JP7113187B2

JP7113187B2 - 部品供給装置および部品装着システムならびに部品装着方法

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Publication number: JP7113187B2
Application number: JP2018012127A
Authority: JP
Inventors: 佳哉野田; 亮司江口; 大輔溝上; 昌弘林崎; 修一窪田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-01-29
Filing date: 2018-01-29
Publication date: 2022-08-05
Anticipated expiration: 2038-01-29
Also published as: JP2019133967A

Description

本発明は部品装着装置に部品を供給する部品供給装置およびこの部品供給装置を用いた部品供給システムならびに部品装着方法に関する。

部品装着装置に用いられる部品供給装置として、部品を収納する担体として長尺で中空のスティックケースを用いるスティックフィーダがある。スティックフィーダでは、予め複数の部品が収納されたスティックケースを複数積層しておき、部品取り出しによって１つのスティックケースが空状態となると、次のスティックケースを対象とする部品取り出しが順次行われる。このようなスティックフィーダによる部品供給において、供給される部品の部品種類や製造ロットを管理して記録するトレーサビリティ管理機能を具備したスティックフィーダが知られて（特許文献１参照）。この特許文献に示す先行技術では、積載部に段積みされたスティックケースから供給される部品が所定の部品供給位置まで搬送される部品搬送経路に３つの光学式のセンサを配置した構成を用いている。そしてこれらのセンサによって最下段のスティックケースの部品切れやスティック交換後の部品詰まり等を検出するようにしている。

特開２０１７－２２３２９号公報

しかしながら、上述の特許文献例に示す先行技術には、部品搬送経路に３つのセンサを用いていることに起因して、以下のような問題があった。すなわち、部品装着装置では、スティックフィーダやテープフィーダなどの部品供給装置を、できるだけ多くセット可能なことが求められる。ところが、部品装着装置の制御装置において許容される入出力点数には制限があるため、部品搬送経路に３つのセンサを有する構成のスティックフィーダでは、同時にセット可能なフィーダ数が制約される。このため、少ないセンサ数で部品切れや部品詰まりを検出することが可能な部品供給装置が求められていた。

そこで本発明は、スティックフィーダにおいて少ないセンサ数で部品切れや部品詰まりを検出することができる部品供給装置および部品装着システムならびに部品装着方法を提供することを目的とする。

本発明の部品供給装置は、部品を収納した複数のスティックケースを傾斜させた姿勢で段積みして保持する積載部と、複数のスティックケースのうち最下段に位置するスティックケースの開口部に位置し、前記開口部から排出された部品を斜め下方へ滑走させる滑走式搬送部と、前記滑走式搬送部を滑走してきた部品を、部品装着装置の装着ヘッドが部品をピックアップするピックアップ位置まで搬送する最終搬送部と、前記最下段に位置するスティックケースを前記積載部から廃棄するとともにその一つ上のスティックケースを前記最下段へ移動させるスティック廃棄部と、部品が前記滑走式搬送部から前記最終搬送部へ乗り移る位置から前記ピックアップ位置までを結ぶ直線に沿う光軸を有する第１の部品検出部と、前記滑走式搬送部もしくは前記最終搬送部に配置され、部品の移動方向を横切る光軸を有する第２の部品検出部と、前記第１の部品検出部もしくは前記第２の部品検出部が部品を検出しなくなったら前記スティック廃棄部を駆動させるフィーダ制御部と、を備え、前記フィーダ制御部は、前記スティック廃棄部を駆動させた後、所定時間内に前記第１の部品検出部もしくは前記第２の部品検出部が部品を検出しなかったら異常を前記部品装着装置へ通知する。

本発明の部品装着システムは、ピックアップ位置の部品をピックアップして基板に装着する装着ヘッドを有する部品装着装置と、部品を収納した複数のスティックケースを傾斜させた姿勢で段積みして保持する積載部と、複数のスティックケースのうち最下段に位置するスティックケースの開口部に位置し、前記開口部から排出された部品を斜め下方へ滑走させる滑走式搬送部と、前記滑走式搬送部を滑走してきた部品を前記ピックアップ位置まで搬送する最終搬送部と、前記最下段に位置するスティックケースを前記積載部から廃棄するとともにその一つ上のスティックケースを前記最下段へ移動させるスティック廃棄部と、部品が前記滑走式搬送部から前記最終搬送部へ乗り移る位置から前記ピックアップ位置までを結ぶ直線に沿う光軸を有する第１の部品検出部と、前記滑走式搬送部もしくは前記最終搬送部に配置され、部品の移動方向を横切る光軸を有する第２の部品検出部と、前記第１の部品検出部もしくは前記第２の部品検出部が部品を検出しなくなったら前記スティック廃棄部を駆動させ、さらに、前記スティック廃棄部を駆動させた後、所定時間内に前記第１の部品検出部もしくは前記第２の部品検出部が部品を検出しなかったら前記部品装着装置へ異常を通知するフィーダ制御部と、異常の通知を受信したら作業者に異常が発生したことを報知する報知部と、を備えた。

本発明の部品装着方法は、積載部に段積みして保持された複数のスティックケースのうち最下段に位置するスティックケースの開口部から排出された部品を滑走式搬送部で斜め下方へ滑走させて最終搬送部へ受け渡し、前記最終搬送部で部品装着装置の装着ヘッドが部品をピックアップするピックアップ位置まで搬送し、前記ピックアップ位置へ搬送されてきた部品を部品装着装置の装着ヘッドでピックアップして基板に装着し、部品が前記滑走式搬送部から前記最終搬送部へ乗り移る位置から前記ピックアップ位置までを結ぶ直線に沿う光軸を有する第１の部品検出部で部品を検出し、前記滑走式搬送部もしくは前記最終搬送部に配置され、部品の移動方向を横切る光軸を有する第２の部品検出部で部品を検出し、前記第１の部品検出部もしくは前記第２の部品検出部が部品を検出しなくなったら前記最下段に位置するスティックケースを前記積載部から廃棄するとともにその一つ上のスティックケースを前記最下段へ移動させ、新たに前記最下段へ移動したスティックケースから排出された部品を前記滑走式搬送部から前記最終搬送部を経て前記ピックアップ位置まで搬送し、前記最下段に新たなスティックケースが移動した後所定時間内に前記第１の部品検出部もしくは前記第２の部品検出部が部品を検出しなかったら前記部品装着装置へ異常を通知する。

本発明によれば、スティックフィーダにおいて少ないセンサ数で部品切れや部品詰まりを検出することができる。

本発明の一実施の形態の部品供給装置が配置される部品装着装置の平面図本発明の一実施の形態の部品装着システムの構成を示す部分断面図本発明の一実施の形態の部品供給装置の構成説明図本発明の一実施の形態の部品供給装置の制御系の構成を示すブロック図本発明の一実施の形態の部品供給装置における積載部状態判定部による積載状態の判定の説明図本発明の一実施の形態の部品供給装置におけるスティックケース廃棄およびロット切り換えに伴う処理を示すフロー図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する、まず図１、図２を参照して、本実施の形態の部品供給装置としてのスティックフィーダ３が配置された部品装着装置２の構成を説明する。部品装着装置２およびスティックフィーダ３は、図２に示す部品装着システム１を構成する。図１において、基台４の中央にはＸ方向（基板搬送方向）に基板搬送機構５が配設されている。基板搬送機構５は上流側から搬入された基板６を搬送し、部品装着作業を実行するために設定された装着ステージに位置決めして保持する。

基板搬送機構５の両側方には、部品供給部７が配置されている。一方の部品供給部７には複数のテープフィーダ８が並列に装着されている。テープフィーダ８は、部品を収納したキャリアテープをテープ送り方向にピッチ送りすることにより、以下に説明する部品装着機構１３の装着ヘッド１２によるピックアップ位置に部品を供給する。

他方の部品供給部７には複数のテープフィーダ８とともに、スティックフィーダ３が配置されている。スティックフィーダ３は同様に部品供給装置としての機能を有しており、図２に示すように、長さ方向に開口を有し内部に複数の部品が収納されたスティックケース２３を積載部２０に段積み状態で収納する。スティックフィーダ３は積載部２０および部品搬送部２９を備えて構成されている。部品搬送部２９は、部品供給部７に配置された台車３ａの上面の装着ベース部３ｂ（図３も参照）に結合されている。

スティックケース２３から排出された部品は、部品搬送部２９によって装着ヘッド１２によるピックアップ位置２９ａ（図２）まで搬送される。そして搬送された部品Ｐは、装着ヘッド１２によってピックアップされ（矢印ａ）、基板６の上方まで移送されて、基板６に装着される（矢印ｂ）。すなわち本実施の形態に示す部品装着システム１は、部品供給装置としてのスティックフィーダ３と部品装着装置２とを備えた構成となっている。

基台４の上面においてＸ方向の一方側の端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸移動テーブル１０が配置されている。Ｙ軸移動テーブル１０には、同様にリニア駆動機構を備えた２基のＸ軸移動テーブル１１が、Ｙ方向に移動自在に結合されている。２基のＸ軸移動テーブル１１には、それぞれ装着ヘッド１２がＸ方向に移動自在に装着されている。

Ｙ軸移動テーブル１０、Ｘ軸移動テーブル１１を駆動することにより、装着ヘッド１２はＸ方向、Ｙ方向に移動する。これにより２つの装着ヘッド１２は、それぞれ対応した部品供給部７に配置されたテープフィーダ８やスティックフィーダ３による部品供給位置から部品を取り出して、基板搬送機構５に位置決めされた基板６に移送して装着する。Ｙ軸移動テーブル１０、Ｘ軸移動テーブル１１および装着ヘッド１２は、部品供給部７から部品を吸着保持して取り出し、基板６に移送して装着する部品装着機構１３を構成する。

部品供給部７と基板搬送機構５との間には、部品認識カメラ１４が配設されている。部品供給部７から部品Ｐを取り出した装着ヘッド１２が部品認識カメラ１４の上方を移動する際に、部品認識カメラ１４は装着ヘッド１２に保持された状態の部品Ｐを撮像して認識する（図２も参照）。装着ヘッド１２にはＸ軸移動テーブル１１の下面側に位置して、それぞれ装着ヘッド１２と一体的に移動する基板認識カメラ１５が装着されている。

装着ヘッド１２が移動することにより、基板認識カメラ１５は基板搬送機構５に位置決めされた基板６の上方に移動し、基板６を撮像して認識する。装着ヘッド１２による基板６への部品装着動作においては、部品認識カメラ１４による部品認識結果と、基板認識カメラ１５による基板認識結果とを加味して装着位置補正が行われる。これらの認識処理および位置補正処理は、基台４内に配置された部品装着装置制御部１６によって実行される。

部品装着装置２の頂部には部品装着装置制御部１６によって指令された所定の発光パターンで発光するシグナル装置１７が設けられている。部品装着装置制御部１６は予め設定された異常事象などの報知項目にしたがってシグナル装置１７を作動させ、これによりは部品装着システム１で発生する異常が作業者に報知される。

次に図３を参照して、スティックフィーダ３の構成および機能を説明する。スティックフィーダ３は、複数のスティックケース２３を段積み状態で収納する積載部２０および部品搬送部２９を備えた構成となっている。部品搬送部２９は、収納されたスティックケース２３から排出された部品を、部品装着機構１３の装着ヘッド１２（図２）によるピックアップ位置２９ａまで搬送する機能を有している。

積載部２０は部品供給方向へ傾斜した姿勢で配設されており、対向して配置された第１ガイド部２１、第２ガイド部２２を備えている。第１ガイド部２１、第２ガイド部２２は、それぞれ紙面方向に配置された２枚のプレート状部材の間にスティックケース２３を挟み込んで保持する構成となっている。第１ガイド部２１、第２ガイド部２２の間には、複数のスティックケース２３を段積みするための段積みスペースが形成されている。

スティックケース２３は両端が開口した中空の細長容器であり、スティックケース２３の内部には、複数の部品が直列状態で収納されている。すなわち積載部２０は、複数の部品を収納した複数のスティックケース２３を傾斜させた姿勢で段積みして保持する機能を有している。スティックケース２３の一方側の側端面には、当該スティックケース２３に収納された部品の部品名やロット情報などの部品情報を示すバーコードラベル（図示省略）が貼着されており、スティックケース２３を積載部２０にセットする際には、作業者がバーコードリーダによってバーコードラベルを読み取ることにより、部品情報が読み取られて部品照合処理が行われる。

第１ガイド部２１、第２ガイド部２２の間の段積みスペース内にスティックケース２３をセットした状態では、スティックケース２３の長手方向の両端部が、第１ガイド部２１、第２ガイド部２２によってガイドされて位置が保持される。このとき、スティックケース２３は部品供給方向に傾斜した姿勢にあり、スティックケース２３内に収納された部品には重力による傾斜方向への部品搬送力が作用している。

積載部２０に段積みされた複数のスティックケース２３のうち、最下段に位置したスティックケース２３ａの開口部には、滑走式搬送部２７が位置している。滑走式搬送部２７は、上述の部品搬送力によりスティックケース２３ａの開口部から排出されて乗り移った部品を斜め下方に滑走させる。滑走式搬送部２７の端部は、水平に配設された最終搬送部２８と連結されている。最終搬送部２８は、乗り移った部品を振動により移動させる振動部２８ａを備えている。

滑走式搬送部２７を滑走してきた部品が最終搬送部２８へ乗り移ると、部品は最終搬送部２８上をピックアップ位置２９ａへ向かって移動する。すなわち最終搬送部２８は、滑走式搬送部２７を滑走してきた部品を、部品装着装置２の装着ヘッド１２が部品をピックアップするピックアップ位置２９ａまで搬送する。

滑走式搬送部２７および最終搬送部２８は、積載部２０に積層された複数のスティックケース２３のうち最下段に位置するスティックケース２３ａの開口部に位置し、開口部から排出された部品を斜め下方へ滑走させ、滑走した部品を部品装着装置２の装着ヘッド１２が部品をピックアップするピックアップ位置２９ａまで搬送する部品搬送部２９を構成している。そして本実施の形態においては、部品搬送部２９は、台車３ａ（図２参照）の上面に設けられた装着ベース部３ｂによって保持されている。装着ベース部３ｂの下面に設けられた制御ボックス３ｃには、スティックフィーダ３の各部を制御するフィーダ制御部３０（図４参照）が内蔵されている。

積載部２０における最下段の位置は、部品供給対象のスティックケース２３を位置させる供給位置となっている。そしてピックアップ位置２９ａに到達した部品は、装着ヘッド１２によって吸着保持されて取り出される。なお上述構成においては、積載部２０を部品供給方向に傾斜させて配置し、積載部２０に収納されたスティックケース２３を重力によって滑走式搬送部２７に乗り移らせるようにしているが、積載部２０を傾斜させずに水平に配置してもよい。この場合には、部品装着装置制御部１６内の部品を棒状の押し込み部材によって押し出して、最終搬送部２８に乗り移らせる部品押し込み機構を設ける。

部品供給方向と反対側の第２ガイド部２２には、スティック排出機構２４、状態表示部２５が設けられている。スティック排出機構２４は、二つの係止部材２４ａ、２４ｂの積載部２０内への進退動作を制御することにより、段積みスペース内に収納されている複数のスティックケース２３のうち、最下段のスティックケース２３ａのみを落下させてケース回収部２６に排出する機能を有している。状態表示部２５は、積載部２０におけるスティックケース２３の積層状態などの所定の項目を表示する。

部品供給により全ての部品Ｐを送り出して空となったスティックケース２３は、スティック排出機構２４によって排出されて落下し、ケース回収部２６に回収される。これにより、最下段のスティックケース２３ａの直上に位置する次のスティックケース２３ｂが、部品の供給位置に位置する。すなわち、スティック排出機構２４は、最下段に位置するスティックケース２３ａを積載部２０から廃棄するとともに、その一つ上のスティックケース２３ｂを最下段へ移動させるスティック廃棄部となっている。スティック廃棄部としてのスティック排出機構２４の駆動タイミングは、スティック制御部としてのフィーダ制御部３０（図４参照）によって制御される。

積載部２０には、対向して配置された１対の第１部品検出センサＳＰ１ａ（発光部）、第１部品検出センサＳＰ１ｂ（受光部）よりなる第１部品検出センサＳＰ１が配置されている。第１部品検出センサＳＰ１は、スティックケース２３ａから排出された部品Ｐが滑走式搬送部２７から最終搬送部２８へ乗り移る乗り移り位置から、ピックアップ位置２９ａを結ぶ直線に沿う光軸を有する第１の部品検出部であり、この乗り移り位置からピックアップ位置２９ａに至る部品搬送経路上における部品Ｐの有無を検出する機能を有している。第１の部品検出部が部品無しを検出することにより、部品切れが検出される。

また滑走式搬送部２７においてこの乗り移り位置の上流側には、１対の第２部品検出センサＳＰ２ａ（発光部）、第２部品検出センサＳＰ２ｂ（受光部）よりなる第２部品検出センサＳＰ２が部品の移動方向を横切る配置で設けられている。第２部品検出センサＳＰ２はスティックケース２３から排出されピックアップ位置２９ａに移動する部品の通過を検出する機能を有する第２の部品検出部である。ここでは図示の都合により、紙面方向の背面に位置する第２部品検出センサＳＰ２ｂ（受光部）の図示を省略している。

なお、ここでは第２部品検出センサＳＰ２を滑走式搬送部２７に配置した例を示しているが、第２部品検出センサＳＰ２を最終搬送部２８に配置するようにしてもよい。すなわち本実施の形態における第２の部品検出部は、滑走式搬送部２７もしくは最終搬送部２８に配置される。上述の第１の部品検出部および第２の部品検出部は、部品搬送部２９に存在する部品を検出する部品検出部を構成している。このように、本実施の形態においては、部品搬送部２９に存在する部品を第１の部品検出部および第２の部品検出部の２つのセンサによって検出する構成となっている。これにより、少ないセンサ数で部品切れや部品詰まりを検出することが可能となっている。

積載部２０の第１ガイド部２１を構成するプレート状部材には、細長形状の３本のセンサ装着スリットである第１センサーガイド部Ｇ１、第２センサーガイド部Ｇ２、第３センサーガイド部Ｇ３が、積載部２０におけるスティックケース２３の段積み方向に並列配置で形成されている。第１センサーガイド部Ｇ１、第２センサーガイド部Ｇ２、第３センサーガイド部Ｇ３には、それぞれスティックケース２３を検出する第１スティック検出センサＳＳ１ａ（発光部）、第２スティック検出センサＳＳ２ａ（発光部）、第３スティック検出センサＳＳ３ａ（発光部）が、スティックケース２３の段積み方向にスライド自在に装着されている。

第１ガイド部２１を構成する紙面の背面側のプレート状部材にも第１センサーガイド部Ｇ１、第２センサーガイド部Ｇ２、第３センサーガイド部Ｇ３と同様の３本のセンサ装着スリットが形成されている。これらのセンサ装着スリットには、第１スティック検出センサＳＳ１ａ（発光部）、第２スティック検出センサＳＳ２ａ（発光部）、第３スティック検出センサＳＳ３ａ（発光部）とそれぞれ対をなす受光部がそれぞれ装着されている。なお、ここでは紙面方向の背面に位置するこれらの受光部の図示を省略している。

第１スティック検出センサＳＳ１ａ（発光部）、第２スティック検出センサＳＳ２ａ（発光部）、第３スティック検出センサＳＳ３ａ（発光部）およびこれらと対をなす受光部は、第１スティック検出センサＳＳ１、第２スティック検出センサＳＳ２、第３スティック検出センサＳＳ３をそれぞれ構成する。第１スティック検出センサＳＳ１は、積載部２０の最下段に位置するスティックケース２３ａの一つ上段のスティックケース２３ｂを検出する。第２スティック検出センサＳＳ２、第３スティック検出センサＳＳ３は、それぞれ最下段に位置するスティックケース２３ａの二つ上段のスティックケース２３ｃ、三つ上段のスティックケース２３ｄをそれぞれ検出する。

これら第１スティック検出センサＳＳ１、第２スティック検出センサＳＳ２、第３スティック検出センサＳＳ３は、それぞれボルトなど締結および締結解除が自在な締結具によって第１センサーガイド部Ｇ１、第２センサーガイド部Ｇ２、第３センサーガイド部Ｇ３に位置可変に装着されている。すなわち積載部２０は、第１スティック検出センサＳＳ１と第２スティック検出センサＳＳ２の段積み方向への移動をガイドするセンサーガイド部を有し、さらに詳細には、第１スティック検出センサＳＳ１をガイドする第１センサーガイド部Ｇ１と、第２スティック検出センサＳＳ２をガイドする第２センサーガイド部Ｇ２とを有する構成となっている。

換言すれば第１スティック検出センサＳＳ１、第２スティック検出センサＳＳ２、第３スティック検出センサＳＳ３は、スティックケースの段積み方向における装着位置を調整可能な状態で第１ガイド部２１に装着されている。これにより、異なる厚み寸法のスティックケース２３を積載部２０に積層する場合にあっても、それぞれの積層位置に存在するスティックケース２３の有無を正確に検出することが可能となり、汎用性に優れたスティックフィーダ３が実現されている。

次に図４を参照して、制御系の構成を説明する。図４において、フィーダ制御部３０には、図３に示すスティック排出機構２４、第１部品検出センサＳＰ１、第２部品検出センサＳＰ２、第１スティック検出センサＳＳ１、第２スティック検出センサＳＳ２、第３スティック検出センサＳＳ３、振動部２８ａ、状態表示部２５が接続されている。フィーダ制御部３０には、内部処理機能として、スティック空判定部３１、部品切れ判定部３２、部品詰まり判定部３３、積載部状態判定部３４を備えており、さらに記憶部３５を内蔵している。

またフィーダ制御部３０は通信部３６を介して部品装着装置２の部品装着装置制御部１６と接続されており、部品装着装置２との間で情報の授受が可能となっている。部品装着装置２は部品装着装置制御部１６によって指令された所定の発光パターンで発光するシグナル装置１７（図２参照）を備えている。シグナル装置１７は予め設定された所定項目について部品装着装置制御部１６からの指令によって点灯して、作業者にその旨を報知する。

さらに部品装着装置制御部１６は監視システム３７、生産情報収集システム３８と接続されている。監視システム３７は部品装着システム１における各装置の稼働状況を監視する機能を有しており、作業者が携行する監視装置としての携帯端末などを介して作業者に所定項目の報知を行うことができるようになっている。生産情報収集システム３８は、当該部品装着システム１において実行される部品装着作業の実行履歴を示す生産履歴情報を作成する。すなわち装着された部品の部品名やロット情報を作業対象となった基板ごとに収集する。

記憶部３５は、積載部２０に積載された複数のスティックケース２３に収納された部品の情報である部品情報を記憶する。すなわち記憶部３５には、記憶領域ＭＲ１、記憶領域ＭＲ２、記憶領域ＭＲ３、記憶領域ＭＲ４・・・記憶領域ＭＲＭが設定されている。記憶領域ＭＲ１、記憶領域ＭＲ２、記憶領域ＭＲ３・・には、それぞれスティックケース２３ａ、スティックケース２３ｂ、スティックケース２３ｃ・・に収納された部品について、少なくとも部品の部品名とロット情報を含んだ部品情報が記憶される。したがって記憶部３５は、部品情報を記憶する部品情報記憶部となっている。

スティック空判定部３１は、第２の部品検出部である第２部品検出センサＳＰ２が部品を検出しなかったら、最下段に位置するスティックケース２３ａから全ての部品が排出されたと判定する。スティック空判定部３１および滑走式搬送部２７を横切る光軸を有する第２部品検出センサＳＰ２は、最下段に位置するスティックケース２３ａから全ての部品が排出されたことを検出するスティック空検出部を構成している。

部品切れ判定部３２は、第１の部品検出部である第１部品検出センサＳＰ１が部品を検出しなくなったら部品搬送部２９上の部品がなくなったと判定する。第１の部品検出部および部品切れ判定部３２は、部品搬送部２９上の部品がなくなったことを検出する部品切れ検出部を構成している。

上述の第１の部品検出部もしくは第２の部品検出部が部品を検出しなくなったら、フィーダ制御部３０はスティック排出機構２４を駆動させて、最下段に位置するスティックケース２３ａを排出させる。このとき、フィーダ制御部３０は記憶部３５に記憶された部品情報を参照する。換言すればフィーダ制御部３０は、スティック空検出部もしくは部品切れ検出部の検出結果ならびに部品情報に基づいてスティック廃棄部であるスティック排出機構２４を駆動するようになっている。

そしてフィーダ制御部３０は、スティック排出機構２４を駆動させてスティックケース２３を排出した後、所定時間内に第１の部品検出部もしくは第２の部品検出部が部品を検出しなくなったら、部品が正常に搬送されない「部品詰まり」やスティックケース２３が正常に移動しない「スティック詰まり」などの異常が発生したと判断し、その旨を通信部３６を介して部品装着装置２に通知する。

部品装着装置２は、異常の通知を受信したら、作業者に異常が発生したことを報知部によって報知する。ここでは、部品装着装置２を制御する部品装着装置制御部１６と、部品装着装置制御部１６によって指令された所定の発光パターンで発光するシグナル装置１７とが報知部として機能する。なお、部品装着装置２の状態を監視する監視システム３７に接続された携帯端末を報知部として用いてもよい。

部品詰まり判定部３３は、スティックケース２３を廃棄した後、所定時間が経過しても第１部品検出センサＳＰ１もしくは第２部品検出センサＳＰ２が部品を検出しなかったら、部品がいずれかの部位で滞留する部品詰まりの異常が発生していると判断して、部品詰まり判定を行う。積載部状態判定部３４は、積載部２０におけるスティックケース２３の積載状態を判定するための処理を行う。積載部状態判定部３４による判定結果は、状態表示部２５に表示される。

フィーダ制御部３０は、スティック空判定部３１および部品切れ判定部３２の検出結果ならびに記憶部３５に記憶された部品情報に基づいて、スティック廃棄部としてのスティック排出機構２４を駆動する。すなわちフィーダ制御部３０は、スティック排出機構２４の駆動タイミングを制御するスティック制御部としての機能を有している。そしてこのスティック制御部は、積載部状態判定部３４の処理機能を用いてスティックケース２３の積載状態を判断する。すなわち部品検出部と第１スティック検出センサＳＳ１、第２スティック検出センサＳＳ２の検出結果より、積載部２０におけるスティックケース２３の積載状態を判断するようになっている。

ここで図５を参照して、積載部状態判定部３４による積載状態の判定について説明する。図５において、列方向に記載された「スティック検出センサ」４０、「部品検出センサ」４１、「スティック排出直前の部品名照合結果」４２は、積載部２０におけるスティックケース２３の積載状態の判定を行うための条件となる判定条件項目である。

「スティック検出センサ」４０は、第１スティック検出センサＳＳ１、第２スティック検出センサＳＳ２、第３スティック検出センサＳＳ３によるスティック検出結果を示しており、「部品検出センサ」４１は、第１部品検出センサＳＰ１、第２部品検出センサＳＰ２による部品検出結果を示している。「スティック検出センサ」４０、「部品検出センサ」４１において、○印はスティックまたは部品を検出したことを示しており、×印はスティックまたは部品を検出しなかったことを示している。

「スティック排出直前の部品名照合結果」４２は、スティック排出直前の部品名照合結果、すなわち最下段のスティックケース２３ａに収納された部品と、その一段上のスティックケース２３ｂに収納された部品の部品名の異同を照合した結果を示している。この部品名照合は、記憶部３５に記憶された部品情報に基づいて行われる。また「積載状態」４３は、これらの判定条件項目に対応する積載状態の判定結果を示している。

図５において行方向に記載された判定パターン４４ａ～判定パターン４４ｊは、判定条件項目と「積載状態」４３との対応関係を示す判定パターンである。判定パターン４４ａ～判定パターン４４ｃでは、第１スティック検出センサＳＳ１、第２スティック検出センサＳＳ２、第３スティック検出センサＳＳ３において、下段から順にスティックケース２３が検出されている。この結果、「積載状態」４３においては、積載部２０にスティックケース２３が正常に積層された状態で存在することを示す「積層」の判定がなされる。

判定パターン４４ｄでは、第１スティック検出センサＳＳ１、第２スティック検出センサＳＳ２、第３スティック検出センサＳＳ３のいずれにおいてもスティックケース２３が検出されず、第２部品検出センサＳＰ２において部品が検出されている。そして「スティック排出直前の部品名照合結果」４２では、部品名照合結果が「同一」となっている。この場合には、「積載状態」４３において積載部２０の最下段のみにスティックケース２３ａが存在することを示す「最下段のみ有り」との判定がなされる。

判定パターン４４ｅでは、第１スティック検出センサＳＳ１、第２スティック検出センサＳＳ２、第３スティック検出センサＳＳ３のいずれにおいてもスティックケース２３が検出されず、第２部品検出センサＳＰ２において部品が検出されていない。そして「スティック排出直前の部品名照合結果」４２では、部品名照合結果が「同一」となっている。この場合には、「積載状態」４３において積載部２０の最下段を含めて積載部２０にスティックケース２３が存在しないことを示す「空」の判定がなされる。

判定パターン４４ｆでは、第１スティック検出センサＳＳ１、第２スティック検出センサＳＳ２、第３スティック検出センサＳＳ３のいずれにおいてもスティックケース２３が検出されず、第１部品検出センサＳＰ１において部品が検出されている。そして「スティック排出直前の部品名照合結果」４２では、部品名照合結果が「同一ではない」となっている。この場合には、「積載状態」４３において積載部２０の最下段のみにスティックケース２３が存在することを示す「最下段のみ有り」の判定がなされる。

判定パターン４４ｇでは、第１スティック検出センサＳＳ１、第２スティック検出センサＳＳ２、第３スティック検出センサＳＳ３のいずれにおいてもスティックケース２３が検出されず、第１部品検出センサＳＰ１において部品が検出されていない。そして「スティック排出直前の部品名照合結果」４２では、部品名照合結果が「同一ではない」となっている。この場合には、「積載状態」４３において積載部２０の最下段を含めてスティックケース２３が存在しないことを示す「空」の判定がなされる。

そして判定パターン４４ｈ～判定パターン４４ｊでは、第１スティック検出センサＳＳ１、第２スティック検出センサＳＳ２、第３スティック検出センサＳＳ３の少なくともいずれかにおいてスティックケース２３が検出されているものの、スティックケース２３が存在する段の下段にスティックケース２３が存在しない隙間が存在する状態となっている。このような場合には、スティックケース２３が正常に下方に移動しない「スティック詰まり」の判定がなされる。

上述の判定条件項目と判定パターンとの関係はフィーダ制御部３０の記憶部３５に判定パターンデータとして記憶されている。以下に説明するスティックケース２３の切り替え処理では、スティック制御部としてのフィーダ制御部３０は、この判定パターンデータを参照してスティックフィーダ３を制御して、スティックケース２３の廃棄、「部品詰まり」や「スティック詰まり」の通知を行う。

次に図６を参照して、部品装着システム１を構成する部品装着装置２に配置されたスティックフィーダ３におけるスティックケース２３の切り替え処理について説明する。図６において、先ず積載部２０は空か否かが判断される（ＳＴ１）。ここで空ではないと判断された場合には、次に部品は同一か否かが判断される（ＳＴ２）。すなわち、フィーダ制御部３０は積載部２０の最下段に位置するスティックケース２３ａの部品情報とその上段のスティックケース２３ｂの部品情報を比較する。この部品情報の比較において、フィーダ制御部３０は、部品名で、またはロット情報で、もしくは部品名とロット情報の両方で、部品が同一か否かを判断する。

ここで同一であると判断された場合には、現在のスティックは空であるか否かが判断される（ＳＴ３）。すなわちスティック空検出部の機能により、最下段に位置するスティックケース２３ａから全ての部品が排出されたか否かを判断する。（ＳＴ１）において積載部２０が空であると判断された場合、また（ＳＴ２）において部品は同一ではないと判断された場合には、部品切れ発生の有無が判断される（ＳＴ４）。すなわち部品切れ検出部の機能により、部品搬送部２９上の部品がなくなったか否かを判断する。そして（ＳＴ３）、（ＳＴ４）において部品有りと判断された場合には、（ＳＴ１）に戻って同様の処理を反復継続する。

（ＳＴ３）において現在のスティックは空であると判断された場合、または（ＳＴ４）において部品切れ発生と判断された場合には、スティック排出機構２４を駆動してスティック廃棄動作を実行する（ＳＴ５）。すなわち最下段に位置するスティックケース２３ａを積載部２０から廃棄するとともに、その一つ上のスティックケース２３ｂを最下段に移動させる。

このスティック廃棄動作の実行において、フィーダ制御部３０は前述の部品情報の比較の結果、部品が同一であると判断した場合には、スティック空検出部によって積載部２０の最下段に位置するスティックケース２３ａが空になったことが検出されたらスティック廃棄部を駆動させる。また部品が同一でないと判断した場合には、部品切れ検出部によって部品搬送部２９上の部品がなくなったことが検出されたらスティック廃棄部を駆動させる。

そしてこのスティック廃棄動作によってスティックケース２３の切り替えが行われ、一つ上のスティックケース２３ｂが最下段に移動した新たなスティックケース２３ａから部品の排出が開始される。ここで、部品詰まり判定部３３によって部品詰まりの有無の判定を行う（ＳＴ６）。すなわちスティックケース２３を廃棄した後、所定時間が経過しても第１部品検出センサＳＰ１もしくは第２部品検出センサＳＰ２が部品を検出しなかったら部品詰まりの異常が発生していると判断して、部品装着装置２に「部品詰まり」を通知する（ＳＴ７）。

（ＳＴ６）にて部品詰まり無しであれば、スティック詰まりの有無を判断する（ＳＴ８）。すなわちフィーダ制御部３０が図５に示す判定パターンデータを参照することにより、スティック詰まりが発生しているか否かを判断する（ＳＴ８）。ここでスティック詰まりが発生している場合には、部品装着装置２に「スティック詰まり」を通知する（ＳＴ９）。（ＳＴ９）にてスティック詰まり無しであれば、記憶部３５に書き込まれた部品情報の更新とともに、部品名、ロット情報の送信を行う（ＳＴ１０）。

すなわち、最下段のスティックケース２３ａに対応する記憶領域ＭＲ１に書き込まれた部品情報を、一つ上のスティックケース２３ｂに対応する記憶領域ＭＲ２に書き込まれた部品情報によって書き換える部品情報更新を行うとともに、書き換えた部品情報の部品名、ロット情報を部品装着装置２に送信する。

このように、フィーダ制御部３０は、前述の部品情報の比較の結果、部品が同一でないと判断した場合には、廃棄されたスティックケース２３ａの一つ上のスティックケース２３ｂの部品情報に含まれる部品名またはロット情報のいずれかもしくは両方を、部品装着装置２へ送信する。これらの部品情報を受信した部品装着装置制御部１６は、当該部品情報を生産情報収集システム３８に送信する。そして生産情報収集システム３８により、生産対象の基板情報とこれらの部品情報とを関連づけた生産履歴情報が作成され記憶される。

次に、上述構成の部品装着システム１によって基板６に部品を装着する部品装着方法について説明する。ここではこの部品装着方法に含まれる第１の方法について説明する。第１の方法では、先ず積載部２０に段積みして保持された複数のスティックケース２３のうち、最下段に位置するスティックケース２３ａの開口部から排出された部品を、滑走式搬送部２７で斜め下方へ滑走させて最終搬送部２８へ受け渡す。

次いで受け渡された部品を最終搬送部２８で部品装着装置２の装着ヘッド１２が部品をピックアップするピックアップ位置２９ａまで搬送する。次いでピックアップ位置２９ａへ搬送されてきた部品を部品装着装置２の装着ヘッド１２でピックアップして基板６に装着する。

この部品装着動作においては、以下のような動作および処理が実行される。すなわち、部品が滑走式搬送部２７から最終搬送部２８へ乗り移る位置からピックアップ位置２９ａまでを結ぶ直線に沿う光軸を有する第１部品検出センサＳＰ１（第１の部品検出部）で部品を検出する。またこれとともに、滑走式搬送部２７もしくは最終搬送部２８に配置され、部品の移動方向を横切る光軸を有する第２部品検出センサＳＰ２（第２の部品検出部）で部品を検出する。

このとき第１の部品検出部もしくは第２の部品検出部が部品を検出しなくなったら積載部２０の最下段に位置するスティックケース２３ａをスティック排出機構２４によって積載部２０から廃棄するとともに、その一つ上のスティックケース２３ｂを最下段へ移動させる。次いで新たに最下段へ移動したスティックケース２３ａから排出された部品を、滑走式搬送部２７から最終搬送部２８を経てピックアップ位置２９ａまで搬送する。そして最下段に新たなスティックケース２３ａが移動した後、所定時間内に第１の部品検出部もしくは第２の部品検出部が部品を検出しなかったら、部品装着装置２へ異常を通知する。

次に、前述の部品装着方法に含まれる第２の方法について説明する。第２の方法では、先ず積載部２０に段積みして保持された複数のスティックケース２３のうち最下段に位置するスティックケース２３ａの開口部から排出された部品を滑走させ、滑走した部品を部品装着装置２の装着ヘッド１２が部品をピックアップするピックアップ位置２９ａまで搬送する。次いでピックアップ位置２９ａへ搬送されてきた部品を部品装着装置２の装着ヘッド１２でピックアップして基板６に装着する。

この部品装着動作においては、以下のような動作および処理が実行される。すなわち、積載部２０に積載された複数のスティックケース２３に収納された部品の情報であって少なくとも部品名とロット情報を含んだ部品情報を記憶部３５に記憶する。そして最下段に位置するスティックケース２３ａから全ての部品が排出されたことを検出し、また部品搬送部２９上から全ての部品がなくなったことを検出する。

そして最下段に位置するスティックケース２３ａの部品情報とその上段のスティックケース２３ｂの部品情報を比較する。この部品情報の比較において、部品が同一であると判断した場合は、最下段に位置するスティックケース２３ａが空になったことが検出されたら、この最下段に位置するスティックケース２３ａを積載部２０から廃棄するとともに、その一つ上のスティックケース２３ｂを最下段へ移動させる。

また部品が同一でないと判断した場合は、部品搬送部２９上から全ての部品がなくなったことを検出されたら、最下段に位置するスティックケース２３ａを積載部２０から廃棄するとともに、その一つ上のスティックケース２３ｂを最下段へ移動させる。次いで新たに最下段へ移動したスティックケース２３から排出された部品をピックアップ位置２９ａまで搬送し、これを装着ヘッド１２でピックアップして基板６に装着する。

なお上述の部品情報の比較において、フィーダ制御部３０は部品名で、またはロット情報で、もしくは部品名とロット情報の両方で、部品が同一か否かを判断する。そして部品が同一でないと判断した場合、廃棄されたスティックケース２３ａの一つ上のスティックケース２３ｂの部品情報に含まれる部品名またはロット情報のいずれかもしくは両方を部品装着装置２へ送信する。

上記説明したように、本実施の形態に示す部品供給装置は、積載部２０に段積み状態で保持された複数のスティックケース２３のうち最下段に位置するスティックケース２３ａの開口部から排出された部品を斜め下方へ滑走させる滑走式搬送部２７を滑走してきた部品を装着ヘッドによるピックアップ位置２９ａまで搬送する最終搬送部２８と、最下段に位置するスティックケース２３ａを積載部２０から廃棄するとともにその一つ上のスティックケースを最下段へ移動させるスティック排出機構２４と、部品が最終搬送部２８へ乗り移る位置からピックアップ位置２９ａまでを結ぶ直線に沿う光軸を有する第１部品検出センサＳＰ１と、滑走式搬送部２７に配置され部品の移動方向を横切る光軸を有する第２部品検出センサＳＰ２と、第１部品検出センサＳＰ１もしくは第２部品検出センサＳＰ２が部品を検出しなくなったらスティック排出機構２４を駆動させるフィーダ制御部３０とを備えた構成としている。これにより、スティックフィーダにおいて少ないセンサ数で部品切れや部品詰まりを検出することができる。

また本実施の形態に示す部品供給装置は、積載部２０に段積み状態で保持された複数のスティックケース２３のうち最下段に位置するスティックケース２３ａの開口部から排出された部品を斜め下方へ滑走させ、滑走した部品をピックアップ位置２９ａまで搬送する部品搬送部２９と、最下段に位置するスティックケース２３ａを積載部２０から廃棄するとともにその一つ上のスティックケースを最下段へ移動させるスティック排出機構２４と、最下段に位置するスティックケース２３ａから全ての部品が排出されたことを検出するスティック空検出部と、部品搬送部２９上の部品がなくなったことを検出する部品切れ検出部と、複数のスティックケース２３に収納された部品の部品情報を記憶する部品情報記憶部と、スティック空検出部および部品切れ検出部の検出結果並びに部品情報に基づいてスティック排出機構２４を駆動するフィーダ制御部とを備えた構成としている。これにより、スティックフィーダにおいて部品のロットの切り替えを正確に効率よく管理することができる。

さらに本実施の形態に示す部品供給装置は、積載部２０に保持された複数のスティックケース２３のうち最下段に位置するスティックケース２３ａの開口部から排出された部品をピックアップ位置２９ａまで搬送する部品搬送部２９と、部品搬送部２９に存在する部品を検出する部品検出部と、最下段に位置するスティックケース２３ａを積載部２０から廃棄するとともにその一つ上のスティックケース２３ｂの開口部を最下段へ移動させるスティック排出機構２４と、最下段に位置するスティックケース２３ａの一つ上段、二つ上段のスティックケース２３ｂ、２３ｃを検出する第１スティック検出センサＳＳ１、第２スティック検出センサＳＳ２と、スティック排出機構２４の駆動タイミングを制御するフィーダ制御部３０とを備えた構成において、第１スティック検出センサＳＳ１、第２スティック検出センサＳＳ２を、段積み方向における装着位置を調整可能としている。これにより、サイズの異なる複数種類のスティックケースを対象とすることができ汎用性に優れた部品供給装置を提供することができる。

本発明の部品供給装置および部品装着システムならびに部品装着方法は、スティックフィーダにおいて少ないセンサ数で部品切れや部品詰まりを検出することができるという効果を有し、スティックフィーダによって供給される部品を基板に装着する分野において有用である。

１部品装着システム
２部品装着装置
３スティックフィーダ
６基板
１２装着ヘッド
２０積載部
２３スティックケース
２７滑走式搬送部
２８最終搬送部
２９部品搬送部
２９ａピックアップ位置

Claims

部品を収納した複数のスティックケースを傾斜させた姿勢で段積みして保持する積載部と、
複数のスティックケースのうち最下段に位置するスティックケースの開口部に位置し、前記開口部から排出された部品を斜め下方へ滑走させる滑走式搬送部と、
前記滑走式搬送部を滑走してきた部品を、部品装着装置の装着ヘッドが部品をピックアップするピックアップ位置まで搬送する最終搬送部と、
前記最下段に位置するスティックケースを前記積載部から廃棄するとともにその一つ上のスティックケースを前記最下段へ移動させるスティック廃棄部と、
部品が前記滑走式搬送部から前記最終搬送部へ乗り移る位置から前記ピックアップ位置までを結ぶ直線に沿う光軸を有する第１の部品検出部と、
前記滑走式搬送部もしくは前記最終搬送部に配置され、部品の移動方向を横切る光軸を有する第２の部品検出部と、
前記第１の部品検出部もしくは前記第２の部品検出部が部品を検出しなくなったら前記スティック廃棄部を駆動させるフィーダ制御部と、を備え、
前記フィーダ制御部は、前記スティック廃棄部を駆動させた後、所定時間内に前記第１の部品検出部もしくは前記第２の部品検出部が部品を検出しなかったら異常を前記部品装着装置へ通知する、部品供給装置。
前記第２の部品検出部は前記滑走式搬送部に配置されている、請求項１に記載の部品供給装置。
ピックアップ位置の部品をピックアップして基板に装着する装着ヘッドを有する部品装着装置と、
部品を収納した複数のスティックケースを傾斜させた姿勢で段積みして保持する積載部と、
複数のスティックケースのうち最下段に位置するスティックケースの開口部に位置し、前記開口部から排出された部品を斜め下方へ滑走させる滑走式搬送部と、
前記滑走式搬送部を滑走してきた部品を前記ピックアップ位置まで搬送する最終搬送部と、
前記最下段に位置するスティックケースを前記積載部から廃棄するとともにその一つ上のスティックケースを前記最下段へ移動させるスティック廃棄部と、
部品が前記滑走式搬送部から前記最終搬送部へ乗り移る位置から前記ピックアップ位置までを結ぶ直線に沿う光軸を有する第１の部品検出部と、
前記滑走式搬送部もしくは前記最終搬送部に配置され、部品の移動方向を横切る光軸を有する第２の部品検出部と、
前記第１の部品検出部もしくは前記第２の部品検出部が部品を検出しなくなったら前記スティック廃棄部を駆動させ、さらに、前記スティック廃棄部を駆動させた後、所定時間内に前記第１の部品検出部もしくは前記第２の部品検出部が部品を検出しなかったら前記部品装着装置へ異常を通知するフィーダ制御部と、
異常の通知を受信したら作業者に異常が発生したことを報知する報知部と、を備えた、部品装着システム。
前記第２の部品検出部は前記滑走式搬送部に配置されている、請求項３に記載の部品装着システム。
前記報知部は、前記部品装着装置を制御する部品装着装置制御部と前記部品装着装置制御部によって指令された所定の発光パターンで発光するシグナル装置である、請求項３もしくは４に記載の部品装着システム。
前記報知部は、前記部品装着装置の状態を監視する監視装置である、請求項３もしくは４に記載の部品装着システム。
積載部に段積みして保持された複数のスティックケースのうち最下段に位置するスティックケースの開口部から排出された部品を滑走式搬送部で斜め下方へ滑走させて最終搬送部へ受け渡し、前記最終搬送部で部品装着装置の装着ヘッドが部品をピックアップするピックアップ位置まで搬送し、
前記ピックアップ位置へ搬送されてきた部品を部品装着装置の装着ヘッドでピックアップして基板に装着し、
部品が前記滑走式搬送部から前記最終搬送部へ乗り移る位置から前記ピックアップ位置までを結ぶ直線に沿う光軸を有する第１の部品検出部で部品を検出し、
前記滑走式搬送部もしくは前記最終搬送部に配置され、部品の移動方向を横切る光軸を有する第２の部品検出部で部品を検出し、
前記第１の部品検出部もしくは前記第２の部品検出部が部品を検出しなくなったら前記最下段に位置するスティックケースを前記積載部から廃棄するとともにその一つ上のスティックケースを前記最下段へ移動させ、
新たに前記最下段へ移動したスティックケースから排出された部品を前記滑走式搬送部から前記最終搬送部を経て前記ピックアップ位置まで搬送し、
前記最下段に新たなスティックケースが移動した後所定時間内に前記第１の部品検出部もしくは前記第２の部品検出部が部品を検出しなかったら前記部品装着装置へ異常を通知する、部品装着方法。