特開 2024-149706 フィーダ入替システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024149706

(43)【公開日】2024-10-18

(54)【発明の名称】フィーダ入替システム

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/02 20060101AFI20241010BHJP

   H05K 13/00 20060101ALI20241010BHJP

【ＦＩ】

H05K13/02 Z

H05K13/00 Z

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024130204

(22)【出願日】2024-08-06

(62)【分割の表示】P 2023207296の分割

【原出願日】2013-02-04

(71)【出願人】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100098420

【弁理士】

【氏名又は名称】加古 宗男

(72)【発明者】

【氏名】水野 貴幸

(72)【発明者】

【氏名】川合 英俊

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 秀俊

(72)【発明者】

【氏名】田中 啓太

(57)【要約】

【課題】部品実装機の稼働中のフィーダ交換作業の自動化を可能とする。
【解決手段】部品実装機３５の部品吸着位置に部品を供給する複数のカセット式フィーダ１１を基板搬送方向に並べてセットする吸着作業エリア４１と、吸着作業エリア４１の使用済みのカセット式フィーダ１１と入れ替える次のカセット式フィーダ１１を収納すると共に前記使用済みのカセット式フィーダ１１を回収するフィーダストックエリア４３と、吸着作業エリア４１の使用済みのカセット式フィーダ１１とフィーダストックエリア４３に収納されたカセット式フィーダ１１を入れ替える入替ロボット４５とを備える。入替ロボット４５は、吸着作業エリア４１の使用済みのカセット式フィーダ１１とフィーダストックエリア４３に収納されたカセット式フィーダ１１を入れ替えるとき、カセット式フィーダ１１を１個ずつ移動させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

部品実装機の部品吸着位置に部品を供給する複数のフィーダを基板搬送方向に並べてセットする吸着作業エリアと、
前記吸着作業エリアの使用済みのフィーダと入れ替える次のフィーダを収納すると共に前記使用済みのフィーダを回収するフィーダストックエリアと、
前記吸着作業エリアの使用済みのフィーダと前記フィーダストックエリアに収納されたフィーダを入れ替える入替ロボットと、
を備え、
前記吸着作業エリアに収納されたフィーダと前記フィーダストックエリアに収納されたフィーダは、それぞれ前記基板搬送方向に並べてセットされ、
前記入替ロボットは、前記吸着作業エリアの使用済みのフィーダと前記フィーダストックエリアに収納されたフィーダを入れ替えるとき、フィーダを１個ずつ移動させる、フィーダ入替システム。

【請求項2】

部品実装機の部品吸着位置に部品を供給する複数のフィーダを基板搬送方向に並べてセットする吸着作業エリアと、
前記吸着作業エリアの使用済みのフィーダと入れ替える次のフィーダを前記基板搬送方向に並べて収納するフィーダストックエリアと、
前記フィーダストックエリアからフィーダを取り出して前記吸着作業エリアに補給するロボットと、
を備え、
前記フィーダストックエリアは１つであり、前記吸着作業エリアの正面側に配置され、 前記吸着作業エリアに収納されたフィーダと前記フィーダストックエリアに収納されたフィーダは、同じ高さにセットされる、フィーダ入替システム。

【請求項3】

前記フィーダはカセット式フィーダである、請求項１又は２に記載のフィーダ入替システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部品実装機の稼働中（生産中）のフィーダ交換作業の自動化を可能とするフィーダ入替システムに関する発明である。

【背景技術】

【0002】

従来の部品実装機は、特許文献１（特開２００９－２６６９９０号公報）に示すように、キャスタ付きの一括交換台車に多数のテープフィーダを搭載し、この一括交換台車によって部品実装機へのテープフィーダの着脱を一括して行うようにしたり、或は、特許文献２（特開２０１２－１６９６８５号公報）に示すように、部品実装機に設けたフィーダセット台に多数のテープフィーダを着脱可能にセットするようにしたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２６６９９０号公報

【特許文献2】特開２０１２－１６９６８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の部品実装機では、部品実装機の稼働中（生産中）に部品切れになったテープフィーダへの部品の補給や生産基板の変更等によるテープフィーダの交換は、作業者が手作業で行っていたため、人為的な作業ミスにより間違ったテープフィーダをセットして生産を停止させてしまう可能性があった。しかも、手作業によるテープフィーダの交換は、手間がかかるだけでなく、テープフィーダの交換時期が重なってしまった場合（ラッシュ時）には、人手が足りず、部品実装機を停止させてしまうことがあった。

【0005】

そこで、本発明の目的は、部品実装機の稼働中のフィーダ交換作業の自動化を可能とするフィーダ入替システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明は、部品実装機の部品吸着位置に部品を供給する複数のフィーダを基板搬送方向に並べてセットする吸着作業エリアと、
前記吸着作業エリアの使用済みのフィーダと入れ替える次のフィーダを収納すると共に前記使用済みのフィーダを回収するフィーダストックエリアと、
前記吸着作業エリアの使用済みのフィーダと前記フィーダストックエリアに収納されたフィーダを入れ替える入替ロボットと、
を備え、
前記吸着作業エリアに収納されたフィーダと前記フィーダストックエリアに収納されたフィーダは、それぞれ前記基板搬送方向に並べてセットされ、
前記入替ロボットは、前記吸着作業エリアの使用済みのフィーダと前記フィーダストックエリアに収納されたフィーダを入れ替えるとき、フィーダを１個ずつ移動させることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は本発明の実施例１の部品実装機のカセット式フィーダ入替システムを示す斜視図である。

【図2】図２はカセット式フィーダを示す斜視図である。

【図3】図３は本発明の実施例２の部品実装機のカセット式フィーダ入替システムを示す斜視図である。

【図4】図４は本発明の実施例３の部品実装機のカセット式フィーダ入替システムを示す斜視図である。

【図5】図５は本発明に関連する参考例としての実施例４の部品実装機のカセット式フィーダ入替システムを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明を実施するための形態を４つの実施例１～４を用いて説明する。

【実施例0009】

本発明の実施例１を図１及び図２に基づいて説明する。
まず、図２に基づいてカセット式フィーダ１１の構成を説明する。
カセット式フィーダ１１のカセットケース１２は、透明又は不透明のプラスチック板又は金属板等により形成され、その側面部（カバー）が開閉可能となっている。カセットケース１２内には、部品供給テープ１３が巻回されたテープリール１４を着脱可能（交換可能）に装填するテープ装填部１５が設けられている。テープ装填部１５の中心には、テープリール１４を回転可能に保持するリール保持軸１６が設けられている。

【0010】

カセットケース１２内には、テープリール１４から引き出した部品供給テープ１３を部品吸着位置へ送るテープ送り機構１８と、部品吸着位置の手前で部品供給テープ１３からトップフィルム２０を剥離して該部品供給テープ１３内の部品を露出させるトップフィルム剥離機構１９とが設けられている。部品吸着位置は、カセットケース１２の上面のテープ送り方向側の端部付近に位置している。カセットケース１２内には、テープリール１４から引き出した部品供給テープ１３を部品吸着位置へ案内するテープガイド２１が設けられている。

【0011】

テープ送り機構１８は、部品吸着位置の下方付近に設けられたスプロケット２２と、このスプロケット２２を回転駆動するモータ２３等から構成され、部品供給テープ１３の片方の側縁に所定ピッチで形成されたテープ送り穴にスプロケット２２の歯を噛み合わせて該スプロケット２２を回転させることで、部品供給テープ１３を部品吸着位置へピッチ送りするようになっている。

【0012】

トップフィルム剥離機構１９は、部品吸着位置の手前で部品供給テープ１３を押さえて該部品供給テープ１３の上面からトップフィルム２０を剥離するためのテープ押え２５と、該テープ押え２５で剥離したトップフィルム２０をテープ送り方向とは逆方向に引っ張ってカセットケース１２の上部に設けられたトップフィルム回収部２６内へ送り込むトップフィルム送りギア機構２７と、該トップフィルム送りギア機構２７を駆動するモータ２８等から構成されている。

【0013】

カセットケース１２のうちのテープ送り方向側の端縁部には、部品吸着位置を通過して部品が取り出された廃棄テープ１３ａ（本実施例１ではトップフィルム２０が剥離されたキャリアテープのみ）を下方に案内して排出する廃棄テープ排出通路３０が下方に延びるように設けられ、該廃棄テープ排出通路３０の出口３０ａがカセットケース１２のテープ送り方向側の端面の中央より下側の位置に設けられている。廃棄テープ排出通路３０の上部には、エアー導入口（図示せず）がカセットケース１２のうちのテープ送り方向側の端面に開口するように設けられ、該エアー導入口から該廃棄テープ排出通路３０内にエアーを導入して該廃棄テープ排出通路３０内に下向きのエアーの流れを生じさせるようになっている。

【0014】

カセットケース１２内には、テープ送り機構１８のモータ２３やトップフィルム剥離機構１９のモータ２８を制御する制御装置３２が設けられている。その他、図示はしないが、カセットケース１２には、後述するカセット式フィーダ入替システム３４側の通信・電源用のコネクタと接続される通信・電源用のコネクタが設けられている。

【0015】

また、カセットケース１２の所定位置には、フィーダ識別情報（以下「フィーダＩＤ」と表記する）を記録又は記憶した識別情報記録部（図示せず）が設けられている。この識別情報記録部としては、例えばフィーダＩＤをバーコード、二次元コード等で記録したコードラベルを用いても良いし、フィーダＩＤのデータを記憶した電子タグ（ＲＦタグ、ＩＣタグ、電波タグ、無線タグとも呼ばれる）を用いても良い。

【0016】

次に、上記構成のカセット式フィーダ１１を用いたカセット式フィーダ入替システム３４（マルチフィーダユニット）の構成を図１に基づいて説明する。部品実装機３５は、ベース台３６上に搭載されている。部品実装機３５には、回路基板を搬送する２本のコンベア３７と、カセット式フィーダ１１から供給される部品を吸着して回路基板に実装する吸着ノズル（図示せず）を保持する装着ヘッド３８と、装着ヘッド３８をＸＹ方向（左右前後方向）に移動させるＸＹ移動機構３９と、吸着ノズルに吸着した部品を撮像する撮像装置（図示せず）等が設けられている。

【0017】

カセット式フィーダ入替システム３４は、部品実装機３５の前方（コンベア３７の搬送方向と直交する方向）に着脱可能に設置されている。カセット式フィーダ入替システム３４には、吸着作業エリア４１と入替エリア４２とフィーダストックエリア４３が上下３段に設けられている。最上段に位置する吸着作業エリア４１は、部品実装機３５の部品吸着位置に部品を供給する複数のカセット式フィーダ１１を並べてセットするエリアである。この吸着作業エリア４１には、カセット式フィーダ１１を位置決めする位置決めピン等の位置決め機構（図示せず）と、ばね機構等によりカセット式フィーダ１１を保持する保持機構（図示せず）が設けられている。更に、吸着作業エリア４１には、カセット式フィーダ１１側の通信・電源用のコネクタ（図示せず）と接続される通信・電源用のコネクタ（図示せず）が設けられ、双方のコネクタの接続によりカセットケース１２内の制御装置３２と部品実装機３５の制御装置との間で制御信号等を送受信すると共に、カセットケース１２内の制御装置３２等に通電されるようになっている。

【0018】

最下段に位置するフィーダストックエリア４３は、吸着作業エリア４１の使用済みのカセット式フィーダ１１と入れ替える次のカセット式フィーダ１１を収納すると共に使用済みのカセット式フィーダ１１を回収するエリアである。このフィーダストックエリア４３には、カセット式フィーダ１１を１個ずつセットするスロットが該フィーダストックエリア４３に収容可能なフィーダ数分だけ形成されていると共に、各スロットにセットしたカセット式フィーダ１１の識別情報記録部からフィーダＩＤを読み取る識別情報読取り部（図示せず）が設けられ、該識別情報読取り部で読み取ったフィーダＩＤをカセット式フィーダ入替システム３４の制御装置（制御手段）に送信して、各スロットにセットしたカセット式フィーダ１１の部品種等を自動認識するようになっている。

【0019】

中段に位置する入替エリア４２は、吸着作業エリア４１とフィーダストックエリア４３との間でカセット式フィーダ１１を入れ替える際に吸着作業エリア４１とフィーダストックエリア４３の空きスロット（空きスペース）に合わせてカセット式フィーダ１１を左右方向（Ｘ方向）に移動させるためのエリアである。

【0020】

カセット式フィーダ入替システム３４の前方には、入替ロボット４５が設けられている。この入替ロボット４５は、カセット式フィーダ１１をクランプするクランプ機構４６と、該クランプ機構４６を吸着作業エリア４１とフィーダストックエリア４３との間で昇降させる昇降機構４７と、該クランプ機構４６を入替エリア４２でカセット式フィーダ１１の配列方向に移動させる水平移動機構４８とから構成されている。図１には、入替ロボット４５が１台しか記載されていないが、２台の入替ロボット４５を設けた構成としても良い。以下の説明では、２台の入替ロボット４５で運用する例を説明する。

【0021】

次に、上記構成のカセット式フィーダ入替システム３４の動作を説明する。
生産中（部品実装機３５の稼働中）は、カセット式フィーダ入替システム３４の最上段の吸着作業エリア４１に生産に必要な数のカセット式フィーダ１１がセットされ、且つ、最下段のフィーダストックエリア４３に吸着作業エリア４１の部品切れ（使用済み）のカセット式フィーダ１１と入れ替える次のカセット式フィーダ１１が収納されている。

【0022】

生産中に吸着作業エリア４１のいずれかのカセット式フィーダ１１が部品切れになると、一方の入替ロボット４５のクランプ機構４６を昇降機構４７によって吸着作業エリア４１の位置まで上昇させた後、該クランプ機構４６を水平移動機構４８によってＸ方向（カセット式フィーダ１１の配列方向）に移動させて、該クランプ機構４６の位置を部品切れのカセット式フィーダ１１の位置に合わせて、該部品切れのカセット式フィーダ１１をクランプして吸着作業エリア４１の保持機構から取り外す。この後、該クランプ機構４６を中段の入替エリア４２まで下降させることで、該クランプ機構４６にクランプした該部品切れのカセット式フィーダ１１を中段の入替エリア４２まで下降させた後、該クランプ機構４６を水平移動機構４８によってＸ方向に移動させて、該部品切れのカセット式フィーダ１１のＸ方向の位置を最下段のフィーダストックエリア４３の空きスロットの位置に合わせた後、該部品切れのカセット式フィーダ１１を下降させてフィーダストックエリア４３の空きスロットに回収する。尚、フィーダストックエリア４３に空きスロットが無い場合は、該部品切れのカセット式フィーダ１１を入替エリア４２で待機させる。そして、フィーダストックエリア４３内の部品切れのカセット式フィーダ１１が手動又は自動で排出されることにより、待機が解除される。

【0023】

以上のようにして最上段の吸着作業エリア４１から部品切れのカセット式フィーダ１１を取り出して最下段のフィーダストックエリア４３に回収する動作と同時に又は相前後して、他方の入替ロボット４５のクランプ機構４６を昇降機構４７によって最下段のフィーダストックエリア４３の位置まで下降させた後、該クランプ機構４６を水平移動機構４８によってＸ方向に移動させて、該クランプ機構４６を部品切れのカセット式フィーダ１１と入れ替える次のカセット式フィーダ１１の位置に合わせて、該次のカセット式フィーダ１１をクランプする。この後、該クランプ機構４６を中段の入替エリア４２まで上昇させることで、該クランプ機構４６にクランプした次のカセット式フィーダ１１を中段の入替エリア４２まで上昇させた後、該クランプ機構４６を水平移動機構４８によってＸ方向に移動させて、該次のカセット式フィーダ１１のＸ方向の位置を最上段の吸着作業エリア４１の部品切れのカセット式フィーダ１１が取り出されたスロットの位置に合わせた後、該次のカセット式フィーダ１１を上昇させて吸着作業エリア４１のスロットにセットする。このセット時に、該次のカセット式フィーダ１１が位置決め機構により位置決めされて、保持機構により保持される。

【0024】

尚、生産開始前に吸着作業エリア４１にカセット式フィーダ１１をセットする作業は、作業者が手作業で行っても良いし、入替ロボット４５によってフィーダストックエリア４３から吸着作業エリア４１にカセット式フィーダ１１を載せ替えるようにしても良い。

【0025】

以上説明した本実施例１では、生産中に吸着作業エリア４１とフィーダストックエリア４３との間で入替ロボット４５によってカセット式フィーダ１１を自由に入れ替えることができ、カセット式フィーダ１１の交換作業を自動化することができる。

【0026】

更に、吸着作業エリア４１とフィーダストックエリア４３との間に入替エリア４２を設けて、吸着作業エリア４１とフィーダストックエリア４３との間でカセット式フィーダ１１を入れ替える際に吸着作業エリア４１とフィーダストックエリア４３の空きスロットに合わせてカセット式フィーダ１１をＸ方向に移動させたり、カセット式フィーダ１１を入れる方のエリアに空きスロットが無い場合には、当該空きスロットが出来るまで当該カセット式フィーダ１１を入替エリア４２で待機させるようにしたので、吸着作業エリア４１とフィーダストックエリア４３との間のカセット式フィーダ１１の入れ替えをスムーズに行うことができる。

【0027】

また、本実施例１では、カセット式フィーダ１１に、フィーダＩＤを記録又は記憶した識別情報記録部を設けると共に、フィーダストックエリア４３に、該フィーダストックエリア４３に収納したカセット式フィーダ１１の識別情報記録部からフィーダＩＤを読み取る識別情報読取り部を設け、カセット式フィーダ入替システム３４の制御装置は、フィーダストックエリア４３の識別情報読取り部から送信されてくるフィーダＩＤに基づいてカセット式フィーダ１１を識別するようにしたので、フィーダストックエリア４３にカセット式フィーダ１１を収納する場合に、任意の空きスロットに自由に収納することが可能となり、フィーダストックエリア４３へのカセット式フィーダ１１の収納を容易に行うことができる。

【0028】

尚、本発明は、１台の入替ロボット４５のみで吸着作業エリア４１とフィーダストックエリア４３との間のカセット式フィーダ１１の入れ替えを行うようにしても良く、この場合は、吸着作業エリア４１とフィーダストックエリア４３との間でカセット式フィーダ１１を入れ替える際に、入れる方のエリアに空きスロットを設けるように運用すれば良い。

【0029】

また、本発明は、図１に示すように、ベース台３６上に部品実装機３５を１台のみ搭載する構成に限定されず、ベース台３６上に複数台の部品実装機３５を並べて搭載するようにしても良い。複数台の部品実装機３５に対してカセット式フィーダ入替システム３４を設ける場合は、各部品実装機３５にそれぞれカセット式フィーダ入替システム３４を１台ずつ設けても良いし、２台以上の部品実装機３５に対して１台のカセット式フィーダ入替システム３４でカセット式フィーダ１１の入れ替えを行うようにしても良い。

【実施例0030】

次に、図３を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、上記実施例１と実質的に同一の部分については同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として上記実施例１と異なる部分について説明する。

【0031】

本実施例２では、フィーダストックエリア４３へのカセット式フィーダ１１の補給を自動化した構成としている。具体的には、ベース台３６の内部に、フィーダストックエリア４３に補給するカセット式フィーダ１１の搬入及び使用済み（部品切れ）のカセット式フィーダ１１の搬出を行うフィーダ搬送用のコンベア５１を設けると共に、フィーダ搬送用のコンベア５１とフィーダストックエリア４３との間でカセット式フィーダ１１を載せ替える載替ロボット５２を設けたところに特徴がある。

【0032】

フィーダ搬送用のコンベア５１は、回路基板搬送用のコンベア３７の搬送方向と同じ方向（Ｘ方向）にカセット式フィーダ１１を横倒し状態で搬送するように設けられている。このフィーダ搬送用のコンベア５１には、搬入したカセット式フィーダ１１をフィーダストックエリア４３の後方位置で停止させるためのストッパ５３が昇降可能に設けられている。

【0033】

載替ロボット５２は、カセット式フィーダ１１をクランプするクランプ機構５４と、該クランプ機構５４を水平軸の回りを回転させる回転機構５５と、該クランプ機構５４を上下方向及びＸＹ方向（水平方向）に移動させる移動機構５６とから構成されている。

【0034】

以上のように構成した本実施例２では、フィーダ搬送用のコンベア５１と載替ロボット５２を使用して、フィーダ搬送用のコンベア５１とフィーダストックエリア４３との間でカセット式フィーダ１１を次のようにして載せ替える。

【0035】

フィーダストックエリア４３に補給するカセット式フィーダ１１をコンベア５１に載せて搬入する場合は、ストッパ５３を上方に突出させて該カセット式フィーダ１１をフィーダストックエリア４３の後方位置で停止させる。この後、載替ロボット５２を動作させて、クランプ機構５４でフィーダ搬送用のコンベア５１上の横倒し状態のカセット式フィーダ１１をクランプして、移動機構５６によりクランプ機構５４を上昇させて該カセット式フィーダ１１をフィーダ搬送用のコンベア５１から持ち上げて該カセット式フィーダ１１の回転スペースを確保する。この後、回転機構５５によりクランプ機構５４を９０°回転させて該カセット式フィーダ１１を９０°回転させて立てた状態にした後、移動機構５６によりクランプ機構５４をフィーダ搬送用のコンベア５１と平行な方向（Ｘ方向）に移動させて、該カセット式フィーダ１１をフィーダストックエリア４３の空きスロットの位置に合わせて、該カセット式フィーダ１１をフィーダストックエリア４３の空きスロットに収納する。

【0036】

一方、フィーダストックエリア４３から使用済み（部品切れ）のカセット式フィーダ１１を取り出して搬出する場合は、ストッパ５３を下方に引っ込めた状態にすると共に、フィーダストックエリア４３の使用済みのカセット式フィーダ１１をクランプ機構５４でクランプして引き出して、回転機構５５によりクランプ機構５４を９０°回転させて該カセット式フィーダ１１を立てた状態から横倒し状態にしてフィーダ搬送用のコンベア５１上に載せて搬出する。

【0037】

以上説明した本実施例２では、フィーダストックエリア４３に補給するカセット式フィーダ１１の搬入及び使用済みのカセット式フィーダ１１の搬出を行うフィーダ搬送用のコンベア５１を設けると共に、フィーダ搬送用のコンベア５１とフィーダストックエリア４３との間でカセット式フィーダ１１を載せ替える載替ロボット５２を設けた構成としたので、フィーダストックエリア４３へのカセット式フィーダ１１の補給も自動化することができる。

【0038】

尚、本実施例２では、１本のフィーダ搬送用のコンベア５１で、フィーダストックエリア４３に補給するカセット式フィーダ１１の搬入及び使用済みのカセット式フィーダ１１の搬出を行うようにしたが、カセット式フィーダ１１の搬入専用のコンベアと、使用済みのカセット式フィーダ１１の搬出専用のコンベアとを別々に設けるようにしても良い。