JP7362459B2 - 実装ヘッド、バッテリ残量管理装置およびバッテリ残量管理方法 - Google Patents

Description

本明細書は、実装ヘッド、バッテリ残量管理装置およびバッテリ残量管理方法を開示する。

従来、この種の実装ヘッドとしては、部品実装機に着脱可能に構成され、部品実装機に取り付けられた状態では電源線を介して電力が供給されることにより、各部を駆動して部品の吸着や実装を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この実装ヘッドは、電源線を介して供給される電圧を検知する検知部を備え、部品実装機から取り外されることを電圧の低下によって検知すると、ログ情報を不揮発性メモリに記録している。

国際公開第２０１９／００３３３６号

ところで、実装ヘッドの各部を駆動するサーボモータのエンコーダが、位置情報を揮発性メモリに記憶するものでは、部品実装機から取り外されている間も位置情報を保持できるようにバックアップ用のバッテリを搭載する必要がある。また、給電が途切れないように、バッテリの残量を管理することも求められる。しかし、そのようなバッテリには、時間が経過しても電圧が大きく低下せず残量が残り僅かになると電圧が急激に低下する放電特性をもつものがある。そうなると、電圧の低下の検知によってバッテリの交換を報知しても、バッテリの交換が間に合わずエンコーダの位置情報を保持できないおそれがある。

本開示は、実装ヘッドに搭載されるバックアップ用のバッテリの残量を適切に管理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。

本開示の実装ヘッドは、
部品実装機で用いられ、実装対象の部品を採取部材で採取する実装ヘッドであって、
前記採取部材を移動させるサーボモータと、
前記サーボモータの回転位置を検出して位置情報を揮発性メモリに記憶するエンコーダと、
前記エンコーダにバックアップ用の電力を供給するバッテリと、
経過時間に基づいて前記バッテリの消費量を減算していくことによりバッテリ残量を算出し、該算出したバッテリ残量に関する所定の報知を行う管理部と、
を備えることを要旨とする。

本開示の実装ヘッドは、経過時間に基づいてバッテリの消費量を減算していくことによりバッテリ残量を算出し、算出したバッテリ残量に関する所定の報知を行う。これにより、バッテリの放電特性に拘わらず、バッテリ残量を適切に把握することができる。また、把握したバッテリ残量に関する所定の報知を行うことで、作業者にバッテリの交換やその準備などを行わせることもできる。したがって、バックアップ用のバッテリ残量を適切に管理することができる。

部品実装機１０の概略構成図である。 部品実装機１０と管理サーバ７０の電気的な接続関係を示すブロック図である。 バッテリ４８の放電特性の一例を示す説明図である。 取り付け時残量管理処理の一例を示すフローチャートである。 取り外し時残量管理処理の一例を示すフローチャートである。 バッテリ残量ＢＬに関する報知の一例を示す説明図である。 バッテリ残量ＢＬに関する報知の一例を示す説明図である。 バッテリ残量ＢＬに関する報知の一例を示す説明図である。 変形例のバッテリ残量管理処理を示すフローチャートである。 バッテリ残量管理情報７４ａの一例を示す説明図である。

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、部品実装機１０の概略構成図である。図２は、部品実装機１０と管理サーバ７０の電気的な接続関係を示すブロック図である。なお、図１の左右方向がＸ軸方向であり、前後方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。また、部品実装機１０は、基板搬送方向であるＸ軸方向に複数台配置されて、部品実装ラインを構成する。

部品実装機１０は、図１に示すように、部品供給装置２１と、基板搬送装置２２およびＸＹ移動装置３０を含む実装機本体と、実装ヘッド４０とを備える。実装機本体は、基台１１に支持された筐体１２内に配置されている。部品供給装置２１と実装ヘッド４０は、実装機本体に対して着脱可能に構成されている。また、部品実装機１０は、この他に、図２に示すように、表示装置２８と、実装ヘッド４０の後述する各軸のサーボモータを制御するサーボ制御部６５と、装置全体を制御する制御装置６０とを備える。部品実装機１０は、工場内の電源１００から各部に電力が供給されることにより駆動し、電源１００からの電力を実装機本体に取り付けられた実装ヘッド４０に供給可能に構成されている。

部品供給装置２１は、部品を部品供給位置まで供給するものである。部品供給装置２１は、所定間隔毎に形成された収容部に部品が収容されたテープをリールから引き出してピッチ送りすることで、部品を供給するテープフィーダとして構成されている。テープフィーダは、基台１１の前側に左右方向（Ｘ軸方向）に並ぶ複数のフィーダ台にそれぞれ着脱可能に取り付けられる。

基板搬送装置２２は、左右方向（Ｘ軸方向）に基板Ｓの搬入、固定および搬出を行うものである。基板搬送装置２２は、図１の前後に間隔を空けて設けられ左右方向に架け渡された１対のコンベアベルトを備える。基板Ｓは、このコンベアベルトにより搬送される。

ＸＹ移動装置３０は、図１に示すように、Ｘ軸スライダ３２とＹ軸スライダ３６とを備え、ＸＹ平面上で実装ヘッド４０を移動させる。Ｘ軸スライダ３２は、Ｙ軸スライダ３６の前面に左右方向に延在するように設けられた上下一対のＸ軸ガイドレール３１に支持され、Ｘ軸モータ３３（図２参照）の駆動によって左右方向すなわちＸ軸方向に移動する。Ｙ軸スライダ３６は、筐体１２の上段部に前後方向に延在するように設けられた左右一対のＹ軸ガイドレール３５に支持され、Ｙ軸モータ３７（図２参照）の駆動によって前後方向すなわちＹ軸方向に移動する。ＸＹ移動装置３０は、この他に、図示しないが、Ｘ軸スライダ３２の位置を検知するＸ軸エンコーダやＹ軸スライダ３６の位置を検知するＹ軸エンコーダなどを備える。Ｘ軸スライダ３２には実装ヘッド４０が着脱可能に取り付けられる。このため、実装ヘッド４０は、ＸＹ移動装置３０によりＸＹ方向に移動可能となる。

実装ヘッド４０は、部品供給装置２１から供給された部品を吸着ノズル４４で採取（吸着）し、基板搬送装置２２に固定された基板Ｓへ実装する。実装ヘッド４０は、複数の吸着ノズル４４をそれぞれ保持するノズルホルダが円周方向に所定間隔で配置されたヘッド本体４１と、複数のサーボモータと、各サーボモータ用のエンコーダと、ヘッド制御部４５と、バッテリ４８と、を備える。実装ヘッド４０は、図２に示すように、サーボモータとして、Ｒ軸モータ５１と、Ｑ軸モータ５３と、第１Ｚ軸モータ５５と、第２Ｚ軸モータ５７とを備え、サーボモータ用のエンコーダとして、エンコーダ５２，５４，５６，５８とを備える。

Ｒ軸モータ５１は、ヘッド本体４１をその軸心線（Ｒ軸）周りで回転させることで各ノズルホルダに保持された吸着ノズル４４をヘッド本体４１の円周方向に旋回させる。エンコーダ５２は、Ｒ軸モータ５１の回転位置（回転角度）を検出し、検出した回転位置などの位置情報をメモリ５２ａに記憶する。Ｑ軸モータ５３は、各ノズルホルダをその軸心線（Ｑ軸）周りで回転（自転）させることで吸着ノズル４４を軸心線周りに回転させる。エンコーダ５４は、Ｑ軸モータ５３の回転位置（回転角度）を検出し、検出した回転位置などの位置情報をメモリ５４ａに記憶する。第１および第２Ｚ軸モータ５５，５７は、吸着ノズル４４の旋回軌道上の２つの所定位置でノズルホルダ（吸着ノズル４４）をそれぞれ昇降させることで、２つの吸着ノズル４４に部品の吸着動作を個別に行わせる。エンコーダ５６，５８は、それぞれ第１および第２Ｚ軸モータ５５，５７の回転位置を検出し、検出した回転位置などの位置情報をメモリ５６ａ，５８ａに記憶する。メモリ５２ａ，５４ａ，５６ａ，５８ａは、ＳＲＡＭなどの揮発性メモリである。

ヘッド制御部４５は、実装ヘッド４０の制御を行うものであり、図示しないＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェースなどの他、稼動データ用メモリ４６を備える。稼動データ用メモリ４６は、電力が供給されなくてもデータを保持するＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリであり、実装ヘッド４０の稼動データやバッテリ４８のバッテリ残量などを記憶する。稼動データとしては、実装ヘッド４０が部品実装機１０に取り付けられた取り付け日時や部品実装機１０から取り外された取り外し日時、稼動時間、ショット数などが含まれる。なお、実装ヘッド４０を専用の調整台などに載せた状態でエンコーダ５２，５４，５６，５８に位置情報を登録するなどの初期設定作業が行われて、実装ヘッド４０が調整台から取り外された場合も、その取り外し日時が稼動データ用メモリ４６に記憶される。また、稼動時間は、実装ヘッド４０が運転を開始してから停止するまでの時間を積算したものである。また、ショット数は、部品の吸着および部品の実装のそれぞれにおいてノズルホルダが上下動した回数（上下で１回）を積算したものである。

バッテリ４８は、例えば円筒型のリチウム一次電池であり、実装ヘッド４０に交換可能に取り付けられている。なお、バッテリ４８の交換は、作業者により容易に行うことが可能となっている。このバッテリ４８は、主にエンコーダ５２，５４，５６，５８の各メモリ５２ａ，５４ａ，５６ａ，５８ａのバックアップ用に用いられるものである。上述したように、メモリ５２ａ，５４ａ，５６ａ，５８ａは、いずれも揮発性メモリであり、実装ヘッド４０が部品実装機１０から取り外された状態でもメモリ５２ａ，５４ａ，５６ａ，５８ａが位置情報を保持するために、バッテリ４８が電力を供給する。バッテリ４８は、図３に示すように、時間が経過しても電圧が大きく低下せず略一定で推移し、バッテリ残量が残り僅かになると、電圧が急激に低下する放電特性を有する。なお、上述したように、実装ヘッド４０が実装機本体に取り付けられている状態では、電源１００からの電力が実装ヘッド４０に供給されるため、その電力でメモリ５２ａ，５４ａ，５６ａ，５８ａが位置情報を保持することができる。このため、実装ヘッド４０が実装機本体に取り付けられている状態では、取り外されている状態に比して、エンコーダ５２，５４，５６，５８の単位時間当たりの消費量が大きく低下することになる。

サーボ制御部６５は、実装機本体に取り付けられている実装ヘッド４０の各サーボモータを、制御装置６０からの制御信号に基づいて設定される目標位置（目標回転位置）と、各エンコーダにより検出された位置情報とに基づいてフィードバック制御するものである。本実施形態では、サーボ制御部６５は、Ｒ軸サーボアンプ６６と、Ｑ軸サーボアンプ６７と、第１Ｚ軸サーボアンプ６８と、第２Ｚ軸サーボアンプ６９とを備える。Ｒ軸サーボアンプ６６は、エンコーダ５２からＲ軸モータ５１の位置情報を入力し、Ｒ軸モータ５１をフィードバック制御する。Ｑ軸サーボアンプ６７は、エンコーダ５４からＱ軸モータ５３の位置情報を入力し、Ｑ軸モータ５３をフィードバック制御する。第１Ｚ軸サーボアンプ６８は、エンコーダ５６から第１Ｚ軸モータ５５の位置情報を入力し、第１Ｚ軸モータ５５をフィードバック制御する。第２Ｚ軸サーボアンプ６９は、エンコーダ５８から第２Ｚ軸モータ５７の位置情報を入力し、第２Ｚ軸モータ５７をフィードバック制御する。なお、複数のサーボモータを、１の多軸サーボアンプで制御するように構成してもよい。

制御装置６０は、図２に示すように、ＣＰＵ６１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ６１の他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ６２や作業領域として用いられるＲＡＭ６３、各種データを記憶する外部記憶装置としてのＨＤＤ６４、入出力インタフェース、日時の計時を行うリアルタイムクロック（ＲＴＣ）などを備える。制御装置６０は、部品供給装置２１や基板搬送装置２２、表示装置２８、ＸＹ移動装置３０（Ｘ軸モータ３３，Ｙ軸モータ３７）、実装ヘッド４０のヘッド制御部４５、サーボ制御部６５などへ制御信号を出力する。また、制御装置６０は、部品供給装置２１や基板搬送装置２２、ＸＹ移動装置３０（Ｘ軸エンコーダ、Ｙ軸エンコーダ）、実装ヘッド４０のヘッド制御部４５、サーボ制御部６５などから信号を入力する。

管理サーバ７０は、例えば、汎用のコンピュータであり、複数の部品実装機１０を管理する。管理サーバ７０は、図２に示すように、ＣＰＵ７１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７１の他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ７２や作業領域として用いられるＲＡＭ７３、各種データを記憶する外部記憶装置としてのＨＤＤ７４、入出力インタフェース、日時の計時を行うリアルタイムクロック（ＲＴＣ）などを備える。管理サーバ７０には、マウスやキーボード等の入力装置７６から入力信号が入力される。管理サーバ７０からは、表示装置７８への画像信号が出力される。また、管理サーバ７０は、複数の部品実装機１０の各々と通信を介して必要な情報をやり取り可能である。管理サーバ７０のＨＤＤ７４は、基板Ｓの生産ジョブを記憶している。基板Ｓの生産ジョブには、各部品実装機１０においてどの部品をどの順番で基板Ｓへ実装するか、また、そのように部品を実装した基板Ｓを何枚作製するかなどの生産スケジュールが含まれる。管理サーバ７０は、オペレータが入力装置７６を介して入力したデータに基づいて生産ジョブを生成し、生成した生産ジョブを各部品実装機１０へ送信することで、各部品実装機１０に生産の開始を指示する。

以下は、こうして構成された部品実装機１０において、実装ヘッド４０が実装機本体（Ｘ軸スライダ３２）に取り付けられた場合や実装ヘッド４０が実装機本体から取り外される場合のバッテリ４８の残量管理に関する処理の説明である。図４は、取り付け時残量管理処理の一例を示すフローチャートであり、実装ヘッド４０が実装機本体に取り付けられた場合にヘッド制御部４５により実行される。また、図５は、取り外し時残量管理処理の一例を示すフローチャートであり、実装ヘッド４０が実装機本体から取り外される場合にヘッド制御部４５により実行される。なお、ヘッド制御部４５は、制御装置６０との通信や電源１００から供給される電力の電圧変動により、実装機本体への取り付けや取り外しを検知することができる。

図４の取り付け時残量管理処理では、ヘッド制御部４５は、まず、制御装置６０との通信を介して現在日時Ｄ０を取得し、実装ヘッド４０が実装機本体に取り付けられた取り付け日時Ｄ１として稼動データ用メモリ４６に記憶する（Ｓ１００）。また、ヘッド制御部４５は、前回の取り外し日時Ｄ２とバッテリ４８のバッテリ残量ＢＬとを稼動データ用メモリ４６から読み出す（Ｓ１１０）。なお、取り外し日時Ｄ２は、後述するように、取り外し時残量管理処理のＳ２００で稼動データ用メモリ４６に記憶されるものであり、バッテリ残量ＢＬは、本処理や取り外し時残量管理処理のＳ２３０で稼動データ用メモリ４６に記憶されるものである。なお、バッテリ残量ＢＬは、バッテリ４８の最大容量を１００％とする百分率で表され、新たなバッテリ４８に交換された場合にリセットされる。次に、ヘッド制御部４５は、Ｓ１００で取得した現在日時Ｄ０（今回の取り付け日時Ｄ１）と、Ｓ１１０で読み出した前回の取り外し日時Ｄ２とに基づいて、前回の取り外しから今回の取り付けまでの経過時間Ｔｅ１を算出する（Ｓ１２０）。即ち、ヘッド制御部４５は、実装ヘッド４０が実装機本体から取り外されていた取り外し状態での時間を経過時間Ｔｅ１として算出する。

そして、ヘッド制御部４５は、取り外し状態でのバッテリ４８の消費量を、Ｓ１１０で読み出した前回のバッテリ残量ＢＬから減じることで、バッテリ残量ＢＬを更新して稼動データ用メモリ４６に記憶する（Ｓ１３０）。ヘッド制御部４５は、取り外し状態における単位時間当たりの消費量Ｋ１と、Ｓ１２０で算出した経過時間Ｔｅ１との積を、取り外し状態でのバッテリ４８の消費量として算出する。電力の消費量Ｋ１は、電源１００から給電が行われない場合における各エンコーダ５２，５４，５６，５８での消費電流に基づいて、単位時間当たりの消費量の合計値として予め定められて、稼動データ用メモリ４６に記憶されている。なお、取り外し状態では、電源１００から実装ヘッド４０への給電が行われないから、バッテリ４８から各エンコーダ５２，５４，５６，５８に供給される電流が大きくなり、単位時間当たりの消費量Ｋ１が比較的大きな値となる。

ヘッド制御部４５は、バッテリ残量ＢＬを更新すると、そのバッテリ残量ＢＬを表示装置２８などに表示して（Ｓ１４０）、取り付け時残量管理処理を終了する。Ｓ１４０では、ヘッド制御部４５が制御装置６０との通信を介してバッテリ残量ＢＬを通知し、その通知を受けた制御装置６０が表示装置２８にバッテリ残量ＢＬを表示させるものなどとする。表示装置２８には、例えば図６に示すように、バッテリ残量ＢＬを模式的に示す絵柄と、バッテリ残量ＢＬを示す数値（％）とが表示される。なお、この表示は、実装ヘッド４０を取り付けてから所定時間表示されるものなどとする。

図５の取り外し時残量管理処理では、ヘッド制御部４５は、まず、制御装置６０との通信を介して現在日時Ｄ０を取得し、実装ヘッド４０が実装機本体から取り外される取り外し日時Ｄ２として稼動データ用メモリ４６に記憶する（Ｓ２００）。また、ヘッド制御部４５は、取り付け時残量管理処理のＳ１００で記憶された取り付け日時Ｄ１と取り付け時残量管理処理のＳ１３０で記憶されたバッテリ残量ＢＬとを稼動データ用メモリ４６から読み出す（Ｓ２１０）。次に、ヘッド制御部４５は、Ｓ１００で取得した現在日時Ｄ０（今回の取り外し日時Ｄ２）と、Ｓ２１０で読み出した取り付け日時Ｄ１とに基づいて、取り付けから取り外しまでの経過時間Ｔｅ２を算出する（Ｓ１２０）。即ち、ヘッド制御部４５は、実装ヘッド４０が実装機本体に取り付けられていた取り付け状態での時間を経過時間Ｔｅ２として算出する。

そして、ヘッド制御部４５は、取り付け状態でのバッテリ４８の消費量を、Ｓ２１０で読み出した前回のバッテリ残量ＢＬから減じることで、バッテリ残量ＢＬを更新して稼動データ用メモリ４６に記憶する（Ｓ２３０）。ヘッド制御部４５は、取り付け状態における単位時間当たりの消費量Ｋ２と、Ｓ２２０で算出した経過時間Ｔｅ２との積を、取り付け状態でのバッテリ４８の消費量として算出する。電力の消費量Ｋ２は、電源１００から給電が行われる場合における各エンコーダ５２，５４，５６，５８での消費電流に基づいて、単位時間当たりの消費量の合計値として予め定められて、稼動データ用メモリ４６に記憶されている。なお、取り付け状態では、電源１００から実装ヘッド４０への給電が行われるから、バッテリ４８から各エンコーダ５２，５４，５６，５８に供給される電流が小さくなり、単位時間当たりの消費量Ｋ２は消費量Ｋ１よりも小さな値、例えば消費量Ｋ１の１／４～１／５程度の値となる。

ヘッド制御部４５は、バッテリ残量ＢＬを更新すると、バッテリ残量ＢＬが第１閾値ＢＬｒｅｆ１以下であるか否か（Ｓ２４０）、バッテリ残量ＢＬが第２閾値ＢＬｒｅｆ２以下であるか否か（Ｓ２５０）、をそれぞれ判定する。ここで、第１閾値ＢＬｒｅｆ１は、バッテリ４８の交換要否を判定するための閾値であり、例えば２０％～３０％程度の残量に定められている。また、第２閾値ＢＬｒｅｆ２は、例えば第１閾値ＢＬｒｅｆ１よりも５～１０％程度大きな残量に定められている。ヘッド制御部４５は、Ｓ２４０，Ｓ２５０でバッテリ残量ＢＬが第１閾値ＢＬｒｅｆ１以下でなく、第２閾値ＢＬｒｅｆ２以下でもないと判定すると、そのまま取り外し時残量管理処理を終了する。なお、この場合に、ヘッド制御部４５は、取り付け時残量管理処理のＳ１４０のようにバッテリ残量ＢＬを表示装置２８に表示してもよい。

ヘッド制御部４５は、Ｓ２４０でバッテリ残量ＢＬが第１閾値ＢＬｒｅｆ１以下であると判定すると、バッテリ４８の交換タイミングである旨を表示装置２８などに表示して（Ｓ２６０）、取り外し時残量管理処理を終了する。Ｓ２６０では、ヘッド制御部４５が制御装置６０との通信を介して交換タイミングである旨を通知し、その通知を受けた制御装置６０が表示装置２８に交換タイミングである旨を表示させるものなどとする。表示装置２８には、例えば図７に示すように、バッテリ残量ＢＬを模式的に示す絵柄と、バッテリ残量ＢＬが少ないためにバッテリ４８の交換を促すメッセージとが表示される。この表示は、実装ヘッド４０が取り外されてから所定時間表示されるものなどとする。また、部品実装機１０は、表示に合わせて、図示しないスピーカから警告音などを出力してもよい。

一方、ヘッド制御部４５は、Ｓ２５０でバッテリ残量ＢＬが第１閾値ＢＬｒｅｆ１を超えて第２閾値ＢＬｒｅｆ２以下であると判定すると、バッテリ残量ＢＬが第１閾値ＢＬｒｅｆ１となるまでの残り時間Ｔｒを算出する（Ｓ２７０）。Ｓ２７０では、ヘッド制御部４５は、現在のバッテリ残量ＢＬと第１閾値ＢＬｒｅｆ１との差分を、取り外し状態における単位時間当たりの消費量Ｋ１で除することにより、残り時間Ｔｒを算出する。そして、ヘッド制御部４５は、残り時間Ｔｒを表示装置２８などに表示して（Ｓ２８０）、取り外し時残量管理処理を終了する。Ｓ２８０では、ヘッド制御部４５が制御装置６０との通信を介して残り時間Ｔｒを通知し、その通知を受けた制御装置６０が表示装置２８に残り時間Ｔｒを表示させるものなどとする。表示装置２８には、例えば図８に示すように、バッテリ残量ＢＬを模式的に示す絵柄と、残り時間Ｔｒとが表示される。この表示は、実装ヘッド４０が取り外されてから所定時間表示されるものなどとする。また、 部品実装機１０は、表示に合わせて、図示しないスピーカから警告音などを出力してもよい。

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の部品実装機１０が部品実装機に相当し、実装ヘッド４０が実装ヘッドに相当し、Ｒ軸モータ５１，Ｑ軸モータ５３，第１Ｚ軸モータ５５，第２Ｚ軸モータ５７がサーボモータに相当し、エンコーダ５２，５４，５６，５８がエンコーダに相当し、バッテリ４８がバッテリに相当し、取り付け時残量管理処理と取り外し時残量管理処理とを実行するヘッド制御部４５が管理部に相当する。また、稼動データ用メモリ４６が不揮発性メモリに相当する。なお、本実施形態では、実装ヘッド４０の動作を説明することにより本開示のバッテリ残量管理方法の一例も明らかにしている。

以上説明した実施形態の実装ヘッド４０は、ヘッド制御部４５がエンコーダ５２，５４，５６，５８による経過時間に基づくバッテリ４８の消費量をバッテリ残量ＢＬから減算していくことによりバッテリ残量ＢＬを算出し、算出したバッテリ残量ＢＬに関する報知を行う。これにより、バッテリ４８の放電特性に拘わらずバッテリ残量ＢＬを適切に把握すると共に、作業者にバッテリ４８の交換やその準備などを行わせることができるから、実装ヘッド４０に搭載されるバックアップ用のバッテリ４８のバッテリ残量ＢＬを適切に管理することができる。このため、バッテリ残量ＢＬがなくなる（バッテリ切れとなる）ことにより、エンコーダ５２，５４，５６，５８の位置情報が消失するのを防止することができる。エンコーダ５２，５４，５６，５８の位置情報が消失すると、実装ヘッド４０を専用の調整台などに載せた状態でエンコーダ５２，５４，５６，５８に位置情報を再登録する作業を行う必要があり、その作業が完了するまで実装ヘッド４０を使用することができなくなる。本実施形態では、バッテリ残量ＢＬを適切に管理してバッテリ切れを防止するから、そのような登録作業を必要とすることがなく、実装ヘッド４０を使用できない期間が発生するのを防止することができる。

また、ヘッド制御部４５は、取り付け状態における単位時間当たりの消費量Ｋ２と経過時間Ｔｅ２との積を、取り付け状態での消費量として算出し、取り外し状態における単位時間当たりの消費量Ｋ１と経過時間Ｔｅ１との積を、取り外し状態での消費量として算出し、バッテリ残量ＢＬから減算していくことによりバッテリ残量ＢＬを算出する。部品実装機１０に着脱可能な実装ヘッド４０では、取り付け状態と取り外し状態とでエンコーダの消費量が大きく変わるから、各状態の消費量をそれぞれ算出して減算していくことで、バッテリ残量ＢＬを精度よく算出することができる。

また、ヘッド制御部４５は、不揮発性メモリである稼動データ用メモリ４６に記憶された取り付け日時Ｄ１や取り外し日時Ｄ２から、部品実装機１０に実装ヘッド４０が着脱される度に、それまでの取り付け状態や取り外し状態の経過時間Ｔｅ１，Ｔｅ２を容易に求めて、バッテリ残量ＢＬを適切に更新していくことができる。

また、ヘッド制御部４５は、部品実装機１０から取り外される場合にバッテリ残量ＢＬが第１閾値ＢＬｒｅｆ１以下であれば、バッテリ４８の交換タイミングであることを報知するから、バッテリ４８の速やかな交換を作業者に促すことができる。また、ヘッド制御部４５は、バッテリ残量ＢＬが第２閾値ＢＬｒｅｆ２以下であれば、第１閾値ＢＬｒｅｆ１に到達するまでの残り時間Ｔｒを算出して報知するから、交換用のバッテリ４８を手配するなどの準備を作業者に促すことができる。

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示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、ヘッド制御部４５が現在日時Ｄ０を部品実装機１０の制御装置６０から取得したが、これに限られず、ヘッド制御部４５が日時の計時を行うリアルタイムクロックなどを備えて現在日時Ｄ０を取得可能な構成としてもよい。

上述した実施形態では、取り外し時残量管理処理のＳ２５０，Ｓ２７０，Ｓ２８０でバッテリ残量ＢＬが第２閾値ＢＬｒｅｆ２以下であれば、第１閾値ＢＬｒｅｆ１に到達するまでの残り時間Ｔｒを算出して報知したが、これに限られるものではない。例えば、バッテリ残量ＢＬが第１閾値ＢＬｒｅｆ１を超えて第２閾値ＢＬｒｅｆ２以下であれば、バッテリ残量ＢＬが少ない（第１閾値ＢＬｒｅｆ１に近付いている）ことや交換用バッテリを準備すべきことを報知してもよい。あるいは、バッテリ残量ＢＬが第１閾値ＢＬｒｅｆ１を超える場合には報知を行わず、Ｓ２５０，Ｓ２７０，Ｓ２８０を省略してもよい。

上述した実施形態では、取り外し時残量管理処理においてバッテリ４８の交換タイミングの報知や残り時間Ｔｒの報知を行うものとしたが、これに限られず、これらの報知の両方または一方を取り付け時残量管理処理で行うものとしてもよい。ただし、実装ヘッド４０が部品実装機１０に取り付けられている状態では、電源１００から給電されるためバッテリ４８を直ちに交換する必要はない旨などを合わせて報知してもよい。

上述した実施形態では、実装ヘッド４０が４つのエンコーダ５２，５４，５６，５８を備えるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、Ｚ軸モータとして、第１および第２Ｚ軸モータ５５，５７の２つを備える構成としたが、１つのみを備える構成として、実装ヘッド４０が３つのエンコーダを備えるものとしてもよい。あるいは、サーボモータやエンコーダの数は１つ以上であればよく、５つ以上備えるものでもよい。また、部品実装機１０がサーボ制御部６５を備えるものとしたが、これに限られず、実装ヘッド４０がサーボ制御部６５を備えるものとしてもよい。

上述した実施形態では、図２に管理サーバ７０を図示したが、これに限られず、管理サーバ７０を備えないものでもよい。また、実装ヘッド４０が部品実装機１０に着脱可能に取り付けられる構成としたが、これに限られず、実装ヘッド４０が部品実装機１０に着脱不能に取り付けられる構成としてもよい。そのような構成でも、バックアップ用のバッテリ４８の残量を算出して、残量に関する報知を行うものとすればよい。この構成では、単位時間当たりのバッテリ４８の消費量を一定として、経過時間に基づく消費量を減算していくことでバッテリ残量ＢＬを算出するものとしてもよい。あるいは、部品実装機１０の稼動状況や部品実装機１０が設置される工場の操業状況、電力使用状況などによっては、部品実装機１０の電源がオフとされて電源１００からの給電が停止する状態となる可能性がある。このため、電源１００から給電されている状態と、電源１００から給電されていない状態とを区別して、バッテリ残量ＢＬを算出するものとしてもよい。なお、上述した実施形態においても、実装ヘッド４０が部品実装機１０に取り付けられており且つ電源１００から給電されている状態と、実装ヘッド４０が部品実装機１０に取り付けられており且つ電源１００から給電されていない状態とを区別して、バッテリ残量ＢＬを算出してもよい。

上述した実施形態では、単位時間当たりのバッテリ４８の消費量Ｋ１，Ｋ２と経過時間Ｔｅ１，Ｔｅ２との積をバッテリ４８の消費量として減算していくことでバッテリ残量ＢＬを算出したが、これに限られず、バッテリ４８から供給されて各エンコーダで消費される消費電流の合計値と経過時間Ｔｅ１，Ｔｅ２との積を減算していくことでバッテリ残量ＢＬを算出するなど、経過時間に基づく消費量を減算していくことでバッテリ残量ＢＬを算出する方法であればよい。

上述した実施形態では、稼動データ用メモリ４６は、不揮発性メモリとしたが、これに限られず、揮発性メモリとしてバッテリ４８から給電されるものとしてもよい。

上述した実施形態では、実装ヘッド４０のヘッド制御部４５がバッテリ残量ＢＬを管理したが、これに限られず、実装ヘッド４０が取り付けられる部品実装機１０の制御装置６０が各実装ヘッド４０のバッテリ残量ＢＬを管理してもよい。あるいは、管理サーバ７０が、１または複数の部品実装機１０に着脱される各実装ヘッド４０のバッテリ残量ＢＬを管理してもよい。図９は、変形例のバッテリ残量管理処理を示すフローチャートであり、図１０は、バッテリ残量管理情報７４ａの一例を示す説明図である。このバッテリ残量管理情報７４ａは、例えば管理サーバ７０のＨＤＤ７４に記憶されている。バッテリ残量管理情報７４ａには、実装ヘッド４０の識別情報と、取り付け日時Ｄ１や取り外し日時Ｄ２、稼働時間などの稼動データと、バッテリ残量ＢＬとが、対応付けて記憶されている。なお、識別情報は、例えば実装ヘッド４０のシリアル番号（ＳＮ＊＊＊）であり、稼動データ用メモリ４６などに記憶されている。また、識別情報は、実装ヘッド４０が取り付けられた部品実装機１０の制御装置６０が認識可能となっている。

図９のバッテリ残量管理処理では、管理サーバ７０のＣＰＵ７１は、まず、各部品実装機１０との通信を介して、いずれかの部品実装機１０に実装ヘッド４０が取り付けられたか否かを判定し（Ｓ３００）、取り付けられていないと判定すると、Ｓ３４０に進む。ＣＰＵ７１は、Ｓ３００で実装ヘッド４０が取り付けられたと判定すると、その部品実装機１０との通信を介して、取り付けられた実装ヘッド４０の識別情報を取得する（Ｓ３１０）。続いて、ＣＰＵ７１は、取得した識別情報に基づいてバッテリ残量管理情報７４ａから必要な情報を取得し（Ｓ３２０）、取り付け時残量管理処理を実行して（Ｓ３３０）、Ｓ３４０に進む。例えば、ＣＰＵ７１は、取り付けられた実装ヘッド４０の識別情報に対応する取り外し日時Ｄ２やバッテリ残量ＢＬをバッテリ残量管理情報７４ａから取得して（図４のＳ１１０に相当）、図４と同様に取り付け時残量管理処理を実行する。また、ＣＰＵ７１は、取り付け時残量管理処理において、現在日時Ｄ０を取り付け日時Ｄ１として識別情報に対応付けてバッテリ残量管理情報７４ａに記憶させると共に、更新したバッテリ残量ＢＬを識別情報に対応付けてバッテリ残量管理情報７４ａに記憶させる。

次に、ＣＰＵ７１は、各部品実装機１０との通信を介して、いずれかの部品実装機１０から実装ヘッド４０が取り外されたか否かを判定し（Ｓ３４０）、取り付けられていないと判定すると、バッテリ残量管理処理を終了する。ＣＰＵ７１は、Ｓ３４０で実装ヘッド４０が取り外されたと判定すると、その部品実装機１０との通信を介して、取り外された実装ヘッド４０の識別情報を取得する（Ｓ３５０）。続いて、ＣＰＵ７１は、取得した識別情報に基づいてバッテリ残量管理情報７４ａから必要な情報を取得し（Ｓ３６０）、取り外し時残量管理処理を実行して（Ｓ３７０）、バッテリ残量管理処理を終了する。例えば、ＣＰＵ７１は、取り外された実装ヘッド４０の識別情報に対応する取り付け日時Ｄ１やバッテリ残量ＢＬをバッテリ残量管理情報７４ａから取得して（図５のＳ２１０に相当）、図５と同様に取り外し時残量管理処理を実行する。また、ＣＰＵ７１は、取り外し時残量管理処理において、現在日時Ｄ０を取り外し日時Ｄ２として識別情報に対応付けてバッテリ残量管理情報７４ａに記憶させると共に、更新したバッテリ残量ＢＬを識別情報に対応付けてバッテリ残量管理情報７４ａに記憶させる。また、ＣＰＵ７１は、バッテリ残量ＢＬに応じて、バッテリの残り時間Ｔｒを表示装置７８に表示したり、交換タイミングである旨を表示装置７８に表示する。これにより、実施形態と同様に、バックアップ用のバッテリ４８のバッテリ残量ＢＬを適切に管理することができる。なお、この変形例では、ＣＰＵ７１が管理部に相当し、管理サーバ７０がバッテリ残量管理装置に相当する。

ここで、本開示の実装ヘッドは、以下のように構成してもよい。例えば、本開示の実装ヘッドにおいて、前記部品実装機に着脱可能で、該部品実装機に取り付けられた取り付け状態で該部品実装機からの電力が前記エンコーダに供給されるように構成され、前記管理部は、前記取り付け状態での単位時間当たりの消費量と経過時間とに基づいて前記取り付け状態での前記バッテリの消費量を算出し、前記部品実装機から取り外されている取り外し状態での単位時間当たりの消費量と経過時間とに基づいて前記取り外し状態での前記バッテリの消費量を算出し、算出した各消費量を減算していくことによりバッテリ残量を算出するものとしてもよい。部品実装機に着脱可能な実装ヘッドのエンコーダは、部品実装機への取り付け状態と取り外し状態とでバッテリの消費量が大きく変わるから、各状態の消費量をそれぞれ算出して減算していくことで、バッテリ残量を精度よく算出することができる。このため、バッテリ残量をさらに適切に管理することができる。

本開示の実装ヘッドにおいて、不揮発性メモリを備え、前記管理部は、前記部品実装機への取り付け日時と、前記部品実装機からの取り外し日時とを前記不揮発性メモリに記憶させるものであり、前記部品実装機から取り外される場合に、前記不揮発性メモリに記憶された前記取り付け日時と現在の日時とに基づいて前記取り付け状態での経過時間を求めて該取り付け状態での前記バッテリの消費量を算出し、前記部品実装機に取り付けられる場合に、前記不揮発性メモリに記憶された前記取り外し日時と現在の日時とに基づいて前記取り外し状態での経過時間を求めて該取り外し状態での前記バッテリの消費量を算出するものとしてもよい。こうすれば、部品実装機に着脱される度に、それまでの取り付け状態や取り外し状態の経過時間を容易に求めてバッテリの残量を適切に更新していくことができる。

本開示の実装ヘッドにおいて、前記管理部は、前記部品実装機から取り外される場合にバッテリ残量が第１閾値以下であれば、前記所定の報知として前記バッテリの交換タイミングであることを報知し、バッテリ残量が前記第１閾値を超えて該第１閾値より大きな第２閾値以下であれば、バッテリ残量が前記第１閾値に到達するまでの残り時間を該第１閾値との差分と前記取り外し状態での単位時間当たりの消費量とに基づいて算出し、該算出した残り時間を報知するものとしてもよい。こうすれば、バッテリ残量が第１閾値以下であればバッテリの速やかな交換を作業者に促すことができる。また、バッテリ残量が第２閾値以下であれば交換用のバッテリを手配するなどの準備を作業者に促すことができる。

また、本開示は、バッテリ残量管理装置の形態とすることもできる。即ち、本開示のバッテリ残量管理装置は、実装対象の部品の採取部材を移動させるサーボモータと、前記サーボモータの回転位置を検出して位置情報を揮発性メモリに記憶するエンコーダと、前記エンコーダにバックアップ用の電力を供給するバッテリと、を備え、部品実装機に着脱可能な実装ヘッドのバッテリ残量を管理するバッテリ残量管理装置であって、前記実装ヘッドの識別情報と経過時間とに基づいて前記実装ヘッド毎に前記バッテリの消費量を減算していくことによりバッテリ残量を算出し、該算出したバッテリ残量に関する所定の報知を行う管理部を備えることを要旨とする。

本開示のバッテリ残量管理装置は、実装ヘッドの識別情報と経過時間とに基づいて実装ヘッド毎にバッテリの消費量を減算していくことによりバッテリ残量を算出し、算出したバッテリ残量に関する所定の報知を行う。これにより、上述した実装ヘッドと同様に、バッテリ残量を適切に管理することができる。このバッテリ残量管理装置において、上述した実装ヘッドの種々の態様や機能を実現する構成を備えてもよい。また、バッテリ残量管理装置は、実装ヘッドの識別情報に対応付けて、バッテリ残量と経過時間に関する情報とを記憶する記憶部を備えてもよい。また、バッテリ残量管理装置は、１または複数の部品実装機と通信可能に構成され、部品実装機に着脱される実装ヘッドのバッテリ残量を管理するものとしてもよい。

また、本開示は、バッテリ残量管理方法の形態とすることもできる。即ち、本開示のバッテリ残量管理方法は、実装対象の部品の採取部材を移動させるサーボモータと、前記サーボモータの回転位置を検出して位置情報を揮発性メモリに記憶するエンコーダと、前記エンコーダにバックアップ用の電力を供給するバッテリと、を備え、部品実装機で用いられる実装ヘッドのバッテリ残量を管理するバッテリ残量管理方法であって、経過時間に基づいて前記バッテリの消費量を減算していくことによりバッテリ残量を算出し、該算出したバッテリ残量に関する所定の報知を行うことを要旨とする。

本開示のバッテリ残量管理方法は、経過時間に基づいてバッテリの消費量を減算していくことによりバッテリ残量を算出し、算出したバッテリ残量に関する所定の報知を行う。これにより、上述した実装ヘッドと同様に、バッテリ残量を適切に管理することができる。このバッテリ残量管理方法において、上述した実装ヘッドの種々の態様や機能を実現するステップを含んでもよい。

本開示は、部品実装機や実装ヘッドの製造産業などに利用可能である。

１０ 部品実装機、１１ 基台、１２ 筐体、２１ 部品供給装置、２２ 基板搬送装置、２８ 表示装置、３１ Ｘ軸ガイドレール、３２ Ｘ軸スライダ、３３ Ｘ軸モータ、３５ Ｙ軸ガイドレール、３６ Ｙ軸スライダ、３７ Ｙ軸モータ、４０ 実装ヘッド、４１ ヘッド本体、４４ 吸着ノズル、４５ ヘッド制御部、４６ 稼動データ用メモリ、４８ バッテリ、５１ Ｒ軸モータ、５２，５４，５６，５８ エンコーダ、５２ａ，５４ａ，５６ａ，５８ａ メモリ、５３ Ｑ軸モータ、５５ 第１Ｚ軸モータ、５７ 第２Ｚ軸モータ、６０ 制御装置、６１，７１ ＣＰＵ、６２，７２ ＲＯＭ、６３，７３ ＲＡＭ、６４，７４ ＨＤＤ、６５ サーボ制御部、６６ Ｒ軸サーボアンプ、６７ Ｑ軸サーボアンプ、６８ 第１Ｚ軸サーボアンプ、６９ 第２Ｚ軸サーボアンプ、７０ 管理サーバ、７４ａ バッテリ残量管理情報、７６ 入力装置、７８ 表示装置、１００ 電源、Ｓ 基板。

Claims (4)

1. 部品実装機で用いられ、実装対象の部品を採取部材で採取する実装ヘッドであって、
   前記採取部材を移動させるサーボモータと、
   前記サーボモータの回転位置を検出して位置情報を揮発性メモリに記憶するエンコーダと、
   前記エンコーダにバックアップ用の電力を供給するバッテリと、
   経過時間に基づいて前記バッテリの消費量を減算していくことによりバッテリ残量を算出し、該算出したバッテリ残量に関する所定の報知を行う管理部と、
   を備え、
   前記実装ヘッドは、前記部品実装機に着脱可能で、該部品実装機に取り付けられた取り付け状態で該部品実装機からの電力が前記エンコーダに供給されるように構成され、
   前記管理部は、前記取り付け状態での単位時間当たりの消費量と経過時間とに基づいて前記取り付け状態での前記バッテリの消費量を算出し、前記部品実装機から取り外されている取り外し状態での単位時間当たりの消費量と経過時間とに基づいて前記取り外し状態での前記バッテリの消費量を算出し、算出した各消費量を減算していくことによりバッテリ残量を算出し、前記部品実装機から取り外される場合にバッテリ残量が第１閾値以下であれば、前記所定の報知として前記バッテリの交換タイミングであることを報知し、バッテリ残量が前記第１閾値を超えて該第１閾値より大きな第２閾値以下であれば、バッテリ残量が前記第１閾値に到達するまでの残り時間を該第１閾値との差分と前記取り外し状態での単位時間当たりの消費量とに基づいて算出し、該算出した残り時間を報知する
   実装ヘッド。
2. 請求項１に記載の実装ヘッドであって、
   不揮発性メモリを備え、
   前記管理部は、前記部品実装機への取り付け日時と、前記部品実装機からの取り外し日時とを前記不揮発性メモリに記憶させるものであり、前記部品実装機から取り外される場合に、前記不揮発性メモリに記憶された前記取り付け日時と現在の日時とに基づいて前記取り付け状態での経過時間を求めて該取り付け状態での前記バッテリの消費量を算出し、前記部品実装機に取り付けられる場合に、前記不揮発性メモリに記憶された前記取り外し日時と現在の日時とに基づいて前記取り外し状態での経過時間を求めて該取り外し状態での前記バッテリの消費量を算出する
   実装ヘッド。
3. 実装対象の部品の採取部材を移動させるサーボモータと、前記サーボモータの回転位置を検出して位置情報を揮発性メモリに記憶するエンコーダと、前記エンコーダにバックアップ用の電力を供給するバッテリと、を備え、部品実装機に着脱可能で、該部品実装機に取り付けられた取り付け状態で該部品実装機からの電力が前記エンコーダに供給されるように構成された実装ヘッドのバッテリ残量を管理するバッテリ残量管理装置であって、
   前記実装ヘッドの識別情報と経過時間とに基づいて前記実装ヘッド毎に前記バッテリの消費量を減算していくことによりバッテリ残量を算出し、該算出したバッテリ残量に関する所定の報知を行う管理部を備え、
   前記管理部は、前記取り付け状態での単位時間当たりの消費量と経過時間とに基づいて前記取り付け状態での前記バッテリの消費量を算出し、前記部品実装機から取り外されている取り外し状態での単位時間当たりの消費量と経過時間とに基づいて前記取り外し状態での前記バッテリの消費量を算出し、算出した各消費量を減算していくことによりバッテリ残量を算出し、前記部品実装機から取り外される場合にバッテリ残量が第１閾値以下であれば、前記所定の報知として前記バッテリの交換タイミングであることを報知し、バッテリ残量が前記第１閾値を超えて該第１閾値より大きな第２閾値以下であれば、バッテリ残量が前記第１閾値に到達するまでの残り時間を該第１閾値との差分と前記取り外し状態での単位時間当たりの消費量とに基づいて算出し、該算出した残り時間を報知する
   バッテリ残量管理装置。
4. 実装対象の部品の採取部材を移動させるサーボモータと、前記サーボモータの回転位置
   を検出して位置情報を揮発性メモリに記憶するエンコーダと、前記エンコーダにバックアップ用の電力を供給するバッテリと、を備え、部品実装機に着脱可能で、該部品実装機に取り付けられた取り付け状態で該部品実装機からの電力が前記エンコーダに供給されるように構成された実装ヘッドのバッテリ残量を管理するバッテリ残量管理方法であって、
   経過時間に基づいて前記バッテリの消費量を減算していくことによりバッテリ残量を算出し、該算出したバッテリ残量に関する所定の報知を行い、
   前記取り付け状態での単位時間当たりの消費量と経過時間とに基づいて前記取り付け状態での前記バッテリの消費量を算出し、前記部品実装機から取り外されている取り外し状態での単位時間当たりの消費量と経過時間とに基づいて前記取り外し状態での前記バッテリの消費量を算出し、算出した各消費量を減算していくことによりバッテリ残量を算出し、前記部品実装機から取り外される場合にバッテリ残量が第１閾値以下であれば、前記所定の報知として前記バッテリの交換タイミングであることを報知し、バッテリ残量が前記第１閾値を超えて該第１閾値より大きな第２閾値以下であれば、バッテリ残量が前記第１閾値に到達するまでの残り時間を該第１閾値との差分と前記取り外し状態での単位時間当たりの消費量とに基づいて算出し、該算出した残り時間を報知する
   バッテリ残量管理方法。

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