JP6986148B2

JP6986148B2 - 部品実装システム

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Publication number: JP6986148B2
Application number: JP2020520989A
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Inventors: 茂人大山; 春菜小林
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Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2018-05-25
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Description

本明細書は、部品実装システムを開示する。

従来、部品を供給するカセット式のフィーダ（部品供給ユニット）が着脱可能に装着される部品実装機を備える部品実装システムにおいて、フィーダを自動交換するロボットなどのユニット交換装置を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、基板の生産計画や各フィーダの部品残量に基づいて各フィーダの交換時期を設定しておき、その交換時期でフィーダを着脱して自動交換するようにユニット交換装置を制御する。これにより、作業者がフィーダの交換作業を行う必要がないものとしている。

特開２０１７−１３０５９３号公報

しかしながら、上述した部品実装システムにおいて、部品実装機に対するフィーダの着脱を作業者が勝手に行ってしまうこともある。例えば、ユニット交換装置が取り外すべきフィーダを作業者が先に取り外したり、作業者がフィーダを取り外してから別のフィーダを取り付けたり、ユニット交換装置がフィーダを取り付ける箇所に作業者が別のフィーダを取り付けたりすることがある。また、このような作業者によるフィーダの着脱が、ユニット交換装置に自動交換指示が出力された後に行われる場合がある。その場合、ユニット交換装置は、取り外すべきフィーダが既にないために取り外し動作を行えなかったり、指示とは異なるフィーダを取り外したり、既に別のフィーダが取り付けられた箇所にフィーダを取り付けようとしたりすることになる。そうなると、ユニット交換装置は自動交換を指示通りに行えなくなるだけでなく、設備の破損を招くおそれがある。

本開示は、部品供給ユニットの自動交換を行うものにおいて、指示とは異なる自動交換を行うのを防止して自動交換を適切に行えるようにすることを主目的とする。

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示の部品実装システムは、部品を供給する複数の部品供給ユニットが着脱可能に装着される複数の部品実装機を備える部品実装システムであって、複数の前記部品実装機の並び方向に沿って移動し前記部品実装機との間で前記部品供給ユニットを自動交換するユニット交換装置と、前記部品実装機に前記部品供給ユニットが装着される複数の装着位置の位置情報と、各装着位置における前記部品供給ユニットの識別情報とを含むユニット情報を記憶する情報記憶部と、前記複数の装着位置のうち自動交換対象の前記部品供給ユニットの着脱位置の指定を含む自動交換指示を前記ユニット交換装置に出力する指示出力部と、前記自動交換指示が出力されてから前記ユニット交換装置が移動して前記着脱位置での前記部品供給ユニットの着脱を開始するまでの間に、前記ユニット情報に基づいて前記着脱位置における前記部品供給ユニットの装着状況が当該自動交換指示が出力された際の装着状況と差異があるか否かを確認する状況確認処理を行う状況確認部と、を備えることを要旨とする。

本開示の部品実装システムは、部品供給ユニットが装着される複数の装着位置のうち自動交換対象の部品供給ユニットの着脱位置の指定を含む自動交換指示をユニット交換装置に出力する。また、自動交換指示が出力されてからユニット交換装置が移動して着脱位置での部品供給ユニットの着脱を開始するまでの間に、着脱位置における部品供給ユニットの装着状況が自動交換指示が出力された際の装着状況と差異があるか否かを確認する状況確認処理を行う。これにより、自動交換指示が出力されてから作業者による部品供給ユニットの着脱が行われたことなどによって、自動交換を指示通りに行えないことを部品供給ユニットの着脱前に把握することができる。したがって、指示とは異なる自動交換を行うのを防止して自動交換を適切に行うことができる。

部品実装システム１０の構成の概略を示す構成図。部品実装機２０の構成の概略を示す構成図。フィーダ３０の構成の概略を示す構成図。ローダ５０の構成の概略を示す構成図。部品実装システム１０の制御に関する構成図。フィーダ管理情報の一例を示す説明図。フィーダ自動交換処理の一例を示すフローチャート。フィーダ状況確認処理の一例を示すフローチャート。変形例のフィーダ自動交換処理を示すフローチャート。変形例のフィーダ自動交換処理を示すフローチャート。

次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本実施形態の部品実装システム１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は部品実装機２０の構成の概略を示す構成図であり、図３はフィーダ３０の構成の概略を示す構成図である。また、図４はローダ５０の構成の概略を示す構成図であり、図５は部品実装システム１０の制御に関する構成図である。なお、図１の左右方向がＸ方向であり、前後方向がＹ方向であり、上下方向がＺ方向である。

部品実装システム１０は、図１に示すように、印刷機１２と、印刷検査機１４と、複数の部品実装機２０と、実装検査機（図示略）と、ローダ５０と、フィーダ保管庫６０と、管理装置８０（図５参照）とを備える。印刷機１２は、基板Ｓ上にはんだを印刷する。印刷検査機１４は、印刷機１２で印刷されたはんだの状態を検査する。部品実装機２０は、基板Ｓの搬送方向（Ｘ方向）に沿って複数並べて設置され、フィーダ３０から供給された部品を基板Ｓに実装する。実装検査機は、部品実装機２０で実装された部品の実装状態を検査する。ローダ５０は、複数の部品実装機２０に対して必要なフィーダ３０を補給したり部品実装機２０から使用済みのフィーダ３０を回収したりする。フィーダ保管庫６０は、部品実装機２０で使用予定のフィーダ３０や使用済みのフィーダ３０を保管する。管理装置８０は、システム全体を管理する。印刷機１２と印刷検査機１４と複数の部品実装機２０と実装検査機は、この順番で基板Ｓの搬送方向に並べて設置されて生産ラインを構成する。フィーダ保管庫６０は、部品実装システム１０の生産ライン内に組み込まれており、複数の部品実装機２０のうち基板Ｓの搬送方向の最も上流側の部品実装機２０と印刷検査機１４との間に設置されている。本実施形態では、基本的には、作業者がフィーダ保管庫６０にフィーダ３０を補給したり、フィーダ保管庫６０からフィーダ３０を回収したりする。なお、部品実装システム１０が、これらの装置以外に部品が実装された基板Ｓのリフロー処理を行うリフロー装置などを備えてもよい。

部品実装機２０は、図２に示すように、基板ＳをＸ方向に搬送する基板搬送装置２１と、フィーダ３０が供給した部品を吸着する吸着ノズルを有するヘッド２２と、ヘッド２２をＸＹ方向に移動させるヘッド移動機構２３と、装置全体を制御する実装制御装置２８（図５参照）とを備える。実装制御装置２８は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、基板搬送装置２１やヘッド２２、ヘッド移動機構２３などに駆動信号を出力する。

フィーダ３０は、図３に示すように、部品を所定ピッチで収容するテープを送り出すテープフィーダとして構成されている。フィーダ３０は、テープが巻回されたテープリール３２と、テープリール３２からテープを送り出すテープ送り機構３３と、２本の位置決めピン３４を有するコネクタ３５と、下端に設けられたレール部材３７と、フィーダ制御装置３９（図５参照）と、を備える。フィーダ制御装置３９は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、テープ送り機構３３に駆動信号を出力する。また、フィーダ制御装置３９は、コネクタ３５を介してフィーダ３０の取付先の制御部（実装制御装置２８や管理装置８０など）と通信可能となる。

部品実装機２０は、図２に示すように、前方にフィーダ３０を取り付け可能な上下２つのエリアを有する。上のエリアはフィーダ３０が部品を供給可能な供給エリア２０Ａであり、下のエリアはフィーダ３０をストック可能なストックエリア２０Ｂである。供給エリア２０Ａとストックエリア２０Ｂには、側面視がＬ字状に形成され、それぞれ複数のフィーダ３０が取り付けられるフィーダ台４０が設けられている。フィーダ台４０は、フィーダ３０のレール部材３７が挿入可能な間隔でＸ方向に複数配列されたスロット４２と、２本の位置決めピン３４が挿入可能な２つの位置決め穴４４と、２つの位置決め穴４４の間に設けられコネクタ３５が接続されるコネクタ４５とを備える。なお、部品実装機２０がフィーダストックエリア２０Ｂを備えるものに限られず、これを備えないものでもよい。

ローダ５０は、図１に示すように、複数の部品実装機２０の前面およびフィーダ保管庫６０の前面に基板の搬送方向（Ｘ方向）に対して平行に設けられたＸ軸レール１８に沿って移動可能となっている。なお、図２では、Ｘ軸レール１８の図示を省略した。ローダ５０は、図４，図５に示すように、ローダ移動機構５１と、フィーダ移載機構５３と、エンコーダ５７と、左右の監視センサ５８ａ，５８ｂと、ローダ制御装置５９とを備える。

ローダ移動機構５１は、Ｘ軸レール１８に沿ってローダ５０を移動させるものであり、駆動用ベルトを駆動するサーボモータなどのＸ軸モータ５２ａと、Ｘ軸レール１８に沿ったローダ５０の移動をガイドするガイドローラ５２ｂとを備える。フィーダ移載機構５３は、フィーダ３０を部品実装機２０やフィーダ保管庫６０に移載するものである。このフィーダ移載機構５３は、フィーダ３０をクランプするクランプ部５４と、Ｙ軸モータ５５ａの駆動によりクランプ部５４をＹ軸ガイドレール５５ｂに沿って前後方向（Ｙ方向）に移動させるＹ軸スライダ５５とを備える。また、フィーダ移載機構５３は、クランプ部５４およびＹ軸スライダ５５がスライド可能に取り付けられたスライドベース５６を、Ｚ軸ガイドレール５６ｂに沿って上下方向（Ｚ方向）に移動させるＺ軸モータ５６ａとを備える。

エンコーダ５７は、ローダ５０のＸ方向の移動位置を検出するものである。監視センサ５８ａ，５８ｂは、障害物（作業者を含む）の有無を監視するものであり、例えば赤外線センサにより構成される。監視センサ５８ａは、ローダ５０の左側（基板Ｓの搬送方向と逆側）に取り付けられており、主にローダ５０よりも左側の監視領域Ｓａ（図１参照）における障害物を検知する。監視センサ５８ｂは、ローダ５０の右側（基板Ｓの搬送方向と同側）に取り付けられており、主にローダ５０よりも右側の監視領域Ｓｂ（図１参照）における障害物を検知する。監視領域Ｓａ，Ｓｂは、ローダ５０が部品実装機２０の前方に位置する際に、その部品実装機２０に隣接する左右１台分の部品実装機２０の前方の領域を監視可能な程度の領域である。ローダ制御装置５９は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されている。ローダ制御装置５９は、エンコーダ５７や監視センサ５８ａ，５８ｂからの検知信号を入力し、ローダ移動機構５１（Ｘ軸モータ５２ａ）やフィーダ移載機構５３（クランプ部５４、Ｙ軸モータ５５ａ、Ｚ軸モータ５６ａ）に駆動信号を出力する。

ローダ制御装置５９は、フィーダ３０の自動交換を行う場合、まず、Ｘ軸モータ５２ａを制御して自動交換を行う部品実装機２０のスロット４２に、ローダ５０のＹ軸スライダ５５が対向することとなる位置までローダ５０を移動させる。また、ローダ制御装置５９は、部品実装機２０の供給エリア２０Ａとの間で自動交換を行う場合には、Ｚ軸モータ５６ａを制御して供給エリア２０Ａに対向する上部移載エリア５０Ａにスライドベース５６（Ｙ軸スライダ５５）を移動させる。一方、ローダ制御装置５９は、部品実装機２０のストックエリア２０Ｂとの間で自動交換を行う場合には、Ｚ軸モータ５６ａを制御してストックエリア２０Ｂに対向する下部移載エリア５０Ｂにスライドベース５６を移動させる。ローダ制御装置５９は、ローダ５０内のフィーダ３０を部品実装機２０に取り付ける場合には、クランプ部５４でフィーダ３０をクランプさせた状態でＹ軸モータ５５ａを制御してＹ軸スライダ５５を後方（部品実装機２０側）へ移動させる。これにより、フィーダ３０のレール部材３７がフィーダ台４０のスロット４２に挿入される。続いて、ローダ制御装置５９は、クランプ部５４によるフィーダ３０のクランプを解除させることで、フィーダ３０を部品実装機２０のフィーダ台４０に取り付ける。また、ローダ制御装置５９は、フィーダ３０を部品実装機２０から取り外してローダ５０内に回収する場合には、Ｙ軸モータ５５ａを制御してＹ軸スライダ５５を後方（部品実装機２０側）へ移動させる。続いて、ローダ制御装置５９は、フィーダ台４０に取り付けられているフィーダ３０をクランプ部５４にクランプさせてから、Ｙ軸モータ５５ａを制御してＹ軸スライダ５５を前方（ローダ５０側）へ移動させる。これにより、フィーダ３０がフィーダ台４０から取り外されて、ローダ５０内に回収される。

フィーダ保管庫６０は、複数のフィーダ３０を収容するために、部品実装機２０に設けられるフィーダ台４０と同じ構成のフィーダ台４０が設けられている。また、フィーダ保管庫６０のフィーダ台４０は、部品実装機２０の供給エリア２０Ａのフィーダ台４０と同じ高さ（Ｚ方向位置）に設けられている。このため、ローダ５０は、部品実装機２０のフィーダ台４０に対してフィーダ３０を着脱するのと同じ動作で、フィーダ保管庫６０のフィーダ台４０に対してフィーダ３０を着脱することができる。

また、フィーダ保管庫６０の後方には、基板ＳをＸ方向に搬送する基板搬送装置６２が設けられている。この基板搬送装置６２は、印刷検査機１４の図示しない基板搬送装置および隣接する部品実装機２０の基板搬送装置２１と、前後方向および上下方向の位置が同じ位置となっている。このため、基板搬送装置６２は、印刷検査機１４の基板搬送装置から受け取った基板Ｓを搬送して隣接する部品実装機２０の基板搬送装置２１に受け渡すことが可能となっている。

管理装置８０は、図５に示すように、周知のＣＰＵ８０ａやＲＯＭ８０ｂ、ＨＤＤ８０ｃ、ＲＡＭ８０ｄなどで構成され、ＬＣＤなどのディスプレイ８２と、キーボードやマウスなどの入力デバイス８４とを備える。管理装置８０は、基板Ｓの生産プログラムやフィーダ管理情報などを記憶している。基板Ｓの生産プログラムは、どの基板Ｓにどの部品を実装するか、また、そのように実装した基板Ｓを何枚作製するかなどを定めたプログラムをいう。フィーダ管理情報は、各部品実装機２０やフィーダ保管庫６０が保有するフィーダ３０に関する情報である。図６は、フィーダ管理情報の一例を示す説明図である。フィーダ管理情報には、図示するように、各フィーダ３０が装着されるフィーダ台４０のスロット番号（位置情報）や各スロット４２に装着されているフィーダ３０のフィーダＩＤ（識別情報）、各フィーダ３０が保有する部品種、部品残量、フィーダ３０のＸ方向の幅ＷとＹ方向の長さＬとを示すサイズなどが含まれる。なお、フィーダ３０のなかには、幅Ｗが広いために、レール部材３７が挿入される１のスロット４２だけでなく、隣接する複数のスロット４２を占有するものがある。一例として、図６ではスロット番号００４の幅Ｗ２のフィーダ３０がスロット番号００４，００５を占有している場合を示し、スロット番号００４，００５に共通のフィーダＩＤが登録され、それ以外の情報はスロット番号００４に登録されている。勿論、スロット番号００５にもスロット番号００４の各情報と同じ情報が登録されていてもよい。

また、管理装置８０は、実装制御装置２８と有線により通信可能に接続されると共にローダ制御装置５９と無線により通信可能に接続される他、印刷機１２や印刷検査機１４、実装検査機の各制御装置と通信可能に接続される。管理装置８０は、実装制御装置２８から部品実装機２０の実装状況に関する情報や着脱されたフィーダ３０に関する情報を受信したり、ローダ制御装置５９からローダ５０の駆動状況に関する情報を受信したりする。管理装置８０は、部品実装機２０のフィーダ台４０に取り付けられたフィーダ３０やフィーダ台４０から取り外されたフィーダ３０に関する情報を実装制御装置２８から受信すると、その部品実装機２０のフィーダ管理情報を更新する。また、管理装置８０は、フィーダ保管庫６０の基板搬送装置６２に駆動信号を出力して基板搬送装置６２に基板Ｓを搬送させる。また、管理装置８０は、フィーダ保管庫６０のフィーダ台４０に取り付けられたフィーダ３０のフィーダ制御装置３９とコネクタ３５，４５を介して通信可能に接続され、フィーダ３０の情報を取得可能となっている。管理装置８０は、フィーダ保管庫６０のフィーダ台４０に取り付けられたフィーダ３０やフィーダ台４０から取り外されたフィーダ３０に関する情報を取得すると、フィーダ保管庫６０のフィーダ管理情報を更新する。

こうして構成された部品実装システム１０の動作について、特にローダ５０がフィーダ３０を自動交換する際の動作について説明する。図７はフィーダ自動交換処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、ローダ５０のローダ制御装置５９により実行される。フィーダ自動交換処理では、ローダ制御装置５９は、管理装置８０から出力されたフィーダ３０の自動交換指示を受信するのを待つ（Ｓ１００）。自動交換指示には、フィーダ３０の着脱の指示とその着脱位置とが含まれている。なお、管理装置８０は、基板Ｓの生産プログラムに基づいて、次の実装処理に必要な部品を収容したフィーダ３０をフィーダ保管庫６０から取り外す指示や、取り外したフィーダ３０を各部品実装機２０の供給エリア２０Ａに取り付ける指示を送信する。また、管理装置８０は、次の実装処理に不要な部品を収容したフィーダ３０や部品残量が値０となったフィーダ３０を供給エリア２０Ａから取り外す指示や、取り外したフィーダ３０をストックエリア２０Ｂやフィーダ保管庫６０に取り付ける指示を送信する。なお、複数のスロット４２を占有する幅広のフィーダ３０を対象とした自動交換指示には、フィーダ３０を着脱する着脱位置としてのスロット番号に加えて、フィーダ３０が占有することとなる隣接のスロット番号が含まれる。

ローダ制御装置５９は、Ｓ１００で自動交換指示を受信すると、受信した自動交換指示から、着脱対象となるフィーダ情報と、フィーダ３０を着脱する位置情報とを取得する（Ｓ１０５）。Ｓ１０５の位置情報は、フィーダ３０の着脱が、フィーダ保管庫６０や部品実装機２０の供給エリア２０Ａ、ストックエリア２０Ｂのいずれのフィーダ台４０で行われるかの情報と、各フィーダ台４０におけるフィーダ３０の着脱先のスロット番号の情報とを含む。次に、ローダ制御装置５９は、Ｓ１０５の位置情報に基づいてローダ５０の目標位置を設定する（Ｓ１１０）。なお、目標位置は、ローダ５０が着脱位置でのフィーダ３０の着脱が可能となる位置である。

続いて、ローダ制御装置５９は、目標位置とローダ５０の現在位置とに基づく進行方向において、監視センサ５８ａまたは監視センサ５８ｂにより障害物（作業者）が検知されるか否かを判定する（Ｓ１１５）。ローダ制御装置５９は、進行方向に障害物が検知されていないと判定すると、Ｘ軸モータ５２ａを制御し目標位置に向かってローダ５０を移動させ（Ｓ１２０）、エンコーダ５７による検出位置に基づいてローダ５０が目標位置に到達したか否かを判定する（Ｓ１２５）。一方、ローダ制御装置５９は、障害物が検知されたと判定すると、ローダ５０を停止させて（Ｓ１３０）、Ｓ１１５に戻る。このように、ローダ制御装置５９は、ローダ５０の進行方向において障害物（作業者）が検知されると、ローダ５０を停止させ、障害物が検知されなくなるとローダ５０の移動を再開させる。そして、ローダ制御装置５９は、Ｓ１２５でローダ５０が目標位置に到達したと判定すると、ローダ５０を停止させて（Ｓ１３５）、フィーダ状況確認処理を実行する（Ｓ１４０）。フィーダ状況確認処理は、Ｓ１０５で取得した位置情報に対応するスロット４２において、フィーダ３０の有無やフィーダ３０の識別情報などを確認するための処理である。

図８はフィーダ状況確認処理の一例を示すフローチャートである。フィーダ状況確認処理では、ローダ制御装置５９は、まず、今回の自動交換指示にフィーダ３０の取り外しが含まれるか否かを判定し（Ｓ２００）、取り外しが含まれないと判定すると、Ｓ２２０に進む。ローダ制御装置５９は、フィーダ３０の取り外しが含まれると判定すると、今回の取り外し位置のスロット４２におけるフィーダ情報を管理装置８０に要求し（Ｓ２０５）、管理装置８０からフィーダ情報を受信するのを待つ（Ｓ２１０）。管理装置８０は、ローダ制御装置５９から要求を受信すると、要求されたスロット４２におけるフィーダ３０の有無の情報やフィーダ３０が取り付けられている場合にはその識別情報などをフィーダ管理情報から読み出してローダ制御装置５９に送信する。ローダ制御装置５９は、Ｓ２１０で管理装置８０からフィーダ情報を受信すると、受信したフィーダ情報とＳ１０５で取得したフィーダ情報とを照合して一致するか否かを確認して（Ｓ２１５）、Ｓ２２０に進む。このため、ローダ制御装置５９は、フィーダ３０の自動交換指示が出力された際のスロット４２におけるフィーダ３０の装着状況と、現在の装着状況とが一致するか否かを確認することができる。即ち、ローダ制御装置５９は、自動交換指示としてフィーダ３０の取り外しが指示されたにも拘わらず、作業者がそのフィーダ３０を取り外したり、取り外した後に別のフィーダ３０を取り付けたりしたことなどを把握することができる。

次に、ローダ制御装置５９は、今回の自動交換指示に空きスロットへのフィーダ３０の取り付けが含まれるか否かを判定し（Ｓ２２０）、取り付けが含まれないと判定すると、フィーダ状況確認処理を終了する。ローダ制御装置５９は、フィーダ３０の取り付けが含まれると判定すると、今回の取り付け位置のスロット４２におけるフィーダ情報を管理装置８０に要求し（Ｓ２２５）、管理装置８０からフィーダ情報を受信するのを待つ（Ｓ２３０）。管理装置８０は、ローダ制御装置５９から要求を受信すると、要求されたスロット４２におけるフィーダ３０の有無の情報やフィーダ３０が取り付けられている場合にはその識別情報などをフィーダ管理情報から読み出してローダ制御装置５９に送信する。なお、空きスロットにフィーダ３０が取り付けられない限り、管理装置８０は当該スロット４２にフィーダ３０が存在しない旨のフィーダ情報を送信することになる。ローダ制御装置５９は、Ｓ２３０で管理装置８０からフィーダ情報を受信すると、受信したフィーダ情報から今回の取り付け位置のスロット４２が空き状態のままか否かを確認して（Ｓ２３５）、フィーダ状況確認処理を終了する。このため、ローダ制御装置５９は、フィーダ３０の自動交換指示を受信した際のスロット４２の空き状態が維持されているか否かを確認することができる。即ち、ローダ制御装置５９は、自動交換指示として空きスロットへのフィーダ３０の取り付けが指示されたにも拘わらず、作業者がそのスロット４２にフィーダ３０を取り付けたことなどを把握することができる。なお、取り付け対象が幅広のフィーダ３０の場合には、管理装置８０は、着脱位置として指定されたスロット４２における情報に加えて、フィーダ３０が占有することとなる隣接のスロット４２における情報を含めてローダ制御装置５９に送信する。このため、ローダ制御装置５９は、着脱位置として指定されたスロット４２だけでなく隣接のスロット４２の空き状態も確認することになる。

ローダ制御装置５９は、こうしてＳ１４０のフィーダ状況確認処理を実行すると、着脱位置のスロット４２における現在のフィーダ状況（フィーダ３０の装着状況）が自動交換指示が出力された際（受信した際）のフィーダ状況と差異がないか否かを判定する（Ｓ１４５）。ローダ制御装置５９は、Ｓ１４５の判定を、Ｓ２１５，Ｓ２３５の確認結果に基づいて行う。ローダ制御装置５９は、フィーダ状況に差異がないと判定すると、フィーダ着脱処理を実行して（Ｓ１５０）、Ｓ１００に戻る。一方、ローダ制御装置５９は、フィーダ状況に差異があると判定すると、フィーダ３０の自動交換を中止して待機する旨を管理装置８０に通知して（Ｓ１５５）、Ｓ１００に戻る。即ち、ローダ５０は、管理装置８０から新たな指示を受信するまで、フィーダ３０の着脱を行うことなく待機する。これにより、着脱位置のスロット４２におけるフィーダ３０の装着状況が、自動交換指示が出力された際の装着状況と異なる場合に、フィーダ３０を交換するのを防止することができる。このため、自動交換指示と異なる種類のフィーダ３０を取り外したり、指示された空きスロットに既にフィーダ３０がセットされているにも拘わらずフィーダ３０を取り付けたりするのを防止することができる。なお、管理装置８０は、フィーダ３０の取り付けを含む自動交換指示を送信した場合にＳ１５５の通知を受信すると、取り付け対象のフィーダ３０が既に取り付けられているか否かを判定する。そして、管理装置８０は、取り付け対象のフィーダ３０が取り付けられていなければ、別の空きスロットを指定してフィーダ３０を取り付けるなどの新たな自動交換指示をローダ制御装置５９に送信する。また、管理装置８０は、フィーダ３０の取り外しを含む自動交換指示を送信した場合にＳ１５５の通知を受信すると、取り外し対象のフィーダ３０が取り外されているか否かを判定する。そして、管理装置８０は、取り外し対象のフィーダ３０が取り外されていなければ、当該フィーダ３０の現在のスロット４２を指定してフィーダ３０を取り外す旨の新たな自動交換指示をローダ制御装置５９に送信する。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のフィーダ３０が部品供給ユニットに相当し、部品実装機２０が部品実装機に相当し、部品実装システム１０が部品実装システムに相当し、ローダ５０がユニット交換装置に相当し、管理装置８０のＨＤＤ８０ｃが情報記憶部に相当し、管理装置８０のＣＰＵ８０ａが指示出力部に相当し、図７のフィーダ自動交換処理のＳ１４０，Ｓ１４５の処理（図８のフィーダ状況確認処理）を実行するローダ制御装置５９が状況確認部に相当する。また、監視センサ５８ａ，５８ｂがセンサに相当する。

以上説明した部品実装システム１０では、ローダ制御装置５９が、自動交換指示を受信してからフィーダ３０の着脱を開始するまでの間に、着脱位置のスロット４２におけるフィーダ３０の装着状況が自動交換指示が出力された際の装着状況と差異があるか否かを確認する。これにより、自動交換指示の後に作業者によるフィーダ３０の着脱が行われたことなどによって、自動交換を指示通りに行えないことを把握することができる。

また、部品実装システム１０では、目標位置へのローダ５０の移動が完了したタイミングでローダ制御装置５９がフィーダ３０の装着状況を確認する。このため、確認後に速やかにフィーダ３０の着脱を行うことで、指示とは異なる自動交換を行うのを防止することができる。

また、ローダ５０は、フィーダ３０の装着状況に差異があることが確認された場合、管理装置８０から自動交換指示が新たに出力されるまで自動交換を行うことなく待機する。このため、ローダ５０が指示とは異なる自動交換を行うのを確実に防止しつつ、新たな自動交換指示により適切な自動交換を行うことができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、ローダ５０が目標位置に到着した際にフィーダ状況確認処理を行うものとしたが、これに限られず、ローダ５０が目標位置に到着する前の移動中にフィーダ状況確認処理を行うものとしてもよい。図９は変形例のフィーダ自動交換処理を示すフローチャートである。なお、変形例では、図７のフローチャートと同じ処理には同じステップ番号を付して詳細な説明は省略する。変形例では、ローダ制御装置５９は、ローダ５０の移動中に目標位置が監視センサ５８ａまたは監視センサ５８ｂのいずれかの監視領域内に入ったか否か（Ｓ１２１）、確認済みフラグが値０であるか否か（Ｓ１２２）、をそれぞれ判定する。Ｓ１２１では、ローダ制御装置５９は、ローダ５０の進行方向が左側であれば監視センサ５８ａの監視領域Ｓａ内に目標位置が入ったか否かを判定し、ローダ５０の進行方向が右側であれば監視センサ５８ｂの監視領域Ｓｂ内に目標位置が入ったか否かを判定する。上述したように、監視領域Ｓａ，Ｓｂは、ローダ５０に対し左右１台分の部品実装機２０の前方の領域を監視可能な程度の領域である。このため、ローダ制御装置５９がＳ１１５で障害物がないと判定し且つＳ１２１で監視領域Ｓａ，Ｓｂ内に目標位置が入ったと判定した状態は、フィーダ３０の着脱位置を含む部品実装機２０の前に作業者が存在しておらずフィーダ３０の着脱などの作業をしていない状態といえる。ローダ制御装置５９は、目標位置が監視領域内ではないと判定したり、目標位置が監視領域内であっても確認済みフラグが値１であると判定したりすると、Ｓ１２５に進む。

一方、ローダ制御装置５９は、目標位置が監視領域内であり且つ確認済みフラグが値０であると判定すると、フィーダ状況確認処理を実行し（Ｓ１４０ａ）、着脱対象のスロット４２における現在のフィーダ状況が自動交換指示が出力された際の状況と差異がないか否かを判定する（Ｓ１４５ａ）。Ｓ１４０ａ，Ｓ１４５ａは、実施形態のＳ１４０（図８），Ｓ１４５と同様に行われる。ローダ制御装置５９は、Ｓ１４５ａで装着状況に差異がないと判定すると、確認済みフラグを値１として（Ｓ１２３）、Ｓ１２５に進む。一方、ローダ制御装置５９は、Ｓ１４５ａで装着状況に差異があると判定すると、装着状況が異なるため自動交換を継続するかを確認する確認要求を管理装置８０に送信して（Ｓ１２４）、Ｓ１２５に進む。管理装置８０は、フィーダ台４０の状況を確認して新たな自動交換指示をローダ制御装置５９に送信するなどの対処を行う。また、ローダ制御装置５９は、新たな自動交換指示を受信すると、その指示に基づいてＳ１４０ａのフィーダ状況確認処理を実行し、問題がないことを確認するとＳ１２３で確認済みフラグを値１とする。

そして、ローダ制御装置５９は、Ｓ１２５，Ｓ１３５でローダ５０が目標位置に到達したと判定してローダ５０を停止すると、確認済みフラグが値１であるか否かを判定する（Ｓ１３７）。ローダ制御装置５９は、確認済みフラグが値１であると判定すると、Ｓ１４０，Ｓ１４５の処理をスキップしてＳ１５０のフィーダ着脱処理を実行し、確認済みフラグを値０に戻す（Ｓ１５１）。このように、変形例では、ローダ５０の移動中にフィーダ状況確認処理を並行して実行しておくことで、ローダ５０が目標位置に到達すると直ちにフィーダ着脱処理を実行可能とするのである。このため、ローダ５０が目標位置に到達してからフィーダ状況確認処理を実行するものに比して、フィーダ状況確認処理の待ち時間が生じないから、フィーダ３０の自動交換処理を迅速に行うことが可能となる。

また、ローダ制御装置５９は、Ｓ１１５，Ｓ１３０で進行方向に障害物があると判定してローダ５０を停止すると、確認済みフラグが値１であるか否かを判定し（Ｓ１３１）、確認済みフラグが値１でなく値０であればＳ１１５に戻る。一方、ローダ制御装置５９は、確認済みフラグが値１であると判定すると、確認済みフラグを値０としてから（Ｓ１３２）、Ｓ１１５に戻る。これにより、ローダ制御装置５９は、Ｓ１２４で確認済みフラグを一旦値１としても監視領域内で障害物を検知した場合には、確認済みフラグを値０に戻すことになる。このため、例えば、Ｓ１４０ａ，Ｓ１４５ａでフィーダ状況が指示通りであることを確認した以降に、作業者が監視領域内に立ち入ったことなどを検知した場合には、確認済みフラグを値０に戻してフィーダ状況確認処理を再度実行することになる。これは、監視領域内に立ち入った作業者がフィーダ台４０におけるフィーダ３０の着脱を勝手に行うことがあり、着脱対象のスロット４２のフィーダ状況が指示通りでなくなる可能性があるためである。これにより、確認済みフラグが値１で維持されていれば、フィーダ状況確認処理を実行した以降に作業者が監視領域内に立ち入っておらずスロット４２のフィーダ状況が自動交換指示通りに保持されていることになる。このため、上述したように、Ｓ１３５でローダ５０を停止した際に確認済みフラグが値１であれば、フィーダ状況確認処理を再実行することなく、直ちにＳ１５０のフィーダ着脱処理を実行するのである。

上述した実施形態や変形例では、ローダ５０が目標位置に到達したタイミングや監視領域内に目標位置が入ったタイミングなどの所定タイミングでフィーダ状況確認処理を実行するものを例示したが、これに限られるものではない。例えば、ローダ５０の移動中にフィーダ状況確認処理を繰り返し行うものなどとしてもよい。図１０は変形例のフィーダ自動交換処理を示すフローチャートである。変形例では、ローダ制御装置５９は、ローダ５０の移動中に前回のフィーダ状況確認処理の実行から所定時間が経過したか否かを判定し（Ｓ１２１ａ）、所定時間が経過していないと判定すると、Ｓ１２５に進む。なお、移動を開始してから一度もフィーダ状況確認処理を実行していなければ、ローダ制御装置５９は、Ｓ１２１ａでは移動開始から所定時間が経過したか否かを判定するものとする。一方、ローダ制御装置５９は、前回のフィーダ状況確認処理の実行から所定時間が経過したと判定すると、フィーダ状況確認処理を実行し（Ｓ１４０ａ）、フィーダ状況に差異がないか否かを判定する（Ｓ１４５ａ）。ローダ制御装置５９は、Ｓ１４５ａでフィーダ状況に差異がないと判定すると、Ｓ１２５に進み、Ｓ１４５ａでフィーダ状況に差異があると判定すると、Ｓ１２４で確認要求を管理装置８０に送信してから、Ｓ１２５に進む。

そして、ローダ制御装置５９は、Ｓ１２５，Ｓ１３５でローダ５０が目標位置に到達したと判定してローダ５０を停止すると、移動中に繰り返し行ったフィーダ状況確認処理のうち停止前に実行されたフィーダ状況確認処理即ち直近のフィーダ状況確認処理に基づいて、Ｓ１４５でフィーダ状況に差異がないことを確認した上で、Ｓ１５０でフィーダ着脱処理を実行する。このように、変形例では、ローダ制御装置５９が所定時間毎にフィーダ状況確認処理を実行するため、着脱位置のスロット４２のフィーダ状況が、自動交換指示を受信した際と異なることを速やかに検出して迅速に対処することができるから、適切なフィーダ自動交換作業をより効率よく行うことが可能となる。なお、この変形例では、ローダ５０の移動中において所定時間毎にフィーダ状況確認処理を繰り返し行うものとしたが、これに限られず、ローダ５０の移動中において所定距離毎にフィーダ状況確認処理を繰り返し行うものとしてもよい。この場合、ローダ制御装置５９は、ローダ５０が所定距離移動したことを検知する度にフィーダ状況確認処理を行えばよい。

上述した実施形態では、ローダ制御装置５９が管理装置８０との通信を介してフィーダ状況確認処理を実行するものとしたが、これに限られるものではない。例えば、ローダ制御装置５９が各部品実装機２０の実装制御装置２８との通信を介してフィーダ状況確認処理を実行するものとしてもよい。そのようにする場合、各部品実装機２０のフィーダ管理情報は、管理装置８０が管理するものに限られず、各部品実装機２０の実装制御装置２８がそれぞれ管理するものとしてもよい。

上述した実施形態では、ローダ制御装置５９がフィーダ状況確認処理を実行するものとしたが、これに限られず、管理装置８０や各部品実装機２０の実装制御装置２８がフィーダ状況確認処理を実行するものとしてもよい。そのようにする場合、ローダ制御装置５９は、管理装置８０や各部品実装機２０の実装制御装置２８からフィーダ状況確認処理の処理結果を取得して、フィーダ着脱処理を実行するか否かを判定するものなどとすればよい。また、管理装置８０や各部品実装機２０の実装制御装置２８は、ローダ５０が目標位置に到達したタイミングでフィーダ状況確認処理を実行するものなどとしてもよい。あるいは、管理装置８０や各部品実装機２０の実装制御装置２８は、ローダ５０の移動中にフィーダ状況確認処理を繰り返し実行するものとしてもよい。例えば上述した変形例のように、所定時間毎にフィーダ状況確認処理を繰り返し実行してもよいし、フィーダ台４０にフィーダ３０が着脱される度にフィーダ状況確認処理を実行してもよい。

本開示の部品実装システムにおいて、前記状況確認部は、前記着脱位置での前記部品供給ユニットの着脱が可能な所定位置まで前記ユニット交換装置が移動したタイミングで、前記状況確認処理を行うものとしてもよい。所定位置で状況確認処理を行うことにより、指示とは異なる自動交換を行うのをより確実に防止することができる。

本開示の部品実装システムにおいて、前記状況確認部は、前記着脱位置での前記部品供給ユニットの着脱が可能な所定位置へ前記ユニット交換装置が移動中のタイミングで、前記状況確認処理を行うものとしてもよい。こうすれば、所定位置で状況確認処理を行うための待ち時間が発生するのを抑えつつ自動交換を適切に行うことができる。

本開示の部品実装システムにおいて、前記ユニット交換装置は、所定範囲内で障害物の有無を検知するセンサを有し、前記状況確認部は、前記ユニット交換装置の移動中において前記センサの所定範囲内に前記所定位置が含まれると共に前記センサが障害物を検知していないタイミングで、前記状況確認処理を行うものとしてもよい。こうすれば、所定位置の近傍に作業者がいないタイミングで状況確認処理を行うことができる。また、そのタイミング以降に作業者が所定範囲内に立ち入ったために作業者により部品供給ユニットの着脱が行われた可能性があることを把握することができるから、指示とは異なる自動交換を行うのをさらに確実に防止することができる。

本開示の部品実装システムにおいて、前記状況確認部は、前記ユニット交換装置の移動中において所定時間毎または所定距離毎のタイミングで、前記状況確認処理を繰り返し行うものとしてもよい。こうすれば、所定位置への移動中に、自動交換を指示通りに行えなくなったことを速やかに把握することができるから、迅速な対処が可能となる。

本開示の部品実装システムにおいて、前記ユニット交換装置は、前記状況確認処理により前記着脱位置における前記部品供給ユニットの装着状況に差異があることが確認された場合、前記指示出力部から前記自動交換指示が新たに出力されるまで前記部品供給ユニットの着脱を中止するものとしてもよい。こうすれば、指示とは異なる自動交換を行うのを確実に防止しつつ、新たな自動交換指示により適切な自動交換を行うことができる。

本発明は、部品実装システムの製造産業などに利用可能である。

１０部品実装システム、１２印刷機、１４印刷検査機、１８Ｘ軸レール、２０部品実装機、２０Ａ供給エリア、２０Ｂストックエリア、２１基板搬送装置、２２ヘッド、２３ヘッド移動機構、２８実装制御装置、３０フィーダ、３２テープリール、３３テープ送り機構、３４位置決めピン、３５コネクタ、３７レール部材、３９フィーダ制御装置、４０フィーダ台、４２スロット、４４位置決め穴、４５コネクタ、５０ローダ、５０Ａ上部移載エリア、５０Ｂ下部移載エリア、５１ローダ移動機構、５２ａＸ軸モータ、５２ｂガイドローラ、５３フィーダ移載機構、５４クランプ部、５５Ｙ軸スライダ、５５ａＹ軸モータ、５５ｂＹ軸ガイドレール、５６スライドベース、５６ａＺ軸モータ、５６ｂＺ軸ガイドレール、５７エンコーダ、５８ａ，５８ｂ監視センサ、５９ローダ制御装置、６０フィーダ保管庫、６２基板搬送装置、８０管理装置、８０ａＣＰＵ、８０ｂＲＯＭ、８０ｃＨＤＤ、８０ｄＲＡＭ、８２ディスプレイ、８４入力デバイス、Ｓ基板、Ｓａ，Ｓｂ監視領域。

Claims

部品を供給する複数の部品供給ユニットが着脱可能に装着される複数の部品実装機を備える部品実装システムであって、
複数の前記部品実装機の並び方向に沿って移動し前記部品実装機との間で前記部品供給ユニットを自動交換するユニット交換装置と、
前記部品実装機に前記部品供給ユニットが装着される複数の装着位置の位置情報と、各装着位置における前記部品供給ユニットの識別情報とを含むユニット情報を記憶する情報記憶部と、
前記複数の装着位置のうち自動交換対象の前記部品供給ユニットの着脱位置の指定を含む自動交換指示を前記ユニット交換装置に出力する指示出力部と、
前記自動交換指示が出力されてから前記ユニット交換装置が移動して前記着脱位置での前記部品供給ユニットの着脱を開始するまでの間に、前記ユニット情報に基づいて前記着脱位置における前記部品供給ユニットの装着状況が当該自動交換指示が出力された際の装着状況と差異があるか否かを確認する状況確認処理を行う状況確認部と、
を備える部品実装システム。
請求項１に記載の部品実装システムであって、
前記状況確認部は、前記着脱位置での前記部品供給ユニットの着脱が可能な所定位置まで前記ユニット交換装置が移動したタイミングで、前記状況確認処理を行う
部品実装システム。
請求項１に記載の部品実装システムであって、
前記状況確認部は、前記着脱位置での前記部品供給ユニットの着脱が可能な所定位置へ前記ユニット交換装置が移動中のタイミングで、前記状況確認処理を行う
部品実装システム。
請求項３に記載の部品実装システムであって、
前記ユニット交換装置は、所定範囲内で障害物の有無を検知するセンサを有し、
前記状況確認部は、前記ユニット交換装置の移動中において前記センサの所定範囲内に前記所定位置が含まれると共に前記センサが障害物を検知していないタイミングで、前記状況確認処理を行う
部品実装システム。
請求項３に記載の部品実装システムであって、
前記状況確認部は、前記ユニット交換装置の移動中において所定時間毎または所定距離毎のタイミングで、前記状況確認処理を繰り返し行う
部品実装システム。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の部品実装システムであって、
前記ユニット交換装置は、前記状況確認処理により前記着脱位置における前記部品供給ユニットの装着状況に差異があることが確認された場合、前記指示出力部から前記自動交換指示が新たに出力されるまで前記部品供給ユニットの着脱を中止する
部品実装システム。