CN108367869B - 物品供给方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够对微小物品进行搬运且高速地供给的物品供给方法及装置。本发明的物品供给方法是利用能够在第1位置与第2位置之间进行往返运动的可动块(30)，包括如下步骤：当所述可动块位于第1位置时，将一个搬运物(60)导入至形成于所述可动块上的收容部的步骤；去路步骤，对所述可动块，一面自所述可动块的可动区域的第2位置侧进行真空抽吸，一面自所述可动区域的第1位置侧加压规定时间而加以推按之后，继续自所述第2位置侧进行真空抽吸而使所述可动块移动至所述第2位置；当所述可动块位于第2位置时，自所述收容部排出所述搬运物的步骤；以及归路步骤，自所述第1位置侧对所述可动块进行真空抽吸而使其移动至所述第1位置。

Description

物品供给方法与装置
技术领域
本发明涉及一种对微小物品进行搬运而供给的方法及装置。
背景技术
为了搬运、供给各种电子零件等微小物品，使用所谓散装加料器(bulk feeder)。例如，在专利文献1中，记载有将无规收纳于匣盒内的方形的芯片送入至通道(搬运路径)内，通过对通道的前端部侧(下游侧)进行真空抽吸来搬运芯片的散装加料器。抵达至通道的前端部的芯片例如被拾取喷嘴吸附而依次取出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平10-294597号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，根据本发明人等人的研究，已明确在现有的散装加料器中问题在于供给速度的提高。若缩短拾取喷嘴的取出的时间间隔(间距)，则搬运物的取出失败的概率提高。其原因并非搬运自身的速度慢，而在于欲自搬运路径的下游端取出的搬运物与后续的搬运物产生干扰。即，已获知，在搬运路径上排队搬运而来的搬运物相继抵达至下游端而无间隙地排成列，当取出最前头的一个时，下一个搬运物会卡住而阻碍取出。
本发明是考虑到所述情况而完成的，目的在于提供一种能够对微小物品进行搬运且高速地供给的物品供给方法及装置。
解决问题的技术手段
本发明的物品供给方法是使用能够在第1位置与第2位置之间进行往返运动的可动块。并且，包括如下步骤：当所述可动块位于第1位置时，将一个搬运物导入至形成于所述可动块上的收容部的步骤；去路步骤，对所述可动块，一面自所述可动块的可动区域的第2位置侧进行真空抽吸，一面自所述可动区域的第1位置侧加压规定时间而加以推按之后，继续自所述第2位置侧进行真空抽吸而使所述可动块往所述第2位置移动；当所述可动块位于第2位置时，自所述收容部排出所述搬运物的步骤；以及归路步骤，自所述第1位置侧对所述可动块进行真空抽吸而使其移动至所述第1位置。
优选为所述归路步骤是如下步骤：对所述可动块，一面自所述可动块的可动区域的第1位置侧进行真空抽吸，一面自所述可动区域的第2位置侧加压规定时间而加以推按之后，继续自所述第1位置侧进行真空抽吸而使所述可动块往所述第1位置移动。
本发明的物品供给装置包括：搬运部，对搬运物进行搬运；可动块，可在与所述搬运部对所述搬运物的搬运方向交叉的方向上，在第1位置与第2位置之间进行往返运动；第1加减压部，设置于所述可动块的可动区域的所述第1位置侧的端部；以及第2加减压部，设置于所述可动块的可动区域的所述第2位置侧的端部。并且，所述可动块包括能够收容一个所述搬运物的收容部，在所述第1位置上，所述收容部与所述搬运部的下游端连通而可接收所述搬运物。并且，所述第1加减压部及所述第2加减压部可对加压时间或减压时间分别进行独立控制。
优选为所述收容部在其侧壁面或底面上，包含与所述第2加减压部连通的通气部的开口。
所述物品供给装置也可还包括当所述可动块位于所述第2位置时，可取出所述收容部内的所述搬运物的取出口。
或者，所述物品供给装置还包括设置于所述可动块的与所述搬运部相反之侧的、在一维方向上延伸的第2搬运路径，当所述可动块位于所述第2位置时，可将所述收容部内的所述搬运物送交至所述第2搬运路径的上游端。
发明的效果
根据本发明的物品供给方法或装置，可自抵达至位于第1位置的可动块的搬运物的列中，仅将最前头的一个高速地加以分离。经如上所述分离的搬运物在第2位置上，可不受后续的搬运物的干扰而由拾取喷嘴取出，或同步地导入至另一个搬运路径。
此外，根据本发明的物品供给方法或装置，当使可动块自第1位置移动至第2位置时，仅在其移动初期自第1位置侧进行加压而推按可动块，由此可获得如下效果：可一方面节约用以加压的空气使用量，一方面使可动块确实地移动；以及可抑制可动块的不需要的振动。
附图说明
图1是表示作为本发明的第1实施方式的物品供给装置的使用状态的侧视图。
图2是表示作为本发明的第1实施方式的物品供给装置的使用状态的俯视图。
图3是作为本发明的第1实施方式的物品供给装置的沿搬运路径的垂直剖面图。
图4是表示图3的AA剖面的图。
图5是表示图3的BB剖面的图。
图6是表示图5的CC剖面的图。
图7是表示作为本发明的第1实施方式的物品供给装置的第1加减压部及第2加减压部的控制部的构成的图。
图8A～图8F是用以说明本发明的第1实施方式中的可动块的动作的图。
图9是用以说明本发明的第1实施方式中的第1加减压部及第2加减压部的控制方法的图。
图10是表示作为本发明的第2实施方式的物品供给装置的第1加减压部及第2加减压部的控制部的构成的图。
图11是作为本发明的另一实施方式的物品供给装置的俯视图(左侧)及沿第2搬运路径的水平剖面图(右侧)。
符号的说明
10、11：物品供给装置
20：搬运路径(搬运部)
22：遮盖构件
23：底座构件
24：底部构件
26：搬运路径下游端
27：送气部
28：吸气部
30：可动块
31：收容部
32：搬运用通气部
33：固定用通气部
34：可动区域
35：第2加减压部
36：第1加减压部
38：固定用通气部的开口
40：第2搬运路径
46：第2搬运路径的上游端
47：送气部
50：取出口
51：挡板
55：电磁阀SOL1
56：电磁阀SOL2
57：真空源
58：压力源
60、61、62：搬运物
70：给料斗
72：第2加减压部的减压用通气路
73：第2加减压部的加压用通气路
74：第2加减压部侧的可动块内通气路
75：第1加减压部的减压用通气路
76：第1加减压部的加压用通气路
77：第1加减压部侧的可动块内通气路
78：止回阀
80：拾取喷嘴
90：振动加料器(搬运部)
91：振动加料器的出口
P1：第1加减压部的加压时间
P2：第2加减压部的加压时间
具体实施方式
基于图1～图9，说明作为本发明的第1实施方式的物品供给装置及使用所述物品供给装置的物品供给方法。再者，各附图中，为了易于说明，比例尺并不准确，对构件间的间隙等进行有夸张描绘。
在图1及图2中，本实施方式的物品供给装置10配合给料斗(hopper)70，对电子零件等的搬运物60进行搬运、供给。将搬运物投入至给料斗，自给料斗下部导入至物品供给装置10的搬运部即搬运路径20。搬运物排成一列，在搬运路径内通过气流而搬运至下游。搬运物通过设置于搬运路径的下游端的可动块30，而移动至设置于搬运路径下游端的侧方的取出口50，并被拾取喷嘴80吸附而取出。
搬运物60的形状及大小并未特别限定。但是，当搬运物大时，搬运物彼此产生干涉的影响相对变小，利用本实施方式的物品供给装置的意义变小。由此，当搬运物是沿搬运路径较长的长方体等形状时，搬运物的长边优选为20mm以下，更优选为5mm以下，特别优选为2mm以下。另一方面，若搬运物过小，则装置的加工或制作变难，因此搬运物的长边优选为0.05mm以上。由于同样的理由，故当搬运物为球状时，搬运物的直径优选为5mm以下，更优选为2mm以下，特别优选为未达1mm，且优选为10μm以上。
在图3及图4中，搬运路径20是由形成于底座(base)构件23上的槽、以及覆盖所述槽的上表面的遮盖构件22，形成为通道状。通道的剖面稍大于搬运物60。为了高速地搬运微小物品，优选为构成如上所述对侧面及上下表面进行限制的封闭系统的搬运路径。
在搬运路径20的上游设置有送气部(图6的27)，在下游设置有吸气部28。送气部将空气送入至搬运路径内。吸气部自搬运路径内抽吸空气。本实施方式的吸气部28是自搬运路径的下游端26抽吸搬运路径内的空气。可利用送气部及吸气部来产生在搬运路径内自上游流向下游的气流。再者，为了产生气流，只要设置有搬运路径上游的送气部及搬运路径下游的吸气部之中的至少一者即可，此时，只要在另一者上设置通气部即可。又，在搬运路径长的情况下，也可在搬运路径的途中适当地追加设置吸气部及送气部。
在图5及图6中，在搬运路径20的下游端26，配置有可动块30。可动块能够在水平面内沿与搬运路径垂直交叉的方向(图5的左右方向、图6的上下方向)在第1位置(图5的右侧、图6的上侧)与第2位置(图5的左侧、图6的下侧)之间沿直线进行往返运动。如上所述，可动块的往返运动优选为在水平面内进行。其原因在于，可动块可通过更小的驱动力来进行往返运动。又，可动块的往返运动优选为沿与搬运路径垂直交叉的方向，即沿与搬运物的接收方向垂直交叉的方向进行。其原因在于，针对相同大小的搬运物，可进一步减小可动块。
可动块30的可动区域34是由空洞来规定，所述空洞由底座构件23及底部构件24形成。在可动区域34的第1位置侧的端部设置有第1加减压部36，在第2位置侧的端部设置有第2加减压部35。第1加减压部及第2加减压部通过将空气送入至可动区域而进行加压，或者自可动区域抽吸空气而进行减压，来使可动块的两侧产生气压差而使可动块运行。第1加减压部及第2加减压部可对加压时间或减压时间分别进行独立控制。
图7表示第1加减压部36及第2加减压部35的控制部的构成。控制部包括两个电磁阀55、电磁阀56，真空泵等真空源57，以及空气箱(air tank)或压缩机(compressor)等压力源58。
电磁阀SOL2(56)的通路在激磁(接通(ON))时利用电磁力而变为左侧的方形中所示的交叉状态，在消磁(断开(OFF))时利用弹簧而变为在右侧的方形中所示的平行状态。电磁阀SOL1(55)的通路在激磁(ON)时变为左侧的方形中所示的开阀状态，在消磁(OFF)时变为右侧的方形中所示的关阀状态。在图7中两个电磁阀均为接通(ON)状态。在电磁阀SOL2为接通(ON)时第2加减压部35与真空源57连通而自第2位置侧真空抽吸可动块30。此时，第1加减压部36根据电磁阀SOL1的状态，在电磁阀SOL1为断开(OFF)时关阀，仅在接通(ON)时与压力源58连通而对可动块自第1位置侧进行加压而加以推按。在电磁阀SOL2为断开(OFF)时第1加减压部36与真空源57连通而对可动块自第1位置侧进行真空抽吸。此时，第2加减压部35根据电磁阀SOL1的状态，在电磁阀SOL1为断开(OFF)时关阀，仅在接通(ON)时与压力源58连通而对可动块自第2位置侧进行加压而加以推按。
返回至图5及图6，可动块30在上表面，具有可收容一个搬运物的槽状的收容部31。收容部31是对两侧面及上下表面进行限制的封闭系统的收容部，故而即使在收容部31中收容有搬运物的状态下使可动块高速地驱动，也可使收容部内的搬运物不飞出至收容部外，而稳定地移动搬运物。
当可动块30位于往返运动的一端即第1位置时，收容部31可成为搬运路径20的延长，而接收抵达至搬运路径下游端26的一个搬运物。
当可动块30位于往返运动的另一端即第2位置时，可打开设置于收容部31的上方的取出口50的挡板(shutter)51，利用拾取喷嘴取出搬运物。再者，挡板并非必需，取出口也可时常打开。
在可动块30的上表面，在收容部31的第1位置侧，形成有较收容部更浅的槽状的搬运用通气部32。搬运用通气部只要是如下形状即可：当可动块位于第2位置时，可将搬运路径下游端26与吸气部28加以连通，并且拦住抵达至搬运路径下游端26的搬运物。
又，可动块30包含与第2加减压部35连通的固定用通气部33，其开口38设置于收容部的侧壁部。再者，开口38也可设置于收容部的底面。由此，当第2加减压部自第2位置侧对可动块进行真空抽吸时，使收容部内的搬运物固定(定位)于开口38。
其次，基于图8A～图8F及图9对本实施方式的可动块的动作进行说明。图8A～图8F表示可动块的位置的变化，图9表示第1加减压部及第2加减压部的运转状态。图9中的A～F的显示分别对应于图8A～图8F的状况。图9中的SOL1及SOL2的显示表示图7中的电磁阀SOL1(55)及电磁阀SOL2(56)的状态。
图8A中，可动块30位于第1位置。搬运物被气流搬运而抵达至搬运路径20的下游端，将最前头的搬运物61导入至可动块的收容部31。此时，参照图9，第1加减压部进行真空抽吸以使可动块不动。另一方面，第2加减压部不运转，即，既不加压也不减压。
接着，在图8B中，利用第2加减压部35对可动区域34内的空气进行抽吸，自第2位置侧真空抽吸可动块，并且利用第1加减压部36经规定时间将空气送入至可动区域内而进行加压，自第1位置侧推按可动块。由此，可动块开始向第2位置移动。
接着，在图8C中，一面继续进行第2加减压部35的吸气，一面停止第1加减压部的送气。可动块通过第2加减压部的真空抽吸，而向第2位置继续移动。在以上的图8B及图8C中，使可动块自第1位置移动至第2位置为止的步骤是去路步骤。
接着，在图8D中，可动块30抵达至第2位置。第2加减压部35继续进行真空抽吸，以使可动块不动。在自图8B至图8D，进行第2加减压部的真空抽吸期间，收容部内的搬运物61吸附于固定用通气部33的开口而进行定位。取出口50上部的挡板(图5的51)打开，利用拾取喷嘴将搬运物61取出。另一方面，搬运路径20经由搬运用通气部32与吸气部28连通，故而搬运路径上的搬运物向下游继续移动，后续的搬运物62被可动块拦住而排成列。
接着，在图8E中，利用第1加减压部36抽吸可动区域34内的空气，自第1位置侧真空抽吸可动块，并且利用第2加减压部35经规定时间将空气送入至可动区域内而进行加压，自第2位置侧推按可动块。
接着，在图8F中，一面继续进行第1加减压部36的吸气，一面停止第2加减压部的送气。可动块通过第1加减压部的真空抽吸，而向第1位置继续移动。在以上的图8E及图8F中，使可动块自第2位置移动至第1位置为止的步骤是归路步骤。
接着，可动块抵达至第1位置，而返回至图8A的状态。重复进行所述动作，自抵达至搬运路径的下游端的搬运物的列中，仅将最前头的一个不断加以分离(切取一个)并使其移动至取出口，由此可将搬运物一个个地供给至拾取喷嘴。可动块的往返运动的典型周期是20ms～30ms。
在所述去路步骤中，第1加减压部是与第2加减压部独立开来受到控制，第1加减压部仅在可动块的移动初期进行加压。第1加减压部进行加压的时间(图9的P1)也可极短，但在现实中，通过图7的电磁阀SOL1的响应时间来确定下限。在市场上容易获取到的电磁阀的响应时间是1.5ms左右，故而第1加减压部的加压时间P1优选为1.5ms以上。此外，若考虑到使配管或可动区域内的压力稳定的时间，则加压时间P1更优选为2ms以上。另一方面，若加压时间P1过长，则将加压限定在移动初期的效果变小。因此，加压时间P1优选为可动块的去路步骤的二分之一以下。例如当去路步骤的所需时间为10ms时，加压时间P1优选为5ms以下。
以下，说明本实施方式的物品供给方法及装置的效果。
在本实施方式中，如图8A～图8F所示，利用可动块将在搬运路径下游端排成列的搬运物之中最前头的一个搬运物61加以分离并使其移动至取出口，故而在取出时不会与后续的搬运物62产生干扰。其结果为，即使缩短取出的间距，也不易产生失败，从而可使每单位时间的搬运物的供给数量增多。
在去路步骤中，一面利用第2加减压部进行真空抽吸，一面仅在可动块的移动初期利用第1加减压部对可动块进行加压而加以推按所产生的效果如下。在可动块的移动开始时，相对于移动的阻力大，故而通过利用第1加减压部进行加压，可与仅进行第2加减压部的真空抽吸的情况相比，使可动块更确实地开始移动。又，与贯穿整个去路步骤进行加压的情况相比，可节约所使用的空气量，故而在能量成本方面具有优势。此外，可抑制可动块不需要的振动。通过第1加减压部而送入至可动区域的空气会自周边的间隙等散出至外部，但由于所述气流，可动块易于产生振动。所述不需要的振动会对搬运物取出时的拾取的位置精度及成功率造成不良影响，也会对装置的零件寿命造成不良影响。
再者，在归路步骤中，也与去路步骤同样，优选为仅在可动块的移动初期利用第2加减压部进行加压。但是，在归路步骤中由于收容部中无搬运物，故而与去路步骤相比可动块更轻，移动开始时的阻力更小，因此仅通过第1加减压部的真空抽吸来使可动块开始移动的情况多。与通过整个归路步骤进行加压的情况相比，可减少所使用的空气量，能抑制可动块的不需要的振动，这些方面与去路步骤相同。第2加减压部的加压时间(图9的P2)的优选范围也与去路步骤中的第1加减压部的加压时间P1相同。
在本实施方式中，通过固定用通气部33的作用而在可动块的收容部内对搬运物进行定位，故而在可动块移动时搬运物不会晃荡。又，收容部形成得稍大于搬运物，但通过对搬运物进行定位，而使拾取的位置精度及成功率提高。所述情况在搬运物小时特别有利。此外，可动块的向第2位置的移动及搬运物的定位两者可通过第2加减压部的抽吸来实现，故而不需要两者的同步控制，即使取出的间距缩短，也可稳定地进行一系列的动作。
其次，基于图10，对作为本发明的第2实施方式的物品供给装置进行说明。在本实施方式的物品供给装置中，第1加减压部及第2加减压部的控制部的构成与第1实施方式不同。
图10表示第1加减压部36及第2加减压部35的控制部的构成。控制部包括一个电磁阀56、真空泵等真空源57、以及空气箱或压缩机等压力源58。第1加减压部36包括减压用通气路75及加压用通气路76，第2加减压部35包括减压用通气路72及加压用通气路73。在各通气路中设置有止回阀78，在减压用通气路75、减压用通气路72中空气仅在自可动区域34向电磁阀56的方向上流动，在加压用通气路76、加压用通气路73中空气仅在自电磁阀56向可动区域34的方向上流动。此外，在可动块30内形成有通气路77、通气路74，当可动块位于第1位置时(图10的状态)，第1位置侧的可动块内通气路77与第1加减压部的加压用通气路76连通，当可动块位于第2位置时第2位置侧的可动块内通气路74与第2加减压部的加压用通气路73连通。
在使可动块30自第1位置向第2位置移动的去路步骤中，将电磁阀56设为左侧的方形中所示的交叉状态。真空源57与第2加减压部35连通，经由减压用通气路72，自第2位置侧对可动块进行真空抽吸。此时，压力源58与第1加减压部36连通，经由加压用通气路76及可动块内通气路77，自第1位置侧对可动块进行加压而加以推按。当可动块开始移动，加压用通气路76与可动块内通气路77的连接部的位置发生偏移时，停止第1加减压部的加压。然后，通过第2加减压部的真空抽吸，可动块继续移动。如上所述，第1加减压部的加压时间通过可动块的移动来自主地确定。
使可动块30自第2位置移动至第1位置的归路步骤的动作也相同。
本发明并不限于所述实施方式，而可在其技术思想的范围内进行各种变形。
例如，搬运部并不限于包含一个搬运路径，也可并列设置有多个搬运路径。此时，只要对可动块设置与搬运路径相同数量的收容部，可自各搬运路径一个个地接收搬运物即可。
又，例如，搬运部也可取代在一维方向上延伸的搬运路径，而包含振动加料器。
又，例如，也可并非自移动至第2位置的可动块取出搬运物，而设为在可动块位于第2位置时，将搬运物进而送交至另一个搬运路径。
图11表示物品供给装置的变形例。在图11中，物品供给装置11包含振动加料器90作为搬运部，在隔着可动块30而与振动加料器相反之侧，并列配置有多个沿一维方向延伸的第2搬运路径。将搬运物投入至振动加料器90上，向可动块加以搬运。可动块30在第1位置上，自振动加料器的出口91分别接收一个搬运物至多个收容部31。可动块的各收容部在第2位置上，与第2搬运路径40的上游端46连通，通过送气部47所产生的气流，而送交至第2搬运路径。
又，例如，本发明可应用的搬运物并不限于电子零件。

Claims (6)

1.一种物品供给方法，利用能够在第1位置与第2位置之间进行往返运动的可动块，其特征在于，包括如下步骤：
当所述可动块位于第1位置时，将一个搬运物导入至形成于所述可动块上的收容部的步骤；
去路步骤，对所述可动块，一面自所述可动块的可动区域的第2位置侧进行真空抽吸，一面自所述可动区域的第1位置侧加压规定时间而加以推按之后，继续自所述第2位置侧进行真空抽吸而使所述可动块往所述第2位置移动；
当所述可动块位于第2位置时，自所述收容部排出所述搬运物的步骤；以及
归路步骤，自所述第1位置侧对所述可动块进行真空抽吸而使其移动至所述第1位置。
2.根据权利要求1所述的物品供给方法，其中
所述归路步骤是如下步骤：对所述可动块，一面自所述可动块的可动区域的第1位置侧进行真空抽吸，一面自所述可动区域的第2位置侧加压规定时间而加以推按之后，继续自所述第1位置侧进行真空抽吸而使所述可动块往所述第1位置移动。
3.一种物品供给装置，其特征在于，包括：
搬运部，作为第1搬运路径对搬运物进行搬运；
可动块，能够在与所述搬运部对所述搬运物的搬运方向交叉的方向上，在第1位置与第2位置之间进行往返运动；
第1加减压部，设置于所述可动块的可动区域的所述第1位置侧的端部；以及
第2加减压部，设置于所述可动块的可动区域的所述第2位置侧的端部；且
所述可动块包括：
收容部，能够收容一个所述搬运物；且
在所述第1位置上，所述收容部与所述搬运部的下游端连通而能够接收所述搬运物，
所述第1加减压部及所述第2加减压部能够对加压时间或减压时间分别进行独立控制。
4.根据权利要求3所述的物品供给装置，其中
所述收容部在其侧壁面或底面，包含与所述第2加减压部连通的通气部的开口。
5.根据权利要求3或4所述的物品供给装置，其中还包括：
取出口，当所述可动块位于所述第2位置时，能够取出所述收容部内的所述搬运物。
6.根据权利要求3或4所述的物品供给装置，其中还包括：
第2搬运路径，设置于所述可动块的与所述搬运部相反之侧，在一维方向上延伸；且
当所述可动块位于所述第2位置时，能够将所述收容部内的所述搬运物送交至所述第2搬运路径的上游端。
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