JP4551812B2 - 部品供給装置の外段取り装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品供給装置の外段取り装置、特に電子部品を配線基板に実装してなる基板製品を生産する生産ラインにおいて、生産前に実装機毎に実装する部品を用意する段取りを効率的に行なう際に適用して好適な、部品供給装置の外段取り装置に関する。

一般に、プリント基板等の配線基板に電子部品を取り付けてなる基板製品は、１又は２以上の実装機が配設されている生産ラインにおいて、順次搬送される基板の上に各実装機により所定の部品を実装することにより生産されている。

実装する部品は、基板の種類毎に異なることが多いため、生産する基板の種類が変更される場合は、実装機毎に実装する部品の種類や数等も変更されることが多い。そのため、次に生産する基板の種類が変更される場合には、その生産を開始する前に、実装する予定の部品を各実装機毎にその部品供給装置に予め用意する、いわゆる段取りが行なわれる。

従来の実装機には、部品供給装置として、長尺状のテープ本体に間隔をおいて設けた多数の凹部にそれぞれ部品が収容されたキャリアテープを巻き取ったリールを装着し、該リールからテープを順次繰り出して部品を供給する部品カートリッジ（いわゆるテープフィーダ）を部品毎に用意し、各カートリッジを所定位置に並列に搭載するようにしたものが採用されている。

このような部品カートリッジを搭載する部品供給装置の段取りに関しては、例えば特許文献１に開示されている生産管理システムの説明に記載されている。このシステムでは、製造指示に基づいてデータベースで管理されているＣＡＤデータから作成された搭載（実装）データ、部品の在庫データ、生産ラインの実装機情報等を考慮して、所要の部品カートリッジを各部品供給装置に割り振りを行なった内容の段取り情報を自動的に作成し、その情報に基づいて段取り指示書を作成している。

オペレータは、この段取り指示書に従って、指示されている部品カートリッジを所定の部品供給装置の指定位置にセット（搭載）した後、該部品カートリッジに設定されているＩＤ（識別情報）をバーコードを読み込むこと等により入力し、部品が正しくセットされていることを確認して、段取りを終了する。その後、次の基板の生産を開始する。

特許第３３３９７７９号明細書

しかしながら、前記特許文献１に開示されている製造管理システムは、搭載機（実装機）毎に部品供給装置に対する段取り情報を自動的に作成することにより、確実な段取りを行なうことはできるが、生産スケジュールを考慮した効率的な段取りには対応できていないという問題があった。

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、配線基板に電子部品を搭載する生産ラインに設置されている実装機の部品供給装置に対して、生産スケジュールを考慮した効率的な段取りを実現することができる部品供給装置の外段取り装置を提供することを課題とする。

本発明は、生産管理装置により生産管理データに基づいて管理されている実装機により、順次搬送される配線基板に電子部品を実装して、基板製品を生産する生産ラインで、次以降の基板製品の生産に使用する部品が部品毎に収納されている部品カートリッジを、対象とする実装機に取付け可能な部品供給装置に、ライン外で所定の配置に予め搭載して用意する外段取り装置において、前記生産管理装置から、前記生産管理データの少なくとも一部を入力する手段と、入力された生産管理データに含まれる各基板製品の生産開始予定時刻から、次に外段取りを行なう対象の実装機を決定する決定手段とを備えたことにより、前記課題を解決したものである。

本発明は、又、前記決定手段が、入力された生産開始予定時刻が最先の実装機を次の外段取りの候補に選定する選定機能と、候補に選定された実装機が既に外段取り済みか否かを判定する第１判定機能とを有しているようにしてもよい。

本発明は、又、前記決定手段が、更に、前記第１判定機能により外段取り済みでないと判定された実装機に採用される部品供給装置に対する各部品カートリッジの配置が、生産中又は外段取り済みの実装機と、同一又はその一部と同一であるか否かを判定する第２判定機能を有しているようにしてもよい。

本発明によれば、生産ライン外で予め部品供給装置を用意する外段取りを、対象実装機毎に、生産開始前に確実に行うことができるようにしたので、該実装機に対して生産スケジュールを考慮した効率的な段取りを実現することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る一実施形態の部品供給装置の外段取り装置が適用される生産ラインの概要を示す。

この生産ラインには、順次搬送される配線基板（図示せず）に対して、所定の部品を実装する３台の第１実装機１０〜第３実装機１４が配設されている。これら各実装機１０〜１４は、このラインによる生産の全体を管理する生産管理装置（システム）１６と、ＬＡＮ（Ｌocal Ａrea Ｎetwork）１８を介して接続され、該生産管理装置１６により各実装機１０〜１６における基板に対する部品の実装作業が適切に制御されるようになっている。

上記生産管理装置１６は、生産管理データとして、この生産ラインで異なる種類の基板製品を順次生産する場合の生産（ジョブ）の順序、各ジョブの開始と終了の予定時刻、各ジョブ毎に各実装機の制御に使用される生産プログラム名及び該生産ラインで使用される全ての生産プログラムデータ（部品供給装置の配置データと数値制御に使用するＮＣデータが含まれる）を管理しており、この生産管理データに基づいて、前記第１実装機１０〜第３実装機１４による実装生産を適切に制御管理している。

本実施形態では、以上説明した、図中ライン１で示す生産ラインの他に、ライン２、３で示す同様の生産ラインが設けられ、各生産ライン１〜３が前記ネットワーク１８を介して本実施形態の外段取り装置２０に接続されている。

この外段取り装置２０では、実装機に取付け可能な部品供給装置である一括交換台車２２に対して、その所定の位置に部品毎に準備してある部品カートリッジ２４を搭載する外段取り作業（後に詳述する）を行なう。第１実装機１０〜第３実装機１４について、この外段取りが終了した各一括交換台車２２は、各実装機１０〜１４に部品供給装置２２Ａ〜２２Ｃとしてそれぞれ取り付けられ、段取りが完了する。

図２には、上記外段取り装置２０の機能部の概要をライン１を代表させて示す。この外段取り装置２０は、前記ネットワーク１８を介して第１実装機（マウンタ）１０〜第３実装機１４及び前記生産管理装置（ラインコントローラ）１６に接続されている。

本実施形態の外段取り装置２０は、ネットワーク１８とインターフェイス３０を介して接続されているコンピュータからなり、各種演算を実行するＣＰＵ（Ｃentral Ｐrocessing Ｕnit）３２に、マウス等のユーザ入力部３４、一時記憶装置（ＲＡＭ）３６、バーコードリーダ等のＩＤ読取り装置３８とそのインターフェイス３８Ａ、ＣＲＴ等の表示装置４０、警告等に使用する時計（ＲＴＣ）４２、警告音等を発生するサウンド発生部４４とそのインターフェイス４４Ａ、各種データを保存するデータ記憶部４６とを備えている。

この外段取り装置２０により行なわれる外段取り作業について説明すると、該装置２０は、ラインコントローラ１６から生産管理データの少なくとも一部を読み込むことが可能であり、データ記憶部４６に、その中の対象実装機用の生産プログラムに含まれている部品供給装置の配置データ４６Ａを読み込む。

次いで、その配置データ４６Ａに基づいて、前記一括交換台車２２に対して部品カートリッジ２４を搭載する。その際、前記ＩＤ読取り装置３８を用いて、部品のＩＤ、一括交換台車のＩＤ、部品供給装置におけるカートリッジの取付け位置のＩＤ等を読み込むことにより、部品供給装置の配置データ４６Ａに基づいて実際に搭載した部品供給装置（一括交換台車２２）におけるカートリッジの配置状態に関する情報４６Ｂをデータ記憶部４６に保存する。

これにより、前記ＣＰＵ３２により、部品供給装置の配置データ４６Ａと部品供給装置の配置情報４６Ｂを比較する処理を行なうことにより、生産開始可能な正しい段取りが事前に完了した状態にあるか否かの判定を行なうことが可能となる。

このように外段取りが行なわれた一括交換台車２２が、対象の実装機の所定位置に取り付けられると、ネットワーク１８を介してこの判定結果をラインコントローラ１６が受け取り、該コントローラ１６は生産開始可能な状態でない場合は生産を開始させない。

次に、本実施形態の第１の作用を、図３のフローチャートに従って説明する。

オペレータは、ユーザ入力部３４又はＩＤ読取り装置２８を用いる等の方法で、次に対象とする実装機を指定（選択）する（ステップ１）。

前記ラインコントローラ１６よりネットワーク１８を介して、図４にイメージを示すようなスケジュールデータを読み込み、一時記憶装置３６に保持する（ステップ２）。このスケジュールデータは、前記生産管理データに含まれるもので、各ジョブの開始予定時刻と終了予定時刻、各実装機で使用される生産プログラムのファイル名（Ｆilename）、現時点におけるジョブの状態が記録されている。

次いで、この一時記憶装置３６上のスケジュールデータを開始予定時刻順にソートし、ステップ１で指定した実装機で行なうジョブの中で開始予定時刻が最初のファイルネームを決定する（ステップ３）。

決定されたファイル名のプログラムが、現時点で生産済みか生産中かを、図４のスケジュールデータの“状態”から判定し（ステップ４）、未生産（ステップ４でＮｏ）と判定された場合は、外段取り済みか否かを判定し（ステップ５）、Ｎｏの場合は更に、現時点で生産中であるか、又は前に外段取りを行なったものと同じ部品カートリッジの配置（あるいはその配置から一部のカートリッジを除いた配置）であるか否かを判定する（ステップ６）。

このステップ６の判定は、データ記憶部４６に保存されている部品供給装置の配置状態４６Ｂの情報の中に、ステップ１で指定した実装機のデータと同じ部品供給装置の配置データが有るか無いかを検索して行なう。現時点で外段取りの対象になっていないＮｏの場合に、そのファイル名の生産プログラムを外段取りの対象に決定する（ステップ７）。

ステップ４、５、６の各判定でＹｅｓの場合は、次に対象とする実装機のファイル名を決定し、ステップ４に戻り、同様の処理を繰返す。なお、以上のステップ４〜６の各処理は、前記ＣＰＵ３２で実行されるプログラム等のソフトウェアにより実現される決定手段により行なわれる。

以上の処理により、外段取りの対象とする実装機を指定した時点で、実装機で現在生産に使用中の生産プログラムの次に使用する生産プログラムに含まれている部品供給装置の配置データをラインコントローラ１６から自動的に読み込むことが可能となり、最適な選択の下で前述した外段取り作業を行なうことが可能となる。

その際、指定した実装機に使用する生産プログラムが、既に外段取り済みである場合には、現在生産に使用中又は外段取り済みである場合には、部品供給装置における部品カートリッジの配置が同じ、若しくはそのうちの一部のカートリッジを使用しない配置である場合には、既に用意されている部品供給装置を利用できるため、更に次の生産プログラムデータを対象とする。これにより、無駄な外段取りの作業を排除することが可能となる。

従って、実装機の部品供給装置に対して生産スケジュールを考慮した効率的な段取りを実現することが可能となる。

次に、本実施形態の第２の作用を、図５のフローチャートに従って説明する。

ここでは、前記ネットワーク１８に接続されている全生産ラインの全実装機を外段取りの対象とし、全ての実装機についてステップ１１〜１６のループ内処理（ステップ１２〜１５）を行なう。

即ち、外段取り装置２０によりネットワーク１８を介して接続されているライン１〜３の全生産ラインに設置されている実装機を順次選択し、選択された実装機について前記図３に示したフローチャートと実質的に同一の処理を行ない、前記ステップ７で決定される次の生産プログラムを決定する（ステップ１２）。

次いで、ステップ１２で決定された生産プログラムの生産（ジョブ）開始予定時刻を、前記図４のスケジュールデータより求め（ステップ１３）、この処理がループの最初である（前のデータが無い）場合と、求めた開始予定時刻が現在の候補になっている開始予定時刻より前である場合には（ステップ１４）、その選択中の実装機を新たな候補に設定する（ステップ１５）。以上の処理を全候補の実装機に対して実行する。

ループ終了時点（ステップ１６）で最初の外段取り候補の実装機を、最初の外段取りの対象として確定し（ステップ１７）、確定された実装機を表示装置４０に表示する（ステップ１８）。又、その実装機に使用される生産プログラムの生産開始予定時刻より一定時間前の時刻を前記時計：ＲＴＣ（Ｒeal Ｔime Ｃlock）４２に設定する。

このＲＴＣ４２は、設定時刻にＣＰＵ３２に通知を行ない、該ＣＰＵ３２は表示装置４０及びサウンドインターフェイス４４Ａを用いてオペレータに警告する。

以上の図５のフローチャートの処理により、複数の生産ラインの全てにおいて一番最初に次の段取りが必要になる実装機を検索し、表示することが可能となる。又、対象に確定している実装機に対して、外段取りが生産開始予定時刻より一定時間前に開始されない場合は、画面又は音で警告を行なうようにしたので、より効果的な段取りに対応することが可能となる。

なお、本発明の外段取り装置が適用される生産ラインは、前記実施形態に示したライン毎に３つの実装機が配設された３つのラインからなるのに限定されるものでなく、任意であることは言うまでもない。

本発明に係る一実施形態の外段取り装置が適用される生産ラインの概要を示す斜視図 本実施形態の外段取り装置の概要を示すブロック図 本実施形態の第１の作用を示すフローチャート 生産管理に使用されるスケジュールデータのイメージを示す図表 本実施形態の第２の作用を示すフローチャート

符号の説明

１０…第１実装機
１２…第２実装機
１４…第３実装機
１６…生産管理装置（ラインコントローラ）
１８…ＬＡＮ（ネットワーク）
２０…外段取り装置
２２…一括交換台車
２４…部品カートリッジ

Claims (4)

1. 生産管理装置により生産管理データに基づいて管理されている実装機により、順次搬送される配線基板に電子部品を実装して、基板製品を生産する生産ラインで、次以降の基板製品の生産に使用する部品が部品毎に収納されている部品カートリッジを、対象とする実装機に取付け可能な部品供給装置に、ライン外で所定の配置に予め搭載して用意する外段取り装置において、
   前記生産管理装置から、前記生産管理データの少なくとも一部を入力する手段と、
   入力された生産管理データに含まれる各基板製品の生産開始予定時刻から、次に外段取りを行なう対象の実装機を決定する決定手段とを備えたことを特徴とする部品供給装置の外段取り装置。
2. 前記決定手段が、入力された生産開始予定時刻が最先の実装機を次の外段取りの候補に選定する選定機能と、候補に選定された実装機が既に外段取り済みか否かを判定する第１判定機能とを有していることを特徴とする請求項１に記載の部品供給装置の外段取り装置。
3. 前記決定手段が、更に、前記第１判定機能により外段取り済みでないと判定された実装機に採用される部品供給装置に対する各部品カートリッジの配置が、生産中又は外段取り済みの実装機と、同一又はその一部と同一であるか否かを判定する第２判定機能を有していることを特徴とする請求項２に記載の部品供給装置の外段取り装置。
4. 前記生産ラインが複数配設されていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の部品供給装置の外段取り装置。

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