JP2010073762A

JP2010073762A - 作業システム及び作業機間の信号伝送方法

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Publication number: JP2010073762A
Application number: JP2008237380A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ogata; 雄二緒方
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2010-04-02

Abstract

【課題】制御装置が特定の動作を行うべき状態になったことを検出する検出器の数が多い場合であっても作業機が備えるＩ／Ｏポートの不足等の不都合を来すおそれがなく、検出器を追加しても信号伝送路を追加させる改造を必要としない作業システム及び作業機間の信号伝送方法を提供することを目的とする。
【解決手段】作業装置２５及びその作動制御を行う制御装置２３を備えた部品実装機２が複数台連結されて成る部品実装システム１において、各部品実装機２は、制御装置２３が特定の動作を行うべき状態になったことを検出して検出信号を制御装置２３に出力する複数の検出器４１〜４４と、複数の検出器の１つから出力された検出信号を、その検出信号が複数の検出器のいずれから出力されたかを問わず、１つの信号伝送路６２を介して他の部品実装機２に伝送する信号伝送部５０とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、作業機が複数台連結されて成る作業システム及び作業機間の信号伝送方法に関するものである。

作業装置及びその制御装置を備えた作業機が複数台連結されて成る作業システムとしては、例えば、部品実装機が複数台直列に連結された部品実装システムが知られている（特許文献１）。このような部品実装システムの各作業機（部品実装機）では、本体カバーに複数の扉を設けてそこからオペレータが作業機の内部にアクセスすることができるようにする一方、複数の扉ごとにその開閉状態を検出する扉開閉センサ（例えばリミットスイッチ）を設け、これら複数の扉開閉センサによっていずれかの扉が開扉されている状態が検出されているときには制御装置が作業装置の作動を停止させるようにして、オペレータの作業の安全を確保している。この場合、複数の扉ごとに設けられた扉開閉センサは、その作業機の制御装置が特定の動作を行うべき状態（作業装置の作動を停止させる動作を行うべき状態）になったことを検出する検出器として機能する。

また、オペレータは、本体カバーに設けられた扉を開けてその作業機の内部にアクセスしているとき、その作業機の内部から隣接する他の作業機に容易にアクセスすることができるため、制御装置が上記の特定の動作を行うべき状態（作業装置の作動を停止させる動作を行うべき状態）になったときには、隣接する作業機においても制御装置が作業装置の作動を停止させる必要がある。このような構成は、検出器から出力された検出信号（制御装置が特定の動作を行うべき状態になったことの検出信号）を信号伝送路によって隣接する他の作業機の制御装置に伝送（転送）し、制御装置が特定の動作を行うべき状態になったことの情報を隣接する作業機間で共有することによって実現することができる。
特開２０００−４９４９８号公報

しかしながら、上記のように、制御装置が特定の動作を行うべき状態になったことを検出する検出器が各作業機に複数設けられている場合、各検出器から出力される検出信号を隣接する他の作業機に伝送しようとすると、作業機間に設けられる信号伝送路が検出器の数だけ必要となる。このため、検出器の数が多い場合（或いは検出器の数を増大させた場合）には信号伝送路の数も多くなり、作業機が備えるＩ／Ｏポートの不足等の不都合を来すおそれがあるという問題点があった。また、検出器の追加が必要になったときは、これに伴って信号伝送路を追加させる改造が必要になるという問題点があった。

そこで本発明は、制御装置が特定の動作を行うべき状態になったことを検出する検出器の数が多い場合であっても作業機が備えるＩ／Ｏポートの不足等の不都合を来すおそれがなく、検出器を追加しても信号伝送路を追加させる改造を必要としない作業システム及び作業機間の信号伝送方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の作業システムは、作業装置及び作業装置の作動制御を行う制御装置を備えた作業機が複数台連結されて成る作業システムであって、各作業機は、制御装置が特定の動作を行うべき状態になったことを検出して制御装置に検出信号を出力する複数の検出器と、複数の検出器の１つから出力された検出信号を、その検出信号が複数の検出器のいずれから出力されたかを問わず、１つの信号伝送路を介して他の作業機に伝送する信号
伝送部とを備えた。

請求項２に記載の作業システムは、請求項１に記載の作業システムであって、特定の動作は作業装置の作動を停止させる動作であり、検出器或いは信号伝送路を介して他の作業機から検出信号を受けた制御装置は、その制御装置が作動制御を行う作業装置の作動を停止させる。

請求項３に記載の作業機間の信号伝送方法は、一の作業機が備える複数の検出器の１つから出力された検出信号を他の作業機に伝送する作業機間の信号伝送方法であって、検出信号が複数の検出器のいずれから出力されたかを問わず、その検出信号を１つの信号伝送路を介して他の作業機に伝送する。

本発明では、作業機が備える複数の検出器の１つから出力された検出信号を、その検出信号が複数の検出器のいずれから出力されたかを問わず、１つの信号伝送路を介して他の作業機に伝送するようにしているので、検出器の数に拘らず、それらの検出器から出力される検出信号を他の作業機へ伝送する信号伝送路の数は１つであり、占有される作業機のＩ／Ｏポートの数は１つである。したがって、制御装置が特定の動作を行うべき状態になったことを検出する検出器が多い場合であっても、作業機が備えるＩ／Ｏポートの不足等の不都合を来すおそれがなく、検出器を追加しても信号伝送路を追加させる改造を必要としない。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施の形態における部品実装システムの斜視図、図２は本発明の一実施の形態における部品実装システムを構成する部品実装機単体の平面図、図３は本発明の一実施の形態における部品実装システムの制御系統を示すブロック図である。

図１において、本発明の一実施の形態における作業システムの一例としての部品実装システム１は、基板ＰＢに部品Ｐを実装する部品実装機２が基板ＰＢの搬送方向（Ｘ軸方向）に２台連結されて成る。

図１及び図２において、各部品実装機２は、本体カバー１０によって覆われた基台１１に一対のベルトコンベアから成る基板搬送路１２が備えられており、基板搬送路１２の上方には複数の吸着ノズル１３を備えた搭載ヘッド１４がＸＹロボット１５によって水平面内に移動自在に設けられている。ここで、ＸＹロボット１５は、基板搬送路１２による基板ＰＢの搬送方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に延びて設けられたＹ軸テーブル１６と、Ｙ軸テーブル１６に沿ってＹ軸方向に移動自在に設けられた２つのＸ軸テーブル１７と、各Ｘ軸テーブル１７に沿ってＸ軸方向に移動自在に設けられた移動ステージ１８から成っており、搭載ヘッド１４は各移動ステージ１８に取り付けられている。

基板搬送路１２のＹ軸方向の側方領域には部品Ｐ（図１）を部品供給部１９（図２）に供給する複数のパーツフィーダ２０がＸ軸方向に並んで設けられている。各搭載ヘッド１４には撮像面を下方に向けた基板カメラ２１（図２）が設けられており、基台１１上には撮像面を上方に向けた部品カメラ２２（図２）が設けられている。

図３において、各部品実装機２には制御装置２３が設けられており、この制御装置２３は、記憶部２４に記憶された動作プログラムに従って動作し、基板搬送路１２、パーツフィーダ２０、ＸＹロボット１５、各搭載ヘッド１４が備える吸着ノズル１３等から成る作業装置２５の作動制御を行うことによって、基板ＰＢに対する部品実装作業を行うように
なっている。具体的には、制御装置２３は、基板搬送路１２の作動制御を行って基板ＰＢの搬入、所定の作業位置への位置決め及び搬出を行い、各パーツフィーダ２０の作動制御を行って部品供給部１９への部品Ｐの供給を行い、ＸＹロボット１５の作動制御を行って各搭載ヘッド１４を水平面内で移動させ、各搭載ヘッド１４が備える吸着ノズル１３の作動制御を行って部品供給部１９に供給された部品Ｐの吸着（ピックアップ）及び吸着した部品Ｐの基板ＰＢ上での離脱を行う。また、制御装置２３は基板カメラ２１及び部品カメラ２２の撮像制御を行う。

図１において、本体カバー１０には、ヒンジ部３１ａを支点に開扉して本体カバー１０の上部に開口部を形成する作業装置アクセス扉３１が設けられている。部品実装機２のオペレータは、この作業装置アクセス扉３１を開扉したときに本体カバー１０に形成される開口部から部品実装機２の内部にアクセスしてＸＹロボット１５等に対するメンテナンス作業等を行うことができる。また、本体カバー１０には、ヒンジ部３２ａを支点に開扉して本体カバー１０の側部に開口部を形成するパーツフィーダアクセス扉３２が設けられている。オペレータは、このパーツフィーダアクセス扉３２を開扉したときに本体カバー１０に形成される開口部から部品実装機２の内部にアクセスして基台１１に取り付けられたパーツフィーダ２０に対するメンテナンス作業等を行うことができる。

更に、各部品実装機２の本体カバー１０には緊急停止ボタン３４が設けられている（図１）。この緊急停止ボタン３４は、部品実装機２の稼働中に、オペレータが何らかの理由により部品実装機２による部品実装作業を停止させようとしたときに手動で操作するものであり、オペレータが操作しやすい位置に設けられている。

部品実装機２の制御装置２３は、先ず、外部（上流側の他の装置又は上流側の部品実装機２）から基板ＰＢが投入されたことを検知したら、基板搬送路１２を作動させてその基板ＰＢを部品実装機２内に搬入し、所定の作業位置に位置決めする。そして、搭載ヘッド１４を水平面内で移動させて基板ＰＢの上方に位置させ、基板カメラ２１に基板ＰＢの基板マークＭ（図２）を撮像させて、基板ＰＢの基準位置からの位置ずれを求める。

制御装置２３は基板ＰＢの位置ずれを求めたら、移動ステージ１８をパーツフィーダ２０の上方に移動させ、部品供給部１９に供給される部品Ｐを吸着ノズル１３に吸着させる。

制御装置２３は、吸着ノズル１３に部品Ｐを吸着させたら、その部品Ｐが部品カメラ２２の直上に位置するように移動ステージ１８を移動させて、部品カメラ２２に部品Ｐの撮像を行わせ、吸着ノズル１３に対する部品Ｐの位置ずれ（吸着ずれ）を求める。

制御装置２３は、吸着ノズル１３に対する部品Ｐの位置ずれを求めたら、移動ステージ１８を基板ＰＢの上方に移動させ、吸着ノズル１３に吸着させている部品Ｐを基板ＰＢ上の目標搭載位置で離脱させてその部品Ｐを基板ＰＢ上に搭載する。部品Ｐの基板ＰＢ上への搭載時には、制御装置２３は、基板ＰＢの位置決め時に求めた基板ＰＢの基準位置からの位置ずれと、部品Ｐの認識時に求めた部品Ｐの吸着ノズル１３に対する位置ずれが修正されるように、基板ＰＢに対する吸着ノズル１３の相対位置の補正動作を行う。

制御装置２３は、このような部品Ｐの吸着から基板ＰＢ上への搭載までの一連の工程を、基板ＰＢに搭載すべき全部品Ｐについて行ったら、基板搬送路１２を作動させて、その基板ＰＢを外部（下流側の部品実装機２又は下流側の他の装置）に搬出する（図１及び図２中に示す矢印Ａ）。

図３において、各部品実装機２には、作業装置アクセス扉３１が開扉状態にあることを
検出して検出信号（作業装置アクセス扉３１の開扉状態検出信号）を出力する作業装置アクセス扉センサ４１と、パーツフィーダアクセス扉３２が開扉状態にあることを検出して検出信号（パーツフィーダアクセス扉３２の開扉状態検出信号）を出力するパーツフィーダアクセス扉センサ４２が設けられている（図１も参照）。また、基板搬送路１２における基板ＰＢの入口及び出口付近には、その基板ＰＢの入口又は出口から異物（例えばオペレータの手）が差し入れられた状態を検出して検出信号（異物検出信号）を出力する複数の開口部センサ４３が設けられている（図１も参照）。ここで、作業装置アクセス扉センサ４１及びパーツフィーダアクセス扉センサ４２は例えば、作業装置アクセス扉３１或いはパーツフィーダアクセス扉３２の一部によって操作片がオンオフ操作されるリミットスイッチから成り、開口部センサ４３は例えば、基板搬送路１２によって搬送される基板ＰＢよりも高い位置に検出光をほぼ水平に照射して基板搬送路１２の基板ＰＢの入口又は出口に異物が差し入れられたことを検知する光センサから成る。

また図３において、各部品実装機２には、オペレータによって緊急停止ボタン３４が操作された状態を検出して検出信号（緊急停止ボタン操作検出信号）を出力する緊急停止ボタン操作センサ４４（図１も参照）が設けられている。

作業装置アクセス扉３１が開扉されたときに作業装置アクセス扉センサ４１から出力される検出信号、パーツフィーダアクセス扉３２が開扉されたときにパーツフィーダアクセス扉センサ４２から出力される検出信号、基板搬送路１２の基板ＰＢの入口又は出口に異物が差し入れられたときに開口部センサ４３から出力される検出信号及び緊急停止ボタン３４が操作されたときに緊急停止ボタン操作センサ４４から出力される検出信号はいずれも部品実装機２が備える信号伝送部５０に入力され、そこから制御装置２３に送られる。そして制御装置２３は、信号伝送部５０から検出信号を受け取ったときには、作業装置２５の作動を停止させて、その部品実装機２による部品実装作業を中断させるようになっている（図３）。

これにより、作業装置アクセス扉３１又はパーツフィーダアクセス扉３２が開扉状態のまま、或いは基板搬送路１２の基板ＰＢの入口又は出口に異物が差し入れられた状態のまま作業装置２５の稼動が継続されることによりオペレータの作業が非安全的になることが防止され、また、オペレータが何らかの理由により部品実装機２による部品実装作業を一時停止したいと思った場合に、そのオペレータの意思を反映させることができるようになっている。ここでは、各部品実装機２が備える作業装置アクセス扉センサ４１、パーツフィーダアクセス扉センサ４２、開口部センサ４３及び緊急停止ボタン操作センサ４４は、制御装置２３が作業装置２５の作動を停止させる動作という、特定の動作を行うべき状態になったことを検出する検出器として機能している。

図３において、部品実装システム１を構成する２台の部品実装機２が備える信号伝送部５０の間には、部品実装機１が備える複数のＩ／Ｏポート６０の１つを介して繋がるケーブルハーネス６１が設けられている。このケーブルハーネス６１は両部品実装機２の間で信号伝送を行う複数の信号伝送路から構成され、そのうちの１つの信号伝送路６２は、両部品実装機２間で、一方の部品実装機２が備える複数の検出器の１つから出力された検出信号を他方の部品実装機２に伝送（転送）するためのものとなっている。

ここで、信号伝送部５０は、複数の検出器（作業装置アクセス扉センサ４１、パーツフィーダアクセス扉センサ４２、開口部センサ４３及び緊急停止ボタン操作センサ４４）の１つから検出信号が出力されたとき、その検出信号を、その検出信号が複数の検出器のいずれから出力されたかを問わず、１つの信号伝送路６２を介して他方の部品実装機２に伝送する。

信号伝送路６２を介して一方の部品実装機２から検出信号の伝送を受けた他方の部品実装機２は、その伝送を受けた検出信号を信号伝送部５０から制御装置２３に送り、その検出信号を受けた制御装置２３は作業装置２５の作動を停止させる。すなわち、信号伝送路６２を介して一方の部品実装機２から検出信号の伝送を受けた他方の部品実装機２の制御装置２３は、自身が備える複数の検出器（作業装置アクセス扉センサ４１、パーツフィーダアクセス扉センサ４２、開口部センサ４３及び緊急停止ボタン操作センサ４４）の１つから検出信号が出力された場合と同様の動作（作業装置２５の作動を停止させる動作）を行う。

このように、本実施の形態における部品実装システム１（作業システム）は、作業装置２５及び作業装置２５の作動制御を行う制御装置２３を備えた部品実装機２（作業機）が複数台連結されて成り、各部品実装機２は、制御装置２３が特定の動作を行うべき状態（作業装置２５の作動を停止させる動作を行うべき状態）になったことを検出して検出信号を制御装置２３に出力する複数の検出器（作業装置アクセス扉センサ４１、パーツフィーダアクセス扉センサ４２、開口部センサ４３及び緊急停止ボタン操作センサ４４）と、複数の検出器の１つから出力された検出信号を、その検出信号が複数の検出器のいずれから出力されたかを問わず、１つの信号伝送路６２を介して他の部品実装機２に伝送する信号伝送部５０を備えたものとなっている。

また、この部品実装システム１において行われる部品実装機２間（作業機間）の信号伝送方法は、一の部品実装機２が備える複数の検出器の１つから出力された検出信号を他の部品実装機２に伝送する方法であり、検出信号が複数の検出器のいずれから出力されたかを問わず、その検出信号を１つの信号伝送路６２を介して他の部品実装機２に伝送するようになっている。

このように本実施の形態における部品実装システム１（部品実装機２間の信号伝送方法）では、部品実装機２が備える複数の検出器の１つから出力された検出信号を、その検出信号が複数の検出器のいずれから出力されたかを問わず、１つの信号伝送路６２を介して他の部品実装機２に伝送するようにしているので、検出器の数に拘らず、それらの検出器から出力される検出信号を他の部品実装機２へ伝送する信号伝送路の数は１つであり、占有される部品実装機２のＩ／Ｏポート６０の数は１つである。したがって、制御装置２３が特定の動作を行うべき状態になったことを検出する検出器が多い場合であっても、部品実装機２が備えるＩ／Ｏポート６０の不足等の不都合を来すおそれがなく、検出器を追加しても信号伝送路を追加させる改造を必要としない。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述したものに限定されない。すなわち、上述の実施の形態では、制御装置２３が特定の動作を行うべき状態になったことを検出して検出信号を出力する検出器は、作業装置アクセス扉センサ４１、パーツフィーダアクセス扉センサ４２、開口部センサ４３及び緊急停止ボタン操作センサ４４の４つであったが、検出器はこれらのものに限られず、その数も複数であれば特に限定されない。また、上述の実施の形態では、検出器が検出する制御装置２３が行うべき特定の動作は、作業装置２５の作動を停止させる動作として説明していたが、本発明において、検出器が検出する制御装置２３が行うべき特定の動作は、作業装置２５の作動を停止させる動作に限定されるものではない。また、上述の実施の形態では、作業装置及び作業装置の作動制御を行う制御装置を備えた作業機の例として部品実装機２を挙げ、作業機が複数台連結されて成る作業システムの例として部品実装システム１を挙げたが、作業機は必ずしも部品実装機でなくてもよく、作業システムは必ずしも部品実装システムでなくてもよい。

制御装置が特定の動作を行うべき状態になったことを検出する検出器の数が多い場合であっても作業機が備えるＩ／Ｏポートの不足等の不都合を来すおそれがなく、検出器を追加しても信号伝送路を追加させる改造を必要としない作業システム及び作業機間の信号伝送方法を提供する。

本発明の一実施の形態における部品実装システムの斜視図本発明の一実施の形態における部品実装システムを構成する部品実装機単体の平面図本発明の一実施の形態における部品実装システムの制御系統を示すブロック図

符号の説明

１部品実装システム（作業システム）
２部品実装機（作業機）
２３制御装置
２５作業装置
４１作業装置アクセス扉センサ（検出器）
４２パーツフィーダアクセス扉センサ（検出器）
４３開口部センサ（検出器）
４４緊急停止ボタン操作センサ（検出器）
５０信号伝送部
６２信号伝送路

Claims

作業装置及び作業装置の作動制御を行う制御装置を備えた作業機が複数台連結されて成る作業システムであって、各作業機は、制御装置が特定の動作を行うべき状態になったことを検出して制御装置に検出信号を出力する複数の検出器と、複数の検出器の１つから出力された検出信号を、その検出信号が複数の検出器のいずれから出力されたかを問わず、１つの信号伝送路を介して他の作業機に伝送する信号伝送部とを備えたことを特徴とする作業システム。
特定の動作は作業装置の作動を停止させる動作であり、検出器或いは信号伝送路を介して他の作業機から検出信号を受けた制御装置は、その制御装置が作動制御を行う作業装置の作動を停止させることを特徴とする請求項１に記載の作業システム。
一の作業機が備える複数の検出器の１つから出力された検出信号を他の作業機に伝送する作業機間の信号伝送方法であって、検出信号が複数の検出器のいずれから出力されたかを問わず、その検出信号を１つの信号伝送路を介して他の作業機に伝送することを特徴とする作業機間の信号伝送方法。