JPWO2015125273A1

JPWO2015125273A1 - 部品受渡装置及び部品実装機

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Publication number: JPWO2015125273A1
Application number: JP2016503853A
Authority: JP
Inventors: 茂雄斉藤
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2017-03-30
Anticipated expiration: 2034-02-21
Also published as: EP3110240A1; CN106031326A; EP3110240A4; JP6275818B2; WO2015125273A1; EP3110240B1; CN106031326B

Abstract

部品受渡装置（１０）は、２個のクランプ機構（１１）を備え、部品実装機のフィーダセット台（３６）の空きスロットに着脱可能にセットされる。各クランプ機構（１１）は、水平に対向するクランプ部材（１２，１３）の間に部品を挟み込んでクランプするように構成され、回転駆動源により各クランプ機構（１１）のプーリ（３４）側のクランプ部材（１３）を９０°又は１８０°回転させることで、クランプ部材（１２，１３）間にクランプされている部品の向きを９０°又は１８０°回転させる。この後、各クランプ機構（１１）のクランプ部材（１２，１３）間にクランプされている部品を部品実装機の実装ヘッドの部品保持部（１６）で受け取って回路基板に実装する。

Description

本発明は、供給される部品の向き（姿勢）を９０°又は１８０°回転させて部品実装機の実装ヘッドの部品保持部に受け渡す部品受渡装置及び部品実装機に関する発明である。

従来の部品実装機は、部品供給装置（トレイフィーダ、テープフィーダ、スティックフィーダ等）から供給される部品を実装ヘッドの吸着ノズルに吸着して回路基板に実装するようにしている。この際、吸着ノズルに吸着した部品をそのままの向き（姿勢）で回路基板に実装するようにしているが、部品の種類によっては、製造・販売元から入手した市販のトレイ上の部品の向きが実装時の部品の向きと９０°又は１８０°異なっている場合がある。このような場合は、作業者が市販のトレイ上の部品を専用トレイに移し替えて部品の向きを９０°又は１８０°変えた後、その専用トレイを部品供給装置にセットするようにしている。このため、部品補給時に作業者が市販のトレイ上の部品の向きを９０°又は１８０°変えて専用トレイに移し替えるという手間のかかる作業を行わなければならず、部品補給作業が面倒であるという欠点があった。

そこで、特許文献１（特開昭６２−１２５２１号公報）に記載されているように、部品を部品実装機へ搬送する途中に、部品の向きを１８０°回転（上下反転）させる姿勢反転装置を設置し、この姿勢反転装置で部品の向きを１８０°回転させた後、該部品を部品実装機へ搬送するようにしたものがある。

特開昭６２−１２５２１号公報

しかし、上記特許文献１の姿勢反転装置では、部品の向きを１８０°回転させることしかできないため、部品の向きを９０°変えるだけの場合には、対応できない。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、部品の向きが実装時の部品の向きと９０°と１８０°のいずれの角度異なる場合でも、部品の向きを９０°と１８０°のいずれの角度にも変えることができるようにすることである。

上記課題を解決するために、本発明は、水平方向に対向する一対のクランプ部材の間に部品を挟み込んでクランプして該部品を部品実装機の実装ヘッドの部品保持部に受け渡す部品受渡装置であって、前記クランプ部材をその水平方向の中心線の回りを回転させる回転駆動源を備え、前記回転駆動源により前記クランプ部材を９０°又は１８０°回転させることで該クランプ部材にクランプされている部品の向きを９０°又は１８０°回転させた状態で該部品を前記実装ヘッドの部品保持部に受け渡すようにしたものである。

この構成では、部品受渡装置のクランプ部材の間に部品を挟み込んでクランプした後、回転駆動源により該クランプ部材を９０°又は１８０°回転させることで、該クランプ部材にクランプされている部品の向きを９０°又は１８０°回転させた後、部品を実装ヘッドの部品保持部に受け渡すことができるため、部品の向きが実装時の部品の向きと９０°と１８０°のいずれに異なる場合でも、部品の向きを９０°と１８０°のいずれの角度にも変えることができる。更に、実装ヘッドの部品保持部は、一対のクランプ部材でクランプする以外の部品の面を受け渡しに利用することができる。

この部品受渡装置は、部品実装機のフィーダセット台の空きスロットに着脱可能にセットされ、該空きスロットの電源・通信用のコネクタに接続するコネクタが設けられた構成とすると良い。このようにすれば、部品実装機のフィーダセット台に部品受渡装置をテープフィーダ等の部品供給装置と並べてセットすることができ、部品供給装置から部品受渡装置への部品の受け渡しを部品実装機の実装ヘッドにより行うことができる。

また、本発明は、一対のクランプ部材の間隔を調節する間隔調節手段を設けた構成とすると良い。このようにすれば、部品の大小（サイズ）に応じてクランプ部材の間隔を間隔調節手段により調節することができ、部品の大小を問わず、安定したクランプ動作を行うことができる。

この場合、前記間隔調節手段により移動されるクランプ部材と一体的に移動する部材のうちの部品実装機のカメラで撮像可能な位置に基準マーク部を設け、部品実装機の制御装置は、前記カメラで前記基準マーク部を撮像した画像から該基準マーク部を認識して該基準マーク部の位置を基準にして一対のクランプ部材の間隔を確認するようにしても良い。このようにすれば、一対のクランプ部材の間隔調節後に、一対のクランプ部材の間隔がクランプする部品のサイズに合った適正な間隔であることを自動的に確認しながら、一対のクランプ部材の間に該部品をクランプすることができ、間隔調節ミスによる部品のクランプ失敗を未然に防止できる。

また、一対のクランプ部材を、弾性手段によりクランプ方向に付勢して、アンクランプ方向（クランプ解除方向）に弾性変位可能に構成すると良い。このようにすれば、クランプ部材で部品をクランプするときに部品に加わる衝撃力をクランプ部材の弾性変位により緩衝することができ、クランプ時の部品の損傷を防止できる。

更に、一対のクランプ部材の水平方向の中心線が部品実装機の回路基板の搬送方向と直角になるように部品受渡装置を部品実装機にセットするように構成すると良い。このようにすれば、部品受渡装置の奥行き寸法（回路基板の搬送方向と直角な方向の寸法）を長くして、部品受渡装置の幅寸法（回路基板の搬送方向の寸法）を短くすることができ、部品実装機のフィーダセット台に部品受渡装置をセットしやすくなる。

また、一対のクランプ部材を開閉駆動する駆動源をエアーシリンダとし、そのエアーシリンダには、部品実装機から空気圧（エアー圧力）を供給するようにすると良い。このようにすれば、部品実装機で使用する空気圧を利用して部品受渡装置のクランプ部材を開閉動作させることができる。

また、部品実装機の実装ヘッドには、複数の部品を保持できるように複数の部品保持部を設け、部品受渡装置には、前記複数の部品保持部に対応して複数対のクランプ部材を設けるようにしても良い。このようにすれば、部品受渡装置と実装ヘッドとの間の部品の受け渡しを能率良く行うことができる。

図１は本発明の一実施例の部品受渡装置の主要部の構成を示す斜視図である。図２は部品受渡装置の主要部の構成を示す側面図である。図３は部品受渡装置全体を斜め右上方向から見た斜視図である。図４は部品受渡装置全体を斜め左上方向から見た斜視図である。図５は部品実装機のフィーダセット台に部品受渡装置をセットした状態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５を用いて部品受渡装置１０の構成を説明する。

部品受渡装置１０は、例えば２個のクランプ機構１１を備え、各クランプ機構１１は、水平に対向する一対のクランプ部材１２，１３の間に部品（図３、図４参照）を挟み込んでクランプして該部品を部品実装機の実装ヘッド（図示せず）の部品保持部１６（図５参照）に受け渡すように構成されている。尚、部品保持部１６は、吸着ノズルとチャックのいずれであっても良く、部品のサイズや形状に応じたものを使用すれば良い。

本実施例では、部品実装機の実装ヘッドには、２個の部品を保持できるように２個の部品保持部１６が設けられ、部品受渡装置１０には、前記２個の部品保持部１６に対応して２個のクランプ機構１１（２対のクランプ部材１２，１３）が設けられている。尚、３個以上のクランプ機構１１（３対以上のクランプ部材１２，１３）を設けた構成としても良く、勿論、１個のクランプ機構１１（一対のクランプ部材１２，１３）のみを設けた構成としても良いことは言うまでもない。

各クランプ機構１１の一方のクランプ部材１２は、一方のクランプ支持部材（以下「間隔調節側のクランプ支持部材」という）２１に取り付けられた軸受２２に対してクランプ方向・アンクランプ方向（水平方向）にスライド可能で且つ回転可能に支持され、他方のクランプ部材１３は、他方のクランプ支持部材（以下「固定側のクランプ支持部材」という）２３に回転可能に設けられた筒状回転連結部材２４に対してスプライン嵌合等により回り止めされてクランプ方向・アンクランプ方向にスライド可能に支持されている。各クランプ機構１１のクランプ部材１２，１３は、スプリング等の弾性手段（図示せず）によりクランプ方向に付勢され、該弾性手段の付勢力に抗してアンクランプ方向に弾性変位可能に構成されている。

各クランプ機構１１のクランプ支持部材２１，２３は、駆動源となるエアーチャック用のエアーシリンダ２６の開閉ストローク部材２７，２８によってクランプ方向・アンクランプ方向にスライド（開閉動作）するようになっている。各クランプ機構１１の固定側のクランプ支持部材２３は、一方の開閉ストローク部材２８上に固定され、間隔調節側のクランプ支持部材２１は、他方の開閉ストローク部材２７上にクランプ方向・アンクランプ方向に位置調節可能に取り付けられ、間隔調節側のクランプ支持部材２１の位置をクランプ方向・アンクランプ方向に調節することで、一対のクランプ部材１２，１３の間隔を、クランプする部品の大小（サイズ）に応じて調節できるようになっている。

各クランプ機構１１の間隔調節側の開閉ストローク部材２７の両側縁部には、間隔調節側のクランプ支持部材２１の位置調節方向（クランプ方向・アンクランプ方向）の移動を案内するガイドリブ２９が設けられ、間隔調節側のクランプ支持部材２１の下端部に設けられた固定片部３０には、間隔調節側のクランプ支持部材２３を開閉ストローク部材２７に固定するための位置調整ねじ３１が締め込まれている。この位置調整ねじ３１を緩めれば、開閉ストローク部材２７に対する間隔調節側のクランプ支持部材２１の固定が解除され、一対のクランプ部材１２，１３の間隔を調節可能な状態となり、間隔調節後に位置調整ねじ３１を締め付ければ、間隔調節側のクランプ支持部材２１が開閉ストローク部材２７に固定される。このようにして一対のクランプ部材１２，１３の間隔を調節する機能が請求の範囲でいう「間隔調節手段」に相当する。

本実施例では、各クランプ機構１１は、それぞれ固定側のクランプ支持部材２３が部品受渡装置１０の中央側に位置し、且つ、２対のクランプ部材１２，１３の水平方向の中心線が一直線上に位置するように配置されている。２個のクランプ機構１１の固定側のクランプ支持部材２３に回転可能に設けられた筒状回転連結部材２４には、１本のスプラインシャフト３３の両端部がスプライン嵌合されている。これにより、１本のスプラインシャフト３３の両端部に２個のクランプ機構１１の筒状回転連結部材２４が回転伝達可能で且つクランプ方向・アンクランプ方向にスライド可能に連結され、１本のスプラインシャフト３３の回転により２個のクランプ機構１１の筒状回転連結部材２４が一体的に回転して、各筒状回転連結部材２４にスプライン嵌合等により連結されたクランプ部材１３が回転するようになっている。

このスプラインシャフト３３の中央部には、プーリ３４が嵌合固定され、このプーリ３４とモータ等の回転駆動源の駆動プーリ（図示せず）との間にベルト（図示せず）が掛け渡されている。回転駆動源により各クランプ機構１１のプーリ３４側のクランプ部材１３を９０°又は１８０°回転させることで、該クランプ部材１２，１３間にクランプされている部品の向きを反対側のクランプ部材１２と共に９０°又は１８０°回転させるようになっている。

尚、本実施例では、プーリ３４側のクランプ部材１３の回転角度を、９０°、１８０°以外の任意の角度にも設定できるように構成され、クランプ部材１２，１３間にクランプされている部品の向きを任意の角度に回転させて実装ヘッドの部品保持部１６に受け渡すことができるようになっている。

図示はしないが、各クランプ機構１１のエアーシリンダ２６のエアー導入部には、部品実装機に設けられたエアー配管とホース等で着脱可能に接続され、部品実装機から空気圧（エアー圧力）が供給され、部品実装機で使用する空気圧を利用して各クランプ機構１１のクランプ部材１２，１３を開閉駆動するようになっている。

部品受渡装置１０は、各クランプ機構１１のクランプ部材１２，１３の水平方向の中心線が部品実装機の回路基板の搬送方向と直角になるように部品実装機のフィーダセット台３６（図５参照）の空きスロットに着脱可能にセットされる。図４及び図５に示すように、部品受渡装置１０のセット方向側の端面には、フィーダセット台３６の空きスロットの電源・通信用のコネクタ３７に接続するコネクタ３８と、該空きスロットの位置決め穴３９に差し込んで該部品受渡装置１０を位置決めする位置決めピン４０とが設けられている。

部品受渡装置１０の２個のクランプ機構１１のうち、部品受渡装置１０のセット方向側に位置するクランプ機構１１の間隔調節側のクランプ支持部材２１の上端面には、部品実装機の基板マーク撮像用のカメラ（図示せず）で撮像可能な位置に基準マーク部４２（図１参照）が設けられている。部品実装機の制御装置（図示せず）は、カメラで基準マーク部４２を撮像した画像から該基準マーク部４２を認識して該基準マーク部４２の位置を基準にして、該基準マーク部４２が設けられたクランプ機構１１のクランプ部材１２，１３の間隔を確認するようにしている。

部品実装機の基板マーク撮像用のカメラは、部品受渡装置１０のセット方向側に位置するクランプ機構１１の間隔調節側のクランプ支持部材２１の上方には移動できるが、取り外し方向側に位置するクランプ機構１１の間隔調節側のクランプ支持部材２１の上方までは移動できないため、取り外し方向側に位置するクランプ機構１１には、間隔調節側のクランプ支持部材２１と一体的にスライドするスライド機構４３が設けられ、このスライド機構４３のうちのカメラで撮像可能な位置に基準マーク部４４が設けられている。スライド機構４３は、スライドシャフト４５の両端に２枚のスライドプレート４６，４７が上向きに固定され、一方のスライドプレート４６の係合溝４８に間隔調節側のクランプ支持部材２１に設けたピン４９が係合し、他方のスライドプレート４７の上端部に基準マーク部４４が設けられている。スライドシャフト４５は、部品受渡装置１０に設けられた軸受５０によって間隔調節側のクランプ支持部材２３のスライド方向にスライド可能に支持されている。部品実装機の制御装置は、カメラで基準マーク部４４を撮像した画像から該基準マーク部４４を認識して該基準マーク部４４の位置を基準にして、該基準マーク部４４が一体的にスライドするクランプ機構１１のクランプ部材１２，１３の間隔を確認するようにしている。

部品実装機のフィーダセット台３６には、部品受渡装置１０の他に、テープフィーダ（図示せず）がセットされる。また、図５に示すように、部品実装機のフィーダセット台３６の隣には、部品をトレイ５１に載せて供給するトレイフィーダ５２をセットできるようになっている。

部品実装機の稼働中（生産中）に、トレイフィーダ５２やテープフィーダ等から供給される部品の向きを９０°又は１８０°回転させてから該部品を回路基板に実装する場合には、トレイフィーダ５２やテープフィーダ等から供給される部品を、部品実装機の実装ヘッドの部品保持部１６に保持して、部品受渡装置１０の各クランプ機構１１のクランプ部材１２，１３の間に該部品を挟み込んでクランプさせる。

この後、部品受渡装置１０の回転駆動源により各クランプ機構１１のプーリ３４側のクランプ部材１３を９０°又は１８０°回転させることで、該クランプ部材１２，１３間にクランプされている部品の向きを反対側のクランプ部材１２と共に９０°又は１８０°回転させる。この後、各クランプ機構１１のクランプ部材１２，１３の間に保持されている部品を部品実装機の実装ヘッドの部品保持部１６で受け取って回路基板に実装する。

各クランプ機構１１のクランプ部材１２，１３の間隔をクランプする部品のサイズに応じて調節する場合は、生産開始前に作業者が位置調整ねじ３１を緩めて間隔調節側のクランプ支持部材２１の固定を解除して、間隔調節側のクランプ支持部材２１をクランプする部品のサイズに応じてスライドさせてクランプ部材１２，１３の間隔を調節した後、位置調整ねじ３１を締め付けて、間隔調節側のクランプ支持部材２１を開閉ストローク部材２７に固定する。生産開始後に、部品実装機の制御装置は、カメラで基準マーク部４２，４４を撮像した画像から該基準マーク部４２，４４を認識して該基準マーク部４２，４４の位置を基準にして、各クランプ機構１１のクランプ部材１２，１３の間隔を確認した後、実装ヘッドの部品保持部１６に保持した部品を部品受渡装置１０の各クランプ機構１１のクランプ部材１２，１３間にクランプさせる。このようにすれば、各クランプ機構１１のクランプ部材１２，１３の間隔調節後に、クランプ部材１２，１３の間隔がクランプする部品のサイズに合った適正な間隔であることを自動的に確認しながら、クランプ部材１２，１３の間に該部品をクランプすることができ、間隔調節ミスによる部品のクランプ失敗を未然に防止できる。

以上説明した本実施例では、部品受渡装置１０のクランプ部材１２，１３の間に部品を挟み込んでクランプした後、回転駆動源により該クランプ部材１２，１３を９０°又は１８０°回転させることで、該クランプ部材１２，１３にクランプされている部品の向きを９０°又は１８０°回転させた後、該部品を実装ヘッドの部品保持部１６に受け渡すことができるため、部品の向きが実装時の部品の向きと９０°と１８０°のいずれに異なる場合でも、部品の向きを９０°と１８０°のいずれの角度にも変えることができる。更に、実装ヘッドの部品保持部１６は、一対のクランプ部材１２，１３でクランプする以外の部品の面を受け渡しに利用することができる。

しかも、部品受渡装置１０を部品実装機のフィーダセット台３６の空きスロットに着脱可能にセットするようにしたので、部品実装機のフィーダセット台３６に部品受渡装置１０をテープフィーダやトレイフィーダ５２等の部品供給装置と並べてセットすることができ、部品供給装置から部品受渡装置１０への部品の受け渡しを部品実装機の実装ヘッドにより行うことができる。

また、部品受渡装置１０の各クランプ機構１１のクランプ部材１２，１３の間隔をクランプする部品の大小（サイズ）に応じて調節できるため、部品の大小を問わず、安定したクランプ動作を行うことができる。

また、部品受渡装置１０の各クランプ機構１１のクランプ部材１２，１３を、弾性手段によりクランプ方向に付勢して、アンクランプ方向に弾性変位可能に構成しているため、クランプ部材１２，１３で部品をクランプするときに部品に加わる衝撃力をクランプ部材１２，１３の弾性変位により緩衝することができ、クランプ時の部品の損傷を防止することができる。

また、部品受渡装置１０のクランプ部材１２，１３の水平方向の中心線が部品実装機の回路基板の搬送方向と直角になるように部品実装機のフィーダセット台３６の空きスロットに部品受渡装置１０を着脱可能にセットするようにしたので、部品受渡装置１０の奥行き寸法（回路基板の搬送方向と直角な方向の寸法）を長くして、部品受渡装置１０の幅寸法（回路基板の搬送方向の寸法）を短くすることができ、部品実装機のフィーダセット台３６に部品受渡装置１０をセットしやすくなる。

また、部品受渡装置１０のクランプ部材１２，１３を開閉駆動する駆動源をエアーシリンダ２６とし、そのエアーシリンダ２６には、部品実装機から空気圧（エアー圧力）を供給するようにしたので、部品実装機で使用する空気圧を利用して部品受渡装置１０のクランプ部材１２，１３を開閉駆動することができる。

また、本実施例では、部品実装機の実装ヘッドに、複数の部品を保持できるように複数の部品保持部１６を設け、部品受渡装置１０には、前記複数の部品保持部１６に対応して複数対のクランプ部材１２，１３を設けるようにしたので、部品受渡装置１０と実装ヘッドとの間の部品の受け渡しを能率良く行うことができる。

但し、本発明は、上記実施例に限定されず、例えば、部品受渡装置をフィーダセット台３６以外の場所に配置する構成としても良い等、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。

１０…部品受渡装置、１１…クランプ機構、１２，１３…クランプ部材、１６…部品保持部、２１…固定側のクランプ支持部材、２３…間隔調節側のクランプ支持部材、２４…筒状回転連結部材、２６…エアーシリンダ（駆動源）、２７，２８…開閉ストローク部材、３１…位置調整ねじ（間隔調節手段）、３３…スプラインシャフト、２４…プーリ、３６…フィーダセット台、３７…電源・通信用のコネクタ、３８…コネクタ、３９…位置決め穴、４０…位置決めピン、４２…基準マーク部、４３…スライド機構、４４…基準マーク部、５２…トレイフィーダ

Claims

水平方向に対向する一対のクランプ部材の間に部品を挟み込んでクランプして該部品を部品実装機の実装ヘッドの部品保持部に受け渡す部品受渡装置であって、
前記クランプ部材をその水平方向の中心線の回りを回転させる回転駆動源を備え、
前記回転駆動源により前記クランプ部材を９０°又は１８０°回転させることで該クランプ部材にクランプされている部品の向きを９０°又は１８０°回転させた状態で該部品を前記実装ヘッドの部品保持部に受け渡すことを特徴とする部品受渡装置。
前記部品実装機のフィーダセット台の空きスロットに着脱可能にセットされ、該空きスロットの電源・通信用のコネクタに接続するコネクタが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の部品受渡装置。
前記一対のクランプ部材の間隔を調節する間隔調節手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品受渡装置。
前記間隔調節手段により移動される前記クランプ部材と一体的に移動する部材のうちの前記部品実装機のカメラで撮像可能な位置に基準マーク部が設けられ、
前記部品実装機の制御装置は、前記カメラで前記基準マーク部を撮像した画像から該基準マーク部を認識して該基準マーク部の位置を基準にして前記一対のクランプ部材の間隔を確認することを特徴とする請求項３に記載の部品受渡装置。
前記一対のクランプ部材は、弾性手段によりクランプ方向に付勢され、アンクランプ方向に弾性変位可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の部品受渡装置。
前記一対のクランプ部材の水平方向の中心線が前記部品実装機の回路基板の搬送方向と直角になるように該部品実装機にセットされることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の部品受渡装置。
前記一対のクランプ部材を開閉駆動する駆動源は、エアーシリンダであり、
前記エアーシリンダには、前記部品実装機から空気圧が供給されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の部品受渡装置。
前記部品実装機の実装ヘッドには、複数の部品を保持できるように複数の部品保持部が設けられ、
前記複数の部品保持部に対応して複数対のクランプ部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の部品受渡装置。
請求項１乃至８のいずれかに記載の部品受渡装置と、部品を供給する部品供給装置とをセットした部品実装機において、
前記部品供給装置により供給される部品を実装ヘッドの部品保持部でピックアップして前記部品受渡装置の一対のクランプ部材の間にクランプさせ、前記回転駆動源により前記クランプ部材を９０°又は１８０°回転させることで該クランプ部材にクランプされている部品の向きを９０°又は１８０°回転させた後、該部品を前記実装ヘッドの部品保持部に受け渡すことを特徴とする部品実装機。