(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記制御部は、テープ先端の部品が前記ピックアップ位置に到達したときに前記第2スプロケットの歯の欠落部分が前記テープの搬送経路に来るように、前記第2スプロケットの初期位置を設定する、請求項1又は2に記載のテープフィーダ。
前記制御部は、テープ先端の部品が前記ピックアップ位置に到達したときに前記中間ギヤの歯の欠落部分が他のギヤと対向する位置に来るように、前記第2スプロケットの初期位置を設定する請求項4又は5に記載のテープフィーダ。
【背景技術】
【0002】
部品実装装置において、移載ヘッドのノズルのピックアップ位置に部品を供給する方法として、テープフィーダを用いる方法が知られている。この方法は、部品を所定ピッチで保持するテープを供給リールから引き出し、部品の実装タイミングに同期させてピッチ送りしてノズルのピックアップ位置に供給するものである。
【0003】
このようなテープフィーダのテープ送り機構としては、従来、スプロケットとこのスプロケットを回転駆動するモータを使用したものが一般的である(例えば特許文献1)。このテープ送り機構は、テープに定ピッチで設けられた孔部をスプロケットに噛み合わせ、モータを回転駆動することでテープをピッチ送りするものである。
【0004】
また近年では、テープフィーダのテープ搬送経路におけるテープの送り込みや、テープ本体を覆うカバーテープの剥離を補助するために、部品実装時にテープをピッチ送りするスプロケット(第1スプロケット)に加え、そのテープ搬送経路の上流側に第2スプロケットを設けたテープフィーダも用いられている(例えば特許文献2)。
【0005】
ところで、このような第2スプロケットを回転駆動するモータ(第2モータ)は、部品実装時には停止させることが好ましい。第1スプロケットを回転駆動させるモータ(第1モータ)とともに第2モータを駆動させると、その同期制御が難しく、また、2つのモータを駆動させると消費電力が増大するからである。
【0006】
しかし、第2モータを停止させたとしても、第2スプロケットはテープに噛み合ったままであるので、第1スプロケットの回転駆動に伴い従動回転することになる。したがって第1モータには、第2スプロケットを従動回転させるための負荷もかかることになる。すなわち、第2スプロケットが従動回転するためテープの送り抵抗が大きくなり、テープ送りの精度の低下、テープの孔部(送り孔)の損傷、第1モータの消費電力の増大といった問題が生じる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【0015】
図1は、本発明のテープフィーダの一実施例を示す構成図である。
図1のテープフィーダは、細長い箱型のテープフィーダ本体1内に、以下に説明する各要素を設けて構成されている。
【0016】
テープフィーダ本体1の上部にテープ搬送経路2が設けられている。テープTは、テープ搬送経路2のテープ導入部2aから導入され、テープ搬送経路2に沿って案内される。図示は省略するが、テープTにはその長手方向に沿って所定ピッチ(定ピッチ)で部品が保持されている。
【0017】
テープ搬送経路2の下流端側に第1スプロケット3が配置されている。第1スプロケット3の歯はテープTに定ピッチで設けられたテープ送り用の孔部に噛み合い、第1スプロケット3がピッチ回転することにより、テープをピッチ送りする。第1スプロケット3には複数の中間ギヤ4を介して第1モータ5の回転軸が連結されており、第1モータ5の回転駆動により第1スプロケット3が回転する。この第1スプロケット3の下流側近接位置が部品のピックアップ位置Pとなっている。
【0018】
第1スプロケット3の上流側に第2スプロケット6が配置され、更に第2スプロケット6の上流側に第3スプロケット7が配置されている。第2スプロケット6及び第3スプロケット7のそれぞれの歯は、テープTに定ピッチで設けられたテープ送り用の孔部に噛み合い、第2スプロケット6及び第3スプロケット7が回転することにより、テープTがテープ搬送経路2に沿って送られる。第2スプロケット6及び第3スプロケット7は、それぞれ複数の中間ギヤ4を介して第2モータ8及び第3モータ9の回転駆動により回転する。これら第1モータ5、第2モータ8及び第3モータ9の回転駆動は、制御部10が制御する。第1モータ5、第2モータ8及び第3モータ9の種類は特に限定されないが、本実施例ではエンコーダ付きのサーボモータを使用している。
【0019】
第2スプロケット6と第3スプロケット7との間であって第2スプロケット6側寄りに、テープ搬送経路2においてテープTの孔部を検知するための孔部検知センサとして光センサ11が配置され、この光センサ11の上流側に、テープTの端部を検知するためのテープ端検知センサ12が配置されている。
【0020】
光センサ11は透過式の光センサであり、
図2に示すように、テープ搬送経路2を通過するテープTの下面側に配置された発光部11aと、テープTの上面側に発光部11aと対向して配置された受光部11bとを備える。したがって、テープTの孔部が光センサ11の光軸位置に来ると受光部11bの受光量が増加する。この受光部11bからの受光量情報は制御部10に送信され、制御部10は受光量の増加を捉えて孔部の到来を検知する。
【0021】
テープ端検知センサ12は、
図3に示すように、レバー(てこ)12aを使用した機械式センサであり、レバー12aと光学式のセンサ素子12bとを備え、レバー12aの一端はテープ搬送経路2内に位置している。このレバー12aの一端の位置にテープTの先端が到来すると、レバー12aの一端がテープTの先端によって持ち上げられ、支点12a−1周りに回転する。これによりセンサ素子12bがONとなりテープTの先端が検知される。テープTが通過している間は、レバー12aの一端は持ち上げられたままで、センサ素子12bもONのままである。これによりテープTの存在が検知される。テープTの後端が通過すると、レバー12aの一端が下がる。これによりセンサ素子11bがONからOFFとなりテープTの後端が検知される。これらのテープ端検知センサ12によるテープ端検知情報は、制御部10に送信される。
【0022】
以上の基本構成において本発明では、部品実装時のテープの送り抵抗を低減するために、以下の2つの形態のうちいずれかの形態をとる。
【0023】
(第1の形態)
第1の形態では、例えば
図4に示すように第2スプロケット6に歯の欠落部分6aを設ける。この第2スプロケット6の歯の欠落部分6aは、少なくともテープ搬送経路2においてテープTと噛み合う歯数分、言い換えればテープ搬送経路2においてテープTと噛み合う歯数分以上、連続して設ける。
図4の例では、第2スプロケット6の総歯数は40歯、テープ搬送経路2においてテープTと噛み合う歯数は7歯であり、欠落部分6aの歯数も7歯としている。このように歯の欠落部分6aを設けることで、
図4(d)に示すように、歯の欠落部分6aがテープ搬送経路2に来ると、テープTは第2スプロケット6と噛み合うことなく、第2スプロケット6の歯の欠落部分6a上を滑りながら搬送される。
【0024】
この第1の形態では、
図4(d)に示すようにテープ先端の部品P1がピックアップ位置Pに到達したときに、歯の欠落部分6aがテープ搬送経路2に来るように、第2スプロケットの初期位置を設定することが好ましい。
【0025】
その具体例に
図4を参照して説明すると、
図4(a)に示すようにテープTの先端(先端の孔部H1)が第2スプロケット6の歯に噛み合い始めてから、
図4(d)に示すようにテープTの先端の部品P1がピックアップ位置Pに到達するまでのテープの搬送距離は108mmである。一方、第2スプロケット6の歯数ピッチは4mmである。したがって、テープTを108mm搬送するにあたり、第2スプロケット6は108/4=27歯分回転する。したがって、第2スプロケット6の回転位置を、歯の欠落部分6aがテープ搬送経路2に丁度来る
図4(d)の回転位置から、27歯分逆回転した回転位置を第2スプロケット6の初期位置としておけば、テープ先端の部品P1がピックアップ位置Pに到達したときに歯の欠落部分6aがテープ搬送経路2に来るようにすることができる。
【0026】
図4(a)がこの初期位置であり、第2スプロケット6の特定位置(特定の歯)6bにテープTの先端の孔部H1に噛み合うように第2スプロケット6の回転位置を設定している。この第2スプロケット6の初期位置の設定は制御部10が行う。制御部10は、第2スプロケット6に設けたドグセンサ等のセンサ情報とエンコーダ値を使用することで、第2スプロケット6の初期位置を
図4(a)の回転位置に設定することができる。
【0027】
図4(b)はテープTの先端部分が第2スプロケット6に完全に噛み合った状態、すなわちテープTの孔部が先端から7個、第2スプロケット6の歯に噛み合った状態である。また、
図4(c)はテープTの先端部分が第1スプロケット3に噛み合う途中の状態である。そして、
図4(d)が、テープ先端の部品P1がピックアップ位置Pに到達したときの状態である。このようにテープ先端の部品P1がピックアップ位置Pに到達すると、制御部10は、第2スプロケット6を回転駆動させる第2モータ8を停止させる。テープ先端の部品P1がピックアップ位置Pに到達したことは、第2モータ8及び第1モータ5のエンコーダ値から検知できる。
【0028】
図4(d)の状態では上述のとおり歯の欠落部分6aがテープ搬送経路2に面しており、また、第2モータ8は停止しているので第2スプロケット6は回転しない。したがって、
図4(d)の状態以降の部品実装時において、テープTは第2スプロケット6と噛み合うことなく、第2スプロケット6の歯の欠落部分6a上を滑りながら搬送される。すなわち、部品実装時に第2スプロケット6は従動回転しないので、テープの送り抵抗を低減することができる。
【0029】
以上、
図4の例では、歯の欠落部分6aは、第2スプロケット6がテープ搬送経路2においてテープTと噛み合う歯数分(7歯分)だけ設けたが、7歯分以上設けてもよい。そうすれば、
図4(a)で説明した「第2スプロケット6の特定位置(特定の歯)6b」が1箇所(1歯)のみに限られず、前後に若干の余裕を持たせることができる。ただし、歯の欠落部分6aを長くしすぎると、第2スプロケット6の歯によるテープの搬送に支障が生じる。この点から、第2スプロケット6には、少なくとも
図4(a)の初期位置から
図4(d)の位置までテープを搬送できる歯数分(
図4の例では27歯分)、連続して歯が存在するようにしておくことが好ましい。
【0030】
また、
図4の例では、テープ先端の部品P1がピックアップ位置Pに到達したときに、歯の欠落部分6aがテープ搬送経路2に丁度来るように、第2スプロケット6の初期位置を設定するようにしたが、本発明においてこれは必須の条件ではない。テープ先端の部品P1がピックアップ位置Pに到達したときに歯の欠落部分6aがテープ搬送経路2に来ていなくても、第2スプロケット6の従動回転により、いずれ歯の欠落部分6aがテープ搬送経路2に来る。その後は、第2スプロケット6は従動回転しないので、テープの送り抵抗を低減することができる。無論、部品実装段階の初めからテープの送り抵抗を低減する点からは
図4の例のように第2スプロケット6の初期位置を設定することが好ましい。
【0031】
(第2の形態)
第2の形態では、例えば
図5に示すように中間ギヤ4aに歯の欠落部分4eを設ける。このように中間ギヤ4aに歯の欠落部分4eを設けると、部品実装時に第2スプロケット6が従動回転しても、中間ギヤ4aの歯の欠落部分4eが第2スプロケット6に固定されたスプロケットギヤ6cと対向する位置に来ると、中間ギヤ4a及びこの中間ギヤ4aより第2モータ8側のギヤは回転しなくなる。これにより、部品実装時のテープの送り抵抗を低減することができる。
【0032】
この第2の形態では、テープ先端の部品がピックアップ位置P(
図1参照)に到達したときに、歯の欠落部分4eがスプロケットギヤ6cと対向する位置に来るように、第2スプロケット6の初期位置を設定することが好ましい。
【0033】
その具体例に
図5を参照して説明すると、第2スプロケット6に固定されたスプロケットギヤ6cと第2モータ8に固定された回転駆動ギヤ8aとの間に、4枚の中間ギヤ4a〜4dが配置されている。このうち、中間ギヤ4aと中間ギヤ4bは同軸上に固定して配置され、中間ギヤ4cと中間ギヤ4dも同軸上に固定して配置されている。そして、それぞれ、スプロケットギヤ6cと中間ギヤ4a、中間ギヤ4bと中間ギヤ4c、中間ギヤ4dと回転駆動ギヤ8aが噛み合っている。また、各噛み合せにおける設計上のギヤ比(歯数比)は、以下のとおりである。
・スプロケットギヤ6c:中間ギヤ4a=81:27
・中間ギヤ4b:中間ギヤ4c=100:25
・ギヤ4d:回転駆動ギヤ8a=100:30
【0034】
このようなギヤの組合せにより、第2モータ8(回転駆動ギヤ8a)の回転が減速されて第2スプロケット6(スプロケットギヤ6c)に伝達される。設計上は上記ギヤ比より、第2モータ8(回転駆動ギヤ8a)が1回転すると、第2スプロケット6(スプロケットギヤ6c)は1/40回転する。なお、第2スプロケット6の総歯数は
図4で説明したとおり40歯であり、1/40回転により1歯分(4mm)ずつピッチ送りされる。
【0035】
以上は設計上の話であり、実際のところ
図5の例では中間ギヤ4aの総歯数27歯のうち3歯を欠落させて歯の欠落部分4eとしている。そうすると、第2モータ8(回転駆動ギヤ8a)の回転駆動を第2スプロケット6(スプロケットギヤ6c)に伝達するにあたり、中間ギヤ4aの3歯分、すなわち3/27(1/9)のロスが生じる。したがって、全体のギヤ比は、歯の欠落部分4eがない場合に対して8/9倍になり、第2モータ8(回転駆動ギヤ8a)の1回転で、第2スプロケット6(スプロケットギヤ6c)は1/45(≒3.56mm)回転する。言い換えれば、第2スプロケット6を4mmピッチ送りするためには、第2モータ8を9/8回転させる必要がある。
【0036】
以上の前提のもと、テープ先端の部品がピックアップ位置Pに到達したときに、歯の欠落部分4eがスプロケットギヤ6cと対向する位置に来るようにするための第2スプロケット6の初期位置は以下のようにして設定することができる。
【0037】
まず、
図4で説明したように
図4(a)の初期位置から、
図4(d)のようにテープ先端の部品がピックアップ位置Pに到達するまでの全送り量は108mmである。この108mmを送るための第2モータ8の回転数は、
108mm/4mm×(9/8)=30.375回転である。
【0038】
すなわち、中間ギヤ4aの歯の欠落部分4eがスプロケットギヤ6cと丁度対向する位置関係にある回転位置(
図5の状態)から、逆方向に30.375回転させた位置を初期位置とすれば、テープ先端の部品がピックアップ位置Pに到達したときに、丁度
図5の状態となる。そして、テープ先端の部品がピックアップ位置Pに到達すると、制御部10は第2モータ8を停止させる。そうすると、部品実装時には第2スプロケット6と中間ギヤ4aは噛み合わないので、第2スプロケット6が従動回転しても中間ギヤ4a及びこの中間ギヤ4aより第2モータ8側のギヤは回転しない。これにより部品実装時のテープの送り抵抗を低減することができる。
【0039】
ここで、上述した第2スプロケット6の初期位置設定は、制御部10が行う。制御部10は、中間ギヤ4aに設けたドグセンサ等のセンサ情報により中間ギヤ4aにおける歯の欠落部分4eの位置を検知することができ、検知した歯の欠落部分4eの位置が
図5の位置から、逆方向に30.375回転させた位置を初期位置に設定する。
【0040】
なお、
図5の例では中間ギヤ4aに歯の欠落部分を設けたが、他の中間ギヤに歯の欠落部分を設けることもできる。すなわち、第2スプロケット6が回転しても他のギヤと噛み合わないような歯の欠落部分であれば、中間ギヤ4a以外の中間ギヤに設けることができる。ただし、部品実装時のテープの送り抵抗を低減する点からは、
図5の例のようにスプロケットギヤ6cと噛み合う中間ギヤ4aに歯の欠落部分を設けることが好ましい。中間ギヤ4aより第2モータ8側の中間ギヤに歯の欠落部分を設けると、少なくとも中間ギヤ4aが第2スプロケット6とともに従動回転するからである。
【0041】
また、この第2の形態においても、第2スプロケット6の初期位置を上述のように設定することは必須の条件ではない。テープ先端の部品がピックアップ位置Pに到達したときに歯の欠落部分4eがスプロケットギヤ6cと対向する位置に来ていなくても、第2スプロケット6の従動回転により、いずれ歯の欠落部分4eがスプロケットギヤ6cと対向する位置に来る。その後は、中間ギヤ4a及びこの中間ギヤ4aより第2モータ8側のギヤは回転しないので、テープの送り抵抗を低減することができる。無論、部品実装段階の初めからテープの送り抵抗を低減する点からは第2スプロケット6の初期位置を上述のとおりに設定することが好ましい。
【0042】
なお、以上の第1及び第2の形態において、第3スプロケット7は部品実装時に従動回転するが、第3スプロケット7については、第3モータ9との間にワンウェイクラッチを設けるなどしてテープの送り抵抗を低減することができるし、第3スプロケット7においても上述の第1又は第2の形態を適用してテープの送り抵抗を低減することもできる。
【0043】
次に、テープ先端の孔部をスプロケットにスムーズに噛み合せる方法について説明する。これは上述の第1及び第2の形態に共通する技術事項である。
【0044】
まず、テープ先端の孔部をスプロケットにスムーズに噛み合せるには、
図4に示しているようにテープT先端の孔部H1の中心位置においてテープの搬送方向と直交するように、テープTを切断しておくことが好ましい。これにより、先端の孔部H1がスムーズにスプロケットの歯に噛み合う。
【0045】
一方、
図6に示すようにテープTの先端と先端の孔部H1の中心位置がLだけずれていた場合、制御部10によってLの大きさを検知し、テープTのスプロケットへの受渡し時に、そのLの分だけオフセットして(遅らせて)スプロケットを回転させるようにする。Lの大きさは、
図1に示したテープ端検知センサ12によるテープ先端の検知位置情報と、第3スプロケット7を回転駆動する第3モータ9のエンコーダ値から求めることができる。すなわち、制御部10は、第3モータ9のエンコーダ値よりテープTの孔部H1を知ることができ、これとテープ端検知センサ12によるテープ先端の検知位置情報とを比較することでLの大きさを知ることができる。そして、テープTのスプロケット(第2スプロケット6又は第1スプロケット3)への受渡し時に、このLの分だけオフセットしてスプロケットを回転させるようすれば、テープ先端の孔部H1をスプロケットにスムーズに噛み合せることができる。
【0046】
また、例えば、第3スプロケット7から第2スプロケット6にテープを受け渡すときは、第3モータ9と第2モータ8とを交互に少しずつ動作させて、第3スプロケット7と第2スプロケット6の回転動作を擬似的に同期させることが好ましい。両者を同時に回転させて完全に同期させることは現実的には難しく、モータによる消費電力も増大するからである。例えば、通常のピッチ送りでは第2モータ8を1回転ずつ回転させるが、これを例えば1/20回転ずつ回転させ、第3モータ9もこれに見合う分だけ回転させるようにして、これらを交互に動作させる。なお、第2スプロケット6から第1スプロケットにテープを受け渡すときは、第2モータ8と第1モータ5を交互に少しずつ動作させて、第2スプロケット6と第1スプロケット3の回転動作を擬似的に同期させる。