JP6614749B2 - 通信システム及び電子部品装着装置 - Google Patents

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Description

本発明は、多重化方式のデータ通信を行う通信システム、及びその通信システムを用いて基板の装着作業に係るデータを伝送する電子部品装着装置に関するものである。
従来、多重化方式を用いた通信システムとして、複数の加入者側通信装置と1つの局側通信装置とが接続された通信システムに係る技術が開示されている(例えば、特許文献1など)。特許文献1に開示される通信システムは、加入者側通信装置から局側通信装置への上り情報と、局側通信装置から加入者側通信装置への下り情報とを、時分割して同一の伝送路に伝送する時分割伝送方式(TCM:time compression multiplexing)が用いられている。
また、多重化方式を用いる通信システムとして、例えば、複数の入力ポートから入力されるディジタル信号を時間的に重ならないように多重化して一つの伝送路に対して一方向に伝送する時分割多重化方式(TDM:Time Division Multiplexing)がある。時分割多重化方式を用いた従来の通信システムについて図9を用いて説明する。図9に示す通信システム300は、通信多重化装置301が備えるマルチプレクサ(MUX)302に設けられた入力ポートに複数(図示例では3つ)の電装装置304A〜304Cが接続されている。各電装装置304A〜304Cのデータ転送レートは例えば1Gbpsである。MUX302は、一定時間(タイムスロット)を区切って各入力ポートのバッファに蓄積されたデータの入力を受け付けて、電装装置304A〜304Cから入力ポートに入力される実データ305A〜305Cを多重化して伝送路307を介して受信側のデマルチプレクサ(DEMUX)に向けて送信する。
特開2003−309579号公報
図9に示す通信システム300では、MUX302は、例えば、各電装装置304A〜304Cからデータ伝送の開始信号を入力すると、各電装装置304A〜304Cと相互に同期して所望のデータ転送レートでデータ伝送が開始される。このため、通信システム300は、各電装装置304A〜304Cのデータ転送レートを満たすように単純に各電装装置304A〜304Cごとに一定時間を割り当てようとすると、伝送路307には多重化通信の同期信号等も考慮してデータ転送レートの合計値(この場合、3Gbps)以上の通信速度を備えておく必要がある。
しかしながら、MUX302は、各電装装置304A〜304Cと所望のデータ転送レートでデータ伝送を開始しても、実際には実データ305A〜305Cは電装装置304A〜304Cから非同期的かつ間欠的に出力される。これは、各電装装置304A〜304Cが実データ305A〜305Cを出力する頻度などは、実装される各電装装置304A〜304Cの装置仕様や稼働状況に依存するからである。その結果、伝送路307は、電装装置304A〜304Cの各々に一定時間が割り当てられているにも拘わらず実データ305A〜305Cが各電装装置304A〜304Cから出力されない時間が長くなると、設定された通信速度(3Gbps)に対しデータ転送に供されない時間が多くなる。つまり、伝送路307においてデータが転送されていない時間が増加して有効活用されないことが問題となる。
本発明は、上記した課題を鑑みてなされたものであり、多重化方式を用いる通信システムにおいて伝送路での効率的なデータ転送が図れる通信システム及びその通信システムを用いる電子部品装着装置を提供することを目的とする。
上記課題を鑑みてなされた本願に開示される技術に係る通信システムは、データの開始を示す開始ビットが設定された実データを出力する複数の電装装置と、複数の電装装置に接続され、開始ビットに基づいて実データを抽出するデータ抽出部と、複数の電装装置の各々に対応して設けられ、データ抽出部により抽出される実データを複数の電装装置に対応して蓄積する複数の第1バッファと、複数の第1バッファのうちの1つを順次選択して、選択された第1バッファに蓄積されている実データを、当該実データを出力した電装装置の識別情報とともに蓄積する第2バッファと、第2バッファから実データ及び識別情報を入力し、入力した実データ及び識別情報と、第2バッファを介さずに入力した他の装置のデータを多重化し、多重化されたデータとして送信する送信側多重化装置と、を備え、複数の電装装置の各々は、撮像装置であり、他の装置のデータは、モータの制御に係わるモータ制御情報及びセンサのI/O信号のうち、少なくとも一方であることを特徴とする。
また、本願に開示される技術に係る電子部品装着装置は、電子部品の基板への装着作業に係るデータの伝送を本願に開示される技術に係る通信システムにより伝送する。すなわち、データの開始を示す開始ビットが設定された実データを出力する複数の電装装置と、複数の電装装置に接続され、開始ビットに基づいて実データを抽出するデータ抽出部と、複数の電装装置の各々に対応して設けられ、データ抽出部により抽出される実データを複数の電装装置に対応して蓄積する複数の第1バッファと、複数の第1バッファのうちの1つを順次選択して、選択された第1バッファに蓄積されている実データを、当該実データを出力した電装装置の識別情報とともに蓄積する第2バッファと、第2バッファから実データ及び識別情報を入力し、入力した実データ及び識別情報と、第2バッファを介さずに入力した他の装置のデータを多重化し、多重化されたデータとして送信する送信側多重化装置と、を備え、複数の電装装置の各々は、撮像装置であり、他の装置のデータは、モータの制御に係わるモータ制御情報及びセンサのI/O信号のうち、少なくとも一方であることを特徴とする通信システムにより伝送する。
本願に開示される技術に係る通信システム及び電子部品装着装置によれば、多重化方式を用いる通信システムにおいて伝送路での効率的なデータ転送が図れる。
本実施形態の通信システムが適用される電子部品装着装置の斜視図である。 図1に示す電子部品装着装置の上部カバーを取り外した状態の概略平面図である。 電子部品装着装置のブロック図である。 光無線装置の送信に係る構成を示すブロック図である。 各カメラから光無線装置に入力されるデータの伝送状態を示すタイミング図である。 第2バッファに一時的に保存されるデータの状態を示す図である。 時分割多重化されたフレームのデータ列の一例を示す図である。 光無線装置の受信に係る構成を示すブロック図である。 比較例の多重化通信システムを説明するための構成図である。
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。初めに、本願の通信システムを適用する装置の一例として電子部品装着装置(以下、「装着装置」と略する場合がある)について説明する。
(装着装置10の構成)
図1に示すように、装着装置10は、装置本体11と、装置本体11に一体的に設けられる一対の表示装置13と、装置本体11に対して着脱可能に設けられる供給装置15,16とを備える。本実施形態の装着装置10は、図3に示す制御装置80の制御に基づいて、装置本体11内に収容される搬送装置21にて搬送される回路基板17に対して電子部品(図示略)の装着作業を実施する装置である。なお、本実施例では、図1に示すように、搬送装置21により回路基板17が搬送される方向(図2における左右方向)をX軸方向、回路基板17の搬送方向に水平でX軸方向に対して直角な方向をY軸方向と称し、説明する。
装置本体11は、X軸方向の一端側でY軸方向における両端部に表示装置13を各々備える。各表示装置13は、タッチパネル式の表示装置であり、電子部品の装着作業に関する情報が表示される。また、装置本体11は、Y軸方向の両側から挟むようにして装着される供給装置15,16を備える。供給装置15は、フィーダ型の供給装置であり、各種の電子部品がテーピング化されリールに巻回させた状態で収容されるテープフィーダ15Aを複数有している。供給装置16は、トレイ型の供給装置であり、複数の電子部品が載置された部品トレイ16A(図2参照)を複数有している。
図2は、装置本体11の上部カバー11A(図1参照)を取り除いた状態で装着装置10を上方(図1における上側)からの視点において示した概略平面図である。図2に示すように、装置本体11は、上記搬送装置21と、回路基板17に対して電子部品を装着する装着ヘッド22と、その装着ヘッド22を移動させる移動装置23とを基台20の上に備える。
基台20は、Y軸方向の各側面部に供給装置15,16が接続されている。各供給装置15,16は、供給する電子部品の不足や電子部品の種類の変更等に対応するべく、基台20に着脱可能とされている。搬送装置21は、基台20におけるY軸方向の略中央部に設けられており、1対のコンベアベルト31と、コンベアベルト31に保持された基板保持装置32と、基板保持装置32を移動させる電磁モータ33とを有している。基板保持装置32は回路基板17を保持する。電磁モータ33は、出力軸がコンベアベルト31に駆動連結されている。電磁モータ33は、例えば、回転角度を精度良く制御可能なサーボモータである。搬送装置21は、電磁モータ33の駆動に基づいてコンベアベルト31が周回動作を行うことで、基板保持装置32とともに回路基板17がX軸方向に移動する。
装着ヘッド22は、回路基板17と対向する下面に電子部品を吸着する吸着ノズル41を有する。吸着ノズル41は、図3に示す正負圧供給装置42を介して負圧エア、正圧エア通路に通じており、負圧にて電子部品を吸着保持し、僅かな正圧が供給されることで保持した電子部品を離脱する。また、図3に示すように、装着ヘッド22は、吸着ノズル41を昇降させるノズル昇降装置43及び吸着ノズル41を軸心回りに自転させるノズル自転装置44を有しており、保持する電子部品の上下方向の位置及び電子部品の保持姿勢が制御装置80からの制御に基づいて変更される。ノズル昇降装置43は、駆動源として電磁モータ43Aを備える。また、装着ヘッド22は、保持する電子部品の上下方向の位置を検出するための位置検出センサ45を有している。
また、装着ヘッド22は、パーツカメラ46及びマークカメラ47の2つの撮像装置を有する。パーツカメラ46及びマークカメラ47は、例えば、CMOSセンサ、CCDセンサ等の撮像素子が内蔵されている。パーツカメラ46は、吸着ノズル41の先端部を側面側(例えば、図2におけるY方向から視た側面側)から撮像可能な位置に設けられている。パーツカメラ46は、各供給装置15,16から吸着ノズル41に吸着保持された電子部品を撮像する。マークカメラ47は、装着ヘッド22の下方に向いた状態で回路基板17が撮像可能な位置に固定されている。マークカメラ47は、回路基板17の基準位置マークや電子部品の実装状態等を撮像する。なお、吸着ノズル41は、装着ヘッド22に対し着脱可能であり、電子部品のサイズ、形状等に応じて変更できる。また、装着ヘッド22は、複数の吸着ノズル41を備え実装の状態に応じて吸着ノズル41を変更できる構成としてもよい。
また、装着ヘッド22は、図2に示す移動装置23によって基台20上の任意の位置に移動する。詳述すると、移動装置23は、装着ヘッド22をX軸方向に移動させるためのX軸方向スライド機構50と、装着ヘッド22をY軸方向に移動させるためのY軸方向スライド機構52とを備える。X軸方向スライド機構50は、X軸方向に移動可能に基台20上に設けられたX軸スライダ54と、駆動源として電磁モータ56(図3参照)とを有している。X軸スライダ54は、電磁モータ56の駆動に基づいてX軸方向の任意の位置に移動する。
Y軸方向スライド機構52は、Y軸方向に移動可能にX軸スライダ54の側面に設けられたY軸スライダ58と、駆動源としての電磁モータ60(図3参照)とを有している。Y軸スライダ58は、電磁モータ60の駆動に基づいてY軸方向の任意の位置に移動する。装着ヘッド22は、Y軸スライダ58に取り付けらており、移動装置23の駆動にともなって基台20上の任意の位置に移動する。これにより、マークカメラ47は、装着ヘッド22が移動させられることで回路基板17の任意の位置の表面が撮像可能となる。また、装着ヘッド22は、Y軸スライダ58にコネクタ48を介して取り付けられワンタッチで着脱可能であり、種類の異なる作業ヘッド、例えば、ディスペンサヘッド等に変更できる。
(装着装置10に適用される通信システム)
図3に示すように、本実施形態の装着装置10は、装着装置10の制御装置80と制御装置80以外の部分(各種装置)との間のデータ通信に光無線の多重化通信を用いる構成となっている。なお、図3に示す装着装置10の構成は、通信システムを適用する場合の一例であり、装着装置10が備える装置の種類や数等に応じて適宜変更される。また、本願の通信システムは、装着装置10に例示される電子部品装着装置の他に、様々な製造ラインにおいて稼働する自動機などに適用可能なシステムである。
図3に示すように、制御装置80は、CPU等を備えたコンピュータを主体とするコントローラ82と、画像ボード84と、駆動制御ボード85と、I/Oボード86とを備える。コントローラ82は、各ボード84,85,86を制御して各種装置とデータ伝送を実行する。光無線装置91,92は、光無線による通信によって確立される伝送路95を通じてデータ伝送を行う。各ボード84,85,86は、光無線装置91に接続されており、各ボード84,85,86の入出力データが光無線装置92との間で伝送される。光無線装置92は、例えば移動装置23に内蔵されており、各種装置(カメラ、モータ、センサ等)が接続されている。図2に示すように、移動装置23には、制御装置80に接続される光無線装置91の受発光部93に対向して、光無線装置92の受発光部94が設けられている。受発光部94は、光無線装置91側の受発光部93との間で光軸が一致するように移動装置23のX軸スライダ54に固定されている。これにより、受発光部93,94(光無線装置91,92)間で各種情報通信が可能とされている。
図3に示す画像ボード84は、画像データの入出力を制御するボードである。装着ヘッド22のパーツカメラ46及びマークカメラ47は、撮像された画像データを光無線装置92に出力する。なお、画像ボード84をパーツカメラ46及びマークカメラ47の各々に対応する複数のボードで構成してもよい(図8の画像ボード84A,84B参照)。光無線装置92は、パーツカメラ46及びマークカメラ47から出力された画像データを制御装置80の画像ボード84に向けて送信する。駆動制御ボード85は、電磁モータに対する動作指令や電磁モータからリアルタイムにフィードバックされる情報等の入出力を制御するボードである。例えば、コントローラ82は、駆動制御ボード85を介して電磁モータ43Aにより取得されるトルク情報や位置情報(吸着ノズル41に保持される電子部品の上下位置)などのサーボ制御情報を受信する。I/Oボード86は、位置検出センサ45の出力信号等のI/O信号を制御するボードである。これら制御装置80に各装置から入力されるデータは、光無線装置92により多重化された上で光無線信号として伝送路95を伝送される。光無線装置91は、伝送された多重化信号の多重化を解除し個々のデータに分離する処理を行う。光無線装置91は、分離されたデータのうち、画像データを画像ボード84に、サーボ制御情報を駆動制御ボード85に、I/O信号をI/Oボード86に転送する。
一方で、コントローラ82は、光無線装置91により受信された各データを処理する。コントローラ82は、例えば処理結果に基づいた電磁モータ43Aに対する制御信号を、駆動制御ボード85を介して光無線装置91に出力する。光無線装置92は、光無線装置91から伝送される制御信号をノズル昇降装置43に送信する。電磁モータ43Aは制御信号に基づいて動作する。また、コントローラ82は、例えば表示装置13の表示を変更する制御信号をI/Oボード86、光無線装置91,92を介して表示装置13に送信する。このように、制御装置80と制御装置80以外の各装置とで送受信される各種情報は、伝送路95上を時分割多重化方式(TDM:Time Division Multiplexing)で多重化されたフレームデータとして送受信される。光無線装置91,92間の時分割多重化通信のデータ転送レートは例えば3GBPSである。
以下の説明では、上記した時分割多重化通信システムを用いて電子部品の装着を実施する装着装置10に適用して好適な通信システムについて説明する。また、図4及び図8に示す多重化通信システム110は、通信システムの一例として装着ヘッド22と制御装置80とを接続する通信システムを示している。また、理解し易くするために装着ヘッド22を送信側、制御装置80を受信側として説明する。なお、制御装置80から装着ヘッド22へのデータ転送については、装着ヘッド22から制御装置80へのデータ転送と同様であるため、説明を適宜省略する。そのため、図4は光無線装置92の送信に係る構成のみを示し、図8は光無線装置91の受信に係る構成のみを示している。
図4に示す光無線装置92は、複数(図中には3つのみ図示)の入力ポート121A〜121Cが設けられた多重化装置121を備える。装着ヘッド22は、ノズル昇降装置43(電磁モータ43A)と、位置検出センサ45と、パーツカメラ46と、マークカメラ47とを備え、各装置43A,45,46,47に接続されるコネクタ22A〜22Dの各々が光無線装置92に接続されている。
電磁モータ43Aから出力されるサーボ制御情報等のデータD1は、コネクタ22Aを介して多重化装置121の入力ポート121Aに入力される。電磁モータ43Aのデータ転送レートは例えば125Mbpsである。また、位置検出センサ45から出力されるI/O信号等のデータD2は、コネクタ22Bを介して多重化装置121の入力ポート121Bに入力される。位置検出センサ45のデータ転送レートは例えば数kbpsである。パーツカメラ46から出力される画像データ等のデータD3は、コネクタ22Cを介して多重化装置121の入力ポート121Cに入力される。マークカメラ47から出力される画像データ等のデータD4は、コネクタ22Dを介して多重化装置121の入力ポート121Cに入力される。パーツカメラ46及びマークカメラ47の各々のデータ転送レートは例えば1.5Gbpsである。
各入力ポート121A〜121Cには、バッファ(図示略)が設けられ、データD1〜D3が一時的に蓄積される。多重化装置121は、一定時間(タイムスロット)を区切って各入力ポート121A〜121Cのバッファに蓄積されたデータD1〜D4の入力を受け付ける。多重化装置121は、各入力ポート121A〜121Cに入力されるデータD1〜D4を時分割されたフレーム200に多重化して伝送路95を通じて送信する。
ここで、多重化装置121は、入力ポート121A〜121Cの各々に一定時間が割り当てられているにも拘わらずデータD1〜D4が入力されない場合には、フレーム200の時分割されたデータ領域のうち、各入力ポート121A〜121Cに割り当てたデータ領域にデータD1〜D4が含まれないまま送信されることとなる。このため、伝送路95は、各装置43A,45,46,47からデータD1〜D4が送信されない時間が長くなると、設定された通信速度(例えば、3Gbps)に対しデータ転送に供されない時間が多くなる。
また、データD1〜D4は、適用される通信システムに応じて送信頻度や許容される遅延時間などが異なる。例えば、制御装置80(図3参照)は、電磁モータ43Aからリアルタイムにフィードバックされるサーボ制御情報に基づいて電磁モータ43Aを駆動制御する。また、制御装置80は、位置検出センサ45からのI/O信号に基づいて吸着ノズル41に保持される電子部品の上下位置を判定し電磁モータ43Aを駆動して位置を調整する。従って、電磁モータ43A及び位置検出センサ45から出力されるデータD1,D2は、例えば電磁モータ43Aをリアルタイムに制御するフィードバック制御のデータとして必要であるため、データ伝送に遅延が生じると駆動中の電磁モータ43Aへの制御が遅れる。このため、データD1,D2は、送信頻度とは関係なく遅延無く伝送されることが好ましい。
その一方で、パーツカメラ46は、装着作業中において例えば供給装置15,16から吸着ノズル41に電子部品が保持されると撮像処理を行ってデータD3を出力する。また、マークカメラ47は、例えば、回路基板17の基準位置マークの確認が必要な場合に撮像処理を行ってデータD4を出力する。つまり、データD3,D4は、それぞれの作業工程に応じたタイミングにおいてデータが送信されそれ以外のタイミングでは送信されず、データの送信頻度が異なる。
また、コントローラ82は、各カメラ46,47から出力されるデータD3,D4に基づいて、吸着ノズル41(図2参照)に保持された電子部品や回路基板17の位置を判定し相互の位置の誤差等を算出する。つまり、データD3,D4は、電子部品と回路基板17との誤差を修正する移動量等を算出するのに用いられるため、上記データD1,D2に比べてデータ伝送の遅延による装着作業への影響が小さい。
また、各カメラ46,47は、他の電磁モータ43Aや位置検出センサ45に比べてデータ転送レートが大きくデータD3,D4が伝送路95の通信容量を占める割合が大きい。従って、データD3,D4のデータ伝送の最適化を図ることにより、伝送路95のより効率的なデータ転送が可能となる。そこで、本実施形態の光無線装置92は、データ抽出部123A,123Bと、第1バッファ125A,125Bと、第2バッファ126と、制御部128とを備え、データD3,D4の両方を第1及び第2バッファ125A,125B,126に蓄積し一つの入力ポート121Cに出力する構成となっている。
図5は、各カメラ46,47からコネクタ22C,22Dに出力されるデータD3,D4のデータ伝送の状態を示している。図5に示すように、データD3は、パーツカメラ46の規格等により設定されたデータ列であり、例えば1フレームの画像データの1ライン分のデータDATA1の先頭に開始ビットS1が付加され、後に終了ビットE1が付加されている。また、データD4は、マークカメラ47の規格等により設定されたデータ列であり、データDATA2の先頭に開始ビットS2が付加され、後に終了ビットE2が付加されている。開始ビットS1,S2及び終了ビットE1,E2は、例えば、予め定められたビット値、あるいはそのビット値を含むデータである。
図4に示すデータ抽出部123A,123Bは、各カメラ46,47に一対一で対応付けられている。データ抽出部123Aは、コネクタ22Cに接続され、パーツカメラ46から出力されるデータD3を開始ビットS1に基づいて抽出する。また、データ抽出部123Bは、コネクタ22Dに接続され、マークカメラ47から出力されるデータD4を開始ビットS2に基づいて抽出する。なお、上記したデータD3,D4のデータ形式は一例であり、例えば、データD3は、終了ビットE1が付加されないデータ列でもよい。この場合、データ抽出部123Aは、例えば、開始ビットS1から予め設定されたビット幅でデータD3を検出する。また、例えば、データD3は、データ列の各々でデータDATA1が異なるビット幅でもよい。また、例えば、データD3は、開始ビットS1に先頭を示すビット値以外のデータを含んでもよい。
データ抽出部123Aは、抽出したデータD3を第1バッファ125Aに出力する。また、データ抽出部123Bは、抽出したデータD4を第1バッファ125Bに出力する。第2バッファ126は、例えば、先入れ先出しバッファ(First In First Out:FIFO)であり、第1バッファ125A,125Bに蓄積されたデータD3,D4が順次読み込まれる。制御部128は、例えば、第1バッファ125A,125Bの書き込み要求信号が入力されると、書き込み要求のあった第1バッファ125A,125Bから第2バッファ126にデータD3,D4を読み込む処理を行う。
例えば、制御部128は、第1バッファ125Aから第2バッファ126へのデータの書き込みを終了ビットE1が検出されるまで行う。これにより、1つのデータD3が連続した1つのデータの固まりとしてFIFOの第2バッファ126に書き込まれる。また、制御部128は、第1バッファ125Aからの書き込み処理が完了した時点で他方の第1バッファ125Bの書き込み要求信号が入力されていた場合には、第1バッファ125Bから第2バッファ126への書き込み処理を実行する。あるいは、制御部128は、第1バッファ125Bの書き込み要求信号が入力されておらず、第1バッファ125Aからの書き込み要求信号が継続している場合には、第1バッファ125Aの処理を継続する。このようにして制御部128は、第1バッファ125A,125Bの各々の書き込み要求信号を順次処理する。
なお、第1バッファ125A,125Bの書き込み要求には、優先度を設定してもよい。例えば、データD3,D4の種類や作業工程での送信頻度などに応じて第1バッファ125A,125Bの書き込み要求信号に優先度が設定され、制御部128が優先度に応じてデータD3,D4の読み込みや割り込み処理を行う構成としてもよい。あるいは、第2バッファ126が第1バッファ125A,125Bの書き込み要求信号を順次監視するように、第2バッファ126に処理回路を設けた構成としてもよい。
図6は、データD3,D4を記憶した第2バッファ126の状態の一例を示している。第2バッファ126は、例えばメモリが複数のデータ領域に分割して管理されており、制御部128が各データ領域の先頭アドレス(図中のアドレスAD1等)に基づいて読み出し及び書き込み処理を行う。制御部128は、例えばアドレスAD1,AD2,AD3・・の順に各データ領域にデータD3,D4を循環的に保存し、先に入力されたデータD3,D4(例えば、図中の上側のデータ)から出力させる。例えば図5に示す時刻T2〜T5までの間に、パーツカメラ46から第1バッファ125AにデータD3が出力される。制御部128は、第1バッファ125Aの書き込み要求信号を検知し、第1バッファ125Aに蓄積されたデータD3を第2バッファ126に保存する。この際、制御部128は、データD3を第2バッファ126のアドレスAD1〜AD5のデータ領域に分割して保存する処理を行う。
制御部128は、データD3を複数の分割データDDに分割して保存する。また、制御部128は、分割して保存するとともに、分割データDDの先頭に識別情報ID及び開始ビット情報SIを付加する。識別情報IDは、分割データDDがデータD3,D4のいずれのデータであるかを示す情報、即ちパーツカメラ46かマークカメラ47のどちらの装置のデータであるかを示す識別情報P,Mである。このため、アドレスAD1〜AD5のデータ領域に保存される識別情報IDには、パーツカメラ46のデータであることを示す情報Pが保存される。
また、開始ビット情報SIは、データD3,D4の各々の開始ビットS1,S2がどの分割データDDに含まれているかを示す情報である。例えば、データD3は、アドレスAD1〜AD5に分割して保存されており、開始ビットS1の先頭部分がアドレスAD1の分割データDDに含まれる。このため、アドレスAD1のデータ領域に保存される開始ビット情報SIには、開始ビットS1が保存されていることを示す情報(図中の「S1有」)が保存される。また、他の分割データが保存されるアドレスAD2〜AD5の開始ビット情報SIには、開始ビットS1が保存されていないことを示す情報(図中の「S1無」)が保存される。因みに、制御部128は、アドレスAD1〜AD5に保存された分割データDDのうち、一番後ろのアドレスAD5に保存される分割データDDに対し、終了ビットE1を除くデータ領域に受信側で処理されないブランクデータ(例えば、全ビット値が「0」)を設定する。
また、図5に示す時刻T8〜T11までの間に、パーツカメラ46から第1バッファ125AにデータD3が入力される。制御部128は、例えば時刻T8において、もう一方の第1バッファ125Bからの書き込み要求がないため、第1バッファ125Aの書き込み要求を検知してデータD3をアドレスAD6〜AD10のデータ領域に分割データDDとして保存する。
また、図5に示す時刻T11〜T14までの間に、マークカメラ47から第1バッファ125BにデータD4が入力される。制御部128は、第1バッファ125Bの書き込み要求信号を検知し、第1バッファ125Bに蓄積されたデータD4を第2バッファ126のアドレスAD11〜AD15のデータ領域に分割データDDとして保存する。制御部128は、アドレスAD11〜AD15の識別情報IDにマークカメラ47のデータであることを示す情報Mを設定する。また、制御部128は、アドレスAD11の開始ビット情報SIに開始ビットS2が保存されていることを示す情報を設定する。
第2バッファ126に蓄積されたデータD3,D4は、図4に示す多重化装置121の入力ポート121Cに出力される。多重化装置121は、入力ポート121Cに一定時間を割り当てて、第2バッファ126からデータD3,D4を入力し、他の入力ポート121A,121Bに入力されるデータD1,D2とともに多重化しフレーム200として送信する。
図7は、多重化されたフレーム200のデータ列の一例を示している。なお、図7に示すフレーム200は、光無線装置91,92間の多重化通信に用いる同期信号等の制御信号を省略して示している。多重化装置121は、例えば、1フレームが80ビットのフレーム200を3GBPSのデータ転送レートで送信する。図7に示すように、データD1は、1つのフレーム200当りのビット幅として第0〜第5ビットまでの6ビットが確保される。また、多重化装置121は、誤り訂正機能を備えており、入力ポート121Aに入力されるデータD1に対して誤り訂正処理を施す。多重化装置121は、例えば、複数回の転送により多数を占めたデータ値を正しいデータ値と判断する多数決論理を用いた誤り訂正処理をデータD1に対して施す。1ビットのサーボ制御情報を多数決論理する際の繰り返し伝送回数は、例えば3回に設定されている。データD1は、各1ビットのサーボ制御情報に対して1ビットのパリティビットを付与し3回分の総計で6ビットが伝送される。因みに、図7に示す例では、第2ビットのサーボ制御情報が1サンプル前のサーボ制御情報について3回目の伝送である。このように、3回の伝送のうち少なくとも1回の伝送について、伝送されるフレーム200を異なるフレーム200にすることにより、バースト誤りの影響を受ける確率を減少させ確実にデータ伝送を行なうことができる。
また、I/O信号は、1つのフレーム200当りのビット幅として第6〜第9ビットの4ビットが確保され、高速I/O信号用の第6ビットと、低速I/O信号用の第8ビットとが設定されている。高速I/O信号の第6ビットは、例えば、応答時間に高速性が要求される位置検出センサ45の信号がフレーム200毎に送信される。また、低速I/O信号の第7ビットは、位置検出センサ45に比べてデータの遅延が許容される他のI/O信号、例えばランプの点灯の確認信号である。フレーム200は、複数のランプに対して1ビット幅が確保されているため、各ランプの信号を複数のフレーム200の第8ビットに順次設定して伝送される。なお、多重化装置121は、第6ビットと第8ビットの各々のビットの後にパリティ符号を付与して誤り訂正処理を行う。また、上記したI/O信号の分類は、一例であり、例えば、低速I/O信号を階層的(低速、超低速等)に分類し、各I/O装置の信号が順次伝送される構成としてもよい。
フレーム200の残りの第10〜第79ビットの70ビットに第2バッファ126のデータD3,D4に係るデータ(識別情報ID、開始ビット情報SI、分割データDD)が設定される。多重化装置121は、入力ポート121Cから第2バッファ126のデータD3,D4に係るデータを入力し、フレーム200の第10〜第79ビットとして送信する。なお、多重化装置121は、データD3,D4に対して誤り訂正処理、例えば前方誤り訂正処理を実施する回路を備えてもよい。この場合、前方誤り符号は、フレーム200の第10〜第79ビットに含まれる。また、多重化装置121は、第2バッファ126にデータD3,D4に係るデータが蓄積されていない場合には、例えば、フレーム200の第10〜第79ビットにブランクデータを設定して送信する。また、フレーム200の第10〜第79ビットに対し、データD3,D4に係るデータ(識別情報ID、開始ビット情報SI、分割データDD)を設定した領域を除く領域には、ブランクデータを設定して送信する。例えば、第10〜第79ビットに複数の分割データDDを設定して余った領域にブランクデータを設定する。
図8は、光無線装置91の受信に係る構成を示している。光無線装置91は、複数(図中には3つを図示)の出力ポート221A〜221Cが設けられた多重化装置221と、第3バッファ222と、第4バッファ223と、複数(図中には2つを図示)の第5バッファ225A,225Bと、制御部228とを備える。また、光無線装置91は、制御装置80に接続され、駆動制御ボード85、I/Oボード86、2つの画像ボード84A,84Bが接続されている。多重化装置221は、光無線装置92の多重化装置121から伝送されるフレーム200の多重化を解除し個々のデータに分離して出力ポート221A〜221Cに出力する。なお、図8に示す通信システム110では、制御装置80がパーツカメラ46及びマークカメラ47の各々に一対一に対応する画像ボード84A,84Bを備える構成となっている。
電磁モータ43Aから出力されたデータD1は、多重化装置221の出力ポート221Aから駆動制御ボード85に出力される。また、位置検出センサ45から出力されたデータD2は、多重化装置221の出力ポート221BからI/Oボード86に出力される。また、多重化装置221は、データD3,D4に係るデータ、即ち、図7に示すフレーム200の第10〜第79までのデータを出力ポート221Cから第3バッファ222に出力する。
ここで、送信側の光無線装置92が入力ポート121Cの入力を受け付けた際に第2バッファ126にデータD3,D4が蓄積されていない場合には、フレーム200の第10〜第79までのデータが全てブランクデータとなる。制御部228は、多重化装置221の出力ポート221Cから第3バッファ222に出力されるデータに有効なデータ(識別情報ID等)が含まれているかを判定する。例えば、制御部228は、識別情報ID及び開始ビット情報SIに基づいて分割データDDを検出し、識別情報IDから分割データDDまでを一つのデータの単位として第3バッファ222に保存する。また、制御部228は、識別情報ID等が検出されない場合には、第3バッファ222に保存されたデータをブランクデータと判定し削除する。
第4バッファ223は、光無線装置92の第2バッファ126と同様に、例えば、先入れ先出しバッファ(First In First Out:FIFO)である(図6参照)。制御部228は、第3バッファ222から出力される識別情報ID、開始ビット情報SI及び分割データDDを一つのデータ単位として第4バッファ223のメモリの各先頭アドレスが示すデータ領域に保存する。また、第4バッファ223は、制御部228からの制御に基づいて分割データDDからデータD3,D4を再構築して第5バッファ225A,225Bに出力する。第5バッファ225Aは、パーツカメラ46のデータD3を処理する画像ボード84Aに接続されている。また、第5バッファ225Bは、マークカメラ47のデータD4を処理する画像ボード84Bに接続されている。
制御部228は、識別情報IDが同一で、開始ビット情報SIが設定されている分割データDDから次に開始ビット情報SIが設定されている分割データDDまでを一つのデータとして取り扱う。なお、図6は第2バッファ126の状態の一例であるが、受信側の第4バッファ223も同様であるため、図6を用いて説明する。図6に示す例では、アドレスAD1〜AD10までのデータ領域に格納されるデータがパーツカメラ46から連続的に2回送信されたデータD3であり、各アドレスAD1〜AD10の識別情報IDが同一となっている。また、アドレスAD1の開始ビット情報SIが「開始ビットS1有」を示しており、アドレスAD2〜AD5までの開始ビット情報SIが「開始ビットS1無」を示している。
例えば、制御部228は、アドレスAD1の開始ビット情報SIが「開始ビットS1有」を示していることを検出した場合に、次のアドレスAD2の識別情報ID及び開始ビット情報SIの値と異なる値を示すアドレスの一つ手前のアドレスまでを1つデータの固まりとして処理する。より具体的には、制御部228は、アドレスAD2〜AD5までの識別情報ID及び開始ビット情報SIが同一の値(「P」及び「S1無」)であることを検出する。次に、制御部228は、アドレスAD6の開始ビット情報SIが「開始ビットS1有」を示していることを検出する。この場合、制御部228は、アドレスAD1〜AD10のうち、アドレスAD1〜AD5までを一つのデータD3であると判定する。
制御部228は、第4バッファ223のアドレスAD1〜AD5までの分割データDDを、識別情報IDに「P」を示す値が設定されていることに基づいて第5バッファ225Aに連続して伝送する制御を実施する。この際に、制御部228は、アドレスAD1〜AD5のデータ領域に保存されるデータに対し、識別情報IDと開始ビット情報SIとを取り除く処理を施して複数の分割データDDを第5バッファ225Aに伝送する。これにより、第5バッファ225Aには、複数の分割データDDから再構築されたデータD3が保存される。このような構成では、制御部228が識別情報ID及び開始ビット情報SIに設定される値に基づいて、第4バッファ223のアドレスAD1〜AD10に連続的に保存された2つのデータD3のうち、1つのデータD3(最初の開始ビットS1から終了ビットE1まで)のみを選択して第5バッファ223に出力し再構築できる。また、受信側において、制御部228は、データD3のビット値(開始ビットS1や終了ビットE1など)を検出して処理することなく、連続して送信されるデータD3を個別のデータとして処理できる。
画像ボード84Aは、制御部228による書き込み処理が終了すると、第5バッファ225Aに蓄積されたデータD3を読み出す処理を実行する。従って、画像ボード84Aは、制御部228による識別情報ID及び開始ビット情報SIを取り除く処理が完了し各データD3が確実に第5バッファ225Aに保存されてから読み出しを実行できる。同様に、制御部228は、識別情報IDと開始ビット情報SIとに基づいて第4バッファ223に蓄積された複数の分割データDDからデータD4を第5バッファ225Bに出力し再構築させる。画像ボード84Bは、第5バッファ225Bに蓄積されたデータD4を読み出す処理を実行する。このようにして、通信システム110では、各カメラ46,47のデータD3,D4が多重化装置121,221の同一の入力ポート121C及び出力ポート221Cに割り当てられるタイムスロットに応じたフレーム200のデータ領域により伝送される。また、光無線装置91,92は、カメラ46,47から入力されるデータD3,D4を分割データDDに一時的に分割しバッファ126等に蓄積しつつ伝送させ、受信側において再構築して出力することができる。なお、制御部228は、第4バッファ223から第5バッファ225A,225Bの各々にデータD3,D4を書き込む際に、画像ボード84A,84Bの第5バッファ225A,225Bに対する読み出し処理が実行されている場合には、所定時間を経て書き込みを実行するなどタイミングの調整を行う。
以上、詳細に説明した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
<効果1>図4に示す光無線装置92は、各カメラ46,47から出力されるデータD3,D4を、各データD3,D4の開始ビットS1,S2に基づいて抽出するデータ抽出部123A,123Bを備える。データ抽出部123A,123Bにより抽出されるデータD3,D4は、カメラ46,47の各々に対応して設けられた第1バッファ125A,125Bにそれぞれ蓄積される。光無線装置92の制御部128は、第1バッファ125A,125Bの書き込み要求信号に基づいて各バッファ125A,125Bのいずれかを選択し、第1バッファ125A,125Bに蓄積されたデータD3,D4を第2バッファ126に出力させる。この際、制御部128は、カメラ46,47のどちらのデータであるかを示す識別情報IDをデータD3,D4に付加して第2バッファ126に保存する(図6参照)。光無線装置92の多重化装置121は、第2バッファ126に蓄積されるデータD3,D4及び識別情報IDが入力ポート121Cから入力され、他の入力ポート121A,121Bから入力されるデータD1,D2とともに時分割多重化しフレーム200として送信する。このような構成では、カメラ46,47のデータD3,D4の両方を第1及び第2バッファ125A,125B,126に蓄積し一つの入力ポート121Cに出力することができる。これにより、データD3,D4を一つの入力ポート121Cにまとめる、即ち、時分割多重化されたフレーム200の同一のタイムスロットに対応するデータ領域にまとめることができる。その結果、タイムスロットが割り当てられているにも拘わらずデータD3,D4がないブランク期間が短くなり伝送路95での効率的なデータ転送が図れる。
<効果2>図8に示す光無線装置91の多重化装置221は、光無線装置92の多重化装置121から送信されたフレーム200をタイムスロット毎に分解してデータD3,D4及び識別情報IDを出力ポート221Cから第3バッファ222に出力する。光無線装置91の制御部128は、各データD3,D4に付加された識別情報IDに基づいて第3バッファ222に蓄積されたデータD3,D4を第4バッファ223及び第5バッファ225A,225Bを介して対応する画像ボード84A,84Bに出力する制御を実施する。このような構成では、伝送路95での効率的なデータ転送を図りつつ、一つのタイムスロットにまとめたデータD3,D4を識別情報IDに基づいてカメラ46,47に対応する画像ボード84A,84Bに適切に送信できる。
<効果3>制御部128は、第1バッファ125A,125Bに蓄積されたデータD3,D4を第2バッファ126の複数のデータ領域に分割し分割データDDとして保存する(図6参照)。この際、制御部128は、複数の分割データDDに対して、データD3,D4の各々の開始ビットS1,S2がどの分割データDDに含まれているかを示す開始ビット情報SIを付加する。分割データDDは、フレーム200に多重化され伝送路95を通じて光無線装置91に送信され、光無線装置91の第4バッファ223において、第2バッファ126と同様に分割データDDごとに蓄積される。制御部228は、送信側で付与された開始ビット情報SIに基づいて第4バッファ223に蓄積される複数の分割データDDからデータD3,D4を再構築し第5バッファ225A,225Bに出力する。このような構成では、データD3,D4を一定のビット幅の分割データDDに分割して蓄積することによって、FIFOとして機能させるための第2バッファ126のメモリの制御が容易となる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態では、光無線による通信を例に説明したが、本願はこれに限定されるものではなく、赤外線や可視光などの他に様々な電磁波を用いた無線通信にも適用できる。また、有線の通信、例えば光ファイバー網を介した光通信においても同様に適用できる。
また、光無線装置91,92の間の多重化通信は、時分割多重化方式に限らず、他の多重化方式、例えば、周波数分割多重化方式(FDM)や波長分割多重化方式(WDM)を用いた通信でもよい。
また、上記実施形態では、データ抽出部123A,123Bを、各カメラ46,47のそれぞれに対して個別に設けたが、2つのカメラ46,47のデータD3,D4を一つのデータ抽出部で処理する構成としてもよい。
(情報格納部及びプログラマブル論理デバイス)
また、上記実施形態では、特に言及していないが、データ抽出部123A,123Bをプログラム可能なロジックデバイス、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)140で構成し、接続される装置(カメラ46,47など)に応じて回路構成を再構成してもよい。例えば、図4に示すように、制御部128は、各装置43A,45,46,47に接続されるコネクタ22A〜22Dに接続されている。例えば、コネクタ22C,22Dは、メモリ等の記憶素子を備え、データD3,D4のデータ形式に係る情報やカメラ46,47の機種等の情報が格納されている。制御部128は、コネクタ22C,22Dのメモリに保存される情報に基づいて、データD3,D4に対応するプログラムを読み出してFPGAに出力しデータ抽出部123A,123Bを再構成(リコンフィグレーション)する。あるいは、コネクタ22C,22Dの各々のメモリに、データD3,D4に対応するデータ抽出部123A,123Bを構成するためのプログラムを保存してもよい。このような構成では、光無線装置92に接続されるカメラ46,47が変更された場合でも、制御部128が各コネクタ22C,22Dから出力されるデータD3,D4に応じたデータ抽出部123A,123BをFPGAにより自動的に構成してデータD3,D4を抽出できる。
また、上記実施形態において、データD3,D4を分割せずに第2バッファ126、あるいは第4バッファ223に蓄積する構成としてもよい。
また、上記実施形態では電子部品を回路基板に実装する電子部品装着装置10について説明したが、本願はこれに限定されるものではなく、他の様々な製造ラインにおいて稼働する自動機などに適用することができる。例えば、二次電池(太陽電池や燃料電池など)等の組立て作業を実施する自動機に適用してもよい。また、自動機としては実装や組立を行うものに限らず、例えば切削等を行う工作機械に適用してもよい。
また、上記実施形態の装着装置10の構成は一例であり、適宜変更できる。例えば装置本体11に対して着脱可能な移動装置23を複数備えた構成としてもよい。また、例えば、コンベアベルト31を複数個(複数レーン)備えた構成としてもよい。また、例えば、複数の装着装置10を搬送方向に駆動連結した構成としてもよい。
因みに、パーツカメラ46及びマークカメラ47は、送信側の電装装置の一例として、画像ボード84,84A,84Bは、受信側の電装装置の一例として、光無線装置91,92は、送信側及び受信側の多重化装置の一例として、多重化通信システム110は、通信システムの一例として、第1バッファ125A,125Bは、第1バッファの一例として、第2バッファ126は、第2バッファの一例として、第3〜第5バッファ222,223,225A,225Bは、受信側バッファの一例として、コネクタ22C,22Dのメモリは、情報格納部の一例として、開始ビットS1,S2は、開始ビットの一例として、識別情報IDは、識別情報の一例として、分割データDDは、分割データの一例として、開始ビット情報SIは、開始ビット情報の一例として挙げられる。
22C,22D コネクタ、46 パーツカメラ、47 マークカメラ、84,84A,84B 画像ボード、91,92 光無線装置、110 多重化通信システム、125A,125B 第1バッファ、126 第2バッファ、222 第3バッファ、223 第4バッファ、225A,225B 第5バッファ、S1,S2 開始ビット、ID 識別情報、DD 分割データ、SI 開始ビット情報SI

Claims (5)

  1. データの開始を示す開始ビットが設定された実データを出力する複数の電装装置と、
    前記複数の電装装置に接続され、前記開始ビットに基づいて前記実データを抽出するデータ抽出部と、
    前記複数の電装装置の各々に対応して設けられ、前記データ抽出部により抽出される前記実データを前記複数の電装装置に対応して蓄積する複数の第1バッファと、
    前記複数の第1バッファのうちの1つを順次選択して、選択された前記第1バッファに蓄積されている前記実データを、当該実データを出力した前記電装装置の識別情報とともに蓄積する第2バッファと、
    前記第2バッファから前記実データ及び前記識別情報を入力し、入力した前記実データ及び前記識別情報と、前記第2バッファを介さずに入力した他の装置のデータを多重化し、多重化されたデータとして送信する送信側多重化装置と、
    を備え
    前記複数の電装装置の各々は、
    撮像装置であり、
    前記他の装置のデータは、
    モータの制御に係わるモータ制御情報及びセンサのI/O信号のうち、少なくとも一方であることを特徴とする通信システム。
  2. 複数の出力ポートを有し、受信した前記多重化されたデータを分解して得られる前記実データ及び前記識別情報を前記出力ポートに出力する受信側多重化装置と、
    前記出力ポートから出力される前記識別情報に基づいて送信側の前記複数の電装装置に対応する受信側の電装装置に前記実データを出力する受信側バッファと、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
  3. 前記第2バッファは、前記第1バッファから出力される前記実データを複数の分割データに分割し、前記分割データの各々に対して前記開始ビットが含まれるか否かを示す開始ビット情報を付加して蓄積し、
    前記受信側バッファは、前記出力ポートから前記分割データ及び前記開始ビット情報が入力され、前記各分割データに設定される前記開始ビット情報に基づいて複数の前記分割データから前記実データを再構築することを特徴とする請求項2に記載の通信システム。
  4. 前記複数の電装装置は、前記開始ビットに係る情報が格納される情報格納部を備え、
    前記情報格納部から前記開始ビットに係る情報を取得し、取得した前記開始ビットに係る情報に応じたコンフィグレーションデータに基づいて、前記データ抽出部が構成されるプログラマブル論理デバイスを備えることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の通信システム。
  5. 電子部品の基板への装着作業に係るデータの伝送を請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の通信システムにより伝送することを特徴とする電子部品装着装置。
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