JP6498777B2 - 部品供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば基板に部品を装着する部品装着装置等に組み付けられ、前記部品を供給する部品供給装置に関する。

基板に電子部品を装着する部品装着装置には、該装着装置に対して前記部品を供給する部品供給装置が組み付けられる。部品供給装置は、部品を収容する複数のポケットを備えた本体部（キャリアテープ）と、該ポケットの上面開口を覆うカバーテープとを備える部品供給テープを送り出し、所定の部品吸着位置へ前記部品を供給する。前記部品吸着位置の直前で前記カバーテープは、例えば剥離、或いは送り出し方向に沿って切断されることによってポケットの上方から除かれ、部品装着装置側の吸着ノズルによって前記部品が前記ポケットから取り出される。

しかし、ポケット内に収容された部品の取り出しエラーが、様々な理由で発生することがある。一般に、部品のサイズはポケットのサイズよりも小さく、部品とポケット内壁との間には隙間が存在する状態で、当該部品は部品供給テープに保持されている。しかし、何らかの原因で部品の姿勢が傾く等、定常ではない状態になると、部品がポケット内壁で挟持されてロックされてしまう現象（以下、本明細書では「ポケットロック」という）が発生し、吸着ノズルによって部品吸着ができない場合、すなわち、部品吸着不良が発生することがある。この他、紙製のカバーテープに由来する紙屑類又は該テープ引き剥がし時の紙繊維の毛羽による部品吸着不良や、ポケットの変形によるによる部品吸着不良などもある。

ポケットロック等によって部品吸着不良が発生すると、部品装着装置の制御部は部品の取り出しエラーが発生したと認識し、吸着ノズルに次のポケットの部品を吸着させる。このため、吸着されなかった部品は使用されないことになり、部品を無駄に消費する。従って、ポケットロックを解除する手段を部品供給装置に付設することが望ましいが、従来、実用できる解除手段は未だ提案されていない。例えば、カバーテープ剥離後部品吸着前に、押圧ピンで部品を押圧してロックを解除することも考えられる。しかしながら、部品に対して押圧ピンを当接させることは好ましくない。特許文献１には、ポケット内の部品に上下方向の振動を与えることで、部品をポケットの後端部に移動させる技術が開示されている。しかし、部品を上下方向に振動させるだけでは、ポケットロック等を十分に解消することは困難である。

特開２０１１−４９３５０号公報

本発明の目的は、ポケット内に収容された部品の取り出しエラーを可及的に減らすことのできる部品供給装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係る部品供給装置は、部品を収容する複数のポケットを備えた本体部と、該ポケットの上面開口を覆うカバーテープとを備える部品供給テープを、所定の部品吸着位置へ搬送する搬送部と、前記ポケットに収容されている前記部品を、上下方向及び水平方向の双方に振動させる振動部と、を備え、前記部品は、少なくとも前記部品供給テープの搬送方向及び該搬送方向と直交する方向において、前記ポケットの内壁面との間に隙間が形成される状態で前記ポケットに収容されており、前記振動部は、前記搬送方向及び該搬送方向と直交する方向において前記部品が前記ポケットの中心に向かうように、前記部品を振動させる。

本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

図１は、本発明の実施形態に係る部品供給装置が組み付けられる部品装着装置の平面図である。 図２は、前記部品装着装置におけるヘッドユニットの側面図である。 図３は、前記部品供給装置の概略的な斜視図である。 図４は、部品供給テープの斜視図である。 図５Ａは、部品供給テープのポケットにおいて、部品のポケットロックが発生している状態を示す上面図である。 図５Ｂは、前記ポケットに紙繊維が滞留している状態を示す上面図である。 図５Ｃは、前記ポケットに変形が発生している状態を示す側断面図である。 図６は、本発明の第１実施形態に係る部品供給装置の構成を示すブロック図である。 図７は、超音波振動子の作用を説明するための図である。 図８Ａは、超音波振動子により振動を与えられた部品のポケット内での挙動を示す上面図である。 図８Ｂは、超音波振動子により振動を与えられた部品のポケット内での挙動を示す側面図である。 図９は、前記部品装着装置による部品吸着動作を示すフローチャートである。 図１０は、本発明の第２実施形態に係る部品供給装置の構成を示すブロック図である。 図１１は、本発明の第２実施形態に係る部品供給装置の構成を示すブロック図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。先ず、本発明に係る部品供給装置４０が組み付けられる部品装着装置１（表面実装機）について説明する。図１は、部品装着装置１の全体構成を示す平面図である。部品装着装置１は、基台１０上に配置された、プリント基板３の搬送を行う基板搬送機構２と、プリント基板３に搭載される電子部品を供給する部品供給部４と、部品をプリント基板３に装着するためのヘッドユニット５とを含む。図２はヘッドユニット５が搭載されたユニット支持部材１１の側面図である。

基板搬送機構２は、基台１０上においてプリント基板３を搬送する一対のコンベア２ａ、２ｂと、図略のプッシュアップピン等の保持装置と、を含む。コンベア２ａ、２ｂは、図１の左側からプリント基板３を受け入れて基台１０の中央付近の実装作業位置に搬送し、前記保持装置により当該プリント基板３を保持する。部品の実装作業後、コンベア２ａ、２ｂはプリント基板３を同図の右側に搬出する。なお、図１では、コンベア２ａ、２ｂが延びる方向をＸ方向、水平面上でＸ方向と直交する方向をＹ方向として表示している。

部品供給部４は、基板搬送機構２の両側（Ｙ方向両側）に配置されている。これらの部品供給部４には、Ｘ方向に多数列に並ぶ部品供給装置４０が配置されている。部品供給装置４０は、テープフィーダーとも称され、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の電子部品を収容した部品供給テープが巻回されたリールを備える。部品供給装置４０は、前記リールから間欠的にテープを繰り出しながら、基板搬送機構２の近傍に設定された所定の部品供給位置に部品を供給する。この部品供給装置４０については、後記で詳述する。

ヘッドユニット５は、部品供給部４から部品を取り出してプリント基板３上に実装するものであり、基板搬送機構２及び部品供給部４の上方に配置されている。ヘッドユニット５は、基台１０上に備えられたヘッドユニット駆動機構により、一定の領域内でＸ方向及びＹ方向に移動可能である。ヘッドユニット駆動機構は、Ｙ方向に互いに平行に延びる一対の固定レール７と、これら固定レール７に支持されてＸ方向に延びるユニット支持部材１１と、このユニット支持部材１１を固定レール７に沿ってＹ方向に移動させるためのＹボールねじ軸８と、ヘッドユニット５をＸ方向に移動させるためのＸボールねじ軸１４と、これらＹ、Ｘボールねじ軸８、１４を回転駆動するＹ軸サーボモータ９、Ｘ軸サーボモータ１５と、を含む。

Ｙボールねじ軸８には、ユニット支持部材１１と一体のナット部材１２が螺合されている。Ｙ軸サーボモータ９によりＹボールねじ軸８が回転駆動されると、ユニット支持部材１１は固定レール７にガイドされつつＹ方向に移動し、これによりヘッドユニット５もＹ方向に移動する。ユニット支持部材１１には、ヘッドユニット５をＸ方向に移動可能に支持する固定レール１３が取り付けられている。Ｘボールねじ軸１４には、ヘッドユニット５と一体の図略のナット部材が螺合されている。Ｘ軸サーボモータ１５によりＸボールねじ軸１４が回転駆動されると、ヘッドユニット５は固定レール１３にガイドされつつＸ方向に移動する。

ヘッドユニット５には、部品を吸着してプリント基板３に実装するための複数本の実装用ヘッド２０（図１、図２では４本のヘッド２０を例示）が搭載されている。これら実装用ヘッド２０は、各々、Ｚ軸サーボモータ（図略）を駆動源とする昇降機構に連結されるとともに、Ｒ軸サーボモータ（図略）を駆動源とする回転機構にそれぞれ連結されている。前記昇降機構及び前記回転機構の動作によって、ヘッド２０は、ヘッドユニット５に対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能であり、また、Ｚ軸回り（Ｒ軸方向）に回転可能とされている。

各実装用ヘッド２０の先端には、部品吸着用のノズル２１が備えられている。各ノズル２１は、空圧配管路に接続されており、それぞれ電動切替弁を介して負圧発生装置、正圧発生装置及び大気の何れかに連通可能とされている。ノズル２１に前記負圧発生装置から負圧が供給されることによって、当該ノズル２１による部品の吸着保持が可能となり、その後、大気との連通又は前記正圧発生装置から正圧が供給されることによって、当該部品の吸着保持が解除される。

基台１０上には、各実装用ヘッド２０による部品の吸着状態を画像認識するための部品認識カメラ１７が設けられている。部品認識カメラ１７は、フロント側（図１では下側）のコンベア２ｂと部品供給部４との間に設けられている。ヘッドユニット５が部品認識カメラ１７上方の所定の撮像位置に配置されたときに、部品認識カメラ１７は各実装用ヘッド２０による吸着部品をその下側から撮像する。

以上の構成を備える部品装着装置１の概略動作は次の通りである。先ず、ヘッドユニット５が部品供給部４の上方に移動され、各実装用ヘッド２０による部品供給装置４０からの部品の取出しが行われる。具体的には、部品を吸着すべきヘッド２０が前記昇降機構によって下降されると共に、前記負圧発生装置からの負圧がノズル２１に供給されることによって、ノズル２１の先端に部品が吸着され、次いで、部品を吸着した状態でヘッド２０が上昇されることによって、部品供給装置４０から部品がピックアップされる。この際、可能な場合には、複数の実装用ヘッド２０により同時に部品がピックアップされる。

全ての実装用ヘッド２０による部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット５が部品認識カメラ１７上の前記撮像位置に移動され、各吸着部品の撮像が行われる。その撮像結果に基づき、各部品のノズル２１による吸着状態の良否が判定される。その後、ヘッドユニット５がプリント基板３上に移動され、所定の部品実装ポイントに順次ヘッドユニット５が移動しながら各実装用ヘッド２０の昇降及びノズル２１の負圧解除等が行われ、これに伴い各部品がプリント基板３上に実装される。

続いて、本実施形態に係る部品供給装置４０について説明する。図３は、部品供給装置４０の概略的な斜視図である。部品供給装置４０は、幅方向（Ｘ方向）に扁平なボックス型のフィーダー本体部２５と、このフィーダー本体部２５にＹ方向に連設されたプレート状のリール支持部２６とを備えている。部品供給装置４０は、先端側に位置するフィーダー本体部２５をコンベア２ａ、２ｂ側に向けた状態で、部品供給部４に具備されているフィーダー取付台６にセットされ、図外のクランプ手段によりこの取付台６に対して着脱可能に固定される。なお、図３ではフィーダー本体部２５の側面が開放された状態を示しているが、通常は、この部分に側板が装着される。

リール支持部２６の後端部（図３では左端部）には、部品供給テープ３２が巻回されたリール３１が、回転可能に保持されている。リール３１から前方のフィーダー本体部２５へ、部品供給テープ３２が導出されている。部品供給テープ３２は、上述のＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の電子部品の多数個を、一定間隔置きに収容、保持したテープ状の部材である。

図４は、部品供給テープ３２の斜視図である。部品供給テープ３２は、キャリアテープ３３（本体部）と、該キャリアテープ３３に貼着されるカバーテープ３４とを備える。キャリアテープ３３は、部品Ｐを個別に収容するための、上方に開口した直方体のキャビティからなるポケット３５を複数個備えている。ポケット３５は、キャリアテープ３３が延びる方向に、一定間隔を置いて一列に配列されている。キャリアテープ３３の一辺側には、その縁部に沿ってテープ厚み方向に貫通する係合孔３６が一定間隔で設けられている。カバーテープ３４は、ポケット３５の上面開口を覆うように、キャリアテープ３３の上面に剥離可能に接着されている。図４では、カバーテープ３４の一部がキャリアテープ３３から剥離されている状態を示している。

図３に戻り、フィーダー本体部２５の上部には、前後方向（Ｙ方向）に延びる案内部２７が設けられている。案内部２７の上部の前方半分は、部品供給テープ３２を上から押さえるカバー部材２８によって覆われている。案内部２７とカバー部材２８との間にはテープ通路が形成されており、リール３１から導出された部品供給テープ３２は、前記テープ通路に案内されている。

フィーダー本体部２５の前端部分には、部品取出部２９が設けられている。部品取出部２９は、実装用ヘッド２０により部品Ｐをピックアップさせる部分であり、カバー部材２８の一部を切り欠いてなる窓部２８１によって形成されている。窓部２８１は前後方向に長い矩形の切り欠きであり、前端側の前縁部と、リール３１側の後縁部とを有する。部品取出部２９では、案内部２７に沿って案内される部品供給テープ３２が上方に露出していると共に、カバーテープ３４が部品供給テープ３２から引き剥がされつつ、窓部２８１の後縁部に沿って折り返されている。これによって部品供給テープ３２（キャリアテープ３３）のポケット３５が上方に開放されて、実装用ヘッド２０による部品の取出しが可能となっている。

フィーダー本体部２５の内部には、部品供給テープ３２をノズル２１による部品吸着位置へ搬送するテープ送り機構（搬送部）と、カバーテープ３４の引取り機構とが備えられている。テープ送り機構は、部品供給テープ３２をリール３１から引出しつつ案内部２７に沿って送り出すもので、部品取出部２９の下方に配置されるスプロケット５０と、このスプロケット５０を回転駆動する駆動モータ４１とを有している。駆動モータ４１は、部品供給テープ３２を送り出す動力源である。駆動モータ４１の出力軸が、スプロケット５０の回転軸に直結され、駆動モータ４１はスプロケット５０をダイレクトドライブ方式で駆動する。なお、ダイレクトドライブ方式は一例であり、ギアやベルト等を用いた駆動方式としても良い。

スプロケット５０は、円盤状の部材であり、その外周縁には多数本の係合歯が所定ピッチで突設されている。前記係合歯のピッチと、前記キャリアテープ３３の係合孔３６のピッチとは同じである。前記係合歯の一部が係合孔３６（本体部の一部）に嵌合することにより、スプロケット５０と部品供給テープ３２とが係合する。駆動モータ４１によりスプロケット５０が間欠的に回転駆動されると、これに伴いリール３１から部品供給テープ３２が送り出される。駆動モータ４１は、ポケット３５の配列ピッチ単位で部品供給テープ３２を間欠送りできるよう、所定の回転角ピッチでスプロケット５０を回転駆動する。

スプロケット５０の外周縁の上端付近は、フィーダー本体部２５の天面（案内部２７）に形成された開口部を介して部品取出部２９に臨んでいる。従って、ヘッド２０のノズル２１は、スプロケット５０に係合している状態の部品供給テープ３２（キャリアテープ３３のポケット３５）にアクセス可能である。

前記引取り機構は、キャリアテープ３３からカバーテープ３４を引き剥がし、回収するための機構である。引取り機構は、フィーダー本体部２５において前記テープ送り機構よりも後側に設けられており、引取りモータ５２と、引取りギア対５６ａ、５６ｂと、引取りモータ５２の回転駆動力を引取りギア対５６ａ、５６ｂに伝達するギア５４、５５を含む。引取りモータ５２は、カバーテープ３４を回収するための動力源である。上述の駆動モータ４１と、この引取りモータ５２とは、共通のモータ基板４００に搭載されている。モータ基板４００には、これらモータ４１、５２を駆動制御するための制御回路も搭載されている。

引取りギア対５６ａ、５６ｂ間には、窓部２８１においてキャリアテープ３３から引き剥がされたカバーテープ３４が案内されている。部品供給テープ３２による部品供給時には、引取りモータ５２の作動により引取りギア対５６ａ，５６ｂが回転駆動され、その引取力によってカバーテープ３４がキャリアテープ３３から引き剥がされると共に、剥がされたカバーテープ３４を図略の回収ボックスに送り込む。

以上の通り構成された部品供給装置４０において、さらに本実施形態では、部品供給テープ３２のポケット３５に収容されている部品Ｐを、上下方向及び水平方向の双方に振動させる振動部６０（図６参照）が備えられている。振動部６０は、部品供給テープ３２の搬送経路上であって、キャリアテープ３３からカバーテープ３４が剥離される剥離位置の近傍に配設されている。以下、振動部６０に関わる構成について説明する。

まず、部品供給装置４０に振動部６０を具備させる意義について説明する。既述の通り、部品供給テープ３２のポケット３５内に収容された部品Ｐのノズル２１による取り出しエラーが、ポケットロック、紙繊維等の異物の介在、ポケット３５の変形などの原因によって発生することがある。これらの現象の発生態様を、図５Ａ〜図５Ｃに例示する。図５Ａは、ポケット３５において部品Ｐのポケットロックが発生している状態を示す上面図、図５Ｂは、ポケット３５に紙繊維等の毛羽Ｄが滞留している状態を示す上面図、図５Ｃは、ポケット３５に変形が発生している状態を示す側断面図である。

図５Ａを参照して、部品Ｐのサイズはポケット３５のサイズよりも小さく、部品Ｐとポケット３５の内壁面３５Ｓとの間には、部品供給テープ３２の搬送方向及び該搬送方向と直交する方向のいずれにも隙間が形成される状態で、当該部品Ｐはポケット３５内に収容されている。従って、通常は部品Ｐをポケット３５の上面開口からスムースに取り出すことができる。しかし、図５Ａに示すように、何らかの原因で部品Ｐの姿勢がポケット３５内で傾き、部品Ｐの角部がポケット内壁面３５Ｓに喰い込んで挟持され、部品Ｐがポケット３５に固定的に保持されてしまうポケットロックが発生することがある。ポケットロックの度合が強いと、ノズル２１で部品Ｐを吸着して取り出せなくなる。

図５Ｂは、ノズル２１による部品Ｐの吸着又はその取り出しを阻害する毛羽Ｄを例示している。一般にカバーテープ３４は紙製であり、キャリアテープ３３の上面に貼付されている。毛羽Ｄは、カバーテープ３４のキャリアテープ３３からの引き剥がし時に、一部の紙繊維が残存することによって発生する。或いは、カバーテープ３４に由来する紙屑類がポケット３５に侵入することもある。毛羽Ｄが部品Ｐの上面を覆っている場合には、ノズル２１による部品Ｐの吸着ができず、また、毛羽Ｄの一部が部品Ｐとポケット内壁面３５Ｓとの隙間にスペーサ的に介在して部品Ｐを固定化している場合には、ノズル２１による部品Ｐの取り出しができなくなる。

図５Ｃに示すように、ポケット３５の変形が部品Ｐの取り出しを阻害する場合もある。図５Ｃでは、隣接するポケット３５間の壁部３７の上端部分３７１が、ポケット３５に覆い被さるように変形している例を示している。このような変形は、ノズル２１が壁部３７を押圧することによって発生し得る。或いは、キャリアテープ３３自体の形状不良によっても起こり得る。変形した上端部分３７１などが存在しており、且つ部品Ｐがポケット３５内において上端部分３７１の側に部品Ｐが偏在していると、当該部分に部品Ｐが引っ掛かり、ノズル２１による部品Ｐの取り出しに失敗することがある。

ポケットロック等によって一のポケット３５において部品吸着不良が発生すると、部品装着装置１の制御部は部品Ｐの取り出しエラーが発生したと認識し、ノズル２１に次のポケット３５の部品Ｐを吸着させる。このため、吸着されなかった部品Ｐは使用されないことになり、部品Ｐを無駄に消費する。本実施形態では、部品供給装置４０に振動部６０を具備させることによって、ポケットロック等による部品吸着不良を解消させる。

図６は、本発明の第１実施形態に係る部品供給装置４０の装置構成及び部品装着装置１の電気的構成を示すブロック図である。既述の通り、部品供給装置４０は、部品供給テープ３２を図中の矢印Ｄ１方向（搬送方向Ｄ１）に搬送するスプロケット５０及び駆動モータ４１（搬送部）と、振動部６０とを含む。また、図１中の符号Ａ１、Ａ２は、それぞれ、キャリアテープ３３からカバーテープ３４が剥離される剥離位置（カバーテープがポケットの上方から除かれる所定の位置）、部品Ｐがヘッド２０（ノズル２１）により吸着して取り出される部品吸着位置を示している。剥離位置Ａ１は、部品吸着位置Ａ２よりも所定距離だけ搬送方向上流側に位置している。なお、本実施形態ではカバーテープ３４を上方に剥離する例を示すが、カバーテープ３４が搬送方向Ｄ１に沿って切断されることによってポケット３５の上方から除かれる態様とすることもできる。この態様では、部品吸着位置Ａ２の上流側において、カバー部材２８の下面に前記切断を行うカッターが配置される。この場合、前記カッターが配置される位置が、剥離位置Ａ１に相当する「所定の位置」となる。

振動部６０は、超音波振動する振動板を備えた超音波振動子からなる。振動部６０は、剥離位置Ａ１の近傍において部品供給テープ３２の下面側に配置され、キャリアテープ３３の下方側から部品Ｐに超音波振動を作用させる。振動部６０が超音波振動を発生することで、部品Ｐは上下方向及び水平方向の双方に振動する。これにより、ポケット３５内で上述した部品Ｐのポケットロック等が発生している場合でも、これを解除することができる。さらに、超音波振動を与えられた部品Ｐは、搬送方向Ｄ１及び該搬送方向Ｄ１と直交するテープ幅方向において、ポケット３５の中心に向かうようになる。これにより、部品Ｐの周囲とポケット３５の内壁面３５Ｓとの間には隙間が形成され、ポケットロックを確実に解消することができる。この点については、図７〜図８Ｂに基づき後記で詳述する。

部品装着装置１は、電気的に、モータ駆動部４２、振動子駆動部４３、ヘッド駆動部４４及び全体制御部４５（制御部）を備える。これら電気的構成の一部が部品供給装置４０に電気回路等として備えられていても良く、全てが部品装着装置１のコントローラに備えられていても良い。

モータ駆動部４２は、スプロケット５０を回転させる駆動モータ４１を駆動するドライバである。モータ駆動部４２は、部品供給装置４０から部品Ｐが供給されるとき、ポケット３５の配列ピッチ単位で部品供給テープ３２を搬送方向Ｄ１にピッチ送りするよう、駆動モータ４１を動作させる。

振動子駆動部４３は、振動部６０を駆動する。具体的には、振動部６０が備える前記振動板が超音波振動するよう、例えば圧電素子や高周波電源を含む超音波振動の発生機構を動作させる。

ヘッド駆動部４４は、ヘッドユニット５自体を移動させ、また、ヘッドユニット５が備える実装用ヘッド２０及びノズル２１を動作させるドライバである。具体的にはヘッド駆動部４４は、ヘッドユニット５をＸ方向及びＹ方向に移動させるＸ軸サーボモータ１５及びＹ軸サーボモータ９を駆動する。また、ヘッド駆動部４４は、ヘッド２０を上下動させるＺ軸サーボモータ、ヘッド２０をＺ軸回りに回転させるＲ軸サーボモータを駆動する。さらに、ヘッド駆動部４４は、ノズル２１に負圧（部品吸着力）を発生させる負圧発生装置を駆動する。

全体制御部４５は、モータ駆動部４２、振動子駆動部４３及びヘッド駆動部４４を統括的に制御し、部品供給テープ３２の送り出し動作、振動部６０による部品Ｐへの超音波振動の印加動作、及び、ヘッドユニット５の移動動作並びにヘッド２０（ノズル２１）による部品Ｐの部品供給テープ３２からの取り出し動作を制御する。

続いて、振動部６０の作用について説明する。図７は、超音波振動子を有する振動部６０から部品Ｐに超音波が与えられている状態を模式的に示す図である。超音波振動する振動板上においては、物品を浮揚させることができる。前記物品が比較的平坦な外形形状を備えていれば、より浮揚させ易い。すなわち、振動部６０の振動板が超音波振動すると、音響放射圧によって部品Ｐには浮揚力Ｆ１が作用する。従って、振動部６０が動作することで、部品Ｐはポケット３５内において浮揚する。

さらに、振動部６０の超音波振動子が発する超音波振動によって、部品Ｐの周囲から水平方向に音響粘性流Ｑが部品Ｐに作用する。音響粘性流Ｑは、部品Ｐを超音波振動子の上方であり、超音波振動子の中央に保持する保持力Ｆ２を発生させる。従って、超音波振動子の配置位置を、ポケット３５が間欠停止する位置における当該ポケット３５の搬送方向Ｄ１及び前記テープ幅方向の中心位置の直下とすれば、この保持力Ｆ２を、部品Ｐがポケット３５の中心に向かうように作用させることができる。

図８Ａは、超音波振動子により振動を与えられた部品のポケット内での挙動を示す上面図、図８Ｂはその側面図である。振動部６０から部品Ｐにポケット３５の底部３５Ｂを通して超音波振動が与えられると、上述の浮揚力Ｆ１及び保持力Ｆ２によって、部品Ｐはポケット３５の底部３５Ｂから浮上すると共に、ポケット３５の中央に向かうようになる。つまり、部品Ｐはポケット３５内において上下方向及び水平方向の双方に振動（移動）する。

例えば、図８Ａに点線で示すように、部品Ｐの姿勢がポケット３５内で傾き、部品Ｐの角部がポケット内壁面３５Ｓに喰い込んでポケットロックが発生していたとする。この状態で振動部６０が動作して超音波振動が部品Ｐに与えられると、部品Ｐは浮揚力Ｆ１によって上昇する（上下方向への振動）と共に、保持力Ｆ２によって搬送方向Ｄ１と平行な方向Ｄ２及びＤ２と水平面で直交する方向Ｄ３に移動する（水平方向への振動）。

これにより、部品Ｐのポケットロックは解消され、且つ、部品Ｐはポケット３５の互いに向かい合う内壁面３５Ｓから略均等に離間した中央に位置するようになる。つまり、部品Ｐとポケット３５の内壁面３５Ｓとの間には、方向Ｄ２、Ｄ３のいずれにおいても隙間が形成される。従って、部品Ｐは、ノズル２１によって吸着され、ポケット３５から取り出し可能な状態となる。図５Ｂに示したような毛羽Ｄは、概ね超音波振動によって部品Ｐの上から除かれるか、或いは底部３５Ｂに落下することとなり、ノズル２１による吸着を阻害しないようになる。また、毛羽Ｄが部品Ｐの上から除かれる、或いは落下することによって、毛羽Ｄの部品Ｐへの干渉が回避されると、部品Ｐは超音波振動によってポケット３５のほぼ中央部に保持される。図５Ｃに示したようなポケット３５の変形が生じていても、部品Ｐは超音波振動によってポケット３５のほぼ中央部に保持されるので、変形した上端部分３７１との干渉が生じない状態とすることができる。

続いて、部品装着装置１による部品吸着動作を、図６に示すブロック図、及び図９に示すフローチャートに基づいて説明する。先ず全体制御部４５は、モータ駆動部４２を制御して、駆動モータ４１を起動させる（ステップＳ１）。そして、部品供給テープ３２をポケット３５の１ピッチ分だけピッチ送りするよう、スプロケット５０を回転軸５１の軸回りに所定の回転角だけ回転させた後、全体制御部４５は駆動モータ４１を停止させる（ステップＳ２）。これにより、吸着対象の部品Ｐ１が部品吸着位置Ａ２に位置決めされる。なお、この部品供給テープ３２の送り出し動作に同期して、全体制御部４５は、モータ駆動部４に引取りモータ５２も駆動させ、カバーテープ３４の回収動作も実行させる。

次に全体制御部４５は、ヘッド駆動部４４を制御して、部品吸着位置Ａ１においてヘッド２０を下降させる（ステップＳ３）。ノズル２１の先端が部品Ｐ１に近接乃至は当接したら、全体制御部４５はヘッド２０の下降を停止させると共に、ノズル２１に負圧を発生させる。しかる後、全体制御部４５は、ヘッド駆動部４４を制御して、ノズル２１への負圧の印加を継続させつつ、ヘッド２０を上昇させる（ステップＳ４）。これにより、部品Ｐ１は、キャリアテープ３３（ポケット３５）から取り出される。

続いて、全体制御部４５は振動子駆動部４３を制御して、振動部６０の超音波振動子を起動させる（ステップＳ５）。一定時間経過後、全体制御部４５は超音波振動子の動作を停止させる（ステップＳ６）。つまり、振動部６０を、ポケット３５のピッチ送りの単位で起動及び停止するよう、全体制御部４５は振動子駆動部４３を制御する。ステップＳ５、Ｓ６の実行によって、剥離位置Ａ１に存在する部品Ｐ２は、ポケット３５内で偏在していたり、ポケットロック等が発生していたりする状態で剥離位置Ａ１に到達しても、ポケット３５の中心位置に移動される。

すなわち、図８Ａ、図８Ｂに基づき説明した通り、部品Ｐ２は超音波振動による浮揚力Ｆ１及び保持力Ｆ２によって、一旦浮揚すると共にポケット３５の中央に向かうように振動する。超音波振動の印加停止により部品Ｐ２はポケット３５の底部３５Ｂに接面することになるが、その際にはポケット３５内での偏在やポケットロック等が解消されている。従って、いずれ部品Ｐ２が部品吸着位置Ａ２に位置するとき、ノズル２１による部品Ｐ２の吸着動作を良好に行わせることができる。

続いて全体制御部４５は、ヘッドユニット５の他のヘッド２０に部品を吸着させるか否かを判断する（ステップＳ７）。これ以上の部品吸着動作を行わない場合は（ステップＳ７でＮＯ）、部品のプリント基板３への装着動作に移行する。部品吸着動作を継続する場合は（ステップＳ７でＹＥＳ）、ステップＳ１に戻って処理を続ける。

以上説明した第１実施形態に係る部品供給装置４０を備える部品装着装置１によれば、部品Ｐのポケット３５内での偏在やポケットロック等を解除させた状態で、ヘッド２０（ノズル２１）による部品Ｐの取り出しを行わせることができる。従って、部品Ｐの部品供給テープ３２からの吸着成功率を向上させることができる。また、超音波振動によって部品Ｐを非接触で吸着に適した状態に至らせるので、部品Ｐを傷めることもない。

上記実施形態では、振動部６０が剥離位置Ａ１の近傍に配設される例を示した。これは一例であり、部品供給テープ３２の搬送経路上であって、リール３１から部品供給テープ３２が引き出される引き出し位置から部品吸着位置Ａ２までのいずれの位置に振動部６０を配置しても良い。例えば、カバーテープ３４が剥離される前に超音波振動を部品Ｐに与えるようにすれば、ポケット３５からの部品Ｐの飛び出しの懸念を払拭できる。しかし、カバーテープ３４の剥離によって、ポケット３５内における部品Ｐの姿勢が変わる場合もある。このため、剥離位置Ａ１の近傍において振動部６０が部品Ｐに対して振動を与えようにすれば、部品吸着位置Ａ２において部品Ｐを吸着し易い状態とする確度を高めることができる。なお、レイアウトが許容すれば、部品吸着位置Ａ２により近い位置に振動部６０を配置するようにしても良い。

また、図９に示したフローでは、ヘッド２０の下降及び上昇動作が実行された後（ステップＳ３、Ｓ４）、振動部６０を起動及び停止（ステップＳ５、Ｓ６）させる例を示した。これに代えて、ヘッド２０の下降〜上昇動作と振動部６０を起動〜停止とを同期して実行させても良い。或いは、部品Ｐの吸着タイミングを外して、ヘッド２０の下降時又は上昇時に振動部６０を動作させても良い。

図１０は、本発明の第２実施形態に係る部品供給装置４０Ａの装置構成及び電気的構成を示すブロック図である。部品供給装置４０Ａが第１実施形態と相違する点は、超音波振動を発生する振動部６０ではなく、スプロケット５０を介して部品Ｐに対して振動を与える振動部が採用されている点である。

第２実施形態のモータ制御部４２Ａは、スプロケット５０を振動モードで回転させる微動駆動部４２１（モータ制御部）を備える。微動駆動部４２１は、前記振動モードを実行するとき、スプロケット５０を、部品供給テープ３２を送り出す正転方向Ｄ４（図１０の時計方向）とその逆転方向Ｄ５（反時計方向）とに微小回転角だけ交互に回転させるよう、駆動モータ４１を動作させる。全体制御部４５は、ポケットロックの解消のために部品Ｐに振動を与える際、微動駆動部４２１を制御して前記振動モードを実行させる。スプロケット５０は部品供給テープ３２と係合している。従って、スプロケット５０を正逆回転するよう微動させることによって、部品供給テープ３２を介してポケット３５内の部品Ｐに振動を与えることができる。

前記振動モードの制御において、正転方向Ｄ４と逆転方向Ｄ５との間の切り替えは、ｍｓオーダーで行うことが望ましい。また、前記振動モードを実行させるタイミングは、部品供給テープ３２がピッチ送りされた後、ヘッド２０が下降する前のタイミング、又は下降を行っているタイミングとすることができる。或いは、ヘッド２０が下降を開始してからノズルにより部品Ｐが吸着され、その後に上昇している間、前記振動モードを継続して実行させるようにしても良い。

この第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、部品Ｐに少なくとも水平方向の振動を与えることによって、当該部品Ｐのポケットロック等を解消することができる。また、スプロケット５０を利用して前記部品に対して振動を与える構成であるので、振動発生のための新たな機構を部品供給装置４に追加する必要がない。なお、適宜な振動子をスプロケット５０に当接させることによって、スプロケット５０を振動させるようにしても良い。

図１１は、本発明の第３実施形態に係る部品供給装置４０Ｂの装置構成及び電気的構成を示すブロック図である。部品供給装置４０Ｂが第１実施形態と相違する点は、振動部が、部品供給テープ３２の搬送方向Ｄ１に離間して２箇所に配置されている点である。すなわち、部品供給装置４０Ｂは第１振動子６１及び第２振動子６２と、これらを駆動する振動子制御部４３Ａとを備えている。第１振動子６１及び第２振動子６２としては、第１実施形態において説明した超音波振動子を用いることができる。

第１振動子６１は、剥離位置Ａ１よりも搬送方向Ｄ１の上流側に配置されている。つまり、第１振動子６１は、キャリアテープ３３からカバーテープ３４が剥離される前の位置に配置されている。第２振動子６２は、部品吸着位置Ａ２と剥離位置Ａ１との間に配置されている。第１振動子６１は第２振動子６２よりも大きな振動力を発生する。振動力の調整は、振動子自体の振動発生能力が異なるものを選択する、若しくは、振動子制御部４３Ａが各々第１振動子６１、第２振動子６２に与える駆動パワーを調整する、等の手段によって実現できる。

第３実施形態の部品供給装置４０Ｂによれば、比較的大きな振動力を発生する第１振動子６１によって、部品Ｐのポケットロックを解除し、その後、第２振動子６２によって部品Ｐをポケット３５の中心位置へ確実に移動させる、という動作を実現することができる。なお、第１振動子６１の配置位置では、キャリアテープ３３からカバーテープ３４が剥離されていない状態であるため、第１振動子６１から部品Ｐに大きな振動力が与えられても、部品Ｐはポケット３５から飛び出すことはない。また、カバーテープ３４の剥離時に毛羽が発生しても、第２振動子６２が与える振動によって、その影響を排除することができる。

なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。

本発明の一局面に係る部品供給装置は、部品を収容する複数のポケットを備えた本体部と、該ポケットの上面開口を覆うカバーテープとを備える部品供給テープを、所定の部品吸着位置へ搬送する搬送部と、前記ポケットに収容されている前記部品を、上下方向及び水平方向の双方に振動させる振動部と、を備える。

この部品供給装置によれば、振動部によってポケット内の部品が上下方向だけでなく、水平方向にも振動させられる。これにより、前記ポケット内で前記部品のポケットロック等が発生している場合でも、これを解除することが可能となる。

上記の部品供給装置において、前記部品は、少なくとも前記部品供給テープの搬送方向及び該搬送方向と直交する方向において、前記ポケットの内壁面との間に隙間が形成される状態で前記ポケットに収容されており、前記振動部は、前記搬送方向及び直交する方向において前記部品が前記ポケットの中心に向かうように、前記部品を振動させることが望ましい。

この部品供給装置によれば、振動部が部品に振動を与えることによって、当該部品とポケットの内壁との間には、前記搬送方向及び直交する方向のいずれにおいても隙間が形成される。従って、ポケットロックを確実に解消することができる。

この場合、前記振動部は、前記部品供給テープの搬送経路に配設される超音波振動子を含み、前記超音波振動子は、前記部品供給テープの前記本体部の下方側から前記部品に超音波振動を作用させることが望ましい。

前記振動部が前記超音波振動を部品に作用させることにより、当該部品はポケット内において音響放射圧によって浮揚する。さらに、音響粘性流によって、当該部品をポケットの中央位置に保持する保持力が働く。従って、前記部品を前記ポケットの中心に向かわせるための構成を、前記超音波振動子の配設という簡素な構成にて実現することができる。

上記の部品供給装置において、前記カバーテープが、前記部品吸着位置よりも前記部品供給テープの搬送方向上流に設定された所定の位置で前記ポケットの上方から除かれる場合において、前記振動部が前記部品に対して振動を与える位置が、前記所定の位置の近傍であることが望ましい。

一般に、前記所定の位置は前記部品吸着位置よりも僅かに上流側の位置にある。また、カバーテープの除去によって、ポケット内における部品の姿勢が変わる場合もある。上記の部品供給装置によれば、前記所定の位置の近傍において振動部が前記部品に対して振動を与える。従って、前記部品吸着位置において部品を吸着し易い状態とする確度を高めることができる。

上記の部品供給装置において、前記搬送部及び前記振動部の動作を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記搬送部が、前記ポケットの配列ピッチ単位で前記部品供給テープをピッチ送りするよう制御すると共に、前記振動部が、前記ピッチ送りの単位で起動及び停止を行うよう制御することが望ましい。

この部品供給装置によれば、常時振動部を動作させるのではなく、各ポケットに収容されている部品毎に、タイムリーに振動を与え、的確な部品の吸着を行わせることが可能となる。

上記の部品供給装置において、前記搬送部は、前記部品供給テープの前記本体部の一部と係合し、回転されることによって該部品供給テープを送り出すスプロケットと、前記スプロケットを回転駆動する駆動モータと、を含み、前記振動部は、前記スプロケットを介して前記部品に対して振動を与えることが望ましい。

この部品供給装置によれば、前記スプロケットを利用して前記部品に対して振動を与える構成であるので、振動発生のための新たな機構を部品供給装置に追加する必要がない。

この場合、前記振動部は、前記駆動モータを制御するモータ制御部を含み、前記モータ制御部は、前記部品に対して振動を与える際、前記スプロケットを、前記部品供給テープを送り出す正転方向とその逆転方向とに微小回転角だけ交互に回転させるよう、前記駆動モータを制御することが望ましい。

前記スプロケットは部品供給テープと係合している。上記の部品供給装置によれば、前記スプロケットを正逆回転するよう微動させることによって、前記部品供給テープを介してポケット内の部品に振動を与えることができる。

上記の部品供給装置において、前記カバーテープが、前記部品吸着位置よりも前記部品供給テープの搬送方向上流に設定された所定の位置で前記ポケットの上方から除かれる場合において、前記振動部は、前記部品に対して振動を与える第１振動子及び第２振動子を含み、前記第１振動子は前記第２振動子よりも大きな振動力を発生するものであり、前記第１振動子は、前記所定の位置よりも上流側に配置され、前記第２振動子は、前記部品吸着位置と前記所定の位置との間に配置されていることが望ましい。

この部品供給装置によれば、比較的大きな振動力を発生する第１振動子によって、部品のポケットロックを解除し、その後、第２振動子によって部品をポケットの中心位置へ確実に移動させる、という動作を実現することができる。なお、第１振動子の配置位置では、部品供給テープからカバーテープが除去されていない状態であるため、前記第１振動子から大きな振動力が与えられても、部品はポケットから飛び出すことはない。

以上説明した本発明によれば、ポケット内に収容された部品の取り出しエラーを可及的に減らすことのできる部品供給装置を提供することができる。

Claims (5)

1. 部品を収容する複数のポケットを備えた本体部と、該ポケットの上面開口を覆うカバーテープとを備える部品供給テープを、所定の部品吸着位置へ搬送する搬送部と、
   前記ポケットに収容されている前記部品を、上下方向及び水平方向の双方に振動させる振動部と、
   を備える部品供給装置において、
   前記部品は、少なくとも前記部品供給テープの搬送方向及び該搬送方向と直交する方向において、前記ポケットの内壁面との間に隙間が形成される状態で前記ポケットに収容されており、
   前記振動部は、前記搬送方向及び該搬送方向と直交する方向において前記部品が前記ポケットの中心に向かうように、前記部品を振動させる、部品供給装置。
2. 請求項１に記載の部品供給装置において、
   前記振動部は、前記部品供給テープの搬送経路に配設される超音波振動子を含み、
   前記超音波振動子は、前記部品供給テープの前記本体部の下方側から前記部品に超音波振動を作用させる、部品供給装置。
3. 請求項１又は２に記載の部品供給装置において、
   前記カバーテープが、前記部品吸着位置よりも前記部品供給テープの搬送方向上流に設定された所定の位置で前記ポケットの上方から除かれる場合において、
   前記振動部が前記部品に対して振動を与える位置が、前記所定の位置の近傍である、部品供給装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品供給装置において、
   前記搬送部及び前記振動部の動作を制御する制御部をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記搬送部が、前記ポケットの配列ピッチ単位で前記部品供給テープをピッチ送りするよう制御すると共に、
   前記振動部が、前記ピッチ送りの単位で起動及び停止を行うよう制御する、部品供給装置。
5. 請求項１に記載の部品供給装置において、
   前記カバーテープが、前記部品吸着位置よりも前記部品供給テープの搬送方向上流に設定された所定の位置で前記ポケットの上方から除かれる場合において、
   前記振動部は、前記部品に対して振動を与える第１振動子及び第２振動子を含み、前記第１振動子は前記第２振動子よりも大きな振動力を発生するものであり、
   前記第１振動子は、前記所定の位置よりも上流側に配置され、
   前記第２振動子は、前記部品吸着位置と前記所定の位置との間に配置されている、部品供給装置。

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