JPWO2014010083A1 - 部品実装システム - Google Patents

Abstract

部品保管庫と複数の実装機モジュールとの間で走行可能な補給装置によって、部品の補給を自動的に行えるようにした部品実装システムを提供する部品実装システムを提供する。そのために、多数の部品を収容した複数の部品供給要素を保管する部品保管庫１４と、部品保管庫と複数の実装機モジュール１２との間で走行可能で、部品供給要素を支持して部品供給要素を、複数の実装機モジュールに補給し、かつ複数の実装機モジュールより回収する補給装置１５と、補給装置を部品保管庫と複数の実装機モジュールとの間で搬送する搬送手段４９と、複数の実装機モジュールと補給装置との間で信号を非接触で伝送する非接触伝送装置６５と、実装機モジュールと補給装置との間で補給される部品供給要素のＩＤを読取って照合する照合部７７とを備えた。

Description

本発明は、複数の実装機モジュールに対して部品の補給を自動的に行えるようにした部品実装システムに関するものである。

複数の実装機モジュールを備えた部品実装システムにおいては、多数の部品を収容したテープフィーダあるいは部品トレイを保管する部品保管庫が、実装機モジュールより離れた位置に設けられ、この部品保管庫に設けられた保管棚に多数のテープフィーダ等が保管されるようになっている。

そして、ある実装機モジュールで部品の補給が必要になると、作業者によって部品保管庫から、必要な部品を収容したテープフィーダ等が選ばれ、当該テープフィーダ等はオペレータによって部品の補給が必要な実装機モジュールまで運ばれ、実装機モジュールの部品供給装置に装着される。このようにして、ある実装機モジュールで部品切れが生じても、部品の供給を新たに装着したテープフィーダ等に切替えることにより、部品の供給が継続され、実装作業が中断されることがないようにしている。この種の部品実装システムが特許文献１に記載されている。

特開２０１２−４３８８６公報

しかしながら、特許文献１に記載の部品実装システムにおいては、部品補給等の作業はオペレータによって対応する必要があるため、生産ラインに一人ないし数人のオペレータを常時配置しないことには、生産ラインを止めずに生産を継続することができず、省人化、自動化ができない問題があった。

本発明は、上述した従来の問題を解消するためになされたもので、部品保管庫と複数の実装機モジュールとの間で走行可能な補給装置によって、部品の補給を自動的に行えるようにした部品実装システムを提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、実装ヘッドを備えた複数の実装機モジュールを、回路基板の搬送方向に沿って配置した部品実装システムにおいて、 多数の部品を収容した複数の部品供給要素を保管する部品保管庫と、該部品保管庫と前記複数の実装機モジュールとの間で走行可能で、前記部品供給要素を支持して該部品供給要素を、前記複数の実装機モジュールに補給し、かつ前記複数の実装機モジュールより回収する補給装置と、該補給装置を前記部品保管庫と前記複数の実装機モジュールとの間で搬送する搬送手段と、前記複数の実装機モジュールと前記補給装置との間で信号を非接触で伝送する非接触伝送装置と、前記実装機モジュールと前記補給装置との間で補給される前記部品供給要素のＩＤを読取って照合する照合部とを備えたことである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記補給装置は、複数の前記部品供給要素を支持することである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項１において、前記補給装置は、部品種の異なる部品を収容した各種の前記部品供給要素を支持することである。

請求項４に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記搬送手段は、前記複数の実装機モジュールの前面側に設けられたガイドレールおよび該ガイドレールに平行な第１噛合体と、前記補給装置側に設けられ、前記ガイドレールに係合するフォロアローラ、前記第１噛合体に噛合う第２噛合体および該第２噛合体を回転する走行用モータによって構成したことである。

請求項５に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記非接触伝送部は、前記複数の実装機モジュールより前記補給装置に非接触で給電を行うことである。

請求項６に係る発明の特徴は、請求項１において、前記補給装置は、複数の前記実装機モジュールに沿って敷設されたガイドラインに誘導されて床面上を走行可能な無人搬送台車と、該無人搬送台車上に搭載され前記部品供給要素を補給および回収可能に支持した補給ユニットによって構成したことである。

請求項７に係る発明の特徴は、請求項６において、前記無人搬送台車と前記補給ユニットの間に、前記無人搬送台車に対して前記補給ユニットを前記無人搬送台車の走行方向に移動する移動手段を設けたことである。

請求項８に係る発明の特徴は、請求項６または請求項７において、前記複数の実装機モジュールの前面に、前記無人搬送台車を走行方向に位置決めする位置決め手段を設けたことである。

請求項９に係る発明の特徴は、請求項６ないし請求項８のいずれか１項において、前記複数の実装機モジュールの前面に、ガイドレールをそれぞれ設け、これらガイドレールに係合するフォロアローラを前記無人搬送台車に支持したことである。

上記した構成によれば、部品保管庫と複数の実装機モジュールとの間で搬送可能な補給装置によって、部品供給要素を、複数の実装機モジュールに補給し、かつ複数の実装機モジュールより回収することができるので、必要な部品を自動的かつ効率的に補給することができ、省人化および自動化が可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る部品実装システムの全体を示す概略平面図である。 実装機モジュールを示す概略平面図である。 補給装置と実装機モジュールとの関係を示す図である。 補給装置を構成するフィーダ補給ユニットの一例を示す実装機モジュールの斜視図である。 補給装置を構成するトレイ補給ユニットの一例を示す実装機モジュールの斜視図である。 フィーダ補給ユニットの送り機構を示す図である。 テープフィーダあるいはトレイのバーコードを読み取るバーコードリーダを示す図である。 実装機モジュールを制御する制御装置のブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る補給装置を示す斜視図である。 移動台を移動する移動装置を示す図である。 無人搬送台車を位置決めする位置決め手段を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る部品実装システムの全体を示す概略平面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る補給装置と実装機モジュールとの関係を示す図である。

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る部品実装システム１０を示すもので、当該部品実装システム１０は、回路基板Ｂにはんだを印刷する印刷機モジュール１１と、回路基板Ｂに電子部品（以下、単に部品と称す）を実装する複数の実装機モジュール１２からなる作業モジュール１３と、部品種の異なる多数の部品を保管する部品保管庫１４と、これら作業モジュール１３と部品保管庫１４との間で部品を補給し、かつ部品を回収する複数の補給装置１５を備えている。

作業モジュール１３を構成する印刷機モジュール１１と複数の実装機モジュール１２は、回路基板Ｂの搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って配設されている。作業モジュール１３は、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に所定量離間されて互いに対向して２列並設されている。２列の作業モジュール１３（以下、第１作業モジュール１３Ａ、第２作業モジュール１３Ｂと称す）に沿って、各々複数の補給装置１５が走行可能に設けられている。

部品保管庫１４は、第１および第２作業モジュール１３Ａ、１３Ｂに対して、Ｘ軸方向に離間した位置に配設されている。部品保管庫１４には、部品種の異なる部品を収容する複数のテープフィーダ３４（図７（Ａ）参照）や、部品種の異なる部品を収容する複数の部品トレイ３７（図７（Ｂ）参照）が、図略の保管棚に整列して保管されており、オペレータによって必要な部品を収容したテープフィーダ３４や部品トレイ３７が補給装置１５に補給されるようになっている。

複数の実装機モジュール１２は、図２に示すように、部品実装装置２１と、部品供給装置２２と、基板保持装置２３と、基板搬送装置２４を備えている。

基板搬送装置２４は、回路基板ＢをＸ軸方向に搬送する２列のベルトコンベヤ２５Ａ、２５Ｂを有し、これらベルトコンベア２５Ａ、２５Ｂに沿って回路基板Ｂを搬送し、基板保持装置２３上に搬入するとともに、基板保持装置２３から搬出するものである。基板保持装置２３は、基板搬送装置２４によって搬入された回路基板Ｂを下方から支持する基板支持装置と、回路基板Ｂを位置決めクランプするクランプ装置とを備えている。

部品実装装置２１は、基板保持装置２３の上方位置にＹ軸方向に移動可能に支持されたＹ軸スライド２７と、Ｙ軸スライド２７上にＸ軸方向に移動可能に支持されたＸ軸スライド２８と、Ｘ軸スライド２８上に取付けられた実装ヘッド３０とを備えている。実装ヘッド３０には、図示してないが、部品を吸着保持する吸着ノズルが設けられている。Ｙ軸スライド２７およびＸ軸スライド２８は、エンコーダ付サーボモータを駆動源とするＸ軸方向移動装置およびＹ軸方向移動装置によってそれぞれ移動され、実装ヘッド３０をＸＹ平面内の任意の位置へ移動できるようにしている。

Ｘ軸スライド２８上には、ＣＣＤカメラからなる基板撮像装置３１が設けられており、基板撮像装置３１は、基板保持装置２３上に位置決めされた回路基板Ｂに設けられた基板位置基準マークおよび基板ＩＤマークを撮像し、基板位置基準情報および基板ＩＤ情報を取得するようになっている。そして、基板撮像装置３１によって取得された基板位置基準情報に基づいて、実装ヘッド３０を回路基板Ｂに対してＸＹ方向に位置補正するとともに、基板撮像装置３１によって取得された基板ＩＤ情報に基づいて、部品の実装作業を制御するようになっている。

３２は、ＣＣＤカメラからなる部品撮像装置で、部品撮像装置３２は、実装ヘッド３０の吸着ノズルに吸着された部品を、部品供給装置２２から回路基板Ｂ上に移動する途中で撮像する。そして、吸着ノズルに吸着された部品の吸着状態や、吸着ノズルの中心に対する部品の芯ずれ等を検出し、芯ずれ等に基づいて実装ヘッド３０のＸＹ方向の移動量等を補正し、部品が回路基板Ｂ上の定められた座標位置に定められた姿勢で実装できるようにしている。

部品供給装置２２は、一例として、フィーダ型部品供給装置２２Ａと、トレイ型部品供給装置２２Ｂからなっており、フィーダ型部品供給装置２２Ａは、フィーダ支持台３３に着脱可能に装着された部品供給要素としての複数のテープフィーダ３４を備え、これら複数のテープフィーダ３４はＸ軸方向に並設されている。テープフィーダ３４には、多数の部品を間隔を有して収容したテープが巻回され、テープをテープフィーダ３４に内蔵された図略のモータにより駆動されるスプロケットによって間歇的に送り出すことにより、部品を所定の部品供給位置に順次供給できるようになっている。

なお、テープフィーダ３４は、フィーダ支持台３３に設けられたスロットに着脱可能に装着されるようになっており、テープフィーダ３４がフィーダ支持台３３に装着されると、図略のコネクタが接続されて、フィーダ支持台３３からテープフィーダ３４に電源が供給されるとともに、テープフィーダ３４の制御部とフィーダ支持台３３の制御部との間で必要な制御信号（部品要求信号、部品供給完了信号等）やテープフィーダ３４のＩＤ等の管理情報が送信されるようになっている。

一方、トレイ型部品供給装置２２Ｂは、図略のストッカを昇降可能に収納したハウジング３５を備えている。ストッカには、多数の部品を収容保持した部品供給要素としての複数の部品トレイ３７を上下方向に並設した複数のトレイ収容棚が設けられ、これらトレイ収納棚に収容された部品トレイ３７は、ストッカよりＹ軸方向に引き出されて部品供給位置に位置決めされるようになっている。

上記したフィーダ型部品供給装置２２Ａおよびトレイ型部品供給装置２２Ｂは、ともに周知のものであり、フィーダ型部品供給装置２２Ａとして、例えば、本件と同じ出願人の出願に係る特開２０１２−１０４６３５号公報に記載された技術を利用でき、また、トレイ型部品供給装置２２Ｂとして、例えば、本件と同じ出願人の出願に係る特開２００９−１４７１９７号公報に記載された技術を利用できる。

補給装置１５は、図３および図４に示すように、各作業モジュール１３Ａ、１３Ｂに沿って走行可能な走行台１６と、走行台１６上に搭載された補給ユニット１７とを有している。補給装置１５の走行台１６を各作業モジュール１３Ａ、１３Ｂに沿って走行させるために、第１および第２作業モジュール１３Ａを構成する印刷機モジュール１１および複数の実装機モジュール１２のそれぞれの前面には、断面コ字形をなす上部および下部ガイドレール４０ａ、４０ｂが、回路基板Ｂの搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って取付けられている。

これにより、印刷機モジュール１１および複数の実装機モジュール１２が回路基板Ｂの搬送方向に沿って一定間隔に配置されると、隣合う印刷機モジュール１１および実装機モジュール１２に取付けられた各上部ガイドレール４０ａおよび各下部ガイドレール４０ｂが僅かな隙間を有して互いに接続され、回路基板Ｂの搬送方向に連続した直線状の第１ガイドレール機構４１Ａ、４１Ｂ（図１参照）が構成される。

第１ガイドレール機構４１Ａ、４１Ｂの各一端と部品保管庫１４との間にも、上記した第１ガイドレール機構４１Ａ、４１Ｂに連続する第２ガイドレール機構４２Ａ、４２Ｂが床面に設置されている。

また、第１ガイドレール機構４１Ａ、４１Ｂと平行に第１噛合体としてのラック４３が印刷機モジュール１１および各実装機モジュール１２の前面に取付けられている。ラック４３は第２ガイドレール機構４２Ａ、４２Ｂと平行に部品保管庫１４内まで延在されている。

補給装置１５の各走行台１６には、図３に示すように、上部ガイドレール４０ａの側面に転動可能に係合する上部フォロアローラ４５ａと、下部ガイドレール４０ｂの底面に転動可能に係合する下部フォロアローラ４５ｂとが、それぞれ回転可能に支持されている。これら上部および下部フォロアローラ４５ａ、４５ｂは、走行方向に間隔を有して複数設けられ、下部ガイドレール４０ｂに係合する下部フォロアローラ４５ｂによって専ら補給装置１５の重量が支承され、上部ガイドレール４０ａに係合する上部フォロアローラ４５ａによって専ら走行台１６のＹ方向の位置および姿勢が規制されている。

また、各走行台１６には、ラック４３に噛合う第２噛合体としてのピニオン４７がそれぞれ回転可能に支持されており、ピニオン４７を回転駆動するモータ４８が走行台１６に固定されている。モータ４８には、後述する非接触伝送装置６５によって作業モジュール１３Ａ、１３Ｂ側から電力が供給され、回転制御される。この場合、第１噛合体４３をラックに代えてチェーンとし、第２噛合体４７をピニオン４７に代えてスプロケットホイールとしてもよい。

これにより、ラック４３に噛合うピニオン４７がモータ４８によって回転されると、走行台１６が第１および第２ガイドレール機構４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ、４２Ｂに案内されて、部品保管庫１４と各作業モジュール１３との間で搬送されるようになっている。すなわち、モータ４８は、走行台１６を走行させるための走行用モータとして機能する。上記したガイドレール機構４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、走行用モータ４８、ラック４３およびピニオン４７等によって、補給装置１５を搬送する搬送手段４９を構成している。

補給装置１５の走行台１６上に搭載される補給ユニット１７は、図４および図５に示すように、テープフィーダ３４を保持するフィーダ補給ユニット５１と、部品トレイ３７を保持するトレイ補給ユニット５２の２種類からなっており、複数の走行台１６には、フィーダ補給ユニット５１およびトレイ補給ユニット５２のいずれか一方が搭載される。

フィーダ補給ユニット５１は、複数のテープフィーダ３４を収容可能で、これらテープフィーダ３４を実装機モジュール１２のフィーダ支持台３３に補給するフィーダ補給部５１Ａと、複数のテープフィーダ３４を収容可能で、実装機モジュール１２のフィーダ支持台３３よりテープフィーダ３４を回収するフィーダ回収部５１Ｂが、走行台１６の走行方向に並設されている。

フィーダ補給部５１Ａは、複数のテープフィーダ３４をＸ軸方向に並設して保持し、これらテープフィーダ３４をＹ軸方向に移動可能に保持している。フィーダ補給部５１Ａには、図６に示すように、各テープフィーダ３４の下面に接触する送りローラ５３を含むフィーダ送り機構が設けられ、送りローラ５３を回転駆動することにより、テープフィーダ３４をフィーダ補給部５１ＡよりＹ軸方向に送り出して、実装機モジュール１２のフィーダ型部品供給装置２２Ａの空きスロットに装着できるようにしている。

同様に、フィーダ回収部５１Ｂにも、上記と同様なフィーダ送り機構が設けられ、このフィーダ送り機構により実装機モジュール１２のフィーダ型部品供給装置２２Ａより回収すべきテープフィーダ３４を引き出してフィーダ回収部５１Ｂに回収できるようにしている。

この場合、図示してないが、フィーダ型部品供給装置２２Ａのフィーダ支持台３３には、テープフィーダ３４をロック、アンロックするロック機構が設けられ、このロック機構のロック動作によって、テープフィーダ３４をフィーダ支持台３３に引き込んでロックするとともに、コネクタ接続するようになっている。逆に、ロック機構のアンロック動作によって、テープフィーダ３４をフィーダ支持台３３よりアンロックして押し出し、テープフィーダ３４とフィーダ支持台３３とのコネクタ接続を解除するようになっている。

フィーダ補給部５１Ａには、図７（Ａ）に示すように、フィーダ補給部５１Ａに収容されたテープフィーダ３４に付与されたバーコード５５を読み取るバーコードリーダ５６が備えられ、部品保管庫１４において必要とする部品を収納したテープフィーダ３４が間違いなく補給されたか否かを照合できるようにしている。この場合、バーコード５５に代えて、テープフィーダ３４に２ＤコードもしくはＲＦＩＤを設け、この２ＤコードもしくはＲＦＩＤをフィーダ補給部５１Ａに設けたカメラあるいはＲＦＩＤリーダによって認識するようにしてもよい。

一方、トレイ補給ユニット５２は、複数の部品トレイ３７を収容可能で、これら部品トレイ３７を実装機モジュール１２のハウジング３５内のストッカに補給するトレイ補給部５２Ａと、複数の部品トレイ３７を収容可能で、実装機モジュール１２のハウジング３５内のストッカより部品トレイ３７を回収するトレイ回収部５２Ｂが、走行台１６の走行方向に並設されている。

トレイ補給部５２Ａに収容された部品トレイ３７は、図示してないトレイ送り機構によりＹ軸方向に送り出されて実装機モジュール１２のトレイ型部品供給装置２２Ｂのストッカの所定の収納棚に補給されるようになっている。同様に、トレイ回収部５２Ｂには、図略のトレイ送り機構によって、実装機モジュール１２のトレイ型部品供給装置２２Ｂのストッカより、空になった部品トレイ３７をＹ軸方向に引き出して回収するようになっている。

この際、複数の部品トレイ３７を収容するトレイ補給部５２Ａを昇降可能とするか、あるいはトレイ型部品供給装置２２Ｂのストッカの昇降運動を利用することによって、トレイ補給部５２Ａの各段に収容された複数の部品トレイ３７をストッカの所定の収納棚に補給することができる。

トレイ補給部５２Ａには、図７（Ｂ）に示すように、トレイ補給部５２Ａに収容された部品トレイ３７に付与されたバーコード５７を読み取るバーコードリーダ５８が備えられ、部品保管庫１４において必要とする部品を収納した部品トレイ３７が間違いなく補給されたか否かが照合できるようにしている。

各作業モジュール１３Ａ、１３Ｂと補給装置１５との間で、給電および通信を非接触で行えるように、図３に示すように、印刷機モジュール１１および複数の実装機モジュール１２側に、Ｘ軸方向に延在した帯状の非接触伝送用ユニット６３が、補給装置１５側に、非接触伝送用ユニット６３に対峙する非接触伝送用ヘッド６４がそれぞれ取付けられている。これら非接触伝送用ユニット６３および非接触伝送用ヘッド６４によって非接触伝送装置６５が構成され、非接触伝送装置６５によって、作業モジュール１３Ａ、１３Ｂ側から補給装置１５側に電力を供給したり、作業モジュール１３Ａ、１３Ｂ側と補給装置１５側との間で必要な通信を行えるようにしている。

上記した第１の実施の形態においては、各補給装置１５がそれぞれ複数の部品供給要素３４、３７を収容できるようになっているので、１台の補給装置１５によって複数の実装機モジュール１２に対して部品を補給することが可能である。また、第１および第２作業モジュール１３Ａ、１３Ｂ毎にそれぞれ複数の補給装置１５が備えられているので、複数の補給装置１５によって複数の実装機モジュール１２に同時に部品を補給することが可能である。

ただし、複数の補給装置１５を部品保管庫１４より出庫させる場合には、補給装置１５の互いの干渉を防止するために、複数の補給装置１５を部品保管庫１４より同時に出庫させ、そして、複数の実装機モジュール１２における部品補給作業が完了すると、複数の補給装置１５を部品保管庫１４に同時に帰還させるように制御することが好ましい。

図８は、各実装機モジュール１２を制御する制御装置７０を示すもので、制御装置７０は、ＣＰＵ７１，ＲＯＭ７２，ＲＡＭ７３およびそれらに接続された入出力インターフェース７４を備えている。入出力インターフェース７４には、部品実装装置２１、部品供給装置２２、基板保持装置２３および基板搬送装置２４を駆動する駆動回路７５、基板撮像装置３１および部品撮像装置３２によって撮像された画像データを画像処理する画像処理装置７６、バーコードリーダ５６、５８にて読み取られた情報を照合する照合部７７等が接続されている。

制御装置７０のＲＯＭ７２には、テープフィーダ３４や部品トレイ３７に収容された部品のシリアルＩＤ毎に、部品の型番，寸法，収容された部品個数等のデータが保存されている。これにより、バーコードリーダ５６、５８によって部品のシリアルＩＤが取得されると、部品の型番等を認識できるようになっている。

制御装置７０には、作業モジュール１３Ａ、１３Ｂおよび部品保管庫１４を統合制御する管理コンピュータ８０が接続されている。管理コンピュータ８０は、第１および第２作業モジュール１３Ａ、１３Ｂを統合制御する制御部８１を備え、この制御部８１に、補給装置１５を搬送制御する搬送制御部８２および補給装置１５を補給制御する補給制御部８３が接続されている。

次に上記した第１の実施の形態における部品補給動作について説明する。印刷機モジュール１１および実装機モジュール１２には、基板搬送装置２４によって回路基板Ｂが順次搬送され、印刷機モジュール１１においては、搬送された回路基板Ｂにはんだが印刷され、各実装機モジュール１２においては、搬送された回路基板Ｂに部品実装装置２１により予め定められたプログラムに従って部品が実装される。

各実装機モジュール１２において、テープフィーダ３４あるいは部品トレイ３７より部品が取り出される毎に部品の残数が管理され、あるテープフィーダ３４あるいはある部品トレイ３７において部品切れが近づくと、実装機モジュール１２の制御装置７０より管理コンピュータ８０に対し、部品の補給要求が指令される。

かかる部品の補給要求指令に基づいて、部品保管庫１４内のオペレータに対し、部品保管庫１４に待機している補給装置１５のフィーダ補給ユニット５１あるいはトレイ補給ユニット５２に、部品補給が必要な部品種を収容したテープフィーダ３４あるいは部品トレイ３７を補給すべき指令が発せられる。

例えば、ある実装機モジュール１２において、部品種Ａの部品を収容したテープフィーダ３４が部品切れとなる場合には、フィーダ補給ユニット５１のフィーダ補給部５１Ａに、部品種Ａの部品を収容したテープフィーダ３４がセットされる。

この際、フィーダ補給部５１Ａに所定のテープフィーダ３４がセットされると、バーコードリーダ５６によってテープフィーダ３４のバーコード５５が読み取られ、テープフィーダ３４のシリアルＩＤが部品保管庫１４に接続された管理コンピュータ８０に送信される。管理コンピュータ８０には、シリアルＩＤ毎に部品に関するデータが保存されているので、フィーダ補給部５１Ａにセットされたテープフィーダ３４が、実装機モジュール１２の制御装置７０より指令された補給部品と同じ種類のものであるか否かが照合部７７によって照合される。仮に、フィーダ補給部５１Ａにセットされた補給部品が間違ったものである場合には、部品保管庫１４内のオペレータに対し照合エラーが報知される。

補給すべき部品種Ａの部品を収容したテープフィーダ３４がフィーダ補給ユニット５１にセットされると、補給装置１５の走行台１６に設けられた走行用モータ４８が駆動される。走行用モータ４８の駆動により、ラック４３に噛合うピニオン４７が回転駆動され、これにより、走行台１６は第２ガイドレール機構４２Ａおよび第１ガイドレール４１Ａに案内支持されて、部品保管庫１４より、部品補給が必要な実装機モジュール１２に向けて出庫される。

この際、非接触伝送装置６５を介して補給装置１５と実装機モジュール１２との間で非接触で情報が伝送され、補給装置１５が部品補給の必要な実装機モジュール１２に走行制御される。

補給装置１５が所定の実装機モジュール１２まで走行されると、走行用モータ４８が停止され、補給装置１５が実装機モジュール１２に対して定められた位置に位置決めされる。その状態で、フィーダ補給ユニット５１のフィーダ補給部５１Ａのフィーダ送り機構の送りローラ５３が正転駆動され、補給部品を収容したテープフィーダ３４がフィーダ補給部５１Ａよりフィーダ型部品供給装置２２Ａのフィーダ支持台３３の空のスロットに向けて送り出される。

テープフィーダ３４が空のスロットの所定位置まで送り出されると、図略のロック装置によってテープフィーダ３４がフィーダ支持台３３に装着されるとともに、テープフィーダ３４とフィーダ支持台３３とがコネクタ接続される。

補給部品を収容したテープフィーダ３４がフィーダ支持台３３に装着されると、続いて、走行用モータ４８が所定量回転され、走行台１６がＸ軸方向に所定量移動される。これにより、フィーダ補給ユニット５１のフィーダ回収部５１Ｂが、部品切れとなったテープフィーダ３４に対応する位置に位置決めされる。その状態で、テープフィーダ３４が、図略のロック装置のアンロックにより、フィーダ支持台３３よりアンロックされ、次いで、フィーダ補給ユニット５１のフィーダ送り機構の送りローラ（５３）が逆転されてテープフィーダ３４がフィーダ支持台３３のスロットよりフィーダ補給ユニット５１のフィーダ回収部５１Ｂに回収される。

この場合、まず、部品切れを生じたテープフィーダ３４を、フィーダ補給ユニット５１のフィーダ回収部５１Ｂに回収し、しかる後、その空いたスロットに、補給すべきテープフィーダ３４を補給するようにしてもよい。

このように、部品切れとなった部品種Ａの部品を、部品保管庫１４より実装機モジュール１２に自動的に補給することにより、部品供給位置を、新たに装着されたテープフィーダ３４の供給位置に切替えるだけで、実装作業を中断することなく、生産を継続して行うことが可能となり、省人化および自動化が可能となる。

テープフィーダ３４の補給および回収を終了した補給装置１５は、部品保管庫１４に帰還され、部品保管庫１４において、フィーダ補給ユニット５１のフィーダ回収部５１Ｂより空のテープフィーダ３４が取外される。

この場合、複数の実装機モジュール１２において、部品の補給が必要になった場合には、フィーダ補給ユニット５１のフィーダ補給部５１Ａに、複数の実装機モジュール１２で必要な部品種の部品を収容した複数のテープフィーダ３４を搭載し、補給装置１５を複数の実装機モジュール１２で順次停止させながら、上記したように、テープフィーダ３４の補給および回収を行うことも可能である。

なお、実装機モジュール１２に、部品トレイ３７を補給する場合も、上記したテープフィーダ３４の補給動作と同様に行われる。すなわち、実装機モジュール１２の制御装置７０より管理コンピュータ８０に対し、ある部品トレイ３７に収容された部品種Ｂの部品の補給が指令されると、部品保管庫１４に待機中の補給装置１５上のトレイ補給ユニット５２のトレイ補給部５２Ａに、部品種Ｂの部品を収容した部品トレイ３７がセットされ、部品補給の必要な実装機モジュール１２まで搬送される。

図９は、本発明の第２の実施の形態を示すもので、第１の実施の形態と異なる点は、補給装置１５を無人搬送台車１１６からなる搬送手段によって、部品保管庫１４と各作業モジュール１３との各間で搬送できるようにしたことである。なお、第１の実施の形態で述べたと同一の構成部品については同一の参照番号を付し、説明を省略する。

第２の実施の形態においては、第１の実施の形態で述べた各作業モジュール１３Ａ、１３Ｂの前面側の床面上をＸ軸方向に沿って走行可能に複数の無人搬送台車１１６が設けられ、複数の無人搬送台車１１６は、床面に埋設したガイドライン９０の磁気誘導作用によって、部品保管庫１４と作業モジュール１３との各間で搬送可能である。なお、ガイドライン９０は床面に埋設する他、作業モジュール１３Ａ、１３Ｂの前面に設けてもよい。

複数の無人搬送台車１１６上には、図９に示すフィーダ補給ユニット５１、あるいは図示省略したトレイ補給ユニット５２（図５参照）をＸ軸方向に移動可能に載置する移動台９１が、図略のガイド機構によってＸ軸方向にそれぞれ移動可能に案内支持されている。移動台９１は、図１０に示すように、モータ９２によって駆動されるボールねじ９３と、これに螺合する送りナット９４からなる移動装置９５によってＸ軸方向に移動できるようになっている。

また、実装機モジュール１２に対して無人搬送台車１１６を正確に位置決め停止することが難しいため、実装機モジュール１２の前面には、図１１に示すように、位置決め手段を構成する一対の位置決めピン９７がＸ軸方向に離間した位置に進退可能に設けられ、無人搬送台車１１６が実装機モジュール１２に対応する位置に図略のセンサ等の検出信号に基づいて停止されると、一対の位置決めピン９７が前進されて無人搬送台車１１６の停止位置を補正する。これによって、無人搬送台車１１６を実装機モジュール１２に対して正確な位置に位置決めできるようにしている。

この場合、無人搬送台車１１６に、実装機モジュール１２の前面に当接可能なガイドローラ９８を設けてもよく、ガイドローラ９８を常に実装機モジュール１２の前面に当接させながら無人搬送台車１１６を走行させることにより、実装機モジュール１２と無人搬送台車１１６との隙間を一定に保持させることが可能となる。

無人搬送台車１１６には、図示してないが、走行駆動源としてのモータが搭載されており、このモータに非接触伝送装置６５によって作業モジュール１３Ａ、１３Ｂ側から電力が供給され、無人搬送台車１１６が搬送制御される。この場合、無人搬送台車１１６にモータ電源としてのバッテリを内蔵させ、このバッテリによって無人搬送台車１１６を搬送制御するとともに、各実装機モジュール１２において部品が補給されている間に、非接触伝送装置６５によって非接触給電された電力をバッテリに蓄電するようにしてもよい。

かかる第２の実施の形態においては、補給装置１５を無人搬送台車１１６によって、部品補給が必要な実装機モジュール１２に対応する位置まで搬送し、図略のセンサ等を用いて位置決め停止する。しかる後、実装機モジュール１２の前面に設けた一対の位置決めピン９７を前進させて、無人搬送台車１１６の停止位置をＸ軸方向に微調整し、無人搬送台車１１６を実装機モジュール１２に対して定められた位置に正確な位置決めする。

この際、無人搬送台車１１６上に図９に示すような複数のテープフィーダ３４を収容したフィーダ補給ユニット５１が搭載されている場合には、移動台９１を移動装置９５によってＸ軸方向に移動して、フィーダ補給部５１Ａに収容された所定のテープフィーダ（補給すべきテープフィーダ）３４を、実装機モジュール１２のフィーダ型部品供給装置２２Ａの空のスロットに一致する位置に位置決めし、図略のフィーダ送り機構によりテープフィーダ３４を空のスロットに装着する。次いで、移動台９１を移動装置９５によってＸ軸方向に移動して、フィーダ回収部５１Ｂの空の収容部を、フィーダ型部品供給装置２２Ａより回収すべき所定のテープフィーダ（部品切れのテープフィーダ）３４に一致する位置に位置決めし、図略のフィーダ送り機構によりテープフィーダ３４を引き出してフィーダ回収部５１Ｂに回収する。

なお、図示省略したが、別の無人搬送台車１１６には、図５に示したと同様なトレイ補給ユニット５２が上記した移動台９１上に支持され、このトレイ補給ユニット５２によって、部品トレイ３７が実装機モジュール１２のトレイ型部品供給装置２２Ｂとの間で補給および回収される。

図１２は、本発明の第３の実施の形態を示すもので、補給装置１５の無人搬送台車１１６を磁気誘導する第１作業モジュール１３Ａ側のガイドライン９０Ａと、第２作業モジュール１３Ｂ側のガイドライン９０Ｂの各端部を互いに接続して、無端状のガイドライン９０Ｃを構成したものである。かかる第３の実施の形態においては、部品保管庫１４から出庫した補給装置１５を、第１作業モジュール１３Ａおよび第２作業モジュール１３Ｂを経由して部品保管庫１４に帰還させることが可能となる。なお、第１の実施の形態で述べたと同一の構成部品については同一の参照番号を付し、説明を省略する。

従って、第３の実施の形態によれば、補給装置１５が複数存在する場合であっても、部品保管庫１４より出庫した補給装置１５と、部品保管庫１４に帰還する補給装置１５が干渉しあう恐れがないので、第１の実施の形態で述べたように、複数の補給装置１５を部品保管庫１４から同時に出庫させる必要がなく、部品補給の要求に応じて補給装置１５を順次出庫させることが可能となる。しかも、１つの補給装置１５に、第１および第２作業モジュール１３Ａ、１３Ｂの各実装機モジュール１２で補給すべき部品を収容した複数の部品供給要素３４、３７搭載して、第１および第２作業モジュール１３Ａ、１３Ｂの各実装機モジュール１２に順次部品を補給することも可能となり、部品補給の効率を高めることができる。

なお、部品保管庫１４から出庫した補給装置１５を、第１作業モジュール１３Ａおよび第２作業モジュール１３Ｂを経由して部品保管庫１４に帰還させる方式は、無人搬送台車１１６に限らず、第１の実施の形態で述べた走行台１６を走行させるものにも適用可能である。この場合には、２列の第１ガイドレール機構５４Ａ、５４Ｂの端部を円弧状のガイドレール機構によって互いに連結するとともに、この円弧状のガイドレール機構部分に、ピニオン４７に噛合う円弧状のギヤ部をラック４３に連接するように設けることによって可能となる。

図１３は、第４の実施の形態を示すもので、無人搬送台車１１６を用いながら、無人搬送台車１１６を、第１の実施の形態で述べた上部および下部ガイドレール４０ａ、４０ｂによってガイドするようにしたものであり、その他の点については第１の実施の形態で述べたものと同じである。これによれば、各実装機モジュール１２に位置決めされる無人搬送台車１１６のＹ軸方向の位置精度を高めることができる。

上記した実施の形態によれば、多数の部品を収容した複数の部品供給要素３４、３７を保管する部品保管庫１４と、部品保管庫１４と複数の実装機モジュール１２との間で走行可能で、部品供給要素３４、３７を支持して部品供給要素３４，３７を、複数の実装機モジュール１２に補給し、かつ複数の実装機モジュール１２より回収する補給装置１５と、補給装置１５を部品保管庫１４と複数の実装機モジュール１２との間で搬送する搬送手段４９と、複数の実装機モジュール１２と補給装置１５との間で信号を非接触で伝送する非接触伝送装置６５と、実装機モジュール１２と補給装置１５との間で補給される部品供給要素３４，３７のＩＤを読取って照合する照合部７７とを備えている。

上記した構成により、実装機モジュール１２の部品供給装置２２において部品切れを生じても、部品切れを起こした部品供給要素３４、３７を支持して部品保管庫１４から実装機モジュール１２まで走行する補給装置１５により、必要な部品を自動で効率的に補給することができ、省人化および自動化が可能となる。

これによって、オペレータは部品保管庫１４内で補給装置１５に必要な部品供給要素３４、３７を補給するだけでよく、また、部品保管庫１４における補給装置１５への部品供給要素３４、３７の補給を自動化することで、オペレータなしで部品補給が可能となる。

上記した実施の形態によれば、補給装置１５は、複数の部品供給要素３４、３７を支持できるので、複数の部品供給要素３４、３７を支持した補給装置１５により、実装機モジュール１２において複数の部品供給要素３４、３７を補給することが可能である。

上記した実施の形態によれば、補給装置１５は、部品種の異なる部品を収容した各種の部品供給要素３４、３７を支持できるので、部品種の異なる部品を収容した各種の部品供給要素３４、３７を支持した補給装置１５により、複数の実装機モジュール１２において部品種の異なる部品を収容した各種の部品供給要素３４、３７を補給することが可能である。

上記した実施の形態によれば、搬送手段４９は、複数の実装機モジュールの前面側に設けられたガイドレール４０ａ、４０ｂおよびガイドレール４０ａ、４０ｂに平行なラック（チェーン）４３と、補給装置１５側に設けられ、ガイドレール４０ａ、４０ｂに係合するフォロアローラ４５ａ、４５ｂ、ラック４３に噛合うピニオン（スプロケットホイール）４７およびピニオン４７を回転する走行用モータ４８によって構成されている。

これにより、走行用モータ４８の回転によって、ピニオン４７およびラック４３を介して補給装置１５を搬送することができ、しかも、走行用モータ４８の回転停止精度によって補給装置１５を実装機モジュール１２に対して正確な位置に位置決めすることができる。

上記した実施の形態によれば、非接触伝送装置６５は、複数の実装機モジュール１２より補給装置１５に非接触で給電を行うことができるので、実装機モジュール１２側より補給装置１５側のモータ等に適宜電力を供給することが可能となる。

上記した実施の形態によれば、補給装置１５は、複数の実装機モジュール１２に沿って敷設されたガイドライン９０に誘導されて床面上を走行可能な無人搬送台車１１６と、無人搬送台車１１６上に搭載され部品供給要素３４，３７を補給および回収可能に支持した補給ユニット１７によって構成したので、実装機モジュール１２を大幅に改造することなく、無人搬送台車およびガイドライン９０を配設することによって、部品補給の自動化が可能な部品実装システムを容易に構築することができる。

上記した実施の形態によれば、無人搬送台車１１６と補給ユニット１７の間に、無人搬送台車１１６に対して補給ユニット１７を無人搬送台車１１６の走行方向に移動する移動台９１を設けたので、実装機モジュール１２に対して補給ユニット１７のＸ軸方向位置を変更する場合でも、移動台９１の移動によって容易に対応することができる。

上記した実施の形態によれば、複数の実装機モジュール１２の前面に、無人搬送台車１１６を走行方向に位置決めする位置決め手段（位置決めピン９７）を設けたので、実装機モジュール１２に対応する位置に停止された無人搬送台車１１６の停止位置を、位置決め手段によって補正することができる。これにより、実装機モジュール１２に対して正確に位置決め停止することが難しい無人搬送台車１１６においても、実装機モジュール１２に対して正確な位置に位置決めすることが容易に可能となる。

上記した実施の形態によれば、複数の実装機モジュール１２の前面に、ガイドレール４０ａ、４０ｂをそれぞれ設け、これらガイドレール４０ａ、４０ｂに係合するフォロアローラ４５ａ、４５ｂを無人搬送台車１１６に支持したので、床面上を走行する無人搬送台車１１６がガイドレール４０ａ、４０ｂにガイドされ、実装機モジュール１２に位置決めされる無人搬送台車１１６の走行方向と直交する方向の位置精度を高めることができる。

上記した実施の形態においては、補給ユニット１７に複数の部品供給要素（テープフィーダ３４あるいは部品トレイ３７）を保持できるようにしたが、補給ユニット１７に単一の部品供給要素を保持してもよい。

また、上記した実施の形態においては、２列の作業モジュール１３Ａ、１３ＢをＸ軸方向に間隔を有して配置した例について述べたが、作業モジュールは３列以上あるいは単列とすることもできる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

本発明に係る部品実装システムは、部品保管庫と複数の実装機モジュールとの間で走行可能な補給装置によって部品を補給するものに用いるのに適している。

１０…部品実装システム、１２…実装機モジュール、１３…作業モジュール、１４…部品保管庫、１５…補給装置、１６…走行台、１７…補給ユニット、３４…テープフィーダ、３７…トレイ、４１Ａ、４１Ｂ…ガイドレール機構、４３…第１噛合体、４７…第２噛合体、４８…走行用モータ、４９…搬送手段、５１…フィーダ補給ユニット、５２…トレイ補給ユニット、６５…非接触伝送装置、７０…制御装置、７７…照合部、８０…管理コンピュータ。

Claims (9)

1. 実装ヘッドを備えた複数の実装機モジュールを、回路基板の搬送方向に沿って配置した部品実装システムにおいて、
   多数の部品を収容した複数の部品供給要素を保管する部品保管庫と、
   該部品保管庫と前記複数の実装機モジュールとの間で走行可能で、前記部品供給要素を支持して該部品供給要素を、前記複数の実装機モジュールに補給し、かつ前記複数の実装機モジュールより回収する補給装置と、
   該補給装置を前記部品保管庫と前記複数の実装機モジュールとの間で搬送する搬送手段と、
   前記複数の実装機モジュールと前記補給装置との間で信号を非接触で伝送する非接触伝送装置と、
   前記実装機モジュールと前記補給装置との間で補給される前記部品供給要素のＩＤを読取って照合する照合部と、
   を備えたことを特徴とする部品実装システム。
2. 請求項１において、前記補給装置は、複数の前記部品供給要素を支持する部品実装システム。
3. 請求項１において、前記補給装置は、部品種の異なる部品を収容した各種の前記部品供給要素を支持する部品実装システム。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記搬送手段は、前記複数の実装機モジュールの前面側に設けられたガイドレールおよび該ガイドレールに平行な第１噛合体と、前記補給装置側に設けられ、前記ガイドレールに係合するフォロアローラ、前記第１噛合体に噛合う第２噛合体および該第２噛合体を回転する走行用モータによって構成した部品実装システム。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記非接触伝送部は、前記複数の実装機モジュールより前記補給装置に非接触で給電を行う部品実装システム。
6. 請求項１において、前記補給装置は、複数の前記実装機モジュールに沿って敷設されたガイドラインに誘導されて床面上を走行可能な無人搬送台車と、該無人搬送台車上に搭載され前記部品供給要素を補給および回収可能に支持した補給ユニットによって構成した部品実装システム。
7. 請求項６において、前記無人搬送台車と前記補給ユニットの間に、前記無人搬送台車に対して前記補給ユニットを前記無人搬送台車の走行方向に移動する移動手段を設けた部品実装システム。
8. 請求項６または請求項７において、前記複数の実装機モジュールの前面に、前記無人搬送台車を走行方向に位置決めする位置決め手段を設けた部品実装システム。
9. 請求項６ないし請求項８のいずれか１項において、前記複数の実装機モジュールの前面に、ガイドレールをそれぞれ設け、これらガイドレールに係合するフォロアローラを前記無人搬送台車に支持した部品実装システム。

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