JP2023175788A - 部品供給ユニットのメンテナンスシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書は、部品供給ユニットに部品収容器を装填する装填作業およびその前後の関連作業に対応する段取りシステムに関する。
プリント配線が施された基板に対基板作業を実施して、基板製品を量産する技術が普及している。さらに、対基板作業を実施する複数種類の対基板作業機を並べて設け、対基板作業ラインを構成することが一般的になっている。対基板作業機のうち部品装着機は、複数の部品を収容する部品収容器が装填された部品供給ユニットを使用する。部品供給ユニットに部品収容器を装填する装填作業(段取り作業)は、多くの場合に、稼働中の部品装着機から離れた段取りエリアで実施される(外段取り)。
この装填作業は、従来、人手に頼って実施されており、多くの手間が必要であった。さらに、生産計画を確実に達成するために装填作業が前倒しで実施されることで、他の用途に転用できない仕掛りの部品供給ユニットが増加する。このため、管理が煩雑となり、さらに一層の手間が掛かっていた。近年では、省力化を目的として、装填作業の少なくとも一部を自動化した収容器ローダが実用化されている。装填作業の自動化に関連する一技術例が、特許文献1に開示されている。
特許文献1の第二実施形態には、リール(部品収容器の一例)を保管する保管庫、フィーダ(部品供給ユニットの一例)を保管する保管庫、リールセット装置(収容器ローダの一例)、搬送装置、および管理部を備える構成が記載されている。リールセット装置は、フィーダにリールをセットする装填作業を行う。搬送装置は、段取りされたフィーダを部品装着機まで搬送する。管理部は、リールおよびフィーダの出庫や装填作業、搬送動作等を制御して、部品装着機の生産を管理する。これによれば、リールおよびフィーダの組み合わせおよび所在を容易に把握することができ、これらの管理が容易である、とされている。
ところで、特許文献1のリールセット装置において、装填作業そのものが自動化されて省力化が達成される点は好ましい。しかしながら、リールおよびフィーダを保管庫からリールセット装置まで搬送する作業や、段取りされたフィーダを搬送装置に積載する作業は、人手により実施される。換言すると、装填作業の前後の関連作業では、依然として人手が必要とされている。
本明細書では、部品供給ユニットに部品収容器を装填する装填作業およびその前後の関連作業を自動化した部品供給ユニットの段取りシステムを提供することを解決すべき課題とする。
本明細書は、複数の部品を収容する部品収容器を複数保管する収容器倉庫と、部品装着機が実施する装着作業において、前記部品収容器に収容された前記部品を供給するときに使用される部品供給ユニットを複数収納するユニット収納庫と、前記部品供給ユニットに前記部品収容器を装填する収容器ローダと、前記収容器倉庫と前記収容器ローダの間で前記部品収容器を搬送する収容器搬送ロボットと、前記ユニット収納庫と前記収容器ローダの間で前記部品供給ユニットを搬送するユニット搬送ロボットと、を備えた部品供給ユニットの段取りシステムを開示する。
本明細書で開示する部品供給ユニットの段取りシステムにおいて、部品収容器は、収容器搬送ロボットによって収容器倉庫から収容器ローダに搬送され、部品供給ユニットは、ユニット搬送ロボットによってユニット収納庫から収容器ローダに搬送される。また、収容器ローダは、部品供給ユニットに部品収容器を装填する装填作業を自動で行う。さらに、装填作業によって部品収容器が装填された部品供給ユニットは、ユニット搬送ロボットによってユニット収納庫に戻すことができる。したがって、装填作業およびその前後の運搬等の関連作業の自動化が達成される。
1.第1実施形態の部品供給ユニットの段取りシステム1の構成
第1実施形態の部品供給ユニットの段取りシステム1の構成について、図1の全体構成図、図2の部分拡大図、および図3の機能ブロック図を参考にして説明する。段取りシステム1は、部品供給ユニット92に部品収容器91を装填する装填作業およびその前後の関連作業に対応する。段取りシステム1は、収容器倉庫2、第1段取りライン11、第2段取りライン12、およびユニット倉庫13などで構成される。図1の紙面左側に収容器倉庫2が示され、紙面右側に対基板作業ライン97が示され、紙面左下から紙面右上方向へと第2段取りライン12、第1段取りライン11、およびユニット倉庫13が示されている。
第1実施形態の部品供給ユニットの段取りシステム1の構成について、図1の全体構成図、図2の部分拡大図、および図3の機能ブロック図を参考にして説明する。段取りシステム1は、部品供給ユニット92に部品収容器91を装填する装填作業およびその前後の関連作業に対応する。段取りシステム1は、収容器倉庫2、第1段取りライン11、第2段取りライン12、およびユニット倉庫13などで構成される。図1の紙面左側に収容器倉庫2が示され、紙面右側に対基板作業ライン97が示され、紙面左下から紙面右上方向へと第2段取りライン12、第1段取りライン11、およびユニット倉庫13が示されている。
部品収容器91は、複数の部品を収容する。部品供給ユニット92は、部品装着機98が実施する装着作業において、部品収容器91に収容された部品を供給するときに使用される。部品収容器91および部品供給ユニット92には、それぞれの種別や個体を表す識別コードが貼り付けられている。部品収容器91の識別コードには、部品収容器91に収容されている部品の種類を表す情報が含まれる。識別コードには、バーコードや二次元コードなどが用いられる。
部品収容器91としてテープリールを例示でき、部品供給ユニット92としてテープリールが直接装填される一体型のフィーダ装置を例示できる。テープリールには、多数の部品が所定ピッチで封入されたキャリアテープが巻回保持される。フィーダ装置は、テープリールが装填された形態で部品装着機98に装備される。フィーダ装置は、テープリールからキャリアテープを引き出して部品取り出し位置に送ることにより、部品装着機98の部品装着具に部品を供給する。部品の装着作業が進んで、テープリールの部品が消費され尽くすと、フィーダ装置の全体が交換される。
フィーダ装置は、一体型に限定されず、分離型もある。分離型フィーダ装置は、キャリアテープの送り機構を有するフィーダ本体部、およびテープリールが装填されるリールカセットで構成される。フィーダ本体部は、部品装着機98に常設され、別体のリールカセットは、フィーダ本体部の近くに配置される。部品の装着作業が進んで、テープリールの部品が消費され尽くすと、リールカセットが交換される。リールカセットは、部品収容器91を装填する部品供給ユニット92に該当する。
以降では、部品供給ユニット92が一体型のフィーダ装置であり、部品収容器91がテープリールである場合について説明する。なお、部品収容器91としてトレイ、部品供給ユニット92としてトレイ装填ユニットを用いることもできる。
収容器倉庫2は、部品収容器91を複数保管して、第1段取りライン11および第2段取りライン12への供給を可能とする。図1に示されるように、収容器倉庫2は平面視で概ねT字型の大きな箱形状に形成されている。収容器倉庫2は、T字型の下端に相当する側面に入庫口を有し、T字型の左右端に相当する側面にそれぞれ出庫口21を有する。部品収容器91は、作業者によって入庫口から入庫される。図1において、第1段取りライン11に向かう出庫口21は見えず、第2段取りライン12に向かう出庫口21が図示されている。
図3に示されるように、収容器倉庫2の内部に、複数の保管位置、アクチュエータ22、およびコードリーダ23が設けられる。アクチュエータ22は、入庫口に入庫された部品収容器91を保管位置まで移送し、また、保管位置の部品収容器91を二つの出庫口21のどちらかまで移送する。アクチュエータ22は、収容器倉庫制御部29によって制御される。コードリーダ23は、入庫された部品収容器91に貼り付けられている識別コードを読み取り、読み取った結果を収容器倉庫制御部29に受け渡す。したがって、収容器倉庫制御部29は、保管している全部の部品収容器91の個体を保管位置と対応付けて認識することができる。
図1に示されるユニット倉庫13は、後述するユニット収納庫3と別体であり、かつユニット収納庫3が収納するよりも多数の部品供給ユニット92を保管する。ユニット倉庫13が保管する部品供給ユニット92は、部品収容器91が装填されているか否かを問わない。ユニット倉庫13は、多数の保管位置、三つの入出庫口14、アクチュエータ15、コードリーダ16、およびユニット倉庫制御部19を有する(図3参照)。
アクチュエータ15は、入出庫口14に入庫された部品供給ユニット92を保管位置まで移送し、また、保管位置の部品供給ユニット92を三つの入出庫口14のいずれかまで移送する。アクチュエータ15は、ユニット倉庫制御部19によって制御される。コードリーダ16は、入庫された部品供給ユニット92に貼り付けられている識別コードを読み取り、読み取った結果をユニット倉庫制御部19に受け渡す。したがって、ユニット倉庫制御部19は、保管している全部の部品供給ユニット92の個体を保管位置と対応付けて認識することができる。
図1に示されるように、第1段取りライン11は、三つのユニット収納庫3、収容器ローダ4、収容器搬送ロボット5、ユニット搬送ロボット6、メンテナンス装置7、および発着ステーション61などで構成される。ユニット収納庫3は、部品供給ユニット92を複数収納する。図2に示されるように、ユニット収納庫3は、基台31および収納ラック35からなる。基台31は、直方体の枠形状に形成されている。基台31の前面の上部に、左右方向に延びる上側区間ガイド32が設けられる。基台31の前面の下部に、左右方向に延びる下側区間ガイド33が設けられる。上側区間ガイド32および下側区間ガイド33は、例えば、前方に突出する凸形状や、上方に開口する溝形状に形成される。
収納ラック35は、前側に開口する箱形状に形成され、基台31の上部に固定されている。収納ラック35の内側の底面に、左右方向に並ぶ複数の収納スロットが形成される。収納スロットは、例えば前後方向に延びる溝により形成され、部品供給ユニット92が前側から差し込まれて収納される。ユニット収納庫3が収納する部品供給ユニット92は、部品収容器91が装填されているか否かを問わない。図2において、1個の部品供給ユニット92が例示されており、実際には、多数の部品供給ユニット92が左右に並んで収納される。
収納ラック35の内側の後面に、収納スロットに対応して左右方向に並ぶ複数の収納側コネクタ36が設けられる。部品供給ユニット92が収納スロットに収納されたとき、部品供給ユニット92の後側に設けられたユニット側コネクタは、収納側コネクタ36に自動的に嵌合する。この嵌合により、部品供給ユニット92は、電源供給されるとともに、収納庫制御部39と通信接続される。ここで、部品供給ユニット92は、自身の識別コードの情報を内蔵メモリに記憶している。したがって、収納庫制御部39は、収納した全部の部品供給ユニット92の識別コードを通信により取得し、収納スロットの位置と対応付けて認識することができる。
なお、ユニット収納庫3は、最小でひとつあればよく、増設が可能である。増設を行う場合、複数のユニット収納庫3は、左右方向に隣接して配置される。これにより、複数の上側区間ガイド32は、左右方向に並んでつながり、長い移動ガイドを形成する。同様に、複数の下側区間ガイド33は、左右方向に並んでつながり、長い移動ガイドを形成する。
図1に示されるように、収容器ローダ4は、収容器倉庫2と左側のユニット収納庫3の間に配置される。収容器ローダ4は、部品供給ユニット92に部品収容器91を装填する装填作業を自動で行う。装填作業としては、部品供給ユニット92に相当するフィーダ装置に対して部品収容器91に相当するテープリールを組み付ける作業、テープリールからキャリアテープを引き出して先端の不要部分を切り取る作業、および、キャリアテープの切り取り後の先端をフィーダ装置内の所定位置まで進める作業等が例示される。
なお、収容器ローダ4は、部品供給ユニット92から部品収容器91を取り外すアンロード機能を兼ね備える。収容器ローダ4は、箱形状に形成されている。収容器ローダ4の左側に、部品収容器91を挿入する収容器挿入口41が設けられる。収容器ローダ4の前面の右上部に、部品供給ユニット92を挿入するユニット挿入口42が設けられる。
収容器ローダ4は、コードリーダ43およびローダ制御部49を有する(図3参照)。コードリーダ43は、ローダ制御部49によって制御される。コードリーダ43は、挿入された部品収容器91および部品供給ユニット92に貼り付けられている識別コードを読み取り、読み取った結果をローダ制御部49に受け渡す。これにより、ローダ制御部49は、部品収容器91の個体と、部品収容器91が装填された部品供給ユニット92の個体とを対応付ける装填情報Vを作成することが可能になる。ローダ制御部49は、前記した装填作業の実行を制御する。
収容器ローダ4の前面の略中間高さに、左右方向に延びる上側区間ガイドが設けられる(図略)。収容器ローダ4の前面の下部に、左右方向に延びる下側区間ガイドが設けられる(図略)。上側区間ガイドおよび下側区間ガイドは、ユニット収納庫3の上側区間ガイド32および下側区間ガイド33と同じ高さに配置され、同じ形状に形成される。
収容器搬送ロボット5は、収容器倉庫2と収容器ローダ4の間で部品収容器91を搬送する。収容器搬送ロボット5は、移動が不要な非移動ロボットの一実施形態であるコンベアロボットとされている。収容器搬送ロボット5は、環状の搬送コンベアおよびコンベア駆動制御部などで構成される。搬送コンベアは、部品収容器91が載置された状態で輪転する。コンベア駆動制御部は、搬送コンベアの輪転および停止を制御する。これにより、収容器搬送ロボット5は、収容器倉庫2の出庫口21の部品収容器91を収容器ローダ4の収容器挿入口41まで搬送して挿入する。収容器搬送ロボット5は、段取り制御部8によって制御される。
なお、収容器搬送ロボット5は、逆方向の搬送機能を有してもよい。また、収容器搬送ロボット5は、非移動ロボットの別形態であるアームロボットであってもよい。アームロボットは、部品収容器91を保持するエンドエフェクタ、および可動のアーム部を用いて、部品収容器91を搬送する。
メンテナンス装置7は、右側のユニット収納庫3の右側に並んで配置される。メンテナンス装置7は、箱形状に形成され、部品供給ユニット92の挿入口を有する。メンテナンス装置7は、部品供給ユニット92のメンテナンスを行う。メンテナンス装置7の前面の略中間高さに、左右方向に延びる上側区間ガイドが設けられる(図略)。メンテナンス装置7の前面の下部に、左右方向に延びる下側区間ガイドが設けられる(図略)。上側区間ガイドおよび下側区間ガイドは、ユニット収納庫3の上側区間ガイド32および下側区間ガイド33と同じ高さに配置され、同じ形状に形成される。
発着ステーション61は、メンテナンス装置7の右側に並んで配置される。発着ステーション61は、部品収容器91が装填された部品供給ユニット92を部品装着機98に向けて搬出するための搬出ステーション、および、部品装着機98で使用済みになった部品供給ユニット92を搬入するための搬入ステーションを兼ねる。発着ステーション61では、発着する搬送車66への積み下ろしが行われ、さらに、ユニット収納器64の段取りが行われる。発着ステーション61は、直方体の枠形状に形成される。発着ステーション61の上面に、2個のユニット収納器64が載置されている。
ユニット収納器64は、部品供給ユニット92を複数収納するものである。ユニット収納器64は、複数の部品供給ユニット92を収納した状態で部品装着機98に装備され、部品の供給を可能にする。なお、ユニット収納器64は、部品装着機98に装備されず、複数の部品供給ユニット92の段取り作業や運搬等を効率化するものであってもよい。
発着ステーション61の前面の上部に、左右方向に延びる上側区間ガイドが設けられる(図略)。発着ステーション61の前面の下部に、左右方向に延びる下側区間ガイドが設けられる(図略)。上側区間ガイドおよび下側区間ガイドは、ユニット収納庫3の上側区間ガイド32および下側区間ガイド33と同じ高さに配置され、同じ形状に形成される。収容器ローダ4から三つのユニット収納庫3およびメンテナンス装置7を経由して発着ステーション61に至る間において、全ての上側区間ガイド(32)および下側区間ガイド(33)は、それぞれ左右方向に並んでつながり、長い移動ガイドを形成する。
ユニット搬送ロボット6は、複数並んだユニット収納庫3に沿って移動し、ユニット収納庫3と収容器ローダ4の間で部品供給ユニット92を搬送する。さらに、ユニット搬送ロボット6は、部品供給ユニット92をメンテナンス装置7や発着ステーション61まで搬送する。図2に示されるように、ユニット搬送ロボット6は、縦長に形成されている。ユニット搬送ロボット6は、後側にガイド部材および移動駆動部を備える。
ガイド部材は、複数の区間ガイド(32、33)からなる移動ガイドに係合する。これにより、ユニット搬送ロボット6は、全重量が移動ガイドによって支えられるとともに、移動方向が規定される。移動駆動部は、例えば、図略の非接触給電装置またはバッテリを電源として動作する。移動駆動部は、例えば、走行車輪と駆動モータの組み合わせや、リニアモータを応用した移動機構により構成される。これにより、ユニット搬送ロボット6は、移動ガイドに沿って収容器ローダ4から発着ステーション61までの前側を移動する。
ユニット搬送ロボット6は、さらに、ユニット保持空間およびユニット操作機構を備える。ユニット保持空間は、ユニット搬送ロボット6の内部に区画された空間である。ユニット保持空間は、搬送する部品供給ユニット92を一時的に保持する。ユニット操作機構は、ユニット保持空間と他装置との間で、部品供給ユニット92を受け渡す。
他装置とは、収容器ローダ4のユニット挿入口42、ユニット収納庫3の収納ラック35、メンテナンス装置7の挿入口、および発着ステーション61上のユニット収納器64である。受け渡しのとき、ガイド部材と移動ガイドの係合によってユニット搬送ロボット6の高さが適正に保たれるので、受け渡し動作が安定化する。ユニット搬送ロボット6は、段取り制御部8によって制御される。
発着ステーション61の前側から対基板作業ライン97およびユニット倉庫13に渡って、走行路65が敷設される。図1において、ひとつの対基板作業ライン97が例示されており、走行路65に沿って複数の対基板作業ライン97が配置されてもよい。走行路65を走行する搬送車66は、複数台であることが好ましく、衝突を回避するように走行制御される。複数台の搬送車66は、第1段取りライン11および第2段取りライン12で共用とされてもよく、ラインごとに専用とされてもよい。なお、搬送車66は、物理的な走行路65が不要で、マップデータ上の走行路の情報を参照して走行する方式のAGVでもよい。
搬送車66は、段取り制御部8からの無線指令にしたがって走行するとともに、部品供給ユニット92やユニット収納器64を積み下ろしする。搬送車66は、部品供給ユニット92をユニット倉庫13の入出庫口14と発着ステーション61との間で搬送する。また、搬送車66は、部品供給ユニット92やユニット収納器64を発着ステーション61と対基板作業ライン97の部品装着機98の間で搬送する。搬送車66は、搬送動作の進行状況を段取り制御部8に適宜報告する。
図1に示されるように、第2段取りライン12は、四つのユニット収納庫3、収容器ローダ4、収容器搬送ロボット5、ユニット搬送ロボット6、および発着ステーション61などで構成され、メンテナンス装置7を含まない。第2段取りライン12の各構成要素の構造等は、第1段取りライン11と向きが逆になっていることを除いて同様であるので、説明は省略する。なお、第1段取りライン11と第2段取りライン12が向かい合って配置されることにより、作業者は両ラインの間に入って点検やメンテナンスを容易に行うことができる。
2.段取りシステム1の制御に関する構成
次に、段取りシステム1の制御に関する構成について説明する。図3に示されるように、段取り制御部8は、生産管理装置95に通信接続される。生産管理装置95は、ライン制御部96に通信接続される。さらに、ライン制御部96は、対基板作業ライン97を構成する複数種類の対基板作業機にそれぞれ通信接続される。対基板作業ライン97は、基板に部品を装着して基板製品を量産する生産ラインである。対基板作業ライン97を構成する部品装着機98は、段取り済みの部品供給ユニット92またはユニット収納器64が装備されて部品の供給が可能となる。
次に、段取りシステム1の制御に関する構成について説明する。図3に示されるように、段取り制御部8は、生産管理装置95に通信接続される。生産管理装置95は、ライン制御部96に通信接続される。さらに、ライン制御部96は、対基板作業ライン97を構成する複数種類の対基板作業機にそれぞれ通信接続される。対基板作業ライン97は、基板に部品を装着して基板製品を量産する生産ラインである。対基板作業ライン97を構成する部品装着機98は、段取り済みの部品供給ユニット92またはユニット収納器64が装備されて部品の供給が可能となる。
生産管理装置95は、基板製品の生産計画および生産進捗状況を管理する。ライン制御部96は、生産管理装置95から受け取った生産計画に基づいて、対基板作業ライン97の動作を制御する。かつ、ライン制御部96は、対基板作業ライン97における生産進捗状況を、逐次生産管理装置95に送信する。
一方、段取り制御部8は、ユニット倉庫制御部19、収容器倉庫制御部29、収納庫制御部39、およびローダ制御部49と通信接続される。また、段取り制御部8は、収容器搬送ロボット5、ユニット搬送ロボット6、および搬送車66を制御する。さらに、段取り制御部8に付属された装填情報記憶部81は、装填情報Vを記憶する。段取り制御部8は、作業者との情報交換を行うためのマンマシンインターフェース(入力部、表示部、無線通信部等)を備える。
上記した各制御要素の間では、装填情報Vを始めとする各種情報が適宜送受信される。また、上記した各制御要素は、全てが独立したハードウェアである必要はない。例えば、複数の制御要素が1台のコンピュータ装置の相違するソフトウェアで実現されてもよい。また例えば、段取り制御部8は、生産管理装置95の部分機能として実現されてもよい。さらに、上記した通信接続や情報伝送は、無線通信装置を用いて行われてもよい。段取り制御部8等の制御機能については、次の動作の説明の中で詳述する。
3.段取りシステム1の動作
次に、段取りシステム1の動作について、図4を参考にして説明する。図4のステップS1で、段取り制御部8は、生産管理装置95が管理している基板製品の生産進捗状況を参照して、部品切れによる部品補給時期が近いか否かを判定する。例えば、部品装着機98に装備された部品供給ユニット92の部品収容器91の部品残数が、規定個数以下に減少したか否か判定される。部品補給時期が近い場合、段取り制御部8は、今が装填作業の実施時期であると決定し、ステップS2~ステップS6を実行する。部品補給時期が近くない場合、段取り制御部8は、直ちに制御をステップS11に進める。当然ながら、装填作業の実施時期は、部品切れ予想時刻に対して、装填作業の所要時間を超える余裕をもって決定される。
次に、段取りシステム1の動作について、図4を参考にして説明する。図4のステップS1で、段取り制御部8は、生産管理装置95が管理している基板製品の生産進捗状況を参照して、部品切れによる部品補給時期が近いか否かを判定する。例えば、部品装着機98に装備された部品供給ユニット92の部品収容器91の部品残数が、規定個数以下に減少したか否か判定される。部品補給時期が近い場合、段取り制御部8は、今が装填作業の実施時期であると決定し、ステップS2~ステップS6を実行する。部品補給時期が近くない場合、段取り制御部8は、直ちに制御をステップS11に進める。当然ながら、装填作業の実施時期は、部品切れ予想時刻に対して、装填作業の所要時間を超える余裕をもって決定される。
ステップS2で、段取り制御部8は、装填情報Vに基づき、部品装着機98で必要とされる部品収容器91が装填された部品供給ユニット92である搬出用部品供給ユニットがユニット収納庫3に収納されているか否かを判定する。収納されている場合(段取り済みの場合)、段取り制御部8は、ステップS5までの段取り作業を省略して、制御をステップS6に進める。また、収納されていない場合、段取り制御部8は、補給が必要となる部品種の部品収容器91を選択し、当該の部品収容器91を装填できる部品供給ユニット92を選択する。次に、段取り制御部8は、当該の部品収容器91および部品供給ユニット92の識別コードを指定しつつ、装填作業を行うことを収容器ローダ4に指令する。
次のステップS3で、段取り制御部8は、当該の部品収容器91の識別コードを指定して、収容器倉庫制御部29に出庫を指令し、収容器搬送ロボット5に搬送を指令する。収容器倉庫制御部29は、指令にしたがってアクチュエータ22を制御し、当該の部品収容器91を出庫口21まで移送する。収容器搬送ロボット5は、指令にしたがって出庫口21の部品収容器91を収容器ローダ4の収容器挿入口41まで搬送する。
次のステップS4で、段取り制御部8は、まず、当該の部品供給ユニット92の所在位置を確認する。所在位置がいずれかのユニット収納庫3である場合、段取り制御部8は、部品供給ユニット92の識別コードを指定して、ユニット搬送ロボット6に搬送を指令する。ユニット搬送ロボット6は、指令にしたがい、当該の部品供給ユニット92をユニット収納庫3から取り出して、収容器ローダ4のユニット挿入口42まで搬送する。
また、所在位置がユニット倉庫13である場合、段取り制御部8は、部品供給ユニット92の識別コードを指定してユニット倉庫制御部19に出庫を指令し、無線通信で搬送車66に搬送を指令し、ユニット搬送ロボット6に搬送を指令する。これにより、当該の部品供給ユニット92は、ユニット倉庫13から発着ステーション61を経由して収容器ローダ4のユニット挿入口42まで搬送される。なお、ステップS3およびステップS4は、並行して実施されてもよく、あるいは実行順序が入れ替えられてもよい。
次のステップS5で、収容器ローダ4のローダ制御部49は、まず、コードリーダ43を用い、搬送されて挿入された部品収容器91および部品供給ユニット92の識別コードに誤りが無いことを確認する。収容器ローダ4は、次に、部品供給ユニット92に部品収容器91を装填して搬出用部品供給ユニットとする。装填作業の後、ローダ制御部49は、部品収容器91の識別コードと部品収容器91が装填された部品供給ユニット92の識別コードとを対応付けた装填情報Vを作成して、段取り制御部8に送信する。作成された装填情報Vは、通信等によりユニット倉庫13、ユニット収納庫3、および部品装着機98で共有される。
次のステップS6で、段取り制御部8は、搬出用部品供給ユニットを部品装着機98に装備させるように制御する。具体的に、段取り制御部8は、ユニット搬送ロボット6および搬送車66に搬送を指令する。また、段取り制御部8は、ステップS2で搬出用部品供給ユニットがユニット収納庫3に収納されている場合には、搬出用部品供給ユニットを発着ステーション61に優先的に移動させるようにユニット搬送ロボット6を制御する。これにより、段取り済みの搬出用部品供給ユニットが優先的に使用されるので、収容器ローダ4による装填作業が省略される。
ユニット搬送ロボット6は、搬出用部品供給ユニットを収容器ローダ4またはユニット収納庫3から発着ステーション61(搬出ステーション)まで搬送する。次に、搬送車66は、搬出用部品供給ユニットを発着ステーション61から部品装着機98まで搬送して装備する。または、搬送車66は、搬出用部品供給ユニットを部品装着機98の傍らの作業者に受け渡す。
なお、部品装着機98への装備に時間的な余裕がある場合や、発着ステーション61に搬送車66が到着していない場合に、段取り制御部8は、搬出用部品供給ユニットを一時的にユニット収納庫3に収納するように制御してもよい。これにより、複数の搬出用部品供給ユニットの段取りが可能となる。ステップS6の終了後、段取り制御部8は、制御をステップS11に進める。
ステップS11で、段取り制御部8は、基板製品の生産計画および生産進捗状況を参照して、基板製品の種類を変更する段取り替えの時期が近いか否かを判定する。例えば、現在生産している種類の基板製品の生産残数が、規定枚数以下に減少したか否か判定される。段取り替えの時期が近い場合、段取り制御部8は、今が装填作業の実施時期であると決定し、ステップS12~ステップS18を実行する。段取り替えの時期が近くない場合、段取り制御部8は、直ちに制御をステップS1に戻す。当然ながら、装填作業の実施時期は、現基板製品の生産完了予想時刻に対して、必要となる複数回の装填作業の所要時間を越える余裕をもって決定される。
ステップS12~ステップS15の動作は、ステップS2~ステップS5の動作と同様であるので、説明は省略する。次のステップS16で、段取り制御部8は、ステップS15で段取りされた搬出用部品供給ユニットをユニット収納器64に収納するように、ユニット搬送ロボット6に指令する。ユニット搬送ロボット6は、指令にしたがい、搬出用部品供給ユニットを収容器ローダ4またはユニット収納庫3から発着ステーション61まで搬送して、ユニット収納器64に収納する。
段取り替えにおいて、一般的に、複数回の装填作業を実施して複数の搬出用部品供給ユニットを揃える必要がある。このため、ステップS17で、段取り制御部8は、段取り替えに必要な全ての搬出用部品供給ユニットがユニット収納器64に揃ったか否かを判定する。そして、否である間、段取り制御部8は、ステップS12~ステップS17を繰り返して実行する。繰り返しによってユニット収納器64に全ての搬出用部品供給ユニットが揃うと、段取り制御部8は、制御をステップS18に進める。
ステップS18で、段取り制御部8は、段取りされたユニット収納器64を部品装着機98に装備させるように、搬送車66に指令する。搬送車66は、指令にしたがい、ユニット収納器64を発着ステーション61から部品装着機98まで搬送して装備する。または、搬送車66は、ユニット収納器64を部品装着機98の傍らの作業者に受け渡す。ステップS18の終了後、段取り制御部8は、制御をステップS1に戻す。
次に、部品装着機98で使用済みになった部品供給ユニット92が、搬送車66により発着ステーション61(搬入ステーション)に搬入された場合の動作について説明する。段取り制御部8は、生産計画および生産進捗状況の少なくとも一方に基づいて、あるいは、生産管理装置95からの指令に基づいて、発着ステーション61に搬入された部品供給ユニット92を処理する。
処理について詳述すると、段取り制御部8は、搬入された部品供給ユニット92の装填情報Vに基づき、生産計画で近いうちに再度の使用予定があるか否かを調査する。使用予定がある場合、段取り制御部8は、部品収容器91が装填された部品供給ユニット92をそのままユニット収納庫3に収納するように、ユニット搬送ロボット6を制御する。ユニット搬送ロボット6は、制御にしたがい、部品供給ユニット92を発着ステーション61からユニット収納庫3まで搬送して収納する。これにより、次回の使用に向けた装填作業が省略される。
また、使用予定がない場合、段取り制御部8は、部品収容器91を部品供給ユニット92から取り外すように、ユニット搬送ロボット6および収容器ローダ4を制御する。ユニット搬送ロボット6は、制御にしたがい、部品供給ユニット92を発着ステーション61から収容器ローダ4まで搬送する。収容器ローダ4は、アンロード機能により、部品供給ユニット92から部品収容器91を取り外す。取り外された部品収容器91は、収容器倉庫2に戻されて保管される。一方、部品供給ユニット92は、ユニット収納庫3に収納され、または、ユニット倉庫13に保管される。
さらに、第1段取りライン11内の部品供給ユニット92のメンテナンスを実施する場合、対象となる部品供給ユニット92は、第1段取りライン11のユニット搬送ロボット6によってメンテナンス装置7に搬送される。第2段取りライン12内の部品供給ユニット92のメンテナンスを実施する場合、対象となる部品供給ユニット92は、第2段取りライン12のユニット搬送ロボット6、搬送車66、および第1段取りライン11のユニット搬送ロボット6によってメンテナンス装置7に搬送される。ユニット倉庫13内の部品供給ユニット92のメンテナンスを実施する場合、対象となる部品供給ユニット92は、搬送車66および第1段取りライン11のユニット搬送ロボット6によってメンテナンス装置7に搬送される。メンテナンス装置7におけるメンテナンスが終了した後、部品供給ユニット92は元の位置に戻される。
第1実施形態の部品供給ユニットの段取りシステム1において、部品収容器91は、収容器搬送ロボット5によって収容器倉庫2から収容器ローダ4に搬送され、部品供給ユニット92は、ユニット搬送ロボット6によってユニット収納庫3から収容器ローダ4に搬送される。また、収容器ローダ4は、部品供給ユニット92に部品収容器91を装填する装填作業を自動で行う。さらに、装填作業によって部品収容器91が装填された部品供給ユニット92は、ユニット搬送ロボット6によってユニット収納庫3に戻され、または発着ステーション61に搬送される。したがって、装填作業およびその前後の運搬等の関連作業の自動化が達成される。
また、段取り制御部8は、基板製品の生産計画および生産進捗状況に基づいて、収容器ローダ4の装填作業の実施時期をタイムリーに決定することができる。これによれば、装填作業が終了した段取り済みの部品供給ユニット92がいたずらに増加しないので、管理の手間が軽減される。かつ、部品供給ユニット92は、他の用途に転用できない仕掛り品とならず、効率的な運用が可能となる。さらに、装填作業の遅延による部品装着機98の装着作業の停滞が抑制される。加えて、装填作業に関係する装置類が隣接して配置されることにより、省スペースなシステム構成が実現される。
4.第2実施形態の部品供給ユニットの段取りシステム1A
次に、第2実施形態の段取りシステム1Aについて、図5を参考にして、第1実施形態と異なる点を主に説明する。図5に示されるように、第2実施形態において、ユニット倉庫13、第1段取りライン11の発着ステーション61、第2段取りライン12の発着ステーション61が省略される。そして、第1段取りライン11および第2段取りライン12に隣接して、それぞれ対基板作業ライン97が配置される。
次に、第2実施形態の段取りシステム1Aについて、図5を参考にして、第1実施形態と異なる点を主に説明する。図5に示されるように、第2実施形態において、ユニット倉庫13、第1段取りライン11の発着ステーション61、第2段取りライン12の発着ステーション61が省略される。そして、第1段取りライン11および第2段取りライン12に隣接して、それぞれ対基板作業ライン97が配置される。
対基板作業ライン97を構成する複数種類の対基板作業機の各々は、前面に上側区間ガイド971および下側区間ガイド972を有する。上側区間ガイド971および下側区間ガイド972は、ユニット収納庫3の上側区間ガイド32および下側区間ガイド33と同じ高さに配置され、同じ形状に形成される。したがって、上側区間ガイド971および下側区間ガイド972は、移動ガイドの一部となる。これにより、ユニット搬送ロボット6は、部品収容器91が装填された部品供給ユニット92を収容器ローダ4から部品装着機98まで直送することができる。
第2実施形態によれば、搬送車66を省略しても、部品供給ユニット92を部品装着機98まで自動で搬送することができ、さらに直送によって段取り時間を短縮することができる。また、段取りシステム1Aに隣接して対基板作業ライン97を配置したので、さらなる省スペース化が実現される。
5.実施形態の応用および変形
なお、第1実施形態において、第1段取りライン11や第2段取りライン12から離れた位置にメンテナンス装置7を配置してもよい。この場合、搬送車66は、部品供給ユニット92をメンテナンス装置7まで搬送する。また、搬送車66を省略して、部品供給ユニット92やユニット収納器64の部品装着機98への運搬を人手によって行うようにしてもよい。さらに、ユニット倉庫13やメンテナンス装置7が省略されてもよい。また、図4の動作フローで説明した部品補給時期および段取り替えの時期の決定は、生産管理装置95が行ってもよい。この場合、段取り制御部8は、生産管理装置95からの装填作業の実施指令にしたがって制御を進める。
なお、第1実施形態において、第1段取りライン11や第2段取りライン12から離れた位置にメンテナンス装置7を配置してもよい。この場合、搬送車66は、部品供給ユニット92をメンテナンス装置7まで搬送する。また、搬送車66を省略して、部品供給ユニット92やユニット収納器64の部品装着機98への運搬を人手によって行うようにしてもよい。さらに、ユニット倉庫13やメンテナンス装置7が省略されてもよい。また、図4の動作フローで説明した部品補給時期および段取り替えの時期の決定は、生産管理装置95が行ってもよい。この場合、段取り制御部8は、生産管理装置95からの装填作業の実施指令にしたがって制御を進める。
さらに、第1実施形態の搬送車66は、部品装着機98で使用済みになったユニット収納器64を発着ステーション61まで戻すようにしてもよい。この後、ユニット収納器64内の複数の部品供給ユニット92は、近いうちの使用予定の有無に応じて、前述したように処理される。その他にも、第1および第2実施形態は、様々な応用や変形が可能である。
1、1A:部品供給ユニットの段取りシステム 13:ユニット倉庫 19:ユニット倉庫制御部 2:収容器倉庫 21:出庫口 22:アクチュエータ 23:コードリーダ 29:収容器倉庫制御部 3:ユニット収納庫 32:上側区間ガイド 33:下側区間ガイド 35:収納ラック 39:収納庫制御部 4:収容器ローダ 43:コードリーダ 49:ローダ制御部 5:収容器搬送ロボット 6:ユニット搬送ロボット 61:発着ステーション 64:ユニット収納器 66:搬送車 8:段取り制御部 81:装填情報記憶部 91:部品収容器 92:部品供給ユニット 95:生産管理装置 971:上側区間ガイド 972:下側区間ガイド 98:部品装着機 V:装填情報
Claims (3)
- 部品装着機が実施する装着作業において、部品収容器に収容された部品を供給するときに使用される部品供給ユニットを複数収納するユニット収納庫と、
前記ユニット収納庫と並んで配置され、前記部品供給ユニットのメンテナンスを行うメンテナンス装置と、
前記ユニット収納庫と前記メンテナンス装置の間で前記部品供給ユニットを搬送するユニット搬送ロボットと、
を備えた部品供給ユニットのメンテナンスシステム。 - 前記ユニット搬送ロボットは、前記ユニット収納庫および前記メンテナンス装置に設けられた移動ガイドに沿って移動する、請求項1に記載のメンテナンスシステム。
- 前記ユニット収納庫および前記メンテナンス装置と並んで配置され、発着する搬送車との間で前記部品供給ユニットの積み下ろしが行われる発着ステーションを備える、請求項1または2に記載のメンテナンスシステム。
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