JP6830001B2

JP6830001B2 - 伝送装置及び作業用ロボット

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Publication number: JP6830001B2
Application number: JP2017022886A
Authority: JP
Inventors: 尚宏加藤
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Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2021-02-17
Anticipated expiration: 2037-02-10
Also published as: JP2018126838A

Description

本発明は、エンコーダ情報を制御部に伝送する伝送装置及び、その伝送装置を備える作業用ロボットに関するものである。

近年、生産現場における省人化を図るべく、例えば、ＦＡ（Factory Automation）分野において作業用ロボットを使用した作業の自動化が進んでいる。作業用ロボットは、例えば、エンドエフェクタやアームを動かす駆動源としての電磁モータや、電磁モータを制御する制御部を備えている。制御部（例えば、アンプ）は、電磁モータの変位等を検出するエンコーダから出力されるエンコーダ情報に基づいて、電磁モータを駆動制御する。また、この種の作業用ロボットでは、エンドエフェクタ等に搭載される電磁モータやエンコーダの装置数の増加にともなって、制御部を設けた固定部と、エンコーダを設けた可動部とを接続する通信ケーブルの本数が増加する。これに対し、例えば、関節部分に設けたモータ制御回路と、固定部のホストコンピュータとの通信を多重化するものがある（例えば、特許文献１など）。

特開昭６２−１３７６０８号公報

ところで、上記した作業用ロボットでは、仕様の変更や開発の進展などにより、エンコーダやアンプの種類を変更する可能性がある。この際、仕様の変更等に応じてエンコーダやアンプの一方を変更した際に、他方の装置も併せて変更する必要が生じる場合がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、エンコーダや制御部の種類の変更にともなう他の装置の変更をできるだけ抑えることができる伝送装置及び、その伝送装置を備える作業用ロボットを提供することを目的とする。

本明細書は、可動部の移動に応じたエンコーダ情報をエンコーダから入力し、前記エンコーダ情報に基づく制御を実行する制御部へ前記エンコーダ情報を出力する伝送装置であって、前記エンコーダと接続され、前記エンコーダから前記エンコーダ情報を入力するエンコーダ情報入力部と、前記エンコーダ情報入力部が入力した前記エンコーダ情報を、前記制御部で処理可能なデータ形式のデータに変換する変換処理を実行するプロトコル変換部と、前記制御部と接続され、前記プロトコル変換部により変換された変換後のエンコーダ情報を前記制御部へ出力するエンコーダ情報出力部と、外部インタフェースと、を備え、前記プロトコル変換部は、前記外部インタフェースから入力した変更データに基づいて、前記変換処理の内容を変更し、前記エンコーダから過去に入力した前記エンコーダ情報と、前記エンコーダから新たに入力した前記エンコーダ情報とに基づいて、前記可動部が移動する先である推定移動位置を推定する推定処理を実行する位置推定部を、さらに備え、前記位置推定部は、前記変更データに基づいて、前記推定処理の内容を変更する伝送装置を、開示する。また、本明細書は、伝送装置を備える作業用ロボットを、開示する。

本開示によれば、仕様の変更や開発の進展などにより、エンコーダや制御部の種類を変更しエンコーダ情報を伝送する通信プロトコルを変更したとしても、エンコーダ情報を中継する伝送装置（プロトコル変換部）の変換処理を変更することで対応できる。

本実施形態の部品装着機を示す斜視図である。部品装着機のブロック図である。オンザフライ撮像をする状態を示す模式図である。

（１．部品装着機１０の構成）
以下、本発明の作業用ロボットを具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態の部品装着機１０の斜視図を示している。図１には、共通ベース１１上に並設された２台の部品装着機１０が示されている。部品装着機１０は、例えば、はんだ印刷機、基板検査機、リフロー機などの他の装置と連結され生産ラインを構成し、多数の電子部品が実装された回路基板を生産する装置である。２台の部品装着機１０は、同様の構成となっている。このため、以下の説明では、２台の部品装着機１０のうちの１台を中心に説明する。

部品装着機１０は、基板搬送装置１３、部品供給装置１５、ヘッド駆動機構１７、パーツカメラ１９などの各種装置を共通ベース１１上に取り付けて構成されている。なお、以下の説明では、図１に示すように、部品装着機１０が並設される方向をＸ軸方向、搬送される回路基板の基板平面に平行でＸ軸方向に直角な方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方に直角な方向をＺ軸方向と称して説明する。

基板搬送装置１３は、第１搬送装置２１及び第２搬送装置２３がＹ軸方向において並設された、いわゆるダブルコンベアタイプの装置である。第１及び第２搬送装置２１，２３の各々は、Ｘ軸方向に沿って配設された一対のコンベアベルト（図示略）を有している。第１及び第２搬送装置２１，２３の各々は、一対のコンベアベルトを周回させ、コンベアベルト上に支持された回路基板をＸ軸方向に搬送する。また、第１及び第２搬送装置２１，２３の各々は、部品の装着作業を行う停止位置まで搬送した回路基板を、回路基板の上部に設けられたストッパ（図示略）と、下部に設けられたクランパ（図示略）とによってＺ軸方向において挟持して固定する。例えば、第１及び第２搬送装置２１，２３の各々は、はんだ印刷機などの上流の装置から搬入された回路基板をＸ軸方向に搬送し、停止位置で回路基板をクランプする。装着作業が終了すると、第１及び第２搬送装置２１，２３は、回路基板をＸ軸方向に搬送して後段の装置に搬出する。

部品供給装置１５は、フィーダ方式の装置であり、部品装着機１０のＹ軸方向の前端部分（図１の左下側）に設けられている。部品供給装置１５には、Ｘ軸方向に並設されて複数のフィーダ２５が共通ベース１１上に設けられている。各フィーダ２５は、共通ベース１１に対して着脱可能に構成されており、装填されたテープフィーダ２７から供給位置に電子部品を供給する。テープフィーダ２７は、電子部品を供給する媒体であり、多数の電子部品を一定の間隔で保持したキャリアテープが巻回されている。フィーダ２５は、キャリアテープの先端が供給位置まで引き出されており、キャリアテープごとに異なる種類の電子部品を供給する。各フィーダ２５の供給位置は、Ｘ軸方向に沿って並設されている。従って、供給位置は、電子部品の種類が異なればＸ軸方向の位置が異なる。

ヘッド駆動機構１７は、ＸＹロボット型の移動装置である。ヘッド駆動機構１７は、スライダ３１をＸ軸方向及びＹ軸方向にスライドさせる。スライダ３１には、実装ヘッド３３が取り付けられている。実装ヘッド３３は、ヘッド駆動機構１７を駆動することによって、部品装着機１０の各々におけるフレーム部３５上で任意の位置に移動する。

実装ヘッド３３の下方には、ノズルホルダ３７が設けられている。ノズルホルダ３７は、複数の装着ノズルを下向きに保持している。装着ノズルの各々は、正負圧供給装置（図示略）を介して負圧エア、正圧エア通路に通じており、負圧にて電子部品を吸着保持し、僅かな正圧が供給されることで保持した電子部品を離脱する。実装ヘッド３３は、例えば、Ｚ軸回りにノズルホルダ３７を回転可能となっている。また、実装ヘッド３３は、選択した装着ノズルを個別にＺ軸方向の下向きに延伸動作及び上向きに縮退動作可能となっている。また、実装ヘッド３３は、選択した装着ノズルを個別にＺ軸回りに回転可能となっている。実装ヘッド３３は、これらの駆動動作の駆動源として、例えば、サーボモータや、サーボモータの回転位置等を検出するロータリーエンコーダを備えている。

パーツカメラ１９は、基板搬送装置１３と部品供給装置１５とのＹ軸方向における間に設けられている。パーツカメラ１９は、Ｚ軸方向の上方を撮像できるように撮像方向を設定された状態で、フレーム部３５上に設置されている。本実施形態における撮像位置は、パーツカメラ１９の上方空間に設定されている。パーツカメラ１９は、撮像位置を通過する装着ノズルに吸着された電子部品を下方から撮像する、いわゆるオンザフライ撮像を実行する。

図２は、部品装着機１０のブロック図を示している。なお、図２は、部品装着機１０の構成の一部を示している。また、図２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の各々に対応するアンプ４３及びヘッド駆動機構１７をまとめて図示している。図２に示すように、部品装着機１０のメイン制御部４１は、アンプ４３、及び中間ボード４５を介してヘッド駆動機構１７と接続されている。

メイン制御部４１は、例えば、フレーム部３５内に内蔵されている。メイン制御部４１は、ヘッド駆動機構１７の他に、上記した基板搬送装置１３、部品供給装置１５、及びパーツカメラ１９と接続されている。メイン制御部４１は、ヘッド駆動機構１７等から各種情報を取得し、取得した情報に基づいて部品装着機１０を統括的に制御する。

メイン制御部４１は、メイン基板５１と、サーボコントローラ５２と、画像処理ボード５３とを備えている。メイン基板５１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体として構成され、部品装着機１０における電子部品の装着作業を統括的に制御する。メイン基板５１は、例えば、生産ラインの管理コンピュータ（図示略）とネットワークを通じて接続されており、部品装着機１０の動作を制御するための制御データ（いわゆる、ジョブやレシピ）を、管理コンピュータからダウンロードする。メイン基板５１は、ダウンロードした制御データに基づいてサーボコントローラ５２及び画像処理ボード５３などに対する制御を実行する。

サーボコントローラ５２は、メイン基板５１の制御に基づいて、アンプ４３を制御する。サーボコントローラ５２は、サーボネットワークケーブル６１を介して、アンプ４３と接続されている。サーボネットワークケーブル６１は、例えば、ＬＡＮケーブルである。

アンプ４３は、エンコーダケーブル６２を介して中間ボード４５と接続されている。中間ボード４５は、エンコーダケーブル６３を介してヘッド駆動機構１７と接続されている。アンプ４３、中間ボード４５及びヘッド駆動機構１７は、エンコーダケーブル６２，６３を介して、例えば、ＲＳ―４８５規格に準拠した通信を実行する。

ヘッド駆動機構１７は、リニアモータ７１と、リニアエンコーダ７２とを備えている。ヘッド駆動機構１７は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の各々に対応してリニアモータ７１及びリニアエンコーダ７２を備えている。リニアモータ７１は、スライダ３１（図１参照）をＸ軸方向及びＹ軸方向の各々にスライドさせる駆動源として機能する。スライダ３１は、リニアモータ７１の駆動に基づいて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向における任意の位置に移動する。

リニアモータ７１は、例えば、部品装着機１０に固定されたガイドレールと、ガイドレール内に設けられた励磁コイルとを備える。リニアモータ７１は、ガイドレール内にＮ極とＳ極の永久磁石が交互に配設されている。励磁コイルには、スライダ３１が一体的に取り付けられている。リニアモータ７１は、励磁コイルに電力が供給されることによって、ガイドレール内でスライダ３１（励磁コイル）を移動させる。

リニアエンコーダ７２は、リニアモータ７１の駆動に応じてＸ軸方向及びＹ軸方向に移動するスライダ３１（実装ヘッド３３）の位置を検出する。リニアエンコーダ７２は、スライダ３１のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置（ＸＹ座標の値）を、エンコーダ情報ＥＤ１として中間ボード４５へ出力する。

中間ボード４５は、プロトコル変換部８１と、位置推定部８２と、蓄積部８３等を備えている。プロトコル変換部８１、位置推定部８２及び蓄積部８３は、例えば、中間ボード４５が有するＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのプログラム可能なロジックデバイス上で構成される論理回路として構築される。

中間ボード４５のエンコーダ情報入力部８５は、エンコーダケーブル６３に接続されるコネクタである。エンコーダ情報入力部８５は、エンコーダケーブル６３を介してリニアエンコーダ７２と接続されている。エンコーダ情報入力部８５は、リニアエンコーダ７２からエンコーダ情報ＥＤ１を入力する。プロトコル変換部８１は、エンコーダ情報入力部８５を介してリニアエンコーダ７２から入力したエンコーダ情報ＥＤ１を、アンプ４３やメイン制御部４１で処理可能なデータ形式のデータ（エンコーダ情報ＥＤ２）に変換する変換処理を実行する。リニアエンコーダ７２は、例えば、中間ボード４５を介してアンプ４３との間で同期式の半２重通信を実行し、エンコーダ情報ＥＤ１（エンコーダ情報ＥＤ２）の送受信を行う。この同期式通信は、例えば、ＨＤＬＣ（High level Data Link Control）の通信規格に準拠した通信である。プロトコル変換部８１は、例えば、ＨＤＬＣ以外の通信プロトコルの通信によりリニアエンコーダ７２からエンコーダ情報ＥＤ１を入力し、入力したエンコーダ情報ＥＤ１をＨＤＬＣ規格に準拠した同期式通信のエンコーダ情報ＥＤ２に変換する。なお、ヘッド駆動機構１７は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の各々に対応した複数のエンコーダ情報ＥＤ１を、別々のエンコーダケーブル６３で中間ボード４５へ出力してもよい。あるいは、ヘッド駆動機構１７は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の各々に対応した複数のエンコーダ情報ＥＤ１を多重化し、１つの多重化データとして中間ボード４５へ送信してもよい。

また、中間ボード４５は、外部インタフェース８７を備えている。外部インタフェース８７は、例えば、ＬＡＮインタフェースである。外部インタフェース８７は、ＬＡＮケーブル６５を介してメイン制御部４１と接続されている。ＬＡＮケーブル６５は、例えば、Gigabit Ethernet（登録商標）の通信規格に準拠したＬＡＮケーブルである。中間ボード４５は、ＬＡＮケーブル６５を介してメイン制御部４１から変更データＣＤを入力可能となっている。中間ボード４５は、入力した変更データＣＤに基づいて、上記したプロトコル変換部８１による変換処理や、後述する位置推定部８２による推定処理の内容を変更する。具体的には、例えば、中間ボード４５は、変更データＣＤとしてコンフィグデータをメイン制御部４１から入力し、入力したコンフィグデータをＦＰＧＡに出力してプロトコル変換部８１や位置推定部８２を再構成（リコンフィグレーション）する。プロトコル変換部８１及び位置推定部８２は、リコンフィグされることによって処理内容を変更される。なお、変更データＣＤは、コンフィグデータに限らず、例えば、設定値を変更するだけのデータでもよい。また、中間ボード４５は、入力した変更データＣＤ（コンフィグデータ）をメモリ等に保存し、メモリ等からＦＰＧＡに変更データＣＤを読み込ませてもよい。また、中間ボード４５は、プロトコル変換部８１及び位置推定部８２の一方の処理内容だけを変更してもよい。

中間ボード４５のエンコーダ情報出力部８６は、エンコーダケーブル６２に接続されるコネクタである。エンコーダ情報出力部８６は、エンコーダケーブル６２を介してアンプ４３（制御部の一例）と接続されている。プロトコル変換部８１は、エンコーダ情報出力部８６を介して、変換後のエンコーダ情報ＥＤ２をアンプ４３へ出力する。アンプ４３は、ヘッド駆動機構１７（中間ボード４５）から入力したエンコーダ情報ＥＤ２を、サーボネットワークケーブル６１を介してサーボコントローラ５２へ転送する。

サーボコントローラ５２は、エンコーダ情報ＥＤ２に基づいて、アンプ４３を介してリニアモータ７１を制御する。サーボコントローラ５２は、例えば、産業用ネットワーク（SynqNetなど）による通信を、サーボネットワークケーブル６１を介してアンプ４３と実行する。サーボコントローラ５２は、メイン基板５１からの指示情報（移動先の情報など）と、リニアエンコーダ７２から取得したエンコーダ情報ＥＤ２とに基づいて、リニアモータ７１の目標となる位置や速度を算出する。サーボコントローラ５２は、算出した目標値に応じてリニアモータ７１の位置等を変更するためのトルク指令ＴＣをアンプ４３に対して行う。

アンプ４３は、トルク指令ＴＣに基づいて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の各々に対応したリニアモータ７１の励磁コイルに供給する電力Ｖ（電流や電圧）を変更する。アンプ４３は、リニアモータ７１の位置などを変更し、実装ヘッド３３の位置や移動速度を制御する。これにより、サーボコントローラ５２は、算出した目標値に応じてＰＩＤ制御などのフィードバック制御を実行し、ヘッド駆動機構１７（スライダ３１）の位置や速度を適宜変更する。実装ヘッド３３は、ヘッド駆動機構１７の駆動に応じてフレーム部３５上で任意のＸＹ座標の位置に移動する。

また、画像処理ボード５３は、装着作業の各段階において、中間ボード４５から設定情報Ｄ１を入力する。画像処理ボード５３は、入力した設定情報Ｄ１に基づいて、撮像の開始を指示する撮像開始情報ＴＲをパーツカメラ１９に送信する。また、画像処理ボード５３は、パーツカメラ１９で撮像した画像データを入力し、実装ヘッド３３の吸着ノズルに保持された電子部品の状態などを検出する。

（２．移動位置の推定）
上記したようにパーツカメラ１９は、移動中の実装ヘッド３３をオンザフライ撮像する。また、中間ボード４５の位置推定部８２は、実装ヘッド３３の装着ノズルがパーツカメラ１９の撮像位置を通過するタイミングを示す設定情報Ｄ１を、設定情報出力部８８から画像処理ボード５３に出力する。設定情報出力部８８は、例えば、撮像タイミングを示す差動信号を設定情報Ｄ１として画像処理ボード５３に出力するＩ／Ｏインタフェースである。なお、設定情報Ｄ１の伝送方法は、差動伝送に限らず、例えば、フォトカプラを用いてもよい。

図３は、オンザフライ撮像をする状態を模式的に示している。部品装着機１０は、メイン制御部４１の制御に基づいて、実装ヘッド３３を駆動してフィーダ２５の供給位置９１の電子部品９２を回路基板９４の装着位置９５に装着する装着作業を繰り返し実行する。

まず、ヘッド駆動機構１７は、装着する電子部品９２を供給するフィーダ２５の供給位置９１の上方まで実装ヘッド３３を移動させる。実装ヘッド３３は、装着ノズル９７によって供給位置９１の電子部品９２を吸着する。次に、ヘッド駆動機構１７は、パーツカメラ１９の上方の撮像位置９９まで実装ヘッド３３を移動させる。パーツカメラ１９は、装着ノズル９７の電子部品９２を吸着している状態を下方からオンザフライ撮像する。

次に、ヘッド駆動機構１７は、基板搬送装置１３（図１参照）によって停止位置に位置決めされた回路基板９４の上方まで実装ヘッド３３を移動させる。一方、画像処理ボード５３は、パーツカメラ１９の撮像データに対する画像処理を実行する。メイン制御部４１は、画像処理ボード５３の画像処理結果に基づいて装着ノズル９７を回転等させ、装着ノズル９７に保持された電子部品９２の吸着位置ずれを補正する。メイン制御部４１及び画像処理ボード５３は、オンザフライ撮像から装着位置９５に電子部品９２を装着するまでの間に補正を行う。そして、実装ヘッド３３は、装着ノズル９７を下降させ、電子部品９２を回路基板９４に装着する。このように、実装ヘッド３３を停止させることなく移動しながら電子部品９２の位置を補正することで、実装効率の向上を図ることができる。

中間ボード４５の位置推定部８２は、リニアエンコーダ７２から過去に入力したエンコーダ情報ＥＤ１と、リニアエンコーダ７２から新たに入力したエンコーダ情報ＥＤ１とに基づいて、実装ヘッド３３の移動する先である推定移動位置を推定する。例えば、図３に示すように、前回の通信周期においてリニアエンコーダ７２から中間ボード４５に取得されたエンコーダ情報ＥＤ１に基づく位置を、前回位置１０１とする。また、次の通信周期においてリニアエンコーダ７２から中間ボード４５に取得されたエンコーダ情報ＥＤ１に基づく位置を、現在位置１０２とする。

この場合、位置推定部８２は、例えば、前回位置１０１と現在位置１０２とのＸ座標の差、即ち、前回から今回までにＸ軸方向に移動した距離Ｌｘ１を、エンコーダ情報ＥＤ１の１周期分の時間、即ち、移動時間で除算する。これにより、現在位置１０２における速度ＶｔのＸ軸方向に沿った成分である速度Ｖｘを算出する。

同様に、位置推定部８２は、例えば、前回位置１０１と現在位置１０２とのＹ座標の差、即ち、前回から今回までにＹ軸方向に移動した距離Ｌｙ１を、エンコーダ情報ＥＤ１の１周期分の時間（移動時間）で除算する。これにより、現在位置１０２におけるＹ軸方向に沿った速度Ｖｙを算出する。位置推定部８２は、速度Ｖｘ，Ｖｙを用いて、現在位置１０２を通過した後の実装ヘッド３３の移動先（推定移動位置）を推定できる。

ここで、メイン基板５１は、例えば、オンザフライ撮像に先立って、中間ボード４５に対して設定処理を行う。例えば、生産ラインの管理コンピュータから部品装着機１０に送信される制御データ（ジョブ）には、部品装着機１０の装置構成を示すデータとしてパーツカメラ１９の設置位置の情報が設定されている。メイン基板５１は、この管理コンピュータから取得した制御データからパーツカメラ１９の設置位置を検出する。そして、メイン基板５１は、サーボコントローラ５２に対して、実装ヘッド３３を移動させるべき位置（撮像位置９９や装着位置９５）を指示するとともに、パーツカメラ１９の撮像位置９９を通知する。

サーボコントローラ５２は、実装ヘッド３３を移動させる位置と、撮像位置９９の情報とを設定した設置位置情報Ｄ２を中間ボード４５に通知する（図２参照）。サーボコントローラ５２は、ＬＡＮケーブル６５を介して中間ボード４５に設置位置情報Ｄ２を出力する。従って、本実施形態のメイン制御部４１は、ＬＡＮケーブル６５及び外部インタフェース８７を介して中間ボード４５に対するオンザフライ撮像の設定を実行する。

位置推定部８２は、サーボコントローラ５２から入力した設置位置情報Ｄ２に基づいて、撮像位置９９のＸＹ座標を検出する。図３に示すように、位置推定部８２は、例えば、現在位置１０２から撮像位置９９までのＸ軸方向の距離Ｌｘ２と、現在位置１０２から撮像位置９９までのＹ軸方向の距離Ｌｙ２とのそれぞれを二乗した値を加算して平方根を算出する。これにより、位置推定部８２は、現在位置１０２から撮像位置９９までの距離Ｌｔ（＝√（（Ｌｘ２）^２＋（Ｌｙ２）^２））を算出する。

同様に、位置推定部８２は、例えば、上記した速度Ｖｘ，Ｖｙのそれぞれを二乗した値を加算して平方根を算出する。これにより、位置推定部８２は、現在位置１０２における撮像位置９９に向かう速度Ｖｔ（＝√（（Ｖｘ）^２＋（Ｖｙ）^２））を算出する。そして、位置推定部８２は、距離Ｌｔを速度Ｖｔで除算することで、現在位置１０２から撮像位置９９まで移動するのに必要となる時間を推定できる。これにより、実装ヘッド３３が撮像位置９９に到達する時間、即ち、オンザフライ撮像するタイミングを決定することができる。なお、上記したように、位置推定部８２による推定処理は、変更データＣＤのリコンフィグによって処理内容を変更可能である。

位置推定部８２は、実装ヘッド３３の撮像位置９９を通過するタイミング、即ち、設置位置情報Ｄ２の撮像位置９９と、推定した推定移動位置とが一致するタイミングを示した設定情報Ｄ１を設定情報出力部８８から画像処理ボード５３に出力する。画像処理ボード５３は、入力した設定情報Ｄ１に基づいて、撮像開始情報ＴＲをパーツカメラ１９に出力する。これにより、実装ヘッド３３が撮像位置９９を通過するタイミングでオンザフライ撮像を行うことができる。

（３．蓄積部８３について）
次に、蓄積部８３について説明する。蓄積部８３は、エンコーダ情報入力部８５から入力したエンコーダ情報ＥＤ１を所定のデータ量だけ蓄積するためのメモリ等を備えている。あるいは、蓄積部８３は、中間ボード４５に接続されるハードディスクなどの外部記憶装置を備えてもよい。蓄積部８３は、例えば、メイン制御部４１からの要求に応じて、蓄積したエンコーダ情報ＥＤ１を蓄積データＤ３として外部インタフェース８７から出力する。メイン制御部４１は、リニアエンコーダ７２から出力されるエンコーダ情報ＥＤ１をすべて取得できる。従って、エンコーダ情報ＥＤ１の表示、エンコーダ情報ＥＤ１に基づく不具合の解析、あるいは解析結果による設定（設置位置情報Ｄ２など）の最適化などを実施できる。

なお、蓄積部８３は、エンコーダ情報ＥＤ１以外の情報（ログなど）を、蓄積及び出力してもよい。例えば、蓄積部８３は、設定情報Ｄ１（撮像タイミング）を出力した履歴情報や、プロトコル変換部８１など（ＦＰＧＡ）の処理内容をトレースできるログを蓄積してもよい。また、中間ボード４５は、エンコーダ情報ＥＤ１を一時的に蓄積せずに、メイン制御部４１へエンコーダ情報ＥＤ１を順次転送してもよい。これにより、メイン制御部４１は、中間ボード４５とヘッド駆動機構１７との通信周期（ＲＳ−４８５のシリアル通信の周期など）でエンコーダ情報ＥＤ１を迅速に取得することができる。

因みに、部品装着機１０は、作業用ロボットの一例である。パーツカメラ１９は、撮像装置の一例である。実装ヘッド３３及びリニアモータ７１は、可動部の一例である。アンプ４３及びメイン制御部４１は、制御部の一例である。中間ボード４５は、伝送装置の一例である。画像処理ボード５３は、画像処理部の一例である。リニアエンコーダ７２は、エンコーダの一例である。

（４．効果）
以上、詳細に説明した実施形態によれば以下の効果を奏する。
（効果１）中間ボード４５（伝送装置）は、実装ヘッド３３やリニアモータ７１（可動部）の移動に応じたエンコーダ情報ＥＤ１をリニアエンコーダ７２（エンコーダ）から入力し、エンコーダ情報ＥＤ１に基づく制御を実行するアンプ４３及びメイン制御部４１（制御部）へエンコーダ情報ＥＤ２を出力する。中間ボード４５は、リニアエンコーダ７２と接続され、リニアエンコーダ７２からエンコーダ情報ＥＤ１を入力するエンコーダ情報入力部８５と、エンコーダ情報入力部８５が入力したエンコーダ情報ＥＤ１を、アンプ４３等で処理可能なデータ形式のデータに変換する変換処理を実行するプロトコル変換部８１と、アンプ４３と接続され、プロトコル変換部８１により変換された変換後のエンコーダ情報ＥＤ２をアンプ４３へ出力するエンコーダ情報出力部８６と、外部インタフェース８７と、を備える。プロトコル変換部８１は、外部インタフェース８７から入力した変更データＣＤに基づいて、変換処理の内容を変更する。

これによれば、プロトコル変換部８１は、リニアエンコーダ７２から入力したエンコーダ情報ＥＤ１を、アンプ４３で処理可能なデータ形式のデータに変換し、変換したエンコーダ情報ＥＤ２をアンプ４３へ出力する。これにより、仕様の異なるアンプ４３とリニアエンコーダ７２とを接続することができる。また、中間ボード４５は、変更データＣＤを入力可能な外部インタフェース８７を備える。そして、プロトコル変換部８１は、外部インタフェース８７から入力した変更データＣＤに基づいて、変換処理の内容を変更する。これにより、仕様の変更や開発の進展などにより、リニアエンコーダ７２やアンプ４３の種類を変更しエンコーダ情報ＥＤ１を伝送する通信プロトコルを変更したとしても、エンコーダ情報ＥＤ１を中継する中間ボード４５（プロトコル変換部８１）の変換処理を変更することで対応できる。即ち、外部インタフェース８７から入力した変更データＣＤによって変換処理の内容を変更することで、例えば、リニアエンコーダ７２の変更に応じてアンプ４３を変更する必要がなくなる。

（効果２）また、中間ボード４５は、リニアエンコーダ７２から過去に入力したエンコーダ情報ＥＤ１と、リニアエンコーダ７２から新たに入力したエンコーダ情報ＥＤ１とに基づいて、実装ヘッド３３が移動する先である推定移動位置を推定する推定処理を実行する位置推定部８２を、さらに備える。位置推定部８２は、変更データＣＤに基づいて、推定処理の内容を変更する。

これによれば、位置推定部８２は、過去のエンコーダ情報ＥＤ１と新たなエンコーダ情報ＥＤ１とに基づいて、実装ヘッド３３の推定移動位置を推定する。これにより、アンプ４３や、その上位のメイン制御部４１の処理を必要とせず、中間ボード４５がエンコーダ情報ＥＤ１を取得した段階で推定移動位置を推定できる。また、エンコーダ情報ＥＤ１を伝送する周期（例えば、ＲＳ―４８５規格のシリアル通信の周期）に比べて短い時間で、即ち、次のエンコーダ情報ＥＤ１を取得する前に、実装ヘッド３３の移動先を推定できる。その結果、例えば、移動中の実装ヘッド３３をより適切なタイミングでオンザフライ撮像できる。さらに、位置推定部８２は、推定処理の内容を変更データＣＤによって変更できる。このため、推定処理の内容を変更したい場合、変更データＣＤを用いて中間ボード４５に対して処理内容の変更を実施すればよく、他の装置（メイン制御部４１やアンプ４３等）に対する処理内容の変更が必要なくなる。また、位置推定部８２を、例えば、処理を実行しない設定とすれば、位置推定部８２を必要としない（例えば、プロトコル変換部８１だけが必要な）部品装着機１０に対して、中間ボード４５の処理内容を最適化できる。

（効果３）また、中間ボード４５は、位置推定部８２により推定した推定移動位置に応じた設定情報Ｄ１を出力する設定情報出力部８８を、さらに備える。

これによれば、設定情報出力部８８に接続された画像処理ボード５３は、中間ボード４５から入力した設定情報Ｄ１に基づいて、実装ヘッド３３（可動部）の移動に応じた処理を実行できる。ここでいう「移動に応じた処理」とは、例えば、移動中の実装ヘッド３３を撮像する処理や、移動にともなう実装ヘッド３３と他の装置との干渉を抑制する処理などである。

（効果４）設定情報出力部８８は、画像処理ボード５３（画像処理部）と接続されている。画像処理ボード５３は、実装ヘッド３３を撮像するパーツカメラ１９（撮像装置）に対して撮像を指示する撮像開始情報ＴＲを出力するものであり、設定情報出力部８８から入力した設定情報Ｄ１に基づいて、撮像開始情報ＴＲをパーツカメラ１９に出力する。

これによれば、画像処理ボード５３（画像処理部）は、位置推定部８２によって推定された推定移動位置（設定情報Ｄ１）に応じて、撮像開始情報ＴＲをパーツカメラ１９に出力できる。パーツカメラ１９は、実装ヘッド３３の移動に応じて適切なタイミングで実装ヘッド３３を撮像できる。

（効果５）位置推定部８２は、パーツカメラ１９（撮像装置）を設置した位置を示す設置位置情報Ｄ２を外部インタフェース８７から入力し、推定移動位置と設置位置情報Ｄ２が示す位置（撮像位置９９）とが一致するタイミングを示した設定情報Ｄ１を画像処理ボード５３に出力する。

これによれば、位置推定部８２は、パーツカメラ１９の設置位置情報Ｄ２の位置（撮像位置９９）と、実装ヘッド３３の推定移動位置とが一致するタイミングを示した設定情報Ｄ１を画像処理ボード５３に出力する。画像処理ボード５３は、入力した設定情報Ｄ１に基づいて、撮像開始情報ＴＲをパーツカメラ１９に出力する。これにより、パーツカメラ１９の撮像位置９９と実装ヘッド３３の位置とが一致するタイミングで撮像を行うことができる。また、外部インタフェース８７に接続されたメイン制御部４１は、設置位置情報Ｄ２により中間ボード４５に対して撮像のタイミング等を設定できる。

（効果６）また、中間ボード４５は、エンコーダ情報入力部８５から入力したエンコーダ情報ＥＤ１を所定のデータ量だけ蓄積し、蓄積したエンコーダ情報ＥＤ１を外部インタフェース８７から出力する蓄積部８３を、さらに備える。

これによれば、蓄積部８３は、所定のデータ量だけエンコーダ情報ＥＤ１を蓄積する。この蓄積するデータ量は、蓄積部８３の記憶容量やＬＡＮケーブル６５の通信速度等に応じて適切な値を設定できる。蓄積部８３は、蓄積したエンコーダ情報ＥＤ１を外部インタフェース８７から出力する。このため、中間ボード４５は、エンコーダ情報出力部８６とは別に、外部インタフェース８７からもエンコーダ情報ＥＤ１を出力する。これにより、外部インタフェース８７に接続されたメイン制御部４１は、リニアエンコーダ７２から出力されるエンコーダ情報ＥＤ１をすべて取得し、不具合の解析などを実施できる。

（５．変形態様）
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、上記実施形態において、メイン基板５１や画像処理ボード５３は、ボード（基板）に限らず、例えば、ＣＰＵでプログラムを実行することで実現可能な処理モジュール（ソフトウェア）でもよい。
また、上記実施形態では、本願のエンコーダとしてリニアエンコーダ７２を採用したが、他のエンコーダ、例えば、ロータリーエンコーダを採用することもできる。また、この場合、リニアモータ７１の代わりにサーボモータを用いてもよい。
また、上記実施形態では、位置推定部８２によって推定した推定移動位置を、画像処理ボード５３による撮像の開始指示（トリガ）として用いたが、他の用途に用いてもよい。例えば、複数の実装ヘッド３３が協調して作業する場合に、推定移動位置に基づいて複数の実装ヘッド３３の移動先を推定し、複数の実装ヘッド３３の干渉を抑制してもよい。
また、上記実施形態では、本願における撮像装置としてパーツカメラ１９を採用したが、他の用途のカメラ、例えば、回路基板９４に付されたマークを撮像するマークカメラを採用してもよい。

また、上記実施形態では、本願における伝送装置を備える作業用ロボットとして、電子部品９２を回路基板９４に装着する部品装着機１０を採用したが、これに限らない。例えば、作業用ロボットとしては、アームの先端にエンドエフェクタを備えたロボットでもよく、回路基板９４に半田を印刷するスクリーン印刷装置でもよい。

１０部品装着機（作業用ロボット）、１９パーツカメラ（撮像装置）、３３実装ヘッド（可動部）、４１メイン制御部（制御部）、４３アンプ（制御部）、４５中間ボード（伝送装置）、５３画像処理ボード（画像処理部）、７１リニアモータ（可動部）、７２リニアエンコーダ（エンコーダ）、８１プロトコル変換部、８２位置推定部、８３蓄積部、８５エンコーダ情報入力部、８６エンコーダ情報出力部、８７外部インタフェース、８８設定情報出力部、ＣＤ変更データ、Ｄ１設定情報、Ｄ２設置位置情報、ＥＤ１，ＥＤ２エンコーダ情報、ＴＲ撮像開始情報。

Claims

可動部の移動に応じたエンコーダ情報をエンコーダから入力し、前記エンコーダ情報に基づく制御を実行する制御部へ前記エンコーダ情報を出力する伝送装置であって、
前記エンコーダと接続され、前記エンコーダから前記エンコーダ情報を入力するエンコーダ情報入力部と、
前記エンコーダ情報入力部が入力した前記エンコーダ情報を、前記制御部で処理可能なデータ形式のデータに変換する変換処理を実行するプロトコル変換部と、
前記制御部と接続され、前記プロトコル変換部により変換された変換後のエンコーダ情報を前記制御部へ出力するエンコーダ情報出力部と、
外部インタフェースと、を備え、
前記プロトコル変換部は、前記外部インタフェースから入力した変更データに基づいて、前記変換処理の内容を変更し、
前記エンコーダから過去に入力した前記エンコーダ情報と、前記エンコーダから新たに入力した前記エンコーダ情報とに基づいて、前記可動部が移動する先である推定移動位置を推定する推定処理を実行する位置推定部を、さらに備え、
前記位置推定部は、前記変更データに基づいて、前記推定処理の内容を変更する、ことを特徴とする伝送装置。
前記位置推定部により推定した前記推定移動位置に応じた設定情報を出力する設定情報出力部を、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
前記設定情報出力部は、画像処理部と接続されており、
前記画像処理部は、前記可動部を撮像する撮像装置に対して撮像を指示する撮像開始情報を出力するものであり、前記設定情報出力部から入力した前記設定情報に基づいて、前記撮像開始情報を前記撮像装置に出力する、ことを特徴とする請求項２に記載の伝送装置。
前記位置推定部は、前記撮像装置を設置した位置を示す設置位置情報を前記外部インタフェースから入力し、前記推定移動位置と前記設置位置情報が示す位置とが一致するタイミングを示した前記設定情報を前記画像処理部に出力する、ことを特徴とする請求項３に記載の伝送装置。
前記エンコーダ情報入力部から入力した前記エンコーダ情報を所定のデータ量だけ蓄積し、蓄積した前記エンコーダ情報を前記外部インタフェースから出力する蓄積部を、さらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の伝送装置。
請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の伝送装置を備えることを特徴とする作業用ロボット。