JP2016025130A - 部品実装方法および部品実装システム - Google Patents

Abstract

【課題】部品データの変更に伴う生産タクトへの影響についての明確な情報を得ることができる部品実装方法および部品実装システムを提供する。【解決手段】部品実装システムを構成する部品実装装置において、部品データとリンク付けされた複数の生産データを用いて部品を基板に実装するに際し、部品データが変更された場合に、生産データに基づいて生産タクトのシミュレーションを実行し、部品データの変更後の生産タクトのシミュレーション結果を部品データの変更前の生産タクトまたは生産タクトのシミュレーション結果と比較して、生産タクトシミュレーション画面２５ｂに比較結果を出力する。【選択図】図６

Description

本発明は、部品を基板に実装する部品実装方法および部品実装システムに関するものである。

実装基板を生産する部品実装システムでは、複数種類の電子部品が部品実装装置によって基板に実装される。この実装作業では予め実装対象の部品に応じて設定された部品データ、例えば部品を実装ヘッドによって吸着して取り出す際の吸着速度や取り出した部品を基板に搭載する際の装着速度などを部品ごとに規定する速度パラメータや、取り出した部品をカメラで撮像して認識する際の撮像条件を規定する認識パラメータなど、各種のデータが参照される。

部品実装システムはこれらの部品データを複数種類の部品ごとに記憶する部品データベースを備えており、実装作業過程において部品データに起因すると推測される吸着ミスや実装ミス等の動作ミスが生じた場合には、当該部品データを変更するデータ修正が行われる（例えば特許文献１参照）。この特許文献例には、部品データベースに登録された部品ごとに当該部品を使用する生産プログラムがリンクされ、部品データの変更が行われた場合に当該部品に対してリンク付けされている生産プログラム名をリストなどの形で出力する例が記載されている。

特開２００７−０５９５６３号公報

このようなデータ変更には、生産タクトや作業品質を含む生産効率に対する何らかの影響が伴うことから、データ変更に際してはその影響を把握した上で必要な対処を行うことが望ましい。しかしながら特許文献例に示す先行技術では、部品データの変更によって影響が生じる可能性がある生産プログラムを知ることはできるものの、その影響の具体的な内容を知ることはできなかった。例えば、生産現場では部品データの変更による影響のうち、当該部品実装ラインの生産タクトの変動が重視されるが、先行技術においては部品データの変更に伴う生産タクトへの影響についての明確な情報を得ることはできなかった。

そこで本発明は、部品データの変更に伴う生産タクトへの影響についての明確な情報を得ることができる部品実装方法および部品実装システムを提供することを目的とする。

本発明の部品実装方法は、部品データとリンク付けされた複数の生産データを用いて部品を基板に実装する部品実装装置における部品実装方法であって、前記部品データが変更された場合に、前記生産データに基づいて生産タクトのシミュレーションを実行するシミュレーション実行工程と、前記部品データの変更後の生産タクトのシミュレーション結果を、部品データの変更前の生産タクトまたは生産タクトのシミュレーション結果と比較して比較結果を出力する比較結果出力工程とを含む。

本発明の部品実装システムは、部品データとリンク付けされた複数の生産データを用いて部品を基板に実装する部品実装システムであって、部品を基板に実装する作業を実行する部品実装装置を有する部品実装ラインと、前記部品データが変更された場合に、前記生産データに基づいて生産タクトのシミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、前記部品データの変更後の生産タクトのシミュレーション結果を、部品データの変更前の生産タクトまたは生産タクトのシミュレーション結果と比較して比較結果を出力する比較結果出力部とを備えた。

本発明によれば、部品データの変更に伴う生産タクトへの影響についての明確な情報を得ることができる。

本発明の一実施の形態の部品実装システムの構成説明図 本発明の一実施の形態の部品実装ラインを構成する部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の部品実装システムの制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける生産データの説明図 本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける部品データの登録・編集画面を示す図 本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける生産タクトシミュレーション画面を示す図 本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける生産タクト改善案表示画面を示す図 本発明の一実施の形態の部品実装方法の作業処理を示すフロー図 本発明の一実施の形態の部品実装方法における生産タクトの改善例を示す説明図 本発明の一実施の形態の部品実装方法における生産タクトの改善例を示す説明図 本発明の一実施の形態の部品実装方法における生産タクトの改善例を示す説明図 本発明の一実施の形態の部品実装方法における生産タクトの改善例を示す説明図 本発明の一実施の形態の部品実装方法における生産タクトの改善例を示す説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、部品実装システム１の構成を説明する。部品実装システム１は基板に電子部品を実装して実装基板を生産する機能を有しており、基板供給装置Ｍ１、基板受渡装置Ｍ２、半田印刷装置Ｍ３、同一構成の部品実装装置Ｍ４、Ｍ５およびリフロー装置Ｍ６、基板回収装置Ｍ７を直列に連結して構成された部品実装ライン１ａを主体としている。基板供給装置Ｍ１〜基板回収装置Ｍ７の各装置は通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３に接続されている。

基板供給装置Ｍ１によって供給された基板６（図２参照）は基板受渡装置Ｍ２を介して半田印刷装置Ｍ３に搬入され、ここで基板６に部品接合用の半田をスクリーン印刷する半田印刷作業が行われる。半田が印刷された基板６は部品実装装置Ｍ４、Ｍ５に順次受け渡され、部品実装装置Ｍ４、Ｍ５にそれぞれ設けられた部品実装ステージＭ４Ａ，Ｍ４Ｂ，Ｍ５Ａ，Ｍ５Ｂにて半田が印刷された基板６に対して部品を実装する部品実装作業が実行される。部品が実装された基板６はリフロー装置Ｍ６に搬入され、ここで所定の加熱プロファイルにしたがって加熱されることにより部品接合用の半田が溶融固化する。これにより電子部品が基板６に半田接合されて基板６に電子部品を実装した実装基板が完成し、基板回収装置Ｍ７に回収される。

次に図２を参照して、部品実装装置Ｍ４，Ｍ５に設けられた部品実装ステージＭ４Ａ，Ｍ４Ｂ，Ｍ５Ａ，Ｍ５Ｂの構造を説明する。図２において、基台４上にはＸ方向に基板搬送機構５が配設されている。基板搬送機構５は電子部品が実装される基板６をコンベアにより搬送し、基板搬送機構５上に設けられ実装作業位置に基板６を位置決めする。

基板搬送機構５の両側方には、部品供給部７が設けられている。部品供給部７には部品を供給するテープフィーダ８を装着するためにＹ方向に形成された複数のフィーダスロット７ａ（図４（ａ）参照）が、Ｘ方向に並設されている。各フィーダスロット７ａには、当該基板６の基板種類について予め設定された部品配置データにしたがってテープフィーダ８が装着される。テープフィーダ８は供給リールから引き出されたキャリアテープをピッチ送りすることにより、キャリアテープに保持された部品を以下に説明する実装ヘッド１２による取り出し位置に供給する。

基台４上面においてＸ方向の一方側の端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸移動テーブル１０が配設されており、Ｙ軸移動テーブル１０には、同様にリニア駆動機構を備えた２基のＸ軸移動テーブル１１が、Ｙ方向に移動自在に結合されている。２基のＸ軸移動テーブル１１には、それぞれ実装ヘッド１２がＸ方向に移動自在に装着されている。実装ヘッド１２は複数（ここでは３つ）の単位ヘッド１２ａを備えた多連型ヘッドであり、それぞれの単位ヘッド１２ａの下端部には、部品を吸着して保持し個別に昇降可能な吸着ノズル１２ｂが装着されている。本実施の形態では、各単位ヘッド１２ａに単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）を付番してそれぞれを区別するようにしている。

Ｙ軸移動テーブル１０、Ｘ軸移動テーブル１１を駆動することにより、実装ヘッド１２はＸ方向、Ｙ方向に移動する。これにより２つの実装ヘッド１２は、それぞれ対応した部品供給部７のテープフィーダ８の部品吸着位置から電子部品を吸着ノズル１２ｂによって取り出して、基板搬送機構５に位置決めされた基板６の実装点に移送搭載する。Ｙ軸移動テーブル１０、Ｘ軸移動テーブル１１および実装ヘッド１２は、電子部品を保持した実装ヘッド１２を移動させることにより、電子部品を部品供給部７から取り出して基板６に移送搭載する部品実装機構１３を構成する。

部品供給部７と基板搬送機構５との間には、部品認識カメラ９およびノズル収納部１５が配設されている。部品供給部７から部品を取り出した実装ヘッド１２が部品認識カメラ９の上方を移動する際に、部品認識カメラ９は実装ヘッド１２に保持された状態の部品を撮像して認識する。ノズル収納部１５には、単位ヘッド１２ａに装着される吸着ノズル１２ｂが予め設定されたノズル配置データに従って収納されている。実装ヘッド１２がノズル収納部１５にアクセスして所定のノズル交換動作を実行することにより、各単位ヘッド１２ａには保持対象とする部品に対応した吸着ノズル１２ｂが装着される。

実装ヘッド１２にはＸ軸移動テーブル１１の下面側に位置して、それぞれ実装ヘッド１２と一体的に移動する基板認識カメラ１４が装着されている。実装ヘッド１２が移動することにより、基板認識カメラ１４は基板搬送機構５に位置決めされた基板６の上方に移動し、基板６を撮像して認識する。実装ヘッド１２による基板６への部品実装動作においては、部品認識カメラ９による部品の認識結果と、基板認識カメラ１４による基板認識結果とを加味して搭載位置補正が行われる。

次に図３を参照して、部品実装システム１の制御系の構成を説明する。図３において、管理コンピュータ３は演算部２０、記憶部２１、操作・入力部２４、表示部２５および通信部２６を備えており、通信インターフェイスである通信部２６および通信ネットワーク２を介して、部品実装システム１を構成する他装置との間での制御信号やデータの授受を行う。

演算部２０は、生産データ作成部２０ａ、シミュレーション実行部２０ｂ、タクト改善案導出部２０ｃ、演算結果出力部２０ｄを備えている。また記憶部２１には、部品データ２２、生産データ２３が記憶されており、さらに生産データ２３は実装座標データ２３ａ、部品配置データ２３ｂ、ノズル配置データ２３ｃを含んだ構成となっている。

部品データ２２は、実装対象となる部品の部品種類ごとに作成された情報である。図５の部品データ登録・編集画面２５ａに示すように部品データ２２には、対象となる部品Ｐの部品外形４０や、サイズ４１ａ、リード数４１ｂ、リード幅・長さ４１ｃなどを示す部品関連情報４１のほか、部品実装装置による当該部品Ｐの実装動作の条件を規定した実装動作条件情報４２が含まれる。

実装動作条件情報４２には、例えば、当該部品種類に対応して用いられる吸着ノズル１２ｂの種類を示すノズル種類４３や、部品実装機構１３による部品実装動作の速度を規定する吸着速度４４ａや装着速度４４ｂなどの速度パラメータ４４などが含まれる。さらに実装動作条件情報４２には、実装ヘッド１２によって取り出した部品を撮像手段（部品認識カメラ９）によって撮像する際に用いられるカメラ種別４５ａや照明条件４５ｂなどの撮像条件４５も含まれる。

すなわち、本実施の形態における部品データ２２には、部品実装装置Ｍ４，Ｍ５において、吸着ノズル１２ｂによって部品を吸着して取り出す際の吸着速度４４ａ、取り出した部品を撮像手段によって撮像する際の撮像条件４５、部品を基板６に装着する際の装着速度４４ｂおよび使用される吸着ノズル１２ｂのノズル種類４３のうち、少なくとも１つが含まれる形態となっている。

これらの生産データ２３は、複数の部品種類についてまとめた部品データライブラリとして記憶されており、部品実装作業の実行の過程においてこれらのデータのいずれかを変更する必要が生じた場合には、図５に示す部品データ登録・編集画面２５ａを介して変更処理を行う。本実施の形態では、この部品データ登録・編集画面２５ａを部品実装装置Ｍ４，Ｍ５が備えた表示部３５のモニタ画面に表示させ、この画面上で部品データ２２を修正するようにしている。もちろん、管理コンピュータ３の表示部２５を介して部品データ２２の修正を行うことも可能である。

このようにして変更された内容は、当該部品を用いる全ての基板種類の生産データ２３に反映させることができる。すなわち部品実装ライン１ａにて用いられる複数の生産データ２３は、部品データ２２とリンクされており、部品実装装置Ｍ４、Ｍ５においては、部品データ２２とリンク付けされた複数の生産データ２３を用いて、部品を基板に実装する部品実装作業が実行される。なお、部品データ２２の変更を全ての基板種類の生産データ２３に反映させるか否かは、ユーザの選択によって任意に設定可能である。

生産データ２３は、生産対象の基板種類を当該部品実装装置にて作業対象とする場合に参照されるデータである。生産データ２３においては、上述のように、部品実装ライン１ａに含まれる部品実装装置Ｍ４、５においては、部品データ２２とリンク付けされた複数の生産データ２３を用いて部品を基板に実装する部品実装作業が実行される。

実装座標データ２３ａは、当該基板種類における部品実装点の位置を示すデータであり、部品実装装置Ｍ４，Ｍ５の機械座標系における位置座標として記憶されている。部品配置データ２３ｂは、部品実装装置Ｍ４，Ｍ５の各部品供給部７におけるテープフィーダ８の配置を示すデータである。すなわち、図４（ａ）に示すように、部品供給部７にテープフィーダ８を装着するために設けられた複数のフィーダスロット７ａには、それぞれスロットアドレス７ｂ（ａ１，ａ２，ａ３，・・・）が付されている。部品配置データ２３ｂではこれらのスロットアドレス７ｂのそれぞれにテープフィーダ８に収納される部品の種類を示す部品種類［Ｐ］が対応している。

ノズル配置データ２３ｃは、部品実装装置Ｍ４，Ｍ５のノズル収納部１５における吸着ノズル１２ｂの配置を示すデータである。すなわち図４（ｂ）に示すように、ノズル収納部１５には吸着ノズル１２ｂを収納するための収納孔１５ａがマトリクス状に設けられており、各収納孔１５ａには、それぞれの収納孔１５ａを特定する収納アドレス１５ｂがマトリクス座標（ｉ，ｊ）の形で付されている。ノズル配置データ２３ｃでは、これらの収納アドレス１５ｂのそれぞれに吸着ノズル１２ｂの種類を示すノズル種類［Ｎ］が対応している。

生産データ作成部２０ａは、各基板種類の実装基板の生産に使用される生産データ２３を作成する機能を有している。すなわち、記憶部２１に記憶された部品データ２２に基づき、各部品実装装置Ｍ４，Ｍ５の部品供給部７における部品配置、ノズル収納部１５におけるノズル配置や、部品実装作業における動作順序を示す作業シーケンスを決定する。作成された生産データ２３は、記憶部２１に基板種類ごとに記憶される。

生産データ作成部２０ａによる生産データ２３の作成に際しては、所与の制約条件の下で、部品実装作業の効率を極力向上させる最適化を目的とした演算が実行される。これらの制約条件としては、例えば部品実装作業における実装ヘッド１２の動作時間の短縮を優先させるタクト優先パターン、生産する基板種類の切り替えに伴う段取り替え作業の低減を優先させる段取り替え作業優先パターン、さらにこれらの折衷パターンなどがあり、実際の部品実装ライン１ａにおける生産形態に応じて適宜選択される。

シミュレーション実行部２０ｂは、作成された生産データ２３に基づき、部品実装作業のシミュレーションを行う。ここでは、１枚の基板を対象として部品実装ステージＭ４Ａ、Ｍ４Ｂ、Ｍ５Ａ，Ｍ５Ｂの各部品実装ステージにて実行される部品実装作業の所要時間を示す生産タクトを予測演算によって算出する生産タクトのシミュレーションを実行する。本実施の形態においては、特定部品について吸着ミスや実装ミス等の動作ミスが頻発する傾向が見いだされた場合に行われる当該部品のマシンパラメータ（実装動作条件情報４２）の修正など、部品データ２２が変更された場合に、シミュレーション実行部２０ｂによって生産データ２３に基づいて生産タクトのシミュレーションを実行するようにしている。

図６はこのような生産タクトのシミュレーション結果を表示する生産タクトシミュレーション画面２５ｂを示している。生産タクトシミュレーション画面２５ｂでは、生産データ表示欄５０に表示されたシミュレーション対象の基板種類を対象として、部品実装ステージＭ４Ａ、Ｍ４Ｂ、Ｍ５Ａ，Ｍ５Ｂの各部品実装ステージにおける部品実装作業の生産タクトの演算結果が、それぞれの実装ステージのタクト演算結果表示欄５１に個別に数値データで表示される。

さらに生産タクトシミュレーション画面２５ｂには、部品データの変更の前後における生産タクトのシミュレーション結果を比較した比較結果が、タクト変動表示欄５２に表示される。ここでは、部品実装ステージＭ４Ａ、Ｍ４Ｂ、Ｍ５Ａ，Ｍ５Ｂにおいて最も生産タクトが長く、部品実装ライン１ａ全体の生産タクトを律速するボトルネックステージを対象として比較結果が表示される。図６に示す例では、部品実装ステージＭ５Ｂがボトルネックステージであり、部品データの変更によって生産タクトが４％ＤＯＷＮする例が示されている。なお比較結果を出力する形態としては、タクト変動の度合いを表示する形態の他、部品データ変更前後における生産タクトの数値を並記する形態など、種々の表示方法を用いることができる。

タクト改善案導出部２０ｃは、図５に示す部品データ登録・編集画面２５ａを介して部品データ２２のデータ変更が入力され、シミュレーション実行部２０ｂによってタクトシミュレーションが実行された結果生産効率の悪化が予測される場合に、改善案を導出する演算処理を行う。この演算処理は、予め設定された改善案導出アルゴリズムに基づいて実行される。

図７は、このような生産タクト改善案表示画面２５ｃを示している。生産タクト改善案表示画面２５ｃでは、生産タクトシミュレーション画面２５ｂに重ねて、改善案を提案する改善案表示枠５３が表示されるようになっている。改善案表示枠５３では、改善のための具体的な内容とともに、提案を採用して実行した場合に推定される改善効果（ここでは生産タクトの改善度合い）が表示される。さらに提案を採用して実行するか否かの判断を促す問い合わせも併せて表示される。

演算結果出力部２０ｄは、生産データ作成部２０ａ、シミュレーション実行部２０ｂ、タクト改善案導出部２０ｃによる演算結果を出力し、表示部２５に表示させる処理を行う。これにより、図６に示す生産タクトシミュレーション画面２５ｂ，図７に示す生産タクト改善案表示画面２５ｃが表示部２５に表示される。

上記構成において、演算結果出力部２０ｄは、部品データの変更の前後における生産タクトのシミュレーション結果を比較して比較結果を出力する比較結果出力部として機能するとともに、部品データの変更後のシミュレーション結果に基づいて、生産タクトを対象とする改善策を導出して出力する改善案出力部としても機能する。

操作・入力部２４は、キーボードやマウスなどのポインティングデバイスを備えた入力装置であり、管理コンピュータ３への操作入力やデータ入力を行う。表示部２５は、液晶パネルなどの表示装置であり、部品データ登録・編集画面２５ａなどの操作入力時の案内画面や、生産タクトシミュレーション画面２５ｂ、生産タクト改善案表示画面２５ｃなどの各種の画面を表示する。通信部２６は、通信インターフェイスであり、通信ネットワーク２を介して部品実装装置Ｍ４、Ｍ５など他装置との間で制御信号やデータの授受を行う。

部品実装装置Ｍ４、Ｍ５は、通信部３０、装置制御部３１、記憶部３２、機構駆動部３３、操作・入力部３４および表示部３５を備えている。通信部３０は通信インターフェイスであり、通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３や他装置との間の信号の授受を行う。装置制御部３１は記憶部３２に記憶された生産データ２３など部品実装作業の実行に必要なデータに基づき、当該部品実装装置の動作制御を行う。機構駆動部３３は装置制御部３１によって制御されて、基板搬送機構５や部品実装機構１３を駆動する。操作・入力部３４は、タッチパネルなどの入力装置であり、当該部品実装装置への操作入力やデータ入力を行う。表示部３５は、液晶パネルなどの表示装置であり、操作・入力部３４による操作入力時の案内画面や各種の報知画面を表示する。

次に図８を参照して、部品実装システム１を構成する部品実装装置Ｍ４，Ｍ５において、部品データとリンク付けされた複数の生産データを用いて実行される部品実装作業のフローを説明する。ここでは、部品供給部７に部品配置された部品を実装ヘッド１２によって取り出して基板６に移送搭載する部品実装動作において、特定の部品種類について何らかの吸着ミスや実装ミス等の動作ミスが検出された場合に、当該動作ミスが発生した部品種類について原因と推測される部品データを修正する場合の処理を示している。

図８において、当該不良の原因と推測される部品データ２２を修正する（ＳＴ１）。次いで修正により変更された部品データ２２を用いて、シミュレーション実行部２０ｂによって生産タクトのシミュレーションを実行する（ＳＴ２）。すなわち部品データ２２が変更された場合に、変更後の部品データ２２を用いて当該部品データがリンク付けされた生産データ２３に基づいて生産タクトのシミュレーションを実行する（シミュレーション実行工程）。

次いで、シミュレーション結果を当該部品データ２２の変更前の生産タクトまたは生産タクトのシミュレーション結果と比較して、比較結果を演算結果出力部２０ｄによって出力し（ＳＴ３）、出力された比較結果を表示部２５の画面に生産タクトシミュレーション画面２５ｂ（図６）として表示する（ＳＴ４）。ここで、比較の対象としては、部品データの変更前の実績値としての生産タクトでもよく、また部品データの変更前に実行された生産タクトのシミュレーション結果を比較対象としてもよい。すなわち、部品データ２２の変更後の生産タクトのシミュレーション結果を部品データ２２の変更前の生産タクトまたは生産タクトのシミュレーション結果と比較して比較結果を出力する（比較結果出力工程）。

次に、タクト改善案導出部２０ｃにより、上述のシミュレーション結果に基づいて生産タクトの改善案を導出して出力し（ＳＴ５）、出力された改善案を図７に示す生産タクト改善案表示画面２５ｃ（図７）の形で表示部２５の画面に表示する（ＳＴ６）。すなわち部品データの変更後のシミュレーション結果に基づいて、生産タクトを対象とする改善策を導出して出力する（改善案出力工程）。

そして表示された生産タクト改善案表示画面２５ｃを作業者が確認し、作業者の判断により改善案の採否を入力する（ＳＴ７）。すなわち生産タクト改善案表示画面２５ｃに表示された改善案表示枠５３の内容を確認して提案の当否を検討し、改善案採用か否かを判断する（ＳＴ８）。ここで提案内容が妥当であり、改善案を採用する旨入力されたならば、生産データ２３を改善案に則して修正する処理が自動的に実行される（ＳＴ９）。

このとき、改善案表示枠５３の内容が作業者による作業操作を伴う内容、例えば図７に示す例のように、部品配置の変更を伴うものであれば、作業者は提案の内容に即した作業を実行する。そしてこの後、部品実装作業が継続して実行される（ＳＴ１０）。（ＳＴ８）にて改善案を採用しない旨入力した場合にも同様に、部品実装作業が継続して実行される。

次に、タクト改善案導出部２０ｃによって導出される生産タクトの改善案の例について、図９〜図１３を参照して説明する。ここでは、部品データの変更として、吸着速度や装着速度などの動作速度を変更した場合について例示している。すなわち部品種類によっては、設備能力の最大速度（１００％）で作業動作を実行すると吸着ミスや装着位置ずれなどの動作不良が多発することがある。このような場合、速度を低下させることにより動作状態が安定して動作ミスを低減させる可能性があることが知られている。ここでは、複数の部品種類のうち、部品種類Ｐｂの速度を１００％から８０％に変更することによる生産タクトの悪化を改善する事例について示している。

まず図９は、作業シーケンスの変更によるタクト改善例を示している。なお、図９〜図１２において、［Ｐ］は部品種類を、［Ｖ］は最大速度に対する比率：％で表した速度を示している。各図において、「ターン番号」５４に示すターン番号は、実装作業の実行順序を規定する作業シーケンスにおいて、吸着ノズル１２ｂが部品供給部７と基板６との間を往復する各実装ターンに付された番号である。ここでは実行順に（１），（２），（３）の番号が付されている。

「単位ヘッド」５５には、吸着ノズル１２ｂに備えられた複数の単位ヘッド１２ａを個別に特定する単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）が記載されている。そしてこれらの単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）毎に、各ターン番号の実装ターンにおいて各単位ヘッド１２ａに保持される部品の部品種類［Ｐ］および当該部品種類に対応して部品データ２２に規定された速度［Ｖ］とが並記されている。

ここで図９（ａ）は、部品データ変更前の状態を示している。ターン番号（１）、（２）、（３）のすべての実装ターンについて、単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）の単位ヘッド１２ａにはそれぞれ部品種類Ｐａ、Ｐｃ、Ｐｂの各部品がそれぞれ保持される。そしてこれらの、単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）においては、ターン番号（１）〜（３）の全てについて１００％の速度Ｖが設定されている。

図９（ｂ）は部品データ変更の内容を示しており、部品種類Ｐｂについて動作ミスの低減を目的として速度Ｖを、１００％から８０％に変更（＊を付して記載された＊８０参照）する。なお、図９〜図１３において、＊を付した項目は部品データ変更に関連することを意味している。このとき、部品種類Ｐａ、Ｐｃについては速度変更は適用されていないものの、部品実装動作では単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）の単位ヘッド１２ａは同一の実装ヘッド１２として一体的に移動するため、実際の速度Ｖはいずれのターン番号（１）〜（３）についても１００％ではなく、単位ヘッド番号（３）について設定された８０％となる。すなわち１つの部品種類Ｐｂについての速度変更が全ての部品実装動作に対して影響を及ぼし、この結果全体の生産タクトが悪化する。

図９（ｃ）は、このような不都合を防止するために、実装作業の実行順序を規定する作業シーケンスを再生成することによりタクト改善を実現する改善案を示している。すなわちこの改善案では、部品データ変更によって速度が８０％に低減された部品種類Ｐｂの部品を、ターン番号（１）の一番目の実装ターンにおいて単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）の単位ヘッド１２ａすべてに保持させ、さらにターン番号（２）、（３）の実装ターンのそれぞれにおいて単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）のすべてに部品種類Ｐｃ，Ｐａの部品を保持させるように作業シーケンスを再生成する。

このようなシーケンス再生成により、ターン番号（１）の実装ターンにおいては速度が１００％から８０％に低下するものの、ターン番号（２）、（３）の実装ターンで速度は部品データ変更前と同様に１００％に維持される。すなわち、部品種類Ｐｂの速度変更による生産タクトの悪化を、１回の実装ターンのみに限定することが可能となり、全体の生産タクトの悪化を最小限に抑制することが可能となっている。

次に図１０は、部品供給部における部品配置の変更によるタクト改善例を示している。ここで図１０（ａ）は、部品データ変更前の状態を示しており、ターン番号（１）の第１回目の実装ターンについては、単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）の単位ヘッド１２ａには、それぞれ部品種類Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｄの各部品が保持される。またターン番号（２）、（３）の実装ターンについては、単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）の単位ヘッド１２ａには、それぞれ部品種類Ｐａ、Ｐｃ、Ｐｂの部品がそれぞれ保持される。

これらの単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）の単位ヘッド１２ａにおいては、ターン番号（１）にて単位ヘッド番号（３）に保持される部品種類Ｐｄについてのみ８０％の速度Ｖが設定され、単位ヘッド番号（１）、（３）の単位ヘッド１２ａに保持される部品種類Ｐａ，Ｐｂについては１００％の速度Ｖが設定されている。そしてターン番号（２）、（３）の実装ターンについては、部品種類Ｐａ，Ｐｂ、Ｐｃをそれぞれ保持する単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）の全てについて１００％の速度Ｖが設定されている。

図１０（ｂ）は部品データ変更の内容を示しており、図９にて示した例と同様に、部品種類Ｐｂについて動作ミスの低減を目的として速度Ｖを１００％から８０％に変更（＊を付して記載された＊８０参照）する。このとき図９の例にて説明したように、部品実装動作では単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）の単位ヘッド１２ａは同一の実装ヘッド１２として一体的に移動するため、実際の速度Ｖは当初から速度Ｖが８０％に設定された部品種類Ｐｄを含むターン番号（１）のみならず、ターン番号（２）、（３）の実装ターンについても、当初の１００％ではなく単位ヘッド番号（３）について設定された８０％となる。すなわち部品種類Ｐｂについての速度変更が他の部品実装動作に対して影響を及ぼし、この結果全体の生産タクトが悪化する。

図１０（ｃ）は、このような不都合を防止するために、部品供給部７における部品配置を変更することによりタクト改善を実現する改善案を示している。この改善案では、部品データ変更によって速度が８０％に低減された部品種類Ｐｂを、データ変更前の当初より速度Ｖが８０％に設定されていた部品種類Ｐｄと、同一実装ターンにて同時吸着ができるように、すなわち、部品種類Ｐｂ，Ｐｄを同時吸着できるように、部品種類Ｐｂの部品を保持したテープフィーダ８を移動するとともに、作業シーケンスを再生成する。

ここでは、ターン番号（１）の実装ターンにおいて単位ヘッド番号（１）、（２）の単位ヘッド１２ａには部品種類Ｐｂの部品を、単位ヘッド番号（３）の単位ヘッド１２ａには部品種類Ｐｄの部品を保持させるように部品配置を変更する。さらにターン番号（２）の実装ターンにおいて、単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）のいずれにも部品種類Ｐｃの部品を保持させ、ターン番号（３）の実装ターンにおいて単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）のいずれにも部品種類Ｐａの部品を保持させるように作業シーケンスを再生成する。

このような部品配置の変更およびシーケンス再生成により、ターン番号（１）の実装ターンにおいては速度Ｖは当初の設定速度である８０％に維持され、さらにターン番号（２）、（３）の実装ターンで、速度Ｖは部品データ変更前と同様に１００％に維持される。すなわち、部品種類Ｐｂの速度変更による生産タクトの悪化の影響を実質的になくすことが可能となっている。

さらに図１１、図１２は、複数装置間における部品配置の入れ換えによるタクト改善例を示している。ここに示す例においても、図９，図１０の例と同様に、部品種類Ｐｂについての速度Ｖを低減する部品データ変更による生産タクトの悪化を抑制することを目的としている。ここでは、部品実装ライン１ａを構成する複数の部品実装装置Ｍ４（装置１）、Ｍ５（装置２）の間で、テープフィーダ８の入れ替えによる部品配置の変更を行う。このとき、他装置の部品供給部７に同じノズル種類の吸着ノズル１２ｂを用いている実装ヘッド１２が存在することが条件となる。

図１１（ａ）は、部品データ変更前における装置１の状態を示している。なお、装置１においては、単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）の単位ヘッド１２ａのいずれにもノズル種類Ｎａの吸着ノズル１２ｂが装着されており、部品データ２２においてノズル種類Ｎａと対応関係にある部品種類の部品のみが実装作業対象となる。

ターン番号（１）、（２）、（３）のすべての実装ターンについて、単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）の単位ヘッド１２ａにはそれぞれ部品種類Ｐａ、Ｐｃ、Ｐｂの各部品がそれぞれ保持される。そしてこれらの単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）においては、ターン番号（１）、（２）、（３）の全てについて１００％の速度Ｖが設定されている。そしてこの状態において、生産タクトはボトルネックタクトとしての３０ｓｅｃ．となっている。

図１２（ａ）は、部品データ変更前における装置２の状態を示している。この状態では、当該装置の生産タクトは２９ｓｅｃ．であり、当該実装ラインのボトルネックタクトとはなっていない。なお、装置２においては、単位ヘッド番号（１）、（２）にはそれぞれノズル種類Ｎｂの吸着ノズル１２ｂが、単位ヘッド番号（３）にはノズル種類Ｎａの吸着ノズル１２ｂが装着されている。したがって、単位ヘッド番号（１）、（２）については、部品データ２２においてノズル種類Ｎｂと対応関係にある部品種類の部品のみが実装作業対象となり、単位ヘッド番号（３）についてはノズル種類Ｎａと対応関係にある部品種類の部品のみが実装作業対象となる。

ターン番号（１）、（２）、（３）のすべての実装ターンについて、単位ヘッド番号（１）の単位ヘッド１２ａには部品種類Ｐｄ、単位ヘッド番号（２）の単位ヘッド１２ａには部品種類Ｐｅが保持される。また単位ヘッド番号５５ａ（３）にはターン番号（１）、（３）の第２回の実装ターンについてのみ、部品種類Ｐｆの各部品が保持される。そして部品種類Ｐｄ、部品種類Ｐｅについては、いずれも８０％の速度Ｖが設定され、部品種類Ｐｆについては１００％の速度Ｖが設定されている。そしてこの状態において、生産タクトは２９ｓｅｃ．となっている。

図１１（ｂ）は、部品データ変更の内容を示している。すなわち、図９に示す例と同様の理由により、部品種類Ｐｂについて速度Ｖを１００％から８０％に変更（＊を付して記載された＊８０参照）する。この結果、単位ヘッド番号（３）の単位ヘッド１２ａが部品種類Ｐｂの部品を保持するターン番号（３）においては、この速度変更の影響により、１つの実装ヘッド１２として一体的に移動する単位ヘッド番号（１）、（２）、（３）の全ての単位ヘッド１２ａについて速度が低下し、全体としての生産タクト（ボトルネックタクト）が３１ｓｅｃ．に悪化する。なお、装置２においては、部品データ変更対象となった部品種類Ｐｂを作業対象としていないことから、部品データ変更による影響はない。したがって図１２（ｂ）の内容は、図１２（ａ）と同一内容となる。

図１１（ｃ）、図１２（ｃ）は、上述の生産タクトの悪化を防止するために、装置１，装置２間における部品配置の入れ換えによりタクト改善を実現する改善案を示している。この改善案では、部品データ変更によって速度が８０％に低減された部品種類Ｐｂを、装置１から装置２へ移動させるとともに、作業シーケンスを再生成することにより、当初より速度Ｖが８０％に設定されていた部品種類Ｐｄ，Ｐｆと同一実装ターンにて実装対象とするようにしている。

すなわち図１１（ｃ）に示すように、部品種類Ｐｂが作業対象とされていたターン番号（３）における単位ヘッド番号（３）の単位ヘッド１２ａによる作業を取り消す。そして図１２（ｃ）に示すように、当初作業対象が空白とされていたターン番号（３）の実装ターンにおける単位ヘッド番号（３）の単位ヘッド１２ａによる作業対象として、装置１から移動される部品種類Ｐｂを割り当てる。なお装置１，２において、いずれの単位ヘッド番号（３）の単位ヘッド１２ａにもノズル種類Ｎａが装着されていることから、作業対象の部品の移動がノズル不適合によって妨げられることがない。

この改善案の実行により、装置１においては、部品データ変更によって速度が８０％に低減された部品種類Ｐｂをターン番号（３）の実装ターンから除去することができ、当該実装ターンの生産タクトの低下を防止することができる。また装置２においてはターン番号（３）の実装ターンにて作業対象となる部品の速度Ｖは当初から８０％であることから、部品種類Ｐｂの移動に起因する生産タクトの悪化はほとんどない。

次に図１３は、吸着ノズルの種類の追加によるタクト改善例を示している。生産データ２３においては、当該部品と適合する吸着ノズルのノズル種類との対応関係が規定されており、生産データ２３にて規定されたノズル種類以外の吸着ノズルは使用できないようになっている。但し、この対応関係は絶対的に厳密なものではなく、状況によっては当初生産データ２３に規定されていなかったノズル種類をある部品種類についての対応ノズルとして追加することが許容される。そして場合によっては、このようなノズル種類の追加によって、生産タクトの改善を図ることができる。以下、具体例を説明する。なお図１３において、［Ｐ］は部品種類を、［Ｎ］は吸着ノズル１２ｂのノズル種類を示している。

図１３（ａ）は、部品データ変更前のノズル対応関係に基づく部品実装動作を示している。ここでは部品種類Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの部品が作業対象となっており、このうち部品種類Ｐａ，Ｐｃ，Ｐｄはノズル種類Ｎａと対応関係にあり、部品種類Ｐｂのみがノズル種類Ｎｂと対応関係にある。ここで単位ヘッド番号（１）、（２）の単位ヘッド１２ａには、ノズル種類Ｎａの吸着ノズル１２ｂが装着されており、単位ヘッド番号（３）の単位ヘッド１２ａには、ノズル種類Ｎｂの吸着ノズル１２ｂが装着されている。

実装対象となる部品の数量は全体で９個であり、部品種類Ｐａが３個、部品種類Ｐｂが１個、部品種類Ｐｃが４個，部品種類Ｐｄが１個である。このような部品種類別部品数と上述のヘッド別ノズル種類とを勘案して、図１３（ａ）に示す作業シーケンスが決定されている。ここでは、部品種類Ｐｂの部品は１個のみであることから、ノズル種類Ｎｂが装着された単位ヘッド番号５５ａ（３）の単位ヘッド１２ａは最初のターン番号（１）の実装ターンのみにおいて部品実装を行う。このため、残りの８個を単位ヘッド番号（１）、（２）の単位ヘッド１２ａにて分担して実装するためには、ターン番号（１）〜（４）の４回の実装ターンが必要とされ、実装ターン回数が増大して生産タクトタイムの悪化を招く。

このような不都合を防止するため、ここに示す例では、タクト改善案として部品種類Ｐｂに対応するノズル種類にノズル種類Ｎａを追加する部品データ変更を行う。これにより、当初はノズル種類Ｎｂによってのみ吸着可能であった部品種類Ｐｂの部品を、ノズル種類Ｎａによって吸着することが可能となる。

そしてこのようなタクト改善案を実行することにより、図１３（ｃ）に示すように、ノズル種類Ｎａの吸着ノズル１２ｂをノズル収納部１５に追加して単位ヘッド番号（３）の単位ヘッド１２ａにも装着可能とするとともに、作業シーケンスを再生成する。すなわち、当初は単位ヘッド番号（３）では作業対象とすることができなかった部品種類Ｐｃ，Ｐｄを、ターン番号（２）、（３）にて単位ヘッド番号（３）の単位ヘッド１２ａによって作業対象とする。これにより、当初の作業シーケンスでは必要とされたターン番号（４）の実装ターンを実行することなく、９個の部品を全て３回の実装ターンで実装することができ、全体の作業タクトの改善を図ることが可能となっている。

すなわち図９〜図１３に示すように、部品実装システム１において生産タクトの改善として導出される改善策には、部品実装装置Ｍ４，Ｍ５において、吸着ノズル１２ｂによって部品を取り出して基板６に実装する部品実装作業の作業シーケンスの変更（図９）、部品供給部７における部品配置の変更（図１０）、使用される吸着ノズルの種類の追加（図１３）、複数の部品実装装置間における部品配置の入れ換え（図１１，図１２）のうち、少なくとも１つが含まれる形態となっている。なお、上述の実装動作条件情報以外であっても、生産タクトに影響を及ぼすと考えられる実装動作条件情報であれば、改善案の対象として取り入れることができる。

上記説明したように、本実施の形態に示す部品実装方法および部品実装システムでは、部品データとリンク付けされた複数の生産データを用いて部品を基板に実装するに際し、部品データが変更された場合に、生産データに基づいて生産タクトのシミュレーションを実行し、部品データの変更後の生産タクトのシミュレーション結果を、部品データの変更前の生産タクトまたは生産タクトのシミュレーション結果と比較して比較結果を出力し、さらに部品データの変更後のシミュレーション結果に基づいて、生産タクトを対象とする改善策を導出して出力するようにしている。

このような比較結果を参照することにより、部品データの変更に伴って、当該時点で生産中の基板種類のみならず，当該部品データと生産データがリンクされた別の基板種類も含めた生産タクトへの影響についての明確な情報を得ることができる。さらに、部品データの変更に伴う生産効率面への悪影響に対する改善策を提示することにより、良好な生産性を確保することができる。

本発明の部品実装方法および部品実装システムは、部品データの変更に伴う生産タクトへの影響についての明確な情報を得ることができるという効果を有し、部品を基板に実装して実装基板を生産する部品実装分野において有用である。

１ 部品実装システム
１ａ 部品実装ライン
６ 基板
７ 部品供給部
８ テープフィーダ
１２ 実装ヘッド
１２ａ 単位ヘッド
１２ｂ 吸着ノズル
１３ 部品実装機構
１５ ノズル収納部

Claims (6)

1. 部品データとリンク付けされた複数の生産データを用いて部品を基板に実装する部品実装装置における部品実装方法であって、
   前記部品データが変更された場合に、前記生産データに基づいて生産タクトのシミュレーションを実行するシミュレーション実行工程と、
   前記部品データの変更後の生産タクトのシミュレーション結果を、部品データの変更前の生産タクトまたは生産タクトのシミュレーション結果と比較して比較結果を出力する比較結果出力工程とを含むことを特徴とする部品実装方法。
2. 前記部品データには、前記部品実装装置による前記部品の実装動作の条件を規定した実装動作条件情報が含まれることを特徴とする請求項１記載の部品実装方法。
3. 前記実装動作条件情報には、前記部品実装装置において、吸着ノズルによって部品を吸着して取り出す際の吸着速度、取り出した部品を撮像手段によって撮像する際の撮像条件、部品を基板に装着する際の装着速度および使用される吸着ノズルの種類のうち、少なくとも１つが含まれることを特徴とする請求項２に記載の部品実装方法。
4. 部品データとリンク付けされた複数の生産データを用いて部品を基板に実装する部品実装システムであって、
   部品を基板に実装する作業を実行する部品実装装置を有する部品実装ラインと、
   前記部品データが変更された場合に、前記生産データに基づいて生産タクトのシミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、
   前記部品データの変更後の生産タクトのシミュレーション結果を、部品データの変更前の生産タクトまたは生産タクトのシミュレーション結果と比較して比較結果を出力する比較結果出力部とを備えたことを特徴とする部品実装システム。
5. 前記部品データには、前記部品実装装置による前記部品の実装動作の条件を規定した実装動作条件情報が含まれることを特徴とする請求項４記載の部品実装システム。
6. 前記実装動作条件情報には、前記部品実装装置において、吸着ノズルによって部品を吸着して取り出す際の吸着速度、取り出した部品を撮像手段によって撮像する際の撮像条件、部品を基板に装着する際の装着速度および使用される吸着ノズルの種類のうち、少なくとも１つが含まれることを特徴とする請求項５に記載の部品実装システム。

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