JP2019038653A - Component-suction conveyor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、チップ部品等の電子部品を吸着して円周方向に搬送する部品吸着搬送機に関する。 The present invention relates to a component sucking and conveying machine that sucks and conveys electronic components such as chip components in a circumferential direction.
チップ部品等の電子部品の検査工程やパッケージング等において、電子部品を吸着して円周方向へ搬送する部品吸着搬送機が用いられている。円周方向に搬送する部品吸着搬送機では、部品吸着装置の円周方向に沿って所定位置に複数の装置が配置され、搬送対象である電子部品は、円周方向に配置される各装置から、所定の処理を施される(特許文献1等参照)。 In an inspection process or packaging of an electronic component such as a chip component, a component sucking and conveying machine that sucks and conveys the electronic component in the circumferential direction is used. In the component suction and transport machine that transports in the circumferential direction, a plurality of devices are arranged at predetermined positions along the circumferential direction of the component suction device, and the electronic components to be transported are from the devices disposed in the circumferential direction. Then, a predetermined process is performed (see Patent Document 1).
しかし、従来の部品吸着搬送機では、装置に働く慣性力が大きいために、部品速度を上げて単位時間当たりの電子部品の処理数を向上させることが難しいという問題を有している。また、部品速度を上げて単位時間当たりの電子部品の処理数を向上させようとすると、回転のための動力であるモータの発熱の影響により装置に含まれる支持部材が変形し、電子部品の搬送位置精度が低下するという問題を有している。 However, the conventional component suction and conveyance machine has a problem that it is difficult to increase the component speed and increase the number of electronic components processed per unit time because the inertial force acting on the apparatus is large. Also, when trying to improve the number of electronic components processed per unit time by increasing the component speed, the support member included in the device is deformed due to the influence of heat generated by the motor, which is the power for rotation, and the electronic components are transported. There is a problem that the positional accuracy is lowered.
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、慣性力及び熱変形を抑制することが可能であり、部品搬送速度を上げて単位時間当たりの電子部品の処理数を向上させることができる部品吸着搬送機を提供することを目的とする。 The present invention is made in view of such a situation, and is capable of suppressing inertia force and thermal deformation, and is capable of suppressing the number of electronic components processed per unit time by increasing the component conveyance speed. It aims at providing a conveyance machine.
本発明に係る部品吸着搬送機は、
略円盤状の外形状を有しており、周方向に沿って設けられる複数のアーム取付部を有し、モータによって回転駆動されるローター部と、
前記アーム取付部に取り付けられて前記ローター部と共に回転可能なアーム支持部と、電子部品を吸着可能な吸着ヘッドを有しており前記アーム支持部に対して上下動可能に設けられる部品吸着部と、をそれぞれ有する複数のアーム部と、を有しており、
前記ローター部および前記アーム支持部の少なくとも一方は、炭素繊維プラスチックからなる。
The component suction conveyance machine according to the present invention is
A rotor portion having a substantially disk-like outer shape, having a plurality of arm mounting portions provided along the circumferential direction, and rotated by a motor;
An arm support portion which is attached to the arm attachment portion and can rotate together with the rotor portion; and a component suction portion which has a suction head capable of sucking electronic components and is provided so as to be vertically movable with respect to the arm support portion; And a plurality of arm portions each having
At least one of the rotor part and the arm support part is made of carbon fiber plastic.
本発明に係る部品吸着機は、ローター部およびアーム支持部の少なくとも一方は炭素繊維プラスチックで構成されている。炭素繊維プラスチックからなるローター部およびアーム支持部は、従来のアルミニウム等の金属または合金等で構成されるローター部又はアーム支持部に比べて軽量であり、このような部品吸着機は、回転時に生じる慣性力を抑制することができ、同じモータを採用したとしても、より高速で駆動させることが可能である。また、炭素繊維プラスチックは、熱変形量に関しても、従来のローター部およびアーム支持部を構成する材料に比べて熱膨張係数が小さく、また、剛性も高いため、モータ等の発熱の影響や間欠駆動時に生じる慣性負荷による変形を押さえることができる。 In the component adsorption machine according to the present invention, at least one of the rotor part and the arm support part is made of carbon fiber plastic. The rotor part and the arm support part made of carbon fiber plastic are lighter than the conventional rotor part or arm support part made of metal or alloy such as aluminum, and such a component adsorber is generated at the time of rotation. The inertial force can be suppressed, and even if the same motor is used, it can be driven at a higher speed. Carbon fiber plastic also has a smaller coefficient of thermal expansion and higher rigidity than the materials that make up the conventional rotor and arm support parts in terms of the amount of thermal deformation. It is possible to suppress deformation caused by inertia load that sometimes occurs.
また、例えば、炭素繊維プラスチックはピッチ系であってもよい。 For example, the carbon fiber plastic may be pitch-based.
ローター部やアーム支持部を構成する炭素繊維プラスチックとしては特に限定されず、例えばPAN系やピッチ系の炭素繊維プラスチックを採用することができるが、ピッチ系の炭素繊維プラスチックを用いることが、好ましい。ピッチ系の炭素繊維プラスチックは特に高剛性であるため、ピッチ系炭素繊維プラスチックのローター部やアーム支持部を用いることにより、好適に変形を抑制することができる。 The carbon fiber plastic constituting the rotor part and the arm support part is not particularly limited. For example, a PAN-based or pitch-based carbon fiber plastic can be adopted, but it is preferable to use a pitch-based carbon fiber plastic. Since pitch-based carbon fiber plastics are particularly high in rigidity, deformation can be suitably suppressed by using a pitch-based carbon fiber plastic rotor portion and arm support portion.
前記アーム支持部は炭素繊維プラスチックからなっていてもよく、
前記吸着ヘッドには、前記電子部品と前記アーム支持部とを絶縁する絶縁性材料で構成されるノズルが形成されていてもよい。
The arm support portion may be made of carbon fiber plastic,
The suction head may be formed with a nozzle made of an insulating material that insulates the electronic component from the arm support portion.
このような部品吸着搬送機は、吸着ヘッドに形成されたノズルが、電子部品とアーム支持部とを絶縁することにより、たとえば吸着搬送中に電子部品の電気的特性などを適切に検査することが可能である。 In such a component sucking and conveying machine, the nozzle formed in the sucking head can inspect the electrical characteristics of the electronic component appropriately during the sucking and conveying, for example, by insulating the electronic component and the arm support portion. Is possible.
また、例えば、前記ローター部は炭素繊維プラスチックからなっていてもよく
前記ローター部には、周方向に関して複数の前記アーム取付部の1つと他の1つとの間に配置される貫通孔が、複数形成されていてもよい。
In addition, for example, the rotor portion may be made of carbon fiber plastic, and the rotor portion has a plurality of through holes arranged between one of the plurality of arm attachment portions and the other one in the circumferential direction. It may be formed.
貫通孔が形成されているローター部は、特に軽量であるため、このようなローター部を有する部品吸着搬送機は、高速駆動に適している。また、このようなローター部は放熱特性も良好で剛性も高いため、このような部品吸着搬送機は、搬送時における電子部品の位置精度も良好である。 Since the rotor part in which the through-hole is formed is particularly lightweight, the component suction conveyance machine having such a rotor part is suitable for high-speed driving. Moreover, since such a rotor part also has a favorable heat dissipation characteristic and high rigidity, such a component adsorption | suction conveyance machine also has the favorable position accuracy of the electronic component at the time of conveyance.
以下、本発明に係る部品吸着搬送機10及び部品吸着搬送機10の駆動方法について、実施形態を示して詳細に説明する。
Hereinafter, the component
図1は、本発明の第1実施形態に係る部品吸着搬送機10を示す概略斜視図である。部品吸着搬送機10は、搬送の対象物である電子部品50(図3及び図4参照)を吸着し、吸着した電子部品50を円周方向に搬送する。部品吸着搬送機10は、略円盤状の外形上を有するローター部20と、ローター部20に取り付けられた複数のアーム部30とを有する。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a component
部品吸着搬送機10のローター部20は、周方向に沿って設けられる複数のアーム取付部22(図3参照)を有している。それぞれのアーム取付部22には、図3に示すように、アーム部30が取り付けられている。
The
図1に示すように、アーム取付部22は、周方向に沿って所定の間隔で配置されている。図1に示す部品吸着搬送機10では、ローター部20の周方向に沿って24か所にアーム取付部22が設けられており、アーム取付部22は周方向に沿って15度ごとに設けられているが、ローター部20に設けられるアーム取付部22の数や間隔は、図1に示す例に限定されない。
As shown in FIG. 1, the
1つのアーム取付部22と他の1つのアーム取付部22との間には、アーム間貫通孔24が形成されている。円周方向に関して、隣接する2つのアーム取付部22の間にアーム間貫通孔24を形成することにより、ローター部20を軽量化し、回転時に生じる慣性(イナーシャ)を抑制することができる。図1に示すローター部20では、周方向に沿ってアーム間貫通孔24とアーム取付部22とが交互に配置されている。部品吸着搬送機10では、複数(アーム取付部22と同数)のアーム間貫通孔24を形成することにより、ローター部20の剛性確保と軽量化のバランスがとられている。ただし、アーム間貫通孔24の数はこれに限定されず、アーム間貫通孔24の数は、アーム取付部22の数より多くてもよく、少なくてもよい。
An inter-arm through
ローター部20において、アーム取付部22の内径側には、モータの回転軸(不図示)にローター部20を固定するための中央部貫通孔26が形成してある。ローター部20は、中央部貫通孔26を介してモータの回転軸に固定され、モータによって回転駆動される。例えば、ローター部20を駆動するモータは、ローター部20におけるアーム取付部22の設置間隔(15度)と同じか、設置間隔の整数倍の角度で間欠的にローター部20を回転させる。部品吸着搬送機10は、モータによる回転駆動により、アーム取付部22に吸着保持された電子部品50を、円周方向に搬送する。
In the
ローター部20の外径側には、ローター部20を取り囲むように、図示しない複数の装置が配置される。ローター部20の周りに配置される装置としては、例えば、アーム部30の部品吸着部34(図2参照)に電子部品50を供給する供給装置や、アーム部30の部品吸着部34に吸着された電子部品50を排出する排出装置や、アーム部30の部品吸着部34に吸着された電子部品50の電気的特性を検査する特性検査装置や、アーム部30の部品吸着部34に吸着された電子部品50の外観を検査する外観検査装置等が挙げられる。ただし、ローター部20の周辺に配置される装置は特に限定されない。
A plurality of devices (not shown) are arranged on the outer diameter side of the
ローター部20の周辺に配置された装置は、ローター部20によって回転移動するアーム部30又はアーム部30によって吸着保持される電子部品50に対して所定の動作を行うことにより、部品吸着搬送機10に対する電子部品50の供給および排出や、部品吸着搬送機10によって搬送中の電子部品50に対する検査等を行うことができる。
The device arranged around the
図2は、図1に示す部品吸着搬送機10に含まれるアーム部30の一つを拡大して表示した概略図である。部品吸着搬送機10のアーム部30は、図1に示すローター部20に設けられるアーム取付部22に取り付けられており、ローター部20と共に、ローター部20の円周方向へ回転する。部品吸着搬送機10は合計24のアーム部30を有している。ただし、部品吸着搬送機10に含まれるアーム部30の数はこれに限定されず、また、一部のアーム取付部22には、アーム部30が取り付けられていなくてもよい。なお、図1では、アーム部30に含まれるスプリング38等は図示していない。
FIG. 2 is an enlarged schematic view showing one of the
図2に示すように、アーム部30は、アーム取付部22に取り付けられてローター部20と共に回転可能なアーム支持部32と、アーム支持部32に対して上下動可能に設けられる部品吸着部34とを有している。また、アーム部30は、部品吸着部34を上方向へ付勢するスプリング38を有しており、スプリング38は、図3に示すようにプッシャー40が部品吸着部34の頭部39から離間している間、部品吸着部34を上方向へ押し上げる。
As shown in FIG. 2, the
アーム支持部32は略L字状の外形上を有しており、図3に示すように、水平方向に延びる第1部分32aが、ボルト42を介してアーム取付部22に固定されている。第1部分32aは、ローター部20の径方向に延在するように配置される。
The
アーム支持部32の第2部分32bは、第1部分32aの外径方向端部から下方に延びている。第2部分32bの内部には、第2部分32bを上下方向に貫通する貫通孔が形成されており、第2部分32bに形成された貫通孔には、部品吸着部34の一部が、アーム支持部32に対して上下方向に移動可能に設けられる。アーム支持部32の第1部分32aと第2部分32bとは、1つの部材で一体に形成されていてもよく、複数の部材を接合して形成されていてもよい。
The
部品吸着部34は、電子部品50を吸着する吸着ヘッド36と、図3及び図4に示すプッシャー40に接触して、プッシャー40が部品吸着部34を押し下げる力を受け止める頭部39と、吸着ヘッド36と頭部39とを接続しておりアーム支持部30の内部を挿通するスライド部35とを有する。
The
図3に示すように、吸着ヘッド36は、部品吸着部34の下端部を構成しており、少なくとも一部がアーム支持部32における第2部分32bの下方へ露出している。吸着ヘッド36の下端には、電子部品50を吸着可能なノズルが形成されており、吸着ヘッド36のノズルには、頭部39の真空ホース連結部39aに接続される真空ホース(不図示)を介して負圧が伝達される。吸着ヘッド36による電子部品50の吸着、および負圧伝達停止または陽圧伝達による電子部品50の離脱の切り替えは、図示しない制御部によって制御される。
As shown in FIG. 3, the
図3及び図4に示す頭部39は、部品吸着部34の上端部を構成しており、アーム支持部32の第2部分32bより上方に位置する。ローター部20が所定角度回転移動し、ローター部20に取り付けられたアーム部30が、ローター部20の周辺に配置された装置の直上に移動して停止すると、図4に示すようにアーム部30の上方からプッシャー40が降下して頭部39に接触する。プッシャー40がさらに降下することにより、部品吸着部34がスプリング38を収縮させながら下降し、吸着ヘッド36および吸着ヘッド36に吸着された電子部品50が、ローター部20の周辺に配置された装置によって処理可能な所定位置まで、移動する。
The
部品吸着搬送機10におけるローター部20及びアーム部30の回転移動および停止や、図3及び図4に示すプッシャー40による部品吸着部34の上下動は、図示しない制御部によって制御される。制御部は、例えばローター部20を回転させるモータや、プッシャー40を上下動するサーボモータ等の駆動を制御する。吸着ヘッド36への負圧伝達を制御する制御部と、アーム部30の回転移動およびプッシャー40の上下動を制御する制御部とは、同一の制御部であってもよく、異なる制御部であってもよい。
The rotational movement and stop of the
ここで、部品吸着搬送機10におけるローター部20(図1参照)及びアーム支持部32(図2参照)の少なくとも一方は、炭素繊維プラスチックからなる。このようなローター部20およびアーム支持部32は、従来のアルミニウム等の金属または合金等で構成されるローター部又はアーム支持部に比べて軽量であり、このような部品吸着機は、回転時に生じる慣性力を抑制することができ、同じモータを採用したとしても、より高速で駆動させることが可能である。
Here, at least one of the rotor part 20 (refer FIG. 1) and the arm support part 32 (refer FIG. 2) in the components
また、炭素繊維プラスチックは、熱変形量も従来のローター部およびアーム支持部を構成する材料に比べて小さく、剛性も高いため、モータ等の発熱の影響による変形を押さえることができる。特に、ローター部20は、図4に示すプッシャー40からの押圧力が、複数のプッシャー40から同時に加えられる場合があるため、ローター部20が炭素繊維プラスチックで構成されることにより、外力及び熱による変形を防止して、電子部品50の搬送位置精度を高めることができる。
In addition, since the carbon fiber plastic has a small amount of thermal deformation and higher rigidity than the material constituting the conventional rotor part and arm support part, it is possible to suppress deformation due to heat generated by a motor or the like. In particular, the
また、特に、部品吸着搬送機10は多数のアーム部30を有しており、アーム部30はローター部20の外径側に取り付けられており移動速度が速い。そのため、アーム支持部32が炭素繊維プラスチックで構成されることにより、部品吸着搬送機10に作用する慣性力(イナーシャ)を効果的に抑制し、電子部品50の加減速を短時間で行うことができるようになるため、部品吸着搬送機10は電子部品50を高速搬送することができる。
In particular, the component
また、アーム支持部32が炭素繊維プラスチックからなる場合、図2に示す吸着ヘッド36のノズルは、電子部品50とアーム支持部32とを絶縁する樹脂やセラミック等の絶縁性材料で構成されることが好ましい。このような部品吸着搬送機10は、吸着ヘッド36が電子部品50とアーム支持部32とを絶縁することにより、たとえば吸着搬送中に電子部品50の電気的特性などを適切に検査することが可能である。なお、吸着ヘッド36全体が絶縁性材料で構成されていてもよく、吸着ヘッド26の一部のみ、たとえば電子部品50を吸着するノズルのみが絶縁性材料で構成されていてもよい。
When the
ローター部20及びアーム支持部32の少なくとも一方が炭素繊維プラスチックであればよいが、部品吸着搬送機10による高速かつ高精度な電子部品50の搬送を実現するためには、ローター部20及びアーム支持部32の両方が炭素繊維プラスチック(例えば、CFRP等とも称される)で構成されることが好ましい。
At least one of the
また、ローター部20及びアーム支持部32を構成する炭素繊維プラスチックとしては特に限定されないが、例えば、PAN系やピッチ系の炭素繊維プラスチックを採用することができ、高弾性率であるピッチ系が好ましい。また、炭素繊維プラスチックに含まれる樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、フェノール等が挙げられ、エポキシ樹脂が好ましい。また、炭素繊維プラスチックとしては、炭素性繊維の方向が揃えられた一方向積層の炭素繊維プラスチックであってもよく、炭素繊維の方向を変えて積層した疑似等法積層の炭素繊維プラスチックであってもよい。
The carbon fiber plastic constituting the
以上、本発明を実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、ローター部20及びアーム支持部32が炭素繊維プラスチックからなる様々な部品搬送機の実施形態が、本発明の技術範囲に含まれることは言うまでもない。たとえば、部品吸着搬送機10の用途も特に限定されず、部品吸着搬送機10は、電子部品50のパッケージング工程で用いられるほかに、電子部品50の検査工程や、電子部品50の実装工程等で用いられる場合もある。
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments.However, the present invention is not limited to these embodiments, and the embodiments of various component conveyors in which the
以下、本発明に係る部品吸着搬送機10について、実施例を挙げてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されない。
Hereinafter, although the component adsorption |
実施例では、図1に示す形状を有しており、ローター部20及びアーム支持部32が炭素繊維プラスチックで構成される部品吸着搬送機10について、アーム部30の外径端部に生じる垂直変位量を構造解析により算出した。実施例の条件は、以下の通りである。
ローター部20の直径:Φ270mm
アーム部30の径方向長さ:L=60mm
アーム部30のローター部20からの径方向突出量:35mm
ローター部20を駆動するモータの発熱温度:43℃
プッシャー40からの垂直荷重:5N
In the embodiment, the vertical displacement generated at the outer diameter end portion of the
Diameter of rotor section 20: Φ270mm
Radial length of arm 30: L = 60mm
Radial protrusion amount of the
Heat generation temperature of the motor that drives the rotor unit 20: 43 ° C.
Vertical load from pusher 40: 5N
比較例では、図1に示す形状を有しているが、ローター部及びアーム支持部がアルミ合金で構成されていることを除き、実施例と同様である部品吸着搬送機について、同様の条件でアーム部30の外径端部に生じる垂直変位量を構造解析により算出した。表1に、実施例及び比較例で用いた炭素繊維プラスチック及びアルミ合金の物性値と、垂直変位量を示す。
In the comparative example, it has the shape shown in FIG. 1, except for the component suction conveyance machine that is the same as the example except that the rotor part and the arm support part are made of an aluminum alloy, under the same conditions. The amount of vertical displacement generated at the outer diameter end of the
表1に示すように、実施例では、比較例の37.5%程度まで垂直変位量が抑制されており、このような違いは、ローター部及びアーム支持部を構成する材料の熱膨張率、熱伝導率及びヤング率の差異に起因すると考えられる。また、実施例の炭素繊維プラスチックは、比較例のアルミ合金に比べて比重が60.7%程度であり、部品吸着搬送装置ではイナーシャを抑制できることが理解できる。 As shown in Table 1, in the example, the vertical displacement amount is suppressed to about 37.5% of the comparative example, and such a difference is caused by the thermal expansion coefficient of the material constituting the rotor part and the arm support part, It is thought to be due to the difference in thermal conductivity and Young's modulus. Further, the carbon fiber plastic of the example has a specific gravity of about 60.7% as compared with the aluminum alloy of the comparative example, and it can be understood that the component suction conveyance device can suppress the inertia.
10…部品吸着搬送機
20…ローター部
22…アーム取付部
24…アーム間貫通孔
26…中央部貫通孔
30…アーム部
32…アーム支持部
32a…第1部分
32b…第2部分
34…部品吸着部
35…スライド部
36…吸着ヘッド
38…スプリング
39…頭部
39a…真空ホース連結部
40…プッシャー
42…ボルト
50…電子部品
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記アーム取付部に取り付けられて前記ローター部と共に回転可能なアーム支持部と、電子部品を吸着可能な吸着ヘッドを有しており前記アーム支持部に対して上下動可能に設けられる部品吸着部と、をそれぞれ有する複数のアーム部と、を有しており、
前記ローター部および前記アーム支持部の少なくとも一方は、炭素繊維プラスチックからなる部品吸着搬送機。 A rotor portion having a substantially disk-like outer shape, having a plurality of arm mounting portions provided along the circumferential direction, and rotated by a motor;
An arm support portion which is attached to the arm attachment portion and can rotate together with the rotor portion; and a component suction portion which has a suction head capable of sucking electronic components and is provided so as to be vertically movable with respect to the arm support portion; And a plurality of arm portions each having
At least one of the rotor part and the arm support part is a component suction conveyance machine made of carbon fiber plastic.
前記吸着ヘッドには、前記電子部品と前記アーム支持部とを絶縁する絶縁性材料で構成されるノズルが形成されている請求項1又は請求項2に記載の部品吸着搬送機。 The arm support portion is made of carbon fiber plastic,
The component suction conveyance device according to claim 1, wherein the suction head is formed with a nozzle made of an insulating material that insulates the electronic component from the arm support portion.
前記ローター部には、周方向に関して複数の前記アーム取付部の1つと他の1つとの間に配置される貫通孔が、複数形成されている請求項1から請求項3までのいずれかに記載の部品吸着搬送機。 The rotor part is made of carbon fiber plastic,
The through-hole arrange | positioned between one of the said several arm attachment parts and other one with respect to the circumferential direction is formed in the said rotor part in any one of Claim 1-3. Parts suction conveyor.
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