JP4494909B2 - Feeder layout optimization method for component mounters - Google Patents
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Description
本発明は、部品実装機のフィーダ配置最適化方法、更に詳細には、複数の吸着ノズルを装着した吸着ヘッドを備え、フィーダから供給される部品を吸着ノズルで吸着して回路基板上に搭載する部品実装機のフィーダ配置最適化方法に関する。 The present invention relates to a feeder placement optimization method for a component mounting machine, and more specifically, includes a suction head equipped with a plurality of suction nozzles, and sucks the components supplied from the feeder with the suction nozzles and mounts them on a circuit board. The present invention relates to a feeder arrangement optimization method for a component mounting machine.
電子部品(以下、単に部品という)を回路基板に実装する電子部品実装機では、基板生産(部品実装)は、基板種類ごとにその基板を生産する生産プログラムを作成して行われる。各生産プログラムは、実装機上で基板を生産するための各種データを含み、例えば、基板に関するデータ、搭載位置に関するデータ、部品に関するデータ(例えば縦横高さの寸法)、吸着位置に関するデータ、画像認識用の情報、接着剤の塗布に関するデータ等から構成されている。 In an electronic component mounter that mounts electronic components (hereinafter simply referred to as components) on a circuit board, board production (component mounting) is performed by creating a production program for producing the board for each board type. Each production program includes various data for producing a board on a mounting machine, for example, data about a board, data about a mounting position, data about a part (for example, height and width dimensions), data about a suction position, image recognition, etc. Information, data on application of adhesive, and the like.
従来から、基板生産効率を向上させるために、生産プログラムの最適化が行われており、例えば、部品の吸着及び搭載順を最適化して生産タクトが短くなるようにすることが行われている。この生産プログラムの最適化処理は、図13に示すように、生産プログラムを読み込み(ステップS1)、フィーダ配置を決定した後に(ステップS2)、その配置に対して吸着搭載順を生成し(ステップS3)、その結果をサイクルテーブルとしてファイルに出力する(ステップS4)という実行パスであった。 Conventionally, production programs have been optimized in order to improve substrate production efficiency. For example, the order of component adsorption and mounting has been optimized to shorten production tact. In this production program optimization process, as shown in FIG. 13, after the production program is read (step S1) and the feeder arrangement is determined (step S2), the suction loading order is generated for the arrangement (step S3). ), And the result is an execution path of outputting the result as a cycle table to a file (step S4).
また、部品を吸着するヘッド部が部品供給部から回路基板の所定位置に移動する経路を直線化することにより生産タクト時間を短縮することも行われている(特許文献1)。 In addition, the production tact time is also shortened by linearizing the path through which the head unit that picks up the component moves from the component supply unit to a predetermined position on the circuit board (Patent Document 1).
また、部品を供給するフィーダのランダムな配列を複数生成し、これらの各配列を個体とし、遺伝的アルゴリズムを用いて次々に個体を生成しながら、各個体の評価を行い、評価の高い個体を最適なフィーダ配置として、部品実装を最適化することも行われている(特許文献2、3)。
従来の処理の場合、フィーダ配置処理と吸着搭載順の生成は独立して行われている。その為、フィーダ配置の意図したような吸着搭載順が生成されない場合や、吸着搭載順にとっての最適なフィーダ配置とはなっていない場合があった。また、フィーダ配置及び吸着搭載順の処理は各々一度のみ実行されるだけであり、吸着搭載順の生成が終了した後に、フィーダ配置を再度見直すことはしていなかった。 In the case of the conventional processing, the feeder arrangement processing and the generation of the suction mounting order are performed independently. For this reason, there is a case where the suction placement order as intended by the feeder placement is not generated, or the feeder placement is not optimal for the suction placement order. Further, each of the feeder arrangement and suction loading order processing is executed only once, and the feeder arrangement is not reviewed again after the generation of the suction loading order is completed.
その為、最適化終了後のサイクルテーブルの出力結果から、搭載順序はそのままでフィーダの入れ替えを人間が考えた場合に、同時吸着回数を増やし総吸着回数を減らすようにフィーダ配置を行う余地が存在していた。 Therefore, there is room to arrange feeders to increase the number of simultaneous adsorptions and reduce the total number of adsorptions when the human thinks about replacing feeders from the output result of the cycle table after optimization is completed. Was.
また、フィーダの並びを総当りで全ての順列を検索する場合には、吸着搭載順にとっての最良の配置が得られることになるが、そのようなアルゴリズムは、組合せ爆発を起こしてしまう。例えば、8mmテープフィーダが40本ある場合に、その順列の数は40!通り存在し、100MIPSの計算機上でn!の計算時間は、図14に示した表のようになってしまう(1宙齢=150億年)。 In addition, when all permutations are searched in the brute force order, the best arrangement for the suction loading order can be obtained, but such an algorithm causes a combination explosion. For example, if there are 40 8mm tape feeders, the number of permutations is 40! Exists on a 100 MIPS computer! The calculation time is as shown in the table of FIG. 14 (1 air age = 15 billion years).
以上のような膨大な組合せとなってしまい、全組合せを検索し最良解を探索するという方法では、適切な実行時間内に処理が終了しないという問題があった。 The enormous number of combinations as described above, and the method of searching all combinations and searching for the best solution has a problem that the processing does not end within an appropriate execution time.
従って、本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、基板の生産タクトを向上させることが可能な部品実装機のフィーダ配置最適化方法を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a feeder placement optimization method for a component mounter capable of improving the production cycle of a board.
本発明は、
複数の吸着ノズルを装着した吸着ヘッドを備え、フィーダから供給される部品を前記吸着ノズルで吸着して回路基板上に搭載する部品実装機のフィーダ配置最適化方法であって、
所定のアルゴリズムに従ってフィーダ配置を決定した後、その配置に対して部品の吸着搭載順を決定し、部品の吸着搭載順が決定された該フィーダ配置について、部品吸着時に吸着ヘッドの各吸着ノズルが吸着する部品を供給するフィーダの位置の並びを示す吸着パターンを求め、
前記吸着パターンの種別に応じてマトリックス列を形成し、フィーダ位置をマトリックス行としてフィーダ位置の並びを吸着パターンの種別に応じてマトリックスに展開し、
マトリックス行を入れ替えて入れ替えごとに各吸着パターンによる吸着回数を計算し、その結果に基づき最適なフィーダ配置を求める際、
前記マトリックスから各吸着パターンによる吸着回数を求め、その和が最小となるようなマトリックス行の入れ替えを行い、そのマトリックス行のフィーダ位置に対応するフィーダ配置を最適なフィーダ配置とすることを特徴とする。
The present invention
A feeder placement optimization method for a component mounting machine that includes a suction head equipped with a plurality of suction nozzles, and sucks the components supplied from the feeder with the suction nozzles and mounts them on a circuit board.
After determining the feeder arrangement according to a predetermined algorithm, to determine the adsorption mounting order of components with respect to their arrangement, for the feeder arrangement adsorption mounting order is determined in part, each suction nozzle of the suction head during component pickup Find the suction pattern that shows the position of the feeder that supplies the parts to be picked up.
A matrix column is formed according to the type of the suction pattern, the feeder position is set as a matrix row, and the arrangement of feeder positions is expanded into a matrix according to the type of the suction pattern.
When replacing the matrix rows and calculating the number of suctions by each suction pattern for each replacement, and finding the optimal feeder placement based on the results ,
The number of times of adsorption by each adsorption pattern is obtained from the matrix, the matrix rows are replaced so that the sum is minimized, and the feeder arrangement corresponding to the feeder position of the matrix row is set as the optimum feeder arrangement. .
この場合、マトリックス行の入れ替えに、遺伝的アルゴリズムが使用される。 In this case, the exchange of matrix rows, the genetic algorithm is used.
本発明では、吸着パターンの種別に応じてマトリックス列を形成し、フィーダ位置をマトリックス行としてフィーダ位置の並びを吸着パターンの種別に応じてマトリックスに展開し、そのマトリックス行の入れ替えによる各吸着パターンによる吸着回数を入れ替えごとに計算し、その結果に基づき最適なフィーダ配置を求めるようにしているので、簡単な構成で最適なフィーダ配置を求めることができ、吸着ヘッドによる総吸着回数を減少させて基板の生産タクトを向上させることができる。 In the present invention, a matrix column is formed according to the type of the suction pattern, the feeder position is set as a matrix row, and the arrangement of the feeder positions is expanded into a matrix according to the type of the suction pattern. Since the number of suctions is calculated for each change and the optimum feeder placement is determined based on the result, the optimum feeder placement can be obtained with a simple configuration, and the total number of suctions by the suction head can be reduced to reduce the substrate. The production tact can be improved.
本発明は、部品実装機において部品を供給するフィーダの配置を最適化し、基板の生産タクトを向上させるもので、以下図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。 The present invention optimizes the arrangement of feeders for supplying components in a component mounting machine and improves the production tact of a substrate. The present invention will be described in detail below based on the embodiments shown in the drawings.
図1には、電子部品実装装置(部品実装機)30がホストコンピュータ(制御装置)26によって制御され、基板を生産する構成が図示されている。部品実装装置30のフィーダバンク23には、複数のフィーダ23aが取り付けられる。これらのフィーダには、その位置を示すために、その下部に(40)、(42)、.....(60)が付されており、この実施例の場合11個のフィーダ23aが配置されている。各フィーダは、矢印の方向に搬送路24に沿って搬送される基板20,25に搭載するための各種電子部品を収納し、部品実装機30の吸着ヘッドがこれらのフィーダから部品を吸着して基板20、25の所定個所に実装し、基板を生産する。通常、基板の生産は、複数台の実装装置により分担して生産されるので、他の電子部品実装装置30’が仮想線で図1に示されている。
FIG. 1 illustrates a configuration in which an electronic component mounting apparatus (component mounting machine) 30 is controlled by a host computer (control apparatus) 26 to produce a board. A plurality of
図2には、部品実装装置30の詳細な構成が図示されており、ラインに設置される他の部品実装装置も同様な構成となっている。部品実装装置30は、全体の部品実装を制御するCPU31a、各種制御プログラムやデータを格納したROM31c、制御データ、処理データを格納し作業領域を提供するRAM31bから構成される制御部(制御手段)31を有している。また、部品実装装置30には、ホストコンピュータ26との間でデータ送受信が可能なデータ送受信部36が設けられており、ホストコンピュータ26から送信されてくる生産プログラムは、このデータ送受信部36を介して受信され、データ記憶部35に格納される。制御部31は、ホストコンピュータ26から送信される生産プログラムのデータ並びにデータ入力部37を介して入力されるデータに従って、吸着ヘッドをX、Y方向に移動させるX/Y駆動部32と吸着ノズルをZ軸方向(高さ方向)並びに吸着軸(θ)を中心に回転させる他の駆動部33を制御する。
FIG. 2 shows a detailed configuration of the
図3に示したように、吸着ヘッド70は、複数の吸着ノズル70a〜70dを備えており、X/Y駆動部32により駆動されて、フィーダ23aに移動し、そこでフィーダから供給される部品71a〜71dを吸着ノズル70a〜70dにより同時にあるいは順次に吸着する。吸着された各部品は、カメラ34aを備えた画像認識部34で吸着姿勢が認識され、部品中心位置と吸着位置間の位置ずれ、並びに吸着角度ずれが補正された後、搬送路24に沿って搬送される基板20、25の所定個所に実装され、基板が生産される。
As shown in FIG. 3, the suction head 70 includes a plurality of suction nozzles 70a to 70d, is driven by the X /
この基板生産は、生産プログラムに従って、部品吸着から次の部品吸着までの動作を1搭載サイクルとするサイクルを繰り返して実行される。またデータ記憶部35に記録されている部品データには、基板に関するデータ、搭載位置(搭載点)に関するデータ、部品に関するデータ(例えば縦横高さの寸法)、吸着位置に関するデータ、部品の搭載精度に関するデータ、画像認識用の情報、それに、部品搭載に必要な他のデータが各部品ごとに記録されている。 This board production is executed by repeating a cycle in which the operation from the component suction to the next component suction is one mounting cycle according to the production program. The component data recorded in the data storage unit 35 includes data relating to the substrate, data relating to the mounting position (mounting point), data relating to the component (for example, vertical and horizontal height dimensions), data relating to the suction position, and component mounting accuracy. Data, information for image recognition, and other data necessary for component mounting are recorded for each component.
図4は、生産プログラムの最適化実行処理の全体の流れが図示されており、ステップS11からステップS13は、図13のステップS1からS3と同じであり、生産プログラムを読み込み(ステップS11)、所定のアルゴリズムに従ってフィーダ配置を決定した後に(ステップS12)、その配置に対して吸着搭載順を生成する(ステップS13)。 FIG. 4 shows the overall flow of the production program optimization execution process. Steps S11 to S13 are the same as steps S1 to S3 in FIG. 13, and the production program is read (step S11). After determining the feeder arrangement according to the algorithm (step S12), the suction mounting order is generated for the arrangement (step S13).
次に、ステップS14において、実行時間内に処理を終了しかつ全体最適化の観点から近似解を得る方法として、遺伝的アルゴリズム(以下GA)を使用したフィーダ配置の並べ替え(フィーダ位置の入れ替え)を行う。この処理は、ステップS13で部品の吸着搭載順を決定した後に行うことで、初期解の改善を図っている。 Next, in step S14, feeder arrangement rearrangement (replacement of feeder positions) using a genetic algorithm (hereinafter referred to as GA) is performed as a method of completing the processing within the execution time and obtaining an approximate solution from the viewpoint of overall optimization. I do. This process is performed after determining the order of picking and mounting parts in step S13, thereby improving the initial solution.
GAによるフィーダ並べ替えのフローは、図4の右側に示されており、まず、ステップS21において、現状の経験的(Heuristic)な最適化手法の結果であるサイクルテーブルを解析し、どのような吸着パターンが存在しているかを抽出する。ここでサイクルテーブルとは、部品吸着から次の部品吸着までの動作を1搭載サイクルとしたとき、予定されているすべての部品を基板に搭載するまでの全搭載サイクルをリストしたテーブルであり、これを解析することにより、吸着パターンの種類を求めることができる。吸着パターンとは、同時吸着できるときは同時吸着するものとして、各搭載サイクルにおける部品吸着時に吸着ヘッドの各吸着ノズルが吸着する部品を供給するフィーダの位置の並び(配列)を示すパターンである。 The flow of feeder rearrangement by GA is shown on the right side of FIG. 4. First, in step S21, a cycle table that is the result of the current empirical optimization method is analyzed, and what kind of adsorption is performed. Extract whether a pattern exists. Here, the cycle table is a table that lists all the mounting cycles until all the planned components are mounted on the board, assuming that the operation from component suction to the next component suction is one mounting cycle. By analyzing the above, the type of the adsorption pattern can be obtained. The suction pattern is a pattern indicating the arrangement (arrangement) of the positions of the feeders that supply the parts to be picked up by the suction nozzles of the suction head at the time of picking up the parts in each mounting cycle.
図5は、サイクルテーブルから抽出された吸着パターンの例を示している。吸着パターン(1)は、吸着ヘッド70の吸着ノズル70a〜70dが、フィーダ位置(40)、(42)、(44)、(46)の部品を同時吸着するときのパターンであり、このサイクルテーブルに関連する基板生産では、この吸着パターン(1)が9回発生することを示している。次の吸着パターン(2)は、吸着ノズル70a〜70cが、フィーダ位置(42)、(44)、(46)の部品を同時吸着し、続いて残りの吸着ノズル70dが、フィーダ位置(52)の部品を吸着するときのパターンであり、この吸着パターン(2)が1回発生することを意味している。以下、吸着パターン(7)まで同様の読み方をする。
FIG. 5 shows an example of the suction pattern extracted from the cycle table. The suction pattern (1) is a pattern when the suction nozzles 70a to 70d of the suction head 70 simultaneously suck the parts at the feeder positions (40), (42), (44), and (46). In the substrate production related to No. 1, this adsorption pattern (1) is shown to occur nine times. In the next suction pattern (2), the suction nozzles 70a to 70c simultaneously suck the parts at the feeder positions (42), (44), and (46), and then the remaining
続いて、サイクルテーブルを解析した結果、図5に示すような吸着パターンが存在していた場合に、ステップS22において、図6に示すような吸着パターンマトリックスを構築する。このマトリックスでは、吸着パターンの種別(パターン(1)〜(7))に応じてマトリックス列が形成され、フィーダ位置をマトリックス行としてフィーダ位置の並びが吸着パターンの種別に応じてマトリックスに展開されている。例えば、吸着パターン(1)では、フィーダ位置(40)、(42)、(44)、(46)の部品が吸着されるので、当該フィーダ位置のところが「1」となっており、他のフィーダ位置のところが「0」となっている。吸着パターン(2)では、フィーダ位置(42)、(44)、(46)、(52)の部品が吸着されるので、当該フィーダ位置のところが「1」、他の位置が「0」となっている。以下同様な読み方をする。 Subsequently, as a result of analyzing the cycle table, if an adsorption pattern as shown in FIG. 5 exists, an adsorption pattern matrix as shown in FIG. 6 is constructed in step S22. In this matrix, matrix columns are formed according to the types of suction patterns (patterns (1) to (7)), the feeder positions are matrix rows, and the feeder positions are arranged in the matrix according to the types of suction patterns. Yes. For example, in the suction pattern (1), since the parts at the feeder positions (40), (42), (44), and (46) are sucked, the feeder position is “1”, and other feeders The position is “0”. In the suction pattern (2), the parts at the feeder positions (42), (44), (46), (52) are sucked, so that the feeder position is “1” and the other positions are “0”. ing. Read the same way below.
また、このマトリックスには、各位置のフィーダから供給され、基板に搭載される部品点数(搭載点数)が記載されており、フィーダ位置40からは9個の部品が供給されて基板に搭載され、フィーダ位置42からは10個の部品が供給されて基板に搭載される、.....が示されている。このとき、全部品を基板に搭載するまでに(基板生産完了までに)、各吸着パターンが何回繰り返されて吸着が行われるかが、各吸着パターン番号のあとに、繰り返し回数として括弧書きされている。例えば、吸着パターン(1)は、基板生産完了までに9回繰り返されて吸着が行われることが示されている。
Further, in this matrix, the number of components (the number of mounting points) supplied from the feeder at each position and mounted on the board is described, and nine parts are supplied from the
この吸着パターンマトリックスから、基板を生産するに必要な、すなわち全部品を基板に搭載するに必要な吸着回数を算出する。この吸着回数の算出方法としては、マトリックスの列毎に吸着回数を計算し、それに繰り返し回数を乗算する。その場合、列毎の吸着回数の計算であるが、隣接したフィーダからの吸着は同時に行うことが可能である為、列に数値が連続して存在している部分毎に、その連続部分の数値の最大値を加算していく。上記例の吸着パターン(1)では0以外の数値の連続部分が1つしかなく、その最大値は1である為、総吸着回数=MAX(1,1,1,1)×9=9回となる。吸着パターン(2)では{MAX(1,1,1)+MAX(1)}×1=2回、吸着パターン(3)では{MAX(1,1)+MAX(1,1)}×3=6回と計算され、以下、他の吸着パターンでも同様に総吸着回数が計算される。 From this suction pattern matrix, the number of times of suction necessary for producing the substrate, that is, necessary for mounting all components on the substrate is calculated. As a method of calculating the number of times of adsorption, the number of times of adsorption is calculated for each column of the matrix and multiplied by the number of repetitions. In that case, the number of times of suction for each column is calculated, but since suction from adjacent feeders can be performed simultaneously, the numerical value of the continuous part for each part where the numerical value is continuously present in the column The maximum value of is added. In the adsorption pattern (1) of the above example, there is only one continuous portion of a numerical value other than 0, and the maximum value is 1. Therefore, the total number of adsorption times = MAX (1, 1, 1, 1) × 9 = 9 times It becomes. In the adsorption pattern (2), {MAX (1,1,1) + MAX (1)} × 1 = 2 times, and in the adsorption pattern (3), {MAX (1,1) + MAX (1,1)} × 3 = 6. The total number of times of adsorption is calculated in the same manner for other adsorption patterns.
上記例のマトリックスの総吸着回数は、各吸着パターンの吸着回数の総和となる為、9+2+6+6+2+6+1=32回である。 The total number of adsorptions of the matrix in the above example is 9 + 2 + 6 + 6 + 2 + 6 + 1 = 32 times because it is the total number of adsorptions of each adsorption pattern.
フィーダ配置の並べ替えを行う場合には、マトリックスの行を入れ替えることによって行い、入れ替え後のマトリックスの吸着回数を上述の方法にて算出し、吸着回数の総和の少ないマトリックスを選択するように解の改善を行う。例えば、図7に示すように、マトリックス行を入れ替えると、各吸着パターンで完全に同時吸着のみの吸着が行われ、上述した総吸着回数が23回となり、改善が見られる。 When rearranging the feeder arrangement, replace the matrix rows, calculate the number of adsorptions of the matrix after replacement by the above method, and select a matrix with a small total number of adsorptions. Make improvements. For example, as shown in FIG. 7, when the matrix rows are exchanged, the adsorption of only the simultaneous adsorption is performed completely in each adsorption pattern, and the total number of adsorption described above is 23 times, and improvement is seen.
以上のようなフィーダ配置の様々な並び(マトリックス行の入れ替え)をGAにて評価し、最適解の探索を実行する。このGAによる解の改善(ステップS24)は、フィーダバンク(図1の23)ごとに行い、これが図4のステップS23とS25間のループ処理で示されている。 Various arrangements (replacement of matrix rows) of the feeder arrangement as described above are evaluated by the GA, and an optimum solution search is executed. This GA solution improvement (step S24) is performed for each feeder bank (23 in FIG. 1), and this is shown by the loop processing between steps S23 and S25 in FIG.
ステップS24で行われるGAによる処理の一般的な流れ及び処理が図8と図9に示されている。GA処理では、まず、初期集団が生成され(ステップS31)、十分な個体の遺伝子プール80に発生させる。染色体の初期値は、問題固有のコード化にしたがってランダムに決める。続いて、遺伝子プール80の中から、ある選択基準で次世代に残す親を2個体決定する(ステップS32)。この選択基準には、例えばルーレット選択、トーナメント選択、ランク方式等が用いられる。次に、選択した親同士の遺伝子を交叉という部分的な交換を行って、子供2個体を生成する(ステップS33)。この交叉には、1点交叉、2点交叉、一様交叉等がある。続いて、突然変異処理を行い、交叉によって得られた子供2個体に対して、任意の位置の遺伝子をランダムに変異させる(ステップS34)。この突然変異は、ある個体の遺伝子座をランダムに変更し、局所解に陥るのを防ぐために設けられる。図9に示したように、突然変異により次世代遺伝子プール81を生成する。そして、終了条件チェックを行い(ステップS35)、予定していた世代が終了している場合や、ある一定期間、解の改善が見られない場合などに、処理を終了する。終了条件を満たさない場合には、新しい遺伝子プール81で更新して、ステップS32から繰り返す。
FIG. 8 and FIG. 9 show the general flow and processing of the GA processing performed in step S24. In the GA process, first, an initial population is generated (step S31) and generated in a
本発明では、フィーダの並びを遺伝子コード(個体)として表現し、それらをGAによって世代交代操作を行い、解の改善を試みる。 In the present invention, feeder sequences are expressed as genetic codes (individuals), and generational change operations are performed on them using GA to try to improve the solution.
遺伝子へのコーディング方法は次のように行う。まず、経験的手法の最適化結果におけるフィーダ配置の各フィーダに対して一意な番号付けを行い、遺伝子コードとしてはそのフィーダの番号を格納する。この状態が図10の上に示されている。この番号を格納したシーケンスの順列が、様々なフィーダ配置を表現する。この遺伝子コードの解釈は次のように行う。 The gene coding method is as follows. First, a unique number is assigned to each feeder in the feeder arrangement in the optimization result of the empirical method, and the number of the feeder is stored as a gene code. This state is shown in the upper part of FIG. The permutation of the sequence storing this number represents various feeder arrangements. This genetic code is interpreted as follows.
まず、遺伝子コードを格納したシーケンスを先頭から参照し、出現順序に従ってフィーダバンク(図1の23)ヘとフィーダを配置していく。全ての遺伝子コードが格納された時点で、遺伝子コードの解釈は終了である。これにより、図1あるいは図6に示したようなフィーダ位置の並び(フィーダ配置)が得られる。 First, the sequence storing the gene code is referenced from the top, and the feeders are arranged in the feeder bank (23 in FIG. 1) according to the appearance order. When all the genetic codes are stored, the interpretation of the genetic codes is complete. Thereby, the arrangement of feeder positions (feeder arrangement) as shown in FIG. 1 or FIG. 6 is obtained.
遺伝子の評価方法であるが、図10の遺伝子コードから、図6に示したような吸着パターンマトリックスを作成し、このマトリックスに基づいて総吸着回数を計算し、評価する。GAにより、評価値(総吸着回数)を最小とするようなフィーダの並び替え処理が行われる。図8の処理により、他の遺伝子コードを生成することにより、例えば、図10の下側のような遺伝コードが生成されたとすると、フィーダ配置は、その位置が図7に示したようになり、総吸着回数は32回から23回に改善される。 In the gene evaluation method, an adsorption pattern matrix as shown in FIG. 6 is created from the gene code of FIG. 10, and the total number of adsorptions is calculated and evaluated based on this matrix. The feeder rearrangement process is performed by GA so as to minimize the evaluation value (total number of adsorption times). By generating another genetic code by the process of FIG. 8, for example, if a genetic code as shown in the lower side of FIG. 10 is generated, the feeder arrangement is as shown in FIG. The total number of adsorption is improved from 32 times to 23 times.
このように、遺伝的アルゴリズムにより種々の遺伝子コードを生成して、そのごとに各遺伝子コードの評価を行い、最適な評価値(総吸着回数が少ない)を得た遺伝子コードに基づきフィーダの並び替え行い、フィーダ配置の最適化を行う。 In this way, various gene codes are generated by a genetic algorithm, and each gene code is evaluated for each, and the feeders are rearranged based on the gene codes that have obtained the optimum evaluation value (the total number of adsorptions is small). And optimize feeder placement.
なお、上記の遺伝子コーディングを使用し、交叉や突然変異を安易に行うと同じ数字が2個以上出現するなど、フィーダ配置の解として成立しない状態(致死遺伝子)となってしまう。そこで、上記コーディングをさらに変換し、交叉や突然変異によっても致死遺伝子が出現しないように以下のようなエンコードを行う。これが、図11に示されている。
(a)エンコードしたい遺伝子コード以外に、基準のリストを用意する。遺伝子コードをC={2,7,0,1,3,6,4,5}、基準のリストをS={0,1,2,3,4,5,6,7}、エンコード後のリストをE={}とする。Cの先頭要素と同じ番号の要素が基準リストの何番目にあるかという情報でエンコードし、Eへ溜めていく。
(b)Cの先頭要素は2であるため、Sの2番目(0番目開始)に位置する。よって、E={2}となる。同時にCとSからその要素を取り除く。
(c)C={7,0,1,3,6,4,5}、S={0,1,3,4,5,6,7}として、(2)を繰り返す。
If the above gene coding is used and crossover or mutation is performed easily, two or more of the same numbers will appear, resulting in a state that is not established as a feeder placement solution (lethal gene). Therefore, the above coding is further converted, and the following encoding is performed so that a lethal gene does not appear even by crossover or mutation. This is illustrated in FIG.
(A) In addition to the gene code to be encoded, a reference list is prepared. The genetic code is C = {2, 7, 0, 1, 3, 6, 4, 5}, the reference list is S = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}, and after encoding Let the list be E = {}. Encoding is performed with information indicating the number in the reference list of the element having the same number as the first element of C, and stored in E.
(B) Since the top element of C is 2, it is located at the second (0th start) of S. Therefore, E = {2}. At the same time, remove the element from C and S.
(C) Repeat (2) with C = {7,0,1,3,6,4,5} and S = {0,1,3,4,5,6,7}.
上記例では、図11の最下段に示したように、最終的に{2,6,0,0,0,2,0,0}にエンコードされる。このエンコードされたコードを使用して、交叉と突然変異を行う。また、デコードについても基準リストSを元にして、EからCを作成することが可能である。これが、図12に示されている。
(d)デコードしたい遺伝子コードE及び基準のリストSから元の遺伝子コードであるCを生成する。E内の情報は、基準リストSの位置情報である為、Eの先頭要素の位置にあるSの要素をCへ格納していく。エンコードされた遺伝子コードをE={2,6,0,0,0,2,0,0}、基準のリストをS={0,1,2,3,4,5,6,7}、デコード後のリストをC={}とする。
(e)Eの先頭要素は2であるため、Sの2番目(0番目開始)をCに格納する。よって、C={2}となる。同時にEとSからその要素を取り除く。
(f)E={6,0,0,0,2,0,0}、S={0,1,3,4,5,6,7}として、(2)を繰り返す。
In the above example, as shown in the lowermost stage of FIG. 11, the final encoding is {2, 6, 0, 0, 0, 2, 0, 0}. This encoded code is used for crossover and mutation. Also for decoding, C can be created from E based on the reference list S. This is illustrated in FIG.
(D) Generate C, which is the original gene code, from the gene code E to be decoded and the reference list S. Since the information in E is position information of the reference list S, the element of S at the position of the head element of E is stored in C. The encoded gene code is E = {2,6,0,0,0,2,0,0}, the reference list is S = {0,1,2,3,4,5,6,7}, The decoded list is C = {}.
(E) Since the top element of E is 2, the second (0th start) of S is stored in C. Therefore, C = {2}. At the same time, remove the element from E and S.
(F) Repeat (2) with E = {6,0,0,0,2,0,0} and S = {0,1,3,4,5,6,7}.
以上の方法により、元の遺伝子コードへと復元される。これによりフィーダ配置が決定される為、各遺伝子コード毎に解の評価を行うことが可能になる。 By the above method, the original gene code is restored. Since the feeder arrangement is thus determined, it is possible to evaluate the solution for each gene code.
20、25 基板
23 フィーダバンク
23a フィーダ
26 ホストコンピュータ
30 電子部品実装装置
70 吸着ヘッド
70a〜70d 吸着ノズル
71a〜71d 電子部品
20, 25 Substrate 23
Claims (2)
所定のアルゴリズムに従ってフィーダ配置を決定した後、その配置に対して部品の吸着搭載順を決定し、部品の吸着搭載順が決定された該フィーダ配置について、部品吸着時に吸着ヘッドの各吸着ノズルが吸着する部品を供給するフィーダの位置の並びを示す吸着パターンを求め、
前記吸着パターンの種別に応じてマトリックス列を形成し、フィーダ位置をマトリックス行としてフィーダ位置の並びを吸着パターンの種別に応じてマトリックスに展開し、
マトリックス行を入れ替えて入れ替えごとに各吸着パターンによる吸着回数を計算し、その結果に基づき最適なフィーダ配置を求める際、
前記マトリックスから各吸着パターンによる吸着回数を求め、その和が最小となるようなマトリックス行の入れ替えを行い、そのマトリックス行のフィーダ位置に対応するフィーダ配置を最適なフィーダ配置とすることを特徴とする部品実装機のフィーダ配置最適化方法。 A feeder placement optimization method for a component mounting machine that includes a suction head equipped with a plurality of suction nozzles, and sucks the components supplied from the feeder with the suction nozzles and mounts them on a circuit board.
After the feeder arrangement is determined according to a predetermined algorithm, the order of component suction mounting is determined with respect to the arrangement, and each suction nozzle of the suction head is determined at the time of component suction with respect to the feeder arrangement in which the component suction mounting order is determined. Find the suction pattern that shows the position of the feeder that supplies the parts to be sucked
A matrix column is formed according to the type of the suction pattern, and the feeder positions are arranged in a matrix according to the type of the suction pattern, with the feeder positions being matrix rows.
When replacing the matrix rows and calculating the number of suctions by each suction pattern for each replacement, and finding the optimal feeder placement based on the results ,
The number of times of adsorption by each adsorption pattern is obtained from the matrix, the matrix rows are replaced so that the sum is minimized, and the feeder arrangement corresponding to the feeder position of the matrix row is set as the optimum feeder arrangement. Feeder layout optimization method for component mounters.
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