JP3538210B2 - 電子部品供給装置および空トレイの排出方法 - Google Patents

電子部品供給装置および空トレイの排出方法

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JP3538210B2
JP3538210B2 JP22855993A JP22855993A JP3538210B2 JP 3538210 B2 JP3538210 B2 JP 3538210B2 JP 22855993 A JP22855993 A JP 22855993A JP 22855993 A JP22855993 A JP 22855993A JP 3538210 B2 JP3538210 B2 JP 3538210B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トレイの吸着位置をい
ちいち教示しなくとも、安定した状態でトレイを移載で
きるようにした電子部品供給装置および空トレイの排出
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】チップマウンタなどの電子部品実装装置
に、電子部品を供給する装置として、トレイを保持する
ベース材を収納棚に多段に収納しておき、この収納棚か
ら所望のトレイを供給エリアに引き出し、トレイ内の電
子部品を吸着ヘッドでピックアップして電子部品実装装
置の移載ヘッドに受け渡す電子部品供給装置が多用され
ている。この電子部品供給装置では、電子部品の供給が
終了した空トレイはトレイ回収エリアへ移載される。
【0003】図14はトレイ回収エリアへ移載されよう
とするトレイなどを示す斜視図であり、図14中1はト
レイ、1aはポケットを区画する仕切壁である。また図
15はトレイ1を移載する吸着パッドP付近の拡大図で
ある。図15に示すように、トレイ1には電子部品を収
納する穴開きポケット2(2aは穴)が多数マトリック
ス状に形成され、トレイ1の中央部には、トレイ1自体
をピックアップするための穴なしポケット3が形成され
ている。無論、穴なしポケット3にも電子部品が収納さ
れている。そして、従来の電子部品供給装置では、トレ
イ1が空になると、穴なしポケット3の底面3aに吸着
パッドPを着地させ、吸着パッドPを底面3aに吸着さ
せ、トレイ1自体をピックアップし移載するようになっ
ていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成では、第1にトレイ1の品種により穴なしポケ
ット3の位置が相違するので、トレイ1の品種ごとに穴
なしポケット3の位置(吸着パッドPの吸着位置)を教
示する必要があり、煩雑であるという問題点があった。
【0005】第2に吸着パッドPは穴なしポケット3の
底面3aを吸着するものであるから、この底面3aのサ
イズよりも吸着パッドPのサイズが小さくなければなら
ない。したがって、トレイ1の品種交換に伴い、現在の
吸着パッドPよりも底面3aのサイズが大きくなると、
吸着パッドPをより小さなものに交換する必要がある。
このように、従来手段では、トレイ1の品種変更に伴
い、吸着パッドPの交換を要することが多く、その都度
動作の中断を余儀なくされ、ロスタイムを生じやすいと
いう問題点があった。
【0006】第3に吸着パッドPは小さな上記底面3a
をほぼ点状に吸着することにより、トレイ1自体を支持
する。またポケット2,3の行数又は列数が偶数である
と、穴なしポケット3の位置(吸着位置)がトレイ1の
重心から偏心してしまう。その結果、吸着パッドPが偏
心した吸着位置を点状に吸着して、トレイ1自体を支持
することとなり、図16の鎖線で示すようにピックアッ
プされたトレイ1がふらついて不安定な状態となった
り、あるいは破線で示すようにトレイ1が吸着パッドP
から離脱して落下するという問題点があった。
【0007】そこで本発明は、トレイの吸着位置につい
て煩雑な教示処理を行う必要がない電子部品供給装置
よび空トレイの排出方法を提供することを第1の目的と
する。又本発明は、安定した状態でトレイをピックアッ
プできる電子部品供給装置および空トレイの排出方法
提供することを第2の目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の電子部品供給装
置は、トレイを吸着してピックアップする吸着パッド
と、この吸着パッドが穴なしポケットを吸着しているか
否かを検出する検出手段と、この吸着パッドをトレイに
対して相対的にXY移動させる移動手段と、トレイのポ
ケット位置情報を記憶するメモリと、このポケット位置
情報からトレイの吸着位置を算出し、移動手段を制御し
て、算出した吸着位置に吸着パッドを移動させ、また穴
なしポケットを吸着した吸着パッドにトレイ排出動作を
行わせる制御手段を有する。
【0009】また本発明の空トレイの排出方法は、電子
部品を収納する穴開きポケットと、トレイ自体をピック
アップするための穴なしポケットとが形成されると共
に、これら穴開きポケット及び穴なしポケットが格子状
の仕切壁で区画されている使用済の空トレイを吸着パッ
ドで吸着してピックアップして排出する空トレイの排出
方法であって、制御手段の指令により移動手段を駆動し
て、吸着パッドを吸着位置にある穴なしポケットの上方
へ移動させ、空トレイの吸着動作を行わせるステップ
と、吸着パッドが穴なしポケットあるいは穴開きポケッ
トのいずれを吸着しているかを検出手段で検出するステ
ップと、前記ステップで吸着パッドが穴なしポケットを
吸着していると制御手段で判定された場合は吸着パッド
をトレイ排出位置へ移動させ、穴開きポケットを吸着し
ていると制御手段で判定された場合は吸着位置を変更し
て吸着動作をやり直すようにした。
【0010】
【作用】本発明の電子部品供給装置によれば、メモリか
らポケット位置情報が読出され、制御手段がトレイの吸
着位置を算出する。したがって、利用者等が吸着位置を
いちいち教示する必要がない。
【0011】本発明の空トレイの排出方法によれば、吸
着パッドにより穴なしポケットを確実に吸着して空トレ
イをピックアップし、排出することができる
【0012】
【実施例】次に図面を参照しながら、本発明の実施例を
説明する。
【0013】図1は本発明の一実施例に係る電子部品供
給装置TFを電子部品実装装置CMにセットした状態を
示す斜視図である。電子部品実装装置CMのうち、CV
は水平面内X方向に設けられ、基板Aを搬送し位置決め
するコンベア、Hはこの基板Aの所定位置に電子部品を
実装する移載ヘッドである。そして、この電子部品実装
装置CMには、移載ヘッドHに電子部品を供給する手段
として、本実施例の電子部品供給装置TFの他、テープ
フィーダFが並設されている。
【0014】次に図2を参照しながら、本実施例の電子
部品供給装置TFの構成を説明する。
【0015】Bは縦長の本体ボックスであり、この本体
ボックスBの内部空間の奥側には、上下二段に収納体と
しての収納棚CA,CBが配設されている。これらの収
納棚CA,CBの水平な各段には、ベース材4を収納で
きるようになっている。そして、一つのベース材4に
は、同一品種の電子部品をマトリックス状に収納する複
数枚のトレイ1が、積層状態で載置されている。
【0016】16は電子部品供給装置TFの部品供給エ
リア(ほぼ収納棚CA,CBの中間の高さを有するエリ
ア)において、XY方向に移動する移動体であり、この
移動体16のコンベアCV側には、電子部品を挟着する
チャック17aと電子部品を吸着するノズル17bとを
下部に備えた部品取出手段としての部品取出ヘッド17
が設けられ、収納棚CA,CB側には、空トレイ1を吸
着してピックアップし、トレイ回収手段へ移載する吸着
パッドPを備えたトレイ移載ヘッド18が設けられてい
る。すなわち、トレイ移載ヘッド18と部品取出ヘッド
17とは、移動体16と一体的に設けられ、部品供給エ
リアをXY方向に一体的に移動する。また19は移動体
16をX方向に移動可能に保持するX軸アームであり、
20はX軸アーム19に内蔵された送りねじ(図示せ
ず)を駆動することにより、移動体16をX方向に移動
させるXモータ、21はX軸アーム19をY方向に移動
可能に保持するY軸アームであり、22はY軸アーム2
1に内蔵される送りねじ(図示せず)を駆動することに
より、X軸アーム19をY方向に移動させるYモータで
ある。したがって、移動手段としてのXモータ20、Y
モータ22を駆動すると、吸着パッドPを備えたトレイ
移載ヘッド18を部品供給エリア内でトレイ1に対して
相対的にXY方向に移動させることができる。
【0017】また、23はコンベアCVの近傍に配設さ
れ、部品取出ヘッド17のチャック17a又はノズル1
7bなどによりトレイ1から取出された電子部品の位置
や姿勢等を観察するカメラが内蔵されたカメラステー
ジ、24はトレイ1より取出された電子部品が載置さ
れ、位置ずれ等の修正を行うための部品位置決めユニッ
トである。このカメラステージ23及び部品位置決めユ
ニット24は、電子部品の種類に応じて使い分けられて
おり、例えばQFPのように微細なリードを有するもの
はカメラステージ23へ、異形部品等は部品位置決めユ
ニット24へ、部品取出ヘッド17により移載されるよ
うになっている。そして、カメラステージ23で観察さ
れた電子部品や部品位置決めユニット24により位置修
正を受けた電子部品は、電子部品実装装置CMの移載ヘ
ッドH(図1参照)に吸着されて、基板A上の所定位置
に実装される。なお、25は部品位置決めユニット24
の高さ調整用モータ、26は交換用ノズル27を保持す
るノズルホルダである。
【0018】次に、収納棚CA,CBからベース材4を
昇降手段へ受渡す受渡手段と、ベース材4を部品供給エ
リアへ至らせる昇降手段について説明する。図2におい
て、30は本体ボックスBの内部空間に垂直に設けられ
るフレームであり、31,32はこのフレーム30に回
転自在に軸支される垂直な送りねじ、35,36はこれ
らの送りねじ31,32をそれぞれ独立に駆動するテー
ブル昇降用のモータである。また、33,34はフレー
ム30に垂直に支持されるガイド杆であり、上下2つの
昇降テーブルT1,T2の背部に設けられたスライダ3
8がガイド杆33,34に摺動自在に係合することによ
り、同一の昇降経路上で、互いに独立に昇降自在に案内
されるようになっている。
【0019】図2において、57,58は、トレイ高さ
検出部としてのトレイセンサであり、このトレイセンサ
57,58は部品供給エリアに配設され、トレイ1の上
面の高さ方向の位置を検出して、トレイ1が、部品取出
ヘッド17がトレイ1から電子部品をピックアップでき
る高さにあるか否か検出する。
【0020】次に、不要トレイを回収する手段について
説明する。図2において、トレイ排出コンベア60は、
収納棚CA,CBの間にあって、部品供給エリアに近接
して設けられる。そしてこのトレイ排出コンベア60
は、排出モータ60aが作動することにより、トレイ移
載ヘッド18により排出コンベア60上に移載されて空
トレイ1を、昇降リフト62又はこの昇降リフト62に
段積みされる空トレイ1の最上段へ受渡すものである。
また、トレイストック部61には空トレイ1が水平に載
置される昇降リフト62が昇降自在に設けられる。63
は昇降リフト62を昇降させるためのモータであり、6
4はトレイ検出センサである。そして、トレイ検出セン
サ64は、トレイ排出コンベア60のやや上部をセンシ
ングするように配設され、このトレイ検出センサ64が
遮光すると、モータ63を駆動して、所定距離(空トレ
イ1の一枚分の厚さ)だけ昇降リフト62を下降させる
ようになっている。したがって、空トレイ1は、昇降リ
フト62に順次段積みされた状態で、これらトレイ回収
手段に回収されるものである。
【0021】図8は、本実施例の電子部品供給装置の制
御手段70を示すブロック図である。71は、図11〜
図12のフローチャートに沿うROM72内の制御プロ
グラムにより、吸着位置を算出したり他の要素を制御す
るCPU、73は図9に示す収納棚CA,CBの各収納
段ごとの部品ストック情報や図10(a)に示す各基板
品種ごとの部品供給情報、図10(b)に示すトレイ1
の各品種ごとのポケット位置情報などを記憶するRA
M、74は昇降機構部75、ピックアンドプレース機構
部77、回収機構部78、後述する圧力センサ79と、
CPU71とを接続するインターフェイスであり、この
インターフェイス74には、電子部品実装装置CMの制
御部80も接続されている。ここでRAM73におい
て、図10(a)の部品供給情報は、複数の基板品種ご
とに設けられており、複数品種に対応できるようになっ
ている。さて、CPU71が電子部品実装装置制御部8
0から、ある品種の部品を取出すべき旨の指令を受取る
と、CPU71はこの品種を確認し、収納棚CA,CB
の収納段のうち、この品種の部品を収納する収納段を、
部品ストック情報を参照して確認する。そしてCPU7
1は、今回供給すべき電子部品を収納するトレイを載せ
たベース材を、昇降テーブルT1又は昇降テーブルT2
のうちの一方へ引出して、この一方の昇降テーブルを部
品供給エリアへ至らせ、他方の昇降テーブルには次回供
給すべき電子部品を収納するトレイを載せたベース材を
引出し、この他方の昇降テーブルを待機エリアへ至らせ
るように、昇降機構部75を制御する。そして部品供給
エリアに位置するトレイから、部品取出ヘッド17によ
り電子部品を取出すものであるが、この際CPU71
は、ポケット位置情報を参照し、ピックアンドプレース
機構部77を制御して、部品取出ヘッド17のチャック
17aやノズル17bを、電子部品を収納するポケット
の中央へ移動させて電子部品をピックアップさせる。
次に吸着パッドPなどについて、図3〜図5を参照しな
がら説明する。図3は吸着パッドPを下面Pa側から見
た斜視図である。下面Paは、フラットに、例えば弾性
があるウレタン樹脂などにより形成され、仕切壁1aの
上面S(図4参照)に密着しやすくしてある。Pbは下
面Paの略中央に開口する吸引孔であり、Pcは吸引孔
Pb及び図5に示した吸引手段Vに連通する内管であ
る。また図5に示すように、内管Pc内の気圧を測定
し、吸着パッドPが穴なしポケット3を吸着しているか
否かを検出する検出手段としての、圧力センサ79が設
けられている。そして図4に示すように、吸着パッドP
は、穴なしポケット3を囲む仕切壁1aの上面Sに、面
状に着地すると共に、吸着パッドPの下面Paと仕切壁
1aの上面Sが密着し、しかも穴なしポケット3内の空
気が吸引手段Vにより吸引され、吸着パッドPはトレイ
1をしっかりホールドするものである。ここで、図4に
示しているように、吸着パッドPは穴なしポケット3の
底面よりもかなり大きなサイズであるので、トレイ1の
品種変更により多少穴なしポケット3の底面のサイズが
変わっても、吸着パッドPを交換する必要がない。
【0022】次に圧力センサ79による検出過程につい
て説明する。さて、図5(a)に示すように、吸着パッ
ドPが首尾良く穴なしポケット3から空気を吸引する
と、圧力センサ7aは吸着パッドPで密閉された穴なし
ポケット3内の圧力として大気圧よりもかなり低い圧力
を検出する。一方、図5(b)に示すように、吸着パッ
ドPが誤って穴あきポケット2から空気を吸引しようと
しても、穴2aが開いているので、圧力センサ79が検
出する圧力は大気圧と大差ないものとなる。よって、こ
れら圧力センサ79の出力により吸着パッドPが穴なし
ポケット3あるいは穴開きポケット2のいずれを吸引し
ているのか、即ち吸着パッドPの吸着位置の正誤を判定
できる。なお本手段の検出手段としては、吸着パッドP
がトレイ1を吸着できたかどうかを判定できるものであ
ればよく、例えばトレイ1の高さよりもやや上方に光透
過型センサを配設し、吸着パッドPでトレイ1を吸着し
て吸着パッドPが上昇した際に、このセンサをトレイが
遮光するか否かにより判定するなど種々変更してよい。
【0023】次に図6,図7及び図10(b)を参照し
ながら、ポケット位置情報について説明する。図6
(a)は品種aのトレイ1、同(b),同(c)はそれ
ぞれ品種b,cのトレイ1の平面図である。図中Xnは
トレイ1の列数、Ynは同行数である。また品種bのト
レイ1を示した図7において、6〜13は、ベース材4
に植設され、トレイ1の側部に当接して、ベース材4上
にトレイ1を位置決めする位置決めピン、(0,0)は
ベース材4上の原点、Xは横軸、Yは縦軸である。さら
に、既知データとして、1行1列目の穴開きポケット2
の位置(X1,Y1)、列方向(X方向)のピッチX
P、行方向(Y方向)のピッチYPは、RAM73にポ
ケット位置情報として記憶されている(図10
(b))。
【0024】ところで、品種a(図6(a))では、列
数Xn、行数Yn共に奇数であり、穴なしポケット3は
トレイ1の重心位置付近にある。しかし、品種b(図6
(b))では行数Ynが偶数、品種c(図6(c))で
は、列数Xn、行数Yn共に偶数である。ここで、一般
に穴なしポケット3はトレイ1の中央部に設けられてい
るが、品種b又はcのようなものでは、列数Xn、行数
Yn、両ピッチXP,YPなどが与えられていても、直
ちに穴なしポケット3(即ち吸着パッドPの吸着位置)
を決定できるものではない。
【0025】しかしながら、本実施例では、次に述べる
ように、穴なしポケット3の位置(吸着位置)を教示し
なくとも、CPU71が図11〜図12の処理を行うこ
とにより、自動検出できるようにしている。即ち、図1
1に示すように、トレイ1の排出動作が開始されると、
CPU71は、まず試行回数カウンタiを1とする(ス
テップ1)。そして、次式により求めた初期吸着位置
を、吸着パッドPの吸着位置〔X,Y〕とする(ステッ
プ2)。
【0026】
【数1】
【0027】次にCPU71は、吸着パッドPが上記吸
着位置〔X,Y〕に位置するように、Xモータ20、Y
モータ22を作動させ(ステップ3)、吸引手段Vを作
動させ吸着パッドPによる吸着動作を行わせる(ステッ
プ4)。そして、CPU71は圧力センサ79の出力を
監視し、負圧を検知すればトレイ1の吸着が成功したも
のと解釈して(図5(a))、トレイ排出動作へ移る
(ステップ6,7)。一方、負圧を検知しなければ、現
在の吸着位置〔X,Y〕は穴開きポケット2であると解
釈し(図5(b))、ステップ5で負圧を検知するま
で、試行回数カウンタiをインクリメントして(ステッ
プ8)、図12に示す吸着位置〔X,Y〕の変更を行い
(ステップ9)、ステップ3〜5の処理を繰返す。図1
2に示す吸着位置〔X,Y〕の変更手順を図示すると、
図13(a)のようになる。ここで図13中、丸印中の
数字は試行回数カウンタiの値を示し、本実施例に係る
図13(a)の場合では反時計回りに隣接するポケット
を循環するように吸着パッドPの吸着動作が試行的に行
われるものである(ステップ91〜96)。そして、上
記カウンタiの値が4を越えた場合は、トレイ1の吸着
に失敗して試行動作が一巡したことになるので、エラー
処理を行う。勿論この試行動作のパターンは種々考えら
れるものであって、例えば図13(b)あるいは図13
(c)のようにしても良い。
【0028】このように本実施例では、吸着パッドP
が、穴なしポケット3を吸着しているか否かを検出する
圧力センサ79を備え、制御手段の中核をなすCPU7
1は、圧力センサ79の出力を参照し、Xモータ20,
Yモータ22を制御して吸着パッドPが穴なしポケット
3を吸着するまでトレイ1の吸着位置〔X,Y〕を更新
するようになっている。したがって、利用者は、トレイ
の品種ごとにいちいち吸着位置を教示する必要はなく、
吸着位置は上記一連の試行動作中で自動的に見出される
ものである。
【0029】また本実施例の電子部品の供給装置は、穴
なしポケット3を囲む仕切壁1aの上面Sに着地できる
ように形成され、かつ着地した穴なしポケット3内の空
気を吸引する吸着パッドPを備えているので、穴なしポ
ケット3のサイズに応じて吸着パッドPを交換する必要
がなく、又吸着パッドPがトレイ1に面状に吸着するこ
とにより、トレイ1を安定した状態でピックアップでき
るものである。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明の電子部品供
給装置によれば、トレイの品種ごとに吸着位置をいちい
ち教示する必要はなく、吸着位置を一連の試行動作で見
出しながら、空トレイを確実にピックアップして回収作
業などの所定の作業を行うことができる。また本発明の
空トレイの排出方法によれば、吸着パッドにより穴なし
ポケットを確実に吸着して空トレイをピックアップし、
排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る電子部品供給装置及び
電子部品実装装置を示す斜視図
【図2】本発明の一実施例に係る電子部品供給装置の斜
視図
【図3】本発明の一実施例に係る吸着パッドの斜視図
【図4】本発明の一実施例に係る吸着パッド及びトレイ
の斜視図
【図5】(a)本発明の一実施例に係る吸着パッドの動
作説明図 (b)本発明の一実施例に係る吸着パッドの動作説明図
【図6】(a)本発明の一実施例に係るトレイの平面図 (b)本発明の一実施例に係るトレイの平面図 (c)本発明の一実施例に係るトレイの平面図
【図7】本発明の一実施例に係るトレイ及びベース材の
平面図
【図8】本発明の一実施例に係る電子部品供給装置のブ
ロック図
【図9】本発明の一実施例に係る電子部品供給装置のデ
ータ構成図
【図10】(a)本発明の一実施例に係る電子部品供給
装置のデータ構成図 (b)本発明の一実施例に係る電子部品供給装置のデー
タ構成図
【図11】本発明の一実施例に係る電子部品供給装置の
フローチャート
【図12】本発明の一実施例に係る電子部品供給装置の
フローチャート
【図13】(a)本発明の一実施例に係る電子部品供給
装置の動作説明図 (b)本発明の他の実施例に係る電子部品供給装置の動
作説明図 (c)本発明の他の実施例に係る電子部品供給装置の動
作説明図
【図14】従来のトレイの斜視図
【図15】従来のトレイの拡大斜視図
【図16】従来のトレイのピックアップ状態を示す側面
【符号の説明】
1 トレイ 1a 仕切壁 2 穴開きポケット 3 穴なしポケット 20 Xモータ 22 Yモータ 71 CPU 73 RAM 79 圧力センサ P 吸着パッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−117398(JP,A) 特開 平1−257529(JP,A) 実開 平1−155190(JP,U)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子部品を収納する穴開きポケットと、ト
    レイ自体をピックアップするための穴なしポケットとが
    形成されると共に、これら穴開きポケット及び穴なしポ
    ケットが格子状の仕切壁で区画されているトレイから電
    子部品をピックアップして電子部品実装装置に供給する
    電子部品供給装置であって、 トレイを吸着してピックアップする吸着パッドと、この
    吸着パッドが穴なしポケットを吸着しているか否かを検
    出する検出手段と、この吸着パッドをトレイに対して相
    対的にXY移動させる移動手段と、トレイのポケット位
    置情報を記憶するメモリと、このポケット位置情報から
    トレイの吸着位置を算出し、前記移動手段を制御して、
    算出した吸着位置に前記吸着パッドを移動させ、また穴
    なしポケットを吸着した吸着パッドにトレイ排出動作を
    行わせる制御手段とを有することを特徴とする電子部品
    供給装置。
  2. 【請求項2】前記制御手段は、前記検出手段の検出結果
    を参照し、前記吸着パッドが穴なしポケットを吸着しな
    かった場合は、穴なしポケットを吸着するまでトレイの
    吸着位置を更新する請求項1記載の電子部品供給装置。
  3. 【請求項3】電子部品を収納する穴開きポケットと、ト
    レイ自体をピックアップするための穴なしポケットとが
    形成されると共に、これら穴開きポケット及び穴なしポ
    ケットが格子状の仕切壁で区画されている使用済の空ト
    レイを吸着パッドで吸着してピックアップして排出する
    空トレイの排出方法であって、制御手段の指令により移
    動手段を駆動して、吸着パッドを吸着位置にある穴なし
    ポケットの上方へ移動させ、空トレイの吸着動作を行わ
    せるステップと、吸着パッドが穴なしポケットあるいは
    穴開きポケットのいずれを吸着しているかを検出手段で
    検出するステップと、前記ステップで吸着パッドが穴な
    しポケットを吸着していると制御手段で判定された場合
    は吸着パッドをトレイ排出位置へ移動させ、穴開きポケ
    ットを吸着していると制御手段で判定された場合は吸着
    位置を変更して吸着動作をやり直すことを特徴とする空
    トレイの排出方法。
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