JP2001087958A - 搬送装置および搬送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】移動中の治具の特定の位置をフォトセンサで検
出し、該検出位置を基準位置として治具の移動量を決定
することによって、治具の移動位置を高精度で制御する
ことができる搬送装置および搬送方法を提供する。 【解決手段】搬送部で、テーブル１１の移動中にフォト
センサ１３が反射板３を検出すると、このときのテーブ
ル１１の位置を基準位置とし、ここから予め設定されて
いる距離だけテーブル１１を移動させる。このように、
搬送部はフォトセンサ１３が反射板３を検出したときの
テーブル１１の位置を基準位置とし、ここからテーブル
１１を予め設定されている所定量だけ移動させるように
したので、テーブル１１に対する治具１の載置位置のば
らつきや、治具自体の加工制度のばらつきの影響を受け
ることなく、テーブル１１に載置された治具１を所定の
位置に移動させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、チップＩＣやプ
リント基板等のワークを挿入する治具をワークの挿入位
置へ搬送する搬送装置および搬送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動実装工程においてワーク
の取付精度（位置精度）を向上させるため、治具にチッ
プＩＣやプリント基板等のワークをセットしておき、実
装時にはこの治具からワークを１つずつ取り出して実装
に供するようにしている。従来から、ワークを治具にセ
ット（挿入）するワーク挿入装置としては種々のものが
実用化され、または提案されている。

【０００３】例えば、ワークが比較的小型であるチップ
部品を治具に挿入するワーク挿入装置は、表面にワーク
と略同じ幅で一方の端部をワークの挿入口として開口さ
せた溝を形成した治具を利用し、上記治具が載置された
テーブルを移動させる搬送部と、ワーク挿入位置におい
て治具にワークを挿入するワーク挿入部とを設け、上記
搬送部がテーブルに載置された治具をワーク挿入位置に
移動し、ワーク挿入部が該治具に対して上記挿入口から
ワークを挿入するというものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動実装工
程におけるワークの取付精度を向上させるため、治具の
溝の幅については余裕度が厳しくなってきており、ワー
クの幅に比して数１０〜１００μｍ程度の余裕しかない
場合がある。このような寸法精度の厳しい状況では、テ
ーブルに載置された治具を高精度でワーク挿入位置に移
動させることができないと、ワーク挿入部において治具
にワークを挿入することができない（ワーク挿入ミスが
生じる。）。また、搬送部がテーブルの移動制御を高精
度で行えるものであったとしても、テーブルに対する治
具の載置位置のばらつきや、治具自体の加工精度のばら
つきに起因してワーク挿入ミスが生じる。そこで、従来
はテーブルを移動させて、テーブルに載置された治具を
メカ的なストッパに当て、このときのテーブルの位置を
基準位置として検出し、該基準位置を基にテーブルの移
動量を設定することで、テーブルに対する治具の載置位
置のばらつきや、治具自体の加工精度のばらつきによる
影響を受けることなく治具をワーク挿入位置に移動させ
ていた。なお、テーブルを動かしてメカ的なストッパに
当て、基準位置を検出する技術については例えば特開平
８−２０６９２８号公報、特開平８−２０６９２９号公
報に開示されている。

【０００５】しかしながら、上記方法ではテーブルに載
置されている治具をストッパに当てて基準位置を検出し
ているので、このときの衝撃によって治具が変形する等
の問題があった。また、治具が変形すると基準位置の検
出精度が低下し、結果的に治具を高精度で挿入位置に移
動させることができなくなる。

【０００６】この発明の目的は、移動中の治具の特定の
位置を非接触で検出し、該検出位置を基準位置として治
具の移動量を決定することによって、治具の移動位置を
高精度で制御することができる搬送装置および搬送方法
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の搬送装置は、
上記課題を解決するために以下の構成を備えている。

【０００８】（１）挿入口からワークを挿入する溝が形
成された治具を載置するテーブルと、上記治具を上記ワ
ークの挿入位置へ移動させるために上記テーブルを移動
する移動部と、上記移動部による上記テーブルの移動中
に上記治具の特定の位置を非接触で検出する検出部と、
上記検出部が上記特定の位置を検出したときの上記テー
ブルの位置を基準位置とし、該基準位置に基づいて上記
移動部に対して上記テーブルの移動量を制御する制御部
と、を備えている。

【０００９】（２）上記検出部は、上記挿入口近傍を検
出する。

【００１０】（３）上記検出部は、反射型のフォトセン
サである。

【００１１】（４）上記治具には、移動方向の略中央に
反射板が設けられている。

【００１２】（５）上記検出部は、上記ワークの挿入位
置近傍に配置した。

【００１３】（６）上記移動部は、上記テーブルを上記
検出部が配置されている位置の手前まで高速で移動し、
その後低速の移動に切り換える。

【００１４】上記（１）の構成では、テーブルに載置さ
れた治具の移動中に、該治具の特定の位置を検出し、該
特定の位置を検出したときのテーブルの位置を基準位置
としてテーブルの移動量を制御するようにした。したが
って、テーブルに対する治具の載置位置のばらつきや治
具自体の加工精度のばらつき等の影響を受けることな
く、高精度で治具を挿入位置に移動させることができる
ので、ワークの挿入ミスが防止される。また、非接触で
治具の特定の位置を検出するようにしたので、上記基準
位置の検出時に治具に衝撃が加わることがなく、治具の
変形が防止できる。

【００１５】上記（２）の構成では、上記特定の位置と
して治具の挿入口を検出するようにしたので、治具にお
ける挿入口をより精度良く所定の位置に移動させること
ができる。

【００１６】上記（３）の構成では、反射型のフォトセ
ンサで治具の特定の位置を検出するようにした。

【００１７】上記（４）の構成では、治具に移動方向の
略中央に反射板を設けることで、治具の加工精度のばら
つきの影響を低減して、治具の挿入口をより精度良く所
定の位置に移動させることができる。

【００１８】上記（５）の構成では、ワークの挿入位置
近傍で治具の特定の位置を検出するようにした。

【００１９】上記（６）の構成では、上記検出部の配置
位置の手前まで高速移動し、その後低速移動に切り換え
るようにしたので、治具の特定の位置を高精度で検出で
きるとともに、テーブルの移動にかかる時間が長くなっ
て、作業効率を低下させるという問題も生じない。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施形態であ
るワーク挿入装置における搬送部に適用される治具の外
形を示す図である。治具１の表面には複数の溝２が平行
に形成されている。該溝２の一方の端部は開口してお
り、この開口部が後述するワークの挿入口として機能す
る。また、図１（Ｂ）に示すように開口部（挿入口）の
近傍には表面積の小さい反射板３が取り付けられてい
る。望ましくは、この反射板３を溝２に接するように配
置するのが良く、さらに望ましくはこの反射板３の反射
面をできるだけ小さくするのが良い。また、反射板３は
全ての開口部近傍に取り付ける必要はなく、任意の開口
部近傍に１つだけ取り付けることで足りるが、ワーク挿
入ミスを最小限に抑えるには、治具１の移動方向の略中
央の位置の開口部近傍に取り付けることが望ましい。後
述するように反射板３を検出したときの位置を基準位置
として治具１の搬送を制御するので、上記位置に反射板
３を設ければ治具１のセンタを基準にして挿入位置に合
わせることになり、治具１の加工精度によるずれが全体
で吸収されることとなり、加工精度のばらつきによる影
響を低減して、各溝２の開口部を適当な位置（ワークの
挿入位置）に移動させることができる。なお、図１
（Ｂ）は図１（Ａ）において破線で囲んだＡ部分の拡大
図であり、図１（Ｃ）は図１（Ａ）において破線で囲ん
だＢ部分の拡大図である。さらに、治具１の周囲には複
数（図では３つ）の凹部４が形成されており、この凹部
４は後述する一軸テーブルに載置するときの位置決めに
利用される。

【００２１】図２は、この実施形態にかかるワーク挿入
装置における搬送部とワーク挿入部との相対的な位置関
係を示す図である。搬送部は上記治具を載置するテーブ
ル１１を軸１２に沿って一方向に移動させる一軸テーブ
ル（一軸ロボット）である。テーブル１１の移動可能範
囲に反射型のフォトセンサ１３が配置されており、この
フォトセンサ１３で治具１に設けられている上記反射板
３を非接触で検出する。具体的には、フォトセンサ１３
はテーブル１１に載置されている治具１に対して光を照
射し、反射板３からの反射光を検出することで、治具１
に設けられている上記反射板３を非接触で検出するもの
である。また、フォトセンサ１３から照射された光をレ
ンズで絞り、治具１上におけるスポット系を小さくする
ことで反射板３の検出精度を向上させている。テーブル
１１の表面には、図３に示すように治具の周囲に形成さ
れている凹部４に係合する突起部１４が設けられてお
り、テーブル１１に対する治具１の載置位置が常に略一
定になるように構成されている。なお、図３（Ａ）はテ
ーブル１１の平面図であり、図３（Ｂ）はテーブル１１
の側面図である。

【００２２】また、ワーク挿入部２１はワーク挿入位置
の治具１に対して、ワーク２２を治具１の開口部から溝
２に押せ押せ状態で１つずつ順次押し込むものである
（図２、４に示す矢印方向にワークを押し出すものであ
る。）。また、ワーク挿入部２１も図示するように略平
行に形成された溝を有しており、該溝に治具１に挿入す
るワーク２２が位置している。図４にワーク挿入位置に
おける治具１とワーク挿入部２１との位置関係を示す。
図示するようにワーク挿入位置は、ワーク挿入部２１に
形成されている、ワーク２２が配置される溝に対して治
具１に形成されている溝２が対向する位置であり、ワー
ク挿入部２１から押し出されたワーク２２が治具１の溝
２に押し込まれる（挿入できる）位置である。なお、こ
の例では溝２の幅はワークの幅に対して１００μｍ程度
しか大きく設定されていない。

【００２３】搬送部は、治具１が載置されたテーブル１
１をホームポジションから上記ワーク挿入位置に移動さ
せる。ホームポジションとは、ホームポジションセンサ
（不図示）によって検出されるテーブル１１の原点（メ
カ的に決められたテーブル１１の原点）である。作業者
はホームポジションでテーブル１１に治具１を載置す
る。また、テーブル１１を移動させる機構部としては、
公知のパルスモータを使用したものであってもよいし、
またサーボ機構を適用したＤＣモータを利用したもので
あってもよい。

【００２４】以下、図５および図６を参照しながら、こ
の実施形態のワーク挿入装置における搬送部の動作（治
具１の移動制御）について詳細に説明する。治具１は、
外周部に形成されている凹部４を、上述したようにホー
ムポジションでテーブル１１の表面に設けられている突
起部１４に係合させて載置する。テーブル１１に設けら
れている突起部１４を利用して治具１を載置するので、
テーブル１１に対する治具１の載置位置が略一定とな
る。

【００２５】フォトセンサ１３は、図５に示すようにワ
ーク挿入位置の手前近傍に配置されている。搬送部はテ
ーブル１１に載置された治具１についてホームポジショ
ンからワーク挿入位置への移動を開始すると（図５
（Ａ）に示す状態からＡ方向への移動を開始すると）、
フォトセンサ１３の配置位置手前まで（図に示すＸだ
け）比較的高速で移動し（ｎ１〜ｎ３）、その後低速移
動に切り換えフォトセンサ１３が反射板３を検出すると
（図５（Ｂ））（ｎ４、ｎ５）、このときのテーブル１
１の位置を基準位置として設定し（ｎ６）、ここから予
め設定されている距離（図に示すＹ）だけテーブル１１
を移動させて停止する（図５（Ｃ））（ｎ７、ｎ８）。
なお、図に示すＺは低速移動に切り換えてからフォトセ
ンサ１３が反射板３を検出するまでに移動する距離であ
る。この停止位置がワーク挿入位置であり、ワーク挿入
部２１が治具１に対してワーク２２の挿入が行える（治
具１の溝２にワークを押し込める。）。なお、テーブル
１１の移動を高速移動から低速移動に切り換える位置
（移動開始から高速移動する距離Ｘ）については予め設
定されている。また、上記距離Ｙはフォトセンサ１３が
反射板３を検出した位置から溝３の開口部とワーク挿入
部２１に形成されているワーク２２が位置している溝と
が一致する距離である。なお、上記距離Ｙは溝２の幅が
異なる複数種類の治具１に対応するためのものであっ
て、治具１が１種類の場合、距離Ｙが０であってもよ
い。

【００２６】このように、搬送部はフォトセンサ１３が
反射板３を検出したときのテーブル１１の位置を基準位
置とし、ここからテーブル１１を予め設定されている所
定量（図５に示すＹ）だけ移動させるようにしたので、
テーブル１１に対する治具１の載置位置のばらつきや、
治具自体の加工精度のばらつきの影響を受けることな
く、テーブル１１に載置された治具１を所定の位置（す
なわち、ワーク挿入位置）に高精度で移動させることが
できる。また、テーブル１１の移動中における上記基準
位置の検出を非接触で行っているので（治具１の反射板
３を非接触で検出する。）、基準位置を検出するときに
治具１に衝撃が加わらず、治具１が変形することもな
い。また、フォトセンサ１３では治具１におけるワーク
２２の挿入口近傍を検出しているので、治具１の挿入口
（開口部）をワーク挿入部２１から押し出されてくるワ
ーク２２に対向する位置に正しく高精度で移動させるこ
とができる。しかも、反射板３は治具１の移動方向の略
中央の位置の開口部近傍に取り付け、治具１のセンタを
基準位置として挿入位置に合わせるようにしているの
で、加工精度のばらつきによる影響を低減して各溝２の
開口部を適当な位置（ワークの挿入位置）に移動させる
ことができる。また、ワークの変更等にともなってテー
ブル１１に載置される治具１の寸法等が変化したとして
も、フォトセンサ１３が反射板３を検出したときのテー
ブル１１の基準位置からテーブル１１を移動させる距離
（図５に示すＹ）を変更するという簡単な変更作業で対
応することができる。

【００２７】しかも、この実施形態の搬送部では、フォ
トセンサ１３による反射板３の検出位置精度を向上させ
るために、フォトセンサ１３から照射された光をレンズ
で絞るだけでなく、上述した図６の処理を行っている。
一般にテーブル１１の移動速度が速いと、フォトセンサ
１３による反射板３の検出精度が低下する。一方、反射
板３の検出精度を向上させるために、テーブル１１の移
動速度を低速にするとホームポジションからワーク挿入
位置までの移動にかかる時間が長くなり、作業効率を低
下させる。この実施形態では、上述したようにフォトセ
ンサ１３をワーク挿入位置近傍に配置し、ホームポジシ
ョンからフォトセンサ１３の配置位置手前まで比較的高
速でテーブル１１を移動し、その後テーブル１１を低速
移動に切り換えてフォトセンサ１３で治具１に設けられ
た反射板３を検出するようにしているので、フォトセン
サ１３における反射板３の検出精度を低下させることが
ない。また、テーブル１１はフォトセンサ１３の手前ま
で高速で移動しているので、テーブル１１の移動速度が
比較的低速である時間が短く（テーブル１１を低速移動
に切り換えてから、フォトセンサ１３が反射板３を検出
し、ワーク挿入位置に停止すまでにかかる時間が短
い。）、作業効率を低下させることもない。なお、図５
に示すＺ＋Ｙがテーブル１１を比較的低速で位相させる
距離である。また、テーブル１１を停止させるときに
は、テーブル１１を低速移動させているので、テーブル
１１のオーバラン等が抑えられ、ワーク挿入位置に高精
度で停止させることができる。

【００２８】この実施形態によれば、テーブル１１に対
する治具１の載置位置のばらつきや、治具１自体の加工
のばらつきの影響を受けることなく、テーブル１１に載
置された治具１をワーク挿入位置に移動させることがで
きる、図７示すように従来のものに比して約３倍の精度
で治具１をワーク挿入位置に移動させることができるこ
とを確認している。

【００２９】また、本願発明の別の実施形態として、図
８に示すようにフォトセンサ１３をテーブル１１のホー
ムポジション近傍に配置することもできる。図９は、こ
の実施形態にかかる搬送部におけるテーブルの移動制御
を示すフローチャートである。搬送部はテーブル１１の
ホームポジションからワーク挿入位置への移動を開始す
ると（図８（Ａ）に示す状態からＡ方向への移動を開始
すると）、テーブル１１を低速移動させながら、フォト
センサ１３による反射板３の検出を行う（ｎ１１〜ｎ１
３）。フォトセンサ１３は、ホームポジション近傍に配
置しているので、テーブル１１の移動開始後、比較的短
時間で上記反射板３を検出する。搬送部では、フォトセ
ンサ１３が反射板３を検出すると（図８（Ｂ））、この
ときのテーブル１１の位置を基準位置として設定すると
ともに、テーブル１１を高速移動に切り換え（ｎ１４、
ｎ１５）、この基準位置から予め設定されている距離
（図に示すＹ）だけ移動させて停止する（図８（Ｃ））
（ｎ１６、ｎ１７）。この位置がワーク挿入位置であ
る。なお、上記予め設定されている距離Ｙは、溝２の開
口部がワーク挿入部２１に形成されている、ワーク２２
が位置している溝に一致する距離である。

【００３０】このように、この実施形態も搬送部はフォ
トセンサ１３が反射板３を検出したときのテーブル１１
の位置を基準位置とし、ここからテーブル１１を予め設
定されている所定量（図８に示すＹ）だけ移動させるよ
うにしたので、上記の実施形態と略同等の効果を奏す
る。また、この実施形態では、上述したようにフォトセ
ンサ１３をホームポジション近傍に位置させ、テーブル
１１が治具１の載置位置から移動を開始すると直ぐに上
記反射板３が検出されるように構成し、フォトセンサ１
３が反射板３を検出するとテーブル１１を高速移動に切
り換えているので、テーブル１１（治具１）をワーク挿
入位置に移動させるまでにかかる時間が長くなって、作
業効率を低下させるという問題も生じない。

【００３１】なお、上記実施形態ではフォトセンサを利
用して移動中のテーブル１１に載置されている治具１の
特定の位置を検出する（反射板３を検出する）とした
が、例えば磁気センサを用いて治具１の特定の位置を検
出するようにしてもよいし、その他の非接触型のフォト
センサで治具１の特定の位置を検出するよにしてもよ
い。磁気センサで治具１の特定の位置を検出する場合に
は、反射板３に換えて磁石を設ければよい。また、上記
実施形態では、搬送部を治具１が載置されたテーブル１
１を１軸で移動させるものであるとしたが、２軸や３軸
等でテーブルを移動させるものであってもよい。また、
ワーク２２を挿入する治具１の形状についても本発明を
限定するものではない。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、テー
ブルに載置された治具の移動中に、該治具の特定の位置
を検出し、該特定の位置を検出したときのテーブルの位
置を基準位置としてテーブルの移動量を制御するように
したので、テーブルに対する治具の載置位置のばらつき
や治具自体の加工精度のばらつき等の影響を受けること
なく、高精度で治具を挿入位置に移動させるができ、ワ
ークの挿入ミスが防止される。また、非接触で治具の特
定の位置を検出するようにしたので、上記基準位置の検
出時に治具に衝撃が加わることがなく、治具の変形も防
止できる。

【００３３】また、上記特定の位置として治具の挿入口
を検出するようにしたので、治具における挿入口を精度
良く所定の位置に移動させることができる。

【００３４】さらに、検出部を挿入位置近傍に位置さ
せ、テーブルをホームポジションから上記検出部の配置
位置の手前まで高速移動し、その後低速移動に切り換え
るようにしたので、治具の特定の位置を検出する精度を
低下させることなく、テーブルの移動に要する時間が長
くなって、作業効率を低下させるという問題も生じな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態であるワーク挿入装置で利
用される治具の外形を示す図である。

【図２】この発明の実施形態であるワーク挿入装置にお
ける搬送部とワーク挿入部との相対的な位置関係を示す
図である。

【図３】搬送部におけるテーブルの平面図である。

【図４】ワーク挿入位置における治具とワーク挿入部と
の位置関係を示す図である。

【図５】この発明の実施形態であるワーク挿入装置にお
ける搬送部の移動制御を説明する図である。

【図６】この発明の実施形態であるワーク挿入装置にお
ける搬送部の移動制御を示すフローチャートである。

【図７】従来の搬送部とこの実施形態の搬送部との治具
の位置精度を比較した表である。

【図８】この発明の別の実施形態であるワーク挿入装置
における搬送部の移動制御を説明する図である。

【図９】この発明の別の実施形態であるワーク挿入装置
における搬送部の移動制御を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１−治具 ２−溝 ３−反射板 １１−テーブル １３−フォトセンサ ２２−ワーク

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１１月２日（１９９９．１１．
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 挿入口からワークを挿入する溝が形成さ
   れた治具を載置するテーブルと、 上記治具を上記ワークの挿入位置へ移動させるために上
   記テーブルを移動する移動部と、 上記移動部による上記テーブルの移動中に上記治具の特
   定の位置を非接触で検出する検出部と、 上記検出部が上記特定の位置を検出したときの上記テー
   ブルの位置を基準位置とし、該基準位置に基づいて上記
   移動部に対して上記テーブルの移動量を制御する制御部
   と、を備えた搬送装置。
2. 【請求項２】 上記検出部は、上記挿入口近傍を検出す
   る請求項１に記載の搬送装置。
3. 【請求項３】 上記検出部は、反射型のフォトセンサで
   ある請求項１または２に記載の搬送装置。
4. 【請求項４】 上記治具には、移動方向の略中央に反射
   板が設けられている請求項３に記載の搬送装置。
5. 【請求項５】 上記検出部は、上記ワークの挿入位置近
   傍に配置した請求項１〜４のいずれかに記載の搬送装
   置。
6. 【請求項６】 上記移動部は、上記テーブルを上記検出
   部が配置されている位置の手前まで高速で移動し、その
   後低速の移動に切り換える請求項５に記載の搬送装置。
7. 【請求項７】 ワークを挿入する治具が載置されたテー
   ブルを移動して、該治具を上記ワークの挿入位置へ移動
   させる搬送方法において、 上記治具の移動中に該治具の特定の位置を非接触で検出
   し、上記特定の位置を検出したときの上記テーブルの位
   置を基準位置として上記テーブルの移動量を制御する搬
   送方法。