JPWO2014122742A1 - スタック型フィーダ及び部品実装機 - Google Patents

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Abstract

スタック型フィーダ11のケース収容部12内に、部品を段積みして収容した複数本のスタックケース13を立てた状態で一列に並べて収容する。部品ピックアップ位置に位置するスタックケース13内の最上段の部品14を該スタックケース13の上端開口から部品実装機41の吸着装置43で吸着してピックアップする毎に、部品上昇機構16によりスタックケース13内の部品14を1個分ずつ上昇させる。部品ピックアップ位置に位置するスタックケース13が部品切れになると、そのスタックケース13をケース排出機構25により排出した後、ケース移動機31によりケース収容部12内の残りのスタックケース13を部品ピックアップ位置の空きスペースを詰めるように移動させる。

Description

本発明は、部品を段積みして収容したスタックケース内の部品を部品実装機に供給するスタック型フィーダ及び部品実装機に関する発明である。
従来のスタック型フィーダは、特許文献1(実公昭57−7661号公報)に記載されているように、上下方向に延びる角筒状のスタックケース内に部品を段積みして収容すると共に、該スタックケースの底部(栓体)を昇降可能に構成し、該スタックケース内の部品を該スタックケースの上端開口から部品実装機の吸着装置で吸着してピックアップする毎に、該スタックケースの底部をその下方から押し棒で部品1個分ずつ突き上げることで、該底部上に段積みした部品を1個分ずつ上昇させるようにしたものがある。
実公昭57−7661号公報
しかし、上記特許文献1の構成では、スタックケースが部品切れになる毎に、作業者がスタックケース内に部品を補給したり、スタックケースを交換したりする部品補給作業を行わなければならず、面倒である。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、スタックケースの部品切れ時の部品補給作業を自動化できるスタック型フィーダ及び部品実装機を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明のスタック型フィーダは、部品を段積みして収容した複数本のスタックケースを立てた状態で並べて収容するケース収容部と、部品ピックアップ位置に位置するスタックケース内の部品を該スタックケースの上端開口から部品実装機の吸着装置で吸着してピックアップする毎に該スタックケース内の部品を1個分ずつ上昇させる部品上昇機構と、部品切れになった前記スタックケースを排出するケース排出機構と、前記ケース排出機構によりスタックケースが排出される毎に前記ケース収容部内の残りのスタックケースを前記部品ピックアップ位置の空きスペースを詰めるように移動させるケース移動機構とを備えた構成としたものである。このように構成すれば、ケース収容部内に収容した複数本のスタックケースが全て部品切れになるまで、1つのスタックケースが部品切れになる毎に、ケース排出機構により部品切れのスタックケースを排出してケース移動機構により残りのスタックケースを自動的に部品ピックアップ位置へ補給することができ、スタックケースの部品切れ時の部品補給作業を自動化でき、生産性を向上できる。
本発明のスタック型フィーダは、ケース収容部内に複数本のスタックケースを複数列に並べて収容しても良いし、ケース収容部内に複数本のスタックケースを一列に並べて収容するようにしても良い。ケース収容部内に複数本のスタックケースを一列に並べて収容する場合は、その列の先頭のスタックケース内の部品を部品実装機の吸着装置でピックアップするように構成し、部品上昇機構によって先頭のスタックケース内の部品を上昇させるように構成し、先頭のスタックケースが部品切れになったときにケース排出機構によって先頭のスタックケースを排出するように構成しても良い。このようにすれば、先頭のスタックケースから順番に部品をピックアップすることができて、部品ピックアップ位置がテープフィーダと同様に1箇所の固定位置となり、テープフィーダと同様の運用が可能となる。
また、部品上昇機構の構成例としては、スタックケースを非磁性材料により形成して、該スタックケースの底部に、磁性材料により形成された可動底部を該スタックケース内を昇降可能に設け、スタックケースの外側から前記可動底部を磁石で吸引して該磁石を上昇させることで該可動底部を上昇させて該スタックケース内の部品を上昇させるように構成しても良い。
或は、スタックケースに上下方向に延びるスリットを形成し、スタックケースの外側から係合部材をスリットに差し込んで該係合部材で該スタックケースの可動底部を係合し、該係合部材を該スリットに沿って上昇させることで該可動底部を上昇させて該スタックケース内の部品を上昇させるように構成しても良い。
或は、スタックケースの底部に貫通孔を形成し、その下方から突き上げシャフトを該貫通孔からスタックケース内に差し込んで該突き上げシャフトの上端で該スタックケース内の部品を突き上げるようにしても良い。或は、スタックケースの底部を昇降可能に構成して、該スタックケースの底部をその下方から突き上げシャフトで突き上げることで、該底部上に段積みした部品を上昇させるようにしても良い。
また、ケース排出機構の構成例としては、ケース収容部の底部のうち、部品がピックアップされるスタックケースの直下に、該スタックケースを落下させるための落下口を形成し、該落下口を開閉するシャッタ部材を開放させることで該スタックケースを前記落下口から落下させるように構成しても良い。このようにすれば、部品切れのスタックケースをケース収容部の底部の落下口から落下させて排出することができるので、ケース排出機構をケース収容部の幅内にコンパクトに構成できる。
本発明のスタック型フィーダを部品実装機のフィーダセット部にセットする場合に、スタック型フィーダとカセット式フィーダとを混載できるように構成しても良い。
この場合、スタック型フィーダとカセット式フィーダは、外形の高さ寸法及び奥行き寸法が同じになるように構成しても良い。これにより、スタック型フィーダとカセット式フィーダとの混載が容易となる。
カセット式フィーダは、巻回した部品供給テープを装填するテープ装填部と、前記テープ装填部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送り機構と、前記部品吸着位置の手前で前記部品供給テープからトップフィルムを剥離して該部品供給テープ内の部品を露出させるトップフィルム剥離機構と、前記テープ装填部、前記テープ送り機構及び前記トップフィルム剥離機構を内蔵したカセットケースとを備えた構成とすると良い。このように構成すれば、テープフィーダをカセット式にすることができ、取り扱いが容易になる。
図1は本発明の一実施例におけるスタック型フィーダをケース収容部を除外して示す斜視図である。 図2はスタック型フィーダの斜視図である。 図3はケース排出機構とその周辺部分の斜視図である。 図4は部品上昇機構の構成を説明する縦断面図である。 図5は複数のスタック型フィーダを部品実装機にセットした状態を示す斜視図である。 図6はカセット式フィーダを示す斜視図である。
以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図1乃至図4を用いてスタック型の部品供給装置であるスタック型フィーダ11の構成を説明する。
図2に示すように、スタック型フィーダ11のケース収容部12は、複数本のスタックケース13を立てた状態で一列に並べて収容するようにU字溝状に構成されている。各スタックケース13は、樹脂、アルミニウム等の非磁性材料により上下方向に延びる角筒状に形成され、該スタックケース13内には部品14が段積み状態で収容され(図3参照)、該スタックケース13の上端開口から該スタックケース13内の部品14をピックアップするようになっている。
各スタックケース13の底部には、鉄等の磁性材料により形成された可動底部15(図3参照)が該スタックケース13内を昇降可能に収容され、該可動底部15上に部品14が段積みされている。スタック型フィーダ11のうちの部品ピックアップ位置側(スタックケース13の列の先頭側)の側部には、スタックケース13内の最上段の部品14がピックアップされる毎に該スタックケース13内の部品14を1個分ずつ上昇させる部品上昇機構16が設けられている。
部品上昇機構16は、部品ピックアップ位置(スタックケース13の列の先頭)に位置するスタックケース13の外側から可動底部15を磁石17で吸引して該磁石17を上昇させることで該可動底部15を上昇させて該可動底部15上に段積みした部品14を上昇させるように構成されている。磁石17は、上下方向に延びるボールねじ18のナット19に固定され、モータ20によってボールねじ18を正転/逆転させることで、磁石17がナット19と一体に昇降するようになっている。
スタック型フィーダ11のケース収容部12の底部には、部品切れになったスタックケース13を排出するケース排出機構25が設けられている。図4に示すように、ケース排出機構25は、ケース収容部12の底部のうち、部品ピックアップ位置に位置するスタックケース13の直下に、該スタックケース13を落下させるための落下口26が形成され、該落下口26を開閉するシャッタ部材27がソレノイド等のアクチュエータ28によって開閉駆動されるようになっている。
図1及び図2に示すように、スタック型フィーダ11のうちの部品ピックアップ位置とは反対側の側部に、ケース移動機構31が設けられている。ケース移動機構31は、ケース排出機構25によりスタックケース13が排出される毎にケース収容部12内の残りのスタックケース13を部品ピックアップ位置の空きスペースを詰めるように移動させるように構成されている。ケース移動機構31は、ケース収容部12内に収容したスタックケース13を一括して部品ピックアップ位置の方向へ押して移動させるプッシャ32と、上下方向に延びるボールねじ33と、該ボールねじ33のナット34とプッシャ32との間に連結されたリンク機構35とから構成され、モータ36によってボールねじ33を正転/逆転させることで、ナット34を下降/上昇させて、プッシャ32を部品ピックアップ位置の方向とその反対方向にスライドさせるようになっている。
尚、図示はしないが、スタック型フィーダ11のうちの部品ピックアップ位置側の端面部には、部品実装機41(図5参照)側の通信・電源用のコネクタと接続される通信・電源用のコネクタと、部品実装機41のフィーダセット部44に対して位置決めする位置決めピンが設けられている。その他、スタック型フィーダ11には、部品上昇機構16のモータ20、ケース排出機構25のアクチュエータ28、ケース移動機構31のモータ36等を制御する制御装置(図示せず)が設けられている。
また、スタックケース13の所定位置には、部品識別情報(以下「部品ID」と表記する)を記録又は記憶した部品ID記録部(図示せず)が設けられている。この部品ID記録部としては、例えば部品IDをバーコード、二次元コード等で記録したコードラベルを用いても良いし、部品IDのデータを記憶した電子タグ(RFタグ、ICタグ、電波タグ、無線タグとも呼ばれる)を用いても良い。
これに対応して、スタック型フィーダ11又は部品実装機41には、ケース収容部12内に収容したスタックケース13の部品ID記録部から部品IDを読み取る部品ID読取り部(図示せず)が設けられ、該部品ID読取り部で読み取った部品IDをスタック型フィーダ11又は部品実装機41の制御装置(図示せず)に送信して、スタックケース13に収容した部品種等を自動認識するようになっている。
尚、スタック型フィーダ11の所定位置に、フィーダ識別情報(以下「フィーダID」と表記する)を記録又は記憶したフィーダID記録部(図示せず)を設けると共に、部品実装機41に、スタック型フィーダ11のフィーダID記録部からフィーダIDを読み取るフィーダID読取り部(図示せず)を設け、該フィーダID読取り部で読み取ったフィーダIDを部品実装機41の制御装置(図示せず)に送信して、スタック型フィーダ11の種類等を自動認識するようにしても良い。
以上のように構成したスタック型フィーダ11を部品実装機41にセットする場合は、図5に示すように、部品実装機41のフィーダセット部44に複数のスタック型フィーダ11を並べてセットして、各スタック型フィーダ11の通信・電源用のコネクタを部品実装機41側の通信・電源用のコネクタと接続する。これにより、各スタック型フィーダ11の制御装置と部品実装機41の制御装置との間で制御信号等を送受信すると共に、スタック型フィーダ11の制御装置等に通電される。
部品実装機41のうちのスタック型フィーダ11のセット領域の下方には、スタック型フィーダ11から落下する部品切れのスタックケース13を回収するケース回収箱42が出し入れ可能に設置されている。ケース回収箱42は、複数のスタック型フィーダ11から落下するスタックケース13を一括して回収する大型の回収箱であっても良いし、各スタック型フィーダ11毎にケース回収箱42を1箱ずつ設置しても良い。
部品実装機41の稼働中(生産中)は、スタック型フィーダ11の部品ピックアップ位置に位置するスタックケース13内の最上段の部品14を該スタックケース13の上端開口から部品実装機41の吸着装置43で吸着してピックアップして回路基板に実装する。スタックケース13の上端開口から部品14をピックアップする毎に、部品上昇機構16のモータ20を作動させて、スタックケース13内の可動底部15を吸引する磁石17を部品1個分ずつ上昇させて、スタックケース13内の部品14を1個分ずつ上昇させる。
その後、部品ピックアップ位置に位置するスタックケース13が部品切れになると、その時点で、ケース排出機構25のアクチュエータ28を作動させて、シャッタ部材27を開放方向に駆動することで、ケース収容部12の底部の落下口26を開放して、該落下口26から部品切れのスタックケース13を落下させてケース回収箱42内に回収する。この際、ケース移動機構31のプッシャ32でスタックケース13を部品ピックアップ位置の方向へ押え付けていると、部品切れのスタックケース13が落下口26から落下しにくいため、ケース移動機構31のモータ36を少し逆回転させることで、プッシャ32によるスタックケース13の押え付けを解除する。
部品切れのスタックケース13が落下口26から落下した後(ケース排出機構25のアクチュエータ28の作動後)、ケース移動機構31のモータ36を正回転させて、プッシャ32を部品ピックアップ位置の方向へ移動させることで、ケース収容部12内の残りのスタックケース13を部品ピックアップ位置の空きスペースを詰めるように移動させる。
本実施例では、部品実装機41のフィーダセット部44には、スタック型フィーダ11とカセット式フィーダ61(図6参照)とを混載できるように構成されている。この場合、スタック型フィーダ11とカセット式フィーダ61は、外形の高さ寸法及び奥行き寸法が同じになるように構成されている。これにより、スタック型フィーダ11とカセット式フィーダ61との混載が容易となる。また、外部ロボットによる部品実装機41とAGV等間での自動交換も容易となる。尚、カセット式フィーダ61のテープ幅方向の寸法は異なっていても良い。
図6に示すように、カセット式フィーダ61のカセットケース62は、透明又は不透明のプラスチック板又は金属板等により形成され、その側面部(カバー)が開閉可能となっている。カセットケース62内には、部品供給テープ63が巻回されたテープリール64を着脱可能(交換可能)に装填するテープ装填部65が設けられている。テープ装填部65の中心には、テープリール64を回転可能に保持するリール保持軸66が設けられている。
カセットケース62内には、テープリール64から引き出した部品供給テープ63を部品吸着位置へ送るテープ送り機構68と、部品吸着位置の手前で部品供給テープ63からトップフィルム70を剥離して該部品供給テープ63内の部品を露出させるトップフィルム剥離機構69とが設けられている。部品吸着位置は、カセットケース62の上面のテープ送り方向側の端部付近に位置している。カセットケース62内には、テープリール64から引き出した部品供給テープ63を部品吸着位置へ案内するテープガイド71が設けられている。
テープ送り機構68は、部品吸着位置の下方付近に設けられたスプロケット72と、このスプロケット72を回転駆動するモータ73等から構成され、部品供給テープ63の片方の側縁に所定ピッチで形成されたテープ送り穴にスプロケット72の歯を噛み合わせて該スプロケット72を回転させることで、部品供給テープ63を部品吸着位置へピッチ送りするようになっている。
トップフィルム剥離機構69は、部品吸着位置の手前で部品供給テープ63を押さえて該部品供給テープ63の上面からトップフィルム70を剥離するためのテープ押え75と、該テープ押え75で剥離したトップフィルム70をテープ送り方向とは逆方向に引っ張ってカセットケース62の上部に設けられたトップフィルム回収部76内へ送り込むトップフィルム送りギア機構77と、該トップフィルム送りギア機構77を駆動するモータ78等から構成されている。
カセットケース62のうちのテープ送り方向側の端縁部には、部品吸着位置を通過して部品が取り出された廃棄テープ63a(本実施例ではトップフィルム70が剥離されたキャリアテープのみ)を下方に案内して排出する廃棄テープ排出通路80が下方に延びるように設けられ、該廃棄テープ排出通路80の出口80aがカセットケース62のテープ送り方向側の端面の中央より下側の位置に設けられている。廃棄テープ排出通路80の上部には、エアー導入口(図示せず)がカセットケース62のうちのテープ送り方向側の端面に開口するように設けられ、該エアー導入口から該廃棄テープ排出通路80内にエアーを導入して該廃棄テープ排出通路80内に下向きのエアーの流れを生じさせるようになっている。
カセットケース62内には、テープ送り機構68のモータ73やトップフィルム剥離機構69のモータ78を制御する制御装置82が設けられている。その他、図示はしないが、カセットケース62には、部品実装機41側の通信・電源用のコネクタと接続される通信・電源用のコネクタが設けられている。
また、カセットケース62の所定位置には、フィーダ識別情報(以下「フィーダID」と表記する)を記録又は記憶した識別情報記録部(図示せず)が設けられている。この識別情報記録部としては、例えばフィーダIDをバーコード、二次元コード等で記録したコードラベルを用いても良いし、フィーダIDのデータを記憶した電子タグ(RFタグ、ICタグ、電波タグ、無線タグとも呼ばれる)を用いても良い。
尚、カセット式フィーダ61は、図6の構成に限定されず、例えば、カセットケース内に、部品供給テープを巻き取る巻取部を設け、外部からカセットケース内に導入された部品供給テープを該巻取部に巻き取ることで該テープ装填部にカセットケース内に装填するようにしても良い。
以上説明した本実施例によれば、スタック型フィーダ11のケース収容部12内に収容した複数本のスタックケース13が全て部品切れになるまで、部品ピックアップ位置に位置するスタックケース13が部品切れになる毎に、ケース排出機構25により部品切れのスタックケース13を排出してケース移動機構31により残りのスタックケース13を自動的に部品ピックアップ位置へ補給することができ、スタックケース13の部品切れ時の部品補給作業を自動化できて、生産性を向上できる。
しかも、本実施例では、ケース収容部12内に複数本のスタックケース13を一列に並べて収容し、その列の先頭のスタックケース13内の部品14を部品実装機41の吸着装置43でピックアップするように構成したので、先頭のスタックケース13から順番に部品14をピックアップすることができて、部品ピックアップ位置がテープフィーダと同様に1箇所の固定位置となり、テープフィーダと同様の運用が可能となる。
また、図5に示すように、部品実装機41のフィーダセット部44に複数のスタック型フィーダ11を並べてセットするようにしているため、各スタック型フィーダ11の間隔を部品実装機41の吸着装置43のノズル間隔と同一に設定することで、吸着装置43の複数ノズルによる複数の部品の同時ピックアップが可能となる。
また、スタックケース13内に収容する部品14の数やケース収容部12内に収容するスタックケース13の本数を調整することで、生産に必要な部品数のみをスタック型フィーダ11に収容することができ、定量/定数補給が可能となる。
また、スタックケース13は、部品切れになる毎に回収して再利用できるため、テープフィーダのような使用済みテープの回収の問題がない。
尚、本実施例では、ケース収容部12内に複数本のスタックケース13を一列に並べて収容するように構成したが、ケース収容部内に複数本のスタックケースを複数列に並べて収容するように構成しても良い。
また、本実施例の部品上昇機構16は、磁石17を用いて構成したが、スタックケースに上下方向に延びるスリットを形成し、スタックケースの外側から係合部材をスリットに差し込んで該係合部材で該スタックケースの可動底部を係合し、該係合部材を該スリットに沿って上昇させることで該可動底部を上昇させて該スタックケース内の部品を上昇させるように構成しても良い。
或は、スタックケースの底部に貫通孔を形成し、その下方から突き上げシャフトを該貫通孔からスタックケース内に差し込んで該突き上げシャフトの上端で該スタックケース内の部品を突き上げるようにしても良い。或は、スタックケースの底部を昇降可能に構成して、該スタックケースの底部をその下方から突き上げシャフトで突き上げることで、該底部上に段積みした部品を上昇させるようにしても良い。
また、本実施例のケース排出機構25は、落下口26をシャッタ部材27で開閉するように構成したが、ヒンジを支点にして開閉する開閉扉で落下口26を開閉するように構成しても良い。
また、本実施例のケース移動機構31は、上下方向に延びるボールねじ33のナット34の上下方向の移動をリンク機構35を介してプッシャ32の水平方向の移動に変換するように構成したが、プッシャ32の水平方向の移動と平行にボールねじを設けて該ボールねじで直接プッシャ32を水平方向に移動させるように構成しても良い。
その他、本発明は、スタック型フィーダ11をカセットケース内に収納してカセット化しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。
11…スタック型フィーダ(部品供給装置)、12…ケース収容部、13…スタックケース、14…部品、15…可動底部、16…部品上昇機構、17…磁石、18…ボールねじ、19…ナット、20…モータ、25…ケース排出機構、26…落下口、27…シャッタ部材、28…アクチュエータ、31…ケース移動機構、32…プッシャ、33…ボールねじ、34…ナット、35…リンク機構、36…モータ、41…部品実装機、42…ケース回収箱、43…吸着装置、44…フィーダセット部、61…カセット式フィーダ、62…カセットケース、63…部品供給テープ、63a…廃棄テープ、64…テープリール、65…テープ装填部、66…リール保持軸、68…テープ送り機構、69…トップフィルム剥離機構、71…テープガイド、72…スプロケット、75…テープ押え、76…トップフィルム回収部、77…トップフィルム送りギア機構、78…モータ、80…廃棄テープ排出通路、82…制御装置

Claims (7)

  1. 部品を段積みして収容した複数本のスタックケースを立てた状態で並べて収容するケース収容部と、
    部品ピックアップ位置に位置する前記スタックケース内の部品を該スタックケースの上端開口から部品実装機の吸着装置で吸着してピックアップする毎に該スタックケース内の部品を1個分ずつ上昇させる部品上昇機構と、
    部品切れになった前記スタックケースを排出するケース排出機構と、
    前記ケース排出機構により前記スタックケースが排出される毎に前記ケース収容部内の残りのスタックケースを前記部品ピックアップ位置の空きスペースを詰めるように移動させるケース移動機構と
    を備えていることを特徴とするスタック型フィーダ。
  2. 前記ケース収容部は、前記複数本のスタックケースを一列に並べて収容すると共にその列の先頭のスタックケース内の部品を前記部品実装機の吸着装置でピックアップするように構成され、
    前記部品上昇機構は、前記先頭のスタックケース内の部品を上昇させるように構成され、
    前記ケース排出機構は、前記先頭のスタックケースが部品切れになったときに当該先頭のスタックケースを排出するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のスタック型フィーダ。
  3. 前記スタックケースは、非磁性材料により形成され、該スタックケースの底部には、磁性材料により形成された可動底部が該スタックケース内を昇降可能に設けられ、
    前記部品上昇機構は、前記スタックケースの外側から前記可動底部を磁石で吸引して該磁石を上昇させることで該可動底部を上昇させて該スタックケース内の部品を上昇させるように構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のスタック型フィーダ。
  4. 前記ケース収容部の底部には、部品がピックアップされる前記スタックケースの直下に該スタックケースを落下させるための落下口が形成され、
    前記ケース排出機構は、前記落下口を開閉するシャッタ部材を備え、前記シャッタ部材を開放させることで部品切れのスタックケースを前記落下口から落下させるように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のスタック型フィーダ。
  5. 請求項1乃至4のいずれかに記載のスタック型フィーダをセットするフィーダセット部を備え、前記スタック型フィーダによって供給される部品を回路基板に実装する部品実装機において、
    前記フィーダセット部には、前記スタック型フィーダとカセット式フィーダとを混載できるように構成されていることを特徴とする部品実装機。
  6. 前記スタック型フィーダと前記カセット式フィーダは、外形の高さ寸法及び奥行き寸法が同じになるように構成されていることを特徴とする請求項5に記載の部品実装機。
  7. 前記カセット式フィーダは、
    巻回した部品供給テープを装填するテープ装填部と、
    前記テープ装填部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送り機構と、
    前記部品吸着位置の手前で前記部品供給テープからトップフィルムを剥離して該部品供給テープ内の部品を露出させるトップフィルム剥離機構と、
    前記テープ装填部、前記テープ送り機構及び前記トップフィルム剥離機構を内蔵したカセットケースとを備えていることを特徴とする請求項5又は6に記載の部品実装機
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