JPH0669656B2 - 自動組立装置の部品実装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、印刷配線板等に部品を自動的に実装する自動
組立装置の部品実装方法の改良に関する。

〔発明の技術的背景〕

近年、例えば電子機器の組立工程では、印刷配線板等に
対し部品収納カセットからマニプレータにより部品を取
出して装着する自動組立装置が多く導入されている。第
４図はこの種の装置の構成の一例を示すもので、１は装
置基台を示している。この装置基台１の上面には、作業
ステージとしてのXYテーブル２、マニプレータ３および
各々異種部品が収納された複数の部品収納カセット４が
配設されている。このうち、マニプレータ３は支持アー
ム31の先端部に昇降可能でかつ矢印Ａ方向に旋回可能な
チャック32を設けたもので、このチャック32により部品
収納カセット４から部品を取出して上記XYテーブル２に
セットされた組立基体としての印刷配線板５に装着す
る。一方、各部品収納カセット４は一列に配設されてお
り、相互に一体化された状態で図示しない移動機構によ
り矢印Ｂ方向に移動可能となっている。

ところで、この種の装置において部品の装着を行なう場
合従来では、組立基体が例えば第５図に示す印刷配線板
であったとすると、先ずその各部品装着位置を検出し、
この検出結果に基づいて部品装着位置相互間の距離が近
い順に部品装着順位を設定する。例えば第５図の場合に
は、a,b,c,d,e,f,g,h,i,jの順に設定する。そして、こ
の装着順位に従ってXYテーブル２を駆動して装着対象の
各部品装着位置を順にマニプレータ３のチャック32直下
に移動させ、かつ上記部品装着位置に装着する部品が収
納された部品収納カセット４を上記チャック32と近接す
る位置へそれぞれ移動させ、これらの各状態で各々マニ
プレータ３を駆動してカセット４から部品を取出し、こ
の部品を上記印刷配線板５の部品装着位置に装着するよ
うにしている。このような装着方法であれば、各部品装
着位置への部品の装着順位を距離が近いもの順に定めた
ので、XYテーブル２の移動距離は最短となり、この結果
能率良く部品の装着を行ない得る。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、最近の印刷配線板は１枚の基板に装着す
る部品の種類が多くなってきており、それに伴って部品
収納カセット４の数も増える傾向にある。このため、前
記従来の装着方法では、予め設定した各部品装着位置へ
の装着順位に従って各部品装着位置に装着する部品が収
納された部品収納カセット４をその都度マニプレータ３
に近接する位置まで移動させなければならないため、部
品収納カセット４の移動に多くの時間がかかり、この結
果個々の部品の装着時間が増加して生産性の低下を招い
ていた。

〔発明の目的〕

本発明は、部品収納カセットの数が増加しても各カセッ
トの移動時間が長くならないようにし、これにより部品
の装着時間を短縮して生産性の向上を図り得る自動組立
装置の部品実装方法を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成するために、部品の装着に先
立ち、組立基体の各部品装着位置に対する部品の装着順
位を、各部品収納カセットの移動距離が最短となるよう
に設定し、かつ１個の組立基体に対する部品の全装着も
終了する毎に、その時点でマニプレータに最も近い位置
にある部品収納カセットを基準として各部品収納カセッ
トの移動距離が最短となるように次の組立基体の各部品
装着位置に対する部品の装着順位を設定し、この設定順
位に従って部品の装着を行なうようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明の一実施例における部品実装方法を実
施するための自動組立装置の回路部分の構成を示すもの
である。この回路は、マイクロプロセッサからなる中央
制御部（CPU）50を備えており、このCPU50にはバス51を
介して上記CPU50の制御手順および制御内容を指定する
制御プログラムが記憶されたROM52、制御データ記憶用
のRAM53および複数の入出力ポート（I/O）54,55,56,62
がそれぞれ接続されている。このうち入出力ポート54,5
5,56は、それぞれキー入力部57、プリンタ58およびディ
スクドライバ59に対し入力情報または出力情報の入出力
を行なうものである。また入出力ポート62は、キー入力
情報や後述するITVカメラ60により撮像された画像をモ
ニタ63に出力して表示させるものである。一方CPU50に
は、バス51を介してマニプレータ駆動回路64、テーブル
駆動回路65およびカセット移動回路66がそれぞれ接続さ
れており、これらの回路を介してマニプレータ30、XYテ
ーブル20のステップモータおよび部品収納カセット４の
移動機構に駆動信号が供給されるようになっている。
尚、60はXYテーブル２上に搬入された組立基体としての
印刷配線板５のパターン位置の検出等に使用する工業用
テレビジョン（ITV）カメラであり、このITVカメラ60か
ら出力された画像信号は画情報入力回路61を経て上記CP
U50に導入される。

ところで、前記CPU50はその主たる機能として、部品の
装着制御手段の他、その装着順位を設定するスケジュー
リング制御手段を備えている。このスケジューリング制
御手段は、部品の装着に先立ち、キー入力部57から入力
される印刷配線板の部品装着位置座標の情報、装着位置
と部品との対応表および各部品収納カセット４と収納部
品との対応表から、各部品装着位置に対する部品の装着
順位を設定するものである。

次に、以上の構成に基づいて本実施例の部品実装方法を
説明する。尚、ここでは例えば第２図に示す如く１枚の
印刷配線板50に複数（図では６個）の同一配線パターン
K0〜K5を並べた、いわゆる多面取印刷配線板に対して部
品を装着する場合を例にとって説明する。

作業者は、先ず各配線パターンK0〜K5のうち、基準とな
る配線パターンK0の各部品装着位置Ｑの位置座標情報を
キー入力部57によりモニタ63を見ながら入力する。この
とき、上記位置座標情報はXYテーブル２上に予め設定さ
れた印刷配線板50の位置決め基準点Ｐを原点として求め
る。また次に作業者は、上記基準配線パターンK0の各部
品装着位置とこれらの装着位置に装着する部品との対応
表を入力し、さらに各部品収納カセット４とこれらのカ
セット４に収納する部品との対応表を入力する。そし
て、最後に各配線パターンK0〜K5にそれぞれ設定した基
準位置P0〜P5の前記原点Ｐに対する位置座標情報を入力
し、その入力終了後終了キーを操作する。これに対しCP
U50は、上記配線パターンK0の各部品装着位置Ｑの位置
座標情報、部品装着位置Ｑと装着部品との対応表、各部
品収納カセット４と収納部品との対応表および各配線パ
ターンK0〜K5の基準位置P0〜P5の座標情報を、それぞれ
第３図に示す如くステップ3a〜3dで入力し、RAM53に記
憶する。

さて、そうして必要情報の入力が終了するとCPU50は、
先ずステップ3eで各配線パターンK0〜K5相互間の部品装
着順位を設定する。これは、原点Ｐから近い順でかつ配
線パターン間の距離が最短となるように設定し、例えば
第２図の場合にはK0,K1,K2,K3,K4,K5の順位とする。そ
して、このパターン間の順位設定を終了するとCPU50
は、次にステップ3fで先ず配線パターンK0の各部品装着
位置Ｑに対する部品装着順位を設定する。この順位設定
は、部品装着毎の部品収納カセット４の移動距離が最短
となるように設定する。例えば、いま各部品収納カセッ
ト４が第４図に示したように一列に配列されてその配列
方向Ｂに移動する構成となっているとすれば、一端部に
位置するカセット4sから順に一つずつ移動させるように
カセット４の移動動作を設定し、この移動順により決ま
る部品の装着順序に従って各部品装着位置Ｑの部品装着
順位を設定する。

そうして配線パターンK0に対する装着順位を設定する
と、CPU50は次に配線パターンK1の各部品装着位置Ｑに
対し部品装着順位を設定する。この設定は、上記配設パ
ターンK0の各部品装着位置Ｑのうち、最後の部品装着位
置に装着する部品が収納された部品収納カセット４を基
準として、以後の各部品収納カセット４の移動距離が最
短になるように設定する。例えば、第４図において配線
パターンK0の最終の部品装着位置に対応するカセットが
4eだったとすれば、今度はこのカセット4eを起点として
順に一つずつ上記配線パターンK0の場合とは逆方向へ各
部品収納カセット４を移動させるようにカセット４の移
動動作を設定し、この移動順に応じて配線パターンK1の
各部品装着位置Ｑに対する部品装着順位を設定する。以
下同様に、CPU50はステップ3g〜3kにおいて、前記ステ
ップ3eで設定した各配線パターンの装着順位に従って配
線パターンK2,K3,K4,K5を選択し、これらの各配線パタ
ーンに対しても、上記配線パターンK1に対する装着順位
の設定方法と同様に、一つ前の配線パターンの最終部品
装着位置Ｑに対応する部品収納カセット４を起点として
カセットの移動距離が最短となるようにそれぞれ各部品
装着位置Ｑに対する部品装着順位を設定する。

そうして前配線パターンの各部品装着位置Ｑに対する部
品装着順位の設定が終了すると、CPU50はステップ3lで
ディスクドライバ59を駆動して、上記各配線パターンK0
〜K5毎の設定装着順位を各部品装着位置Ｑの位置座標情
報に変換して例えばフロッピディスクに記憶させる。
尚、上記位置座標情報への変換は、前記ステップ3dで入
力しておいた各配線パターンK0〜K5の基準位置P0〜P5の
座標情報を元に行なう。またCPU50は、上記各配線パタ
ーンK0〜K5毎の設定装着順位を情報をステップ3mでプリ
ンタ58に出力してプリントアウトさせ、これを以て一連
のスケジューリングのための制御を完了する。

尚、この後XYテーブル２に印刷配線板50が搬入された状
態で作業者が装着動作開始スイッチを操作すると、CPU5
0は上記設定装着順位に従って、各部品装着位置に対し
所定の手順でXYテーブル２、マニプレータ３および部品
収納カセット４を駆動し、これにより各配線パターンK0
〜K5毎にその各部品装着位置Ｑに対する部品の装着を行
なわせる。

このように本実施例であれば、各配線パターンK0〜K5の
各部品装着位置Ｑに対する部品装着順位を各部品収納カ
セット４の移動順に対応して設定し、しかも各配線パタ
ーン毎にその装着順位を一つ前の配線パターンにおける
最終部品装着位置Ｑに対応する部品収納カセット４を起
点として設定したので、装着動作中の部品収納カセット
４の移動時間を最短にすることができ、これにより各配
線パターン毎の各部品装着時間および各配線パターン間
の移行時間をそれぞれ短縮することができる。したがっ
て、全体として部品装着時間を大幅に短縮することがで
き、これにより生産性を高めるとができる。また、作業
者は所定の必要情報を入力するだけで、全てCPU50がス
ケジュールの作成を行なうので、極めて簡単かつ迅速に
しかも誤りなくスケジュールを作成することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば、各部品装着位置Ｑに対する部品の装着順位を、先
ず装着位置相互間の距離からXYテーブルの移動距離が最
短になるように設定し、かつ上記各部品装着位置Ｑに装
着する部品を上記装着順位にしたがって各部品収納カセ
ット４にその移動距離が最短になるように、例えば第４
図のように各カセットが一列の場合にはその配列順に収
納し、これによりカセットの移動距離ばかりでなくXYテ
ーブルの移動距離も最短になるように各部品装着位置Ｑ
に対する部品装着順位を設定するようにしてもよい。こ
のようにすれば、部品装着時間をさらに短縮することが
でき、生産性を最大限に高めることができる。また、前
記実施例では配線パターンK0の各部品装着位置Ｑの座標
情報および各配線パターンの基準位置の座標情報をキー
入力部57により作業者が手で入力するようにしたが、IT
Vカメラ60でサンプルの印刷配線板を撮像してその画像
から上記各座標情報を検出するようにしてもよい。この
ようにすれば、作業者の入力項目が低減されて負担が一
層軽減される。さらに前記実施例では、多面取印刷配線
板を適用した場合について説明したが、１枚の印刷配線
板に１個の配線パターンが形成された通常の配線板を１
枚の装着が終了する毎に自動的にXYテーブルに搬入する
場合であっても同様に適用できる。また、部品収納カセ
ットは一列に配設して一次元方向に移動するものばかり
でなく、複数列に配設してジグザグに移動するものを適
用してもよい。その他、作業ステージやマニプレータの
構成、部品収納カセット４およびその移動機構の構成、
部品装着位置の数等についても、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施できる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、部品の装着に先立
ち、組立基体の各部品装着位置に対する部品の装着順位
を、各部品収納カセットの移動距離が最短となるように
設定し、かつ１個の組立基体に対する部品の全装着を終
了する毎に、その時点でマニプレータに最も近い位置に
ある部品収納カセットを基準として各部品収納カセット
の移動距離が最短となるように次の組手基体の各部品装
着位置に対する部品の装着順位を設定し、この設定順位
に従って部品の装着を行なうようにしたことによって、
部品収納カセットの数が増加しても各カセットの移動時
間が長くならないようにすることができ、これにより部
品の装着時間を短縮し得て生産性の向上を図り得る自動
組立装置の部品実装方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例における部品実装
方法を説明するためのもので、第１図は同方法を実施す
るための自動組立装置の回路部分の構成を示すブロック
図、第２図は印刷配線板の構成の一例を示す平面図、第
３図はCPUの制御手順および制御内容を示すフローチャ
ート、第４図は自動組立装置の構成の一例を示す斜視
図、第５図は従来の部品実装方法により設定される部品
装着順位の一例を示す平面図である。 １……装置基台、２……XYテーブル、３……マニプレー
タ、４……部品収納カセット、50……印刷配線板、50…
…CPU、K0〜K4……配線パターン、Ｐ……印刷配線板の
位置決め用の基準点（原点）、P0〜P4……各配線パター
ンの基準位置、Ｑ……部品装着位置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各々異種部品が収納されかつマニプレータ
   に対し移動可能に構成された複数の部品収納カセットを
   備え、作業ステージに搬入された組立基体の予め定めら
   れた複数の部品装着位置に、上記各部品収納カセットか
   らマニプレータにより所定の部品を取出して装着する自
   動組立装置において、部品の装着に先立ち、組立基体の
   各部品装着位置に対する部品の装着順位を、前記各部品
   収納カセットの移動距離が最短となるように設定し、か
   つ１個の組立基体に対する部品の装着を終了する毎にそ
   の時点でマニプレータに最も近い位置にある部品収納カ
   セットを基準として各部品収納カセットの移動距離が最
   短となるように次の組立基体の各部品装着位置に対する
   部品の装着順位を設定するようにしたことを特徴とする
   自動組立装置の部品実装方法。