特許 7195403 段取り替え作業設定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-15

(45)【発行日】2022-12-23

(54)【発明の名称】段取り替え作業設定装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/00 20060101AFI20221216BHJP

   H05K 13/02 20060101ALI20221216BHJP

【ＦＩ】

H05K13/00 Z

H05K13/02 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021501160

(86)(22)【出願日】2019-02-18

(86)【国際出願番号】 JP2019005852

(87)【国際公開番号】W WO2020170305

(87)【国際公開日】2020-08-27

【審査請求日】2021-06-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000604

【氏名又は名称】弁理士法人 共立特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】深尾 和也

(72)【発明者】

【氏名】村岡 寛応

【審査官】板澤 敏明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－０５９０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２１６９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１１０４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１６９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０９２２５０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／００－１３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

部品を供給する複数のフィーダが入れ替え可能に搭載される台車が交換可能に装備される部品装着機で、前記部品を装着する基板を現基板種から次基板種に変更する段取り替えの際に、前記台車において入れ替えが必要となる前記フィーダの個数を取得するフィーダ数取得部と、
前記フィーダ数取得部の取得結果に基づいて、前記部品装着機に装備された前記台車における複数種類の段取り替え作業の優劣を比較する作業比較部と、
前記作業比較部の比較結果に基づいて、前記台車に複数種類の前記段取り替え作業のいずれかを設定する作業設定部と、を備え、
前記作業比較部は、前記部品装着機に装備された前記台車において前記フィーダを入れ替える内段取り作業に要する内段取り時間と、前記台車の交換作業に要する台車交換時間との優劣を比較し、
前記作業設定部は、前記内段取り時間が前記台車交換時間未満の前記台車に前記内段取り作業を設定し、前記内段取り時間が前記台車交換時間以上の前記台車に前記交換作業を設定する、
段取り替え作業設定装置。

【請求項2】

前記作業比較部は、１個の前記フィーダの入れ替えに要するフィーダ入れ替え時間に、入れ替える前記フィーダの個数を乗算して前記内段取り時間を推定する、請求項１に記載の段取り替え作業設定装置。

【請求項3】

前記作業設定部は、前記交換作業で装備する前記台車を対象として、予め前記部品装着機の機外において前記次基板種に必要となる前記フィーダを搭載する外段取り作業を設定する、請求項１または２に記載の段取り替え作業設定装置。

【請求項4】

前記部品装着機に装備されていない使用可能な前記台車の在庫台数を取得する台車数取得部と、
前記作業設定部によって前記交換作業が設定された前記台車の台数が、前記在庫台数を超過しているときに、超過分の前記台車に設定されていた前記交換作業を前記内段取り作業に変更設定する作業変更部と、
を備える請求項１～３のいずれか一項に記載の段取り替え作業設定装置。

【請求項5】

前記作業変更部は、前記交換作業が設定された前記台車のうちで入れ替える前記フィーダの個数が少ない前記台車から順番に変更設定する、請求項４に記載の段取り替え作業設定装置。

【請求項6】

前記作業比較部は、
前記部品装着機に装備された前記台車において前記フィーダを入れ替える内段取り作業、
前記台車の交換作業、および、
前記交換作業で取り外される前記台車から前記次基板種に必要となる前記フィーダを取り外して、前記交換作業で装備される前記台車に再搭載するフィーダ使い回し作業を前記交換作業に付加した混合作業の優劣を比較し、
前記作業設定部は、前内段取り作業、前記台車の前記交換作業、および前記混合作業のいずれかを設定する、
請求項１～５のいずれか一項に記載の段取り替え作業設定装置。

【請求項7】

作業者からの指令にしたがい、前記台車に設定された前記段取り替え作業の種類を変更する指令変更部を備える、請求項１～６のいずれか一項に記載の段取り替え作業設定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、部品装着機で装着作業を実施する基板を現基板種から次基板種に変更する段取り替えの際に、フィーダが搭載される台車の段取り替え作業を設定する段取り替え作業設定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

プリント配線が施された基板に対基板作業を実施して、基板製品を量産する技術が普及している。対基板作業を実施する対基板作業機の代表例として、部品の装着作業を実施する部品装着機がある。一般的に、部品装着機は、部品供給用のリールが装填されたフィーダが入れ替え可能に搭載されて、様々な種類の部品が供給される。そして、部品を装着する基板を現基板種から次基板種に変更する段取り替えの際に、複数のフィーダを一括して入れ替える目的で台車が使用される。この種の部品供給用の台車に関連する一技術例が、特許文献１に開示されている。

【0003】

特許文献１には、部品装着機を複数連結した部品装着ラインにおいて、生産対象となる複数の基板種をフィーダの配置が共通な複数のグループに分けるグループ決定方法が開示されている。このグループ決定方法は、次のグループで共通に使用するフィーダを部品装着ラインから取り外されている台車に配置する外段取り作業に要する外段取り作業時間を算出する工程と、外段取り作業時間を考慮して次のグループの全基板の生産が完了するまでの生産完了時間を算出する工程と、生産完了時間が短くなるようにグループを決定する工程と、を含む。これによれば、従来よりも高い生産性を得ることが可能な共通配置のグループを決定できる、とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１１６９９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１では、次グループで使用するフィーダをライン外で台車に配置する外段取り作業と、部品装着ラインの現グループの装着作業とを並行させることによって生産性を高めている。しかしながら、特許文献１と異なり、部品装着機に装備された状態でフィーダの入れ替えが可能な台車がある。これによれば、段取り替え作業の種類は、台車の交換作業に限定されず、フィーダの入れ替え作業や、台車の交換とフィーダの入れ替えを併用する作業なども考えられる。つまり、段取り替え作業の種類が多様化する。

【0006】

ここで、効率的な段取り替え作業の種類は、現基板種および次基板種に必要とされる部品の種類（部品種）に依存して変化する。従来、台車に関する段取り替え作業の種類は、勘や経験に頼って設定されてきた。しかしながら、経験の浅い作業者は、必ずしも効率的な段取り替え作業を設定することができなかった。これにより、部品装着機の停止時間が長引いて生産性が低下する、等の問題点が発生していた。また、使用可能な台車の在庫台数に制約がある場合には、制約範囲内で効率的な段取り替え作業を設定することが一層難しくなる。

【0007】

本明細書では、部品装着機で部品を装着する基板を現基板種から次基板種に変更する段取り替えの際に、熟練作業者の勘や経験に頼ることなく、部品供給用の台車に関する優れた段取り替え作業を設定することができる段取り替え作業設定装置を提供することを解決すべき課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本明細書は、部品を供給する複数のフィーダが入れ替え可能に搭載される台車が交換可能に装備される部品装着機で、前記部品を装着する基板を現基板種から次基板種に変更する段取り替えの際に、前記台車において入れ替えが必要となる前記フィーダの個数を取得するフィーダ数取得部と、前記フィーダ数取得部の取得結果に基づいて、前記部品装着機に装備された前記台車における複数種類の段取り替え作業の優劣を比較する作業比較部と、前記作業比較部の比較結果に基づいて、前記台車に複数種類の前記段取り替え作業のいずれかを設定する作業設定部と、を備える段取り替え作業設定装置を開示する。

【発明の効果】

【0009】

本明細書で開示する段取り替え作業設定装置では、段取り替えの際に入れ替えが必要となるフィーダの個数を取得し、これに基づいて部品装着機に装備された台車における複数種類の段取り替え作業の優劣を比較し、比較結果に基づいて台車に段取り替え作業のいずれかを設定する。ここで、優劣を比較する評価尺度として、部品装着機の停止時間や他の評価尺度が適宜選択される。したがって、熟練作業者の勘や経験に頼ることなく、部品供給用の台車に関する優れた段取り替え作業が自動的に設定される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態の段取り替え作業設定装置が適用される部品装着機の構成例を模式的に示す平面図である。

【図2】部品供給用の台車を斜め上方から見下ろした斜視図である。

【図3】段取り替え作業設定装置に関連する制御の構成を示したブロック図である。

【図4】段取り替え作業設定装置の動作フローを示した図である。

【図5】部品装着ラインにおける段取り替え作業の設定例を示した図である。

【図6】段取り替え作業の設定の応用例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

１．部品装着機１の構成例
まず、実施形態の段取り替え作業設定装置８（図３参照）が適用される部品装着機１の構成例について、図１および図２を参考にして説明する。部品装着機１は、部品を基板Ｋに装着する装着作業を実施する。部品装着機１は、１台のみで単独に用いられてもよく、複数台が一列に配列されて部品装着ラインが構成されてもよい。図１の紙面左側から右側に向かう方向が基板Ｋを搬送するＸ軸方向、紙面下側（前側）から紙面上側（後側）に向かう方向がＹ軸方向となる。部品装着機１は、基板搬送装置２、部品供給装置３、部品移載装置４、部品カメラ５、および制御装置６などが基台９に組み付けられて構成される。

【0012】

基板搬送装置２は、一対のガイドレール２１、２２、一対のコンベアベルト、および基板クランプ機構などで構成される。コンベアベルトは、基板Ｋを載置した状態でガイドレール２１、２２に沿って輪転することにより、基板Ｋを作業実施位置まで搬入する。基板クランプ機構は、作業実施位置の基板Ｋを押し上げてクランプし、位置決めする。部品の装着作業が終了すると、基板クランプ機構は基板Ｋを解放する。続いて、コンベアベルトは、基板Ｋを搬出する。

【0013】

部品供給装置３は、複数のフィーダ３６が入れ替え可能に台車３１に搭載されて構成される。台車３１は、基台９の前側に交換可能に装備される。なお、２台の台車３１が、基台９の前側および後側にそれぞれ装備されてもよい。図２に示されるように、台車３１は、車体３２、アーム部材３３、およびパレット部材３４などで構成される。図２において、１個のフィーダ３６のみが台車３１に搭載されている。通常の使用時には、多数のフィーダ３６が台車３１に搭載されて、幅方向に配列される。

【0014】

車体３２は、部品装着機１の幅寸法よりも小さめに形成され、床面に平行して配置される。車体３２は、複数の移動用キャスタ３２１を下側にもつ。車体３２の左右の側部に、それぞれ高さ調整部３２２が設けられる。各高さ調整部３２２から上方に向けて、取手３２３が立設される。各高さ調整部３２２から後向き斜め上方に向けて、それぞれアーム部材３３が高さ調整可能に設けられる。両方のアーム部材３３の後側の上部に、板状のパレット部材３４が水平に架け渡される。パレット部材３４の後側に、起立した連結部３４１が設けられる。

【0015】

パレット部材３４の上面には、前後方向に延びる複数のスロット３４２が幅方向に並んで形成される。フィーダ３６は、スロット３４２の前側から後側に向かって差し込まれ、搭載される。連結部３４１の各スロット３４２に対応する位置に、位置決め部およびコネクタが設けられる。位置決め部は、フィーダ３６の位置を定めて固定する。コネクタは、フィーダ３６に電源供給するとともに、フィーダ３６と制御装置６の間の通信路を確保する。

【0016】

図１に示されるように、フィーダ３６は、本体部３７の前側にリール３９が装填される。本体部３７の後側寄りの上部に、部品を供給する所定の供給位置３８が設定される。リール３９には、多数のキャビティにそれぞれ部品を収納したキャリアテープが巻回されている。フィーダ３６は、図略のテープ送り機構によりキャリアテープを間欠的に送り、部品を供給位置３８にセットする。これにより、フィーダ３６は、部品の供給動作を順次行う。

【0017】

フィーダ３６は、識別情報が付与されて管理される。識別情報は、バーコードを印刷したラベルなどによって表示される。さらに、フィーダ３６の図略の制御部は、識別情報を保持しており、通信を用いて識別情報を送信する機能を有する。また、リール３９に収納されている部品種の情報は、バーコードを印刷したラベルがリール３９に貼付されて表示される。なお、識別情報や部品種の情報は、上記以外の表示箇所および表示方法によって付与されてもよい。

【0018】

部品移載装置４は、基板搬送装置２や部品供給装置３よりも上方に配設される。部品移載装置４は、部品供給装置３から部品を採取して基板Ｋに装着する。部品移載装置４は、ヘッド駆動機構４０、移動台４４、装着ヘッド４５、吸着ノズル４６、およびマークカメラ４７などで構成される。ヘッド駆動機構４０は、一対のＹ軸レール４１、４２、Ｙ軸スライダ４３、および図略の駆動モータを含んで構成される。Ｙ軸レール４１、４２は、Ｙ軸方向に延び、相互に離隔して平行配置される。Ｘ軸方向に長いＹ軸スライダ４３は、両方のＹ軸レール４１、４２にまたがって装架され、Ｙ軸方向に移動する。移動台４４は、Ｙ軸スライダ４３に装架され、Ｘ軸方向に移動する。ヘッド駆動機構４０は、Ｙ軸スライダ４３をＹ軸方向に駆動するとともに、Ｙ軸スライダ４３上の移動台４４をＸ軸方向に駆動する。

【0019】

移動台４４は、装着ヘッド４５およびマークカメラ４７を保持する。装着ヘッド４５は、１本または複数本の吸着ノズル４６を下側に保持するとともに、ヘッド駆動機構４０に駆動されて水平二方向に移動する。吸着ノズル４６は、図略の昇降駆動部に駆動されて昇降動作する。吸着ノズル４６は、供給位置３８の上方から下降し、負圧の供給により部品を吸着採取する吸着動作を行う。また、吸着ノズル４６は、基板Ｋの上方に駆動され、正圧の供給により部品を装着する装着動作を行う。装着ヘッド４５や吸着ノズル４６は、複数種類あり、自動または手動で交換される。マークカメラ４７は、位置決めされた基板Ｋに付設された位置マークを撮像して、基板Ｋの正確な作業実施位置を検出する。

【0020】

部品カメラ５は、基板搬送装置２と部品供給装置３との間の基台９の上面に、上向きに設けられる。部品カメラ５は、移動台４４が部品供給装置３から基板Ｋに移動する途中で、吸着ノズル４６が吸着している部品を撮像する。部品カメラ５の画像処理部は、取得した画像データを画像処理して部品の有無および正誤を判定し、さらに部品の吸着姿勢を取得する。画像処理の結果は、吸着ノズル４６の装着動作に反映される。

【0021】

制御装置６は、基台９に組み付けられており、その配設位置は特に限定されない。制御装置６は、ＣＰＵを有してソフトウェアで動作するコンピュータ装置により構成される。なお、制御装置６は、複数のＣＰＵが機内に分散配置されて構成されてもよい。制御装置６は、ジョブデータ７３（図３参照）にしたがって、部品の装着作業を制御する。ジョブデータ７３は、生産する基板製品の種類（基板種）ごとに異なる。ジョブデータ７３は、各基板種に装着される部品種の情報を含む。

【0022】

２．部品装着機１および管理コンピュータ７の制御の構成
図３に示されるように、制御装置６は、基板搬送装置２、部品供給装置３、部品移載装置４、および部品カメラ５を制御する。部品装着機１を制御する上位の制御装置として管理コンピュータ７が設けられる。部品装着機１の制御装置６と管理コンピュータ７の間は、有線または無線で通信接続される。管理コンピュータ７は、装着作業に関する指令を制御装置６に送信する。制御装置６は、装着作業の進捗状況に関する情報を管理コンピュータ７に送信する。なお、管理コンピュータ７は、複数台の部品装着機１および別種の対基板作業機を併せて制御することができる。

【0023】

管理コンピュータ７は、管理に必要となるジョブデータ７３などの各種データを記憶する記憶装置７１を有する。記憶装置７１内のデータは、指令に添付されて制御装置６に転送され、あるいは、制御装置６からのアクセスが可能となっている。

【0024】

管理コンピュータ７は、オペレータによって操作されるバーコードリーダ７２を有する。バーコードリーダ７２は、フィーダ３６に表示されたバーコードを読み取り、フィーダ３６の識別情報を取得する。また、バーコードリーダ７２は、リール３９に表示されたバーコードを読み取り、部品種の情報を取得する。バーコードリーダ７２によって取得された情報は、記憶装置７１に記憶される。なお、フィーダ３６の識別情報および部品種の情報の表示方法がバーコードと相違する場合には、表示方法に対応してバーコードリーダ７２以外の装置が用いられる。

【0025】

３．台車３１に関する段取り替え作業
次に、台車３１に関する段取り替え作業の種類について説明する。台車３１に関する段取り替え作業は、装着作業を実施する基板Ｋを現基板種から次基板種に変更する段取り替えの際に実施される。この段取り替え作業は、次基板種に必要となる部品種を段取りすることが目的となる。段取り替え作業には、１）内段取り作業、２）台車３１の交換作業、および、３）混合作業という３種類の選択肢がある。これらの作業の詳細は、以下の説明のとおりである。なお、混合作業は、必須で無く、選択肢から除外されてもよい。

【0026】

１）内段取り作業
作業者は、部品装着機１に装備された台車３１において、フィーダ３６を入れ替える。作業者は、まず、現基板種に装着されかつ次基板種に装着されない部品種を供給するフィーダ３６、すなわち不要になったフィーダ３６を台車３１から取り外す。作業者は、次に、現基板種に装着されずかつ次基板種に装着される部品種を供給するフィーダ３６、すなわち次基板種に必要となるフィーダ３６を台車３１に搭載する。パレット部材３４の１箇所のスロット３４２においてフィーダ３６の入れ替えに要する時間をフィーダ入れ替え時間ｔｆとする。

【0027】

なお、パレット部材３４のスロット３４２の箇所数に余裕がある場合、作業者は、不要になったフィーダ３６を取り外さなくてもよい。例えば、現基板種に装着される部品種が次基板種に装着されなくても、次の次の基板種に装着されることが予め判っている場合がある。この場合、作業者は、当該の部品種を供給するフィーダ３６を取り外さないことで、次回の段取り替え作業における再搭載の手間が不要になる。なお、当該のフィーダ３６は、次基板種の装着作業において遊休状態となる。また、スロット３４２の箇所数に余裕がある場合、作業者は、次基板種に必要となるフィーダ３６を前回の段取り替え作業で予め搭載しておいてもよい。この場合、当該のフィーダ３６は、現基板種の装着作業において遊休状態となっている。

【0028】

２）台車３１の交換作業
作業者は、部品装着機１に装備された台車３１を取り外して、別の台車３１を装備する。別の台車３１は、次基板種に必要となるフィーダ３６が搭載されている必要がある。台車３１の交換作業に要する時間を台車交換時間ｔｄとする。多くの場合、台車３１の交換作業に先行して外段取り作業が必要となる。

【0029】

外段取り作業で、作業者は、部品装着機１の機外において、次基板種に必要となるフィーダ３６を予め台車３１に搭載しておく。１個のフィーダ３６の搭載に要する時間をフィーダ搭載時間ｔｔとする。搭載に先立ってスロット３４２から不要なフィーダ３６を取り外す場合、フィーダ搭載時間ｔｔは少し長くなる。なお、過去に次基板種の生産実績があり、そのときに使用された台車３１が使用可能な状態で保管されていた場合、外段取り作業は不要となる。

【0030】

３）混合作業
作業者は、前述した台車３１の交換作業、およびフィーダ使い回し作業の両方を実施する。フィーダ使い回し作業とは、交換作業で取り外される台車３１から次基板種に必要となるフィーダ３６を取り外して、交換作業で装備される台車３１に再搭載する使い回しの作業を言う。１個のフィーダ３６のフィーダ使い回し作業に要する時間をフィーダ使い回し時間ｔｕとする。

【0031】

４．実施形態の段取り替え作業設定装置８の機能
実施形態の段取り替え作業設定装置８の機能の説明に移る。段取り替え作業設定装置８は、図３に示されるように、管理コンピュータ７のソフトウェアにより実現されている。これに限定されず。段取り替え作業設定装置８は、制御装置６に設けられ、あるいは管理コンピュータ７に通信接続された別のコンピュータに設けられてもよい。段取り替え作業設定装置８は、六つの機能部、すなわちフィーダ数取得部８１、作業比較部８２、作業設定部８３、台車数取得部８４、作業変更部８５、および指令変更部８６を備える。

【0032】

段取り替え作業設定装置８は、１台の部品装着機１に装備される１台または２台の台車３１や、部品装着ラインに用いられる複数の台車３１を対象とする。ここで、使用可能な台車３１の在庫台数に十分な余裕があって実質的に制約を受けない場合、台車数取得部８４および作業変更部８５は省略されてもよい。さらに、指令変更部８６が省略されてもよい。

【0033】

フィーダ数取得部８１は、現基板種から次基板種に変更する段取り替えの際に、台車３１において入れ替えが必要となるフィーダ３６の個数ｎｆを取得する。フィーダ数取得部８１は、現基板種および次基板種に対応する二つのジョブデータ７３を相互に比較し、部品種の相違に基づいて、容易に個数ｎｆを取得することができる。

【0034】

作業比較部８２は、フィーダ数取得部８１が取得した個数ｎｆに基づいて、部品装着機１に装備された台車３１における段取り替え作業の優劣を比較する。優劣を比較する評価尺度として、部品装着機１の停止時間Ｔｓ、段取り替え作業の延べ作業時間（Ｔｗｉ、Ｔｗｃ、Ｔｗｍ）、ならびにフィーダ３６およびリール３９の利用度や制約度、などが用いられる。なお、作業比較部８２は、複数の評価尺度を総合的に勘案して優劣を比較することも可能である。

【0035】

内段取り作業における部品装着機１の停止時間Ｔｓは、内段取り作業に要する内段取り時間Ｔｉｎと一致する。１名の作業者である場合に、内段取り時間Ｔｉｎは、フィーダ入れ替え時間ｔｆと個数ｎｆが乗算されて求められる。台車３１の交換作業における停止時間Ｔｓは、台車交換時間ｔｄに一致する。混合作業における停止時間Ｔｓは、フィーダ使い回し時間ｔｕと使い回すフィーダ３６の個数ｎｕが乗算され、さらに台車交換時間ｔｄが加算されて求められる。なお、２名以上の作業者が内段取り作業やフィーダ使い回し作業を並行して実施する場合、停止時間Ｔｓは、上記よりも短縮される。当然ながら、部品装着機１の停止時間Ｔｓは、短いほど優れる。

【0036】

内段取り作業の延べ作業時間Ｔｗｉは、フィーダ入れ替え時間ｔｆと個数ｎｆが乗算されて求められる。１名の作業者である場合に、延べ作業時間Ｔｗｉは、停止時間Ｔｓおよび内段取り時間Ｔｉｎと一致する。台車３１の交換作業における延べ作業時間Ｔｗｃは、台車交換時間ｔｄと外段取り作業の延べ作業時間Ｔｗｏが加算されて求められる。外段取り作業の延べ作業時間Ｔｗｏは、フィーダ搭載時間ｔｔと搭載するフィーダ３６の個数ｎｔが乗算されて求められる。混合作業における延べ作業時間Ｔｗｍは、フィーダ使い回し時間ｔｕと使い回すフィーダ３６の個数ｎｕが乗算され、さらに台車交換時間ｔｄおよび外段取り作業の延べ作業時間Ｔｗｏが加算されて求められる。当然ながら、段取り替え作業の延べ作業時間（Ｔｗｉ、Ｔｗｃ、Ｔｗｍ）は、短いほど優れる。

【0037】

フィーダ３６およびリール３９の利用度とは、フィーダ３６やリール３９を滞留させずに有効利用できる程度を表す評価尺度である。例えば、現基板種および次基板種に装着される共通部品種が有りながら台車３１の交換作業を実施する場合、交換される両方の台車３１に共通部品種を供給するフィーダ３６が必要となる。つまり、一つの共通部品種に対して複数のフィーダ３６およびリール３９が段取りされる。

【0038】

この結果、次基板種の生産が終了した時点で、複数のリール３９が使いかけになり、さらに、使いかけのリール３９が装填された２個のフィーダ３６が残る。すると、使いかけのリール３９が滞留して長期保管が必要となり、利用度が低下する。リール３９の長期保管は、部品の信頼性低下のおそれや、保管費用の増加などの点で好ましくない。また、２個のフィーダ３６は、使いかけのリール３９を取り外してからでないと他の部品種に転用することができず、利用度が低下する。

【0039】

一方、フィーダ３６およびリール３９の制約度とは、フィーダ３６やリール３９の個数の制約を表す評価尺度である。例えば、使用可能なフィーダ３６の在庫数が台車３１のスロット３４２の総数よりも少ないと、外段取り作業において、全部のスロット３４２にフィーダ３６を搭載することができない。

【0040】

また例えば、共通部品種の部品を供給するリール３９が一つしか無い場合、必然的に、このリール３９を装填したフィーダ３６を使い回す必要が生じる。さらに、他にリール３９の在庫が有っても、使いかけのリール３９の滞留を回避したり、フィーダ３６の在庫数を確保したりする目的で、リール３９およびフィーダ３６の使い回しが選択されることも考えられる。このように、フィーダ３６およびリール３９の利用度や制約度に応じて、台車３１に関する優れた段取り替え作業の種類が変化する。

【0041】

作業設定部８３は、作業比較部８２の比較結果に基づいて、台車３１に段取り替え作業のいずれかを設定する。例えば、評価尺度に部品装着機１の停止時間Ｔｓが用いられた場合、作業設定部８３は、内段取り時間Ｔｉｎが台車交換時間ｔｄ未満の台車３１に内段取り作業を設定する。また、作業設定部８３は、内段取り時間Ｔｉｎが台車交換時間ｔｄ以上の台車３１に交換作業を設定する。定性的には、個数ｎｆが或る閾個数よりも小さいときに内段取り作業が設定され、個数ｎｆが閾個数以上のときに台車３１の交換作業が設定される。

【0042】

さらに、作業設定部８３は、台車３１の交換作業を設定した場合に、交換作業で装備する台車３１を対象として、外段取り作業を併せて設定する。また、作業設定部８３は、フィーダ３６およびリール３９の利用度や制約度の条件が有る場合に、必要に応じて混合作業を設定する。つまり、作業設定部８３は、台車３１の交換作業に併せてフィーダ使い回し作業を設定する。

【0043】

台車数取得部８４は、部品装着機１に装備されていない使用可能な台車３１の在庫台数ＮＳを取得する。例えば、台車数取得部８４は、入力画面を表示して作業者に入力操作を要請し、入力された在庫台数ＮＳの情報を取得する。また、識別情報を表すバーコードを台車３１に付設し、管理コンピュータ７から台車３１の使用状況を管理するようにしてもよい。この態様において、台車数取得部８４は、台車３１の使用状況に基づき、容易に在庫台数ＮＳを取得することができる。

【0044】

作業変更部８５は、作業設定部８３によって交換作業が設定された台車３１の台数ＮＲが、在庫台数ＮＳを超過しているときに、超過分の台車３１に設定されていた交換作業を内段取り作業に変更設定する。つまり、台車３１が不足しているときに、作業変更部８５は、在庫台数ＮＳの台車３１を使い切るように交換作業を設定する。また、作業変更部８５は、超過分（＝ＮＲ－ＮＳ）の台車３１について、内段取り作業に変更設定する。

【0045】

さらに、作業変更部８５は、交換作業が設定された台車３１の中で入れ替えるフィーダ３６の個数が少ない台車３１から順番に変更設定する。これにより、内段取り作業で入れ替えるフィーダ３６の個数が最小となり、内段取り作業の延べ作業時間Ｔｗｉが最小化される。さらには、部品装着機１の停止時間Ｔｓが最短化される。なお、台数ＮＲが在庫台数ＮＳ以下であるときに、台車３１は不足しておらず、作業変更部８５は機能しない。

【0046】

指令変更部８６は、作業者からの指令にしたがい、台車３１に設定された段取り替え作業の種類を変更する。つまり、作業者は、作業設定部８３や作業変更部８５が設定した段取り替え作業の方法を後から変更することができる。例えば、作業者は、段取り替え作業設定装置８が用いていない評価尺度を総合的に勘案して、指令を発することができる。これにより、段取り替え作業の種類が柔軟に設定され、臨機応変の対応も可能となる。六つの機能部の各機能については、次の動作の説明の中でも述べる。

【0047】

５．段取り替え作業設定装置８の動作および作用
次に、実施形態の段取り替え作業設定装置８の動作および作用について、図４～図６を参考にして説明する。以降の説明を簡明化するために、第１～第４までの４台の部品装着機（１１～１４）が一列に配列されて部品装着ラインが構成され、８個のフィーダ３６が各台車３１に搭載される構成を想定する。実際には、さらに多数のフィーダ３６が台車３１に搭載される。

【0048】

さらに、段取り替え作業を実施する作業者は１名と想定する。また、フィーダ入れ替え時間ｔｆは３０秒、フィーダ搭載時間ｔｔは１０秒、フィーダ使い回し時間ｔｕは４０秒と想定する。また、台車交換時間ｔｄは、７０秒と想定する。これらの想定によれば、外段取り作業の延べ作業時間Ｔｗｏは、Ｔｗｏ＝ｔｔ×ｎｔ＝１０×８＝８０秒となる。

【0049】

図４に示される段取り替え作業設定装置８の動作フローは、次基板種の生産が開始されるよりも早い時期に実行され、好ましくは、現基板種および次基板種が決定された後に直ちに実行される。換言すると、この動作フローは、段取り替えの際に入れ替えが必要となるフィーダ３６の個数ｎｆが判明した後に直ちに実行されることが好ましい。これにより、作業者は、第１～第４部品装着機（１１～１４）の現基板種の装着作業と並行して外段取り作業を実施し、現基板種の生産が終了する以前に外段取り作業を完了させることができる。

【0050】

したがって、台車３１の交換作業が設定された場合に、第１～第４部品装着機（１１～１４）の停止時間Ｔｓは、台車交換時間ｔｄだけで済む。仮に、動作フローの実行が遅れると、現基板種の生産が終了しても外段取り作業が完了していない事態となる。このとき、直ちに台車３１の交換作業を実施することができないので、第１～第４部品装着機（１１～１４）の停止時間Ｔｓがいたずらに長引く。

【0051】

図４のフィーダ数取得ステップＳ１で、フィーダ数取得部８１は、第１～第４部品装着機（１１～１４）の各台車（３１１～３１４）において、入れ替えが必要となるフィーダ３６の個数ｎｆを取得する。図５の例で、第１部品装着機１１の第１台車３１１には、現基板種に必要な第１１～第１８フィーダ（Ｆ１１～Ｆ１８）が搭載されている。そして、次基板種で必要となるフィーダ３６は、第１３～第１８フィーダ（Ｆ１３～Ｆ１８）、第１９フィーダＦ１９および第１Ａフィーダである。このため、第１１フィーダＦ１１および第１２フィーダＦ１２を、第１９フィーダＦ１９および第１ＡフィーダＦ１Ａに入れ替える必要がある。したがって、個数ｎｆは２個である。

【0052】

また、第２部品装着機１２の第２台車３１２には、第２１～第２８フィーダ（Ｆ２１～Ｆ２８）が搭載されている。そして、第２１～第２４フィーダ（Ｆ２１～Ｆ２４）を第２９～第２Ｃフィーダ（Ｆ２９～Ｆ２Ｃ）に入れ替える必要がある。したがって、個数ｎｆは４個である。第３部品装着機１３の第３台車３１３には、第３１～第３８フィーダ（Ｆ３１～Ｆ３８）が搭載されている。そして、第３１～第３６フィーダ（Ｆ３１～Ｆ３６）を第３９～第３Ｅフィーダ（Ｆ３９～Ｆ３Ｅ）に入れ替える必要がある。したがって、個数ｎｆは６個である。第４部品装着機１４の第４台車３１４には、第４１～第４８フィーダ（Ｆ４１～Ｆ４８）が搭載されている。そして、全部のフィーダ３６を第４９～第４Ｇフィーダ（Ｆ４９～Ｆ４Ｇ）に入れ替える必要がある。したがって、個数ｎｆは８個である。

【0053】

次の作業比較ステップＳ２で、作業比較部８２は、第１～第４部品装着機（１１～１４）のそれぞれについて、内段取り替え作業と第１～第４台車（３１１～３１４）の交換作業との優劣を比較する。評価尺度に第１～第４部品装着機（１１～１４）の停止時間Ｔｓが用いられる場合、作業比較部８２は、第１～第４台車（３１１～３１４）のそれぞれについて、内段取り時間Ｔｉｎ１～Ｔｉｎ４を求める。

【0054】

第１台車３１１の内段取り時間Ｔｉｎ１は、Ｔｉｎ１＝ｔｆ×ｎｆ＝３０×２＝６０秒となる。同じ計算式により、第２台車３１２の内段取り時間Ｔｉｎ２＝３０×４＝１２０秒となる。また、第３台車３１３の内段取り時間Ｔｉｎ３＝３０×６＝１８０秒となる。また、第４台車３１４の内段取り時間Ｔｉｎ４＝３０×８＝２４０秒となる。一方、第１～第４台車（３１１～３１４）の交換作業は、同一の台車交換時間ｔｄ（＝７０秒）を要する。

【0055】

次の作業設定ステップＳ３で、作業設定部８３は、作業比較部８２の比較結果に基づいて、内段取り作業または第１～第４台車（３１１～３１４）の交換作業を設定する。作業設定部８３は、内段取り時間Ｔｉｎ１（＝６０秒）が台車交換時間ｔｄ（＝７０秒）未満の第１台車３１１に内段取り作業を設定する。具体的に、作業設定部８３は、第１１フィーダＦ１１を第１９フィーダＦ１９と入れ替え、第１２フィーダＦ１２を第１ＡフィーダＦ１Ａと入れ替える内段取り作業を設定する（矢印Ｗ１参照）。

【0056】

また、作業設定部８３は、内段取り時間（Ｔｉｎ２、Ｔｉｎ３、Ｔｉｎ４）が台車交換時間ｔｄ以上の第２～第４台車（３１２～３１４）に交換作業を設定する（白抜き矢印Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４参照）。交換作業が設定された台車３１の台数ＮＲは、３台となる。なお、上述した例において、内段取り作業と台車３１の交換作業とを分ける閾個数は３個である。

【0057】

さらに、作業設定部８３は、交換作業で装備する第５～第７台車（３１５～３１７）を対象として、外段取り作業を併せて設定する。具体的に、作業設定部８３は、第２台車３１２を取り外して装備する第５台車３１５を対象として、外段取り作業を設定する。作業設定部８３は、第２５～第２８フィーダ（Ｆ２５～Ｆ２８）と同じ部品種を供給する別の４個の第２５Ｒ～第２８Ｒフィーダ（Ｆ２５Ｒ～Ｆ２８Ｒ）、および４個の第２９～第２Ｃフィーダ（Ｆ２９～Ｆ２Ｃ）を搭載する設定を行う（矢印Ｗ２参照）。

【0058】

また、作業設定部８３は、第３台車３１３を取り外して装備する第６台車３１６の外段取り作業で、第３７、３８フィーダ（Ｆ３７、Ｆ３８）と同じ部品種を供給する別の２個の第３７Ｒ、３８Ｒフィーダ（Ｆ３７Ｒ、Ｆ３８Ｒ）、および６個の第３９～第３Ｅフィーダ（Ｆ３９～Ｆ３Ｅ）を搭載する設定を行う（矢印Ｗ３参照）。さらに、作業設定部８３は、第４台車３１４を取り外して装備する第７台車３１７の外段取り作業で、８個の第４９～第４Ｇフィーダ（Ｆ４９～Ｆ４Ｇ）を搭載する設定を行う（矢印Ｗ４参照）。

【0059】

次の台車数取得ステップＳ４で、台車数取得部８４は、使用可能な台車３１の在庫台数ＮＳを取得する。次の作業変更ステップＳ５で、作業変更部８５は、まず、交換作業が設定された台車３１の台数ＮＲ（＝３台）と在庫台数ＮＳを比較する。在庫台数ＮＳが３台以上であるとき、台車３１は不足しておらず、作業変更部８５は機能しない。

【0060】

また、在庫台数ＮＳが２台であるとき、作業変更部８５は、交換作業が設定された第２～第４台車（３１２～３１４）のうちで、入れ替えるフィーダ３６の個数が４個と最も少ない第２台車３１２を内段取り作業に変更設定する。さらに、在庫台数ＮＳが１台であるとき、作業変更部８５は、第２～第４台車（３１２～３１４）のうちで、入れ替えるフィーダ３６の個数が４個および６個と少ない順番にしたがい、第２台車３１２および第３台車３１３を内段取り作業に変更設定する。図５において、在庫台数ＮＳが３台以上のときが示され、第２台車３１２および第３台車３１３の内段取り作業は示されていない。

【0061】

次の指令変更ステップＳ６で、指令変更部８６は、作業者からの指令の有無を確認する。例えば、「第２台車３１２は内段取り作業」の指令が有る場合、指令変更部８６は、指令にしたがい、第２台車３１２の交換作業を内段取り作業に変更設定する。以上の動作により、段取り替え作業設定装置８は、第１～第４台車（３１１～３１４）の段取り替え作業の種類を最終的に決定して、作業者に提示する。

【0062】

なお、評価尺度に段取り替え作業の延べ作業時間（Ｔｗｉ、Ｔｗｃ、Ｔｗｍ）が用いられる場合には、上述した説明と異なる設定が行われる。すなわち、作業比較ステップＳ２で、作業比較部８２は、第１～第４台車（３１１～３１４）のそれぞれについて、内段取り作業の延べ作業時間（Ｔｗｉ１～Ｔｗｉ４）と、第１～第４台車（３１１～３１４）の交換作業における延べ作業時間（Ｔｗｃ１～Ｔｗｃ４）を求める。

【0063】

第１台車３１１において、内段取り作業の延べ作業時間Ｔｗｉ１＝ｔｆ×ｎｆ＝３０×２＝６０（秒）となる。また、第１台車３１１の交換作業における延べ作業時間Ｔｗｃ１＝ｔｄ＋Ｔｗｏ＝７０＋８０＝１５０秒となる。したがって、作業設定部８３は、延べ作業時間Ｔｗｉ１が小さい側の内段取り作業を第１台車３１１に設定する。

【0064】

第２台車３１２において、内段取り作業の延べ作業時間Ｔｗｉ２＝３０×４＝１２０（秒）となる。また、第２台車３１２の交換作業における延べ作業時間Ｔｗｃ２は、延べ作業時間Ｔｗｃ１に等しい１５０秒となる。したがって、作業設定部８３は、延べ作業時間Ｔｗｉ２が小さい側の内段取り作業を第２台車３１２に設定する。この設定は、評価尺度に部品装着機１の停止時間Ｔｓが用いられた場合と相違する。

【0065】

第３台車３１３において、内段取り作業の延べ作業時間Ｔｗｉ３＝３０×６＝１８０（秒）となる。また、第３台車３１３の交換作業における延べ作業時間Ｔｗｃ３は、延べ作業時間Ｔｗｃ１に等しい１５０秒となる。したがって、作業設定部８３は、延べ作業時間Ｔｗｃ３が小さい側の交換作業を第３台車３１３に設定する。また、第４台車３１４において、内段取り作業の延べ作業時間Ｔｗｉ４＝＝３０×８＝２４０（秒）となる。また、第４台車３１４の交換作業における延べ作業時間Ｔｗｃ４は、延べ作業時間Ｔｗｃ１に等しい１５０秒となる。したがって、作業設定部８３は、延べ作業時間Ｔｗｃ４が小さい側の交換作業を第４台車３１４に設定する。

【0066】

次に、図６に示された応用例について説明する。この応用例では、現基板種および次基板種に装着される共通部品種を供給できるリール３９が、第２部品装着機１２の第２８フィーダＦ２８に装填された一つしかない場合を想定する。この場合、必然的に、第２８フィーダＦ２８を使い回す必要が生じる。作業設定部８３は、第２台車３１２の交換作業（白抜き矢印Ｖ２参照）に併せて第２８フィーダＦ２８の使い回し作業（矢印Ｗ５参照）を設定する。

【0067】

さらに、作業設定部８３は、第２８フィーダＦ２８以外の外段取り作業を設定する。すなわち、作業設定部８３は、第２５～第２７フィーダ（Ｆ２５～Ｆ２７）と同じ部品種を供給する別の３個の第２５Ｒ～第２７Ｒフィーダ（Ｆ２５Ｒ～Ｆ２７Ｒ）、および４個の第２９～第２Ｃフィーダ（Ｆ２９～Ｆ２Ｃ）を第５台車３１５に搭載する設定を行う（矢印Ｗ６参照）。

【0068】

実際の段取り替え作業において、第５台車３１５の第２８フィーダＦ２８を搭載すべきスロット３４２は、空いたままとなる。そして、図６の矢印Ｗ５に示されるように、第２８フィーダＦ２８は、第２台車３１２から取り外されて第５台車３１５に搭載され、使い回される。なお、複数のフィーダ３６が使い回されてもよい。

【0069】

実施形態の段取り替え作業設定装置８では、段取り替えの際に入れ替えが必要となるフィーダ３６の個数ｎｆを取得し、これに基づいて部品装着機（１、１１～１４）に装備された台車（３１、３１１～３１４）における複数種類の段取り替え作業の優劣を比較し、比較結果に基づいて台車（３１、３１１～３１４）に段取り替え作業のいずれかを設定する。ここで、優劣を比較する評価尺度として、部品装着機（１、１１～１４）の停止時間Ｔｓや他の評価尺度が適宜選択される。したがって、熟練作業者の勘や経験に頼ることなく、部品供給用の台車（３１、３１１～３１４）に関する優れた段取り替え作業が自動的に設定される。

【0070】

５．実施形態の応用および変形
なお、フィーダ入れ替え時間ｔｆ、フィーダ搭載時間ｔｔ、フィーダ使い回し時間ｔｕ、および台車交換時間ｔｄの各数値は、説明を簡明化するために想定されたものであり、相違する数値が適用されてもよい。また、或る部品種の調達時期が遅れたときに、作業設定部８３は、実施形態と異なる段取り替え作業を設定することができる。つまり、作業設定部８３は、当該部品種を供給する特定のフィーダ３６を除いた外段取り作業および台車３１の交換作業を先行させ、当該部品種が調達された後に、部品装着機１に装備済みの台車３１に特定のフィーダ３６を搭載する、という段取り替え作業を設定することができる。その他にも、実施形態は、様々な応用や変形が可能である。

【符号の説明】

【0071】

１：部品装着機 １１～１４：第１～第４部品装着機 ３：部品供給装置 ３１：台車 ３１１～３１７：第１～第７台車 ３４：パレット部材 ３４２：スロット ３６：フィーダ ３９：リール ４：部品移載装置 ６：制御装置 ７：管理コンピュータ ７３：ジョブデータ ８：段取り替え作業設定装置 ８１：フィーダ数取得部 ８２：作業比較部 ８３：作業設定部 ８４：台車数取得部 ８５：作業変更部 ８６：指令変更部 Ｋ：基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】