JP3545169B2 - 電子部品装着装置における部品供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品をパレットを介して供給する多機能型の電子部品装着装置における部品供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の部品供給装置として、多数の電子部品をトレイの上に整列配置し、更にこのトレイを１個または複数個、パレットに搭載し、このパレットを装置本体側のピックアップ位置に臨ませることで、電子部品を装置本体に直接的に或いは間接的（特開平３−２５７８９６号公報）に供給するものが、知られている。このような部品供給装置は、主に多リード部品などの比較的大きい電子部品を供給するものであり、トレイを搭載したパレットを複数枚ストックすると共に所望のパレットを引出し経路のレベルに合わせるように昇降させるエレベータ機構と、パレットを引出し経路に沿ってエレベータ機構からピックアップ位置まで引き出すパレット導入機構とを備えている。
【０００３】
パレット導入機構は、パレットの前縁部に上側から回動してこれを係止する係止アームと、係止アームをパレットに対して係脱動作させるソレノイドと、係止アームおよびソレノイドを、引出し経路に沿って進退させる移動装置とを備えている。パレットを引き出す動作は、先ず移動装置を駆動して係止アームおよびソレノイドを前進させ、係止アームがパレットに達したところでこれを停止させ、次にソレノイドを励磁（または消磁）して係止アームを回動させてパレットを係止する。そしてこの状態で係止アームおよびソレノイドを後退させて、パレットをピックアップ位置まで引き出す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の電子部品は、抵抗なくピックアップできるようにトレイに形成した収容溝に置くようにして、それぞれ収容されている。したがって、従来の部品供給装置のように、係止アームをソレノイドにより上側から回動させてパレットを係止すると、係止アームが瞬間的に回動してパレットを叩くことになる。このため、パレットを係止した衝撃で、電子部品がトレイの溝から飛び出してしまう不具合があった。
【０００５】
本発明は、パレットのピックアップ位置への導入に際し、電子部品がトレイの溝から飛び出してしまうのを有効に防止することができる電子部品装着装置における部品供給装置を提供することをその目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の部品供給装置は、トレイを介して多数の電子部品を搭載したパレットを収容したパレット収容手段と、前進してパレット収容手段内のパレットを係止し、後退してパレットをパレット収容手段から電子部品のピックアップ位置まで引き出すパレット導入手段とを備えた電子部品装着装置における部品供給装置において、パレット導入手段は、パレットに対し係脱自在に構成された係止アームと、係止アームを係脱動作させるアーム作動機構と、係止アームおよびアーム作動機構を引出し方向に進退させる駆動手段と、駆動手段を制御する制御手段とを備え、アーム作動機構は、係止アームを係脱自在に支持するアーム支持ブロックと、アーム支持ブロックを引出し方向に進退自在に支持すると共に駆動手段により進退される機構本体と、前進する係止アームがパレットの係止位置に達した状態で、機構本体のオーバーランを許容すると共にアーム支持ブロックの前進を停止させるストッパと、機構本体に固定され、機構本体のオーバーラン部分における進退に伴って係止アームを係脱動作させる作動部材とを有し、制御手段は、駆動手段を制御して係止アームの係止動作を係止直前に減速させることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、駆動手段により、係止アームおよびアーム作動機構がパレット収容手段に向かって前進してゆくと、ストッパによりアーム支持ブロックの前進が阻止され、機構本体のみがオーバーランするように前進する。このとき、機構本体と共に前進する作動部材が、係止位置に停止している係止アームに係止解除動作させる。ここで係止アームに使用済みのパレットが係止されている場合には、この動作でパレットをパレット収容手段に戻すことなる。次に、後退動作に移ると、機構本体の後退に伴って、作動部材が係止位置に停止している係止アームに係止動作させる。さらに機構本体が後退を続行すると係止アームも後退を開始し、パレットを引き出してくる。そして、作動部材が係止アームに係止動作させときには、制御手段により、駆動手段を介して機構本体がゆっくり後退するため、係止アームの動作速度が低速となって、係止アームはパレットをゆっくり係止する。このため、係止アームがパレットを係止する際の衝撃を小さくすることができる。また、、パレットを引き出す（進退させる）ための駆動手段を利用して、係止アームに係脱動作を行わせることができる。したがって、係止アームを係脱動作させるための動力源を省略することができ、装置構成を単純化することがてきると共に、コストを削減することができる。
【００１２】
この場合、駆動手段は、ステッピングモータを有していることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、係止アームの係止動作における減速制御を、簡単に且つ精度良くおこなうことができる。
。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る部品供給装置を搭載した電子部品装着装置について説明する。この電子部品装着装置は、いわゆる多機能チップマウンタであり、チップコンデンサやチップ抵抗などの表面実装部品、およびフラットパックＩＣなどの多リード部品などの各種の電子部品を実装可能に構成されている。図１は電子部品装着装置の平面図であり、同図に示すように、この電子部品装着装置１は、供給された電子部品を基板に装着する装置本体２と、装置本体２に表面実装部品などの小さな電子部品を供給する第１部品供給装置３と、装着装置本体２に多リード部品などの大きな電子部品を供給する第２部品供給装置４とを備えている。
【００１５】
装置本体２は、機台５と、機台５の中央部にセットテーブル７を有する基板搬送機構６と、２つの装着ヘッド９と基板認識カメラ１０とを搭載したヘッドユニット８と、ヘッドユニット８をＸＹ方向に移動させるＸＹステージ１１とを備えている。ＸＹステージ１１の作動により、装着ヘッド９が第１部品供給装置３または第２部品供給装置４に臨んで電子部品をピックアップし、この電子部品を更にセットテーブル７上にセットした基板に装着する。この動作を繰り返して基板への電子部品の装着が完了すると、基板は基板搬送機構６により、その搬送路１２上を先方に送り出され、これに代わって新たな基板がセットテーブル７に導入される。
【００１６】
第１部品供給装置３は、カセット形式のテープフィーダ１３を多数、横並びに配設したものであり、部品供給側の先端部が搬送路１２に平行な機台５の一の辺に臨むように、すなわち装着ヘッド９のピックアップ位置に臨むように配設されている。各テープフィーダ１３には、キャリアテープ（図示では省略）に装填された状態で電子部品が収容され、電子部品はテープフィーダ１３の先端から１つずつ供給される。
【００１７】
第２部品供給装置４は、第１部品供給装置３が臨む機台５の１の辺に直角に交わる他の１の辺に配設されている。第２部品供給装置４では、多数個の電子部品をトレイＴの上に整列配置し、更にこのトレイＴを１個または複数個、パレットＰに搭載し、このパレットＰを第１部品供給装置３とセットテーブル７との間のピックアップ位置に臨ませることで、電子部品を装着装置本体２に供給する。
【００１８】
一方、各装着ヘッド９の下端部には、電子部品を吸着する吸着ノズル１４が着脱自在に装着されている。吸着ノズル１４には複数種のものが用意されており、電子部品の平面形状や重量などに対応して、適宜交換できるようになっている。この場合、交換のための吸着ノズル１４は、機台５の上面に配設したノズルストッカ１５に収容されている。ノズルストッカ１５には、使用する複数種の吸着ノズル１４が横並びにセットされている。
【００１９】
また、ノズルストッカ１５の近傍には、吸着ノズル１４に吸着した電子部品の位置認識を行う部品認識カメラ１６が配設されている。吸着ノズル１４に吸着した電子部品は基板への装着に先立ち、この部品認識カメラ１６により、吸着ノズル１４の軸心に対するＸ方向、Ｙ方向およびθ方向（水平面内における回転角）の位置ずれ量が検出される。そして、この検出結果に基づいて、吸着ノズル１４の回転によりθ方向の位置ずれが補正され、ＸＹステージ１１によりＸ方向およびＹ方向の位置ずれが補正される。
【００２０】
次に、図１および図２を参照して、第２部品供給装置４について詳細に説明する。第２部品供給装置４は、多数のパレットＰをストックすると共に、パレットＰを所定のレベル位置まで鉛直方向に搬送するエレベータ機構（パレット収容手段）２１と、パレットＰをエレベータ機構２１から装着装置本体２のピックアップ位置まで水平方向に搬送するパレット導入機構（パレット導入手段）２２とで構成されている。
【００２１】
エレベータ機構２１は、多数のパレットＰを上下方向に多数収容するパレットストッカ３１と、このパレットストッカ３１を介して各パレットＰを昇降せる昇降機構３２とで構成されている。パレットストッカ３１は、内部にパレットＰを載置する棚部材３３を上下方向に多数段配設して、構成されている。パレットストッカ３１の図示右側は広く開口されており、この部分からパレットＰが装置本体２側に引き出される。
【００２２】
昇降機構３２は、パレットストッカ３１を保持する図外のフレームと、フレームの一部に螺合してこれを昇降させるボールねじ３４と、ボールねじ３４の両側に配設されフレームの昇降動を案内する左右一対のガイドレール３５，３５と、ボールねじ３４の基端に連結されこれを回転させる昇降モータ３６とで構成されている。昇降モータ３６を介してボールねじ３４が正逆回転することにより、フレームがガイドレール３５，３５に案内されて昇降する。フレームが昇降すると、これに保持したパレットストッカ３１が、パレットＰを収容した状態で昇降する。
【００２３】
このように構成されたエレベータ機構２１は、その昇降機構３２の昇降モータ３６がコントローラ２３に接続されており、コントローラ２３により、その昇降動作が制御される。そして、昇降動作では、パレットストッカ３１の所望の２つの棚部材３３のレベル位置と、後述するパレット導入機構２２の上下２つの引出し経路４１ａ，４１ｂのレベル位置とを合致させる。もっとも、各棚部材３３の配設間隔は、２つの引出し通路４１ａ，４１ｂの配設間隔とほぼ同一になるように、設定されている。
【００２４】
一方、パレット導入機構２２は、２つの引出し経路４１ａ，４１ｂに合致させてエレベータ機構２１に待機させたパレットＰを、それぞれの引出し経路４１ａ，４１ｂに沿って選択的に引き出してピックアップ位置に導入するものである。このパレット導入機構２２は、エレベータ機構２１に臨んでパレットＰを係止する係止アームユニット４２と、係止アームユニット４２を引出し経路４１ａ，４１ｂに沿って進退させる駆動機構４３とで構成されている。そして、この駆動機構４３も上記のコントローラ２３に接続され、エレベータ機構２１と連動するようになっている。
【００２５】
ここで、係止アームユニット４２および駆動機構４３を説明する前に、図３を参照して、上記の２つの引出し経路４１ａ，４１ｂの使い分けについて、簡単に説明する。同図に示すように、２つの引出し経路４１ａ，４１ｂは、上側の引出し経路４１ａが「レベル１」の位置に、下側の引出し経路４１ｂが「レベル２」の位置に配設されており、またエレベータ機構２１は、パレットＰを適宜、「レベル１」または「レベル２」の位置に臨ませる。そして、パレットＰ上において、その丈が低い薄型トレイＴａをセットしたパレットＰは「レベル１」から供給され、その丈が高い厚型トレイＴｂをセットしたパレットＰは「レベル２」から供給される。
【００２６】
このように、丈の低いトレイＴａを「レベル１」に導入し、丈の高いトレイＴｂを「レベル２」に導入するようにしているので、ピックアップ位置におけるトレイＴの頂面のレベルは、トレイＴの高低の影響を受けず、そのレベル差ｄは小さくなる。このため、トレイＴの高低に関係なく、ピックアップ位置に導入したトレイＴのうち最も頂面のレベルの高いものに合わせて、装着ヘッド９の移動基準レベルを設定すればよい。すなわち、ピックアップ動作における装着ヘッド９の下降（上昇）ストロークは、最小限のものになる。なお、この場合、「レベル１」にするか「レベル２」にするかの判断は、図外の高さ検出センサ、或いはコントローラ２３に予め入力されているデータの処理により行われる。
【００２７】
図４および図５に示すように、係止アームユニット４２は、一対のアーム片５２，５２で構成された係止アーム５１と、一対のアーム片５２，５２をそれぞれ回動自在に支持するアーム支持ブロック５３と、アーム支持ブロック５３を引出し方向に進退自在に支持するユニット本体５４とで構成されている。両アーム片５２，５２は、それぞれ略「Ｌ」字状に形成されると共に線対称に配設されており、水平面内において、その屈曲部分を中心に相互に逆方向に回動する。また、各アーム片５２の尾端部には、円形突起５５が突設されており、この円形突起５５に後述するユニット本体５４の作動部材６５が当接して、アーム片５２を回動させるようになっている。さらに、図示では模式的に示しているが、両アーム５２，５２片間には圧縮ばね５６が掛け渡され、両アーム片５２，５２を開脚方向、すなわち係止方向に付勢している。各アーム片５２の回動軸５７は、アーム支持ブロック５３を鉛直方向に貫通しており、その下端部には、アーム支持ブロック５３の一部に当接して、各アーム片５２の開脚方向の回動端位置を規制する規制円板５８が取り付けられている。
【００２８】
また、各アーム片５２の先端部には、上側に突設したピン状の第１係止部５９と、下側に突設したピン状の第２係止部６０とが、それぞれ取り付けられている。この第１係止部５９と第２係止部６０とは、水平面内において、回動方向にわずかに位置ずれして配設されており、パレットＰの係止受け部Ｐａに対して第１係止部５９が第２係止部６０に優先して係止されるようになっている。具体的には、各アーム片５２は、上記の「レベル１」および「レベル２」に待機しているパレットＰの間隙に臨むように配設され、第１係止部５９は「レベル１」待機するパレットＰを係止し、第２係止部６０は「レベル２」待機するパレットＰを係止する。
【００２９】
したがって、「レベル１」および「レベル２」にそれぞれパレットＰが待機している状態で、両アーム片５２，５２が係止動作（開脚動作）すると、第１係止部５９は「レベル１」のパレットＰを係止するが、第２係止部６０は「レベル２」のパレットＰを係止することができず、係止解除状態を維持する。もちろん、「レベル１」にのみパレットＰが待機している状態でも、同様である。また、「レベル２」にのみパレットＰが待機している状態では、第２係止部６０は「レベル２」のパレットＰを係止する（図６参照）。すなわち、この係止アーム５１は、上側（「レベル１」）のパレットＰを優先して引き出すべく、これを係止する。
【００３０】
このように、上側の第１係止部５９と下側の第２係止部６０とを、回動方向に位置ずれして設けているため、単一の係止アーム５１により、上側のパレットＰを優先として、上下のパレットＰを選択的に係止することができる。すなわち、簡単な構造でかつ機械的に、上側のパレットＰを優先して、引き出すことができる。
【００３１】
一方、各パレットＰの係止受け部Ｐａは、パレットＰの水平縁部Ｐｂを「Ｃ」字状に切り欠いて形成されている。この係止受け部Ｐａに対して両アーム片５２，５２は、係止受け部Ｐａ内に臨んだ状態で、係止および係止解除動作する。したがって、係止アーム５１が係止解除状態にあるときには、これを後退させなくても、各パレットＰを上下方向に移動させることができる。例えば、使用済みのパレットＰをエレベータ機構２１に戻して係止解除した後、新たなパレットＰをこれに臨ませれば、瞬時にこのパレットＰを係止することができる。
【００３２】
係止アーム５１を支持するアーム支持ブロック５３は、下部に形成したスライド部６１で、後述するユニット本体５４のレール部６３に進退自在に係合している。また、アーム支持ブロック５３には、係止アーム５１が係止位置まで前進したときに、左右一対のストッパ４４，４４が突き当たるようになっている。
【００３３】
ユニット本体５４は、中間のベース６２と、ベース６２上に突設したレール部６３と、ベース６２の下側に取り付けたスライダ６４とで構成されている。スライダ６４は、後述する駆動機構４３のセンターレール７１に係合しており、ユニット本体５４は、このセンターレール７１に案内されてパレットＰの引出し方向に進退される。また、ベース６２の上面には、左右一対の作動部材６５，６５が固定されており、この一対の作動部材６５，６５が上記一対のアーム片（円形突起５５）５２，５２にそれぞれ当接することで、上記の圧縮ばね５６に抗しての係止アーム５１が係止解除動作する。
【００３４】
ここで、図６を参照して、係止アームユニット４２の一連の係止および係止解除動作について説明する。駆動機構４３により、使用済みのパレットＰをエレベータ機構２１に戻すべく、係止アームユニット４２がセンターレール７１上を前進してくると、係止アーム５１が係止位置に達したところで、すなわちパレットＰがエレベータ機構２１に収容されたところで、アーム支持ブロック５３がストッパＰに突き当たる。しかし、ユニット本体５４はオーバーランするように更に前進する。すると、ユニット本体５４の作動部材６５がアーム片５２に突き当たりこれを押圧して行く。この作動部材６５の押圧により、係止アーム５１が圧縮ばね５６に抗しての係止解除動作し、使用済みパレットＰを開放する（同図（ｂ））。
【００３５】
ここで、エレベータ機構２１が駆動して、新たなパレットＰを係止アーム５１に臨ませる。続いて、オーバーランしたユニット本体５４が後退を開始する。これにより、上記とは逆の手順で、作動部材６５が後退し、係止アーム５１が圧縮ばね５６により係止動作する（同図（ａ））。係止アーム５１がパレットＰを係止すると、これとほぼ同時にユニット本体５４のストッパ部分にアーム支持ブロック５３のスライド部６１が突き当たって、アーム支持ブロック５３はユニット本体５４と共に後退してゆく。このようにして、パレットＰに対する係止アーム５１の係脱が行われると共に、パレットＰの交換が行われる。
【００３６】
このように、係止アーム５１の係脱動作を、駆動機構４３を動力源として行うことができる。すなわち、係止アーム５１を係脱動作させる専用のアクチュエータが不要となり、構造を単純化することができ、且つコストを低減することができる。
【００３７】
次に、図７を参照して、駆動機構４３について説明する。同図に示すように、駆動機構４３は、係止アームユニット４２を進退自在に支持するセンターレール７１と、係止アームユニット４２をセンターレール７１に沿って進退させる駆動モータ７２と、駆動モータ７２の回転動力を係止アームユニット４２に伝達するタイミングベルト７３を備えている。タイミングベルト７３は、パレットＰの引出し方向に離間して配設した一対の従動プーリ７４，７４と、駆動モータ７２の主軸に取り付けた駆動プーリ７５と、この従動プーリ７４および駆動プーリ７５間に配設した一対の中間プーリ７６，７６とに、掛け渡されている。また、タイミングベルト７３には、係止アームユニット４２のユニット本体５４の側部が固定されており、タイミングベルト７３が正逆走行することにより、係止アームユニット４２が進退する。
【００３８】
駆動モータ７２は、ステッピングモータで構成されており、上記のコントローラ２３により、その駆動が制御されるようになっている。この場合、コントローラ２３は駆動モータ７２を制御し、係止アームユニット４２を定速で進退させるが、上記のオーバーラン部分では係止アームユニット４２の進退を減速させる。係止アーム５１の係止位置、およびユニット本体５４がオーバーランして最終的に停止する位置は、図外のセンサやスイッチで検出され、この検出信号を受けてコントローラ２３は、駆動モータ７２を減速させる。このため、係止アーム５１の係止および係止解除動作は極めてゆっくり行われる。なお、この減速は、段階的ななものでもよいし、加速度的なものでもよい。また、係止動作のときのみ減速するようにしてもよい。
【００３９】
このような制御を行うことにより、係止アーム５１の係止動作の際に両アーム片５２，５２がパレットＰの係止受け部Ｐａに当たるが、その衝撃は極めて小さいものとなり、パレットＰに搭載されている電子部品が、トレイＴの収容溝から飛び出すなどの不具合を生ずることはない。また、両アーム片５２，５２自体、水平方向からパレットＰに当たるため、この点でも電子部品の飛び出しを抑制することができる。さらに、両アーム片５２，５２の係止力は逆方向に作用し相殺されるため、パレットＰがアーム片５２により動かされることがなく、この点でも電子部品の飛び出しを抑制することができる。
【００４０】
なお、上記の実施形態では、係止アームを水平面内で開閉脚動作する一対のアーム片で構成したが、本発明は鉛直面内で係脱動作する係止アームにも適用可能であることは、いうまでもない。また、係止アームの係脱動作専用のアクチュエータを有するものにも、当然に適用可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明の部品供給装置によれば、係止アームの係止動作を減速するようにしているため、係止動作に際し係止アームがパレットをゆっくり係止するので、パレットに大きな衝撃を与えることがなく、電子部品がトレイの溝から飛び出してしまうのを有効に防止することができる。したがって、装置の信頼性を向上させることができる。
【００４２】
また、係止アームの係脱動作を、係止アームを進退させる駆動手段で行うことができるため、係止アームの係脱動作専用の動力源を省略することができ、装置構成を単純化することができる。また、係止アームの係止動作における減速を、この駆動手段の制御で行うようにしているため、減速制御を簡単かつ精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る部品供給装置を搭載した電子部品装着装置の平面図である。
【図２】実施形態に係る第２部品供給装置の側面図である。
【図３】「レベル１」および「レベル２」の使い分けを説明する説明図である。
【図４】パレット導入機構の係止アームユニット廻りの平面図である。
【図５】パレット導入機構の係止アームユニット廻りの側面図である。
【図６】係止アームの係止および係止解除動作を説明する動作説明図である。
【図７】パレット導入機構の平面図である。
【符号の説明】
１ 電子部品装着装置
２ 装置本体
４ 第２部品供給装置
９ 装着ヘッド
２１ エレベータ機構
２２ パレット導入機構
２３ コントローラ
４１ 引出し経路
４２ 係止アームユニット
４３ 駆動機構
４４ ストッパ
５１ 係止アーム
５３ アーム支持ブロック
５４ ユニット本体
５９ 第１係止部
６０ 第２係止部
６５ 作動部材
７２ 駆動モータ
Ｔ トレイ
Ｐ パレット

Claims (2)

1. トレイを介して多数の電子部品を搭載したパレットを収容したパレット収容手段と、
   前進して当該パレット収容手段内のパレットを係止し、後退して当該パレットを当該パレット収容手段から電子部品のピックアップ位置まで引き出すパレット導入手段とを備えた電子部品装着装置における部品供給装置において、
   前記パレット導入手段は、パレットに対し係脱自在に構成された係止アームと、
   当該係止アームを係脱動作させるアーム作動機構と、
   前記係止アームおよび前記アーム作動機構を引出し方向に進退させる駆動手段と、当該駆動手段を制御する制御手段とを備え、
   前記アーム作動機構は、前記係止アームを係脱自在に支持するアーム支持ブロックと、当該アーム支持ブロックを前記引出し方向に進退自在に支持すると共に前記駆動手段により進退される機構本体と、前進する前記係止アームがパレットの係止位置に達した状態で、前記機構本体のオーバーランを許容すると共に前記アーム支持ブロックの前進を停止させるストッパと、前記機構本体に固定され、前記機構本体のオーバーラン部分における進退に伴って当該係止アームを係脱動作させる作動部材とを有し、
   前記制御手段は、前記駆動手段を制御して前記係止アームの係止動作を係止直前に減速させることを特徴とする電子部品装着装置における部品供給装置。
2. 前記駆動手段は、ステッピングモータを有していることを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置における部品供給装置。

Images