以下、本実施の形態に係るキャリアテープ検出装置について、図面に基づいて説明する。図1は、キャリアテープ検出装置を備えた部品実装機100を示し、部品実装機100は、基板搬送部10、部品供給部20、部品装着部40、リール保持部50およびそれらを制御する制御装置200を有する。
なお、以下の説明においては、基板の搬送方向をX軸方向と称し、X軸方向に直角な水平方向をY軸方向と称する。以下の説明において、基板の搬送方向をX軸方向と称し、水平面内においてX軸方向に直角な方向をY軸方向と称し、X軸方向とY軸方向とに直角な方向をZ軸方向と称する。
部品実装機100は、基板搬送部10、部品供給部20、部品装着部40、リール保持部50およびそれらを制御する制御装置200を有する。
部品供給部20は、複数のスロット20aと、各スロット20aに着脱可能に装着される複数のフィーダ21とから構成されている。スロット20aは、部品供給部20に、X軸方向に複数並列に設けられている。
リール保持部50は、キャリアテープ900が巻回された第1リール810および第2リール820を交換可能に保持するものである。第1リール810と第2リール820は、Y方向に並列して1つずつ配設されるとともに、各フィーダ21に対応してX方向に複数配設されている。
キャリアテープ900は、多数の電子部品等の部品を一列に収納するものである。図2や図3に示すように、キャリアテープ900は、ベーステープ901、カバーテープ902、ボトムテープ903とから構成されている。ベーステープ901は、紙材や樹脂等の柔軟な材料で構成されている。ベーステープ901の幅方向の中央部には、長さ方向に一定間隔をおいて空間である収納部901aが貫通形成されている。この収納部901aに部品が収納される。ベーステープ901の側部には、長さ方向に一定間隔をおいて、係合穴901bが貫通形成されている。
カバーテープ902の両側部は、接着材902a(図3参照)によってベーステープ901上面の両側部に接着され、通常は、収納部901aの上部を閉塞して部品の飛び出しを防止している。なお、カバーテープ902は、透明な高分子フィルムによって構成されている。
図3に示すように、ベーステープ901の下面には、ボトムテープ903が接着されている。このボトムテープ903によって、収納部901aに収納された部品の脱落が防止される。ボトムテープ903は、紙材や高分子フィルム等で構成されていて、透明又は半透明となっている。
各フィーダ21には、第1リール810および第2リール820に巻回されたキャリアテープ900が、挿入可能となっている。そして、一方のリール810(820)に巻回されたキャリアテープ900がフィーダ21によってフィーダ21の先端部に設けられた部品取出位置21aに順次搬送される。これにより、当該キャリアテープ900に保持された部品が部品取出位置21aに位置決めされる。また、他方のリール820(810)に巻回されたキャリアテープ900は、フィーダ21によって送給されずに待機している。
なお、以下においては、説明の便宜上、搬送中(使用中)のキャリアテープ900と、待機中のキャリアテープ900とを区別するために、前者を第1キャリアテープ900A、後者を第2キャリアテープ900Bと称することがある。この場合、第1キャリアテープに収納された部品がすべて使用された後は、第2キャリアテープが第1キャリアテープとなることから、第1キャリアテープ、第2キャリアテープは、特定のキャリアテープを指すものではない。
基板搬送部10には、部品装着部40の基台41上に、それぞれ一対のガイドレール13a,13bが設けられている。また、基板搬送部10には、これらガイドレール13a,13bによりそれぞれ案内される基板Bを支持して搬送する図略のコンベアベルトと、所定位置に搬送された基板Bを持ち上げてクランプする図略のクランプ装置が設けられている。
部品が実装される基板Bは、基板搬送部10のガイドレール13a,13bにより案内されつつコンベアベルトにより、X軸方向に部品実装位置まで搬送される。部品実装位置に搬送された基板Bは、クランプ装置によって部品実装位置に位置決めクランプされる。
図1に示すように、部品装着部40は、ガイドレール42、Y軸スライド43、X軸スライド45、図略の吸着ノズルを保持した部品装着ヘッド48を有している。Y軸スライド43およびX軸スライド45は、図略のY軸サーボモータおよびX軸サーボモータにより、Y軸方向およびX軸方向への移動が制御される。
ガイドレール42およびY軸スライド43によって、Y軸ロボットが構成されている。ガイドレール42は、基台41上にY軸方向に装架されて基板搬送部10の上方に配設されている。Y軸スライド43は、ガイドレール42に沿ってY軸方向に移動可能に設けられている。Y軸スライド43は、図略のY軸サーボモータにより、ボールねじ機構を介してY軸方向に移動される。
X軸スライド45により、X軸ロボットが構成されている。X軸スライド45は、Y軸スライド43に、X軸方向に移動可能に設けられている。Y軸スライド43には図略のX軸サーボモータが設けられている。このX軸サーボモータにより、ボールねじ機構を介してX軸スライド45がX軸方向に移動される。
X軸スライド45には、部品装着ヘッド48が設けられている。部品装着ヘッド48は、複数の吸着ノズル(図示せず)を着脱可能に保持している。吸着ノズルは、部品取出位置21aに搬送された部品を吸着して、基板搬送部10によって部品実装位置に位置決めされた基板B上に装着する。
X軸スライド45上には、基板カメラ46が取付けられ、基板カメラ46は、基板実装位置に位置決めされた基板Bに設けられた基準マーク、あるいは部品取出位置21aに搬送された部品等を上方より撮像し、基板位置基準情報および部品位置情報等を取得するようになっている。
また、基台41上には、吸着ノズルによって吸着された部品を下方より撮像可能な部品カメラ47が設けられている。
次に、フィーダ21の構成を、図4〜図6を用いて説明する。フィーダ21は、主に、フィーダ本体21b、第1モータ22、第2モータ23、第1ギヤ24、第2ギヤ25、第3ギヤ26、第4ギヤ27、浮上防止部材28、トーションスプリング29、ストッパー部材31、上流側押さえ部材32、下流側押さえ部材33、前部側スプロケットしての第1スプロケット61および第2スプロケット62、後部側スプロケットしての第3スプロケット63および第4スプロケット64、レール38、制御部39、テープ剥離装置70とから構成されている。
テープ剥離装置70は、図7に示すように、フィーダ本体21bの上部に設けられ、キャリアテープ900からカバーテープ902を剥離し、部品取出位置21aに位置決めされた収納部901aより部品を取出しできるようにする。テープ剥離装置70は、カバーテープ902を剥離する剥離部材72と、剥離したカバーテープ902の一方の端部を立ち上げて折り返す折り返し部材73とによって構成されている。
フィーダ21は、その前方側からスロット20aに差し込まれて部品供給部20に装着されるようになっている。フィーダ本体21bは、扁平な箱形である。なお、図4〜図6は、フィーダ本体21bの側壁を除去して、フィーダ21の内部構造が視認できるようにしている。
レール38は、フィーダ本体21bの後部の挿入部21dから前部の部品取出位置21aに設けられている。レール38は、その上面がキャリアテープ900の搬送路を構成している。レール38の前部38aは、水平に形成されている。本実施形態では、レール38は、その後部から前部38aの手前まで徐々に高くなるように傾斜している。なお、図示はしていないが、レール38の両側には、キャリアテープ900の幅寸法よりも僅かに大きい寸法で離間したガイド部材が設けられている。
レール38の前部38aの下方のフィーダ本体21bには、つまり、フィーダ本体21bの部品取出位置21aに隣接する位置には、前方から後方(搬送方向下流側から上流側)に向かってそれぞれ、第1スプロケット61および第2スプロケット62が回転可能に設けられている。レール38の後部の下方のフィーダ本体21bには、前方から後方に向かってそれぞれ、第3スプロケット63および第4スプロケット64が回転可能に設けられている。
第1スプロケット61、第2スプロケット62、および第3スプロケット63のそれぞれの外周には、一定角度をおいて、第1係合突起61a、第2係合突起62a、第3係合突起63aが形成されている。第4スプロケット64の外周の一部には、一定角度をおいて第4係合突起64aが設けられている。それぞれの係合突起61a〜64aは、キャリアテープ900の係合穴901bと係合する。
第1スプロケット61〜第4スプロケット64の外周部よりも内側には、それぞれ、第1スプロケットギヤ61b、第2スプロケットギヤ62b、第3スプロケットギヤ63b、第4スプロケットギヤ64bが形成されている。なお、レール38の各スプロケット61〜64の上方には、窓穴38b(図5参照)が設けられている。この窓穴38bから、各係合突起61a〜64aがレール38上から突出する。
第1モータ22は、第1スプロケット61および第2スプロケット62を回転させるサーボモータである。第1モータ22の回転軸22aには、第1ドライブギヤ22bが設けられている。第1ギヤ24は、第1スプロケット61および第2スプロケット62の下方のフィーダ本体21bに回転可能に設けられている。第1ギヤ24に外周には、第1ドライブギヤ22bと噛合する第1外側ギヤ24aが形成されている。第1ギヤ24の外周よりも内側には、第1内側ギヤ24bが形成されている。
第2ギヤ25は、第1スプロケット61および第2スプロケット62と第1ギヤ24の間のフィーダ本体21bに回転可能に設けられている。第2ギヤ25は、第1スプロケットギヤ61b、第2スプロケットギヤ62b、および第1内側ギヤ24bと噛合している。このような構成によって、第1モータ22の回転が減速されて第1スプロケット61および第2スプロケット62に伝達されて、第1スプロケット61および第2スプロケット62が同期して回転する。
第2モータ23は、第3スプロケット63および第4スプロケット64を回転させるサーボモータである。第2モータ23の回転軸23aには、第2ドライブギヤ23bが設けられている。第3ギヤ26は、第3スプロケット63および第4スプロケット64の下方のフィーダ本体21bに回転可能に設けられている。第3ギヤ26に外周には、第2ドライブギヤ23bと噛合する第3外側ギヤ26aが形成されている。第3ギヤ26の外周よりも内側には、第3内側ギヤ26bが形成されている。
第4ギヤ27は、第3スプロケット63および第4スプロケット64と第3ギヤ26の間のフィーダ本体21bに回転可能に設けられている。第4ギヤ27は、第3スプロケットギヤ63b、第4スプロケットギヤ64b、および第3内側ギヤ26bと噛合している。このような構成によって、第2モータ23の回転が減速されて第3スプロケット63および第4スプロケット64に伝達されて、第3スプロケット63および第4スプロケット64が同期して回転する。
下流側押さえ部材33は、ブロック状であり、レール38後部の上方に、フィーダ本体21bの挿入部21dに設けられている。下流側押さえ部材33は、フィーダ本体21bに取り付けられた第1支持部材30−1および第2支持部材30−2に、シャフト34−1を介して、上下方向移動可能に取り付けられている。シャフト34−1には、下流側押さえ部材33を下方に付勢するコイルスプリング35−1が取り付けられている。下流側押さえ部材33の前方には、第3スプロケット63上においてレール38と当接する押さえ部33dが形成されている。このような構成によって、押さえ部33dは、レール38から離接する。図5に示すように、押さえ部33dの後端下部には、侵入部33bが切欠形成されている。
上流側押さえ部材32は、ブロック状であり、レール38の後部上面に沿って設けられている。上流側押さえ部材32は、下流側押さえ部材33の後部から下方に、シャフト34−2を介して、上下方向移動可能に取り付けられている。上流側押さえ部材32は、押さえ部33dの後方に隣接している。シャフト34−2には、上流側押さえ部材32を下方に付勢するコイルスプリング35−2が取り付けられている。このような構成によって、上流側押さえ部材32は、レール38から離接する。上流側押さえ部材32の後端の下部には、テープ挿入部32aが切欠形成されている。
図5に示すように、ストッパー部材31は、ブロック状であり、上流側押さえ部材32の下流側に隣接して設けられている。ストッパー部材31は、その中間部分に形成された軸支部31bが下流側押さえ部材33に軸支されて、揺動可能となっている。ストッパー部材31の軸支部31bよりも前方の下部は、下方に突出形成された当接部31aが形成されている。ストッパー部材31の下部の後端は、停止部31cとなっている。
下流側押さえ部材33には、ストッパー部材31を、当接部31aがレール38に近接する方向に付勢するスプリング36が取り付けられている。図5に示すように、搬送方向に関し、下流側押さえ部材33の前端とストッパー部材31の後端との間に、第4スプロケット64の頂部が位置している。
図4に示すように、浮上防止部材28は、板状であり、第3スプロケット63と第2スプロケット62の間のレール38上に沿って設けられている。浮上防止部材28の前端には、軸支部28aが形成され、この軸支部28aが、フィーダ本体21bに設けられた軸部21cに軸支されて、浮上防止部材28が揺動可能にフィーダ本体21bに取り付けられている。浮上防止部材28の後端には、上方に曲げられた案内部28bが形成されている。トーションスプリング29は、浮上防止部材28の上方のフィーダ本体21bに取り付けられ、浮上防止部材28を下方に付勢している。このトーションスプリング29によって、浮上防止部材28の下面は、レール38の上面に密接されている。
なお、第2スプロケット62と第3スプロケット63の間のレール38上には、空間38cが形成されている。
制御部39は、フィーダ21を制御するものであり、第1モータ22および第2モータ23の回転を制御する。制御部39は、マイクロプロセッサや、モータ22、23に駆動電流を供給するドライバを有している。
第3スプロケット63の下流側(フィーダ21の後端部側)のフィーダ本体21bには、キャリアテープ900の有無を検知し、その検知信号を制御部39に出力する第1センサ65が設けられている。第1センサ65は、第1キャリアテープ900Aと第2キャリアテープ900Bとの境界部分を検知するセンサである。第2スプロケット62の上流側(フィーダ21の前端部側)のフィーダ本体21bには、キャリアテープ900の有無を検知し、その検知信号を制御部39に出力する第2センサ66が設けられている。
また、フィーダ21の後部には、フィーダ21内に挿入されたキャリアテープ900の移動を検出するテープ移動検知部としてのテープ移動検知センサ90が配設されている。
フィーダ21が、部品供給部20のスロット20aに装着されると、通信コネクタ80(図7参照)を介して部品実装機100の本体側からフィーダ21側に電力が供給されるとともに、フィーダID等の必要な情報がフィーダ21側から部品実装機100の制御装置200に送信される。これにより、フィーダ21のシリアルIDに基づいて、フィーダ21に挿入されたキャリアテープ900によって送られる部品の情報が取得され、制御装置200に記憶される。
次に、フィーダ21の動作について説明する。作業者は、キャリアテープ900を、図4に示すテープ挿入部32aとレール38の後端との間に挿入する。すると、挿入されたキャリアテープ900の先端部に形成された係合穴901bに第4係合突起64aが係合して、当該キャリアテープ900が第4スプロケット64により第3スプロケット63に搬送される。第4係合突起64aは、第4スプロケット64の外周の一部にしか形成されていないので、キャリアテープ900の係合穴901bに第4係合突起64aが係合すると、当該キャリアテープ900は間欠的に第3スプロケット63側に移動する。このため、キャリアテープ900が急激に、第3スプロケット63側に引き込まれることがない。
第4スプロケット64によって搬送されるキャリアテープ900の先端は、侵入部33bから、押さえ部33dの下方に侵入する。そして、キャリアテープ900に形成された係合穴901bが第3係合突起63aと係合すると、第3スプロケット63によってキャリアテープ900が第2スプロケット62側に搬送される。第3スプロケット63の外周には、全周にわたって第3係合突起63aが形成されているので、短時間でキャリアテープ900が第2スプロケット62側に搬送される。なお、キャリアテープ900は、押さえ部33dにより、係合穴901bと第3係合突起36aとの係合が外れないように、上方から押し付けられる。
さらに、キャリアテープ900の先端は、案内部28bとレール38の間から、浮上防止部材28の下方に侵入する。キャリアテープ900の先端は、浮上防止部材28によってレール38からの浮き上がりが抑制され、第2スプロケット62に向けて搬送される。
第2センサ66が、第3スプロケット63によって搬送されたキャリアテープ900の先端を検出すると、第1モータ22および第2モータ23は、スプロケット61〜64を部品のピッチ間隔で間欠的に回転させる。キャリアテープ900に形成された係合穴901bが第2係合突起62aに係合すると、第2スプロケット62によってキャリアテープ900がテープ剥離装置70に送られ、テープ剥離装置70によってキャリアテープ900からカバーテープ902が剥離される。そして、キャリアテープ900に形成された係合穴901bが第1係合突起61aに係合すると、第1スプロケット61によってキャリアテープ900に収納された部品が順次部品取出位置21aに位置決めされる。
第1キャリアテープ900Aが、フィーダ21によって搬送されている場合には、図5に示すように、第1キャリアテープ900Aが当接部31aを押圧して、ストッパー部材31がスプリング36の付勢力に抗して停止部31cがレール38に近接する方向に揺動され、ストッパー部材31の後下端が第1キャリアテープ900Aの上面と接触する。
従って、その状態で、作業者によって、第2キャリアテープ900Bが、テープ挿入部32aと第1キャリアテープ900Aとの間に挿入されると、図5に示すように、第2キャリアテープ900Bの先端がストッパー部材31の停止部31cに当接する。これにより、第2キャリアテープ900Bの下流への搬送が阻止され、その位置で第2キャリアテープ900Bは待機する。
なお、このとき、第1キャリアテープ900Aは、前方側のリール810に巻回され、第2キャリアテープ900Bは、後方側のリール820に巻回されている。
第1キャリアテープ900Aの後端が第2キャリアテープ900Bの先端よりも下流側に搬送されると、図6に示すように、第2キャリアテープ900Bに形成された係合穴901bが第4係合突起64aと係合する。さらに、第1キャリアテープ900Aの後端がストッパー部材31を通過すると、スプリング36の付勢力によってストッパー部材31が揺動され、第2キャリアテープ900Bの搬送阻止が解除される。
これにより、第2キャリアテープ900Bは、第4スプロケット64によって侵入部33bから、押さえ部33dの下方に侵入する。そして、第2キャリアテープ900Bに形成された係合穴901bが第3係合突起63aと係合され、第3スプロケット63によって第2キャリアテープ900Bが、第2スプロケット62に向けて搬送される。
なお、第2キャリアテープ900Bの先端が当接部31aを押し上げると、前述したように、ストッパー部材31がスプリング36の付勢力に抗して再び揺動され、ストッパー部材31によって新たなキャリアテープ900の侵入を阻止する。
第1キャリアテープ900Aより全ての部品が取り出されると、使用済みのリール810が、リール保持部50より除去される。
なお、フィーダ21に新たにキャリアテープ900を挿入する場合には、現在使用中のキャリアテープ900(第1キャリアテープ900A)を巻回したリール810と、新たに挿入するキャリアテープ900(第2キャリアテープ900B)を巻回したリール810とに貼られたバーコードをバーコードリーダによりそれぞれ読み取り、各リールに収納された部品のシリアルIDを部品実装機100の制御装置200にそれぞれ送信して、正しい部品を収納したキャリアテープであるかどうかをチェックする、いわゆるベリファイが実行される。
次に、フィーダ21内に1つのキャリアテープ900が存在しているのか、2つのキャリアテープ900が存在しているのかを検出するテープ検出動作を、図8の動作説明図と、制御装置200によって実行される図9のフローチャートとに基づいて説明する。
キャリアテープ900を挿入したフィーダ21が、部品供給部20の所定のスロット20aに装着される(ステップS1)と、制御装置200のモータ制御部200aによって、図4に示す第2モータ23に回転が指令されるとともに、第1モータ22が静止状態に保持される(ステップS2)。第2モータ23の回転により、第2ドライブギヤ23b、第3外側ギヤ26a、第3内側ギヤ26b、第4ギヤ27、第3スプロケットギヤ63bおよび第4スプロケットギヤ64bを介してスプロケット63、64が、図8の反時計回りに回転されんとする。
この際、図8(A)に示すように、フィーダ21内に1つのキャリアテープ900しか存在しない場合には、その1つのキャリアテープ900が、前部側スプロケット(第1および第2スプロケット)61、62と、後部側スプロケット(第3および第4スプロケット)63、64とに同時に係合されているため、後部側スプロケット63、64によって、キャリアテープ900を後方に移動させようとしても、前部側スプロケット61、62によって、キャリアテープ900の移動が阻止され、キャリアテープ900は移動することができない。
これに対して、図8(B)に示すように、フィーダ21内に2つのキャリアテープ900が存在している場合には、一方のキャリアテープ(フィーダ21の前部に残存するキャリアテープ)900が、前部側スプロケット61、62に係合され、他方のキャリアテープ900が、後部側スプロケット63、64に係合されているため、第2モータ23に回転指令が与えられると、後部側スプロケット63、64によって、キャリアテープ900が後方に移動される。
キャリアテープ900の移動は、テープ移動検知センサ90(図4参照)によって検知される。テープ移動検知センサ90の動作信号は、制御装置200に送信され、テープ移動検知センサ90の動作状態に基づいて、キャリアテープ900の移動の有無が判断される(ステップS3)。
そして、キャリアテープ900が移動したと判断された場合(判断結果がYESの場合)には、フィーダ21内に2つのキャリアテープ900が存在していると認識される(ステップS4)。すなわち、この場合には、挿入されたキャリアテープ900に収納された部品とは異なる部品を収納したキャリアテープ900が、フィーダ21の前部に残存している可能性が高いため、報知装置である警報ランプあるいは警報ブザー等によってオペレータに報知し、フィーダ21内に残存するキャリアテープ900を排除する等の異常措置を講ずる(ステップS5)。
一方、キャリアテープ900が移動していないと判断された場合(判断結果がNOの場合)には、フィーダ21内に1つのキャリアテープ900が存在していると認識され(ステップS6)、この場合には、正常として、部品実装機の作動が続行される(ステップS7)。
テープ移動検知センサ90としては、キャリアテープ900の移動を直接検出するものの他、後部側スプロケット63、64(あるいは前端側スプロケット61、62)の回転を検出するものであってもよい。
上記した実施の形態によれば、第1モータ22を静止した状態で、第2モータ23を回転させ、このとき、キャリアテープ900が移動したか否かをテープ移動検知部90によって検知するようにしたので、テープ移動検知部90によるキャリアテープ900の移動の有無の検知によって、フィーダ21内に2つのキャリアテープ900が存在していることを確実に検出することができる。
しかも、既存の設備を利用して、フィーダ21内に2つのキャリアテープ900が存在していることを検出できるので、特別な構成を付加する必要がなく、フィーダ21内に2つのキャリアテープ900が存在していることを容易に検出することが可能となる。
上記した実施の形態においては、前部側スプロケット(第1および第2スプロケット61、62)と後部側スプロケット(第3および第4スプロケット63、64)を、それぞれ2つずつのスプロケットによって構成した例について述べたが、前部側スプロケットと後部側スプロケットは、それぞれ少なくとも1つのスプロケットによって構成することもできる。
なお、テープ移動検知センサ90は、第1キャリアテープ900Aと第2キャリアテープ900Bとの境界部分を検知する第1センサ65と兼用することも可能であり、実施の形態のものに限定されるものではない。
斯様に、本発明は上記した実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得るものである。