JP3804520B2 - チップ部品整列装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数のチップ部品を所望の整列形態となるように整列させるようにしたチップ部品整列装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、積層チップコンデンサ等のチップ部品をプリント基板に装着してセラミック電子部品を製造する場合、多数のチップ部品が配列された治具を部品供給部にセットし、該チップ部品をピックアップして部品装着部にセットされたプリント基板に自動的に装着する部品装着装置を採用する場合がある。
【0003】
このようなチップ部品を治具に整列させるにあたっては、従来、人手による整列作業が一般的である。即ち、計量カップ等にて計量した一定量のチップ部品を整列用治具に投入し、この整列用治具を適度に揺すりながらチップ部品を所定エリア内に整列させるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のチップ部品の整列方法では、人手による整列作業であり、しかも作業者の熟練度に頼った作業であることから、作業者によって整列に要する時間や整列状態が異なり、生産性が低いとともに、安定した整列形態が得られないという問題がある。
【0005】
そこで、本件出願人は、人手による整列作業を不要にして生産性の向上を図るとともに、整列形態の安定化を図る観点から、整列用治具に供給されたチップ部品に振動加速度を付与するとともに、振動方向と直角方向に揺動させることにより、チップ部品を所定のエリア内に自動的に整列させるチップ部品整列装置を提案した(特願2000−156814号)。
【0006】
ところで、上記チップ部品整列装置では、整列作業の自動化が可能であるものの、チップ部品に加速度を付与する振動加速度付与機構と、チップ部品を分散揺動させる揺動分散機構とを要しており、構成部品数が増える分だけコストが上昇するという懸念があり、この点での改善が要請されている。
【0007】
また上述の整列用治具を用いた場合には、チップ部品を部品装着用プレートに移し替えるという手間のかかる作業が必要であり、この点においても改善が要請されている。
【0008】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、チップ部品の整列作業の自動化を図るにあたって、部品点数を低減してコストの上昇を抑制できるとともに、手間のかかる整列チップ部品の移し替えを不要にできるチップ部品整列装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、チップ部品整列面を有するプレート上にチップ部品の充填エリアを設定する外枠を配設してなる部品整列部と、該部品整列部にチップ部品を供給する部品供給部と、上記部品整列部に垂直軸回りの回転揺動を付与する水平回転揺動機構と、上記プレートのチップ部品整列面の上方に所定隙間を開けて配設され、チップ部品の集積段数を制御する集積段数制御板とを備え、該集積段数制御板と上記チップ部品配列面との隙間は、n層のチップ部品が集積されるようチップ部品高さ×n個+チップ部品高さの概ね1/2に設定され、上記集積段数制御板の周辺部には、上記n層より多い積層数のチップ部品が集積され、チップ部品は、上記チップ部品整列面全域に渡って互いに接した状態で整列されることを特徴としている。
【0011】
請求項2の発明は、請求項1において、上記集積段数制御板は、チップ部品整列面の一部のエリアの集積段数を制御するように構成されていることを特徴としている。
【0013】
請求項3の発明は、請求項1又は2において、上記水平回転揺動機構による整列形態の動作パターンを連続的に変化させることにより、上記チップ部品の整列形態を変化させる整列形態可変部を備えていることを特徴としている。
【0014】
請求項4の発明は、請求項3において、上記整列形態可変部は、上記プレートに供給されたチップ部品を撮像するチップ部品撮像手段と、該撮像されたチップ部品の位置データに基づいて目標とする整列形態が得られるよう上記部品整列部の動作パターンを設定する画像処理動作設定手段と、該設定値に基づいて上記水平回転揺動機構を駆動制御する駆動制御手段とを備えていることを特徴としている。
【0015】
ここで本発明における回転揺動とは、部品整列部の図心から偏位させて配置された1つ又は複数の垂直軸回りに公転させることを意味しており、さらに上記公転に加えて図心等に位置する仮想軸回りに自転するようにしたものも含む。
【0016】
【発明の作用効果】
請求項1の発明に係るチップ部品整列装置によれば、チップ部品整列面を有するプレートに充填エリアを設定する外枠を配置してなる部品整列部に水平面内での回転揺動を付与したので、チップ部品がプレートの部品整列面上を摺動して均一に分散されることとなり、該チップ部品を部品整列面全面に接した状態に自動的に整列させることができる。これにより、作業者の熟練度に頼った整列作業を不要にでき、整列時間や整列状態の差を解消でき、ひいては生産性を向上できるとともに、安定した整列形態を得ることができる。
【0017】
本発明では、水平回転揺動機構により上記部品整列部に水平回転揺動を付与して整列させる構造であることから、1つの駆動部で済み、上述の2つの機構により整列させる場合に比べて部品点数を低減でき、コスト上昇を抑制できるとともに装置全体をシンプルにできる。
【0018】
また、本発明によれば、プレートのチップ部品整列面上に充填エリアを設定する外枠を配置したので、外枠を着脱可能としておいて整列後に取り外すだけで、チップ部品を整列させた状態でプレートをそのまま次工程の部品装着工程で使用することが可能であり、手間のかかる移し替え作業を不要にできる。
【0019】
また、上記プレート上にチップ部品の集積段数を制御する集積段数制御板を配設したので、チップ部品を所定の積層数でもって均一に整列させることができ、こぼれ落ちたり,集積段数にばらつきが生じたりするのを防止できる。
【0020】
また、上記集積段数制御板とチップ部品上面との間にチップ部品の高さ寸法の概ね1/2程度の隙間を設けたので、上記制御板によるチップ部品の集積段数を確実に制御することができ、チップ部品の偏りや落ちこぼれ,あるいはばらつきを防止でき、安定した整列形態を得ることができる。
【0021】
請求項2の発明では、上記集積段数制御板でチップ部品整列面の一部のエリアを制御したので、例えば上記制御板をプレートの中央部のみに配置することにより、該中央部を一層,周辺部を複数層というようにチップ部品の集積段数を任意に設定することができ、次工程に応じた各種の整列形態を容易に形成することが可能である。
【0022】
請求項3の発明では、整列形態の動作パターンを連続的に変化させる整列形態可変部を設けたので、例えば水平回転揺動の速度等を変えることにより、チップ部品の整列形態を変化させることができ、整列形態に対する自由度を高めることができる。これにより次工程での加工条件に適切に対応できる。
【0023】
また上記チップ部品の整列状態にばらつき等が生じた場合には、上記整列形態可変部によりばらつきを自動的に修整することが可能であり、目標とする整列形態に整い直すことが容易にできる。
【0024】
請求項4の発明では、撮像したチップ部品の位置データに基づいて目標とする整列形態が得られるように水平回転揺動機構を駆動制御したので、チップ部品の整列形態を自動的に変化させることができるとともに、整列形態を正確に変化させることができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0026】
図1ないし図4は、請求項1,2,3の発明の一実施形態によるチップ部品整列装置を説明するための図であり、図1,図2はチップ部品整列装置の全体構成図,側面図、図3は水平回転揺動機構の動作を示す平面図、図4はチップ部品の整列形態を示す断面図である。
【0027】
図において、1はチップ部品整列装置を示している。このチップ部品整列装置1は、積層チップコンデンサ,チップ抵抗器等からなる略直方体状のチップ部品Cを所望の整列形態に自動的に整列させるものであり、主として、部品整列部2と、該部品整列部2にチップ部品Cを供給する部品供給部4と、上記部品整列部2に水平面内における回転揺動を付与する水平回転揺動機構5とを備えている。
【0028】
上記部品整列部2は、チップ部品整列面2aを有する平板状のプレート2bと、該プレート2b上に配置されてチップ部品Cの充填エリアを設定する四角形状の外枠3とを備えている。
【0029】
上記部品供給部4は,パーツフィーダ,あるいはコンベア(不図示)により搬送された所定量のチップ部品Cをチップ供給口4aから上記部品整列部2に順次供給するように構成されている。
【0030】
上記水平回転揺動機構5は固定台6に配設されており、この固定台6は略L字状の固定ベース7に平板状の支持架台8の一縁部を該支持架台8の支持角度を若干可変にして片持ち支持した構造のものである。これにより支持架台8を介して上記部品整列部2を水平から上下方向に若干傾けることができるようになっている。
【0031】
上記水平回転揺動機構5は、駆動モータ17と、該駆動モータ17によって回転駆動される偏心回転部18と、該偏心回転部18によって支持された矩形板状の揺動ベース19とから構成されている。上記駆動モータ17は支持架台8の下面に取付け固定されている。
【0032】
上記偏心回転部18は、上記支持架台8に平行にかつ垂直に配置されて軸支された2本の回転軸9,10のそれぞれに駆動プーリ11,従動プーリ12を固定し、各プーリ11,12を無端ベルト13により連結するとともに、該各プーリ11,12に偏心軸14,15を固定した構造となっている。そして該各偏心軸14,15の上端部により上記揺動ベース19が相対回転自在に支持されている。これにより、上記回転軸9,10を備えたプーリ11,12と、偏心軸14,15とからなる平行リンク機構が構成されている。そのため上記駆動モータ17により回転軸9,10が回転駆動されると上記平行リンク機構が回転軸9,10回りに旋回し、もって揺動ベース19が水平面内にて回転揺動する。
【0033】
なお、上記揺動ベース19には上記プレート2bが着脱可能に装着されており、該プレート2bには上記外枠3が着脱可能に配設されている。
【0034】
そして、上記プレート2bには集積段数制御板20が配設されている。この集積段数制御板20は、円板状の制御板20aに直径方向に突出して延びる支持板20bを固定した構造のものである。この支持板20bは外枠3の対向する側縁部3a,3b間に架け渡して固定されており、これにより上記制御板20aは上記プレート2bのチップ部品整列面2aの中央部に所定の隙間tを設けて対向している。
【0035】
上記制御板20aのチップ部品整列面2aとの隙間tはチップ部品Cの高さ寸法の1.5倍に設定されている。これによりプレート2bのチップ部品整列面2aの中央部には1層のチップ部品Cが敷設され、残りの周辺部分には2層以上のチップ部品Cが集積されるようになっている。この周辺部分におけるチップ部品Cの集積段数は、外枠3の高さ寸法により設定可能であり、本実施形態では2層に設定されている。
【0036】
上記チップ部品整列装置1は整列形態可変部25を備えている。この整列形態可変部25は、上記駆動モータ17の回転数,回転速度を連続的に可変制御するものである。具体的には、調整つまみ等を操作することにより駆動モータ17の回転数,回転速度が変化し、これによりチップ部品Cの整列パターンを変化させたり、あるいはチップ部品Cのばらつきを修整するようになっている。
【0037】
次に本実施形態の作用効果を説明する。
【0038】
本実施形態のチップ部品整列装置1によりチップ部品Cを整列させるには、揺動ベース19にプレート2b,外枠3をセットして共締め固定する。この状態で、部品供給部4からプレート2bの充填エリア内に所定量のチップ部品Cを順次供給しつつ、駆動モータ17により偏心回転部18を介してプレート2bに水平回転揺動を付与する。するとチップ部品Cがプレート2bのチップ部品整列面2a上を摺動しつつ全域に万遍なく分散され、互いに接した状態で整列することとなる。この場合、集積段数制御板20の下面では1層のチップ部品Cが整列し、残りの周辺部では2層のチップ部品Cが整列することとなる。即ち、制御板20aと部品整列面2aとの隙間tには1層分のチップ部品Cのみが入り込むこととなり、残りの周辺には外枠3による2層のチップ部品が積層されることとなる。しかる後、プレート2b及び外枠3を揺動ベース19から取り外し、該プレート2bを次工程の部品装着工程に搬送する。
【0039】
このように本実施形態のチップ部品整列装置によれば、チップ部品整列面2aを有する平板状のプレート2bに充填エリアを設定する四角形枠状の外枠3を配置し、該プレート2bに供給されたチップ部品Cに水平回転揺動を付与したので、チップ部品Cがプレート2bの部品整列面2a上を摺動しながら均一に分散され、該チップ部品Cをチップ部品整列面2a全域に互いに接した状態に自動的に整列させることができる。これにより、作業者の熟練度に頼った整列作業を不要にでき、整列時間や整列状態の差を解消でき、ひいては生産性を向上できるとともに、安定した整列形態を得ることができる。
【0040】
本実施形態では、水平回転揺動機構5の平行リンク機構により上記プレート2bに水平回転揺動を付与する構造であることから、1つの駆動モータ17を配設するだけで済み、上述の2つの機構により整列させる場合に比べて部品点数を低減でき、コスト上昇を抑制できるとともに装置全体をシンプルにできる。
【0041】
また、上記プレート2bのチップ部品整列面aに充填エリアを設定する外枠3を着脱可能に配置したので、該外枠3を取り外すだけで、チップ部品Cを整列させた状態でプレート2bをそのまま次工程の部品装着工程で使用することが可能であり、手間のかかる移し替え作業を不要にできる。
【0042】
本実施形態では、上記プレート2bに該プレート2bの中央部の集積段数を1層に制御する集積段数制御板20を配設したので、該中央部は1層,残りの周辺部は2層,もしくは2層以上というようにチップ部品Cの集積段数を任意に設定することができ、次工程に応じた各種の整列形態を容易に形成することができる。
【0043】
また上記集積段数制御板20を配設したので、水平回転揺動させる際にチップ部品Cがこぼれ落ちたり,集積段数にばらつきが生じたりするのを防止できる。
【0044】
さらに上記集積段数制御板20のチップ部品整列面2aとの隙間tをチップ部品Cの高さ寸法の概ね1.5倍としたので、制御板20aと部品整列面2aとの隙間tには1層分のチップ部品Cのみが入り込むこととなり、集積段数を確実に制御することができ、チップ部品の偏りや落ちこぼれ,あるいはばらつきを防止でき、安定した整列形態を得ることができる。
【0045】
本実施形態では、整列形態の動作パターンを連続的に変化させる整列形態可変部25を設けたので、駆動モータ17の回転数,回転速度等を変えることにより、チップ部品Cの整列形態を変化させることができ、整列形態に対する自由度を高めることができる。これにより次工程での加工条件に適切に対応できる。
【0046】
また上記チップ部品Cの整列状態にばらつき等が生じた場合には、上記整列形態可変部25を操作することによってばらつきを自動的に修整することが可能であり、所定の整列形態に整い直すことができる。
【0047】
なお、上記実施形態では、四角形状の外枠3により充填エリアを設定したが、本発明では、例えば図5(a)に示すように、多角形状の外枠31により多角形の充填エリアを設定してもよく、あるいは図5(b)に示すように、円形,楕円形の外枠32により円形の充填エリアを設定してもよい。要は、プレート形状,あるいは部品装着工程での必要な整列形態に応じて外枠の形状を設定することとなる。
【0048】
また上記実施形態では、集積段数制御板20によりプレート2bの中央部を制御した場合を説明したが、本発明は、プレートの外周辺部における集積段数を制御するようにしてもよく、あるいはプレートの半分の集積段数を制御するようにしてもよい。何れの場合にも制御板と部品整列面との隙間を所定の値とすることにより、積層数の異なる整列形態を得ることができる。
【0049】
図6は、請求項4の発明の一実施形態によるチップ部品整列装置を説明するための図である。本実施形態は、整列形態可変部を自動化した例であり、図中、図1と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【0050】
本実施形態のチップ部品整列装置は、チップ部品整列面2aを有する平板状のプレート2bと、該プレート2b上に配置されてチップ部品Cの充填エリアを設定する外枠3と、上記プレート2bにチップ部品Cを供給する部品供給部4と、上記プレート2bに供給されたチップ部品Cに水平回転揺動を付与する水平回転揺動機構5とを備えており、基本的な構成は上記実施形態と同様である。
【0051】
本実施形態装置は、プレート2bに供給されたチップ部品Cを撮像するカメラ(チップ部品撮像手段)35と、該カメラ35により撮像されたチップ部品Cの位置データに基づいて目標とする整列形態が得られるようプレート2bの水平回転揺動パターンを設定する画像処理動作設定手段36と、該設定値に基づいて駆動モータ17の回転数,回転速度をモータドライバ38を介して駆動制御する駆動制御手段37とを備えている。
【0052】
本実施形態では、カメラ35により撮像したチップ部品Cの整列姿勢が目標とする整列姿勢となるように駆動モータ17の回転数等を制御するので、チップ部品Cの整列形態を自動的に目標とする整列形態にしたり,あるいはチップ部品Cきばらつきを自動的に修整したりすることができ、自動化による生産性をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1,2,3の発明の一実施形態によるチップ部品整列装置を説明するための全体構成図である。
【図2】上記チップ部品整列装置の側面図である。
【図3】上記チップ部品整列装置の水平回転揺動機構の動作を示す平面図である。
【図4】上記チップ部品の整列形態を示す断面図である。
【図5】上記実施形態の他の実施形態による外枠を示す図である。
【図6】請求項4の発明の一実施形態による整列形態可変部を備えたチップ部品整列装置の全体構成図である。
【符号の説明】
1 チップ部品整列装置
2 部品整列部
2a チップ部品整列面
2b プレート
3,31,32 外枠
4 部品供給部
5 水平回転揺動機構
20 集積段数制御板
25 整列形態可変部
35 カメラ(撮像手段)
36 画像処理動作設定手段
37 駆動制御手段
C チップ部品
t 隙間
Claims (4)
- チップ部品整列面を有するプレート上にチップ部品の充填エリアを設定する外枠を配設してなる部品整列部と、該部品整列部にチップ部品を供給する部品供給部と、上記部品整列部に垂直軸回りの回転揺動を付与する水平回転揺動機構と、上記プレートのチップ部品整列面の上方に所定隙間を開けて配設され、チップ部品の集積段数を制御する集積段数制御板とを備え、該集積段数制御板と上記チップ部品配列面との隙間は、n層のチップ部品が集積されるようチップ部品高さ×n個+チップ部品高さの概ね1/2に設定され、上記集積段数制御板の周辺部には、上記n層より多い積層数のチップ部品が集積され、チップ部品は、上記チップ部品整列面全域に渡って互いに接した状態で整列されることを特徴とするチップ部品整列装置。
- 請求項1において、上記集積段数制御板は、チップ部品整列面の一部のエリアの集積段数を制御するように構成されていることを特徴とするチップ部品整列装置。
- 請求項1又は2において、上記水平回転揺動機構による整列形態の動作パターンを連続的に変化させることにより、上記チップ部品の整列形態を変化させる整列形態可変部を備えていることを特徴とするチップ部品整列装置。
- 請求項3において、上記整列形態可変部は、上記プレートに供給されたチップ部品を撮像するチップ部品撮像手段と、該撮像されたチップ部品の位置データに基づいて目標とする整列形態が得られるよう上記部品整列部の動作パターンを設定する画像処理動作設定手段と、該設定値に基づいて上記水平回転揺動機構を駆動制御する駆動制御手段とを備えていることを特徴とするチップ部品整列装置。
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