JP6778261B2 - 部品供給装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の部品を散在された状態で支持する部品支持部から部品を供給する部品供給装置に関するものである。
部品供給装置には、ホッパー等の部品収容器から部品支持部の上に部品が散在され、その散在された状態で部品を供給する装置が存在する。このような部品供給装置では、部品支持部の上に散在された部品が、吸着ノズル等により保持されるが、保持不能な姿勢で部品支持部の上に散在される場合もある。このような部品は、部品支持部の隣に配設された回収容器に、一旦、回収される。そして、その回収容器から部品収容器に戻され、再度、部品収容器から部品支持部の上に部品が散在される。下記特許文献には、このような部品供給装置の一例が記載されている。
国際公開第2015/097904号
上記特許文献に記載の技術によれば、回収容器に回収された部品が部品収容器に戻され、その部品収容器から、再度、部品支持部の上に部品が散在されることで、部品支持部の上での部品の姿勢が変更され、部品支持部の上から部品を保持することが可能となる。しかしながら、部品支持部の上から回収容器に部品を回収し、その回収された部品を部品収容器に戻し、そして、その部品収容器から、再度、部品支持部の上に部品を散在していては、サイクルタイムが長くなる。また、回収容器から部品収容器に部品が戻される際に、部品が部品収容器の外部に落下し、部品供給装置が異常停止する虞もある。このように、部品支持部に支持された部品を供給する部品供給装置には、改良の余地が多分に残されており、種々の改良を施すことで、部品供給装置の実用性は向上すると考えられる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い部品供給装置の提供を課題とする。
上記課題を解決するために、本発明に記載の部品供給装置は、複数の部品を散在させた状態で支持面において上からピックアップ可能に支持する部品支持部と、前記部品支持部の隣に配設され、前記支持面において支持された部品を自身の開口から回収するための回収容器と、前記支持面において支持された部品を前記回収容器の開口から前記回収容器の内部に回収する回収装置と、前記回収容器の開口を前記支持面に向けるように、前記回収容器の姿勢を変化させることで、前記回収容器の内部に回収された部品を前記支持面に散在させる容器姿勢変化装置とを備える。
本発明に記載の部品供給装置では、回収容器の開口を部品支持部の支持面に向けるように、回収容器の姿勢を変化させることで、回収容器の内部に回収された部品が部品支持部の支持面に散在される。これにより、回収容器に回収された部品を部品収容器に戻す必要が無くなり、回収容器から部品収容器に戻す際の部品の落下を無くすことが可能となる。また、回収容器から、直接、部品支持部に部品が散在されるため、サイクルタイムの短縮を図ることが可能となる。このため、本発明の部品供給装置によれば、部品供給装置の実用性が向上する。
部品実装機を示す斜視図である。 部品実装機の部品装着装置を示す斜視図である。 ばら部品供給装置を示す斜視図である。 部品供給ユニットを示す斜視図である。 部品供給ユニットを示す透過図である。 部品供給ユニットを示す透過図である。 部品散在装置を示す斜視図である。 部品散在装置を示す斜視図である。 部品散在装置を示す斜視図である。 部品散在装置を示す斜視図である。 部品散在装置を示す斜視図である。 部品保持ヘッドを示す斜視図である。 リード部品が収納された状態の部品受け部材を示す図である。 部品実装機の制御装置を示すブロック図である。 ステージの上にリード部品が散在された状態を示す図である。 部品供給ユニットを示す透過図である。
以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。
<部品実装機の構成>
図1に、部品実装機10を示す。部品実装機10は、回路基材12に対する部品の実装作業を実行するための装置である。部品実装機10は、装置本体20、基材搬送保持装置22、部品装着装置24、撮像装置26,28、部品供給装置30、ばら部品供給装置32、制御装置(図14参照)34を備えている。なお、回路基材12として、回路基板、三次元構造の基材等が挙げられ、回路基板として、プリント配線板、プリント回路板等が挙げられる。
装置本体20は、フレーム部40と、そのフレーム部40に上架されたビーム部42とによって構成されている。基材搬送保持装置22は、フレーム部40の前後方向の中央に配設されており、搬送装置50とクランプ装置52とを有している。搬送装置50は、回路基材12を搬送する装置であり、クランプ装置52は、回路基材12を保持する装置である。これにより、基材搬送保持装置22は、回路基材12を搬送するとともに、所定の位置において、回路基材12を固定的に保持する。なお、以下の説明において、回路基材12の搬送方向をX方向と称し、その方向に直角な水平の方向をY方向と称し、鉛直方向をZ方向と称する。つまり、部品実装機10の幅方向は、X方向であり、前後方向は、Y方向である。
部品装着装置24は、ビーム部42に配設されており、2台の作業ヘッド60,62と作業ヘッド移動装置64とを有している。各作業ヘッド60,62は、吸着ノズル(図2参照)66を有しており、吸着ノズル66によって部品を保持する。また、作業ヘッド移動装置64は、X方向移動装置68とY方向移動装置70とZ方向移動装置72とを有している。そして、X方向移動装置68とY方向移動装置70とによって、2台の作業ヘッド60,62は、一体的にフレーム部40上の任意の位置に移動させられる。また、各作業ヘッド60,62は、図2に示すように、スライダ74,76に着脱可能に装着されており、Z方向移動装置72は、スライダ74,76を個別に上下方向に移動させる。つまり、作業ヘッド60,62は、Z方向移動装置72によって、個別に上下方向に移動させられる。
撮像装置26は、下方を向いた状態でスライダ74に取り付けられており、作業ヘッド60とともに、X方向,Y方向およびZ方向に移動させられる。これにより、撮像装置26は、フレーム部40上の任意の位置を撮像する。撮像装置28は、図1に示すように、フレーム部40上の基材搬送保持装置22と部品供給装置30との間に、上を向いた状態で配設されている。これにより、撮像装置28は、作業ヘッド60,62の吸着ノズル66に保持された部品を撮像する。
部品供給装置30は、フレーム部40の前後方向での一方側の端部に配設されている。部品供給装置30は、トレイ型部品供給装置78とフィーダ型部品供給装置(図示省略)とを有している。トレイ型部品供給装置78は、トレイ上に載置された状態の部品を供給する装置である。フィーダ型部品供給装置は、テープフィーダ(図示省略)、スティックフィーダ(図示省略)によって部品を供給する装置である。
ばら部品供給装置32は、フレーム部40の前後方向での他方側の端部に配設されている。ばら部品供給装置32は、ばらばらに散在された状態の複数の部品を整列させて、整列させた状態で部品を供給する装置である。つまり、任意の姿勢の複数の部品を、所定の姿勢に整列させて、所定の姿勢の部品を供給する装置である。以下に、部品供給装置32の構成について詳しく説明する。なお、部品供給装置30および、ばら部品供給装置32によって供給される部品として、電子回路部品,太陽電池の構成部品,パワーモジュールの構成部品等が挙げられる。また、電子回路部品には、リードを有する部品,リードを有さない部品等が有る。
ばら部品供給装置32は、図3に示すように、本体80と、部品供給ユニット82と、撮像装置84と、部品引渡し装置86とを有している。
(a)部品供給ユニット
部品供給ユニット82は、部品供給器88と部品散在装置(図4参照)90と部品戻し装置(図5参照)92とを含み、それら部品供給器88と部品散在装置90と部品戻し装置92とが一体的に構成されたものである。部品供給ユニット82は、本体80のベース96に着脱可能に組み付けられており、ばら部品供給装置32では、5台の部品供給ユニット82が、X方向に1列に並んで配設されている。
(i)部品供給器
部品供給器88は、概して直方体の箱形状をなし、図4及び図5に示すように、Y方向に延びるように配設されている。なお、Y方向を部品供給器88の前後方向と記載し、図5での左方向を前方と、図5での右方向を後方と記載する場合がある。つまり、部品供給ユニット82において、部品戻し装置92が配設されている側に向かう方向を、前方と記載し、部品供給器88が配設されている側に向かう方向を、後方と記載する場合がある。
部品供給器88は、上面と前面とにおいて開口しており、部品供給器88の上面の開口の下方には、傾斜板104が配設されている。傾斜板104は、部品供給器88の後方側の端面から中央方向に向かって、部品供給器88の幅方向(X方向)の全体に配設されており、前方側の端部が下方に位置するように傾斜している。
また、傾斜板104の前方側には、図5に示すように、コンベア装置106が配設されている。コンベア装置106は、1対のローラ108,110とコンベアベルト112とを有している。1対のローラ108,110の各々は、部品供給器88の内部において、部品供給器88の幅方向に延びるように配設されており、部品供給器88の幅方向の全体に架け渡されている。また、ローラ108は、傾斜板104の前方側の端部、つまり、傾斜板104の最も下方に位置する端部とクリアランスのある状態で対向している。なお、傾斜板104の前方側の端部とローラ108とのクリアランスは、部品供給器88によって供給される部品より小さくされている。また、ローラ110は、ローラ108の前方側の斜め上方に配設されている。そして、コンベアベルト112が、1対のローラ108,110に巻き掛けられている。なお、コンベアベルト112は、幅広とされており、コンベアベルト112の幅方向の寸法は、部品供給器88の幅方向の内寸より僅かに小さくされている。
また、1対のローラ108,110は軸心周りに回転可能とされており、回転装置114の作動により制御可能に回転する。なお、各ローラ108,110の回転方向は、図5での反時計回りの方向とされている。これにより、コンベアベルト112が、1対のローラ108,110の間において、図5での反時計回りに回転する。つまり、コンベアベルト112による搬送方向は、傾斜板104の前端部から前方に向かって斜め上方とされている。なお、コンベアベルト112の表面、つまり、搬送面には、コンベアベルト112の幅方向に延びるように、複数の突起部115が形成されている。複数の突起部115は、コンベアベルト112の回転方向において一定の間隔で形成されており、その間隔は、部品供給器88によって供給される部品の長さ方向の寸法より長くされている。
また、コンベア装置106のローラ110の前方側の斜め上方には、ブラシ保持部116が配設されている。ブラシ保持部116は、部品供給器88の幅方向に延びるように配設されており、部品供給器88の幅方向の全体に架け渡されている。そして、そのブラシ保持部116の下端部には、コンベア装置106のローラ110に向かって延び出すように、幅広のブラシ118が取り付けられている。なお、ブラシ118の幅方向の寸法は、部品供給器88の幅方向の内寸より僅かに小さくされており、ローラ110に巻き掛けられているコンベアベルト112と、部品供給器88の幅方向の全体に渡って、クリアランスのある状態で対向している。なお、ブラシ118の先端と、ローラ110に巻き掛けられているコンベアベルト112とのクリアランスは、部品供給器88によって供給される部品の厚さ方向の寸法より長く、厚さ方向の寸法の2倍未満とされている。
また、コンベア装置106のローラ110の前方側の斜め下方には、傾斜板120が配設されている。傾斜板120は、部品供給器88の前方側の端面からローラ110の下方に向かって、部品供給器88の幅方向の全体に配設されており、後方側の端部が下方に位置するように傾斜している。さらに、その傾斜板120の下方にも、傾斜板122が配設されている。傾斜板122は、コンベア装置106の中央部の下方から部品供給器88の前方側の開口に向かって、部品供給器88の幅方向の全体に配設されており、前方側の端部が下方に位置するように傾斜している。なお、傾斜板122の後方側の端部は、傾斜板120の後方側の端部より後方に位置しており、その傾斜板122の後方側の端部は、上方に向かって直角に屈曲されている。また、傾斜板122の前方側の端部は、概して水平となるように後方に向かって屈曲されている。
なお、ベース96には、図4に示すように、1対のサイドフレーム部130が組み付けられている。1対のサイドフレーム部130は、対向した状態で互いに平行且つ、Y方向に延びるように立設されている。そして、1対のサイドフレーム部130の間の距離は、部品供給器88の幅方向の寸法より僅かに大きくされており、1対のサイドフレーム部130の間に、部品供給器88が着脱可能に装着されている。
(ii)部品散在装置
部品散在装置90は、部品支持部材150と部品支持部材移動装置152とを含む。部品支持部材150は、ステージ156と1対の側壁部158とによって構成されている。ステージ156は、概して長手形状の板形状をなし、1対のサイドフレーム部130の間に装着された部品供給器88の下方から前方に延び出すように、配設されている。なお、ステージ156の上面は、概して水平とされており、図5に示すように、部品供給器88の傾斜板122の屈曲された前方側の端部と僅かなクリアランスのある状態で配設されている。また、1対の側壁部158は、図4に示すように、ステージ156の長手方向の両側部に立設された状態で固定されており、各側壁部158の上端は、ステージ156の上面より上方に延び出している。
また、部品支持部材移動装置152は、図5に示すように、ガイドレール160とスライダ162とを含む。ガイドレール160は、部品支持部材150の下方において、ステージ156の長手方向に延びるように配設されている。スライダ162は、ガイドレール160にスライド可能に取り付けられており、電磁モータ(図14参照)166の作動により、任意の位置にスライドする。また、部品支持部材150のステージ156は、連結機構168を介してスライダ162に連結されている。これにより、部品支持部材150は、部品支持部材移動装置152の作動によりY方向に移動し、部品供給器88の下方に格納された格納状態(図6参照)と、部品供給器88の下方から露出した露出状態(図5参照)との間で移動する。
(iii)部品戻し装置
部品戻し装置92は、図5に示すように、部品回収容器180と容器搖動装置181とを含む。部品回収容器180は、図7乃至図10に示すように、1対の側壁面182と底面184と仕切面186とによって構成されている。なお、図9及び図10では、1対の側壁面182のうちの一方の側壁面182が取り外された状態の部品回収容器180が示されている。
1対の側壁面182の各々は、概して扇形状をなし、中心角を約90度とする円弧部188を有している。底面184は、側壁面182の円弧部188に沿って湾曲されており、底面184の湾曲された両縁部に、1対の側壁面182の円弧部188が固定されている。また、仕切面186は板状をなし、1対の側壁面182によって挟まれた状態で、湾曲された底面184の湾曲方向における中央部に立設されている。これにより、部品回収容器180の内部が、1対の側壁面182と底面184とによって区画され、その部品回収容器180の内部が、仕切面186によって仕切られている。
また、1対の側壁面182の間の距離は、部品支持部材150のステージ156の幅方向(X方向)の寸法より僅かに大きくされており、ステージ156の前方側の端部が、1対の側壁面182によって挟まれている。そして、部品回収容器180が、1対の側壁面182において、ステージ156の前方側の端部によって搖動可能に支持されている。詳しくは、ステージ156の前方側の端部には、ステージ156の幅方向に延びるように、貫通穴(図9及び図10参照)190が形成されている。また、側壁面182の円弧部188と反対側の中央部には、貫通穴190と同軸的に貫通穴(図7及び図8参照)192が形成されている。そして、1対の側壁面182の貫通穴192と、ステージ156の貫通穴190とに、揺動軸(図7及び図8参照)196が挿通されている。これにより、部品回収容器180が、1対の側壁面182において、ステージ156の前方側の端部によって搖動可能に支持される。
また、図7及び図8に示すように、部品回収容器180の側壁面182の円弧部188と反対側の縁部198は円弧形状とされている。そして、その縁部198は、ステージ156の側面に固定される側壁部158の前方側の端部と対向しており、その側壁部158の前方側の端部には、図11に示すように、側壁面182の縁部198と略同形状の円弧形状の凹部200が形成されている。なお、図11は、部品回収容器180が取り外された状態の部品支持部材150が示されている。そして、側壁面182の縁部198と側壁部158の凹部200とは、僅かなクリアランスのある状態で対向している。これにより、部品回収容器180は、部品支持部材150の側壁部158と干渉することなく搖動する。
なお、部品回収容器180の内部を仕切る仕切面186は、図9及び図10に示すように、ステージ156に形成された貫通穴190、つまり、部品回収容器180の搖動中心に向かって延び出している。このため、仕切面186の前方側の面と、底面184と、1対の側壁面182とによって区画される空間が、ステージ156の前方側の端部の側方で開口し、その空間が部品回収容器180の回収部202として機能する。
また、仕切面186は、部品回収容器180の搖動方向における接線に対して直角とされている。このため、仕切面186のステージ156に向かって延び出す側の端部と、部品回収容器180の搖動中心との間の距離は、部品回収容器180が搖動しても一定である。また、ステージ156の前方側の端面、つまり、貫通穴190が形成されている側の端面は、部品回収容器180の搖動方向に沿った形状の円弧面とされている。そして、その円弧面と、仕切面186のステージ156に向かって延び出す側の端部とは、僅かなクリアランスのある状態で対向している。このため、部品回収容器180が搖動している際に、ステージ156の円弧面と、仕切面186のステージ156に向かって延び出す側の端部との僅かなクリアランスは、一定の状態で維持される。
また、容器搖動装置181は、スライダ210とエアシリンダ212とカム機構214とを含む。スライダ210は、本体部220と連結部222とによって構成されている。スライダ210の本体部220は、部品支持部材移動装置152のガイドレール160にスライド可能に取り付けられている。そして、連結部222は、概してL字型をなし、前方に延び出すとともに、下方に延び出す姿勢で、本体部220の下端部に固定されている。
また、エアシリンダ212は、ピストンロッド226の先端部を後方に向けた状態でY方向に延びるように配設されており、ブラケット228を介して、部品支持部材移動装置152の連結機構168に固定されている。そして、ピストンロッド226の先端部がスライダ210の連結部222の下方に延び出す部分に固定されている。これにより、スライダ210及びエアシリンダ212は、ステージ156の移動に伴って、ステージ156と共にY方向に移動する。また、エアシリンダ212の作動によってエアシリンダ212が伸縮することで、スライダ210が、連結機構168に対して接近・離間する方向に移動する。なお、エアシリンダ212の作動に伴って、スライダ210が連結機構168に最も接近している際に、スライダ210はステージ156の下方に位置しており(図9参照)、スライダ210が連結機構168から最も離間している際に、スライダ210はステージ156の前方側の端部より僅かに前方側に位置している(図10参照)。
また、カム機構214は、図9及び図10に示すように、保持部材230と押部材232と1対のローラ234とを含む。保持部材230は、板状の部材の両端部を同じ方向に90度に屈曲させた形状をなし、その屈曲された両端部を前方に向けた状態で、スライダ210の本体部220の上端部に固定されている。そして、その保持部材230には、屈曲された両端部に上下方向に延びるように、1対のカム穴238が形成されている。
また、押部材232は、概して直方体形状をなし、押部材232の対向する1対の面に、1対のローラ234が同軸的に回転可能に配設されている。そして、それら1対のローラ234が1対のカム穴238に挿入された状態で、押部材232が、保持部材230の屈曲された両端部において保持されている。また、押部材232は、保持部材230の屈曲された両端部の間から部品回収容器180に向かって延び出しており、その部品回収容器180の1対の側壁面182によって固定的に挟持されている。このような構造により、エアシリンダ212の作動に伴ってスライダ210が移動することで、部品回収容器180が搖動する。
詳しくは、図7及び図9に示すように、エアシリンダ212が最も収縮した際に、スライダ210はステージ156の前方側の端部の下方に位置しており、カム機構214のローラ234はカム穴238の上端部において係合している。この際、押部材232は、概して水平な状態とされており、その押部材232が固定されている部品回収容器180は、回収部202の開口を上方に向けた回収姿勢とされる。なお、回収姿勢の部品回収容器180では、仕切面186が、回収部202の開口から底面184に向かって下降するように、約45度に傾斜している。
そして、エアシリンダ212が最も収縮した状態から伸長すると、スライダ210は連結機構168から離れる方向に移動し、スライダ210の移動に伴って、カム機構214の押部材232も連結機構168から離れる方向に移動する。これにより、部品回収容器180が、押部材232によって連結機構168から離れる方向に向かって押され、揺動を開始する。つまり、部品回収容器180の仕切面186の底面184側の端部が上昇し、回収部202の開口がステージ156の上面に向かって回動する。この際、押部材232は、部品回収容器180の搖動に伴って、部品回収容器180に固定されている側の端部が上昇し、傾斜する。このため、押部材232の部品回収容器180に固定されている側の端部と反対側の端部、つまり、ローラ234が配設されている側の端部が下降し、カム穴238の内部においてローラ234が下降する。なお、部品回収容器180の搖動に伴って、押部材232の部品回収容器180に固定されている側の端部が、部品回収容器180の搖動中心、つまり、揺動軸196の軸心の高さまで上昇すると、ローラ234がカム穴238の内部において最下端まで下降する。
続いて、エアシリンダ212が更に伸長すると、スライダ210及びカム機構214の押部材232が連結機構168から更に離れる方向に移動し、部品回収容器180が更に搖動する。この際、押部材232の部品回収容器180に固定されている側の端部が、部品回収容器180の搖動中心、つまり、揺動軸196の軸心の高さより上方に上昇し、ローラ234がカム穴238の内部において上昇する。そして、エアシリンダ212が最も伸長すると、図8及び図10に示すように、スライダ210はステージ156の前方側の端部より前方側に移動し、ローラ234はカム穴238の上端部まで上昇する。この際、押部材232は、概して鉛直な状態とされており、その押部材232が固定されている部品回収容器180は、回収部202の開口をステージ156の上面に向けた戻し姿勢とされる。なお、戻し姿勢の部品回収容器180では、仕切面186が、底面184から回収部202の開口に向かって下降するように、約45度に傾斜している。
(b)撮像装置
撮像装置84は、図3に示すように、カメラ290とカメラ移動装置292とを含む。カメラ移動装置292は、ガイドレール296とスライダ298とを含む。ガイドレール296は、部品供給器88の上方において、ばら部品供給装置32の幅方向(X方向)に延びるように、本体80に固定されている。スライダ298は、ガイドレール296にスライド可能に取り付けられており、電磁モータ(図14参照)299の作動により、任意の位置にスライドする。また、カメラ290は、下方を向いた状態でスライダ298に装着されている。
(c)部品引渡し装置
部品引渡し装置86は、図3に示すように、部品保持ヘッド移動装置300と部品保持ヘッド302と2台のシャトル装置304とを含む。
部品保持ヘッド移動装置300は、X方向移動装置310とY方向移動装置312とZ方向移動装置314とを含む。Y方向移動装置312は、X方向に延びるように、部品供給ユニット82の上方に配設されたYスライダ316を有しており、Yスライダ316は、電磁モータ(図14参照)319の駆動により、Y方向の任意の位置に移動する。X方向移動装置310は、Yスライダ316の側面に配設されたXスライダ320を有しており、Xスライダ320は、電磁モータ(図14参照)321の駆動により、X方向の任意の位置に移動する。Z方向移動装置314は、Xスライダ320の側面に配設されたZスライダ322を有しており、Zスライダ322は、電磁モータ(図14参照)323の駆動により、Z方向の任意の位置に移動する。
部品保持ヘッド302は、図12に示すように、ヘッド本体330と吸着ノズル332とノズル旋回装置334とノズル回転装置335とを含む。ヘッド本体330は、Zスライダ322と一体的に形成されている。吸着ノズル332は、部品を保持するものであり、ホルダ340の下端部に着脱可能に装着されている。ホルダ340は、支持軸344において屈曲可能とされており、ノズル旋回装置334の作動により、ホルダ340が上方向に90度屈曲する。これにより、ホルダ340の下端部に装着されている吸着ノズル332は、90度旋回し、旋回位置に位置する。つまり、吸着ノズル332は、ノズル旋回装置334の作動により、非旋回位置と旋回位置との間で旋回する。また、ノズル回転装置335は、吸着ノズル332をそれの軸心周りに回転させる。
また、2台のシャトル装置304の各々は、図3に示すように、部品キャリヤ388と部品キャリヤ移動装置390とを含み、部品供給ユニット82の前方側に横方向に並んで、本体80に固定されている。部品キャリヤ388には、5個の部品受け部材392が、横方向に一列に並んだ状態で装着されており、各部品受け部材392に、部品が載置される。
詳しくは、ばら部品供給装置32で供給される部品は、図13に示すように、リードを有する電子回路部品(以下、「リード部品」と略す場合がある)410であり、リード部品410は、ブロック状の部品本体412と、部品本体412の底面から突出する2本のリード414とから構成されている。また、部品受け部材392には、部品受容凹部416が形成されている。部品受容凹部416は、段付き形状の凹部であり、部品受け部材392の上面に開口する本体部受容凹部418と、その本体部受容凹部418の底面に開口するリード受容凹部420とから構成されている。そして、リード部品410は、リード414が下方を向く姿勢で、部品受容凹部416の内部に挿入される。これにより、リード414がリード受容凹部420に挿入されるとともに、部品本体412が本体部受容凹部418に挿入された状態で、リード部品410が部品受容凹部416の内部に載置される。
また、部品キャリヤ移動装置390は、図3に示すように、板状の長手部材であり、前後方向に延びるように、部品供給ユニット82の前方側に配設されている。部品キャリヤ移動装置390の上面には、部品キャリヤ388が前後方向にスライド可能に配設されており、電磁モータ(図14参照)430の駆動により、前後方向の任意の位置にスライドする。なお、部品キャリヤ388が、部品供給ユニット82に接近する方向にスライドした際には、部品保持ヘッド移動装置300による部品保持ヘッド302の移動範囲内に位置する部品受取位置までスライドする。一方、部品キャリヤ388が、部品供給ユニット82から離れる方向にスライドした際には、作業ヘッド移動装置64による作業ヘッド60,62の移動範囲内に位置する部品供給位置までスライドする。
また、制御装置34は、図14に示すように、統括制御装置450と、複数の個別制御装置(図では1つのみ図示されている)452と、画像処理装置454とを含む。統括制御装置450は、コンピュータを主体として構成されたものであり、基材搬送保持装置22,部品装着装置24,撮像装置26,撮像装置28,部品供給装置30,ばら部品供給装置32に接続されている。これにより、統括制御装置450は、基材搬送保持装置22,部品装着装置24,撮像装置26,撮像装置28,部品供給装置30,ばら部品供給装置32を統括して制御する。複数の個別制御装置452は、コンピュータを主体として構成されたものであり、基材搬送保持装置22,部品装着装置24,撮像装置26,撮像装置28,部品供給装置30,ばら部品供給装置32に対応して設けられている(図では、ばら部品供給装置32に対応する個別制御装置452のみが図示されている)。ばら部品供給装置32の個別制御装置452は、部品散在装置90,部品戻し装置92,カメラ移動装置292,部品保持ヘッド移動装置300,部品保持ヘッド302,シャトル装置304に接続されている。これにより、ばら部品供給装置32の個別制御装置452は、部品散在装置90,部品戻し装置92,カメラ移動装置292,部品保持ヘッド移動装置300,部品保持ヘッド302,シャトル装置304を制御する。また、画像処理装置454は、撮像装置84に接続されており、撮像装置84により撮像された撮像データを処理する。その画像処理装置454は、ばら部品供給装置32の個別制御装置452に接続されている。これにより、ばら部品供給装置32の個別制御装置452は、撮像装置84により撮像された撮像データを取得する。
<部品実装機の作動>
部品実装機10は、上述した構成によって、基材搬送保持装置22に保持された回路基材12に対して部品の装着作業が行われる。具体的には、回路基材12が、作業位置まで搬送され、その位置において、クランプ装置52によって固定的に保持される。次に、撮像装置26が、回路基材12の上方に移動し、回路基材12を撮像する。これにより、回路基材12の保持位置の誤差に関する情報が得られる。また、部品供給装置30若しくは、ばら部品供給装置32は、所定の供給位置において、部品を供給する。なお、ばら部品供給装置32による部品の供給に関しては、後で詳しく説明する。そして、作業ヘッド60,62の何れかが、部品の供給位置の上方に移動し、吸着ノズル66によって部品を保持する。続いて、部品を保持した作業ヘッド60,62が、撮像装置28の上方に移動し、撮像装置28によって、吸着ノズル66に保持された部品が撮像される。これにより、部品の保持位置の誤差に関する情報が得られる。そして、部品を保持した作業ヘッド60,62が、回路基材12の上方に移動し、保持している部品を、回路基材12の保持位置の誤差,部品の保持位置の誤差等を補正し、回路基材12上に装着する。
<ばら部品供給装置の作動>
(a)ばら部品供給装置によるリード部品の供給
ばら部品供給装置32では、リード部品410が、作業者によって部品供給器88の内部に投入され、その投入されたリード部品410が、部品供給ユニット82,部品引渡し装置86の作動により、部品キャリヤ388の部品受け部材392に載置された状態で供給される。詳しくは、作業者は、部品供給器88の上面の開口から、リード部品410を投入する。この際、部品支持部材150は、部品支持部材移動装置152の作動により、部品供給器88の下方に移動しており、格納状態とされる(図6参照)。なお、部品支持部材150が格納状態とされている際に、部品支持部材150の前方側の端部に配設された部品回収容器180は、部品供給器88の前方に位置しており、回収部202の開口を上方に向けた姿勢(回収姿勢)とされている。
部品供給器88の上面の開口から投入されたリード部品410は、部品供給器88の傾斜板104の上に落下し、傾斜板104の前方側の下端まで転がり落ちる。この際、傾斜板104の前方側の下端まで転がり落ちたリード部品410は、傾斜板104の前方側の下端と、コンベア装置106の後方側の下端との間に山積される。そして、コンベア装置106の回転装置114が作動されることで、コンベア装置106のコンベアベルト112が図5での反時計回りに回転する。これにより、傾斜板104の前方側の下端と、コンベア装置106の後方側の下端との間に山積されたリード部品410が、コンベアベルト112によって前方側の斜め上方に向かって搬送される。この際、コンベアベルト112の搬送面には、部品供給器88の幅方向(X方向)に延びる突起部115が形成されているため、突起部115にリード部品410が引っ掛かり、コンベアベルト112によって斜め上方に向かって搬送される。
そして、コンベアベルト112によって斜め上方に向かって搬送されたリード部品410は、コンベア装置106の前方側の上端とブラシ118との間を通過し、コンベア装置106の前方側の上端とブラシ118との下方に配設された傾斜板120の上に落下する。その傾斜板120の上に落下したリード部品410は、傾斜板120の上を後方に向かって転がり落ち、傾斜板120の下方に配設された傾斜板122に上に落下する。そして、傾斜板122の上に落下したリード部品410は前方に向かって転がり落ち、部品供給器88の前方側の開口から排出される。このように、コンベア装置106の前方側の上端から落下したリード部品410は、一旦、傾斜板120の上に落下し、その後に、傾斜板122に上に落下する。そして、部品供給器88の前方側の開口からリード部品410が排出される。これにより、リード部品410の落下によるダメージを低減することが可能となる。
また、部品支持部材150は、部品供給器88の前方側の開口からリード部品410が排出されるタイミングに合わせて、部品支持部材移動装置152の作動により、部品供給器88の下方から前方に向かって移動させられる。これにより、部品供給器88の前方側の開口から排出されたリード部品410が、部品支持部材150のステージ156の上面に排出される。
なお、部品供給器88からステージ156の上に排出されたリード部品410が前方に向かって転がり、ステージ156の前端から転がり落ちた場合にも、部品回収容器180に収納される。また、部品供給器88からステージ156の上に排出されたリード部品410が側方に向かって転がった場合には、部品支持部材150の側壁部158によって、ステージ156からのリード部品410の落下が防止される。
そして、部品支持部材150が、格納状態から前方に向かって移動させられ、露出状態に至ると、部品支持部材150の移動が停止される。これにより、ステージ156の上面全体にリード部品410が散在される。なお、部品供給器88では、部品支持部材150の移動が停止するタイミングに合わせて、部品供給器88からリード部品410が最後に排出されるように、コンベア装置106の作動が停止される。
そして、部品供給器88から部品支持部材150のステージ156の上にリード部品410が散在されると、図15に示すように、リード部品410は、概ね2つの姿勢でステージ156の上に散在される。具体的には、リード部品410は、2本のリード414が概して水平方向に並んだ状態の姿勢(以下、「第1姿勢」と記載する場合がある)と、2本のリード414が概して鉛直方向に並んだ状態の姿勢(以下、「第2姿勢」と記載する場合がある)との2つの姿勢で、ステージ156の上に散在される。
リード部品410が、上述したようにステージ156の上に散在されると、撮像装置84のカメラ290が、カメラ移動装置292の作動により、部品支持部材150の上方に移動し、リード部品410を撮像する。そして、カメラ290により撮像された撮像データに基づいて、ピックアップの対象となるリード部品(以下、「ピックアップ対象部品」と略す場合がある)が、特定される。
具体的には、カメラ290の撮像データに基づいて、ステージ156上に散在されている複数の部品毎に、部品の姿勢と、部品の位置が演算される。そして、演算された部品の姿勢が第1姿勢であるリード部品410のみが、ピックアップ対象部品として特定される。これは、第1姿勢のリード部品410では、表面積の大きい側面500が上方を向いており、その側面500を吸着ノズル332により保持することが可能であるが、第2姿勢のリード部品410では、表面積の小さい側面502が上方を向いており、その側面502を吸着ノズル332により保持することができないためである。
そして、ピックアップ対象部品が特定されると、その特定されたピックアップ対象部品が吸着ノズル332により吸着保持される。なお、吸着ノズル332によってピックアップ対象部品が吸着保持される際には、吸着ノズル332は、非旋回位置に位置している。そして、リード部品410が吸着ノズル332によって保持された後に、部品保持ヘッド302が部品キャリヤ388の上方に移動させられる。この際、部品キャリヤ388は、部品キャリヤ移動装置390の作動により、部品受取位置に移動する。また、部品保持ヘッド302が部品キャリヤ388の上方に移動する際に、吸着ノズル332は、旋回位置に旋回される。なお、旋回位置の吸着ノズル332に保持されたリード部品410のリード414が、鉛直方向での下方を向くように、吸着ノズル332は、ノズル回転装置335の作動により、回転される。
部品保持ヘッド302が部品キャリヤ388の上方に移動すると、リード414が鉛直方向での下方を向いた状態のリード部品410が、部品受け部材392の部品受容凹部416内に挿入される。これにより、リード部品410は、図13に示すように、リード414を鉛直方向での下方に向けた状態で、部品受け部材392に載置される。
そして、リード部品410が部品受け部材392に載置されると、部品キャリヤ388は、部品キャリヤ移動装置390の作動により、部品供給位置に移動する。部品供給位置に移動した部品キャリヤ388は、作業ヘッド60,62の移動範囲に位置しているため、ばら部品供給装置32では、この位置においてリード部品410が供給される。このように、ばら部品供給装置32では、リード414が下方を向き、リード414が接続された底面と対向する上面が上方を向いた状態で、リード部品410が供給される。このため、作業ヘッド60,62の吸着ノズル66は、適切にリード部品410を保持することが可能となる。
(b)リード部品の回収、及び補給
ばら部品供給装置32では、部品支持部材150のステージ156の上にピックアップ対象部品が散在されている際には、散在されているピックアップ対象部品のピックアップが繰り返され、ピックアップされたピックアップ対象部品が部品受け部材392に載置される。そして、部品受け部材392の装着された部品キャリヤ388が部品供給位置に移動されることで、リード部品410の供給が行われる。ただし、部品支持部材150のステージ156の上にピックアップ対象部品が散在されていない場合、つまり、ピックアップ可能な第1姿勢のリード部品410が全てピックアップされ、第2姿勢のリード部品410等のピックアップ不能なリード部品410がステージ156の上に残存している場合には、ステージ156からリード部品410をピックアップすることができない。
このため、ばら部品供給装置32では、そのような場合に、ステージ156の上に残存しているリード部品410が部品回収容器180に回収される。そして、部品回収容器180に回収されたリード部品410が、ステージ156の上に、再度、散在され、リード部品410の姿勢が変化されることで、ステージ156からのリード部品410のピックアップが再開される。ただし、部品回収容器180に回収されるリード部品410の数が少ない場合には、部品回収容器180に回収されたリード部品410が、ステージ156の上に、再度、散在されても、ステージ156上でのピックアップ対象部品の数は少ないと考えられる。このため、このような場合には、部品回収容器180に回収されたリード部品410を、ステージ156の上に、再度、散在するだけでなく、部品供給器88からリード部品410を補給することが望ましい。つまり、部品回収容器180と部品供給器88との両方からリード部品410を、ステージ156の上に補給することが望ましい。このようなことに鑑みて、ステージ156の上に残存しているリード部品410の数が予め設定されている設定数以下である場合に、部品回収容器180と部品供給器88との両方からリード部品410が、ステージ156の上に補給され、ステージ156の上に残存しているリード部品410の数が予め設定されている設定数を超えている場合に、部品回収容器180のみからリード部品410が、ステージ156の上に補給される。
具体的に、部品回収容器180と部品供給器88との両方からリード部品410が、ステージ156の上に補給される際について説明する。まず、部品支持部材150が、部品支持部材移動装置152の作動により、部品供給器88の下方に向かって移動させられる。つまり、部品支持部材150が、露出状態(図5参照)から格納状態(図6参照)に向かって移動させられる。この際、部品支持部材150の前端部に配設されている部品回収容器180は、回収部202の開口を上方に向けた姿勢、つまり、回収姿勢とされている。そして、部品支持部材150が露出状態から格納状態に向かって移動させられる際に、部品供給器88から部品支持部材150のステージ156の上にリード部品410が排出される。なお、部品供給器88からのリード部品410の排出は、上述した手順と同様であるため、説明を省略する。
部品供給器88からのリード部品410の排出により、ステージ156の上には、部品供給器88からのリード部品410の排出前にステージ156の上に残存していたリード部品410と、部品供給器88から排出されたリード部品410とが存在する。なお、部品供給器88からリード部品410が排出されている際にも、部品支持部材150は格納状態に向かって移動する。このため、部品支持部材150の移動に伴って、図16に示すように、部品支持部材150のステージ156上のリード部品410は、部品供給器88の傾斜板122の前方側の端部によって堰き止められる。さらに、部品支持部材150が、図6に示すように、格納状態に至るまで移動させられると、ステージ156上のリード部品410が、部品回収容器180の内部に掻き落とされる。これにより、ステージ156の上に残存しているリード部品410が、部品回収容器180に回収される。つまり、部品支持部材150が格納状態に向かって移動している際に部品供給器88から排出されたリード部品410と、部品供給器88からリード部品410が排出される前にステージ156の上に残存していたリード部品410とが、部品回収容器180に回収される。
上述した手順に従って、部品回収容器180にリード部品410が回収されると、その回収されたリード部品410が、ステージ156の上に補給される。詳しくは、部品回収容器180へのリード部品410の回収が完了した際に、部品支持部材150は、図6に示すように、格納状態とされている。このため、部品支持部材150が、部品支持部材移動装置152の作動により、格納状態から前方に向かって移動させられる。なお、部品支持部材150が格納状態から前方に向かって移動させられる際には、部品供給器88のコンベア装置106は作動されない。つまり、部品供給器88からステージ156の上にリード部品410は排出されない。
そして、部品支持部材150が格納状態から所定量、前方に向かって移動したタイミングで、部品戻し装置92の容器搖動装置181が作動し、部品回収容器180が搖動する。なお、部品回収容器180が搖動する際に、部品支持部材150が格納状態から前方に向かって移動している移動量は、予め設定されており、部品回収容器180からリード部品410を補給したいステージ156の所定のエリアが、部品供給器88の下方から露出する際の部品支持部材150の移動量とされている。また、部品回収容器180が搖動する際においても、部品支持部材150の移動は停止しない。つまり、部品支持部材150が移動しながら、部品回収容器180が搖動する。
詳しくは、部品支持部材150が格納状態から所定量、前方に向かって移動したタイミングで、容器搖動装置181のエアシリンダ212が収縮した状態から伸長される。この際、エアシリンダ212は、比較的高速かつ、一気に伸長されることで、部品回収容器180が、勢いよく搖動する。つまり、部品回収容器180の姿勢が、回収部202の開口を上方に向けた姿勢(回収姿勢)から、回収部202の開口をステージ156に向けた姿勢(戻し姿勢)に勢いよく変化する。このため、部品回収容器180に回収されたリード部品410が、ステージ156に向かって勢いよく放出される。特に、部品回収容器180の底面184は、上述したように、円弧形状とされているため、部品回収容器180に回収されたリード部品410は、円弧形状の底面184に沿って加速され、ステージ156に向かって勢いよく放出される。
これにより、部品回収容器180に回収されたリード部品410は、部品回収容器180から比較的離れた個所まで放出され、ステージ156の比較的広い範囲に、リード部品410が散在される。つまり、部品回収容器180に回収されたリード部品410が、散在された状態で、ステージ156の上に補給される。なお、部品支持部材150は、上述したように、部品回収容器180が搖動している際も、移動しており、露出状態に至ると、部品支持部材150の移動が停止する。また、部品回収容器180からステージ156の上にリード部品410が散在された後に、エアシリンダ212が収縮され、部品回収容器180の姿勢が、回収部202の開口をステージ156に向けた姿勢(戻し姿勢)から、回収部202の開口を上方に向けた姿勢(回収姿勢)に戻される。
また、部品回収容器180からのみリード部品410がステージ156の上に補給される際には、部品回収容器180と部品供給器88との両方からリード部品410が補給される際と同様に、まず、部品支持部材150が露出状態から格納状態に向かって移動される。ただし、部品供給器88からのリード部品410の補給は行われない。そして、部品支持部材150の移動に伴って、ステージ156の上のリード部品410が部品供給器88の傾斜板122の前方側の端部によって堰き止められる。さらに、部品支持部材150が、格納状態に至るまで移動させられることで、ステージ156上のリード部品410が、部品回収容器180の内部に掻き落とされる。これにより、ステージ156の上に残存しているリード部品410が、部品回収容器180に回収される。この際、部品回収容器180には、ステージ156からのピックアップ作業においてステージ156の上に残存していたリード部品410のみが、部品回収容器180に回収される。そして、部品支持部材150が格納状態に至ると、再度、部品支持部材150が露出状態に向かって移動される。この際、部品回収容器180が、上述した手順に従って揺動される。これにより、ステージ156の上に、部品回収容器180に回収されたリード部品410が補給される。
このように、ばら部品供給装置32では、ステージ156の上に残存しているリード部品410の数に応じて、部品回収容器180と部品供給器88との両方から、若しくは、部品回収容器180のみからステージ156の上にリード部品410が補給される。そして、部品回収容器180と部品供給器88との両方から、若しくは、部品回収容器180のみからステージ156の上にリード部品410が補給されると、ステージ156の上に補給されたリード部品410が、撮像装置84のカメラ290により撮像され、カメラ290により撮像された撮像データに基づいて、ピックアップ対象部品が、再度、特定される。そして、特定されたピックアップ対象部品が、吸着ノズル332により吸着保持され、上述した手順に従って、ばら部品供給装置32によるリード部品410の供給が行われる。
つまり、ばら部品供給装置32では、ステージ156の上にピックアップ可能な姿勢のリード部品410がなくなり、ピックアップ不能なリード部品410が残存している場合に、ピックアップ不能な姿勢のリード部品410が部品回収容器180に回収される。若しくは、ピックアップ不能な姿勢のリード部品410および、部品供給器88からステージ156の上に排出されたリード部品410が部品回収容器180に回収される。そして、部品回収容器180に回収されたリード部品410が、再度、ステージ156の上に散在され、ステージ156の上でのリード部品410の姿勢が変更される。これにより、比較的短時間で、ステージ156の上にピックアップ可能な姿勢のリード部品410を補給することが可能となる。
また、部品回収容器180に回収されたリード部品410が、部品回収容器180の搖動によってステージ156の上に散在される際に、部品支持部材150は停止しない。つまり、部品支持部材150が移動しながら、部品回収容器180に回収されたリード部品410がステージ156の上に補給される。これにより、部品支持部材150を、ステージ156の上からリード部品410をピックアップ可能な状態、つまり、露出状態に早期に戻すことが可能となり、タクトタイムの短縮を図ることが可能となる。
ちなみに、ばら部品供給装置32は、部品供給装置の一例である。傾斜板122は、堰き止め部材及び回収装置の一例である。部品支持部材150は、部品支持部の一例である。部品支持部材移動装置152は、移動装置及び回収装置の一例である。ステージ156の上面は、支持面の一例である。部品回収容器180は、回収容器の一例である。容器搖動装置181は、容器姿勢変化装置の一例である。
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、部品回収容器180の底面184が円弧形状に屈曲されているが、多段階的に屈曲されていてもよい。
また、上記実施例では、部品回収容器180が搖動され、部品回収容器180に回収されたリード部品410がステージ156の上に散在されているが、揺動に限定されず、部品回収容器180を直線的に移動させることで、部品回収容器180の姿勢を変化させ、部品回収容器180に回収されたリード部品410をステージ156の上に散在させてもよい。
また、上記実施例では、部品支持部材150を部品供給器88の下方に向かって移動させ、ステージ156の上に残存するリード部品410を部品回収容器180に回収しているが、部品支持部材150の上に散在されているリード部品410に当接可能な高さに当接部材を配設し、その当接部材を部品回収容器180に向かって移動させ、その当接部材によって掻き集められたリード部品410を部品回収容器180に回収してもよい。
また、上記実施例では、作業者が部品供給器88の内部にリード部品410を投入する際に、部品支持部材150が格納状態に移動されているが、部品支持部材150が何れの位置に移動している状態であっても、作業者は部品供給器88の内部にリード部品410を投入することが可能である。
また、上記実施例では、部品回収容器180と部品供給器88との両方からステージ156の上にリード部品410が補給される際に、部品支持部材150が露出状態から格納状態に移動している際に、部品供給器88からリード部品410が排出されているが、部品支持部材150が格納状態から露出状態に移動している際に、部品供給器88からリード部品410を排出してもよい。つまり、上記実施例では、部品供給器88からステージ156の上に排出されたリード部品410が、一旦、部品回収容器180に回収された後に、部品回収容器180からステージ156の上に補給されている。一方、部品支持部材150が格納状態から格納状態に移動している際に、部品供給器88からリード部品410を排出することで、部品供給器88から排出されたリード部品410は、部品回収容器180に回収されることなく、ステージ156の上に散在された状態で維持される。つまり、部品支持部材150が格納状態から露出状態に移動する際に、部品供給器88からステージ156の上にリード部品410が補給されるとともに、部品回収容器180の搖動により、部品回収容器180からステージ156の上にリード部品410が補給される。
また、上記実施例では、リードを有する部品に本発明が適用されているが、種々の種類の部品に本発明を適用することが可能である。具体的には、例えば、太陽電池の構成部品,パワーモジュールの構成部品,リードを有さない電子回路部品等に、本発明を適用することが可能である。
32:ばら部品供給装置(部品供給装置) 122:傾斜板(堰き止め部材)(回収装置) 150:部品支持部材(部品支持部) 152:部品支持部材移動装置(移動装置)(回収装置) 156:ステージ(支持面) 180:部品回収容器(回収容器) 181:容器搖動装置(容器姿勢変化装置)

Claims (4)

  1. 複数の部品を散在させた状態で支持面において上からピックアップ可能に支持する部品支持部と、
    前記部品支持部の隣に配設され、前記支持面において支持された部品を自身の開口から回収するための回収容器と、
    前記支持面において支持された部品を前記回収容器の開口から前記回収容器の内部に回収する回収装置と、
    前記回収容器の開口を前記支持面に向けるように、前記回収容器の姿勢を変化させることで、前記回収容器の内部に回収された部品を前記支持面に散在させる容器姿勢変化装置と
    を備える部品供給装置。
  2. 前記回収容器が、前記支持面に向かって揺動可能に配設され、
    前記容器姿勢変化装置が、前記回収容器を前記支持面に向かって搖動させることで、前記回収容器の開口が前記支持面に向いて、前記回収容器の内部に回収された部品が前記支持面に散在する請求項1に記載の部品供給装置。
  3. 前記回収容器の底部が、前記回収容器の搖動方向に向かって円弧状、又は、多段階に屈曲されている請求項2に記載の部品供給装置。
  4. 前記回収装置が、
    前記支持面において支持された部品と接触可能な高さに配設された堰き止め部材と、
    前記堰き止め部材と前記部品支持部とを、前記堰き止め部材が前記回収容器に対して接近・離間する方向に相対的に移動させる移動装置と
    を有し、前記堰き止め部材と前記部品支持部とを、前記堰き止め部材が前記回収容器に対して接近する方向に相対的に移動させることで、前記堰き止め部材によって前記支持面において支持された部品を堰き止め、堰き止められた部品を、前記回収容器の開口から前記回収容器の内部に回収する装置であり、
    前記容器姿勢変化装置が、
    前記堰き止め部材によって堰き止められた部品が、前記回収容器の開口から前記回収容器の内部に回収された後に、前記堰き止め部材と前記部品支持部とが、前記堰き止め部材が前記回収容器に対して離間する方向に相対的に移動している際に、前記回収容器の姿勢を変化させる請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の部品供給装置。
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