JPH11242510A - Ｎｃデータ作成装置およびｎｃデータ作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電子部品実装機用のＮＣデ−タの作成時間の短
縮が可能で、ＮＣデ−タの品質を向上可能で、電子部品
実装機の稼働率をＮＣデ−タの作成者に依存させずに均
一化することが可能なＮＣデ−タ作成装置および作成方
法を提供する。 【解決手段】部品データを記憶する部品データ記憶部１
１と、座標データを記憶する座標データ記憶部１２と、
実装機６０に装着可能なノズルの種類を記憶するノズル
特性記憶部１３と、実装機６０の構成データを記憶する
実装機データ記憶部３０と、電子部品の種類毎の装着時
間データを記憶する装着時間データ記憶部２４と、各記
憶部に記憶されたデータに基づいて数値制御データを作
成するＮＣデータ作成手段とを有するものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＣデータ作成装
置およびＮＣデータ作成方法に係わり、特に電子部品実
装機を制御する制御装置用のＮＣデータを作成するのに
好適なＮＣデータ作成装置および作成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を配線基板に実装する電子部品
実装機では、電子部品実装機の駆動制御を行なうＮＣ装
置のためのＮＣプログラムを予め作成し、これによって
電子部品の配線基板への実装を行なう。従来において
は、上述のＮＣプログラムの作成作業は、配線基板を設
計した際のＣＡＤ（Computer Aided Design ）デ−タか
ら、電子部品を実装する位置を指定し、実装機側のデ−
タとして実装機のいずれの部品供給カセットに電子部品
を供給するかという情報と、電子部品を実装機のノズル
に吸着させる順番情報と、この吸着した電子部品を配線
基板に装着する順番情報とからなるＮＣデータを求め、
これらのＮＣデータに基づいてＮＣプログラムの作成を
行なっている。また、配線基板の設計の際のＣＡＤデ−
タから部品表等を作成し、全体の部品の種類と点数を把
握し、作業者が各供給カセットにどの電子部品を割当て
るか、必要なノズルをどのように配置するかを別途検討
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各配線
基板に電子部品を実装する毎に、上記のようなＮＣデー
タを作成したのでは、実装用のＮＣデ−タを得るまでに
非常に時間がかかるという不利益がある。また、配線基
板設計デ−タのみで実装用のＮＣデ−タを作成すると、
実装機を効率よく稼働させるための工夫が、その作成者
の経験に依存してしまい、実装機の稼働率を低下させて
しまうという不利益もあった。

【０００４】本発明は上述の不利益を解消すべくなされ
たものであって、電子部品実装機用のＮＣデ−タの作成
時間の短縮が可能で、ＮＣデ−タの品質を向上可能なＮ
Ｃデ−タ作成装置および作成方法を提供することを目的
とする。さらに、本発明は、電子部品実装機の稼働率を
ＮＣデ−タの作成者に依存せせずに均一化することが可
能なＮＣデ−タ作成装置および作成方法を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のＮＣデ−タ作成
装置は、電子部品を吸着するノズルと、前記ノズルを保
持するノズルヘッドと、前記ノズルヘッドを移動する移
動手段と、電子部品を前記ノズルに供給する部品供給手
段と、前記ノズルおよび移動手段を駆動制御する制御手
段とを有し、配線基板に電子部品を実装する電子部品実
装機の前記制御手段用の数値制御データを作成するＮＣ
データ作成装置であって、配線基板設計情報から実装す
べき電子部品データと当該電子部品を実装する位置座標
を示す座標データとを抽出する抽出部と、前記電子部品
データを記憶する部品データ記憶部と、前記座標データ
を記憶する座標データ記憶部と、前記実装機に装着可能
なノズルの種類を記憶するノズル特性記憶部と、前記実
装機の構成データを記憶する実装機データ記憶部と、前
記電子部品の種類毎の前記配線基板への装着に要する装
着時間データを記憶する装着時間データ記憶部と、前記
各記憶部に記憶されたデータに基づいて前記数値制御デ
ータを作成するＮＣデータ作成手段とを有する。

【０００６】本発明では、配線基板に実装すべき電子部
品データと、電子部品を実装する位置座標を示す座標デ
ータ、とノズルの種類データと、実装機の構成データ
と、各部品種毎の装着時間データを基に数値制御データ
を作成する。このため、実装機の構成に適したＮＣデー
タが作成され、また、各データの内容には作成者の経験
等が含まれていないため、ＮＣデータの内容が作成者に
依存しない均一なものとなる。

【０００７】前記ＮＣデータ作成手段は、前記部品デ−
タ記憶部のデ−タと、前記ノズル特性記憶部のデータ
と、前記装着時間データ記憶部のデータとから、各部品
を吸着するために必要なノズルの種類と必要なノズル本
数を決定するノズル割付生成部と、前記ノズル割付記憶
部のデータから各ノズルヘッドにおける総装着時間がで
きるだけ均等になるように、各ノズルヘッドに装着する
ノズルの種類および部品の種類を割り当て決定する作業
平準管理部と、前記作業平準管理部において各ノズルヘ
ッドに割り当てられたノズルの当該ノズルヘッドにおけ
る配置を決定するノズル配置管理部と、前記作業平準管
理部において各ノズルヘッドに割り当てられた部品を供
給するための前記部品供給手段の各ノズルヘッドに対す
る配置を、前記実装機データ記憶部のデータに基づいて
決定する部品供給手段配置管理部と、前記決定された各
ノズル配置データと前記部品供給手段配置データと前記
座標データ記憶部のデータに基づいて、前記各ノズルヘ
ッドが配線基板上を横切るパスデータを生成するパス生
成部と、前記パスデータに基づいて部品を吸着する吸着
順番を決定する吸着順番管理部と、前記パスデータに基
づいて部品を前記配線基板へ装着する装着順番を決定す
る装着順番管理部とを有する。

【０００８】上記構成のＮＣデータ作成手段の作業平準
管理部によって、各ノズルヘッドの実装作業時間が均等
化し、実装機の稼働効率が向上する。

【０００９】本発明のＮＣデ−タ作成方法は、電子部品
を吸着するノズルと、前記ノズルを保持するノズルヘッ
ドと、前記ノズルヘッドを移動する移動手段と、電子部
品を前記ノズルに供給する部品供給手段と、前記ノズル
および移動手段を駆動制御する制御手段とを有し、配線
基板に電子部品を実装する電子部品実装機の前記制御手
段用の数値制御データを作成するＮＣデータ作成方法で
あって、配線基板設計情報と、前記実装機に装着可能な
ノズルの種類のデータと、前記実装機の構成データと、
前記電子部品の種類毎の前記配線基板への装着に要する
装着時間データとを準備するステップと、前記配線基板
設計情報から実装すべき部品データと当該部品を実装す
る位置座標を示す座標データとを抽出するステップと、
前記各データに基づいて前記数値制御データを作成する
ステップとを有する。

【００１０】前記数値制御データを作成するステップ
は、前記部品デ−タと、前記ノズルの種類のデータと、
前記装着時間データとから、各部品を吸着するために必
要なノズルの種類と必要なノズル本数を決定するステッ
プと、決定されたノズルの種類と必要なノズル本数の情
報に基づいて各ノズルヘッドに装着するノズルの種類お
よび部品の種類を割り当て決定するステップと、各ノズ
ルヘッドに割り当てられたノズルの当該ノズルヘッドに
おける配置を決定するステップと、各ノズルヘッドに割
り当てられた部品を供給するための前記部品供給手段の
各ノズルヘッドに対する配置を、前記実装機の構成デー
タに基づいて決定するステップと、決定されたノズルの
配置および部品供給手段の配置と前記座標データに基づ
いて、前記各ノズルヘッドが配線基板上を横切るパスデ
ータを生成するステップと、前記パスデータに基づいて
部品を前記部品供給手段から吸着する吸着順番を決定す
るステップと、前記パスデータに基づいて部品を前記配
線基板へ装着する装着順番を決定するステップと、前記
ノズルのノズルヘッドにおける配置と、前記部品供給手
段の各ノズルヘッドに対する配置と、前記吸着順番と、
前記装着順番とから数値制御データを構成するステップ
とを有する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。第１実施形態 図１は、本実施形態に係る電子部品の実装システムの構
成を示す説明図である。図１において、本実施形態に係
る電子部品の実装システムは、ＮＣデータ作成装置１
と、ＮＣ装置８０と、電子部品実装機６０とから構成さ
れる。ＮＣデータ作成装置１は、配線基板設計データＤ
Ｔ₀ 、実装機６０の構成データＤＴ₁ 、実装する部品種
毎の装着時間データＤＴ₂ 、ノズル特性データＤＴ₃が
入力され、これらデータＤＴ₀ 〜ＤＴ₃ にもとづいて、
実装機６０を駆動制御するためのＮＣプログラムを作成
し、ＮＣ装置８０にダウンロードする。ＮＣ装置８０
は、ＮＣデータ作成装置１からのＮＣプログラムを解読
し、実装機６０の有する各種アクチュエータを駆動制御
する制御指令を出力する。実装機６０は、ＮＣ装置８０
からの制御指令に基づいて、供給される各種の電子部品
Ｐを配線基板に実装する。

【００１２】図２は、実装機６０の構成例を示す説明図
である。図２に示す実装機６０は、図面の左右に立設さ
れたコラム６１，６２の間に設けられたビーム６２の下
方にはＸ軸ガイド６３が設けられ、Ｘ軸ガイド６３の下
には左右２つのＹ軸ガイド６４が設けられている。Ｙ軸
ガイド６４は、Ｘ軸ガイド６３に沿って移動可能となっ
ている。２つのＹ軸ガイド６４の下には、ヘッド部６６
がＹ軸ガイド６４に沿ってＹ軸方向に移動可能にそれぞ
れ設けられている。これによって、ヘッド部６６は、Ｘ
Ｙ平面の任意の位置に移動可能となっている。なお、ヘ
ッド部６６は、図示しないたとえば、Ｘ軸ガイド６３お
よびＹ軸ガイド６４方向のそれぞれに設けられたボール
ねじおよびこのボールねじを駆動するサーボモータによ
って駆動される。

【００１３】ヘッド部６６の下方には、図３（ａ）に示
すような、複数（１０本）の部品吸着ノズル７１が所定
の円周上に配列されたノズルヘッド７０が装着されてい
る。ノズルヘッド７０は、各種の部品吸着ノズル７１を
着脱自在となっている。また、ヘッド部６６は、図示し
ない駆動源によって任意の角度で回転可能になってい
る。

【００１４】実装機６０のＹ軸ガイド６４のそれぞれの
両端側には、４つの部品供給部６７ａ〜６７ｄが配置さ
れており、それぞれの部品供給部６７ａ〜６７ｄに各種
の電子部品が供給され、所定の位置に配列される。各部
品供給部６７ａ〜６７ｄには、それぞれ複数のカセット
Ｃが配設され、これらのカセットＣを通じて複数の電子
部品が供給される。部品供給部６７ａ，６７ｂは、図面
左側のノズルヘッド７０に部品を供給し、部品供給部６
７ｃ，６７ｄは図面右側のノズルヘッド７０に部品を供
給するためのものである。なお、本実施形態では、各部
品供給部６７は、それぞれ４０個のカセットＣを配列可
能となっている。また、本実施形態では、ノズルヘッド
７０への部品吸着ノズル７１の装着および実装機６０の
部品供給部６７へのカセットＣの配置は、図示しないノ
ズル自動交換装置やカセットフィーダ（トレイフィー
ダ））等によって自動で行なわれるようになっており、
これらの駆動制御もＮＣ装置８０によって行なわれる。

【００１５】また、Ｙ軸ガイド６４の両端部に部品供給
機６８が設けられており、部品供給部６７ａ〜６７ｄの
各カセットＣから部品をノズルに供給する。部品供給機
６８は、Ｙ軸ガイド６４のＸ軸方向の移動とともに移動
する。この部品供給機６８にヘッド部６６が移動し、図
３（ｂ）に示すように、部品吸着ノズル７１が電子部品
Ｐに対してＺ軸方向に下降し、電子部品Ｐを吸着する。
このき、複数の部品吸着ノズル７１は電子部品Ｐを順次
吸着する。ヘッド部６６は配線基板Ｂの上方に移動し、
部品吸着ノズル７１に吸着した電子部品Ｐを配線基板Ｂ
の所定の位置に装着する。

【００１６】図１に示したＮＣ装置８０は、ＮＣデータ
作成装置１において作成されたＮＣプログラムに基づい
て、ヘッド部６６を駆動するアクチューエータの位置制
御および速度制御や、ノズルヘッド７０の回転およびＺ
軸方向の駆動制御等を行なう、周知のＮＣ装置であり、
具体的な説明は省略する。なお、ＮＣデータ作成装置１
からＮＣ装置８０へのＮＣプログラムの転送は、所定の
記憶媒体を介して行なわれたり、通信手段によって行な
われたりする。

【００１７】図４は、本実施形態に係るＮＣデータ作成
装置１の構成例を示すブロック図である。図４におい
て、ＮＣデータ作成装置１は、デ−タ入力部１０と、部
品デ−タ記憶部１１と、座標デ−タ記憶部１２と、ノズ
ル特性記憶部１３と、部品種管理部２０と、部品種記憶
部２１と、ノズル割付生成部２２と、ノズル割付記憶部
２３と、部品種デ−タ記憶部２４と、マシン構成記憶部
３０と、作業平準管理部３１と、仮ノズル配置記憶部３
２と、仮カセット配置記憶部３３と、カセット配置管理
部３４と、カセット配置記憶部３５と、ノズル配置管理
部３６と、ノズル配置記憶部３７と、パス生成部４０
と、パス記憶部４１と、装着順番管理部５２と、吸着順
番管理部５０と、装着順番記憶部５３と、吸着順番記憶
部５１とを有している。なお、ＮＣデータ作成装置１の
各部は、たとえば、パーソナルコンピュータおよびソフ
トウエアによって実現することができる。

【００１８】デ−タ入力部１０は、ＣＡＤデータとして
ＮＣデータ作成装置１に入力される配線基板設計データ
ＤＴ₀ から、配線基板に実装する電子部品の部品デ−タ
と電子部品を装着する位置を示す装着座標デ−タに分離
し、部品デ−タを部品デ−タ記憶部１１に、装着座標デ
−タを座標デ−タ記憶部１２に記憶する。デ−タ入力部
１０は、ＮＣデータ作成装置１に入力される、実装機構
成データＤＴ₁ 、装着時間データＤＴ₂ およびノズル特
性ＤＴ₃ をそれぞれ、マシン構成記憶部３０、装着時間
記憶部２４およびノズル特性記憶部１３に出力し、記憶
させる。

【００１９】部品デ−タ記憶部１１に記憶される部品デ
−タは、たとえば、部品毎の特有の部品ＩＤと部品名称
と部品種ＩＤとの組み合わせである。座標デ−タ記憶部
１２に記憶される装着座標デ−タは、たとえば、部品毎
に付けられた特有の部品ＩＤと、部品の種類を特定する
部品種ＩＤと、その部品を配線基板に装着する座標値
（Ｘ軸，Ｙ軸座標）である。

【００２０】マシン構成記憶部３０に記憶される実装機
構成データＤＴ₁ は、たとえば、部品吸着ノズルを保持
するノズルヘッドの数と、各々のノズルヘッドが保持で
きるヘッド毎のノズル本数、および、電子部品を供給す
る供給部（電子部品供給用カセット）の数とこの供給部
の位置情報からなる。装着時間記憶部２４に記憶される
装着時間データＤＴ₂ は、部品種毎の配線基板への装着
に要する装着時間からなる。ノズル特性記憶部１３に記
憶されるノズル特性ＤＴ₃ は、上記の部品種ＩＤと、こ
の部品種ＩＤに対応する部品を吸着するノズルの種類を
示すノズル種ＩＤとからなる。

【００２１】部品種管理部２０は、部品デ−タ記憶部１
１に記憶されている部品デ−タを部品種ＩＤ毎にその個
数を集計するとともに、部品種デ−タ記憶部２４に記憶
されている部品種毎の装着時間を集計して、それらの情
報を部品種記憶部２１に出力する。部品種記憶部２１に
記憶されるデータは、各部品の部品ＩＤと、各部品の部
品名と、各部品の総個数および総装着時間との組み合わ
せからなる。

【００２２】ノズル割付生成部２２は、部品デ−タ記憶
部１１の記憶しているデ−タと、ノズル特性記憶部１３
の記憶しているデータと、部品種記憶部２１の記憶して
いるデータとから、部品デ−タ記憶部１１に記憶されて
いる各部品を吸着するために必要なノズルのノズル種と
必要なノズル本数を決定する。

【００２３】ノズル割付生成部２２は、ノズル種毎に要
求される要求ノズル本数Ｎ₀ を、ノズル種毎の部品総数
Ａ₀ ，ノズルヘッド毎の部品総数Ｂ₀ 、ノズルヘッドに
装着可能なノズル本数Ｃ₀ から次式（１）によって算出
する。なお、ノズルヘッド毎の部品総数Ｂ₀ は、部品種
記憶部２１の記憶している部品個数から総部品個数を算
出し、これを各ノズルヘッドに均等に割り付けた数であ
る。したがって、ノズルヘッドが２つの場合には、総部
品個数の半分の数となる。

【００２４】 Ｎ₀ ＝ （Ａ₀ ／Ｂ₀ ）×Ｃ₀ …（１）

【００２５】なお、要求ノズル本数Ｎ₀ は整数でなけれ
ばならないので、整数でない場合は、四捨五入を行う。
また、もし、要求ノズル本数Ｎ₀ が０．５よりも小さい
時は１とする。但し、この処理を行うとノズルヘッドの
装着可能なノズル本数Ｃ₀ を上回ってしまうので（ノズ
ルヘッドに装着できなくなる他のノズル種が発生してし
まう）、他のノズル種の本数を差し引かなければならな
い。また、ノズルヘッド毎の部品総数Ｂ₀ がノズルヘッ
ドの装着可能なノズル本数Ｃ₀ より少ない時は、要求ノ
ズル本数Ｎ₀ をノズル毎の部品総数Ａ₀ とする。

【００２６】さらに、要求ノズル本数Ｎ₀ が、ノズルヘ
ッドの装着可能なノズル本数Ｃ₀ より多くなってしまっ
た場合は、各部品に対するノズル数満足度Ｓ₀ （％）
を、要求ノズル本数Ｎ₀ および要求ノズル本数Ｎ₀ の小
数点以下を切り捨てた値Ｎ₀ ’から次式（２）によって
計算する。

【００２７】 Ｓ₀ ＝ Ｎ₀ ’／Ｎ₀ ×１００ …（２）

【００２８】この部品に対するノズル数満足度Ｓ₀ の数
値が高く、また割り当てられたノズル数の多いものから
減らす。また、ノズル数満足度Ｓ₀ を平均的に上げてお
くと、後述する理論パス数Ｐ₀を少なく抑えることがで
き、装着時間の短縮を図ることができる。ノズル数満足
度Ｓ₀ が８０％以下になるのは、要求ノズル本数Ｎ₀ が
１．５よりも小さく、１．２５以上のときなので、部品
に対するノズル数満足度が高く、割り当てノズル本数の
多いところから１本移すなどして調整を行う。

【００２９】ノズル割付記憶部２３に記憶されるデータ
は、ノズル種ＩＤ、ノズル種ＩＤに対応するノズルに割
り付けられた各部品の部品総個数、総装着時間、各構成
部品種毎の個数、要求ノズル本数Ｎ₀ 、ノズル数満足度
Ｓ₀ および各部品種毎の装着時間と個数の組み合わせデ
ータからなる。

【００３０】作業平準管理部３１は、マシン構成記憶部
３０に記憶されたデータと、ノズル割付記憶部２３に記
憶されたデータに基づいて、各ノズルヘッドの実装作業
時間を平準化させるためのデータを作成する。

【００３１】作業平準管理部３１は、ノズル割付記憶部
２３に記憶されているノズル種毎に求められた総装着時
間のデータを使用して、各ノズルヘッドにおける総装着
時間ができるだけ均等になるようにノズル種（部品種）
を各ノズルヘッドに割り当て決定する。これによって、
各ヘッドが装着するノズルのノズル種および部品種が同
時に割り当てられたことになる。仮ノズル配置記憶部３
２は、各ノズルヘッド毎のノズル配置データを記憶す
る。また、仮カセット配置記憶部３３は、各ノズルヘッ
ドが担当する部品種データを記憶する。

【００３２】カセット配置管理部３４は、仮カセット配
置記憶部３３に記憶されたデータから部品を供給するカ
セットの配置を決定する。まず、各ノズルヘッドにおい
て、各ノズルヘッドに割り当てられた各カセットでの装
着時間ができるだけ均等になるように部品種単位で分割
する。次に、各々のカセットで部品数の多い部品種から
基板上のＸ方向の部品配置重心を求め、そこに最も近い
カセット位置にそのカセットを配置する。カセット配置
記憶部３５は、カセットの配置データを記憶する。

【００３３】ノズル配置管理部３６では、仮ノズル配置
記憶部３２に記憶されているデータを用いてノズルヘッ
ドにおけるノズルの配置を決定する。ノズルの配置の決
定方法は、同じノズル種がなるべく隣合わせにならない
ように配置を決定していく。例えば、ノズルの配置が図
３（ａ）に示したように、円周上に配置されるのであれ
ば、同じノズル種がなるべく１８０度位置で対向するよ
うに決定する。なお、要求ノズル本数Ｎ₀ が奇数本の場
合には、なるべく装着（担当）部品数の近い部品種と組
み合わせるようにする。ノズル配置記憶部３７は、決定
されたノズル配置データを記憶する。

【００３４】パス生成部４０は、配線基板上を横切る回
数（パス数）を計算する。ここで、電子部品を基板上に
実装するために、Ｙ軸方向に横切る経路をパスと呼ぶ。
ノズル本数を要求ノズル本数で割った最小のものを検索
し、そのノズルに対して前面側、後面側それぞれの理論
パス数Ｐ₀ をそのノズルで吸着する部品総数Ａ₁ および
ノズル本数Ｎ₁ から次式（３）によって算出する。

【００３５】Ｐ₀ ＝Ａ₁ ／Ｎ₁ …（３）

【００３６】次いで、各々のパス中に装着する部品を決
定する。まず、パス中で装着しなければならない最低部
品点数をノズル毎に計算する。一番最初のパスでは、最
初のパスで装着しなければならない部品数Ｌ₀ を、理論
パス数Ｐ₀ 、部品総数Ａ₁ およびノズル本数Ｎ₁ から次
式（４）によって算出する。

【００３７】 Ｌ₀ ＝ Ａ₁ − Ｐ₀ ×Ｎ₁ …（４）

【００３８】次からは、次式（５）によって、今回のパ
スで装着しなければならない部品数Ｌ_i をそのノズルで
装着する部品総数Ａ_i と前回までで装着し終わった部品
数Ｂ_i と残りのパス数Ｐ_i とノズル本数Ｎ₁ から次式
（５）によって算出する。

【００３９】 Ｌ_i ＝ Ａ_i − Ｂ_i − Ｐ_i ×Ｎ₁ …（５）

【００４０】基板デ−タ右端から左に向かって（−Ｘ軸
方向に）ノズルの種類毎に部品を抽出していき、全ての
ノズルが装着しなければならない部品数を満たしたとこ
ろで終了する。但し、そこに至る以前にノズル本数分部
品を選択してしまったものは、そこから除外する。ま
た、装着しなければならない部品数を超えても他のノズ
ルのために検索が続けられる場合は、ノズル本数分まで
抽出を続行する。同一Ｘ座標上に同一部品が並んでいる
場合は、その部品が搭載されている側（Ｙ座標がその部
品のカセットに近い）を優先する。そのパスで装着しな
ければならない部品数がそのノズル本数を下回った場合
は、相対するノズルの事を考慮すると空いているノズル
をうめてやった方がよい。そこで以下のような処理を行
う。

【００４１】（１）自分が偶数本のノズルで奇数個の部
品を選択している場合には、新たな検索は行わない。 （２）自分が偶数本のノズルで奇数個の部品を選択して
いる場合、相対するノズル群が奇数個の部品を選択して
いるならばなにもしない。偶数個の部品を選択している
場合には、さらに検索を進め自分も偶数個の部品を選択
するようにする。 （３）自分が奇数本のノズルで偶数個の部品を選択して
いる場合は、相対するノズル群が奇数個の部品を選択し
ている場合には、さらに検索を進め自分も奇数個の部品
を選択するようにする。偶数個の部品を選択している場
合はなにもしない。 （４）自分が奇数本のノズルで奇数個の部品を選択して
いる場合は、相対するノズル群が奇数個の部品を選択し
ている場合にはなにもしない。偶数個の部品を選択して
いる場合には、さらに検索を進め自分も偶数個の部品を
選択するようにする。但し、検索を進める幅は、対象基
板のＸ方向サイズを理論パス数Ｐ₀ で割った数以内とす
る

【００４２】パス記憶部４１は、上述のようにして決定
したパスとそのパス内の装着部品からなるパスデータを
記憶する。

【００４３】吸着順番管理部５０は、パス記憶部４１の
情報を使用して、パス内のノズル毎に電子部品を吸着す
る順番を決定する。この吸着順番は、その電子部品が置
かれているカセットの番号の若い順番に吸着できるよう
に決定する。吸着順番記憶部５１は、決定された吸着順
番データを記憶する。

【００４４】装着順番管理部５２は、パス記憶部４１の
情報を使用して、各々のパス内のノズル毎の電子部品の
装着順番を決定する。各々のパス内の最後の吸着位置に
最も近い装着位置から順番に装着していく。具体的に
は、装着順番は座標データ記憶部１２の装着座標データ
を用いて最後の吸着位置からの距離の短い順に装着順番
を決定する。装着順番記憶部５３は、決定された装着順
番データを記憶する。

【００４５】ＮＣプログラム生成部５４は、カセット配
置記憶部３５のカセット配置データと、ノズル配置記憶
部３７のノズル配置データと、吸着順番記憶部５１の吸
着順番データと、装着順番記憶部５３の装着順番データ
とからなるＮＣデータを基に、ＮＣ装置８０のためのＮ
Ｃプログラムを生成する。

【００４６】次に、上記構成の電子部品実装システムの
処理手順の一例について図１３に示すフローチャートに
基づいて説明する。まず、各データをＮＣデータ作成装
置１に入力する（ステップＳ１）。具体的には、ＣＡＤ
データとして作成された配線基板設計データＤＴ₀ をＮ
Ｃデータ作成装置１に入力する。たとえば、ＮＣデータ
作成装置１がパーソナルコンピュータで構成されてお
り、当該コンピュータにＣＡＤソフトが組み込まれてい
る場合には、ＣＡＤデータの入力は容易に行なわれる。
さらに、実装機構成データＤＴ₁ 、装着時間データＤＴ
₂ およびノズル特性ＤＴ₃ を入力する。各種データＤＴ
₁ 〜ＤＴ₃ は、上述の入力部１０を通じて行なわれる。

【００４７】実装機構成データＤＴ₁ は、たとえば、図
９に示すようなデータ構成とする。実装機６０は左右２
つのノズルヘッド７０と、４つの供給部６７ａ〜６７ｄ
を有しており、２つのノズルヘッド７０に部品を供給す
る供給部６７ａ〜６７ｄのに設けられるカセットの数と
供給部６７ａ〜６７ｄの座標位置を指定したデータとす
る。

【００４８】ノズル特性データＤＴ₃ は、たとえば、図
１０に示すようなデータ構成とする。実装機６０に装着
可能な各ノズル７１にそれぞれＩＤが付与されている。
ノズル特性データＤＴ₃ は、これらＩＤの付与された各
ノズル７１に対して、当該ノズル７１が吸着する部品種
と、当該ノズル７１の種類とを示すデータからなる。

【００４９】装着時間データＤＴ₂ は、たとえば、図８
に示すようなデータ構成とする。装着時間データＤＴ₂
は、各部品種と、各々の部品種の配線基板への装着時間
とを示すデータからなる。なお、各装着時間は予め測定
されている。

【００５０】次に、各種データの入力が完了すると、Ｃ
ＡＤデータから配線基板に実装する電子部品の部品デ−
タと電子部品を装着する位置を示す装着座標デ−タが分
離される（ステップＳ２）。部品デ−タと装着座標デ−
タの分離は、入力部１０において行なわれる。部品デ−
タは、たとえば、図６に示すようなデータ構成となって
いる。すなわち、配線基板Ｂに実装する各部品Ｐには部
品ＩＤが付与され、各々の部品ＩＤに対して部品の種類
を示す部品種ＩＤおよび部品名称が与えられたデータ構
成となっている。装着座標デ−タは、たとえば、図７に
示すようなデータ構成となっている。すなわち、配線基
板Ｂに実装する各部品Ｐには部品ＩＤが付与され、各々
の部品ＩＤに対して部品の種類を示す部品種ＩＤおよび
装着位置（Ｘ座標、Ｙ座標）が与えられている。

【００５１】次いで、各部品を吸着するために必要なノ
ズルの種類と必要なノズル本数が決定される（ステップ
Ｓ３）。必要なノズルの種類と必要なノズル本数の決定
は、ノズル割付生成部２２において行なわれる。このと
き決定されるノズルの種類とノズル本数のデータは、た
とえば、図１２に示すようなデータ構成となっている。
すなわち、各ノズル種に対して要求される、部品を配線
基板Ｐに装着する総装着時間、総部品個数、構成部品種
数、ノズル本数、ノズル数満足度の各データおよび各部
品種毎の部品個数および装着時間の各データからなる。

【００５２】次いで、各ノズルヘッド７０に装着するノ
ズルの種類および部品の種類が割り当て決定される（ス
テップＳ４）。ノズルの種類および部品の種類の割り当
て決定は、作業平準管理部３１において行なわれる。割
り当て決定されたノズルの種類データは、たとえば、図
１３に示すようなデータ構成となっている。すなわち、
左右のノズルヘッド７０の担当するノズルの種類とその
本数のデータからなっている。また、割り当て決定され
た部品の種類のデータは、たとえば、図１４に示すよう
なデータ構成となっている。すなわち、左右のノズルヘ
ッド７０の担当する総部品種数と部品種毎の個数および
装着時間のデータからなる。

【００５３】次いで、各ノズルヘッド７０に割り当てら
れたノズルの配置が決定される（ステップＳ５）。ノズ
ル配置の決定は、作業平準管理部３１において行なわれ
る。決定されたノズル配置データは、たとえば、図１６
に示すようなデータ構成となっている。すなわち、左右
のノズルヘッド７０の有する１０箇所のノズル装着位置
のそれぞれに対応する装着されるノズルの種類のデータ
からなる。

【００５４】次いで、各ノズルヘッド７０に割り当てら
れた部品を供給するためのカセットＣの配置が決定され
る（ステップＳ６）。カセットＣの配置は、カセット配
置管理部３４において決定される。決定されたカセット
Ｃの配置データは、たとえば、図１５に示すデータ構成
となっている。すなわち、各々のカセットＣにはＩＤが
付与されており、各ＩＤのカセットＣに対応する供給さ
れる部品種のデータからなる。

【００５５】次いで、各ノズルヘッドが配線基板上を横
切るパスデータが生成される（ステップＳ７）。パスデ
ータの生成は、パスデータ生成部４０において生成され
る。生成されたパスデータは、たとえば、図１７に示す
ようなデータ構成となっている。すなわち、各パスにお
いて、当該パスにおける装着すべき部品個数、部品Ｉ
Ｄ、仮吸着順番、仮装着順番およぼ装着座標の各データ
からなる。

【００５６】次いで、各パスにおいてノズルが部品を吸
着する吸着順番が決定される（ステップＳ８）。吸着順
番は吸着順番管理部５０において決定される。決定され
た吸着順番データは、たとえば、図１８に示すようなデ
ータ構成となっている。すなわち、各パスにおいて、装
着すべき部品個数、部品ＩＤ、部品種ＩＤ、吸着順番の
各データからなっている。

【００５７】次いで、各パスにおいてノズルが部品を配
線基板Ｂへ装着する装着順番が決定される（ステップＳ
９）。装着順番は装着順番管理部５２において決定され
る。決定された装着順番データは、たとえば、図１９に
示すようなデータ構成となっている。すなわち、各パス
において、装着すべき部品個数、部品ＩＤ、部品種Ｉ
Ｄ、装着順番、装着座標の各データからなる。

【００５８】次いで、図１５、図１６、図１８および図
１９に示したカセット配置データ、ノズル配置データ、
吸着順番データ、装着順番データを基に、ＮＣ装置８０
用のたとえばＧコードと呼ばれるＮＣプログラムを生成
する（ステップＳ１０）。

【００５９】次いで、ＮＣ装置８０には、生成されたＮ
Ｃプログラムがダウンロードされ、ＮＣ装置８０はＮＣ
プログラムにしたがって、実装機６０に所定位置にカセ
ットＣを配置させ、所定のノズルヘッド７０に各種のノ
ズル７１を装着させ、所定の吸着順番および装着順番に
したがって、電子部品Ｐを配線基板Ｂに実装する作業を
行なわせる（ステップＳ１１）。

【００６０】以上のように、本実施形態によれば、ノズ
ル割付生成部２２によって、実装時間を短縮化可能な最
適なノズル種毎のノズル本数を決定することができる。
また、作業平準管理部３１によって、各ノズルヘッドの
実装作業時間を平準化（均等化）させることができる。
また、ノズル配置管理部３６によって、実装時間を短縮
化可能な最適なノズルの配置を決定することができる。
また、カセット配置管理部３４によって、実装時間を短
縮化可能な最適なカセットの配置を決定することができ
る。パス生成部４０によって、効率良く実装作業を行な
うことができる最適なパスデータを生成することができ
る。吸着順番管理部５０によって、吸着作業に要する時
間を短縮化可能な最適な吸着順番を決定することができ
る。装着順番管理部５２によって、装着作業に要する時
間を短縮化可能な最適な吸着順番を決定することができ
る。

【００６１】これらのことから、本実施形態では、ノズ
ル配置管理部３６、カセット配置管理部３４、吸着順番
管理部５０および装着順番管理部５２によって作成され
るＮＣデータは、実装機６０の電子部品の実装作業に要
する時間を短縮化し、また、左右のノズルヘッドの稼働
率を均等化させて実装機６０の稼働率を向上させること
ができる。また、ＮＣデータ作成装置１に入力される各
種データは標準化されており、作成されるＮＣデータ
は、作成者の経験等によらず均質なものとなり、品質が
向上する。

【００６２】なお、本実施形態では、実装機６０を例に
とって説明したが、本発明はこれに限定されず、種々の
電子部品実装機に対応可能である。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、実装用のＮＣデータの
作成が作業者に依存することなく、また、作業途中での
操作ミスも低減し、かつ、実装機の稼働効率を向上させ
ることが可能になる。また、本発明によって作成された
ＮＣデータは、作成者の経験等によらず均質なものとな
り、品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電子部品の実装シス
テムの構成を示す説明図である。

【図２】実装機の構成例を示す説明図である。

【図３】部品吸着ノズルの配置および動作例を示す説明
図である。

【図４】本発明の実施形態に係るＮＣデータ作成装置の
構成例を示すブロック図である。

【図５】本発明の一実施形態に係る電子部品の実装シス
テムの処理の一例を示す説明図である。

【図６】部品データの一例を示す図である。

【図７】装着座標データの一例を示す図である。

【図８】装着時間データの一例を示す図である。

【図９】マシン構成データの一例を示す図である。

【図１０】ノズル特性データの一例を示す図である。

【図１１】部品種集計データの一例を示す図である。

【図１２】ノズル割付データの一例を示す図である。

【図１３】仮ノズル配置データの一例を示す図である。

【図１４】仮カセット配置データの一例を示す図であ
る。

【図１５】カセット配置データの一例を示す図である。

【図１６】ノズル配置データの一例を示す図である。

【図１７】パスデータの一例を示す図である。

【図１８】吸着順番データの一例を示す図である。

【図１９】装着順番データの一例を示す図である。

【符号の説明】

１…ＮＣデータ作成装置、１０…データ入力部、１１…
部品データ記憶部、１２…座標データ記憶部、１３…ノ
ズル特性記憶部、２４…装着時間記憶部、３０…マシン
構成記憶部、２０…部品種管理部、２２…ノズル割付生
成分、２１…部品種記憶部、２３…ノズル割付記憶部、
３１…作業平準管理部、３２…仮ノズル配置記憶部、３
３…仮カセット配置記憶部、３４…カセット配置管理
部、３５…カセット配置記憶部、３６…ノズル配置管理
部、３７…ノズル配置記憶部、４０…パス生成部、４１
…パス記憶部、５２…装着順番管理部、５３…装着順番
記憶部、５０…吸着順番管理部、５１…吸着順番記憶
部、５４…ＮＣプログラム生成部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 博昭 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品を吸着するノズルと、前記ノズル
   を保持するノズルヘッドと、前記ノズルヘッドを移動す
   る移動手段と、電子部品を前記ノズルに供給する部品供
   給手段と、前記ノズルおよび移動手段を駆動制御する制
   御手段とを有し、配線基板に電子部品を実装する電子部
   品実装機の前記制御手段用の数値制御データを作成する
   ＮＣデータ作成装置であって、 配線基板設計情報から実装すべき電子部品データと当該
   電子部品を実装する位置座標を示す座標データとを抽出
   する抽出部と、 前記電子部品データを記憶する部品データ記憶部と、 前記座標データを記憶する座標データ記憶部と、 前記各電子部品を吸着するノズルの種類を記憶するノズ
   ル特性記憶部と、 前記実装機の構成データを記憶する実装機データ記憶部
   と、 前記電子部品の種類毎の前記配線基板への装着に要する
   装着時間データを記憶する装着時間データ記憶部と、 前記各記憶部に記憶されたデータに基づいて前記数値制
   御データを作成するＮＣデータ作成手段とを有するＮＣ
   データ作成装置。
2. 【請求項２】前記ＮＣデータ作成手段は、前記部品デ−
   タ記憶部のデ−タと、前記ノズル特性記憶部のデータ
   と、前記装着時間データ記憶部のデータとから、各部品
   を吸着するために必要なノズルの種類と必要なノズル本
   数を決定するノズル割付生成部と、 前記ノズル割付記憶部のデータから各ノズルヘッドにお
   ける総装着時間ができるだけ均等になるように、各ノズ
   ルヘッドに装着するノズルの種類および部品の種類を割
   り当て決定する作業平準管理部と、 前記作業平準管理部において各ノズルヘッドに割り当て
   られたノズルの当該ノズルヘッドにおける配置を決定す
   るノズル配置管理部と、 前記作業平準管理部において各ノズルヘッドに割り当て
   られた部品を供給するための前記部品供給手段の各ノズ
   ルヘッドに対する配置を、前記実装機データ記憶部のデ
   ータに基づいて決定する部品供給手段配置管理部と、 前記決定された各ノズル配置データと前記部品供給手段
   配置データと前記座標データ記憶部のデータに基づい
   て、前記各ノズルヘッドが配線基板上を横切るパスデー
   タを生成するパスデータ生成部と、 前記パスデータに基づいて部品を吸着する吸着順番を決
   定する吸着順番管理部と、 前記パスデータに基づいて部品を前記配線基板へ装着す
   る装着順番を決定する装着順番管理部とを有する請求項
   １に記載のＮＣデータ作成装置。
3. 【請求項３】前記ノズル配置管理部と、前記部品供給手
   段配置管理部と、前記吸着順番管理部と、前記装着順番
   管理部とにおいて決定された各情報を前記数値制御デー
   タとして、前記制御手段のためのＮＣプログラムを生成
   するＮＣプログラム生成部をさらに有する請求項２に記
   載のＮＣデータ作成装置。
4. 【請求項４】前記ノズル割付生成部は、ノズルの種類毎
   に要求される要求ノズル本数Ｎ₀ を、前記部品データか
   ら算出した総部品個数を各ノズルヘッド毎に均等に割り
   付けたノズルヘッド毎の部品総数Ｂ₀ と、ノズルヘッド
   に装着可能なノズル本数Ｃ₀と、ノズルの種類毎に当該
   ノズルが吸着を行なう部品の部品総数Ａ₀ とから次式に
   よって算出する請求項２に記載のＮＣデータ作成装置。 Ｎ₀ ＝ （Ａ₀ ／Ｂ₀ ）×Ｃ₀ …（１）
5. 【請求項５】前記作業平準管理部は、ノズルの種類毎に
   割り付けられた電子部品の総装着時間を算出し、各ノズ
   ルヘッドにおける電子部品の総装着時間ができるだけ均
   等になるように各ノズルを各ノズルヘッドに割り当てる
   請求項２に記載のＮＣデータ作成装置。
6. 【請求項６】前記ノズル配置管理部は、各ノズルヘッド
   におけるノズルの配置を、隣合うノズルの種類がなるべ
   く同じにならないように配置を決定する請求項２に記載
   のＮＣデータ作成装置。
7. 【請求項７】前記ノズル配置管理部は、前記ノズルが前
   記ノズルヘッドに円周上に配置される場合には、同じ種
   類のノズルが可能なるべく対向配置されるようにノズル
   配置を決定する請求項６に記載のＮＣデータ作成装置。
8. 【請求項８】前記部品供給手段配置管理部は、各ノズル
   ヘッドに割り当てられた前記部品供給手段からの電子部
   品の前記配線基板への装着時間ができるだけ均等になる
   ように各部品供給手段の配置を決定する請求項２に記載
   のＮＣデータ作成装置。
9. 【請求項９】前記吸着順番管理部は、前記各部品供給手
   段に配列された電子部品の配列順に吸着順番を決定する
   請求項２に記載のＮＣデータ作成装置。
10. 【請求項１０】前記装着順番管理部は、前記各々のパス
    内の最後の吸着位置に最も近い装着位置から順番に装着
    順番を決定する請求項２に記載のＮＣデータ作成装置。
11. 【請求項１１】電子部品を吸着するノズルと、前記ノズ
    ルを保持するノズルヘッドと、前記ノズルヘッドを移動
    する移動手段と、電子部品を前記ノズルに供給する部品
    供給手段と、前記ノズルおよび移動手段を駆動制御する
    制御手段とを有し、配線基板に電子部品を実装する電子
    部品実装機の前記制御手段用の数値制御データを作成す
    るＮＣデータ作成方法であって、 配線基板設計情報と、前記各電子部品を吸着するノズル
    の種類のデータと、前記実装機の構成データと、前記電
    子部品の種類毎の前記配線基板への装着に要する装着時
    間データとを準備するステップと、 前記配線基板設計情報から実装すべき部品データと当該
    部品を実装する位置座標を示す座標データとを抽出する
    ステップと、 前記各データに基づいて前記数値制御データを作成する
    ステップとを有するＮＣデータ作成方法。
12. 【請求項１２】前記数値制御データを作成するステップ
    は、 前記部品デ−タと、前記ノズルの種類のデータと、前記
    装着時間データとから、各部品を吸着するために必要な
    ノズルの種類と必要なノズル本数を決定するステップ
    と、 決定されたノズルの種類と必要なノズル本数の情報に基
    づいて各ノズルヘッドに装着するノズルの種類および部
    品の種類を割り当て決定するステップと、 各ノズルヘッドに割り当てられたノズルの当該ノズルヘ
    ッドにおける配置を決定するステップと、 各ノズルヘッドに割り当てられた部品を供給するための
    前記部品供給手段の各ノズルヘッドに対する配置を、前
    記実装機の構成データに基づいて決定するステップと、 決定されたノズルの配置および部品供給手段の配置と前
    記座標データに基づいて、前記各ノズルヘッドが配線基
    板上を横切るパスデータを生成するステップと、 前記パスデータに基づいて部品を前記部品供給手段から
    吸着する吸着順番を決定するステップと、 前記パスデータに基づいて部品を前記配線基板へ装着す
    る装着順番を決定するステップと、 前記ノズルのノズルヘッドにおける配置と、前記部品供
    給手段の各ノズルヘッドに対する配置と、前記吸着順番
    と、前記装着順番とから数値制御データを構成するステ
    ップとを有する請求項１１に記載のＮＣデータ作成方
    法。
13. 【請求項１３】前記数値制御データを作成するステップ
    において決定されたノズルの配置、部品供給手段の配
    置、部品の吸着順番および部品の装着順番からなる数値
    制御データに基づいて、前記制御手段に適用される数値
    制御プログラムを生成するステップをさらに有する請求
    項１２に記載のＮＣデータ作成方法。