(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
優先順位が定められた部品供給部の部品配列位置にセットされた部品を基板上の所定位置に装着する実装機において、複数の品種の基板が前記実装機に所定枚数づつ順次供給される場合の前記部品供給部の部品配列を決定する方法であって、
供給される品種の基板で使用される全ての部品をリストアップし、
これらの部品について、予め設定した共通に使用されている品種数以上か否かにより、共通部品と非共通部品とに分類し、
前記共通部品を前記部品供給部の優先配列位置に割当て、これら共通部品に、供給される全品種の基板の装着作業を通じて同一位置となるように配列位置を固定的に与え、
他方、前記非共通部品を前記部品供給部の非優先配列位置に割当て、これら非共通部品に、各品種の基板毎に対応する位置となるように配列位置を個別的に与えて、
部品配列位置を決定する部品配列の決定方法であり、
前記非共通部品の配列位置の優先順位において、品種の異なる基板間で連続して使用する部品のグループに属する部品を、品種の異なる基板間で連続して使用しない部品のグループに属する部品より優先して決定することを特徴とする部品配列の決定方法。
【請求項２】
品種の異なる基板間で連続して使用する部品のグループに属する部品の配列位置の優先順位において、生産枚数の多い品種の基板間で連続して使用する部品を優先して決定する請求項１に記載の部品配列の決定方法。
【請求項３】
品種の異なる基板間で連続して使用しない部品のグループに属する部品の配置について、その部品を使用する品種の基板に対する既に配置済みの配置位置を除いた最優先順位の配列位置から順に配置する請求項２に記載の部品配列の決定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多品種少量生産の実装機における供給部品の配列位置を決定する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリント基板へ部品を装着する生産ラインでは、多品種少量のプリント基板の生産が増えつつある。そこで生産ラインにおいては、部品の装着時間の短縮と、プリント基板の品種切替時間の短縮との両面からトータルで生産効率を向上させることが求められ、各実装機ごとに種々の提案がなされている。
【０００３】
このような多品種少量のプリント基板へ部品を装着する実装機として、図３に示す構成のものが知られている。以下図３〜図７を参照しながら、その実装機の動作を説明する。
【０００４】
図３に示す実装機１は、部品Ｚの配列位置（Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，・・・）をライン状に有する部品供給部５と、部品を吸装着する固定動作をおこなう装着ヘッド４と、プリント基板３をＸＹ方向に移動自在に位置決めするテーブル２とを備えている。
【０００５】
この部品供給部５の各部品Ｚは、図の矢印で示す方向へのみ自由度を有している。この部品配列位置は、Ｚ１位置が優先順位が最も高い配列位置となっている。すなわち、部品の優先配列位置はＺ１側からＺ２，Ｚ３・・・へと順次決められている。そして、Ｚ１位置から順に各部品が割当てられて、必要な配列位置までが使用されている。
【０００６】
そこで、固定位置間でおこなわれる装着ヘッド４の部品Ｚの吸装着動作は、まず部品供給部５が移動して、装着ヘッド４位置上にある部品供給部５の部品Ｚが装着ヘッド４で吸着される。次に装着ヘッド４は、移動自在に構成されたテーブル２上にセットされたプリント基板３の面上に吸着した部品Ｚを装着している。
【０００７】
なお、ここで各品種の生産順序は、生産される基板の枚数に応じて、生産量の多い順に品種１から順次品種４へと割当られていて、品種１から順に品種２、品種３、品種４へと生産がおこなわれている。
【０００８】
以上のように構成された実装機の供給部品は、図４に示すフローに従って部品配列が決められる。Ｎ種のプリント基板に対し、まずその内の１つが選ばれる（ステップ１）。この品種（Ｎ＝１）のプリント基板に使用される使用部品のリストが作成される（ステップ２）。
【０００９】
リストの部品を実装ラインの各実装機へ振分ける（ステップ３）。この振分け作業は、例えば部品形状の小さいものから大きいもの順で分けられたり、装着速度の速いものから遅いもの順で分けられたりしている。ステップ４では、各実装機へ振分けられた部品の配列を決定する。
【００１０】
この配列は、その実装機の実装時間が最小となるように各部品が部品供給部に割当てられる。以後次の品種（Ｎ＝２）のプリント基板について同様のことが繰り返され、最終的には全ての品種のプリント基板について、部品の振分け及び配列が決定される（ステップ５）。
【００１１】
以上のようにプリント基板の品種ごとに個別に部品配列が決められ、例えば図５に示す実装機名ＭＶ−１とＭＶ−２の各部品供給配列Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３・・・には、４種のプリント基板（品種１〜４）に対する部品（図のａｂ，ａａ，・・・等で示す名称）が割付けられる。
【００１２】
以上が図４で示すフローで部品の配列を決定する方法であるが、上記の他に配列を決定するものに図６に示すフローのものも知られている。
【００１３】
図６に示すフローにおいて、まずステップ１では全てのプリント基板（全品種）で使用する全ての部品のリストが作成される。そしてリストの部品を実装ラインの各実装機へ振分ける（ステップ２）。この振分け作業は、例えば全ての部品が形状の小さなものから大きいもの順で分けられたり、装着速度の速いものから遅いもの順で分けられたりして、それら順位で各実装機に実装時間のバランスがとれるように均等に振り分けられる。ステップ３では、この振分けられた部品の配列を各実装機の部品供給部に割当てている。
【００１４】
なお、この配列は全ての品種のプリント基板に共通となり、図７に示す実装機名ＭＶ−１とＭＶ−２の各部品供給配列Ｚ１，Ｚ２，・・・には、４品種分のプリント基板（品種１〜４）の部品名の全てが割付けられる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の部品配列の決定方法において、図４の方法では、プリント基板の品種を切替える際に部品供給部の配列を交換する必要があり、品種切替時間を要するため多品種少量生産では生産効率がダウンするという問題がある。
【００１６】
一方、図６の方法では、品種を切替えても部品供給部の配列を換える必要はないが、特定の品種では使用しない部品もセットされており、必ずしも好適な配列でなく部品実装の動作は、部品供給部の移動ロスが生じて、プリント基板の実装部品が増す分だけ生産効率がダウンするという問題がある。さらに、部品の種類が全実装機の部品供給部の最大数を越える場合は、部品供給部に載りきらないという問題があった。
【００１７】
そこで、多品種少量生産の実装機においては、上記従来例の問題点を解決し、生産効率を向上させる部品の配列位置を決定する方法が望まれていた。
【００１８】
本発明は上記問題点を解決し、品種の異なるプリント基板に部品を実装する実装ラインの生産効率をトータルで向上させる多品種少量生産の部品配列の決定方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来例の問題点を解決するため、優先順位が定められた部品供給部の部品配列位置にセットされた部品を基板上の所定位置に装着する実装機において、複数の品種の基板が前記実装機に所定枚数づつ順次供給される場合の前記部品供給部の部品配列を決定する方法であって、供給される品種の基板で使用される全ての部品をリストアップし、これらの部品について、予め設定した共通に使用されている品種数以上か否かにより、共通部品と非共通部品とに分類し、前記共通部品を前記部品供給部の優先配列位置に割当て、これら共通部品に、供給される全品種の基板の装着作業を通じて同一位置となるように配列位置を固定的に与え、他方、前記非共通部品を前記部品供給部の非優先配列位置に割当て、これら非共通部品に、各品種の基板毎に対応する位置となるように配列位置を個別的に与えて、部品配列位置を決定する部品配列の決定方法であり、前記非共通部品の配列位置の優先順位において、品種の異なる基板間で連続して使用する部品のグループに属する部品を、品種の異なる基板間で連続して使用しない部品のグループに属する部品より優先して決定することを特徴とする。
【００２０】
本発明において、共通部品中の配列位置の優先順位を、共通に使用されている品種数の高い部品を優先させて決定すると好適である。
【００２２】
本発明は上記構成によって、次のような作用を営むことができる。すなわち、予め設定した共通に使用されている品種数以上か否かにより、共通部品と非共通部品とに分類分けし、共通部品の配列位置について、部品供給部の優先配列位置から順次連続してまとまるようにその配列位置を決定し、しかも全品種の基板の装着作業を通じて同一位置となるように配列位置を固定的に与え、他方非共通部品の配列位置について、部品供給部の非優先配列位置を与え、かつこれら非共通部品に各品種の基板毎に対応する位置となるように配列位置を個別的に与え、さらに前記非共通部品の配列位置の優先順位において、品種の異なる基板間で連続して使用する部品のグループに属する部品を、品種の異なる基板間で連続して使用しない部品のグループに属する部品より優先して決定しているので、たとえ多品種少量生産の実装機にあっても、共通性のある共通部品は優先配列位置へまとめられて、その配列位置を占有することができ、部品を切替る必要がなくなり、全体としても切替ロスを防止することができる結果、実装機の
生産効率をトータル的には向上させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を示す実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１〜図３は本発明の実施例を示すものである。
【００２４】
図３に示す実装機１は、部品Ｚの配列位置（Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，・・・）をライン状に有する部品供給部５と、一定の吸着位置Ｓで部品Ｚを吸収し、一定の装着位置Ｍで部品Ｚを装着する固定動作をおこなう装着ヘッド４と、プリント基板３をＸＹ方向に移動自在に位置決めする可動テーブル２とを備えている。
【００２５】
この部品供給部５の各部品Ｚは、図の矢印で示す方向へのみ自由度を有している。この部品配列位置は、Ｚ１位置が優先順位が最も高い配列位置となっている。すなわち、部品の優先配列位置はＺ１側からＺ２，Ｚ３・・・へと順次決められている。そして、Ｚ１位置から順に各部品が割当てられて、必要な配列位置までが使用されている。
【００２６】
そこで、固定位置間でおこなわれる装着ヘッド４の部品Ｚの吸装着動作は、まず部品供給部５が移動して、吸着位置Ｓ上にある配列位置の部品Ｚが装着ヘッド４で吸着される。
【００２７】
次に、装着ヘッド４は吸着した部品Ｚを装着位置Ｍ上に移動させ、移動自在に構成されたテーブル２上にセットされたプリント基板３のＸＹ方向に位置決めされた装着ポイントに装着している。
【００２８】
以上のように構成された実装機１が配された実装ラインは同特性のＭＶ−１、ＭＶ−２の２台の実装機を備えて、各実装機は固定位置間でおこなわれる装着ヘッド４の部品の吸装着動作で、４種類のプリント基板３（品種１〜品種４）に部品Ｚを装着している。ここで各品種は、生産される基板の枚数に応じて、生産量の多い順に品種１から順次品種４へと割当られている。そして品種１から順に品種２、品種３、品種４へと連続して生産がおこなわれる。
【００２９】
この実装機１の部品配列の決定方法を図１のフローに従って説明する。図１に示す１〜７の番号は各工程番号を示すもので、１で示す第１工程においては、全てのプリント基板（全品種）で使用する全ての部品リストが作成される。このリストにはプリント基板品種名や部品の名称、部品数、装着速度などのデータが含まれている。
【００３０】
第２工程は部品リストから各プリント基板間の部品の共通性が調べられる。ここで共通性とは４つの品種（品種１〜品種４）の各プリント基板間で共通して使用される頻度の多い部品であるか否かで決定されている。
【００３１】
第３工程においては、上記共通性から部品の分類分けがおこなわれる。この分類分けは、予め設定された共通度レベルに達した部品を共通部品とし、他の部品を非共通部品とする２種に分類している。なお、本実施例においては共通度レベルが３品種以上で共通に使用されている部品を共通部品とし、他を非共通部品としている。
【００３２】
第４工程は部品を２台の実装機ＭＶ−１，ＭＶ−２（本実施例では両者は同特性のもの）に振り分ける工程で、装着速度の速いもの（装着時間０．１４ｓｅｃ）のグループと、遅いもの（装着時間０．２５ｓｅｃ）に大別し、装着速度の速いものを優先的にＭＶ−１に振り分け、かつ装着時間と部品の個数から２つの実装機の実装時間が均一となるように分けている。この結果図２に示すようにＭＶ−１には装着時間０．１４ｓｅｃの部品のみが、ＭＶ−２には装着時間０．１４ｓｅｃと０．２５ｓｅｃの２グループの部品が振り分けられている。なお、一般的には、実装機の特性が考慮されて特殊部品が振り分けられた後、例えば部品形状の小さいものから大きいもの順や、装着速度の速いものから遅いもの順などで分けられて、更に各実装機の実装時間をプリント基板の品種ごとに算出して、いずれの品種のプリント基板であっても各実装機で実装時間のバランスがとれるように振分けられている。
【００３３】
第５工程は各実装機ごとに振り分けられた部品を部品の装着速度及び共通性からグルーピングしている。図２に示すように、ＭＶ−１では共通部品Ａ１  を優先順位が上位となるグループに、非共通部品Ｂ１，Ｃ１  を優先順位が下位となるグループに分け、ＭＶ−２では、装着速度が０．１４ｓｅｃの部品でかつ共通部品Ａ２  を第１優先グループ、同非共通部品Ｃ２  を第２優先グループ、装着速度が０．２５ｓｅｃの部品でかつ共通部品Ａ３  を第３優先順位、同非共通部品Ｂ２  ，  Ｃ３  を第４優先順位として、グループ分けされている。
【００３４】
第６工程は上記共通度レベルから分類された共通部品の配列を決定する工程で、第６ａ工程では第５工程で大別された各グループ内で共通部品に係る部品配列を、装着対象である基板品種の優先順位（品種１〜品種４）に基づいて決定している。
【００３５】
続いて第６ｂ工程では上記第６ａ工程でグループ内の配列が決定された各グループを装着部品数に応じて、順次優先配列位置に配置している。
【００３６】
図２のＡ１、Ａ２、Ａ３で示す各グループ内の配列順序は、第６工程で決定された共通部品の配列を示している。そして、これら共通部品Ａ１，Ａ２，Ａ３のグループに属する部品は、図２に示すように、部品供給部番号が固定的に与えられ、全品種の基板（品種１〜品種４）に対する装着動作を通じて、部品交換が行われることはない。
【００３７】
次に第７工程は共通性が低く非共通部品に分類された部品の配列を決定する工程である。この非共通性部品Ｂ１  ，Ｃ１  ，Ｃ２  ，Ｂ２  ，Ｃ３  のグループに属する部品は、図２に示すように、部品供給部番号が固定的には与えられないで、装着対象となる基板（品種１〜品種４）に対応して与えられ、図２に※で示す時点で部品の交換が行われる。第７ａ工程では、品種の異なる基板間で連続して使用する部品Ｂ１，Ｂ２  のグループに属する部品を優先して、配列位置を割付けている。
【００３８】
図２の品種１〜品種４は生産枚数の多い品種を優先して品種１から順に品種４へ割当られていて、品種１から品種２、品種２から品種３、品種３から品種４へと順番に生産がおこなわれることから、例えばＭＶ−１の図２のＢ１で示す範囲に連続関係にある非共通部品の割付けが優先的におこなわれている。生産順序が連続する品種１と品種２の基板で使用される部品ｃａを、第６工程を経て共通部品が占有した配列位置を除いて、次の最も優先順位の高い実装機ＭＶ−１の部品供給位置Ｚ５に割付けている。続いて生産順序が連続する品種２と品種３の基板で使用される部品ｄｄを次の優先順位の配列位置Ｚ６に割付け、また、部品ｂｆについては、Ｚ５における空き部分に割付け、さらに部品ｅａについてはＺ７に割付けている。
【００３９】
次の第７ｂ工程では、非共通部品で、かつ生産順序に連続性のない部品Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３  のグループに属する部品の配列を、共通部品及び連続部品の占有配列位置を除いて空白となっている配列位置へ、品種１〜品種４に装着される順に割付けている。図２のＢ１及びＣ１の範囲に示す部品ｃｂ，ａｄ及びａｅはその割付けを示すものである。すなわち、部品ｃｂ、ａｄは品種１で使用される部品であるため、実装個数の多い順に、品種１の配列Ｚ１位置から共通部品の占有配列位置を除いて、下方の空白となっている最も優先配列となる位置Ｚ６、Ｚ７へ順次割り当てられる。部品ａｅについても同様に品種３で使用される部品であるため、品種３の最も優先配列となる位置Ｚ８へ割り当てられている。
【００４０】
一方、実装機ＭＶ−２においても同様に、まず装着速度が０．１４ｓｅｃのグループの部品ｂｃ、ｂｄが各々使用される品種１、品種２の空白の優先となる配列位置Ｚ３に割り当てられ、続いて装着速度が０．２５ｓｅｃのグループも同様に部品ｃｆ、ｃｅ、ｄａが各々使用される品種の同一グループ内の空白となっている配列位置Ｚ７、Ｚ６、Ｚ７の順に割り当てられている。
【００４１】
以上の工程１〜７を経て得られた図２に示す部品の配列位置は、従来例の図７のものと比較して、大幅に部品切替え回数を減少させることができ（図２に※で示すように６回）、部品切替えロスを少なくすることができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、品種の異なるプリント基板に部品を実装する実装機の品種切替ロスを減少させ、生産効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すフローチャート。
【図２】その部品配列を示すデータ図。
【図３】実装機を示す構成図。
【図４】第１の従来例を示すフローチャート。
【図５】その部品配列を示すデータ図。
【図６】第２の従来例を示すフローチャート。
【図７】その部品配列を示すデータ図。
【符号の説明】
１  実装機
２  可動テーブル
３  プリント基板
４  装着ヘッド
５  部品供給部
Ｚ  部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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