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【発明の名称】 部品実装順序最適化方法および部品実装順序最適化装置
【発明者】 【氏名】前西 康宏
【住所又は居所】大阪府門真市松葉町２番７号 パナソニックファクトリーソリューションズ株式会社内

【氏名】山崎 琢也
【住所又は居所】大阪府門真市松葉町２番７号 パナソニックファクトリーソリューションズ株式会社内

【氏名】山崎 映人
【住所又は居所】大阪府門真市松葉町２番７号 パナソニックファクトリーソリューションズ株式会社内

【氏名】西田 裕吉
【住所又は居所】大阪府門真市松葉町２番７号 パナソニックファクトリーソリューションズ株式会社内

【氏名】吉田 幾生
【住所又は居所】大阪府門真市松葉町２番７号 パナソニックファクトリーソリューションズ株式会社内

【氏名】小西 親
【住所又は居所】大阪府門真市松葉町２番７号 パナソニックファクトリーソリューションズ株式会社内

【氏名】松本 昌也
【住所又は居所】大阪府門真市松葉町２番７号 パナソニックファクトリーソリューションズ株式会社内
【要約】 【課題】部品実装時のタクトタイムが小さくなるように部品実装順序を最適化する部品実装順序最適化方法を提供する。

【解決手段】基板には同一の構成を有する複数のパターンが含まれ、複数のパターンのうちのいずれかのパターンについて部品の実装順序の最適化を行なうステップ（Ｓ２）と、基板に含まれる総パターン数を部品実装機の台数で割った商および余りを算出するステップ（Ｓ４）と、余りが０の場合には、商を各部品実装機に割り当てるパターン数とするステップ（Ｓ６）と、余りが１以上の場合には、最も上流の工程から余りと同じ数の台数の部品実装機については、商に１を加算した数を割り当てるパターン数とし、それ以外の部品実装機については、商を割り当てるパターン数とするステップ（Ｓ６〜Ｓ１０）と、割り当てられたパターン数のパターンを、各部品実装機に割り当てるステップ（Ｓ１２）とを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に部品を実装する部品実装機を複数備える部品実装システムにおいて、部品の実装順序を最適化する部品実装順序最適化方法であって、
前記基板には同一の部品配置構成を有する複数のパターンが含まれ、
前記複数のパターンは、前記基板を分割することにより得られる複数のサブ基板にそれぞれ対応し、
前記複数のパターンの各々に、部品を実装する部品実装機として複数の前記部品実装機のいずれかを割り当てる割り当てステップを含む
ことを特徴とする部品実装順序最適化方法。
【請求項２】
さらに、前記複数のパターンのうちのいずれかのパターンについて部品の実装順序の最適化を行なうステップを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の部品実装順序最適化方法。
【請求項３】
前記割り当てステップは、
前記基板に含まれる総パターン数と前記部品実装機の台数とから、略均等となるように各部品実装機に割り当てられるパターン数を決定するパターン数決定ステップと、
決定されたパターン数のパターン毎に、部品を実装する部品実装機として複数の前記部品実装機のいずれかを割り当てるパターン割り当てステップとを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の部品実装順序最適化方法。
【請求項４】
前記パターン数決定ステップは、
前記基板に含まれる総パターン数を前記部品実装機の台数で割った商および余りを算出するステップと、
前記余りが０の場合には、前記商を各部品実装機に割り当てられるパターン数とするステップと、
前記余りが１以上の場合には、最も上流の工程から前記余りと同じ数の台数の部品実装機については、前記商に１を加算した数を割り当てられるパターン数とし、それ以外の部品実装機については、前記商を割り当てられるパターン数とするステップとを含む
ことを特徴とする請求項３に記載の部品実装順序最適化方法。
【請求項５】
前記パターン数決定ステップは、
前記基板に含まれる総パターン数を前記部品実装機の台数で割った商および余りを算出するステップと、
前記商を各部品実装機に割り当てられるパターン数とする第１の割り当てサブステップとを含む
ことを特徴とする請求項３に記載の部品実装順序最適化方法。
【請求項６】
前記パターン数決定ステップは、さらに、前記余りを複数の部品実装機に共通に割り当てられるパターン数とする第２の割り当てサブステップを含む
ことを特徴とする請求項５に記載の部品実装順序最適化方法。
【請求項７】
前記第２の割り当てサブステップでは、各部品実装機における部品の実装時間が均等となるように、前記複数の部品実装機に共通に割り当てられるパターン数を決定する
ことを特徴とする請求項６に記載の部品実装順序最適化方法。
【請求項８】
前記パターン割り当てステップでは、前記複数の部品実装機に共通に割り当てられるパターンは、前記複数の部品実装機が部品を実装可能な前記基板中の位置に設けられる
ことを特徴とする請求項６に記載の部品実装順序最適化方法。
【請求項９】
前記複数の部品実装機は、部品実装システムに備えられたすべての部品実装機である
ことを特徴とする請求項６に記載の部品実装順序最適化方法。
【請求項１０】
前記パターン割り当てステップでは、前記基板の進行方向と直行する方向に各部品実装機に割り当てられるパターンのパターン境界が設けられるように、部品実装の対象として各部品実装機に前記パターン数のパターンを割り当てる
ことを特徴とする請求項３に記載の部品実装順序最適化方法。
【請求項１１】
さらに、部品実装機ごとに、前記基板に部品を装着するヘッドの標準位置から割り当てられた前記パターンまでの距離が、すべての部品実装機で一定となるように、部品実装時の前記基板の位置を決定するステップを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の部品実装順序最適化方法。
【請求項１２】
さらに、部品実装機ごとに、部品実装に使用される部品カセットの配置位置から割り当てられた前記パターンまでの距離が、すべての部品実装機で一定となるように、前記部品カセットの配置位置を決定するステップを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の部品実装順序最適化方法。
【請求項１３】
基板に部品を実装する部品実装機を複数備える部品実装システムのためのプログラムであって、
前記基板には同一の部品配置構成を有する複数のパターンが含まれ、
前記複数のパターンは、前記基板を分割することにより得られる複数のサブ基板にそれぞれ対応し、
前記複数のパターンの各々に、部品を実装する部品実装機として複数の前記部品実装機のいずれかを割り当てる割り当てステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１４】
基板に部品を実装する部品実装機を複数備える部品実装システムのためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
前記基板には部品配置構成を有する複数のパターンが含まれ、
前記複数のパターンは、前記基板を分割することにより得られる複数のサブ基板にそれぞれ対応し、
前記複数のパターンの各々に、部品を実装する部品実装機として複数の前記部品実装機のいずれかを割り当てる割り当てステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項１５】
基板に部品を実装する部品実装機を複数備える部品実装システムにおいて、部品の実装順序を最適化する部品実装順序最適化方法により最適化された実装順序に従い基板に部品を実装する部品実装機であって、
前記基板には部品配置構成を有する複数のパターンが含まれ、
前記複数のパターンは、前記基板を分割することにより得られる複数のサブ基板にそれぞれ対応し、
前記部品実装順序最適化方法は、前記複数のパターンの各々に、部品を実装する部品実装機として複数の前記部品実装機のいずれかを割り当てる割り当てステップを含む
ことを特徴とする部品実装機。
【請求項１６】
基板に部品を実装する部品実装機を複数備える部品実装システムにおいて、部品の実装順序を最適化する部品実装順序最適化装置であって、
前記基板には部品配置構成を有する複数のパターンが含まれ、
前記複数のパターンは、前記基板を分割することにより得られる複数のサブ基板にそれぞれ対応し、
前記複数のパターンのうちのいずれかのパターンについて部品の実装順序の最適化を行なう手段と、
前記複数のパターンの各々に、部品を実装する部品実装機として複数の前記部品実装機のいずれかを割り当てる手段とを備える
ことを特徴とする部品実装順序最適化装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装機の部品実装順序最適化方法に関し、特に、複数のパターンを含む基板への部品実装順序最適化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品をプリント基板等の基板に実装する部品実装機を実装ラインに複数配置した部品実装システムにおいては、各部品実装機におけるタクトタイムが均等になるようにラインバランスを取る必要がある。このような部品実装システムにおいては、従来、各部品に割り当てられたタクトタイムや実装する員数に基づいて、各部品実装機に担当する部品を割り振って実装順序の最適化を行なっている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００３】
すなわち、図２０に示すように、複数のパターン１２を含む基板２０に部品を実装する際には、部品実装機１４ａ〜１４ｄのうち、上流の工程にある部品実装機（例えば、部品実装機１４ａ）ほど小さな部品を実装し、下流の工程にある部品実装機（例えば、部品実装機１４ｄ）ほど大きな部品を実装するように実装順序の最適化を行なっている。
【０００４】
部品実装の際、各部品実装機１４ａ〜１４ｄは基板２０の隅に設けられた基板マーク１６を画像認識し、基板の平面方向へのずれ、基板２０の回転ずれおよび基板２０の伸縮等の補正を行なう。次に、パターン１２ごとに設けられたパターンマーク１８を画像認識し、パターン１２の位置決めを行なう。その後に、部品実装を行なう。このように、パターン１２ごとに設けられたパターンマーク１８を画像認識することにより、高精度の位置決めを行なうことが可能になる。
【特許文献１】特開平９−１８１９９号公報
【特許文献２】特開平１０−２０９６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の部品実装システムでは、各部品実装機１４ａ〜１４ｄが基板２０上に設けられたすべてのパターン１２に部品を実装している。このため、各部品実装機１４ａ〜１４ｄは、すべてのパターン１２のパターンマークを画像認識しなければならず、部品実装に取り掛かるまでに多くの時間を費やさなければならない。よって、部品実装システム全体としての、タクトタイムが大きくなるという問題がある。たとえば、１枚の基板２０に１００個のパターン１２が含まれており、各パターン１２には２個のパターンマーク１８が含まれているとした場合、１枚の基板２０には２００（＝１００×２）個のパターンマーク１８が含まれることになる。各部品実装機１４ａ〜１４ｄは、これら２００個のパターンマーク１８をすべて認識しなければならない。
【０００６】
また、従来の部品実装システムは、各部品実装機１４ａ〜１４ｄがすべてのパターン１２に部品実装を行なうため、基板全体として見た場合に実装順序が最適となるように最適化を行なっている。このため、最適化での対象となる部品種、実装点数が多くなるため、最適化を行なうための計算処理時間がかかるという問題がある。
【０００７】
さらに、実装ラインの部品実装機の台数に変動があった場合には、最初から最適化をやり直さなければならず、ライン編成の変更に柔軟に対応できないという問題がある。
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、部品実装時のタクトタイムが小さくなるように部品実装順序を最適化する部品実装順序最適化方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、実装順序の最適化に時間がかからない部品実装順序最適化方法を提供することも目的とする。
さらに、部品実装機の台数の変動によるライン編成の変更に柔軟に対応することができる部品実装順序最適化方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の部品実装順序最適化方法は、基板に部品を実装する部品実装機を複数備える部品実装システムにおいて、部品の実装順序を最適化する部品実装順序最適化方法であって、前記基板には同一の部品配置構成を有する複数のパターンが含まれ、前記複数のパターンは、前記基板を分割することにより得られる複数のサブ基板にそれぞれ対応し、前記複数のパターンの各々に、部品を実装する部品実装機として複数の前記部品実装機のいずれかを割り当てる割り当てステップを含む。
【００１０】
複数のパターンの各々を、複数の部品実装機のいずれかに割り当てている。このため、部品実装を行なう際には、各部品実装機は、自身に割り当てられたパターンのパターンマークのみを画像認識し、そのパターンのみを部品実装すればよい。このため、すべてのパターンのパターンマークを画像認識する必要がなく、部品実装に取り掛かるまでに多くの時間を費やすことがない。よって、部品実装システム全体としてのタクトタイムを小さくすることができる。
【００１１】
また、各部品実装機で同じ電子部品の実装を行なっている。このため、例えば、大きなサイズの部品が多く、小さなサイズの部品が少ないような場合であっても、部品実装システムのラインバランスを一定に保つことができる。
【００１２】
さらに、生産計画の変更等の理由により、部品実装システムにおいて部品実装機の台数の変更が生じた場合であっても、パターン内での部品実装順序の最適化の変更は行なうことなく、各部品実装機に割り当てるパターンの変更とストッパーの位置の変更のみを行なうだけで最適化が終了する。このため、部品実装機の台数に変動が合った場合にも、容易に最適化をやり直すことができ、ライン編成の変更に柔軟に対応できる。
【００１３】
好ましくは、上述の部品実装順序最適化方法は、さらに、前記複数のパターンのうちのいずれかのパターンについて部品の実装順序の最適化を行なうステップを含む。
このステップを含むことにより、部品の実装順序の最適化を１枚のパターン内で行ない、最適化の結果をすべての部品実装機で利用することができる。このため、最適化に必要な時間を短縮することができる。
【００１４】
さらに好ましくは、前記割り当てステップは、前記基板に含まれる総パターン数と前記部品実装機の台数とから、略均等となるように各部品実装機に割り当てられるパターン数を決定するパターン数決定ステップと、決定されたパターン数のパターン毎に、部品を実装する部品実装機として複数の前記部品実装機のいずれかを割り当てるパターン割り当てステップとを含む。
【００１５】
各部品実装機に割り当てられるパターン数を均等にすることにより、ラインバランスを保つことができる。
さらに好ましくは、前記パターン数決定ステップは、前記基板に含まれる総パターン数を前記部品実装機の台数で割った商および余りを算出するステップと、前記余りが０の場合には、前記商を各部品実装機に割り当てられるパターン数とするステップと、前記余りが１以上の場合には、最も上流の工程から前記余りと同じ数の台数の部品実装機については、前記商に１を加算した数を割り当てられるパターン数とし、それ以外の部品実装機については、前記商を割り当てられるパターン数とするステップとを含む。
【００１６】
各部品実装機に割り当てられるパターン数を均等にすることができない場合であっても、上流工程の部品実装機に多くのパターンを割り当てることにより、下流工程に未処理の基板が停滞することがなくなる。
【００１７】
さらに好ましくは、前記パターン数決定ステップは、前記基板に含まれる総パターン数を前記部品実装機の台数で割った商および余りを算出するステップと、前記商を各部品実装機に割り当てるパターン数とするステップと、前記余りを複数の部品実装機に共通に割り当てるパターン数とするステップとを含む。好ましくは、前記複数の部品実装機は、部品実装システムに備えられたすべての部品実装機である。
【００１８】
上述の余りが生じた場合であっても、余りのパターンをすべての部品実装機に割り当てている。このため、部品実装機間のラインバランスを一定にすることができる。
さらに好ましくは、前記パターン割り当てステップでは、前記基板の進行方向と直行する方向に各部品実装機に割り当てられるパターンのパターン境界が設けられるように、部品実装の対象として各部品実装機に前記パターン数のパターンを割り当てる。また、上記部品実装順序最適化方法は、さらに、部品実装機ごとに、前記基板に部品を装着するヘッドの標準位置から割り当てられた前記パターンまでの距離が、すべての部品実装機で一定となるように、部品実装時の前記基板の位置を決定するステップを含む。
【００１９】
このような方向にパターンを割り当て、基板の固定位置を決定することにより、ヘッドからパターンまでの移動距離が各部品実装機で一定になり、ラインバランスが一定になる。なお、上記部品実装順序最適化方法は、さらに、部品実装機ごとに、部品実装に使用される部品カセットの配置位置から割り当てられた前記パターンまでの距離が、すべての部品実装機で一定となるように、前記部品カセットの配置位置を決定するステップを含んでいてもよい。
【００２０】
なお、本発明は、このような部品実装順序最適化方法として実現することができるだけでなく、この方法の特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、この方法の特徴的なステップを手段とする部品実装順序最適化装置として実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、部品実装システムのタクトタイムが小さくなる。
また、部品実装順序の最適化を短時間で実行することができる。
さらに、部品実装機間のラインバランスを取ることができる。
【００２２】
また、部品実装機の台数の変動に柔軟に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（実施の形態１）
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態１に係る部品実装システムについて説明する。
（部品実装システム）
図１は、本発明に係る部品実装システム１０全体の構成を示す外観図である。この部品実装システム１０は、上流から下流に向けて回路基板２０を送りながら電子部品を実装していく生産ラインを構成する複数の部品実装機１００、２００と、生産の開始等にあたり、各種データベースに基づいて必要な電子部品の実装順序を最適化し、得られたＮＣ（Numeric Control）データを部品実装機１００、２００にダウンロードして設定・制御する最適化装置３００とからなる。
【００２４】
部品実装機１００は、同時かつ独立して、又は、お互いが協調して（又は、交互動作にて）部品実装を行う２つのサブ設備（前サブ設備１１０及び後サブ設備１２０）を備える。各サブ設備１１０（１２０）は、直交ロボット型装着ステージであり、部品テープを収納する最大４８個の部品カセット１１４の配列からなる２つの部品供給部１１５ａ及び１１５ｂと、それら部品カセット１１４から最大１０個の部品を吸着し基板２０に装着することができる１０個の吸着ノズル（以下、単に「ノズル」ともいう。）を有するマルチ装着ヘッド１１２（１０ノズルヘッド）と、そのマルチ装着ヘッド１１２を移動させるＸＹロボット１１３と、マルチ装着ヘッド１１２に吸着された部品の吸着状態を２次元又は３次元的に検査するための部品認識カメラ１１６と、トレイ部品を供給するトレイ供給部１１７等を備える。各サブ設備は、他のサブ設備とは独立して（並行して）、基板への部品実装を実行する。
【００２５】
なお、「部品テープ」とは、現実には、同一部品種の複数の部品がテープ（キャリアテープ）上に並べられたものであり、リール（供給リール）等に巻かれた状態で供給される。主に、チップ部品と呼ばれる比較的小さいサイズの部品を部品実装機に供給するのに使用される。ただし、最適化処理においては、「部品テープ」とは、同一の部品種に属する部品の集合（それら複数個の部品が仮想的なテープ上に並べられたもの）を特定するデータであり、「部品分割」と呼ばれる処理によって、１つの部品種に属する部品群（１本の部品テープ）が複数本の部品テープに分割される場合がある。なお、「部品種」とは、抵抗、コンデンサ等の電子部品の種類を示す。
【００２６】
また、部品テープによって供給される部品をテーピング部品と呼ぶ。
この部品実装機１００は、具体的には、高速装着機と呼ばれる部品実装機と多機能装着機と呼ばれる部品実装機それぞれの機能を併せもつ実装機である。高速装着機とは、主として□１０ｍｍ以下の電子部品を１点あたり０．１秒程度のスピードで装着する高い生産性を特徴とする設備であり、多機能装着機とは、□１０ｍｍ以上の大型電子部品やスイッチ・コネクタ等の異形部品、ＱＦＰ（Quad Flat Package）・ＢＧＡ（Ball Grid Array）等のＩＣ部品を装着する設備である。
【００２７】
つまり、この部品実装機１００は、ほぼ全ての種類の電子部品（装着対象となる部品として、０．６ｍｍ×０．３ｍｍのチップ抵抗から２００ｍｍのコネクタまで）を装着できるように設計されており、この部品実装機１００を必要台数だけ並べることで、生産ラインを構成することができる。なお、本実施の形態では、部品実装機１００が４台並べられて生産ラインが構成されているものとする。
【００２８】
（部品実装機の構成）
図２は、本発明に係る部品実装順序最適化の対象となる部品実装機１００の主要な構成を示す平面図である。
【００２９】
シャトルコンベヤ１１８は、トレイ供給部１１７から取り出された部品を載せて、マルチ装着ヘッド１１２による吸着可能な所定位置まで運搬するための移動テーブルである。ノズルステーション１１９は、各種形状の部品種に対応するための交換用ノズルが置かれるテーブルである。
【００３０】
各サブ設備１１０（又は１２０）を構成する２つの部品供給部１１５ａ及び１１５ｂは、それぞれ、部品認識カメラ１１６を挟んで左右に配置されている。したがって、部品供給部１１５ａ又は１１５ｂにおいて部品を吸着したマルチ装着ヘッド１１２は、部品認識カメラ１１６を通過した後に、基板２０の実装点に移動し、吸着した全ての部品を順次装着していく動作を繰り返す。「実装点」とは、部品を装着すべき基板上の座標点のことであり、同一部品種の部品が異なる実装点に装着される場合もある。同一の部品種に係る部品テープに並べられた部品（実装点）の個数の合計は、その部品種の部品数（実装すべき部品の総数）と一致する。
【００３１】
ここで、マルチ装着ヘッド１１２による部品の吸着・移動・装着という一連の動作の繰り返しにおける１回分の動作（吸着・移動・装着）、又はそのような１回分の動作によって実装される部品群を「タスク」と呼ぶ。例えば、１０ノズルヘッド１１２によれば、１個のタスクによって実装される部品の最大数は１０となる。なお、ここでいう「吸着」には、ヘッドが部品を吸着し始めてから移動するまでの全ての吸着動作が含まれ、例えば、１回の吸着動作（マルチ装着ヘッド１１２の上下動作）で１０個の部品を吸着する場合だけでなく、複数回の吸着動作によって１０個の部品を吸着する場合も含まれる。
【００３２】
図３は、マルチ装着ヘッド１１２と部品カセット１１４の位置関係を示す模式図である。このマルチ装着ヘッド１１２は、「ギャングピックアップ方式」と呼ばれる作業ヘッドであり、最大１０個の吸着ノズル１１２ａ〜１１２ｂを装着することが可能であり、このときには、最大１０個の部品カセット１１４それぞれから部品を同時に（１回の上下動作で）吸着することができる。
【００３３】
なお、「シングルカセット」と呼ばれる部品カセット１１４には１つの部品テープだけが装填され、「ダブルカセット」と呼ばれる部品カセット１１４には２つの部品テープが装填される。また、部品供給部１１５ａ及び１１５ｂにおける部品カセット１１４（又は、部品テープ）の位置を「Ｚ軸上の値」又は「Ｚ軸上の位置」と呼び、部品供給部１１５ａの最左端を「１」とする連続番号等が用いられる。したがって、テーピング部品についての実装順序を決定することは、部品種（又は、部品テープ、又は、その部品テープを収納した部品カセット１１４）の並び（Ｚ軸上の位置）を決定することに等しい。「Ｚ軸」とは、部品実装機（サブ設備を備える場合には、サブ設備）ごとに装着される部品カセットの配列位置を特定する座標軸（又は、その座標値）のことをいう。
【００３４】
図４（ａ）に示されるように、各部品供給部１１５ａ、１１５ｂ、２１５ａ、２１５ｂは、それぞれ、最大４８個の部品テープを搭載することができる（それぞれの位置は、Ｚ１〜Ｚ４８、Ｚ４９〜Ｚ９６、Ｚ９７〜Ｚ１４４、Ｚ１４５〜Ｚ１９２）。具体的には、図４（ｂ）に示されるように、テープ幅が８ｍｍの部品テープを２つ収納したダブルカセットを用いることで、各部品供給部（Ａブロック〜Ｄブロック）に最大４８種類の部品を搭載することができる。テープ幅の大きい部品（部品カセット）ほど、１つのブロックに搭載できるカセット本数は減少する。
【００３５】
なお、各サブ設備に向かって左側の部品供給部１１５ａ、２１５ａ（Ａブロック、Ｃブロック）を「左ブロック」、各サブ設備に向かって右側の部品供給部１１５ｂ、２１５ｂ（Ｂブロック、Ｄブロック）を「右ブロック」とも呼ぶ。
【００３６】
図５（ａ）及び（ｂ）は、１０ノズルヘッドが吸着可能な部品供給部の位置（Ｚ軸）の例を示す図及び表である。なお、図中のＨ１〜Ｈ１０は、１０ノズルヘッドに搭載されたノズル（の位置）を指す。
【００３７】
ここでは、１０ノズルヘッドの各ノズルの間隔は、１つのダブルカセットの幅（２１．５ｍｍ）に相当するので、１回の上下動により吸着される部品のＺ番号は、１つおき（奇数のみ又は偶数のみ）となる。また、１０ノズルヘッドのＺ軸方向における移動制約により、図５（ｂ）に示されるように、各部品供給部の一端を構成する部品（Ｚ軸）に対しては、吸着することができないノズル（図中の「−」）が存在する。
【００３８】
次に、図６〜図８を用いて、部品カセット１１４の詳細な構造を説明する。
図６（ａ）〜（ｄ）に示すような各種チップ形電子部品４２３ａ〜４２３ｄを図７に示すキャリアテープ４２４に一定間隔で複数個連続的に形成された収納凹部４２４ａに収納し、この上面にカバーテープ４２５を貼付けて包装し、供給用リール４２６に所定の数量分を巻回したテーピング形態（部品テープ）でユーザに供給されている。ただし、電子部品が収納される部品の形状は凹形状には限られない。図７に示すようなキャリアテープ４２４以外であっても、部品をテープに粘着固定させた粘着テープや、紙テープなどもある。
【００３９】
このようなテーピング電子部品４２３ｄは図８に示すような部品カセット１１４に装着されて使用されるものであり、図８において供給用リール４２６は本体フレーム４２７に結合されたリール側板４２８に回転自在に取り付けられている。この供給用リール４２６より引き出されたキャリアテープ４２４は送りローラ４２９に案内され、この電子部品供給装置が搭載された電子部品自動装着装置（図示せず）の動作に連動し、同装置に設けられたフィードレバー（同じく図示せず）により電子部品供給装置の送りレバー４３０が図中の矢印Ｙ１方向に移動し、送りレバー４３０に取り付けられているリンク４３１を介してラチェット４３２を定角度回転させる。そしてラチェット４３２に連動した前記送りローラ４２９を定ピッチ（たとえば、２ｍｍ又は４ｍｍの送りピッチ）だけ動かす。なお、キャリアテープ４２４は、モータ駆動またはシリンダ駆動により送り出される場合もある。
【００４０】
また、キャリアテープ４２４は送りローラ４２９の手前（供給用リール４２６側）のカバーテープ剥離部４３３でカバーテープ４２５を引き剥がし、引き剥がしたカバーテープ４２５はカバーテープ巻取りリール４３４に巻取られ、カバーテープ４２５を引き剥がされたキャリアテープ４２４は電子部品取り出し部４３５に搬送され、前記送りローラ４２９がキャリアテープ４２４を搬送するのと同時に前記ラチェット４３２に連動して開口する電子部品取り出し部４３５より真空吸着ヘッド（図示せず）により収納凹部４２４ａに収納されたチップ形電子部品４２３ｄを吸着して取り出す。その後、送りレバー４３０は上記フィードレバーによる押し力を解除されて引張りバネ４３６の付勢力でもって同Ｙ２方向に、すなわち元の位置にもどる。
【００４１】
この部品実装機１００の動作上の特徴をまとめると、以下の通りである。
（１）ノズル交換
次の装着動作に必要なノズルがマルチ装着ヘッド１１２にないとき、マルチ装着ヘッド１１２は、ノズルステーション１１９へ移動し、ノズル交換を実施する。ノズルの種類としては、吸着できる部品のサイズに応じて、例えば、タイプＳ、Ｍ、Ｌ等がある。
（２）部品吸着
マルチ装着ヘッド１１２が部品供給部１１５ａ及び１１５ｂに移動し、電子部品を吸着する。一度に１０個の部品を同時に吸着できないときは、吸着位置を移動させながら複数回、吸着上下動作を行うことで、最大１０個の部品を吸着することができる。
（３）認識スキャン
マルチ装着ヘッド１１２が部品認識カメラ１１６上を一定速度で移動し、マルチ装着ヘッド１１２に吸着された全ての電子部品の画像を取り込み、部品の吸着位置を正確に検出する。
（４）部品装着
基板２０に、順次電子部品を装着する。
【００４２】
上記（１）から（４）の動作を繰り返し行うことで、全ての電子部品を基板２０に搭載する。上記（２）から（４）の動作は、この部品実装機１００による部品の実装における基本動作であり、「タスク」に相当する。つまり、１つのタスクで、最大１０個の電子部品を基板に装着することができる。
【００４３】
（部品実装機における制約）
部品の実装順序を最適化する目的は、部品実装機１００による単位時間当たりの基板の生産枚数を最大化することである。したがって、好ましい最適化方法（最適化アルゴリズム）とは、この部品実装機１００が有する上述の機能上及び動作上の特徴から分かるように、基板上に効率よく装着できる１０個の電子部品を選び、それらを同時に部品供給部から吸着し、最短経路で順次装着するようなアルゴリズムである。このような最適化アルゴリズムで決定された部品実装順序は、理想的には、１本のノズルだけによる部品実装の場合と比較し、生産性を約１０倍向上させることができる。
【００４４】
ところが、いかなる部品実装機であっても、機構上、コスト上、運用上などの面から、部品の実装順序の決定に対する制約要因を持っている。したがって、現実的には、部品の実装順序の最適化とは、様々な制約を遵守したうえで、単位時間当たりの基板の生産枚数を可能な限り最大化することである。
【００４５】
以下、この部品実装機１００における主な制約を列挙する。
（マルチ装着ヘッド）
マルチ装着ヘッド１１２は、独立して吸着・装着動作をする１０個の装着ヘッドが一列に並べられたものであり、最大１０本の吸着ノズルが着脱可能であり、それら一連の吸着ノズルによって、１回の吸着上下動作で最大１０個の部品を同時に吸着することができる。
【００４６】
なお、マルチ装着ヘッドを構成している個々の作業ヘッド（１個の部品を吸着する作業ヘッド）」を指す場合には、単に「装着ヘッド（又は、「ヘッド」）」と呼ぶ。
マルチ装着ヘッド１１２を構成する１０本の装着ヘッドが直線状に並ぶという構造上、部品吸着時と部品装着時のマルチ装着ヘッド１１２の可動範囲に関して制約がある。具体的には、図５（ｂ）に示されるように、部品供給部の両端（左ブロック１１５ａの左端付近及び右ブロック１１５ｂの右端付近））で電子部品を吸着するときには、アクセスできる装着ヘッドが制限される。
【００４７】
また、電子部品を基板に装着する時にも、マルチ装着ヘッド１１２の可動範囲は制限を受ける。
【００４８】
（部品認識カメラ）
この部品実装機１００には、部品認識カメラ１１６として、２次元画像を撮像する２Ｄカメラと、高さ情報も検出できる３Ｄカメラが搭載されている。２Ｄカメラには、撮像できる視野の大きさによって、２ＤＳカメラと２ＤＬカメラがある。２ＤＳカメラは視野は小さいが高速撮像が可能で、２ＤＳカメラは最大６０×２２０ｍｍまでの大きな視野を特徴としている。３Ｄカメラは、ＩＣ部品の全てのリードが曲がっていないかどうかを３次元的に検査するために用いられる。
【００４９】
電子部品を撮像する際の認識スキャン速度は、カメラによって異なる。２ＤＳカメラを使用する部品と３Ｄカメラを使用する部品が同じタスクに存在する場合には、認識スキャンはそれぞれの速度で２度実施する必要がある。
【００５０】
（部品供給部）
電子部品のパッケージの状態には、電子部品をテープ状に収納するテーピングと呼ばれる方式と、部品の大きさに合わせて間仕切りをつけたプレートに収納するトレイと呼ばれる方式がある。
【００５１】
テーピングによる部品の供給は、部品供給部１１５ａ及び１１５ｂにより行われ、トレイによる供給は、トレイ供給部１１７により行われる。
電子部品のテーピングは規格化されており、部品の大きさに応じて、８ｍｍ幅から７２ｍｍまでのテーピング規格が存在する。このようなテープ状の部品（部品テープ）をテープ幅に応じた部品カセット（テープ・フィーダ・ユニット）にセットすることで、電子部品を安定した状態で連続的に取り出すことが可能となる。
【００５２】
部品カセットをセットする部品供給部は、１２ｍｍ幅までの部品テープを２１．５ｍｍピッチで隙間なく搭載できるように設計されている。テープ幅が１６ｍｍ以上になると、テープ幅に応じて必要分だけ隙間をあけてセットすることになる。複数の電子部品を同時に（１回の上下動作で）吸着するためには、装着ヘッドと部品カセットそれぞれの並びにおけるピッチが一致すればよい。テープ幅が１２ｍｍまでの部品に対しては、１０点同時吸着が可能である。
【００５３】
なお、部品供給部を構成する２つの部品供給部（左ブロック１１５ａ、右ブロック１１５ｂ）それぞれには、１２ｍｍ幅までの部品テープを最大４８個搭載することができる。
【００５４】
（部品カセット）
部品カセットには、１つの部品テープだけを収納するシングルカセットと、最大２つの部品テープを収納することができるダブルカセットとがある。ダブルカセットに収納する２つの部品テープは、送りピッチ（２ｍｍ又は４ｍｍ）が同一の部品テープに限られる。
【００５５】
（その他の制約）
部品実装機１００における制約には、以上のような部品実装機１００の構造から生じる制約だけでなく、部品実装機１００が使用される生産現場における事情から生じる以下のような運用面での制約もある。
（１）配列固定
例えば、人手による部品テープの交換作業を削減するために、特定の部品テープ（又は、それを収納した部品カセット）については、セットする部品供給部での位置（Ｚ軸上の位置）が固定される場合がある。
（２）リソース上の制約
同一部品種について準備できる部品テープの本数、部品テープを収納する部品カセットの数、ダブルカセットの数、吸着ノズルの数（タイプごとの数）等が、一定数に制限される場合がある。
【００５６】
（最適化装置）
最適化装置３００は、生産の対象（基板及びその上に実装すべき部品）と生産の道具（限られたリソースを備えた部品実装機、サブ設備）とが与えられた場合に、可能な限り短い時間で基板を製造する（単位時間あたりに製造できる基板の枚数を多くする）ための部品実装順序を決定する装置である。
【００５７】
具体的には、基板あたりの実装時間を最小化するためには、どの部品実装機（サブ設備）のどの位置（Ｚ軸）にいかなる部品テープを収めた部品カセットを配置しておき、各部品実装機（サブ設備）のマルチ装着ヘッドがいかなる順序で部品カセットから可能な限り多くの部品を同時に吸着し、吸着した複数の部品を基板上のどの位置（実装点）にどのような順序で装着すればよいかをコンピュータ上で決定する（最適解を探索する）装置である。
【００５８】
このときに、対象の部品実装機（サブ設備）が有する上述の制約を厳守することが要求される。
【００５９】
（最適化装置のハードウェア構成）
最適化装置３００は、本発明に係る最適化プログラムをパーソナルコンピュータ等の汎用のコンピュータシステムが実行することによって実現され、現実の部品実装機１００と接続されていない状態で、スタンドアロンのシミュレータ（部品実装順序の最適化ツール）としても機能する。
【００６０】
図９は、図１に示された最適化装置３００のハードウェア構成を示すブロック図である。この最適化装置３００は、生産ラインを構成する各設備の仕様等に基づく各種制約の下で、対象となる基板の部品実装におけるラインタクト（ラインを構成するサブ設備ごとのタクトのうち、最大のタクト）を最小化するように、部品実装用ＣＡＤ装置等から与えられた全ての部品を対象として、各サブ設備で実装すべき部品及び各サブ設備における部品の実装順序を決定し、最適なＮＣデータを生成するコンピュータ装置であり、演算制御部３０１、表示部３０２、入力部３０３、メモリ部３０４、最適化プログラム格納部３０５、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）部３０６及びデータベース部３０７等から構成される。
【００６１】
なお、「タクト」とは、対象の部品を実装するのに要する総時間である。
演算制御部３０１は、ＣＰＵや数値プロセッサ等であり、ユーザからの指示等に従って、最適化プログラム格納部３０５からメモリ部３０４に必要なプログラムをロードして実行し、その実行結果に従って、各構成要素３０２〜３０７を制御する。
【００６２】
表示部３０２はＣＲＴやＬＣＤ等であり、入力部３０３はキーボードやマウス等であり、これらは、演算制御部３０１による制御の下で、本最適化装置３００と操作者とが対話する等のために用いられる。
【００６３】
通信Ｉ／Ｆ部３０６は、ＬＡＮアダプタ等であり、本最適化装置３００と部品実装機１００、２００との通信等に用いられる。
メモリ部３０４は、演算制御部３０１による作業領域を提供するＲＡＭ等である。最適化プログラム格納部３０５は、本最適化装置３００の機能を実現する各種最適化プログラムを記憶しているハードディスク等である。
【００６４】
データベース部３０７は、この最適化装置３００による最適化処理に用いられる入力データ（実装点データ３０７ａ、部品ライブラリ３０７ｂ及び実装装置情報３０７ｃ）や最適化によって生成された実装点データ等を記憶するハードディスク等である。
【００６５】
図１０〜図１２は、それぞれ、実装点データ３０７ａ、部品ライブラリ３０７ｂ及び実装装置情報３０７ｃの例を示す。
実装点データ３０７ａは、実装の対象となる全ての部品の実装点を示す情報の集まりである。図１０に示されるように、１つの実装点ｐｉは、部品種ｃｉ、Ｘ座標ｘｉ、Ｙ座標ｙｉ、実装角度θｉ、制御データφｉからなる。ここで、「部品種」は、図１１に示される部品ライブラリ３０７ｂにおける部品名に相当し、「Ｘ座標」及び「Ｙ座標」は、実装点の座標（基板上の特定位置を示す座標）であり、「実装角度θｉ」は、部品実装時のヘッドの回転角度であり、「制御データ」は、その部品の実装に関する制約情報（使用可能な吸着ノズルのタイプ、マルチ装着ヘッド１１２の最高移動速度等）である。なお、最終的に求めるべきＮＣデータとは、ラインタクトが最小となるような実装点の並びである。なお、Ｘ軸方向は基板２０の進行方向であり、Ｙ軸方向はそれに直行する方向である。
【００６６】
部品ライブラリ３０７ｂは、部品実装機１００、２００が扱うことができる全ての部品種それぞれについての固有の情報を集めたライブラリであり、図１１に示されるように、部品種ごとの部品サイズ、タクト（一定条件下における部品種に固有のタクト）、その他の制約情報（使用可能な吸着ノズルのタイプ、部品認識カメラ１１６による認識方式、マルチ装着ヘッド１１２の最高速度比等）からなる。なお、本図には、参考として、各部品種の部品の外観も併せて示されている。
【００６７】
実装装置情報３０７ｃは、生産ラインを構成する全てのサブ設備ごとの装置構成や上述の制約等を示す情報であり、図１２に示されるように、設備番号を示すユニットＩＤ、マルチ装着ヘッドのタイプ等に関するヘッド情報、マルチ装着ヘッドに装着され得る吸着ノズルのタイプ等に関するノズル情報、部品カセット１１４の最大数等に関するカセット情報、トレイ供給部１１７が収納しているトレイの段数等に関するトレイ情報等からなる。
【００６８】
これらの情報は、以下のように呼ばれるデータである。つまり、設備オプションデータ（サブ設備毎）、リソースデータ（設備毎で利用可能なカセット本数とノズル本数）、ノズルステーション配置データ（ノズルステーション付きのサブ設備毎）、初期ノズルパターンデータ（サブ設備毎）、Ｚ軸配置データ（サブ設備毎）等である。
【００６９】
（最適化処理）
次に、以上のように構成された部品実装システム１０における最適化装置３００の動作について説明する。
【００７０】
上述のように、部品実装システム１０は４台の部品実装機１００より構成されているものとする。それら４台の部品実装機１００を図１３のように、上流の工程から部品実装機１００ａ，部品実装機１００ｂ，部品実装機１００ｃおよび部品実装機１００ｄと示す。本実施形態における最適化処理では各部品実装機１００がパターン１２内のすべての電子部品の実装を行なう。つまり、パターン１２毎に、もしくは、複数のパターン１２からなるパターン１２のグループの単位で各部品実装機１００に部品を割り当てる。なお、各部品実装機におけるタクトタイムをそろえるため、４台の部品実装機１００は同じものを使用するのが望ましい。なお、本明細書中で、「パターン」とは、多面取り基板における１つの基板を指すものとする。
【００７１】
図１４は、最適化装置３００による部品実装システム１０の最適化処理のフローチャートである。最適化装置３００は、１つのパターン１２内での最適な部品実装の順序を決定する（Ｓ２）。この部品実装の決定方法は、従来の手法をそのまま適用することが可能である。このため、その詳細な説明はここでは繰返さないが、例えば、部品サイズの小さい部品から順に実装を行なったり、ほぼ同サイズの部品集合内では、マルチ装着ヘッド１１２の移動距離が小さくなるように部品の実装順序を決定したりする。
【００７２】
１つのパターン１２内での電子部品の実装順序が決定された後、最適化装置３００は、１枚の基板２０に含まれるパターン１２の総数を部品実装機１００の台数で割り、商Ａと余りＢとをも求める（Ｓ４）。次に、各部品実装機１００の割り当てパターン数をＡ個ずつとする（Ｓ６）。ここで、余りＢが０でない場合には（Ｓ８でＹＥＳ）、Ｂ個のパターン１２を上流工程に位置する部品実装機１００から１つずつ割り当てる（Ｓ１０）。このようにすることにより、下流工程の部品実装機１００の方が負荷が軽くなり、下流工程で未処理の基板２０が停滞することがなくなる。
【００７３】
次に、各部品実装機１００の割り当てパターン数に従い、実際に、各部品実装機１００が基板２０上のどの位置のパターン１２の部品実装を行なうかを決定する（Ｓ１２）。パターン１２の割り当ては、１台の部品実装機１００に割り当てられるパターン１２のＸ座標がなるべく同じになるように行なう。このようなパターン１２の割り当てを行なうことにより、部品実装機１００のマルチ装着ヘッド１１２についての部品供給部の部品吸着位置からパターン１２までの移動距離が各部品実装機１００で一定となり、ラインバランスが一定となる。なお、この具体例については、後述する。
【００７４】
基板２０は、部品実装時には、レール上を搬送され、ストッパーと呼ばれる部品によりある位置に固定される。このストッパーの位置を割り当てられたパターンの位置に基づいて、決定する（Ｓ１４）。この具体的な処理についても後述する。
【００７５】
次に、具体例を示しながら上述の最適化処理について詳しく説明する。例えば、図１５（ａ）に示されるような、１２個のパターン１２が含まれる基板２０を考えた場合、パターン数１２を部品実装機１００ａ〜１００ｄの台数４で割ると、商Ａは３となり余りＢは０となる（図１４のＳ４）。このため、各部品実装機１００ａ〜１００ｄへの割り当てパターン数は３となる（Ｓ６）。次に、各部品実装機１００ａ〜１００ｄへのパターンの割り当てを行なうが、上述のようにＸ座標がなるべく同じになるように行なう（Ｓ１２）。このため、図１５（ｂ）に示すように部品実装機１００ａ〜１００ｄへそれぞれ第１グループから第４グループまでの３つずつのパターン１２を割り当てる。このような割り当て方を行なうことにより、各グループ内でのパターン１２のＸ座標は同じとなる。従って、同一グループ内でパターン１２のＸ座標を揃えられるにもかかわらず、図１５（ｃ）に示すようにＸ座標を無視したような配置は行なわないほうがよい。なお、図１５（ａ）では、上流工程の部品実装機１００ほど、Ｘ座標が小さくなるようにパターン１２の割り当てを行なっているが、必ずしもこのような規則に従う必要はない。
【００７６】
次に、図１６（ａ）に示されるように１０個のパターン１２が含まれる基板２０を考えた場合、パターン数１０を部品実装機１００ａ〜１００ｄの台数４で割ると、商Ａは２となり余りＢは２となる（図１４のＳ４）。このため、まず、各部品実装機１００ａ〜１００ｄの割り当てパターン数を２とする（Ｓ６）。次に、余りＢが０でないため（Ｓ８でＹＥＳ）、上流工程の部品実装機１００ａおよび１００ｂにそれぞれ１つずつパターン数を割り当てる（Ｓ１０）。従って、上流工程から２つの部品実装機１００ａおよび１００ｂの割り当てパターン数は３つであり、それ以降の工程の部品実装機１００ｃおよび１００ｄの割り当てパターン数は２つになる。
【００７７】
次に、各部品実装機１００ａ〜１００ｄへのパターン１２の割り当てを行なうが、上述のようにＸ座標がなるべく同じになるように行なう（Ｓ１２）。このため、図１６（ｂ）に示すように、上流工程の部品実装機１００ほどＸ座標が小さくなるようにパターン１２の割り当てを行なう。
【００７８】
各部品実装機１００ａ〜１００ｄへのパターン１２の割り当てが行なわれた後、ストッパーの位置の決定が行なわれる（Ｓ１４）。図１７（ａ）は部品実装機１００ｂのストッパーの位置を示し、図１７（ｂ）は部品実装機１００ｄのストッパーの位置を示している。
【００７９】
図１７（ａ）および図１７（ｂ）にそれぞれ示すように、基板２０は、レール２３上を搬送され、ストッパー２２の位置で固定された後、部品実装が行なわれる。このストッパー２２の位置は、マルチ装着ヘッド１１２の部品吸着位置から、各部品実装機１００ａ〜１００ｄに割り当てられたパターン１２位置までの距離が、各部品実装機１００ａ〜１００ｄでほぼ等しくなるように定められる。
【００８０】
以上のようにして、部品の実装順序の最適化が行なわれる。
最適化装置３００において部品の実装順序の最適化が行なわれた後、各部品実装機１００ａ〜１００ｄで、その実装順序に基づいて部品実装を行なう。各部品実装機１００ａ〜１００ｄには、担当するパターン１２が定められている。このため、図１３に示すように、部品実装時には、基板２０の隅に設けられた基板マーク１６を画像認識し、位置ずれ補正等を行なった後、各部品実装機１００ａ〜１００ｄが担当するグループ内のパターン１２のパターンマーク１８を認識し、部品実装を行なう。
【００８１】
なお、図１８に示すように、基板２０中の一部のパターン１２には、バッドマーク１９と呼ばれるマークが付されている。バッドマーク１９が付されているパターン１２は、前工程において不良が発生しているものである。このため、部品実装機１００ａ〜１００ｄは、バッドマーク１９を画像認識したパターン１２については部品実装を行なわない。
【００８２】
（実施の形態の効果）
以上説明したように、本実施の形態によると、多面取り基板において、１台の部品実装機が基板上のすべてのパターンに部品実装を行なうのではなく、予め割り当てられたパターンのみについて部品実装を行なう。このため、各部品実装機がすべてのパターンのパターンマークを画像認識をする必要がない。よって、部品実装に取り掛かるまでに多くの時間を費やすことがないため、部品実装システム全体のタクトタイムを小さくすることができる。
【００８３】
たとえば、１枚の基板に２００個のパターンマークが含まれており、部品実装機が４台あるとした場合、従来の部品実装システムでは、各部品実装機が２００箇所のパターンマークを認識しなければならなかったが、本実施の形態に係る部品実装システムでは、各部品実装機が５０（＝２００／４）箇所のパターンマークを認識するだけでよい。
【００８４】
また、本実施の形態によると、部品実装順序の最適化は１枚のパターン内で行なっており、それをすべての部品実装機で利用している。このため、最適化のために必要な時間を短縮することができる。
【００８５】
さらに、各部品実装機で同じ電子部品の実装を行なっている。このため、例えば、大きなサイズの部品が多く、小さなサイズの部品が少ないような場合であっても、部品実装システムのラインバランスを一定に保つことができる。
【００８６】
さらにまた、生産計画の変更等の理由により、部品実装システムにおいて部品実装機の台数の変更が生じた場合であっても、パターン内での部品実装順序の最適化の変更は行なうことなく、各部品実装機に割り当てるパターンの変更とストッパーの位置の変更のみを行なうだけで最適化が終了する。このため、部品実装機の台数に変動が合った場合にも、容易に最適化をやり直すことができ、ライン編成の変更に柔軟に対応できる。
【００８７】
また、マルチ装着ヘッドの部品吸着位置から実装対象のパターンまでの距離が、部品実装機間で一定となるようにストッパーの位置を決定している。このため、マルチ装着ヘッドの移動距離および実装時間が各部品実装機でほぼ一定となり、ラインバランスが一定となる。
【００８８】
また、部品実装機に割り当てられるパターンのＸ座標が、部品実装機毎になるべく同じになるようにパターンの割り当てが行なわれる。このため、部品実装機のマルチ装着ヘッドについての部品供給部の部品吸着位置からパターンまでの移動距離が各部品実装機で一定となり、ラインバランスが一定となる。
【００８９】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る部品実装システムについて説明する。
【００９０】
実施の形態２に係る部品実装システムは、実施の形態１にかかる部品実装システムと同様のハードウェア構成を有する。ただし、本実施の形態に係る部品実装機１００は、図２に示した部品実装機１００とは異なり、前サブ設備１１０および後サブ設備１２０を備えるものではなく、図２１に示すように左サブ設備４１０および右サブ設備４２０を備えるものとする。図２１に示す部品実装機には、部品実装に必要な空間の横サイズを小さくするために、基板を位置決めする基準ピン２０２が中央側に設置されている。基板２０は、図中右方向から進入し、右サブ設備４２０にて部品が実装される。その後、基板２０は、左サブ設備４１０に搬送され、左サブ設備４１０にて部品が実装される。
【００９１】
図２２は、最適化装置３００による部品実装システム１０の最適化処理のフローチャートである。図１４に示した実施の形態１に係る最適化処理では、１枚の基板２０に含まれるパターン１２の総数を部品実装機１００の台数で割った際の余りのＢ個のパターン１２を上流工程に位置する部品実装機１００から１つずつ割り当てるようにしている（図１４のＳ１０）。本実施の形態に係る最適化処理では、Ｂ個のパターン１２への部品実装をすべての部品実装機１００で分担して行なうようにしている。
【００９２】
Ｓ２からＳ８までの処理は、図１４に示したものと同様である。余りＢが０でない場合には（Ｓ８でＹＥＳ）、最適化装置３００は、基板２０に含まれるパターン１２のうち、すべての部品実装機１００が実装可能な位置にあるＢ個のパターンを選択する。また、最適化装置３００は、すべての部品実装機１００を用いて選択されたＢ個のパターン１２に部品を実装する際の、部品実装順序を最適化する（Ｓ２０）。部品実装順序の最適化方法は、周知の技術である。このため、その詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００９３】
Ｓ２０の処理で、すべての部品実装機１００が実装可能な位置にあるＢ個のパターンの選択は、以下のようにして行なわれる。例えば、図２３に示すように、基板２０が搬送レールからはみ出す場合を考える。このような場合には、はみ出した部分に含まれるパターンについては、左サブ設備４１０または左サブ設備４１０で部品を実装することができない。すなわち、図２４に示すように、１枚の基板２０を考えた場合、左サブ設備４１０で部品を実装することができない部分４０２と、右サブ設備４２０で部品を実装することができない部分４０６とが生じる。したがって、最適化装置３００は、これらの部分を除いた部分４０４よりＢ個のパターン１２を選択する。
【００９４】
次に、最適化装置３００は、Ｓ１２およびＳ１４の処理を行なう。これらの処理は、図１４を参照して説明したものと同様であるため、その詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００９５】
図２５（ａ）に示されるように、基板２０上に１０個のパターン１２が含まれるものとし、１０個のパターンに対して、２台の部品実装機１００（４つのサブ設備）で部品実装をすることを考えるものとする。この場合、パターン数１０をサブ設備の台数４で割ると、商Ａは２となり余りＢは２となる（図２２のＳ４）。このため、各サブ設備にはパターンが２つずつ割り当てられる（図２５（ｂ）中の第１グループから第４グループ）。また、余りの２個のパターン１２については、４つのサブ設備をすべて使用して部品実装が行なわれる（図２５（ｂ）中の共有グループ）。
【００９６】
なお、共有グループに含まれるパターン１２は、上述のように４つのサブ設備のすべてが実装可能な位置に配置されたパターン１２から選択される。このため、基板２０のうち、Ｘ軸方向の中間に位置するパターン１２が共有グループに含まれるパターン１２として選択される。なお、それ以外のグループについても、各サブ設備で実装可能な位置にあるパターン１２が選択される。
【００９７】
以上説明したように、本実施の形態によると、実施の形態１の効果に加えて、パターンに余りが生じた場合に、余りのパターンへの部品実装をすべての部品実装機が担当するようにしている。このため、ラインバランスをさらに向上させることができ、上流工程に基板２０が滞留するのを防ぐことができる。なお、余りのパターンへの部品実装は必ずしもすべての部品実装機が担当する必要はなく、ラインバランスが取れるようなパターンの割り当てであればどのような割り当てであっても構わない。例えば、サブ設備の台数が４台あり、パターンが２つ余った場合には、生産ラインの上流工程の２台のサブ設備が１つのパターンを担当し、下流工程の２台のサブ設備が残りの１つのパターンを担当するようにしてもよい。
【００９８】
なお、図２に示す２ステージ構成の設備であっても、または１ステージ構成の設備であっても、余りのパターンを全設備で分担することによりラインバランスを均等化することができるのは自明である。
【００９９】
以上、本発明の部品実装システムについて実施の形態に基づいて説明を行なったが、部品実装システムは本実施の形態に限定されるものではない。
例えば、最適化装置３００は、図１４に示した最適化処理の冒頭で１つのパターン１２についての最適化処理を行なっているが、必ずしも、冒頭で行なう必要はなく、例えば、各部品実装機にパターンを割り当てた後に行なってもよいし、ストッパー位置を決定した後におこなってもよいし、それ以外の処理位置で行なってもよい。また、最適化処理自体を行なわないようにしてもよい。このようにしても、本発明の有意性は失われるものではなく、また、本発明には、上述のいずれの変形例もが含まれる。
【０１００】
また、ストッパー位置の決定処理（図１４のＳ１４、図１７）は、必ずしも行なわなくてもよい。しかし、この処理を行なうことにより、上述するようにラインバランスが一定に保ちやすくなるという効果はある。
【０１０１】
また、部品実装機へのパターンの割り当て処理（図１４のＳ１２、図１５、図１６）は、必ずしもＺ位置（Ｘ座標）がなるべく同じになるように行なう必要はなく、各部品実装機でのタクトタイムを一定にすることができるような割り当て方法であれば、それ以外の方法であってもよいのは言うまでもない。
【０１０２】
また、すべての部品実装機でストッパーの位置を同じにして、その代わりに、部品供給部にセットされる部品カセットの位置を変えるようにしてもよい。図１９は、部品実装機１００ｂおよび部品実装機１００ｄで使用される部品カセット１１４の設置位置を示す図である。図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示すように、部品実装機１００ｂおよび部品実装機１００ｄのストッパー２２の位置は同じである。しかし、部品実装時に使用される部品カセット１１４の位置をそれぞれの部品実装機が担当するパターンの近くに配置している。このため、部品実装時のマルチ装着ヘッド１１２の移動距離および実装時間が各部品実装機でほぼ一定となり、ラインバランスが一定となる。
【０１０３】
また、部品実装機の台数は４台に限られるものではなく、これより多くても、これよりも少なくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、部品実装機における部品実装順序の最適化装置に適用でき、特に１枚の基板上に複数のパターンが含まれるような場合等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明に係る部品実装システム全体の構成を示す外観図である。
【図２】同部品実装システムにおける部品実装機の主要な構成を示す平面図である。
【図３】同部品実装機の作業ヘッドと部品カセットとの位置関係を示す模式図である。
【図４】（ａ）は、同部品実装機が備える２つの実装ユニットそれぞれが有する合計４つの部品供給部の構成例を示し、（ｂ）は、その構成における各種部品カセットの搭載本数及びＺ軸上の位置を示す表である。
【図５】１０ノズルヘッドが吸着可能な部品供給部の位置（Ｚ軸）の例を示す図及び表である。
【図６】実装の対象となる各種チップ形電子部品の例を示す図である。
【図７】部品を収めたキャリアテープ及びその供給用リールの例を示す図である。
【図８】テーピング電子部品が装着された部品カセットの例を示す図である。
【図９】最適化装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示された実装点データの内容例を示す図である。
【図１１】図９に示された部品ライブラリの内容例を示す図である。
【図１２】図９に示された実装装置情報の内容例を示す図である。
【図１３】本実施の形態に係る部品実装システムにおけるパターンの割り当て方を説明するための図である。
【図１４】最適化装置による部品実装システムの最適化処理のフローチャートである。
【図１５】各部品実装機へのパターンの割り当て方を説明するための図である。
【図１６】パターン数が部品実装機間で異なる場合のパターンの割り当てを説明するための図である。
【図１７】部品実装機ごとのストッパーの位置を示す図である。
【図１８】基板上に付されたマークを説明するための図である。
【図１９】部品実装機ごとの部品カセットの位置を示す図である。
【図２０】従来の部品実装システムにおけるパターンの割り当て方を説明するための図である。
【図２１】部品実装システムにおける部品実装機の主要な構成を示す平面図である。
【図２２】最適化装置による部品実装システムの最適化処理のフローチャートである。
【図２３】部品実装システムにおける部品実装機の主要な構成を示す平面図である。
【図２４】基板の実装可能位置を示す図である。
【図２５】所定数のパターンのすべての部品実装機への共有割り当てを説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０ 部品実装システム
１２ パターン
１４ａ〜１４ｄ、１００、１００ａ〜１００ｄ 部品実装機
１６ 基板マーク
１８ パターンマーク
１９ バッドマーク
２０ 回路基板
２２ ストッパー
２３ レール
１１０ 前サブ設備
１１２ マルチ装着ヘッド
１１２ａ〜１１２ｂ 吸着ノズル
１１３ ＸＹロボット
１１４ 部品カセット
１１５ａ，１１５ｂ 部品供給部
１１６ 部品認識カメラ
１１７ トレイ供給部
１１８ シャトルコンベヤ
１１９ ノズルステーション
１２０ 後サブ設備
３００ 最適化装置
３０１ 演算制御部
３０２ 表示部
３０３ 入力部
３０４ メモリ部
３０５ 最適化プログラム格納部
３０６ 通信Ｉ／Ｆ部
３０７ データベース部
３０７ａ 実装点データ
３０７ｂ 部品ライブラリ
３０７ｃ 実装装置情報
３０８ 部品配列データ格納部
４２３ｄ テーピング電子部品
４２４，４４１，４４２ キャリアテープ
４２４ａ 収納凹部
４２５ カバーテープ
４２６ 供給用リール
４２７ 本体フレーム
４２８ リール側板
４２９ 送りローラ
４３０ 送りレバー
４３１ リンク
４３２ ラチェット
４３３ カバーテープ剥離部
４３４ カバーテープ巻取りリール
４３５ 電子部品取り出し部部
４３６ 引張りバネ
４４５ 継ぎ目
４５０ スイッチ
４５２ 継ぎ目検出センサー
【出願人】 【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１００６番地
【出願日】 平成１６年８月２５日（２００４．８．２５）
【代理人】 【識別番号】１００１０９２１０
【弁理士】
【氏名又は名称】新居 広守
【公開番号】 特開２００５−１０１５７４（Ｐ２００５−１０１５７４Ａ）
【公開日】 平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願番号】 特願２００４−２４４８８６（Ｐ２００４−２４４８８６）