JP4831061B2 - 電子部品実装用装置および電子部品実装用装置の非常停止方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装ラインを構成する電子部品実装用装置および電子部品実装用装置の非常停止方法に関するものである。

電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装ラインはスクリーン印刷装置、電子部品搭載装置、検査装置などの複数の電子部品実装用装置を連結して一連の生産ラインとすることにより構成される。これらの電子部品実装用装置には、マシンオペレータの作業上の安全を確保するための安全機構が備えられている。例えば作業ヘッドなどの装置可動部を覆うカバーに設けられたカバー扉を保守・点検時などに開放した場合には、扉開放を検知するスイッチと装置可動部の駆動機構との間に設けられたインターロック機構によって当該装置可動部は動作を停止する。これにより、マシンオペレータが動作中の装置可動部に不用意にアクセスすることによる不安全状態を回避するようにしている。

近年電子機器の製造形態においては多品種少量生産が一般となり、設備構成においては面積生産性とフレキシビリティの向上を目的として、小サイズ設備を多数連結して電子部品実装ラインを構成することにより、ライン毎の対応力を向上させる設備構成が増加している（例えば特許文献１参照）。この特許文献１に示す先行技術例においては、基板搬送方向の寸法が３００〜４００ｍｍ程度の薄型の単位装置を着脱自在に複数連結して電子部品の実装ラインを構成している。このような構成により、対象とする製品に応じて実装ラインの構成を容易に変更することが可能となっており、よりフレキシブルな生産形態が可能となっている。
特開２００４−１０４０７５号公報

しかしながら、上述のような小サイズ・薄型の単位装置を連結した構成の設備において、マシンオペレータの作業上の安全を確保するためには、通常のインターロック機構だけでは、不安全状態を回避し得ない場合がある。すなわち、装置稼働中に何らかのトラブルが発生し、マシンオペレータが当該装置にアクセスしてカバー扉を開放し、もしくは開口部から手や身体の一部を進入させた場合、インターロック機構により当該装置の動作が停止していても、隣接装置が近接している為、動作中の隣接装置の可動部に手先などが触れるおそれがある。このため、小サイズ・薄型の単位装置を連結した構成の設備においては、従来方式よりさらに一歩踏み込んだ安全対策を講じることが求められている。

そこで本発明は、小サイズ・薄型の単位装置を連結した構成の設備においてマシンオペレータの安全を確実に確保することができる電子部品実装用装置および電子部品実装用装置の非常停止方法を提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装用装置は、複数台を連結することにより電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装ラインを構成する電子部品実装用装置であって、前記電子部品実装ラインの上流側から下流側に配設された搬送路を構成し前記基板を搬送する基板搬送部と、前記基板搬送部によって搬送された基板を対象として電子部品実装用の作業を実行する作業動作部と、当該装置を閉囲するカバー部材に設けられ前記基板搬送部の上流側および下流側の端部に位置してそれぞれ前記基板が通過する開口部と、前記上流側および下流側のインターロックされた電子部品実装装置の開口部に前記基板以外の非想定の異物が進入したことを検出する異物進入検出部と、前記異物進入検出部が前記異物の進入を検出したならば、異物の進入が検出された前記電子部品実装装置に隣接する電子部品実装用装置の動作を非常停止させるための制御処理を行う隣接装置停止制御処理部とを備えた。

本発明の電子部品実装用装置の非常停止方法は、複数の電子部品実装用装置を連結して構成され電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装ラインにおいて前記電子部品実装用装置を非常停止させる電子部品実装用装置の非常停止方法であって、前記電子部品実装用装置は、前記電子部品実装ラインの上流側から下流側に配設された搬送路を構成し前記基板を搬送する基板搬送部と、前記基板搬送部によって搬送された基板を対象として電子部品実装用の作業を実行する作業動作部と、当該装置を閉囲するカバー部材に設けられ前記基板搬送部の上流側および下流側の端部に位置してそれぞれ前記基板が通過する開口部と、前記上流側および下流側のインターロックされた電子部品実装装置の開口部に前記基板以外の非想定の異物が進入したことを検出する異物進入検出部とを備え、前記異物進入検出部が前記異物の進入を検出したならば、異物の進入が検出された前記電子部品実装装置に隣接する電子部品実装用装置の動作を非常停止させるための制御処理を行う。

本発明によれば、カバー部材に設けられ基板が通過する開口部に基板以外の非想定の異物が進入したことを検出する異物進入検出部を設け、異物進入検出部が異物の進入を検出したならば、異物の進入が検出された開口部に隣接する電子部品実装用装置を非常停止させるための制御処理を行うことにより、小サイズ・薄型の設備を複数連結して構成された電子部品実装ラインにおいても、マシントラブル発生時などの点検・確認作業におけるマシンオペレータの安全を適正に確保することができる。

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの斜視図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインを構成する電子部品搭載装置の平面図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインを構成する電子部品搭載装置の斜視図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの制御系の構成を示すブロック図である。

まず図１を参照して、複数台の電子部品実装用装置である電子部品搭載装置を連結して構成される電子部品実装ライン１について説明する。電子部品実装ライン１は、複数の電子部品搭載装置（以下、単に「装置」と略称する。）Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６を直列に連結して構成されており、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する機能を有するものである。電子部品実装ライン１には、上流側（矢印ａ）から実装対象の基板が供給され、最上流に位置する装置Ｍ１に搬入された基板は、電子部品実装ライン１内をＸ方向（基板搬送方向）に順次搬送される。搬入された基板は、各装置による部品搭載作業の対象となり、部品搭載作業後の基板はさらに下流側（矢印ｂ）に搬出される。

次に、装置Ｍ１〜装置Ｍ６の構造について、図２、図３を参照して説明する。図２において、基台１０上にはＸ方向に基板搬送部８が配設されている。基板搬送部８は電子部品実装ライン１の上流側から下流側に配設された搬送路を構成し、上流側装置から搬入され当該装置による搭載作業動作の対象となる基板９は、基板搬送部８によって当該装置内において上流側から下流側へ搬送され、部品搭載作業位置に位置決め保持される。

基板搬送部８の両側には部品供給部１１が設けられており、部品供給部１１には複数のテープフィーダ１２が装着されている。基台１０のＸ方向の一端部にはリニア駆動機構を備えたＹ軸移動テーブル１３がＹ方向に水平に配設されており、Ｙ軸移動テーブル１３には同様にリニア駆動機構を備えたＸ軸移動テーブル１４が結合されている。それぞれのＸ
軸移動テーブル１４には、搭載ヘッド１５がＸ方向に移動自在に装着されている。

搭載ヘッド１５は複数（ここでは４個）の単位搭載ヘッド１６を備えた多連型ヘッドであり、それぞれの単位搭載ヘッド１６は、下端部に装着された吸着ノズル（図示省略）によって電子部品を吸着して保持する。Ｙ軸移動テーブル１３、Ｘ軸移動テーブル１４はヘッド移動機構を構成し、このヘッド移動機構を駆動することにより、搭載ヘッド１５はＸ方向、Ｙ方向に移動し、これにより、各単位搭載ヘッド１６は部品供給部１１のテープフィーダ１２から電子部品を取り出して、基板搬送部８に位置決めされた基板９に実装する。

したがって、Ｙ軸移動テーブル１３、Ｘ軸移動テーブル１４および搭載ヘッド１５は、電子部品を保持した搭載ヘッド１５をヘッド移動機構によって移動させることにより電子部品を基板９に実装する実装部（すなわち電子部品実装用装置としての各装置Ｍ１〜Ｍ６において、基板搬送部８によって搬送された基板９を対象として電子部品実装用の作業を実行する作業動作部）となっている。部品供給部１１と基板搬送部８との間には部品認識カメラ１８が配設されており、部品供給部１１から電子部品を取り出した搭載ヘッド１５が部品認識カメラ１８の上方を移動する際に、部品認識カメラ１８は搭載ヘッド１５に保持された状態の電子部品を撮像する。

搭載ヘッド１５には、Ｘ軸移動テーブル１４の下面側に位置して一体的に移動する基板認識カメラ１７が装着されている。搭載ヘッド１５が移動することにより、基板認識カメラ１７は基板搬送部８に位置決めされた基板９の上方に移動し、基板９を撮像して認識する。搭載ヘッド１５による基板９への電子部品の搭載動作においては、部品認識カメラ１８による電子部品の認識結果と、基板認識カメラ１７による基板認識結果とを加味して搭載位置補正が行われる。

図３に示すように、各装置の上面および４方の側面はカバー部材２によって閉囲されている。各装置のＹ方向の側面はマシンオペレータが当該装置の操作を行う操作面となっており、操作面には表示用の表示盤５が配設されている。また装置天井面に設けられたカバー部材２の上側には、報知用のシグナルタワー６が配置されている。各装置において基板搬送方向（Ｘ方向）の上流側および下流側の各側面を覆うカバー部材２には、基板搬送部８の上流側および下流側の端部に位置して、それぞれ基板９が通過するための開口部３ａ、３ｂが設けられている（図２も参照）。

開口部３ａ、３ｂの両側部には、それぞれ開口部３ａ、３ｂの開口範囲を検出範囲として、投光部７ａ、受光部７ｂより成る透過型の光センサ７が配設されている。開口部３ａ、３ｂの開口範囲に本来通過すべきでない異物、例えばマシンオペレータの手先の一部など非想定の異物が進入すると、投光部７ａから投射された検出光の光軸ｃが異物によって遮断され、受光部７ｂが受光する度合いが変化する。この受光度合いにより、開口部３ａ、３ｂへの異物の進入が検出される。このとき、通常状態において通過することが想定されている基板９は、検出範囲に含まれないように、光センサ７による検出範囲が調整されている。すなわち、投光部７ａ、受光部７ｂより成る光センサ７は、基板以外の非想定の異物が開口部３ａ、３ｂへ進入したことを検出するための異物検出センサとして機能する。

操作面側には、カバー部材２の一部を開閉自在としたカバー扉２ａが、カバー部材２で閉囲された実装部２０（作業動作部）の動作エリアに、保守点検などの目的でオペレータがアクセスするために設けられている。カバー扉２ａの開閉位置には、カバー扉２ａの接離によって動作するマイクロスイッチ４が配置されており、マイクロスイッチ４の信号を監視することにより、カバー扉２ａの開閉状態を検知することができるようになっている
。カバー扉２ａの開が検出された状態では、以下に説明する制御系のインターロック機能により、当該装置の動作が停止する。

次に図４を参照して、制御系の構成を説明する。なお装置Ｍ１〜Ｍ６は同一構成であり、ここでは装置Ｍ１，Ｍ２のみを図示している。各装置の制御系は、基板搬送部８、部品供給部１１、認識部１９、実装部２０、通信部２１、制御部２２を備えている。基板搬送部８は当該装置内における基板搬送・位置決め動作を実行する。部品供給部１１はテープフィーダ１２によって電子部品を実装部２０に対して供給する。認識部１９は、基板認識カメラ１７、部品認識カメラ１８による撮像結果を認識処理することにより、基板９の位置認識や搭載ヘッド１５に保持された電子部品の認識を行う。通信部２１は当該装置と電子部品実装ラインを構成する他装置やホストコンピュータとしての上位システム３０との間でデータ授受を行う。

制御部２２は、当該装置の各部の制御処理を実行するとともに、以下に示す処理を実行する。すなわち、扉開閉検知部２３は、マイクロスイッチ４の検出信号を受けて、カバー扉２ａの状態が開状態であるか閉状態であるかを検出する。上流側検出部２４は、当該装置の上流側に位置する開口部３ａに設けられた光センサ７の信号を受けて当該開口部３ａへの異物検出の処理を行う。下流側検出部２５は、当該装置の下流側に位置する開口部３ｂに設けられた光センサの信号を受けて当該開口部３ｂへの異物進入を検出する処理を行う。すなわち、上流側検出部２４と開口部３ａに配設された光センサ７、および下流側検出部２５と開口部３ｂに配設された光センサ７は、上流側および下流側の開口部３ａ、３ｂに基板以外の非想定の異物が進入したことを検出する異物進入検出部となっている。

上流側検出部２４、下流側検出部２５による異物検出結果は制御部２２に送られ、この検出結果を受けると、制御部２２は以下に示すような隣接装置の非常停止処理を行う。まず上流側検出部２４から異物検出の信号を受信した場合には、開口部３ａ内に異物が進入したと判定して、当該装置の上流側に隣接する装置に通信部２１を介して非常停止信号を送信する。これにより、非常停止信号を受信した上流側の装置は動作を停止する。そして下流側検出部２５から異物検出の信号を受信した場合には、開口部３ｂ内に異物が進入したと判定して、当該装置の下流側に隣接する装置に通信部２１を介して非常停止信号を送信する。これにより、非常停止信号を受信した下流側の装置は動作を停止する。

すなわち、本実施の形態に示す電子部品実装用装置の非常停止方法においては、前述の異物進入検出部が本来進入すべきでない基板以外の非想定の異物の進入を検出したならば、制御部２２は当該異物進入検出部が対象とする開口部に隣接する電子部品実装用装置を非常停止させるための制御処理を行う。ここでは制御部２２は、開口部３ａ、３ｂに隣接する装置を非常停止させるための制御処理を行う隣接装置停止制御処理部として機能している。このような非常停止により、小サイズ・薄型の単位装置を連結した構成の設備においてマシンオペレータの安全を確実に確保することができる。

なお上記例では、異物進入検出部が基板９以外の異物の進入を検出した場合には、無条件で開口部３ａ、３ｂに隣接する装置を非常停止させる例を示しているが、扉開閉検知部２３がカバー扉２ａの開状態を検出し、且つ上流側検出部２４もしくは下流側検出部２５が異物の侵入を検出した場合のみ、隣接する装置を非常停止させる制御処理を制御部２２によって行うようにしてもよい。

すなわち、当該装置においてカバー扉２ａが閉の状態では、マシンオペレータの身体の一部が開口部３ａ、３ｂに進入している可能性はまずないと判断できることから、上流側検出部２４もしくは下流側検出部２５が異物の侵入を検出しても、隣接装置を非常停止させる必要性はないと考えられるからである。もちろん、扉開閉検知部２３による検出結果
に無関係に、上流側検出部２４もしくは下流側検出部２５が異物の侵入を検出した場合には一律に隣接装置を非常停止させるように動作条件を設定しても差し支えない。

なお本実施の形態に示す例では、電子部品実装用装置の例として、基板に電子部品を実装する部品搭載動作を行う電子部品搭載装置を示したが、電子部品実装ラインを構成して部品実装用の作業動作を実行する装置であれば、基板に電子部品接合用の半田を印刷する半田印刷装置や、基板の検査を行う検査装置などにも、本発明を適用することができる。

本発明の電子部品実装用装置および電子部品実装用装置の非常停止方法は、小サイズ・薄型の単位装置を連結した構成の設備においてマシンオペレータの安全を確実に確保することができるという効果を有し、複数装置を連結して構成された電子部品実装ラインにおいて有用である。

本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの斜視図 本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインを構成する電子部品搭載装置の平面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインを構成する電子部品搭載装置の斜視図 本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの制御系の構成を示すブロック図

符号の説明

１ 電子部品実装ライン
２ カバー部材
２ａ カバー扉
３ａ、３ｂ 開口部
４ マイクロスイッチ
７ 光センサ
８ 基板搬送部
９ 基板
１１ 部品供給部
１３ Ｙ軸移動テーブル
１４ Ｘ軸移動テーブル
１５ 搭載ヘッド

Claims (4)

1. 複数台を連結することにより電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装ラインを構成する電子部品実装用装置であって、
   前記電子部品実装ラインの上流側から下流側に配設された搬送路を構成し前記基板を搬送する基板搬送部と、
   前記基板搬送部によって搬送された基板を対象として電子部品実装用の作業を実行する作業動作部と、
   当該装置を閉囲するカバー部材に設けられ前記基板搬送部の上流側および下流側の端部に位置してそれぞれ前記基板が通過する開口部と、
   前記上流側および下流側のインターロックされた電子部品実装装置の開口部に前記基板以外の非想定の異物が進入したことを検出する異物進入検出部と、
   前記異物進入検出部が前記異物の進入を検出したならば、異物の進入が検出された前記電子部品実装装置に隣接する電子部品実装用装置の動作を非常停止させるための制御処理を行う隣接装置停止制御処理部とを備えたことを特徴とする電子部品実装用装置。
2. 前記電子部品実装用装置の操作面側に設けられ前記作業動作部の動作エリアにオペレータがアクセスするための開閉可能なカバー扉および前記カバー扉の開閉を検出する扉開閉検出部を備え、
   前記隣接装置停止制御処理部は、前記扉開閉検出部がカバー扉の開状態を検出し、かつ前記異物進入検出部が前記異物の進入を検出した場合にのみ、前記隣接する電子部品実装用装置を非常停止させるための制御処理を行うことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装用装置。
3. 複数の電子部品実装用装置を連結して構成され電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装ラインにおいて前記電子部品実装用装置を非常停止させる電子部品実装用装置の非常停止方法であって、
   前記電子部品実装用装置は、前記電子部品実装ラインの上流側から下流側に配設された搬送路を構成し前記基板を搬送する基板搬送部と、前記基板搬送部によって搬送された基板を対象として電子部品実装用の作業を実行する作業動作部と、当該装置を閉囲するカバー部材に設けられ前記基板搬送部の上流側および下流側の端部に位置してそれぞれ前記基板が通過する開口部と、前記上流側および下流側のインターロックされた電子部品実装装置の開口部に前記基板以外の非想定の異物が進入したことを検出する異物進入検出部とを備え、
   前記異物進入検出部が前記異物の進入を検出したならば、異物の進入が検出された前記電子部品実装装置に隣接する電子部品実装用装置の動作を非常停止させるための制御処理を行うことを特徴とする電子部品実装用装置の非常停止方法。
4. さらに前記電子部品実装用装置の操作面側に設けられ前記作業機構の動作エリアにマシンオペレータがアクセスするための開閉可能なカバー扉および前記カバー扉の開閉を検出する扉開閉検出部を備え、
   前記扉開閉検出部がカバー扉の開状態を検出し、かつ前記異物進入検出部が前記異物の進入を検出した場合にのみ、前記隣接する電子部品実装用装置を非常停止させるための制御処理を行うことを特徴とする請求項３記載の電子部品実装用装置の非常停止方法。

Images