WO2017141366A1 - 部品実装ライン - Google Patents

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WO2017141366A1
WO2017141366A1 PCT/JP2016/054512 JP2016054512W WO2017141366A1 WO 2017141366 A1 WO2017141366 A1 WO 2017141366A1 JP 2016054512 W JP2016054512 W JP 2016054512W WO 2017141366 A1 WO2017141366 A1 WO 2017141366A1
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WO
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component mounting
component
reference position
automatic
detection
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Application number
PCT/JP2016/054512
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English (en)
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Inventor
雅浩 近藤
Original Assignee
富士機械製造株式会社
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Publication date
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Priority to JP2017567871A priority patent/JP6717861B2/ja
Priority to PCT/JP2016/054512 priority patent/WO2017141366A1/ja
Priority to US16/076,349 priority patent/US10939601B2/en
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    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/084—Product tracking, e.g. of substrates during the manufacturing process; Component traceability
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    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/086—Supply management, e.g. supply of components or of substrates

Definitions

  • the present invention relates to a component mounting line including an automatic changer that automatically sets and removes a feeder from a feeder set section of a plurality of component mounting machines arranged along the conveyance direction of a circuit board.
  • This type of component mounting line is a moving lane provided along an array of a plurality of component mounting machines constituting the component mounting line, as described in Patent Document 1 (International Publication WO2014 / 010083).
  • An automatic changer (loader) is movably installed in the machine, and the automatic changer is moved to the front of the component mounter instructed by the production job (production program), etc., to the feeder set section of the component mounter. The feeder is set and removed.
  • the drive device for moving the automatic changer device fixes the rack to the front side of the component mounting machine so as to extend along the movement lane, and the automatic changer device includes a pinion that meshes with the rack and the pinion.
  • the automatic changer By providing a motor that rotates, and rotating the pinion with this motor, the automatic changer is moved along the movement lane, and the rotation angle of the motor (rotation angle of the pinion) is detected by an encoder or the like. Based on the detected value, the movement distance of the automatic exchange device is measured, the position of the automatic exchange device is detected, and the movement of the automatic exchange device is controlled.
  • the automatic changer is configured to move by meshing the teeth of the rack and the pinion.
  • the meshing of the rack and the pinion is caused by manufacturing variations, assembly variations, tooth wear, and the like of those components.
  • There are disadvantages such as the state becomes worse, the teeth interfere with each other and smooth rotation is prevented, a loud noise is generated, and the teeth may be damaged.
  • the present inventor considers adopting a configuration in which the automatic changer is moved by a drive wheel that is rotationally driven by a motor instead of a rack and a pinion. Even if the rotation angle of the motor or the rotation angle of the drive wheel is accurately detected, an error corresponding to the slip of the drive wheel occurs between the detected value and the moving distance of the automatic exchange device. The position of the automatic changer cannot be detected accurately.
  • the laser distance sensor is expensive, the measurement operation is easily affected by atmospheric conditions and is unstable, and there is a concern about the risk of blocking the laser beam and the effect on the eyes of the operator.
  • the linear scale has a large sensor head and is expensive. Moreover, it is necessary to change the scale or add the scale each time the number of component mounting machines (line length) is increased or decreased. At the same time, the seam of the scale also causes a decrease in measurement accuracy.
  • the problem to be solved by the present invention is that the position of the automatic changer can be detected stably and accurately with an inexpensive configuration, and the increase or decrease in the number of component mounting machines can be easily handled. That is.
  • the present invention provides a feeder in which a plurality of component mounters are arranged along the conveyance direction of a circuit board and set in a feeder set portion of each component mounter by the plurality of component mounters.
  • the moving lane provided along the array of the plurality of component mounting machines is moved to the feeder set unit of each of the component mounting machines
  • An automatic exchanging device for setting and removing a feeder a driving device for moving the automatic exchanging device with driving wheels along the moving lane; a position detecting device for detecting a position of the automatic exchanging device; and the position detecting device.
  • the endless timing belt provided so as to extend linearly along the moving lane across the machine, and the automatic changer moves together with the teeth of the timing belt being maintained.
  • This configuration adopts a configuration in which the automatic changer is moved by drive wheels, and realizes smooth movement, low noise, improved durability, etc., and timing provided across multiple component mounters By detecting the rotation angle of the timing pulley engaged with the belt with the rotation angle sensor, the error between the rotation angle of the drive wheel caused by the slip of the drive wheel and the moving distance of the automatic changer is canceled, and the automatic changer The position can be detected with high accuracy.
  • the position detection device can be configured compactly at low cost, and durability can be secured, Furthermore, since only one timing belt needs to be mounted across a plurality of component mounters when installing the component mounter, the amount of work for the operator can be reduced.
  • the length of the timing belt may be longer than the number of component mounters installed, and there is no need to cut off the extra portions of the timing belt according to the number of component mounters installed. It is possible to attach or bundle the excess parts in a place that does not get in the way, and it is possible to handle the increase or decrease in the number of installed component mounters (line length) with a simple operation.
  • the rotation angle sensor may be, for example, a resolver or a magnetic or optical rotary encoder.
  • the detection circuit unit when a rotary encoder capable of detecting forward / reverse rotation that outputs a pulse every time the timing pulley rotates by a predetermined angle is used as the rotation angle sensor, the detection circuit unit outputs an output pulse (hereinafter referred to as “encoder pulse”) of the rotary encoder. ) And switching the up / down of the counting operation according to the rotation direction of the timing pulley, thereby maintaining the correspondence between the count value of the encoder pulse and the position of the automatic switching device.
  • the position of the automatic exchange device may be detected based on the pulse count value.
  • the counting operation of the encoder pulse may be performed by an up / down counter constituted by an electronic circuit (hardware), or the function of the up / down counter may be realized by software.
  • the position detection device detects the position of the automatic exchange device, it is necessary to set a reference position in at least one location, and the timing pulley detects the movement distance of the automatic exchange device from the reference position by the rotation angle sensor.
  • the amount of rotation (rotation angle) is measured, and the position of the automatic exchange device is detected from the measured value based on the reference position to control the movement of the automatic exchange device.
  • a reference position is set for each of two or more component mounters out of a plurality of component mounters, and the reference position is set when the position of the automatic changer device matches the reference position of the component mounter.
  • Reference position detection means for outputting a position detection signal is provided, and the position detection device sets the detection position of the detection circuit unit as a reference of the component mounter when the reference position detection signal is output from the reference position detection means. You may make it correct
  • the automatic changer from the reference position Can reduce or eliminate the shift in the correspondence between each moving position (position) and the position of each of the multiple component mounters, and the accuracy of the position of the automatic changer with respect to each of the multiple component mounters It is possible to control well, and it is possible to prevent a mistake in setting or removing the feeder from each component mounting machine.
  • the position detection device moves the automatic exchange device by the drive device at the time of installation of the component mounter or the calibration operation before the start of production, and the position of the automatic exchange device coincides with the reference position of the component mounter.
  • the correspondence relationship between the detection position of the detection circuit unit and the reference position of the component mounting machine is stored in the storage unit, and the detection position of the detection circuit unit is determined based on the data stored in the storage unit during production. Interpolation correction may be performed between the reference positions. If it does in this way, the detection accuracy of the position of an automatic exchange device between the standard positions of a component mounting machine can also be improved.
  • the automatic changer is moved to the reference position of the component mounting machine, and the detection position of the detection circuit unit is corrected to correspond to the reference position of the component mounting machine.
  • the stop position of the automatic changer before the start of production is far from the reference position of the component mounting machine, it takes time to detect the reference position at the start of production, which delays the start of production. become.
  • the position detection device moves the automatic changer to the reference position of the nearest component mounter by the drive device in the reference position detection process at the start of production.
  • the detection position of the detection circuit unit may be corrected so as to correspond to the reference position of the component mounter. In this way, the distance until the automatic changer is moved to the reference position of the component mounting machine in the reference position detection process at the start of production can be shortened, and the time for the reference position detection process at the start of production can be reduced. It can be shortened.
  • the reference position detection means for outputting a reference position detection signal when the position of the automatic changer device matches the reference position of the component mounter may be provided in the automatic changer device or in the component mounter. good.
  • the position of the automatic changer coincides with the reference position of the component mounter.
  • a reference portion that is detected by the reference position detection means of the component mounter may be provided.
  • the timing belt is formed to be at least one unit longer than the number of component mounters installed, and the timing belt is not added to the increase of at least one component mounter installed. It is good to configure so that it can respond. In this way, even when a component mounter is added to the component mounter line, a simple operation can be performed without adding a timing belt.
  • the position detection device includes a support mechanism that supports the timing pulley so that the timing pulley can be displaced in a direction orthogonal to the timing belt within a range in which the teeth of the timing pulley and the timing belt are not disengaged, and the timing pulley. It is preferable to have a urging means that urges the timing belt in the direction of pressing.
  • the timing pulley The meshing with the timing belt can be stably maintained by following the displacement, and the position detection accuracy of the automatic changer can be stably maintained even with respect to the steps between the component mounting machines.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the entire component mounting line in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing configurations of the automatic changer and the component mounter.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of a control system of a component mounting line with an automatic changer.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a cassette type feeder.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the driving device for moving the automatic changer and the peripheral portion thereof.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the position detection device that detects the position of the automatic exchange device.
  • the component mounting line 10 is configured by arranging a plurality of component mounting machines 12 along the conveying direction (X direction) of the circuit board 11, and the circuit board 11 is soldered to the board loading side of the component mounting line 10.
  • a solder printing machine (not shown) for printing the printer, a feeder storage device 19 for storing 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 two conveyors 13 for conveying the circuit board 11 and cassette type feeders 14 onto 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. 3) and the like are provided.
  • a mark imaging camera 18 (see FIG. 3) 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 such as a hard disk
  • a RAM such as a hard disk
  • a ROM read-only memory
  • 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 line 10 via a network, and the production management computer 70 manages the production of the component mounting line 10.
  • Each component mounting machine 12 of the component mounting line 10 conveys the circuit board 11 conveyed from the upstream component mounting machine 12 to a predetermined position by the conveyor 13 and uses the clamp mechanism (not shown) to move the circuit board 11.
  • 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 supplied from the cassette type feeder 14
  • the component to be picked up is picked up by the pick-up nozzle of the mounting head 15, moved from the pick-up position to the image pick-up position, and picked up by the component image pick-up camera 17 from the lower face side to pick up the pick-up position deviation amount of the component
  • the component is mounted on the circuit board 11 on the conveyor 13 by correcting the amount of suction position deviation, and a component mounting board is produced.
  • the cassette case 32 of the cassette type feeder 14 is formed of a transparent or opaque plastic plate or metal plate, 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 that sets and removes the cassette-type feeder 14 to and from the feeder set unit 24 of each component mounting machine 12 is installed.
  • 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 is provided so as to extend in the X direction throughout the component mounting line 10. It has been.
  • 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 for regulating 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 line 10 is a moving lane in which the automatic changer 26 moves in the X direction, and the moving rail 75 extends in the X direction on the guide rail 74 on the front side of the component mounting line 10.
  • the automatic exchange device 26 is provided with a drive device 78 that rotationally drives a drive wheel 76 formed of an elastic material such as rubber by a motor (not shown) via a belt transmission mechanism 77. As the wheel 76 rolls along the moving rail 75, the automatic exchange device 26 is driven in the X direction.
  • Terminated timing belts 82 made of an elastic material such as rubber are provided so as to extend linearly along the guide rail 74 in the X direction.
  • the length of the timing belt 82 is equal to or longer than the number of installed component mounting machines 12 (length of the component mounting line 10), preferably at least one more than the length of the installed number of component mounting machines 12. It is formed long. In this case, it is not necessary to cut the excess portion of the timing belt 82 in accordance with the number of the component mounting machines 12 installed, and the excess portion of the timing belt 82 is attached to the back surface of the guide rail 74 or bundled, The extra portion of the timing belt 82 may be prevented from getting in the way.
  • the automatic changer 26 is provided with a timing pulley 83 that moves together with the automatic changer 26 while maintaining a state of being engaged with the teeth of the timing belt 82.
  • the support mechanism 84 that supports the timing pulley 83 is a direction in which the timing pulley 83 is orthogonal to the timing belt 82 within the range in which the teeth of the timing pulley 83 and the teeth of the timing belt 82 are not disengaged (vertical direction in this embodiment).
  • An urging means 85 (for example, a spring such as a spring or an elastic member such as rubber) is provided to urge the timing pulley 83 in a direction to press the timing pulley 83 against the timing belt 82.
  • the automatic exchange device 26 is provided with a magnetic or optical rotary encoder 87 as a rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the timing pulley 83.
  • the rotary encoder 87 is a rotary encoder capable of detecting forward / reverse rotation every time the timing pulley 83 rotates by a predetermined angle, and an output pulse of the rotary encoder 87 is a control device 90 of the automatic exchange device 26 (FIG. 3). Input).
  • the control device 90 of the automatic exchange device 26 also functions as a detection circuit unit that detects the position of the automatic exchange device 26 based on an output pulse of the rotary encoder 87 (hereinafter referred to as “encoder pulse”). While moving (when the timing pulley 83 is rotating), the encoder pulse is counted, and the counting operation is switched according to the rotation direction of the timing pulley 83 (the moving direction of the automatic changer 26). The position of the automatic exchange device 26 is detected based on the count value of the encoder pulse while maintaining the correspondence between the count value of the automatic exchange device 26 and the position of the automatic exchange device 26. At this time, the counting operation of the encoder pulse may be performed by an up / down counter configured by an electronic circuit (hardware), or the function of the up / down counter may be realized by software installed in the control device 90.
  • the support mechanism 84 that supports the timing pulley 83 is a direction orthogonal to the timing belt 82 (Z direction) within a range in which the teeth of the timing pulley 83 and the teeth of the timing belt 82 are not disengaged.
  • a biasing means 85 for biasing the timing pulley 83 in the direction in which the timing pulley 83 is pressed against the timing belt 82 is provided. Even if there is a slight step between the component mounting machines 12 due to the deviation and a slight step is formed on the timing belt 82, the timing pulley 83 is displaced by following the step to stabilize the engagement with the timing belt 82. The position detection accuracy of the automatic changer 26 can be reduced even for the steps between the component mounting machines 12. It can be to maintain.
  • the position of the automatic exchange device 26 is detected by the position detection device 81, it is necessary to set a reference position in at least one place.
  • the movement distance of the automatic exchange device 26 from the reference position is determined by the count value of the encoder pulse. Measured from the amount of rotation (rotation angle) of the timing pulley 83 detected in step 1, the position of the automatic exchange device 26 is detected from the measured value with reference to the reference position, and the movement of the automatic exchange device 26 is controlled. .
  • each of the plurality of component mounting machines 12 constituting the component mounting line 10 is accurately installed without positional deviation, even if there is only one reference position, the moving distance of the automatic changer 26 from the reference position There is no deviation in the correspondence between the (position) and each position of the plurality of component mounting machines 12, but in actuality, each of the plurality of component mounting machines 12 is slightly shifted in position. Since there is a possibility, there is a possibility that the correspondence relationship between the movement distance (position) of the automatic changer 12 from the reference position and the positions of the plurality of component mounting machines 12 is deviated.
  • a reference position is set for each of two or more (all in this embodiment) component mounters 12 out of a plurality of component mounters 12 constituting the component mount line 10.
  • a reference position detection sensor 91 reference position detection means
  • the device 90 corrects the detection position of the position detection device 81 (encoder pulse count value) to correspond to the reference position of the component mounting machine 12 when the reference position detection signal is output from the reference position detection sensor 91.
  • the movement distance (position) of the automatic changer 26 can be detected with reference to the reference position of two or more of the plurality of component mounters 12, the distance from the reference position can be detected.
  • the shift in the correspondence between the movement distance (position) of the automatic changer 26 and the position of each of the plurality of component mounters 26 can be reduced or eliminated, and each of the plurality of component mounters 12 is automatically processed. It becomes possible to control the position of the exchange device 26 with high accuracy, and it is possible to prevent mistakes in setting and removing the feeder with respect to each component mounting machine 12.
  • the position of the automatic changer 26 coincides with the reference position of the component mounter 12.
  • the correspondence between the detection position (encoder pulse count value) of the automatic changer 26 and the reference position of the component mounting machine 12 is stored in the nonvolatile storage means 92 (for example, hard disk, ROM, EEPROM, etc.) of the controller 90 of the automatic changer 26.
  • the controller 90 of the automatic changer 26 stores the detected position (encoder pulse count value) of the position detector 81 based on the data stored in the storage means 92 during production. Interpolation correction is performed between the 12 reference positions by linear interpolation or the like. In this way, the detection accuracy of the position of the automatic exchange device 26 between the reference positions of the component mounter 12 can be improved.
  • the automatic exchange device 26 is moved to the reference position of the component mounting machine 12, and the detection position (encoder pulse count value) of the position detection device 81 is changed to the component mounting machine.
  • the stop position of the automatic changer 26 before starting production is far from the reference position of the component mounting machine 12
  • the reference position detection process at the start of production is necessary. Takes time, and the start of production is delayed accordingly.
  • the control device 90 of the automatic exchange device 26 detects the position by moving the automatic exchange device 26 to the reference position of the nearest component mounting machine 12 by the drive device 78 in the reference position detection process at the start of production.
  • the detection position of the device 81 (encoder pulse count value) is corrected so as to correspond to the reference position of the component mounter. In this way, the distance until the automatic changer 26 is moved to the reference position of the component mounting machine 12 in the reference position detection process at the start of production can be shortened, and the reference position detection process at the start of production can be reduced. Time can be shortened.
  • the reference position detection sensor 91 may be, for example, a non-contact type sensor such as an optical sensor or a proximity sensor, or a contact type switch such as a limit switch. Further, the reference position detection sensor 91 may be provided in the automatic exchange device 26 or in the component mounter 12.
  • the reference position detection sensor 91 is provided in each of two or more component mounting machines 12 among the plurality of component mounting machines 12, the position of the automatic changing apparatus 26 is set to the component mounting position in the automatic changing apparatus 26. What is necessary is just to provide the reference
  • the control device 90 of the automatic exchange device 26 is connected to the production management computer 70 of the component mounting line 10 via a network, and information on production jobs transmitted from the production management computer 70 of the component mounting line 10. Accordingly, while the position detecting device 81 detects the position of the automatic changing device 26, the driving device 78 moves the automatic changing device 26 to the position of the component mounting machine 12 designated by the production job, and the component mounting machine 12 The operation of setting or removing the feeder 14 on the feeder setting unit 24 is controlled.
  • the rotary encoder 87 detects the rotation angle of the timing pulley 83 that meshes with the timing belt 82 that is provided across the belt, whereby the rotation angle of the drive wheel 76 caused by the slip of the drive wheel 76 and the moving distance of the automatic changer 26 are detected.
  • the position of the automatic exchange device 26 can be detected with high accuracy by canceling the error in between.
  • the position detection device 81 can be configured compactly at low cost and is durable. Furthermore, since only one timing belt 82 needs to be mounted across a plurality of component mounters 12 when the component mounter 12 is installed, the amount of work for the operator can be reduced. In addition, the length of the timing belt may be longer than the number of component mounters installed, and it is not necessary to cut off an excess portion of the timing belt 82 in accordance with the number of component mounters 12 installed. The extra portion of the timing belt 82 can be attached to a place where it does not get in the way or bundled, and the number of installed component mounters 12 (line length) can be increased or decreased with a simple operation.
  • the rotary encoder 87 is used as the rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the timing pulley 83, but other rotation angle sensors such as a resolver may be used.
  • this invention is not limited to the said Example, It does not deviate from a summary, such as changing the structure of the component mounting machine 12 and the structure of the automatic exchange apparatus 26 suitably, and changing the structure of the feeder 14 suitably. Needless to say, various modifications can be made within the scope.

Abstract

　部品実装ライン（１０）を構成する複数台の部品実装機（１２）のフィーダセット部（２４）へのフィーダ（１４）のセット及び取り外しを行う自動交換装置（２６）を、部品実装ラインの前面側の移動レーンに沿って駆動輪（７６）で移動させるように構成する。自動交換装置の位置を検出する位置検出装置（８１）は、部品実装ラインの前面側の移動レーンに沿って直線状に延びるように設けられた有端のタイミングベルト（８２）と、このタイミングベルトの歯と噛み合った状態を維持しながら自動交換装置と一緒に移動するタイミングプーリ（８３）と、タイミングプーリの回転角を検出するロータリエンコーダ（８７）とから構成し、このロータリエンコーダの出力パルスをカウントして自動交換装置の位置を検出する。

Description

部品実装ライン
　本発明は、回路基板の搬送方向に沿って配列した複数台の部品実装機のフィーダセット部へのフィーダのセット及び取り外しを自動的に行う自動交換装置を備えた部品実装ラインに関する発明である。
　この種の部品実装ラインは、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、部品実装ラインを構成する複数台の部品実装機の配列に沿って設けられた移動レーンに自動交換装置（ローダ）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ている。この場合、自動交換装置を移動させる駆動装置は、部品実装機の前面側にラックを移動レーンに沿って延びるように固定すると共に、自動交換装置には、上記ラックに噛み合うピニオンと、このピニオンを回転駆動するモータとを設け、このモータでピニオンを回転駆動することで、自動交換装置を移動レーンに沿って移動させると共に、モータの回転角（ピニオンの回転角）をエンコーダ等で検出することで、その検出値に基づいて自動交換装置の移動距離を測定して自動交換装置の位置を検出して自動交換装置の移動を制御するようになっている。
国際公開ＷＯ２０１４／０１００８３号公報
　上記特許文献１では、自動交換装置をラックとピニオンとの歯の噛み合いによって移動させる構成であるが、それらの構成部品の製造ばらつき、組立ばらつきや歯の摩耗等によってラックとピニオンとの歯の噛み合い状態が悪くなって、歯同士が干渉してスムーズな回転が妨げられ、大きな騒音が発生したり、歯が損傷することがある等の欠点がある。
　この欠点の解決策として、本発明者は、ラックとピニオンに代えて、モータで回転駆動する駆動輪によって自動交換装置を移動させる構成を採用することを考えているが、走行レーンで駆動輪がスリップすることがあるため、モータの回転角や駆動輪の回転角を正確に検出しても、その検出値と自動交換装置の移動距離との間に駆動輪のスリップ分の誤差が生じて、自動交換装置の位置を精度良く検出できない。
　この対策として、自動交換装置の移動距離（位置）を測定する距離センサやリニアスケールを設けることも考えられるが、以下のような問題がある。
　現在、市販されているワイヤ式距離センサは、耐久性が低く、測定精度を安定して確保できない。また、レーザ式距離センサは、高価で、測定動作が大気状態の影響を受けやすく不安定であり、しかも、レーザ光の遮断のリスクや作業者の目への影響が懸念される。また、リニアスケールは、センサヘッドが大きく、高価であり、しかも、部品実装機の設置台数（ライン長）を増減する毎にスケールを張り替えたり、スケールを継ぎ足したりする必要があり、その作業が面倒であると共に、スケールの継ぎ目が測定精度を低下させる要因にもなる。
　そこで、本発明が解決しようとする課題は、安価な構成で自動交換装置の位置を安定して精度良く検出できると共に、部品実装機の設置台数の増減にも簡単な作業で対応できるようにすることである。
　上記課題を解決するために、本発明は、回路基板の搬送方向に沿って複数台の部品実装機を配列し、前記複数台の部品実装機で各部品実装機のフィーダセット部にセットしたフィーダにより供給される部品を前記回路基板に実装する部品実装ラインにおいて、前記複数台の部品実装機の配列に沿って設けられた移動レーンを移動して前記各部品実装機のフィーダセット部への前記フィーダのセット及び取り外しを行う自動交換装置と、前記移動レーンに沿って前記自動交換装置を駆動輪で移動させる駆動装置と、前記自動交換装置の位置を検出する位置検出装置と、前記位置検出装置の検出結果に基づいて前記駆動装置により前記自動交換装置を指示された位置まで移動させる制御装置とを備え、前記位置検出装置は、前記複数台の部品実装機に跨がって前記移動レーンに沿って直線状に延びるように設けられた有端のタイミングベルトと、前記タイミングベルトの歯と噛み合った状態を維持しながら前記自動交換装置と一緒に移動するタイミングプーリと、前記タイミングプーリの回転角を検出する回転角センサと、前記回転角センサの出力信号に基づいて前記自動交換装置の位置を検出する検出回路部とを備えていることを特徴とするものである。
　この構成では、自動交換装置を駆動輪で移動させる構成を採用して、スムーズな移動や低騒音化、耐久性向上等を実現しながら、複数台の部品実装機に跨がって設けたタイミングベルトに噛み合うタイミングプーリの回転角を回転角センサで検出することで、駆動輪のスリップで生じる駆動輪の回転角と自動交換装置の移動距離との間の誤差をキャンセルして、自動交換装置の位置を精度良く検出することができる。しかも、位置検出装置を構成するタイミングベルト、タイミングプーリ、回転角センサは、安価に市販されている量産品を使用できるため、位置検出装置を安価にコンパクトに構成できると共に、耐久性も確保でき、更に、部品実装機の設置時に１本のタイミングベルトを複数台の部品実装機に跨がって取り付けるだけで良いため、作業者の作業量も軽減できる。加えて、タイミングベルトの長さは、部品実装機の設置台数分以上の長さであれば良く、部品実装機の設置台数に合わせてタイミングベルトの余分な部分を切断する必要はなく、タイミングベルトの余分な部分を邪魔にならない場所に張り付けたり、束ねる等の対応が可能であり、部品実装機の設置台数（ライン長）の増減にも簡単な作業で対応できる。
　この場合、回転角センサは、例えば、レゾルバや、磁気式又は光学式のロータリエンコーダのいずれを用いても良い。
　例えば、回転角センサとして、タイミングプーリが所定角度回転する毎にパルスを出力する正逆回転検出可能なロータリエンコーダを用いる場合、検出回路部は、前記ロータリエンコーダの出力パルス（以下「エンコーダパルス」という）をカウントし、そのカウント動作のアップ／ダウンを前記タイミングプーリの回転方向に応じて切り換えることで、前記エンコーダパルスのカウント値と前記自動交換装置の位置との対応関係を維持して、前記エンコーダパルスのカウント値に基づいて前記自動交換装置の位置を検出するようにしても良い。ここで、エンコーダパルスのカウント動作は、電子回路（ハードウェア）で構成したアップダウンカウンタで行っても良いし、ソフトウエアでアップダウンカウンタの機能を実現しても良い。
　ところで、位置検出装置で自動交換装置の位置を検出する場合、少なくとも１箇所に基準位置を設定する必要があり、その基準位置からの自動交換装置の移動距離を、回転角センサで検出したタイミングプーリの回転量（回転角）から測定して、その測定値から基準位置を基準にして自動交換装置の位置を検出して自動交換装置の移動を制御することになる。この場合、部品実装ラインを構成する複数台の部品実装機の各々が位置ずれなく正確に設置されていれば、基準位置が１箇所でも、その基準位置からの自動交換装置の移動距離（位置）と複数台の部品実装機の各々の位置との対応関係にずれが生じないが、実際には、複数台の部品実装機の各々が少しずつ位置ずれして設置されている可能性があるため、基準位置からの自動交換装置の移動距離（位置）と複数台の部品実装機の各々の位置との対応関係にずれが生じている可能性がある。この対応関係がずれていると、複数台の部品実装機の各々に対して自動交換装置の位置を精度良く制御できず、各部品実装機に対するフィーダのセットミスや取り外しミスが発生する可能性がある。
　この対策として、複数台の部品実装機のうちの２台以上の部品実装機の各々に、基準位置を設定すると共に、自動交換装置の位置が前記部品実装機の基準位置と一致したときに基準位置検出信号を出力する基準位置検出手段を設け、前記位置検出装置は、前記基準位置検出手段から前記基準位置検出信号が出力されたときに前記検出回路部の検出位置を前記部品実装機の基準位置と対応させるように補正するようにしても良い。このようにすれば、複数台の部品実装機のうちの２台以上の部品実装機の基準位置を基準にして自動交換装置の移動距離（位置）を検出できるため、基準位置からの自動交換装置の移動距離（位置）と複数台の部品実装機の各々の位置との対応関係のずれを低減又は無くすことができて、複数台の部品実装機の各々に対して自動交換装置の位置を精度良く制御することが可能となり、各部品実装機に対するフィーダのセットミスや取り外しミスを防止できる。
　この場合、位置検出装置は、部品実装機の設置時又は生産開始前のキャリブレーション動作時に駆動装置により自動交換装置を移動させて自動交換装置の位置が部品実装機の基準位置と一致したときの検出回路部の検出位置と部品実装機の基準位置との対応関係を記憶手段に記憶しておき、生産中に前記記憶手段の記憶データに基づいて前記検出回路部の検出位置を部品実装機の基準位置間で補間補正するようにしても良い。このようにすれば、部品実装機の基準位置間における自動交換装置の位置の検出精度も向上できる。
　ところで、生産開始時の基準位置検出処理（イニシャル処理）で自動交換装置を部品実装機の基準位置へ移動させて検出回路部の検出位置を当該部品実装機の基準位置と対応させるように補正する必要があるが、生産開始前の自動交換装置の停止位置が部品実装機の基準位置から遠く離れていると、生産開始時の基準位置検出処理に時間がかかり、その分、生産開始が遅れることになる。
　そこで、２台以上の部品実装機に基準位置を設定する場合、位置検出装置は、生産開始時の基準位置検出処理で駆動装置により自動交換装置を最寄りの部品実装機の基準位置へ移動させて検出回路部の検出位置を当該部品実装機の基準位置と対応させるように補正するようにすると良い。このようにすれば、生産開始時の基準位置検出処理で自動交換装置を部品実装機の基準位置へ移動させるまでの距離を短くすることができて、生産開始時の基準位置検出処理の時間を短縮することができる。
　ここで、自動交換装置の位置が部品実装機の基準位置と一致したときに基準位置検出信号を出力する基準位置検出手段は、自動交換装置に設けても良いし、部品実装機に設けても良い。
　基準位置検出手段を自動交換装置に設ける場合は、複数台の部品実装機のうちの２台以上の部品実装機の各々に、自動交換装置の位置が部品実装機の基準位置と一致したときに自動交換装置の基準位置検出手段で検出される基準部を設けるようにすれば良い。
　一方、基準位置検出手段を複数台の部品実装機のうちの２台以上の部品実装機の各々に設ける場合、自動交換装置には、当該自動交換装置の位置が部品実装機の基準位置と一致したときに当該部品実装機の基準位置検出手段で検出される基準部を設けるようにすれば良い。
　更に、タイミングベルトは、部品実装機の設置台数分の長さよりも少なくとも１台分以上長く形成して、部品実装機の設置台数の少なくとも１台以上の増加に対してタイミングベルトを継ぎ足すことなく対応できるように構成すると良い。このようにすれば、部品実装機のラインに部品実装機を増設する場合でも、タイミングベルトを継ぎ足すことなく、簡単な作業で対応できる。
　また、位置検出装置は、タイミングプーリの歯とタイミングベルトの歯との噛み合いが外れない範囲内で前記タイミングプーリを前記タイミングベルトと直交する方向に変位可能に支持する支持機構と、前記タイミングプーリを前記タイミングベルトに押し付ける方向に付勢する付勢手段とを備えた構成とすると良い。このようにすれば、複数台の部品実装機の各々の設置位置のずれにより各部品実装機間に僅かな段差ができて、タイミングベルトに僅かな段差ができていても、その段差にタイミングプーリを追従させて変位させてタイミングベルトとの噛み合いを安定して維持することができ、各部品実装機間の段差に対しても自動交換装置の位置検出精度を安定して維持することができる。
図１は本発明の一実施例における部品実装ライン全体の構成を示す斜視図である。 図２は自動交換装置と部品実装機の構成を概略的に示す斜視図である。 図３は自動交換装置付きの部品実装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６は自動交換装置の位置を検出する位置検出装置の構成を示す斜視図である。
　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乃至図３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を配列して構成され、該部品実装ライン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等が設置されている。
　図２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３参照）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３参照）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３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によって部品実装ライン１０の生産が管理される。
　部品実装ライン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５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、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を介してモータ（図示せず）で回転駆動する駆動装置７８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。
　次に、自動交換装置２６の位置を検出する位置検出装置８１の構成を図５及び図６に基づいて説明する。
　ゴム等の弾性材料で形成された有端のタイミングベルト８２が、ガイドレール７４に沿ってＸ方向に直線状に延びるように設けられている。このタイミングベルト８２の長さは部品実装機１２の設置台数分以上の長さ（部品実装ライン１０の長さ）、好ましくは、部品実装機１２の設置台数分の長さよりも少なくとも１台分以上長く形成されている。この場合、部品実装機１２の設置台数に合わせてタイミングベルト８２の余分な部分を切断する必要はなく、タイミングベルト８２の余分な部分をガイドレール７４の裏面等に張り付けたり、束ねる等して、タイミングベルト８２の余分な部分が邪魔にならないようにすれば良い。
　これに対し、自動交換装置２６には、タイミングベルト８２の歯と噛み合った状態を維持しながら自動交換装置２６と一緒に移動するタイミングプーリ８３が設けられている。タイミングプーリ８３を支持する支持機構８４は、タイミングプーリ８３の歯とタイミングベルト８２の歯との噛み合いが外れない範囲内でタイミングプーリ８３をタイミングベルト８２と直交する方向（本実施例では上下方向）に変位可能に支持するように構成され、タイミングプーリ８３をタイミングベルト８２に押し付ける方向に付勢する付勢手段８５（例えばスプリング等のばね、ゴム等の弾性部材）が設けられている。
　更に、自動交換装置２６には、タイミングプーリ８３の回転角を検出する回転角センサとして磁気式又は光学式のロータリエンコーダ８７が設けられている。このロータリエンコーダ８７は、タイミングプーリ８３が所定角度回転する毎にパルスを出力する正逆回転検出可能なロータリエンコーダであり、このロータリエンコーダ８７の出力パルスが自動交換装置２６の制御装置９０（図３参照）に入力される。
　この自動交換装置２６の制御装置９０は、ロータリエンコーダ８７の出力パルス（以下「エンコーダパルス」という）に基づいて自動交換装置２６の位置を検出する検出回路部としても機能し、自動交換装置２６の移動中（タイミングプーリ８３の回転中）は、エンコーダパルスをカウントし、そのカウント動作のアップ／ダウンをタイミングプーリ８３の回転方向（自動交換装置２６の移動方向）に応じて切り換えることで、エンコーダパルスのカウント値と自動交換装置２６の位置との対応関係を維持して、エンコーダパルスのカウント値に基づいて自動交換装置２６の位置を検出するようにしている。この際、エンコーダパルスのカウント動作は、電子回路（ハードウェア）で構成したアップダウンカウンタで行っても良いし、制御装置９０にインストールしたソフトウエアでアップダウンカウンタの機能を実現しても良い。
　本実施例では、タイミングプーリ８３を支持する支持機構８４は、タイミングプーリ８３の歯とタイミングベルト８２の歯との噛み合いが外れない範囲内でタイミングプーリ８３をタイミングベルト８２と直交する方向（Ｚ方向）に変位可能に支持するように構成され、タイミングプーリ８３をタイミングベルト８２に押し付ける方向に付勢する付勢手段８５が設けられているため、複数台の部品実装機１２の各々の設置位置のずれにより各部品実装機１２間に僅かな段差ができて、タイミングベルト８２に僅かな段差ができていても、その段差にタイミングプーリ８３を追従させて変位させてタイミングベルト８２との噛み合いを安定して維持することができ、各部品実装機１２間の段差に対しても自動交換装置２６の位置検出精度を安定して維持することができる。
　ところで、位置検出装置８１で自動交換装置２６の位置を検出する場合、少なくとも１箇所に基準位置を設定する必要があり、その基準位置からの自動交換装置２６の移動距離を、エンコーダパルスのカウント値で検出したタイミングプーリ８３の回転量（回転角）から測定して、その測定値から基準位置を基準にして自動交換装置２６の位置を検出して自動交換装置２６の移動を制御することになる。この場合、部品実装ライン１０を構成する複数台の部品実装機１２の各々が位置ずれなく正確に設置されていれば、基準位置が１箇所でも、その基準位置からの自動交換装置２６の移動距離（位置）と複数台の部品実装機１２の各々の位置との対応関係にずれが生じないが、実際には、複数台の部品実装機１２の各々が少しずつ位置ずれして設置されている可能性があるため、基準位置からの自動交換装置１２の移動距離（位置）と複数台の部品実装機１２の各々の位置との対応関係にずれが生じている可能性がある。この対応関係がずれていると、複数台の部品実装機１２の各々に対して自動交換装置２６の位置を精度良く制御できず、各部品実装機１２に対するフィーダ１４のセットミスや取り外しミスが発生する可能性がある。
　この対策として、本実施例では、部品実装ライン１０を構成する複数台の部品実装機１２のうちの２台以上（本実施例では全台）の部品実装機１２の各々に、基準位置を設定すると共に、自動交換装置２６の位置が部品実装機１２の基準位置と一致したときに基準位置検出信号を出力する基準位置検出用センサ９１（基準位置検出手段）を設け、自動交換装置２６の制御装置９０は、基準位置検出用センサ９１から基準位置検出信号が出力されたときに位置検出装置８１の検出位置（エンコーダパルスのカウント値）を部品実装機１２の基準位置と対応させるように補正する。このようにすれば、複数台の部品実装機１２のうちの２台以上の部品実装機１２の基準位置を基準にして自動交換装置２６の移動距離（位置）を検出できるため、基準位置からの自動交換装置２６の移動距離（位置）と複数台の部品実装機２６の各々の位置との対応関係のずれを低減又は無くすことができて、複数台の部品実装機１２の各々に対して自動交換装置２６の位置を精度良く制御することが可能となり、各部品実装機１２に対するフィーダのセットミスや取り外しミスを防止できる。
　この場合、部品実装機１２の設置時又は生産開始前のキャリブレーション動作時に駆動装置７８により自動交換装置２６を移動させて自動交換装置２６の位置が部品実装機１２の基準位置と一致したときの自動交換装置２６の検出位置（エンコーダパルスのカウント値）と部品実装機１２の基準位置との対応関係を自動交換装置２６の制御装置９０の不揮発性の記憶手段９２（例えばハードディスク、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等）に記憶しておき、自動交換装置２６の制御装置９０は、生産中に記憶手段９２の記憶データに基づいて位置検出装置８１の検出位置（エンコーダパルスのカウント値）を部品実装機１２の基準位置間で線形補間等で補間補正する。このようにすれば、部品実装機１２の基準位置間における自動交換装置２６の位置の検出精度も向上できる。
　ところで、生産開始時の基準位置検出処理（イニシャル処理）で自動交換装置２６を部品実装機１２の基準位置へ移動させて位置検出装置８１の検出位置（エンコーダパルスのカウント値）を当該部品実装機１２の基準位置と対応させるように補正する必要があるが、生産開始前の自動交換装置２６の停止位置が部品実装機１２の基準位置から遠く離れていると、生産開始時の基準位置検出処理に時間がかかり、その分、生産開始が遅れることになる。
　そこで、本実施例では、自動交換装置２６の制御装置９０は、生産開始時の基準位置検出処理で駆動装置７８により自動交換装置２６を最寄りの部品実装機１２の基準位置へ移動させて位置検出装置８１の検出位置（エンコーダパルスのカウント値）を当該部品実装機の基準位置と対応させるように補正するようにしている。このようにすれば、生産開始時の基準位置検出処理で自動交換装置２６を部品実装機１２の基準位置へ移動させるまでの距離を短くすることができて、生産開始時の基準位置検出処理の時間を短縮することができる。
　ここで、基準位置検出用センサ９１は、例えば、光センサ、近接センサ等の非接触型センサを用いても良いし、リミットスイッチ等の接触型スイッチを用いても良い。また、基準位置検出用センサ９１は、自動交換装置２６に設けても良いし、部品実装機１２に設けても良い。
　例えば、基準位置検出用センサ９１を自動交換装置２６に設ける場合は、複数台の部品実装機２６のうちの２台以上（本実施例では全台）の部品実装機１２の各々に、自動交換装置２６の位置が部品実装機１２の基準位置と一致したときに自動交換装置２６の基準位置検出用センサ９１で検出される基準部（図示せず）を設けるようにすれば良い。
　一方、基準位置検出用センサ９１を複数台の部品実装機１２のうちの２台以上の部品実装機１２の各々に設ける場合、自動交換装置２６には、当該自動交換装置２６の位置が部品実装機１２の基準位置と一致したときに当該部品実装機１２の基準位置検出用センサ９１で検出される基準部（図示せず）を設けるようにすれば良い。
　図３に示すように、自動交換装置２６の制御装置９０は、部品実装ライン１０の生産管理コンピュータ７０とネットワークで接続され、部品実装ライン１０の生産管理コンピュータ７０から送信されてくる生産ジョブの情報に従って、位置検出装置８１で自動交換装置２６の位置を検出しながら、駆動装置７８により自動交換装置２６を生産ジョブで指定された部品実装機１２の位置へ移動させて、当該部品実装機１２のフィーダセット部２４にフィーダ１４をセットしたり、取り外したりする動作を制御する。
　以上説明した本実施例では、自動交換装置２６を駆動輪７６で移動させる構成を採用して、スムーズな移動や低騒音化、耐久性向上等を実現しながら、複数台の部品実装機１２に跨がって設けたタイミングベルト８２に噛み合うタイミングプーリ８３の回転角をロータリエンコーダ８７で検出することで、駆動輪７６のスリップで生じる駆動輪７６の回転角と自動交換装置２６の移動距離との間の誤差をキャンセルして、自動交換装置２６の位置を精度良く検出することができる。しかも、位置検出装置８１を構成するタイミングベルト８２、タイミングプーリ８３、ロータリエンコーダ８７は、安価に市販されている量産品を使用できるため、位置検出装置８１を安価にコンパクトに構成できると共に、耐久性も確保でき、更に、部品実装機１２の設置時に１本のタイミングベルト８２を複数台の部品実装機１２に跨がって取り付けるだけで良いため、作業者の作業量も軽減できる。加えて、タイミングベルトの長さは、部品実装機の設置台数分以上の長さであれば良く、部品実装機１２の設置台数に合わせてタイミングベルト８２の余分な部分を切断する必要はなく、タイミングベルト８２の余分な部分を邪魔にならない場所に張り付けたり、束ねる等の対応が可能であり、部品実装機１２の設置台数（ライン長）の増減にも簡単な作業で対応できる。
　尚、上記実施例では、タイミングプーリ８３の回転角を検出する回転角センサとしてロータリエンコーダ８７を用いたが、レゾルバ等、他の回転角センサを用いても良い。
　その他、本発明は、上記実施例に限定されず、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、１１…回路基板、１２…部品実装機、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、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…駆動装置、８１…位置検出装置、８２…タイミングベルト、８３…タイミングプーリ、８４…支持機構、８５…付勢手段、８７…ロータリエンコーダ（回転角センサ）、９０…自動交換装置の制御装置（検出回路部）、９１…基準位置検出用センサ（基準位置検出手段）、９２…記憶手段

Claims (9)

  1. 　回路基板の搬送方向に沿って複数台の部品実装機を配列し、前記複数台の部品実装機で各部品実装機のフィーダセット部にセットしたフィーダにより供給される部品を前記回路基板に実装する部品実装ラインにおいて、
    　前記複数台の部品実装機の配列に沿って設けられた移動レーンを移動して前記各部品実装機のフィーダセット部への前記フィーダのセット及び取り外しを行う自動交換装置と、
    　前記移動レーンに沿って前記自動交換装置を駆動輪で移動させる駆動装置と、
    　前記自動交換装置の位置を検出する位置検出装置と、
    　前記位置検出装置の検出結果に基づいて前記駆動装置により前記自動交換装置を指示された位置まで移動させる制御装置とを備え、
    　前記位置検出装置は、前記複数台の部品実装機に跨がって前記移動レーンに沿って直線状に延びるように設けられた有端のタイミングベルトと、前記タイミングベルトの歯と噛み合った状態を維持しながら前記自動交換装置と一緒に移動するタイミングプーリと、前記タイミングプーリの回転角を検出する回転角センサと、前記回転角センサの出力信号に基づいて前記自動交換装置の位置を検出する検出回路部とを備えていることを特徴とする部品実装ライン。
  2. 　前記回転角センサは、前記タイミングプーリが所定角度回転する毎にパルスを出力する正逆回転検出可能なロータリエンコーダであり、
    　前記検出回路部は、前記ロータリエンコーダの出力パルス（以下「エンコーダパルス」という）をカウントし、そのカウント動作のアップ／ダウンを前記タイミングプーリの回転方向に応じて切り換えることで、前記エンコーダパルスのカウント値と前記自動交換装置の位置との対応関係を維持して、前記エンコーダパルスのカウント値に基づいて前記自動交換装置の位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の部品実装ライン。
  3. 　前記複数台の部品実装機のうちの２台以上の部品実装機の各々には、基準位置が設定され、
    　前記自動交換装置の位置が前記部品実装機の基準位置と一致したときに基準位置検出信号を出力する基準位置検出手段が設けられ、
    　前記位置検出装置は、前記基準位置検出手段から前記基準位置検出信号が出力されたときに前記検出回路部の検出位置を前記部品実装機の基準位置と対応させるように補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の部品実装ライン。
  4. 　前記位置検出装置は、前記部品実装機の設置時又は生産開始前のキャリブレーション動作時に前記駆動装置により前記自動交換装置を移動させて前記自動交換装置の位置が前記部品実装機の基準位置と一致したときの前記検出回路部の検出位置と前記部品実装機の基準位置との対応関係を記憶手段に記憶しておき、生産中に前記記憶手段の記憶データに基づいて前記検出回路部の検出位置を前記部品実装機の基準位置間で補間補正することを特徴とする請求項３に記載の部品実装ライン。
  5. 　前記位置検出装置は、生産開始時の基準位置検出処理で前記駆動装置により前記自動交換装置を最寄りの部品実装機の基準位置へ移動させて前記検出回路部の検出位置を当該部品実装機の基準位置と対応させるように補正することを特徴とする請求項４に記載の部品実装ライン。
  6. 　前記基準位置検出手段は、前記自動交換装置に設けられ、
    　前記複数台の部品実装機のうちの２台以上の部品実装機の各々には、前記自動交換装置の位置が前記部品実装機の基準位置と一致したときに前記自動交換装置の前記基準位置検出手段で検出される基準部が設けられていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の部品実装ライン。
  7. 　前記基準位置検出手段は、前記複数台の部品実装機のうちの２台以上の部品実装機の各々に設けられ、
    　前記自動交換装置には、当該自動交換装置の位置が前記部品実装機の基準位置と一致したときに当該部品実装機の前記基準位置検出手段で検出される基準部が設けられていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の部品実装ライン。
  8. 　前記タイミングベルトは、前記部品実装機の設置台数分の長さよりも少なくとも１台分以上長く形成され、前記部品実装機の設置台数の少なくとも１台以上の増加に対して前記タイミングベルトを継ぎ足すことなく対応できるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の部品実装ライン。
  9. 　前記位置検出装置は、前記タイミングプーリの歯と前記タイミングベルトの歯との噛み合いが外れない範囲内で前記タイミングプーリを前記タイミングベルトと直交する方向に変位可能に支持する支持機構と、前記タイミングプーリを前記タイミングベルトに押し付ける方向に付勢する付勢手段とを備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の部品実装ライン。
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