JP7843445B2 - フィーダおよび部品実装装置 - Google Patents

フィーダおよび部品実装装置

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Description

本開示は、フィーダおよび部品実装装置に関する。
基板に部品を実装する部品実装装置に装着され、バルク状態で収容された部品を部品実装装置に供給するバルクフィーダが知られている(特許文献1を参照)。このようなバルクフィーダは、部品を搬送する搬送路を有し、フィーダ本体部に対して着脱自在な通路部材(アタッチメント)と、搬送路上の部品の量を検出するセンサとを備える。そして、センサの検出結果に基づいて、搬送路上に供給される部品の量が制御される。
特許第5406682号公報
上記のバルクフィーダなどのフィーダにおいて、部品の種類ごとに通路部材が交換されることがある。この場合、通路部材をより簡単に着脱できることが望まれる。
そこで、本開示は、通路部材をより簡単に着脱できるフィーダおよび部品実装装置を提供する。
本開示の一態様に係るフィーダは、フィーダ本体部と、前記フィーダ本体部に対して着脱可能に取り付けられ、部品を搬送する搬送路を有する通路部材と、前記フィーダ本体部に設けられ、前記搬送路における前記部品の有無を検出する部品検出部と、を備え、前記通路部材に、前記搬送路における前記部品の有無を検出する被検出位置に一端が通じる1以上の第一導光経路が形成され、前記フィーダ本体部に、前記部品検出部から前記1以上の第一導光経路の他端へと通じる1以上の第二導光経路が形成される。
本開示の一態様に係る部品実装装置は、上記のフィーダと、前記フィーダにより供給された前記部品を移載する部品移載部と、を備える。
本開示の一態様によれば、通路部材をより簡単に着脱できるフィーダ等を実現することができる。
図1は、実施の形態に係る部品実装装置の構成を示す図である。 図2は、実施の形態に係るフィーダの部分透視図である。 図3は、実施の形態に係るフィーダを示す部分平面図である。 図4は、実施の形態に係る導光経路を示す部分分解斜視図である。 図5Aは、図3に示すVa-Va切断線で切断したフィーダの断面図である。 図5Bは、図3に示すVb-Vb切断線で切断したフィーダの断面図である。 図6は、受光量の比較結果を示す図である。 図7は、実施の形態に係るフィーダの動作を示す図である。
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。
また、本明細書および図面において、X軸、Y軸およびZ軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。実施の形態では、X軸方向は、基板の搬送方向を示しており、Z軸方向は部品供給装置の上下方向を示している。平面視とは、Z軸方向からフィーダまたは部品実装装置を見ることを意味する。
また、本明細書において、直交、平行、一致などの要素間の関係性を示す用語、および、矩形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値、および、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度(例えば、10%程度)の差異をも含むことを意味する表現である。
また、本明細書において、「第一」、「第二」などの序数詞は、特に断りの無い限り、構成要素の数又は順序を意味するものではなく、同種の構成要素の混同を避け、区別する目的で用いられている。
(実施の形態)
以下、本実施の形態に係るフィーダなどについて、図1~図7を参照しながら説明する。
[1.部品実装装置の構成]
まずは、本実施の形態に係るフィーダが用いられる部品実装装置について、図1を参照しながら説明する。図1は、本実施の形態に係る部品実装装置100の構成を示す図である。
フィーダ20は、供給ユニット80に装着され、フィーダ20が装着された供給ユニット80が部品実装装置100に取り付けられる。供給ユニット80は、部品実装装置100で使用される部品(例えば、電子部品)を供給するための装置である。
以下では、部品実装装置100が、対象物の一例である基板103に部品を実装する装置である例について説明する。部品実装装置100は、部品を供給するフィーダ20から部品を取り出して基板103に移送搭載する機能を有する。
図1に示すように、部品実装装置100は、供給ユニット80と、基台101と、基板搬送機構102と、実装ヘッド107を含む部品実装機構108と、基板認識カメラ109と、部品認識カメラ110と、電源部(図示しない)と、制御部(図示しない)とを備える。
基板搬送機構102は、基台101の中央付近にX軸に沿って(基板103の搬送方向に沿って)に配設されている。基板搬送機構102は、上流側から搬入された基板103をX軸に沿った方向に搬送し、部品実装作業を実行するために設定された実装ステージに位置決めして保持する。基板搬送機構102は、実装ヘッド107により保持された部品が実装される基板103を保持する基板保持部の一例である。
供給ユニット80は、部品実装装置100の本体部である基台101の供給ユニット装着部(図示しない)に着脱自在に装着されている。より具体的には供給ユニット80を構成する台車(図示しない)が供給ユニット装着部に装着されている。本実施の形態において、供給ユニット装着部は基板搬送機構102の両側(Y軸プラス側及びY軸マイナス側)に設けられており、供給ユニット80も基板搬送機構102の両側(Y軸プラス側とY軸マイナス側)に配置されている。
それぞれの供給ユニット80には複数のフィーダ20がX軸(基板103の搬送方向)に沿って並列に配置可能であり、少なくとも1つのフィーダ20(バルクフィーダ)が並列に装着されている。例えば、台車は、フィーダ20が装着されるフィーダ装着部を有し、当該フィーダ装着部にフィーダ20が装着される。また、供給ユニット80が基台101に装着されることで、供給ユニット80が有する各機能部と電源部とが電気的に接続され、電源部から供給ユニット80の各機能部に電力が供給される。
供給ユニット80に配置されたフィーダ20は、供給位置(例えば、後述する図2等に示す供給位置54)に部品を供給する。フィーダ20が部品を供給する供給位置54は、実装ヘッド107により部品が吸着される吸着位置である。なお、フィーダ20は、Y方向に沿って基板103側に部品を搬送する。また、供給位置54は、例えば、二次元座標で表されるがこれに限定されない。
基台101の上面においてX軸プラス方向の端部には、リニア駆動機構を備えたY軸移動テーブル105がY軸方向に配設されており、Y軸移動テーブル105には、同様にリニア駆動機構を備えた2基のX軸移動テーブル106が、Y軸方向に移動自在に結合されている。2基のX軸移動テーブル106には、それぞれ実装ヘッド107がX軸方向に移動自在に装着されている。
実装ヘッド107は、供給ユニット80に配置されたフィーダ20により保持される部品を基板103に搭載(実装)する。実装ヘッド107は、フィーダ20の供給位置54に供給された部品を移載するとも言える。実装ヘッド107は、部品移載部の一例である。
実装ヘッド107には、部品を吸着して保持し個別に昇降可能な部品吸着ノズル107aが装着されている。実装ヘッド107は、部品吸着ノズル107aを昇降させるZ軸昇降機構および部品吸着ノズル107aをノズル軸廻りに回転させるθ軸回転機構を備えている。部品吸着ノズル107aは、部品を保持する部品保持部の一例である。
また、例えば、実装ヘッド107は、複数のフィーダ20のそれぞれから部品を一括して保持する(例えば、吸着する)ための複数の部品吸着ノズル107aを有していてもよい。例えば、実装ヘッド107が有する複数の部品吸着ノズル107aは、平面視において部品の搬送方向(Y軸方向)と直交する方向(X軸方向)に並ぶように配置されていてもよい。そして、実装ヘッド107は、複数の部品吸着ノズル107aを用いて複数のフィーダ20の供給位置54から部品を一括して(例えば、同時に)吸着してもよい。
Y軸移動テーブル105、および、X軸移動テーブル106を駆動することにより、実装ヘッド107はX軸方向およびY軸方向に移動する。これにより2つの実装ヘッド107は、それぞれ対応した供給ユニット80に配置されたフィーダ20の供給位置54から部品を部品吸着ノズル107aによって取り出す。なお、基板搬送機構102、Y軸移動テーブル105、X軸移動テーブル106および実装ヘッド107により、部品実装機構108が構成される。
上側および下側の供給ユニット80のそれぞれと基板搬送機構102との間には、部品認識カメラ110が配設されている。供給ユニット80に配置されたフィーダ20から部品を取り出した実装ヘッド107が部品認識カメラ110の上方を移動する際に、部品認識カメラ110は実装ヘッド107に保持された状態の部品を撮像する。この撮像結果を処理部(図示しない)の画像認識によって認識処理することにより、部品の識別および位置検出が行われる。また、部品認識カメラ110が撮像した画像は、フィーダ20の供給位置54の生産中における調整にも用いられる。
実装ヘッド107にはX軸移動テーブル106の下面側に位置して、それぞれ実装ヘッド107と一体的に移動する基板認識カメラ109が装着されている。実装ヘッド107が移動することにより、基板認識カメラ109は基板搬送機構102に位置決めされた基板103の上方に移動し、基板103を撮像する。この撮像結果を同様に処理部の画像認識によって認識処理することにより基板103の位置が検出される。また、基板認識カメラ109は、フィーダ20を上方から撮像することができる。基板認識カメラ109は、複数のフィーダ20それぞれの供給位置54を撮像可能である。基板認識カメラ109が撮像した画像は、フィーダ20の供給位置54の生産前における調整にも用いられる。
電源部は、部品実装装置100の各機能部に電力を供給する。電源部は、例えば、供給ユニット80に電力を供給する。
制御部は、部品実装装置100の各構成要素を制御する。制御部は、後述する部品検出部(例えば、後述する図4に示す部品検出部80a)の部品検出結果に基づいて、搬送路(例えば、後述する図2に示す搬送路60)への部品の供給を制御し、部品検出部(例えば、後述する図5Bに示す部品検出部80b)の部品検出結果に基づいて、実装ヘッド107の動作を制御する。
なお、以下において、部品の搬送方向を単に搬送方向とも記載する。
なお、上記では、供給ユニット80(つまり、フィーダ20が取り付けられた台車)が部品実装装置100に取り付けられる例について説明したが、フィーダ20は部品実装装置100に直接取り付けられてもよい。この場合、部品実装装置100には、フィーダ20が着脱可能に取り付けられるフィーダ装着部が設けられる。
[2.フィーダの構成]
続いて、上記のような部品実装装置100に用いられるフィーダ20について、図2~図5Bを参照しながら説明する。図2は、本実施の形態に係るフィーダ20の部分透視図である。図2では、フィーダ20のうち整列部41および搬送路60(直線部61および姿勢変更部63)を透視して示しており、フィーダ本体部70のうち、シャッター76を透視して示している。また、図2では、ケース10も図示している。
図1および図2に示すように、フィーダ20は、部品実装装置100(図1を参照)の実装ヘッド107(図1を参照)に、ケース10(図2を参照)に収容された部品を供給する。例えば、フィーダ20は、ケース10に収容された部品を供給位置54に供給する。
図2に示すように、フィーダ20は、アタッチメント30と、フィーダ本体部70とを備える。また、アタッチメント30には、部品を収容するケース10が取り付けられる。
ケース10は、中空の箱体であり、内部にバラ積み状態(バルク状態)で部品を収容する。ケース10は、アタッチメント30に着脱自在に取り付けられ、収容する部品をフィーダ20に供給する。例えば、ケース10は、フィーダ20に装着された状態で、振動などにより揺らされることで収容する部品をフィーダ20に供給する。ケース10は、部品収容部の一例である。
部品は、例えば、抵抗器、コンデンサなどの電子部品であるが、これに限定されず、基板などの対象物に実装可能な物体であればよい。また、部品は、少なくとも一部が金属であってもよいし、帯電性または磁性を有していてもよい。金属部分、または、帯電性もしくは磁性を有する部分は、例えば、露出して設けられてもよい。金属部分は、例えば、金属層(めっき層)であってもよい。また、部品の形状は、例えば直方体状(例えば、平面視において矩形状)であるが、これに限定されない。
図2の例では、ケース10は、傾斜してフィーダ20に取り付けられているが、これに限定されない。
アタッチメント30は、通路部材の一例であり、例えば、フィーダ本体部70に対して着脱可能に取り付けられる。アタッチメント30は、ケース10に接続され、ケース10に収容された部品(例えば、複数の部品)を供給位置54に搬送する搬送路60を有する。
整列部41は、搬送路60に接続され、ケース10から受けた複数の部品を整列させて、当該搬送路60に投入する。整列部41における部品の整列方法は特に限定されない。整列部41は、例えば、搬送路60に接続される貫通孔を下方に有する収容部を有し、当該収容部に収容された複数の部品をエアーにより攪拌し、貫通孔へ複数の部品を投入する構成を有していてもよい。
搬送路60は、一端(Y軸マイナス側の端部)が整列部41(具体的には、貫通孔)に接続され、整列部41により整列された部品(例えば、複数の部品)を供給位置54まで搬送する。本実施の形態の搬送路60は、透光性を有する中空状(チューブ状)の部材を含んで構成されるが、少なくとも一部は溝を含んで構成されてもよい。また、搬送路60は、例えば、透光性、可撓性および伸縮性の少なくとも1つを有していてもよい。
また、搬送路60が部品を搬送する搬送方法は特に限定されず、エアーなどにより部品を搬送してもよいし、振動などにより部品を搬送してもよい。
フィーダ本体部70は、部品実装装置100のフィーダ装着部に対して位置決めされる部分である。
また、フィーダ本体部70は、供給位置54の上方を覆い、第一通路部材50の上面の開口を開閉可能なシャッター76を備える。図2は、シャッター76が供給位置の上方の開口を塞いでいる状態(閉状態)を示している。シャッター76が供給位置54の上方を覆うことで、例えば、供給位置54に部品が配置された状態でフィーダ20が部品実装装置100から取り外される場合に、当該部品Pがフィーダ20の外にでることを抑制することができる。
このようなアタッチメント30がフィーダ本体部70に対して着脱可能なフィーダ20において、例えば、部品を検出するためのセンサがアタッチメント30に取り付けられることがある。この場合、センサは、フィーダ本体部70または部品実装装置100から電源の供給を受けるので、センサとフィーダ本体部70または部品実装装置100との間が配線で接続される。
また、フィーダ20において、アタッチメント30がフィーダ本体部70に対して着脱される場合、容易に着脱されることが望まれる。しかしながら、上記のようにアタッチメント30にセンサが取り付けられている場合、アタッチメント30をフィーダ本体部70に着脱する場合、配線の接続などが必要となり、容易に着脱することが困難である。そこで、本開示では、センサを備え、アタッチメント30とフィーダ本体部70とを容易に着脱可能なフィーダ20などについて、以下に説明する。
図2に示すフィーダ20の構成について、さらに図3を参照しながら説明する。図3は、本実施の形態に係るフィーダ20を示す部分平面図である。図3は、図2に示すフィーダ20の一部を上方から見た図である。なお、図3では、フィーダ20が備える光ファイバ(光ファイバケーブル)のうち、光ファイバ45a及び45bのみを図示している。
図3に示すように、アタッチメント30は、本体部42と、対向部44と、光ファイバ45aおよび45bとを有する。
本体部42は、Y軸方向に延在する部材であり、搬送路60の一部(例えば、直線部61)が配置される。
対向部44は、光ファイバ45aおよび45bが配置される部分である。対向部44は、搬送路60(直線部61)よりX軸プラス側の第一部分44aと、搬送路60(直線部61)よりX軸マイナス側の第二部分44bとを有する。第一部分44aと第二部分44bとは、一体形成されている。また、第一部分44aと第二部分44bとは、搬送路60の少なくとも一部をはさんで対向するように設けられる。例えば、第一部分44aと第二部分44bとは、部品Pを支持する支持面60a(図5Aを参照)の少なくとも一部をはさんで対向するように設けられる。支持面60aは、接触して、または、所定の間隔をあけて部品Pを支持する。
光ファイバ45aおよび45bは、被検出位置48において、搬送路60内の部品Pの有無を検出するために設けられる。光ファイバ45aおよび45bは、導光部材の一例であり、光ファイバ45aおよび45bの伝送路は、導光経路(例えば、第一経路部)を形成する。詳細は後述するが、光ファイバ45aおよび45bの一方が部品検出部80a(図4、図5Aを参照)からの光を部品Pに出射し、他方が受光した光を部品検出部80aに導光する。光ファイバ45a、45bおよび部品検出部80aなどの詳細は、後述する。
スリット47は、部品Pに出射される光を部品Pに応じた大きさの光とするために設けられる穴であり、搬送路60を挟むように設けられる。スリット47は、光ファイバ45aおよび45bそれぞれの一端と、搬送路60の外表面との間に設けられる。スリット47を介して出射される光は、部品Pより小さくなる。スリット47のサイズは、部品種(部品Pの大きさ)によって変わり得るので、生産で使用する部品種に応じたサイズのスリット47が形成されたアタッチメント30が生産に用いられる。例えば、スリット47のサイズが異なる複数のアタッチメント30が準備されており、当該複数のアタッチメント30のうち、フィーダ20で供給する部品Pの種類に応じて選択された一つのアタッチメント30がフィーダ本体部70に装着される。なお、スリット47のサイズとは、スリット47をX軸方向から見たときのサイズ(穴の大きさ)である。
ここで、アタッチメント30をフィーダ本体部70から容易に着脱可能なフィーダ20の構成について、図4~図5Bを参照しながら説明する。図4は、本実施の形態に係る導光経路を示す部分分解斜視図である。図4は、アタッチメント30をフィーダ本体部70から取り外したときの対向部44周辺を示す斜視図である。また、図4では、部品検出部80aをブロック図として簡易的に図示している。図5Aは、図3に示すVa-Va切断線で切断したフィーダ20の断面図である。
図4および図5Aに示すように、フィーダ20において、電源の供給などのための配線が接続される部品検出部80aがフィーダ本体部70に配置される。言い換えると、アタッチメント30には、部品検出部80aが配置されていない。これにより、アタッチメント30をフィーダ本体部70から着脱する際に、配線の接続などを行う必要がないので、アタッチメント30をフィーダ本体部70に対して容易に着脱可能である。
部品検出部80aは、フィーダ本体部70に設けられ、搬送路60における部品Pの有無を検出する。部品検出部80aは、例えば、供給位置54より上流の搬送路60における位置に配置され、部品Pの満杯を検出する。部品検出部80aは、基板、基板に実装された発光素子(例えば、LED)、受光素子、アンプ回路および制御回路などを含んで構成される。部品検出部80aには、電源用、信号の入出力用などの配線が接続される。
また、部品検出部80aを用いて被検出位置48での部品Pの検出を可能にするために、アタッチメント30には光ファイバ45aおよび45bが配置され、フィーダ本体部70には光ファイバ81aおよび81bが配置される。部品検出部80aと搬送路60との間の一方の導光経路を光ファイバ45aおよび81aの2本の光ファイバにより形成し、他方の導光経路を光ファイバ45bおよび81bの2本の光ファイバにより形成する。
光ファイバ45aおよび45bのそれぞれは、アタッチメント30の被検出位置48に一端が配置される。光ファイバ45aおよび45bのそれぞれは、アタッチメント30の被検出位置48に一端が通じているとも言える。ここでの通じるとは、被検出位置48に向けて光を出射可能である、または、被検出位置48を通過した光を入射可能であることを意味する。
光ファイバ45aは、部品検出部80aの発光素子から出射され光ファイバ81aを通過した光を一端から被検出位置48に向けて出射する。光ファイバ45aは、少なくとも一部が湾曲するように設けられ、他端においてZ軸プラス側に入射した光をX軸マイナス側に向けて出射する。光ファイバ45bの他端は、例えば、アタッチメント30の下面(フィーダ本体部70側の面)と面一であってもよい。
光ファイバ45bは、入射した光を光ファイバ81bに出射する。光ファイバ45aの一端(出射側の端部)および光ファイバ45bの一端(入射側の端部)は、例えば、対向して配置される。また、光ファイバ45bは、少なくとも一部が湾曲するように設けられ、X軸マイナス側に入射した光をZ軸マイナス側に向けて出射する。光ファイバ45bの他端は、例えば、アタッチメント30の下面(フィーダ本体部70側の面)と面一であってもよい。
光ファイバ45aおよび45bは、平面視において、搬送路60の搬送方向と交差する方向に配置される。本実施の形態では、光ファイバ45aおよび45bは、平面視において、搬送路60の搬送方向と直交するように配置される。また、例えば、第一部分44aに光ファイバ45aが配置され、第二部分44bに光ファイバ45bが配置される。対向部44は、搬送路60を外方からはさむとも言える。これにより、被検出位置48に部品Pが存在する場合、光ファイバ45bに入射する光の受光量が低下するので、部品検出部80aは、当該部品Pを検出することができる。
なお、光ファイバ45aおよび45bの伝送路を含む導光経路は、1以上の第一導光経路の一例であり、光ファイバ45aの伝送路を含む導光経路は、一方の第一導光経路の一例であり、光ファイバ45bの伝送路を含む導光経路は、他方の第一導光経路の一例である。
光ファイバ81aは、アタッチメント30がフィーダ本体部70に取り付けられた状態で、光ファイバ45aの他端(Z軸マイナス側の端部)と接続され、部品検出部80aの発光素子が発光した光を光ファイバ45aに導光する。また、光ファイバ81bは、アタッチメント30がフィーダ本体部70に取り付けられた状態で、光ファイバ45bの他端(Z軸マイナス側の端部)と接続され、光ファイバ45bの一端に入射した光を部品検出部80aの受光素子に導光する。
ここでの接続とは、光ファイバ45aの他端と光ファイバ81aの他端(Z軸プラス側の端部)とが、および、光ファイバ45bの他端と光ファイバ81bの他端(Z軸プラス側の端部)とが、接触して配置されることに加え、所定の間隔を空けて配置されることも含む。光ファイバ81aおよび81bのそれぞれは、光ファイバ45aおよび45bのそれぞれの他端へ通じているとも言える。
また、光ファイバ45aの他端と光ファイバ81aの他端とは、および、光ファイバ45bの他端と光ファイバ81bの他端とは、光の損失が少なくなるように配置されており、例えば、対向して配置される。光ファイバ81aおよび81bの伝送路を含む導光経路は、1以上の第二導光経路の一例である。
また、光ファイバ81aおよび81bの他端は、例えば、フィーダ本体部70の上面(アタッチメント30側の面)と面一であってもよい。
なお、光ファイバ45aおよび45bの配置は図3および図4に示す配置に限定されない。例えば、第一部分44aに光ファイバ45aおよび45bが配置されてもよい。この場合、第二部分44bには、反射部(図示しない)および不反射部(図示しない)のいずれかひとつが形成されてもよい。言い換えると、第二部分44bには、反射部および不反射部のいずれかひとつが配置されてもよい。
反射部は、例えば、板状の部材であり、光ファイバ45aから出射された光を、光ファイバ45b側へ反射(例えば、鏡面反射)する。例えば、部品Pの反射率が低い場合に、反射部が配置されるとよい。反射部は、例えば、金属板などにより形成されるがこれに限定されない。この場合、部品検出部80aは、受光素子の受光量が所定量未満となると、部品Pを検出する。
また、不反射部は、例えば、板状の部材であり、光ファイバ45aから出射された光を反射しない。例えば、部品Pの反射率が高い場合に、不反射部が配置されるとよい。不反射部は、例えば、反射率の低い板状の部材(例えば、黒染めされた板状の部材)などにより形成されるがこれに限定されない。この場合、部品検出部80aは、受光素子の受光量が所定量以上となると、部品Pを検出する。
なお、図5Aに示す一対のスリット47のそれぞれは、光ファイバ45aおよび45bのそれぞれと連通しており、第二経路部の一例である。
なお、第二部分44bに反射部または不反射部が配置される場合、光ファイバ45aのみが設けられてもよい。つまり、光ファイバは、1つのみであってもよい。例えば、光ファイバ45aは、出射する光および受光した光のそれぞれに共通の伝送路であってもよい。
図5Aに示すように、光ファイバ45aおよび45bは、対向部44およびアタッチメント30にわたって設けられており、アタッチメント30は、光ファイバ45aの他端を固定する固定部49a、および、光ファイバ45bの他端を固定する固定部49bを有する。また、フィーダ本体部70は、光ファイバ81aの他端を固定する固定部79a、および、光ファイバ81bの他端を固定する固定部79bを有する。光ファイバ45aおよび81aの光軸は、例えば、一致しており、光ファイバ45bおよび81bの光軸は、例えば、一致している。
また、図4に示すように、対向部44は、搬送路60(例えば、直線部61)が延びる方向(Y軸方向で)と直交する方向における搬送路60の移動を規制(自由度を規制)する規制部44cを有する。本実施の形態では、規制部44cは、対向部44をY軸方向に貫通する、搬送路60に太さに応じた大きさの貫通孔である。貫通孔に搬送路60が挿通されることで、搬送路60の移動を規制可能である。
図5Bは、図3に示すVb-Vb切断線で切断したフィーダ20の断面図である。
図5Bに示すように、光ファイバ56aおよび56bなどは、部品Pの供給位置54に設けられてもよい。つまり、光ファイバ56aおよび56bなどは、搬送路60の先端部に設けられてもよい。具体的には、光ファイバ56aおよび56bなどは、支持面55aと、支持面55aの幅方向(Y軸方向)に間隔をあけて対向するように配置される対向部(第一部分55b1および第二部分55b2)とから形成される溝55の位置に形成される。この場合、供給位置54は、被検出位置の一例である。
部品検出部80bは、フィーダ本体部70に設けられ、搬送路60における部品Pの有無を検出する。部品検出部80bは、例えば、供給位置54への部品Pの到達(供給)を検出する。部品検出部80bの構成は、部品検出部80aと同じであってもよい。部品検出部80bには、電源用、信号の入出力用などの配線が接続される。
また、部品検出部80bを用いて供給位置54での部品Pの検出を可能にするために、アタッチメント30には光ファイバ56aおよび56bが配置され、フィーダ本体部70には光ファイバ82aおよび82bが配置される。部品検出部80bと溝55との間の一方の導光経路を光ファイバ56aおよび82aの2本の光ファイバにより形成し、他方の導光経路を光ファイバ56bおよび82bの2本の光ファイバにより形成する。
光ファイバ56a、56b、82aおよび82bの構成は、光ファイバ45a、45b、81aおよび81bと同じであってもよく、説明を省略する。
また、光ファイバ56aおよび56bの一端には、スリット57が形成されている。一対のスリット57のそれぞれは、光ファイバ56aおよび56bのそれぞれと連通しており、第二経路部の一例である。一対のスリット57のそれぞれは、一対のスリット47より一端側に設けられ被検出位置(供給位置54)に向かって開口する。スリット57は、光ファイバ56a、56bの一端と、溝55との間に設けられる。
スリット57のサイズは、例えば、スリット47のサイズと同じであってもよい。
また、図5Bに示すように、アタッチメント30は、光ファイバ56aの他端を固定する固定部58a、および、光ファイバ56bの他端を固定する固定部58bを有し、フィーダ本体部70は、光ファイバ82aの他端を固定する固定部79c、および、光ファイバ82bの他端を固定する固定部79dを有する。光ファイバ56aおよび82aの光軸は、例えば、一致しており、光ファイバ56bおよび82bの光軸は、例えば、一致している。
また、図2に示すシャッター76は、図5Bに示す部品Pの上方の開口(溝55の開口)を覆う。図5Bは、シャッター76が開状態である場合を示している。
ここで、搬送路60について、図3を参照しながら説明する。
搬送路60は、直線部61(第一部分および第二部分)と、姿勢変更部63とを有する。直線部61(第一部分および第二部分)と、姿勢変更部63とは、一体形成されている。
直線部61(第一部分)は、搬送方向に延びて形成され、部品Pの長手方向が搬送方向に沿うように部品Pを搬送する。直線部61は、規制部44cにより移動が規制されている。
直線部61(第二部分)は、直線部61(第一部分)と姿勢変更部63との間に位置し、平面視において、少なくとも一部が搬送方向と交差する方向に延在する。
姿勢変更部63は、直線部61と供給位置54との間に設けられ、部品Pの長手方向を搬送方向と交差する方向(例えば、直交する方向)に変更しながら部品Pを搬送するために設けられる部分である。姿勢変更部63は、湾曲するように形成される。平面視における姿勢変更部63の湾曲角度は、例えば、90度であるが、実装ヘッド107の吸着向きなどに応じて適宜決定されてもよい。
姿勢変更部63の先端は溝55につながっており、搬送路60により搬送された部品Pは、溝55に供給される。溝55が形成される位置は、供給位置54でもある。
[3.受光量の比較結果]
続いて、上記のような導光経路における部品Pの検出精度について、図6を参照しながら説明する。図6は、受光量の比較結果を示す図である。図6に示す直リターンは、部品検出部から被検出位置までを1本の光ファイバを用いて導光経路を形成した場合を示し、2箇所継ぎリターンは、図5Aおよび図5Bに示すように、部品検出部から被検出位置までを2本の光ファイバを継いだものを用いて導光経路を形成した場合を示し、2箇所継ぎリターン(スリットφ0.1)は、図5Aおよび図5Bに示すように、部品検出部から被検出位置までを2本の光ファイバを継いだものを用い、さらに、被検出位置にφ0.1mmのスリットを入れて導光経路を形成した場合を示している。また、図6では、部品Pの透過光の強度を検出している。検出用の回路にプルアップ抵抗を接続しているため部品無の場合は電圧が低く、部品有の場合は電圧が高くなっている。
図6に示すように、部品Pが被検出位置にない場合(図6中の「部品無」)、3つとも同程度の電圧であるので、少なくとも2本の光ファイバを用いて導光経路を形成した場合でも、1本の光ファイバを用いて導光経路を形成した場合と同程度の精度で部品Pが被検出位置にないことを検出可能である。
また、部品Pが被検出位置にある場合(図6中の「部品有」)、3つとも同程度の電圧である(例えば、部品Pの有無における電圧の変化が同様である)ので、少なくとも2本の光ファイバを用いて導光経路を形成した場合でも、1本の光ファイバを用いて導光経路を形成した場合と同程度の精度で部品Pが被検出位置にあることを検出可能である。
上記のように、2箇所継ぎリターンおよび2箇所継ぎリターン(スリットφ0.1)の場合でも、直リターンの場合と同程度の精度で部品Pの有無を検出可能である。
[4.フィーダの動作]
続いて、上記のように構成されるフィーダ20の動作について、図7を参照しながら説明する。図7は、本実施の形態に係るフィーダ20の動作を示す図である。図7は、部品検出部80aにおいて部品Pを検出する動作を示す。
図7に示すように、まずフィーダ20は、部品実装装置100の制御部(図示しない)からの制御指令などに基づいて、搬送路60に部品Pを供給する(S101)。
次に、部品検出部80aは、被検出位置48に部品Pがあるか否かを判定する(S102)。ステップS102において、発光素子から出射された光は、光ファイバ81aおよび45aとスリット47とを通り、被検出位置48に向けて出射され、被検出位置48側からの光がスリット47と光ファイバ45bおよび81bとを通り、受光素子に入射される。部品検出部80aの制御回路は、受光素子が受光した光の受光量に応じて部品Pの有無を判定する。
次に、制御回路は、部品Pがあると判定した場合(S102でYes)、被検出位置48から供給位置54までの間において部品Pが満杯であるか否かを判定する(S103)。制御回路は、例えば、所定時間以上連続して部品Pがあると検出された場合、部品Pが供給位置54側に移動していないので、満杯であると判定してもよい。
制御回路は、部品Pが満杯であると判定した場合(S103でYes)、搬送路60への部品Pの供給を停止させ(S104)、ステップS103に戻る。制御回路は、例えば、満杯であることを示す情報を部品実装装置100の制御部に出力し、所定時間経過後にステップS103の判定を実行する。また、制御回路は、部品Pが満杯ではないと判定した場合(S103でNo)、ステップS101に戻る。これにより、搬送路60への部品Pの供給が継続される。
また、制御回路は、部品Pがないと判定した場合(S102でNo)、部品Pの詰まりまたは部品切れであるか否かを判定する(S105)。制御回路は、フィーダ20に設けられた他のセンサのセンシング結果(例えば、部品検出部80bの部品Pの検出結果)と被検出位置48のセンシング結果との組み合わせに基づいて、ステップS102の判定を行ってもよい。制御回路は、例えば、供給位置54で部品Pがなく、さらに、被検出位置48で部品Pがないと検出された場合に部品切れであると判定してもよい。制御回路は、例えば、供給位置54で部品Pがないが、被検出位置48で部品Pがあると検出された場合に部品があると判定してもよい。フィーダ20に設けられた他のセンサ(部品Pの詰まりを検知するセンサ、および、部品切れを検知するセンサなど)のセンシング結果に基づいて、ステップS102の判定を行ってもよい。制御回路は、例えば、ステップS102でNoと判定したことをトリガとして、当該他のセンサのセンシング結果を取得し、取得したセンシング結果に基づいてステップS105の判定を行ってもよい。
次に、制御回路は、部品Pの詰まりおよび部品切れの少なくとも一方であると判定した場合(S105でYes)、当該少なくとも一方であることを示す報知を行わせる(S106)。制御回路は、例えば、フィーダ20または部品実装装置100に設けられた警告灯または警告音などにより報知を行ってもよいし、作業者の端末装置に当該少なくとも一方であることを示す情報を送信してもよい。また、制御回路は、部品Pの詰まりおよび部品切れのいずれでもないと判定した場合(S105でNo)、ステップS101に戻る。これにより、搬送路60への部品Pの供給が継続される。
なお、部品検出部80bにおける部品Pの検出では、満杯であるか否かの判定は行われない。ステップS102でYesの場合、部品検出部80bの処理が終了する。また、ステップS102でYesと判定されることをトリガとして、部品吸着ノズル107aによる部品Pの吸着が行われる。
[5.効果など]
以上のように、本実施の形態に係るフィーダ20は、フィーダ本体部70と、フィーダ本体部70に対して着脱可能に取り付けられ、部品Pを搬送する搬送路60を有するアタッチメント30(通路部材の一例)と、フィーダ本体部70に設けられ、搬送路60における部品Pの有無を検出する部品検出部80aとを備える。そして、アタッチメント30に、搬送路60における部品Pの有無を検出する被検出位置48に一端が通じる1以上の第一導光経路(例えば、光ファイバ45aおよび45bの少なくとも一方の伝送路を含む導光経路)が形成され、フィーダ本体部70に、部品検出部80aから1以上の第一導光経路の他端へと通じる1以上の第二導光経路(例えば、光ファイバ81aおよび81bの少なくとも一方の伝送路を含む導光経路)が形成される。
これにより、電源などのための配線が接続される部品検出部80aがフィーダ本体部70に設けられるので、アタッチメント30をフィーダ本体部70に対して着脱する場合に、配線の接続などの作業を行う必要がない。よって、アタッチメント30をより簡単に着脱できるフィーダ20を実現することができる。
また、光ファイバ45aおよび45bの少なくとも一方と、光ファイバ81aおよび81bの少なくとも一方とにより部品検出部80aからの光を被検出位置48に出射し、かつ、被検出位置48を通過した光を部品検出部80aに入射させることができるので、部品Pを検出することができる。つまり、フィーダ20は、アタッチメント30のより簡単な着脱の実現と、部品Pの検出と両立することができる。
また、搬送路60は、部品Pの搬送方向に延在し、部品Pを支持する支持面60aを有し、アタッチメント30は、支持面60aの少なくとも一部をはさんで対向するように設けられた第一部分44aと第二部分44bとからなる対向部44を有する。そして、第一部分44aに、1以上の第一導光経路のうちの一方の第一導光経路(例えば、光ファイバ45aの伝送路を含む導光経路)が形成される。
これにより、部品検出部80aは、第一部分に配置された一方の第一導光経路を用いて部品Pの検出を行うことができる。
また、搬送路60は、透光性を有する中空状の部材を含み、対向部44は、搬送路60を外方からはさみ、アタッチメント30のうち対向部44に、1以上の第一導光経路が形成される。
これにより、部品検出部80aは、中空状の搬送路60において、部品Pを検出することができる。
また、対向部44は、搬送路60の搬送方向と直交する方向における搬送路60の移動を規制する規制部44cを有する。
これにより、搬送路60の移動が規制されるので、部品検出部80aは、部品Pの検出をさらに確実に行うことができる。
また、搬送路60は、支持面55aと、対向部(第一部分55b1および第二部分55b2)とから形成される溝55を含み、アタッチメント30のうち溝55を形成する対向部に、1以上の第一導光経路が形成される。
これにより、部品検出部80aは、溝状の搬送路60において、部品Pを検出することができる。
また、1以上の第一導光経路は、さらに他方の第一導光経路(例えば、光ファイバ45aおよび45bの他方を含む導光経路)を含み、第二部分44bに、他方の第一導光経路が形成されてもよい。
これにより、部品検出部80aは、被検出位置48を通過した光により、部品Pの検出を行うことができる。
また、第二部分44bに、反射部および不反射部のいずれかひとつが形成されてもよい。
これにより、部品検出部80aは、部品Pによる反射光または反射部による反射光により、部品Pの検出を行うことができる。
また、1以上の第一導光経路は、1以上の第一経路部(例えば、光ファイバ45aおよび45bの少なくとも一方の伝送路)と1以上の第一経路部より一端側に設けられ被検出位置48に向かって開口するスリット47(1以上の第二経路部の一例)とを有し、スリット47のサイズは、部品Pの種類に応じたサイズである。
これにより、部品検出部80aは、部品Pの種類に応じたサイズであるスリット47が形成されているので、さらに確実に部品Pを検出することができる。
また、以上のように、本実施の形態に係る部品実装装置100は、上記のフィーダ20と、フィーダ20により供給された部品Pを移載する実装ヘッド107(部品移載部の一例)と、を備える。
これにより、フィーダ20と同様の効果を奏する。
(その他の実施の形態)
以上、一つまたは複数の態様に係るフィーダなどについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示に含まれてもよい。
例えば、上記実施の形態では、対象物が基板である例について説明したが、これに限定されず、部品を実装可能な物体であればよく、例えば、部品が実装可能な他の部品であってもよい。
また、上記実施の形態では、バルク状態の部品を収容するバルクケースがフィーダに装着される例について説明したが、例えば、部品付きキャリアテープを巻いた状態で収容するテーピングケースであってもよい。テーピングケースは、部品収容部の一例である。このように、部品収容部は、バルク状態で部品を収容するものに限定されない。
また、上記実施の形態では、搬送路の前段に整列部を備える構成について説明したが、フィーダの構成はこれに限定されない。フィーダは、部品が供給位置に到達するまでに当該部品を整列させる構成を有していればよく、例えば、振動を用いて供給位置における溝に当該部品を移動することにより整列させる構成であってもよい。
また、上記実施の形態では、対向部と供給位置とのそれぞれにおいて部品の有無を検出するための導光経路が形成される例について説明したが、これに限定されず、対向部と供給位置との少なくとも一方に導光経路が形成されていればよい。また、導光経路は、対向部および供給位置以外の位置に形成されていてもよい。
また、1以上の第一導光経路および1以上の第二導光経路は、光ファイバの伝送路を含んで形成されることに限定されず、例えば、アタッチメントおよびフィーダ本体部に形成された空間(例えば、穴)により形成されてもよい。
また、上記実施の形態では、規制部が貫通孔である例について説明したがこれに限定されない。例えば、導光経路が形成されていない別の部材と、対向部とで搬送路を挟持することで、搬送路の移動を規制してもよい。この場合、別の部材と対向部とにより規制部が実現される。
また、上記実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
また、フローチャートにおける各ステップが実行される順序は、本開示を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が他のステップと同時(並列)に実行されてもよいし、上記ステップの一部は実行されなくてもよい。
また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェアまたはソフトウェアが並列または時分割に処理してもよい。
また、これらの全般的または具体的な態様は、システムで実現されてもよい。
また、本開示の一態様は、図7に示される部品検出方法に含まれる特徴的な各ステップをコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであってもよい。
また、例えば、プログラムは、コンピュータに実行させるためのプログラムであってもよい。また、本開示の一態様は、そのようなプログラムが記録された、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体であってもよい。例えば、そのようなプログラムを記録媒体に記録して頒布または流通させてもよい。例えば、頒布されたプログラムを、他のプロセッサを有する装置にインストールして、そのプログラムをそのプロセッサに実行させることで、その装置に、上記各処理を行わせることが可能となる。
(付記)
(技術1)
フィーダ本体部と、
前記フィーダ本体部に対して着脱可能に取り付けられ、部品を搬送する搬送路を有する通路部材と、
前記フィーダ本体部に設けられ、前記搬送路における前記部品の有無を検出する部品検出部と、を備え、
前記通路部材に、前記搬送路における前記部品の有無を検出する被検出位置に一端が通じる1以上の第一導光経路が形成され、
前記フィーダ本体部に、前記部品検出部から前記1以上の第一導光経路の他端へと通じる1以上の第二導光経路が形成される、
フィーダ。
(技術2)
前記搬送路は、前記部品の搬送方向に延在し、前記部品を支持する支持面を有し、
前記通路部材は、前記支持面の少なくとも一部をはさんで対向するように設けられた第一部分と第二部分とからなる対向部を有し、
前記第一部分に、前記1以上の第一導光経路のうちの一方の第一導光経路が形成される、
技術1に記載のフィーダ。
(技術3)
前記搬送路は、透光性を有する中空状の部材を含み、
前記対向部は、前記搬送路を外方からはさみ、
前記通路部材のうち前記対向部に、前記1以上の第一導光経路が形成される、
技術2に記載のフィーダ。
(技術4)
前記対向部は、前記搬送路の搬送方向と直交する方向における前記搬送路の移動を規制する規制部を有する、
技術3に記載のフィーダ。
(技術5)
前記搬送路は、前記支持面と、前記対向部とから形成される溝を含み、
前記通路部材のうち前記溝を形成する前記対向部に、前記1以上の第一導光経路が形成される、
技術2から4のいずれかに記載のフィーダ。
(技術6)
前記1以上の第一導光経路は、さらに他方の第一導光経路を含み、
前記第二部分に、前記他方の第一導光経路が形成される、
技術2から5のいずれかに記載のフィーダ。
(技術7)
前記第二部分に、反射部および不反射部のいずれかひとつが形成される、
技術2から5のいずれかに記載のフィーダ。
(技術8)
前記1以上の第一導光経路は、1以上の第一経路部と前記1以上の第一経路部より前記一端側に設けられ前記被検出位置に向かって開口する1以上の第二経路部とを有し、
前記第二経路部のサイズは、前記部品の種類に応じたサイズである、
技術1から7のいずれかに記載のフィーダ。
(技術9)
技術1から8のいずれかに記載のフィーダと、
前記フィーダにより供給された前記部品を移載する部品移載部と、を備える、
部品実装装置。
本開示は、部品を基板に装着することによって実装基板を生産するための部品実装装置などに有用である。
10 ケース
20 フィーダ
30 アタッチメント(通路部材)
41 整列部
42 本体部
44 対向部
44a、55b1 第一部分
44b、55b2 第二部分
44c 規制部
45a、45b、56a、56b 光ファイバ(第一導光経路、第一経路部)
47、57 スリット(第二経路部)
48 被検出位置
49a、49b、58a、58b、79a、79b、79c、79d 固定部
54 供給位置
55 溝
55a、60a 支持面
60 搬送路
61 直線部
63 姿勢変更部
70 フィーダ本体部
76 シャッター
80 供給ユニット
80a、80b 部品検出部
81a、81b、82a、82b 光ファイバ(第二導光経路)
100 部品実装装置
101 基台
102 基板搬送機構
103 基板
105 Y軸移動テーブル
106 X軸移動テーブル
107 実装ヘッド(部品移載部)
107a 部品吸着ノズル
108 部品実装機構
109 基板認識カメラ
110 部品認識カメラ
P 部品

Claims (9)

  1. フィーダ本体部と、
    前記フィーダ本体部に対して着脱可能に取り付けられ、部品を搬送する搬送路を有する通路部材と、
    前記フィーダ本体部に設けられ、前記搬送路における前記部品の有無を検出する部品検出部と、を備え、
    前記通路部材に、前記搬送路における前記部品の有無を検出する被検出位置に一端が通じる1以上の第一導光経路が形成され、
    前記フィーダ本体部に、前記部品検出部から前記1以上の第一導光経路の他端へと通じる1以上の第二導光経路が形成される、
    フィーダ。
  2. 前記搬送路は、前記部品の搬送方向に延在し、前記部品を支持する支持面を有し、
    前記通路部材は、前記支持面の少なくとも一部をはさんで対向するように設けられた第一部分と第二部分とからなる対向部を有し、
    前記第一部分に、前記1以上の第一導光経路のうちの一方の第一導光経路が形成される、
    請求項1に記載のフィーダ。
  3. 前記搬送路は、透光性を有する中空状の部材を含み、
    前記対向部は、前記搬送路を外方からはさみ、
    前記通路部材のうち前記対向部に、前記1以上の第一導光経路が形成される、
    請求項2に記載のフィーダ。
  4. 前記対向部は、前記搬送路の搬送方向と直交する方向における前記搬送路の移動を規制する規制部を有する、
    請求項3に記載のフィーダ。
  5. 前記搬送路は、前記支持面と、前記対向部とから形成される溝を含み、
    前記通路部材のうち前記溝を形成する前記対向部に、前記1以上の第一導光経路が形成される、
    請求項2から4のいずれか1項に記載のフィーダ。
  6. 前記1以上の第一導光経路は、さらに他方の第一導光経路を含み、
    前記第二部分に、前記他方の第一導光経路が形成される、
    請求項2から4のいずれか1項に記載のフィーダ。
  7. 前記第二部分に、反射部および不反射部のいずれかひとつが形成される、
    請求項2から4のいずれか1項に記載のフィーダ。
  8. 前記1以上の第一導光経路は、1以上の第一経路部と前記1以上の第一経路部より前記一端側に設けられ前記被検出位置に向かって開口する1以上の第二経路部とを有し、
    前記第二経路部のサイズは、前記部品の種類に応じたサイズである、
    請求項1から4のいずれか1項に記載のフィーダ。
  9. 請求項1から4のいずれか1項に記載のフィーダと、
    前記フィーダにより供給された前記部品を移載する部品移載部と、を備える、
    部品実装装置。
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