JP2008227094A - 部品実装方法および部品実装システム - Google Patents

Abstract

【課題】故障等により設備条件が変更された後の実装作業をより効率的に進める部品実装方法および部品実装システムを提供する。
【解決手段】部品実装システムは、実装データに従って実装作業を進める単位実装装置と、これらに接続される中央管理装置とを備える。中央管理装置は、単位実装装置の何れかにヘッドの故障等が生じた場合に、その後の実装処理を進めるに当たり、フィーダの配置変更が少なくなるように実装用データを変更する第１データ変更手段５２と、システム全体としての実装サイクル所要時間が短くなるように実装用データを変更する第２データ変更手段５３と、これらデータに基づいて、フィーダの配置変更所要時間を含むその後の実装処理の所要時間をシミュレート演算し、短いものを特定する演算手段５１とを備え、各単位実装装置は、前記特定されたデータに基づいて実装動作を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、実装用ヘッドにより部品供給部から部品を取り出してプリント回路基板（ＰＷＢ）等に実装する部品実装システムにおける部品実装方法および部品実装システムに関するものである。

従来から、複数の実装用ヘッドを備えた移動可能なヘッドユニットにより、ＩＣ等のチップ状の部品を部品供給部に配列されたテープフィーダから吸着してプリント回路基板（ＰＷＢ）等の基板上に実装する実装装置が一般に知られている。

この種の装置では、部品の位置（テープフィーダの配置）、部品の吸装順序、使用する実装用ヘッドの位置等の実装データを、タクトタイム短縮化のための所定の最適化手法に基づいて決定し、この実装データに従って前記ヘッドユニット等を制御することにより、部品の実装処理を効率的に進めることが行われている（例えば特許文献１）。

ところで、実装装置では、実装作業中に、ヘッドユニットに搭載される実装用ヘッドの一部に故障が生じる場合がある。このような場合、故障した実装用ヘッドが復旧するまで生産を中断するのでは大幅な生産遅れを招くため、例えば、故障した実装用ヘッド以外の実装ヘッドだけで実装作業を進めるように設備条件を変更した上で前記最適化手法に基づいて実装データを変更し、この変更データに従って実装処理を進めることが行われる。また、故障に至らないまでも、故障に至る兆候がある等の理由からオペレータが意図的に実装用ヘッドの一部の使用を禁止する場合もあり、このような場合にも上記と同様に実装データが変更されてその後の実装処理が進められる。
特開２０００−３１２０９４号公報

しかし、上記のように最適化手法に基づき実装データを変更する場合には、故障した実装用ヘッドの位置や、当該ヘッドが担当する部品の種類等によってはフィーダの大幅な入れ替え作業（段取り変更）等が必要となる場合がある。このような場合には、実装データ自体はタクトタイムから見て最適化されているが、段取り変更に多くの時間を費やす結果、結果的には、その後の基板の生産が非効率的なものになっている場合が少なくない。特に、基板の生産残数が少ない場合にはその傾向が顕著なものとなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、故障等により設備条件を変更して実装作業を続行する場合に、当該作業をより効率的に進め得るようにすることを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、予め設定された実装用データに従って部品供給部に配備される複数のフィーダから部品を吸着して基板上に実装する実装装置を備えた部品実装システムを用いて実装作業を進める際に、所定数の基板の実装処理が終了する前に、前記実装装置に設備条件の変更が生じたときの部品実装方法であって、前記フィーダの配置変更が少なくなるように前記変更後の設備条件に基づき前記実装用データを変更する第１ケースと、システム全体としての実装サイクル所要時間が短くなるように前記変更後の設備条件に基づき前記実装用データを変更する第２ケースとについて、それぞれフィーダの配置変更所要時間を含むその後の実装処理の所要時間をシミュレート演算する演算工程と、前記シミュレート演算の結果に基づき、前記第１および第２ケースのうち実装処理の所要時間が短い方を特定する特定工程と、前記特定されたケースに係る実装用データに基づいて残りの基板の実装処理を行う実装処理工程と、を含むものである（請求項１）。

この方法によれば、設備条件に変更が生じた後の実装作業を効率的に進めることが可能となる。すなわち、設備条件に変更が生じた後、システム全体としての実装サイクル所要時間が短くなるように実装用データを変更すると、フィーダの大幅な配置変更を伴う場合がある。この際、基板の残数が多い場合には、フィーダの配置変更（段取り作業）に時間を要してもシステム全体として実装サイクル所要時間が短くなるように実装データを変更した方がトータル的には残りの基板を効率的に処理することができる。しかし、基板の残数が少ない場合には、フィーダの配置変更の所要時間が極力少なくなるようにする方が残りの基板を効率的に処理できる場合が多い。この点、上記の方法に従えば、フィーダの配置変更が少なくなるように実装用データを変更する第１ケースと、システム全体としての実装サイクル所要時間が短くなるように実装用データを変更する第２ケースとについて、それぞれフィーダの配置変更所要時間を加味したシミュレート演算を実際に行い、何れのケースが有利かを判定して実装用データを変更するので、上記のような不都合を回避することが可能となり、設備条件に変更が生じた後の実装処理を、基板の残数に応じて効率的に進めることができるようになる。

より具体的に、前記演算工程では、フィーダの配置変更の要否を調べ、フィーダの配置変更が不要な場合には、設備条件に変更が生じた実装装置の実装サイクル所要時間が可及的に短くなるように部品の吸装着順序に関する前記実装用データを変更することを前記第１ケースとする一方、フィーダの配置変更が必要な場合には、前記部品供給部のうち所定の空きスペースにフィーダを配置するようにした上で、当該フィーダの配置変更が行われる実装装置の実装サイクル所要時間が可及的に短くなるように部品の吸装着順序に関する前記実装用データを変更することを前記第１ケースとする（請求項２）。

この方法によれば、第１ケースに係る実装用データとして、その後（残りの基板）の実装処理の所要時間を短縮する上で有効なデータを得ることが可能となる。

また、前記演算工程では、システム全体としての実装サイクル所要時間が可及的に短くなるように前記変更後の設備条件に基づき実装装置における各フィーダの配置および部品の吸装着順序の少なくとも一方に関する前記実装用データを変更することを前記第２ケースとする（請求項３）。

この方法によれば、第２ケースに係る実装用データが、その後（残りの基板）の実装処理の所要時間を短縮する上で有効なデータを得ることが可能となる。

なお、前記部品実装システムは複数の前記実装装置を含むものであってもよく、この場合には、前記第１ケースに係る実装用データに基づいて実装処理を行う場合の各実装装置の実装サイクル所要時間をそれぞれ推定し、この結果に基づき前記各実装装置のうちから最速装置と最遅装置とを特定し、これら最速および最遅装置における実装サイクル所要時間が略均等になるように当該両装置の実装用データを変更することをさらに前記第２ケースとして前記シミュレート演算を行い、前記特定工程では、これら第２ケースと前記第１ケースのうち実装処理の所要時間が短いものを特定するのが好適である（請求項４）。

すなわち、部品実装システムが複数の実装装置を含む場合、第２ケースとして上記（請求項３）のようなケースのみを採用すると、各実装装置において大幅なフィーダの配置変更が必要になり、第２ケースに基づくその後の実装処理の所要時間が極端に長くなり実効的なもので無くなる場合が考えられるが、第２ケースとして上記（請求項４）のようなケースについてさらにミュレート演算を行うようにすれば、シミュレーション比較の対象が増えることにより変更後の実装用データがより実効的なものとなる。

一方、本発明に係る部品実装システムは、実装用ヘッドを具備するヘッドユニットにより部品供給部に配備される複数のフィーダから部品を吸着して基板上に実装する実装装置を備えた部品実装システムであって、予め設定された所定の実装用データに従って前記実装装置を駆動制御する制御手段と、所定数の基板の実装処理が終了する前に、前記実装装置に設備条件の変更が生じた場合に、前記フィーダの配置変更が少なくなるように前記変更後の設備条件に基づき前記実装用データを変更する第１実装データ変更手段と、所定数の基板の実装処理が終了する前に、前記実装装置に設備条件の変更が生じた場合に、システム全体としての実装サイクル所要時間が短くなるように前記変更後の設備条件に基づいて実装用データを変更する第２実装データ変更手段と、前記各実装データ変更手段による変更後の実装用データに基づいて、それぞれフィーダの配置変更所要時間を含むその後の実装処理の所要時間をシミュレート演算する演算手段と、この演算手段による演算結果に基づいて、前記両実装用データのうち実装処理の所要時間が短いものを特定する特定手段と、を備え、前記制御手段が、前記設備条件の変更後、前記特定手段により特定される実装用データに基づいて前記各実装装置を駆動制御するものである（請求項５）。

この部品実装システムによると、実装装置の設備条件に変更が生じると、第１実装データ変更手段により、フィーダの配置変更が少なくなるように実装用データの変更が行われる一方、第２実装用データ変更手段によりシステム全体としての実装サイクル所要時間が短くなるように実装用データの変更が行われ、これら変更後の両実装用データに基づいて、フィーダの配置変更所要時間を含むその後（残りの基板）の実装処理の所要時間が演算手段によりそれぞれシミュレート演算される。そして、両実装用データのうち所要時間が短いものが特定手段によって特定され、この特定された実装用データに基づきその後の実装装置の動作が制御手段により制御されることとなる。つまり、この部品実装システムによれば、請求項１に係る部品実装方法に基づく部品の実装処理を好適に実施することができる。

なお、この部品実装システムにおいては、設備故障等、設備条件の変更を自動的に検知し、当該検知に基づき各実装データ変更手段による実装用データの変更を行うようにしてもよいが、例えば設備故障に至らないまでも、設備故障に至る兆候がある等、意図的に当該設備の使用を制限したい場合もある。従って、上記の部品実装システムにおいては、設備条件の変更入力を行う入力手段をさらに備え、前記各実装データ変更手段が、前記入力手段による変更入力に基づき前記実装用データを変更するように構成されているのが好適である（請求項６）。

この構成によれば、設備に故障等が生じた場合に限らず、意図的に特定の設備の使用を制限したい場合にも、実装用データを変更してその後の実装処理を効率的に進めることが可能となる。

また、より具体的な構成として、前記第１実装データ変更手段は、フィーダの配置変更の要否を判断し、フィーダの配置変更が不要な場合には、設備条件に変更が生じた実装装置の実装サイクル所要時間が可及的に短くなるように部品の吸装着順序に関する前記実装用データを変更する一方、フィーダの配置変更が必要な場合には、前記部品供給部のうち所定の空きスペースにフィーダを配置するようにした上で、当該フィーダの配置変更が行われる実装装置の実装サイクル所要時間が可及的に短くなるように部品の吸装着順序に関する前記実装用データを変更するものである（請求項７）。

この構成によれば、請求項２に係る部品実装方法に基づく部品の実装処理を好適に実施することが可能となる。

また、前記第２実装データ変更手段は、システム全体としての実装サイクル所要時間が可及的に短くなるように前記変更後の設備条件に基づき実装装置における各フィーダの配置および部品の吸装着順序の少なくとも一方に関する前記実装用データを変更するものである（請求項８）。

この構成によれば、請求項３に係る部品実装方法に基づく部品の実装処理を好適に実施することが可能となる。

また、前記実装装置として複数の実装装置を含むものである場合には、前記変更後の実装用データを第１変更データとしたときに、前記第２実装データ変更手段は、前記第１実装データ変更手段による変更後の実装用データに基づいて各実装装置の実装サイクル所要時間をそれぞれ推定し、この結果に基づき前記各実装装置のうちから最速装置と最遅装置とを特定し、これら最速および最遅装置における実装サイクル所要時間が略均等になるように当該両装置の実装用データを変更して、この実装用データを第２変更データとするものであり、前記特定手段は、前記１実装データ変更手段により変更された実装用データと、これら第１、第２変更データのうち実装処理の所要時間が短いものを特定するものである（請求項９）。

この構成によれば、請求項４に係る部品実装方法に基づく部品の実装処理を好適に実施することが可能となる。

本発明の部品実装方法および部品実装システムによれば、設備条件に変更が生じた後の実装処理を行うに際し、フィーダの配置変更が少なくなるように実装用データを変更するケースと、システム全体としての実装サイクル所要時間が短くなるように実装用データを変更するケースとについて、それぞれフィーダの配置変更所要時間を加味したシミュレート演算を実際に行うことにより、何れのケースに従って実装用データを変更するかを決定するようにしたので、設備条件に変更が生じた後の実装処理を、基板の残数に応じて効率的に進めることができるようになる。

本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明に係る部品実装システムの一例を概略的に示している。この図に示す部品実装システムは、複数台（図例では３台）の単位実装装置１Ａ〜１Ｃを基板搬送方向（同図の左右方向）に直列に接続配置したシステムである。

部品実装システムは、システム全体を統括的に管理する中央管理装置５をさらに備えている。この中央管理装置５と各単位実装装置１Ａ〜１Ｃとは、オンラインで相互に接続されており、必要に応じて中央管理装置５と各単位実装装置１Ａ〜１Ｃとの間で相互に各種データ等の通信が行われるように構成されている。

図２および図３（ａ）は単位実装装置１（１Ａ〜１Ｃ）の構成を概略的に示している。

これらの図に示すように、実装装置の基台１１上には、プリント基板搬送用のコンベア１２が配置され、プリント基板Ｓ（以下、基板Ｓと略す）がこのコンベア１２上を搬送されて所定の実装作業位置（同図の基板Ｓの位置）で停止される構成となっている。

前記コンベア１２の両側には、部品供給部１４がそれぞれ配置され、これら部品供給部１４には、多数列のテープフィーダ１４ａが設けられている。各テープフィーダ１４ａは、各々ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されており、後述するヘッドユニット１５により部品が取出されるに伴い、間欠的に部品を繰り出すように構成されている。

上記基台１１の上方には、部品装着用のヘッドユニット１５が装備されている。このヘッドユニット１５は、前記基台１１上においてＸ軸方向（図２における左右方向）およびＹ軸方向（図２における上下方向）に移動することができるようになっている。詳しく説明すると、前記基台１１上には、固定レール１７が設けられ、この固定レール１７に沿ってヘッドユニット１５の支持部材２１がＹ軸方向に移動可能に配置されており、支持部材２１のＹ軸方向の移動が、支持部材２１に固定されるナット部材２２に嵌合するボールねじ軸１８を介してＹ軸サーボモータ１９により行われる構成となっている。また、ヘッドユニット１５は、支持部材２１に配置されるガイド部材２３に沿ってＸ軸方向へ移動可能に支持されており、このＸ軸方向の移動が、ヘッドユニット１５に固定される不図示のナット部材に嵌合するボールネジ軸２４を介してＸ軸サーボモータ２５により行なわれる構成となっている。

前記ヘッドユニット１５には部品装着用の複数の実装用ヘッド３０が搭載されており、図示の例では８本の実装用ヘッド３０がＸ軸方向に等間隔で一列に並べて搭載されている。

各実装用ヘッド３０（以下、ヘッド３０と略す）は、それぞれヘッドユニット１５のフレームに対して昇降（Ｚ軸方向の移動）およびノズル軸心（Ｒ軸）回りの回転が可能とされ、図示を省略するが、Ｚ軸サーボモータを駆動源とする昇降駆動手段およびＲ軸サーボモータを駆動源とする回転駆動手段によりそれぞれ駆動されるようになっている。また、各ヘッド３０には、その先端（下端）に部品吸着用のノズル３１が装着されており、図外の負圧供給手段から吸着ノズル３１の先端に負圧が供給されることにより、この負圧による吸引力で部品を吸着するようになっている。

前記基台１１上には、さらにヘッドユニット１５による部品の吸着状態を画像認識するための撮像ユニット２８が設けられており、この実施形態では、実装作業位置と各部品供給部１４との間にそれぞれ撮像ユニット２８が設けられている。この撮像ユニット２８は、ＣＣＤカメラおよび照明装置等から構成されており、部品吸着後、前記ヘッドユニット１５が撮像ユニット２８上方に配置されることにより、各ノズル３１よる吸着部品をその下側から撮像するように構成されている。

以上の構成により、単位実装装置１では次のようにして部品の実装処理が進められる。

まず、ヘッドユニット１５が部品供給部１４に移動して各ヘッド３０による部品の吸着が行われる。具体的には、ヘッド３０が対象となるテープフィーダ１４ａの上方に移動した後、ヘッド３０の昇降動作に伴いテープ内の部品をノズル３１により吸着して取出す。この際、可能な場合には、複数のヘッド３０により同時に複数のテープフィーダ１４ａから部品を取出す。

部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット１５が部品供給部１４から基板Ｓ上へ移動する。この移動途中、ヘッドユニット１５が撮像ユニット２８上を通過することにより各ヘッド３０に吸着された部品がそれぞれ撮像され、その画像に基づいて各ヘッド３０による部品の吸着状態（吸着ずれ）が調べられるとともに、この吸着ずれに基づいて目標位置の再設定が行われる。そして、ヘッドユニット１５が実装作業位置の基板Ｓ上に到達すると、ヘッド３０の昇降に伴い最初の部品が基板Ｓ上に実装され、以後、ヘッドユニット１５が間欠的に実装ポイントに移動しながら順次残りの吸着部品が基板Ｓ上に実装されることとなる。

図４は、上記部品実装システムの制御系をブロック図で示している。なお、このブロック図は、部品実装システムの制御系のうち、主に本発明に関連する部分を図示している。

この図に示すように、中央管理装置５は、その動作制御を司るための制御部本体４０を有している。この制御部本体４０は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、ＨＤＤ４４外部記憶装置４５およびＩ／Ｏコントローラ（ＩＯＣ）４６等からなり、これらＣＰＵ４１等（外部記憶装置４５を除く）が互いに内部バスにより接続された構成となっている。

ＨＤＤ４４には、各種アプリケーションソフト用のプログラムが記憶されている。一方、外部記憶装置４５は光磁気ディスク等からなり、この外部記憶装置４５には、各単位実装装置１Ａ〜１Ｃの実装処理等に必要な各種データが格納されている。

ＩＯＣ４６には、キーボードやマウス等の入力手段４７と、ＣＲＴモニタやＬＣＤモニタ等からなる表示手段４８とが接続されており、基板Ｓの生産に必要な各種データ等の入力がこの入力手段４７により行われる一方、作業要求、警告等の各種情報等の表示が表示手段４８により行われるようになっている。

このＩＯＣ４６には、さらに上記単位実装装置１Ａ〜１Ｃが通信回線を介して接続されており、ＩＯＣ４６の制御に基づき中央管理装置５と各単位実装装置１Ａ〜１Ｃとの間で各種データの通信が行われるようになっている。なお、各単位実装装置１Ａ〜１Ｃには、中央管理装置５と同様に、それぞれキーボードやマウス等の入力手段２およびＣＲＴモニタやＬＣＤモニタ等からなる表示手段３が設けられており、必要なデータの入力や情報表示がこれら入力手段２および表示手段３により行われるようになっている。

図５は、前記制御部本体４０に含まれる機能構成をブロック図で示している。

この図に示すように制御部本体４０は、演算手段５１、第１データ変更手段５２、第２データ変更手段５３およびデータ記憶手段５４等を含んでいる。

演算手段５１は、部品実装システム稼動中に要求される種々の演算、各種判定、判断、設定値の変更等の処理制御を行うものである。

データ変更手段５２，５３は、単位実装装置１Ａ〜１Ｃの設備条件に変更が生じた場合に実装データを変更するものであり、当実施形態では、図３（ｂ）に模式的に示すように、ヘッドユニット１５に搭載されるヘッド３０の一部に故障等が生じた場合や、オペレータが意図的に一部のヘッド３０の使用を制限（禁止）した場合に実装データを変更するものである。すなわち、前記データ記憶手段５４には、各単位実装装置１Ａ〜１Ｃが負担する実装処理の所要時間が最短となるように、単位実装装置１Ａ〜１Ｃ毎に所定の最適化手法に基づき作成された実装データ、具体的には部品供給部１４におけるテープフィーダ１４ａの配置（以下、特に段取りデータという）、部品の吸装着の順序、使用するヘッド３０の位置等のデータが記憶されており、基板Ｓの生産時には、基板Ｓに対応する実装データが、それぞれデータ記憶手段５４から読出されて各単位実装装置１Ａ〜１Ｃに送信されることによって予め記憶されている実装プログラムと当該データとに基づいて実装処理が進められるが、上記のように何れかの単位実装装置１Ａ〜１Ｃの一部のヘッド３０が故障等すると、当該実装データの利益を享受することができなくなる。そこで、一部のヘッド３０が故障等した場合には、その後の実装処理を残りのヘッド３０だけで効率的に進め得るように各データ変更手段５２，５３により実装データを変更するように構成されている。

上記各データ変更手段５２，５３は、異なる条件に従って前記実装データを変更するように構成されている。具体的には、第１データ変更手段５２（本発明に係る第１データ変更手段に相当する）は、テープフィーダ１４ａの配置変更が可及的に少なくなるように実装データを変更（本発明の第１ケースに該当）するように構成されている。これに対して、第２データ変更手段５３（本発明に係る第２データ変更手段に相当する）は、システム全体として実装サイクル所要時間が短くなるように実装データを変更（本発明の第２ケースに該当）するように構成されている。なお、データ変更手段５２，５３により実装データが変更されると、前記演算手段５１は、変更後の各実装データに基づき、その後（残りの基板Ｓ）の実装処理の所要時間をシミュレート演算し、所要時間の短い方の実装データを特定する。そして、故障等に係るヘッド３０が復旧するまで当該実装データをオリジナルデータとは別にデータ記憶手段５４に保存するとともに、当該実装データに基づきその後の実装処理を続行させるべく、単位実装装置１Ａ〜１Ｃに当該変更後の実装データを送信するように構成されている。

なお、ヘッド３０故障や使用制限（禁止）といった情報は、当実施形態では、前記入力手段２（本発明の設備条件の変更入力を行う入力手段に相当する）を介して各単位実装装置１Ａ〜１Ｃに対して入力され、各単位実装装置１Ａ〜１Ｃを介して中央管理装置５に送信されるようになっている。

次に、この部品実装システムにおける動作制御、詳しくは、単位実装装置１Ａ〜１Ｃに搭載されるヘッドユニット１５の一部のヘッド３０に故障等が生じた場合の動作制御について図６〜図９のフローチャートを用いて詳細に説明することにする。

上記部品実装システムにおいて基板Ｓの生産が開始されると、前記中央管理装置５は、各単位実装装置１（１Ａ〜１Ｃ）における使用不可ヘッド３０（故障等が生じたヘッド３０）の有無を監視する（ステップＳ１）。そして、使用不可ヘッド３０が発生すると、現在進行中の基板Ｓの処理終了後、単位実装装置１を停止させ、当該ヘッド３０を特定し、さらに残りのヘッド３０だけでその後の基板Ｓの生産を進めるべく最適化処理を実行する（ステップＳ３，Ｓ５）。この最適化処理は、上述した実装データの変更処理に相当するものであり、前記制御部本体４０により行われる。この点については後に詳述する。

最適化処理が終了すると、変更後の実装データが中央管理装置５から該当する単位実装装置１に送信され、当該実装データが単位実装装置１に読み込まれることにより更新される（ステップＳ７）。

実装データが更新されると、単位実装装置１において段取り変更の有無、つまり部品供給部１４におけるテープフィーダ１４ａの配置変更の有無が判断される（ステップＳ９）。そして、段取り変更が無い場合には、単位実装装置１による実装動作が再開され、これにより更新後の実装データに基づいてその後の実装処理が進められることとなる（ステップＳ９，Ｓ１１）。これに対し、段取り変更が有る場合には、その旨およびその内容が該当する単位実装装置１の前記表示手段３により表示されることによりオペレータに報知される（ステップＳ９，Ｓ１３）。そして、オペレータがこの表示に基づき段取り変更を行った後、入力手段２を介して所定の作業再開入力を行うと（ステップＳ１５でＹＥＳ）、単位実装装置１による実装動作が再開され、これにより更新後の実装データに基づいて残りの基板Ｓの実装処理が開始されることとなる。

図７〜図９は、前記ステップＳ５のサブルーチンであって、前記制御部本体４０による実装データの最適化処理制御（実装データの変更処理制御）を示している。

この処理では、まず、ステップＳ２１〜ステップＳ４１の処理に基づき前記第１データ変更手段５２において実装データの変更を行い、次いで、ステップＳ５１〜ステップＳ７１の処理に基づき前記第２データ変更手段５３において実装データの変更を行う。そしてその後、これらの実装データのうち所要時間の短い実装データをステップＳ７３〜ステップＳ９５の処理に基づき演算手段５１において特定する。以下、詳述する。

この処理が開始されると、制御部本体４０は、ヘッド３０の故障等が発生している単位実装装置１（以下、対象装置１という）から使用可能なヘッド３０の情報を取得し、この情報と対象装置１の実装データ（オリジナルデータ）とに基づき段取り変更が必要な部品（テープフィーダ１４ａ）を検索し、その有無を判断する（ステップＳ２３，Ｓ２５）。つまり、ヘッド３０の故障等により吸着不可能となった部品の有無を判断する。ここで、該当部品が無いと判断した場合（すなわち段取り変更を行うことなく実装処理を続行できると判断した場合）には、制御部本体４０は、現状の段取りのままで、対象装置１の実装処理の所要時間が可及的に短くなるように当該対象装置１の実装データのうち段取りデータ以外のデータ、つまり部品の吸装着の順序、使用するヘッド３０の位置等のデータを変更する（ステップＳ２７）。

次いで、制御部本体４０は、ステップＳ２７で変更した実装データに基づいて部品実装システムにおけるサイクルタイム（ＣＴ１）を推定する（ステップＳ２９）。具体的には、単位実装装置１Ａ〜１Ｃ毎に、それぞれ実装データ（対象装置１については変更後の実装データ）に基づき実装サイクル所要時間（基板一枚当たりの実装処理の所要時間）を推定し、単位実装装置１Ａ〜１Ｃのうち最も所要時間の長い単位実装装置１の当該所要時間をサイクルタイム（ＣＴ１）とする。そして、さらにこのサイクルタイム（ＣＴ１）と残りの基板Ｓの数とに基づき、その後（残りの基板Ｓ）の実装処理の所要時間（ＴＴ１）を下記式に基づきシミュレート演算する（ステップＳ３１）。なお、ステップＳ３１の処理は、前記演算手段５１により行われる（後述するステップＳ４１，Ｓ６１，Ｓ７１について同じ）。

（数１）
ＴＴ１＝ＣＴ１×ＰＣ （ＰＣ；残りの基板Ｓの数）
これに対して、ステップＳ２５で該当部品が有ると判断した場合には、制御部本体４０は、まず、対象装置１の実装データのうち段取りデータを変更する。具体的には、制御部本体４０は、部品供給部１４の空きスペースを調べ、空きスペースがある場合には当該空きスペースに優先的に該当部品を配置するように段取りデータを変更する（ステップＳ３３）。この場合、当該部品供給部１４に空きスペースが無い場合には、対象装置１以外の単位実装装置１の部品供給部１４も対象とする。

段取りデータを変更すると、制御部本体４０は、当該変更にかかる部品数（Ｐ２）、つまり段取り変更の数をカウントした後、変更後の段取りで、対象装置１の実装サイクル所要時間が最短となるように、実装データのうち段取りデータ以外のデータ、つまり部品の吸装着の順序や使用するヘッド３０の位置等のデータを変更する（ステップＳ３７）。この場合、ステップＳ３３の処理において、対象装置１から他の単位実装装置１に部品を移動させた場合には、対象装置１（部品移動元）と部品移動先の単位実装装置１について部品の吸装着順序等のデータ変更を行う。

次いで、制御部本体４０は、ステップＳ３３，Ｓ３７で変更された実装データに基づいて部品実装システムにおけるサイクルタイム（ＣＴ２）を推定する（ステップＳ３９）。具体的には、ステップＳ３１の処理と同様に、単位実装装置１Ａ〜１Ｃ毎に、それぞれ実装サイクル所要時間を推定し、最も所要時間の長い単位実装装置１の当該所要時間をサイクルタイム（ＣＴ２）とする。そして、このサイクルタイム（ＣＴ２）と残りの基板Ｓの数とに基づき、段取り変更所要時間を含むその後（残りの基板Ｓ）の実装処理の所要時間（ＴＴ２）を下記式に基づきシミュレート演算する（ステップＳ４１）。

（数２）
ＴＴ２＝Ｐ２×ＤＴ＋ＣＴ２×ＰＣ （ＤＴ；１部品当たりの段取り作業時間）
制御部本体４０は、次に、前記サイクルタイム（ＣＴ１又はＣＴ２）の演算過程で求められた各単位実装装置１Ａ〜１Ｃの実装サイクル所要時間に基づき、所要時間が最も短いもの（最速装置）と最も長いもの（最遅装置）との前記所要時間の時間差が、予め設定された規定値以上か否かを判断する（ステップＳ５１）。

ここで、ＹＥＳと判断した場合には、制御部本体４０は、最速装置と最遅装置の前記所要時間が略均等になるように、最速装置および最遅装置の実装データのうち段取りデータの変更を行う（ステップＳ５３）。具体的には、最遅装置から最速装置への部品移動、あるいは最遅装置と最速装置との間の部品の相互入替えにより、両装置の実装サイクル所要時間が略均等になるように段取りデータを変更する。

段取りデータを変更すると、制御部本体４０は、当該変更にかかる部品数（Ｐ３）をカウントし、その後、段取りデータを変更した単位実装装置１（最速装置および最遅装置）の実装サイクル所要時間がそれぞれ可及的に短くなるように、実装データのうち段取りデータ以外のデータ、つまり部品の吸装着の順序等のデータを変更する（ステップＳ５７）。

次いで、制御部本体４０は、ステップＳ５３，Ｓ５７で変更された実装データに基づいて当該部品実装システムにおける実装処理のサイクルタイム（ＣＴ３）を推定する（ステップＳ５９）。具体的には、ステップＳ３１等の処理と同様に、単位実装装置１Ａ〜１Ｃ毎に実装サイクル所要時間を推定し、最も所要時間の長い単位実装装置１の当該所要時間をサイクルタイム（ＣＴ３）とする。そして、このサイクルタイム（ＣＴ３）と残りの基板Ｓの数とに基づき、その後（残りの基板Ｓ）の実装処理の所要時間（ＴＴ３）を下記式に基づきシミュレート演算する（ステップＳ６１）。

（数３）
ＴＴ３＝Ｐ３×ＤＴ＋ＣＴ３×ＰＣ
前記ステップＳ５１でＮＯと判断した場合、およびステップＳ６１の処理を経た場合には、制御部本体４０は、システム全体としての実装サイクル所要時間が可及的に短くなるように、各単位実装装置１Ａ〜１Ｃの実装データ（段取りデータおよび部品の吸装着データ等）を変更するとともに、当該データ変更に伴い段取り変更が必要となる部品数（Ｐ４）をカウントする（ステップＳ６３〜６７）。

そして、変更された実装データに基づいて部品実装システムにおける実装処理のサイクルタイム（ＣＴ４）を推定する（ステップＳ６９）。具体的には、ステップＳ３１等の処理と同様に、単位実装装置１Ａ〜１Ｃ毎に実装サイクル所要時間を推定し、最も所要時間の長い単位実装装置１Ａ〜１Ｃの当該所要時間をサイクルタイム（ＣＴ４）とする。そして、このサイクルタイム（ＣＴ４）と残りの基板Ｓの数とに基づき、その後（残りの基板Ｓ）の実装処理の所要時間（ＴＴ４）を下記式に基づきシミュレート演算する（ステップＳ７１）。

（数４）
ＴＴ４＝Ｐ４×ＤＴ＋ＣＴ４×ＰＣ
このようにして、変更後の実装データに基づき実装処理を行う場合のシミュレート演算結果（ＴＴ１〜ＴＴ４）が求まると、制御部本体４０は、これらの所要時間（ＴＴ１〜ＴＴ４）を比較することにより所要時間が最短となる実装データを特定し、当該実装データを、オリジナルデータとは別に前記データ記憶手段５４に保存する。

具体的には、まずステップＳ７３で、所要時間ＴＴ１が存在するか、つまり所要時間ＴＴ１がシミュレート演算されているか否かを判断し、ここでＹＥＳと判断した場合には、所要時間ＴＴ３が存在するか否かを判断する（ステップＳ７５）。そして、ここでＹＥＳと判断した場合には、所要時間ＴＴ１＜所要時間ＴＴ３かを判断し（ステップＳ７７）、ＹＥＳと判断した場合には、さらに要時間ＴＴ１＜所要時間ＴＴ４かを判断する（ステップＳ７９）。そして、ここでＹＥＳと判断した場合に、所要時間ＴＴ１に係る実装データ、つまりステップＳ２７で変更された実装データを保存する（ステップＳ８１）。

ステップＳ７３でＮＯと判断した場合には、制御部本体４０は、所要時間ＴＴ３が存在するか否かを判断し（ステップＳ８３）、ここでＹＥＳと判断した場合には、所要時間ＴＴ２＜所要時間ＴＴ３かを判断する（ステップＳ８５）。そして、ここでＹＥＳと判断した場合には、さらに要時間ＴＴ２＜所要時間ＴＴ４かを判断し（ステップＳ８７）、ここでＹＥＳと判断した場合には、所要時間ＴＴ２に係る実装データ、つまりステップＳ３３，Ｓ３７で変更された実装データを保存する（ステップＳ８７）。

ステップＳ７７，Ｓ８５でＮＯと判断した場合には、制御部本体４０は、所要時間ＴＴ３＜所要時間ＴＴ４かを判断し（ステップＳ９１）、ここでＹＥＳと判断した場合には、所要時間ＴＴ３に係る実装データ、つまりステップＳ５３，Ｓ５７で変更された実装データを保存する（ステップＳ９３）。

ステップＳ７９，Ｓ８７，Ｓ９１でそれぞれＯＮと判断した場合には、制御部本体４０は、所要時間ＴＴ４に係る実装データ、つまりステップＳ６３，Ｓ６７で変更された実装データを保存する（ステップＳ９５）。

このようにして変更後の実装データがデータ記憶手段５４に保存されると、実装データの一連の最適化処理（実装データの変更処理）が終了する。なお、上記のようなステップＳ７３〜Ｓ９５の処理は、前記演算手段５１により行われる。

以上のような本発明に係る部品実装システムでは、基板Ｓの生産中に、単位実装装置１Ａ〜１Ｃの一部のヘッド３０に故障等が生じると、段取り変更（テープフィーダ１４ａの配置変更）が可及的に少なくなるように実装データを変更した場合（第１データ変更手段５２による実装データの変更）と、システム全体として実装サイクル所要時間が短くなるように実装データを変更した場合（第２データ変更手段５３による実装データの変更）との複数のケースについて、それぞれ段取り変更所要時間を含むその後（残りの基板Ｓ）の実装処理の所要時間をシミュレート演算し、その結果が短くなる方の実装データを採用することにより、当該実装データに基づいてその後の実装処理を進めるように構成されている。つまり、異なる条件に従ってそれぞれ変更された複数の実装データの中から最適なデータを選定してその後（残りの基板Ｓ）の実装処理を進めるように構成されているので、一律に、システム全体の実装サイクル所要時間が短くなるように実装データを変更する従来のこの種の装置（部品実装方法）と比べると、設備条件変更後の実装処理を、基板Ｓの残数に応じて効率的に進めることができるようになる。

特に、このシステムでは、システム全体として実装サイクル所要時間が短くなるように実装データを変更する場合（第２データ変更手段５３による実装データの変更）として、上記のように、システム全体としての実装サイクル所要時間が可及的に短くなるように実装データを変更するケース（図８のステップＳ６３〜Ｓ７１）に加え、さらに最遅装置と最速装置との実装サイクル所要時間が略均等になるように段取りデータを変更するケース（図８ステップＳ５３〜ステップＳ６１）についてシミュレート演算を行うようにしているので、選択可能な実装データの自由度が高く、これにより変更後の実装データがより実効的なものになるとう利点もある。

なお、以上説明した部品実装システムは、本発明に係る部品実装システム（本発明に係る部品実装方法が使用される部品実装システム）の好ましい実施の形態の一例であって、その具体的な構成（部品実装方法）は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、上記実施形態では、設備条件に変更が生じた場合の一例としてヘッド３０に故障等が発生した場合について説明しているが、その他の設備条件に変更が生じた場合についても本発明は適用可能である。具体的には、撮像ユニット２８に故障等が生じた場合が考えられる。つまり、単位実装装置１Ａ〜１Ｃにはそれぞれ２台の撮像ユニット２８が搭載されており、部品の種類によって２つの撮像ユニット２８が使い分けられる場合がある。このような場合には、片方の撮像ユニット２８が故障等した際に、当該故障等に係る撮像ユニット２８が担当する部品（テープフィーダ１４ａ）を他の単位実装装置１Ａ〜１Ｃに移動させてその後の実装処理を進めることが考えられ、この場合には、上記実施形態と同様に、実装データを複数のケースに従って変更し、実装処理の所要時間をシミュレート演算して最適な実装データを選定するのが、その後の実装処理を効率的に進める上で有効となる。また、単位実装装置１Ａ〜１Ｃが、それぞれ一対のヘッドユニット１５を搭載した装置である場合には、片方のヘッドユニット１５が故障等すると実装不能な部品が発生する場合があるため、このような場合にも本発明の適用が有用なものとなる。

また、この実施形態の部品実装システムでは、上記の通り実装データを変更するための機能構成（第１データ変更手段５２や第２データ変更手段５３等の機能構成）を中央管理装置５に持たせているが、例えば単位実装装置１Ａ〜１Ｃの何れかに当該機能構成を持たせるように構成してもよい。

また、この実施形態の部品実装システムでは、複数台（図例では３台）の単位実装装置１Ａ〜１Ｃを備えているが、一台のみのシステムであってもよい。この場合、図７および図８に示す実装データの最適化処理制御（実装データの変更処理制御）においては、ステップＳ４１の後、ステップＳ６３に移行するようにすればよい。

本発明に係る部品実装システム（本発明に係る部品実装方法が使用される部品実装システム）を概略的に示す正面図である。 部品実装システムに組み込まれる単位実装装置を示す概略平面図である。 単位実装装置を示す概略正面図（（ａ）はヘッドユニットとその駆動機構を示す図、（ｂ）は故障等が発生した実装用ヘッドを指示した図）である。 部品実装システムの制御系を示すブロック図である。 中央管理装置の制御部本体に含まれる機能構成を示すブロック図である。 部品実装システムにおける動作制御（実装用ヘッドに故障等が生じた場合の動作制御）の一例を示すフローチャートである。 図６のフローチャートのステップＳ５の処理のサブルーチン（最適化処理）を示すフローチャートである。 図６のフローチャートのステップＳ５の処理のサブルーチン（最適化処理）を示すフローチャートである。 図６のフローチャートのステップＳ５の処理のサブルーチン（最適化処理）を示すフローチャートである。

符号の説明

１Ａ〜１Ｃ 単位実装装置
５ 中央管理装置
１４ 部品供給部
１４ａ テープフィーダ
１５ ヘッドユニット
３０ 実装用ヘッド
３１ ノズル
４０ 制御部本体
５１ 演算手段
５２ 第１データ変更手段
５３ 第２データ変更手段
５４ データ記憶手段

Claims (9)

1. 予め設定された実装用データに従って部品供給部に配備される複数のフィーダから部品を吸着して基板上に実装する実装装置を備えた部品実装システムを用いて実装作業を進める際に、所定数の基板の実装処理が終了する前に、前記実装装置に設備条件の変更が生じたときの部品実装方法であって、
   前記フィーダの配置変更が少なくなるように前記変更後の設備条件に基づき前記実装用データを変更する第１ケースと、システム全体としての実装サイクル所要時間が短くなるように前記変更後の設備条件に基づき前記実装用データを変更する第２ケースとについて、それぞれフィーダの配置変更所要時間を含むその後の実装処理の所要時間をシミュレート演算する演算工程と、
   前記シミュレート演算の結果に基づき、前記第１および第２ケースのうち実装処理の所要時間が短い方を特定する特定工程と、
   前記特定されたケースに係る実装用データに基づいて残りの基板の実装処理を行う実装処理工程と、を含むことを特徴とする部品実装方法。
2. 請求項１に記載の部品実装方法において、
   前記演算工程では、フィーダの配置変更の要否を調べ、フィーダの配置変更が不要な場合には、設備条件に変更が生じた実装装置の実装サイクル所要時間が可及的に短くなるように部品の吸装着順序に関する前記実装用データを変更することを前記第１ケースとする一方、フィーダの配置変更が必要な場合には、前記部品供給部のうち所定の空きスペースにフィーダを配置するようにした上で、当該フィーダの配置変更が行われる実装装置の実装サイクル所要時間が可及的に短くなるように部品の吸装着順序に関する前記実装用データを変更することを前記第１ケースとすることを特徴とする部品実装方法。
3. 請求項１又は２に記載の部品実装方法において、
   前記演算工程では、システム全体としての実装サイクル所要時間が可及的に短くなるように前記変更後の設備条件に基づき実装装置における各フィーダの配置および部品の吸装着順序の少なくとも一方に関する前記実装用データを変更することを前記第２ケースとすることを特徴とする部品実装方法。
4. 請求項３に記載の部品実装方法において、
   前記部品実装システムが複数の前記実装装置を含むものであり、前記演算工程では、前記第１ケースに係る実装用データに基づいて実装処理を行う場合の各実装装置の実装サイクル所要時間をそれぞれ推定し、この結果に基づき前記各実装装置のうちから最速装置と最遅装置とを特定し、これら最速および最遅装置における実装サイクル所要時間が略均等になるように当該両装置の実装用データを変更することをさらに前記第２ケースとして前記シミュレート演算を行い、前記特定工程では、これら第２ケースと前記第１ケースのうち実装処理の所要時間が短いものを特定することを特徴とする部品実装方法。
5. 実装用ヘッドを具備するヘッドユニットにより部品供給部に配備される複数のフィーダから部品を吸着して基板上に実装する実装装置を備えた部品実装システムであって、
   予め設定された所定の実装用データに従って前記実装装置を駆動制御する制御手段と、
   所定数の基板の実装処理が終了する前に、前記実装装置に設備条件の変更が生じた場合に、前記フィーダの配置変更が少なくなるように前記変更後の設備条件に基づき前記実装用データを変更する第１実装データ変更手段と、
   所定数の基板の実装処理が終了する前に、前記実装装置に設備条件の変更が生じた場合に、システム全体としての実装サイクル所要時間が短くなるように前記変更後の設備条件に基づいて実装用データを変更する第２実装データ変更手段と、
   前記各実装データ変更手段による変更後の実装用データに基づいて、それぞれフィーダの配置変更所要時間を含むその後の実装処理の所要時間をシミュレート演算する演算手段と、
   この演算手段による演算結果に基づいて、前記両実装用データのうち実装処理の所要時間が短いものを特定する特定手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記設備条件の変更後、前記特定手段により特定される実装用データに基づいて前記実装装置を駆動制御する
   ことを特徴とする部品実装システム。
6. 請求項５に記載の部品実装システムにおいて、
   前記設備条件の変更入力を行う入力手段をさらに備え、前記各実装データ変更手段は、前記入力手段による変更入力に基づき前記実装用データを変更することを特徴とする部品実装システム。
7. 請求項５又は６に記載の部品実装システムにおいて、
   前記第１実装データ変更手段は、フィーダの配置変更の要否を判断し、フィーダの配置変更が不要な場合には、設備条件に変更が生じた実装装置の実装サイクル所要時間が可及的に短くなるように部品の吸装着順序に関する前記実装用データを変更する一方、フィーダの配置変更が必要な場合には、前記部品供給部のうち所定の空きスペースにフィーダを配置するようにした上で、当該フィーダの配置変更が行われる実装装置の実装サイクル所要時間が可及的に短くなるように部品の吸装着順序に関する前記実装用データを変更することを特徴とする部品実装システム。
8. 請求項５乃至７の何れか一項に記載の部品実装システムにおいて、
   前記第２実装データ変更手段は、システム全体としての実装サイクル所要時間が可及的に短くなるように前記変更後の設備条件に基づき実装装置における各フィーダの配置および部品の吸装着順序の少なくとも一方に関する前記実装用データを変更することを特徴とする部品実装システム。
9. 請求項８に記載の部品実装システムにおいて、
   前記実装装置として複数の実装装置を含むものであり、前記変更後の実装用データを第１変更データとしたときに、前記第２実装データ変更手段は、前記第１実装データ変更手段による変更後の実装用データに基づいて各実装装置の実装サイクル所要時間をそれぞれ推定し、この結果に基づき前記各実装装置のうちから最速装置と最遅装置とを特定し、これら最速および最遅装置における実装サイクル所要時間が略均等になるように当該両装置の実装用データを変更して、この実装用データを第２変更データとするものであり、前記特定手段は、前記１実装データ変更手段により変更された実装用データと、これら第１、第２変更データのうち実装処理の所要時間が短いものを特定することを特徴とする部品実装システム。

Images