JP7088809B2 - ワーク作業装置、ワーク作業システム、及び、ワーク作業装置の制御方法 - Google Patents
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Description
本明細書では、作業に関する情報を、作業への影響を抑制しつつ早期に出力する技術を開示する。
実施形態1を図1ないし図9に基づいて説明する。なお、以降の説明では同一の構成部材には一部を除いて図面の符号を省略している場合がある。
図1を参照して、実施形態1に係る基板製造システム1(ワーク作業システムの一例)について説明する。基板製造システム1は、基板2(図2参照、ワークの一例、及び、作業に関わる対象物の一例)に部品E(図2参照、作業に関わる対象物の一例)を実装する複数の部品実装ライン10と、第1のサーバコンピュータ11(以下、単に第1のサーバ11という)とを備えている。
部品実装ライン10はローダー20、スクリーン印刷機21、印刷検査機22、ディスペンサ23、複数台の表面実装機24(ワーク作業装置の一例)、実装後外観検査機25、リフロー装置26、硬化後外観検査装置27及びアンローダー28を備えており、これらが複数のコンベア29を介して直列に接続されている。また。これらの装置はLAN(Local Area Network)などの第1の通信ネットワーク12を介して第1のサーバ11と通信可能に接続されている。
スクリーン印刷機21は基板2の表面に半田ペーストをスクリーン印刷することによって回路を形成する装置である。
印刷検査機22はスクリーン印刷機21によってスクリーン印刷された回路を検査する装置である。
表面実装機24は基板2に部品Eを実装する実装作業(所定の作業の一例)を行う装置である。表面実装機24の構成については後述する。
実装後外観検査機25は表面実装機24によって部品Eが実装された後の基板2の外観を検査する装置である。
硬化後外観検査装置27はリフロー装置26によって溶解された半田ペーストが硬化した後に基板2の外観を検査する装置である。
アンローダー28は硬化後外観検査装置27から送り出された基板2をラックに収納する装置である。
図2を参照して、表面実装機24の構成について説明する。以降の説明では図2に示す左右方向をX方向、前後方向をY方向という。また、以降の説明では図2に示す右側を上流側、左側を下流側という。
制御部40は演算処理部41、モータ制御部42、記憶部43、画像処理部44、外部入出力部45、フィーダ通信部46、第1の通信部47(第1の出力部の一例)などを備えている。
記憶部43には表面実装機24の動作を定義した生産プログラムなどの各種のデータが記憶される。生産プログラムには生産が予定されている基板2の生産枚数や品種に関する情報、部品Eの実装座標や実装角度に関する情報、部品Eの実装順序に関する情報等が定義されている。
外部入出力部45はいわゆるインターフェースであり、表面実装機24に設けられている各種センサ53(部品吸着用負圧センサ、モータに流れる電流値を検出する電流センサなどを含む)から出力される検出信号が取り込まれるように構成されている。また、外部入出力部45は演算処理部41から出力される制御信号に基づいて各種アクチュエータ類54に対する動作制御を行うように構成されている。
第1の通信部47は制御部40を第1の通信ネットワーク12に接続するためのものである。
操作部55は液晶ディスプレイなどの表示装置や、タッチパネル、キーボード、マウスなどの入力装置を備えている。作業者は操作部55を操作して各種の設定などを行うことができる。
図4に示すように、制御部40はセンサ監視タスク62、動作制御タスク63(制御処理の一例)、画像処理タスク64(専用の処理タスクの一例)、UI(ユーザインタフェース)制御タスク65、履歴保存タスク66、画像送信タスク67(出力処理の一例)、優先度変更タスク68(変更処理の一例)などを実行する。これらのタスクはRAM41Aを介して連携して動作する。
履歴保存タスク66は表面実装機24の動作の履歴を記憶部43に書き込むタスクである。
図5を参照して、動作制御タスク63の処理について具体的に説明する。動作制御タスク63が作業部に実行させる実装作業には基板2の搬送、基板2への部品Eの実装、段取り替えなどの複数の作業が含まれるが、ここでは基板2の搬送及び基板2への部品Eの実装について説明する。
S102では、動作制御タスク63は基板撮像カメラ36によって基板2上のフィデューシャルマークを撮像する。
S103では、動作制御タスク63はヘッド搬送部35を制御してヘッドユニット34を部品供給位置に移動させ、実装ヘッド34Aを下降させて部品Eを吸着する。
S105では、動作制御タスク63はS104で部品Eを撮像して生成した画像データを記憶部43に記憶する。
S106では、動作制御タスク63はヘッドユニット34及びヘッド搬送部35を制御して基板2に部品Eを実装する。動作制御タスク63は、基板2に部品Eを実装するとき、画像処理タスク64の認識結果に基づいて部品形状の良否判定、部品Eの実装座標や実装角度の補正などを行う。
S108では、動作制御タスク63は基板搬送装置30を制御して基板2を搬出する。
図6を参照して、画像送信タスク67の処理について具体的に説明する。画像送信タスク67は基板2の生産が行われている間、常に実行されている。
S201では、画像送信タスク67は記憶部43に未だ第1のサーバ11に送信していない画像データが記憶されているか否かを判断し、記憶されている場合はS202に進み、記憶されていない場合は一定時間が経過した後に再度S201を実行する。
S203では、画像送信タスク67は第1の通信部47を介して第1のサーバ11に画像データを送信する。制御部40は画像データを送信した後、S201に戻って処理を繰り返す。
先ず、図7を参照して、作業部の作業工程と制御部40の負荷との関係について説明する。図7に示すように、基板2への部品Eの実装中は制御部40の負荷が高くなる。これに対し、基板2の搬送中は制御部40の負荷が低くなる。段取り替え中は基板2の搬送中より更に制御部40の負荷が低くなる。
S301では、優先度変更タスク68はOS60から制御部40の負荷を取得する。具体的には、実施形態1に係る優先度変更タスク68は制御部40の負荷として以下の負荷を取得する。
・CPU負荷(Processor Load)[%]
具体的には、記憶部43には図9に示す優先度テーブル69が記憶されている。優先度テーブル69ではCPU負荷が複数の範囲に分割されており、分割された範囲毎に画像送信タスク67の優先度が対応付けられている。優先度テーブル69にはCPU負荷が高い範囲ほど低い優先度が対応付けられている(言い換えると、CPU負荷が低い範囲ほど高い優先度が対応付けられている)。優先度変更タスク68はCPU負荷に対応する優先度を優先度テーブル69から特定することによって画像送信タスク67の優先度を決定する。
なお、単位時間当たりに送信する情報量を変更する方法は、OS60を介して画像送信タスク67の優先度を変更する方法に限られない。例えば、「1単位のデータを送信したらxミリ秒休止する」ことを、優先度変更タスク68がOS60を介さずにRAM41Aを介して画像送信タスク67に直接指示することによって単位時間当たりに送信する情報量を変更してもよい。
実施形態1に係る表面実装機24によると、制御部40の負荷が高いほど画像送信タスク67が単位時間当たりに送信する情報量を少なくする。画像送信タスク67が単位時間当たりに送信する情報量を少なくすると制御部40の負荷の増大を抑制できるので、画像データの送信が実装作業に影響することを抑制できる。また、表面実装機24によると、制御部40の負荷が低いほど画像送信タスク67が単位時間当たりに送信する情報量を多くするので、単位時間当たりに送信する情報量が少ないままである場合に比べ、画像データを、実装作業への影響を抑制しつつ早期に送信できる。
なお、専用の処理タスクは画像データの認識に加えて他のデータを処理するものであってもよい。
実施形態2に係る動作制御タスク63は、作業部(基板搬送装置30、バックアップ装置、テープ部品供給装置31及び部品実装装置32)に実装作業を実行させる処理に加え、作業に関する第2種の情報を、第1の通信部47を介して第1のサーバ11との間で送受信する処理も実行する。
・CPU負荷(Processor Load)[%]
・第1の通信部47の送信負荷(Network Send)[キロバイト/秒]
実施形態3では作業部(基板搬送装置30、バックアップ装置、テープ部品供給装置31及び部品実装装置32)の作業工程毎に画像送信タスク67の優先度が対応付けられている優先度テーブル70(図10参照)が記憶部43に記憶されている。実施形態3に係る優先度変更タスク68は、作業工程が切り替わる毎に、画像送信タスク67の優先度を切り替わり後の作業工程に対応する優先度に変更する。
以降の工程についても同様であるので以降の工程についての説明は省略する。
実施形態4に係る優先度変更タスク68は、画像送信タスク67の1回当たりの実行時間及び休止時間の少なくとも一方を制御部40の負荷に応じて変更することにより、画像送信タスク67が単位時間当たりに送信する情報量を変更する。
実施形態5に係る優先度変更タスク68は、画像送信タスク67の実行中に制御部40の負荷(例えばCPU負荷)が閾値以上になると画像送信タスク67を中断し、画像送信タスク67の中断中に制御部40の負荷が閾値未満になると画像送信タスク67を再開することにより、画像送信タスク67が単位時間当たりに送信する情報量を変更する。
S501では、優先度変更タスク68はOS60から制御部40の負荷(CPU負荷)を取得する。
S502では、優先度変更タスク68はCPU負荷が閾値以上であるか否かを判断し、閾値以上である場合はS503に進み、閾値未満である場合はS505に進む。なお、閾値は適宜に決定できる。
S504では、優先度変更タスク68はOS60に画像送信タスク67の中断を命令する。
S506では、優先度変更タスク68は中断中の画像送信タスク67を再開するようOS60に命令する。
S508では、優先度変更タスク68は画像送信タスク67の優先度をS507で決定した優先度に変更するようOS60に命令する。
実施形態6に係る制御部40は、実施形態1~5の画像送信タスク67に替えて出力タスク(出力処理の一例)を実行する。出力タスクは第1種の情報として画像データ(緊急性を有しない情報)の他に表面実装機24のエラー情報(緊急性を有する情報の一例)も送信する。
図13に示すように、実施形態7では部品実装ライン10を構成する各装置がそれぞれ第1の通信ネットワーク12を介して第1のサーバ11に接続されていることに加えて、各装置がそれぞれ第2の通信ネットワーク71を介して第2のサーバコンピュータ73(以下、単に第2のサーバ73という)に接続されている。第1のサーバ11と第2のサーバ73とは第3の通信ネットワーク74によって接続されている。
ただし、画像データの送信が第2種の情報の送受信に影響することは抑制できるが、CPU負荷が高いときに画像データを送信すると実装作業に影響する虞がある。このため、実施形態7においても、優先度変更タスク68は制御部40の負荷(ただし第1の通信部47の送信負荷を除く)に応じて画像送信タスク67の優先度を変更する。
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書によって開示される技術的範囲に含まれる。
・CPU負荷(Processor Load)[%]
・RAM41Aの空き容量(Memory Available)[メガバイト]
・CPU負荷(Processor Load)[%]
・記憶部43への書き込み負荷(Physical Disk Write)[メガバイト/秒]
・CPU負荷(Processor Load)[%]
・RAM41Aの空き容量(Memory Available)[メガバイト]
・第1の通信部47の送信負荷(Network Send)[キロバイト/秒]
・記憶部43への書き込み負荷(Physical Disk Write)[メガバイト/秒]
Claims (15)
- ワークに対して所定の作業を行うワーク作業装置であって、
前記作業を行う作業部と、
演算処理部及び第1の出力部を有する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記作業部に前記作業を実行させる制御処理と、
前記作業に関する第1種の情報を、前記第1の出力部を介して出力する出力処理と、
前記出力処理が単位時間当たりに出力する情報量を前記制御部の負荷に応じて変更する変更処理と、
を実行する、ワーク作業装置。 - 請求項1に記載のワーク作業装置であって、
前記作業に関わる対象物を撮像して画像データを生成する撮像部を有し、
前記第1種の情報は前記画像データである、ワーク作業装置。 - 請求項2に記載のワーク作業装置であって、
前記制御部は、少なくとも前記画像データを含むデータを処理する専用の処理タスクを実行する、ワーク作業装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のワーク作業装置であって、
前記第1種の情報は当該ワーク作業装置の稼働ログである、ワーク作業装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のワーク作業装置であって、
前記制御処理は、前記作業に関する第2種の情報を、前記第1の出力部を介して出力する処理を含む、ワーク作業装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のワーク作業装置であって、
前記制御部は第2の出力部を備え、
前記制御処理は、前記作業に関する第2種の情報を、前記第2の出力部を介して出力する処理を含む、ワーク作業装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のワーク作業装置であって、
前記制御部は、前記変更処理において、前記出力処理の優先度を変更することにより、前記出力処理が単位時間当たりに出力する情報量を変更する、ワーク作業装置。 - 請求項7に記載のワーク作業装置であって、
前記作業部の作業工程毎に前記出力処理の優先度が対応付けられている優先度テーブルを記憶している記憶部を備え、
前記制御部は、前記変更処理において、前記作業工程が切り替わる毎に、前記出力処理の優先度を切り替わり後の前記作業工程に対応する優先度に変更する、ワーク作業装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のワーク作業装置であって、
前記制御部は複数の処理を時分割で実行するものであり、前記変更処理において、前記出力処理の1回当たりの実行時間及び休止時間の少なくとも一方を前記制御部の負荷に応じて変更することにより、前記出力処理が単位時間当たりに出力する情報量を変更する、ワーク作業装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のワーク作業装置であって、
前記制御部は、前記変更処理において、前記出力処理の実行中に前記制御部の負荷が閾値以上になると前記出力処理を中断し、前記出力処理の中断中に前記制御部の負荷が前記閾値未満になると前記出力処理を再開することにより、前記出力処理が単位時間当たりに出力する情報量を変更する、ワーク作業装置。 - 請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載のワーク作業装置であって、
前記制御部は、前記第1種の情報が緊急性を有する情報である場合は、緊急性を有しない情報である場合に比べ、前記出力処理が単位時間当たりに出力する情報量を多くする、ワーク作業装置。 - 請求項11に記載のワーク作業装置であって、
前記緊急性を有する情報は、当該ワーク作業装置のエラー情報である、ワーク作業装置。 - 請求項1乃至請求項12のいずれか一項に記載のワーク作業装置であって、
前記制御部は、前記変更処理において、前記演算処理部によって実行されるオペレーティングシステムから前記制御部の負荷を取得する、ワーク作業装置。 - 請求項1乃至請求項13のいずれか一項に記載のワーク作業装置と、
サーバコンピュータと、
を備え、
前記制御部は、前記出力処理において、前記作業に関する第1種の情報を、前記第1の出力部を介して前記サーバコンピュータに出力する、ワーク作業システム。 - ワークに対して所定の作業を行う作業部と、演算処理部及び第1の出力部を有する制御部とを備えるワーク作業装置の制御方法であって、
前記制御部が前記作業部に前記作業を実行させる制御ステップと、
前記制御部が、前記作業に関する第1種の情報を、前記第1の出力部を介して出力する出力ステップと、
前記制御部が、前記出力ステップが単位時間当たりに出力する情報量を前記制御部の負荷に応じて変更する変更ステップと、
を含む、制御方法。
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