JP2024081909A - バルクフィーダ - Google Patents

Abstract

【課題】部品の供給動作の所要時間が短縮するとともに、部品の供給効率を向上できるバルクフィーダを提供することを目的とする。【解決手段】バルクフィーダは、部品を採取可能に供給する供給領域において部品を収容する複数のキャビティと、前記キャビティにおける前記部品の収容状態を維持する保持力を前記部品に付与する保持装置と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、バルクフィーダに関するものである。

バルクフィーダは、基板に部品を装着する部品装着機に装備され、部品の供給に用いられる。バルクフィーダは、特許文献１に示すように、部品装着機の吸着ノズルが部品を採取可能な供給領域においてバルク状態の部品を供給する。特許文献１のバルクフィーダは、供給領域に設けられた複数のキャビティに部品を収容させることにより、部品を整列させた状態で供給する。バルクフィーダは、複数のキャビティに部品を収容させる供給動作において、例えば部品の搬送路に振動を付与することにより部品を搬送する搬送装置を備える。

国際公開第２０２１／０９５２１９号

上記のようなバルクフィーダには、部品の供給動作によって効率的に複数のキャビティに部品を収容させることが求められる。しかしながら、例えば上記のように振動により部品を搬送するタイプの場合には、振動を強くして搬送速度を上げると、キャビティに収容されていた部品が飛び出すことがあり、却って供給効率が低下するおそれがある。

本明細書は、部品の供給動作の所要時間が短縮するとともに、部品の供給効率を向上できるバルクフィーダを提供することを目的とする。

本明細書は、部品を採取可能に供給する供給領域において部品を収容する複数のキャビティと、前記キャビティにおける前記部品の収容状態を維持する保持力を前記部品に付与する保持装置と、を備えるバルクフィーダを開示する。

本明細書では、出願当初の請求項８において「請求項５に記載のバルクフィーダ」を「請求項５－７の何れか一項に記載のバルクフィーダ」に変更した技術的思想や、出願当初の請求項１０において「請求項８に記載のバルクフィーダ」を「請求項８または９に記載のバルクフィーダ」に変更した技術的思想も開示されている。また、本明細書では、出願当初の請求項１１において「請求項５に記載のバルクフィーダ」を「請求項５－１０の何れか一項に記載のバルクフィーダ」に変更した技術的思想や、出願当初の請求項１２において「請求項２－４の何れか一項に記載のバルクフィーダ」を「請求項２－１１の何れか一項に記載のバルクフィーダ」に変更した技術的思想も開示されている。

上記のバルクフィーダの構成によると、保持装置がキャビティにおける部品の収容状態を維持する保持力を部品に付与するので、搬送等による部品の飛び出しを防止することができる。これにより、搬送時に部品に付与される外力を強くすることができ、供給動作の所要時間を短縮することができ、また結果として部品の供給効率を向上できる。

部品装着機を模式的に示す平面図である。 供給領域を含むバルクフィーダの一部を模式的に示す側面図である。 図２のＩＩＩ方向から見た平面図である。 図３のＩＶ－ＩＶ断面図である。 組付け前のベースプレート、マスクプレート、およびガイド部材を示す平面図である。 バルクフィーダの各種動作のタイミングチャートである。

バルクフィーダ３０について、図面を参照して説明する。バルクフィーダ３０は、例えば基板に部品を装着する部品装着機１０に装備される。バルクフィーダ３０は、キャリアテープやスティックなどに包装されていないバルク状態（それぞれの姿勢が不規則なばら状態）の部品を供給する。

１．部品装着機１０の構成
部品装着機１０は、例えば他の部品装着機１０を含む複数種類の対基板作業機とともに、基板製品を生産する生産ラインを構成する。上記の生産ラインを構成する対基板作業機には、印刷機や検査装置、リフロー炉などが含まれ得る。

１－１．基板搬送装置１１
部品装着機１０は、図１に示すように、基板搬送装置１１を備える。基板搬送装置１１は、基板９１を搬送方向へと順次搬送するとともに、基板９１を機内の所定位置に位置決めする。

１－２．部品供給装置１２
部品装着機１０は、部品供給装置１２を備える。部品供給装置１２は、基板９１に装着される部品を供給する。部品供給装置１２は、複数のスロット１２１にフィーダ１２２をそれぞれセットされる。フィーダ１２２には、例えば多数の部品が収納されたキャリアテープを送り移動させて、部品を採取可能に供給するテープフィーダが適用される。また、フィーダ１２２には、バルク状態で収容された部品を採取可能に供給するバルクフィーダ３０が適用される。バルクフィーダ３０の詳細については後述する。

１－３．部品移載装置１３
部品装着機１０は、部品移載装置１３を備える。部品移載装置１３は、部品供給装置１２により供給された部品を基板９１上の所定の装着位置に移載する。部品移載装置１３は、ヘッド駆動装置１３１、移動台１３２、装着ヘッド１３３、および吸着ノズル１３４を備える。ヘッド駆動装置１３１は、直動機構により移動台１３２を水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）に移動させる。装着ヘッド１３３は、図示しないクランプ部材により移動台１３２に着脱可能に固定され、機内を水平方向に移動可能に設けられる。

装着ヘッド１３３は、回転可能に且つ昇降可能に複数の吸着ノズル１３４を支持する。吸着ノズル１３４は、フィーダ１２２により供給される部品を採取して保持する保持部材である。吸着ノズル１３４は、供給される負圧エアにより、フィーダ１２２により供給される部品を吸着する。装着ヘッド１３３に取り付けられる保持部材としては、部品を把持することにより保持するチャックなどが採用され得る。

１－４．部品カメラ１４、基板カメラ１５
部品装着機１０は、部品カメラ１４、および基板カメラ１５を備える。部品カメラ１４、および基板カメラ１５は、ＣＭＯＳなどの撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。部品カメラ１４、および基板カメラ１５は、制御信号に基づいて撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを送出する。部品カメラ１４は、吸着ノズル１３４に保持された部品を下方から撮像可能に構成される。基板カメラ１５は、装着ヘッド１３３と一体的に水平方向に移動可能に移動台１３２に設けられる。基板カメラ１５は、基板９１を上方から撮像可能に構成される。

また、基板カメラ１５は、基板９１の表面を撮像対象とする他に、移動台１３２の可動範囲であれば種々の機器などを撮像対象にできる。例えば、基板カメラ１５は、本実施形態において、図３に示すように、バルクフィーダ３０が部品を供給する供給領域Ａｓやバルクフィーダ３０の上部に設けられた基準マーク４６をカメラ視野に収めて撮像することができる。このように、基板カメラ１５は、種々の画像処理に用いられる画像データを取得するために、異なる撮像対象の撮像に兼用され得る。

１－５．制御装置２０
部品装着機１０は、図１に示すように、制御装置２０を備える。制御装置２０は、主として、ＣＰＵや各種メモリ、制御回路、および記憶装置により構成される。制御装置２０には、装着処理の制御に用いられる制御プログラムなどの各種データが記憶される。制御プログラムは、装着処理において基板９１に装着される部品の装着位置、装着角度、および部品種類を予定される装着順で示す。

制御装置２０は、複数の保持部材（吸着ノズル１３４）のそれぞれに保持された部品の保持状態の認識処理を実行する。具体的には、制御装置２０は、部品カメラ１４の撮像により取得された画像データを画像処理し、装着ヘッド１３３の基準位置に対する各部品の位置および角度を認識する。なお、制御装置２０は、部品カメラ１４の他に、例えば装着ヘッド１３３に一体的に設けられるヘッドカメラユニットなどが部品を側方、下方、または上方から撮像して取得された画像データを画像処理するようにしてもよい。

制御装置２０は、制御プログラムに基づいて、装着ヘッド１３３による部品の装着動作を制御して装着処理を実行する。ここで、装着処理には、採取動作と装着動作とが含まれるＰＰサイクル（ピックアンドプレースサイクル）を複数回に亘って繰り返す処理が含まれる。上記の「採取動作」とは、部品供給装置１２により供給された部品を吸着ノズル１３４により採取する動作である。また、上記の「装着動作」とは、採取した部品を基板９１における所定の装着位置に、所定の装着角度で装着する動作である。

制御装置２０は、上記の採取動作の実行に際して、バルクフィーダ３０を含む部品供給装置１２の動作を制御する。バルクフィーダ３０を対象とした制御には、例えばバルクフィーダ３０による部品の供給動作の制御が含まれる。制御装置２０は、カメラ（本実施形態において、基板カメラ１５）の撮像により取得した画像データに基づいて、バルクフィーダ３０の供給領域Ａｓにおける複数の部品の供給状態を認識する。

供給状態の認識処理には、供給領域Ａｓに採取可能な部品があるか否かを認識し、採取可能な部品がある場合にはその部品の位置および角度を認識する処理が含まれる。そして、制御装置２０は、供給状態の認識処理の結果に基づいて、採取動作における装着ヘッド１３３の動作を制御する。制御装置２０は、装着処理において、各種センサから出力される情報や画像処理の結果、制御プログラムなどに基づき、装着ヘッド１３３の動作を制御する。これにより、装着ヘッド１３３に支持された複数の吸着ノズル１３４の位置および角度が制御される。結果として、吸着ノズル１３４に保持された部品が制御プログラムにより指示される所定の装着位置に所定の装着角度で装着される。

２．バルクフィーダ３０の構成
バルクフィーダ３０は、部品装着機１０にセットされて部品供給装置１２の一部として機能する。バルクフィーダ３０は、キャリアテープのようには包装されていないバルク状態で部品ケースに収容された部品を供給する。そのため、バルクフィーダ３０は、テープフィーダと異なりキャリアテープを用いないため、キャリアテープの装填や使用済みテープの回収などを省略できる点でメリットがある。

バルクフィーダ３０には、例えば平面状の供給領域Ａｓに不規則な姿勢で部品を供給するタイプがある。しかしながら、供給領域Ａｓにおいて部品同士が接触するほど接近していたり堆積（上下方向に重なり合っている状態）していたり、部品の幅方向が上下方向となるような横立ち姿勢であったりすると、部品装着機１０は、これらの部品を採取対象にすることができない。そこで、採取可能な部品の割合を増加すべく、バルクフィーダ３０には、供給領域Ａｓにおいて部品を整列させた状態で供給するタイプがある。本実施形態では、部品を整列させるタイプのバルクフィーダ３０を例示して説明する。

２－１．フィーダ本体３１
バルクフィーダ３０は、扁平な箱状に形成されたフィーダ本体３１を備える。フィーダ本体３１の前部（図２の右側端部）には、コネクタ３１１および２つのピン３１２が設けられる。フィーダ本体３１は、部品供給装置１２のスロット１２１にセットされると、コネクタ３１１を介して給電されるとともに、制御装置２０と通信可能な状態となる。２つのピン３１２は、スロット１２１に設けられたガイド穴に挿入され、フィーダ本体３１がスロット１２１にセットされる際の位置決めに用いられる。

２－２．軌道ユニット４０
バルクフィーダ３０は、軌道ユニット４０を備える。軌道ユニット４０は、部品を採取可能に上方に開口する供給領域Ａｓと、供給領域Ａｓに連通し複数の部品が搬送される搬送路Ｒを形成された軌道部材であり、後述する複数の部材をユニット化して構成される。軌道ユニット４０は、フィーダ本体３１に対して振動可能に且つ着脱可能に設けられる。軌道ユニット４０は、後述する加振装置３４１により振動を付与される。

軌道ユニット４０は、フィーダ本体３１の前後方向（図３の左右方向）に延伸するように形成される。軌道ユニット４０の幅方向（図３の上下方向）の両縁には、上方に突出する一対の側壁５２が形成される。一対の側壁５２は、軌道ユニット４０の先端部５３とともに搬送路Ｒの周縁を囲い、搬送路Ｒを搬送される部品の漏出を防止する。先端部５３の上面には、供給領域Ａｓの基準位置を示す円形の基準マーク４６が左右一対で付される。

本実施形態において、軌道ユニット４０には、整列部材が交換可能に取り付けられる。詳細には、図４に示すように、軌道ユニット４０の軌道本体４１の上方に、整列部材としてのベースプレート４２およびマスクプレート４３が重ねて配置される。ベースプレート４２およびマスクプレート４３は、所定の厚みにそれぞれ形成された平坦な板状部材である。マスクプレート４３は、図５に示すように、所定のパターン（本実施形態において千鳥状）で配置された複数の貫通孔４３１を有する。マスクプレート４３の複数の貫通孔４３１のそれぞれは、バルクフィーダ３０が供給する部品の外形よりも僅かに大きな矩形状をなす。

また、本実施形態において、ベースプレート４２には、マスクプレート４３における複数の貫通孔４３１のピッチ以下のピッチで配置された複数の通気孔４２１を有する。通気孔４２１は、開口部が円形に形成され、開口面積がキャビティ５１に収容する対象の部品の外形面積の１０％以下に設定される。複数の通気孔４２１は、例えば複数の貫通孔４３１と同一のパターン（本実施形態において千鳥状）であり、複数の貫通孔４３１と同数に設定される。ベースプレート４２の下面側には、図４および図５に示すように、複数の通気孔４２１に連通し、全体として矩形状のエア室４２２が形成される。

ベースプレート４２およびマスクプレート４３は、軌道本体４１とガイド部材４４との間に挟み込まれた状態で、複数のボルト４５により固定される。ボルト４５は、ガイド部材４４の上方からそれぞれのボルト孔４２５，４３５，４４５を貫通し、軌道本体４１に締結される。ガイド部材４４は、交換可能なベースプレート４２およびマスクプレート４３の固定部材であるとともに、上記の一対の側壁５２および先端部５３を構成して供給領域Ａｓに供給された部品のガイドとして機能する。図２および図３に示すように、ガイド部材４４の上方には、搬送路Ｒの上方を覆うカバー４７が固定される。カバー４７は、搬送路Ｒからの部品の飛び出しを防止するように構成される。

上記のベースプレート４２の上面およびマスクプレート４３の貫通孔４３１は、複数の部品を個々に収容する複数のキャビティ５１の内側面を構成する。複数のキャビティ５１のそれぞれは、上方に開口し、部品の厚み方向が上下方向となる姿勢で部品を収容する。本実施形態において、複数のキャビティ５１は、マスクプレート４３の貫通孔４３１の配置パターンによって、千鳥状をなす。

ここで、図４に示すように、ベースプレート４２のエア室４２２には、軌道本体４１に取り付けられた供給管６２を介して、エア供給装置６１より負圧エアおよび正圧エアを切り換えて供給される。例えば、エア室４２２に負圧エアが供給されると、複数の通気孔４２１よりキャビティ５１に負圧エアが供給される。これにより、キャビティ５１に収容されている部品９２には、部品９２の収容状態を維持する保持力が付与される。エア供給装置６１を含む保持装置６０、および保持装置６０の動作の詳細については後述する。

２－３．シャッタ３２
バルクフィーダ３０は、軌道ユニット４０の上部に設けられ、供給領域Ａｓの開口を閉塞可能なシャッタ３２を備える。バルクフィーダ３０は、シャッタ３２を開閉することによって部品の飛び出しや供給領域Ａｓへの異物混入を防止することができる。

シャッタ３２は、開閉動作により開状態、閉状態、および中間状態を切り換えられる。シャッタ３２の閉状態とは、シャッタ３２が軌道ユニット４０に接触し、供給領域Ａｓの開口が完全に閉塞された状態である。このとき、シャッタ３２は、図３の破線で示すように、軌道ユニット４０の一対の基準マーク４６よりもフィーダ本体３１の後側に位置し、上方視において一対の基準マーク４６を視認および撮像可能とする。

また、シャッタ３２の開状態とは、供給領域Ａｓの開口が閉塞されておらず、且つ供給領域Ａｓの主要範囲（本実施形態において複数のキャビティ５１が設けられた範囲）を露出させた状態である。このとき、吸着ノズル１３４は、何れのキャビティ５１に対して部品の採取動作を実行することができる。シャッタ３２の中間状態とは、閉状態と開状態の間の状態であって、シャッタ３２が軌道ユニット４０から少なくとも加振装置３４１の加振により振動する軌道ユニット４０の振幅よりも離間し且つ供給領域Ａｓの開口から部品の飛び出しを規制する状態である。シャッタ３２は、図略の駆動装置により開閉動作を行い、駆動装置の駆動状態に応じて閉状態、開状態、および中間状態とされる。

２－４．搬送装置３４
バルクフィーダ３０は、図２に示すように、フィーダ本体３１に設けられる搬送装置３４を備える。搬送装置３４は、部品ケースから排出されたバルク状態の部品を軌道ユニット４０まで搬送するとともに、搬送路Ｒと供給領域Ａｓとの間で複数の部品を搬送する。本実施形態において、搬送装置３４は、搬送路Ｒおよび供給領域Ａｓを形成された軌道ユニット４０に振動を付与することにより複数の部品を搬送する加振装置３４１を備える。

詳細には、加振装置３４１は、複数の部品が搬送路Ｒに沿って搬送されるように軌道ユニット４０に振動を付与する。加振装置３４１が軌道ユニット４０に振動を付与すると、軌道ユニット４０は、側方視において楕円運動する。これにより、搬送路Ｒにある複数の部品は、軌道ユニット４０の楕円運動の回転方向に応じて前方且つ上方の外力、または後方且つ上方の外力を加えられる。結果として、複数の部品は、軌道ユニット４０の前側に搬送されたり、後側に搬送されたりすることになる。バルクフィーダ３０は、軌道ユニット４０に付与される振動の周波数や振幅、振動による楕円運動の回転方向の制御によって、搬送される部品の搬送速度、部品の分散度合い、および搬送方向などを変動させることができる。

搬送装置３４は、吹き上げ装置３４２を備える。ここで、部品ケースから排出された部品は、軌道ユニット４０の下方に貯留される。吹き上げ装置３４２は、貯留した複数の部品を正圧エアにより吹き上げて、軌道ユニット４０の搬送路Ｒまで搬送する。吹き上げ装置３４２には、部品装着機１０の正圧エア源２５から図略のエアホースを介して、正圧エアを供給される。吹き上げ装置３４２は、図略のバルブを開閉することにより正圧エアを適宜のタイミングで上方に放出し、貯留した部品を軌道ユニット４０まで吹き上げる。

２－５．フィーダ制御装置３６
バルクフィーダ３０は、図２に示すように、フィーダ制御装置３６を備える。フィーダ制御装置３６は、主として、ＣＰＵや各種メモリ、制御回路により構成される。フィーダ制御装置３６は、バルクフィーダ３０がスロット１２１にセットされた状態において、コネクタ３１１を介して給電され、また部品装着機１０の制御装置２０と通信可能な状態となる。

フィーダ制御装置３６には、部品供給処理の制御に用いられるプログラムや搬送パラメータなどの各種データが記憶される。上記の「搬送パラメータ」は、部品供給処理において部品を搬送する際に、軌道ユニット４０に付与する振動が適正となるように加振装置３４１の動作を制御するためのパラメータであり、例えば整列部材の種類や部品の種類ごとに関連付けて予め設定される。また、フィーダ制御装置３６は、加振装置３４１の動作を制御して、部品の搬送動作を実行する。

上記のような構成からなるフィーダ制御装置３６は、部品装着機１０によるＰＰサイクルの実行中において、今回の採取動作の終了から次回の採取動作の開始までの期間に、部品を供給するように指令を受けて、部品の供給動作を実行する。部品の供給動作は、複数のキャビティ５１に部品を収容させるように部品を搬送する動作である。具体的には、搬送動作には、搬送路Ｒの前端部に位置する部品が供給領域Ａｓの前端まで前進する程度の送り動作、その後にその部品が再び搬送路Ｒの前端部まで後退する程度の戻し動作が含まれる。

なお、次回の採取動作の開始までに十分な時間的余裕がある場合には、搬送動作において、複数の部品を供給領域Ａｓにて前後方向に複数回に亘り往復させるように、送り動作および戻し動作を繰り返し実行するようにしてもよい。つまり、バルクフィーダ３０における部品の供給動作には、許容時間や採取可能数の確保などの事情を勘案して複数の搬送パターンが含まれ、フィーダ制御装置３６は、複数の搬送パターンから選択された一つを実行することができる。

ここで、上記のような部品の供給動作を実行すると、キャビティ５１に部品が収容されているものの部品の姿勢が採取動作に不適切である場合がある。例えば、部品が厚み方向に平行な側面を下側にした姿勢で収容されていると、採取動作に不適切である。そこで、フィーダ制御装置３６は、部品の供給動作の実行後において、キャビティ５１に収容された部品の姿勢を修正する修正動作を実行するようにしてもよい。

詳細には、フィーダ制御装置３６は、修正動作において部品の搬送時よりも小さい振動（図６の「通常」振動に対する「微」振動を参照）を軌道ユニット４０に付与するように搬送装置３４を制御する。これにより、側面を下側にした姿勢の部品は、その不安定な姿勢にある状態で微小振動が付与されて、より安定した厚み方向に直交する面を下側にした姿勢に移行する。

また、フィーダ制御装置３６は、部品の搬送動作や修正動作に連動して、後述する保持装置６０を制御する。これにより、複数のキャビティ５１は、状況に応じて負圧エアまたは正圧エアを供給された状態となり、また負圧エアも正圧エアも供給されない状態となる。フィーダ制御装置３６は、部品の供給動作の実行期間や修正動作の実行期間、吸着ノズル１３４を用いた採取動作の実行期間における適宜の期間において、部品の収容状態が維持されるように保持装置６０の動作をＯＮまたはＯＦＦにするように制御する。

２－６．保持装置６０
２－６－１．保持装置６０の概要
上記のような構成からなるバルクフィーダ３０は、搬送装置３４により部品ケースから排出されたバルク状態の部品を供給領域Ａｓまで搬送し、部品装着機１０が部品を採取可能に供給する。本実施形態において、搬送装置３４は、上記のように加振装置３４１を備え、軌道ユニット４０に振動を付与することにより部品を送り方向または戻し方向に搬送する。これにより、搬送装置３４は、複数のキャビティ５１に部品を収容させる供給動作を実行する。

ここで、部品の供給動作の所要時間を短縮するには、部品の搬送速度を上げるために、加振装置３４１が軌道ユニット４０に付与する振動を強くすることが想定される。しかしながら、軌道ユニット４０に付与する振動が強くなると、キャビティ５１に正常に収容されていた部品が飛び出しやすくなり、供給動作により採取可能な部品の割合を高めるという観点からは、却って部品の供給効率が低下するおそれがある。

また、キャビティ５１から部品が飛び出さない程度で、なるべく強い振動を設定することが好適であるが、部品の種類により形状や質量が相違し、またキャビティ５１の形状や深さとの関係で好適な振動の振幅や周波数を設定することは容易でない。そこで、本実施形態のバルクフィーダ３０は、キャビティ５１における部品の収容状態を維持する保持力を部品に付与する保持装置６０を備える構成を採用する。

２－６－２．保持装置６０の構成
保持装置６０は、図２および図４に示すように、エア供給装置６１を有する。エア供給装置６１は、供給管６２を介して、ベースプレート４２のエア室４２２に負圧エアおよび正圧エアを切り換えて供給する。エア供給装置６１には、搬送装置３４の吹き上げ装置３４２と同様に、バルクフィーダ３０がスロット１２１にセットされることにより部品装着機１０の正圧エア源２５から正圧エアを供給される。

エア供給装置６１は、例えば、エジェクタにより供給された正圧エアを利用して負圧エアを発生させる。詳細には、エア供給装置６１は、エジェクタ内のノズルから正圧エアをディフューザに向けて噴射し、ノズルの周囲の圧力が低下することを利用して負圧エアを発生させる。これにより、エア供給装置６１と連通するエア室４２２が負圧となり、通気孔４２１および貫通孔４３１を介してキャビティ５１の底面５１１から負圧エアが供給される。キャビティ５１から吸引されたエアは、エジェクタ内で噴射された正圧エアと混合されて外部に排気される。

なお、エア供給装置６１は、上記のように負圧エアを発生させる構成としたが、外部から負圧エアを供給されるようにしてもよいし、内部のポンプにより負圧エアを発生させてもよい。保持装置６０は、エア供給装置６１により複数のキャビティ５１の内部に、具体的にはキャビティ５１の底面５１１に形成された通気孔４２１より負圧エアを供給する。これにより、図４に示すように、キャビティ５１に収容された部品９２には、貫通孔４３１から供給される負圧エアによりキャビティ５１の底面５１１に吸着される。このように、キャビティ５１に供給された負圧エアは、部品９２の収容状態を維持する保持力として作用する。

また、エア供給装置６１は、本実施形態において、図略のバルブを動作させることにより、供給管６２に負圧エアおよび正圧エアを切り換えて供給し、また何れも供給しない状態にすることができる。エア供給装置６１は、フィーダ制御装置３６による指令に基づいて動作する。

なお、キャビティ５１に正圧エアを供給するのは、キャビティ５１の内部に正圧エアを供給することによりキャビティ５１から部品を除去する目的である。これにより、例えば、正圧エアにより部品を吹き飛ばしてキャビティ５１における詰まりを解消することができる。その他に、エア供給装置６１は、複数のキャビティ５１までのエア流路の異物除去を目的として、正圧エアを供給することがある。

３．バルクフィーダ３０の制御
バルクフィーダ３０の制御の実施態様について説明する。フィーダ制御装置３６は、種々のタイミングで保持装置６０により負圧エアを供給するか遮断するかを切り換え、キャビティ５１に収容された部品９２に保持力が付与され、または付与されない状態を切り換える部品９２の保持制御を実行する。保持装置６０を用いた部品９２の保持制御には、種々の態様を採用し得る。なお、何れの制御態様を適用するか、または複数の制御態様を複合的に適用するかは、バルクフィーダ３０のユーザが製品基板の生産に応じて適宜設定してもよい。

３－１．保持制御の第一態様
フィーダ制御装置３６は、保持制御の第一態様において、図６のＬ１１に示すように、送り動作および戻し動作を含む供給動作を実行するように搬送装置３４を制御し、供給動作の実行期間Ｔｓの少なくとも一部の期間においてキャビティ５１に収容された部品９２に保持力が付与されるように保持装置６０を制御する。

詳細には、搬送装置３４が送り動作を実行している送り動作期間Ｔｓ１、および戻し動作を実行している戻し動作期間Ｔｓ２のうち戻し動作期間Ｔｓ２において、キャビティ５１に収容された部品９２に保持力が付与されるように保持装置６０を制御する。つまり、図６のＬ２１に示すように、戻し動作期間Ｔｓ２においてキャビティ５１に負圧エアが供給される。結果として、キャビティ５１に収容された部品９２には、収容状態が維持されるように保持力が付与され、戻し動作に伴う部品９２の飛び出しが防止される。

なお、保持制御の第一態様では、供給動作の実行期間Ｔｓが終了した後に、保持装置６０の動作をＯＦＦとし、負圧エアが供給されず部品９２に保持力が付与されない。ただし、後述する他の制御態様と組み合わせることにより、供給動作の実行期間Ｔｓが終了した後に、適宜のタイミングで負圧エアまたは正圧エアが供給されるようにすることもできる。

また、フィーダ制御装置３６は、保持装置６０による負圧エアの供給期間Ｐｓよりも非供給期間Ｐｎの方が軌道ユニット４０に付与される振動が小さくなるように搬送装置３４を制御してもよい。換言すると、フィーダ制御装置３６は、キャビティ５１に負圧エアが供給されている場合には、図６のＬ１２に示すように、軌道ユニット４０に付与される振動が通常よりも強くなるように制御してもよい。これにより、部品９２の搬送速度を上げることができる。なお、上記のように、振動を強くして搬送速度を上げた場合には、通常よりも戻し動作の実行時間を短縮することができる。

３－２．保持制御の第二態様
フィーダ制御装置３６は、保持制御の第二態様において、供給動作の実行期間Ｔｓの全期間においてキャビティ５１に収容された部品９２に保持装置６０を制御する。つまり、図６のＬ３１に示すように、送り動作期間Ｔｓ１および戻し動作期間Ｔｓ２の全域が包含されるようにキャビティ５１に負圧エアが供給される。結果として、キャビティ５１に収容された部品９２には、収容状態が維持されるように保持力が付与され、送り動作および戻し動作に伴う部品９２の飛び出しが防止される。

また、保持制御の第二態様において、フィーダ制御装置３６は、第一態様と同様に、図６のＬ１２，Ｌ１３に示すように、送り動作および戻し動作で軌道ユニット４０に付与される振動が通常よりも強くなるように制御してもよい。これにより、部品９２の搬送速度を上げることができ、これに伴い送り動作および戻し動作の実行時間をそれぞれ短縮することができる。結果として、部品９２の供給動作の所要時間を短縮することができる。

３－３．保持制御の第三態様
フィーダ制御装置３６は、保持制御の第三態様において、図６のＬ１１に示すように、部品９２の姿勢を修正する修正動作の実行期間Ｔｃにおいて、キャビティ５１に収容された部品９２に保持力が付与されないように保持装置６０を制御する。つまり、フィーダ制御装置３６は、例えば保持制御の第一態様および第二態様により、部品９２の供給動作の実行期間Ｔｓの少なくとも一部の期間にキャビティ５１に負圧エアを供給した場合に、遅くとも修正動作の開始までに負圧エアの供給を停止する。

これにより、キャビティ５１に収容されている部品９２には収容状態を維持する保持力が付与されないので、修正動作を負圧エアが阻害することなく、軌道ユニット４０に付与される微振動（図６の「微」振動を参照）により部品９２の姿勢が修正される。

３－４．保持制御の第四態様
フィーダ制御装置３６は、保持制御の第四態様において、図６のＬ１１に示すように、部品装着機１０が供給領域Ａｓから部品９２を採取する採取動作の実行期間Ｔｐにおいて部品９２に保持力が付与されるように保持装置６０を制御する。ここで、部品装着機１０による採取動作では、供給状態の認識処理の結果に基づいて吸着ノズル１３４の位置および角度が補正され、キャビティ５１に正常に（採取可能に）収容された部品９２に吸着ノズル１３４の先端が接触して部品９２を採取する。

このとき、吸着ノズル１３４は、部品９２に接触する直前に下降速度を減速されるが、接触時に衝撃が軌道ユニット４０に外力として付与されることになる。この外力の大きさによっては、他のキャビティ５１に収容された部品９２に振動が伝搬し、キャビティ５１に対する部品９２の位置または角度が変動するおそれがある。そうすると、変動の部品９２の位置および角度が、供給状態の認識処理の結果と相違することになる。結果として、以降の採取動作において、位置および角度を補正された吸着ノズル１３４と採取対象の部品９２との間に、位置誤差または角度誤差が発生し得る。

これに対して、フィーダ制御装置３６は、図６のＬ３１に示すように、採取動作の実行期間Ｔｐにおいて、部品９２に保持力が付与されるようにキャビティ５１に負圧エアを供給する。これにより、採取動作に伴う振動が採取対象の部品９２の周辺の部品９２に伝搬したとしても、これらの部品９２は、負圧エアによりキャビティ５１に対する変位を規制された状態にある。結果として、上記の位置誤差および角度誤差の発生を抑制することができる。

なお、フィーダ制御装置３６は、保持制御の第四態様を適用する場合には、供給状態の認識処理で用いられる画像データを取得するための供給領域Ａｓの撮像時から採取動作が実行されるまで負圧エアが途切れることなくキャビティ５１に供給されるように制御することが好適である。これは、負圧エアの供給が遮断状態から供給状態に移行した際に、保持力の発生に伴う部品９２の変位が発生し得ることに起因する。このような保持制御により、供給状態の認識処理の結果を採取動作に好適に反映できる。

４．実施形態の構成による効果
上記のバルクフィーダ３０の構成によると、保持装置６０がキャビティ５１における部品９２の収容状態を維持する保持力を部品９２に保持するので、搬送等による部品９２の飛び出しを防止することができる。これにより、搬送時に部品に付与される外力を強くすることができ、供給動作の所要時間を短縮することができ、また結果として部品９２の供給効率を向上できる。

また、保持制御の第一～第四態様を適宜組み合わせて適用することにより、供給効率の向上、修正動作の安定化、および部品装着機１０による採取動作の精度向上を図ることができる。結果として、バルクフィーダ３０を用いた部品装着機１０による製品基板の生産性を向上し、また装着処理の安定化を図ることができる。

５．実施形態の変形態様
５－１．軌道ユニット４０について
実施形態において、ベースプレート４２の通気孔４２１は、マスクプレート４３の貫通孔４３１と同一のパターンであり、複数の貫通孔４３１と同数に設定されるものとした。これに対して、複数の通気孔４２１は、複数の貫通孔４３１のピッチ以下で規則的に配置されるものであれば、複数の貫通孔４３１と同数でなくてもよい。例えば、ベースプレート４２には、部品９２の搬送方向および幅方向（搬送方向に直交する方向）において、複数の貫通孔４３１のピッチより小さいピッチで多数の通気孔４２１が規則的に形成されるようにしてもよい。

上記のように配置された複数の貫通孔４３１は、ベースプレート４２にマスクプレート４３が重ねて組み付けられたときに、キャビティ５１の側面を構成する貫通孔４３１の内部に位置するものが負圧エアを供給する開口部として機能する。このような構成によると、例えば部品９２の種類に応じてマスクプレート４３を別の種類のものに交換した場合に、複数の貫通孔４３１の内部に少なくとも１以上の通気孔４２１が存在し、ベースプレート４２を共用することが可能となる。

また、実施形態において、複数の通気孔４２１は、ベースプレート４２のエア室４２２にそれぞれ連通するものとした。これに対して、ベースプレート４２は、エア室４２２を省略し、例えば部品９２の搬送方向に延伸する複数のエア溝を有する構成としてもよい。複数のエア溝は、軌道ユニット４０の幅方向に通気孔４２１のピッチだけ離れて配置され、その一端同士を連結され、供給管６２に連通するように形成される。このような構成においても実施形態と同様の効果を奏する。

また、実施形態において、複数のキャビティ５１に供給される負圧エアは、エア供給装置６１により一括して供給状態と遮断状態を切り換えられる構成とした。これに対して、１つのキャビティ５１または複数のキャビティ５１をまとめた複数のグループごとに供給状態と遮断状態が切り換えられるようにしてもよい。これにより、例えば部品９２の採取動作の進行に応じて遮断状態のキャビティ５１を増やすことによりエアリーク量を低減し、供給状態にある部品９２に付与される保持力を安定化することができる。

実施形態において、軌道ユニット４０は、複数の部材（軌道本体４１、ベースプレート４２、マスクプレート４３など）をユニット化して構成されるものとした。これに対して、軌道ユニット４０は、例えば軌道本体４１に直接的に複数のキャビティ５１が形成される軌道部材であってもよいし、キャビティ５１を構成するベースプレート４２とマスクプレート４３が一体的に形成されて軌道本体４１に交換可能に取り付けられるものとしてもよい。このような構成においても実施形態と同様の効果を奏する。

５－２．保持装置６０について
実施形態において、保持装置６０は、負圧エアをキャビティ５１に供給することにより部品９２の収容状態を維持する保持力を付与する構成とした。これに対して、保持装置６０は、部品９２に保持力を付与可能であれば、負圧エアに替えて、または加えて種々の保持力付与手段を適用することができる。保持装置６０は、例えばキャビティ５１の底面５１１側に埋設された電磁石を個々に作動させることにより、キャビティ５１に収容された部品９２に磁力で吸着して、収容状態を維持する保持力を付与する構成としてもよい。このような構成においても実施形態と同様の効果を奏する。

５－３．搬送装置３４について
実施形態において、搬送装置３４は、軌道ユニット４０に振動を付与することにより部品９２を搬送する加振装置３４１を備える構成とした。これに対して、搬送装置３４は、部品９２を搬送路Ｒから供給領域Ａｓまで搬送可能であれば、振動に替えて、または加えて種々の搬送手段を適用することができる。搬送装置３４は、例えば部品９２を磁力により吸引する磁石と、磁石を搬送方向に移動させる移動装置とを有する構成としてもよい。また、搬送装置３４は、軌道ユニット４０を水平面に対して傾斜させたり、ブラシやスキージにより部品９２に接触させたりすることにより部品９２を搬送してもよい。

５－４．その他
実施形態において、バルクフィーダ３０は、部品装着機１０により基板９１に装着される部品９２として、例えば厚み方向から視たときに矩形をなすチップ部品を供給するものとした。これに対して、部品９２は、部品装着機１０のように基板９１に所定の作業を実行する対基板作業機において用いられるものであり、バルクフィーダ３０においてキャビティ５１に収容した状態で供給可能な物品であれば種々のものを適用できる。例えば、バルクフィーダ３０は、球状に形成されたはんだボールを供給してもよい。このような態様であっても、実施形態と同様の効果を奏する。

１０：部品装着機、 １２：部品供給装置、 １２２：フィーダ、 ２５：正圧エア源、 ３０：バルクフィーダ、 ３４：搬送装置、 ３４１：加振装置、 ３６：フィーダ制御装置（制御装置）、 ４０：軌道ユニット（軌道部材）、 ４１：軌道本体、 ４２：ベースプレート、 ４２１：通気孔、 ４２２：エア室、 ４２５：ボルト孔、 ４３：マスクプレート、 ４３１：貫通孔、 ４３５：ボルト孔、 ４５：ボルト、 ４６：基準マーク、 ４７：カバー、 ５１：キャビティ、 ５１１：底面、 ５２：側壁、 ５３：先端部、 ６０：保持装置、 ６１：エア供給装置、 ６２：供給管、 ９１：基板、 ９２：部品、 Ａｓ：供給領域、 Ｒ：搬送路

Claims (12)

1. 部品を採取可能に供給する供給領域において部品を収容する複数のキャビティと、
   前記キャビティにおける前記部品の収容状態を維持する保持力を前記部品に付与する保持装置と、
   を備えるバルクフィーダ。
2. 前記保持装置は、前記キャビティの内部に負圧エアを供給することにより前記保持力を前記部品に付与する、請求項１に記載のバルクフィーダ。
3. 前記保持装置は、前記キャビティの底面に形成された通気孔より前記負圧エアを供給する、請求項２に記載のバルクフィーダ。
4. 複数の前記キャビティの内側面をそれぞれ形成する貫通孔が形成されたマスクプレートと、
   複数の前記キャビティの底面をそれぞれ形成するベースプレートと、をさらに備え、
   前記ベースプレートは、複数の前記貫通孔のピッチ以下のピッチで規則的に配置された複数の前記通気孔を有する、請求項３に記載のバルクフィーダ。
5. 前記供給領域に連通する搬送路と前記供給領域との間で複数の前記部品を搬送する搬送装置と、
   前記保持装置および前記搬送装置を制御する制御装置と、
   をさらに備える、請求項２－４の何れか一項に記載のバルクフィーダ。
6. 前記制御装置は、複数の前記部品を前記搬送路から前記供給領域へと搬送する送り動作、および前記供給領域から前記搬送路へと搬送する戻し動作を含む供給動作を実行するように前記搬送装置を制御し、前記供給動作の実行期間の少なくとも一部の期間において前記キャビティに収容された前記部品に前記保持力が付与されるように前記保持装置を制御する、請求項５に記載のバルクフィーダ。
7. 前記制御装置は、前記搬送装置が前記戻し動作を実行している期間において前記キャビティに収容された前記部品に前記保持力が付与されるように前記保持装置を制御する、請求項６に記載のバルクフィーダ。
8. 前記搬送装置は、前記搬送路および前記供給領域を形成された軌道部材に振動を付与することにより複数の前記部品を搬送する加振装置を備える、請求項５に記載のバルクフィーダ。
9. 前記制御装置は、前記保持装置による前記負圧エアの供給期間よりも非供給期間の方が前記軌道部材に付与される振動が小さくなるように前記搬送装置を制御する、請求項８に記載のバルクフィーダ。
10. 前記制御装置は、前記部品の搬送時よりも小さい振動を前記軌道部材に付与することにより前記キャビティに収容された前記部品の姿勢を修正する修正動作を実行するように前記搬送装置を制御し、前記修正動作の実行期間において前記キャビティに収容された前記部品に前記保持力が付与されないように前記保持装置を制御する、請求項８に記載のバルクフィーダ。
11. 前記制御装置は、部品装着機が前記供給領域から前記部品を採取する採取動作の実行期間において前記部品に前記保持力が付与されるように前記保持装置を制御する、請求項５に記載のバルクフィーダ。
12. 前記保持装置は、前記キャビティの内部に正圧エアを供給することにより前記キャビティから前記部品を除去する、請求項２－４の何れか一項に記載のバルクフィーダ。

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