JP2005184031A - 部品供給方法および同装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 テープの繰り出しをモータの駆動で行いつつ部品の供給を適切に行う。
【解決手段】 部品7を収納したテープ6を、このテープ6に係合するスプロケット21をサーボモータ25により駆動することにより部品取出し部10に導出するようにテープフィーダを構成した。スプロケット21には、部品の収納間隔に対応する間隔で周方向に並ぶ複数の貫通孔21aを形成し、フォトセンサ等の原点センサ35により貫通孔21aを検知することにより、当該検知に基づきモータ25を駆動制御するようにした。テープ交換時等には、モータ25を正転又は逆転駆動してスプロケット21を回転させることにより原点センサ35による貫通孔21aの検知状態の切替り位置を検出し、この切替り位置を原点位置とする処理を実行し、以降、この原点位置に基づきモータ25を駆動制御するようにした。
【選択図】 図1

Description

本発明は、実装機において基板に電子部品を実装するために、所定の部品取出し位置に順次部品を供給する部品供給方法および同装置に関するものである。
従来、上述のような部品供給装置として、例えば、テープを担体として部品を供給するテープフィーダは一般に知られている。
このテープフィーダは、テープ本体とカバーテープとからなって一定間隔おきに多数の部品を収納したテープがリールに巻回された状態で保持され、このテープがリールから導出されて所定の部品取出し部に導かれ、部品取出し部において、カバーテープがテープ本体から剥がされることにより部品の取出しが可能な状態とされ、実装機のヘッドに設けられたノズル部材等により部品がピックアップされる毎に、繰り出し機構により間歇的にテープが繰り出されつつ、次々に部品が部品取出し部において取出されるようになっている。
上記繰り出し機構としては、ラチェット回動機構に連結されたスプロケットをテープに係合させ、部品取出しのためのノズル部材等の上下動に伴いラチェット回動機構を作動させてスプロケットを回転させることにより機械的にテープを繰り出す方法が主流であった。
上記のようにノズル部材等の上下動に伴いラチェット回動機構を作動させてテープを繰り出す方法では、部品の種類に関係なく一律に一定の速度でテープを繰り出すため、テープ繰り出し時の衝撃(加速度)や繰り出し速度がテープに収納された部品の種類によっては無視できない場合があり、例えば、極小のチップ部品等では、部品収納部内での部品立ちを招いたりする虞がある。
そこで、出願人は、上記スプロケットをモータにより回転駆動することによってテープを繰り出し、これによりテープの繰り出し動作を部品の種類等に応じて変更することを考えている。しかし、スプロケットをモータで駆動する場合には、ラチェットにより一定のピッチで強制的にスプロケットを位置決めする従来のものと異なり、部品取出し部に対してテープがその長手方向にずれることが考えられるため、これに対処する必要がある。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、テープの繰り出しをモータの駆動で行いつつ部品の供給を適切に行うことを目的としている。
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に係る部品供給方法は、所定間隔おきに部品を収納したテープを、このテープに係合するスプロケットを回転させることにより部品取出し部に導出しながら部品を供給する部品供給方法において、前記スプロケットをモータにより回転駆動し、このモータの正転駆動により前記テープを部品取出し部に導出するとともに、所定の動作条件が成立したときに前記モータを正転又は逆転駆動することにより前記部品取出し部に対してテープの位置調整を行うようにしたものである。
また、請求項2に係る部品供給方法は、請求項1に記載の部品供給方法において、前記スプロケットの回転方向における特定位置を検知可能なセンサを用い、このセンサの検知状態に基づき、前記テープに収納される部品が前記部品取出し部に配置されるように前記モータを正転又は逆転駆動するようにしてものである。
なお、請求項2に記載の部品供給方法においては、前記テープの部品収納間隔に対応する所定の間隔で周方向に並ぶ複数の貫通孔を前記スプロケットに設けておく一方、前記センサとして前記貫通孔を光が貫通することにより当該貫通孔を検知するセンサを用い、前記モータを正転又は逆転駆動して前記スプロケットを回転させることにより前記センサによる前記貫通孔の検知状態の切替り位置を検出し、この切替り位置を原点位置として前記モータを駆動制御するようにしてもよい。この場合、さらに、前記モータの回転に伴いパルス信号を発生するパルスジェネレータを設けておき、前記原点位置を基準としてパルス信号を発生させることにより、このパルス信号に基づき前記モータを駆動制御するようにしてもよい。
一方、本発明の請求項3に係る部品供給装置は、所定間隔おきに部品を収納したテープを、このテープに係合するスプロケットを回転させることにより部品取出し部に導出しながら部品を供給する部品供給装置において、前記スプロケットを回転駆動するモータと、このモータを駆動制御する制御手段とを備え、この制御手段が、前記テープを部品取出し部に導出すべく前記モータを正転駆動するとともに、所定の動作条件が成立したときに前記部品取出し部に対してテープの位置調整を行うべく前記モータを正転又は逆転駆動するように構成されているものである。
また、請求項4に係る部品供給装置は、請求項3に記載の部品供給装置において、前記スプロケットの回転方向における特定位置を検知可能なセンサをさらに備え、前記制御手段が、このセンサの検知状態に基づき、前記テープに収納される部品が前記部品取出し部に配置されるように前記モータを駆動制御するように構成されているものである。
なお、請求項4に記載の部品供給装置においては、前記スプロケットに、前記テープの部品収納間隔に対応する所定の間隔で周方向に並ぶ複数の貫通孔が形成される一方、前記センサとして前記貫通孔を光が貫通することにより当該貫通孔を検知するセンサが設けられ、前記制御手段が、モータを正転又は逆転駆動して前記スプロケットを回転させることにより前記センサによる前記貫通孔の検知状態の切替り位置を検出するとともにこの切替り位置を原点位置として検出する処理を実行し、この処理により検出された原点位置に基づき前記モータを駆動制御するように構成されているものであってもよい。この場合、さらに、前記モータの回転に伴いパルス信号を発生するパルスジェネレータをさらに備え、前記制御手段が、前記原点位置を基準として前記パルスジェネレータから発信されるパルス信号に基づき前記モータを駆動制御するように構成されているものであってもよい。
請求項1,2に係る部品供給方法および請求項3,4に係る部品供給装置によると、スプロケットをモータにより回転駆動することによってテープを繰り出すため、テープの繰り出し動作を部品の種類等に応じて変更することにより部品の種類に適した動作で部品を供給することができる。また、必要に応じてモータを正逆回転駆動してテープを部品取出し部に対してその長手方向に移動させることにより部品取出し位置に対してテープ内の部品を適切に位置決めすることができる。特に、請求項2に係る方法(又は請求項4に係る装置)によると、スプロケットの回転方向における特定位置をセンサにより検知しながら、その検知に基づきモータを駆動制御するため、部品取出し部に対するテープ内の部品の位置決めを精度良く行うことができる。
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図1は本発明の部品供給装置の適用としてのテープフィーダの全体構造を示している。この図において、1はテープフィーダ本体であり、前方(図1では右方)がピン部材2により位置決めされた状態で実装機におけるフィーダ設置台18に取付けられている。テープフィーダ本体1の後方には、リール支持軸3及びリール押え4が設けられている。上記リール支持軸3にはリール5が回転自在に取付けられ、このリール5に、多数の小片状のチップ部品を収納したテープ6が巻き付けられている。なお、上記テープフィーダ本体1は、前方側部分1aと、後方側部分1bとが着脱可能に連結されることにより構成されており、前方側部分1aに後記部品取出し部10等が装備される一方、後方側部分1bに上記リール5が保持され、リール5の大きさ等に応じて後方側部分1bが交換されるようになっている。
テープフィーダ1の前方には部品取出し部10が設けられ、上記リール5から導出されたテープ6がテープフィーダ本体1に一体に設けられたテープ導入用案内部11を介してこの部品取出し部10に導かれている。さらに、後述するようなテープ繰り出し機構12,カバーテープ引取り機構13,テープ本体排出用案内部14等がテープフィーダ本体1の前方部に設けられている。
上記リール5から導出されるテープ6は、図2及び図3に示すように、テープ本体6aとカバーテープ6bとで構成されている。上記テープ本体6aには、上部に開口した部品収納部6cが一定間隔おきに多数配設されて、各部品収納部6cに部品7が収納されており、さらに、テープ本体6aの側部には、多数の係合孔6dが一定間隔おきに配設されている。上記カバーテープ6bは、テープ本体6aの各部品収納部6cを上方から閉鎖するようにテープ6aの上面に接着されている。
そして、上記部品取出し部10においてカバーテープ6bがテープ本体6aから剥がされて部品7の取出しが可能な状態とされ、実装機に搭載される部品吸着用のノズル部材P(図1に一転鎖線で示す)により部品7が吸着されて取り出されるとともに、テープ繰り出し機構12により、テープ6が一定量ずつ繰り出されるようになっている。
上記テープ繰り出し機構12(以下、繰り出し機構12と略す)は、部品取出し部10の下方に位置するスプロケット21と、その同軸上に連結されるギア22とを備え、上記スプロケット21は部品取出し部10に導かれたテープ6の上記係合孔6dに係合している。また、上記ギア22は、ギア23及びウォームホイール24を介してサーボモータ25の出力軸に装着されたウォームギア26に噛合されており、上記サーボモータ25の駆動によりスプロケット21が回転させられることによりテープ6を繰り出すようになっている。
上記スプロケット21には、上記テープ6の部品収納部6cに対応する所定の間隔で貫通孔21aが周方向に並べて穿設されており、スプロケット21の下方部には、この貫通孔21aを検知するための原点センサ35が付設されている。原点センサ35は、スプロケット21を挟んで光の照射部と受光部とを有したフォトセンサ等からなり、貫通孔21aを介して照射光が受光部で受光された原点センサ35のON状態で、上記テープ6の部品収納部6cが部品取出し部10の所定の部品取出し位置に位置決めされるようになっている。また、上記サーボモータ25の出力軸にパルス板36が装着され、パルスジェネレータ37がこのパルス板36に対応して設けられている。
上記部品取出し部10でテープ本体6aから分離されたカバーテープ6bは、カバー引取り機構13(以下、引取り機構13と略す)により引取られて図外の処理ケースに送られ、この引取り機構13による引っ張り力で、テープ6aからカバーテープ6bが引き剥がされるようになっている。
この引取り機構13は、図1に示すように、上記モータ25よりやや後方位置に取付けられた一対のギア28,29を備えている。そして、上記部品取出し部10から引き出されたカバーテープ6bが、ガイド板30及びガイドローラ31,32を介して両ギア28,29間に導かれている。一方のギア28は、上記ウォームホイール24の同軸上に連結されたギア27と噛合しており、従って、上記サーボモータ25が駆動されることにより上記繰り出し機構12に同期して引取り機構13が作動してカバーテープ6bが引取られるようになっている。
図2及び図3は、部品取出し部10の構造を示している。これらの図において部品取出し部10は、テープフィーダ本体1の上部において上方に開口するテープ案内溝19と、このテープ案内溝19の上方に設けられるカバー部材15とを備えている。
上記テープ案内溝19は、テープ導入用案内部11に連続して設けられており、リール5から導出されて部品取出し部10に導かれたテープ6が、このテープ案内溝19に沿って移動するようになっている。
上記カバー部材15は、上記テープ案内溝19に沿ったテープ通過部分の上方に配置されており、このカバー部材15の先端(図3で右側端)と後記テープ本体排出用案内部14の基端部16との間に部品取出し用の開放部17を形成している。そして、上記カバー部材15の先端位置でカバー6bが剥がされてから、テープ本体6aの部品収納部6cが上記開放部17の位置まで達すると、部品収納部6cが上方に開放されて、上記ノズル部材Pによる上方からの部品7の取出しが可能となる。
なお、テープフィーダ本体1の先端部には、上記テープ案内溝19に連なるテープ本体排出用案内部14が設けられており、部品取出し部10を経た使用済みのテープ本体6aが、このテープ排出用案内部14を介して、上記引取り機構13により引取られたカバーテープ6bと共に図外の処理ケース等に送られるようになっている。
上記テープフィーダ本体1の略中間部には、テープフィーダを駆動制御するためのコントローラ40が搭載されている。このコントローラ40は図4のブロック図に示すような構成を有している。
すなわち、コントローラ40は、実装機本体のホストコンピュータに接続される主制御手段(CPU)41を有しており、この主制御手段41にドライバー44を介して上記サーボモータ25が接続されることにより、サーボモータ25が主制御手段41によって駆動制御されるようになっている。また、上記主制御手段41には、上記パルスジェネレータ37が接続されてその出力値が入力されるようになっており、これによりサーボモータ25の駆動がフィードバック制御されるようになっている。
上記コントローラ40には、さらに動作条件設定手段42と、条件記憶手段43とが設けられ、これらがそれぞれ上記主制御手段41に接続されている。
上記動作条件設定手段42は、供給する部品に適した繰り出し機構12の動作条件を設定するものである。つまり、テープ6の繰り出し動作において、部品収納部6c内で部品7が立ったり、あるいは部品7が開放部17を介して部品収納部6cから外部に飛び出すことがないように、テープ6の繰り出し時のサーボモータ25の加速度、最高速度、減速度といった動作条件を設定するものである。このような動作条件の設定は、実装機本体のホストコンピュータに予め記憶されている動作条件構築データ、つまり、部品の種類と、その種類に適したテープ6の繰り出し最大速度や加減速度等のデータに基づいて行われるようになっており、通常、テープフィーダの稼働前、あるいはテープの交換時等毎に行われるようになっている。そして、求められた動作条件は、上記条件記憶手段43に更新的に記憶され、実装中は、この条件記憶手段43に記憶された動作条件に基づいて上記サーボモータ25が駆動制御されるようになっている。
また、主制御手段41には、上記原点センサ35が接続されており、テープフィーダの稼働時、あるいはテープの交換時等、所定の動作条件成立時には、後述するように、原点センサ35の出力に基づいて原点位置移動処理、つまり、部品収納部6cを部品取出し部10の所定の部品取出し位置に位置決めするべく繰り出し機構12を作動させるようになっている。
次に、以上のように構成されたテープフィーダの制御例について図5〜図8のフローチャートを用いて説明する。
図5は、テープフィーダによる部品供給制御のメインルーチンを示している。この図において、テープフィーダが稼働されると、先ず初期処理が行われ、実装機本体の上記ホストコンピュータからのコマンド入力待機状態となる(ステップS1)。
そして、コマンドが入力されると、当該コマンドが、テープ6の原点位置移動処理を要求するコマンドか否かが判断され(ステップS2,S3)、ここでYESの場合には、後述する原点位置移動処理(ステップS7)が行われ、その後ステップS10に移行される。ステップS10では、上記ホストコンピュータへ終了メッセージが送信され、その後ステップS2にリターンされる。
ステップS3で、NOの場合には、次いで、当該コマンドが、動作条件の設定を要求するコマンドか否かが判断され(ステップS4)、ここでYESの場合には、後述する動作条件設定処理(ステップS8)が行われ、その後ステップS10に移行される。
ステップS4で、NOの場合には、さらに、当該コマンドが、テープ6の繰り出しを要求するコマンドか否かが判断され(ステップS5)、YESの場合には、後述するテープ繰り出し処理(ステップS9)が行われ、その後ステップS10に移行される。
なお、ステップS5で、NOの場合には当該コマンドに該当する処理がないとして、ホストコンピュータに異常メッセージが送信された後、ステップS2にリターンされる。
図6は、上記ステップS7の原点位置移動処理を示すフローチャートである。
この処理では、先ず、原点センサ35がオンであるか否かが判断される(ステップS20)。ここで原点センサ35がオンの場合には、上記サーボモータ25が逆転駆動、すなわち、繰り出しとは逆の方向にテープ6を移動させる方向(図1ではスプロケット21を反時計回りに回転させる方法)にサーボモータ25が低速駆動される(ステップS25)。
一方、オフの場合には、上記サーボモータ25が正転駆動、すなわち、テープ6を繰り出す方向(図1ではスプロケット21を時計回りに回転させる方法)にサーボモータ25が低速駆動され、上記原点センサ35がオンするまでサーボモータ25が駆動される(ステップS21,S22)。
原点センサ35がオンすると、その時点でパルスジェネレータ37からの出力パルスをカウントするカウンタが「0」にリセットされるとともに、サーボモータ25が停止される(ステップS23)。そして、サーボモータ25の停止後、上記カウンタが「0」となるように再度サーボモータ25が逆回転駆動されて停止されることにより、テープ6が原点位置に位置決めされる。
すなわち、上記テープフィーダでは、原点センサ35がオンのときにテープ6が原点位置に位置決めされる、つまりテープ6の部品収納部6cが部品取出し部10の所定の部品取出し位置に位置決めされるのであるが、原点センサ35のオン状態には貫通孔21aの範囲内で幅(誤差)があるため、この範囲内でテープ6と部品取出し位置とにずれが生じる場合がある。従って、上述のように原点センサ35がオフからオンに切替る時点を検知し、この位置を原点位置とすることで、所定の部品取出し位置へのテープ6(部品収納部6c)の位置決め精度を確保するようになっている。
また、ステップS23でカウンタをリセットした後、ステップS24で、上記カウンタが「0」となるようにサーボモータ25を再度逆回転駆動させることで、停止時にサーボモータ25が慣性で回転しても、位置決め誤差が生じないようになっている。
図7は、上記ステップS8の動作条件設定処理を示すフローチャートである。
この処理では、先ず、テープフィーダのコントローラ40から実装機本体のホストコンピュータに動作条件構築データの要求コマンドが出力され、これに応じてホストコンピュータから、供給すべき部品に応じたテープ6の繰り出し最高速度、繰り出し最大加減速度、テープ6の繰り出し量等のデータがコントローラ40に出力される(ステップS30)。
そして、この動作条件構築データに基づき、上記動作条件設定手段42においてサーボモータ25の動作条件、すなわち加速→低速移動→減速といったサーボモータ25による駆動パターンが求められ、これが上記条件記憶手段43に格納される(ステップS31)。
図8は、上記ステップS9のテープ繰り出し処理を示すフローチャートである。
この処理では、上記ステップS8で設定された動作条件に基づいて繰り出し機構12が作動されこれによりテープ6が繰り出される。
具体的には、上記サーボモータ25が、所定の加速で駆動された後、定速駆動され、所定の減速位置に達すると減速されて、目標位置、つまり次の部品収納部6cが部品取出し部10の所定の部品取出し位置に達すると停止される(ステップS41〜45)。これによりテープフィーダによるテープ6の繰り出し動作が完了する。
そして、ノズル部材Pによる部品の取出しが行われる毎に実装機本体の上記ホストコンピュータからテープ6の繰り出しを要求するコマンドが出力されることにより、上記図5に示すメインルーチンのステップS2(YES)→S3(NO)→S4(NO)→S5(YES)→S9→S10→S2の処理が繰返し行われ、これによりテープフィーダから連続して部品の供給が行われるようになっている。
このように上記テープフィーダでは、テープ6の繰り出しの際に部品収納部6c内で部品7が立ったり、あるいは部品7が部品収納部6cから外部に飛び出すことがないように部品の種類等に適した繰り出し速度等の動作条件を予め設定し、実装動作中には、この動作条件に基づいて繰り出し機構12を作動させてテープ6を繰り出すようにしているため、部品の種類等に関係なく同一の条件でテープが繰り出されていた従来のテープフィーダと比べると、部品立ち等の発生を確実に防止してより良好な状態で部品供給を行うことができる。従って、比較的大きなチップ部品から極小のチップ部品まで、大きさや形態が異なる多種多様な部品を単一のテープフィーダで供給する場合であっても、部品の種類等毎に上記動作条件が設定されることにより、部品の供給を良好に行うことができる。
しかも、部品に適した動作条件を設定して繰り出し機構12を作動させるようにしたことで、シャッター部材を設けなくても部品の飛び出しを防止することができるので、シャッター部材の作動不良等に起因した部品供給不良を招く懸念が解消され、また、部品取出し部10の構造を簡略化することができるという利点もある。
また、上記のテープフィーダでは、スプロケット21の貫通孔21aを原点センサ35により検出することによってテープ6の部品収納部6cを部品取出し部10の所定の部品取出し位置に位置決めするが、上記の通り、テープ交換時等には、原点センサ35による貫通孔21aの検知状態の切替り位置(オフからオンへの切替り位置)を検出してこの位置を原点位置として検出する原点位置移動処理を実行し、この原点位置に基づいてサーボモータ25を駆動制御することにより、貫通孔21aの範囲内で原点センサ35に検出誤差が生じるのを解消するようにしているので、部品収納部6cを部品取出し部10の所定の部品取出し位置に対して精度良く位置決めすることができるという利点もある。
なお、上記実施形態のテープフィーダは、本発明に係る部品供給装置の一例であって、その具体的な構造等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、テープフィーダ本体1にコントローラ40を搭載し、このコントローラ40によりテープフィーダを駆動制御するようにしているが、サーボモータ25のドライバーのみをテープフィーダ本体1に搭載するようにして実装機本体のホストコンピュータでテープフィーダを制御するようにしてもよい。この場合には、ホストコンピュータに上記動作条件設定手段42に相当する機能を持たせるようにすればよい。
また、上記実施形態では、実装機本体のホストコンピュータからテープフィーダ本体1に搭載されたコントローラ40に動作条件構築データを出力し、コントローラ40で動作条件を設定するようにしているが、予めホストコンピュータ側で動作条件を設定し、それをコントローラ40に出力するようにしてもよい。
本発明に係る部品供給装置であるテープフィーダを示す概略構成図である。 上記テープフィーダの部品取出し部を示す平面概略図である。 上記テープフィーダの部品取出し部を示す断面概略図である。 上記テープフィーダの制御系を示すブロック図ある。 上記テープフィーダの制御例を示すフローチャート(メインルーチン)である。 上記テープフィーダの制御例を示すフローチャート(サブルーチン;原点位置移動処理)である。 上記テープフィーダの制御例を示すフローチャート(サブルーチン;動作条件設定処理)である。 上記テープフィーダの制御例を示すフローチャート(サブルーチン;テープ繰り出し処理)である。
符号の説明
1 テープフィーダ本体
5 リール
6 テープ
6a テープ本体
6b カバーテープ
6c 部品収納部
7 部品
10 部品取出し部
12 テープ繰り出し機構
13 テープ引取り機構
25 サーボモータ
35 原点センサ
36 パルス板
37 パルスジェネレータ
40 コントローラ
41 主制御手段
42 動作条件設定手段
43 条件記憶手段
44 ドライバー

Claims (4)

  1. 所定間隔おきに部品を収納したテープを、このテープに係合するスプロケットを回転させることにより部品取出し部に導出しながら部品を供給する部品供給方法において、
    前記スプロケットをモータにより回転駆動し、このモータの正転駆動により前記テープを部品取出し部に導出するとともに、所定の動作条件が成立したときに前記モータを正転又は逆転駆動することにより前記部品取出し部に対してテープの位置調整を行う
    ことを特徴とする部品供給方法。
  2. 請求項1に記載の部品供給方法において、
    前記スプロケットの回転方向における特定位置を検知可能なセンサを用い、このセンサの検知状態に基づき、前記テープに収納される部品が前記部品取出し部に配置されるように前記モータを正転又は逆転駆動する
    ことを特徴とする部品供給方法。
  3. 所定間隔おきに部品を収納したテープを、このテープに係合するスプロケットを回転させることにより部品取出し部に導出しながら部品を供給する部品供給装置において、
    前記スプロケットを回転駆動するモータと、
    このモータを駆動制御する制御手段とを備え、
    この制御手段は、前記テープを部品取出し部に導出すべく前記モータを正転駆動するとともに、所定の動作条件が成立したときに前記部品取出し部に対してテープの位置調整を行うべく前記モータを正転又は逆転駆動する
    ことを特徴とする部品供給装置。
  4. 請求項3に記載の部品供給装置において、
    前記スプロケットの回転方向における特定位置を検知可能なセンサをさらに備え、
    前記制御手段は、このセンサの検知状態に基づき、前記テープに収納される部品が前記部品取出し部に配置されるように前記モータを駆動制御する
    ことを特徴とする部品供給装置。
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