WO2017141365A1 - 生産ラインの安全システム - Google Patents

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瑞穂 山本
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富士機械製造株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a production line safety system in which work devices move along an array of a plurality of production devices arranged in a row.
  • a component mounting board production line is configured by arranging a plurality of component mounting machines in a row along with an automatic switching device (exchange robot) on a moving lane provided along the front side of the plurality of component mounting machines. And move the automatic changer to the front of the component mounter instructed by the production job (production program), etc., and set or remove the feeder from the feeder set section of the component mounter There is something like that.
  • power is supplied to the automatic exchange device by wireless power feeding (non-contact power transmission) from the component mounter side.
  • the automatic changer uses a moving lane on the front side of multiple component mounting machines in order to set and remove feeders from the feeder set section of each component mounting machine. Because of movement, if an operator or an object enters the movement area of the automatic exchange device, there is a risk of colliding with the automatic exchange device.
  • the component mounting board production line is equipped with an emergency stop switch. When an operator feels any danger, the emergency mounting switch is operated to make an emergency stop from the component mounting board production line to the automatic changer. A signal is transmitted (the transmission of the safety signal is stopped), so that the automatic switching apparatus is brought to an emergency stop.
  • the safety signal is transmitted from the component mounting board production line side to the automatic exchange device by wireless communication.
  • a safety signal is transmitted from the component mounting board production line side to the automatic changer device at a predetermined cycle, and the automatic exchange device receives the safety signal while confirming safety.
  • the transmission of the safety signal to the automatic exchange apparatus is stopped and the automatic exchange apparatus is brought to an emergency stop.
  • the automatic switching device when the automatic switching device fails to receive a safety signal instantaneously due to an instantaneous power failure or noise, the safety signal is sent a predetermined number of times to prevent it from being erroneously determined as an “emergency stop”. There are some which are determined to be “emergency stop” when they cannot be received continuously.
  • the automatic switching apparatus does not determine “emergency stop” until the safety signal cannot be continuously received a predetermined number of times. Therefore, when an actual dangerous state occurs, the automatic switching apparatus does not determine “emergency stop”. A slight time delay occurs, and the timing for emergency stop of the automatic exchange device is slightly delayed. In addition, since wireless communication needs to be approved by applying for use in each country, it takes a certain period and cost to be approved.
  • the present invention provides a safety system for a production line in which work devices move along an array of a plurality of production devices arranged in a row, wherein each of the plurality of production devices is wireless.
  • a power transmission unit that feeds power, and the work device receives power that is wirelessly fed from the power transmission unit of the wireless power feed of the production device opposed to the work device among the plurality of production devices;
  • a monitoring unit that monitors whether a person or an object has entered a monitoring area around the working device, a driving unit that moves the working device, and a control unit that controls the operation of the monitoring unit and the driving unit.
  • a power supply circuit unit that operates the monitoring unit, the control unit, and the driving unit using the power received by the power receiving unit as a power source, and when the monitoring unit detects an intrusion of a person or an object into the monitoring area Serial is obtained by a structure in which a and cut off the power supply to the drive unit the monitoring unit and the safety circuit unit to maintain the power supply to the control unit.
  • the monitoring unit monitors whether a person or an object has entered the monitoring area around the work device when the work device moves along an array of a plurality of production devices constituting the production line. Then, when the monitoring unit detects the intrusion of a person or an object into the monitoring area, the power supply to the drive unit of the work device is cut off, and the work device is emergency stopped. Thereby, it is possible to avoid the work device from colliding with a person or an object that has entered the monitoring area around the work device, thereby improving safety.
  • the safety circuit unit of the work device maintains power supply to the monitoring unit and the control unit even during the period when the work device is in an emergency stop. Intrusion can be monitored, and the control unit of the work device can continue processing, and when a person or an object that has entered the monitoring area has left the monitoring area, the work device quickly resumes moving. be able to.
  • the resumption of the movement of the work device may be performed manually by the operator, but when the monitoring unit detects that a person or an object that has entered the monitoring area has left the monitoring area.
  • the safety circuit unit of the work device may restart the power supply to the drive unit. Accordingly, when the monitoring unit detects that a person or an object has left the monitoring area, it is possible to automatically resume the movement of the work device, and to minimize the emergency stop time.
  • the present invention is provided with an emergency stop switch that can be operated by a person and an emergency stop circuit unit that turns off the wireless power feeding of the power transmission unit of the production apparatus when the emergency stop switch is operated in an emergency stop. It is good to have a configuration. In this way, when a person performs an emergency stop operation of the emergency stop switch, the wireless power feeding of the power transmission unit of the production device is immediately turned off and the power supply to the work device is cut off. Can be made. In this case, since the emergency stop switch and the power transmission unit of each production device can be connected by wire, the above-described problem of time delay at the time of emergency stop by wireless communication and the problem of approval or approval for each country do not occur.
  • the present invention can be applied to any production line as long as the working device moves along an arrangement of a plurality of production apparatuses.
  • a component mounting machine is installed in a plurality of production apparatuses.
  • the work device may be an automatic exchange device that is applied to a component mounting board production line including the above and automatically replaces a component supply feeder set in a feeder set unit of a component mounting machine.
  • security of the component mounting board production line with an automatic exchange apparatus can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an entire component mounting board production line according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of a component mounting board production line for explaining the monitoring area around the automatic changer and wireless power feeding.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing configurations of the automatic changer and the component mounter.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a cassette type feeder.
  • FIG. 5 is a block diagram schematically showing a configuration of a control system of a component mounting board production line with an automatic changer.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the drive device for moving the automatic exchange device and its peripheral portion.
  • FIG. 7 is a side view showing the configuration of the driving device for moving the automatic changer and the peripheral portion thereof.
  • the component mounting board production line 10 (production line) is configured by arranging a plurality of component mounting machines 12 (production devices) along the conveyance direction (X direction) of the circuit board 11, and the component mounting board production line 10.
  • a solder printer (not shown) that prints solder on the circuit board 11
  • a feeder storage device 19 (production device) that stores the cassette-type feeder 14, and the like are installed.
  • each component mounting machine 12 has suction nozzles for sucking and mounting the components supplied from the cassette type feeder 14 on the two conveyors 13 that transport the circuit board 11.
  • a mounting head 15 that holds the head (not shown), a head moving device 16 that moves the mounting head 15 in the XY directions (left and right front and rear directions), and a component imaging unit that captures an image of the component adsorbed by the adsorption nozzle from its lower surface side.
  • a camera 17 (see FIG. 5) and the like are provided.
  • a mark imaging camera 18 (see FIG. 5) for imaging a reference mark (not shown) on the circuit board 11 is attached to the head moving device 16 so as to move integrally with the mounting head 15 in the XY directions. .
  • the control device 20 of the component mounting machine 12 includes an input device 21 such as a keyboard, a mouse, and a touch panel, a hard disk, a RAM, a ROM, and the like for storing various control programs and various data.
  • an input device 21 such as a keyboard, a mouse, and a touch panel, a hard disk, a RAM, a ROM, and the like for storing various control programs and various data.
  • a storage device 22 storage means
  • a display device 23 such as a liquid crystal display or a CRT.
  • the control device 20 of each component mounting machine 12 is connected to a production management computer 70 that manages the production of the entire component mounting board production line 10 through a network, and the production management computer 70 manages the production of the component mounting board production line 10.
  • Each component mounting machine 12 of the component mounting board production line 10 transports the circuit board 11 transported from the upstream component mounting machine 12 to a predetermined position by the conveyor 13, and clamps the circuit board with a clamp mechanism (not shown). 11 is clamped and positioned, and the reference mark of the circuit board 11 is imaged by the mark imaging camera 18 to recognize the position of the reference mark (reference position of the circuit board 11), and the cassette type feeder 14
  • the component supplied from the suction head is sucked by the suction nozzle of the mounting head 15 and moved from the suction position to the imaging position, and the component is picked up by the component imaging camera 17 from the lower surface side to pick up the component. After determining the amount of deviation, the suction position deviation amount is corrected, and the component is mounted on the circuit board 11 on the conveyor 13 to produce a component mounting board.
  • the cassette case 32 of the cassette-type feeder 14 is formed of a transparent or opaque plastic plate or metal plate or the like, and its side surface (cover) can be opened and closed.
  • a tape loading unit 35 for loading a tape reel 34 around which the component supply tape 33 is wound so as to be detachable (replaceable) is provided in the cassette case 32.
  • a reel holding shaft 36 that rotatably holds the tape reel 34 is provided at the center of the tape loading unit 35.
  • a tape feed mechanism 38 for feeding the component supply tape 33 pulled out from the tape reel 34 to the component suction position, and a top film 40 (also called a cover tape) from the component supply tape 33 before the component suction position.
  • a top film peeling mechanism 39 for peeling and exposing the components in the component supply tape 33 is provided.
  • the tape feed mechanism 38 is composed of a sprocket 42 provided near the lower part of the component suction position, a motor 43 for rotating the sprocket 42, and the like, and is formed on one side edge of the component supply tape 33 at a predetermined pitch. By engaging the teeth of the sprocket 42 with the tape feed hole and rotating the sprocket 42, the component supply tape 33 is pitch-fed to the component suction position.
  • the top film peeling mechanism 39 includes a tape press 45 for peeling the top film 40 from the upper surface of the component supply tape 33 by pressing the component supply tape 33 before the component suction position, and the top film peeled by the tape press 45
  • a top film feed gear mechanism 47 that pulls 40 in a direction opposite to the tape feed direction and feeds it into a top film collection unit 46 provided at the top of the cassette case 32, a motor 48 that drives the top film feed gear mechanism 47, and the like It is composed of
  • a waste tape 33a (only the carrier tape from which the top film 40 has been peeled off in this embodiment) from which the components have been taken out after passing through the component suction position is located below the edge of the cassette case 32 on the tape feed direction side.
  • a waste tape discharge passage 50 is provided so as to extend downward, and an outlet 50a of the waste tape discharge passage 50 is provided at a position below the center of the end face of the cassette case 32 on the tape feed direction side. ing.
  • a control device 52 for controlling the motor 43 of the tape feeding mechanism 38 and the motor 48 of the top film peeling mechanism 39 is provided.
  • the cassette case 32 is provided with a communication / power connector connected to a communication / power connector on the component mounter 12 side.
  • an automatic changer 26 (working device) that sets and removes the cassette type feeder 14 to and from the feeder set unit 24 of each component mounting machine 12.
  • a stock unit 71 for storing a plurality of feeders 14 to be set in the feeder set unit 24 is provided below the feeder set unit 24 of each component mounting machine 12.
  • the automatic exchange device 26 takes out the feeder 14 to be exchanged from the feeder set unit 24 of the plurality of component mounting machines 12 and collects it in the stock unit 71, and also feeds the feeder 14 specified by the production job (production program) from the stock unit 71. Is taken out and set in the feeder set unit 24 of the plurality of component mounting machines 12.
  • a guide rail 74 that moves the automatic changer 26 in the left-right direction (X direction) along the arrangement of the component mounting machines 12 extends in the X direction throughout the component mounting board production line 10. It is provided to extend.
  • the substrate loading side of the guide rail 74 is extended to the feeder storage device 19, the automatic exchange device 26 moves to the front side of the feeder storage device 19, and the automatic exchange device 26 is designated by the production job from the feeder storage device 19.
  • the feeder 14 is taken out, and the used feeder 14 is returned to the feeder storage device 19.
  • a plurality of guide rollers 54 for regulating the Y direction that regulate the movement of the automatic exchange device 26 in the Y direction (direction orthogonal to the X direction), and automatic A plurality of Z-direction regulating guide rollers 55 that regulate the movement of the exchange device 26 in the Z direction (vertical direction) are alternately and rotatably provided, and the Y-direction regulating guide rollers 54 are provided on the side walls of the guide rails 74.
  • the Z-direction regulating guide roller 55 rolls along the plane of the guide rail 74, so that the moving direction of the automatic changer 26 is guided only in the X direction.
  • the space on the front side of the component mounting board production line 10 is a moving lane in which the automatic changer 26 moves in the X direction.
  • a moving rail 75 is provided on the guide rail 74 on the front side of the component mounting board production line 10. It is provided so as to extend in the X direction.
  • the automatic changer 26 includes a motor 78 (drive unit) that rotationally drives a drive wheel 76 formed of an elastic material such as rubber via a belt transmission mechanism 77. The drive wheel 76 rolls along the moving rail 75 so that the automatic exchange device 26 is driven in the X direction.
  • a power transmission unit 81 that wirelessly feeds power is provided on the front side of each component mounting machine 12 and the feeder storage device 19, and the automatic switching device 26 has a component mounting that faces the automatic switching device 26.
  • a power receiving unit 82 for receiving power that is wirelessly fed from the power transmitting unit 81 of the machine 12 or the power transmitting unit 81 of the feeder storage device 19.
  • the power transmission unit 81 and the power reception unit 82 for wireless power feeding are configured to function as a visible light communication unit that communicates various control signals, data signals, and the like between the component mounter 12 and the automatic exchange device 26.
  • the automatic exchange device 26 is provided with a monitoring unit 84 that monitors whether a person or an object has entered the monitoring area 83 around the automatic exchange device 26.
  • the monitoring unit 84 is configured using, for example, a safety laser scanner.
  • the monitoring area 83 is an area where when the person or object enters the area, the automatic exchange device 26 is stopped in an emergency in order to avoid a collision between the area and the automatic exchange device 26. Note that the size of the monitoring area 83 can be arbitrarily changed on the user side.
  • the automatic switching device 26 includes a power supply circuit unit 86 that operates the monitoring unit 84, the control unit 85, and the motor 78 using the power received by the power receiving unit 82 as a power source, and the monitoring unit 84 is provided in the monitoring area 83. And a safety circuit unit 87 that turns off the relay switch 88 and shuts off the power supply to the motor 78 when it detects the intrusion of a person or an object.
  • the safety circuit unit 87 turns off the relay switch 88 of the automatic exchange device 26 to cut off the power supply to the motor 78.
  • the power supply to the monitoring unit 84 and the control unit 85 is maintained even during the emergency stop of the automatic changer 26, and the automatic changer 26 is also monitored during an emergency stop.
  • the unit 84 monitors the intrusion of a person or an object into the monitoring area 83, and the control unit 85 continues the process, and confirms that the person or object that has entered the monitoring area 83 has left the monitoring area 83.
  • the safety circuit unit 87 of the automatic exchange device 26 turns on the relay switch 88 to restart the power supply to the motor 78 and resume the movement of the automatic exchange device 26.
  • the component mounting board production line 10 is provided with an emergency stop switch 91 at a position where it can be operated by a person, and a relay when the emergency stop switch 91 is operated in an emergency stop.
  • An emergency stop circuit unit 92 that turns off the switch 93 to turn off the wireless power feeding of the power transmission unit 81 is provided.
  • the periphery of the automatic changer 26 is monitored.
  • the monitoring unit 84 monitors whether or not a person or an object has entered the area 83.
  • the safety circuit of the automatic exchange device 26 is detected. Since the power supply to the motor 78 is cut off by the unit 87 and the automatic exchange device 26 is stopped in an emergency state, the automatic exchange device 26 can be applied to a person or an object that has entered the monitoring area 83 around the automatic exchange device 26. Collisions can be avoided and safety can be improved.
  • the safety circuit unit 87 of the automatic exchange device 26 maintains power supply to the monitoring unit 84 and the control unit 85.
  • the intrusion of a person or an object into the monitoring area 83 can be monitored, and the control unit 85 of the automatic exchange device 26 can continue the processing.
  • the control unit 85 of the automatic exchange device 26 can continue the processing.
  • the movement of the automatic exchange device 26 may be resumed by an operator by manual operation.
  • the component mounting board production line 10 includes an emergency stop switch 91 that can be operated by a person, and wireless power feeding of the power transmission unit 81 of the component mounting machine 12 when the emergency stop switch 91 is operated in an emergency stop. Since the emergency stop circuit unit 92 for turning off the emergency stop switch 91 is provided, when the person performs an emergency stop operation of the emergency stop switch 91, the power supply to the automatic exchange device 26 is immediately cut off to cause the automatic exchange device 26 to perform an emergency stop. be able to. In this case, since the emergency stop switch 91 and the power transmission unit 81 of each component mounting machine 12 can be connected by wire, the above-described problem of time delay at the time of emergency stop due to wireless communication and the problem of authorization in each country do not occur.
  • an emergency stop switch is also provided in the automatic changer 26, and the automatic changer 26 is emergency stopped when a person operates the emergency stop switch.
  • a configuration may be adopted in which a plurality of automatic exchange devices are arranged in one component-mounted board production line.
  • the present invention may change the configuration of the safety circuit unit 87 of the automatic changer 26 or the configuration of the emergency stop circuit unit 92 of the component mounting board production line 10. You may change a structure and the structure of the automatic exchange apparatus 26 suitably, and may change the structure of the feeder 14 suitably.
  • the production line to which the present invention can be applied is not limited to the component mounting board production line, and any production line can be applied as long as the working device moves along the arrangement of a plurality of production devices. Needless to say, various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
  • SYMBOLS 10 Component mounting board production line (production line), 11 ... Circuit board, 12 ... Component mounting machine (production apparatus), 13 ... Conveyor, 14 ... Cassette type feeder, 15 ... Mounting head, 16 ... Head moving device, 20 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Control device of component mounting machine, 26 ... Automatic changer (working device), 54 ... Guide roller for regulating Y direction, 55 ... Guide roller for regulating Z direction, 70 ... Production management computer, 71 ... Stock section, 74 ... guide rail, 75 ... moving rail, 76 ... drive wheel, 77 ... belt transmission mechanism, 78 ... motor (drive unit), 81 ... power transmission unit, 82 ...
  • power receiving unit 83 ... monitoring area, 84 ... monitoring unit, 85 ... Control unit of automatic switching device, 86: power supply circuit unit, 87 ... safety circuit unit, 88 ... relay switch, 91 ... emergency stop switch, 92 ... emergency stop circuit unit, 93 ... relay switch

Abstract

複数台の部品実装機（１２）の配列に沿って自動交換装置（２６）が移動する部品実装基板生産ライン（１０）において、各部品実装機は、ワイヤレス給電する送電部（８１）を備える。自動交換装置は、該自動交換装置が対向する部品実装機の送電部からワイヤレス給電される電力を受電する受電部（８２）と、自動交換装置の周辺の監視エリア（８３）内に人や物が侵入したか否かを監視する監視部（８４）と、この監視部が監視エリア内への人や物の侵入を検出したときに自動交換装置の駆動源となるモータ（７８）への電源供給を遮断し且つ監視部等への電源供給を維持する安全回路部（８７）とを備える。部品実装基板生産ラインには、人が操作可能な非常停止スイッチ（９１）と、この非常停止スイッチが非常停止操作されたときに部品実装機の送電部のワイヤレス給電をオフして自動交換装置への電源供給を遮断する非常停止回路部（９２）とを設ける。

Description

生産ラインの安全システム
　本発明は、一列に配置された複数台の生産装置の配列に沿って作業装置が移動する生産ラインの安全システムに関する発明である。
　例えば、回路基板に部品を実装して部品実装基板を生産する部品実装基板生産ラインにおいては、特許文献１（国際公開ＷＯ２０１４／０１００８３号公報）に記載されているように、回路基板の搬送経路に沿って複数台の部品実装機を一列に配列して部品実装基板生産ラインを構成すると共に、これら複数台の部品実装機の前面側に沿って設けられた移動レーンに自動交換装置（交換ロボット）を移動可能に設置し、この自動交換装置を生産ジョブ（生産プログラム）等で指示された部品実装機の前面へ移動させて、当該部品実装機のフィーダセット部へのフィーダのセットや取り外しを行うようにしたものがある。このものでは、自動交換装置への電源供給は、部品実装機側からのワイヤレス給電（非接触電力伝送）により行われるようになっている。
国際公開ＷＯ２０１４／０１００８３号公報
　ところで、部品実装基板生産ラインの稼働中には、各部品実装機のフィーダセット部へのフィーダのセットや取り外しを行うために、自動交換装置が複数台の部品実装機の前面側の移動レーンを移動するため、作業者や物が自動交換装置の移動エリア内に侵入すると、自動交換装置と衝突するおそれがある。一般に、部品実装基板生産ラインには、非常停止スイッチが設けられ、作業者が何らかの危険性を感じたときに非常停止スイッチを操作することで、部品実装基板生産ライン側から自動交換装置へ非常停止信号を送信して（安全信号の送信を停止して）、自動交換装置を非常停止させるようにしている。
　この場合、ワイヤレス給電する部品実装機と自動交換装置との間の通信は、無線通信で行われるため、部品実装基板生産ライン側から自動交換装置への安全信号の送信も無線通信で行われる。一般には、部品実装基板生産ラインの稼働中は、部品実装基板生産ライン側から自動交換装置へ安全信号を所定周期で送信し、自動交換装置は、安全信号を受信することで安全を確認しながら移動し、作業者が非常停止スイッチを操作したときに、自動交換装置への安全信号の送信が停止されて自動交換装置が非常停止するようになっている。このようなシステムでは、瞬時停電やノイズ等により瞬間的に自動交換装置が安全信号を受信できなかったときに、直ちに「非常停止」と誤判定することを防止するために、安全信号を所定回連続で受信できなかったときに「非常停止」と判定するようにしたものがある。
　しかし、この構成では、自動交換装置は、安全信号を所定回連続で受信できなくなるまで「非常停止」と判断しないため、実際に危険な状態が発生したときに、「非常停止」と判断するまでに若干の時間遅れが生じてしまい、自動交換装置を非常停止させるタイミングが若干遅れてしまう。また、無線通信は、国毎に使用申請して認可される必要があるため、認可されるまでに、それなりの期間と費用を要してしまう。
　以上説明した課題は、部品実装基板生産ラインに限らず、ワイヤレス給電を採用する様々な生産ラインに共通する課題である。
　上記課題を解決するために、本発明は、一列に配置された複数台の生産装置の配列に沿って作業装置が移動する生産ラインの安全システムにおいて、前記複数台の生産装置の各々は、ワイヤレス給電する送電部を備え、前記作業装置は、前記複数台の生産装置のうちの前記作業装置が対向する生産装置の前記ワイヤレス給電の送電部からワイヤレス給電される電力を受電する受電部と、前記作業装置の周辺の監視エリア内に人や物が侵入したか否かを監視する監視部と、前記作業装置を移動させる駆動部と、前記監視部及び前記駆動部の動作を制御する制御部と、前記受電部で受電した電力を電源として前記監視部、前記制御部及び前記駆動部を動作させる電源回路部と、前記監視部が前記監視エリア内への人や物の侵入を検出したときに前記駆動部への電源供給を遮断し且つ前記監視部及び前記制御部への電源供給を維持する安全回路部とを備えた構成としたものである。
　この構成では、生産ラインを構成する複数台の生産装置の配列に沿って作業装置が移動するときに、作業装置の周辺の監視エリア内に人や物が侵入したか否かを監視部が監視し、この監視部が監視エリア内への人や物の侵入を検出したときに作業装置の駆動部への電源供給を遮断して、作業装置を非常停止させる。これにより、作業装置の周辺の監視エリア内に侵入した人や物に作業装置が衝突することを回避でき、安全性を向上できる。しかも、作業装置が非常停止している期間中でも、作業装置の安全回路部は監視部及び制御部への電源供給を維持するため、作業装置の非常停止中も監視エリア内への人や物の侵入を監視できると共に、作業装置の制御部は処理を継続することができ、監視エリア内に侵入した人や物が当該監視エリアから出ていったときに、速やかに作業装置の移動を再開することができる。
　この場合、作業装置の移動の再開は、作業者が手動操作で行っても良いが、監視部が前記監視エリア内に侵入した人や物が当該監視エリアから出ていったことを検出したときに、作業装置の安全回路部が駆動部への電源供給を再開するようにしても良い。これにより、監視部が監視エリアから人や物が出ていったことを検出したときに自動的に作業装置の移動を再開することが可能となり、非常停止時間を最小限に抑えることができる。
　更に、本発明は、生産ラインに、人が操作可能な非常停止スイッチと、この非常停止スイッチが非常停止操作されたときに生産装置の送電部のワイヤレス給電をオフする非常停止回路部とを設けた構成とすると良い。このようにすれば、人が非常停止スイッチを非常停止操作したときに、直ちに生産装置の送電部のワイヤレス給電がオフされて作業装置への電源供給が遮断されるため、直ちに作業装置を非常停止させることができる。この場合、非常停止スイッチと各生産装置の送電部との間は有線接続できるため、前述した無線通信による非常停止時の時間遅れの問題や国毎の許認可の問題も生じない。
　本発明は、複数台の生産装置の配列に沿って作業装置が移動する生産ラインであれば、どの様な生産ラインでも適用可能であり、例えば、複数台の生産装置の中に部品実装機を含む部品実装基板生産ラインに適用し、部品実装機のフィーダセット部にセットする部品供給用のフィーダを自動交換する自動交換装置を前記作業装置としても良い。これにより、自動交換装置付きの部品実装基板生産ラインの安全性を向上できる。
図１は本発明の一実施例における部品実装基板生産ライン全体の構成を示す斜視図である。 図２は自動交換装置周辺の監視エリアとワイヤレス給電を説明するための部品実装基板生産ラインの平面図である。 図３は自動交換装置と部品実装機の構成を概略的に示す斜視図である。 図４はカセット式のフィーダを示す斜視図である。 図５は自動交換装置付きの部品実装基板生産ラインの制御系の構成を概略的に示すブロック図である。 図６は自動交換装置を移動させる駆動装置とその周辺部分の構成を示す斜視図である。 図７は自動交換装置を移動させる駆動装置とその周辺部分の構成を示す側面図である。
　以下、本発明を実施するための形態を部品実装基板生産ラインに適用して具体化した一実施例を説明する。
　まず、図１乃至図５に基づいて部品実装基板生産ライン１０の構成を説明する。
　部品実装基板生産ライン１０（生産ライン）は、回路基板１１の搬送方向（Ｘ方向）に沿って複数台の部品実装機１２（生産装置）を配列して構成され、該部品実装基板生産ライン１０の基板搬入側には、回路基板１１に半田を印刷する半田印刷機（図示せず）やカセット式のフィーダ１４を保管するフィーダ保管装置１９（生産装置）等が設置されている。
　図３に示すように、各部品実装機１２には、回路基板１１を搬送する２本のコンベア１３と、カセット式のフィーダ１４から供給される部品を吸着して回路基板１１に実装する吸着ノズル（図示せず）を保持する実装ヘッド１５と、この実装ヘッド１５をＸＹ方向（左右前後方向）に移動させるヘッド移動装置１６と、吸着ノズルに吸着した部品をその下面側から撮像する部品撮像用カメラ１７（図５参照）等が設けられている。ヘッド移動装置１６には、回路基板１１の基準マーク（図示せず）を撮像するマーク撮像用カメラ１８（図５参照）が実装ヘッド１５と一体的にＸＹ方向に移動するように取り付けられている。
　その他、図５に示すように、部品実装機１２の制御装置２０には、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置２１と、制御用の各種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２２（記憶手段）と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の表示装置２３等が接続されている。各部品実装機１２の制御装置２０は、部品実装基板生産ライン１０全体の生産を管理する生産管理コンピュータ７０とネットワークで接続され、該生産管理コンピュータ７０によって部品実装基板生産ライン１０の生産が管理される。
　部品実装基板生産ライン１０の各部品実装機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１１をコンベア１３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１１をクランプして位置決めして、該回路基板１１の基準マークをマーク撮像用カメラ１８で撮像して該基準マークの位置（該回路基板１１の基準位置）を認識すると共に、カセット式のフィーダ１４から供給される部品を、実装ヘッド１５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、該部品をその下面側から部品撮像用カメラ１７で撮像して該部品の吸着位置ずれ量等を判定した後、その吸着位置ずれ量を補正して該部品をコンベア１３上の回路基板１１に実装して部品実装基板を生産する。
　次に、図４を用いてカセット式のフィーダ１４の構成を説明する。
　カセット式のフィーダ１４のカセットケース３２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３２内には、部品供給テープ３３が巻回されたテープリール３４を着脱可能（交換可能）に装填するテープ装填部３５が設けられている。テープ装填部３５の中心には、テープリール３４を回転可能に保持するリール保持軸３６が設けられている。
　カセットケース３２内には、テープリール３４から引き出した部品供給テープ３３を部品吸着位置へ送るテープ送り機構３８と、部品吸着位置の手前で部品供給テープ３３からトップフィルム４０（カバーテープとも呼ばれる）を剥離して該部品供給テープ３３内の部品を露出させるトップフィルム剥離機構３９とが設けられている。
　テープ送り機構３８は、部品吸着位置の下方付近に設けられたスプロケット４２と、このスプロケット４２を回転駆動するモータ４３等から構成され、部品供給テープ３３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４２の歯を噛み合わせて該スプロケット４２を回転させることで、部品供給テープ３３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３９は、部品吸着位置の手前で部品供給テープ３３を押さえて該部品供給テープ３３の上面からトップフィルム４０を剥離するためのテープ押え４５と、該テープ押え４５で剥離したトップフィルム４０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３２の上部に設けられたトップフィルム回収部４６内へ送り込むトップフィルム送りギア機構４７と、該トップフィルム送りギア機構４７を駆動するモータ４８等から構成されている。
　カセットケース３２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３３ａ（本実施例ではトップフィルム４０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５０が下方に延びるように設けられ、該廃棄テープ排出通路５０の出口５０ａがカセットケース３２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。
　カセットケース３２内には、テープ送り機構３８のモータ４３やトップフィルム剥離機構３９のモータ４８を制御する制御装置５２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３２には、部品実装機１２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。
　図１に示すように、部品実装基板生産ライン１０の前面側には、各部品実装機１２のフィーダセット部２４へのカセット式のフィーダ１４のセット及び取り外しを行う自動交換装置２６（作業装置）が設置されている。各部品実装機１２のフィーダセット部２４の下方に、当該フィーダセット部２４にセットする複数のフィーダ１４を収納するストック部７１が設けられている。自動交換装置２６は、複数の部品実装機１２のフィーダセット部２４から交換対象のフィーダ１４を取り出してストック部７１に回収すると共に、ストック部７１から生産ジョブ（生産プログラム）で指定されたフィーダ１４を取り出して前記複数の部品実装機１２のフィーダセット部２４にセットするようにしている。
　部品実装基板生産ライン１０の前面側には、部品実装機１２の配列に沿って自動交換装置２６を左右方向（Ｘ方向）に移動させるガイドレール７４が部品実装基板生産ライン１０全体にＸ方向に延びるように設けられている。ガイドレール７４の基板搬入側は、フィーダ保管装置１９まで延長され、自動交換装置２６がフィーダ保管装置１９の前面側へ移動して、自動交換装置２６がフィーダ保管装置１９から生産ジョブで指定されたフィーダ１４を取り出したり、使用済みのフィーダ１４をフィーダ保管装置１９内に戻すようにしている。
　図６に示すように、自動交換装置２６の背面側には、自動交換装置２６のＹ方向（Ｘ方向と直交する方向）の動きを規制する複数のＹ方向規制用のガイドローラ５４と、自動交換装置２６のＺ方向（上下方向）の動きを規制する複数のＺ方向規制用のガイドローラ５５とが互い違いに回転自在に設けられ、Ｙ方向規制用のガイドローラ５４がガイドレール７４の側壁に沿って転動し、Ｚ方向規制用のガイドローラ５５がガイドレール７４の平面に沿って転動することで、自動交換装置２６の移動方向がＸ方向のみにガイドされるようになっている。
　部品実装基板生産ライン１０の前面側のスペースは、自動交換装置２６がＸ方向に移動する移動レーンとなっており、部品実装基板生産ライン１０の前面側のガイドレール７４には、移動レール７５がＸ方向に延びるように設けられている。これに対し、図６及び図７に示すように、自動交換装置２６には、ゴム等の弾性材料で形成された駆動輪７６をベルト伝達機構７７を介して回転駆動するモータ７８（駆動部）が設けられ、この駆動輪７６が移動レール７５に沿って転動することで、自動交換装置２６がＸ方向に駆動されるようになっている。
　図２に示すように、各部品実装機１２とフィーダ保管装置１９の前面側には、ワイヤレス給電する送電部８１が設けられ、自動交換装置２６には、該自動交換装置２６が対向する部品実装機１２の送電部８１又はフィーダ保管装置１９の送電部８１からワイヤレス給電される電力を受電する受電部８２が設けられている。ワイヤレス給電の送電部８１と受電部８２は、部品実装機１２と自動交換装置２６との間で各種制御信号やデータ信号等を通信する可視光通信ユニットとしても機能するように構成されている。
　更に、自動交換装置２６には、該自動交換装置２６の周辺の監視エリア８３内に人や物が侵入したか否かを監視する監視部８４が設けられている。この監視部８４は、例えばセーフティレーザスキャナを用いて構成されている。監視エリア８３は、このエリア内に人や物が侵入したときに、それらと自動交換装置２６との衝突を回避するために自動交換装置２６を非常停止させるエリアである。尚、監視エリア８３の広さは、ユーザー側で任意に変更可能となっている。
　図５に示すように、自動交換装置２６は、受電部８２で受電した電力を電源として監視部８４、制御部８５及びモータ７８を動作させる電源回路部８６と、監視部８４が監視エリア８３内への人や物の侵入を検出したときにリレースイッチ８８をオフしてモータ７８への電源供給を遮断する安全回路部８７とを備えた構成となっている。この構成により、監視部８４が監視エリア８３内への人や物の侵入を検出したときに安全回路部８７が自動交換装置２６のリレースイッチ８８をオフしてモータ７８への電源供給を遮断して自動交換装置２６を非常停止させるが、自動交換装置２６が非常停止している期間中でも、監視部８４及び制御部８５への電源供給を維持して、自動交換装置２６の非常停止中も監視部８４は監視エリア８３内への人や物の侵入を監視すると共に、制御部８５は処理を継続し、監視エリア８３内に侵入した人や物が当該監視エリア８３から出ていったことを検出したときに、自動交換装置２６の安全回路部８７がリレースイッチ８８をオンしてモータ７８への電源供給を再開して、自動交換装置２６の移動を再開するようになっている。
　一方、図２に示すように、部品実装基板生産ライン１０には、人が操作可能な位置に非常停止スイッチ９１が設けられていると共に、この非常停止スイッチ９１が非常停止操作されたときにリレースイッチ９３をオフして送電部８１のワイヤレス給電をオフする非常停止回路部９２が設けられている。この構成により、作業者が非常停止スイッチ９１を非常停止操作すると、非常停止回路部９２がリレースイッチ９３をオフして送電部８１のワイヤレス給電をオフして、自動交換装置２６への電源供給が遮断されて自動交換装置２６が非常停止するようになっている。
　以上説明した本実施例によれば、部品実装基板生産ライン１０を構成する複数台の部品実装機１２の配列に沿って自動交換装置２６が移動するときに、その自動交換装置２６の周辺の監視エリア８３内に人や物が侵入したか否かを監視部８４が監視し、この監視部８４が監視エリア８３内への人や物の侵入を検出したときに、自動交換装置２６の安全回路部８７によりモータ７８への電源供給を遮断して、自動交換装置２６を非常停止させるようにしたので、自動交換装置２６の周辺の監視エリア８３内に侵入した人や物に自動交換装置２６が衝突することを回避でき、安全性を向上できる。しかも、自動交換装置２６が非常停止している期間中でも、自動交換装置２６の安全回路部８７は監視部８４及び制御部８５への電源供給を維持するため、自動交換装置２６の非常停止中も監視エリア８３内への人や物の侵入を監視できると共に、自動交換装置２６の制御部８５は処理を継続することができる。これにより、監視エリア８３内に侵入した人や物が当該監視エリア８３から出ていったことを検出したときに、自動的に自動交換装置２６の移動を再開することが可能となり、非常停止時間を最小限に抑えることができる。
　但し、本発明は、自動交換装置２６の移動の再開を、作業者が手動操作で行うようにしても良い。
　更に、本実施例では、部品実装基板生産ライン１０に、人が操作可能な非常停止スイッチ９１と、この非常停止スイッチ９１が非常停止操作されたときに部品実装機１２の送電部８１のワイヤレス給電をオフする非常停止回路部９２とを設けているため、人が非常停止スイッチ９１を非常停止操作したときに、直ちに自動交換装置２６への電源供給を遮断して自動交換装置２６を非常停止させることができる。この場合、非常停止スイッチ９１と各部品実装機１２の送電部８１との間は有線接続できるため、前述した無線通信による非常停止時の時間遅れの問題や国毎の許認可の問題も生じない。
　尚、本発明は、上記実施例に限定されず、例えば、自動交換装置２６にも非常停止スイッチを設けて、人がこの非常停止スイッチを非常停止操作したときに自動交換装置２６を非常停止させるようにしたり、１本の部品実装基板生産ラインに複数台の自動交換装置を配置した構成としても良い。
　その他、本発明は、自動交換装置２６の安全回路部８７の構成を変更したり、部品実装基板生産ライン１０の非常停止回路部９２の構成を変更しても良く、また、部品実装機１２の構成や自動交換装置２６の構成を適宜変更したり、フィーダ１４の構成を適宜変更しても良い。
　また、本発明を適用可能な生産ラインは部品実装基板生産ラインに限定されず、複数台の生産装置の配列に沿って作業装置が移動する生産ラインであれば、どの様な生産ラインでも適用可能である等、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…部品実装基板生産ライン（生産ライン）、１１…回路基板、１２…部品実装機（生産装置）、１３…コンベア、１４…カセット式のフィーダ、１５…実装ヘッド、１６…ヘッド移動装置、２０…部品実装機の制御装置、２６…自動交換装置（作業装置）、５４…Ｙ方向規制用のガイドローラ、５５…Ｚ方向規制用のガイドローラ、７０…生産管理コンピュータ、７１…ストック部、７４…ガイドレール、７５…移動レール、７６…駆動輪、７７…ベルト伝達機構、７８…モータ（駆動部）、８１…送電部、８２…受電部、８３…監視エリア、８４…監視部、８５…自動交換装置の制御部、８６…電源回路部、８７…安全回路部、８８…リレースイッチ、９１…非常停止スイッチ、９２…非常停止回路部、９３…リレースイッチ

Claims (4)

  1. 　一列に配置された複数台の生産装置の配列に沿って作業装置が移動する生産ラインの安全システムにおいて、
    　前記複数台の生産装置の各々は、ワイヤレス給電する送電部を備え、
    　前記作業装置は、前記複数台の生産装置のうちの前記作業装置が対向する生産装置の前記ワイヤレス給電の送電部からワイヤレス給電される電力を受電する受電部と、前記作業装置の周辺の監視エリア内に人や物が侵入したか否かを監視する監視部と、前記作業装置を移動させる駆動部と、前記監視部及び前記駆動部の動作を制御する制御部と、前記受電部で受電した電力を電源として前記監視部、前記制御部及び前記駆動部を動作させる電源回路部と、前記監視部が前記監視エリア内への人や物の侵入を検出したときに前記駆動部への電源供給を遮断し且つ前記監視部及び前記制御部への電源供給を維持する安全回路部とを備えていることを特徴とする生産ラインの安全システム。
  2. 　前記安全回路部は、前記監視部が前記監視エリア内に侵入した人や物が当該監視エリアから出ていったことを検出したときに、前記駆動部への電源供給を再開することを特徴とする請求項１に記載の生産ラインの安全システム。
  3. 　前記生産ラインには、人が操作可能な非常停止スイッチと、前記非常停止スイッチが非常停止操作されたときに前記生産装置の送電部のワイヤレス給電をオフする非常停止回路部とが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の生産ラインの安全システム。
  4. 　前記生産ラインは、前記複数台の生産装置の中に部品実装機を含む部品実装基板生産ラインであり、
    　前記作業装置は、前記部品実装機のフィーダセット部にセットする部品供給用のフィーダを自動交換する自動交換装置であ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生産ラインの安全システム。
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