JP2016086007A - 部品実装システムにおける基板の生産管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品実装ラインが備える設備の現在の状態をできるだけ維持しつつ、割り込み品種基板を生産することができる部品実装システムにおける基板の生産管理方法を提供することを目的とする。【解決手段】複数の部品実装装置２Ｊを含んで構成される部品実装ライン２を複数有する部品実装システム１において、割り込み品種基板Ｋｗの生産データを読み込む工程（ステップＳＴ２）、各部品実装ライン２の設備データを収集する工程（ステップＳＴ３）、読み込んだ割り込み品種基板Ｋｗの生産データ及び収集した各部品実装ライン２の設備データに基づいて、割り込み品種基板Ｋｗを生産するのに必要な部品実装ライン２を決定する工程（ステップＳＴ４）を含む。【選択図】図４

Description

本発明は、複数の部品実装装置を含んで構成される部品実装システムにおける基板の生産管理方法に関するものである。

部品実装基板を生産する施設では、部品の装着等を行う複数台の部品実装装置を配列した部品実装ラインを有し、部品実装ラインごとに部品実装基板を生産している。各部品実装ラインは、予め定められた品種の基板を生産するが、各部品実装ラインが基板を割り込ませて生産することがある。このような場合、作業者は、現在基板生産を行っているひとつの部品実装ラインの生産を停止させ、その部品実装ラインが備える設備を組み替えて、割り込み品種基板の生産のための部品実装ラインを新たに用意する（例えば、特許文献１）。

特開２００４−１２８４００号公報

しかしながら、割り込み品種基板の生産のために部品実装ラインが備える設備の組み換えを行うことは、その部品実装ラインで本来生産している基板の生産効率を大きく低下させるおそれがあった。

そこで本発明は、部品実装ラインが備える設備の現在の状態をできるだけ維持しつつ、割り込み品種基板を生産することができる部品実装システムにおける基板の生産管理方法を提供することを目的とする。

本発明の部品実装システムにおける基板の生産管理方法は、複数の部品実装装置を含んで構成される部品実装ラインを複数有する部品実装システムにおける基板の生産管理方法であって、割り込み品種基板の生産データを読み込む工程と、前記各部品実装ラインの設備データを収集する工程と、読み込んだ前記割り込み品種基板の生産データ及び収集した前記各部品実装ラインの設備データに基づいて、前記割り込み品種基板を生産するのに必要な前記部品実装ラインを決定する工程とを含む。

本発明によれば、部品実装ラインが備える設備の現在の状態をできるだけ維持しつつ、割り込み品種基板を生産することができる。

本発明の一実施の形態における部品実装システムの概略構成図である。 本発明の一実施の形態における部品実装システムが備える制御装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態における部品実装装置の平面図である。 本発明の一実施の形態における割り込み品種基板を生産するための部品実装ラインの決定処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態における部品実装システムによって生産する割り込み品種基板の一例を示す図である。 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装システムの各部品実装ラインが備える部品の種類を示す図である。 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装システムの平面図である。 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装システムの平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、部品実装システムの仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は本発明の部品実装システム１を示す。実線は通信線を示し、部品実装ライン２と制御装置３とを通信できるものであれば有線でも無線でもよい。部品実装システム１は、複数の部品実装ライン２と制御装置３で構成される。各部品実装ライン２は直列に連結された複数台（ここでは３台ずつとする）の部品実装装置２Ｊを備える。なお、部品実装ライン２は、少なくとも１つの部品実装ライン２で構成されていればよい。部品実装ライン２は、部品実装装置２Ｊ以外の部品実装に関連する装置を備えていてもよい。制御装置３は、生産に必要な情報を取り込み、取り込んだ情報から生産データを作成したり、生産によって各部品実装ライン２から得られる生産実績データを収集したりする。

図２は、本発明の一実施の形態に係る制御装置３の機能構成を示すブロック図である。制御装置３は、複数の部品実装ライン２を制御するコンピュータである。制御装置３は、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータシステムがプログラムを実行することによって実現される。制御装置３は、各部品実装ライン２のそれぞれに更に下位の制御装置を有し、複数の下位の制御装置を統括する上位の制御装置として構成されていてもよい。

図２において、制御装置３は、演算制御部１０１、表示部１０２、入力部１０３、記憶部１０４、割り込み品種基板データ作成部１０５及び通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）部１０６を備える。演算制御部１０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）や数値プロセッサ等であり、作業者からの指示に従って、割り込み品種基板データ作成部１０５や記憶部１０４に必要なプログラムをロードして実行し、実行結果に従って、各構成要素を制御する。表示部１０２は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等である。

図２において、入力部１０３はキーボードやマウス等であり、これらは演算制御部１０１による制御の下で、各部品実装ライン２に指示を与える等のために用いられる。通信Ｉ／Ｆ部１０６は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）アダプタ等であり、制御装置３と各部品実装ライン２との通信等に用いられる。記憶部１０４は、部品実装装置２Ｊに関するデータ等を記憶するものであり、品種ごとの実装データ、生産データ、優先項目、割り込み品種基板データ作成部１０５で作成された生産データ等が記憶される。割り込み品種基板データ作成部１０５は、記憶部１０４に記憶された各品種の実装データ及び生産データに基づいて、部品実装装置２Ｊで実際に実行される割り込み品種基板の生産データを作成するものである。

図３は、本発明の一実施の形態における部品実装装置２Ｊの平面図である。部品実装装置２Ｊは、ヘッド移動機構１３、装着ヘッド１４、吸着ノズル１５、パーツフィーダ１６及びノズルストッカ１７を備える。各部品実装装置２Ｊは、基台１１の中央に基板Ｋ（図１も参照）を搬送する基板搬送路１２を有する。基板搬送路１２は、装着ヘッド１４による基板Ｋへの部品の装着が終了したら、基板Ｋを部品実装装置２Ｊの外部に搬出する。ヘッド移動機構１３は、基台１１に備えられる。ヘッド移動機構１３は、２つの装着ヘッド１４を有し、装着ヘッド１４をパーツフィーダ１６から基板Ｋまでの間で移動させる。各装着ヘッド１４は、複数の吸着ノズル１５（ピックアップ部）を有する。パーツフィーダ１６は、基台１１のそれぞれに配置される。パーツフィーダ１６は基板Ｋに装着する部品を供給するテープフィーダ等である。各装着ヘッド１４は、パーツフィーダ１６が供給する部品を吸着ノズル１５により吸着してピックアップし、基板搬送路１２によって位置決めされた基板Ｋに搭載する。

制御装置３は、部品実装ライン２ごとに、生産する品種の部品実装基板Ｋｊ（図１）の生産データと部品実装ライン２ごとの設備情報を有する。制御装置３は、部品実装システム１を構成する各部品実装ライン２が生産を予定する品種の部品実装基板Ｋｊを生産するように各部品実装ライン２を管理する。具体的には、演算制御部１０１は、部品実装ライン２ごとに、生産を予定する品種の部品実装基板Ｋｊの生産データとその部品実装基板Ｋｊの生産に使用される部品実装ライン２の設備データとを比較する。

生産データとは、部品実装基板Ｋｊの生産をするためのデータであり、基板Ｋのサイズデータのほか、基板Ｋ上の部品装着位置の座標データ、各部品装着位置に搭載する部品の種類及び向きのデータ、パーツフィーダ１６から部品をピックアップ（吸着）する吸着ノズル１５の種類等のデータ及び部品の装着順序を示す実装プログラムのデータ等が含まれる。部品実装ライン２の設備データとは、その部品実装ライン２を構成している各部品実装装置２Ｊのデータであり、部品実装装置２Ｊの配列状態、各部品実装装置２Ｊが備える各パーツフィーダ１６の識別データ、各パーツフィーダ１６により供給される部品の種類及び個数、パーツフィーダ１６の取り付け箇所の空き状況、装着ヘッド１４に取り付けられている吸着ノズル１５の種類及び個数、交換用の吸着ノズル１５の載置場所であるノズルストッカ１７（図３）に載置されている吸着ノズル１５の種類及び個数のデータ等が含まれる。

演算制御部１０１は、これから生産しようとする部品実装基板Ｋｊの生産データと、その部品実装基板Ｋｊの生産に使用される部品実装ライン２の設備データとを比較することによって、部品実装ライン２がその基板Ｋを生産するのに必要な設備を現在備えているかどうかを判断する。演算制御部１０１は、判断結果によって設備が不足しているのであれば、その不足した設備の内容を表示部１０２に表示させる。なお、演算制御部１０１は各部品実装装置２Ｊに設けられた表示装置（図示せず）等に不足した設備情報を表示させてもよい。作業者は、表示装置又は表示部１０２の情報から必要な作業をすることができる。例えば、演算制御部１０１は、生産しようとする部品実装基板Ｋｊに必要な部品やその部品を吸着する吸着ノズル１５が現在の部品実装ライン２の設備として不足しているのであれば、その不足している設備が充足されるように作業者に作業内容を指示する。これにより作業者はパーツフィーダ１６を取り換えて必要な部品が供給されるようにしたり、装着ヘッド１４に取り付けられている吸着ノズルを取り換え、或いはノズルストッカ１７に必要な吸着ノズルを備えたりして所要の作業を行う。上記作業者の作業によって、不足した設備が充足されたら、演算制御部１０１は記憶部１０４から読み込んだ実装プログラムを実行し、その部品実装ライン２に基板生産を行わせる。

上記の構成の作用を図４〜図８を用いて更に詳細を説明する。図４は、本発明の一実施の形態における部品実装システム１が備える制御装置３が実行する割り込み品種基板の生産における部品実装ライン２の決定処理の手順を示すフローチャートである。図５は、本発明の一実施の形態における部品実装システム１によって生産する割り込み品種基板の一例を示す図である。図６（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態における部品実装システム１の各部品実装ライン２が備える部品の種類を示す図である。図７（ａ），（ｂ）及び図８（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施の形態における部品実装システム１の平面図である。

ここで、部品実装システム１は、上記のようにして部品実装基板Ｋｊを生産するが、試作基板や過去に生産して現在は在庫切れとなっている保守基板等、各部品実装ライン２が生産を予定している基板Ｋの種類とは異なる種類の基板（以下、割り込み品種基板とする）を割り込ませて生産する場合がある。また、図５に示すように、割り込み品種基板Ｋｗに装着されるべき部品として６種の部品（第１種部品Ａ、第２種部品Ｂ、第３種部品Ｃ、第４種部品Ｄ、第５種部品Ｅ及び第６種部品Ｆ）があり、かつ、これら６種の部品中で第６種部品Ｅを最後に装着しなければならない制約がある場合を想定して説明する。

割り込み品種基板の生産では、先ず、作業者により、制御装置３に対し、部品実装ライン２が決定される際の優先項目が設定される（ステップＳＴ１）。優先項目の設定は、作業者が入力部１０３から所定の操作を行い、予め登録しておいた項目から選択すること等によって実行する。優先項目は、設備や作業者の状況に応じて使用する部品実装ライン２を選択することができる。これらを具体的に列挙すると、以下の通りである。なお、優先項目は、優先度の順位付けをして全ての項目を選択してもよいし、項目の一部から適宜選択してもよい。
（１）割り込み品種基板に装着する部品のうち、より多くの種類の部品を備えている部品実装ライン２を優先して選択する。
（２）割り込み品種基板に装着する部品のうち、より多くの数の部品を備えている部品実装ライン２を優先して選択する。
（３）割り込み品種基板に装着する部品のうち、複数の部品実装ライン２のいずれもが備えていない部品を供給できる部品供給部を取り付けるスペースを備えた部品実装ライン２を優先して選択する。
（４）割り込み品種基板に装着する部品のうち、複数の部品実装ライン２のいずれもが備えていない部品をピックアップできる吸着ノズル１５を既に備えた部品実装ライン２を優先して選択する。
（５）割り込み品種基板に装着する部品の装着順序が定められている場合にこれを効率よく実行できる部品実装ライン２を優先して選択する。
（６）互いに隣接することとなる部品実装ライン２を優先して選択する。
（７）割り込み品種基板の生産を過去に行ったことがあるものを優先して選択する。

なお、上記（４）の「吸着ノズル１５を既に備えた部品実装ライン２」は、その吸着ノズル１５が装着ヘッド１４に既に取り付けられている部品実装ライン２のほか、その吸着ノズル１５がノズルストッカ１７に取り付けられている部品実装ライン２を意味する。ここでは、上述した優先項目の順番通り、優先度が順位付けされて設定されたとして以下説明する。

演算制御部１０１は、ステップＳＴ１で優先項目が設定されたら、割り込み品種基板の生産データを読み込む（ステップＳＴ２）。この割り込み品種基板の生産データは例えば作業者によって与えられる。

演算制御部１０１は、割り込み品種基板の生産データを読み込んだら、各部品実装ライン２の設備データを収集する（ステップＳＴ３）。なお、収集する部品実装ライン２の設備データは、通常の部品実装基板Ｋｊの生産の場合のときに収集したものを流用することもできる。

演算制御部１０１は、割り込み品種基板の生産データを読み込み、各部品実装ライン２の設備データを収集する。演算制御部１０１は、その読み込んだ割り込み品種基板の生産データ及び収集した各部品実装ライン２の設備データに基づいて、割り込み品種基板を生産するのに必要な部品実装ライン２を決定する（ステップＳＴ４）。なお、この部品実装ライン２の決定には、部品実装ライン２の使用順序の決定も含まれる。

上記ステップＳＴ４において、演算制御部１０１は、ステップＳＴ１で作業者が設定した優先項目に従って部品実装ライン２を決定する。３つの部品実装ライン２（第１ライン２ａ、第２ライン２ｂ及び第３ライン２ｃ。図７及び図８参照）が備える設備のうち、割り込み品種基板Ｋｗに関連する部品の保有状態が、図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように、第１ライン２ａでは「Ｄ及びＦ」、第２ライン２ｂでは「Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤ」、第３ライン２ｃでは「Ｅ及びＦ」であるとする。この場合には、演算制御部１０１は、先ず、部品Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅを装着できる第２ライン２ｂを選択するほか、第１ライン２ａを選択する。そして、第２ライン２ｂにおいて先ず部品装着を行った後、その基板Ｋを第１ライン２ａにおいて部品装着するように部品実装ライン２の使用順序を決定する（図７（ｂ））。なお、図７（ａ），（ｂ）中に示す符号「Ｘ」は部品Ａ〜Ｆ以外の部品を示している（後述の図８（ａ），（ｂ）においても同じ）。

ここで、演算制御部１０１が、第２ライン２ｂの後に部品装着を行う部品実装ライン２として、第３ライン２ｃでなく第１ライン２ａを選択したのは、第２ライン２ｂで部品装着した後に続いて装着しなければならない部品は部品Ｄ，Ｆであるところ、第３ライン２ｃでは部品Ｆしか装着できないが、第１ライン２ａでは部品Ｄと部品Ｆの双方を装着できるからである。これは、前述の「割り込み品種基板に装着する部品のうち、より多くの種類の部品を備えている部品実装ライン２を優先して選択する」という優先項目（１）に基づいて演算制御部１０１が判断した結果である。

また、演算制御部１０１が、第２ライン２ｂにおいて先ず部品装着を行った後、第１ライン２ａにおいて部品実装するように決定したのは、前述の「第６種部品Ｆはこれら６種の部品Ａ〜Ｆの中で最後に装着しなければならない」という制約があるためである。上記決定は、前述の「割り込み品種基板に装着する部品の装着順序が定められている場合にこれを効率よく実行できる部品実装ライン２を優先して選択する」という優先項目（４）に基づいて演算制御部１０１が判断した結果である。

また、上記例において、３つの部品実装ライン２が備える設備のうち、割り込み品種基板Ｋｗに関連する部品の保有状態が、図６（ｂ）及び図８（ａ）に示すように、第１ライン２ａでは「Ｆ」、第２ライン２ｂでは「Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤ」、第３ライン２ｃでは「Ｆ」であり、第３ライン２ｃが備える部品実装装置２（中間に位置する部品実装装置２Ｊ）には、パーツフィーダ１６の取り付け箇所に空きのあるとするもう一つの例を考える。この場合には、演算制御部１０１は、先ず、部品Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅを装着できる第２ライン２ｂを選択するほか、第３ライン２ｃを選択する。そして、第２ライン２ｂにおいて先ず部品装着を行った後、その基板Ｋを第１ライン２ａにおいて部品装着するように決定する（図８（ｂ））。

ここで、演算制御部１０１は、第２ライン２ｂの後に部品装着を行う部品実装ライン２として、第１ライン２ａでなく第３ライン２ｃを選択している。第２ライン２ｂで部品Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅを装着した後に装着しなければならない部品Ｄ，Ｆのうち、部品Ｆは第１ライン２ａと第３ライン２ｃのどちらであっても装着できるが、第１ライン２ａには部品Ｄを供給するためのパーツフィーダ１６を取り付ける箇所がない。従って、第１ライン２ａで部品Ｄを供給するためには、現在取り付けられているパーツフィーダのうち、部品Ｆを供給するパーツフィーダ１６以外のパーツフィーダ１６の一部を取り外す必要がある。一方、第３ライン２ｃにはパーツフィーダ１６を取り付けることができる箇所が既に空いており、そこに部品Ｄを供給するパーツフィーダ１６を取り付ければよい（図８（ｂ））。このため第１ライン２ａを選択するよりも第３ライン２ｃを選択する方が作業効率の点で好ましく、演算制御部１０１は第１ライン２ａではなく第３ライン２ｃを選択している。これは、前述の「割り込み品種基板に装着する部品のうち、複数の部品実装ライン２のいずれもが備えていない部品（ここでは部品Ｄ）を供給する部品供給部を取り付けるスペースを備えた部品実装ライン２を優先して選択する」という優先項目（３）に基づいて演算制御部１０１が判断した結果である。

また、演算制御部１０１が、第２ライン２ｂにおいて先ず部品装着を行った後、第３ライン２ｃにおいて部品実装するように決定したのは、前述の「第６種部品Ｆはこれら６種の部品Ａ〜Ｆの中で最後に装着しなければならない」という要件を満たすためであり、これについては上述の例の場合と同様である。

上記のように演算制御部１０１は、現在の各部品実装ライン２が備える設備がなるべく維持されるように割り込み品種基板Ｋｗの生産のための部品実装ライン２を選択する。このため割り込み品種基板Ｋｗの生産のために行う作業者の作業は少なく、作業効率がよい。また、各部品実装ライン２を本来の部品実装基板Ｋｊの生産に復帰させるときにもその復帰のための作業が少なくてすみ、その点でも作業効率がよい。

以上説明したように、本実施の形態における部品実装システム１における基板Ｋの生産管理方法では、読み込んだ割り込み品種基板Ｋｗの生産データ及び収集した各部品実装ライン２の設備データに基づいて、割り込み品種基板Ｋｗを生産するのに必要な部品実装ライン２を決定するため、部品実装ライン２が備える設備の現在の状態をできるだけ維持しつつ、割り込み品種基板Ｋｗを生産することができる。

以上、本発明の実施の形態を基に説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせに色々な変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば、割り込み品種基板Ｋｗの生産データを複数作成できる場合は、複数ある旨を表示部１０２に表示させて、作業者に複数の生産データの中から選択させてもよい。若しくは、優先項目を再設定して、割り込み品種基板Ｋｗの生産データを決定させてもよい。

部品実装ラインが備える設備の現在の状態をできるだけ維持しつつ、割り込み品種基板を生産することができる部品実装システムにおける基板の生産管理方法を提供する。

１ 部品実装システム
２ 部品実装ライン
２Ｊ 部品実装装置
１５ 吸着ノズル（ピックアップ部）
Ｋ 基板
Ｋｗ 割り込み品種基板
Ａ〜Ｆ 部品

Claims (9)

1. 複数の部品実装装置を含んで構成される部品実装ラインを複数有する部品実装システムにおける基板の生産管理方法であって、
   割り込み品種基板の生産データを読み込む工程と、
   前記各部品実装ラインの設備データを収集する工程と、
   読み込んだ前記割り込み品種基板の生産データ及び収集した前記各部品実装ラインの設備データに基づいて、前記割り込み品種基板を生産するのに必要な前記部品実装ラインを決定する工程とを含むことを特徴とする部品実装システムにおける基板の生産管理方法。
2. 前記部品実装ラインの決定は、予め設定した優先項目に従ってなされることを特徴とする請求項１に記載の部品実装システムにおける基板の生産管理方法。
3. 前記優先項目は、前記割り込み品種基板に装着する部品のうち、より多くの種類の部品を備えている部品実装ラインを優先して選択するものであることを特徴とする請求項２に記載の部品実装システムにおける基板の生産管理方法。
4. 前記優先項目は、前記割り込み品種基板に装着する部品のうち、より多くの数の部品を備えている部品実装ラインを優先して選択するものであることを特徴とする請求項２に記載の部品実装システムにおける基板の生産管理方法。
5. 前記優先項目は、前記割り込み品種基板に装着する部品のうち、前記複数の部品実装ラインのいずれもが備えていない部品を供給できる部品供給手段を取り付けるスペースを備えた部品実装ラインを優先して選択するものであることを特徴とする請求項２に記載の部品実装システムにおける基板の生産管理方法。
6. 前記優先項目は、前記割り込み品種基板に装着する部品のうち、前記複数の部品実装ラインのいずれもが備えていない部品をピックアップできるピックアップ部を既に備えた部品実装ラインを優先して選択するものであることを特徴とする請求項２記載の部品実装システムにおける基板の生産管理方法。
7. 前記優先項目は、前記割り込み品種基板に装着する部品の装着順序が定められている場合にこれを効率よく実行できる部品実装ラインを優先して選択するものであることを特徴とする請求項２に記載の部品実装システムにおける基板の生産管理方法。
8. 前記優先項目は、互いに隣接することとなる前記部品実装ラインを優先して選択するものであることを特徴とする請求項２に記載の部品実装システムにおける基板の生産管理方法。
9. 前記優先項目は、前記割り込み品種基板の生産を過去に行ったことがあるものを優先して選択するものであることを特徴とする請求項２に記載の部品実装システムにおける基板の生産管理方法。

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