JP4947781B2 - 部品実装機 - Google Patents

Description

本発明は、吸着ノズルに吸着されている部品を廃棄部品回収部に廃棄する部品廃棄装置を備えた部品実装機に関する発明である。

一般に、部品実装機は、フィーダから供給される部品を吸着ノズルで負圧により吸着して回路基板に実装する前に、実装不良を防止するために、吸着ノズルに吸着されている部品をカメラで撮像して当該部品の良否や吸着姿勢等を画像認識処理により判定し、その結果、不良部品等の実装不可の部品が検出された場合には、当該吸着ノズル（装着ヘッド）を所定の部品廃棄ボックス上に移動させて、当該吸着ノズル内に正圧又は大気圧を加えることで、当該部品を吸着状態から解放して廃棄するようにしている。

しかし、吸着ノズルに非常に軽い超小型の部品を吸着している場合は、吸着ノズル内に正圧又は大気圧を加えても、静電気や汚れの影響で吸着ノズルに部品がくっついて剥がれないことがある。この対策として、吸着ノズル内に加える正圧を高めると、部品が勢い良く吹き飛ばされて部品廃棄ボックスで跳ね返って飛び出してしまったり、部品廃棄ボックス内に回収されている廃棄部品が吸着ノズルから吹き出す空気流で吹き飛ばされて飛び出してしまう不具合が発生する。

このような不具合を解決するために、特許文献１（特開２００６−１６５２８１号公報）に記載されているように、吸着ノズルの部品吸着部分に側方から空気を吹き付けることで、当該吸着ノズルからの部品の離脱を促進するようにしたものがある。このものでは、吸着ノズルの側方から吹き付ける空気流によって部品が周辺に飛び散らないようにするために、部品廃棄ボックスの入口部（以下「部品廃棄口部」という）の周縁にＯリングを装着して、部品廃棄時に吸着ノズルを部品廃棄口部内に挿入して当該吸着ノズルの基端部分（テーパ状部分）をＯリングに圧接させることで、吸着ノズルの周囲の隙間をその基端部分でＯリングによってシールして、当該隙間からの部品の飛び出しを防止するようにしている。
特開２００６−１６５２８１号公報（第７頁〜第８頁等）

上記特許文献１の構成では、部品廃棄時に部品廃棄口部内に挿入した吸着ノズルの周囲の隙間をその基端部分でＯリングによってシールした状態で、当該吸着ノズルの部品吸着部分に側方から空気を吹き付けるようにしているため、吸着ノズルに対する空気の吹き付け方向が部品を廃棄する方向（下方）とは全く異なる方向となっている。このため、吸着ノズルの側方から吹き付ける空気流が吸着ノズルや部品廃棄口部の内周面に衝突して空気の流れ方向が複雑に変えられるため、吸着ノズルの近辺で空気の流れが乱れるようになり、その結果、非常に軽い超小型の部品を廃棄する場合には、吸着ノズルから離脱した部品が上記空気の流れの乱れによって吹き上げられて吸着ノズルと部品廃棄口部との隙間に挟み込まれてしまう可能性があり、その後、吸着ノズルを部品廃棄口部から上方に引き出す際に、当該吸着ノズルと部品廃棄口部との隙間に挟み込まれている部品も当該吸着ノズルと一緒に部品廃棄口部から引きずり出されてしまう可能性がある。

また、吸着ノズルの中心が部品廃棄口部（Ｏリング）の中心から位置ずれしたり、吸着ノズルの下降量のバラツキによって、吸着ノズルの基端部分とＯリングとの密着状態が不完全になって隙間ができる可能性があり、その隙間から部品が飛び出してしまう可能性もある。

また、部品廃棄口部と廃棄部品回収部との間を部品廃棄通路（パイプ等）でつなぐ構成とした場合、吸着ノズルの側方から空気を吹き付ける方法では、部品廃棄通路内の空気の流れが乱れて部品廃棄通路内の部品の流れを空気流によって促進する効果が小さいため、部品廃棄通路内の部品の流れが悪く、部品廃棄通路の途中で部品の流れが止まって回収できなくなる可能性もある。

本発明はこれらの事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、吸着ノズルに吸着した部品を廃棄する際に、吸着ノズルから部品を確実に離脱させながら部品の飛び散りを確実に防止できると共に、部品廃棄口部と廃棄部品回収部との間を部品廃棄通路でつなぐ構成とした場合でも、部品廃棄通路内の空気の流れ（部品の流れ）を良くして廃棄部品回収部内に部品を確実に回収することができる部品実装機を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、吸着ノズルに吸着されている部品を廃棄部品回収部に廃棄する部品廃棄装置を備え、部品廃棄時に前記吸着ノズル内に正圧又は大気圧を加えるように構成した部品実装機において、前記吸着ノズルから離脱した部品を前記廃棄部品回収部に導入する部品廃棄口部と、前記吸着ノズルに吸着されている部品を前記部品廃棄口部に位置させた状態で該部品廃棄口部と該部品との間の隙間から外部の空気を該部品廃棄口部内に吸入することで該吸着ノズルに沿って下方に流れる空気流を生じさせ、その下向きの空気流と該吸着ノズル内に加える正圧又は大気圧のみによって該部品を該吸着ノズルから下方に離脱させる負圧発生手段とを備えた構成としたものである。

この構成では、負圧発生手段によって吸着ノズルの部品吸着部分と部品廃棄口部との間の隙間から外部の空気を部品廃棄口部内に吸入する空気流を生じさせるため、吸着ノズルに対する空気の流れ方向が吸着ノズルに沿って部品を廃棄する方向（下方）とほぼ一致するようになる。このため、非常に軽い超小型の部品を廃棄する場合でも、吸着ノズルに沿って流れる空気流によって部品を廃棄方向（下方）に向けて確実に離脱させながら部品の飛び散りを確実に防止できる。しかも、部品廃棄口部と廃棄部品回収部との間を部品廃棄通路でつなぐ構成とした場合でも、吸着ノズルに沿って流れる空気流がそのまま部品廃棄通路に沿って流れるようになるため、部品廃棄通路内の空気の流れ（部品の流れ）を良くして廃棄部品回収部内に部品を確実に回収することができる。

この場合、請求項２のように、部品廃棄口部を上向きの筒状に形成し、部品廃棄時に吸着ノズルを部品廃棄口部の上方から下降させて該吸着ノズルの部品吸着部分を該部品廃棄口部内に挿入するようにすると良い。このようにすれば、筒状の部品廃棄口部の内周面が吸着ノズルの部品吸着部分に沿って空気流を下向きに案内するガイド孔となり、空気流による部品の離脱性を高めることができる。

但し、本発明は、吸着ノズルに吸着した部品を部品廃棄口部内に挿入しない状態で、該部品廃棄口部と該部品との間に小さな隙間を形成してその隙間から外部の空気を吸入するようにしても良く、この場合でも、従来構成のものと比較すれば、空気流による部品の離脱性を高める効果を得ることができる。

また、請求項３のように、吸着ノズルの部品吸着部分に沿って下方に流れる空気流を生じさせる負圧発生手段は、部品廃棄口部と廃棄部品回収部とをつなぐ部品廃棄通路の途中に設けたエジェクタにより構成すると良い。このエジェクタは、駆動ガス（正圧の空気）をノズル部からディフューザ部内に噴射して負圧を発生させるため、可動部分やバルブが不要で、極めて簡単な構成であり、コスト性・耐久性・信頼性も向上できる利点がある。
但し、本発明は、エジェクタに限定されず、真空ポンプ等の各種の負圧発生源を使用可能である。

また、請求項４のように、廃棄部品回収部に流入する空気を該廃棄部品回収部からフィルタを通して排気する排気口を、該廃棄部品回収部の側面部に設けた構成としても良い。要するに、廃棄部品回収部内に回収される部品は、重力により廃棄部品回収部の底部に受け溜められるため、フィルタ付きの排気口を廃棄部品回収部の側面部に設けた構成にすれば、廃棄部品回収部内に回収した部品でフィルタが目詰りすることを防止できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した３つの実施例１〜３を説明する。

本発明の実施例１を図１及び図２に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて部品廃棄装置全体の構成を説明する。
部品廃棄装置１０は、部品実装機の装着ヘッド（図示せず）に下向きに取り付けられた吸着ノズル１１に吸着されている部品１２を廃棄部品回収ボックス１３（廃棄部品回収部）に廃棄する装置であり、吸着ノズル１１から離脱した部品１２は、パイプ等により構成された部品廃棄通路１４内を後述する空気流によって流されて廃棄部品回収ボックス１３内に回収される。

部品廃棄通路１４の入口部（以下「部品廃棄口部」という）１５は、上向きの円筒状に形成され、部品実装機の吸着ノズル１１の移動可能な範囲内の位置にブラケット１６を介して上向きに設置されている。図２に示すように、部品廃棄口部１５の内径寸法は、廃棄する部品１２よりも少しだけ大きく形成され、部品廃棄時に吸着ノズル１１を部品廃棄口部１５の上方から下降させて該吸着ノズル１１に吸着されている部品１２を該部品廃棄口部１５内に挿入可能に構成され、且つ、その挿入状態で、該部品廃棄口部１５と該部品１２との間に小さな隙間が形成されるようになっている。

具体的には、廃棄する部品１２の縦・横・高さの寸法がそれぞれ例えば１ｍｍ以下の超小型の部品である場合は、部品廃棄口部１５の内径寸法を例えば２ｍｍ程度に設定すれば良い。要するに、吸着ノズル１１をＸＹ方向に移動させるＸＹ移動機構の位置決め誤差と、吸着ノズル１１に対する部品１２の吸着位置のずれを考慮して、部品廃棄時に吸着ノズル１１に吸着されている部品１２を該部品廃棄口部１５内に確実に挿入できる範囲で部品廃棄口部１５の内径を細く形成すれば良い。これは、部品廃棄口部１５と部品１２との間の隙間を小さくすると、この隙間を通る空気流の流速が速くなって、空気流による部品１２の剥離力が高められるためである。

図１に示すように、部品廃棄通路１４の途中には、負圧発生手段としてエジェクタ１７が設けられている。このエジェクタ１７は、駆動ガスとして大気圧よりも高い圧力（正圧）の空気を用い、この正圧の空気を駆動ガス入口１８からエジェクタ１７内のノズル部に導入して該ノズル部からディフューザ部内に正圧の空気を噴射することで部品廃棄通路１４の上流側（部品廃棄口部１５側）に負圧を発生させる構成となっている。

廃棄部品回収ボックス１３は、例えば水平方向に延びる円筒状に形成され、その一方の側面部の中央部に部品廃棄通路１４の出口部が接続され、他方の側面部の中央部に、部品１２の飛び出しを防止するフィルタ（図示せず）を装着した排気口１９が設けられている。

部品実装機１０の稼働中は、フィーダ（図示せず）から供給される部品１２を吸着ノズル１１で負圧により吸着して回路基板（図示せず）に実装する前に、実装不良を防止するために、吸着ノズル１１に吸着されている部品１２をカメラ（図示せず）で撮像して当該部品１２の良否や吸着姿勢等を画像認識処理により判定し、その結果、不良部品等の実装不可の部品１２が検出された場合には、図２（ａ）に示すように、吸着ノズル１１（装着ヘッド）を部品廃棄装置１０の部品廃棄口部１５の上方に移動させた後、図２（ｂ）に示すように、該吸着ノズル１１を下降させて吸着ノズル１１の吸着部品１２を部品廃棄口部１５内に挿入した状態にする。そして、この状態で、部品１２を廃棄するために吸着ノズル１１内に正圧又は大気圧を加える。

部品実装機１０の稼働中（少なくとも部品廃棄動作中）は、エジェクタ１７の駆動ガス入口１８から供給する駆動ガス（正圧の空気）をエジェクタ１７内のノズル部からディフューザ部内に噴射することで部品廃棄通路１４内に負圧を発生させる。従って、上述した吸着ノズル１１の部品廃棄動作により、図２（ｂ）に示すように、吸着ノズル１１の吸着部品１２が部品廃棄口部１５内に挿入された状態になると、エジェクタ１７で発生した負圧により部品廃棄口部１５と部品１２との間の隙間から外部の空気が該部品廃棄通路１４内に吸入され、それによって、部品廃棄口部１５内を吸着ノズル１１に沿って下向きに流れる空気流が発生する。この下向きの空気流と吸着ノズル１１内に加える正圧又は大気圧との相乗効果のみによって吸着ノズル１１からの部品１２の離脱が促進される。

そして、エジェクタ１７で発生した負圧により部品廃棄通路１４内の上流側（部品廃棄口部１５側）から下流側（廃棄部品回収ボックス１３側）に流れる空気流が発生するため、吸着ノズル１１から離脱した部品１２が上記空気流によって部品廃棄通路１４内を下流側に流されて廃棄部品回収ボックス１３内に回収される。廃棄部品回収ボックス１３内に流入した空気は、部品１２の飛び出しを防止するフィルタ（図示せず）で濾過されて排気口１９から排出される。このようにして、廃棄部品回収ボックス１３内に回収される部品１２は、重力により廃棄部品回収ボックス１３の底部に受け溜められる。

以上説明した本実施例１によれば、エジェクタ１７によって吸着ノズル１１の吸着部品１２と部品廃棄口部１５との間の隙間から外部の空気を部品廃棄通路１４内に吸入する空気流を生じさせるため、吸着ノズル１１に対する空気の流れ方向が吸着ノズル１１に沿って部品１２を廃棄する方向（下方）とほぼ一致するようになる。このため、非常に軽い超小型の部品１２を廃棄する場合でも、吸着ノズル１１に沿って流れる空気流によって部品１２を廃棄方向（下方）に向けて確実に離脱させながら部品１２の飛び散りを確実に防止できる。しかも、吸着ノズル１１に沿って流れる空気流がそのまま部品廃棄通路１４に沿って流れるようになるため、部品廃棄通路１４内の空気の流れ（部品１２の流れ）を良くして廃棄部品回収ボックス１３内に部品１２を確実に回収することができる。

しかも、空気流を生じさせる負圧発生手段として用いたエジェクタ１７は、駆動ガス（正圧の空気）をノズル部からディフューザ部内に噴射して負圧を発生させるため、可動部分やバルブが不要で、極めて簡単な構成であり、コスト性・耐久性・信頼性も向上できる利点がある。

更に、本実施例１では、部品廃棄口部１５を上向きの筒状に形成し、部品廃棄時に吸着ノズル１１を部品廃棄口部１５の上方から下降させて該吸着ノズル１１の吸着部品１２を該部品廃棄口部１５内に挿入するようにしたので、筒状の部品廃棄口部１５の内周面が吸着ノズル１１の部品１２の吸着部分に沿って空気流を下向きに案内するガイド孔となり、空気流による部品１２の離脱性を高めることができる。

但し、本発明は、吸着ノズル１１に吸着した部品１２を部品廃棄口部１５内に挿入しない状態で、該部品１２と該部品廃棄口部１５との間に小さな隙間を形成してその隙間から外部の空気を吸入するようにしても良く、この場合でも、従来構成のものと比較すれば、空気流による部品１２の離脱性を高める効果を得ることができる。

また、本実施例１では、フィルタ付きの排気口１９を廃棄部品回収ボックス１３の側面部に設けたので、廃棄部品回収ボックス１３内に回収した部品１２でフィルタが目詰りすることを防止できる。

図３に示す本発明の実施例２では、廃棄部品回収ボックス２１（廃棄部品回収部）の上部に部品廃棄口部２２を形成すると共に、廃棄部品回収ボックス２１の底部に排気口２３を設け、この排気口２３の上方に、部品２４の飛び出しを防止するフィルタ２５を装着している。そして、廃棄部品回収ボックス２１の排気口２３に負圧発生手段２６を接続して、この負圧発生手段２６で発生した負圧を部品廃棄口部２２に下方から作用させるようにしている。この場合、負圧発生手段２６は、エジェクタでも良いし、それ以外の負圧発生源（例えば真空ポンプ等）を使用しても良い。

本実施例２においても、部品廃棄口部２２の寸法は、前記実施例１と同様の寸法に設定され、部品廃棄時に吸着ノズル２７に吸着されている部品２４を部品廃棄口部２２内に確実に挿入できる範囲で部品廃棄口部２２の内径を細く形成すれば良い。

この場合も、図３（ｂ）に示すように、部品廃棄時に吸着ノズル２７の吸着部品２４を部品廃棄口部２２内に挿入して、部品廃棄口部２２と部品２４との間に小さな隙間を形成した状態で、負圧発生手段２６で発生した負圧により吸着ノズル２７の吸着部品２４と部品廃棄口部２２との間の隙間から外部の空気を廃棄部品回収ボックス２１内に吸入する下向きの空気流を生じさせる。この空気流により、吸着ノズル２７から部品２４を廃棄方向（下方）に向けて確実に離脱させながら部品２４の飛び出しを確実に防止する。

尚、吸着ノズル２７に吸着した部品２４を部品廃棄口部２２内に挿入しない状態で、該部品２４と該部品廃棄口部２２との間に小さな隙間を形成してその隙間から外部の空気を吸入するようにしても良く、この場合でも、従来構成のものと比較すれば、空気流による部品２４の離脱性を高める効果を得ることができる。

本実施例２においても、前記実施例１と同様に、部品廃棄口部２２を上向きの円筒状に形成しても良い。

図４に示す本発明の実施例３では、廃棄部品回収ボックス２１の側面部に排気口３１を設け、この排気口３１の内側に、部品２４の飛び出しを防止するフィルタ３２を装着し、この排気口３１の外側に負圧発生手段３３を接続している。その他の構成は、前記実施例２と同じである。

廃棄部品回収ボックス２１内に回収される部品２４は、重力により廃棄部品回収ボックス２１の底部に受け溜められるため、本実施例３のように、フィルタ３２付きの排気口３１を廃棄部品回収ボックス２１の側面部に設ければ、廃棄部品回収ボックス２１内に回収した部品２４でフィルタ３２が目詰りすることを防止できる。

本発明の実施例１の部品廃棄装置の構成を示す図である。 実施例１の部品廃棄装置の部品廃棄動作を説明する図で、（ａ）は吸着ノズルを下降する直前の状態を示す図、（ｂ）は吸着ノズルの部品吸着部分を部品廃棄口部内に挿入した状態を示す図である。 実施例２の部品廃棄装置の部品廃棄動作を説明する図で、（ａ）は吸着ノズルを下降する直前の状態を示す図、（ｂ）は吸着ノズルの部品吸着部分を部品廃棄口部内に挿入した状態を示す図、（ｃ）は吸着ノズルから部品が離脱した直後の状態を示す図である。 実施例３の部品廃棄装置の部品廃棄動作を説明する図である。

符号の説明

１０…部品廃棄装置、１１…吸着ノズル、１２…部品、１３…廃棄部品回収ボックス （廃棄部品回収部）、１４…部品廃棄通路、１５…部品廃棄口部、１７…エジェクタ（負圧発生手段）、１８…駆動ガス入口、１９…排気口、２１…廃棄部品回収ボックス（廃棄部品回収部）、２２…部品廃棄口部、２３…排気口、２４…部品、２５…フィルタ、２６…負圧発生手段、２７…吸着ノズル、３１…排気口、３２…フィルタ、３３…負圧発生手段

Claims (4)

1. 吸着ノズルに吸着されている部品を廃棄部品回収部に廃棄する部品廃棄装置を備え、部品廃棄時に前記吸着ノズル内に正圧又は大気圧を加えるように構成した部品実装機において、
   前記吸着ノズルから離脱した部品を前記廃棄部品回収部に導入する部品廃棄口部と、
   前記吸着ノズルに吸着されている部品を前記部品廃棄口部に位置させた状態で該部品廃棄口部と該部品との間の隙間から外部の空気を該部品廃棄口部内に吸入することで該吸着ノズルに沿って下方に流れる空気流を生じさせ、その下向きの空気流と該吸着ノズル内に加える正圧又は大気圧のみによって該部品を該吸着ノズルから下方に離脱させる負圧発生手段と
   を備えていることを特徴とする部品実装機。
2. 前記部品廃棄口部は、上向きの筒状に形成され、
   部品廃棄時に前記吸着ノズルを前記部品廃棄口部の上方から下降させて該吸着ノズルの部品吸着部分を該部品廃棄口部内に挿入することを特徴とする請求項１に記載の部品実装機。
3. 前記負圧発生手段は、前記部品廃棄口部と廃棄部品回収部とをつなぐ部品廃棄通路の途中に設けたエジェクタにより構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品実装機。
4. 前記廃棄部品回収部に流入する空気を該廃棄部品回収部からフィルタを通して排気する排気口を、該廃棄部品回収部の側面部に設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の部品実装機。

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