特開 2024-107116 部品供給ユニットのメンテナンスシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024107116

(43)【公開日】2024-08-08

(54)【発明の名称】部品供給ユニットのメンテナンスシステム

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/02 20060101AFI20240801BHJP

【ＦＩ】

H05K13/02 Z

【審査請求】有

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024091318

(22)【出願日】2024-06-05

(62)【分割の表示】P 2023148310の分割

【原出願日】2020-01-14

(71)【出願人】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000604

【氏名又は名称】弁理士法人 共立特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩▲崎▼ 正隆

(72)【発明者】

【氏名】野沢 瑞穂

(72)【発明者】

【氏名】内田 伸一朗

(57)【要約】

【課題】部品供給ユニットのメンテナンスおよびその前後の関連作業を自動化した部品供給ユニットのメンテナンスシステムを提供する。
【解決手段】部品供給ユニットのメンテナンスシステムは、部品装着機が実施する装着作業において、部品収容器に収容された部品を供給するときに使用される部品供給ユニットを複数収納するユニット収納庫と、ユニット収納庫と並んで配置され、部品供給ユニットのメンテナンスを行うメンテナンス装置と、ユニット収納庫とメンテナンス装置の間で部品供給ユニットを搬送するユニット搬送ロボットと、を備えた。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

部品装着機が実施する装着作業において、部品収容器に収容された部品を供給するときに使用される部品供給ユニットを複数収納するユニット収納庫と、
前記ユニット収納庫と並んで配置され、前記部品供給ユニットのメンテナンスを行うメンテナンス装置と、
前記ユニット収納庫と前記メンテナンス装置の間で前記部品供給ユニットを搬送するユニット搬送ロボットと、
を備えた部品供給ユニットのメンテナンスシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、部品供給ユニットに部品収容器を装填する装填作業およびその前後の関連作業に対応する段取りシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

プリント配線が施された基板に対基板作業を実施して、基板製品を量産する技術が普及している。さらに、対基板作業を実施する複数種類の対基板作業機を並べて設け、対基板作業ラインを構成することが一般的になっている。対基板作業機のうち部品装着機は、複数の部品を収容する部品収容器が装填された部品供給ユニットを使用する。部品供給ユニットに部品収容器を装填する装填作業（段取り作業）は、多くの場合に、稼働中の部品装着機から離れた段取りエリアで実施される（外段取り）。

【0003】

この装填作業は、従来、人手に頼って実施されており、多くの手間が必要であった。さらに、生産計画を確実に達成するために装填作業が前倒しで実施されることで、他の用途に転用できない仕掛りの部品供給ユニットが増加する。このため、管理が煩雑となり、さらに一層の手間が掛かっていた。近年では、省力化を目的として、装填作業の少なくとも一部を自動化した収容器ローダが実用化されている。装填作業の自動化に関連する一技術例が、特許文献１に開示されている。

【0004】

特許文献１の第二実施形態には、リール（部品収容器の一例）を保管する保管庫、フィーダ（部品供給ユニットの一例）を保管する保管庫、リールセット装置（収容器ローダの一例）、搬送装置、および管理部を備える構成が記載されている。リールセット装置は、フィーダにリールをセットする装填作業を行う。搬送装置は、段取りされたフィーダを部品装着機まで搬送する。管理部は、リールおよびフィーダの出庫や装填作業、搬送動作等を制御して、部品装着機の生産を管理する。これによれば、リールおよびフィーダの組み合わせおよび所在を容易に把握することができ、これらの管理が容易である、とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０１９／１４２３３６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、特許文献１のリールセット装置において、装填作業そのものが自動化されて省力化が達成される点は好ましい。しかしながら、リールおよびフィーダを保管庫からリールセット装置まで搬送する作業や、段取りされたフィーダを搬送装置に積載する作業は、人手により実施される。換言すると、装填作業の前後の関連作業では、依然として人手が必要とされている。

【0007】

本明細書では、部品供給ユニットに部品収容器を装填する装填作業およびその前後の関連作業を自動化した部品供給ユニットの段取りシステムを提供することを解決すべき課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本明細書は、複数の部品を収容する部品収容器を複数保管する収容器倉庫と、部品装着機が実施する装着作業において、前記部品収容器に収容された前記部品を供給するときに使用される部品供給ユニットを複数収納するユニット収納庫と、前記部品供給ユニットに前記部品収容器を装填する収容器ローダと、前記収容器倉庫と前記収容器ローダの間で前記部品収容器を搬送する収容器搬送ロボットと、前記ユニット収納庫と前記収容器ローダの間で前記部品供給ユニットを搬送するユニット搬送ロボットと、を備えた部品供給ユニットの段取りシステムを開示する。

【発明の効果】

【0009】

本明細書で開示する部品供給ユニットの段取りシステムにおいて、部品収容器は、収容器搬送ロボットによって収容器倉庫から収容器ローダに搬送され、部品供給ユニットは、ユニット搬送ロボットによってユニット収納庫から収容器ローダに搬送される。また、収容器ローダは、部品供給ユニットに部品収容器を装填する装填作業を自動で行う。さらに、装填作業によって部品収容器が装填された部品供給ユニットは、ユニット搬送ロボットによってユニット収納庫に戻すことができる。したがって、装填作業およびその前後の運搬等の関連作業の自動化が達成される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態の部品供給ユニットの段取りシステムの全体構成を概念的に示す斜視図である。

【図2】ユニット収納庫およびユニット搬送ロボットの拡大正面図である。

【図3】第１実施形態における制御の構成を示す機能ブロック図である。

【図4】第１実施形態における段取り制御部の制御動作を説明する動作フローの図である。

【図5】第２実施形態の部品供給ユニットの段取りシステムを概念的に示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

１．第１実施形態の部品供給ユニットの段取りシステム１の構成
第１実施形態の部品供給ユニットの段取りシステム１の構成について、図１の全体構成図、図２の部分拡大図、および図３の機能ブロック図を参考にして説明する。段取りシステム１は、部品供給ユニット９２に部品収容器９１を装填する装填作業およびその前後の関連作業に対応する。段取りシステム１は、収容器倉庫２、第１段取りライン１１、第２段取りライン１２、およびユニット倉庫１３などで構成される。図１の紙面左側に収容器倉庫２が示され、紙面右側に対基板作業ライン９７が示され、紙面左下から紙面右上方向へと第２段取りライン１２、第１段取りライン１１、およびユニット倉庫１３が示されている。

【0012】

部品収容器９１は、複数の部品を収容する。部品供給ユニット９２は、部品装着機９８が実施する装着作業において、部品収容器９１に収容された部品を供給するときに使用される。部品収容器９１および部品供給ユニット９２には、それぞれの種別や個体を表す識別コードが貼り付けられている。部品収容器９１の識別コードには、部品収容器９１に収容されている部品の種類を表す情報が含まれる。識別コードには、バーコードや二次元コードなどが用いられる。

【0013】

部品収容器９１としてテープリールを例示でき、部品供給ユニット９２としてテープリールが直接装填される一体型のフィーダ装置を例示できる。テープリールには、多数の部品が所定ピッチで封入されたキャリアテープが巻回保持される。フィーダ装置は、テープリールが装填された形態で部品装着機９８に装備される。フィーダ装置は、テープリールからキャリアテープを引き出して部品取り出し位置に送ることにより、部品装着機９８の部品装着具に部品を供給する。部品の装着作業が進んで、テープリールの部品が消費され尽くすと、フィーダ装置の全体が交換される。

【0014】

フィーダ装置は、一体型に限定されず、分離型もある。分離型フィーダ装置は、キャリアテープの送り機構を有するフィーダ本体部、およびテープリールが装填されるリールカセットで構成される。フィーダ本体部は、部品装着機９８に常設され、別体のリールカセットは、フィーダ本体部の近くに配置される。部品の装着作業が進んで、テープリールの部品が消費され尽くすと、リールカセットが交換される。リールカセットは、部品収容器９１を装填する部品供給ユニット９２に該当する。

【0015】

以降では、部品供給ユニット９２が一体型のフィーダ装置であり、部品収容器９１がテープリールである場合について説明する。なお、部品収容器９１としてトレイ、部品供給ユニット９２としてトレイ装填ユニットを用いることもできる。

【0016】

収容器倉庫２は、部品収容器９１を複数保管して、第１段取りライン１１および第２段取りライン１２への供給を可能とする。図１に示されるように、収容器倉庫２は平面視で概ねＴ字型の大きな箱形状に形成されている。収容器倉庫２は、Ｔ字型の下端に相当する側面に入庫口を有し、Ｔ字型の左右端に相当する側面にそれぞれ出庫口２１を有する。部品収容器９１は、作業者によって入庫口から入庫される。図１において、第１段取りライン１１に向かう出庫口２１は見えず、第２段取りライン１２に向かう出庫口２１が図示されている。

【0017】

図３に示されるように、収容器倉庫２の内部に、複数の保管位置、アクチュエータ２２、およびコードリーダ２３が設けられる。アクチュエータ２２は、入庫口に入庫された部品収容器９１を保管位置まで移送し、また、保管位置の部品収容器９１を二つの出庫口２１のどちらかまで移送する。アクチュエータ２２は、収容器倉庫制御部２９によって制御される。コードリーダ２３は、入庫された部品収容器９１に貼り付けられている識別コードを読み取り、読み取った結果を収容器倉庫制御部２９に受け渡す。したがって、収容器倉庫制御部２９は、保管している全部の部品収容器９１の個体を保管位置と対応付けて認識することができる。

【0018】

図１に示されるユニット倉庫１３は、後述するユニット収納庫３と別体であり、かつユニット収納庫３が収納するよりも多数の部品供給ユニット９２を保管する。ユニット倉庫１３が保管する部品供給ユニット９２は、部品収容器９１が装填されているか否かを問わない。ユニット倉庫１３は、多数の保管位置、三つの入出庫口１４、アクチュエータ１５、コードリーダ１６、およびユニット倉庫制御部１９を有する（図３参照）。

【0019】

アクチュエータ１５は、入出庫口１４に入庫された部品供給ユニット９２を保管位置まで移送し、また、保管位置の部品供給ユニット９２を三つの入出庫口１４のいずれかまで移送する。アクチュエータ１５は、ユニット倉庫制御部１９によって制御される。コードリーダ１６は、入庫された部品供給ユニット９２に貼り付けられている識別コードを読み取り、読み取った結果をユニット倉庫制御部１９に受け渡す。したがって、ユニット倉庫制御部１９は、保管している全部の部品供給ユニット９２の個体を保管位置と対応付けて認識することができる。

【0020】

図１に示されるように、第１段取りライン１１は、三つのユニット収納庫３、収容器ローダ４、収容器搬送ロボット５、ユニット搬送ロボット６、メンテナンス装置７、および発着ステーション６１などで構成される。ユニット収納庫３は、部品供給ユニット９２を複数収納する。図２に示されるように、ユニット収納庫３は、基台３１および収納ラック３５からなる。基台３１は、直方体の枠形状に形成されている。基台３１の前面の上部に、左右方向に延びる上側区間ガイド３２が設けられる。基台３１の前面の下部に、左右方向に延びる下側区間ガイド３３が設けられる。上側区間ガイド３２および下側区間ガイド３３は、例えば、前方に突出する凸形状や、上方に開口する溝形状に形成される。

【0021】

収納ラック３５は、前側に開口する箱形状に形成され、基台３１の上部に固定されている。収納ラック３５の内側の底面に、左右方向に並ぶ複数の収納スロットが形成される。収納スロットは、例えば前後方向に延びる溝により形成され、部品供給ユニット９２が前側から差し込まれて収納される。ユニット収納庫３が収納する部品供給ユニット９２は、部品収容器９１が装填されているか否かを問わない。図２において、１個の部品供給ユニット９２が例示されており、実際には、多数の部品供給ユニット９２が左右に並んで収納される。

【0022】

収納ラック３５の内側の後面に、収納スロットに対応して左右方向に並ぶ複数の収納側コネクタ３６が設けられる。部品供給ユニット９２が収納スロットに収納されたとき、部品供給ユニット９２の後側に設けられたユニット側コネクタは、収納側コネクタ３６に自動的に嵌合する。この嵌合により、部品供給ユニット９２は、電源供給されるとともに、収納庫制御部３９と通信接続される。ここで、部品供給ユニット９２は、自身の識別コードの情報を内蔵メモリに記憶している。したがって、収納庫制御部３９は、収納した全部の部品供給ユニット９２の識別コードを通信により取得し、収納スロットの位置と対応付けて認識することができる。

【0023】

なお、ユニット収納庫３は、最小でひとつあればよく、増設が可能である。増設を行う場合、複数のユニット収納庫３は、左右方向に隣接して配置される。これにより、複数の上側区間ガイド３２は、左右方向に並んでつながり、長い移動ガイドを形成する。同様に、複数の下側区間ガイド３３は、左右方向に並んでつながり、長い移動ガイドを形成する。

【0024】

図１に示されるように、収容器ローダ４は、収容器倉庫２と左側のユニット収納庫３の間に配置される。収容器ローダ４は、部品供給ユニット９２に部品収容器９１を装填する装填作業を自動で行う。装填作業としては、部品供給ユニット９２に相当するフィーダ装置に対して部品収容器９１に相当するテープリールを組み付ける作業、テープリールからキャリアテープを引き出して先端の不要部分を切り取る作業、および、キャリアテープの切り取り後の先端をフィーダ装置内の所定位置まで進める作業等が例示される。

【0025】

なお、収容器ローダ４は、部品供給ユニット９２から部品収容器９１を取り外すアンロード機能を兼ね備える。収容器ローダ４は、箱形状に形成されている。収容器ローダ４の左側に、部品収容器９１を挿入する収容器挿入口４１が設けられる。収容器ローダ４の前面の右上部に、部品供給ユニット９２を挿入するユニット挿入口４２が設けられる。

【0026】

収容器ローダ４は、コードリーダ４３およびローダ制御部４９を有する（図３参照）。コードリーダ４３は、ローダ制御部４９によって制御される。コードリーダ４３は、挿入された部品収容器９１および部品供給ユニット９２に貼り付けられている識別コードを読み取り、読み取った結果をローダ制御部４９に受け渡す。これにより、ローダ制御部４９は、部品収容器９１の個体と、部品収容器９１が装填された部品供給ユニット９２の個体とを対応付ける装填情報Ｖを作成することが可能になる。ローダ制御部４９は、前記した装填作業の実行を制御する。

【0027】

収容器ローダ４の前面の略中間高さに、左右方向に延びる上側区間ガイドが設けられる（図略）。収容器ローダ４の前面の下部に、左右方向に延びる下側区間ガイドが設けられる（図略）。上側区間ガイドおよび下側区間ガイドは、ユニット収納庫３の上側区間ガイド３２および下側区間ガイド３３と同じ高さに配置され、同じ形状に形成される。

【0028】

収容器搬送ロボット５は、収容器倉庫２と収容器ローダ４の間で部品収容器９１を搬送する。収容器搬送ロボット５は、移動が不要な非移動ロボットの一実施形態であるコンベアロボットとされている。収容器搬送ロボット５は、環状の搬送コンベアおよびコンベア駆動制御部などで構成される。搬送コンベアは、部品収容器９１が載置された状態で輪転する。コンベア駆動制御部は、搬送コンベアの輪転および停止を制御する。これにより、収容器搬送ロボット５は、収容器倉庫２の出庫口２１の部品収容器９１を収容器ローダ４の収容器挿入口４１まで搬送して挿入する。収容器搬送ロボット５は、段取り制御部８によって制御される。

【0029】

なお、収容器搬送ロボット５は、逆方向の搬送機能を有してもよい。また、収容器搬送ロボット５は、非移動ロボットの別形態であるアームロボットであってもよい。アームロボットは、部品収容器９１を保持するエンドエフェクタ、および可動のアーム部を用いて、部品収容器９１を搬送する。

【0030】

メンテナンス装置７は、右側のユニット収納庫３の右側に並んで配置される。メンテナンス装置７は、箱形状に形成され、部品供給ユニット９２の挿入口を有する。メンテナンス装置７は、部品供給ユニット９２のメンテナンスを行う。メンテナンス装置７の前面の略中間高さに、左右方向に延びる上側区間ガイドが設けられる（図略）。メンテナンス装置７の前面の下部に、左右方向に延びる下側区間ガイドが設けられる（図略）。上側区間ガイドおよび下側区間ガイドは、ユニット収納庫３の上側区間ガイド３２および下側区間ガイド３３と同じ高さに配置され、同じ形状に形成される。

【0031】

発着ステーション６１は、メンテナンス装置７の右側に並んで配置される。発着ステーション６１は、部品収容器９１が装填された部品供給ユニット９２を部品装着機９８に向けて搬出するための搬出ステーション、および、部品装着機９８で使用済みになった部品供給ユニット９２を搬入するための搬入ステーションを兼ねる。発着ステーション６１では、発着する搬送車６６への積み下ろしが行われ、さらに、ユニット収納器６４の段取りが行われる。発着ステーション６１は、直方体の枠形状に形成される。発着ステーション６１の上面に、２個のユニット収納器６４が載置されている。

【0032】

ユニット収納器６４は、部品供給ユニット９２を複数収納するものである。ユニット収納器６４は、複数の部品供給ユニット９２を収納した状態で部品装着機９８に装備され、部品の供給を可能にする。なお、ユニット収納器６４は、部品装着機９８に装備されず、複数の部品供給ユニット９２の段取り作業や運搬等を効率化するものであってもよい。

【0033】

発着ステーション６１の前面の上部に、左右方向に延びる上側区間ガイドが設けられる（図略）。発着ステーション６１の前面の下部に、左右方向に延びる下側区間ガイドが設けられる（図略）。上側区間ガイドおよび下側区間ガイドは、ユニット収納庫３の上側区間ガイド３２および下側区間ガイド３３と同じ高さに配置され、同じ形状に形成される。収容器ローダ４から三つのユニット収納庫３およびメンテナンス装置７を経由して発着ステーション６１に至る間において、全ての上側区間ガイド（３２）および下側区間ガイド（３３）は、それぞれ左右方向に並んでつながり、長い移動ガイドを形成する。

【0034】

ユニット搬送ロボット６は、複数並んだユニット収納庫３に沿って移動し、ユニット収納庫３と収容器ローダ４の間で部品供給ユニット９２を搬送する。さらに、ユニット搬送ロボット６は、部品供給ユニット９２をメンテナンス装置７や発着ステーション６１まで搬送する。図２に示されるように、ユニット搬送ロボット６は、縦長に形成されている。ユニット搬送ロボット６は、後側にガイド部材および移動駆動部を備える。

【0035】

ガイド部材は、複数の区間ガイド（３２、３３）からなる移動ガイドに係合する。これにより、ユニット搬送ロボット６は、全重量が移動ガイドによって支えられるとともに、移動方向が規定される。移動駆動部は、例えば、図略の非接触給電装置またはバッテリを電源として動作する。移動駆動部は、例えば、走行車輪と駆動モータの組み合わせや、リニアモータを応用した移動機構により構成される。これにより、ユニット搬送ロボット６は、移動ガイドに沿って収容器ローダ４から発着ステーション６１までの前側を移動する。

【0036】

ユニット搬送ロボット６は、さらに、ユニット保持空間およびユニット操作機構を備える。ユニット保持空間は、ユニット搬送ロボット６の内部に区画された空間である。ユニット保持空間は、搬送する部品供給ユニット９２を一時的に保持する。ユニット操作機構は、ユニット保持空間と他装置との間で、部品供給ユニット９２を受け渡す。

【0037】

他装置とは、収容器ローダ４のユニット挿入口４２、ユニット収納庫３の収納ラック３５、メンテナンス装置７の挿入口、および発着ステーション６１上のユニット収納器６４である。受け渡しのとき、ガイド部材と移動ガイドの係合によってユニット搬送ロボット６の高さが適正に保たれるので、受け渡し動作が安定化する。ユニット搬送ロボット６は、段取り制御部８によって制御される。

【0038】

発着ステーション６１の前側から対基板作業ライン９７およびユニット倉庫１３に渡って、走行路６５が敷設される。図１において、ひとつの対基板作業ライン９７が例示されており、走行路６５に沿って複数の対基板作業ライン９７が配置されてもよい。走行路６５を走行する搬送車６６は、複数台であることが好ましく、衝突を回避するように走行制御される。複数台の搬送車６６は、第１段取りライン１１および第２段取りライン１２で共用とされてもよく、ラインごとに専用とされてもよい。なお、搬送車６６は、物理的な走行路６５が不要で、マップデータ上の走行路の情報を参照して走行する方式のＡＧＶでもよい。

【0039】

搬送車６６は、段取り制御部８からの無線指令にしたがって走行するとともに、部品供給ユニット９２やユニット収納器６４を積み下ろしする。搬送車６６は、部品供給ユニット９２をユニット倉庫１３の入出庫口１４と発着ステーション６１との間で搬送する。また、搬送車６６は、部品供給ユニット９２やユニット収納器６４を発着ステーション６１と対基板作業ライン９７の部品装着機９８の間で搬送する。搬送車６６は、搬送動作の進行状況を段取り制御部８に適宜報告する。

【0040】

図１に示されるように、第２段取りライン１２は、四つのユニット収納庫３、収容器ローダ４、収容器搬送ロボット５、ユニット搬送ロボット６、および発着ステーション６１などで構成され、メンテナンス装置７を含まない。第２段取りライン１２の各構成要素の構造等は、第１段取りライン１１と向きが逆になっていることを除いて同様であるので、説明は省略する。なお、第１段取りライン１１と第２段取りライン１２が向かい合って配置されることにより、作業者は両ラインの間に入って点検やメンテナンスを容易に行うことができる。

【0041】

２．段取りシステム１の制御に関する構成
次に、段取りシステム１の制御に関する構成について説明する。図３に示されるように、段取り制御部８は、生産管理装置９５に通信接続される。生産管理装置９５は、ライン制御部９６に通信接続される。さらに、ライン制御部９６は、対基板作業ライン９７を構成する複数種類の対基板作業機にそれぞれ通信接続される。対基板作業ライン９７は、基板に部品を装着して基板製品を量産する生産ラインである。対基板作業ライン９７を構成する部品装着機９８は、段取り済みの部品供給ユニット９２またはユニット収納器６４が装備されて部品の供給が可能となる。

【0042】

生産管理装置９５は、基板製品の生産計画および生産進捗状況を管理する。ライン制御部９６は、生産管理装置９５から受け取った生産計画に基づいて、対基板作業ライン９７の動作を制御する。かつ、ライン制御部９６は、対基板作業ライン９７における生産進捗状況を、逐次生産管理装置９５に送信する。

【0043】

一方、段取り制御部８は、ユニット倉庫制御部１９、収容器倉庫制御部２９、収納庫制御部３９、およびローダ制御部４９と通信接続される。また、段取り制御部８は、収容器搬送ロボット５、ユニット搬送ロボット６、および搬送車６６を制御する。さらに、段取り制御部８に付属された装填情報記憶部８１は、装填情報Ｖを記憶する。段取り制御部８は、作業者との情報交換を行うためのマンマシンインターフェース（入力部、表示部、無線通信部等）を備える。

【0044】

上記した各制御要素の間では、装填情報Ｖを始めとする各種情報が適宜送受信される。また、上記した各制御要素は、全てが独立したハードウェアである必要はない。例えば、複数の制御要素が１台のコンピュータ装置の相違するソフトウェアで実現されてもよい。また例えば、段取り制御部８は、生産管理装置９５の部分機能として実現されてもよい。さらに、上記した通信接続や情報伝送は、無線通信装置を用いて行われてもよい。段取り制御部８等の制御機能については、次の動作の説明の中で詳述する。

【0045】

３．段取りシステム１の動作
次に、段取りシステム１の動作について、図４を参考にして説明する。図４のステップＳ１で、段取り制御部８は、生産管理装置９５が管理している基板製品の生産進捗状況を参照して、部品切れによる部品補給時期が近いか否かを判定する。例えば、部品装着機９８に装備された部品供給ユニット９２の部品収容器９１の部品残数が、規定個数以下に減少したか否か判定される。部品補給時期が近い場合、段取り制御部８は、今が装填作業の実施時期であると決定し、ステップＳ２～ステップＳ６を実行する。部品補給時期が近くない場合、段取り制御部８は、直ちに制御をステップＳ１１に進める。当然ながら、装填作業の実施時期は、部品切れ予想時刻に対して、装填作業の所要時間を超える余裕をもって決定される。

【0046】

ステップＳ２で、段取り制御部８は、装填情報Ｖに基づき、部品装着機９８で必要とされる部品収容器９１が装填された部品供給ユニット９２である搬出用部品供給ユニットがユニット収納庫３に収納されているか否かを判定する。収納されている場合（段取り済みの場合）、段取り制御部８は、ステップＳ５までの段取り作業を省略して、制御をステップＳ６に進める。また、収納されていない場合、段取り制御部８は、補給が必要となる部品種の部品収容器９１を選択し、当該の部品収容器９１を装填できる部品供給ユニット９２を選択する。次に、段取り制御部８は、当該の部品収容器９１および部品供給ユニット９２の識別コードを指定しつつ、装填作業を行うことを収容器ローダ４に指令する。

【0047】

次のステップＳ３で、段取り制御部８は、当該の部品収容器９１の識別コードを指定して、収容器倉庫制御部２９に出庫を指令し、収容器搬送ロボット５に搬送を指令する。収容器倉庫制御部２９は、指令にしたがってアクチュエータ２２を制御し、当該の部品収容器９１を出庫口２１まで移送する。収容器搬送ロボット５は、指令にしたがって出庫口２１の部品収容器９１を収容器ローダ４の収容器挿入口４１まで搬送する。

【0048】

次のステップＳ４で、段取り制御部８は、まず、当該の部品供給ユニット９２の所在位置を確認する。所在位置がいずれかのユニット収納庫３である場合、段取り制御部８は、部品供給ユニット９２の識別コードを指定して、ユニット搬送ロボット６に搬送を指令する。ユニット搬送ロボット６は、指令にしたがい、当該の部品供給ユニット９２をユニット収納庫３から取り出して、収容器ローダ４のユニット挿入口４２まで搬送する。

【0049】

また、所在位置がユニット倉庫１３である場合、段取り制御部８は、部品供給ユニット９２の識別コードを指定してユニット倉庫制御部１９に出庫を指令し、無線通信で搬送車６６に搬送を指令し、ユニット搬送ロボット６に搬送を指令する。これにより、当該の部品供給ユニット９２は、ユニット倉庫１３から発着ステーション６１を経由して収容器ローダ４のユニット挿入口４２まで搬送される。なお、ステップＳ３およびステップＳ４は、並行して実施されてもよく、あるいは実行順序が入れ替えられてもよい。

【0050】

次のステップＳ５で、収容器ローダ４のローダ制御部４９は、まず、コードリーダ４３を用い、搬送されて挿入された部品収容器９１および部品供給ユニット９２の識別コードに誤りが無いことを確認する。収容器ローダ４は、次に、部品供給ユニット９２に部品収容器９１を装填して搬出用部品供給ユニットとする。装填作業の後、ローダ制御部４９は、部品収容器９１の識別コードと部品収容器９１が装填された部品供給ユニット９２の識別コードとを対応付けた装填情報Ｖを作成して、段取り制御部８に送信する。作成された装填情報Ｖは、通信等によりユニット倉庫１３、ユニット収納庫３、および部品装着機９８で共有される。

【0051】

次のステップＳ６で、段取り制御部８は、搬出用部品供給ユニットを部品装着機９８に装備させるように制御する。具体的に、段取り制御部８は、ユニット搬送ロボット６および搬送車６６に搬送を指令する。また、段取り制御部８は、ステップＳ２で搬出用部品供給ユニットがユニット収納庫３に収納されている場合には、搬出用部品供給ユニットを発着ステーション６１に優先的に移動させるようにユニット搬送ロボット６を制御する。これにより、段取り済みの搬出用部品供給ユニットが優先的に使用されるので、収容器ローダ４による装填作業が省略される。

【0052】

ユニット搬送ロボット６は、搬出用部品供給ユニットを収容器ローダ４またはユニット収納庫３から発着ステーション６１（搬出ステーション）まで搬送する。次に、搬送車６６は、搬出用部品供給ユニットを発着ステーション６１から部品装着機９８まで搬送して装備する。または、搬送車６６は、搬出用部品供給ユニットを部品装着機９８の傍らの作業者に受け渡す。

【0053】

なお、部品装着機９８への装備に時間的な余裕がある場合や、発着ステーション６１に搬送車６６が到着していない場合に、段取り制御部８は、搬出用部品供給ユニットを一時的にユニット収納庫３に収納するように制御してもよい。これにより、複数の搬出用部品供給ユニットの段取りが可能となる。ステップＳ６の終了後、段取り制御部８は、制御をステップＳ１１に進める。

【0054】

ステップＳ１１で、段取り制御部８は、基板製品の生産計画および生産進捗状況を参照して、基板製品の種類を変更する段取り替えの時期が近いか否かを判定する。例えば、現在生産している種類の基板製品の生産残数が、規定枚数以下に減少したか否か判定される。段取り替えの時期が近い場合、段取り制御部８は、今が装填作業の実施時期であると決定し、ステップＳ１２～ステップＳ１８を実行する。段取り替えの時期が近くない場合、段取り制御部８は、直ちに制御をステップＳ１に戻す。当然ながら、装填作業の実施時期は、現基板製品の生産完了予想時刻に対して、必要となる複数回の装填作業の所要時間を越える余裕をもって決定される。

【0055】

ステップＳ１２～ステップＳ１５の動作は、ステップＳ２～ステップＳ５の動作と同様であるので、説明は省略する。次のステップＳ１６で、段取り制御部８は、ステップＳ１５で段取りされた搬出用部品供給ユニットをユニット収納器６４に収納するように、ユニット搬送ロボット６に指令する。ユニット搬送ロボット６は、指令にしたがい、搬出用部品供給ユニットを収容器ローダ４またはユニット収納庫３から発着ステーション６１まで搬送して、ユニット収納器６４に収納する。

【0056】

段取り替えにおいて、一般的に、複数回の装填作業を実施して複数の搬出用部品供給ユニットを揃える必要がある。このため、ステップＳ１７で、段取り制御部８は、段取り替えに必要な全ての搬出用部品供給ユニットがユニット収納器６４に揃ったか否かを判定する。そして、否である間、段取り制御部８は、ステップＳ１２～ステップＳ１７を繰り返して実行する。繰り返しによってユニット収納器６４に全ての搬出用部品供給ユニットが揃うと、段取り制御部８は、制御をステップＳ１８に進める。

【0057】

ステップＳ１８で、段取り制御部８は、段取りされたユニット収納器６４を部品装着機９８に装備させるように、搬送車６６に指令する。搬送車６６は、指令にしたがい、ユニット収納器６４を発着ステーション６１から部品装着機９８まで搬送して装備する。または、搬送車６６は、ユニット収納器６４を部品装着機９８の傍らの作業者に受け渡す。ステップＳ１８の終了後、段取り制御部８は、制御をステップＳ１に戻す。

【0058】

次に、部品装着機９８で使用済みになった部品供給ユニット９２が、搬送車６６により発着ステーション６１（搬入ステーション）に搬入された場合の動作について説明する。段取り制御部８は、生産計画および生産進捗状況の少なくとも一方に基づいて、あるいは、生産管理装置９５からの指令に基づいて、発着ステーション６１に搬入された部品供給ユニット９２を処理する。

【0059】

処理について詳述すると、段取り制御部８は、搬入された部品供給ユニット９２の装填情報Ｖに基づき、生産計画で近いうちに再度の使用予定があるか否かを調査する。使用予定がある場合、段取り制御部８は、部品収容器９１が装填された部品供給ユニット９２をそのままユニット収納庫３に収納するように、ユニット搬送ロボット６を制御する。ユニット搬送ロボット６は、制御にしたがい、部品供給ユニット９２を発着ステーション６１からユニット収納庫３まで搬送して収納する。これにより、次回の使用に向けた装填作業が省略される。

【0060】

また、使用予定がない場合、段取り制御部８は、部品収容器９１を部品供給ユニット９２から取り外すように、ユニット搬送ロボット６および収容器ローダ４を制御する。ユニット搬送ロボット６は、制御にしたがい、部品供給ユニット９２を発着ステーション６１から収容器ローダ４まで搬送する。収容器ローダ４は、アンロード機能により、部品供給ユニット９２から部品収容器９１を取り外す。取り外された部品収容器９１は、収容器倉庫２に戻されて保管される。一方、部品供給ユニット９２は、ユニット収納庫３に収納され、または、ユニット倉庫１３に保管される。

【0061】

さらに、第１段取りライン１１内の部品供給ユニット９２のメンテナンスを実施する場合、対象となる部品供給ユニット９２は、第１段取りライン１１のユニット搬送ロボット６によってメンテナンス装置７に搬送される。第２段取りライン１２内の部品供給ユニット９２のメンテナンスを実施する場合、対象となる部品供給ユニット９２は、第２段取りライン１２のユニット搬送ロボット６、搬送車６６、および第１段取りライン１１のユニット搬送ロボット６によってメンテナンス装置７に搬送される。ユニット倉庫１３内の部品供給ユニット９２のメンテナンスを実施する場合、対象となる部品供給ユニット９２は、搬送車６６および第１段取りライン１１のユニット搬送ロボット６によってメンテナンス装置７に搬送される。メンテナンス装置７におけるメンテナンスが終了した後、部品供給ユニット９２は元の位置に戻される。

【0062】

第１実施形態の部品供給ユニットの段取りシステム１において、部品収容器９１は、収容器搬送ロボット５によって収容器倉庫２から収容器ローダ４に搬送され、部品供給ユニット９２は、ユニット搬送ロボット６によってユニット収納庫３から収容器ローダ４に搬送される。また、収容器ローダ４は、部品供給ユニット９２に部品収容器９１を装填する装填作業を自動で行う。さらに、装填作業によって部品収容器９１が装填された部品供給ユニット９２は、ユニット搬送ロボット６によってユニット収納庫３に戻され、または発着ステーション６１に搬送される。したがって、装填作業およびその前後の運搬等の関連作業の自動化が達成される。

【0063】

また、段取り制御部８は、基板製品の生産計画および生産進捗状況に基づいて、収容器ローダ４の装填作業の実施時期をタイムリーに決定することができる。これによれば、装填作業が終了した段取り済みの部品供給ユニット９２がいたずらに増加しないので、管理の手間が軽減される。かつ、部品供給ユニット９２は、他の用途に転用できない仕掛り品とならず、効率的な運用が可能となる。さらに、装填作業の遅延による部品装着機９８の装着作業の停滞が抑制される。加えて、装填作業に関係する装置類が隣接して配置されることにより、省スペースなシステム構成が実現される。

【0064】

４．第２実施形態の部品供給ユニットの段取りシステム１Ａ
次に、第２実施形態の段取りシステム１Ａについて、図５を参考にして、第１実施形態と異なる点を主に説明する。図５に示されるように、第２実施形態において、ユニット倉庫１３、第１段取りライン１１の発着ステーション６１、第２段取りライン１２の発着ステーション６１が省略される。そして、第１段取りライン１１および第２段取りライン１２に隣接して、それぞれ対基板作業ライン９７が配置される。

【0065】

対基板作業ライン９７を構成する複数種類の対基板作業機の各々は、前面に上側区間ガイド９７１および下側区間ガイド９７２を有する。上側区間ガイド９７１および下側区間ガイド９７２は、ユニット収納庫３の上側区間ガイド３２および下側区間ガイド３３と同じ高さに配置され、同じ形状に形成される。したがって、上側区間ガイド９７１および下側区間ガイド９７２は、移動ガイドの一部となる。これにより、ユニット搬送ロボット６は、部品収容器９１が装填された部品供給ユニット９２を収容器ローダ４から部品装着機９８まで直送することができる。

【0066】

第２実施形態によれば、搬送車６６を省略しても、部品供給ユニット９２を部品装着機９８まで自動で搬送することができ、さらに直送によって段取り時間を短縮することができる。また、段取りシステム１Ａに隣接して対基板作業ライン９７を配置したので、さらなる省スペース化が実現される。

【0067】

５．実施形態の応用および変形
なお、第１実施形態において、第１段取りライン１１や第２段取りライン１２から離れた位置にメンテナンス装置７を配置してもよい。この場合、搬送車６６は、部品供給ユニット９２をメンテナンス装置７まで搬送する。また、搬送車６６を省略して、部品供給ユニット９２やユニット収納器６４の部品装着機９８への運搬を人手によって行うようにしてもよい。さらに、ユニット倉庫１３やメンテナンス装置７が省略されてもよい。また、図４の動作フローで説明した部品補給時期および段取り替えの時期の決定は、生産管理装置９５が行ってもよい。この場合、段取り制御部８は、生産管理装置９５からの装填作業の実施指令にしたがって制御を進める。

【0068】

さらに、第１実施形態の搬送車６６は、部品装着機９８で使用済みになったユニット収納器６４を発着ステーション６１まで戻すようにしてもよい。この後、ユニット収納器６４内の複数の部品供給ユニット９２は、近いうちの使用予定の有無に応じて、前述したように処理される。その他にも、第１および第２実施形態は、様々な応用や変形が可能である。

【符号の説明】

【0069】

１、１Ａ：部品供給ユニットの段取りシステム １３：ユニット倉庫 １９：ユニット倉庫制御部 ２：収容器倉庫 ２１：出庫口 ２２：アクチュエータ ２３：コードリーダ ２９：収容器倉庫制御部 ３：ユニット収納庫 ３２：上側区間ガイド ３３：下側区間ガイド ３５：収納ラック ３９：収納庫制御部 ４：収容器ローダ ４３：コードリーダ ４９：ローダ制御部 ５：収容器搬送ロボット ６：ユニット搬送ロボット ６１：発着ステーション ６４：ユニット収納器 ６６：搬送車 ８：段取り制御部 ８１：装填情報記憶部 ９１：部品収容器 ９２：部品供給ユニット ９５：生産管理装置 ９７１：上側区間ガイド ９７２：下側区間ガイド ９８：部品装着機 Ｖ：装填情報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】