JP5788644B2 - 統括制御装置および、統括制御方法 - Google Patents
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Description
それぞれが、前記製造作業を構成する複数の作業要素のうちの1つを実行する複数の作業要素実行装置と、
それら複数の作業要素実行装置を、それぞれがそれら複数の作業要素実行装置の1つが行う1つの動作についての指令である複数の動作指令を順次送信することによって、統括して制御する統括制御装置と
を備えた製造作業機。
前記複数の作業要素実行装置の少なくとも1つのものがそれら複数の作業要素実行装置以外の他の作業要素実行装置と交換可能に構成された(1)項に記載の製造作業機または(2)項に記載の統括制御装置。
その個別制御装置が、前記統括制御装置から送信された動作指令を前記1のプロトコルに従って受信するための個別インタフェイス部を備えた(12)項に記載の製造作業機または統括制御装置。
前記複数の作業要素実行装置に対応して設けられ、それぞれが、前記統括制御装置の備える前記統括インタフェイス部と前記複数の作業要素実行装置のうちの自身に対応するものの備える前記個別インタフェイス部とを繋ぐ複数の通信ケーブルを備え、
それら複数の通信ケーブルが、互いに同じ種類のものとされた(13)項に記載の製造作業機または統括制御装置。
前記複数の作業要素実行装置が、
前記複数の部品の1つである第1部品と前記組立物との少なくとも一方の搬送を、前記複数の作業要素のうちの1つとして実行する搬送装置と、
前記複数の部品の他の1つである第2部品の供給を、前記複数の作業要素のうちの別の1つとして実行する部品供給装置と、
前記第2部品を前記第1部品に組み付けるために必要な動作を、前記複数の作業要素のうちのさらに別の1つとして実行する作業ヘッド装置と
を含んで構成された(1)項ないし(14)項のいずれか1つに記載の製造作業機または統括制御装置。
ベースを備え、前記複数の作業要素実行装置の各々が前記ベースと前記複数の作業要素実行装置のうちの自身とは別のものとの一方に着脱可能に構成された(1)項ないし(15)項のいずれか1つに記載の製造作業機または統括制御装置。
前記統括制御装置が、前記複数の作業要素実行装置の各々から取得した認識情報に基づいて、その各々への動作指令の送信の可否を判断する作業要素実行装置認識部を備えた(1)項ないし(16)項のいずれか1つに記載の製造作業機または統括制御装置。
前記製造作業を行うために前記複数の作業要素実行装置の各々によって実行されるべき前記複数の作業要素の内容がコード化されたソースデータを記憶するソースデータ記憶部と、
そのソースデータに基づいて、前記複数の動作指令を作成する動作指令作成部と、
その動作指令作成部によって作成された前記複数の動作指令の前記複数の作業要素実行装置への送信処理を行う指令送信処理部と
を備えた(1)項ないし(17)項のいずれか1つに記載の製造作業機または統括制御装置。
複数の単位作業コードと、
それぞれが、前記複数の単位作業コードの1つに関連付けされた複数の動作コード群と
に階層化された構造を有する(21)項ないし(23)項のいずれか1つに記載の製造作業機または統括制御装置。
それぞれが、前記複数の作業要素実行装置の1以上のものによって行われる一連の複数の動作からなる複数の単位作業を含んで構成されており、
前記複数の単位作業コードが、前記複数の単位作業に対応して、それら複数の単位作業コードの各々が、前記複数の単位作業の1つを示すものであり、
前記複数の動作コード群の各々が、前記複数の単位作業コードのうちの関連付けされた1つが示す前記複数の単位作業のうちの1つを構成するところの前記複数の作業要素実行装置の1以上のものによって行われる一連の複数の動作を示すものである(24)項に記載の製造作業機または統括制御装置。
前記動作指令作成部が、前記可能動作情報統括記憶部に記憶された前記可能動作情報を参照しつつ、前記ソースデータ記憶部に記憶されたソースデータに基づいて、前記複数の動作指令を作成するように構成された(21)項ないし(26)項のいずれか1つに記載の製造作業機または統括制御装置。
前記統括制御装置が、
前記可能動作情報入力受付部が前記複数の作業要素実行装置の各々からの前記可能動作情報を受け付けるとともに、受け付けた前記複数の作業要素実行装置の各々からの前記可能動作を前記可能動作情報統括記憶部に記憶するように構成された(28)項に記載の製造作業機または統括制御装置。
(a)前記複数の作業要素実行装置の1つによって行われる1つの動作の開始と終了との一方を指令するための主指令と、(b)その1つの動作についての動作パラメータを伝えるために、必要に応じて前記主指令に付随させられる付随指令とを含む動作指令を作成するように構成された(21)項ないし(29)項のいずれか1つに記載の製造作業機または統括制御装置。
前記作成プログラムのプログラミング言語が、
前記統括制御装置による動作指令の送信に関する処理のための送信プログラムのプログラミング言語とは異なるプログラミング言語である(21)項ないし(30)項のいずれか1つに記載の製造作業機または統括制御装置。
自身の対象となる作業要素を実行するのための1以上の作動デバイスを備え、自身が備える前記個別制御装置がその1以上の作動デバイスを制御するように構成された(41)項に記載の製造作業機または統括制御装置。
前記統括制御装置から送信された動作指令の内容を認識し、前記複数の作業要素実行装置のうちの自身の備わるものがその動作指令に対応する1つの動作を行うべく前記1以上の作動デバイスの作動を制御するように構成された(42)項に記載の製造作業機または統括制御装置。
前記複数の作業要素実行装置のうちの1以上のものの前記個別制御装置が、
前記統括制御装置から送信された動作指令を、自身がその動作指令の内容を認識可能なプログラミング言語での動作指令に変換する指令変換部を備える(41)項ないし(43)項のいずれか1つに記載の製造作業機または統括制御装置。
前記統括制御装置から送信された動作指令を1のプロトコルに従って受信するための個別インタフェイス部を備え、その個別インタフェイス部が、前記1つの動作の終了についての返信を、前記1のプロトコルに従って送信するように構成された(45)項ないし(48)項のいずれか1つに記載の製造作業機または統括制御装置。
前記1のプロトコルに従って動作指令を前記複数の作業要素実行装置の各々の前記個別制御装置に送信するための統括インタフェイス部を備え、その統括インタフェイス部が、前記1つの動作の終了についての返信を、前記1のプロトコルに従って受信するように構成された(49)項に記載の製造作業機または統括制御装置。
前記複数の作業要素実行装置のうちの1つのものが正常に作動しない場合に、その1つのものの前記個別制御装置への動作指令の送信を停止する動作指令送信停止部を備えた(41)項ないし(50)項のいずれか1つに記載の製造作業機または統括制御装置。
自身の対象となる作業要素を実際に実行する本体部に前記個別制御装置が組み込まれてユニット化された(41)項ないし(51)項のいずれか1つに記載の製造作業機または統括制御装置。
前記製造作業を行うために前記複数の作業要素実行装置の各々によって実行されるべき前記複数の作業要素の内容がコード化されたソースデータに基づいて、前記複数の動作指令を前記コンピュータによって作成する動作指令作成工程と、
その動作指令作成工程によって作成された前記複数の動作指令の前記複数の作業要素実行装置への送信処理を前記コンピュータによって行う指令送信処理工程と
を含む(71)項に記載の統括制御方法。
前記複数の作業要素実行装置の各々が行い得る動作に関する情報である可能動作情報を参照しつつ、前記ソースデータに基づいて前記複数の動作指令を前記コンピュータによって作成する工程である(71)項または(72)項に記載の統括制御方法。
当該統括制御方法が、
前記複数の作業要素実行装置の各々が保有する前記可能動作情報を前記コンピュータによって取得する可能動作情報取得工程を含み、
前記動作指令作成工程が、
前記可能情報取得工程によって取得された前記可能動作情報を参照しつつ、前記ソースデータに基づいて前記複数の動作指令を前記コンピュータによって作成するように構成された(73)項に記載の製造作業機または統括制御装置。
(a)前記複数の作業要素実行装置のいずれかのものによって行われる1つの動作の開始と終了との一方を指令するための主指令と、(b)その1つの動作についての動作パラメータを伝えるために、必要に応じて前記主指令に付随させられる付随指令とを含む動作指令を前記コンピュータによって作成する工程である(71)項ないし(74)項のいずれか1つに記載の統括制御方法。
当該個別制御方法が、
前記複数の作業要素実行装置の1つに送信された動作指令を、自身がその動作指令の内容を認識可能なプログラミング言語での動作指令に前記コンピュータによって変換する指令変換工程を含む(81)項に記載の個別制御方法。
図1に、請求可能発明の製造作業機10を示す。製造作業機10は、基材としての回路基板に対する電子回路部品(以下、「部品」と略す場合がある)の組付,接着剤の塗布を行う作業機である。製造作業機10は、フレーム部20とそのフレーム部20に上架されたビーム部22とを含んで構成されたベースとしての作業機本体24と、回路基板を搬送する搬送装置26と、回路基板に部品を組付ける作業ヘッド装置としての装着装置28と、フレーム部20の一端に配設され装着装置28に部品を供給する部品供給装置(以下、「供給装置」と略す場合がある)30と、回路基板に接着剤を塗布するディスペンサ装置32と、供給装置30と搬送装置26との間に配設されたベースカメラ34と装着装置28の後方に配設されたヘッドカメラ36(図10参照)とを含んで構成されたカメラ装置38と、ビーム部22に配設されて装着装置28とディスペンサ装置32とヘッドカメラ36とを共に領域内において移動させる移動装置40とを備えている。ちなみに、製造作業機10の長手方向を前後方向とし、その長手方向に直角な水平の方向を左右方向と、長手方向に直角な垂直の方向を上下方向と称することにする。なお、製造作業機10を構成する各装置26,28,30,32,38,40は公知の装置であることから、ここでの説明は簡単なものとする。
本製造作業機10は、補助統括コントローラ136に記憶されているソースデータに従って、上記6つの作業要素実行装置26等が各々の作業を実行することで、回路基板への装着作業を実行するようになっている。具体的に、回路基板上に部品を接着剤によって固着する製造作業について説明する。第1部品としての回路基板166は、図3(a)に示すように、基板トレイ167上に予め20枚載置されており、この基板トレイ167が本製造作業機10に搬入される。そして、基板トレイ167上に載置されている1枚の回路基板166に、図3(b)に示すように、接着剤168が塗布され、その塗布された接着剤168の上に第2部品としての電子回路部品169が、図3(c)に示すように、装着される。塗布作業と装着作業とが実行されることで、1枚の回路基板166に対する作業が終了し、次に、他の回路基板166に対して塗布作業と装着作業とが実行される。このようにして、20枚の回路基板166全てに対する作業が終了すると、基板トレイ167が製造作業機10から搬出される。
本製造作業機10の有するメイン統括制御装置130,補助統括制御装置118および各作業要素実行装置26等の個別制御装置90等は、各々の実行処理に鑑みれば、図9に示すような機能構成を有するものと考えることができる。図から解るように、メイン統括制御装置130は、CPU,ROM,RAM等を備えたコンピュータを主体とするメイン統括コントローラ170を備えており、そのメイン統括コントローラ170は、製造作業機10の作動状態を監視する機能部として、製造作業機監視部172を、作業要素実行装置26等の個別制御装置90等からの認識情報を取得することで、動作指令の送信可能な作業要素実行装置26等を認識する作業要素実行装置認識部174を、個別制御装置90等と通信する機能部として、統括インタフェイス部176を、動作指令の送信処理を実行する機能部として、指令送信処理部178を、作業要素実行装置26等が正常に作動しない虞がある場合に動作指令の送信を停止する機能部として、動作指令送信停止部180を、複数の動作指令を記憶する機能部として、動作指令記憶部182を、それぞれ有している。
統括インタフェイス部176は、個別制御装置90等の個別インタフェイス部210との間で、1のプロトコルに従って、動作指令,動作指令に対する返信,作業要素実行装置26等の異常等を通信可能とされており、作業要素実行装置26等の異常を動作指令送信停止部180に、動作指令に対する返信を指令送信処理部178に送信するように構成されている。
本製造作業機10においては、図10に示すように、搬送装置26,供給装置30,移動装置40,カメラ装置38のベースカメラ34は、作業機本体24に着脱可能とされており、装着装置28,ディスペンサ装置32,カメラ装置38のヘッドカメラ36は、移動装置40のスライダ56に着脱可能とされている。それら作業要素実行装置26等は、ワンタッチで取付けおよび取り外し可能なものもあれば、数本のボルトによって固定されるものもあるが、いずれの作業要素実行装置26等も、作業機本体24若しくはスライダ56に容易に取付けおよび取り外し可能なものとされている。
上記製造作業機10単体では、比較的少ない製造工程しか行うことができないが、上記製造作業機10と同じ製造作業機,上記製造作業機10から作業要素実行装置を交換した製造作業機等を複数配列し、基材を上流側に配置された製造作業機から下流側に配置された製造作業機に搬送しつつ、基材に対して複数の製造作業機の各々による製造作業を順次実行するような製造作業システムを構成することで、比較的多くの製造工程を行うことが可能となる。つまり、ある程度複雑な製品,部品等を製造することが可能となる。また、製造される製品に応じて、最適な作業工程を構築し、その最適化された作業工程を適切に実行できるように、製造作業機および、その製造作業機を構成する複数の作業要素実行装置を選択することが可能である。本明細書では、そのように構成された製造作業システムとして、組立システムを採用し、製造作業としての組立作業を製造作業機毎に実行することで、LED照明,パワーモジュール,太陽電池の組立を実行するシステムについて以下に説明する。
図11に、LED照明組立システム250の斜視図を示し、図12に、そのLED照明組立システム250によって組み立てられるLED照明252の分解図を示す。LED照明252は、図12に示すように、有底円筒状の電極ソケット254と、その電極ソケット254の内部に設けられる電極256と、電極ソケット254の上端に嵌合される円筒状のケース258と、そのケース258内部に設けられる電極付の回路基板260と、ケース258の上端部に接着剤によって固着されるヒートシンク262と、そのヒートシンク262の上端面に配設される電極付のLED基板264と、そのLED基板264をヒートシンク262に固定するためのねじ266と、ヒートシンク262の上端部に接着剤で固定される半球状のカバー268とによって構成されている。
図13に、パワーモジュール組立システム300の斜視図を示し、図14に、そのパワーモジュール組立システム300によって組み立てられるパワーモジュール302の分解図を示す。パワーモジュール302は、図14に示すように、ベース板314と、そのベース板314上にはんだ付けされる絶縁基板316と、ベース板314の4隅に形成された穴に嵌合される4つのブッシュ318と、それら4つのブッシュ318によってベース板314上に固定されるケース320と、ケース320内に装着される複数のピン端子322と、ケース320内に装着される電極324と、ケース320上部を覆う蓋部材326と、ケース320側面に貼着されるシール328とによって構成されている。
図15に、太陽電池組立システム370の斜視図を示し、図16に、その組立システム370によって製造される太陽電池372の分解図を示す。太陽電池372は、図16に示すように、シリコンセル374と、そのシリコンセル374の下面にはんだ付けされる下面側インタコネクタ376と、シリコンセル374の上面にはんだ付けされる上面側インタコネクタ378とによって構成されている。太陽電池組立システム370は、図15に示すように、3台の製造作業機によって構成されており、それら3台の製造作業機は、最上流側(1番左側)に配置された製造作業機から順に、第1製造作業機380,第2製造作業機382,第3製造作業機384である。第1製造作業機380は、上記製造作業機10のディスペンサ装置32をクリームはんだ印刷装置236に変更するとともに、供給装置30をインタコネクタを供給するインタコネクタ供給装置386に変更したものである。第2製造作業機382は、上記製造作業機10のディスペンサ装置32をクリームはんだ印刷装置236に変更するとともに、供給装置30をシリコンセル374を供給するシリコンセル供給装置388に変更したものである。第3製造作業機384は、上記製造作業機10のディスペンサ装置32をクリームはんだ印刷装置236に変更するとともに、供給装置30を2台のインタコネクタ供給装置386に変更したものである。
Claims (17)
- 製造作業を構成する複数の作業要素のうちの1つをそれぞれが実行する複数の作業要素実行装置の中から、行われる製造作業に応じて選択された複数の作業要素実行装置が作業機本体に取り付けられる製造作業機において、それら取り付けられた複数の作業要素実行装置を、複数の動作指令を順次送信することによって、統括して制御するために用いられる統括制御装置であって、
前記複数の動作指令の各々が、前記取り付けられた複数の作業要素実行装置の1つが行う1つの動作についての指令であり、
当該統括制御装置が、
前記取り付けられた複数の作業要素実行装置の各々によって実行されるべき前記複数の作業要素の内容が、前記取り付けられた複数の作業要素実行装置のうちの1つの指定と、その1つによって行うことが可能な動作とが含まれるようにコード化されたソースデータの、外部からの入力を受け付けるようにされており、
当該統括制御装置が、
受け付けたソースデータを記憶するソースデータ記憶部と、
そのソースデータ記憶部に記憶されたソースデータに基づいて、前記複数の動作指令を作成する動作指令作成部と、
その動作指令作成部によって作成された前記複数の動作指令の前記取り付けられた複数の作業要素実行装置への送信処理を行う指令送信処理部と
を備えた統括制御装置。 - 前記ソースデータが、構造化プログラミングの手法に従ってコード化されたものである請求項1に記載の統括制御装置。
- 前記ソースデータが、
複数の単位作業コードと、
前記複数の単位作業コードの1つにそれぞれが関連付けされた複数の動作コード群と
に階層化された構造を有する請求項1または請求項2に記載の統括制御装置。 - 前記製造作業が、複数の単位作業を含んで構成されており、それら複数の単位作業の各々が、前記取り付けられた複数の作業要素実行装置の1以上のものによって行われる一連の複数の動作からなり、
前記複数の単位作業コードが、前記複数の単位作業に対応して、それら複数の単位作業コードの各々が、前記複数の単位作業の1つを示すものであり、
前記複数の動作コード群の各々が、前記複数の単位作業コードのうちの関連付けされた1つが示す前記複数の単位作業のうちの1つを構成するところの前記取り付けられた複数の作業要素実行装置の1以上のものによって行われる一連の複数の動作を示すものである請求項3に記載の統括制御装置。 - 前記複数の単位作業コードのうちの1つに関連付けられた前記複数の動作コード群の1つに含まれる前記複数の動作コードと、前記複数の単位作業コードのうちの他の1つに関連付けられた前記複数の動作コード群の1つに含まれる前記複数の動作コードとが、前記取り付けられた複数の作業要素実行装置の1以上のものによって行われる一連の複数の動作についての動作パラメータのみが異なる共通化動作群コードとされた請求項4に記載の統括制御装置。
- 当該統括制御装置が、前記取り付けられた複数の作業要素実行装置の各々が行うことが可能な動作に関する情報である可能動作情報を記憶する可能動作情報統括記憶部を備え、
前記動作指令作成部が、前記可能動作情報統括記憶部に記憶された前記可能動作情報を参照しつつ、前記ソースデータ記憶部に記憶されたソースデータに基づいて、前記複数の動作指令を作成するように構成された請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載の統括制御装置。 - 当該統括制御装置が、前記可能動作情報の外部からの入力を受け付ける可能動作情報入力受付部を備えた請求項6に記載の統括制御装置。
- 前記複数の作業要素実行装置の各々が、自身の前記可能動作情報を自身に保有しており、
当該統括制御装置が、
前記可能動作情報入力受付部が前記取り付けられた複数の作業要素実行装置の各々からの前記可能動作情報を受け付けるとともに、前記取り付けられた複数の作業要素実行装置の各々から受け付けた前記可能動作情報を前記可能動作情報統括記憶部に記憶するように構成された請求項7に記載の統括制御装置。 - 前記動作指令作成部が、
(a)前記取り付けられた複数の作業要素実行装置の1つによって行われる1つの動作の
開始と終了との一方を指令するための主指令と、(b)その1つの動作についての動作パラ
メータを伝えるために、必要に応じて前記主指令に付随させられる付随指令とを含む動作指令を作成するように構成された請求項1ないし請求項8のいずれか1つに記載の統括制御装置。 - 前記動作指令作成部が、作成プログラムの実行によって、前記ソースデータ記憶部に記憶されたソースデータに基づいて、前記複数の動作指令を作成するように構成され、
前記作成プログラムのプログラミング言語が、前記統括制御装置による動作指令の送信に関する処理のための送信プログラムのプログラミング言語とは異なるプログラミング言語の構造型のプログラミング言語であり、
前記送信プログラムのプログラミング言語が、グラフィック型のプログラミング言語である請求項1ないし請求項9のいずれか1つに記載の統括制御装置。 - 前記複数の作業要素実行装置の各々が、自身が認識されるための認識情報を自身に保有しており、
当該統括制御装置が、前記取り付けられた複数の作業要素実行装置の各々から取得した認識情報に基づいて、その各々への動作指令の送信の可否を判断する作業要素実行装置認識部を備えた請求項1ないし請求項10のいずれか1つに記載の統括制御装置。 - 当該統括制御装置が、1のプロトコルに従って動作指令を前記取り付けられた複数の作業要素実行装置の各々に送信するための統括インタフェイス部を備え、
前記複数の作業要素実行装置の各々が、自身の作動の制御を司る個別制御装置を備え、
その個別制御装置が、前記統括制御装置から送信された動作指令を前記1のプロトコルに従って受信するための個別インタフェイス部を備えた請求項1ないし請求項11のいずれか1つに記載の統括制御装置。 - 前記製造作業機が、複数の部品によって組み立てられる組立物の組立作業を行う組立作業機であり、
前記複数の作業要素実行装置が、
前記複数の部品の1つである第1部品と前記組立物との少なくとも一方の搬送を、前記複数の作業要素のうちの1つとして実行する搬送装置と、
前記複数の部品の他の1つである第2部品の供給を、前記複数の作業要素のうちの別の1つとして実行する部品供給装置と、
前記第2部品を前記第1部品に組み付けるために必要な動作を、前記複数の作業要素のうちのさらに別の1つとして実行する作業ヘッド装置と
を含んで構成された請求項1ないし請求項12のいずれか1つに記載の統括制御装置。 - 製造作業を構成する複数の作業要素のうちの1つをそれぞれが実行する複数の作業要素実行装置の中から、行われる製造作業に応じて選択された複数の作業要素実行装置が作業機本体に取り付けられる製造作業機において、それら取り付けられた複数の作業要素実行装置を、コンピュータによって、複数の動作指令を順次送信することで、統括して制御する統括制御方法であって、
前記複数の動作指令の各々が、前記取り付けられた複数の作業要素実行装置の1つが行う1つの動作についての指令であり、
当該統括制御方法が、
前記取り付けられた複数の作業要素実行装置の各々によって実行されるべき前記複数の作業要素の内容が、前記取り付けられた複数の作業要素実行装置のうちの1つの指定と、その1つによって行うことが可能な動作とが含まれるようにコード化され、前記コンピュータに外部から入力されたソースデータに基づいて、前記複数の動作指令を前記コンピュータによって作成する動作指令作成工程と、
その動作指令作成工程によって作成された前記複数の動作指令の前記取り付けられた複数の作業要素実行装置への送信処理を前記コンピュータによって行う指令送信処理工程と
を含む統括制御方法。 - 前記動作指令作成工程が、
前記取り付けられた複数の作業要素実行装置の各々が行うことが可能な動作に関する情報である可能動作情報を参照しつつ、前記ソースデータに基づいて前記複数の動作指令を前記コンピュータによって作成する工程である請求項14に記載の統括制御方法。 - 前記複数の作業要素実行装置の各々が、自身の前記可能動作情報を自身に保有するように構成されており、
当該統括制御方法が、
前記取り付けられた複数の作業要素実行装置の各々が保有する前記可能動作情報を前記コンピュータによって取得する可能動作情報取得工程を含み、
前記動作指令作成工程が、
前記可能動作情報取得工程によって取得された前記可能動作情報を参照しつつ、前記ソースデータに基づいて前記複数の動作指令を前記コンピュータによって作成するように構成された請求項15に記載の統括制御方法。 - 前記動作指令作成工程が、
(a)前記取り付けられた複数の作業要素実行装置のいずれかのものによって行われる1
つの動作の開始と終了との一方を指令するための主指令と、(b)その1つの動作について
の動作パラメータを伝えるために、必要に応じて前記主指令に付随させられる付随指令とを含む動作指令を前記コンピュータによって作成する工程である請求項14ないし請求項16のいずれか1つに記載の統括制御方法。
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