(57)【要約】【課題】実装ラインを構成する複数の実装機間でタクトタイムに差がある場合、実装機の動作環境を修正し、部品の搭載精度を向上できるようにする。【解決手段】実装ラインにおける実装動作の最適化方法において、前記タクトシミュレーションを、複数部品の同時吸着と搭載ヘッドの高速移動を優先して行ない、該タクトシミュレーションにより各実装機毎に求められるタクトタイムから最遅の実装機を特定し、少なくとも前記最遅の実装機の前工程の実装機に対しては、該最遅の実装機とのタクトタイムの差分に応じて、複数部品の個別吸着又は搭載ヘッドの低速移動を選択する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装ラインを構成する複数の実装機にそれぞれ振り分けられた部品を、各実装機により搭載ヘッドを用いて基板上に順次搭載して実装基板を生産する際の生産タクトタイムが、予め設定した目標タクトタイム内に収まるようにタクトシミュレーションを行ない、各実装機毎に最適な実装動作を決定する実装ラインにおける実装動作の最適化方法において、
前記タクトシミュレーションを、複数部品の同時吸着と搭載ヘッドの高速移動を優先して行ない、
該タクトシミュレーションにより各実装機毎に求められるタクトタイムからボトルネックとなっている最遅の実装機を特定し、
前記最遅の実装機以外の少なくとも一つの実装機に対しては、該最遅の実装機とのタクトタイムの差分に応じて、複数部品の個別吸着及び搭載ヘッドの低速移動の少なくとも一方を選択し、実装動作を変更して、搭載精度を向上することを特徴とする実装ラインにおける実装動作の最適化方法。
【請求項２】
前記実装動作を変更する際、大形部品に対しては搭載ヘッドの低速移動を優先して選択することを特徴とする請求項１に記載の実装ラインにおける実装動作の最適化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装ラインにおける実装動作の最適化方法、特に実装ラインを構成する複数の実装機において、生産効率である生産タクトタイムのみでなく、可能な範囲で実装動作に含まれる部品の吸着動作や搭載動作を変更し、搭載精度を向上した上で最適化する際に適用して好適な実装ラインにおける実装動作の最適化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
搭載ヘッドにより目的の電子部品を吸着した後、基板上に搭載する実装動作を通して完成される実装基板は、通常複数の実装機を連結した実装ラインにおいて生産される。
【０００３】
その生産に際しては、実装ライン全体で１枚の基板を生産するための所要時間として目標の生産タクトタイムが設定され、この目標タクトタイムが満足されるように、実装ラインを構成する各実装機の組合せが決定されると共に、決定された各実装機に対する実装部品の振り分けが行なわれる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この実装部品の振り分けに際しては、例えば特許文献２では、実装機毎に実装順序の最適化を行ない、それに基づいてタクトシミュレーションを実施し、その結果から実装機間のタクトタイムのばらつきが許容範囲内になるように最適化されている。
【０００５】
ところで、従来の実装ラインにおける実装動作の最適化に際しては、目標の生産タクトタイムを設定し、ラインとしてこれを満足していることを条件に部品の振り分け（生産データの割り振り）を行なっているため、実装機間で搭載する部品の点数に多少の偏りが発生することが起こり、この場合には、ライン上で基板が流れずに待ってしまう実装機が発生する。
【０００６】
例えば、２台の実装機でそれぞれ搭載する部品の点数のバランスが６：４となったとすると、通常は６の部品を搭載する実装機の方がタクトタイムが長くなるため、基板が流れず、４の部品を搭載する実装機はタクトタイムが短い分、無駄に待機する時間が発生することになる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１４６６４１号公報
【特許文献２】特開平６−２１６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来は、実装ラインにおいて、実装機毎に搭載する部品点数の偏りに起因して実装機間でタクトタイムに差が発生するため、ライン上の基板の流れに渋滞が発生する場合でも特にそれを考慮していなかった。
【０００９】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、実装ラインを構成する複数の実装機の間でタクトタイムに差が発生する場合、実装機の動作環境を修正することにより、部品の搭載精度を向上することができる実装ラインにおける実装動作の最適化方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、実装ラインを構成する複数の実装機にそれぞれ振り分けられた部品を、各実装機により搭載ヘッドを用いて基板上に順次搭載して実装基板を生産する際の生産タクトタイムが、予め設定した目標タクトタイム内に収まるようにタクトシミュレーションを行ない、各実装機毎に最適な実装動作を決定する実装ラインにおける実装動作の最適化方法において、前記タクトシミュレーションを、複数部品の同時吸着と搭載ヘッドの高速移動を優先して行ない、該タクトシミュレーションにより各実装機毎に求められるタクトタイムからボトルネックとなっている最遅の実装機を特定し、前記最遅の実装機以外の少なくとも一つの実装機に対しては、該最遅の実装機とのタクトタイムの差分に応じて、複数部品の個別吸着及び搭載ヘッドの低速移動の少なくとも一方を選択し、実装動作を変更して、搭載精度を向上することにより、前記課題を解決したものである。
【００１１】
本発明においては、前記実装動作を変更する際、大形部品に対しては搭載ヘッドの低速移動を優先して選択するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、タクトタイムが最大の実装機以外の実装機については、タクトタイムの差に応じて部品の吸着動作を個別吸着にしたり、搭載動作を遅くしたりする動作環境の修正を行なうようにしたので、その分基板への部品搭載精度を向上することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明に係る一実施形態に適用される実装ラインの概要を示すイメージ図である。
【００１４】
この実装ラインは、1台のホストコンピュータで管理されている実装機Ａ〜Ｃで示す３台の実装機が１列に連結された構成からなり、各実装機Ａ〜Ｃに振り分けられた部品が、同方向に流れる基板上に順次搭載され、実装基板が生産されるようになっている。
【００１５】
本実施形態における実装動作の最適化の基本的な流れを図２のフローチャートに示す。まず、ステップ１で各実装機への生産データ（基板上に搭載する部品と搭載座標を含む）の割り振りを行ない、ステップ２では各実装機毎に生産データとして振り分けられた実装部品についてフィーダ配置と搭載順を最適化により決定する。
【００１６】
次のステップ３では、決定されたフィーダ配置と搭載順に基づいてラインシミュレーション（タクトシュミレーション）を実行してラインタクトタイム（各実装機毎のタクトタイム）の計測（計算）を行ない、各実装機間のラインタクトタイムのばらつきが許容範囲に入っているか否かの比較を行ない、入っていない場合は入るまで上記ステップ１〜３の各処理を繰り返して行なう（ステップ４）。このフローチャートに従って行なう最適化処理は、基本的には前記特許文献２の場合と同様である。
【００１７】
この図２について詳述すると、実装機単体の最適化においては、単体のタクトタイムを向上させるために、即ち各実装機毎に振り分けられた部品を最短時間で実装できるようにするために、ステップ２では可能な限り同時吸着を優先して吸着と搭載動作の順番を決定する。
【００１８】
一方、実装ライン全体の最適化として見た場合、特定の実装機だけタクトタイムが短くても仕方が無い。そのため、ステップ１で生産データを各実装機へ割り振りを行なう際に、本来であれば各実装機毎に対象部品の実装に要するタクトタイムは均一になるのがベストであるが、実装機毎の装置状況（設備の違い）等の外的要因によっては必ずしも均一にならない。
【００１９】
その場合は、前記ステップ３で実行したラインシミュレーション結果を元に、ステップ１に戻って各実装機へ生産データの再割り振りと、再割り振り結果についてステップ２の各実装機のフィーダ配置と搭載順の最適化を行なう（ステップ４）。
【００２０】
即ち、まず各実装機への生産データの再割り振りに関しては、ステップ３のラインシミュレーションの結果を元に行なわれ、次に各実装機における最適化を実施する。
【００２１】
ここで、実装機における搭載順に関して、搭載ヘッドが有する複数ノズルにより同時吸着が可能な範囲内であるときは同時吸着を優先させる。但し、部品を個別に吸着する順次吸着を行なった方が正確なので搭載精度的には良いため、例えば吸着可能範囲にぎりぎりの時には順次吸着を優先させて行なう。
【００２２】
又、搭載ヘッドの移動速度である軸速度も同様に最高速でタクトタイムの短縮を図るよりも、例えば慣性力が大きい大形部品等であれば、速度を落とすことによって搭載精度を優先する方が良い場合が考えられる。
【００２３】
そのために、各実装機の最適化時に求められるタクトタイムの中で最も遅い最遅実装機のタクトタイムを参照し、他の各実装機のタクトタイムに余裕があるか否かを評価することによって、余裕のある実装機については最適化された結果から同時吸着を崩して個別吸着にするか、慣性力が大きい部品であるために軸速度を変更して遅くするか等の判定を行ない、精度を考慮したタクトタイムを算出する。
【００２４】
何故なら、ラインシミュレーションによる複数枚の基板生産の計算においては基板の搬送時間を含めて評価を行なうため、許容範囲内でも各実装機のタクトタイムにばらつきがある場合には、最も遅い実装機の生産タクトがボトルネックとなり、その前工程にある実装機の搬送バッファに生産途中の基板が待機状態になる場合がある。
【００２５】
従って、このラインシミュレーション結果を実装機の各実装動作の最適化時に参照し、最も遅い実装機の前工程の実装機については、後ろが遅いために早く処理する必要がないので、同時吸着を崩すか、軸速度を変更することにより、基板搬送待ち時間を短縮できるようにする。
【００２６】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２７】
前述した図２のフローチャートに従って、各実装機への生産データの割り振りを行ない（ステップ１）、割り振られた生産データに基づいて実装機内のフィーダ配置と搭載順を最適化により決定し（ステップ２）、最適化された搭載順に従ってラインシミュレーションを実行する（ステップ３）。この作業を実装機間のタクトタイムのばらつきが許容範囲になるように繰り返すことにより（ステップ４）、図３に示すようにラインタクトタイム（ここではライン全体のトータルとしてのタクトタイム）は推移し、最終的には略一定のタクトタイムに収束する。
【００２８】
次いで、上記のように推移した結果（収束した最短所要時間）を基に、各実装機に割り振られた生産データについて、本実施形態により実行する最適化を図４に示すフローチャートに従って説明する。
【００２９】
先ず、実装機内のフィーダ配置及び搭載順の決定を行なうが、前記ステップ１〜３と同様にフィーダ配置を決定し（ステップ１１）、決定されたフィーダ配置について同一吸着パターンからの搭載順を内部において決定し（ステップ１２）、決定された搭載順についてタクトタイムの計算を行なう（ステップ１３）。割り振られた全ての生産データの搭載順が決定された時点で（ステップ１４）、積み上げられたラインタクトタイムと目標値である最適タクトタイムの比較を行なう（ステップ１５）。
【００３０】
なお、ここで、積み上げられたラインタクトタイムは最も遅い実装機のタクトタイムに、又、最適タクトタイムは対象とする実装機のタクトタイムにそれぞれ相当し、いずれも後述する標準パターン（可能な限り同時吸着と軸速度最大を採用）で計算した時間である。
【００３１】
比較した結果、最適タクトタイムの方が早く（ステップ１６）、最適タクトタイムとラインタクトタイムの差が許容範囲内である場合は、各実装機毎に作成された搭載順データから、その差を基に妥当な搭載順データを選択し（ステップ１７）、部品サイズ、同時吸着回数、搭載タクトを元に変更する箇所の選定を行ない、同時吸着を崩すパターンと軸速度を変更するパターンを作成すると共に、各パターン毎にタクトタイムの計算を行ない（ステップ１８）、図５にイメージを示すようなデータテーブルを予め作成しておく。
【００３２】
このデータテーブルは、対象の実装機について、Ｆ−５６とＦ−５８で示す同時吸着が可能な２つの吸着位置から吸着した部品を、１６点の搭載座標（Ｘ，Ｙ）に順次搭載する場合の所要時間であるタクトタイムを計算した結果の一例であり、可能な限り同時吸着を行なう場合の最適タクトタイム（標準パターン）と、全て個別吸着を行なう場合の同時吸着崩しタクトタイム（同時吸着崩しパターン）と、搭載ヘッドのＸＹ移動を全て低速で行なう場合の軸速度変更タクトタイム（軸速度変更パターン）を表している。
【００３３】
続いて、前記ラインシミュレーションの結果から決定されるボトルネックとなる最遅の実装機と、その前工程の対象の実装機の各単体のタクトを比較すると共に、各パターン毎に算出されたタクトタイムを参照して適切なパターンを選択する。即ち、算出されたタクトタイムを当て嵌めた結果が良ければ（そのタクトタイムを当て嵌めたとしてもラインタクトタイム以内であれば）（ステップ１９）、実装機の最適化結果として出力する（ステップ２０）。
【００３４】
ここで、上記の適切なパターンの選択について、図６の図表に示したＮｏ．１とＮｏ．２のパターンを具体例として説明する。
【００３５】
パターンＮｏ．１は、前記図５と同一の例であり、パターンＮｏ．２は、同時吸着可能なＦ−６０とＦ−６２から１６点の搭載座標に搭載する場合の各パターンについて、同様にタクトタイムを計算した結果の例である。
【００３６】
いま、最適タクト、同時吸着タクト、軸速度変更タクトを、図６にも併記したように、それぞれＡ、Ｂ、Ｃで表わすと、Ａに対するＢ、Ｃの各差分は、同図下段部に示す表のようになる。
【００３７】
一方、この例では、ラインタクトタイムが３４．８３秒、最適タクトタイムが３２．８１秒であったとすると、その差分は２．０２秒となる。
【００３８】
この差分２．０２秒分に収まるのは、パターンＮｏ．１とＮｏ．２共にＢ−Ａであり、より近いのがパターンＮｏ．２であるため、実装動作をこのＮｏ．２の同時吸着崩しパターンに変更する置き換えを行なう。
【００３９】
以上詳述した本実施形態によれば、タクトシミュレーションによりタクトタイムを計算することにより決定される最遅実装機のタクトタイムと、前工程の実装機のタクトタイムを比較し、その差分に応じて前工程の実装機について、目標のラインタクトタイムに影響の無い範囲で精度を向上することができる。
【００４０】
なお、本発明を適用する対象の実装機としては、渋滞発生防止の観点から前工程の実装機が最適であるが、搭載精度向上の意味から最遅実装機以外の任意の実装機に適用してよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る一実施形態に適用される実装ラインの概要を示す説明図
【図２】本実施形態において部品搭載の最適化に適用されるタクトシミュレーションの基本原理を示すフローチャート
【図３】タクトシミュレーションにより算出されるラインタクトタイムの繰り返し推移を示す線図
【図４】本実施形態の作用を示すフローチャート
【図５】基板への部品搭載動作の変更に使用するデータ例を示す図表
【図６】基板への部品搭載動作の変更に使用するデータ例と変更の仕方を示す説明図
【符号の説明】
【００４２】
Ａ〜Ｃ…実装機
【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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