(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を一定間隔で配置したテープを巻回した部品供給リールから、テープを引き出して部品を供給する部品供給装置であって、
部品供給リールに巻回されているテープの最外周の位置を検出するセンサ手段と、
この最外周の位置情報及び当該部品供給リールの仕様情報から当該部品供給リールのテープ残長を算出し、このテープ残長を部品の配置間隔で除することにより当該部品供給リールの部品残数を算出する部品残数算出手段と、
部品供給リールを回転させるリール回転手段と、
を有し、
複数の部品供給リールが並列状態で装着可能であり、前記センサ手段は、前記複数の部品供給リールの並列方向に沿って移動可能であり、
並列状態にある複数の部品供給リールから特定の部品供給リールを前記並列状態から変位させる変位手段と、前記変位手段が変位させた部品供給リールを特定する特定手段とを更に有し、前記センサ手段は、前記変位手段が変位させた部品供給リールのテープの最外周の位置を検出し、前記リール回転手段は、前記変位手段が変位させた部品供給リールを回転させる、部品供給装置。
【請求項２】
前記センサ手段は、非接触で、部品供給リールのテープの最外周の位置を検出する請求項１に記載の部品供給装置。
【請求項３】
生産開始前に前記部品残数算出手段で算出した部品供給リールの部品残数と、生産に使用する部品情報及び生産時間情報とから、生産中に当該部品供給リールの現在部品残数を算出する現在部品残数算出手段を更に有する請求項１又は２に記載の部品供給装置。
【請求項４】
前記現在部品残数算出手段で算出した現在部品残数が所定数以下になったときに、当該部品供給リールについて部品切れの予告を発する予告手段を更に有する請求項３に記載の部品供給装置。
【請求項５】
生産開始前に前記部品残数算出手段で算出した部品供給リールの部品残数と、生産に使用する部品情報及び生産時間情報とから、生産中に当該部品供給リールが部品切れとなる時刻を予測する部品切れ時刻予測手段を更に有する請求項１又は２に記載の部品供給装置。
【請求項６】
部品切れ時刻予測手段で予測した部品切れ予測時刻の所定時間前に、当該部品供給リールについて部品切れの予告を発する予告手段を更に有する請求項５に記載の部品供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装機等に部品を供給するための部品供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に部品実装機は、部品保持ヘッドを部品供給部の上方に移動させ、そこで部品保持ヘッドに備えられた保持具としてのノズルに下降・上昇動作を行わせてノズルの下端部に部品を真空吸着してピックアップし、次に部品保持ヘッドを基板の上方へ移動させ、そこで再度ノズルに下降・上昇動作を行わせて部品を基板の所定の座標位置に実装するように構成されている。
【０００３】
このような部品実装機において、上記の部品供給部に部品を供給するための部品供給装置としてテープフィーダを使用したタイプが知られている。テープフィーダは、部品を一定間隔で配置したテープを巻回させた部品供給リールを部品供給源とし、その部品供給リールからテープを引き出し、部品の実装タイミングに同期させてテープをピッチ送りすることにより、部品を部品供給部に供給する。
【０００４】
部品実装機では多くの種類の部品が実装されるため、多数のテープフィーダが必要であり、これに伴い、テープフィーダに部品を供給するための部品供給リールも多数必要である。これらの部品供給リールは、生産開始前に部品実装機の部品供給装置に装着されるが、部品実装機では生産品目により使用される部品数及び部品種が異なるため、生産開始時に全ての部品供給リールが新しいものであっても、生産終了時の部品供給リールに残った部品の数、すなわち部品残数は全て異なることになる。そして、生産終了後、部品供給リールに残った部品は、次回の生産で使用するため倉庫等に保管される。
【０００５】
このように生産終了後の部品供給リールの部品残数は部品供給リールごとに異なり、これらの部品供給リールは次回の生産で再び使用されるから、部品実装機において生産開始前に部品供給リールの部品残数を把握することは、重要な管理項目の一つである。すなわち、生産開始前の部品供給リールの部品残数が適切に把握されていないと生産中に部品切れが発生し、生産性（部品実装機の稼働率）が低下する。また、部品切れが発生する前に、新しい部品供給リールのテープとつなぐ「スプライシング」と呼ばれる作業を実施する場合、多数ある部品供給リールのうち、どの順番で部品切れが発生するのかが分からないため、作業者の目視確認と勘によってスプライシング作業の順番を決めざるを得ず、作業者の負担が増大する。また、結果として適切な順番でスプライシング作業を実施することができず、部品切れが発生することもある。
【０００６】
従来、部品供給リールの部品残数を把握するための技術として、特許文献１に開示された技術がある。この特許文献１の技術は、ノギス等を使用してテープが巻回された部品供給リールの外径を測定し、その外径の測定値に基づきテープの全長を算出し、このテープの全長を部品の配置間隔で除することにより部品残数を把握するというものである。
【０００７】
しかし、この特許文献１の技術では、ノギス等を使用してテープが巻回された部品供給リールの外径を測定する必要があるところ、この測定は、部品供給リールを部品供給装置に装着した生産開始直前の状態で行うことは困難である。すなわち、部品供給装置には、上述のとおり多数の部品供給リールを装着する必要があり、多数の部品供給リールを効率的に装着するため、これらの部品供給リールは、隙間を可能な限り詰めた状態で並列して配置される。したがって、この並列状態において部品供給リールごとにノギス等を使用して外径を測定することは困難である。結果として、部品供給装置に装着する前に部品供給リールごとにノギス等を使用して外径を測定し、その後、部品供給装置に装着するという作業が必要となり、作業者の負担が増大する。また、外径の測定自体もノギス等を使用して作業者が行わなければならず、作業者の負担が増大するとともに、部品供給リールのセット等の部品供給装置の段取りに要する時間が長くなり、生産性（部品実装機の稼働率）が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２０２８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、部品を一定間隔で配置したテープを巻回した部品供給リールから、テープを引き出して部品を供給する部品供給装置において、部品供給リールを部品供給装置に装着した状態で、当該部品供給リールの部品残数を簡単かつ迅速に把握することができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一観点によれば、部品を一定間隔で配置したテープを巻回した部品供給リールから、テープを引き出して部品を供給する部品供給装置であって、部品供給リールに巻回されているテープの最外周の位置を検出するセンサ手段と、この最外周の位置情報及び当該部品供給リールの仕様情報から当該部品供給リールのテープ残長を算出し、このテープ残長を部品の配置間隔で除することにより当該部品供給リールの部品残数を算出する部品残数算出手段と、を有し、複数の部品供給リールが並列状態で装着可能であり、前記センサ手段は、前記複数の部品供給リールの並列方向に沿って移動可能であり、並列状態にある複数の部品供給リールから特定の部品供給リールを前記並列状態から変位させる変位手段と、前記変位手段が変位させた部品供給リールを特定する特定手段とを更に有し、前記センサ手段は、前記変位手段が変位させた部品供給リールのテープの最外周の位置を検出し、前記リール回転手段は、前記変位手段が変位させた部品供給リールを回転させる、部品供給装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の部品供給装置は、部品供給リールの最外周の位置を検出するセンサ手段を有し、このセンサ手段によって検出された最外周の位置情報等に基づいて、部品残数算出手段が当該部品供給リールの部品残数を算出する。すなわち、本発明において部品供給リールの部品残数は、その部品供給リールを部品供給装置に装着した状態で自動的に得られる。したがって本発明によれば、部品供給リールを部品供給装置に装着した状態で、その部品残数を簡単かつ迅速に把握することができる。また、作業者が部品残数を測定したり監視したりする必要がなくなるので、作業者の負担が軽減されるとともに、段取りに要する時間も短くて済み、生産性（部品実装機の稼働率）が向上する。
【００１２】
更に本発明によれば、自動的に得られた部品残数のデータに基づき、部品切れの予告やスプライシング作業時期到来の予告を自動的に発するようにすることもできる。これにより、部品切れの発生を未然に防止でき、部品切れの発生による生産性（部品実装機の稼働率）の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例による部品供給装置を適用した部品実装機の概略的な構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例による部品供給装置のテープフィーダ（部品供給リール）と記号認識装置及びセンサ手段の設置状態を概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施例によるテープフィーダの構成を概略的に示す側面図である。
【図４】本発明の一実施例による記号認識装置及びセンサ手段の構成を概略的に示す平面図である。
【図５Ａ】本発明の一実施例による記号認識装置及びセンサ手段の動作を示す概略側面図である。
【図５Ｂ】同上。
【図５Ｃ】同上。
【図５Ｄ】同上。
【図６Ａ】本発明の一実施例による記号認識装置が部品供給リールの側面に付着したラベルを撮像する状態を示す概略平面図である。
【図６Ｂ】同上。
【図７】本発明において部品残数を算出する手順を説明するための概念図である。
【図８】本発明による部品残数の算出の利用方法を示すフロー図である。
【図９】同上。
【図１０】同上
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明及び図面において、実質的に同じ構成を持つ構成要素に対しては、同じ符号を使うことによって重複説明を省略する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施例による部品供給装置を適用した部品実装機の概略的な構成を示す斜視図である。図１に示す部品実装機１は、ベース部２の長手方向（Ｙ方向）に延びるＹテーブル３を具備している。各Ｙテーブル３には、その上部のテーブル台４にサーボモーター５により回転するねじ軸６が設置されている。各Ｙテーブル３中、図１の左側のＹテーブル３のサーボモーター５は前面側に設置され、図１の右側のＹテーブル３のサーボモーター５は背面側に設置されている。
【００１６】
各Ｙテーブル３のねじ軸６には、Ｘ方向に延びるＸテーブル７の両側部がそれぞれねじ結合（螺合）している。Ｘテーブル７は、そのテーブル本体８が各Ｙテーブル３のねじ軸６にねじ結合しており、各Ｙテーブル３のねじ軸６の回転によってＹ方向に移動する。
【００１７】
Ｘテーブル７には、図１の右側に設置したサーボモーター９により駆動されるねじ軸１０が設置されている。ねじ軸１０にはジョイントブロック１１がねじ結合しており、このジョイントブロック１１には真空によって電子部品を吸着し、真空破壊により電子部品の吸着状態を解除させる複数個のノズル１８を具備したヘッド２０が支持されている。
【００１８】
各Ｙテーブル３にはＹ方向に沿って開口部１３が形成されており、各開口部１３に置かれられるようにして、ベース部２の前面側においてＸ方向に延びる基板移送装置１４が設置されている。基板移送装置１４は一組のレール１５を具備しており、これらのレール１５の上を電子部品が実装される基板１６がＸ方向に移送される。
【００１９】
ベース部２の上部前面側には、図１の左側から順に、廃棄部品を投じる電子部品廃棄ボックス１７、ノズル１８を受け入れるノズルステーション１９、及びヘッド２０を下方から光を当てた状態で撮影するカメラ２１が配置されている。
【００２０】
ヘッド２０の各ノズル１８は部品供給装置１００から電子部品を吸着して、吸着した電子部品を基板移送装置１４上の基板１６の実装位置まで移送し実装する。ヘッド２０は図示しない駆動装置の作動によって垂直軸周りに回転駆動するとともに、図示しない駆動装置の作動によってノズル１８を上下移動させることができる。
【００２１】
コントローラー２４は部品実装機１の操作側（前面側）に配置されているが、具体的な配置例としては、図１のようにベース２の前面下側の左側に配置される。コントローラー２４は各テーブル３，７及びヘッド２０を含む部品実装機１全体の作動を制御する。
【００２２】
カメラ２１の右側に、基板１６に実装される電子部品を供給する部品供給装置１００が配置されている。以下、部品供給装置１００について、図２ないし図４を参照して説明する。
【００２３】
図２は本発明の一実施例による部品供給装置のテープフィーダ（部品供給リール）と記号認識装置及びセンサ手段の設置状態を概略的に示す斜視図、図３は本発明の一実施例によるテープフィーダの構成を概略的に示す側面図、図４は本発明の一実施例による記号認識装置及びセンサ手段の構成を概略的に示す平面図である。
【００２４】
部品供給装置１００は、部品供給台１１０、複数のテープフィーダ１２０、記号認識装置１３０、及びセンサ手段１４０を含む。
【００２５】
部品供給台１１０は下部に車輪１１１が設置されて移動が可能で、側部には移動操作用取手１１２が設置されている（図１参照）。部品供給台１１０の上部には複数のテープフィーダ１２０がＸ方向に並列して配置されている。複数のテープフィーダ１２０が設置された部品供給台１１０を、部品実装機１の操作側に連結することによって部品供給準備を終えることになる。
【００２６】
本実施例では部品供給台１１０の上部には４個のテープフィーダ１２０が配置されているが、これは説明のためのもので、並列（一列）に配置されるテープフィーダ１２０の個数には特別な制限はない。
【００２７】
上述したとおり、複数のテープフィーダ１２０は並列状態で部品供給台１１０の上部に装着されるが、以下、テープフィーダ１２０の詳しい構造を図３を参照して説明する。
【００２８】
テープフィーダ１２０は、フレーム１２１に回動可能に設置されるリール装着部１２２、及びリール装着部１２２に回動可能に設置される部品供給リール１２３を含む。
【００２９】
フレーム１２１は、部品供給リール１２３に巻回された部品供給テープＴを一定のピッチで移送するスプロケット１２１ａ、部品供給テープＴから分離したカバーテープＴＰ１を回収するカバーテープ回収手段１２１ｂ、部品供給テープＴの移動をガイドする第１，２テープ移送ガイド１２１ｃ，１２１ｄ、第２突出部１２１ｅ、及びストッパー１２１ｆを含む。
【００３０】
スプロケット１２１ａは、その周りに形成されたノコギリ状の歯が部品供給テープＴに形成された移送用孔に結びつくことで、部品供給テープＴを所定のピッチで移送する。部品供給テープＴは、電子部品を一定間隔で保持しており、ノズル１８のピックアップ位置に到達する前に、部品供給テープＴの表面に付着したカバーテープＴＰ１が部品供給テープＴから分離して、部品供給テープＴに保持されている電子部品がヘッド２０の各ノズル１８に次々とピックアップされる。
【００３１】
部品供給テープＴから分離したカバーテープＴＰ１は、第２テープ移送ガイド１２１ｄに形成されている方向転換スリット１２１ｄ’を通過しながら移送方向が転換されてカバーテープ回収手段１２１ｂで移送される。カバーテープ回収手段１２１ｂは図面に表れているように、一組の回収ギア（１２１ｂ＿１）（１２１ｂ＿２）で構成することができる。  分離したカバーテープＴＰ１は互いに逆回転する一組の回収ギア１２１ｂ＿１，１２１ｂ＿２の間を通過しながら、テープフィーダ１２０の外部で排出される。
【００３２】
第１，２テープ移送ガイド１２１ｃ，１２１ｄは部品供給テープＴの移送をガイドする機能を果たし、第２突出部１２１ｅは後述する第１弾性部材１２２ｂの他方に接触して支持する機能を果たし、ストッパー１２１ｆはリール装着部１２２の動きを制限する機能を果たす。
【００３３】
一方、リール装着部１２２は第１軸１２２ａによりフレーム１２１に回動可能に設置される。リール装着部１２２はフレーム１２１に弾性的に支持されるが、このために第１軸１２２ａには第１弾性部材１２２ｂが設置され、リール装着部１２２の操作側には第１弾性部材１２２ｂの一端が支持される第１突出部１２２ｃが設置され、フレーム１２１の操作側には第１弾性部材１２２ｂの他方が支持される第２突出部１２１ｅが設置される。
【００３４】
リール装着部１２２の表面一部には後述するリール装着部回転装置１３４のロッド１３４ｂの一端が当たるときにこれを緩衝する緩衝部材１２２ｄが設置される。
【００３５】
なお、本実施例では、テープフィーダ１２０のフレーム１２１にリール装着部１２２を設け、このリール装着部１２２に装着する部品供給リール１２３をテープフィーダ１２０各々の一部としたが、フレーム１２１を分離しリール装着部を部品供給装置１００の一部として構成し、そのリール装着部に部品供給リールを装着することもできる。
【００３６】
一方、部品供給リール１２３は第２軸１２３ａによりリール装着部１２２に回動可能に設置される。部品供給リール１２３には、一定間隔で多数の電子部品を配置した部品供給テープＴがリール形態で巻き付けられており、部品供給リール１２３の側面には電子部品の情報と関連した部品情報としてバーコードなどの記号が表示されたラベル１２３ｂが付着している。
【００３７】
本実施例による部品供給リール１２３の側面には電子部品の情報と関連した部品情報としてバーコードなどの記号が表示されたラベル１２３ｂが付着しているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明による部品供給リール１２３の側面にはラベル１２３ｂを付着することなく、バーコードなどの記号を直接部品供給リール１２３の側面に印刷したり表記したりすることもできる。また、部品供給リール１２３の側面に存在する記号の形式もバーコードに限定されず、文字、数字などの他の形式の記号を適用することもできる。すなわち、本発明においては部品供給リール１２３の側面に記号（部品情報）が存在すればよく、その存在方式及び記号の形式に対しては特別な制限はない。
【００３８】
一方、図２及び図４に示されているとおり、記号認識装置１３０はテープフィーダ１２０の下方に位置した部品供給台１１０の上面に設置される。記号認識装置１３０はベースプレート１３１、移動装置１３２、撮像装置（認識手段）１３３、リール装着部回転装置（変位手段）１３４、リール回転装置（リール回転手段）１３５、及び制御部１３６を含む。なお、本実施例による記号認識装置１３０は部品供給台１１０の上面に設置されるが、記号認識装置の設置場所については特別な制限はない。例えば、部品実装機１のベース部２の操作側に設置することもできる。
【００３９】
ベースプレート１３１は平板状の形状を有していて、部品供給台１１０の上面に設置される。ベースプレート１３１の上面には移動装置１３２、リール回転装置１３５、及び制御部１３６が設置される。
【００４０】
移動装置１３２は、移動部材１３２ａ、移動駆動部１３２ｂ、及び移動ガイド部１３２ｃを含む。移動部材１３２ａには撮像装置１３３とリール装着部回転装置１３４が設置され、下部には２個の移動ガイド穴１３２ａ＿１が形成されている。
【００４１】
移動駆動部１３２ｂは複数のテープフィーダ１２０の並列方向であるＸ方向に移動部材１３２ａを移動させる機能を果たす。移動駆動部１３２ｂは第１モーター１３２ｂ＿１、駆動プーリー（１３２ｂ＿２）、及び移送ベルト１３２ｂ＿３を含む。第１モーター１３２ｂ＿１が作動すると、第１モーター１３２ｂ＿１の軸に連結された駆動プーリー１３２ｂ＿２の回転によって移送ベルト１３２ｂ＿３が動く。移送ベルト１３２ｂ＿３の表面一部には移動部材１３２ａに装着されているので、移送ベルト１３２ｂ＿３が動くと移動部材１３２ａも動く。ここで、第１モーター１３２ｂ＿１はサーボモーター、ステップモーターなどで構成され、制御部１３６の制御を受ける。
【００４２】
本実施例による第１モーター１３２ｂ＿１の軸は駆動プーリー１３２ｂ＿２に直結されているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明による第１モーター１３２ｂ＿１は駆動プーリー１３２ｂ＿２で動力を伝達するだけでよく、第１モーター１３２ｂ＿１と駆動プーリー１３２ｂ＿２の連結方法又は方式には特別な制限はない。例えば、第１モーター１３２ｂ＿１と駆動プーリー（１３２ｂ＿２）の間には減速機構又は増速機構を介在させることができる。
【００４３】
本実施例による移動駆動部１３２ｂは、駆動プーリー１３２ｂ＿２と移送ベルト１３２ｂ＿３を含んだベルト移動手段を適用しているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明による移動駆動部は移動部材１３２ａを移動させることができればよく、その構成には特別な制限はない。例えば、第１モーター１３２ｂ＿１の軸にスクリュー（ねじ軸）を連結し、移動部材１３２ａに上記スクリューに螺合する移送ナットを設置して移動駆動部を構成することもできる。
【００４４】
移動ガイド部１３２ｃは移動部材１３２ａの動きをガイドする機能を果たす。このために移動ガイド部１３２ｃは、移動部材１３２ａの移動ガイド穴１３２ａ＿１を貫通するガイド部材１３２ｃ＿１と、ガイド部材１３２ｃ＿１を支持するガイド部材支持台１３２ｃ＿２で構成される。
【００４５】
本実施例によるガイド部材１３２ｃ＿１の形状は断面が円形である棒形状を有し、移動ガイド穴１３２ａ＿１も円形の形状を有しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明によるガイド部材１３２ｃ＿１の形状は断面が四角形、多角形で形成することができ、移動ガイド穴１３２ａ＿１もそれに対応する形状を有するように形成することができる。
【００４６】
一方、撮像装置１３３は部品供給リール１２３の側面（ラベル１２３ｂが付着した面）を撮像する機能を果たし、移動部材１３２ａの上面に設置される。撮像装置１３３はカメラ１３３ａとミラー１３３ｂを含んで構成される。カメラ１３３ａはミラー１３３ｂを利用して隣接する部品供給リール１２３の側面を反射させて撮影し、制御部１３６に撮影されたデータ（映像）を送る。制御部１３６はその撮影映像を分析して所要の措置を取る。
【００４７】
本実施例によるカメラ１３３ａはミラー１３３ｂを通じて撮像作業を行うが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明による撮像装置はミラーを含まないこともある。  この場合、カメラ１３３ａは部品供給リール１２３の側面を直接撮像できるように適切に配置する必要がある。
【００４８】
ここでカメラ１３３ａは「カメラ」と表記され、２次元イメージを取得するように記載されているが、例えばラスタースキャンするレーザ走査式バーコードリーダや、１次元のラインカメラでもよい。要は、記号で表現された部品情報を読み取る装置であればよい。
【００４９】
一方、リール装着部回転装置１３４は移動部材１３２ａの上面に設置される。リール装着部回転装置１３４は空圧シリンダー１３４ａとロッド１３４ｂを含み、制御部１３６がバルブ制御を通じて空圧シリンダー１３４ａに圧縮空気を適切に印加してロッド１３４ｂの動きを制御する。すなわち、ロッド１３４ｂが伸びるように空圧シリンダー１３４ａに圧縮空気が印加されれば、ロッド１３４ｂの一端がリール装着部１２２の緩衝部材１２２ｄ部分を押すことになる。そうするとリール装着部１２２は第１軸１２２ａを中心にして回転する。リール装着部１２２が第１軸１２２ａを中心にして回転すれば、部品供給リール１２３は下方に降りて行く。すなわち、部品供給リール１２３は第１軸１２２ａを中心にして回転する。言い換えれば、リール装着部回転装置１３４は本発明でいう「変位手段」である。すなわち、リール装着部回転装置１３４は、並列状態にある複数の部品供給リール１２３から特定の部品供給リール１２３をその並列状態から変位させる。
【００５０】
なお、本実施例によるリール装着部回転装置１３４は空圧シリンダー１３４ａを含むが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明によるリール装着部回転装置１３４は油圧の形式を持つ油圧シリンダーを含むことができる。
【００５１】
一方、リール回転装置１３５は、ベースプレート１３１の上面に設置される第２モーター１３５ａと、第２モーター１３５ａの軸に設置されるロール部１３５ｂを含む。第２モーター１３５ａはサーボモーター、ステップモーターなどで構成され、制御部１３６の制御を受け、正転方向及び逆転方向のいずれにも回転可能である。
【００５２】
ロール部１３５ｂは部品供給リール１２３が下方に降りてきたとき、部品供給リール１２３の周面に接触して第２モーター１３５ａの回転動力を伝達する。すなわち、リール回転装置１３５は、リール装着部回転装置１３４の作動によって部品供給リール１２３が下方に降りてきてロール部１３５ｂと接触するときに、ロール部１３５ｂを回転させて部品供給リール１２３を第２軸１２３ａを中心に回転させることによって、撮像装置１３３の撮像等に助力する。
【００５３】
本実施例による第２モーター１３５ａの軸はロール部１３５ｂに直結されているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明による第２モーター１３５ａはロール部１３５ｂで動力を伝達するだけでよく、第２モーター１３５ａとロール部１３５ｂの連結方法又は方式には特別な制限はない。例えば、第２モーター１３５ａとロール部１３５ｂの間には減速機構又は増速機構を介在させることができる。
【００５４】
一方、制御部１３６は記号認識装置１３０の全体駆動を制御する機能を果たす。制御部１３６は電子回路、集積回路チップなど多様な回路形式で具現できるし、制御機能を遂行するプログラムの形式でも具現することができる。
【００５５】
次に、本発明において部品供給リール１２３の部品残数を把握するために使用するセンサ手段１４０について説明する。本実施例においてセンサ手段１４０は、移動部材１３２ａの上面側、具体的にはリール装着部回転装置１３４の下部に設置されている。このセンサ手段１４０は、部品供給リール１２３に巻回されている部品供給テープＴの最外周の位置を検出する機能を果たす。
【００５６】
本実施例においてセンサ手段１４０は反射式の光センサからなり、部品供給リール１２３に巻回された部品供給テープＴの外周部分に向けて光を照射し、その反射光を受光するまでの時間を計測することにより、部品供給リール１２３に巻回されている部品供給テープＴの最外周の位置を検出する。ただし、本発明におけるセンサ手段は反射式の光センサには限定されず、例えばアクチュエータを備えた接触式のセンサを用いることもできる。要は、部品供給リール１２３が部品供給装置１００に装着された状態で、その部品供給装置１００上において、部品供給リール１２３に巻回されている部品供給テープＴの最外周の位置を検出する機能を果たすものであれば、いかなるセンサ手段であってもよい。なお、装置構成を簡略化する点からは、光センサ等の非接触式のセンサ手段を用いることが好ましい。
【００５７】
詳細は後述するが、部品残数算出手段が、上記センサ手段１４０によって検出した部品供給テープＴの最外周の位置情報及び部品供給リール１２３の仕様情報から部品供給リール１２３のテープ残長を算出し、このテープ残長を部品の配置間隔で除することにより部品供給リール１２３の部品残数を算出する。この部品残数算出手段は、電子回路、集積回路チップなど多様な回路形式で具現できるし、演算機能を遂行するプログラムの形式でも具現することができる。本実施例において部品残数算出手段は、上記記号認識装置１３０の制御部１３６に組み込んでいる。なお、本実施例による制御部１３６は、記号認識装置１３０に付属しているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明による制御部１３６は、記号認識装置１３０が設置される部品実装機１のコントローラー２４に最初から含まれるように構成することによって、部品実装機１のコントローラー２４の一部で作動することができる。
【００５８】
以下、図５Ａないし図５Ｄ、図６Ａ及び図６Ｂを参照して、本実施例による部品供給装置１００の動作を説明する。
【００５９】
使用者は部品実装機１の駆動のために部品供給装置１００を部品実装機１の操作側に設置する。すなわち、使用者は新しい複数のテープフィーダ１２０があらかじめセッティングされて設置された部品供給台１１０を準備した後、移動操作用取手１１２を利用して部品供給台１１０を部品実装機１の結合部に移動し、図１に示されているように部品供給台１１０を部品実装機１に設置する。
【００６０】
記号認識装置１３０の制御部１３６は、移動駆動部１３２ｂを駆動させて移動部材１３２ａを、Ｘ方向を基準として一番前のテープフィーダ１２０の部品供給リール１２３近辺に位置させる。このときの状態は図５Ａに示すとおりである。
【００６１】
引き続き、図５Ｂに示すとおり、制御部１３６はバルブ制御を通じて空圧シリンダー１３４ａに圧縮空気を印加してロッド１３４ｂを伸張させる。そうすると、ロッド１３４ｂの一端がリール装着部１２２の緩衝部材１２２ｄ部分を押すことになって、リール装着部１２２は第１軸１２２ａを中心にして時計方向で回転し、部品供給リール１２３は下方に降りて行き一端がロール部１３５ｂに着くようになる。このとき、第１弾性部材１２２ｂは変形し、弾性エネルギーを蓄積する。
【００６２】
引き続き、図５Ｂに示すとおり、制御部１３６はリール回転装置１３５を作動させてロール部１３５ｂを回転させながら、撮像装置１３３のカメラ１３３ａを作動させて部品供給リール１２３の側面の撮像を進める。ロール部１３５ｂが回転すれば部品供給リール１２３が第２軸１２３ａを中心に回転する。なお、このときの回転方向は、部品供給リール１２３から部品供給テープＴが繰り出される方向である。これと逆方向に回転させると、部品供給テープＴが巻き締められて途中で回転できなくなるからである。
【００６３】
制御部１３６は撮像装置１３３による撮影映像をリアルタイムで分析し撮影映像にラベル１２３ｂが含まれる場合に、図６Ａに示すとおり、ロール部１３５ｂの回転を中止して、ラベル１２３ｂのバーコードなどの記号を分析する。制御部１３６が分析した記号分析結果は部品実装機１のコントローラー２４に送られ、電子部品実装作業に使われる。すなわち、ラベル１２３ｂに表記されたバーコードなどの記号は部品供給リール１２３が収納している電子部品の種類に関連したものであるから、上記記号分析結果を利用すれば基板１６の各位置にあらかじめ決定された電子部品を正確に実装することができる。
【００６４】
次いで、センサ手段１４０が、部品供給リール１２３に巻回されている部品供給テープＴの最外周の位置を検出する。ただし、本実施例のように、先に撮像装置１３３のカメラ１３３ａにより部品供給リール１２３の側面の撮像を行う場合、その部品供給リール１２３は、部品供給テープＴが繰り出される方向に回転されているので部品供給テープＴが緩んだ状態となっているおそれがあり、この状態でセンサ手段１４０によって部品供給リール１２３に巻回されている部品供給テープＴの最外周の位置を検出しても、その最外周の位置は正確なものとは言えない。したがって、本実施例では、撮像装置１３３のカメラ１３３ａによる撮像が終わった後に、ロール部１３５ｂを逆方向に所定時間だけ回転させる。これにより、部品供給リール１２３は、部品供給テープＴが巻き締められる方向に所定時間だけ回転し、仮に部品供給テープＴが緩んだ状態となっていても、再び十分に巻き締められた状態となる。この状態で、センサ手段１４０を作動させて部品供給リール１２３に巻回されている部品供給テープＴの最外周の位置を検出することで、正確な部品供給テープＴの最外周の位置情報（位置データ）を得ることができる。この部品供給テープＴの最外周の位置情報（位置データ）に基づいて部品供給リール１２３の部品残数を算出する具体的な手順については後述する。
【００６５】
なお、本実施例では、センサ手段１４０による検出動作をカメラ１３３ａによる撮像動作の後に実行したが、センサ手段１４０による検出動作を先に実行することもできる。この場合、部品供給リール１２３に巻回されている部品供給テープＴは十分に巻き締められた状態になっていることが多いので、部品供給リール１２３を回転させることなく、すぐにセンサ手段１４０による検出動作を実行することもできる。ただし、部品供給テープＴが緩んだ状態になっていることもありうるので、上述のとおり、部品供給リール１２３を部品供給テープＴが巻き締められる方向に所定時間だけ回転させたうえで、センサ手段１４０による検出動作を実行するようにしてもよい。
【００６６】
続いて、図５Ｄに示すとおり、制御部１３６はバルブ制御を通じて空圧シリンダー１３４ａのロッド１３４ｂを収縮させる。そうすると、前の過程で弾性エネルギーが蓄積された第１弾性部材１２２ｂが元の状態に戻ることにより、リール装着部１２２は第１軸１２２ａを中心にして反時計方向で回転する。その結果、部品供給リール１２３は上方に上がり、一端がロール部１３５ｂから離隔することになる。
【００６７】
以上のような過程を通じて、Ｘ方向を基準として一番前のテープフィーダ１２０の部品供給リール１２３のラベル１２３ｂの撮影を行い、撮影されたラベル１２３ｂのバーコードなどの記号を分析できる。併せて、一番前のテープフィーダ１２０の部品供給リール１２３に巻回されている部品供給テープＴの最外周の位置を検出できる。
【００６８】
引き続き、制御部１３６は移動駆動部１３２ｂを駆動させて移動部材１３２ａをＸ方向を基準として二番目のテープフィーダ１２０の部品供給リール１２３’近辺に位置させた後、上記の過程を繰り返して図６Ｂに示すとおり、二番目の部品供給リール１２３’のラベル１２３ｂ’のバーコードなどの記号を分析する。併せて、センサ手段１４０によって、二番前のテープフィーダ１２０の部品供給リール１２３に巻回されている部品供給テープＴの最外周の位置を検出する。以上の過程を三番目の部品供給リール１２３’’のラベル１２３ｂ’’と四番目の部品供給リール１２３’’’のラベル１２３ｂ’’’のバーコード認識にも次々と進める。すなわち、上記のような過程を全てのテープフィーダ１２０の部品供給リールに適用して、このようにして得られた記号分析結果を部品実装機１のコントローラー２４に送ることによって、部品実装機１の電子部品実装作業に使う。併せて、全てのテープフィーダ１２０の部品供給リールについて、部品供給テープＴの最外周の位置情報（位置データ）を取得し、これを部品残数算出手段に送ることによって、各部品供給リールの部品残数を算出する。
【００６９】
このように本実施例では、一番目の部品供給リール１２３から四番目の部品供給リール１２３’’’まで、順次、部品供給リールを並列状態から変位させ、それぞれラベルを認識するとともに部品残数を算出するが、どの部品供給リールが変位させられているかは、制御部１３６が特定できる。すなわち、本実施例では制御部１３６が本発明でいう「特定手段」である。
【００７０】
次に、部品供給テープＴの最外周の位置情報（位置データ）に基づき部品供給リール１２３の部品残数を算出する手順について、図７を参照して説明する。
【００７１】
部品供給リール１２３の部品残数Ｎは、部品供給リール１２３のテープ残長Ｌｔを、部品供給リール１２３における部品の配置間隔（部品の送りピッチ）Ｐで除することにより算出できる（式１）。
Ｎ＝Ｌｔ／Ｐ  …式１
【００７２】
ここで、テープ残長Ｌｔは、部品供給リール１２３内で巻回されているリール内テープ長さＬｒと部品供給リール１２３外に引き出されているリール外テープ長さＬｏの和となる（式２）。
Ｌｔ＝Ｌｒ＋Ｌｏ  …式２
【００７３】
このうち、リール外テープ長さＬｏは、部品供給リール１２３（テープフィーダ１２０）の仕様によって決まり、一定値と考えることができる。また、配置間隔（部品の送りピッチ）Ｐも、部品供給リール１２３（テープフィーダ１２０）の仕様によって決まり、一定値である。したがって、リール内テープ長さＬｒが分かれば、上記式１，２より、部品残数Ｎを算出できる。
【００７４】
本発明では、リール内テープ長さＬｒを推定するためにセンサ手段１４０によって、部品供給リール１２３に巻回されている部品供給テープＴの最外周の位置Ｔｏを検出する。すなわち、位置Ｔｏが分かれば、部品供給リール１２３に巻回されている部品供給テープＴのテープ巻厚Ｔｍは、式３によって算出できる。
Ｔｍ＝Ｔｏ−Ｄｂ／２  …式３
ここで、Ｄｂは、部品供給リール１２３の巻取部（ボス部）の外径であり、部品供給リール１２３（テープフィーダ１２０）の仕様によって決まる一定値である。
【００７５】
テープ巻厚Ｔｍが分かれば、部品供給テープＴのテープ厚Ｔｐよりリール内の部品供給テープＴの巻取数ｎは、式４により推定される。
ｎ＝Ｔｍ／Ｔｐ  …式４
ここで、テープ厚Ｔｐは、部品供給リール１２３（テープフィーダ１２０）の仕様によって決まる一定値である。なお、このテープ厚Ｔｐは、部品供給テープＴに保持されている部品の高さとほぼ同じであるので、式４においてテープ厚Ｔｐは、部品の高さで置き換えることもできる。なお、この部品の高さも、部品供給リール１２３（テープフィーダ１２０）の仕様によって決まる一定値である。
【００７６】
リール内の部品供給テープＴの巻取数ｎが分かれば、リール内テープ長さＬｒは式５により推定される。そして、リール内テープ長さＬｒが分かれば、上述のとおり、式１，２より部品残数Ｎを算出できる。
0006580854.tif 000002
ここで、Ｒｋ＝（Ｔｐ×ｋ）＋Ｄｂ／２
【００７７】
以上のとおり、本発明では、センサ手段１４０が部品供給テープＴの最外周の位置Ｔｏを検知すれば、あとは部品供給リール１２３（テープフィーダ１２０）の仕様により定まる一定値（本実施例の場合、リール外テープ長さＬｏ、部品供給リール１２３の巻取部（ボス部）の外径Ｄｂ、及びテープ厚Ｔｐ（部品の高さ））を用いることで、部品供給リール１２３の部品残数Ｎを算出できる。
【００７８】
ここで、上述の部品残数Ｎの算出は、部品残数算出手段が実行する。すなわち、本実施例において部品残数算出手段は、センサ手段１４０によって検出した部品供給テープＴの最外周の位置情報と、予め記憶された部品供給リール１２３の仕様情報とから、上述の方法で部品供給リール１２３の部品残数を算出する。
【００７９】
だたし本発明において、部品供給リールの部品残数を算出する方法は、上述の方法には限定されない。要するに、「部品供給リールに巻回されているテープの最外周の位置情報及び当該部品供給リールの仕様情報から当該部品供給リールのテープ残長を算出し、このテープ残長を部品の配置間隔で除する」という基本的なロジックに沿う方法であれば、いかなる方法であってもよい。すなわち、本発明において部品残数を算出する目的は、主として生産性（部品実装機の稼働率）の向上にあり、部品残数の算出には厳密な正確性は要求されないので、上記のほかに各種の推定式を使用して部品残数を算出することができる。
【００８０】
次に、本発明による部品残数の算出の利用方法を例示する。
【００８１】
（例１）
この例は、部品実装機１の生産開始前に、全ての部品供給リール１２３（テープフィーダ１２０）の部品残数を把握するという本発明の基本的な利用方法である。すなわち、図８のフローに示すように、全ての部品供給リールについて、順次、リール巻取、テープ最外周位置検出、部品残数算出、及び部品残数記憶を実行する。この図８のフローを実行するための、部品供給装置１００の動作については、先に、図５Ａないし図５Ｄ、図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明したとおりである。なお、図８のフローのうち個別的には、「テープ最外周位置検出」はセンサ手段１４０が実行し、「部品残数算出」は部品残数算出手段が実行するが、全体のフローの実行は、例えば制御部１３６によって制御することができる。
【００８２】
（例２）
この例は、上記例１で記憶した部品残数のデータを利用して部品切れの予告を発するようにしたものである。具体的には図９のフローに示すとおりで、このフローは本発明でいう「現在部品残数算出手段」及び「予告手段」が実行する。これらの手段は、電子回路、集積回路チップなど多様な回路形式で具現できるし、制御機能を遂行するプログラムの形式でも具現することができ、例えば制御部１３６に組み込むこともできる。
【００８３】
図９のフローを説明すると、まず予告手段が、部品切れの予告を発する「部品切れ予告残数Ｗｎ」を設定する。そして現在部品残数算出手段が、上記図１のフローで記憶された各部品供給リールの部品残数と、生産に使用する部品情報及び生産時間情報とから、生産中に各部品供給リールの現在部品残数を算出する。そして、この現在部品残数が部品切れ予告残数Ｗｎになったら、予告手段がその部品供給リールについて部品切れの予告を発する。作業者は、この部品切れの予告をもとに、スプライシング作業の実施など、適切な措置を講じることができる。
【００８４】
なお、本発明でいう「生産に使用する部品情報及び生産時間情報」とは、言い換えれば、単位時間あたりの生産に使用する部品数及び部品種を特定するための情報であり、例えば、基板１枚当たりに使用する部品数及び部品種の情報、並びに基板１枚当たりの平均生産時間の情報である。これらの情報は、部品実装機１の生産データから得ることができる。
【００８５】
（例３）
この例は、上記例１で記憶した部品残数のデータを利用して、部品供給リールが部品切れとなる時刻を予測するとともに、部品切れ予測時刻の所定時間前に部品切れの予告を発することで、スプライシング作業を適切に実施できるようにしたものである。具体的には図１０のフローに示すとおりで、このフローは本発明でいう「部品切れ時刻予測手段」及び「予告手段」が実行する。これらの手段は、電子回路、集積回路チップなど多様な回路形式で具現できるし、制御機能を遂行するプログラムの形式でも具現することができ、例えば制御部１３６に組み込むこともできる。
【００８６】
図９のフローを説明すると、そして、部品切れ時刻予測手段が、上記図１のフローで記憶された各部品供給リールの部品残数と、生産に使用する部品情報及び生産時間情報とから、生産中に各部品供給リールが部品切れとなる時刻（部品切れ予測時刻Ｔ）を予測する。そして、予告手段が、部品切れ予測時刻Ｔの所定時間Ｔｓ前に、その部品供給リールについて部品切れの予告を発する。作業者は、この部品切れの予告をもとに、スプライシング作業を適切に実施できる。ここで、部品切れの予告を発する前の「所定時間Ｔｓ」は、スプライシングに要する時間等を考慮して、予め設定しておく。
【００８７】
以上のように、本実施例の部品供給装置１００によれば、複数のテープフィーダ１２０の各部品供給リール１２３の部品残数を、生産時の状態、すなわちテープフィーダ１２０（部品供給リール１２３）を部品供給装置１００に装着した状態で、自動で簡単かつ迅速に把握することができる。そして、得られた部品残数のデータに基づき、部品切れの予告を自動で発するようにすることができる。よって、部品切れの発生を未然に防止でき、部品切れの発生による生産性（部品実装機の稼働率）の低下を防止できる。また、部品供給リール１２３のセット等の部品供給装置１００の段取りに要する時間も短縮でき、更にスプライシング作業も適切に実施できるので、生産性（部品実装機の稼働率）が向上するとともに、作業者の負担も軽減される。
【００８８】
以上、本発明の一側面が添付された図面に示された実施例を参考に説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならこれから多様な変形及び均等な他実施例が実現可能であることを理解できるはずである。したがって、本発明の真の保護範囲は特許請求の範囲によって決まらなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の部品供給装置は、部品実装機以外への部品の供給にも利用可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１  部品実装機
１００  部品供給装置
１１０  部品供給台
１２０  テープフィーダ
１２３  部品供給リール
１３０  記号認識装置
１３４  リール装着部回転装置（変位手段）
１３５  リール回転装置（リール回転手段）
１３６  制御部（特定手段）
１４０  センサ手段
【図１】
0006580854.tif 000003
【図２】
0006580854.tif 000004
【図３】
0006580854.tif 000005
【図４】
0006580854.tif 000006
【図５Ａ】
0006580854.tif 000007
【図５Ｂ】
0006580854.tif 000008
【図５Ｃ】
0006580854.tif 000009
【図５Ｄ】
0006580854.tif 000010
【図６Ａ】
0006580854.tif 000011
【図６Ｂ】
0006580854.tif 000012
【図７】
0006580854.tif 000013
【図８】
0006580854.tif 000014
【図９】
0006580854.tif 000015
【図１０】
0006580854.tif 000016