JP2022108020A - リード部品フィーダ、対基板作業機、及びリード部品を回路基板に装着する方法 - Google Patents

リード部品フィーダ、対基板作業機、及びリード部品を回路基板に装着する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】キャリアテープから切り離されたリード部品を供給位置で適切に供給する。【解決手段】作業ヘッドにキャリアテープから切り離されたリード部品を供給位置で供給するリード部品フィーダであって、作業ヘッドが供給位置のリード部品を保持するために供給位置を認識するためのマークを設けたリード部品フィーダ。リード部品を供給位置で供給するリード部品フィーダと、供給位置を撮像する撮像装置と、リード部品フィーダが供給位置で供給したリード部品を保持して回路基板に装着する作業ヘッドとを備え、撮像装置が供給位置を撮像したのちに作業ヘッドが供給位置に供給されたリード部品を保持する対基板作業機。【選択図】図13

Description

本発明は、キャリアテープから切り離されたリード部品を供給位置で供給するリード部品フィーダなどに関するものである。
下記特許文献には、テープ化部品から部品を供給位置で供給するテープフィーダが記載されている。
特開2003-168890号公報
本明細書では、キャリアテープから切り離されたリード部品を供給位置で適切に供給することを課題とする。
上記課題を解決するために、本明細書は、作業ヘッドにキャリアテープから切り離されたリード部品を供給位置で供給するリード部品フィーダであって、前記作業ヘッドが前記供給位置のリード部品を保持するために当該供給位置を認識するためのマークを設けたリード部品フィーダを開示する。
上記課題を解決するために、本明細書は、リード部品を供給位置で供給するリード部品フィーダと、前記供給位置を撮像する撮像装置と、前記リード部品フィーダが前記供給位置で供給したリード部品を保持して回路基板に装着する作業ヘッドとを備え、前記撮像装置が前記供給位置を撮像したのちに前記作業ヘッドが前記供給位置に供給されたリード部品を保持する対基板作業機を開示する。
上記課題を解決するために、本明細書は、リード部品フィーダが供給位置でリード部品をひとつずつ供給するリード部品供給工程と、前記リード部品供給工程における前記供給位置のリード部品を保持するためにマークを撮像する撮像工程と、前記撮像工程で撮像した前記マークに基づいて、作業ヘッドが前記供給位置に供給されたリード部品を保持するリード部品保持工程と、前記リード部品保持工程で保持したリード部品を前記作業ヘッドが回路基板に装着する装着工程とを実行して、前記リード部品フィーダから供給されたリード部品を回路基板に装着する方法を開示する。
本開示によれば、例えば、マーク等を利用して適切に供給位置を認識することが可能となり、キャリアテープから切り離されたリード部品を供給位置で適切に供給することができる。
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。 部品保持具を示す斜視図である。 テープ化部品を示す平面図である。 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。 切断装置及び屈曲装置の拡大斜視図である。 切断装置及び屈曲装置の拡大斜視図である。 切断装置及び屈曲装置の拡大斜視図である。 切断装置及び屈曲装置の拡大斜視図である。 切断装置及び屈曲装置の拡大正面図である。 フォーミング機構の斜視図である。 制御装置のブロック図である。 屈曲装置の作動図である。 屈曲装置の作動図である。 屈曲された1対のリードを保持する前の部品保持具を示す図である。 屈曲された1対のリードを保持した部品保持具を示す図である。 部品保持具により保持されたアキシャルリード部品の1対のリードを回路基材の1対の貫通穴に挿入する状態を示す斜視図である。 切断装置及び屈曲装置の拡大平面図である。 部品保持具を示す側面図である。 部品保持具を示す正面図である。 部品保持具を示す側面図である。 1対の把持爪及び補助プレートの拡大平面図である。 部品保持具を示す正面図である。
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。
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、制御装置(図14参照)36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40と、そのフレーム40に上架されたビーム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、所定の位置において、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、図2に示すように、部品保持具66が設けられている。部品保持具66は、図3に示すように、保持具本体67と、1対の保持爪68と、プッシャ69とを有している。1対の保持爪68は、概して棒形状をなし、保持具本体67の下面から下方に向って延び出すように配設されている。1対の保持爪68は互いに平行な状態で離間しており、平行な状態で接近・離間可能に保持具本体67の下面において保持されている。そして、1対の保持爪68の各々がボルト(図示省略)により保持具本体67の下面に締結されることで、1対の保持爪68が位置決めされる。これにより、1対の保持爪68の間隔が任意の寸法で固定される。そして、ボルトが緩められることで、1対の保持爪68の間隔が任意の寸法に変更される。つまり、作業者がボルトを緩めることで、1対の保持爪68の間隔を任意の寸法に変更することが可能とされており、作業者がボルトを締結することで、1対の保持爪68は、変更することができない固定的な間隔で維持される。なお、1対の保持爪68には、互いに対向する面にV溝70が、保持爪68の軸線方向に延びるように形成されている。また、プッシャ69は、1対の保持爪68の間で上下方向に移動可能に保持具本体67の下面に配設されている。そして、プッシャ69は、エアシリンダ(図示省略)の作動により制御可能に昇降する。
また、作業ヘッド移動装置64は、図2に示すように、X方向移動装置71とY方向移動装置72とZ方向移動装置73とを有している。そして、X方向移動装置71とY方向移動装置72とによって、2台の作業ヘッド60,62は、一体的にフレーム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、スライダ74,76に作業者が工具を用いることなくワンタッチで着脱可能に位置決めして装着されており、Z方向移動装置73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73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、鉛直軸線上において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方向に移動する。これにより、撮像装置26は、フレーム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40上の基材搬送保持装置22と部品供給装置32との間に、鉛直線上において上方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の部品保持具66に保持された部品を撮像する。なお、撮像装置26,28は、2次元カメラとされており、2次元画像を撮像する。
ばら部品供給装置30は、フレーム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40の他方側の端部に固定的に設けられたフィーダ保持台86のスロット87に、作業者が工具を用いることなくワンタッチで着脱可能に位置決めして装着されている。なお、フィーダ保持台86には、複数のスロット87が形成されており、それら複数のスロット87のうちの任意のものに、テープフィーダ82は装着される。テープフィーダ82は、テープ化部品(図4参照)88からアキシャルリード部品を切り離し、切り離したアキシャルリード部品のリードを屈曲させた状態で部品実装装置10の作業ヘッド60,62に供給するテープ化リード部品供給装置である。
テープ化部品88は、図4に示すように、複数のアキシャルリード部品90と2本のキャリアテープ92とから構成されている。アキシャルリード部品90は、概して円柱形状の部品本体96と、1対のリード98とを含む。1対のリード98は、概して直線状をなし、部品本体96の対向する両端面に、部品本体96の軸心と同軸的に固定されている。そして、アキシャルリード部品90が、2本のキャリアテープ92に挟まれた状態で、1対のリード98の先端、つまり、部品本体96と反対側の端において、2本のキャリアテープ92にテーピングされている。なお、複数のアキシャルリード部品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、テープフィーダ82は、図5に示すように、収納ボックス106と、フィーダ本体107とから構成されている。なお、以下の説明において、収納ボックス106からフィーダ本体107に向う方向を前方と記載し、フィーダ本体107から収納ボックス106に向う方向を後方と記載する。フィーダ本体107の前方側の端面には、コネクタ108と2本のピン109が設けられている。そして、テープフィーダ82がフィーダ保持台86に装着された際に、コネクタ108は、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)に接続されることで電力が供給され、ピン109は、フィーダ保持台86に形成されたピン穴(図示省略)に嵌合されることでテープフィーダ82が正確に位置決めされる。また、収納ボックス106には、テープ化部品88が折り畳まれた状態で収納されている。そして、収納ボックス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107の上端面に延在される。なお、フィーダ本体107の上端面は水平方向に延びる面である。
フィーダ本体107の内部には、図6および図7に示すように、送り装置110と切断装置111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、前後方向に移動する。
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のアキシャルリード部品90のリード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でのアキシャルリード部品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が前方に向かって移動した際に、テープフィーダ82の前方側に向かって送り出される。
また、逆戻り防止アーム120は、フィーダ本体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のアキシャルリード部品90のリード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。
なお、送りアーム118によってテープ化部品88が送り出されるテープフィーダ82の前方側には、図8に示すように、フィーダ本体107の上面に延在するテープ化部品88の2本のキャリアテープ92の間から上方に向って延び出すように、1対のストッパ136が立設されている。1対のストッパ136は、フィーダ本体107の上面に延在するテープ化部品88の1対のリード98と対向する位置に立設されている。これにより、送りアーム118によって送り出されたテープ化部品88にテーピングされているアキシャルリード部品90の1対のリード98が1対のストッパ136に当接し、そのアキシャルリード部品90が位置決めされる。
また、切断装置111は、昇降ブロック140と1対のカッタ142とにより構成されている。昇降ブロック140は、フィーダ本体107の上面に延在するテープ化部品88の上方において、昇降可能にフィーダ本体107によって支持されている。なお、昇降ブロック140は、フィーダ本体107の上面に延在するテープ化部品88のストッパ136により位置決めされるアキシャルリード部品90の上方に位置している。また、昇降ブロック140は、ピストン(図示省略)の作動により、制御可能に昇降する。
また、切断装置111の1対のカッタ142は、刃先を下方に向けた状態で、昇降ブロック140の下面に固定されている。それら1対のカッタ142の一方の刃先は、昇降ブロック140が上昇している状態において、ストッパ136により位置決めされたアキシャルリード部品90の1対のリード98の一方と対向している。また、1対のカッタ142の他方の刃先は、昇降ブロック140が上昇している状態において、ストッパ136により位置決めされたアキシャルリード部品90の1対のリード98の他方と対向している。
また、屈曲装置112は、図6及び図7に示すように、ピストン150とカム機構152とフォーミング機構(図8乃至図13参照)154とを有している。ピストン150は、フィーダ本体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と連結ブロック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、連結ブロック164の下端部に回動可能に保持されており、その連結ブロック164は、鉛直方向において昇降可能とされている。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、連結ブロック164が鉛直方向に昇降する。
また、フォーミング機構154は、図8乃至図13に示すように、支持ブロック170と1対の保持壁171と1対の支持部材172と1対のクランプアーム174と連結ローラ176とを含む。なお、図8乃至図11は、フォーミング機構154を含む切断装置111の斜視図であり、図12は、フォーミング機構154を含む切断装置111の正面図である。また、図13は、フォーミング機構154単体の斜視図である。
支持ブロック170は、ストッパ136により位置決めされたアキシャルリード部品90の下方に配設されており、カム機構152の連結ブロック164に連結されている。これにより、支持ブロック170は、連結ブロック164の昇降に伴って、鉛直方向に昇降する。なお、図8乃至図12において、連結ブロック164は省略されている。また、1対の保持壁171は、厚板形状をなし、互いに平行かつ向かい合うように、支持ブロック170の上面に固定されている。支持部材172は、薄板形状をなし、上端縁にV字型の溝178が形成されている。そして、1対の支持部材172は、互いに向かい合うように配設された1対の保持壁171の内側に固定されている。なお、1対の支持部材172は、互いの溝178が、ストッパ136により位置決めされたアキシャルリード部品90の1対のリード98の下方に位置するように、1対の保持壁171に固定されている。ちなみに、位置決めされたアキシャルリード部品90のリード98と、支持部材172の上縁との間の距離は非常に短くされている。つまり、支持部材172は、位置決めされたアキシャルリード部品90のリード98と僅かな距離を隔てて、リード98の下方に位置している。
また、1対のクランプアーム174は、概してL字型をなし、下端において支持ブロック170により前後方向に揺動可能に保持されている。1対のクランプアーム174は、1対の支持部材172の前方側において、支持ブロック170からフィーダ本体107の上面に延在するテープ化部品88の上方に向って延び出している。そして、1対のクランプアーム174のテープ化部品88の上方に延び出した部分が、後方に向って、つまり、1対の支持部材172の上方に向って、概して90度に屈曲されている。これにより、1対のクランプアーム174の先端は、フィーダ本体107の上面に延在するテープ化部品88の1対のリード98を挟んで、1対の支持部材172の上方に位置している。なお、1対のクランプアーム174は、ピストン(図示省略)の作動により後方に向って揺動可能である。
また、1対のクランプアーム174は、図10及び図13に示すように、前方側の端部において、連結ローラ176により連結されている。そして、その連結ローラ176の上方には、図10に示すように、固定テーブル182が、フィーダ本体107の上面に固定されている。なお、図8には、クランプアーム174等の視認性を確保するために、固定テーブル182は記されておらず、図9及び図10には、支持ブロック170等の視認性を確保するために、フィーダ本体107は記されていない。ちなみに、固定テーブル182は、昇降ブロック140の前方に配設されており、上方からの視点において、昇降ブロック140と固定テーブル182との間に、1対のクランプアーム174が位置し、それら1対のクランプアーム174を連結する連結ローラ176のみが、固定テーブル182の下方に位置する。
また、フィーダ本体107の上面に延在するテープ化部品88の上方に配置されている昇降ブロック140の側面に、1対の屈曲ローラ186が固定的に配設されている。1対の屈曲ローラ186は、昇降ブロック140の側面において前後方向かつ水平方向に延びる軸線周りに自転可能であり、ストッパ136により位置決めされたアキシャルリード部品90の1対のリード98の上方に位置している。
また、制御装置36は、図14に示すように、コントローラ190、複数の駆動回路192、画像処理装置196を備えている。複数の駆動回路192は、上記搬送装置50、クランプ装置52、作業ヘッド60,62、X方向移動装置71、Y方向移動装置72、Z方向移動装置73、トレイ型部品供給装置78、フィーダ型部品供給装置80、ばら部品供給装置30に接続されている。コントローラ190は、CPU,ROM,RAM等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路192に接続されている。これにより、基材搬送保持装置22、部品装着装置24等の作動が、コントローラ190によって制御される。また、コントローラ190は、画像処理装置196にも接続されている。画像処理装置196は、撮像装置26,28によって得られた画像データを処理するものであり、コントローラ190は、画像データから各種情報を取得する。
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、コントローラ190の指令により、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、コントローラ190の指令により、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1対の貫通穴(図19参照)200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107の上端面に延在するテープ化部品88が前方に向かって送り出される。つまり、フィーダ本体107の上端面がテープ化部品88の送出高さである。そして、送出高さにおいて前方に向って送り出されたテープ化部品88のアキシャルリード部品90のリード98がストッパ136に当接し、位置決めされる。なお、アキシャルリード部品90がストッパ136により位置決めされた位置を、クランプ位置と記載する。
そして、テープ化部品88にテーピングされたアキシャルリード部品90がストッパ136により位置決めされると、1対のクランプアーム174がピストンの作動により後方、つまり、位置決めされたアキシャルリード部品90に向って揺動する。これにより、位置決めされたアキシャルリード部品90の1対のリード98が、1対のクランプアーム174により上方から下方に向って押さえられる。次に、支持ブロック170がピストン150の作動により上昇する。この際、支持ブロック170に固定されている1対の支持部材172も上昇し、位置決めされたアキシャルリード部品90の1対のリード98が、1対の支持部材172の溝178において下方から支持される。これにより、位置決めされたアキシャルリード部品90のリード98が、支持部材172とクランプアーム174とによって溝178によって位置決めされた状態でクランプされる。つまり、アキシャルリード部品90がクランプ位置において、支持部材172とクランプアーム174とによってクランプされる。
続いて、位置決めされたアキシャルリード部品90のリード98が、支持部材172とクランプアーム174とによってクランプされると、切断装置111のピストンの作動により昇降ブロック140が下降する。この際、1対のカッタ142が昇降ブロック140とともに下降し、ストッパ136により位置決めされたアキシャルリード部品90の1対のリード98が、図12に示すように、1対のカッタ142によって切断される。これにより、アキシャルリード部品90がキャリアテープ92から切り離される。つまり、アキシャルリード部品90は、クランプ位置においてテープ化部品88から切り離される。なお、リード98は支持部材172とクランプアーム174とによりクランプされているため、リード98はカッタ142により適切に切断される。
このように、リード98が切断され、アキシャルリード部品90がキャリアテープ92から切り離されると、支持ブロック170が上昇し、リード98が支持部材172とクランプアーム174とによりクランプされた状態のアキシャルリード部品90も上昇する。つまり、テープ化部品88から切り離されたアキシャルリード部品90が、支持部材172とクランプアーム174とによりクランプされた状態で持ち上げられる。この際、アキシャルリード部品90は左右方向に延びる姿勢、つまり、部品本体96の軸線を左右方向に向けた姿勢で持ち上げられる。なお、部品本体96の軸線は、部品本体96からリード98が延び出す方向と同じであるため、左右方向を向いたアキシャルリード部品90の姿勢を、アキシャルリード部品90が左右方向に延びる姿勢ということもできる。
そして、位置決めされたアキシャルリード部品90が持ち上げられる際に、アキシャルリード部品90の1対のリード98が、1対の屈曲ローラ186に当接する。この際、上昇する1対のリード98が、1対の支持部材172の溝178を支点として下方に向って屈曲する。そして、支持ブロック170が更に上昇することで、1対の屈曲ローラ186に当接した1対のリード98が、図15に示すように下方に向って概して直角に屈曲する。この際、下方に向って屈曲した1対のリード98のピッチ(以下、「屈曲ピッチ」と記載する)Lは、1対の支持部材172の配設ピッチとなる。なお、1対の支持部材172の配設ピッチは、1対の支持部材172の互いに対向する面と反対側の面の間の距離である。
また、1対のリード98が1対の屈曲ローラ186により屈曲された後も、支持ブロック170とともに、屈曲されていない部品本体側のリード98が支持部材172とクランプアーム174とによりクランプされた状態のままで、アキシャルリード部品90が供給位置に向かって上昇する。この際、クランプアーム174の前端部に配設された連結ローラ176が、固定テーブル182に当接し、図9乃至図11に示すように、前方、つまり、クランプされたリード98から離れる方向に向かって揺動する。これにより、支持部材172とクランプアーム174とによるリード98のクランプが解除される。つまり、図16に示すように、アキシャルリード部品90が、屈曲された1対のリード98において、1対の支持部材172のみにより下方から支持された状態となる。これにより、支持部材172の溝178で位置決めされた状態でアキシャルリード部品90が供給位置においてひとつずつ供給される。つまり、アキシャルリード部品90が持ち上げられた上端位置が、アキシャルリード部品90の供給位置となり、テープ化部品88が送り出されるフィーダ本体107の上端面よりも高い位置において、リード98の屈曲したアキシャルリード部品90が所定の姿勢で供給される。
そして、テープフィーダ82の供給位置においてアキシャルリード部品90が供給されると、作業ヘッド60,62の何れかが、そのアキシャルリード部品90の上方に移動し、上方に移動して停止した作業ヘッド60が下降して、作業ヘッド60が備える部品保持具66が供給位置で位置決めして停止した状態のアキシャルリード部品90を保持する。詳しくは、部品保持具66による部品の保持作業の前に、作業者が、部品保持具66の1対の保持爪68の間隔を、1対のリード98の屈曲ピッチLより僅かに狭い寸法に調整しておく。そして、図17に示すように、屈曲された1対のリード98を支持している1対の支持部材172の溝178の上方に、1対の保持爪68のV溝70が位置するように、作業ヘッド60,62が移動する。次に、作業ヘッド60,62が下降することで、供給位置に供給されたアキシャルリード部品90に向って部品保持具66が下降する。この際、1対の支持部材172の溝178を起点として屈曲した1対のリードが、1対の保持爪68のV溝70に入り込む。そして、作業ヘッド60,62が更に下降することで、図18に示すように、屈曲された1対のリードが、1対の保持爪68のV溝70の内部に更に入り込む。この際、屈曲された1対のリードの先端が、1対の保持爪68のV溝70の内部に入り込むまで、作業ヘッド60,62は下降する。つまり、1対の保持爪68の下端が、屈曲された1対のリードの先端より下方に位置するまで、作業ヘッド60,62は下降する。このように、屈曲された1対のリードが1対の保持爪68のV溝70の内部に入り込むと、1対の保持爪68の間隔は1対のリード98の屈曲ピッチLより僅かに狭いため、屈曲された1対のリードが1対の保持爪68により挟持されて、アキシャルリード部品90が部品保持具66により保持される。
なお、供給位置において供給されたアキシャルリード部品90を部品保持具66により保持するタイミングとしては、例えば、テープフィーダ82がアキシャルリード部品90を供給位置に供給した後に作業ヘッドが供給位置の上方に移動して、部品保持具66によりアキシャルリード部品90を保持してもよい。また、テープフィーダ82がアキシャルリード部品90を供給位置に供給する前に作業ヘッドが供給位置の上方に移動して、テープフィーダ82が供給位置にアキシャルリード部品90を供給するのを待って、部品保持具66によりアキシャルリード部品90を保持してもよい。
このように、部品保持具66によりアキシャルリード部品90が保持されると、作業ヘッド60,62は、撮像装置28の上方に移動し、撮像装置28によって、部品保持具66に保持されたアキシャルリード部品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、アキシャルリード部品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200の位置,部品の保持位置の誤差に関する情報等に基づいて調整する。この際、回路基材12に形成された1対の貫通穴200の位置と、部品保持具66の1対の保持爪68のV溝70の下端との位置が上下方向において一致するように、作業ヘッド60,62の移動及び保持姿勢の調整が行われる。
そして、作業ヘッド60,62が、1対の保持爪68のV溝70の下端と1対の貫通穴200とが上下方向において一致するように移動すると、図19に示すように、保持爪68の下端が回路基材12の上面に接触する直前まで、作業ヘッド60,62が下降する。続いて、部品保持具66においてプッシャ69が下降することで、1対の保持爪68により挟持されているアキシャルリード部品90の部品本体96にプッシャ69が接触し、アキシャルリード部品90を下方に向って押し込む。これにより、アキシャルリード部品90の1対のリードの先端が1対の貫通穴200に挿入される。そして、さらにプッシャ69が下降することで、アキシャルリード部品90の部品本体96が回路基材12の上面に接触するまで、1対のリードが1対の貫通穴200に挿入されて、アキシャルリード部品90が回路基材12に装着される。
このように、部品実装装置10では、テープフィーダ82においてキャリアテープ92から切り離されたアキシャルリード部品90の1対のリード98が屈曲されて、その屈曲された1対のリード98が部品保持具66により保持されて、回路基板の1対の貫通穴200に挿入される。ただし、従来の部品実装装置では、テープフィーダ82による部品の供給位置がコントローラ190に記憶されており、その記憶された部品の供給位置(以下、「記憶供給位置」と記載する)に基づいて作業ヘッド移動装置64の作動が制御されて、部品保持具66によりアキシャルリード部品90が保持される。つまり、例えば、記憶供給位置として1対の支持部材172の溝178の位置がコントローラ190に記憶されており、記憶供給位置として記憶された1対の溝178の位置の上方に1対の保持爪68が移動するように、作業ヘッド移動装置64の作動が制御されて、1対の保持爪68が記憶供給位置に移動した後に作業ヘッド60,62が下降することで、1対の保持爪68によりアキシャルリード部品90が保持される。なお、テープフィーダが装着されるフィーダ保持台86には、上述したように、複数のスロット87が形成されているため、スロット毎に記憶供給位置が記憶されており、部品を供給するテープフィーダが装着されているスロットの記憶供給位置に基づいて部品の保持作業が実行される。
しかしながら、複数台のテープフィーダ82では、同じ種類であっても、公差などにより、テープフィーダ毎に供給位置は僅かであるが異なる。つまり、テープフィーダの供給位置はテープフィーダ固有の位置であり、実際のテープフィーダの供給位置が記憶供給位置とズレている場合がある。このため、記憶供給位置に基づいて作業ヘッド移動装置64の作動が制御されて部品保持具66による部品の保持作業が実行された場合に、テープフィーダAから適切に部品を保持することができても、テープフィーダAと同じ種類のテープフィーダBから適切に部品を保持できない場合もある。また、同一のテープフィーダであっても、テープフィーダが装着されるスロットに応じて、スロット87の公差などにより、実際のテープフィーダの供給位置が記憶供給位置とズレている場合がある。つまり、スロットAにテープフィーダAが装着された場合に、実際のテープフィーダAの供給位置はスロットAの記憶供給位置と一致するが、スロットBにテープフィーダAが装着された場合に、実際のテープフィーダAの供給位置はスロットBの記憶供給位置とズレている場合がある。このような場合には、スロットBに装着されたテープフィーダAから適切に部品を保持することができない。
このようなことに鑑みて、テープフィーダ82のフォーミング機構154に基準マークが記されており、基準マークに基づいてテープフィーダ82の供給位置が演算され、その演算された供給位置に基づいて部品保持具66による部品の保持作業が実行される。詳しくは、図20に示すように、フォーミング機構154の1対の保持壁171の上面に1対の基準マーク210が記されている。なお、図20は、フォーミング機構154を上方からの視点おいて示す平面図である。そして、1対の保持壁171には、上述したように、アキシャルリード部品90の1対のリード98を支持する1対の支持部材172が固定されており、1対の支持部材172の上端に形成されている1対の溝178を結ぶ直線と、1対の基準マーク210を結ぶ直線とが平行となるように、1対の基準マーク210が1対の保持壁171に記されている。また、1対の支持部材172の上端に形成されている1対の溝178は、1対の支持部材172により支持されるアキシャルリード部品90の1対のリード98を位置決めするものである。このため、1対の支持部材172に固定されている1対の保持壁171に、1対の基準マーク210が記されることで、1対の基準マーク210と、1対のリードを位置決めする1対の溝178との相対的な位置は変化せず、フォーミング機構154固有の数値となる。そして、その数値、つまり、1対の基準マーク210と1対の溝178との相対的な位置を示す数値は、コントローラ190に記憶されている。
そして、部品保持具66によってフィーダ保持台86のスロット87にセットされたテープフィーダの供給位置で位置決めされた部品の保持作業が実行される前に、フォーミング機構154の1対の保持壁171に記されている1対の基準マーク210が撮像装置26により撮像される。この際、1対の基準マーク210の各々が個別に撮像装置26により撮像される。つまり、撮像装置26の撮像範囲に1対の基準マーク210の一方のみが入るように、基準マーク210の一方が撮像装置26により撮像され、撮像装置26の撮像範囲に1対の基準マーク210の他方のみが入るように、基準マーク210の他方が撮像装置26により撮像される。そして、基準マーク210の一方の撮像データ及び、1対の基準マーク210の他方の撮像データが、コントローラ190において分析され、撮像データに基づいて基準マーク210の一方及び基準マーク210の他方、つまり、1対の基準マーク210の位置が演算される。なお、1対の基準マーク210の各々の撮像データには、各々の基準マーク210のみが含まれるため、撮像データにおいて基準マーク210を適切かつ高速に認識することができる。
そして、コントローラ190は、演算した1対の基準マーク210の位置に基づいて、コントローラ190に記憶されている1対の基準マーク210と1対の溝178との相対的な位置を利用して、1対の溝178の位置、つまり、テープフィーダ82でのアキシャルリード部品90の供給位置(以下、「演算供給位置」と記載する)を演算する。このようにして演算された演算供給位置は、当該テープフィーダ固有の誤差や取り付け誤差を含まず、スロット87に装着されたテープフィーダ82での実際の供給位置であるため、演算供給位置に基づいて部品保持具66による部品の保持作業を行うことで、テープフィーダ82の供給位置において供給されるアキシャルリード部品90を部品保持具66により適切に保持することが可能となる。
なお、1対の基準マーク210を撮像し、撮像データに基づいて演算供給位置を演算するタイミングとしては、上述したように、部品の供給位置はテープフィーダの公差,スロット87の公差などに応じて異なるため、スロット87にテープフィーダが装着される毎に実行される。これにより、何れのテープフィーダを何れのスロット87に装着した場合であっても、テープフィーダの供給位置において供給されるアキシャルリード部品90を部品保持具66により適切に保持することが可能となる。
また、テープフィーダ82では、フォーミング機構154を変更することで、アキシャルリード部品90の1対のリードの屈曲ピッチLを変更することが可能とされているが、演算供給位置を利用することで、フォーミング機構154の変更忘れ等における部品の保持エラーを防止することが可能とされている。詳しくは、フォーミング機構154は、図13に示すように、支持ブロック170と1対の保持壁171と1対の支持部材172と1対のクランプアーム174と連結ローラ176とが一体化された一体物であり、フォーミング機構154は連結ブロック164に着脱可能に位置決めして装着されている。また、図13に示すフォーミング機構154と、1対の支持部材172の間隔が異なるフォーミング機構(以下、「別フォーミング機構」と記載する)(図示省略)が用意されている。例えば、図13に示すフォーミング機構154の1対の支持部材172の間隔が10mmである場合に、そのフォーミング機構154を用いてアキシャルリード部品90の1対のリードを屈曲すれば、屈曲ピッチLは10mmとなる。一方、別フォーミング機構の1対の支持部材の間隔が15mmである場合に、その別フォーミング機構を用いてアキシャルリード部品90の1対のリードを屈曲すれば、屈曲ピッチLは15mmとなる。このため、装着対象のアキシャルリード部品90の屈曲ピッチLを10mmにしたい場合には、フォーミング機構154が連結ブロック164に装着され、装着対象のアキシャルリード部品90の屈曲ピッチLを15mmにしたい場合には、別フォーミング機構が連結ブロック164に装着される。また、部品保持具66の1対の保持爪68の間隔は保持対象のアキシャルリード部品90の屈曲ピッチLに応じた間隔に調整する必要があるため、フォーミング機構154が連結ブロック164に装着された場合には、1対の保持爪68の間隔は10mmより僅かに狭い寸法に調整され、別フォーミング機構が連結ブロック164に装着された場合には、1対の保持爪68の間隔は15mmより僅かに狭い寸法に調整される。
しかしながら、屈曲ピッチ15mmのアキシャルリード部品90の装着作業を行うべく、作業者が部品保持具66の1対の保持爪68の間隔を15mmより僅かに狭い寸法に調整しても、フォーミング機構154を別フォーミング機構に付け替えることを忘れる場合がある。つまり、部品保持具66の1対の保持爪68の間隔が屈曲ピッチ15mmに応じた間隔であるが、連結ブロック164に屈曲ピッチ10mm用のフォーミング機構154が装着されている場合がある。このような場合には、フォーミング機構154により屈曲ピッチ10mmで屈曲された1対のリードを有するアキシャルリード部品90が、テープフィーダ82の供給位置において供給されるが、屈曲ピッチ15mmに応じた間隔の1対の保持爪68では、そのアキシャルリード部品90を保持することができない。つまり、フォーミング機構154の変更忘れにより、部品の保持エラーが発生する虞がある。
そこで、1対の基準マーク210の撮像データに基づいて演算された演算供給位置、つまり、1対の溝178の位置を利用して、それら1対の溝178の間の間隔が演算される。1対の溝178の間隔は、上述したように、屈曲ピッチと同じであるため、演算された1対の溝178の間隔が、装着作業対象の部品の屈曲ピッチと同じであれば、装着着作業が実行され、演算された1対の溝178の間隔が、装着作業対象の部品の屈曲ピッチと異なる場合に、エラー画面が表示装置(図示省略)に表示される。これにより、フォーミング機構154の変更忘れ等における部品の保持エラーを防止することができる。
なお、部品実装装置10は、対基板作業機の一例である。回路基材12は、回路基板の一例である。撮像装置26は、撮像装置の一例である。作業ヘッド60,62は、作業ヘッドの一例である。テープフィーダ82は、リード部品フィーダの一例である。アキシャルリード部品90は、リード部品の一例である。キャリアテープ92は、キャリアテープの一例である。基準マーク210は、マークの一例である。
また、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。例えば、上記実施例では、キャリアテープ92からアキシャルリード部品90を切り離し、切り離したアキシャルリード部品90を供給するテープフィーダ82、つまり、アキシャルリード部品フィーダに本発明を適用しているが、キャリアテープからラジアル部品を切り離し、切り離したラジアル部品を供給するラジアルリード部品フィーダに本発明を適用してもよい。そして、ラジアルリード部品フィーダに本発明が適用された場合には、キャリアテープから切り離されたラジアル部品は、例えば、図21乃至図23に示す部品保持具220により保持される。図21は、部品保持具220の側面図であり、図22は、部品保持具220の正面図であり、図23は、ラジアル部品221を保持した状態の部品保持具220の側面図である。
部品保持具220は、本体222と1対の把持爪224と補助プレート226とを含む。1対の把持爪224は、本体222によって搖動可能に保持されており、開閉装置(図示省略)の作動により、1対の把持爪224が搖動しながら、互いの先端部が接近・離間する。1対の把持爪224の内側には、図24に示すように、ラジアル部品221のリード228の線径の応じた大きさのV溝230が形成されている。また、補助プレート226は、1対の把持爪224の間に位置しており、1対の把持爪224と共に搖動する。この際、補助プレート226は、ラジアル部品221の1対のリード228の間に侵入する。このため、ラジアルリード部品フィーダにより供給されるラジアル部品221の1対のリード228の間と、部品保持具220の補助プレート226の先端とが対向し、1対のリード228が並ぶ方向と補助プレート226の延びる方向とが直行するように、部品保持具220が装着された作業ヘッドは移動する。そして、補助プレート226と1対の把持爪224とが共に搖動することで、補助プレート226は、ラジアル部品221の1対のリード228の間に侵入する。この際、1対の把持爪224が補助プレート226に接近することで、ラジアル部品221の1対のリード228の各々が、把持爪224のV溝230と補助プレート226とによって、両側面から位置決めして挟持される。これにより、ラジアル部品221は、図23に示すように、リード228の基端部、つまり、ラジアル部品221の部品本体232に近い側の端部において、1対の把持爪224及び補助プレート226により保持される。
また、キャリアテープから切り離されたラジアル部品221は、例えば、図25に示す部品保持具240により保持されてもよい。部品保持具240は、本体242と1対の把持爪244とを含む。1対の把持爪244は、本体242の下面から下方に延び出すように配設されており、開閉装置(図示省略)の作動により、互いに接近・離間する。このため、ラジアルリード部品フィーダにより供給されるラジアル部品221の上方に、部品保持具240が装着された作業ヘッドが移動する。この際、1対の把持爪244の間隔は、ラジアル部品221の部品本体232の幅寸法より大きくされている。そして、1対の把持爪244の間にラジアル部品221の部品本体232が位置するように、作業ヘッドが下降し、1対の把持爪244を開閉装置の作動により接近させることで、1対の把持爪244によってラジアル部品221の部品本体232が把持される。なお、上記説明では、部品保持具220,240によりラジアル部品221が保持されているが、部品保持具220,240によりアキシャルリード部品90が保持されてもよい。
また、上記実施例では、1対の基準マーク210の各々が撮像装置26により撮像されているが、1対の基準マーク210が同時に撮像装置26により撮像されてもよい。つまり、撮像装置26の撮像範囲に1対の基準マーク210が入るようにして、1対の基準マーク210が撮像装置26により撮像されてもよい。また、1対の基準マーク210の一方のみの撮像データに基づいて演算供給位置を演算してもよい。つまり、フォーミング機構154に1対の基準マーク210でなく、1個の基準マークが記されていてもよい。
また、1対の基準マーク210と1対の支持部材172の溝178とが撮像装置26により同時に撮像されてもよい。つまり、撮像装置26の撮像範囲(視野角)に1対の基準マーク210と1対の支持部材172の溝178とが入るようにして、1対の基準マーク210及び1対の支持部材172の溝178が撮像装置26により撮像されてもよい。このような場合には、撮像データに基づいて、1対の基準マーク210と1対の支持部材172の溝178との相対的な位置を演算することができるため、コントローラ190に、1対の基準マーク210と1対の支持部材172の溝178との相対的な位置が記憶されていなくてもよい。
また、フォーミング機構154には、供給位置を認識するための基準マーク210が記されているが、フォーミング機構154を構成する部品を基準マークとして用いてもよい。例えば、支持部材172の溝178を基準マークとして撮像装置26により撮像し、その撮像データに基づいて演算供給位置を演算してもよい。また、フォーミング機構154に用いられるボルトのヘッドなどを基準マークとして用いてもよい。さらに言えば、フォーミング機構154に限定されず、テープフィーダで使用されるテープ化部品のキャリアテープに形成されているキャビティ,凸部,歯車などの刃先,ピン等、種々のテープフィーダ82の構成物を基準マークとして用いてもよい。
また、上記実施例では、基準マーク210を撮像し、その撮像データに基づいて基準マーク210の位置を演算してから、基準マーク210の位置を利用して部品の供給位置を演算しているが、部品の供給位置を撮像装置26により撮像し、その撮像データに基づいて、部品の供給位置を演算してもよい。このように、部品の供給位置の撮像データに基づいて部品の供給位置を演算する場合には、その部品の供給位置にアキシャルリード部品90が有っても無くてもよい。供給位置にアキシャルリード部品90がある場合には、アキシャルリード部品90の部品本体96の撮像データに基づいて部品の供給位置が演算されてもよく、アキシャルリード部品90のリード228の撮像データに基づいて部品の供給位置が演算されてもよい。また、供給位置にアキシャルリード部品90がない場合には、支持部材172の溝178の撮像データに基づいて部品の供給位置が演算されてもよい。
また、上記実施例では、基準マーク210が撮像装置26により上方から撮像されているが、その際に、基準マーク210が基準マーク210の真上から撮像装置26により撮像されてもよく、基準マーク210が基準マーク210の斜め上方から撮像装置26により撮像されてもよい。また、反射鏡等を用いることで、基準マーク210が基準マーク210の側方から撮像装置26により撮像されてもよい。
また、上記実施例では、基準マーク210は、アキシャルリード部品90の供給位置である溝178が形成されている支持部材172に固定されている保持壁171に記されている。つまり、基準マーク210は、アキシャルリード部品90の供給位置を含む一体物であるフォーミング機構154に記されている。一方で、フォーミング機構154以外の物に基準マークが記されていてもよい。また、基準マーク210は、アキシャルリード部品90の供給位置である溝178の近くに記されているが、溝178との相対的な位置が認識できさえすれば、溝178から離れた位置、例えば、撮像装置の視野角に供給位置が入らない位置に記されていてもよい。
また、上記実施例では、1対の基準マーク210を撮像し、撮像データに基づいて演算供給位置を演算するタイミングとして、スロット87にテープフィーダが装着される毎に実行されている。つまり、スロット87にテープフィーダが装着されると最初に一度だけ演算供給位置が演算される。一方で、テープフィーダ82から部品が供給される毎に、1対の基準マーク210を撮像し、撮像データに基づいて演算供給位置を演算してもよい。また、例えば、所定の時間経過毎、所定の個数の部品の供給毎などに、1対の基準マーク210を撮像し、撮像データに基づいて演算供給位置を演算してもよい。
また、上記実施例では、1対のリードが1対の屈曲ローラ186により屈曲されているが、ローラに限定されず、種々な形状や態様の構造物により1対のリードを屈曲してもよい。
また、1対のリードをハの字形あるいはコの字形に屈曲せずに、回路基材12に装着されるリード部品、例えば、1対のリードがハの字形に広がったラジアルリード部品や、それらを供給するラジアルフィーダなどに本発明を適用してもよい。
また、別フォーミング機構は、1対の支持部材の間隔が異なるフォーミング機構に限らず、例えば、リード径や部品本体の大きさが異なる等、異なる種類のアキシャルリード部品に適用されるものであっても良い。この場合には、テープフィーダ82に取り付けられたフォーミング機構が備える基準マークを識別することで供給位置を認識するのみならず、当該フォーミング機構、延いては、当該フィーダの種類が識別される。また、この場合、取り付けられた当該フォーミング機構の種類に応じて、取り付けられるテープ化リード部品を搬送し当該リード部品が供給できるように、フィーダのテープ搬送ピッチなどが変更される。
また、同じ種類のアキシャルリード部品であっても、リードの屈曲基端の位置を変更するために1対の支持部材のピッチを変えたり種類を変更したりしても良い。また、アキシャルリード部品やラジアルリード部品のリードを異なるハの字形の開き具合にするために、1対の屈曲ローラのピッチを変えたり種類を変更したりしても良い。またそのために、フォーミング機構を適した種類のものに交換しても良い。
10:部品実装装置(対基板作業機) 12:回路基材(回路基板) 26:撮像装置 60:作業ヘッド 82:テープフィーダ(リード部品フィーダ) 90:アキシャルリード部品(リード部品) 92:キャリアテープ 210:基準マーク(マーク)

Claims (4)

  1. 作業ヘッドにキャリアテープから切り離されたリード部品を供給位置で供給するリード部品フィーダであって、前記作業ヘッドが前記供給位置のリード部品を保持するために当該供給位置を認識するためのマークを設けたリード部品フィーダ。
  2. リード部品を供給位置で供給するリード部品フィーダと、
    前記供給位置を撮像する撮像装置と、
    前記リード部品フィーダが前記供給位置で供給したリード部品を保持して回路基板に装着する作業ヘッドと
    を備え、
    前記撮像装置が前記供給位置を撮像したのちに前記作業ヘッドが前記供給位置に供給されたリード部品を保持する対基板作業機。
  3. 前記リード部品フィーダは、前記供給位置にマークを備え、
    前記撮像装置は、前記供給位置を撮像するときに前記マークを撮像する請求項2に記載の対基板作業機。
  4. リード部品フィーダが供給位置でリード部品をひとつずつ供給するリード部品供給工程と、
    前記リード部品供給工程における前記供給位置のリード部品を保持するためにマークを撮像する撮像工程と、
    前記撮像工程で撮像した前記マークに基づいて、作業ヘッドが前記供給位置に供給されたリード部品を保持するリード部品保持工程と、
    前記リード部品保持工程で保持したリード部品を前記作業ヘッドが回路基板に装着する装着工程と
    を実行して、前記リード部品フィーダから供給されたリード部品を回路基板に装着する方法。
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