JPH0833764B2

JPH0833764B2 - Ｎｃ実装機の実装経路の決定方法

Info

Publication number: JPH0833764B2
Application number: JP62036399A
Authority: JP
Inventors: 賢一郎滝口
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1987-02-19
Filing date: 1987-02-19
Publication date: 1996-03-29
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPS63204301A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、数値制御（NC）実装機に関し、詳しくは、
プリント板に部品を実装するNC実装機において一つの部
品カセット中の回路部品をプリント板上へ実装する際
の、実装経路の決定方法に関する。

（従来の技術）従来よりこの種のプリント板NC実装機はよく知られて
いる。NC実装機で部品を実装するためのNCプログラムを
作成する場合は、部品を装着した実装ヘッドを対象プリ
ント板上で移動させるが、第８図に示すように、ヘッド
の現在位置に最も近い実装点（実装点は○印）を逐次選
び出し、矢印で示す実装経路をたどって部品を実装して
行くように作成する方法が一般的になっている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来の装置においては、次
のような問題があった。

（１）第８図において、点線で囲んだ部分は、実装ヘ
ッドが中央部分をたどっている際には実装ヘッドから比
較的近くに存在する点であっても、最も近い点（最近接
点）ではないために取り残され、後で遠くから拾われる
ことになる。このように、実装点の分布によっては比較
的近くの実装点でも後回しになってしまうことがあり、
必ずしも最適な実装経路が得られるとは限らない。

（２）各実装点ごとにその時点での未実装点全部を調
べて最近接実装点を見つける必要があるため、多くの処
理時間を要す。

本発明の目的は、このような点に鑑み、より最適度の
高い実装経路を自動決定できる実装経路の決定方法を提
供することにある。

また本発明の他の目的は、より短い探索時間で解を求
めることのできる実装経路の決定方法を提供することに
ある。

（問題点を解決するための手段）このような目的を達成するために本発明では、移動距
離の大小にかかわらず移動時間が一定となる実装ヘッド
の最大移動距離またはXYテーブルの最大移動距離をバン
ド幅として、プリント板上の領域をX,Y両方向について
それぞれバンド分割する工程と、前記バンド分割の長手方向に沿って実装経路を求めて
行き、前記最大移動距離を越える実装経路長の合計をX,
Y各方向についてそれぞれ求める工程と、前記実装経路長の合計値の小さい方の実装経路を最適
解とする工程からなることを特徴とする。

（作用）本発明では、対象NC実装機に固有な最小実装サイクル
・タイム（部品実装機の性能を示す１つであり、実装ヘ
ッドの移動距離がある一定値を半径とする円弧内であれ
ば、その移動距離の大小にかかわらず移動時間は一定と
なる）で移動できる実装ヘッドまたはXYテーブルの最大
移動距離を分割バンド幅に選び、バンド幅の長手方向に
沿って実装経路を求めてゆき、その実装経路の内で前記
最大移動距離を越えるような実装経路長のみに注目し、
その実装経路長の総合計が小さい方のバンド分割方向
（Ｘ方向またはＹ方向）を最適解とする。

なお、最大移動距離以下の領域内に在る実装点に対す
る実装経路長については、どのような実装経路を選ぼう
と実装ヘッドの全移動時間は同じである（当該領域内に
おける全移動時間は実装点の数のみによって決まる）た
め、実装経路の最適化に係る判定では上記のように最大
移動距離を越えるような実装経路長だけを対象とする。

また、バンド幅に分割しバンド幅内でその長手方向に
沿って実装路を探索するようにしたため、少ない探索回
数で解が求められる。

（実施例）以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。第１図は
本発明の実装経路の決定方法の手順を示すフローであ
る。以下ステップ順に説明する。

（１）ステップＸ軸方向とＹ軸方向のそれぞれについて、所定のバン
ド幅の領域に分割する。

すなわち、第２図に示す分割例のように、プリント板
の全領域を所定のバンド幅の領域に分割する。この場合
のバンド幅は、対象NC実装機の最小実装サイクル・タイ
ムを与える実装ヘッドの１回の移動経路長ｌ_cとする。
例えば、0.6秒／個の最小サイクル・タイムで移動でき
る最大幅すなわち移動経路長ｌ_cが70mmである場合に
は、バンド幅を70mmとする。

（２）ステップ XY各方向において、バンドの長手方向に沿って実装経
路を求める。

さらに詳しく説明すれば次の通りである。第２図にお
いて×印で示すように当該プリント板上の実装点のうち
四隅の実装点を選択し、この四隅の実装点のうち、実装
ヘッドまたはXYテーブル（以下説明を簡単にするため代
表して実装ヘッドと称す）の現在位置に最も近い点（最
近接点）を最初の実装点に選ぶ。実装ヘッドの現在位置
は、NC実装機の機械原点か、あるいはその直前の最終実
装点のいずれかである。

続いて、第３図に示すようにバンドの長手方向（この
方向の軸を優先軸、バンドの幅方向の座標軸を非優先軸
という）に実装経路を選択する。

なお、第４図に例示するように非優先軸上で実装点が
複数個存在する場合、その中での実装経路は任意でよ
い。なんとなれば、その非優先軸上で実装経路をどのよ
うに選んでも、１回の移動経路長はｌ_c以下であり、１
回の移動時間は常に１サイクル・タイムであるからであ
る。

図の鎖線で囲んだ部分の実装点群への入口と出口の経
路を、それぞれの前後の実装点から最短距離になるよう
に決定しさえすれば、鎖線で囲んだ部分の経路をどのよ
うに決定しても最適性を失うことはない。すなわち、非
優先軸上でのヘッドの移動回数、移動に要するトータル
時間は、実装点の個数にのみ関係し、どのような経路を
とっても同じである。

（３）ステップ最小実装サイクル・タイムを越える実装経路長の合計
をXY各方向についてそれぞれ求める。

このステップでは、Ｘ方向に沿ってバンド分割した場
合と、Ｙ方向に沿ってバンド分割した場合とで、ヘッド
の移動時間の短い方（移動の回数は同じ）を選出する。
この場合の時間の違いは、最小実装サイクル・タイムを
越える実装経路長がどのくらいあるかによるから、最小
実装サイクル・タイムを越える実装経路長のみに着目
し、その実装経路長の合計を求める。

（４）ステップステップで求めた実装経路長の各合計の小さい方を
最適解として実装経路を決定する。

以上のような手順により最適な実装経路を自動的に決
定することができる。次に経路探索時間について一具体
例をもとに従来方式等との対比において説明する。

例えば長さ350mmのプリント板上に、ある部分番号
（カセットNoに対応する）の部品が35個均等に実装され
るものとする。

１）従来方式のようにプリント板全域で探索する場合
は、実装点選択ごとにそのときの全実装点を調べて最近
接点を探す。しかだって探索の回数Ｎ₁は、Ｎ₁＝35＋34＋33＋・・・＋３＋２＝629 ２）移動経路長ｌ_cより小さいバンド幅例えば25mm幅
で分割するものとすると、バンド数は350÷25＝14、そ
して１バンド当たりの個数が２ないし３個であるとする
と、バンドへのソーティング回数Ｎ_sは、Ｎ_s＝35＋33＋30＋28＋25＋23＋20＋18＋15＋13＋10＋
８＋５＝263 経路探索回数Ｎ₂は、例えば第５図に示すような配置
の実装点を有するバンドが４個あったとすると、Ｎ₂＝（３＋２）×３＋３×４＋２×７＝41 したがってこの場合の全探索回数Ｎは、Ｎ＝Ｎ_s＋Ｎ₂＝263＋41＝304 となる。

３）幅ｌ_cのバンドで分割する本発明の場合には、ｌ_c
＝70mmとすると、バンド数は350÷70＝５、１バンド当
たりの個数は35÷５＝７となる。そして、全バンドの中
で第６図に示すような実装点配置があるものとすると、バンドへのソーティング回数Ｎ_sは、Ｎ₁＝35＋28＋21＋14＝98 経路探索回数Ｎ₂は、Ｎ₂＝（７＋２＋６＋２）×５＝70 したがってこの場合の全探索回数Ｎは、Ｎ＝Ｎ₁＋Ｎ₂＝168 となる。

本発明の場合を、１）の場合と比較すると、168÷629
×100＝26.7％または本発明の場合を、２）の場合と比
較すると、168÷304×100＝55.3％となり、探索回数は
従来に比して大幅に減少する。

第７図は本発明の方法を採用したNC実装機システムの
概念的構成図である。図において、１はフロッピーディ
スク、２はフロッピーディスクドライブユニット、３は
コンピュータ、４は紙テープパンチャ、５はNC実装機で
ある。

フロッピーディスク１には、プリント基板設計装置等
により設計されたプリント板の実装部品や実装点等に関
する情報が記憶されている。なお、この段階では部品の
実装順序は最適化されていない。

このフロッピーディスクをフロッピーディスクドライ
ブユニット２に装填し、コンピュータ３を動作させて、
前述した実装経路の自動決定処理を含む次のような処理
を行う。

カセット番号と部品番号の対応について最適な対応
関係となるように決める。

各カセット番号について、実装経路の自動決定を行
う。

求められたカセット番号と部品番号の対応関係や、
実装経路などを、必要に応じてプリンタ４に出力する。

求めた実装経路を対象NC実装機用のNCデータに変換
し、紙テープパンチャ５に出力する。

紙テープパンチャ５で得られたNC実装機用のNCデータ
をNC実装機に入力し（NC実装機側に設けられた紙テープ
読取り器から入力し）、前記求められた実装経路にした
がって部品を実装してゆく。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、次のような効
果がある。

プリント板上をバンド・エリアに分割してその長手
方向に沿って実装経路を選択し、実装点の取り残しが発
生せず、全体として最適度の高い解が得られる。

バンド幅を、対象NC実装機の最少実装サイクル・タ
イムを与える実装ヘッドの最大移動距離ｌ_cとしたた
め、バンド内で非優先軸上に実装点が複数個あった場
合、その実装経路はどのように選択しても最適性を失わ
ない。

バンド幅を前記ｌ_cとして分割した中で経路探索す
るようにしたため、常にプリント板全領域で探索する場
合や、小さいバンド幅の場合よりも短い探索時間で済
む。

バンドの長手（優先軸）方向がＸ方向とＹ方向の両
方向について実装経路を求め、最小実装サイクル・タイ
ムを越える実装経路長の合計が小さい方を最適解として
選ぶようにしたことにより、解の最適度の向上を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を示す原理フローチャート、第２
図はバンド領域分割の説明図、第３図は実装経路選択の
様子を説明するための説明図、第４図は非優先軸上の実
装点を示す図、第５図および第６図は実装点の例を示す
図、第７図は本発明の方法を採用したNC実装システムの
構成図、第８図は従来の実装経路決定方法により決定さ
れた実装経路の一例を示す実装経路説明図である。１……フロッピーディスク、２……フロッピーディスク
ドライブユニット、３……コンピュータ、４……プリン
タ、５……紙テープパンチャ、６……NC実装機。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント板に部品を実装するNC実装機にお
いて、（１）移動距離の大小にかかわらず移動時間が一定と
なる実装ヘッドの最大移動距離またはXYテーブルの最大
移動距離をバンド幅として、プリント板上の領域をX,Y
両方向についてそれぞれバンド分割する工程と、（２）前記バンド分割の長手方向に沿って実装経路を
求めて行き、前記最大移動距離を越える実装経路長の合
計をX,Y各方向についてそれぞれ求める工程と、（３）前記実装経路長の合計値の小さい方の実装経路
を最適解とする工程からなることを特徴とするNC実装機の実装経路の決定方
法。