JP6692201B2

JP6692201B2 - 部品供給装置

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Publication number: JP6692201B2
Application number: JP2016073369A
Authority: JP
Inventors: 寿人澤浪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2020-05-13
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: JP2017183674A

Description

本発明は、ばら積みの部品を整列させて部品装着装置に供給するばら部品供給装置に関する。

従来より、基板に部品を装着する装着装置に取り付けられ、ばら積みの部品を整列させて装着装置に供給するばら部品供給装置が知られている（特許文献１参照）。このようなばら部品供給装置は、複数の部品をばら積みの状態で収容する部品収容部と、部品を部品装着装置に供給するために部品を整列搬送する部品通路とを備えている。そして、部位品供給通路の先端が吸着位置になっており、部品が吸着位置に到着したことを検出すると部品装着装置の装着ヘッドが部品を取り出す。部品が取り出されると次の部品が吸着位置へと送られる。

特開２０１２−８４７１８号公報

しかしながら、上述のように従来のばら部品供給装置では、部品を装着ヘッドが取り出す毎に次の部品を吸着位置へと搬送していたため、１つの部品を取り出してから次の部品を取り出すまでに待ち時間が発生していた。ここで、部品を取り出すための吸着ノズルを１つだけ備える装着ヘッドによって部品装着作業を行う場合であれば、装着ヘッドが部品を取り出し、その後基板上へ部品を装着して戻ってくるまでの間に、次の部品が吸着位置に到着すると考えられるため影響は小さい。しかし、部品の装着作業の効率を向上させるため、装着ヘッドには複数の吸着ノズルが設けられることが一般的であり、そのような場合では、１つの吸着ノズルが部品を取り出した後に、装着ヘッド側では次の吸着ノズルが部品を取り出す準備が完了しているにもかかわらず、部品供給装置側では部品が吸着位置に到着していないため待ち時間が発生してしまう。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、部品の装着作業の作業効率を向上させることが可能なばら部品供給装置を提供することを主目的とする。

本発明のばら部品供給装置は、
基板を搬送する基板搬送装置を有して前記基板搬送装置によって搬送された基板に部品を装着する部品装着装置に前記部品を供給するばら部品供給装置であって、
複数の前記部品をばら積みの状態で収容する部品収容部と、
前記部品収容部に接続され、前記部品を基板搬送方向と直交する方向に整列搬送する部品通路と、
前記部品通路の先端部に設けられ、前記部品通路から搬送された前記部品を前記基板搬送方向に複数整列させて前記部品装着装置に供給する部品供給部と、を備えたものである。

このばら部品供給装置では、部品装着装置に部品を供給する部品供給部において、部品通路から搬送された部品を予め複数整列させておくため、複数の部品を短い間隔で取り出す際の装着ヘッドの待ち時間を低減して部品装着作業の作業効率を向上させることができる。しかも、部品を基板の搬送方向に複数整列させるので、基板搬送方向と直行する方向の装着ヘッドの移動ストロークを少なくすることができる。

本発明のばら部品供給装置において、前記部品通路は、前記部品の長手方向が前記基板搬送方向と直交する方向に前記部品を整列搬送するように構成され、前記部品供給部は、一端が前記部品通路と連通するとともに基板搬送方向に延びる溝部を有し、さらに、前記部品の長手方向が前記基板搬送方向と直交する状態のまま、前記部品通路から送り込まれた前記部品を前記溝部の前記一端より前記溝部の他端に向かって整列搬送するように構成されるようにしてもよい。こうすれば、部品供給部において、部品の長手方向が基板搬送方向と直交する状態で、基板搬送方向に複数の部品を整列させるので、部品の配列ピッチを小さくすることができる。これにより、部品供給部の基板搬送方向の長さを短くすることができるとともに、装着ヘッドの種類によっては、装着ヘッドが連続で部品を取り出す際の移動距離を短くすることができる。

本発明のばら部品供給装置において、前記部品通路は、前記部品の長手方向が前記基板搬送方向と直交する方向に前記部品を整列搬送するように構成され、前記部品供給部は、複数の部品を整列状態で収容可能な溝部と、回転機構とを有し、前記回転機構により、前記溝部の一端が前記部品通路と連通するとともに前記溝部の延びる方向が前記基板搬送方向と直交する方向となる位置と、前記溝部の延びる方向が前記基板搬送方向となる位置とに回転可能とされるようにしてもよい。こうすれば、部品供給部の溝部の一端が部品通路と連通する際は溝部の延びる方向が部品通路の部品の搬送方向と同じになるので、部品通路から部品供給部に迅速に部品を送り込むことができる。また、装着ヘッドが部品を取り出す際に部品供給部を回転させて溝部の延びる方向が基板搬送方向となるようにすれば、基板搬送方向と直行する方向の装着ヘッドの移動ストロークを少なくすることができる。

本発明のばら部品供給装置において、さらに、前記基板搬送方向に複数整列させた前記部品の配列ピッチ情報を記憶する記憶手段を備えるようにしてもよい。こうすれば、部品装着装置がばら部品供給装置の記憶手段に記憶された部品の配列ピッチ情報を取得することにより、装着ヘッドが部品を取り出す際の装着ヘッドの移動ピッチを、作業者の入力によらず自動で設定する運用が可能になる。特にばら部品供給装置においては、部品の種類毎に専用で設計されることが多いため、部品供給装置毎に配列ピッチを記憶させておく意義が大きい。

部品装着装置１０の説明図。ばら部品供給装置１００の説明図。部品供給部１３０の説明図。制御装置６０の電気的接続を示すブロック図。部品供給部１３０に部品が送り込まれるときの説明図。部品供給部１３０への部品のストックが完了したときの説明図。他の実施例の部品供給部１３０の説明図。他の実施例の部品供給部１３０への部品のストックが完了したときの説明図。

本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。図１は部品装着装置１０の構成の概略を示す構成図である。なお、本実施形態は、図１の左右方向がＸ軸方向であり、前後方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。

部品装着装置１０は、図１に示すように、基板Ｓを搬送する基板搬送装置１８と、部品を採取する採取部２１と、リール部品を供給するリール部品供給装置５６と、ばら部品を供給するばら部品供給装置１００と、部品装着装置１０を制御する制御装置６０を備えている。搬送部１８は、図１の前後に間隔を開けて設けられ左右方向に延びる支持板２０，２０と、両支持板２０，２０の互いに対向する面に設けられたコンベアベルト２２，２２とを備えている。コンベアベルト２２，２２は、支持板２０，２０の左右に設けられた駆動輪及び従動輪に無端状となるように架け渡されている。基板Ｓは、一対のコンベアベルト２２，２２の上面に乗せられて左から右へと搬送される。この基板Ｓは、多数立設された支持ピン２３によってその裏面側から支持される。

採取部２１は、装着ヘッド２４、Ｘ軸スライダ２６、Ｙ軸スライダ３０などを備えている。装着ヘッド２４は、Ｘ軸スライダ２６の前面に取り付けられている。Ｘ軸スライダ２６は、前後方向にスライド可能なＹ軸スライダ３０の前面に、左右方向にスライド可能となるように取り付けられている。Ｙ軸スライダ３０は、前後方向に延びる左右一対のガイドレール３２，３２にスライド可能に取り付けられている。なお、ガイドレール３２，３２は、部品装着装置１０の内部に固定されている。Ｙ軸スライダ３０の前面には、左右方向に延びる上下一対のガイドレール２８，２８が設けられ、このガイドレール２８，２８にＸ軸スライダ２６が左右方向にスライド可能に取り付けられている。装着ヘッド２４は、Ｘ軸スライダ２６が左右方向に移動するのに伴って左右方向に移動し、Ｙ軸スライダ３０が前後方向に移動するのに伴って前後方向に移動する。なお、各スライダ２６，３０は、それぞれ図示しない駆動モータにより駆動される。

装着ヘッド２４は、部品を吸着する複数のノズル４０を昇降可能に支持するノズル保持部４２を備えている。ノズル保持部４２はＺ軸と平行な軸線周りに回転可能に構成されている。本実施形態において装着ヘッド２４は、８本のノズル４０を備えている。ノズル４０は、圧力を利用して、ノズル先端に部品を吸着したり、ノズル先端に吸着している部品を放したりするものである。このノズル４０は、Ｚ軸モータ４５を駆動源とするホルダ昇降装置によって、ノズル保持部４２の回転位相の特定の位相に位置してホルダ昇降装置と係合するノズル４０がＸ軸およびＹ軸方向と直交するＺ軸方向（上下方向）に昇降される。なお、部品を保持したり保持解除したりする部品保持部材は、ここでは部品を吸着したり吸着解除したりするノズル４０として説明するが、特にこれに限定されず、例えばメカニカルチャックとしてもよい。

リール部品供給装置５６は、部品が格納されたテープが巻き付けられているリール５７を備え、部品装着装置１０の前側に設けられた部品供給装置取付ベース９０に着脱可能に取り付けられている。このテープは、リール５７から巻きほどかれ、フィーダ部５８により、装着ヘッド２４により採取される採取位置に送り出される。パーツカメラ５４は、搬送部１８の前側の支持板２０の前方に配置されている。このパーツカメラ５４の撮像範囲は、パーツカメラ５４の上方である。パーツカメラ５４は、部品を吸着したノズル４０がパーツカメラ５４の上方を通過する際、ノズル４０に吸着された部品の状態を撮影し、その画像を制御装置６０へ出力する。

ばら部品供給装置１００は、図１に示すように、リール部品供給装置５６と同様に部品供給装置取付ベース９０に着脱可能に取り付けられている。図２に示すように、ばら部品供給装置１００は、複数の部品をばら積みの状態で収容する部品収容部１１０と、部品を整列搬送する部品通路１２０と、部品通路１２０から搬送された部品を装着ヘッド２４が取り出し可能なように左右方向に複数整列させる部品供給部１３０とを備えている。また、ばら部品供給装置１００は、部品供給部１３０に整列される部品の配列ピッチ情報および部品の取出基準位置情報を記憶する記憶手段を備える。ばら部品供給装置１００は、部品供給装置取付ベース９０に取り付けられた状態では、部品供給部１３０が部品装着装置１０のカバー９１の内側に位置し、部品収容部１１０がカバーの外側に位置している。部品収容部１１０は、ボウル１１１とボウル１１１の下方に設けられた振動部１１２とを備える。ボウル１１１の内面にはらせん状の第１搬送路１１３が形成されている。部品通路１２０には、部品の幅と略同一で部品よりも大きい幅の第２搬送路１２１が形成されており、部品の長手方向が前後方向になるように部品を整列搬送する。部品通路１２０は部品収容部１１０に接続されており、具体的には第１搬送路１１３の終端部において第２搬送路１２１の入口端と接続されている。部品供給部１３０は、部品通路１２０の先端部に設けられ部品通路１２０から搬送された部品を左右方向に複数整列させて部品装着装置１０に供給する。図３に示すように、部品供給部１３０は、一端部において第２搬送路１２１と連通する導入口１３１と、導入口１３１から左方向に延びて複数の部品（本実施形態においては８個）をストック可能な溝部１３２を有している。部品供給部１３０は左右方向の長さがボウル１１１の左右方向の長さよりも短く、且つばら部品供給装置１００を部品供給装置取付ベース９０に取り付けた状態でボウル１１１の左右方向の範囲内に納まる位置関係となっている。これにより、ボウル１１１の側面に近接してリール部品供給装置５６をばら部品供給装置１００に併設することができる。溝部１３２の溝幅は部品の長手方向の長さと略同一で部品の長さよりも大きくなっている。さらに、部品供給部１３０は、導入口１３１側の端部に位置する部品を検出する第１検出センサ１３３と、導入口１３１とは反対側の端部に位置する部品を検出する第２検出センサ１３４とを備えている。また、部品供給部１３０は、部品導入口１３１に送り込まれた部品を左方向に搬送する図示しない部品供給部用搬送手段を備えている。なお、搬送手段としては振動を利用した方式やエアを利用した方式等が適用できる。

制御装置６０は、図４に示すように、ＣＰＵ６１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ６２、各種データを記憶するＨＤＤ６３、作業領域として用いられるＲＡＭ６４、外部装置と電気信号のやり取りを行うための入出力インタフェース６５などを備えており、これらはバス６６を介して接続されている。この制御装置６０は、搬送部１８、採取部２１、パーツカメラ５４、リール部品供給装置５６、ばら部品供給装置１００などと双方向通信可能に接続されている。なお、各スライダ２６，３０には図示しない位置センサが装備されており、制御装置６０はそれらの位置センサからの位置情報を入力しつつ、各スライダ２６，３０の駆動モータを制御する。

次に、こうして構成された本実施形態の部品装着装置１０及びばら部品供給装置１００の動作について説明する。部品装着装置１０による基板Ｓの生産が開始されると、ばら部品供給装置１００は部品の供給作業を開始する。部品の供給作業が開始されると振動部１１２がボウル１１１を振動させる。この振動により、ボウル１１１にばら積みの状態で収容されている部品は、第１搬送路１１３に沿って整列させられながら部品通路１２０に向けて搬送される。なお、このとき、部品の長手方向が部品の進行方向と平行になるように整列させられる。その後、図５に示すように、部品が第１搬送路１１３から部品通路１２０の第２搬送路１２１に乗り移り、図示しない部品通路用搬送手段によって、部品は第２搬送路１２１上を部品の長手方向が基板搬送方向と直交する方向に部品供給部１３０へ整列搬送される。なお、部品供給部用搬送手段部品は、部品供給部１３０の溝部１３２の導入口１３１側の端部に到着したことを第１検出センサ１３３が検出すると搬送動作を開始する。部品供給部用搬送手段によって部品が溝部１３２の導入口１３１とは反対側の端部に向かって搬送されるが、このとき部品は部品の長手方向が前記基板搬送方向と直交する姿勢で搬送される。図６に示すように溝部１３２の導入口１３１側の端部まで８個の部品がストックされると第１検出センサ１３３および第２検出センサ１３４がＯＮし続けるので、そのような状態が検出されると、部品供給部用搬送手段の搬送動作が停止させられるとともに装着ヘッド２４による部品の取出しが行われる。装着ヘッド２４による部品の取出しに際しては、部品装着装置１０はばら部品供給装置１００の記憶手段から配列ピッチ情報および部品の取出基準位置情報を取得して利用する。なお、取出基準位置情報は、１番目に取り出す部品の位置を示す情報である。取得した取出基準位置情報に基づき、溝部１３２の導入口１３１側の端部に位置する部品の位置に装着ヘッド２４を移動し、１番目のノズル４０により部品を取り出す。次に、配列ピッチ情報に基づき、配列ピッチ分装着ヘッド２４を移動し、２番目のノズル４０により部品を取り出す。同様に８番目のノズル４０まで部品を取り出し終えたら、装着ヘッド２４を基板Ｓ上に移動し、基板Ｓに部品を装着する。装着ヘッド２４が基板Ｓに部品を装着している間に、ばら部品供給装置１００は、上述と同様の動作を行い、部品供給部１３０に８個の部品をストックする。

以上説明した本実施形態のばら部品供給装置１００によれば、部品供給部１３０において、部品通路１２０から搬送された部品を予め複数整列させてストックしておくため、複数の部品を短い間隔で取り出す際の装着ヘッド２４の待ち時間を低減して部品装着作業の作業効率を向上させることができる。また、装着ヘッド２４が基板Ｓへの部品の装着作業を行っている時間を利用して部品供給部１３０に部品をストックするので、装着ヘッド２４の待ち時間を低減することができる。さらに、部品を基板Ｓの搬送方向に複数整列させるので、基板搬送方向と直行する方向の装着ヘッド２４の移動ストロークを少なくすることができる。

また、部品供給部１３０において、部品の長手方向が基板搬送方向と直交する状態で、基板搬送方向に複数の部品を整列させるので、部品の配列ピッチを小さくすることができる。これにより、部品供給部１３０の基板搬送方向の長さを短くすることができる。また、例えば本実施形態の装着ヘッド２４のように、装着ヘッド２４上の一定の位置でノズル４０が部品の取り出しを行うような装着ヘッド２４では、装着ヘッド２４が連続で部品を取り出す際の移動距離を短くすることができる。

また、ばら部品供給手段が部品の配列ピッチ情報や取出基準位置情報を記憶する記憶手段を備えているので、部品装着装置１０がばら部品供給装置１００から部品の配列ピッチ情報を取得することにより、装着ヘッド２４が部品を取り出す際の装着ヘッド２４の移動ピッチや取出基準位置を、作業者の入力によらず自動で設定する運用が可能になる。特にばら部品供給装置１００においては、部品の種類毎に専用で設計されることが多いため、部品供給装置毎に配列ピッチを記憶させておく意義が大きい。なお、ばら部品供給装置１００において、部品の種類に関らず１番目の部品の取り出し位置を一定の位置にするようにしてもよい。この場合、取出基準位置情報は必須ではない。

本発明は上述した実施形態に限定されること無く、種々の態様で実施し得る。例えば、図７、図８に示すように部品供給部１３０が回転機構を有し、回転機構により、溝部１３２の一端が部品通路１２０と連通するとともに溝部１３２の延びる方向が基板搬送方向と直交する方向となる位置と、溝部１３２の延びる方向が基板搬送方向となる位置とに回転可能となるように構成してもよい。この実施形態では、図７に示すように第１検出センサ１３３および第２検出センサ１３４により８個の部品が部品供給部１３０にストックされたことを検出すると、部品供給部用搬送手段の搬送動作が停止させられる。その後、図８に示すように、第１ストッパおよび第２ストッパにより部品通路１２０の端部の部品と部品供給部１３０の端部の部品が固定された後、回転機構により溝部１３２の延びる方向が基板搬送方向となるように部品供給部１３０が回転させられる。その後、第２ストッパを解除するとともに、第２ストッパ側の端部の部品が脱落しないよう、図示しない規制手段によって部品の左方への移動を規制する。この状態になったら、上述の実施形態と同様に装着ヘッド２４が部品の取り出し作業を行う。この実施形態によれば、部品供給部１３０の溝部１３２の一端が部品通路１２０と連通する際は溝部１３２の延びる方向が部品通路１２０の部品の搬送方向と同じになるので、部品通路１２０から部品供給部１３０に迅速に部品を送り込むことができる。また、装着ヘッド２４が部品を取り出す際に部品供給部１３０を回転させて溝部１３２の延びる方向が基板搬送方向となるようにすれば、基板搬送方向と直行する方向の装着ヘッド２４の移動ストロークを少なくすることができる。

上述の実施形態においては、部品供給部１３０における部品のストック数が固定されていたが、部品のサイズや装着ヘッド２４のノズル数に合わせて部品のストック数を変更可能にしてもよい。具体的には、部品供給部１３０の溝部１３２の長さを調整可能な構成として、部品のストック数を変更可能にしてもよいし、部品供給部１３０を交換可能な構成として、部品のストック数を変更可能にしてもよい。

１０部品装着装置、１８基板搬送装置、２０支持板、２１採取部、２２コンベアベルト、２３支持ピン、２４装着ヘッド、２６Ｘ軸スライダ、２８ガイドレール、３０Ｙ軸スライダ、３２ガイドレール、４０ノズル、４２ノズル保持部、４５Ｚ軸モータ、５４パーツカメラ、５６リール部品供給装置、５７リール、５８フィーダ部、６０制御装置、６１ＣＰＵ、６２ＲＯＭ、６３ＨＤＤ、６４ＲＡＭ、６５入出力インタフェース、６６バス、９０部品供給装置取付ベース、９１カバー、１００ばら部品供給装置、１１０部品収容部、１１１ボウル、１１２振動部、１１３第１搬送路、１２０部品通路、１２１第２搬送路、１３０部品供給部、１３１導入口、１３２溝部、１３３第１検出センサ、１３４第２検出センサ、１３５第１ストッパ、１３６第２ストッパ、Ｓ基板。

Claims

基板を搬送する基板搬送装置を有して前記基板搬送装置によって搬送された基板に部品を装着する部品装着装置に前記部品を供給するばら部品供給装置であって、
複数の前記部品をばら積みの状態で収容する部品収容部と、
前記部品収容部に接続され、前記部品を基板搬送方向と直交する方向に整列搬送する部品通路と、
前記部品通路の先端部に設けられ、前記部品通路から搬送された前記部品を前記基板搬送方向に複数整列させて前記部品装着装置に供給する部品供給部と、
を備え、
前記部品供給部は、整列状態にある複数の前記部品の上方が開放されており、複数の前記部品の各々を取り出し可能なように構成されたばら部品供給装置。
基板を搬送する基板搬送装置を有して前記基板搬送装置によって搬送された基板に部品を装着する部品装着装置に前記部品を供給するばら部品供給装置であって、
複数の前記部品をばら積みの状態で収容する部品収容部と、
前記部品収容部に接続され、前記部品を基板搬送方向と直交する方向に整列搬送する部品通路と、
前記部品通路の先端部に設けられ、前記部品通路から搬送された前記部品を前記基板搬送方向に複数整列させて前記部品装着装置に供給する部品供給部と、
を備え、
前記部品通路は、前記部品の長手方向が前記基板搬送方向と直交する方向に前記部品を整列搬送するように構成され、
前記部品供給部は、一端が前記部品通路と連通するとともに基板搬送方向に延びる溝部を有し、さらに、前記部品の長手方向が前記基板搬送方向と直交する状態のまま、前記部品通路から送り込まれた前記部品を前記溝部の前記一端より前記溝部の他端に向かって整列搬送するように構成された、ばら部品供給装置。
基板を搬送する基板搬送装置を有して前記基板搬送装置によって搬送された基板に部品を装着する部品装着装置に前記部品を供給するばら部品供給装置であって、
複数の前記部品をばら積みの状態で収容する部品収容部と、
前記部品収容部に接続され、前記部品を基板搬送方向と直交する方向に整列搬送する部品通路と、
前記部品通路の先端部に設けられ、前記部品通路から搬送された前記部品を前記基板搬送方向に複数整列させて前記部品装着装置に供給する部品供給部と、
を備え、
前記部品通路は、前記部品の長手方向が前記基板搬送方向と直交する方向に前記部品を整列搬送するように構成され、
前記部品供給部は、複数の部品を整列状態で収容可能な溝部と、回転機構とを有し、前記回転機構により、前記溝部の一端が前記部品通路と連通するとともに前記溝部の延びる方向が前記基板搬送方向と直交する方向となる位置と、前記溝部の延びる方向が前記基板搬送方向となる位置とに回転可能とされた、ばら部品供給装置。
前記基板搬送方向に複数整列させた前記部品の配列ピッチ情報を記憶する記憶手段を備える、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のばら部品供給装置。