JP4313620B2 - 電子部品供給装置を備えた電子部品装着装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を収納部に収納した収納テープを該収納テープに定ピッチで設けられた送り孔にスプロケット外周部の送り歯が噛み合って間欠送りして電子部品を部品吸着位置に送る電子部品供給装置及び電子部品供給装置を備えた電子部品装着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の電子部品供給装置は、特開平10−41686号公報(特許文献)などに開示されており、一般に微小チップ部品を供給する場合には、吸着位置の安定化を図るため高精度で収納テープを供給すると共に位置決めをする必要があるが、現状はスプロケットの加工精度に依存されている。
【0003】
【特許文献】
特開平10−41686号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、所定の精度で位置決めできない場合には、この精度を満足するスプロケットに交換することで対応している。従って、高精度なスプロケットが必要であり、非常に高価なものとなっており、電子部品供給装置の調整時間も長時間必要であった。
【0005】
そこで本発明は、電子部品の吸着位置の安定化を図ると共に、高精度なスプロケットを不要とした安価な電子部品供給装置を備えた電子部品装着装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため電子部品供給装置を備えた電子部品装着装置に係る発明は、電子部品を収納部に収納した収納テープを該収納テープに定ピッチで設けられた送り孔にスプロケット外周部の送り歯が噛み合って間欠送りして電子部品を部品吸着位置に送る電子部品供給装置を備えた電子部品装着装置において、前記部品吸着位置にある前記スプロケットの送り歯を認識カメラが撮像した画像を認識処理装置で認識処理した結果である各送り歯の位置データを格納するメモリと、前記スプロケットに付されたマークを検出するための原点確認用センサと、該センサによる前記マークの確認に基づく前記メモリに格納された吸着位置にある前記送り歯の位置データに基づいて吸着ノズルによる部品吸着位置を補正するように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。
【0011】
【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電子部品供給装置を適用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、各種電子部品Aをプリント基板Pに実装できる。
【0012】
図1は電子部品装着装置の平面図であり、電子部品装着装置1は、機台2と、この機台2の中央部に左右方向に延在するコンベア部3と、機台2の前部(図示の下側)および後部(図示の上側)にそれぞれ配設した2組の部品装着部4、4および2組の部品供給部5、5とを備えている。そして、部品供給部5には、電子部品供給装置である複数本の部品供給ユニット6が着脱自在に組み込まれている。
【0013】
前記コンベア部3は、中央のセットテーブル8と、左側の供給コンベア9と、右側の排出コンベア10とを有している。プリント基板Pは、供給コンベア9からセットテーブル8に供給され、セットテーブル8で電子部品の装着を受けるべく不動に且つ所定の高さにセットされる。そして、電子部品の装着が完了したプリント基板Pは、セットテーブル8から排出コンベア10を介して下流側装置に排出される。
【0014】
各部品装着部4には、ヘッドユニット13を移動自在に搭載したXYステージ12が配設されると共に、部品認識カメラ14およびノズルストッカ15が配設されている。ヘッドユニット13には、電子部品を吸着および装着するための2組の装着ヘッド16、16と、基板Pを認識するための1台の基板認識カメラ17とが搭載されている。なお、通常、両部品装着部4、4のXYステージ12、12は交互運転となる。
【0015】
前記各XYステージ12はY軸モータ12Aによりビーム11がY方向に移動し、このビーム11に沿ってX軸モータ12Bにより前記ヘッドユニット13がX方向に移動し、結果としてヘッドユニット13はXY方向に移動することとなる。
【0016】
各部品供給部5は、ユニットベース19上に多数の部品供給ユニット6を、横並びに且つ着脱自在に備えている。各部品供給ユニット6には、多数の電子部品を一定の間隔で収容した後述する収納テープCが搭載されており、収納テープCを間欠送りすることで、部品供給ユニット6の先端から部品装着部4に電子部品が1個ずつ供給される。なお、この電子部品装着装置1では、表面実装部品などの比較的小さな電子部品は、主として部品供給ユニット6から供給され、比較的大きな電子部品は、主として図示しないトレイ形式の部品供給装置から供給される。
【0017】
この電子部品装着装置1の記憶部に格納されたNCデータに基づく運転は、先ずXYステージ12を駆動しヘッドユニット13を部品供給ユニット6に臨ませた後、装着ヘッド16を下降させてその吸着ノズル18により所望の電子部品をピックアップする。続いて装着ヘッド16を上昇させてから、XYステージ12を駆動して電子部品を部品認識カメラ14の直上部まで移動させ、その吸着姿勢及び吸着ノズル18に対する位置ずれを認識する。次に、装着ヘッド16をセットテーブル8上の基板Pの位置まで移動させ、基板認識カメラ17で基板Pの位置を認識した後、前記部品認識カメラ14及び基板認識カメラ17による認識結果に基づき前記XYステージ12のX軸モータ12B、Y軸モータ12A及び吸着ノズル18のθ軸モータ18Aを補正移動させて、Z軸モータ18Bを駆動させて吸着ノズル18を降下させることにより電子部品Aをプリント基板P上に装着する。
【0018】
なお、実施形態のXYステージ12には、2つの装着ヘッド(吸着ノズル18)16、16が搭載されており、2個の電子部品を連続して吸着し、これをプリント基板P上に連続して装着することも可能である。また、図示しないが、複数の吸着ノズルを有する装着ヘッドが搭載されている場合には、複数個の電子部品を連続して吸着し且つ装着することも可能である。
【0019】
次に図2及び図3に基づき、部品供給ユニット6について説明する。部品供給ユニット6は、例えば16mm幅で4mmピッチ、8mmピッチ、12mmピッチ、16mmピッチの4種類の収納テープCを取り扱うことができるものである。この部品供給ユニット6はユニットフレーム21と、このユニットフレーム21に回転自在に装着した収納テープリール(図示せず)と、この収納テープリールに巻回した状態で順次繰り出された収納テープCを電子部品Aのピックアップ位置(吸着取出位置)まで間欠送りするテープ送り機構22と、ピックアップ位置の手前で収納テープCのカバーテープCaを引き剥がすカバーテープ剥離機構23と、ピックアップ位置に送り込まれた電子部品Aの上方を開放して電子部品Aのピックアップを可能にするシャッタ機構24とから構成される。
【0020】
前記収納テープリールから繰り出された収納テープCは、ピックアップ位置の手前のテープ経路に配設したサプレッサ27(図8及び図9参照)の下側を潜るようにして、ピックアップ位置に送り込まれる。このサプレッサ27にはピックアップ用の開口27Aが開設されており、この部分に後述するシャッタ機構24のシャッタ77が組み込まれている。また、シャッタ77の手前に位置してサプレッサ27にはスリット28が形成されており、このスリット28から収納テープCのカバーテープCaが引き剥がされ、後述するカバーテープ剥離機構23の収納部65内に収納される。すなわち、収納テープCに搭載した電子部品Aは、カバーテープCaを引き剥がされた状態で、ピックアップ用の開口27Aを開閉するシャッタ77に臨む。
【0021】
図3に示すように、前記テープ送り機構22は、その出力軸に歯車31を設けた駆動モータ32と、該歯車31と噛み合う歯車33を一端部に備えて両支持体34に回転可能に支持された回転軸35と、該回転軸35の中間部に設けられたウォーム歯車36と噛み合うウォームホィール37を備えると共に収納テープCに定ピッチで形成した送り孔Cbに噛み合ってこれを送るスプロケット38とから構成される。従って、前記駆動モータ32が駆動すると、歯車31及び歯車33を介して回転軸35が回転し、ウォーム歯車36及びウォームホィール37を介してスプロケット38が所定角度間欠回転することにより、送り孔Cbを介して収納テープCを間欠送りする。
【0022】
図3乃至図5に示すように、前記カバーテープ剥離機構23は、その出力軸にウォーム歯車41を設けた駆動モータ42と、周囲に歯車45及び前記歯車41と噛み合う歯車43を備えてユニットフレーム21に固定された支持体44に支軸46Aを介して回転可能に支持された第1の回転体46と、周囲に当接部51及び前記歯車45と噛み合う歯車47を備えてユニットフレーム21に取付体48を介して固定された支持体49に支軸50Aを介して回転可能に支持された第2の回転体50と、周囲に前記当接部51とバネ55により付勢されて当接する当接部52を備えてユニットフレーム21に支軸53を介して揺動可能である取付体54に支軸56Aを介して回転可能に支持された第3の回転体56と、カバーテープCaを案内するローラ57と、ユニットフレーム21に支軸58を介して揺動可能である取付体59の端部に前記ローラ57により案内されたカバーテープCaを案内するローラ60を備える共にバネ61により付勢されてカバーテープCaにテンションを加えるためのテンション印加体62とから構成される。尚、63は前記取付体59の揺動を制限するストッパである。
【0023】
従って、カバーテープCaを剥離する際には、前記駆動モータ42が駆動すると、ウォーム歯車41及び歯車43を介して第1の回転体46が回転し、この第1の回転体46が回転すると歯車45及び歯車47を介して第2の回転体50が回転し、この第2の回転体50が回転するとバネ55により付勢された当接部52及び当接部51とがカバーテープCaを挟んだ状態で第3の回転体56が回転し、サプレッサ27のスリット28から収納テープCのカバーテープCaが1ピッチ分引き剥がされながら、弛みを生ずることなく、当該部品供給ユニット6の端部に設けられた収納部65内に収納される。
【0024】
図6及び図7に示すように、前記シャッタ機構24は、支持体70に端部が支持された出力軸をネジ軸とした駆動モータ71と、前記ネジ軸に螺合したナット体72に固定された作動体73と、該作動体73に突設されたピン74が嵌合する溝75が折曲片77Aに開設されると共にサプレッサ27に開設されたガイド溝27Bに嵌合する嵌合片76が形成されてサプレッサ27上を摺動可能に設けられたシャッタ77とから構成される。従って、シャッタ77の移動によるピックアップ用の開口27Aの開閉の際には、前記駆動モータ71が駆動すると、ネジ軸に螺合したナット体72及び作動体73が移動し、嵌合片76がガイド溝27Bに沿って移動することによりシャッタ77が開口27Aの開閉のため移動する。
【0025】
シャッタ77は、閉塞位置に移動した状態(図8参照)で、ピックアップ位置に送り込まれた電子部品AをカバーテープCaが剥離された収納テープCの収納部Dから飛び出さないように開口27Aを閉塞し、開放位置に移動した状態(図9参照)で、吸着ノズル18によるピックアップが可能となるように電子部品Aの上方から後退する。
【0026】
尚、前記収納部Dは、電子部品を収納するのに少し余裕をもって大きめに形成されている。66は電源ラインであり、前記駆動モータ32、42、71などに電源を供給するためのものである。
【0027】
次に、収納テープCの送り、カバーテープCaの剥離およびシャッタ77の開閉の相互のタイミングについて説明する。テープ送り機構22により収納テープCを1回間欠送りすると、これと同期してカバーテープ剥離機構23がカバーテープCaを1回の間欠送り分の剥離(引き剥がし)をする。続いてテープ送り機構22およびカバーテープ剥離機構23が停止すると、シャッタ機構24が開放動作し(図8及び図9参照)、ピックアップ位置に送り込まれた電子部品Aに対しシャッタ77を開放する。
【0028】
そして、シャッタ77が開放動作すると、装着ヘッド16による電子部品Aのピックアップが行われ、続いてシャッタ77が閉塞するが、このとき同時に次の収納テープCの間欠送りとカバーテープCaの剥離とが行われる。
【0029】
ここで、前述したように、前記部品供給ユニット6は、4mm(ミリメートル)ピッチ、8mmピッチ、12mmピッチ、16mmピッチの4種類の収納テープCを取り扱うことができる。このため、サプレッサ27のピックアップ用の開口27Aは16mmピッチの収納テープCに収納される電子部品Aに合わせた大きさに開設されており、4mmピッチの収納テープCに収納される小さな電子部品の吸着ノズル18による吸着位置は前記開口27Aの中央部である。
【0030】
なお、80は前記部品供給ユニット6の底面の前後に設けられた位置決めピンであり、機台2に開設した位置決め孔(図示せず)に前記位置決めピン80が夫々挿入されることにより電子部品装着装置に取付けられる。
【0031】
次に、図11の電子部品装着装置の制御ブロック図について説明する。85はは電子部品装着装置1の電子部品の取出し及び装着に係る動作を統括制御する制御装置としてのCPU、86は記憶装置としてのRAM(ランダム・アクセス・メモリ)、87はROM(リ−ド・オンリー・メモリ)である。そして、CPU85は前記RAM86に記憶されたデータに基づき、前記ROM87に格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置の電子部品の取出し及び装着に係る動作についてインターフェース88及び駆動回路89を介して各駆動源を統括制御する。
【0032】
前記RAM86には、ステップ番号(装着順序)毎にX座標、Y座標、装着角度、前記部品供給部5における部品配置番号などから成る装着データや、電子部品毎のXサイズ、Yサイズ、使用吸着ノズル18の番号などから成る部品などが格納されている。
【0033】
90はインターフェース88を介して前記CPU85に接続される認識処理装置で、前記部品認識カメラ14により撮像されて取込まれた画像の認識処理や前記基板認識カメラ17により撮像されて取込まれた画像の認識処理が該認識処理装置90にて行われ、CPU85に処理結果が送出される。即ち、CPU85は、部品認識カメラ14に撮像された画像を認識処理(位置ずれ量の算出など)したり基板認識カメラ17により撮像された画像を認識処理するように指示を認識処理装置90に出力すると共に認識処理結果を認識処理装置90から受取るものである。
【0034】
即ち、前記認識処理装置90の認識処理により位置ずれ量が把握されると、その結果がCPU85に送られ、部品認識処理及び基板認識処理結果に基づき、CPU85はY軸モータ12A及びX軸モータ12Bの駆動によりXY方向に吸着ノズル18を移動させることにより、またθ軸モータ18Aによりθ回転させ、X,Y方向及び鉛直軸線回りへの回転角度位置の補正がなされるものである。
【0035】
次に、前記部品供給ユニット6の調整時の動作について、説明する。先ず、部品供給ユニット6を調整治具(図示せず)に固定する。次いで、図10に示すように、記憶部(図示せず)に予め格納された部品吸着位置へ認識カメラ91を移動させ、スプロケット38外周部の各送り歯38Aを撮像し、認識処理部(図示せず)により認識処理し、各送り歯38Aの位置を求める。
【0036】
この場合、前記スプロケット38には外周部の各送り歯38Aに対応して番号が記載されており、また吸着位置にある前記送り歯38Aがどれであるかを作業者が確認するためにユニットフレーム21の側壁21Aには矩形状の確認窓92が開設されている(図12参照)。従って、確認窓92を介して確認した前記各送り歯38A毎に、言い換えると各送り歯38Aに対応した符号である番号毎に図示しない入力装置を用いて、部品供給ユニット6内のプリント基板PP上に装着されたメモリ93に前記認識カメラ91による各送り歯38Aの撮像に基づいた前記認識処理部による認識処理結果である各送り歯38Aの位置データを格納する。このような一連の動作については、図示しないマイクロコンピュータ等の制御のもと、順次スプロケット38を1ピッチずつ回転させながら、前記メモリ93に各送り歯38A毎に各送り歯38Aの位置データが格納されるものである。
【0037】
このような処理を、部品供給ユニット6のスプロケット38の全ての送り歯38Aについて行い、しかも電子部品装着装置1に使用される全ての部品供給ユニット6について行う。
【0038】
以上のような部品供給ユニット6の調整動作を終了した後、機台2に開設した位置決め孔に前記位置決めピン80を夫々挿入して、電子部品装着装置に収納テープCを装填した各部品供給ユニット6を固定する。
【0039】
そして、電子部品装着動作を行う際に、XYステージ12を駆動しヘッドユニット13を部品供給ユニット6に臨ませ、前述したような前記メモリ93に格納した前記送り歯38の位置データを基に吸着ノズル18による吸着位置をCPU85が補正する。即ち、各部品供給ユニット6毎に、次に電子部品Aを取出すために使用するスプロケット38の送り歯38Aがどれであるかを作業者が確認窓92を介して確認し、モニター94及びキーボード95を用いてキーボードドライバ96を介して入力し、予め前記RAM86に格納させておく。そして、XYステージ12を駆動してヘッドユニット13を部品供給ユニット6に臨ませて吸着ノズル18が部品供給ユニット6から電子部品を取出す際に、CPU85は前記RAM86に格納された次に使用する送り歯38Aがどれであるかのデータ及びメモリ93に格納された当該送り歯38Aに対応する位置データを基に、前記XYステージ12のX軸モータ12B、Y軸モータ12Aを補正移動させて電子部品Aを確実に取出すものである。
【0040】
この取出した後は、前述したように、XYステージ12を駆動して電子部品を部品認識カメラ14の直上部まで移動させ、その吸着姿勢及び吸着ノズル18に対する位置ずれを認識する。次に、装着ヘッド16をセットテーブル8上の基板Pの位置まで移動させ、基板認識カメラ17で基板Pの位置を認識した後、前記部品認識カメラ14及び基板認識カメラ17の撮像に基づく認識処理装置90による認識結果に基づき前記XYステージ12のX軸モータ12B、Y軸モータ12A及び吸着ノズル18のθ軸モータ18Aを補正移動させて電子部品Aを基板Pに装着する。
【0041】
次に、図13に基づき、第2の実施形態について説明する。前述の如く、部品供給ユニット6を調整治具(図示せず)に固定し、認識カメラ91によりスプロケット38外周部の各送り歯38Aを撮像し、認識処理部(図示せず)により認識処理し、各送り歯38Aの位置を求める。
【0042】
この場合、前記スプロケット38には外周部のある送り歯38Aに対応してマークとして原点確認孔38Bを開設し、図示しないマイクロコンピュータ等の制御のもと、順次スプロケット38を1ピッチずつ回転させて、原点確認用センサ(図示せず)が前記確認孔38Bを確認した場合には、現在吸着位置にある前記送り歯38Aの番号が「1」ということになり、この番号「1」の送り歯38Aを前記認識カメラ91により撮像し、前記認識処理部による認識処理結果である当該送り歯38Aの位置データを図示しない入力装置を用いて格納する。次いで、前記マイクロコンピュータ等の制御のもと、順次スプロケット38を1ピッチずつ回転させながら、メモリ93に各送り歯38A毎にその位置データが格納されるものである。
【0043】
以上のような部品供給ユニット6の調整動作を終了した後、前述の如く、電子部品装着装置に収納テープCを装填した各部品供給ユニット6を固定する。
【0044】
そして、電子部品装着動作を行う際に、XYステージ12を駆動しヘッドユニット13を部品供給ユニット6に臨ませ、前述したような前記メモリ93に格納した前記送り歯38の位置データを基に吸着ノズル18による吸着位置をCPU85が補正する。即ち、各部品供給ユニット6毎に、順次スプロケット38を1ピッチずつ回転させて、原点確認用センサ(図示せず)が前記確認孔38Bを確認した場合には、現在吸着位置にある前記送り歯38Aの番号が「1」ということになり、XYステージ12を駆動してヘッドユニット13を部品供給ユニット6に臨ませて吸着ノズル18が部品供給ユニット6から電子部品を取出す際に、CPU85はメモリ93に格納された番号が「1」である当該送り歯38Aに対応する位置データを基に、前記XYステージ12のX軸モータ12B、Y軸モータ12Aを補正移動させて電子部品Aを確実に取出すものである。
【0045】
この取出した後は、前述したように、XYステージ12を駆動して電子部品を部品認識カメラ14の直上部まで移動させ、その吸着姿勢及び吸着ノズル18に対する位置ずれを認識し、装着ヘッド16をセットテーブル8上の基板Pの位置まで移動させて基板認識カメラ17で基板Pの位置を認識した後、前記部品認識カメラ14及び基板認識カメラ17の撮像に基づく認識処理装置90による認識結果に基づき前記XYステージ12のX軸モータ12B、Y軸モータ12A及び吸着ノズル18のθ軸モータ18Aを補正移動させて電子部品Aを基板Pに装着する。
【0046】
以上の実施形態において説明したように、吸着位置におけるスプロケットの各送り歯の位置データをメモリに格納しておくことにより、この位置データを基に補正しつつ吸着ノズルにより確実に吸着することができることとなる。
【0047】
なお、部品吸着位置にあるスプロケットの送り歯の位置を示す指示部を認識カメラが撮像した画面を認識処理装置で認識処理した結果としての各送り歯の位置データをメモリに格納してもよい。この場合、スプロケット自体に各送り歯に対応したマークを設けて、このマークを認識することによっても、同様な効果が得られる。更には、マスターテープに各送り歯に対応したマークを設けて、このマークを認識するようにしてもよい。
【0048】
なお、電子部品装着装置として、いわゆるXY移動型の多機能チップマウンタを例にして説明したが、これに限らずロータリテーブル型の高速型チップマウンタに適用してもよい。
【0049】
以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【0050】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電子部品の吸着位置の安定化を図ると共に、高精度なスプロケットを不要とした安価な電子部品供給装置を備えた電子部品装着装置を提供することができる。即ち、一般に微小チップ部品を供給する場合には、吸着位置の安定化を図るため高精度で収納テープを供給すると共に位置決めをする必要があるが、それはスプロケットの加工精度に依存されており、非常に高価なものとなっていると共に電子部品供給装置の調整時間も長時間必要であったが、本発明によれば斯かる問題は解消される。
【図面の簡単な説明】
【図1】電子部品装着装置の平面図である。
【図2】部品供給ユニットの側面図である。
【図3】部品供給ユニットの一部切除せる側面図である。
【図4】カバーテープ剥離機構の拡大図である。
【図5】図4のX−X断面図である。
【図6】シャッタが閉じた状態のシャッタ機構の側面図である。
【図7】シャッタが開いた状態のシャッタ機構の側面図である。
【図8】シャッタが閉じた状態の部品供給ユニットの要部平面図である。
【図9】シャッタが開いた状態の部品供給ユニットの要部平面図である。
【図10】部品供給ユニットのスプロケットの送り歯の撮像時の局部側面図である。
【図11】電子部品装着装置の制御ブロック図である。
【図12】部品供給ユニットの要部の側面図である。
【図13】他の実施形態の部品供給ユニットの要部の側面図である。
【符号の説明】
1 電子部品装着装置
5 部品供給部
6 部品供給ユニット
12 XYステージ
13 ヘッドユニット
16 装着ヘッド
18 吸着ノズル
38 スプロケット
38A 送り歯
85 CPU
91 認識カメラ
92 確認窓
93 メモリ
Claims (1)
- 電子部品を収納部に収納した収納テープを該収納テープに定ピッチで設けられた送り孔にスプロケット外周部の送り歯が噛み合って間欠送りして電子部品を部品吸着位置に送る電子部品供給装置を備えた電子部品装着装置において、前記部品吸着位置にある前記スプロケットの送り歯を認識カメラが撮像した画像を認識処理装置で認識処理した結果である各送り歯の位置データを格納するメモリと、前記スプロケットに付されたマークを検出するための原点確認用センサと、該センサによる前記マークの確認に基づく前記メモリに格納された吸着位置にある前記送り歯の位置データに基づいて吸着ノズルによる部品吸着位置を補正するように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする電子部品供給装置を備えた電子部品装着装置。
Priority Applications (6)
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---|---|---|---|
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