JP2007027167A - 部品搭載装置の非常停止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】音声認識によっても部品搭載装置の非常停止をできるようにすることを目的とする。
【解決手段】音声を認識する音声認識手段と、部品搭載装置を非常停止させる非常停止手段と、を備え、非常停止手段は、音声認識手段により、予め定められた非常停止を指示する音声を認識したときに部品搭載装置を停止させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、音声認識によって部品搭載装置を非常停止させる方法に関する。

プリント回路基板（以下、単に基板という）に多数のチップ状部品（以下、単に部品という）を実装して、基板ユニットを作成する基板ユニット製造ラインがある。一般的に、基板ユニット製造ラインは、実装ステージとして、基板供給装置、ディスペンサ、部品搭載装置、リフロー炉、基板収納装置等を備える。

基板供給装置は、部品を実装する基板を供給する装置である。
ディスペンサは、供給された基板上の所定位置にペースト状の半田等を添付または塗布する装置である。

部品搭載装置は、ペースト状の半田等を添付または塗布した基板上に部品を搭載するための装置である。
リフロー炉は、基板上に搭載した部品を固定するための装置である。

基板収納装置は、部品を搭載した完成基板ユニットを収納するための装置である。
ここで、基板ユニット製造ラインには、実装ステージごとに非常停止スイッチが設けられている。非常停止スイッチは、安全確保のため、いかなる状況においても、確実に装置の動作を停止できなければならない。しかし、前述のように複数の実装ステージを連結した基板ユニット製造ラインでは、非常停止スイッチの配置が必ずしも適切な位置に無いために、以下のような問題が生じていた。第１に、非常停止スイッチが、操作し難い位置にあると、操作が遅れる。第２に、他の実装ステージの非常停止スイッチを誤操作してしまう。

このような問題を解決するために、特許文献１がある。特許文献１は、非常停止スイッチを、部品搭載装置の同一操作面の中央部で、かつ操作盤の近傍に配設している。また、この非常停止スイッチは、操作方向が上向きで、押しボタン型であるため、操作性がよい。したがって、非常停止スイッチの誤操作を防ぐことができるという発明である。
特開２００２−１１１２９５号公報

しかし、上記特許文献１では、非常停止スイッチの誤操作を防ぐことはできても、以下の点で問題がある。第１に、作業者が非常停止スイッチから離れた位置にいるときは、操作をするのに遅れる場合がある。第２に、作業者の服の袖などが装置に挟まれて、作業者が、非常停止スイッチに手が届かずに操作をできない場合がある。

そこで本発明は、上記問題を解決するために、音声認識によっても部品搭載装置の非常停止をできるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明を実現する部品搭載装置は、音声を認識する音声認識手段と、部品搭載装置を非常停止する非常停止手段と、を備える。この非常停止手段は、音声認識手段により、予め定められた非常停止を指示する音声を認識したときに部品搭載装置を停止させる。音声の具体的な例としては、「止まれ」、「××号機停止」、「危ない」、「助けて」等の単語、叫び声または奇声を含む。

これによって、作業者が非常停止スイッチを操作できない状況になっても、音声認識手段によって部品搭載装置を停止できる。
また、部品搭載装置を含む基板ユニットを作成する複数の基板ユニット製造ラインにおいて、各基板ユニット製造ラインを制御するホストコンピュータを設置する。このホストコンピュータは、複数の基板ユニット製造ラインの内で最も大きな音声を音声認識手段で認識して、認識した場所を特定する特定手段を備える。この特定手段と、非常停止手段によって該当する部品搭載装置を停止させることができる。

これによって、部品搭載装置を含む複数の基板ユニット製造ラインでも、製造ライン全体を停止することなく非常事態を回避することができる。

本発明によれば、音声認識によって、部品搭載装置の非常停止を実現することができる。よって、作業者が直接非常スイッチを操作できない状況になっても、安全に部品搭載装置を停止させることができる。

図１は、部品搭載装置１を含む基板ユニット製造ラインの斜視図である。同図は、基板ユニット製造ラインの一例を示している。同図における基板ユニット製造ラインの例では、端部の４ラインのみを示している。各製造ラインは、ホストコンピュータと接続し、ホストコンピュータで制御されている。また、各製造ラインの終端には、基板に搭載された部品を基板上に固定するリフロー炉２が配置されている。また、各製造ラインの始端には、実際には基板供給装置が配置されるが、同図では図示を省略している。同図に示す各製造ラインは、２台の部品搭載装置１が製造ラインに直列に連結している。これら２台のうち少なくとも１台は、ペースト状の半田等を添付又は塗布するディスペンサも兼ねている。本例では、各現場作業者３は代表的に一人のみ示している。

図２は、部品搭載装置１の外観図である。部品搭載装置１は、保護カバー４の前部と後部の面には、液晶ディスプレイとタッチ式入力装置を備えた操作入力用表示装置５と、同じく保護カバー４の前部と後部の面に音声認識装置６と、異常を報知する異常表示ランプ７と、を備えている。また、基台８の上には、１対の平行するガイドレール９が配設される。

操作入力用表示装置５は、外部からの操作により各種の指示を入力するための装置である。ただし、同図の後部の操作入力用表示装置５は陰になって見えない。
音声認識装置６は、たとえばマイク等で音声を集音するための装置である。ただし、同図の後部の音声認識装置６は陰になって見えない。ここで認識された音声は、電気信号に変換され、後述する制御回路に入力する。

異常表示ランプ７は、部品搭載装置１の動作異常や、作業者３に緊急事態が発生したときに、たとえば点灯または点滅をして周囲に報知するための装置である。
図3は、部品搭載装置１の保護カバー４を取り除いて内部の構成を模式的に示す斜視図である。基台８の上には、中央に、１対の平行するガイドレール９が配設される。さらに、ガイドレール９の下部に接して、図には見えないループ状の搬送ベルト（コンベアベルト）が配設されている。

ガイドレール９は、固定と可動の１対で平行した同図に示す基板１１の搬送方向（Ｘ軸方向、すなわち図の斜め右下から斜め左上方向）に水平に延在して配設される。
搬送ベルトは、ベルト駆動モータ（不図示）により駆動し、基板１１の搬送方向に走行し、基板１１の裏面を下から支持しながら部品搭載装置１内に部品搭載前の基板１１をライン上流側から搬入する。そして、部品搭載済みの基板１１を順次ライン下流側に搬出する。

この部品搭載装置１内には、常時２枚の基板１１が搬入する。部品搭載装置１は、搬入された基板１１の位置決めをして、部品を搭載する。基板１１は部品の搭載が終わるまで、部品搭載装置１内で固定されている。

基台８の前後には、供給ステージ１２が形成されている。（同図において後部の供給ステージ１２は図示を省略している。）供給ステージ１２には、テープ式部品供給装置１３が、５０個〜７０個と多数配置される。テープ式部品供給装置１３の後端部には、部品を収容したテープを捲着した部品テープ保持リール１４が着脱自在に装着されている。

また、基台８の上方には本体フレームの左右（Ｘ方向）に分かれて固定された二本のＹ軸レール１５と、これら二本のＹ軸レール１５にそれぞれ摺動自在に支持される二本（装置全体で合計四本）のＸ軸レール１６が配設されている。

Ｘ軸レール１６は、Ｙ軸レール１５に沿ってＹ方向に摺動でき、これらのＸ軸レール１６には、それぞれ１台（装置全体で合計４台）の作業ヘッド１７（１７−１，１７−２，１７−３，１７−４）がＸ軸レール１６に沿ってＸ方向に摺動自在に懸架されている。そして、これらの各作業ヘッド１７には、同図に示す例では２個の搭載ヘッド１８が配設されている。つまり、この部品搭載装置１には合計８個の搭載ヘッド１８が配設されている。各搭載ヘッド１８の先端には吸着ノズル（同図では明らかに示されていないが、詳細は図４を参照）が着脱自在に装着されている。

上記の作業ヘッド１７は、Ｙ軸レール１５とＸ軸レール１６により、前後左右に自在に移動する。これらの作業ヘッド１７に支持される各２個の搭載ヘッド１８は、それぞれＺ方向（上下方向）に昇降可能であり、かつθ方向（３６０°方向）に回転可能である。これにより、搭載ヘッド１８の先端に装着されている吸着ノズルは、作業ヘッド１７と搭載ヘッド１８を介して各作業領域において、前後左右に移動自在であり、上下に昇降可能であり、３６０°方向に回転自在である。

上記の作業ヘッド１７は、屈曲自在で内部が空洞な帯状のチェーン体１９に保護・収容された複数本の信号コード（不図示）を介して基台８内部の電装部マザーボード（不図示）上に配設されている中央制御部と連結している。中央制御部は、信号コードを介して電力および制御信号を作業ヘッド１７に供給する。作業ヘッド１７は、基板１１の位置決め用マークや部品の搭載位置の上方を示す画像データを中央制御部に送信する。

また、基台８の内部には、上述した中央制御部のほかに、基板１１の位置決め装置（不図示）と、基板１１を一対のガイドレール９間に固定する基板固定機構（不図示）等が備えられている。

ガイドレール９と部品供給ステージ１２との間には、複数の部品認識用カメラ２１が、４個の作業ヘッド１７に対応して４箇所に配置している。部品認識用カメラ２１は、搭載ヘッド１８の吸着ノズルに吸着された部品を認識するための装置である。部品認識用カメラ２１の近傍には、ノズルチェンジャー（不図示）が配置されている。ノズルチェンジャーは、搭載ヘッド１８の複数種類の吸着ノズルを収容している。吸着ノズルは交換自在である。

図４は、制御回路２２のブロック図である。制御回路２２は、ＣＰＵ２３と、ＣＰＵ２３とバスで接続されたｉ／ｏ（入出力）制御ユニット２４および画像処理ユニット２５を備えている。ＣＰＵ２３は、メモリ２６と接続している。ｉ／ｏ制御ユニット２４は、位置決め装置、基板センサ、異常表示ランプ、ベルト駆動モータとそれぞれのドライバを介して接続している。また、ｉ／ｏ制御ユニット２４は、４個のＸ軸モータ２７、４個のＹ軸モータ２８、８個のＺ軸モータ２９、８個のθ軸モータ３１がそれぞれアンプを介して接続している。さらに、ｉ／ｏ制御ユニット２４は、記録装置３２、操作入力用表示装置５、音声認識装置６、バキュームユニット３４に接続している。部品認識用カメラ２１および基板搭載位置確認用カメラ３５は、画像処理ユニット２５に接続している。

ＣＰＵ２３は、部品搭載装置１の制御プログラムを利用して各部の動作を制御する。
ｉ／ｏ制御ユニット２４は、自身に接続している各装置の入出力を、ＣＰＵ２３と共に制御するための装置である。

画像処理ユニット２５は、部品認識用カメラ２１および基板搭載位置確認用カメラ３５が撮像した画像情報を処理するための装置である。
メモリ２６は、プログラム領域（不図示）とデータ領域（不図示）を備えている。

位置決め装置は、部品搭載装置１内に搬送されてくる基板１１の位置決めをするための装置である。
基板センサは、基板１１の搬入と搬出を検知する。

異常表示ランプ７は、部品搭載装置１の動作異常や作業者３の緊急事態発生、基板１１および部品３８の異常が発生したときに、たとえば点灯または点滅をして周囲に報知する。

ベルト駆動モータは、ガイドレール９に一体的に配設している搬送ベルトを循環駆動する。
Ｘ軸モータ２７は、Ｘ軸レール１６を介してＸ方向に作業ヘッド１７を駆動する。

Ｙ軸モータ２８は、Ｙ軸レール１５を介してＹ方向にＸ軸レール１６、すなわち作業ヘッド１７を駆動する。
Ｚ軸モータ２９は、作業ヘッド１７の搭載ヘッド１８を上下に駆動する。

θ軸モータ３１は、搭載ヘッド１８、すなわち吸着ノズル３７を３６０度回転する。
各アンプは、エンコーダ（不図示）を備える。エンコーダは、各モータ（Ｘ軸モータ２７、Ｙ軸モータ２８、Ｚ軸モータ２９、θ軸モータ３１）の回転に応じたエンコーダ値をｉ／ｏ制御ユニット２４を介してＣＰＵ２３に出力する。ＣＰＵ２３は、エンコーダ値から各搭載ヘッド１８の現在位置、前後左右、上下、回転角を認識する。

記録装置３２は、たとえばハードディスク、ＭＯ、ＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ／ＲＷ、フラッシュメモリ等の記録媒体である。記録装置３２は、部品搭載装置１の制御プログラム、基板情報、部品情報、検査結果情報等を保存する。

バキュームユニット３４は、バキュームチューブ３６を介して搭載ヘッド１８の吸着ノズル３７に空気的に接続している。バキュームチューブ３６は、空気センサ３９を備える。

吸着ノズル３７は、バキューム操作によって部品３８を吸着し、バキューム操作解除とバキュームブレイク（真空破壊）操作によって部品３８の吸着を解除する。
空気センサ３９は、バキュームチューブ３６内の空気圧値を電気信号に変換する。この電気信号はｉ／ｏ制御ユニット２４を介してＣＰＵ２３に入力する。ＣＰＵ２３は、電気信号の値からバキュームチューブ３６内の空気圧値を認識する。また、ＣＰＵ２３は、電気信号の値から、吸着ノズル３７で部品３８を吸着する準備が出来ているか否かと、吸着ノズル３７に部品３８が正常に吸着しているか否かを認識する。

基板搭載位置確認用カメラ３５は、基板１１の部品搭載位置を撮像するための装置である。
図５は、音声認識による部品搭載装置の動作を示すフローチャートである。以下に、各ステップ（以下ＳＴと示す）の詳細を説明する。

ＳＴ１にて、音声認識装置６（たとえばマイク）で音声信号を検知する。ＳＴ２にて、ＣＰＵ２３は、音声信号の認識判断をする。ＣＰＵ２３が、音声信号を認識できるときはＳＴ３へ進み、認識できないときは、ＳＴ６へ進む。ＳＴ３にて、ＣＰＵ２３は、音声信号を解析する。ＳＴ４にて、音声があらかじめ定義された停止を指示する単語、たとえば「止まれ」、「××号機停止」、「危ない」、「助けて」等と一致するかをＣＰＵ２３は判断する。ここで、単語と認識されない叫び声、奇声についても、単語の音声と比較して、同等かそれ以上の音声であれば停止を指示する単語とみなす。一致しているときはＳＴ５へ進み、一致していないときはＳＴ６へ進む。ＳＴ５にて、音声信号があらかじめ定義された単語と一致すると、非常停止するためにＣＰＵ２３は部品搭載装置１をシャットダウンする。ＳＴ６にて、ＣＰＵ２３は、音声信号の認識判断を終了する。

このように、部品搭載装置１に音声認識装置６を備えることで、緊急時の非常停止が可能である。また、作業者３が非常停止ボタンに手が届かない状況でも、部品搭載装置１の非常停止が可能である。

ここで、部品搭載装置１を含む複数の基板ユニット製造ラインの内で最も大きな音声を音声認識手段で認識して、認識した場所を特定する特定手段をホストコンピュータに備えて、この特定手段と、非常停止手段によって該当する部品搭載装置１を停止させることもできる。これによって、複数の基板ユニット製造ラインでも、製造ライン全体を停止することなく非常事態を回避することができる。

なお、音声認識による動作は、非常停止に限らず、たとえば部品搭載装置１を一時停止あるいは動作再開させるようにしてもよい。また、操作入力用表示装置５に、外部からの操作によらず各種の指示を与えるようにしてもよい。さらに、部品搭載装置１の非常停止に限らず、基板ユニット製造ラインの実装ステージである、基板供給装置、ディスペンサ、リフロー炉２、基板収納装置等でも可能である。

部品搭載装置を含む基板ユニット製造ラインの斜視図である。 部品搭載装置の外観図である。 部品搭載装置の内部構成を模式的に示す斜視図である。 制御回路のブロック図である。 音声認識による部品搭載装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 部品搭載装置
２ リフロー炉
３ 作業者
４ 保護カバー
５ 操作入力用表示装置
６ 音声認識装置
７ 異常表示ランプ
８ 基台
９ ガイドレール
１１ 基板
１２ 部品供給ステージ
１３ テープ式部品供給装置
１４ 保持リール
１５ Ｙ軸レール
１６ Ｘ軸レール
１７（１７−１，１７−２，１７−３，１７−４） 作業ヘッド
１８ 搭載ヘッド
１９ チェーン体
２１ 部品認識用カメラ
２２ 制御回路
２３ ＣＰＵ
２４ ｉ／ｏ制御ユニット
２５ 画像処理ユニット
２６ メモリ
２７ Ｘ軸モータ
２８ Ｙ軸モータ
２９ Ｚ軸モータ
３１ θ軸モータ
３２ 記録装置
３４ バキュームユニット
３６ バキュームチューブ
３７ 吸着ノズル
３８ 部品
３９ 空気センサ

Claims (3)

1. 基板に部品を搭載する部品搭載装置の非常停止方法であって、
   音声を認識する音声認識手段と、
   前記部品搭載装置を非常停止させる非常停止手段と、
   を備え、
   前記非常停止手段は、前記音声認識手段により、予め定められた非常停止を指示する前記音声を認識したときに前記部品搭載装置を停止させることを特徴とする部品搭載装置の非常停止方法。
2. 前記音声認識手段は、前記音声が「止まれ」、「××号機停止」、「危ない」、「助けて」等の単語、叫び声または奇声のときに停止の指示と認識し、前記部品搭載装置を停止させることを特徴とする請求項１記載の部品搭載装置の非常停止方法。
3. 前記部品搭載装置を含む基板ユニットを作成する複数の基板ユニット製造ラインにおいて、各基板ユニット製造ラインを制御するホストコンピュータは、前記複数の基板ユニット製造ラインの内で最も大きな前記音声を前記音声認識手段で認識して、前記認識した場所を特定する特定手段を備え、前記特定手段と、前記非常停止手段によって該当する部品搭載装置を停止させることを特徴とする請求項１記載の部品搭載装置の非常停止方法。