JP6785403B2 - テープフィーダ及び部品実装装置 - Google Patents

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Description

本発明は、キャリアテープをピッチ送りして部品を供給するテープフィーダ及びこのテープフィーダが供給する部品を基板に移載して実装基板を製造する部品実装装置に関する。
従来、部品実装装置の移載ヘッドに部品を供給する部品供給装置として、テープフィーダが多用されている。テープフィーダは、部品を収納したキャリアテープをピッチ送りして所定の位置に部品を供給する。このようなテープフィーダの中には、作業者の部品補充作業の負担を軽減できるスプライシングレスフィーダが知られている。スプライシングレスフィーダは、部品切れとなる先行のキャリアテープに続いて後続のキャリアテープをセットすることで、スプライシングをした場合と同等の部品補充が可能となるものである。このスプライシングレスフィーダでは、テープ入口から挿入されたキャリアテープを自動で送って部品供給が可能な状態にセットするため、キャリアテープをピッチ送りしてキャリアテープに設けられた部品収納部内の部品を部品供給口に位置させる主スプロケットのほか、キャリアテープを主スプロケットに受け渡す副スプロケットと、副スプロケットから主スプロケットに向けて走行するキャリアテープからカバーテープを剥離する剥離部材を備えている。
このような構成のテープフィーダでは、副スプロケットと主スプロケットはともに外周歯をキャリアテープの送り孔に係合させてキャリアテープを送る。キャリアテープに収納された部品の位置のコントロールは主スプロケットの外周歯の位置の制御によっているため、部品を部品供給口に正確に位置させるためには主スプロケットの外周歯の根元がキャリアテープの送り孔に確実に達している必要がある。しかし、送り孔のピッチ間隔に製造誤差がある場合には、双方の外周歯がそれぞれの中間部において送り孔を引っ掛けている状態となり、部品の位置のコントロールが不正確になる。このような場合の対処法としては、副スプロケットのバックラッシュを主スプロケットのバックラッシュよりも大きくするとともに、所定のタイミングで主スプロケットと副スプロケットを逆回転させる方法が知られている(例えば、下記の特許文献1)。
特開2014−236027号公報
しかしながら、上記の方法ではスプロケットを逆回転させるための制御が必要であり、構成が複雑になるという問題点があった。
そこで本発明は、簡単な構成でキャリアテープの正確な送り制御ができるテープフィーダ及び部品実装装置を提供することを目的とする。
本発明のテープフィーダは、キャリアテープの通路であるテープ通路が形成された本体部と、前記本体部に設けられ、前記キャリアテープに設けられた送り孔に外周歯を係合させて間欠回転することにより前記キャリアテープをピッチ送りして前記キャリアテープに設けられた部品収納部内の部品を部品供給口に位置させる主スプロケットと、前記キャリアテープに設けられた前記送り孔に外周歯を係合させて間欠回転することにより前記キャリアテープをピッチ送りして、前記キャリアテープに貼付されたトップテープを剥離する剥離部材を経由して、前記キャリアテープを前記主スプロケットに受け渡す副スプロケットとを備え、前記副スプロケットの外周歯の根元のピッチ円方向の厚さは前記主スプロケットの外周歯の根元のピッチ円方向の厚さよりも小さく、前記主スプロケットの前記外周歯が前記キャリアテープの先端の送り孔に入り込む際に、前記副スプロケットの前記外周歯は前記送り孔の前縁に当接し、前記主スプロケットの外周歯は、前記副スプロケットの外周歯よりも所定の位相だけ遅れて回転し、前記副スプロケットの回転軸は、前記主スプロケットの回転軸よりも低い位置に位置している。
本発明の部品実装装置は、本発明のテープフィーダと、前記テープフィーダが供給する部品をピックアップして基板に移載する移載ヘッドとを備えた。
本発明によれば、簡単な構成でキャリアテープの正確な送り制御ができる。
本発明の一実施の形態における部品実装装置の側面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備えるテープフィーダに使用されるキャリアテープの(a)部分平面図(b)断面図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダの側面図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダの部分拡大図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダが備えるテープガイド及び剥離部材の(a)斜視図(b)側断面図 (a)(b)本発明の一実施の形態におけるテープフィーダが備える剥離部材によりキャリアテープのカバーテープを剥離する様子を示す図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダの(a)断面平面図(b)断面正面図 (a)(b)本発明の一実施の形態におけるテープフィーダが備えるテープガイド及び剥離部材の断面図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダが備える主スプロケット及び副スプロケットの位置関係を示す図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダが備える主スプロケット及び副スプロケットによりキャリアテープを搬送している状態を示す図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダが備える(a)主スプロケットの外周歯の拡大図(b)副スプロケットの外周歯の拡大図 (a)(b)(c)本発明の一実施の形態におけるテープフィーダが備える主スプロケット及び副スプロケットの動作説明図
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1に示す部品実装装置1は基板2に部品3を実装する装置であり、基台11上にコンベア12及び部品移載機構13を備えている。基台11には台車14に取り付けられたフィーダベース15が連結されており、フィーダベース15にはテープフィーダ16が取り付けられている。本実施の形態では、作業者OPから見た左右方向(図1の紙面に直交する方向)をX軸方向とし、作業者OPから見た前後方向(図1の紙面の左右方向)をY軸方向とする。また、上下方向(図1の紙面の上下方向)をZ軸方向とする。
図1において、コンベア12は基板搬送部として機能し、X軸方向に基板2を搬送して作業位置に位置決めする。部品移載機構13は吸着ノズル13aを備えた移載ヘッド13bと移載ヘッド13bを水平面内方向に移動させるヘッド移動機構13cから構成されている。フィーダベース15は台車14により床面F上を移動されて、基台11の後方(作業者OPから見た手前側)の端部に連結される。フィーダベース15には複数のテープフィーダ16がX軸方向に並べて取り付けられている。作業者OPは台車14を基台11に連結することで複数のテープフィーダ16を一括して基台11に装着する。
テープフィーダ16は、多数の部品3を一列に並べて収納したキャリアテープ17をピッチ送りすることで、前方(作業者OPから見た奥側)の端部に位置する部品供給口16Kに部品3を間欠的に供給する。キャリアテープ17を供給するリール18は台車14に保持されており、キャリアテープ17はリール18から引き出されてテープフィーダ16に装填される。
図1において、コンベア12、部品移載機構13、テープフィーダ16の各動作は部品実装装置1が備える制御装置20が制御する。テープフィーダ16は台車14を基台11に連結したときに制御装置20と電気的に繋がる。ヘッド移動機構13cは制御装置20に制御されて移載ヘッド13bをテープフィーダ16と基板2との間で往復させる。この往復移動において、移載ヘッド13bはテープフィーダ16が供給する部品3を吸着ノズル13aによって吸着してピックアップし、基板2に移載して実装基板を製造する。
本実施の形態における部品実装装置1ではテープフィーダ16の構成に特徴があり、以下に説明する。先ず、キャリアテープ17について説明する。図2(a),(b)に示すように、キャリアテープ17はベーステープ21とベーステープ21の上面に貼り付けられた透明のカバーテープ22を有して成る。ベーステープ21には多数の凹状(又はエンボス状)の部品収納部23がベーステープ21の長手方向に一列かつ等間隔に設けられている。各部品収納部23には部品3が収納されている。
図2(a),(b)において、カバーテープ22は幅方向に対向する両端が接着剤24によってベーステープ21の表面に貼り付けられている。カバーテープ22は各部品収納部23を上方から覆っており、各部品収納部23から部品3が脱落するのを防止する。ベーステープ21の部品収納部23の列と平行な位置には、多数の送り孔25が一列かつ等間隔に設けられている。
図3において、テープフィーダ16は、フィーダベース15に着脱自在に取り付けられる本体部31に、テープガイド32、剥離部材33及び排出ガイド34が設けられている。本体部31には後端のテープ入口35aから前方に向けてキャリアテープ17の通路であるテープ通路35が形成されており、本体部31内のテープ通路35に沿った位置には3つのスプロケット(フィードスプロケット41、副スプロケット42、主スプロケット43)と複数(ここでは3つ)のセンサ44が設けられている。また本体部31内には、台車14を基台11に連結したときに制御装置20と電気的に繋がる制御基板45が設けられている。
図3において、フィードスプロケット41は本体部31の後方下部に設けられている。フィードスプロケット41は本体部31内に設けられた第1モータ機構部46によって回転駆動される。フィードスプロケット41はテープ通路35の上方に位置しており、テープ通路35を通るキャリアテープ17の送り孔25に外周歯を係合させて回転することで、キャリアテープ17を前方に送る。
図3及び図4において、副スプロケット42と主スプロケット43は本体部31の前方上部に前後方向に並んで設けられている。主スプロケット43は本体部31の前端側に位置しており、副スプロケット42は主スプロケット43の後方に位置している。副スプロケット42は主スプロケット43と同径(歯底円の直径が同じ)であって外周歯の端数は同じであり、副スプロケット42の回転軸42Jは主スプロケット43の回転軸43Jよりもやや低い位置に位置している。
図4において、副スプロケット42と主スプロケット43はともに本体部31の前方部で上面に露出したテープ通路35の下方に位置している。副スプロケット42はキャリアテープ17の送り孔25に外周歯42Tを係合させて回転することで、キャリアテープ17を前方に送る。主スプロケット43はキャリアテープ17の副スプロケット42よりも前方の送り孔25に外周歯43Tを係合させて回転することで、キャリアテープ17を前方に送る。
図3において、複数のセンサ44はそれぞれ本体部31内のテープ通路35に臨む位置に設けられており、その位置を通過するキャリアテープ17の先頭部及び後尾部を検出してその検出情報を制御基板45に送信する。制御基板45はこれら複数のセンサ44から送られてきた検出情報に基づいて、テープ通路35を走行するキャリアテープ17の先頭部及び後尾部の位置を認識する。
副スプロケット42と主スプロケット43は本体部31内に設けられた第2モータ機構部47に駆動されて同期して間欠回転し、キャリアテープ17をピッチ送りする。これによりキャリアテープ17に設けられた部品収納部23が部品供給口16Kに次々と送られる。
図3、図4及び図5(a),(b)において、テープガイド32は本体部31の前方上部に設けられており、主スプロケット43と副スプロケット42及び主スプロケット43と副スプロケット42の間の上方に露出したテープ通路35を上方から覆っている。テープガイド32は前後方向に延びてテープ通路35の上方に位置する天井部51と、天井部51の両側部から下方に延出した一対の側面部52を有している。テープガイド32は、一対の側面部52が本体部31の上部を側方から挟むように取り付けられている。テープガイド32の天井部51には、主スプロケット43の外周歯43Tとの干渉を避けるための溝部53が前後方向に延びて設けられている。溝部53の前方には前述の部品供給口16Kが設けられている。
図4及び図5(a),(b)において、剥離部材33はテープガイド32の天井部51の下面側に設けられており、その直下のテープ通路35に沿って斜めに延びている。剥離部材33は、副スプロケット42から主スプロケット43に向かって送られるキャリアテープ17のベーステープ21からカバーテープ22を剥離する部材である。剥離部材33の下端(後端)には先鋭部33Hが形成されている。先鋭部33Hは、テープ通路35を走行するキャリアテープ17のカバーテープ22の進行路上に位置している。
図4において、テープガイド32にはピン部材32Pが設けられている。ピン部材32Pは本体部31の前端部31Fに設けられた長孔状のピン移動孔61内で上下方向への移動が許容されており、引っ張りばね62によって下方(天井部51の下面がテープ通路35に当接する方向)に付勢されている。テープガイド32の後端部も同様の構成を有しており、図示しない引っ張りばねによって下方に付勢されている。
テープガイド32は上記のようにその前端部及び後端部が下方に付勢されているため、直下のテープ通路35を通るキャリアテープ17の厚さに応じた移動量でテープ通路35に対して近接又は離間する方向(上下方向)に移動できる。キャリアテープ17はテープガイド32の後端側から進入し、テープガイド32を上方に押し退けながら前方に走行する。このときテープガイド32はキャリアテープ17をその厚さによらずテープ通路35に密着させるので、キャリアテープ17は安定した状態でテープ通路35を走行する。このキャリアテープ17の走行時において、テープガイド32の一対の側面部52は、キャリアテープ17の幅方向の移動を規制する役割を果たす。
図3及び図4において、排出ガイド34は本体部31の前端部31Fに設けられている。本体部31の前端部31Fに形成されるテープ通路35は下方に向けて屈曲した形状のテープ排出路35bとなっており、排出ガイド34はテープ排出路35bを覆って設けられている。
次に、テープフィーダ16の動作を説明する。テープフィーダ16のテープ入口35aからキャリアテープ17の先端部が挿入されると、フィードスプロケット41が制御基板45に制御されて作動する。フィードスプロケット41は、外周歯をキャリアテープ17の送り孔25に係合させて回転することによって、キャリアテープ17を走行させる。
テープ通路35を走行するキャリアテープ17は副スプロケット42のやや後方の位置から本体部31の上面に露出する。制御基板45はキャリアテープ17の先頭部の位置が副スプロケット42の手前に達したことを検知したら、副スプロケット42と主スプロケット43を同期して回転させる。
キャリアテープ17は上面に露出したテープ通路35を走行し、テープガイド32の後端側から天井部51の下方に進入する。副スプロケット42は外周歯42Tを、主スプロケット43は外周歯43Tをそれぞれキャリアテープ17の送り孔25に係合させて回転し、テープガイド32の下方でキャリアテープ17を部品供給口16Kの側へ送る。このときキャリアテープ17は、テープガイド32を上方に押し退けながら前方へ進む。
ここで、キャリアテープ17が副スプロケット42から主スプロケット43へ送られる際、カバーテープ22は剥離部材33によってベーステープ21から剥離される。詳細には、ベーステープ21とカバーテープ22の間に剥離部材33の先鋭部33Hが入り込んでキャリアテープ17の端部側の接着剤24からカバーテープ22が剥がされ(図6(a)→図6(b)→図7(a))、キャリアテープ17の送り孔25の側に反転するようにめくられる(図8(a)→図8(b))。そして、めくられたカバーテープ22は、テープガイド32の天井部51によって下方に抑えられる(図8(b)及び図7(a)の矢視V1−V1断面図である図7(b))。
キャリアテープ17が部品供給口16Kを通過する前にカバーテープ22が剥離され、部品収納部23が上方に開放された状態となることで(図8(b))、部品収納部23が部品供給口16Kに達したとき、吸着ノズル13aによる部品3のピックアップが可能となる。剥離部材33によって剥離されてめくられたカバーテープ22は、ベーステープ21とともに走行してテープガイド32を通過する。
テープガイド32を上方に押し退けながら前方へ進んだキャリアテープ17は、排出ガイド34の後端部からテープ排出路35bに進入する。そして、テープ排出路35bに進入したキャリアテープ17はテープ排出路35bと排出ガイド34との間の空間を進み、排出ガイド34の下端部からテープフィーダ16の外部に排出される(図4)。
ところで、図9に示すように、副スプロケット42の回転軸42Jと主スプロケット43の回転軸43Jの軸間距離Lは、キャリアテープ17の送り孔25のピッチ間隔PLの整数倍の距離PLNと等しくなっている。また、前述したように、副スプロケット42と主スプロケット43は同径であって、歯数は同じである。このことから、副スプロケット42は外周歯42Tを、主スプロケット43は外周歯43Tをそれぞれ同時に送り孔25に係合させて同期回転することで、キャリアテープ17を走行させることができるようになっている。
ここで、主スプロケット43は、部品収納部23が部品供給口16Kに位置するようにキャリアテープ17を高精度で位置決めするようにピッチ搬送するものである。従って、図10及び図10の領域Raの拡大図である図11(a)に示すように、外周歯43Tの根元のピッチ円方向の厚さW1は主スプロケット43の外周歯43Tがキャリアテープ17の送り孔25に根元まで嵌入し得る程度で送り孔25の内径Dとほぼ等しくなっており、主スプロケット43の外周歯43Tの根元をキャリアテープ17の送り孔25に係合させながら間欠回転する。
一方、図10及び図10の領域Rbの拡大図である図11(b)に示すように、副スプロケット42の外周歯42Tの根元のピッチ円方向の厚さW2は送り孔25の内径Dよりも(従って主スプロケット43の外周歯43Tの根元のピッチ円方向の厚さW1よりも)小さく、副スプロケット42の外周歯42Tは回転方向にバックラッシュを有した構成となっている。これは、副スプロケット42は、新規にロードするキャリアテープ17を主スプロケット43に受け渡した後は、主スプロケット43と同期して間欠回転しているだけでよいからであり、副スプロケット42の外周歯42Tが送り孔25に係合した状態で隙間を有するようにしたものである。これにより、主スプロケット43の外周歯43Tと係合した後のキャリアテープ17は、副スプロケット42の外周歯42Tの隙間分、主スプロケット43の外周歯43Tに対して相対移動し得ることとなり、主スプロケット43の外周歯43Tはその根元において送り孔25に確実に係合する。
また、本実施の形態におけるテープフィーダ16では、主スプロケット43の外周歯43Tがキャリアテープ17の先端の送り孔25に入り込む際に、副スプロケット42の外周歯42Tはキャリアテープ17の送り孔25の前縁に当接している。より詳細には、主スプロケット43の外周歯43Tがキャリアテープ17の先端の送り孔25に入り込む際に、主スプロケット43の外周歯43Tは副スプロケット42の外周歯42Tに遅れてキャリアテープ17の送り孔25に係合を始めるようになっている。具体的には、副スプロケット42が備える外周歯42Tと主スプロケット43が備える外周歯43Tとは同位相で同期回転するのではなく、図12(a),(b),(c)に示すように、主スプロケット43の外周歯43Tが、副スプロケット42の外周歯42Tよりも若干の遅れた位相で回転する構成となっている。
ここで、図12(a)はキャリアテープ17の送り孔25が副スプロケット42の外周歯42Tにのみ係合していて主スプロケット43の外周歯43Tにはまだ送り孔25が係合していない状態を示している。この状態では、副スプロケット42は外周歯42Tの前面をキャリアテープ17の送り孔25の前縁に当接させて回転することでキャリアテープ17を走行させており、主スプロケット43の外周歯43Tは、副スプロケット42の外周歯42Tとは角度θだけ遅れた位相で回転しており、送り孔25に係合し始めたところである。すなわち、図12(a)は、主スプロケット43の外周歯43Tが、副スプロケット42の外周歯42Tよりも遅れて送り孔25に係合を始めた状態を示している。副スプロケット42の外周歯42Tの根元のピッチ円方向の厚さW2は送り孔25の内径Dより小さい。そのため、副スプロケット42がキャリアテープ17を送り出す位相は、主スプロケット43がキャリアテープ17を送り出す位相よりも遅れている。言い換えると、副スプロケット42の外周歯42Tがキャリアテープ17の送り孔25内の前縁に当接するタイミングは主スプロケット43の外周歯43Tがキャリアテープ17の送り孔25内の前縁に当接するタイミングよりも遅い。
図12(b)は、送り孔25に入った主スプロケット43の外周歯43Tがその前面を送り孔25の前縁に当接させようとしている状態である。副スプロケット42の外周歯42Tは主スプロケット43の外周歯43Tよりも位相が進んでいるため、副スプロケット42の外周歯42Tは送り孔25から抜けようとしている。このとき、主スプロケット43の外周歯43Tは副スプロケット42の外周歯42Tとは角度θだけ遅れた位相で回転しており、この角度θが前述した副スプロケット42がキャリアテープ17を送り出す際に生じた位相の遅れを吸収するため、主スプロケット43の外周歯43Tの根元は確実に送り孔25に係合する。
図12(c)は、図12(a)の状態から主スプロケット43と副スプロケット42がともに1ピッチ分回転した状態を示している。この状態では、主スプロケット43の外周歯43Tは既に根元において送り孔25に係合しており、外周歯43Tの前面を送り孔25の前縁に当接させてキャリアテープ17を走行させている。一方、副スプロケット42の外周歯42Tはバックラッシュのために送り孔25に対して隙間を有する状態となっており、主スプロケット43と同期して回転しているだけである。このような状態となった後は、主スプロケット43の外周歯43Tは副スプロケット42の外周歯42Tの影響を受けることなく、確実に根元を送り孔25に係合させることができる。
上記のように、主スプロケット43の外周歯43Tがキャリアテープ17の先端の送り孔25に入り込む際に、副スプロケット42の外周歯42Tはキャリアテープ17の送り孔25の前縁に当接しており、主スプロケット43の外周歯43Tは副スプロケット42の外周歯42Tとは角度θだけ遅れた位相で回転しているので、主スプロケット43の外周歯43Tは送り孔25に係合し易く、副スプロケット42からのキャリアテープ17の受渡しが極めてスムーズに行われる。このため、キャリアテープ17の隣接する送り孔25間の距離(ピッチ間隔)が製造時の誤差により設計値よりも大きくなっているような場合であっても係合ミスは発生にくく、主スプロケット43の外周歯43Tをキャリアテープ17の送り孔25に確実に係合させることができる。
以上説明したように、本実施の形態におけるテープフィーダ16では、副スプロケット42の外周歯42Tの根元のピッチ円方向の厚さは主スプロケット43の外周歯43Tの根元のピッチ円方向の厚さよりも小さくなっており、副スプロケット42の外周歯42Tは送り孔25に係合した状態で隙間を有し、主スプロケット43の外周歯43Tをその根元において送り孔25に確実に係合させることができるので、キャリアテープ17の正確な送り制御が可能である。
また、主スプロケット43の外周歯43Tが、副スプロケット42の外周歯42Tよりも遅れて送り孔25に係合を始めるようになっているので、副スプロケット42から送られてきたキャリアテープ17の送り孔25に主スプロケット43の外周歯43Tが係合し易く、キャリアテープ17の隣接する送り孔25間の距離(ピッチ間隔)が製造時の誤差により設計値よりも大きくなっているような場合であっても係合ミスは発生しにくく、主スプロケット43の外周歯43Tをキャリアテープ17の送り孔25に確実に係合させることができる。
このため本実施の形態におけるテープフィーダ16及び部品実装装置1によれば、スプロケットを逆回転させたりする複雑な機構を有することなく、簡単な構成で、キャリアテープの正確な送り制御ができる。
簡単な構成でキャリアテープの正確な送り制御ができるテープフィーダ及び部品実装装置を提供する。
1 部品実装装置
2 基板
3 部品
13b 移載ヘッド
16 テープフィーダ
16K 部品供給口
17 キャリアテープ
23 部品収納部
25 送り孔
31 本体部
35 テープ通路
42 副スプロケット
42T 外周歯
43 主スプロケット
43T 外周歯

Claims (3)

  1. キャリアテープの通路であるテープ通路が形成された本体部と、
    前記本体部に設けられ、前記キャリアテープに設けられた送り孔に外周歯を係合させて間欠回転することにより前記キャリアテープをピッチ送りして前記キャリアテープに設けられた部品収納部内の部品を部品供給口に位置させる主スプロケットと、
    前記キャリアテープに設けられた前記送り孔に外周歯を係合させて間欠回転することにより前記キャリアテープをピッチ送りして、前記キャリアテープに貼付されたトップテープを剥離する剥離部材を経由して、前記キャリアテープを前記主スプロケットに受け渡す副スプロケットとを備え、
    前記副スプロケットの外周歯の根元のピッチ円方向の厚さは前記主スプロケットの外周歯の根元のピッチ円方向の厚さよりも小さく、
    前記主スプロケットの前記外周歯が前記キャリアテープの先端の送り孔に入り込む際に、前記副スプロケットの前記外周歯は前記送り孔の前縁に当接し、
    前記主スプロケットの外周歯は、前記副スプロケットの外周歯よりも所定の位相だけ遅れて回転し
    前記副スプロケットの回転軸は、前記主スプロケットの回転軸よりも低い位置に位置していることを特徴とするテープフィーダ。
  2. 前記主スプロケットの前記外周歯は前記副スプロケットの外周歯に遅れて前記キャリアテープの前記送り孔に係合を始めることを特徴とする請求項1に記載のテープフィーダ。
  3. 請求項1又は2に記載のテープフィーダと、
    前記テープフィーダが供給する部品をピックアップして基板に移載する移載ヘッドとを備えたことを特徴とする部品実装装置。
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