(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記制御部は、前記テープを前記テープ駆動部によって前方に送出させ、前記第1センサーによって前記テープが検出されなくなると、前記テープ駆動部を停止させた後、前記テープ排出部によって前記空テープを排出させる請求項3に記載の部品実装機。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記の電子部品実装装置は、ガイド部から下方に排出された空テープを切断することはできても、切断した空テープを排出するものではない。テープフィーダーのスプロケットによっても空テープをある程度は排出できるものの、空テープの後端がスプロケットを通過した後は空テープを排出することができず、ガイド部内に空テープが残留し、残留した空テープによってさらなる空テープの詰まりや絡まりが発生した場合には空テープを排出することができなくなる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本明細書によって開示される部品実装機は、部品が収容された複数の部品テープを前方に送出するテープ駆動部と、吸着ノズルによる吸着により前記部品がなくなった空テープを下方に案内するテープ案内部と、前記テープ案内部の下方に設けられ、前記部品テープの中の前記部品がなしと判断されたら、前記空テープを切断するテープ切断部と、前記テープ切断部の下方に設けられ、切断された前記空テープの一部を下方に排出するテープ排出部と、を備えた構成とした。
【0006】
このような構成によると、テープ駆動部によって空テープをテープ案内部に送出し、テープ案内部によって空テープを下方に案内し、部品テープの中の部品がなしと判断されたら、テープ案内部から下方に飛び出した空テープをテープ切断部によって切断し、テープ排出部によって切断された空テープの一部を排出する。これにより、テープ案内部の内部で残留した空テープの詰まりや絡まりが発生することを回避できる。
【0007】
本明細書によって開示される部品実装機は、以下の構成としてもよい。
前記部品テープの中のテープの有無を検出する第1センサーと、前記第1センサーによって前記テープが検出されなくなると、前記テープ排出部によって前記空テープを下方に排出させる制御部と、を備えた構成としてもよい。
このような構成によると、テープがなくなったことを第1センサーによって検出できるため、この検出結果に基づいて空テープの排出を行うことができる。
【0008】
前記第1センサーの後方に設けられ、前記テープの終端を検出する第2センサーを備え、前記制御部は、前記第2センサーによって複数の前記テープのうちいずれか一つが検出されなくなると、前記テープ切断部により複数の前記空テープを一括して切断し、排出する前記空テープのみを前記テープ駆動部によって前方に送出させた後、前記テープ排出部によって排出させる構成としてもよい。
このような構成によると、複数の空テープが混在していた場合、特定の空テープのみを排出することは困難になるところ、これから排出する空テープのみをテープ駆動部によって前方に送出させておけば、テープ排出部によって排出することができる。
【0009】
前記制御部は、前記テープを前記テープ駆動部によって前方に送出させ、前記第1センサーによって前記テープが検出されなくなると、前記テープ駆動部を停止させた後、前記テープ排出部によって前記空テープを排出させる構成としてもよい。
このような構成によると、第1センサーによるテープの検出信号に基づいて空テープを排出させることができる。
【発明の効果】
【0010】
本明細書によって開示される技術によれば、テープ案内部の内部で空テープの詰まりや絡まりが発生することを回避できる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
<実施形態>
実施形態を
図1から
図14の図面を参照しながら説明する。
【0013】
本実施形態は、プリント基板P上に部品Eを実装して実装基板を生産する部品実装機10を例示している。部品Eは、例えばチップ部品やパッケージ部品などの電子部品とされている。
【0014】
部品実装機10は、
図1に示すように、基台11と、基台11上に配置される一対の搬送コンベア15と、プリント基板P上に部品Eを実装するための部品実装装置20と、部品実装装置20に部品Eを供給するための複数の部品供給装置13とを備えて構成されている。なお、以下の説明において、左右方向とは、
図1における左右方向を基準とし、前後方向とは、
図1における上下方向を基準として図示手前側を前側とする。また、上下方向とは、
図2における上下方向を基準として説明する。
【0015】
基台11は、
図1に示すように、前後方向に長い平面視略矩形状をなしており、基台11上にプリント基板P用の搬送コンベア15が前後方向に一対並んで設置されている。プリント基板Pの下方には、プリント基板P上に部品Eを実装する際に、プリント基板Pをバックアップするための図示しないバックアップ装置等が設けられている。
【0016】
一対の搬送コンベア15は、
図1に示すように、基台11の前後方向の略中央部に配されており、プリント基板Pを右側である上流側から左側である下流側に搬送する。一対の搬送コンベア15には、プリント基板Pがその両側縁部を支持された形でセットされる。
【0017】
一対の搬送コンベア15に支持されたプリント基板Pは、搬送コンベア15によって基台11の右側(上流側)から基台11の左右方向略中央部に搬入され、部品Eの実装作業がされた後、搬送コンベア15によって基台11の左側(下流側)に搬出されるようになっている。
【0018】
複数の部品供給装置13は、
図1および
図2に示すように、基台11の前後方向両端部に一対配されている。各部品供給装置13は、台車14によって支持されている。各部品供給装置13はフィーダー型とされ、各部品供給装置13には、複数のフィーダー16が左右方向に整列した状態で取り付けられている。各フィーダー16は、複数の部品Eが収容された部品テープ21をリールから引き出す前側スプロケット163などを有しており、フィーダー16の前端部で部品Eが一つずつ供給されるようになっている。
【0019】
部品実装装置20は、
図1および
図2に示すように、ヘッド駆動装置40と、ヘッド駆動装置40に設けられたヘッドユニット30とを備えて構成されている。
【0020】
ヘッド駆動装置40は、基台11上において各ヘッドユニット30を前後左右に移動させるものである。ヘッド駆動装置40は、
図1および
図2に示すように、基台11の左右方向両側に配置された一対のY方向フレーム41と、一対のY方向フレーム41に支持されたX方向フレーム43とを備えて構成されており、X方向フレーム43にヘッドユニット30が取り付けられている。一対のY方向フレーム41は、前後方向に延びた形態をなしている。
【0021】
各Y方向フレーム41には、X方向フレーム43が前後方向に移動可能に取り付けられたY方向主軸42と、Y方向フレーム41とX方向フレーム43とに亘って設けられたY軸リニアモーター51とがそれぞれ取り付けられている。Y方向主軸42は、スライダと、スライダが前後方向に移動可能に取り付けられるY方向ガイドレールとを備えて構成され、Y軸リニアモーター51が通電制御されることで、スライダに固定されたX方向フレーム43がY方向ガイドレールを前後方向に移動するようになっている。
【0022】
また、X方向フレーム43の前後方向の移動範囲は、基台11における前側の部品供給装置13上から後側の部品供給装置13上までの範囲とされている。これにより、X方向フレーム43に取り付けられたヘッドユニット30が基台11の前後方向略中央部に配置されたプリント基板P上を移動可能とされている。
【0023】
一方、X方向フレーム43は、一方のY方向フレーム41から他方のY方向フレーム41に向かって左右方向に延びる両持ち状をなしており、X方向フレーム43には、X方向フレーム43に沿って設けられたX方向ガイドレール44と、図示しないボールナットがボールねじに螺合されてなるX方向主軸45と、X方向主軸45の端部に設けられたX軸サーボモーター52とが取り付けられている。
【0024】
X方向ガイドレール44には、ヘッドユニット30が左右方向に移動可能に取り付けられており、ボールねじに沿ってボールナットが進退し、ボールナットに固定されたヘッドユニット30がX方向ガイドレール44を左右方向に移動するようになっている。
【0025】
また、ヘッドユニット30は、一方のX方向フレーム43のY方向主軸42側の端部から他方のX方向フレーム43のY方向主軸42側の端部まで移動可能とされている。つまり、ヘッドユニット30は、プリント基板P上をX方向およびY方向に自在に移動可能とされている。
【0026】
ヘッドユニット30は、部品供給装置13から供給される部品Eを取り出してプリント基板P上に実装するものであって、
図2に示すように、箱形状をなすヘッドユニット本体31と、ヘッドユニット本体31から下方に突出した複数の実装ヘッド32とを有している。
【0027】
複数の実装ヘッド32は、詳細には図示しないものの、ヘッドユニット本体31の下端部から下方に突出した形態で左右方向に4つ並んで配されており、各実装ヘッド32は、上下方向に延びるノズルシャフトと、ノズルシャフトの下端部に着脱可能に取り付けられた略円筒状の吸着ノズル33とを有している。
【0028】
吸着ノズル33には、ノズルシャフトが上方から内部に嵌合可能とされており、吸着ノズル33内にノズルシャフトが嵌合されると、ノズルシャフトに設けられた図示しない弾性保持片と吸着ノズル33に設けられた図示しない保持突起とが係止することで、吸着ノズル33がノズルシャフトに保持されるようになっている。
【0029】
そして、ノズルシャフトに保持された吸着ノズル33には、ノズルシャフトを通じてエア供給装置から正圧および負圧が供給される。吸着ノズル33に負圧が供給されると、吸着ノズル33の下端部に部品Eを吸着保持することができ、吸着ノズル33に正圧が供給されると、吸着ノズル33から部品Eを解放することができるようになっている。
【0030】
また、各実装ヘッド32は、ヘッドユニット本体31においてノズルシャフト毎に設けられたZ軸サーボモーター53の駆動によって上下方向に昇降可能とされると共に、ヘッドユニット30に設けられたR軸サーボモーター54によって軸周りの回転動作が可能とされている。これにより、ヘッドユニット30は、部品供給装置13から供給される部品Eを吸着ノズル33によって吸着保持し、部品Eをプリント基板Pの実装位置に適切に配置することができるようになっている。
【0031】
図1、
図2においては図示しないものの、ヘッドユニット30には、基板認識カメラ46が設けられている。この基板認識カメラ46は、ヘッドユニット30を移動させることで、プリント基板Pの一対のフィデューシャルマークなど、基台11上の任意の位置の画像を撮像することができるようになっている。また、基台11上における部品供給装置13の近傍には、部品認識カメラ17が複数設けられており、各部品認識カメラ17は、吸着ノズル33が部品供給装置13において保持した部品Eの画像を撮像することができるようになっている。
【0032】
本実施形態のフィーダー16は、ローディングを自動で行うオートローディングフィーダー(以下、「ALF」という場合がある)とされている。フィーダー16は、
図3に示すように、前後方向(図示左右方向)に長い形状をなす本体部161と、本体部161の前側部分に設けられた前側送出部162と、本体部161の後側部分に設けられた後側送出部164と、本体部161内に設けられた第1センサー165と、第1センサー165の後方に設けられた第2センサー166と、第2センサー166の後方に設けられた第3センサー167と、ALF制御部118と、本体部161の後端側に着脱可能に配されるクランプ部材170とを備えている。本体部161は、例えばアルミダイキャスト製とされる。
【0033】
フィーダー16には、複数の部品Eが一定のピッチでテープ23に保持された部品テープ21が装着されている。リールから引き回された部品テープ21が駆動軸モーター55によって前方に送られ、テープ23に保持された複数の部品Eが順次供給される。テープ23は、吸着ノズル33による吸着により部品Eがなくなったら、空テープ22となる。また、プリセットされた交換用の部品テープ21は、生産中の部品テープ21が部品切れと判断された場合に、ローディング軸モーター56によってローディングされる。部品切れか否かの判断は、後述するように第2センサー166からの検出信号に基づいて行う。駆動軸モーター55とローディング軸モーター56は、ALF制御部118からの信号に基づいて動作が制御されている。
【0034】
フィーダー16の前側送出部162は、駆動軸モーター55と、一対の前側スプロケット163と、駆動軸モーター55および一対の前側スプロケット163を互いに連結して回動させる一対のタイミングベルト168とから構成される。タイミングベルト168は、駆動軸モーター55の動力を伝達して前側スプロケット163を回転させる。前側スプロケット163の外周には、部品テープ21の係合孔に係合される歯163Aが等間隔で形成されている。前側送出部162は、前側スプロケット163の歯163Aが部品テープ21の係合孔に係合した状態で前側スプロケット163を回転させることで、部品テープ21を前方に送出する。
【0035】
フィーダー16の後側送出部164は、ローディング軸モーター56と、本体部161の後端上部に配された後側スプロケット169と、ローディング軸モーター56と後側スプロケット169を互いに連結して回動させるタイミングベルト168とから構成される。タイミングベルト168は、ローディング軸モーター56の動力を伝達して後側スプロケット169を回転させる。後側スプロケット169の外周には、部品テープ21の係合孔に係合される歯169Aが等間隔で形成されている。
【0036】
各フィーダー16では、リールから引き回された部品テープ21が本体部161の後端部から図示しないテープ通路に入り、本体部161の前側においてテープ通路から抜け、本体部161の上面に露出するようになっている。ALFでは先行する部品テープ21によって生産を行いながら、後続の部品テープ21を後側スプロケット169にセットすることができる。後続の部品テープ21がセットされたか否かは、第3センサー167によって検出することができる。
【0037】
先行する部品テープ21の終端が第2センサー166を通過して、部品テープ21のテープ22が検出されなくなると、その検出信号を取り込んだALF制御部118は、ローディング軸モーター56を駆動し、後側スプロケット169を回転させる。以上のようにして、フィーダー16の取り外し等を行うことなく、先行する部品テープ21から後続の部品テープ21に移行される。つまり、後続の部品テープ21のローディングを自動で行うことができる。
【0038】
次に、部品実装機10の電気的構成について、
図14を参照しながら説明する。部品実装機10は、制御部110によって全体が制御統括されており、制御部110は、CPUなどにより構成される演算処理部111を備えている。演算処理部111には、表示ユニット119、実装プログラム記憶手段112、搬送系データ記憶手段120、設備固有データ記憶手段121、モーター制御部113、外部入出力部114、画像処理部115、サーバ通信手段116、フィーダー通信制御部117、などが接続されている。
【0039】
実装プログラム記憶手段112には、部品Eなどを実装するための実装プログラム、各種データなどが記憶されている。各種データには、生産が予定されているプリント基板Pの生産枚数や品種に関する基板情報、部品供給装置13に収容された部品Eの数や種類に関する情報などが含まれている。
【0040】
モーター制御部113は、実装プログラム記憶手段112に記憶されている実装プログラムに基づいて、Y軸リニアモーター51、X軸サーボモーター52、Z軸サーボモーター53、R軸サーボモーター54、搬送コンベア15などを制御し、部品Eを実装する。
【0041】
外部入出力部114は、いわゆるインターフェースであって、フィーダー16において部品テープ21のテープ22の終端を検出することでテープ22の有無を検出する第1センサー165、第2センサー166、第3センサー167などのセンサー類から出力される検出信号が取り込まれる。また、外部入出力部114には、ストッパ等122、後述するテープ切断部60、後述するテープ排出部70などが接続されており、これらの動作を制御する制御信号の入出力が行われる。
【0042】
画像処理部115は、基板認識カメラ46や部品認識カメラ17から出力される画像信号が取り込まれるようになっており、取り込んだ画像信号に基づいて画像を生成する。
【0043】
フィーダー通信制御部117は、部品供給装置13に取り付けられた各フィーダー16のALF制御部118と電気的に接続されることで、各フィーダー16を統括して制御するものである。ALF制御部118は、駆動軸モーター55とローディング軸モーター56とが接続されており、これらの動作を制御するものである。
【0044】
さて、部品Eが実装ヘッド32の吸着ノズル33によって吸着されると、部品テープ21は部品Eがなくなった空テープ22だけの状態となる。この空テープ22は、フィーダー16の前端から前方に送出されてテープ案内部80内に導入される。テープ案内部80は、
図4に示すように、下方に向かうほど緩やかに後方に向かう傾斜面81と、空テープ22を内部に進入させる入口82と、空テープ22を外部に排出させる出口83とを有している。入口82はテープ案内部80の上端部において後方に開口する形態をなし、出口83はテープ案内部80の下端部において下方に開口する形態をなしている。
【0045】
テープ案内部80の下方には、テープ切断部60が設けられている。テープ切断部60は、テープカッター61と、テープカッター61を前後方向に移動可能なエアシリンダー62と、前方に飛び出したテープカッター61との間で空テープ22を切断する固定刃63とを備えて構成されている。エアシリンダー62にエアが供給されると、テープカッター61が前方に飛び出し、テープカッター61と固定刃63の間で空テープ22が切断される。
【0046】
テープ切断部60の下方には、空テープ22を下方に送り出すテープ排出部70が設けられている。テープ排出部70は、巻き取りローラー71と、巻き取りローラー71を前後方向に移動可能なエアシリンダー72と、前方に飛び出した巻き取りローラー71との間で空テープ22を挟む固定ローラー73とを備えて構成されている。固定ローラー73は、
図2に示すように、ベルト76を介してモーター75に接続されており、モーター75によって回動するものとされている。したがって、エアシリンダー72にエアが供給されると、巻き取りローラー71が前方に飛び出して固定ローラー73に接触し、固定ローラー73の回動に伴って従動する。巻き取りローラー71と固定ローラー73の間に空テープ22を挟んだ状態で固定ローラー73が回動することにより、空テープ22が下方に送り出され、テープ収容箱74内に収容される。
【0047】
次に、空テープ22の排出手順について
図13のフローチャートを参照しながら説明する。制御部110によって部品テープ21の部品Eがないと判断されると(ステップS1)、テープカッター61によって空テープ22をカットさせる(ステップS2)。次にフィーダー16の前側スプロケット163によって空テープ22を前方に送出させ、空テープ22の排出を開始させる(ステップS3)。空テープ22の終端が第1センサー165を通過すると、第1センサー165によって空テープ22が検出されなくなり、前側スプロケット163による空テープ22の排出が完了したものとして(ステップS4)、前側スプロケット163を停止させる。このとき、空テープ22の先端は巻き取りローラー71を通過しており、
図6に示すように、巻き取りローラー71を閉じると、空テープ22が巻き取りローラー71と固定ローラー73に挟まれた状態となる(ステップS5)。そして、固定ローラー73をモーターで回転させ、空テープ22を下方へと送出させ、所定の距離だけ巻き取りを行わせると(ステップS6)、空テープ22の終端が巻き取りローラー71を通過する。その後、
図7に示すように、空テープ22が落下してテープ収容箱74内に収容されることで空テープ22の排出を完了させる(ステップS7)。
【0048】
空テープ22の厚みや形状は、収容される部品Eの厚みや形状によって決定される。このため、
図8に示すように、異なる厚みの空テープ22が複数ある場合には、厚みの大きい空テープ22については巻き取ることができても、厚みの小さい空テープ22については巻き取ることができないことが想定される。そこで、本実施形態では、
図9に示すように、異なる厚みの複数の空テープ22をテープカッター61によって一括して切断し、
図10に示すように、これから排出しようとする空テープ22のみを前側スプロケット163によって送り出す。そして、空テープ22の先端が巻き取りローラー71を通過し、空テープ22の終端が第1センサー165を通過した後、
図11に示すように、前側スプロケット163による送出を停止するとともに巻き取りローラー71によって空テープ22の巻き取りを開始する。空テープ22の終端が巻き取りローラー71を通過すると、
図12に示すように、空テープ22が自重によって落下し、テープ収容箱74内に収容される。このようにすれば、所望の空テープ22のみを排出することができる。
【0049】
以上のように本実施形態では、テープ駆動部(駆動軸モーター55、前側スプロケット163等)によって空テープ22をテープ案内部80に送出し、テープ案内部80によって空テープ22を下方に案内し、部品テープ21の中の部品Eがなしと判断されたら、テープ案内部80から下方に飛び出した空テープ22をテープ切断部60によって切断し、テープ排出部70によって切断されたテープ22の一部を排出する。これにより、テープ案内部80の内部で残留した空テープ22の詰まりや絡まりが発生することを回避できる。
【0050】
部品テープ21の中のテープ23の有無を検出する第1センサー165と、第1センサー165によってテープ23が検出されなくなると、テープ排出部70によってテープ23を下方に排出させる制御部110と、を備えた構成としてもよい。
このような構成によると、テープ23がなくなったことを第1センサー165によって検出できるため、この検出結果に基づいて空テープ22の排出を行うことができる。
【0051】
第1センサー165の後方に設けられ、テープ23の終端を検出する第2センサー166を備え、制御部110は、第2センサー166によって複数のテープ23のうちいずれか一つが検出されなくなると、テープ切断部60により複数の空テープ22を一括して切断し、排出する空テープ22のみをテープ駆動部によって前方に送出させた後、テープ排出部70によって排出させる構成としてもよい。
このような構成によると、複数の空テープ22が混在していた場合、特定の空テープ22のみを排出することは困難になるところ、これから排出する空テープ22のみをテープ駆動部によって前方に送出させておけば、テープ排出部70によって排出することができる。
【0052】
制御部110は、テープ23をテープ駆動部によって前方に送出させ、第1センサー165によってテープ23が検出されなくなると、テープ駆動部を停止させた後、テープ排出部70によって空テープ22を排出させる構成としてもよい。
このような構成によると、第1センサー165によるテープ23の検出信号に基づいて空テープ22を排出させることができる。
【0053】
<他の実施形態>
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
(1)上記実施形態では第1センサー165によってテープ23の有無を検出しているものの、予め部品テープ21の長さがわかっている場合には、部品テープ21を送出した距離によってテープ23の有無を判断してもよい。
【0054】
(2)上記実施形態では第2センサー166によってテープ23の終端が検出されなくなると複数の空テープ22を一括して切断しているものの、第1センサー165によってテープ23の終端が検出されなくなると複数の空テープ22を一括して切断するようにしてもよい。
【0055】
(3)上記実施形態では前側スプロケット163を停止させた後に巻き取りローラー71による空テープ22の排出を開始しているものの、前側スプロケット163を停止させる前に巻き取りローラー71による空テープ22の排出を開始してもよい。
【0056】
(4)上記実施形態ではテープ切断部60とテープ排出部70がいずれも部品供給装置13に設けられているものの、テープ切断部とテープ排出部をいずれも台車14に設けてもよい。また、テープ切断部とテープ排出部のうちいずれか一方を部品供給装置13に設け、他方を台車14に設けてもよい。