JP4775330B2

JP4775330B2 - 部品供給装置

Info

Publication number: JP4775330B2
Application number: JP2007154771A
Authority: JP
Inventors: 進高市; 民男萱原
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2027-06-12
Also published as: JP2008311259A

Description

本発明は、バラ状態で収納された部品をピックアップ可能な状態に供給する部品供給装置に関するものである。

ノズルによってピックアップした部品を基板に搭載する実装分野では、バラ状態で収納された複数の部品をノズルによるピックアップ位置に順次供給するバルクフィーダが広く用いられている。バルクフィーダは、複数の部品を収納しておく位置とピックアップ位置が離れて形成されているため、これらの間で部品を搬送するための搬送路を備えている。この搬送路は、部品がピックアップ可能な一定の姿勢に規正された状態でピックアップ位置まで搬送されるように、搬送方向からみた部品の断面と略同寸の断面を有するように形成されている。この両断面の寸法差が小さいほど部品の姿勢は保たれるが、寸法精度が低い部品が混在している場合には搬送路に詰まりやすくなり、また、両断面の寸法差が小さくなるにつれて管路抵抗が増大するため、部品の円滑な搬送が阻害されるという問題がある（特許文献１参照）。このように部品の姿勢の規正と部品の円滑な搬送との関係は容易には両立し得ないトレードオフ関係にあるといえる。
特開２０００−１９６２９２号公報

一般に部品は一方向に長い断面矩形の箱型に成形されており、例えば半導体チップのような部品の場合、実装時に下向きとなる面にのみ電極が形成されている。従って、ピックアップ位置ではピックアップ可能な姿勢（電極形成面を下向きにした姿勢）に規正されていなければならない。これに対し、チップコンデンサは、長辺と短辺を有し、短辺を一辺とする正方形断面であり、短辺と長辺からなる４面全てに電極が形成されているため、何れの面が下向きとなっても実装が可能である。

そこで本発明は、チップコンデンサのような長辺と短辺を有し、短辺を一辺とする正方形断面の部品を円滑に搬送することができる部品供給装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の部品供給装置は、長辺と短辺を有し、短辺を一辺とする正方形断面の部品をピックアップ可能な状態に供給する部品供給装置であって、バラ状態で収納された前記部品を、その長辺方向に一個ずつ整列させてピックアップ位置に搬送するための搬送路となる搬送溝及びバキューム装置によって吸引されるエアの通路となる通気溝が並行して形成された搬送ブロックと、ピックアップ位置に搬送された前記部品を長辺と短辺からなる何れかの側面を下向きにするとともに長辺を搬送方向に向けた姿勢に規正する姿勢規正手段を備え、前記搬送路の前記搬送溝の搬送方向における断面積が、前記部品の短辺を一辺とする正方形断面の断面積の２倍以上であり、搬送中の前記部品の長辺方向周りの転回を許容するものであり、前記姿勢規制手段が、前記ピックアップ位置に搬送された前記部品の先端面と面接触する第１接触面と、前記ピックアップ位置に搬送された前記部品の何れかの側面と面接触する第２接触面と、前記先端面を前記第１接触面に向けて吸引する第１吸引手段と、前記側面を前記第２接触面に向けて吸引する第２吸引手段を備えた。

請求項２に記載の部品供給装置は、請求項１に記載の部品供給装置であって、前記搬送ブロックの先端部に連結された位置決めブロックを備え、この位置決めブロックの前記通気溝側にオフセットされた位置に、前記第１吸引手段として機能するとともに第２吸引手段として機能する第２吸引溝を形成した。
請求項３に記載の部品供給装置は、請求項１に記載の部品供給装置であって、前記搬送ブロックの先端部を閉鎖した壁部を備え、この壁部に前記第１吸引手段となる吸気孔を形成するとともに、前記搬送溝の側壁に前記第２吸引手段となる吸気孔を形成した。

本発明によれば、異物が付着していたり成形時のバリが残っていたりする部品であって
も搬送路に詰まらせることなく円滑に搬送することができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の部品実装装置の側面図であり、図２は本発明の実施の形態のバルクフィーダの側断面図であり、図３は本発明の実施の形態の位置決めブロックおよび搬送ブロックの一部を示した斜視図であり、図４は図３に示す切断線４における断面図であり、図５は図３に示す切断線５における断面図であり、図６は本発明の実施の形態の位置決めブロックおよび搬送ブロックの一部を示した平面図であり、図７は本発明の他の実施の形態の搬送ブロックの正面図であり、図８は本発明の他の実施の形態の搬送ブロックの一部を示した平面図である。

最初に、部品実装装置の全体構成について説明する。図１において、部品実装装置１は、チップコンデンサ２を基板３に実装する装置である。バルクフィーダ４は、バラ状態で収納したチップコンデンサ２を実装ヘッド５に搭載されたノズル６に供給する部品供給装置である。基板支持装置７は、基板３を搬送する装置であり、搬送途中の所定の位置で一時的に固定する機能を有している。実装ヘッド５は、バルクフィーダ４と所定の位置で一時的に固定された基板３の上方で水平移動可能であり、搭載された複数のノズル６に吸着したチップコンデンサ２を基板３に実装する。カメラ８は、ノズル６に吸着されたチップコンデンサ２を撮像する撮像装置である。撮像の結果、ノズル６に吸着されたチップコンデンサ２の姿勢が正常な状態でないと認識されたときは、ノズル６を鉛直軸周りに回転させてチップコンデンサ２の姿勢補正を行う。基板支持装置７とカメラ８はテーブル９上の固定された位置に配設されており、バルクフィーダ４は水平移動可能なキャリア１０に支持されてテーブル９上に着脱自在となっている。

次に、バルクフィーダ４について説明する。図２において、バルクフィーダ４の上部には、複数のチップコンデンサ２をバラ状態で収納する部品収納室２０が形成されている。なお、チップコンデンサ２は、長辺と短辺を有し、短辺を一辺とする正方形断面の箱型の部品であり、長辺と短辺の寸法比が２：１となる形状（例えば１．６ｍｍ×０．８ｍｍ、１．０ｍｍ×０．５ｍｍ、０．６ｍｍ×０．３ｍｍ等）に規格化されている。短辺と長辺からなる４面全てに電極が形成されており、何れの面であっても基板３に実装することが可能である。部品収納室２０は、ノズル６によるピックアップ位置まで延伸された搬送路２１と連結している。搬送路２１のピックアップ位置側には搬送路２１内を吸気する吸気手段であるバキューム装置２２が配設されている。部品収納室２０に収納されたチップコンデンサ２は、搬送路２１に一個ずつ長辺方向に整列された状態でピックアップ位置側に吸引され、ピックアップ位置まで搬送される。

部品収納室２０と搬送路２１の連結部には、部品収納室２０に収納されたチップコンデンサ２を一個ずつ搬送路２１に搬入する搬入装置が配設されている。搬入装置は、チップコンデンサ２を長辺方向に一個だけ通過させることが可能な筒状体２３の上端側を部品収納室２０内に進退させることで、部品収納室２０内にバラ状態で収納されたチップコンデンサ２の塊を下方から突き崩しながら筒状体２３に一個ずつ落とし込むように構成されている。筒状体２３の下端側は搬送路２１と連結されており、落とし込まれたチップコンデンサ２はバキューム装置２２の作動によりピックアップ位置まで搬送される。モータ２４は搬入装置の駆動源であり、モータ２４の回転駆動をカム機構２５により筒状体２３の上下運動に変換することで、筒状体２３の上端側が部品収納室２０内に進退するように構成されている。

図３において、搬送ブロック３０には、チップコンデンサ２を搬送するための搬送路２１となる搬送溝３０ａと、バキューム装置２２によって吸引されるエアの通路となる通気溝３０ｂが並行して形成されている。搬送溝３０ａは通気溝３０ｂ溝より深く形成されており、搬送溝３０ａの略上半分の部分では通気溝３０ｂと連続している。搬送ブロック３０の先端部には位置決めブロック３１が連結されており、位置決めブロック３１には上下２段の溝が形成されている。上段が幅広の第１溝３１ａ、下段が幅狭の第２溝３１ｂであり、上段の第１溝３１ａは通気溝３０ｂと同一の深さに形成され、搬送溝３０ａと通気溝３０ｂの略上半分と連続しており、下段の第２溝３１ｂは、搬送溝３０ａと同一の深さに形成されており、通気溝３０ｂ側にオフセットされた位置で搬送溝３０ａと連続している。

図４において、搬送溝３０ａは、その断面の幅および深さがチップコンデンサ２の長辺方向からみた断面の対角長より大きく形成され（鎖線で示した４５度転回時のチップコンデンサ２ａを参照）、その断面積がチップコンデンサ２の長辺方向からみた断面積の２倍以上となっている。このように搬送溝３０ａの断面をチップコンデンサ２の断面に比べて大きくすることで、異物が不付着していたり成形時のバリが残っていたりするチップコンデンサ２であっても搬送溝３０ａに詰まらせることなく円滑に搬送することができるが、搬送中のチップコンデンサ２が長辺方向周りに転回することがある。例えばチップ抵抗等の実装向きが限定されている部品の場合、搬送中のチップ抵抗の転回が許容されないため、搬送溝の断面はチップ抵抗を所定の姿勢で搬送できる程度の隙間を設けた形状とならざるを得ず、搬送空間に余裕がないため部品詰まりが生じやすかったのであるが、チップコンデンサ２の場合には何れの面であっても基板３に実装することが可能であるので、搬送溝３０ａの断面を大きくした結果としてチップコンデンサ２が長辺方向周りに転回することは許容される。

図４および図５において、搬送ブロック３０と位置決めブロック３１の上部はカバー３２で覆われ、搬送溝３０ａと通気溝３０ｂ、第１溝３１ａ、第２溝３１ｂは連続した管路を形成している（図３ではカバー３２を省略している）。バキューム装置２２により位置決めブロック３１側から管路内を吸気すると、部品収納室２０側からピックアップ位置側に向けた気流が発生し、チップコンデンサ２がピックアップ位置に向けて吸引される。なお、通気のみを担う通気溝３０ｂにより管路断面がチップコンデンサ２の断面より大幅に大きくなっているので、気流を高速に維持することが可能であり、チップコンデンサ２を効率よく搬送することができる。

図６において、搬送溝３０ａを搬送されるチップコンデンサ２は、先端面２ｂが位置決めブロック３１の端面３１ｃに当接することで停止するが、搬送溝３０ａの断面の幅がチップコンデンサ２の短辺の長さより大きいため、搬送溝３０ａの幅方向における停止位置が定まらず、そのままではピックアップの際の姿勢にばらつきが生じる。そこで、チップコンデンサ２が端面３１ｃに当接した後もバキューム装置２２による吸気を継続すると、搬送溝３０ａに対してオフセットされた位置に形成された第２溝３１ｂからの吸気によってチップコンデンサ２に作用する斜め方向の吸引力により、先端面２ｂが位置決めブロック３１の端面３１ｃに向けて吸引されるとともに側面２ｃが搬送溝３０ａの側壁３０ｃに向けて吸引される。端面３１ｃと側壁３０ｃは、それぞれチップコンデンサ２の先端面２ｂと側面２ｃと面接触する平面であるため、チップコンデンサ２は端面３１ｃと側壁３０ｃにそれぞれ先端面２ｂと側面２ｃを面接触させた姿勢に規正される。また、チップコンデンサ２が何れかの面を下向きにした正立姿勢ではなく倒立姿勢（例えば図４の鎖線で示したチップコンデンサ２ａの姿勢）にある場合であっても、第２溝３１ｂから斜め方向に作用する吸引力によって不安定な倒立姿勢からより安定した正立姿勢に規正される。このように位置決めブロック３１の端面３１ｃと搬送溝３０ａの側壁３０ｃに面接触して停止した位置がピックアップ位置となり、このピックアップ位置で規正された姿勢がピックアップ可能な姿勢となる。

本実施の形態において、バキューム装置２２、位置決めブロック３１に形成された第２溝３１ｂと端面３１ｃ、搬送ブロック３０に形成された搬送溝３０ａの側壁３０ｃは、ピ
ックアップ位置に搬送されたチップコンデンサ２を長辺と短辺からなる何れかの側面を下向きにするとともに長辺を搬送方向に向けた姿勢に規正する姿勢規正手段として機能する。このうち位置決めブロック３１に形成された端面３１ｃは、ピックアップ位置に搬送されたチップコンデンサ２の先端面２ｂと面接触する第１接触面であり、搬送ブロック３０に形成された搬送溝３０ａの側壁３０ｃは、同じくピックアップ位置に搬送されたチップコンデンサ２の何れかの側面２ｃと面接触する第２接触面である。また、バキューム装置２２と位置決めブロック３１に形成された第２溝３１ｂは、チップコンデンサ２の先端面２ｂを第１接触面に向けて吸引する第１吸引手段として機能するとともにチップコンデンサ２の側面２ｃを第２接触面に向けて吸引する第２吸引手段として機能する。

また、位置決めブロック３１を用いることなくチップコンデンサ２の規制を規正することも可能である。図７および図８において、搬送ブロック４０の先端部を閉鎖した壁部４１に、搬送溝４０ａに通じる吸気孔４１ａと通気溝４０ｂに通じる吸気孔４１ｂを形成し、これらの吸気孔４１ａ、４１ｂから管路内を吸気することでチップコンデンサ２の搬送を行う。吸気孔４１ａは搬送溝４０ａの底壁４０ｄと側壁４０ｃが交差する位置に形成されており、ピックアップ位置に搬送されたチップコンデンサ２の先端面２ｂと面接触する第１接触面である壁部４１に向けてチップコンデンサ２の先端面２ｂを吸引する第１吸引手段をバキューム装置２２とともに構成する。また、搬送溝４０ａの側壁４０ｃには、壁部４１と底壁４０ｄが交差する位置に吸気孔４０ｅが形成されている。吸気孔４０ｅは、ピックアップ位置に搬送されたチップコンデンサ２の側面２ｃと面接触する第２接触面である側壁４０ｃに向けてチップコンデンサ２の側面２ｃを吸引する第２吸引手段をバキューム装置２２とともに構成する。

バキューム装置２２は、搬送路２１内を吸気することでピックアップ位置側に向けてチップコンデンサ２を吸引する吸気手段としての機能が主であるが、上述したように第１吸引手段および第２吸引手段としての従の機能を兼務させることが可能である。チップコンデンサ２の姿勢を規制するために必要な吸引力は搬送に必要な吸引力に比べて格段に小さいので、第１吸引手段および第２吸引手段として小容量のバキューム装置（図示せず）をバキューム装置２２とは独立して設けてもよい。

このようにしてピックアップ位置においてピックアップ可能な姿勢に規正されたチップコンデンサ２は、電極が形成された４面のうち何れの面が下向きであるかに関わらずノズル６によってピックアップされ、基板３に実装される。なお、カバー３２は、ピックアップ位置にあるチップコンデンサ２の上方にあたる部分が開閉式になっており、ピックアップ時には開放してチップコンデンサ２を上方に露出させる。なお、ピックアップ位置に位置決めされるチップコンデンサ２は、その長辺方向を搬送方向に向けた姿勢であることが要求されるので、搬送溝３０ａの断面の幅および深さはチップコンデンサ２の全長（長辺方向の長さ）より小さくなるように形成し、搬送途中でその長辺方向が搬送方向と直交する姿勢に転回しないようになっている。

本発明によれば、異物が不付着していたり成形時のバリが残っていたりする部品であっても搬送路に詰まらせることなく円滑に搬送することができるという利点を有し、チップコンデンサのような長辺と短辺を有し、短辺を一辺とする正方形断面の箱型の部品をバラ状態で収納するバルクフィーダを用いた実装分野において特に有用である。

本発明の実施の形態の部品実装装置の側面図本発明の実施の形態のバルクフィーダの側断面図本発明の実施の形態の位置決めブロックおよび搬送ブロックの一部を示した斜視図図３に示す切断線４における断面図図３に示す切断線５における断面図本発明の実施の形態の位置決めブロックおよび搬送ブロックの一部を示した平面図本発明の他の実施の形態の搬送ブロックの正面図本発明の他の実施の形態の搬送ブロックの一部を示した平面図

符号の説明

２、２ａチップコンデンサ
２ｂ先端面
２ｃ側面
４バルクフィーダ
２１搬送路
２２バキューム装置
３０搬送ブロック
３０ａ、４０ａ搬送溝
３０ｃ、４０ｃ側壁
３１位置決めブロック
３１ｂ第２溝
３１ｃ端面
４０ｅ、４１ａ吸気孔
４１壁部

Claims

長辺と短辺を有し、短辺を一辺とする正方形断面の部品をピックアップ可能な状態に供給する部品供給装置であって、
バラ状態で収納された前記部品を、その長辺方向に一個ずつ整列させてピックアップ位置に搬送するための搬送路となる搬送溝及びバキューム装置によって吸引されるエアの通路となる通気溝が並行して形成された搬送ブロックと、ピックアップ位置に搬送された前記部品を長辺と短辺からなる何れかの側面を下向きにするとともに長辺を搬送方向に向けた姿勢に規正する姿勢規正手段を備え、
前記搬送路の前記搬送溝の搬送方向における断面積が、前記部品の短辺を一辺とする正方形断面の断面積の２倍以上であり、搬送中の前記部品の長辺方向周りの転回を許容するものであり、前記姿勢規制手段が、前記ピックアップ位置に搬送された前記部品の先端面と面接触する第１接触面と、前記ピックアップ位置に搬送された前記部品の何れかの側面と面接触する第２接触面と、前記先端面を前記第１接触面に向けて吸引する第１吸引手段と、前記側面を前記第２接触面に向けて吸引する第２吸引手段を備えたことを特徴とする部品供給装置。
前記搬送ブロックの先端部に連結された位置決めブロックを備え、この位置決めブロックの前記通気溝側にオフセットされた位置に、前記第１吸引手段として機能するとともに第２吸引手段として機能する第２吸引溝を形成したことを特徴とする請求項１に記載の部品供給装置。
前記搬送ブロックの先端部を閉鎖した壁部を備え、この壁部に前記第１吸引手段となる吸気孔を形成するとともに、前記搬送溝の側壁に前記第２吸引手段となる吸気孔を形成したことを特徴とする請求項１に記載の部品供給装置。