JPH1093296A - 部品実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 挿入ピッチ変更によるタクトロス、ＸＹテー
ブルの移動ロス、部品供給部の部品切れによる設備停止
を抑制する部品実装方法を提供する。 【解決手段】 挿入ピッチで分割して挿入ピッチにより
部品供給カセットを配分する手順により挿入ピッチ変更
によるタクトロスを抑制し、基板を座標分割した領域毎
に部品供給カセットを配分する手順によりＸＹテーブル
の移動ロスを抑制し、実装に必要な部品数と部品供給部
の収容数とから決定される分割判定数により部品供給カ
セットを配分し部品切れによる設備停止を抑制する各手
順を１以上用いて部品実装機を駆動するＮＣデータを作
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＣデータに基づ
いて部品実装機を動作させる部品実装方法に関し、特に
実装する部品切れによる動作停止、挿入ピッチ変更動作
に伴うタクトロス、基板を移動させるＸＹテーブルの移
動ロスを抑制する部品配列決定を行う部品実装方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】部品実装機の一例である部品挿入機を用
いた部品実装方法において、基板に挿入する複数の部品
を供給する部品供給部における部品の配列を適切に決定
することによって、実装基板の生産を効率的に行うこと
ができる。前記部品を配列を決定する従来技術について
以下に説明する。

【０００３】図７は部品挿入機の構成例を示すもので、
同図（ａ）は正面側、同図（ｂ）は背面側の斜視図であ
る。部品挿入機２０の部品供給部２１には、基板に実装
する各部品が収納された部品供給カセット２２が配設さ
れている。基板供給部２４により実装位置に搬入された
基板はＸＹテーブル２３により部品実装位置に移動し、
部品供給部２１は実装する部品供給カセット２２を図示
しない装着ヘッドの位置に移動させるので、装着ヘッド
は部品をピックアップして基板の所定位置に挿入する。

【０００４】前記装着ヘッドによる部品挿入動作は、図
８に示すように、基板上の挿入ピッチに基づいて、装着
ヘッドに設けられた挿入ガイド２５の幅及び基板下に配
置されたカッター２６の幅を設定し、部品供給カセット
２２から部品をとり、ＸＹテーブル２３で位置決めされ
た基板２９上にプッシャー２７で部品２８を挿入し、カ
ッター２６で余分なリードをカットして１部品に対する
挿入動作が終了する。

【０００５】所定数の実装が終了した基板は基板供給部
２４により搬出される。このような部品挿入機２０を含
む部品実装機を複数台設置して、実装基板を生産する実
装ラインが構成される。

【０００６】前記部品供給カセット２１に対する複数部
品の配列の決定は、図９に示すフローチャートに示す手
順によりなされる。まず、生産する基板を実装ラインを
構成する部品実装機間でのタクトバランスと、各部品実
装機における搭載可能部品数を考慮した部品の振り分け
を行い（Ｓ１）、各部品実装機に振り分けられた部品に
対して部品高さの低い部品から高い部品の順に並び変え
を行い（Ｓ２）、先頭から順に１部品１カセットに番号
づけしてカセット番号を決定する（Ｓ３）。次に、決定
した部品配列で試験生産して、カセット毎の部品消費量
をチェックする（Ｓ４）。このチェックにより、カセッ
ト全体平均から１カセット当たりの部品消費量が多く、
部品切れ発生の多発が予想できるカセットについて、ス
ペアカセット数とその位置をマニュアル設定し（Ｓ
５）、それらスペアカセットを含め、カセット配列編集
により配列を仮決定する（Ｓ６）。この仮決定された部
品配列によりＳ４からＳ６までの手順を繰り返し評価し
ながら、適切な部品配列を決定する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記従
来の部品配列の手順を用いた部品実装方法では、上記部
品配列の決定手順からもわかるように、適切なスペアカ
セット数を含め、部品配列決定までに多大な工数がかか
る問題点があった。

【０００８】また、マシンの構造上の特徴から発生する
挿入ピッチ変更に伴うタクトロスが発生すること、同一
部品で基板上の部品レイアウト距離に起因するＸＹテー
ブルの移動ロスが発生する等の問題点があった。

【０００９】上記挿入ピッチの変更により、挿入ガイド
及びカッターの幅の設定動作を行うのに、１回当たり平
均１秒のタクトロスが発生する。表１は部品実装機を動
作させるためのＮＣデータの例を示すものであるが、例
えば部品品番「ＲＡＲＲＥＹ１２」の１部品をみても、
ブロック番号２から３、４から５、５から６、７から８
の間に挿入ピッチ変更が必要で、これに約４秒のタクト
ロスが発生する。

【００１０】

【表１】

【００１１】また、図１０は表１に示したＮＣデータに
より基板に部品を挿入する挿入基板例を示すもので、図
示する１から１３の実装順にＸＹテーブルは基板を移動
させる。図示するようにＸＹテーブルの移動ロスが大き
くなってしまっている。表２及び図１１に示すように、
このＸＹテーブルの移動が小さくなるように実装順を決
めることもできるが、そうすると部品供給部によるカセ
ットの移動ロスが増えることになる。

【００１２】

【表２】

【００１３】本発明は、上記した従来技術に係る部品実
装方法の課題に鑑みて創案されたもので、部品配列に伴
うロスを抑制して効率的な実装動作を行わせる部品実装
方法を提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、実装のための基板位置を制御するＸＹテー
ブルと、実装する各部品を部品供給カセットに収容して
装着ヘッドに部品を供給する部品供給部と、部品供給部
から部品を実装位置に搬送して基板に実装する装着ヘッ
ドとを備えた部品実装機を駆動するＮＣデータを、前記
基板上への実装に関する情報をＣＡＤデータから得ると
共に、実装する部品に関するデータや部品挿入機を含む
部品実装機に関するデータを記録した実装データベース
を用いて生成し、このＮＣデータに基づいて実装ライン
を構成する部品挿入機を含む各部品実装機を動作させる
部品実装方法において、前記部品供給部における部品切
れによる前記部品実装機の停止頻度を抑制する部品配列
を決定する手順と、前記装着ヘッドによる部品の挿入ピ
ッチ変更によるタクトロスを抑制する部品配列を決定す
る手順と、前記ＸＹテーブルの移動ロスを抑制する部品
配列を決定する手順とから、１以上の前記手順を用いて
生成したＮＣデータに基づいて実装ラインを構成する各
部品実装機を動作させることを特徴とする。

【００１５】上記部品供給部における部品切れによる部
品実装機の停止頻度を抑制する部品配列を決定する手順
は、対象とする基板に実装する各部品の使用数及び部品
供給部での収容数から部品配列を決定する際の分割判定
数を設定し、この分割判定数をもとに部品供給部での部
品配列を決定することを特徴とする。

【００１６】また、上記装着ヘッドによる部品の挿入ピ
ッチ変更によるタクトロスを抑制する部品配列を決定す
る手順は、挿入位置により挿入ピッチが変わる部品に対
してＣＡＤデータから挿入位置毎の挿入ピッチを求め、
前記挿入ピッチ毎に部品供給部における部品配列を決定
することを特徴とする。

【００１７】更に、上記ＸＹテーブルの移動ロスを抑制
する部品配列を決定する手順は、基板上の部品実装位置
情報をＣＡＤデータから求めて基板全体を複数の領域に
分割する手順と、分割された領域毎に１部品に対しての
部品供給部の部品セット位置を分割した部品配列を決定
する手順とを具備してなることを特徴とする。

【００１８】更に、上記部品供給部における部品配列の
決定は、実装ラインを構成する他の部品実装機も対象と
して部品を振り分ける手順を含むことを特徴とする。

【００１９】上記部品実装方法によれば、部品実装機が
部品挿入機である場合には、挿入ピッチが変更されるア
キシャル部品について、挿入ピッチで分割し、挿入ピッ
チにより部品供給カセットを配分することができるの
で、挿入ピッチ変更によるタクトロスを抑制することが
できる。

【００２０】また、基板を複数の領域に分割して、分割
された各領域毎に１部品に対して部品供給カセットが配
分されるので、基板を移動させるＸＹテーブルの移動ロ
スを抑制することができる。

【００２１】更に、対象とする基板使用する各部品の使
用数及び部品供給部での搭載可能数から部品配列を決定
する際の分割判定数を設定して、この分割判定数をもと
に部品供給部での部品配列を決定するので、部品供給部
での部品切れによる設備の停止頻度を抑制することがで
きる。

【００２２】上記挿入ピッチ分割、基板の領域分割、分
割判定数のそれぞれによる部品配列の決定の手順は、実
装ラインの状態に応じて、１以上を適宜組み合わせて用
いることができる。また、部品配列の決定は、該当部品
実装機だけでなく、実装ラインを構成する他の部品実装
機も対象として部品を振り分ける処理を行うので、タク
トバランスのよい実装ラインを構成することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下，添付図面を参照して，本発
明の一実施形態について説明し、本発明の理解に供す
る。尚，以下の実施形態は本発明を具体化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【００２４】まず、本発明の一実施形態に係る部品実装
方法を適用する実装設備の構成について、図５を参照し
て説明する。

【００２５】図５において、部品実装機群１は、複数の
部品実装機２、２…がライン配置されたもので、先に図
７に示したような部品挿入機を含む部品実装機２、２…
が実装ライン３を構成している。この部品実装機群１
は、制御装置４から出力されるＮＣデータに基づいて部
品実装の動作を実行する。前記制御装置４には、実装対
象とする基板の部品毎の実装位置や姿勢、挿入ピッチ等
のＣＡＤデータを出力するＣＡＤシステム５と、各部品
実装機２に関するデータや部品に関するデータを出力す
る実装データベース６とが接続されている。

【００２６】前記制御装置４は、ＣＡＤシステム５から
実装対象とする基板に対するＣＡＤデータを得ると共
に、実装データベース６から部品実装機２及び部品のデ
ータを得て、部品毎に最適の部品実装機２で、しかも各
部品実装機２間のラインバランスがとれる部品実装機２
を確定して、実装する部品の振り分けを実施する。この
後、本発明に係る部品配列を合理的にする部品実装方法
を実施する。

【００２７】この部品実装方法について、以下に図１〜
図４を参照して説明する。尚、参照するフローチャート
に記載されたＳ１、Ｓ２…の番号は、処理手順を示すス
テップ番号で、本文に添記する番号と一致する。

【００２８】図１は、実装１ブロックを対象とした全体
の処理手順を示すフローチャートである。この全体フロ
ーでは、Ｓ１〜Ｓ６の処理手順により、対象とする部品
実装機が部品挿入機である場合は、部品の挿入ピッチ変
更によるタクトロスを抑制する部品配列を決定し、Ｓ７
〜Ｓ１４の処理手順により、ＸＹテーブルの移動ロスを
抑制する部品配列を決定し、Ｓ１５〜Ｓ２２の処理手順
により、部品供給部における部品切れによる設備の動作
停止を抑制する部品配列が決定される。尚、図１にＳ１
〜Ｓ６として示す挿入ピッチ変更によるタクトロスを抑
制する部品配列の処理手順は図２に、Ｓ７〜Ｓ１４とし
て示すＸＹテーブルの移動ロスを抑制する部品配列の処
理手順は図３に示している。

【００２９】まず、図２、図４を参照して挿入ピッチ分
割による部品供給カセットの配列を決定する処理手順に
ついて説明する。

【００３０】まず、対象とするＣＡＤデータからアキシ
ャル部品（ジャンパー部品を含む）について、部品品番
と挿入ピッチとでソーティングする（Ｓ１）。次に、部
品品番と挿入ピッチとの組み合わせでカセット配列を実
施する（Ｓ２）。これは、部品品番を挿入ピッチ毎にカ
セットを配分する処理である。例えば、表３に示すよう
なＣＡＤデータを前記処理を施すことにより、表４に示
すような挿入ピッチによる分割がなされ、挿入ピッチ５
０００をＺ番号１に、挿入ピッチ７５００をＺ番号２
に、挿入ピッチ１２５００をＺ番号３にする部品供給カ
セットの配列がなされている。

【００３１】

【表３】

【００３２】

【表４】

【００３３】次に、対象とする部品実装機２での搭載可
否シュミレーションを行って（Ｓ３）、搭載可否の判断
を行い（Ｓ４）、搭載可能の場合にはＣＡＤデータ１点
毎にカセット配分後のカセット番号（Ｚ番号）を付与す
る（Ｓ５）。搭載が不可である場合には、ワーニングメ
ッセージ表示と共に挿入ピッチによるカセット配列をそ
の部品について無効とし、分割を行わないでそのまま出
力する（Ｓ６）。以上の処理をＣＡＤデータの１ブロッ
ク毎に実施する。上記処理手順を実行することによっ
て、挿入ピッチによっても部品供給カセットの配列が決
定されるので、挿入ピッチ変更によるタクトロスを抑制
することができる。

【００３４】続いて、図３、図４を参照して、前記挿入
ピッチ分割によるカセット配列を終えたＣＡＤデータに
対して、実装座標によりカセット配列を行う処理を、２
モジュールからなる基板を左右２領域に分割する例に則
って説明する。

【００３５】尚、前記２モジュールからなる基板とは、
生産効率化の観点から、図６に示すように、１枚の基板
に同一の回路パターンを２面形成した多面取り基板とい
う形態で、現在の実装基板生産の主流となっている。図
６に示す２モジュール基板では、回路パターンの向きが
互いに逆向きとなるが、実装に必要な部品は同じである
ため、ＣＡＤデータとしては、一方の実装位置と相互の
位置関係が出力される。実装する対象部品が少ない場合
には、全体を１枚の基板として生産するので、これを１
枚展開データで生産すると呼称している。このような２
モジュール基板への実装は、タクトロスを抑制するた
め、一方の回路パターンに実装した後、その逆の実装順
で他方の回路パターンに実装する方法が採用でき、これ
をＺ戻りデータで生産すると呼称している。

【００３６】まず、前記１枚展開データまたはＺ戻りデ
ータ生成の判断を行う（Ｓ７）。次に、基板を設備上で
流す向きで処理するので、ＣＡＤデータに格納された回
路パターンに回転が加わっている場合には、実装できな
い実装機が存在するため、前記Ｓ７の処理を実行しない
場合、第１モジュールを０度の姿勢のデータに変換する
（Ｓ８）。また、前記Ｓ７の処理を実行する場合には、
基板上の全ての座標を第１モジュールの０度の姿勢で１
枚展開する（Ｓ９）。

【００３７】次いで、基板上の実装領域を座標分割し
て、複数の領域に分割する処理を行う。即ち、部品の実
装位置のＸ座標及びＹ座標の最大値及び最小値から基板
をｎ分割し、１部品に対して各領域毎の部品供給カセッ
トを割り当てる。ここでは、４領域に座標データをグル
ーピングし、各領域毎に部品供給カセットを割り当てて
いる（Ｓ１０）。例えば、基板をＸ座標で２領域に分割
する場合には、表３に示したＣＡＤデータにおける部品
品番「ＲＡＲＲＥＹ１２」について見ると、Ｘ座標の最
大値は２１５０００、最小値は３５０００である。左右
２分割するため、（２１５０００−３５０００）／２＝
９００００のＸ座標でＣＡＤデータブロックを分割処理
すると、表５に示す結果が得られる。

【００３８】

【表５】

【００３９】Ｙ座標での２領域への分割は、表３のＣＡ
Ｄデータに示される範囲のものは、全て同一領域とな
る。従って、表５に示す座標分割処理後のデータでは、
回路番号Ｒ１００〜Ｒ１０３とＲ１０４〜Ｒ１０７との
２ブロックに分割され、図４に示す挿入基板例では、左
右に実装一が分散している状態が、そのまま分割される
ことになる。表５に示す座標分割処理後のカセット配列
では、分割された領域でのＺ番号が付与されたカセット
配列がなされている。

【００４０】前記座標分割によるカセット配分の結果に
ついて、先頭ブロックから実装機への搭載可否のシュミ
レーションを行い（Ｓ１１）、搭載可否を判断する（Ｓ
１２）。搭載可能である場合には、カセット番号を付与
し（Ｓ１３）、搭載不可の場合には、そのブロック以降
について座標分割を無効として、そのまま出力する（Ｓ
１４）。

【００４１】上記処理手順を実行することによって、基
板上を分割した領域毎に実装に必要な部品を収容した部
品供給カセットが配列されるので、ＸＹテーブルの移動
ロスが抑制される。

【００４２】続いて、実装対象とする基板での部品使用
数及び部品供給部の部品収容数から、使用数が極端に多
い部品について、部品供給カセットの数を増加させるた
めの分割判定数によりカセット配列を行う処理につい
て、図１を参照して説明する。

【００４３】尚、この分割判定数の特定は、自動算出し
ても、作業者の判断によって行ってもよい。

【００４４】表６は上記Ｓ１３までの処理結果を示す例
で、前記分割判定数によるカセット配列前の状態のデー
タである。同図に示す実装機１号機を見ると、一部の部
品で極端に使用数（員数）の多い部品品番が存在する。
そこで、図１に示すように、先頭ブロックから「分割判
定数＜員数」の条件を満たすか否かの判断を行い（Ｓ１
５）、条件を満たすブロックに対して（員数／分割判定
数）個のカセットに配分する（Ｓ１６）。

【００４５】

【表６】

【００４６】表６に示す例では、Ｚ番号３の「ＲＡＲＲ
ＥＹ５６」を１２／４で３分割、Ｚ番号５の「ＲＡＲＲ
ＥＹ９０」を１８／５で３分割、Ｚ番号８０の「ＩＮＤ
ＡＢＣ１２」を２１／６で３分割する。このように分割
処理した結果は、表７に示すようになる。例えば、「Ｒ
ＡＲＲＥＹ５６」は、Ｚ番号３、４、５の３カセットに
分割されている。

【００４７】

【表７】

【００４８】この分割結果で該当部品実装機へのカセッ
ト搭載の可否を判断し（Ｓ１７）、搭載可能な場合に
は、実装ブロック等配分処理を行い、（員数／分割カセ
ット）の数に実装ブロックを分割し、余り分は最後のカ
セットを使用する（Ｓ１８）。

【００４９】該当部品実装機に搭載できない場合には、
実装ライン上の次部品実装機以降に対象カセットの部品
が振れる部品実装機が存在するか否かの判断をして（Ｓ
１９）、振れる部品実装機が存在するときには、その部
品実装機にカセットを配分する（Ｓ２０）。振れる部品
実装機が存在しないときには、マシン分割を無効にし
て、該当ブロックについての処理を終了する（Ｓ２
１）。

【００５０】先のステップ１５（Ｓ１５）における（分
割判定数＜員数）の条件が満たされないときは、カセッ
ト分割は行わず、対象ブロックはそのまま出力し、処理
を終了する（Ｓ２２）。

【００５１】以上説明した部品実装のための処理手順
は、図１に示す全体フローを実行することも、図２に示
す（Ｓ１）〜（Ｓ５）の処理手順のみを実行すること
も、図３に示す（Ｓ８）〜（Ｓ１３）の処理手順のみを
実行することもできる。

【００５２】また、以上の説明では、部品実装機として
部品挿入機を対象として述べてきたが、チップ部品等の
部品挿入を伴わない実装を行う場合では、上記挿入ピッ
チ変更による処理は外し、他の処理手順を実行すること
になる。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば，挿入
ピッチが変更されるアキシャル部品について、挿入ピッ
チで分割し、挿入ピッチにより部品供給カセットを配列
することができるので、挿入ピッチ変更によるタクトロ
スを抑制することができる。

【００５４】また、基板を複数の領域に座標分割して、
分割された各領域毎に１部品に対して部品供給カセット
が配分されるので、基板を移動させるＸＹテーブルの移
動ロスを抑制することができる。

【００５５】更に、対象とする基板使用する各部品の使
用数及び部品供給部での搭載可能数から部品配列を決定
する際の分割判定数を設定して、この分割判定数をもと
に部品供給部での部品配列を決定するので、部品供給部
での部品切れによる設備の停止頻度を抑制することがで
きる。

【００５６】上記挿入ピッチ分割、基板の領域分割、分
割判定数のそれぞれによる部品配列の決定の手順は、実
装ラインの状態に応じて、１以上を適宜組み合わせて用
いることができる。また、部品配列の決定は、該当部品
実装機だけでなく、実装ラインを構成する他の部品実装
機も対象として部品を振り分ける処理を行うので、タク
トバランスのよい実装ラインを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る部品実装方法を実行
する全体の処理手順を示すフローチャート。

【図２】図１のＳ１〜Ｓ６に示す処理手順を示すフロー
チャート。

【図３】図１のＳ７〜Ｓ１４に示す処理手順を示すフロ
ーチャート。

【図４】表３のＣＡＤデータによる挿入基板例を示す基
板の模式図。

【図５】実施形態に係る部品実装方法を適用する部品実
装の構成を示すブロック図。

【図６】２モジュール基板の例を示す模式図。

【図７】部品挿入機の構成例を示す正面側（ａ）と背面
側（ｂ）とを示す斜視図。

【図８】部品挿入機における挿入ヘッドの構成を示す説
明図。

【図９】従来例に係る部品配列を決定する処理手順を示
すフローチャート。

【図１０】従来例に係るＮＣデータによる挿入基板の例
を示す模式図。

【図１１】ＸＹテーブルの移動ロスの抑制を優先させた
ＮＣデータによる挿入基板の例を示す模式図。

【符号の説明】

１ 部品実装機群 ２ 部品実装機 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

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実装のための基板位置を制御するＸＹテ
   ーブルと、実装する各部品を部品供給カセットに収容し
   て装着ヘッドに部品を供給する部品供給部と、部品供給
   部から部品を実装位置に搬送して基板に実装する装着ヘ
   ッドとを備えた部品実装機を駆動するＮＣデータを、前
   記基板上への実装に関する情報をＣＡＤデータから得る
   と共に、実装する部品に関するデータや部品挿入機を含
   む部品実装機に関するデータを記録した実装データベー
   スを用いて生成し、このＮＣデータに基づいて実装ライ
   ンを構成する部品挿入機を含む各部品実装機を動作させ
   る部品実装方法において、 前記部品供給部における部品切れによる部品実装機の停
   止頻度を抑制する部品配列を決定する手順と、前記装着
   ヘッドによる部品の挿入ピッチ変更によるタクトロスを
   抑制する部品配列を決定する手順と、前記ＸＹテーブル
   の移動ロスを抑制する部品配列を決定する手順とから、
   １以上の前記手順を用いて生成したＮＣデータに基づい
   て実装ラインを構成する各部品実装機を動作させること
   を特徴とする部品実装方法。
2. 【請求項２】 部品供給部における部品切れによる部品
   実装機の停止頻度を抑制する部品配列を決定する手順
   が、対象とする基板に実装する各部品の使用数及び部品
   供給部での収容数から部品配列を決定する際の分割判定
   数を設定し、この分割判定数をもとに部品供給部での部
   品配列を決定することを特徴とする請求項１記載の部品
   実装方法。
3. 【請求項３】 装着ヘッドによる部品の挿入ピッチ変更
   によるタクトロスを抑制する部品配列を決定する手順
   が、挿入位置により挿入ピッチが変わる部品に対してＣ
   ＡＤデータから挿入位置毎の挿入ピッチを求め、前記挿
   入ピッチ毎に部品供給部における部品配列を決定するこ
   とを特徴とする請求項１記載の部品実装方法。
4. 【請求項４】 ＸＹテーブルの移動ロスを抑制する部品
   配列を決定する手順が、基板上の部品実装位置情報をＣ
   ＡＤデータから求めて基板全体を複数の領域に分割する
   手順と、分割された領域毎に１部品に対しての部品供給
   部の部品セット位置を分割した部品配列を決定する手順
   とを具備してなることを特徴とする請求項１記載の部品
   実装方法。
5. 【請求項５】 部品供給部における部品配列の決定が、
   実装ラインを構成する他の部品挿入機を含む部品実装機
   も対象として部品を振り分ける手順を含むことを特徴と
   する請求項２、３または４記載の部品実装方法。