JP2005350184A - チップ部品の供給分離方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 連続搬送されるワークとしてのチップ部品を高速で確実に分離する。
【解決手段】 チップ部品１を搬送するシュート２０から回転円盤４０上にチップ部品１を順次供給して分離するチップ部品の供給分離方法であって、シュート２０から順次供給されるチップ部品１−１の次のチップ部品１−２をストッパ手段３０で押圧して停止させた状態で前のチップ部品１−１を回転円盤４０上に供給する。また、回転円盤４０上へのチップ部品１−１の供給を検出する位置にセンサを配置し、前記センサでチップ部品１−１が検出されている期間は少なくともストッパ手段３０によるチップ部品１−２の押さえを継続する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、連続して供給されるチップ部品（チップ形電子部品）を１つ１つ分離し個別に供給するためのチップ部品の供給分離方法及び装置に関し、とくに振動式部品供給装置や測定装置等のワーク供給部に好適に用いることができるものである。

チップ部品供給におけるワーク分離方法として、パーツフィーダから連続回転する回転円盤にチップ部品を供給し、パーツフィーダのチップ部品供給速度と回転円盤の速度との間に速度差を設けることによりワーク分離を行う方法が知られている。

また、下記特許文献１には、ワークフィーダと間欠回転するターンテーブルとの間に設けられた分離機構を用い、ワークストッパと真空吸引によってワークを分離する構成を有するワークの搬送分離装置が提案されている。
特開２００２−１４５４４５号公報

従来のパーツフィーダはワーク搬送速度のバラツキが大きくワークの供給量が変動する為、安全率を多くとり（つまりワーク供給能力に余裕を設けて）使用していた。

しかし、パーツフィーダと回転円盤との速度差を利用しワークの分離を行う場合、パーツフィーダのワーク供給の速度変動の影響をそのワーク供給を受ける装置（測定装置等）側も受けることとなり、装置処理量の変動要因となっていた（装置処理量はパーツフィーダ供給量に依存するため。）。

一方、上記特許文献１では、パーツフィーダとは別に分離機構部を設け、ワーク搬送溝と同一平面で分離処理が行われている。しかし、この方式ではターンテーブルが停止していないとワーク供給がうまく行なえず連続回転体へのワーク供給には向かない構造となっている。つまり、ターンテーブルにワーク収納溝を形成し、間欠駆動にてワークの分離供給を行なうことが前提条件となっている。また、ワークを真空吸引で吸着保持して分離を実現しているが、このような分離機構部では真空のオン／オフの切替えに時間を要し、通常のパーツフィーダのワーク供給能力には追従困難である。例えば１００５チップサイズ（長さ１ｍｍ×幅０．５ｍｍ×高さ０．５ｍｍ）での供給能力は２０００個／分以上有り、より小形のチップサイズではそれ以上である。その為パーツフィーダの能力に対し分離機構部の応答性が課題である。

本発明は、上記の点に鑑み、連続搬送されるワークとしてのチップ部品を高速で分離することが可能なチップ部品の供給分離方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。

上記目的を達成するために、本発明に係るチップ部品の供給分離方法は、チップ部品を搬送するシュートから回転円盤上にチップ部品を順次供給して分離する場合に、前記シュートから順次供給されるチップ部品の次のチップ部品をストッパ手段で押圧して停止させた状態で前のチップ部品を前記回転円盤上に供給するようにしている。

前記チップ部品の供給分離方法では、前記回転円盤上へのチップ部品の供給を検出する位置にセンサを配置し、前記センサでチップ部品が検出されている期間は少なくとも前記ストッパ手段によるチップ部品の押圧を継続するとよい。

前記チップ部品の供給分離方法では、前記回転円盤が溝無しのチップ部品載置面を有して連続回転し、該チップ部品載置面でチップ部品を受けるようにするとよい。

また、本発明に係るチップ部品の供給分離装置は、チップ部品を搬送するシュートと、該シュートから順次供給されるチップ部品を受ける回転円盤とを備え、さらに前記シュートから順次供給されるチップ部品の次のチップ部品を押圧して停止させるストッパ手段が設けられた構成としている。

前記チップ部品の供給分離装置では、前記回転円盤上へのチップ部品の供給を検出する位置にセンサが配置されており、前記センサでチップ部品が検出されている期間は前記ストッパ手段は少なくともチップ部品の押さえを継続する構成としてもよい。

また、前記チップ部品の供給分離装置において、前記ストッパ手段が圧電アクチュエータであるとよい。

また、前記チップ部品の供給分離装置において、前記回転円盤は溝無しのチップ部品載置面を有し、該チップ部品載置面でチップ部品を受ける構成であってもよい。

前記シュートは、振動式パーツフィーダのリニアフィーダ部で構成されていてもよいし、あるいは前記シュートが振動式パーツフィーダのリニアフィーダ部の前側に位置する無振動部を構成していてもよい。

本発明に係によれば、チップ部品を搬送するシュートから回転円盤上にチップ部品を順次供給して分離する構成とし、さらに前記シュートから順次供給されるチップ部品の次のチップ部品をストッパ手段で押圧して停止させた状態で前のチップ部品を前記回転円盤上に供給するため、高速の分離が可能であり、かつ分離を確実に行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態として、チップ部品の供給分離方法及び装置の実施の形態を図面に従って説明する。

図１乃至図４は本発明の実施の形態１であって、外観検査装置に適用した場合で説明する。これらの図において、チップ部品の供給分離装置１０は、振動式パーツフィーダ１１のリニアフィーダ部１２で構成されているシュート２０と、シュート２０で搬送されるワークとしての直方体状チップ部品１を押圧して停止させる高速ストッパ手段３０と、シュート２０から供給される（落下される）チップ部品１を受ける連続回転の第１回転円盤４０と、ワーク落下検出センサＳ０とを具備している。

また、図４に示すように、第１回転円盤４０と第２回転円盤５０とは共に水平面内で連続回転するものであり、外観検査を行うための直方体状チップ部品の搬送装置を構成しており、第１回転円盤４０外縁部のチップ載置面（上面）４１には前記シュート２０からチップ部品１が順次供給されるようになっている。なお、チップ載置面４１にはチップ部品を規制する溝はなく、チップ部品を載せる平坦な面である。

図１乃至図３に示すように、シュート２０はチップ部品１を順次送り出す方形断面の搬送溝２１を有しており、第１回転円盤４０のチップ載置面４１上方に配置されている。シュート２０とチップ載置面４１との間には干渉しないように僅かな隙間が設けられている。チップ部品１は搬送溝２１の底面２１ａ及び両方の側面２１ｂで規制されながら前進するのであるが、第１回転円盤４０上に落下するチップ部品１−１の直後のチップ部品１−２を停止させる位置に高速ストッパ手段３０が配置されている。この高速ストッパ手段３０は高速駆動が可能な図３の板ばね状圧電アクチュエータ３１で構成され、その一端部は固定支持点３２（支持部材の図示は省略）となっており、他端部が圧電効果により駆動される可動端部３３であり、駆動時に板ばね状圧電アクチュエータ３１が下向きに撓んで可動端部３３が搬送溝２１中のチップ部品１−２を押圧することで、これを停止させることができる。

図２に示すワーク落下検出センサＳ０はシュート２０から第１回転円盤４０のチップ載置面４１に落下するチップ部品１−１を検出するものであり、図１の円３５内をワーク落下検出センサＳ０のセンサ光が通過するように設定された発光側と受光側とが対になった光センサである。図１のように、チップ載置面４１に最先端のチップ部品１−１が落下（一端が落下した状態も含む）して、円３５内を通過するワーク落下検出センサＳ０の光を遮るとワーク落下検出センサＳ０はチップ部品の存在を検出する。そして、このワーク落下検出センサＳ０のチップ部品１−１検出を板ばね状圧電アクチュエータ３１駆動のトリガーとする。つまり、ワーク落下検出センサＳ０がチップ部品１−１を検出すると、外部制御により板ばね状圧電アクチュエータ３１が一定期間作動してチップ部品１−１の直後のチップ部品１−２を上から押圧して停止させ、その停止動作を少なくともチップ部品１−１が検出されている期間は継続する。チップ部品１−１が第１回転円盤４０のチップ載置面４１に完全に載った状態で移動してワーク落下検出センサＳ０で検出されなくなった後、板ばね状圧電アクチュエータ３１の駆動は解除され、次のチップ部品が前進してチップ載置面４１に落下し、以後同様の動作を繰り返す。なお、この間パーツフィーダ１１自体の動作は継続されてチップ部品１−２の後方にチップ部品が送出されている。

前記板ばね状圧電アクチュエータ３１でチップ部品が落下してから次のチップ部品が落下するまでの期間を一定値に制御することで、定量供給（単位時間当たりの供給個数の安定化）が可能であり、また、前記チップ部品を停止させる期間を短めに設定すれば、定量供給するチップ部品個数を多くし、前記チップ部品を停止させる期間を長めに設定すれば、定量供給するチップ部品個数を少なくすることができる。

なお、シュート２０より第１回転円盤４０にチップ部品１を供給する際、シュート２０は、チップ部品１の底面及び両側面を規制する溝形状、つまり搬送溝２１を形成したものとなっているが、シュート２０からチップ部品１が出てチップ載置面４１に供給される際に規制面が無くなると、第１回転円盤４０のチップ載置面４１に受け渡す際にチップ部品１が回転し、チップ部品姿勢がばらつく。このチップ部品１の姿勢ばらつきを改善するために、受け渡し位置でのチップ部品１の両側面を規制する目的で、シュート２０の両方の側面２１ｂの延長面をなすワーク姿勢規制ガイド２５が固定配置されている。ガイド２５には前記ワーク落下検出センサＳ０のセンサ光を遮らないように透孔又は切欠部が所望位置に形成されている。なお、前記ワーク姿勢規制ガイド２５はシュート２０の側面部分を延長することで当該ガイド２５と一体に形成してもよい。

図４に示す第１回転円盤４０及び第２回転円盤５０は共に連続回転するものであり、第１回転円盤４０のチップ載置面４１には直方体状チップ部品１を吸着保持するために多数の吸着穴が開口していてチップ部品１をチップ載置面４１の上面で真空吸着して移送する。第２回転円盤５０は、その垂直面を成している円周面（外周側面）にて前記チップ載置面４１上面に載った直方体状チップ部品１の側面を真空吸着で保持するものであり、そのために第２回転円盤５０は垂直面を成す円周面に開口した多数の微小吸着穴を有する。第２回転円盤５０は、第１回転円盤４０とほぼ同じ周速で連続回転し、チップ部品１の移載では同じ移動方向に回転する（第２回転円盤５０の回転方向自体は第１回転円盤４０と反対方向となる）。また、第２回転円盤５０は第１回転円盤４０より上側にあり（第１回転円盤上面と第２回転円盤の下面には隙間があり）、平面配置では、第２回転円盤５０の垂直な円周面は、第１回転円盤４０のチップ載置面４１の外縁より内側（第１回転円盤の中心軸側）にあり、第２回転円盤５０の円周面を確実にチップ部品側面に当接させて移載可能な位置関係である。

チップ部品１の外観検査のために、ＣＣＤカメラ、ラインセンサ等の第１乃至第４カメラＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が第１及び第２回転円盤４０，５０のチップ部品搬送経路に沿って設けられている。すなわち、第１回転円盤４０のチップ部品１の搬送経路に対向して撮像手段としての第１カメラＣ１及び第２カメラＣ２が配置され、また、第２回転円盤５０のチップ部品１の搬送経路に対向して第３カメラＣ３及び第４カメラＣ４が配置されている。第１カメラＣ１はチップ部品１の上面を撮像、検査（画像処理検査）し、第２カメラＣ２はチップ部品１の一方の側面を撮像、検査し、第３カメラＣ３はチップ部品１の下面を撮像、検査し、第４カメラＣ４はチップ部品１の他方の側面を撮像、検査するためのものである。

また、第１回転円盤４０のチップ部品１の搬送経路に沿って第１乃至第８ワーク検出センサＳ１〜Ｓ８が固定配置されている。また、第２回転円盤５０のチップ部品１の搬送経路に沿って第９乃至第１４ワーク検出センサＳ９〜Ｓ１４が固定配置されている。各センサＳ１〜Ｓ１４は例えば発光側と受光側とが対になった光センサである。なお、第２回転円盤５０に対応したセンサＳ９〜Ｓ１４は、模式的に図４では水平配置の如く図示されているが、第２回転円盤５０の垂直な円周面にチップ部品１が吸着されて搬送されるので、実際にはセンサＳ９〜Ｓ１４は垂直方向（上下方向）に配置される。

さらに、センサ検出結果や各カメラの撮像、検査結果に基づいてチップ部品１を排出するために第１乃至第３アクチュエータＡ１〜Ａ３が第１回転円盤４０上のチップ部品１の搬送経路に対応して配置され、第４及び第５アクチュエータＡ４，Ａ５が第２回転円盤１０上のチップ部品１の搬送経路に対応して配置されている。各アクチュエータＡ１〜Ａ５は、例えば微小ワークの排出動作を実現するために、圧電素子を利用したチップ部品排出機構等を採用する。なお、アクチュエータＡ４，Ａ５では第２回転円盤５０の垂直な円周面に吸着されたチップ部品を下方に落とす構成とする。

前記第１乃至第４カメラＣ１〜Ｃ４の手前に設けられた第３、第６、第９及び第１２ワーク検出センサＳ３，Ｓ６，Ｓ９，Ｓ１２は、連続搬送物を撮像する為のトリガー信号を発生するものである。また、前記第１乃至第５アクチュエータＡ１〜Ａ５の手前に設けられた第２、第４、第７、第１０及び第１３ワーク検出センサＳ２，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ１０及びＳ１３はワーク排出動作の為のトリガー信号を発生するものである。

本実施の形態において、チップ部品の外観検査を行う場合で全体的動作を説明する。

図１のように、チップ部品の分離供給装置１０のシュート２０先端部からワークとしての直方体状チップ部品１が第１回転円盤４０外縁部のチップ載置面（上面）４１に順次供給される。このとき、チップ部品の分離供給装置１０側の高速ストッパ手段３０によって、ワーク落下検出センサＳ０で最先端の落下チップ部品１−１が検出されている期間は少なくともチップ部品の停止（押圧）を継続する動作を行うことで、チップ部品１の供給は一定間隔の間欠供給動作となり、かつ第１回転円盤４０はシュート２０側のチップ部品の供給速度（前進速度）より速い周速で連続回転しているので、その速度差によりチップ載置面４１上でのチップ部品１相互の間隔を十分大きな一定間隔として分離搬送できる。

第１回転円盤４０のチップ載置面４１に供給されたチップ部品１は、その下面が第１回転円盤４０で真空吸着されることにより、円周上で整列して実質的に等間隔で安定姿勢を保ち搬送されて行く。

そして、第１及び第２ワーク検出センサＳ１，Ｓ２の前をチップ部品１が通過した際に、第１及び第２ワーク検出センサＳ１，Ｓ２の組は、通過したチップ部品が未整列（ピッチ不良）状態である場合に、このことを検出して第１アクチュエータＡ１を作動させ、未整列のチップ部品１を未整列部品回収部７を介してパーツフィーダ１１に戻す。未整列部品回収部７はベルトコンベア等である。なお、チップ部品の分離供給装置１０側の高速ストッパ手段３０によって、チップ部品１の供給を一定間隔の間欠供給動作とすることで、ピッチ不良は大幅に低減されるから、それらの未整列部品回収のための機構を省略することも考えられる。

第１アクチュエータＡ１の前を通過した整列状態のチップ部品１は第３ワーク検出センサＳ３で通過検出後（連続搬送物を撮像する為、カメラ手前のセンサで撮像の為のトリガー信号を発生する）、第１カメラＣ１で上面が撮像、検査（画像処理検査）され、検査結果不良のチップ部品は第４ワーク検出センサＳ４で通過検出後（アクチュエータ手前のセンサで排出のためのトリガー信号を発生する）に第２アクチュエータＡ２で排出される。第５ワーク検出センサＳ５は排出確認用である。

上面検査後のチップ部品１はさらに第６ワーク検出センサＳ６で通過検出後、第２カメラＣ２で一方の側面が撮像、検査され、検査結果不良のチップ部品は第７ワーク検出センサＳ７で通過検出後に第３アクチュエータＡ３で排出される。第８ワーク検出センサＳ８は排出確認用である。

第３アクチュエータＡ３の前を通過したチップ部品１は固定整列ガイド５５でチップ部品１の周回半径や姿勢が適正となるように案内され、第２回転円盤５０への当接ポイントＰに至る。

チップ部品受け渡しのための当接ポイントＰでは、第２回転円盤５０の垂直面に当接したチップ部品１は側面が吸着されて第２回転円盤５０側に保持され、チップ部品１は第２回転円盤５０の連続回転に伴って搬送されて行く。そして、第２回転円盤５０に移載されたチップ部品１は第９ワーク検出センサＳ９で通過検出後、第３カメラＣ３で下面が撮像、検査され、検査結果不良のチップ部品は第１０ワーク検出センサＳ１０で通過検出後に第４アクチュエータＡ４で排出される。第１１ワーク検出センサＳ１１は排出確認用である。

下面検査後のチップ部品１はさらに第１２ワーク検出センサＳ１２で通過検出後、第４カメラＣ４で他方の側面が撮像、検査され、検査結果不良のチップ部品は第１３ワーク検出センサＳ１３で通過検出後に第５アクチュエータＡ５で排出される。第１４ワーク検出センサＳ１４は排出確認用である。そして、上面、一方の側面、下面、他方の側面の合計４面の検査が終了した良品のチップ部品１が良品排出位置Ｑに達し、ここで第２回転円盤５０の真空吸引がオフされることでチップ部品１は排出、回収される。

この実施の形態１によれば、次の通りの効果を得ることができる。

(1) チップ部品の分離供給装置１０は高速ストッパ手段３０を備えており、これを間欠駆動してチップ部品を押圧して停止する動作と解放する動作とを繰り返すことにより、確実に高速分離が可能である。

(2) ワーク落下検出センサＳ０で最先端の落下チップ部品１−１が検出されている期間は少なくともチップ部品の停止（押圧）を継続する動作を行い、かつチップ部品の落下の時間間隔を一定制御することで、パーツフィーダ１１自体の振動の微妙な変化により供給量が変動することを防止でき、チップ部品１を一定間隔で間欠的に供給可能である。このため、チップ部品のピッチ不良に起因する各種測定ミスの発生を未然に防止できる。例えば、外観検査の場合、チップ部品のピッチ不良に起因するカメラによる外観検査不良を低減できる。

(3) チップ部品を間欠供給する場合の供給間隔は、ストッパ手段３０の停止時間を外部制御で変えることで任意に設定できる。このため、パーツフィーダ１１の供給能力に関わらず、定量供給するチップ部品個数を増減でき、多様な測定機器のワーク供給部として利用可能である。

(4) 高速ストッパ手段３０として板ばね状圧電アクチュエータ３１を用いることにより、印加電圧を変化させることで、チップ部品を押圧して停止させる動作、及び停止解除動作を高速で実行でき、パーツフィーダ１１の供給能力に追従可能な高速分離が可能である。例えば、前記板ばね状圧電アクチュエータ３１の応答速度は約６ｍ秒サイクルであり、パーツフィーダの能力換算で約１万個／分に追従可能である。また、高速ストッパ手段の機構も簡素化できる。

上記実施の形態１では振動式パーツフィーダのリニアフィーダ部でシュートが構成され、ここにストッパ手段を設けた構成であるが、振動式パーツフィーダのリニアフィーダ部の前側に位置する無振動部でシュートを構成し、ここにストッパ手段を設ける構成としてもよい。この場合を本発明の実施の形態２として図５に示す。

図５において、振動式パーツフィーダのリニアフィーダ部１２の前側に極めて近接して固定配置された無振動部でシュート６０が構成され、このシュート６０はチップ部品１を順次送り出す方形断面の搬送溝６１を有している。搬送溝６１はリニアフィーダ部１２の搬送溝と同一断面で実質的に連続する溝を構成している。シュート６０は、第１回転円盤４０のチップ載置面４１上方に位置し、シュート６０とチップ載置面４１との間には干渉しないように僅かな隙間が設けられている。チップ部品１は搬送溝６１の底面及び両方の側面で規制されながら前進するのであるが、第１回転円盤４０上に落下するチップ部品１−１の直後のチップ部品１−２を停止させる位置に高速ストッパ手段３０が配置されている。また、チップ部品１が載置面４１に落下する際の姿勢ばらつきを防止するためのワーク姿勢規制ガイド６５が、シュート６０の両方の側面の延長面としてシュート６０に一体に形成されている。ガイド６５にはワーク落下検出センサＳ０のセンサ光を遮らないように透孔又は切欠部が所望位置に形成されている。

なお、その他の構成及び作用効果は前述した実施の形態１と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。

上記各実施の形態において、第１及び第２の回転円盤は連続回転するものとしたが、間欠回転する回転円盤を用いる場合にも本発明は適用可能である。

また、各実施の形態では、回転円盤の載置面よりもシュートが高い位置にあって、該シュートからチップ部品を前記回転円盤の載置面に落下させる場合を例示したが、本発明はシュートとチップ部品の供給を受ける回転円盤の載置面とが同じ高さ（同一平面）の場合にも適用可能である。

以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。

本発明の実施の形態１の正断面図である。 同平面図である。 実施の形態１の主要構成部分であるシュート及びストッパ手段を示す横断面図である。 実施の形態１の全体構成であって、外観検査装置を構成した平面図である。 本発明の実施の形態２の正断面図である。

符号の説明

１ チップ部品
１０ チップ部品の供給分離装置
１１ 振動式パーツフィーダ
１２ リニアフィーダ部
２０，６０ シュート
２１ 搬送溝
２５，６５ ワーク姿勢規制ガイド
３０ 高速ストッパ
３１ 圧電アクチュエータ
４０ 第１回転円盤
４１ チップ載置面
５０ 第２回転円盤
Ａ１〜Ａ５ アクチュエータ
Ｃ１〜Ｃ４ カメラ
Ｓ０ ワーク落下検出センサ
Ｓ１〜Ｓ１４ ワーク検出センサ

Claims (9)

1. チップ部品を搬送するシュートから回転円盤上にチップ部品を順次供給して分離するチップ部品の供給分離方法であって、
   前記シュートから順次供給されるチップ部品の次のチップ部品をストッパ手段で押圧して停止させた状態で前のチップ部品を前記回転円盤上に供給することを特徴とするチップ部品の供給分離方法。
2. 前記回転円盤上へのチップ部品の供給を検出する位置にセンサを配置し、前記センサでチップ部品が検出されている期間は少なくとも前記ストッパ手段によるチップ部品の押さえを継続する請求項１記載のチップ部品の供給分離方法。
3. 前記回転円盤は溝無しのチップ部品載置面を有して連続回転し、該チップ部品載置面でチップ部品を受ける請求項１又は２記載のチップ部品の供給分離方法。
4. チップ部品を搬送するシュートと、該シュートから順次供給されるチップ部品を受ける回転円盤とを備えるチップ部品の供給分離装置であって、
   前記シュートから順次供給されるチップ部品の次のチップ部品を押圧して停止させるストッパ手段が設けられていることを特徴とするチップ部品の供給分離装置。
5. 前記回転円盤上へのチップ部品の供給を検出する位置にセンサが配置されており、前記センサでチップ部品が検出されている期間は前記ストッパ手段は少なくともチップ部品の押圧を継続する請求項４記載のチップ部品の供給分離装置。
6. 前記ストッパ手段が圧電アクチュエータである請求項４又は５記載のチップ部品の供給分離装置。
7. 前記回転円盤は溝無しのチップ部品載置面を有していて連続回転するものであり、該チップ部品載置面でチップ部品を受ける請求項４，５又は６記載のチップ部品の供給分離装置。
8. 振動式パーツフィーダのリニアフィーダ部で前記シュートが構成されている請求項４，５，６又は７記載のチップ部品の供給分離装置。
9. 前記シュートが振動式パーツフィーダのリニアフィーダ部の前側に位置する無振動部を構成する請求項４，５，６又は７記載のチップ部品の供給分離装置。

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