JPH10117092A - 部品供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トレイパレットを駆動したときのトレイから
の部品の飛び出しを防いで、生産性を向上させ、歩留
り、製品の信頼性をも良くするようにする。 【解決手段】 部品６をトレイ１に載せ、更にそのトレ
イ１をトレイパレット２に載せた状態で駆動するものに
おいて、そのトレイパレット２の駆動時にトレイ１上に
位置してトレイ１からの部品６の飛び出しを防止する飛
び出し防止部材３１を具えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は部品をトレイに載
せ、更にそのトレイをトレイパレットに載せた状態で駆
動する部品供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えばＱＦＰ（Quad Flat Packag
e)部品やＢＧＡ（Ball Grid Array)部品といった半導体
部品をプリント回路基板に自動的に実装する部品実装装
置が供されている。これらの部品実装装置はトレイとト
レイパレットを使用して部品を供給するのが一般的であ
る。

【０００３】図９はそのトレイ１とトレイパレット２と
を示しており、トレイパレット２にトレイ１が載置され
ている。又、トレイパレット２には、トレイ１が搬送中
に位置ずれを起こさないように、前面ストッパ３と側面
ストッパ４とが設けられ、更に背面にトレイクランプ５
が設けられていて、このトレイクランプ５によりトレイ
１をそれらのストッパ３，４に押し当てるようになって
いる。トレイクランプ５は矢印で示す前後方向に位置調
整可能であり、トレイ１の寸法がその方向に異なった場
合にも適用可能となっている。

【０００４】図１０はトレイ１の一部を拡大して示す。
トレイ１は格子状に仕切られており、前記ＱＦＰ部品等
の部品６がその格子目に１つずつ収納されて載せられて
いる。その理由は、ＱＦＰ部品等のリード６ａが細く、
弱いことによる。このようなリード６ａを有する部品６
は、例えばテープフィーダのような形態による供給は、
テープの巻き込みによるリード６ａの変形、損傷が発生
するため、採用できない。このため、トレイ１に収納し
た形態で供給されるのである。

【０００５】通常のケースでは、プリント回路基板には
複数のＩＣ部品が実装される。そこで、トレイパレット
２も複数用意されている。図１１はその複数のトレイパ
レット２を一括して扱うためのトレイマガジン７を示し
ている。このトレイマガジン７は、持ち運び用のハンド
ル８のほか、持ち運び時のトレイパレット２の落下を防
止する押え板９、及びその止めをするノブ１０を有して
いる。トレイマガジン７の内側壁には溝１１が設けられ
ており、ここにトレイパレット２が嵌挿されて、トレイ
パレット２は一定のピッチＰでトレイマガジン７に収納
されている。

【０００６】図１２は実装装置内のトレイマガジン７の
収納状態を示している。トレイマガジン７はトレイエレ
ベータ１２に収納され、このトレイエレベータ１２内で
トレイマガジン７が昇降される。これに対して、トレイ
エレベータ１１外の所定の高さ位置にはトレイパレット
駆動装置であるトレイパレット取り出し機構１３が設け
られており、一枚のトレイパレット２が取り出されるよ
うになっている。

【０００７】図１３はトレイエレベータ１２内からトレ
イパレット取り出し機構１３にかけての構成をより詳細
に示している。トレイマガジン７の下方に存するのはト
レイマガジン７を昇降させるための昇降機構１４であ
り、詳細な説明は省くが、例えばボールねじと、駆動モ
ータ、直線ガイド等から成る１軸ロボットである。トレ
イマガジン７には複数の品種のトレイパレット２が、例
えば１段目にＡ品種、２段目にＢ品種といった具合に収
納されている。

【０００８】又、トレイパレット取り出し機構１３も１
軸ロボットであり、架台１５の上面に直線ガイド１６が
配置され、これと同方向にタイミングベルト１７が２個
のプーリ１８，１９間に架けられて設けられている。プ
ーリ１８，１９のうち、プーリ１８は駆動モータ２０の
シャフト２１に直結されている。タイミングベルト１７
の１か所には連結部２２が設けられており、これに連結
金具２３が連結されている。

【０００９】連結金具２３の下端部は上記直線ガイド１
６に沿って移動可能なガイドホルダ２４に結合されてお
り、上端部に空圧ロボットハンド２５が結合されてい
る。空圧ロボットハンド２５の先端には１組の爪２５ａ
が設けられており、これらの爪２５ａはトレイパレット
２の端部を把持するのに適した形状を成している。そし
て、その爪２５ａで把持したときのトレイパレット２の
下面と一致する高さ位置には、スライドレール２６が複
数の支柱２７により支持されて設けられている。更に、
スライドレール２６の反トレイマガジン７側部分の上方
には、ＸＹＺ三方向に動くロボット２８が配置され、こ
れに吸着ノズル２９が具えられている。

【００１０】この構成で、部品６の供給は下記のように
して行なわれる。まず、今、トレイマガジン７の２段目
のトレイパレット２を取り出すものと仮定する。図示し
ないコンピュータ及び制御機器の働きにより、昇降機構
１４が起動し、トレイマガジン７を上昇又は下降させて
２段目のトレイパレット２の下面がスライドレール２６
の上面と一致する高さで停止する。

【００１１】この後、駆動モータ２０が図１３で反時計
方向の回転を行うことにより、タイミングベルト１７が
移動を始め、これに連結部２２及び連結金具２３により
連結された空圧ロボットハンド２５が、トレイマガジン
７内に進入する。このとき、図示しないバルブの切り換
えにより、空圧ロボットハンド２５の爪２５ａは開いて
いる。

【００１２】そして、その後の図示しないバルブの切り
換えにより、空圧ロボットハンド２５の爪２５ａは閉じ
て２段目のトレイパレット２を把持する。次に、駆動モ
ータ２０が今度は時計方向の回転を行うことにより、空
圧ロボットハンド２５はトレイパレット２を把持したま
ま後退を始める。

【００１３】この結果、２段目のトレイパレット２はト
レイマガジン７内から引き出される。その引き出し先に
はスライドレール２６が存するため、引き出されたトレ
イパレット２が落下することはない。所定の位置まで達
した後、空圧ロボットハンド２５は停止する。この後、
上方のＸＹＺロボット２８が部品６の上に移動してき
て、吸着ノズル２９を降下させ、部品６をその吸着ノズ
ル２９で吸着して上昇し、次の行程部分へ搬送する。

【００１４】なお、次の行程は詳細な説明は割愛する
が、視覚認識手段を使って部品６の形状、位置、角度等
を読み取り、これらの上方から位置補正をして、プリン
ト回路基板の所定位置に実装する作業が行われる。

【００１５】別の部品６を実装する場合は、上述のトレ
イパレット２を逆の手順でトレイマガジン７内に挿入
し、トレイマガジン７の所定ピッチの上昇又は下降を行
った後、別のトレイパレット２を取り出せば良い。かく
して、複数種類の部品６を選択してプリント回路基板に
実装することができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものの場
合、大きく分けて次の２つの問題点を有していた。第１
に、トレイ搬送効率の悪さである。ＱＦＰ等の部品６は
一般的に軽くて薄い部品である。このため、トレイパレ
ット２を高速で駆動すると、その反動で部品６がトレイ
１から飛び出す不具合を生じる。この傾向は、駆動速度
が高く、部品６が薄く、軽いものほど著しい。

【００１７】よって、トレイパレット２の搬送速度をあ
まり高くすることはできず、これが搬送効率を悪くして
いた。ことに、多品種の部品６を実装するケースでは、
多品種のトレイパレット２を搬送する必要があり、毎回
のトレイパレット２の搬送速度の低さは、全体の効率の
大幅な悪化を招き、生産性の悪化につながっていた。

【００１８】第２に、歩留り、信頼性の悪さである。上
述のように、トレイパレット２を高速で動かすと、反動
で部品６が飛び出す。飛び出さないまでも、トレイ１上
の部品６が浮き上がり、周囲の壁と接触することによる
リード６ａの曲り、変形を生じることがある。これらの
部品は製品として使用することができず、歩留りを悪く
し、信頼性を悪くすることにつながっていた。

【００１９】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
であり、従ってその目的は、トレイ搬送効率が良くて生
産性を向上でき、歩留り、信頼性をも良くし得る部品供
給装置を提供するにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の部品供給装置においては、部品をトレイに
載せ、更にそのトレイをトレイパレットに載せた状態で
駆動するものにあって、そのトレイパレットの駆動時に
上記トレイ上に位置してトレイからの部品の飛び出しを
防止する飛び出し防止部材を具えたことを特徴とする。

【００２１】このものによれば、トレイパレットを駆動
したとき、飛び出し防止部材がトレイの上方に位置して
トレイからの部品の飛び出しを防止する。よって、トレ
イパレットの搬送速度を高くしても差支えなくなり、搬
送効率を良くすることができる。又、トレイからの部品
の飛び出しがなくなることにより、部品がトレイの周囲
の壁と接触することによるリードの曲り、変形を生じる
こともなくなる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につ
き、図１及び図２を参照して説明する。まず、図１及び
図２においては、先の図９ないし図１３と同一の部分に
は同一の符号を付しており、その説明は省略して、異な
る部分のみを述べる。すなわち、この第１実施例におい
ては、トレイマガジン７とトレイパレット２の引き出し
停止位置との間のスライドレール２６上方に、飛び出し
防止部材３１を配置した点が、従来のものと相違する。

【００２３】この飛び出し防止部材３１は、例えば板状
で、そのトレイパレット搬送方向の両端部の下側にはそ
れぞれ面取り３２を施しており、それによって、トレイ
パレット２が下を通過するときに浮き上がった部品６と
干渉するのを回避するようにしている。

【００２４】飛び出し防止部材３１の高さは図２に示す
４組の支持金具３３によって定めており、その高さは搬
送される部品６の上面よりわずかに高い位置が好まし
く、このため、各支持金具３３の上部にはアジャスタボ
ルト３４とロックボルト３５とを設けていて、アジャス
タボルト３４による高さ調整後、ロックボルト３５を締
め付けて固定する。従って、これらアジャスタボルト３
４とロックボルト３５は飛び出し防止部材３１の高さ位
置を調整する調整手段として機能する。又、飛び出し防
止部材３１は、トレイパレット取り出し機構１３、及び
ＸＹＺロボット２８の吸着ノズル２９と干渉しないもの
としている。

【００２５】次に、上記構成のものの作用を述べる。図
１に示すように、トレイパレット２が空圧ロボットハン
ド２５に把持されてトレイマガジン７内から引き出され
る。これに伴い、トレイ１に載せた部品６も移動され徐
々に加速される。しかし、その引き出されて移動する部
品６の直上には飛び出し防止部材３１が存し、これによ
って部品６の飛び出し、浮き上がりが抑制されるから、
トレイパレット２搬送中の加速度や、振動等による外力
が加わっても、部品６がトレイ１より飛び出すことはな
い。

【００２６】そしてその後、トレイパレット２は減速さ
れ、部品取り出し位置で停止する。この位置には飛び出
し防止部材３１は配置されておらず、従って、ＸＹＺロ
ボット２８の吸着ノズル２９は飛び出し防止部材３１に
干渉されず部品６の取り出しを行うことができる。

【００２７】このように本構成のものでは、トレイパレ
ット２を駆動したときのトレイ１からの部品６の飛び出
しを、飛び出し防止部材３１によって防止することがで
きる。よって、トレイパレット２の搬送速度を高くして
も差支えなく、高速でそのトレイパレット２の搬送を行
うことにより、搬送効率を良くすることができ、生産性
を向上することができる。

【００２８】又、トレイ１からの部品６の飛び出しがな
くなることにより、部品６がトレイ１の周囲の壁と接触
することによるリード６ａの曲り、変形を生じることも
なくなるもので、これにより、歩留りを良くし得、製品
の信頼性も良くすることができる。

【００２９】以上に対して、図３及び図４は本発明の第
２実施例を示すもので、このものでは、トレイパレット
駆動装置としてＸＹ両方向に動く駆動装置４１を具え、
この駆動装置４１にトレイパレット２が人手又は自動機
械により載せられて駆動搬送される。そして、停止後、
ＹＺ両方に動くロボット４２により部品６はピックアッ
プされ、認識カメラ４３上で認識処理をされた後にプリ
ント回路基板４４上に移されて実装される。

【００３０】この装置では、ＹＺロボット４２による部
品６の取り出し位置は一定であり、これに対して、駆動
装置４１がその取り出し位置に部品６を搬送するように
動く。駆動装置４１が動く領域の上方には、部品６より
わずかに高い位置を保つようにして飛び出し防止部材４
５を配置している。この飛び出し防止部材４５はトレイ
パレット２の駆動中から駆動停止後もトレイ１及びトレ
イパレット２上に位置するもので、駆動装置４１の動作
領域全部を覆う大きさを有する平板から成っている。そ
して、この飛び出し防止部材４５の、上記ロボット４２
による部品６の取り出し位置には、部品６を取り出すた
めの取出口４６を有している。

【００３１】このものでも、ロボット４２による部品６
の取り出し位置以外の部品６の直上には飛び出し防止部
材４５が存するから、トレイパレット２を駆動したとき
のトレイ１からの部品６の飛び出しを防止することがで
きる。

【００３２】なお、この場合、及び先の第１実施例の場
合、飛び出し防止部材４５，３１を、トレイ１上の部品
６を透視することが可能な材質例えば透明なガラス板か
ら成るものとすることにより、搬送中のトレイパレット
２を作業者が外部より見たとき、トレイ１上の部品６の
残り状況を透視して容易に把握することができる。

【００３３】図５は本発明の第３実施例を示すもので、
このものでは、飛び出し防止部材３１の高さ位置を自動
調整することが可能な調整機構５１を調整手段として具
えており、この調整機構５１は、モータ５２、ボールね
じ５３、及び支持シャフト５４を左右対称的に有してい
る。

【００３４】この構成で、今、新たなトレイパレット２
をトレイマガジン７から引き出す前の状態とする。この
とき、図示しない制御装置は目標のトレイパレット２上
のトレイ１及び部品６の高さのデータを図示しないメモ
リから読み取り、それよりわずかに高い位置となるよう
にモータ５２の回転角度を決定する。

【００３５】この後、指令パルスによりモータ５２が起
動し、その回転がボールねじ５３に伝わって、飛び出し
防止部材３１が支持シャフト５４により昇降以外の運動
を拘束されつつボールねじ５３に沿って上下に螺進退移
動し、所定の高さ位置に位置決めされる。よって、第１
実施例のものに比し、自動で飛び出し防止部材３１の高
さ位置の調整ができるもので、作業者の手間を不要なら
しめることができる。

【００３６】図６及び図７は本発明の第４実施例を示す
もので、このものでは、飛び出し防止部材６１を、トレ
イパレット２の駆動時にその駆動方向と同方向にほゞ同
速で駆動する駆動機構６２を有している。

【００３７】この駆動機構６２では、１軸水平ロボット
６３の移動ベース６４に連結ブロック６５の一端部を結
合しており、連結ブロック６５の他端部はＬ形金具６６
に結合している。Ｌ形金具６６には２個のローラフォロ
ア６７を配置しており、これらはブロックガイド６８を
挟む形でねじ止めしている。ブロックガイド６８の両端
部はそれぞれブロックガイド支柱６９により支持してい
る。そして、連結ブロック６５の中央部に、Ｌ字板から
成る飛び出し防止部材６１を取り付けており、その取り
付け位置は部品６の高さに合わせて調整手段としての調
整用長孔７０により調整可能としている。

【００３８】この構成では、新たなトレイパレット２を
トレイマガジン７から引き出す際には飛び出し防止部材
６１はトレイマガジン７に隣接した位置（図７中Ｃ位
置）で待機している。

【００３９】次いで、空圧ロボットハンド２５がトレイ
パレット２を把持して移動を開始すると、これに同期し
て１軸水平ロボット６３の移動ベース６４が同方向にほ
ゞ同速度で移動を開始することにより、飛び出し防止部
材６１も同方向にほゞ同速度で移動を開始する。そし
て、完全にトレイパレット２が停止するＤ位置まで、ト
レイ１の直上に位置しながら移動を続ける。

【００４０】又、飛び出し防止部材６１はＸＹＺロボッ
ト２８の吸着ノズル２９が降下する際には、ピックアッ
プの障害とならないようにＥ位置まで退避する。更に、
トレイパレット２をトレイマガジン７に戻すときには、
再びＤ位置まで移動した後、やはりトレイパレット２の
移動と同期してＣ位置まで追従する。

【００４１】この結果、第１実施例のものより広い範囲
で部品６の飛び出しを防止することができる。又、部品
６と飛び出し防止部材６１との相対速度差は小さいた
め、搬送中に部品６が浮き上がって飛び出し防止部材６
１に接することがあっても、その衝撃力は第１実施例の
固定式飛び出し防止部材３１に比べ小さくすることがで
き、部品６の損傷を少なくできて、歩留り、信頼性を良
くするのに一層の効果がある。

【００４２】図８は本発明の第５実施例を示すもので、
このものでは、飛び出し防止部材３１が、トレイパレッ
ト２の駆動搬送時にトレイ１上の部品６の有無を検知す
る検知手段としてのラインセンサ７１を有している。ラ
インセンサ７１の長さはトレイ１の全横幅に渡るものと
している。又、それと対向する位置には、トレイ１及び
トレイパレット２に形成した透光孔７２，７３を挟んで
ライン照明７４を配置している。

【００４３】この構成では、トレイパレット２が初めて
トレイマガジン７より引き出されるとき、ライン照明７
４が点灯しており、その光を遮るものがないため、直接
ラインセンサ７１に受光される。ここで、部品６を載せ
たトレイ１及びトレイパレット２が通過すると、部品６
の存するところは光が通過しないため暗く、部品６の存
しないところは光が通過するため明るいことによる、部
品６の有無の検知がなされる。これに対して、トレイ１
の行数、列数は既知であるから、上述の検知情報によ
り、制御装置はトレイ１の何行、何列目に部品６が有る
か無いかの判断ができる。

【００４４】このようにトレイ１の部品６の有無を検
知、判断する理由は下記のとおりである。一般的にトレ
イ１への部品６のセットは人手によってなされる。よっ
て、むらなセットの可能性がある。又、供給するワーク
としての数は購入数の関係からいつもトレイ１の格子目
の全部を埋めるとは限らない。更に、段取り換え等で、
生産を途中で打ち切って、再開した場合、途中まで部品
６を消費したトレイ１が存する場合もある。

【００４５】このように実生産を行うと、いつも部品６
がトレイ１に満杯で供給されるとは限られず、それらの
管理が煩雑化する。又、部品６が満杯にないトレイ１を
使用すると、あるべき位置に部品６がないことにより、
取り出しエラーが発生する。エラーにならないとして
も、取り出そうとする無駄な動きをすることになるか
ら、生産効率が悪くなる。

【００４６】これに対して、本実施例では、あると判断
された位置の部品６を吸着するようにＸＹＺロボット２
８を制御すれば良いから、管理が容易化し、エラーの発
生や生産効率の低下を防止することができる。

【００４７】以上、本発明の実施例を述べたが、本発明
はそれらに限られず、例えば飛び出し防止部材の形状や
各機構の配置等の点につき、要旨を逸脱しない範囲内で
適宜変更して実施し得る。

【００４８】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおりのもので、
下記の効果を奏する。請求項１の部品供給装置によれ
ば、トレイパレットを駆動したときのトレイからの部品
の飛び出しを、飛び出し防止部材により防止できて、ト
レイパレットの搬送速度を高くすることができ、もって
搬送効率を良くでき、生産性を向上することができる。
又、トレイからの部品の飛び出しがなくなることによ
り、部品の損傷もなくすことができるから、歩留りを良
くし得、製品の信頼性を良くすることもできる。

【００４９】請求項２の部品供給装置によれば、部品の
取り出し位置以外の部品の直上に飛び出し防止部材が存
することにより、上述同様にトレイパレットを駆動した
ときのトレイからの部品の飛び出しを防止できて、同様
の効果が得られる。請求項３の部品供給装置によれば、
搬送中のトレイパレットを作業者が外部より見たとき、
トレイ上の部品の残り状況を飛び出し防止部材を間に透
視して容易に把握することができる。

【００５０】請求項４の部品供給装置によれば、部品の
高さの違いに飛び出し防止部材の高さ位置を合わせるこ
とができて、より確実に部品の飛び出しを防止すること
ができる。請求項５の部品供給装置によれば、部品６の
飛び出しをより広い範囲で防止できると共に、部品の損
傷を少なくできて、歩留り、信頼性を良くするのに一層
の効果を奏する。

【００５１】請求項６の部品供給装置によれば、トレイ
上の部品の有無の検知に基づいて、有ると判断された位
置の部品のみを取り出すように制御すれば良いから、管
理が容易化し、エラーの発生や生産効率の低下を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す部品供給装置全体の
縦断側面図

【図２】飛び出し防止部材の機能状態の斜視図

【図３】本発明の第２実施例を示す部品供給装置全体の
斜視図

【図４】飛び出し防止部材の取出口の機能状態の拡大斜
視図

【図５】本発明の第３実施例を示す図２相当図

【図６】本発明の第４実施例を示す図２相当図

【図７】図１相当図

【図８】本発明の第５実施例を示す図１相当図

【図９】従来例を示すトレイパレット部分の斜視図

【図１０】トレイの一部と部品の拡大斜視図

【図１１】トレイマガジンの斜視図

【図１２】トレイエレベータからトレイパレット取り出
し機構にかけての斜視図

【図１３】図１相当図

【符号の説明】

１はトレイ、２はトレイパレット、６は部品、７はトレ
イマガジン、１３はトレイパレット取り出し機構（トレ
イパレット駆動装置）、１４は昇降機構、１６は直線ガ
イド、１７はタイミングベルト、１８，１９はプーリ、
２０は駆動モータ、２３は連結金具、２５は空圧ロボッ
トハンド、２５ａは爪、２６はスライドレール、２８は
ＸＹＺロボット、２９は吸着ノズル、３１は飛び出し防
止部材、３４はアジャスタボルト（調整手段）、３５は
ロックボルト（調整手段）、４１は駆動装置（トレイパ
レット駆動装置）、４２はＹＺロボット、４３は認識カ
メラ、４４はプリント回路基板、４５は飛び出し防止部
材、４６は取出口、５１は調整機構（調整手段）、５２
はモータ、５３はボールねじ、５４は支持シャフト、６
１は飛び出し防止部材、６２は駆動機構、６３は１軸水
平ロボット、６４は移動ベース、６５は連結ブロック、
６７はローラフォロア、６８はブロックガイド、７０は
調整用長孔（調整手段）、７１はラインセンサ（検知手
段）、７２，７３は透光孔、７４はライン照明を示す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品をトレイに載せ、更にそのトレイを
   トレイパレットに載せた状態で駆動するものにおいて、
   そのトレイパレットの駆動時に前記トレイ上に位置して
   トレイからの部品の飛び出しを防止する飛び出し防止部
   材を具えたことを特徴とする部品供給装置。
2. 【請求項２】 飛び出し防止部材が、トレイパレットの
   駆動停止後もトレイ上に位置するものであって、その駆
   動停止後にトレイ上から部品を取り出すための取出口を
   有することを特徴とする請求項１記載の部品供給装置。
3. 【請求項３】 飛び出し防止部材が、トレイ上の部品を
   透視することが可能な材質から成っていることを特徴と
   する請求項１記載の部品供給装置。
4. 【請求項４】 飛び出し防止部材の高さ位置を調整する
   ことが可能な調整手段を有することを特徴とする請求項
   １記載の部品供給装置。
5. 【請求項５】 飛び出し防止部材を、トレイパレットの
   駆動時にその駆動方向と同方向にほゞ同速で駆動する駆
   動機構を有することを特徴とする請求項１記載の部品供
   給装置。
6. 【請求項６】 飛び出し防止部材が、トレイパレットの
   駆動時にトレイ上の部品の有無を検知する検知手段を有
   することを特徴とする請求項１記載の部品供給装置。