JP2015056414A - パレット、トレイフィーダ及び部品実装装置 - Google Patents

パレット、トレイフィーダ及び部品実装装置 Download PDF

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Abstract

【課題】樹脂製の薄型のトレイなど強度の弱いトレイであっても、確実かつ容易にパレットに取り付けることができ、ピックアップ精度の低下を防止することができるパレット、トレイフィーダ及び部品実装装置を提供することを目的とする。
【解決手段】部品実装装置1に供給される部品Pを収容するトレイ20を保持するパレット30が、トレイ20の対向する一対の側面部22を第1ガイド部材44及び第2ガイド部材45から成る一対のガイド部によりガイドしてトレイ20をスライド自在に受容するトレイ受容部50を有し、第1ガイド部材44に、トレイ受容部50に受容されたトレイ20の側面部22をトレイ20のスライド方向と直交する方向に付勢する側面部付勢ばね47と、トレイ受容部50に受容されたトレイ20の鍔部23を上方から付勢する鍔部付勢ばね48を備える。
【選択図】図8

Description

本発明は、部品が収容されたトレイを保持するパレット、このパレットを用いて部品の供給を行うトレイフィーダ及びこのトレイフィーダが供給する部品を基板に装着する部品実装装置に関するものである。
部品実装装置において、大型部品や異形部品等を供給する方法として、トレイフィーダを用いる方法が知られている。トレイフィーダは、複数の部品を水平方向に並べて収容したトレイをパレットに保持してこれをパレット格納部(マガジン)に格納しておき、必要なトレイをパレットごとパレット格納部から取り出して部品実装装置に供給するものである。このようなトレイフィーダにおいてトレイをパレット上に固定するときは、パレットに設けられたクランパと呼ばれる付勢部材によってトレイの対向する一方の側面を水平方向に付勢し、トレイの他方の側面をパレット上の位置規制部に押し付けて挟持するようになっている(例えば、特許文献1参照)。
特許第3279013号公報
しかしながら、近年、トレイフィーダでは、コストダウンを目的として、樹脂製の薄型のトレイを採用するケースが増加してきている。この樹脂製の薄型のトレイは強度が弱いことから、上記のようにクランパでトレイを押し付けて挟持するとトレイが変形して反りが発生してしまい、部品実装装置における部品のピックアップ精度が低下するおそれがあった。この場合、作業者はトレイが変形しないようにクランパの位置を変更してパレットへのトレイの押し付け力が適度なものとなるように調整する必要があるが、クランパの位置変更によるトレイの押付け力の調整作業は難しく操作も煩雑であるうえ、トレイの押し付け力が弱いとトレイをパレットに確実に取り付けることができなくなることから、作業者はパレットへのトレイの取り付けに多大な時間を要していた。
そこで本発明は、樹脂製の薄型のトレイなど強度の弱いトレイであっても、確実かつ容易にパレットに取り付けることができ、ピックアップ精度の低下を防止することができるパレット、トレイフィーダ及び部品実装装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載のパレットは、部品実装装置に供給される部品を収容するキャビティ部が複数凹設された矩形の上面部、前記上面部の外周から下方に延出した側面部及び前記側面部の下端から外方に延出した鍔部を備えたトレイを保持するパレットであって、前記トレイの対向する一対の前記側面部を一対のガイド部によりガイドして前記トレイをスライド自在に受容するトレイ受容部を有し、前記一対のガイド部の少なくとも一方に、前記トレイ受容部に受容された前記トレイの前記側面部を前記トレイのスライド方向と直交する水平方向に付勢する側面部付勢手段と、前記トレイ受容部に受容された前記トレイの前記鍔部を上方から付勢する鍔部付勢手段とを備えた。
請求項2に記載のパレットは、請求項1に記載のパレットであって、前記一対のガイド部のうちの一方は他方に対して相対移動可能である。
請求項3に記載のパレットは、請求項1又は2に記載のパレットであって、前記側面部付勢手段は前記ガイド部の前記トレイの側面部と対向する垂直部に設けられて水平面内で弾性変形が自在な板ばね部材から成り、前記鍔部付勢手段は前記垂直部の上端から水平に延出した水平部に設けられて垂直面内で弾性変形が自在な板ばね部材から成る。
請求項4に記載のトレイフィーダは、請求項1乃至3の何れかに記載のパレットを格納するパレット格納部と、前記パレット格納部から前記パレットを引き出して部品供給位置に移動させるパレット移動機構とを備えた。
請求項5に記載の部品実装装置は、請求項4に記載のトレイフィーダにより供給された部品をピックアップして基板に装着する装着ヘッドを備えた。
本発明では、パレットが、トレイの対向する一対の側面部を一対のガイド部によりガイドしてトレイをスライド自在に受容するトレイ受容部を有し、トレイ受容部に受容したトレイの側面部を側面付勢手段によってトレイのスライド方向と直交する水平方向に付勢し、かつ、受容したトレイの鍔部を鍔部付勢手段によって上方から付勢する構成となっている。このため、樹脂製の薄型のトレイなど強度の弱いトレイであっても確実かつ容易にパレットに取り付けることができ、部品実装装置のピックアップ精度の低下を防止することができる。
本発明の一実施の形態における部品実装装置の側面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置に部品を供給するトレイフィーダの側面図 本発明の一実施の形態におけるトレイフィーダのパレットに保持されるトレイの一部断面部分拡大図 (a)(b)本発明の一実施の形態におけるパレットの斜視図 本発明の一実施の形態におけるパレットの平面図 本発明の一実施の形態におけるパレットが備える(a)移動ガイドの部分断面背面図(b)移動ガイド及び第1ガイド部材の部分断面側面図(c)第1ガイド部材の背面図 本発明の一実施の形態におけるパレットが備える第2ガイド部材の(a)正面図(b)側面図 (a)(b)本発明の一実施の形態におけるパレットをトレイとともに示す斜視図 (a)(b)本発明の一実施の形態におけるパレット及びトレイの部分平面図 (a)(b)本発明の一実施の形態における第1ガイド部材及びトレイの部分断面側面図 本発明の一実施の形態におけるパレットをトレイとともに示す平面図
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の一実施の形態における部品実装装置1であり、基板搬送コンベア1aと装着ヘッド1bを備えている。基板搬送コンベア1aは、外部から送られてきた基板2を図1の紙面の垂直な方向に搬送して位置決めし、装着ヘッド1bは、部品供給手段であるトレイフィーダ10により所定の部品供給位置に供給された部品Pをピックアップして、基板搬送コンベア1aにより位置決めされた基板2に装着する。ここでは作業者OPから見た左右方向(図1の紙面垂直方向)をX軸方向とし、作業者OPから見た前後方向(図1の紙面左右方向。作業者OP側を前方とする)をY軸方向とし、上下方向(図1の紙面上方方向)をZ軸方向とする。
図1及び図2において、トレイフィーダ10は、複数の車輪11によって移動自在な台車12上にマガジン13とパレット移動機構14を備えている。マガジン13はパレット30を上下方向に複数並んで格納するパレット格納部となっている。パレット30は、複数の部品Pを水平方向に並べて収容したトレイ20を保持する。図3において、トレイ20は薄肉の樹脂製の板材をプレス成型して成り、部品Pを個々に収容する複数のキャビティ部21aが凹設された上面部21と、上面部21の外周から下方に延出した側面部22と、側面部22の下端から外方に延出した鍔部23を備えている。
図2において、パレット移動機構14は、台車12から上方に延びて設けられた垂直支柱31及び垂直支柱31に沿って上下方向に延びたボール螺子32を有しており、ボール螺子32に螺合したブロックナット33にパレット支持テーブル34が結合されている。ボール螺子32が昇降モータ35によって駆動されると、パレット支持テーブル34がブロックナット33とともに昇降する(図2中に示す矢印A)。パレット支持テーブル34の上面にはパレット30の端部に設けられた係止部30aに係止して引き寄せる係止具36がパレット支持テーブル34上をY軸方向に移動自在に設けられている。
パレット移動機構14は、部品実装装置1が基板2に装着しようとしている部品Pを収容したトレイ20をマガジン13から取り出す場合、昇降モータ35を作動させてパレット支持テーブル34を昇降させ、取り出そうとしているトレイ20(パレット30)と対向する位置にパレット支持テーブル34を位置させる。そして、係止具36を前方に移動させてパレット30の係止部30aに係止させた後、係止具36を後方に引き寄せてパレット30をパレット支持テーブル34上に載せる。パレット支持テーブル34上にパレット30が載ったら、昇降モータ35を作動させて、パレット支持テーブル34を所定の部品供給位置(部品供給高さ)まで上昇させる。
上記のようにしてトレイフィーダ10によってパレット30が部品供給位置に移動されたら、部品実装装置1は、装着ヘッド1bを移動させて部品供給位置に位置されたパレット30上のトレイ20から部品Pをピックアップし、その部品Pを基板搬送コンベア1aによって位置決めされた基板2上に装着する(図1中に示す矢印B)。
このような部品実装装置1において、本実施の形態ではパレット30の構成に特徴があり、図4〜図7を用いてその説明を行う。図6(a)は図5における矢視V6a−V6aから見た断面図であり、図6(b)は図5における矢視V6b−V6bから見た断面図であり、図6(c)は図5における矢視V6cから見た図である。また、図7(a)は図5における矢視V7aから見た図であり、図7(b)は図5における矢視V7bから見た図である。
図4(a),(b)及び図5において、パレット30は、矩形平板状のベース部41を有しており、ベース部41上には、Y軸方向に延びて設けられた一対のY軸ガイド溝42に沿ってY軸方向に移動自在に設けられた移動ガイド43と、移動ガイド43上をX軸方向に移動自在に設けられた第1ガイド部材44が設けられている。ベース部41の後方の端部を上方に折り曲げて形成した第2ガイド部材取り付け部41aの前面には、X軸方向に延びた第2ガイド部材45が設けられている。ベース部41上の第1ガイド部材44と第2ガイド部材45の間の領域のうち、作業者OPから見た右側の端部には、2つのストッパ46がY軸方向に並んで設けられている。
図4(a),(b)及び図5において、移動ガイド43には、X軸方向に延びたガイド溝43Mが設けられており、前方に延出した延出部43aには、2つのY軸方向位置決め螺子43SがX軸方向に並んで取り付けられている。これら2つのY軸方向位置決め螺子43SはそれぞれY軸ガイド溝42をベース部41の厚さ方向(Z軸方向)に貫通しており、ベース部41の下面側に配置されたナット43Nに螺入している(図6(a),(b))。このため移動ガイド43は、2つのY軸方向位置決め螺子43Sに対してナット43Nをそれぞれ弛めた状態でY軸方向への移動と位置決めを行うことができ、2つのY軸方向位置決め螺子43Sに対してナット43Nをそれぞれ締め付けることで、ベース部41に対する固定が可能である。
図4(a),(b)、図5及び図6(b)において、第1ガイド部材44は、平板状の平板部44aと、平板部44aの後縁から斜め後下方に延びた後、水平に延び、そこから垂直上方に延びた第1ガイド垂直部44Vと、第1ガイド垂直部44Vの上縁から延びた第1ガイド水平部44Hを有している。平板部44aには2つのX軸方向位置決め螺子44SがX軸方向に並んで取り付けられており、各X軸方向位置決め螺子44Sは、移動ガイド43のガイド溝43M内に設けられてZ軸回りの回転が規制された2つのナット部44Nにそれぞれ上方から螺入している(図6(b))。
第1ガイド部材44は、2つのX軸方向位置決め螺子44Sを捻じってナット部44Nに対して弛めた状態でX軸方向への移動と位置決めを行うことができ、2つのX軸方向位置決め螺子44Sをナット部44Nに対して締め付けることで、移動ガイド43に対する固定が可能である。したがって本実施の形態におけるパレット30では、移動ガイド43のY軸ガイド溝42に沿ったY軸方向への移動と、第1ガイド部材44のガイド溝43Mに沿ったX軸方向への移動との組合せによって、ベース部41に対して第1ガイド部材44を水平面内で移動させることができる。図4(a)は、移動ガイド43を比較的前方に位置させた場合の例を示しており、図4(b)は、移動ガイド43を比較的後方に位置させた場合の例を示している。
図5及び図6(b),(c)に示すように、第1ガイド垂直部44Vの後面側の複数箇所(ここでは2箇所)には、水平面内で(すなわち前後方向に)弾性変形が自在な板ばね部材から成る側面部付勢手段(側面部付勢ばね47)が設けられている。各側面部付勢ばね47は、全体として斜め後方に延びる形状を有しており、V字状の端部にトレイ20との接触部を備えている。また、第1ガイド水平部44Hの下面側の複数箇所(ここでは3箇所)には、垂直面内で(すなわち上下方向に)弾性変形が自在な板ばね部材から成る鍔部付勢手段(前方鍔部付勢ばね48)が設けられている。各前方鍔部付勢ばね48は、全体として斜め下方に延びる形状を有しており、V字状の端部にトレイ20との接触部を備えている。
図4(a),(b)、図5及び図7(a),(b)において、第2ガイド部材45はベース部41の第2ガイド部材取り付け部41aに取り付けられた第2ガイド垂直部45Vと、第2ガイド垂直部45Vの上端から前方へ水平に延びた第2ガイド水平部45Hを有している。そして、第2ガイド水平部45Hの下面側の複数箇所(ここでは3箇所)には、垂直面内で(すなわち上下方向に)弾性変形が自在な板ばね部材から成る鍔部付勢手段(後方鍔部付勢ばね49)が設けられている。各後方鍔部付勢ばね49は、上述の前方鍔部付勢ばね48と同様に、全体として斜め下方に延びる形状を有しており、V字状の端部にトレイ20との接触部を備えている。
次に、図8〜図11を用いて、パレット30にトレイ20を取り付ける(保持させる)手順を説明する。図10(a)は図9(b)における矢視V10a−V10aから見た断面図であり、図10(b)は図9(b)における矢視V10b−V10bから見た断面図である。
パレット30にトレイ20を取り付けるには、作業者OPは先ず、前述の要領で第1ガイド部材44をベース部41上でY軸方向及びX軸方向に移動させて、これから取り付けようとするトレイ20の寸法に合わせた位置決めを行う。具体的には、第1ガイド部材44の第1ガイド垂直部44Vと第2ガイド部材45の第2ガイド垂直部45Vとの間のY軸方向の間隔W0がトレイ20のY軸方向の幅寸法W1よりもやや大きくなるように、第1ガイド部材44の位置決めを行う(図8(a))。これによりパレット30上には、第1ガイド部材44及び第2ガイド部材45から成る一対のガイド部によって(トレイ20のY軸方向に対向する一対の側面部22をガイドして)トレイ20をスライド自在に受容するトレイ受容部50が形成された状態となる。
作業者OPは、上記のようにして第1ガイド部材44の位置決めを行ったら、第1ガイド部材44と第2ガイド部材45を一対のガイド部とし、トレイ20のX軸方向の一端側(ここでは作業者OPから見た右側)を先頭にしてトレイ20をトレイ受容部50内に挿入し、トレイ受容部50内でX軸方向にスライドさせて(図8(b)及び図9(a)。これらの図中に示す矢印C)、トレイ20の先頭部を2つのストッパ46に当接させるようにする(図9(a)→図9(b))。トレイ20は、トレイ受容部50内でX軸方向にスライドされる間、そのスライド方向と直交する水平方向(Y軸方向)に対向する一対の側面部22のうち前方側の側面部22によって、第1ガイド部材44に設けられた側面部付勢ばね47の接触部を前方に押しのけてこれを弾性変形させながら進む。このためトレイ20は、その反力として、側面部付勢ばね47から後方への付勢力を受け(図10(a)中に示す矢印P1)、第2ガイド部材45の側へ押し付けられる。
また、トレイ20は、トレイ受容部50内をX軸方向にスライドされる間、鍔部23のうち、そのスライド方向と直交する水平方向(Y軸方向)に対向する一対の側面部22の前方側の側面部22から前方に延びる部分(鍔部23の前方部分)によって、第1ガイド部材44に設けられた前方鍔部付勢ばね48の接触部を上方に押しのけてこれを弾性変形させながら進む。このためトレイ20は、その反力として、各前方鍔部付勢ばね48から下方への付勢力を受け(図10(b)中に示す矢印P2)、ベース部41上に押し付けられる。
またトレイ20は、トレイ受容部50内をX軸方向にスライドされる間、鍔部23のうち、そのスライド方向と直交する水平方向(Y軸方向)に対向する一対の側面部22の後方側の側面部22から後方に延びる部分(鍔部23の後方部分)によって、第2ガイド部材45に設けられた後方鍔部付勢ばね49の接触部を上方に押しのけてこれを弾性変形させながら進む。このためトレイ20は、その反力として、各後方鍔部付勢ばね49から下方への付勢力を受け、ベース部41上に押し付けられる。
このようにトレイ20は、トレイ受容部50に受容された状態において、第1ガイド部材44に設けられた側面部付勢ばね47によって第2ガイド部材45の側へ付勢され、かつ、第1ガイド部材44に設けられた前方鍔部付勢ばね48及び第2ガイド部材45に設けられた後方鍔部付勢ばね49によってベース部41上に押し付けられるので、トレイ20はパレット30上に確実に保持された状態となる(図11)。なお、板ばね部材による付勢力は極めて微弱なものでよく、樹脂製で薄型のトレイ20であっても変形を与えることなくパレット30上に確実に保持することが可能である。
このように本実施の形態において、パレット30は、トレイ20の対向する一対の側面部22を第1ガイド部材44及び第2ガイド部材45から成る一対のガイド部によりガイドしてトレイ20をスライド自在に受容するトレイ受容部50を有し、トレイ受容部50に受容したトレイ20の側面部22を側面部付勢手段としての側面部付勢ばね47によってトレイ20のスライド方向(ここではX軸方向)と直交する水平方向(Y軸方向)に付勢し、かつ、受容したトレイ20の鍔部23を鍔部付勢手段としての前方鍔部付勢ばね48によって上方から付勢する構成となっている。このため、樹脂製の薄型で強度の弱いトレイ20であっても確実かつ容易にパレット30に取り付けることができ、部品実装装置1のピックアップ精度の低下を防止することができる。
また、本実施の形態におけるパレット30は、一対のガイド部のうち一方(第1ガイド部材44)は他方(第2ガイド部材45)に対して相対移動可能な構成となっているので、トレイ20の幅寸法W1が変わってもパレット30側の調整が容易である。但し、一定の幅寸法のトレイ20を取り扱う場合に使用形態が限定されるのであれば、第1ガイド部材44は第2ガイド部材45に対して相対移動自在な構成となっていなくてもよい。
また、本実施の形態におけるパレット30では、側面部付勢手段である側面部付勢ばね47は第1ガイド部材44のトレイ20の側面部22と対向する垂直部(第1ガイド垂直部44V)に設けられて水平面内で弾性変形が可能な板ばね部材から成り、鍔部付勢手段である前方鍔部付勢ばね48はその垂直部(第1ガイド垂直部44V)の上端から水平に延出した水平部(第1ガイド水平部44H)に設けられて垂直面内で弾性変形が自在な板ばね部材からなっているので、簡易な構成で確実かつ容易にトレイ20をパレット30の取り付けることが可能である。但し、側面部付勢手段及び鍔部付勢手段はそれぞれ板ばね部材でなくてもよく、上記垂直部や水平部に固定されて端部にトレイ20との接触部を有するV字形状のゴム部材など、板ばね部材に代わる他の部材を用いても構わない。
なお、上述の実施の形態では、第2ガイド部材45にトレイ20の鍔部23を上方から付勢する後方鍔部付勢ばね49が設けられていたが、これによってトレイ受容部50内でのトレイ20の保持力が増大するものの、第1ガイド部材44に側面部付勢ばね47と前方鍔部付勢ばね48が設けられており、これらによって最低限のパレット30上への保持はできるので、その保持力如何によっては後方鍔部付勢ばね49を省くこともできる。他方、上述の実施の形態では、トレイ受容部50に受容されたトレイ20の側面部22をトレイ20のスライド方向(X軸方向)と直交する水平方向(Y軸方向)に付勢する側面部付勢手段は第1ガイド部材44にしか取り付けられていなかったが、これを第2ガイド部材45に設けるようにしてもよい。すなわち、一対のガイド部の少なくとも一方に、トレイ受容部50に受容されたトレイ20の側面部22をトレイ20のスライド方向と直交する水平方向に付勢する側面部付勢手段と、トレイ受容部50に受容されたトレイ20の鍔部23を上方から付勢する鍔部付勢手段とを備えていればよい。
本実施の形態におけるトレイフィーダ10は、上記パレット30を格納するパレット格納部としてのマガジン13と、マガジン13からパレット30を引き出して部品供給位置に移動させるパレット移動機構14を備えており、部品実装装置1は、このトレイフィーダ10により供給された部品Pをピックアップして基板2に装着するものとなっている。このため、トレイフィーダ10は部品Pを部品実装装置1に対する正確な位置に供給することができ、部品実装装置1は精度の高い部品Pのピックアップを行って良品確率の高い基板2を製造することができる。
樹脂製の薄型のトレイなど強度の弱いトレイであっても、確実かつ容易にパレットに取り付けることができ、ピックアップ精度の低下を防止することができるパレット、トレイフィーダ及び部品実装装置を提供する。
1 部品実装装置
1b 装着ヘッド
2 基板
10 トレイフィーダ
13 マガジン(パレット格納部)
14 パレット移動機構
20 トレイ
21 上面部
21a キャビティ部
22 側面部
23 鍔部
30 パレット
44 第1ガイド部材(ガイド部)
44V 第1ガイド垂直部(垂直部)
44H 第1ガイド水平部(水平部)
45 第2ガイド部材(ガイド部)
47 側面部付勢ばね(側面部付勢手段)
48 前方鍔部付勢ばね(鍔部付勢手段)
49 後方鍔部付勢ばね(鍔部付勢手段)
50 トレイ受容部
P 部品

Claims (5)

  1. 部品実装装置に供給される部品を収容するキャビティ部が複数凹設された矩形の上面部、前記上面部の外周から下方に延出した側面部及び前記側面部の下端から外方に延出した鍔部を備えたトレイを保持するパレットであって、
    前記トレイの対向する一対の前記側面部を一対のガイド部によりガイドして前記トレイをスライド自在に受容するトレイ受容部を有し、
    前記一対のガイド部の少なくとも一方に、
    前記トレイ受容部に受容された前記トレイの前記側面部を前記トレイのスライド方向と直交する水平方向に付勢する側面部付勢手段と、
    前記トレイ受容部に受容された前記トレイの前記鍔部を上方から付勢する鍔部付勢手段とを備えたことを特徴とするパレット。
  2. 前記一対のガイド部のうちの一方は他方に対して相対移動可能であることを特徴とする請求項1に記載のパレット。
  3. 前記側面部付勢手段は前記ガイド部の前記トレイの側面部と対向する垂直部に設けられて水平面内で弾性変形が自在な板ばね部材から成り、
    前記鍔部付勢手段は前記垂直部の上端から水平に延出した水平部に設けられて垂直面内で弾性変形が自在な板ばね部材から成ることを特徴とする請求項1又は2に記載のパレット。
  4. 請求項1乃至3の何れかに記載のパレットを格納するパレット格納部と、前記パレット格納部から前記パレットを引き出して部品供給位置に移動させるパレット移動機構とを備えたことを特徴とするトレイフィーダ。
  5. 請求項4に記載のトレイフィーダにより供給された部品をピックアップして基板に装着する装着ヘッドを備えたことを特徴とする部品実装装置。
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