JP3830642B2

JP3830642B2 - Mounting machine component supply method

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Publication number: JP3830642B2
Application number: JP34342797A
Authority: JP
Inventors: 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: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2017-12-12
Also published as: JPH11177281A

Description

【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２６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３Ｂ₁，３Ｂ₂，３Ｂ₃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３Ａ，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３６Ａ，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２６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，３Ｂ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Ｓ３）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〜Ｃ１２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３Ａ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３Ｂ₁，３Ｂ₂，３Ｂ₃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Ｓ２３）、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Ｓ３３）、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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention equips a component supply unit with a component supply unit having a large number of feeders, and loads a printed circuit board to be processed and installs it in a component mounting unit. The present invention relates to a component supply method in a mounting machine in which an electronic component is sucked from the component supply unit and mounted at a predetermined position on a printed board.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electronic component such as an IC is sucked from a component supply unit by a head having a suction nozzle, transferred onto a printed circuit board installed in the component mounting unit, and mounted at a predetermined position on the printed circuit board. Mounting machines are generally known. In this mounting machine, a head unit having one or more heads is usually movable in the X-axis direction and the Y-axis direction. In addition, the component supply unit is equipped with a component supply unit unit in which a large number of feeders are arranged so that various components can be supplied, for example, a component supply unit unit in which a predetermined number of tape feeders are arranged in parallel. Yes. For example, in the case where the head unit includes a plurality of heads, after the components are adsorbed simultaneously or continuously from the plurality of feeders of the component supply unit by these heads, the head unit is placed on the printed circuit board of the component mounting unit. The components are sequentially mounted on the printed circuit board from each head.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In this type of mounting machine, for example, when the head unit is provided with a plurality of heads, the tact time is shortened if the feeder is arranged so that the components close to the mounting position on the printed circuit board can be simultaneously picked up by the plurality of heads. In addition, since the placement of the feeder greatly affects the mounting efficiency, an optimization method such as setting the optimal feeder placement for improving the mounting efficiency by computer analysis etc. according to the printed circuit board to be mounted is ,It is considered.
[0004]
However, when mounting various boards on the same mounting machine, if the feeder layout is set individually for each board, the feeder layout will change drastically whenever the type of board to be mounted changes. It takes time to change the setup, especially in the case of high-mix, low-volume production, and frequent setup changes are necessary, which is a major factor that hinders the improvement of production efficiency. Become. Therefore, there is room for improvement in terms of overall efficiency including feeder replacement work.
[0005]
For example, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 5-37199, in order to increase the efficiency of changeover in a mounting line in which a plurality of mounting machines are arranged and each mounting machine is equipped with a large number of feeders, It consists of information that shows the production plan of the board, mounting data for moving the mounting machine, and a process for instructing the arrangement of feeders in each production. It is considered that the feeder arrangement is indicated as follows.
[0006]
However, since the production plan is determined in advance regardless of the efficiency of the replacement work, even if the arrangement is set so as to reduce the number of feeder replacements as much as possible under the production plan, for example, for a specific board Subsequent to production, it is difficult to sufficiently increase the exchange efficiency in a production sequence in which another board having almost no common parts with this board is produced.
[0007]
Therefore, further efficiency improvement can be expected by reducing the time required for setup change while taking into account the adjustment of the production plan. In this case, since various circumstances are involved in the production plan, the production plan cannot be determined only by the convenience of the setup change. For example, it is difficult to produce the same type of substrates continuously in a large variety of small-quantity production. However, it is possible to adjust so that a plurality of types of substrates are made into the same group, and the substrates in the same group are continuously produced as much as possible.
[0008]
In view of such circumstances, the present invention provides a component supply method for a mounting machine that can greatly improve the working efficiency of the mounting machine including feeder replacement work, etc., in a mounting machine that performs high-mix low-volume production. With the goal.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The component supply method of the present invention includes a component supply unit, a component mounting unit on which a printed circuit board is installed, and a head that sucks the component from the component supply unit and mounts it on the printed circuit board of the component mounting unit, A component supply unit having multiple rows of component supply feeders is attached to the component supply unit, while a target substrate selected from a plurality of types of printed circuit boards is installed in the component mounting unit. In a mounting machine, multiple types of printed circuit boards are divided into a specified number of groups so that those with many mounted parts are in the same group, and all groups or many groups The process of extracting the part to which it belongs as a completely fixed part placed in a position where the feeder is always fixed, and all print groups in the group for each group Alternatively, a process of extracting a component mounted on many printed circuit boards as an in-group fixed component in which the feeder is fixed while the printed circuit boards in the same group are mounted, and the above-mentioned completely fixed component and Using parts other than the in-group fixed parts as non-fixed parts, a value corresponding to the cumulative value of the feeder replacement time over the predetermined period is calculated based on the number of non-fixed parts of each board and the number of boards to be produced within the predetermined period. The process is repeated while changing the three factors of the printed circuit board group, the completely fixed component and the fixed component in the group, and the space required for the arrangement of the completely fixed component, the fixed component in the group and the non-fixed component is The value corresponding to the cumulative value of the feeder replacement time is reduced so as to satisfy the condition of being within the area. It is characterized in that setting the 3 factors.
[0010]
According to this method, when the printed circuit board to be mounted is changed to a different type within the same group, only the replacement of the feeders of the non-fixed parts is required as the corresponding setup change. Then, the group of the printed circuit boards so as to reduce the cumulative value of the feeder replacement time by increasing the number of completely fixed parts and in-group fixed parts and reducing the number of non-fixed parts within a range satisfying the space condition, By setting the completely fixed parts and the in-group fixed parts, the labor and the work time spent for the setup change are greatly reduced.
[0011]
In this method, as a process of calculating a value corresponding to the cumulative value of the feeder replacement time over a predetermined period, the number of non-fixed parts among components mounted on one type of board and the predetermined period of the board It is preferable to add a value obtained by multiplying the planned number of productions as an evaluation value, and add the evaluation values obtained for each of a plurality of types of printed circuit boards. If it does in this way, the effort and time which are spent for setup change will be evaluated appropriately.
[0012]
In the above method, after setting the three factors of the printed circuit board group, the completely fixed component, and the in-group fixed component, the completely fixed component is used in the space defined for the completely fixed component in the component supply unit. The feeder is arranged so that the most frequently used ones are placed in a position where the mounting efficiency is high, and the fixed parts in the group are assigned to each group within the space defined for the fixed parts in the group in the parts supply unit. Place the feeder so that the one with the highest frequency of use of components is placed in a position where the mounting efficiency is high, and for the non-fixed parts, the time required to complete the board on the mounting line is minimized for each board. It is preferable to arrange a feeder. If it does in this way, the mounting efficiency with respect to each board | substrate will be improved in addition to the efficiency improvement of a setup change.
[0013]
Also, in the above method, a plurality of batch replacement carts capable of batch replacement of feeders for supplying multiple rows of components with respect to the component supply unit are prepared, and a component supply unit unit for each group including feeders for fixed components in the group When a printed circuit board to be produced is changed to a different group by assigning each collective replacement car to a group, the printed circuit board produced by exchanging the parts supply unit unit for each group using the collective exchange car Are changed to different types within the same group, it is preferable to replace the feeders of the non-fixed parts individually.
[0014]
In this way, when the group of boards to be produced changes, the component supply unit is exchanged in a batch by the collective exchange carriage, so that the setup change at this time is also efficiently performed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
1 and 2 schematically show an example of a mounting machine to which the method of the present invention is applied. In these drawings, a printed circuit board conveying conveyor 2 is arranged on the base 1 of the mounting machine body, and the printed circuit board P is conveyed on the conveyor 2 and stopped at a predetermined mounting work position. It has become.
[0017]
On the front and rear sides of the conveyor 2, there are provided component supply units equipped with component supply unit units 3A and 3B, respectively. Each of the component supply units 3A and 3B has a plurality of tape feeders 4, and each tape feeder 4 stores and holds small pieces of components such as ICs, transistors and capacitors at predetermined intervals. Is pulled out from the reel, and a ratchet type feeding mechanism is provided at the tape feeding end so that the tape is intermittently fed as a part is picked up by the head 16 described later.
[0018]
Above the base 1, a component mounting head unit 5 is provided. The head unit 5 has an X-axis direction (the direction of the conveyor 2) and a Y-axis direction (a direction orthogonal to the X-axis on a horizontal plane). ) Can be moved to.
[0019]
That is, a pair of fixed rails 7 extending in the Y-axis direction and a ball screw shaft 8 that is rotationally driven by a Y-axis servo motor 9 are disposed on the base 1, and a head unit is disposed on the fixed rail 7. A support member 11 is disposed, and a nut portion (not shown) provided on the support member 11 is screwed into the ball screw shaft 8. The support member 11 is provided with a guide member 13 extending in the X-axis direction and a ball screw shaft 14 driven by an X-axis servo motor 15 so that the head unit 5 can move on the guide member 13. A nut portion (not shown) held by the head unit 5 is screwed onto the ball screw shaft 14. Then, the ball screw shaft 8 is rotated by the operation of the Y-axis servo motor 9 and the support member 11 is moved in the Y-axis direction, and the ball screw shaft 14 is rotated by the operation of the X-axis servo motor 15, thereby the head unit. 5 moves in the X-axis direction with respect to the support member 11.
[0020]
The head unit 5 is provided with a plurality of heads, and in the illustrated example, eight heads 16 are arranged in the X-axis direction. Each head 16 can be moved up and down and rotated, and is driven by a lift drive means and a rotation drive means (not shown). A suction nozzle 17 is provided at the lower end of each of the heads 16, and a negative pressure is supplied from a negative pressure supply means (not shown) to the suction nozzle 17 at the time of component suction, and the component is sucked by suction force due to the negative pressure. It has become so. In addition to this, the head unit 5 is also equipped with a camera 18 for imaging a fiducial mark or the like attached to the printed circuit board.
[0021]
3 and 4 show the structure of the component supply unit on the front side of the mounting machine (the lower side in FIG. 1). In these drawings, the component supply unit 3B has a feeder holding plate 21 extending in the feeder arrangement direction, and a plurality of tape feeders 4 are held on the feeder holding plate 21, and both end portions of the feeder holding plate 21 are provided. Is supported by mounting portions 23 provided on the frames 22 on both sides in the X-axis direction of the mounting machine body, and is clamped by the clamping means 24, whereby the component supply unit 3B is mounted on the mounting machine body. Then, the component supply unit 3B can be removed from the mounting machine body by releasing the clamp of the clamp means 24, and the entire component supply unit 3B including the multiple rows of tape feeders 4 can be collectively replaced. Therefore, it is possible to prepare a plurality of component supply units 3B and selectively install any one of the component supply units 3B in the front component supply unit.
[0022]
The component supply unit 3A of the component supply unit on the rear side of the mounting machine may be configured in the same manner as the front side so that each of the component supply unit units 3A and 3B can be collectively replaced. Only the component supply unit 3B (hereinafter abbreviated as the front component supply unit 3B) of the component supply unit on the front side of the mounting machine is subject to batch replacement, and the component supply unit 3A ( Hereinafter, the rear component supply unit 3 </ b> A) is fixedly arranged with respect to the mounting machine body.
[0023]
In addition, each tape feeder 4 in the component supply unit 3A, 3B can be individually attached and detached, and the arrangement of the tape feeder 4 can be freely set. In addition, the feeder equipped in the component supply unit 3A, 3B is not limited to the tape feeder, and a stick feeder or the like may be partially incorporated instead of the tape feeder.
[0024]
FIG. 5 shows a collective exchanging carriage 26 used when exchanging the component supply unit 3B with respect to the mounting machine main body. The collective exchanging carriage 26 has a support portion 27 that supports the feeder holding plate 21 and the tape feeder 4 of the component supply unit 3B at the upper end portion thereof, and has a caster 28 at the lower end portion thereof, and the component supply unit unit 3B. It can move freely in a state where it is supported. The component supply unit 3B can be transferred between the collective exchange cart 26 and the mounting machine main body.
[0025]
The mounting machine is fed with a printed circuit board selected from among various printed circuit boards P, and a predetermined number of types and a predetermined number of components corresponding to the printed circuit board are supplied from the component supply unit and mounted on the printed circuit board P. The feeders of components that are commonly mounted on all or several types of various printed circuit boards P that may be produced by the mounting machine are fixedly arranged (cannot be replaced even if the target board changes) or semi-fixedly arranged. It can be installed in the component supply units 3A and 3B.
[0026]
More specifically, a plurality of types of printed circuit boards P to be mounted are divided into a plurality of groups, and a plurality of the front-side component supply unit 3B and the collective exchange cart 26 are prepared so as to correspond to the group. Yes. For example, when the printed circuit boards P are divided into three groups as in a specific example described later, three collective exchange carts 26 and three sets of component supply unit 3B exchanged by each collective exchange cart 26 ₁ , 3B ₂ , 3B _Three Are prepared, and optionally these parts supply unit 3B ₁ , 3B ₂ , 3B _Three One of these is assembled to the mounting machine body.
[0027]
Then, among the parts mounted on the plurality of types of printed circuit boards P, parts belonging to all groups or many groups are extracted as completely fixed parts that are always placed in a fixed arrangement, and the parts are supplied. While the feeder is installed in the rear component supply unit 3A, the components mounted on all the printed boards or many printed boards in the group are mounted on the printed boards in the same group for each group. While being held, it is regarded as a fixed component in the group placed in a fixed arrangement, and a feeder that supplies the component is installed in the front component supply unit 3B. Also, out of the total space of the component supply units 3A and 3B, the completely fixed component and the in-group fixed component are excluded in the space excluding the space in which the feeder of the completely fixed component is disposed and the space in which the in-group fixed component is disposed. A non-fixed part feeder is installed.
[0028]
FIG. 6 shows a control system of the mounting machine. In this figure, the control unit 30 provided for the mounting line including the mounting machine includes the Y-axis and X-axis servomotors 9, 15 and A mounting control means 31 for controlling the mounting operation such as the suction of the component from the component supply unit and the mounting of the component on the printed circuit board P by controlling the raising / lowering driving means and the rotation driving means of the head 16, and the mounting operation And data creation means 32 for creating data for control.
[0029]
The data creating means 32 receives a signal from the input operation unit 33 where an input operation is performed by an operator and information from the database 34 indicating basic data about the printed circuit board P and components, and is attached to the control unit 30. In cooperation with the external calculation means 35, data for component mounting on each printed circuit board P is created according to the flowchart described later. .. And necessary data are recorded in the board-specific data files 36A, 36B,. The data about the printed circuit board P may be given by an input operation by an operator instead of being given from the database 34 as described above.
[0030]
The board-specific data files 36A, 36B,... Are provided for various types of printed boards P. A board information file for recording the printed board's external size, production conditions, etc., and mounting of each component. A mounting information file that records data that correlates the order, mounting position coordinates, used part number, and head number, and data that correlates used part number, part size, shape, feeder position, feeder type, etc. Component information file.
[0031]
The fixed component information file 37 includes information on completely fixed components and information on in-group fixed components. Completely fixed component information is shared by the printed circuit boards of each board group, and is a data that associates the number (identification code) of the fully fixed component with the component size, shape, feeder position, feeder type, etc. Consists of. The information on the in-group fixed component is created for each board group, and is composed of data in which the number of the in-group fixed component is associated with the component size, shape, feeder position, feeder type, and the like.
[0032]
The contents of the board-specific data files 36A, 36B,... And the fixed component information file 37 are created by the data creation means 32 and the external calculation means 35, and the contents of these files are displayed by the display means 38 when necessary. In accordance with the display, the assembly of the feeders in the component supply unit 3A, 3B, the assembly of the head 16 in the head unit 5 and the like are performed, and the content of the file is read by the mounting control means 31 at the time of mounting. Mounting operations are performed sequentially.
[0033]
Next, processing for determining the feeder arrangement will be described with reference to the flowchart of FIG. In this process, first, in step S1, many types of printed circuit boards are divided into a plurality of board groups. In this case, the number of groups is designated by an input operation or the like, for example, a number corresponding to the number of collective exchange carts is designated. Then, grouping is performed so that among many types of printed circuit boards, those having many common mounted components are in the same group.
[0034]
Subsequently, in step S2, all groups or parts belonging to many groups are extracted as completely fixed parts, and in step S3, each group is mounted on all printed boards or many printed boards in the group. Parts are extracted as in-group fixed parts. Then, in step S4, a labor evaluation value which is a value corresponding to the time spent for the setup change (feeder exchange) in the production work for a certain period (for example, one month) is calculated.
[0035]
Here, conditions relating to the calculation of the labor evaluation value will be described. As mentioned above, it is difficult to continuously produce the same type of boards in the production of various types of products in the adjustment of the production plan, but multiple types of boards are grouped into the same group as much as possible. It is possible to adjust the degree to continue production. Assuming that the production plan is adjusted in this way, when various boards in the same group are produced one after another, the feeders of the completely fixed parts and the fixed parts in the group are not replaced, only the feeders of the non-fixed parts are the boards. It is exchanged every time. In addition, when the board group to be produced is changed, it is necessary to change the feeder of the fixed component in the group. In this case, if the feeder replacement is performed by the collective change cart 26, it is possible to manually change the feeder group. Compared to replacing the feeder, the working time is much shorter and can be ignored.
[0036]
Accordingly, regarding the completely fixed parts and the in-group fixed parts, the feeder replacement time is considered to be zero, and it is assumed that only the non-fixed parts consume the feeder replacement time. And since the kind of the board | substrate produced is changed frequently, a feeder exchange time accumulates and it increases, so that the board | substrate with many produced sheets in a fixed period is accumulated. Therefore, a value obtained by multiplying the number of non-fixed components among components mounted on a certain board by the number of produced boards within a certain period of time is set as the evaluation value of the board, and the evaluation value of each board is calculated. The sum is taken as the overall effort evaluation value.
[0037]
Further, since such calculation is performed, in order to reduce the labor evaluation value, it is desirable to increase the number of completely fixed parts and in-group fixed parts as much as possible to reduce the number of non-fixed parts. Space is limited.
[0038]
For this reason, at the time of the processing of steps S2 and S3, for example, the parts belonging to all the groups are first completely fixed parts. If there is room in the space, the parts belonging to the larger number of groups belong to the order. Similarly, the parts that are added to the completely fixed parts and mounted on all the printed circuit boards in the group are set as the fixed parts in the group. Added to fixed parts in group. In this way, the number of completely fixed parts and in-group fixed parts is increased as long as the space limitation is satisfied. In this case, the method of extracting completely fixed parts and in-group fixed parts also changes depending on the grouping method in step S1.
[0039]
Therefore, by repeating steps S1 to S4 while changing the three factors of the group of the printed circuit board, the completely fixed component, and the in-group fixed component, the labor evaluation value is obtained for various combinations of the above three factors. If it is recognized that has become a minimum or sufficiently small value, it is determined that the evaluation is good in step S5. As a result, the group of the printed circuit boards, the completely fixed component, the in-group fixed component, and the non-fixed component are determined.
[0040]
Next, in step S6, the arrangement of feeders of the completely fixed parts is determined in the space allocated for the completely fixed parts, and in step S7, the fixed parts in the group are determined in the space allocated for the in-group fixed parts. The placement of feeders is determined, and in step S8, the placement of feeders for non-fixed parts is determined in the remaining space.
[0041]
8 to 12 are tables showing specific examples for explaining the processing of steps S1 to S4 in the flowchart. In this specific example, for convenience of explanation, numerical values and the like are simplified from actual ones.
[0042]
In this specific example, eight types of substrates P1 to P8 are targeted, and the monthly production number of each substrate and the types and the number of components used for each substrate are as shown in FIG. The various substrates P1 to P8 are divided into three groups. In the component supply units 3A and 3B, the space allocated for the arrangement of the completely fixed components is “4”, and the space allocated for the arrangement of the in-group fixed components is “2”.
[0043]
In this case, first, a combination that divides eight types of substrates into three groups (excluding a combination that generates a group having no members) is “3”. ⁸ -(2 ⁸ × 3-3) ", but among them, an appropriate combination is selected under the condition that common components with many mounted parts are grouped together. For example, as shown in FIG. The substrates of the first group G1, P4 to P6 are the second group G2, and the substrates of the P7, P8 are the third group G3.
[0044]
Next, for each part, the number of groups in which the part is used and the number of monthly usages are checked (see FIG. 10), and based on this, a completely fixed part is extracted. In this case, the parts C1, C2, and C8 having a large number of used groups are determined as completely fixed parts, and there is a space for the completely fixed parts, so that the parts having the same number of groups are used. Among these, the part C5 having the largest number of monthly use is also regarded as a completely fixed part.
[0045]
Furthermore, as shown in FIG. 9, for each part other than the completely fixed part, the number of board types in the group in which the part is used is examined, and within the range of the group fixed part space for each group, A board having a large number of board types (a board having a large number of monthly use if it is the same number) is regarded as a fixed part in the group (indicated in the diagram as semi-fixed). That is, as shown in FIG. 10, the parts C3 and C6 are semi-fixed parts in the first group G1, the parts C9 and C10 are semi-fixed parts in the second group G2, and the part C11 is semi-fixed parts in the third group G3. Is done.
[0046]
When fixed parts and semi-fixed parts are identified in this way, it is estimated that feeder replacement work is required for the non-fixed parts, which are other parts, by the number of monthly productions of the boards. The total sum of “number of parts types) × (number of production)” is regarded as the labor evaluation. That is, as shown in FIG. 11, the parts C4, C7, and C12 are non-fixed parts, and the labor evaluation is “1 + 10 + 10 = 21”.
[0047]
Further, in this specific example, when the grouping of the boards is changed as shown in FIG. 12, that is, the board P3 that was in the first group G1 in FIG. In addition, the part C7 (or C12) is also a semi-fixed part. Therefore, in this case, the parts C4 and C12 are non-fixed parts, and the labor evaluation is “1 + 10 = 11”. Since the labor evaluation changes depending on the way of grouping the boards in this way, in the flowchart of FIG. 7, the grouping of the boards (step S1), the extraction of the completely fixed parts (step S2), the extraction of the in-group fixed parts ( The processes of step S3) and labor evaluation value calculation (step S4) are repeated to achieve optimization.
[0048]
FIGS. 13 and 14 show the overall procedure of the board data creation method, and FIG. 13 shows the main routine for board data creation. In this process, first, the corresponding model of the mounting machine is selected by the data creating means 32, and a list of the parts is created based on the data of the parts to be mounted on the target board registered in the model. (Steps S11 and S12). For example, when a total of 12 types of components C1 to C12 are mounted on 8 types of printed circuit boards P1 to P8 (see FIG. 8), a list indicating which substrate each component C1 to C12 is mounted is created. The
[0049]
Next, the data of the parts list is read into the external computing means 35 (step S13). From the number of monthly productions of each board and the number of parts used on each board, grouping of printed boards, determination of fixed parts, and parts Is set (step S14). In this case, the substrate group, the completely fixed component, and the in-group fixed component are determined by the processing in steps S1 to S4 in FIG. As priority setting, the higher the number of monthly usage, the higher the priority.
[0050]
When grouping of printed circuit boards, determination of fixed parts, and setting of priority are performed in this way, the data is converted into dedicated data and read into the data creating means 32 (step S15), and the parts supply unit 3A, 3B is read. Feeder allocation is determined (step S16).
[0051]
Specifically, the feeder of the completely fixed component is allocated to the rear component supply unit 3A, and the feeder of the in-group fixed component is allocated to the front component supply unit 3B. In particular, as for the in-group fixed components, those used for the first group of boards are the first component supply unit 3B. ₁ Assigned to the second group of boards is the second component supply unit 3B. ₂ Different parts supply unit 3B for each group ₁ , 3B ₂ , 3B _Three The above allocation is performed so that the feeder is selectively deployed to the mounting machine body in accordance with the replacement of the component supply unit by the collective exchanging carriage 26.
[0052]
Then, information such as the position of the head 16 is read from the database 34 into the data creating means 32 (step S17), and a specific feeder position is determined based on optimization calculation processing for improving mounting efficiency (step S17). S18, S19).
[0053]
That is, at the time of component mounting by the head unit 5 including the plurality of suction heads 16, the head unit 5 moves onto the printed circuit board after the suction heads 16 simultaneously or continuously suck a plurality of components from the component supply unit. The process of mounting the components sequentially is repeated until all the mounted components are mounted on the printed circuit board. However, the mounting efficiency for the target printed circuit board depends on the arrangement of the feeders of the component supply unit and the head. It varies depending on how the various heads 16 are arranged in the unit 5 and how the component mounting order is set. And feeder arrangement | positioning etc. which are advantageous for improving the mounting efficiency with respect to a target printed circuit board can be calculated | required by the computer analysis using a suitable method. Therefore, the feeder position, mounting order, and the like are determined by mount data optimization calculation processing (processing by computer analysis for increasing mounting efficiency).
[0054]
In step S18, the feeder position of each part is determined for the fixed parts (completely fixed parts and group-specific fixed parts). In this case, for the completely fixed parts, the feeder is arranged so as to place the parts that are frequently used in a space where the mounting efficiency is high in the space defined for the completely fixed parts in the component supply unit, With regard to fixed parts in the group, the feeder should be placed in a position where the parts are used frequently in each group in the space defined for the fixed parts in the group in a position where the mounting efficiency is higher with priority given to each group. Be placed.
[0055]
In step S19, the feeder position of each component mounted on the printed circuit board is determined for each printed circuit board according to the subroutine shown in FIG. Then, in step S20, the mounting order of components for each printed circuit board is determined by optimization calculation processing. Then, for each printed circuit board, information on the feeder position of the component is recorded in each substrate data file together with other information (component size, shape, feeder type, etc.) about the component.
[0056]
In the feeder position determination routine shown in FIG. 14, first, the target board, the number of the component supply unit (collective exchange cart), and the like are selected as the creation conditions (step S21). Next, a feeder moving condition is determined such as whether the feeder arrangement in the component supply unit is fixed (determined by the user) or movable (determined by the data creation means 32) (step S22).
[0057]
Next, the target board is read (step S23), and a process for masking information in other areas is used as necessary to use only the area corresponding to the target component supply unit in the fixed component information file 37. Performed (step S24). Specifically, for example, when the target board belongs to the first group, information on the area corresponding to the in-group fixed component of the other board group is masked.
[0058]
Next, it is determined whether or not fixed component information is recorded in the fixed component information file 37 (step S25). If there is fixed component information, the fixed component information is read except for the masked component information. (Step S26). Further, information on any component mounted on the target board is read (step S27).
[0059]
Then, matching between the fixed component and the component mounted on the target board is performed (step S28), and when these parts do not match, the process proceeds to step S27 and information on another component mounted on the target board. Is read and this process is repeated until the parts match. If these components match, the feeder position of the fixed component is assigned as the feeder position of the component on the target board (step S29).
[0060]
Then, it is determined whether or not unmatched fixed parts remain (step S30). If unmatched parts remain, the process proceeds to step S26 and information on other fixed parts is read.
[0061]
That is, since the feeder position of the fixed component has already been determined, in steps S26 to S30, the same component as the fixed component is checked among the components mounted on the target board, and the fixed component is set as the feeder position of this component. Assign a feeder position. If all the fixed parts have been collated, the process proceeds to step S31.
[0062]
In step S31, the feeder position of the special fixed component is determined. For example, as a component to be mounted on the target board, if there is a special fixed component in which the feeder arrangement is fixed in advance because the structure of the feeder of the component is different from other feeders, A predetermined position is assigned as the feeder position.
[0063]
In step S32, the feeder position of the non-fixed component among the remaining components, that is, the components mounted on the target board, is assigned to the empty space in the first component supply unit.
[0064]
In this case, the placement of the feeders of the non-fixed parts is determined in the empty space so that the time required for completing the board in the mounting line is minimized by the optimization calculation process as described above.
[0065]
Thereby, the feeder positions of all components mounted on the target board are determined. Next, it is determined whether or not there is a target board, that is, whether or not there is a target board for which the feeder position of the mounted component has not been determined (step S33). If there is, the process proceeds to step S23, and another target board is determined. Data is read.
[0066]
When the feeder position of the component is determined by the method of the present embodiment as described above, for example, if the printed board to be mounted is one of the printed boards corresponding to the same board group, a part of the feeder is necessary if necessary. It is possible to cope with a change in the type of the printed circuit board simply by exchanging.
[0067]
That is, among the components mounted on the substrate to be mounted, it is not necessary to replace the feeder for the completely fixed component and the in-group fixed component, and only the non-fixed component needs to be replaced.
[0068]
Therefore, for example, compared to a method in which the position of the feeder is set for each printed board by the above-described optimization calculation process, and each feeder is changed each time the board to be mounted is changed, the labor required for the setup change is reduced. Is greatly shortened.
[0069]
In particular, after the board group is determined by the process shown in the flowchart of FIG. 7 as described above, the production plan is adjusted according to the grouping so that the boards in the same group are continuously produced as much as possible. For example, even if the type of board changes within the same group, only the feeders of non-fixed parts need to be sequentially replaced. When the board group changes, it is necessary to replace the feeders of the in-group fixed parts in addition to the non-fixed parts. At this time, the units can be efficiently and collectively replaced using the collective exchanging carriage 26. In addition, by adjusting the production plan as described above, the number of batch replacements can be reduced to the minimum necessary, which is advantageous in improving efficiency.
[0070]
In addition, the placement of feeders for the fixed parts is determined by optimization calculation processing, and the placement of feeders for non-fixed parts is also determined by optimization calculation processing. A feeder arrangement that can be enhanced is obtained.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, the present invention relates to the grouping of printed circuit boards in a mounting machine for a plurality of types of printed circuit boards, the extraction of completely fixed parts in which the feeder is always fixed in the component supply unit, and the same group. While the printed circuit board is being mounted, the fixed parts in the group, which are arranged with the feeder fixed, are extracted, and the number of non-fixed parts of each board and the expected number of boards to be produced within a predetermined period Since these factors are set so as to reduce the cumulative value of the feeder replacement time calculated based on the above, the work efficiency including the setup change can be greatly improved.
[0072]
In other words, when the printed circuit board to be mounted is changed to a different type within the same group, only the replacement of the feeders of the non-fixed parts is required as the corresponding setup change. In addition, since the grouping of the boards is devised so that the number of non-fixed parts is reduced as much as possible, the time spent for the setup change can be greatly reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an example of a mounting machine to which a method of the present invention is applied.
FIG. 2 is a front view of a portion where a head unit of the mounting machine is supported.
FIG. 3 is a plan view of a component supply unit.
FIG. 4 is a front view of a component supply unit.
FIG. 5 is a front view of a batch exchanging cart.
FIG. 6 is a block diagram illustrating an arithmetic control system that performs processing such as determination of feeder arrangement, creation of a data file, and mounting control.
FIG. 7 is a flowchart showing a process for determining feeder arrangement.
FIG. 8 is a chart showing a specific example of a plurality of types of printed boards to be mounted and components mounted on each board.
FIG. 9 is a chart showing an example of grouping of boards in the case of the above specific example and fixed parts in this case.
FIG. 10 is a chart showing semi-fixed parts (fixed parts by group) in the case of the example shown in FIG. 9;
FIG. 11 is a chart showing non-fixed parts and evaluation values for labor evaluation in the case of the example shown in FIG. 9;
FIG. 12 is a chart showing non-fixed parts and evaluation values for labor evaluation in the case of another grouping method.
FIG. 13 is a flowchart showing a procedure for creating substrate data.
FIG. 14 is a flowchart showing a procedure for determining a feeder position for each substrate.
[Explanation of symbols]
P, P1-P8 Printed circuit board
C1-C12 parts
3A, 3B parts supply unit
4 Tape feeder
5 Head unit
16 heads
30 Control unit
31 Mounting control means
32 Data creation means
33 Input operation section
34 Database
35 External computing means
36A to 36D Board-specific data file
37 Fixed parts information file

Claims

A component supply unit; a component mounting unit on which a printed circuit board is installed; and a head that sucks components from the component supply unit and mounts them on the printed circuit board of the component mounting unit. In a mounting machine in which a component supply unit provided with a component supply feeder is mounted, and a target substrate selected from a plurality of types of printed circuit boards is installed in the component mounting unit. The feeders always fix all the groups or parts belonging to many groups by processing the types of printed circuit boards that have many common parts in the same group and dividing them into a specified number of groups. Processing to extract as completely fixed parts placed in the specified arrangement, and all printed circuit boards in the group or many prints for each group The process of extracting the parts mounted on the board as the fixed parts in the group placed in the position where the feeder is fixed while the printed circuit boards in the same group are mounted, and the above-mentioned completely fixed parts and the fixed parts in the group Non-fixed parts as non-fixed parts, a process of calculating a value corresponding to the cumulative value of the feeder replacement time over the predetermined period, based on the number of non-fixed parts of each board and the planned number of board production within a predetermined period, It is repeated while changing the three factors of the printed circuit board group, the completely fixed component and the in-group fixed component, and the space required for the arrangement of the completely fixed component, the in-group fixed component and the non-fixed component is within the region of the component supply unit. The above three factors should be set so that the value corresponding to the cumulative value of the feeder replacement time becomes small within the range that satisfies the condition Mounter method of parts supply and butterflies.

As a process for calculating a value corresponding to the cumulative value of feeder replacement time over a predetermined period, the number of non-fixed parts among the parts mounted on one type of board and the planned production number of the board within the predetermined period are calculated. 2. The component supply method for a mounting machine according to claim 1, wherein the multiplied value is used as an evaluation value, and evaluation values obtained for a plurality of types of printed circuit boards are added.

After setting the three factors of the PCB group, the fully fixed component, and the fixed component in the group, priority is given to the component that is frequently used within the space defined for the fully fixed component in the component supply unit. The feeder is arranged so that the mounting efficiency is high, and the fixed parts in the group are used frequently for each group within the space defined for the fixed parts in the group in the parts supply unit. The feeder should be placed so that the mounting efficiency is prioritized, and the feeder should be placed for each board so that the time required to complete the board on the mounting line is minimized for each board. 3. The component supply method for a mounting machine according to claim 1, wherein the component supplying method is used.

Prepare multiple batch replacement carts that allow batch replacement of multiple rows of component feeders to the component supply unit, and install each batch replacement cart in a group-specific component supply unit that includes feeders for fixed components in the group. When the printed circuit board to be assigned is changed to a different group, the parts supply unit unit for each group is replaced at once using the above-mentioned collective exchange cart, and the printed circuit boards produced are different within the same group. 4. The component supply method for a mounting machine according to claim 1, wherein when changing to a type, the feeders of the non-fixed components are individually replaced.