特許 7350097 部品供給ユニットの段取りシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-14

(45)【発行日】2023-09-25

(54)【発明の名称】部品供給ユニットの段取りシステム

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/02 20060101AFI20230915BHJP

【ＦＩ】

H05K13/02 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021571095

(86)(22)【出願日】2020-01-14

(86)【国際出願番号】 JP2020000931

(87)【国際公開番号】W WO2021144864

(87)【国際公開日】2021-07-22

【審査請求日】2022-04-28

(73)【特許権者】

【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

【審査官】八板 直人

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１４２３３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０９１７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１７３２０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／０１００８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１２５３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－００３８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１９７５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１２７９５６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
前記収容器倉庫と前記ユニット収納庫の間に配置され、前記部品供給ユニットに前記部品収容器を装填する装填作業に用いられる作業台と、
前記ユニット収納庫から前記作業台に渡って設けられた移動ガイドと、
前記移動ガイドを用いずに前記収容器倉庫と前記作業台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、
前記移動ガイドに沿って移動し、前記ユニット収納庫と前記作業台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。

【請求項2】

前記収容器搬送ロボットは、接近して配置された前記収容器倉庫と前記作業台の間の移動が不要な非移動ロボットである、請求項１に記載の部品供給ユニットの段取りシステム。

【請求項3】

前記移動ガイドは、前記ユニット収納庫および前記作業台にそれぞれ設けられた区間ガイドが前記ユニット搬送ロボットの移動方向に並んで構成される、請求項１または２に記載の部品供給ユニットの段取りシステム。

【請求項4】

前記ユニット収納庫は、増設が可能である、請求項３に記載の部品供給ユニットの段取りシステム。

【請求項5】

前記作業台は、前記装填作業を自動で実施する収容器ローダを有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の部品供給ユニットの段取りシステム。

【請求項6】

前記部品が装着された基板製品の生産計画および生産進捗状況の少なくとも一方を管理する生産管理装置からの指令に基づいて、あるいは、前記生産計画および前記生産進捗状況の少なくとも一方を参照して、前記収容器倉庫から前記作業台に搬送する前記部品収容器を選択制御するとともに、選択されて搬送された前記部品収容器の前記作業台における前記装填作業の実施時期を決定する段取り制御部をさらに備えた、請求項１～５のいずれか一項に記載の部品供給ユニットの段取りシステム。

【請求項7】

前記部品収容器の個体と、前記部品収容器が装填された前記部品供給ユニットの個体とを対応付けた装填情報を記憶する装填情報記憶部をさらに備える、請求項６に記載の部品供給ユニットの段取りシステム。

【請求項8】

前記部品収容器は、複数の前記部品を収容するキャリアテープが巻回されたテープリールであり、
前記部品供給ユニットは、前記テープリールが装填されるフィーダ装置、または、前記キャリアテープの送り機構を有するフィーダ本体部と別体に形成されて前記テープリールが装填されるリールカセットである、
請求項１～７のいずれか一項に記載の部品供給ユニットの段取りシステム。

【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、換言すると、部品供給ユニットの使用準備を整える段取り作業は、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】

【文献】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の前後に行われる関連作業の省力化を達成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、前記収容器倉庫と前記ユニット収納庫の間に配置され、前記部品供給ユニットに前記部品収容器を装填する装填作業に用いられる作業台と、前記収容器倉庫と前記作業台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作業台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作業台に搬送され、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作業台に搬送される。また、作業台における装填作業で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される。したがって、装填作業が自動化されているか否かに関係なく、その前後に行われる搬送等の関連作業の省力化が達成される。

【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構成を模式的に示す斜視図である。

【図2】第１実施形態の部品供給ユニットの段取りシステムの構成を模式的に示す正面図である。

【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模式的に示す斜視図である。

【図6】第３実施形態の部品供給ユニットの段取りシステムの一部を模式的に示す斜視図である。

【図7】第３実施形態の部品供給ユニットの段取りシステムを模式的に示す平面図である。

【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および図２の構成図、ならびに図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、ユニット収納庫３、作業台４、収容器搬送ロボット５、ユニット搬送ロボット６、および段取り制御部８などで構成される。

【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を複数保管する。図１および図２に示されるように、収容器倉庫２は、大型で縦型の概ね八角柱形状に形成されている。収容器倉庫２は、後側に入庫口を有し、左側面の概ね中間高さに出庫口２１を有する。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を出庫口２１まで移送する。アクチュエータ２２は、倉庫制御部２９によって制御される。

【0017】

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、読み取った結果を倉庫制御部２９に受け渡す。したがって、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。図１および図２に示されるように、収容器倉庫２の上部の左前側に警告灯２４が設けられている。倉庫制御部２９は、異常発生時や故障時に警告灯２４を点灯制御して、作業者に報知する。

【0018】

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。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。

【0019】

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１および図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。

【0020】

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（図３参照）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。

【0021】

なお、ユニット収納庫３は、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。

【0022】

作業台４は、収容器倉庫２とユニット収納庫３の間に配置される。作業台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に用いられる。作業台４は、基台４１および作業治具４４からなる。基台４１は、ユニット収納庫３の基台３１と同程度の高さの直方体の枠形状に形成されている。基台４１の前面の上部に、左右方向に延びる上側区間ガイド４２が設けられる。基台４１の前面の下部に、左右方向に延びる下側区間ガイド４３が設けられる。

【0023】

上側区間ガイド４２および下側区間ガイド４３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。上側区間ガイド４２および上側区間ガイド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、下側区間ガイド４３および下側区間ガイド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】

作業治具４４は、基台４１の上部に着脱可能に取り付けられる。作業治具４４は、部品供給ユニット９２を保持する機能を有しており、作業者による部品収容器９１の装填作業（段取り作業）を容易化する。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】

さらに、作業治具４４には、コードリーダ４５が付属されている（図３参照）。コードリーダ４５は、部品収容器９１や部品供給ユニット９２に貼り付けられている識別コードを読み取る。これにより、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（図３参照）が作成される。装填情報Ｖの作成は、装填作業の一部と見做すことができる。なお、作業治具４４は、部品供給ユニット９２から部品収容器９１を取り外す取り外し作業にも使用可能である。

【0026】

収容器搬送ロボット５は、収容器倉庫２と作業台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アームロボットとされている。収容器搬送ロボット５は、レッグ部５１、本体部５２、およびアーム部５３からなる。レッグ部５１は、接近して配置された収容器倉庫２と作業台４の間に設けられる。レッグ部５１は、上面が長方形のテーブル形状に形成される。

【0027】

本体部５２は、レッグ部５１の上面の中央に固定される。アーム部５３は、本体部５２の上部に設けられる。アーム部５３は、多関節形に構成されており、自在の動作が可能となっている。アーム部５３の先端には、部品収容器９１に適するエンドエフェクタ５４が設けられる。エンドエフェクタ５４として、負圧により部品収容器９１を吸着する吸盤や、部品収容器９１を挟持するフィンガなどを例示できる。収容器搬送ロボット５は、収容器倉庫２の出庫口２１で部品収容器９１を受け取り、作業治具４４の近傍まで搬送して作業者に受け渡す。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。

【0028】

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コンベアロボットであってもよい。コンベアロボットは、環状の搬送コンベアを輪転して、搬送コンベアに載置された部品収容器９１を出庫口２１から作業治具４４の近傍まで搬送する。

【0029】

ユニット搬送ロボット６は、ユニット収納庫３と作業台４の間で部品供給ユニット９２を搬送する。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。ガイド部材は、複数の区間ガイド（３２、３３、４２、４３）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ユニット収納庫３および作業台４の前側を移動する。

【0030】

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収納ラック３５の間、およびユニット保持空間と作業治具４４の間で、部品供給ユニット９２を受け渡す。このとき、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。

【0031】

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が装備されて部品の供給が可能となる。

【0032】

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。

【0033】

一方、段取り制御部８は、収容器倉庫２の倉庫制御部２９およびユニット収納庫３の収納庫制御部３９と通信接続される。また、段取り制御部８は、コードリーダ４５に接続されており、その読み取り結果から装填情報Ｖを作成する。さらに、段取り制御部８は、収容器搬送ロボット５およびユニット搬送ロボット６を制御する。また、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。

【0034】

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、段取り制御部８、倉庫制御部２９、および収納庫制御部３９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。

【0035】

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Ｓ５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。

【0036】

ステップＳ２で、段取り制御部８は、装填作業が必要になったことを作業者に通知する。次のステップＳ３で、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を選択する。さらに、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。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を作業治具４４の近傍まで搬送する。

【0037】

次のステップＳ４で、段取り制御部８は、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。さらに、段取り制御部８は、当該の部品供給ユニット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から取り出して搬送し、作業治具４４に保持させる。なお、ステップＳ２、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。

【0038】

次のステップＳ５で、通知を受け取った作業者は、作業台４に移動して装填作業を実施する。詳述すると、作業者は、まず、収容器搬送ロボット５から部品収容器９１を受け取る。作業者は、二番目に、コードリーダ４５を用いて部品収容器９１および部品供給ユニット９２の識別コードを読み取らせる。これにより、段取り制御部８は、装填情報Ｖを作成する。作成された装填情報Ｖは、通信等によりユニット収納庫３および部品装着機９８で共有される。

【0039】

作業者は、三番目に、部品供給ユニット９２に部品収容器９１を装填する。作業者は、部品収容器９１が装填された段取り済みの部品供給ユニット９２を部品装着機９８まで運搬し、または、段取り制御部８に一時保管を指示する。指示を受けた段取り制御部８は、ユニット搬送ロボット６を制御して、段取り済みの部品供給ユニット９２を作業治具４４からユニット収納庫３まで搬送させ、収納させる。ステップＳ５の終了後、段取り制御部８は、制御をステップＳ１１に進める。

【0040】

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Ｓ１５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。

【0041】

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。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部品供給ユニット９２を揃える必要がある。このため、ステップＳ１６で、段取り制御部８は、段取り替えに必要な全ての部品供給ユニット９２が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および作業者は、ステップＳ１３～ステップＳ１５を繰り返して実行する。繰り返しによって全ての部品供給ユニット９２が揃うと、段取り制御部８は、制御をステップＳ１に戻す。

【0042】

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から作業台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から作業台４に搬送される。また、作業台４において部品収容器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に戻される。したがって、装填作業が自動化されているか否かに関係なく、その前後に行われる搬送等の関連作業の省力化が達成される。

【0043】

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、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。

【0044】

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実施形態の作業台４Ａは、収容器ローダ４６を有する。収容器ローダ４６は、第１実施形態で作業者が行っていた装填作業を自動で実施する。第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同様である。

【0045】

収容器ローダ４６は、基台４１の上部に、作業治具４４に代えて取り付けられる。収容器ローダ４６は、作業治具４４よりも大型の箱形状に形成されている。収容器ローダ４６の上面に、部品収容器９１を挿入する収容器挿入口４７が設けられる。収容器ローダ４６の前面に、部品供給ユニット９２を挿入するユニット挿入口４８が設けられる。収容器ローダ４６の内部に、部品収容器９１の識別コードを読み取る第１コードリーダ４９１、および、部品供給ユニット９２の識別コードを読み取る第２コードリーダ４９２が設けられる。

【0046】

収容器搬送ロボット５は、収容器倉庫２から搬送した部品収容器９１を収容器挿入口４７に挿入する。また、ユニット搬送ロボット６は、ユニット収納庫３から搬送した部品供給ユニット９２をユニット挿入口４８に挿入する。部品収容器９１および部品供給ユニット９２が挿入されるときに、第１コードリーダ４９１および第２コードリーダ４９２がそれぞれ動作する。これにより、収容器ローダ４６の中で装填情報Ｖが作成される。

【0047】

その後に、収容器ローダ４６は、装填作業を自動で実施する。装填作業が正常に終了すると、装填情報Ｖが段取り制御部８に送信される。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まで搬送される。第２実施形態によれば、装填作業およびその前後に行われる搬送等の関連作業の自動化が達成される。

【0048】

５．第３実施形態の部品供給ユニットの段取りシステム１Ｂ
次に、第３実施形態の段取りシステム１Ｂについて、図６および図７を参考にして、第１および第２実施形態と異なる点を主に説明する。第３実施形態では、第１実施形態の構成に発着ステーション６１、ユニット収納器６４、走行路６５、および搬送車６６が追加される。

【0049】

図６に示されるように、発着ステーション６１は、ユニット収納庫３の左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。

【0050】

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６２が設けられる。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６３が設けられる。上側区間ガイド６２および下側区間ガイド６３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に並んでつながり、長い移動ガイドを形成する。したがって、ユニット搬送ロボット６は、発着ステーション６１の前側まで移動することができる。

【0051】

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。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。

【0052】

図７に示されるように、発着ステーション６１の後側から対基板作業ライン９７に渡って、走行路６５が敷設される。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路６５を走行するとともに、ユニット収納器６４を積み下ろしする。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。搬送車６６の待機位置は、発着ステーション６１の後側に設定されている。なお、走行路６５が複数の対基板作業ライン９７に渡って敷設され、複数台の搬送車６６が衝突を回避しつつ走行してもよい。また、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。

【0053】

上記の構成において、作業者は、第１実施形態で説明したように作業台４で装填作業を行う。次に、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、作業台４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。上記した作業者の作業およびユニット搬送ロボット６の動作が繰り返されて、ユニット収納器６４の使用準備が整う。

【0054】

すると、搬送車６６は、使用準備が整ったユニット収納器６４を発着ステーション６１から取り外して積載する。搬送車６６は、次に、部品装着機９８まで走行して、ユニット収納器６４を搬送し、部品装着機９８に装備する。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。第３実施形態によれば、装填作業の前後の関連作業に加えて、複数の部品供給ユニット９２をユニット収納器６４に収納する作業、およびユニット収納器６４を部品装着機９８まで運搬する作業の自動化が達成される。

【0055】

６．実施形態の応用および変形
なお、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。また、ユニット収納庫３を複数設け、部品収容器９１が装填された部品供給ユニット９２と、未装填の部品供給ユニット９２とを分けて収納するようにしてもよい。また、部品装着機９８が段取りシステム（１、１Ａ）に接近して配置された構成において、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を部品装着機９８まで搬送してもよい。

【0056】

さらに、第３実施形態において、作業治具４４に代えて第２実施形態の収容器ローダ４６を適用してもよい。また、第３実施形態において、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、作業台４において部品供給ユニット９２から部品収容器９１が取り外される。そして、部品供給ユニット９２はユニット収納庫３に収納され、部品収容器９１は収容器倉庫２に戻されて保管される。その他にも、第１～第３実施形態は、様々な応用や変形が可能である。

【符号の説明】

【0057】

１、１Ａ、１Ｂ：部品供給ユニットの段取りシステム 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：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、４Ａ：作業台 ４２：上側区間ガイド ４３：下側区間ガイド ４４：作業治具 ４５：コードリーダ ４６：収容器ローダ ５：収容器搬送ロボット ５３：アーム部 ６：ユニット搬送ロボット ６１：発着ステーション ６２：上側区間ガイド ６３：下側区間ガイド 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 ９８：部品装着機 Ｖ：装填情報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】