JP7620122B2 - 作業ロボット及び部品実装システム - Google Patents

Description

本発明は、プリント配線板等の基板に部品が実装（搭載）された部品実装基板を生産する部品実装システムに備えられる作業ロボット、及び部品実装システムに関する。

プリント配線板等の基板に部品が実装（搭載）された部品実装基板を生産する生産ラインが周知である。生産ラインには複数の部品実装装置が備えられる。基板は、生産ラインに沿って搬送され、各部品実装装置で当該基板に対して部品を実装する処理が実行される。部品実装装置には、実装ヘッドと、テープフィーダ等の部品供給装置が備えられており、部品供給装置が供給する部品を実装ヘッドが吸着保持して基板上に実装する。

この生産ラインでは、部品実装装置で消費される部品の補給や、生産基板の品種切替えに伴う部品供給装置の変更が必要となる。この作業は、従来、作業者が行っていたが、近年は無人の作業ロボットが担うケースが増えている。

例えば、特許文献１には、作業ロボット（補給装置）により部品補給を行う部品実装システムの一例が開示されている。特許文献１の作業ロボットは、無人搬送車上に作業ユニット（補給ユニット）が一体に搭載された構成を有している。作業ユニットには、複数のテープフィーダが収容可能な収容部と、テープフィーダを出し入れするための送り機構とが備えられている。テープフィーダは、周知の通り、部品実装装置に備えられる部品供給装置の一つである。作業ロボットは、部品実装装置の位置まで移動して停止する。そして、送り機構を作動させ、部品実装装置にセットされている部品切れのテープフィーダと、収容部に収容されている補給用のテープフィーダとの入替作業を行う。すなわち、作業ロボットは、テープフィーダ自体を交換することにより、部品実装装置に対して部品補給を行う。

記述のような従来の作業ロボットは、無人搬送車と補給ユニットとが一体であり、作業中は、無人搬送車もその場に留まることになる。よってその間は、無人搬送車を他の用途に用いることができず、無人搬送車が遊んでしまう。作業ユニットによる作業内容によっては、作業ロボットの使用頻度が極端に少ない場合もあり、この場合には無人搬送車が長期的に遊んでしまう。そのため、無人搬送車が必ずしも有効活用されているとは言えない。

特許第６０７４４２５号公報

本発明は、部品実装基板を生産する部品実装システムに備えられる作業ロボットに関して、作業ロボットおける無人搬送車をより有効に活用することが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る作業ロボットは、部品実装基板を生産するための生産用装置に対して所定作業を行う作業ユニットと、当該作業ユニットを搬送する無人搬送車と、を備えた作業ロボットであって、前記無人搬送車と共に前記作業ユニットを移動させることが可能な連結状態と、前記作業ユニットから離れて前記無人搬送車が単独で走行することを許容する連結解除状態との切替えが可能な連結機構を備え、前記作業ユニットは、前記生産用装置に対する前記所定作業の実行中に当該作業ユニットから前記無人搬送車が離れた状態でも、前記所定作業を継続可能に構成されていることを特徴とする。

図１は、本発明の部品実装システムを示すブロック図である。 図２は、前記部品実装システムに備えられる部品実装装置の平面図である。 図３は、前記部品実装装置及び作業ロボットの側面図である。 図４は、前記作業ロボットを後方から視た斜視図である。 図５は、作業ロボットのユニットベース部の背面図（図３及び図４のＡ矢視図）である。 図６は、前記作業ロボットに備えられる無人搬送車の側面図である。 図７は、フィーダ入替作業中の前記作業ロボット及び前記部品実装装置の側面図である。 図８は、前記部品実装システムの制御系を示すブロック図である。 図９は、前記部品実装システムにおける前記作業ロボットの動作の一例を示すブロック図である。 図１０は、前記部品実装システムにおける前記作業ロボットの動作の一例を示すブロック図である。 図１１は、前記作業ロボットの動作の一例を示すブロック図である。 図１２は、前記作業ロボットの動作の一例を示すブロック図である。 図１３は、前記作業ロボットの動作の一例を示すブロック図である。 図１４は、前記作業ロボットの動作の一例を示すブロック図である。 図１５は、第２実施形態に係る作業ロボットの要部側面図（無人搬送車連結前の状態）である。 図１６は、連結機構を示す平面図である。 図１７は、連結機構による連結状態と連結解除状態との切替え動作を説明する、当該連結機構の平面図である。 図１８は、前記作業ロボットの要部側面図（無人搬送車連結後の状態）である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳述する。

［部品実装システムの構成］
図１は、本発明に係る部品実装システム１００を示すブロック図である。部品実装システム１００は、プリント配線基板等の基板Ｐ上に電子部品（以下、「部品」と称する）が搭載された部品実装基板を生産するシステムである。部品実装システム１００は、第１生産ライン１０１、第２生産ライン１０２、補給部６、回収部７、充電ステーション８、管理装置９及び作業ロボット２０を備える。

第１生産ライン１０１及び第２生産ライン１０２は、生産エリアＡｒ１に配置されており、補給部６、回収部７、充電ステーション８及び管理装置９は、準備エリアＡｒ２に配置されている。生産エリアＡｒ１は、部品実装基板の生産が行われるエリアであり、準備エリアＡｒ２は、部品実装基板の生産に使用される実装部品等の消耗品や、生産品種の変更に伴い交換される機器を作業者等によって準備するエリアである。

第１生産ライン１０１は、印刷装置１と、印刷検査装置２と、部品実装装置３と、外観検査装置４と、リフロー装置５とを備え、これらの装置１～５がＸ方向にその順番で一列に連結されて構成されている。図示を一部省略しているが、当例では、複数台の部品実装装置３が、印刷検査装置２と外観検査装置４との間に連続して配置されている。

印刷装置１は、基板Ｐ上の部品搭載箇所にクリーム半田を印刷する処理を実行し、印刷検査装置２は、基板Ｐ上に印刷されたクリーム半田の印刷状態を検査する処理を実行する。複数の部品実装装置３は各々、クリーム半田が印刷された基板Ｐの所定の実装位置に部品を実装（搭載）する処理を実行し、外観検査装置４は、基板Ｐ上に実装された部品の実装状態を検査する処理を実行する。また、リフロー装置５は、基板Ｐを加熱することにより半田を溶融させて部品を基板Ｐに接合する処理を実行する。

第２生産ライン１０２は、第１生産ライン１０１と基本構成は同一であり、当該第１生産ライン１０１に隣接して配置されている。第１生産ライン１０１及び第２生産ライン１０２では、各々、基板ＰがＸ方向に搬送されながら、印刷装置１、印刷検査装置２、部品実装装置３、外観検査装置４及びリフロー装置５において既述の各処理が実行される。これにより部品実装基板が生産される。

補給部６は、作業者が準備した補給用の部品や機器を待機させる場所であり、回収部７は、生産ライン１０１、１０２から回収された使用済みの機器等が返却される場所である。

作業ロボット２０は、部品実装装置３と保管装置６との間を生産ライン１０１、１０２に沿って移動する自走式ロボットである。作業ロボット２０は、補給用の部品や交換用の機器を補給部６から部品実装装置３に搬送して当該部品実装装置３に受け渡すとともに、使用済みの機器等を部品実装装置３から回収して回収部７に返却する機能を有する。

充電ステーション８は、作業ロボット２０の後記無人搬送車２０Ｖの充電用の設備である。バッテリ容量が一定量以下になった無人搬送車２０Ｖは、この充電ステーション８に移動することで充電される。

管理装置９は、生産ライン１０１、１０２の各装置１～５及び作業ロボット２０（後記無人搬送車２０Ｖ）と通信可能に接続された、例えば汎用型のコンピュータである。管理装置９は、生産計画に基づいて、生産ライン１０１、１０２の各装置１～５及び作業ロボット２０を制御することにより、部品実装システム１００における部品実装基板の生産を統括的に管理する。

［部品実装装置３の構成］
図２は、部品実装システム１００に備えられる部品実装装置３の平面図であり、図３は、部品実装装置３及び作業ロボット２０の側面図である。図２及び図３では、部品実装装置３及び作業ロボット２０は模式的に図示されている。部品実装システム１００に備えられる複数の部品実装装置３各々の基本的な構成は同じである。

部品実装装置３は、基台１０と、コンベア１１と、部品供給エリア１２と、ヘッドユニット１５と、撮像部１７とを含む。基台１０は、部品実装装置３が備える各種機器の搭載ベースである。コンベア１１は、基台１０上にＸ方向に延びるように設置された、基板Ｐの搬送ラインであり、一対のベルト式コンベアで構成されている。コンベア１１は、機外から所定の作業位置に基板Ｐを搬入し、実装作業後に基板Ｐを実装作業位置から機外へ搬出する。図２中に示す基板Ｐの位置が実装作業位置である。

部品供給エリア１２は、実装部品を供給するための部品供給装置が配置されるエリアであり、Ｙ方向においてコンベア１１の両側に各々設けられている。各部品供給エリア１２には、複数のテープフィーダ１４がコンベア１１に沿って設置されている。テープフィーダ１４は、一定間隔で部品（小型の表面実装部品）が収納されたテープを繰り出しながら部品を供給するタイプの部品供給装置である。

当例のテープフィーダ１４は、テープが巻回されたリールや当該リールからテープを繰り出す機構等が、Ｘ方向に扁平な箱形の筐体内に一体に収納された、いわゆるカセット型のテープフィーダである。テープフィーダ１４は、その支持基台であるフィーダベース１３上に支持されている。フィーダベース１３上面には、Ｙ方向に互いに平行に延在しかつＸ方向に並んだ複数の溝部（スロット１３ａという）が形成されている。各テープフィーダ１４は、その下端部がスロット１３ａに挿入された状態で、フィーダベース１３に支持されている。なお、各テープフィーダ１４は、スロット１３ａに沿ってＹ方向に移動させることにより、フィーダベース１３に対して着脱（挿抜）可能である。

ヘッドユニット１５は、ヘッドユニット駆動機構１６により一定の領域内でＸ方向及びＹ方向に移動可能に設けられている。ヘッドユニット１５は複数の実装ヘッド１５ａを備えている。各実装ヘッド１５ａに対して部品吸着用の負圧の供給及びその遮断が行われることにより、部品の吸着保持及びその解除が実装ヘッド１５ａ毎に行われる。

撮像部１７は、部品の吸着保持状態を認識するために、ヘッドユニット１５の各実装ヘッド１５ａに吸着保持された部品をその下側から撮像する。撮像部１７は、カメラ及び照明装置を備えている。撮像部１７は、基台１０上であってコンベア１１のＹ方向両側に各々配置されている。

部品実装装置３では、ヘッドユニット１５が部品供給エリア１２と作業位置に配置された基板Ｐとの間を移動しながら、実装ヘッド１５ａにより部品供給エリア１２から部品を吸着して取り出す部品吸着処理と、当該部品を基板Ｐ上に搬送して実装（搭載）する部品実装処理とが交互に実行される。これらの処理が繰り返されることで、基板Ｐ上に所定数の部品が実装される。

図３に示すように、各部品供給エリア１２におけるフィーダベース１３のＹ方向外側面には、各々、テープフィーダ１４の入れ替え作業を行うための作業位置（フィーダ入替作業位置）に作業ロボット２０を位置決めするための位置決め凸部１８が設けられている。位置決め凸部１８は、Ｙ方向に間隔を隔てて少なくとも２つ設けられている。また、基台１０のＹ方向外側面には、各々、作業ロボット２０に対して電力供給を行うための給電コネクタ１９が設けられている。給電コネクタ１９は、前記位置決め凸部１８の近傍かつ下方に配置されている。なお、フィーダ入替作業位置が複数設定される場合には、１つのフィーダ入替作業位置に対して、少なくとも２つの位置決め凸部１８と一つの給電コネクタ１９とが設けられる。

［作業ロボット２０（第１実施形態）の構成］
作業ロボット２０は、既述の通り、補給用の部品や交換用の機器を補給部６からから部品実装装置３に搬送して当該部品実装装置３に受け渡すとともに、使用済みの機器等を部品実装装置３から回収して回収部７に搬送する作業を行う。以下の説明では、部品実装装置３（生産用装置）に対して部品の補給作業を行う作業ロボット２０について説明する。

記述の通り、テープフィーダ１４は、カセット型のテープフィーダであり、テープフィーダ１４において部品切れが発生した場合には、当該テープフィーダ１４を交換する（入れ替える）ことにより、実質的に部品補給が行われる。そのため、作業ロボット２０は、部品実装装置３との間でテープフィーダ１４を入れ替えることが可能な以下の構成を備えている。

図４は、作業ロボット２０を後方から視た斜視図であり、図５は、作業ロボット２０のユニットベース部３０を示す背面図（図３及び図４のＡ矢視図）である。また、図６は、作業ロボット２０に備えられる無人搬送車２０Ｖの側面図である。なお、図４中の指標のように、作業ロボット２０は、ユニットベース部３０において後記開口部３５ａが設けられている側が「後」、それとは反対側が「前」である。先に示した図３では、Ｙ２側が「前」、Ｙ１側が「後」である。

図３及び図４に示すように、作業ロボット２０は、部品実装装置３に対してテープフィーダ１４の入れ替え作業（フィーダ入替作業）を行う作業ユニット２０Ｕと、この作業ユニット２０Ｕを移動させる無人搬送車２０Ｖとを備えている。

作業ユニット２０Ｕは、フィーダ入替作業を実行する作業実行部４０と、当該作業実行部４０の真下に配置されて、作業実行部４０を床面上に移動自在に支持するユニットベース部３０とを備えている。この構成により、作業ユニット２０Ｕは、床面上に自立した状態で、当該床面に沿って移動可能に構成されている。

ユニットベース部３０は、平面視長方形の上面部３２と、その四辺から各々垂下する側壁部３４とを備えた下向きに開放された中空の箱形構造体である。ユニットベース部３０の下端四隅には走行輪３６が備えられている。走行輪３６は、作業ユニット２０Ｕの移動に伴い、床面との摩擦により回転する従動輪（フリーローラ）であり、例えば自在キャスタである。

ユニットベース部３０の内部は、空洞状の搬送車収容部３５とされており、無人搬送車２０Ｖが、この搬送車収容部３５に収容されている。ユニットベース部３０の後側（図３ではＹ１側）の側壁部３４には、開口部３５ａが形成されている。無人搬送車２０Ｖは、自走することにより、この開口部３５ａを通じて搬送車収容部３５に出入り可能となっている。

なお、ユニットベース部３０の前側の側壁部３４には、図３に示すように、部品実装装置３の位置決め凸部１８に対応する位置決め凹部３８１が設けられている。また、部品実装装置３の前記給電コネクタ１９と嵌合可能な受電コネクタ３９１が設けられている。フィーダ入替作業時には、位置決め凹部３８１に位置決め凸部１８が挿入され、これによりフィーダ入替作業位置に対して作業ロボット２０が位置決めされる。また、給電コネクタ１９と受電コネクタ３９１とが嵌合し、これにより、部品実装装置３から作業ユニット２０Ｕに対して作業用電力が供給される。

位置決め凹部３８１にはクランプ機構３７が設けられており、位置決め凹部３８１に位置決め凸部１８が挿入されると、当該位置決め凸部１８がクランプ機構３７によりクランプされる。これにより、作業ロボット２０（作業ユニット２０Ｕ）がフィーダ入替作業位置に位置決めさられた状態で部品実装装置３に固定される。なお、クランプ機構３７は、位置決め凸部１８をクランプする以外の構成でもよく、また、部品実装装置３に対して作業ロボット２０（作業ユニット２０Ｕ）を固定できれば部品実装装置３側に設けられていてもよい。

作業実行部４０は、ユニットベース部３０の上面部３２に搭載されて当該ユニットベース部３０に固定されている。作業実行部４０は、その外郭を形成する直方体形状のケーシング４２を有する。ケーシング４２の前面は開口しており、内部は、交換用のテープフィーダ１４が収容されるフィーダ収容部４３となっている。

フィーダ収容部４３には、複数のテープフィーダ１４を支持可能な可動テーブル４４と、この可動テーブル４４を左右方向（図３ではＸ方向）にスライドさせるスライド機構と、部品実装装置３との間で、テープフィーダ１４の入替え（挿抜）を行う入替ヘッド４５と、この入替ヘッド４５を前後方向（図３ではＹ方向）及び左右方向に移動させる入替ヘッド駆動機構４６とが備えられている。

可動テーブル４４の上面には、前後方向に互いに平行に延在しかつ左右方向に並んだ複数の溝部（スロット４４ａ）が形成されている。各テープフィーダ１４は、その下端部がスロット４４ａに挿入されることにより、左右方向に隣接して互いに整列した状態で当該可動テーブル４４に支持されている。可動テーブル４４のスロット内底面（フィーダ支持面）の高さは、部品実装装置３のフィーダベース１３のスロット内底面（フィーダ支持面）と同等に設定されている。

入替ヘッド４５には、テープフィーダ１４を係止可能なハンド部４５ａが備えられている。この入替ヘッド４５の作動により、部品実装装置３に対してテープフィーダ１４の入れ替えが行われる。以下に、作業ロボット２０によるフィーダ入替動作について説明する。

図７は、フィーダ入替作業中の作業ロボット２０及び部品実装装置３の側面図である。フィーダ交換作業時には、図３及び図７に示すように、作業ロボット２０の前面が、部品供給エリア１２に対してＹ方向外側（図３、図７ではＹ１側）から対向するように部品実装装置３に対して作業ロボット２０が配置される。つまり、作業ロボット２０がフィーダ入替作業位置に配置される。この際、記述の通り、作業ロボット２０（作業ユニット２０Ｕ）は、位置決め凸部１８及び位置決め凹部３８１によってフィーダ入替作業位置に位置決めされるとともに、クランプ機構３７により部品実装装置３に固定される。また、給電コネクタ１９と受電コネクタ３９１とが嵌合することにより、フィーダ入替作業用の電力、つまり、作業実行部４０における入替ヘッド４５や可動テーブル４４の駆動用の電力が部品実装装置３から供給される。なお、図７では、位置決め凸部１８、位置決め凹部３８１、給電コネクタ１９及び受電コネクタ３９１は省略されている。

フィーダ入替作業では、まず、可動テーブル４４の空きスロット４４ａとハンド部４５ａとが、部品供給エリア１２（部品実装装置３）の部品切れテープフィーダ１４（適宜、回収対象フィーダ１４という）の位置に対応するように、可動テーブル４４及び入替ヘッド４５が配置される。空きスロット４４ａとは、テープフィーダ１４が挿入されていないスロット４４ａである。

次に、入替ヘッド４５が前進（Ｙ２側に移動）し、ハンド部４５ａで回収対象フィーダ１４を係止した後、後退する。これにより、回収対象フィーダ１４が、部品実装装置３の部品供給エリア１２から作業実行部４０のフィーダ収容部４３に引き込まれる。この際、回収対象フィーダ１４は、フィーダベース１３のスロット１３ａに沿って移動し、そのまま可動テーブル４４のスロット４４ａに挿入される。

テープフィーダ１４の回収が完了すると、交換用のテープフィーダ１４（適宜、交換用フィーダ１４という）とハンド部４５ａとが、フィーダベース１３の空のスロット１３ａ（例えば、回収対象フィーダ１４が挿入されていた元のスロット１３ａ）に対応するように、可動テーブル４４及び入替ヘッド４５が配置される。

そして、ハンド部４５ａで交換用フィーダ１４を係止した状態で入替ヘッド４５が前進（Ｙ２側に移動）し、前記係止状態を解除した後、後退する。これにより、交換用フィーダ１４が部品供給エリア１２にセットされる。この場合、交換用フィーダ１４は、可動テーブル４４のスロット４４ａに沿って移動し、そのままフィーダベース１３のスロット１３ａに挿入される。以上のようなフィーダ交換作業が、例えば回収対象フィーダ１４の数だけ繰り返されることにより、実質的に部品実装装置３に対して部品補給が行われる。

無人搬送車２０Ｖは、例えばＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）である。図３～図６に示すように、無人搬送車２０Ｖは、平面視略長方形状の搬送車本体部５０に、走行輪として駆動輪５２及び従動輪（フリーローラ）５３を備えている。搬送車本体部５０は、その長手方向（図６では左右方向）が無人搬送車２０Ｖの前後方向であり、短辺方向が搬送ロボットの幅方向である。搬送車本体部５０には、駆動輪５２を駆動する走行用モータ５２１（図８）、図外のバッテリ、連結機構５５、走行用センサ５８（図８）及び搬送車制御装置２００等が搭載されている。

駆動輪５２は搬送車本体部５０の前後方向中央部であってかつ幅方向両側部に各々備えられている。一方、従動輪５３は、搬送車本体部５０の下面の四隅に各々備えられている。２つの駆動輪５２は、各々走行用モータ５２１により駆動される。この駆動輪５２の駆動力により無人搬送車２０Ｖが床面に沿って走行する。この場合、各駆動輪５２の回転方向及び回転速度が個別に制御されることにより、無人搬送車２０Ｖは、任意の方向へ走行するとともにその場で旋回することが可能となっている。一方、従動輪５３は、例えば自在キャスタであり、無人搬送車２０Ｖの移動に伴い、床面との摩擦により回転するように構成されている。なお、駆動輪５２としては、例えばメカナムホイール（登録商標）を適用することが可能であり、また、従動輪５３としては、オムニホイール（登録商標）を適用することも可能である。

無人搬送車２０Ｖは、作業ユニット２０Ｕに対して係脱可能に連結され、前記連結機構５５の作動により、作業ユニット２０Ｕに対して無人搬送車２０Ｖが連結された状態（連結状態）と連結解除状態とが切り替えられる。作業ユニット２０Ｕに無人搬送車２０Ｖが連結された状態では、無人搬送車２０Ｖによって作業ユニット２０Ｕが牽引される。すなわち、無人搬送車２０Ｖの走行により、当該無人搬送車２０Ｖと共に作業ユニット２０Ｕが移動する。一方、連結解除状態では、無人搬送車２０Ｖは、作業ユニット２０Ｕから離脱して単独で走行することが許容される。

連結機構５５は、搬送車本体部５０の上部中央に備えられている。連結機構５５は、図５及び図６に示すように、連結ヘッド５６と、これを昇降（上下動）させる電動シリンダ５７とを備えている。連結ヘッド５６は、上下方向に互いに平行に延びる一対の連結ピン５６ａを備えたＵ字型の部材である。電動シリンダ５７の作動により、連結ヘッド５６が上昇すると、各連結ピン５６ａがユニットベース部３０の上面部３２（搬送車収容部３５の天井部分）に形成された一対の連結孔３２ａに各々挿入される。これにより作業ユニット２０Ｕと無人搬送車２０Ｖとが連結状態となる。この状態で、無人搬送車２０Ｖが走行することにより、作業ユニット２０Ｕが当該無人搬送車２０Ｖと一体的に移動する。

なお、連結ヘッド５６は垂直軸回りに回転不能に構成されており、記述のように各連結ピン５６ａが一対の連結孔３２ａに挿入されることで、走行方向の変更時などに、ユニットベース部３０に対して無人搬送車２０Ｖが回転ずれを起こすことが抑制される。つまり、連結機構５５は、ユニットベース部３０に対して無人搬送車２０Ｖが床面に沿った方向に相対的に回転することを規制する回り止め機構を含む。

なお、無人搬送車２０Ｖには走行用センサ５８（図８）が備えられている。走行用センサ５８は、例えばＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）であり、無人搬送車２０Ｖの走行は、この走行用センサ５８による目標物や障害物の検知により制御される。また、ユニットベース部３０の搬送車収容部３５の内部には前記目標物としての図外のマーカーが設けられており、作業ユニット２０Ｕとの連結時には、走行用センサ５８による当該マーカーの検知に基づき、前記連結ヘッド５６が前記連結孔３２ａに対応するように、無人搬送車２０Ｖが配置される。

［部品実装システム１００の制御系］
図８は、部品実装システム１００の制御系を示すブロック図であり、主に、管理装置９と作業ロボット２０の無人搬送車２０Ｖの制御系を示している。

無人搬送車２０Ｖは、その動作を統括的に制御する前記搬送車制御装置２００を備えている。搬送車制御装置２００には、記述の走行用センサ５８、走行用モータ５２１及び電動シリンダ５７等が電気的に接続されるとともに、送受信部２１０及びバッテリセンサ２１１が接続されている。送受信部２１０は、管理装置９との間で各種情報の通信を行うためのインターフェースであり、無線通信回線を通じて情報通信を行う。バッテリセンサ２１１は、バッテリの残量を検出するセンサである。

搬送車制御装置２００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ、ＲＡＭ及び周辺機器から構成されており、その機能構成として、走行制御部２０１、連結切替制御部２０２、バッテリ管理部２０３及びデータ記憶部２０４等を含む。

走行制御部２０１は、走行用モータ５２１の駆動を制御することにより無人搬送車２０Ｖの走行動作を制御する。走行制御部２０１は、送受信部２１０が管理装置９から取得する作業指令に基づき無人搬送車２０Ｖを走行させる。主な作業指令は、フィーダ入替作業時に作業ロボット２０（作業ユニット２０Ｕ）を移動させる走行指令であるが、作業指令には、無人搬送車２０Ｖ自体に充電を行わせるための充電指令なども含まれる。

連結切替制御部２０２は、電動シリンダ５７を制御することにより、作業ユニット２０Ｕに対する無人搬送車２０Ｖの連結及び連結解除を実行する。

バッテリ管理部２０３は、バッテリセンサ２１１が検出するバッテリ残量を更新的に記録し、例えば一定期間毎に送受信部２１０を介してバッテリ残量データを管理装置９に送信する。

データ記憶部２０４は、無人搬送車２０Ｖの走行に必要な各種情報を記憶する。例えば、データ記憶部２０４には、生産ライン１０１、１０２の各装置１～５、補給部６、回収部７及び充電ステーション８各々の位置や走行ルートを含む地図情報が記憶されており、走行制御部２０１は、この地図情報に基づき無人搬送車２０Ｖの走行を制御する。

管理装置９は、管理制御装置３００と、送受信部３１０とを備えている。送受信部３１０は、生産ライン１０１、１０２の各装置１～５及び無人搬送車２０Ｖとの間で各種情報の通信を行うためのインターフェースである。

管理制御部３００は、生産ライン１０１、１０２の各装置１～５及び無人搬送車２０Ｖから入力される情報に基づき、無人搬送車２０Ｖ（作業ロボット２０）に作業指令を送信する。当例では、部品実装装置３が部品補時期になると、管理制御部３００は、無人搬送車２０Ｖに作業指令を送信し、対象となる部品実装装置３の位置に作業ロボット２０（作業ユニット２０Ｕ）を移動させてフィーダ入替作業を実行させる。また、管理制御部３００は、無人搬送車２０Ｖから入力されるバッテリ残量データに基づき、バッテリ残量が所定レベル以下となっている場合には、当該無人搬送車２０Ｖに対して充電指令を送信する。

［作業ロボット２０（無人搬送車２０Ｖ）の動作］
次に、管理装置９（管理制御部３００）の制御に基づく無人搬送車２０Ｖの動作の一例について、図９～図１４を参照しながら説明する。同図では、便宜上、一方の生産ライン（第１生産ライン１０１）のみ示している。

部品実装装置３が部品補給時期になると、管理装置９から無人搬送車２０Ｖに作業指令が送信される。すなわち、フィーダ入替作業のために作業ロボット２０（作業ユニット２０Ｕ）を移動させる旨の指令が無人搬送車２０Ｖに送信される。

この作業指令の入力により、作業ロボット２０は、所定の待機位置から先ず補給部６に移動し、交換用のテープフィーダ１４を補給部６から受け取る。その後、作業ロボット２０は、補給対象の部品実装装置３に向かって移動し、所定の作業位置においてフィーダ交換作業を開始する（図７参照）。

図９は、２つの作業ロボット２０（第１作業ロボット２０Ａ、第２作業ロボット２０Ｂと称す）が各々異なる部品実装装置３に対してフィーダ入替作業を行っている状態を示している。２つの作業ロボット２０Ａ、２０Ｂの構成は同じであり、互いに共通する連結機構５５を備えている。

ここで、先に部品補給作業を開始した第１作業ロボット２０Ａの無人搬送車２０Ｖ（第１無人搬送車２０Ｖａと称す）のバッテリ残量が既定レベル以下となり、充電の時期が到来した場合を想定する。この場合には、管理装置９から第１無人搬送車２０Ｖａに充電指令が送信される。充電指令を受けた第１無人搬送車２０Ｖａは、作業ユニット２０Ｕ（第１作業ユニット２０Ｕａと称す）との連結状態を解除する。具体的には、電動シリンダ５７を作動させて連結ヘッド５６を下降させる（図５の実線に示す状態）。

第１作業ユニット２０Ｕａとの連結を解除すると、第１無人搬送車２０Ｖａは自走して第１作業ユニット２０Ｕａから離脱する。そして、図１０に示すように、単独で充電ステーション８に移動し、充電を開始する。この場合、第１無人搬送車２０Ｖａは、図外の受電端子を充電ステーション８の図外の給電端子に接触させることにより自ら充電を開始する。

第１無人搬送車２０Ｖａが離脱した第１作業ユニット２０Ｕａは、そのままフィーダ入替作業位置に残りフィーダ入替作業を継続する。記述の通り、第１作業ユニット２０Ｕａは床面上に自立する構成であり、フィーダ入替作業位置に位置決めされた状態でクランプ機構３７により部品実装装置３に固定されている。また、部品実装装置３から電力供給を受けている。そのため、フィーダ入替作業を支障無く継続することができる。

第１無人搬送車２０Ｖａの充電が完了する前に第１作業ユニット２０Ｕａ（第１作業ロボット２０Ａ）によるフィーダ入替作業が完了し、かつ第２作業ロボット２０Ｂがフィーダ入替作業中である場合には、管理装置９から第２作業ロボット２０Ｂの無人搬送車２０Ｖ（第２無人搬送車２０Ｖｂと称す）に対して第１作業ユニット２０Ｕａを回収部７に移動させることを要求する指令が送信される。

この作業指令により、第２無人搬送車２０Ｖｂは、作業ユニット２０Ｕ（第２作業ユニット２０Ｕｂと称す）との連結状態を解除し、自走することにより第２作業ユニット２０Ｕｂから離脱する。そして、図１１に示すように、単独で第１作業ユニット２０Ｕａの位置まで移動した後、この第１作業ユニット２０Ｕａと連結し、図１２に示すように、第１作業ユニット２０Ｕａと共に回収部７に移動する。

第２無人搬送車２０Ｖｂが離脱した第２作業ユニット２０Ｕｂは、その間、そのままフィーダ入替作業位置に残りフィーダ入替作業を継続する。この場合も、第２作業ユニット２０Ｕｂは、部品実装装置３に対して位置決め固定され、かつ部品実装装置３から電力供給を受けているため、フィーダ入替作業を支障無く継続することができる。

そして、回収されたテープフィーダ１４が第１作業ユニット２０Ｕａから回収部７に返却されている間に、第２作業ユニット２０Ｕｂによるフィーダ入替作業がすると、管理装置９から第２無人搬送車２０Ｖｂに、第２作業ユニット２０Ｕｂを回収部７に移動させることを要求する指令が送信される。この指令により、第２無人搬送車２０Ｖｂは、図１３に示すように、第１作業ユニット２０Ｕａとの連結状態を解除し、第１作業ユニット２０Ｕａから離脱する。そして、元の第２作業ユニット２０Ｕｂの位置に移動して当該第２作業ユニット２０Ｕｂを連結した後、図１４に示すように、当該第２作業ユニット２０Ｕｂと共に回収部７に移動する。

［作用効果］
この部品実装システム１００で使用される作業ロボット２０は、既述の通り、作業ユニット２０Ｕと無人搬送車２０Ｖとが連結状態と連結解除状態とに切替可能とされ、連結解除状態において、無人搬送車２０Ｖは作業ユニット２０Ｕから離脱して単独で走行することが許容される。また、作業ユニット２０Ｕは、無人搬送車２０Ｖが離脱した状態においても、フィーダ交換作業を継続可能に構成されている。そして、この部品実装システム１００では、図９～図１４を用いて説明したように、作業ロボット２０（第２作業ロボット２０Ａ）によるフィーダ入替作業中に、必要に応じて、当該作業ロボット２０の無人搬送車２０Ｖ（第２無人搬送車２０Ｖｂ）が他の作業ロボット２０（第１作業ロボット２０Ａ）の作業ユニット２０Ｕ（第１作業ユニット２０Ｕａ）の移動に使用される。そのため、作業ロボット２０によるフィーダ入替作業中に無人搬送車２０Ｖが遊んでしまうことが抑制され、無人搬送車２０Ｖが有効に活用される。

また、この部品実装システム１００によれば、記述のように、作業ロボット２０（第１作業ロボット２０Ａ）によるフィーダ入替作業中に、当該作業ロボット２０の無人搬送車２０Ｖ（第２無人搬送車２０Ｖａ）を充電ステーション８に移動させて充電を行う。そのため、作業ユニット２０Ｕを有効に活用できるという利点もある。すなわち、作業ロボットにおいて作業ユニットと無人搬送車とが一体に構成されている、従来のような部品実装システムでは、充電ステーションに作業ロボットを移動させて充電を行う必要がある場合には、その間、作業ユニットに作業を行わせることができない。そのため、作業ユニットが遊んでしまう。しかし、上記部品実装システム１００では、作業ユニット２０Ｕによるフィーダ入替作業を継続しながら、無人搬送車２０Ｖのみを充電ステーション８に移動させて充電を行うことができる。そのため、作業ユニット２０Ｕを遊ばせることがなく、その分、作業ユニット２０Ｕを有効に活用することができる。

なお、図９～図１４に示した例では、２つの作業ロボット２０（２０Ａ，２０Ｂ）は各々が無人搬送車２０Ｖ（２０Ｖａ、２０Ｖｂ）を備えており、一方側の作業ロボット２０の無人搬送車２０Ｖの充電時にのみ、他方側の作業ロボット２０の無人搬送車２０Ｖが前記一方側の作業ロボット２０の作業ユニット２０Ｕを移動させている。しかし、２つの作業ロボット２０について１つの無人搬送車２０Ｖを完全に共用させてもよい。つまりこの場合には、一方側の作業ロボット２０を部品実装装置３の位置に移動させてフィーダ入替作業を開始した後、この作業ロボット２０の作業ユニット２０Ｕから無人搬送車２０Ｖを離脱させる。そして、この無人搬送車２０Ｖを他方側の作業ユニット２０Ｕに連結して作業ロボット２０を構築し、この作業ロボット２０を他の部品実装装置３の位置に移動させてフィーダ入替作業を行わせる。

このような部品実装システム１００の構成によれば、作業ユニット２０Ｕの数に対して少ない数の無人搬送車２０Ｖで部品実装装置３のフィーダ入替作業を行うことが可能となる。この場合、記述のように２つの作業ロボット２０について１つの無人搬送車２０Ｖを共用させる以外に、３つ以上の作業ロボット２０について１乃至複数の無人搬送車２０Ｖを共用させるようにしてもよい。

また、前記作業ロボット２０において、作業ユニット２０Ｕは、床面上に自立した状態で、当該床面に沿って移動可能に構成されている。つまり、無人搬送車２０Ｖが作業ユニット２０Ｕからの荷重を受けない構成となっている。そのため、無人搬送車上に作業ユニットが一体に搭載されている従来の作業ロボットと比較すると、作業ロボット２０を移動させるために必要な無人搬送車２０Ｖの駆動力が抑えられる。つまり、低出力の走行用モータ５２１で作業ロボット２０を走行させることが可能となり、無人搬送車２０Ｖの低廉化や、省電力によるランニングコストの削減に寄与する。また、無人搬送車２０Ｖに搭載されるバッテリを小型化することも可能であり、この場合には、無人搬送車２０Ｖのバッテリ充電時間が短縮されるという利点もある。

また、作業ユニット２０Ｕは、フィーダ入替作業を行う作業実行部４０と、この作業実行部４０の真下に配置されて当該作業実行部４０を支持するユニットベース部３０とを備えており、無人搬送車２０Ｖは、ユニットベース部３０に設けられた空洞状の搬送車収容部３５に収容されて、当該ユニットベース部３０に連結される。つまり、無人搬送車２０Ｖは、作業ユニット２０Ｕの真下に潜り込んだ状態で、当該作業ユニット２０Ｕに連結される。従って、作業ユニットに対してその外周部分で無人搬送車が連結される構成と比べると、作業ロボット２０の占有スペースが小さくなり（フットプリントが小さくなり）、走行スペースや作業スペースを縮小することが可能になるという利点がある。

また、無人搬送車２０Ｖとユニットベース部３０（作業ユニット２０Ｕ）とを連結する連結機構５５は、ユニットベース部３０に対して作業ロボット２０部が相対的に回転することを規制する回り止め機構を含む。そのため、作業ロボット２０の移動時に作業ユニット２０Ｕの走行方向が安定し易く、例えば、部品実装装置３に対して作業ユニット２０Ｕを位置決めし易くなるといった利点もある。

また、フィーダ入替作業中、作業ユニット２０Ｕは、部品実装装置３から電力供給を受けるため、作業用電源としてバッテリを別途搭載する必要が無い。そのため、作業ユニット２０Ｕや作業ロボット２０の小型軽量化に寄与するという利点もある。

また、フィーダ入替作業中、作業ユニット２０Ｕはフィーダ入替作業位置に位置決めされた状態で、クランプ機構３７により部品実装装置３に対して固定される。そのため、作業ユニット２０Ｕから無人搬送車２０Ｖが離脱した後も、作業ユニット２０Ｕを確実にフィーダ入替作業位置に維持でき、当該作業ユニット２０Ｕによるフィーダ入替作業を安定して継続させることができる。

［作業ロボット２０の第２実施形態］
次に、作業ロボット２０の第２実施形態について説明する。第２実施形態の作業ロボット２０は、無人搬送車２０Ｖと作業ユニット２０Ｕとの連結構造が主に相違する。図１５は、第２実施形態に係る作業ロボット２０の要部側面図であり、連結前の作業ユニット２０Ｕと無人搬送車２０Ｖとを示している。

第２実施形態では、ユニットベース部３０の搬送車収容部３５内に上下に延びる連結軸３８が備えられている。連結軸３８は太軸部３８ｂと細軸部３８ａとを上下に備えた段付き軸である。連結軸３８は、その上端部がブラケット３９を介してユニットベース部３０の前側の側壁部３４に固定されている。詳しくは、開口部３５ａに正対するように連結軸３８が側壁部３４に固定されている。

一方、無人搬送車２０Ｖには、図１６に示すような連結機構６０が備えられている。図１６は、連結機構６０を示す平面図である。図１５及び図１６に示すように、連結機構６０は、搬送車本体部５０の前端部に設けられている。連結機構６０は、ロック機構部６２と回り止め機構部６４とを含む。

ロック機構部６２は、無人搬送車２０Ｖをユニットベース部３０に対して固定する機構であり、連結軸３８の細軸部３８ａに対応する高さ位置に配置されている。ロック機構部６２は、ブロック状の固定ベース７０と、この固定ベース７０に揺動可能に支持される一対のレバー７４と、このレバー７４を開閉させるアーム７７と、アーム７７を駆動するモータ８０とを備えている。

ベース部７０は、先端（図１６では下側）に左右方向に延びる直方体形状のロック部７０ａと、その中央部から後方に延びる胴部７０ｂとを備えた平面視Ｔ字型の形状を有している。ロック部７０ａの前端面中央には、後方に向かって凹む平面視台形状の凹部が形成されている。凹部７２の内底部（後方端部）には、連結軸３８の太軸部３８ｂが嵌合可能な半円形状の嵌合部７２ａが設けられている。

レバー７４は、ロック部７０ａの前方であって凹部７２の左右両側に各々配置されている。各レバー７４は、ロック部７０ａの前面に沿って幅方向に延びる操作部７４ｂと、操作部７４ｂの一端から屈曲して凹部７２の内側に向かって延びる先端部７４ａとを有する。各レバー７４は、先端部７４ａと操作部７４ｂとの境界部分においてピン７５を介して床面に沿った方向に揺動可能に軸支されている。詳しくは、各レバー７４の先端部７４ａが凹部７２の内部で互いに近接したレバー閉位置と、凹部７２の内部で各レバー７４の先端部７４ａが互いに離間したレバー開位置とに揺動可能に軸支されている。各レバー７４は、図外のばね部材の弾発力によりレバー閉位置に向かって付勢されている。

アーム７７は、ロック部７０ａの側面に沿って各々前後方向に延びる押圧部７８ａと、これら押圧部７８ａを連結する連結部７８ｂを備えた平面視コ字型の形状を有している。アーム７７は、ベース部７０の胴部７０ｂに設けられた図外のレール部に沿って前後方向にスライド可能に支持されている。連結部７８ｂの中央部にはナット部７８ｃが設けられており、前後方向に延びるねじ軸８２がこのナット部７８ｃに螺合、挿入されている。ねじ軸８２の一端は、ベース部７０（胴部７０ｂ）に固定されたモータ８０の出力軸に連結されている。

つまり、モータ８０によりねじ軸８２が回転駆動されるとアーム７７が前進し、各押圧部７８ａにより各レバー７４の操作部７４ｂが前方に押圧される。この押圧により、各レバー７４が前記ばね部材の弾発力に抗して各々レバー閉位置からレバー開位置に変位する（図１７（ｂ）参照）。そして、ねじ軸８２が逆方向に回転駆動されると、アーム７７が後退し、これに伴い、前記ばね部材の弾発力で各レバー７４がレバー開位置からレバー閉位置に変位する。ロック機構部６２は、これらレバー７４とロック部７０ａとにより連結軸３８（細軸部３８ａ）を掴持することにより、無人搬送車２０Ｖをユニットベース部３０に固定する（すなわち、連結する）ように構成されている。

回り止め機構部６４は、ユニットベース部３０に対して無人搬送車２０Ｖが床面に沿った方向に回転ずれを起こすことを規制する機構である。この回り止め機構部６４は、連結軸３８の太軸部３８ｂに対応する高さ位置に配置されている。

図１６では、便宜上、二点鎖線で図示しているが、回転止め機構部６４は、ロック片８４と、これを進退駆動する伝動シリンダ８６とを備えている。連結軸３８の太軸部３８ｂには、ユニットベース部３０の後方、すなわち開口部３５ａに向かって開口する嵌合凹部３８ｃが形成されている。この嵌合凹部３８ｃに太軸部３８ｂが嵌入されることにより、ユニットベース部３０に対する無人搬送車２０Ｖの回転方向への変位が規制される。

次に、無人搬送車２０Ｖとユニットベース部３０との連結時及び連結解除時の連結機構６０の動作について、図１７を用いて説明する。図１７は、連結機構６０による連結状態と連結解除状態との切替え動作を説明する、当該連結機構６０の平面図である。

無人搬送車２０Ｖとユニットベース部３０との連結時には、図１５及び図１６に示すように、連結機構６０を先頭にして無人搬送車２０Ｖが開口部３５ａから搬送車収容部３５内に侵入し、連結軸３８に向かって移動する。

無人搬送車２０Ｖの移動に伴い、まず、各レバー７４の先端部７４ａに連結軸３８の細軸部３８ａが当接し、図１７（ａ）の二点鎖線に示すように、ばね部材の弾発力に抗して各レバー７４がレバー開位置に変位する。さらに無人搬送車２０Ｖが前進すると、細軸部３８ａがベース部７０（ロック部７０ａ）の凹部７２内に挿入されて嵌合部７２ａに嵌合すると共に、ばね部材の弾発力により各レバー７４がレバー閉位置に変位する。これにより、図１７（ａ）の実線に示すように、連結軸３８（細軸部３８ａ）がロック部７０ａとレバー７４によって掴持される。そしてこの状態で、電動シリンダ８６の作動によりロック片８４が後退位置から前進位置に変位することにより、当該ロック片８４が太軸部３８ｂの嵌合凹部３８ｃに嵌合する。これにより、図１８に示すように、無人搬送車２０Ｖがユニットベース部３０に対して回り止めされた状態で、当該ユニットベース部３０に対して連結される。

連結解除時には、まず、電動シリンダ８６の作動によりロック片８４が嵌合凹部３８ｃから後退し、その後、モータ８０の作動によりアーム７７が後退位置から前進する。アーム７７が前進すると、図１７（ｂ）に示すように、アーム７７の各押圧部７８ａが各レバー７４の操作部７４ｂを前方に押圧し、ばね部材の弾発力に抗して各レバー７４がレバー開位置に変位する。これによりロック部７０ａとレバー７４とによる連結軸３８の掴持状態が解除され、この状態で無人搬送車２０Ｖが後退することにより、無人搬送車２０Ｖとユニットベース部３０との連結が解除される。

以上のような、第２実施形態の作業ロボット２０の構成においても、第１実施形態の作業ロボット２０と同様に、無人搬送車２０Ｖと作業ユニット２０Ｕとの連結及びその解除を行うことが可能であり、また、連結状態において、作業ユニット２０Ｕに対する無人搬送車２０Ｖの回転ずれを抑制することもできる。特に、この連結機構６０によれば、連結機構６０を先頭にして、開口部３５ａから連結軸３８に向かってを無人搬送車２０Ｖを前進させることで、比較的簡単に無人搬送車２０Ｖとユニットベース部３０（作業ユニット２０Ｕ）とを連結させることができるという利点がある。

［変形例］
以上説明した作業ロボット２０及び部品実装システム１００は、本発明に係る作業ロボット及び部品実装システムの好ましい実施形態の例示であって、それらの具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、以下の（１）～（３）のような構成も、本発明の範囲に属する。

（１）実施形態では、本発明の「連結機構」として、図５及び図６（第１実施形態）や、図１５～図１８（第２実施形態）に示したような連結機構５５，６０が適用されている。しかし、「連結機構」は実施形態の連結機構５５、６０には限定されない。要は、無人搬送車２０Ｖと共に作業ユニット２０Ｕを移動させることが可能な連結状態と、作業ユニット２０Ｕから離れて無人搬送車２０Ｖが単独で走行することを許容する連結解除状態との切替えが可能な構成であればよい。但し、特に第１実施形態の連結機構５５の構成によれば、構成が比較的簡単で、無人搬送車２０Ｖへの搭載負担が少なく、また作業ユニット２０Ｕ側の構造も簡素である。よって、低コストで簡単に実施できるとう利点がある。

（２）実施形態では、作業ロボット２０（作業実行部４０）が、部品供給エリア１２との間でテープフィーダ１４の入替作業を行う例について説明した。しかし、作業実行部４０は、部品実装装置３に対してフィーダ入替作業以外の作業を行う構成であってもよい。例えば、部品をトレイ上に並べた状態で供給するトレイフィーダが部品供給エリア１２に、（部品実装装置３）備えられる場合には、作業実行部４０は、前記トレイや、複数のトレイが収容されたラックを部品実装装置３との間で入れ替える作業を行う構成であってもよい。また、テープフィーダ１４が記述のようなカセット型以外の一般的なテープフィーダである場合には、作業実行部４０は、補給部品として、テープが巻回されたリールを部品供給エリア１２に受け渡す作業を行う構成でもよい。また、作業実行部４０は、使用済みのテープを部品供給エリア１２から回収する作業を行う構成であってもよい。

（３）実施形態では、作業ロボット２０が、本発明の「部品実装基板を生産するための生産用装置」として部品実装装置３に対して作業を行う例について説明した。しかし、「生産用装置」は部品実装装置３以外の装置（印刷装置１等）であってもよい。また、実施形態では言及していないが、「生産用装置」は、印刷装置１に生産前の基板Ｐを送り込むローダ装置や、リフロー処理後の基板Ｐを回収するアンローダ装置であってもよい。この場合、作業実行部４０は、ローダ装置に対して、例えば複数の基板Ｐが収容されたユニットの受け渡し作業を行い、また、アンローダ装置に対して、リフロー処理後の複数の基板Ｐが収容されたユニットを回収する作業を行うように構成される。また、「生産用装置」には、例えば準備Ａｒ２に配置される、いわゆる自動倉庫も含まれる。この場合、作業実行部４０は、自動倉庫で集荷された部品や機器を、当該自動倉庫との間で受け渡す作業を行うように構成される。

以上説明した実施形態について本発明をまとめると以下の通りである。

本発明の一局面に係る作業ロボットは、部品実装基板を生産するための生産用装置に対して所定作業を行う作業ユニットと、当該作業ユニットを搬送する無人搬送車と、を備えた作業ロボットであって、前記無人搬送車と共に前記作業ユニットを移動させることが可能な連結状態と、前記作業ユニットから離れて前記無人搬送車が単独で走行することを許容する連結解除状態との切替えが可能な連結機構を備え、前記作業ユニットは、前記生産用装置に対する前記所定作業の実行中に当該作業ユニットから前記無人搬送車が離れた状態でも、前記所定作業を継続可能に構成されていることを特徴とする。

この作業ロボットの構成によれば、生産用装置に対する前記所定作業の実行中に、作業ユニットと無人搬送車との連結状態を解除して、前記無人搬送車を他の用途に用いることが可能となる。そのため、無人搬送車が遊んでいる期間を低減することができ、無人搬送車をより有効に活用することができる。

上記作業ロボットにおいて、前記作業ユニットは、前記無人搬送車が走行する床面上に自立した状態で当該床面に沿って移動可能に構成されているのが好適である。

この構成によれば、無人搬送車が作業ユニットからの荷重を受けないため、作業ロボットを移動させるために必要な無人搬送車の駆動力が抑えられる。そのため、より低出力の走行用モータで作業ロボットを移動させることが可能となり、無人搬送車の低廉化や、省電力によるランニングコストの削減に寄与する。

より具体的な構成として、前記作業ユニットは、前記所定作業を実行する作業実行部と、この作業実行部の真下に配置され、前記作業実行部を前記床面に沿って移動可能に支持するユニットベース部とを備え、前記ユニットベース部は、前記無人搬送車が自走により出入り可能な空洞状の搬送車収容部を備え、前記連結機構は、前記搬送車収容部に収容された前記無人搬送車とユニットベース部とを連結するように構成されている。

この構成によれば、無人搬送車が作業ユニットの真下に潜り込んだ状態で、当該作業ユニットに連結されるため、作業ロボットの占有スペース化をより小さく抑えることが可能となる。

また、上記作業ロボットにおいて、前記連結機構は、前記連結状態において、前記ユニットベース部に対して前記無人搬送車が前記床面に沿った方向に回転することを規制する回り止め機構を含むのが好適である。

この構成によれば、作業ロボットの移動時に作業ユニットの走行方向が安定し易くなり、生産用装置に対する位置決めが行い易くなる。

なお、前記生産用装置が、外部に電源供給が可能な給電コネクタを備えている場合には、前記作業ユニットは、前記生産用装置に対して前記所定作業を実行する所定の作業位置に配置された状態で、前記給電コネクタに嵌合可能な受電コネクタを備えているのが好適である。

この構成によれば、作業用電源としてバッテリを作業ユニットに搭載する必要が無くなる。そのため、作業ユニットや作業ロボットの小型軽量化に寄与する。

一方、本発明の一局面に係る部品実装システムは、部品実装基板を生産するための生産用装置と、前記生産用装置に対して第１所定作業を行う第１作業ユニットを備えた請求項１乃至５の何れか一項に記載の作業ロボットと、前記生産用装置に対して第２所定作業を行う作業ユニットであって、前記作業ロボットの前記無人搬送車と共に請求項１乃至５の何れか一項の作業ロボットを構成可能な第２作業ユニットと、前記無人搬送車を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記無人搬送車を走行させて前記作業ロボットを前記生産用装置の位置まで移動させた後、前記第１作業ユニットによる前記第１所定作業の実行中に、前記無人搬送車と前記第１作業ユニットとの連結状態を解除し、当該記無人搬送車を前記第２作業ユニットに連結させて当該第２作業ユニットを移動させる制御を実行する、ことを特徴とする。なお、第１所定作業と第２所定作業とは同一の作業であってもよいし、互いに異なる作業であってもよい。

この部品実装システムの構成によれば、第１作業ユニットによる第１所定作業の実行中の期間を利用して、無人搬送車に第２作業ユニットを移動させることができる。そのため、無人搬送車が遊んでいる期間を低減でき、無人搬送車を有効活用することが可能となる。

なお、上記の部品実装システムにおいて、前記生産用装置又は前記第１作業ユニットには、前記生産用装置に対して前記第１所定作業を実行する所定の作業位置に前記第１作業ユニットが配置された状態で、当該第１作業ユニットと前記生産装置とを固定するクランプ機構が備えられているのが好適である。

この構成によれば、第１作業ユニットから無人搬送車が離脱した状態でも、所定の作業位置に第１作業ユニットを配置させて状態で、安定的に第１所定作業を継続させることが可能となる。

Claims (10)

1. 部品実装基板を生産するための生産用装置に対して所定作業を行う作業ユニットと、当該作業ユニットを搬送する無人搬送車と、を備えた作業ロボットであって、
   前記無人搬送車と共に前記作業ユニットを移動させることが可能な連結状態と、前記作業ユニットから離れて前記無人搬送車が単独で走行することを許容する連結解除状態との切替えが可能な連結機構を備え、
   前記作業ユニットは、前記生産用装置に対する前記所定作業の実行中に当該作業ユニットから前記無人搬送車が離れた状態でも、前記所定作業を継続可能に構成され、
   前記生産用装置は、複数のフィーダが配置された部品供給エリアを備え、前記フィーダが供給する部品を基板に実装する部品実装装置であり、
   前記作業ユニットは、前記所定作業として、前記部品供給エリアに対して、前記フィーダの供給作業及び／又は回収作業を一フィーダ毎に行う、ことを特徴とする作業ロボット。
2. 請求項１に記載の作業ロボットにおいて、
   前記作業ユニットは、前記無人搬送車が走行する床面上に自立した状態で当該床面に沿って移動可能に構成されている、ことを特徴とする作業ロボット。
3. 請求項２に記載の作業ロボットにおいて、
   前記作業ユニットは、前記所定作業を実行する作業実行部と、この作業実行部の真下に配置され、前記作業実行部を前記床面に沿って移動可能に支持するユニットベース部とを備え、
   前記ユニットベース部は、前記無人搬送車が自走により出入り可能な空洞状の搬送車収容部を備え、
   前記連結機構は、前記搬送車収容部に収容された前記無人搬送車とユニットベース部とを連結するように構成されている、ことを特徴とする作業ロボット。
4. 請求項３に記載の作業ロボットにおいて、
   前記連結機構は、前記連結状態において、前記ユニットベース部に対して前記無人搬送車が前記床面に沿った方向に回転することを規制する回り止め機構を含む、ことを特徴とする作業ロボット。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の作業ロボットにおいて、
   前記生産用装置は、外部に電源供給が可能な給電コネクタを備えており、
   前記作業ユニットは、前記生産用装置に対して前記所定作業を実行する所定の作業位置に配置された状態で、前記給電コネクタに嵌合可能な受電コネクタを備えている、ことを特徴とする作業ロボット。
6. 部品実装基板を生産するための生産用装置と、
   前記生産用装置に対して第１所定作業を行う第１作業ユニットを備えた請求項１乃至５の何れか一項に記載の作業ロボットと、
   前記生産用装置に対して第２所定作業を行う作業ユニットであって、前記作業ロボットの前記無人搬送車と共に請求項１乃至５の何れか一項の作業ロボットを構成可能な第２作業ユニットと、
   前記無人搬送車を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記無人搬送車を走行させて前記作業ロボットを前記生産用装置の位置まで移動させた後、前記第１作業ユニットによる前記第１所定作業の実行中に、前記無人搬送車と前記第１作業ユニットとの連結状態を解除し、当該無人搬送車を前記第２作業ユニットに連結させて当該第２作業ユニットを移動させる制御を実行する、ことを特徴とする部品実装システム。
7. 請求項６に記載の部品実装システムにおいて、
   前記生産用装置又は前記第１作業ユニットには、前記生産用装置に対して前記第１所定作業を実行する所定の作業位置に前記第１作業ユニットが配置された状態で、当該第１作業ユニットと前記生産用装置とを固定するクランプ機構が備えられている、ことを特徴とする部品実装システム。
8. 部品実装基板を生産するための複数の生産用装置と、
   前記生産用装置に対して所定作業を行う作業ユニットを備えた請求項１乃至５の何れか一項に記載の作業ロボットと、
   前記作業ロボットの前記無人搬送車の充電設備である充電ステーションと、
   前記無人搬送車を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記無人搬送車を走行させて前記作業ロボットを前記生産用装置の位置まで移動させた後、前記作業ユニットによる前記所定作業の実行中に、前記無人搬送車と前記作業ユニットとの連結状態を解除し、当該無人搬送車を充電ステーションに移動させて当該無人搬送車に充電を行わせる制御を実行する、ことを特徴とする部品実装システム。
9. 請求項８に記載の部品実装システムにおいて、
   前記無人搬送車は、バッテリの残量データを前記制御装置に送信するバッテリ管理部を備え、
   前記制御装置は、前記残量データに基づき、バッテリ残量が所定レベル以下となっている場合に、前記無人搬送車に充電を行わせる制御を実行する、ことを特徴とする部品実装システム。
10. 請求項８又は９に記載の部品実装システムにおいて、
    前記所定作業を第１所定作業、前記作業ユニットを第１作業ユニット、前記無人搬送車を第１無人搬送車と定義したとき、
    前記生産用装置に対して第２所定作業を行う第２作業ユニット及び第２無人搬送車を備えた請求項１乃至５の何れか一項に記載の第２作業ロボットをさらに含み、
    前記制御装置は、前記第１無人搬送車に充電を行わせる制御の実行中に、前記第２所定作業を行っている前記第２作業ユニットと前記第２無人搬送車との連結状態を解除し、当該第２無人搬送車を前記第１作業ユニットに連結させて当該第１作業ユニットを移動させる制御を実行する、ことを特徴とする部品実装システム。

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