以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る管理コンピュータおよびノズル配置決定方法を具体的に開示した各実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。尚、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る部品実装システム1が配置されたフロアF内部を上から見た図である。実施の形態1に係る部品実装システム1は、基板上に半田を印刷する半田印刷工程と、基板に印刷された半田の印刷不良を検査する印刷検査工程と、半田印刷後の基板に部品を実装する部品実装工程と、基板に実装された部品を検査する実装検査工程と、基板に印刷された半田をリフローするリフロー工程とを実行して基板を生産するシステムである。
実施の形態1に係る部品実装システム1は、複数の部品実装ラインL1,L2,L3と、通信ネットワークLLと、管理コンピュータPPと、段取り作業支援装置SSと、複数のノズルチェンジャ13A,13B,13C,13D…のそれぞれと、を含んで構成される。なお、図1では部品実装ラインが3本の例を示すが、1本、2本または4本以上であってよい。また、図1では4つのノズルチェンジャの例を示すが、段取りエリアApに配置されたノズルチェンジャの数はこれに限定されない。例えば同一フロアF内でなく他のフロア内(つまり、工場内)に部品実装装置から取り外されたノズルチェンジャを配置した他の段取りエリアがある場合、段取りエリアApに配置されたノズルチェンジャの数は、0(ゼロ)個であってもよい。
通信ネットワークLLは、管理コンピュータPPと、複数の部品実装ラインL1~L3のそれぞれと、段取り作業支援装置SSとの間をデータ通信可能に接続する。なお、図1の例において通信ネットワークLLは、有線通信可能に接続される例を示すが、無線通信可能であってもよい。ここでいう無線通信は、例えば無線LAN(Local Area NetWork)、Bluetooth(登録商標)またはWi-Fi(登録商標)などの無線通信規格に準じて提供される通信方式である。
管理コンピュータPPは、例えばPC(Personal Computer)、タブレット等であって、通信ネットワークLLを介して複数の部品実装ラインL1~L3のそれぞれ(つまり、複数の部品実装ラインL1~L3のそれぞれを構成する各部品実装用装置のそれぞれ)、および段取り作業支援装置SSとの間で通信可能に接続される。また、管理コンピュータPPは、ユーザ操作を受け付け可能なユーザインターフェース(例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、タッチパッド、ポインティングデバイスなど)を備え、ユーザ操作に基づく入力を制御信号に変換する。
管理コンピュータPPは、複数の部品実装ラインL1~L3のそれぞれを構成する各部品実装用装置により実行される半田印刷工程と、印刷検査工程と、部品実装工程と、を含む基板の生産工程を統括して制御する。例えば、管理コンピュータPPは、作業者により予め入力あるいは設定された生産工程に関する生産情報と、生産工程を実行させる実行指令を生成して、これらの生産工程を実行する部品実装ラインに送信する。
また、管理コンピュータPPは、作業者により予め入力あるいは設定された生産データに基づいて、複数の部品実装ラインL1~L3のそれぞれにより実行される生産に関する生産情報を生成する。具体的に、管理コンピュータPPは、段取り作業支援装置SSにデータ通信可能に接続された複数のノズルチェンジャ13A,13B,13C,13D…のそれぞれのノズルチェンジャ情報(例えば、ノズルチェンジャの識別情報、ノズルチェンジャのノズル配置リストなど)を取得し、取得されたノズルチェンジャ情報と作業者により予め入力あるいは設定された生産工程に関する情報とに基づいて、いずれかの部品実装ラインにより実行される生産の段取り情報としてノズル配置リストを生成する。
なお、ここでいうノズル配置リストは、各ノズルチェンジャ13A,…が備える複数のノズル収納部24(図5A,図5B参照)のそれぞれに付与されたアドレスと、それぞれのノズル収納部24に収納されたノズルの情報とを対応付けたデータである。
なお、管理コンピュータPPは、管理コンピュータPPにおける管理記憶部32(図6参照)に記憶されたノズル配置リストのデータを参照して、段取りエリアApに配置された1以上のノズルチェンジのノズル配置リストを取得してもよい。管理コンピュータPPは、生成された段取り情報を表示部34(図6参照)などに出力するとともに、管理記憶部32(図6参照)に記録する。
なお、ここでいう生産データは、部品実装装置による部品実装工程の実行に用いられる情報であり、管理コンピュータPPにより生成されて管理記憶部32に記録される。生産データは、例えば基板のサイズ、基板認識マークの位置、部品の大きさ、ノズル吸着時間、実装位置、基板(実装)高さ、ノズルの情報、ノズルチェンジャごとのノズル配置リスト、基板の生産枚数などを含む。なお、生産データは、上述した項目のデータに限定されなくてよい。
段取り作業支援装置SSは、段取りエリアApに配置され、通信ネットワークLLを介して管理コンピュータPPおよび複数のノズルチェンジャ13A,…のそれぞれとの間でデータ通信可能に接続される。なお、段取り作業支援装置SSは、管理コンピュータPPに含まれ、一体に形成されてもよい。段取り作業支援装置SSは、複数のノズルチェンジャ13A,…のそれぞれからノズル配置リストを取得し、管理コンピュータPPに送信する。
複数のノズルチェンジャ13A,…のそれぞれは、段取りエリアApに配置され、段取り作業支援装置SSとの間でデータ通信可能に接続される。複数のノズルチェンジャ13A,…のそれぞれは、部品実装装置に着脱可能であって、所定の部品実装装置によって実行される部品実装工程で基板に実装される1以上の部品を供給するテープフィーダを備える。複数のノズルチェンジャ13A,…のそれぞれは、少なくともノズルチェンジャの識別情報と、ノズル収納部24に配置されたノズル配置リストとを段取り作業支援装置SSに送信する。
次に図2を参照して、部品実装ラインL1を構成する各部品実装用装置について説明する。図2は、実施の形態1に係る部品実装ラインL1を説明する図である。なお、複数の部品実装ラインL1~L3のそれぞれは、同様の構成を有し、図2では部品実装ラインL1について説明する。
部品実装ラインL1は、各部品実装用装置としての半田印刷装置M1と、印刷検査装置M2と、複数の部品実装装置M3~M6のそれぞれと、実装検査装置M7と、リフロー装置M8と、を含んで構成される。部品実装ラインL1を構成するこれらの各部品実装装置は、通信ネットワークLLを介して管理コンピュータPPとの間でデータ通信可能に接続され、管理コンピュータPPから送信された実行指令に基づいて、各制御を実行する。
なお、実施の形態1に係る部品実装システム1における部品実装ラインL1は、半田印刷装置M1と、印刷検査装置M2と、複数の部品実装装置M3~M6のそれぞれと、実装検査装置M7と、リフロー装置M8と、を含んで構成される例を示すが、少なくとも1つの部品実装装置を含んで構成されていればよい。つまり、部品実装ラインL1は、少なくとも1つの部品実装装置と、実装検査装置M7とを含んで構成されてもよい。
半田印刷装置M1は、管理コンピュータPPから送信された基板Bの半田のデータ(例えば、半田の印刷パターンなど)に基づいて、部品実装ラインL1の上流側(図2に示す半田印刷装置M1の左側)から搬入された基板Bにマスクを介して半田を印刷する半田印刷工程を実行する。半田印刷装置M1は、半田印刷後の基板Bを印刷検査装置M2に搬出する。
印刷検査装置M2は、管理コンピュータPPから送信された基板Bの半田のデータ(例えば、半田の印刷パターンなど)に基づいて、半田印刷装置M1から搬入された基板Bに印刷された半田の状態を検査する印刷検査工程を実行する。印刷検査装置M2は、搬入された基板Bを撮像するカメラを備え、カメラによって撮像された撮像画像を用いて半田の状態(つまり、半田の印刷不良の有無)を検査する。印刷検査装置M2は、印刷検査装置M2におけるメモリ(不図示)に基板Bの半田の印刷検査結果を記録するとともに、検査に合格した基板Bを部品実装装置M3に搬出する。
複数の部品実装装置M3~M6のそれぞれは、管理コンピュータPPから送信された実行指令に基づいて、印刷検査装置M2から搬入された基板Bに1以上の部品を実装する部品実装工程を実行する。なお、部品実装ラインL1は、部品実装装置M3~M6が4台の構成に限定されず、例えば部品実装装置M3~M6が1~3台であっても5台以上であってもよい。
複数の部品実装装置M3~M6のそれぞれは、管理コンピュータPPから送信された基板Bの生産データに基づいて、ノズルを制御し、部品実装装置に取り付けられた部品供給部が備えるテープフィーダから部品を吸着して取り出す。複数の部品実装装置M3~M6のそれぞれは、ノズルにより吸着された部品を基板B上の所定位置に搬送して、実装する。複数の部品実装装置M3~M5のそれぞれは、連結された次の部品実装装置に部品実装後の基板Bを搬出する。また、部品実装装置M6は、部品実装後の基板Bを実装検査装置M7に搬出する。
実装検査装置M7は、管理コンピュータPPから送信された基板Bの生産データに基づいて、部品実装装置M6から搬入された基板Bに実装された部品の状態(例えば、部品の実装位置不良の有無など)を検査する実装検査工程を実行する。実装検査装置M7は、搬入された基板Bを撮像するカメラを備え、カメラによって撮像された撮像画像を用いて実装された部品の状態を検査する。実装検査装置M7は、実装検査装置M7におけるメモリ(不図示)に基板Bの部品実装検査結果を記録するとともに、検査に合格した基板Bをリフロー装置M8に搬出する。
リフロー装置M8は、管理コンピュータPPから送信された基板Bのリフローデータ(例えば、基板Bを搬送するコンベアの搬送速度、加熱温度など)に基づいて、実装検査装置M7から搬入された基板Bの電極部分と実装された1以上の部品とを接合するリフロー工程を実行する。リフロー装置M8は、装置内に搬入された基板Bをベルトコンベアで搬送しながら加熱し、基板B上の半田を硬化させ、基板Bの電極部分と実装された1以上の部品とを接合する。リフロー装置M8は、部品実装ラインL1の下流側(図2に示すリフロー装置M8の右側)にリフロー後の基板Bを搬出する。
次に、図3を参照して、部品実装装置M3~M6の構成について説明する。なお、複数の部品実装装置M3~M6のそれぞれは、同様の構成を有し、ここでは部品実装装置M3について説明する。図3は、実施の形態1に係る部品実装装置M3を上から見た図である。なお、実施の形態1に係る部品実装装置M3~M6のそれぞれは、基板Bを搬送する一対の基板搬送機構2の両側方(Y方向、-Y方向)のそれぞれに複数の部品供給部4のそれぞれを備えるが、部品供給部は片側のみに備えてもよい。さらに、実施の形態1に係る部品実装装置M3~M6のそれぞれは、シングルレーン(つまり、1つの基板Bを搬送可能な一対の基板搬送機構2)の構成を有する例を示すが、複数の基板のそれぞれに同時に部品を実行可能なデュアルレーンの構成を有してもよい。
図3に示す部品実装装置M3は、基台1Aと、基板搬送機構2と、複数の部品供給部4のそれぞれと、Y軸ビーム7と、X軸ビーム8と、実装ヘッド9と、基板認識カメラ11と、部品認識カメラ12と、ノズルチェンジャ13と、荷重計測部14と、を含んで構成される。
基台1Aは、基台1Aの中央位置に基板Bを搬送するための基板搬送機構2が設けられる。基板搬送機構2は、連接された印刷検査装置M2(部品実装装置M4~M6の場合は、連接された部品実装装置)から搬入された基板Bを、基台1Aの中央位置における所定の部品実装位置まで搬送し、保持する。また、基板搬送機構2は、連接された次の部品実装装置M4(部品実装装置M6の場合は、連接された実装検査装置M7)に部品実装後の基板Bを搬出する。
複数の部品供給部4のそれぞれは、基板Bに実装される部品を供給する複数のテープフィーダのそれぞれを並設して備える。なお、実施の形態1に係る部品実装装置M3において、テープフィーダは、2つのキャリヤテープを装着可能なダブルフィーダである例を説明するが、1つのキャリヤテープを装着可能なシングルフィーダであってもよい。つまり、部品実装装置M3は、シングルフィーダとダブルフィーダとを任意に装着可能な部品供給部により構成されてよい。
部品供給部4は、複数のテープフィーダのそれぞれを備える。複数のテープフィーダのそれぞれは、キャリヤテープ(部品)を取り付け可能なテープフィーダのそれぞれの位置を特定するためのテープフィーダアドレスが設定される。
管理コンピュータPPは、部品実装装置M3~M6のそれぞれに装着された、または段取りエリアApに配置された各ノズルチェンジャ13が備える複数のノズル収納部24(図5A,図5B参照)のそれぞれのアドレスと、これらのノズルチェンジャ13が備える複数のノズル収納部24のそれぞれに配置されたノズル16の情報とを対応付けたノズル配置リストのデータを生成する。管理コンピュータPPは、生成されたノズル配置リストのデータを管理記憶部32(図6参照)に記憶する。なお、管理コンピュータPPは、他の段取りエリアに配置された各ノズルチェンジャのノズル配置リストを生成して、管理記憶部32に記憶してもよい。
なお、図3における複数の部品供給部4のそれぞれは、テープフィーダに基板への実装対象となる部品を収納したキャリヤテープを取り付け、実装ヘッド9による部品取り出し位置までこのキャリヤテープに収納された部品をピッチ送りする機能を有する例を示す。複数の部品供給部4のそれぞれは、所定のテープ送り方向に向かって部品を収納したキャリヤテープのそれぞれをピッチ送りすることにより、以下に説明する実装ヘッド9によって部品取り出し位置に部品のそれぞれを供給する。
基台1Aの上面においてX方向の一端側の端部には、リニア駆動機構を備えたY軸ビーム7がY方向に沿って配設されている。Y軸ビーム7には、同様にリニア駆動機構を備えた2基のX軸ビーム8のそれぞれが、Y方向,-Y方向に移動自在に結合される。2基のX軸ビーム8のそれぞれは、X方向に沿って配設される。2基のX軸ビーム8のそれぞれには、プレート(不図示)が備えられる。プレートは、実装ヘッド9および基板認識カメラ11をX軸ビーム8に取り付け、X軸ビーム8と一体的に駆動(移動)可能にする。
実装ヘッド9は、X軸ビーム8により基板認識カメラ11と一体的に駆動(移動)され、複数のテープフィーダのそれぞれに取り付けられたキャリヤテープに収納された部品Dを吸着保持し、基板Bの実装位置に搬送して実装する。
基板認識カメラ11は、X軸ビーム8により実装ヘッド9と一体に駆動(移動)され、基板搬送機構2に位置決めされた基板Bの上方から基板B上の所定の位置に設けられた基板マーク(不図示)を撮像する。基板認識カメラ11は、撮像された撮像画像を部品実装装置M3の制御部(不図示)に送信する。部品実装装置M3の制御部は、基板マークが撮像された撮像画像を画像処理して、基板Bの搬送位置および姿勢を認識する。
複数の部品認識カメラ12は、基台1A上の部品供給部4と基板搬送機構2との間にそれぞれ備えられる。複数の部品認識カメラ12のそれぞれは、部品供給部4におけるキャリヤテープに収納された部品Dを取り出した実装ヘッド9が部品認識カメラ12の上方を移動するタイミングで、部品認識カメラ12は実装ヘッド9に保持された部品Dを下方から撮像する。複数の部品認識カメラ12のそれぞれは、撮像された撮像画像を部品実装装置M3の制御部(不図示)に送信する。部品実装装置M3の制御部は、部品Dが撮像された撮像画像を画像処理して、部品Dの保持姿勢を認識する。
ノズルチェンジャ13は、実装ヘッド9が備える複数のノズルホルダ15(図4参照)に着脱自在に取り付け可能な1つ以上のノズル16を収納する。実装ヘッド9は、基板Bに実装される部品Dの生産データに基づいて、装着されているノズル16を取り外してノズルチェンジャ13に収納されたいずれかのノズル16を取り付け、ノズル交換を実行する。
荷重計測部14は、例えばロードセルなどであって、ノズル16が吸着保持された状態の部品Dを基板Bに押し込む荷重を計測する荷重計測センサである。荷重計測部14は、低荷重ノズル16A(図4参照)が取り付けられた実装ヘッド9を荷重計測部14の上方に移動させ、低荷重ノズル16Aを下降させて荷重計測部14に押し付けることにより、低荷重ノズル16Aのノズル16が吸着保持された状態の部品Dを押し込む荷重(所謂、摺動荷重)を計測することができる。荷重計測部14は、計測された荷重に基づいて、ノズル16の装着品質を評価することにより、ノズル16の摺動不良に起因する装着品質の不良を防止できる。
次に、図4を参照して、実装ヘッド9およびノズル16について説明する。図4は、実施の形態1に係る部品実装装置M3~M6の実装ヘッド9およびノズル16の説明図である。なお、図4では、実装ヘッド9が4つのノズルユニット10を備える例を示すが、ノズルユニット10の数はこれに限定されず、3つ以下であってもよいし、5つ以上であってもよい。
実装ヘッド9は、複数のノズルユニット10のそれぞれを備える。複数のノズルユニット10のそれぞれは、下端部にノズル16を着脱自在にするノズルホルダ15を有する。
ノズル16は、装着部17と、鍔部18と、軸部19と、により構成される。装着部17は、ノズルホルダ15に嵌脱自在に取り付けられ、下面に鍔部18が設けられる。軸部19は、鍔部18の下面から下方(Z方向と逆方向)に延出される。ノズル16は、ノズルホルダ15に装着部17が嵌合されることで実装ヘッド9に装着され、軸部19によって装着対象の部品Dを吸着して保持する。
次に、図5Aおよび図5Bを参照して、ノズルチェンジャ13について説明する。図5Aは、実施の形態1に係る部品実装装置M3~M6におけるノズルチェンジャ13の構成説明図である。図5Bは、図5Aに示すノズルチェンジャ13のG-G断面図である。また、図5Aは、ノズルチェンジャ13を上から見た図である。
ノズルチェンジャ13は、複数のノズル16のそれぞれが収納される複数のノズル収納部24をベース部20に備える。実装ヘッド9は、実装ヘッド9に取り付けられたノズル16を取り外して、ノズルチェンジャ13のノズル収納部24に収納し、ノズルチェンジャ13のノズル収納部24に収納された他のノズル16を取り付けることにより、ノズルの交換動作を実行する。
次に、図6を参照して、管理コンピュータPPの内部構成について説明する。図6は、実施の形態1に係る管理コンピュータの内部構成例を示す図である。
ノズルチェンジャ選択部の一例としての管理コンピュータPPは、段取り作業支援装置SSと、複数の部品実装ラインL1~L3のそれぞれと、の間でデータ通信可能に接続される。なお、図6では説明を分かり易くするために、複数の部品実装ラインL1~L3のそれぞれに含まれる構成として複数の部品実装装置M3~M6のそれぞれのみを示す。管理コンピュータPPは、管理制御部31と、管理記憶部32と、入力部33と、表示部34と、通信部35と、を含んで構成される。
管理制御部31は、例えばCPU(Central Processing unit)またはFPGA(Field Programmable Gate Array)を用いて構成され、管理記憶部32と協働して、各種の処理および制御を行う。具体的には、管理制御部31は管理記憶部32に保持されたプログラムおよびデータを参照し、そのプログラムを実行することにより、各部の機能を実現する。ここでいう各部は、例えばノズル配置生成部31A、生産時間算出部31B、およびノズル配置決定部31Cなどである。管理制御部31は、これら各部により、ノズル配置リストの生成およびノズル配置リストを使用した基板の生産に要するサイクルタイムの算出を実行する。
また、管理制御部31は、入力部33により受け付けられた作業者による操作に基づいて、基板あるいは部品ごとの生産データ、生産で使用される基板のグループ情報、部品実装装置に着脱されるノズルチェンジャ13A,…ごとのノズル配置リストなどを生成して、管理記憶部32に出力して記憶する。さらに、管理制御部31は、各部品実装用装置に各生産工程を実行させる実行指令を生成し、通信部35に出力して送信する。
ノズルチェンジャ選択部の一例としてのノズル配置生成部31Aは、ノズルチェンジャ13A,…のうちノズル配置リストを流用する流用ノズルチェンジャとして作業者により選択された1以上のノズルチェンジャにおける現在のノズル配置リスト(ノズルチェンジャの情報と、ノズル配置リストとを含む情報)と、生産で使用する部品実装装置の情報とを取得する。なお、ここで選択される流用ノズルチェンジャは、段取りエリアApあるいはフロアF内に配置されたノズルチェンジャに限定されず、フロアF外に配置されて部品実装装置に取り付けられていないノズルチェンジャ(不図示)であってもよい。
また、ノズル配置生成部31Aは、入力部33を介して作業者により選択され、生産で使用される1枚以上の基板の情報を取得する。ノズル配置生成部31Aは、管理記憶部32に記憶され、選択された1枚以上の基板に関する生産データを参照し、選択された基板で使用される生産ノズルのリスト(以降、「生産ノズルリスト」と表記)を生成する。
ノズル配置生成部31Aは、生産ノズルリストと、作業者により選択された流用ノズルチェンジャのノズル配置リストとを比較して同一のノズルがあるか否かを判定する。ノズル配置生成部31Aは、生産ノズルリストのうち同一のノズルと判定されたノズルに、流用ノズルチェンジャに既に割当て済みのノズル(以降、「割当て済みノズル」と表記)であることを示すフラグを付与する。
また、ノズル配置生成部31Aは、生産ノズルリストと作業者により選択された流用ノズルチェンジャのノズル配置リストとを比較して、ノズル配置データのうち生産ノズルリストに存在しないノズルがあるか否かを判定する。ノズル配置生成部31Aは、ノズル配置リストのうち生産ノズルリストに存在しないノズルに、不要ノズルであることを示す不要フラグを付与する。
ノズル配置生成部31Aは、生産ノズルリストのうち割当て済みノズルであることを示すフラグが付与されていない未割り当てのノズルを、流用ノズルチェンジャが備える複数のノズル収納部24のうちノズルが配置されていないノズル収納部24(以降、「空きホール」と表記)に割り当てたノズル配置リストを生成する。ノズル配置生成部31Aは、生産ノズルリストのうち割り当て処理を実行したノズルに割当て済みノズルであることを示すフラグを付与する。
ノズル配置生成部31Aは、流用ノズルチェンジャが備えるノズル収納部24に生産ノズルリストに含まれるすべてのノズルが割り当てられているか否か(つまり、ノズル配置データにすべての生産ノズルリストのノズルが含まれているか否か)を判定する。ノズル配置生成部31Aは、生産ノズルリストに含まれるすべてのノズルが割り当てられていると判定した場合、さらに流用ノズルチェンジャのノズル配置リストに空きホールがあるか否かを判定する。ノズル配置生成部31Aは、空きがあると判定した場合には、この空きホールに配置されていた不要ノズルを戻す(割り当てる)処理を実行する。
なお、この空きホールに配置されていた不要ノズルがないと判定した場合には、ノズル配置生成部31Aは、後述する処理で他の不要ノズルのうち暫定的に取り外されたままの状態にある不要ノズルのうちいずれかを割り当てる。
一方、ノズル配置生成部31Aは、生産ノズルリストに含まれるすべてのノズルが割り当てられていないと判定した場合、ノズル配置リストのうち不要フラグが付与された不要ノズルを暫定的に取り外す処理を実行して、不要ノズルが配置された位置を空白(空きホール)にする。ノズル配置生成部31Aは、空きホールに未割り当てのノズルを割り当てるとともに、生産ノズルリストのうち割り当て処理を行ったノズルに割当て済みノズルであることを示すフラグを付与し、生産ノズルリストに含まれるすべてのノズルが割当てられているか否かを再判定する。
ノズル配置生成部31Aは、生産ノズルリストに含まれるすべてのノズルについて割り当て処理を実行した後、流用ノズルチェンジャのノズル配置リストのデータを1以上生成し、生産時間算出部31Bに出力する。ここで、ノズル配置生成部31Aは、割り当て処理実行後のノズルチェンジャのノズル配置リストのうち、割当て済みノズルおよび不要ノズル以外のノズルについて少なくとも1以上のノズルの配置が異なる複数のノズル配置リストのデータを生成する。
生産時間算出部31Bは、ノズル配置生成部31Aから入力された1以上のノズル配置リストのデータに基づいて、部品実装装置M3~M6のそれぞれで基板への部品実装に要するサイクルタイム(つまり、生産時間)を算出する。生産時間算出部31Bは、ノズル配置リストごとに算出されたサイクルタイムと流用ノズルチェンジャの識別情報とを対応付けて、ノズル配置決定部31Cに出力する。
ノズル配置決定部31Cは、生産時間算出部31Bから入力されたノズル配置リストのデータごとのサイクルタイムを比較し、サイクルタイムが最も短いノズル配置リストのデータをノズル配置リストのデータとして設定するとともに、管理記憶部32に出力して記憶する。
管理記憶部32は、例えば管理制御部31の各処理を実行する際に用いられるワークメモリとしてのRAM(Random Access Memory)と、管理制御部31の動作を規定したプログラムおよびデータを格納するROM(Read Only Memory)とを有する。RAMには、管理制御部31により生成あるいは取得されたデータもしくは情報が一時的に保存される。ROMには、管理制御部31の動作を規定するプログラムが書き込まれている。管理記憶部32は、生産データ32Aと、グループ情報32Bと、ノズル配置リストデータ32Cと、を記憶する。
生産データ32Aは、基板ごとに生成され、基板を生産するためのデータである。グループ情報32Bは、生産で使用される1以上の基板(例えば、図8に示す複数の基板B1~B6のそれぞれ)をグルーピングした情報である。ノズル配置リストデータ32Cは、ノズル配置決定部31Cにより設定されたノズルチェンジャごとのノズル配置リストのデータである。なお、ノズル配置リストデータ32Cは、流用されたノズルチェンジャのノズル配置リストのデータを含んでよい。これにより、作業者は、流用されたノズルチェンジャに配置されたノズル配置リストと、生産で使用されるノズル配置リストと、を比較しながらノズルの配置を変更できる。
管理記憶部32は、作業者により選択され、生産で使用される基板のグループ情報32Bに、基板ごとの生産データ32Aと、ノズルチェンジャごとのノズル配置リストデータ32Cとを対応付けて記憶し、管理する。
ノズルチェンジャ選択部の一例としての入力部33は、作業者による操作を受け付けるユーザインターフェースであって、例えばマウス、キーボード、タッチパネル、タッチパッド、ポインティングデバイスなどを用いて構成される。入力部33は、ユーザ操作に基づく信号を管理制御部31に出力する。
表示部34は、例えばLCD(Liquid Crystal Display)または有機EL(Electroluminescence)などのディスプレイを用いて構成される。表示部34は、管理制御部31によって生成されたノズル配置リストあるいはエラー通知を表示する。
ノズル情報取得部の一例としての通信部35は、通信ネットワークLLを介して、段取り作業支援装置SSおよび複数の部品実装装置M3~M6のそれぞれとの間で、データ通信可能に接続される。通信部35は、作業者により予め入力あるいは設定された生産工程に関する生産情報に基づいて、管理制御部31により生成された生産工程を実行させる実行指令を対応する部品実装装置に送信する。
次に、図7~図12を参照して、実施の形態1に係る管理コンピュータPPの動作手順について説明する。図7は、実施の形態1に係る管理コンピュータPPの動作手順例を示すフローチャートである。図8は、実施の形態1に係る管理コンピュータPPの動作手順(ステップ10)例を説明する図である。図9は、実施の形態1に係る管理コンピュータPPの動作手順(ステップ11、ステップ12)例を説明する図である。図10は、実施の形態1に係る管理コンピュータPPの動作手順(ステップ13)例を説明する図である。図11は、実施の形態1に係る管理コンピュータPPの動作手順(ステップ16、ステップ13)例を説明する図である。図12は、実施の形態1に係る管理コンピュータPPの動作手順(ステップ15)例を説明する図である。
なお、図7~図12に示す管理コンピュータPPの動作手順において、生産における生産対象は、複数の基板B1~B6のそれぞれである例を示す。複数の基板B1~B6のそれぞれは、ノズルn1,n2,n3,n4,n5,n6,n7,n8,n9,n10,n11,n12により部品p1,p2,p3,p4,p5,…,pnが実装される例を示す。また、図7~図12に示す管理コンピュータPPの動作手順において流用されるノズルチェンジャは、例えば15のノズル収納部9a1,9a2,9a3,9a4,9a5,9a6,9a7,9a8,9a9,9a10,9a11,9a12,9a13,9a14,9a15を有する。
管理コンピュータPPは、段取りエリアApに配置された複数のノズルチェンジャのうち作業者により選択された流用ノズルチェンジャの現在のノズル配置リスト(各ノズル収納部9a1~9a15に収納されたノズルの情報を含む情報)を取得する。管理コンピュータPPは、入力部33を介して作業者により選択され、生産で使用される複数の基板B1~B6の情報を取得する。管理コンピュータPPは、複数の基板B1~B6のそれぞれを含むグループ情報32Bを生成する。管理コンピュータPPは、管理記憶部32を参照して、このグループ情報32Bに含まれる基板B1~B6のそれぞれの生産データを取得する。また、管理コンピュータPPは、このグループ情報32Bに含まれる基板のそれぞれに使用(実装)される複数の部品p1~pnのそれぞれの情報を抽出し、複数の部品p1~pnのそれぞれを実装可能なノズルn1~n12の情報を抽出して生産ノズルリストLT10を生成する(St10)。
管理コンピュータPPは、生産ノズルリストLT10と、流用ノズルチェンジャのノズル配置リストLT20とを比較して、同一のノズル(割当て済みノズル)を判定する(St11)。管理コンピュータPPは、割り当て済みノズルと判定されたノズルに、割り当て済みであることを示すフラグを付与した生産ノズルリストLT10を生成する。
ここで、図9に示す流用ノズルチェンジャのノズル配置リストLT20を用いて、ステップSt11の処理について説明する。ノズル配置リストLT20は、例えばノズルが収納(配置)されていない3のノズル収納部9a1,9a2,9a3のそれぞれ(つまり、ノズルが未収納のノズル収納部)と、ノズルが収納(配置)された12のノズル収納部9a4,9a5,9a6,9a7,9a8,9a9,9a10,9a11,9a12,9a13,9a14,9a15のそれぞれと、を有する。
図9に示すノズル配置リストLT20の例において管理コンピュータPPは、ノズル収納部9a6に収納されたノズルとノズルn2とが同一、ノズル収納部9a7に収納されたノズルとノズルn4とが同一、ノズル収納部9a8に収納されたノズルがノズルn5と同一、ノズル収納部9a11に収納されたノズルがノズルn8と同一、ノズル収納部9a12に収納されたノズルがノズルn7と同一、ノズル収納部9a13に収納されたノズルがノズルn9と同一であると判定する。管理コンピュータPPは、ノズル配置リストLT20に含まれるノズルn2,n4,n5,n7,n8,n9に、割り当て済みであることを示すフラグを付与する。
また、管理コンピュータPPは、生産ノズルリストLT10とノズル配置リストLT20とを比較し、ノズル配置リストLT20のうち生産ノズルリストLT10に存在しないノズルを判定する。管理コンピュータPPは、ノズル配置リストLT20のうち生産ノズルリストに存在しないノズルに、不要ノズルであることを示す不要フラグを付与する(St12)。なお、ここでいう不要ノズルは、例えば図9に示すノズル配置リストLT20の例において、ノズル収納部9a4,9a5,9a9,9a10,9a14,9a15に収納されたノズルである。
管理コンピュータPPは、生産ノズルリストLT10のうち割当て済みノズルを示すフラグが付与されていない未割り当てのノズル(つまり、ノズルn1,n3,n6,n10,n11,n12)を流用ノズルチェンジャの空きホールEm1,Em2,Em3のそれぞれに割り当てる(St13)。管理コンピュータPPは、生産ノズルリストLT10のうち割り当て処理を実行したノズルn1,n3,n6に割当て済みノズルであることを示すフラグを付与する。管理コンピュータPPは、空きホールEm1~Em3のそれぞれに未割り当てノズルを割り当てた後のノズル配置リストLT21を生成する。
具体的に、図10に示す例において管理コンピュータPPは、空きホールEm1にノズルn1を、空きホールEm2にノズルn3を、空きホールEm3にノズルn6をそれぞれ割り当てる。なお、ステップSt13で空きホールに割り当てられる未割り当てノズルは、例えば基板B1~B6のそれぞれの生産において使用(実装)頻度が高いノズルであってもよいし、任意のノズルであってもよい。
管理コンピュータPPは、流用ノズルチェンジャのノズル配置リストLT21に生産ノズルリストLT10に含まれるすべてのノズルn1~n12のそれぞれが割り当て済みであるか否か(つまり、ノズル配置リストLT21に生産ノズルリストLT10のすべてのノズルが含まれているか否か)を判定する(St14)。
管理コンピュータPPは、ステップSt14の処理において、生産ノズルリストLT10に含まれるすべてのノズルn1~n12のそれぞれが割り当て済みであると判定した場合(St14,YES)、流用ノズルチェンジャのノズル配置リストに空きホールがあるか否かを判定する。管理コンピュータPPは、空きホールがあり、かつステップSt12の処理の時点でこの空きホールに不要ノズルとして収納されていたノズル(具体的に、ステップSt16で暫定的に取り外された不要ノズル)がある場合には、この空きホールに暫定的に取り外された不要ノズルを戻す処理を実行する(St15)。
なお、管理コンピュータPPは、流用ノズルチェンジャのノズル配置リストに空きホールがない場合(例えば、図10に示すノズル配置リストLT21)、またはこの空きホールにステップSt12の処理の時点でこの空きホールに不要ノズルとして収納されていたノズルがない場合、ステップSt15の処理を省略し、ステップSt17の処理に移行する。
一方、管理コンピュータPPは、ステップSt14の処理において、生産ノズルリストLT10に含まれるすべてのノズルn1~n12のそれぞれが割り当て済みでないと判定した場合(St14,NO)、流用ノズルチェンジャのノズル配置リストのうち不要フラグが付与されている不要ノズルを暫定的に取り外す(St16)。管理コンピュータPPは、不要ノズルを暫定的に取り外した後のノズル配置リストLT22を生成する。
具体的に、図11に示す例において、管理コンピュータPPは、ノズル配置リストLT21からノズル収納部9a4,9a5,9a9,9a10,9a14,9a15のそれぞれに収納された不要ノズルを暫定的に取り外して、不要ノズルが収納されていたノズル収納部に対応する位置を空きホールEm4,Em5,Em6,Em7,Em8,Em9にする。管理コンピュータPPは、不要ノズル取り外し後のノズル配置リストLT22を生成する。
管理コンピュータPPは、ステップSt16の処理の後に生成されたノズル配置リストLT22に基づいて、再度ステップSt13の処理を実行する。具体的に、図11に示す例において管理コンピュータPPは、空きホールEm4にノズルn10を、空きホールEm5にノズルn11を、空きホールEm6にノズルn12をそれぞれ割り当てる。管理コンピュータPPは、生産ノズルリストLT10のうち割り当て処理を実行したノズルn10~n12に割当て済みノズルであることを示すフラグを付与する。管理コンピュータPPは、空きホールEm4~Em6のそれぞれに未割り当てノズルを割り当てた後のノズル配置リストLT23を生成する。
管理コンピュータPPは、図11に示すステップSt16およびステップSt13の処理を実行した後、ステップSt14の処理において、ノズル配置リストLT23に生産ノズルリストLT10に含まれるすべてのノズルn1~n12のそれぞれが割り当て済みであると判定した場合(St14,YES)、ノズル配置リストLT23に空きホールがあるか否かを判定する。
具体的に、図12に示す例において、管理コンピュータPPは、ノズル配置リストLT23に空きホールがあるか否かを判定する。図12に示す例において、管理コンピュータPPは、ノズル配置リストLT23に空きホールEm7~Em9があると判定すると、ステップSt12の処理の時点でこの空きホールEm7~Em9に対応する位置(ノズル収納部9a10,9a14,9a15のそれぞれ)に不要ノズルとして収納されていたノズル(言い換えると、ステップSt16の処理で暫定的に取り外されたノズル)を戻す処理を実行する(St15)。管理コンピュータPPは、ステップSt15の処理が完了すると、ノズル配置リストLT24を生成する。
管理コンピュータPPは、ステップSt15の処理で生成されたノズル配置リストLT21(ステップSt16の処理が実行されなかった場合)またはノズル配置リストLT24(ステップSt16の処理が実行された場合)のデータに基づいて、部品実装装置M3~M6で実行される部品実装工程のサイクルタイム(つまり、生産時間)を算出する。なお、ここで管理コンピュータPPは、ノズル配置リストのデータに含まれる割当て済みノズルおよび不要ノズル以外のノズルについて、サイクルタイムが最短(最速)となるようにノズルの配置を並び替える。管理コンピュータPPは、サイクルタイムが最短となったノズル配置リストのデータを生成して、出力する(St17)。管理コンピュータPPは、生成されたノズル配置リストのデータに算出されたサイクルタイムと流用するノズルチェンジャの識別情報とを対応付けて管理記憶部32に記憶するとともに、表示部34に出力、あるいはこのノズル配置リストのデータを使用して基板を生産する所定の部品実装装置に送信する。
以上により、実施の形態1に係る部品実装システム1は、ノズルが既に配置された既存のノズルチェンジャのノズル配置リストを流用して、ノズル配置リストを生成することで、生産で使用されるノズルチェンジャの段取りにおける作業者の作業工程に要する時間をより削減できる。
(実施の形態1の変形例1)
実施の形態1に係る部品実装システム1は、ノズル配置リストを流用する流用ノズルチェンジャが作業者により選択され、選択されたノズルチェンジャのノズル配置リストを流用してノズル配置リストを生成する。実施の形態1の変形例1に係る部品実装システム1は、流用ノズルチェンジャが各部品実装装置に配置されたノズルチェンジャのノズル配置リストを流用してノズル配置リストを生成する。
まず、実施の形態1の変形例1に係る管理コンピュータPPについて説明する。管理コンピュータPPにおけるノズル配置生成部31Aは、各部品実装装置に配置されてデータ通信可能に接続された複数のノズルチェンジャのそれぞれのノズル配置リストを、通信ネットワークLLを介して各部品実装装置から収集、または管理記憶部32から参照して収集する。
実施の形態1の変形例1に係るノズル配置生成部31Aは、生産で使用される生産ノズルリストと、収集された複数のノズルチェンジャのそれぞれのノズル配置リストと、を比較し、生産ノズルリストに含まれるノズルと一致率が高いノズル配置リストを有し、かつ生産ノズルリストに含まれるノズル数を配置(収納)可能なノズル収納部を有するノズルチェンジャを流用ノズルチェンジャとして選択する。
図13Aおよび図13Bを参照して、実施の形態1の変形例1に係る管理コンピュータPPの動作手順例について説明する。図13Aは、実施の形態1の変形例1に係る管理コンピュータPPの動作手順例を示すフローチャートである。図13Bは、実施の形態1の変形例1に係る管理コンピュータPPの動作手順例を示すフローチャートである。なお、実施の形態1の変形例1に係る管理コンピュータPPの動作手順例は、ステップSt10~ステップSt17の処理において図7に示す実施の形態1に係る管理コンピュータPPの動作手順例とほぼ同一の処理が実行されるため、実施の形態1と同一の操作手順あるいは動作手順については同一の符号を用いることで、その説明を省略する。
実施の形態1の変形例1に係る管理コンピュータPPは、複数の部品実装装置のそれぞれが備える各実装ヘッド9に対応したノズルチェンジャのノズル配置リストをそれぞれ収集する(St21)。
管理コンピュータPPは、収集された複数のノズルチェンジャのノズル配置リストのそれぞれと、生産ノズルリストに含まれるノズルとの一致率をそれぞれ算出する。管理コンピュータPPは、算出された一致率が最も高い1つのノズルチェンジャを流用ノズルチェンジャとして選択する(St22)。
管理コンピュータPPは、選択された流用ノズルチェンジャが生産ノズルリストLT10のすべてのノズルを割り当て可能であるか否か(つまり、流用ノズルチェンジャのノズル収納部の数が生産ノズルリストLT10に含まれるノズルの数を上回るか否か)を判定する(St23)。
管理コンピュータPPは、ステップSt23の処理において、選択された流用ノズルチェンジャが生産ノズルリストLT10のすべてのノズルを割り当て可能であると判定した場合(St23,YES)、ステップSt11の処理に移行する。
一方、管理コンピュータPPは、ステップSt23の処理において、選択された流用ノズルチェンジャが生産ノズルリストLT10のすべてのノズルを割り当て可能でないと判定した場合(St23,NO)、ステップSt22の処理に移行し、算出された一致率が次に高い1つのノズルチェンジャを流用ノズルチェンジャとして再選択する。
以上により、実施の形態1の変形例1に係る部品実装システム1は、ノズル配置リストに含まれるノズルと最も一致率が高いノズルチェンジャを用いて生産で使用されるノズル配置リストを生成することで、生産で使用されるノズルチェンジャの段取りにおける作業者の作業工程に要する時間をより削減できる。
(実施の形態1の変形例2)
実施の形態1の変形例1に係る部品実装システム1は、管理コンピュータPPにより選択された部品供給装置に配置されたノズルチェンジャを流用ノズルチェンジャとし、このノズルチェンジャのノズル配置リストに基づいて、ノズル配置リストを生成する例について示した。実施の形態1の変形例2に係る部品実装システム1は、管理コンピュータPPにより一度に選択されるノズルチェンジャが複数である場合に、これら複数のノズルチェンジャ(以降、「ノズルチェンジャ群」と表記)のノズル配置リストのそれぞれに基づいて、ノズル配置リストのそれぞれを生成する例について説明する。
まず、実施の形態1の変形例2に係る管理コンピュータPPについて説明する。管理コンピュータPPにおけるノズル配置生成部31Aは、フロアF内(段取りエリアApおよび各部品実装装置M3~M6のそれぞれ)に配置されて、データ通信可能に接続された複数のノズルチェンジャのそれぞれのノズル配置リストを、通信ネットワークLLを介して段取り作業支援装置SSおよび各部品実装装置から収集、または管理記憶部32から参照して収集する。
実施の形態1の変形例2に係るノズル配置生成部31Aは、生産で使用される生産ノズルリストと、収集された複数のノズルチェンジャのそれぞれのノズル配置リストと、を比較し、生産ノズルリストに含まれるノズルと一致率が高いノズル配置リストを有し、かつ生産ノズルリストに含まれるノズル数を配置(収納)可能なノズル収納部を有するノズルチェンジャ群を流用ノズルチェンジャ群として選択する。
図14を参照して、実施の形態1の変形例2に係る管理コンピュータPPの動作手順例について説明する。図14は、実施の形態1の変形例2に係る管理コンピュータPPの動作手順例を示すフローチャートである。なお、実施の形態1の変形例2に係る管理コンピュータPPの動作手順例は、ステップSt10~ステップSt17の処理において図7に示す実施の形態1に係る管理コンピュータPPの動作手順例とほぼ同一の処理が実行されるため、実施の形態1と同一の操作手順あるいは動作手順については同一の符号を用いることで、その説明を省略する。
実施の形態1の変形例2に係る管理コンピュータPPは、フロアF内(段取りエリアApおよび各部品実装装置M3~M6のそれぞれ)に配置されて、データ通信可能に接続された複数のノズルチェンジャのそれぞれのノズル配置リストを収集する(St31)。なお、ここで管理コンピュータPPは、通信ネットワークLLを介して段取り作業支援装置SSおよび各部品実装装置、または管理記憶部32を参照して複数のノズルチェンジャのそれぞれのノズル配置リストを収集する。
管理コンピュータPPは、収集された複数のノズルチェンジャのそれぞれのノズル配置リストと、生産で使用される生産ノズルリストとを比較し、生産ノズルリストに含まれるノズルと一致率が高いノズル配置リストを有し、かつ生産ノズルリストに含まれるノズル数を配置(収納)可能なノズル収納部を有するノズルチェンジャ群(つまり、複数のノズルチェンジャのそれぞれ)を流用ノズルチェンジャ群として選択する(St32)。
以上により、実施の形態1の変形例2に係る部品実装システム1は、ノズル配置リストに含まれるノズルと最も一致率が高いノズルチェンジャ群を用いて生産で使用されるノズル配置リストを生成することで、生産で使用されるノズルチェンジャの段取りにおける作業者の作業工程に要する時間をより削減できる。
以上により、実施の形態1に係る部品実装システム1における管理コンピュータPPは、部品Dを吸着する複数のノズルが配置可能な複数の配置位置を有するノズルチェンジャを着脱可能な部品実装装置と通信可能に接続される。管理コンピュータPPは、生産で使用される複数のノズルチェンジャの情報を取得する通信部35と、少なくとも1つのノズルが配置されている1以上のノズルチェンジャを選択するノズル配置生成部31A(具体的に、ユーザ操作により流用ノズルチェンジャが指定(選択)される場合は、入力部33により選択されたノズルチェンジャの情報がノズル配置生成部31Aに入力される)と、ノズル配置生成部31Aにより選択されたノズルチェンジャに、通信部35によって取得された複数のノズルの情報により特定される複数のノズルのそれぞれを配置する配置位置(複数のノズル収納部24のそれぞれのうちいずれか)を決定するノズル配置決定部31Cと、を備える。通信部35は、ノズルチェンジャに配置されているノズルの情報を取得する。また、ノズル配置決定部31Cは、生産で使用される複数のノズルのうちノズルチェンジャで未配置(つまり、未割り当て)のノズルを抽出し、ノズルチェンジャでノズルが配置されていない1以上の空きホールに未配置のノズルを配置したノズル配置リストのデータ(ノズル配置データの一例)を生成して出力する。
これにより、実施の形態1に係る部品実装システム1は、ノズルが既に配置された既存のノズルチェンジャを用いてノズル配置リストを生成することで、生産で使用されるノズルチェンジャの段取りにおいて作業者のノズルの取り換え作業に要する作業工程を削減低減できる。
また、実施の形態1に係る管理コンピュータPPにおけるノズル配置生成部31Aは、生産で使用される複数のノズルと最も一致する複数のノズルが配置されたノズルチェンジャを選択する。これにより、実施の形態1に係る部品実装システム1は、ノズルが既に配置された既存のノズルチェンジャのうち、生産ノズルリストに含まれるノズルとノズルの一致率が最も高いノズルチェンジャを用いてノズル配置リストを生成することで、生産で使用されるノズルチェンジャの段取りにおいて作業者のノズルの取り換え作業に要する作業工程をより削減できる。
また、実施の形態1に係る管理コンピュータPPにおけるノズル配置決定部31Cは、選択されたノズルチェンジャの空きホールの数が未配置のノズルの数より少ないと判定した場合、ノズルチェンジャに配置された複数のノズルのうち生産で使用されないノズル(不要ノズルの一例であって、例えば、図9に示すノズル収納部9a4,9a5,9a9,9a10,9a14,9a15のそれぞれに収納されたノズル)を暫定的に取り外して空きホール(例えば、図11のノズル配置リストLT22に示す空きホールEm4~Em9)を生成する。これにより、実施の形態1に係る部品実装システム1は、最低限必要な生産ノズルリストに含まれるノズルのうち未割り当てノズルをより確実に割り当てることができる。
また、実施の形態1に係る管理コンピュータPPにおけるノズル配置決定部31Cは、生産で使用されないノズル(不要ノズルの一例であって、例えば、図9に示すノズル収納部9a4,9a5,9a9,9a10,9a14,9a15のそれぞれに収納されたノズル)を取り外して生成された空きホールに未配置のノズルが配置されない(つまり、空きホールに未割り当てノズルが配置されていない)と判定した場合、生成された空きホール(例えば、図11のノズル配置リストLT23に示す空きホールEm7~Em9)に暫定的に取り外されたノズル(例えば、図11に示すノズル収納部9a10,9a14,9a15)を再配置する。これにより、実施の形態1に係る部品実装システム1は、生産で使用されるノズルチェンジャの段取りにおいて作業者のノズルの取り換え作業で取り換え不要(つまり取り外し不要)のノズルを増やすことができ、ノズルの取り換え作業に要する作業工程をより削減できる。
また、実施の形態1に係る管理コンピュータPPにおけるノズル配置決定部31Cは、複数のノズル配置リストを生成して、複数のノズル配置リストのうち生産におけるサイクルタイムが最短となるノズル配置リストを生成して出力する。これにより、実施の形態1に係る部品実装システム1は、ノズルが既に配置された既存のノズルチェンジャを用いてノズル配置リストを生成することで、生産で使用されるノズルチェンジャの段取りにおいて作業者のノズルの取り換え作業に要する作業工程をより削減できるとともに、生産工程の効率を向上可能なノズル配置リストを生成できる。
以上、添付図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても本開示の技術的範囲に属すると了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。