JP7238132B2 - 作業機 - Google Patents
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Description
関する情報が取得される。
課題とする。
させる移動部と、保持具の軸線回りに保持具を回転させるQ軸駆動部と、部品が有する複数の側面のうち、部品の識別情報が付された一面を特定するための位置情報が記憶された記憶装置と、識別情報を読み取る読取装置と、制御部と、を備え、記憶装置は、所定の位置に載置された複数の部品の各々に対して、各部品の載置位置に関連付けて各部品の位置情報を記憶し、制御部は、移動部で保持具を移動させることによって、部品供給部において保持具に保持された部品を、読取装置に近接させる近接処理と、部品を保持した保持具を位置情報に基づいてQ軸駆動部で回転させることによって、部品の一面を読取装置へ向けさせる回転処理と、一面が読取装置を向いた状態の部品の識別情報を読取装置に読み取
らせる読取処理と、を実行する作業機を開示する。
み取られる。これにより、部品に関する情報を適切に取得することができる。
施形態を説明する。
装作業を実行するための装置である。部品実装機10は、装置本体20、基材搬送保持装置22、部品装着装置24、マークカメラ26、パーツカメラ28、バーコードリーダ(図3参照)29、部品供給装置30、ばら部品供給装置32、制御装置(図4参照)36を備えている。なお、回路基材12として、回路基板、三次元構造の基材等が挙げられ、回路基板として、プリント配線板、プリント回路板等が挙げられる。
って構成されている。基材搬送保持装置22は、フレーム40の前後方向の中央に配設されており、搬送装置50とクランプ装置52とを有している。搬送装置50は、回路基材12を搬送する装置であり、クランプ装置52は、回路基材12を保持する装置である。これにより、基材搬送保持装置22は、回路基材12を搬送するとともに、所定の位置において、回路基材12を固定的に保持する。なお、以下の説明において、回路基材12の搬送方向をX方向と称し、その方向に直角な水平の方向をY方向と称し、鉛直方向をZ方向と称する。つまり、部品実装機10の幅方向は、X方向であり、前後方向は、Y方向である。
作業ヘッド移動装置64とを有している。各作業ヘッド60,62の下端面には、図2に示すように、吸着ノズル66が着脱可能に設けられており、吸着ノズル66によって部品を保持する。また、作業ヘッド移動装置64は、X方向移動装置68とY方向移動装置70とZ方向移動装置72とを有している。そして、X方向移動装置68及びY方向移動装置70は、それぞれ、電磁モータ(図示省略)を有しており、各電磁モータの作動により、2台の作業ヘッド60,62が、一体的にフレーム40上の任意の位置に移動する。また、各作業ヘッド60,62は、スライダ74,76に着脱可能に装着されており、Z方向移動装置72は、スライダ74,76を個別に上下方向に移動させる。つまり、作業ヘッド60,62は、Z方向移動装置72によって、個別に上下方向に移動させられる。
0,62のそれぞれに設けられたQ方向移動装置(図4参照)110を備えている。各Q方向移動装置110は、電磁モータ(図示省略)を有しており、電磁モータの作動により、吸着ノズル66を、吸着ノズル66の軸線111の回りに回転させる。その回転方向を、Q方向と称する。なお、吸着ノズル66の軸線111は、Z方向(鉛直方向)と平行である。
ヘッド60とともに、X方向、Y方向およびZ方向に移動させられる。これにより、マークカメラ26は、上方からの視点において、フレーム40上の任意の位置を撮像することができる。パーツカメラ28は、図1に示すように、フレーム40上の基材搬送保持装置22と部品供給装置30との間に、上を向いた状態で配設されている。これにより、パーツカメラ28は、下方からの視点において、作業ヘッド60,62の吸着ノズル66に保持された部品を撮像することができる。
る。バーコードリーダ29は、CCD式バーコードリーダであり、CCDイメージセンサを利用して、バーコードの読み取り作業が実行される。詳しくは、バーコードリーダ29は、CCDイメージセンサ(図4参照)77と光源(図4参照)78とを有しており、読取対象のバーコードに光源78から光が照射される。この際、CCDイメージセンサ77が、反射光を受光し、画像データが作成される。そして、画像データが、バーコードの規則に従ってデコードされることで、バーコードの読取作業が実行される。つまり、バーコードリーダ29は、透過光を利用するバックライト方式でなく、反射光を利用するフロントライト方式でバーコードを撮像し、画像データに基づいて、バーコードの読取作業を実行する。
うに光源が配設され、CCDイメージセンサと光源との間に被写体が設置される。そして、被写体の影が撮像される。このため、バックライト方式で、被写体としてバーコードが撮像されても、バーコードの読み取り作業を実行することはできない。一方、フロントライト方式では、被写体に照射された光が、反射光としてCCDイメージセンサに入るように光源が配設される。このため、フロントライト方式で、被写体としてバーコードが撮像された場合には、適切にバーコードの読み取り作業を実行することができる。
で配設されている。このため、バーコードリーダ29は、側方からの視点において、作業ヘッド60,62の吸着ノズル66に保持された部品を撮像することができる。
の端部に配設されている。部品供給装置30は、トレイ型部品供給装置86とフィーダ型部品供給装置(図4参照)87とを有している。トレイ型部品供給装置86は、タワーの内部に複数のトレイを収容しており、それら複数のトレイのうちの任意のものをタワーから排出する。この際、図3に示すように、トレイ88は、パーツカメラ28及びバーコードリーダ29の側方に排出される。そして、そのトレイ88の上に載置された状態の部品、例えば、大型部品や異型部品等のトレイ部品が供給される。また、フィーダ型部品供給装置87は、テープフィーダ、スティックフィーダ(図示省略)によって部品、例えば、小型部品や角チップ等のフィーダ部品を供給する。
端部に配設されている。ばら部品供給装置32は、ばらばらに散在された状態の複数の部
品を整列させて、整列させた状態で部品を供給する装置である。つまり、ばら部品供給装置32は、任意の姿勢の複数の部品を、所定の姿勢に整列させて、所定の姿勢の部品を供給する。
画像処理装置106を備えている。複数の駆動回路102は、上記搬送装置50、クランプ装置52、作業ヘッド60,62、作業ヘッド移動装置64、Q方向移動装置110、トレイ型部品供給装置86、フィーダ型部品供給装置87、ばら部品供給装置32に接続されている。コントローラ100は、CPU、ROM、RAM等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路102に接続されている。これにより、基材搬送保持装置22、部品装着装置24、部品供給装置30等の作動が、コントローラ100によって制御される。また、コントローラ100は、画像処理装置106にも接続されている。画像処理装置106は、マークカメラ26、パーツカメラ28及びバーコードリーダ29によって得られた画像データを処理するものである。これにより、コントローラ100は、画像データから各種情報を取得する。さらに、コントローラ100は、メモリ112を備えている。メモリ112は、フラッシュメモリである。メモリ112には、後述する位置情報114が記憶されている。
材12に装着されることで、電子部品等により構成された電子回路基板が製造される。なお、回路基材12に装着される部品には、その部品のID(Identification number)が
示されたバーコードが付されている。このバーコードに示されているIDは、部品固有の製造番号等を示す情報であり、IDに基づいて、部品の製造工場、製造日時、部品の装着対象等を管理することができる。このため、部品実装機10により電子回路基板が製造される際に、その電子回路基板を構成する部品のIDを示すバーコードが、バーコードリーダ29等により読み取られ、トレーサビリティ情報として制御装置36に記憶される。ちなみに、電子回路基板を構成する部品としては、電子部品に限られず、カバー、嵩上げ部材等が採用される。
の面122のうち、所定の側面124にバーコード126が付されている。そして、この部品120は、トレイ型部品供給装置86において、バーコード126を側方に向けた状態で、トレイ88の上に載置され、供給される。このため、部品120がトレイ88に載置された状態において、作業ヘッド移動装置64の作動により、マークカメラ26が部品120の上方に移動したとしても、バーコード126をマークカメラ26により撮像することができない。また、部品120が吸着ノズル66により保持された状態において、作業ヘッド移動装置64の作動により、吸着ノズル66がパーツカメラ28の上方に移動したとしても、バーコード126をパーツカメラ28により撮像することができない。そこで、その部品120が吸着ノズル66により保持された後に、作業ヘッド移動装置64の作動により、吸着ノズル66がバーコードリーダ29の側方に移動することで、部品120の側面124に付されたバーコード126がバーコードリーダ29により読み取られる。つまり、バーコード126がバーコードリーダ29により撮像され、その撮像データが画像処理装置106によりデコードされることで、コントローラ100は、部品120のIDを取得し、そのIDをトレーサビリティ情報として記憶する。なお、本明細書での側面は、側方を向く面であり、斜め上方及び斜め下方を向く面も含む概念である。また、本明細書で、付されるとは、貼付、記載、刻印等を含む概念である。
により読み取られる際は、バーコード126が付された側面124が、バーコードリーダ29を向いている必要がある。そのため、コントローラ100のメモリ112には、部品
120が有する複数の面122のうち、バーコード126が付された側面124を特定するための位置情報114が記憶されている。
0について、そのバーコード126が付された側面124の向き、つまり、吸着ノズル66に保持された際の側面124(バーコード126)の向きを、メモリ112の位置情報114から取得できる。
いる場合において、側面124(バーコード126)の向きが全ての部品120について一致しないときは、メモリ112の位置情報114には、トレイ88の上に載置された部品120の位置に関連付けて、その部品120の側面124(バーコード126)の向きが記憶される。
されたフローチャートとを参照して説明する。なお、図6には、上記部品120が回路基材12に装着される場合の実装作業、つまり、トレイ88の上に載置された複数の部品120が回路基材12に装着される場合の実装作業が示されている。
成され、コントローラ100のROMに記憶されており、実装作業が行われる際に、コントローラ100のCPUによって実行される。また、図7のフローチャートで示された制御プログラムで使用される各種データは、メモリ112に記憶された位置情報114を除いて、コントローラ100のROM又はRAM等に記憶されている。
0によって作業位置まで搬送され、その位置において、クランプ装置52によって固定的に保持される。次に、マークカメラ26が、作業ヘッド移動装置64によって回路基材12の上方に移動し、回路基材12を撮像する。これにより、回路基材12の保持位置の誤差に関する情報が得られる。
120を供給する。具体的には、図6に示すように、パーツカメラ28及びバーコードリーダ29の側方において、複数の部品120が、トレイ88の上に載置された状態で供給される。
れかが、トレイ88の上に載置された複数の部品120のうち、保持対象の上方に移動する。これにより、部品120が、吸着ノズル66によって保持される。さらに、部品120を保持した吸着ノズル66は、作業ヘッド移動装置64によって、バーコードリーダ29の側方に移動する。これにより、吸着ノズル66に保持された部品120は、バーコードリーダ29に近接される。
120の側面124(バーコード126)の向きを、メモリ112の位置情報114から取得する。さらに、コントローラ100は、その取得した部品120の側面124の向きに基づいて、部品120を保持した吸着ノズル66を、Q方向移動装置110によって吸着ノズル66の軸線111の回りに回転させる。これにより、コントローラ100は、部品120の側面124をバーコードリーダ29に向かわせる。そのため、図6に示すように、バーコード126が付された部品120の側面124は、バーコードリーダ29を向
いた状態になる。
29の側方へ移動している最中に、つまり、上記近接処理S14の最中に行われてもよい。また、吸着ノズル66に保持された際の部品120の側面124(バーコード126)の向きは、回転処理S16が行われる前において、つまり、上記供給処理S12又は上記近接処理S14において、メモリ112の位置情報114から取得されてもよい。
品120のバーコード126が、バーコードリーダ29によって読み取られる。これにより、吸着ノズル66に保持された部品120について、そのIDが読み取られる。
プ装置52に保持中の回路基材12に対して装着可能であるか否かを判定する(S20)。この判定は、上記読取処理S18で読み取られた部品120のIDが、例えば、データベース(クランプ装置52に保持中の回路基材12に対して装着可能な部品のIDが列挙されたもの)等と比較されることによって行われる。
処理S10において、回路基材12の識別コードが撮像されることによって行われてもよいし、部品実装機10等で構成された生産ラインを管理するホストコンピュータ(図示省略)にデータ通信を介して問い合わせることによって行われてもよい。
トコンピュータに行わせてもよい。そのような場合、位置情報114は、上記ホストコンピュータに記憶されてもよい。
2に対して装着可能である場合(S20:YES)には、実装処理S22が行われる。実装処理S22では、部品120を保持した吸着ノズル66が、作業ヘッド移動装置64によって移動することによって、部品120の実装が行われる。その際、図6に示すように、部品120は、パーツカメラ28の上方に移動し、パーツカメラ28によって撮像される。これにより、部品120の保持位置の誤差に関する情報が得られる。その後、部品120は、回路基材12の上方に移動し、回路基材12の保持位置の誤差や、部品120の保持位置の誤差等が補正されながら、回路基材12に装着される。なお、実装処理S22の後は、トレイ88の上に載置された残りの部品120について、上記近接処理S14が行われる。
基材12に対して装着可能でない場合(S20:NO)には、回収処理S24が行われる。回収処理S24では、部品120を保持した吸着ノズル66が、作業ヘッド移動装置64によって移動することによって、部品120の回収が行われる。具体的には、吸着ノズル66に保持された部品120は、例えば、トレイ88に戻されたり、NGコンベア(図示省略)に載せられることによって、回収される。なお、回収処理S24の後は、トレイ88の上に載置された残りの部品120について、上記近接処理S14が行われる。
0を識別するバーコード126が、バーコードリーダ29により読み取られる。これにより、部品120に関する情報を適切に取得することができる。
ードリーダ29は、読取装置の一例である。吸着ノズル66は、保持具の一例である。作業ヘッド移動装置64は、移動部の一例である。トレイ88は、部品供給部の一例である。コントローラ100は、制御部の一例である。Q方向移動装置110は、Q軸駆動部の一例である。吸着ノズル66の軸線111は、保持具の軸線の一例である。メモリ112は、記憶装置の一例である。側面124は、部品の識別情報が付された一面の一例である。バーコード126は、識別情報の一例である。実装処理S22及び回収処理S24は、移動処理の一例である。
通する部分には同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。第2実施形態では、上記図7のフローチャートで示された制御プログラムに代えて、図8のフローチャートで示された制御プログラムが実行される。
ドの読取作業を、図8に示されたフローチャートに加えて、読取作業の具体例が示された図9及び図10を参照して説明する。
S20乃至上記S24の各処理に加え、S30乃至S38の各処理で構成され、コントローラ100のROMに記憶されており、実装作業が行われる際に、コントローラ100のCPUによって実行される。また、図8のフローチャートで示された制御プログラムで使用される各種データは、メモリ112に記憶された位置情報114を除いて、コントローラ100のROM又はRAM等に記憶されている。
理S30では、作業ヘッド移動装置64によって、作業ヘッド60,62の何れかが、トレイ88の上に載置された複数の部品120のうち、保持対象の上方に移動する。これにより、部品120が、吸着ノズル66によって保持される。さらに、部品120を保持した吸着ノズル66は、作業ヘッド移動装置64によって、バーコードリーダ29の側方に移動する。
基準位置Pに停止する。その際、Q方向移動装置110の回転動作が、図9の紙面上反時計回りで基準角度θ1まで行われることによって、部品120の側面124に付されたバーコード126がバーコードリーダ29を向いた状態にされる。
ノズル66に保持された部品120が基準位置Pに停止すると、Z方向(鉛直方向)に平行な吸着ノズル66の軸線111が、基準位置Pを通る状態になる。
20の側面124(バーコード126)の向きによって異なる。そのため、上述した図6に示すように、複数の部品120がトレイ88の上に載置されている場合において、側面124(バーコード126)の向きが全ての部品120について一致しないときは、メモリ112の位置情報114には、トレイ88の上に載置された部品120の位置に関連付けて、その部品120の側面124(バーコード126)の向きと基準角度θ1とが記憶される。従って、そのようなケースでは、部品120が吸着ノズル66によって保持される毎に、基準角度θ1がメモリ112の位置情報114から取得される。
120の側面124に付されたバーコード126を、バーコードリーダ29に読み取らせる。その後、コントローラ100は、バーコードリーダ29がバーコード126を読み取れたか否かを判定する(S34)。なお、部品120の保持位置の誤差等によっては、基準位置Pに停止した状態にある部品120のバーコード126の向きがバーコードリーダ29からずれることによって、バーコードリーダ29がバーコード126を読み取れない場合がある。
、上記S20の判定結果に基づいて、上記S22の処理又は上記S24の処理が行われた後に、トレイ88の上に載置された残りの部品120について、上記停止処理S30が行われる。
NO)には、回復処理S36と補正処理S38とが行われる。回復処理S36では、コントローラ100が、Q方向移動装置110の回転動作を行いつつ、その回転中の部品120のバーコード126をバーコードリーダ29に読み取らせる。その際、Q方向移動装置110の回転動作は、図9に示すように、基準角度θ1を含んだ所定範囲θ2内で行われる。つまり、回復処理S36におけるQ方向移動装置110の回転動作は、基準角度θ1からの回転角度が、図9の紙面上時計回りと反時計回りとでそれぞれ角度θ3になる迄の範囲で行われる。なお、角度θ3は、図9の紙面上時計回りと反時計回りとで異なった値に設定されてもよい。
が行われる。具体的には、上記回復処理S36におけるQ方向移動装置110の回転動作が行われたことによって、例えば、図10に示すように、基準角度θ1からの回転角度が図10の紙面上反時計回りで角度θ4になったときに、バーコードリーダ29がバーコード126を読み取った場合には、基準角度θ1に角度θ4を加えた回転角度θ5が、以後の基準角度θ1とされる。
が行われた後に、トレイ88の上に載置された残りの部品120について、上記停止処理S30が行われる。これにより、上記回復処理S36においてバーコードリーダ29がバーコード126を読み取った際のQ方向移動装置110の回転角度θ5が、上記回復処理S36に続いて実行される上記停止処理S30の基準角度θ1として扱われる。
0を識別するバーコード126が、バーコードリーダ29により読み取られる。これにより、部品120に関する情報を適切に取得することができる。
ードリーダ29は、読取装置の一例である。吸着ノズル66は、保持具の一例である。作業ヘッド移動装置64は、移動部の一例である。コントローラ100は、制御部の一例である。Q方向移動装置110は、Q軸駆動部の一例である。吸着ノズル66の軸線111は、保持具の軸線の一例である。バーコード126は、識別情報の一例である。
で様々な変更が可能である。
例えば、上記各実施形態では、バーコード126に代えて、部品120のIDを示す
2次元コード、部品120のIDに対応付けられた記号、又は部品120のID自体が、
部品120の側面124に付されてもよい。
品120のバーコード126がバーコードリーダ29により読み取れているが、フィーダ型部品供給装置87で供給された部品のバーコードがバーコードリーダ29により読み取れてもよい。
シリアルリンク型ロボット)で構成されてもよい。そのような場合には、バーコード126が部品120の上面又は下面に付されたケースでも、本開示を適用することができる。
に読み取られているが、間接的に読み取られてもよい。具体的には、例えば、バーコード126を鏡などに映して、鏡などに映った鏡像を、バーコードリーダ29により読み取ってもよい。このような手法を用いることで、側方でなく、上方、下方などの他の方向に向いた状態のバーコードリーダ29により、バーコード126を読み取ることができる。
レーザ式のバーコードリーダが採用されてもよい。レーザ式のバーコードリーダは、レーザ光により、バーコード126上をスキャンさせ、その反射光をフォトダイオード等の受光素子により受光する。そして、受光した光の波形から、バーコード126を構成するバーとスペースとを認識し、バーコードの規則に従ってデコードされることで、バーコードの読取作業が実行される。また、バーコード126を読み取り可能な装置であれば、バーコードリーダに限られず、パーツカメラ28等の撮像装置が採用されてもよい。
を構成する部品に、本開示が適用されているが、種々の部品に本開示を適用することができる。具体的には、例えば、複数の部品の組み立てにより製造されるものを構成する部品などに本開示を適用することができる。
着ノズル、88:トレイ、100:コントローラ、110:Q方向移動装置、111:吸着ノズルの軸線、112:メモリ、114:位置情報、120:部品、122:複数の面、124:側面、126:バーコード、P:基準位置、S14:近接処理、S16:回転処理、S18:読取処理、S22:実装処理、S24:回収処理、S30:停止処理、S32:読取処理、S36:回復処理、S38:補正処理、θ1:基準角度、θ2:所定範囲、θ5:回転角度
Claims (4)
- 部品を供給する部品供給部と、
前記部品を保持する保持具と、
前記保持具を移動させる移動部と、
前記保持具の軸線回りに前記保持具を回転させるQ軸駆動部と、
前記部品が有する複数の側面のうち、前記部品の識別情報が付された一面を特定するための位置情報が記憶された記憶装置と、
前記識別情報を読み取る読取装置と、
制御部と、を備え、
前記記憶装置は、
所定の位置に載置された複数の前記部品の各々に対して、各部品の載置位置に関連付けて各部品の前記位置情報を記憶し、
前記制御部は、
前記移動部で前記保持具を移動させることによって、前記部品供給部において前記保
持具に保持された前記部品を、前記読取装置に近接させる近接処理と、
前記部品を保持した前記保持具を前記位置情報に基づいて前記Q軸駆動部で回転させ
ることによって、前記部品の前記一面を前記読取装置へ向けさせる回転処理と、
前記一面が前記読取装置を向いた状態の前記部品の前記識別情報を前記読取装置に読
み取らせる読取処理と、を実行する作業機。 - 前記制御部は、
前記読取装置に読み取らせた前記識別情報に基づく判別結果に応じ、前記保持具を前
記移動部で移動させることによって、前記部品の実装又は回収を行う移動処理を実行する請求項1に記載の作業機。 - 部品を保持する保持具と、
前記保持具を移動させる移動部と、
前記保持具の軸線回りに前記保持具を回転させるQ軸駆動部と、
所定の位置に載置された複数の前記部品の各々に対して、各部品の載置位置に関連付けて各部品の基準角度が記憶された記憶装置と、
前記部品に付された識別情報を読み取る読取装置と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記部品を保持した前記保持具を前記移動部で移動させると共に、前記Q軸駆動部の回転動作を前記基準角度まで行うことによって、前記識別情報を前記読取装置に向けた状態で前記部品を基準位置に停止させる停止処理と、
前記基準位置に停止した前記部品の前記識別情報を前記読取装置に読み取らせる読取処理と、
前記読取装置が前記識別情報を読み取れなかった場合に、前記基準角度を含んだ所定範囲内で前記Q軸駆動部の回転動作を行いつつ、前記部品の前記識別情報を前記読取装置に読み取らせる回復処理と、を実行する作業機。 - 前記制御部は、
前記回復処理において前記読取装置が前記識別情報を読み取った際の前記Q軸駆動部
の回転角度を、前記回復処理に続いて実行される前記停止処理の前記基準角度として扱う補正処理を実行する請求項3に記載の作業機。
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