JPWO2020026931A1 - 部品収容数管理システムおよび部品収容数管理方法 - Google Patents

Abstract

部品収容数管理システムは、移送装置と、計数処理部と、を有する。移送装置は、エンドエフェクタと、検出部と、を有する。エンドエフェクタは移動自在であり、部品供給ユニットの部品収容器を交換する。検出部は、部品収容器に収容される部品を検出する。計数処理部は、検出部による検出結果より、部品収容器に収容されている部品の収容数を計数する。

Description

本開示は、部品供給ユニットに装着される部品収容器に収容されている部品の収容数を管理する部品収容数管理システム、および部品収容数管理方法に関する。

部品実装装置に装着され、基板に実装されるＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等の大型部品を収納したトレイから部品実装装置に大型部品を供給するトレイ供給装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のトレイ供給装置は、トレイ上を移動して部品の有無を検査するセンサを備えており、トレイ供給装置に格納されているトレイが収納している部品の残数を計算している。

特開２０００―２７７９８５号公報

本開示の部品収容数管理システムは、移送装置と、計数処理部と、を有する。

移送装置は、エンドエフェクタと、検出部と、を有する。

エンドエフェクタは移動自在であり、部品供給ユニットの部品収容器を交換する。

検出部は、部品収容器に収容される部品を検出する。

計数処理部は、検出部による検出結果より、部品収容器に収容されている部品の収容数を計数する。

本開示の部品収容数管理方法は、部品収容数管理システムにおいて、部品収容器に収容される部品の数を管理する方法である。

部品収容数管理システムは、エンドエフェクタと、検出部と、を有する移送装置を有する。

エンドエフェクタは移動自在であり、部品供給ユニットの部品収容器を交換する。

検出部は、部品収容器に収容される部品を検出する。

部品収容数管理方法は、移送工程と、検出工程と、計数処理工程と、を有する。

移送工程では、部品収容器をエンドエフェクタによって移送する。

検出工程では、部品収容器に収容される部品を検出部によって検出する。

計数処理工程では、検出工程における検出結果より、部品収容器に収容されている部品の収容数を計数する。

図１は、本開示の実施の形態の部品実装システムの構成説明図である。 図２は、本開示の実施の形態の部品実装システムが備える部品実装ラインの構成説明図である。 図３は、本開示の実施の形態の部品実装システムが備える部品供給台車が装着された部品実装装置の構成説明図である。 図４は、本開示の実施の形態の部品実装システムが備える部品供給台車の正面図である。 図５は、本開示の実施の形態の部品実装システムが備えるトレイフィーダが装着された部品実装装置の構成説明図である。 図６は、本開示の実施の形態の部品実装システムが備えるトレイフィーダの斜視図である。 図７は、本開示の実施の形態の部品実装システムが備える移送装置の構成説明図である。 図８は、本開示の実施の形態の部品実装システム（部品収容数管理システム）の制御系の構成を示すブロック図である。 図９は、本開示の実施の形態の部品実装システム（部品収容数管理システム）で使用される部品情報の一例の説明図である。 図１０は、本開示の実施の形態の部品実装システム（部品収容数管理システム）によるトレイに収容された部品の計数の説明図である。 図１１Ａは、本開示の実施の形態の部品実装システム（部品収容数管理システム）による、部品リールに収容された部品の計数の説明図である。 図１１Ｂは、本開示の実施の形態の部品実装システム（部品収容数管理システム）による、スティックケースに収容された部品の計数の説明図である。 図１２は、本開示の実施の形態の自動交換方法のフローを示す図である。 図１３は、本開示の実施の形態の部品収容数管理方法のフローを示す図である。 図１４Ａは、本開示の実施の形態の部品実装システムにおけるトレイの自動交換の工程説明図である。 図１４Ｂは、本開示の実施の形態の部品実装システムにおけるトレイの自動交換の工程説明図である。 図１４Ｃは、本開示の実施の形態の部品実装システムにおけるトレイの自動交換の工程説明図である。 図１５Ａは、本開示の実施の形態の部品実装システムにおけるトレイの自動交換の工程説明図である。 図１５Ｂは、本開示の実施の形態の部品実装システムにおけるトレイの自動交換の工程説明図である。 図１５Ｃは、本開示の実施の形態の部品実装システムにおけるトレイの自動交換の工程説明図である。

部品を収納したトレイを保管庫からトレイ供給装置まで運搬する間に、部品の落下等によって部品残数が変わってしまう場合がある。このような場合、特許文献１のトレイ供給装置では、トレイをトレイ供給装置に取り付けて生産を開始する直前まで正しい部品残数が分からない。その結果、部品の残数不足で生産が停止するおそれがある。

以下に図面を用いて、本開示の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、部品実装システム、部品実装ライン、部品実装装置、部品供給台車、トレイフィーダの仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図３〜図６では、水平面内で互いに直交する２軸方向として、基板搬送方向のＸ方向（図４における左右方向）、基板搬送方向に直交するＹ方向（図３における左右方向）が示される。また、水平面と直交する高さ方向としてＺ方向（図３における上下方向）が示される。

まず図１を参照して、部品実装システム１の構成を説明する。部品実装システム１は、フロアＦに配置された３本の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３が有線または無線による通信ネットワーク２によって接続され、管理コンピュータ３によって管理される構成となっている。部品実装ラインＬ１〜Ｌ３は、後述するように部品実装装置を含む複数の部品実装用装置を連結して構成され、基板に部品を実装した実装基板を製造する機能を有している。なお、部品実装システム１が備える部品実装ラインは３本である必要はなく、１本、２本及び４本以上でも良い。

フロアＦには、材料保管庫Ｗが設置されている。材料保管庫Ｗには、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３を構成する部品実装装置に補給される部品が、部品リール、トレイ、スティックケースなどに収容される形態で保管されているとする。部品リール、トレイ、スティックケースは、複数の部品を収容する部品収容器である。

図１において、フロアＦには、無人搬送車である複数の移送装置Ｖが配備されている。移送装置Ｖには、無線通信部Ｔが内蔵されており、管理コンピュータ３が備える無線管理通信部３ａを介して、管理コンピュータ３との間で信号、情報を送受信している。移送装置Ｖは、管理コンピュータ３から送信される作業指示と、図示省略するフロアＦに設置された走行路テープやビーコン、移送装置Ｖが内蔵する各種センサ（ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）端末、障害物センサ等）、カメラなどを使用して自ら収集する情報とに基づいて、自律してフロアＦに設定された走行路を移動する。

次に図２を参照して、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３の詳細な構成を説明する。部品実装ラインＬ１〜Ｌ３は同様の構成をしており、以下、部品実装ラインＬ１について説明する。部品実装ラインＬ１は、基板搬送方向の上流側（図２における左側）から順番に、部品実装用装置である印刷機Ｍ１、部品実装装置Ｍ２、部品実装装置Ｍ３、部品実装装置Ｍ４、リフロー装置Ｍ５を備えている。部品実装用装置はベルトコンベア等の基板搬送機構を有している。部品実装用装置の基板搬送機構により基板を上流から下流へ搬送しながら実装基板が製造される。部品実装用装置は、有線または無線による通信ネットワーク２によって管理コンピュータ３と接続されており、管理コンピュータ３との間でデータの送受信ができる。

図２において、印刷機Ｍ１は、スクリーンマスクを介してペースト状のクリームはんだを基板に印刷する機能を有する。３台の部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４は、実装ヘッドに装着された部品吸着ノズルよって部品供給部４に供給される部品をピックアップし、クリームはんだが印刷された基板の実装点に移送搭載する機能を有する。部品実装装置Ｍ２，Ｍ３の部品供給部４には、後述する部品供給台車５が装着されている。部品実装装置Ｍ４の部品供給部４には、後述するトレイフィーダ６が装着されている。

リフロー装置Ｍ５は、部品が搭載された基板を加熱してクリームはんだを融解させた後に固化させて部品を基板にはんだ付けする機能を有する。管理コンピュータ３は、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３において製造される実装基板の生産管理、部品実装用装置に対する実装基板の製造に必要なプログラムやデータのダウンロード処理などの他、部品を部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４に補給する部品収容器に収容されている部品の収容数の管理を実行する。

次に図３、図４を参照して、部品実装装置Ｍ２，Ｍ３の構成を説明する。図３において、基台７の上面に設けられた基板搬送機構８は、基板９をＸ方向に搬送して位置決めして保持する。基板搬送機構８の上方には、図示省略するヘッド移動機構によって水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動する実装ヘッド１０が設置されている。実装ヘッド１０の下端には吸着ノズル１０ａが設けられている。吸着ノズル１０ａは、部品Ｄを真空吸着して保持する。基板搬送機構８の側方に設けられた部品供給部４には、部品供給台車５が装着されている。

図４において、部品供給台車５の上部には、フィーダ装着部１２が設置されている。フィーダ装着部１２の上面には、テープフィーダ１３またはスティックフィーダ１４を装着するための複数のスロットＳが基板搬送方向（Ｘ方向）に形成されている。部品供給台車５が部品供給部４に装着されると、フィーダ装着部１２は部品供給台車５の下部５ａから分離されて基台７に結合される。部品供給台車５の下部５ａには、Ｘ方向に並ぶ複数の上部リール保持部５ＵとＸ方向に並ぶ複数の下部リール保持部５Ｂが上下に設置されている。上部リール保持部５Ｕおよび下部リール保持部５Ｂの各々は、部品Ｄを収納した部品収納テープ１５を巻回した部品リール１６を回転可能に保持する。

図３において、部品リール１６の側面には、リールマークＭｂが付されている。リールマークＭｂには、部品リール１６、または、部品リール１６に収容された部品Ｄを特定する情報が記録されたバーコードや２次元コードが含まれている。テープフィーダ１３のテープ挿入口１３ａには、上部リール保持部５Ｕまたは下部リール保持部５Ｂに保持された部品リール１６から引き出された部品収納テープ１５が挿入される。テープフィーダ１３は、テープ挿入口１３ａから挿入された部品収納テープ１５をテープ送り方向に搬送して、部品供給位置Ｅに部品Ｄを供給する。すなわち、テープフィーダ１３は、部品リール１６（部品収容器）が収容する部品Ｄを部品供給位置Ｅへ移動させる部品供給手段である。図４において、スティックフィーダ１４は、長尺で中空のスティックケース１７の内部に直列状態で収納された複数の部品Ｄを部品供給位置Ｅに供給する。スティックフィーダ１４における部品Ｄを部品供給位置Ｅへ移動させる方法として、振動やワイヤーによる押し出し等が用いられる。スティックケース１７は、スティックフィーダ１４の上部に設けられた積載部１４ａに段積み状態で収納される。すなわち、スティックフィーダ１４は、スティックケース１７（部品収容器）が収容する部品Ｄを部品供給位置Ｅへ移動させる部品供給手段である。このように、部品供給台車５は、部品収容器（部品リール１６、スティックケース１７）と部品供給手段（テープフィーダ１３、スティックフィーダ１４）とを備え、部品実装装置Ｍ２，Ｍ３に部品Ｄを供給する部品供給ユニットを構成する。

図３において、部品実装装置Ｍ２，Ｍ３は、基板搬送機構８、実装ヘッド１０、ヘッド移動機構を制御する実装制御部１８を備えている。実装制御部１８は、テープフィーダ１３またはスティックフィーダ１４に部品Ｄの供給指令を送信して、部品供給位置Ｅに部品Ｄを供給させる。また実装制御部１８は、実装ヘッド１０、ヘッド移動機構を制御して、部品供給手段が部品供給位置Ｅに供給する部品Ｄを実装ヘッド１０によって取り出し、基板搬送機構８に保持させた基板９の実装位置に移送搭載する部品実装作業を実行させる。

次に図５、図６を参照して、部品実装装置Ｍ４の構成を説明する。部品実装装置Ｍ４は、部品供給台車５に替わって部品供給部４にトレイフィーダ６が装着されている他は部品実装装置Ｍ２，Ｍ３と同様であり、以下、トレイフィーダ６の構成を説明する。図５において、トレイフィーダ６が備えるフィーダ載置部２０の上面には、部品供給部４に装着されたトレイフィーダ６における前側にラック部２１、後側にパレット移動部２２が設置されている。

ラック部２１には、部品Ｄを収容するトレイ２３を装着するパレット２４を段積みして収納するマガジン２５を収納する複数（ここでは２つ）のマガジン保持部２６が上下方向に配置されている。ラック部２１の操作面には、前方に開放自在のラック扉２６ａが設けられている。マガジン２５は、ラック扉２６ａを開けた状態（図６における下段側）で、マガジン保持部２６に挿抜される。最上段のマガジン保持部２６の上方には、パレット載置部２７が設けられている。ラック部２１の操作面には、上方に開放自在（矢印ａ）の開閉カバー２７ａが設けられている。開閉カバー２７ａには、開閉時に把持する取っ手２７ｂが形成されている。開閉カバー２７ａを開放すると、パレット載置部２７にトレイ２３を装着した１枚のパレット２４をトレイフィーダ６に出し入れできる。

パレット移動部２２は、パレット載置台２８、昇降機構２９および取出し機構２８ａを備えている。昇降機構２９は、パレット載置台２８を昇降させて（矢印ｂ）、マガジン２５に収納されたパレット２４またはパレット載置部２７に載置されたパレット２４を出し入れする高さ位置、あるいは実装ヘッド１０が部品Ｄを取り出す部品供給位置Ｅにパレット載置台２８を移動させる。取出し機構２８ａは、マガジン２５またはパレット載置部２７からパレット２４を引き出して保持し、また、保持するパレット２４をマガジン２５またはパレット載置部２７に収納させる。

図１０に、２枚のトレイ２３が装着されたパレット２４を示す。各々のトレイ２３の上面には、トレイマークＭｐが付されている。トレイマークＭｐには、トレイ２３（トレイ２３に収容された部品Ｄ）を特定する情報が記録されたバーコードや２次元コードが含まれている。このように、トレイ２３は、複数の部品Ｄを収容する部品収容器である。また、パレット載置台２８、昇降機構２９および取出し機構２８ａを備えるパレット移動部２２は、トレイ２３（部品収容器）が収容する部品Ｄを部品供給位置Ｅへ移動させる部品供給手段である。そして、トレイフィーダ６は、部品収容器（トレイ２３）と部品供給手段とを備え、部品実装装置Ｍ４に部品Ｄを供給する部品供給ユニットである。

次に図７を参照して、移送装置Ｖの構成を説明する。移送装置Ｖは、台車部３０の上方にロボット機構３１と保管部３２を備えている。台車部３０には、車輪３０ａ、車輪３０ａを駆動するモータ、車輪３０ａの方向を変える方向変換機構、移送装置Ｖの位置、姿勢を検出するセンサを含む走行機構３３（図８参照）を備えている。

ロボット機構３１は、先端にエンドエフェクタ３４が配置された多関節ロボットであり、エンドエフェクタ３４をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動させると共に、向きを変更させ、角度θだけ回転させる。ロボット機構３１の制御手法は、特に限定されず、例えば、インピーダンス制御法、コンプライアンス制御法等が挙げられるが、その他の制御法や複数の制御法を組み合わせた制御法、ＡＩ（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）を利用した制御等を用いてもよい。

エンドエフェクタ３４は、部品収容器（部品リール１６、スティックケース１７、トレイ２３）を把持（保持）し、部品供給ユニット（部品供給台車５、トレイフィーダ６）の操作対象を操作する機能を有している。なお、エンドエフェクタ３４は、部品供給手段または部品収容器を保持できれば、把持の他に保持、吸着等の機能を有してもよい。また、エンドエフェクタ３４には、部品供給ユニット、部品収容器などを撮像する移動カメラ３５が配置されている。

移動カメラ３５が撮像した画像を移送装置Ｖが備える認識処理部３６（図８参照）によって認識処理することにより、部品供給ユニットにおける操作対象の位置、部品収容器の位置などが認識される。このように、ロボット機構３１は、エンドエフェクタ３４と移動カメラ３５を移動させ、移動カメラ３５の撮像軸を各種マークに合わせる移動手段である。

図７において、保管部３２には、ロボット機構３１に面する側が開放された保管棚３２ａが複数（ここでは４つ）配置されている。保管棚３２ａには、交換用の部品収容器（部品リール１６、スティックケース１７、トレイ２３）などを載置できる。移送装置Ｖは、材料保管庫Ｗから取り出された補給用の部品収容器を保管棚３２ａに載置して、補給対象の部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４に運搬する。

保管部３２には、ロボット機構３１との間に撮像軸を下方に向けたヘッドカメラ３７が設置されている。ヘッドカメラ３７は、エンドエフェクタ３４によって把持された部品リール１６の側面に付されたリールマークＭｂ、トレイ２３の上面に付されたトレイマークＭｐ、部品リール１６、スティックケース１７、トレイ２３などを上方から撮像する。ヘッドカメラ３７が撮像したリールマークＭｂ、トレイマークＭｐを認識処理部３６によって認識処理することにより、リールマークＭｂ、トレイマークＭｐに記録された情報が認識される。

また、ヘッドカメラ３７が撮像した部品リール１６、スティックケース１７、トレイ２３（部品収容器）を認識処理部３６によって認識処理することにより、部品収容器に収容されている部品Ｄが検出される。すなわち、ヘッドカメラ３７は、部品収容器に収容される部品Ｄを検出する移送装置Ｖに設けられた検出部である。このように、移送装置Ｖは、部品収容器を交換する移動自在なエンドエフェクタ３４と検出部（ヘッドカメラ３７）を備える。

次に図８を参照して、部品実装システム１の制御系の構成を説明する。ここでは、部品実装システム１において、部品収容器に収容されている部品Ｄの収容数を計数し、部品残数を管理する機能に関する構成について説明する。管理コンピュータ３は、無線管理通信部３ａ、管理記憶部４０、作業指示生成部４１、計数処理部４２、比較部４３、準備指示部４４、管理入力部４５、管理表示部４６を備えている。管理入力部４５は、キーボード、タッチパネル、マウスなどの入力装置であり、操作コマンドやデータ入力時などに用いられる。管理表示部４６は液晶パネルなどの表示装置であり、管理入力部４５による操作のための操作画面などの各種情報を表示する。

管理記憶部４０は記憶装置であり、部品情報４０ａ、生産情報４０ｂ、交換作業情報４０ｃなどを記憶する。部品情報４０ａには、部品Ｄを特定する部品番号毎に、部品名（種類）、部品Ｄが収容された部品収容器に関する情報（サイズなど）、リールマークＭｂやトレイマークＭｐなど部品収容器に付されたマークに関する情報などが含まれる。

ここで図９を参照して、部品情報４０ａの詳細について説明する。部品情報４０ａには、部品番号５０、部品種類５１、部品収容器種類５２、収容数５３が含まれている。部品番号５０は、製造ロット番号など部品収容器に収容されている部品Ｄを特定する情報であり、部品収容器に付されたリールマークＭｂ、トレイマークＭｐにも記録されている。部品種類５１は、部品Ｄの種類（部品名）である。部品収容器種類５２は、部品収容器の種類とサイズを特定する情報である。部品収容器種類５２において、「トレイ（４＊７）」は４行７列の格子状に部品Ｄを収容可能なトレイ２３を、「リール（２５４）」は直径２５４ｍｍの部品リール１６を、「スティック」はスティックケース１７を示している。収容数５３は、各部品収容器に収容されている部品Ｄの収容数を示している。

図９において、部品番号５０が「ＩＣ３２１０１」と「ＩＣ３２１０２」は、部品種類５１が同じ「ＰＧＡ３２１」の部品Ｄが、部品収容器種類５２が「トレイ（４＊７）」の同じ種類のトレイ２３に２８個ずつ収容されていることを示している。このように、部品情報４０ａには、部品Ｄの収容数５３が部品収容器の特定情報（部品番号５０）と関連付けてられて記憶されている。

図８において、生産情報４０ｂには、基板９に実装される部品Ｄの種類と実装位置（ＸＹ座標）、生産する実装基板の枚数など、実装基板の生産に必要な情報が含まれている。すなわち、生産情報４０ｂには、生産に使用する部品数が含まれている。交換作業情報４０ｃには、補給対象または交換対象の部品収容器を特定する情報（部品番号５０）、所在、交換順序などに関する情報が含まれている。

図８において、作業指示生成部４１は、交換作業情報４０ｃに基づいて、移送装置Ｖの移動先、補給対象または交換対象の部品収容器の特定情報を含む作業指示を生成する。計数処理部４２は、移送装置Ｖのヘッドカメラ３７（検出部）によって撮像された部品収容器の画像を認識処理部３６が画像処理して検出した部品Ｄの検出結果より、部品収容器に収容されている部品Ｄの収容数５３を計数する。なお、計数処理部４２は、ヘッドカメラ３７による撮像画像を画像処理して部品Ｄの収容数５３を計数するようにしてもよい。

図１０に、ヘッドカメラ３７によって撮像されたトレイ２３の撮像画像を示す。ここでは、パレット２４上に２枚のトレイ２３が装着されている。計数処理部４２は、各々のトレイ２３で検出された部品Ｄを計数する。この例では、上側のトレイ２３の部品Ｄの収容数５３は２８個、下側のトレイ２３の部品Ｄの収容数５３は２６個と計数される。

図１１Ａに、ヘッドカメラ３７によって撮像された部品リール１６の撮像画像を示す。計数処理部４２は、部品リール１６に巻回収容されている部品収納テープ１５の半径ｒより、部品リール１６に収容されている部品Ｄの収容数５３の概数を算出する。図１１Ｂに、ヘッドカメラ３７によって撮像されたスティックケース１７の撮像画像を示す。計数処理部４２は、スティックケース１７を透して検出された部品Ｄを計数する。この例では、スティックケース１７の部品Ｄの収容数５３は８個と計数される。

計数処理部４２は、計数した部品Ｄの収容数５３が部品情報４０ａに記憶されている部品Ｄの収容数５３（部品収容器の部品残数）と異なる場合は、部品情報４０ａの収容数５３を更新する。すなわち、計数処理部４２は、管理記憶部４０（記憶部）に記憶されている部品収容器の部品残数を計数された部品Ｄの収容数５３に更新する。例えば、図１０の下側のトレイ２３が図９の部品情報４０ａの部品番号５０が「ＩＣ３２１０２」のトレイ２３である場合、収容数５３は「２８」から「２６」に更新される。

図８において、比較部４３は、部品情報４０ａと生産情報４０ｂに基づいて、計数された部品Ｄの収容数５３（部品情報４０ａに記憶される収容数５３）と生産に使用する部品数とを比較する。より具体的には、比較部４３は、生産情報４０ｂに含まれる基板９に実装される部品数に実装基板の生産枚数を掛けた部品数と、部品実装に使用予定の部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４に装着済みの部品Ｄの数と補給予定の部品Ｄの収容数５３の合計を、部品Ｄの種類毎に比較する。

準備指示部４４は、比較部４３による比較の結果、部品Ｄの収容数５３が生産に使用する部品数よりも少ない場合に、生産に使用する部品数を満たす同種の部品Ｄを準備するように、管理表示部４６に表示させて指示する。なお、準備指示は作業者が携帯する携帯端末に表示するようにしてもよい。このように、管理コンピュータ３は、計数された部品Ｄの収容数５３を部品収容器の特定情報（部品番号５０）と関連付けて記憶する記憶部（管理記憶部４０）、計数処理部４２、比較部４３、準備指示部４４を備える管理装置である。なお、管理コンピュータ３はひとつのコンピュータで構成する必要はなく、複数のデバイスで構成してもよい。例えば、管理記憶部４０の一部または全てを、サーバを介してクラウドに備えてもよい。

図８において、移送装置Ｖは、走行機構３３、ロボット機構３１、エンドエフェクタ３４、移動カメラ３５、認識処理部３６、ヘッドカメラ３７、移送記憶部４７、走行制御部４８、交換制御部４９、無線通信部Ｔを備えている。移送記憶部４７は記憶装置であり、作業指示情報４７ａ、認識結果情報４７ｂなどを記憶する。作業指示情報４７ａには、管理コンピュータ３（管理装置）から送信されて無線通信部Ｔが受信した作業指示が記憶されている。

認識結果情報４７ｂには、移動カメラ３５の撮像結果を認識処理部３６が認識処理して得られた部品供給ユニットにおける操作対象の位置、部品収容器の位置などが記憶されている。また、認識結果情報４７ｂには、ヘッドカメラ３７の撮像結果を認識処理部３６が認識処理して得られたリールマークＭｂ、トレイマークＭｐに記録された部品番号５０、検出された部品収容器に収容されている部品Ｄの情報などが記憶されている。

走行制御部４８は、作業指示に含まれる移送装置Ｖの移動先に基づいて走行機構３３を制御して、移送装置Ｖを指定された移送先に移動させる。交換制御部４９は、作業指示に基づいてロボット機構３１を制御して、移動カメラ３５によって指定された認識先を撮像させる（図１４Ａ参照）。また、交換制御部４９は、作業指示に基づいてロボット機構３１を制御して、ラック扉２６ａ、開閉カバー２７ａを開閉させ、部品収容器を交換させる（例えば、図１４Ｂ〜図１５Ｃの矢印ｃ２〜ｃ５）。

このように、移送装置Ｖは、部品収容器を交換する移動自在なエンドエフェクタ３４と、部品収容器に収容される部品Ｄを検出する検出部（ヘッドカメラ３７）と、を有している。そして、移送装置Ｖと、検出部による検出結果より部品収容器に収容されている部品Ｄの収容数５３を計数する計数処理部４２を備える管理装置（管理コンピュータ３）は、部品収容数管理システムを構成する。なお、上記は管理コンピュータ３が計数処理部４２を備える構成であったが、計数処理部４２は移送装置Ｖが備える構成であってもよい。その場合、移送装置Ｖにおいて部品Ｄの収容数５３が計数されて、計数結果が管理コンピュータ３に送信される。

次に図１２のフローに沿って、図１４Ａ〜図１４Ｃ、図１５Ａ〜図１５Ｃを参照しながら、部品供給ユニットの部品収容器を、移動自在なエンドエフェクタ３４を備える移送装置Ｖによって交換する自動交換方法について説明する。以下、部品実装装置Ｍ４に装着されたトレイフィーダ６（部品供給ユニット）から部品収容器であるトレイ２３（パレット２４）を取り出して交換する例で説明する。なお、図１４Ａ〜図１４Ｃ、図１５Ａ〜図１５Ｃでは、便宜上、移送装置Ｖのロボット機構３１の描画を省略している。

図１２において、まず管理コンピュータ３（管理装置）は、交換対象のトレイ２３が装着されたパレット２４が取り付けられているトレイフィーダ６の前を移送先に指定した作業指示を生成し、補給対象のトレイ２３が装着されたパレット２４を搭載した移送装置Ｖに送信する。作業指示を受信した移送装置Ｖにおいて、走行制御部４８は作業指示に従って移送装置Ｖを指定された移送先に移動させる（ＳＴ１：移送装置移動工程）。移動が終了すると、移送装置Ｖはその旨を管理コンピュータ３に送信する。

次いで管理コンピュータ３において作業指示生成部４１は、交換対象のトレイ２３が装着されたパレット２４を部品供給台車５から取り外し、補給対象のトレイ２３が装着されたパレット２４を交換するための作業指示を生成する（ＳＴ２：作業指示生成工程）。次いで管理コンピュータ３は、生成した作業指示を移送装置Ｖに向けて送信する（ＳＴ３：作業指示送信工程）。

図１２において、移送装置Ｖは作業指示を受信すると、作業指示に従って交換作業を実行する。まず、交換制御部４９はロボット機構３１を制御して、エンドエフェクタ３４を開閉カバー２７ａの前に移動させる（図１４Ａの矢印ｃ１）。そして、移動カメラ３５によって取っ手２７ｂを撮像させて位置を認識し、エンドエフェクタ３４で取っ手２７ｂを把持させて開閉カバー２７ａを開放させる（ＳＴ４：開閉カバー開放工程）。

次いで交換制御部４９は作業指示に基づいてロボット機構３１を制御して、エンドエフェクタ３４を開閉カバー２７ａが開放されたパレット載置部２７まで移動させて、パレット載置部２７に載置されている交換対象のトレイ２３が装着されたパレット２４を把持させる。次いで交換制御部４９はエンドエフェクタ３４を移動させて（図１４Ｂの矢印ｃ２）パレット２４をパレット載置部２７から取り出し（ＳＴ５）、保管部３２まで移動させて（図１４Ｃの矢印ｃ３）空いている保管棚３２ａに格納させる（ＳＴ６）。

図１２において、次いで交換制御部４９は、保管棚３２ａにある補給対象のトレイ２３が装着されたパレット２４をエンドエフェクタ３４で把持させて取り出す（ＳＴ７）（図１５Ａの矢印ｃ４）。次いで、後述する部品Ｄの計数処理などを含む部品収容数管理が実行される（ＳＴ８：部品収容数管理工程）。次いで交換制御部４９はパレット２４を把持するエンドエフェクタ３４をトレイフィーダ６の前まで移動させ、補給対象のトレイ２３が装着されたパレット２４をパレット載置部２７に載置させる（ＳＴ９）（図１５Ｂの矢印ｃ５）。

次いで交換対象のトレイ２３（部品収容器）が残っていて交換作業が終了していない場合（ＳＴ１０においてＮｏ）、作業指示生成工程（ＳＴ２）に戻って次のトレイ２３が装着されたパレット２４の交換作業が実行される。全てのトレイ２３の交換作業が終了すると（ＳＴ１０においてＹｅｓ）、交換制御部４９はロボット機構３１を制御して、エンドエフェクタ３４で取っ手２７ｂを把持させて開閉カバー２７ａを閉止させる（ＳＴ１１：開閉カバー閉止工程）（図１５Ｃ参照）。これで、一連のトレイ２３の自動交換が終了する。

次に図１３のフローに沿って、部品収容数管理システムにおいてトレイ２３（部品収容器）に収容される部品Ｄの数を管理する部品収容数管理工程（ＳＴ８）（部品収容数管理方法）について説明する。まず、交換制御部４９はロボット機構３１を制御して、トレイ２３が装着されたパレット２４をエンドエフェクタ３４によってヘッドカメラ３７（検出部）の視野に移送する（ＳＴ２１：移送工程）。次いでトレイ２３をヘッドカメラ３７によって撮像して、認識処理部３６により画像認識してトレイ２３に収容される部品Ｄを検出する（ＳＴ２２：検出工程）。その際、トレイ２３に付されたトレイマークＭｐに記録された部品番号５０も認識される。

次いで検出結果は管理コンピュータ３に送信され、計数処理部４２によってトレイ２３（部品収容器）に収容されている部品Ｄの収容数５３が計数される（ＳＴ２３：計数処理工程）。次いで計数処理部４２は、部品情報４０ａに含まれる部品番号５０が同一の部品Ｄの収容数５３を計数された部品Ｄの収容数５３に更新する（ＳＴ２４：更新工程）。これによって、搬送中などに部品Ｄがトレイ２３から落下するなどして収容数５３が部品情報４０ａと不一致であった場合に、実際の部品Ｄの収容数５３が部品情報４０ａに記憶される。

次いで比較部４３は、生産情報４０ｂに含まれる基板９に実装される部品数と、部品実装装置Ｍ２〜Ｍ４に装着済みの部品Ｄの数と部品情報４０ａに含まれる補給予定の部品Ｄの収容数５３との合算を比較する（ＳＴ２５：比較工程）。すなわち、計数された部品Ｄの収容数５３と生産情報４０ｂに含まれる生産に使用する部品数が比較される。

部品Ｄの収容数５３が生産に使用する部品数よりも少ない場合（ＳＴ２５においてＹｅｓ）、準備指示部４４は生産に使用する部品数を満たす同種の部品Ｄを準備するように指示して（ＳＴ２６：準備指示工程）、部品収容数管理工程（ＳＴ８）が終了する。これによって、不足する部品Ｄの準備を早期に指示できる。部品Ｄの収容数５３が足りている場合は（ＳＴ２５においてＮｏ）、そのまま、部品収容数管理工程（ＳＴ８）が終了する。

このように、部品収容数管理工程（ＳＴ８）によって部品収容器（トレイ２３）を交換する前に、部品収容器に収納されている部品Ｄの収容数５３を計数できる。なお、上記はトレイ２３を自動交換する途中で計数処理工程（ＳＴ２３）を含む部品収容数管理工程（ＳＴ８）を実行する例を説明したが、計数処理工程（ＳＴ２３）の実行はこのタイミングに限定されることはない。例えば、部品実装作業中のトレイフィーダ６の中にあるトレイ２３が収納する部品Ｄの正確な収容数５３を取得して準備指示をするために、移送装置Ｖによって部品実装作業中のトレイフィーダ６からトレイ２３を取り出して部品Ｄを計数してもよい。

上記説明したように、本実施の形態の部品実装システム１（部品収容数管理システム）は、移送装置Ｖと、計数処理部４２とを有する。

移送装置Ｖは、エンドエフェクタ３４と、検出部（ヘッドカメラ３７）と、を有する。

エンドエフェクタ３４は、移動自在であり、部品供給ユニット（部品供給台車５、トレイフィーダ６）の部品収容器を交換する。

部品供給ユニットは、部品収容器（部品リール１６、スティックケース１７、トレイ２３）と、部品供給手段（テープフィーダ１３、スティックフィーダ１４、パレット移動部２２）とを有する。

部品収容器は、複数の部品Ｄを収容する。

部品供給手段は、部品収容器が収容する部品Ｄを部品供給位置Ｅへ移動させる。

検出部は、部品収容器に収容される部品Ｄを検出する。

計数処理部４２は、検出部による検出結果より、部品収容器に収容されている部品Ｄの収容数５３を計数する。

これによって、部品収容器を交換する前に部品収容器に収納されている部品Ｄの収容数５３を計数できる。

本開示によれば、交換前に部品収容器に収納されている部品の収容数を計数できる。

本開示の部品収容数管理システムおよび部品収容数管理方法は、交換前に部品収容器に収納されている部品の収容数を計数できるという効果を有し、部品を基板に実装する分野において有用である。

１ 部品実装システム（部品収容数管理システム）
２ 通信ネットワーク
３ 管理コンピュータ
３ａ 無線管理通信部
４ 部品供給部
５ 部品供給台車（部品供給ユニット）
５Ｂ 下部リール保持部
５Ｕ 上部リール保持部
５ａ 下部
６ トレイフィーダ（部品供給ユニット）
７ 基台
８ 基板搬送機構
９ 基板
１０ 実装ヘッド
１０ａ 吸着ノズル
１２ フィーダ装着部
１３ テープフィーダ（部品供給手段）
１３ａ テープ挿入口
１４ スティックフィーダ（部品供給手段）
１４ａ 積載部
１５ 部品収納テープ
１６ 部品リール（部品収容器）
１７ スティックケース（部品収容器）
１８ 実装制御部
２０ フィーダ載置部
２１ ラック部
２２ パレット移動部（部品供給手段）
２３ トレイ（部品収容器）
２４ パレット
２５ マガジン
２６ マガジン保持部
２６ａ ラック扉
２７ パレット載置部
２７ａ 開閉カバー
２７ｂ 取っ手
２８ パレット載置台
２８ａ 取出し機構
２９ 昇降機構
３０ 台車部
３０ａ 車輪
３１ ロボット機構
３２ 保管部
３２ａ 保管棚
３３ 走行機構
３４ エンドエフェクタ
３５ 移動カメラ
３６ 認識処理部
３７ ヘッドカメラ（検出部）
４０ 管理記憶部
４０ａ 部品情報
４０ｂ 生産情報
４０ｃ 交換作業情報
４１ 作業指示生成部
４２ 計数処理部
４３ 比較部
４４ 準備指示部
４５ 管理入力部
４６ 管理表示部
４７ 移送記憶部
４７ａ 作業指示情報
４７ｂ 認識結果情報
４８ 走行制御部
４９ 交換制御部
５０ 部品番号
５１ 部品種類
５２ 部品収容器種類
５３ 収容数
Ｄ 部品
Ｅ 部品供給位置
Ｆ フロア
Ｌ１ 部品実装ライン
Ｍ１ 印刷機
Ｍ２ 部品実装装置
Ｍ３ 部品実装装置
Ｍ４ 部品実装装置
Ｍ５ リフロー装置
Ｍｂ リールマーク
Ｍｐ トレイマーク
Ｓ スロット
Ｔ 無線通信部
Ｖ 移送装置
Ｗ 材料保管庫
ａ 矢印
ｂ 矢印
ｒ 半径
ｃ１ 矢印
ｃ２ 矢印
ｃ３ 矢印
ｃ４ 矢印
ｃ５ 矢印

Claims (6)

1. 部品供給ユニットの部品収容器を交換する移動自在なエンドエフェクタと、
   前記部品収容器に収容される部品を検出する検出部と、
   を有する移送装置と、
   前記検出部による検出結果より、前記部品収容器に収容されている前記部品の収容数を計数する計数処理部と、
   を備える、
   部品収容数管理システム。
2. 計数された前記部品の収容数を前記部品収容器の特定情報と関連付けて記憶する記憶部をさらに備える、
   請求項１に記載の部品収容数管理システム。
3. 前記記憶部は、記憶されている前記部品収容器の部品残数を計数された前記部品の収容数に更新する、
   請求項２に記載の部品収容数管理システム。
4. 比較部と、
   準備指示部と、
   をさらに備え
   前記記憶部は、生産に使用する部品数を含む生産情報を記憶し、
   前記比較部は、計数された前記部品の収容数と、前記記憶部に記憶されている生産に使用する前記部品数とを比較し、
   前記準備指示部は、比較した結果、前記部品の収容数が生産に使用する前記部品数よりも少ない場合に、生産に使用する前記部品数を満たす同種の前記部品を準備するように指示する、
   請求項２または３に記載の部品収容数管理システム。
5. 部品供給ユニットの部品収容器を交換する移動自在なエンドエフェクタと、
   前記部品収容器に収容される部品を検出する検出部と、
   を有する移送装置を備える部品収容数管理システムにおいて、前記部品収容器に収容される前記部品の数を管理する部品収容数管理方法であって、
   前記部品収容器を前記エンドエフェクタによって移送する移送工程と、
   前記部品収容器に収容される前記部品を前記検出部によって検出する検出工程と、
   前記検出工程における検出結果より、前記部品収容器に収容されている前記部品の収容数を計数する計数処理工程と、
   を備える、
   部品収容数管理方法。
6. 前記計数処理工程において計数された前記部品の収容数と、生産に使用する部品数とを比較する比較工程と、
   前記部品の収容数が生産に使用する前記部品数よりも少ない場合に、生産に使用する前記部品数を満たす同種の前記部品を準備するように指示する準備指示工程と、
   をさらに備える、
   請求項５に記載の部品収容数管理方法。

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