JPWO2015025423A1 - 自動組立装置用部品供給装置 - Google Patents

Abstract

自動組立装置のより実用性に優れた部品供給装置を提供する。互いに平行に前後方向に延びる２つの直線部１５０と、それら直線部１５０の両端部をそれぞれ連結する半円弧状の２つの連結部１５２とを含むガイドレール１４２を２つ、前後方向に位置をずらして設け、テーブル１１０の両側面に前後方向の位置を異にして設けた主高さ位置規定部１９０の移動をそれぞれ案内させる。２つの主高さ位置規定部１９０の一方をテーブル駆動装置１４４によって移動させ、テーブル１１０を上段前部の部品供給位置と上段後部および下段後部の各部品補給位置とを含む周回移動軌跡を描いて移動させる。部品供給位置においてテーブル１１０はさらに補助高さ位置規定部１９２の一対の高さ位置規定面間へのローラの進入により高さ位置を規定され、テーブル全体の高さ方向位置が精度良く規定され、吸着ノズルによる部品取出ミスの発生が回避される。

Description

本発明は、装着装置が部品保持具により保持した部品を基材保持装置が保持した基材に装着する自動組立装置に設けられ、部品を装着装置に供給する部品供給装置に関する。

下記の特許文献１には、パレットにより生産品を搬送し、蓄積する装置が記載されている。パレットは、一対の搬送チェーンが周回させられることにより、ガイドレールに案内されつつ移動させられる。一対の搬送チェーンは、長手方向の各端部において反転させられて上下方向に多段に設けられる一方、最上段から最下段までの間は上下方向にまっすぐに設けられ、かつ、各段毎に搬送方向における位置を互いに異にして設けられている。また、各段毎に一対のガイドレールが搬送方向における位置を互いに異にして設けられている。パレットには、その搬送方向に平行な一対の側面の一方の前部に一対の被動スプロケットが取り付けられ、後部に走行輪が取り付けられ、他方の側面の前部に走行輪が取り付けられ、後部に一対の被動スプロケットが取り付けられている。一対の被動スプロケットが搬送チェーンを挟み、パレットは一対の搬送チェーンの移動により、２つの走行輪がそれぞれガイドレール上を転動しつつ水平な姿勢で搬送される。パレットは、各段の端部において移載用カムにより上昇させられて上段へ移載され、最上段に至ったパレットは一対の搬送チェーンの下方への移動により最下段へ下降させられる。

特開平６−３２４３１号公報

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、より実用性に優れた部品供給装置の提供を課題とする。

本発明は上記の課題を解決するために、部品保持具を備えた装着装置と、基材を保持する基材保持装置とを含み、前記装着装置が前記部品保持具により保持した部品を前記基材保持装置が保持した基材に装着する自動組立装置に設けられ、前記部品保持具に部品を保持させることによりその部品を前記装着装置に供給する部品供給装置を、(A)それぞれ、(a)ほぼ鉛直な一平面内において互いにほぼ平行に延び、当該部品供給装置の前後方向に延びる２つの直線部と、(b)少なくとも１つの円弧部を含んで前記２つの直線部の同じ側の端同士を滑らかに連結する２つの連結部とを備え、形状および寸法が互いに同一の２つのガイドレールと、(B)それら２つのガイドレールを、それら２つのガイドレールの互いに同じ側の前記直線部がほぼ水平な一平面である基準平面上に位置するとともに、それら２つのガイドレールが、前記基準平面および前記直線部に平行な方向である搬送方向において互いに前後にずれ、かつ、その搬送方向に直角で前記基準平面に平行な方向である幅方向に互いに隔たった相対位置関係に保持する供給装置本体と、(C)それぞれ部品を位置決めして支持する複数の部品支持部を一平面に沿って複数備えたトレイを支持するトレイ支持面を備えたトレイ支持部材と、(D)そのトレイ支持部材に、前記トレイ支持面に平行な一平面上において前記搬送方向および前記幅方向の位置を互いに異にする位置に設けられた２つの高さ位置規定部であって、それら２つの高さ位置規定部のうち、前記装着装置および基材保持装置に近い側である前側に位置するものが、前記２つのガイドレールのうち前記前側に位置するもののガイドに基づいて、また、前記装着装置および基材保持装置から遠い側である後ろ側に位置する高さ位置規定部が、後ろ側に位置するガイドレールのガイドに基づいて、それぞれ移動することにより、前記トレイ支持部材に、前記トレイ支持面がほぼ水平な姿勢を保つ状態で、上段の部品供給位置とその部品供給位置より後方でかつ上段と下段との少なくとも一方の部品補給位置とを含む周回移動軌跡を描かせるものと、(E)前記トレイ支持部材を、前記周回移動軌跡に沿って移動させるトレイ支持部材駆動装置とを含むものとし、前記部品供給位置において前記トレイに前記装着装置への部品供給を行わせ、前記部品補給位置において外部から部品の補給を受けるようにしたものである。

ガイドレールの２つの連結部はそれぞれ１つのほぼ半円弧部により２つの直線部の同じ側の端同士を滑らかに連結するものとすることが可能であるが、不可欠ではない。例えば、ほぼ四分の一円弧２つとそれらを連結するほぼ鉛直な直線部とを含むものとすることが可能である。このようにすれば、ガイドレールの前後方向の長さが長くなることを回避しつつ連結部を長くすることが可能になり、上段と下段との高さ方向の間隔を広くすることが可能になる。この構成は、トレイに支持される部品が高いものである場合や、トレイ支持部材にトレイが複数段に積み重ねられる場合に有効である。
なお、ガイドレールの２つの直線部は何らかの理由で一方が他方に対して比較的小さい角度傾かされることにより互いに平行ではなくされることも可能であるが、互いに平行とされるのが基本的な構成であり、その場合は、上記ほぼ半円弧およびほぼ四分の一円弧がそれぞれ丁度半円弧および四分の一円弧となる。
部品保持具には、例えば、部品を負圧によって吸着する吸着ノズルや、複数の把持部材を備え、それら把持部材が互いに相対移動させられて部品を把持，解放する部品把持具がある。
装着装置は、部品保持具に加えて、部品の基材への装着のために必要な補助作業を行う補助作業具を備えることが望ましい。
トレイ支持部材は、１つでもよく、複数でもよい。

トレイ支持部材は、前後方向の位置を異にする２つの高さ位置規定部が前後方向の位置を異にする２つのガイドレールのガイドに基づいて移動させられることにより、トレイ支持面がほぼ水平な姿勢を保つ状態で、上段と下段との２つの段を含む周回移動軌跡に沿って移動させられる。周回移動軌跡は環状を成し、その移動軌跡に沿ってトレイ支持部材を移動させることにより、周回移動軌跡中に設定された部品供給位置および部品補給位置へ移動させることができ、構成が簡単で、コンパクトな部品供給装置が得られる。また、周回移動軌跡の外に部品供給位置を設ける場合に比較して、トレイ支持部材を迅速に部品供給位置に位置させることができ、部品供給能率の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態である部品供給装置を含む自動組立装置を示す斜視図である。 上記自動組立装置の内部を示す斜視図である。 上記自動組立装置の装着装置を前側から見た状態を示す斜視図である。 上記自動組立装置の装着装置を後ろ側から見た状態を示す斜視図である。 上記部品供給装置をカバーを外して示す斜視図である。 上記部品供給装置のテーブル，ガイドレールおよびテーブル駆動装置を示す側面図である。 上記テーブルおよびガイドレールを概略的に示す平面図である。 上記テーブルの主高さ位置規定部を示す斜視図である。 上記テーブルおよび２つの主高さ位置規定部を示す斜視図である。 上記テーブルの補助高さ位置規定部および局部的高さ方向位置規定装置を示す斜視図である。 上記部品供給装置のトレイを示す側面図（一部断面）である。 上記トレイが上記テーブル上に載置されたトレイパレット上に載せられた状態を示す平面図である。 上記自動組立装置により組み立てられる基材および部品を示す斜視図である。 本発明の別の実施形態である部品供給装置の補助高さ位置規定部および局部的高さ方向位置規定装置を示す側面図である。 本発明のさらに別の実施形態である部品供給装置の補助高さ位置規定部および局部的高さ方向位置規定装置を示す背面図である。

以下、本発明の実施形態を、図を参照しつつ説明する。なお、本発明は、下記実施形態の他、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。

図１に自動組立装置を示す。本自動組立装置により、例えば、図１３に示す組立物１０が組み立てられる。組立物１０の組立は、基材１２への片状あるいはブロック状を成す複数の部品１４の組付けにより行われる。本自動組立装置は、その内部を図２に示すように、組立装置本体２０，基材搬送保持装置２２，部品供給装置２４，装着装置２６，撮像装置２８，３０および自動組立装置制御装置３２（図１参照）を含む。本自動組立装置は、本発明に関する部分を除いて特開２０１１−２５３８６９号公報に記載の自動組立装置と同様に構成されており、同様の部分については簡単に説明する。

基材搬送保持装置２２は、本実施形態においては基材搬送装置たるコンベヤ４０および基材保持装置たるクランプ装置４２を備え、組立装置本体２０を構成するベース４４の前後方向の中央部に設けられ、基材１２を水平な方向に搬送し、水平な姿勢で保持する。本実施形態においては、基材１２の搬送方向（以後、基材搬送方向と略記する）をＸ軸方向、コンベヤ４０により搬送される基材１２に平行な一平面であって、水平な一平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と直交する方向であって、鉛直方向ないし上下方向をＺ軸方向とする。自動組立装置の左右方向ないし幅方向はＸ軸方向に平行であり、前後方向はＹ軸方向に平行である。

装着装置２６は本実施形態においては部品保持ヘッド５０，補助作業ヘッド５２およびヘッド移動装置５４を含む。ヘッド移動装置５４は、Ｘ軸方向移動装置６０，Ｙ軸方向移動装置６２およびＺ軸方向移動装置６４，６６を備えており、部品保持ヘッド５０および補助作業ヘッド５２を、Ｘ軸方向移動装置６０およびＹ軸方向移動装置６２により水平面内の任意の位置へ一体的に移動させ、Ｚ軸方向移動装置６４，６６により個々に上下方向の任意の位置へ移動させる。

図３に示すように、部品保持ヘッド５０は、本実施形態においては部品保持具たる吸着ノズル８０を備えている。図４に示すように、補助作業ヘッド５２は、本実施形態においては補助作業具たる接着剤塗布具８２を含み、補助作業対象物たる塗布対象物に接着剤を塗布する接着剤塗布ヘッドとされている。補助作業具としては、接着剤塗布具の他、例えば、フラックスの塗布，クリーム状はんだの印刷，補助作業対象物に対するＵＶ照射，ホットエアの送風による熱処理およびねじ締め処理等を行うものがあり、自動組立装置において行われる作業に応じた機能を有する補助作業具が使用される。

撮像装置２８は、図３に示すように部品保持ヘッド５０と共にＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸方向に移動させられる。撮像装置３０は、図２に示すようにベース４４に位置を固定して設けられている。撮像装置２８，３０は、例えば、ＣＣＤカメラあるいはＣＭＯＳカメラにより構成される。

部品供給装置２４を説明する。
図１に示すように、部品供給装置２４は本実施形態においてはトレイ型部品供給装置９０とフィーダ型部品供給装置９２とが一体的に設けられた装置とされている。部品供給装置２４は台車９４に載せられ、組立装置本体２０に台車９４ごと着脱可能とされており、自動組立装置の前面側に設置される。フィーダ型部品供給装置９２は複数の部品フィーダ、例えば、テープフィーダ（図示省略）により部品を供給する。

トレイ型部品供給装置９０は図１１，図１２に示すトレイ１００によって部品１４を供給するものである。トレイ１００は一平面に沿って配列された部品支持部たる複数の収容凹部１０２を備え、それら収容凹部１０２の各々に部品１４が１個ずつ、位置決めされて収容される。図１１に示すように収容凹部１０２は部品１４を、トレイ１００の上面から突出することなく収容する深さを備え、トレイ１００の高さは、収容する部品１４の高さによって異なる。また、図１２に示すように、トレイ１００の上面には複数、例えば、２つの基準マーク１０４がトレイ１００の対角線方向に隔たった２つの位置にそれぞれ設けられている。

トレイ１００はトレイ支持部材たるテーブル１１０上に載置されたトレイパレット１１２（以後、パレット１１２と略称する）上に載せられて部品１４を供給する。図９に示すようにテーブル１１０は長手形状の板状を成す。パレット１１２は、テーブル１１０の長手方向に平行な両縁部に沿って設けられた一対の水平な支持面１１４と、テーブル１１０の中央部に突設されて支持部を構成する複数、例えば３つの突部１１６の各突出端面であって、支持面１１４と同一面内に位置する水平な支持面１１８との上に載置され、高さ方向において位置決めされ、水平な姿勢で支持される。パレット１１２はまた、図１２に示すようにテーブル１１０に突設されて位置決め部を構成する一対の位置決めピン１２０と、パレット１１２に設けられて被位置決め部を構成する一対の位置決め穴１２２との嵌合により水平方向に位置決めされる。トレイ１００は、パレット１１２の磁性材料製の支持面１２４上に載置され、パレット１１２の凸条１２６の側面およびテーブル１１０の一対の凸条１２８の一方の側面との当接により水平方向に位置決めされる。トレイ１００は、マグネットを備えた拘束部材１３０が支持面１２４に磁力によって固定されることにより拘束され、パレット１１２に固定される。テーブル１１０の支持面１１４，１１８が水平なトレイ支持面を構成している。パレット１１２上には、１つあるいは２つのトレイ１００を載置することができ、１つのテーブル１１０により１種類あるいは２種類の部品１４を供給することができる。

図１１に示すように、トレイ１００の側面にＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)システムのＲＦＩＤタグ１３４が設けられ、情報記憶部を構成している。ＲＦＩＤタグ１３４は通信部および記憶部を備え、記憶部に記憶させられた情報が書換え可能なものである。記憶部には、例えば、トレイ１００の種類，収容された部品１４の種類，数，トレイ１００を個々に識別する識別情報等が記憶させられている。

図５に示すように、本トレイ型部品供給装置９０はテーブル１１０を複数、例えば４つ含み、それらテーブル１１０を、部品供給位置と部品補給位置とを含む周回移動軌跡を描いて水平な姿勢で移動させる。そのため、トレイ型部品供給装置９０は、供給装置本体１４０，２つのガイドレール１４２，トレイ支持部材駆動装置たるテーブル駆動装置１４４およびトレイ型部品供給装置制御装置１４６（図１参照）を含む。

２つのガイドレール１４２は形状および寸法が互いに同一とされており、供給装置本体１４０を構成する一対の鉛直で互いに対向する側板１４８の各々に取り付けられている。２つのガイドレール１４２はそれぞれ、鉛直な一平面内において互いに平行に延び、トレイ型部品供給装置９０の前後方向に延びる２つの直線部１５０と、それら直線部１５０の長手方向に隔たった両端部にそれぞれ設けられ、２つの直線部１５０の同じ側の端同士を連結する２つの連結部１５２とを含む。各連結部１５２は、本実施形態においては、半円弧状の１つの円弧部１５４を含み、２つの直線部１５０の端同士を滑らかに連結する。トレイ型部品供給装置９０の前後方向は水平であり、部品供給装置２４が組立装置本体２０に取り付けられた状態においてトレイ型部品供給装置９０の前後方向は自動組立装置の前後方向と平行となる。トレイ型部品供給装置９０の基板搬送保持装置２２および装着装置２６に近い側を前側、遠い側を後ろ側とする。

２つのガイドレール１４２は一対の側板１４８の各々に、鉛直方向において互いに同じ側の直線部１５０が水平な一平面である基準平面上に位置するとともに、上記基準平面および直線部１５０に平行な方向であり、トレイ型部品供給装置９０の前後方向に平行な方向であるテーブル１１０の搬送方向であって、トレイ支持部材搬送方向たるテーブル搬送方向において互いに前後にずれた状態で取り付けられている。

また、２つのガイドレール１４２は、テーブル搬送方向に直角でかつ基準平面に平行な方向である幅方向に互いに隔たった位置に位置する。図６に示すように、２つのガイドレール１４２はそれぞれ、その外周部と内周部とにそれぞれ案内面１６０，１６２（以後、それぞれ外周側案内面１６０、内周側案内面１６２と称する）を有する。これら案内面１６０，１６２はそれぞれ、横断面形状（長手方向に直角な断面における形状）がＶ字形を成す。

テーブル駆動装置１４４は、本実施形態においては、図５に示すように、可撓性牽引部材たるベルトの一種である環状のタイミングベルト１７０と、可撓性牽引部材駆動装置たるタイミングベルト駆動装置１７２とを含む。タイミングベルト１７０は一対のタイミングプーリ１７４（図５には一方のタイミングプーリ１７４のみが図示されている）に巻き掛けられ、一対の側板１４８の一方にガイドレール１４２と平行に、かつ、ガイドレール１４２の内周側に位置する状態で取り付けられている。タイミングベルト駆動装置１７２は電動モータ１７６を駆動源とし、その回転がタイミングプーリ１７８，１８０およびタイミングベルト１８２により一対のタイミングプーリ１７４の一方に伝達され、タイミングベルト１７０が正方向あるいは逆方向に周回させられる。電動モータ１７６として、例えばエンコーダ付きのサーボモータやパルスモータ等回転角度の制御が可能な電動回転モータが使用される。

図６に示すように４つのテーブル１１０にはそれぞれ、２つの主高さ位置規定部１９０および１つの補助高さ位置規定部１９２が設けられている。本実施形態においては、主高さ位置規定部１９０は、ＡＳＫ社製の市販品であって、高精度リング＆トラックシステムのカタログに記載の製品が使用されており、簡単に説明する。また、２つの主高さ位置規定部１９０は同様に構成されており、一方を説明する。

図８に示すように主高さ位置規定部１９０の本体である規定部本体１９４は板状を成し、水平方向に並んで取り付けられて対を成す２つのローラ１９６と、それらローラ１９６と鉛直方向に対向して設けられ、水平方向に並んで取り付けられて対を成す別の２つのローラ１９８の計４つのローラが回転可能に取り付けられている。ローラ１９６，１９８は幅方向に平行な軸線まわりに回転可能に設けられて転動輪を構成し、その回転軸線に平行な方向の中間部にＶ字形断面の円環状の溝を備えている。

図９に示すように、規定部本体１９４は軸部たる回転軸２００によりテーブル１１０に相対回転可能に連結されている。回転軸２００は規定部本体１９４に固定して設けられるとともに、テーブル１１０に一対の軸受２０２，２０４により幅方向に平行な軸線まわりに回転可能かつ軸方向に相対移動不能に保持されている。２つずつのローラ１９６とローラ１９８とはガイドレール１４２をその周方向と直交する両側から挟み、外周側案内面１６０と内周側案内面１６２との上を各々転動する。

図７に概略的に示すように、２つの主高さ位置規定部１９０は、トレイ支持面に平行で水平な一平面上において、テーブル１１０のテーブル搬送方向に平行で幅方向に隔たった両側面に１つずつ取り付けられるとともに、テーブル搬送方向の位置を互いに異にする位置に設けられ、それぞれ別のガイドレール１４２により移動を案内される。前側に位置するガイドレール１４２により案内される主高さ位置規定部１９０はテーブル１１０の前側に、後ろ側のガイドレール１４２により案内される主高さ位置規定部１９０はテーブル１１０の後ろ側に取り付けられる。主高さ位置規定部１９０はガイドレール１４２を内周側と外周側とから挟み、ガイドレール１４２により高さ方向位置を規定され、それによりテーブル１１０の高さ方向位置を規定する。

前記テーブル駆動装置１４４が設けられた側のガイドレール１４２により案内される主高さ位置規定部１９０の規定部本体１９４は、図８に示すように連結装置を構成する連結部材２１０により前記タイミングベルト１７０に相対移動不能に連結されている。そのため、タイミングベルト１７０が周回させられれば、そのタイミングベルト１７０に連結された主高さ位置規定部１９０が移動させられ、テーブル１１０および他方の主高さ位置規定部１９０が移動させられる。前後方向の位置を異にして設けられた２つの主高さ位置規定部１９０はそれぞれ、前後方向の位置を異にして設けられたガイドレール１４２に案内されて同じ軌跡を描いて移動する。２つの主高さ位置規定部１９０は連結部１５２に至れば、規定部本体１９４がテーブル１１０に対して回転しつつ連結部１５２の円弧に沿って移動し、テーブル１１０は支持面１１４，１１８が水平な姿勢を保つ状態でトラック状の周回移動軌跡を描いて移動させられる。このように、連結部１５２の円弧に正確に沿って移動するとともに、直線部１５０にも正確に沿って移動し得るようにするために、２つのローラ１９８の回転軸線間距離が２つのローラ１９６の回転軸線間距離より所定量短くされている。

タイミングベルト１７０の周回方向の選択により、テーブル１１０を正方向へも逆方向へも移動させることができる。本実施形態においては、周回移動軌跡の上段においてテーブル１１０が後ろ側から前側へ搬送される方向を正方向、上段において前側から後ろ側へ搬送される方向を逆方向とする。テーブル１１０の移動方向は、周回方向の正逆が同じでも周回移動軌跡の上段と下段とのいずれを移動するかによって逆になるが、テーブル１１０の前後方向の向きは変わらず、前側のガイドレール１４２に案内される主高さ位置規定部１９０が設けられた側が前側、後ろ側のガイドレール１４２に案内される主高さ位置規定部１９０が設けられた側が後ろ側に位置する。

図６に示すように、周回移動軌跡の水平な上段と下段とにはそれぞれ、テーブル１１０が２つずつ位置させられる。本実施形態においては、上段の２つの停止位置のうち前側が部品供給位置とされ、後ろ側が部品補給位置とされている。また、下段の２つの停止位置のうち後ろ側の停止位置も部品補給位置とされている。図５に示すように、部品供給位置はテーブル１１０が、その２つの主高さ位置規定部１９０がそれぞれ、ガイドレール１４２の直線部１５０の前端部により支持される位置とされている。下段の部品補給位置は、その部品補給位置に停止させられたテーブル１１０の前部が上段の部品補給位置に停止させられたテーブル１１０の下方に位置し、後部が上段のテーブル１１０より後方へ突出する位置とされている。この上，下段の各テーブル１１０のテーブル搬送方向における一部の重なりにより、トレイ型部品供給装置９０のテーブル搬送方向の寸法が短くされる。

４つのテーブル１１０は、タイミングベルト駆動装置１７２の電動モータ１７６の制御によりいずれか１つが選択的に部品供給位置に停止させられる。４つのテーブル１１０はガイドレール１４２により規定される周回移動軌跡に沿って等間隔に配置されており、４つのテーブル１１０のうちの１つの部品供給位置への移動により、他の３つのテーブル１１０はそれぞれ、他の３つの停止位置に位置させられる。

前記補助高さ位置規定部１９２は、テーブル１１０に、図７に示すように２つの主高さ位置規定部１９０のうち後ろ側に位置するものの前方に設けられている。図１０に示すように、本補助高さ位置規定部１９２はカム２２０を含む。カム２２０は一対のカム面２２２，２２４を含み、テーブル１１０に固定されている。カム面２２２，２２４は鉛直方向に距離を隔てて、互いに対向して設けられている。上側のカム面２２２は、テーブル搬送方向に平行に延び、水平な高さ位置規定面２２６と、高さ位置規定面２２６の前後にそれぞれ設けられ、高さ位置規定面２２６に対して傾斜させられた案内面２２８，２３０とを含む。前側の案内面２２８は前方ほど上方へ向かう向きに傾斜させられ、後ろ側の案内面２３０は後方ほど上方に向かう向きに傾斜させられている。下側のカム面２２４は、水平面に対してカム面２２２と対称に設けられ、高さ位置規定面２３２と、高さ位置規定面２３２の前後両側にそれぞれ設けられた案内面２３４，２３６（案内面２３６は図６参照）とを含む。カム２２０は、図７に概略的に示すように、テーブル１１０の側面とガイドレール１４２との間の、トレイ型部品供給装置９０の幅方向における隙間より薄いものとされ、ガイドレール１４２との干渉が回避されている。

図７に示すように、一対の側板１４８の一方には、部品供給位置に停止させられたテーブル１１０の補助高さ位置規定部１９２と対向する部分に局部的高さ方向位置規定装置２５０が設けられている。局部的高さ方向位置規定装置２５０は、本実施形態においては側板１４８にブラケット２５２により、幅方向に平行な軸線まわりに回転可能に取り付けられた回転体たる１つのローラ２５４を含む。図１０に示すように、ローラ２５４は部品供給位置に停止させられたテーブル１１０のカム２２０の一対の高さ位置規定面２２６，２３２に接触し、補助高さ位置規定部１９２の高さ位置を規定する。なお、図９においては局部的高さ方向位置規定装置２５０の図示は省略されている。

テーブル１１０が正方向に周回させられ、周回移動軌跡の上段後部のテーブル１１０が部品供給位置へ移動させられるとき、ローラ２５４は補助高さ位置規定部１９２の高さ方向において互いに対向する一対の案内面２２８，２３４の傾斜により案内され、一対の高さ位置規定面２２６，２３２の間へ導かれる。高さ位置規定面２２６，２３２の高さ方向の距離は、寸法管理により、高さ位置規定面２２６，２３２がローラ２５４の回転を許容しつつローラ２５４の外周面に軽く接触する距離とされている。テーブル１１０は、部品供給位置においては、２つの主高さ位置規定部１９０がガイドレール１４２によって高さ位置を規定されることと、補助高さ位置規定部１９２の高さ位置をローラ２５４によって規定されることとの共同により、前後方向と幅方向との少なくとも一方の位置を異にする３か所を高さ方向において位置決めされ、テーブル１１０全体の高さ方向位置が精度良く規定される。そのため、テーブル１１０に水平面に対する傾きがなく、吸着ノズル８０による部品取出しミスの発生が回避される。

部品供給位置に位置するテーブル１１０は、正方向の周回により周回移動軌跡の下段へ移動させられる。この際、テーブル１００は小距離前方へ移動させられた後、下降させられる。この距離は、本実施形態においては、ローラ２５４が一対の高さ位置規定面２２６，２３２の間から抜け出させられるとともに、後ろ側の対を成す案内面２３０，２３６の間からも抜け出せられ、ローラ２５４がカム２２０と干渉せず、テーブル１１０の下方への移動を許容する距離に設定されている。この設定距離は部品供給位置の設定により確保され、補助高さ位置規定部１９２の局部的高さ方向位置規定装置２５０に対する上下方向の移動が許容される。

テーブル１１０が逆方向に周回させられ、下段前側に停止させられたテーブル１１０が部品供給位置へ移動させられる場合、ローラ２５４はカム２２０の後ろ側の対を成す案内面２３０，２３６により案内されて一対の高さ位置規定面２２６，２３２の間へ導かれる。この場合にも、上記距離の設定により、テーブル１１０が上段へ上昇させられた後、ローラ２５４が案内面２３０，２３６の間へ進入することとなり、ローラ２５４は補助高さ位置規定部１９２の上昇を許容する。

なお、案内面２３０の傾斜角度およびガイドレール１４２の連結部１５２の曲率の大きさによっては、ローラ２５４が一対の案内面２３０，２３６間に位置する状態でも、補助高さ位置規定部１９２の局部的高さ方向位置規定装置２５０に対する上下方向の移動が許容される。この場合、設定距離はローラ２５４が一対の高さ位置規定面２２６，２３２から抜け出るのに足る距離であればよいこととなる。

図７に示すように一対の側板１４８の一方にはＲＦＩＤリーダライタ２６０（図１参照）の分離型のアンテナ２６２（図１参照）が取り付けられ、コネクタおよびコード（図示省略）によりＲＦＩＤリーダライタ２６０の本体部に接続されている。ＲＦＩＤリーダライタ２６０は、トレイ型部品供給装置制御装置１４６の主体を成すコンピュータ２６６に接続されている。トレイ型部品供給装置制御装置１４６は電動モータ１７６を制御し、部品供給装置２４が台車９４ごと組付装置本体２０に取り付けられるのに伴って、コンピュータ２６６が自動組立装置制御装置３２の主体を成すコンピュータ２７０に接続される。作業者が入力装置２７２（図１参照）を用いてコンピュータ２６６に指令を入力することにより電動モータ１７６を手動で操作し、テーブル１１０を移動させることができる。

側板１４８にはさらに、図７に示すようにトレイ高さセンサ２８０，２８２が取り付けられている。トレイ高さセンサ２８０，２８２は、例えば、非接触センサの一種である光電センサたる透過型光電センサにより構成され、それぞれ投光器２８４および受光器２８６を含む。本実施形態において透過型光電センサはファイバセンサにより構成され、投光器２８４は投光部およびファイバケーブルを含み、受光器２８６は受光器およびファイバケーブルを含む。トレイ高さセンサ２８０，２８２は、各光軸が水平となり、上段の部品補給位置に停止させられたテーブル１１０に支持された２つのトレイ１００の周回経路内において交差する状態で設けられている。さらに、図５に示すように一対の側板１４８にはそれぞれ、基準マーク２９０が設けられている。さらに、上記２つのガイドレール１４２等は、一対の側板１４８に幅方向に平行な軸線まわりに回動可能に取り付けられて開閉可能なカバー２９２（図１参照）により覆われている。

以上のように構成された自動組立装置において基材１２はコンベヤ４０によりクランプ装置４２上に搬入され、保持される。そして、部品保持ヘッド５０および補助作業ヘッド５２が移動させられ、まず、補助作業ヘッド５２により基材１２の部品装着位置に接着剤が塗布される。ついで部品保持ヘッド５０がトレイ型部品供給装置９０の部品供給位置に位置させられたテーブル１１０へ移動させられ、トレイ１００から部品１４を取り出す。

本自動組立装置においては、段取替え時には部品供給装置２４が台車９４ごと交換される。そのため、部品供給装置２４の組立装置本体２０への取付け後の部品装着開始時に基準マーク２９０が撮像装置２８により撮像される。また、テーブル１１０が部品供給位置へ移動させられる毎にトレイ１００の基準マーク１０４が撮像装置２８により撮像される。この際、基準マーク２９０の撮像に基づいて得られる基準マーク１０４の位置誤差が修正される。基準マーク１０４の撮像に基づいて複数の収容凹部１０２の各Ｘ軸，Ｙ軸方向における各位置誤差および鉛直軸線まわりの位置誤差が算出され、部品保持ヘッド５０が部品１４を取り出す際に部品取出位置の位置誤差が修正され、部品取出しが精度良く行われるようにされる。部品取出し後、部品保持ヘッド５０は撮像装置３０上へ移動させられ、部品１４が撮像された後、クランプ装置４２へ移動させられて基材１２に塗布された接着剤上に部品１４を載置し、装着する。この際、部品１４の撮像により得られる位置誤差が修正される。

トレイ型部品供給装置９０においては、一連の基材１２への部品装着開始に先立って４つのテーブル１１０が１周させられ、それぞれ上段後ろ側の停止位置へ移動させられる毎にテーブル１１０のＲＦＩＤタグ１３４に記憶させられた情報がアンテナ２６２を介してＲＦＩＤリーダライタ２６０により読み取られる。それにより、例えば、トレイ１００により供給される部品１４の種類が取得され、予定の種類と異なっているのであれば、例えば、報知装置により作業者に報知され、トレイ１００が供給すべき種類の部品１４が収容されたものと交換されるようにされる。

また、例えば、テーブル１１０が正方向に周回させられ、下段の部品補給位置から上段の部品補給位置へ上昇させられるとき、トレイ高さセンサ２８０，２８２によりトレイ１００の高さが検出される。上昇時にトレイ１００がトレイ高さセンサ２８０，２８２の光軸と交差し、受光器２８６の受光を妨げる。テーブル１１０の周回開始後、トレイ１００が受光器２８６の受光の妨げを開始する時期はトレイ１００の高さによって異なることからトレイ１００の高さが検出される。パレット１１２上にトレイ１００が２つ搭載されている場合、２つのトレイ高さセンサ２８０，２８２により各トレイ１００の高さが検出される。トレイ１００の高さが予定された高さとは異なり、予定の種類の部品１４を収容するトレイ１００でない場合には作業者に報知され、トレイ１００が交換される。

１つのテーブル１１０に搭載するトレイ１００の数および４つのテーブル１１０のうちの幾つを部品供給に使用するかは、本自動組立装置において１枚の基材１２に装着される部品１４の種類に応じて決められる。例えば、基材１２に組み付けられる少なくとも１つの部品１４の種類が１種類であれば、全部のトレイ１００およびテーブル１１０により供給される部品１４の種類が同じにされる。そして、部品供給位置に位置するテーブル１１０のトレイ１００により供給される部品１４がなくなれば、テーブル１１０が移動させられ、現に部品供給位置に位置するテーブル１１０が部品供給位置から退避させられるとともに、隣接するテーブル１１０が部品供給位置へ移動させられる。テーブル１１０は予め設定された一方向、通常は正方向へ移動させられる。

トレイ１００が空になれば、部品補給が行われる。本実施形態においては部品補給は作業者により行われ、作業者が不要となった空のトレイ１００を必要な部品１４が収容されたトレイ１００と交換することにより行われ、部品補給の間、自動組立装置の作動は停止させられる。そのため、例えば、４つのテーブル１１０の全部についてトレイ１００が空になったときに部品補給が行われる。部品１４がなくなったことが報知装置により報知され、作業者はカバー２９２を開き、下段の部品補給位置に位置するテーブル１１０については、上段の部品補給位置に位置するテーブル１１０と干渉しないようにトレイ１００を少し斜めに傾けてパレット１１２に対する取付け，取外しを行う。また、上段の部品補給位置に位置するテーブル１１０については、作業者はカバー２９２と干渉しないようにトレイ１００を傾ける。部品補給位置が２つ設けられており、２つのテーブル１１０についてまとめて部品補給を行うことができる。作業者は入力装置２７２を用いて電動モータ１７６を手動操作し、次に部品補給を行うテーブル１１０を部品補給位置へ移動させる。

基材１２に２種類の部品１４が装着される場合でも、それらの供給が１つのテーブル１１０で済む場合は、１種類の部品１４の装着時と同様にテーブル１１０の部品供給位置への移動，部品供給，部品補給が行われる。
部品供給に２つのテーブル１１０を要する場合、例えば、１枚の基材１２に３種類あるいは４種類の部品１４を装着する場合、２つのテーブル１１０が正方向と逆方向とに交互に移動させられ、交互に部品供給位置に位置させられる。別の２つのテーブル１１０は予備とされる。
部品供給に３つのテーブル１１０を要する場合、例えば、１枚の基材１２に５種類あるいは６種類の部品１４を装着する場合、３つのテーブル１１０が正方向に移動させられて順次部品１４を供給した後、逆方向に移動させられ、あるいは正方向に移動させられて供給開始位置に戻される。残りの１つのテーブル１１０は予備とすることができ、例えば、最も供給数が多い部品１４と同種の部品１４が収容されたトレイ１００が保持される。
部品供給に２つあるいは３つのテーブルを要する場合、予備のテーブル１１０を使用しても部品供給に対応することができなくなったとき、部品１４がなくなったテーブル１１０について、あるいは部品１４が残っているテーブル１１０も含めて４つのテーブル１１０全部について部品補給が行われる。
部品供給に４つのテーブル１１０を要する場合、例えば、１枚の基材１２に７種類以上の部品１４が装着される場合、例えば、４つのテーブル１１０は部品供給順に並べられて一方向、例えば正方向に周回させられ、順次部品供給位置に位置させられる。部品供給に４つのテーブル１１０が使用される場合でも、例えば、リカバリを行うための部品１４を供給するテーブル１１０を部品供給位置へ移動させるために、通常の部品供給時とは逆向きに周回させられることもある。４つのテーブル１１０のうちの少なくとも１つについて部品１４がなくなった場合、部品補給が行われる。トレイ１００にまだ部品１４が残っているテーブル１１０についても部品補給が行われてもよい。
複数のテーブル１１０によって部品１４を供給する場合、供給順序の都合によってテーブル１１０が正逆両方向に移動させられ、部品供給後、一旦、部品供給位置から退避させられたテーブル１１０が再度、部品供給位置へ移動させられる場合もある。
４つのテーブル１１０のうちの一部について部品補給を行う場合、自動組立装置の作動停止前に、補給が行われるテーブル１１０が自動的に部品補給位置へ移動させられてもよく、停止後、作業者の手動操作により部品補給位置へ移動させられてもよい。

このように複数のテーブル１１０を周回させ、順次部品供給位置に移動させることにより、部品供給を行うテーブル１１０を迅速に部品供給位置に位置決めすることができる。また、トレイ１００に設けられた基準マーク１０４の撮像により得られる位置誤差の修正により吸着ノズル８０による部品取出しを精度良く行うことができ、テーブル１１０の部品供給位置への停止位置制御はそれほど精度良く行われなくてよく、テーブル１１０を迅速に部品供給位置に位置決めすることができ、１枚の基材１２への部品供給に複数のテーブル１１０を要する場合でも、それらテーブル１１０を短時間で交替させ、部品１４を能率良く供給することができる。また、複数のテーブル１１０を周回させて部品供給位置に移動させるトレイ型部品供給装置９０は構成が簡易であり、コンパクトに構成することができ、その分、フィーダ型部品装置９２におけるフィーダ搭載数を増やすことができる。

補助高さ位置規定部と局部的高さ方向位置規定装置との一方が含む回転体は、２つでもよい。例えば、図１４に示すように、テーブル３５０の側面に補助高さ位置規定部３５２を構成するカム３５４を水平に設け、その上下両側にそれぞれ、高さ位置規定面３５６および案内面３５８，３６０を含むカム面３６２，３６４を設け、供給装置本体に設けられて局部的高さ方向位置規定装置３７０を構成する回転体たる２つのローラ３７２，３７４に一対の高さ位置規定面３５６を上下から挟ませる。

あるいは図１５に示すように、テーブル３８０の側面に設けられて補助高さ位置規定部３８２を構成するカム３８４の一対のカム面３８６，３８８の各高さ位置規定面３９０の間に、供給装置本体に設けられて局部的高さ方向位置規定装置４００を構成する回転体たる２つのローラ４０２，４０４を進入させ、それぞれ高さ位置規定面３９０に接触させてもよい。

さらに２つのローラ４０２，４０４のいずれか一方をテーブル３８０に対して高さ位置規定面３９０に直角な方向に相対移動可能とし、付勢手段の一種である弾性部材、例えば、スプリングにより高さ位置規定面３９０に向かって付勢し、当接させるようにしてもよい。テーブル３８０の高さ位置は、２つのローラ４０２，４０４のうちテーブル３８０に対して相対移動不能な側のものの高さ位置規定面３９０への当接により決まる。２つのローラ４０２，４０４と高さ位置規定面３９０，３９０との間の厳密なクリアランス管理が不要となる効果が得られる。図１４に図示のローラ３７２，３７４についても同様である。

ガイドレールの２つの直線部が位置する平面は、何らかの事情により鉛直面に対して比較的小さい角度傾かされ、ほぼ鉛直な一平面でもよい。２つのガイドレールの互いに同じ側の直線部が位置する一平面である基準平面も、何らかの事情により水平面に対して比較的小さい角度傾かされ、ほぼ水平な一平面でもよい。

高さ位置規定部を構成する転動輪たるローラ１９６，１９８は２つずつ計４つであれば、高さ位置が剛性高く決められるが、不可欠ではない。例えば、ローラ１９６，１９８のいずれか一方が２つ、他方が１つとされ、１つとされる側のローラが２つとされるローラの中間位置に向かう向きに付勢されてもよい。その付勢力が、高さ位置規定部に作用する可能性のある最大の力よりも大きければ、高さ位置規定部は支障なく本来の機能を果たす。

トレイ支持部材は一方向へ周回させられるのみでもよい。その場合、トレイ支持部材の部品供給位置への移動時に回転体を高さ位置規定面へ導く案内面は、周回方向において高さ位置規定面の下流側に一対設けられればよい。

トレイ支持部材に補助高さ位置規定部を設けることは不可欠ではない。例えば、ガイドレールおよび２つの高さ位置規定部を剛性の高いものとするとともに、ガイドレールと２つの高さ位置規定部との隙間を十分小さくして、２つの高さ位置規定部のみによってトレイ支持面全体の高さ位置を十分な精度で規定できるようにすれば、補助高さ位置規定部を省略することができる。

部品補給は、基材への部品の装着と並行して行われるようにしてもよい。この場合、部品補給作業は、テーブル１１０，３５０，３８０が部品補給位置に停止した後に、カバー２９２を開いて開始されることとなるが、部品補給作業の実行中にテーブルの周回動作の開始が必要となっても、例えば、部品補給作業が終了してカバー２９２が閉じられ、あるいは周回再開指令スイッチが操作される等によって、周回動作再開が積極的に指令されるまでは、周回動作が開始されないようにすることが望ましい。

トレイ高さセンサに代えて部品高さセンサを設け、部品の高さを検出することにより、トレイに予定の種類の部品が収容されているか否かが検出されるようにしてもよい。この場合、トレイの収容凹部は、トレイの上面から部品が上方へ突出する深さを有するものとされる。

回路基板等の基材に電子部品を装着する装置であって、基材上に電子部品を載置することにより装着する部品実装装置や、基材に設けられた孔に電子部品のリードを挿入する部品挿入装置も自動組立装置の一種であり、その部品供給装置にも本発明を適用することができる。

２４：部品供給装置 ５０：部品保持ヘッド ８０：吸着ノズル ９０：トレイ型部品供給装置 １００：トレイ １１０：テーブル １４２：ガイドレール １４４：テーブル駆動装置 １５０：直線部 １５２：連結部 １９０：主高さ位置規定部 １９２：補助高さ位置規定部 ２２６，２３２：高さ位置規定面

Claims (8)

1. 部品保持具を備えた装着装置と、基材を保持する基材保持装置とを含み、前記装着装置が前記部品保持具により保持した部品を前記基材保持装置が保持した基材に装着する自動組立装置に設けられ、前記部品保持具に部品を保持させることによりその部品を前記装着装置に供給する部品供給装置であって、
   それぞれ、(a)ほぼ鉛直な一平面内において互いにほぼ平行に延び、当該部品供給装置の前後方向に延びる２つの直線部と、(b)少なくとも１つの円弧部を含んで前記２つの直線部の同じ側の端同士を滑らかに連結する２つの連結部とを備え、形状および寸法が互いに同一の２つのガイドレールと、
   それら２つのガイドレールを、それら２つのガイドレールの互いに同じ側の前記直線部がほぼ水平な一平面である基準平面上に位置するとともに、それら２つのガイドレールが、前記基準平面および前記直線部に平行な方向である搬送方向において互いに前後にずれ、かつ、その搬送方向に直角で前記基準平面に平行な方向である幅方向に互いに隔たった相対位置関係に保持する供給装置本体と、
   それぞれ部品を位置決めして支持する複数の部品支持部を一平面に沿って複数備えたトレイを支持するトレイ支持面を備えたトレイ支持部材と、
   そのトレイ支持部材に、前記トレイ支持面に平行な一平面上において前記搬送方向および前記幅方向の位置を互いに異にする位置に設けられた２つの高さ位置規定部であって、それら２つの高さ位置規定部のうち、前記装着装置および基材保持装置に近い側である前側に位置するものが、前記２つのガイドレールのうち前記前側に位置するもののガイドに基づいて、また、前記装着装置および基材保持装置から遠い側である後ろ側に位置する高さ位置規定部が、後ろ側に位置するガイドレールのガイドに基づいて、それぞれ移動することにより、前記トレイ支持部材に、前記トレイ支持面がほぼ水平な姿勢を保つ状態で、上段の部品供給位置と、その部品供給位置より後方でかつ上段と下段との少なくとも一方の部品補給位置とを含む周回移動軌跡を描かせるものと、
   前記トレイ支持部材を、前記周回移動軌跡に沿って移動させるトレイ支持部材駆動装置と
   を含み、前記部品供給位置において前記トレイに前記装着装置への部品供給を行わせ、前記部品補給位置において外部から部品の補給を受ける部品供給装置。
2. 前記２つの高さ位置規定部の各々が、
   規定部本体と、
   その規定部本体によりそれぞれ回転可能に保持されて、前記ガイドレールの外周側案内面と内周側案内面との上を各々転動する２つずつ計４つの転動輪と、
   前記規定部本体と前記トレイ支持部材とを相対回転可能に連結する軸部と
   を備えた請求項１に記載の部品供給装置。
3. さらに、
   前記トレイ支持部材に、前記２つの高さ位置規定部のうち前記後ろ側に位置するものの前方に設けられた補助高さ位置規定部と、
   前記供給装置本体に設けられ、前記トレイ支持部材が前記部品供給位置にある状態では、前記補助高さ位置規定部の高さ位置を規定することにより、前記２つの高さ位置規定部の前記２つのガイドレールによる高さ位置規定との共同で、前記トレイ支持部材全体の高さ方向位置を精度良く規定するが、そのトレイ支持部材が前記部品供給位置より設定距離以上前方に位置する状態では前記補助高さ位置規定部の上下方向の移動を許容する局部的高さ方向位置規定装置と
   を含む請求項１または２に記載の部品供給装置。
4. 前記補助高さ位置規定部と前記局部的高さ方向位置規定装置との一方が、前記幅方向に平行な回転軸線まわりに回転可能な１つまたは２つの回転体を含み、他方が、前記搬送方向に平行に延びる一対の高さ位置規定面と、それら高さ位置規定面に対して傾斜して設けられ、前記回転体を高さ位置規定面へ導く一対の案内面とを備えたカムを含む請求項３に記載の部品供給装置。
5. 前記トレイ支持部材駆動装置が、
   前記ガイドレールに平行に配設された可撓性牽引部材と、
   その可撓性牽引部材と前記トレイ支持部材とを連結する連結装置と、
   前記可撓性牽引部材を周回させることにより、前記トレイ支持部材を、前記周回移動軌跡を描いて周回させる可撓性牽引部材駆動装置と
   を含む請求項１ないし４のいずれかに記載の部品供給装置。
6. 前記部品補給位置において、不要となったトレイが必要な部品を支持したトレイと交換されることにより前記部品の補給が行われる請求項１ないし５のいずれかに記載の部品供給装置。
7. 前記上段と前記下段とにそれぞれ複数ずつのトレイ支持部材を備えた請求項１ないし６のいずれかに記載の部品供給装置。
8. 前記供給装置本体が前記自動組立装置の本体に対して着脱可能である請求項１ないし７のいずれかに記載の部品供給装置。

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