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)部品実装機の構成
図1に、部品実装機10を示す。部品実装機10は、回路基材12に対する部品の実装作業を実行するための装置である。部品実装機10は、装置本体20、基材搬送保持装置22、部品装着装置24、撮像装置26,28、部品供給装置30、ばら部品供給装置32、制御装置(図11参照)34を備えている。なお、回路基材12として、回路基板、三次元構造の基材等が挙げられ、回路基板として、プリント配線板、プリント回路板等が挙げられる。
装置本体20は、フレーム40と、そのフレーム40に上架されたビーム42とによって構成されている。基材搬送保持装置22は、フレーム40の前後方向の中央に配設されており、搬送装置50とクランプ装置52とを有している。搬送装置50は、回路基材12を搬送する装置であり、クランプ装置52は、回路基材12を保持する装置である。これにより、基材搬送保持装置22は、回路基材12を搬送するとともに、所定の位置において、回路基材12を固定的に保持する。なお、以下の説明において、回路基材12の搬送方向をX方向と称し、その方向に直角な水平の方向をY方向と称し、鉛直方向をZ方向と称する。つまり、部品実装機10の幅方向は、X方向であり、前後方向は、Y方向である。
部品装着装置24は、ビーム42に配設されており、2台の作業ヘッド60,62と作業ヘッド移動装置64とを有している。各作業ヘッド60,62は、吸着ノズル(図2参照)66を有しており、吸着ノズル66によって部品を保持する。また、作業ヘッド移動装置64は、X方向移動装置68とY方向移動装置70とZ方向移動装置72とを有している。そして、X方向移動装置68とY方向移動装置70とによって、2台の作業ヘッド60,62は、一体的にフレーム40上の任意の位置に移動させられる。また、各作業ヘッド60,62は、図2に示すように、スライダ74,76に着脱可能に装着されており、Z方向移動装置72は、スライダ74,76を個別に上下方向に移動させる。つまり、作業ヘッド60,62は、Z方向移動装置72によって、個別に上下方向に移動させられる。
撮像装置26は、下方を向いた状態でスライダ74に取り付けられており、作業ヘッド60とともに、X方向,Y方向およびZ方向に移動させられる。これにより、撮像装置26は、フレーム40上の任意の位置を撮像する。撮像装置28は、図1に示すように、フレーム40上の基材搬送保持装置22と部品供給装置30との間に、上を向いた状態で配設されている。これにより、撮像装置28は、作業ヘッド60,62の吸着ノズル66に保持された部品を撮像する。
部品供給装置30は、フレーム40の前後方向での一方側の端部に位置決めされた状態で着脱可能に配設されている。部品供給装置30は、トレイ型部品供給装置78とフィー
ダ型部品供給装置(図示省略)とを有している。トレイ型部品供給装置78は、トレイ上に載置された状態の部品を供給する装置である。フィーダ型部品供給装置は、テープフィーダ(図示省略)、スティックフィーダ(図示省略)によって部品を供給する装置である。
ばら部品供給装置32は、フレーム40の前後方向での他方側の端部に位置決めされた状態で着脱可能に配設されている。ばら部品供給装置32は、ばらばらに散在された状態の複数の部品を整列させて、整列させた状態で部品を供給する装置である。つまり、任意の姿勢の複数の部品を、所定の姿勢に整列させて、所定の姿勢の部品を供給する装置である。以下に、部品供給装置32の構成について詳しく説明する。なお、部品供給装置30および、ばら部品供給装置32によって供給される部品として、電子回路部品,太陽電池の構成部品,パワーモジュールの構成部品等が挙げられる。また、電子回路部品には、リードを有する部品,リードを有さない部品等が有る。
ばら部品供給装置32は、図3に示すように、本体80と、部品供給ユニット82と、撮像装置84と、部品引渡し装置86とを有している。
(a)部品供給ユニット
部品供給ユニット82は、部品供給器88と部品散在装置(図4参照)90と部品戻し装置(図4参照)92とを含み、それら部品供給器88と部品散在装置90と部品戻し装置92とが一体的に構成されたものである。部品供給ユニット82は、本体80のベース96に各々が位置決めされた状態で作業者が工具を用いることなく着脱可能に組み付けられており、ばら部品供給装置32では、5台の部品供給ユニット82が、X方向に1列に並んで配設されている。
部品供給器88は、概して直方体の箱形状をなし、図4及び図5に示すように、Y方向に延びるように配設されている。なお、Y方向を部品供給器88の前後方向と記載し、部品供給ユニット82において、部品戻し装置92が配設されている側に向かう方向を、前方と記載し、部品供給器88が配設されている側に向かう方向を、後方と記載する。また、部品供給器88の前後方向と概して水平の方向に直行する方向を、部品供給器88の幅方向と記載する。
部品供給器88は、上面と前面とにおいて開口しており、上面の開口は、部品の投入口97とされ、前面の開口は部品の排出口98とされている。部品供給器88では、投入口97の下方に、傾斜板104が配設されている。傾斜板104は、部品供給器88の後方側の端面から中央方向に向かって、下方に傾斜するように配設されている。
また、傾斜板104の前方側に、図5に示すように、コンベア装置106が配設されている。コンベア装置106は、傾斜板104の前方側端部から部品供給器88の前方に向かって、上方に傾斜するように配設されている。なお、コンベア装置106のコンベアベルト112は、図5における反時計回りに回転する。つまり、コンベア装置106による搬送方向は、傾斜板104の前端部から前方に向かって斜め上方とされている。
また、コンベア装置106の前方側端部の下方には、傾斜板126が配設されている。傾斜板126は、部品供給器88の前方側の端面からコンベア装置106の下方に向かって配設されており、後方側の端部が斜め下方に傾斜している。さらに、その傾斜板126の下方にも、傾斜板128が配設されている。傾斜板128は、コンベア装置106の中央部の下方から部品供給器88の排出口98に向かって、前方側の端部が下方に位置するように傾斜している。
また、部品供給器88の内部には、コンベア装置106の下端の上方に、検出センサ130が配設されている。検出センサ130は、光学センサであり、投光部132と受光部134とにより構成されている。投光部132と受光部134とは、部品供給器88の幅方向における1対の側壁136,138の内側に対向した状態で配設されている。つまり、投光部132と受光部134とが、部品供給器88において、部品供給器88の幅方向に対向した状態で、投光部132が側壁136の外側に配設され、受光部134が側壁138の外側に配設されている。また、投光部132と受光部134とは、部品供給器88において同じ高さに配設されており、コンベア装置106の上端と下端との上下方向における寸法の1/4程度の高さに配設されている。つまり、投光部132と受光部134とは、コンベア装置106の下端に近い位置に配設されている。これにより両側壁に設けられた光を通過させるための貫通穴を通じて、投光部132から照射された光が、受光部134により受光されるが、投光部132と受光部134との間に、何らかの物が存在する場合に、その物に、投光部132から照射された光が遮られることで、検出センサ130により、投光部132と受光部134との間に何らかのものが存在することが検出される。このような構造により、検出センサ130は、部品供給器88の内部の部品残量を検出する。つまり、受光部134が投光部132から照射された光を受光できない場合には、部品供給器88の内部において、投光部132及び受光部134より高い位置まで部品が積み上がっているため、多くの量の部品が部品供給器88の内部にあると検出される。一方、受光部134が投光部132から照射された光を受光できる場合には、部品供給器88の内部において、投光部132及び受光部134の下方にしか部品が無いため、部品供給器88の内部の部品の残量は少なくなっていると検出される。このように、部品供給器88には、部品残量を検出する検出センサ130が配設されている。
また、ベース96には、図4に示すように、1対のサイドフレーム140が組み付けられている。1対のサイドフレーム140は、対向した状態で互いに平行且つ、Y方向に延びるように立設されている。そして、1対のサイドフレーム140の間の距離は、部品供給器88の幅方向の寸法より僅かに大きくされており、1対のサイドフレーム140の間に、部品供給器88は作業者が工具を用いることなく着脱可能に位置決めされた状態で装着されている。
部品散在装置90は、部品支持部材150と部品支持部材移動装置152とを含む。部品支持部材150は、ステージ156と1対の側壁部158とによって構成されている。ステージ156は、概して長手形状の板形状をなし、1対のサイドフレーム140の間に装着された部品供給器88の下方から前方に延び出すように、配設されている。なお、ステージ156の上面は、概して水平とされており、図5に示すように、部品供給器88の傾斜板128の前方側の端部と僅かなクリアランスのある状態で配設されている。また、1対の側壁部158は、図4に示すように、ステージ156の長手方向の両側部に立設された状態で固定されており、各側壁部158の上端は、ステージ156の上面より上方に延び出している。
また、部品支持部材移動装置152は、部品支持部材150をエアシリンダ(図11参照)166の作動によりY方向にスライドさせる。この際、部品支持部材150は、部品供給器88の下方に格納された格納状態(図6参照)と、部品供給器88の下方から露出した露出状態(図5参照)との間で移動する。
部品戻し装置92は、図7に示すように、部品収容容器180と容器搖動装置181とを含む。部品収容容器180は、概して箱状をなし、底面が円弧形状とされている。部品収容容器180は、部品支持部材150のステージ156の前方側の端部において搖動可能に保持されており、容器搖動装置181の作動により、揺動する。この際、部品収容容器180は、開口を上方に向けた収容姿勢(図7参照)と、開口を部品支持部材150の
ステージ156の上面に向けた戻し姿勢(図8参照)との間で搖動する。
(b)撮像装置
撮像装置84は、図3に示すように、カメラ290とカメラ移動装置292とを含む。カメラ移動装置292は、ガイドレール296とスライダ298とを含む。ガイドレール296は、部品供給器88の上方において、ばら部品供給装置32の幅方向(X方向)に延びるように、本体80に固定されている。スライダ298は、ガイドレール296にスライド可能に取り付けられており、電磁モータ(図11参照)299の作動により、任意の位置にスライドする。そのスライダ298に、カメラ290が下方を向いた状態で装着されている。なお、カメラ290は、2次元カメラとされており、2次元撮像データを形成する。
(c)部品引渡し装置
部品引渡し装置86は、図3に示すように、部品保持ヘッド移動装置300と部品保持ヘッド302と2台のシャトル装置304とを含む。
部品保持ヘッド移動装置300は、X方向移動装置310とY方向移動装置312とZ方向移動装置314とを含む。Y方向移動装置312は、X方向に延びるように、部品供給ユニット82の上方に配設されたYスライダ316を有しており、Yスライダ316は、電磁モータ(図11参照)319の駆動により、Y方向の任意の位置に移動する。X方向移動装置310は、Yスライダ316の側面に配設されたXスライダ320を有しており、Xスライダ320は、電磁モータ(図11参照)321の駆動により、X方向の任意の位置に移動する。Z方向移動装置314は、Xスライダ320の側面に配設されたZスライダ322を有しており、Zスライダ322は、電磁モータ(図11参照)323の駆動により、Z方向の任意の位置に移動する。
部品保持ヘッド302は、図9に示すように、ヘッド本体330と吸着ノズル332とノズル旋回装置334とノズル回転装置335とを含む。ヘッド本体330は、Zスライダ322と一体的に形成されている。吸着ノズル332は、部品を保持するものであり、ホルダ340の下端部に着脱可能に装着されている。ホルダ340は、支持軸344において屈曲可能とされており、ノズル旋回装置334の作動により、ホルダ340が上方向に90度屈曲する。これにより、ホルダ340の下端部に装着されている吸着ノズル332は、90度旋回し、旋回位置に位置する。つまり、吸着ノズル332は、ノズル旋回装置334の作動により、非旋回位置と旋回位置との間で旋回する。もちろん、非旋回位置と旋回位置との間の角度で位置決め停止させることも可能である。また、ノズル回転装置335は、吸着ノズル332をそれの軸心周りに回転させる。
また、2台のシャトル装置304の各々は、図3に示すように、部品キャリヤ388と部品キャリヤ移動装置390とを含み、部品供給ユニット82の前方側に横方向に並んで、本体80に固定されている。部品キャリヤ388には、5個の部品受け部材392が、横方向に一列に並んだ状態で装着されており、各部品受け部材392に、部品が載置される。
なお、ばら部品供給装置32は、種々の部品を供給することが可能であり、部品受け部材392は、部品の形状に応じて種々のものが用意されている。ここでは、ばら部品供給装置32により供給される電子回路部品として、図10に示すように、リードを有するリード部品410に対応する部品受け部材392について説明する。リード部品410は、ブロック状の部品本体412と、部品本体412の底面から突出する2本のリード414とから構成されている。
また、部品受け部材392には、リード部品410に応じた形状の部品受容凹部416が形成されている。部品受容凹部416は、段付き形状の凹部であり、部品受け部材392の上面に開口する本体部受容凹部418と、その本体部受容凹部418の底面に開口するリード受容凹部420とから構成されている。そして、リード部品410は、リード414が下方を向く姿勢で、部品受容凹部416の内部に挿入される。これにより、リード414がリード受容凹部420に挿入されるとともに、部品本体412が本体部受容凹部418に挿入された状態で、リード部品410が部品受容凹部416の内部に載置される。
また、部品キャリヤ移動装置390は、図3に示すように、板状の長手部材であり、前後方向に延びるように、部品供給ユニット82の前方側に配設されている。部品キャリヤ移動装置390の上面には、部品キャリヤ388が前後方向にスライド可能に配設されており、電磁モータ(図11参照)430の駆動により、前後方向の任意の位置にスライドする。なお、部品キャリヤ388が、部品供給ユニット82に接近する方向にスライドした際には、部品保持ヘッド移動装置300による部品保持ヘッド302の移動範囲内に位置する部品受取位置までスライドする。一方、部品キャリヤ388が、部品供給ユニット82から離れる方向にスライドした際には、作業ヘッド移動装置64による作業ヘッド60,62の移動範囲内に位置する部品供給位置までスライドする。
また、制御装置34は、図11に示すように、統括制御装置450と、複数の個別制御装置(図では1つのみ図示されている)452と、画像処理装置454とを含む。統括制御装置450は、コンピュータを主体として構成されたものであり、基材搬送保持装置22,部品装着装置24,撮像装置26,撮像装置28,部品供給装置30,ばら部品供給装置32に接続されている。これにより、統括制御装置450は、基材搬送保持装置22,部品装着装置24,撮像装置26,撮像装置28,部品供給装置30,ばら部品供給装置32を統括して制御する。複数の個別制御装置452は、コンピュータを主体として構成されたものであり、基材搬送保持装置22,部品装着装置24,撮像装置26,撮像装置28,部品供給装置30,ばら部品供給装置32に対応して設けられている(図では、ばら部品供給装置32に対応する個別制御装置452のみが図示されている)。
ばら部品供給装置32の個別制御装置452は、部品散在装置90,部品戻し装置92,カメラ移動装置292,部品保持ヘッド移動装置300,部品保持ヘッド302,シャトル装置304に接続されている。これにより、ばら部品供給装置32の個別制御装置452は、部品散在装置90,部品戻し装置92,カメラ移動装置292,部品保持ヘッド移動装置300,部品保持ヘッド302,シャトル装置304を制御する。また、画像処理装置454は、撮像装置84に接続されており、撮像装置84により撮像された撮像データを処理する。その画像処理装置454は、ばら部品供給装置32の個別制御装置452に接続されている。これにより、ばら部品供給装置32の個別制御装置452は、撮像装置84により撮像された撮像データを取得する。また、個別制御装置452は、検出センサ130にも接続されており、検出センサ130による検出値を取得する。そして、個別制御装置452は、検出センサ130による検出値を取得すると、その検出値を統括制御装置450に出力する。これにより、統括制御装置450は、その検出値に基づく画像を、モニター460に表示するが、詳細については、後程、説明する。
(B)部品実装機の作動
部品実装機10は、上述した構成によって、基材搬送保持装置22に保持された回路基材12に対して部品の装着作業が行われる。具体的には、回路基材12が、作業位置まで搬送され、その位置において、クランプ装置52によって固定的に保持される。次に、撮像装置26が、回路基材12の上方に移動し、回路基材12を撮像する。これにより、回路基材12の保持位置の誤差に関する情報が得られる。また、部品供給装置30若しくは
、ばら部品供給装置32は、所定の供給位置において、部品を供給する。なお、ばら部品供給装置32による部品の供給に関しては、後で詳しく説明する。そして、作業ヘッド60,62の何れかが、部品の供給位置の上方に移動し、吸着ノズル66によって部品を保持する。続いて、部品を保持した作業ヘッド60,62が、撮像装置28の上方に移動し、撮像装置28によって、吸着ノズル66に保持された部品が撮像される。これにより、部品の保持位置の誤差に関する情報が得られる。そして、部品を保持した作業ヘッド60,62が、回路基材12の上方に移動し、保持している部品を、回路基材12の保持位置の誤差,部品の保持位置の誤差等を補正し、回路基材12上に装着する。
(C)ばら部品供給装置の作動
ばら部品供給装置32では、リード部品410が、作業者によって部品供給器88の投入口97から投入され、その投入されたリード部品410が、部品供給ユニット82,部品引渡し装置86の作動により、部品キャリヤ388の部品受け部材392に載置された状態で供給される。
詳しくは、作業者は、部品供給器88の上面の投入口97から、リード部品410を投入する。この際、部品支持部材150は、部品支持部材移動装置152の作動により、部品供給器88の下方に移動しており、格納状態とされている(図6参照)。なお、部品支持部材150が格納状態とされている際に、部品支持部材150の前方側の端部に配設された部品収容容器180は、部品供給器88の前方に位置しており、部品収容容器180の開口を上方に向けた姿勢(収容姿勢)とされている。
部品供給器88の投入口97から投入されたリード部品410は、部品供給器88の傾斜板104の上に落下し、傾斜板104の前方側の下端まで転がり落ちる。この際、傾斜板104の前方側の下端まで転がり落ちたリード部品410は、図12に示すように、傾斜板104の前方側の下端と、コンベア装置106の後方側の下端との間に山積され、部品供給器88の内部にばら状態で複数の部品が収容される。そして、コンベア装置106が作動されることで、コンベア装置106のコンベアベルト112が図12における反時計回りに周回する。これにより、傾斜板104とコンベアベルト112との間に山積されたリード部品410が、コンベアベルト112によって斜め上方に向かって搬送される。
そして、コンベアベルト112によって搬送されたリード部品410は、コンベア装置106の前方側の上端から傾斜板126の上に落下する。その傾斜板126の上に落下したリード部品410は、傾斜板126の上を後方に向かって転がり落ち、傾斜板128の上に落下する。その傾斜板128の上に落下したリード部品410は前方に向かって転がり落ち、部品供給器88の前方側の排出口98から排出される。
これにより、部品供給器88の排出口98から排出されたリード部品410は、部品収容容器180の内部に収容される。そして、部品供給器88から所定量のリード部品410が排出されると、つまり、コンベア装置106が一定量作動すると、コンベア装置106が停止する。次に、部品支持部材150が、部品支持部材移動装置152の作動により、格納状態から前方に向かって移動する。
そして、部品支持部材150が格納状態から所定量、前方に向かって移動したタイミングで、部品戻し装置92の容器搖動装置181が作動し、部品収容容器180が搖動する。これにより、部品収容容器180の姿勢が、開口を上方に向けた姿勢(収容姿勢)から、開口をステージ156に向けた姿勢(戻し姿勢)に勢いよく変化する。この際、部品収容容器180に収容されたリード部品410が、ステージ156に向かって勢いよく放出される。これにより、部品収容容器180からステージ156の上にリード部品410が散在される。
そして、部品供給器88からステージ156の上にリード部品410が散在されると、撮像装置84のカメラ290が、カメラ移動装置292の作動により、ステージ156の上方に移動し、リード部品410を撮像する。これにより、ステージ156の上面に散在された複数のリード部品410に対して、撮像データに基づいて、ステージ156上での位置、リード部品410の姿勢等の情報が演算される。そして、演算されたリード部品410の位置に関する情報などに基づいて、リード部品の上方に、部品保持ヘッド302が、部品保持ヘッド移動装置300の作動により移動し、吸着ノズル332によってリード部品410が吸着保持される。つまり、部品供給ユニット82では、ステージ156が部品の供給位置となっており、その部品供給位置において、ステージ156の上に散在された部品が、部品保持ヘッド302に供給される。なお、吸着ノズル332によってリード部品が吸着保持される際には、吸着ノズル332は、非旋回位置に位置している。
次に、リード部品410が吸着ノズル332によって保持された後に、部品保持ヘッド302が部品キャリヤ388の上方に移動する。この際、部品キャリヤ388は、部品キャリヤ移動装置390の作動により、部品受取位置に移動している。また、部品保持ヘッド302が部品キャリヤ388の上方に移動する際に、吸着ノズル332は、旋回位置に旋回される。なお、旋回位置の吸着ノズル332に保持されたリード部品410のリード414が、鉛直方向での下方を向くように、吸着ノズル332は、ノズル回転装置335の作動により、旋回する。
部品保持ヘッド302が部品キャリヤ388の上方に移動すると、リード414が鉛直方向での下方を向いた状態のリード部品410が、部品受け部材392の部品受容凹部416内に挿入される。これにより、リード部品410は、図10に示すように、リード414を鉛直方向での下方に向けた状態で、部品受け部材392に載置される。なお、リード部品410が載置される部品受け部材392は、そのリード部品410の供給元のステージ156に対応するものである。つまり、所定のステージ156の上からピックアップされた部品は、そのステージ156に対応する部品受け部材392に載置される。
そして、リード部品410が部品受け部材392に載置されると、部品キャリヤ388は、部品キャリヤ移動装置390の作動により、部品供給位置に移動する。部品供給位置に移動した部品キャリヤ388は、作業ヘッド60,62の移動範囲に位置しているため、ばら部品供給装置32では、この位置においてリード部品410が部品実装機10に供給される。このように、ばら部品供給装置32では、リード414が下方を向き、リード414が接続された底面と対向する上面が上方を向いた状態で、リード部品410が供給される。このため、作業ヘッド60,62の吸着ノズル66は、適切にリード部品410を保持することができる。
このように、ばら部品供給装置32では、部品供給ユニット82において、部品供給器88の内部に収容された部品が、ステージ156の上に散在されている。そして、ステージ156の上に散在された部品が部品保持ヘッド302により保持され、部品受け部材392に載置されることで、部品実装機10の作業ヘッド60,62に供給される。この際、統括制御装置450では、ばら部品供給装置32に装着された各部品供給ユニット82での部品残数が演算されており、その部品残数が適正な量であるか否かが管理されている。詳しくは、各部品供給ユニット82の部品供給器88に部品が収容される際に、部品供給器88に収容される部品のロット単位の部品個数が、統括制御装置450に入力される。
具体的には、例えば、部品供給ユニットAでの供給予定の部品Dは、1袋につき3000個の個数の部品がパッケージされている。このため、作業者は、部品供給ユニットAの
空の部品供給器88に、その部品Dを投入する場合に、部品供給ユニットAと、部品Dと、部品Dの1袋にパッケージされているロット単位の部品数(3000個)とを統括制御装置450に入力する。また、例えば、部品供給ユニットBでの供給予定の部品Eは、1袋につき5000個の個数の部品がパッケージされている。このため、作業者は、部品供給ユニットBの空の部品供給器88に、その部品Eを投入する場合に、部品供給ユニットBと、部品Eと、部品Eの1袋にパッケージされているロット単位の部品数(5000個)とを統括制御装置450に入力する。これにより、統括制御装置450のモニター460には、図13に示すように、部品供給ユニットAは部品Dを供給し、その部品Dの手持ち部品の残数が3000個であること及び、部品供給ユニットBは部品Eを供給し、その部品Eの手持ち部品の残数が5000個であることが表示される。なお、部品がパッケージされている袋には、その部品の種類を示す情報と、1袋にパッケージされている部品数を示す情報とがコード化されたバーコードが貼付されている。また、各部品供給ユニットにも、各部品供給ユニットを示す情報がコード化されたバーコードが貼付されている。このため、作業者は、袋に貼付されたバーコードと、各部品供給ユニットに貼付されたバーコードとを、バーコードリーダ(図示省略)により読み取ることで、部品供給ユニットの種類と、その部品供給ユニットに投入される部品の種類と、その部品供給ユニットに投入される部品であって1袋にパッケージされているロット単位の部品数とが紐付けされた状態で統括制御装置450に入力される。
また、統括制御装置450は、ばら部品供給装置32の部品供給ユニット82だけではなく、他の種類の部品供給装置、例えば、部品供給装置30のテープフィーダ,スティックフィーダ,トレイ型部品供給装置78等、他の種類の各部品供給装置で供給される異なる種類の部品残数も管理している。このため、例えば、複数あるうちの当該テープフィーダで供給される部品Aは、テープ化部品として2000個の部品がキャリアテープにテーピングされている。このため、作業者は、空の当該テープフィーダに、テープ化部品の部品Aをセットする場合に、当該テープフィーダと、当該テープフィーダが供給する部品の種類を示す部品Aと、当該テープフィーダにセットされる部品Aのテープ化部品が備えるロット単位の部品数(2000個)とを統括制御装置450に紐付けして入力する。また、例えば、複数あるうちの当該スティックフィーダで供給される部品Bは、当該スティックフィーダに取り付けられるスティック内に200個の部品が収容されている。このため、作業者は、当該スティックフィーダに、部品Bが収容されたスティックをセットする場合に、当該スティックフィーダと、当該スティックフィーダが供給する部品の種類を示す部品Bと、当該スティックフィーダに装着する部品Bのスティック内に収容されたロット単位の部品数(200個)とを統括制御装置450に紐付けして入力する。また、例えば、トレイ型部品供給装置78で供給される部品Cは、複数あるトレイのうちの部品Cを供給するトレイ1上に100個の部品が載置されている。このため、作業者は、トレイ型部品供給装置78に、部品Cが載置されたトレイ1をセットする場合に、トレイ型部品供給装置78が備える部品Cを載置するトレイ1と、トレイ1に載置される部品の種類を示す部品Cと、トレイ1に載置された部品Cのロット単位の部品数(100個)とを統括制御装置450に紐付けして入力する。これにより、統括制御装置450のモニター460に、当該テープフィーダは部品Aを供給し、その部品Aの残数が2000個であることと、当該スティックフィーダは部品Bを供給し、その部品Bの残数が200個であることと、トレイ型部品供給装置78が備える複数あるトレイのうちの部品Cを載置するトレイ1は部品Cを供給し、その部品Cの残数が100個であることが表示される。なお、テープフィーダ,スティックフィーダ,トレイ型部品供給装置78の各々の部品の種類,ロット単位の部品数等が統括制御装置450に入力される際にも、部品供給ユニット82と同様に、各々の部品供給装置、および各々の部品供給装置が供給する部品のパッケージ毎に付されたバーコードがバーコードリーダーにより読み取られることで、各種情報が統括制御装置450に入力される。
そして、部品実装機10において装着作業が実行されている際に、部品供給ユニット82,当該テープフィーダ,トレイ型部品供給装置78が備える部品Cを載置するトレイ1等から部品が供給される場合には、統括制御装置450において管理されている各部品残数のうちから部品実装機に供給された部品の数が減算される。つまり、例えば、部品実装機の装着作業によって所定数の回路基材を生産したことで、当該テープフィーダ,当該スティックフィーダ,トレイ型部品供給装置78が備える部品Cを載置するトレイ1,部品供給ユニットA,部品供給ユニットBから、それぞれ1900個,55個,12個,1950個,2500個の部品が部品実装機10に供給され回路基材の生産で消費されると、その情報が統括制御装置450に演算される。この演算結果により、図14に示すように、モニター460には、当該テープフィーダ,当該スティックフィーダ,トレイ型部品供給装置78が備える部品Cを載置するトレイ1,部品供給ユニットA,部品供給ユニットBに紐付けして統括制御装置に記憶されたロット単位の部品残数が、100個,145個,88個,1050個,2500個と表示される。これにより、作業者は、モニター460を監視することで、各部品供給装置に紐付けされたロット単位の部品残数を認識することができる。
また、統括制御装置450では、各部品供給装置毎に紐付けされたロット単位の部品残数の閾値が設定されており、部品残数が閾値以下となると、エラー告知が表示される。なお、閾値は、各部品供給装置の各々において、部品実装機10が回路基材への実装作業中に部品切れが生じる虞がある部品数量,当該部品供給装置に部品を補給するために要する時間等に基づいて設定されている。具体的には、例えば、当該テープフィーダにセットされたテープ化部品の部品残数の閾値として「100」が設定されている場合には、統括制御装置450で管理している当該テープフィーダにセットされたテープ化部品の部品残数が閾値(100)以下となると、当該テープフィーダのステータスが、「要補給」とされ、当該テープフィーダの表示欄が、赤色点滅などにより、作業者へ注意を促すための表示がされる。つまり、統括制御装置450で管理している当該テープフィーダの部品残数が閾値以下である場合には、当該テープフィーダにおいて部品実装機が回路基材への実装作業中に部品切れが発生する虞があることから、統括制御装置は、当該テープフィーダにセットされたテープ化部品の部品の残数が適正な数ではないと判断し、作業者へ注意を促すための報知が行われる。
一方、統括制御装置450で管理している各部品供給装置毎に紐付けされたロット単位の部品残数が閾値より多い部品供給装置である場合には、その部品供給装置のステータスとしては、部品実装機10が回路基材12への実装作業中に部品切れが発生する虞がない「OK」状態であると判断されることから、統括制御装置は、当該テープフィーダの表示欄を点滅表示させることもなく、通常表示が維持される。つまり、統括制御装置450で管理している当該テープフィーダが備える部品残数が閾値よりも多い場合には、統括制御装置450は、回路基材12の生産に伴う部品切れが発生する虞はなく、当該テープフィーダが備える部品の残数は適正量であるものと判断し、作業者へ注意を促すための報知はしない。これにより、作業者は、モニター460を監視することで、回路基材の生産速度に対して部品残数の少ない部品供給装置を認識することが出来ることから、その認識した部品供給装置に部品の供給作業を行うことで、部品切れに伴う部品実装機10の停止を未然に防止することが可能となる。
ただし、テープフィーダ,スティックフィーダ,トレイ型部品供給装置78が備える当該トレイには、各部品供給装置に紐付けされたロット単位の部品数の全ての部品をそれぞれの部品供給装置にセットすることができるが、部品供給ユニット82のタイプの部品供給装置の場合には、ロット単位の部品数の全ての部品をセットすることができない場合がある。つまり、例えば、当該テープフィーダは、1ロットの単位として2000個の部品Aがテーピングされたテープ化部品をセットすることができ、当該スティックフィーダは
、1ロットの単位として200個の部品Bが収容されたスティックをセットすることができ、トレイ型部品供給装置78が備えるトレイ1は、1ロットの単位として100個の部品Cを載置することができる。
一方、部品供給ユニットAの部品供給器88には、部品供給ユニットAに紐付けされているロット単位、つまり、1袋にパッケージされている3000個の部品Dの全てを収容することはできず、最大で2000個の部品Dしか収容することはできない。このため、例えば、部品供給ユニットAの部品供給器88に、2000個の部品Dが収容された状態から1950個の部品Dが部品実装機10に供給されると、部品供給ユニットAの部品供給器88の内部には50個の部品Dしか残っていないことになる。しかしながら、統括制御装置450では、記憶している部品供給ユニットAに紐付けされた部品Dのロット単位の部品数である3000個が、部品Dの投入時に統括制御装置450に入力され記憶しているため、統括制御装置450は、回路基材の生産に伴い1950個の部品Dが部品供給ユニットAから部品実装機10に供給されると、3000個から1950個の減算がなされ、部品供給ユニットAが備える部品Dの残数は1050個であると演算される。したがってモニター460にも、部品供給ユニットAに紐付けされている部品Dの残数は1050個であると表示されることとなる。このような場合には、本来、部品実装機が回路基材への実装作業中に部品供給ユニットAにおいて部品切れが発生する虞がある部品残数としての閾値が「50」であるにも拘わらず、部品供給ユニットAのステータスは、図14に示すように、「OK」表示のままであり、作業者へ注意を促すための当該テープフィーダの表示欄が赤色点滅することもない。また、モニター460にも、部品Dの残数が1050個と表示されるため、作業者が、モニター460において部品供給ユニットAが備える部品Dの残数を確認したとしても、部品供給ユニットAが部品を供給しなければならない状態であることに気付くこともない。
このようなことに鑑みて、部品供給ユニット82では、部品供給器88に収容されている部品の残量が検出センサ130により検出されており、その検出センサ130によって検出された検出値が統括制御装置450に出力される。そして統括制御装置450は、その取得した検出値に基づいて、演算した部品供給ユニットが備える部品残数は1050個であるにも拘わらず、部品供給ユニット82のステータス表示を「OK」から「要補給」に変更するとともに、当該部品供給ユニットの表示欄を赤色点滅させる。詳しくは上述したように、部品供給ユニット82の部品供給器88には、部品の残量を検出するための検出センサ130がコンベア装置106の下端の上方に配設されている。そして部品供給器88には、図12に示すように、後方を向いて傾斜した状態で配設されたコンベア装置106と、前方を向いて傾斜した状態で配設された傾斜板104との間に、部品供給器88に投入された複数の部品が山積み状態で収容されている。この際、部品供給器88に数多くの部品が投入された場合には、コンベア装置106と傾斜板104との間に山積みされた複数の部品が、検出センサ130より上方に位置することとなる。このため、投光部132から投光された光が山積みされた複数の部品により遮られ、受光部134は光を受光することができない。これにより統括制御装置は、受光部134が光を受光しない当該部品供給ユニットの部品供給器88には、直近で部品実装機に供給される部品切れが起こらない程度に、数多くの部品が収容されている状態であると判断する。
一方、部品供給ユニットが部品実装機に部品を供給することで当該部品供給ユニットが備える部品供給器88に収容されている部品の数が少なくなり、図15に示すように、コンベア装置106と傾斜板104との間に山積みされた部品が検出センサ130が配設された位置以下の量となった場合には、投光部132から投光された光はそれら少なくなった山積みされた部品により遮られなくなる。つまり部品供給器88に収容されている部品の数が少ない場合には、受光部134が、投光部132から投光された光を受光する。これにより統括制御装置は、受光部134が光を受光する当該部品供給ユニットの部品供給
器88に収容されている部品の数が少なくなっている状態であると判断する。
そこで、部品供給ユニット82では、部品供給器88からステージ156に部品が供給されるタイミング、つまり、コンベア装置106が作動するタイミングで、検出センサ130によって部品供給器に収容された部品の検出が行われる。なお、部品供給器88から部品が供給されるタイミング、つまり、コンベア装置106が作動するタイミングでは、部品供給器88に収容されている部品は、コンベア装置106の作動に伴い部品供給器88の内部において動くことから、その部品の検出するタイミングは、部品供給器内の部品が動くタイミングでもある。また部品供給器88からステージに部品が供給されるタイミングは、部品供給器88の内部からステージに部品が排出されることから、部品供給器内の部品の数量が減少するタイミングでもある。
そして、部品供給器88から部品が供給されるタイミングで実行される検出センサ130による部品供給器内の部品の検出は、所定時間、例えば、200msecの間、継続して行われる。つまり、当該部品供給ユニットが備える部品供給器に収容された部品を供給するためにコンベア装置106を作動させたときから、所定時間、継続して検出センサ130によって当該部品供給器に収容された部品の検出が行われる。所定時間、検出センサが継続して検出することにより、検出センサ130の配設位置より上方まで山積みされた複数の部品を検出する場合、その山積みされた複数の部品の隙間を通って、受光部134が光を受光してしまう場合がある。つまり、検出センサ130の配設位置より上方まで部品が山積みされている場合において、コンベア装置106が作動していると、コンベア装置106と傾斜板104との間に山積みされている複数の部品が動くことから、コンベア装置が作動する前には部品により遮られていた投光部132から受光部134に向かって照射された光が、コンベアの移動に伴う山積みされた複数の部品の瞬間的な形状の変化によって生じる部品の隙間を縫って連通する場合がある。このような場合には、検出センサ130の配設位置より上方まで部品が山積みされているにも拘わらず、投光部132から投光された光を受光部134が受光することから、部品供給器88内の検出センサが配設された位置より上方まで山積みされた部品の数量を、検出センサが配設された位置より下方までの数量であると誤検出する虞がある。
そこで、コンベア装置106が作動してから、所定時間、継続して検出センサ130による検出が行われることで、山積みされた複数の部品の隙間を縫って投光部132から照射された光が受光部134に瞬間的に連通した場合であっても、コンベア装置の作動に伴って、その複数の部品の隙間が所定時間、継続して存在することは少ないため、所定時間のうちのいずれかの時間には投光部132により投光された光が山積みされているうちのいずれかの部品により遮られる。このように、コンベア装置106が作動してから、所定時間、当該部品供給器に山積み状態で収容された複数の部品を所定時間、継続して検出センサ130によって検出することで、部品供給器に配設された検出センサの配設位置よりも上方まで山積み状態で収容された検出センサ130の配設位置より上方まで部品が山積みされている部品を適切に検出することができる。
ただし、当該部品供給器に配設された検出センサ130の配設位置よりも上方まで山積みされた部品があるにも拘らず、それらの部品をステージに供給することで投光部132から照射された光を受光部134が所定時間、継続して受光してしまう場合がある。つまり、所定時間、継続して検出センサ130による部品の検出が行われることで、当該部品供給器に配設された検出センサ130によって当該部品供給器に収容された部品量の誤検出が生じる虞がある。このため、検出センサ130による検出は所定時間の間に、複数回、例えば、3回実行される。例えば、部品供給器に収容された部品を供給するためにコンベア装置106が作動するタイミングから所定時間、検出センサ130によって1回目の部品供給器に収容された部品の検出が実行される。次に、コンベア装置106の作動によ
りコンベアベルト112を当該部品供給器に収容された部品が供給されない程度に所定距離、周回する方向に移動させたタイミングから所定時間、検出センサ130によって部品供給器に収容された部品の2回目の検出が実行される。さらに、コンベア装置106の作動によりコンベアベルト112を当該部品供給器に収容された部品が供給されない程度に所定距離、周回する方向に移動させたタイミングから所定時間、検出センサ130によって部品供給器に収容された部品の3回目の検出が実行される。このように、検出センサ130によって部品供給器に収容された部品の数量の検出を複数回、実行することで、検出センサ130による当該部品供給器に収容された部品の数量の誤検出を確実に防止することができる。
このように検出センサ130によって複数回の検出が実行されると、部品供給ユニット82の個別制御装置452から、それら複数回分の検出結果が統括制御装置450に出力される。そして、統括制御装置450は、複数回分の検出結果の全てが、部品残数が少ないことを示している場合、つまり投光部から照射された光を受光部134が受光していることを示している場合に、統括制御装置は、部品供給ユニット82のステータスを「OK」表示から「要補給」表示に変更するとともに、作業者へ当該部品供給器に収容された部品の数量が少ない旨の注意を促すための報知が行われる。例えば、部品供給ユニットAから出力された所定時間の間に複数回、検出センサ130によって検出された複数回の検出結果の全てが、当該部品供給器に収容された部品残数が少ない数量である状態を検出した場合に、その信号を受けた統括制御装置450は、図16に示すように、部品供給ユニットAのステータスを「OK」表示から「要補給」表示に変更するとともに、部品供給ユニットAの表示欄を赤色点滅させる。つまり、検出センサ130の複数回の検出結果に基づいて、統括制御装置が、部品供給ユニットAが収容する部品残数が少ないと判断した場合には、部品実装機が回路基材への実装作業中に部品供給ユニットAは部品切れが発生する虞があることから、部品供給ユニットAが収容する部品の残量は適正な量ではないものと判断し、作業者へ注意を促すための報知が行われる。この報知によって、作業者は、部品供給ユニットAの部品残数が少なくなっていることを認識し、部品供給ユニットAへの部品Dの補給を行うことで、報知は解除される。つまりは部品供給ユニットAから供給される部品切れによる部品実装機10の停止を未然に防止することができる。
なお、作業者は、当該部品供給装置に部品の補給作業を行った場合には、補給する部品のロット単位を示すパッケージが備えたバーコードおよび、部品を補給した当該部品供給装置が備えたバーコードを、バーコードリーダーにより連続して読み取るとその読み取られた各情報は統括制御装置450に入力される。これらの統括制御装置への情報の入力により、統括制御装置は、部品供給ユニットAへ紐付けされた部品Dが補給されたことを認識し、適正な部品が補給されたと判断する。そして部品供給ユニットAのステータスを示す表示が「要補給」から「OK」に変更され、部品供給ユニットAの表示欄の赤色点滅は解除される。
ちなみに、部品実装機10は、部品管理システムの一例である。部品供給ユニット82は、部品供給装置の一例である。部品供給器88は、収容庫の一例である。検出センサ130は、センサの一例である。統括制御装置450は、管理装置の一例である。
なお、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、検出センサ130により部品の量を検出しているが、部品の有無,つまりは部品が有ること,あるいは部品が無いことを検出してもよい。
また、上記実施例では、投光部132と受光部134とにより構成される検出センサ130、所謂、透過式の光センサが採用されているが、他の種類のセンサ、例えば、限定反
射式の光センサが採用されてもよい。また、上記実施例では、1対の検出センサ130が部品供給器88に配設されているが、複数組の検出センサが部品供給器88に配設されてもよい。このように複数組の検出センサが部品供給器88に配設された場合には、それら複数組の検出センサの全ての検出結果に基づいて、部品収容器に収容された部品残量を検出しても良いし、複数組の検出センサのうちの任意の組みの検出センサの検出値結果に基づいて、部品収容器に収容された部品残量が検出されてもよい。また、上記実施例では、1台の部品供給器88に対して1対の検出センサが配設されているが、複数台の部品供給器88、つまりは複数個の部品収容器に対して1対の検出センサが配設されてもよい。例えば、各部品収容器が備える両側壁に設けられた部品を検出するための検出センサの光を通す貫通穴が一列に並ぶように、複数の部品供給器88を1列に並んで着脱可能に位置決めして配設することで、1対の検出センサで同時に複数の部品供給器88の部品収納器に収容された部品の残量を検出することができる。
また、上記実施例では、部品を供給する部品供給装置として、部品供給器88にばら状態で収容されている部品がステージ156の上に散在され、その散在された部品を部品実装機に供給する部品供給ユニット82であるが、ばら状態で部品を収容する部品収容庫を備える部品供給装置であれば、種々の種類の部品供給装置に本態様を採用することができる。例えば、ばら状態で部品を収容する部品収容庫から、部品が整列された状態で供給位置まで送り出し、供給位置において決められた姿勢にした部品を供給する部品供給装置、所謂、バルクフィーダ等の部品供給装置にも本態様を採用することができる。また一般的なバルクフィーダが備える部品収容庫は光や磁力を透過する透明な硬化プラスチック製である。したがって部品収容器の両側壁には検出センサで部品を検出するための貫通穴は必要ない。また複数の部品収容器に収容された部品を1つあるいは1組みの部品検出センサで検出できることは前述した変形例と同様である。また部品供給ユニットが備える検出センサの位置は部品の種類や形状に応じて適切と思われる位置に調整が可能である。
また、上記実施例では、ステージ156の上に散在された部品は、ばら部品供給装置の部品保持ヘッド302により供給され保持されているが、部品実装機の作業ヘッドに供給されても良い。また部品保持ヘッドや作業ヘッドに拘らず、多関節型のロボット等、さまざまな種類のロボットに部品を供給する部品供給装置に本態様を適用してもよい。
また上記実施例では、検出センサ130による部品供給器に収容された部品の検出が、当該部品供給器88からステージ156に部品が供給されるタイミングで行われているが、種々のタイミングで検出が行われてもよい。例えば、部品供給器88からステージへの部品の供給が完了したタイミング,あるいは検出センサが前に部品を検出したタイミングから所定の時間が経過したタイミング,あるいはステージ156の上に散在された部品が部品実装機の作業ヘッドが保持するタイミング、あるいは部品供給装置が備える制御装置や統括制御装置に作業者が決定して入力したタイミング等、種々のタイミングで検出が行われてもよい。
また、上記実施例では、部品供給装置により供給される部品として、リード部品が採用されているが、太陽電池の構成部品,パワーモジュールの構成部品,リードを有さない電子回路部品等が採用されてもよい。
また、上記実施例では、手持ち部品としてのロット単位の部品数が1つにパッケージされているが、そのパッケージの態様は袋に拘る必要はない。作業者の持ち運びや管理が容易なさまざまな種類の部品容器を利用してもよい。また1ロット単位の部品が複数に分けてパッケージされていてもよい。
また、上記実施例で使用されているバーコードは、読み書き可能なRFIDを用いても良い
。
また、上記実施例では、統括制御装置に記憶された部品実装プログラム基づいて、部品実装機が回路基材へ部品を実装することから、その消費タイミングに伴って、統括制御装置が、回路基材に実装された部品を供給した部品供給装置、あるいは部品供給装置が備える部品供給器が収容する部品の残数を演算して表示する。一方で、部品の残数の演算は部品実装プログラムに基づく必要はなく、例えば、部品供給装置や部品供給器、あるいは部品実装機の作業ヘッドの作動するタイミングを計時して演算しても良い。