JP2008098355A

JP2008098355A - 部品供給装置

Info

Publication number: JP2008098355A
Application number: JP2006277625A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Wada; 武志和田
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2008-04-24
Anticipated expiration: 2026-10-11
Also published as: JP4777209B2

Abstract

【課題】スピードアップが図られた部品供給装置においても、簡易な構成により制御して電力消費を抑える電動式の部品供給装置を提供する。
【解決手段】部品実装の稼動を制御する生産プログラムに従い実装基板の生産を行う部品実装機に装備されるとともに、部品を供給する動作の駆動源としてモータ３２を備えた部品供給装置において、前記生産プログラムに基づいた、前記部品供給装置自体での部品を供給する動作の部品搭載スケジュールを予め保持する記憶手段５４と、該記憶手段に保持された部品搭載スケジュールの進行に基づき、前記部品供給装置自体から部品を供給する動作の予定がない期間が所定の期間以上であるか否かを判定する判定手段５６と、該判定手段より前記動作の予定がない期間が所定の期間以上であると判定された場合に、前記モータを省電力モードにさせる制御手段５８と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は部品供給装置に関する。特に、スピードアップが図られた部品供給装置においても、簡易な構成により電動式の部品供給装置を制御して電力消費を抑えることができる部品供給装置に関する。

近年、プリント基板上に電子部品（以下、部品と称する）を実装する部品実装機（チップマウンタとも称する）には、小型化する部品の吸着を精度よく行うために、部品を吸着させる位置を微妙に調整できるモータを備えた電動式の部品供給装置（以下、電動式フィーダと称する）が使われている。この電動式フィーダは一つの部品実装機に対して約１００台程度装着され、実装生産することもあるので、実装生産時に一時的に使用していない電動式フィーダへの電力の供給は、省エネルギー化のため必要最小限に抑える必要がある。

特許文献１及び２には、部品供給装置を制御するために部品供給装置の外部に専用の制御装置を設け、部品供給装置を停止する条件の発生を常にモニタして、部品切れや故障、更にメンテナンス状態を検出し、電力の供給を制御装置が検出してから遮断する技術が記載されている。

特開２０００−３０７２９７号公報特開２００３−２６４３９９号公報

しかしながら、従来の部品供給装置をモニタして制御する専用の制御回路を備えた部品実装機では、部品供給装置の増設や部品供給装置を停止させる条件の要因増加や部品供給装置における部品送りのスピードアップ等に伴い、制御の処理能力を上げていかなければならない。そして、部品実装機本体のＣＰＵと部品供給装置等との通信は高速にシリアル通信を行う必要があり、リアルタイム性が求められ、リアルタイムＯＳも組み込む必要性が生じている。

このため、部品実装機本体や部品供給装置等の制御基板が高価になるばかりでなく、システムが複雑になり、更に、このシステム全体の省電力のために最適化する手間やソフト内容の変更時のコストなど膨大な開発費がかかってしまう問題があった。

本発明は、スピードアップが図られた部品供給装置においても、簡易な構成により電動式の部品供給装置を制御して電力消費を抑えることを課題とする。

本発明は、部品実装の稼動を制御する生産プログラムに従い実装基板の生産を行う部品実装機に装備されるとともに、部品を供給する動作の駆動源としてモータを備えた部品供給装置において、前記生産プログラムに基づいた、前記部品供給装置自体での部品を供給する動作の部品搭載スケジュールを予め保持する記憶手段と、該記憶手段に保持された部品搭載スケジュールの進行に基づき、前記部品供給装置自体から部品を供給する動作の予定がない期間が所定の期間以上であるか否かを判定する判定手段と、該判定手段より前記動作の予定がない期間が所定の期間以上であると判定された場合に、前記モータを省電力モードにさせる制御手段と、を備えたことで前記課題を解決したものである。

特に、前記部品実装機からのトリガ信号に同期して、前記部品搭載スケジュールの進行を進めてもよい。

又、前記部品実装機からのリトライ状態を示す信号により、前記部品搭載スケジュールの進行を止めてもよい。

本発明によれば、各電動式の部品供給装置が、部品搭載スケジュールを予め保持し、この部品搭載スケジュールに基づき、部品供給装置のモータを省電力モードにすることにより、システムを複雑にしなくても、高速な部品供給を維持しつつ、電動式の部品供給装置が自ら省電力モードにでき、電力の消費を抑えることができる。

特に、部品実装機からのトリガ信号に同期して、部品搭載スケジュールを進めた場合、共通のトリガ信号によって必要な部品供給装置を同時に動かすことができるので、高速なシリアル通信が不要になり、そのための装置が不要で、且つ、システムのソフト開発期間の短縮や手間が省ける。

又、部品実装機からのリトライ状態を示す信号により、前記部品搭載スケジュールの進行を止めることができるようにすると、吸着ミスがあった場合でも、部品搭載スケジュールが壊れることがなく、部品搭載スケジュールの再構築や再度の転送が不要になるため、
高速な実装を維持できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明に係る電動式フィーダを備えた部品実装機を示す平面図である。

図１に示される如く、部品実装機１０は、部品を吸着する吸着ノズル１２が設置された実装ヘッド１４と、該実装ヘッド１４をＸ−Ｙ軸方向に移動させるＸ−Ｙ軸ガントリ１６と、プリント基板２を搬送し、所定の位置に位置決めする基板搬送装置１８と、部品実装機１０における部品実装の稼動を制御する制御装置２０と、部品実装機１０の図中前面に複数並載された電動式フィーダ３０とを備えている。

部品実装機１０は、前記制御装置２０の生産プログラムに従いプリント基板２に部品を実装していく実装基板の生産を行う。

前記電動式フィーダ３０は、図２に示される如く、部品を供給する動作の駆動源としてのステッピングモータ（以下、モータと称する）３２と、部品が収納されたテープ（以下、部品テープと称する）を部品吸着位置３０Ａに送るスプロケット３４と、該スプロケット３４に前記モータ３２からの動力を伝えるギア３６と、部品実装機１０本体と電気的に接続させるＩ／Ｆ用コネクタ３８と、電動式フィーダ３０の動作を制御する制御回路基板５０とを備えている。

前記モータ３２は、制御回路基板５０によりスプロケット３４を動作させるとともに、所定の場合に省電力モードになるように制御される。

前記スプロケット３４は、部品テープを一定のピッチで送り出すようになっている。

前記Ｉ／Ｆ用コネクタ３８により、部品実装機１０本体から電力が供給され、制御回路基板５０と部品実装機１０本体とのデータの受送信ができるようになっている。

なお、図３に示される如く、前記電動式フィーダ３０は、部品実装機１０の電動フィーダ用台車２２上部にセットされるようになっていて、この電動式フィーダ３０が使用する部品のテープリール４は、前記台車２２の下部に電動式フィーダ３０ごとに取付けられたテープリール収納ボックス２４の中に置かれるようになっている。

又、部品テープ６は、部品テープ送り機構部４０のモータ３２及びスプロケット３４により巻き取られ、部品テープ６のカバーテープ６Ａは、カバーテープ巻取り機構部４２により部品吸着位置３０Ａの手前でキャリアテープ６Ｂから剥されて巻き取られるようになっている。

次に、図４に基づき本発明に係る実施形態の制御回路基板５０の内部構成について説明する。

この制御回路基板５０は、電動式フィーダ３０全体の動作を制御する制御回路５２と、電動式フィーダ３０自体での部品を供給する動作に関するスケジュール（以下、部品搭載スケジュールと称する）を保持する記憶手段であるシフトレジスタ５４と、省電力モードにさせるか否かの判定手段である搭載有無検出回路５６と、モータ３２を直接制御するモータドライバ５８と、リトライビット用の１ビットレジスタを有するリトライビット部６０と、論理回路としてＡＮＤ回路６２及びＯＲ回路６４とを備えている。

制御回路５２は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）も有し、Ｉ／Ｆ用コネクタ３８を介して部品実装機１０本体を電気的に接続され、図１に示されている制御装置２０からの部品搭載スケジュールをシフトレジスタ５４に書き込むようになっている。

このシフトレジスタ５４には、モータ３２を回転させるか否かのデータとして、例えば回転させるときはＨの部品搭載データが、そして、回転させないときはＬの部品搭載データが、部品搭載スケジュールの順に保持されている。

図４に示される如く、部品搭載データの１番目のデータにはモータ３２の現在の動作を決めるデータが保持され、部品搭載データの２番目のデータには次の動作を決めるデータが保持されるというように、シフトレジスタ５４には部品搭載データが順に保持されている。

前記搭載有無検出回路５６は、進行していく部品搭載スケジュールに基づき、電動式フィーダ３０自体から部品を供給する動作の予定がない期間が所定の期間以上であるか否かを判定するようになっている。本実施形態では、例えば、部品搭載データの１番目〜４番目のデータに基づき、判定するようになっている。

前記モータドライバ５８は、シフトレジスタ５４の部品搭載スケジュール及び搭載有無検出回路５６の出力に基づき、モータ３２の動作を制御するようになっている。

前記リトライビット部６０に、リトライビットがセットされ、部品の搭載に失敗してリトライが必要な場合に、再び同じ部品を搭載できるようになっている。

前記ＡＮＤ回路６２は、部品実装機１０本体からのトリガ信号及びリトライビット部６０からのリトライ状態を示す信号を基に出力し、この出力に基づいてシフトレジスタ５４のインクリメント動作ができるようになっている。即ち、部品搭載スケジュールを進めるか否かできるようになっている。

前記ＯＲ回路６４は、シフトレジスタ５４からのＨの信号の他に、リトライビット部６０からのリトライ状態を示すＨの信号によっても、モータ３２を回転させるようになっている。

次に、図５のフローチャートに基づき本実施形態の動作について説明する。

部品実装機１０の制御装置２０での生産プログラムにより、部品搭載スケジュールの作成が終った（生産編集完了）後、まず、ステップＳ１で、実装生産を開始する前に、部品実装機１０の制御装置２０から生産プログラムに合致した部品搭載スケジュールのデータを各電動式フィーダ３０に転送する。

各電動式フィーダ３０に部品搭載スケジュールデータが転送され、シフトレジスタ５４に書き込まれたら、ステップＳ２で、この部品搭載スケジュールに基づき、各電動式フィーダ３０においてモータ３２を、ＯＮモード（モータが回転しているモードや、トリガ信号により、即座にモータ３２を回転できるように電力を供給してモータ３２をホールドしておくモード）又は、省電力モード（例えば、電力の供給を遮断するモード）にする。

次に、ステップＳ３で、実装生産を開始し、全部の電動式フィーダ３０にモータ３２を駆動させるトリガを出力する。

このトリガ信号を各電動式フィーダ３０が受信して、ステップＳ４で、シフトレジスタ５４の先頭である部品搭載データの１番目のデータがＨの場合は、モータ３２が回転し、部品の供給を開始する。このとき、部品の大きさや種類により、吸着位置を微調整して補正する。

次に、ステップＳ５で、全部品供給が完了したか否か、即ち、全部の電動式フィーダ３０において、部品送りが完了したか否かを判定する。例えば、テープフィーダの詰り等のトラブルがなく供給できたか否かである。この機能を電動式フィーダ３０自身が有しており、完了するまで繰り返す。

次に、ステップＳ６で、全部品吸着完了したか否かを判定する。即ち、全部の電動式フィーダ３０において適切に部品が、図１に示される吸着ノズル１２により吸着できたか否かを判定する。

全部品吸着が完了したならば、ステップＳ７で、全ての生産が完了したか否かを判定する。完了していない場合、ステップＳ２に戻り、上述のステップＳ２〜Ｓ６を繰り返す。

又、ステップＳ６で、吸着が完了していない場合は、ステップＳ８で、吸着が完了していない電動式フィーダ３０のリトライビット部６０に、リトライビットをセットする。

そして、ステップＳ９で、所定のリトライ回数、例えば、５回を超えたか否かを判定し、超えていなければ、ステップＳ４に戻り、部品供給を再び開始する。又、リトライ回数をオーバーしたならば、リトライエラー表示をして、部品供給を停止させる。

以下、図６のタイミングチャートに基づき、本発明に係る実施形態の各電動式フィーダ３０での動作を説明する。

図６は、所定の電動式フィーダ３０におけるタイミングチャートである。

図６中、上段の線図がシフトレジスタ５４中のデータであり、実線がＨを、破線がＬを表わす。中段の「搭載有無の検出」とは、図４の搭載有無検出回路５６の判定結果であり、Ｌが４つ以上連続する場合に、出力が搭載予定なしの「０」となる。下段の線図は、モータ３２のモードを表わす。

まず、シフトレジスタ５４は、前述のステップＳ２で部品実装機１０本体から全ての電動式フィーダ３０に同時に出力される１クロックのトリガにより、インクリメントされシフトしていく。即ち、部品搭載スケジュールが進行し、図６中の矢印の方向に、シフトレジスタ５４の部品搭載データがシフトしていく。

シフトレジスタ５４の先頭である部品搭載データの１番目のデータがＨ（実線）の時にモータ３２は回転に必要な電力の供給により回転し、Ｌ（破線）の時にはホールドに必要な電力の供給によりホールドされる。

図６に示される如く、１回目の搭載のタイミングで部品搭載データの１番目のデータはＨなので、モータ３２は回転し、ステップＳ４での部品供給を開始し、最初の部品が吸着されるまでモータ３２には回転に必要な電力が供給されている。

次に、２回目の搭載のタイミングにおいて、部品実装機１０本体の１クロックのトリガ信号で図６中において部品搭載データの２番目のデータがシフトレジスタ５４の先頭にプッシュされるが、データはＬ（破線）なのでモータ３２の回転は停止される。

この時にシフトレジスタ５４の所定深さ方向のビット（図中の例では部品搭載データ番号２〜５の４ビット）がＬの時に、搭載有無検出回路５６から省電力モードにする信号がモータドライバ５８に出力され、電力供給が遮断され、モータ３２は、ＯＮモードから省電力モードになる。なお、図中、部品搭載データ番号２〜５のＬが電動式フィーダ３０自身から部品を供給する動作の予定がない期間に対応し、所定深さ方向の４ビットが所定の期間である。

省電力モードになった後、４回連続して搭載のタイミングが経過した後に、搭載有無検出回路５６はシフトレジスタ５４の先頭（４ビットの深さ方向で任意のビット）が「１」に変わるまで省電力モードを継続し、モータ３２では電力供給が遮断された状態が維持される。

図中、６番目のデータのＨがシフトレジスタ５４の先頭にくると、モータ３２は回転する。７番目のデータはＬであるが、８番目のデータがＨであるため、７番目のデータがシフトレジスタ５４の先頭に来ても、モータ３２の回転は止まるが、電力供給の遮断は行われず、ホールドの状態となる。

又、部品落下やピックアップミスでリトライ動作やキャビティ内の部品停止位置の微調整が必要な場合には、電動式フィーダ３０のリトライビット部６０にリトライビットがセットされ、モータ３２を回転させるが、シフトレジスタ５４のクロックが止められ、次の部品搭載データはプッシュされず、部品搭載スケジュールの進行が止められる。即ち、図４に示される如く、リトライビット部６０の出力がＨのとき、ＡＮＤ回路６２の入力端にはＮＯＴ回路があるため信号ＬがＡＮＤ回路６２に入力されて、トリガ信号のＨにかかわらず、ＡＮＤ回路６２の出力はＬであり、シフトレジスタ５４はインクリメントされない。

又、リトライビット部６０の出力がＨのとき、ＯＲ回路６４に信号Ｈが入力され、シフトレジスタ５４の出力にかかわらず、ＯＲ回路６４からモータドライバ５８にＨが出力され、モータ３２は回転をする。

そして、リトライが完了したら、リトライビットはリセットされ、シフトレジスタ５４のインクリメント動作が再開する。

なお、搭載有無検出回路５６での判定は複数のビット、例えば、本実施例形態では４ビットで構成したが、駆動させるモードと省電力モードの切換えが短時間、即ち、１個目の部品を吸着して搭載し、同じ電動式フィーダ３０で二個目の部品を吸着するまでの間に行えるのであれば、図７に示される如く、搭載有無検出回路５６での判定を１ビットで構成して１つの部品搭載スケジュールのデータごとに、搭載データ有り（Ｈ）でモータ３２を駆動し、搭載データ無し（Ｌ）でモータ３２を省電力モードにしても良い。例えば、モータ３２の応答が速ければ、一旦電力の供給が遮断されても、実装動作に支障なく駆動モードと省電力モードとの切換えを短時間に行える。

又、シフトレジスタの代わりに、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−ＩｎＦｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）でもよく、部品搭載スケジュールのデータの保持方式は限定されず、保持されたデータのアドレスをポインタで指し示して部品搭載スケジュールを進行させてもよい。

又、本発明はバルクフィーダ等のモータの制御にも適用でき、本発明のようにステッピングモータに限定されず、サーボモータやＤＣモータでもよく、本発明は汎用性を有している。

本発明に係る実施形態の部品実装機を示す平面図同じく電動式フィーダを示す斜視図前記電動式フィーダが部品実装機に装着されている様子を示す側面図前記電動式フィーダの制御部を示すブロック図本実施形態における部品実装の動作手順を示すフローチャート同じく前記電動式フィーダの回路動作を示すタイミングチャート前記回路動作において判定のためのビットが１つの場合を示すタイミングチャート

符号の説明

１０…部品実装機
３０…電動式フィーダ（部品供給装置）
３２…モータ
５４…シフトレジスタ（記憶手段）
５６…搭載有無検出回路（判定手段）
５８…モータドライバ（制御手段）
６０…リトライビット部

Claims

部品実装の稼動を制御する生産プログラムに従い実装基板の生産を行う部品実装機に装備されるとともに、部品を供給する動作の駆動源としてモータを備えた部品供給装置において、
前記生産プログラムに基づいた、前記部品供給装置自体での部品を供給する動作の部品搭載スケジュールを予め保持する記憶手段と、
該記憶手段に保持された部品搭載スケジュールの進行に基づき、前記部品供給装置自体から部品を供給する動作の予定がない期間が所定の期間以上であるか否かを判定する判定手段と、
該判定手段より前記動作の予定がない期間が所定の期間以上であると判定された場合に、前記モータを省電力モードにさせる制御手段と、
を備えたことを特徴とする部品供給装置。
前記部品実装機からのトリガ信号に同期して、前記部品搭載スケジュールの進行を進めることを特徴とする請求項１に記載の部品供給装置。
前記部品実装機からのリトライ状態を示す信号により、前記部品搭載スケジュールの進行を止めることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品供給装置。