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JP-2026077403-A - 作業システム、および処理装置

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Abstract

【課題】処理装置本体の姿勢を低負荷で矯正する。 【解決手段】作業システム１００は、対象物に対して作業を実行する作業装置１１０と、作業装置１１０が設置される床面３００において搬送され、作業装置１１０に着脱される処理装置１３０と、を備える作業システム１００であって、処理装置１３０は、上下ガイド部１５０に案内されて取り付けられた作業装置１１０に対する処理を実行する本体部１３１と、本体部１３１を支持し、床面３００において搬送される台車１３２と、作業装置１１０に着脱される際の移動方向である着脱方向回り、および水平面に沿い着脱方向と交差する幅方向回りにおいて、台車１３２に対する本体部１３１の回転変位を許容して本体部１３１と台車１３２とを連結する連結部１３３と、作業装置１１０が備える姿勢調整部に当接することにより本体部１３１の作業装置１１０に対する姿勢が調整される被調整部と、を備える。 【選択図】図４

Inventors

  • 水野 修
  • 佐藤 寛之
  • 高橋 淳一

Assignees

  • パナソニックＩＰマネジメント株式会社

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20241025

Claims (8)

  1. 対象物に対して作業を実行する作業装置と、前記作業装置が設置される床面において搬送され、前記作業装置に着脱される処理装置と、を備える作業システムであって、 前記処理装置は、 前記作業装置が備える上下ガイド部に案内されて取り付けられた前記作業装置に対する処理を実行する本体部と、 前記本体部を支持し、前記床面において搬送される台車と、 前記作業装置に着脱される際の移動方向である着脱方向回り、および水平面に沿い着脱方向と交差する幅方向回りにおいて、前記台車に対する前記本体部の回転変位を許容して前記本体部と前記台車とを連結する連結部と、 前記作業装置が備える姿勢調整部に当接することにより前記本体部の前記作業装置に対する姿勢が調整される被調整部と、を備える 作業システム。
  2. 前記本体部の重心位置は、水平面への投影位置において、連結部と被調整部との間に位し、被調整部よりも連結部に近い側に配置される 請求項１に記載の作業システム。
  3. 前記連結部は、 鉛直方向に沿う上下方向回りにおいて、前記台車に対する前記本体部の回転変位を許容しないものであり、 前記被調整部は、 前記本体部、および前記台車の少なくとも一方に設けられ、幅方向に離間する複数の被当接部を備え、 前記姿勢調整部は、 複数の前記被当接部にそれぞれ着脱方向に当接する処理装置当接部を備える 請求項１に記載の作業システム。
  4. 前記姿勢調整部は、 幅方向において離間して配置され、着脱方向回りおよび幅方向回りにおける前記本体部の姿勢を調整する一対の上下ガイド部を備え、 前記被調整部は、 上下方向において一対の前記上下ガイド部にそれぞれ当接する一対の上下当接部を備える 請求項３に記載の作業システム。
  5. 前記連結部は、 鉛直方向に沿う上下方向回りにおいて、前記台車に対する前記本体部の回転変位を許容するものであり、 前記姿勢調整部は、 幅方向において離間して配置され、着脱方向回りおよび幅方向回りにおける前記本体部の姿勢を調整する一対の上下ガイド部、および上下方向回りにおける前記本体部の姿勢を調整する一対の幅ガイド部を備え、 前記被調整部は、 上下方向において一対の前記上下ガイド部にそれぞれ当接する一対の上下当接部、および幅方向において一対の前記幅ガイド部にそれぞれ当接する一対の幅当接部を備える 請求項１に記載の作業システム。
  6. 前記台車と前記本体部との間に配置され、前記本体部の幅方向回りの回転変位を所定の角度に規制する規制部を備える 請求項１に記載の作業システム。
  7. 前記処理装置が前記作業装置に取り付けられた状態において、前記本体部の重心は、前記連結部の回転中心よりも前記作業装置に相対的に近い位置に位置する 請求項１に記載の作業システム。
  8. 対象物に対して作業を実行する作業装置が設置される床面において搬送され、前記作業装置に着脱される処理装置であって、 前記作業装置が備える上下ガイド部に案内されて取り付けられた前記作業装置に対する処理を実行する本体部と、 前記本体部を支持し、前記床面において搬送される台車と、 前記作業装置に着脱される際の移動方向である着脱方向回り、および水平面に沿い着脱方向と交差する幅方向回りにおいて、前記台車に対する前記本体部の回転変位を許容して前記本体部と前記台車とを連結する連結部と、 前記作業装置が備える姿勢調整部に当接することにより前記本体部の前記作業装置に対する姿勢が調整される被調整部と、 を備える処理装置。

Description

本発明は、対象物に作業を実行する作業システム、および作業システムが備える処理装置に関する。 従来、作業装置が設置されるフロアにおいて搬送され、作業装置に取り付けられる処理装置が存在している。特許文献１には、作業装置の１つとしてプリント基板などに対して作業を実行する部品実装装置と、処理装置の１つとして複数の部品を保持するキャリアテープを自動供給する部品供給装置が記載されている。部品供給装置には一対のレールからなる位置決め部が設けられており、部品実装装置に部品供給装置が取り付けられる際において、部品実装装置に取り付けられた案内手段により位置決め部を介して部品供給装置が案内され、部品実装装置に対する部品供給装置の位置ずれを矯正する技術が記載されている。 特開２０２１－０６４６７９号公報 図１は、実施の形態１に係る作業システムを示す斜視図である。図２は、実施の形態１に係る作業装置を示す斜視図である。図３は、実施の形態１に係る処理装置を示す斜視図である。図４は、実施の形態１に係る処理装置を作業装置に取り付ける直前の状態を示す図である。図５は、実施の形態１に係る処理装置を作業装置に取り付けた状態を示す図である。図６は、実施の形態１に係る処理装置を作業装置に取り付けた状態の台車部分を示す斜視図である。図７は、実施の形態２に係る処理装置を作業装置に取り付けた状態を示す図である。図８は、実施の形態２に係る処理装置を作業装置に取り付けた状態の台車部分、および姿勢調整部、被調整部を示す斜視図である。 以下、本発明に係る作業システム、および処理装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を説明するために一例を挙示するものであり、本発明を限定する主旨ではない。例えば、以下の実施の形態において示される形状、構造、材料、構成要素、相対的位置関係、接続状態、数値、数式、方法における各段階の内容、各段階の順序などは、一例であり、以下に記載されていない内容を含む場合がある。また、平行、直交などの幾何学的な表現を用いる場合があるが、これらの表現は、数学的な厳密さを示すものではなく、実質的に許容される誤差、ずれなどが含まれる。また、同時、同一などの表現も、実質的に許容される範囲を含んでいる。 また、図面は、本発明を説明するために適宜強調、省略、または比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状、位置関係、および比率とは異なる。また、図中に示す場合があるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、図の説明のために任意に設定した直交座標を示している。つまりＺ軸は、鉛直方向に沿う軸とは限らず、Ｘ軸、Ｙ軸は、水平面内に存在するとは限らない。 なお、回転の向きの符号は、各軸の正の向きに右ネジが進む回転の向きを、各軸回りの回転の正の向きと定義する。例えば、Ｘ軸回り（ピッチ）回転の正の向きとは、Ｘ軸の負から正の向きに右ネジが進む回転の向きを、Ｘ軸周りの回転の正の向きと定義し、図４では時計方向の回転の向きである。 また、以下では複数の発明を一つの実施の形態として包括的に説明する場合がある。また、以下に記載する内容の一部は、本発明に関する任意の構成要素として説明している。 （実施の形態１） 図１は、作業システム１００を示す斜視図である。作業システム１００は、対象物（不図示）に対し作業を実行するためのシステムであり、作業装置１１０と、処理装置１３０と、を備えている。本実施の形態１の場合、作業システム１００は、処理装置１３０を搬送するための無人搬送車２００を備えている。 図２は、作業装置１１０を示す斜視図である。作業装置１１０は、対象物に対し作業を実行する装置であり、処理装置１３０が取り付けられる際に処理装置１３０の移動を案内する上下ガイド部１５０を備えている。なお、上下ガイド部１５０の詳細は、後述する。作業装置１１０の種類は、限定されるものではない。例えば、対象物の一つである基板に部品を装着するなど基板に対して作業を行う装置を作業装置１１０として例示することができる。また、基板などの表面にハンダペーストを印刷するハンダ印刷装置、基板に部品を実装する部品実装装置、加温によりハンダペーストを溶融し冷却により基板に部品を機械的、かつ電気的に接続するリフロー炉など、回路基板製造ラインに組み込まれる装置も作業装置１１０として例示することができる。また、作業装置１１０には、基板に作業を実行する各工程において検査を行う検査装置、各装置間を結び製造途中の基板等を搬送する搬送装置なども含まれる。 本実施の形態１の場合、作業装置１１０は、姿勢調整部として機能する処理装置当接部１１１、および上下ガイド部１５０を備えている。処理装置当接部１１１、および上下ガイド部１５０の詳細については後述する。 図３は、処理装置１３０を示す斜視図である。処理装置１３０は、作業装置１１０が設置される床面３００において搬送され、作業装置１１０に取り付けられた状態で作業装置１１０との間で処理を実行し、処理が終了した後に作業装置１１０から取り外される装置である。処理装置１３０の種類は、特に限定されるものではない。例えば処理装置１３０としては、作業装置１１０の一つである部品実装装置にキャリアテープが収納された収容器を供給するキャリアテープ供給装置、部品が載置されたトレーを供給するトレー供給装置、ハンダ印刷装置にハンダペーストを供給するハンダ供給装置などを例示することができる。また、処理装置１３０は、部品を供給するのではなく、作業装置１１０にアクセスして調整処理、メンテナンスなどを行う装置でもかまわない。 処理装置１３０は、上下ガイド部１５０に案内されて取り付けられた作業装置１１０に対する処理を実行する本体部１３１と、本体部１３１を支持し、床面３００において搬送される台車１３２と、本体部１３１と台車１３２とを連結する連結部１３３と、を備えている。 台車１３２の下端部には、車輪１３７が設けられている。本実施の形態１の場合、車輪１３７は、台車１３２の四隅にそれぞれ設けられており、それぞれが旋回可能なキャスターとなっている。これにより無人搬送車２００により、処理装置１３０は、任意の方向に移動することができ、方向転換や同じ位置における回転（ピボット）なども可能となっている。 連結部１３３は、作業装置１１０に着脱される際の移動方向である着脱方向（図中Ｙ軸方向）回り、および水平面に沿い着脱方向と交差する幅方向（図中Ｘ軸方向）回りにおいて、台車１３２に対する本体部１３１の回転変位を許容して本体部１３１と台車１３２とを連結する機械要素である。本実施の形態１の場合、連結部１３３の回転中心は、本体部１３１の重心の直下ではなく、着脱方向において作業装置１１０に対し本体部１３１の重心より遠い位置に配置されている。つまり、処理装置１３０が作業装置１１０に取り付けられた状態において、本体部１３１の重心は、連結部１３３の回転中心の近傍に位置するが、作業装置１１０に相対的に近い位置に配置されている。回転中心の近傍に重心が位置する事により、作業装置１１０に処理装置１３０を取り付ける際に、本体部１３１の重量の大半を連結部１３３で支持でき、またＸ軸回りの慣性モーメントも低減するので、本体部１３１の姿勢を矯正するために発生する作業装置１１０の負荷を動的、静的に低減させることができる。従って、作業装置１１０に当接して本体部１３１の姿勢を矯正するアーム１６１（詳細は後述）の構造の簡易化、軽量化を図ることができ、処理装置１３０の軽量化、低コスト化等の効果を奏することができる。また、本体部１３１は、重心が作業装置１１０に相対的に近い位置に配置されているため、通常の姿勢において少し前屈み（Ｘ軸回りの角度が水平よりも負の姿勢）になる。なお、連結部１３３は、台車１３２の上面の中央部、またはその近傍の１点（１箇所）に取り付けられ、本体部１３１の下面の中央部、またはその近傍の１点（１箇所）に取り付けられている。 但し、本体部１３１の重心から鉛直下方に延びる重力ベクトルが連結部１３３の回転中心に接近しすぎると、静止状態では前屈み（Ｘ軸回りの角度が水平よりも負の姿勢）になっていても、処理装置１３０を搬送する加減速の際に本体部１３１の重心に生じる慣性力ベクトルにより、本体部１３１がのけぞる（Ｘ軸回りの角度が水平よりも正の姿勢、反り身になる）可能性が考えられ、その場合は姿勢不安定が起こりうる（詳細は後述）。一方、本体部１３１の重心の位置を作業装置１１０に近づけると、処理装置１３０を作業装置１１０に取り付ける際に本体部１３１の姿勢を矯正するための作業装置１１０の負荷が増加する。つまり処理装置１３０を搬送する際の姿勢の安定性と作業装置１１０に処理装置１３０を取り付ける際の作業装置１１０の負荷との間にはトレードオフの関係がある。以上から、本体部１３１の重心の位置と連結部１３３の回転中心との関係は、上記の関係に基づき決定される。 連結部１３３の種類は、限定されるものではない。本実施の形態１の場合、連結部１３３としてはユニバーサルジョイントが採用されている。本体部１３１に対する台車１３２の傾動の考えられる自由度は、着脱方向（図中Ｙ軸方向）回りの傾動であるロール、幅方向（図中Ｘ軸方向）回りの傾動であるピッチ、上下方向（図中Ｚ軸方向）回りのヨーが存在するが、本実施の形態１の場合、ユニバーサルジョイントによる自由度は、ロールとピッチであり、ヨーについては台車１３２と本体部１３１とは固定されている。つまり、連結部１３３は、鉛直方向に沿う上下方向回りにおいて、台車１３２に対する本体部１３１の回転変位を許容しない。 本実施の形態１の場合、処理装置１３０は、作業装置１１０が備える姿勢調整部に当接することにより本体部１３１の作業装置１１０に対する姿勢が調整される被調整部として機能する被当接部１３４、および上下当接部１６０を備えている。また、処理装置１３０は、規制部１３５と、制振部１３６と、を備えている。 図４は、処理装置１３０を作業装置１１０に取り付ける直前の状態を示す図である。図５は、処理装置１３０を作業装置１１０に取り付けた状態を示す図である。姿勢調整部である二つの上下ガイド部１５０は、作業装置１１０において幅方向において離間して配置され、着脱方向回りおよび幅方向回りにおける処理装置１３０の本体部１３１の姿勢を調整する部分である。本実施の形態１の場合、上下ガイド部１５０は、着脱方向に延在する矩形筒状の穴の底面であり、処理装置１３０側の開口部分には処理装置１３０に向かって徐々に下るテーパーが設けられている。なお、上下ガイド部１５０は、開口部分に幅方向に徐々に広がるようにテーパーが設けられている。 被調整部である二つの上下当接部１６０は、上下方向において一対の上下ガイド部１５０にそれぞれ当接することにより、処理装置１３０の本体部１３１のピッチ方向、およびロール方向の姿勢を正しい姿勢に調整する。具体的には、上下当接部１６０は、幅方向に延在する回転軸を有するローラーであり、着脱方向において、本体部１３１から処理装置１３０に向かって突出する矩形棒状のアーム１６１の先端部分に取り付けられている。無人搬送車２００により搬送される本体部１３１は、若干前屈みになっており、図４に示すように、上下ガイド部１５０の開口部分に設けられたテーパーに上下当接部１６０が当接する。さらに、図５に示す位置にまで無人搬送車２００が処理装置１３０を押し込むと、上下当接部１６０はテーパーを上り、上下ガイド部１５０に当接することにより本体部１３１がピッチ方向において正しい姿勢に調整される。また、一対の上下当接部１６０が幅方向に離間して配置される一対の上下ガイド部１５０に当接することにより、本体部１３１はロール方向において正しい姿勢に調整される。 処理装置１３０と作業装置１１０とが離間している場合、本体部１３１は、一対の規