JP2010162653A - ハンドリング装置および電子部品検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】安定かつ高速に電子部品を渡すことができるハンドリング装置および電子部品検査システムを提供する。
【解決手段】昇降装置２３は、電子部品を吸着した吸着部２１５を搬送位置から受け渡し位置に移動させる際、搬送位置からこの搬送位置と受け渡し位置との間の切り替え位置で押圧部２３５を減速する。これにより、電子部品を渡す直前には切り替え位置よりも低速で電子部品を移動させて受け渡し位置での衝撃を軽減するので、電子部品が破損するのを防ぐことができる。また、電子部品の移動に要する時間を所定の値にできるとともに、切り替え位置までは高速で電子部品を移動させることにより移動に要する時間を短縮することができる。結果として、より安定かつ高速に電子部品を渡すことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子部品を保持して１の位置から他の位置に搬送するハンドリング装置、および、このハンドリング装置を備えた電子部品検査システムに関するものである。

従来より、間欠的に駆動するターンテーブルと、このターンテーブルの周囲に配置された複数の処理装置とを備え、ターンテーブルの外周部分に配置された複数のハンドリング機構により電子部品を各処理装置に搬送して、位置合わせ、電気特性検査、マーキング、外見検査、ソート、テーピング等の各処理を行うことにより電子部品を検査して収納する電子部品検査システムが提案されている。

このような電子部品検査システムにおいて、ハンドリング装置は、電子部品を吸着する吸着部と、この吸着部をモータにより上下に移動させる移動部とを備えており、各処理装置に対応する位置で電子部品を吸着した吸着部を下降させ、所定の位置に載置することにより電子部品を処理装置に渡している。このように処理装置に電子部品を渡す際、その所定の位置に電子部品を押し付け過ぎて過大な負荷がかかると、電子部品が破損してしまう恐れがある。そこで、従来では、モータのトルクを検出して、所定のトルク以上かからないように荷重制御することによって、電子部品が破損することを防いでいた（例えば、特許文献１参照。）。

特許第４０５７６４３号公報

しかしながら、従来のハンドリング装置では、トルクを検出しながらモータを駆動させていたので、電子部品を渡すのにどれくらいの時間を要するか見当がつかず、場合によっては電子部品を渡すまでに時間がかかり、全体の処理の遅れの原因となっていた。

そこで、本発明は、安定かつ高速に電子部品を渡すことができるハンドリング装置および電子部品検査システムを提供することを目的とする。

上述したような課題を解決するために、本発明に係るハンドリング装置は、電子部品を吸着する吸着部と、この吸着部を第１の位置と第２の位置との間で移動させる移動機構とを備え、移動機構は、吸着部を第１の位置から第２の位置に移動させるときに、第１の位置と第２の位置との間に位置する所定の第３の位置で吸着部の移動速度を減速することを特徴とする。

上記ハンドリング装置において、移動機構は、吸着部を第３の位置から第２の位置までの速度より速い速度で第２の位置から第１の位置まで移動させるようにしてもよい。

また、上記ハンドリング装置において、移動機構は、パルスモータと、このパルスモータの回転運動を吸着部の直線運動に変換する変換機構と、パルスモータの回転を制御する制御部とを備え、この制御部は、変換機構により吸着部を第１の位置から第３の位置まで移動させる際にパルスモータに供給されるパルスの周波数と第３の位置から第２の位置まで移動させる際にパルスモータに供給されるパルスの周波数とを少なくとも記憶した記憶部と、この記憶部に記憶された周波数のパルスでパルスモータを駆動する駆動部とを備えるようにしてもよい。

また、本発明に係る電子部品検査システムは、割り当てられた処理を電子部品に対してそれぞれ行う複数の処理装置と、この複数の処理装置に電子部品を順次搬送する搬送装置と、この搬送装置に設けられ、処理装置との間で電子部品の受け渡しを行うハンドリング装置とを備え、電子部品に対して各処理装置で処理を順次行うことにより電子部品を検査する電子部品検査システムであって、ハンドリング装置は、上記ハンドリング装置からなるようにしてもよい。

本発明によれば、吸着部を第１の位置から第２の位置に移動させるときに、第１の位置と第２の位置との間に位置する所定の第３の位置で吸着部の移動速度を減速することにより、電子部品を渡す直前には第３の位置よりも低速で電子部品を移動させて第２の位置での衝撃を軽減するので、電子部品が破損するのを防ぐことができ、かつ、電子部品の移動に要する時間を所定の値にできるとともに、第３の位置までは高速で電子部品を移動させることにより移動に要する時間を短縮することができるので、結果として、より安定かつ高速に電子部品を渡すことができる。

＜電子部品検査システムの構成＞
図１に示すように、本実施の形態に係る電子部品検査システムは、電子部品を供給するパーツフィーダ１と、このパーツフィーダ１から供給される電子部品を所定の経路に沿って搬送するメインテーブル２と、このメインテーブル２により搬送された電子部品を所定の容器に収納する収納装置３と、電子部品検査システムの各構成要素の動作を制御する制御装置４とを備えている。

≪パーツフィーダ≫
パーツフィーダ１は、外部より検査やマーキングがされていない多数の電子部品が投入される投入部と、この投入部から電子部品を後述するメインテーブル２の所定の停止位置（以下、供給位置という）まで移送する移送部とを備えた公知のパーツフィーダから構成される。ここで、供給位置まで移送され、この供給位置に配置された電子部品は、メインテーブル２の後述するハンドリング装置２１により吸着される。

≪メインテーブル：吸着装置、昇降装置および搬送装置≫
メインテーブル２は、電子部品を吸着する複数の吸着装置２１と、この吸着装置２１を所定の経路に沿って搬送する搬送装置２２と、この搬送装置２２のＺ軸方向の正の側に配設され吸着装置２１をＺ軸方向に沿って昇降させる昇降装置２３とを備えている。ここで、Ｚ軸方向とは、鉛直方向に沿った方向を意味しており、正の向きが鉛直上方、負の向きが鉛直下方をそれぞれ示している。

吸着装置２１は、図２に示すように、筒状の形状を有し軸線方向がＺ軸方向に沿った状態で搬送装置２２を貫通するように配設された軸部２１１と、この軸部２１１の上端に設けられた受圧部２１２と、軸部２１１が挿入されかつ受圧部２１２と搬送装置２１の間に設けられたばね部２１３と、移動部２１１の下端に設けられた吸着部２１４とを備えている。

このような吸着装置２１は、後述する昇降装置２３の押圧部２３５により、受圧部２１２がＺ軸方向の負の方向に押圧されると、これに伴って軸部２１１がＺ方向の負の方向に移動するので、吸着部２１４もＺ方向の負の方向に移動することとなる。一方、その押圧部２３５による押圧が終了すると、ばね部２１３の復元力により、押圧部２３５がＺ軸方向の正の方向に移動するので、この移動に伴って軸部２１１および吸着部２１４もＺ方向の正の方向に移動することとなる。
また、吸着部２１４は、図示しない真空発生器により負圧または正圧の空気が選択的に供給されることにより、鉛直下方に開口した端部で電子部品を吸着したり、吸着した電子部品を解放したりする。

搬送装置２２は、Ｚ軸方向に沿った回転軸２２１を有するモータ２２２と、平面視略円形の形状を有し、裏面の中心に回転軸２２１が接続されたテーブル２２３とを備えており、このテーブル２２３の縁部に所定間隔で複数の吸着装置２１が取り付けられている。このような搬送装置２２は、回転軸２２１を所定の角度回転させることにより、吸着装置２１を回転軸２３と同心の円軌跡に沿って所定のピッチだけ移動させることとなる。このピッチ間隔で上記円軌跡上に少なくとも吸着装置２１の数量だけ停止位置が設定されており、メインテーブル２は、モータ２２２により回転軸２２１の回転および停止を繰り返すことにより、吸着装置２１の１の停止位置から次の停止位置への移動と、この停止位置における滞在を繰り返す。各停止位置には、パーツフィーダ１や収納装置３とともに、検査装置、マーキング装置などの電子部品検査システムに関連する各種処理装置が対応付けて配設されている。

昇降装置２３は、図３に示すように、搬送装置２２上方の所定の停止位置に配設されるベース２３１と、このベース２３１に支持され、下端に設けられたＺ軸回りに回動する回動軸を有するモータ２３２と、このモータ２３２の回動軸に取り付けられたカム２３３と、このカム２３３と協働してカム２３３のＺ軸回りの回動をＺ軸方向の移動に変換するカムフォロア等からなる変換部２３４と、この変換部２３４の下端に設けられた押圧部２３５とを備えている。ここで、モータ２３２は、公知のパルスモータから構成されている。

このような昇降装置２３は、モータ２３２を回動させることにより、カム２３３をＺ軸回りに回動させて、この回動を変換部２３４によりＺ軸方向の移動に変換することによって、押圧部２３５のＺ軸方向の移動、すなわち押圧部２３５の昇降動作を実現させる。上述したように、この押圧部２３５の移動に伴って、吸着装置２１の吸着部２１４も移動することとなる。
また、昇降装置２３は、吸着装置２１の吸着部２１４に吸着された電子部品を昇降させる停止位置にのみ配設されている。

≪制御装置≫
制御装置４は、図４に示すように、電子部品検査システムの各構成要素に接続され、制御信号の送受信を行うインターフェース（Ｉ／Ｆ）部４１と、電子部品検査システムの動作に必要な各種情報を記憶する記憶部４２と、Ｉ／Ｆ部４１および記憶部４２との間で各種情報を送受信することにより電子部品検査システム全体の動作を制御する主制御部４３とを備えている。

記憶部４２は、電子部品検査システムの動作に関する動作プログラム４２ａと、昇降装置２３による昇降動作を実現する際にモータ２３２に入力するパルスの周波数や数に関する昇降情報４２ｂとを少なくとも記憶している。この昇降情報４２ｂについて、図５を参照して説明する。

昇降情報４２ｂとしては、テーブル２２３を回転させて吸着部２１４に吸着された電子部品ｄを次の停止位置まで搬送する際のＺ軸方向の位置（以下、搬送位置という）から所定の位置（以下、切り替え位置という）まで高速で降下させる際に用いるパルス信号（以下、高速降下信号という）と、吸着部２１４を切り替え位置から各処理装置と電子部品ｄの受け渡しを行う位置（以下、受け渡し位置という）まで低速で降下させる際に用いるパルス信号（以下、低速降下信号という）と、吸着部２１４を受け渡し位置から搬送位置まで上昇させる際に用いるパルス信号（以下、上昇信号という）とが含まれている。ここで、各パルス信号には、パルスの周波数と、パルスの数量とが含まれている。パルスの周波数については、高速降下信号の方が低速降下信号よりも高い値となっており、上昇信号は高速降下信号と同等の値が設定されている。また、パルスの数量については、高速降下信号のパルス数と低速降下信号のパルス数の和と、上昇信号のパルス数とが同一であり、このパルス数（以下、総パルス数）をモータ２３２に入力すると、押圧部２３５が移動し、この移動に伴って吸着装置２１の吸着部２１４が搬送位置から受け渡し位置までの距離だけ移動することとなる。高速降下信号のパルス数と低速降下信号のパルス数とは、処理装置の形状や特性等に基づいて適宜設定することができる。なお、総パルス数は、停止位置毎に異なるようにしてもよい。これにより、各処理装置の受け渡し位置が異なる場合であっても、対応することができる。

なお、切り替え位置は、搬送する電子部品の形状や重量、電子部品を受け渡す装置の構成、吸着装置の周囲の構成などに応じて適宜自由に設定することができるが、搬送時間の短縮を実現するには、時間短縮の受け渡し位置に近い方が望ましい。

主制御部４３は、電子部品検査システムの各構成要素に制御信号を送信することによりその各構成要素の動作を制御する駆動制御部４３ａと、吸着装置２１の昇降動作を制御する昇降制御部４３ｂとを備えている。

このような制御装置４は、ＣＰＵ等の演算装置と、メモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の記憶装置と、キーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、タッチパネル等の外部から情報の入力を検出する入力装置と、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信回線を介して各種情報の送受信を行うＩ/Ｆ装置と、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）またはＦＥＤ（Field Emission Display）等の表示装置を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわちハードウェア装置とソフトウェアとが協働することによって、上記のハードウェア資源がプログラムによって制御され、上述したＩ／Ｆ部４１、記憶部４２および制御部４３が実現される。なお、上記プログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供されるようにしてもよい。

＜吸着装置および電子部品検査システムの動作＞
次に、図６を参照して、本実施の形態に係る電子部品検査システムの動作について説明する。

パーツフィーダ、検査装置、マーキング装置等による各処理が終了した電子部品が吸着装置２１の吸着部２１４によりピックアップされると、制御装置４の主制御部４３は、駆動制御部４３ａにより、搬送装置２２のモータ２２２を駆動させ、テーブル２２３を所定の角度だけ回転させ、各吸着装置２１を次の停止位置まで搬送する（ステップＳ１）。

吸着装置２１が次の停止位置まで搬送されると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、昇降装置２３が設けられている停止位置においては、以下に示す動作が行われる。

まず、主制御部４３の昇降制御部４３ｂは、記憶部４２の昇降制御部４３ｂに格納された高速下降信号に基づいて、昇降装置２３のモータ２３２を回転させる（ステップＳ３）。ここで、高速下降信号は、上述したように高い周波数のパルス信号から構成されている。したがって、昇降装置２３のモータ２３２が高速で回転するので、押圧部２３５も高速で下降し、これに伴って吸着装置２１の吸着部２１４も高速で降下することとなる。この下降は、高速下降信号で設定されたパルス数だけパルス信号がモータ２３２に入力するまで行われる。

高速下降信号で設定されたパルス数だけパルス信号がモータ２３２に入力されると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、昇降制御部４３ｂは、モータ２３２の回転を停止させる（ステップＳ５）。このとき、高速下降信号で設定されたパルス数だけパルス信号がモータ２３２に入力されているので、吸着部２１４は、Ｚ軸方向から見た場合、図５に示すように切り替え位置に存在することとなる。

次に、主制御部４３の昇降制御部４３ｂは、記憶部４２の昇降制御部４３ｂに格納された低速下降信号に基づいて、昇降装置２３のモータ２３２を回転させる（ステップＳ６）。ここで、低速下降信号は、上述したように低い周波数のパルス信号から構成されている。したがって、昇降装置２３のモータ２３２が低速で回転するので、押圧部２３５も低速で下降し、これに伴って吸着装置２１の吸着部２１４も低速で降下することとなる。このような下降は、低速下降信号で設定されたパルス数だけパルス信号がモータ２３２に入力するまで行われる。

低速下降信号で設定されたパルス数だけパルス信号がモータ２３２に入力されると（ステップＳ７：ＹＥＳ）、昇降制御部４３ｂは、モータ２３２の回転を停止させる（ステップＳ８）。低速下降信号で設定されたパルス数だけパルス信号がモータ２３２に入力されているので、吸着部２１４は、Ｚ軸方向から見た場合、図５に示すように受け渡し位置に存在することとなる。このとき、吸着部２１４が受け渡し位置まで降下した際に電子部品が処理装置に接触しても、吸着部２１４が低速で降下しているので、接触時に電子部品にかかる力が小さいため、電子部品が破損することを防ぐことができる。

吸着部２１４が受け渡し位置に到達すると、駆動制御部４３ａは、吸着部２１４に正圧の空気を供給し、吸着部２１４から電子部品を外させ、受け渡し位置に載置させる。電子部品が載置されると、駆動制御部４３ａは、各処理装置に、検査やマーキングなどの割り当てられた各処理を行わせる（ステップＳ９）。

各処理が終了すると（ステップＳ１０）、駆動制御部４３ａは、吸着部２１４に負圧の空気を供給し、吸着部２１４に電子部品を吸着させる。

電子部品が吸着されると、昇降制御部４３ｂは、記憶部４２の昇降制御部４３ｂに格納された上昇信号に基づいて、昇降装置２３のモータ２３２を、高速下降信号や低速下降信号を入力した場合とは逆の方向に回転させる（ステップＳ１１）。ここで、上昇信号は、上述したように高速下降信号と同等の高い周波数のパルス信号から構成されている。したがって、昇降装置２３のモータ２３２が高速で逆回転するので、押圧部２３５も高速で上昇し、これに伴って吸着装置２１の吸着部２１４も高速で上昇することとなる。このような下降は、上昇信号で設定されたパルス数だけパルス信号がモータ２３２に入力するまで行われる。

上昇信号で設定されたパルス数だけパルス信号がモータ２３２に入力されると（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、昇降制御部４３ｂは、モータ２３２の逆回転を停止させる（ステップＳ１３）。上昇信号で設定されたパルス数だけパルス信号がモータ２３２に入力されているので、吸着部２１４は、Ｚ軸方向から見た場合、図５に示すように搬送位置に存在することとなる。各吸着部２１４が搬送位置まで上昇し、他の停止位置の処理装置における処理も終了すると、駆動制御部４３ａは、ステップ１の処理に戻り、テーブル２２３を所定の角度だけ回転させ、処理が終了した電子部品を次の停止位置まで移動させる。

上述した電子部品検査システムの動作における押圧部２３５、すなわち吸着部２１４の位置と速度の関係を図７に示す。この図７に示すように、吸着部２１４は、搬送位置から切り替え位置までは速度Ｖ₁で移動するが、切り替え位置に到達すると減速される。このため、切り替え位置から処理位置までは速度Ｖ₁より遅い速度Ｖ₂で移動することとなる。

このように、本実施の形態によれば、電子部品を吸着した吸着部２１４を搬送位置から受け渡し位置に移動させる際、搬送位置からこの搬送位置と受け渡し位置との間の切り替え位置で吸着部２１４を減速することにより、電子部品を渡す直前には切り替え位置よりも低速で電子部品が移動させて受け渡し位置での衝撃を軽減するので、電子部品が破損するのを防ぐことができ、かつ、電子部品の移動に要する時間を所定の値にできるとともに、切り替え位置までは高速で電子部品を移動させることにより移動に要する時間を短縮することができるので、結果として、より安定かつ高速に電子部品を渡すことができる。

なお、本実施の形態では、吸着部２１４を切り替え位置まで降下させたときに、一時的にモータ２３２を停止させるようにしたが、停止させないようにしてもよい。これにより、さらに吸着部２１４を降下させる時間を短縮することができる。

また、本実施の形態では、モータ２３２としてパルスモータを用いるようにしたが、モータ２３２に用いるモータはパルスモータに限定されず各種モータを適宜自由に用いることができる。回転軸の角度の微細な制御が困難なモータの場合には、切り替え位置や受け渡し位置にセンサを設けておき、そのセンサにより押圧部２３５の到達が検出されると、モータの回転を停止させたり、回転速度を変化させたりするようにすればよい。

また、本実施の形態では、昇降装置２３による昇降動作を押圧部２３５および受圧部２１２を介して吸着装置２１に伝達することにより吸着部２１４を昇降させる場合を例に説明したが、昇降装置２３の下端に吸着部２１４を設け、これを搬送装置２２に取り付けるようにしてもよい。

本発明は、移載装置、ＩＣハンドラー、表面実装器など部材の受け渡しを行う各種装置に適用することができる。

本発明に係る電子部品検査システムの構成を示す模式図である 昇降装置の構成を示す模式図である 吸着装置の構成を示す図である。 電子部品検査システムの制御装置の構成を示すブロック図である。 吸着装置の昇降動作を説明する図である。 電子部品検査システムの動作を示すフローチャートである。 吸着部の位置と速度の関係を模式的に示す図である。

１…パーツフィーダ、２…メインテーブル、３…収納装置、４…制御装置、２１…吸着装置、２２…搬送装置、２３…昇降装置、４１…Ｉ／Ｆ部、４２…記憶部、４２ａ…動作プログラム、４２ｂ…昇降情報、４３…主制御部、２１１…軸部、２１２…受圧部、２１３…ばね部、２１４…吸着部、２２１…回転軸、２２２…モータ、２２３…テーブル、２３１…ベース、２３２…モータ、２３３…カム、２３４…変換部、２３５…押圧部。

Claims (4)

1. 電子部品を吸着する吸着部と、
   この吸着部を第１の位置と第２の位置との間で移動させる移動機構と
   を備え、
   前記移動機構は、
   前記吸着部を前記第１の位置から前記第２の位置に移動させるときに、前記第１の位置と前記第２の位置との間に位置する所定の第３の位置で前記吸着部の移動速度を減速する
   ことを特徴とするハンドリング装置。
2. 前記移動機構は、
   前記吸着部を前記第３の位置から前記第２の位置までの速度より速い速度で前記第２の位置から前記第１の位置まで移動させる
   ことを特徴とする請求項１記載のハンドリング装置。
3. 前記移動機構は、
   パルスモータと、
   このパルスモータの回転運動を前記吸着部の直線運動に変換する変換機構と、
   前記パルスモータの回転を制御する制御部とを備え、
   この制御部は、前記変換機構により前記吸着部を前記第１の位置から前記第３の位置まで移動させる際に前記パルスモータに供給されるパルスの周波数と前記第３の位置から前記第２の位置まで移動させる際に前記パルスモータに供給されるパルスの周波数とを少なくとも記憶した記憶部と、
   この記憶部に記憶された周波数のパルスで前記パルスモータを駆動する駆動部と
   を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のハンドリング装置。
4. 割り当てられた処理を電子部品に対してそれぞれ行う複数の処理装置と、
   この複数の処理装置に前記電子部品を順次搬送する搬送装置と、
   この搬送装置に設けられ、前記処理装置との間で前記電子部品の受け渡しを行うハンドリング装置と
   を備え、前記電子部品に対して各処理装置で前記処理を順次行うことにより電子部品を検査する電子部品検査システムであって、
   前記ハンドリング装置は、請求項１乃至３の何れか１項に記載されたハンドリング装置からなることを特徴とする電子部品検査システム。

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