JPS6176236A - 組立ロボツトによる電子部品自動組立て方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は複数種類の印刷回路基板に電子部品を挿入する
電子部品自動組立て方法に係わり、特に、組立ロボット
の動作を各印刷回路基板に共通する４つの基本動作に分
解して、電子部品の組立てを行なおうとする印刷回路基
板の挿入電子部品数等の情報を入力することによって、
組立ロボットに基本動作の組合わせ動作を実行させて電
子部品を印刷回路基板に取付ける組立ロボットによる電
子部品自動組立て方法に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 例えば、カラーテレビジョンセットに組込まれている印
刷回路基板には多数の電子部品が取付けられている。近
年、これ等電子部品を印刷回路基板に取付ける作業は産
業用組立ロボットで自動的に実行するようになっている
。

これ等組立ロボットを動作させるための動作指令コード
は例えば表にその一部を示すように、通常の高度なプロ
グラム言語とは異なり、その組立ロボット特有の言語で
ある。

したがって、この組立ロボットに新規の印刷回路基板に
対する電子部品の組立て動作をさせるためには、作業者
は組立ロボット自身の動作シーケンス、セットされた印
刷回路基板の下側に配置されたＸ−Ｙ？−プルの動作と
の同期タイミング等を考慮して、表に示した動作命令コ
ードを組合わせた動作命令プログラムを作成する。□そ
して、この動作命令プログラムを１６進法の機滅語に変
換して、組立ロボットに設けられた複数のデジスイッチ
から１ステツプづつ手動で入力する必要がある。

この動作命令プログラムの入力作業を行なうには、組立
ロボットの各命令コードの意味を熟知した熟練者を必要
とする。しかも、熟練者においても、入力作業に多くの
時間を必要とし、さらに、入力ミスが生じやすい。した
がって、同一の組立ロボットでもって複数種類の印刷回
路基板にそれぞれ異なった電子部品を取付ける場合にお
いては、組立ロボットが実際に印刷回路基板へ電子部品
を挿入している稼働時間よりも、上記入力作業等の組立
ロボットの稼働準備時間の方が多くなり、組立ロボット
の稼働率が低下する問題があった。

［発明の目的］ 本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり
、その目的とするところは、印刷回路基板に電子部品を
挿入する組立ロボットの動作を各印刷回路基板に共通す
る４つの基本動作の組合わせ動作とすることによって、
印刷回路基板の種類変更時に生じる組立ロボットに対す
る動作命令プログラムの変更を、熟練者を要することな
く、印刷回路基板に挿入する電子部品数、挿入順序等を
外部制御部へ入力するのみで実行でき、印刷回路基板の
変更に伴う稼！Ｉｌ準備時間を減少でき、組立ロボット
の稼動率を向上できる組立ロボットによる電子部品自動
組立て方法を提供すことにある。

［発明の概要］ 本発明の組立ロボットによる電子部品自動組立て方法は
、組立ロボットの動作を、部品供給装置にセットされた
電子部品を掴む部品供給動作と、電子部品を印刷回路基
板に挿入する部品挿入動作と、指定された数の電子部品
に対する部品供給肋ｖＪ柊了後の電子部品を部品挿入動
作開始位置へ移動させる部品供給完了動作と、上記指定
された数の電子部品に対する部品挿入動作を終了した組
立ロボットの動作位置を電子部品供給ｖＪ作開始位置へ
移動させる部品挿入完了動作との複数種類の各印刷回路
基板に共通する少なくとも４つの基本初動で構成し、こ
れ等を第１のメモリに記憶し、第２のメモリにこれ等各
基本動作の組合わせプログラムを記憶することにより、
第２のメモリからのプログラムにより第１のメモリ内容
を読み出して制御して、組立ロボットへ送出する複数の
動作命令を作り電子部品の自動組立てを行なうものであ
る。

［発明の実施例］ 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は実施例のｔｉＡ立ロボロボットる電子部品自動
組立て方法を適用した組立ロボット制御システムを示す
模式図である。図中１は大型の工場管理用コンピュータ
であり、この工場管理用コンピュータ１には、工場全体
の１か月の生産計画、１か月の生産計画に基づいて生産
される全ての種類の印刷回路基板の設計情報が記憶され
ている。そして、この設計情報は必要に応じて次の製造
管理用コンピュータ２へ送出される。この製造管理用コ
ンピュータ２には、組立ロボットに対する動作命令プロ
グラム作成システムが記憶されている。

この動作命令プログラム作成システム内には、第８図に
示すように、部品供給動作９部品挿入動作。

部品供給完了動作１部品挿入位置動作からなる、組立ロ
ボットの動作位置と各印刷回路基板に共通した組立ロボ
ットの４つの基本動作の動作シーケンスを記憶する第１
のメモリと、これ等各基本動作の組合わせプログラムを
記憶する第２のメモリとが形成されている。そして、工
場管理用コンピュータ１から送出された設計情報および
作業者がキーボードを介して入力した各組立ロボット毎
の印刷回路基板に設けられた貫通孔にその接ｖｃ端子が
挿入される挿入電子部品数と挿入順序に基づいて上記４
つの基本動作の組合わせ動作指令を動作命令プログラム
に形成して次段のライン監視用コンピュータ３へ送出す
る。

ライン監視用コンピュータ３は各組立ロボット４に対し
て組立ロボットの動作位置等を制御する組立ロボットコ
ントローラ５を介して動作命令を送出する。また組立ロ
ボット４の印刷回路基板６の下方に設けられたＸ　−、
Ｙテーブル７をＸ−Ｙテーブルコントローラ８を介して
制御する。なお。

組立ロボット４の動作位置の移動とＸ−Ｙテーブル７の
動作との同期タイミングをとるためにシーケンスコント
ローラ９が設けられている６館記３つのコンピュータ１
，２．３とで外部制御部を構成している。

前記組立ロボット４には、図示しないが複数の電子部品
を同時にセントできる電子部品供給装置が組込まれてお
り、この組立ロボット４の円盤状のヘッド部１０は例え
ば周上に４１［１ｉ１のチャック部を有し、４個の電子
部品を一度に掴むことが可能である。また、この組立ロ
ボット４は印刷回路基板６へ挿入する電子部品数に応じ
て数台設置されている。

前記製造管理用コンピュータ２の動作命令プログラム作
成システムに記憶された組立ロボット４の動作位置と４
つの基本動作の動作シーケンスは第２図に示すように構
成されている。図中、円内に示した記号（Ｐ・・・）は
組立ロボットのヘッド部１０の電子部品を掴むチャック
部の位置、すなわちこの組立ロボット４の動作位置を示
すものである。そして、ｐＨ，ＰＩ３・・・・・・ｐｌ
ｎは上記動作位置が部品供給準備位置にあることを示し
、Ｐ２１、Ｐ２２・・・・・・Ｐ２ｎは部品供給装置か
ら電子部品を掴む部品供給位置を示し、ＰＳは部品挿入
開始位置を示す。また、Ｐ３１．Ｐ３２・・・・・・Ｐ
３ｎは部品挿入準備位置を示し、Ｐ４１．Ｐ４２・・・
・・・Ｐ４ｎは印刷回路基板６に電子部品を挿入する部
品挿入位置を示し、ＰＥは部品挿入完了位置を示す。

次に部品供給装置にセットされた例えばｎ個の電子部品
を組立ロボット４に取付けられた印刷回路基板６へ挿入
する場合の基本動作の動作シーケンスを説明する。まず
、組立ロボット４は印刷回路基板６へ挿入する電子部品
をヘッド部１０のチャック部で掴んだ状態で、その掴ま
れた電子部品・の位置、すなわち動作位置を部品挿入開
始位置ＰＳに位置させる。その後、動作位置をＰ３１の
部品挿入準備位置へ移動させた後、Ｐ４１の部品挿入位
置へ移動させて掴んでいた１番目の電子部品を印刷回路
基板６の１番目の貫通孔へ挿入する。

次に、Ｐ３１の部品挿入準備位置へ一旦戻した後、Ｐ３
２の部品挿入準備位置Ｐ３２へ移動する。そして、Ｐ４
２の部品挿入位置へ移動して１番目の電子部品と同様に
２番目の電子部品を挿入する。

同様にｎ番目の電子部品を印刷回路基板６に挿入すると
、第３図（ａ）に示すｎ回の部品挿入動作を終了する。

部品挿入動作が終了すると、第３図（ｂ）に示す部品挿
入完了動作として、前記動作位置を一旦部品挿入完了位
ＩＰＥへ移動させた後、次の印刷回路基板６に対する１
番目の電子部品を部品供給装置から掴むためにＰｌｌの
部品供給準備位置へ移動させる。

次の第３図（Ｃ）の部品供給動作において、Ｐｌｌに位
置している動作位置をＰ２１の部品供給位置へ下げて部
品供給装置にセットされた１番目の電子部品を掴む。次
に、動作位置を一旦ｐＨの部品供給準備位置へ房した後
、Ｐ２１の部品供給準備位置へ移動させる。そして、Ｐ
２２の部品供給位置へ移動させて１番目の電子部品と同
様に２番目の電子部品を掴む。＠様にｎ番目の電子部品
をヘッド部１０のｎ番目のチャック部で掴む。

以上でｎ回の部品供給動作を終了する。

部品供給前作が終了すると、第３図（ｄ）に示す部品供
給完了動作として、ｎ個の電子部品を掴んだ状態で動作
位置を部品挿入開始位置ＰＳへ移動させる。

これ等第３図で示される４つの各基本動作はいずれの種
類の印刷回路基板６においても共通しており、各印刷回
路基板６における組立ロボット４の電子部品の挿入動作
は上記４つの各基本動作の組合わせ動作として表わすこ
とが可能である。したがって、表に示した移動、信号出
力、信号入力。

信号チェック、ジャンプ、条件ジャンプ、遅延等の動作
命令コード群を用いて上記４つの基本動作を組立ロボッ
ト４に行なわせるための動作命令プログラムが形成され
て、それぞれ製造管理用コンピュータ２の動作命令プロ
グラム作成システム内に記憶されている。

また、製造管理用コンピュータ２の動作命令プログラム
作成システム内には、第４図に示すように、作業者がキ
ーボードからキー人力した挿入電子部品数口と挿入順次
を部品番号ＰＮ○３．ＰＮｏ２・・・・・・等で記憶す
る部品挿入順序メモリ１１が形成されている。

しかして、製造管理用コンピュータ２の動作命令プログ
ラム作成システムにおいては、工場管理用コンピュータ
１からの印刷回路基板の設計情報およびキー人力された
挿入電子部品数と挿入順序に基づいて第５図の流れ図に
従ってライン監視用コンピュータ３を介して組立ロボッ
ト４へ動作命令を送出する。すなわち、各コンピュータ
１，２゜３の電源が投入されて動作状態になると、最初
に、作業者がキー人力した挿入電子部品数ｎとその電子
部品の挿入順序を記憶部の部品挿入順序メモリ１１へ格
納する。一方、作業者は部品挿入順序メモリ１１に設定
した各電子部品を部品供給装置の各セット位置に例えば
第６図に示すようにセットする。

これ等の初期データ設定が終了すると、各電子部品の挿
入順番を示す部品変数１を１に設定する。

そして、第３１ｉＪ（ａ）に示すｉ番目の電子部品に対
する部品挿入動作を実行させる。ｉ番目の電子部品に対
する部品挿入動作が終了すると、部品変数ｉを１だけ増
加して次の順番の電子部品に対する部品挿入動作を実行
させる。そして、ｎ番目の電子部品に対する部品挿入動
作が終了すると、指定された数の電子部品の印刷回路基
板６への挿入動作が完了したと判断して第３図（ｂ）に
示す部品挿入完了動作を実行させる。部品挿入完了動作
が終了すると、再び部品変数１を１に設定する。

そして、第３図（Ｃ）に示すｉ番目の電子部品に対する
部品供給動作を実行させる。１番目の電子部品に対する
部品供給動作が終了すると、部品変Ｗｉｉを１だけ増加
して次の順番の電子部品に対する部品供給動作を実行さ
せる。そして、ｎ番目の電子部品に対する部品供給動作
が終了すると、部品供給装置から指定された数の電子部
品がヘッド部１０にて掴み取られたと判断して、第３図
（ｄ）に示す部品供給完了動作を実行させる。

この部品供給完了動作が終了すると、１つの印刷回路基
板６に対する電子部品の挿入動作の１サイクルが終了し
たと判断して、生産計画に対応する全ての印刷回路基板
６への電子部品の挿入工程が終了したか否かを判断する
。そして、電子部品を挿入しなければならない印刷回路
基板が残っていた場合、流れ図の最初に戻って、部品挿
入動作を開始する。また、全ての印刷回路基板に対する
電子部品の挿入工程が終了すると、この業務を終了させ
る。

このような組立ロボットによる電子部品自動組立て方法
であれば、各電子部品を印刷回路基板の予め定められた
位置に設けられた貫通孔にそれぞれ挿入する組立ロボッ
ト４の４つの基本動作を予め製造管理用コンピュータ２
に記憶させ、また、工場管理用コンピュータ１から該当
印刷回路基板の設計情報送出されるので、作業者はキー
ボードから挿入電子部品数と挿入順序をキー人力するの
みで、第５図の流れ図に従って、製造管理用コンピュー
タ２がライン監視用コンピュータ３を介して組立ロボッ
ト４に対して動作命令を送出する。

したがって、このような電子部品の自動組立て方法であ
れば、作業者は、印刷回路基板の種類が変更になった場
合、変更後の印刷回路基板に挿入する電子部品数と挿入
順序をキー人力するのみでよいので、組立ロボットの各
命令コード等を熟知した作業者を必要としない。また、
設定ミスを抑制できる。

さらに、印刷回路基板変更に伴う組立ロボットに対する
動作命令プログラムは、上述したように自動的に作成さ
れるので、稼働準備時間を従来の作業者が手動で入力し
ていた方法に比較して大幅に短縮できる。例えば従来、
組立ロボット１台当り約６時間必要であった稼働準備時
間が、この方法を採用することによって約０．５時間に
短縮できた。従って、第７図の印刷回路基板のロットサ
イズ（枚数）に対する組立ロボットの稼働率（％）特性
で示すように、従来方法であれば、７０％の稼働率を得
るためにはロットサイズを約２５００枚に設定する必要
があったが、この実施例の方法を採用することによって
、ロットサイズを約２００に設定しても稼働率７０％を
確保できる。その結果、多品種９堡生産の生産計画に対
しても高い稼働率を維持することが可能となった。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、印刷回路基板に電
子部品を挿入する組立ロボットの動作を各印刷回路基板
に共通する予め記憶された４つの基本動作の組合わせ動
作としている。したがって、印刷回路基板の種類変更時
に生じる組立ロボットに対する動作命令プログラム変更
を、熟練者を要することなく、印刷回路基板に挿入する
電子部品数、挿入順序等を外部制御部へ入力するのみで
実行でき、印刷回路基板変更に伴う準備時間を減少でき
、組立ロボットの稼働率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例に係わる組立ロボットによる電子
部品自動組立て方法を示゛すものであ゛す、第１図は同
方法を適用した組立ロボット制御システムを示す模式図
、第２図は組立ロボットの動作位置と動作シーケンスを
示す図、第３図は組立ロボットにおける４つの基本動作
の動作シーケンスを示す図、第４図は製造管理用コンピ
ュータに記憶された部品挿入順序メモリを示す図、□第
５図は組立ロボットに対する動作命令を送出する順序を
示す流れ図、第６図は部品供給装置の各電子部品のセッ
ト状態を示す図、第７図は実施例゛の効果を説明するた
めの組立ロボットの稼動率特性図、第８図は製造管理用
コンピュータの記憶内容を示す図である。 １・・・工場管理用コンピュータ、２・・・製造管理用
コンピュータ、３・・・ライン管理用コンピュータ、４
・・・組立ロボット、６・・・印刷回路基板、１ｏ・・
・ヘッド部、１１・・・部品挿入順序メモリ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 第３図 （ａ） （ｂ） （ｄ） 第５図 第４　図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数種類の印刷回路基板の設計情報を記憶した外部制御
   部にて制御される組立ロボットを用いて前記複数種類の
   印刷回路基板に予め指定された数の電子部品を予め定め
   られた取付け位置に設けられた貫通孔にそれぞれ挿入す
   る電子部品の自動組立て方法において、第１のメモリに
   、前記組立ロボットの動作における、部品供給装置にセ
   ットされた前記電子部品を掴む部品供給動作と、前記電
   子部品を前記印刷回路基板に挿入する部品挿入動作と、
   前記指定された数の電子部品に対する前記部品供給動作
   終了後の電子部品を前記部品挿入動作開始位置へ移動さ
   せる部品供給完了動作と、前記指定された数の電子部品
   に対する前記部品挿入動作を終了した前記組立ロボット
   の動作位置を前記電子部品供給動作開始位置へ移動させ
   る部品挿入完了動作との前記複数種類の各印刷回路基板
   に共通する少なくとも４つの基本動作を記憶し、第２の
   メモリにこれ等各基本動作の組合わせプログラムを記憶
   することにより、この第２のメモリからのプログラムに
   より前記第１のメモリの内容を読み出し制御して前記電
   子部品の自動組立てを行なうことを特徴とする組立ロボ
   ットによる電子部品自動組立て方法。