JPH11177281A

JPH11177281A - 実装機の部品供給方法

Info

Publication number: JPH11177281A
Application number: JP9343427A
Authority: JP
Inventors: Yoshikuni Suzuki; 芳邦鈴木
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 1999-07-02
Anticipated expiration: 2017-12-12
Also published as: JP3830642B2

Abstract

(57)【要約】【課題】多品種少量生産を行う実装機において、フィ
ーダー交換作業等も含めた実装機の作業効率の向上を図
る。【解決手段】複数種類のプリント基板を対象とする実
装機において、コントロールユニット３０のデータ作成
手段３２および外部演算手段３５により、フィーダーの
配置を設定する。その処理としては、プリント基板のグ
ループ分けと、フィーダーが部品供給部内で常に固定さ
れた配置とされる完全固定部品の抽出と、同一グループ
内のプリント基板の実装が行われている間はフィーダー
が固定された配置とされるグループ内固定部品の抽出と
を、プリント基板のグループ、完全固定部品およびグル
ープ内固定部品の３要因を変更しつつ繰り返し行う。そ
して、各基板の非固定部品数と所定期間内の基板生産予
定数とに基づき演算したフィーダー交換時間の累積値が
小さくなるように上記３要因を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多数のフィーダー
を有する部品供給部ユニットを部品供給部に装備すると
ともに、処理対象となるプリント基板を搬入して部品装
着部に設置した状態で、吸着ノズルを有するヘッドによ
りＩＣ等の電子部品を上記部品供給部から吸着してプリ
ント基板上の所定位置に装着するようにした実装機にお
ける部品供給方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、吸着ノズルを有するヘッドに
より、ＩＣ等の電子部品を部品供給部から吸着して、部
品装着部に設置されているプリント基板上に移送し、プ
リント基板の所定位置に装着するようにした実装機は一
般に知られている。この実装機は、通常、１乃至複数の
ヘッドを具備したヘッドユニットがＸ軸方向およびＹ軸
方向に移動可能となっている。また、部品供給部には、
各種部品を供給可能とすべく多数のフィーダーを配設し
た部品供給部ユニットが装備され、例えば所定数のテー
プフィーダーを並列に配置した部品供給部ユニットが装
備されている。そして、例えば上記ヘッドユニットに複
数のヘッドを具備する場合は、これらのヘッドで部品供
給部の複数のフィーダーから同時にもしくは連続的に部
品を吸着した後、ヘッドユニットが部品装着部のプリン
ト基板上に移動し、各ヘッドからプリント基板に部品が
順次装着されるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の実装機におい
て、例えばヘッドユニットに複数のヘッドを具備する場
合に、プリント基板上の搭載位置が近い部品を複数ヘッ
ドで同時吸着できるようにフィーダーを配置するとタク
トタイムが短縮されるというように、フィーダーの配置
が実装効率に大きく影響するため、実装の対象となるプ
リント基板に応じ、コンピュータ解析等によって実装効
率を高めるのに最適なフィーダーの配置を設定するとい
うような最適化の手法は、考えられている。

【０００４】しかし、同一の実装機で各種基板の実装を
行う場合、各種基板毎に個別にフィーダーの配置を設定
すると、実装処理を行う基板の種類が変わったときにそ
の都度フィーダーの配置の大幅な変更を行うことが必要
となって、その段取り替えに時間が費やされ、特に多品
種少量生産の場合、頻繁に段取り替えが必要となるの
で、それに費やされる時間が生産効率の向上を妨げる大
きな要因となる。従って、フィーダー交換作業等を含め
た総合的な効率化の面で、改善の余地が残されていた。

【０００５】なお、例えば特開平５−３７１９９号公報
に示されるように、複数台の実装機が配列されるととも
に各実装機に多数のフィーダーが装備されている実装ラ
インにおいて段取り替えの効率を高めるため、プリント
基板の生産計画を示す情報と、実装機を動かすための実
装データと、各生産におけるフィーダーの配列を指示す
る行程とからなり、複数台の実装機の段取り替え時に、
フィーダーの交換回数が最小となるようにフィーダーの
配列を指示するようにしたものが考えられている。

【０００６】ところが、生産計画は予め交換作業の効率
とは無関係に定められているため、その生産計画の下で
可及的にフィーダーの交換回数を少なくするように配列
を設定するとしても、例えば特定基板の生産に次いでこ
の基板とは搭載部品が殆ど共通しない別の基板を生産す
るといった生産順序では交換効率を充分に高めることが
難しい。

【０００７】そこで、生産計画の調整も加味しつつ段取
り替えの時間の短縮を図るようにすれば、より一層の効
率向上が期待できる。この場合、生産計画には諸々の事
情が関係するので段取り替えの都合だけで生産計画を決
めるわけにはいかず、例えば同一種類の基板を連続的に
生産するということは多品種少量生産においては困難で
あるが、複数種類の基板を同一グループとしてできるだ
け同一グループ内の基板を続けて生産するという程度の
調整は可能である。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑み、多品種少
量生産を行う実装機において、フィーダー交換作業等も
含めた実装機の作業効率を大幅に向上することができる
実装機の部品供給方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の部品供給方法
は、部品供給部と、プリント基板が設置される部品装着
部と、上記部品供給部から部品を吸着して上記部品装着
部のプリント基板上に装着するヘッドとを備え、上記部
品供給部に、多数列の部品供給用のフィーダーを配備し
た部品供給部ユニットが取付けられる一方、複数種類の
プリント基板のうちから選択された対象基板が上記部品
装着部に設置されるようになっている実装機において、
複数種類のプリント基板を、搭載部品が多く共通するも
の同士を同一グループとするようにして、指定された数
のグループに分ける処理と、全てのグループもしくは多
くのグループに所属する部品をフィーダーが常に固定さ
れた配置におかれる完全固定部品として抽出する処理
と、各グループ毎にグループ内での全てのプリント基板
もしくは多くのプリント基板に搭載される部品を同一グ
ループ内のプリント基板の実装が行われている間はフィ
ーダーが固定された配置におかれるグループ内固定部品
として抽出する処理と、上記完全固定部品およびグルー
プ内固定部品以外の部品を非固定部品として、各基板の
非固定部品数と所定期間内の基板生産予定数とに基づ
き、上記所定期間にわたるフィーダー交換時間の累積値
に相当する値を演算する処理とを、上記プリント基板の
グループ、完全固定部品およびグループ内固定部品の３
要因を変更しつつ繰り返し行い、完全固定部品、グルー
プ内固定部品および非固定部品の配置に要するスペース
が部品供給部の領域内に納まるという条件を満足する範
囲で上記フィーダー交換時間の累積値に相当する値が小
さくなるように上記３要因を設定することを特徴とする
ものである。

【００１０】この方法によると、実装されるプリント基
板が同一グループ内で異なる種類のものに変るとき、そ
れに応じた段取り替えとしては非固定部品のフィーダー
の交換だけですむ。そして、スペース的条件を満足する
範囲で完全固定部品およぴグループ内固定部品を多くし
て非固定部品を少なくすることで上記フィーダー交換時
間の累積値を小さくするように上記プリント基板のグル
ープ、完全固定部品およびグループ内固定部品が設定さ
れることにより、段取り替えに費やされる労力および作
業時間が大幅に短縮される。

【００１１】この方法において、所定期間にわたるフィ
ーダー交換時間の累積値に相当する値を演算する処理と
しては、１種類の基板に対して搭載される部品のうちの
非固定部品数と当該基板の所定期間内の生産予定数とを
乗じた値を評価値とし、複数種類のプリント基板につい
てそれぞれ求めた評価値を加算するようにすることが好
ましい。このようにすると、段取り替えに費やされる労
力、時間の評価が適切に行われる。

【００１２】また、上記方法において、プリント基板の
グループ、完全固定部品およびグループ内固定部品の３
要因の設定後に、完全固定部品については、部品供給部
において完全固定部品用として定められたスペース内
で、部品使用頻度の高いものを優先して実装効率の高く
なる位置に置くようにフィーダーを配置し、グループ内
固定部品については、部品供給部においてグループ内固
定部品用として定められたスペース内で、グループ毎に
それぞれ部品使用頻度の高いものを優先して実装効率の
高くなる位置に置くようにフィーダーを配置し、非固定
部品については各基板毎にそれぞれ、実装ラインにおけ
る基板完成所要時間が最小となるようにフィーダーを配
置することが好ましい。このようにすると、段取り替え
の効率向上に加え、各基板に対する実装効率も向上され
る。

【００１３】また、上記方法において、部品供給部に対
して多数列の部品供給用のフィーダーの一括交換が可能
な一括交換台車を複数台用意し、グループ内固定部品の
フィーダーを含むグループ別の部品供給部ユニットに各
一括交換台車を割り当てて、生産されるプリント基板が
異なるグループのものに変更されるときに上記一括交換
台車を用いてグループ別の部品供給部ユニットを一括に
交換し、生産されるプリント基板が同一グループ内で異
なる種類のものに変更されるときには非固定部品のフィ
ーダーを個々に交換することが好ましい。

【００１４】このようにすると、生産される基板のグル
ープが変ったときには上記一括交換台車によって部品供
給部ユニットが一括に交換されることにより、このとき
の段取り替えも効率良く行われる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００１６】図１および図２は本発明の方法が適用され
る実装機の一例を概略的に示している。これらの図にお
いて、実装機本体の基台１上には、プリント基板搬送用
のコンベア２が配置され、プリント基板Ｐが上記コンベ
ア２上を搬送され、所定の装着作業用位置で停止される
ようになっている。

【００１７】上記コンベア２の前後側方には、それぞれ
部品供給部ユニット３Ａ，３Ｂを装備した部品供給部が
設けられている。上記各部品供給部ユニット３Ａ，３Ｂ
はそれぞれ多数列のテープフィーダー４を有し、各テー
プフィーダー４はそれぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コン
デンサ等の小片状の部品を所定間隔おきに収納、保持し
たテープがリールから導出されるようにするとともに、
テープ繰り出し端にはラチェット式の送り機構を具備
し、後記ヘッド１６により部品がピックアップされるに
つれてテープが間欠的に繰り出されるようになってい
る。

【００１８】また、上記基台１の上方には、部品装着用
のヘッドユニット５が装備され、このヘッドユニット５
はＸ軸方向（コンベア２の方向）およびＹ軸方向（水平
面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるよ
うになっている。

【００１９】すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向に
延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９によ
り回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固
定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置され
て、この支持部材１１に設けられたナット部分（図示せ
ず）が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記
支持部材１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３
と、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ
軸１４とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニ
ット５が移動可能に保持され、このヘッドユニット５に
設けられたナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸
１４に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作
動によりボールねじ軸８が回転して上記支持部材１１が
Ｙ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の
作動によりボールねじ軸１４が回転して、ヘッドユニッ
ト５が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するように
なっている。

【００２０】上記ヘッドユニット５には複数のヘッドが
設けられ、図示の例では８個のヘッド１６がＸ軸方向に
並んだ状態に配設されている。上記各ヘッド１６は、そ
れぞれ昇降および回転が可能となっており、図外の昇降
駆動手段および回転駆動手段により駆動されるようにな
っている。上記各ヘッド１６の下端には吸着ノズル１７
が設けられており、部品吸着時には図外の負圧供給手段
から吸着ノズル１７に負圧が供給されて、その負圧によ
る吸引力で部品が吸着されるようになっている。なお、
この他にヘッドユニット５には、プリント基板に付され
たフィデューシャルマーク等を撮像するカメラ１８など
も装備されている。

【００２１】図３および図４は実装機前側（図１では下
側）の部品供給部の構造を示している。これらの図にお
いて、部品供給部ユニット３Ｂは、フィーダー配列方向
に延びるフィーダー保持板２１を有し、このフィーダー
保持板２１に多数列のテープフィーダー４が保持されて
おり、フィーダー保持板２１の両端部が実装機本体のＸ
軸方向両側のフレーム２２に設けられた取付部２３に支
持され、かつクランプ手段２４によってクランプされる
ことにより、部品供給部ユニット３Ｂが実装機本体に取
付けられている。そして、クランプ手段２４のクランプ
解除により部品供給部ユニット３Ｂが実装機本体から取
外し可能となり、多数列のテープフィーダー４を含む部
品供給部ユニット３Ｂ全体の一括交換が可能となってい
る。従って、複数の部品供給部ユニット３Ｂを用意して
おいて、選択的にいずれかの部品供給部ユニット３Ｂを
前側の部品供給部に設置することが可能となる。

【００２２】なお、実装機後側の部品供給部の部品供給
部ユニット３Ａも前側と同様に構成して、各部品供給部
ユニット３Ａ，３Ｂをそれぞれ一括交換可能としておい
てもよいが、当実施形態では、実装機前側の部品供給部
の部品供給部ユニット３Ｂ（以後、前側の部品供給部ユ
ニット３Ｂと略す）のみが一括交換の対象とされ、実装
機後側の部品供給部の部品供給部ユニット３Ａ（以後、
後側の部品供給部ユニット３Ａと略す）は実装機本体に
対して固定的に配設されている。

【００２３】また、部品供給部ユニット３Ａ，３Ｂにお
ける各テープフィーダー４の個々の着脱も可能であり、
テープフィーダー４の配置を自由に設定し得るようにな
っている。なお、部品供給部ユニット３Ａ，３Ｂに装備
されるフィーダーはテープフィーダーに限らず、部分的
にテープフィーダーに代えてスティックフィーダー等を
組み込むようにしておいてもよい。

【００２４】図５は実装機本体に対して上記部品供給部
ユニット３Ｂを一括交換する場合に用いる一括交換台車
２６を示している。この一括交換台車２６は、その上端
部に、部品供給部ユニット３Ｂのフィーダー保持板２１
およびテープフィーダー４を支持する支持部２７を有す
るとともに、下端部にキャスター２８を有し、部品供給
部ユニット３Ｂを支持した状態で自由に移動し得るよう
になっている。そして、この一括交換台車２６と実装機
本体との間で部品供給部ユニット３Ｂの移し替えが可能
となっている。

【００２５】上記実装機には各種プリント基板Ｐのうち
から選択されたプリント基板が送り込まれ、そのプリン
ト基板に応じた所定数種類、所定個数の部品が部品供給
部から供給されてプリント基板Ｐに搭載されるが、当該
実装機で生産されることがある各種プリント基板Ｐのう
ちの全種類もしくは数種類に共通して搭載される部品の
フィーダーは固定配置（対象基板が変っても取替えられ
ない）もしくは半固定配置（一括交換時にのみ取り替え
られる）で部品供給ユニット３Ａ，３Ｂに設置されてい
る。

【００２６】具体的に説明すると、実装対象となる多種
類のプリント基板Ｐが複数のブループに分けられ、その
グループに対応するように、上記前側の部品供給部ユニ
ット３Ｂおよび一括交換台車２６が複数用意されてい
る。例えば、後述の具体例のようにプリント基板Ｐが３
つのグループに分けられる場合、３台の一括交換台車２
６と、その各一括交換台車２６により交換される３組の
部品供給部ユニット３Ｂ₁，３Ｂ₂，３Ｂ₃が用意され、
選択的にこれら部品供給部ユニット３Ｂ₁，３Ｂ₂，３Ｂ
₃のうちの一組が実装機本体に組付けられる。

【００２７】そして、複数種類のプリント基板Ｐに搭載
される部品のうち、全てのグループもしくは多くのグル
ープに所属する部品が、常に固定された配置におかれる
完全固定部品として抽出されて、その部品を供給するフ
ィーダーが後側の部品供給部ユニット３Ａに設置される
一方、各グループ毎にグループ内での全てのプリント基
板もしくは多くのプリント基板に搭載される部品が、同
一グループ内のプリント基板の実装が行われている間は
固定された配置におかれるグループ内固定部品とされ
て、その部品を供給するフィーダーが前側の部品供給部
ユニット３Ｂに設置される。また、部品供給ユニット３
Ａ，３Ｂの全スペースのうちで、完全固定部品のフィー
ダーが配置されるスペースとグループ内固定部品が配置
されるスペースとを除いたスペースに、完全固定部品や
グループ内固定部品ではない非固定部品のフィーダーが
設置されるようになっている。

【００２８】図６は実装機の制御系統を示しており、こ
の図において、実装機を含む実装ラインに対して装備さ
れているコントロールユニット３０には、上記Ｙ軸，Ｘ
軸の各サーボモータ９，１５やヘッド１６の昇降駆動手
段および回転駆動手段等を制御することにより部品供給
部からの部品の吸着およびプリント基板Ｐへの部品の装
着等の実装動作を制御する実装制御手段３１と、その実
装動作の制御のためのデータを作成するデータ作成手段
３２とを含んでいる。

【００２９】上記データ作成手段３２は、オペレータに
より入力操作が行われる入力操作部３３からの信号と、
プリント基板Ｐや部品についての基本的データを示すデ
ータベース３４からの情報とを受け、上記コントロール
ユニット３０に付設される外部演算手段３５と共働し
て、後述のフローチャートに従って各プリント基板Ｐに
対する部品実装のためのデータを作成する。そして、各
基板別データファイル３６Ａ，３６Ｂ…および固定部品
情報ファイル３７に必要なデータを記録するようになっ
ている。なお、上記プリント基板Ｐについてのデータ
は、上記のようにデータベース３４から与えられるよう
にする代りに、オペレータによる入力操作によって与え
られるようにしてもよい。

【００３０】上記基板別データファイル３６Ａ，３６Ｂ
…は、各種のプリント基板Ｐに対してそれぞれ設けられ
るものであり、プリント基板の外形サイズ、生産時の条
件等が記録される基板情報ファイルと、各部品の搭載順
序、搭載位置の座標、使用部品番号およびヘッド番号を
対応づけたデータが記録される搭載情報ファイルと、使
用部品番号、部品サイズ、形状、フィーダー位置および
フィーダータイプ等を対応づけたデータが記録される部
品情報ファイルとを含んでいる。

【００３１】また、固定部品情報ファイル３７は、完全
固定部品の情報と、グループ内固定部品の情報とを含ん
でいる。完全固定部品の情報は、各基板グループのプリ
ント基板に対して共用されるもので、上記完全固定部品
の番号（識別符号）と部品サイズ、形状、フィーダー位
置、フィーダータイプ等とを対応づけたデータからな
る。また、グループ内固定部品の情報は、各基板グルー
プ毎に作成されるもので、グループ内固定部品の番号と
部品サイズ、形状、フィーダー位置、フィーダータイプ
等とを対応づけたデータからなる。

【００３２】そして、上記基板別データファイル３６
Ａ，３６Ｂ…および固定部品情報ファイル３７の内容が
上記データ作成手段３２および外部演算手段３５により
作成されるとともに、必要時にこれらのファイルの内容
が表示手段３８により表示され、その表示に従って部品
供給部ユニット３Ａ，３Ｂにおけるフィーダーの組付
け、ヘッドユニット５おけるヘッド１６の組付け等が行
われ、また、実装時には実装制御手段３１によりファイ
ルの内容が読みだされ、それに従って実装作業が順次行
われる。

【００３３】次に、フィーダーの配列を決定するための
処理を図７のフローチャートにより説明する。この処理
としては、先ずステップＳ１で多数種のプリント基板が
複数の基板グループに分割される。この場合、グループ
数は入力操作等によって指定され、例えば一括交換台車
の台数に対応する数が指定される。そして、多数種のプ
リント基板の中から、搭載部品が多く共通するもの同士
が同一グループとなるようにグループ分けが行われる。

【００３４】続いてステップＳ２で、全てのグループも
しくは多くのグループに所属する部品が完全固定部品と
して抽出され、さらにステップＳ３で、各グループ毎に
グループ内での全てのプリント基板もしくは多くのプリ
ント基板に搭載される部品がグループ内固定部品として
抽出される。それからステップＳ４で、一定期間（例え
ば１ヵ月間）の生産作業の中で段取り替え（フィーダー
交換）に費やされる時間に対応する値である労力評価値
が演算される。

【００３５】ここで、この労力評価値の演算に関係する
条件について説明する。前述のように、生産計画の調整
にあたり、多品種少量生産においては同一種類の基板を
連続的に生産するということは困難であるが、複数種類
の基板を同一グループとして、できるだけ同一グループ
内の基板を続けて生産するという程度の調整は可能であ
る。生産計画がこのように調整されるものとすると、同
一グループ内の各種基板が次々に生産される場合に完全
固定部品およびグループ内固定部品のフィーダーは交換
されず、非固定部品のフィーダーのみが基板毎に交換さ
れる。また、生産される基板グループが変更されるとき
には、グループ内固定部品のフィーダーを変更する必要
があるが、この場合のフィーダー交換は一括交換台車２
６で行われるようにしておけば、手作業で個々にフィー
ダーを交換する場合と比べて作業時間がはるかに短くな
り、無視し得る。

【００３６】従って、完全固定部品およびグループ内固
定部品についてはフィーダー交換時間をゼロと考え、非
固定部品のみフィーダー交換時間が費やされるとする。
そして、生産される基板の種類は頻繁に変更されるの
で、一定期間内の生産枚数の多い基板ほど、フィーダー
交換時間が累積されて増大する。そこで、ある１枚の基
板に搭載される部品のうちの非固定部品の数とその基板
の一定期間内の生産枚数とを乗じた値がその基板の評価
値とされ、各基板の評価値の総和が全体としての労力評
価値とされる。

【００３７】また、このような演算が行われるので、上
記労力評価値を小さくするためには、できるだけ完全固
定部品およびグループ内固定部品を多くして非固定部品
を少なくすることが望まれるが、部品供給部のスペース
に制限がある。

【００３８】このため、上記ステップＳ２，Ｓ３の処理
の際には、例えば、先ず全てのグループに所属する部品
が完全固定部品とされ、スペース的に余裕がある場合は
さらに所属するグループ数が多い部品から順に完全固定
部品に追加され、同様に先ずグループ内での全てのプリ
ント基板に搭載される部品がグループ内固定部品とさ
れ、スペース的に余裕がある場合はさらに搭載される基
板数が多い部品から順にグループ内固定部品に追加され
る。このようにしてスペース的制限を満足する範囲で完
全固定部品およびグループ内固定部品が多くされる。こ
の場合、ステップＳ１でのグループ分けの仕方次第で、
完全固定部品およびグループ内固定部品の抽出の仕方も
変ってくる。

【００３９】そこで、プリント基板のグループ、完全固
定部品およびグループ内固定部品の３要因が変更されつ
つ、ステップＳ１〜Ｓ４が繰り返されることにより、上
記３要因の各種組み合わせについて労力評価値が求めら
れ、労力評価値が最小もしくは充分に小さい値となった
と認められれば、ステップＳ５で評価が良好と判定され
る。これにより、プリント基板のグループと、完全固定
部品、グループ内固定部品および非固定部品が確定す
る。

【００４０】次に、ステップＳ６では、完全固定部品用
に割り当てられたスペース内で完全固定部品のフィーダ
ーの配置が決定され、ステップＳ７では、グループ内固
定部品用に割り当てられたスペース内でグループ内固定
部品のフィーダーの配置が決定され、ステップＳ８で
は、残りのスペースで非固定部品のフィーダーの配置が
決定される。

【００４１】図８〜図１２は、フローチャート中のステ
ップＳ１〜Ｓ４の処理を説明するための具体例を示す図
表である。なお、この具体例は、説明の便宜のため、数
値等を現実的なものよりも簡略化している。

【００４２】この具体例では、Ｐ１〜Ｐ８の８種類の基
板か対象となり、各基板の月間生産数と各基板に対して
使用される部品の種類および使用数は図８のようになっ
ている。上記の各種基板Ｐ１〜Ｐ８は３グループに分け
られるものとする。また、部品供給部ユニット３Ａ，３
Ｂにおいて完全固定部品の配置のために割り当てられる
スペースは「４」、グループ内固定部品の配置のために
割り当てられるスペースは「２」とする。

【００４３】この場合、先ず、８種類の基板を３グルー
プに分割する組み合わせ（メンバーが存在しないグルー
プが生じる組み合わせは除く）は「３⁸−（２⁸×３−
３）」通りあるが、そのうちで、搭載部品が多く共通す
るもの同士を同一グループとするという条件下で適当な
組み合わせが選ばれ、例えば図９のようにＰ１〜Ｐ３の
基板が第１グループＧ１、Ｐ４〜Ｐ６の基板が第２グル
ープＧ２、Ｐ７，Ｐ８の基板が第３グループＧ３とされ
る。

【００４４】次に、各部品についてそれぞれ、その部品
が使用されているグループの数、および月間使用数が調
べられ（図１０参照）、これに基づいて完全固定部品が
抽出される。この場合、使用されているグループの数が
多い部品Ｃ１，Ｃ２，Ｃ８が完全固定部品として確定さ
れ、さらに完全固定部品用のスペースが余っているの
で、使用されているグループの数同じである部品の中か
ら、月間使用数が最も多い部品Ｃ５も完全固定部品とさ
れる。

【００４５】さらに、図９中に示すように、完全固定部
品以外の各部品につき、その部品が使用されているグル
ープ内の基板種類数が調べられ、グループ毎にグループ
内固定部品用スペースの範囲内で、上記基板種類数が多
いもの（同数であれば月間使用個数が多いもの）がグル
ープ内固定部品（図表中では半固定と記す）とされる。
つまり、図１０中に示すように、第１グループＧ１では
部品Ｃ３，Ｃ６が半固定部品、第２グループＧ２では部
品Ｃ９，Ｃ１０が半固定部品、第３グループＧ３では部
品Ｃ１１が半固定部品とされる。

【００４６】このように固定部品および半固定部品が特
定されると、それ以外の部品である非固定部品に関して
基板の月間生産数だけフィーダー交換作業が必要である
と見積もられ、各基板の「（非固定部品種類数）×（生
産数）」の総和が労力評価とされる。つまり、図１１の
ように部品Ｃ４，Ｃ７，Ｃ１２が非固定部品となり、労
力評価は「１＋１０＋１０＝２１」となる。

【００４７】また、この具体例において、基板のグルー
プ分けを図１２のように変更し、つまり図１１において
第１グループＧ１に入っていた基板Ｐ３を第３グループ
にいれるようにすると、第３グループでは部品Ｃ１１に
加えて部品Ｃ７（またはＣ１２）も半固定部品となる。
従ってこの場合は、部品Ｃ４，Ｃ１２が非固定部品とな
り、労力評価は「１＋１０＝１１」となる。このように
基板のグループ分けの仕方等によって労力評価が変化す
るので、前記の図７のフローチャートにおいては基板の
グループ分け（ステップＳ１）、完全固定部品抽出（ス
テップＳ２）、グループ内固定部品抽出（ステップＳ
３）および労力評価値演算（ステップＳ４）の処理が繰
り返され、最適化が図られる。

【００４８】図１３，図１４は基板データ作成の方法の
全体的な手順を示すものであり、図１３は基板データ作
成のメインルーチンである。この処理としては、まず、
データ作成手段３２において当該実装機の該当する機種
が選定され、この機種に登録されている対象基板に搭載
すべき部品のデータに基づいて当該部品の一覧が作成さ
れる（ステップＳ１１，Ｓ１２）。例えば、８種類のプ
リント基板Ｐ１〜Ｐ８に対して合計１２種類の部品Ｃ１
〜Ｃ１２を搭載する場合（図８参照）、各部品Ｃ１〜Ｃ
１２がどの基板に搭載されるかを示す一覧が作成され
る。

【００４９】次に、この部品一覧のデータが外部演算手
段３５に読み込まれ（ステップＳ１３）、各基板の月間
生産数と各基板での部品使用数等から、プリント基板の
グループ化、固定部品の決定および部品のプライオリテ
ィの設定が行われる（ステップＳ１４）。この場合、前
記の図７中のステップＳ１〜Ｓ４の処理により基板グル
ープ、完全固定部品およびグループ内固定部品が確定さ
れる。また、プライオリティの設定としては、月間使用
個数が多いものほど優先順位が高くされる。

【００５０】こうしてプリント基板のグループ化、固定
部品の決定およびプライオリティの設定が行われると、
当該データが専用のデータに変換されてデータ作成手段
３２に読み込まれ（ステップＳ１５）、部品供給部ユニ
ット３Ａ，３Ｂに対するフィーダーの割付けが決定され
る（ステップＳ１６）。

【００５１】具体的には、後側の部品供給部ユニット３
Ａに対して完全固定部品のフィーダーが割付けられ、前
側の部品供給部ユニット３Ｂに対してグループ内固定部
品のフィーダーが割付けられる。特に、グループ内固定
部品については、第１グループの基板に使用されるもの
が第１の部品供給部ユニット３Ｂ₁に割付けられ、第２
グループの基板に使用されるものが第２の部品供給部ユ
ニット３Ｂ₂に割付けられるというように、グループ別
にそれぞれ異なる部品供給部ユニット３Ｂ₁，３Ｂ₂，３
Ｂ₃に配備され、一括交換台車２６による部品供給部ユ
ニットの交換に応じて選択的にフィーダーを実装機本体
に配備するように上記割付けが行われる。

【００５２】そして、ヘッド１６の位置等の情報がデー
タベース３４からデータ作成手段３２に読み込まれ（ス
テップＳ１７）、実装効率を高めるための最適化演算処
理に基づいて具体的なフィーダー位置の決定が行われる
（ステップＳ１８，Ｓ１９）。

【００５３】すなわち、複数の吸着ヘッド１６を備えた
ヘッドユニット５による部品実装時には、各吸着ヘッド
１６により部品供給部から複数の部品を同時にもしくは
連続的に吸着した後、ヘッドユニット５がプリント基板
上に移動して順次部品を装着するという作業が、プリン
ト基板に対して全搭載部品を実装するまで繰り返される
が、対象プリント基板に対する実装効率は、搭載部品の
配置に対して部品供給部のフィーダーの配置、ヘッドユ
ニット５における各種ヘッド１６の配置、部品搭載順序
をどのように設定するかによって変化する。そして、対
象プリント基板に対する実装効率を高めるのに有利なフ
ィーダー配置等は、適当な手法を用いたコンピュータ解
析により求めることが可能である。そこで、マウントデ
ータ最適化演算処理（実装効率を高めるためのコンピュ
ータ解析による処理）により、フィーダー位置や搭載順
序等が決定される。

【００５４】ステップＳ１８では、固定部品（完全固定
部品およびグループ別固定部品）について、各部品のフ
ィーダー位置が決定される。この場合、完全固定部品に
ついては、部品供給部において完全固定部品用として定
められたスペース内で、部品使用頻度の高いものを優先
して実装効率の高くなる位置に置くようにフィーダーが
配置され、グループ内固定部品については、部品供給部
においてグループ内固定部品用として定められたスペー
ス内で、グループ毎にそれぞれ部品使用頻度の高いもの
を優先して実装効率の高くなる位置に置くようにフィー
ダーが配置される。

【００５５】また、ステップＳ１９では、プリント基板
に搭載される各部品のフィーダー位置が、図１４に示す
サブルーチンに従って各プリント基板毎に決定される。
それからステップＳ２０で、各プリント基板毎に部品の
搭載順序等が最適化演算処理によって決定される。そし
て、各プリント基板毎に、部品のフィーダ位置の情報が
部品についての他の情報（部品サイズ、形状、フィーダ
ータイプ等）とともに各基板別データファイルに記録さ
れる。

【００５６】図１４に示すフィーダー位置決定のルーチ
ンでは、先ず作成条件として対象基板、部品供給部ユニ
ット（一括交換台車）の番号等が選択される（ステップ
Ｓ２１）。次いで、部品供給部ユニット内のフィーダー
配置が固定的（使用者によって決定）であるか可動（デ
ータ作成手段３２により決定）であるかというようなフ
ィーダー移動条件が定められる（ステップＳ２２）。

【００５７】次に対象基板が読み込まれ（ステップＳ２
３）、また、固定部品情報ファイル３７において対象と
する部品供給部ユニットに対応するエリアのみ利用すべ
くそれ以外のエリアの情報をマスキングする処理が必要
に応じて行われる（ステップＳ２４）。具体的には、例
えば対象基板が第１グループに属する場合にはそれ以外
の基板グループのグループ内固定部品に対応するエリア
の情報をマスキングする。

【００５８】次に、固定部品情報ファイル３７内に固定
部品情報が記録されているか否かが判定され（ステップ
Ｓ２５）、固定部品情報がある場合には、マスキングさ
れたものを除き、固定部品情報が読込まれる（ステップ
Ｓ２６）。さらに、対象基板に搭載されるいずれかの部
品の情報が読込まれる（ステップＳ２７）。

【００５９】そして、固定部品と対象基板に搭載される
部品とのマッチングが行われ（ステップＳ２８）、これ
らの部品が一致しない場合には、ステップＳ２７に移行
されて対象基板に搭載される別の部品の情報が読込ま
れ、部品が一致するまでこの処理が繰返される。これら
の部品が一致した場合には、対象基板の部品のフィーダ
ー位置として固定部品のフィーダー位置が割当てられる
（ステップＳ２９）。

【００６０】そして、未照合の固定部品が残っているか
否かが判定され（ステップＳ３０）、未照合部品が残っ
ている場合には、ステップＳ２６に移行されて他の固定
部品の情報が読込まれる。

【００６１】つまり、固定部品についてはそのフィーダ
ー位置が既に決定されているため、上記ステップＳ２６
〜３０では、対象基板に搭載される部品のうち固定部品
と同一の部品を調べ、この部品のフィーダー位置として
固定部品のフィーダー位置を割当てる。全ての固定部品
の照合が行われた場合には、ステップＳ３１に移行され
る。

【００６２】ステップＳ３１では、特別固定部品のフィ
ーダー位置が決定される。例えば、対象基板に搭載され
る部品として、当該部品のフィーダーの構造が他のフィ
ーダーと異なるためフィーダーの配置が予め固定的に定
められているような特別固定部品がある場合には、当該
部品のフィーダー位置として予め定められている位置が
割付けられる。

【００６３】そして、ステップＳ３２で第１の部品供給
部ユニット内の空きスペースに残りの部品、すなわち対
象基板に搭載される部品のうちで非固定部品のフィーダ
ー位置が割当てられる。

【００６４】この場合、前述のような最適化演算処理に
より、実装ラインにおける基板完成所要時間が最小とな
るように、上記空きスペース内で非固定部品のフィーダ
ーの配置が決定される。

【００６５】これにより、対象基板に搭載される全ての
部品のフィーダー位置が決定される。次に、対象基板の
有無、つまり搭載部品のフィーダー位置の決定がなされ
ていない対象基板が有るか否かが判定され（ステップＳ
３３）、ある場合にはステップＳ２３に移行され、別の
対象基板のデータが読み込まれる。

【００６６】以上のような当実施形態の方法によって部
品のフィーダー位置を決定すると、例えば、実装される
プリント基板が同一基板グループに該当するプリント基
板のいずれかであれば、必要な場合に極一部のフィーダ
ーを交換するだけで、プリント基板の種類の変更に対応
することができる。

【００６７】すなわち、実装される基板に搭載される部
品のうちで完全固定部品およびグループ内固定部品につ
いてはフィーダーの交換が不要であり、非固定部品のみ
フィーダーを交換すればよい。

【００６８】そのため、例えば、各プリント基板毎にフ
ィーダーの位置を上記最適化演算処理によって設定して
おき、実装される基板が変更される毎に各フィーダー付
け替えるというような方法と比べると、段取り替えに要
する手間が大幅に短縮される。

【００６９】特に、前述のような図７のフローチャート
に示す処理により基板グループ等が確定した後、そのグ
ループ分けに応じて生産計画を調整し、できるだけ同一
グループ内の基板を連続して生産するようにしておけ
ば、同一グループ内で基板の種類が変っても非固定部品
のフィーダーだけを逐次交換していけばよい。そして、
基板グループが変ったときは、非固定部品に加えてグル
ープ内固定部品のフィーダーを交換する必要があるが、
このときは一括交換台車２６を用いてユニットの交換を
一括に能率良く行うことができ、しかも、上記のように
生産計画を調整しておくことにより一括交換の回数を必
要最小限に少なくすることができ、能率向上に有利とな
る。

【００７０】また、上記固定部品のフィーダーの配置を
最適化演算処理によって決定するとともに、非固定部品
のフィーダーの配置も最適化演算処理によって決定する
ため、上記各プリント基板に対して可及的に実装効率が
高められるようなフィーダー配置が得られる。

【００７１】

【発明の効果】以上のように本発明は、複数種類のプリ
ント基板を対象とする実装機においてプリント基板のグ
ループ分けと、フィーダーが部品供給部内で常に固定さ
れた配置とされる完全固定部品の抽出と、同一グループ
内のプリント基板の実装が行われている間はフィーダー
が固定された配置とされるグループ内固定部品の抽出と
を行って、各基板の非固定部品数と所定期間内の基板生
産予定数とに基づき演算したフィーダー交換時間の累積
値が小さくなるようにこれらの要因を設定しているた
め、段取り替えを含めた作業効率が大幅に高められる。

【００７２】すなわち、実装されるプリント基板が同一
グループ内で異なる種類のものに変るとき、それに応じ
た段取り替えとしては非固定部品のフィーダーの交換だ
けですむ。そして、非固定部品が可及的に少なくなるよ
うに基板のグループ分け等が工夫されているため、段取
り替えに費やされる時間を大幅に短縮することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法が適用される実装機の一例を示す
平面図である。

【図２】上記実装機のヘッドユニットが支持されている
部分の正面図である。

【図３】部品供給部の平面図である。

【図４】部品供給部の正面図である。

【図５】一括交換台車の正面図である。

【図６】フィーダー配置の決定、データファイルの作
成、実装制御等の処理を行う演算制御系統を示すブロッ
ク図である。

【図７】フィーダーの配列を決定するための処理を示す
フローチャートである。

【図８】実装される複数種類のプリント基板と各基板に
搭載される部品の具体例を示す図表である。

【図９】上記具体例による場合の基板のグループ分けの
一例と、この場合の固定部品とを示す図表である。

【図１０】図９に示す例による場合の半固定部品（グル
ープ別固定部品）を示す図表である。

【図１１】図９に示す例による場合の非固定部品と労力
評価のための評価値とを示す図表である。

【図１２】別のグループ分けの仕方による場合の非固定
部品と労力評価のための評価値とを示す図表である。

【図１３】基板データ作成の手順を示すフローチャート
である。

【図１４】基板別フィーダー位置決定の手順を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

Ｐ，Ｐ１〜Ｐ８プリント基板Ｃ１〜Ｃ１２部品３Ａ，３Ｂ部品供給部ユニット４テープフィーダー５ヘッドユニット１６ヘッド３０コントロールユニット３１実装制御手段３２データ作成手段３３入力操作部３４データベース３５外部演算手段３６Ａ〜３６Ｄ基板別データファイル３７固定部品情報ファイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】部品供給部と、プリント基板が設置され
る部品装着部と、上記部品供給部から部品を吸着して上
記部品装着部のプリント基板上に装着するヘッドとを備
え、上記部品供給部に、多数列の部品供給用のフィーダ
ーを配備した部品供給部ユニットが取付けられる一方、
複数種類のプリント基板のうちから選択された対象基板
が上記部品装着部に設置されるようになっている実装機
において、複数種類のプリント基板を、搭載部品が多く
共通するもの同士を同一グループとするようにして、指
定された数のグループに分ける処理と、全てのグループ
もしくは多くのグループに所属する部品をフィーダーが
常に固定された配置におかれる完全固定部品として抽出
する処理と、各グループ毎にグループ内での全てのプリ
ント基板もしくは多くのプリント基板に搭載される部品
を同一グループ内のプリント基板の実装が行われている
間はフィーダーが固定された配置におかれるグループ内
固定部品として抽出する処理と、上記完全固定部品およ
びグループ内固定部品以外の部品を非固定部品として、
各基板の非固定部品数と所定期間内の基板生産予定数と
に基づき、上記所定期間にわたるフィーダー交換時間の
累積値に相当する値を演算する処理とを、上記プリント
基板のグループ、完全固定部品およびグループ内固定部
品の３要因を変更しつつ繰り返し行い、完全固定部品、
グループ内固定部品および非固定部品の配置に要するス
ペースが部品供給部の領域内に納まるという条件を満足
する範囲で上記フィーダー交換時間の累積値に相当する
値が小さくなるように上記３要因を設定することを特徴
とする実装機の部品供給方法。
【請求項２】所定期間にわたるフィーダー交換時間の
累積値に相当する値を演算する処理として、１種類の基
板に対して搭載される部品のうちの非固定部品数と当該
基板の所定期間内の生産予定数とを乗じた値を評価値と
し、複数種類のプリント基板についてそれぞれ求めた評
価値を加算することを特徴とする請求項１記載の実装機
の部品供給方法。
【請求項３】プリント基板のグループ、完全固定部品
およびグループ内固定部品の３要因の設定後に、完全固
定部品については、部品供給部において完全固定部品用
として定められたスペース内で、部品使用頻度の高いも
のを優先して実装効率の高くなる位置に置くようにフィ
ーダーを配置し、グループ内固定部品については、部品
供給部においてグループ内固定部品用として定められた
スペース内で、グループ毎にそれぞれ部品使用頻度の高
いものを優先して実装効率の高くなる位置に置くように
フィーダーを配置し、非固定部品については各基板毎に
それぞれ、実装ラインにおける基板完成所要時間が最小
となるようにフィーダーを配置することを特徴とする請
求項１または２記載の実装機の部品供給方法。
【請求項４】部品供給部に対して多数列の部品供給用
のフィーダーの一括交換が可能な一括交換台車を複数台
用意し、グループ内固定部品のフィーダーを含むグルー
プ別の部品供給部ユニットに各一括交換台車を割り当て
て、生産されるプリント基板が異なるグループのものに
変更されるときに上記一括交換台車を用いてグループ別
の部品供給部ユニットを一括に交換し、生産されるプリ
ント基板が同一グループ内で異なる種類のものに変更さ
れるときには非固定部品のフィーダーを個々に交換する
ことを特徴する請求項１乃至３のいずれかに記載の実装
機の部品供給方法。