JP2020109798A - 部品供給装置、部品実装装置およびキャリア積層体 - Google Patents

Abstract

【課題】部品切れの際の作業者の作業負担を軽減できる部品供給装置、部品実装装置およびキャリア積層体を提供することを目的とする。【解決手段】部品ＢＨが封入されたテープ状のキャリア３１をキャリア取入れ口２２Ｋから取り入れて搬送することにより部品供給位置２２ａに部品ＢＨを供給するテープフィーダ２２と、キャリア取入れ口２２Ｋと対向する位置に配置されてキャリア取入れ口２２Ｋにキャリア３１を送給するキャリア送給部２３とを有する。キャリア送給部２３は、筐体４１と、筐体４１内に設けられ、上下方向に積層された複数のキャリア３１を支持するキャリア支持部４３と、筐体４１内に設けられ、キャリア支持部４３に支持された複数のキャリア３１のうち最上部に位置するキャリア３１をキャリア３１の長手方向にスライドさせて筐体４１の外部に送出する送出部４４とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、部品実装装置において部品を供給する部品供給装置、この部品供給装置を用いた部品実装装置およびキャリア積層体に関する。

従来、部品供給装置が供給する部品を実装ヘッドによってピックアップして基板に実装する部品実装装置が知られている。このような部品実装装置における部品供給装置のひとつとして、部品を封入したキャリアテープを搬送して所定の部品供給位置に部品を供給するテープフィーダが多用されている。テープフィーダに使用されるキャリアテープはリールに巻き付けられており、リールはテープフィーダの下方に設置されるリール保持装置によって回転自在に保持される（例えば、下記の特許文献１）。そして、部品切れが生じたリールを交換するときには、リール保持装置から使用済みのリールを取り外すとともに、新しいリールをリール保持装置に取り付ける。

特開２０１７−１１７９７０号公報

しかしながら、リールは通常、リール保持装置内で密集して並んでおり、隣接して位置する他のリールやそのリールから引き出されたキャリアテープが邪魔になってリール保持装置に対するリールの着脱を行いにくい場合があった。

そこで本発明は、部品切れの際の作業者の作業負担を軽減できる部品供給装置、部品実装装置およびキャリア積層体を提供することを目的とする。

本発明の部品供給装置は、部品が封入されたテープ状のキャリアをキャリア取入れ口から取り入れて搬送することにより部品供給位置に部品を供給するテープフィーダと、前記キャリア取入れ口と対向する位置に複数の前記キャリアを上下に積層した状態で保持可能であり、前記積層された複数のキャリアを前記キャリア取入れ口に順次送出するキャリア送給部とを備えた。

本発明の部品実装装置は、上記本発明の部品供給装置と、前記部品供給装置が供給する部品をピックアップして基板に実装する実装ヘッドとを備えた。

本発明のキャリア積層体は、部品が封入された複数のテープ状のキャリアが積層されて成り、結束手段によって結束された状態で取り扱われる。

本発明によれば、部品切れの際の作業者の作業負担を軽減できる。

本発明の一実施の形態における部品実装装置の要部側面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える部品供給装置の要部側面図 本発明の一実施の形態における部品供給装置が使用するキャリアの斜視図 本発明の一実施の形態における部品供給装置の一部の斜視図 本発明の一実施の形態における部品供給装置が備えるキャリア送給部の内部透視斜視図 本発明の一実施の形態における部品供給装置が備えるキャリア送給部の側断面図 本発明の一実施の形態における部品供給装置が備えるキャリア送給部の正面断面図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品供給装置が備えるキャリア送給部のキャリア支持部にキャリア積層体を設置する手順を示す側面図 本発明の一実施の形態における部品供給装置が備えるキャリア送給部の側断面図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品供給装置の動作説明図 本発明の一実施の形態における部品供給装置に使用されるキャリア積層体の斜視図 本発明の一実施の形態における部品供給装置に使用されるキャリア積層体の（ａ）パッケージ部材によってパッケージングされた状態の斜視図（ｂ）パッケージ部材から取り出される状態の斜視図

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を示している。部品実装装置１は基板ＫＢに部品ＢＨを実装する装置であり、基台１１、基板搬送部１２、部品供給装置１３、ヘッド移動機構１４、実装ヘッド１５および部品カメラ１６を備えている。

図１において、基板搬送部１２は、作業者ＯＰから見た左右方向（図１の紙面に垂直な方向。Ｘ軸方向とする）に延びた一対のベルトコンベア１２ａを有している。基板搬送部１２は、これら一対のベルトコンベア１２ａを同時に作動させることで、基板ＫＢをＸ軸方向に搬送する。

図１および図２において、部品供給装置１３はフィーダ台車２１にテープフィーダ２２とキャリア送給部２３を備えている。テープフィーダ２２は、図３に示すテープ状のキャリア３１を後端側から前端側に向けて搬送することで、前端側に設定された部品供給位置２２ａ（図１および図２）に部品ＢＨを供給する。キャリア送給部２３は、キャリア３１をテープフィーダ２２に送給する。

フィーダ台車２１は上部に平板状のフィーダベース２１Ｂを備えており、床面上を移動されて基台１１に連結される。テープフィーダ２２はフィーダベース２１Ｂに取り付けられる。フィーダベース２１Ｂには複数のテープフィーダ２２をＸ軸方向に並べて取り付けることができる。

図３において、キャリア３１は、下方に窪んだ形状のポケット３１Ｐが長手方向に一定間隔で並んだ構成を有している。各ポケット３１Ｐには部品ＢＨがひとつずつ収納されている。キャリア３１の上面にはトップテープ３２が貼り付けられており、このトップテープ３２によって各部品ＢＨがキャリア３１に封入された状態となっている。キャリア３１の幅方向の一方の端部側には長手方向に（すなわちポケット３１Ｐの列に沿って）送り孔３１Ｈが一定間隔で設けられている。

図２において、テープフィーダ２２は後端部に設けられたキャリア取入れ口２２Ｋからキャリア３１を取り入れ、複数のスプロケット２２Ｓによって前方に（部品供給位置２２ａに）向けてピッチ搬送する。各スプロケット２２Ｓは、外周に設けられた係合ピン（図示せず）をキャリア３１の送り孔３１Ｈに係合させて回転することでキャリア３１を搬送する。

図２において、テープフィーダ２２の部品供給位置２２ａの後方位置にはキャリア３１の上面からトップテープ３２を剥離する剥離部材２２Ｃが設けられており、部品供給位置２２ａに到達したポケット３１Ｐは上方に開放されて部品ＢＨの取出しが可能な状態になる。テープフィーダ２２は、キャリア３１を搬送して部品ＢＨを部品供給位置２２ａに供給し終えたら、そのキャリア３１を前端部から排出する。

図１および図２において、キャリア送給部２３はフィーダ台車２１に設けられている。キャリア送給部２３はフィーダベース２１Ｂに取り付けられた各テープフィーダ２２に対応し、そのテープフィーダ２２の後方に設置されている（図４も参照）。キャリア送給部２３についての構成の詳細については後述する。

図１において、ヘッド移動機構１４は例えば直交座標ロボットから構成されており、実装ヘッド１５を水平面内で移動させる。実装ヘッド１５には複数のノズル１５ａが下向きに取り付けられている。各ノズル１５ａは実装ヘッド１５に対して上下方向（Ｚ軸方向とする）への移動とＺ軸回りの回転が可能である。実装ヘッド１５は、テープフィーダ２２が部品供給位置２２ａに供給した部品ＢＨにノズル１５ａの下端部を上方から近接させて吸引することで部品ＢＨを吸着し、その部品ＢＨをピックアップする。部品カメラ１６は撮像視野を上方に向けた姿勢で基台１１に取り付けられており、実装ヘッド１５がピックアップした部品ＢＨを下方から撮像する。部品カメラ１６は、部品カメラ１６が撮像した部品ＢＨの画像を認識してその位置を検出し、その検出結果に基づいてヘッド移動機構１４を制御する制御装置ＣＴＲに接続されている。

部品実装装置１による基板ＫＢへの部品ＢＨの実装作業では、先ず、基板搬送部１２が作動して上流工程側から送られてきた基板ＫＢを搬入し、所定の作業位置に基板ＫＢを位置決めする。基板搬送部１２が基板ＫＢを作業位置に位置決めしたら、各テープフィーダ２２がキャリア３１を搬送して部品供給位置２２ａに部品ＢＨを供給するとともに、実装ヘッド１５がテープフィーダ２２によって供給された部品ＢＨをノズル１５ａで保持する。実装ヘッド１５は部品ＢＨを保持すると部品カメラ１６の上方へ移動し、部品カメラ１６にノズル１５ａが保持した部品ＢＨを撮像させる。制御装置ＣＴＲは部品カメラ１６で撮像した画像より部品ＢＨの位置を検出し、その検出結果を利用してヘッド移動機構１４を制御する。これによりノズル１５ａに保持された部品ＢＨは基板ＫＢの目標位置に位置決めされる。そして、実装ヘッド１５はノズル１５ａを目標位置で昇降させて、部品ＢＨを基板ＫＢに実装する。

基板ＫＢへの部品ＢＨの実装動作が繰り返し実行されてその基板ＫＢへの部品ＢＨの実装作業が終了したら、基板搬送部１２が作動して、基板ＫＢを下流工程側に搬出する。なお、このような部品実装装置１の一連の部品実装動作は、部品実装装置１が備える制御装置ＣＴＲ（図１）が実行する。

次に、部品供給装置１３が備えるキャリア送給部２３の構成について説明する。図２および図５において、各キャリア送給部２３は、筐体４１、昇降部４２、キャリア支持部４３および送出部４４を備えている。

図５、図６および図７において、筐体４１は、左右の側板５１、前板５２、天板５３および後板５４を備えて全体として縦長の直方体形状を有している。筐体４１の天板５３の下面側の後部にはスペーサ５５が設置されており、スペーサ５５の下面には押当て部５６が設けられている。押当て部５６はＹ軸方向に延びており、押当て部５６の下面５６Ｍはほぼ水平面内に位置している。後板５４の上方には、後方に向けて開口したキャリア挿入開口４１Ｋが形成されている（図５も参照）。

図５、図６および図７において、昇降部４２は軸方向に駆動自在な駆動ロッド４２Ｒを備えた直動型モータであり、筐体４１内に設置されている。２つの側板５１のうちの一方にはブラケット５７が設けられており、昇降部４２はこのブラケット５７に、駆動ロッド４２Ｒを上下方向に向けた姿勢で取り付けられている。

図５、図６および図７において、キャリア支持部４３は、水平に配置された下板６１、上板６２および下板６１と上板６２の間に設けられたばね部材６３を有して構成されている。下板６１は駆動ロッド４２Ｒの上端に連結されている。このため昇降部４２が駆動ロッド４２ＲをＺ軸方向に移動させると、キャリア支持部４３の全体が昇降する。

図６および図７において、キャリア支持部４３は、昇降部４２の作動によって、予め定められた最低位置Ｈ１と最高位置Ｈ２との間で昇降される。キャリア支持部４３を最高位置Ｈ２まで移動させた状態では、キャリア支持部４３の上板６２は押当て部５６の下面５６Ｍに当接し得る高さとなる（図６および図７中に一点鎖線で示す上板６２参照）。

図５、図６および図７において、送出部４４は筐体４１内の、天板５３の下面側の前部に設けられている。送出部４４は、Ｘ軸まわりに延びた支持軸７１Ｊの軸線まわりに回転自在に設けられたローラ７１と、ローラ７１を支持軸７１Ｊの軸線まわりに回転させるローラ駆動部７２を備えている。ローラ７１の下端の高さは押当て部５６の下面５６Ｍの高さとほぼ一致している。

筐体４１を構成する前板５２の、ローラ７１の下端の前方に位置する部分には、キャリア３１を筐体４１内から送出するためのキャリア送出口５２Ｋが設けられている。キャリア送給部２３は、図４に示すように、テープフィーダ２２のキャリア取入れ口２２Ｋと前後方向（Ｙ軸方向）に対向した位置に位置している。

キャリア送給部２３の各動作（具体的には、昇降部４２によるキャリア支持部４３の昇降動作、ローラ駆動部７２によるローラ７１の回転動作等）の各制御は、テープフィーダ２２によるキャリア３１の送り動作と連動させて部品実装装置１の制御装置ＣＴＲが行う。

キャリア３１はキャリア支持部４３に積層状態に設置される。キャリア３１をキャリア支持部４３に設置するときは、キャリア支持部４３は最低位置Ｈ１に位置させておき、キャリア挿入開口４１Ｋからキャリア３１を挿入して、キャリア支持部４３の上板６２の上面に設置（載置）する。キャリア３１はひとつずつ（或いは少数ずつ）キャリア支持部４３に載置していっても構わないが、本実施の形態では、複数のキャリア３１が上下方向に積層されて予めひとまとまりになったものを「キャリア積層体３１Ｂ」としてキャリア支持部４３に（詳細には上板６２の上面に）設置するようになっている（図８（ａ）→図８（ｂ））。

キャリア支持部４３に複数のキャリア３１が積層された（キャリア積層体３１Ｂが設置された）ら、昇降部４２はキャリア支持部４３を上昇させて、キャリア支持部４３に支持された複数のキャリア３１（キャリア積層体３１Ｂ）を押し上げる（図８（ｂ）→図８（ｃ））。昇降部４２は、キャリア支持部４３に支持された複数のキャリア３１のうち最上部に位置するキャリア３１が押当て部５６とローラ７１に下方から当接した後、ばね部材６３が若干押し縮められるまでキャリア支持部４３を上昇させる（図８（ｃ））。これより最上部に位置するキャリア３１は、ばね部材６３の付勢力によって、押当て部５６とローラ７１に下方から押し付けられた状態となる。

最上部に位置するキャリア３１が押当て部５６とローラ７１に押し当てられた状態で制御装置ＣＴＲがローラ７１を回転させると、最上部に位置するキャリア３１は前方（キャリア３１の長手方向であり、Ｙ軸方向）にスライドし、キャリア送出口５２Ｋから筐体４１の外部に送出される。このときローラ７１が回転される方向は、ローラ７１下端が前方に進む方向である（図９中に示す矢印Ｒ）。

このように本実施の形態における部品供給装置１３において、キャリア送給部２３は、キャリア支持部４３を昇降させる昇降部４２を備え、キャリア送給部２３は、昇降部４２によりキャリア支持部４３を介して押し上げられた複数のキャリア３１のうち最上部に位置するキャリア３１をそのキャリア３１の長手方向にスライドさせて筐体４１の外部に送出するようになっている。

筐体４１の前方へ送出されたキャリア３１はそのままテープフィーダ２２のキャリア取入れ口２２Ｋに送られる（図１０（ａ））。キャリア３１が送られたテープフィーダ２２は、スプロケット２２Ｓを回転させ、キャリア３１を更に内部に引き入れる（図１０（ｂ））。

前述したように、最上部に位置するキャリア３１が押当て部５６とローラ７１に下方から当接するまで押し上げられた状態では、キャリア支持部４３のばね部材６３は若干押し縮められ、最上部に位置するキャリア３１は押当て部５６とローラ７１にばね部材６３の付勢力で押し付けられているので、最上部のキャリア３１が筐体４１の外部に搬出されると、次に新たに最上部に位置することとなったキャリア３１が改めて押当て部５６とローラ７１に押し当てられる（図１０（ａ）→図１０（ｂ））。このため、送出部４４は、連続してキャリア３１を筐体４１の外部に送出することができる。

最上部に位置するキャリア３１が筐体４１の外部に送出されることによって、ばね部材６３が押し縮められない状況（伸びきった状況）となる場合には、昇降部４２はキャリア支持部４３を少量押し上げ、ばね部材６３が押し縮められるように動作する。このような昇降部４２の動作の制御は、制御装置ＣＴＲが、予め定められているキャリア３１の残数（キャリア支持部４３によって支持されているキャリア３１の残数）とキャリア支持部４３の高さとの関係とから、昇降部４２を作動させるタイミングを検知して実行する。

上記のようにして積層状態で支持された複数のキャリア３１のうちの最上部に位置するキャリア３１が次々と筐体４１の外部に送出され、キャリア支持部４３に支持されていた全てのキャリア３１が送出されてしまった場合には、キャリア送給部２３は部品切れの状態となる。キャリア送給部２３が部品切れの状態となったら、作業者ＯＰは、キャリア支持部４３に改めてキャリア３１（キャリア積層体３１Ｂ）を設定してキャリア３１の補充を行う。

キャリア３１の補充は、キャリア送給部２３の筐体４１の後部に設けられたキャリア挿入開口４１Ｋからキャリア３１（キャリア積層体３１Ｂ）を挿入して行うが、キャリア挿入開口４１Ｋは送出部４４によりキャリア３１がスライドされる側（前方）とは反対側（後方）に開口しているので、作業者ＯＰはキャリア３１の補充作業を大変容易に行うことができる。なお、キャリア送給部２３から全てのキャリア３１が送出され終えたタイミングは、筐体４１内に設置されるキャリア３１の数（キャリア積層体３１Ｂを構成するキャリア３１の数）と、図示しない検出手段によって検出される送出済みのキャリア３１の数との比較等から、制御装置ＣＴＲによって検知される。

また、制御装置ＣＴＲは、テープフィーダ２２が搬送しているキャリア３１がテープフィーダ２２内の所定の箇所を通過したことをテープフィーダ２２内に設けられたセンサ（図示せず）によって検知した場合には、後続のキャリア３１をテープフィーダ２２に送給するようにキャリア送給部２３を制御する。これによりテープフィーダ２２は、キャリア送給部２３から連続的なキャリア３１の送給を受けることができ、部品ＢＨの供給動作を継続して行うことができる。

図１１は、キャリア支持部４３に設置される前の状態（例えば未使用のまま保管されている状態）にあるキャリア積層体３１Ｂを示している。このキャリア積層体３１Ｂは、積層状態の複数のキャリア３１がばらばらにならないように、結束帯等の結束手段ＦＢによって結束されたものであり、この状態で保管や受け渡し等の取り扱いが行われる。このように、複数のキャリア３１が積層され、結束手段ＦＢによって結束された状態のキャリア積層体３１Ｂは、従来のキャリアテープと同等の感覚で取り扱うことができるので、保管や受け渡しをする場合はもとより、本実施の形態における部品供給装置１３とは独立してキャリア積層体３１Ｂを単体で流通させる場合にも都合がよい。

図１２（ａ）は、上記のように結束手段ＦＢで結束されたキャリア積層体３１Ｂが、更にパッケージ部材ＰＧによってパッケージングされたものである。ここでは、パッケージ部材ＰＧは例えばビニル製の袋であり、キャリア積層体３１Ｂはパッケージ部材ＰＧによって包まれた状態で真空パックされている。キャリア積層体３１Ｂを使用するときにはパッケージ部材ＰＧを開封し（図１２（ｂ））、パッケージ部材ＰＧからキャリア積層体３１Ｂを取り出したうえで、キャリア積層体３１Ｂをキャリア支持部４３に設置する。結束手段ＦＢは、パッケージ部材ＰＧから取り出されたキャリア積層体３１Ｂがキャリア支持部４３に設置され終わるまでの間、キャリア３１がばらばらならないようにする機能を有し、キャリア支持部４３に設置され終わるまでの間には取り外される。パッケージ部材ＰＧは、このような袋状のものではなく、箱状のものであってもよい。

以上説明したように、本実施の形態における部品供給装置１３は、テープフィーダ２２にキャリア３１を送給するキャリア送給部２３が、キャリア支持部４３が積層状態で支持している複数のキャリア３１のうち最上部に位置するキャリア３１をキャリア３１の長手方向（Ｙ軸方向）にスライドさせてテープフィーダ２２へ送給する構成となっている。キャリア支持部４３に設置された全てのキャリア３１が送出され、キャリア支持部４３にキャリア３１を改めて設置（補充）する必要が生じた場合には、筐体４１に設けられたキャリア挿入開口４１Ｋからキャリア３１（キャリア積層体３１Ｂ）を挿入して行う。このため部品切れに対して従来のキャリアテープの交換作業等のような複雑かつ面倒な作業は不要であり、部品切れの際の作業者ＯＰの作業負担は大幅に軽減される。また、キャリア３１は複数が上下方向に積層されて予めひとまとまりになったキャリア積層体３１Ｂとしてキャリア支持部４３に設置するようになっているので、作業者ＯＰはキャリア支持部４３へのキャリア３１の設置作業を非常に行い易い。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述したものに限定されず、種々の変形等が可能である。例えば、上述の実施の形態では、送出部４４は、昇降部４２によって押当て部５６に押し当てられたキャリア３１をスライドさせて筐体４１の外部に送出する構成となっていたが、送出部４４が下降して最上部のキャリア３１に押し当てられ、その状態でキャリア３１を送出する構成となっていてもよい。また、上述の実施の形態では、キャリア支持部４３を昇降させる昇降部４２として直動型モータを例示したが、これは一例であり、キャリア支持部４３を筐体４１内で昇降できるものであれば、必ずしも直動型モータでなくてもよい。

部品切れの際の作業者の作業負担を軽減できる部品供給装置、部品実装装置およびキャリア積層体を提供する。

１ 部品実装装置
１３ 部品供給装置
１５ 実装ヘッド
２２ テープフィーダ
２２ａ 部品供給位置
２２Ｋ キャリア取入れ口
２３ キャリア送給部
３１ キャリア
３１Ｂ キャリア積層体
４１ 筐体
４１Ｋ キャリア挿入開口
４２ 昇降部
４３ キャリア支持部
４４ 送出部
ＢＨ 部品
ＦＢ 結束手段
ＰＧ パッケージ部材
ＫＢ 基板

Claims (8)

1. 部品が封入されたテープ状のキャリアをキャリア取入れ口から取り入れて搬送することにより部品供給位置に部品を供給するテープフィーダと、
   前記キャリア取入れ口と対向する位置に複数の前記キャリアを上下に積層した状態で保持可能であり、前記積層された複数のキャリアを前記キャリア取入れ口に順次送出するキャリア送給部とを備えた部品供給装置。
2. 前記キャリア送給部は、
   筐体と、
   前記筐体内に設けられ、上下方向に積層された複数の前記キャリアを支持するキャリア支持部と、
   前記筐体内に設けられ、前記キャリア支持部に支持された前記複数のキャリアのうち最上部に位置する前記キャリアを前記キャリアの長手方向にスライドさせて前記筐体の外部に送出する送出部とを有する請求項１に記載の部品供給装置。
3. 前記キャリア支持部に支持される前記複数のキャリアは、複数の前記キャリアが予め上下方向に積層されてひとまとまりになったキャリア積層体として前記キャリア支持部に設置される請求項２に記載の部品供給装置。
4. 前記筐体は前記送出部により前記キャリアがスライドされる側とは反対の側に開口したキャリア挿入開口を備え、前記キャリアは前記キャリア挿入開口から前記筐体内に挿入されて前記キャリア支持部に支持される請求項２に記載の部品供給装置。
5. 前記キャリア送給部は、前記キャリア支持部を昇降させる昇降部を備え、前記送給部は、前記昇降部により前記キャリア支持部を介して押し上げられた前記複数のキャリアのうち最上部に位置する前記キャリアを前記キャリアの長手方向にスライドさせて前記筐体の外部に送出する請求項２に記載の部品供給装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の部品供給装置と、前記部品供給装置が供給する部品をピックアップして基板に実装する実装ヘッドとを備えた部品実装装置。
7. 部品が封入された複数のテープ状のキャリアが積層されて成り、結束手段によって結束された状態で取り扱われるキャリア積層体。
8. 前記結束手段によって結束された前記複数のキャリアが更にパッケージ部材によってパッケージングされた請求項７に記載のキャリア積層体。

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