JPWO2016013107A1 - フィーダ自動交換システム - Google Patents

Abstract

部品実装機３５の制御装置６０は、フィーダセットエリア４１から取り出すカセット式フィーダ１１が部品の残った使いかけのカセット式フィーダ１１である場合に、その部品残数を当該カセット式フィーダ１１のフィーダＩＤと関連付けて記憶装置６５に記憶すると共に、フィーダセットエリア４１にセットした各カセット式フィーダ１１の交換時期を他のカセット式フィーダ１１と交換時期が重ならないように設定し、交換ロボット４５の動作を制御して、設定した交換時期にフィーダセットエリア４１から当該交換時期になったカセット式フィーダ１１を取り出してフィーダストックエリア４３に回収すると共に、フィーダストックエリア４１で待機する複数のカセット式フィーダ１１の中から当該交換時期になったカセット式フィーダ１１と同じ部品を供給するカセット式フィーダ１１を取り出してフィーダセットエリア４１にセットする。

Description

本発明は、部品実装機のフィーダセットエリアにセットした複数のフィーダの中から交換が必要なフィーダを自動的に交換するフィーダ自動交換システムに関する発明である。

従来の部品実装機は、特許文献１（ＷＯ２００４／１０３０５２号公報）、特許文献２（特開２０１２−９９６１４号公報）に記載されているように、部品実装機のフィーダセット台に複数のフィーダをセットして、各フィーダにより供給される部品を吸着ノズルで吸着して回路基板に実装し、そのフィーダが部品切れになる毎に、作業者が部品切れのフィーダをフィーダセット台から取り外して、同じ部品を供給するフィーダをフィーダセット台にセットするフィーダ交換作業を行うようにしている。

更に、特許文献１では、作業者がフィーダ交換作業を能率良く行うことができるようにするために、部品切れまでの残り時間を予告して、部品切れとなるまでに同じ部品を供給するフィーダを準備する時間的な余裕を作業者に与えるようにしている。

しかし、部品実装機には多数のフィーダがセットされるため、複数のフィーダの交換時期が重なることがあるが、１人の作業者が部品切れした複数のフィーダを同じ交換時期に交換することは困難であるため、部品切れした全てのフィーダの交換作業が終わるまで部品実装機の稼働を停止させてしまい、部品実装機の稼働率が低下するという欠点があった。

そこで、特許文献２では、フィーダ交換作業が一時期に集中することがないようにフィーダの交換時期を分散させるフィーダ交換作業計画を作成し、作業者がこのフィーダ交換作業計画に従ってフィーダを交換するようにしている。

ＷＯ２００４／１０３０５２号公報 特開２０１２−９９６１４号公報

しかし、上記特許文献２では、フィーダ交換作業計画を作成する際に、フィーダの交換時期を分散させることを優先して、部品を使い切る前にフィーダを交換するため、フィーダの部品を最後まで使い切ることができず、生産コストアップの要因となる。しかも、作業者がフィーダ交換作業計画通りにフィーダの交換作業を行わなければならないため、作業者にかかる負担も大きい。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、フィーダ交換作業を自動化し、且つ、フィーダ交換時に部品実装機の稼働を停止させず、部品実装機の稼働率を向上できると共に、フィーダの部品を最後まで使い切ることができて、生産コストも低減できるフィーダ自動交換システムを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、部品実装機のフィーダセットエリアにセットした複数のフィーダの中から交換が必要なフィーダを自動的に交換するフィーダ自動交換システムであって、前記交換が必要なフィーダと交換するフィーダを待機させるフィーダストックエリアと、前記フィーダセットエリアから前記交換が必要なフィーダを取り出すと共に前記フィーダストックエリアで待機する複数のフィーダの中から前記交換が必要なフィーダと同じ部品を供給するフィーダを取り出して前記フィーダセットエリアにセットする交換ロボットと、前記フィーダセットエリアから取り出すフィーダが部品の残った使いかけのフィーダである場合にその部品残数を当該フィーダと関連付けて記憶する記憶手段と、前記フィーダセットエリアにセットした各フィーダの交換時期を他のフィーダと交換時期が重ならないように設定する交換時期設定手段とを備え、前記交換ロボットは、前記交換時期設定手段で設定した交換時期に前記フィーダセットエリアから当該交換時期になったフィーダを取り出して、少なくとも前記使いかけのフィーダを前記フィーダストックエリアに回収すると共に、前記フィーダストックエリアで待機する複数のフィーダの中から当該交換時期になったフィーダと同じ部品を供給するフィーダを取り出して前記フィーダセットエリアにセットし、前記交換時期設定手段は、前記交換ロボットが前記フィーダセットエリアに前記使いかけのフィーダをセットした場合は、前記記憶手段に記憶した部品残数を用いて当該使いかけのフィーダの交換時期を設定することを特徴とするものである。

この構成では、部品実装機のフィーダセットエリアにセットした各フィーダを、交換ロボットにより同じ部品を供給するフィーダと自動交換できるため、作業者がフィーダ交換作業を行う必要がなく、省力化できる。しかも、フィーダセットエリアにセットした各フィーダの交換時期を他のフィーダと交換時期が重ならないように設定するため、部品実装機の稼働を停止させずにフィーダを自動交換でき、部品実装機の稼働率を向上できる。更に、フィーダセットエリアから取り出したフィーダが使いかけのフィーダである場合には、その使いかけのフィーダをフィーダストックエリアに回収して再使用できるため、フィーダの部品を最後まで使い切ることができて、生産コストも低減できる。尚、本発明では、フィーダの交換回数が従来より増加するが、フィーダの交換作業は交換ロボットが行うため、作業者の作業量が増えることはない。

この場合、前記交換時期設定手段は、前記フィーダセットエリアにセットされている各フィーダの部品切れ時期を算出し、部品切れ時期が重ならないフィーダについてはその全てのフィーダの交換時期を部品切れ時期に設定し、部品切れ時期が重なるフィーダについてはそのうちの１つのフィーダの交換時期のみを部品切れ時期に設定し、それ以外のフィーダの交換時期を部品切れ時期より前倒しした時期に設定することで各フィーダの交換時期が重ならないように設定するようにすると良い。このようにすれば、フィーダセットエリアにセットされている各フィーダの交換時期を部品切れ時期に設定すると、交換時期が重なるフィーダについてのみ交換時期を部品切れ時期より前倒しした時期に設定して各フィーダの交換時期が重ならないようにすることができ、フィーダセットエリアから取り出す使いかけのフィーダの数を必要最小限に抑えることができて、フィーダの交換回数の増加を必要最小限に抑えることができる。

また、本発明は、部品を全て使い切った使用済みのフィーダを回収する使用済みフィーダ回収エリアを備え、前記交換ロボットは、前記フィーダセットエリアから取り出すフィーダが使用済みのフィーダである場合に当該フィーダを前記使用済みフィーダ回収エリアに回収するようにしても良い。このようにすれば、部品を全て使い切った使用済みのフィーダと使いかけのフィーダとを分別して回収することができ、部品実装機から使用済みのフィーダを取り出す作業が容易となる。

また、本発明は、フィーダセットエリアにセットされている各フィーダと同じ部品を供給するフィーダがフィーダストックエリアに存在するか否かを監視するフィーダ監視手段と、前記フィーダ監視手段が前記フィーダストックエリアに存在しないと判定した部品のフィーダを当該フィーダストックエリアに補給するように表示及び／又は音声で作業者に案内する案内手段とを備えた構成とすると良い。このようにすれば、フィーダセットエリアにセットされている各フィーダと同じ部品を供給するフィーダがフィーダストックエリアに存在しない場合に、作業者に当該フィーダをフィーダストックエリアに補給するように案内することができ、フィーダストックエリアへのフィーダの補給作業を作業者に遅滞なく確実に行わせることができる利点がある。

また、本発明は、フィーダに、フィーダ識別情報を記録又は記憶した識別情報記録部を設けると共に、フィーダストックエリアには、当該フィーダストックエリアで待機するフィーダの識別情報記録部から前記フィーダ識別情報を読み取る識別情報読取り部を設け、前記交換ロボットを制御する制御手段は、前記識別情報読取り部から送信されてくる前記フィーダ識別情報に基づいてフィーダを識別するようにすると良い。このようにすれば、フィーダストックエリアで待機する複数のフィーダがどの様な順序で並んでいても、それらのフィーダの中から、フィーダ識別情報に基づいて交換するフィーダを正確に選び出してフィーダセットエリアにセットすることができる。また、フィーダストックエリアにフィーダを補給する際に、フィーダをどの様な順序で並べても良いため、任意の空きスペース（空きスロット）に自由にフィーダを補給することが可能となり、フィーダストックエリアへのフィーダの補給を作業者が行う場合でも、そのフィーダの補給作業を容易に行うことができる。

また、フィーダストックエリアに補給するフィーダの搬入及び使用済みのフィーダの搬出を行うフィーダ搬送用のコンベアと、前記コンベアと前記フィーダストックエリアとの間でフィーダを載せ替える載替ロボットとを備えた構成としても良い。このようにすれば、フィーダストックエリアへのフィーダの搬入及び使用済みのフィーダの搬出も自動的に行うことができる。

本発明に使用するフィーダは、巻回した部品供給テープを装填するテープ装填部と、前記テープ装填部から引き出した部品供給テープを部品吸着位置へ送るテープ送り機構と、前記部品吸着位置の手前で前記部品供給テープからトップフィルムを剥離して当該部品供給テープ内の部品を露出させるトップフィルム剥離機構と、前記テープ装填部、前記テープ送り機構及び前記トップフィルム剥離機構を内蔵したカセットケースとを備えたカセット式フィーダを用いるようにしても良い。このように、カセット式フィーダを用いれば、自動交換時の取り扱いが容易になる。

図１は本発明の一実施例の部品実装機のフィーダ自動交換システム（交換ロボットの図示は省略）を示す斜視図である。 図２はフィーダ自動交換システムの主要部を示す斜視図である。 図３はカセット式フィーダを示す斜視図である。 図４はフィーダ自動交換システムの制御系を示すブロック図である。 図５はフィーダ自動交換メインプログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図６はフィーダ交換時期分散処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図７はフィーダ交換時期前倒し処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図３に基づいてカセット式フィーダ１１の構成を説明する。

カセット式フィーダ１１のカセットケース１２は、透明又は不透明のプラスチック板又は金属板等により形成され、その側面部（カバー）が開閉可能となっている。カセットケース１２内には、部品供給テープ１３が巻回されたテープリール１４を着脱可能（交換可能）に装填するテープ装填部１５が設けられている。テープ装填部１５の中心には、テープリール１４を回転可能に保持するリール保持軸１６が設けられている。

カセットケース１２内には、テープリール１４から引き出した部品供給テープ１３を部品吸着位置へ送るテープ送り機構１８と、部品吸着位置の手前で部品供給テープ１３からトップフィルム２０を剥離して該部品供給テープ１３内の部品を露出させるトップフィルム剥離機構１９とが設けられている。部品吸着位置は、カセットケース１２の上面のテープ送り方向側の端部付近に位置している。カセットケース１２内には、テープリール１４から引き出した部品供給テープ１３を部品吸着位置へ案内するテープガイド２１が設けられている。

テープ送り機構１８は、部品吸着位置の下方付近に設けられたスプロケット２２と、このスプロケット２２を回転駆動するモータ２３等から構成され、部品供給テープ１３の片方の側縁に所定ピッチで形成されたテープ送り穴にスプロケット２２の歯を噛み合わせて該スプロケット２２を回転させることで、部品供給テープ１３を部品吸着位置へピッチ送りするようになっている。

トップフィルム剥離機構１９は、部品吸着位置の手前で部品供給テープ１３を押さえて該部品供給テープ１３の上面からトップフィルム２０を剥離するためのテープ押え２５と、該テープ押え２５で剥離したトップフィルム２０をテープ送り方向とは逆方向に引っ張ってカセットケース１２の上部に設けられたトップフィルム回収部２６内へ送り込むトップフィルム送りギア機構２７と、該トップフィルム送りギア機構２７を駆動するモータ２８等から構成されている。

カセットケース１２のうちのテープ送り方向側の端縁部には、部品吸着位置を通過して部品が取り出された廃棄テープ１３ａ（本実施例ではトップフィルム２０が剥離されたキャリアテープのみ）を下方に案内して排出する廃棄テープ排出通路３０が下方に延びるように設けられ、該廃棄テープ排出通路３０の出口３０ａがカセットケース１２のテープ送り方向側の端面の中央より下側の位置に設けられている。廃棄テープ排出通路３０の上部には、エアー導入口（図示せず）がカセットケース１２のうちのテープ送り方向側の端面に開口するように設けられ、該エアー導入口から該廃棄テープ排出通路３０内にエアーを導入して該廃棄テープ排出通路３０内に下向きのエアーの流れを生じさせるようになっている。

カセットケース１２内には、テープ送り機構１８のモータ２３やトップフィルム剥離機構１９のモータ２８を制御する制御装置３２が設けられている。その他、図示はしないが、カセットケース１２には、後述するフィーダ自動交換システム３４側の通信・電源用のコネクタと接続される通信・電源用のコネクタが設けられている。

また、カセットケース１２の所定位置には、フィーダ識別情報（以下「フィーダＩＤ」と表記する）を記録又は記憶した識別情報記録部（図示せず）が設けられている。この識別情報記録部としては、例えばフィーダＩＤをバーコード、二次元コード等で記録したコードラベルを用いても良いし、フィーダＩＤのデータを記憶した電子タグ（ＲＦタグ、ＩＣタグ、電波タグ、無線タグとも呼ばれる）を用いても良い。

次に、上記構成のカセット式フィーダ１１を用いたフィーダ自動交換システム３４の構成を図１、図２及び図４を用いて説明する。図１に示すように、部品実装機３５には、回路基板を搬送する２本のコンベア３７と、カセット式フィーダ１１から供給される部品を吸着して回路基板に実装する吸着ノズル（図示せず）を保持する装着ヘッド３８と、装着ヘッド３８をＸＹ方向（左右前後方向）に移動させるＸＹ移動機構３９と、吸着ノズルに吸着した部品を撮像する撮像装置６３（図４参照）等が設けられている。その他、図４に示すように、部品実装機３５の制御装置６０には、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置６４と、後述する図５乃至図７のフィーダ自動交換用の各プログラムや各種データ等を記憶するハードディスク、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置６５（記憶手段）と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の表示装置６６等が接続されている。

フィーダ自動交換システム３４は、部品実装機３５の前方（コンベア３７の搬送方向であるＸ方向と直交するＹ方向）に着脱可能に設置されている。フィーダ自動交換システム３４には、フィーダセットエリア４１とフィーダ入替エリア４２とフィーダストックエリア４３が設けられている。フィーダセットエリア４１は、コンベア３７の前方（Ｙ方向）に位置し、部品実装機３５の部品吸着位置に部品を供給する複数のカセット式フィーダ１１を並べてセットするエリアである。このフィーダセットエリア４１には、カセット式フィーダ１１側の通信・電源用のコネクタ（図示せず）と接続される通信・電源用のコネクタ（図示せず）が設けられ、双方のコネクタの接続によりカセットケース１２内の制御装置３２と部品実装機３５の制御装置６０（図４参照）との間で制御信号等を送受信すると共に、カセットケース１２内の制御装置３２等に通電されるようになっている。

フィーダセットエリア４１の下方には、フィーダストックエリア４３が配置されている。このフィーダストックエリア４３は、フィーダセットエリア４１内の交換が必要なカセット式フィーダ１１と交換する次のカセット式フィーダ１１を収納すると共に、フィーダセットエリア４１から取り出したカセット式フィーダ１１を回収するエリアである。このフィーダストックエリア４３には、カセット式フィーダ１１を１個ずつセットするスロットが該フィーダストックエリア４３に収容可能なフィーダ数分だけ形成されていると共に、各スロットにセットしたカセット式フィーダ１１の識別情報記録部からフィーダＩＤを読み取る識別情報読取り部６１（図４参照）が設けられ、該識別情報読取り部６１で読み取ったフィーダＩＤをフィーダ自動交換システム３４の制御装置である部品実装機３５の制御装置６０（制御手段）に送信して、各スロットにセットしたカセット式フィーダ１１の部品種等を自動認識するようになっている。

このようにすれば、フィーダストックエリア４３で待機する複数のカセット式フィーダ１１がどの様な順序で並んでいても、それらのカセット式フィーダ１１の中から、フィーダＩＤに基づいて交換するカセット式フィーダ１１を正確に選び出してフィーダセットエリア４１にセットすることができる。また、フィーダストックエリア４３にカセット式フィーダ１１を補給する際に、カセット式フィーダ１１をどの様な順序で並べても良いため、任意の空きスペース（空きスロット）に自由にカセット式フィーダ１１を補給することが可能となり、フィーダストックエリア４３へのカセット式フィーダ１１の補給を作業者が行う場合でも、そのカセット式フィーダ１１の補給作業を容易に行うことができる。

尚、本実施例では、フィーダセットエリア４１から取り出した全てのカセット式フィーダ１１をフィーダストックエリア４３に回収するようにしたが、本発明は、この構成に限定されず、例えば、フィーダストックエリア４３に隣接して使用済みフィーダ回収エリア（図示せず）を配置し、フィーダセットエリア４１から取り出したカセット式フィーダ１１のうち、部品を全て使い切った使用済み（部品切れ）のカセット式フィーダ１１を使用済みフィーダ回収エリアに回収し、部品の残った使いかけのカセット式フィーダ１１のみをフィーダストックエリア４３に回収するようにしても良い。このようにすれば、部品を全て使い切った使用済みのカセット式フィーダ１１と使いかけのカセット式フィーダ１１とを分別して回収することができ、部品実装機３５から使用済みのカセット式フィーダ１１を取り出す作業が容易となる。

フィーダストックエリア４３及びフィーダセットエリア４１の前方には、フィーダ入替エリア４２が配置され、このフィーダ入替エリア４２を使用してフィーダストックエリア４３とフィーダセットエリア４１との間でカセット式フィーダ１１が入れ替えられる。このフィーダ入替エリア４２には、交換ロボット４５（図２、図４参照）が設けられている。この交換ロボット４５は、フィーダセットエリア４１から交換が必要なカセット式フィーダ１１を取り出すと共に、フィーダストックエリア４１で待機する複数のフィーダセットエリア４１の中から前記交換が必要なカセット式フィーダ１１と同じ部品を供給するカセット式フィーダ１１を取り出してフィーダセットエリア４１にセットする。

また、部品実装機３５の制御装置６０は、識別情報読取り部６１で読み取ったフィーダＩＤに基づいて、フィーダセットエリア４１にセットされている各カセット式フィーダ１１と同じ部品を供給するカセット式フィーダ１１がフィーダストックエリア５３に存在するか否かを監視するフィーダ監視手段としても機能し、前記フィーダ監視手段がフィーダストックエリア４３に存在しないと判定した部品のカセット式フィーダ１１を当該フィーダストックエリア４３に補給するように表示装置６６の表示及び／又は音声で作業者に案内する案内手段としても機能する。このようにすれば、フィーダセットエリア５１にセットされている各カセット式フィーダ１１と同じ部品を供給するカセット式フィーダ１１がフィーダストックエリア４３に存在しない場合に、作業者に当該カセット式フィーダ１１をフィーダストックエリア４３に補給するように案内することができ、フィーダストックエリア４３へのカセット式フィーダ１１の補給作業を作業者に遅滞なく確実に行わせることができる利点がある。

更に、本実施例では、フィーダストックエリア４３へのカセット式フィーダ１１の補給を自動化した構成としている。具体的には、部品実装機３５の下部に、フィーダストックエリア４３に補給するカセット式フィーダ１１の搬入及び使用済みのカセット式フィーダ１１の搬出を行うフィーダ搬送用のコンベア５１を設けると共に、フィーダ搬送用のコンベア５１とフィーダストックエリア４３との間でカセット式フィーダ１１を載せ替える載替ロボット５２を設けた構成としている。

フィーダ搬送用のコンベア５１は、回路基板搬送用のコンベア３７の搬送方向と同じ方向（Ｘ方向）にカセット式フィーダ１１を横倒し状態で搬送するように設けられている。このフィーダ搬送用のコンベア５１には、搬入したカセット式フィーダ１１をフィーダストックエリア４３の後方位置で停止させるためのストッパ５３が昇降可能に設けられている。

載替ロボット５２は、カセット式フィーダ１１をクランプするクランプ機構５４と、該クランプ機構５４を水平軸の回りを回転させる回転機構５５と、該クランプ機構５４を上下方向及びＸＹ方向（水平方向）に移動させる移動機構５６とから構成されている。

次に、フィーダ搬送用のコンベア５１と載替ロボット５２の動作を説明する。
フィーダストックエリア４３に補給するカセット式フィーダ１１をコンベア５１に載せて搬入する場合は、ストッパ５３を上方に突出させて該カセット式フィーダ１１をフィーダストックエリア４３の後方位置で停止させる。この後、載替ロボット５２を動作させて、クランプ機構５４でフィーダ搬送用のコンベア５１上の横倒し状態のカセット式フィーダ１１をクランプして、移動機構５６によりクランプ機構５４を上昇させて該カセット式フィーダ１１をフィーダ搬送用のコンベア５１から持ち上げて該カセット式フィーダ１１の回転スペースを確保する。この後、回転機構５５によりクランプ機構５４を９０°回転させて該カセット式フィーダ１１を９０°回転させて立てた状態にした後、移動機構５６によりクランプ機構５４をフィーダ搬送用のコンベア５１と平行な方向（Ｘ方向）に移動させて、該カセット式フィーダ１１をフィーダストックエリア４３の空きスロットの位置に合わせて、該カセット式フィーダ１１をフィーダストックエリア４３の空きスロットに収納する。

一方、フィーダストックエリア４３から使用済みのカセット式フィーダ１１を取り出して搬出する場合は、ストッパ５３を下方に引っ込めた状態にすると共に、フィーダストックエリア４３の使用済みのカセット式フィーダ１１をクランプ機構５４でクランプして引き出して、回転機構５５によりクランプ機構５４を９０°回転させて該カセット式フィーダ１１を立てた状態から横倒し状態にしてフィーダ搬送用のコンベア５１上に載せて搬出する。

次に、上記構成のフィーダ自動交換システム３４を用いて、部品実装機３５のフィーダセットエリア４１にセットした複数のカセット式フィーダ１１の交換時期を分散させてカセット式フィーダ１１を自動的に交換する方法を説明する。フィーダ自動交換システム３４の制御装置である部品実装機３５の制御装置６０は、フィーダセットエリア４１から取り出すカセット式フィーダ１１が部品の残った使いかけのカセット式フィーダ１１である場合に、その部品残数を当該カセット式フィーダ１１のフィーダＩＤと関連付けて記憶装置６５に記憶する機能と、フィーダセットエリア４１にセットした各カセット式フィーダ１１の交換時期を他のカセット式フィーダ１１と交換時期が重ならないように設定する交換時期設定手段としての機能を備え、交換ロボット４５の動作を制御して、設定した交換時期にフィーダセットエリア４１から当該交換時期になったカセット式フィーダ１１を取り出してフィーダストックエリア４３に回収すると共に、フィーダストックエリア４１で待機する複数のカセット式フィーダ１１の中から当該交換時期になったカセット式フィーダ１１と同じ部品を供給するカセット式フィーダ１１を取り出してフィーダセットエリア４１にセットする。

更に、部品実装機３５の制御装置６０は、交換ロボット４５がフィーダセットエリア４１に使いかけのカセット式フィーダ１１をセットした場合は、記憶装置６５から当該カセット式フィーダ１１のフィーダＩＤに対応する部品残数を用いて当該使いかけのカセット式フィーダ１１の交換時期を設定する。具体的には、フィーダセットエリア４１にセットされている各カセット式フィーダ１１の部品切れ時期を算出し、部品切れ時期が重ならないカセット式フィーダ１１についてはその全てのカセット式フィーダ１１の交換時期を部品切れ時期に設定し、部品切れ時期が重なるカセット式フィーダ１１についてはそのうちの１つのカセット式フィーダ１１の交換時期のみを部品切れ時期に設定し、それ以外のカセット式フィーダ１１の交換時期を部品切れ時期より前倒しした時期に設定することで、各カセット式フィーダ１１の交換時期が重ならないように設定する。このようにすれば、フィーダセットエリア４１にセットされている各カセット式フィーダ１１の交換時期を部品切れ時期に設定すると、交換時期が重なるカセット式フィーダ１１についてのみ交換時期を部品切れ時期より前倒しした時期に設定して各カセット式フィーダ１１の交換時期が重ならないようにすることができ、フィーダセットエリア４１から取り出す使いかけのカセット式フィーダ１１の数を必要最小限に抑えることができて、カセット式フィーダ１１の交換回数の増加を必要最小限に抑えることができる。

以上説明した本実施例のカセット式フィーダ１１の自動交換は、部品実装機３５の制御装置６０によって図５乃至図７のフィーダ自動交換用の各プログラムに従って次のように実行される。
［フィーダ自動交換メインプログラム］
図５のフィーダ自動交換メインプログラムは、生産開始前に起動され、まず、ステップ１０１で、生産計画を設定した後、ステップ１０２に進み、後述する図６のフィーダ交換時期分散処理プログラムを実行して、部品実装機３５のフィーダセットエリア４１にセットする各カセット式フィーダ１１の交換時期を分散させる。この後、ステップ１０３に進み、生産の段取り替えを実施し、次のステップ１０４で、生産を開始する。

生産中は、ステップ１０５で、基板の生産枚数、各部品の使用数を制御装置６０に報告する。この後、ステップ１０６に進み、再度、後述する図６のフィーダ交換時期分散処理プログラムを実行して、フィーダセットエリア４１にセットされている各カセット式フィーダ１１の交換時期を分散させる。この後、ステップ１０７に進み、フィーダセットエリア４１にセットされている各カセット式フィーダ１１と同じ部品を供給するカセット式フィーダ１１がフィーダストックエリア５３に存在するか否かを監視し、フィーダストックエリア４３に存在しないと判定した部品のカセット式フィーダ１１を準備、配膳するように表示装置６６の表示及び／又は音声で作業者に案内する。このステップ１０７の処理が請求の範囲でいうフィーダ監視手段及び案内手段に相当する。

そして、次のステップ１０８で、作業者が準備したカセット式フィーダ１１をフィーダ搬送用のコンベア５１によりフィーダ自動交換システム３４内に搬入して、載替ロボット５２によりフィーダストックエリア４３に配膳する。そして、次のステップ１０９で、部品実装機３５のフィーダセットエリア４１にセットされている各カセット式フィーダ１１の交換時期のスケジュールに従って交換ロボット４５によってフィーダセットエリア４１から当該交換時期になったカセット式フィーダ１１を取り出してフィーダストックエリア４３に回収すると共に、フィーダストックエリア４１で待機する複数のカセット式フィーダ１１の中から当該交換時期になったカセット式フィーダ１１と同じ部品を供給するカセット式フィーダ１１を取り出してフィーダセットエリア４１にセットする。

この後、ステップ１１０に進み、生産終了か否かを判定し、生産中と判定されれば、上述したステップ１０５〜１１０の処理を再度実行する。これにより、生産を終了するまで、上述したステップ１０５〜１１０の処理を所定周期で繰り返し実行し、生産を終了した時点で、本プログラムを終了する。
［フィーダ交換時期分散処理プログラム］
図６のフィーダ交換時期分散処理プログラムは、図５のフィーダ自動交換メインプログラムのステップ１０２及びステップ１０６で実行されるサブルーチンであり、請求の範囲でいう交換時期設定手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、生産計画から生産対象ジョブ、生産予定枚数、現在の生産枚数、基板１枚当たりの部品使用数を取得した後、ステップ２０２に進み、段取り替えで準備、もしくは現在使用中の各部品の残数を取得すると共に、次のステップ２０３で、補給する各部品の部品数を取得する。

この後、ステップ２０４に進み、部品実装機３５のフィーダセットエリア４１にセットされている各カセット式フィーダ１１の部品切れ時期を算出した後、ステップ２０５に進み、各カセット式フィーダ１１の準備、配膳スケジュールを標準化するように算出する。この後、ステップ２０６に進み、カセット式フィーダ１１の部品切れ時期が重複するものを抽出する。

そして、次のステップ２０７で、カセット式フィーダ１１の部品切れ時期が重複するか否かを判定し、重複しないと判定されれば、カセット式フィーダ１１の交換時期を分散する必要がないため、以降の処理を行わず、そのまま本プログラムを終了する。

これに対し、上記ステップ２０７で、カセット式フィーダ１１の部品切れ時期が重複すると判定されれば、ステップ２０８に進み、後述する図７のフィーダ交換時期前倒し処理プログラムを実行して、各カセット式フィーダ１１の交換時期が重ならないように交換時期を前倒しして分散させる。この後、ステップ２０９に進み、各カセット式フィーダ１１の準備、配膳スケジュールに反映して、本プログラムを終了する。
［フィーダ交換時期前倒し処理プログラム］
図７のフィーダ交換時期前倒し処理プログラムは、図６のフィーダ交換時期分散処理プログラムのステップ２０８で実行されるサブルーチンであり、請求の範囲でいう交換時期設定手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ３０１で、生産する基板毎にフィーダ交換本数（部品切れ数と再交換本数）を計算する。

この後、ステップ３０２に進み、部品切れ時期が重複する複数のカセット式フィーダ１１のうちの１つのカセット式フィーダ１１の交換時期を、部品切れが発生しない基板の生産時間に前倒しする。この後、ステップ３０３に進み、一時的に交換して抜いた使いかけのカセット式フィーダ１１の部品残数を取得する。この後、ステップ３０４に進み、一時的に交換して抜いた使いかけのカセット式フィーダ１１の再交換と交換後に部品切れになる時期が、部品切れの発生しない基板の生産時間になるように再交換時期を計算する。

この後、ステップ３０５に進み、各カセット式フィーダ１１の部品切れ時期が重複しているか否かを判定し、部品切れ時期が重複していると判定されれば、上述したステップ３０１〜３０５の処理を再度実行する。これにより、各カセット式フィーダ１１の部品切れ時期が重複していないと判定されるまで、部品切れ時期が重複するカセット式フィーダ１１の交換時期を前倒しする処理を繰り返し、各カセット式フィーダ１１の部品切れ時期が重複しなくなったときに本プログラムを終了する。

以上説明した本実施例によれば、部品実装機３５のフィーダセットエリア４１にセットした各カセット式フィーダ１１を、交換ロボット４５により同じ部品を供給するカセット式フィーダ１１と自動交換できるため、作業者がフィーダ交換作業を行う必要がなく、省力化できる。しかも、フィーダセットエリア４１にセットした各カセット式フィーダ１１の交換時期を他のフィーダセットエリア４１と交換時期が重ならないように設定するため、部品実装機３５の稼働を停止させずにカセット式フィーダ１１を自動交換でき、部品実装機３５の稼働率を向上できる。更に、フィーダセットエリア４１から取り出したカセット式フィーダ１１が使いかけのカセット式フィーダ１１である場合には、その使いかけのカセット式フィーダ１１をフィーダストックエリア４１に回収して再使用できるため、カセット式フィーダ１１の部品を最後まで使い切ることができて、生産コストも低減できる。尚、本実施例では、カセット式フィーダ１１の交換回数が従来より増加するが、フィーダ交換作業は交換ロボット４５が行うため、作業者の作業量が増えることはない。

本発明は、カセット式フィーダ１１を用いる構成に限定されず、カセット式でないフィーダを用いる構成としても良く、また、交換ロボットの構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１１…カセット式フィーダ、１２…カセットケース、１３…部品供給テープ、１３ａ…廃棄テープ、１４…テープリール、１５…テープ装填部、１６…リール保持軸、１８…テープ送り機構、１９…トップフィルム剥離機構、２１…テープガイド、２２…スプロケット、２５…テープ押え、２６…トップフィルム回収部、２７…トップフィルム送りギア機構、２８…モータ、３０…廃棄テープ排出通路、３２…制御装置、３４…フィーダ自動交換システム、３５…部品実装機、３７…コンベア、３８…装着ヘッド、３９…ＸＹ移動機構、４１…フィーダセットエリア、４２…フィーダ入替エリア、４３…フィーダストックエリア、４５…交換ロボット、５１…フィーダ搬送用のコンベア、５２…載替ロボット、６０…制御装置（制御手段，交換時期設定手段，フィーダ監視手段，案内手段）、６１…識別情報読取り部、６５…記憶装置（記憶手段）、６６…表示装置

Claims (7)

1. 部品実装機のフィーダセットエリアにセットした複数のフィーダの中から交換が必要なフィーダを自動的に交換するフィーダ自動交換システムであって、
   前記交換が必要なフィーダと交換するフィーダを待機させるフィーダストックエリアと、
   前記フィーダセットエリアから前記交換が必要なフィーダを取り出すと共に前記フィーダストックエリアで待機する複数のフィーダの中から前記交換が必要なフィーダと同じ部品を供給するフィーダを取り出して前記フィーダセットエリアにセットする交換ロボットと、
   前記フィーダセットエリアから取り出すフィーダが部品の残った使いかけのフィーダである場合にその部品残数を当該フィーダと関連付けて記憶する記憶手段と、
   前記フィーダセットエリアにセットした各フィーダの交換時期を他のフィーダと交換時期が重ならないように設定する交換時期設定手段とを備え、
   前記交換ロボットは、前記交換時期設定手段で設定した交換時期に前記フィーダセットエリアから当該交換時期になったフィーダを取り出して、少なくとも前記使いかけのフィーダを前記フィーダストックエリアに回収すると共に、前記フィーダストックエリアで待機する複数のフィーダの中から当該交換時期になったフィーダと同じ部品を供給するフィーダを取り出して前記フィーダセットエリアにセットし、
   前記交換時期設定手段は、前記交換ロボットが前記フィーダセットエリアに前記使いかけのフィーダをセットした場合は、前記記憶手段に記憶した部品残数を用いて当該使いかけのフィーダの交換時期を設定することを特徴とするフィーダ自動交換システム。
2. 前記交換時期設定手段は、前記フィーダセットエリアにセットされている各フィーダの部品切れ時期を算出し、部品切れ時期が重ならないフィーダについてはその全てのフィーダの交換時期を部品切れ時期に設定し、部品切れ時期が重なるフィーダについてはそのうちの１つのフィーダの交換時期のみを部品切れ時期に設定し、それ以外のフィーダの交換時期を部品切れ時期より前倒しした時期に設定することで各フィーダの交換時期が重ならないように設定することを特徴とする請求項１に記載のフィーダ自動交換システム。
3. 部品を全て使い切った使用済みのフィーダを回収する使用済みフィーダ回収エリアを備え、
   前記交換ロボットは、前記フィーダセットエリアから取り出すフィーダが使用済みのフィーダである場合に当該フィーダを前記使用済みフィーダ回収エリアに回収することを特徴とする請求項１又は２に記載のフィーダ自動交換システム。
4. 前記フィーダセットエリアにセットされている各フィーダと同じ部品を供給するフィーダが前記フィーダストックエリアに存在するか否かを監視するフィーダ監視手段と、
   前記フィーダ監視手段が前記フィーダストックエリアに存在しないと判定した部品のフィーダを当該フィーダストックエリアに補給するように表示及び／又は音声で作業者に案内する案内手段と
   を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフィーダ自動交換システム。
5. 前記フィーダには、フィーダ識別情報を記録又は記憶した識別情報記録部が設けられ、
   前記フィーダストックエリアには、当該フィーダストックエリアで待機するフィーダの識別情報記録部から前記フィーダ識別情報を読み取る識別情報読取り部が設けられ、
   前記交換ロボットを制御する制御手段は、前記識別情報読取り部から送信されてくる前記フィーダ識別情報に基づいて前記フィーダを識別することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のフィーダ自動交換システム。
6. 前記フィーダストックエリアに補給するフィーダの搬入及び使用済みのフィーダの搬出を行うフィーダ搬送用のコンベアと、
   前記コンベアと前記フィーダストックエリアとの間でフィーダを載せ替える載替ロボットとを備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフィーダ自動交換システム。
7. 前記フィーダは、
   巻回した部品供給テープを装填するテープ装填部と、
   前記テープ装填部から引き出した部品供給テープを部品吸着位置へ送るテープ送り機構と、
   前記部品吸着位置の手前で前記部品供給テープからトップフィルムを剥離して当該部品供給テープ内の部品を露出させるトップフィルム剥離機構と、
   前記テープ装填部、前記テープ送り機構及び前記トップフィルム剥離機構を内蔵したカセットケースとを備えたカセット式フィーダであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のフィーダ自動交換システム。

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