JPH11298191A - 部品取り出し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品をトレイから確実に取り出し供給す
ることが可能な部品取り出し装置を提供する。 【解決手段】 トレイ５上にマトリックス状に縦横に配
列された電子部品４が取り出しユニット７により吸着さ
れてトレイから取り出される。部品取り出しユニットに
は高さセンサ１０が取り付けられ、部品取り出しユニッ
トが取り出そうとする電子部品の位置にきたとき高さセ
ンサからの信号に基づきトレイ上にその電子部品が存在
するかが認識される。部品取り出しユニットは、電子部
品の存在が認識されたときのみ電子部品をトレイから取
り出すようにしているので、吸着動作を行なわなくても
電子部品のないことを識別でき、電子部品がない場合に
は、吸着動作を行なうことなく速やかに次の動作へ移行
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部品取り出し装
置、更に詳細には、トレイにマトリックス状に配列され
た電子部品をトレイから取り出す部品取り出し装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＩＣ部品などの電子部品を回
路基板に搭載するための実装装置（チップマウンタ）に
電子部品を供給する装置として、トレイ部品供給装置
（フィーダ）が知られている。このトレイ部品供給装置
は、図１に図示したように、トレイ引き出しユニット１
によりＹ方向に引き出し可能なトレイベース２を多数積
層状態で格納したスタッカ３から構成されており、この
スタッカ３はＺ方向に昇降可能なスタッカ昇降ユニット
６により上下される。また、各トレイベース２には、多
数の電子部品４をマトリックス状に縦横に配置したトレ
イ５が載置されている。

【０００３】電子部品４をトレイから取り出して回路基
板に搭載するには、スタッカ昇降ユニット６がスタッカ
３を目的の位置にＺ方向に移動させ、続いて、トレイ引
き出しユニット１がトレイベース２を目的量だけＹ方向
に引き出す。次に、部品取り出しユニット７がＸ方向に
目的位置まで移動し、トレイベース２に載置されたトレ
イ５の目的の電子部品４の上に部品吸着パッド８を移動
させる。ここで、部品吸着パッド８が降下し、エアの吸
引で電子部品４を吸着してトレイ５から取り出してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成では、吸着パッド８が電子部品を吸着する前の段階
で電子部品の存在を認識することができなかった。この
ため、目的の位置に電子部品が存在していなくても吸着
パッド８が吸着動作を行ない、その結果、吸着ミスとな
っていた。吸着ミスした場合、次の目的位置にある同種
の電子部品の取り出し動作に移る。この動作はリトライ
といわれており、リトライの回数は、０〜９回で通常は
３回と予め設定されており、これを上回るとエラーとな
って装置は停止してしまう。

【０００５】図２は、トレイ５から電子部品を取り出す
順序を示しており、最初黒点からはじめて矢印線で示し
た順に取り出していく。また、図３は、トレイ５上の電
子部品（各数字は部品番号を示す）の残数の数え方を示
すものである。残数は最初操作員によって入力され、ト
レイ部品供給装置が電子部品を供給する毎に、そのトレ
イの電子部品の残数が減数されていく。トレイ部品供給
装置は部品残数を連続量で管理するため、残数中にリト
ライ回数を上回る空白部分があった場合、前述の不具合
によって装置が停止してしまうという問題点があった。

【０００６】また、従来の装置では、トレイのゆがみや
ガタ等により、目的位置にある電子部品の中心点と実際
に吸着する点との間には、わずかなズレがあり、操作員
の目視によりＸＹ方向の微調整を行なっており、これを
調整するのに熟練を要する作業が必要であった。

【０００７】従って、本発明はこのような問題点を解決
するためになされたもので、電子部品をトレイから確実
に取り出すことが可能な部品取り出し装置を提供するこ
とをその課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を解
決するために、トレイ上にマトリックス状に配列された
電子部品をトレイから取り出す部品取り出し装置におい
て、トレイ上の所定位置に移動して電子部品を取り出す
部品取り出しユニットと、前記部品取り出しユニットに
取り付けられた高さセンサと、電子部品を取り出すため
に該電子部品が載置されたトレイ上の所定位置に部品取
り出しユニットが移動したとき高さセンサからの信号を
取り込み該電子部品の存在を認識する認識手段とを設
け、前記部品取り出しユニットは、電子部品の存在が認
識されたときのみ電子部品を取り出す構成を採用した。

【０００９】このような構成では、トレイ上の目的位置
に電子部品が存在しない場合、吸着動作を行なわくても
電子部品のないことが判断でき、速やかに次の動作へ移
行できる。また、トレイ上の部品の配置が不規則であっ
て電子部品がない部分が発生してもこの部分が無視され
るので、電子部品の配置を意識する必要がなくなり、
「配置を直す」という煩わしさが解消される。

【００１０】また、本発明では、トレイ上にマトリック
ス状に配列された電子部品をトレイから取り出す部品取
り出し装置において、トレイ上の所定位置に移動して電
子部品を取り出す部品取り出しユニットと、前記部品取
り出しユニットに取り付けられトレイ上の電子部品の高
さを測定する高さセンサと、測定された電子部品の高さ
データに基づいて電子部品の中心を演算する演算手段
と、電子部品取り出し時前記部品取り出しユニットの取
り出し位置を前記演算された電子部品の中心に制御する
制御手段とを有する構成も採用している。

【００１１】このような構成では、電子部品の取り出し
時、トレイのゆがみやガタ等によって電子部品の吸着点
にズレがあってもこれを自動的に補正でき、電子部品の
中心部を吸着してトレイから取り出すことが可能にな
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づき本発明を詳細に説明する。

【００１３】図４には、本発明に係わる部品取り出し装
置の１実施形態が図示されており、部品取り出し装置
は、図１とその全体構成は同様であり、トレイ引き出し
ユニット１によりＹ方向に引き出し可能なトレイベース
２を多数積層状態で格納したスタッカ３を有している。
このスタッカ３は、Ｚ方向に昇降可能な昇降ユニット６
により上下され、またスタッカに収納される各トレイベ
ース２には、それぞれ多数の電子部品４をマトリックス
状に縦横に配置したトレイ５が載置されている。

【００１４】図１の構成と異なるのは、部品取り出しユ
ニット７に高さセンサとして機能するレーザー変位計１
０が取り付けられていることである。このレーザー変位
計１０は、レーザー発光部１０ａから射出され対象物か
ら反射されるレーザー光を受光部１０ｂで受光して対象
物までの距離を測定する公知の距離センサで、このレー
ザー変位計からの信号に基づき吸着しようとする電子部
品４がその位置にあるか否かが判断される。

【００１５】昇降ユニット６は、図５に示したように、
Ｚモータドライバ２１を介してＣＰＵ２０により制御さ
れるＺモータ２２により駆動され、そのＺ位置信号がＩ
／Ｏ部２７を介してＣＰＵ２０に入力されることにより
所定のＺ位置にフィードバック制御される。部品取り出
しユニット７は、Ｘモータドライバ２３を介してＣＰＵ
２０により制御されるＸモータ２４により駆動され、そ
のＸ位置信号がＩ／Ｏ部２７を介してＣＰＵ２０に入力
されることにより所定のＸ位置にフィードバック制御さ
れる。また、トレイ引き出しユニット１は、Ｙモータド
ライバ２５を介してＣＰＵ２０により制御されるＹモー
タ２６により駆動され、そのＹ位置信号がＩ／Ｏ部２７
を介してＣＰＵ２０に入力されることにより所定のＹ位
置にフィードバック制御される。

【００１６】また、ＣＰＵ２０はＩ／Ｏ２７を介してレ
ーザー変位計１０からの高さ信号を取り込み、トレイ面
５あるいは電子部品４からの高さを測定する。更に、Ｃ
ＰＵ２０はメモリ２８と接続されており、メモリ２８か
ら所定のデータあるいは制御プログラムを取り込み、ま
た得られたデータをメモリ２８に書き込む。

【００１７】このような構成で、電子部品４は以下のよ
うにしてトレイから取り出されて供給される。まず、ス
タッカ昇降ユニット６がＺモータ２２を介してスタッカ
３を目的の位置にＺ方向に移動させ、続いて、トレイ引
き出しユニット１がＹモータ２６を介してトレイベース
２を目的量だけＹ方向に引き出す。次に部品取り出しユ
ニット７がＸモータ２４を介してＸ方向に目的位置まで
移動される。

【００１８】ＣＰＵ２０は、所定の高さ位置にある部品
取り出しユニット７がＸ方向に目的位置まで移動したと
き、あるいは所定距離手前の位置に達したときレーザー
変位計１０からの高さ信号を取り込みその値を所定値と
比較する。高さ信号がトレイ５の面の高さを示すと、電
子部品４が吸着しようとするトレイ部分に存在していな
いことを示しており、また所定値以上の値であると、電
子部品が存在することになる。そこで、比較の結果電子
部品４の存在が認識されると、目的の電子部品４の上に
部品吸着パッド８を下降させ、エアの吸引で電子部品を
吸着してトレイ５から電子部品を取り出す。

【００１９】なお、電子部品４の種類によっては、吸着
パッド８が目的とする吸着位置に来たとき、レーザー変
位計が電子部品ではなくトレイ面を計測する場合がある
ので、電子部品の種類に応じて予めオフセット値を定
め、吸着パッド８が目的とする吸着位置に来たときに高
さ計測を開始するのではなく、その手前で計測を開始す
るようにする。このオフセット値はレーザー変位計１０
がちょうど電子部品の中心にくるような位置に定めるの
が好ましい。また、高さデータと比較される所定値は、
電子部品４の種類毎に異なる場合もあるので、その所定
値を電子部品の種類に対応させて決めるようにする。

【００２０】このように、吸着パッド８が目的位置の電
子部品４を吸着する前の段階で、レーザー変位計１０に
よって目的位置までの高さを測定し、この測定値から、
目的位置に電子部品４が存在するか否かが判断されるの
で、電子部品が存在しない場合、吸着動作を行なわなく
ても電子部品のないことが判断でき、速やかに次の動作
へ移行できる。

【００２１】なお、上述した実際形態では、吸着パッド
８による電子部品４の吸着位置は、電子部品４の大き
さ、配列、部品数などのトレイ５の情報から計算により
求めている。しかしながら、トレイ５のゆがみやガタ等
により、目的位置にある電子部品４の中心点と実際に吸
着する点との間には、わずかなズレがあり、操作員の目
視によりＸＹ方向の微調整を行なっていた。この作業は
ティーチングと呼ばれ、段取り替えの際に行なわれてい
る。この作業は熟練を要し、効率を劣化させているの
で、以下に示す方法で部品の中心位置を演算し、この演
算された中心位置に吸着パッドが位置するように制御
し、上述した煩雑な作業を回避する。

【００２２】このために、まずＺモータ２２を駆動して
スタッカ３を所定のＺ位置に移動させ、Ｙモータ２６を
駆動することによりトレイ５をＹ方向に引き出し、レー
ザー変位計１０の測定位置が図６（Ａ）で示したライン
ｙ1の位置にくるようにする。そこで、Ｘモータ２４を
駆動し部品取り出しユニット７並びにそれに取り付けら
れたレーザー変位計１０を図６で左端に移動してライン
ｙ1に沿った高さを測定する。

【００２３】部品ピッチＬ0をサンプリング範囲として
測定された高さデータが図６（Ｂ）に図示されており、
ａとｂの位置が電子部品のエッジであるので、（ａ＋
ｂ）／２がｘ方向の部品中心となる。これをｙ１ライン
に沿った各電子部品について求める。その後、トレイ５
を更に引き出し、レーザー変位計１０の測定位置がライ
ンｙ2の位置にくるようにして同様な測定を行ない、こ
れをｙｎのラインまで行なう。その後、レーザー変位計
１０をｘ方向の所定位置であるｘ1，ｘ2，…ｘnに固定
して、トレイ５をｙ方向に順次引き出し、各電子部品の
ｙ方向の中心を求める。

【００２４】このようにして求められたトレイ５にある
全ての電子部品４のｘ，ｙ方向の部品中心位置はメモリ
２８に一旦格納される。実際に部品を取り出すときに
は、吸着パッド８の下降点がちょうど演算された電子部
品４の中心点になるように制御される。

【００２５】これにより、トレイのゆがみやガタ等によ
って電子部品の吸着点にズレがあってもこれを自動的に
補正でき、電子部品の中心部を吸着して電子部品をトレ
イから取り出すことが可能になる。

【００２６】なお、電子部品４がトレイの所定のマトリ
ックス位置にあるか否かの判断は、上記のようにして求
めた部品中心点の高さデータを所定値と比較することに
よりより確実にすることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
トレイ上の目的位置に電子部品が存在しない場合、吸着
動作を行なわくても電子部品のないことが判断でき、速
やかに次の動作へ移行できる。

【００２８】また、電子部品がカスタム品あるいは支給
品であると、トレイ上に収納できる最大数まで満たされ
ず、トレイ上の部品配置が不規則になって、電子部品を
トレイ上に配置し直す必要があったが、本発明では、ト
レイ上の部品配置が不規則であって電子部品が存在しな
い部分がトレイに発生してもこのトレイ位置が無視され
るので、電子部品の配置を意識する必要がなくなり、
「配置を直す」という煩わしさが解消される。

【００２９】更に、本発明では、電子部品の取り出し
時、トレイのゆがみやガタ等によって電子部品の吸着点
にズレがあってもこれを自動的に補正でき、電子部品の
中心部を吸着して電子部品を確実にトレイから取り出す
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の部品取り出し装置の外観を示す斜視図で
ある。

【図２】電子部品の取り出し順序を説明する説明図であ
る。

【図３】電子部品のトレイ上の配置を示す説明図であ
る。

【図４】本発明による部品取り出し装置の外観を示す斜
視図である。

【図５】本発明による部品取り出し装置の制御構成を示
すブロック図である。

【図６】（Ａ）は電子部品の高さデータの計測を説明す
る説明図、（Ｂ）は得られた高さデータを示す線図であ
る。

【符号の説明】

１ トレイ引き出しユニット ２ トレイベース ３ スタッカ ４ 電子部品 ５ トレイ ６ 昇降ユニット ７ 部品取り出しユニット ８ 吸着パッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小原 悟見 秋田県平鹿郡増田町増田字石神西70番地 ジューキ電子工業株式会社内 (72)発明者 岩田 裕介 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トレイ上にマトリックス状に配列された
   電子部品をトレイから取り出す部品取り出し装置におい
   て、 トレイ上の所定位置に移動して電子部品を取り出す部品
   取り出しユニットと、 前記部品取り出しユニットに取り付けられた高さセンサ
   と、 電子部品を取り出すために該電子部品が載置されたトレ
   イ上の所定位置に部品取り出しユニットが移動したとき
   高さセンサからの信号を取り込み該電子部品の存在を認
   識する認識手段とを設け、 前記部品取り出しユニットは、電子部品の存在が認識さ
   れたときのみ電子部品を取り出すことを特徴とする部品
   取り出し装置。
2. 【請求項２】 トレイ上にマトリックス状に配列された
   電子部品をトレイから取り出す部品取り出し装置におい
   て、 トレイ上の所定位置に移動して電子部品を取り出す部品
   取り出しユニットと、前記部品取り出しユニットに取り
   付けられトレイ上の電子部品の高さを測定する高さセン
   サと、 測定された電子部品の高さデータに基づいて電子部品の
   中心を演算する演算手段と、 電子部品取り出し時前記部品取り出しユニットの取り出
   し位置を前記演算された電子部品の中心に制御する制御
   手段と、 を有することを特徴とする部品取り出し装置。