JP2011060809A - 電子部品フィーダ - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品をより高精度に搬送する。
【解決手段】部品収容テープＡを搬送させるスプロケットホイール２１１と、スプロケットホイール２１１と一体的かつ同心状に形成された位相検出用歯車２１３と、位相検出用歯車２１３に形成された位相検出歯２１３ａの１ピッチ間での周方向位置を検出可能なＭＲセンサ２１８と、スプロケットホイール２１１に固定された４つの位置検出用磁石２１６と、４つの位置検出用磁石２１６を検知可能な検出センサ２１７と、を備えた電子部品フィーダ１０において、４つの位置検出用磁石２１６は、検出センサ２１７に検知されたときにＭＲセンサ２１８が検出する位相検出用歯車２１３の位相検出歯２１３ａの１ピッチ間での周方向位置が互いに異なるように配設されている。
【選択図】図９

Description

本発明は、電子部品フィーダに関する。

従来の電子部品実装装置は、フィーダバンクに着脱自在に取り付けられた複数の電子部品フィーダを備えており、ヘッドが所定の電子部品フィーダから電子部品を吸着して基板の実装位置まで移送することにより実装を行っている。

上記電子部品フィーダとしては、電子部品が収容された部品収容テープをスプロケットホイールによってリールから繰り出しつつ電子部品の供給を行うものが一般的である。スプロケットホイールには、同心状にエンコーダ歯車が形成されるとともに、周上１箇所に原点マークが形成されている。そして、原点マークを検知しつつ、エンコーダ歯車をインクリメンタルセンサで検知することにより、回転時のスプロケットホイールの絶対位置（回転位相）、ひいては部品収容テープの搬送量が検出可能となっている（例えば、特許文献１参照）。

特表２００５−５３４１６５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、原点マークが検知されるまで絶対位置を認識できないため、スプロケットホイールを最大で１回転させて原点マークを検知させる必要があった。したがって、このように原点マークを検知させるまでの間は、スプロケットホイールの絶対位置を検出することができず、電子部品を高精度に搬送することができなかった。

この点、原点マークを増やして絶対位置の検出頻度を増加させることも考えられるが、単純に原点マークを増やしただけでは各原点マークの周方向位置が区別できず、やはりスプロケットホイールの絶対位置を検出することができない。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、従来に比べ、電子部品を高精度に搬送することのできる電子部品フィーダの提供を目的とする。

前記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
複数の電子部品が収容された部品収容テープを搬送する電子部品フィーダにおいて、
前記部品収容テープに形成されたスプロケット孔に歯先が歯合した状態で回転可能な搬送スプロケットと、
前記搬送スプロケットを軸支する支持部材と、
前記搬送スプロケットと一体的に回転可能であるとともに、当該搬送スプロケットに同心状に配設された位相検出用歯車と、
前記支持部材に固定されるとともに、前記位相検出用歯車に形成された位相検出歯を検知して当該位相検出歯１ピッチ間での周方向位置を検出可能な歯車検知センサと、
前記搬送スプロケットに固定された複数の基準点検出用ターゲットと、
前記支持部材に固定されるとともに、前記複数の基準点検出用ターゲットを検知可能なターゲット検知センサと、
を備え、
前記位相検出用歯車及び前記歯車検知センサは、前記搬送スプロケットの内周側に配置され、
前記複数の基準点検出用ターゲットは、当該複数の基準点検出用ターゲットが前記ターゲット検知センサに検知されたときに前記歯車検知センサが検出する前記位相検出用歯車の前記位相検出歯１ピッチ間での周方向位置が、互いに異なるように配設されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子部品フィーダにおいて、
前記搬送スプロケットと前記位相検出用歯車とは歯数が同一であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、複数の基準点検出用ターゲットは、ターゲット検知センサに検知されたときに歯車検知センサが検出する位相検出歯１ピッチ間での周方向位置が互いに異なるように配設されているので、複数の基準点検出用ターゲットがターゲット検知センサに検知されたときの歯車検知センサの出力値が互いに異なる。これにより、歯車検知センサの出力値を確認することで、複数の基準点検出用ターゲットのうちのいずれがターゲット検知センサに検知されたかを判別することができる。つまり、複数の基準点検出用ターゲットの搬送スプロケット上での周方向位置をそれぞれ識別することができる。
したがって、１つの原点マークを用いていた従来に比べ、速やかに搬送スプロケットの回転位相、ひいては部品収容テープの搬送量を検出することができ、電子部品を高精度に搬送することができる。

また、位相検出用歯車及び歯車検知センサは、搬送スプロケットの内周側に配置されているので、搬送スプロケットの位相検出用のスペースを外部に確保する必要がなく、装置をコンパクトに構成することができる。

請求項２に記載の発明によれば、搬送スプロケットと位相検出用歯車とは歯数が同一であるので、位相検出用歯車の位相検出歯を検出することにより、その出力値の演算等の必要なく、搬送スプロケットの歯位置を直接に検出することができる。したがって、部品収容テープの搬送量をより高精度に検出することができる。

本発明に係る電子部品フィーダを備えた電子部品実装装置の斜視図である。 電子部品フィーダの側面図である。 電子部品フィーダによる電子部品の搬送を説明するための模式図である テープ送り機構の左側面図である。 テープ送り機構の右側面図である。 テープ送り機構の断面図である。 ＭＲセンサについて説明するための図である。 電子部品フィーダでの部品収容テープの搬送量検出動作を説明するための図である。 検出センサとＭＲセンサからの出力波形を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明に係る電子部品フィーダは、電子部品実装装置に着脱自在に備えられ、電子部品を収容する部品収容テープを部品供給位置に送り出すことにより、電子部品実装装置に電子部品を供給するものである。

図１は、電子部品フィーダ１０が備えられる電子部品実装装置１の斜視図であり、図２は、電子部品フィーダ１０の側面図である。
以下、図示のように、水平面において互いに直交する二方向をそれぞれＸ軸方向とＹ軸方向とし、これらに直交する鉛直方向をＺ軸方向というものとする。

電子部品実装装置１は、図１に示すように、各構成部材がその上面に載置される基台２と、基板ＰをＸ軸方向に沿って前工程から後工程に搬送する基板搬送手段３と、電子部品フィーダ１０が備えられるフィーダ収納部４と、電子部品フィーダ１０により供給される電子部品を基板Ｐに搭載する搭載ヘッド６と、搭載ヘッド６をＸ、Ｙ軸の各方向に移動するヘッド移動手段７等を有している。

基板搬送手段３は、図示しない搬送ベルトを備えており、この搬送ベルトにより基板ＰをＸ軸方向に沿って前工程側から後工程側へ搬送する。
また、基板搬送手段３は、搭載ヘッド６により電子部品を基板Ｐへ実装するため、所定の部品実装位置において基板Ｐの搬送を停止し、基板Ｐを支持することも行う。

フィーダ収納部４は、基台２上に設けられている。フィーダ収納部４には、複数の電子部品フィーダ１０がその長手方向を基板Ｐの搬送方向と直交させつつ並列するように、当該複数の電子部品フィーダ１０が着脱自在に備えられるようになっている。

搭載ヘッド６は、後述する梁部材７２に備えられており、下方（Ｚ軸方向）に突出する所定数の吸着ノズル６ａを有している。この吸着ノズル６ａは、吸着保持する電子部品の大きさや形状に応じて交換できるように、着脱可能に備えられている。
吸着ノズル６ａは、例えば、図示しない空気吸引手段と接続されており、吸着ノズル６ａに形成されている図示しない貫通穴にバキュームエアを通すことにより、吸着ノズル６ａの下端である先端部に電子部品を吸着保持することを可能としている。また、その空気吸引手段には図示しない電磁弁が備えられており、その電磁弁によりバキュームエアの通気の切り替えが可能であり、空気吸引手段の空気吸引状態と大気開放状態とを切り替える。つまり、空気吸引状態としたときにバキュームエアを貫通穴に通して電子部品を吸着可能とし、大気開放状態としたときに吸着ノズル６ａの貫通穴内を大気圧状態とし、吸着した電子部品の吸着を解除する。

また、搭載ヘッド６は、吸着ノズル６ａをＺ軸方向に移動させる図示しないＺ軸移動手段と、吸着ノズル６ａをＺ軸を軸中心として回転させる図示しないＺ軸回転手段と、を備えている。
Ｚ軸移動手段（図示省略）は、搭載ヘッド６上に設けられており、吸着ノズル６ａをＺ軸方向に移動させる移動手段であり、吸着ノズル６ａはこのＺ軸移動手段を介してＺ軸方向に移動自在に搭載ヘッド６に備えられている。Ｚ軸移動手段としては、例えば、サーボモータとベルトの組み合わせ、サーボモータとボールネジの組み合わせ等を適用することができる。
Ｚ軸回転手段（図示省略）は、搭載ヘッド６上に設けられており、吸着ノズル６ａを回転させる回転駆動手段であり、吸着ノズル６ａはこのＺ軸回転手段を介してＺ軸を軸中心に回転自在に搭載ヘッド６に備えられている。Ｚ軸回転手段としては、例えば、角度調節モータと、この角度調節モータの回転角度量を検出するエンコーダ等により構成される。

ヘッド移動手段７は、搭載ヘッド６をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段７ａと、搭載ヘッド６をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段７ｂと、により構成されている。

Ｘ軸移動手段７ａは、基板搬送手段３の基板搬送路上に、基板Ｐの搬送方向と垂直な方向（Ｙ軸方向）に跨る様に備えられたガイド部材７１，７１に支持されるとともに、Ｘ軸方向に延在する梁部材７２の側面に設けられた図示しないレール状の支持部材と、その支持部材に支持された搭載ヘッド６をＸ軸方向に移動させる図示しない駆動手段とを備えている。この駆動手段としては、例えば、リニアモータ、サーボモータとベルトの組み合わせ、サーボモータとボールネジの組み合わせ等を適用することができる。

Ｙ軸移動手段７ｂは、ガイド部材７１，７１の上面に設けられている図示しないレール状の支持部材と、その支持部材に支持されている梁部材７２をＹ軸方向に移動させる図示しない駆動手段を備えている。この駆動手段としては、例えば、リニアモータ、サーボモータとベルトの組み合わせ、サーボモータとボールネジの組み合わせ等を適用することができる。
梁部材７２はこのＹ軸移動手段７ｂによってガイド部材７１，７１の上面をＹ軸方向に移動自在に備えられており、搭載ヘッド６は梁部材７２を介してＹ軸方向に移動自在となっている。

そして、搭載ヘッド６はヘッド移動手段７によって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に移動するとともに、電子部品フィーダ１０の部品供給位置１６に供給された部品収容テープＡが保持する電子部品を、搭載ヘッド６の吸着ノズル６ａにより吸着し、基板搬送手段３における部品実装位置の基板Ｐへ実装するようになっている。

電子部品フィーダ１０は、図２に示すように、板状のフレーム１０ａと、このフレーム１０ａに取り外し自在にセットされ、キャリアテープＢ及びカバーテープＣ（図３参照）からなる部品収容テープＡが巻かれるリール１１と、部品収容テープＡを搬送方向に送り出すテープ送り機構２０と、カバーテープＣをキャリアテープＢから剥離する剥離部１３と、剥離部１３で剥離されたカバーテープＣを回収する回収部１４等を備えている。
なお、本実施形態における電子部品フィーダ１０は、図示は省略するが、フレーム１０ａのＸ方向の左右に、リール１１とテープ送り機構２０とを１つずつ備えており、つまり、２レーンの部品搬送路を有している。以下、左右いずれかのリール１１又はテープ送り機構２０を指す場合には、Ｙ方向に向かってフレーム１０ａの右側に設けられた方を指すときは符号に「Ｒ」を付し、フレーム１０ａの左側に設けられた方を指すときは符号に「Ｌ」を付すものとする。

図３は、電子部品フィーダ１０による電子部品の搬送を説明するための模式図である。
この電子部品フィーダ１０は、図２及び図３に示すように、リール１１に巻かれた部品収容テープＡをテープ送り機構２０のスプロケットユニット２１によって搬送方向（図中の矢印参照）に送り出し、その搬送経路中の剥離部１３においてキャリアテープＢからカバーテープＣを剥離する。剥離されたカバーテープＣは、回収部１４に回収される。このカバーテープＣが剥離されることにより、キャリアテープＢの凹部ｈが露出される。
キャリアテープＢはその凹部ｈに収納保持する電子部品Ｄを、所定の部品供給位置１６に搬送後、フィーダ１０本体の下方に搬送されて、電子部品フィーダ１０の外部へ排出される。
なお、電子部品フィーダ１０の部品供給位置１６に送り出されたキャリアテープＢ内の電子部品Ｄは、搭載ヘッド６の吸着ノズル６ａに吸着され、基板Ｐへ移送されて実装される。

テープ送り機構２０は、図４から図６に示すように、センタープレート２０ａを介してフレーム１０ａに固定されており、スプロケットユニット２１と、スプロケットユニット２１を回転駆動させるための駆動モータ２２とを備えている。これらスプロケットユニット２１及び駆動モータ２２は、上述したように、フレーム１０ａ（センタープレート２０ａ）に対してＸ方向の左右に一組ずつ配置されており、つまり、テープ送り機構２０は、スプロケットユニット２１Ｒ，２１Ｌ、及び駆動モータ２２Ｒ，２２Ｌを備えている。以下の説明では、特に断らない限り、スプロケットユニット２１及び駆動モータ２２は、「Ｒ」と「Ｌ」とで同様に構成されているものとする。

スプロケットユニット２１は、スプロケットホイール２１１と、ウォームホイール２１２と、位相検出用歯車２１３とが同心状に一体的に構成されているとともに、センタープレート２０ａに軸支されている。

このうち、スプロケットホイール２１１は、そのスプロケット２１１ａの歯先が、部品収容テープＡ（キャリアテープＢ）に形成されたスプロケット孔Ｈと噛合するように構成されている。本実施形態におけるスプロケットホイール２１１のスプロケット２１１ａは、歯数が４５本となっている。

また、スプロケットホイール２１１には、４つの位置検出用磁石２１６が周上４等配となるように埋設されている。この４つの位置検出用磁石２１６は、位相検出用歯車２１３に形成された後述の位相検出歯２１３ａの１ピッチ間における周方向位置が、互いに異なるように配設されている。より詳しくは、４つの位置検出用磁石２１６は、位相検出歯２１３ａ間の１ピッチを約４等分した位相だけ周方向へ順番にずれるように配設されている。この位置検出用磁石２１６は、センタープレート２０ａに固定された検出センサ２１７によって検知されるようになっている。

ウォームホイール２１２は、ギアシャフト２１４に形成されたウォームギア２１４ａと噛合しており、ギアシャフト２１４は、センタープレート２０ａが支持するウォームギアハウジング２１５に軸支されている。ギアシャフト２１４は、その一端で駆動モータ２２のモータ軸２２ａと噛合しており、駆動モータ２２からの回転駆動力が伝達されるようになっている。
なお、本実施形態における左右のギアシャフト２１４Ｒ，２１４Ｌは、それぞれに連結された駆動モータ２２Ｒ，２２Ｌが異なる高さに配置されるように、互いに異なる傾斜角で支持されている。これにより、他の部品に比べて幅が広い駆動モータ２２Ｒ，２２Ｌの干渉を回避して、Ｘ方向の幅をコンパクトに構成することができる。

位相検出用歯車２１３は、スプロケットユニット２１の最内周側に配置されるとともに、外方へ向けて形成された位相検出歯２１３ａ（図８参照。他の図では図示を省略）を有している。この位相検出歯２１３ａは、スプロケットホイール２１１のスプロケット２１１ａと同一の歯数（本実施形態では４５本）であり、同一の位相に形成されている。

この位相検出用歯車２１３には、図６及び図７（ａ）（ｂ）に示すように、センタープレート２０ａに固定されたＭＲセンサ２１８が対向配置されている。より詳しくは、このＭＲセンサ２１８は、センサ面を位相検出用歯車２１３の位相検出歯２１３ａに対向させてスプロケットホイール２１１の内周側に配設されている。本実施形態では、右側のＭＲセンサ２１８Ｒがスプロケットユニット２１中心軸よりも下方に配設され、左側のＭＲセンサ２１８Ｌがスプロケットユニット２１中心軸よりも上方に配設されている。

このＭＲセンサ２１８は、強磁性体の磁気抵抗効果を利用し、磁界強度に応じて抵抗値を変化させるセンサであり、磁性材で形成された位相検出歯２１３ａとの距離に応じて出力値が変化する。このＭＲセンサ２１８からのアナログ出力をＡＤ変換することにより、位相検出歯２１３ａの１ピッチ間での周方向位置が検出可能となっている（図９参照）。本実施形態においては、位相検出歯２１３ａの１ピッチ当たり１６３８４等分の出力値（０〜１６３８３）が出力される。

次に、電子部品フィーダ１０における部品収容テープＡの搬送量検出動作について、主に図８及び図９を参照して説明する。
なお、以下の説明では、図８に示すように、スプロケットホイール２１１は反時計回りに回転するものとし、このときの４つの位置検出用磁石２１６を、図中の時計回りに２１６Ａ〜２１６Ｄとしてそれぞれを指すものとする。

駆動モータ２２を駆動させてギアシャフト２１４を回転させると、ウォームギア２１４ａを介してウォームホイール２１２が回転する。すると、ウォームホイール２１２と一体的に構成されたスプロケットホイール２１１及び位相検出用歯車２１３も同時に回転する。

このとき、位相検出用歯車２１３の位相検出歯２１３ａがＭＲセンサ２１８の検出範囲を通過することにより、図９に示すように、鋸歯状の出力波形が得られる。また、位置検出用磁石２１６が検出センサ２１７の検知範囲を通過したときには、矩形状の出力波形が得られる。そして、これら２つの出力波形から、スプロケットホイール２１１の回転位相を検出することができる。

具体的には、４つの位置検出用磁石２１６は、位相検出歯２１３ａ間の１ピッチを約４等分した位相だけ周方向にずれているため、検出センサ２１７に検知されたときにＭＲセンサ２１８が検出する位相検出用歯車２１３の位相検出歯２１３ａの１ピッチ間での周方向位置が互いに異なっている。つまり、４つの位置検出用磁石２１６が検出センサ２１７に検知されたときの、ＭＲセンサ２１８からのＡＤ変換後の出力値が互いに異なっている。本実施形態においては、位置検出用磁石２１６Ａ〜２１６Ｄが検知されたときのＭＲセンサ２１８の出力値は、それぞれ約０、４０００、８０００、１２０００となっている。

したがって、ＭＲセンサ２１８の出力値を確認することで、４つの位置検出用磁石２１６のうちのいずれが検出センサ２１７を通過したかが判別可能であり、これにより、スプロケットホイール２１１の回転位相、ひいては部品収容テープＡの搬送量が検出可能となっている。

以上のように、電子部品フィーダ１０によれば、４つの位置検出用磁石２１６が検出センサ２１７に検知されたときのＭＲセンサ２１８の出力値が互いに異なる。これにより、ＭＲセンサ２１８の出力値を確認することで、４つの位置検出用磁石２１６のうちのいずれが検出センサ２１７に検知されたかを判別することができる。つまり、４つの位置検出用磁石２１６のスプロケットホイール２１１上での周方向位置をそれぞれ識別することができる。
したがって、１つの原点マークを用いていた従来に比べ、速やかにスプロケットホイール２１１の回転位相、ひいては部品収容テープＡの搬送量を検出することができ、電子部品を高精度に搬送することができる。本実施形態においては、スプロケットホイール２１１を最大で９０°回転させるだけで、その回転位相を検出することができる。

また、位相検出用歯車２１３及びＭＲセンサ２１８は、スプロケットホイール２１１の内周側に配置されているので、スプロケットホイール２１１の位相検出用のスペースを外部に確保する必要がなく、装置をコンパクトに構成することができる。

また、スプロケットホイール２１１と位相検出用歯車２１３とは歯数が同一であるので、位相検出用歯車２１３の位相検出歯２１３ａを検出することにより、その出力値の演算等の必要なく、スプロケットホイール２１１の歯位置を直接に検出することができる。したがって、部品収容テープＡの搬送量をより高精度に検出することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。

例えば、上記実施形態では、４つの位置検出用磁石２１６を設けるものとしたが、複数であれば、４つでなくともよい。

また、検出センサ２１７と位置検出用磁石２１６は、透過式の光学センサと検出用スリット、或いは反射式の光学センサと検出用反射板であってもよい。

また、ＭＲセンサ２１８は、位相検出歯２１３ａの１ピッチ間での周方向位置が検出可能であれば、ＭＲセンサでなくともよく、例えば光学式のセンサであってもよい。

また、ＭＲセンサ２１８Ｒ及び２１８Ｌは、スプロケットユニット２１中心軸よりも下側及び上側に配設されるようセンタープレート２０ａに固定されるものとしたが、ＭＲセンサ２１８Ｒ及び２１８Ｌを固定する各ネジが互いに干渉しない位置であれば、スプロケットユニット２１中心軸に対して左右に配置してもよいし、角度をもたせて配置してもよい。

また、ウォームホイール２１２は、はすば歯車としてもよい。
また、電子部品フィーダ１０は、２レーンが１体となったものでなくともよい。

１０ 電子部品フィーダ
２０ａ センタープレート（支持部材）
２１１ スプロケットホイール（搬送スプロケット）
２１３ 位相検出用歯車
２１３ａ 位相検出歯
２１６ 位置検出用磁石（基準点検出用ターゲット）
２１７ 検出センサ（ターゲット検知センサ）
２１８ ＭＲセンサ（歯車検知センサ）
Ａ 部品収容テープ
Ｄ 電子部品
Ｈ スプロケット孔

Claims (2)

1. 複数の電子部品が収容された部品収容テープを搬送する電子部品フィーダにおいて、
   前記部品収容テープに形成されたスプロケット孔に歯先が歯合した状態で回転可能な搬送スプロケットと、
   前記搬送スプロケットを軸支する支持部材と、
   前記搬送スプロケットと一体的に回転可能であるとともに、当該搬送スプロケットに同心状に配設された位相検出用歯車と、
   前記支持部材に固定されるとともに、前記位相検出用歯車に形成された位相検出歯を検知して当該位相検出歯１ピッチ間での周方向位置を検出可能な歯車検知センサと、
   前記搬送スプロケットに固定された複数の基準点検出用ターゲットと、
   前記支持部材に固定されるとともに、前記複数の基準点検出用ターゲットを検知可能なターゲット検知センサと、
   を備え、
   前記位相検出用歯車及び前記歯車検知センサは、前記搬送スプロケットの内周側に配置され、
   前記複数の基準点検出用ターゲットは、当該複数の基準点検出用ターゲットが前記ターゲット検知センサに検知されたときに前記歯車検知センサが検出する前記位相検出用歯車の前記位相検出歯１ピッチ間での周方向位置が、互いに異なるように配設されていることを特徴とする電子部品フィーダ。
2. 前記搬送スプロケットと前記位相検出用歯車とは歯数が同一であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品フィーダ。

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