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CN101686636A - 元件贴装装置、元件贴装设定计算装置、程序及方法 - Google Patents

元件贴装装置、元件贴装设定计算装置、程序及方法 Download PDF

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CN101686636A
CN101686636A CN200910149384A CN200910149384A CN101686636A CN 101686636 A CN101686636 A CN 101686636A CN 200910149384 A CN200910149384 A CN 200910149384A CN 200910149384 A CN200910149384 A CN 200910149384A CN 101686636 A CN101686636 A CN 101686636A
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中野隆宏
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Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种元件贴装装置、元件贴装设定计算装置、程序以及元件贴装设定计算方法，使得当多个贴装头同时接近电路基板和相对于该电路基板在一个方向上配置的托盘时，多个贴装头不干涉。控制部(140)，以使具有多个贴装头的元件贴装部(150)同时从托盘(160)吸附元件、同时向电路基板贴装元件时，多个贴装头动作的区域的重叠达到最小的方式，确定多个贴装头同时从托盘(160)吸附的元件的组的对，用各个贴装头吸附在已确定的对的组中包含的元件，贴装在电路基板上。

Description

元件贴装装置、元件贴装设定计算装置、程序及方法
技术领域
本发明涉及多个贴装头从托盘中吸附元件、在相对于该托盘配置在一个方向上的电路基板上贴装元件的技术。
背景技术
在通过在元件吸附位置和元件贴装位置之间移动的贴装头(placementhead)吸附并搬运由元件供给单元配置在元件供给位置(元件吸附位置)的元件，并在元件贴装位置贴装在电路基板上的元件贴装装置中，需要事先生成元件贴装设定，该元件贴装设定包括：存放了要在电路基板上贴装的元件的元件供给单元在元件供给台(以下称托盘)中的装载位置、贴装头的元件吸附顺序以及贴装顺序等。
例如，在非专利文献1中记载了以下技术：计算仅具有一个贴装头的元件贴装装置那样，不发生多个贴装头同时接近(access)电路基板和相对于该电路基板配置在一个方向上的托盘(pallet)的情况的元件贴装装置中的元件贴装设定。
非专利文献1中记载的技术，是计算仅具有一个贴装头的元件贴装装置那样，不发生多个贴装头同时接近电路基板和相对于该电路基板配置在一个方向上的托盘的情况的元件贴装装置中的元件贴装设定的技术，在多个贴装头同时接近电路基板、和相对于该电路基板配置在一个方向上的托盘的元件贴装装置中，当使用通过非专利文献1中记载的技术计算出的元件贴装设定时，贴装头会冲突，无法进行恰当的元件贴装。
【非专利文献1】山田剛史、宫代隆平、中森真理雄、基板生産時における部品装着機の部品配置問題および部品吸着順序問题のモデル化と解法、情報処理学会研究報告2005-MPS-55(3)、pp.9-12，2005/6/28
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种技术，其在多个贴装头同时接近电路基板和相对于该电路基板配置在一个方向上的托盘时，使多个贴装头不干涉。
为解决以上课题，本发明使多个贴装头在从托盘上吸附元件时、以及在电路基板上贴装元件时，贴装头彼此不干涉。
例如，本发明是一种元件贴装装置，其中，多个贴装头能够同时进行从托盘吸附元件的动作，并能够同时进行在相对于该托盘配置在一个方向上的电路基板上贴装元件的动作，该元件贴装装置的特征在于，具有控制部，其执行下述处理：以在所述多个贴装头从所述托盘吸附元件并将元件贴装在所述电路基板上的一次动作中，所述多个贴装头动作的区域的重叠达到最小的方式，确定多个贴装头同时从所述托盘吸附的元件的组的对；和使各个贴装头同时进行吸附在构成所述对的各组中包含的元件的动作，并使各个贴装头同时进行在电路基板上贴装所吸附的元件的动作。
如上所述，根据本发明，在多个贴装头同时接近电路基板和相对于该电路基板配置在一个方向上的托盘时，能够使多个贴装头不干涉。
附图说明
图1是元件贴装系统100的概略图。
图2是元件贴装装置110的概略图。
图3是元件贴装装置信息表121a的概略图。
图4是安装电路基板信息表122a的概略图。
图5是安装元件信息表123a的概略图。
图6是元件贴装设定信息表124a的概略图。
图7是元件贴装部150以及托盘160的概略图。
图8是说明贴装头151B位于退避位置的情况下的概略图。
图9是计算机900的概略图。
图10是数据库服务器180的概略图。
图11是表示生成元件贴装设定信息的处理的PAD图。
图12是表示把托盘分割成块的处理的PAD图。
图13是表示计算元件供给单元的配置的处理的PAD图。
图14是表示计算元件供给单元的块分配的处理的PAD图。
图15是表示计算元件供给单元的装载位置的处理的PAD图。
图16是表示计算贴装组的处理的PAD图。
图17是表示计算贴装组的分配的处理的PAD图。
图18是贴装组干涉图192的概略图。
图19是表示贴装元件的过程的PAD图。
图20是元件贴装设定计算装置210的概略图。
符号说明
100 元件贴装系统
110 元件贴装装置
120 存储部
121 元件贴装装置信息存储区域
122 安装元件电路基板信息存储区域
123 安装元件信息存储区域
124 元件贴装设定信息存储区域
141 全体控制部
140 控制部
142 元件贴装设定处理部
143 块分割部
144 配置计算部
145 贴装组计算部
146 组分配计算部
170 输入部
171 输出部
172 通信部
180 数据库服务器
具体实施方式
图1是作为本发明的一种实施方式的元件贴装系统100的概略图。如图所示，元件贴装系统100具有元件贴装装置110和数据库服务器180，元件贴装装置110以及数据库服务器180能够通过网络相互收发信息。
图2是元件贴装装置110的概略图。如图所示，元件贴装装置110具有存储部120、控制部140、元件贴装部150、托盘160、输入部170、输出部171和通信部172。
存储部120具有元件贴装装置信息存储区域121、安装电路基板信息存储区域122、安装元件信息存储区域123和元件贴装设定信息存储区域124。
在元件贴装装置信息存储区域121中存储确定元件贴装装置110的结构的元件贴装装置信息。例如在本实施方式中，存储图3(元件贴装装置信息表121a的概略图)所示那样的元件贴装装置信息表121a。
如图所示，元件贴装装置信息表121a具有项目栏121b和值栏121c。
在项目栏121b中存储确定构成元件贴装装置110的项目的信息。特别是在本实施方式中，作为项目而包含：确定能够装载供给元件的元件供给单元的宽度(数量)的“托盘宽度”、以及确定贴装头彼此可接近的距离的最小值的“头最小接近距离”。
在值栏121c中，存储确定与用项目栏121b确定的项目对应的值的信息。
返回图2，在安装电路基板信息存储区域122中存储安装电路基板信息，该安装电路基板信息确定用元件贴装装置110在电路基板上贴装的元件、和该元件的贴装位置及角度。例如，在本实施方式中，存储图4(安装电路基板信息表122a的概略图)所示那样的安装电路基板信息表122a。
如图所示，安装电路基板信息表122a具有贴装坐标及角度栏122b、和元件种类栏122f。
在贴装坐标及角度栏122b中，针对每一元件存储确定在电路基板上贴装该元件的位置以及角度的信息。
例如，在本实施方式中，在贴装坐标及角度栏122b中具有x栏122c、y栏122d、θ栏122e。并且，在x栏122c中，存储在预定的x-y坐标中确定贴装用后述的元件种类栏122f确定的元件的电路基板中的x坐标的值的信息，在y栏122d中，存储在预定的x-y坐标中确定贴装用后述的元件种类栏122f确定的元件的电路基板中的y坐标的值的信息。
另外，在θ栏122e中，存储确定贴装用后述的元件种类栏122f确定的元件的角度的信息。例如，关于该角度，把预定的x-y坐标中的x轴的方向取作0°、把逆时针方向确定为正的角，但是不限于这样的形式。
在元件种类栏122f中，存储确定用元件贴装装置110在电路基板上贴装的元件的种类的信息。这里，在本实施方式中，作为确定元件的种类的信息而存储元件名。
返回图2，在安装元件信息存储区域123中，存储确定用元件贴装装置110在电路基板上贴装的元件的结构的安装元件信息。例如，在本实施方式中，存储图5(安装元件信息表123a的概略图)所示那样的安装元件信息表123a。
如图所示，安装元件信息表123a具有元件种类名栏123b、元件尺寸栏123c、重量栏123g和元件供给单元宽度栏123h。
在元件种类名栏123b中存储确定元件种类的信息。这里，在本实施方式中，作为确定元件种类的信息而存储元件名。
在元件尺寸栏123c中，存储确定用元件种类名栏123b确定的元件的尺寸的信息。
例如，在本实施方式中，元件尺寸栏123c具有x栏123d、y栏123e和h栏123f，分别存储用元件种类名栏123b确定的元件的宽度、长度、高度。
在重量栏123g中，存储确定用元件种类名栏123b确定的元件的重量的信息。
在元件供给单元宽度栏123h中，存储确定装载用元件种类名栏123b确定的元件的元件供给单元的宽度的信息。
返回图2，在元件贴装设定信息存储区域124中存储元件贴装设定信息，该元件贴装设定信息具有：确定装载元件供给单元的位置的信息、确定从元件供给单元吸附元件的贴装头以及吸附和贴装顺序的信息。
例如，在本实施方式中，存储图6(元件贴装设定信息表124a的概略图)所示那样的元件贴装设定信息表124a。
如图所示，元件贴装设定信息表124a具有元件供给单元配置区124b、和元件贴装顺序区124e。
在元件供给单元配置区124b中存储确定装载元件供给单元的位置的信息。例如，元件供给单元配置区124b有装载位置栏124c和元件种类栏124d。
在装载位置栏124c中存储确定装载元件供给单元的位置的信息，所述元件供给单元装载用后述的元件种类栏124d确定的元件。例如，在本实施方式中，对装载元件供给单元的托盘的位置分配预定的识别信息(例如从托盘的一端按顺序连号赋予的位置号码等)，针对各个元件的每一个，存储该识别信息。
在元件种类栏124d中存储确定在电路基板上贴装的元件的种类的信息。这里，在本实施方式中，作为确定元件的种类的信息而存储元件名。
在元件贴装顺序区124e中，存储确定从元件供给单元吸附元件的贴装头、以及吸附及贴装顺序的信息。
例如，在本实施方式中，具有贴装坐标及角度栏124f、元件供给单元位置栏124j、贴装头号码栏124k、和吸附/贴装顺序栏1241。
在贴装坐标及角度栏124f中，存储确定贴装元件的电路基板上的位置以及角度的信息，所述元件是在用后述的元件供给单元位置栏124j确定的位置处配置的元件供给单元上装载的元件。
例如，在本实施方式中，贴装坐标及角度栏124f具有x栏124g、y栏124h和θ栏124i，分别存储确定贴装元件的电路基板上的x坐标的值、y坐标的值、以及贴装元件的角度的信息。
在元件供给单元位置栏124j中，存储确定装载元件供给单元的托盘中的位置的信息，所述元件供给单元装载在用贴装坐标及角度栏124f确定的基板的位置以及角度贴装的元件。这里，在本实施方式中，存储与元件供给单元配置区124b中的装载位置栏124c对应的值。
在贴装头号码栏124k中存储识别贴装头的信息，所述贴装头吸附在用元件供给单元位置栏124j确定的位置处装载的元件供给单元所装载的元件。例如，在本实施方式中，对元件贴装位置110具有的各个贴装头分配识别号码，在本栏中存储所分配的识别号码。
在吸附/贴装顺序栏1241中，存储确定贴装头吸附在用元件供给单元位置栏124j确定的位置处装载的元件供给单元所装载的元件，并向电路基板上贴装的顺序的信息。
返回图2，控制部140具有全体控制部141、元件贴装设定处理部142、块分割部143、配置计算部144、贴装组计算部145和组分配计算部146。
全体控制部141控制存储部120、元件贴装部150、托盘160、输入部170、输出部171以及通信部172中的处理的全体。
元件贴装设定处理部142控制控制部140中的处理的全体。特别是在本实施方式中，进行通过输入部170接受确定安装电路基板的信息的输入、或者从数据库服务器180读入已确定的安装电路基板的安装电路基板信息或者安装元件信息、或者向输出部171输出元件贴装设定信息这样的处理。
块分割部143进行把托盘160虚拟地分割为预定的块的处理。
配置计算部144进行对通过块分割部143虚拟地分割成的各块配置元件供给单元的处理。
贴装组计算部145，针对每一贴装头进行确定贴装组的处理，所述贴装组确定该贴装头往复一次时贴装的元件的集合。
组分配计算部146进行以下处理：将贴装组计算部145算出的贴装组分配给各贴装头，确定元件贴装单元的配置、以及元件的吸附以及贴装顺序，生成元件贴装设定信息。这里，在本实施方式中，组分配计算部146，以元件吸附时以及元件贴装时贴装头彼此不冲突(使贴装头彼此干涉的量成为最小)的方式，确定元件贴装单元的配置、以及元件的吸附以及贴装顺序。
元件贴装部150具有贴装头、使该贴装头移动的XY机器人(robot)、和放置电路基板的电路基板装载台。
这里，在本实施方式中，如图7(元件贴装部150以及托盘160的概略图)所示，多个贴装头151A、151B从相对于电路基板191配置在一个方向上的托盘160吸附元件，将所吸附的元件贴装在放置于电路基板装载台153上的电路基板191上。
这样，在多个贴装头151A、151B同时接近(access)电路基板191以及托盘的情况下，有时贴装头151A、151B彼此干涉。因此，在贴装头151A、151B彼此干涉时，如图8(说明贴装头151B处于退避位置的情况的概略图)所示，需要使某一方的贴装头151A、151B(这里是离托盘160较远的贴装头151B)退避到贴装头151A、151B彼此不干涉的退避位置(这里是离开贴装头151A对电路基板191吸附、搬运、贴装元件时的移动区域的预定位置)。
此外，在本发明中，以贴装头151A、151B尽可能不退避到退避位置，能够高效率地进行元件的吸附、搬运以及贴装的方式，生成元件贴装设定信息。
如图7所示，托盘160装载元件供给单元161，控制所装载的元件供给单元161，将在元件供给单元161上装载的元件配置在贴装头151A、151B的吸附位置。
输入部170接受信息的输入。
输出部171输出信息。
通信部172通过网络190收发信息。
例如，通过在图9(计算机900的概略图)所示那样的、具有CPU(CentralProcessing Unit)901、存储器902、HDD(Hard Disk Drive)等外部存储装置903、对CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)或者DVD-ROM(DigitalVersatile Disk Read Only Memory)等具有便携性的存储介质904读写信息的读写装置905、键盘或者鼠标等输入装置906、显示器等输出装置907、和用于与通信网络连接的NIC(Network Interface Card)等通信装置908的计算机900中装备具有XY机器人、贴装头以及电路基板装载台的元件贴装装置(未图示)、和托盘装置(未图示)，可以实现以上记载的元件贴装装置110。
例如，通过CPU901利用存储器902或者外部存储装置903，可以实现存储部120，通过把在外部存储装置903内存储的预定的程序加载到存储器902中用CPU901执行，可以实现控制部140，通过CPU901利用未图示的元件贴装装置，可以实现元件贴装部150，通过CPU901利用未图示的托盘装置，可以实现托盘160，通过CPU901利用输入装置906，可以实现输入部170，通过CPU901利用输出装置907，可以实现输出部171，通过CPU901利用通信装置908，可以实现通信部172。
该预定的程序，也可以通过读写装置905从存储介质904、或者通过通信装置908从网络下载到外部存储装置903，然后加载到存储器902上，通过CPU901来执行。另外，也可以通过读写装置905从存储介质904、或者通过通信装置908从网络直接加载到存储器902，通过CPU901来执行。
图10是数据库服务器180的概略图。
如图所示，数据库服务器180具有存储部181、控制部184和通信部185。
存储部181具有电路基板主信息存储区域182和元件主信息存储区域183。
在电路基板主信息存储区域182中，存储确定用元件贴装装置110在电路基板上贴装的元件、和该元件的贴装位置及角度的电路基板主信息。例如，在本实施方式中，作为电路基板主信息，针对各个电路基板的每一个，存储具有和图4所示那样的安装电路基板信息表122a同样的结构的表信息。
在元件主信息存储区域183中，存储确定用元件贴装装置110在电路基板上贴装的元件的结构的元件主信息。例如，在本实施方式中，作为元件主信息而存储具有和图5所示那样的安装元件信息表123a同样的结构的表信息。
控制部184管理在存储部181中存储的信息。特别在本实施方式中，控制根据来自元件贴装装置110的请求，向元件贴装装置110发送在电路基板主信息存储区域中存储的电路基板主信息、以及在元件主信息存储区域183中存储的元件主信息的处理。
通信部185通过网络190收发信息。
以上记载的数据库服务器180例如也可以用图9所示那样的计算机900实现。
例如，通过CPU901利用存储器902或者外部存储装置903，可以实现存储部181，通过把在外部存储装置903中存储的预定的程序加载到存储器902中由CPU901执行，可以实现控制部184，通过CPU901利用通信装置908，可以实现通信部185。
该预定的程序，也可以通过读写装置905从存储介质904、或者通过通信装置908从网络下载到外部存储装置903，然后加载到存储器902上通过CPU901来执行。另外，也可以通过读写装置905从存储介质904、或者通过通信装置908从网络直接加载到存储器902，通过CPU901来执行。
图11是表示元件贴装装置110生成元件贴装设定信息的处理的PAD(Problem Analysis Diagram)图。
此外，关于PAD，在【二村良彦著、「情報工学基礎講座4プログラム技法PAD による構造化プログラミング」，オ一ム社，1984年】中进行了详细记载。
首先，元件贴装设定处理部142通过输入部170，从元件贴装装置110的使用者接受确定用元件贴装装置110进行元件贴装的电路基板的种类的信息(例如电路基板ID)的输入(S10)。
接着，元件贴装设定处理部142从数据库服务器180读入与输入的电路基板ID对应的电路基板的表信息、和在该表信息中确定的元件信息(S11)。
具体说，元件贴装设定处理部142通过通信部172向数据库服务器180发送具有确定在步骤S10中输入的电路基板ID的信息的读入请求。
在接收到这样的读入请求的数据库服务器180中，控制部184从电路基板主信息存储区域182中取得与在读入请求中包含的电路基板ID对应的表信息。另外，控制部184提取出确定在已取得的表信息的元件种类栏中存储的元件种类的信息(这里是元件种类名)，从元件主信息存储区域183中取得与提取出的元件种类名对应的记录。
然后，控制部184通过通信部185向元件贴装装置110发送这样取得的表信息和记录。
在接收到这样的表信息和记录的元件贴装装置110中，元件贴装设定处理部142把接收到的表信息作为安装电路基板信息表122a，存储在安装电路基板信息存储区域122中，另外，生成存储了接收到的记录的表，作为安装元件信息表123a，存储在安装元件信息存储区域123中。
接着，块分割部143用预定的块宽度w虚拟地分割托盘160，生成块(S12)。此外，使用图12详细说明该处理。
接着，配置计算部144对通过块分割部143虚拟地分割而得的各块配置元件供给单元(S13)。
这里，以从对各块配置的元件供给单元贴装的元件的数量尽可能均等，而且从对各块配置的元件供给单元贴装的元件的平均贴装坐标尽可能接近的方式，决定分配元件供给单元的块，并且计算在决定的块中的元件供给单元的位置。此外，使用图13～图15详细说明该处理。
接着，贴装组计算部145针对每一贴装头计算贴装组，该贴装组确定该贴装头从元件吸附位置到元件贴装位置之间往复一次时贴装的元件的集合(S14)。
这里，贴装组的计算，以在各贴装组中，存放构成贴装组的元件的元件供给单元全部属于相同的块，而且构成贴装组的元件的贴装坐标尽可能接近的方式生成贴装组。此外，使用图16详细说明该处理。
接着，组分配计算部146，对各贴装头分配贴装组计算部145算出的贴装组，确定元件贴装单元的配置以及元件的吸附和贴装顺序(S15)。这里，向各贴装头分配贴装组，是决定在哪个贴装头的第几次往复中贴装属于各贴装组的构成元件的处理。此外，使用图17以及图18详细说明该处理。
接着，组分配计算部146，通过分别在元件供给单元配置区124b、以及元件贴装顺序区124e中存储通过步骤S10～S15算出的元件供给单元配置以及元件贴装顺序，生成元件贴装设定信息表124a，存储在元件贴装设定信息存储区域124中(S16)。
然后，元件贴装设定处理部142，把生成的元件贴装设定信息表124a加工成预定的显示形式，在输出部171上显示(S17)。
图12是表示图11的步骤S12中的把托盘分割为块的处理的PAD图。
首先，块分割部143生成存储确定各个块的信息的块列表(S20)。假定块列表的初始状态是空集合。
接着，块分割部143计算块宽度w(S21)。这里，假定块宽度w在贴装头的最小接近距离以上、托盘宽度以下。在本实施方式中，假定块宽度w为头最小接近距离，但是不应该限于这样的形式。
接着，如图7所示，块分割部143生成表示z坐标中的坐标值的临时变量z，并用0进行初始化，该z坐标以托盘160的一端为原点，把从托盘160的一端朝向另一端的方向作为正方向(S22)。
接着，块分割部143，在变量z的值不超过托盘宽度的期间，重复执行处理步骤S24、S25(S23)。
然后，块分割部143把托盘160上的范围[z，z+w]作为一个块，追加到块列表中(S24)。
接着，块分割部143把临时变量z更新为z+w(S25)。
图13是表示图11中的计算元件供给单元的配置的处理的PAD图。
首先，配置计算部144生成对元件供给单元赋予了优先级的列表、即元件供给单元附优先级列表(S30)。这里，元件供给单元附优先级列表，是把从各元件供给单元贴装的元件的数目作为键(key)，对装载了用元件贴装装置110在电路基板上贴装的元件的元件供给单元进行降序排序而得的列表。
接着，配置计算部144，以从分配给各块的元件供给单元贴装的元件的数量尽可能均等、而且在各块中从各元件供给单元贴装的元件的平均贴装坐标尽可能接近的方式，分配装载元件供给单元的块(S31)。此外，使用图14详细说明该处理。
接着，配置计算部144，使用循环路径(cyclic path)来计算各元件供给单元的装载位置(S32)，该循环路径近似于从分配给每个块的各元件供给单元贴装的元件的平均贴装坐标的最短循环路径。此外，使用图15详细说明该处理。
图14是表示图13的步骤S31中计算元件供给单元的块分配的处理的PAD图。
首先，配置计算部144，在图13的步骤S30中生成的元件供给单元附优先级列表成为空之前，重复执行后述的步骤S41～S56(S40)。
在步骤S41中，配置计算部144选择在元件供给单元附优先级列表的开头处存储的元件供给单元r。
在步骤S42中，配置计算部144把指示装载在步骤S41中选择的元件供给单元r的块的临时变量(插入目的地块号码)、即insBlk初始化为-1。
在步骤S43中，配置计算部144把表示“在各块中装载的元件供给单元的元件贴装数的每块的最大值”的最小值的临时变量minMaxNum初始化为+∞(配置计算部144处理的最大的数)。
在步骤S44中，配置计算部144，把表示从已经在各块上装载的元件供给单元贴装的元件的平均贴装坐标、和从元件供给单元r贴装的元件的平均贴装坐标的距离的最小值的临时变量minDist初始化为+∞(配置计算部144处理的最大的数)。
在步骤S45中，配置计算部144，对于在图11的步骤S12中生成的块列表中存储的全部块blk，重复执行后述的步骤S46～S52。即，在步骤S45中，从在图11的步骤S12中生成的块列表中存储的块中，选择未执行后述的步骤S46～S52的任意的块blk，执行后述的步骤S46～S52。
在步骤S46中，配置计算部144判定在步骤S45中选择的块blk上是否可装载元件供给单元r，如果不能则前进到步骤S47。此外，在本实施方式中，取已经决定在块blk上装载的元件供给单元的宽度和元件供给单元r的宽度的和wBlk，如果wBlk≤w成立，则判定为能够装载。
在步骤S47中，配置计算部144返回步骤S45，选择别的块来重复处理。
在步骤S48中，配置计算部144假定在块blk上装载元件供给单元r，计算从在块blk上装载的全部元件供给单元贴装的元件的数量，取最大贴装个数maxNum。
在步骤S49中，配置计算部144计算从在块blk上装载的全部元件供给单元贴装的元件的平均贴装坐标、和从元件供给单元r贴装的元件的平均贴装坐标的距离dist。这里，平均贴装坐标，只要针对x坐标以及y坐标的各个，计算从元件供给单元贴装的元件的各个的贴装坐标的相加平均即可。
在步骤S50中，配置计算部144判定以下两个条件式(条件式1、条件式2)的某一个是否成立，如果不成立，则前进到步骤S51，返回步骤S45，选择别的块来重复处理。
条件式1：maxNum＜minMaxNum
条件式2：maxNum＝minMaxNum且dist＜minDist
在步骤S52中，配置计算部144把insBlk、minMaxNum、minDist的值分别更新为blk、maxNum、dist。
在步骤S53中，配置计算部144判定insBlk是否是-1，如果是，则在步骤S54中向输出部171输出“有不能装载的元件供给单元”等出错消息，向使用者报告，结束处理。
在步骤S55中，配置计算部144在块insBlk中插入元件供给单元r，即对块insBlk分配元件供给单元r的装载位置(块分配)。
在步骤S56中，配置计算部144从元件供给单元附优先级列表中删除元件供给单元r。
图15是表示图13的步骤S32中的计算元件供给单元的装载位置的处理的PAD图。
首先，配置计算部144对于全部块blk执行后述的步骤S61～S69。即从在图11的步骤S12中生成的块列表中存储的块中，每次选择一个任意的块blk，执行后述的步骤S61～S69。
在步骤S61中，配置计算部144生成属于块blk的元件供给单元的列表。
在步骤S62中，配置计算部144把在后述的处理中利用的当前坐标cPtr初始化为原点(0，0)。这里，例如原点(0，0)的位置如图7所示，只要取在矩形上形成的电路基板191的任意的角部(图7中左下方的角部)即可，但是不应该限于这样的形式。
在步骤S63中，配置计算部144，把指示元件供给单元的装载位置的临时变量u初始化为块blk的开始位置。在此，块的开始位置，通过图7所示那样的z轴上的位置来确定即可。
在步骤S64中，配置计算部144，在步骤S61中生成的元件供给单元列表成为空之前，执行后述的步骤S65～S69。
在步骤S65中，配置计算部144依次检查元件供给单元列表，选择从元件供给单元贴装的元件的平均贴装坐标最接近当前坐标cPtr的元件供给单元r。
在步骤S66中，配置计算部144把在步骤S65中选择的元件供给单元r的装载位置设定为u。
在步骤S67中，配置计算部144把当前坐标cPtr更新为从元件供给单元r贴装的元件的平均贴装坐标。
在步骤S68中，配置计算部144从元件供给单元列表中删除元件供给单元r。
在步骤S69中，配置计算部144把坐标u更新为(u+元件供给单元r的宽度)。
图16是表示图11的步骤S14中计算贴装组的处理的PAD图。
首先，贴装组计算部145，针对属于在图11的步骤S12中生成的块列表的全部块blk，执行后述的步骤S71～S80(S70)。即，从属于在图11的步骤S 12中生成的块列表的全部块中每次选择一个块blk，执行后述的步骤S71～S80。
在步骤S71中，贴装组计算部145生成贴装组列表。这里，贴装组列表的初始状态是空集合。
在步骤S72中，贴装组计算部145生成从属于块blk的元件供给单元贴装的元件的列表、即贴装元件列表。
在步骤S73中，贴装组计算部145，把要在后述的处理中使用的当前吸附坐标cPPtr初始化为原点(这里是图7表示的z轴的原点0)，把当前贴装坐标cMPtr初始化为原点(这里是图7表示的x-y坐标中的原点(0，0))。
在步骤S74中，贴装组计算部145，在贴装元件列表成为空之前，执行后述的步骤S75～S80。
在步骤S75中，贴装组计算部145在贴装组列表中追加新贴装组g(这里是空集合)。
在步骤S76中，贴装组计算部145，在贴装组g的大小(构成元件数)比在一个贴装头上设置的吸附喷嘴数小的期间，执行后述的步骤S77～S80。
在步骤S77中，贴装组计算部145依次检查贴装元件列表，选择“存放元件的元件供给单元的装载位置和当前吸附坐标cPPtr的距离”、和“元件的贴装坐标和当前贴装坐标cMPtr的距离”的和最小的元件c。
在步骤S78中，贴装组计算部145向贴装组g追加元件c。
在步骤S79中，贴装组计算部145，把当前吸附坐标cPPtr更新为存放元件c的元件供给单元的装载位置，把当前贴装坐标cMPtr更新为元件c的贴装坐标。
在步骤S80中，贴装组计算部145从贴装元件列表中删除元件c。
图17是表示图11的步骤S15中计算贴装组的分配的处理的PAD图。
首先，在步骤S90中，组分配计算部146，通过执行后述的步骤S91～S94，计算各贴装组间的干涉量(表示元件供给单元装载位置、元件贴装坐标的重合的程度)。
在步骤S91中，组分配计算部146，对于属于用在图11的步骤S14中的计算贴装组的处理而生成的贴装组列表的贴装组的全部对的组合(g1、g2)，执行后述的步骤S92～S94。即，组分配计算部146，从属于用在图11的步骤S14中的计算贴装组的处理而生成的贴装组列表的贴装组的全部对的组合中，每次选择一个任意的对的组合(g1、g2)，执行后述的步骤S92～S94。
在步骤S92中，组分配计算部146，通过下述(1)式计算组合(g1、g2)间的吸附时干涉量corp(g1，g2)。
【数学式1】
corP(g1，g2)＝Max{Min(zMax1-zMin2，zMax2-zMin1)，0}...(1)
这里，(1)式中的zMin1、zMax1分别是存放贴装组g1的构成元件的元件供给单元的装载位置的最小值、最大值，zMin2、zMax2分别是存放贴装组g2的构成元件的元件供给单元的装载位置的最小值、最大值。另外，Max(A，B)表示选择A以及B内的最大值，Min(C，D)表示选择C以及D内的最小值。
在步骤S93，组分配计算部146通过下述(2)式计算组合(g1、g2)间的贴装时干涉量corM(g1，g2)。
【数学式2】
corM(g1，g2)＝Max{Min(xMax1-xMin2，xMax2-xMin1)，0}
+Max{Min(yMax1-yMin2，yMax2-yMin1)，0}...(2)
(2)式中的xMin1、xMax1分别是贴装组g1的构成元件的贴装位置的x坐标的最小值、最大值，yMin1、yMax1分别是贴装组g1的构成元件的贴装位置的y坐标的最小值、最大值，xMin2、xMax2分别是贴装组g2的构成元件的贴装位置的x坐标的最小值、最大值，yMin2、yMax2分别是贴装组g2的构成元件的贴装位置的y坐标的最小值、最大值。
在步骤S94中，组分配计算部146通过下述(3)式计算贴装组间干涉量cor(g1，g2)。
【数学式3】
cor(g1，g2)＝corP(g1，g2)+corM(g1，g2)...(3)
在步骤S95中，组分配计算部146构筑贴装组干涉图(placement groupinterference graph)。这里，所谓贴装组干涉图，是把在图11的步骤S 14中生成的贴装组作为“节点”(node)、把在上述的步骤S94中算出的贴装组干涉量作为连接节点的“边”(edge)的权重(weight)的图构造。
图18是贴装组干涉图192的概略图。图中用192a表示节点，用192b表示边。
在步骤S96中，计算在上述的步骤S95中构筑的贴装组干涉图的最佳匹配(optimum matching)。下面把构成最佳匹配的边连接的贴装组的组合称为“贴装组对”。
然后，通过从构成图18所示的贴装组干涉图的边中求得满足下面的(a)～(c)的条件的集合(匹配)，计算最佳匹配。
(a)在各节点上连接的边中，作为匹配而选择的边在一条以下。
(b)用尽可能多的边构成。例如，在节点数是偶数的情况下从(节点数)÷2起降序地判断为最佳匹配，在节点是奇数的情况下从(节点数-1)÷2起降序地判断为最佳匹配。
(c)属于匹配的边的权重值的和尽可能小。
此外，如果把属于最佳匹配的边所连接的贴装组作为在各往复中由各贴装头贴装的贴装组，则吸附时、贴装时的干涉少，即退避动作少，贴装时间短。
另外，作为最佳匹配的计算方法，已知匈牙利算法(Hungary method)，但是也可以用从权重值较小的边开始按顺序向匹配追加边的方法来计算。
如上所述，通过使得可以仅用属于一个块的元件供给单元来贴装各贴装组，能够生成大量吸附时不干涉的贴装组的对。
在步骤S97中，组分配计算部146对在步骤S96中算出的贴装组对进行排序。作为排序的基准，例如可以利用定义贴装组对的边的权重值的降序等。未成对的贴装组，边的权重值取0。
在步骤S98中，组分配计算部146，对于在步骤S96中算出的全部贴装组对p，重复执行步骤S99。
在步骤S99中，组分配计算部146，对各贴装头分配属于贴装组对p的各贴装组。这里，在属于贴装组对p的贴装组中，把贴装组的构成元件的贴装坐标(y轴)的最小值较小的一方的贴装组、以及不成对的贴装组，分配给离托盘远的一侧的贴装头(在图7中是贴装头151B)，但是不限于此，只要把属于贴装组对p的各贴装组分配给不同的贴装头，则什么样的分配方法都可以。
在步骤S100中，组分配计算部146计算各元件的吸附/贴装顺序。例如，在本实施方式中，对于对各贴装头分配的贴装组，以在上述的步骤S97中排序的顺序来设置，在各贴装组内，以在图11的步骤S14中向贴装组追加的顺序设定了元件的吸附/贴装顺序，但是不限于这样的形式。
图19是表示在元件贴装装置110中贴装元件的过程的PAD图。
首先，在步骤S110中，元件贴装装置110的全体控制部141，通过控制元件贴装部150的电路基板台，在贴装元件的位置配置电路基板。
在步骤S111中，全体控制部141，在全部元件贴装完之前，重复步骤S112以及步骤S113。
在步骤S112中，全体控制部141，按照在元件贴装设定信息存储区域124中存储的元件贴装设定信息表124a的吸附/贴装顺序栏1241中存储的吸附顺序，使用元件贴装部150的贴装头吸附应该在下次往复中贴装的元件。
在步骤S113中，全体控制部141，按照在元件贴装设定信息表124a的吸附/贴装顺序栏1241中存储的贴装顺序，使用元件贴装部150的贴装头贴装元件。
在步骤S114中，全体控制部141，通过控制元件贴装部150的电路基板台，排出贴装了元件的电路基板0107。
如上所述，根据本发明，在多个贴装头同时接近电路基板、和相对于该电路基板在一方向上配置的托盘的元件贴装装置中，因为能够考虑贴装头的退避动作来进行元件的贴装设定，所以使用者能够用短的时间生产希望的电路基板。
另外，把托盘虚拟地分割成多个块，为了在各贴装头的各次往复中，仅吸附在同一块内装载的元件供给单元内存放的元件并且贴装，而进行元件贴装设定，所以能够进行退避动作少的元件贴装设定。
在以上记载的实施方式中，在具有元件贴装部150和托盘160的元件贴装装置110中，计算元件贴装设定信息，但是不限于这样的形式，例如也可以在图20(元件贴装设定计算装置210的概略图)所示那样的元件贴装设定计算装置210中生成元件贴装设定信息，发送到元件贴装装置。
这里，如图所示，元件贴装设定计算装置210具有存储部120、控制部140、输入部170、输出部171和通信部172。它们和元件贴装装置110的存储部120、控制部140、输入部170、输出部171和通信部172同样地发挥作用。
此外，以上记载的元件贴装设定计算装置210，例如可用图9所示那样的计算机900实现。
例如，通过CPU901利用存储器902或者外部存储装置903，可以实现存储部120，通过把在外部存储装置903内存储的预定的程序加载到存储器902中用CPU901执行，可以实现控制部140，通过CPU901利用未图示的元件贴装装置，可以实现元件贴装部150，通过CPU901利用未图示的托盘装置，可以实现托盘160，通过CPU901利用输入装置906，可以实现输入部170，通过CPU901利用输出装置907，可以实现输出部171，通过CPU901利用通信装置908，可以实现通信部172。
该预定的程序，也可以通过读写装置905从存储介质904、或者通过通信装置908从网络下载到外部存储装置903，然后加载到存储器902上通过CPU901来执行。另外，也可以通过读写装置905从存储介质904、或者通过通信装置908从网络直接加载到存储器902，通过CPU901来执行。

Claims (16)

1.一种元件贴装装置，其中，多个贴装头能够同时进行从托盘吸附元件的动作，并能够同时进行在相对于该托盘配置在一个方向上的电路基板上贴装元件的动作，该元件贴装装置的特征在于，
具有控制部，其执行下述处理：
以在所述多个贴装头从所述托盘吸附元件并将元件贴装在所述电路基板上的一次动作中，所述多个贴装头动作的区域的重叠达到最小的方式，确定多个贴装头同时从所述托盘吸附的元件的组的对；和
使各个贴装头同时进行吸附在构成所述对的各组中包含的元件的动作，并使各个贴装头同时进行在电路基板上贴装所吸附的元件的动作。
2.根据权利要求1所述的元件贴装装置，其特征在于，
所述控制部，
通过从接近预定坐标的位置吸附的元件、以及在接近预定坐标的位置贴装的元件生成所述组，从所述组的组合中确定在从所述托盘吸附元件并将元件贴装在所述电路基板上的一次动作中，所述多个贴装头动作的区域的重叠达到最小的对。
3.根据权利要求2所述的元件贴装装置，其特征在于，
所述控制部，
以所述多个贴装头同时从所述托盘吸附元件时的贴装头彼此的干涉量、和所述多个贴装头同时在所述电路基板上贴装元件时的贴装头彼此的干涉量的和达到最小的方式，从所述组不重复地可以生成的最大数量的组合中确定所述对。
4.根据权利要求3所述的元件贴装装置，其特征在于，
所述控制部，
把在所述组中包含的元件的吸附位置处的最小值以及最大值、和在与所述组相组合的所述组中包含的吸附位置处的最小值以及最大值的重复部分的坐标范围，作为所述多个贴装头同时从所述托盘吸附元件时的贴装头彼此的干涉量，
把两个坐标范围的相加值，作为所述多个贴装头同时在所述电路基板上贴装元件时的贴装头彼此的干涉量，所述两个坐标范围中的一个坐标范围，是在所述组中包含的元件的贴装位置处的x坐标的最小值以及最大值、和在与所述组相组合的所述组中包含的贴装位置处的x坐标的最小值以及最大值的重复部分的坐标范围；所述两个坐标范围中的另一个坐标范围，是在所述组中包含的元件的贴装位置处的y坐标的最小值以及最大值、和在与所述组相组合的所述组中包含的贴装位置处的y坐标的最小值以及最大值的重复部分的坐标范围。
5.根据权利要求2所述的元件贴装装置，其特征在于，
所述控制部，
把所述托盘分割成所述多个贴装头不干涉的最小宽度以上、所述托盘的宽度以下的预定宽度的块，从分割成的块中生成所述组。
6.一种元件贴装设定计算装置，用于生成元件贴装设定信息，该元件贴装设定信息确定多个贴装头同时进行从托盘吸附元件的动作、同时进行在相对于该托盘配置在一个方向上的电路基板上贴装元件的动作时的各个贴装头吸附、贴装元件的顺序，该元件贴装设定计算装置的特征在于，
具有控制部，其执行下述处理：
以在从所述托盘吸附元件并将元件贴装在所述电路基板上的一次动作中，所述多个贴装头动作的区域的重叠达到最小的方式，确定多个贴装头同时从所述托盘吸附的元件的组的对；和
生成所述元件贴装设定信息，以使各个贴装头同时进行吸附在构成所述对的各组中包含的元件的动作、和在电路基板上贴装所吸附的元件的动作。
7.根据权利要求6所述的元件贴装设定计算装置，其特征在于，
所述控制部，
通过从接近预定坐标的位置吸附的元件、以及在接近预定坐标的位置贴装的元件生成所述组，从所述组的组合中确定在从所述托盘吸附元件并将元件贴装在所述电路基板上的一次动作中，所述多个贴装头动作的区域的重叠达到最小的对。
8.根据权利要求7所述的元件贴装设定计算装置，其特征在于，
所述控制部，
以所述多个贴装头同时从所述托盘吸附元件时的贴装头彼此的干涉量、和所述多个贴装头同时在所述电路基板上贴装元件时的贴装头彼此的干涉量的和达到最小的方式，从所述组不重复地可以生成的最大数量的组合中确定所述对。
9.根据权利要求8所述的元件贴装设定计算装置，其特征在于，
所述控制部，
把在所述组中包含的元件的吸附位置处的最小值以及最大值、和在与所述组组合的所述组中包含的吸附位置处的最小值以及最大值的重复部分的坐标范围，作为所述多个贴装头同时从所述托盘吸附元件时的贴装头彼此的干涉量，
把两个坐标范围的相加值，作为所述多个贴装头同时在所述电路基板上贴装元件时的贴装头彼此的干涉量，所述两个坐标范围中的一个坐标范围，是在所述组中包含的元件的贴装位置处的x坐标的最小值以及最大值、和在与所述组相组合的所述组中包含的贴装位置处的x坐标的最小值以及最大值的重复部分的坐标范围；所述两个坐标范围中的另一个坐标范围，是在所述组中包含的元件的贴装位置处的y坐标的最小值以及最大值、和在与所述组相组合的所述组中包含的贴装位置处的y坐标的最小值以及最大值的重复部分的坐标范围。
10.根据权利要求7所述的元件贴装设定计算装置，其特征在于，
所述控制部，
把所述托盘分割成所述多个贴装头不干涉的最小宽度以上、所述托盘的宽度以下的预定宽度的块，从分割成的块中生成所述组。
11.一种使计算机作为元件贴装设定计算装置来工作的程序，所述元件贴装设定计算装置用于生成元件贴装设定信息，该元件贴装设定信息确定多个贴装头同时进行从托盘吸附元件的动作、同时进行在相对于该托盘配置在一个方向上的电路基板上贴装元件的动作时的各个贴装头吸附、贴装元件的顺序，所述程序的特征在于，
使所述计算机作为进行下述处理的控制单元来工作：
以在从所述托盘吸附元件并将元件贴装在所述电路基板上的一次动作中，所述多个贴装头动作的区域的重叠达到最小的方式，确定多个贴装头同时从所述托盘吸附的元件的组的对；和
生成所述元件贴装设定信息，以使各个贴装头同时进行吸附在构成所述对的各组中包含的元件的动作、和在电路基板上贴装所吸附的元件的动作。
12.根据权利要求11所述的程序，其特征在于，
使所述控制单元执行下述处理：
通过从接近预定坐标的位置吸附的元件、以及在接近预定坐标的位置贴装的元件生成所述组，从所述组的组合中确定在从所述托盘吸附元件并将元件贴装在所述电路基板上的一次动作中，所述多个贴装头动作的区域的重叠达到最小的对。
13.根据权利要求12所述的程序，其特征在于，
使所述控制单元执行下述处理：
以所述多个贴装头同时从所述托盘吸附元件时的贴装头彼此的干涉量、和所述多个贴装头同时在所述电路基板上贴装元件时的贴装头彼此的干涉量的和达到最小的方式，从所述组不重复地可以生成的最大数量的组合中确定所述对。
14.根据权利要求13所述的程序，其特征在于，
使所述控制单元执行下述处理：
把在所述组中包含的元件的吸附位置处的最小值以及最大值、和在与所述组组合的所述组中包含的吸附位置处的最小值以及最大值的重复部分的坐标范围，作为所述多个贴装头同时从所述托盘吸附元件时的贴装头彼此的干涉量，
把两个坐标范围的相加值，作为所述多个贴装头同时在所述电路基板上贴装元件时的贴装头彼此的干涉量，所述两个坐标范围中的一个坐标范围，是在所述组中包含的元件的贴装位置处的x坐标的最小值以及最大值、和在与所述组相组合的所述组中包含的贴装位置处的x坐标的最小值以及最大值的重复部分的坐标范围；所述两个坐标范围中的另一个坐标范围，是在所述组中包含的元件的贴装位置处的y坐标的最小值以及最大值、和在与所述组相组合的所述组中包含的贴装位置处的y坐标的最小值以及最大值的重复部分的坐标范围。
15.根据权利要求11所述的程序，其特征在于，
使所述控制单元把所述托盘分割成所述多个贴装头不干涉的最小宽度以上、所述托盘的宽度以下的预定宽度的块，从分割成的块中生成所述组。
16.一种元件贴装设定计算装置执行的元件贴装设定计算方法，所述元件贴装设定计算装置用于生成元件贴装设定信息，该元件贴装设定信息确定多个贴装头同时进行从托盘吸附元件的动作、同时进行在相对于该托盘配置在一个方向上的电路基板上贴装元件的动作时的各个贴装头吸附、贴装元件的顺序，所述元件贴装设定计算方法的特征在于，具有下述过程：
所述元件贴装设定计算装置的控制部进行以下处理的过程：以在从所述托盘吸附元件并将元件贴装在所述电路基板上的一次动作中，所述多个贴装头动作的区域的重叠达到最小的方式，确定多个贴装头同时从所述托盘吸附的元件的组的对；和
所述元件贴装设定计算装置的控制部进行以下处理的过程：生成所述元件贴装设定信息，以使各个贴装头同时进行吸附在构成所述对的各组中包含的元件的动作、和在电路基板上贴装所吸附的元件的动作。
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