JP4829042B2 - 実装機 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品を供給するテープフィーダが取り付けられる実装機に関する。

従来、基板上に電子部品を実装する実装機に取り付けられ、実装機に電子部品を供給する部品供給装置として、テープフィーダが知られている。

このようなテープフィーダは、たとえば下記特許文献１に示すように、部品を一定間隔で保持するテープが巻回されたリールが取り付けられ、このリールから引き出されたテープを、実装機の移載ヘッドによって電子部品が吸着されるピックアップ位置に送り込むようになっている。この電子部品を保持するテープはテープフィーダが備えるスプロケットに係合し、このスプロケットが所定の送り量毎に断続的に回転駆動することにより、テープに保持された電子部品が、順次、前記ピックアップ位置に到達するようになっている。
特開平７−２４２２８４号公報

しかしながら、このような実装機では、移載ヘッドがピックアップ位置の部品の吸着に失敗した場合、通常、次のピックアップ時には次の部品がピックアップ位置に送り込まれて使用されるため、一旦ピックアップ位置に送り出されて吸着に失敗した部品は廃棄されてしまっており、部品の無駄が生じてしまっていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、部品の無駄を軽減することのできる実装機を提供することを目的とする。

本発明は、下記の手段を提供する。

［１］部品供給テープに所定の間隔で保持された部品を順次所定のピックアップ位置に送り出すテープフィーダを複数取付可能な実装機であって、
各テープフィーダの前記ピックアップ位置に送り出された部品をピックアップして基板上の所定の搭載位置に移送する移載ヘッドと、
各テープフィーダに対して、前記移載ヘッドによる部品のピックアップに先立って前記部品供給テープに保持された部品を前記ピックアップ位置に送り出すテープ送り動作を行わせるとともに、前記移載ヘッドによる部品のピックアップに失敗した場合には、前記ピックアップ位置に残された部品を前記ピックアップ位置よりテープ送り方向の上流側に戻すテープ逆転送り動作を行わせるテープ送り動作制御手段と、を備えたことを特徴とする実装機。

上記発明［１］によると、移載ヘッドによる部品のピックアップに失敗した場合には、ピックアップ位置に残された部品をテープ送り方向の上流側に戻して、次のピックアップ時のテープ送り動作で再びピックアップ位置に送り出されるようにしたため、ピックアップ位置に送り出されたものの吸着に失敗した部品を廃棄することなく再利用して、部品の無駄を軽減することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかる実装機を示す平面図である。この図に示すように、実装機１０は、基台１１上に配置されてプリント基板Ｐを搬送するコンベア２０，２０と、このコンベア２０，２０の両側に配置された部品供給部３０…と、基台１１の上方に設けられた電子部品実装用のヘッドユニット４０とを備えている。

ヘッドユニット４０は、部品供給部３０から電子部品をピックアップして基板Ｐ上の所定の搭載位置に装着し得るように、部品供給部３０と基板Ｐ上の実装位置とにわたる領域を移動可能となっている。具体的には、ヘッドユニット４０は、Ｘ軸方向（コンベア２０の基板搬送方向）に延びるヘッドユニット支持部材４２にＸ軸方向に移動可能に支持され、このヘッドユニット支持部材４２はその両端部においてＹ軸方向（水平面内でＸ軸と直交する方向）に延びるガイドレール４３，４３にＹ軸方向に移動可能に支持されている。そしてヘッドユニット４０は、Ｘ軸モータ４４によりボールねじ軸４５を介してＸ軸方向の駆動が行われ、ヘッドユニット支持部材４２は、Ｙ軸モータ４６によりボールねじ軸４７を介してＹ軸方向の駆動が行われるようになっている。

また、ヘッドユニット４０には、複数の移載ヘッド４１がＸ軸方向に並んで搭載されている。各移載ヘッド４１は、Ｚ軸モータを駆動源とする昇降機構により上下方向（Ｚ軸方向）に駆動されるとともに、Ｒ軸モータを駆動源とする回転駆動機構により回転方向（Ｒ軸方向）に駆動されるようになっている。

各移載ヘッド４１の先端には、電子部品を吸着して基板に装着するための吸着ノズルが設けられている。各ノズルは、部品吸着時には図外の負圧手段から負圧が供給されて、その負圧による吸引力で電子部品を吸着してピックアップできるようになっている。また、各ノズルには負圧レベルを検知する図外の圧力センサが設けられている。この圧力センサは、各ノズルにおける負圧の変化から、各ノズルが部品のピックアップ（吸着）に成功したか否かが判別できるようになっており、ピックアップ成否判断手段として機能する。

またヘッドユニット４０には、例えば照明を備えたＣＣＤカメラ等からなる基板撮影カメラ４８が設けられている。この基板撮影カメラ４８は、実装機１０に搬入された基板Ｐに設けられた位置基準マークや基板ＩＤマークを撮影できるようになっている。

部品供給部３０…は、コンベア２０，２０に対してフロント側とリア側のそれぞれ上流部と下流部の合計４箇所に設けられている。各部品供給部３０…には、フィーダプレート３１上に、部品供給装置としてのテープフィーダ５０…を複数並列配置して取り付け可能となっている。

また上流側と下流側に分かれた部品供給部３０，３０の間には、フロント側およびリア側とも、部品撮影カメラ１２，１２が設けられている。部品撮影カメラ１２，１２は、ヘッドユニット４０によって吸着された部品を撮像して、吸着ノズルに対する部品の位置ずれなどを検出する。また部品撮影カメラ１２，１２は、吸着ノズルに吸着された部品の有無によって各吸着ノズルが部品のピックアップ（吸着）に成功したか否かが判別できるようになっており、上述した各ノズルの圧力センサとともに、ピックアップ成否判断手段として機能する。

図２は、本発明の一実施形態にかかるテープフィーダの概略構成説明図である。図３は、同テープフィーダの前部の斜視図である。図４は、同テープフィーダに取り付けられる部品供給テープの一例を示す平面図である。

この実施形態にかかるテープフィーダ５０は、駆動源としてのモータ５１を備えた電動式の部品供給装置として構成されている。

このテープフィーダ５０には、電子部品を保持するテープ６０が巻回されたリール６１が取り付けられており、リール６１から引き出されたテープ６０は、モータ５１によって回転駆動されるスプロケット５２によって送り駆動される。

テープ６０には、ＩＣやトランジスタ等の小片状の部品６４…を所定間隔毎に格納して保持する部品ポケット６２…が設けられるとともに、部品ポケット６２の送り方向中央真横に同じピッチで送り孔６３…が設けられている。このテープ６０における部品６４…の間隔（ピッチ）を以下においては１コマと呼ぶこととする。なおテープ６０の上面側は、部品ポケット６２の開口部分を覆うようにカバーテープ６０ａが設けられている。

テープフィーダ５０のスプロケット５２には、前記テープの送り孔６３…と同じピッチで半径方向に突出するピン５４…が設けられている。このスプロケット５２に設けられた各ピン５４…は、テープ６０に設けられた送り孔６３…と噛み合って、テープ６０を送り駆動するようになっている。そして、テープ６０に保持された各電子部品６４…は、ヘッドユニット４０によってピックアップされる所定のピックアップ位置５３に順次送り込まれるようになっている。

テープフィーダ５０の前部の上部には、走行するテープ６０を案内するテープガイド部材５６が設けられており、このテープガイド部材５６に設けられた露出孔部５６ｂに前記ピックアップ位置５３が設定されている。この露出孔部５６ｂよりテープ走行方向について上流側にはテープ本体６０ｂからカバーテープ６０ａを剥離して排出するカバーテープ排出孔５６ａが設けられている。

テープガイド部材５６において、カバーテープ排出孔５６ａと前記ピックアップ位置５３が設定されている露出孔部５６ｂの間の部分は、カバーテープ６０ａが剥離された部品ポケット６２…の上方をカバーするテープカバー部５７として機能し、部品ポケット６２…内の部品６４…を外部に露出することを防止するようになっている。この実施形態では、テープカバー部５７またはカバーテープ排出孔５６ａより上流側のテープガイド部材５６によって外部に露出することが防止された部位をカバー位置と呼ぶこととする。

スプロケット５２を回転駆動するモータ５１は、回転角度（位相）を制御可能なサーボモータ等から構成されている。このモータ５１は、テープフィーダ５０が備えるコントローラ５５からの制御信号に応じて回転制御されるようになっている。

このコントローラ５５は、前記モータ５１を正転駆動させることによって、テープ６０に保持された部品６４…をピックアップ位置５３に順次送り出すテープ送り動作を行うようになっている。

また、このテープフィーダ５０では、実装機１０に取り付けられた状態において、テープフィーダ５０側のコントローラ５５が、実装機１０側のコントローラ１５と電気的に接続され、モータ５１等の駆動電力を実装機１０側から供給されるとともに、モータ５１の駆動制御信号等を実装機１０側と送受するようになっている。

これら実装機１０のコントローラ１５および各テープフィーダ５０のコントローラ５０は、協働して、テープフィーダ５０を含む実装機１０における各動作を制御するようになっており、これらは、後述する部品の実装動作において各タイミングでのテープフィーダ５０に対してテープ送り動作を行わせるテープ送り動作制御手段として機能するものである。

以下、この第１の実施形態における部品の実装動作について説明する。

図５は、本実施形態にかかる実装機における部品実装動作の手順を示すフローチャートである。図６は、同実装動作において部品のピックアップに失敗した場合の説明図である。

図６（ａ）に示すように、この実装機１０のテープフィーダ５０では、部品実装動作前には先頭の部品６４はピックアップ位置５３の直前位置５３ｂにある。

図５に示すように、この実装機１０における部品の実装動作では、まずテープ送り動作が行われ（ステップＳ１０）、図６（ｂ）に示すように、先頭の部品６４がピックアップ位置５３に送り出される。そしてピックアップ位置５３に送り出された部品６４に対して、移載ヘッド４１の吸着ノズルで吸着することによってピックアップする部品ピックアップ動作が行われる（ステップＳ１１）。

つづいてこの部品のピックアップに成功したかが判断される（ステップＳ１２）。この実施形態では、ピックアップの成否は、ピックアップ成否判断手段として機能する上記圧力センサによって検知される各ノズルの負圧値と、各ヘッド４１すなわち吸着ノズルをＺ軸方向に駆動する昇降機構における吸着ノズルの上下方向位置データ値によって、ピックアップ位置５３において吸着位置まで吸着ノズルが下降し、部品が吸着ノズルの先端に当接した状態で負圧値が上昇した後、ピックアップ位置５３において吸着ノズルが所定量上昇した状態で、上昇した負圧値が低下してしまわないか否かで判断するようになっている。なお、ピックアップ位置５３において吸着ノズルが所定量上昇した状態で、上昇した負圧値が維持されていればピックアップは成功であり、吸着ノズルがヘッドユニット４０によって部品撮影カメラ１２，１２上に移動したとき、部品撮影カメラ１２，１２によって撮影された吸着ノズルに吸着された部品の撮影結果によって、水平移動中の吸着ノズルからの部品の落下の有無を判断するようになっている。

部品のピックアップに成功していれば（ステップＳ１２でＹＥＳ）、吸着ノズルにピックアップされた部品は基板上に搭載される（ステップＳ１３）。そして、当該基板上への部品の実装が全て完了していなければ上記動作が繰り返され（ステップＳ１４でＹＥＳ）、完了していれば終了する（ステップＳ１４でＮＯ）。

一方、部品のピックアップに失敗していれば（ステップＳ１２でＮＯ）、図６（ｂ）に示すように、ピックアップ位置５３にピックアップされるはずであった部品Ｘが残されたままとなっている。

この場合、この実装機１０では、図６（ｃ）に示すように、テープ送り動作を行わせることなく（ステップＳ１５）、再び当該部品Ｘに対して部品ピックアップ動作が行われるようになっている（ステップＳ１１）。

このようにすると、移載ヘッド（吸着ノズル）４１による部品６４のピックアップに失敗した場合には、次のピックアップ時にテープ送り動作を行わないため、ピックアップに失敗してピックアップ位置５３に残されてしまった部品Ｘを次のピックアップ時に再使用することができる。これにより、ピックアップ位置５３に送り出されたものの吸着に失敗した部品６４を廃棄することをなくして、部品６４の無駄を軽減することができる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。以下、上述した第１の実施形態と同様の部分には同一符号を用いて重複説明を省略して相違部分について説明する。

この第２の実施形態にかかる実装機の構成は図１〜図４に示した第１の実施形態のそれとほぼ同様である。しかし、各テープフィーダ５０のモータ５１が正逆両方向回転可能に構成されている点、および、コントローラ５５が、必要に応じて、前記モータ５１を逆転駆動させてピックアップ位置５３またはその下流側にまで送り出された部品６４…を、ピックアップ位置６４より上流側に戻す逆転送り動作を行うこともできるようになっている点において、上記第１の実施形態の実装機１０と相違している。

なお、この第２の実施形態の実装機１０のコントローラ１５および各テープフィーダ５０のコントローラ５０は、後述する部品の実装動作において各タイミングでのテープフィーダ５０に対してテープ送り動作および逆転送り動作を行わせるテープ送り動作制御手段として機能するものである。

以下、この逆転送り動作を伴う部品実装動作について説明する。

図７は、この第２の実施形態にかかる実装機における部品実装動作の手順を示すフローチャートである。図８は、同実装動作において部品のピックアップに失敗した場合の説明図である。

図７に示すように、第２の実施形態においても、部品の実装動作は、まずテープ送り動作が行われ（ステップＳ２０）、ピックアップ位置５３に送り出された部品６４を移載ヘッド（吸着ノズル）４１で吸着してピックアップする部品ピックアップ動作が行われる（ステップＳ２１）。

つづいてこの部品のピックアップに成功したかが判断され（ステップＳ２２）、部品のピックアップに成功していれば（ステップＳ２２でＹＥＳ）、移載ヘッド（吸着ノズル）４１にピックアップされた部品６４が基板上に搭載される（ステップＳ２３）。そして、当該基板上への部品の実装が全て完了していなければ上記動作が繰り返され（ステップＳ２４でＹＥＳ）、完了していれば終了する（ステップＳ２４でＮＯ）。

一方、部品のピックアップに失敗していれば（ステップＳ２２でＮＯ）、図８（ａ）に示すように、ピックアップ位置５３にピックアップされるはずであった部品Ｘが残されている。この場合、図８（ｂ）に示すように、この部品Ｘをピックアップ位置５３よりテープ送り方向について１コマ（テープ６０における部品６４の間隔）分だけ上流側の直前位置に戻す逆転送り動作を行い（ステップＳ２５）、次の部品の実装のための動作ステップに戻る。

このようにすると、次のテープ送り動作（ステップＳ２０）によって、ピックアップに失敗した部品Ｘは、図８（ｃ）に示すように、次のピックアップ時の部品送り動作でピックアップ位置５３に再供給されることになる。

これにより、ピックアップ位置５３に送り出されたものの吸着に失敗した部品６４を廃棄することなく再利用して、部品の無駄を軽減することができる。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記構成に限定されず本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更してもよい。

本発明の第１の実施形態にかかる実装機を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態にかかるテープフィーダの概略構成説明図である。 同テープフィーダの前部の斜視図である。 同テープフィーダに取り付けられる部品供給テープの一例を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる実装機における部品実装動作の手順を示すフローチャートである。 同実装動作において部品のピックアップに失敗した場合の説明図である。 本発明の第２の実施形態にかかる実装機における部品実装動作の手順を示すフローチャートである。 同実装動作において部品のピックアップに失敗した場合の説明図である。

符号の説明

１０ 実装機
１５ コントローラ
４０ ヘッドユニット
４１ 移載ヘッド
４８ 基板撮影カメラ（撮像手段）
５０ テープフィーダ
５１ モータ
５２ スプロケット
５３ ピックアップ位置
５３ｂ 直前位置
５５ コントローラ
５６ テープガイド部材
５７ テープカバー部
６０ テープ
６４ 部品

Claims (1)

1. 部品供給テープに所定の間隔で保持された部品を順次所定のピックアップ位置に送り出すテープフィーダを複数取付可能な実装機であって、
   各テープフィーダの前記ピックアップ位置に送り出された部品をピックアップして基板上の所定の搭載位置に移送する移載ヘッドと、
   各テープフィーダに対して、前記移載ヘッドによる部品のピックアップに先立って前記部品供給テープに保持された部品を前記ピックアップ位置に送り出すテープ送り動作を行わせるとともに、前記移載ヘッドによる部品のピックアップに失敗した場合には、前記ピックアップ位置に残された部品を前記ピックアップ位置よりテープ送り方向の上流側に戻すテープ逆転送り動作を行わせるテープ送り動作制御手段と、を備えたことを特徴とする実装機。
   

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