WO2015019412A1

WO2015019412A1 - 準備作業支援システム

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Publication number: WO2015019412A1
Application number: PCT/JP2013/071214
Authority: WO
Inventors: 朗原
Original assignee: 富士機械製造株式会社
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2015-02-12
Also published as: JP6266621B2; JPWO2015019412A1

Abstract

基板に電子部品を実装する生産エリア（Ａ１）には、生産ラインを構成する複数の部品装着機（１１）と、基板の生産を管理する管理コンピュータ（６０）とが設けられている。生産エリア（Ａ１）へ電子部品を補給する準備を行う準備エリア（Ａ２）には、作業者が予備フィーダ（７６）を作製するのに使用される作業テーブル（８０）と、その準備作業を支援する支援コンピュータ（９０）とが設けられている。支援コンピュータ（９０）は、次回の部品補給時期より前に設定された補給準備時期が到来すると、現在から将来に向かって数えた所定回数の部品補給時期までに含まれる各部品補給時期において補給すべき予備フィーダ（７６）の数が予め定めた上限値を超えるか否かを判断し、上限値を超える場合には上限値を超えた分だけそれ以前の部品補給時期において補給すべき予備フィーダ（７６）の数に加算する前倒し処理を行う。

Description

準備作業支援システム

　本発明は、準備作業支援システムに関する。

　従来より、基板に電子部品を装着する部品装着機が知られている。こうした部品装着機として、部品供給部と、部品移載部と、予備保管部とを備えたものが知られている。部品供給部は、異なる種類の部品をそれぞれ収容して供給する複数のフィーダを備えている。部品移載部は、部品供給部の各フィーダによって供給される部品を採取して基板上へ装着する。予備保管部は、部品供給部で使用中のフィーダと同種の部品を収容する予備フィーダを保管する。生産ラインでは、こうした部品装着機が複数並べられている。基板は、コンベアによって生産ラインの上流から下流に向かって各部品装着機に搬送され、各部品装着機において各種の部品が装着される。部品装着機において、使用中のフィーダが部品切れになると、予備フィーダが使用中のフィーダに採用される。そうすると予備フィーダがなくなるため、新たな予備フィーダが補給される。特許文献１には、こうした補給作業を実施する作業者を決定する装置が開示されている。また、特許文献２には、部品切れ時刻の管理を行う部品管理用コンピュータが開示されている。

国際公開第２００５／９１０１号パンフレット国際公開第２００４／１０３０５２号パンフレット

　ところで、予備フィーダは、生産ラインとは別の準備エリアで作業者がテープをフィーダにセットすることにより準備される。この作業を準備作業という。テープには、部品切れになった部品と同種の部品がフィルムに被覆された状態で多数保持されている。準備された予備フィーダは、例えば無人搬送車によって生産ラインへ搬送され、生産ラインを構成する各部品装着機に補給される。この作業を補給作業という。補給作業は、作業者が行うこともあるし、自動化されていることもある。

　生産ラインでは、かなりの数のフィーダが使用中となっている。また、使用中のフィーダが部品切れになるまでに要する時間は、その部品がテープに保持されている個数や一つの基板に装着される個数などによって変動する。そのため、使用中のフィーダが部品切れになるタイミングは、各フィーダによって異なるが、場合によっては多数のフィーダが同時に部品切れになることがある。一度に多数のフィーダが部品切れになると、準備作業を担当する作業者の負担が多大になりすぎ、生産ラインをストップせざるを得ない事態を招くおそれがある。

　本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、補給すべき予備フィーダを準備する作業を時期によらず平準化することを主目的とする。

　本発明の準備作業支援システムは、
　異なる種類の部品をそれぞれ収容して供給する複数のフィーダを備えた部品供給部と、前記部品供給部の各フィーダによって供給される部品を採取して基板上へ装着する部品移載部と、前記部品供給部で使用中のフィーダと同種の部品を収容する予備フィーダを保管する予備保管部とを備えた部品装着機へ補給すべき予備フィーダの準備をする作業を支援する準備作業支援システムであって、
　前記部品装着機において使用中のフィーダが部品切れとなる部品切れ予想時期を演算する部品切れ予想時期演算手段と、
　予め定められた所定期間ごとに部品補給時期を発生させる部品補給時期発生手段と、
　前記部品切れ予想時期に基づいて、前記部品切れ予想時期より前に発生する部品補給時期において補給すべき予備フィーダの数を演算する予備フィーダ数演算手段と、
　次回の部品補給時期より前に設定された補給準備時期が到来すると、現在から将来に向かって数えた所定回数の部品補給時期までに含まれる各部品補給時期において補給すべき予備フィーダの数が予め定めた上限値を超えるか否かを判断し、前記上限値を超える場合には前記上限値を超えた分だけそれ以前の部品補給時期において補給すべき予備フィーダの数に加算する前倒し処理を行う平準化手段と、
　を備えたものである。

　この準備作業支援システムでは、ある部品補給時期において補給すべき予備フィーダの数が上限値を超えるほど多くなったとしても、上限値を超えた分についてはそれ以前の部品補給時期において補給すべき予備フィーダの数に加算される。したがって、補給すべき予備フィーダを準備する作業を部品補給時期によらず平準化することができる。

　本発明の準備作業支援システムにおいて、前記平準化手段は、前記前倒し処理を行った後もいずれかの部品補給時期において補給すべき予備フィーダの数が前記上限値を超える場合には、前記上限値よりも大きな値を新たな上限値に設定し、該新たな上限値を用いて前記前倒し処理を再度実行してもよい。こうすれば、当初設定した上限値が小さすぎて平準化の効果が得られなかったとしても、その後上限値が大きな値に更新されるため最終的には平準化の効果が得られる。このような上限値を更新する処理は、すべての部品補給時期において補給すべきフィーダの数が上限値を超えなくなるまで繰り返すことが好ましい。

　このように上限値を設定し直す本発明の準備作業支援システムにおいて、前記平準化手段は、前記新たな上限値として、予備フィーダの準備をする作業に従事する一人の作業者が前記所定期間内に準備できる予備フィーダの数の倍数を前記上限値に加えた値としてもよい。上限値が大きな値に更新された場合には、通常、準備作業に従事する作業者を増員することになるが、ここでは更新後の上限値を作業者一人あたりの能力と増員数とを考慮して設定するため、準備作業に従事する作業者の負担が適正になる。

　本発明の準備作業支援システムにおいて、前記平準化手段は、現在生産中の基板が所定の生産数に達すると予想される生産終了予想時期よりも前記部品切れ予想時期が遅くなり且つ前記部品切れとなる部品が次回生産する基板に使用されない場合には、前記部品切れとなる部品を収容するフィーダではなく、次回生産する基板に使用される部品を収容するフィーダを補給すべき予備フィーダの数に加えてもよい。こうすれば、現在生産中の基板が所定の生産数に達して生産が終了した後、次回生産する基板の生産にスムーズに移行することができる。

　本発明の準備作業支援システムにおいて、前記部品補給時期発生手段は、現在生産中の基板の生産が予め定められたスケジュールから遅れているか否かを判定し、遅れている場合には次回の部品補給時期を前記所定時間よりも長い時間をあけて発生させてもよい。何らかの理由によりスケジュールに遅れが生じた場合、所定時間ごとに部品補給の準備をし続けると、準備した予備フィーダが補給されないまま渋滞してしまう事態が生じるが、ここでは次回の部品補給時期を遅らせるため、そのような事態を回避できる。

　本発明の準備作業支援システムは、更に、前記平準化手段による処理が行われた後、少なくとも次回の部品補給時期において補給すべき予備フィーダに関する情報を作業者に知らせる報知手段を備えていてもよい。こうすれば、作業者は次回の部品補給時期において、例えばどのような予備フィーダをいくつ準備すればよいのか把握することができる。なお、補給すべき予備フィーダに関する情報とは、例えば、予備フィーダの数やフィーダにセットする部品の種類などが挙げられる。

組立工場１の全体図。部品装着機１１の斜視図。フィーダ７２の説明図。準備作業支援コンピュータ９０のブロック図。平準化処理ルーチンのフローチャート。平準化処理ルーチンのタイムライン。

　本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は生産エリアＡ１及び準備エリアＡ２を含む組立工場１の全体図、図２は部品装着機１１の斜視図、図３はフィーダ７２の説明図、図４は準備作業支援コンピュータ９０のブロック図である。

　組立工場１は、図１に示すように、基板に電子部品を実装する生産エリアＡ１と、生産エリアＡ１へ電子部品を補給する準備を行う準備エリアＡ２とを有している。

　生産エリアＡ１には、生産ラインを構成する複数（図１では４つ）の部品装着機１１と、基板の生産を管理する管理コンピュータ６０とが設けられている。なお、図１の生産エリアＡ１は、生産ラインを１列だけ有するものとしたが、複数列有していてもよい。

　部品装着機１１は、図２に示すように、基板１６を搬送する基板搬送装置１８と、ＸＹ平面を移動可能なヘッド２４と、ヘッド２４に取り付けられＺ軸へ移動可能な吸着ノズル４０と、部品を供給する部品供給装置７０と、各種制御を実行する装着機コントローラ５０とを備えている。基板搬送装置１８は、左右一対の支持板２０，２０にそれぞれ取り付けられたコンベアベルト２２，２２（図２では片方のみ図示）により基板１６を左から右へと搬送する。ヘッド２４は、Ｘ軸スライダ２６がガイドレール２８，２８に沿って左右方向に移動するのに伴って左右方向に移動し、Ｙ軸スライダ３０がガイドレール３２，３２に沿って前後方向に移動するのに伴って前後方向に移動する。吸着ノズル４０は、圧力を利用して、ノズル先端に部品を吸着したり、ノズル先端に吸着している部品を離したりするものである。この吸着ノズル４０は、ヘッド２４に内蔵されたＺ軸モータ３４とＺ軸に沿って延びるボールネジ３６によって高さが調整される。部品供給装置７０は、左右方向に並んだ複数のスロット７１を有しており、各スロット７１にはフィーダ７２が差し込み可能となっている。フィーダ７２には、テープが巻き付けられたリール７３が取り付けられている。テープの表面には、部品がテープの長手方向に沿って等間隔に並んだ状態で保持されている。これらの部品は、テープの表面を覆うフィルムによって保護されている。こうしたテープは、図３に示すスプロケット７４によって所定ピッチずつ送り出され、フィルムが剥がされて部品が露出した状態で所定位置に配置される。所定位置に配置された部品は、吸着ノズル４０によって吸着される。装着機コントローラ５０は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、基板搬送装置１８、Ｘ軸スライダ２６、Ｙ軸スライダ３０及びヘッド２４と信号のやり取りが可能なように接続されている。

　管理コンピュータ６０は、図１に示すように、コンピュータ本体６２と入力デバイス６４とディスプレイ６６とを備えており、オペレータによって操作されるマウスやキーボード等の入力デバイス６４からの信号を入力可能であり、ディスプレイ６６に種々の画像を出力可能である。コンピュータ本体６２のメモリには、生産ジョブデータが記憶されている。生産ジョブには、各部品装着機１１においてどのスロット位置のフィーダからどの部品をどういう順番でどの基板種の基板へ実装するか、また、そのように実装した基板を何枚作製するかなどが定められている。

　準備エリアＡ２には、図１に示すように、作業テーブル８０と、準備作業支援コンピュータ（以下「支援コンピュータ」という）９０とが設けられている。作業テーブル８０は、準備エリアＡ２の作業者がリール７３をフィーダ７２へ装着して予備フィーダ７６を作製（準備）するのに使用される。支援コンピュータ９０は、コンピュータ本体９２と入力デバイス９４とディスプレイ９６とを備えており、オペレータによって操作される入力デバイス９４からの信号を入力可能であり、ディスプレイ９６に種々の画像を出力可能である。コンピュータ本体９２は、図４に示すように、ＣＰＵ９２ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ９２ｂ、各種データを記憶するＨＤＤ９２ｃ、作業領域として用いられるＲＡＭ９２ｄ、外部装置と電気信号のやり取りを行うための入出力インタフェース９２ｅなどを備えている。これらはバス９２ｆを介して接続されている。また、コンピュータ本体９２には、入出力インタフェース９２ｅを介して、入力デバイス９４であるマウスやキーボードやラベルリーダ（ここではバーコードリーダ）が接続されると共に、出力デバイスであるディスプレイ９６が接続されている。更に、コンピュータ本体９２は、入出力インタフェース９２ｅ及び通信デバイス９８を介してＬＡＮに接続されており、管理コンピュータ６０と双方向通信可能となっている。この支援コンピュータ９０は、次回の部品補給時期において補給すべき予備フィーダに関する情報をディスプレイ９６に表示する。

　準備エリアＡ２の作業者は、予備フィーダ７６を作製する際、図１に示すように、リール７３に貼付されたバーコードラベル７３ａとそのリール７３を装着するフィーダ７２に貼付されたバーコードラベル７２ａとを支援コンピュータ９０のラベルリーダで読み取る。すると、支援コンピュータ９０のＣＰＵ９２ａは、両者を対応づけて記憶する。リール７３のバーコードは、リール７３に巻かれたテープに保持されている部品の情報（部品の種類や個数）と予め対応づけられて管理コンピュータ６０によってデータベース化されている。そのため、フィーダ７２のバーコードは、リール７３のバーコードを介して、そのリール７３に巻かれたテープに保持されている部品の情報と対応づけられる。

　なお、図示しないが、組立工場１には、準備エリアＡ２の上流側に倉庫エリアが設けられ、更にその上流側に着荷エリアが設けられている。着荷エリアでは、新品のリール７３に識別番号（ＩＤ）を発行する。リール７３のＩＤは、バーコード化され、着荷エリア内の部品登録用コンピュータによって、リール７３に巻かれたテープに保持された部品の情報と対応づけられて登録されると共にバーコードラベル７３ａに印刷される。印刷されたバーコードラベル７３ａは、リール７３に貼り付けられる。倉庫エリアには、複数の部品棚が備えられている。部品棚には、多数のリール７３が整理されて並べられている。作業者は、倉庫エリアの部品棚から補給に必要なリール７３を選出し、準備エリアＡ２へ移動させる。

　次に、部品装着機１１の動作について説明する。部品装着機１１の装着機コントローラ５０は、基板１６への部品の装着開始の指令を受けると、フィーダ７２のスプロケット７４を回転駆動して、リール７３に巻かれたテープを後方に向かって巻きほどき、所定位置において部品がテープの表面に露出した状態とする。その後、装着機コントローラ５０は、露出した部品の真上に吸着ノズル４０が来るようにＸ軸スライダ２６及びＹ軸スライダ３０を制御する。続いて、装着機コントローラ５０は、Ｚ軸モータ３４を制御してボールネジ３６により吸着ノズル４０を下降させ、吸着ノズル４０に負圧を付与する。すると、吸着ノズル４０に部品が吸着する。その後、装着機コントローラ５０は、吸着ノズル４０を上昇させ、部品が基板１６の所定位置の真上に来るように各スライダ２６，３０を制御し、その位置で吸着ノズル４０を下降させると共に吸着ノズル４０に正圧を供給する。すると、部品が吸着ノズル４０から離れ、基板１６の所定位置にその電子部品が装着される。

　次に、支援コンピュータ９０の動作について説明する。支援コンピュータ９０のＣＰＵ９２ａは、次回の部品補給時期の所定時間前（例えば３０分前）に設定された補給準備時期が到来する毎に、ＲＯＭ９２ｂから平準化処理ルーチンを読み出し、これを実行する。図５は、平準化処理ルーチンのフローチャートである。

　ＣＰＵ９２ａは、平準化処理ルーチンを開始すると、まず、現在から将来に向かって数えたＮ回までの部品補給時期を設定する（ステップＳ１００）。準備エリアＡ２の作業者は、このＣＰＵ９２ａが平準化処理ルーチンを開始する前に、支援コンピュータ９０に、部品補給時期を発生させる間隔と、回数Ｎの値を入力しているものとする。ここでは、作業者が部品補給時期を発生させる間隔を３０分、回数Ｎを３回と入力していたとする。この場合、現在から（１）３０分後（１回目）の部品補給時期、（２）６０分後（２回目）の部品補給時期、（３）９０分後（３回目）の部品補給時期の合計３回が平準化処理の対象となる。

　次に、ＣＰＵ９２ａは、各部品補給時期において補給すべき予備フィーダの数を演算する（ステップＳ１１０）。まず、ＣＰＵ９２ａは、各フィーダの部品切れ予想時刻を求める。部品切れ予想時刻は、下記式（ａ）に示すように、現在の時刻に部品切れ予想時間を加算した時刻である。また、部品切れ予想時間は、下記式（ｂ）に示すように、フィーダの部品残数を基板１枚あたりに使用する部品数で除し、その値にサイクルタイムを乗じた値である。フィーダの部品残数は、新品の状態の部品数から消費した部品数を差し引くことにより算出される。サイクルタイムは、１枚の基板に全部品を装着するのに要する時間であり、平準化処理ルーチンを実行する直前にＣＰＵ９２ａが管理コンピュータ６０から実測値として取得する。続いて、ＣＰＵ９２ａは、各フィーダの部品切れ予想時刻の直前の部品補給時期に、そのフィーダと同じ部品を保有するフィーダを予備フィーダとして対応づけて記憶する。その後、ＣＰＵ９２ａは、現在から将来に向かって１～Ｎ回までの部品補給時期のそれぞれにおける予備フィーダの数を演算する。

　部品切れ予想時刻＝現在の時刻＋部品切れ予想時間…（ａ）
　部品切れ予想時間＝
　（フィーダの部品残数／基板１枚あたりに使用する部品数）×サイクルタイム…（ｂ）

　このステップＳ１１０において、ＣＰＵ９２ａは、フィーダの部品切れ予想時刻のうち現在の生産ジョブの終了予想時刻を超えるものについては、予備フィーダの数にカウントしない。そのフィーダの部品は生産ジョブが終了する時点で足りているからである。ＣＰＵ９２ａは、生産ジョブの予想終了時刻を、その生産ジョブで生産される基板の総数とサイクルタイムとの積を現在時刻に加えることにより求める。

　次に、ＣＰＵ９２ａは、予備フィーダの数の上限値Ｌを設定する（ステップＳ１２０）。準備エリアＡ２の作業者は、このＣＰＵ９２ａが平準化処理ルーチンを開始する前に、支援コンピュータ９０に、予備フィーダの数の上限値Ｌを入力しているものとする。上限値Ｌは、準備エリアＡ２を担当する作業者の人数と、作業者一人が所定の準備期間内に用意することのできるフィーダの数との積とする。準備期間は、例えば部品補給時期の発生間隔が３０分の場合には、１５分とか２０分というように３０分未満に設定されている。なお、ＣＰＵ９２ａは、上限値Ｌを設定するにあたり、後述するステップＳ２１０で上限値Ｌが当初の設定値よりも大きな値に再設定されていた場合には、再設定後の値を採用する。

　次に、ＣＰＵ９２ａは、カウンタの変数ｎに値Ｎを設定する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１００で説明した例では、値Ｎは「３」となる。なお、カウンタは、ＲＡＭ９２ｄに設けられている。

　次に、ＣＰＵ９２ａは、ｎ回目の部品補充時期において補充すべき予備フィーダの数Ｍ（ｎ）が上限値Ｌ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。そして、Ｍ（ｎ）が上限値Ｌ以下だったならば、ＣＰＵ９２ａは、カウンタの変数ｎが値１か否かを判定し（ステップＳ１５０）、変数ｎが値１でなかったならば、変数ｎを１デクリメントし（ステップＳ１６０）、再びステップＳ１４０の処理を行う。一方、ステップＳ１５０で変数ｎが値１だったならば、ＣＰＵ９２ａは、現時点での準備計画、すなわち次回の部品補給時期において補給すべき予備フィーダに関する情報をディスプレイ９６に表示し（ステップＳ１５５）、この平準化処理ルーチンを終了する。準備エリアＡ２の作業者は、この表示を見て、作業テーブル８０上で、次回の部品補給時期において補給すべき予備フィーダを準備する。

　ステップＳ１５０で変数ｎが値１だったということは、Ｎ回目の部品補充時期において補充すべき予備フィーダの数Ｍ（Ｎ）から１回目の部品補充時期において補充すべき予備フィーダの数Ｍ（１）まで、すべて上限値Ｌ以下ということになる。そのため、準備エリアＡ２の作業者は過度な負担なく予備フィーダを準備することができる。

　ステップＳ１４０で予備フィーダの数Ｍ（ｎ）が上限値Ｌを超えていたならば、ＣＰＵ９２ａは、変数ｎが値１より大きいか否かを判定する（ステップＳ１７０）。ステップＳ１７０で変数ｎが値１より大きかったならば、ＣＰＵ９２ａは、予備フィーダの数Ｍ（ｎ）から上限値Ｌを引いた余剰値（＝Ｍ（ｎ）－Ｌ）を、１つ前の部品補充時期において補充すべき予備フィーダの数Ｍ（ｎ－１）に上乗せする（ステップＳ１８０）。続いて、ＣＰＵ９２ａは、予備フィーダの数Ｍ（ｎ）を上限値Ｌに設定し（ステップＳ１９０）、変数ｎを１デクリメントし（ステップＳ２００）、再びステップＳ１４０の処理を行う。

　ステップＳ１７０で変数ｎが値１より大きくなかったならば、つまり変数ｎが値１だったならば、１回目の部品補充時期において補充すべき予備フィーダの数Ｍ（１）が上限値Ｌを超えていたことになる。その場合、１回目の部品補充時期よりも前の部品補充時期は存在しないため、余剰値を前倒しすることができない。この場合、ＣＰＵ９２ａは、上限値Ｌを現在の値よりも大きな値に再設定し（ステップＳ２１０）、ステップＳ１３０以降の処理を行う。上限値Ｌを大きな値に再設定するにあたっては、作業者一人が所定の準備期間内に用意することのできるフィーダの数だけ上積みする。上限値Ｌが大きな値に更新された場合には、通常、準備作業に従事する作業者を増員することになるが、ここでは更新後の上限値を作業者一人あたりの能力と増員数とを考慮して設定するため、準備作業に従事する作業者の負担が適正になる。

　なお、ＣＰＵ９２ａがステップＳ１１０で現在から数えて１回目の部品補給時期の予備フィーダの数を演算するにあたって、その回の部品補給時期の予備フィーダの数の余剰値を前回の部品補給時期の予備フィーダの数に前倒ししていた場合には、その前倒しした余剰値を差し引いた値を予備フィーダの数とする。

　次に、平準化処理ルーチンの具体例について、図６のタイムラインを用いて説明する。ここでは、部品補給時期は３０分ごとに発生するものとし、補給準備時期は次回の部品補給時期の３０分前に設定されているものとする。また、回数Ｎは３回、上限値Ｌの当初の設定値は３０本とする。

　まず、現在時刻が１２：００のときに補給準備時期が到来し、ＣＰＵ９２ａが平準化処理ルーチンを実行して１２：００の準備計画を立てるとする。このとき、ＣＰＵ９２ａによって実行される平準化処理ルーチンでは、１回目と２回目の部品補給時期の間に部品切れ予想時刻が入るフィーダの数が１５本、２回目と３回目の部品補給時期の間に部品切れ予想時刻が入るフィーダの数が４０本、３回目と４回目の部品補給時期の間に部品切れ予想時刻が入るフィーダの数が２０本だったとする。その場合、１～３回目の部品補給時期における予備フィーダの数はそれぞれ１５本、４０本、２０本となり、２回目の部品補給時期における予備フィーダの数が上限値である３０本を超える。したがって、余剰値１０本（＝４０本－３０本）が１つ前つまり１回目の部品補給時期における予備フィーダの数に上乗せされる。その結果、１～３回目の部品補給時期における予備フィーダの数がそれぞれ２５本、３０本、２０本になる。支援コンピュータ９０のディスプレイ９６には、１２：００の準備計画、すなわち次回（１回目）の部品補給時期における予備フィーダの情報（予備フィーダの数、予備フィーダにセットするリールの指定など）が表示される。

　この１２：００の準備計画を見て、準備エリアＡ２の作業者は、準備期間内に必要な予備フィーダを作製する。作製した予備フィーダは、まとめてＡＧＶ（自動搬送車）によって生産エリアＡ１へ発送され、１２：３０の部品供給時期までに生産エリアＡ１に到着する。生産エリアＡ１の作業者は、到着した予備フィーダを各部品装着機１１に補給する。予備フィーダは、部品切れになるフィーダと同じ部品を保有するフィーダであり、どの部品装着機１１のどのスロット位置に収納するかは予め決められている。装着機コントローラ５０は、使用中のフィーダが部品切れになったとしても、その予備フィーダがどのスロット位置に収納されているかを認識しているため、直ちにその予備フィーダから部品を基板１６へ供給することが可能となる。生産エリアＡ１の作業者は、部品切れ予想時刻の前までにすべての予備フィーダの収納を完了する。また、生産エリアＡ１の作業者は、不要品（不要になったフィーダ）を取り外す作業も行う。

　次に、現在時刻が１２：３０のときに補給準備時期が到来し、ＣＰＵ９２ａが平準化処理ルーチンを実行して１２：３０の準備計画を立てるとする。このとき、ＣＰＵ９２ａによって実行される平準化処理ルーチンでは、１回目と２回目の部品補給時期の間に部品切れ予想時刻が入るフィーダの数が３９本、２回目と３回目の部品補給時期の間に部品切れ予想時刻が入るフィーダの数が１９本、３回目と４回目の部品補給時期の間に部品切れ予想時刻が入るフィーダの数が１０本だったとする。ここで、１回目と２回目の部品補給時期の間に部品切れ予想時刻が入るフィーダの数（３９本）のうち１０本については、前回前倒ししたため、補給は完了している。そのため、１～３回目の部品補給時期における予備フィーダの数はそれぞれ２９本（＝３９本－１０本）、１９本、１０本となり、いずれも上限値である３０本以下となる。なお、１回目と２回目の部品補給時期の間に部品切れ予想時刻が入るフィーダの数は、前回４０本だったのに対して、今回は３９本となっているが、これは、毎回、管理コンピュータ６０がサイクルタイムを測定した実測値を支援コンピュータ９０が用いるため、回が異なるとサイクルタイムが異なり、ひいては予備フィーダの数が異なることがある。支援コンピュータ９０のディスプレイ９６には、１２：３０の準備計画、すなわち次回（１回目）の部品補給時期における予備フィーダの情報が表示される。その後の準備エリアＡ２及び生産エリアＡ１の作業者が行う作業は、先ほどと同様のため、その説明を省略する。

　次に、現在時刻が１３：００のときに補給準備時期が到来し、ＣＰＵ９２ａが平準化処理ルーチンを実行して１３：００の準備計画を立てるとする。このとき、ＣＰＵ９２ａによって実行される平準化処理ルーチンでは、１回目と２回目の部品補給時期の間に部品切れ予想時刻が入るフィーダの数が１８本、２回目と３回目の部品補給時期の間に部品切れ予想時刻が入るフィーダの数が１１本、３回目と４回目の部品補給時期の間に部品切れ予想時刻が入るフィーダの数が５５本だったとする。そのため、１～３回目の部品補給時期における予備フィーダの数はそれぞれ１８本、１１本、５５本となり、３回目の部品補給時期における予備フィーダの数が上限値である３０本を超える。したがって、余剰値２５本（＝５５本－３０本）が１つ前つまり２回目の部品補給時期における予備フィーダの数に上乗せされる。すると、２回目の部品補給時期における予備フィーダの数は３６本（＝１１本＋２５本）となり、上限値を超える。したがって、余剰値６本（＝３６本－３０本）が１つ前つまり１回目の部品補給時期における予備フィーダの数に上乗せされる。その結果、１～３回目の部品補給時期における予備フィーダの数はそれぞれ２４本、３０本、３０本になり、いずれも上限値である３０本以下となる。支援コンピュータ９０のディスプレイ９６には、１３：００の準備計画、すなわち次回（１回目）の部品補給時期における予備フィーダの情報が表示される。その後の準備エリアＡ２及び生産エリアＡ１の作業者が行う作業は、先ほどと同様のため、その説明を省略する。

　ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係について明らかにする。本実施形態の支援コンピュータ９０が本発明の準備作業支援システムに相当し、支援コンピュータ９０のコンピュータ本体９２が部品切れ予想時期演算手段、部品補給時期発生手段及び平準化手段に相当し、ディスプレイ９６が報知手段に相当する。また、部品供給装置７０が部品供給部に相当し、ヘッド２４が部品移載部に相当し、部品供給装置７０の一部のスロット７１が予備保管部に相当する。

　以上詳述した本実施形態の支援コンピュータ９０によれば、ある部品補給時期において補給すべき予備フィーダの数が上限値Ｌを超えるほど多くなったとしても、上限値Ｌを超えた分についてはそれ以前の部品補給時期において補給すべき予備フィーダの数に加算される。したがって、補給すべき予備フィーダを準備する作業を部品補給時期によらず平準化することができる。

　また、当初設定した上限値Ｌが小さすぎて平準化の効果が得られなかったとしても、その後上限値Ｌが大きな値に更新されるため最終的に平準化の効果が得られる。上限値Ｌが大きな値に更新された場合には、通常、準備作業に従事する作業者を増員することになるが、ここでは更新後の上限値を作業者一人あたりの能力と増員数とを考慮して設定するため、準備作業に従事する作業者の負担が適正になる。

　更に、支援コンピュータ９０は次回の部品補給時期において補給すべき予備フィーダに関する情報を作業者に知らせるため、作業者は次回の部品補給時期において、どのような予備フィーダをいくつ準備すればよいのか把握することができる。

　なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

　例えば、上述した実施形態では、ステップＳ１１０において、ＣＰＵ９２ａは、フィーダの部品切れ予想時刻のうち現在の生産ジョブの終了予想時刻を超えるものについては、予備フィーダの数にカウントしないものとしたが、その代わりに以下の処理を行ってもよい。すなわち、ＣＰＵ９２ａは、フィーダの部品切れ予想時刻のうち現在の生産ジョブの終了予想時刻を超えるものについては、そのフィーダの部品が次回の生産ジョブで使用されるか否かを判定する。ＣＰＵ９２ａは、そのフィーダの部品が次回の生産ジョブで使用されるならば、その部品を収容するフィーダを予備フィーダとして取り扱い、一方、そのフィーダの部品が次回の生産ジョブで使用されないならば、その部品を収容するフィーダではなく、次回生産する基板に使用される部品を収容するフィーダを予備フィーダとして取り扱う。こうすれば、現在生産中の基板が所定の生産数に達して生産が終了した後、次回生産する基板の生産にスムーズに移行することができる。

　上述した実施形態では、ＣＰＵ９２ａは部品補給時期を３０分ごとに発生させたが、生産ジョブのスケジュールに遅れが発生した場合には、前回の部品補給時期から次回の部品補給時期までの間隔を３０分を超える時間に変更してもよい。例えば、ＣＰＵ９２ａは、生産ラインが停止したか否かを管理コンピュータ６０から受信し、生産ラインが停止していないならば、部品補給時期を３０分ごとに発生させ、生産ラインが停止したならば、前回と次回の部品補給時期の間隔を３０分に停止時間を加えた長さとしてもよい。何らかの理由によりスケジュールに遅れが生じた場合、３０分ごとに部品補給の準備をし続けると、準備した予備フィーダが補給されないまま渋滞してしまう事態が生じるが、ここでは部品補給時期を遅らせるため、そのような事態を回避できる。

　上述した実施形態では、上限値Ｌを大きな値に更新するにあたり、作業者一人あたりの作業量を考慮してその値を設定したが、例えば上限値Ｌを所定数（例えば１とか２）ずつ大きくしていき、平準化処理ルーチンが終了した時点の上限値Ｌに見合った作業者数を準備エリアＡ１に補充するようにしてもよい。

　上述した実施形態では、フィーダ７２にリール７３をセットすることにより予備フィーダ７６を作製したが、テープ巻き取り部を内蔵するコンパクト型のフィーダを用いる場合には、リールからテープ巻き取り部にテープを巻き取ることにより予備フィーダを作製してもよい。

　上述した実施形態において、ＣＰＵ９２ａは、部品切れ予想時刻を演算するにあたり、現在から将来に向かって数えたｍ回目（ｍはＮ以下の整数）の部品補給時期に補給される予備フィーダが部品切れになると予想される時刻も含めて演算してもよい。

　本発明は、基板に部品を装着する組立工場において補給すべき部品を準備する作業を支援するのに利用される。

１　組立工場、１１　部品装着機、１６　基板、１８　基板搬送装置、２０　支持板、２２　コンベアベルト、２４　ヘッド、２６　Ｘ軸スライダ、２８　ガイドレール、３０　Ｙ軸スライダ、３２　ガイドレール、３４　Ｚ軸モータ、３６　ボールネジ、４０　吸着ノズル、５０　装着機コントローラ、６０　管理コンピュータ、６２　コンピュータ本体、６４　入力デバイス、６６　ディスプレイ、７０　部品供給装置、７１　スロット、７２　フィーダ、７２ａ　バーコードラベル、７３　リール、７３ａ　バーコードラベル、７４　スプロケット、７６　予備フィーダ、８０　作業テーブル、９０　準備作業支援コンピュータ（支援コンピュータ）、９２　コンピュータ本体、９２ａ　ＣＰＵ、９２ｂ　ＲＯＭ、９２ｃ　ＨＤＤ、９２ｄ　ＲＡＭ、９２ｅ　入出力インタフェース、９２ｆ　バス、９４　入力デバイス、９６　ディスプレイ、９８　通信デバイス、Ａ１　生産エリア、Ａ２　準備エリア。

Claims

　異なる種類の部品をそれぞれ収容して供給する複数のフィーダを備えた部品供給部と、前記部品供給部の各フィーダによって供給される部品を採取して基板上へ装着する部品移載部と、前記部品供給部で使用中のフィーダと同種の部品を収容する予備フィーダを保管する予備保管部とを備えた部品装着機へ補給すべき予備フィーダの準備をする作業を支援する準備作業支援システムであって、
　前記部品装着機において使用中のフィーダが部品切れとなる部品切れ予想時期を演算する部品切れ予想時期演算手段と、
　予め定められた所定期間ごとに部品補給時期を発生させる部品補給時期発生手段と、
　前記部品切れ予想時期に基づいて、前記部品切れ予想時期より前に発生する部品補給時期において補給すべき予備フィーダの数を演算する予備フィーダ数演算手段と、
　次回の部品補給時期より前に設定された補給準備時期が到来すると、現在から将来に向かって数えた所定回数の部品補給時期までに含まれる各部品補給時期において補給すべき予備フィーダの数が予め定めた上限値を超えるか否かを判断し、前記上限値を超える場合には前記上限値を超えた分だけそれ以前の部品補給時期において補給すべき予備フィーダの数に加算する前倒し処理を行う平準化手段と、
　を備えた準備作業支援システム。
　前記平準化手段は、前記前倒し処理を行った後もいずれかの部品補給時期において補給すべき予備フィーダの数が前記上限値を超える場合には、前記上限値よりも大きな値を新たな上限値に設定し、該新たな上限値を用いて前記前倒し処理を再度実行する、
　請求項１に記載の準備作業支援システム。
　前記平準化手段は、前記新たな上限値として、予備フィーダの準備をする作業に従事する一人の作業者が前記所定期間内に準備できる予備フィーダの数の倍数を前記上限値に加えた値とする、
　請求項２に記載の準備作業支援システム。
　前記平準化手段は、現在生産中の基板が所定の生産数に達すると予想される生産終了予想時期よりも前記部品切れ予想時期が遅くなり且つ前記部品切れとなる部品が次回生産する基板に使用されない場合には、前記部品切れとなる部品を収容するフィーダではなく、次回生産する基板に使用される部品を収容するフィーダを補給すべき予備フィーダの数に加える、
　請求項１～３のいずれか１項に記載の準備作業支援システム。
　前記部品補給時期発生手段は、現在生産中の基板の生産が予め定められたスケジュールから遅れているか否かを判定し、遅れている場合には次回の部品補給時期を前記所定時間よりも長い時間をあけて発生させる、
　請求項１～４のいずれか１項に記載の準備作業支援システム。
　請求項１～５のいずれか１項に記載の準備作業支援システムであって、
　前記平準化手段による処理が行われた後、少なくとも次回の部品補給時期において補給すべき予備フィーダに関する情報を作業者に知らせる報知手段
　を備えた準備作業支援システム。