JP4036642B2 - 対回路基板作業機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板等の回路基板に対して予め定められた作業を行う対回路基板作業機に関するものであり、特に、それの調整作業の安全性向上に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
対回路基板作業機には、回路基板に穴あけ等の加工を施す基板加工機、回路基板にクリーム状半田等の高粘性流体を印刷するスクリーン印刷機、回路基板に接着剤等の高粘性流体をスポット的に塗布する高粘性流体塗布機、回路基板に電気部品(電子部品を含む)を装着する電気部品装着機、回路基板を電気部品の装着の前または後に検査する基板検査機等種々の作業機が存在する。これら対回路基板作業機には安全扉が設けられることが多い。それら対回路基板作業機の作動中に人体が作業空間に侵入し、怪我発生等の原因になることを防止するためである。
【0003】
しかし、これら対回路基板作業機の調整作業の中には、安全扉を開いた状態で複数の作動装置の一部を作動させて行わざるを得ないものがあり、そのために、バイパスキースイッチを設けることが行われている。バイパスキーと称される特別のキーがキー穴に挿入されることにより、安全扉スイッチをバイパスして電気回路が閉成され、作動装置が作動可能な状態となるようにされるのである。このバイパスキーは真にやむを得ない場合にのみ、限られた人のみにより使用されるものであり、調整作業は十分注意して行われるのであるが、それでも怪我等の発生を完全に防止し得るとは限らない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題,課題解決手段および効果】
本発明は、以上の事情を背景とし、対回路基板作業機の調整作業の安全性を高めることを課題としてなされたものであり、本発明によって、下記各態様の対回路基板作業機が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能なのである。
【0005】
なお、以下の各項において、(12)項が請求項1に相当し、(13)項が請求項2に、(14)項が請求項3に、それぞれ相当する。
さらに付言するならば、以下の項の中には、補正により特許請求の範囲に記載の発明あるいはそれの下位の概念の発明ではなくなったものもあるが、特許請求の範囲に記載の発明を理解する上で有用であるので、そのまま残すこととする。
【0006】
(1)安全扉により閉塞,開放される内部空間内に配設され、回路基板に対して予め定められた作業を行う作業装置を含む複数の作動装置を備えた対回路基板作業機において、
前記安全扉が閉じた状態と開いた状態とでオン,オフの状態が変化する安全扉スイッチと並列に、オン状態とオフ状態とに操作可能な調整モード設定スイッチを設け、かつ、その調整モード設定スイッチがオン状態にある場合に、前記内部空間への人体の侵入を許容するとともに前記複数の前記複数の作動装置の少なくとも1つを前記安全扉が閉じた状態に比較して安全性の高い状態で作動可能な状態に保つ調整用制御装置を設けたことを特徴とする対回路基板作業機。
本項の対回路基板作業機においては、調整モード設定スイッチの操作により調整モードが設定されれば、調整用制御装置により内部空間への人体の侵入を許容する状態で複数の作動装置の少なくとも1つが作動可能状態に保たれる。したがって、調整者はその作動装置を作動させて必要な調整作業を行うことができる。しかも、調整モード設定スイッチは、バイパスキースイッチのように単純に安全扉スイッチをバイパスして電気回路を閉成させるものではなく、調整モードを設定するものであり、調整モードにおいては、対回路基板作業機を安全扉が閉じた状態に比較して安全性の高い状態で作動可能な状態に保つことができるため、調整作業の安全性を向上させることができる。
(2)前記調整モード設定スイッチが、前記安全扉の内側の安全扉を開いた状態では操作でき、閉じた状態では操作できない位置に配設された (1)項に記載の対回路基板作業機。
本項の対回路基板作業機においては、安全扉が開いた状態においてのみ調整モード設定スイッチを操作可能であるため、自動作動中に誤って調整モードに設定されてしまうことが確実に防止される。
(3)前記調整モード設定スイッチが、操作キーが挿入され、調整モード位置へ操作されたのみでは調整モードが設定されず、調整モード位置へ操作された上で操作キーが抜かれた場合に、調整モードが設定されるものである (1)項または (2)項に記載の対回路基板作業機。
本項の対回路基板作業機においは、操作キーが調整モード設定スイッチに挿入され、調整モード位置へ操作された上、抜かれなければ調整モードが設定されない。したがって、調整モード設定状態においては、操作キーは必ず抜かれた状態にあり、調整者がその操作キーを身につけている限り、他人によって調整モードが解除されてしまうことがなく、安全性が向上する。
(4)前記調整モードにおいては、有効なコマンドを自動運転モードに比較して少ない数に規制する有効コマンド規制部を含む (1)項ないし (3)項のいずれかに記載の対回路基板作業機。
調整モードにおいて使用されては危険なコマンドを無効化することにより、万一、そのコマンドが入力されても対回路基板作業機がそのコマンドに応じて作動することはなく、調整作業の安全性を向上させることができる。
(5)前記有効コマンド規制部が、前記調整モードにおいては起動コマンドと、自動運転のためのリモートコマンドとの少なくとも一方を無効化するコマンド無効化部を含む (4)項に記載の対回路基板作業機。
(6)前記有効コマンド規制部が、インチングコマンドとI/Oチェックコマンドとの少なくとも一方を有効コマンドとして維持する一部コマンド維持部を含む
(4)項または (5)項に記載の対回路基板作業機。
作業装置のインチング作動を指令するインチングコマンドや、I/Oポートの入出力状態をチェックするためのI/Oチェックコマンドは調整作業に特に有効なものであり、これらのコマンドは有効状態に維持されることが望ましい。特に、インチングコマンドは作動装置を低速で作動させるものであるため、安全性向上のためにも望ましい。
(7)前記調整モードにおいては、複数のコマンドの少なくとも一部を、前記安全扉が閉じている通常時と異なるものに変更するコマンド変更部を含む (1)項ないし (6)項のいずれかに記載の対回路基板作業機。
調整モードの設定に伴って、少なくとも一部のコマンドが自動で、安全性の高い作動を指令するコマンドや、調整に便利な作動を指令するコマンドに変更されるようにすることが望ましい。
(8)前記コマンド変更部が、前記複数の作動装置の作動速度を前記安全扉が閉じている通常時に比較して遅くする作動速度低減部を含む(7)項に記載の対回路基板作業機。
一般に、作動装置の作動速度を低減させれば安全性が向上する。また、作動速度は調整モードにおいて低減させられるのみであり、安全扉が閉じた状態においては高い作動速度に維持されるため、対回路基板作業機の作業能率が低下することが回避される。
(9)前記作動速度低減部により作動速度を低減させられる作動装置が、回路基板を搬送する基板コンベヤの幅を変更する幅変更装置と、基板コンベヤの幅変更の準備を行う幅変更準備装置との少なくとも一方を含む (8)項に記載の対回路基板作業機。
幅変更準備装置には、例えば、幅変更装置により基板コンベヤの可動レールが移動させられて幅変更が開始される前に、可動レール等と干渉する可能性のある装置を予め定められた待避位置へ移動させる装置が該当する。
(10)前記対回路基板作業機が、部品供給装置から供給される電気部品を、部品装着装置により、基板保持装置に保持された回路基板に装着する電気部品装着機を含み、前記作動速度低減部により作動速度が低減させられる作動装置が、前記部品供給装置と前記部品装着装置とを相対移動させる相対移動装置を含む (8)項または (9)項のいずれかに記載の対回路基板作業機。
相対移動装置は装着作業の能率向上のために可及的に作動速度が大きくされるのが普通であり、電気部品装着機において特に危険な装置の一つであるため、これの作動速度を低減させることは、安全性向上のために特に有効である。
【0007】
電気部品装着機の部品装着装置は、例えば、部品保持部が基板保持装置に保持された回路基板の被装着面に平行な2方向(X軸方向およびY軸方向と称する)に直線移動させられるXYロボットタイプと、部品保持部が回路基板の被装着面と直交する一軸線まわりに旋回させられるインデックスタイプとがある。部品供給装置には、複数個の電気部品を収容し、それら電気部品を1個ずつ順次部品供給部に送るフィーダを備えるものがある。フィーダは、フィーダ支持台に上記部品供給部が1方向に並ぶ状態で複数個保持される場合がある。XYロボットタイプの装着機では、フィーダ支持台は位置固定で設けられる場合が多く、インデックスタイプの装着機では、フィーダ支持台が部品供給部の並ぶ方向に平行な1方向(D軸方向と称する)に移動させられて、所望のフィーダが部品供給位置に位置決めされる場合が多い。このように構成されるXYロボットタイプおよびインデックスタイプの各電気部品装着機における調整作業において、吸着ノズルが部品供給装置の供給部に近接した位置で停止させられるようにすれば、調部品保持部によってフィーダ支持台上のいずれの位置にあるフィーダから電気部品が取り出されるかが作業者により指定されれば、部品保持部が指定されたフィーダの上方に位置決めされるのであるが、XYロボットタイプの場合、XYロボットの作動速度が作動速度低減部により低減させられ、また、インデックスタイプの装着機では、フィーダ支持台をD軸方向に移動させる駆動装置の作動速度が作動速度低減部により低減させられることになる。さらにまた、インデックスタイプの装着機では、フィーダ支持台を退避位置に退避させて他の装置の調整作業が行われており、この場合には、フィーダ支持台の駆動装置の作動速度が低減させられる。
(11)起動スイッチを操作すべきことを作業者に知らせる起動スイッチランプの点滅を禁止する起動スイッチランプ点滅禁止部を含む (1)項ないし(10)項のいずれかに記載の対回路基板作業機。
起動スイッチランプが点滅させられなければ、起動スイッチが操作される可能性が低くなるため、安全性が向上する。
(12)安全扉により閉塞,開放される内部空間内に配設され、回路基板に対して予め定められた作業を行う作業装置を含む複数の作動装置を備えた対回路基板作業機において、
前記安全扉が開いている状態において、当該対回路基板作業機に取り付けられ、電気的にあたかも安全扉が閉じているような電気的状態を現出させる回路バイパスダミーと、
そのバイパスダミーが取り付けられた状態において、調整に必要な調整領域における調整作業を許容するとともに、それ以外の領域である危険領域における調整作業を許容しない限定領域作業許容装置と
を設けたことを特徴とする対回路基板作業機。
回路バイパスダミーを使用すれば、安全扉が開いた状態で対回路基板作業機を作動させることができ、調整作業が容易になるが、反面安全性が低下する。そこで、限定領域作業許容装置により、調整領域における調整作業を許容し、危険領域における調整作業を許容しないものとすれば、調整作業の安全性が向上する。
(13)前記限定領域作業許容装置が、
前記回路バイパスダミーが取り付けられた状態で、人体が前記危険領域へ侵入したことを検知する侵入検知装置と、
その侵入検知装置が侵入を検知した場合に当該対回路基板作業機の作動を非常停止させる非常停止装置と
を含む(12)項に記載の対回路基板作業機。
回路バイパスダミーと共に侵入検知装置および非常停止装置を設ければ、人体が調整のために許容された領域へ侵入しても対回路基板作業機は停止させられず、危険領域に侵入すれば非常停止させられることとなり、安全性が向上する。侵入検知装置としては、プレス機械等において一般に使用されている、複数対の投光器と受光器とが一平面上において互いに対向して配置され、いずれかの投光器から受光器に到る光が人体により遮られれば侵入検知信号を発するものや、特定の3次元空間に物体が侵入すれば、それを非接触で検知し、侵入検知信号を発するもの等が好適である。
(14)前記限定領域作業許容装置が、前記回路バイパスダミーが取り付けられた状態で、体が前記調整領域へ侵入することを許容する一方、前記危険領域へ侵入することを防止する部分カバーを含む(12)項に記載の対回路基板作業機。
侵入検知装置および非常停止装置の代わりに部分カバーを設けても類似の効果が得られる。ただし、前者の方が設置が容易であることが多い。
(15)前記安全扉が開いている状態において当該対回路基板作業機に取り付けられ、電気的にあたかも安全扉が閉じているような電気的状態を現出させる回路バイパスダミーと、
調整に必要な調整領域における調整作業を許容し、かつ、それ以外の領域である危険領域における調整作業を許容しない限定領域作業許容装置と
が設けられた(1)項ないし(11)項, (13)項および(14)項のいずれかに記載の対回路基板作業機。
前記(12)項の記載と同様の効果が得られる。
(16)前記安全扉が閉じた状態で前記複数の作動装置の少なくとも1つを予め定められた状態で停止させ、安全扉が開かれてもその状態を維持する特定状態維持装置を含む (1)項ないし(15)項のいずれかに記載の対回路基板作業機。
特定状態維持装置によれば、作動装置を予め定められた状態で停止させることができるため、その後に安全扉を開いてその状態を観察することができる。例えば、電気部品装着機において、吸着ノズルが部品供給装置の供給部に近接した位置で停止させられるようにすれば、調整者は電気部品装着機の作動中に無理して内部をのぞき込み、吸着ノズルと供給部との相対位置が適正であるか否かを確認しようとしなくなるため、その分安全性が向上する。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態である対回路基板作業機の一例である電気部品装着機たる電子部品装着機について図面に基づいて詳細に説明する。
本電子部品装着機は、図1に示すように、ベース10上に配設された部品装着装置12,部品供給装置14および配線板搬送装置16を備えている。配線板搬送装置16は、X軸方向(図1において上下方向)に配設された基板コンベヤとしての配線板コンベヤ18を備え、回路基板の一種であるプリント配線板20が配線板コンベヤ18により搬送されるとともに、ストッパ装置22により、予め定められた作業位置たる部品装着装置に位置決めされ、配線板保持装置24により保持される。
【0009】
配線板コンベヤ18は、図2に示すように、それぞれ互いに平行に延びる一対のガイドレール30,32を備えている。本実施形態においては、一方が固定ガイドレール30、他方が可動ガイドレール32とされている。固定ガイドレール30および可動ガイドレール32は、X軸方向に平行であって水平に設けられ、固定ガイドレール30はベース10に位置を固定して設けられ、可動ガイドレール32は、固定ガイドレール30に接近,離間可能であって、水平面内においてX軸方向と直交するY軸方向に移動可能に設けられている。可動ガイドレール32は、幅変更装置34により固定ガイドレール30とのY軸方向の距離(搬送幅)を変更可能である。幅変更装置34は、駆動源たる幅変更用モータ36,両ガイドレール30,32に回転可能に保持された送りねじ37と、可動ガイドレール32に設けられ、送りねじ37に螺合されたナット38と、ガイドレール30に回転可能に設けられたスプロケット40,41およびこれらスプロケット40,41に巻き掛けられたチェーン42を含む回転伝達装置とを含むものである。
【0010】
ガイドレール30,32の互いに対向する面にはそれぞれ複数のプーリ45が回転可能に保持され、それらプーリ45に無端のコンベヤベルト(図示省略)が巻き掛けられている。ベルト周回装置の駆動源たる搬送用モータ46が起動されれば、一対のコンベヤベルトが同期して周回させられる。
【0011】
配線板コンベヤ18の外側には、部品供給装置14が設けられている。部品供給装置14は、図1に示すように、フィーダ支持台50と、その上にX軸方向に並べられて配列される多数の電子部品フィーダ52(以下、「フィーダ52」と略称する。)とを有し、位置を固定して設けられている。各フィーダ52は、それぞれ1種類ずつの電気部品たる電子部品54(図3参照)を収容し、それら電子部品54を1個ずつ順次部品供給部に送るものである。フィーダ52は、例えば、複数の電子部品が等間隔に保持させられたテープを送ることにより電子部品を1個ずつ部品供給部に送るものでもよく、あるいは、ケーシング内に収容された電子部品を空気流,傾斜,振動等あるいはそれらの組み合わせにより一列に並べて部品供給部へ1個ずつ送るものとしてもよい。
【0012】
部品装着装置12は、部品保持ヘッド60がX軸方向およびY軸方向に直線移動させられてフィーダ52の部品供給部に対応する部品受取位置から受け取った電子部品54を搬送し、前記部品装着位置に保持されたプリント配線板20に装着するものである。そのため、部品装着装置12は、XY移動装置たるXYロボット64を備えている。XYロボット64は、支柱65に支持されてベース10の上方に配設された上フレーム66に保持されている。上フレーム66は、図1においては理解を容易にするために除去され、位置のみが二点鎖線で示されている。上フレーム66には、水平にかつY軸方向に平行に一対のガイドレール68が固定され、Y軸スライド70がガイドブロック71において移動可能に嵌合されている。Y軸スライド70のナット72がY軸方向に平行に延びる送りねじ73に螺合され、Y軸モータ74によって送りねじ73が回転させられることにより、Y軸スライド70が水平なY軸方向に移動させられる。ナット72,送りねじ73およびY軸モータ74等がY軸スライド駆動装置を構成し、ガイドレール68,ガイドブロック71がY軸スライド70の移動を案内する案内装置を構成している。
【0013】
Y軸スライド70上には、X軸スライド76が、水平面内においてY軸方向と直交するX軸方向に移動可能に設けられている。X軸スライド76の垂直な側面には、X軸方向に延びる送りねじ(図示省略)が取り付けられるとともに、X軸スライド76がナット(図示省略)において螺合されており、送りねじがX軸モータ80(図1参照)により回転させられることにより、X軸スライド76は、ガイドブロック81およびガイドレール82に案内されてX軸方向に移動させられる。送りねじ,ナットおよびX軸モータ80等がX軸スライド駆動装置を構成し、ガイドブロック81およびガイドレール82がX軸スライド76の移動を案内する案内装置を構成している。Y軸スライド70,Y軸スライド駆動装置およびX軸スライド76,X軸スライド駆動装置,Y軸,X軸スライド70,76の各移動を案内する案内装置がXYロボット64を構成している。X軸スライド76には、複数(図示の例では3個)の部品保持ヘッド60がX軸方向に並んで設けられている。部品保持ヘッド60は、XYロボット64により水平面内の任意の位置に移動させられる。部品保持ヘッド60は、電子部品54を吸着保持する吸着ノズル83と吸着ノズル83を保持するホルダ84とを備えている。
【0014】
X軸スライド76を構成する側壁の垂直な側面には、図3に示すように、上記複数の部品保持ヘッド60がそれぞれ昇降可能かつ回転可能に設けられるとともに、各部品保持ヘッド60を昇降させる昇降装置85および部品保持ヘッド60を軸線まわりに回転させる回転装置86がそれぞれ設けられている。X軸およびY軸の両方向と直交する部品保持ヘッド60の昇降方向を、Z軸方向と称する。本実施形態における昇降装置85は、X軸スライド76に回転可能に保持された送りねじ88と、送りねじ88に螺合され、部品保持ヘッド60のホルダ84に一体的に設けられたナット89と、駆動源たるZ軸モータ90と、Z軸モータ90の回転を送りねじ88に伝達する駆動プーリ,従動プーリ,タイミングベルト等の回転伝達装置92とを含むものである。X軸スライド76には、部品保持ヘッド60の上昇端位置を検出するZ軸センサ93(図7参照)が設けられている。回転装置86は、駆動源たるθ軸モータ94と、θ軸モータ94の回転を部品保持ヘッド60に伝達する駆動歯車,被駆動歯車を含む回転伝達装置96とを備えるものである。
【0015】
X軸スライド76にはまた、プリント配線板20に設けられた複数の基準マークを撮像するマーク撮像装置たるCCDカメラ98が設けられている。CCDカメラ98に対応して照明装置99(図7参照)が設けられ、撮像時に被写体およびその周辺を照明する。また、部品保持ヘッド60がフィーダ52から受け取った電子部品54を配線板保持装置24により保持されたプリント配線板20へ搬送する搬送経路の途中で、Y軸方向において部品供給装置14と配線板搬送装置16との間の位置には、撮像装置としてのラインスキャンカメラ100が配設されている。このラインスキャンカメラ100は、部品保持ヘッド60に保持された電子部品を下方から撮像する。また、ラインスキャンカメラ100に対応して照明装置102(図7参照)が設けられている。ラインスキャンカメラに代えて、CCDカメラとすることも可能である。
【0016】
本電子部品装着機は、全体の外側がカバー120で覆われるとともに、カバー120のY軸方向に隔たった両側には、それぞれ開閉可能な安全扉122,124が設けられている。カバー120および安全扉122,124で覆われた内側空間内に、装着機本体が配設され、これらカバー120および安全扉122,124が、装着機の運転中に作業者が、部品装着装置12,部品供給装置14,配線板搬送装置16等が配設された内部空間である作業空間内に侵入して、怪我発生等の原因になることを防止する機能を果たす。
【0017】
安全扉122,124には、安全扉スイッチ130,132(図7および図8参照)がそれぞれ設けられている。安全扉スイッチ130,132は、接触型センサである。安全扉122,124の電子部品装着機の内部空間側の側面には、安全扉スイッチ130,132の雄コネクタが設けられ、安全扉122,124を開閉可能に保持するカバー120(あるいはベース10)には、上記雄コネクタに接続可能な雌コネクタが設けられている。安全扉122,124が閉められれば、これら雄コネクタと雌コネクタとが接続され、安全扉スイッチ130,132がオン状態となる。つまり、安全扉122,124が開かれれば、安全扉スイッチ130,132がオフ状態となり、安全扉122,124が閉じられれば、安全扉スイッチ130,132がオン状態となる。安全扉スイッチ130,132を、反射型の光電センサ,透過型の光電センサ,近接スイッチ等の非接触型センサにより構成することも可能である。
【0018】
電子部品装着機には、起動スイッチ138(図7および図10参照)が設けられている。電子部品装着機の起動条件が整えば、装着機の操作盤に設けられた起動スイッチランプ139(図7および図11参照)が点滅させられ、起動スイッチ138を操作すべきことが作業者に知らされる。それに応じて作業者により起動スイッチ138が操作される(押しボタンが押される)と、起動スイッチ138がオン状態となり、電子部品装着機が起動する。
【0019】
さらに、非常停止スイッチ140(図7および図8参照)が設けられている。非常停止スイッチ140は、作業者の操作(押しボタンを押す等)によりオフ状態(開状態)となり、解除操作によりオン状態となる。装着機を緊急に停止させたい場合に上記非常停止スイッチ140が操作される。
【0020】
本実施形態においては、部品保持ヘッド60が作業装置の一例であり、部品装着装置12,部品供給装置14,配線板搬送装置16の幅変更装置34,XYロボット64,昇降装置85,回転装置86等が作動装置を構成している。そして、上記作業装置を含む作動装置を備える電子部品装着機が、本発明に係る対回路基板作業機の一実施形態である。
【0021】
本実施形態の電子部品装着機においては、組立作業の途中や、組立後であって部品保持ヘッド60による装着作業の開始前等に、調整作業が行われる。あるいは、部品保持ヘッド60による装着作業の途中に、不具合対策等として調整作業が行われる場合もある。調整作業としては、例えば以下の作業が行われる。
(a)Y軸モータ74,X軸モータ80において、モータカップリングが固定される。
(b)部品保持ヘッド60のZ軸方向の位置を検出するZ軸センサ93の調整が行われる。
(c)配線板コンベヤ18に対するXYロボット64の平行度がダイヤルゲージによって測定された後に、両者の組付状態が調整される。
(d)配線板コンベヤ18のガイドレール30,32等の平坦度がダイヤルゲージによって測定された後に、必要であれば平坦度出しが行われる。
(e)CCDカメラ98,ラインスキャンカメラ100により撮像が行われ、ピントが調整される。
(f)ラインスキャンカメラ100の固有値が測定される。
(g)電子部品54のフィーダ52からの取出時における部品保持ヘッド60と電子部品フィーダ52との相対位置が調節される。
【0022】
上記調整作業は、電子部品装着機が調整モードに設定された状態で行われる。そのために、安全扉122の内側であって、安全扉122が開かれた状態では操作でき、閉じられた状態では操作できない位置には、図5に示す調整モード設定スイッチ144が設けられている。調整モード設定スイッチ144は、図4に示す操作キー146を挿入可能な被操作部としてのキー穴148を備えるものである。キー穴148が調整モード解除位置に位置する状態で、作業者により操作キー146が挿入され、調整モード位置まで回転操作された後、操作キー146がキー穴148から抜かれれば、調整モードが設定される。この状態が調整モード設定スイッチ144のオン状態であり、このように調整モードに設定した後、キー穴148から抜いた操作キー146を作業者自身が携帯することにより、他の作業者により調整モード設定スイッチ144が操作されることを確実に回避することができる。また、キー穴148が調整モード位置にある状態で、操作キー146がキー穴148に挿入されれば、調整モードの設定が解除される。
【0023】
調整モードに設定するためには、前述のように、安全扉122が開かれて調整モード設定スイッチ144がオン状態とされるとともに、雄コネクタである回路バイパスダミー150が、図6に示すように、電子部品装着機の安全扉スイッチ130の雌コネクタに取り付けられる。回路バイパスダミー150は、電気的にあたかも安全扉122が閉じているような電気的状態を現出させるものである。回路バイパスダミー150が電子部品装着機に取り付けられれば、回路バイパスダミースイッチ152(図7および図8参照)がオン状態となる。回路バイパスダミー150には、侵入検知センサ154が一体的に設けられている。本実施形態における侵入検知センサ154は、発光器155および受光器156を有する透過型の光電センサであり、本実施形態では、上下方向に延びる一対の支持部材157にそれぞれ複数対の発光器155および受光器156が互いに対向して配置されている。侵入検知センサ154は、調整に必要な調整領域以外の領域である危険領域に物体が侵入したことを検知するものである。したがって、作業者は調整領域内で調整作業を行うことができるが、危険領域に侵入した場合には、侵入検知センサ154が人体の侵入を検出し、非常停止スイッチ140がオフ状態とされ、電子部品装着機の作動が非常停止させられる。本実施形態においては、非常停止スイッチ140が作業者により操作可能であると同時に、自動操作も可能なスイッチとされているのであるが、作業者により手動操作される非常停止スイッチ140と直列に、あるいは回路バイパスダミースイッチ152と直列に、自動操作の非常停止スイッチを設けることも可能である。
【0024】
本電子部品装着機は、図7に示す制御装置160により制御される。制御装置160は、PU(プロセッシングユニット)162,ROM164,RAM166およびそれらを接続するバスを有するコンピュータ170を主体とするものである。バスにはI/Oポート172が接続され、Z軸センサ93,侵入検知センサ154等の各種センサや、安全扉スイッチ130,132,起動スイッチ138,非常停止スイッチ140,調整モード設定スイッチ144,回路バイパスダミースイッチ152等が接続されるとともに、駆動回路174を介して、幅変更用モータ36,Y軸モータ74,X軸モータ80,Z軸モータ90,θ軸モータ94,照明装置99,102,起動スイッチランプ139等が接続されている。Y軸モータ74,X軸モータ80,Z軸モータ90,θ軸モータ94は、駆動源たる電動モータとしてのサーボモータであり、回転角度を精度良く制御可能なものである。入出力インタフェース172にはまた、制御回路176を介してCCDカメラ98,ラインスキャンカメラ100等が接続されている。また、ROM164には、プリント配線板18に複数の電子部品54を装着するためのルーチンを始め、本電子部品装着機の一般的作動を制御するプログラムが格納されている。また、RAM166には、プリント配線板18に装着すべき電子部品52の種類,装着位置,装着順序等に従って部品保持ヘッド60を移動させるためのプログラム等が格納されている。RAM166にはまた、調整モード設定プログラムが格納されている。
【0025】
電子部品装着機の各装置と動力源たる電源とを接続する電気回路190を図8に示す。電気回路190には、前述の非常停止スイッチ140,安全扉スイッチ130,132等が直列に設けられ、これらスイッチ130,132,140が全てオン状態となることにより、電気回路190が閉成され、電子部品装着機が電源に接続される。非常停止スイッチ140は、常閉のスイッチであり、非常停止スイッチ140が作業者によりあるいは自動で操作されれば、オフ状態(開状態)となるものである。また、安全扉スイッチ130,132は、安全扉122,124が開放されれば、オフ状態となるものである。したがって、非常停止スイッチ140が操作されることと、安全扉122,124の少なくとも1つが開放されることとの少なくとも1つの条件が満たされれば、電気回路190は閉成されず、電子部品装着機は電源から遮断される。ただし、この電気回路190には、バイパス回路194が設けられており、このバイパス回路194に調整モード設定スイッチ144および回路バイパスダミースイッチ152が設けられている。調整作業が行われる際には、安全扉122が開放されるのであるが、作業者によって調整モード設定スイッチ144がオン状態(閉状態)とされるとともに、回路バイパスダミー150が取り付けられて回路バイパスダミースイッチ152がオン状態とされることにより、バイパス回路194を経て、電子部品装着機の各装置が電源に接続され、調整モードに設定されることになる。なお、バイパス回路194は、端子198を経てコンピュータ170に接続されており、電源からの電流が通常時とは異なり、バイパス回路194を経て各装置に供給されていることが検出される。
【0026】
以下、調整モード設定プログラムについて図9のフローチャートに基づいて説明する。調整モード設定プログラムのステップ1(以下「S1」と略称する。その他のステップについても同じ)において、調整モード設定スイッチ144がオン状態であるか否かが判定され、NOと判定されれば、S6において、特定状態維持コマンドが入力されたか否かが判定され、判定の結果がYESであれば、S7において、入力された特定状態維持コマンドに対応する作動装置が特定状態まで作動させられる。例えば、XYロボット64の作動によって部品保持ヘッド60が複数のフィーダ52のうちの1つの部品供給部の上方に位置決めされ、昇降装置85の作動によって部品供給部に接近させられ、フィーダ52に接触しないが極力近接させられた状態で停止させられるのである。S6の判定結果がNOであれば、S7がスキップされる。
【0027】
前記S1においてYESと判定されれば、S2〜S5が実行されて調整モードが設定される。S2において、有効なコマンドが自動運転モードに比較して少ない数に規定される。S3において、複数のコマンドの少なくとも一部が、安全扉122,124が閉じている通常時と異なるものに変更される。S4において、起動スイッチランプ139の点滅が禁止される。S5において上記特定状態が維持される。調整モード設定スイッチ144がオフ状態となるまで、上記S2〜S5が繰り返し実行される。以下、各ステップについて説明する。
【0028】
S2の有効なコマンドの規制については、例えば、起動コマンドが無効化され、かつ、自動運転のためのリモートコマンドが無効化される。起動コマンドとは、図10に示すように、起動スイッチ138がオン状態とされた場合に、電気回路210に電流が流れ、I/Oポート172に起動スイッチ138がオン状態とされたことが入力されるコマンドである。ただし、この電気回路210において起動スイッチ138より上流側には、常閉のリレー接点212と、常開のリレー接点214とが設けられている。常開のリレー接点214は、起動スイッチ138をオン状態とする準備が完了すれば閉じられるものである。リレー接点212は、調整モード設定スイッチ144のオン,オフと連動して開閉するスイッチ216と連動するものである。調整モード設定スイッチ144がオン状態とされてスイッチ216が閉じられれば、リレーコイルR1に電流が流れ、リレー接点212が開状態とされる。したがって、調整作業中に、他の作業者が誤って起動スイッチ138を操作した場合でも、電気回路210に電流は流れず、I/Oポート172への起動スイッチ138の入力が無効とされる。また、自動運転のためのリモートコマンドが無効とされれば、リモートコントローラにより、XYロボット64による部品保持ヘッド60の移動,プリント配線板20の搬送等のコマンドが入力されても、それに基づいてXYロボット64,配線板コンベヤ18等が動作することはなく、作業者が内部空間内で調整作業中にリモートコントローラによりXYロボット64を含む作動装置の自動運転が開始されることが確実に防止される。
【0029】
S2においてはさらに、インチングコマンドとI/Oチェックコマンドとが有効コマンドとして維持される。インチングコマンドは、XYロボット64や昇降装置85等をインチング指令スイッチのマニュアル操作に応じて一定小量ずつ作動させる「インチング」を指令するコマンドである。また、I/Oチェックコマンドは、I/Oポート172の入出力状態をチェックするためのコマンドである。
【0030】
S3においては、例えば、配線板コンベヤ18の幅変更を指令する幅変更コマンドや、XYロボット64の作動を指令するロボット作動コマンドが、幅変更装置34やXYロボット64を、安全扉122,124が閉じている通常時に比較して小さい速度で作動させるコマンドに変更される。通常時の作動速度を100%とすれば、20〜50%程度の作動速度で作動させられるように変更されることが望ましい。また、幅変更コマンドに応じて配線板コンベヤ18の可動ガイドレール32が移動させられる際、部品保持ヘッド60等がこれと干渉する可能性がある場合には、幅変更が開始される前に、XYロボット64の作動により部品保持ヘッド60が退避位置へ移動させられる。この場合、XYロボット64が幅変更の準備を行う幅変更準備装置の一例であることになる。
【0031】
さらに、本電子部品装着機においては、電子部品装着機の起動条件が整えば起動スイッチランプ139が点滅させられ、起動スイッチ148を操作すべきことが作業者に知らされるのであるが、調整モードにおいては、S4においてこの起動スイッチランプ139の点滅が禁止される。図11に示すように、起動スイッチランプ139を点滅させるための電気回路220において、常閉のリレー接点222と、常開のリレー接点224とが設けられ、常開のリレー接点224は、起動スイッチランプ139の点滅の準備が完了すれば閉じられ、起動スイッチランプ139に電流が流れて起動スイッチランプ139が点滅させられる。しかしながら、調整モード設定スイッチ144のオン,オフと連動して開閉される常開のスイッチ226が閉じられれば、リレーコイルR2に電流が流れ、上記常閉のリレー接点222が開かれる。このリレー接点222が開かれれば、たとえ常開のリレー接点224が閉じられても起動スイッチランプ139には電流が流れず、起動スイッチランプ139が点滅させられない。したがって、調整モード中に作業者が起動スイッチ138を操作することが良好に回避される。
【0032】
S5においては、前記S7において特定状態まで作動させられた作動装置がそのままの状態に維持される。例えば、部品保持ヘッド60が複数のフィーダ52のうちの1つの部品供給部に接触しないが極力接近させられた状態に維持されるのである。したがって、安全扉122または124が開けられた状態で、内部に作業者が侵入し、部品保持ヘッド60の吸着ノズル83と部品供給部との相対位置が適正であるか否かを確認することができる。制御装置176のRAM166において、S5ないしS7を実行する部分が特定状態維持装置を構成している。
【0033】
本実施形態における調整モードにおいては、安全扉122,124が開けられていても、電源と各装置とが接続されているため、種々の調整作業を行うことができる。例えば、Y軸モータ74,X軸モータ80,Z軸モータ90等のモータがロックされており、モータカップリングを固定する作業を行うことができる。また、Z軸モータ90がロックされることにより、自重で落下することが回避され、Z軸センサ93の調整を行うことができる。さらに、電源と接続されているため、照明装置99,102を作動させることができ、CCDカメラ98およびラインスキャンカメラ100のピントを合わせる作業を行うことができる。また、XYロボット64や幅変更装置34の作動速度が通常よりも小さくされるため、安全速度で作動させることができる。これらの調整作業を作業者が装着機の内部空間内で行っている最中には、起動スイッチ138が無効とされているため、たとえ起動スイッチ138が操作されても本電子部品装着機の自動運転が起動されることはない。
【0034】
本実施形態においては、制御装置160の、調整モード設定スイッチ144のオン状態で調整作業を制御する部分が調整用制御装置を構成している。制御装置160のS2を実行する部分が有効コマンド規制部を構成し、特に、S2において、起動コマンドとリモートコマンドとを無効にする部分がコマンド無効化部を構成し、インチングコマンドとI/Oチェックコマンドとを有効コマンドとして維持する部分が一部コマンド維持部を構成している。さらに、S3を実行する部分が、コマンド変更部を構成し、特に、本実施形態で例示した、複数の作動装置の作動速度を通常時に比較して小さくする部分が、作動速度低減部を構成している。さらにまた、S4を実行する部分が、起動スイッチランプ点滅禁止部を構成している。
【0035】
電子部品装着機を、前記有効コマンド規制部,コマンド変更部,起動スイッチランプ点滅禁止部および特定状態維持装置の全てを含むものとすることは不可欠ではなく、上記のうち少なくとも1つを含むものとすることができる。また、回路バイパスダミー150および侵入検知センサ154を含む限定領域作業許容装置を、上記有効コマンド規制部等とは独立して採用することもできる。
【0036】
調整モード設定スイッチ144は、操作キー146が調整モード設定位置まで操作されればオンとなるものでもよい。あるいは、調整モード設定スイッチを操作キーがキー穴に差し込まれるのみでオンとなるものとすることもできる。例えば、図12に示すように、操作キー400を、板状のキー本体402の両側面に、突部404および凹部406が適宜設けられた形態のものとすることができる。操作キー400が差し込まれれば調整モード設定スイッチ144がオンとなり、抜かれればオフとなるのである。
【0037】
回路バイパスダミー150と一体的に設けられた侵入検知装置たる侵入検知センサ154と、非常停止スイッチ140を含む非常停止装置とは、限定領域作業許容装置の一実施形態であり、これに代えて、図13に示すように、回路バイパスダミー150と一体的に部分カバー500を設けてもよい。図示の部分カバー500は、安全扉122が開放された空間を覆うカバーであり、かつ、その一部に作業者が手を挿入可能な挿入口502が設けられたものである。挿入口502によって開放された空間が調整に必要な調整領域である。したがって、挿入口502から手を入れて調整領域において調整作業を行うことができ、作業者の侵入を禁止する危険領域はカバーで覆われて作業者が侵入できない。この部分カバー500は限定領域作業許容装置の別の実施形態である。
【0038】
電子部品装着機の上方(例えば上フレーム66)に人体の侵入を検知する侵入検知センサを設け、その侵入検知センサによりカバーされる3次元空間が危険領域とされて、その危険領域に侵入した物体を非接触で検知し、その侵入検知信号に基づいて非常停止装置を作動させてもよい。
【0039】
本発明に係る限定領域作業許容装置は、図14に示すように、回路基板搬送装置たる配線板搬送装置600の両側に、複数の電子部品フィーダ602を備えるフィーダ型部品供給装置604と、複数のトレイ606が収容されたトレイ型部品供給装置608とを備える形式の電子部品装着機にも適用可能である。なお、図14において、前記実施形態と同様に構成される部分には同じ符号を付し、詳細な図示,説明を省略する。このように構成される電子部品装着機では、フィーダ型部品供給装置604とトレイ型部品供給装置608とが、実質的に装着機の内部空間を覆うカバーとしての機能を果たす。そして、調整作業の中には、これら部品供給装置604,608を取り外して行わなければならないものもあり(例えば、部品撮像装置たるラインスキャンカメラの調整等)、その場合には、カバーの一部が取り外された状態になる。したがって、前述の回路バイパスダミー150を、装着機のフィーダ型部品供給装置604あるいはトレイ型部品供給装置608が取り外された後の部分に取り付け、侵入検知センサ154によって作業者の危険領域への侵入を検知し、装着機を非常停止させるようにすれば、安全性が向上する。本実施形態においても、前記図13に示す実施形態のように、部分カバー500によって作業者の危険領域への侵入を阻止するものとしてもよいし、あるいは、3次元空間への物体の侵入を検知するセンサを設けてもよい。
【0040】
図15に示す形態の電子部品装着機に本発明を適用することもできる。本電子部品装着機においては、部品装着装置700の構成要素である複数の部品保持ヘッド702が、一軸線である垂直軸線まわりを旋回可能に設けられ、複数の部品保持ヘッド702が、部品取出位置において部品供給装置704から電子部品を取り出し、部品装着位置において回路基板保持装置たる配線板保持装置706に保持された回路基板たるプリント配線板708に装着する。なお、この形式の電子部品装着機においては、部品供給装置704が、電子部品フィーダ710が複数台フィーダ保持台712に支持され、そのフィーダ保持台712が保持台移動装置714により、複数の電子部品フィーダ710の部品供給部が並ぶ方向に平行な方向(D軸方向と称する)に移動させられ、また、配線板保持装置706が、相対移動装置たるXY移動装置720により、プリント配線板708の表面に平行な水平面内の任意の位置へ移動させられる。例えば、特開平6−342998号公報に記載の電子部品装着機がこれに相当する。本形態の電子部品装着機における調整モードの設定は、前記図1〜図12に示す実施形態と同様であるため図示,説明は省略する。調整作業時には、前記各実施形態で説明したのと同様に、有効コマンド制限,コマンド変更,起動スイッチランプの点滅禁止,特定状態維持等が実施されるが、その他に、作動装置たる保持台移動装置714の移動を指令する保持台移動コマンドを、通常より小さい速度でフィーダ保持台712を移動させるコマンドに変更するコマンド変更等も実施される。例えば、他の装置を調整するためにフィーダ保持台712が邪魔にならない位置へ退避させられる場合があるが、その際の移動速度が小さく抑えられるのである。
【0041】
以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題,課題解決手段および効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態である対回路基板作業機たる電子部品装着機を概略的に示す平面図である。
【図2】上記電子部品装着機の基板保持装置を概略的に示す平面図である。
【図3】上記電子部品装着機の部品装着装置を示す正面図(一部断面)である。
【図4】上記電子部品装着機の調整モード設定スイッチを操作する操作キーを示す正面図である。
【図5】上記調整モード設定スイッチを示す正面図である。
【図6】前記電子部品装着機の回路バイパスダミーおよび侵入検知装置を示す正面図である。
【図7】前記電子部品装着機を制御する制御装置のうち、本発明に関連の深い部分を示すブロック図である。
【図8】上記電子部品装着機の動力源と前記基板保持装置および前記部品装着装置等を接続する電気回路を示す回路図である。
【図9】前記制御装置に記憶された調整モード設定プログラムのフローチャートである。
【図10】前記電子部品装着機の起動コマンドに関連するシーケンス回路を示す図である。
【図11】上記電子部品装着機の起動スイッチランプ点滅コマンドに関連するシーケンス回路を示す図である。
【図12】本発明の別の実施形態である電子部品装着機の調整モード設定スイッチを操作する操作キーを示す斜視図である。
【図13】本発明のさらに別の実施形態である電子部品装着機の回路バイパスダミーおよび部分カバーを示す正面図である。
【図14】本発明のさらに別の実施形態である電子部品装着機を概略的に示す平面図である。
【図15】本発明のさらに別の実施形態である電子部品装着機を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
12:部品装着装置 14:部品供給装置 16:配線板搬送装置 18:配線板コンベヤ 20:プリント配線板 34:幅変更装置 52:電子部品フィーダ 54:電子部品 60:部品保持ヘッド 64:XYロボット 85:昇降装置 86:回転装置 98:CCDカメラ 99:照明装置 100:ラインスキャンカメラ 102:照明装置 122,124:安全扉 138:起動スイッチ 139:起動スイッチランプ
144:調整モード設定スイッチ 146:操作キー 150:回路バイパスダミー 154:侵入検知センサ 160:制御装置 166:RAM 172:I/Oポート 190:電気回路 194:バイパス回路
400:操作キー 500:部分カバー 600:配線板搬送装置 602:電子部品フィーダ 604:フィーダ型部品供給装置 606:トレイ 608:トレイ型部品供給装置 700:部品装着装置 702:部品保持ヘッド 704:部品供給装置 706:配線板保持装置 708:プリント配線板 710:電子部品フィーダ 712:フィーダ支持台
714:保持台移動装置 720:XY移動装置
Claims (3)
- 安全扉により閉塞,開放される内部空間内に配設され、回路基板に対して予め定められた作業を行う作業装置を含む複数の作動装置を備えた対回路基板作業機において、
前記安全扉が開いている状態において当該対回路基板作業機に取り付けられ、電気的にあたかも安全扉が閉じているような電気的状態を現出させる回路バイパスダミーと、
そのバイパスダミーが取り付けられた状態において、調整に必要な調整領域における作業を許容するとともに、それ以外の領域である危険領域における作業を許容しない限定領域作業許容装置と
を設けたことを特徴とする対回路基板作業機。 - 前記限定領域作業許容装置が、
前記回路バイパスダミーが取り付けられた状態で、人体が前記危険領域へ侵入したことを検知する侵入検知装置と、
その侵入検知装置が侵入を検知した場合に当該対回路基板作業機の作動を非常停止させる非常停止装置と
を含む請求項1に記載の対回路基板作業機。 - 前記限定領域作業許容装置が、前記回路バイパスダミーが取り付けられた状態で、人体が前記調整領域へ侵入することを許容する一方、前記危険領域へ侵入することを防止する部分カバーを含む請求項1に記載の対回路基板作業機。
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