JP7451842B2

JP7451842B2 - フィーダー挿抜装置及び部品実装システム

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Publication number: JP7451842B2
Application number: JP2023500476A
Authority: JP
Inventors: 之也粟野
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2021-02-22
Filing date: 2021-02-22
Publication date: 2024-03-19
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Description

本発明は、部品を基板に搭載する部品実装機における複数の保持部の各々に対してフィーダーを挿抜するためのフィーダー挿抜装置、及びそれを備えた部品実装システムに関する。

プリント基板等の基板上に電子部品が搭載された部品搭載基板を生産する部品実装機は、部品を供給するフィーダーを挿抜可能に保持する複数の保持部と、その保持部に保持されるフィーダーから供給される部品を基板に搭載する搭載ヘッドと、を備えている。この種の部品実装機では、搭載ヘッドは、フィーダーから供給される部品を取り出した後、当該部品を基板に搭載する作業を、基板に対して全搭載部品を搭載するまで繰り返し行う。

フィーダーから的確に部品を供給することが困難である場合、部品実装機における部品搭載基板の生産性が低下する虞がある。特許文献１，２には、部品を供給する際のフィーダーにおける不具合の発生を検出する技術が開示されている。この技術では、部品を収納したテープを送出するテープ送り機構における駆動モータの電流値に基づいて、フィーダーにおける不具合の発生が検出される。フィーダーにおける不具合の発生が検出された場合には、当該不具合を解消するための処理が行われる。

しかしながら、部品を供給する際のフィーダーにおける不具合の発生に着目するだけでは、フィーダーによる部品の的確な供給性を十分に考慮しているとは言えないと考えられる。

複数の保持部の各々に対してフィーダーを挿入する、又は保持部からフィーダーを抜出するときに、フィーダーの挿抜を妨げるような引っ掛かり等が発生する場合がある。例えば、フィーダーが傾いた異常姿勢を取っている場合、或いは、フィーダー及び保持部に傷、摩耗、付着異物などの障害が生じている場合には、フィーダーの挿抜時に引っ掛かり等が発生する虞がある。この場合、保持部に対してフィーダーを的確に挿抜することが困難になる虞がある。このため、フィーダーから的確に部品を供給することが困難となり、結果として部品実装機における部品搭載基板の生産性が低下する虞がある。

特開２０１７－２２４７７１号公報特許第６６２０３０６号公報

本発明の目的は、部品実装機における複数の保持部に対してフィーダーを的確に挿抜することが可能なフィーダー挿抜装置、及びそれを備えた部品実装システムを提供することである。

本発明の一の局面に係るフィーダー挿抜装置は、部品を基板に搭載する部品実装機における、部品を供給するフィーダーを保持可能な複数の保持部の各々に対して、前記フィーダーを挿抜するための装置である。このフィーダー挿抜装置は、前記フィーダーを前記保持部に対し挿抜方向に沿って移動させる挿抜移動機構と、前記挿抜移動機構による前記保持部に対する前記フィーダーの挿抜時において、前記フィーダーの移動により前記フィーダーに加わる負荷の指標となる負荷指標値を検出する検出部と、前記検出部により検出された前記負荷指標値に基づいて前記挿抜移動機構に駆動信号を入力することにより、前記フィーダーの前記保持部に対する挿抜時の移動を制御する挿抜制御部と、を備える。

本発明の他の局面に係る部品実装システムは、部品を供給するフィーダーを保持可能な複数の保持部を有し、前記フィーダーにより供給される部品を基板に搭載する部品実装機と、複数の前記保持部の各々に対して前記フィーダーを挿抜するための、上記のフィーダー挿抜装置と、を備える。

本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

本発明の一実施形態に係るフィーダー挿抜装置が適用された部品実装システムの構成を示すブロック図である。部品実装システムに備えられる部品実装機の構成を示す断面図である。部品実装機における部品供給ユニットの近傍を拡大して示す斜視図である。部品実装機における部品供給ユニットをＸ軸方向から見た図である。部品実装システムに備えられるフィーダー挿抜装置の側面図である。フィーダー挿抜装置の検出部により検出された負荷指標値とフィーダー移動距離との関係を示すグラフである。フィーダー挿抜装置によるフィーダーの保持部に対する挿抜の様子を示す図である。フィーダー挿抜装置によるフィーダーの保持部に対する挿抜の様子を示す図である。フィーダー挿抜装置の動作を示すフローチャートである。フィーダー挿抜装置の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係るフィーダー挿抜装置及び部品実装システムについて図面に基づいて説明する。

図１に示されるように、部品実装システム１は、部品実装機２と、管理装置３と、フィーダー挿抜装置４とを備えている。部品実装システム１においては、部品実装機２と管理装置３とがデータ通信可能に接続されるとともに、管理装置３とフィーダー挿抜装置４とがデータ通信可能に接続されている。

部品実装システム１は、プリント基板（以下、「基板」と称する）上に電子部品（以下、「部品」と称する）が搭載された部品搭載基板を生産するシステムである。部品実装システム１では、部品実装機２によって部品搭載基板が生産され、その部品実装機２による部品搭載基板の生産が管理装置３によって管理され、管理装置３の指令のもと、部品搭載基板の生産時に必要な段取り作業がフィーダー挿抜装置４によって実行される。

図１に加えて図２～図４を参照しながら、部品実装機２の構成を説明する。なお、以下では、方向関係についてはＸＹＺ直交座標軸を用いて説明する。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平面上において互いに直交し、Ｚ軸方向がＸ軸方向及びＹ軸方向の両方向と直交する鉛直方向に延びる方向である。

部品実装機２は、基板に部品を搭載して部品搭載基板を生産する装置である。部品実装機２による部品の搭載前において基板には、半田ペーストのパターンが印刷されている。つまり、部品実装機２は、パターン形成装置により半田ペーストのパターンが印刷された基板に部品を搭載する。部品実装機２は、実装機本体２１と、搬送コンベア２２と、部品供給ユニット２３と、搭載ヘッド２６とを備えている。

実装機本体２１は、部品実装機２を構成する各部が配置される内部空間を有する筐体構造である。搬送コンベア２２は、Ｙ軸方向に延び、実装機本体２１の内部における略中央領域に配置される。搬送コンベア２２は、基板をＹ軸方向に搬送する。搭載ヘッド２６は、搬送コンベア２２により搬送された基板に部品を搭載する。搭載ヘッド２６は、部品供給ユニット２３に配置されるフィーダー２５から部品を取出すとともに、その取出した部品を基板に搭載する。搭載ヘッド２６には、複数の吸着ノズル２６１が装着されている。吸着ノズル２６１は、部品を吸着して保持可能な保持具である。吸着ノズル２６１は、電動切替弁を介して負圧発生装置、正圧発生装置及び大気の何れかに連通可能とされている。つまり、吸着ノズル２６１に負圧が供給されることで当該吸着ノズル２６１による部品の吸着保持（部品の取出し）が可能となり、その後、正圧が供給されることで当該部品の吸着保持が解除される。

部品供給ユニット２３は、実装機本体２１におけるＸ軸方向の端部領域に配置される。部品供給ユニット２３は、部品を供給するフィーダー２５を挿抜可能に保持する複数の保持部２４を形成するための上フレーム２３１、下フレーム２３２、及び奥側フレーム２３３を有している。上フレーム２３１は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に広がる板状のフレームである。上フレーム２３１は、そのＸ軸方向の一端側の領域部分が実装機本体２１から外方に露出するとともに、Ｘ軸方向の他端側の領域部分が実装機本体２１の内部に収容されるように、実装機本体２１におけるＸ軸方向の一端部に配置される。下フレーム２３２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に広がる板状のフレームであり、上フレーム２３１に対してＺ軸方向の下方側に当該上フレーム２３１と対向するように配置される。下フレーム２３２は、実装機本体２１の内部に収容されるＸ軸方向の他端側の領域部分に、Ｚ軸方向の上方側に突出する突出部２３２１を有している。奥側フレーム２３３は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に広がる板状のフレームであり、実装機本体２１の内部において上フレーム２３１及び下フレーム２３２のＸ軸方向他端よりも実装機本体２１の中央寄りの位置に配置される。

複数の保持部２４の各々は、部品供給ユニット２３においてフィーダー２５を挿抜可能に保持する部分を構成する。部品供給ユニット２３においては、複数の保持部２４がＹ軸方向に並ぶように配列される。このような各保持部２４にフィーダー２５が挿入されることにより、複数のフィーダー２５がＹ軸方向に並んで配置される。

フィーダー２５は、例えばテープフィーダーである。フィーダー２５は、複数の部品を収納可能な部品収納テープＰＴを送出することにより部品を供給する。部品収納テープＰＴは、部品を収納する収納部が複数設けられたキャリアテープＰＴ１と、前記収納部を覆うようにキャリアテープＰＴ１に接合されるカバーテープＰＴ２とからなる。フィーダー２５は、フィーダー本体２５１と、リール支持部２５２と、テープ送出部２５４と、回収部２５５とを含んで構成される。

フィーダー本体２５１には、テープ送出路２５３が形成されている。テープ送出路２５３は、部品収納テープＰＴが送出される経路であり、部品収納テープＰＴの送出方向の上流端と下流端との間に部品取出し部２５３１を有している。リール支持部２５２は、フィーダー本体２５１においてテープ送出路２５３の上流端側に配置される。リール支持部２５２は、部品収納テープＰＴが巻回されたリールを支持する。

テープ送出部２５４は、例えばスプロケットから構成されており、テープ送出路２５３の部品取出し部２５３１の近傍に配置される。テープ送出部２５４は、リール支持部２５２により支持されたリールから部品収納テープＰＴを繰り出すとともに、その繰り出した部品収納テープＰＴをテープ送出路２５３に沿って送出する。テープ送出部２５４の動作は、制御基板２５９に搭載された制御回路によって制御される。テープ送出路２５３に沿って送出される部品収納テープＰＴでは、部品取出し部２５３１よりも上流側においてカバーテープＰＴ２がキャリアテープＰＴ１から剥離される。これにより、部品取出し部２５３１においてキャリアテープＰＴ１上で部品が露出される。キャリアテープＰＴ１上で露出された部品は、搭載ヘッド２６による取出しが可能である。つまり、搭載ヘッド２６は、フィーダー２５によって供給される部品を、部品取出し部２５３１から取出す。

部品取出し部２５３１よりも上流側においてキャリアテープＰＴ１から剥離されたカバーテープＰＴ２は、回収部２５５によって回収される。回収部２５５は、例えば、互いに当接するローラー対から構成されている。この場合、回収部２５５は、ローラー対の回転に応じてカバーテープＰＴ２を回収する。回収部２５５により回収されたカバーテープＰＴ２は、回収ボックス２５５１内に収容される。

搭載ヘッド２６により部品が取出された後のキャリアテープＰＴ１は、テープ送出部２５４の送出動作によってテープ送出路２５３の下流端を介してフィーダー２５から外方に送出される。フィーダー２５から外方に送出されたキャリアテープＰＴ１は、部品供給ユニット２３における下フレーム２３２の突出部２３２１の近傍に配置されたテープカッター２３Ａにより所定の長さに切断される。

また、図２に示されるように、フィーダー２５は、上位置決めピン２５６と、下位置決めピン２５７と、フィーダー側コネクタ２５８とを有している。上位置決めピン２５６及び下位置決めピン２５７は、フィーダー本体２５１のＸ軸方向の一端部から突出するように設けられたピンである。上位置決めピン２５６と下位置決めピン２５７とは、フィーダー本体２５１のＸ軸方向一端部においてＺ軸方向に互いに間隔を隔てて配置され、上位置決めピン２５６が下位置決めピン２５７よりも上方側に位置している。フィーダー本体２５１のＸ軸方向一端部は、上位置決めピン２５６及び下位置決めピン２５７が設けられた部分に対してＸ軸方向他方側に窪んだ段差部を有している。このフィーダー本体２５１のＸ軸方向一端部における段差部に、フィーダー側コネクタ２５８が設けられている。フィーダー側コネクタ２５８は、制御基板２５９と電気的に接続されるコネクタである。

フィーダー２５を挿抜可能に保持するための複数の保持部２４は、部品供給ユニット２３における上フレーム２３１、下フレーム２３２、及び奥側フレーム２３３に形成されている。各保持部２４は、上保持レール２４１と、下保持レール２４２と、上ピン挿通孔２４３と、下ピン挿通孔２４４と、ユニット側コネクタ２４５とを含んで構成される。

上保持レール２４１は、上フレーム２３１の下面においてＸ軸方向に延びるようにＹ軸方向に並んで複数形成されている。上保持レール２４１は、フィーダー２５の保持部２４に対する挿抜時の移動の際にフィーダー２５の上端をガイドするレール部材である。下保持レール２４２は、下フレーム２３２の上面においてＸ軸方向に延びるようにＹ軸方向に並んで複数形成されている。下保持レール２４２は、フィーダー２５の保持部２４に対する挿抜時の移動の際にフィーダー２５の下端をガイドするレール部材である。

上ピン挿通孔２４３は、奥側フレーム２３３の上端部においてＹ軸方向に並んで複数形成される孔である。上ピン挿通孔２４３は、フィーダー２５が保持部２４に挿入されるときにフィーダー２５の上位置決めピン２５６の挿通を許容する。一方、フィーダー２５が保持部２４から抜出されるときには、上位置決めピン２５６の上ピン挿通孔２４３に対する挿通が解除される。下ピン挿通孔２４４は、奥側フレーム２３３の下端部においてＹ軸方向に並んで複数形成される孔である。下ピン挿通孔２４４は、フィーダー２５が保持部２４に挿入されるときにフィーダー２５の下位置決めピン２５７の挿通を許容する。一方、フィーダー２５が保持部２４から抜出されるときには、下位置決めピン２５７の下ピン挿通孔２４４に対する挿通が解除される。フィーダー２５は、上位置決めピン２５６が上ピン挿通孔２４３に挿通されるとともに、下位置決めピン２５７が下ピン挿通孔２４４に挿通されることにより、保持部２４に対して位置決めされる。

ユニット側コネクタ２４５は、下フレーム２３２の突出部２３２１においてＹ軸方向に並んで複数設けられ、部品実装機２の実装制御部２９と電気的に接続されるコネクタである。ユニット側コネクタ２４５は、フィーダー２５が保持部２４に挿入されるときにフィーダー２５のフィーダー側コネクタ２５８と接続される。

なお、図３に示されるように、実装機本体２１における部品供給ユニット２３の近傍には、目印部２１１が設けられている。この目印部２１１は、部品供給ユニット２３における複数の保持部２４の各々の位置を示す目印となる。

図１に示されるように、部品実装機２は、実装表示部２７と、実装通信部２８と、実装制御部２９とを更に備える。実装表示部２７は、詳細については後述するが、フィーダー挿抜装置４から出力された情報が管理装置３を介して入力されると、当該情報を表示する。オペレーターは、実装表示部２７に表示された情報を確認することにより、フィーダー挿抜装置４によるフィーダー２５の保持部２４に対する挿抜の状況を把握することができる。実装通信部２８は、管理装置３とのデータ通信を実現するインターフェイス回路である。

実装制御部２９は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等から構成されている。実装制御部２９は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより実装表示部２７及び実装通信部２８を制御するとともに、搬送コンベア２２、部品供給ユニット２３の保持部２４に保持されたフィーダー２５、搭載ヘッド２６の各動作を制御する。実装制御部２９は、機能構成として、搬送制御部２９１と、部品供給制御部２９２と、搭載制御部２９３と、実装表示制御部２９４と、実装通信制御部２９５とを含む。

搬送制御部２９１は、搬送コンベア２２による基板の搬送動作を制御する。部品供給制御部２９２は、複数の保持部２４の各々に保持された各フィーダー２５の部品供給動作を制御する。搭載制御部２９３は、搭載ヘッド２６による基板に対する部品の搭載動作を制御する。実装表示制御部２９４は、実装表示部２７による各種の情報の表示動作を制御する。実装通信制御部２９５は、実装通信部２８による管理装置３とのデータ通信を制御する。

次に、図１を参照して管理装置３について説明する。管理装置３は、部品実装機２による部品搭載基板の生産を管理するとともに、複数の保持部２４の各々に対してフィーダー２５を挿抜する段取り作業に必要なデータをフィーダー挿抜装置４に送信する装置である。管理装置３は、例えばマイクロコンピュータから構成されている。管理装置３は、機能構成として、データ生成部３１と、データ記憶部３２と、データ管理部３３と、管理通信部３４とを備えている。

データ生成部３１は、部品実装機２による部品搭載基板の生産に必要なフィーダー２５の部品供給ユニット２３における各保持部２４に対する配置位置を示す配置データＤ１を生成する。配置データＤ１は、例えば、基板に対する部品の搭載時に搭載ヘッド２６の移動距離がなるべく短くなるように、部品搭載基板の生産に必要な各フィーダー２５が密集した状態で配置される保持部２４の位置を示すデータである。また、データ生成部３１は、配置データＤ１に従って保持部２４に配置されるフィーダー２５により供給される部品を基板に搭載する手順を示す搭載プログラムＰ１を生成する。搭載プログラムＰ１には、基板上における各部品の搭載位置、配置データＤ１に従ったフィーダー２５の保持部２４に対する配置位置、搭載ヘッド２６による部品の搭載順序などの情報が記録されている。

データ生成部３１により生成された配置データＤ１及び搭載プログラムＰ１は、データ記憶部３２に記憶される。

データ管理部３３は、データ記憶部３２から配置データＤ１及び搭載プログラムＰ１を読み出して配信する。具体的には、データ管理部３３は、管理通信部３４を介して配置データＤ１をフィーダー挿抜装置４に送信させるとともに、管理通信部３４を介して搭載プログラムＰ１を部品実装機２に送信させる。

管理通信部３４は、部品実装機２及びフィーダー挿抜装置４とのデータ通信を実現するインターフェイス回路である。管理通信部３４は、部品実装機２による部品搭載基板の生産状況に関するデータを受信する。また、管理通信部３４は、データ管理部３３の制御のもと、データ生成部３１によって生成された配置データＤ１及び搭載プログラムＰ１のうち、配置データＤ１をフィーダー挿抜装置４に送信するとともに、搭載プログラムＰ１を部品実装機２に送信する。

部品実装機２では、管理通信部３４から送信された搭載プログラムＰ１を実装通信部２８が受信すると、当該搭載プログラムＰ１に基づき部品搭載基板の生産が開始される。この際、搭載ヘッド２６による部品搭載動作は、搭載プログラムＰ１に従って実行される。具体的には、搬送コンベア２２により基板が搬送されると、搭載プログラムＰ１に従って搭載ヘッド２６が、部品供給ユニット２３における各保持部２４に保持された各フィーダー２５から部品を取出す。その後、搭載ヘッド２６が基板上に移動して順次部品を搭載するという動作が、基板に対して全部品を搭載するまで、搭載プログラムＰ１で示される部品の搭載順序に従って繰り返される。

一方、フィーダー挿抜装置４は、管理通信部３４から送信された配置データＤ１を受信すると、当該配置データＤ１に基づいて、部品供給ユニット２３における各保持部２４に対してフィーダー２５を挿抜する段取り作業を行う。このフィーダー挿抜装置４について、図１に加えて図５、図６、図７Ａ及び図７Ｂを参照しながら説明する。

フィーダー挿抜装置４は、複数の保持部２４の各々に対してフィーダー２５を挿抜する段取り作業を行う作業ロボットである。フィーダー挿抜装置４は、各保持部２４に対して挿抜方向ＤＸに沿ってフィーダー２５を移動させることにより、フィーダー２５を挿抜する。挿抜方向ＤＸは、各保持部２４において上保持レール２４１及び下保持レール２４２が延びるＸ軸方向と平行な方向である。フィーダー２５を各保持部２４に挿入する際にフィーダー２５を移動させる方向であって、挿抜方向ＤＸの一方向である挿入方向ＤＸ１は、Ｘ軸方向に沿って実装機本体２１の外側から内側に向かう方向である。フィーダー２５を各保持部２４から抜出する際にフィーダー２５を移動させる方向である抜出方向ＤＸ２は、挿入方向ＤＸ１とは逆向きの方向である。

フィーダー挿抜装置４は、配置データＤ１に基づいて、部品実装機２による部品搭載基板の生産に必要なフィーダー２５が各保持部２４に挿入されるようにフィーダー２５を挿入方向ＤＸ１に移動させる。また、フィーダー挿抜装置４は、部品切れ等により交換が必要なフィーダー２５が各保持部２４から抜出されるようにフィーダー２５を抜出方向ＤＸ２に移動させる。フィーダー挿抜装置４は、基台部４１と、水平支持台４２と、水平移動機構４３と、垂直移動機構４４と、挿抜移動機構４５と、検出部４５４と、表示部４６と、通信部４７と、記憶部４８と、制御部４９とを備えている。

表示部４６は、詳細については後述するが、制御部４９の挿抜制御部４９３から出力される情報（挿入中止情報ＤＩ１、代替不能情報ＤＩ２、予兆情報ＤＩ３）を表示する。オペレーターは、表示部４６に表示された情報を確認することにより、フィーダー挿抜装置４によるフィーダー２５の保持部２４に対する挿抜の状況を把握することができる。なお、表示部４６が各種の情報を表示するタイミングに合わせて、警告灯４６Ａを点灯するようにしてもよい。

通信部４７は、管理装置３とのデータ通信を実現するインターフェイス回路である。通信部４７は、管理装置３から送信された配置データＤ１を受信する。また、通信部４７は、挿抜制御部４９３から出力される情報を管理装置３に送信する。通信部４７を介して管理装置３に送信された情報は、部品実装機２に入力されて実装表示部２７に表示される。

記憶部４８は、閾値記憶部４８１と配置記憶部４８２とを含む。閾値記憶部４８１は、挿抜制御部４９３が挿抜移動機構４５を制御する際に用いる予め設定された各種の閾値（許容閾値Ｔ１、予兆閾値Ｔ２、停止閾値Ｔ３、回数閾値Ｔ４）を記憶する。配置記憶部４８２は、通信部４７が受信した配置データＤ１を記憶する。

基台部４１は、フィーダー挿抜装置４において水平移動機構４３などが配置される基台である。基台部４１には、フィーダー挿抜装置４の移動が可能となるように車輪４１１が取付けられるとともに、位置検出センサ４１２が取付けられている。フィーダー挿抜装置４は、実装機本体２１に設けられた目印部２１１を位置検出センサ４１２によって検出することにより、部品供給ユニット２３における複数の保持部２４の各々の位置に移動する。

水平支持台４２は、基台部４１上に配置される台である。水平支持台４２は、水平面上において挿抜方向ＤＸと直交するＹ軸方向に沿って水平に延びる台である。水平支持台４２は、水平移動機構４３の水平移動支柱体４３１をＹ軸方向に沿った移動が可能となるように支持する。

水平移動機構４３は、挿抜移動機構４５における挿抜移動体４５１の把持部４５１２に把持された状態のフィーダー２５を、各保持部２４に対してＹ軸方向に移動させる機構である。水平移動機構４３は、水平移動支柱体４３１と、水平駆動モータ４３２と、水平駆動伝達部４３３とを含む。

水平移動支柱体４３１は、Ｚ軸方向に延びる支柱であり、水平支持台４２にＹ軸方向に移動可能に支持される。水平移動支柱体４３１は、垂直移動機構４４の垂直移動体４４１をＺ軸方向に沿った移動が可能となるように支持する。水平駆動モータ４３２は、水平支持台４２上において水平移動支柱体４３１をＹ軸方向に沿って移動させる駆動力を発する駆動モータである。水平駆動伝達部４３３は、水平駆動モータ４３２の駆動力を水平移動支柱体４３１に伝達するための機構である。

水平移動機構４３においては、水平移動支柱体４３１が、水平駆動伝達部４３３から伝達される水平駆動モータ４３２の駆動力に応じて、水平支持台４２上をＹ軸方向に移動する。

垂直移動機構４４は、挿抜移動機構４５における挿抜移動体４５１の把持部４５１２に把持された状態のフィーダー２５を、各保持部２４に対してＺ軸方向に移動させる機構である。垂直移動機構４４は、垂直移動体４４１と、垂直駆動モータ４４２と、垂直駆動伝達部４４３とを含む。

垂直移動体４４１は、水平移動支柱体４３１にＺ軸方向に移動可能に支持される。垂直移動体４４１は、挿抜方向ＤＸ（Ｘ軸方向）に沿って延びる挿抜支持部４４１１と、挿抜支持部４４１１の下方側において挿抜方向ＤＸに沿って延びる挿抜ガイド部４４１２と、を有している。挿抜支持部４４１１は、挿抜移動機構４５の挿抜移動体４５１を挿抜方向ＤＸに沿った移動が可能となるように支持する。挿抜ガイド部４４１２は、挿抜移動体４５１の把持部４５１２に把持された状態のフィーダー２５を下方側から支持するとともに、挿抜移動体４５１の移動に伴うフィーダー２５の挿抜方向ＤＸに沿った移動をガイドする。垂直駆動モータ４４２は、水平移動支柱体４３１に沿って垂直移動体４４１をＺ軸方向に移動させる駆動力を発する駆動モータである。垂直駆動伝達部４４３は、垂直駆動モータ４４２の駆動力を垂直移動体４４１に伝達するための機構である。

垂直移動機構４４においては、垂直移動体４４１が、垂直駆動伝達部４４３から伝達される垂直駆動モータ４４２の駆動力に応じて、水平移動支柱体４３１に沿ってＺ軸方向に移動する。

挿抜移動機構４５は、各保持部２４に対してフィーダー２５を挿抜方向ＤＸに沿って移動させる機構である。挿抜移動機構４５は、挿抜移動体４５１と、挿抜駆動モータ４５２と、挿抜駆動伝達部４５３とを含む。

挿抜移動体４５１は、垂直移動体４４１の挿抜支持部４４１１に挿抜方向ＤＸに移動可能に支持される。挿抜移動体４５１は、Ｚ軸方向に沿って延びる移動基体４５１１と、移動基体４５１１の上端に回動軸４５１３回りの回動が可能となるように取付けられる把持部４５１２と、シリンダ４５１４と、を有している。把持部４５１２は、挿抜ガイド部４４１２に支持された状態のフィーダー２５におけるフィーダー本体２５１の、上位置決めピン２５６及び下位置決めピン２５７が設けられたＸ軸方向一端部とは反対の他端部の上側部分を把持する。シリンダ４５１４は、Ｚ軸方向に移動することにより把持部４５１２を回動軸４５１３回りに回動させる。シリンダ４５１４の移動に応じて把持部４５１２が回動することにより、当該把持部４５１２に把持されたフィーダー２５の姿勢を変更することができる。挿抜駆動モータ４５２は、垂直移動体４４１の挿抜支持部４４１１に沿って挿抜移動体４５１を挿抜方向ＤＸに移動させる駆動力を発する駆動モータである。挿抜駆動伝達部４５３は、挿抜駆動モータ４５２の駆動力を挿抜移動体４５１に伝達するための機構である。

挿抜移動機構４５においては、挿抜移動体４５１が、挿抜駆動伝達部４５３から伝達される挿抜駆動モータ４５２の駆動力に応じて、垂直移動体４４１の挿抜支持部４４１１に沿って挿抜方向ＤＸに移動する。挿抜移動体４５１が移動すると、その移動に応じて、把持部４５１２によって把持されたフィーダー２５が挿抜ガイド部４４１２上を挿抜方向ＤＸに移動する。

フィーダー挿抜装置４においては、挿抜移動機構４５が動作を開始する前に、水平移動機構４３及び垂直移動機構４４が動作する。具体的には、挿抜ガイド部４４１２が保持部２４の下保持レール２４２と同一直線上に位置するように、水平移動機構４３において水平移動支柱体４３１が水平支持台４２上を移動するとともに、垂直移動機構４４において垂直移動体４４１が水平移動支柱体４３１に沿って移動する。このように、挿抜ガイド部４４１２が保持部２４の下保持レール２４２と同一直線上に位置した状態で、挿抜移動機構４５は、把持部４５１２によって把持されたフィーダー２５を、挿抜移動体４５１の移動に応じて、挿抜ガイド部４４１２上を移動させるとともに、保持部２４の上保持レール２４１及び下保持レール２４２に沿って挿抜方向ＤＸに移動させる。

フィーダー２５を挿入方向ＤＸ１に移動させる場合、挿抜移動機構４５は、挿抜ガイド部４４１２上でフィーダー２５を移動させる。その後、挿抜移動機構４５は、上位置決めピン２５６及び下位置決めピン２５７が上ピン挿通孔２４３及び下ピン挿通孔２４４にそれぞれ挿通されるとともに、フィーダー側コネクタ２５８がユニット側コネクタ２４５に接続されるまで、上保持レール２４１及び下保持レール２４２に沿ってフィーダー２５を移動させる。

一方、フィーダー２５を抜出方向ＤＸ２に移動させる場合、挿抜移動機構４５は、上ピン挿通孔２４３及び下ピン挿通孔２４４に対する上位置決めピン２５６及び下位置決めピン２５７の挿通が解除されるとともに、ユニット側コネクタ２４５に対するフィーダー側コネクタ２５８の接続が解除されるようにフィーダー２５を上保持レール２４１及び下保持レール２４２に沿って移動させる。その後、挿抜移動機構４５は、挿抜ガイド部４４１２上に配置されるまでフィーダー２５を移動させる。

検出部４５４は、挿抜移動機構４５による保持部２４に対するフィーダー２５の挿抜時において、フィーダー２５の移動により当該フィーダー２５に加わる負荷の指標となる負荷指標値ＩＶを検出する。本実施形態では、検出部４５４は、負荷指標値ＩＶとして挿抜駆動モータ４５２の電流値又は電圧値を検出する。なお、検出部４５４は、ロードセルなどを用いてフィーダー２５に加わる負荷を検出するように構成されていてもよい。

検出部４５４により検出される負荷指標値ＩＶは、保持部２４に対する挿抜時にフィーダー２５に加わる負荷が大きくなるに従い、大きな値を示す。負荷指標値ＩＶは、保持部２４に対するフィーダー２５の移動に応じて変化する。挿抜移動機構４５によってフィーダー２５が挿入方向ＤＸ１に移動されるときの負荷指標値ＩＶの変化について、図６のグラフを参照しながら説明する。なお、以下の説明では、挿抜ガイド部４４１２上におけるフィーダー２５の移動開始位置から、フィーダー２５の先端部（上位置決めピン２５６及び下位置決めピン２５７が設けられた端部）が保持部２４に挿入済みのフィーダー２５に到達する位置までの距離を第１距離ＭＤ１とする。同様に、フィーダー２５の移動開始位置から挿抜ガイド部４４１２と下保持レール２４２との境界位置までの距離を第２距離ＭＤ２とする。また、フィーダー２５の移動開始位置から、上位置決めピン２５６及び下位置決めピン２５７が上ピン挿通孔２４３及び下ピン挿通孔２４４にそれぞれ挿通される位置までの距離を第３距離ＭＤ３とする。

図６に示されるように、フィーダー２５が挿抜ガイド部４４１２上を第１距離ＭＤ１だけ移動したときに、負荷指標値ＩＶが上昇し始める。このような現象が生じるのは、挿抜ガイド部４４１２上を移動するフィーダー２５の先端部が保持部２４に挿入済みのフィーダー２５と接触することにより、移動するフィーダー２５に加わる負荷が大きくなるためであると考えられる。

フィーダー２５の第１距離ＭＤ１の移動に対応して上昇し始めた負荷指標値ＩＶは、フィーダー５の挿抜ガイド部４４１２上での更なる移動に伴って下降する。その後、フィーダー２５が挿抜ガイド部４４１２上を第２距離ＭＤ２だけ移動したときに、負荷指標値ＩＶが再び上昇し始める。このような現象が生じるのは、フィーダー２５の移動をガイドする部分が、挿抜ガイド部４４１２から保持部２４の上保持レール２４１及び下保持レール２４２に切り替わることにより、移動するフィーダー２５に加わる負荷が大きくなるためであると考えられる。

フィーダー２５の第２距離ＭＤ２の移動に対応して上昇し始めた負荷指標値ＩＶは、フィーダー５の上保持レール２４１及び下保持レール２４２に沿った移動に伴って所定の値で一定に推移する。その後、フィーダー２５が上保持レール２４１及び下保持レール２４２に沿って第３距離ＭＤ３だけ移動したときに、負荷指標値ＩＶが再び上昇し始める。このような現象が生じるのは、上位置決めピン２５６及び下位置決めピン２５７が上ピン挿通孔２４３及び下ピン挿通孔２４４にそれぞれ挿通されることにより、移動するフィーダー２５に加わる負荷が大きくなるためであると考えられる。

検出部４５４は、保持部２４に対するフィーダー２５の移動に応じて変化する負荷指標値ＩＶを、フィーダー２５が保持部２４に対して挿抜される期間中において検出する。

制御部４９は、ＣＰＵ、制御プログラムを記憶するＲＯＭ、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ等から構成されている。制御部４９は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより表示部４６及び通信部４７を制御するとともに、水平移動機構４３、垂直移動機構４４、挿抜移動機構４５の各動作を制御する。制御部４９は、機能構成として、水平移動制御部４９１と、垂直移動制御部４９２と、挿抜制御部４９３と、表示制御部４９４と、閾値設定部４９５と、通信制御部４９６とを含む。

表示制御部４９４は、表示部４６による各種の情報の表示動作を制御する。通信制御部４９６は、通信部４７による管理装置３とのデータ通信を制御する。

水平移動制御部４９１は、水平移動機構４３を制御する。具体的には、水平移動制御部４９１は、水平駆動モータ４３２に駆動信号を入力することにより、水平移動支柱体４３１の水平支持台４２上での移動を制御する。垂直移動制御部４９２は、垂直移動機構４４を制御する。具体的には、垂直移動制御部４９２は、垂直駆動モータ４４２に駆動信号を入力することにより、垂直移動体４４１の水平移動支柱体４３１に沿った移動を制御する。挿抜制御部４９３は、挿抜移動機構４５に駆動信号ＤＳを入力することにより、フィーダー２５の保持部２４に対する挿抜時の移動を制御する。具体的には、挿抜制御部４９３は、挿抜駆動モータ４５２に入力される駆動信号ＤＳを変化させることにより、挿抜移動体４５１の挿抜支持部４４１１に沿った移動に応じたフィーダー２５の保持部２４に対する挿抜時の移動を制御する。つまり、挿抜制御部４９３は、挿抜駆動モータ４５２に対する駆動信号ＤＳの入力値を変化させることにより、フィーダー２５の保持部２４に対する挿抜時の移動を制御する。

閾値設定部４９５は、挿抜制御部４９３が挿抜駆動モータ４５２を制御する際に用いる各種の閾値として、許容閾値Ｔ１、予兆閾値Ｔ２、及び停止閾値Ｔ３を設定する。閾値設定部４９５により設定された各種の閾値は、閾値記憶部４８１に記憶される。

許容閾値Ｔ１は、保持部２４に対する挿抜時にフィーダー２５に加わる負荷の許容範囲の上限に対応した負荷指標値ＩＶの変動許容範囲の上限値を示す閾値である。予兆閾値Ｔ２は、負荷指標値ＩＶに関して許容閾値Ｔ１よりも小さい値の閾値であって、保持部２４に対する挿抜時にフィーダー２５に加わる負荷が許容範囲を超える予兆があることを示す閾値である。停止閾値Ｔ３は、負荷指標値ＩＶに関して許容閾値Ｔ１よりも大きい値の閾値であって、挿抜駆動モータ４５２の定格電流値又は定格電圧値を基準とした変動許容範囲の上限値を示す閾値である。

閾値設定部４９５は、許容閾値Ｔ１については、フィーダー２５の保持部２４に対する挿抜時における移動速度に応じて設定する。具体的には、閾値設定部４９５は、フィーダー２５の移動速度と相関関係にある挿抜駆動モータ４５２の回転速度と、負荷指標値ＩＶとしての挿抜駆動モータ４５２の電流値又は電圧値とを関連付けた関連データに基づいて、許容閾値Ｔ１を設定する。閾値設定部４９５は、フィーダー２５の移動速度が遅くなるに従い、許容閾値Ｔ１を小さい値に設定する。

ここで、フィーダー２５の保持部２４に対する挿抜時において、フィーダー２５の挿抜を妨げるような引っ掛かり等が発生する場合がある（図７Ａ参照）。例えば、フィーダー２５が傾いた異常姿勢を取っている場合、或いは、フィーダー２５及び保持部２４に傷、摩耗、付着異物などの障害が生じている場合には、フィーダー２５の挿抜時に引っ掛かり等が発生する虞がある。この場合、保持部２４に対してフィーダー２５を的確に挿抜することが困難になる虞がある。このため、フィーダー２５から的確に部品を供給することが困難となり結果として部品実装機２における部品搭載基板の生産性が低下する虞がある。

そこで、本実施形態では、挿抜制御部４９３は、検出部４５４により検出された負荷指標値ＩＶに基づいて挿抜駆動モータ４５２に対する駆動信号ＤＳの入力値を変化させることにより、フィーダー２５の保持部２４に対する挿抜時の移動を制御する。これにより、フィーダー２５に加わる負荷に応じて挿抜駆動モータ４５２の駆動によるフィーダー２５の挿抜時の移動を制御することが可能である。例えば、フィーダー２５の挿抜を妨げるような引っ掛かり等が発生することによりフィーダー２５に加わる負荷が増大した場合には、その負荷の増大に応じてフィーダー２５の挿抜時の移動を制御することが可能である。このため、保持部２４に対してフィーダー２５を的確に挿抜することができる。この結果、フィーダー２５から的確に部品を供給することができるので、部品実装機２における部品搭載基板の生産性が低下する虞を軽減することができる。

挿抜制御部４９３は、検出部４５４により検出された負荷指標値ＩＶが閾値設定部４９５により設定された許容閾値Ｔ１未満である場合、標準制御を実行する。標準制御において挿抜制御部４９３は、フィーダー２５が挿抜方向ＤＸに沿って移動する標準動作を行うように挿抜駆動モータ４５２に駆動信号ＤＳを入力し、フィーダー２５の保持部２４に対する挿抜時の移動を制御する。

一方、検出部４５４により検出された負荷指標値ＩＶが許容閾値Ｔ１以上となった場合、挿抜制御部４９３は、リトライ制御を実行する。リトライ制御において挿抜制御部４９３は、フィーダー２５が挿抜方向ＤＸに沿った移動を停止した後に再度移動するリトライ動作を行うように挿抜駆動モータ４５２に駆動信号ＤＳを入力し、フィーダー２５の保持部２４に対する挿抜時の移動を制御する。つまり、負荷指標値ＩＶが許容閾値Ｔ１以上となってフィーダー２５に加わる負荷が許容範囲の上限に達するような場合には、挿抜制御部４９３によるリトライ制御の実行によってフィーダー２５がリトライ動作を行う。リトライ動作では、負荷指標値ＩＶが許容閾値Ｔ１以上となることに応じてフィーダー２５の移動が一旦停止された後にフィーダー２５の移動が再開される。このようなフィーダー２５のリトライ動作によって、フィーダー２５に加わる負荷が軽減される可能性を高めることができる。このため、保持部２４に対してフィーダー２５をより的確に挿抜することができる。

挿抜制御部４９３は、標準動作においてフィーダー２５が所定の標準速度で移動するように標準制御を実行する一方、リトライ動作においてはフィーダー２５が標準速度よりも遅いリトライ速度で移動するようにリトライ制御を実行する。挿抜制御部４９３によるリトライ制御の実行によってフィーダー２５がリトライ動作を行うときには、フィーダー２５が標準速度よりも遅いリトライ速度で移動する。比較的遅い速度で移動するようなフィーダー２５のリトライ動作によって、フィーダー２５に加わる負荷が軽減される可能性をより高めることができる。このため、保持部２４に対してフィーダー２５をより的確に挿抜することができる。

また、挿抜制御部４９３は、図７Ｂに示されるように、リトライ動作においてフィーダー２５が、挿抜方向ＤＸにおける挿入方向ＤＸ１及び抜出方向ＤＸ２のいずれかの一方向側への移動を停止した後、一方向側とは逆側の他方向側に所定の逆走距離だけ移動し、その後、一方向側に再度移動するようにリトライ制御を実行する。図７Ｂでは、リトライ動作においてフィーダー２５が、挿入方向ＤＸ１への移動を停止した後、抜出方向ＤＸ２に所定の逆走距離だけ移動し、その後、挿入方向ＤＸ１に再度移動する例が示されている。このようなフィーダー２５のリトライ動作によって、フィーダー２５に加わる負荷が軽減される可能性をより高めることができる。このため、保持部２４に対してフィーダー２５をより的確に挿抜することができる。

リトライ動作においてフィーダー２５が一方向側に再度移動しているときに、検出部４５４により検出された負荷指標値ＩＶが許容閾値Ｔ１以上となった場合を想定する。この場合、挿抜制御部４９３は、フィーダー２５がリトライ動作を繰り返すように挿抜駆動モータ４５２に駆動信号ＤＳを入力する。そして、フィーダー２５がリトライ動作を繰り返すときには、挿抜制御部４９３は、各リトライ動作における逆走距離が、リトライ動作の繰り返しが進むに従い長くなるように、挿抜駆動モータ４５２に駆動信号ＤＳを入力する。これにより、フィーダー２５のリトライ動作の繰り返しが進むに従って、フィーダー２５に加わる負荷が軽減される可能性を高めることができる。このため、フィーダー２５のリトライ動作の繰り返しに応じて、保持部２４に対してフィーダー２５を的確に挿抜することができる。

次に、フィーダー２５を保持部２４に挿入する挿入時のリトライ動作が繰り返される場合を想定する。具体的には、フィーダー２５の挿入時のリトライ動作の繰り返し回数が予め設定された回数閾値Ｔ４に到達したときに、検出部４５４により検出された負荷指標値ＩＶが許容閾値Ｔ１以上を維持している場合を想定する。この場合、挿抜制御部４９３は、リトライ動作の対象の保持部２４に対するフィーダー２５の挿入を中止するように挿抜駆動モータ４５２に駆動信号ＤＳを入力する挿入中止制御を実行する。挿抜制御部４９３による挿入中止制御の実行によって、リトライ動作の対象の保持部２４に対するフィーダー２５の挿入が中止される。これにより、フィーダー２５に過剰な負荷が加わった状態でフィーダー２５が保持部２４に挿入されることを規制することができる。

挿入中止制御において挿抜制御部４９３は、リトライ動作の対象の保持部２４に対するフィーダー２５の挿入を中止することを示す挿入中止情報ＤＩ１を出力する。挿抜制御部４９３から出力された挿入中止情報ＤＩ１は、表示制御部４９４により利用される。表示制御部４９４は、挿入中止情報ＤＩ１を表示するように表示部４６を制御する。オペレーターは、表示部４６に表示された挿入中止情報ＤＩ１を確認することにより、保持部２４に対するフィーダー２５の挿入が中止されたことを把握することができる。

挿入中止制御の実行後において挿抜制御部４９３は、代替挿入制御を実行する。この代替挿入制御においては、挿抜制御部４９３は、部品実装機２の部品供給ユニット２３における複数の保持部２４のうち、フィーダー２５の挿入を中止する対象の保持部２４を代替してフィーダー２５の挿入が可能な代替保持部が存在するか否かを判断する。具体的には、挿抜制御部４９３は、複数の保持部２４のうち、配置記憶部４８２に記憶される配置データＤ１で示される保持部２４以外の保持部２４であって、フィーダー２５が挿入されていない代替保持部が存在するか否かを判断する。代替保持部が存在する場合、挿抜制御部４９３は、フィーダー２５が代替保持部に対して挿入方向ＤＸ１に移動するように挿抜駆動モータ４５２に駆動信号ＤＳを入力する。なお、代替保持部が複数存在する場合、挿抜制御部４９３は、フィーダー２５の挿入が中止された保持部２４に最も近い位置の代替保持部に対して挿入方向ＤＸ１に移動するように挿抜駆動モータ４５２に駆動信号ＤＳを入力する。これにより、代替保持部にフィーダー２５が挿入された場合には、そのフィーダー２５から部品を供給することができる。

代替挿入制御において代替保持部が存在しない場合には、挿抜制御部４９３は、その旨を示す代替不能情報ＤＩ２を出力する。挿抜制御部４９３から出力された代替不能情報ＤＩ２は、表示制御部４９４により利用される。表示制御部４９４は、代替不能情報ＤＩ２を表示するように表示部４６を制御する。オペレーターは、表示部４６に表示された代替不能情報ＤＩ２を確認することにより、保持部２４に対する挿入が中止されたフィーダー２５を挿入可能な代替保持部が存在しない状況を把握することができる。

ここで、保持部２４に対する挿抜時においてフィーダー２５に加わる負荷は、フィーダー２５の移動速度に応じて変化する場合がある。このため、フィーダー２５に加わる負荷の指標となる負荷指標値ＩＶについても、フィーダー２５の移動速度に応じて変化する場合がある。そこで、既述の通り、閾値設定部４９５は、挿抜制御部４９３による挿抜駆動モータ４５２の制御の際に用いられる許容閾値Ｔ１を、フィーダー２５の挿抜時の移動速度に応じて設定する。具体的には、閾値設定部４９５は、フィーダー２５の移動速度が遅くなるに従い、許容閾値Ｔ１を小さい値に設定する。これにより、挿抜制御部４９３は、フィーダー２５の移動速度に応じて設定された許容閾値Ｔ１と負荷指標値ＩＶとの比較に基づいて、挿抜駆動モータ４５２の駆動によるフィーダー２５の挿抜時の移動をより適切に制御することが可能である。このため、保持部２４に対してフィーダー２５を的確に挿抜することができる。

次に、検出部４５４により検出された負荷指標値ＩＶが許容閾値Ｔ１未満であって、且つ、閾値設定部４９５により設定された予兆閾値Ｔ２以上である場合を想定する。この場合、挿抜制御部４９３は、挿抜駆動モータ４５２の駆動によるフィーダー２５の移動に応じた保持部２４に対する挿抜時において、フィーダー２５に加わる負荷が許容範囲を超える予兆があることを示す予兆情報ＤＩ３を出力する。挿抜制御部４９３から出力された予兆情報ＤＩ３は、表示制御部４９４により利用される。表示制御部４９４は、予兆情報ＤＩ３を表示するように表示部４６を制御する。オペレーターは、表示部４６に表示された予兆情報ＤＩ３を確認することにより、フィーダー２５に加わる負荷が許容範囲を超える予兆がある状況を把握することができる。

挿抜制御部４９３は、予兆情報ＤＩ３を出力する際に、履歴情報を記憶部４８に記録させるように構成されていてもよい。履歴情報は、予兆情報ＤＩ３の出力に対応する情報であって、挿抜移動機構４５による移動対象のフィーダー２５を特定するためのフィーダー特定情報、フィーダー２５の挿抜対象の保持部２４を特定するための保持部特定情報、挿抜移動機構４５の動作状況を示す挿抜動作情報などを含む。オペレーターは、履歴情報を利用することにより、予兆情報ＤＩ３の出力の要因を検討することが可能である。オペレーターは、例えば、挿抜時にフィーダー２５が傾いた異常姿勢を取っていたか、或いは、フィーダー２５及び保持部２４に傷、摩耗、付着異物などの障害が生じていたか、などを検討することが可能である。

次に、検出部４５４により検出された負荷指標値ＩＶが、閾値設定部４９５により設定された停止閾値Ｔ３以上である場合を想定する。この場合、挿抜制御部４９３は、挿抜駆動モータ４５２の駆動を停止させる。負荷指標値ＩＶが停止閾値Ｔ３以上となったときには、挿抜駆動モータ４５２の定格電流値又は定格電圧値を基準とした変動許容範囲の上限値を超えて挿抜駆動モータ４５２が駆動している。このような場合に挿抜駆動モータ４５２の駆動を停止させることにより、挿抜駆動モータ４５２が故障する虞を軽減することができる。

次に、フィーダー挿抜装置４の動作について、図８Ａ及び図８Ｂのフローチャートを参照して詳細に説明する。ここでは、フィーダー２５を保持部２４に挿入する際のフィーダー挿抜装置４の動作について説明する。

管理装置３から送信された配置データＤ１を通信部４７が受信することにより、フィーダー挿抜装置４の動作が開始される。フィーダー挿抜装置４は、実装機本体２１に設けられた目印部２１１を位置検出センサ４１２によって検出することにより、部品供給ユニット２３における複数の保持部２４の各々の位置に移動する。そして、挿抜ガイド部４４１２が保持部２４の下保持レール２４２と同一直線上に位置するように、水平移動制御部４９１が水平移動機構４３を制御するとともに、垂直移動制御部４９２が垂直移動機構４４を制御する。これにより、挿抜移動機構４５の把持部４５１２によって把持されたフィーダー２５が、保持部２４に対して挿入を開始するための挿入開始位置に移動される（ステップＳ１）。

フィーダー２５が挿入開始位置に配置されると、挿抜制御部４９３は、検出部４５４により検出された負荷指標値ＩＶに基づいて標準制御を実行する（ステップＳ２）。標準制御において挿抜制御部４９３は、フィーダー２５が挿入方向ＤＸ１に沿って移動する標準動作を行うように挿抜駆動モータ４５２に駆動信号ＤＳを入力する。このような標準制御において挿抜制御部４９３は、負荷指標値ＩＶが予兆閾値Ｔ２以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。負荷指標値ＩＶが予兆閾値Ｔ２以上である場合（ステップＳ３でＹＥＳの場合）、挿抜制御部４９３は、予兆情報ＤＩ３を出力する（ステップＳ４）。挿抜制御部４９３から出力された予兆情報ＤＩ３は、表示部４６に表示される。

標準制御において挿抜制御部４９３は、負荷指標値ＩＶが許容閾値Ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ５）。負荷指標値ＩＶが許容閾値Ｔ１未満である場合（ステップＳ５でＮＯの場合）、挿抜制御部４９３は、標準制御を継続し、フィーダー２５の保持部２４への挿入が完了したか否かを判断する（ステップＳ１００）。フィーダー２５の挿入が完了した場合には、フィーダー挿抜装置４の動作は終了する。

負荷指標値ＩＶが許容閾値Ｔ１以上である場合（ステップＳ５でＹＥＳの場合）、挿抜制御部４９３は、リトライ制御を実行する（ステップＳ６）。リトライ制御において挿抜制御部４９３は、フィーダー２５がリトライ動作を行うように挿抜駆動モータ４５２の駆動を制御する。挿抜制御部４９３は、リトライ動作においてフィーダー２５が挿入方向ＤＸ１に再度移動しているときに、負荷指標値ＩＶが許容閾値Ｔ１以上となったか否かを判断する（ステップＳ７）。負荷指標値ＩＶが許容閾値Ｔ１未満である場合（ステップＳ７でＮＯの場合）、挿抜制御部４９３は、ステップＳ１００に処理を移行し、リトライ動作によってフィーダー２５の保持部２４への挿入が完了したか否かを判断する。フィーダー２５の挿入が完了した場合には、フィーダー挿抜装置４の動作は終了する。

負荷指標値ＩＶが許容閾値Ｔ１以上である場合（ステップＳ７でＹＥＳの場合）、挿抜制御部４９３は、リトライ制御を繰り返し実行する（ステップＳ８）。挿抜制御部４９３は、繰り返される各リトライ動作においてフィーダー２５が挿入方向ＤＸ１に再度移動しているときに、負荷指標値ＩＶが許容閾値Ｔ１以上となったか否かを判断する（ステップＳ９）。負荷指標値ＩＶが許容閾値Ｔ１未満である場合（ステップＳ９でＮＯの場合）、挿抜制御部４９３は、ステップＳ１００に処理を移行し、リトライ動作の繰り返しによってフィーダー２５の保持部２４への挿入が完了したか否かを判断する。フィーダー２５の挿入が完了した場合には、フィーダー挿抜装置４の動作は終了する。

負荷指標値ＩＶが許容閾値Ｔ１以上である場合（ステップＳ９でＹＥＳの場合）、挿抜制御部４９３は、フィーダー２５の挿入時のリトライ動作の繰り返し回数が回数閾値Ｔ４に到達したか否かを判断する（ステップＳ１０）。リトライ動作の繰り返し回数が回数閾値Ｔ４に到達した場合（ステップＳ１０でＹＥＳの場合）、挿抜制御部４９３は、挿入中止制御を実行する（ステップＳ１１）。挿入中止制御において挿抜制御部４９３は、リトライ動作の対象の保持部２４に対するフィーダー２５の挿入を中止するように挿抜駆動モータ４５２に駆動信号ＤＳを入力する。この際、挿抜制御部４９３は、挿入中止情報ＤＩ１を出力する（ステップＳ１２）。挿抜制御部４９３から出力された挿入中止情報ＤＩ１は、表示部４６に表示される。

挿入中止制御の実行後において挿抜制御部４９３は、保持部２４に対する挿入を中止するフィーダー２５の挿入が可能な代替保持部が存在するか否かを判断する（ステップＳ１３）。代替保持部が存在しない場合（ステップＳ１３でＮＯの場合）には、挿抜制御部４９３は、その旨を示す代替不能情報ＤＩ２を出力する（ステップＳ１３１）。

代替保持部が存在する場合（ステップＳ１３でＹＥＳの場合）には、挿抜制御部４９３は、代替挿入制御を実行する（ステップＳ１４）。代替挿入制御において挿抜制御部４９３は、フィーダー２５が代替保持部に対して挿入方向ＤＸ１に移動するように挿抜駆動モータ４５２に駆動信号ＤＳを入力する。そして、挿抜制御部４９３は、フィーダー２５の代替保持部への挿入が完了したか否かを判断する（ステップＳ１５）。フィーダー２５の代替保持部への挿入が完了した場合には、フィーダー挿抜装置４の動作は終了する。

以上説明したように、本実施形態に係るフィーダー挿抜装置４においては、挿抜制御部４９３は、検出部４５４により検出された負荷指標値ＩＶに基づいて挿抜駆動モータ４５２に対する駆動信号ＤＳの入力値を変化させることにより、フィーダー２５の保持部２４に対する挿抜時の移動を制御する。これにより、フィーダー２５に加わる負荷に応じて挿抜駆動モータ４５２の駆動によるフィーダー２５の挿抜時の移動を制御することが可能である。このため、保持部２４に対してフィーダー２５を的確に挿抜することができる。

部品実装システム１は、部品実装機２における複数の保持部２４に対してフィーダー２５を的確に挿抜することが可能なフィーダー挿抜装置４を備えている。これにより、保持部２４に挿入されたフィーダー２５から的確に部品を供給することができるので、部品実装機２における部品搭載基板の生産性が低下する虞を軽減することができる。

なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。

このフィーダー挿抜装置によれば、挿抜制御部によって制御された挿抜移動機構がフィーダーを挿抜方向に移動させることにより、部品実装機における複数の保持部の各々に対してフィーダーを挿抜する。この際、挿抜制御部は、保持部に対する挿抜時にフィーダーに加わる負荷の指標となる負荷指標値に基づいて、挿抜移動機構に駆動信号を入力する。これにより、フィーダーに加わる負荷に応じて挿抜移動機構によるフィーダーの挿抜時の移動を制御することが可能である。例えば、フィーダーの挿抜を妨げるような引っ掛かり等が発生することによりフィーダーに加わる負荷が増大した場合には、その負荷の増大に応じてフィーダーの挿抜時の移動を制御することが可能である。このため、保持部に対してフィーダーを的確に挿抜することができる。この結果、フィーダーから的確に部品を供給することができるので、部品実装機における部品搭載基板の生産性が低下する虞を軽減することができる。

上記のフィーダー挿抜装置において、前記挿抜移動機構は、前記フィーダーを前記挿抜方向に沿って移動させる駆動力を発する駆動モータを含み、前記検出部は、前記負荷指標値として前記駆動モータの電流値又は電圧値を検出し、前記挿抜制御部は、前記駆動モータに入力される駆動信号を変化させることにより、前記フィーダーの前記保持部に対する挿抜時の移動を制御する構成であってもよい。

この態様では、検出部は、挿抜制御部が駆動モータに対する駆動信号の入力値を変化させる際に用いられる負荷指標値として、駆動モータの電流値又は電圧値を検出する。これにより、検出部は、ロードセルなどの負荷検出用のセンサを使用することなく負荷指標値を検出することができる。

上記のフィーダー挿抜装置において、前記挿抜制御部は、前記検出部により検出された前記負荷指標値が予め設定された許容閾値未満である場合、前記フィーダーが前記挿抜方向に沿って移動する標準動作を行うように前記挿抜移動機構に駆動信号を入力し、挿抜時における前記フィーダーの移動を制御する標準制御を実行し、前記検出部により検出された前記負荷指標値が前記許容閾値以上となった場合、前記フィーダーが前記挿抜方向に沿った移動を停止した後に再度移動するリトライ動作を行うように前記挿抜移動機構に駆動信号を入力し、挿抜時における前記フィーダーの移動を制御するリトライ制御を実行する構成であってもよい。

この態様では、挿抜制御部は、負荷指標値が許容閾値未満である場合にフィーダーが標準動作を行うように標準制御を実行する一方、負荷指標値が許容閾値以上となった場合にはフィーダーがリトライ動作を行うようにリトライ制御を実行する。つまり、負荷指標値が許容閾値以上となってフィーダーに加わる負荷が許容範囲の上限に達するような場合には、挿抜制御部によるリトライ制御の実行によってフィーダーがリトライ動作を行う。リトライ動作では、負荷指標値が許容閾値以上となることに応じてフィーダーの移動が一旦停止された後にフィーダーの移動が再開される。このようなフィーダーのリトライ動作によって、フィーダーに加わる負荷が軽減される可能性を高めることができる。このため、保持部に対してフィーダーをより的確に挿抜することができる。

上記のフィーダー挿抜装置において、前記挿抜制御部は、前記リトライ動作において前記フィーダーが、前記挿抜方向における挿入方向及び抜出方向のいずれかの一方向側への移動を停止した後、前記一方向側とは逆側の他方向側に所定の逆走距離だけ移動し、その後、前記一方向側に再度移動するように前記リトライ制御を実行する構成であってもよい。

この態様では、挿抜制御部によるリトライ制御の実行によってフィーダーがリトライ動作を行うときには、フィーダーの一方向側への移動が一旦停止された後、フィーダーが一方向とは逆側の他方向に移動し、その後、フィーダーの一方向側への移動が再開される。このようなフィーダーのリトライ動作によって、フィーダーに加わる負荷が軽減される可能性をより高めることができる。このため、保持部に対してフィーダーをより的確に挿抜することができる。

上記のフィーダー挿抜装置において、前記挿抜制御部は、前記標準動作において前記フィーダーが所定の標準速度で移動するように前記標準制御を実行する一方、前記リトライ動作においては前記フィーダーが前記標準速度よりも遅いリトライ速度で移動するように前記リトライ制御を実行する構成であってもよい。

この態様では、挿抜制御部によるリトライ制御の実行によってフィーダーがリトライ動作を行うときには、フィーダーが標準速度よりも遅いリトライ速度で移動する。比較的遅い速度で移動するようなフィーダーのリトライ動作によって、フィーダーに加わる負荷が軽減される可能性をより高めることができる。このため、保持部に対してフィーダーをより的確に挿抜することができる。

上記のフィーダー挿抜装置において、前記挿抜制御部は、前記リトライ動作において前記フィーダーが前記一方向側に再度移動しているときに、前記検出部により検出された前記負荷指標値が前記許容閾値以上となった場合、前記フィーダーが前記リトライ動作を繰り返すように前記挿抜移動機構に駆動信号を入力し、前記フィーダーが前記リトライ動作を繰り返すときには、各リトライ動作における前記逆走距離が、前記リトライ動作の繰り返しが進むに従い長くなるように、前記挿抜移動機構に駆動信号を入力する構成であってもよい。

この態様では、挿抜制御部によるリトライ制御の実行によってフィーダーがリトライ動作を繰り返し行うときには、フィーダーの逆走距離がリトライ動作の繰り返しが進むに従い長くなるように設定される。これにより、フィーダーのリトライ動作の繰り返しが進むに従って、フィーダーに加わる負荷が軽減される可能性を高めることができる。このため、フィーダーのリトライ動作の繰り返しに応じて、保持部に対してフィーダーを的確に挿抜することができる。

上記のフィーダー挿抜装置において、前記挿抜制御部は、前記フィーダーの前記リトライ動作として前記挿入方向を前記一方向とするリトライ動作の繰り返し回数が予め設定された回数閾値に到達したときに、前記検出部により検出された前記負荷指標値が前記許容閾値以上を維持している場合、前記リトライ動作の対象の保持部に対する前記フィーダーの挿入を中止するように前記挿抜移動機構に駆動信号を入力する挿入中止制御を実行する構成であってもよい。

この態様では、フィーダーを保持部に挿入する挿入時のリトライ動作の繰り返し回数が所定の回数閾値に到達したときに、負荷指標値が許容閾値以上を維持している場合、挿抜制御部は、挿入中止制御を実行する。挿抜制御部による挿入中止制御の実行によって、リトライ動作の対象の保持部に対するフィーダーの挿入が中止される。これにより、フィーダーに過剰な負荷が加わった状態でフィーダーが保持部に挿入されることを規制することができる。

上記のフィーダー挿抜装置において、前記挿抜制御部は、前記挿入中止制御の実行後において、複数の前記保持部のうち、前記フィーダーの挿入を中止する対象の保持部を代替して前記フィーダーの挿入が可能な代替保持部が存在するか否かを判断し、前記代替保持部が存在する場合には、前記フィーダーが前記代替保持部に対して前記挿入方向に移動するように前記挿抜移動機構に駆動信号を入力する代替挿入制御を実行する構成であってもよい。

この態様では、保持部に対する挿入が中止されたフィーダーを挿入可能な代替保持部が存在する場合、挿抜制御部は、代替保持部に対してフィーダーを挿入するための代替挿入制御を実行する。これにより、代替保持部にフィーダーが挿入された場合には、そのフィーダーから部品を供給することができる。

上記のフィーダー挿抜装置において、前記挿抜制御部は、前記代替挿入制御において、前記代替保持部が存在しない場合には、その旨を示す代替不能情報を出力する構成であってもよい。

この態様では、保持部に対する挿入が中止されたフィーダーを挿入可能な代替保持部が存在しない場合、挿抜制御部は、代替不能情報を出力する。挿抜制御部から出力された代替不能情報を利用することにより、例えば、代替保持部が存在しない状況をオペレーターに把握させることが可能である。

上記のフィーダー挿抜装置において、前記挿抜制御部は、前記挿入中止制御において、前記リトライ動作の対象の保持部に対する前記フィーダーの挿入を中止することを示す挿入中止情報を出力する構成であってもよい。

この態様では、挿抜制御部は、挿入中止制御において挿入中止情報を出力する。挿抜制御部から出力された挿入中止情報を利用することにより、例えば、保持部に対するフィーダーの挿入を中止する状況をオペレーターに把握させることが可能である。

上記のフィーダー挿抜装置において、前記挿抜制御部は、前記検出部により検出された前記負荷指標値が前記許容閾値未満であって、且つ、予め設定された予兆閾値以上である場合、前記挿抜移動機構による前記フィーダーの移動に応じた前記保持部に対する挿抜時において、前記フィーダーに加わる負荷が許容範囲を超える予兆があることを示す予兆情報を出力する構成であってもよい。

この態様では、挿抜制御部は、負荷指標値が許容閾値未満且つ予兆閾値以上である場合に、予兆情報を出力する。挿抜制御部から出力された予兆情報を利用することにより、例えば、フィーダーに加わる負荷が許容範囲を超える予兆がある状況をオペレーターに把握させることが可能である。

上記のフィーダー挿抜装置において、前記挿抜制御部から出力された情報を表示するための表示部を、更に備える構成であってもよい。

この態様では、表示部は、挿抜制御部から出力された情報を表示する。オペレーターは、表示部に表示された情報を確認することにより、フィーダー挿抜装置によるフィーダーの保持部に対する挿抜の状況を把握することができる。

上記のフィーダー挿抜装置において、前記フィーダーの前記保持部に対する挿抜時における移動速度に応じて前記許容閾値を設定する閾値設定部を、更に備える構成であってもよい。

保持部に対する挿抜時においてフィーダーに加わる負荷は、フィーダーの移動速度に応じて変化する場合がある。このため、フィーダーに加わる負荷の指標となる負荷指標値についても、フィーダーの移動速度に応じて変化する場合がある。そこで、閾値設定部は、挿抜制御部による挿抜移動機構の制御の際に用いられる許容閾値を、フィーダーの挿抜時の移動速度に応じて設定する。これにより、挿抜制御部は、フィーダーの移動速度に応じて設定された許容閾値と負荷指標値との比較に基づいて、挿抜移動機構によるフィーダーの挿抜時の移動をより適切に制御することが可能である。このため、保持部に対してフィーダーを的確に挿抜することができる。

この部品実装システムによれば、部品実装機における複数の保持部に対してフィーダーを的確に挿抜することが可能なフィーダー挿抜装置を備えている。これにより、保持部に挿入されたフィーダーから的確に部品を供給することができるので、部品実装機における部品搭載基板の生産性が低下する虞を軽減することができる。

以上説明した通り、本発明によれば、部品実装機における複数の保持部に対してフィーダーを的確に挿抜することが可能なフィーダー挿抜装置、及びそれを備えた部品実装システムを提供することができる。

Claims

部品を基板に搭載する部品実装機における、部品を供給するフィーダーを保持可能な複数の保持部の各々に対して、前記フィーダーを挿抜するためのフィーダー挿抜装置であって、
前記フィーダーを前記保持部に対し挿抜方向に沿って移動させる挿抜移動機構と、
前記挿抜移動機構による前記保持部に対する前記フィーダーの挿抜時において、前記フィーダーの移動により前記フィーダーに加わる負荷の指標となる負荷指標値を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記負荷指標値に基づいて前記挿抜移動機構に駆動信号を入力することにより、前記フィーダーの前記保持部に対する挿抜時の移動を制御する挿抜制御部と、を備える、フィーダー挿抜装置。
前記挿抜移動機構は、前記フィーダーを前記挿抜方向に沿って移動させる駆動力を発する駆動モータを含み、
前記検出部は、前記負荷指標値として前記駆動モータの電流値又は電圧値を検出し、
前記挿抜制御部は、前記駆動モータに入力される駆動信号を変化させることにより、前記フィーダーの前記保持部に対する挿抜時の移動を制御する、請求項１に記載のフィーダー挿抜装置。
前記挿抜制御部は、
前記検出部により検出された前記負荷指標値が予め設定された許容閾値未満である場合、前記フィーダーが前記挿抜方向に沿って移動する標準動作を行うように前記挿抜移動機構に駆動信号を入力し、挿抜時における前記フィーダーの移動を制御する標準制御を実行し、
前記検出部により検出された前記負荷指標値が前記許容閾値以上となった場合、前記フィーダーが前記挿抜方向に沿った移動を停止した後に再度移動するリトライ動作を行うように前記挿抜移動機構に駆動信号を入力し、挿抜時における前記フィーダーの移動を制御するリトライ制御を実行する、請求項１又は２に記載のフィーダー挿抜装置。
前記挿抜制御部は、前記リトライ動作において前記フィーダーが、前記挿抜方向における挿入方向及び抜出方向のいずれかの一方向側への移動を停止した後、前記一方向側とは逆側の他方向側に所定の逆走距離だけ移動し、その後、前記一方向側に再度移動するように前記リトライ制御を実行する、請求項３に記載のフィーダー挿抜装置。
前記挿抜制御部は、前記標準動作において前記フィーダーが所定の標準速度で移動するように前記標準制御を実行する一方、前記リトライ動作においては前記フィーダーが前記標準速度よりも遅いリトライ速度で移動するように前記リトライ制御を実行する、請求項３又は４に記載のフィーダー挿抜装置。
前記挿抜制御部は、
前記リトライ動作において前記フィーダーが前記一方向側に再度移動しているときに、前記検出部により検出された前記負荷指標値が前記許容閾値以上となった場合、前記フィーダーが前記リトライ動作を繰り返すように前記挿抜移動機構に駆動信号を入力し、
前記フィーダーが前記リトライ動作を繰り返すときには、各リトライ動作における前記逆走距離が、前記リトライ動作の繰り返しが進むに従い長くなるように、前記挿抜移動機構に駆動信号を入力する、請求項４に記載のフィーダー挿抜装置。
前記挿抜制御部は、前記フィーダーの前記リトライ動作として前記挿入方向を前記一方向とするリトライ動作の繰り返し回数が予め設定された回数閾値に到達したときに、前記検出部により検出された前記負荷指標値が前記許容閾値以上を維持している場合、前記リトライ動作の対象の保持部に対する前記フィーダーの挿入を中止するように前記挿抜移動機構に駆動信号を入力する挿入中止制御を実行する、請求項６に記載のフィーダー挿抜装置。
前記挿抜制御部は、前記挿入中止制御の実行後において、複数の前記保持部のうち、前記フィーダーの挿入を中止する対象の保持部を代替して前記フィーダーの挿入が可能な代替保持部が存在するか否かを判断し、前記代替保持部が存在する場合には、前記フィーダーが前記代替保持部に対して前記挿入方向に移動するように前記挿抜移動機構に駆動信号を入力する代替挿入制御を実行する、請求項７に記載のフィーダー挿抜装置。
前記挿抜制御部は、前記代替挿入制御において、前記代替保持部が存在しない場合には、その旨を示す代替不能情報を出力する、請求項８に記載のフィーダー挿抜装置。
前記挿抜制御部は、前記挿入中止制御において、前記リトライ動作の対象の保持部に対する前記フィーダーの挿入を中止することを示す挿入中止情報を出力する、請求項７～９のいずれか１項に記載のフィーダー挿抜装置。
前記挿抜制御部は、前記検出部により検出された前記負荷指標値が前記許容閾値未満であって、且つ、予め設定された予兆閾値以上である場合、前記挿抜移動機構による前記フィーダーの移動に応じた前記保持部に対する挿抜時において、前記フィーダーに加わる負荷が許容範囲を超える予兆があることを示す予兆情報を出力する、請求項３～１０のいずれか１項に記載のフィーダー挿抜装置。
前記挿抜制御部から出力された情報を表示するための表示部を、更に備える、請求項９～１１のいずれか１項に記載のフィーダー挿抜装置。
前記フィーダーの前記保持部に対する挿抜時における移動速度に応じて前記許容閾値を設定する閾値設定部を、更に備える、請求項３～１２のいずれか１項に記載のフィーダー挿抜装置。
部品を供給するフィーダーを保持可能な複数の保持部を有し、前記フィーダーにより供給される部品を基板に搭載する部品実装機と、
複数の前記保持部の各々に対して前記フィーダーを挿抜するための、請求項１～１３のいずれか１項に記載のフィーダー挿抜装置と、を備える、部品実装システム。