作業者がその表示に基づいて、各部
品フィーダ２０を各部品供給部１８，１９の所定位置に
セットする作業を行うことにより、部品実装作業の実行
が可能となる。

【００４９】（３）第３のステップ このようにして、部品フィーダ２０の配置が決定する
と、最後にステップＳ３（第３のステップ）にて、各部
品供給部１８，１９における部品実装順序を決定する。
このステップＳ３では、実装ヘッド２１，２２に設置さ
れた２本の吸着ノズル２５によって連続して実装作業が
行われるときの実装ヘッド２１，２２の動作時間が短く
なるように、部品実装順序が決定される。

【００５０】ここで、本実施例では、例えば実装ヘッド
２１（実装ヘッド２２も同様）は実装作業を行うに当た
っては、次のような動作をするようになっている。即
ち、まず、実装ヘッド２１は、部品供給部１８に移動し
て、一方の吸着ノズル２５により部品フィーダ２０から
部品を吸着し、次の部品フィーダ２０まで移動して、他
方の吸着ノズル２５により部品を吸着するという連続し
た動作を行う。このとき、２本の吸着ノズル２５，２５
により吸着される部品の部品フィーダ２０が隣接して配
置されていれば、２本の吸着ノズル２５，２５は同時に
降下して吸着作業を行うことができる。続いて、実装ヘ
ッド２１は、実装作業部１５に移動して一方の吸着ノズ
ル２５により部品を基板１３上の装着位置に装着し、次
の部品の装着位置まで移動して、他方の吸着ノズル２５
により部品を装着するという連続した動作を行う。

【００５１】このため、各実装ヘッド２１，２２が連続
して実装作業を行う２種類の部品の組合わせに応じて、
吸着作業時の移動距離及び降下回数並びに装着作業時の
移動距離が異なってくる。従って、本実施例において
は、各部品フィーダ２０の位置や、各部品の全ての部品
装着点の重心のＸ座標に基づいて、一の種類の部品に対
し他の種類の部品を仮組合わせした際の部品実装作業に
要する時間をパラメータ化してそれらパラメータの総和
を評価関数とし、この評価関数の値を極力小さくするこ
とにより、連続して吸着すべき２種類の部品の組合わせ
を決定するようになっている。これにて、効率的に実装
作業を行うことができるようになる。

【００５２】この評価関数は、次のように求められる。
例えば、部品Ｐａの部品フィーダＦａから部品Ｐｂの部
品フィーダＦｂまで実装ヘッド２１（２２）が移動する
のに要する時間をＴｍｉ、一方の吸着ノズル２５が降下
して部品Ｐａを吸着し上昇するのに要する時間及び他方
の吸着ノズル２５が降下して部品Ｐｂを吸着し上昇する
のに要する時間の総和をＴｉ、部品Ｐａの装着位置から
部品Ｐｂの装着位置まで実装ヘッド２１（２２）が移動
するのに要する時間をＴｍｍ、一方の吸着ノズル２５が
降下して部品Ｐａを装着し上昇するのに要する時間及び
他方の吸着ノズル２５が降下して部品Ｐｂを装着し上昇
するのに要する時間の総和をＴｍとすると、 評価関数ｆ（Ｐａ，Ｐｂ）＝Ｔｍｉ＋Ｔｉ＋Ｔｍｍ＋Ｔ
ｍ として表される。

【００５３】このようにして求められた評価関数から、
一の種類の部品に対して他の種類の部品を連続して吸着
作業を行うと効率良く実装作業を行うことができるか否
か、即ち部品間の相性を求めることができる。このよう
な相性に基づいて、連続して吸着すべき２種類の部品の
組合わせは、図５のフローチャートに従って決定され
る。

【００５４】まず、ステップＳ３１にて変数ｎ及びｋの
値が共に１にセットされ、次のステップＳ３２にて、部
品ｎに対して相性がｋ番目に良い部品ｍをパートナーに
選ぶ。この部品ｍのパートナー部品ｘが決まっていない
場合には（ステップＳ３３にてＮｏ）、部品ｎと部品ｍ
とを組合わせる（ステップＳ３８）。一方、ステップＳ
３３にて、部品ｍのパートナー部品ｘが決まっている場
合には（Ｙｅｓ）、部品ｍに対する部品ｎの相性と、部
品ｍに対する部品ｘの相性とを比べ、部品ｎと部品ｍと
の相性の方が良ければ（ステップＳ３４にてＹｅｓ）、
部品ｍと部品ｘとの組合わせを解消し（ステップＳ３
５）、部品ｎと部品ｍとを組合わせる（ステップＳ３
６）。また、ステップＳ３４にて、部品ｍと部品ｘとの
相性の方が良ければ（Ｎｏ）、部品ｎに部品ｍを組合わ
せることを諦め、ｋの値を１インクリメントして、部品
ｎに対して次に相性が良い部品についてのステップＳ３
２からの作業を繰り返す。

【００５５】この後、ステップＳ４０にて、ｎの値を１
ずつインクリメントして、ｎが部品総数Ｎに達するま
で、次の部品についてのステップＳ３２からの作業を繰
り返す。全ての部品について組合わせが決定すると、作
業が終了する。

【００５６】具体的に、例えば同一種類の吸着ノズル２
５が使用される６種類の部品Ｐ１〜Ｐ６を２種類ずつ組
合わせる方法について図６及び図７を参照して説明す
る。これら６種類の部品を互いに仮組合わせした結果、
図６（ａ）に示すような評価関数の表が得られたものと
する。この場合、表の左端の欄には、一方の吸着ノズル
２５で１番目に吸着作業が行われる部品種類を示し、上
の欄には、他方の吸着ノズル２５で２番目に吸着作業が
行われる部品種類を示している。また、図６（ａ）に基
づいて、各部品に対して評価関数の小さい順、即ち相性
の良い順に部品を並べかえて示すと、図６（ｂ）のよう
になる。例えば、部品Ｐ１に対しては、部品Ｐ３，Ｐ
６，Ｐ２，Ｐ４，Ｐ５の順に相性が良いことがわかる。

【００５７】そして、このような評価関数（相性）に基
づき、全体として評価関数が極力小さくなるように２種
類の部品ずつの組合わせを決定することになる。まず、
図７（ａ）に示すように、部品Ｐ１に着目して、相性が
１番目に良い部品Ｐ３をパートナーに選ぶ。このとき、
部品Ｐ３にはパートナーが決まっていないので、部品Ｐ
１とＰ３との組合わせを決定する。

【００５８】次に、部品Ｐ２に着目して、１番目に相性
の良い部品Ｐ１をパートナーに選ぶ（尚、図７におい
て、実線で囲まれた部品はパートナー部品として決定し
ていることを、破線で囲まれた部品はパートナー部品と
して決定していないことを示している。）。このとき、
部品Ｐ１にはパートナー部品Ｐ３が決まっているので、
部品Ｐ１に対する部品Ｐ３及びＰ２の相性を比べる。

【００５９】この結果、部品Ｐ１に対しては部品Ｐ３の
相性のほうが良いため、部品Ｐ２に部品Ｐ１を組合わせ
るのを諦め、２番目に相性の良い部品Ｐ３をパートナー
に選ぶ。このとき、部品Ｐ３にもパートナー部品Ｐ１が
決まっているので、同様に、部品Ｐ３に対する部品Ｐ１
及びＰ２の相性を比べる。この場合は、部品Ｐ２に対す
る相性の方が良いので、部品Ｐ３と部品Ｐ１との組合わ
せを解消し、部品Ｐ２と部品Ｐ３とを組合わせる。この
結果、部品Ｐ１のパートナー部品がなくなったので、部
品Ｐ１に対して２番目に相性の良い部品Ｐ６を組合わせ
る。この場合、部品Ｐ６に対するパートナー部品は決ま
っていないため、部品Ｐ１とＰ６との組合わせを決定す
る（図７（ｂ））。

【００６０】続いて、部品Ｐ３に着目し、１番目に相性
の良い部品Ｐ２をパートナーに選ぶ。これまでの処理に
おいて、部品Ｐ３とＰ２とは既に組合わせが決定してい
るため、このままとし（図７（ｃ））、次の部品Ｐ４に
対するパートナーを選ぶ。

【００６１】部品Ｐ４に対しては、相性が１番目から３
番目に良い部品すべてについて既にパートナーが決まっ
ており、いずれの部品についても現在のパートナー部品
より部品Ｐ４との相性の方が悪いため、４番目に相性の
良い部品Ｐ５を組合わせる。そして、部品Ｐ５に対する
パートナーは決まっていないため、部品Ｐ４とＰ５との
組合わせを決定する（図７（ｄ））。

【００６２】さらに、部品Ｐ５に着目すると、１番目に
相性の良い部品はＰ６であるため、部品Ｐ４との組合わ
せを解消し、部品Ｐ５とＰ６とを組合わせる。このと
き、部品Ｐ６にもパートナー部品Ｐ１が決まっているの
で、部品Ｐ６に対する部品Ｐ５及びＰ１の相性を比べる
と、部品Ｐ５に対する相性の方が良いので、部品Ｐ６と
部品Ｐ１との組合わせを解消し、部品Ｐ５と部品Ｐ６と
の組合わせを決定する（図７（ｅ））。

【００６３】この結果、部品Ｐ１のパートナーがなくな
ったため、次に相性の良い部品Ｐ２を組合わせる。この
とき、部品Ｐ２の部品Ｐ１に対する相性を、既に部品Ｐ
２のパートナーとして決まっている部品Ｐ３と比較する
と、部品Ｐ１の方が良いため、部品Ｐ２とＰ３との組合
わせを解消し、部品Ｐ１とＰ２との組合わせを決定す
る。さらに、この結果、部品Ｐ３のパートナーがなくな
ったため、次に相性の良い部品Ｐ４を組合わせる。この
とき、前述したように、部品Ｐ４と部品Ｐ５との組合わ
せは解消されて、部品Ｐ４のパートナーはまだ決まって
いないため、無条件に部品Ｐ３とＰ４とを組合わせる。

【００６４】最後に、部品Ｐ６に着目する。部品Ｐ６に
は、いまのパートナー部品Ｐ５より部品Ｐ４の方が相性
が良いため、部品Ｐ６とＰ４との組合わせを考える。し
かし、部品Ｐ４に対しては、部品Ｐ６より現在のパート
ナー部品Ｐ３の方が相性が良いため、部品Ｐ６と部品Ｐ
４との組合わせを諦め、次に相性の良い部品Ｐ５を組合
わせることを決定する（図７（ｆ））。これにより、す
べての部品Ｐ１〜Ｐ６についてパートナーが確定する。

【００６５】以上のようにして、同一種類の吸着ノズル
２５を使用する全ての部品についてパートナー部品が決
定されることにより、各部品供給部１８，１９内におけ
る部品実装順序が決定され、以て実装プログラムが作成
されるのである。

【００６６】このように本実施例によれば、部品実装装
置１１における部品実装順序を決定するに当たって、ま
ず、第１のステップとして、各部品供給部１８，１９に
おける部品供給個数が均等になるように、また、各実装
ヘッド２１，２２における吸着ノズル２５の交換回数の
総和が最小になるように、部品フィーダ２０を割振るよ
うにした。これにより、各部品供給部１８，１９におい
て、各実装ヘッド２１，２２が実行する部品実装時間に
極端な不均等を生じさせることなく、また、吸着ノズル
２５の交換作業に要する時間が短くなるように、部品フ
ィーダ２０を割振ることができる。

【００６７】そして、部品フィーダ２０を各部品供給部
１８，１９に割振る作業が終了すると、続いて、第２の
ステップとして、各部品供給部１８，１９における部品
フィーダ２０の配置を決定するようにした。この第２の
ステップは、まず、部品供給個数の多い部品フィーダ２
０から順に実装作業部１５の近くに配置される。これに
より、供給個数の多い部品に関する実装作業時間を短く
できるので、全体としての実装作業時間の短縮化を図る
ことができる。

【００６８】また、同一種類の吸着ノズル２５により吸
着作業が行われる部品種類の部品フィーダ２０は隣接す
るように配置した。これにより、部品供給個数の少ない
部品フィーダ２０の方が実装作業部１５に近付いて配置
されることがあっても、実装ヘッド２１，２２に取付け
られた２本の吸着ノズル２５が部品を吸着する際の移動
距離を短くすることができ、ひいては、実装作業時間の
短縮化を図ることができる。

【００６９】さらに、本実施例においては、第３のステ
ップとして、各部品供給部１８，１９に配置された部品
フィーダ２０の実装順序を相性の良い部品種類同士組合
わせることにより決定した。これにより、実装ヘッド２
１，２２に設置された２本の吸着ノズル２５による部品
実装作業に要する時間を短縮することができ、全体とし
ての部品実装作業時間の短縮化を図ることができる。

【００７０】尚、上記実施例では、第１のステップにお
いて、各部品供給部１８，１９における部品供給個数が
ほぼ均等となるように、且つ、各実装ヘッド２１，２２
における吸着ノズル２５の交換回数の総和が最小になる
ように部品フィーダ２０を割振るようにしたが、単に、
部品供給個数がほぼ均等になるように部品フィーダ２０
を割振るようにすることもできる（請求項１に対応）。
すなわち、実装ヘッド２１，２２における吸着ノズル２
５の交換作業に要する時間がさほど問題とならない場合
には、部品供給個数のみに着目すれば良いのである。

【００７１】また、上記実施例では、第３のステップに
おいて、実装ヘッド２１，２２の部品吸着作業及び部品
装着作業を合わせた部品実装作業に要する時間を短縮す
るように部品の組合わせを決定したが、例えば、部品吸
着作業に要する時間について評価関数を求め、この評価
関数に基づいて組合わせを決定しても良く（請求項６に
対応）、或いは、部品装着作業に要する時間について評
価関数を求め、この評価関数に基づいて組合わせを決定
しても良い（請求項７に対応）。

【００７２】その他、本発明は上記し且つ図面に記載し
た実施例に限定されるものではなく、例えば、実装ヘッ
ド及び部品供給部を３個以上設けたものにも適用でき
る。また、実装ヘッド２１，２２に設置される吸着ノズ
ル２５は１本、或いは３本以上でも良く、実装ヘッド２
１，２２に設置される複数の吸着ノズル２５は同一種類
に限らず異なる種類のものでも良い。部品実装順序の決
定は、部品実装装置１１を制御する制御装置により行わ
れるように構成しても良い。

【００７３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の請求項１の部品実装順序決定方法によれば、複数の部
品供給部及び複数の実装ヘッドを備えた部品実装装置を
用いて基板に部品を実装する作業を行う場合に、第１の
ステップとして必要な部品供給装置を各部品供給部に割
振り、第２のステップとして前記各部品供給部における
部品供給装置の配置を決定し、第３のステップとして前
記各部品供給部における部品吸着順序を決定することに
より部品実装順序を決定し、前記第１のステップにおい
ては、前記各部品供給部における部品供給個数がほぼ均
等となるように前記部品供給装置を割振るようにしたの
で、各部品供給部において各実装ヘッドが実行する部品
実装作業に要する時間に極端な不均等を生じさせること
なく部品供給装置の割振りを比較的簡単に行うことがで
きるという優れた効果を奏するものである。

【００７４】さらに、前記第１のステップにおいて、各
実装ヘッドにおける吸着ノズルの交換回数の総和が最小
になるように部品供給装置を部品供給部に割振るように
すると（請求項２）、各部品供給部に対応する実装ヘッ
ドにおける吸着ノズルの交換回数を極力少なくすること
ができ、交換作業に要する時間を短く済ませることがで
きる。

【００７５】また、請求項４の発明によれば、第２のス
テップにおいては、部品供給個数の多い順に実装作業部
の近くになるように、部品供給装置の配置を決定するよ
うにしたので、供給個数の多い部品に関する実装作業時
間を短くでき、全体としての実装作業時間の短縮化を図
ることができる。

【００７６】さらに、請求項８の発明によれば、実装ヘ
ッドが２本の吸着ノズルを備えるものであって、１回の
吸着作業においてそれら２本の吸着ノズルによって連続
して２種類の部品を吸着する場合に、第３のステップに
おいて、一の種類の部品に対し他の種類の部品を仮組合
わせした際の部品実装作業に要する時間をパラメータ化
してそれらパラメータの総和を評価関数とし、この評価
関数の値を極力小さくするように、連続して吸着すべき
２種類の部品の組合わせを決定するようにした。これに
より、実装ヘッドに取付けられた２本の吸着ノズルによ
り実行される実装作業に要する時間をパラメータ化する
ことによって扱う数値を単純化することができ、また、
連続して吸着作業を行うことにより実装作業時間を十分
短くすることができる組合わせを求める処理を比較的簡
単に実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、部品実装順序
の決定手順を示すフローチャート

【図２】各部品フィーダの部品種類、供給個数、使用す
る吸着ノズルの具体例を示す図

【図３】部品フィーダの割振りを決定するにあたって、
各部品フィーダを第１及び第２の部品供給部に仮割振り
する具体例を示す図

【図４】第１及び第２の部品供給部に割振られた部品フ
ィーダの配置を決定する際の具体例を示す図

【図５】図１におけるステップＳ３の処理内容を具体的
に示すフローチャート

【図６】（ａ）一の部品に他の部品を組合わせた場合に
実装ヘッドが動作する時間に関する評価関数値を示す
図、（ｂ）各部品に対して相性の良い部品を順番に並べ
て示す図

【図７】部品相互の相性に基づく部品の組合わせの決定
方法を説明するための図

【図８】部品実装装置の平面図

【図９】実装ヘッドの先端部分の正面図

【図１０】従来例を示すもので、実装ヘッドの移動の様
子を示す部品実装装置の要部の平面図

【図１１】部品供給部における部品フィーダの配置を決
定する方法を説明するための平面図

【符号の説明】

図中、１１は部品実装装置、１３は基板、１５は実装作
業部、１８は第１の部品供給部、１９は第２の部品供給
部、２０は部品フィーダ（部品供給装置）、２１は第１
の実装ヘッド、２２は第２の実装ヘッド、２５は吸着ノ
ズルを示す。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板が配置される実装作業部と、 この実装作業部の近傍に設けられ、実装部品を供給する
   多数個の部品供給装置が着脱可能に取付けられる複数の
   部品供給部と、 これら各部品供給部に対応して設けられ、部品を吸着す
   る吸着ノズルを備え、その部品供給部と前記実装作業部
   との間を移動される複数の実装ヘッドとを具備し、 前記実装ヘッドを前記部品供給部へ移動させて部品を吸
   着する吸着作業と、前記部品を保持した実装ヘッドを前
   記実装作業部へ移動させて前記基板に部品を装着する装
   着作業とからなる部品実装作業を、複数の実装ヘッドに
   より順に実行するようにした部品実装装置における、部
   品実装順序を決定するための方法であって、 必要な部品供給装置を前記各部品供給部に割振る第１の
   ステップと、 前記各部品供給部における部品供給装置の配置を決定す
   る第２のステップと、 前記各部品供給部における部品吸着順序を決定する第３
   のステップとを備え、 前記第１のステップにおいては、前記各部品供給部にお
   ける部品供給個数がほぼ均等となるように前記部品供給
   装置が割振られることを特徴とする部品実装順序決定方
   法。
2. 【請求項２】 実装ヘッドに取付けられる吸着ノズルを
   部品種類によって交換する場合において、 第１のステップにおいては、各実装ヘッドにおける吸着
   ノズルの交換回数の総和が最小になるように部品供給装
   置が割振られることを特徴とする請求項１記載の部品実
   装順序決定方法。
3. 【請求項３】 第１のステップにおいては、各部品供給
   部に部品供給装置を仮割振りした際の、各部品供給部間
   の部品供給個数の差及び前記各実装ヘッドにおける吸着
   ノズルの交換回数の総和をそれぞれパラメータ化してそ
   れらパラメータの総和を評価関数とし、この評価関数の
   値が極力小さくなるように部品供給装置の割振りが決定
   されることを特徴とする請求項１または２記載の部品実
   装順序決定方法。
4. 【請求項４】 第２のステップにおいては、部品供給個
   数の多い順に実装作業部の近くになるように、部品供給
   装置の配置が決定されることを特徴とする請求項１ない
   し３のいずれかに記載の部品実装順序決定方法。
5. 【請求項５】 実装ヘッドは、同一種類の複数の吸着ノ
   ズルを備え、１回の吸着作業においてそれら吸着ノズル
   により複数の部品を吸着して部品実装作業を行う場合に
   おいて、 第２のステップにおいては、同一種類の吸着ノズルによ
   り吸着作業が行われる部品種類の部品供給装置が隣接す
   るように部品供給装置を配置することを特徴とする請求
   項１ないし４のいずれかに記載の部品実装順序決定方
   法。
6. 【請求項６】 第３のステップにおいては、各実装ヘッ
   ドによる吸着作業に要する時間が短くなるように、各部
   品供給部内における部品吸着順序が決定されることを特
   徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の部品実装
   順序決定方法。
7. 【請求項７】 第３のステップにおいては、各実装ヘッ
   ドによる装着作業に要する時間が短くなるように、各部
   品供給部内における部品吸着順序が決定されることを特
   徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の部品実装
   順序決定方法。
8. 【請求項８】 実装ヘッドは２本の吸着ノズルを備え、
   １回の吸着作業においてそれら２本の吸着ノズルによっ
   て連続して２種類の部品を吸着する場合であって、 第３のステップにおいては、一の種類の部品に対し他の
   種類の部品を仮組合わせした際の部品実装作業に要する
   時間をパラメータ化してそれらパラメータの総和を評価
   関数とし、この評価関数の値を極力小さくするように、
   連続して吸着すべき２種類の部品の組合わせを決定する
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の
   部品実装順序決定方法。