JP2021093560A - アキシャルフィーダ、および部品実装装置 - Google Patents

アキシャルフィーダ、および部品実装装置 Download PDF

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Abstract

【課題】リードを屈曲させたアキシャルリード部品の供給を適切に実行する。【解決手段】部品実装装置に設けられた保持台に位置決めされ、かつ着脱可能に装着されるものであり、直線的に配設された複数の送り歯がキャリアテープにテーピングされたテープ化アキシャルリード部品の複数のリード線に係合して、前記テープ化アキシャルリード部品を水平な姿勢で搬送するとともに、テープ化アキシャルリード部品の搬送高さの上方にある部品供給位置でキャリアテープから切り離されたリード線を屈曲させたアキシャルリード部品をひとつずつ供給するアキシャルフィーダ。【選択図】図7

Description

本発明は、リードを屈曲させたアキシャルリード部品を供給するアキシャルフィーダ、およびリードを屈曲させたアキシャルリード部品の装着作業を行う部品実装装置に関するものである。
アキシャル部品は、下記特許文献に記載されているように、本体部とリードとから構成されており、リードが屈曲された状態で供給される。
特開平5−198990号公報
本発明の課題は、リードを屈曲させたアキシャルリード部品の供給を適切に実行することである。
上記課題を解決するために、本発明に記載のアキシャルフィーダは、部品実装装置に設けられた保持台に位置決めされ、かつ着脱可能に装着されるものであり、直線的に配設された複数の送り歯がキャリアテープにテーピングされたテープ化アキシャルリード部品の複数のリード線に係合して、前記テープ化アキシャルリード部品を水平な姿勢で搬送するとともに、前記テープ化アキシャルリード部品の搬送高さの上方にある部品供給位置で前記キャリアテープから切り離されたリード線を屈曲させたアキシャルリード部品をひとつずつ供給することを特徴とする。
また、本発明に記載の部品実装装置は、部品実装装置に設けられた保持台に位置決めされ、かつ着脱可能に装着されるものであり、直線的に配設された複数の送り歯がキャリアテープにテーピングされたテープ化アキシャルリード部品の複数のリード線に係合して、前記テープ化アキシャルリード部品を水平な姿勢で搬送するとともに、前記テープ化アキシャルリード部品の搬送高さの上方にある部品供給位置で前記キャリアテープから切り離されたリードを屈曲させたアキシャルリード部品をひとつずつ供給するアキシャルフィーダと、前記アキシャルフィーダの前記部品供給位置に前記リードを屈曲させたアキシャルリード部品が供給されると、前記部品供給位置の上方に移動して、前記リード線を屈曲させたアキシャルリード部品を保持して回路基材に装着する作業ヘッドとを備えたことを特徴とする。
本発明に記載のアキシャルフィーダ及び部品実装装置では、テープ化アキシャルリード部品の搬送高さの上方にある部品供給位置において、キャリアテープから切り離されたリードを屈曲させたアキシャルリード部品が供給される。これにより、リード線を屈曲させたアキシャルリード部品の供給を適切に実行することができる。
部品実装装置を示す斜視図である 部品実装装置の部品装着装置を示す斜視図である。 テープ化部品を示す平面図である。 アキシャル部品が回路基材に装着された状態を示す図である。 テープフィーダの斜視図である。 テープフィーダの拡大斜視図である。 テープフィーダの拡大側面図である。 フォーミング・カット機構の正面図である。 フォーミング・カット機構の斜視図である。 フォーミング・カット機構の拡大図である。 図10のAA線における断面図である。 フォーミング・カット機構の斜視図である。 フォーミング・カット機構の拡大図である。 フォーミング・カット機構の斜視図である。
以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。
<部品実装装置の構成>
図1に、部品実装装置10を示す。部品実装装置10は、回路基材12に対する部品の実装作業を実行するための装置である。部品実装装置10は、装置本体20、基材搬送保持装置22、部品装着装置24、撮像装置26,28、ばら部品供給装置30、部品供給装置32を備えている。なお、回路基材12として、回路基板、三次元構造の基材等が挙げられ、回路基板として、プリント配線板、プリント回路板等が挙げられる。
装置本体20は、フレーム部40と、そのフレーム部40に上架されたビーム部42とによって構成されている。基材搬送保持装置22は、フレーム部40の前後方向の中央に配設されており、搬送装置50とクランプ装置52とを有している。搬送装置50は、回路基材12を搬送する装置であり、クランプ装置52は、回路基材12を保持する装置である。これにより、基材搬送保持装置22は、回路基材12を搬送するとともに、所定に位置において、回路基材12を固定的に保持する。なお、以下の説明において、回路基材12の搬送方向をX方向と称し、その方向に直角な水平の方向をY方向と称し、鉛直方向をZ方向と称する。つまり、部品実装装置10の幅方向は、X方向であり、前後方向は、Y方向である。
部品装着装置24は、ビーム部42に配設されており、2台の作業ヘッド60,62と作業ヘッド移動装置64とを有している。各作業ヘッド60,62の下端面には、部品保持チャック(図2参照)66が着脱可能に設けられている。部品保持チャック66は、1対の保持爪(図示省略)を有しており、それら1対の保持爪により部品を保持する。また、作業ヘッド移動装置64は、X方向移動装置68とY方向移動装置70とZ方向移動装置72とを有している。そして、X方向移動装置68とY方向移動装置70とによって、2台の作業ヘッド60,62は、一体的にフレーム部40上の任意の位置に移動させられる。また、各作業ヘッド60,62は、図2に示すように、スライダ74,76に着脱可能に装着されており、Z方向移動装置72は、スライダ74,76を個別に上下方向に移動させる。つまり、作業ヘッド60,62は、Z方向移動装置72によって、個別に上下方向に移動させられる。
撮像装置26は、下方を向いた状態でスライダ74に取り付けられており、作業ヘッド60とともに、X方向,Y方向およびZ方向に移動させられる。これにより、撮像装置26は、フレーム部40上の任意の位置を撮像する。撮像装置28は、図1に示すように、フレーム部40上の基材搬送保持装置22と部品供給装置32との間に、上を向いた状態で配設されている。これにより、撮像装置28は、作業ヘッド60,62の部品保持チャック66に保持された部品を撮像する。
ばら部品供給装置30は、フレーム部40の前後方向での一方側の端部に配設されている。ばら部品供給装置32は、ばらばらに散在された状態の複数の部品を整列させて、整列させた状態で部品を供給する装置である。つまり、任意の姿勢の複数の部品を、所定の姿勢に整列させて、所定の姿勢の部品を供給する装置である。
部品供給装置32は、フレーム部40の前後方向での他方側の端部に配設されている。部品供給装置30は、トレイ型部品供給装置78とフィーダ型部品供給装置80とを有している。トレイ型部品供給装置78は、トレイ上に載置された状態の部品を供給する装置である。フィーダ型部品供給装置80は、テープフィーダ82によって部品を供給する装置である。以下に、テープフィーダ82について詳しく説明する。なお、ばら部品供給装
置30および、部品供給装置32によって供給される部品として、電子回路部品,太陽電池の構成部品,パワーモジュールの構成部品等が挙げられる。また、電子回路部品には、リードを有する部品,リードを有さない部品等が有る。
テープフィーダ82は、フレーム部40の他方側の端部に固定的に設けられたテープフィーダ保持台86に着脱可能に装着されている。テープフィーダ82は、テープ化部品(図3参照)88からアキシャル部品を取り外し、取り外したアキシャル部品のリード線を屈曲させた状態で供給する装置である。
テープ化部品88は、図3に示すように、複数のアキシャル部品90と2本のキャリアテープ92とから構成されている。アキシャル部品90は、概して円柱状の本体部96と、2本のリード線98とを含む。2本のリード線98は、概して直線状をなし、本体部96の両端面に、本体部96の軸心と同軸的に固定されている。そして、アキシャル部品90が、2本のキャリアテープ92に挟まれた状態で、2本のリード線98の先端部、つまり、本体部96と反対側の端部において、2本のキャリアテープ92にテーピングされている。なお、複数のアキシャル部品90は、2本のキャリアテープ92に等ピッチでテーピングされている。
また、各リード線98の中央部には、潰れ部100が形成されている。この潰れ部100は、アキシャル部品90が回路基材12に装着された際に、アキシャル部品90の本体部96と回路基材12とを離間させるためのものである。詳しくは、アキシャル部品90の2本のリード線98は、後に詳しく説明するが、テープフィーダ82において屈曲される。そして、アキシャル部品90が回路基材12に装着される際に、図4に示すように、屈曲されたリード線98が、回路基材12に形成されている貫通穴102に挿通される。この貫通穴102の内径は、リード線98の外径より僅かに大きい。一方、潰れ部100は、リード線98を径方向に潰した部分であり、貫通穴102の内径は潰れ部100の幅より小さい。このため、貫通穴102に挿通されたリード線98は、潰れ部100において引っ掛かり、本体部96が回路基材12から浮いた状態で、アキシャル部品90が回路基材12に装着される。
また、テープフィーダ82は、図5に示すように、テープ化部品収納部106と、フィーダ本体部107とから構成されている。フィーダ本体部107の前方側の端面には、コネクタ108と2本のピン109が設けられており、テープフィーダ82がテープフィーダ保持台86に装着された際に、コネクタ108は、テープフィーダ保持台86に形成されたコネクタ接続部(図示省略)に接続され、ピン109は、テープフィーダ保持台86に形成されたピン穴(図示省略)に嵌合される。また、テープ化部品収納部106には、テープ化部品88が収納されている。そして、テープ化部品収納部106に収納されているテープ化部品88が引き出され、そのテープ化部品88は、フィーダ本体部107の上端面に延在されている。
フィーダ本体部107の内部には、図6および図7に示すように、送り装置110と屈曲装置112とが配設されている。送り装置110は、ピストン114とリンク機構116と送りアーム118と逆戻り防止アーム120とを含む。ピストン114は、フィーダ本体部107内の上端部において、概して水平方向に延びるように配設されている。リンク機構116は、支持ブロック122と2本の支持アーム124とを含み、ピストン114の前方側に配設されている。支持ブロック122は、フィーダ本体部107の躯体に固定されている。2本の支持アーム124は、上下方向に延びる姿勢で前後方向に並んで配設されており、下端部において支持ブロック122に揺動可能に取り付けられている。また、送りアーム118は、概して水平方向に延びる姿勢で、2本の支持アーム124の上端部に、揺動可能に取り付けられている。そして、送りアーム118の後端部にピストン
114のピストンロッド126が連結されている。これにより、送りアーム118は、ピストン114の作動により、前後方向かつ、上下方向に揺動する。
また、送りアーム118の上縁の中央部には、複数の送り歯128が形成されている。そして、それら複数の送り歯128が、フィーダ本体部107の上端面に延在しているテープ化部品88のアキシャル部品90のリード線98に係合している。なお、複数の送り歯128の形成ピッチは、テープ化部品88でのアキシャル部品90の配設ピッチと同じとなっている。これにより、テープ化部品88は、ピストン114の作動により、送りアーム118が前方に向かって揺動した際に、テープフィーダ82の前方側に向かって送り出される。なお、送りアーム118の前方側の端部には、支持歯130が形成されており、テープフィーダ82の前方側に送り出されたテープ化部品88のアキシャル部品90が支持歯130により支持される。
また、逆戻り防止アーム120は、フィーダ本体部107の上端面に延在しているテープ化部品88の上方に配設されており、逆戻り防止アーム120の先端部には、歯132が形成されている。この歯132は、テープ化部品88のアキシャル部品90のリード線98に後方側から係合しており、テープ化部品88の後方側への移動、つまり、テープ化部品88の逆戻りを防止している。
また、屈曲装置112は、ピストン150とカム機構152とフォーミング・カット機構(図8及び図9参照)154とを有している。ピストン150は、フィーダ本体部107内の中央部において、概して水平方向に延びるように配設されている。カム機構152は、カム部材160とローラ162と昇降ブロック164とを含み、ピストン150の前方側に配設されている。カム部材160は、前方に向かうほど下方に向かう傾斜面166を有しており、前後方向に移動可能とされている。そのカム部材160の後端面には、ピストン150のピストンロッド168が連結されている。ローラ162は、カム部材160の傾斜面166に接触した状態で配設されており、カムフォロアとして機能する。また、ローラ162は、昇降ブロック164の下端部に回動可能に保持されており、その昇降ブロック164は、上下方向移動可能とされている。これにより、カム部材160が、ピストン150の作動により、前後方向に移動することで、ローラ162が、カム部材160の傾斜面166に沿って移動し、昇降ブロック164が昇降する。
また、フォーミング・カット機構154は、図8乃至図11に示すように、支持ブロック170と1対の支持部材172と1対のカッタ174と1対の曲げ部材176とを含む。なお、図8は、フォーミング・カット機構154の正面図であり、図9は、フォーミング・カット機構154の斜視図である。また、図10は、フォーミング・カット機構154の拡大図であり、図11は、図10のAA線における断面図である。
支持ブロック170は、送りアーム118の支持歯130に支持されたアキシャル部品90の本体部96の下方に配設されており、カム機構152の昇降ブロック164に連結されている。支持部材172は、概して矩形の板状をなし、上端部にV字型の溝178が形成されている。また、1対の支持部材172は、支持ブロック170を中心に、互いに向かい合うように配設されており、カム機構152の昇降ブロック164に連結されている。なお、1対の支持部材172は、送りアーム118の支持歯130に支持されたアキシャル部品90の1対のリード線98の基端部の下方に位置している。
また、1対のカッタ174は、支持ブロック170を中心に、支持ブロック170と1対の支持部材172とを挟むように、対向した状態で配設されている。なお、カッタ174と、そのカッタ174と向かい合う支持部材172との間の距離は、所定の寸法とされている。また、1対のカッタ174は、カム機構152の昇降ブロック164に連結され
ている。これにより、カム機構152の昇降ブロック164が、ピストン150の作動により昇降することで、支持ブロック170と1対の支持部材172と1対のカッタ174とが上下方向に移動する。
また、1対の曲げ部材176は、概して板厚のブロック状をなし、送りアーム118の支持歯130に支持されたアキシャル部品90の1対のリード線98の上方に配設されている。曲げ部材176の左右方向の長さは、カッタ174と、そのカッタ174と向かい合う支持部材172との間の距離より僅かに長い寸法とされている。このため、カッタ174と支持部材172とが上方に移動した際に、図12に示すように、カッタ174と支持部材172との間に、曲げ部材176が位置する。この際、曲げ部材176の支持部材172側の端面と、支持部材172とは摺接し、曲げ部材176のカッタ174側の端面と、カッタ174とは摺接する。
また、曲げ部材176のリード線98と向かい合う底面には、リード線98と対向するように、左右方向に延びる溝180が形成されている。そして、その溝180の内部には、下方に向かって突出するように、半球状の突出部181が配設されており、その突出部181は、リード線98の潰れ部100と向かい合っている。さらに、曲げ部材176の支持部材172側の端面の下縁には、テーパ面182が形成されている。そして、そのテーパ面182に沿ってニードルピン186が配設されており、ニードルピン186の一部が、溝180の内部およびテーパ面182に露出している。
<部品実装装置の作動>
部品実装装置10では、上述した構成によって、基材搬送保持装置22に保持された回路基材12に対して部品の装着作業が行われる。具体的には、回路基材12が、作業位置まで搬送され、その位置において、クランプ装置52によって固定的に保持される。次に、撮像装置26が、回路基材12の上方に移動し、回路基材12を撮像する。これにより、回路基材12に形成された貫通穴102の位置に関する情報が得られる。また、ばら部品供給装置30若しくは、部品供給装置32は、所定の供給位置において、部品を供給する。以下に、部品供給装置32のフィーダ型部品供給装置80による部品の供給について、詳しく説明する。
フィーダ型部品供給装置80では、テープフィーダ82において、送り装置110のピストン114の作動により、フィーダ本体部107の上端面に延在するテープ化部品88が部品供給位置に向かって送り出される。テープ化部品88が送り出され、テープ化部品88のアキシャル部品90が部品供給位置に至ると、そのアキシャル部品90のリード線98が、送りアーム118の支持歯130において支持される。その状態において、フォーミング・カット機構154のピストン150が作動することで、昇降ブロック164が上昇し、カット機構154の支持ブロック170と1対の支持部材172と1対のカッタ174とが上昇する。
この際、支持ブロック170がアキシャル部品90の本体部96に接触し、支持部材172が、溝178の内部において、リード線98の基端部と潰れ部100との間に接触し、カッタ174がリード線98の先端部と潰れ部100との間に接触する。そして、支持ブロック170と1対の支持部材172と1対のカッタ174との上昇に伴って、図13に示すように、アキシャル部品90が持ち上げられ、リード線98が、カッタ174と曲げ部材176のカッタ174側の端面とに挟まれる。これにより、リード線98が、カッタ174と曲げ部材176のカッタ174側の端面とに挟まれた箇所において、切断され、アキシャル部品90がキャリアテープ92から分離される。
さらに、支持ブロック170と1対の支持部材172と1対のカッタ174とが上昇す
ると、アキシャル部品90のリード線98が、潰れ部100において曲げ部材176の突出部181に接触する。この際、潰れ部100が、水平面に対して傾いている場合には、潰れ部100が突出部181に接触することで、水平面に対して角度のない状態、つまり、潰れ部100が水平となる。詳しくは、潰れ部100は、上述したように、リード線98を径方向に潰した部分であるため、概して板状となっている。この板状の潰れ部100が水平面に対して傾いている場合に突出部181に接触すると、リード線98が、それの軸心周りに回転し、板状の潰れ部100が水平となる。
さらに、支持ブロック170と1対の支持部材172と1対のカッタ174とが上昇すると、リード線98の潰れ部100が曲げ部材176の突出部181に接触した状態で、アキシャル部品90が上昇し、リード線98が屈曲し始める。この際、リード線98の屈曲する部分は、支持部材172の溝178により支持されている部分である。そして、支持ブロック170と1対の支持部材172と1対のカッタ174との上昇に伴って、リード線98が曲げ部材176の溝180の内部に入り込み、テーパ面182に設けられたニードルピン186に接触する。この際、リード線98は、ニードルピン186に接触している部分と、支持部材172の溝178により支持されている部分との間で屈曲し、支持ブロック170と1対の支持部材172と1対のカッタ174とは、さらに上昇する。これにより、アキシャル部品90のリード線98は、図12にしめすように、概して直角に屈曲される。
このように、フォーミング・カット機構154では、リード線98が屈曲される際に、曲げ部材176の突出部181がリード線98に接触することで、リード線98が僅かに屈曲された後に、ニードルピン186がリード線98に接触し、リード線98が屈曲される。つまり、リード線98の支持部材172により支持されている部分から先端部側に離れた位置に、突出部181が接触することで、リード線98が僅かに屈曲された後に、ニードルピン186の接触により、リード線98が屈曲される。このため、てこの原理を利用して、リード線がある程度、屈曲された後に、リード線が、さらに、屈曲される。これにより、リード線98を適切に屈曲することが可能となる。
また、フォーミング・カット機構154では、曲げ部材176の突出部181がリード線98の潰れ部100に接触することで、板状の潰れ部100が水平とされている。これにより、潰れ部100のニードルピン186への引っ掛かり等を防止し、リード線98を適切に屈曲することが可能となる。詳しくは、曲げ部材176に突出部181が設けられていなければ、潰れ部100が水平面に対して傾斜した状態で、潰れ部100がニードルピン186に接触する場合がある。このような場合には潰れ部100がニードルピン186に対して傾斜した状態で接触するため、潰れ部100がニードルピン186に引っ掛かり、リード線98を適切に屈曲することができない虞がある。一方、フォーミング・カット機構154では、曲げ部材176に設けられた突出部181により潰れ部100は、水平となる。このため、潰れ部100は、ニードルピン186と平行となるため、ニードルピン186と円滑に接触する。これにより、フォーミング・カット機構154では、リード線98を適切に屈曲することが可能となる。
なお、支持ブロック170と1対の支持部材172と1対のカッタ174とは、屈曲されたリード線98の先端部が曲げ部材176の側方に至るまで上昇する。曲げ部材176の側方には、把持装置(図示省略)が配設されており、その把持装置によって、屈曲されたリード線98の先端部が把持される。そして、屈曲されたリード線98の先端部が把持装置によって把持された後に、支持ブロック170と1対の支持部材172と1対のカッタ174とが下降する。これにより、図14に示すように、リード線98が屈曲された状態のアキシャル部品90が、部品供給位置において供給される。
そして、上述したように、テープフィーダ82の部品供給位置において、アキシャル部品90が供給されると、作業ヘッド60,62の何れかが、部品供給位置の上方に移動し、部品保持チャック66によりアキシャル部品90を保持する。続いて、アキシャル部品90を保持した作業ヘッド60,62が、撮像装置28の上方に移動し、撮像装置28によって、部品保持チャック66に保持されたアキシャル部品90が撮像される。これにより、部品の保持位置の誤差に関する情報が得られる。続いて、アキシャル部品90を保持した作業ヘッド60,62が、回路基材12の上方に移動し、保持している部品の保持姿勢を、回路基材12に形成された貫通穴102の位置,部品の保持位置等に基づいて調整する。そして、作業ヘッド60,62が下降し、部品保持チャック66がアキシャル部品90を離脱する。これにより、図4に示すように、リード線98が貫通穴102に挿通され、アキシャル部品90が回路基材12に装着される。
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、支持部材172が上昇することで、支持部材172と曲げ部材176とによりリード線98を屈曲させているが、曲げ部材176を下降させることで、支持部材172と曲げ部材176とによりリード線98を屈曲させてもよい。また、支持部材172を上昇させるとともに、曲げ部材176を下降させることで、支持部材172と曲げ部材176とによりリード線98を屈曲させてもよい。
また、上記実施例では、突出部181の形状が、半球状とされているが、リード線98を屈曲させる際に、ニードルピン186より先にリード線98に接触する形状であればよく、種々の形状のものを採用することが可能である。具体的には、円柱を軸線方向に分割した形状、つまり、蒲鉾型の形状、円錐形状、ピン状、突形状等が挙げられる。
90:アキシャル部品 96:本体部 98:リード線 100:潰れ部(第1被当接部) 112:屈曲装置 150:ピストン(移動装置) 172:支持部材
176:曲げ部材 181:突出部(第1当接部) 186:ニードルピン(第2当接部)

Claims (5)

  1. 部品実装装置に設けられた保持台に位置決めされ、かつ着脱可能に装着されるものであり、直線的に配設された複数の送り歯がキャリアテープにテーピングされたテープ化アキシャルリード部品の複数のリード線に係合して、前記テープ化アキシャルリード部品を水平な姿勢で搬送するとともに、前記テープ化アキシャルリード部品の搬送高さの上方にある部品供給位置で前記キャリアテープから切り離されたリード線を屈曲させたアキシャルリード部品をひとつずつ供給するアキシャルフィーダ。
  2. 前記複数の送り歯は、
    前記キャリアテープにテーピングされたアキシャルリード部品のリード線に下方から係合することを特徴とする請求項1に記載のアキシャルフィーダ。
  3. 前記アキシャルフィーダは、
    前記複数の送り歯が移動する際に、前記キャリアテープにテーピングされたアキシャルリード部品のリード線に係合することで、その移動を防止するために配設された固定歯を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアキシャルフィーダ。
  4. 前記固定歯は、
    前記キャリアテープにテーピングされたアキシャルリード部品のリード線に上方から係合することを特徴とする請求項3に記載のアキシャルフィーダ。
  5. 部品実装装置に設けられた保持台に位置決めされ、かつ着脱可能に装着されるものであり、直線的に配設された複数の送り歯がキャリアテープにテーピングされたテープ化アキシャルリード部品の複数のリード線に係合して、前記テープ化アキシャルリード部品を水平な姿勢で搬送するとともに、前記テープ化アキシャルリード部品の搬送高さの上方にある部品供給位置で前記キャリアテープから切り離されたリードを屈曲させたアキシャルリード部品をひとつずつ供給するアキシャルフィーダと、
    前記アキシャルフィーダの前記部品供給位置に前記リードを屈曲させたアキシャルリード部品が供給されると、前記部品供給位置の上方に移動して、前記リード線を屈曲させたアキシャルリード部品を保持して回路基材に装着する作業ヘッドと
    を備えたことを特徴とする部品実装装置。
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