JPWO2018055754A1 - 部品実装機の機外作業エリア監視システム - Google Patents

Abstract

各部品実装機（１２）の上部の前面側（作業者が作業する側）の部分には、各部品実装機の機外のうちの作業者が該部品実装機に対して作業する機外作業エリアを撮影する機外監視カメラ（２３）が設置されている。各部品実装機の機外作業エリアは、少なくともフィーダ（１４）がセットされるエリアを含み、監視対象は、少なくとも部品実装機へのフィーダのセット中及びセット完了後の状態並びにフィーダへの部品供給テープのセット中及びセット完了後の状態となっている。機外監視カメラで撮影した画像を部品実装機のトレースログと同じ時刻情報を付けて録画する機能も搭載されている。部品実装機の機外作業エリアを機外監視カメラで撮影して表示装置にリアルタイムで表示された画像又は録画した画像を見て、部品実装機の機外作業エリアで作業者が作業した監視対象の状態を確認できる。

Description

本発明は、部品実装機の機外のうちの作業者が該部品実装機に対して作業する機外作業エリアを監視する部品実装機の機外作業エリア監視システムに関する発明である。

例えば、特許文献１（特開２００９−７６６３３号公報）に記載されているように、回路基板に部品を実装する部品実装機においては、部品実装機の内部をカメラで撮影して、その画像を処理することで、部品実装機内に搬入された回路基板のサイズが間違っていないか否かを判定し、基板サイズの間違いが検出されたときに、コンベアによる回路基板の搬送を停止して、音や表示によって作業者に警告するようにしたものがある。

また、特許文献２（特開２００８−１４０２４８号公報）に記載されているように、部品実装機の稼働中に何らかのエラーが発生したときに、そのエラーの原因究明作業を容易にするために、部品実装機の稼働中に各機能の動作履歴のデータを所定の文字コードで記述したトレースログを出力して、それをログファイルにしてメモリに保存しておき、エラー原因の究明時に、メモリからログファイルを読み出して、そのログファイル内のトレースログを解析してエラーの箇所や原因を調べるようにしたものがある。

特開２００９−７６６３３号公報 特開２００８−１４０２４８号公報

上述した特許文献１，２の方法のみでは、部品実装機のエラーの発生原因が分からない場合がある。例えば、部品実装機にセットしたフィーダのテープ装着状態が不適正であることが原因で部品吸着ミス等のエラーが発生した場合に、部品実装機の内部を撮影するカメラでは、フィーダの不適正なテープ装着状態を撮影できないため、エラーの原因が分からない。また、フィーダの不適正なテープ装着等の作業ミスにより発生するエラーは、トレースログを解析しても、原因の解明が困難である。このため、作業ミスが原因でエラーが発生した場合に、原因の解明が遅れて部品実装機の稼働率を低下させてしまうという問題があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、部品実装機の稼働中にエラーの原因となる作業ミスの有無を監視したり、作業ミスが原因でエラーが発生した場合に、その原因を解明できる部品実装機の機外作業エリア監視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、部品実装機の機外のうちの作業者が該部品実装機に対して作業する機外作業エリアを撮影する機外監視カメラと、前記機外監視カメラで撮影した画像を表示する表示装置と、前記機外監視カメラで撮影した画像を録画する録画装置とを備え、前記表示装置にリアルタイムで表示された画像又は前記録画装置から読み出されて再生された画像を見て前記機外作業エリアで作業者が作業した監視対象の状態を確認できるようにしたことを特徴とするものである。このようにすれば、部品実装機の機外作業エリアを機外監視カメラで撮影して表示装置にリアルタイムで表示された画像又は録画装置から読み出されて再生された画像を見て部品実装機の機外作業エリアで作業者が作業した監視対象の状態を確認できるため、部品実装機の稼働中にエラーの原因となる作業ミスの有無を監視して、エラー発生前に作業ミスを発見して、エラーを未然に防いだり、作業ミスが原因でエラーが発生した場合でも、その原因となる作業ミスを機外作業エリアの画像から解明することができる。

この場合、部品実装機の機外作業エリアは、少なくともフィーダがセットされるエリアを含み、監視対象は、少なくとも部品実装機へのフィーダのセット中及びセット完了後の状態並びに前記フィーダへの部品供給テープのセット中及びセット完了後の状態とすれば良い。部品実装機へのフィーダのセット作業やフィーダへの部品供給テープのセット作業は、部品実装機の機外作業エリアで作業者が行う代表的な作業であるため、部品実装機へのフィーダのセット中及びセット完了後の状態並びに前記フィーダへの部品供給テープのセット中及びセット完了後の状態を監視対象とすれば、機外作業エリアで発生しやすい代表的な作業ミスをリアルタイムで監視したり、部品実装機のエラー発生時にその原因となった作業ミスを特定することができる。

また、機外監視カメラで撮影した画像を表示する表示装置は、機外監視カメラが設置された部品実装機を制御するコンピュータのモニタ、部品実装機が設置された部品実装ラインを管理するホストコンピュータのモニタ、このホストコンピュータとネットワークで接続された外部のコンピュータのモニタ又は携帯端末のいずれであっても良い。

また、録画装置は、機外監視カメラで撮影した画像を部品実装機のエラー信号をトリガーにしてそのトリガーが発生した時刻よりも所定時間溯った時点から録画し、その録画する画像データには、部品実装機のトレースログと同じ時刻情報と録画時間とエラー情報をリンクさせるようにしても良い。このようにすれば、部品実装機のエラー発生時に部品実装機の機外作業エリアの録画画像を、トレースログの解析結果やエラー情報と関連付けて確認することができ、部品実装機で発生したエラーの原因をより詳細に解析できる。

更に、本発明は、機外監視カメラで撮影した画像を処理して監視対象の状態を認識する画像認識装置を備え、前記画像認識装置の認識結果に基づいて前記監視対象の状態が正常時の状態と異なることを検出したときにそれを前記表示装置に表示するようにしても良い。このようにすれば、画像処理技術により作業ミスを自動的に検出できると共に、その作業ミスを警告表示して、作業ミスした作業をやり直すように作業者に促すことができる。

図１は本発明の一実施例を示すモジュール型部品実装ラインの斜視図である。 図２は機外作業エリア監視システム全体のブロック図である。

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１に基づいて部品実装ライン１０の構成を説明する。

部品実装ライン１０のベース台１１上に、回路基板の搬送方向（Ｘ方向）に隣接して複数台の部品実装機１２が取り替え可能に整列配置されている。各部品実装機１２は、本体ベッド１３上に、部品を供給するフィーダ１４、回路基板２１を搬送するコンベア１５、吸着ノズル（図示せず）に吸着した部品を撮像する部品撮像用のカメラ１６、１本又は複数本の吸着ノズルを保持する実装ヘッド１７等を搭載して構成されている。実装ヘッド１７は、ＸＹ移動機構（図示せず）によってＸＹ方向に移動され、部品吸着動作と部品実装動作を行うようになっている。各部品実装機１２の上部フレーム１８の前面部には、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等のモニタ１９（表示装置）と、操作キー、タッチパネル等の操作部２０が設けられている。操作部２０をタッチパネルで構成する場合は、モニタ１９の画面に操作部２０を表示するようにしても良い。

各部品実装機１２は、上流側の部品実装機１２から搬送されてくる回路基板２１をコンベア１５によって所定位置まで搬送してクランプ機構（図示せず）で該回路基板２１をクランプして位置決めすると共に、フィーダ１４によって供給される部品を実装ヘッド１７の吸着ノズルで吸着して、その吸着位置から撮像位置へ移動させて部品撮像用のカメラ１６で撮像して該部品を画像認識してからコンベア１５上の回路基板２１に実装する。

更に、各部品実装機１２の上部フレーム１８の前面部（作業者が作業する側の部分）には、各部品実装機１２の機外のうちの作業者が該部品実装機１２に対して作業する機外作業エリアを撮影する機外監視カメラ２３が設置されている。この場合、各部品実装機１２の機外作業エリアは、少なくともフィーダ１４がセットされるエリアを含み、監視対象は、少なくとも部品実装機１２へのフィーダ１４のセット中及びセット完了後の状態並びに該フィーダ１４への部品供給テープのセット中及びセット完了後の状態となっている。

各部品実装機１２へのフィーダ１４のセット作業やフィーダ１４への部品供給テープのセット作業は、部品実装機１２の機外作業エリアで作業者が行う代表的な作業であるため、部品実装機１２へのフィーダ１４のセット中及びセット完了後の状態や該フィーダ１４への部品供給テープのセット中及びセット完了後の状態（詳しくは部品供給テープを巻回したリール２２のフィーダ１４へのセット中及びセット完了後の状態や該リール２２から引き出した部品供給テープのフィーダ１４へのセット中及びセット完了後の状態）を監視対象とすれば、機外作業エリアで発生しやすい代表的な作業ミスをリアルタイムで監視したり、部品実装機１２のエラー発生時にその原因となった作業ミスを特定することができる。

各部品実装機１２の動作を制御する制御装置３１（図２参照）は、コンピュータを主体として構成され、稼働中（生産中）に、フィーダ１４によって供給される部品を実装ヘッド１７の吸着ノズルで吸着して、その吸着位置から撮像位置へ移動させて部品撮像用のカメラ１６で撮像して該部品を画像認識してからコンベア１５上の回路基板２１に実装するという動作を制御する。各部品実装機１２の制御装置３１には、上述した機外監視カメラ２３、モニタ１９、操作部２０等が接続されていると共に、部品実装機１１の各機能の動作を制御する各種制御プログラム等を記憶した記憶装置３２（図２参照）等が接続されている。この記憶装置３２は、ハードディスク装置等の書き換え可能な不揮発性の記憶媒体により構成され、機外監視カメラ２３で撮影した画像を録画する録画装置としても機能するようになっている。

また、各部品実装機１２の制御装置３１は、稼働中（生産中）に、部品実装機１２の各機能の動作履歴のデータやフィーダ１４の動作履歴のデータを所定の文字コードで記述したトレースログをログファイルにして記憶装置３２に保存するようにしている。各部品実装機１２の制御装置３１は、機外監視カメラ２３で撮影した画像を記憶装置３２に録画する際に、部品実装機１２のエラー信号をトリガーにしてそのトリガーが発生した時刻よりも所定時間溯った時点から録画し、その録画する画像データには、部品実装機１２のトレースログと同じ時刻情報と録画時間とエラー情報をリンクさせると共に、部品実装機１２のエラー発生時に、記憶装置３２に録画した機外監視カメラ２３の画像を部品実装機１２のトレースログと同じ時刻情報と録画時間とエラー情報をリンクさせてモニタ１９に表示する機能も搭載されている。

更に、各部品実装機１２の制御装置３１は、機外監視カメラ２３で撮影した画像を処理して監視対象の状態（部品実装機１２へのフィーダ１４のセット中及びセット完了後の状態並びに該フィーダ１４への部品供給テープのセット中及びセット完了後の状態）を認識する画像認識装置としても機能し、その画像認識結果に基づいて前記監視対象の状態が正常時の状態と異なることを検出したときにそれを部品実装機１２のモニタ１９等に警告表示したり、音声等で作業者に警告するようにしている。

部品実装ライン１０を構成する各部品実装機１２の機外監視カメラ２３で撮影した画像と、その画像認識結果（正常／異常）のデータは、該部品実装ライン１０を管理するホストコンピュータ４１にも送信される。ホストコンピュータ４１は、受信した各部品実装機１２の機外監視カメラ２３の画像の中から、ホストコンピュータ４１を操作する管理者等が選択した部品実装機１２の機外監視カメラ２３の画像を該ホストコンピュータ４１のモニタ４２（表示装置）に表示したり、上述した画像認識結果に基づいて監視対象の状態が正常時の状態と異なることが検出されたときにそれをホストコンピュータ４１のモニタ４２に警告表示したり、音声等で管理者等に警告するようにしている。尚、ホストコンピュータ４１が管理する部品実装ライン１０の本数は、１本のみであっても良いし、複数本であっても良い。

ホストコンピュータ４１で受信した各部品実装機１２の機外監視カメラ２３の画像と、その画像認識結果（正常／異常）のデータは、該ホストコンピュータ４１とネットワークで接続された外部のコンピュータ（以下「外部ＰＣ」と表記する）４３や携帯端末４４にも送信され、それらを操作する者（管理者、作業者、技術者等）が選択した部品実装機１２の機外監視カメラ２３の画像を該外部ＰＣ４３のモニタ４５（表示装置）や携帯端末４４の画面に表示したり、上述した画像認識結果に基づいて監視対象の状態が正常時の状態と異なることが検出されたときにそれを該外部ＰＣ４３のモニタ４５や携帯端末４４の画面に警告表示したり、音声等で警告するようにしている。

尚、部品実装機１２の機外監視カメラ２３の画像を、ホストコンピュータ４１のモニタ４２や、外部ＰＣ４３のモニタ４５や、携帯端末４４の画面に表示する場合、それらを操作する者が選択した１台分の機外監視カメラ２３の画像のみを表示するようにしても良いし、モニタ４２，４５や携帯端末４４の画面を複数に分割して、１つの画面に複数台分の機外監視カメラ２３の画像を分割表示するようにしても良い。或は、モニタ４２，４５や携帯端末４４の画面に表示する１台分又は複数台分の機外監視カメラ２３の画像を所定時間毎に自動的に他の機外監視カメラ２３の画像に切り換えるようにしても良い。

また、ホストコンピュータ４１、外部ＰＣ４３及び携帯端末４４は、各部品実装機１２の記憶装置３２に録画された機外監視カメラ２３の画像を各部品実装機１２のトレースログと同じ時刻情報付きでダウンロードして再生する機能も搭載されている。

以上説明した本実施例では、部品実装機１２の機外作業エリアを機外監視カメラ２３で撮影してモニタ１９，４２，４５や携帯端末４４にリアルタイムで表示された画像又は部品実装機１２の記憶装置３２から読み出されて再生された画像を見て部品実装機１２の機外作業エリアで作業者が作業した監視対象の状態を確認できるため、部品実装機１２の稼働中にエラーの原因となる作業ミスの有無を監視して、エラー発生前に作業ミスを発見してエラーを未然に防いだり、作業ミスが原因でエラーが発生した場合でも、その原因となる作業ミスを機外作業エリアの画像から解明することができる。これにより、作業ミスが原因でエラーが発生した場合でも、そのエラーの原因が作業ミスであることを早期に解明してエラーを短時間で解決することができ、その分、部品実装機１２の稼働率を向上させることができる。また、監視結果により作業ミスの内容や作業ミスの発生頻度も分かるため、作業者への「作業ミス防止」の注意喚起も行いやすくなり、作業ミスの減少にも繋がる。

しかも、本実施例では、機外監視カメラ２３で撮影した画像を、部品実装機１２のエラー信号をトリガーにしてそのトリガーが発生した時刻よりも所定時間溯った時点から録画し、その録画する画像データには、部品実装機１２のトレースログと同じ時刻情報と録画時間とエラー情報をリンクさせるようにしたので、部品実装機１２のエラー発生時に部品実装機１２の機外作業エリアの録画画像を、トレースログの解析結果やエラー情報と関連付けて確認することができ、部品実装機１２で発生したエラーの原因をより詳細に解析できる。

更に、本実施例では、機外監視カメラ２３で撮影した画像を処理して監視対象の状態を認識する機能を搭載し、その画像認識結果に基づいて監視対象の状態が正常時の状態と異なることを検出したときにそれを警告表示するようにしたので、画像処理技術により作業ミスを自動的に検出できると共に、その作業ミスを警告表示して、作業ミスした作業をやり直すように作業者に促すことができる。

尚、図１の構成例では、各部品実装機１２にそれぞれ機外監視カメラ２３を設置するようにしたが、１台の機外監視カメラ２３の視野内に複数台の部品実装機１２の機外作業エリアを収めて１台の機外監視カメラ２３で複数台の部品実装機１２の機外作業エリアをまとめて撮影するようにしても良い。

また、部品実装機の前面側と背面側の２箇所に機外作業エリアが存在する場合は、部品実装機の前面側と背面側にそれぞれ機外監視カメラを設置して、前面側と背面側の２箇所の機外作業エリアを監視するようにすれば良い。

その他、本発明は、機外監視カメラ２３の設置場所を変更したり、部品実装機１２の機外作業エリアに存在するフィーダ１４以外の物まで監視するようにしても良い等、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。

１０…部品実装ライン、１２…部品実装機、１４…フィーダ、１９…部品実装機のモニタ（表示装置）、２２…リール、２３…機外監視カメラ、３１…部品実装機の制御装置（コンピュータ，画像認識装置）、３２…記憶装置（録画装置）、４１…ホストコンピュータ、４２…ホストコンピュータのモニタ（表示装置）、４３…外部ＰＣ（外部のコンピュータ）、４４…携帯端末、４５…外部ＰＣのモニタ（表示装置）

Claims (5)

1. 部品実装機の機外のうちの作業者が該部品実装機に対して作業する機外作業エリアを撮影する機外監視カメラと、
   前記機外監視カメラで撮影した画像を表示する表示装置と、
   前記機外監視カメラで撮影した画像を録画する録画装置とを備え、
   前記表示装置にリアルタイムで表示された画像又は前記録画装置から読み出されて再生された画像を見て前記機外作業エリアで作業者が作業した監視対象の状態を確認できるようにしたことを特徴とする部品実装機の機外作業エリア監視システム。
2. 前記機外作業エリアは、少なくともフィーダがセットされるエリアを含み、
   前記監視対象は、少なくとも前記部品実装機への前記フィーダのセット中及びセット完了後の状態並びに前記フィーダへの部品供給テープのセット中及びセット完了後の状態であることを特徴とする請求項１に記載の部品実装機の機外作業エリア監視システム。
3. 前記表示装置は、前記機外監視カメラが設置された前記部品実装機を制御するコンピュータのモニタ、前記部品実装機が設置された部品実装ラインを管理するホストコンピュータのモニタ、前記ホストコンピュータとネットワークで接続された外部のコンピュータのモニタ又は携帯端末のいずれかであることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品実装機の機外作業エリア監視システム。
4. 前記録画装置は、前記機外監視カメラで撮影した画像を前記部品実装機のエラー信号をトリガーにしてそのトリガーが発生した時刻よりも所定時間溯った時点から録画し、その録画する画像データには、前記部品実装機のトレースログと同じ時刻情報と録画時間とエラー情報をリンクさせ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部品実装機の機外作業エリア監視システム。
5. 前記機外監視カメラで撮影した画像を処理して前記監視対象の状態を認識する画像認識装置を備え、前記画像認識装置の認識結果に基づいて前記監視対象の状態が正常時の状態と異なることを検出したときにそれを前記表示装置に表示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部品実装機の機外作業エリア監視システム。

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