JPWO2016110939A1 - 半田ボールフィーダの半田ボール情報管理システム - Google Patents

Abstract

部品実装機に半田ボールを供給する半田ボールフィーダ（１１）のボール整列板（１６）の上面には、半田ボール情報記録部（２５）が設けられ、該半田ボール情報記録部（２５）の上面には、ボール整列板（１６）に配列された半田ボールに関する情報である半田ボールの径、配列ピッチ、配列個数、最初に吸着する半田ボールの位置等の情報（以下「半田ボール情報」という）がバーコード、２次元コード等でコード化されて記録されている。部品実装機に装備されたマーク撮像用のカメラ（２３）で半田ボール情報記録部（２５）を撮像してコードを画像認識することで半田ボール情報を読み取って自動的に設定する。

Description

本発明は、半田ボールフィーダで供給する半田ボールの径、配列ピッチ、配列個数等の情報を管理する半田ボールフィーダの半田ボール情報管理システムに関する発明である。

部品実装機に半田ボールを供給する半田ボールフィーダは、特許文献１（特開２０１１−９１１９２号公報）に記載されているように、半田ボールを収容するスペースが形成されたスキージと、半田ボールを１個ずつ収める所定数のボール穴が所定の配列パターンで形成されたボール整列板とを備え、スキージの下端をボール整列板の上面に密着又は近接させた状態でボール整列板又はスキージをスライド移動させることで、スキージ内の半田ボールを該スキージの下端開口からボール整列板の各ボール穴内に入り込ませるスキージング動作を実行するようにしたものがある。

半田ボールフィーダは、ボール整列板のボール穴の径によってボール整列板に配列可能な半田ボールの径が決まるため、段取り替え時に、使用する半田ボールの径を変更する場合は、その半田ボールの径に合った径のボール穴が形成されたボール整列板に取り替えるようにしている。また、使用する半田ボールの径によって吸着ノズルを取り替えたり、半田ボールの配列ピッチによって吸着ノズルの水平方向（ＸＹ方向）の移動量を変更する必要があり、また、使用するボール整列板によって半田ボールの配列個数が異なる場合もある。そのため、使用するボール整列板を取り替える段取り替えの度に、作業者が半田ボールの径、配列ピッチ、配列個数等の情報を入力操作して再設定するようにしている。

特開２０１１−９１１９２号公報

しかし、ボール整列板の段取り替えの度に、作業者が半田ボールの径、配列ピッチ、配列個数等の情報を入力操作して再設定する作業は、非常に手間がかかるだけではなく、作業者の操作ミスにより半田ボールの情報を間違って設定する可能性もある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、供給する半田ボールの径、配列ピッチ、配列個数等の情報を自動的に設定できる半田ボールフィーダの半田ボール情報管理システムを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、多数の半田ボールを収容するスペースが形成されたスキージと、半田ボールを１個ずつ収める所定数のボール穴が所定の配列パターンで形成されたボール整列板と、前記スキージの下端を前記ボール整列板の上面に密着又は近接させた状態で該スキージ又は該ボール整列板をスライド移動させることで該スキージ内の半田ボールを該スキージの下端開口から該ボール整列板の各ボール穴内に入り込ませるスキージング動作を実行する駆動手段とを備えた半田ボールフィーダの半田ボール情報管理システムにおいて、前記ボール整列板の所定位置に、該ボール整列板に配列された半田ボールに関する情報（以下「半田ボール情報」という）を記録又は記憶した半田ボール情報記録部を設け、前記半田ボール情報記録部から前記半田ボール情報を読み取る半田ボール情報読み取り手段を備えた構成としたものである。

この構成では、ボール整列板の段取り替え後にボール整列板の半田ボール情報記録部から半田ボール情報を半田ボール情報読み取り手段によって読み取って自動的に設定することが可能となり、ボール整列板の段取り替え時に作業者が半田ボール情報を入力する面倒な作業を行う必要がなく、ボール整列板の段取り替え時の作業者の作業を簡単化できると共に、作業者が半田ボール情報を誤入力する人為的なエラーを未然に防止できる。

この場合、前記半田ボール情報には、前記ボール整列板に配列された半田ボールの径、配列ピッチ、配列個数の情報を含ませるようにすれば良く、その他に、最初に吸着する半田ボールの位置（吸着開始位置）を含ませるようにしても良い。

本発明は、前記半田ボールフィーダを部品実装機にセットすると共に、前記半田ボール情報読み取り手段を前記部品実装機に設け、前記部品実装機の制御装置は、前記半田ボール情報読み取り手段で読み取った前記半田ボール情報に基づいて該部品実装機の吸着ノズルで前記ボール整列板に配列された半田ボールを順番に吸着するようにすれば良い。

この場合、ボール整列板に設ける半田ボール情報記録部は、バーコード、２次元コード等のコードを記録したものでも良いし、電子的に記憶する電子タグや、磁気的に記録する磁気テープ等を用いても良い。半田ボール情報記録部から半田ボール情報を読み取る半田ボール情報読み取り手段は、半田ボール情報記録部の記録方式に応じて専用のリーダを設けても良いが、その分、コストアップする。

そこで、半田ボールフィーダをセットする部品実装機には、回路基板の基準マーク等を撮像するマーク撮像用のカメラが標準装備されていることを考慮して、前記半田ボール情報記録部には、前記半田ボール情報を表すコードを記録し、前記半田ボール情報読み取り手段は、前記部品実装機に装備されたマーク撮像用のカメラを用い、該カメラで前記半田ボール情報記録部を撮像して前記コードを画像認識することで前記半田ボール情報を読み取るようにすると良い。このようにすれば、回路基板の基準マーク等を撮像するマーク撮像用のカメラを、半田ボール情報読み取り手段として兼用させることができ、低コスト化の要求を満たすことができる。

図１は本発明の一実施例の半田ボールフィーダの斜視図である。 図２は半田ボールフィーダの主要部の斜視図である。 図３はボール整列板の平面図である。 図４は部品実装機のフィーダセット台の斜視図である。 図５は部品実装機の制御系の構成を示すブロック図である。

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、半田ボールフィーダ１１の構成を図１乃至図４を用いて説明する。
半田ボールフィーダ１１は、部品実装機（図示せず）のフィーダセット台１２（図４参照）にテープフィーダ（図示せず）と付け替え可能にセットされる。半田ボールフィーダ１１の横幅寸法は、テープフィーダの横幅寸法のほぼ数倍となっており、フィーダセット台１２上のテープフィーダ数台分のスペースに半田ボールフィーダ１１が着脱可能にセットされる。

図１に示すように、半田ボールフィーダ１１の上部には、部品実装機のフィーダセット台１２（図４参照）への着脱方向である前後方向に長く延びる箱状のフィーダ本体１３が設けられ、該フィーダ本体１３上にガイドレール１４が前後方向に延びるように設けられている。図２に示すように、ガイドレール１４上にスライドベース１５が前後方向にスライド移動可能に支持され、該スライドベース１５上にボール整列板１６がコ字形の固定枠１７で挟み付けられてボルト１８で着脱可能に取り付けられている。

図３に示すように、ボール整列板１６には、半田ボールを１個ずつ収める所定数のボール穴２１が所定の配列パターンで形成されている。ボール整列板１６の上面のうちのボール穴２１が形成されていない前方側（半田ボールフィーダ１１の取り付け方向側）の周辺部分の所定位置には、例えば２個の位置補正マーク２２が形成され、該位置補正マーク２２を、部品実装機に装備されたマーク撮像用のカメラ２３（図５参照）で撮像して該位置補正マーク２２を認識することで、該位置補正マーク２２の位置を基準にしてボール整列板１６の各ボール穴２１の位置を補正するようにしている。マーク撮像用のカメラ２３は、部品実装機のヘッド移動装置２４によって実装ヘッド（図示せず）と一体的に移動するように設けられ、マーク撮像用のカメラ２３でコンベア３０上の回路基板の基準マークを撮像して該基準マークを認識することで、該基準マークの位置を基準にして回路基板の部品実装位置を補正するようにしている。

ボール整列板１６の上面のうちのボール穴２１が形成されていない前方側（半田ボールフィーダ１１の取り付け方向側）の周辺部分の所定位置には、半田ボール情報記録部２５が設けられている。この半田ボール情報記録部２５の上面には、ボール整列板１６に配列された半田ボールに関する情報である半田ボールの径、配列ピッチ、配列個数、最初に吸着する半田ボールの位置（吸着開始位置）等の情報（以下「半田ボール情報」という）がバーコード、２次元コード等でコード化されて記録されている。

本実施例では、半田ボール情報記録部２５から半田ボール情報を読み取る半田ボール情報読み取り手段として、部品実装機に装備されたマーク撮像用のカメラ２３を用い、このマーク撮像用のカメラ２３で半田ボール情報記録部２５を撮像してコードを画像認識することで半田ボール情報を読み取って自動的に設定するようにしている。

図２に示すように、フィーダ本体１３の後方側（半田ボールフィーダ１１の取り外し方向側）には、多数の半田ボールを収容するスペースが形成されたスキージ２７が前後方向にスライド移動可能に設けられ、このスキージ２７がボール整列板１６の上面に沿ってスライド移動する際に、該スキージ２７の下端がボール整列板１６の上面に密着又は近接するように該スキージ２７の高さ位置が調整されている。

フィーダ本体１３内には、スキージ２７を前後方向にスライド移動させるスキージ駆動機構２８（図５参照）が設けられ、半田ボールフィーダ１１の通電時に自動運転／マニュアル運転に関わらず、ボール整列板１６が図２に示す原点位置にあるときのみスキージ２７がスキージ駆動機構２８によって前方にスライド移動可能となるようにインターロックが掛かっている。ボール整列板１６が図２に示す原点位置で停止している状態で、スキージ２７の下端をボール整列板１６の上面に密着又は近接させて、該スキージ２７をスキージ駆動機構２８によってボール整列板１６の上面に沿って前方にスライド移動させることで該スキージ２７内の半田ボールを該スキージ２７の下端開口から該ボール整列板１６の各ボール穴２１内に入り込ませるスキージング動作を実行して該ボール整列板１６に所定数の半田ボールを所定の配列パターンで配列するようにしている。尚、スキージ２７の下端をボール整列板１６の上面に密着又は近接させた状態で、該ボール整列板１６をスライド移動させることで該スキージ２７内の半田ボールを該スキージ２７の下端開口から該ボール整列板１６の各ボール穴２１内に入り込ませるようにしても良い。

フィーダ本体１３内には、ボール整列板１６（スライドベース１５）を前後方向にスライド移動させるボール整列板駆動機構２９（駆動手段）が設けられ、該ボール整列板駆動機構２９によって該ボール整列板１６を図２に示す原点位置とフィーダ本体１３の前端側の半田ボール吸着位置との間をスライド移動させるようになっている。図２に示す原点位置にあるボール整列板１６の上面に沿ってスキージ２７を前方にスライド移動させることで該ボール整列板１６の各ボール穴２１内に半田ボールを収容した後、該ボール整列板１６をフィーダ本体１３の前端側の半田ボール吸着位置へスライド移動させて、部品実装機の吸着ノズルでボール整列板１６の各ボール穴２１内の半田ボールを順番に吸着してコンベア３０上の回路基板に実装するようにしている。

図１に示すように、フィーダ本体１３の前端面（取り付け方向側の端面）には、半田ボールフィーダ１１の信号線や電源線を部品実装機のフィーダセット台１２のコネクタ３１（図４参照）に接続するためのコネクタ３２と、２本の位置決めピン３３，３４が設けられ、２本の位置決めピン３３，３４を部品実装機のフィーダセット台１２の位置決め穴３５，３６（図４参照）に差し込むことで、フィーダセット台１２上で半田ボールフィーダ１１の取付位置が位置決めされると共に、半田ボールフィーダ１１のコネクタ３２がフィーダセット台１２のコネクタ３１に差し込み接続されるようになっている。

図５に示すように、部品実装機の制御装置４１には、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置４２と、各種制御プログラムやデータ等を記憶するハードディスク、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置４３（記憶手段）と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の表示装置４４等が接続されている。その他、部品実装機には、吸着ノズル（図示せず）に吸着した半田ボール等の部品をその下方から撮像するパーツ撮像用のカメラ４５等が設けられている。

作業者が半田ボールフィーダ１１のボール整列板１６を、ボール穴２１の径が異なる他のボール整列板１６と取り替えたとき（以下「ボール整列板１６の段取り替え時」という）には、該半田ボールフィーダ１１のボール整列板１６を半田ボール吸着位置へスライド移動させた後、部品実装機の制御装置４１は、部品実装機のマーク撮像用のカメラ２３で、該ボール整列板１６の半田ボール情報記録部２５を撮像してコードを画像認識することで半田ボール情報を読み取って自動設定し、その半田ボール情報に基づいて該部品実装機の吸着ノズル（図示せず）でボール整列板１６に配列された半田ボールを順番に吸着するようにしている。

以上説明した本実施例によれば、ボール整列板１６の段取り替え後に部品実装機のマーク撮像用のカメラ２３で、該ボール整列板１６の半田ボール情報記録部２５を撮像してコードを画像認識することで半田ボール情報を読み取って自動的に設定するようにしているため、ボール整列板１６の段取り替え時に作業者が半田ボール情報を入力する面倒な作業を行う必要がなく、ボール整列板１６の段取り替え時の作業者の作業を簡単化できると共に、作業者が半田ボール情報を誤入力する人為的なエラーを未然に防止できる。

更に、半田ボールフィーダ１１をセットする部品実装機には、回路基板の基準マーク等を撮像するマーク撮像用のカメラ２３が標準装備されていることを考慮して、本実施例では、半田ボール情報記録部２５の上面には、半田ボール情報を表すコードを記録し、半田ボール情報読み取り手段として、部品実装機に装備されたマーク撮像用のカメラ２３を用い、該マーク撮像用のカメラ２３で半田ボール情報記録部２５を撮像してコードを画像認識することで前記半田ボール情報を読み取るようにしたので、回路基板の基準マーク等を撮像するマーク撮像用のカメラ２３を、半田ボール情報読み取り手段として兼用させることができ、低コスト化の要求を満たすことができる。

尚、ボール整列板１１に設ける半田ボール情報記録部２５は、バーコード、２次元コード等のコードを記録したものに限定されず、電子的に記憶する電子タグや、磁気的に記録する磁気テープ等を用いても良い。この場合、半田ボール情報記録部２５から半田ボール情報を読み取る半田ボール情報読み取り手段は、半田ボール情報記録部２５の記録方式に応じて専用のリーダを設ければ良い。

その他、本発明は、上記実施例に限定されず、半田ボールフィーダ１１の構成を適宜変更しても良い等、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…半田ボールフィーダ、１２…フィーダセット台、１３…フィーダ本体、１４…ガイドレール、１５…スライドベース、１６…ボール整列板、２１…ボール穴、２２…位置補正マーク、２３…マーク撮像用のカメラ、２４…ヘッド移動装置、２５…半田ボール情報記録部、２７…スキージ、２８…スキージ駆動機構、２９…ボール整列板駆動機構（駆動手段）、４１…部品実装機の制御装置

Claims (4)

1. 多数の半田ボールを収容するスペースが形成されたスキージと、
   半田ボールを１個ずつ収める所定数のボール穴が所定の配列パターンで形成されたボール整列板と、
   前記スキージの下端を前記ボール整列板の上面に密着又は近接させた状態で該スキージ又は該ボール整列板をスライド移動させることで該スキージ内の半田ボールを該スキージの下端開口から該ボール整列板の各ボール穴内に入り込ませるスキージング動作を実行する駆動手段と
   を備えた半田ボールフィーダの半田ボール情報管理システムにおいて、
   前記ボール整列板の所定位置に、該ボール整列板に配列された半田ボールに関する情報（以下「半田ボール情報」という）を記録又は記憶した半田ボール情報記録部を設け、
   前記半田ボール情報記録部から前記半田ボール情報を読み取る半田ボール情報読み取り手段を備えていることを特徴とする半田ボールフィーダの半田ボール情報管理システム。
2. 前記半田ボール情報は、前記ボール整列板に配列された半田ボールの径、配列ピッチ、配列個数の情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の半田ボールフィーダの半田ボール情報管理システム。
3. 前記半田ボールフィーダは、部品実装機にセットされ、
   前記半田ボール情報読み取り手段は、前記部品実装機に設けられ、
   前記部品実装機の制御装置は、前記半田ボール情報読み取り手段で読み取った前記半田ボール情報に基づいて該部品実装機の吸着ノズルで前記ボール整列板に配列された半田ボールを順番に吸着することを特徴とする請求項１又は２に記載の半田ボールフィーダの半田ボール情報管理システム。
4. 前記半田ボール情報記録部には、前記半田ボール情報を表すコードが記録され、
   前記半田ボール情報読み取り手段は、前記部品実装機に装備されたマーク撮像用のカメラを用い、該カメラで前記半田ボール情報記録部を撮像して前記コードを画像認識することで前記半田ボール情報を読み取ることを特徴とする請求項３に記載の半田ボールフィーダの半田ボール情報管理システム。

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