JP6267127B2 - 段取り替え方法および段取り替え装置 - Google Patents

Description

本発明は、生産する基板の種類の変更に伴う部品フィーダの段取り替えによる装置の停止を抑制できる段取り替え方法および段取り替え装置に関するものである。

電子部品をプリント基板に実装する部品実装機においては、テーピングされた電子部品を供給する複数のテープフィーダを、フィーダ装着部に着脱可能に装着する部品供給装置が備えられる。部品供給装置によって所定位置に供給された電子部品は、実装ヘッドに設けた吸着ノズルによって吸着され、基板搬送装置によって所定位置に搬送されたプリント基板上に実装される。

この種の部品実装機においては、実装するプリント基板の種類が変更になると、当該プリント基板に実装する電子部品も変更になるため、新たなプリント基板を生産するに必要な電子部品を収容した部品フィーダを部品供給装置のスロットに装着する段取り替え作業が行われる。この段取り替え作業に多くの時間を取られると、装置の停止時間が長くなり、装置の稼働率が低下する。このため、従来より、段取り替えによる装置停止時間を削減するための取組みが行われている。この種の部品実装装置として、特許文献１に記載のものが知られている。

特開２００６−２５３１８４号公報

特許文献１に記載のものは、部品供給装置の配設ステージを共有化できる複数機種の基板をグループ化し、グループ間で同一の部品については部品の配置位置をプログラム作成時に引き継ぐようにすることにより、段取り作業を短縮できるようにしているが、段取り作業の短縮には限界を生ずる問題がある。

本発明は上記した従来の問題に鑑みてなされたもので、現在生産中の生産ジョブの実行中に、次に生産する生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダを部品供給装置に配置することにより、段取り替えによる装置の停止を抑制できるようにした段取り替え方法および段取り替え装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明の特徴は、部品を収容した複数の部品フィーダを備え、これら部品フィーダを部品供給装置のフィーダ装着部に着脱可能に装着できるようにした部品実装機に用いる段取り替え方法であって、前記フィーダ装着部は、少なくともＮ＋１番目およびＮ＋２番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した複数の前記部品フィーダを装着可能とし、生産計画に基づいて、前記Ｎ＋２番目の生産ジョブとは使用する前記部品に相違があるＮ番目の生産ジョブで使用した前記部品を収容した前記部品フィーダのうち前記Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダと共通しない前記部品フィーダに替えて、前記Ｎ＋２番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダのうち前記Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダと共通しない前記部品フィーダを前記フィーダ装着部に配置するように前記Ｎ＋２番目の生産ジョブの部品配置を決定し、前記Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダを使用する前記Ｎ＋１番目の生産ジョブの実行中に、前記Ｎ＋２番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダのうち前記Ｎ＋１番目で使用する前記部品を収容した前記部品フィーダと共通しない前記部品フィーダの交換配置をすることを繰り返し、前記フィーダ装着部に共通して配置される前記部品フィーダを変化させながら３種以上の生産ジョブの生産を連続して行うことである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダを前記フィーダ装着部に配置した際に、前記フィーダ装着部に空きスロットがある場合には、前記Ｎ＋２番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダのうち前記Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダと共通しない前記部品フィーダを前記フィーダ装着部に配置することである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項１において、前記Ｎ＋１番目の生産ジョブを実行する際に、該Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する前記部品と、前記Ｎ＋２番目の生産ジョブで使用する前記部品との差分を求め、前記Ｎ＋２番目の生産ジョブのうち前記Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダと共通しない前記部品フィーダを前記フィーダ装着部に配置することである。

請求項４に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項３のいずれか1項において、生産計画に基づいて、前記Ｎ番目と前記Ｎ＋１番目の２つの生産ジョブを選択し、これら２つの生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダの配置位置を決定し、次いで前記Ｎ＋２番目の生産ジョブを選択し、該Ｎ＋２番目の生産ジョブで使用する前記部品のうち、前記Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する前記部品と共通しない前記部品を収容した前記部品フィーダの配置位置を決定し、これらを繰り返すことである。

請求項５に係る発明の特徴は、請求項１において、前記部品実装機を複数備え、これら複数の部品実装機の各前記フィーダ装着部への前記部品フィーダへの配置位置を決定した後に、前記各部品実装機におけるサイクルタイムをバランスさせるように、前記各部品実装機間で前記部品フィーダの配置位置を入れ替えることである。

請求項６に係る発明の特徴は、部品を収容した複数の部品フィーダを備え、これら部品フィーダを部品供給装置のフィーダ装着部に着脱可能に装着できるようにした部品実装機に用いる段取り替え装置であって、現在生産中の生産ジョブで使用する前記部品と、次に生産する生産ジョブで使用する前記部品との差分を求める差分算出手段と、該差分算出手段により求められた差分に基づいて、前記次に生産する生産ジョブのみで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダを検索する検索手段と、該検索手段によって検索された前記部品フィーダを、前記現在生産中の生産ジョブで使用しない前記部品フィーダに替えて前記フィーダ装着部に配置するように配置位置を決定する配置位置決定手段とを備えたことである。

請求項７に係る発明の特徴は、請求項６において、前記部品実装機を複数備え、前記配置位置決定手段によって前記部品フィーダの配置位置を決定した後に、前記複数の部品実装機における生産時間をバランスさせるように、前記各部品実装機間で前記部品フィーダの配置位置を入れ替える配置位置入れ替え手段を設けたことである。

上記した発明によれば、現在生産中の生産ジョブの実行中に、前に生産した生産ジョブで使用した部品を収容した部品フィーダのうち現在生産中の生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダと共通しない部品フィーダに替えて次に生産する生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダのうち現在生産中の生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダと共通しない部品フィーダを前記フィーダ装着部に配置するようにしたので、生産ジョブ変更時の部品フィーダの段取り替えによる部品実装機の停止を抑制できるとともに、現在生産中の生産ジョブの実行中に、前に生産した生産ジョブで使用した部品フィーダと共通の部品フィーダを取り替える必要がなくなり、部品実装の生産性を向上することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る部品実装機を示す平面図である。 第１の実施の形態に係る部品供給装置を示す図である。 部品実装機を制御する制御装置を示すブロック図である。 部品の配置を示す部品配置データを示す図である。 第１の実施の形態に係る部品配置データを作成するためのフローチャートを示す図である。 部品フィーダの段取り替えの手順を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る実装システムを示す平面図である。 第２の実施の形態に係る部品配置データを示す図である。 第２の実施の形態に係る部品配置データを作成するためのフローチャートを示す図である。

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、部品実装機１０を示すもので、部品実装機１０は、部品供給装置１２と、基板搬送装置１３と、基板保持装置１４と、部品移載装置１５を備えている。

基板搬送装置１３は、部品実装機１０の基台２１上に設けられ、プリント基板（以下、単に基板と称する）Ｂを搬送レール２２に沿って搬送する図略のベルトコンベヤを備え、基板Ｂを基板保持装置１４上に搬入するとともに、基板保持装置１４より搬出するものである。図１においては、基板Ｂの搬送方向をＸ軸方向とし、それと直交する方向をＹ軸方向としている。基板保持装置１４は、図示を省略するが、基板Ｂを支持する基板支持装置と、基板Ｂをクランプするクランプ装置とを含んでいる。

部品移載装置１５はＸＹロボットからなり、基台２１の上方位置にＹ軸方向に移動可能に支持されたＹ軸移動台２３と、Ｙ軸移動台２３上にＸ軸方向に移動可能に支持されたＸ軸移動台２４と、Ｘ軸移動台２４上に取付けられた実装ヘッド２５とを備えている。Ｘ軸移動台２４およびＹ軸移動台２３は、図略のＸ軸サーボモータおよびＹ軸サーボモータにより、Ｘ軸方向およびＹ軸方向へ移動制御されるようになっている。

実装ヘッド２５には、図示してないが、ノズル軸がＸ軸およびＹ軸方向と直交する上下方向（Ｚ軸方向）に昇降可能に、かつＺ軸線の回りに回転可能に支持されている。ノズル軸には、電子部品（以下、単に部品と称する）を吸着する吸着ノズルが着脱可能に装着されている。

Ｘ軸移動台２４上には、ＣＣＤカメラからなる基板撮像装置３５が取付けられ、基板撮像装置３５は、基板保持装置１４上に位置決めされた基板Ｂに設けられた基準マークおよび基板ＩＤマークを撮像し、基板位置基準情報および基板ＩＤ情報を取得するようになっている。そして、基板撮像装置３５によって取得された基板位置基準情報に基づいて、実装ヘッド２５を基板Ｂに対してＸＹ方向に位置補正するとともに、基板ＩＤ情報に基づいて、部品の実装作業を制御するようになっている。

また、基台２１上には、吸着ノズルに吸着された部品を下方より撮像するＣＣＤカメラからなる部品撮像装置３６が設けられている。部品撮像装置３６は、吸着ノズルに吸着した部品を、部品供給装置１２から基板Ｂ上に移動する途中で撮像し、吸着ノズルの中心に対する部品の芯ずれおよび角度ずれを検出し、これらに基づいて実装ヘッド２５のＸＹ方向等の移動量を補正するようになっている。

部品供給装置１２は、フィーダ型部品供給装置からなり、部品供給装置１２には、テーピングされた部品を供給する複数の部品フィーダ４０が、フィーダ装着部４１に設けた複数のスロット４２（図２参照）に着脱可能に装着されており、複数の部品フィーダ４０はＸ軸方向に並設されている。

部品フィーダ４０は、多数の部品を間隔を有して収容したテープを巻回した部品リール（図示せず）を有しており、部品リールに巻回したテープを、部品フィーダ４０に内蔵された図略のモータにより駆動されるスプロケットによって間歇的に送り出すことにより、テープに収容された部品を所定の部品供給位置に順次供給できるようになっている。部品フィーダ４０には、固有のＩＤが付与され、このＩＤを認識することにより、それに収容された部品の種類を特定できるようにしている。

部品フィーダ４０の先端部には、図２に示すように、フィーダ装着部４１に設けられた通信コネクタ４３に接続可能な通信コネクタ４４が設けられている。部品フィーダ４０の通信コネクタ４４は、部品フィーダ４０がフィーダ装着部４１のスロット４２に沿って所定位置に位置決めされることにより、フィーダ装着部４１側の通信コネクタ４３に接続される。これにより、フィーダ装着部４１側、すなわち、部品実装機１０の本体側から部品フィーダ４０側に電力が供給されるとともに、部品フィーダ４０の制御部とフィーダ装着部４１の制御部との間で必要な制御信号（部品要求信号、部品供給完了信号等）や部品フィーダ４０のＩＤ等の管理情報が送信されるようになっている。

部品実装機１０は、図３に示す制御装置５０によって制御されるようになっている。制御装置５０は、中央処理装置としてのＣＰＵ５１、記憶装置としてのＲＯＭ５２およびＲＡＭ５３ならびに入出力インターフェース５５を備えている。入出力インターフェース５５には、部品供給装置１２、基板搬送装置１３および部品移載装置１５等を制御する実装機制御部５６、ならびに基板撮像装置３５および部品撮像装置３６によって撮像された画像データを画像処理する画像処理装置５８等が接続されている。

また、入出力インターフェース５５には、ＬＣＤやＣＲＴ等の表示装置６１およびキーボードやマウス等の操作によってデータを入力する入力装置６２を備えた操作パネル６３が接続されている。表示装置６１には、基板種の変更に伴う段取り替え時に、部品供給装置１２に配置すべき部品（部品フィーダ４０）等が表示されるようになっている。

ＲＯＭ５２には、基板Ｂに部品を実装するための基本プログラムを始め、実装ヘッド２５等のシーケンス動作を制御するプログラムが格納されている。また、ＲＡＭ５３には、部品および部品と部品フィーダ４０との関係を示す部品データや、後述する部品配置データ等が記憶されるようになっている。

図４は、複数の基板種を生産するに必要な部品（部品フィーダ４０）の配置データＰＤを示すもので、図４においては、最初に生産する基板種の基板の生産（以下、生産ジョブＮという）においては、部品ａ、ｂ、ｃ、ｄを使用して基板の生産を行い、次に生産する基板種の基板の生産（以下、生産ジョブＮ＋１という）においては、ａ、ｂ、ｄ、ｅを使用して基板の生産を行い、次の次に生産する基板種の基板の生産（以下、生産ジョブＮ＋２という）においては、部品ａ、ｂ、ｆを使用して基板の生産を行う例で示している。

まず初めに、部品実装機１０のスロット４２Ａ〜４２Ｅのうち、４つのスロット（例えば、４２Ａ〜４２Ｄ）に、最初の生産ジョブＮで使用する部品ａ、ｂ、ｃ、ｄを収容した部品フィーダ４０を配置することが決定される。次の生産ジョブＮ＋１においては、使用する部品のうちａ、ｂ、ｄが生産ジョブＮと共通であり、異なる部品はｅだけであるので、部品ｅを収容した部品フィーダ４０を空きのスロット（例えば、４２Ｅ）に配置することが決定される。同様にして、生産ジョブＮ＋２においては、生産ジョブＮ＋１で使用する部品と部品ｆだけが異なるため、部品ｆを収容した部品フィーダ４０をスロット４２Ｃに配置することが決定される。

すなわち、生産ジョブＮ＋１の実行中においては、空きスロットが存在しないが、それ時点で既に生産を完了した生産ジョブＮでのみ使用した部品ｃを収容する部品フィーダ４０を取り外すことが可能であるので、部品ｃを収容する部品フィーダ４０を取り外したスロット４２Ｃに、部品ｆを収容した部品フィーダ４０を配置するように決定される。

このようにして、生産計画に基づいて、各生産ジョブＮ〜Ｎ＋２における部品フィーダ４０の配置位置が決定され、図４に示すような部品配置データＰＤが作成される。かかる部品配置データＰＤに基づいて、現在生産中の生産ジョブの実行中に、次の生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダ４０を配置するよう、制御装置５０によって指示され、その指示に従って作業者は定められたスロット位置に定められた部品フィーダ４０を装着する。

図５は、上記した部品配置データＰＤを作成するためのＣＰＵ５１にて実行されるフローチャートを示すもので、当該フローチャートは、生産計画に基づいて、最初の生産ジョブＮを実行するに先立って処理される。なお、制御装置５０のＲＡＭ５３には、部品供給装置１２のどのスロット４２に、どの種類の部品を収容した部品フィーダ４０が装着されているかを表わす装着位置データが記憶され、かかる装着位置データは、スロット４２より部品フィーダ４０が取り除かれ、あるいはスロット４２に部品フィーダ４０が装着される毎に書き替えられる。

まず、ステップ１００において、制御装置５０のＲＯＭ５２に記憶された部品データに基づいて、現在生産中の生産ジョブＮで使用する部品と、次に生産する生産ジョブＮ＋１で使用する部品の差分が求められ、次に生産する生産ジョブＮ＋１のみで使用する部品（図４中の部品ｅ）が算出される。次いで、ステップ１０２において、次に生産する生産ジョブＮ＋１のみで使用する部品を収容した部品フィーダ４０が検索される。

次いで、ステップ１０４において、生産ジョブＮで使用する部品を収容した部品フィーダ４０を配置できる空きスロットがあるか否かが判別される。最初の生産ジョブＮにおいては、部品フィーダ４０のスロット４２Ａ〜４２Ｅが全て空になっているため、ステップ１０４の判別結果がＹＥＳとなり、次のステップ１０６において、生産ジョブＮで使用する部品ａ〜ｄを収容した部品フィーダ４０（ステップ１０２で検索された部品フィーダ４０）の配置位置を空きスロット４２Ａ〜４２Ｄに配置するよう決定する。

次いで、ステップ１０８において、生産ジョブＮは最後の生産ジョブであるか否かが判別され、判別結果がＹＥＳの場合には、処理は終了するが、この場合には判別結果がＮＯとなるので、生産ジョブＮに１を加算（Ｎ＝Ｎ＋１）した後、ステップ１００に戻り、上記したステップ１００の処理を実行する。

この場合、生産ジョブＮに１が加算されたことにより、ステップ１００では、次の生産ジョブＮ＋１で使用する部品と、次の次の生産ジョブＮ＋２で使用する部品の差分が求められ、次の次の生産ジョブＮ＋２のみで使用する部品（図４中の部品ｅ）が算出され、ステップ１０２において、次の次の生産ジョブＮ＋２のみで使用する部品を収容した部品フィーダ４０が検索される。

次いで、ステップ１０４において、生産ジョブＮ＋１で使用する部品ｅを収容した部品フィーダ４０を配置できる空きスロットがあるか否かが判別される。この場合、スロット４２Ｅが空きの状態となっているので、ステップ１０４の判別結果がＹＥＳとなり、次のステップ１０６において、生産ジョブＮ＋１で使用する部品ｅを収容した部品フィーダ４０を空きスロット４２Ｅに配置するよう決定する。

このようにして、各生産ジョブにおける部品フィーダ４０の配置位置を決定するが、生産ジョブＮ＋２で使用する部品ｆを収容した部品フィーダ４０の配置を決定する場合には、空きスロットが存在しなくなるため、ステップ１０４における判別結果がＮＯとなり、ステップ１１０に移行する。ステップ１１０においては、生産ジョブ（Ｎ＋１）で使用している部品フィーダ４０を残して、使用しない部品を収容した部品フィーダ４０を取り除いた場合に、生産ジョブＮ＋２で使用する部品フィーダ４０を配置できるか否かが判別され、判別結果がＹＥＳの場合には、ステップ１１２に進み、判別結果がＮＯの場合には、ステップ１１４に進む。

すなわち、生産ジョブＮ＋２で使用する部品フィーダ４０を実際に部品供給装置１２に空きスロットに配置する時点は、生産ジョブＮ＋１の実行中である。このため、既に生産が完了した生産ジョブ（Ｎ以前）で使用した部品（ｃ）を収容した部品フィーダ４０を取り除けば、生産ジョブＮ＋２で使用する部品フィーダ４０を配置できるのであれば、ステップ１１２で、生産ジョブＮ＋１で使用しない部品フィーダ４０をスロット４２Ｃより取り除いて、生産ジョブＮ＋２で使用する部品フィーダ４０と入れ替えるように決定し、ステップ１０８に移行する。

言い換えれば、生産ジョブＮで使用した部品を収容した部品フィーダ４０のうち、生産ジョブＮ＋１で使用する部品を収容した部品フィーダ４０と共通しない部品フィーダ４０に替えて、生産ジョブＮ＋２で使用する部品を収容した部品フィーダ４０のうち、生産ジョブＮ＋１で使用する部品を収容した部品フィーダ４０と共通しない部品フィーダ４０をフィーダ装着部４１に配置するようにする。

しかるに、ステップ１１０の判別結果がＮＯの場合には、ステップ１１４において、生産ジョブＮ＋２で使用する部品フィーダ４０のうち、配置可能な部品フィーダ４０のみを配置するように決定した後、ステップ１０８に移行する。なお、生産ジョブＮ＋２で使用する部品フィーダ４０のうち配置できなかった部品フィーダ４０については、やむを得ず、生産ジョブＮ＋１の完了後に配置するようにする。

上記したステップ１００により、現在生産中の生産ジョブ（Ｎ）で使用する部品と、次に生産する生産ジョブ（Ｎ＋１）で使用する部品との差分を求める差分算出手段を構成し、上記したステップ１０２により、差分算出手段１００により求められた差分に基づいて次に生産する生産ジョブ（Ｎ＋１）のみで使用する部品を収容した部品フィーダ４０を検索する検索手段を構成し、上記したステップ１０６により、検索手段１０２によって検索された部品フィーダ４０を部品供給装置１２のスロット４２に配置するように配置位置を決定する配置位置決定手段を構成している。

また、上記したステップ２１０により、部品フィーダ４０の配置位置を決定した後に、複数の部品実装機１０Ａ〜１０Ｃにおける生産時間をバランスさせるように、部品実装機１０Ａ〜１０Ｃ間で部品フィーダ４０の配置位置を入れ替える配置位置入れ替え手段を構成している。

このような結果、図４に示すように、各生産ジョブＮ、Ｎ＋１、Ｎ＋２における部品（部品フィーダ４０）をどのように配置するかの部品配置データＰＤが作成され、制御装置５０のＲＡＭ５３に記憶される。かかる部品配置データＰＤに基づいて、生産ジョブの実行時に部品フィーダ４０の配置位置が作業者に指示され、部品フィーダ４０の段取り替えが実施される。

すなわち、最初の生産ジョブＮの実行時に、生産ジョブＮで使用する部品ａ〜ｄを収容した部品フィーダ４０を、図６（Ａ）に示すように、部品供給装置１２のスロット４２Ａ〜４２Ｄにそれぞれ配置するよう、表示装置６１に表示することによって作業者に指示する。そして、最初の生産ジョブＮの実行中に、生産ジョブＮ＋１で使用する部品ｅを収容した部品フィーダ４０を、図６（Ｂ）に示すように、部品供給装置１２のスロット４２Ｅに配置するよう、作業者に指示する。同様に、次の生産ジョブＮ＋１の実行中に、生産ジョブＮ＋２で使用する部品ｆを収容した部品フィーダ４０を、図６（Ｃ）に示すように、部品供給装置１２のスロット４２Ｃに配置するよう、作業者に指示する。

このような結果、現在生産中の生産ジョブＮを実行している間に、次に生産する生産ジョブＮ＋１で使用する部品フィーダ４０を段取り替えすることができる。これによって、生産ジョブの切替え時に、部品フィーダ４０を段取り替えする必要がなく、実装プログラム等を変更する段取り替えだけで生産ジョブの切替えを行うことができ、段取り替えによる部品実装機１０の停止を最小限に抑えることができる。

また、次に生産する生産ジョブＮ＋１（Ｎ＋２）で使用する部品フィーダ４０を全て配置できなかった場合でも、生産ジョブの変更時に、生産ジョブＮ（Ｎ＋１）で使用した部品フィーダ４０を取り除いた後に、一部の部品フィーダ４０のみを補充すればよいので、従来に比べて段取り替えによる部品実装機１０の停止を大幅に短縮することができる。

なお、次に生産する生産ジョブ（Ｎ＋１）で使用する部品を収容した部品フィーダ４０を、部品供給装置１２のスロット４２に配置しても、未だ空きスロットが存在する場合には、さらに、次の次に生産する生産ジョブ（Ｎ＋２）で使用する部品フィーダ４０を配置するようにしてもよい。

上記した第１の実施の形態によれば、現在生産中の生産ジョブの実行中に、前に生産した生産ジョブで使用した部品を収容した部品フィーダ４０のうち現在生産中の生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダ４０と共通しない部品フィーダ４０に替えて次に生産する生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダ４０のうち現在生産中の生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダ４０と共通しない部品フィーダ４０をフィーダ装着部４１に配置するようにしたので、生産ジョブ変更時の部品フィーダ４０の段取り替えによる部品実装機１０の停止を抑制できるとともに、現在生産中の生産ジョブの実行中に、前に生産した生産ジョブで使用した部品フィーダ４０と共通の部品フィーダ４０を取り替える必要がなくなり、部品実装の生産性を向上することができる。

次に本発明の第２の実施の形態を図７〜図９に基づいて説明する。第２の実施の形態は、現在生産中の生産ジョブＮの実行中に、次に生産する生産ジョブＮ＋１で使用する部品を収容した部品フィーダ４０を部品供給装置１２に配置することは第１の実施の形態と同じであるが、複数の部品実装機を備えた実装ラインにおいて、複数の部品実装機におけるサイクルタイムをバランスした部品フィーダ４０の配置を実現できるようにしたものである。

第２の実施の形態においては、図７に示すように、第１の実施の形態で述べたと同様な部品供給装置１２をそれぞれ設けた複数の部品実装機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを備え、これら部品実装機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各間に基板Ｂを搬送する基板搬送装置１３が配設されている。複数の部品実装機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各部品供給装置１２の複数のスロット４２には、生産計画に基づいて、部品フィーダ４０が順次配置されるが、かかる配置が、各部品実装機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ間での生産時間が最適（最少）となるように考慮されている。

図８（Ａ）は、部品配置データＰＤ１を示すもので、図８（Ａ）においては、３台の部品実装機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各々５つのスロット４２Ａ〜４２Ｅに、生産ジョブＮ、Ｎ＋１、Ｎ＋２で使用する部品Ａ〜Ｍを収容した部品フィーダ４０を順次配置する例で示している。すなわち、第１の実施の形態で述べたと同様にして、最初の生産ジョブＮで使用する部品Ａ、Ｄ、Ｇ、Ｊを収容した部品フィーダ４０を、第１の部品実装機１０Ａのスロット４２Ａ〜４２Ｄに配置することが決定される。同様にして、第２および第３の部品実装機１０Ｂ、１０Ｃにおいても、最初の生産ジョブＮで使用する部品Ｂ、Ｅ、Ｈおよび部品Ｃ、Ｆ、Ｉを収容した部品フィーダ４０を、各スロット４２Ａ〜４２Ｃに配置することが決定される。

続いて、次の生産ジョブＮ＋１で使用する部品のうち、前記と異なる部品Ｍを収容した部品フィーダ４０が、第１および第３の部品実装機１０Ａ、１０Ｃの各スロット４２Ｅ、４２Ｄに配置することが決定され、次の次の生産ジョブＮ＋２で使用する部品のうち、部品Ｋを収容した部品フィーダ４０が、第２の部品実装機１０Ｂのスロット４２Ｄに配置することが決定される。

このようにして、生産ジョブＮ〜Ｎ＋２で必要な部品フィーダ４０の配置が決定されると、続いて、各生産ジョブＮ〜Ｎ＋２を実行するに必要な各部品実装機１０Ａ〜１０Ｃの生産時間、すなわち、基板１枚当たりのサイクルタイムに基板の生産枚数を掛けた生産時間ＴＡ、ＴＢ、ＴＣが、各生産ジョブＮ〜Ｎ＋２毎に演算される。そして、これらの生産時間ＴＡ、ＴＢ、ＴＣのうち、最も生産時間が長い最長生産時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３が各生産ジョブＮ〜Ｎ＋２毎に求められ、これら最長生産時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３が制御装置５０のＲＡＭ５３に記憶される。

すなわち、生産ジョブＮ（Ｎ＋１、Ｎ＋２）を実行するうえで、第１〜第３の部品実装機１０Ａ〜１０Ｃのうち、第２の部品実装機１０Ｂの生産時間が最も長くなる場合には、第２の部品実装機１０Ｂの生産時間が最長生産時間Ｔ１（Ｔ２、Ｔ３）として記憶される。その上で、それら最長生産時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を最適化（最少化）するための処理が実行される。

図９は、最長生産時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を最適化するための処理を示すフローチャートで、この処理は、先に述べたフローチャートのステップ１０８に引き続いて実行される。なお、ステップ１００〜１１４については、先の実施の形態と同一であるため省略する。

まず、ステップ２００においては、上記したように全ての部品実装機１０Ａ〜１０Ｃにおける生産時間ＴＡ〜ＴＣを、生産ジョブＮ〜Ｎ＋２毎にそれぞれ演算し、そのうち最長生産時間Ｔ１〜Ｔ３を生産ジョブＮ〜Ｎ＋２毎に求め、制御装置５０のＲＡＭ５３に記憶する。

次いで、後述するステップ２０２を経てステップ２０４に進み、当該ステップ２０４において、複数の部品実装機１０Ａ〜１０Ｃのうち２台の部品実装機（例えば、１０Ａと１０Ｂ）を選択し、それら２台の部品実装機の中から１つずつのスロット（例えば、４２Ａと４２Ａ）を選択する。しかる後、ステップ２０６において、それら２つのスロットへの配置が決定された２つの部品フィーダ４０を、図８（Ｂ）に示すように入れ替えた場合の最長生産時間Ｔ１ａ、Ｔ２ａを演算し、生産時間が改善されるか否かを判断する。なお、生産時間が改善されるとは、最長生産時間が短縮され、複数の部品実装機１０Ａ〜１０Ｃの各生産時間がバランスすることを意味する。

ステップ２０６における判別結果がＹＥＳの場合には、次のステップ２０８において、部品配置データＰＤ１を図８（Ｂ）に示すように、部品配置データＰＤ２に書き替える。しかしながら、減少しない場合（判別結果がＮＯの場合）には、部品配置データＰＤ１を書き替えることなく、ステップ２０２に戻り、ステップ２０４において、２つのスロットの組み合わせを順次変更（例えば、４２Ａと４２Ｂ、４２Ａと４２Ｃ・・・）しながら、上記したステップの処理を繰り返す。

このようにして、全ての組み合わせが完了したことがステップ２０２で判別されると、ステップ２１０に移行し、そのときの部品配置データＰＤ２が、複数の部品実装機１０Ａ〜１０Ｃの各生産時間をバランスするうえで最良の部品配置データとして、制御装置５０のＲＡＭ５３に記憶される。

そして、第１の実施の形態で述べたと同様にして、予め作成された部品配置データＰＤ２に基づいて、現在生産中の生産ジョブＮの実行中に、次に生産する生産ジョブＮ＋１で使用する部品を収容した部品フィーダ４０が、複数の部品実装機１０Ａ〜１０Ｃの各部品供給装置１２に配置するよう、作業者に指示される。

上記した第２の実施の形態によれば、現在生産中の生産ジョブの実行中に、前に生産した生産ジョブで使用した部品を収容した部品フィーダ４０のうち現在生産中の生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダ４０と共通しない部品フィーダ４０に替えて次に生産する生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダ４０のうち現在生産中の生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダ４０と共通しない部品フィーダ４０をフィーダ装着部４１に配置するようにしたので、部品フィーダ４０の段取り替えによる部品実装機１０Ａ〜１０Ｃの停止を抑制できる。加えて、複数の部品実装機１０Ａ〜１０Ｃにおける生産時間がバランスするように部品フィーダ４０を配置できるため、各生産ジョブの生産性を向上でき、全生産ジョブを実行するに必要な生産時間を短縮することができる。

上記した実施の形態によれば、フィーダ装着部４１は、少なくともＮ＋１番目およびＮ＋２番目の生産ジョブで使用する部品を収容した複数の部品フィーダ４０を装着可能とし、Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダ４０を使用するＮ＋１番目の生産ジョブの実行中に、Ｎ番目の生産ジョブで使用した部品を収容した部品フィーダ４０のうちＮ＋１番目の生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダ４０と共通しない部品フィーダ４０に替えてＮ＋２番目の生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダ４０のうちＮ＋１番目の生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダ４０と共通しない部品フィーダ４０を前記フィーダ装着部４１に配置するようにしたので、生産ジョブ変更時の部品フィーダ４０の段取り替えによる部品実装機１０の停止を抑制できるとともに、部品実装の生産性を向上することができる。

上記した実施の形態によれば、Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダ４０をフィーダ装着部４１に配置した際に、フィーダ装着部に空きスペースがある場合には、Ｎ＋２番目の生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダ４０のうちＮ＋１番目の生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダ４０と共通しない部品フィーダ４０をフィーダ装着部４１に配置するようにしたので、生産ジョブ切替え時の部品フィーダ４０の段取り替えを集約して行うことが可能となる。

上記した実施の形態によれば、Ｎ＋１番目の生産ジョブを実行する際に、Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する部品と、Ｎ＋２番目の生産ジョブで使用する部品との差分を求め、Ｎ＋２番目の生産ジョブのうちＮ＋１番目の生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダ４０と共通しない部品フィーダ４０をフィーダ装着部４１に配置するようにしたので、各生産ジョブにおいて共通した部品を使用する場合においても、少ないスロット４２数の部品供給装置１２で部品フィーダ４０を配置することができる。

上記した実施の形態によれば、生産計画に基づいて、Ｎ番目とＮ＋１番目の２つの生産ジョブを選択し、これら２つの生産ジョブで使用する部品を収容した部品フィーダ４０の配置位置を決定し、次いでＮ＋２番目の生産ジョブを選択し、Ｎ＋２番目の生産ジョブで使用する部品のうち、Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する部品と共通しない部品を収容した部品フィーダ４０の配置位置を決定し、これらを繰り返すようにしたので、生産計画に基づいて、生産ジョブを開始するに先立って、全生産ジョブに必要な部品を収容した部品フィーダ４０の配置位置を決定することができる。

また、上記した実施の形態によれば、部品実装機を複数備え、これら複数の部品実装機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各フィーダ装着部４１への部品フィーダ４０の配置位置を決定した後に、各部品実装機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃにおけるサイクルタイムをバランスさせるように、各部品実装機間で部品フィーダの配置位置を入れ替えるようにしたので、上記した生産ジョブ切替え時の部品フィーダ４０の段取り替えによる部品実装機１０の停止を大幅に短縮することができるばかりでなく、生産ジョブの生産性を向上でき、全生産ジョブを実行するに必要な生産時間を短縮することができる。

また、上記した実施の形態によれば、現在生産中の生産ジョブで使用する部品と、次に生産する生産ジョブで使用する部品との差分を求める差分算出手段１００と、差分算出手段１００により求められた差分に基づいて次に生産する生産ジョブのみで使用する部品を収容した部品フィーダ４０を検索する検索手段１０２と、検索手段１０２によって検索された部品フィーダ４０をフィーダ装着部４１に配置するように配置位置を決定する配置位置決定手段１０６を備えたので、生産ジョブ切替え時の部品フィーダ４０の段取り替えによるロスタイムを抑制することが可能な部品実装機１０を実現することができる。

さらに、上記した実施の形態によれば、配置位置決定手段１０６によって部品フィーダの配置位置を決定した後に、複数の部品実装機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃにおける生産時間をバランスさせるように、各部品実装機間で部品フィーダ４０の配置位置を入れ替える配置位置入れ替え手段２１０を設けたので、各生産ジョブの生産性を向上でき、全生産ジョブを実行するに必要な生産時間を短縮することができる。

上記した実施の形態においては、部品フィーダ４０の段取り替えの手順を単純化して理解しやすくするために、３つの生産ジョブＮ、Ｎ＋１、Ｎ＋２と、５つのスロット４２Ａ〜４２Ｅに部品フィーダ４０を順次配置する例について述べたが、生産ジョブ数およびスロット数が多くなっても同様に行い得ることは勿論であり、また、部品実装機１０の台数についても何ら制限されるものでない。

また、上記した実施の形態で述べた各生産ジョブで使用する部品の形態についても、単なる一例を示したものすぎず、何ら実施の形態で述べたものに限定されるものではない。

なお、実施の形態においては、生産ジョブＮを、最初に生産する基板種の基板の生産として述べたが、Ｎ番目の生産ジョブとは、文字通り任意の順番の生産ジョブを意味するものである。

斯様に、本発明は実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得ることは勿論である。

本発明に係る段取り替え方法および段取り替え装置は、生産する基板種の変更に応じて部品供給装置に配置する部品フィーダを段取り替えするものに用いるのに適している。

１０、１０Ａ〜１０Ｃ…部品実装機、１２…部品供給装置、４０…部品フィーダ、４１…フィーダ装着部、４２、４２Ａ〜４２Ｅ…スロット、５０…制御装置、６１…表示装置、１００…差分算出手段、１０２…検索手段、１０６…配置位置決定手段、２１０…配置位置入れ替え手段、ＰＤ、ＰＤ１、ＰＤ２…部品配置データ。

Claims (7)

1. 部品を収容した複数の部品フィーダを備え、これら部品フィーダを部品供給装置のフィーダ装着部に着脱可能に装着できるようにした部品実装機に用いる段取り替え方法であって、
   前記フィーダ装着部は、少なくともＮ＋１番目およびＮ＋２番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した複数の前記部品フィーダを装着可能とし、
   生産計画に基づいて、前記Ｎ＋２番目の生産ジョブとは使用する前記部品に相違があるＮ番目の生産ジョブで使用した前記部品を収容した前記部品フィーダのうち前記Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダと共通しない前記部品フィーダに替えて、前記Ｎ＋２番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダのうち前記Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダと共通しない前記部品フィーダを前記フィーダ装着部に配置するように前記Ｎ＋２番目の生産ジョブの部品配置を決定し、
   前記Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダを使用する前記Ｎ＋１番目の生産ジョブの実行中に、前記Ｎ＋２番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダのうち前記Ｎ＋１番目で使用する前記部品を収容した前記部品フィーダと共通しない前記部品フィーダの交換配置をすることを繰り返し、前記フィーダ装着部に共通して配置される前記部品フィーダを変化させながら３種以上の生産ジョブの生産を連続して行うことを特徴とする段取り替え方法。
2. 請求項１において、前記Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダを前記フィーダ装着部に配置した際に、前記フィーダ装着部に空きスロットがある場合には、前記Ｎ＋２番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダのうち前記Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダと共通しない前記部品フィーダを前記フィーダ装着部に配置する段取り替え方法。
3. 請求項１において、前記Ｎ＋１番目の生産ジョブを実行する際に、該Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する前記部品と、前記Ｎ＋２番目の生産ジョブで使用する前記部品との差分を求め、前記Ｎ＋２番目の生産ジョブのうち前記Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダと共通しない前記部品フィーダを前記フィーダ装着部に配置する段取り替え方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか1項において、生産計画に基づいて、前記Ｎ番目と前記Ｎ＋１番目の２つの生産ジョブを選択し、これら２つの生産ジョブで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダの配置位置を決定し、次いで前記Ｎ＋２番目の生産ジョブを選択し、該Ｎ＋２番目の生産ジョブで使用する前記部品のうち、前記Ｎ＋１番目の生産ジョブで使用する前記部品と共通しない前記部品を収容した前記部品フィーダの配置位置を決定し、これらを繰り返す段取り替え方法。
5. 請求項１において、前記部品実装機を複数備え、これら複数の部品実装機の各前記フィーダ装着部への前記部品フィーダへの配置位置を決定した後に、前記各部品実装機におけるサイクルタイムをバランスさせるように、前記各部品実装機間で前記部品フィーダの配置位置を入れ替える段取り替え方法。
6. 部品を収容した複数の部品フィーダを備え、これら部品フィーダを部品供給装置のフィーダ装着部に着脱可能に装着できるようにした部品実装機に用いる段取り替え装置であって、
   現在生産中の生産ジョブで使用する前記部品と、次に生産する生産ジョブで使用する前記部品との差分を求める差分算出手段と、
   該差分算出手段により求められた差分に基づいて、前記次に生産する生産ジョブのみで使用する前記部品を収容した前記部品フィーダを検索する検索手段と、
   該検索手段によって検索された前記部品フィーダを、前記現在生産中の生産ジョブで使用しない前記部品フィーダに替えて前記フィーダ装着部に配置するように配置位置を決定する配置位置決定手段と、
   を備えたことを特徴とする段取り替え装置。
7. 請求項６において、前記部品実装機を複数備え、前記配置位置決定手段によって前記部品フィーダの配置位置を決定した後に、前記複数の部品実装機における生産時間をバランスさせるように、前記各部品実装機間で前記部品フィーダの配置位置を入れ替える配置位置入れ替え手段を設けた段取り替え装置。

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