JP7341320B2 - 半田切断装置、半田切断ユニット、部品実装装置および生産システム - Google Patents
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Description
背景技術
課題を解決するための手段
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。生産システム1は、図12(A)から図12(D)に示す部品実装装置5および温度処理装置57を備える。図1は、本実施形態の生産システム1(図11参照)に構成される部品実装装置5(図10(A)、図10(B)参照)に含まれる半田片製造装置12が備える半田供給ユニット2および半田切断装置3(半田切断ユニット4)を示す斜視図である。なお、以下の説明では、テープ状半田材21が送られる方向(テープ状半田材21の先端側)、あるいはテープ状半田材21から切断された半田片が送られる方向(切断された半田片の取出し位置側)を下流側とし、その反対方向を上流側として説明する。
図2(A)が図1に示した半田供給ユニット2の斜視図、図2(B)が半田供給ユニット2における支持部材24の部分の拡大図、および図2(C)が図2(B)における識別部262の部分拡大図である。
ベース部材22は、テープ状半田材21の繰り出し方向(以下、単に繰り出し方向と称する)に延びる細長い板状部材である。ベース部材22は、後述する移動機構28に支持され、半田供給ユニット2を半田切断ユニット4側に設けられた装着位置Sと半田切断ユニット4から離間して設けられた離脱位置Rとの間で繰り出し方向(第1方向(X方向)に相当)に移動可能に架台11上に設けられている。
リールホルダ23は、ベース部材22上(の離脱位置R側)に設けられ、テープ状半田材21が巻回されたリール(図示せず)を回転自在に保持する。リールホルダ23は、ホルダ取付部23a、ホルダ支持部23bおよび回転保持部材23cを備える。ホルダ取付部23aは、ベース部材22に取り付けられる。ホルダ支持部23bは、ホルダ取付部23aの繰り出し方向と直交する一端部側に上方に延びるように設けられ、板状である。回転保持部材23cは、ホルダ支持部23bに設けられ、リールを回転自在に保持する。また、リールホルダ23は、ホルダ支持部23bの一方側に設けられる第1操作部23dと、ホルダ支持部23bの他方側に設けられる第2操作部23eとを備える。回転保持部材23cは、ホルダ支持部23bの他方面に対して垂直方向(幅方向)に伸びる軸と平行な回転軸RCを含んでホルダ支持部23bに構成される。回転軸RCは、後述する案内部材25の延出部2512と同じ高さ位置に配置される。第1操作部23dおよび第2操作部23eは、回転保持部材23cを間に挟んでホルダ支持部23bに設けられる。第1操作部23dは、ホルダ支持部23bの装着位置S側であって、回転保持部材23cより上方に配置される。第2操作部23eは、ホルダ支持部23bの離脱位置R側であって、回転保持部材23cより下方に配置される。第1操作部23dおよび第2操作部23eを備えることで、移動機構28の移動、すなわち引き出し方向からのリール装着が容易になる。
図2(B)、図2(C)に示すように、識別領域部26は、架台11に設けられる後述の識別機構261により識別部262を検出する部分である。識別部262は、例えば半田供給ユニット2のベース部材22に設けられる。識別部262は、ベース部材22に取り付ける識別取付部262aと、識別機構261により検出される複数のマーキング部262bとを含む。複数のマーキング部262bは、本実施形態においては、複数の孔で形成される。
図3(A)が案内部材25の下部ガイド部材251の上面の下流側部分の形状を示す斜視図、図3(B)が案内部材25の下部ガイド部材251の上面の上流側部分の形状を示す斜視図、図3(C)が下部ガイド部材251の下面の形状を示す斜視図、および図3(D)が下部ガイド部材251の下面が装着ガイド部材39に装着された(係合した)状態を示す斜視図である。
抑えユニット27は、案内部材25の上方に設けられ、案内部材25にテープ状半田材21を装着させる際の待機位置と、案内部材25にテープ状半田材21を装着させた際の装着位置とを移動可能に構成される。抑えユニット27は、案内路2511に位置するテープ状半田材21の上面を延出部2512に向けて付勢する。具体的には、抑えユニット27は、案内部材25に案内されるテープ状半田材21の上方への移動を抑える抑え機構271と、抑え機構271を支持する抑え支持部272とを備える。抑え機構271は、テープ状半田材21の上面に当接する抑え部材(抑えローラ)271bと、抑え部材271bを支持し、移動する抑え移動体271aとを備える。抑え部材271bは、抑え移動体271aの移動端部に設けられ、幅方向と平行に設定された回転軸URCを中心に転動可能に構成される。抑え支持部272は、抑え移動体271aを移動可能に支持する抑え移動支持部272bと、抑え移動支持部272bを案内部材25から離間した位置で支持可能に支持部材24に取り付ける移動支持取付部272aとを備える。抑え移動体271aは、リールから繰り出されるテープ状半田材21の幅方向と平行な方向に伸びる軸HC周りに回動可能に抑え移動支持部272bに軸支される。これにより、半田供給ユニット2は、案内部材25および抑えユニット27により、リールから繰り出されるテープ状半田材21を安定的にガイドすることができる。
半田供給ユニット2は、案内部材25が支持部材24に設けられ、リールホルダ23および支持部材24がベース部材22上に設けられて一体に構成されているので、例えば半田切断装置3に取り付けられている半田供給ユニット2を交換する場合に、ベース部材22の取り付けおよび取り外しを行うことで、半田供給ユニット2の脱着が可能である。
図4は、図1に示した半田切断装置3の斜視図である。図5は、図4に示した半田切断装置3の正面図である。
枠体38は、架台11の上に設けられ、下台部381および上台部382を有する。下台部381は、所定の幅を有し、テープ状半田材21の送り方向(繰り出し方向)に延びる所定の長さの板形状の部材である。上台部382は、下台部381の上方に位置し、下台部381とほぼ同一の幅を有し、下台部381と平行に送り方向に延びる所定の長さの板形状の部材である。上台部382は、下台部381よりも短い長さの板形状の部材である。上台部382は、下流側端部(一方端部)において、下台部381に支持される連結部383に連結される。また、上台部382は、下流側端部より上流側において下台部381に支持される補助連結部383aに連結される。言い換えると、下台部381と上台部382とは、第1方向(X方向、繰り出し方向)の一方側にて互いに連結される連結部383および第1方向の他方側にて互いに連結される補助連結部383aにより連結され、一体の枠体38が形成される。
図6(A)が図4および図5に示した第1保持部31を拡大して示す斜視図、図6(B)が図4および図5に示した第2保持部35を拡大して示す斜視図である。図5および図6(A)に示すように、第1保持部31は、半田供給ユニット2から供給されたテープ状半田材21の保持および保持解除を行う。図6(A)に示すように、第1保持部31は、第1の保持部材311および第2の保持部材312、並びに第1の保持駆動部313を備える。また、第1保持部31は、第1の保持部材311および第2の保持部材312、並びに第1の保持駆動部313を支持する第1保持載置部31aを備える。
第1の駆動部32は、上台部382の第1方向の一方側に配置され、第1保持部31が搭載される第1保持移動体32bと、第1保持移動体32bをテープ状半田材21の繰り出し方向(第1方向(X方向))に直線送行させる第1の駆動機構32aとを備える。第1保持移動体32bは、所定の幅を有し、第1方向に所定の長さを有する板状の部材である。第1保持移動体32bは、その上部に第1保持載置部31aが載置され固定されることで第1保持部31を第1保持移動体32bの移動と共に第1方向に移動させる。第1の駆動機構32aは、軸心が第1方向に延びる軸体32a1を備え、内蔵される不図示の回転体の回転運動を第1方向への直線運動に変換することで軸体32a1を第1方向へ移動させる電動駆動の第1のアクチュエータである。第1のアクチュエータは、上台部382に載置され、不図示の移動位置検出手段(例えば、エンコーダ)を備えており、第1方向への移動位置を数値データにより設定し、数値制御により動作することで軸体32a1を第1方向の任意の位置に移動させることができる。また第1の駆動部32は、軸体32a1の一方端部が第1保持移動体32bに連結されることで第1保持移動体32bを第1方向に往復移動可能に構成する。
図7(A)が切断部33が備えるカッターユニット333の斜視図であり、図7(B)がカッターユニット333を支持する支持部材334および連結部材3423を除去した状態の斜視図であり、図7(C)がガイド支持部材335を除去した状態の斜視図であり、図7(D)が切断部33および切断部33付近の縦断面図であり、図7(E)が切断部33の正面図であり、図7(F)が切断部33と切断片保持部371との位置関係を示す斜視図であり、図7(G)が切断部33と案内部材25との位置関係を示す斜視図である。
第2の駆動部34は、第1の切断部材331を、テープ状半田材21の平面部に対して垂直な第2方向(Z方向)に動作させる。平面部は、テープ状半田材21の上面または下面である。本実施形態において、第2の駆動部34は、第1の切断部材331をテープ状半田材21の上面の上方に設けられる切断待機位置と、テープ状半田材21の上面より下方に設けられる切断完了位置との間で動作させる。第2の駆動部34は、下台部381の第1方向の一方側に配置され、第1方向へ移動する第2移動体34aと、第2のアクチュエータ341とを備える。また第2の駆動部34は、第2のアクチュエータ341の動作を第1の切断部材331の切断動作に伝達する伝達機構342を備える。
図5および図6(B)に示すように、第2保持部35は、第1方向において第1保持部31と切断部33との間に設けられ、切断されるテープ状半田材21の保持および保持解除を行う。第2保持部35は、第1の保持部材351および第2の保持部材352、並びに第2の保持駆動部353を備える。また、第2保持部35は、支持部材334と所定の間隔を空けて上台部382に連結支持される支持部35aと、上台部382の上方に所定の間隔を空けて配置され、支持部材334と支持部35aとに支持される載置部35bとを備える。第1の保持部材351および第2の保持部材352、並びに第2の保持駆動部353は、載置部35bに支持される。
清浄ユニット36は、枠体38における切断部33の下流側の位置に設けられている。清浄ユニット36は、平面カム3421のカム面3421aおよびカムフォロワ3422を例えばエアーブローにより清掃する。具体的には、清浄ユニット36は、平面カム3421のカム面3421aおよびカムフォロワ3422に向けて配置されたノズル361を有し、供給された圧縮空気をノズル361から吹き出す。なお、清浄ユニット36は、平面カム3421のカム面3421aおよびカムフォロワ3422の少なくとも一方を清掃する構成であればよい。これにより、平面カム3421のカム面3421aおよびカムフォロワ3422の少なくとも一方を清浄に保ち、伝達機構342の誤動作(例えば、振動)を防止することができる。
図8は、図4および図5に示した切断半田移送部37を拡大して示す斜視図である。図8に示すように、切断半田移送部37は、切断片保持部371および切断片保持駆動部372を備える。切断片保持部371は、テープ状半田材21から切断部33にて切断された半田片を切断支持位置にて受け取り保持する。切断片保持駆動部372は、切断支持位置から離間した、半田片の取出しが行われる取出し位置と切断支持位置との間で切断片保持部371を移動させる。
半田切断装置3は、駆動軸の軸線方向や駆動部の進退方向を、テープ状半田材21の幅方向、別の言い方をすると第1方向かつ第2方向に直交する方向ではなく、第1方向または第2方向に向けて構成している。すなわち、半田切断装置3は、駆動軸の軸線がテープ状半田材21の幅方向を向いたり、駆動部がテープ状半田材21の幅方向に進退したりすることがない。よって、半田切断装置3は、テープ状半田材21の幅方向における装置サイズ(寸法)を、特許文献1等に記載された従来の装置と比較して大幅に狭くすることが可能である。例えば、従来の装置の装置幅が200mmであったとき、同縮尺での半田切断装置3の装置幅は50mm以下であり、装置幅が実に1/4以下となる。このような効果は、特に、第1のアクチュエータである第1の駆動部32、並びに保持移動体3132、第2のアクチュエータ341および伝達機構342を有する第2の駆動部34によって実現している。そして、半田切断装置3は、1台当たりの装置幅が大幅に小さいことから、例えば、複数台の半田切断装置3を幅方向に並べて設置し、各半田切断装置3から供給される半田片を使用するシステムにおいては、半田切断装置3の設置台数に比例して装置幅の抑制効果が高まる。その結果、このシステムは、そのフットプリントが小さくなることから、システムの小型化を図ることができる。
図4および図5に示すように、半田切断ユニット4は、枠体38を備え、枠体38に、半田切断装置3における第1保持部31、第1の駆動部32、切断部33、第2の駆動部34および第2保持部35が搭載された構成である。具体的には、枠体38は、第1の駆動部32が設けられる上台部382、切断部33が設けられる支持部材334、第2の駆動部34が設けられる下台部381、第2保持部35が設けられる載置部35bが設けられる。第1保持部31は、第1の駆動部32に搭載される。
図9は、図5に示した半田切断装置3において、第1保持部31によるテープ状半田材21の送り込みから切断部33によるテープ状半田材21の切断までの動作の説明図である。
図1に示すように、半田片製造装置12は、半田切断ユニット4および半田供給ユニット2を含む。すなわち、半田片製造装置12は、架台11、架台11に取り付けられ、連続するテープ状半田材21を所定の長さに切断し半田片にする半田切断ユニット4、半田切断ユニット4に、連続する前記テープ状半田材21を供給する半田供給ユニット2を備える。これにより、半田片製造装置12において、半田片の製造の際に、テープ状半田材21の交換または、新たな供給を容易に行うことができるので効率よく半田片の製造を行うことが可能である。
図10(A)は、部品実装装置5を第1の方向(繰り出し方向)に沿って切断した状態を示す断面斜視図、図10(B)は図10(A)の部品実装装置5を矢印10B方向から見た場合の斜視図である。
図11(A)から図11(E)は、各タイプの部品実装装置5を示す模式図である。基準タイプT0の部品実装装置5は、実装支持部52が部品実装装置5の領域内部に設けられ、部品実装装置5の領域内部において実装対象物56を位置決め支持する。部品実装装置5の領域内部の実装支持部52への実装対象物56の移送、または部品実装装置5の領域内部の実装支持部52からの実装対象物56の移送は、不図示の移送装置または作業者により行われる。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。本実施形態において、生産システム1は、半田供給ユニット2に代えて半田供給ユニット6を備え、半田切断装置3に代えて半田切断装置7を備える。その他の生産システム1の構成は、前記実施形態1と同様である。
図13(A)は、本実施形態の半田供給ユニット6が備える案内部材61の下部ガイド部材611の上面の形状を示す図であって、下部ガイド部材611に装着ガイド部材73を装着した状態を示す斜視図、図13(B)は、案内部材61の下部ガイド部材611の下面の形状を示す図であって、下部ガイド部材611に装着ガイド部材73を装着した状態を示す斜視図である。図13(A)、図13(B)に示すように、半田供給ユニット6は、半田供給ユニット2の案内部材25に代えて案内部材61を備える。半田供給ユニット6のその他の構成は、半田供給ユニット2と同様である。
図13(A)、図13(B)に示すように、案内部材61は、繰り出し方向に延出する下部ガイド部材611および上部ガイド部材612を有する。下部ガイド部材611および上部ガイド部材612は、半田供給ユニット2の下部ガイド部材251および上部ガイド部材252に対応した構成を有する。下部ガイド部材611は、上面に、案内路6111、延出部6112および案内側壁部6113を有する。案内路6111は下部ガイド部材251の案内路2511に対応し、延出部6112は下部ガイド部材251の延出部2512に対応し、案内側壁部6113は下部ガイド部材251の案内側壁部2513に対応する。上部ガイド部材612は、半田供給ユニット2の上部ガイド部材252と同形状であり、開口部2521に対応する開口部6121を有する。
図14は、半田切断装置7の斜視図である。図15は、半田切断装置7の正面図である。図14および図15に示すように、半田切断装置7は、半田切断装置3の第1保持部31に代えて第1保持部71を備え、第2保持部35に代えて第2保持部72を備える。半田切断装置7のその他の構成は半田切断装置3と同様である。
図16(A)は、図14および図15に示した第1保持部71および第2保持部72の側面図、図16(B)は第1保持部71および第2保持部72の部分拡大斜視図である。図16(A)、図16(B)に示すように、第1保持部71は、実施形態1の第1保持部31と同様に、実施形態2においては、第1および第2の保持部材711,712、並びに第1の保持駆動部713を備え、テープ状半田材21の保持および保持解除を行う。ただし、第1保持部71では、第1の保持部材711が上下方向に動作可能な移動部材であり、第2の保持部材712は上下方向に移動せず、固定された固定部材である。したがって、第1の保持駆動部713は、第1の保持部材711のみを、テープ状半田材21の平面部に対して垂直な第2方向(Z方向)に動作させる。
図16(A)、図16(B)に示すように、第2保持部72は、実施形態1の第2保持部35の第1の保持部材351に対応する第1の保持部材721、並びに実施形態1の第2の保持駆動部353に対応する第2の保持駆動部723を備え、テープ状半田材21の保持および保持解除を行う。
半田切断装置7は、第1保持部71では第1の保持部材711のみを昇降させ、第2保持部72では第1の保持部材721のみを昇降させる構成である。これにより、第1保持部71の第1の保持駆動部713および第2保持部72の第2の保持駆動部723の構成を簡素化することが可能である。
本発明の一態様に係る半田切断装置は、長尺のテープ状半田材の保持および保持解除を行う第1保持部と、前記第1保持部が搭載され、前記第1保持部が保持した前記テープ状半田材を第1方向に直線送行させる第1の駆動部と、対向して、かつ、近接および離間自在に設けられる第1および第2の切断部材を有し、該第1および第2の切断部材の間の切断位置に位置する前記テープ状半田材の切断を行う切断部と、前記第1および第2の切断部材の少なくとも一方を、前記テープ状半田材の平面部に対して垂直な第2方向に動作させる第2の駆動部と、を備え、前記第1の駆動部は、軸心が前記第1方向に延びる回転体の回転運動を前記第1方向への直線運動に変換する電動駆動の第1のアクチュエータであり、前記第2の駆動部は、前記第1方向に移動可能な移動体を直線運動させる第2のアクチュエータと、前記移動体の直線運動を前記第2方向への直線運動に変換し、前記第1および第2の切断部材の少なくとも一方に伝達する伝達機構とを備える。
Claims (12)
- 長尺のテープ状半田材の保持および保持解除を行う第1保持部と、
前記第1保持部が搭載され、前記第1保持部が保持した前記テープ状半田材を第1方向に直線送行させる第1の駆動部と、
対向して、かつ、近接および離間自在に設けられる第1および第2の切断部材を有し、該第1および第2の切断部材の間の切断位置に位置する前記テープ状半田材の切断を行う切断部と、
前記第1および第2の切断部材の少なくとも一方を、前記テープ状半田材の平面部に対して垂直な第2方向に動作させる第2の駆動部と、
を備え、
前記第1の駆動部は、
軸心が前記第1方向に延びる回転体の回転運動を前記第1方向への直線運動に変換する電動駆動の第1のアクチュエータであり、
前記第2の駆動部は、
前記第1方向に移動可能な移動体を直線運動させる第2のアクチュエータと、前記移動体の直線運動を前記第2方向への直線運動に変換し、前記第1および第2の切断部材の少なくとも一方に伝達する伝達機構とを備える、
ことを特徴とする半田切断装置。 - 前記伝達機構は平面カム機構であり、
前記移動体に構成される平面カムと、該平面カムのカム面に当接されるカムフォロワと、該カムフォロワを支持するとともに、前記第1および第2の切断部材の少なくとも一方に接続される連結部材と、を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の半田切断装置。 - 前記第1保持部は、
対向して、かつ、近接および離間自在に設けられる第1および第2の保持部材と、
前記第1および第2の保持部材の少なくとも一方を、前記テープ状半田材の前記平面部に対して垂直な前記第2方向に動作させる第1の保持駆動部と、を備え、
前記第1の保持駆動部は、
前記第1方向に移動可能な保持移動体を有して前記保持移動体を直線運動させる第3のアクチュエータと、前記保持移動体の直線運動を前記第2方向への直線運動に変換し、前記第1および第2の保持部材の少なくとも一方に伝達する伝達機構と、を備える、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の半田切断装置。 - 前記カム面および前記カムフォロワの少なくとも一方を清浄する清浄ユニットを備えることを特徴とする請求項2に記載の半田切断装置。
- 前記第1保持部と前記切断部の間に設けられ、切断される前記テープ状半田材を保持および保持解除する第2保持部を更に備える、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の半田切断装置。 - 前記テープ状半田材から切断された半田片を切断支持位置にて受け取り保持する切断片保持部、および
前記切断支持位置から離間した、前記半田片の取出しが行われる取出し位置と前記切断支持位置との間で前記切断片保持部を移動させる切断片保持駆動部を含む切断半田移送部を更に備える、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の半田切断装置。 - 請求項5に記載の半田切断装置における前記第1保持部、前記第1の駆動部、前記切断部、前記第2の駆動部および前記第2保持部が搭載される枠体を備え、
該枠体の最下層である第1層部に、前記第2のアクチュエータおよび前記伝達機構が設けられ、
前記第1層部の上方を前記テープ状半田材が送行され、該送行される前記テープ状半田材と前記第1層部との間に、前記第1保持部、前記第1の駆動部、前記切断部および前記第2保持部が設けられる、
ことを特徴とする半田切断ユニット。 - 前記枠体は、
前記第1層部に、前記第2のアクチュエータおよび前記伝達機構が設けられる下台部を有し、
前記第1層部の上方を前記テープ状半田材が送行され、
該送行される前記テープ状半田材と前記第1層部との間に設けられ、前記第1のアクチュエータおよび前記第2保持部が設けられる上台部を有し、
前記上台部と前記下台部とは、前記第1方向の一方側にて互いに連結される連結部をそれぞれ備え、
前記第1のアクチュエータは、前記連結部から離間する他方側の前記上台部に設けられ、
前記第2のアクチュエータは、前記連結部から離間する他方側の前記下台部に設けられる、
ことを特徴とする請求項7に記載の半田切断ユニット。 - 請求項1に記載の半田切断装置は、
前記第1保持部と前記切断部の間に設けられ、切断される前記テープ状半田材を保持および保持解除する第2保持部と、
前記テープ状半田材から切断された半田片を切断支持位置にて受け取り保持する切断片保持部と、
前記切断支持位置から離間した、前記半田片の取出しが行われる取出し位置と前記切断支持位置との間で前記切断片保持部を移動させる切断片保持駆動部を含む切断半田移送部を更に備え、
請求項1に記載の半田切断装置における前記第1保持部、前記第1の駆動部、前記切断部、前記第2の駆動部、前記第2保持部および前記切断半田移送部が搭載される枠体を備え、
前記第1保持部、前記第1の駆動部、前記切断部、前記第2の駆動部および前記第2保持部が前記テープ状半田材が供給される供給処理側に設けられ、
前記切断半田移送部が切断された前記半田片が取り出される取出し側に設けられる、
ことを特徴とする半田切断ユニット。 - 架台と、
該架台上に着脱自在に配設され、請求項7または請求項9に記載の半田切断ユニットを複数並列配置してなる半田切断ユニット群と、
前記架台上に設けられ、前記テープ状半田材から切断された半田片が実装される実装対象物を支持する実装支持部と、
前記架台上に設けられ、前記実装対象物を搬送する第1の搬送装置と、
該半田切断ユニット群により切断されるそれぞれの前記半田片を、前記実装支持部の実装対象物に移載し、実装する移載ユニットと、
を備える、
ことを特徴とする部品実装装置。 - 前記架台上に設けられ、前記実装支持部と前記実装支持部外とで前記実装対象物を搬送する第2の搬送装置を更に備える、
ことを特徴とする請求項10に記載の部品実装装置。 - テープ状半田材から切断された半田片が実装される実装対象物の温度処理を行う生産システムであって、
請求項10または11に記載の部品実装装置と、
実装された実装対象物の温度処理を行う温度処理装置と、
前記部品実装装置と前記温度処理装置とで前記実装対象物を移送させる実装対象移送装置と、を備えた生産システム。
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