JP7536194B2 - フィーダセットアップ装置およびフィーダセットアップシステム - Google Patents

Description

本明細書は、部品装着機に装備するテープフィーダのセットアップ作業を行う装置およびシステムに関する。

回路パターンが形成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。対基板作業を実施する対基板作業機の代表例として、部品の装着作業を実施する部品装着機がある。多くの部品装着機は、キャリアテープを用いて部品を供給するテープフィーダを使用する。従来、テープフィーダにキャリアテープをセットするセットアップ作業はオペレータによって行われていた。近年、テープフィーダのセットアップ作業を自動化する技術が開発されており、その技術例が特許文献１、２に開示されている。

特許文献１に開示された部品テープ取付け装置は、部品テープ（キャリアテープ）を第１収納部から部品供給位置を経由して第２収納部に搬送する部品供給装置を対象として、ロボット部は、横倒し姿勢の部品供給装置の第１収納部に使用前の部品テープをセットするとともに、第２収納部から使用済みの部品テープを回収する。これによれば、使用後の部品供給装置に自動で部品テープを補給することができる、とされている。

また、特許文献２に開示された倉庫システムは、リール倉庫と、フィーダ倉庫と、リールローダと、搬送ロボットとを備え、搬送ロボットは、リール倉庫のリールおよびフィーダ倉庫のテープフィーダをリールローダに搬送し、リールローダは、リールをテープフィーダに装填する。これによれば、部品装着機でテープフィーダを使用する準備が自動的に整えられ、オペレータは装填作業に関与せず、従来よりも省力化が達成される、とされている。

特開２０１９－２０４８５８号公報 国際公開第２０２１／１０６０２６号

ところで、特許文献１の技術では、使用前の部品テープをリールから引き出して部品供給装置に送り、第１収納部内のクリップ部に巻回保持させている。しかしながら、長尺の部品テープを一旦引き出して再度巻回状態にする必要が有るため、セットアップ作業が煩雑化して非効率となる。加えて、１台のロボット部が使用前の部品テープのセット、および使用済みの部品テープの回収を順番に行うので、セットアップ作業に長時間を要する。

これに対比して、特許文献２に記載されたリールローダは、キャリアテープが巻回されたリールの交換作業を行うので、セットアップ作業が効率化される。ただし、特許文献２は、倉庫システムの構成要素および構成要素間の搬送に係る発明であるため、リールローダの詳細な構成が開示されていない。

それゆえ、本明細書では、テープフィーダのセットアップ時間を従来よりも短縮することができるフィーダセットアップ装置、およびフィーダセットアップシステムを提供することを解決すべき課題とする。

本明細書は、キャリアテープを巻回したリールが取り付けられ前記キャリアテープを送って部品を供給するテープフィーダを、作業実施位置に保持するフィーダ保持部と、前記作業実施位置の前記テープフィーダから前記リールを取り外すリール取り外し機構と、前記リール取り外し機構とは別途設けられ、前記作業実施位置の前記テープフィーダに前記リールを取り付けるリール取り付け機構と、を備えるフィーダセットアップ装置を開示する。

また、本明細書は、キャリアテープを巻回したリールが取り付けられ前記キャリアテープを送って部品を供給するテープフィーダを、作業実施位置に保持するフィーダ保持部と、複数の前記テープフィーダを収容して、装置筐体に着脱可能に設けられるフィーダ収容部と、前記フィーダ収容部と前記フィーダ保持部の間で、前記テープフィーダを搬送するフィーダ搬送部と、複数の前記リールを保持して、装置筐体に着脱可能に設けられるリール保持部と、前記作業実施位置の前記テープフィーダから前記リールを取り外すリール取り外し機構と、前記リール取り外し機構とは別途設けられ、前記リール保持部から前記リールを取り出して前記作業実施位置の前記テープフィーダに取り付けるリール取り付け機構と、前記フィーダ収容部および前記リール保持部の少なくとも一方を、前記フィーダセットアップ装置に搬入し、または、前記フィーダセットアップ装置から搬出する搬送車と、を備えるフィーダセットアップシステムを開示する。

開示したフィーダセットアップ装置およびフィーダセットアップシステムにおいて、リール取り付け機構がリール取り外し機構とは別途設けられているので、二つの機構は並行して動作することができる。したがって、一つのロボット部によりリールの取り外しおよび別のリールの取り付けを順番に行う従来技術と比較して、並行動作の分だけセットアップ時間を従来よりも短縮することができる。

実施形態のフィーダセットアップ装置を模式的に示す斜視図である。 フィーダセットアップ装置を模式的に示す平面図である。 フィーダ保持部の構成、およびテープフィーダの構成を模式的に示す斜視図である。 フィーダセットアップ装置の制御および駆動に係る構成を示すブロック図である。 フィーダセットアップ装置の動作を説明する動作フローの図である。 テープフィーダからリールを取り外す動作、および並行して実施する別のリールの準備動作を説明する平面図である。 取り外したリールの回収動作、および並行して実施する別のリールの取り付け動作を説明する平面図である。 フィーダセットアップ装置におけるセットアップ時間を説明する図である。 従来技術におけるセットアップ時間を説明する図である。 変形形態のリール保持部を模式的に示す斜視図である。 実施形態のフィーダセットアップシステムを模式的に示す斜視図である。 フィーダ収容部を搬送するフィーダ搬送車の斜視図である。 リール保持部を搬送するリール搬送車の斜視図である。

１．実施形態のフィーダセットアップ装置１の構成
実施形態のフィーダセットアップ装置１の構成について、図１～図３を参考にして説明する。各図は、模式的な説明図であり、また、一部の部材が省略されて見易く描かれている。図１および図２の左上に示されるように、便宜的に前後左右を定める。フィーダセットアップ装置１は、リール着脱部１１、リール供給部１３、およびフィーダ供給部１５からなる。

リール着脱部１１は、装置筐体１２の内部に、各種の部材が組み付けられて構成される。装置筐体１２は、大きな直方体形状のケースであり、前側および左側の一部が開口している。リール供給部１３は、リール着脱部１１の前側に結合して配置される。リール供給部１３は、装置筐体１２よりも小さめの装置筐体に相当する箱形状の台座１４を用いて構成される。フィーダ供給部１５は、リール着脱部１１の左側に結合して配置される。フィーダ供給部１５は、装置筐体１２よりも小さくて上部に収納空間１６１をもつ装置筐体１６を用いて構成される。

リール着脱部１１は、フィーダ保持部２、リール取り付け機構３、テープ装填機構４、およびリール取り外し機構５を備える。図２に示されるように、フィーダ保持部２は、装置筐体１２内部の左前寄りの位置に配置される。フィーダ保持部２は、テープフィーダ９を作業実施位置に縦置き姿勢で保持する。図３に示されるように、フィーダ保持部２は、底板２１および支え板２３を有する。底板２１は、前後方向に延びる溝形状のスロット２２をもつ。テープフィーダ９は、スロット２２の前側から後方に向かって挿入され、作業実施位置に保持される。支え板２３は、底板２１から起立するように設けられ、作業実施位置のテープフィーダ９の左側面に接する。支え板２３は、リールＲをテープフィーダ９に取り付ける際に発生する横向きの押し付け荷重を支える。

ここで、テープフィーダ９の構成の概略について、図３を参考にして説明する。テープフィーダ９は、部品装着機に着脱可能に装備される。テープフィーダ９は、キャリアテープＴを巻回したリールＲが取り付けられ、キャリアテープＴを送って部品を供給する。リールＲの各々には、リールＲの個体を識別する識別コードが表示されている。

テープフィーダ９は、左右方向の幅寸法が小さな薄型に形成される。テープフィーダ９は、側方から見て概ね中央の位置に、左側の側板から右向きに突出したリール保持軸９１を有する。リール保持軸９１は、リールＲの中心に形成された中心孔に係入して、リールＲを着脱可能かつ回転可能に保持する。キャリアテープＴは、部品を収容するキャビティ部が一定ピッチで設けられる。さらに、キャリアテープＴは、一方の側縁に沿って多数のスプロケット孔が設けられる。テープフィーダ９の右側の側板９２は、リールＲの着脱を容易にするために、中央部が大きく開放されている。なお、リールＲは、キャリアテープＴの材質が相違し、さらにはキャリアテープＴのテープ幅寸法やリールＲの幅寸法が相違する複数の種類があり、これらに対応するテープフィーダ９にも複数の種類がある。

テープフィーダ９は、さらに、供給位置９３、スプロケット９４、および図略のテープ剥離部を有する。供給位置９３は、テープフィーダ９の上面の後端付近に設けられる。スプロケット９４は、供給位置９３の前側に回転可能に設けられる。スプロケット９４の歯は、キャリアテープＴのスプロケット孔に係入する。スプロケット９４は、図略の駆動モータによって間欠駆動され、キャリアテープＴを一定ピッチずつ送る。テープ剥離部は、キャリアテープＴを構成するカバーテープの一方の側縁をベーステープから剥離した状態で供給位置９３を通過させ、部品の取り出しを可能とする。キャリアテープＴは、供給位置９３を通過した後、部品装着機に設けられたテープ切断装置によって切断される。

さらに、テープフィーダ９の各々には、テープフィーダ９の個体を識別する識別コードが表示されている。また、テープフィーダ９には、図略のフィーダ制御部が設けられる。フィーダ制御部は、テープフィーダ９の識別コードおよびリールＲの識別コードを記憶するとともに、部品供給動作を制御する。テープフィーダ９がフィーダ保持部２に保持されたとき、図略のコネクタが自動嵌合することによって、フィーダ制御部は、後述する主制御部８１に通信接続される。

フィーダセットアップ装置１の説明に戻る。リール取り付け機構３は、フィーダ保持部２の右側に配置される。リール取り付け機構３は、後述するリール移載機構１Ａを含んで構成される。リール取り付け機構３は、横倒し姿勢のリールＲを縦置き姿勢に変更し、さらに、リールＲを作業実施位置のテープフィーダ９に取り付ける。リール取り付け機構３は、一対のガイドレール３１、移動台３２、取り付け材３３、載置エリア３４、および仮置きエリア３５などで構成される。なお、リール取り付け機構３は、横倒し姿勢のリールＲを縦置き姿勢に変更する機構と、縦置き姿勢のリールＲを掴んでテープフィーダ９に取り付ける機構とが分離された構成でもよい。

一対のガイドレール３１は、装置筐体１２の前縁位置、および前後方向の概ね中央位置で左右方向に延在し、相互に離隔して平行に配置される。移動台３２は、前後方向に長い部材で形成され、一対のガイドレール３１の上側に跨って装架される。移動台３２は、ガイドレール３１に沿って図１および図２に示された右寄りの待機位置と、フィーダ保持部２との間を往復移動する。

取り付け材３３は、概ね角棒形状の部材で形成され、移動台３２の右側面から上方に延在して設けられる。取り付け材３３は、作業実施位置のテープフィーダ９のリール保持軸９１に正対する。換言すると、取り付け材３３は、リール保持軸９１から見て正確な右方向に位置する。取り付け材３３は、移動台３２に近い箇所に設けられた揺動軸３３１を中心にして、図１および図２に示された直立姿勢、および左側に倒れた水平姿勢に揺動する（図１の矢印ＳＷ１参照）。取り付け材３３の揺動軸３３１から離れた側の端部に、採取部３３２が設けられる。採取部３３２は、リールＲを着脱可能に採取する。採取部３３２として、リールＲに形成された爪部またはリールＲの周縁を把持する把持機構や、負圧を用いてリールＲを吸着する吸着機構などを用いることができる。

載置エリア３４は、一対のガイドレール３１の間の右寄りの位置に設けられる。載置エリア３４は、次に取り付ける予定のリールＲが横倒し姿勢で載置されるエリアである。仮置きエリア３５は、一対のガイドレール３１の間の載置エリア３４の左側に設けられる。仮置きエリア３５は、リール取り付け機構３がリールＲの使用順序を変更する場合に、当該のリールＲを横倒し姿勢で仮置きして使用順序を後に変更するためのエリアである。仮置きエリア３５に載置されたリールＲは、結果的に使用されない場合がある。仮置きエリア３５は、複数のリールＲが仮置きされるように広く形成することができる。なお、移動台３２および取り付け材３３は、載置エリア３４および仮置きエリア３５の上方を移動する。

テープ装填機構４は、図２に示されるように、フィーダ保持部２に近接して配置される（図１では省略）。テープ装填機構４は、テープフィーダ９内でキャリアテープＴを装填して送り可能な状態にする。テープ装填機構４は、例えば多関節型ロボットにより構成され、具体例として多関節アーム４１、カメラ４２、および複数のフィンガ４３などで構成される。

多関節アーム４１は、アームの回転や折り曲げなどの動作が自在であり、カメラ４２およびフィンガ４３の位置および向きを自在に調整する。カメラ４２は、多関節アーム４１の先端部に設けられる。カメラ４２は、作業実施位置のテープフィーダ９を撮像して、リールＲやキャリアテープＴの位置および状態を検出する。複数のフィンガ４３は、多関節アーム４１の先端部にカメラ４２と並んで設けられる。複数のフィンガ４３は、作業対象物の把持および解放の動作に加えて、移動操作、捻り操作などを行うことができる。

複数のフィンガ４３は、装填動作に先行して、キャリアテープＴの先端を留めている留めシールを剥がす。複数のフィンガ４３は、次に、キャリアテープＴの先端をスプロケット９４に係合するまで装填して、送り可能な状態にする。複数のフィンガ４３は、必要に応じてリールＲをリール保持軸９１の回りに回転させることにより、剥がし動作や装填動作を容易化することができる。テープ装填機構４は、動作時以外の時間帯において、リールＲの着脱動作を阻害しないように、多関節アーム４１を折り曲げた退避姿勢をとる。

リール取り外し機構５は、フィーダ保持部２の右側に配置され、リール取り付け機構３よりも上側に位置する。リール取り外し機構５は、作業実施位置のテープフィーダ９からリールＲを取り外す。リール取り外し機構５は、ガイドレール５１、移動台５２、取り外し材５３、および回収ボックス５４などで構成される。

ガイドレール５１は、装置筐体１２の天井付近に設けられて、前後方向に延在する。移動台５２は、左右方向に長く形成され、ガイドレール５１の下側に装架される。移動台５２は、ガイドレール５１に沿って図１および図２に示された後寄りの待機位置と、フィーダ保持部２との間を往復移動する。

取り外し材５３は、移動台５２よりも長い厚板形状の部材で形成され、移動台５２の下側に左右方向に延在して設けられる。取り外し材５３は、移動台５２の左端付近に設けられた揺動軸５３１を中心にして、図１および図２に示された水平姿勢、および下方に垂れた垂直姿勢に揺動する（図１の矢印ＳＷ２参照）。取り外し材５３の揺動軸５３１から離れた側の端部に、採取部５３２が設けられる。採取部５３２は、リールＲを着脱可能に採取する。採取部５３２の採取方式は、リール取り付け機構３の採取部３３２と同じでもよいし、相違してもよい。

回収ボックス５４は、移動台５２が待機位置に移動したときの取り外し材５３の下方に配置される。回収ボックス５４は、取り外した複数のリールＲをまとめて回収する。回収ボックス５４は、上方に開口する箱形状に形成されている。したがって、回収ボックス５４は、取り外し材５３の採取部５３２が解放することによって落下するリールＲを自動的に回収することができる。

リール供給部１３は、リール保持部６を着脱可能に備え、さらに、リール移載機構１Ａを備える。台座１４の上面の左右には、前後方向に延びる一対の案内板１４１が設けられる。リール保持部６は、台座１４の一対の案内板１４１の間に載置される。図２に示されるように、一対の案内板１４１は、前側の向かい合う内側がテーパ状に形成されて、前側の離間距離が後側よりも拡げられている。これにより、リール保持部６を前側から台座１４に向けて進入させることが容易となっている。

リール保持部６は、複数（例えば２０個）のリールＲを横倒し姿勢で積み上げて保持する。なお、リールＲは、新品に限定されず、キャリアテープＴを途中まで使用した使いかけのものであってもよい。リール保持部６は、水平配置される円板状の保持板６１と、保持板６１の中心から上向きに立てて設けられリールＲの中心孔に係入する丸棒形状の保持軸６２と、を有する。したがって、リール保持部６は、直径や幅寸法の異なるリールＲが混在しても、それらの中心孔を揃えた状態で保持するので、リールＲの取り出しが容易となっている。保持板６１の上面の外周寄りに識別コード６３が表示されている。識別コード６３は、リール保持部６の個体を特定する情報を含む。識別コード６３は、印刷やシールの貼り付けによって設けられる。

作業者は、作業指示データに基づいて、複数のリールＲを調達し、リール保持部６に積み上げる積み上げ作業を実施する。作業指示データは、フィーダセットアップ装置１が実施するセットアップ作業の作業内容を指示する。つまり、作業指示データは、部品装着機の生産進捗に伴って順番に必要となる複数のリールＲの種別情報と、それらのリールＲに適用可能な複数のテープフィーダ９の種別情報とを対応付けたデータである。

リール移載機構１Ａは、台座１４の底部から左方に延びた板座１４２の上に配置される。リール移載機構１Ａは、リール取り付け機構３の一部として機能する。リール移載機構１Ａは、支柱１Ｂ、アーム１Ｃ、および採取部１Ｅなどで構成される。支柱１Ｂは、板座１４２の後部寄りの位置から鉛直上方に起立している。アーム１Ｃは、支柱１Ｂに対して昇降可能に設けられる。さらに、アーム１Ｃは、支柱１Ｂに近い箇所に設けられた回転軸１Ｄを中心にして、水平面内で回転可能に構成される。

採取部１Ｅは、アーム１Ｃに対して伸縮可能に設けられる。採取部１Ｅは、その下側にリールＲを着脱可能に採取する。採取部１Ｅの採取方式は、リール取り付け機構３の採取部３３２およびリール取り外し機構５の採取部５３２と同じでもよいし、相違してもよい。また、採取部１Ｅには、コードリーダ１Ｆ（図４参照）が付設されている。コードリーダ１Ｆは、リール保持部６の識別コード６３を読み取る。さらに、コードリーダ１Ｆは、最も上側のリールＲの識別コードを読み取ることができる。

リール移載機構１Ａは、前述したように、リール取り付け機構３の一部として機能する。詳述すると、リール移載機構１Ａは、アーム１Ｃおよび採取部１Ｅの動作により、リール保持部６からリールＲを取り出す。さらに、リール移載機構１Ａは、アーム１Ｃおよび採取部１Ｅの動作により、取り出したリールＲを横倒し姿勢のままで、載置エリア３４または仮置きエリア３５に載置する。リール移載機構１Ａは、リール保持部６に積み上げられた複数のリールＲを上側から順番に使用する。

フィーダ供給部１５は、フィーダ収容部７を着脱可能に備え、さらに、フィーダ搬送部７５を備える。図２に示されるように、装置筐体１６の上部の収納空間１６１は前方に開放されており、２個のフィーダ収容部７を左右に並べて収納することができる。収納空間１６１を区画する底面には、左右方向に延びるローラコンベア１６２が複数設けられ（図１参照）、フィーダ収容部７の収納動作が容易となっている。

フィーダ収容部７は、前側が開いた箱形状に形成される。フィーダ収容部７の底面には、フィーダ保持部２のスロット２２と同一形状のスロットが複数形成される。フィーダ収容部７は、複数（例えば２０個）のテープフィーダ９を縦置き姿勢で左右方向に並べて収容する。複数のテープフィーダ９がフィーダ収容部７に収容され、かつフィーダ収容部７が収納空間１６１に収納されたとき、図略のコネクタが自動嵌合することによって、複数のフィーダ制御部は、後述する主制御部８１に通信接続される。フィーダ収容部７の各々には、フィーダ収容部７の個体を識別する識別コードが表示されている。作業者は、前述した作業指示データに基づいて、使用する複数のテープフィーダ９を調達し、フィーダ収容部７に収容する収容作業を実施する。なお、収納空間１６１に収納されるフィーダ収容部７の個数は、１個でも３個以上でもよい。

装置筐体１６の収納空間１６１の前側下部に、ガイドレール１６３が設けられる。ガイドレール１６３は、収納空間１６１の左右方向の概ね全体に延在し、さらにフィーダ保持部２の前側まで延在する。このガイドレール１６３にフィーダ搬送部７５が装架される。フィーダ搬送部７５は、ガイドレール１６３に沿ってフィーダ収容部７とフィーダ保持部２の間を往復移動する。

フィーダ搬送部７５は、後側に開口部をもつ箱形状に形成される。フィーダ搬送部７５は、テープフィーダ９を一時的に内蔵する内蔵空間、および、開口部を経由してテープフィーダ９の内蔵空間への出し入れを行うフィーダ操作機構を有する。したがって、フィーダ搬送部７５は、フィーダ収容部７やフィーダ保持部２からテープフィーダ９を引き出したり、逆にテープフィーダ９をフィーダ収容部７やフィーダ保持部２に挿入したりすることができる。なお、リール供給部１３およびフィーダ供給部１５の前側に開閉可能な安全柵（図略）を設けて、作業者の不用意な接近を防止することが好ましい。

２．フィーダセットアップ装置１の制御および駆動に係る構成
次に、フィーダセットアップ装置１の制御および駆動に係る構成について、図４を参考にして説明する。フィーダセットアップ装置１は、主制御部８１、取り付け制御部８２、装填制御部８３、取り外し制御部８４、移載制御部８５、および搬送制御部８６を有する。主制御部８１は、通信機能およびマンマシンインターフェース機能を有するコンピュータ装置を用いて構成される。下位制御部に相当するその他の制御部は、主制御部８１と一体に設けられてもよく、別に設けられてもよい。図４において、主制御部８１に通信接続される複数のテープフィーダ９の一つだけが例示されている。

主制御部８１は、フィーダ保持部２に保持されたテープフィーダ９のフィーダ制御部に通信接続される。また、主制御部８１は、フィーダ収容部７に収容された複数のテープフィーダ９のフィーダ制御部に通信接続される。一方、主制御部８１は、上位制御部８９に通信接続される。上位制御部８９は、フィーダ収容部７の識別コードと、収容されている複数のテープフィーダ９の識別コードとを対応付けたフィーダ対応データを記憶している。フィーダ対応データは、前述した収容作業の際に作成される。また、上位制御部８９は、リール保持部６の識別コードと、保持されている複数のリールＲの識別コードとを対応付けたリール対応データを記憶している。リール対応データは、前述した積み上げ作業の際に作成される。上位制御部８９は、テープフィーダ９の識別コードとテープフィーダの種別情報とを対応付けたフィーダ情報を記憶している。上位制御部８９は、リールＲの識別コードとリールＲの種別情報とを対応付けたリール情報を記憶している。

主制御部８１は、セットアップ作業を開始する以前に、上位制御部８９から作業指示データを取得する。さらに、主制御部８１は、作業指示データに併せて、フィーダ対応データおよびリール対応データを取得する。なお、主制御部８１は、フィーダ収容部７の識別コードを読み取るコードリーダ（二次元コードリーダなど）を備え、読み取った識別コードを上位制御部８９に照会して、フィーダ対応データを取得するようにしてもよい。

主制御部８１は、取り付け制御部８２、装填制御部８３、取り外し制御部８４、移載制御部８５、および搬送制御部８６を制御する。ここで、リール取り付け機構３（リール移載機構１Ａを含む）、テープ装填機構４、およびリール取り外し機構５は、別々に設けられて駆動源が相違しており、互いに独立して動作する。したがって、主制御部８１は、セットアップ作業を効率的に行えるようにリール取り付け機構３、テープ装填機構４、およびリール取り外し機構５を別々に並行して動作させ、かつ、機構間の干渉を回避するように制御する。

取り付け制御部８２は、リール取り付け機構３の移動台３２の移動を駆動する第１モータの起動および停止、ならびに第１モータの正転および逆転の切り替えによる移動方向の変更を制御する。さらに、取り付け制御部８２は、取り付け材３３の揺動動作および採取部３３２の採取動作を制御する。

装填制御部８３は、テープ装填機構４のカメラ４２の検出結果に基づいて、多関節アーム４１およびフィンガ４３の動作を制御する。取り外し制御部８４は、リール取り外し機構５の移動台５２の移動を駆動する第２モータの起動および停止、ならびに第２モータの正転および逆転の切り替えによる移動方向の変更を制御する。さらに、取り外し制御部８４は、取り外し材５３の揺動動作および採取部５３２の採取動作を制御する。移載制御部８５は、リール移載機構１Ａのアーム１Ｃの昇降動作および回転動作を制御し、さらに、採取部１Ｅの伸縮動作および採取動作を制御する。

また、移載制御部８５は、コードリーダ１Ｆが読み取ったリール保持部６の識別コード６３を主制御部８１に送信する。主制御部８１は、受信した識別コード６３を上位制御部８９に照会して、リール対応データを取得し、リール保持部６の全てのリールＲの個体を識別する。あるいは、コードリーダ１Ｆは、リールＲの各々に表示された識別コードを逐次取得し、取得した識別コードが移載制御部８５から主制御部８１に送信されてもよい。搬送制御部８６は、フィーダ搬送部７５の移動を駆動する第３モータの起動および停止、ならびに第３モータの正転および逆転の切り替えによる移動方向の変更を制御する。

主制御部８１は、上位制御部８９から作業指示データ、フィーダ情報、リール情報を取得し、フィーダ保持部２に保持されたテープフィーダ９の識別コードを取得し、移載制御部８５からリール保持部６の識別コードまたはリールＲの識別コードを取得する。さらに、主制御部８１は、作業指示データ、フィーダ情報、リール情報および識別コードに基づいて、リール保持部６の一番上のリールＲに適用可能なテープフィーダ９を選択することができる。すなわち、主制御部８１は、認識したリールＲの識別情報とテープフィーダの識別情報に基づいてリールＲの種別に応じた種類のテープフィーダ９を選択する。

３．フィーダセットアップ装置１の動作
次に、フィーダセットアップ装置１の動作について、図５～図７を参考にして説明する。フィーダセットアップ装置１では複数の機構が並行して動作するので、動作フローは、図５に示されるように並列２系列となる。この動作フローは、主制御部８１を主として下位制御部との協調制御により進められる。

図５の動作フローの実行に先立ち、作業者は、セットアップ作業の対象となる複数のテープフィーダ９を収容した第１のフィーダ収容部７を収納空間１６１に収納する。さらに、作業者は、空の第２のフィーダ収容部７を収納空間１６１に収納する。これによれば、セットアップ済みのテープフィーダ９を第２のフィーダ収容部７に集めて、最終的に第１のフィーダ収容部７を空にする運用となる。

上記に限定されず、１個のフィーダ収容部７のみを用い、セットアップ作業が終了したテープフィーダ９を元の収容位置に戻す運用としてもよい。また、２個のフィーダ収容部７にテープフィーダ９を隙間なく収容して、最大数のセットアップ作業を実施する運用とすることもできる。この運用では、第１のフィーダ収容部７へのセットアップ作業が終了して第２のフィーダ収容部７へのセットアップ作業を実施しているときに、作業実施済みの第１のフィーダ収容部７を作業実施前の第３のフィーダ収容部７と交換することができる。そして、これを繰り返すことにより、途切れることのないセットアップ作業を実施することができる。

作業者は、さらに、セットアップ作業に用いる複数のリールＲを保持したリール保持部６を、リール供給部１３の台座１４に載置する。このとき、フィーダ収容部７に収容された複数のテープフィーダ９と、リール保持部６に保持された複数のリールＲとが一対一で対応して、過不足のないことが好ましい。作業者が作業指示データに基づいて前述した収容作業および積み上げ作業を実施することにより、一対一の対応関係が充足され、かつ過不足が生じない。一対一の対応関係が充足されることは、複数種類のテープフィーダ９および複数種類のリールＲが混用される場合でも成立する。

図５のステップＳ１で、主制御部８１は、リール保持部６の一番上のリールＲに対応するテープフィーダ９を搬送するようにフィーダ搬送部７５を制御する。フィーダ搬送部７５は、フィーダ収容部７から当該のテープフィーダ９を引き出して内蔵し、フィーダ保持部２まで移動し（図６の矢印Ｍ１参照）、内蔵していたテープフィーダ９をフィーダ保持部２に挿入する。これにより、当該のテープフィーダ９は、作業実施位置に保持されるとともに、主制御部８１によってその識別コードが読み取られる。

仮に、一番上のリールＲに適用可能なテープフィーダ９が無い例外の場合、一番上のリールＲは、リール移載機構１Ａによって仮置きエリア３５に載置され、二番目のリールＲに対応するテープフィーダ９がフィーダ保持部２に挿入される。この例外は、例えば、作業者が何らかの事情でフィーダ収容部７からテープフィーダ９を抜き取った場合に発生する。この後、動作フローは、ステップＳ２～Ｓ５の第１系列およびステップＳ１１～Ｓ１４の第２系列に分かれる。

第１系列のステップＳ２で、主制御部８１は、テープフィーダ制御部から読み取ったテープフィーダ９の識別コードまたはリールＲの識別コードに基づいて、テープフィーダ９のリールＲの状態を確認し、動作フローを分岐させる。テープフィーダ９が事前に部品装着機で使用されているとき、リールＲは、キャリアテープＴの一部が使用された使いかけの状態となっている場合がある。この場合のステップＳ３で、テープ装填機構４は、キャリアテープＴの先端を留めテープで留める処理を実施して、キャリアテープＴの弛みを抑制する。このとき、テープ装填機構４は、必要に応じてキャリアテープＴをリールＲに巻き取ることができる。この後、テープ装填機構４は、多関節アーム４１を折り曲げた退避姿勢をとる。

次のステップＳ４で、リール取り外し機構５は、テープフィーダ９からリールＲを取り外す。詳述すると、まず、移動台５２が待機位置からフィーダ保持部２まで移動する（図６の矢印Ｍ２参照）。次に、取り外し材５３が水平姿勢から垂直姿勢に揺動すると、採取部５３２がリールＲに当接して、このリールＲを採取する。その次に、取り外し材５３が垂直姿勢から水平姿勢に戻ると、採取部５３２がリールＲをリール保持軸９１から抜き取って水平姿勢で保持する。このとき、主制御部８１は、当該のテープフィーダ９のフィーダ制御部の記憶部からリールＲの識別コードを削除する。さらに、主制御部８１は、実際にリールＲが取り外されたテープフィーダ９の識別コードを上位制御部８９に送信する。その際、主制御部８１は、テープフィーダ９の識別コードとともに取り外されたリールＲの識別コードを上位制御部８９に送信するようにしてもよい。

次のステップＳ５で、リール取り外し機構５は、リールＲを回収する。詳述すると、まず、移動台５２がフィーダ保持部２から待機位置まで移動する（図７の矢印Ｍ４参照）。次に、採取部５３２がリールＲを解放する。これにより、解放されたリールＲは、自動的に回収ボックス５４内に落下する。この後、動作フローは、ステップＳ６に進められ、第２系列の動作が終了するまで待機となる。

また、ステップＳ２で、リールＲは、キャリアテープＴの全体が使用されて無くなった使用済みとなっている場合がある。この場合、動作フローは、ステップＳ３を省略してステップＳ４に進められ、直ちにリールＲの取り外しが行われる。さらに、ステップＳ２で、テープフィーダ９に元からリールＲが取り付けられていない場合（無しの場合）がある。この場合、動作フローは、直ちにステップＳ６に進められる。

一方、第２系列のステップＳ１１で、リール移載機構１Ａは、採取部１Ｅを用いてリール保持部６の一番上のリールＲを採取し、載置エリア３４に載置する（図６の矢印Ｍ３参照）。また、一番上のリールＲが仮置きエリア３５に載置された例外の場合、リール移載機構１Ａは、二番目のリールＲを載置エリア３４に載置する。この後、リール移載機構１Ａは、採取部１Ｅをリール保持部６の上方に戻す。

次のステップＳ１２で、リール取り付け機構３は、載置エリア３４のリールＲの姿勢を変更する。詳述すると、まず、取り付け材３３が直立姿勢から水平姿勢に倒れると、採取部３３２がリールＲに当接して、このリールＲを採取する。このとき、リールＲは横倒し姿勢であるので、載置された位置および姿勢が安定化されている。したがって、採取部３３２は、リールＲを容易に採取することができる。仮に、リールＲが縦置き姿勢であると、転動したり向きが変化したりするおそれがある。

その次に、取り付け材３３が水平姿勢から直立姿勢に戻ると、採取部３３２がリールＲを横倒し姿勢から縦置き姿勢に変更して保持する。なお、仮置きエリア３５のリールＲを使用する場合には、取り付け材３３が倒れる前に、移動台３２が所定距離だけ左方に移動する。この後、ステップＳ４の終了を意味する終了条件が満たされるまで、動作フローの実行が保留される。これは、リール取り付け機構３とリール取り外し機構５の干渉を回避するためである。

終了条件が満たされた後のステップＳ１３で、リール取り付け機構３は、リールＲをテープフィーダ９に取り付ける。詳述すると、採取部３３２がリールＲを縦置き姿勢で保持した状態で、移動台３２がフィーダ保持部２まで移動する。これにより、リールＲは、リール保持軸９１に向かって真っすぐに前進し（図７の矢印Ｍ５参照）、自動的にリール保持軸９１に取り付けられる。移動台３２の移動は、移動台５２の待機位置への移動と同時に並行することが可能である。

リールＲの取り付けが終了すると、主制御部８１は、当該のテープフィーダ９のフィーダ制御部にリールＲの識別コードを記憶させる。さらに、主制御部８１は、実際に組み合わせられたテープフィーダ９の識別コードと、リールＲの識別コードとを対応付けて上位制御部８９に送信する。この後、移動台３２は、待機位置に戻る。次のステップＳ１４で、テープ装填機構４は、キャリアテープＴの先端の留めテープを剥がして、スプロケット９４に係合するまで装填する。

ステップＳ１４の後に実行されるステップＳ６で、フィーダ搬送部７５は、フィーダ保持部２からテープフィーダ９を引き出して内蔵し、フィーダ収容部７まで移動し、内蔵していたテープフィーダ９をフィーダ収容部７に挿入する。これにより、１台のテープフィーダ９に対するセットアップ作業が終了する。次のステップＳ７で、主制御部８１は、全数のテープフィーダ９に対するセットアップ作業が終了したか否か判定する。否の場合、動作フローはステップＳ１に戻され、次のテープフィーダ９に対するセットアップ作業が繰り返される。全数のテープフィーダ９に対するセットアップ作業が終了した場合、動作フローは終了となる。

この後、作業者は、セットアップ済みのテープフィーダ９を収容したフィーダ収容部７を部品装着機まで搬送して、テープフィーダ９の段取り替えを行う。なお、仮置きエリア３５にリールＲが仮置きされている場合、当該のリールＲに適用可能なテープフィーダ９を作業者がフィーダ収容部７に収容することで、当該のリールが使用される。さらに、使用されずに仮置きエリア３５に残されたリールＲは、リール移載機構１Ａによってリール保持部６に戻され、作業者によって回収される。本実施形態では、作業者が始めにフィーダ収容部７およびリール保持部６を準備することにより、複数のテープフィーダ９のセットアップ作業が自動的に行われるので、省力化の効果が顕著である。

また、本実施形態におけるセットアップ時間は、図８に示されている。図８において、キャリアテープＴの留め処理の所要時間ＴＡ、リールＲの取り外しの所要時間ＴＢ、リールＲの回収の所要時間ＴＣ、別のリールＲの準備（移載および姿勢変更）の所要時間ＴＤ、別のリールＲの取り付けの所要時間ＴＥ、およびキャリアテープＴの装填の所要時間ＴＦである。また、「搬入」は、テープフィーダ９のフィーダ保持部２への挿入を意味し、「搬出」は、テープフィーダ９のフィーダ保持部２からの引き出しを意味する。

本実施形態において、ステップＳ４の終了条件、すなわちリールＲの取り外し（所要時間ＴＢ）が終了してから別のリールＲの取り付け（所要時間ＴＥ）を開始する制約が有る。それでも、図示されるように、キャリアテープＴの留め処理（所要時間ＴＡ）およびリールＲの取り外し（所要時間ＴＢ）と、別のリールＲの準備（所要時間ＴＤ）とを並行させることができる。さらに、リールＲの回収（所要時間ＴＣ）と、別のリールＲの取り付け（所要時間ＴＥ）およびキャリアテープＴの装填（所要時間ＴＦ）とを並行させることができる。

一方、特許文献１に例示される１台のロボット部を備える構成では、図９に示されるように、セットアップ作業の各処理を順番に実施し、並行処理することができない。したがって、本実施形態によれば、テープフィーダ９の搬入から搬出までのセットアップ時間を、従来技術と比較して大幅に短縮することができる。

実施形態のフィーダセットアップ装置１において、リール取り付け機構３がリール取り外し機構５とは別途設けられているので、二つの機構は並行して動作することができる。したがって、一つのロボット部によりリールＲの取り外しおよび別のリールＲの取り付けを順番に行う従来技術と比較して、並行動作の分だけセットアップ時間を従来よりも短縮することができる。

さらに、実施形態では、テープ装填機構４がリール取り外し機構５およびリール取り付け機構３とは別途設けられているので、三つの機構は並行して動作することができる。したがって、セットアップ時間を短縮する効果がさらに一層高められる。

４．変形形態
次に、リール保持部６Ａの形状が相違する変形形態について、図１０を参考にして説明する。変形形態のリール保持部６Ａは、底板６４、保持板６５、および保持軸６６で構成される。底板６４は、台座１４に載置される部位であり、安定化を図るために広い長方形に形成される。保持板６５は、底板６４の一辺から直立して設けられる。保持軸６６は、保持板６５から垂直方向に立てて設けられ、底板６４の上方で水平方向に延在する。保持軸６６は、複数のリールＲの中心孔に係入し、換言すると、複数のリールＲを縦置き姿勢で並べて保持する。保持板６５の外縁寄りに識別コード６７が表示されている。

変形形態において、リール移載機構１Ａの採取部１Ｅは、直立姿勢に変形され、リール保持部６ＡからリールＲを縦置き姿勢のままで採取する。さらに、採取部１Ｅは、リールＲを縦置き姿勢のままで、リール取り付け機構３の採取部３３２に空中で受け渡す。変形形態におけるその他の部分の構成および動作は、実施形態と概ね同じである。変形形態においても、実施形態と同様、セットアップ作業を効率的に行うことができる。

５．実施形態のフィーダセットアップシステム１Ｓ
次に、実施形態のフィーダセットアップシステム１Ｓについて、図１１～図１３を参考にして説明する。フィーダセットアップシステム１Ｓは、フィーダセットアップ装置１にフィーダ搬送車９Ａおよびリール搬送車９Ｃが付加されて構成される。図１２に示されるように、フィーダ搬送車９Ａは、フィーダ収容部７を載せて走行する。フィーダ搬送車９Ａは、フィーダ収容部７の載せ替えを行うローラ装置９Ｂをその上面に有する。フィーダ搬送車９Ａは、搬送制御部９Ｆからの無線指令９Ｇにしたがって走行し、かつ載せ替え作業を行う。フィーダ搬送車９Ａおよびリール搬送車９Ｃは、ＡＧＶと呼称される無人搬送車である。

図１３に示されるように、リール搬送車９Ｃは、複数のリール保持部６を載せて走行する。図１３の例で、一つのリール保持部６はリールＲを満載しており、別のリール保持部６は空である。リール搬送車９Ｃは、リール保持部６の位置を調整して載せ替えを自動化するための環状コンベア装置９Ｄをその上面に有する。リール搬送車９Ｃは、搬送制御部９Ｆからの無線指令９Ｇにしたがって走行し、かつ載せ替え作業を行う。なお、リール搬送車９Ｃは、１個のリール保持部６を載せて走行する小型化されたものでもよい。

図１１に示されるように、フィーダ搬送車９Ａおよびリール搬送車９Ｃの走行目標地点は、フィーダセットアップ装置１、倉庫９Ｊの入出庫口９Ｋ、外段取りエリア９Ｌ、および対基板作業ライン９Ｍを構成する部品装着機９Ｎの４箇所である。倉庫９Ｊは、テープフィーダ９などの器具、およびリールＲなどの部材を入庫し、保管し、出庫する。外段取りエリア９Ｌは、対基板作業ライン９Ｍに関連する各種の段取り作業を作業者が実施するエリアである。なお、フィーダセットアップ装置１のリール供給部１３およびフィーダ供給部１５の前側に、安全柵は設けない。フィーダ搬送車９Ａおよびリール搬送車９Ｃは、４箇所の走行目標地点の相互間を走行路９Ｐに沿って走行する。走行路９Ｐは、レールなどの実体に限定されず、床面に仮想的に設定されたものであってもよい。

次に、フィーダ搬送車９Ａおよびリール搬送車９Ｃによる搬送の事例について説明する。フィーダ搬送車９Ａは、単品状態の複数のテープフィーダ９を倉庫９Ｊから出庫し、外段取りエリア９Ｌに搬送する。リール搬送車９Ｃは、単品状態の複数のリールＲを倉庫９Ｊから出庫し、外段取りエリア９Ｌに搬送する。外段取りエリア９Ｌにおいて、作業者は、複数のテープフィーダ９をフィーダ収容部７に収容する収容作業を実施する。さらに、作業者は、複数のリールＲをリール保持部６に積み上げる積み上げ作業を実施する。

次に、フィーダ搬送車９Ａは、外段取りエリア９Ｌで段取りされたフィーダ収容部７をフィーダセットアップ装置１まで搬送して、フィーダ供給部１５の収納空間１６１に収納する。また、リール搬送車９Ｃは、外段取りエリア９Ｌで段取りされたリール保持部６をフィーダセットアップ装置１まで搬送して、リール供給部１３の台座１４に載置する。このとき、フィーダセットアップ装置１の主制御部８１と搬送制御部９Ｆとが連携して、フィーダ収容部７およびリール保持部６の搬入を制御する。

したがって、搬入されるフィーダ収容部７がフィーダ搬送部７５に衝突することは無く、搬入予定位置に既に別のフィーダ収容部７が存在することも無い。また、リール搬送車９Ｃがフィーダセットアップ装置１に到着した時点で、台座１４に空のリール保持部６が残っている場合がある。この場合、リール搬送車９Ｃは、まず台座１４から空のリール保持部６を搬出し、次に搬送してきたリール保持部６を台座１４に載置する。

これで、フィーダセットアップ装置１は、稼働準備が整い、複数のテープフィーダ９のセットアップ作業を実行する。リール保持部６は、セットアップ作業の実行によってリールＲが無い空の状態となる。リール搬送車９Ｃは、空のリール保持部６を搬出して、外段取りエリア９Ｌに搬送する。

一方、フィーダ搬送車９Ａは、セットアップ済みのテープフィーダ９を収容したフィーダ収容部７を搬出して、部品装着機９Ｎの近傍まで搬送する。作業者は、次回の生産に使用しないテープフィーダ９を部品装着機９Ｎから取り外し、フィーダ収容部７内の次回の生産に使用するテープフィーダ９を部品装着機９Ｎに取り付ける段取り替え作業を行う。取り外したテープフィーダ９は、フィーダ収容部７に収容される。フィーダ搬送車９Ａは、このフィーダ収容部７をフィーダセットアップ装置１に搬送して、テープフィーダ９のリールＲの交換を可能とする。あるいは、フィーダ搬送車９Ａは、このフィーダ収容部７を外段取りエリア９Ｌに搬送する。

上述した以外の搬送動作も可能である。例えば、フィーダ搬送車９Ａは、使用予定が無いテープフィーダ９を倉庫９Ｊに入庫してもよく、リール搬送車９Ｃは、使いかけのリールＲを倉庫９Ｊに入庫してもよい。また、フィーダ搬送車９Ａおよびリール搬送車９Ｃは、１台の搬送車で兼用されてもよい。さらに、フィーダ搬送車９Ａおよびリール搬送車９Ｃは、対基板作業ライン９Ｍで使用される各種の器具や部材を搬送する用途に兼用されてもよい。逆に、上述した搬送動作の一部を作業者が行ってもよいし、フィーダ搬送車９Ａおよびリール搬送車９Ｃの一方を省略することも可能である。

実施形態のフィーダセットアップシステム１Ｓでは、フィーダ収容部７およびリール保持部６のフィーダセットアップ装置１への搬入および搬出が自動で行われる。したがって、フィーダセットアップ装置１にフィーダ搬送車９Ａおよびリール搬送車９Ｃを付加することにより、省力化の効果がさらに一層高められる。

６．実施形態の応用および変形
なお、フィーダセットアップ装置の最小限の構成は、実施形態の構成からリール供給部１３、フィーダ供給部１５、およびテープ装填機構４を省略した構成となる。最小限の構成において、作業者は、テープフィーダ９をフィーダ保持部２に挿入し、リールＲを横倒し姿勢で載置エリア３４に載置する。これにより、リールＲがテープフィーダ９に自動で取り付けられる。作業者は、リールＲが取り付けられたテープフィーダ９を取り出し、キャリアテープＴの装填を行って、セットアップ作業を終了する。

また、テープ装填機構４は、前述したよりも複雑な装填動作を行うことができる。例えば、新品のリールＲでは、キャリアテープＴの先端に案内テープが付加されている。テープ装填機構４は、テープフィーダ９に新品のリールＲが取り付けられた場合に、案内テープを所定位置で切断して、切断端をスプロケット９４に係合するまで装填することができる。さらに、回収ボックス５４の代わりにリール保持部６を配置して、取り外したリールＲをリール保持部６に回収し、そのリール保持部６をリール搬送車９Ｃが搬出するようにしてもよい。その他にも、実施形態は、様々な応用や変形が可能である。

１：フィーダセットアップ装置 １１：リール着脱部 １３：リール供給部 １５：フィーダ供給部 １Ａ：リール移載機構 １Ｂ：支柱 １Ｃ：アーム １Ｅ採取部 １Ｓ：フィーダセットアップシステム ２：フィーダ保持部 ３：リール取り付け機構 ３１：ガイドレール ３２：移動台 ３３：取り付け材 ３３２：採取部 ３４：載置エリア ３５：仮置きエリア ４：テープ装填機構 ４１：多関節アーム ４２：カメラ ４３：フィンガ ５：リール取り外し機構 ５１：ガイドレール ５２：移動台 ５３：取り外し材 ５３２：採取部 ５４：回収ボックス ６、６Ａ：リール保持部 ６１：保持板 ６２：保持軸 ６４：底板 ６５：保持板 ６６：保持軸 ７：フィーダ収容部 ７５：フィーダ搬送部 ８１：主制御部 ８９：上位制御部 ９：テープフィーダ ９１：リール保持軸 ９４：スプロケット ９Ａ：フィーダ搬送車 ９Ｃ：リール搬送車 ９Ｆ：搬送制御部 Ｒ：リール Ｔ：キャリアテープ

Claims (8)

1. キャリアテープを巻回したリールが取り付けられ前記キャリアテープを送って部品を供給するテープフィーダを、作業実施位置に保持するフィーダ保持部と、
   前記作業実施位置の前記テープフィーダから前記リールを取り外すリール取り外し機構と、
   前記リール取り外し機構とは別途設けられ、前記作業実施位置の前記テープフィーダに前記リールを取り付けるリール取り付け機構と、
   を備えるフィーダセットアップ装置。
2. 前記リール取り外し機構および前記リール取り付け機構とは別途設けられ、前記テープフィーダ内で前記キャリアテープを装填して送り可能な状態にするテープ装填機構を備える、請求項１に記載のフィーダセットアップ装置。
3. 前記リール取り外し機構は、取り外した複数の前記リールをまとめて回収する回収ボックスを有する、
   請求項１または２に記載のフィーダセットアップ装置。
4. 複数の前記テープフィーダを収容するフィーダ収容部と、
   前記フィーダ収容部と前記フィーダ保持部の間で、前記テープフィーダを搬送するフィーダ搬送部と、
   を備える、請求項１～３のいずれか一項に記載のフィーダセットアップ装置。
5. 前記フィーダセットアップ装置は、複数の前記リールを保持するリール保持部を備え、
   前記リール取り付け機構は、前記リール保持部から前記リールを取り出して前記テープフィーダに取り付ける、
   請求項１～４のいずれか一項に記載のフィーダセットアップ装置。
6. 前記リール保持部は、保持板と、前記保持板から垂直方向に立てて設けられ前記リールの中心に形成された中心孔に係入する保持軸と、を有する、請求項５に記載のフィーダセットアップ装置。
7. キャリアテープを巻回したリールが取り付けられ前記キャリアテープを送って部品を供給するテープフィーダを、作業実施位置に保持するフィーダ保持部と、
   複数の前記テープフィーダを収容して、装置筐体に着脱可能に設けられるフィーダ収容部と、
   前記フィーダ収容部と前記フィーダ保持部の間で、前記テープフィーダを搬送するフィーダ搬送部と、
   複数の前記リールを保持して、装置筐体に着脱可能に設けられるリール保持部と、
   前記作業実施位置の前記テープフィーダから前記リールを取り外すリール取り外し機構と、
   前記リール取り外し機構とは別途設けられ、前記リール保持部から前記リールを取り出して前記作業実施位置の前記テープフィーダに取り付けるリール取り付け機構と、
   を備えるフィーダセットアップ装置。
8. 請求項７に記載されたフィーダセットアップ装置と、
   前記フィーダ収容部および前記リール保持部の少なくとも一方を、前記フィーダセットアップ装置に搬入し、または、前記フィーダセットアップ装置から搬出する搬送車と、
   を備えるフィーダセットアップシステム。

Images