JP7383838B2 - 部品保管システム、部品保管庫およびマガジン準備方法 - Google Patents

Description

この発明は、部品を基板に実装する技術に関し、特にマガジンのスロットから引き出されたパレットに載置されたトレイに収納された部品を基板への実装のために供給する技術に関する。

部品を基板に実装することで部品実装済み基板を生産する部品実装機に対しては、部品を適宜補給する必要がある。そこで、部品補給を実行するための種々の技術が提案されている。例えば特許文献１では、生産システムからの指示に応じて部品供給治具保管棚から部品供給治具をピッキングして部品供給台車にセットし、部品供給台車によって部品供給治具を搬送することで、部品供給治具に配置された部品を部品実装機に補給する。特許文献２では、部品を供給するための容器装填ユニット用のキャリアにはディスプレイが設けられており、このディスプレイは容器装填ユニットに関する情報を表示する。特許文献３では、中間倉庫から受け取った部品トレイを搬送カートに積み込んで、自走式の搬送機が搬送カートを搬送する。

特開２０１２－１３４３３１号公報 特表２０１８－５０７５５８号公報 特開２０１９－２１８１５７号公報

ところで、部品実装機によっては、トレイに収納された部品（いわゆるトレイ部品）を基板に実装する。かかる部品実装機は、それぞれ部品を保持可能な複数のスロットを有するマガジンのスロットから部品を取り出して基板に実装する。具体的には、スロットにはパレットが挿脱可能であり、部品を収納するトレイが載置されたパレットがスロットに挿入された状態でパレットに保持される。したがって、かかる部品実装機への部品補給にとっては、部品実装機で実装予定の部品を収納するトレイが載置されたパレットがスロットに挿入されたマガジンを自動的に準備できることが、作業者の手間の削減につながり好適である。これに対して、特許文献１は、トレイ、パレットおよびマガジンを必要とする部品について特に考慮していない。また、特許文献２、３は、部品の搬送に係る技術を主眼とするものであり、上記のようなマガジンの準備を開示するものではない。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、部品を収納するトレイが載置されたパレットがスロットに挿入されたマガジンを自動的に準備して、部品補給における省人化を可能とする技術の提供を目的とする。

本発明に係る部品保管システムは、部品を収納するトレイを保管するトレイ保管部と、トレイ保管部から取り出したトレイが載置されたパレットをマガジンに設けられたスロットに保持させる作業実行部とを有する部品保管庫と、部品保管庫を制御する制御装置とを備え、マガジンは、スロットにパレットを保持することで、パレットに載置されたトレイに収納される部品をスロットに保持し、制御装置は、マガジンのスロットに保持させる部品を示すマガジン準備指示を部品保管庫に通知し、作業実行部は、マガジン準備指示が示す部品をスロットに保持するマガジンを準備する。

本発明に係る部品保管庫は、部品を収納するトレイを保管するトレイ保管部と、トレイ保管部から取り出したトレイが載置されたパレットをマガジンに設けられたスロットに保持させる作業実行部とを備え、マガジンは、スロットにパレットを保持することで、パレットに載置されたトレイに収納される部品をスロットに保持し、作業実行部は、マガジンのスロットに保持させる部品を示すマガジン準備指示が示す部品をスロットに保持するマガジンを準備する。

本発明に係るマガジン準備方法は、マガジンのスロットに保持させる部品を示すマガジン準備指示を通知する工程と、部品を収納するトレイを保管するトレイ保管部と、トレイ保管部から取り出したトレイが載置されたパレットをマガジンに設けられたスロットに保持させる作業実行部とを有する部品保管庫において、作業実行部がマガジン準備指示が示す部品をスロットに保持するマガジンを準備する工程とを備える。

このように構成された本発明（部品保管システム、部品保管庫およびマガジン準備方法）では、マガジンのスロットに保持させる部品を示すマガジン準備指示が、トレイ保管部にトレイを保管する部品保管庫に通知される。これに対して、部品保管庫には、トレイ保管部から取り出したトレイが載置されたパレットをマガジンに設けられたスロットに保持させる作業実行部が具備されており、マガジン準備指示が示す部品をスロットに保持するマガジンが、作業実行部によって準備される。こうして、部品を収納するトレイが載置されたパレットがスロットに挿入されたマガジンを自動的に準備することができ、部品補給における省人化が可能となっている。

また、制御装置は、部品実装機によって部品を基板に実装することで部品実装済み基板を生産する生産計画に基づき部品実装機に部品を補給する補給タイミングを算出し、補給タイミングで補給予定の部品をスロットに保持するマガジンの準備を補給タイミングに応じて実行することを示すマガジン準備指示を部品保管庫に通知するように、部品保管システムを構成してもよい。かかる構成では、部品を収納するトレイが載置されたパレットがスロットに挿入されたマガジンを、部品実装機への部品の補給タイミングに応じて準備することができる。

また、制御装置は、補給タイミングで補給予定の部品をスロットに保持するマガジンの準備のための作業を補給タイミングより前に開始することを要求するマガジン準備指示を部品保管庫に通知し、作業実行部は、マガジン準備指示が示す部品をスロットに保持するマガジンの準備のための作業を補給タイミングより前に開始するように、部品保管システムを構成してもよい。かかる構成では、部品を収納するトレイが載置されたパレットがスロットに挿入されたマガジンを、部品実装機への部品の補給タイミングに応じて速やかに準備することができる。

また、制御装置は、生産計画に従って部品を基板に実装する部品実装機における部品の残数の時間変化を予測するシミュレーションを実行した結果に基づき補給タイミングを算出するように、部品保管システムを構成してもよい。かかる構成では、部品を収納するトレイが載置されたパレットがスロットに挿入されたマガジンを、部品実装機での部品残数の時間変化に即した適切なタイミングで準備することができる。

また、マガジンには、マガジンを識別するマガジンＩＤが付されており、制御装置は、マガジン準備指示の対象となるマガジンのマガジンＩＤと、マガジン準備指示とを対応付けて、部品保管庫に通知し、部品保管庫は、搬送されてきたマガジンのマガジンＩＤを読み取るマガジンＩＤリーダを有し、作業実行部は、マガジンＩＤリーダにより読み取られたマガジンＩＤに対応するマガジン準備指示に従って、マガジンＩＤが付されたマガジンのスロットに部品を保持させるように、部品保管システムを構成してもよい。かかる構成では、マガジンＩＤリーダにより読み取ったマガジンＩＤに基づき、当該マガジンＩＤが付されたマガジンのスロットに適切な部品を保持させることができる。

また、トレイには、トレイに載置される部品を識別する部品ＩＤが付され、マガジン準備指示は、マガジンのスロットに保持させる部品の部品ＩＤとスロットとを対応付けて示し、作業実行部は、マガジン準備指示が示すスロットと部品ＩＤとの対応関係に応じて、部品ＩＤの部品をスロットに保持させるように、部品保管システムを構成してもよい。かかる構成では、スロットに対して、当該スロットに対応する部品ＩＤの部品を適切に保持させることができる。

また、マガジンには、マガジンを識別するマガジンＩＤが付されており、トレイには、トレイに載置される部品を識別する部品ＩＤが付され、部品保管庫は、マガジンを保管しており、部品保管庫に保管されていたマガジンのスロットにマガジン準備指示が示す部品を作業実行部により保持させるとともに、マガジンのマガジンＩＤとマガジンのスロットに保持させた部品ＩＤとの対応関係を制御装置に通知するように、部品保管システムを構成してもよい。これによって、制御装置は、マガジンがスロットに保持する部品を、マガジンＩＤと部品ＩＤとの対応関係に基づき的確に確認することができる。

また、部品保管庫は、パレットを収納するパレット保管部をさらに有し、作業実行部は、トレイ保管部に保管されるトレイのうち、マガジン準備指示が示す部品を収納するトレイを、パレット保管部に保管されるパレットのうちの一のパレットに載置してから、一のパレットをスロットに挿入することで、マガジン準備指示が示す部品をスロットに保持するマガジンを準備するように、部品保管システムを構成してもよい。かかる構成では、部品を収納するトレイが載置されたパレットを空のスロットに挿入することで、上記のようにマガジンを準備することができる。

また、パレットには、パレットを識別するパレットＩＤが付され、部品保管庫は、パレットＩＤを読み取るパレットＩＤリーダを有し、マガジン準備指示は、マガジンのスロットに保持させる部品を、スロットに挿入されたパレットのパレットＩＤに対応付けて示し、部品保管庫は、搬送されてきたマガジンに挿入されたパレットのパレットＩＤをパレットＩＤリーダで読み取って、パレットＩＤに対してマガジン準備指示により対応付けられた部品を収納するトレイを、パレットに載置することで、マガジン準備指示が示す部品をスロットに保持するマガジンを準備するように、部品保管システムを構成してもよい。

なお、準備されたマガジンの搬送の具体的手段は種々考えられる。つまり、制御装置は、マガジン準備指示に応じて準備されたマガジンを搬送先まで無人搬送車に搬送させるように、部品保管システムを構成してもよい。あるいは、制御装置は、マガジン準備指示に応じて準備されたマガジンを搬送先まで搬送するように、作業員に報知するように、部品保管システムを構成してもよい。

本発明によれば、部品を収納するトレイが載置されたパレットがスロットに挿入されたマガジンを自動的に準備して、部品補給における省人化することが可能となる。

本発明に係る部品保管システムを備えた部品実装システムの一例を示すブロック図である。 部品保管庫での作業対象物であるトレイおよびパレットを模式的に示す平面図。 部品保管庫での作業対象物であるパレットおよびマガジンを模式的に示す側面図。 部品保管庫での作業対象物であるマガジンを模式的に示す斜視図。 部品保管庫の一例の内部構成を模式的に示す平面図。 図３Ａの部品保管庫の内部構成を模式的に示す側面図。 ＡＧＶおよび部品実装機の構成を模式的に示す図。 マガジン構成情報の具体的な内容の一例を示す図。 シミュレーションの実行のために必要となるシミュレーションパラメータの一例を示す図。 部品残数シミュレーションの演算内容の一例を示す図。 部品切れエラーが発生するタイミングを示す部品切れチャートの一例を示す図。 補給可能時間帯の一例を示す図。 マガジン準備のために実行される各動作のタイミングを示す図。 マガジン構成情報の作成方法の一例を示すフローチャート。 部品保管庫の第１変形例の内部構成を模式的に示す平面図。 図１２Ａの部品保管庫の内部構成を模式的に示す側面図。 部品保管庫の第２変形例の内部構成を模式的に示す平面図。 部品保管庫の第３変形例の内部構成を模式的に示す平面図。 図１４Ａの部品保管庫の内部構成を模式的に示す側面図。 コンピュータ、部品保管庫およびＡＧＶの動作の同期のためにステータスを共有する手法の一例を示す図。

図１は本発明に係る部品保管システムを備えた部品実装システムの一例を示すブロック図である。部品実装システム１は、部品（電子部品）を基板（プリント基板）に実装することで部品が実装された基板（部品実装済み基板）を生産する。この部品実装システム１は、コンピュータ２と部品保管庫３とを備え、コンピュータ２と部品保管庫３とが協働して本発明の「部品保管システム」の一例を構成する。

コンピュータ２は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)やメモリ等で構成されたプロセッサである演算部２１と、例えばＨＤＤ(Hard Disk Drive)等で構成された記憶部２２とを備える。記憶部２２は、生産すべき基板の品種および枚数を示す生産計画Ｐと、所定の基板品種の基板を生産するために当該基板に実装される部品の部品名（換言すれば、部品の種類）や個数を示す基板データＤとを記憶する。なお、部品の機能、形状および寸法のいずれかが少なくとも異なる場合には、部品名が異なるものとする。複数の基板品種を生産する場合には、基板データＤは基板品種毎に作成されて、記憶部２２に記憶される。さらに、コンピュータ２は、生産計画Ｐおよび基板データＤに基づきマガジン準備指示Ｃｐを作成して、記憶部２２に記憶する。マガジン準備指示Ｃｐの詳細は後述する。

また、コンピュータ２は、キーボードおよびマウス等の入力機器と、ディスプレイ等の出力機器とで構成されるＵＩ(User Interface)２３を備える。したがって、作業者は、ＵＩ２３の入力機器を操作することでコンピュータ２にデータを入力できるとともに、ＵＩ２３の出力機器を確認することでコンピュータ２から報知される内容を確認できる。なお、入力機器と出力機器とを別体で構成する必要は必ずしもなく、タッチパネルディスプレイによってこれらを一体的に構成しても構わない。さらに、コンピュータ２は部品保管庫３等の外部装置と通信を行う通信部２４を備える。通信部２４による通信は、有線通信および無線通信のいずれでも構わない。

図２Ａは部品保管庫での作業対象物であるトレイおよびパレットを模式的に示す平面図であり、図２Ｂは部品保管庫での作業対象物であるパレットおよびマガジンを模式的に示す側面図であり、図２Ｃは部品保管庫での作業対象物であるマガジンを模式的に示す斜視図である。これらの図では、水平方向であるＸ方向、Ｘ方向に直交する水平方向であるＹ方向および鉛直方向であるＺ方向が示されている。

図２Ａに示すように、複数の部品４１がマトリックス状に配列されてトレイ４２に収納されている。このトレイ４２には、トレイ４２に収納される部品４１を識別するバーコードである部品ＩＤ４１ｄと、トレイ４２を識別するバーコードであるトレイＩＤ４２ｄとが付されている。さらに、部品４１を収納するトレイ４２はパレット４３の上に載置される。このパレット４３には、パレット４３を識別するバーコードであるパレットＩＤ４３ｄが付されている。そして、トレイ４２が載置されたパレット４３がマガジン４４にセットされる。

マガジン４４は、直方体形状の筐体４４１を有し、筐体４４１は、挿脱方向（図２Ｂ、図２Ｃの例ではＸ方向）の両側に開口４４２を有する。筐体４４１の上面には、マガジン４４を識別するバーコードであるマガジンＩＤ４４ｄが付されている。筐体４４１は、挿脱方向に対する直交方向（図２Ｂ、図２Ｃの例ではＹ方向）に対向する２枚の側板４４３を有し、各側板４４３の内壁では、複数の突起４４４が等間隔で配列されている。そして、それぞれ異なる側板４４３において同じ高さに設けられた２個の突起４４４が対を成して、パレット４３を支持することができる。つまり、一対の突起４４４の上側がパレット４３を挿入するためのスロット４４５として機能する。このようにマガジン４４は、Ｚ方向に配列された複数のスロット４４５を有し、スロット４４５に挿入されたパレット４３は、一対の突起４４４によって下側から支持される。こうして、パレット４３に載置されたトレイ４２に収納される部品４１がスロット４４５に保持される。

筐体４４１はＺ方向に対向する底板４４６と天板４４７とを有し、２枚の側板４４３は底板４４６に対して天板４４７を支持するように、底板４４６および天板４４７に取り付けられている。これら底板４４６および天板４４７の内壁には、挿脱方向に延設された案内溝４４８が設けられている。底板４４６および天板４４７それぞれの案内溝４４８はＺ方向に互いに対向している。

そして、Ｚ方向に延設された平板形状のパレット押出治具４５がマガジン４４とは別に設けられており、パレット押出治具４５の上端および下端をこれら案内溝４４８に嵌めることで、パレット押出治具４５をマガジン４４に取り付けることができる。こうして、マガジン４４に取り付けられたパレット押出治具４５は、案内溝４４８に沿って挿脱方向に移動することができる。

図３Ａは部品保管庫の一例の内部構成を模式的に示す平面図であり、図３Ｂは図３Ａの部品保管庫の内部構成を模式的に示す側面図である。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、部品保管庫３は、入庫部３１、トレイ保管ラック３２、パレット保管ラック３３、出庫部３４およびこれらを収容する筐体３５を備える。筐体３５は、入庫部３１を開閉する入庫扉３５１と、出庫部３４を開閉する出庫扉３５２とを有する。

入庫部３１は、作業者による入庫作業の作業場として機能する。つまり、作業者は、入庫扉３５１を開いてトレイ４２を入庫部３１に載置することで、トレイ４２を入庫することができる。これによって、満数の部品４１を収納するトレイ４２が部品保管庫３に入庫されることとなる。また、作業者は、入庫扉３５１を開いてパレット４３を入庫部３１に載置することで、パレット４３を入庫することができる。これによって、空のパレット４３（すなわち、トレイ４２が載置されていないパレット４３）が部品保管庫３に入庫されることとなる。

トレイ保管ラック３２は、Ｚ方向に配列された複数のトレイ棚を有する。そして、トレイ保管ラック３２のトレイ棚にトレイ４２を挿入したり、トレイ保管ラック３２のトレイ棚からトレイ４２を引き出したりすることができる。このトレイ保管ラック３２は、部品４１が収納されたトレイ４２を保管する機能を果たす。

パレット保管ラック３３は、Ｚ方向に配列された複数のパレット棚を有する。そして、パレット保管ラック３３のパレット棚にパレット４３を挿入したり、パレット保管ラック３３のパレット棚からパレット４３を引き出したりすることができる。このパレット保管ラック３３は、空のパレット４３を保管する機能を果たす。

出庫部３４は、マガジン準備指示Ｃｐに従って準備されたマガジン４４を出庫する場所として機能する。つまり、出庫扉３５２を開いて外部から出庫部３４に載置されたマガジン４４に対しては、マガジン準備指示Ｃｐに従って所定のスロット４４５に所定のトレイ４２を保持させるマガジン準備作業が実行される。そして、部品保管庫３は、マガジン準備作業が完了したマガジン４４を出庫部３４から出庫扉３５２を介して外部に出庫することができる。

さらに、部品保管庫３は、作業ロボット３６、ＩＤリーダ３７１およびカメラ３７２を、筐体３５の内部に備える。作業ロボット３６は、先端にエンドエフェクタ３６１を有するマニピュレータである。この作業ロボット３６は、鉛直方向、水平方向および鉛直方向に平行な回転軸を中心とする回転方向を含む複数の方向に自由度を有しており、エンドエフェクタ３６１をこれらの方向に変位させることで、後述する作業を実行する。エンドエフェクタ３６１は、ロボットハンドであり、作業の対象物を掴みあるいは放す。ＩＤリーダ３７１は、バーコードで構成された上記のＩＤ（部品ＩＤ４１ｄ、トレイＩＤ４２ｄ、マガジンＩＤ４４ｄ）を読み取るバーコードスキャナであり、作業ロボット３６のエンドエフェクタ３６１に取り付けられている。かかるＩＤリーダ３７１によるＩＤの読み取りは、作業ロボット３６のエンドエフェクタ３６１をバーコードへ移動させて、ＩＤリーダ３７１にＩＤを対向させることで実行される。カメラ３７２は、作業ロボット３６より上側に配置され、作業ロボット３６のエンドエフェクタ３６１に掴まれた対象物を上方から撮像する。ただし、ＩＤリーダ３７１およびカメラ３７２の配置はこの例に限られない。

図１に示すように、部品保管庫３は、例えばプロセッサあるいはＦＰＧＡ(Field-Programmable Gate Array)等で構成された制御部３９１、例えばＨＤＤ等で構成された記憶部３９２および通信部３９３を備える。記憶部３９２は、トレイ保管ラック３２によるトレイ４２の保管状態や、パレット保管ラック３３によるパレット４３の保管状態を示す保管情報Ｉｓを記憶する。つまり、トレイ保管ラック３２の複数のトレイ棚には互いに異なる番号（トレイ棚番号）が付されており、保管情報Ｉｓは、トレイ棚の番号と、当該トレイ棚に保管されるトレイ４２に付された部品ＩＤ４１ｄおよびトレイＩＤ４２ｄとを対応付けて示す。また、パレット保管ラック３３の複数のパレット棚には互いに異なる番号（パレット棚番号）が付されており、保管情報Ｉｓは、パレット棚の番号と、当該パレット棚に保管されるパレット４３に付されたパレットＩＤ４３ｄとを対応付けて示す。

通信部３９３は、コンピュータ２の通信部２４と通信を行って、当該通信部２４からマガジン準備指示Ｃｐを受信して記憶部３９２に保存する。このマガジン準備指示Ｃｐは、準備の対象となるマガジン４４のマガジンＩＤ４４ｄと、準備するマガジンの構成を示すマガジン構成情報とを対応付けて示す。マガジン構成情報は、複数のスロット４４５のそれぞれを互いに異なる番号（スロット番号）によって識別し、スロット４４５に保持させる部品４１と、当該スロット４４５の番号とを対応付けて示す。特に、この対応付けには、次に説明するパレット構成情報が用いられる。

つまり、マガジン構成情報は、スロット４４５に部品４１を保持するために使用するパレット４３に関するパレット構成情報を含む。このパレット構成情報は、パレット４３のパレットＩＤ４３ｄと、当該パレット４３に載置されるトレイ４２のトレイＩＤ４２ｄと、当該トレイ４２に収納される部品４１の部品ＩＤ４１ｄとを対応付けて示す。そして、マガジン構成情報は、スロット４４５に保持されるパレット４３のパレット構成情報と、当該スロット４４５の番号とを対応付けることで、部品４１と当該部品４１を保持するスロット４４５とを対応付ける。なお、コンピュータ２は、部品保管庫３から保管情報Ｉｓを予め受信している。そして、コンピュータ２は、トレイ保管ラック３２に保管されているトレイ４２に付された部品ＩＤ４１ｄおよびトレイＩＤ４２ｄや、パレット保管ラック３３に保管されているパレット４３に付されたパレットＩＤ４３ｄを保管情報Ｉｓにより確認した結果に基づき、パレット構成情報を作成する。

制御部３９１は、作業ロボット３６、ＩＤリーダ３７１およびカメラ３７２を制御することで、次に示す各動作をこれらに実行させる。例えば、トレイ４２が入庫部３１に載置されると、制御部３９１は、このトレイ４２に付された部品ＩＤ４１ｄおよびトレイＩＤ４２ｄをＩＤリーダ３７１によって読み取ってから、エンドエフェクタ３６１によってこのトレイ４２をトレイ保管ラック３２のトレイ棚に挿入する。また、制御部３９１は、これら部品ＩＤ４１ｄ、トレイＩＤ４２ｄおよびトレイ棚の番号を対応付けて保管情報Ｉｓに登録する。

パレット４３が入庫部３１に載置されると、制御部３９１は、このパレット４３に付されたパレットＩＤ４３ｄをＩＤリーダ３７１によって読み取ってから、エンドエフェクタ３６１によってこのパレット４３をパレット保管ラック３３のパレット棚に挿入する。また、制御部３９１は、これらパレットＩＤ４３ｄおよびパレット棚の番号を対応付けて保管情報Ｉｓに登録する。

マガジン４４が出庫部３４に載置されると、制御部３９１は、このマガジン４４に付されたマガジンＩＤ４４ｄをＩＤリーダ３７１によって読み取ってから、マガジン準備指示Ｃｐによって当該マガジンＩＤ４４ｄに対応付けられたマガジン構成情報を確認する。そして、制御部３９１は、このマガジン構成情報に従ってスロット４４５に部品４１を保持させることで、マガジン構成情報が示す構成を具備するマガジン４４を準備する。

具体的には、制御部３９１は、マガジン４４のスロット４４５の番号と、パレット構成情報との対応関係に基づき、当該番号スロット４４５に挿入すべきパレット４３と、パレット４３に載置すべきトレイ４２とを確認した結果に基づき、作業ロボット３６を制御する。つまり、制御部３９１は、パレット構成情報が示す部品ＩＤ４１ｄおよびトレイＩＤ４２ｄが付されたトレイ４２が収納されたトレイ棚を特定して、このトレイ棚からトレイ４２を取り出すトレイ取出作業を作業ロボット３６に実行させる。

さらに、制御部３９１は、パレット構成情報が示すパレットＩＤ４３ｄが付されたパレット４３が収納されたパレット棚を特定して、このパレット棚のパレット４３に、トレイ取出作業で取り出したトレイ４２を載置させるトレイ載置作業を作業ロボット３６に実行させる。なお、パレット構成情報は、パレット４３に載置されるトレイ４２の向きや場所を示すトレイレイアウトを含み、制御部３９１は、作業ロボット３６が取り出したトレイ４２をカメラ３７２によって撮像した画像に基づき作業ロボット３６を制御することで、トレイレイアウトが示す向きおよび場所にトレイ４２を載置する。

そして、制御部３９１は、パレット構成情報に対応するスロット番号のスロット４４５を特定して、このスロット４４５に、トレイ載置作業でトレイ４２が載置されたパレット４３をトレイ棚から取り出して挿入するパレット挿入作業を作業ロボット３６に実行させる。これらのトレイ取出作業、トレイ載置作業およびパレット挿入作業を、マガジン構成情報が示す各スロット４４５に実行することで、マガジン準備指示Ｃｐが示す部品４１をスロット４４５に保持するマガジン４４が準備される。こうして準備されたマガジン４４は、ＡＧＶ(Automatic Guided Vehicle) ５によって、部品保管庫３の出庫部３４から部品実装機６へ搬送される。

つまり、図１に示すように、部品実装システム１は、複数の部品実装機６を備える。より具体的には、直列に配列された複数（３台）の部品実装機６によって１つの実装ライン６０が構成され、複数（２本）の実装ライン６０が設けられている。各部品実装機６は、コンデンサ、抵抗あるいは集積回路等の電子部品を基板（プリント基板）に実装する。この部品実装機６によって実装される電子部品には、上述のトレイ４２によって供給される部品４１（トレイ部品）が含まれる。

図４はＡＧＶおよび部品実装機の構成を模式的に示す図である。図４に示すように、ＡＧＶ５は、搬送車本体５１と、搬送車本体５１に回転可能に取り付けられた複数の車輪５２とを有し、車輪５２の回転に伴って搬送車本体５１が移動する。また、ＡＧＶ５は、搬送車本体５１の上面に取り付けられたキャリッジ５３を有し、部品保管庫３から出庫されたマガジン４４は、キャリッジ５３に保持される。このキャリッジ５３は、スライドレール機構等によってＡＧＶ５の進行方向（図４の例ではＸ方向）に伸展して、マガジン４４を移動させることができる。さらに、搬送車本体５１には、作業ロボット５４が取り付けられている。作業ロボット５４は、先端にエンドエフェクタ５４１を有するマニピュレータであり、エンドエフェクタ５４１を各方向に変位させる。エンドエフェクタ５４１は、ロボットハンドであり、作業の対象物を掴みあるいは放す。特に作業ロボット５４は、エンドエフェクタ５４１によってパレット押出治具４５を操作する。

また、ＡＧＶ５は、搬送車本体５１に内蔵された制御部５５１、記憶部５５２、通信部５５３およびＵＩ(User Interface)５５４を備える。制御部５５１は、例えばプロセッサあるいはＦＰＧＡ(Field-Programmable Gate Array)等で構成され、車輪５２や作業ロボット５４の動作を制御する。記憶部５５２は、例えばＨＤＤ等で構成され、マガジン４４の搬送を指示するマガジン搬送指示Ｃｃを記憶する。そして、マガジン搬送指示Ｃｃが示す搬送ルートに基づき制御部５５１が車輪５２を制御することで、ＡＧＶ５は当該搬送ルートに沿って移動する。通信部５５３は、コンピュータ２の通信部２４と通信を行って、当該通信部２４からマガジン搬送指示Ｃｃを受信して、記憶部５５２に保存する。また、通信部５５３は、部品保管庫３の通信部３９３とも通信することができる。ＵＩ５５４は、例えば表示機能と入力機能とを併せ持ったタッチパネルディスプレイであり、作業者は、ＵＩ５５４の表示を確認することで実行すべき作業等を確認できるとともに、ＵＩ５５４を操作することで作業の進捗等を入力できる。

部品実装機６は、ハウジング６１を備え、ハウジング６１内では２個のマガジン４４（４４ｕ、４４ｌ）がＺ方向に配列されている。２個のマガジン４４のうち、上側のマガジン４４ｕは、ハウジング６１に設けられた補給口６１１に対向する。そして、マガジン４４ｕのスロット４４５には、外部から補給されるパレット４３が挿入される。つまり、ＡＧＶ５は、部品実装機６に到着すると、キャリッジ５３に保持するマガジン４４（４４ｃ）を、補給口６１１を介してマガジン４４ｕに対向させる。これによって、マガジン４４ｃの複数のスロット４４５とマガジン４４ｕの複数のスロット４４５とがそれぞれＸ方向において対向する。この際、マガジン４４ｃのスロット４４５に保持されるパレット４３は、マガジン４４ｕの空のスロット４４５に対向する。そして、作業ロボット５４がパレット押出治具４５を補給口６１１へ向けて押すと、マガジン４４ｃに保持されるパレット４３がパレット押出治具４５によって押し出されて、マガジン４４ｕのスロット４４５に挿入される。こうして、部品４１を収納するトレイ４２が載置されたパレット４３がマガジン４４ｃからマガジン４４ｕへ補給される。

図４の例から判るように、部品実装機６内のマガジン４４ｕへの部品補給は、マガジン４４ｕの複数のスロット４４５のうちの空きスロット４４５に、マガジン４４ｃのスロット４４５から部品４１を補給することで実行される。したがって、マガジン４４ｕとマガジン４４ｃとを対向させた状態においてマガジン４４ｕの空きスロット４４５に対向するスロット４４５に部品４１を保持するマガジン４４ｃを予め準備する必要がある。そして、上述のマガジン構成情報が、このように準備すべきマガジン４４ｃの構成を示すものとなる。かかるマガジン４４ｃの準備は、部品保管庫３によって後述する要領で実行される。

また、部品実装機６は、マガジン４４ｕ、４４ｌのスロット４４５に対してパレット４３の挿脱を実行するパレット引出部６２と、パレット引出部６２により引き出されたパレット４３を保持する部品供給部６３とを、ハウジング６１の内部に備える。さらに、部品実装機６は、部品供給部６３に保持されるパレット４３上のトレイ４２から部品４１を取り出して基板に実装する実装ヘッド６４を備える。したがって、実装ヘッド６４により部品４１が取り出される度に、パレット４３上のトレイ４２に収納される部品４１の個数が減少する。

パレット引出部６２は、Ｚ方向からの平面視においてマガジン４４ｕ、４４ｌと部品供給部６３との間に位置して、Ｚ方向に昇降する。そして、パレット引出部６２は、マガジン４４ｕのスロット４４５から部品供給部６３へパレット４３を引き出したり、部品供給部６３からマガジン４４ｕのスロット４４５にパレット４３を戻したりする。また、２個のマガジン４４ｕ、４４ｌのうち下側のマガジン４４ｌは、空のパレット４３を収納する役割を果たす。したがって、空のパレット４３（すなわち、当該パレット４３上のトレイ４２に収納される部品４１の個数がゼロのパレット４３）は、マガジン４４ｕのスロット４４５あるいは部品供給部６３からマガジン４４ｌのスロット４４５へ、パレット引出部６２によって回収される。

図５はマガジン構成情報の具体的な内容の一例を示す図である。図５の例では、番号１～８の８個のスロット４４５のみが例示されているが、マガジン４４のスロット４４５の個数はこの例には限られない。上述の通りマガジン構成情報は、スロット４４５の番号とパレット構成情報とを対応付けて示す。パレット構成情報は、対応するパレット４３のパレットＩＤ４３ｄ、当該パレット４３が収納されるパレット棚の番号、当該パレット４３に載置予定のトレイ４２のトレイＩＤ４２ｄ、当該トレイ４２が収納されるトレイ棚の番号、当該トレイ４２に収納される部品４１の部品ＩＤ４１ｄおよびトレイ４２に収納される部品４１の名称を示す。

さらに、マガジン構成情報は、パレット構成情報が示すパレットＩＤ４３ｄが付されたパレット４３と、部品ＩＤ４１ｄおよびトレイＩＤ４２ｄが付されたトレイ４２とを保管する部品保管庫３を経由地として示す。つまり、部品実装システム１では、複数の部品保管庫３が具備されている。したがって、マガジン構成情報が示すように各スロット４４５に部品４１を保持するマガジン４４を作成するのに、複数の部品保管庫３を経由する場合がある。

例えば、図５の例では、複数の部品保管庫３のうち、部品保管庫３ａ、３ｂ、３ｃが示されている。番号１、２、６のスロット４４５には、部品保管庫３ａが対応付けられ、番号３、４、７のスロット４４５には、部品保管庫３ｂが対応付けられ、番号５、８のスロット４４５には、部品保管庫３ｃが対応付けられている。かかる例では、コンピュータ２の演算部２１は、部品保管庫３ａ、３ｂ、３ｃを順番に経由しつつマガジン４４を搬送することを示すマガジン搬送指示Ｃｃを、マガジン構成情報に基づき作成してＡＧＶ５に送信する。そして、ＡＧＶ５は、受信したマガジン搬送指示Ｃｃに従って移動する。

ＡＧＶ５が部品保管庫３ａに到着すると、ＡＧＶ５は、部品保管庫３ａに到着したことを示す到着通知を送信する。なお、ＡＧＶ５と部品保管庫３との通信は、通信部５５３および通信部３９３を介して行われる。到着通知を受け取った部品保管庫３ａの制御部３９１は出庫扉３５２を開くと、その旨を示す開通知をＡＧＶ５に送信する。開通知を受信したＡＧＶ５は、その搬送車本体５１を部品保管庫３ａの筐体３５に接触させる。これによって、搬送車本体５１と筐体３５とが図示しない嵌合部位において嵌合して、相互に位置決めされる。続いて、ＡＧＶ５は、部品保管庫３ａの出庫部３４にキャリッジ５３を伸展させることで、キャリッジ５３により支持するマガジン４４を出庫部３４に載置する。例えば、キャリッジ５３はマガジン４４を昇降させる機構を有し、出庫部３４の上方へ移動させたマガジン４４を下降させることで、マガジン４４の底面を出庫部３４に接触させて、マガジン４４を載置できる。なお、出庫部３４にマガジン４４を載置するための機構はここの例に限られない。

部品保管庫３ａの制御部３９１は、出庫部３４にマガジン４４が載置されると、マガジン構成情報が示すスロット４４５に、当該スロット４４５に対応付けられたパレット構成情報に応じたトレイ４２およびパレット４３を上述の要領で挿入する。したがって、番号１、２、６のスロット４４５それぞれには、対応するパレット構成情報に応じたトレイ４２およびパレット４３が挿入される。こうして、マガジン構成情報が示す部品４１を番号１、２、６のスロット４４５に保持するマガジン４４が部品保管庫３ａによって準備される。マガジン４４の準備が完了すると、ＡＧＶ５は、キャリッジ５３を縮めることでマガジン４４を出庫部３４から取り出す。そして、ＡＧＶ５は、次の経由地である部品保管庫３ｂへ移動する。

ＡＧＶ５がマガジン４４を部品保管庫３ｂに搬送すると、マガジン４４がＡＧＶ５から部品保管庫３ｂの出庫部３４に受け渡されて、番号３、４、７のスロット４４５それぞれには、対応するパレット構成情報に応じたトレイ４２およびパレット４３が挿入される。これによって、マガジン構成情報が示す部品４１を番号３、４、６のスロット４４５に保持するマガジン４４が部品保管庫３ｂによって準備される。

さらに、ＡＧＶ５がマガジン４４を部品保管庫３ｂに搬送すると、マガジン４４がＡＧＶ５から部品保管庫３ｂの出庫部３４に受け渡されて、番号５、８のスロット４４５それぞれには、対応するパレット構成情報に応じたトレイ４２およびパレット４３が挿入される。これによって、マガジン構成情報が示す部品４１を番号５、８のスロット４４５に保持するマガジン４４が部品保管庫３ｃによって準備される。

目的地は、複数の部品実装機６のうち、マガジン４４に挿入されたパレット４３を補給する対象となる部品実装機６となる。したがって、ＡＧＶ５は、部品保管庫３ａ、３ｂ、３ｃの全てを経由すると、目的地の部品実装機６にマガジン４４を搬送する。そして、部品保管庫３ａ、３ｂ、３ｃのそれぞれでマガジン４４ｃに挿入されたパレット４３が、目的地の部品実装機６に内蔵されるマガジン４４ｕに移載される。こうして、部品実装機６のマガジン４４に部品４１が補給される。

状態は、マガジン４４のスロット４４５にパレット４３が挿入されているか否かを示す。つまり、部品保管庫３は、搬送されてきたマガジン４４の対応するスロット４４５にパレット４３を挿入すると、当該スロット４４５にパレット４３を挿入した旨を通信部３９３によりコンピュータ２に通知する。一方、コンピュータ２は、通知された内容に従ってマガジン構成情報を更新する。こうして更新されたマガジン構成情報は、部品保管庫３に通知されて、コンピュータ２と部品保管庫３とで共有される。

ところで、上記の部品実装機６のマガジン４４への部品補給は、生産計画Ｐに応じて計画的に実行することができる。続いては、生産計画Ｐに応じた部品補給計画の作成と、部品補給計画に基づく部品保管庫３の動作について説明する。この部品補給計画の作成においては、コンピュータ２の演算部２１が、生産計画Ｐに従って部品実装機６が部品実装済み基板を生産する動作をシミュレーションする。

図６はシミュレーションの実行のために必要となるシミュレーションパラメータの一例を示す図である。図６では、基板品種Ｂｋ（ｎ）の部品実装済み基板をＢｎ（ｎ）枚生産するためにマガジン４４に保持させる部品４１に求められる情報（部品情報）が、各基板品種Ｂｋ（ｎ）について示されている。この部品情報は、スロット４４５の番号（スロット番号）、部品名（Ｐａ、Ｐｂ、…等）、部品ＩＤ４１ｄ、トレイＩＤ４２ｄ、パレットＩＤ４３ｄ、部品必要数Ｐｎ（ｍ）および実装周期Ｐｃｙ（ｍ）を互いに対応付けて示す（ｍ＝１、２、…）。図６のシミュレーションパラメータのうち、基板品種Ｂｋ（ｎ）、生産数Ｂｎ（ｎ）および生産順序ｎは生産計画Ｐに規定され、部品情報は基板データＤに規定される。そこで、演算部２１は、生産計画Ｐと基板データＤを統合することで、シミュレーションパラメータを作成する。

マガジン４４では、同一の部品名（換言すれば部品種）の部品４１に２個以上のスロット４４５が割り当てられており、例えば部品名Ｐａの部品４１には、番号１、２の２個のスロット４４５が割り当てられ、部品名Ｐｂの部品４１には、番号３、４の２個のスロット４４５が割り当てられている。つまり、同一の部品名の部品４１を収納したトレイ４２が載置されたパレット４３が２個以上のスロット４４５に挿入されており、これらのパレット４３が部品供給に順番に使用される。つまり、一のパレット４３の部品４１が使い切られると、他のパレット４３の部品４１の使用が開始される。こうして部品４１が使い切られたパレット４３は、上述のようにマガジン４４ｕからマガジン４４ｌに移動されて、パレット４３が挿入されていたマガジン４４ｕのスロット４４５が空くこととなる。

部品必要数Ｐｎ（ｍ）は、基板品種Ｂｋ（ｎ）の部品実装済み基板をＢｎ（ｎ）枚生産するために必要となる、対応する部品名の部品４１の個数を示す。実装周期Ｐｃｙ（ｍ）は、基板品種Ｂｋ（ｎ）の部品実装済み基板を生産するために、対応する部品名の部品４１が基板に実装される周期を示す。基板品種Ｂｋ（ｎ）の部品実装済み基板を１枚生産するのに要するサイクルタイムを、部品必要数Ｐｎ（ｍ）で割った値が、実装周期Ｐｃｙ（ｍ）に相当する。

演算部９１は、生産計画Ｐ（および基板データＤ）に従って動作する部品実装機６のマガジン４４ｕの各スロット４４５に残存する部品４１の個数を、所定時間（例えば１秒）を経過する度に算出するシミュレーションを実行する。換言すれば、このシミュレーションは、各スロット４４５に保持された部品４１の残数の時間変化を求める部品残数シミュレーションである。部品残数シミュレーションは、所定時間に実装周期Ｐｃｙ（ｍ）を乗じることで求められる部品４１の消費数を部品４１の個数から引く演算を、所定時間が経過する度に実行することで、部品４１の残数の時間変化を求める（残数算出）。なお、同一の部品名の部品４１に対して２個以上のスロット４４５が割り当てられることから、部品４１の残数としては、同一の部品名に対応する２個以上のスロット４４５に残存する部品４１の合計（合計残数Ｐｒｔ（ｍ））が算出される。すなわち、部品４１の合計残数が部品名毎に算出される。

図７は部品残数シミュレーションの演算内容の一例を示す図である。図７では、同一の部品名の部品４１の合計残数Ｐｒｔ（ｍ）および警告残数Ｐｒｅ（ｍ）が、部品名毎に対応付けて示されている。合計残数Ｐｒｔ（ｍ）は上述の通りである。警告残数Ｐｒｅ（ｍ）は、部品補給を実行するタイミングを与え、例えば１枚のパレット４３に載置される部品４１の最大数が警告残数Ｐｒｅ（ｍ）に設定される。合計残数Ｐｒｔ（ｍ）が警告残数Ｐｒｅ（ｍ）以下となった部品名に割り当てられた２個以上のスロット４４５のうち、少なくとも１個のスロット４４５は空いており、新たなパレット４３を挿入して部品補給を行うことができる。このように、警告残数Ｐｒｅ（ｍ）は、マガジン４４への部品補給の実行を開始できるタイミングを与える。

演算部９１は、図７の合計残数Ｐｒｔ（ｍ）を所定時間毎に算出することで、各部品名の部品Ｐの個数（合計残数Ｐｒｔ（ｍ））の時間変化を求める。その結果、図８に示す部品切れチャートを得ることができる。

図８は部品切れエラーが発生するタイミングを示す部品切れチャートの一例を示す図である。同図では、横方向に時間軸が取られ、各基板品種Ｂｋ（１）、Ｂｋ（２）、…を生産している期間が併せて模式的に示されている。同図では、各部品名の部品４１がゼロになる部品切れタイミングＴｒを部品残数シミュレーションに基づき求めた結果が示されており、丸印のタイミングが部品切れタイミングＴｒとなる。部品残数シミュレーションでは、各部品切れタイミングＴｒで、該当のスロット４４５に満数の部品４１が載置されたパレット４３が補給されるという前提で演算が行われている。つまり、部品切れチャートが示す部品切れタイミングＴｒは、部品切れエラーを回避するために、スロット４４５への部品４１の補給が必要となる時間を示す。さらに、演算部９１は、図８で求めた部品切れチャートの結果に基づき、部品補給を実行可能な時間帯（補給可能時間帯）を算出する（図９）。

図９は補給可能時間帯の一例を示す図である。図９では、上述のように、部品４１の合計残数Ｐｒｔ（ｍ）が警告残数Ｐｒｅ（ｍ）以下となった部品名については、当該部品名に割り当てられた少なくとも１個のスロット４４５が空いており、部品補給を開始できる。つまり、部品４１の合計残数Ｐｒｔ（ｍ）が警告残数Ｐｒｅ（ｍ）以下となった補給開始タイミングＴｅから部品切れタイミングＴｒの間に、該当のスロット４４５に部品４１を補給すればよい。そこで、補給開始タイミングＴｅから部品切れタイミングＴｒまでの時間帯が補給可能時間帯Ｔｗとして算出される。この補給可能時間帯Ｔｗは、各部品名について部品切れタイミングＴｒ毎に算出される。

そして、コンピュータ２の演算部２１は、補給可能時間帯Ｔｗ内（例えば、補給可能時間帯Ｔｗの中央）に補給タイミングＴｓを設定し、当該補給タイミングＴｓで部品４１を補給するように部品補給計画を作成する。なお、補給可能時間帯Ｔｗは幅を有するため、２以上の部品名について補給可能時間帯Ｔｗが少なくとも部分的に重複する場合がある。このような場合には、演算部２１は、これらの部品名の補給可能時間帯Ｔｗの重複範囲内（例えば、重複範囲の中央）に補給タイミングＴｓを設定して、この補給タイミングＴｓにおいて、これらの部品名の部品４１の補給を１回でまとめて実行するように、部品補給計画を作成する。そして、演算部２１は、補給タイミングＴｓで部品補給を実行できるようにマガジン準備指示Ｃｐを部品保管庫３に送信する。

図１０はマガジン準備のために実行される各動作のタイミングを示す図である。コンピュータ２は、準備開始タイミングＴｐにおいてマガジン準備指示Ｃｐを部品保管庫３に通知し、部品保管庫３は受信したマガジン準備指示Ｃｐに従って作業を開始する。具体的には、部品保管庫３は、マガジン準備指示Ｃｐに含まれるマガジン構成情報を確認して、ＡＧＶ５によって搬送されてくるマガジン４４のスロット４４５に対して挿入すべきパレット４３のパレット構成情報を確認する。そして、部品保管庫３は、パレット構成情報に従って、トレイ取出作業およびトレイ載置作業を実行しつつ、ＡＧＶ５の到着を待つ。つまり、上述の通り、マガジン構成情報が示すマガジン４４の準備は、上述の通り、トレイ取出作業、トレイ載置作業およびパレット挿入作業を部品保管庫３が実行することで完了する。これらのうち、トレイ取出作業とトレイ載置作業とがＡＧＶ５の到着までに行われることとなる。

また、コンピュータ２は、搬送開始タイミングＴｃにおいてマガジン搬送指示ＣｃをＡＧＶ５に通知し、ＡＧＶ５は受信したマガジン搬送指示Ｃｃに従って部品保管庫３への移動を開始する。そして、ＡＧＶ５が部品保管庫３に到着すると、受渡タイミングＴｄにおいて、部品保管庫３がＡＧＶ５により搬送されてきたマガジン４４に対してパレット挿入作業を実行する。こうして、マガジン構成情報が示すマガジン４４が部品保管庫３によって準備される。

こうして準備されたマガジン４４は、ＡＧＶ５によって部品実装機６に搬送されて、補給タイミングＴｓにおいて、ＡＧＶ５が保持するマガジン４４ｃから部品実装機６内のマガジン４４ｕにパレット４３が挿入される（部品補給）。そして、ＡＧＶ５は部品補給完了通知をコンピュータ２に送信する。

なお、コンピュータ２は、補給タイミングＴｓで部品補給が行われるように、準備開始タイミングＴｐおよび搬送開始タイミングＴｃを補給タイミングＴｓに基づき算出する。具体的には、コンピュータ２は、ＡＧＶ５が移動の作業に要する時間、部品保管庫３がトレイ取出作業、トレイ載置作業およびパレット挿入作業の各作業に要する時間を予め作業標準時間として記憶部３９２に記憶している。そして、補給タイミングＴｓから各作業に対して設定された作業標準時間を減算することで、搬送開始タイミングＴｃおよび補給タイミングＴｓが算出される。この際、作業標準時間に併せて所定のマージン時間を補給タイミングＴｓから減算して、搬送開始タイミングＴｃあるいは補給タイミングＴｓを算出してもよい。

ところで、上述の通りマガジン準備指示Ｃｐは、準備すべきマガジン４４の構成を示すマガジン構成情報を含む。かかるマガジン構成情報は、コンピュータ２によって次のようにして作成することができる。

図１１はマガジン構成情報の作成方法の一例を示すフローチャートである。同図のフローチャートはコンピュータ２の演算部２１によって実行される。ステップＳ１０１では、生産計画Ｐおよび基板データＤに基づき、部品実装済み基板の生産に使用する部品４１と当該部品４１の個数とが決定される。ステップＳ１０２では、上述した部品残数シミュレーションが実行されて、ステップＳ１０３では、部品補給計画が作成される。

ステップＳ１０４では、部品補給計画が示す各補給タイミングＴｓで補給する部品がリストアップされる。そして、ステップＳ１０５では、使用順序が早い部品ほどマガジン４４の高い位置のスロット４４５に保持されるように、各部品４１を挿入するスロット４４５の番号が設定される。なお、このスロット４４５の番号の設定によって、ステップＳ１０１で参照した基板データＤが示す部品４１の挿入先となるスロット４４５と、異なるスロット４４５に当該部品４１を挿入することになる場合がある。そこで、ステップＳ１０５でのスロット４４５の番号の設定に応じて、基板データＤが更新される（ステップＳ１０６）。

以上に説明する実施形態では、マガジン４４のスロット４４５に保持させる部品４１を示すマガジン準備指示Ｃｐが、トレイ保管ラック３２（トレイ保管部）にトレイ４２を保管する部品保管庫３に通知される。これに対して、部品保管庫３には、トレイ取出作業、トレイ載置作業およびパレット挿入作業を含む所定作業を実行する作業ロボット３６（作業実行部）が具備されており、マガジン準備指示Ｃｐが示す部品４１をスロット４４５に保持するマガジン４４が、作業ロボット３６によって準備される。こうして、部品４１を収納するトレイ４２が載置されたパレット４３がスロット４４５に挿入されたマガジン４４を自動的に準備することができ、部品補給における省人化が可能となっている。

また、コンピュータ２（制御装置）は、部品実装機６によって部品４１を基板に実装することで部品実装済み基板を生産する生産計画Ｐに基づき部品実装機６に部品４１を補給する補給タイミングＴｓを算出する。さらに、コンピュータ２は、補給タイミングＴｓで補給予定の部品４１をスロット４４５に保持するマガジン４４の準備を補給タイミングＴｓに応じて実行することを示すマガジン準備指示Ｃｐを部品保管庫３に通知する。かかる構成では、部品４１を収納するトレイ４２が載置されたパレット４３がスロット４４５に挿入されたマガジン４４を、部品実装機６への部品４１の補給タイミングＴｓに応じて準備することができる。

また、コンピュータ２は、補給タイミングＴｓで補給予定の部品４１をスロット４４５に保持するマガジン４４の準備のための作業（トレイ取出作業、トレイ載置作業）を補給タイミングＴｓより前に開始することを要求するマガジン準備指示Ｃｐを部品保管庫３に通知する（すなわち、準備開始タイミングＴｐでマガジン準備指示Ｃｐを通知する）。そして、作業ロボット３６は、マガジン準備指示Ｃｐが示す部品４１をスロット４４５に保持するマガジン４４の準備のための作業（トレイ取出作業、トレイ載置作業）を補給タイミングＴｓより前に開始する。かかる構成では、部品４１を収納するトレイ４２が載置されたパレット４３がスロット４４５に挿入されたマガジン４４を、部品実装機６への部品４１の補給タイミングＴｓに応じて速やかに準備することができる。

また、コンピュータ２は、生産計画Ｐに従って部品４１を基板に実装する部品実装機６における部品４１の残数の時間変化を予測するシミュレーションを実行した結果に基づき補給タイミングＴｓを算出する。かかる構成では、部品４１を収納するトレイ４２が載置されたパレット４３がスロット４４５に挿入されたマガジン４４を、部品実装機６での部品残数の時間変化に即した適切なタイミングで準備することができる。

また、マガジン４４には、マガジン４４を識別するマガジンＩＤ４４ｄが付されており、コンピュータ２は、マガジン準備指示Ｃｐの対象となるマガジン４４のマガジンＩＤ４４ｄと、マガジン準備指示Ｃｐとを対応付けて、部品保管庫３に通知する。一方、部品保管庫３は、搬送されてきたマガジン４４のマガジンＩＤ４４ｄを読み取るＩＤリーダ３７１（マガジンＩＤリーダ）を有し、作業ロボット３６は、ＩＤリーダ３７１により読み取られたマガジンＩＤ４４ｄに対応するマガジン準備指示Ｃｐに従って、マガジンＩＤ４４ｄが付されたマガジン４４のスロット４４５に部品４１を保持させる。かかる構成では、ＩＤリーダ３７１により読み取ったマガジンＩＤ４４ｄに基づき、当該マガジンＩＤ４４ｄが付されたマガジン４４のスロット４４５に適切な部品４１を保持させることができる。

また、トレイ４２には、トレイ４２に載置される部品４１を識別する部品ＩＤ４１ｄが付されている。これに対して、マガジン準備指示Ｃｐは、マガジン４４のスロット４４５に保持させる部品４１の部品ＩＤ４１ｄとスロット４４５とを対応付けて示す（パレット構成情報）。そして、作業ロボット３６は、マガジン準備指示Ｃｐが示すスロット４４５と部品ＩＤ４１ｄとの対応関係に応じて、部品ＩＤ４１ｄの部品４１をスロット４４５に保持させる。かかる構成では、スロット４４５に対して、当該スロット４４５に対応する部品ＩＤ４１ｄの部品４１を適切に保持させることができる。

また、部品保管庫３は、パレット４３を収納するパレット保管ラック３３（パレット保管部）を有する。そして、作業ロボット３６は、トレイ保管ラック３２に保管されるトレイ４２のうち、マガジン準備指示Ｃｐが示す部品４１を収納するトレイ４２を、パレット保管ラック３３に保管されるパレット４３のうちの一のパレット４３に載置してから、一のパレット４３をスロット４４５に挿入することで、マガジン準備指示Ｃｐが示す部品４１をスロット４４５に保持するマガジン４４を準備する。かかる構成では、部品４１を収納するトレイ４２が載置されたパレット４３を空のスロット４４５に挿入することで、上記のようにマガジン４４を準備することができる。

このように上記の実施形態では、コンピュータ２が本発明の「制御装置」の一例に相当し、部品保管庫３が本発明の「部品保管庫」の一例に相当し、コンピュータ２と部品保管庫３とが協働して本発明の「部品保管システム」の一例として機能し、トレイ保管ラック３２が本発明の「トレイ保管部」の一例に相当し、パレット保管ラック３３が本発明の「パレット保管部」の一例に相当し、作業ロボット３６が本発明の「作業実行部」の一例に相当し、ＩＤリーダ３７１が本発明の「マガジンＩＤリーダ」の一例に相当し、部品４１が本発明の「部品」の一例に相当し、トレイ４２が本発明の「トレイ」の一例に相当し、パレット４３が本発明の「パレット」の一例に相当し、マガジン４４が本発明の「マガジン」の一例に相当し、スロット４４５が本発明の「スロット」の一例に相当し、ＡＧＶ５が本発明の「無人搬送車」の一例に相当し、マガジン準備指示Ｃｐが本発明の「マガジン準備指示」の一例に相当し、生産計画Ｐが本発明の「生産計画」の一例に相当し、補給タイミングＴｓが本発明の「補給タイミング」の一例に相当し、部品ＩＤ４１ｄが本発明の「部品ＩＤ」の一例に相当し、マガジンＩＤ４４ｄが本発明の「マガジンＩＤ」の一例に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、ＡＧＶ５が搬送してきたマガジン４４は、筐体３５内の出庫部３４に移載され、作業ロボット３６は、出庫部３４上のマガジン４４に対してパレット挿入作業を実行する。しかしながら、次に示すように、部品保管庫３に出庫部３４を設ける必要は必ずしもない。

図１２Ａは部品保管庫の第１変形例の内部構成を模式的に示す平面図であり、図１２Ｂは図１２Ａの部品保管庫の内部構成を模式的に示す側面図である。ここでは、上記との差異部分を中心に説明することとし、共通部分については相当符号を付して適宜説明を省略する。この取り扱いは、以下に示す変形例についても同様である。

この変形例に係る部品保管庫３の筐体３５は、マガジン４４の形状に即した矩形状の出庫窓３５３を有し、この出庫窓３５３は図示を省略する扉によって開閉される。ＡＧＶ５によって部品保管庫３まで搬送されてきたマガジン４４は、部品保管庫３の筐体３５に外側から接触しつつ、出庫窓３５３を介して筐体３５の内部に対向する。この際、マガジン４４の筐体４４１が有する開口４４２の周縁は、部品保管庫３の筐体３５が有する出庫窓３５３の周縁と接触する。この際、筐体３５において出庫窓３５３の周縁に設けられたゴムなどのシール部材によって、部品保管庫３の筐体３５とマガジン４４の筐体４４１とを密着させてもよい。そして、作業ロボット３６は、筐体３５の外側でＡＧＶ５によって支持されるマガジン４４に対してパレット挿入作業を実行する。

かかる変形例では、出庫部３４を設ける必要がないため、部品保管庫３を小型化できる。また、ＡＧＶ５と出庫部３４との間でマガジン４４を受け渡す必要がないため、作業時間の短縮を図ることができる。

図１３は部品保管庫の第２変形例の内部構成を模式的に示す平面図である。この変形例に係る部品保管庫３の筐体３５は、保管部３５４および中間作業部３５５に区分けされている。保管部３５４には、トレイ保管ラック３２が配置されている。このトレイ保管ラック３２には、部品４１を収納するトレイ４２がパレット４３に載置された状態で保管されており、保管部３５４は、トレイ４２を載置したパレット４３を中間作業部３５５に向けて出庫する。中間作業部３５５には、作業ロボット３６が配置されており、作業ロボット３６は、保管部３５４から出庫されたパレット４３を、ＡＧＶ５によって支持されるマガジン４４のスロット４４５に挿入する。

図１４Ａは部品保管庫の第３変形例の内部構成を模式的に示す平面図であり、図１４Ｂは図１４Ａの部品保管庫の内部構成を模式的に示す側面図である。この変形例に係る部品保管庫３は、筐体３５内にマガジン４４を保管し、クレーン等で構成された搬送装置３７によって筐体３５内でマガジン４４を動かすことができる。かかる部品保管庫３では、次のようにしてマガジン準備指示Ｃｐに応じたマガジン４４を準備する。

部品保管庫３は、マガジン準備指示Ｃｐを受信すると、筐体３５内のマガジン４４を搬送装置３７によって出庫部３４の上に乗せるとともに、当該マガジン４４のマガジンＩＤ４４ｄをＩＤリーダ３７１によって読み取る。そして、マガジン準備指示Ｃｐに従って上述と同じ要領でトレイ取出作業、トレイ載置作業およびパレット挿入作業を実行することで、マガジン４４のスロット４４５に部品４１を保持させる。また、部品保管庫３の制御部３９１は、マガジン４４のマガジンＩＤ４４ｄと、マガジンＩＤ４４ｄのスロット４４５に保持させた部品ＩＤ４１ｄとの対応関係を、通信部３９３によってコンピュータ２に通知する。なお、部品ＩＤ４１ｄは、保管情報Ｉｓを参照することで確認できる。

そして、ＡＧＶ５が部品保管庫３に到着すると、部品保管庫３の運搬装置３７は、ＡＧＶ５が支持するマガジン４４を筐体３５内に回収する。次に、運搬装置３７は、出庫部３４に準備されているマガジン４４をＡＧＶ５に載置する。そして、ＡＧＶ５は、マガジン４４を部品実装機６等の搬送先に搬送する。

このように、部品保管庫３が保管していたマガジン４４のスロット４４５に部品４１を保持させることで、マガジン準備指示Ｃｐが示すマガジン４４を準備する。したがって、ＡＧＶ５は、部品保管庫３までマガジン４４を搬送する必要がない。また、マガジン４４のマガジンＩＤ４４ｄとマガジン４４のスロット４４５に保持させた部品ＩＤ４１ｄとの対応関係がコンピュータ２に通知される。これによって、コンピュータ２は、マガジン４４がスロット４４５に保持する部品４１を、マガジンＩＤ４４ｄと部品ＩＤ４１ｄとの対応関係に基づき的確に確認することができる。したがって、コンピュータ２は、準備されたマガジン４４に保持される部品４１を補給すべき部品実装機６とマガジン４４との対応関係に基づき、マガジン４４を対応する部品実装機６にまでＡＧＶ５に搬送させて、マガジン４４が保持する部品４１をこの部品実装機６に補給するといった制御を実行できる。

また、上記の実施形態では、作業ロボット３６は、パレット保管ラック３３に保管されたパレット４３にトレイ４２を載置して、このパレット４３をマガジン４４のスロット４４５に挿入することで、マガジン準備指示Ｃｐが示すマガジン４４を準備する。しかしながら、作業ロボット３６は、搬送されてきたマガジン４４のスロット４４５に挿入されているパレット４３に、トレイ保管ラック３２から取り出したトレイ４２を載置することで、マガジン準備指示Ｃｐが示すマガジン４４を準備してもよい。

この場合、マガジン準備指示Ｃｐは、マガジン４４のスロット４４５に保持させる部品４１の部品ＩＤ４１ｄを、スロット４４５に挿入されたパレット４３のパレットＩＤ４３ｄに対応付けて示す。かかるマガジン準備指示Ｃｐを受信した部品保管庫３の制御部３９１は、搬送されてきたマガジン４４のスロット４４５からパレット４３を作業ロボット３６によって引き出して、このパレット４３のパレットＩＤ４３ｄをＩＤリーダ３７１によって読み取る。

そして、制御部３９１は、ＩＤリーダ３７１で読み取ったパレットＩＤ４３ｄに対応する部品ＩＤ４１ｄをマガジン準備指示Ｃｐに基づき確認して、この部品ＩＤ４１ｄの部品４１を収納するトレイ４２を作業ロボット３６によってトレイ保管ラック３２から取り出す。こうして取り出されたトレイ４２は、マガジン４４のスロット４４５から引き出されているパレット４３に作業ロボット３６により載置される。そして、このパレット４３は、作業ロボット３６によってスロット４４５の奥へ押し戻される。

また、上記の実施形態では、ＡＧＶ５がマガジン４４を搬送する。このＡＧＶ５のマガジン４４の搬送は、部品保管庫３によって準備されたマガジン４４に保持される部品４１を部品実装機６に補給するために、コンピュータ２の制御に基づき実行される。そこで、コンピュータ２、部品保管庫３およびＡＧＶ５の動作を同期させるのが好適となる。そこで、次のようにステータスを共有して、お互いの動作を確認するように構成してもよい。

図１５はコンピュータ、部品保管庫およびＡＧＶの動作の同期のためにステータスを共有する手法の一例を示す図である。この例では、ステータスが「－１」～「８」の整数で識別されており、各ステータスが示す動作が「意味」において示されている。そして、「書く」の欄に示す送信側装置（コンピュータ２、部品保管庫３およびＡＧＶ５）がファイルにステータス番号を書き込むと、「読む」の欄に示す受信側装置（コンピュータ２、部品保管庫３およびＡＧＶ５）にこのファイルが転送されて、受信側装置がファイルに書き込まれたステータスを読む。そして、受信側装置がステータスに応じたアクションを実行する。これによって、コンピュータ２、部品保管庫３およびＡＧＶ５の動作を同期させることができる。

なお、マガジン４４の搬送は、ＡＧＶ５によらずに、作業者によって実行されてもよい。この場合、コンピュータ２は、部品保管庫３および部品実装機６に搬送すべきマガジン４４のマガジンＩＤ４４ｄを、ＵＩ２３によって作業者に報知する。作業者は、ＩＤリーダによってマガジンＩＤ４４ｄを確認するとともに、ＵＩ２３によって搬送先を確認しつつ、該当のマガジン４４を部品保管庫３および部品実装機６に搬送する。

あるいは、作業者は、部品実装機６における部品４１の残数をＵＩ２３によって確認して、部品実装機６のマガジン４４に補給すべき部品４１を自ら判断することもできる。この場合には、マガジン準備指示Ｃｐは、作業者によるＵＩ２３への入力操作に基づき作成される。これによって、作業者は、補給が必要と判断した部品４１をスロット４４５に保持するマガジン４４を部品保管庫３に準備させることができる。

また、上記実施形態では、パレット押出治具４５を用いて、ＡＧＶ５が保持するマガジン４４ｃから部品実装機６内のマガジン４４ｕにパレット４３を挿入することで、部品４１を補給する。しかしながら、ＡＧＶ５が保持するマガジン４４ｃと、部品実装機６内のマガジン４４ｕとを交換することで、ＡＧＶ５に部品４１を補給してもよい。このマガジン４４の交換作業は、ＡＧＶ５の作業ロボット５４により実行するように構成してもよいし、部品実装機６内に設けられたクレーンなどの運搬装置によって実行するように構成してもよい。

また、上記の実施形態では、トレイ保管ラック３２に保管されるトレイ４２の出庫順序については特に説明していない。しかしながら、同一種類の部品４１を収納するトレイ４２が複数保管されている場合には、これらの出庫順序にはバリエーションがある。例えば、トレイ保管ラック３２に保管された時期が早い順にトレイ保管ラック３２から取り出して、マガジン４４に挿入してもよい。この場合には、古い部品４１から優先的に出庫される。また、中古のトレイ４２を保管する運用としている場合には、トレイ４２に収容される部品４１の残数が少ない順にトレイ保管ラック３２から取り出して、マガジン４４に挿入してもよい。この場合、生産計画Ｐの実行に伴って補給先の部品実装機６で使用される個数以上であるトレイ４２のうち、最も少ない部品４１を収納するトレイ４２をトレイ保管ラック３２から取り出して、マガジン４４に挿入してもよい。あるいは、入庫の際に付与した部品ＩＤ４１ｄの順に、トレイ保管ラック３２から取り出して、マガジン４４に挿入してもよい。

また、部品実装機６では、トレイ４２によって供給される部品４１の他に、テープフィーダによって供給される部品を基板に実装することができる。この場合、部品を収納するテープが巻き回されたリールがテープフィーダに装着されることで、テープフィーダに部品が補給される。この際、コンピュータ２は、テープフィーダに装着されたテープ内の部品残数が所定の閾値以下となると、残数警告を出して、新たなリールを当該テープフィーダに装着する部品補給を行うようにＡＧＶ５あるいは作業者に報知する。

また、補給タイミングＴｓの設定方法は、上記の例に限られない。例えば、図９の例では、補給タイミングＴｓは、補給可能時間帯Ｔｗの中央に設定されているが、補給開始タイミングＴｅを補給タイミングＴｓに設定してもよい。これによって、速やかに部品４１の補給を行うことができる。あるいは、コンピュータ２は、テープフィーダ用のリールの運搬をＡＧＶ５あるいは作業者が実行する期間（換言すれば、テープフィーダへの部品補給を報知した期間）を避けて補給タイミングＴｓを設定してもよい。

また、図１０に示す例では、部品保管庫３は、マガジン準備指示Ｃｐを受信すると、直ちに作業を開始する。しかしながら、作業開始時刻を含むマガジン準備指示Ｃｐをコンピュータ２から部品保管庫３に送信して、部品保管庫３は、受信したマガジン準備指示Ｃｐが示す作業開始時刻になってから作業を開始してもよい。

２…コンピュータ（制御装置）
３…部品保管庫
３２…トレイ保管ラック（トレイ保管部）
３３…パレット保管ラック（パレット保管部）
３６…作業ロボット（作業実行部）
３７１…ＩＤリーダ（マガジンＩＤリーダ）
４１…部品
４１ｄ…部品ＩＤ
４２…トレイ
４３…パレット
４４…マガジン
４４ｄ…マガジンＩＤ
４４５…スロット
５…ＡＧＶ（無人搬送車）
Ｃｐ…マガジン準備指示
Ｐ…生産計画
Ｔｓ…補給タイミング

Claims (13)

1. 部品を収納するトレイを保管するトレイ保管部と、前記トレイ保管部から取り出した前記トレイが載置されたパレットをマガジンに設けられたスロットに保持させる作業実行部とを有する部品保管庫と、
   前記部品保管庫を制御する制御装置と
   を備え、
   前記マガジンは、前記スロットに前記パレットを保持することで、前記パレットに載置された前記トレイに収納される前記部品を前記スロットに保持し、
   前記制御装置は、前記マガジンの前記スロットに保持させる前記部品を示すマガジン準備指示を前記部品保管庫に通知し、
   前記作業実行部は、前記マガジン準備指示が示す前記部品を前記スロットに保持する前記マガジンを準備する部品保管システム。
2. 前記制御装置は、部品実装機によって前記部品を基板に実装することで部品実装済み基板を生産する生産計画に基づき前記部品実装機に前記部品を補給する補給タイミングを算出し、前記補給タイミングで補給予定の前記部品を前記スロットに保持する前記マガジンの準備を前記補給タイミングに応じて実行することを示す前記マガジン準備指示を前記部品保管庫に通知する請求項１に記載の部品保管システム。
3. 前記制御装置は、前記補給タイミングで補給予定の前記部品を前記スロットに保持する前記マガジンの準備のための作業を前記補給タイミングより前に開始することを要求する前記マガジン準備指示を前記部品保管庫に通知し、
   前記作業実行部は、前記マガジン準備指示が示す前記部品を前記スロットに保持する前記マガジンの準備のための作業を前記補給タイミングより前に開始する請求項２に記載の部品保管システム。
4. 前記制御装置は、前記生産計画に従って前記部品を前記基板に実装する前記部品実装機における前記部品の残数の時間変化を予測するシミュレーションを実行した結果に基づき前記補給タイミングを算出する請求項２または３に記載の部品保管システム。
5. 前記マガジンには、前記マガジンを識別するマガジンＩＤが付されており、
   前記制御装置は、前記マガジン準備指示の対象となる前記マガジンの前記マガジンＩＤと、前記マガジン準備指示とを対応付けて、前記部品保管庫に通知し、
   前記部品保管庫は、搬送されてきた前記マガジンの前記マガジンＩＤを読み取るマガジンＩＤリーダを有し、
   前記作業実行部は、前記マガジンＩＤリーダにより読み取られた前記マガジンＩＤに対応する前記マガジン準備指示に従って、前記マガジンＩＤが付された前記マガジンの前記スロットに前記部品を保持させる請求項１ないし４のいずれか一項に記載の部品保管システム。
6. 前記トレイには、前記トレイに載置される部品を識別する部品ＩＤが付され、
   前記マガジン準備指示は、前記マガジンの前記スロットに保持させる前記部品の前記部品ＩＤと前記スロットとを対応付けて示し、
   前記作業実行部は、前記マガジン準備指示が示す前記スロットと前記部品ＩＤとの対応関係に応じて、前記部品ＩＤの前記部品を前記スロットに保持させる請求項５に記載の部品保管システム。
7. 前記マガジンには、前記マガジンを識別するマガジンＩＤが付されており、
   前記トレイには、前記トレイに載置される部品を識別する部品ＩＤが付され、
   前記部品保管庫は、前記マガジンを保管しており、前記部品保管庫に保管されていた前記マガジンの前記スロットに前記マガジン準備指示が示す前記部品を前記作業実行部により保持させるとともに、前記マガジンの前記マガジンＩＤと前記マガジンの前記スロットに保持させた前記部品ＩＤとの対応関係を前記制御装置に通知する請求項１ないし４のいずれか一項に記載の部品保管システム。
8. 前記部品保管庫は、前記パレットを収納するパレット保管部をさらに有し、
   前記作業実行部は、前記トレイ保管部に保管される前記トレイのうち、前記マガジン準備指示が示す前記部品を収納する前記トレイを、前記パレット保管部に保管される前記パレットのうちの一のパレットに載置してから、前記一のパレットを前記スロットに挿入することで、前記マガジン準備指示が示す前記部品を前記スロットに保持する前記マガジンを準備する請求項１ないし７のいずれか一項に記載の部品保管システム。
9. 前記パレットには、前記パレットを識別するパレットＩＤが付され、
   前記部品保管庫は、前記パレットＩＤを読み取るパレットＩＤリーダを有し、
   前記マガジン準備指示は、前記マガジンの前記スロットに保持させる前記部品を、前記スロットに挿入された前記パレットの前記パレットＩＤに対応付けて示し、
   前記部品保管庫は、搬送されてきた前記マガジンに挿入された前記パレットの前記パレットＩＤを前記パレットＩＤリーダで読み取って、前記パレットＩＤに対して前記マガジン準備指示により対応付けられた前記部品を収納する前記トレイを、前記パレットに載置することで、前記マガジン準備指示が示す前記部品を前記スロットに保持する前記マガジンを準備する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の部品保管システム。
10. 前記制御装置は、前記マガジン準備指示に応じて準備された前記マガジンを搬送先まで無人搬送車に搬送させる請求項１ないし９のいずれか一項に記載の部品保管システム。
11. 前記制御装置は、前記マガジン準備指示に応じて準備された前記マガジンを搬送先まで搬送するように、作業員に報知する請求項１ないし９のいずれか一項に記載の部品保管システム。
12. 部品を収納するトレイを保管するトレイ保管部と、
    前記トレイ保管部から取り出した前記トレイが載置されたパレットをマガジンに設けられたスロットに保持させる作業実行部と
    を備え、
    前記マガジンは、前記スロットに前記パレットを保持することで、前記パレットに載置された前記トレイに収納される部品を前記スロットに保持し、
    前記作業実行部は、前記マガジンの前記スロットに保持させる前記部品を示すマガジン準備指示が示す前記部品を前記スロットに保持する前記マガジンを準備する部品保管庫。
13. マガジンのスロットに保持させる部品を示すマガジン準備指示を通知する工程と、
    前記部品を収納するトレイを保管するトレイ保管部と、前記トレイ保管部から取り出した前記トレイが載置されたパレットをマガジンに設けられたスロットに保持させる作業実行部とを有する部品保管庫において、前記作業実行部が前記マガジン準備指示が示す前記部品を前記スロットに保持する前記マガジンを準備する工程と
    を備えるマガジン準備方法。
    

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