专利名称：元件安装线的制作方法
技术领域：
本发明涉及将串联配置有多级能够更换安装头的元件安装机而成的元件安装线，更详细而言，涉及在连续生产多个基板种类的基板之前确定各元件安装机的安装头的机构。
背景技术：
作为对安装有多个元件的基板进行生产的设备，有焊料印刷机、元件安装机、回流机、基板检查机等，通过利用基板搬运装置将它们连接起来而构筑成基板生产线。而且，将模块化的多个元件安装机串联配置而构成元件安装线的情况较多。在这种元件安装机或元件安装线中，安装的元件的种类、尺寸及个数对应生产的基板种类而进行变化，因此大多数情况下操作员相应地更换为适当的安装头，实现生产效率的提高。例如，仅具有I个吸嘴的通用头能够吸附小的元件到大的元件，能够安装的元件种类多，另一方面，对应各个元件而在元件供给装置与基板之间往复移动，安装效率低。相反地，具有多个吸嘴的高速头由于各·吸嘴吸附的元件的尺寸受制约，因此可安装的元件种类减少，另一方面，仅在元件供给装置与基板之间进行一次往复就能够安装多个元件，因此安装效率高。在此，在元件安装线的多级元件安装机中能够更换安装头时，若全部更换为通用头，则能够可靠地安装所需的全部种类的元件，但所需时间延长。相反地，若为了缩短所需时间而全部更换为高速头，则有时会残留有无法安装的元件种类。因此，在元件安装线中，存在能够安装所需的全部种类的元件且能缩短所需时间以提高生产效率的各元件安装机的安装头的组合。另外，根据安装头的组合，确定向各元件安装机的元件种类的分配。此时，各元件安装机优选以使元件安装所需的单独周期时间尽可能均等化的方式分配元件种类。由此，在元件安装线内不会产生被称为瓶颈的隘路，缩短由单独周期时间的最大值表示的基板种类周期时间，生产能力即生产效率进一步提高。本申请的申请人在专利文献I的换产数据组生成方法中公开了与这种安装头的组合的确定相关的技术。该技术以电子电路元件安装系统(元件安装线)为对象，该电子电路元件安装系统包括能够变更安装头的结构及多个元件供给部件(元件收容装置)的配置的多个安装单元(元件安装机)。并且，其特征在于，在多个种类的电子电路的组装作业开始(元件安装动作)之前，以允许安装头的结构变更为条件，生成元件供给部件的安装和/或拆卸的次数尽可能减少的换产数据组。由此，若按照生成的换产数据组进行换产，则能得到元件供给部件的换产工时减少，换产所需的时间缩短，生产率提高的效果。专利文献专利文献I :日本专利第4644162号公报然而，专利文献I的技术中，虽然在每次变更基板种类而允许变更各安装单元(元件安装机)的安装头的条件下，具有减少元件供给部件的安装及拆卸的次数的效果，但在连续生产多个基板种类时并不是一直使用相同的安装头的组合。因此，在进行各基板种类的生产个数少的种类多数量少的生产时，换产时间与元件安装线的动作时间之比升高，通过变更安装头来延长换产时间，生产效率大幅下降。因此，在以种类多数量少的生产方式来生产多个基板种类的基板时，若可在中途不变更各元件安装机的安装头而持续使用，则能提高生产效率。另外，在安装头的种类或数量被限定时，例如，没有足够数量的安装头的情况下或在企业内的多个元件安装线上共用安装头而随意使用时，在大量生产中，安装头的变更也受到制约。因此，以连续生产多个基板种类且基板种类整体的生产效率提高的方式将各元件安装机的安装头的组合固定，使向各元件安装机的元件种类的分配及各元件安装机的元件供给装置中的元件种类的排列顺序最优化，在提高生产效率的方面是有效的。
发明内容
本发明鉴于上述背景技术的问题点而提出，所要解决的课题在于提供一种元件安装线，在串联配置有多级可更换安装头的元件安装机的结构中，在连续生产多个基板种类的期间不更换安装头的条件下确定安装头的种类，使得安装所需的所需时间缩短，从而提 高生产效率。解决上述课题的本发明的第一方面的元件安装线串联地配置有多级元件安装机，该元件安装机具备基板搬运装置、元件供给装置及元件移载装置，该基板搬运装置将基板向元件安装位置搬入、进行定位、从元件安装位置搬出，该元件供给装置以可拆装的方式设置多个用于收容多个元件的元件收容装置，该元件移载装置具有从所述元件供给装置的所述元件收容装置拾取所述元件并向定位后的所述基板进行安装的安装头及驱动所述安装头的头驱动机构，其中，多级的各元件安装机的元件移载装置能够选择性地安装多种安装头，所述多种安装头包括可安装的元件种类多且安装效率低的通用头及可安装的元件种类少且安装效率高的高速头，所述元件安装线还具备动作条件确定机构，在执行元件安装动作之前，该动作条件确定机构确定各个所述元件安装机的元件移载装置的安装头的种类，并确定在各个所述元件安装机的元件供给装置的多个元件收容装置中收容的元件种类的分配，以缩短所推定的安装所需的所需时间，该所需时间是在向多个基板种类各自的生产个数的基板上安装元件的期间不更换所述安装头的条件下推定的。本发明的第二方面以第一方面为基础，其中，所述动作条件确定机构使各个所述元件安装机向某基板种类的一个基板上安装元件所需的各自的单独周期时间尽可能地均等化，将各个所述元件安装机的所述单独周期时间中的最大值作为该基板种类的基板种类周期时间，将对于全部基板种类分别求出的所述基板种类周期时间相加而作为所述所需时间。本发明的第三方面以第一方面为基础，其中，所述动作条件确定机构使各个所述元件安装机向某基板种类的一个基板上安装元件所需的各自的单独周期时间尽可能地均等化，将各个所述元件安装机的所述单独周期时间中的最大值作为该基板种类的基板种类周期时间，将对于全部基板种类分别求出的所述基板种类周期时间乘以各自的所述生产个数之后进行相加而作为所述所需时间。本发明的第四方面以第一方面为基础，其中，所述动作条件确定机构使各个所述元件安装机向某基板种类的一个基板上安装元件所需的各自的单独周期时间尽可能地均等化，将各个所述元件安装机的所述单独周期时间中的最大值作为该基板种类的基板种类周期时间，将对于全部基板种类分别求出的所述基板种类周期时间乘以各基板种类的优先度系数之后进行相加而作为所述所需时间。本发明的第五方面以第一至第四方面中任一方面为基础，其中，所述动作条件确定机构，首先，将全部元件安装机的元件移载装置的安装头的种类临时设置为所述通用头，接着，从前级侧的元件安装机开始按顺序将所述安装头的种类从所述通用头依次更换为可安装的元件种类相对少且安装效率相对高的安装头，当能够在全部基板种类的基板上安装规定的全部元件种类的元件时，计算所述所需时间，当预计不能在全部基板种类的基板上安装规定的全部元件种类的元件时，中止安装头的更换，最终，采用所需时间最短的安装头的种类的组合。本发明的第六方面以第一至第四方面中任一方面为基础，其中，所述动作条件确定机构，首先，将全部元件安装机的元件移载装置的安装头的种类临时设置为所述高速头， 接着，从后级侧的元件安装机开始按顺序将所述安装头的种类从所述高速头依次更换为可安装的元件种类相对多且安装效率相对低的安装头，当能够在全部基板种类的基板上安装规定的全部元件种类的元件时，计算所述所需时间，在通过计算而得到的所需时间过大时，中止安装头的更换，最终，采用所需时间最短的安装头的种类的组合。本发明的第七方面以第一至第六方面中任一方面为基础，其中，各个所述元件安装机的元件供给装置中的多个元件收容装置的元件种类的排列顺序能够按照所述基板种类进行变更，所述动作条件确定机构按照所述基板种类来确定所述元件种类的排列顺序。本发明的第八方面以第七方面为基础，其中，所述动作条件确定机构按照所述基板种类来确定各个所述元件安装机在一个基板上安装元件所需的各自的单独周期时间最小的最优的元件种类排列顺序。发明效果在本发明的第一方面的基板生产线中，多级的各元件安装机的元件移载装置能够选择性地安装包括通用头及高速头在内的多种安装头，在执行元件安装动作之前，以缩短所需时间的方式确定各元件安装机的元件移载装置的安装头的种类，且确定各元件安装机的元件种类的分配，其中，该所需时间是在对于多个基板种类不更换安装头的条件下推定的安装所需的时间。因此，在整个生产多个基板种类的期间，不需要操作员更换安装头的换产作业，且能够缩短所需时间，因此生产效率提高。在本发明的第二方面中，对于某基板种类，使各元件安装机的单独周期时间尽可能均等化，并将最大值作为基板种类周期时间，因此在元件安装线内不会产生隘路，基板种类周期时间缩短。而且，将对于全部基板种类分别求出的基板种类周期时间相加作为所需时间。因此，表示分别生产各基板种类的一个基板所需的时间的所需时间缩短，从而生产效
率提高。在本发明的第三方面中，与第二方面同样地，不会产生隘路，从而基板种类周期时间缩短。而且，将对于全部基板种类分别求出的基板种类周期时间乘以各自的生产个数之后相加，作为所需时间。因此，所需时间相当于分别以各自的生产个数生产各基板种类的基板所需的总生产时间(严格来说是除换产时间之外的总生产时间),该总生产时间缩短而生产效率提高。
在本发明的第四方面中，与第二方面同样地，不会产生隘路，从而基板种类周期时间缩短。而且，将对于全部基板种类分别求出的基板种类周期时间乘以各个基板种类的优先度系数之后相加，作为所需时间。因此，所需时间表示考虑了各基板种类的优先度的生产效率的尺度，该所需时间缩短，从而生产效率提高。在本发明的第五方面中，动作条件确定机构首先将全部的元件安装机临时设置为通用头，接着，从前级侧开始依次从通用头依次更换为安装效率相对高的安装头并分别计算所需时间，最终，采用所需时间最短的安装头的种类的组合。另外，在本发明的第六方面中，动作条件确定机构首先将全部的元件安装机临时设置为高速头，接着，从后级侧开始依次从高速头依次更换为安装效率相对低的安装头并分别计算所需时间，最终，采用所需时间最短的安装头的种类的组合。无论是何种形态，仅通过利用安装头的一部分组合计算所需时间就能够确定所需时间最短的最优的安装头组合，能够省去利用全部组合来计算所需时间的劳力和时间。
另外，无论是何种形态，由于在前级侧优先配置高速头，在后级侧优先配置通用头，因此元件种类的安装顺序自动地最优化。即，首先利用前级侧的高速头安装芯片电阻或芯片电容器等小型元件，然后利用后级侧的通用头安装IC元件或LSI元件等大型元件，因此安装完的小型元件不会妨碍大型元件的安装。假设若在前级侧配置通用头而先安装大型元件，则在利用后级侧的高速头安装小型元件时，安装完的大型元件有时会造成妨碍。其原因是，高速头具有多个吸嘴，另一方面，大型元件的元件高度较高，因此两者相互干扰的可能性增大。在第七方面的发明中，各元件安装机的元件供给装置中的多个元件收容装置的元件种类的排列顺序能够按照基板种类进行变更，动作条件确定机构按照基板种类来确定各元件安装机中的元件种类的排列顺序。此外，在本发明的第八方面中，动作条件确定机构按照基板种类确定各元件安装机在一个基板上安装元件所需的各自的单独周期时间最小的最优的元件种类排列顺序。在确定各元件安装机的安装头时也确定元件种类的分配，但各元件安装机的元件供给装置中的元件种类的排列顺序并未确定。在此，动作条件确定机构对各元件安装机的元件种类排列顺序进行最优化，因此单独周期时间最小化，而且基板种类周期时间及所需时间最小化，生产效率进一步提高。
图I是表示第一实施方式的元件安装线的整体结构的立体图。图2是表示系统底座的I个底座即2台元件安装机的立体图。图3是说明在元件移载装置中可选择地安装的3种安装头的立体图，(I)是高速头，(2)是中速头，(3)是通用头。图4是对3种各安装头能够安装的元件的概略尺寸进行整理表示的图。图5是表示动作条件确定机构进行的运算处理的内容的运算处理流程图的图。图6是表示运算处理流程图的前提条件及运算处理过程的一例的一览表的图。图7是在第一实施方式的元件安装线中示例说明动作条件确定机构确定安装头的组合的动作的图。图8是表示第二实施方式中的动作条件确定机构进行的运算处理的内容的运算处理流程图的图。图9是在第二实施方式的元件安装线中示例说明动作条件确定机构确定安装头的组合的动作的图。标号说明I :元件安装线11 :系统底座21 28 :元件安装机3 :基板搬运装置31 :第一搬运装置32 :第二搬运装置4 :元件供给装置41 :盒式供料器5 :元件移载装置51 :头驱动机构52 :安装头·52H:高速头53H:头主体54H :支架保持体55H:吸嘴支架56H:吸嘴52M:中速头53M:头主体55M、57M:吸嘴支架56M.58M.58M1 :吸嘴52L :通用头53H :头主体55L :吸嘴支架56L :吸嘴6 :元件相机7 :控制计算机8:吸嘴收容装置9 :基台 9I :罩A、B、C、D :基板种类 PA、PB、PC、PD :元件种类N、NA、NB、NC、ND :生产个数K、KA、KB、KC、KD :优先度系数t、tA、tB、tC、tD :基板种类周期时间T、TS、TN、TK :所需时间
具体实施例方式参考图I 图7，说明本发明的第一实施方式的元件安装线I。图I是表示第一实施方式的元件安装线I的整体结构的立体图。元件安装线I通过排列设置系统底座11而成，系统底座11搭载有2台结构相同的元件安装机。因此，元件安装线I串联配置共8台元件安装机21 28而成，左里侧的元件安装机21为前级侧，右近前侧的元件安装机28为后级侧。而且，如图中的XY坐标轴所示，向8台元件安装机21 28依次搬入搬出基板的方向为X轴方向,在水平面内与X轴方向正交的方向为Y轴方向。图2是表不系统底座11的I个底座即2台元件安装机27、28的立体图，参考图2来详细说明元件安装机28的装置结构。元件安装机28将基板搬运装置3、元件供给装置4、元件移载装置5、元件相机6、吸嘴收容装置8及控制计算机7等组装于基台9上而成。基板搬运装置3配置在元件安装机2的长度方向(Y轴方向)的中央附近。基板搬运装置3是将第一搬运装置31及第二搬运装置32并列设置的所谓双输送机类型的装置。第一搬运装置31包括沿着X轴方向平行地并列设置在基台9上的一对导轨及由导轨分别引导以载置并搬运基板的一对传送带(未图示)等。而且，在第一搬运装置31设有将搬运到元件安装位置的基板从基台9侧上推而定位的紧固装置(未图示)。第二搬运装置32也与第一搬运装置31同样地构成。元件供给装置4设置在元件安装机28的长度方向的前部(图2的左前侧)。元件供给装置4将多个盒式供料器41以可拆装的方式安装在主体部(未图示)上而构成。盒式供料器41相当于元件收容装置，具备供料器主体42、以可旋转且可拆装的方式安装在供料器主体42的后部(元件安装机28的前侧)的供给卷轴43、设置在供料器主体42的前端(元件安装机28的中央附近)的元件供给部44。供给卷轴43是供给元件的介质，卷绕有以恒定的间隔保持有规定个数的元件的载带(未图示)。该载带的前端被拉出至元件供给部44，对应各个载带而供给不同的元件。元件移载装置5是能够沿着X轴方向及Y轴方向 移动的所谓XY机器人类型的装置，从元件安装机28的长度方向的后部(图2的右里侧)配置到前部的元件供给装置4的上方。元件移载装置5由头驱动机构51及安装头52等构成。安装头52如后述那样具有多个种类，能够由操作员来选择性地安装。头驱动机构51沿着X轴方向及Y轴方向驱动安装头52。元件相机6是判定元件移载装置5的安装头52的吸嘴吸附的元件的好坏及元件吸附状态的好坏的装置。元件相机6配置在元件供给装置4的元件供给部44与第一搬运装置31之间的基台9上。而且，与元件相机6相邻地在基台9上配置吸嘴收容装置8。吸嘴收容装置8是在多个吸嘴保持孔分别收容吸嘴的装置。控制计算机7配置在上部的罩91的前侧上部。控制计算机7通过控制线将基板搬运装置3、元件供给装置4、元件移载装置5及元件相机6连接，适当交换信息并发出指令。而且，8台元件安装机21 28的各控制计算机7与未图示的主计算机连接，各控制计算机7及主计算机协作而控制元件安装动作。通过来自控制计算机7的控制，元件移载装置5的安装头52首先向元件供给装置4移动而吸附元件，接着向元件相机6移动而拍摄元件吸附状态，然后向基板移动而安装元件，最后向元件供给装置4返回。将这一连串的动作称为安装循环，将I次的安装循环所需的时间称为安装周期时间。而且，通过利用各元件安装机21 28反复进行安装循环，而对分配的元件种类的元件进行安装所需的时间是单独周期时间。另外，在本第一实施方式中，利用第一及第二搬运装置31、32交替地搬入搬出基板，利用元件移载装置5交替地进行元件安装。接着，说明元件移载装置5的安装头52的种类。在第一实施方式中，安装头52能够选择性地安装于头驱动机构51，由操作员更换。图3是说明利用元件移载装置5能够选择性地安装的3种安装头52的立体图，(I)是高速头52H，(2)是中速头52M，(3)是通用头52L。另外，安装头52并不局限于3种，在高速头52H及通用头52L这2种安装头的情况或4种以上安装头的情况下也能够实施本发明。图3的(I)所示的高速头52H是可安装的元件种类少且安装效率高的安装头。高速头52H在头主体53H的下侧以可升降且可旋转的方式保持支架保持体54H。支架保持体54H具有朝下的多个例如8个吸嘴支架55H，各吸嘴支架55H分别将吸嘴56H保持为朝下且可拆装。高速头52H的吸嘴支架55H及吸嘴56H为小型，且彼此相邻的吸嘴56H间的距离受制约，可安装的元件被限定为芯片电阻或芯片电容器等的小型元件。另一方面，通过I次的安装循环能够安装最多8个元件，安装效率高。图3的(3)所示的通用头52L是可安装的元件种类多且安装效率低的安装头。通用头52L在头主体53L的下侧以可升降且可旋转的方式保持仅I个吸嘴支架55L，吸嘴支架55L将吸嘴56L保持成朝下且可拆装。通用头52L的吸嘴支架55L及吸嘴56L为大型，因此能够安装大型的元件或特殊形状的元件，通用性优异，无法安装极小的元件。另一方面，每个元件需要进行I次的安装循环，安装效率低。图3的(2)所示的中速头52M是具有处于高速头52H与通用头52L之间的特性的安装头。中速头52M在头主体53M的下侧保持2个吸嘴支架55M、57M。其中一个吸嘴支架55M与通用头52L的大型的吸嘴支架55L类似，将大的吸嘴56M保持成朝下且可拆装。另一个吸嘴支架57M绕着水平方向的轴线可选择地保持有多个例如6个吸嘴58M。中速头52M 具有未图示的吸嘴选择装置，吸嘴选择装置使另一个吸嘴支架57M的多个吸嘴58M绕着轴线转动，并选择配置在下方而朝下的吸嘴58M1。中速头52M的其中一个吸嘴支架55M及吸嘴56M能够安装大型的元件或特殊形状的元件，通用性优异，另一个吸嘴支架57M能够选择吸嘴58M，因此可安装的元件的种类增多。另一方面，每2个元件需要进行I次的安装循环，安装效率中等。另外，虽然图3中省略，但各安装头52H、52M、52L在头主体53H、53M、53L的内部具有吸嘴驱动部及气压控制部。吸嘴驱动部是进行吸嘴56H、56M、56L、58M的升降及转动的部位，以伺服电动机为驱动源。气压控制部是吸附元件时的进行负压的产生及控制的部位，由气泵和阀类等构成。图4是将3种各安装头52H、52M、52L能够安装的元件的概略尺寸进行整理表示的图。图中的横轴表示元件的尺寸L，纵轴表示安装头52的种类。如图示那样，高速头52H仅能够安装从最小尺寸LI到L3的小型元件。而且，中速头52M能够安装的元件的最小尺寸L2比高速头52H的最小尺寸LI大，能够安装的元件的最大尺寸L4比高速头52H的最大尺寸L3大(L1<L2<L3<L4)。而且，通用头52L能够安装的元件的最小尺寸L2与中速头52M为相同程度，能够安装的元件的最大尺寸L5比中速头52M的最大的尺寸L4大(L4〈L5)。接着,说明主计算机具有的动作条件确定机构的功能。图5是表示动作条件确定机构进行的运算处理的内容的运算处理流程图的图。在执行元件安装动作之前，动作条件确定机构以缩短所需时间T的方式确定各元件安装机21 28的元件移载装置5的安装头52的种类，该所需时间T是在向多个基板种类的各自的生产个数的基板上安装元件的期间不更换安装头52的条件下推定的安装所需的时间。而且，动作条件确定机构在确定的安装头52的组合的条件下，确定收容在各元件安装机21 28的元件供给装置4的多个盒式供料器41 (元件收容装置)中的元件种类的分配。首先，参考图6来说明运算处理流程图的前提条件。图6是表示运算处理流程图的前提条件及运算处理过程的一例的一览表的图。在图6的一览表中，第一行的“基板种类信息”一栏表不不更换安装头52而连续地生产的多个基板种类,作为一例表不4个种类的基板种类A D。第二行的“元件种类信息”一栏表示在各个基板种类A D上安装的全部元件的元件种类PA ( = SPAk 2 TOk)的信息。具体而言，元件种类PA的信息包括表示在基板种类A的基板上分别各安装几个元件种类PA1、PA2、PA3……的信息；能够安装元件种类PA1、PA2、PA3……的安装头52的种类的信息。而且，第三行的“生产个数N”一栏表示基板种类A D的基板各自的预定生产个数NA ND。第四行的“优先度系数K”一栏表示对基板种类A D设定的各自的优先度系数KA KD。生产个数N及优先度系数K如后述那样在计算特定的所需时间TN、TK时使用。动作条件确定机构在图5的步骤SI中，首先把握前提条件。作为前提条件，除了上述的基板种类信息、元件种类信息、生产个数N及优先度系数K之外，还包括与各安装头52H、52M、52L的种类对应的安装周期时间或所需时间T的选择确定等。这些前提条件预先存储在主计算机内的存储器中或在元件安装动作之前被输入而进行设定。所需时间T是最终确定各元件安装机21 28的安装头52的种类的组合时采用的评价参数，考虑生产计划等而从下列的3个中择一确定。
(I)所需时间TS :全部基板种类的基板种类周期时间之和(2)所需时间TN :对于全部基板种类将各基板种类的基板种类周期时间与生产个数N之积相加之和(3)所需时间TK :对于全部基板种类将各基板种类的基板种类周期时间与优先度系数K之积相加之和(I)的所需时间TS表示各基板种类A D的基板分别生产一个所需的时间。所需时间TS在各生产个数NA ND大致相等时，例如是将各基板种类A D的基板组合而形成为I个最终产品时等优选的评价参数。而且，所需时间TS在各生产个数NA ND未定或不定时也可以选择。(2)的所需时间TN相当于各基板种类A D分别生产生产个数NA ND时所需的总生产时间，严格来说相当于除了换产时间之外的总生产时间。所需时间TN是各生产个数NA ND较大不同时优选的评价参数。(3)的所需时间TK表示考虑了各基板种类A D的优先度的生产效率的尺度。所需时间TK是在特定基板种类的优先度高时，例如，特定基板种类的交付时间迫近而需要紧急生产时等优选的评价参数。接着，在步骤S2中，将全部的元件安装机21 28的元件移载装置5的安装头52的种类临时设置为通用头52L。接着，在步骤S3中，对各基板种类A D中的向各元件安装机21 28的元件种类PA 的分配进行最优化。分配的最优化是指使在某基板种类的一个基板上安装元件所需的各元件安装机21 28的单独周期时间尽可能地均等化。通过最优化，计算从图6的第五行到第十二行所示的单独周期时间tji。另外，单独周期时间tji的标号的下标j是为了区别元件安装机21 28，下标i是为了区别基板种类A D。例如图6的例子中，对基板种类A中的向各元件安装机21 28的元件种类PA的分配进行最优化，结果得到单独周期时间tlA t8A。同样地，在基板种类B D中，得到单独周期时间tlB t8B、单独周期时间tlC t8C及单独周期时间tlD t8D。在此，单独周期时间tlA t8D大致通过各元件安装机21 28中的安装循环数与安装周期时间之积来求出。因此，动作条件确定机构不仅考虑各元件安装机21 28的安装头52的种类来分配可安装的元件种类，而且还尽可能均等地对各元件安装机21 28分配元件种类PA PD及其元件个数。但是，最优化的运算处理取决于安装头52的种类的组合而复杂化，因此动作条件确定机构根据需要反复进行尝试而进行最优化。接着，在步骤S4中，求出各基板种类A D的基板种类周期时间tA tD。例如，图6的第13行的基板种类A的基板种类周期时间tA通过各元件安装机21 28的单独周期时间tlA t8A (第5 12行)中的最大值来求出。接着，在步骤S5中，使用如下三式中的任一式来计算3个所需时间TS、TN、TK中的
任一者。TS=Sti (i=A D)TN=S (NiXti) (i=A D)TK=S (KiXti) (i=A D)至此，进行到图6的最下行为止的运算处理，求出所需时间T(TS或TN或TK)。所 需时间T是针对安装头52的一种组合而得到的。接着，在步骤S6中，检查所需时间T是否缩短，在缩短时进入步骤S7，否则进入S8。另外，在全部为通用头52L的首次的步骤S6中，求出所需时间T的初始值，因此无条件地进入步骤S7。在步骤S7中，更新并保持得到了缩短的所需时间T的安装头52的组合(在步骤S9中设定)及元件种类的分配(在步骤S3中设定)。与步骤S7的后步骤S8合流，从前级侧的元件安装机开始依次检查能否将通用头52L更换为高速头52H或中速头52M。即，检查是否还残留有通用头52L、及在进行更换后是否有可能在全部基板种类A D的基板上安装规定的全部元件种类PA ro的元件。在能够更换时，进入步骤S9，更换该安装头52。例如，在首次的步骤S9中，将最前级的元件安装机21的通用头52L更换为高速头52。然后返回步骤S3。另外，在因安装头52的种类而限定了可使用的数量时，在限定范围内进行更换。在第二次以后的步骤S3 S6中，对于设定的新的安装头52的组合分别实施图6的第5行以下的运算处理过程而求出所需时间T，检查是否缩短。并且，在所需时间T缩短时，是优选的运算结果，因此在步骤S7中对安装头52的组合及元件种类的分配进行更新并保持，进入步骤S8。而且，在所需时间T未缩短时，不是优选的运算结果，因此不进行更新保持地进入步骤S8。在第二次以后的步骤S8中，检查能否更换安装头52，在能更换的期间，反复进行从步骤S9返回步骤S3的运算处理。并且，在通用头52L用尽的时刻、或在全部基板种类A D的基板上能够安装规定的全部元件种类PA ro的元件的可能性为零的时刻，中止安装头52的更换，进入步骤S10。在步骤SlO中，采用保持的安装头52的组合及元件种类的分配，结束运算处理流程图。采用的运算处理结果是最终所需时间T最为缩短的优选的结果。 然后，动作条件确定机构根据采用的元件种类的分配，按照基板种类A D确定使各元件安装机21 28的单独周期时间tlA t8D最小化的最优的元件种类排列顺序。即，确定各元件安装机21 28的元件供给装置4的盒式供料器41的排列顺序。例如，动作条件确定机构以在某元件安装机的元件供给装置4中将使用频率高的元件种类靠中央配置并将使用频率低的元件种类靠端部配置的方式确定排列顺序。由此，能够缩短安装头52的总移动距离而实现单独周期时间tlA t8D的最小化。另外，确定盒式供料器41的排列顺序的运算处理也可以由各元件安装机21 28的控制计算机7执行而进行功能分担。接着，示例说明第一实施方式的元件安装线I的动作。图7是示例说明第一实施方式的元件安装线I中动作条件确定机构进行确定安装头52的组合的动作的图。图7的“情形No. ”一栏表示图5的运算处理流程图中的步骤S3 S8的反复次数，“各元件安装机的吸嘴的种类” 一栏表示通过步骤S2及S9设定的安装头52的组合。而且，“安装可否判定”一栏表示在全部基板种类A D的基板上能(图中的〇记号)否(图中的X记号)安装规定的全部元件种类PA ro的元件的判定结果，“所需时间T” 一栏是在能够安装时求出的值。在图7的情形Cl下，当将全部的元件安装机21 28临时设置为通用头52L时，在全部基板种类A D的基板上能够安装规定的全部元件种类PA ro的元件(能够安装)，实施图6的第5行以下的运算处理过程而求出所需时间T=Tl。在接着的情形C2下，当将最前级的元件安装机21的通用头52L更换为高速头52H时，能够安装，求出所需时间T=T2。在接着的情形C3 C5下，当将第二级到第四级的元件安装机22 24的通用头52L依次更换为高速头52H时，分别为能够安装，求出所需时间T=T3、T4、T5。在接着的情形C6下，当将第五级的元件安装机25的通用头52L更换为高速头52H时，无法在全部基板种类A D的基板上安装规定的全部元件种类的元件。例如在相对于全部元件种类PA 中的大型元件的数量，无法对其进行安装的高速头52H的数量过度增力口，且能够对其进行安装的中速头52M及通用头52L不足时，会发生上述状况。因此，在接·着的情形C7下，当将第五级的元件安装机25的高速头52H更换为中速头时，为能够安装，求出所需时间T=T7。此外，在接着的情形CS下，很明显即使将第六级的元件安装机26的通用头52L更换为高速头52H也无法安装，因此，当将通用头52L更换为中速头52M时，为能够安装，求出所需时间T=T8。在接着的情形C9下，当将第七级的元件安装机27的通用头52L更换为中速头52M时,无法安装。在此，由于能够在全部基板种类A D的基板上安装规定的全部元件种类PA ro的元件的可能性为零，因此中止安装头52的更换。并且，可以自动地更新并保持到目前为止得到的所需时间T= (Tl T5、T7、T8)中的最小值，采用该安装头52的种类的组合。根据第一实施方式的元件安装线1，在元件安装动作之前，以缩短所需时间T的方式确定各元件安装机21 28的安装头52的种类并确定各元件安装机21 28的元件种类的分配，该所需时间T是在对于多个基板种类A D不更换安装头52的条件下推定的安装所需的时间。因此，在生产多个基板种类A D的期间，操作员不需要进行更换安装头52的换产作业，且能够缩短所需时间T，因此生产效率提高。另外，对于某基板种类A使各元件安装机21 28的单独周期时间tlA t8A尽可能均等化，将最大值作为基板种类周期时间tA，因此在元件安装线I内不会产生隘路，基板种类周期时间tA缩短。而且，可以考虑生产计划等而适当地择一选择分别生产一个各基板种类A D的基板所需的所需时间TS、与分别以生产个数NA ND生产各基板种类A D所需的总生产时间相当的所需时间TN、表示考虑了各基板种类A D的优先度KA KD的生产效率的尺度的所需时间TK。并且，以缩短该所需时间T (TS或TN或TK)的方式确定安装头52的组合，生产效率提高。此外，将全部的元件安装机21 28临时设置为通用头52L，接着将通用头52L依次更换为高速及中速头52H、52M并分别计算所需时间T，因此能够省去根据安装头52的全部组合来计算所需时间T的劳力和时间。例如，在第一实施方式的装置结构中，安装头52的全部组合数为3个种类的8次幂、为6561种，在图7的例子中仅根据9种组合计算所需时间T即可。而且，由于在前级侧优先配置高速头52H，且在后级侧优先配置通用头52L，因此元件种类的安装顺序自动地实现最优化。即，首先利用前级侧的高速头52H安装芯片电阻或芯片电容器等小型元件，然后利用后级侧的通用头52L安装IC元件或LSI元件等大型元件，因此安装完的小型元件不会妨碍大型元件的安装。假设在前级侧配置通用头52L而先安装大型元件时，在利用后级侧的高速头52H安装小型元件时，安装完的大型元件有时会造成妨碍。而且，动作条件确定机构按照基板种类A D来确定使各元件安装机21 28各自的单独周期时间tlA t8D最小化的最优的元件种类排列顺序，因此基板种类周期时间tA tD及所需时间T也最小化，生广效率进一步提闻。接着，关于动作条件确定机构的运算处理内容不同的第二实施方式的元件安装线，主要说明与第一实施方式的不同点。第二实施方式的元件安装线的整体结构及各元件安装机的装置结构与图I 图4所示的第一实施方式相同。图8是表示 在第二实施方式中的动作条件确定机构进行的运算处理内容的运算处理流程图的图。第二实施方式的动作条件确定机构在确定安装头52的组合时，安装头52的临时设置的方法及更换的顺序不同。第二实施方式的动作条件确定机构在图8的步骤S21中，与第一实施方式同样地把握前提条件。接着在步骤S22中，将全部的元件安装机21 28的元件移载装置5的安装头52的种类临时设置为高速头52H。接着，在步骤S23中，检查是否能够在全部基板种类A D的基板上安装规定的全部元件种类PA ro的元件，在能够安装时，使各基板种类A D中的向各元件安装机21 28的元件种类PA 的分配最优化。根据需要尝试而使分配最优化，结果得到了各基板种类A D中的各元件安装机21 28的单独周期时间tlA t8D。接着，在步骤S24中，求出各基板种类A D的基板种类周期时间tA tD。接着在步骤S25中，计算3个所需时间TS、TN、TK中的任一个。接着，在步骤S26中，检查所需时间T (TS或TN或TK)是否缩短，在缩短时进入步骤S27，否则进入步骤S28。另外，在能够在全部基板种类A D的基板上安装规定的全部元件种类PA I3D的元件的条件首次成立时，无条件地进入步骤S27。在步骤S27中，对得到了缩短的所需时间T的安装头52的组合(在步骤S29中设定)及元件种类的分配(在步骤S23中设定)进行更新并保持。与步骤S27的后一步骤S28合流，检查所需时间T是否过大，在尚未得到I个所需时间T时及所需时间T并不是过大时进入步骤S29。在步骤S29中，从后级侧的元件安装机依次将高速头52H更换为低速头52L或中速头52M。例如，在首次的步骤S9中，将最后级的元件安装机28的高速头52H更换为低速头52L。然后返回步骤S23。在第二次以后的步骤S23 S26中，对于设定的新的安装头52的组合分别求出所需时间T，检查所需时间T是否缩短。并且，在所需时间T缩短时，为优选的运算结果，因此在步骤S27中，对安装头52的组合及元件种类的分配进行更新并保持。而且，在所需时间T未缩短时，不是优选的运算结果，因此不进行更新保持地进入步骤S28。在第二次以后的步骤S28中，检查所需时间T是否过大，在所需时间T并不是过大的期间，反复进行从步骤S29返回步骤S23的运算处理。并且，在所需时间T过大的时刻，中止安装头52的更换，进入步骤S30。在步骤S30中，采用保持的安装头52的组合及元件种类的分配，结束运算处理流程图。采用的运算结果是最终所需时间T最为缩短的优选的结果。然后，动作条件确定机构根据采用的元件种类的分配，按照基板种类A D来确定使各元件安装机21 28的单独周期时间tlA t8D最小化的最优的元件种类排列顺序。即，确定各元件安装机21 28的元件供给装置4的盒式供料器41的排列顺序。接着，示例说明第二实施方式的元件安装线I的动作。图9是示例说明第二实施方式的元件安装线中动作条件确定机构进行确定安装头52的组合的动作的图。在图9中，基板种类A D等的前提条件与第一实施方式相同，表中的标记形式也与第一实施方式的图7相同。在图9的情形C21下，当将全部的元件安装机21 28临时设置为高速头52H时，无法在全部基板种类A D的基板上安装规定的全部元件种类PA ro的元件。在接着的情形C21及C22下，即使将最后一级及第七级的元件安装机28、27的高速头52H依次更换为低速头52L，也仍然无法安装全部元件种类PA 的元件。
在接着的情形C24下，当将第六级的元件安装机26的高速头52H更换为通用头52L时，能够在全部基板种类A D的基板上安装规定的全部元件种类PA 的元件(能够安装)，求出所需时间T=T24。例如在相对于全部元件种类PA F1D中的大型元件的数量，能够对其进行安装的通用头52L足够时会发生此状况。因此，在接着的情形C25下，当将第六级的元件安装机25的通用头52L更换为中速头52M时，能够安装，求出所需时间T=T25。然后，在接着的情形C26下，很明显即使将第五级的元件安装机25的高速头52H更换为低速头52L，所需时间T也会过大，因此，当将高速头52H更换为中速头52M时，能够安装，求出所需时间T=T26。在接着的情形C27下，当将第四级的元件安装机24的高速头52H更换为中速头52M时，能够安装，求出所需时间T=T27。在此，由于所需时间T=T27变得过大，因此中止安装头52的更换。并且，可以自动地更新并保持至此得到的所需时间T(=T24 T26)中的最小值，采用该安装头52的组合。根据第二实施方式的元件安装线，将全部的元件安装机21 28临时设置为高速头52H，接着将高速头52H依次更换为低速及中速头52L、52M并分别计算所需时间T，因此能够省去根据安装头52的全部组合来计算所需时间T的劳力和时间。而且，生产效率提高的效果与第一实施方式相同，因此省略详细叙述。另外，本发明在仅对串联配置的多个元件安装机21 28的一部分元件安装机更换安装头52时也可以实施。例如，在一般的基板中通常安装一定程度的数量的小型元件，因此也可以将到第三级为止的元件安装机21 23固定为高速头52H而优先进行小型元件的安装，对第四级以后的元件安装机24 28来更换安装头52。而且，高速头52H、中速头52M及通用头52L的结构也不局限于实施方式。本发明除此之外还能够进行各种应用或变形。
权利要求
1.一种元件安装线，串联地配置有多级元件安装机，该元件安装机具备基板搬运装置、元件供给装置及元件移载装置，该基板搬运装置将基板向元件安装位置搬入、进行定位、从元件安装位置搬出，该元件供给装置以可拆装的方式设置多个用于收容多个元件的元件收容装置，该元件移载装置具有从所述元件供给装置的所述元件收容装置拾取所述元件并向定位后的所述基板进行安装的安装头及驱动所述安装头的头驱动机构，其中， 多级的各元件安装机的元件移载装置能够选择性地安装多种安装头，所述多种安装头包括可安装的元件种类多且安装效率低的通用头及可安装的元件种类少且安装效率高的高速头， 所述元件安装线还具备动作条件确定机构，在执行元件安装动作之前，该动作条件确定机构确定各个所述元件安装机的元件移载装置的安装头的种类，并确定在各个所述元件安装机的元件供给装置的多个元件收容装置中收容的元件种类的分配，以缩短所推定的安装所需的所需时间，该所需时间是在向多个基板种类各自的生产个数的基板上安装元件的期间不更换所述安装头的条件下推定的。
2.根据权利要求I所述的元件安装线，其中， 所述动作条件确定机构使各个所述元件安装机向某基板种类的一个基板上安装元件所需的各自的单独周期时间尽可能地均等化，将各个所述元件安装机的所述单独周期时间中的最大值作为该基板种类的基板种类周期时间，将对于全部基板种类分别求出的所述基板种类周期时间相加而作为所述所需时间。
3.根据权利要求I所述的元件安装线，其中， 所述动作条件确定机构使各个所述元件安装机向某基板种类的一个基板上安装元件所需的各自的单独周期时间尽可能地均等化，将各个所述元件安装机的所述单独周期时间中的最大值作为该基板种类的基板种类周期时间，将对于全部基板种类分别求出的所述基板种类周期时间乘以各自的所述生产个数之后进行相加而作为所述所需时间。
4.根据权利要求I所述的元件安装线，其中， 所述动作条件确定机构使各个所述元件安装机向某基板种类的一个基板上安装元件所需的各自的单独周期时间尽可能地均等化，将各个所述元件安装机的所述单独周期时间中的最大值作为该基板种类的基板种类周期时间，将对于全部基板种类分别求出的所述基板种类周期时间乘以各基板种类的优先度系数之后进行相加而作为所述所需时间。
5.根据权利要求I 4中任一项所述的元件安装线，其中， 所述动作条件确定机构， 首先，将全部元件安装机的元件移载装置的安装头的种类临时设置为所述通用头， 接着，从前级侧的元件安装机开始按顺序将所述安装头的种类从所述通用头依次更换为可安装的元件种类相对少且安装效率相对高的安装头，当能够在全部基板种类的基板上安装规定的全部元件种类的元件时，计算所述所需时间， 当预计不能在全部基板种类的基板上安装规定的全部元件种类的元件时，中止安装头的更换， 最终，采用所需时间最短的安装头的种类的组合。
6.根据权利要求I 4中任一项所述的元件安装线，其中， 所述动作条件确定机构，首先，将全部元件安装机的元件移载装置的安装头的种类临时设置为所述高速头，接着，从后级侧的元件安装机开始按顺序将所述安装头的种类从所述高速头依次更换为可安装的元件种类相对多且安装效率相对低的安装头，当能够在全部基板种类的基板上安装规定的全部元件种类的元件时，计算所述所需时间， 在通过计算而得到的所需时间过大时，中止安装头的更换， 最终，采用所需时间最短的安装头的种类的组合。
7.根据权利要求I 6中任一项所述的元件安装线，其中， 各个所述元件安装机的元件供给装置中的多个元件收容装置的元件种类的排列顺序能够按照所述基板种类进行变更，所述动作条件确定机构按照所述基板种类来确定所述元件种类的排列顺序。
8.根据权利要求7所述的元件安装线，其中， 所述动作条件确定机构按照所述基板种类来确定各个所述元件安装机在一个基板上安装元件所需的各自的单独周期时间最小的最优的元件种类排列顺序。
全文摘要
提供一种元件安装线，能够在整个连续生产多个基板种类的期间不更换安装头的条件下以缩短安装所需的所需时间的方式确定安装头的种类，从而提高生产效率。该元件安装线串联地配置有多级元件安装机，该元件安装机具备基板搬运装置、元件供给装置、具有安装头及头驱动机构的元件移载装置，元件移载装置能够选择性地安装多种安装头，元件安装线还具备动作条件确定机构，在执行元件安装动作之前，确定各个元件安装机的安装头的种类，并确定在各个元件安装机的多个元件收容装置中收容的元件种类的分配，以缩短所推定的安装所需的所需时间，该所需时间是在向多个基板种类各自的生产个数的基板上安装元件的期间不更换所述安装头的条件下推定的。
文档编号H05K13/04GK102958343SQ20121028566
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月10日 优先权日2011年8月10日
发明者安井义博 申请人:富士机械制造株式会社