JP5758540B2 - 部品実装機 - Google Patents

Description

本発明は、複数のフィーダを搭載した部品実装機に関する発明である。

従来より、特許文献１（特許第４７７７２０９号公報）に記載されているように、１台の部品実装機に多くのフィーダを搭載し、各フィーダから供給される部品を吸着ノズルで吸着して回路基板に実装するようにしている。部品実装機の稼働中は、該部品実装機に搭載した多くのフィーダに電源を供給し続けるようになっているが、予め生産ジョブで決められた順番で吸着ノズルに部品を吸着して回路基板に実装するため、該部品実装機に搭載した多くのフィーダは、部品吸着の順番が来るまで部品供給動作を停止して待機することになる。

このフィーダの待機期間中の消費電力を低減するために、特許文献１では、待機期間中にフィーダの部品供給動作の駆動源となるモータの通電モードを省電力モードに切り換えて、モータの消費電力を低減するようにしている。

特許第４７７７２０９号公報

しかし、上記特許文献１のように、フィーダの待機期間中にモータの通電モードを省電力モードに切り換えるだけでは、部品実装機に搭載した多くのフィーダの制御部に電源を供給し続けることになるため、部品実装機全体としての節電効果が少ない。しかも、フィーダの待機期間中にフィーダの制御部に電源を供給し続けると、フィーダの制御部が発熱してフィーダ周辺の空気温度が上昇し、フィーダ周辺の空気が乾燥して静電気が発生しやすくなる。このため、微小な部品を供給するフィーダでは、部品供給テープの上面から剥離したカバーテープ（トップテープ）に静電気が帯電してカバーテープに部品が引っ付きやすくなり、吸着ノズルで部品吸着のミスが発生しやすくなる。この静電気対策として、部品実装機のフィーダ搭載部に冷却ファンを設けて、フィーダ周辺の温度上昇を抑えて空気の乾燥を抑えたり、イオナイザーを設けてフィーダ周辺の静電気を除去する必要があり、静電気対策にコストがかかるという問題があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、部品実装機に搭載したフィーダの節電効果を大きくし、且つ、静電気対策のコストを低減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、請求項１に係る発明は、複数のフィーダを搭載した部品実装機において、前記複数のフィーダへの電源供給をフィーダ毎にオン／オフする複数の電源スイッチ手段と、前記各電源スイッチ手段のオン後に前記各フィーダの制御部との間で通信して各フィーダの識別情報（以下「フィーダＩＤ」という）を確認するフィーダＩＤ確認手段と、前記各電源スイッチ手段のオン／オフを制御する電源制御手段と、前記複数のフィーダから供給される部品を回路基板に実装する生産ジョブに基づいて該生産ジョブの実行中に各フィーダの部品供給動作を停止して待機する期間（以下「フィーダ待機期間」という）を判定するフィーダ待機期間判定手段とを備え、前記電源制御手段は、前記複数のフィーダのうち、前記フィーダ待機期間が少なくとも電源再投入後のフィーダの制御
部の立上がり及び前記フィーダＩＤの確認に要する時間（以下「電源再投入後動作準備時間」という）を越えるフィーダについては、該フィーダ待機期間の開始時に前記電源スイッチ手段をオフし、該フィーダ待機期間の終了時よりも少なくとも前記電源再投入後動作準備時間だけ前出ししたタイミングで該電源スイッチ手段をオンするようにしたものである。

この場合、フィーダへの電源供給をオフすると、電源再投入後に部品供給動作を開始できる状態になるまでには、少なくとも電源再投入後のフィーダの制御部の立上がり及びフィーダＩＤの確認に要する時間が「電源再投入後動作準備時間」として必要となる。この点を考慮して、本発明は、フィーダ待機期間が少なくとも電源再投入後動作準備時間を越えるフィーダについては、該フィーダ待機期間の開始時にフィーダへの電源供給をオフし、該フィーダ待機期間の終了時よりも少なくとも電源再投入後動作準備時間だけ前出ししたタイミングでフィーダに電源を再投入するようにしたものであり、これにより、フィーダ待機期間中にフィーダへの電源供給をオフして、節電効果を大きくできると共に、フィーダの制御部の発熱を無くすことができて、フィーダ周辺の空気の乾燥を抑えて静電気の発生を抑制することが可能となり、静電気対策のコストを低減できる。更に、フィーダ待機期間の終了時よりも少なくとも電源再投入後動作準備時間だけ前出ししたタイミングでフィーダに電源を再投入するため、フィーダ待機期間の終了後に直ちに部品供給動作を開始することが可能となり、生産ジョブで指定したタイミングで部品の供給・吸着・実装を実行でき、生産性を低下させずに済む。

ところで、フィーダ待機期間中にフィーダへの電源供給をオフすると、部品供給動作の駆動源であるモータの停止位置が振動等でずれる可能性がある。吸着ノズルに比較的大きい部品を吸着する場合は、フィーダ待機期間中のモータの停止位置のずれによる部品供給テープのずれ（部品の位置ずれ）はほとんど問題にならないため、吸着ノズルに部品を安定して吸着できるが、微小な部品を吸着する場合は、フィーダ待機期間中のモータの停止位置のずれによる部品供給テープのずれの影響が大きくなり、部品吸着ミスが発生する可能性がある。

この対策として、請求項２のように、電源制御手段は、各フィーダから供給される部品のサイズ又は該サイズに関連する情報（例えば部品供給テープのテープ幅やテープ送りピッチ等）を取得し、フィーダ待機期間中のモータの停止位置のずれの影響が大きい所定値以下のサイズの部品を供給するフィーダについては、フィーダ待機期間中に電源スイッチ手段をオフすることなくオン状態に維持するようにすると良い。このようにすれば、フィーダ待機期間中のモータの停止位置のずれの影響が大きい所定値以下のサイズの部品を供給するフィーダについては、フィーダ待機期間中も該フィーダに電源を供給して該フィーダのモータ停止位置を保持することが可能となり、フィーダ待機期間中の部品の位置ずれを防止できて、部品吸着ミスの発生を防止できる。

図１は本発明の一実施例における部品実装機の平面図である。 図２は部品実装機とフィーダとの電気的な接続関係を示すブロック図である。 図３はフィーダ電源オン／オフ制御の一例を示すタイムチャートである。 図４はフィーダ電源オン／オフ制御プログラムの処理の流れ示すフローチャートである。

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、部品実装機全体の構成を図１及び図２を用いて説明する。

図１に示すように、部品実装機１１には、回路基板１２をＸ方向に搬送するコンベア１３が設けられ、このコンベア１３の両側にそれぞれ多数のフィーダ１４が配列されている。コンベア１３と平行に設けられたＸスライドベース１５上に、回路基板１２の搬送方向（Ｘ方向）に移動するＸスライド１６が設けられ、このＸスライド１６にＹスライド（図示せず）を介して装着ヘッド１８が設けられている。この装着ヘッド１８には、フィーダ１４から供給される部品を吸着する吸着ノズル（図示せず）が下向きに保持されている。また、Ｘスライド１６には、吸着ノズルに吸着した部品の画像を取り込む画像取り込み部１９（カメラの光学系）が設けられ、この画像取り込み部１９がＸスライド１６と一体的にＸ方向に移動するように構成されている。

各フィーダ１４は、部品供給テープが巻回されたテープリールを装着したテープフィーダであり、図２に示すように、部品供給テープを部品吸着位置へ送るスプロケット（図示せず）を回転駆動するモータ２１と、部品供給テープの上面からカバーテープを剥離して巻き取るモータ２２と、各モータ２１，２２の起動／停止を制御する制御部２３等が設けられている。各モータ２１，２２は、ステッピングモータ、サーボモータ等で構成されている。各フィーダ１４を部品実装機１１のフィーダセット台（図示せず）に搭載したときに、各フィーダ１４のコネクタ２５が部品実装機１１側のコネクタ２６と接続され、各フィーダ１４と部品実装機１１との間がコネクタ２５，２６を介して電源線２７と信号線２８で電気的に接続される。

部品実装機１１には、各部の動作を制御する制御部３０が設けられていると共に、各フィーダ１４への電源供給をフィーダ１４毎にオン／オフする複数の電源スイッチ３１（電源スイッチ手段）が設けられている。部品実装機１１のフィーダセット台にフィーダ１４を搭載することで、該フィーダ１４の電源スイッチ３１が機械的にオンされ、該フィーダ１４への電源供給が開始されるように構成されている。

部品実装機１１の制御部３０は、各電源スイッチ３１のオン／オフを制御する電源制御手段として機能すると共に、各電源スイッチ３１のオン後に各フィーダ１４の制御部２３との間で通信して各フィーダ１４の識別情報（以下「フィーダＩＤ」という）や各フィーダ１４の状態を確認するフィーダＩＤ確認手段としても機能する。

また、部品実装機１１の制御部３０は、各フィーダ１４から供給される部品を回路基板１２に実装する生産ジョブ（生産プログラム）に基づいて該生産ジョブの実行中に各フィーダ１４の部品供給動作を停止して待機する期間（以下「フィーダ待機期間」という）を判定するフィーダ待機期間判定手段としても機能し、該部品実装機１１に搭載した多数のフィーダ１４のうち、フィーダ待機期間が後述する電源再投入後動作準備時間Ｔ（又はそれよりも若干長い時間）を越えるフィーダ１４については、該フィーダ待機期間の開始時に電源スイッチ３１をオフして該フィーダ１４への電源供給をオフし、その後、該フィーダ待機期間の終了時よりも電源再投入後動作準備時間Ｔ（又はそれよりも若干長い時間）だけ前出ししたタイミングで該電源スイッチ３１をオンして該フィーダ１４に電源を再投入するようにしている。この場合、電源再投入後動作準備時間Ｔは、電源再投入後のフィーダ１４の制御部２３の立上がり及びフィーダＩＤの確認に要する時間であり、電源再投入からフィーダ１４が部品供給動作を開始可能な状態になるまでに要する時間である。

ところで、フィーダ待機期間中にフィーダ１４への電源供給をオフすると、部品供給動作の駆動源であるスプロケット駆動用のモータ２１の停止位置が振動等でずれる可能性が
ある。吸着ノズルに比較的大きい部品を吸着する場合は、フィーダ待機期間中のモータ２１の停止位置のずれによる部品供給テープのずれ（部品の位置ずれ）はほとんど問題にならないため、吸着ノズルに部品を安定して吸着できるが、微小な部品を吸着する場合は、フィーダ待機期間中のモータ２１の停止位置のずれによる部品供給テープのずれの影響が大きくなり、部品吸着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、部品実装機１１の制御部３０は、予め、各フィーダ１４から供給される部品のサイズ又は該サイズに関連する情報（例えば部品供給テープのテープ幅やテープ送りピッチ等）を各フィーダ１４の制御部２３との通信により取得し（又は該制御部３０の記憶装置に格納された部品データベースからフィーダＩＤに対応する部品データを取得し）、フィーダ待機期間中のモータ２１の停止位置のずれの影響が大きい所定値以下のサイズの部品を供給するフィーダ１４については、フィーダ待機期間中に電源スイッチ３１をオフすることなくオン状態に維持して該モータ２１への通電を継続するようにしている。このようにすれば、フィーダ待機期間中のモータ２１の停止位置のずれの影響が大きい所定値以下のサイズの部品を供給するフィーダ１４については、フィーダ待機期間中も該フィーダ１４に電源を供給して該フィーダ１４のモータ２１の停止位置を保持することが可能となり、フィーダ待機期間中の部品供給テープの位置ずれを防止できて、部品吸着ミスの発生を防止できる。

以上説明した本実施例のフィーダ１４の電源オン／オフ制御の一例を図３のタイムチャートを用いて説明する。図３において、フィーダＡは、フィーダ待機期間中のモータ２１の停止位置のずれの影響が小さい、所定値より大きいサイズの部品を供給するフィーダ１４であり、フィーダＢは、フィーダ待機期間中のモータ２１の停止位置のずれの影響が大きい、所定値以下のサイズの部品を供給するフィーダ１４である。

所定値より大きいサイズの部品を供給するフィーダＡについては、次のフィーダ待機期間が到来する前に、該フィーダ待機期間が電源再投入後動作準備時間Ｔ（又はそれよりも若干長い時間）を越えるか否かを判定し、該フィーダ待機期間が電源再投入後動作準備時間Ｔ（又はそれよりも若干長い時間）を越えると判定した場合は、該フィーダ待機期間の開始時ｔ1 に、該フィーダＡの電源スイッチ３１をオフして該フィーダＡへの電源供給をオフする。この後、該フィーダ待機期間の終了時ｔ3 よりも電源再投入後動作準備時間Ｔ（又はそれよりも若干長い時間）だけ前出ししたタイミングｔ2 で、該フィーダＡの電源スイッチ３１をオンして該フィーダＡに電源を再投入する。これにより、該フィーダ待機期間が終了するまでに、該フィーダＡが部品供給動作を開始可能な状態に復帰して、該フィーダ待機期間の終了後に直ちに部品供給動作を開始する。

一方、図３のｔ6 〜ｔ7 のフィーダ待機期間については、電源再投入後動作準備時間Ｔ（又はそれよりも若干長い時間）を越えないと判定され、フィーダ待機期間中も該フィーダＡの電源スイッチ３１がオフされず、該フィーダＡへの電源供給が継続される。

一方、所定値以下のサイズの部品を供給するフィーダＢについては、図３のｔ4 〜ｔ5 のフィーダ待機期間が電源再投入後動作準備時間Ｔ（又はそれよりも若干長い時間）を越えても、該フィーダＢの電源スイッチ３１がオン状態に維持され、フィーダＢへの電源供給が継続される。これにより、フィーダ待機期間中にスプロケット駆動用のモータ２１が停止位置に保持され、部品供給テープの位置ずれが防止される。
次に、フィーダ待機期間中にフィーダ１４への電源供給をオフすることによる節電効果を説明する。

例えば、フィーダ１４の制御部２３の消費電力を６００［ｍＷ］、部品供給動作停止中の各モータ２１，２２の消費電力をそれぞれ６００［ｍＷ］とすると、フィーダ１４の１
台当たり、部品供給動作停止中でも合計１８００［ｍＷ］の電力を消費する。部品実装機１１に搭載した多数のフィーダ１４のうち、Ｎ台のフィーダ１４への電源供給をオフすれば、合計１８００×Ｎ［ｍＷ］の電力消費を節約することができ、大きな節電効果を得ることができる。

以上説明した本実施例のフィーダ１４の電源オン／オフ制御は、部品実装機１１の制御部３０によって図４のフィーダ電源オン／オフ制御プログラムに従って次のようにして実行される。図４のフィーダ電源オン／オフ制御プログラムは、部品実装機１１に搭載されたフィーダ１４毎に、所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう電源制御手段としての役割を果たす。

本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、フィーダ１４が供給する部品のサイズが所定値よりも大きいか否かを判定し、所定値以下と判定されれば、ステップ１０６に進み、該フィーダ１４の電源スイッチ３１をオン状態に維持して本プログラムを終了する。

これに対し、上記ステップ１０１で、フィーダ１４が供給する部品のサイズが所定値よりも大きいと判定されれば、ステップ１０２に進み、次のフィーダ待機期間が電源再投入後動作準備時間Ｔ（又はそれよりも若干長い時間）よりも長いか否かを判定し、該フィーダ待機期間が電源再投入後動作準備時間Ｔ（又はそれよりも若干長い時間）よりも短いと判定されれば、ステップ１０６に進み、該フィーダ１４の電源スイッチ３１をオン状態に維持又は切り換えて、本プログラムを終了する。

上記ステップ１０２で、次のフィーダ待機期間が電源再投入後動作準備時間Ｔ（又はそれよりも若干長い時間）よりも長いと判定されれば、ステップ１０３に進み、現時刻がフィーダ待機期間内であるか否かを判定し、フィーダ待機期間内でないと判定されれば、ステップ１０６に進み、該フィーダ１４の電源スイッチ３１をオン状態に維持又は切り換えて、本プログラムを終了する。

上記ステップ１０３で、現時刻がフィーダ待機期間内であると判定されれば、ステップ１０４に進み、現時刻が該フィーダ待機期間終了時より電源再投入後動作準備時間Ｔ（又はそれよりも若干長い時間）以上前であるか否かを判定する。その結果、現時刻が該フィーダ待機期間終了時より電源再投入後動作準備時間Ｔ（又はそれよりも若干長い時間）以上前であると判定されれば、ステップ１０５に進み、該フィーダ１４の電源スイッチ３１をオフ状態に維持又は切り換えて、本プログラムを終了する。

その後、現時刻が該フィーダ待機期間終了時より電源再投入後動作準備時間Ｔ（又はそれよりも若干長い時間）前のタイミングに到達した時点で、上記ステップ１０４で「Ｎｏ」と判定されて、ステップ１０６に進み、該フィーダ１４の電源スイッチ３１をオン状態に維持又は切り換えて、本プログラムを終了する。

以上説明した本実施例によれば、フィーダ待機期間が電源再投入後動作準備時間Ｔ（又はそれよりも若干長い時間）を越えるフィーダ１４については、該フィーダ待機期間の開始時にフィーダ１４への電源供給をオフし、その後、該フィーダ待機期間の終了時よりも電源再投入後動作準備時間Ｔ（又はそれよりも若干長い時間）だけ前出ししたタイミングでフィーダ１４に電源を再投入するようにしたので、フィーダ待機期間中にフィーダ１４への電源供給をオフして、節電効果を大きくできると共に、フィーダ１４の制御部２３の発熱を無くすことができて、フィーダ１４周辺の空気の乾燥を抑えて静電気の発生を抑制することが可能となり、静電気対策のコストを低減できる。更に、フィーダ待機期間の終了時よりも電源再投入後動作準備時間Ｔ（又はそれよりも若干長い時間）だけ前出しした
タイミングでフィーダ１４に電源を再投入するため、フィーダ待機期間の終了後に直ちに部品供給動作を開始することが可能となり、生産ジョブで指定したタイミングで部品の供給・吸着・実装を実行でき、生産性を低下させずに済む。

尚、本実施例の部品実装機１１は、コンベア１３の両側にそれぞれ多数のフィーダ１４を配列した構成としたが、コンベア１３の片側のみに多数のフィーダ１４を配列した構成としても良い。

また、部品実装機１１に搭載する複数のフィーダ１４は、テープフィーダのみに限定されず、部品実装機１１に搭載する複数のフィーダ１４の一部又は全部を、テープフィーダ以外のフィーダ（例えばバルクフィーダ、スティックフィーダ、トレイフィーダ等）に変更しても良い。

その他、本発明は、部品実装機１１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。

１１…部品実装機、１２…回路基板、１３…コンベア、１４…フィーダ、１８…装着ヘッド、２１…スプロケット駆動用モータ、２２…カバーテープ巻取り用モータ、２３…フィーダの制御部、２５，２６…コネクタ、２７…電源線、２８…信号線、３０…部品実装機の制御部（電源制御手段，フィーダＩＤ確認手段）、３１…電源スイッチ（電源スイッチ手段）

Claims (2)

1. 複数のフィーダを搭載した部品実装機において、
   前記複数のフィーダへの電源供給をフィーダ毎にオン／オフする複数の電源スイッチ手段と、
   前記各電源スイッチ手段のオン後に前記各フィーダの制御部との間で通信して各フィー
   ダの識別情報（以下「フィーダＩＤ」という）を確認するフィーダＩＤ確認手段と、
   前記各電源スイッチ手段のオン／オフを制御する電源制御手段と、
   前記複数のフィーダから供給される部品を回路基板に実装する生産ジョブに基づいて該生産ジョブの実行中に各フィーダの部品供給動作を停止して待機する期間（以下「フィーダ待機期間」という）を判定するフィーダ待機期間判定手段とを備え、
   前記電源制御手段は、前記複数のフィーダのうち、前記フィーダ待機期間が少なくとも電源再投入後のフィーダの制御部の立上がり及び前記フィーダＩＤの確認に要する時間（以下「電源再投入後動作準備時間」という）を越えるフィーダについては、該フィーダ待機期間の開始時に前記電源スイッチ手段をオフし、該フィーダ待機期間の終了時よりも少なくとも前記電源再投入後動作準備時間だけ前出ししたタイミングで該電源スイッチ手段をオンすることを特徴とする部品実装機。
2. 前記電源制御手段は、前記各フィーダから供給される部品のサイズ又は該サイズに関連する情報を取得し、所定値以下のサイズの部品を供給するフィーダについては、前記フィーダ待機期間中に前記電源スイッチ手段をオフすることなくオン状態に維持することを特徴とする請求項１に記載の部品実装機。

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