KR20020071100A - 전자부품 실장시스템의 최적화방법 - Google Patents

전자부품 실장시스템의 최적화방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 최적화방법에 관한 것으로서, 특히 제조회사가 서로 다른 생산설비를 사용하더라도 전자부품을 실장하는데 소요되는 시간을 최적화할 수 있는 전자부품실장시스템의 최적화방법에 관한 것이다.
이 최적화방법은 설비를 제어하는 설비프로그램을 선택하는 제 1 단계와; 상기 설비프로그램이 속한 생산라인 명을 선택하고, 상기 설비에 따른 가동속도를 로드하는 제 2 단계와; 상기 설비에 해당되는 공용 전자부품에 설비번호, 피더번호를 지정하는 제 3 단계와; 설비 종류별로 설비명을 데이터베이스화하여 저장시키는 제 4 단계와; 상기 설비별로 처리속도를 데이터베이스화하여 저장시키는 제 5 단계와; 생산라인을 구성하는 설비들이 배치된 순서를 데이터베이스화하여 저장시키는 제 6 단계와; 상기 생산라인에서 구동되는 공용 부품공급장치의 정보를 데이터베이스화하여 저장시키는 제 7 단계와; 상기 설비명에 따른 타임테이블을 임시로 설정한 다음, 그 피더의 적용여부, 최대 릴번호를 제한하여 설정하고, 해당 설비의 최적화여부를 선택하는 제 8 단계와; 생산라인, 이동경로, 피더에 대하여 최적화하는 제 9 단계와; 최적화 결과가 만족스러운지 여부를 확인하는 제 10 단계와; 상기 제 10 단계의 결과가 만족스러울 경우에는 해당 설비 프로그램을 생성하는 제 11 단계로 이루어진다.

Description

전자부품 실장시스템의 최적화방법{THE METHOD FOR OPTIMIZING A TIME OPERATED IN ELECTRONIC PARTS EQUIPPING SYSTEM}
본 발명은 최적화방법에 관한 것으로서, 특히 제조회사가 서로 다른 생산설비를 사용하더라도 전자부품을 실장하는데 소요되는 시간을 최적화할 수 있는 전자부품실장시스템의 최적화방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자회로는 수많은 전자부품들로 구성되어 있고, 경박단소화(輕薄短小化)를 지향하는 전자부품들은 그 크기가 매우 작을 뿐만 아니라, 상기 전자부품들이 탑재될 기판 레이어(Layer) 또한 다층(多層)화되어 제조되는 것이 대부분이다.
특히, 연구 및 개발이 가속화되고 있는 통신 등의 첨단분야에서 사용되는 전자기기들의 PCB는 매우 고밀도, 다층화될 뿐만 아니라, 원래의 부품의 크기를 대폭 줄인 표면실장기술(Surface Mounter Technology; SMT)이 적용되고 있어 더욱더 소형화되고 있다.
이러한 소형화된 수많은 부품들을 수작업으로 조립하기에는 경제적으로, 기술적으로 불가능하기 때문에 최근에는 대부분의 전자업체 들은 자동화된 부품 탑재장치를 사용하고 있다.
상기 자동화된 부품탑재장치들은 로드될 기판 크기 및 단위 셀의 크기데이터, 탑재될 부품의 가로/세로/높이 데이터, 탑재될 부품의 좌표데이터, 기판 상에 인쇄될 문자데이터를 포함하는 거버 데이터를 토대로 부품탑재작업을 수행한다.
이러한 거버 데이터는 PCB 회로설계의 결과로서 얻어지는 데이터이다.
한편, 설계된 PCB회로를 생산하는데는 여러 가지 생산설비를 이용하게 되고, 이러한 생산설비들에 의해서 제조되는 전자제품에 대한 공정 최적화 프로그램을 적용하고 있다.
이 공정최적화프로그램은 실장되는 부품별 좌표위치, 부품종류, 피더(Feeder) 즉, 부품공급장치의 종류, 설비 라이브러리를 토대로 한 기본데이터를 저장하였다가 실장되는 부품수량에 맞추어서 설비별로 분류한다.
각 해당 설비별로 이동경로를 최적화하여 공정최적화 프로그램을 작성하고, 상기 설비를 이용해서 시험생산하고, 생산된 시험오차(Tack Time)를 반영하여 부품을 재배치하며, 새로 설비 프로그램을 작성한다.
이러한 종래의 전자부품 실장시스템은 여러 종류의 생산설비가 함께 사용되는데, 동일한 제조회사의 생산설비가 아니면 호환이 되지 않기 때문에 최적화시킬 수가 없는 단점이 있다.
즉, 해당 설비를 최적화시키기 위해서는 각 설비의 전자부품에 대한 상세한 라이브러리 데이터를 요구하기 때문에, 각 생산설비별 부품 라이브러리(Library)가 존재하지 않으면 최적화시킬 수가 없는 문제점이 있다.
더욱이, 해당 설비의 라이브러리 데이터가 존재하다고 하더라도 최적화하는데 소요되는 시간이 매우 많이 걸리는 단점이 있는데, 예를 들어서 1000개의 부품이고, 설비가 3대일 경우에 펜티엄 800㎒ 시스템에서 5∼10 분이 걸리는 것으로 측정되었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 제조회사가 서로 다른 설비이기 때문에 설비데이터가 서로 다를지라도 설비종류 및 작업시간을 해당 공정에 최적화시키는 전자부품 실장시스템의 최적화방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전자부품 실장시스템의 최적화방법을 설명하기 위한 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 전자부품 실장시스템의 최적화 이전단계를 나타낸 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 전자부품 실장시스템의 최적화방법을 나타낸 순서도.
도 4는 도 3의 최적화단계를 세부적으로 나타낸 순서도.
도 5는 도 4의 설비별 피더분배 최적화를 세부적으로 나타낸 순서도.
도 6은 도 4의 설비별 경로 최적화를 세부적으로 나타낸 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : PCB 회로설계시스템12 : 실장제어시스템
14 : 전자부품공급장치16 : 컨베이어장치
18a, 18n : 제 1 설비, 제 n 설비
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 설비를 제어하는 설비프로그램을 선택하는 제 1 단계와; 상기 설비프로그램이 속한 생산 라인 명을 선택하고, 상기 설비에 따른 가동속도를 로드하는 제 2 단계와; 상기 설비에 해당되는 공용 전자부품에 설비번호, 피더번호를 지정하는 제 3 단계와; 설비 종류별로 설비명을 데이터베이스화하여 저장시키는 제 4 단계와; 상기 설비별로 처리속도를 데이터베이스화하여 저장시키는 제 5 단계와; 생산라인을 구성하는 설비들이 배치된 순서를 데이터베이스화하여 저장시키는 제 6 단계와; 상기 생산라인에서 구동되는 공용 부품공급장치의 정보를 데이터베이스화하여 저장시키는 제 7 단계와; 상기 설비명에 따른 타임테이블을 임시로 설정한 다음, 그 피더의 적용여부, 최대 릴번호를 제한하여 설정하고, 해당 설비의 최적화여부를 선택하는 제 8 단계와; 생산라인, 이동경로, 피더에 대하여 최적화하는 제 9 단계와; 최적화 결과가 만족스러운지 여부를 확인하는 제 10 단계와; 상기 제 10 단계의 결과가 만족스러울 경우에는 해당 설비 프로그램을 생성하는 제 11 단계를 포함하는 전자부품 실장시스템의 최적화방법을 제공하는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전자부품 최적화 실장시스템의 구성을 나타낸 블록도로서, 소정의 PCB 회로를 설계하기 위한 PCB 회로설계시스템(10)과, 이 시스템에서 설계된 PCB회로를 제조하는데 필요한 제어신호를 발하는 실장제어시스템(12)과, 상기 실장제어시스템의 제어신호에 따라 소정의 전자부품을 공급하는 전자부품 공급장치(14)가 구비되어 있다.
또한, 상기 실장제어시스템(12)의 제어신호에 따라 소정의 속도로 상기 PCB회로를 이송하는 컨베이어장치(16)와, 상기 실장제어시스템(12)의 제어신호에 따라 소정의 기능을 수행하는 제 1 내지 제 n 설비(18a)(18n)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 실장제어시스템(12)은 각 설비(18a)(18n)를 제어하는 설비프로그램을 포함하고 있는데, 각 설비에 대응된 형태로 구성되어 있어서 제조효율을 극대화시키고 있다.
그리고, 상기 설비프로그램은 실장되는 전자부품별 좌표위치, 부품종류, 상기 전자부품을 이송하여 탑재하고, "피더"라고도 불리우는 부품공급장치의 종류, 설비 라이브러리의 데이터로 구성되어 있다.
또한, 부품 종류별로 피더의 종류가 결정되는데, 이를 폭, 공급 피치(Pitch) 데이터를 합성하여 8㎜ 2 피치, 8㎜ 4 피치, 12㎜, 16㎜, 24㎜, 32㎜, 44㎜, 55㎜, 트레이, 스틱 등으로 구별된다.
이러한 구성을 가진 전자부품 실장시스템에서 n 개의 전자부품을 m 개의 위치에 있는 전자부품을 설계된 PCB 회로대로 해당 기판상에 탑재하는 작업이 가장짧은 시간에 수행되도록 하는 최적화방법은 다음과 같다.
즉, 본 발명에서 최적화하고자 하는 형태는 기판상에 전자부품을 탑재하는 시간을 최소화하기 위한 방법에 관한 것이고, 이는 서로 다른 회사에서 제조된 설비인지 여부에 상관없이 최소화할 수 있도록 한 것으로, 도 2는 전자부품 실장시스템의 최적화방법을 위한 준비과정을 설명하는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 생산설비의 제조업체와 종류에 따라 설비명을 데이터베이스화하여 저장시켜 등록하는 제 1 단계(S110)를 진행한 다음, 상기 생산설비 별 처리속도를 데이터베이스화하여 저장시켜 등록하는 제 2 단계(S120)를 수행한다.
이어서, 생산라인에 이용되는 생산설비의 구성을 저장시켜 등록하는 제 3 단계(S130)를 진행한 다음, 상기 생산라인에서 전자부품의 탑재를 위한 공용부품 공급장치들을 데이터베이스화하여 저장시켜 등록하는 제 4 단계(S140)를 수행한다.
이러한 단계에 대하여 구체적으로 예를 들면 다음과 같다.
산요(Sanyo) 社(사)에서 제조되는 TCM800, TCM1000, TCM3000, TIM1000 등의 기종과, 삼성 테크윈 社(사)에서 제조되는 CP10, CP40-L, CP40-LV 등의 기종을 생산라인에서 생산설비로서 사용되고 있다면, 이 설비들을 제 1 단계에서 데이터베이스화하여 저장한다.
각 설비들의 처리속도를 제 2 단계에서 데이터베이스화하여 저장하며, 상기 생산라인에서 상기 TCM800, CP10, CP40-LV가 사용되고 있다면, 상기 제 3 단계에서 생산라인을 이루는 상기 TCM800, CP10, CP40-LV를 데이터베이스화하여 저장하고, 상기 제 4 단계에서는 생산라인에서 공통적으로 사용되는 공용부품 공급장치를 데이터베이스화하여 저장한다.
이러한 준비단계를 거쳐 실제로 설비의 동작속도를 최적화하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 전자부품 실장시스템의 최적화방법을 개략적으로 나타낸 순서도로서, 제조하고자 하는 전자제품에서 필요로 하는 생산설비를 제어하는 설비프로그램을 선택하는 제 1 단계(S210)를 진행한 다음, 이러한 설비프로그램이 작업하는 생산라인명과 이 설비들의 데이터 즉, 설비명 별 속도 데이터, 부품공급장치인 피더(Feeder)의 종류별 속도데이터, X 축 및 Y 축의 이동거리별 속도데이터, 피더의 피치(Pitch) 별 속도데이터, 그 외의 속도데이터를 로드하는 제 2 단계(S220)를 수행한다.
다음으로, 선택된 설비들에서 이용되는 부품공급장치인 공용피더를 배치하는 제 3 단계(S230)를 진행한 다음, 상기 설비들의 속도를 최적화시키는 제 4 단계(S240)를 수행한다.
상기 제 4 단계의 최적화된 결과가 만족스러운 것인지 여부를 기존값과 비교하여 판단하는 제 5 단계(S250)를 진행한 다음, 만족스럽지 않을 경우에는 상기 제 1 단계로 분기한다.
상기 제 5 단계의 결과값이 만족스러울 경우에는 그 설비를 구동하기 위한 전용 설비프로그램을 생성하는 제 6 단계(S260)를 진행한 다음, 본 루프를 종료한다.
여기서, 상기 설비를 최적화하는 수행하는 제 4 단계를 더욱더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 도 3의 최적화단계를 상세히 도시한 순서도로서, 각 설비별 피더분배를 최적화하는 제 1 단계(S2310)를 진행한 다음, 각 설비별 상기 피더의 이동경로를 최적화하는 제 2 단계(S2320)를 수행한다. 이때, 상기 이동경로는 피더가 생산라인 내에서 이동하는 경로 즉, 이동하는 거리와 방향을 포함하는 것으로서, 지점 A - B - C일 경우의 시간과 지점 B - A - C일 경우의 시간은 서로 다를 수가 있기 때문에, 이러한 시간을 기존보다 단축시켜주기 위한 파라미터이다.
다음으로, 상기 제 2 단계(S2320)에서 최적화된 이동경로가 기존보다 단축되었는지 여부를 판단하는 제 3 단계(S2330)를 진행한 다음, 기존보다 이동경로가 단축되었다면 최적화된 이동경로로 변경 적용하는 제 4 단계(S2340)를 수행한다.
이어서, 미리 설정된 최적화 횟수를 초과했는지 여부를 판단하는 제 5 단계(S2350)를 진행하여 최적화 횟수를 초과했다면 본 루프를 종료하고, 그렇지 않을 경우에는 상기 제 1 단계(S2310)로 분기한다.
여기서, 상기 제 3 단계(S2330)에서 기존보다 이동경로가 단축되지 않았다면 상기 제 4 단계(S2340)를 건너띄어 실행하지 않는다.
그런데, 상기 설비별 피더의 분배를 최적화하는 상기 제 1 단계(S2310)는 다음과 같은 세부적인 흐름으로 이루어진다.
도 5는 도 4의 피더분배를 최적화하는 단계를 더 상세히 나타낸 순서도로서, 미배정된 피더를 시험적으로 1차 배치하는 제 1 단계(S3310)를 진행한 다음, 1차배치된 해당 피더를 시험 이동하는 제 2 단계(S3320)를 수행한다.
이어서, 상기 1차 배치된 해당 피더로 인해 라인속도가 단축되었는지 여부를 판단하는 제 3 단계(S3330)를 진행한 다음, 상기 해당 피더로 인해 라인속도가 단축되었다면 이를 적용하는 제 4 단계(S3340)를 수행한다.
상기 1차 배치된 피더를 포함해서, 생산라인의 설비별 피더에 일련번호를 부여하는 제 5 단계(S3350)를 진행한 다음, 설비별로 최대 릴 번호를 초과하는 피더가 존재하는지 여부를 판단하는 제 6 단계(S3360)를 수행한다.
여기서, 상기 제 3 단계에서 라인속도가 단축된 것으로 판단되면 상기 제 4 단계를 실행하지 않고, 상기 제 5 단계를 실행하도록 한다.
이어서, 상기 제 6 단계에서 최대 릴번호를 초과하는 피더가 존재한다면, 초과된 피더를 설비끼리 이동속도를 비교해서 교환하는 제 7 단계(S3370)를 진행한 다음, 교환한 결과 라인속도가 단축되었는지 여부를 판단하는 제 8 단계(S3380)를 수행한다.
상기 제 8 단계에서 설비끼리 교환후에 라인속도가 단축되었다면 이를 적용하는 제 9 단계(S3390)를 진행한 후, 미리 설정된 횟수대로 루프를 반복해서 실행하였는지 여부를 판단하는 제 10 단계(S3400)를 수행한다.
상기 제 10 단계에서 미리 설정된 횟수 만큼 루프를 반복 실행하였다면 루프를 종료하고, 그렇지 않을 경우에는 상기 제 1 단계(S3310)로 분기한다.
그런데, 도 4의 각 설비별 경로를 최적화하는 단계를 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6은 도 4의 각 설비별 경로를 최적화하는 단계를 세부적으로 도시한 순서도로서, 생산라인에 현재 배치된 순서대로 작업시간을 계산하는 제 1 단계(S4310)를 진행한 다음, 시간적으로 가장 짧은 시간이 소요되는 최적의 경로를 연산하는 제 2 단계(S4320)를 수행한다.
다음으로, 상기 최적의 경로가 라인의 속도를 단축시켰는지 여부를 판단하는 제 3 단계(S4330)를 진행한 다음, 라인의 속도를 단축시켰다면 이것을 적용하는 제 4 단계(S4340)를 수행한다.
이와같이 적용된 가변 피더를 생산라인 내에서 시험적으로 이동시키는 제 5 단계(S4350)를 진행한 다음, 미리 설정된 소정횟수 만큼 본 루프를 실행했는지 여부를 판단하는 제 6 단계(S4360)를 수행하여, 설정된 횟수에 미치지 않을 경우에는 상기 제 1 단계(S4310)로 분기한다.
상술한 바와 같이 개시된 본 실시예의 바람직한 양태에 따르면 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 각 설비별로 최적화 프로그램을 이용하던 것을 본 발명의 다기종 최적화프로그램 하나로 대응이 가능하고, 별도의 각 설비별 라이브러리 데이터가 구축되어 있지 않아도 피더 종류 정보 만 알고 있으면 어떠한 설비도 최적화가 가능한 장점이 있다.
둘째, 여러 모델의 공통부품에 대해서 사전에 적용된 설비 순번, 피더번호가 결정된 데이터 테이블을 적용함으로써, 생산라인에서의 피더교체를 최소화하여 더욱더 효율적인 최적화 프로그램을 생성할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 하나의 설비에 대해서 여러 가지의 피더종류, X축/Y축 이동거리, 피더 이동거리를 토대로 한 설비에 대해서로 여러 종류의 시간 테이블을 달리함으로써 대응이 가능한 장점이 있다.
넷째, 서로 설비군이 다른 라인에 데이터로 읽어서 다른 설비군의 라인으로 프로그램을 최적화할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 설비를 제어하는 설비프로그램을 선택하는 제 1 단계와,
    상기 설비프로그램이 속한 생산 라인 명을 선택하고, 상기 설비에 따른 가동속도를 로드하는 제 2 단계와,
    상기 설비에 해당되는 공용 전자부품에 설비번호, 피더번호를 지정하는 제 3 단계와,
    설비 종류별로 설비명을 데이터베이스화하여 저장시키는 제 4 단계와,
    상기 설비별로 처리속도를 데이터베이스화하여 저장시키는 제 5 단계와,
    생산라인을 구성하는 설비들이 배치된 순서를 데이터베이스화하여 저장시키는 제 6 단계와,
    상기 생산라인에서 구동되는 공용 부품공급장치의 정보를 데이터베이스화하여 저장시키는 제 7 단계와,
    상기 설비명에 따른 타임테이블을 임시로 설정한 다음, 그 피더의 적용여부, 최대 릴번호를 제한하여 설정하고, 해당 설비의 최적화여부를 선택하는 제 8 단계와,
    생산라인, 이동경로, 피더에 대하여 최적화하는 제 9 단계와,
    최적화 결과가 만족스러운지 여부를 확인하는 제 10 단계와,
    상기 제 10 단계의 결과가 만족스러울 경우에는 해당 설비 프로그램을 생성하는 제 11 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장시스템의 최적화방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 9 단계는,
    상기 설비별 피더분배를 최적화하는 제 1 단계와,
    상기 설비별 이동경로를 최적화하는 제 2 단계와,
    상기 설비들이 작업하는 라인속도가 단축되었는지 여부를 판단하는 제 3 단계와,
    상기 제 3 단계에서 라인속도가 단축되었다면 이를 제조공정에서 적용하는 제 4 단계와,
    미리 설정된 루프반복횟수에 도달했는지 여부를 판단하여 루프반복횟수에 도달하지 않았으면 상기 제 1 단계로 분기하는 제 5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장시스템의 최적화방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 단계는,
    각 설비별 미배정된 피더에 대하여 배정가능한 설비에 임시로 배치하는 제 1 단계와,
    생산라인속도에 맞추어 피더를 시험적으로 이동시켜 그 소요시간을 측정하는 제 2 단계와,
    생산라인속도가 단축되었는지 여부를 판단하는 제 3 단계와,
    상기 제 3 단계에서 생산라인속도가 단축되었다면 이를 적용하는 제 4 단계와,
    상기 생산라인속도의 설비별 피더번호를 부여하는 제 5 단계와,
    상기 설비에 미리 설정된 최대 릴번호를 초과하는 피더가 존재하는지 여부를 판단하는 제 6 단계와,
    상기 제 6 단계에서 최대 릴번호를 초과하는 피더가 존재한다면 그 피더를 최대 릴번호를 초과하지 않는 설비로 할당하여 교환하는 제 7 단계와,
    상기 생산라인속도가 단축되었는지 여부를 판단하는 제 8 단계와,
    상기 제 8 단계에서 생산라인속도가 단축되었다면 이를 적용하는 제 9 단계와,
    미리 설정된 소정의 횟수에 도달했는지 여부를 판단하여, 설정된 횟수에 도달하지 않았다면 상기 제 1 단계로 분기하는 제 10 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장시스템의 최적화방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    현재 배치된 순서로 설비를 동작시켜 소요시간을 계산하는 제 1 단계와,
    상기 피더의 번호와 종류별로 정렬하고, 피더번호 n 개를 하나의 조합단위로 해서 피더간격, X축/Y축 이동거리, 피더속도를 토대로 최단거리를 검출하여 최적의 경로를 구하는 제 2 단계와,
    생산라인속도가 단축되었는지 여부를 판단하는 제 3 단계와,
    상기 제 3 단계에서 생산라인속도가 단축되었다면 이를 적용하는 제 4 단계와,
    피더번호가 부여되지 않은 가변 피더를 임의로 상호 이동해보는 제 5 단계와,
    미리 설정된 소정횟수에 도달했는지 여부를 판단하여 도달하지 않았다면 상기 제 1 단계로 분기하는 제 6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장시스템의 최적화방법.
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