KR101677291B1 - 트레이 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

트레이 공급 장치는 트레이 매거진과, 서브 매거진과, 공급 스테이션과, 및 승강기구를 포함한다. 상기 트레이 매거진은 부품을 수납하는 트레이를 복수단으로 수용 가능하다. 상기 서브 매거진은 상기 트레이를 반송하는 복수단의 반송 기구를 구비하며, 상기 트레이 매거진에 인접하여 배치되고 상기 트레이 매거진으로부터 상기 트레이를 인출 가능하다. 상기 공급 스테이션은 상기 트레이를 재치시키는 복수단으로 설치된 재치부와 상기 복수의 재치부 사이에 상기 트레이를 승강시키는 스테이지를 구비하고, 상기 트레이에 수납된 상기 부품이 픽업되는 위치에 배치된다. 상기 승강기구는 상기 서브 매거진을 개입시켜, 상기 트레이 매거진 및 상기 공급 스테이션 사이에서 상기 트레이를 반송시키기 위해서, 상기 서브 매거진을 승강시킨다.

Description

트레이 공급 장치{TRAY SUPPLY APPARATUS}
본 발명은, 복수의 전자 부품 또는 그 외의 복수의 부품을 수납한 트레이를, 예를 들면 부품 실장 장치에 있어서의 부품의 픽업 위치까지 공급하는 트레이 공급 장치에 관한 것이다.
종래부터, 복수의 전자 부품을 수납한 트레이를, 부품 실장 장치에 있어서의 부품의 픽업 위치까지 공급하는 장치가 있다. 일본 특허 제 2808646호 공보(이하, 특허문헌1)에 기재의 장치(A)는, 트레이를 적층하여 수납하는 매거진 장치(B)와 매거진 장치(B)로부터 1개의 트레이(3)를 꺼내는 테이블 장치(C)를 갖추고 있다. 테이블 장치(C)는, 그 트레이로부터 부품을 꺼내, 부품 실장 장치에 있어서의 부품의 픽업 위치가 되는 서브 스테이지(D)에, 꺼낸 부품을 재치하는 기능을 가진다(특허문헌1의 도 1 및 도 2 참조).
한편, 일본 특허 제 3711689호 공보(이하, 특허문헌2)에 개시된 장치에서는, 매거진(10)으로부터 인출되는 2개의 트레이(14)가, 상하 2단인 제1의 대기 스테이지(S11) 및 제2의 대기 스테이지(S21)에서 각각 대기한다(특허문헌2의 도 4~도 11 참조).
그런데, 단위 시간당 트레이 공급 장치에 의해 부품 실장 장치에 공급될 수 있는 트레이의 수를 늘리고 싶은 요청, 즉 트레이의 공급의 시간 효율을 향상시키려는 산업계의 요청이 있다.
이상과 같은 상황에서, 시간 효율 좋게 트레이를 부품 실장 장치에 공급할 수가 있는 트레이 공급 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 트레이 매거진과, 서브 매거진과, 공급 스테이션과, 승강기구를 포함하는 트레이 공급 장치가 제공된다.
상기 트레이 매거진은 부품을 수납하는 트레이를 복수단으로 수용 가능하다.
상기 서브 매거진은 상기 트레이를 반송하는 복수단의 반송 기구를 구비하며, 상기 트레이 매거진에 인접하여 배치되고 상기 트레이 매거진으로부터 상기 트레이를 인출 가능하다.
상기 공급 스테이션은 상기 트레이를 재치시키는 복수단으로 설치된 재치부와 상기 복수의 재치부 사이에 상기 트레이를 승강시키는 스테이지를 구비하고, 상기 트레이에 수납된 상기 부품이 픽업되는 위치에 배치된다.
상기 승강기구는 상기 서브 매거진을 개입시켜, 상기 트레이 매거진 및 상기 공급 스테이션 사이에서 상기 트레이를 반송시키기 위해서, 상기 서브 매거진을 승강시킨다.
공급 스테이션은 복수의 재치부간에서 트레이를 승강시키는 스테이지를 포함하고, 복수의 재치부 사이에서 트레이가 이동할 수가 있다. 즉, 트레이 매거진, 반송 기구 및 재치부의 사이에서 트레이가 반송되는 경우에, 시간 효율이 좋은 반송 경로를 설정하도록, 승강 스테이지 및 승강기구의 구동이 적당히 제어되는 것으로, 트레이의 공급의 시간 효율을 높일 수가 있다.
상기 트레이 공급 장치는 상기 복수의 반송 기구 중 적어도 1개의 반송 기구의 높이 위치와 상기 복수의 재치부 중 적어도 1개의 재치부의 높이 위치를 대응시키도록, 상기 승강기구의 구동을 제어하는 제어 수단을 더 포함한다.
상기 복수의 재치부의 간격 또는 상기 트레이 매거진의 상기 트레이의 수용 간격은, 상기 복수의 반송 기구의 간격의 정수배로 설정된다.
이것에 의해, 복수의 반송 기구 및 복수의 재치부 사이에서 실질적으로 동시에 트레이를 반송할 수가 있고 트레이의 공급의 시간 효율을 높일 수가 있다.
상기 트레이 공급 장치는, 상기 복수의 반송 기구 중 제 1의 재치부의 높이에 대응하는 높이에 위치되는 제1의 반송 기구에 의해, 상기 복수의 재치부 중 상기 제1의 재치부로부터 상기 서브 매거진으로 상기 트레이가 이동하고 있는 시간대와, 상기 복수의 반송 기구 중 제2의 반송 기구에 의해, 상기 서브 매거진으로부터 상기 복수의 재치부 중 제2의 재치부로 상기 트레이가 이동하고 있는 시간대가 겹치도록, 상기 제 1 및 제2의 반송 기구의 구동을 제어하는 반송 제어 수단을 더 포함한다.
즉, 예를 들면 트레이가 공급 스테이션으로부터 서브 매거진으로 되돌려지고 있는 동안에, 다음에 필요한 부품을 수납한 트레이가 서브 매거진으로부터 공급 스테이션에 반송될 수가 있다. 이것에 의해 트레이의 공급의 시간 효율을 높일 수가 있다.
상기 공급 스테이션은, 재치부 이동 기구 및 스테이지 및 재치부 이동 기구를 제어하는 수단을 포함한다.
상기 재치부 이동 기구는, 상기 재치부를 이동시키는 것으로, 상기 재치부에 의한 상기 트레이의 재치 및 그 재치의 해제를 실시한다.
상기 스테이지 및 재치부 이동 기구를 제어하는 수단은, 상기 복수의 재치부 중 제 1의 재치부로부터 제2의 재치부로 상기 트레이를 이동시키는 경우, 상기 스테이지에 상기 트레이를 지지시킨 후, 상기 재치부 이동 기구에 의해, 상기 제 1의 재치부에 트레이가 재치되고 있는 상태의 해제를 실시하여, 상기 트레이를 상기 제 2의 재치부에 재치시킨 후, 상기 스테이지에 의한 상기 트레이의 지지를 해제하도록, 상기 스테이지 및 상기 재치부 이동 기구를 제어한다.
상기 반송 기구는, 상기 트레이를 재치시켜 이동시키는 벨트 반송 유닛이다.
이것에 의해, 다른 반송 방식에 비해, 간단하고 쉬운 구성으로, 또한, 소형화된 반송 기구를 실현할 수가 있다. 재치부도 이러한 벨트 반송 유닛이어도 괜찮다.
상기 트레이 공급 장치는, 높이가 다른 복수의 상기 부품에 응해 상기 스테이지의 높이를 제어하는 수단을 더 포함한다.
예를 들면, 공급 스테이션에 배치된 트레이로부터 부품을 픽업하기 위한 픽업 기구의 높이의 조정 범위(일반적으로는 미리 설정되어 있다.)가 비교적 작은 경우라도, 스테이지에 의해 트레이의 높이 위치를 바꿀 수가 있다. 따라서, 부품 실장 장치는, 비교적 큰(높이가 높은) 부품에도 대응할 수가 있게 된다.
이상, 본 발명에 의하면, 트레이 매거진의 대형화를 회피하고, 시간 효율 좋게 트레이를 공급할 수가 있다.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면과 연계한 하기의 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태와 관련되는 트레이 공급 장치를 나타내는 사시도.
도 2는 트레이 공급 장치를 나타내는 평면도.
도 3은 트레이 공급 장치를 나타내는 측면도.
도 4는 트레이 공급 장치의 주요부를 나타내는 사시도.
도 5는 벨트 반송 유닛 및 후술하는 로딩 기구를 설명하기 위한, 공급 트레이 장치의 일부의 단면 사시도.
도 6은 트레이 공급 장치의 동작을 순서대로 나타내는 사시도.
도 7은 트레이 공급 장치의 동작을 순서대로 나타내는 사시도.
도 8은 트레이 공급 장치의 동작을 순서대로 나타내는 사시도.
도 9는 부품을 실장 처리시의, 공급 스테이션, 및 인쇄 회로 기판을 재치한 컨베이어의 일부를 나타낸 도면.
도 10은 공급 스테이션에 있어서의 트레이의 세로 방향의 이동 동작을 순서대로 나타내는 모식도.
도 11은 트레이 공급 장치의 동작을 모식적으로 나타내는 공정도로서, 도 7 및 도 8에 대응하는 도면.
도 12는 트레이 공급 장치의 제2의 실시형태와 관련되는 동작을 모식적으로 나타내는 공정도.
도 13은 트레이 공급 장치의 제3의 실시형태와 관련되는 동작을 설명하기 위해, 흡착 헤드의 스트로크(스트로크)와 전자 부품의 두께(높이)의 관계를 나타내는 도면.
도 14는 비교적 두꺼운 전자 부품의 예를 나타내는 도면.
도 15는 한층 더 두꺼운 전자 부품의 예를 나타내는 도면.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태를 설명한다.
[트레이 공급 장치의 구성]
도 1은, 본 발명의 일 실시형태와 관련되는 트레이 공급 장치를 나타내는 사시도이다. 도 2는, 트레이 공급 장치를 나타내는 평면도이며, 도 3은, 그 측면도이다. 도 4는 트레이 공급 장치의 상세를 나타내는 사시도이다.
트레이 공급 장치(100)는, 트레이 매거진(10), 서브 매거진(20), 공급 스테이션(40) 및 승강기구(30)을 포함한다. 트레이 매거진(10), 서브 매거진(20) 및 공급 스테이션(40)은, 예를 들면 도 1 및 도 2에서는 Y방향을 따라 일렬로 배치된다.
트레이 매거진(10)은, 전자 부품(P)(도 2 참조)을 수납한 복수의 트레이(2)를 세로 방향(Z방향)으로 소정의 단수, 예를 들면 10~30단으로 수용 가능하다. 전형적으로는, 1개의 트레이(2)는 1개의 팔레트(4)에 탑재되어 트레이(2) 및 팔레트(4)가 1세트가 되며, 이들의 복수 세트가 트레이 매거진(10)에 수용되어 있다. 이후, 특별히 팔레트(4)로 언급하지 않는 한, 트레이(2) 및 팔레트(4) 세트를 단순히 "트레이"라고 부르기로 한다. 덧붙여 트레이 공급 장치(100)는, 팔레트(4)를 제거하고, 트레이(2)만을 취급하는 형태여도 괜찮다.
1개의 트레이(2)에는 복수의 전자 부품(P)이 수납된다. 도 2에 나타낸 바와 같이 1개의 트레이(2)는, 예를 들면 매트릭스 형상으로 분할된 복수의 포켓을 포함한다. 1개의 포켓에는, 1개의 전자 부품(P)이 수납된다. 전형적으로는, 1개의 트레이(2)에는, 동일한 전자 부품(P)이 복수 수납된다. 그러나, 1개의 트레이(2)에 다른 전자 부품(P)이 수납되어도 괜찮다. 전자 부품(P)으로서는, 예를 들면, IC패키지, 콘덴서, 저항, 코일, 연결기 등을 들 수 있다.
서브 매거진(20)은, 트레이 매거진(10)에 인접하여 배치되고 승강기구(30)에 승강 가능하게 접속된다. 서브 매거진(20)은, 베이스판(21), 이 베이스판(21)의 양측으로 고정된 측판(22), 이들 측판(22)에 각각 설치된 복수의 벨트 반송 유닛(27) 을 포함한다. 벨트 반송 유닛(27) 각각은 트레이(2)를 반송하는 반송 기구로서 기능한다.
도 5는, 벨트 반송 유닛(27) 및 후술하는 로딩 기구(53)를 설명하기 위한, 트레이 공급 장치의 일부의 단면 사시도이다. 벨트 반송 유닛(27)은, 예를 들면 세로로 3단 설치되어 합계 6개가 설치되어 있다. 이 단수는, 2단이라도 좋고, 4단 이상이어도 괜찮다. 본 실시형태에서는, 예를 들면 트레이 매거진(10)의 트레이(2)를 수용할 수 있는 단수(예를 들면 상기와 같이 10~30단)보다 적게 설정되어 있다. 6개의 벨트 반송 유닛(27)은, 실질적으로 같은 구성을 갖는다. 서브 매거진(20)의 양측에서 같은 높이로 설치된 2개의 벨트 반송 유닛(27)은 1개의 트레이(2)를 반송한다.
이하, 1개의 벨트 반송 유닛(27)에 대해 설명한다. 벨트 반송 유닛(27)은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 반송 모터(23), 구동풀리(25), 종동풀리(26), 및 무단 벨트(24)를 포함한다. 구동풀리(25)는 반송 모터(23)에 의해 구동된다. 무단 벨트(24)는 구동풀리(25)와 종동풀리(26) 사이에서 연장된다. 예를 들면, 반송 모터(23)는 측판(22)에 장착되고, 구동풀리(25) 및 종동풀리(26)는 회전 가능하게 측판(22)에 접속된다.
같은 높이에 설치된 2개의 벨트 반송 유닛(27) 간의 폭은, 팔레트(4)가 2개의 무단 벨트(24)에 재치되는 정도의 폭으로 설정된다.
본 실시형태에서는, 벨트 반송 유닛(27)이 이용되는 것으로, 다른 반송 방식에 비해, 간단하고 쉬운 구성으로, 한편, 소형화된 반송 기구를 실현할 수가 있다.
서브 매거진(20)의 양 측판(22) 중, 트레이 매거진(10)이 배치되는 쪽의 각각의 단부에는, 로딩 기구(53)가 설치된다. 로딩 기구(53)는, 트레이 매거진(10)에 수용된 트레이(2)를 꺼내 서브 매거진(20) 내에 로드하고, 또한, 서브 매거진(20)으로부터 트레이 매거진(10)으로 언로드한다.
도 5는, 로딩 기구(53)를 설명하기 위한 파단 사시도이다. 로딩 기구(53)는, 벨트 반송 유닛(27)마다 설치된다. 로딩 기구(53)는 가이드 롤러(51), 로딩 모터(52), 및 개폐 기구(도시하지 않음)를 포함한다. 가이드 롤러(51)는 Z방향을 축으로 회전가능하고, 팔레트(4)의 양측을 사이에 끼운다. 로딩 모터(52)는 가이드 롤러(51)를 회전시킨다. 개폐 기구는 가이드 롤러(51)를 X방향을 개폐한다.
개폐 기구는, 랙 앤드 피니언(rack-and-pinion) 기구, 볼 나사 기구, 솔레노이드, 또는 에어 실린더로 이루어질 수 있다. 그러나, 개폐 기구는, 팔레트(4)의 양측을 사이에 끼우는 것에 의해 팔레트(4)에 탄성력을 주는 용수철, 고무와 같은 탄성재여도 괜찮다.
각 벨트 반송 유닛(27)(및 각 로딩 기구(53))의 Z방향의 간격는, 트레이 매거진(10)에 수용된 각 트레이(2)의 Z방향의 간격인 수용 간격에 일치한다.
승강기구(30)는, 트레이 매거진(10) 및 공급 스테이션(40) 사이에 트레이(2)를 반송시키기 위해서, 서브 매거진(20)을 승강시킨다. 승강기구(30)는, 베이스 몸체(base body; 34), 볼 나사 기구(31), 가이드 레일(32), 가동 몸체(movable body; 33)를 포함한다. 베이스 몸체(34)는, Z방향 따라 수직으로 세워 설치된다. 볼 나사 기구(31) 및 가이드 레일(32)은 베이스 몸체(34)에 장착된다. 가동 몸체(33)는, 서브 매거진(20)의 측판(22)(또는 베이스판(21))에 장착되고 가이드 레일(32)에 슬라이드 가능하게 접속된다.
공급 스테이션(40)은, 베이스판(41), 베이스판(41)의 양측으로 고정된 측판(42), 베이스판(41)에 설치된 승강 스테이지(55)를 포함한다. 또한, 공급 스테이션(40)은, 측판(42)에 판재를 개입시켜 복수단으로 설치된 재치부로서의 벨트 반송 유닛(47), 이러한 벨트 반송 유닛(47) 중 상단의 벨트 반송 유닛(47)을 횡방향(X방향)으로 개폐 구동하는 개폐 실린더(54)를 포함한다.
벨트 반송 유닛(47)은, 서브 매거진(20)의 벨트 반송 유닛(27)과 동일한 구성이라도 좋고, 그 수는, Z방향의 2단에서 4개로 설정된다. Z방향의 간격은, 서브 매거진(20)의 벨트 반송 유닛(27) 사이 간격의 2배로 설정된다.
승강 스테이지(55)는, 베이스판(41)의 일부를 구성하는 스테이지판(48), 이 스테이지판(48)의 하부에 설치된 승강 모터(49)를 포함한다. 승강 스테이지(55)는, 스테이지판(48) 상에 팔레트(4)를 재치한 상태에서, 2단으로 이루어지는 벨트 반송 유닛(47) 사이에서 트레이(2)(및 팔레트(4))를 승강시킨다. 승강 모터(49)로서는, 예를 들면 서보 모터 또는 스텝 모터 등이 이용되고, 벨트 반송 유닛(47) 사이의 임의의 범위 내에 위치되도록 스테이지판(48)을 승강시킨다.
개폐 실린더(54)는 측판(42)에 장착된다. 개폐를 위한 기구로서는, 개폐 실린더(54)에 의한 실린더 구동 방식 대신, 모터를 이용하는 다른 구동 방식이어도 괜찮다. 개폐 실린더(54)에 의해, 상단의 벨트 반송 유닛(47)이 외측으로 열리도록 퇴피하고 있는 동안에, 승강 스테이지(55)가 트레이(2)를 상승(또는 하강)시킨다.
도 1에서는, 로딩 기구(53), 벨트 반송 유닛(27), 개폐 실린더(54) 등의 기구는, 간략화거나 또는 생략되어 도시되어 있다. 도 6 내지 도 8의 동작의 설명에서도 마찬가지이다.
예를 들면, 베이스판(41)은 그 아래쪽부터 지지체(도시하지 않음)에 의해 지지되며, 그 결과 공급 스테이션(40)을 소정의 높이에 위치시킨다. 공급 스테이션(40)의 높이는 통상적으로 다음과 같이 설정된다. 즉, 공급 스테이션(40)의 최상단의 벨트 반송 유닛(47) 상에 위치된 트레이(2)의 높이는 트레이 매거진(10)의 최상단에 수용된 트레이(2)의 높이와 동일해지도록 설정된다.
트레이 매거진(10) 및 서브 매거진(20) 사이의 거리는, 로딩 기구(53) 및 벨트 반송 유닛(27)에 의해 트레이(2)가 양자 사이에 반송 가능한 정도로 적당히 설정된다. 마찬가지로, 서브 매거진(20) 및 공급 스테이션(40) 사이의 거리도 벨트 반송 유닛(27 및 47)에 의해 트레이(2)가 양자 사이에서 반송 가능한 정도로 적당히 설정된다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 공급 스테이션(40)은, 전형적으로는, 트레이(2)에 수납된 전자 부품(P)이, 전자 부품(P)을 흡착하는부품 실장 창치(150)의 흡착 헤드(153)에 픽업되는 위치에 배치된다. 도 3에는, 부품 실장 장치(150)의 일부가 도시된다. 부품 실장 장치(150)는 흡착 헤드(153)와 컨베이어(152)를 포함한다. 흡착 헤드(153)는 Z 및 Y방향으로 이동가능하다. 컨베이어(152)는 전자 부품(P)이 상부에 실장되는 타켓으로서의 인쇄 회로 기판(151)를 반송한다. 도 3에서, 컨베이어(152)는 도 3의 평면 방향에 수직인 방향으로 인쇄 회로 기판(151)을 반송한다. 흡착 헤드(153)는 공급 스테이션(40) 상의 트레이(2)로부터 전자 부품(P)을 픽업하고 상기 전자 부품(P)을 컨베이어(152) 상의 인쇄 회로 기판(151) 상에 실장시킨다.
또한, 트레이 공급 장치(100)는, 메인 컨트롤러(5), 트레이 매거진 제어 유닛(3), 서브 매거진 제어 유닛(6) 및 공급 스테이션 제어 유닛(9)를 포함한다.
트레이 매거진 제어 유닛(3)은, 트레이 매거진(10) 내의 트레이(2)의 식별 번호를 기억하고, 트레이 매거진(10) 내에 있거나, 혹은 트레이 매거진(10)으로부터 꺼내진 트레이(2) 등을 관리한다. 또한, 트레이 매거진 제어 유닛(3)은, 트레이(2)의 식별 번호에 근거하여 전자 부품(P)의 재고 상황 등도 관리한다.
서브 매거진 제어 유닛(6)은, 승강기구(30), 로딩 기구(53), 벨트 반송 유닛(27)(반송 모터(23)) 등의 구동을 제어한다. 로딩 기구(53) 및 반송 모터(23)은, 개별적으로 구동된다.
공급 스테이션 제어 유닛(9)은, 벨트 반송 유닛(27 및 47)(반송 모터(23 및 43), 개폐 실린더(54), 승강 스테이지(55) 등의 구동을 제어한다. 반송 모터(23 및 43)는, 개별적으로 구동되게 된다. 그러나, 같은 높이 위치에 배치된 2개의 반송 모터(23)(및 2개의 반송 모터(43))는, 공통의 구동 신호에 의해 구동되어도 괜찮다.
메인 컨트롤러(5)는, 트레이 매거진 제어 유닛(3), 서브 매거진 제어 유닛(6) 및 공급 스테이션 제어 유닛(9)을 통괄적으로 제어한다.
메인 컨트롤러(5), 제어 유닛(3, 6 및 9)은, 하드웨어로 실현되거나, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 양쪽 모두로 실현된다. 컨트롤러 및 제어 유닛을 실현하는 하드웨어의 예는 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processing Unit), RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), DSP(Digital Signal Processor), FPGA(Field Progra㎜able Gate Array) 등을 포함한다.
메인 컨트롤러(5)는, 부품 실장 장치(150)에 대한 통괄적 제어를 수행하는 컨트롤러와 같은 것이어도 괜찮고, 다른 것이어도 괜찮다.
[트레이 공급 장치(100)의 동작]
도 6~도 8은, 트레이 공급 장치(100)의 동작을 순서대로 나타내는 사시도이다. 도 6의 A에 나타낸 바와 같이, 트레이 매거진(10)에 수용된 소정의 트레이(2)를 꺼내기 위해서, 서브 매거진(20)은, 승강기구(30)의 구동에 의해, 그 트레이(2)가 수용되어 있는 높이 위치로 위치 결정된다. 구체적으로는, 서브 매거진(20)의 벨트 반송 유닛(27) 중, 벨트 반송 유닛(27)의 세트(쌍)의 높이와 트레이 매거진(10) 내에서 꺼내야 할 트레이(2)가 수용되어 있는 높이가 일치하도록, 서브 매거진(20)이 구동된다.
서브 매거진(20)이 위치 결정되면, 로딩 기구(53) 및 벨트 반송 유닛(27)의 구동에 의해, 트레이(2)가 트레이 매거진(10)으로부터 인출된다. 이하, 이 최초로 인출된 트레이(2)를 제1의 트레이(2a)라고 한다. 그리고 제1의 트레이(2a)가, 서브 매거진(20)의 베이스판(21) 상의 소정의 위치까지 이동하면, 벨트 반송 유닛(27)의 구동이 정지되어 제1의 트레이(2a)는 그 무단 벨트(24) 상의 소정의 위치에서 위치 결정된다. 본 실시형태에서는, 트레이 매거진(10)으로부터의 제1의 트레이(2a)의 인출시에는, 3조(상단, 중단 및 하단)의 벨트 반송 유닛(27) 중, 상단의 벨트 반송 유닛(27)이 이용된다.
이와 같이 서브 매거진(20)에 1개의 제1의 트레이(2a)가 건네지면, 도 6의 B에 나타낸 바와 같이, 승강기구(30)의 구동에 의해, 서브 매거진(20)은 공급 스테이션(40)과 같은 높이 위치에 위치 결정된다. 본 실시형태에서는, 서브 매거진(20)의 제1의 트레이(2a)가 배치되어 있는 상단의 벨트 반송 유닛(27)의 높이 위치와 공급 스테이션(40)의 상단의 벨트 반송 유닛(47)의 높이 위치가 일치하도록, 서브 매거진(20)이 위치 결정된다.
서브 매거진(20)이 위치 결정되면, 공급 스테이션(40)의 상단의 벨트 반송 유닛(47)이 구동된다. 도 6의 C에 나타낸 바와 같이, 제1의 트레이(2a)가, 공급 스테이션(40)의 베이스판(41) 상의 소정의 위치까지 이동하면, 벨트 반송 유닛(47)의 구동이 정지되어 제1의 트레이(2a)는 그 무단 벨트(44) 상의 소정의 위치에서 위치 결정된다.
이와 같이, 트레이 매거진(10)으로부터 공급 스테이션(40)까지의 제1의 트레이(2a)가 반송되는 과정에 대해, 로딩 기구(53), 벨트 반송 유닛(27 및 47)의 구동의 각각의 개시 및 정지의 타이밍은 적당히 설정되며, 그 설정도 적당히 변경 가능하다.
공급 스테이션(40)에 제1의 트레이(2a)가 배치되어 부품 실장 장치(150)의 흡착 헤드(153)에 의해 제1의 트레이(2a)로부터 전자 부품(P)이 꺼내지고, 꺼내진 전자 부품(P)이 인쇄 회로 기판에 실장된다. 이 실장 처리시의, 공급 스테이션(40), 및 인쇄 회로 기판(151)을 재치한 컨베이어(152)의 일부를 나타낸 사시도를, 도 9의 A~F에 나타낸다.
전자 부품(P)의 실장 처리 동안, 도 7의 A~C에 나타낸 바와 같이, 도 6의 A 및 B와 마찬가지로, 서브 매거진(20)은, 트레이 매거진(10)으로부터 다음의 트레이(2)인 제2의 트레이(2b)를 꺼내, 공급 스테이션(40)의 높이 위치에 위치 결정된다.
도 7의 C에서는, 승강 스테이지(55)의 구동에 의해, 제1의 트레이(2a)는, 상단에서 하단에 이동한다. 도 10은, 이 제1의 트레이(2a)의 이동 동작을 순서대로 나타내는 모식도이다.
도 10의 A에 나타낸 바와 같이, 승강 스테이지(55)의 승강 모터(49)의 구동에 의해 스테이지판(48)이 상승하고, 팔레트(4)를 하부로부터 지지해 이것을 들어 올리는 것에 의해, 팔레트(4)가 상단의 벨트 반송 유닛(47)으로부터 윗쪽으로 멀어진다. 즉, 팔레트(4)가 무단 벨트(44)(도 4 참조) 상에 재치되고 있는 상태가 해제된다.
다음에, 도 10의 B에 나타낸 바와 같이, 개폐 실린더(54)의 구동에 의해 상단의 벨트 반송 유닛(47)이 외측으로 퇴피한다. 도 10의 C에 나타낸 바와 같이, 스테이지판(48)이 하강하는 것으로, 팔레트(4)는 하단의 벨트 반송 유닛(47)의 무단 벨트(44) 상에 재치된다.
그리고, 도 10의 D에 나타낸 바와 같이, 그대로 스테이지판(48)이 한층 더 하강해 베이스판(41) 내에 매몰된다. 즉, 팔레트(4)가 무단 벨트(44)에 재치된 후에, 스테이지판(48)이 팔레트(4)의 지지를 해제한다. 또한, 상단의 벨트 반송 유닛(47)이 닫혀 원래의 위치로 돌아간다. 이상과 같이 하여, 제1의 트레이(2a)는, 상단에서 하단으로 이동한다.
다음에, 도 8의 A에 나타낸 바와 같이, 제1의 트레이(2a) 및 제2의 트레이(2b)의 배치가 교환된다. 공급 스테이션(40)에서는, 도 10의 D에 나타낸 것처럼, 제1의 트레이(2a)가 공급 스테이션(40)의 하단에 배치되고 제2의 트레이(2b)는 서브 매거진(20)의 상단에 배치된다. 이 상태로부터, 공급 스테이션(40)의 하단의 벨트 반송 유닛(47) 및 서브 매거진(20)의 상단의 벨트 반송 유닛(27)이 구동한다. 그 결과, 제1의 트레이(2a)가 서브 매거진(20)의 하단의 벨트 반송 유닛(27)으로 이동하고, 제2의 트레이(2b)가 공급 스테이션(40)의 상단의 벨트 반송 유닛(47)으로 이동한다. 그리고, 제1의 트레이(2a)의 경우와 같게, 제2의 트레이(2b)에 수납된 전자 부품(P)이 인쇄 회로 기판(151)에 실장된다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 서브 매거진(20) 및 공급 스테이션(40)에 각각 배치된 2개의 트레이(2)의 배치가 실질적으로 동시에 교환되기 때문에, 트레이(2)의 공급의 시간 효율을 높일 수가 있다. 이러한 트레이(2)의 교환은, 반드시 2개의 트레이(2)가 동시에 이동을 개시하고 동시에 정지하는 형태로 한정되지 않고, 2개의 트레이(2)가 이동하고 있는 시간대가 겹쳐 있으면 좋다.
도 8의 A의 동작 후, 제2의 트레이(2b) 내의 전자 부품(P)의 실장 처리를 하고 있는 동안에, 도 8의 B에 나타낸 바와 같이, 승강기구(30)에 의해, 전형적으로는 제1의 트레이(2a)가 트레이 매거진(10)에 원래 수용되어 있던 높이 위치로, 서브 매거진(20)이 위치 결정된다. 또한, 도 8의 C에 나타낸 바와 같이, 로딩 기구(53) 및 서브 매거진(20)의 벨트 반송 유닛(27)의 구동에 의해, 제1의 트레이(2a)는 원래의 수용 위치에 수용된다. 이 이후, 도 6의 A~C의 동작이 반복된다.
제1의 트레이(2a)가 원래의 수용 위치에 수용되는 경우에 한정되지 않고, 트레이 매거진 제어 유닛(3)의 제어에 의해, 서브 매거진(20)으로부터 트레이 매거진(10)의 다른 수용 위치에 되돌려지도록 하여, 시간 효율이 최적화되는 경우도 있다.
도 11의 A~H는, 도 8의 B로부터의 트레이 공급 장치(100)의 동작에 대응하는 도면이다. 이하에, 그 대응을 나타낸다.
도 11의 A는 도 8의 B에 대응, 도 11의 B 및 C는 도 8의 C에 대응, 도 11의 D는 도 7의 A에 대응, 도 11의 E는 도 7의 B에 대응, 도 11의 F는 도 8의 B에 대응, 도 11의 G 및 H는 도 8의 C에 대응.
이 공정도로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 11의 A~F가, 1개의 트레이(2)의 공급에 필요한 공정(1 트레이(2)당 6 공정)이 된다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 트레이 매거진(10)에 의한 트레이(2)의 수용 단수보다 적은 단수의 벨트 반송 유닛(27)을 가지는 서브 매거진(20)이, 승강기구(30)에 의해 승강하므로, 종래와 같이 대용량의 트레이 매거진(10)을 승강시킬 필요가 없다. 따라서 트레이 매거진(10)의 대형화를 회피할 수가 있다.
또한, 공급 스테이션(40)이 승강 스테이지(55)를 구비하여, 상단 및 하단의 벨트 반송 유닛(47) 간에 트레이(2)가 이동할 수가 있다. 즉, 트레이 매거진(10)과 벨트 반송 유닛(27) 사이 및 벨트 반송 유닛(27 및 47) 사이에서 트레이(2)가 반송되는 경우에, 시간 효율이 좋은 반송 경로를 설정하도록, 승강 스테이지(55) 및 승강기구(30)의 구동이 적당히 제어되는 것으로, 트레이(2)의 공급의 시간 효율을 높일 수가 있다.
특히, 본 실시형태에서는, 공급 스테이션(40)에 있어서의 트레이(2)의 수용 간격이, 서브 매거진(20)에 있어서의 트레이(2)의 수용 간격의 정수배(예를 들면 2배)로 되어 있다. 이것에 의해, 상기와 같은 2개의 트레이(2)의 동시 교환을 실현할 수가 있어서, 트레이(2)의 공급의 시간 효율을 높일 수가 있다.
또한, 공급 스테이션(40)의 상하단에서 트레이(2)를 이동할 수 있기 때문에, 2개의 트레이(2)의 동시 교환 동작에 한정되지 않고, 반송 시간 효율을 높이기 위한 다른 동작을 실현할 수가 있다. 예를 들면, 이하의 동작도 가능하다.
공급 스테이션(40)의 상단에 제1의 트레이가 배치되어 실장 처리를 하고 있는 동안에, 서브 매거진(20)으로부터 공급 스테이션(40)의 하단에 제2의 트레이가 반입된다. 이것에 의해 공급 스테이션(40)의 상하 2단에 트레이(2)가 배치된다. 다음에, 트레이(2)를 보관 유지하고 있지 않는 빈 서브 매거진(20)이, 제3의 트레이를 트레이 매거진(10)으로부터 더 아래쪽 단으로 꺼낸다. 제1의 트레이의 전자 부품(P)의 실장 처리가 종료한 후, 제1의 트레이는, 서브 매거진(20)의 상단으로 이동한다. 공급 스테이션(40)의 하단에 배치된 제2의 트레이는, 비어있는 상단으로 승강 스테이지(55)에 의해 이동하고, 제2의 트레이내의 전자 부품(P)의 실장 처리를 한다.
[제2의 실시형태에 따른 트레이 공급 장치(100)의 동작]
도 12의 A~F는, 제2의 실시형태에 따른 트레이 공급 장치(100)의 동작을 나타내는 공정도이다. 본 실시형태와 관련된 공정에 있어서, 도 11의 A~H와 다른 점은, 도 12의 B 및 F에서, 서브 매거진(20) 내에 있는 트레이(2)와 트레이 매거진(10) 내에 있는 트레이(2)가 실질적으로 동시에 교환되는 점이다. 이것에 의해, 1개의 트레이(2)의 공급에 필요한 공정수는, 4 공정이 된다.
[제3의 실시형태에 따른 트레이 공급 장치(100)의 동작]
도 13의 A에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 부품 실장 장치(150)에 구비된 흡착 헤드(153)의 Z방향에 있어서의 스트로크는, 전형적으로는 15㎜정도이다. 이러한 스트로크 값은, Z방향의 두께가 비교적 얇은 전자 부품(P1)에 대응할 수 있도록(듯이) 하기 위해서 미리 설계된 것이다. 이 스트로크 값은, 일반적으로는, 흡착 헤드(153)의 하단부로부터 팔레트(4)가 재치되는 재치면(8)까지의 거리로서 설정된다. 재치면(8)은, 본 실시형태와 관련되는 트레이 공급 장치(100)에서는, 벨트 반송 유닛(47)의 무단 벨트(44)의 표면이다.
여기서, 도 13의 B에 나타낸 바와 같이, 팔레트(4) 및 트레이(2)의 두께를 각각 약 1㎜로 하면, 스트로크 가능 범위는, 13 ㎜정도가 된다. 흡착 헤드(153)가 수평 방향으로 이동할 때, 흡착 헤드(153)가 트레이(2)나 전자 부품(P1)과 간섭하는 것을 피하기 위한 높이의 마진을 고려하면, 트레이(2) 내의 전자 부품(P1)의 두께는 6㎜정도가 한계가 된다.
본 실시형태와 관련되는 트레이 공급 장치(100)는, 예를 들면 도 14에 나타낸 바와 같이, 두께가 상기 6㎜의 2배 이상의 두께를 가지는 전자 부품(P2)을 취급하는 것이 가능하다. 공급 스테이션(40)은, 예를 들면 이러한 전자 부품(P2)을 수납한 트레이(62)를, 하단의 벨트 반송 유닛(47)에 재치시키는 것으로, 흡착 헤드(153)의 하단부로부터 전자 부품(P2)의 표면까지의 거리를 크게 취할 수가 있다. 이 경우, 흡착 헤드(153)의 하단부로부터 팔레트(4)의 아래쪽 면까지의 거리는 30㎜정도로 할 수가 있다.
특히, 본 실시형태와 관련되는 공급 스테이션(40)에서는, 상하단의 벨트 반송 유닛(47)의 간격이, 트레이 매거진(10)의 수용 간격의 2배이기 때문에, 도 15에 나타낸 바와 같이, 한층 더 높이의 높은 트레이(72)에 수납된 두꺼운 전자 부품(P3)에도 대응 가능해진다.
이러한 본 실시형태의 동작을 실현하기 위해서, 서브 매거진(20)이 최초부터 공급 스테이션(40)의 하단에 트레이(62 또는 72)를 재치시키면 좋다. 혹은, 최초 공급 스테이션(40)의 상단에 트레이(62 또는 72)가 재치된 경우, 승강 스테이지(55)가 트레이(62 또는 72)를 하단에 재치시키면 좋다.
본 발명과 관련되는 실시형태는, 이상 설명한 실시형태로 한정되지 않고, 다른 여러 가지의 실시형태가 생각된다.
벨트 구동에 의한 반송 유닛(27 및 47) 대신, 볼 나사 구동, 랙 앤드 피니언 구동, 또는 리니어 모터 구동에 의한 반송 유닛이 갖춰져 있어도 괜찮다. 여기서 말하는 리니어 모터 구동은, 자장을 이용하는 비접촉식의 구동이다.
상기 실시형태에서는, 서브 매거진(20)(및 공급 스테이션(40))에 대해, 1개의 트레이(2)를 반송하기 위해서, 그 X방향의 양측으로 벨트 반송 유닛(27)의 양쪽 모두가 구동하는 예를 들었다. 그러나, X방향의 다른 한쪽만이 구동하는 방식이어도 괜찮다. 이러한 형태는, 상기한 볼 나사 구동, 랙 앤드 피니언 구동, 또는 리니어 모터 구동에 의한 반송 유닛에도 응용 가능하다.
공급 스테이션(40)의 벨트 반송 유닛(47) 대신, 트레이(2)가 재치 가능한 구동원을 가지지 않는 재치부가 설치되어 있어도 괜찮다. 이 경우, 재치부는, 벨트 반송 유닛(47)과 같이 복수단으로 설치된다. 또한, 1개의 재치부는, 예를 들면 Y방향으로 배열된 회전 자재인 복수의 롤러를 가지고 있으면 좋다.
상기 실시형태에서는, 서브 매거진(20)의 각 벨트 반송 유닛(27)(및 각 로딩 기구(53))의 Z방향의 간격은, 트레이 매거진(10)에 수용된 각 트레이(2)의 Z방향의 간격인 수용 간격에 일치하고 있었다. 그러나, 각 벨트 반송 유닛(27)(및 각 로딩 기구(53))의 Z방향의 간격은, 트레이 매거진(10)의 수용 간격의 2배 이상의 정수배라도 괜찮다.
공급 스테이션(40)의 벨트 반송 유닛(47)의 Z방향의 간격은, 서브 매거진(20)의 그것과 같은 간격이라도 좋다.
서브 매거진(20)은, 서브 매거진(20)의 중단(가운데 단)의 벨트 반송 유닛(27)을 이용하여 트레이(2)를 반송해도 괜찮다. 혹은, 서브 매거진(20)은, 상단, 중단 및 하단의 3조의 벨트 반송 유닛(27) 가운데, 어느 쪽이든 2조를 이용하여 트레이(2)를 반송해도 괜찮다.
서브 매거진(20)은, 3조의 벨트 반송 유닛(27) 중 예를 들면 2조를 이용하여, 트레이 매거진(10)으로부터 실질적으로 동시에 2개의 트레이(2)를 각각 꺼내어도 괜찮다.
서브 매거진(20) 및 공급 스테이션(40)에 대해, 벨트 반송 유닛(27 및 47) 상에서의, 트레이(2)의 위치 결정 정밀도를 높이기 위해서, 이하와 같은 실시형태도 있다. 예를 들면, 트레이(2)의 벨트 반송 유닛(27)(또는 47) 상에서의 위치를 검출하는 센서가, 서브 매거진(20)(또는 공급 스테이션(40))에 설치되어 있으면 좋다. 이 센서로서는, 광 센서, 자기 센서, 또는 그 외의 센서가 이용된다.
또는, 이와 같은 센서가 이용되는 형태에 한정되지 않고, 예를 들면 트레이(2)가, 벨트 반송 유닛(27)(또는 47)에서의 소망의 위치에 위치 결정되었을 때에, 트레이(2) 또는 팔레트(4)의 움직임을 정지시키는 스톱퍼가 설치되어 있어도 괜찮다. 이 스톱퍼는, 예를 들면 실린더, 그 외의 기구 등에 의해 구동 가능하다.
또한, 서브 매거진(20) 및 공급 스테이션(40) 사이에, 트레이(2) 및 팔레트(4)가 존재하지 않는 것을 검출하기 위한 센서가 설치되어 있어도 괜찮다. 이 센서는, 광 센서나 그 외의 센서가 이용된다. 이 센서가, 서브 매거진(20) 및 공급 스테이션(40) 사이에 트레이(2) 및 팔레트(4)가 존재하지 않는 것을 검출했을 때에, 승강기구(30)가 서브 매거진(20)을 구동한다. 이것에 의해, 안전하게 서브 매거진(20)을 승강시킬 수가 있고 또한 안전하게 트레이(2)를 반송시킬 수가 있다.
P(P1, P2, P3) : 전자 부품
2, 62, 72 : 트레이
3 : 트레이 매거진 제어 유닛
5 : 메인 컨트롤러
6 : 서브 매거진 제어 유닛
9 : 공급 스테이션 제어 유닛
10 : 트레이 매거진
20 : 서브 매거진
27, 47 : 벨트 반송 유닛
30 : 승강기구
40 : 공급 스테이션
54 : 개폐 실린더
55 : 승강 스테이지
100 : 트레이 공급 장치
150 : 부품 실장 장치
151 : 인쇄 회로 기판
153 : 흡착 헤드

Claims (8)

  1. 부품을 수납하는 트레이를 복수단으로 수용 가능한 트레이 매거진과;
    상기 트레이를 반송하는 복수단의 반송 기구를 구비하며, 상기 트레이 매거진에 인접하여 배치되고 상기 트레이 매거진으로부터 상기 트레이를 인출 가능한 서브 매거진과;
    상기 트레이를 재치시키는 복수단으로 설치된 재치부와 상기 복수의 재치부 사이에 상기 트레이를 승강시키는 스테이지를 구비하고, 상기 트레이에 수납된 상기 부품이 픽업되는 위치에 배치된 공급 스테이션; 및
    상기 서브 매거진을 개입시켜, 상기 트레이 매거진 및 상기 공급 스테이션 사이에서 상기 트레이를 반송시키기 위해서, 상기 서브 매거진을 승강시키는 승강기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이 공급 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 반송 기구 중 적어도 1개의 반송 기구의 높이 위치와 상기 복수의 재치부 중 적어도 1개의 재치부의 높이 위치를 대응시키도록, 상기 승강기구의 구동을 제어하는 제어 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이 공급 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 재치부의 간격 또는 상기 트레이 매거진의 상기 트레이의 수용 간격은, 상기 복수의 반송 기구의 간격의 양의 정수배로 설정되는 것을 특징으로 하는 트레이 공급 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 복수의 반송 기구 중 제 1의 재치부의 높이에 대응하는 높이에 위치되는 제1의 반송 기구에 의해, 상기 복수의 재치부 중 상기 제1의 재치부로부터 상기 서브 매거진으로 상기 트레이가 이동하고 있는 시간대와, 상기 복수의 반송 기구 중 제2의 반송 기구에 의해, 상기 서브 매거진으로부터 상기 복수의 재치부 중 제2의 재치부로 상기 트레이가 이동하고 있는 시간대가 겹치도록, 상기 제 1 및 제2의 반송 기구의 구동을 제어하는 반송 제어 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이 공급 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 공급 스테이션은:
    상기 재치부를 이동시키는 것으로, 상기 재치부에 의한 상기 트레이의 재치 및 그 재치의 해제를 실시하는 재치부 이동 기구; 및
    상기 복수의 재치부 중 제 1의 재치부로부터 제2의 재치부로 상기 트레이를 이동시키는 경우, 상기 스테이지에 상기 트레이를 지지시킨 후, 상기 재치부 이동 기구에 의해, 상기 제 1의 재치부에 트레이가 재치되고 있는 상태의 해제를 실시하여, 상기 트레이를 상기 제 2의 재치부에 재치시킨 후, 상기 스테이지에 의한 상기 트레이의 지지를 해제하도록, 상기 스테이지 및 상기 재치부 이동 기구를 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이 공급 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 반송 기구는, 상기 트레이를 재치시켜 이동시키는 벨트 반송 유닛인 것을 특징으로 하는 트레이 공급 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 재치부는, 상기 트레이를 재치시켜 이동시키는 벨트 반송 유닛인 것을 특징으로 하는 트레이 공급 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    높이가 다른 복수의 상기 부품에 응해 상기 스테이지의 높이를 제어하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트레이 공급 장치.
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