JP6955101B2 - テープフィーダ - Google Patents

Description

本明細書は、テープリールから引き出した部品供給テープを部品吸着位置へ送るテープ通路の底面に、前記部品供給テープの部品に対して磁気吸引力を作用させるマグネットを取り付け可能なテープフィーダに関する技術を開示したものである。

テープフィーダにセットする部品供給テープは、キャリアテープに等ピッチで形成された部品収容凹部に部品を収容し、そのキャリアテープの上面にトップテープ（トップフィルム）を貼着して構成されている。テープフィーダは、部品供給テープを部品吸着位置へ向かってピッチ送りすることで、部品吸着位置の手前でトップテープを剥離して部品供給テープの各部品収容凹部内の部品を順次露出させて部品吸着位置へ送り、その位置で部品を部品実装機の吸着ノズルで吸着して回路基板に実装するようにしている。

テープフィーダの稼働中は、部品供給テープのピッチ送り動作やトップテープの剥離によって生じる振動・衝撃や静電気によって部品供給テープの部品収容凹部内の部品が位置ずれしたり、傾いたり、飛び出したりする可能性があり、これが吸着ノズルの部品吸着ミス（吸着失敗）や斜め吸着等の異常吸着を発生させる原因となる。

この対策として、特許文献１（特開２００７−２７２４６号公報）に記載されているように、テープフィーダのテープ通路の底面部にマグネット付きのサポートプレートを取り付けて、そのマグネットの磁気吸引力によって部品供給テープの部品収容凹部内の底面側に部品を吸引することで、部品収容凹部内の部品の位置ずれ、傾き、飛び出しを防止するようにしたものがある。

特開２００７−２７２４６号公報

ところで、マグネット付きのテープフィーダは、テープ送り時の部品収容凹部内の部品の姿勢をマグネットの磁気吸引力によって安定させることができるため、マグネット付きの場合は、マグネット無しの場合よりもテープ送り速度を速くして生産性を高めることが可能である。

しかし、テープフィーダ自身は、マグネットの有無を識別できないため、テープフィーダの交換作業時にマグネットの有無に応じてテープ送り速度を変更する場合は、作業者がマグネットの有無を目視で確認してテープ送り速度を変更する作業を行う必要があり、その作業が面倒であると共に、作業者がテープ送り速度を間違えて変更する作業ミスが発生する可能性もある。

上記課題を解決するために、テープリールから引き出した部品供給テープを部品吸着位置へ送るテープ通路の底面に、前記部品供給テープの部品に対して磁気吸引力を作用させるマグネットを取り付け可能なテープフィーダにおいて、前記部品供給テープを送るテープ送り速度を変更可能に構成されたテープ送り装置と、前記テープ送り装置のテープ送り速度を制御する制御装置と、前記マグネットが取り付けられているか否かを検出する検出装置とを備え、前記制御装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて前記テープ送り装置のテープ送り速度を変更するようにしたものである。

この構成によれば、テープフィーダ自身がマグネットの有無を検出してテープ送り装置のテープ送り速度を変更するため、テープフィーダの交換作業時に作業者がマグネットの有無を目視で確認してテープ送り速度を変更する作業を行う必要がない。

図１は一実施例を示すテープフィーダの側面図である。 図２は検出装置の斜視図である。 図３はテープフィーダの制御系の構成を示すブロック図である。 図４は部品実装機のフィーダセット部にセットしたテープフィーダの上端面部側の保持構造を拡大して示す縦断正面図である。 図５は部品実装機のフィーダセット部にセットしたテープフィーダの上端面部側のクランプ構造を拡大して示す一部破断側面図である。 図６はテープ送り速度変更プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を用いて本明細書に開示した一実施例を説明する。
図１に示すように、テープフィーダ１０の薄型のフィーダ本体１１内には、部品供給テープ（図示せず）が巻回されたテープリール１２を交換可能（着脱可能）に装填するリールホルダ１３が設けられている。リールホルダ１３の下部側部分には、リールホルダ１３内に装填したテープリール１２の下部側部分をカバーする下部リールカバー１４が設けられている。リールホルダ１３の上部側部分には、リールホルダ１３内に装填したテープリール１２の上部側部分をカバーする上部リールカバー１５がその上端部両側を支点にして開閉回動可能に設けられている。

リールホルダ１３からテープリール１２を取り出す場合には、上部リールカバー１５をその上端部両側を支点にして上方に回動してリールホルダ１３の上部側を開放して、リールホルダ１３内のテープリール１２の上部側を手で掴んで少し手前側に傾けながらテープリール１２を斜め上方に抜き出す。テープリール１２をリールホルダ１３内に装填する場合には、上部リールカバー１５を開放したリールホルダ１３内に斜め上方からテープリール１２の下部側をリールカバー１４の内側に差し込んで上部リールカバー１５を閉じれば、リールホルダ１３内へのテープリール１２の装填が完了する。

この場合、リールホルダ１３の中心部にテープリール１２の中心穴１６に嵌まる短いリール保持軸（図示せず）を設けて、その短いリール保持軸でテープリール１２を回転可能に支持する構成としても良い。この構成を採用する場合は、テープリール１２の中心穴１６に嵌まるリール保持軸がテープリール１２の着脱性を阻害しないように、リール保持軸の長さをテープリール１２の中心穴１６の長さよりも短くする（例えば１／２〜１／３の長さにする）ことが好ましい。或は、リールホルダ１３の下部側に、テープリール１２の外周に沿って複数のローラ（図示せず）を設けて、これら複数のローラでテープリール１２の外周を回転可能に受け支持する構成としても良い。

フィーダ本体１１の上端面部のうち、フィーダ本体１１の取り付け方向側の端面部に近い位置に、部品実装機３０（図３参照）の吸着ノズル（図示せず）で部品を吸着する部品吸着位置が設定されている。フィーダ本体１１の上端面部の下側には、テープリール１２から引き出した部品供給テープを部品吸着位置へ案内するテープガイド１７が設けられている。

フィーダ本体１１のうち、リールホルダ１３とフィーダ本体１１の取り付け方向側の端面部との間のスペースは、電装品収容スペース２０となっている。この電装品収容スペース２０には、リールホルダ１３内のテープリール１２から部品供給テープを引き出して部品吸着位置へピッチ送りするテープ送り装置１８（図３参照）と、そのピッチ送り動作を制御する制御装置１９（図３参照）等の各種電装品が設けられている。図示はしないが、テープ送り装置１８は、サーボモータ、ステッピングモータ等のモータを駆動源としてスプロケットを回転駆動し、該スプロケットの歯を部品供給テープの送り孔に噛み合わせて該スプロケットを所定回転角度ずつ間欠的に回転させることで、テープリール１２から部品供給テープを１ピッチ分ずつ引き出して部品吸着位置へピッチ送りするようになっている。このテープ送り装置１８のテープ送り速度（モータの回転速度）は、制御装置１９によって変更可能となっている。

フィーダ本体１１の取り付け方向側の端面部のうち、その高さ方向の中央よりも高い位置（本実施例ではフィーダ本体１１の上端面部に近い位置）には、部品実装機３０のフィーダセット部３１（図４参照）に対して位置決めする２本の位置決めピン２１，２１（位置決め部）が上下方向に所定間隔を隔てて設けられている。これら２本の位置決めピン２１，２１の間には、電源供給及び通信兼用のコネクタ２２が設けられ、このフィーダ本体１１のコネクタ２２を部品実装機３０側のコネクタ４０（図３参照）に差し込み接続することで、部品実装機３０側からフィーダ本体１１内のテープ送り装置１８や制御装置１９等の各種電装品に電源が供給されると共に、部品実装機３０の制御装置３２（図３参照）とフィーダ本体１１の制御装置１９との間で制御信号やセンサ信号等の各種信号が送受信される。

次に、部品実装機３０のフィーダセット部３１に対してフィーダ本体１１をセット状態（取り付け状態）に保持する構成を説明する。

フィーダ本体１１の上端面部には、上部保持部材として、Ｔ字型断面のガイドレール２３がフィーダ本体１１の着脱方向に延びるように設けられている。これに対応して、図４に示すように、部品実装機３０のフィーダセット部３１の上部側の部材３１ａには、フィーダ本体１１のＴ字型断面のガイドレール２３がフィーダ本体１１の着脱方向にスライド移動可能に嵌合するＴ字型断面のスロット溝３３がフィーダ本体１１の着脱方向に延びるように設けられ、フィーダ本体１１のＴ字型断面のガイドレール２３がフィーダセット部３１のＴ字型断面のスロット溝３３に嵌まることで、フィーダ本体１１の着脱方向へのスライド移動が案内され且つ下方への抜止めがなされた状態に保持される。フィーダセット部３１の上部側の部材３１ａには、複数のスロット溝３３が所定間隔で設けられ、フィーダセット部３１内に複数のフィーダ本体１１をセットできるようになっている。

また、フィーダ本体１１の上端面部のうち、フィーダ本体１１の取り外し方向側の端面部に近い位置に、部品実装機３０のフィーダセット部３１に対してフィーダ本体１１を取り付け状態にクランプするクランプ装置２４（図５参照）が設けられている。このクランプ装置２４は、クランプ動作時にフィーダ本体１１の上端面部から斜め上方へ突出するクランプ部材２５と、このクランプ部材２５をクランプ方向である斜め上方へ付勢するスプリング等のばね２６と、クランプ部材２５をクランプ解除方向である斜め下方へ引っ込めるクランプ解除動作を操作する操作レバー２７（操作部）とを備えている。操作レバー２７は、フィーダ本体１１の取り外し方向側の端面部から突出するように配置されている。

一方、部品実装機３０のフィーダセット部３１の上部側の部材３１ａのうち、クランプ部材２５に対応する位置には、クランプ穴３４（図５参照）が設けられ、このクランプ穴３４にクランプ部材２５が嵌まり込むことで、フィーダ本体１１が取り付け状態にクランプされるようになっている。この場合、図５に示すように、ばね２６によってクランプ部材２５がフィーダ本体１１の取り外し方向側の斜め上方に押し上げられることで、クランプ部材２５の上端部がクランプ穴３４のうちのフィーダ本体１１の取り外し方向側の側面に押し当てられた状態となり、その反作用によってフィーダ本体１１が取り付け方向側に押し付けられて、フィーダ本体１１が精度良く位置決めされる共に、コネクタ２２，４０の接続状態が保持されるようになっている。

図１に示すように、フィーダ本体１１の下端面部には、下部保持部材として、Ｉ字型断面のガイドレール２８がフィーダ本体１１の着脱方向に延びるように設けられている。これに対応して、部品実装機３０のフィーダセット部３１の下部側の部材（図示せず）には、フィーダ本体１１のＩ字型断面のガイドレール２８がフィーダ本体１１の着脱方向にスライド移動可能に嵌合するＩ字型断面のレール溝（図示せず）が設けられ、フィーダ本体１１のＩ字型断面のガイドレール２８がフィーダセット部３１のＩ字型断面のレール溝に嵌まることで、フィーダ本体１１の着脱方向へのスライド移動が案内され且つ上方へ抜止めされない状態に保持される。これにより、部品実装機３０のフィーダセット部３１の高さ寸法の製造ばらつきやフィーダ本体１１の高さ寸法の製造ばらつきが多少大きくなっても、フィーダ本体１１の着脱方向へのスライド移動時に摩擦抵抗力が大きくなることを防止でき、フィーダ本体１１の着脱をスムーズに行うことができる。

図１に示すように、テープリール１２から引き出した部品供給テープを部品吸着位置へピッチ送りするテープ通路４１の底面には、該部品供給テープの部品に対して磁気吸引力を作用させてピッチ送り中の部品の姿勢を安定させるプレート状のマグネット４２が設けられている。このマグネット４２は、板ばね４３に接着等で固定されて、その板ばね４３の弾性力によって上方に付勢されている。これにより、テープ通路４１を通る部品供給テープは、テープ通路４１の上面側に設けられたテープ押さえカバー４５とマグネット４２との間に挟まれた状態で部品吸着位置へピッチ送りされるようになっている。

このマグネット４２を上方に付勢する板ばね４３の一端は、フィーダ本体１１側の部材にねじ等により取り付けられ、該板ばね４３の他端側には、該板ばね４３の長手方向に延びる長孔（図示せず）が形成され、この長孔にねじ（図示せず）を挿通してフィーダ本体１１側の部材に締め込むことで、該板ばね４３の他端側は、長孔の範囲内で移動可能にフィーダ本体１１側に取り付けられている。この板ばね４３の他に、マグネット４２を補助的に押し上げる補助ばね４４も設けられている。尚、マグネット４２を上方に付勢する構成は、板ばね４３を用いた構成に限定されず、適宜変更しても良く、例えば、スプリング等によってマグネット４２を上方に付勢するようにしても良い。

電装品収容スペース２０内には、テープ送り装置１８や制御装置１９の他に、マグネット４２が取り付けられているか否かを検出する検出装置５１が設けられている。図２に示すように、検出装置５１は、例えば発光素子５２と受光素子５３とを対向配置した透過型のフォトセンサにより構成されている。本実施例では、マグネット４２が固着された板ばね４３をフィーダ本体１１の所定位置に取り付けると、該板ばね４３に設けられたドッグ部５４が検出装置５１の発光素子５２と受光素子５３との間に挿入されて発光素子５２と受光素子５３との間の光路がドッグ部５４で遮断された状態となる。これにより、検出装置５１は、受光素子５３が発光素子５２からの光を受光するか否かで、板ばね４３のドッグ部５４の有無を検出してマグネット４２の有無を検出するように構成されている。

尚、検出装置５１は、透過型のフォトセンサに代えて、反射型のフォトセンサを用いても良く、更には、フォトセンサに代えて、近接センサ、磁気センサ等の非接触式センサを用いても良い。磁気センサを用いる場合は、マグネット４２から生じる磁界の有無を磁気センサで検出して、マグネット４２の有無を検出するようにすれば良い。或は、非接触式センサに代えて、マイクロスイッチ等のスイッチ類や、接触式変位センサ等の接触式センサを用いても良い。

テープフィーダ１０の制御装置１９は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を主体として構成され、電源投入時に後述する図６のテープ送り速度変更プログラムを実行することで、検出装置５１の検出結果に基づいてテープ送り装置１８のテープ送り速度を変更するようにしている。具体的には、部品実装機３０のフィーダセット部３１にテープフィーダ１０をセットしてテープフィーダ１０のコネクタ２２を部品実装機３０側のコネクタ４０に差し込み接続して、部品実装機３０側からテープフィーダ１０に電源が投入されたときに、テープフィーダ１０の制御装置１９が図６のテープ送り速度変更プログラムを実行する。テープフィーダ１０の制御装置１９は、図６のテープ送り速度変更プログラムを起動すると、まずステップ１０１で、検出装置５１の検出信号に基づいてマグネット４２を検出しているか否かを判定し、マグネット４２を検出していると判定した場合は、ステップ１０２に進み、テープ送り装置１８のテープ送り速度を高速側のテープ送り速度Ａに設定して、本プログラムを終了する。ここで、高速側のテープ送り速度Ａは、マグネット４２有りの場合に部品供給テープの部品を安定してピッチ送りできる範囲内で速いテープ送り速度に設定されている。

一方、上記ステップ１０１で、マグネット４２を検出していないと判定した場合は、ステップ１０３に進み、テープ送り装置１８のテープ送り速度をマグネット４２有りの場合のテープ送り速度Ａよりも低いテープ送り速度Ｂに設定して、本プログラムを終了する。このマグネット４２無しの場合のテープ送り速度Ｂは、マグネット４２無しでも部品供給テープの部品を安定してピッチ送りできる範囲内のテープ送り速度に設定されている。

以上説明した本実施例によれば、テープフィーダ１０に設けた検出装置５１によってテープフィーダ１０にマグネット４２が取り付けられているか否かを検出し、その検出結果に基づいてテープ送り装置１８のテープ送り速度を変更するようにしたので、テープフィーダ１０自身がマグネット４２の有無を検出してテープ送り装置１８のテープ送り速度を変更することができる。このため、テープフィーダ１０の交換作業時に作業者がマグネット４２の有無を目視で確認してテープ送り装置１８のテープ送り速度を変更する作業を行う必要がなく、テープフィーダ１０の交換作業を行う作業者の労力を軽減できると共に、作業者がテープ送り速度を間違えて変更する作業ミスも防止できる。

尚、上記実施例では、検出装置５１で検出したマグネット４２の有無に応じてテープ送り装置１８のテープ送り速度を変更するだけであったが、部品供給テープの部品に対する磁気吸引力が異なる複数種のマグネットの中から選択してマグネットをテープフィーダ１０に取り付け可能な場合には、次のように構成しても良い。検出装置は、例えば、マグネット４２の磁気吸引力を検出可能なセンサである磁気センサを用いて構成し、テープフィーダ１０に取り付けられたマグネットの磁気吸引力の大きさを検出できるように構成する。テープフィーダ１０の制御装置１９は、検出装置の検出結果に基づいてマグネットの有無を判断すると共に、マグネットが取り付けられていると判断した場合には、検出装置で検出したマグネットの磁気吸引力に応じてテープ送り装置１８のテープ送り速度を変更するように構成する。この場合、例えば、検出装置で検出したマグネットの磁気吸引力（部品供給テープの部品に作用する磁気吸引力）が大きいほど、テープ送り装置１８のテープ送り速度を速くするようにしても良い。

尚、本発明は、上記実施例に限定されず、例えば、テープフィーダ１０の構成や検出装置５１の構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更しても良いことは言うまでもない。

１０…テープフィーダ、１１…フィーダ本体、１２…テープリール、１８…テープ送り装置、１９…テープフィーダの制御装置、３０…部品実装機、３１…フィーダセット部、４１…テープ通路、４２…マグネット、４３…板ばね、５１…検出装置、５２…発光素子、５３…受光素子、５４…ドッグ部

Claims (5)

1. テープリールから引き出した部品供給テープを部品吸着位置へ送るテープ通路の底面に、前記部品供給テープの部品に対して磁気吸引力を作用させるマグネットを取り付け可能なテープフィーダにおいて、
   前記部品供給テープを送るテープ送り速度を変更可能に構成されたテープ送り装置と、
   前記テープ送り装置のテープ送り速度を制御する制御装置と、
   前記マグネットが取り付けられているか否かを検出する検出装置とを備え、
   前記制御装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて前記テープ送り装置のテープ送り速度を変更する、テープフィーダ。
2. 前記制御装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて前記マグネットが取り付けられていると判断した場合の前記テープ送り装置のテープ送り速度を前記マグネットが取り付けられていないと判断した場合のテープ送り速度よりも速くする、請求項１に記載のテープフィーダ。
3. 前記検出装置は、前記テープフィーダに前記マグネットを取り付ける部材の有無を検出することで前記マグネットの有無を検出するように構成されている、請求項１又は２に記載のテープフィーダ。
4. 前記検出装置は、前記テープフィーダに取り付けられた前記マグネットの磁気を検出する磁気センサを用いて構成されている、請求項１又は２に記載のテープフィーダ。
5. 前記部品供給テープの部品に対する磁気吸引力が異なる複数種のマグネットの中から選択してマグネットを前記テープフィーダに取り付け可能であり、
   前記検出装置は、前記テープフィーダに取り付けられた前記マグネットの磁気吸引力を検出可能に構成され、
   前記制御装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて前記マグネットが取り付けられていると判断した場合には、当該マグネットの磁気吸引力に応じて前記テープ送り装置のテープ送り速度を変更する、請求項４に記載のテープフィーダ。

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