WO2018109921A1

WO2018109921A1 - 作業機

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Publication number: WO2018109921A1
Application number: PCT/JP2016/087526
Authority: WO
Inventors: 山本　泰之
Original assignee: 株式会社Ｆｕｊｉ
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2018-06-21
Also published as: US20190364706A1; JP6781269B2; EP3557967A4; EP3557967A1; CN110050523B; JPWO2018109921A1; CN110050523A; EP3557967B1; US11153999B2

Abstract

装着機１４では、ノズルステーション３０と装着ヘッド２６との間で吸着ノズル６０の交換が実行されることで、複数の吸着ノズルを用いた作業が実行される。また、ノズルステーションにおける交換回数が多い吸着ノズルほど、ノズルステーションの収容部７８とパーツカメラ２９との間の距離が短くなるように、ノズルステーションにおける吸着ノズルの載置位置が設定されている。そして、装着作業時に吸着ノズルが交換される際に、装着ヘッドに装着されている吸着ノズルが、設定された載置位置に応じた載置部に返還される。これにより、ノズルステーションにおける載置位置が、設定された載置位置に並べ替えられ、ノズル交換時における装着ヘッドの移動距離を短くすることが可能となり、ノズル交換に要する時間の短縮を図ることが可能となる。

Description

作業機

　本発明は、作業ヘッドと保持具ステーションとの間で保持具の交換が実行されることで、複数の保持具を用いた作業を実行可能な作業機に関するものである。

　作業機には、作業ヘッドと保持具ステーションとの間で保持具の交換が実行されることで、複数の保持具を用いた作業を行うものがある。詳しくは、保持具ステーションは、保持具を載置するための載置部を複数有しており、複数の載置部のうちの任意のものに保持ヘッドに装着されている保持具が載置され、その任意のもの以外のものに載置されている保持具が保持ヘッドに装着されることで、保持ヘッドと保持具ステーションとの間で保持具の交換が行われる。下記特許文献には、そのような作業機の一例が記載されている。

特開２００２－２０８７９８号公報

　保持具の交換を行うことで、複数の保持具を用いた作業を行うことが可能となるが、保持具の交換に要する時間が長くなると、サイクルタイムの短縮を図ることができない。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、保持具の交換に要する時間の短縮を課題とする。

　上記課題を解決するために、本明細書は、部品を保持する保持具が着脱可能に装着され、装着された前記保持具により作業を行う作業ヘッドと、前記保持具を載置するための載置部を複数有し、複数の前記載置部のうちの任意のものに前記作業ヘッドに装着されている前記保持具が載置され、前記任意のもの以外のものに載置されている前記保持具が前記作業ヘッドに装着されることで、前記作業ヘッドとの間で前記保持具の交換が行われる保持具ステーションと、前記保持具ステーションにおいて前記保持具を交換させて、複数の前記保持具を用いた作業を前記作業ヘッドに実行させる制御装置とを備え、前記制御装置が、前記作業ヘッドによる作業が実行される前に、前記複数の載置部に載置された複数の前記保持具のうちの任意のものを前記保持具ステーションにおいて前記作業ヘッドに装着する装着部と、前記作業ヘッドによる作業で用いられる前記複数の保持具の各々の前記保持具ステーションにおける載置位置が所定の条件に従って設定されており、その設定されている載置位置を設定載置位置と定義した場合に、前記作業ヘッドによる作業が実行されている間に、前記保持具ステーションにおける前記保持具の交換が行われる際に、前記作業ヘッドに装着されている前記保持具を、その保持具が載置されていた前記載置部に関わらず、前記設定載置位置に応じた前記載置部に返還する返還部とを有する作業機を開示する。

　本開示によれば、装着作業時に保持具が交換される際に、作業ヘッドに装着されている保持具が、予め設定された載置位置に応じた載置部に返還される。これにより、保持具が保持具ステーションに返還されることを利用して、保持具ステーションにおける保持具の載置位置を、例えば、保持具の交換に要する時間が短くなるように設定された載置位置に並べ替えることが可能となる。

電子部品装着装置を示す斜視図である。吸着ノズルを示す斜視図である。制御装置を示すブロック図である。ノズルステーションにおける吸着ノズルの収容位置を示す概念図である。ノズルステーションにおける吸着ノズルの収容位置の優先順位を示す概念図である。ノズルステーションにおける吸着ノズルの収容位置を示す概念図である。ノズルステーションにおける吸着ノズルの収容位置を示す概念図である。ノズルステーションにおける吸着ノズルの収容位置を示す概念図である。ノズルステーションにおける吸着ノズルの収容位置を示す概念図である。ノズルステーションにおける吸着ノズルの収容位置を示す概念図である。

　以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

　（Ａ）電子部品装着装置の構成
　図１に、電子部品装着装置１０を示す。電子部品装着装置１０は、１つのシステムベース１２と、そのシステムベース１２の上に隣接された２台の電子部品装着機（以下、「装着機」と略す場合がある）１４とを有している。なお、装着機１４の並ぶ方向をＸ軸方向と称し、その方向に直角な水平の方向をＹ軸方向と称する。

　各装着機１４は、主に、装着機本体２０、搬送装置２２、装着ヘッド移動装置（以下、「移動装置」と略す場合がある）２４、装着ヘッド２６、供給装置２７、マークカメラ（図３参照）２８、パーツカメラ２９、ノズルステーション３０、制御装置（図３参照）３１を備えている。装着機本体２０は、フレーム部３２と、そのフレーム部３２に上架されたビーム部３４とによって構成されている。

　搬送装置２２は、２つのコンベア装置４０，４２を備えている。それら２つのコンベア装置４０，４２は、互いに平行、かつ、Ｘ軸方向に延びるようにフレーム部３２に配設されている。２つのコンベア装置４０，４２の各々は、電磁モータ（図３参照）４６によって各コンベア装置４０，４２に支持される回路基板をＸ軸方向に搬送する。また、回路基板は、所定の位置において、基板保持装置（図３参照）４８によって固定的に保持される。

　移動装置２４は、ＸＹロボット型の移動装置である。移動装置２４は、スライダ５０をＸ軸方向にスライドさせる電磁モータ（図３参照）５２と、Ｙ軸方向にスライドさせる電磁モータ（図３参照）５４とを備えている。スライダ５０には、装着ヘッド２６が取り付けられており、その装着ヘッド２６は、２つの電磁モータ５２，５４の作動によって、フレーム部３２上の任意の位置に移動させられる。

　装着ヘッド２６は、回路基板に対して電子部品を装着するものである。装着ヘッド２６は、１つの装着ユニット（図示省略）を備えており、装着ユニットの先端部に、吸着ノズル６０が装着される。つまり、装着ヘッド２６は、１個の吸着ノズル６０を保持するタイプのヘッドである。吸着ノズル６０は、図２に示すように、胴体筒６２とフランジ部６４と吸着管６６と掛止ピン６８とによって構成されている。胴体筒６２は、円筒状をなし、フランジ部６４は、胴体筒６２の外周面に張り出すようにして固定されている。そのフランジ部６４の上面には、２Ｄコード６９が記されている。２Ｄコード６９は、吸着ノズル６０の固有情報を識別するための識別記号である。

　また、吸着管６６は、細いパイプ状をなし、胴体筒６２の下端部から下方に向かって延び出した状態で、胴体筒６２に軸線方向に移動可能に保持されている。掛止ピン６８は、胴体筒６２の径方向に延びるように、胴体筒６２の上端部に設けられている。吸着ノズル６０は、掛止ピン６８を利用して、装着ユニットにワンタッチで着脱可能に装着される。そして、装着ユニットに装着された吸着ノズル６０は、負圧エア，正圧エア通路を介して、正負圧供給装置（図３参照）７０に連通する。これにより、吸着ノズル６０は、負圧によって電子部品を吸着保持し、保持した電子部品を正圧によって離脱する。また、装着ユニットは、ユニット昇降装置（図３参照）７１によって昇降する。これにより、吸着ノズル６０に吸着保持された電子部品の上下方向の位置が変更される。

　供給装置２７は、フィーダ型の供給装置であり、図１に示すように、複数のテープフィーダ７２を有している。テープフィーダ７２は、テープ化部品を巻回させた状態で収容している。テープ化部品は、電子部品がテーピング化されたものである。そして、テープフィーダ７２は、送り装置（図３参照）７４によって、テープ化部品を送り出す。これにより、フィーダ型の供給装置２７は、テープ化部品の送り出しによって、電子部品を供給位置において供給する。

　マークカメラ（図３参照）２８は、移動装置２４のスライダ５０に下を向いた状態で固定されており、移動装置２４の作動により任意の位置に移動する。これにより、マークカメラ２８は、フレーム部３２の任意の位置を撮像する。また、パーツカメラ２９は、フレーム部３２の上面において、搬送装置２２と供給装置２７との間に、上を向いた状態で配設されている。これにより、パーツカメラ２９は、装着ヘッド２６に装着された吸着ノズル６０，吸着ノズル６０に保持された部品などを撮像する。

　ノズルステーション３０は、ノズルトレイ７６を有している。ノズルトレイ７６には、吸着ノズル６０を収容するための収容部７８が複数、形成されている。このノズルステーション３０では、装着ヘッド２６に装着されている吸着ノズル６０と、ノズルトレイ７６の収容部７８に収容されている吸着ノズル６０との交換等が、自動で行われる。また、ノズルトレイ７６は、ノズルステーション３０に着脱可能であり、ノズルトレイ７６に収容された吸着ノズル６０の交換等を装着機１４の外部において行うことが可能である。

　制御装置３１は、図３に示すように、コントローラ１００と、複数の駆動回路１０２とを備えている。複数の駆動回路１０２は、上記電磁モータ４６，５２，５４、基板保持装置４８、正負圧供給装置７０、ユニット昇降装置７１、送り装置７４に接続されている。コントローラ１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１０２に接続されている。これにより、搬送装置２２、移動装置２４等の作動が、コントローラ１００によって制御される。また、コントローラ１００は、画像処理装置１０６にも接続されている。画像処理装置１０６は、マークカメラ２８及びパーツカメラ２９により撮像された撮像データを処理するための装置である。これにより、コントローラ１００は、撮像データから各種情報を取得する。

　（Ｂ）装着機による装着作業
　装着機１４では、上述した構成によって、搬送装置２２に保持された回路基板に対して、装着ヘッド２６によって装着作業を行うことが可能である。具体的には、コントローラ１００の指令により、回路基板が作業位置まで搬送され、その位置において、回路基板が、基板保持装置４８によって固定的に保持される。次に、マークカメラ２８が、コントローラ１００の指令により、回路基板の上方に移動し、回路基板を撮像する。これにより、回路基板の保持位置等に関する情報が得られる。また、テープフィーダ７２は、コントローラ１００の指令により、テープ化部品を送り出し、電子部品を供給位置において供給する。そして、装着ヘッド２６が、コントローラ１００の指令により、電子部品の供給位置の上方に移動し、吸着ノズル６０によって電子部品を吸着保持する。続いて、装着ヘッド２６が、パーツカメラ２９の上方に移動し、吸着ノズル６０によって保持された電子部品が、パーツカメラ２９によって撮像される。これにより、部品の保持姿勢等に関する情報が得られる。そして、装着ヘッド２６が、回路基板の上方に移動し、回路基板の保持位置，電子部品の保持姿勢等に基づいて、電子部品を回路基板に装着する。

　また、回路基板に装着される電子部品のサイズ，形状等に応じて、装着ヘッド２６に装着される吸着ノズル６０が交換される。具体的には、例えば、小さな電子部品の装着作業時には、小さなノズル径、つまり、小径の吸着ノズル６０が用いられ、大きな電子部品の装着作業時には、大きなノズル径、つまり、大径の吸着ノズル６０が用いられる。このため、装着ヘッド２６に小径の吸着ノズル６０が装着されており、その小径の吸着ノズル６０による装着作業が完了すると、装着ヘッド２６は、ノズルステーション３０の上方に移動する。なお、ノズルステーション３０のノズルトレイ７６では、複数の収容部７８のうちの１の収容部７８に、大径の吸着ノズル６０が収容されており、別の１の収容部７８は空の状態、つまり、吸着ノズル６０が収容されていない状態とされている。

　そして、ノズルステーション３０の上に移動した装着ヘッド２６に装着されている吸着ノズル６０が、ノズルトレイ７６の空の状態の収容部７８に収容される。これにより、装着ヘッド２６は、吸着ノズル６０が装着されていない状態とされる。続いて、収容部７８に収容されている大径の吸着ノズル６０が、装着ヘッド２６に装着される。これにより、ノズルステーション３０における吸着ノズル６０の交換作業が完了する。そして、吸着ノズル６０の交換作業が完了すると、装着ヘッド２６が、パーツカメラ２９の上方に移動し、装着ヘッド２６に装着されている吸着ノズル６０が、パーツカメラ２９によって撮像される。これにより、装着ヘッド２６に装着されている吸着ノズル６０に関する情報が得られ、装着ヘッド２６に適切な吸着ノズル６０、つまり、大径の吸着ノズル６０が装着されているか否かが確認される。この際、装着ヘッド２６に適切な吸着ノズル６０が装着されていることが確認されると、その吸着ノズル６０を用いた装着作業が実行される。このように、装着対象の電子部品に応じて吸着ノズル６０を交換することで、種々のサイズ，形状の電子部品を回路基板に装着することが可能となる。

　（Ｃ）吸着ノズルのノズルトレイへの収容位置
　上述したように、ノズルステーション３０において吸着ノズル６０の交換作業が完了した後に、装着ヘッド２６に装着されている吸着ノズル６０がパーツカメラ２９によって撮像され、適切な吸着ノズル６０が装着ヘッド２６に装着されているか否かが確認される。この際、装着ヘッド２６の移動距離、つまり、吸着ノズル６０の交換位置とパーツカメラ２９の配設位置との間の距離を少なくすることで、サイクルタイムの短縮を図ることが可能となる。つまり、ノズル交換時の装着ヘッド２６の移動距離を少なくするように、吸着ノズル６０をノズルステーション３０のノズルトレイ７６に収容することで、サイクルタイムの短縮を図ることが可能となる。しかしながら、実際には、作業者が、装着作業に必要な複数の吸着ノズル６０をランダムにノズルトレイ７６に収容している。

　詳しくは、ノズルステーション３０のノズルトレイ７６には、図４に示すように、３行３列に並べられた状態で、９個の収容部７８が形成されている。ちなみに、それら９個の収容部７８を区別する場合には、収容部７８ａ～７８ｉと記載する。そして、例えば、ノズル径が１ｍｍの吸着ノズル（以下、「吸着ノズル（１ｍｍ）」と記載する場合がある）と、ノズル径が２ｍｍの吸着ノズル（以下、「吸着ノズル（２ｍｍ）」と記載する場合がある）と、ノズル径が３ｍｍの吸着ノズル（以下、「吸着ノズル（３ｍｍ）」と記載する場合がある）と、ノズル径が５ｍｍの吸着ノズル（以下、「吸着ノズル（５ｍｍ）」と記載する場合がある）との４種類の吸着ノズル６０が、装着作業に必要な場合には、それら４種類の吸着ノズル６０が、作業者によってランダムに９個の収容部７８のうちの４個の収容部７８に収容される。図４では、吸着ノズル（３ｍｍ）が収容部７８ａに、吸着ノズル（２ｍｍ）が収容部７８ｂに、吸着ノズル（５ｍｍ）が収容部７８ｃに、吸着ノズル（１ｍｍ）が収容部７８ｄに、それぞれ、収容されている。なお、図４には、各収容部７８の内部に、ノズル径が記載されているが、実際の収容部７８にノズル径は記載されていない。また、作業者は、ノズルトレイ７６をノズルステーション３０から取り外し、装着機１４の外部において、ノズルトレイ７６に吸着ノズル６０を収容する。

　そして、ノズルトレイ７６がノズルステーション３０に戻されると、ノズルトレイ７６に収容されている吸着ノズル６０が、装着ヘッド２６に装着される。具体的には、マークカメラ２８が、ノズルステーション３０の上方に移動され、マークカメラ２８によってノズルトレイ７６が撮像される。そして、撮像データに基づいて、９個の収容部７８のうちの何れの収容部７８に吸着ノズル６０が収容されており、何れの収容部７８が空の状態であるかが、コントローラ１００によって特定される。また、撮像時には、収容部７８に収容されている吸着ノズル６０の２Ｄコード６９も撮像されるため、その２Ｄコード６９の撮像データに基づいて、各収容部７８に収容されている吸着ノズル６０の種類も特定される。これにより、図４に示す態様で、ノズルトレイ７６に４種類の吸着ノズル６０が収容されていると特定される。

　次に、ノズルトレイ７６への吸着ノズル６０の収容位置が特定されると、装着作業に必要な吸着ノズル６０が装着ヘッド２６に装着され、装着ヘッド２６に装着された吸着ノズル６０により装着作業が実行される。例えば、装着作業に吸着ノズル（１ｍｍ）が必要な場合には、装着ヘッド２６が収容部７８ｄの上方に移動し、吸着ノズル（１ｍｍ）が装着ヘッド２６に装着される。そして、吸着ノズル（１ｍｍ）による装着作業が完了すると、その吸着ノズル（１ｍｍ）は、収容部７８ｄに返還され、次の装着作業に必要な吸着ノズル６０が装着ヘッド２６に装着される。つまり、収容部７８から取り出され、装着ヘッド２６に装着された吸着ノズル６０は、その吸着ノズル６０による装着作業が完了すると、取り出される前に収容されていた収容部７８に返還される。このため、装着作業時の吸着ノズル６０の収容位置は、図４に示す態様の収容位置、つまり、作業者がランダムに収容した収容位置に維持される。

　しかしながら、図４に示す態様では、パーツカメラ２９に比較的近い収容部７８ｆ，７８ｉに、吸着ノズル６０が収容されず、パーツカメラ２９から比較的遠い収容部７８ａ，７８ｄに、吸着ノズル６０が収容される。このように、パーツカメラ２９から遠い収容部７８ａ，７８ｄに、吸着ノズル６０が収容されると、その収容部７８ａ，７８ｄに収容されている吸着ノズル６０が装着ヘッド２６に装着された後に、装着ヘッド２６がパーツカメラ２９の上方まで移動する際に、装着ヘッド２６の移動距離が長くなり、サイクルタイムが長くなる。

　このようなことに鑑みて、収容部７８とパーツカメラ２９との間の距離が短くなるように、吸着ノズル６０の収容位置が決定される。詳しくは、まず、収容部７８とパーツカメラ２９との間の距離が短い順に、優先順が設定される。つまり、図５に示すように、９個の収容部７８のうちの中段の右に位置する収容部７８ｆに、優先順の１番が設定され、下段及び上段の右に位置する収容部７８ｃ，７８ｉに、優先順の２番が設定される。次に、中段の中央に位置する収容部７８ｅに、優先順の３番が設定され、下段及び上段の中央に位置する収容部７８ｂ，７８ｈに、優先順の４番が設定される。そして、中段の左に位置する収容部７８ｄに、優先順の５番が設定され、下段及び上段の左に位置する収容部７８ａ，７８ｇに、優先順の５番が設定される。なお、図５には、各収容部７８の内部に、優先順の番号が記載されているが、実際の収容部７８に優先順の番号は記載されていない。

　そして、装着作業で用いられる上記４種類の吸着ノズル６０の収容位置が、優先順の高い収容部７８に決定される。具体的には、収容部７８ｃ，収容部７８ｅ，収容部７８ｆ，収容部７８ｉ（図中黒色で示す収容部７８）が、４種類の吸着ノズル６０の収容位置として決定される。つまり、パーツカメラ２９に比較的近い収容部７８ｃ，７８ｆ，７８ｉが、吸着ノズル６０の収容位置として決定され、パーツカメラ２９から比較的遠い収容部７８ａ，７８ｄ，７８ｇは、吸着ノズル６０の収容位置として決定されない。これにより、収容部７８ｃ，７８ｆ，７８ｉに収容されている吸着ノズル６０が装着ヘッド２６に装着された後に、装着ヘッド２６がパーツカメラ２９の上方まで移動する際に、装着ヘッド２６の移動距離を短くすることが可能となり、サイクルタイムが短くなる。

　このように設定された優先順に従って、装着作業で用いられる複数の吸着ノズル６０の各々の収容位置が決定されるが、吸着ノズル６０の交換回数を考慮することで、更なるサイクルタイムの短縮を図ることが可能となる。詳しくは、吸着ノズル６０の交換により、装着ヘッド２６に新たに吸着ノズル６０が装着された後には、装着ヘッド２６は、ノズルステーション３０の上方からパーツカメラ２９の上方に移動するため、吸着ノズル６０の交換回数が多いほど、装着ヘッド２６のノズルステーション３０からパーツカメラ２９への移動回数も多くなる。このため、交換回数が多い吸着ノズル６０ほど、収容部７８とパーツカメラ２９との間の距離が短くなるように、複数の吸着ノズル６０の各々の収容位置を決定することで、装着ヘッド２６の移動距離を更に短くし、更なるサイクルタイムの短縮を図ることが可能となる。つまり、複数の吸着ノズル６０の各々の収容位置を、交換回数が多いほど、優先順の高い収容部７８に決定することで、装着ヘッド２６の移動距離を更に短くし、更なるサイクルタイムの短縮を図ることが可能となる。

　このため、例えば、吸着ノズル（１ｍｍ）の交換回数が５回であり、吸着ノズル（２ｍｍ）の交換回数が４回であり、吸着ノズル（３ｍｍ）の交換回数が３回であり、吸着ノズル（５ｍｍ）の交換回数が２回である場合には、図６に示す態様の収容位置が決定される。この態様では、交換回数が５回の吸着ノズル（１ｍｍ）の収容位置が中段の右の収容部７８ｆに、交換回数が４回の吸着ノズル（２ｍｍ）の収容位置が上段の右の収容部７８ｉに、交換回数が３回の吸着ノズル（３ｍｍ）の収容位置が下段の右の収容部７８ｃに、交換回数が２回の吸着ノズル（５ｍｍ）の収容位置が中段の中央の収容部７８ｅに決定される。なお、収容部７８ｃの優先順と収容部７８ｉの優先順とは同じであるため、吸着ノズル（２ｍｍ）の収容位置と吸着ノズル（３ｍｍ）の収容位置とを交換することが可能であるが、それらを交換しても、殆ど同じであるため、図６に示す態様を、上記４種類の吸着ノズル６０の収容位置として決定する。

　このように決定された収容位置に、吸着ノズル６０を収容することで、ノズル交換時における装着ヘッド２６の移動距離を短くし、サイクルタイムの短縮を図ることが可能となる。つまり、上記手法で決定された吸着ノズル６０の収容位置は、サイクルタイムの短縮を図るための最適な収容位置であり、上記手法で決定された吸着ノズル６０の収容位置を最適収容位置と記載する。そして、作業者が、最適収容位置を参照し、ノズルトレイ７６に吸着ノズル６０を収容することで、サイクルタイムの短縮を図ることが可能となる。しかしながら、作業者に、最適収容位置への吸着ノズル６０の収容を強いることは、作業者の負担になる。

　そこで、作業者がランダムに吸着ノズル６０をノズルトレイ７６に収容し、ノズルステーション３０において、段取作業として装着作業が開始される前に、ランダムに収容された吸着ノズル６０を、装着ヘッド２６によって自動で最適収容位置に並べ替えることが考えられる。しかしながら、段取作業として、吸着ノズル６０の並べ替えが実行されると、装着作業の開始が遅れ、サイクルタイムが長くなる虞がある。

　このようなことに鑑みて、装着機１４では、装着作業が実行されている間に、ノズルステーション３０における吸着ノズル６０の交換が実行される際に、装着ヘッド２６に装着されている吸着ノズル６０が、最適収容位置に応じた収容部７８に返還される。つまり、従来は、ノズル交換時に、装着ヘッド２６に装着されている吸着ノズル６０は、その吸着ノズル６０が収容されていた収容部（以下、「元収容部」と記載する場合がある）に返還されていたが、装着機１４では、装着ヘッド２６に装着されている吸着ノズル６０が、元収容部に関わらず、最適収容位置に応じた収容部７８に返還される。

　具体的に、作業者が図４に示す態様で上記４種類の吸着ノズル６０を収容し、図６に示す態様の収容位置が最適収容位置としてコントローラ１００に記憶されている場合について説明する。なお、装着作業時に用いられる吸着ノズル６０の順番は、吸着ノズル（１ｍｍ）、吸着ノズル（２ｍｍ）、吸着ノズル（３ｍｍ）、吸着ノズル（５ｍｍ）とする。まず、吸着ノズル（１ｍｍ）による装着作業を実行するべく、吸着ノズル（１ｍｍ）が、収容部７８ｄから装着ヘッド２６に装着される。これにより、収容部７８ｄが空の状態となる。なお、コントローラ１００は、装着ヘッド２６への装着により空となった収容部７８ｄを記憶する。

　そして、吸着ノズル（１ｍｍ）による装着作業が完了すると、その吸着ノズル（１ｍｍ）の最適収容位置（図６参照）、つまり、収容部７８ｆが空の状態であるか否かが、コントローラ１００によって判断される。コントローラ１００は、上述したように、マークカメラ２８による撮像データに基づいて、図４に示す態様の収容位置を演算し、記憶している。また、コントローラ１００は、装着ヘッド２６への装着により空となった収容部７８を記憶している。つまり、コントローラ１００は、ノズル交換に伴って継時的に変化するノズルトレイ７６への吸着ノズル６０の収容状態を、常に記憶している。このため、コントローラ１００は、所定の収容部に吸着ノズル６０が収容されているか否か、つまり、所定の収容部７８の吸着ノズル６０の有無を判断することができる。

　そして、吸着ノズル（１ｍｍ）の最適収容位置（図６参照）である収容部７８ｆに、吸着ノズル６０が収容されていないと判断されると、図７に示すように、その収容部７８ｆに、吸着ノズル（１ｍｍ）が返還される。なお、コントローラ１００は、吸着ノズル（１ｍｍ）の新たな収容位置として、収容部７８ｆを記憶する。次に、吸着ノズル（２ｍｍ）による装着作業を実行するべく、吸着ノズル（２ｍｍ）が、収容部７８ｂから装着ヘッド２６に装着される。これにより、収容部７８ｂが空の状態となり、コントローラ１００は、装着ヘッド２６への装着により空となった収容部７８ｂを記憶する。

　そして、吸着ノズル（２ｍｍ）による装着作業が完了すると、その吸着ノズル（２ｍｍ）の最適収容位置（図６参照）、つまり、収容部７８ｉが空の状態であるか否かが、コントローラ１００によって判断される。この際、コントローラ１００に記憶されているノズルトレイ７６への吸着ノズル６０の収容状態に基づいて、吸着ノズル（２ｍｍ）の最適収容位置（図６参照）である収容部７８ｉに、吸着ノズル６０が収容されていないと判断される。これにより、図８に示すように、その収容部７８ｉに、吸着ノズル（２ｍｍ）が返還される。なお、コントローラ１００は、吸着ノズル（２ｍｍ）の新たな収容位置として、収容部７８ｉを記憶する。

　続いて、吸着ノズル（３ｍｍ）による装着作業を実行するべく、吸着ノズル（３ｍｍ）が、収容部７８ａから装着ヘッド２６に装着される。これにより、収容部７８ａが空の状態となり、コントローラ１００は、装着ヘッド２６への装着により空となった収容部７８ａを記憶する。そして、吸着ノズル（３ｍｍ）による装着作業が完了すると、その吸着ノズル（３ｍｍ）の最適収容位置（図６参照）、つまり、収容部７８ｃが空の状態であるか否かが、コントローラ１００によって判断される。

　この際、コントローラ１００に記憶されているノズルトレイ７６への吸着ノズル６０の収容状態に基づいて、吸着ノズル（３ｍｍ）の最適収容位置（図６参照）である収容部７８ｃに、吸着ノズル６０が収容されていると判断される。このように、装着ヘッド２６に装着されている吸着ノズル６０の返還予定位置、つまり、最適収容位置に応じた収容部７８に、別の吸着ノズルが収容されていると判断された場合には、返還予定位置と異なる収容部７８に、装着ヘッド２６に装着されている吸着ノズル６０が一旦返還される。つまり、返還予定位置と異なる収容部７８が、仮の収容部として決定され、その仮の収容部に、装着ヘッド２６に装着されている吸着ノズル６０が一旦返還される。

　なお、仮の収容部は、９個の収容部７８のうちの、吸着ノズル６０が収容されておらず、最適収容位置として決定されている収容部７８を除くものであって、返還予定位置に最も近いものに決定される。このため、図８に示す態様では、収容部７８ａ，７８ｃ，７８ｆ，７８ｉに既に吸着ノズル６０が収容されており、収容部７８ｅは吸着ノズル（５ｍｍ）の最適収容位置であり、返還予定位置は、収容部７８ｃであるため、仮の収容部として、収容部７８ｂが決定される。そして、図９に示すように、その収容部７８ｂに、吸着ノズル（３ｍｍ）が返還される。なお、コントローラ１００は、吸着ノズル（３ｍｍ）の新たな収容位置として、収容部７８ｂを記憶する。

　続いて、吸着ノズル（５ｍｍ）による装着作業を実行するべく、吸着ノズル（５ｍｍ）が、収容部７８ｃから装着ヘッド２６に装着される。これにより、収容部７８ｃが空の状態となり、コントローラ１００は、装着ヘッド２６への装着により空となった収容部７８ｃを記憶する。そして、吸着ノズル（５ｍｍ）による装着作業が完了すると、その吸着ノズル（５ｍｍ）の最適収容位置（図６参照）、つまり、収容部７８ｅが空の状態であるか否かが、コントローラ１００によって判断される。

　この際、コントローラ１００に記憶されているノズルトレイ７６への吸着ノズル６０の収容状態に基づいて、吸着ノズル（５ｍｍ）の最適収容位置（図６参照）である収容部７８ｅに、吸着ノズル６０が収容されていないと判断される。これにより、図１０に示すように、その収容部７８ｅに、吸着ノズル（５ｍｍ）が返還される。なお、コントローラ１００は、吸着ノズル（５ｍｍ）の新たな収容位置として、収容部７８ｅを記憶する。

　また、吸着ノズル（５ｍｍ）が新たな収容位置に収容されることで、吸着ノズル（３ｍｍ）の最適収容位置（図６参照）である収容部７８ｃが、空の状態となる。このため、吸着ノズル（３ｍｍ）が、仮の収容部、つまり、収容部７８ｂから装着ヘッド２６に装着される。この際、収容部７８ｂが空の状態となり、コントローラ１００は、装着ヘッド２６への装着により空となった収容部７８ｂを記憶する。そして、装着ヘッド２６に装着された吸着ノズル（３ｍｍ）が、吸着ノズル（３ｍｍ）の最適収容位置（図６参照）である収容部７８ｃに返還される。これにより、上記４種類の吸着ノズル６０の全てが、図６に示すように、最適収容位置に収容される。

　このように、装着機１４では、装着作業が実行されている途中に、ノズルステーション３０における吸着ノズル６０の交換が実行される毎に、装着ヘッド２６に装着されている吸着ノズル６０が、順次、最適収容位置に応じた収容部７８に返還される。つまり、装着作業時に吸着ノズル６０が交換される際に、吸着ノズル６０がノズルトレイ７６に返還されることを利用して、作業者によりランダムに収容された吸着ノズル６０が、最適収容位置に並べ替えられる。これにより、作業者の負担を増大させることなく、また、段取作業によって装着作業の開始を遅延させることなく、吸着ノズル６０を最適収容位置に収容することが可能となる。

　なお、コントローラ１００は、図３に示すように、装着部１１０と返還部１１２とを有している。装着部１１０は、作業者によってランダムに吸着ノズル６０が収容されたノズルトレイ７６から任意の吸着ノズル６０を装着ヘッド２６に装着するための機能部である。返還部１１２は、装着ヘッド２６に装着された吸着ノズル６０を、最適収容位置に応じた収容部７８に返還するための機能部である。

　ちなみに、上記実施例において、装着機１４は、作業機の一例である。装着ヘッド２６は、作業ヘッドの一例である。パーツカメラ２９は、撮像装置の一例である。ノズルステーション３０は、保持具ステーションの一例である。吸着ノズル６０は、保持具の一例である。収容部７８は、載置部の一例である。装着部１１０は、装着部の一例である。返還部１１２は、返還部の一例である。

　また、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、１個の吸着ノズル６０を保持するタイプの装着ヘッド２６が採用されているが、複数の吸着ノズル６０を保持するタイプの装着ヘッドを採用することが可能である。なお、１個の吸着ノズル６０を保持するタイプの装着ヘッド２６では、装着ヘッド２６に装着された吸着ノズル６０を、元収容部と異なる収容部７８に返還するために、作業者によるノズル収容時に、ノズルトレイ７６に吸着ノズル６０を満載することはできない。つまり、装着ヘッド２６に装着された吸着ノズル６０の返還用に、少なくとも１つの収容部７８を空の状態にしておく必要がある。一方、複数の吸着ノズル６０を保持するタイプの装着ヘッドでは、複数の吸着ノズル６０が装着ヘッドに装着されることで、複数の収容部７８が空の状態となるため、作業者によるノズル収容時に、ノズルトレイ７６に吸着ノズル６０を満載することが可能である。

　１４：装着機（作業機）　　２６：装着ヘッド（作業ヘッド）　　２９：パーツカメラ（撮像装置）　　３０：ノズルステーション（保持具ステーション）　　６０：吸着ノズル（保持具）　　７８：収容部（載置部）　　１１０：装着部　　１１２：返還部

Claims

　部品を保持する保持具が着脱可能に装着され、装着された前記保持具により作業を行う作業ヘッドと、
　前記保持具を載置するための載置部を複数有し、複数の前記載置部のうちの任意のものに前記作業ヘッドに装着されている前記保持具が載置され、前記任意のもの以外のものに載置されている前記保持具が前記作業ヘッドに装着されることで、前記作業ヘッドとの間で前記保持具の交換が行われる保持具ステーションと、
　前記保持具ステーションにおいて前記保持具を交換させて、複数の前記保持具を用いた作業を前記作業ヘッドに実行させる制御装置と
　を備え、
　前記制御装置が、
　前記作業ヘッドによる作業が実行される前に、前記複数の載置部に載置された複数の前記保持具のうちの任意のものを前記保持具ステーションにおいて前記作業ヘッドに装着する装着部と、
　前記作業ヘッドによる作業で用いられる前記複数の保持具の各々の前記保持具ステーションにおける載置位置が所定の条件に従って設定されており、その設定されている載置位置を設定載置位置と定義した場合に、前記作業ヘッドによる作業が実行されている間に、前記保持具ステーションにおける前記保持具の交換が行われる際に、前記作業ヘッドに装着されている前記保持具を、その保持具が載置されていた前記載置部に関わらず、前記設定載置位置に応じた前記載置部に返還する返還部と
　を有する作業機。
　前記返還部が、
　前記設定載置位置に応じた載置部に別の保持具が載置されている場合に、前記作業ヘッドに装着されている前記保持具を、前記設定載置位置に応じた載置部と異なる載置部に一旦返還し、前記保持具ステーションにおける前記別の保持具の交換に伴って、前記設定載置位置に応じた載置部が空いた後に、前記異なる載置部に一旦返還された前記保持具を、前記設定載置位置に応じた載置部に返還する請求項１に記載の作業機。
　前記作業機が、
　前記作業ヘッドに装着された前記保持具を撮像する撮像装置を備え、
　前記所定の条件が、
　前記保持具ステーションにおける交換回数が多い保持具ほど、前記載置部と前記撮像装置との間の距離が短くなるように、前記保持具ステーションにおける前記複数の保持具の各々の載置位置を設定する条件である請求項１または請求項２に記載の作業機。