JP2011228376A - 電子部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空のキャリアテープを切断する切断動作の調整作業を容易にするとともに、コネクタ部分の占有スペースを減少させることができる電子部品実装装置を提供する。
【解決手段】固定刃３２との間で空のキャリアテープを挟んで切断する可動刃３３の両端部を第１のシリンダ３５および第２のシリンダ３６によって駆動して固定刃３２に対して個別に進退させる構成において、可動刃３３の両端部をそれぞれ個別に進出させる動作を、第１の電磁弁４３、第２の電磁弁４４によってこれらのシリンダにそれぞれ出方向の空圧を供給することによって行い、可動刃３３の両端部を同時に退避させる動作を、第１の電磁弁４３によってこれらのシリンダにそれぞれ戻り方向の空圧を供給することによって行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置に関するものである。

部品供給方法としてテープフィーダを用いる電子部品実装装置には、電子部品が取り出された後の空のキャリアテープを廃棄物として回収する回収箱が設けられている。電子部品が取り出された後のキャリアテープはテープフィーダの先端部から外部に排出され、テープ切断機構によって短く切断された上で回収箱に収納される（特許文献１参照）。この特許文献に示す先行技術では、テープフィーダを並列した並列幅に対応した刃渡り長さの固定刃に対して可動刃を進退させてテープ切断動作を行う構成において、可動刃の両端部にそれぞれ結合された２つのシリンダを個別に動作させることにより、キャリアテープを固定刃と可動刃との間に挟み込んで切断するようにしている。そしてテープ切断動作における可動刃の動作調整は、２つのシリンダに設けられた可変絞りを調整することによって行う構成を採用している。

特開２０００−１７４４９６号公報

ところで近年、部品実装作業における生産品種の切り換えに伴う段取り替え作業を迅速に行うことを目的として、複数のテープフィーダが予め装着されたフィーダ装着用の台車を部品供給部にセットする方式が広く用いられている。この方式では、装置本体部と台車との間に動力供給および信号伝達のためエア配管、電気配線を嵌脱自在に接続するコネクタを介在させ、台車を装置本体にセットすることのみで装置本体部と台車との接続が完了するようになっている。

このようなテープフィーダが装着される台車と装置本体部とを嵌脱させる構成において、上述の先行技術に示すテープ切断機構を適用するに際しては、以下に説明するような不具合が生じていた。すなわちこの先行技術においては、可動刃の切断動作を個別のシリンダに設けられた可変絞りによって調整する方式であることから、同一の装置本体部に複数の台車を生産品種に応じて交換しながらセットする場合には、個々の台車毎に調整作業を個別に行う必要がある。しかしながら、生産現場においてこのような調整作業をその都度行うことは作業効率の面から不適当である。また装置本体部と台車とを嵌脱自在なコネクタで接続する方式においては、コネクタ部分の占有スペースをできるだけコンパクトに構成することが求められている。

そこで本発明は、フィーダ装着台車と装置本体部とを嵌脱させる構成において、空のキャリアテープを切断する切断動作の調整作業を容易にするとともに、コネクタ部分の占有スペースを減少させることができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装装置は、部品供給部から実装ヘッドにより電子部品をピックアップして基板に移送搭載する電子部品実装装置であって、前記部品供給部において装置本体部に対して嵌脱自在に配置され、電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより電子部品を実装ヘッドによるピックアップ位置まで供給する複数基のテープフィーダが着脱自在に装着されたフィーダ装着用台車と、前記テープフィーダから排出される電子部品取り出し後の空のキャリアテープを切断するテープ切断手段とを備え、前記テープ切断手段は、前記複数のテープフィーダの並設幅に対応した刃渡りの固定刃と、この固定刃と切断対象の空のキャリアテープを夾んで対向して配置された可動刃と、前記可動刃の一方側の端部および他方側の端部をそれぞれ前記固定刃に対して個別に進退させる空圧駆動の第１のシリンダおよび第２のシリンダと、前記一方側の端部を進出させる第１進出動作を行わせるために前記第１のシリンダに出方向の空圧を供給するとともに、前記一方側の端部および他方側の端部を同時に退避させる退避動作を行わせるために第１のシリンダ、第２のシリンダに戻り方向の空圧を供給する第１の電磁弁と、前記他方側の端部を進出させる第２進出動作を行わせるために前記第２のシリンダに出方向の空圧を供給する第２の電磁弁と、前記第１の電磁弁、第２の電磁弁を制御して、前記第１進出動作、第２進出動作、退避動作の順で前記可動刃を進退させてテープ切断動作を実行させる切断制御部とを有し、前記固定刃、可動刃、第１のシリンダ、第２のシリンダを前記フィーダ装着用台車に設け、前記第１のシリンダ、第２のシリンダを、前記装置本体部に設けられた前記第１の電磁弁、第２の電磁弁と、嵌脱自在のコネクタを介して接続した。

本発明によれば、切断対象を固定刃との間で挟んで配置された可動刃の両端部を、空圧駆動の第１のシリンダおよび第２のシリンダによって駆動して固定刃に対して個別に進退させる構成において、一方側の端部および他方側の端部をそれぞれ固定刃に対して個別に進出させる動作を、第１の電磁弁、第２の電磁弁によって第１のシリンダおよび第２のシリンダにそれぞれ出方向の空圧を供給することによって行い、可動刃の両端部を同時に退避させる動作を、第１の電磁弁によって、第１のシリンダおよび第２のシリンダにそれぞれ戻り方向の空圧を供給することによって行う方式を採用することにより、フィーダ装着台車と装置本体部とを嵌脱させる構成において、空のキャリアテープを切断する切断動作の調整作業を容易にするとともに、空圧供給のための配管数を減少させることによりコネクタ部分の占有スペースを減少させることができる。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分側面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に備えられた空テープ切断部の部分断面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に備えられた空テープ切断部の構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に備えられた空テープ切断部の動作説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 図１及び図２において、電子部品実装装置１（以下、単に「実装装置１」と略記する。）の基台２には、水平面内の基板搬送方向（Ｘ軸方向）に基板搬送路３が設けられている。基板搬送路３の上方には、基板搬送路３と直交する水平面内の方向（Ｙ軸方向）に平行な２本のＹ軸テーブル４が設けられている。これら２本のＹ軸テーブル４の上方には平行な２本のＸ軸テーブル５が設けられており、各Ｘ軸テーブル５は両端部が２本のＹ軸テーブル４に支持されてＹ軸方向に移動自在となっている。各Ｘ軸テーブル５にはＸ軸テーブル５に沿って移動自在な移動ステージ６が設けられており、各移動ステージ６には実装ヘッド７が設けられている。各実装ヘッド７の下端部には、上下方向（Ｚ軸方向）及びＺ軸まわりに移動自在なノズル７ａが装着されている。

基台２の両側部には部品供給部８が配設されており、部品供給部８には、複数基のテープフィーダ９がＹ軸方向の外方に張り出した状態に配置されている。各テープフィーダ９はリール１０（このリール１０は後述するテープフィーダ交換用台車２０に設けられている。図２参照）から引き出されたキャリアテープ１１を間欠送りし、キャリアテープ１１に一定間隔おきに内包された電子部品Ｐをテープフィーダ９上の所定のピックアップ位置に供給する。すなわちテープフィーダ９は、電子部品Ｐを保持したキャリアキャリアテープ１１をピッチ送りすることにより電子部品を実装ヘッドによるピックアップ位置まで供給する。

各実装ヘッド７は、Ｘ軸テーブル５のＹ軸方向への移動、移動ステージ６のＸ軸方向への移動によって水平面内を移動し、テープフィーダ９によってピックアップ位置に供給された電子部品Ｐを、ノズル７ａにより真空吸着してピックアップする。そして、ピックアップした電子部品Ｐを基台２上に設けられた部品カメラ１２に認識させた後、所定の位置補正動作を行って基板搬送路３上に位置決めされた基板１３に移送搭載する。すなわち、電子部品実装装置１は、部品供給部８から実装ヘッド７により電子部品Ｐをピックアップして、基板１３に移送搭載する機能を有している。

ここで、複数基のテープフィーダ９はテープフィーダ交換用台車２０（以下、単に「台車２０」と略記する。）に、着脱自在に装着されている。台車２０は、部品供給部８において実装装置１の装置本体部２ａに対して嵌脱自在となっており、台車２０を装置本体部に結合及び分離させることによって、これら複数のテープフィーダ９を実装装置１に対して一括して設置及び取り外しできるようになっている。

図２において、台車２０は左右（図２の紙面に垂直な方向を左右方向とする）のハンドル２１の押し引き操作により移動が自在な車体部２２、車体部２２に設けられたテープ切断部２３及びテープ回収部２４を備えている。車体部２２は複数の車輪２５を有した基部２６、基部２６から上方に延びた支柱２７及び支柱２７の上端に水平に設けられたフィーダベース２８を備えており、基部２６には上記左右のハンドル２１が取り付けられている。フィーダベース２８は複数基のテープフィーダ９が左右方向に並列して載置される平板状の部材であり、支柱２７から上方に延びた複数の柱状の昇降ガイド２９にガイドされて昇降調節自在に取り付けられている。

テープ切断部２３は、各テープフィーダ９から排出される電子部品取り出し後の空テープ１１ａを切断する機能を有している。切断された空テープ１１ａは、テープ切断部２３の下方に配置されたテープ回収部２４に落下収納されて機外へ回収される。テープ切断部２３の前面には、空圧や電力を台車２０に供給するための台車側コネクタ３０が設けられている。各テープフィーダ９を実装装置１に設置するには、フィーダベース２８に複数のテープフィーダ９が装着された台車２０をハンドル２１の操作によって移動させ、実装装置１の装置本体部２ａに対して位置決めして結合させるが、台車２０を装置本体部２ａに結合させると、台車側コネクタ３０が装置本体部２ａに設けられた装置本体部側コネクタ１５とＹ方向に嵌合して連結される。

装置本体部２ａには、空圧発生ユニット１６や電源ユニット１７が内蔵されており、これら空圧発生ユニット１６や電源ユニット１７は、装置本体部２ａ内に配設された空圧配管１８及び電気配線１９を介して装置本体部側コネクタ１５に繋がっている。このため、台車側コネクタ３０と装置本体部側コネクタ１５が接続されることによって、実装装置１側の空圧発生ユニット１６や電源ユニット１７を台車２０側で利用することができるようになる。具体的には、空圧発生ユニット１６を空圧源として、テープ切断部２３を駆動するための空圧駆動のアクチュエータを使用することができるようになり、電源ユニット１７を電源としてテープフィーダ９の制御装置を使用することができるようになる。

テープフィーダ９は、実装装置１による部品実装工程の実行中はキャリアテープ１１を繰り出して電子部品Ｐをピックアップ位置に供給しつつ、部品供給後の空テープ１１ａをフィーダベース２８の下方に排出する。テープフィーダ９から排出された部品供給後の空テープ１１ａは、装置本体部２ａを経由することなく、直接テープ切断部２３に導かれて切断され、切断後の空テープ１１ａはテープ回収部２４に回収される。一方、このように台車２０を実装装置１に対して結合した状態から、台車２０を装置本体部２ａから分離させることにより、各テープフィーダ９を実装装置１から取り外すことができる。このとき台車側コネクタ３０は装置本体部側コネクタ１５から分離し、台車２０への装置本体部２ａ側からの電力や空圧の供給が絶たれる。

次に図３，図４を参照して、テープ切断部２３の構成を説明する。図３において、フィーダベース２８の下面には、排出ガイド３１が設けられており、各テープフィーダ９から排出される空テープ１１ａは、排出ガイド３１によってテープ切断部２３の内部に導かれる。テープ切断部２３の内部には、位置が固定された固定刃３２および固定刃３２に対してＹ方向に往復動自在に配置された可動刃３３より成る相対向した１対の切断刃が配設されている。可動刃３３が固着された結合ブロック３４は、第１のシリンダ３５、第２のシリンダ３６によってＹ方向に往復動する（矢印ａ）。可動刃３３が進出することにより、導入された空テープ１１ａは可動刃３３と固定刃３２とによって挟み込まれて切断され、切断された空テープ１１ａは下方に落下して（矢印ｂ）、テープ回収部２４内に回収される。

図４に示すように、固定刃３２、可動刃３３は刃渡り幅Ｂのサイズとなっており、この幅寸法Ｂは、図１に示す複数基のテープフィーダ９の並列幅に対応して設定されている。すなわち、テープフィーダ９の並列幅が小さい場合には全体を１つの切断刃ユニットでカバーするように刃渡り幅Ｂが設定され、また並列幅が大きく１つの切断刃ユニットではカバーが困難な場合には、並列幅を適宜分割して刃渡り幅Ｂが設定される。

可動刃３３が固着された結合ブロック３４の両端部には、第１のシリンダ３５、第２のシリンダ３６が結合されている。結合ブロック３４の一端部は連結ピン３８を介して軸支された連結部材３７にロッド３５ａを固定する結合方式となっており、また結合ブロック３４の他端部は、クレビス支点４０によって結合された第２のシリンダ３６のロッド３６ａを、連結ピン３９を介して結合ブロック３４に軸支した結合方式となっている。これにより、ロッド３５ａ、３６ａと結合ブロック３４との水平面内での相対的な回転変位が許容され、第１のシリンダ３５、第２のシリンダ３６を異なるタイミングで駆動して、可動刃３３を固定刃３２に対して挟み角を変化させながら進出させることができる。すなわち可動刃３３は固定刃３２に対する進出動作と、水平面内で連結ピン３８廻りの回転動作とを行い、この動作において固定刃３２と可動刃３３の間に挟まれた空テープ１１ａを切断する。すなわち、第１のシリンダ３５、第２のシリンダ３６は、可動刃３３の一方側の端部および他方側の端部をそれぞれ固定刃３２に対して個別に進退させることが可能となっている。

このとき固定刃３２の一端部（左端部）近傍の空テープ１１ａがまず切断され、その後ロッド３６ａの突出に伴って順次空テープ１１ａが切断される。したがってテープフィーダ９が複数並設され切断対象の空テープ１１ａが多数であっても、実際に同時に切断される空テープ１１ａの数は少ない。したがって、切断荷重を発生する駆動源である第１のシリンダ３５、第２のシリンダ３６はこの少数の空テープ１１ａを切断するだけの所要能力を備えていればよく、切断機構の小型化を図ることができる。

次にテープ切断部２３のエア回路について説明する。図４に示すように、第１のシリンダ３５の戻り側ポート３５ｂおよび第２のシリンダ３６の戻り側ポート３６ｂは相互に連結されており、エア配管４１ａを介して台車側コネクタ３０に導かれている。第１のシリンダ３５の出側ポート３５ｃはエア配管４１ｂを介して台車側コネクタ３０に導かれ、さらに第２のシリンダ３６の出側ポート３６ｃはエア配管４１ｃを介して台車側コネクタ３０に導かれている。

台車側コネクタ３０と接続される装置本体部側コネクタ１５には、エア配管４１ａ、４１ｂ、４１ｃとそれぞれ対応して、エア配管４２ａ、４２ｂ、４２ｃが導かれている。台車側コネクタ３０と装置本体部側コネクタ１５とを嵌合させることにより、エア配管４１ａとエア配管４２ａ、エア配管４１ｂとエア配管４２ｂ、エア配管４１ｃとエア配管４２ｃとが、それぞれ嵌脱式のエアカプラによって接続される。

エア配管４２ａ、４２ｂは、２位置５ポート型の第１の電磁弁４３のＡポート、Ｂポート（切り換えポート）とそれぞれ接続されており、エア配管４２ｃは同じく２位置５ポート型の第２の電磁弁４４のＢポートに接続されている。第１の電磁弁４３、第２の電磁弁４４のＰポート（圧力供給ポート）は、空圧を供給する空圧発生ユニット１６に接続されており、Ｒ１ポート、Ｒ２ポート（排気ポート）は、サイレンサ４６を介して大気に開放されている。第１の電磁弁４３、第２の電磁弁４４は、制御部４５（切断制御部）によって制御され、第１の電磁弁４３、第２の電磁弁４４を切り換えることにより、テープ切断動作が実行される。なお図４は、第１のシリンダ３５、第２のシリンダ３６がいずれも出側ポート３５ｃ、３６ｃに空圧が供給されて、ロッド３５ａ、３６ａを突出させた状態を示している。

次に、図５を参照して、テープ切断動作について説明する。図５（ａ）は、第１のシリンダ３５、第２のシリンダ３６がいずれも戻り状態にあって、可動刃３３が固定刃３２に対して退避した状態を示しており、可動刃３３と固定刃３２のそれぞれの刃先は、間隔Ｄだけ隔てられている。そしてこの間隔Ｄには、切断対象の空テープ１１ａが上下方向に挿通している。テープ切断に際しては、まず第１の電磁弁４３を切り換えることにより、図５（ｂ）に示すように、出側ポート３５ｃから空圧を供給する（矢印ｃ）。これによりロッド３５ａが突出し（矢印ｄ）、可動刃３３の一方側の端部を進出させる第１進出動作が行われ、可動刃３３は一方側（左端部側）のみが固定刃３２と重なった状態となる。このとき、間隔Ｄ内にある空テープ１１ａのうち、可動刃３３によって挟み込まれる位置にある空テープ１１ａが切断される。

次いで、同様に第２の電磁弁４４を切り換えることにより、図５（ｃ）に示すように、出側ポート３６ｃから空圧を供給する（矢印ｅ）。すなわちロッド３６ａが突出し（矢印ｆ）、可動刃３３の他方側の端部を進出させる第２進出動作が行われ、可動刃３３が全幅にわたって固定刃３２と重なった状態となる。これにより、間隔Ｄ内にある空テープ１１ａの全てが可動刃３３によって挟み込まれて切断される。この後、第１の電磁弁４３、第２の電磁弁４４を切り換えることにより、図５（ｄ）に示すように、戻り側ポート３５ｂ、戻り側ポート３６ｂから空圧を供給する（矢印ｇ、ｉ）。これにより、ロッド３５ａ、ロッド３６ａが同時に没入する退避動作を行って図５（ａ）に示す状態に復帰し、テープ切断部２３によるテープ切断動作の１サイクルが終了する。

すなわち上述構成において、固定刃３２、可動刃３３、第１のシリンダ３５、第２のシリンダ３６、第１の電磁弁４３、第２の電磁弁４４、制御部４５は、各テープフィーダ９から排出される電子部品取り出し後の空テープ１１ａを切断するテープ切断手段を構成する。本実施の形態においては、固定刃３２、可動刃３３、第１のシリンダ３５、第２のシリンダ３６をフィーダ装着用の台車２０に設けており、第１のシリンダ３５、第２のシリンダ３６を、装置本体部２ａに設けられた第１の電磁弁４３、第２の電磁弁４４と、嵌脱自在のコネクタ（装置本体部側コネクタ１５、台車側コネクタ３０）を介して接続した形態となっている。そして上述構成において、第１の電磁弁４３は、一方側の端部を進出させる第１進出動作を行わせるために第１のシリンダ３５に出方向の空圧を供給するとともに、一方側の端部および他方側の端部を同時に退避させる退避動作を行わせるために第１のシリンダ３５、第２のシリンダ３６に戻り方向の空圧を供給する機能を有している。また第２の電磁弁４４は、他方側の端部を進出させる第２進出動作を行わせるために第２のシリンダ３６に出方向の空圧を供給する機能を有している。そして、切断制御部である制御部４５は、第１の電磁弁４３、第２の電磁弁４４を制御して、第１進出動作、第２進出動作、退避動作の順で可動刃３３を進退させてテープ切断動作を実行させるようになっている。

テープフィーダが装着される台車２０と装置本体部２ａとを嵌脱させる構成において、上述構成のテープ切断手段を採用することにより、以下のような効果を得る。すなわち同様に２つのシリンダによって可動刃を進退させる構成の先行技術においては、単一の電磁弁によってこれらのシリンダに供給される空圧を切り換え、可動刃の進退動作における動作タイミングを個別のシリンダに設けられた可変絞りによって調整する方式であることから、装置本体部に複数の台車を生産品種に応じて交換しながらセットする場合には、個々の台車毎に調整作業を個別に行う必要があった。

これに対し、本実施の形態においては、第１のシリンダ３５および第２のシリンダ３６に供給される空圧をそれぞれ個別の第１の電磁弁４３、第２の電磁弁４４によって切り換える方式を採用していることから、各台車毎に上述の調節作業を行う必要がなく、切断動作の調整作業を容易にすることができる。さらに、可動刃３３の退避動作を第１の電磁弁４３によって２つのシリンダに戻り方向の空圧を供給する方式を採用することにより、２つのシリンダを個別に進出させる切断動作に必要な配管数を減少させることができる。これにより、台車側コネクタ３０、装置本体部側コネクタ１５より成るコネクタ部分の占有スペースを減少させることができる。

本発明の電子部品実装装置は、空のキャリアテープを切断する切断動作の調整作業を容易にするとともに、コネクタ部分の占有スペースを減少させることができるという効果を有し、基板に電子部品を実装する分野において有用である。

１ 実装装置
２ 基台
２ａ 装置本体部
８ 部品供給部
９ テープフィーダ
１３ 基板
１５ 装置本体部側コネクタ
２０ 台車
２３ テープ切断部
３０ 台車側コネクタ
３５ 第１のシリンダ
３６ 第２のシリンダ
４３ 第１の電磁弁
４４ 第２の電磁弁
４５ 制御部
Ｐ 電子部品

Claims (1)

1. 部品供給部から実装ヘッドにより電子部品をピックアップして基板に移送搭載する電子部品実装装置であって、
   前記部品供給部において装置本体部に対して嵌脱自在に配置され、電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより電子部品を実装ヘッドによるピックアップ位置まで供給する複数基のテープフィーダが着脱自在に装着されたフィーダ装着用台車と、
   前記テープフィーダから排出される電子部品取り出し後の空のキャリアテープを切断するテープ切断手段とを備え、
   前記テープ切断手段は、前記複数のテープフィーダの並設幅に対応した刃渡りの固定刃と、この固定刃と切断対象の空のキャリアテープを夾んで対向して配置された可動刃と、前記可動刃の一方側の端部および他方側の端部をそれぞれ前記固定刃に対して個別に進退させる空圧駆動の第１のシリンダおよび第２のシリンダと、
   前記一方側の端部を進出させる第１進出動作を行わせるために前記第１のシリンダに出方向の空圧を供給するとともに、前記一方側の端部および他方側の端部を同時に退避させる退避動作を行わせるために第１のシリンダ、第２のシリンダに戻り方向の空圧を供給する第１の電磁弁と、前記他方側の端部を進出させる第２進出動作を行わせるために前記第２のシリンダに出方向の空圧を供給する第２の電磁弁と、
   前記第１の電磁弁、第２の電磁弁を制御して、前記第１進出動作、第２進出動作、退避動作の順で前記可動刃を進退させてテープ切断動作を実行させる切断制御部とを有し、
   前記固定刃、可動刃、第１のシリンダ、第２のシリンダを前記フィーダ装着用台車に設け、前記第１のシリンダ、第２のシリンダを、前記装置本体部に設けられた前記第１の電磁弁、第２の電磁弁と、嵌脱自在のコネクタを介して接続したことを特徴とする電子部品実装装置。

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