(57)【要約】【課題】この発明は、部品の実装時間の短縮化が図れる部品装着装置における部品配置方法を提供することを目的とする。【解決手段】基板の手前側に仮配置された部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和と、基板の奥側に仮配置された部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和とが、両方ともに部品装着ヘッド数の整数倍となっていない場合には、基板の手前側に配置される部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和と、基板の奥側に配置される部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和とのうちの少なくとも一方が、部品装着ヘッド数の整数倍となることといったヘッド数に基づく配置条件を満たすように、仮配置された部品供給部の一部を反対側に移動させるステップを備えている。【選択図】  図１
2004186390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品が装着される基板の手前側と奥側とにそれぞれ部品供給部が配置され、かつ複数の部品装着ヘッドを備えている部品装着装置における部品配置方法において、
各部品毎に、その部品の基板上の全ての装着位置に基づいて、代表装着位置を求める第１ステップ、
各部品の代表装着位置とその部品の部品供給部との距離の総和が最も小さくなるように、各部品の部品供給部を基板の手前側または奥側に仮配置する第２ステップ、ならびに
基板の手前側に仮配置された部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和と、基板の奥側に仮配置された部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和とが、両方ともに部品装着ヘッド数の整数倍となっていない場合には、基板の手前側に配置される部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和と、基板の奥側に配置される部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和とのうちの少なくとも一方が、部品装着ヘッド数の整数倍となることといったヘッド数に基づく配置条件を満たすように、仮配置された部品供給部の一部を反対側に移動させる第３ステップ、
を備えていることを特徴とする部品装着装置における部品配置方法。
【請求項２】
第１ステップは、各部品毎に、その部品の基板上の全ての装着位置の重心位置を算出し、算出した重心位置をその部品の代表装着位置とすることを特徴とする請求項１に記載の部品装着装置における部品配置方法。
【請求項３】
第３ステップは、基板の手前側に仮配置された部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和と、基板の奥側に仮配置された部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和とが、両方ともに部品装着ヘッドの数の整数倍となっていない場合において、基板の手前側および奥側の少なくとも一方に部品供給部を配置するための空きレーンがある場合には、空きレーンのある側と反対側に仮配置された部品供給部のうちから、反対側に移動させた場合に上記ヘッド数に基づく配置条件を満たすものを１つ選択して、反対側に移動させるステップを備えていることを特徴とする請求項１に記載の部品装着装置における部品配置方法。
【請求項４】
空きレーンのある側と反対側に仮配置された部品供給部のうちから、反対側に移動させた場合に上記ヘッド数に基づく配置条件を満たすものを１つ選択する場合には、反対側に移動させる前における部品供給部からその部品の代表装着位置までの距離と、反対側に移動させた後における部品供給部からその部品の代表装着位置までの距離との差が小さいものを優先的に選択することを特徴とする請求項３に記載の部品装着装置における部品配置方法。
【請求項５】
第３ステップは、基板の手前側に仮配置された部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和と、基板の奥側に仮配置された部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和とが、両方ともに部品装着ヘッドの数の整数倍となっていない場合において、基板の手前側および奥側の両方に部品供給部を配置するための空きレーンがない場合には、基板の手前側および奥側それぞれに仮配置された部品供給部のうちから、手前側および奥側との間で互いに交換した場合に上記ヘッド数に基づく配置条件を満たすものを１つずつ選択して、交換するステップを備えていることを特徴とする請求項１、３および４のいずれかに記載の部品装着装置における部品配置方法。
【請求項６】
基板の手前側および奥側それぞれに仮配置された部品供給部のうちから、手前側および奥側との間で互いに交換した場合に上記ヘッド数に基づく配置条件を満たすものを１つずつ選択する場合には、交換する前における部品供給部からその部品の代表装着位置までの距離と、交換後における部品供給部からその部品の代表装着位置までの距離との差が小さいものをそれぞれ優先的に選択することを特徴とする請求項５に記載の部品装着装置における部品配置方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、部品装着装置における部品配置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品等の部品を基板等に装着する部品装着装置においては、テープフィーダ等のフィーダ（部品供給部）から供給される部品を、装着ヘッドによって吸着し、基板上の装着位置に搬送して装着するといった動作が繰り返し行われる。
【０００３】
この動作の効率を高めるため、部品を吸着する吸着ノズルを、装着ヘッドに複数設けたものもある。吸着ノズルを装着ヘッドに複数設けることにより、基板とフィーダ間を吸着ノズルが１往復する間に、吸着ノズルと同数の複数の部品の搬送および装着を行うことができる。装着ヘッドに複数の吸着ノズルを設けた場合、複数の部品を同時に吸着できるようにするために、部品点数の多いフィーダを近接して配置する方法が開発されている（特開２０００−２４４１８９号公報参照）。
【０００４】
また、移動体に装着ヘッドを複数設けることにより、基板とフィーダ間を移動体が１往復する間に、複数の部品の搬送および装着を行うこともできる。本出願人は、移動体に装着ヘッドを複数設けた場合に、各フィーダを装着ヘッドと同数のグループに分け、異なるグループに分けられたフィーダの配置間隔が装着ヘッドどうしの最接近間隔より広くなるように配置する方法を開発している（特願２００２−０９７９９３号参照）。
【０００５】
一方、装着ヘッドが１つのみである場合に、装着ヘッドの移動距離が最小となるように、フィーダを配置する方法が開発されている（特開平８−１６７７９６号公報参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２４４１８９号公報
【特許文献２】特願２００２−０９７９９３号
【特許文献３】特開平８−１６７７９６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、部品供給部は、一般的に基板の手前側と奥側とに分かれて配置されることが多いため、各部品は基板上の部品装着位置により近い側の部品供給部に存在していることが好ましい。しかしながら、移動体に複数の装着ヘッドが設けられている場合において、複数の部品を同時に吸着するためには、同時に吸着される部品は同じ側の部品供給部に存在している必要がある。従来においては、このようなことは考慮されていない。
【０００８】
この発明は、各部品の部品装着位置からの距離の短縮化および複数の装着ヘッドによる同時吸着の確率の向上化を図ることにより、部品の実装時間の短縮化が図れる部品装着装置における部品配置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】
請求項１に記載の発明は、部品が装着される基板の手前側と奥側とにそれぞれ部品供給部が配置され、かつ複数の部品装着ヘッドを備えている部品装着装置における部品配置方法において、各部品毎に、その部品の基板上の全ての装着位置に基づいて、代表装着位置を求める第１ステップ、各部品の代表装着位置とその部品の部品供給部との距離の総和が最も小さくなるように、各部品の部品供給部を基板の手前側または奥側に仮配置する第２ステップ、ならびに基板の手前側に仮配置された部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和と、基板の奥側に仮配置された部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和とが、両方ともに部品装着ヘッド数の整数倍となっていない場合には、基板の手前側に配置される部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和と、基板の奥側に配置される部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和とのうちの少なくとも一方が、部品装着ヘッド数の整数倍となることといったヘッド数に基づく配置条件を満たすように、仮配置された部品供給部の一部を反対側に移動させる第３ステップを備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の部品装着装置における部品配置方法において、第１ステップは、各部品毎に、その部品の基板上の全ての装着位置の重心位置を算出し、算出した重心位置をその部品の代表装着位置とすることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の部品装着装置における部品配置方法において、第３ステップは、基板の手前側に仮配置された部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和と、基板の奥側に仮配置された部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和とが、両方ともに部品装着ヘッドの数の整数倍となっていない場合において、基板の手前側および奥側の少なくとも一方に部品供給部を配置するための空きレーンがある場合には、空きレーンのある側と反対側に仮配置された部品供給部のうちから、反対側に移動させた場合に上記ヘッド数に基づく配置条件を満たすものを１つ選択して、反対側に移動させるステップを備えていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の部品装着装置における部品配置方法において、空きレーンのある側と反対側に仮配置された部品供給部のうちから、反対側に移動させた場合に上記部品装着ヘッド数に基づく配置条件を満たすものを１つ選択する場合には、反対側に移動させる前における部品供給部からその部品の代表装着位置までの距離と、反対側に移動させた後における部品供給部からその部品の代表装着位置までの距離との差が小さいものを優先的に選択することを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１、３および４のいずれかに記載の部品装着装置における部品配置方法において、第３ステップは、基板の手前側に仮配置された部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和と、基板の奥側に仮配置された部品供給部によって供給される部品の装着点数の総和とが、両方ともに部品装着ヘッドの数の整数倍となっていない場合において、基板の手前側および奥側の両方に部品供給部を配置するための空きレーンがない場合には、基板の手前側および奥側それぞれに仮配置された部品供給部のうちから、手前側および奥側との間で互いに交換した場合に上記ヘッド数に基づく配置条件を満たすものを１つずつ選択して、交換するステップを備えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の部品装着装置における部品配置方法において、基板の手前側および奥側それぞれに仮配置された部品供給部のうちから、手前側および奥側との間で互いに交換した場合に上記ヘッド数に基づく配置条件を満たすものを１つずつ選択する場合には、交換する前における部品供給部からその部品の代表装着位置までの距離と、交換後における部品供給部からその部品の代表装着位置までの距離との差が小さいものをそれぞれ優先的に選択することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
〔１〕部品装着装置の説明
【００１７】
図１は、部品装着装置の構成を示している。
【００１８】
プリント基板１１の奥側には、左右方向（Ｘ方向）に間隔をおいて２つのステージ（第１ステージ２１および第２ステージ２２）が配置されている。また、基板１１の手前側にも、左右方向に間隔をおいて２つのステージ（第３ステージ２３および第４ステージ２４）が配置されている。各ステージには、フィーダ３０を配置するための複数のレーンが設けられている。
【００１９】
第１〜第４のステージ２１〜２４の左側と右側には、一対の案内部材１、２が配置されている。これらの案内部材１、２には、左右方向にのびたビーム３が前後移動可能（Ｙ方向移動可能）に支持されている。また、ビーム３には、左右方向（Ｘ方向）に移動可能に左右一対の装着ヘッド４、５が取り付けられている。ビーム３は、図示しない駆動機構によって前後方向に移動せしめられるようになっている。また、左右一対の装着ヘッド４、５は、それぞれ図示しない駆動機構によって、独立して左右方向に移動せしめられるようになっている。ただし、装着ヘッド４、５は最接近間隔（この例では６レーン分の長さ）よりも互いに近づくことはできない。
【００２０】
図２は、部品配置方法の全体的な手順を示している。
【００２１】
まず、各部品毎に代表装着位置を求める（ステップ１）。
【００２２】
例えば、図３に示すように、部品ａが基板１１上の４つの位置に装着され、部品ｂが基板上の４つの位置に装着されるものとする。この場合、部品ａの代表装着位置Ｐａは、部品ａの４つの装着位置の重心位置として求められる。同様に、部品ｂの代表装着位置Ｐｂは、部品ｂの４つの装着位置の重心位置として求められる。
【００２３】
次に、各部品の代表装着位置とその部品を供給するフィーダ（部品供給部）との距離の総和が最も小さくなるように、各部品のフィーダを基板１１の手前側と奥側とに仮配置する（ステップ２）。各部品のフィーダの仮の配置位置は、ＧＡ（遺伝的アルゴリズム）等の探索手法を利用して、決定する。
【００２４】
図４は、部品ａ〜ｇの代表点座標がＰａ〜Ｐｇである場合の、各部品ａ〜ｇの仮の部品配置位置（対応するフィーダ）Ａ〜Ｇを示している。
【００２５】
次に、基板１１の手前側のステージ２３、２４に仮配置されたフィーダによって供給される部品の装着点数の総和と、基板１１の奥側のステージ２１、２２に仮配置されたフィーダによって供給される部品の装着点数の総和とのうちのいずれか一方が、部品装着ヘッド数の整数倍となっているか否かを判別する（ステップ３）。
【００２６】
各装着点数の総和のうちのいずれか一方が、部品装着ヘッド数の整数倍となっている場合には、ステップ５に進む。各装着点数の総和が、両方ともに部品装着ヘッド数の整数倍となっていない場合には、ステップ４に進む。
【００２７】
ステップ４では、装着ヘッド数に基づくフィーダ位置調整処理を行う。つまり、基板１１の手前側のステージ２３、２４に配置されるフィーダによって供給される部品の装着点数の総和と、基板１１の奥側のステージ２１、２２に配置されるフィーダによって供給される部品の装着点数の総和とのうちの少なくとも一方が部品装着ヘッドの数の整数倍となることといった”ヘッド数に基づく配置条件”を満たすように、仮配置されたフィーダの一部を反対側に移動させるための処理を行う。
【００２８】
図５は、図２のステップ４の装着ヘッド数に基づくフィーダ位置調整処理の詳細な手順を示している。
【００２９】
まず、手前側のステージ２３、２４と奥側のステージ２１、２２のうちの少なくとも一方に、空きのレーンが存在しているか否かを判別する（ステップ１１）。
【００３０】
手前側のステージ２３、２４と奥側のステージ２１、２２のうちの少なくとも一方に、空きのレーンが存在している場合には、変数Ｍに１を設定する（ステップ１２）。
【００３１】
次に、手前側および奥側のうち、レーンが空いている方と反対側にあるフィーダのうちから、そのフィーダが供給する部品の代表装着位置から手前側ステージ２３、２４までのＹ方向距離と、そのフィーダが供給する部品の代表装着位置から奥側ステージ２１、２２までのＹ方向距離との差が、Ｍ番目に小さいフィーダを選択する（ステップ１３）。
【００３２】
なお、手前側および奥側の両方に空きレーンがある場合には、手前側のフィーダのおよび奥側のフィーダを含めたフィーダのうちから、そのフィーダが供給する部品の代表装着位置から手前側ステージ２３、２４までのＹ方向距離と、そのフィーダが供給する部品の代表装着位置から奥側ステージ２１、２２までのＹ方向距離との差が、Ｍ番目に小さいフィーダを選択する。
【００３３】
選択可能なフィーダが存在しない場合には（ステップ１４でＮＯ）、今回の装着ヘッド数に基づくフィーダ位置調整処理を終了する。選択可能なフィーダが存在する場合には（ステップ１４でＹＥＳ）、選択されたフィーダを反対側に移動させたと仮定した場合、手前側のステージ２３、２４に配置されるフィーダによって供給される部品の装着点数の総和および奥側のステージ２１、２２に配置されるフィーダによって供給される部品の装着点数の総和のうちの少なくとも一方が、装着ヘッド数ｎの整数倍となるか否かを判別する（ステップ１５）。
【００３４】
各装着点数の総和のうちの少なくとも一方が装着ヘッド数ｎの整数倍となると判別した場合には、選択されたフィーダを反対側の空きレーンに移動させて（ステップ１６）、今回の装着ヘッド数に基づくフィーダ位置調整処理を終了する。
【００３５】
上記ステップ１５において、各装着点数の総和の両方がともに、装着ヘッド数ｎの整数倍とならないと判別した場合には、変数Ｍを１だけインクリメントした後（ステップ１７）、ステップ１３に戻る。
【００３６】
上記ステップ１１において、手前側のステージ２３、２４と奥側のステージ２１、２２の両方ともに、空きのレーンが存在していない場合には、変数Ｍに１を設定する（ステップ１８）。
【００３７】
次に、手前側のステージ２３、２４に配置されるフィーダのおよび奥側のステージ２１、２２に配置されるフィーダの両方を含めたフィーダのうちから、そのフィーダが供給する部品の代表装着位置から手前側ステージ２３、２４までのＹ方向距離と、そのフィーダが供給する部品の代表装着位置から奥側ステージ２１、２２までのＹ方向距離との差が、Ｍ番目に小さいフィーダを選択する（ステップ１９）。
【００３８】
選択可能なフィーダが存在しない場合には（ステップ２０でＮＯ）、今回の装着ヘッド数に基づくフィーダ位置調整処理を終了する。選択可能なフィーダが存在する場合には（ステップ２０でＹＥＳ）、変数Ｎに１を設定する（ステップ２１）。
【００３９】
そして、上記ステップ１９で選択されたフィーダが存在している側と反対側のフィーダのうちから、そのフィーダが供給する部品の代表装着位置から手前側ステージ２３、２４までのＹ方向距離と、そのフィーダが供給する部品の代表装着位置から奥側ステージ２１、２２までのＹ方向距離との差が、Ｎ番目に小さいフィーダを選択する（ステップ２２）。
【００４０】
選択可能なフィーダが存在する場合には（ステップ２３でＹＥＳ）、上記ステップ１９および上記ステップ２２で選択された２つのフィーダを交換したと仮定した場合、手前側のステージ２３、２４に配置されるフィーダによって供給される部品の装着点数の総和および奥側のステージ２１、２２に配置されるフィーダによって供給される部品の装着点数の総和のうちの少なくとも一方が、装着ヘッド数ｎの整数倍となるか否かを判別する（ステップ２４）。
【００４１】
各装着点数の総和のうちの少なくとも一方が装着ヘッド数ｎの整数倍となると判別した場合には、選択された２つのフィーダを交換して（ステップ２５）、今回の装着ヘッド数に基づくフィーダ位置調整処理を終了する。
【００４２】
上記ステップ２４において、各装着点数の総和の両方がともに装着ヘッド数ｎの整数倍とならないと判別した場合には、Ｎを１だけインクリメントした後（ステップ２６）、ステップ２２に戻る。
【００４３】
上記ステップ２３で選択可能なフィーダが存在しないと判別した場合には、Ｍを１だけインクリメントした後（ステップ２７）、ステップ１９に戻る。
【００４４】
今、例えば、装着ヘッド数が２であり、図２のステップ２で仮の部品配置を行った結果、奥側のテーブル２１、２２に部品ａ〜ｄのフィーダＡ〜Ｄが配置され、手前側のテーブル２３、２４に部品ｅ〜ｇのフィーダＥ〜Ｇが配置されたとする。また、奥側に配置された各フィーダＡ〜Ｄに対応する各部品ａ〜ｄの装着点数、代表装着位置のＹ座標および手前側にフィーダを移動させた場合のフィーダから代表装着位置までのＹ方向距離の増加量が表１で示す値であり、手前側に配置された各フィーダＥ〜Ｇに対応する各部品ｅ〜ｇの装着点数、代表装着位置のＹ座標および手前側にフィーダを移動させた場合のフィーダから代表装着位置までのＹ方向距離の増加量が表２で示す値であるとする。なお、表１、２では、奥側のステージから手前側のステージまでのＹ方向距離を６００としている。
【００４５】
【表１】
2004186390.tif 000003
【００４６】
【表２】
2004186390.tif 000004
【００４７】
また、手前側のステージ２３、２４と奥側のステージ２１、２２の両方に空きのレーンが存在しているとする。
【００４８】
このような場合には、まず、図５のステップ１３において、代表装着位置から手前側ステージ２３、２４までのＹ方向距離と奥側ステージ２１、２２までのＹ方向距離との差が最も小さい奥側のフィーダＢが選択される。しかしながら、フィーダＢを手前側ステージ２３、２４に移動したと仮定した場合、手前側のステージ２３、２４に配置されるフィーダによって供給される部品の装着点数の総和および奥側のステージ２１、２２に配置されるフィーダによって供給される部品の装着点数の総和は、共に装着ヘッド数（この場合は２）の整数倍とならいない。
【００４９】
そこで、手前側のフィーダＥが選択される。しかしながら、手前側のステージ２３、２４に配置されるフィーダによって供給される部品の装着点数の総和および奥側のステージ２１、２２に配置されるフィーダによって供給される部品の装着点数の総和は、共に装着ヘッド数（この場合は２）の整数倍とならいない。
【００５０】
そこで、奥側のフィーダＣが選択される。フィーダＣを手前側に移動したと仮定した場合、手前側のステージ２３、２４に配置されるフィーダによって供給される部品の装着点数の総和および奥側のステージ２１、２２に配置されるフィーダによって供給される部品の装着点数の総和は、共に装着ヘッド数（この場合は２）の整数倍となる。このため、奥側のフィーダＣが手前側ステージ２３、２４に移動せしめられる。
【００５１】
図２に戻って、ステップ４の処理が終了すると、各ステージ毎に、装着ヘッドの最接近間隔に基づくフィーダ位置調整処理を行う（ステップ５）。つまり、部品装着装置が図１に示すような場合、装着ヘッド４、５は最接近間隔（この例では６レーン）よりも互いに近づくことができない。そこで、ステップ５では、２つの装着ヘッド４、５によって高い確率で部品を同時に吸着できるようにフィーーダの位置を調整する。
【００５２】
ここでは、装着ヘッド数ｎが２であり、装着ヘッドの最接近間隔が６レーン分の長さであるとする。
【００５３】
図６（ａ）は、上記ステップ３までの処理によって決定されたステージ２１上のフィーダを示し、図６（ｂ）はステップ５によるフィーダ位置調整処理後のステージ２１上のフィーダを示している。図６において、数字が入っている四角は部品を示している。
【００５４】
まず、ステージ２１上にある部品の装着点数の総和が、１／ｎ（この例では１／２）となるように、ｎ個（この例では２）のグループに分ける。図６の例ではステージ２１上にある部品の装着点数の総和は２６個であるので、図６（ａ）に鎖線で示すように、それぞれ１３個の部品からなるグループ１とグループ２とに分ける。
【００５５】
次に、グループ１に属する部品またはグループ２に属する部品のうち、他のグループの部品との最大距離が６未満のものがあるか否かを判別する。そのような部品がある場合には、その部品と他のグループの部品との最大距離が６レーン分の長さ以上になるように、その部品を含むフィーダおよびそれに連なるその部品グループ内のフィーダを空きレーンがあるまでずらす。
【００５６】
図６（ａ）の場合には、グループ２の部品１４がグループ１の部品との最大距離が６レーン未満となっているので、部品１４を含むフィーダＦ５およびそれに連なるその部品グループ内のフィーダＦ６〜Ｆ９を左方向に１レーンずつずらす。これにより、図６（ｂ）の配置が得られる。
【００５７】
【発明の効果】
この発明によれば、各部品の部品装着位置からの距離の短縮化および複数の装着ヘッドによる同時吸着の確率の向上化を図ることにより、部品の実装時間の短縮化が図れる部品装着装置における部品配置方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】部品装着装置の構成を示す模式図である。
【図２】部品配置方法の全体的な手順を示すフローチャートである。
【図３】部品の代表装着座標を示す模式図である。
【図４】部品ａ〜ｇの代表点座標がＰａ〜Ｐｇである場合の、各部品ａ〜ｇの仮の部品配置位置（対応するフィーダ）Ａ〜Ｇを示す模式図である。
【図５】図５は、図２のステップ４の装着ヘッド数に基づくフィーダ位置調整処理の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図６】図２のステップ５の装着ヘッドの最接近間隔に基づくフィーダ位置調整処理を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１、２  案内部材
３  ビーム
４、５  装着ヘッド
１１  プリント基板
２１、２２、２３、２４  ステージ
３０  フィーダ
【図１】
2004186390.tif 000005
【図２】
2004186390.tif 000006
【図３】
2004186390.tif 000007
【図４】
2004186390.tif 000008
【図５】
2004186390.tif 000009
【図６】
2004186390.tif 000010