(57)【要約】【課題】消費電力にかかわるパラメータの基準値に近づくように実装条件を決定する。【解決手段】基板１２０に部品を実装する設備の実装条件を決定する実装条件決定方法であって、部品の実装に必要な消費電力にかかわるパラメータの基準値を取得する基準値取得ステップと、現実装条件に基づき前記パラメータの値を取得する現実値取得ステップと、前記基準値と現実値とを比較した結果に基づき新たな実装条件を決定する実装条件決定ステップとを含む。【選択図】図６
2006261647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に部品を実装する設備の実装条件を決定する実装条件決定方法であって、
部品の実装に必要な消費電力にかかわるパラメータの基準値を取得する基準値取得ステップと、
現実装条件に基づき前記パラメータの値を取得する現実値取得ステップと、
前記基準値と現実値とを比較した結果に基づき新たな実装条件を決定する実装条件決定ステップと
を含むことを特徴とする実装条件決定方法。
【請求項２】
前記消費電力にかかわるパラメータは、生産時間であって、
前記基準値取得ステップは、実装基板の生産に対し許容される目標生産時間を取得し、
前記現実値取得ステップは、現実装条件に基づき実生産する際の実生産時間を取得し、
前記実装条件決定ステップは、取得された実生産時間が前記目標生産時間を超えない範囲になるように実装条件を決定する
請求項１に記載の実装条件決定方法。
【請求項３】
さらに、
実装する部品に対応付けられる実装加速度を取得する実装加速度取得ステップと、
前記実装加速度を所定量減少させる実装加速度減少ステップとを含み、
前記現実値取得ステップは、実装条件を前記減少させた後の実装加速度とし、その実装加速度に基づき実生産時間を算出し、
前記実装条件決定ステップは、実生産時間が前記目標生産時間を超えない範囲になるように実装加速度を決定することを特徴とする請求項２に記載の実装条件決定方法。
【請求項４】
さらに、
実装加速度を段階的に規定する段階加速度情報を取得する段階加速度情報取得ステップを含み、
前記実装加速度減少ステップは、前記段階加速度情報に従い実装加速度を段階的に減少させることを特徴とする請求項３に記載の実装条件決定方法。
【請求項５】
前記実装加速度減少ステップはさらに、全部品に対し一度に実装加速度を減少させることを特徴とする請求項３に記載の消費電力最適化方法。
【請求項６】
前記現実値取得ステップは、実装条件としての部品の実装順序に基づき実生産時間を算出し、
前記実装条件決定ステップは、実生産時間が前記目標生産時間を超えない範囲の実生産時間で消費電力が減少するように実装順序を決定することを特徴とする請求項２に記載の消費電力最適化方法。
【請求項７】
さらに、
実装する部品に対応付けられる実装加速度を取得する実装加速度取得ステップと、
前記実装加速度を所定量減少させる実装加速度減少ステップとを含み、
前記現実値取得ステップは、実装条件を前記減少させた後の実装加速度と実装順序とし、その実装加速度と実装順序とに基づき実生産時間を算出し、
前記実装条件決定ステップは、実生産時間が前記目標生産時間を超えない範囲になるように実装加速度を決定した後、前記実生産時間が前記目標生産時間を超えない範囲になるように実装順序を決定する
請求項２に記載の実装条件決定方法。
【請求項８】
基板に部品を実装する実装条件を決定する実装条件決定装置であって、
部品の実装に必要な消費電力にかかわるパラメータの基準値を取得する基準値取得手段と、
現実装条件に基づき前記パラメータの値を取得する現実値取得手段と、
前記基準値と現実値とを比較した結果に基づき新たな実装条件を決定する実装条件決定手段と
を備えることを特徴とする実装条件決定装置。
【請求項９】
前記消費電力にかかわるパラメータは、生産時間であって、
前記基準値取得手段は、実装基板の生産に対し許容される目標生産時間を取得し、
前記現実値取得手段は、現実装条件に基づき実生産する際の実生産時間を取得し、
前記実装条件決定手段は、取得された実生産時間が前記目標生産時間を超えない範囲になるように実装条件を決定する
請求項８に記載の実装条件決定装置。
【請求項１０】
基板に部品を実装する部品実装機であって、
部品の実装に必要な消費電力にかかわるパラメータの基準値を取得する基準値取得手段と、
現実装条件に基づき前記パラメータの値を取得する現実値取得手段と、
前記基準値と現実値とを比較した結果に基づき新たな実装条件を決定する実装条件決定手段と、
当該実装条件に基づき部品を基板に実装する実装制御手段と
を備えることを特徴とする部品実装機。
【請求項１１】
前記消費電力にかかわるパラメータは、生産時間であって、
前記基準値取得手段は、実装基板の生産に対し許容される目標生産時間を取得し、
前記現実値取得手段は、現実装条件に基づき実生産する際の実生産時間を取得し、
前記実装条件決定手段は、取得された実生産時間が前記目標生産時間を超えない範囲になるように実装条件を決定する請求項１０に記載の部品実装機。
【請求項１２】
基板に部品を実装する設備の実装条件を決定する実装条件決定プログラムであって、
部品の実装に必要な消費電力にかかわるパラメータの基準値を取得する基準値取得ステップと、
現実装条件に基づき前記パラメータの値を取得する現実値取得ステップと、
前記基準値と現実値とを比較した結果に基づき新たな実装条件を決定する実装条件決定ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とする実装条件決定プログラム。
【請求項１３】
基板に部品を実装する設備を運転する方法であって、
部品の実装に必要な消費電力にかかわるパラメータの基準値を取得する基準値取得ステップと、
現実装条件に基づき前記パラメータの値を取得する現実値取得ステップと、
前記基準値と現実値とを比較した結果に基づき新たな実装条件を決定する実装条件決定ステップと
を含むことを特徴とする実装設備運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に部品を実装する設備の実装条件決定方法に関し、特に、部品などを高速に装着位置まで移動させる部品実装機に適用される実装条件決定方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品をプリント配線基板等の基板に実装する部品実装機においては、より短いタクト（実装時間）を実現すること、すなわち、基板搬入から部品が実装された実装基板の搬出までのスループットの向上を実現するために研究開発が進められている。
【０００３】
例えば、部品実装機自体の機械的な処理速度を向上させれば短いタクトを実現することが可能である。すなわち、電子部品を供給部から高速に吸着保持し、装着位置まで高速に搬送し、基板に高速に装着することで、電子部品保持から基板へ装着する迄のいわゆるタクトタイムを減少させ、スループットの向上を図ることが可能である。
【０００４】
また、部品実装機に取り付けられる部品供給用の部品カセットや部品テープの配列順序を決定し、部品の実装順序を決定して、できる限り無駄な時間が発生しないようにすることでスループットの向上を実現している（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−５０９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、実際の製造現場においては、実装基板の生産量（受注量）は一定ではなく、生産量が少ない場合は部品実装機をフル稼働しなくても良い場合が発生する。しかしながら、従来の部品実装機のように最も高い生産性の下、短いタクトタイムや高いスループットで実装基板を生産していては受注した生産量を早期に消化してしまい、操業時間内であるにもかかわらず部品実装機や部品実装ラインが休止してしまう、いわゆる”遊休時間”が発生する。
【０００６】
このように部品実装機が停止し遊休時間が発生していても、通常部品実装機を操作するオペレータは駐在しなければならず、他の工場設備等は稼働し続ける必要があるため、部品実装機や部品実装ラインの休止が実装基板の生産に対するコストの低下にはあまり寄与しない場合が多い。
【０００７】
そこで本発明者らは前記状況を改善すべく鋭意研究の結果、消費電力低減効果の高い要素を見いだすに至り、単に部品実装機を低速で稼働させるのではなく、所定の生産時間内で所望の生産量を確保しながら遊休時間を有効に活用し、実装基板の生産に対する消費電力を有効に低下させコストダウンにつなげることを目的として本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明にかかる実装条件決定方法は、基板に部品を実装する設備の実装条件を決定する実装条件決定方法であって、部品の実装に必要な消費電力にかかわるパラメータの基準値を取得する基準値取得ステップと、現実装条件に基づき前記パラメータの値を取得する現実値取得ステップと、前記基準値と現実値とを比較した結果に基づき新たな実装条件を決定する実装条件決定ステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
これにより、消費電力にかかわるパラメータの基準値に近づくような実装条件を決定することができ、消費電力を有効に低下させ、コストダウンにつなげることが可能となる。
【００１０】
また、前記消費電力にかかわるパラメータは、生産時間であって、前記基準値取得ステップは、実装基板の生産に対し許容される目標生産時間を取得し、前記現実値取得ステップは、現実装条件に基づき実生産する際の実生産時間を取得し、前記実装条件決定ステップは、取得された実生産時間が前記目標生産時間を超えない範囲になるように実装条件を決定することが望ましい。
【００１１】
これにより、目標生産時間内に所定の生産量を確保しつつ、実装基板の生産に費やされる電力を低下させることが可能となる。
【００１２】
さらに、実装する部品に対応付けられる実装加速度を取得する実装加速度取得ステップと、前記実装加速度を所定量減少させる実装加速度減少ステップとを含み、前記現実値取得ステップは、実装条件を前記減少させた後の実装加速度とし、その実装加速度に基づき実生産時間を算出し、前記実装条件決定ステップは、実生産時間が前記目標生産時間を超えない範囲になるように実装加速度を決定することが望ましい。
【００１３】
この方法を採用し決定された実装加速度で部品実装機を稼働させれば、実装基板の生産に費やされる電力を極めて効果的に低下させることが可能となる。
【００１４】
さらに、実装加速度を段階的に規定する段階加速度情報を取得する段階加速度情報取得ステップを含み、前記実装加速度減少ステップは、前記段階加速度情報に従い実装加速度を段階的に減少させてもよい。
【００１５】
これにより、最適な実装条件を取得するまでにかかる時間が減少し、早期に消費電力を低下させることができる実装条件を取得することができる。
【００１６】
さらに、実装する部品に対応付けられる実装加速度を取得する実装加速度取得ステップと、前記実装加速度を所定量減少させる実装加速度減少ステップとを含み、前記現実値取得ステップは、実装条件を前記減少させた後の実装加速度と実装順序とし、その実装加速度と実装順序とに基づき実生産時間を算出し、前記実装条件決定ステップは、実生産時間が前記目標生産時間を超えない範囲になるように実装加速度を決定した後、前記実生産時間が前記目標生産時間を超えない範囲になるように実装順序を決定してもよい。
【００１７】
このような順で実装加速度と実装順序とを共に決定することで、さらに実装基板を生産するのに費やされる電力を決定することができる。
【００１８】
なお、上記目的は、このような実装条件決定方法として達成することができるだけでなく、その方法により実装条件を決定する実装条件決定装置や、当該装置を備える部品実装機としても達成できる。また、実装条件決定方法は、プログラム、そのプログラムを格納する記憶媒体として実現することができるとともに、その方法を用いて生産基板を生産する生産方法や、生産装置、プログラム、そのプログラムを格納する記憶媒体としても実現することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、所望の生産量を確保しながら遊休時間を有効に活用し、消費電力を抑制して実装基板を生産することができる。
【００２０】
また、所定の期限までに所定の基板数を生産するという制限を満たしつつ、ビームの使用数を制限して部品実装機の消費電力を抑制することができる。
【００２１】
また、設備の使用電力量を抑えることができるという作用効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（実施の形態１）
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態に係る基板に部品を実装する設備としての部品実装機１００を一部切り欠いて内部を示す外観斜視図である。
【００２４】
同図に示す部品実装機１００は、実装ラインに組み込むことができ、上流から受け取った基板に電子部品を装着し、下流に電子部品装着済みの実装基板である回路基板を送り出す装置であり、電子部品を吸着、搬送し基板に電子部品を装着することができる装着ヘッドを複数備えたマルチヘッド部１１０と、そのマルチヘッド部１１０を水平面方向に移動させるＸＹロボット１１３と、装着ヘッドに部品を供給する部品供給部１１５とを備えている。
【００２５】
この部品実装機１００は、具体的には、微少部品からコネクタまでの多様な電子部品を基板に装着することができる実装機であり、□１０ｍｍ以上の大型電子部品やスイッチ・コネクタ等の異形部品、ＱＦＰ（Quad Flat Package）・ＢＧＡ（Ball Grid Array）等のＩＣ部品を装着することができる実装機である。
【００２６】
図２は、部品実装機１００の主要な構成を示す平面図である。
部品実装機１００はさらに、各種形状の部品種に対応するために装着ヘッドに交換自在に取り付けられる交換用ノズルが置かれるノズルステーション１１９と、基板１２０搬送用の軌道を構成するレール１２１と、搬送された基板１２０が載置され電子部品が装着される装着テーブル１２２と、吸着保持した電子部品が不良の場合、当該部品を回収する部品回収装置１２３と、ビームを駆動させるビームモータ１２４とを備えている。なお、マルチヘッド部１１０を駆動させるヘッドモータも備えているが、当該ヘッドモータの図示は省略する。
【００２７】
また、部品供給部１１５は、部品実装機１００の前後に設けられており、テープ状に収納された電子部品を供給する部品供給部１１５ａと、部品の大きさに合わせて間仕切りをつけたプレートに収納される電子部品を供給する部品供給部１１５ｂとを有している。
【００２８】
図３は、マルチヘッド部１１０と部品供給部１１５ａの位置関係を模式的に示す斜視図である。
【００２９】
同図に示すように、マルチヘッド部１１０は複数個の装着ヘッド１１２を備えている。そして、マルチヘッド部１１０が部品供給部１１５の上方にまで移動し、それぞれの装着ヘッド１１２の先端に設けられたノズルが下降して電子部品を吸着した後、ノズルが上昇し、必要な電子部品を吸着保持した後、マルチヘッド部１１０ごと移動して電子部品を基板１２０上方の装着位置まで電子部品を搬送し、装着ヘッド１２０のノズルを下降させて基板１２０に電子部品を装着する。
【００３０】
一方、同図に示す部品供給部１１５aは、同一部品種の複数の電子部品をキャリアテープ上に並べて収納する部品テープ１１６と、この部品テープ１１６を巻き付けて保持する供給リール１１７と、供給リール１１７から部品テープ１１６を必要に応じて送り出すと共に、部品テープ１１６から電子部品を取り出すテープフィーダ１１４とをＺ軸方向に複数並べて備えている。
【００３１】
図４は、トレイ式供給部１１５ｂの一部を模式的に示す斜視図である。
同図に示すように、トレイ式供給部１１５ｂは、同一部品種の複数の電子部品Ａが載置されたトレイ１１８が上下方向に複数段配置されており各段にはそれぞれ異なる部品種の電子部品が載置されている。そして、当該トレイ１１８はトレイ式供給部１１５ｂの本体に対し、出没自在となっており、実装する電子部品の種類に応じて突出するトレイ１１８の段を交換することで、複数種類の電子部品を供給可能としている。なお、このようにトレイ１１８により供給される電子部品は、比較的大きいサイズの電子部品である。
【００３２】
図５は、実装条件決定装置３００の機能的な構成を示すブロック図である。
同図に示す実装条件決定装置３００は、部品実装機１００の仕様等に基づく各種制約の下で、消費電力にかかわるパラメータについて基準値と現実値とを比較した結果に基づき新たな実装条件を決定する装置であって、実装条件決定部３０１、表示部３０２、入力部３０３、メモリ部３０４、実装条件決定プログラムが格納されたプログラム格納部３０５、パラメータ評価部３０６及びデータベース部３０７とを含んでいる。
【００３３】
前記パラメータとしては、生産時間や、使用電力量、電力料金、ＣＯ２排出量等が例示できる。また、決定される実装条件としては、部品の実装における部品の加速度や速度、部品の実装順序、使用ビーム数、設備数などが例示できる。
【００３４】
また、本実施形態の場合、この実装条件決定装置３００は、部品実装機１００内部に組み込まれており、部品実装機１００本体側には、前記実装条件決定装置３００で決定された実装条件を取得し、当該実装条件に基づき部品を基板に実装する実装制御部１０１が備えられている。
【００３５】
この実装条件決定装置３００は、実装条件決定プログラムを実行することによって実現されるものであり、部品実装機１００の生産に必要な実装条件を生産前に決定するだけでなく、電子部品を基板に実装する生産中においてリアルタイムに実装条件を随時決定するものでもよい。
【００３６】
実装条件決定部３０１は、データベース部３０７に記憶されている実装加速度や実装順序のデータやプログラム格納部３０５に格納された実装条件決定プログラムに基づいて、実装条件の決定を行う処理部である。
【００３７】
表示部３０２はＣＲＴやＬＣＤ等であり、入力部３０３はキーボードやマウス、タッチパネル等である。これらは、部品実装機１００と操作者とが対話しつつ目標とする生産時間やその生産時間に生産すべき回路基板の数の他、部品実装機１００の制御用データを入力する等のために用いられる。
【００３８】
メモリ部３０４は、実装条件決定部３０１による作業領域を提供するＲＡＭ等である。
プログラム格納部３０５は、実装条件決定装置３００の機能を実現する各種プログラムを記憶しているハードディスク等である。
【００３９】
データベース部３０７は、この実装条件決定装置３００による実装条件決定処理に用いられる実装加速度データ、部品ライブラリ等の事前に定められているデータや決定によって生成された実装順序等を記憶するハードディスク等である。
【００４０】
次に実装条件決定方法を説明する
図６は、実装条件決定装置３００の処理手順を示すフローチャートである。
【００４１】
まず、実装条件決定部３０１が、パラメータの基準値を取得する（Ｓ６０１）。例えば、パラメータの基準値が目標生産時間の場合、部品実装機１００の１日あたりの稼働時間や、工場全体の稼働日数、受注量や受注予測から目標生産時間を算出する。また、突発的な受注に対応するためある程度の余裕を持たせて目標生産時間を手入力しても良く、他の受注予測システムなどから取得してもかまわない。
【００４２】
次に、最高のスループットとなる実装条件を現実装条件を決定する（Ｓ６０２）。
そして、パラメータ評価部３０６が、前記決定された現実装条件に基づきパラメータの値を算出し（Ｓ６０３）、当該値が前記取得した基準値を超えていれば（Ｓ６０４：Ｙ）、当該現実装条件を実装条件として決定する（Ｓ９０６）。
【００４３】
一方、基準値を超えなければ（Ｓ６０４：Ｎ）、現実装条件を変更する（Ｓ６０５）。
なお、前記では、前提となる原実装条件を決定するのに最高のスループットとなる実装条件を用いたが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、最小レベルもしくは任意のレベルのスループットとなる実装条件を原実装条件とし、この値を初期値としてパラメータ範囲内に入るように実装条件を変化させて評価しながら実装条件を探索するものでもかまわない。
【００４４】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態に係る基板に部品を実装する設備としての部品実装機１００を一部切り欠いて内部を示す外観斜視図である。
【００４５】
なお、前記実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付している。
同図に示す部品実装機１００は、実装ラインに組み込むことができ、上流から受け取った基板に電子部品を装着し、下流に電子部品装着済みの実装基板である回路基板を送り出す装置であり、電子部品を吸着、搬送し基板に電子部品を装着することができる装着ヘッドを複数備えたマルチヘッド部１１０と、そのマルチヘッド部１１０を水平面方向に移動させるＸＹロボット１１３と、装着ヘッドに部品を供給する部品供給部１１５とを備えている。
【００４６】
この部品実装機１００は、具体的には、微少部品からコネクタまでの多様な電子部品を基板に装着することができる実装機であり、□１０ｍｍ以上の大型電子部品やスイッチ・コネクタ等の異形部品、ＱＦＰ（Quad Flat Package）・ＢＧＡ（Ball Grid Array）等のＩＣ部品を装着することができる実装機である。
【００４７】
図８は、部品実装機１００の主要な構成を示す平面図である。
部品実装機１００はさらに、各種形状の部品種に対応するために装着ヘッドに交換自在に取り付けられる交換用ノズルが置かれるノズルステーション１１９と、基板１２０搬送用の軌道を構成するレール１２１と、搬送された基板１２０が載置され電子部品が装着される装着テーブル１２２と、吸着保持した電子部品が不良の場合、当該部品を回収する部品回収装置１２３と、ビームを駆動させるビームモータ１２４とを備えている。なお、マルチヘッド部１１０を駆動させるヘッドモータも備えているが、当該ヘッドモータの図示は省略する。
【００４８】
また、部品供給部１１５は、部品実装機１００の前後に設けられており、テープ状に収納された電子部品を供給する部品供給部１１５ａと、部品の大きさに合わせて間仕切りをつけたプレートに収納される電子部品を供給する部品供給部１１５ｂとを有している。
【００４９】
図９は、マルチヘッド部１１０と部品供給部１１５ａの位置関係を模式的に示す斜視図である。
【００５０】
同図に示すように、マルチヘッド部１１０は複数個の装着ヘッド１１２を備えている。そして、マルチヘッド部１１０が部品供給部１１５の上方にまで移動し、それぞれの装着ヘッド１１２の先端に設けられたノズルが下降して電子部品を吸着した後、ノズルが上昇し、必要な電子部品を吸着保持した後、マルチヘッド部１１０ごと移動して電子部品を基板１２０上方の装着位置まで電子部品を搬送し、装着ヘッド１２０のノズルを下降させて基板１２０に電子部品を装着する。
【００５１】
一方、同図に示す部品供給部１１５aは、同一部品種の複数の電子部品をキャリアテープ上に並べて収納する部品テープ１１６と、この部品テープ１１６を巻き付けて保持する供給リール１１７と、供給リール１１７から部品テープ１１６を必要に応じて送り出すと共に、部品テープ１１６から電子部品を取り出すテープフィーダ１１４とをＺ軸方向に複数並べて備えている。
【００５２】
図１０は、トレイ式供給部１１５ｂの一部を模式的に示す斜視図である。
同図に示すように、トレイ式供給部１１５ｂは、同一部品種の複数の電子部品Ａが載置されたトレイ１１８が上下方向に複数段配置されており各段にはそれぞれ異なる部品種の電子部品が載置されている。そして、当該トレイ１１８はトレイ式供給部１１５ｂの本体に対し、出没自在となっており、実装する電子部品の種類に応じて突出するトレイ１１８の段を交換することで、複数種類の電子部品を供給可能としている。なお、このようにトレイ１１８により供給される電子部品は、比較的大きいサイズの電子部品である。
【００５３】
図１１は、実装条件決定装置３００の機能的な構成を示すブロック図である。
同図に示す実装条件決定装置３００は、部品実装機１００の仕様等に基づく各種制約の下で、消費電力に関わるパラメータである生産時間の基準値である目標生産時間ぎりぎりの現実値としての実生産時間となる実装条件を決定する装置であって、実装条件決定部３０１、表示部３０２、入力部３０３、メモリ部３０４、実装条件決定プログラムが格納されたプログラム格納部３０５、及びデータベース部３０７とを含んでいる。
【００５４】
また、本実施形態の場合、この実装条件決定装置３００は、部品実装機１００内部に組み込まれており、部品実装機１００本体側には、前記実装条件決定装置３００で決定された実装条件を取得し、当該実装条件に基づき部品を基板に実装する実装制御部１０１が備えられている。
【００５５】
実装制御部１０１は、取得した実装条件、例えば設定された加速度や速度でモータを駆動するように制御する。
【００５６】
ここで、「実装加速度」とは、マルチヘッド部１１０の移動時に発生する水平方向の加速度の他、装着ヘッド１１２が電子部品の吸着や装着する際に発生する垂直方向の加速度など、部品実装機内で発生する全ての加速度を含む広い概念の加速度を意味する。
【００５７】
この実装条件決定装置３００は、本実施形態に係る実装条件決定プログラムを実行することによって実現されるものであり、部品実装機１００の生産に必要な実装条件を生産前に決定するだけでなく、電子部品を基板に実装する生産中においてリアルタイムに実装条件を随時決定するものでもよい。
【００５８】
実装条件決定部３０１は、データベース部３０７に記憶されている実装加速度や実装順序のデータやプログラム格納部３０５に格納された実装条件決定プログラムに基づいて、最適な実装条件の決定を行う処理部である。なお、詳細は後述する。
【００５９】
表示部３０２はＣＲＴやＬＣＤ等であり、入力部３０３はキーボードやマウス、タッチパネル等である。これらは、部品実装機１００と操作者とが対話しつつ目標とする生産時間やその生産時間に生産すべき回路基板の数の他、部品実装機１００の制御用データを入力する等のために用いられる。
【００６０】
メモリ部３０４は、実装条件決定部３０１による作業領域を提供するＲＡＭ等である。
プログラム格納部３０５は、実装条件決定装置３００の機能を実現する各種決定プログラムを記憶しているハードディスク等である。
【００６１】
データベース部３０７は、この実装条件決定装置３００による実装条件決定処理に用いられる実装加速度データ、部品ライブラリ等の事前に定められているデータや実装条件決定によって生成された実装順序等を記憶するハードディスク等である。
【００６２】
図１２は、データベース部３０７に記憶される部品ライブラリの一部を例示する図である。
【００６３】
同図に示す部品ライブラリは、部品実装機１００が扱うことができる全ての部品種それぞれについての固有の情報を集めたライブラリであり、部品種ごとの部品サイズやその他の制約情報（使用可能な装着ノズルのタイプ、部品認識カメラによる認識方式、装着ヘッドの最高タクト等）を含んでいる。また、同図に示すテーブルの最右欄にはクラスが示されている。このクラスとは、実装の対象となる全ての電子部品の大きさ（重さ）を１６クラスに分類したものである。なお、本図には、参考として、各部品種の部品の外観も併せて示されている。
【００６４】
図１３は、データベース部に格納されている実装加速度データの例を示す図である。
同図に示す実装加速度データは、前記クラスと当該クラスに分類される電子部品を保持しているマルチヘッド部１１０が許容されている水平方向の最大移動加速度との対応関係を示したものであり、段階加速度情報の一つである。部品実装機１００が最大の処理能力を発揮する場合、該当クラスに分類される電子部品を保持しているマルチヘッド部１１０はクラスにひも付けられた最大移動加速度で移動することとなる。
【００６５】
図１４は、実装条件決定部３０１の機能を詳細に示すブロック図である。
同図に示す実装条件決定部３０１は、各種取得した情報に基づき、実生産時間が目標生産時間ぎりぎりになるように実装条件を決定する処理部であり、さらに、目標生産時間取得部３１１と、総生産基板数取得部３１２と、実装加速度取得部３１３と、実装加速度減少部３１４と、実装順序決定部３１５と、実生産時間算出部３１６と、生産時間比較部３１７とを備えている。
【００６６】
目標生産時間取得部３１１は、所定の回路基板の全てを生産しなければならない目標生産時間を取得する処理部である。この目標生産時間とは、部品実装機１００の最高性能状態で回路基板の総数を生産した場合に必要な時間よりも長い時間である。また、この目標生産時間は回路基板の受注数や、工場の操業日数などから総合的に導き出されるものであり、入力部３０３等を介して取得される。
【００６７】
総生産基板数取得部３１２は、目標生産時間内に生産しなければならない回路基板の総数を取得する処理部である。また、この総数は、上記と同様、受注数や他の生産ラインとのバランスなどから総合的に導き出され、入力部３０３等を介して取得される。
【００６８】
実装加速度取得部３１３は、データベース部３０７から各部品で可能な最大の実装加速度を取得する処理部であり、図１３に示すクラス分けされた移動加速度の他、種々の加速度を取得する。
【００６９】
実装加速度減少部３１４は、取得した最大実装加速度を種々の加速度についてそれぞれ段階的に減少させる処理部である。本実施形態の場合、データベース部３０７から実装加速度データ、部品ライブラリを取得し、図１２に示すように、クラス１に分類されている電子部品（例えば図１２中０６０３ＣＲ）のクラスを１段低下させて、クラス２に該当する実装加速度とする処理を行う。なお本実施形態の場合、クラス１６に分類されている電子部品は、それ以下のクラスが存在しないため実装加速度は減少しない。
【００７０】
実装順序決定部３１５は、例えば、マルチヘッド部１１０がどのような電子部品をどのような順番で吸着保持し、どのように移動して、どの順番で電子部品を装着するかを、実装すべき全ての電子部品に対して決定する処理部である。例えば、部品実装機１００の最大の処理能力を得ようとする場合は、最短の時間で全実装処理が完了するように実装順序が決定される。なお、このような決定のアルゴリズムについては公知のアルゴリズムが採用されている。
【００７１】
実生産時間算出部３１６は、実装加速度減少部３１４から得られる各電子部品の実装加速度や実装順序決定部３１５により得られる実装順序に基づき、実装工程をシミュレートし、回路基板生産にかかる実生産時間を算出する処理部である。なお、実装時間算出部３１６は、シミュレートばかりでなく、部品実装機１００において実生産されている時間を計測し、実生産時間として取得するものでもかまわない。
【００７２】
生産時間比較部３１７は、目標生産時間取得部３１１と総生産基板数取得部３１２とから得られる算出される単位枚数あたりの目標生産時間と、実生産時間算出部３１６から得られる実生産時間とを比較し、単位枚数あたりの目標生産時間を超えない最長の実生産時間を抽出する処理部である。
【００７３】
次に、以上のように構成された実装条件決定装置３００の動作について説明する。
図１５は、実装条件決定装置３００の処理手順を示すフローチャートである。
【００７４】
まず、実装条件決定部３０１が、データベース部３０７から、実装加速度データ及び部品ライブラリを取得する（Ｓ９０１）。次に、目標生産時間及び総生産基板数を取得する（Ｓ９０２）。例えば、目標生産時間は、部品実装機１００の１日あたりの稼働時間や、工場全体の稼働日数、受注量や受注予測から算出される時間であり、突発的な受注に対応するためある程度の余裕を持たせて目標生産時間を手入力しても良く、他の受注予測システムなどからデータを取得してもかまわない。
【００７５】
次に、実装順序決定部３１５が、公知の手法に従い、実装加速度データ及び部品ライブラリから得られる各電子部品に許容される最高の実装加速度に基づき、最も短く回路基板を生産しうる実装順序を決定する（Ｓ９０３）。
【００７６】
次に、実生産時間算出部３１６が、前記決定された実装順序に従い、単位枚数あたりの実生産時間を算出する（Ｓ９０４）。
【００７７】
そして、生産時間比較部３１７が、単位枚数あたりの実生産時間と目標生産時間とを比較し（Ｓ９０５）、実生産時間が目標生産時間を上回っていなければ（Ｓ９０５：Ｎ）、実装加速度減少部３１４が、全電子部品に対し実装加速度のクラスを一段階低下させる（Ｓ９０６）。本実施形態の場合、実装加速度の内、消費電力低減効果が高いと思われるマルチヘッド部１１０の移動加速度を段階的に低下させている。
【００７８】
ここで、図１６は、所定のクラスの電子部品を搬送する場合におけるマルチヘッド部１１０の時間と速度の関係を模式的に示すグラフである。
【００７９】
同図に示す破線で描かれたグラフは、所定の電子部品に許容されている最高の移動加速度で搬送する場合のグラフであり、実線で描かれたグラフは移動加速度を低下させた場合を示すグラフである。
【００８０】
同図に示すように、本実施形態では、所定の速度に達するまでの正の移動加速度の他、実装点の上方でマルチヘッド部１１０が停止するまでの負の移動加速度も同様に低下させている。これは、部品実装機１００はマルチヘッド部１１０をある速度に達するまで加速する場合（正の加速度）に多量の電力が必要であるばかりか、ある速度からマルチヘッド部１１０が停止するまで負の加速度（ブレーキ）をかけるのにも多量の電力が必要であるからである。
【００８１】
次に、前記低下させた実装加速度に基づき再度単位枚数あたりの実生産時間を算出し（Ｓ９０４）前記の処理を目標生産時間を超えるまで繰り返す。
【００８２】
そして、目標生産時間を超えれば（Ｓ９０５：Ｙ）、その直前に決定された実装加速度と前記実装順序をもって新たな実装条件として決定する（Ｓ９０７）。
【００８３】
なお、全電子部品に対し一度にクラスを下げると目標生産時間を超えてしまう場合は、さらに、１部品ごとのクラスを下げて実生産時間を算出し、S９０４〜S９０７を実行しても良い。この場合、クラスを下げる電子部品の順番は、最もクラスの小さい、すなわち、実装加速度の最も大きい部品から順に低下させてもよく、その逆でも良い。また、任意に指定しても良い。
【００８４】
次に、本実施形態ではさらに消費電力を低下させるべく実装順序の決定を行っている。
図１７は、実装順序の決定の処理動作を示すフローチャートである。
【００８５】
実装順序決定部３１５は、前記決定された最短の実装順序から高いレベルの実装加速度（もしくは最大加速度）の出現回数を少なくとも１回省略できるように実装順序を決定する（Ｓ１００１）。具体的には例えば、図１０で示したようなトレイ式供給部１１５ｂの下段にある電子部品と上段にある電子部品を順に実装したい場合、最も短く回路基板を生産しようとする場合は、マルチヘッド部１１０が下段の電子部品を吸着保持後、上段のトレイが突出する迄の間に時間がかかるため、この時間を利用して他の電子部品を他の場所に取りに行くために移動したり、保持している電子部品を装着するために装着位置まで移動したりして遊休時間を他の実装作業に充当する実装順序を決定する。一方、本実装順序決定ステップＳ１００１では、たとえトレイ式供給部１１５ｂの上下段の入れ替えに時間を要したとしても、他の場所にマルチヘッド部１１０を移動させることなく待機状態とし、上段の電子部品を保持した後、他の位置に移動させるように実装順序を決定する。このように、マルチヘッド部１１０の移動回数、すなわち実装加速度の出現回数を低下させる。
【００８６】
次に、決定された実装順序に従い、実生産時間算出部３１６が、単位枚数あたりの実生産時間を算出し（Ｓ１００２）、生産時間比較部３１７が、算出された実生産時間と目標生産時間とを比較し（Ｓ１００３）、実生産時間が目標生産時間を上回るまで前記処理を繰り返す（Ｓ１００３：Ｎ）。
【００８７】
そして、単位枚数あたりの目標生産時間を超えれば（Ｓ１００３：Ｙ）、その直前に決定された実装加速度と前記実装順序をもって実装条件として決定する（Ｓ１００４）。
【００８８】
以上のような装置構成とこれらの動作により得られた実装条件に基づき、部品実装機１００が実際に電子部品を基板に実装すれば、目標生産時間ぎりぎり、すなわち納期を守りつつ受注した全ての回路基板をゆっくりとしたペースで生産することができ、なおかつ、回路基板一枚を生産するのに必要な消費電力を低下させることができる。つまり、回路基板１枚あたりのコストを有効に低下させることができる。
【００８９】
これは、高速運転に伴って発生する不必要なエネルギーロスを抑制し得るからであり、特に重量のあるマルチヘッド部１１０の移動加速度を低下させ、実装順序を決定して移動加速度の発生回数を減少させることは、直接的に消費電力を低下させる効果が大きいものと考えられる。
【００９０】
さらに、移動加速度を含む実装加速度の低下は、間接的にも消費電力を低下させることができる。すなわち、部品実装機１００は、実装加速度を発生させる際に多量の熱を放出する。特に、負の加速度が発生する場合、例えばマルチヘッド部１１０にブレーキをかける場合、マルチヘッド部１１０が備えていた運動エネルギーが熱となって放出される。そして、部品実装機１００はこれら放出された熱によって昇温した設備を冷却するために冷却ファン（図示せず）を稼働させている。従って、実装加速度が低下したりその発生回数が減少したりすると、熱の放出が押さえられ、これに伴い冷却ファンの回転数を低下させたり、稼働率を低下させたりして消費電力を低下させることができるようになる。以上から、部品実装機１００の消費電力を間接的にも低下させることもできるのである。
【００９１】
さらに、部品実装機１００の寿命を延ばすことも可能となる。
これは、高速運転に伴って発生する部品実装機１００の可動部分等への負担を抑制することができるためであり、部品実装機１００のパーツの交換頻度が低下するため、交換に要する時間や交換費用等を低下させることができる。これらは、設備全体としてのコスト低下に寄与するものであり、ひいては回路基板１枚あたりのコスト低下に反映されるものである。
【００９２】
以上により、本発明にかかる実施形態により最終的には回路基板の原価を効果的に低下させることができると共に、省エネルギーによって環境にも配慮することができるものである。
【００９３】
さらに、本発明にかかる実施形態では、実装加速度を低下させているため、部品実装機１００のパーツ同士の摩擦などにより発生する稼働音を低下させることができるという、作用効果も併せ持つことができる。
【００９４】
従って、当該決定により騒音に関する環境にも配慮することができ、騒音により発生する作業者への精神的、肉体的負担を低下させるという効果も奏するものである。
【００９５】
なお、上記実施形態は部品実装機１００に実装条件決定装置３００が組み込まれた態様に基づき説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるわけではない。
【００９６】
例えば、図１８に示すように、実装条件決定装置３００を別体として設置し、実装ライン２０１０に組み込まれたそれぞれの部品実装機１００に対して実装条件を決定するものでも良い。
【００９７】
また、実装加速度の減少は、電子部品全てに対し一度に減少させる必要は必ずしもなく、例えば、最もクラスの小さい、すなわち、実装加速度の最も大きい部品に対して、目標生産時間を超えないように一つずつクラスを低下させても良い。
【００９８】
また、減少させる加速度は、実装処理に発生する少なくとも一つの加速度を減少させれば良い。例えば、本実施形態ではいわゆるモジュラー型の部品実装機におけるマルチヘッド部１１０の水平方向の移動加速度を減少させたが、装着ヘッドが保持した電子部品の上下方向の移動時に発生する加速度などを減少させても良い。さらに、図１９に示すように、複数の装着ヘッド２１０が固定軸の周りを回転して吸着・搬送・装着を行い、電子部品の供給部２１５と基板が水平方向に移動する、いわゆるロータリー式の部品実装機の場合では、当該装着ヘッド２１０の回転加速度や供給部２１５の移動加速度、基板をＸＹ方向に移動させるためのテーブル２２２の移動加速度などを低下させればよい。
【００９９】
また、加速度の減少量も事前に設定されたテーブルに従い段階的に減少させるのではなく、任意の量を減少させるものでも良い。
【０１００】
（変形例）
次に、実装条件決定方法の変形例を説明する。
【０１０１】
図２０は、実装条件決定装置３００の他の処理手順を示すフローチャートである。
まず、実装条件決定部３０１が、目標生産時間及び総生産基板数を取得する（Ｓ２０１）。次に、実装順序決定部３１５が、公知の手法に従い、実装加速度データ及び部品ライブラリから得られる各電子部品に許容される最低レベルの実装加速度に基づき実装順序を決定する（Ｓ２０２）。
【０１０２】
次に、実生産時間算出部３１６が、前記決定された実装順序に従い、単位枚数あたりの実生産時間を算出する（Ｓ２０３）。
【０１０３】
そして、生産時間比較部３１７が、単位枚数あたりの実生産時間と目標生産時間とを比較し、実生産時間が目標生産時間を越えていれば（Ｓ２０４：Ｙ）、全電子部品に対し実装加速度のクラスを一段階上昇させる（Ｓ２０５）。
【０１０４】
次に、前記低下させた実装加速度に基づき再度単位枚数あたりの実生産時間を算出し（Ｓ２０３）前記の処理を目標生産時間を超えなくなるまで繰り返す。
【０１０５】
そして、目標生産時間を超えなくなれば（Ｓ２０４：Ｎ）、初めて越えなくなった時に決定された実装加速度と前記実装順序をもって新たな実装条件として決定する（Ｓ２０６）。
【０１０６】
この実装条件決定方法は、省エネを考慮した最低レベルの加速度を設定し、その条件で実装順序を決定したもので実生産時間を評価し、最適な実装条件を決定するものである。
【０１０７】
なお、上記実施形態で加速度を減少、または、増加させて実装条件を決定したが、速度を減少、または、増加させるものでもよい。また、目標生産時間と最速実装条件における生産時間との比率から、加速度の初期レベルを設定するものであっても構わない。
【０１０８】
また、上記実施形態では目標生産時間ぎりぎりの実生産時間となる実装条件を求めたが、これに限定されるわけではなく、本願発明は目標生産時間を超えない範囲で消費電力が減少する実装条件を決定するものであれば良い。
【０１０９】
また、目標生産時間は、目標生産終了期限であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、部品を基板に実装する部品実装機に適用でき、特に電子部品をプリント配線基板などに実装し実装基板を生産する部品実装機等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る部品実装機を一部切り欠いて内部を示す外観斜視図である。
【図２】部品実装機の主要な内部構成を示す平面図である。
【図３】マルチヘッド部と部品供給部との位置関係を模式的に示す斜視図である。
【図４】トレイ式供給部の一部を模式的に示す斜視図である。
【図５】部品実装機及び実装条件決定装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図６】実装条件決定装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係る部品実装機を一部切り欠いて内部を示す外観斜視図である。
【図８】部品実装機の主要な内部構成を示す平面図である。
【図９】マルチヘッド部と部品供給部との位置関係を模式的に示す斜視図である。
【図１０】トレイ式供給部の一部を模式的に示す斜視図である。
【図１１】部品実装機及び実装条件決定装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図１２】データベース部に格納されている部品ライブラリの一部を例示する図である。
【図１３】データベース部に格納されている移動加速度データの例を示す図である。
【図１４】実装条件決定部の機能を詳細に示すブロック図である。
【図１５】実装条件決定装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】電子部品を搬送する場合におけるマルチヘッド部の時間と速度の関係を模式的に示すグラフである。
【図１７】実装順序の決定の処理動作を示すフローチャートである。
【図１８】他の実施形態にかかる実装ライン及び実装条件決定装置を示す斜視図である。
【図１９】他の実施形態にかかるロータリー式実装機の装着ヘッドと基板と供給部の関係を示す平面図である。
【図２０】実装条件決定装置の他の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１２】
１００  部品実装機
１１０  マルチヘッド部
１１２  装着ヘッド
１１３  ＸＹロボット
１１４  テープフィーダ
１１５  部品供給部
１１６  部品テープ
１１７  供給リール
１１８  トレイ
１１９  ノズルステーション
１２０  基板
１２１  レール
１２２  装着テーブル
１２３  部品回収装置
３００  実装条件決定装置
３０１  実装条件決定部
３０２  表示部
３０３  入力部
３０４  メモリ部
３０５  プログラム格納部
３１１  目標生産時間取得部
３１２  総生産基板数取得部
３１３  実装加速度取得部
３１４  実装加速度減少部
３１５  実装順序決定部
３１６  実生産時間算出部
３１７  生産時間比較部
【図１】
2006261647.tif 000003
【図２】
2006261647.tif 000004
【図３】
2006261647.tif 000005
【図４】
2006261647.tif 000006
【図５】
2006261647.tif 000007
【図６】
2006261647.tif 000008
【図７】
2006261647.tif 000009
【図８】
2006261647.tif 000010
【図９】
2006261647.tif 000011
【図１０】
2006261647.tif 000012
【図１１】
2006261647.tif 000013
【図１２】
2006261647.tif 000014
【図１３】
2006261647.tif 000015
【図１４】
2006261647.tif 000016
【図１５】
2006261647.tif 000017
【図１６】
2006261647.tif 000018
【図１７】
2006261647.tif 000019
【図１８】
2006261647.tif 000020
【図１９】
2006261647.tif 000021
【図２０】
2006261647.tif 000022