JP6717861B2 - 部品実装ライン - Google Patents

Description

本発明は、回路基板の搬送方向に沿って配列した複数台の部品実装機のフィーダセット部へのフィーダのセット及び取り外しを自動的に行う自動交換装置を備えた部品実装ラインに関する発明である。

この種の部品実装ラインは、特許文献１（国際公開ＷＯ２０１４／０１００８３号公報）に記載されているように、部品実装ラインを構成する複数台の部品実装機の配列に沿って設けられた移動レーンに自動交換装置（ローダ）を移動可能に設置し、この自動交換装置を生産ジョブ（生産プログラム）等で指示された部品実装機の前面へ移動させて、当該部品実装機のフィーダセット部へのフィーダのセットや取り外しを行うようにしている。この場合、自動交換装置を移動させる駆動装置は、部品実装機の前面側にラックを移動レーンに沿って延びるように固定すると共に、自動交換装置には、上記ラックに噛み合うピニオンと、このピニオンを回転駆動するモータとを設け、このモータでピニオンを回転駆動することで、自動交換装置を移動レーンに沿って移動させると共に、モータの回転角（ピニオンの回転角）をエンコーダ等で検出することで、その検出値に基づいて自動交換装置の移動距離を測定して自動交換装置の位置を検出して自動交換装置の移動を制御するようになっている。

国際公開ＷＯ２０１４／０１００８３号公報

上記特許文献１では、自動交換装置をラックとピニオンとの歯の噛み合いによって移動させる構成であるが、それらの構成部品の製造ばらつき、組立ばらつきや歯の摩耗等によってラックとピニオンとの歯の噛み合い状態が悪くなって、歯同士が干渉してスムーズな回転が妨げられ、大きな騒音が発生したり、歯が損傷することがある等の欠点がある。

この欠点の解決策として、本発明者は、ラックとピニオンに代えて、モータで回転駆動する駆動輪によって自動交換装置を移動させる構成を採用することを考えているが、走行レーンで駆動輪がスリップすることがあるため、モータの回転角や駆動輪の回転角を正確に検出しても、その検出値と自動交換装置の移動距離との間に駆動輪のスリップ分の誤差が生じて、自動交換装置の位置を精度良く検出できない。

この対策として、自動交換装置の移動距離（位置）を測定する距離センサやリニアスケールを設けることも考えられるが、以下のような問題がある。

現在、市販されているワイヤ式距離センサは、耐久性が低く、測定精度を安定して確保できない。また、レーザ式距離センサは、高価で、測定動作が大気状態の影響を受けやすく不安定であり、しかも、レーザ光の遮断のリスクや作業者の目への影響が懸念される。また、リニアスケールは、センサヘッドが大きく、高価であり、しかも、部品実装機の設置台数（ライン長）を増減する毎にスケールを張り替えたり、スケールを継ぎ足したりする必要があり、その作業が面倒であると共に、スケールの継ぎ目が測定精度を低下させる要因にもなる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、安価な構成で自動交換装置の位置を安定して精度良く検出できると共に、部品実装機の設置台数の増減にも簡単な作業で対応できるようにすることである。

上記課題を解決するために、本発明は、回路基板の搬送方向に沿って複数台の部品実装機を配列し、前記複数台の部品実装機で各部品実装機のフィーダセット部にセットしたフィーダにより供給される部品を前記回路基板に実装する部品実装ラインにおいて、前記複数台の部品実装機の配列に沿って設けられた移動レーンを移動して前記各部品実装機のフィーダセット部への前記フィーダのセット及び取り外しを行う自動交換装置と、前記移動レーンに沿って前記自動交換装置を駆動輪で移動させる駆動装置と、前記自動交換装置の位置を検出する位置検出装置と、前記位置検出装置の検出結果に基づいて前記駆動装置により前記自動交換装置を指示された位置まで移動させる制御装置とを備え、前記位置検出装置は、前記複数台の部品実装機に跨がって前記移動レーンに沿って直線状に延びるように設けられた有端のタイミングベルトと、前記タイミングベルトの歯と噛み合った状態を維持しながら前記自動交換装置と一緒に移動するタイミングプーリと、前記タイミングプーリの回転角を検出する回転角センサと、前記回転角センサの出力信号に基づいて前記自動交換装置の位置を検出する検出回路部とを備えていることを特徴とするものである。

この構成では、自動交換装置を駆動輪で移動させる構成を採用して、スムーズな移動や低騒音化、耐久性向上等を実現しながら、複数台の部品実装機に跨がって設けたタイミングベルトに噛み合うタイミングプーリの回転角を回転角センサで検出することで、駆動輪のスリップで生じる駆動輪の回転角と自動交換装置の移動距離との間の誤差をキャンセルして、自動交換装置の位置を精度良く検出することができる。しかも、位置検出装置を構成するタイミングベルト、タイミングプーリ、回転角センサは、安価に市販されている量産品を使用できるため、位置検出装置を安価にコンパクトに構成できると共に、耐久性も確保でき、更に、部品実装機の設置時に１本のタイミングベルトを複数台の部品実装機に跨がって取り付けるだけで良いため、作業者の作業量も軽減できる。加えて、タイミングベルトの長さは、部品実装機の設置台数分以上の長さであれば良く、部品実装機の設置台数に合わせてタイミングベルトの余分な部分を切断する必要はなく、タイミングベルトの余分な部分を邪魔にならない場所に張り付けたり、束ねる等の対応が可能であり、部品実装機の設置台数（ライン長）の増減にも簡単な作業で対応できる。

この場合、回転角センサは、例えば、レゾルバや、磁気式又は光学式のロータリエンコーダのいずれを用いても良い。

例えば、回転角センサとして、タイミングプーリが所定角度回転する毎にパルスを出力する正逆回転検出可能なロータリエンコーダを用いる場合、検出回路部は、前記ロータリエンコーダの出力パルス（以下「エンコーダパルス」という）をカウントし、そのカウント動作のアップ／ダウンを前記タイミングプーリの回転方向に応じて切り換えることで、前記エンコーダパルスのカウント値と前記自動交換装置の位置との対応関係を維持して、前記エンコーダパルスのカウント値に基づいて前記自動交換装置の位置を検出するようにしても良い。ここで、エンコーダパルスのカウント動作は、電子回路（ハードウェア）で構成したアップダウンカウンタで行っても良いし、ソフトウエアでアップダウンカウンタの機能を実現しても良い。

ところで、位置検出装置で自動交換装置の位置を検出する場合、少なくとも１箇所に基準位置を設定する必要があり、その基準位置からの自動交換装置の移動距離を、回転角センサで検出したタイミングプーリの回転量（回転角）から測定して、その測定値から基準位置を基準にして自動交換装置の位置を検出して自動交換装置の移動を制御することになる。この場合、部品実装ラインを構成する複数台の部品実装機の各々が位置ずれなく正確に設置されていれば、基準位置が１箇所でも、その基準位置からの自動交換装置の移動距離（位置）と複数台の部品実装機の各々の位置との対応関係にずれが生じないが、実際には、複数台の部品実装機の各々が少しずつ位置ずれして設置されている可能性があるため、基準位置からの自動交換装置の移動距離（位置）と複数台の部品実装機の各々の位置との対応関係にずれが生じている可能性がある。この対応関係がずれていると、複数台の部品実装機の各々に対して自動交換装置の位置を精度良く制御できず、各部品実装機に対するフィーダのセットミスや取り外しミスが発生する可能性がある。

この対策として、複数台の部品実装機のうちの２台以上の部品実装機の各々に、基準位置を設定すると共に、自動交換装置の位置が前記部品実装機の基準位置と一致したときに基準位置検出信号を出力する基準位置検出手段を設け、前記位置検出装置は、前記基準位置検出手段から前記基準位置検出信号が出力されたときに前記検出回路部の検出位置を前記部品実装機の基準位置と対応させるように補正するようにしても良い。このようにすれば、複数台の部品実装機のうちの２台以上の部品実装機の基準位置を基準にして自動交換装置の移動距離（位置）を検出できるため、基準位置からの自動交換装置の移動距離（位置）と複数台の部品実装機の各々の位置との対応関係のずれを低減又は無くすことができて、複数台の部品実装機の各々に対して自動交換装置の位置を精度良く制御することが可能となり、各部品実装機に対するフィーダのセットミスや取り外しミスを防止できる。

この場合、位置検出装置は、部品実装機の設置時又は生産開始前のキャリブレーション動作時に駆動装置により自動交換装置を移動させて自動交換装置の位置が部品実装機の基準位置と一致したときの検出回路部の検出位置と部品実装機の基準位置との対応関係を記憶手段に記憶しておき、生産中に前記記憶手段の記憶データに基づいて前記検出回路部の検出位置を部品実装機の基準位置間で補間補正するようにしても良い。このようにすれば、部品実装機の基準位置間における自動交換装置の位置の検出精度も向上できる。

ところで、生産開始時の基準位置検出処理（イニシャル処理）で自動交換装置を部品実装機の基準位置へ移動させて検出回路部の検出位置を当該部品実装機の基準位置と対応させるように補正する必要があるが、生産開始前の自動交換装置の停止位置が部品実装機の基準位置から遠く離れていると、生産開始時の基準位置検出処理に時間がかかり、その分、生産開始が遅れることになる。

そこで、２台以上の部品実装機に基準位置を設定する場合、位置検出装置は、生産開始時の基準位置検出処理で駆動装置により自動交換装置を最寄りの部品実装機の基準位置へ移動させて検出回路部の検出位置を当該部品実装機の基準位置と対応させるように補正するようにすると良い。このようにすれば、生産開始時の基準位置検出処理で自動交換装置を部品実装機の基準位置へ移動させるまでの距離を短くすることができて、生産開始時の基準位置検出処理の時間を短縮することができる。

ここで、自動交換装置の位置が部品実装機の基準位置と一致したときに基準位置検出信号を出力する基準位置検出手段は、自動交換装置に設けても良いし、部品実装機に設けても良い。

基準位置検出手段を自動交換装置に設ける場合は、複数台の部品実装機のうちの２台以上の部品実装機の各々に、自動交換装置の位置が部品実装機の基準位置と一致したときに自動交換装置の基準位置検出手段で検出される基準部を設けるようにすれば良い。

一方、基準位置検出手段を複数台の部品実装機のうちの２台以上の部品実装機の各々に設ける場合、自動交換装置には、当該自動交換装置の位置が部品実装機の基準位置と一致したときに当該部品実装機の基準位置検出手段で検出される基準部を設けるようにすれば良い。

更に、タイミングベルトは、部品実装機の設置台数分の長さよりも少なくとも１台分以上長く形成して、部品実装機の設置台数の少なくとも１台以上の増加に対してタイミングベルトを継ぎ足すことなく対応できるように構成すると良い。このようにすれば、部品実装機のラインに部品実装機を増設する場合でも、タイミングベルトを継ぎ足すことなく、簡単な作業で対応できる。

また、位置検出装置は、タイミングプーリの歯とタイミングベルトの歯との噛み合いが外れない範囲内で前記タイミングプーリを前記タイミングベルトと直交する方向に変位可能に支持する支持機構と、前記タイミングプーリを前記タイミングベルトに押し付ける方向に付勢する付勢手段とを備えた構成とすると良い。このようにすれば、複数台の部品実装機の各々の設置位置のずれにより各部品実装機間に僅かな段差ができて、タイミングベルトに僅かな段差ができていても、その段差にタイミングプーリを追従させて変位させてタイミングベルトとの噛み合いを安定して維持することができ、各部品実装機間の段差に対しても自動交換装置の位置検出精度を安定して維持することができる。

図１は本発明の一実施例における部品実装ライン全体の構成を示す斜視図である。 図２は自動交換装置と部品実装機の構成を概略的に示す斜視図である。 図３は自動交換装置付きの部品実装ラインの制御系の構成を概略的に示すブロック図である。 図４はカセット式のフィーダを示す斜視図である。 図５は自動交換装置を移動させる駆動装置とその周辺部分の構成を示す斜視図である。 図６は自動交換装置の位置を検出する位置検出装置の構成を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１乃至図３に基づいて部品実装ライン１０の構成を説明する。

部品実装ライン１０は、回路基板１１の搬送方向（Ｘ方向）に沿って複数台の部品実装機１２を配列して構成され、該部品実装ライン１０の基板搬入側には、回路基板１１に半田を印刷する半田印刷機（図示せず）やカセット式のフィーダ１４を保管するフィーダ保管装置１９等が設置されている。

図２に示すように、各部品実装機１２には、回路基板１１を搬送する２本のコンベア１３と、カセット式のフィーダ１４から供給される部品を吸着して回路基板１１に実装する吸着ノズル（図示せず）を保持する実装ヘッド１５と、この実装ヘッド１５をＸＹ方向（左右前後方向）に移動させるヘッド移動装置１６と、吸着ノズルに吸着した部品をその下面側から撮像する部品撮像用カメラ１７（図３参照）等が設けられている。ヘッド移動装置１６には、回路基板１１の基準マーク（図示せず）を撮像するマーク撮像用カメラ１８（図３参照）が実装ヘッド１５と一体的にＸＹ方向に移動するように取り付けられている。

その他、図３に示すように、部品実装機１２の制御装置２０には、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置２１と、制御用の各種プログラムや各種データ等を記憶するハードディスク、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置２２（記憶手段）と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の表示装置２３等が接続されている。各部品実装機１２の制御装置２０は、部品実装ライン１０全体の生産を管理する生産管理コンピュータ７０とネットワークで接続され、該生産管理コンピュータ７０によって部品実装ライン１０の生産が管理される。

部品実装ライン１０の各部品実装機１２は、上流側の部品実装機１２から搬送されてくる回路基板１１をコンベア１３によって所定位置まで搬送してクランプ機構（図示せず）で該回路基板１１をクランプして位置決めして、該回路基板１１の基準マークをマーク撮像用カメラ１８で撮像して該基準マークの位置（該回路基板１１の基準位置）を認識すると共に、カセット式のフィーダ１４から供給される部品を、実装ヘッド１５の吸着ノズルで吸着して、その吸着位置から撮像位置へ移動させて、該部品をその下面側から部品撮像用カメラ１７で撮像して該部品の吸着位置ずれ量等を判定した後、その吸着位置ずれ量を補正して該部品をコンベア１３上の回路基板１１に実装して部品実装基板を生産する。

次に、図４を用いてカセット式のフィーダ１４の構成を説明する。

カセット式のフィーダ１４のカセットケース３２は、透明又は不透明のプラスチック板又は金属板等により形成され、その側面部（カバー）が開閉可能となっている。カセットケース３２内には、部品供給テープ３３が巻回されたテープリール３４を着脱可能（交換可能）に装填するテープ装填部３５が設けられている。テープ装填部３５の中心には、テープリール３４を回転可能に保持するリール保持軸３６が設けられている。

カセットケース３２内には、テープリール３４から引き出した部品供給テープ３３を部品吸着位置へ送るテープ送り機構３８と、部品吸着位置の手前で部品供給テープ３３からトップフィルム４０（カバーテープとも呼ばれる）を剥離して該部品供給テープ３３内の部品を露出させるトップフィルム剥離機構３９とが設けられている。

テープ送り機構３８は、部品吸着位置の下方付近に設けられたスプロケット４２と、このスプロケット４２を回転駆動するモータ４３等から構成され、部品供給テープ３３の片方の側縁に所定ピッチで形成されたテープ送り穴にスプロケット４２の歯を噛み合わせて該スプロケット４２を回転させることで、部品供給テープ３３を部品吸着位置へピッチ送りするようになっている。

トップフィルム剥離機構３９は、部品吸着位置の手前で部品供給テープ３３を押さえて該部品供給テープ３３の上面からトップフィルム４０を剥離するためのテープ押え４５と、該テープ押え４５で剥離したトップフィルム４０をテープ送り方向とは逆方向に引っ張ってカセットケース３２の上部に設けられたトップフィルム回収部４６内へ送り込むトップフィルム送りギア機構４７と、該トップフィルム送りギア機構４７を駆動するモータ４８等から構成されている。

カセットケース３２のうちのテープ送り方向側の端縁部には、部品吸着位置を通過して部品が取り出された廃棄テープ３３ａ（本実施例ではトップフィルム４０が剥離されたキャリアテープのみ）を下方に案内して排出する廃棄テープ排出通路５０が下方に延びるように設けられ、該廃棄テープ排出通路５０の出口５０ａがカセットケース３２のテープ送り方向側の端面の中央より下側の位置に設けられている。

カセットケース３２内には、テープ送り機構３８のモータ４３やトップフィルム剥離機構３９のモータ４８を制御する制御装置５２が設けられている。その他、図示はしないが、カセットケース３２には、部品実装機１２側の通信・電源用のコネクタと接続される通信・電源用のコネクタが設けられている。

図１に示すように、部品実装ライン１０の前面側には、各部品実装機１２のフィーダセット部２４へのカセット式のフィーダ１４のセット及び取り外しを行う自動交換装置２６が設置されている。各部品実装機１２のフィーダセット部２４の下方に、当該フィーダセット部２４にセットする複数のフィーダ１４を収納するストック部７１が設けられている。自動交換装置２６は、複数の部品実装機１２のフィーダセット部２４から交換対象のフィーダ１４を取り出してストック部７１に回収すると共に、ストック部７１から生産ジョブ（生産プログラム）で指定されたフィーダ１４を取り出して前記複数の部品実装機１２のフィーダセット部２４にセットするようにしている。

部品実装ライン１０の前面側には、部品実装機１２の配列に沿って自動交換装置２６を左右方向（Ｘ方向）に移動させるガイドレール７４が部品実装ライン１０全体にＸ方向に延びるように設けられている。ガイドレール７４の基板搬入側は、フィーダ保管装置１９まで延長され、自動交換装置２６がフィーダ保管装置１９の前面側へ移動して、自動交換装置２６がフィーダ保管装置１９から生産ジョブで指定されたフィーダ１４を取り出したり、使用済みのフィーダ１４をフィーダ保管装置１９内に戻すようにしている。

図５に示すように、自動交換装置２６の背面側には、自動交換装置２６のＹ方向（Ｘ方向と直交する方向）の動きを規制する複数のＹ方向規制用のガイドローラ５４と、自動交換装置２６のＺ方向（上下方向）の動きを規制する複数のＺ方向規制用のガイドローラ５５とが互い違いに回転自在に設けられ、Ｙ方向規制用のガイドローラ５４がガイドレール７４の側壁に沿って転動し、Ｚ方向規制用のガイドローラ５５がガイドレール７４の平面に沿って転動することで、自動交換装置２６の移動方向がＸ方向のみにガイドされるようになっている。

部品実装ライン１０の前面側のスペースは、自動交換装置２６がＸ方向に移動する移動レーンとなっており、部品実装ライン１０の前面側のガイドレール７４には、移動レール７５がＸ方向に延びるように設けられている。これに対し、自動交換装置２６には、ゴム等の弾性材料で形成された駆動輪７６をベルト伝達機構７７を介してモータ（図示せず）で回転駆動する駆動装置７８が設けられ、この駆動輪７６が移動レール７５に沿って転動することで、自動交換装置２６がＸ方向に駆動されるようになっている。

次に、自動交換装置２６の位置を検出する位置検出装置８１の構成を図５及び図６に基づいて説明する。

ゴム等の弾性材料で形成された有端のタイミングベルト８２が、ガイドレール７４に沿ってＸ方向に直線状に延びるように設けられている。このタイミングベルト８２の長さは部品実装機１２の設置台数分以上の長さ（部品実装ライン１０の長さ）、好ましくは、部品実装機１２の設置台数分の長さよりも少なくとも１台分以上長く形成されている。この場合、部品実装機１２の設置台数に合わせてタイミングベルト８２の余分な部分を切断する必要はなく、タイミングベルト８２の余分な部分をガイドレール７４の裏面等に張り付けたり、束ねる等して、タイミングベルト８２の余分な部分が邪魔にならないようにすれば良い。

これに対し、自動交換装置２６には、タイミングベルト８２の歯と噛み合った状態を維持しながら自動交換装置２６と一緒に移動するタイミングプーリ８３が設けられている。タイミングプーリ８３を支持する支持機構８４は、タイミングプーリ８３の歯とタイミングベルト８２の歯との噛み合いが外れない範囲内でタイミングプーリ８３をタイミングベルト８２と直交する方向（本実施例では上下方向）に変位可能に支持するように構成され、タイミングプーリ８３をタイミングベルト８２に押し付ける方向に付勢する付勢手段８５（例えばスプリング等のばね、ゴム等の弾性部材）が設けられている。

更に、自動交換装置２６には、タイミングプーリ８３の回転角を検出する回転角センサとして磁気式又は光学式のロータリエンコーダ８７が設けられている。このロータリエンコーダ８７は、タイミングプーリ８３が所定角度回転する毎にパルスを出力する正逆回転検出可能なロータリエンコーダであり、このロータリエンコーダ８７の出力パルスが自動交換装置２６の制御装置９０（図３参照）に入力される。

この自動交換装置２６の制御装置９０は、ロータリエンコーダ８７の出力パルス（以下「エンコーダパルス」という）に基づいて自動交換装置２６の位置を検出する検出回路部としても機能し、自動交換装置２６の移動中（タイミングプーリ８３の回転中）は、エンコーダパルスをカウントし、そのカウント動作のアップ／ダウンをタイミングプーリ８３の回転方向（自動交換装置２６の移動方向）に応じて切り換えることで、エンコーダパルスのカウント値と自動交換装置２６の位置との対応関係を維持して、エンコーダパルスのカウント値に基づいて自動交換装置２６の位置を検出するようにしている。この際、エンコーダパルスのカウント動作は、電子回路（ハードウェア）で構成したアップダウンカウンタで行っても良いし、制御装置９０にインストールしたソフトウエアでアップダウンカウンタの機能を実現しても良い。

本実施例では、タイミングプーリ８３を支持する支持機構８４は、タイミングプーリ８３の歯とタイミングベルト８２の歯との噛み合いが外れない範囲内でタイミングプーリ８３をタイミングベルト８２と直交する方向（Ｚ方向）に変位可能に支持するように構成され、タイミングプーリ８３をタイミングベルト８２に押し付ける方向に付勢する付勢手段８５が設けられているため、複数台の部品実装機１２の各々の設置位置のずれにより各部品実装機１２間に僅かな段差ができて、タイミングベルト８２に僅かな段差ができていても、その段差にタイミングプーリ８３を追従させて変位させてタイミングベルト８２との噛み合いを安定して維持することができ、各部品実装機１２間の段差に対しても自動交換装置２６の位置検出精度を安定して維持することができる。

ところで、位置検出装置８１で自動交換装置２６の位置を検出する場合、少なくとも１箇所に基準位置を設定する必要があり、その基準位置からの自動交換装置２６の移動距離を、エンコーダパルスのカウント値で検出したタイミングプーリ８３の回転量（回転角）から測定して、その測定値から基準位置を基準にして自動交換装置２６の位置を検出して自動交換装置２６の移動を制御することになる。この場合、部品実装ライン１０を構成する複数台の部品実装機１２の各々が位置ずれなく正確に設置されていれば、基準位置が１箇所でも、その基準位置からの自動交換装置２６の移動距離（位置）と複数台の部品実装機１２の各々の位置との対応関係にずれが生じないが、実際には、複数台の部品実装機１２の各々が少しずつ位置ずれして設置されている可能性があるため、基準位置からの自動交換装置１２の移動距離（位置）と複数台の部品実装機１２の各々の位置との対応関係にずれが生じている可能性がある。この対応関係がずれていると、複数台の部品実装機１２の各々に対して自動交換装置２６の位置を精度良く制御できず、各部品実装機１２に対するフィーダ１４のセットミスや取り外しミスが発生する可能性がある。

この対策として、本実施例では、部品実装ライン１０を構成する複数台の部品実装機１２のうちの２台以上（本実施例では全台）の部品実装機１２の各々に、基準位置を設定すると共に、自動交換装置２６の位置が部品実装機１２の基準位置と一致したときに基準位置検出信号を出力する基準位置検出用センサ９１（基準位置検出手段）を設け、自動交換装置２６の制御装置９０は、基準位置検出用センサ９１から基準位置検出信号が出力されたときに位置検出装置８１の検出位置（エンコーダパルスのカウント値）を部品実装機１２の基準位置と対応させるように補正する。このようにすれば、複数台の部品実装機１２のうちの２台以上の部品実装機１２の基準位置を基準にして自動交換装置２６の移動距離（位置）を検出できるため、基準位置からの自動交換装置２６の移動距離（位置）と複数台の部品実装機２６の各々の位置との対応関係のずれを低減又は無くすことができて、複数台の部品実装機１２の各々に対して自動交換装置２６の位置を精度良く制御することが可能となり、各部品実装機１２に対するフィーダのセットミスや取り外しミスを防止できる。

この場合、部品実装機１２の設置時又は生産開始前のキャリブレーション動作時に駆動装置７８により自動交換装置２６を移動させて自動交換装置２６の位置が部品実装機１２の基準位置と一致したときの自動交換装置２６の検出位置（エンコーダパルスのカウント値）と部品実装機１２の基準位置との対応関係を自動交換装置２６の制御装置９０の不揮発性の記憶手段９２（例えばハードディスク、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等）に記憶しておき、自動交換装置２６の制御装置９０は、生産中に記憶手段９２の記憶データに基づいて位置検出装置８１の検出位置（エンコーダパルスのカウント値）を部品実装機１２の基準位置間で線形補間等で補間補正する。このようにすれば、部品実装機１２の基準位置間における自動交換装置２６の位置の検出精度も向上できる。

ところで、生産開始時の基準位置検出処理（イニシャル処理）で自動交換装置２６を部品実装機１２の基準位置へ移動させて位置検出装置８１の検出位置（エンコーダパルスのカウント値）を当該部品実装機１２の基準位置と対応させるように補正する必要があるが、生産開始前の自動交換装置２６の停止位置が部品実装機１２の基準位置から遠く離れていると、生産開始時の基準位置検出処理に時間がかかり、その分、生産開始が遅れることになる。

そこで、本実施例では、自動交換装置２６の制御装置９０は、生産開始時の基準位置検出処理で駆動装置７８により自動交換装置２６を最寄りの部品実装機１２の基準位置へ移動させて位置検出装置８１の検出位置（エンコーダパルスのカウント値）を当該部品実装機の基準位置と対応させるように補正するようにしている。このようにすれば、生産開始時の基準位置検出処理で自動交換装置２６を部品実装機１２の基準位置へ移動させるまでの距離を短くすることができて、生産開始時の基準位置検出処理の時間を短縮することができる。

ここで、基準位置検出用センサ９１は、例えば、光センサ、近接センサ等の非接触型センサを用いても良いし、リミットスイッチ等の接触型スイッチを用いても良い。また、基準位置検出用センサ９１は、自動交換装置２６に設けても良いし、部品実装機１２に設けても良い。

例えば、基準位置検出用センサ９１を自動交換装置２６に設ける場合は、複数台の部品実装機２６のうちの２台以上（本実施例では全台）の部品実装機１２の各々に、自動交換装置２６の位置が部品実装機１２の基準位置と一致したときに自動交換装置２６の基準位置検出用センサ９１で検出される基準部（図示せず）を設けるようにすれば良い。

一方、基準位置検出用センサ９１を複数台の部品実装機１２のうちの２台以上の部品実装機１２の各々に設ける場合、自動交換装置２６には、当該自動交換装置２６の位置が部品実装機１２の基準位置と一致したときに当該部品実装機１２の基準位置検出用センサ９１で検出される基準部（図示せず）を設けるようにすれば良い。

図３に示すように、自動交換装置２６の制御装置９０は、部品実装ライン１０の生産管理コンピュータ７０とネットワークで接続され、部品実装ライン１０の生産管理コンピュータ７０から送信されてくる生産ジョブの情報に従って、位置検出装置８１で自動交換装置２６の位置を検出しながら、駆動装置７８により自動交換装置２６を生産ジョブで指定された部品実装機１２の位置へ移動させて、当該部品実装機１２のフィーダセット部２４にフィーダ１４をセットしたり、取り外したりする動作を制御する。

以上説明した本実施例では、自動交換装置２６を駆動輪７６で移動させる構成を採用して、スムーズな移動や低騒音化、耐久性向上等を実現しながら、複数台の部品実装機１２に跨がって設けたタイミングベルト８２に噛み合うタイミングプーリ８３の回転角をロータリエンコーダ８７で検出することで、駆動輪７６のスリップで生じる駆動輪７６の回転角と自動交換装置２６の移動距離との間の誤差をキャンセルして、自動交換装置２６の位置を精度良く検出することができる。しかも、位置検出装置８１を構成するタイミングベルト８２、タイミングプーリ８３、ロータリエンコーダ８７は、安価に市販されている量産品を使用できるため、位置検出装置８１を安価にコンパクトに構成できると共に、耐久性も確保でき、更に、部品実装機１２の設置時に１本のタイミングベルト８２を複数台の部品実装機１２に跨がって取り付けるだけで良いため、作業者の作業量も軽減できる。加えて、タイミングベルトの長さは、部品実装機の設置台数分以上の長さであれば良く、部品実装機１２の設置台数に合わせてタイミングベルト８２の余分な部分を切断する必要はなく、タイミングベルト８２の余分な部分を邪魔にならない場所に張り付けたり、束ねる等の対応が可能であり、部品実装機１２の設置台数（ライン長）の増減にも簡単な作業で対応できる。

尚、上記実施例では、タイミングプーリ８３の回転角を検出する回転角センサとしてロータリエンコーダ８７を用いたが、レゾルバ等、他の回転角センサを用いても良い。

その他、本発明は、上記実施例に限定されず、部品実装機１２の構成や自動交換装置２６の構成を適宜変更したり、フィーダ１４の構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１０…部品実装ライン、１１…回路基板、１２…部品実装機、１３…コンベア、１４…カセット式のフィーダ、１５…実装ヘッド、１６…ヘッド移動装置、２０…部品実装機の制御装置、２６…自動交換装置、５４…Ｙ方向規制用のガイドローラ、５５…Ｚ方向規制用のガイドローラ、７０…生産管理コンピュータ、７１…ストック部、、７４…ガイドレール、７５…移動レール、７６…駆動輪、７７…ベルト伝達機構、７８…駆動装置、８１…位置検出装置、８２…タイミングベルト、８３…タイミングプーリ、８４…支持機構、８５…付勢手段、８７…ロータリエンコーダ（回転角センサ）、９０…自動交換装置の制御装置（検出回路部）、９１…基準位置検出用センサ（基準位置検出手段）、９２…記憶手段

Claims (10)

1. 回路基板の搬送方向に沿って複数台の部品実装機を配列し、前記複数台の部品実装機で各部品実装機のフィーダセット部にセットしたフィーダにより供給される部品を前記回路基板に実装する部品実装ラインにおいて、
   前記複数台の部品実装機の配列に沿って設けられた移動レーンを移動して前記各部品実装機のフィーダセット部への前記フィーダのセット及び取り外しを行う自動交換装置と、 前記移動レーンに沿って前記自動交換装置を駆動輪で移動させる駆動装置と、
   前記自動交換装置の位置を検出する位置検出装置と、
   前記位置検出装置の検出結果に基づいて前記駆動装置により前記自動交換装置を指示された位置まで移動させる制御装置とを備え、
   前記位置検出装置は、前記複数台の部品実装機に跨がって前記移動レーンに沿って直線状に延びるように設けられた有端のタイミングベルトと、前記タイミングベルトの歯と噛み合った状態を維持しながら前記自動交換装置と一緒に移動するタイミングプーリと、前記タイミングプーリの回転角を検出する回転角センサと、前記回転角センサの出力信号に基づいて前記自動交換装置の位置を検出する検出回路部とを備えていることを特徴とする部品実装ライン。
2. 前記回転角センサは、前記タイミングプーリが所定角度回転する毎にパルスを出力する正逆回転検出可能なロータリエンコーダであり、
   前記検出回路部は、前記ロータリエンコーダの出力パルス（以下「エンコーダパルス」という）をカウントし、そのカウント動作のアップ／ダウンを前記タイミングプーリの回転方向に応じて切り換えることで、前記エンコーダパルスのカウント値と前記自動交換装置の位置との対応関係を維持して、前記エンコーダパルスのカウント値に基づいて前記自動交換装置の位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の部品実装ライン。
3. 前記複数台の部品実装機のうちの２台以上の部品実装機の各々には、基準位置が設定され、
   前記自動交換装置の位置が前記部品実装機の基準位置と一致したときに基準位置検出信号を出力する基準位置検出手段が設けられ、
   前記位置検出装置は、前記基準位置検出手段から前記基準位置検出信号が出力されたときに前記検出回路部の検出位置を前記部品実装機の基準位置と対応させるように補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の部品実装ライン。
4. 前記位置検出装置は、前記部品実装機の設置時又は生産開始前のキャリブレーション動作時に前記駆動装置により前記自動交換装置を移動させて前記自動交換装置の位置が前記部品実装機の基準位置と一致したときの前記検出回路部の検出位置と前記部品実装機の基準位置との対応関係を記憶手段に記憶しておき、生産中に前記記憶手段の記憶データに基づいて前記検出回路部の検出位置を前記部品実装機の基準位置間で補間補正することを特徴とする請求項３に記載の部品実装ライン。
5. 前記位置検出装置は、生産開始時の基準位置検出処理で前記駆動装置により前記自動交換装置を最寄りの部品実装機の基準位置へ移動させて前記検出回路部の検出位置を当該部品実装機の基準位置と対応させるように補正することを特徴とする請求項４に記載の部品実装ライン。
6. 前記基準位置検出手段は、前記自動交換装置に設けられ、
   前記複数台の部品実装機のうちの２台以上の部品実装機の各々には、前記自動交換装置の位置が前記部品実装機の基準位置と一致したときに前記自動交換装置の前記基準位置検出手段で検出される基準部が設けられていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の部品実装ライン。
7. 前記基準位置検出手段は、前記複数台の部品実装機のうちの２台以上の部品実装機の各々に設けられ、
   前記自動交換装置には、当該自動交換装置の位置が前記部品実装機の基準位置と一致したときに当該部品実装機の前記基準位置検出手段で検出される基準部が設けられていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の部品実装ライン。
8. 前記タイミングベルトは、前記部品実装機の設置台数分の長さよりも少なくとも１台分以上長く形成され、前記部品実装機の設置台数の少なくとも１台以上の増加に対して前記タイミングベルトを継ぎ足すことなく対応できるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の部品実装ライン。
9. 前記位置検出装置は、前記タイミングプーリの歯と前記タイミングベルトの歯との噛み合いが外れない範囲内で前記タイミングプーリを前記タイミングベルトと直交する方向に変位可能に支持する支持機構と、前記タイミングプーリを前記タイミングベルトに押し付ける方向に付勢する付勢手段とを備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の部品実装ライン。
10. 前記駆動輪が前記複数台の部品実装機の前面側に設けられた移動レールに沿って転動することで、前記自動交換装置が駆動されるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の部品実装ライン。

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