JP2005166948A - 部品供給装置及び表面実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】 サイズの異なる複数種類のトレイに対して部品供給装置本体を共通化することができ、製作性を向上するとともに、段取り替え等の作業を簡略化することができる部品供給装置を提供する。
【解決手段】 部品供給装置本体に設けたトレイストック部にトレイを段積み状態で保管し、このトレイストック部から取り出したトレイを所定の部品供出用位置に搬送して、トレイ上の部品を供出可能とした部品供給装置において、トレイストック部のスペースに対応するサイズよりも小さいサイズの小形トレイ４１を着脱可能に保持するアダプタープレート４２を備える。このアダプタープレート４２は、小形トレイ４１を収容するトレイ収容部４３を有し、かつ、外形がトレイストック部のスペースに対応するサイズに形成されており、このアダプタープレート４３に小形トレイ４１を収容、保持させた状態でトレイストック部に保管するようにしている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、電子部品をマトリックス上に配列して保持するトレイを上下複数段に積み重ねた状態でトレイストック部に保管し、このトレイストック部からトレイを取り出してそのトレイ上の部品を供出し得るようにした部品供給装置と、この部品供給装置を装備した表面実装機に関するものである。

従来、表面実装機に取り付けられ、トレイから電子部品を供出し得るようにしたトレイ部品用の部品供給装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この種の部品供給装置は、電子部品をマトリックス上に配列して保持するトレイを多数枚保管するトレイストック部を有し、該トレイストック部から取り出したトレイを搬送手段により所定の部品供出用位置に搬送するようにしている。そして、この部品供給装置が取り付けられる表面実装機は、実装用ヘッドを有して所定範囲にわたり移動可能となったヘッドユニットを備え、このヘッドユニットの実装用ヘッドにより上記部品供給装置の部品供出用位置にあるトレイから電子部品をピックアップするようになっている。

上記トレイとしては、格子状の凸壁により区画されてマトリックス状に配列された部品収納ポケットにそれぞれ部品を収納し得るようにした比較的小さくて扁平なトレイがあり、このトレイは上下複数段に積み重ねた状態でトレイストック部に保管しておくことができる。
特開平２０００−１２４６７１号公報

ところで、この種のトレイとしてサイズの異なる複数種類のもの（具体的には５０mm
四方のものと１００mm四方のもの）が流通している。そして、この種のトレイ用の部品供給装置は、トレイのサイズに合わせてトレイストック部等の大きさが設定されていて、トレイのサイズ別に寸法等が異なる部品供給装置が形成されていた。

このため、要求に応じて複数種類のトレイを選択的に用いようとする場合、寸法等が異なる複数種類の部品供給装置を製作する必要があるとともに、トレイのサイズの変更に応じて表面実装機に対する部品供給装置の段取り替えが必要となり、製作性及び段取り替えの作業性等の面で改善の余地があった。

本発明は、このような問題を解消するものであり、サイズの異なる複数種類のトレイに対して部品供給装置本体を共通化することができ、製作性を向上するとともに、段取り替え等の作業を簡略化することができる部品供給装置及び表面実装機を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明は、部品供給装置本体に設けたトレイストック部に、電子部品をマトリックス上に配列して保持するトレイを上下複数段に積み重ねた状態で保管し、該トレイストック部から取り出したトレイを所定の部品供出用位置に搬送して、この部品供出用位置でトレイ上の部品を供出可能とした部品供給装置において、上記トレイストック部のスペースに対応するサイズよりも小さいサイズの小形トレイを着脱可能に保持するアダプタープレートを備え、該アダプタープレートは、その上面に上記小形トレイを収容するトレイ収容部を有し、かつ、外形が上記トレイストック部のスペースに対応するサイズに形成されており、該アダプタープレートに上記小形トレイを収容、保持させた状態で上記トレイストック部に保管するようにしたもの（請求項１）である。

この部品供給装置において、上記アダプタープレートに、弾性的に上記小形トレイを上記トレイ収容部の内壁に押し付けて位置決めする弾性位置決め部材が設けられていること（請求項２）が好ましい。

また、上記トレイストック部のスペースに対応するサイズのトレイと、上記アダプタープレートに収容、保持された小形トレイとを含む複数種類のトレイを選択的に上記トレイストック部に保管可能とすること（請求項３）が好ましい。あるいはまた、上記トレイストック部のスペースに対応するサイズのトレイと、上記アダプタープレートに収容、保持された小形トレイとを混載状態で上記トレイストック部に保管してもよい（請求項４）。

また、本発明の表面実装機は、上記の部品供給装置が取り付けられた部品供給部と、プリント基板が配置された部品装着部と、実装用ヘッドを具備して上記部品供給部と部品装着部とにわたり移動可能なヘッドユニットとを備え、上記部品供給装置の部品供出用位置がヘッドユニットの可動エリア内にあり、部品供出用位置においてトレイ上の部品が上記ヘッドユニットの実装用ヘッドによりピックアップされるように構成したもの（請求項５）である。

この実装機において、上記アダプタープレートに、当該アダプタープレートに保持される小形トレイ上の部品に関する情報を記録する記録部が設けられる一方、上記ヘッドユニットに、上記記録部に対する情報の読取りが可能な情報処理手段が設けられ、この情報処理手段が実装機制御用のコントローラに接続され、このコントローラにおいて、予め記憶されている部品情報と上記記録部から読取られた情報との照合が行われるようにすること（請求項６）が好ましい。

本発明の部品供給装置によれば、実装機本体のトレイストック部のスペースに対応するサイズよりも小さいサイズの小形トレイを用いる場合でも、小形トレイを上記アダプタープレートに収容、保持させた状態で適正に上記トレイストック部に保管させ、使用に供することができる。そして、請求項３のようにトレイストック部のスペースに対応するサイズのトレイと、上記アダプタープレートに収容、保持された小形トレイとを含む複数種類のトレイを選択的に上記トレイストック部に保管可能とすることにより、部品供給装置本体をサイズの異なる複数種類のトレイに対して共通化することができる。あるいは、請求項４のように複数種類のトレイを混載することもできる。

また、請求項２のように弾性位置決め部材を設けておくことにより、小形トレイを確実に位置決めした状態でアダプタープレートを介してトレイストック部に保管することができる。

また、本発明の表面実装機によると、上記部品供給部を効果的に用いて電子部品の実装を行うことができる。

さらに、請求項６によると、アダプタープレートに設けられた記録部を利用して、部品の履歴管理等を行うことができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。

図１及び図２は、本発明に係る部品供給装置を装備した表面実装機（本発明に係る表面実装機）を概略的に示している。同図に示すように、実装機の基台１上には、プリント基板搬送用のコンベア２が配置され、プリント基板３がこのコンベア２上を搬送されて所定の装着作業位置で停止されるようになっている。

上記コンベア２の両側には、部品供給部４、５が配置されている。これらの部品供給部４、５のうち、一方側（図１では下側）の部品供給部には、後に詳述するようなトレイ部品用の部品供給装置６が設けられている。また、他方側の部品供給部には多数列のテープフィーダー７が設けられている。各テープフィーダー７は、各々、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の電子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出され、所定位置でこのテープから電子部品を取出し得るようになっている。

上記基台１の上方には、部品装着用のヘッドユニット１０が装備されている。このヘッドユニット１０は、部品供給部４、５とプリント基板３が位置する部品装着部とにわたって移動可能とされ、Ｘ軸方向（コンベア２の方向）及びＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるようになっている。

すなわち、基台１上には、Ｙ軸方向の固定レール１１と、Ｙ軸サーボモータ１２により回転駆動されるボールねじ軸１３とが配設され、上記固定レール１１上にヘッドユニット支持部材１４が配置されて、この支持部材１４に設けられたナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１３に螺合している。また、上記支持部材１４には、Ｘ軸方向のガイド部材（図示せず）と、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１６とが配設され、上記ガイド部材にヘッドユニット１０が移動可能に保持され、このヘッドユニット１０に設けられたナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１６に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ１２の作動により上記支持部材１４がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動によりヘッドユニット１０が支持部材１４に対してＸ軸方向に移動するようになっている。

上記ヘッドユニット１０には、電子部品を保持する保持手段として、部品吸着用のノズルを先端に備えた一乃至複数の実装用ヘッド１７が設けられている。この実装用ヘッド１７は、ヘッドユニット１０のフレームに対して昇降（Ｚ軸方向の移動）及びノズル中心軸（Ｒ軸）回りの回転が可能とされ、図外のＺ軸サーボモータ等の昇降駆動手段及びＲ軸サーボモータ等の回転駆動手段により作動されるようになっている。

なお、図１に示す実装機において、部品供給装置６の側方には、上記実装用ヘッド１７に吸着された部品を撮像して部品認識を行うためのカメラ１８が設置されている。さらに、このカメラ１８の側方には、必要に応じて電子部品の下面へ液剤を転写するための転写ステーション１９が設けられている。

図２は上記部品供給装置６の構造を概略的に示している。この図に示すように、この部品供給装置６は、装置本体２０と、この装置本体２０のトレイストック部２１，２２に保管されたトレイ等Ｔとを備えている。ここで、トレイ等Ｔとは、トレイストック部２１，２２のスペースに対応するサイズのトレイ４０が用いられるときはそのトレイ４０を意味し、トレイストック部２１，２２のスペースに対応するサイズよりも小さい小形トレイ４１が用いられるときはその小形トレイ４１を後記アダプタープレート４２に収容、保持させたものを意味する。

上記装置本体２０には、実装機の外方側に相当する後端側に、部品供給用のトレイ等Ｔを保管するための第１トレイストック部２１と、部品供給済みの空のトレイ等Ｔを保管するための第２トレイストック部２２とが並設されている。各トレイストック部２１，２２には、トレイ等Ｔが上下複数段に積み重ねられた状態（段積み状態）で保管される。

また、装置本体２１の先端側（実装機の内方側に相当）は部品供出用位置２３とされ、上記トレイストック部２１，２２から部品供出用位置２３までにわたって搬送手段２４が設けられている。この搬送手段２４は、図外のガイド部材に支持されてトレイストック部２１，２２の下方部と部品供出用位置２３とにわたる範囲で往復移動可能なシャトル部材２５と、このシャトル部材２５を駆動するボールねじ軸２６及び駆動モータ２７を備え、シャトル部材２５に設けられたナット部（図示せず）が上記ボールねじ軸２６に螺合することにより、駆動モータ２７でボールねじ軸２６が回転駆動されるに伴いシャトル部材２５が移動するようになっている。

上記シャトル部材２５には、トレイ支持台２８が昇降可能に取り付けられている。

また、第１トレイストック部２１には、トレイ等Ｔを段積み状態から１枚ずつ切り離してトレイ支持台２８上に取り出すための構造として、トレイ支持台２８を押上げるためのリフト部材３０と、このリフト部材３０を介してトレイ支持台２８を基準位置（所定下降位置）と所定上昇位置との間で昇降させる昇降駆動部３１と、リフト部材３０を介してトレイ支持台２８を所定上昇位置からトレイ等の１枚分だけ下降させるピッチ切り駆動部３２と、トレイ等Ｔの段積み部分の両側に配設されて段積み部分に介入する閉位置と介入しない開位置とに回動可能な爪部材３３と、これを駆動する爪部材駆動部３４とが配設されている（図３参照）。上記各駆動部３１，３２，３４は、エアシリンダからなっている。

このような構造によると、第１トレイストック部２１からのトレイ等Ｔの取出時には、先ず図３（ａ）のように、閉位置にある爪部材３３によって複数段のトレイ等Ｔが支持されるとともに、その下方の位置にシャトル部材２５が停止し、次に図３（ｂ）のように、昇降駆動部材３１によりリフト部材３０を介してトレイ支持台２８が所定上昇位置まで作動され、トレイ支持台２８にトレイ等Ｔが支持される。それから、図３（ｃ）のように、爪部材駆動部３４により爪部材３３が開位置に駆動される。続いて図３（ｄ）のようにピッチ切り駆動部３２の駆動によりトレイ支持台２８がトレイ等Ｔの１枚分だけ下降してから、図３（ｅ）のように、爪部材３３が閉位置に駆動されて、２段目より上のトレイ等Ｔが爪部材３３に支持される。さらに、図３（ｆ）のように、昇降駆動部３１の駆動によりトレイ支持台２８が基準位置まで下降する。

こうして、トレイ支持台２８にトレイ等Ｔが１枚だけ支持され、この状態でシャトル部材２５が部品供出用位置２３へトレイ等Ｔを搬送する。

一方、第２トレイストック部２２には、部品供給済みの空のトレイ等Ｔを支持したシャトル部材２５が第２トレイストック部２２にまで達したときにそのトレイ等Ｔを段積み収納するための構造として、トレイ支持台２８を押上げるためのリフト部材３５と、このリフト部材３５を介してトレイ支持台２８を基準位置（所定下降位置）と所定上昇位置との間で昇降させる昇降駆動部３６と、トレイ等の段積み部分の両側に配設されて段積み状態のトレイ等を支持する支持爪部材３７とが配設されている（図４参照）。上記昇降駆動部材３６はエアシリンダからなっている。また、上記支持爪部材３７は、トレイ等Ｔが下方から支持爪部材３７を押し上げつつ上昇するときは回動してトレイ等Ｔの通過を許容するように構成されている。

このような構造によると、第２トレイストック部２２へのトレイ等Ｔの収納時には、先ず図４（ａ）のように、支持爪部材３７が既に部品供給済みの複数段のトレイ等Ｔを支持している状態で、今回部品供給を終えたトレイ等Ｔがシャトル部材２５で第２トレイストック部２２の下方部まで搬送される。次に、図４（ｂ）のように、昇降駆動部３６の駆動によってトレイ支持台２８が上昇することにより、トレイ支持台２８上のトレイ等Ｔが支持爪部材３７を乗り越えてその上方に達する。それから、図４（ｃ）のように、トレイ支持台２８が下降し、トレイ支持台２８上に支持されていたトレイ等Ｔは段積みの最下段に位置する状態で支持爪部材３７に支持される状態となる。

なお、装置本体２０の下方部にはコントローラ収容部３８が設けられ、このコントローラ収容部３８内に装備されたコントローラ（図示せず）により上記搬送手段２４の駆動モータ２７及び各駆動部３１，３２，３４，３６が制御されるようになっている。

図５〜図８は、小形トレイ４１とこれに対して用いられるアダプタープレート４２の構造を示している。上記小形トレイ４１は、扁平な概略四角形板状に形成され、その上面に、格子状の凸壁により区画されてマトリックス状に配列された多数の部品収納ポケット４１ａを有し、その各部品収納ポケット４１ａにそれぞれ電子部品を収納し得るように形成されている。そして、その外形はトレイストック部２１，２２のスペースに対応するサイズよりも小さくなっている。

上記アダプタープレート４２は、外形がトレイストック部２１，２２のスペースに対応するサイズの概略四辺形状に形成されている。このアダプタープレート４２の上面側には、上記小形トレイ４１を収容するトレイ収容部４３が形成されている。さらにトレイ収容部４３の対向する２側辺部には、小形トレイ４１の着脱操作のために手指を挿入可能とする切欠部４４が外方に張出した形に設けられている。この切欠部４４とトレイ収容部４３の大部分はアダプタープレート４２を貫通しており、トレイ収容部４３の他の部分はアダプタープレート４２の上面より凹陥した形状となっている。

トレイ収容部４３の一隅には、外方に張出した位置決め部材収容部４５が形成され、この位置決め部材収容部４５に弾性位置決め部材４６が組み込まれている。この弾性位置決め部材４６は、線状の弾性体を一対のピン４７間に掛け渡してなり、トレイ収容部４３に小形トレイ４１を収容したときにこの小形トレイ４１の角に上記弾性位置決め部材４６が押し当たることにより、この小形トレイ４１を対角側のトレイ収容部４３の壁に押し付けるようになっている。

上記アダプタープレート４２の周辺部４８は段状に形成されている。そしてアダプタープレート４２が段積みされたとき、各アダプタープレート周辺部４８の相互間に前記の爪部材３３を挿入し得る程度の隙間が生じるようになっている。

なお、トレイストック部２１，２２のスペースに対応するサイズのトレイ４０をトレイストック部２１，２２に保管するときはアダプタープレート４２を用いることなくトレイ４０をそのまま段積みするが、アダプタープレート４２はこのトレイ４０と外形及び周辺形状が略同一となっている。

このアダプタープレート４２は、導電性材料等で形成することにより静電気の帯電を防止できるようにしておくことが好ましく、例えばアルミニウムの表面に耐食性酸化皮膜を形成するとともにさらにその表面に帯電防止の処理を施したもの等が好適である。

以上のような当実施形態の部品供給装置６によると、トレイストック部２１，２２のスペースに対応するサイズより小さい小形トレイ４１は、アダプタープレート４２のトレイ収容部４３に収容、保持され、この状態でトレイストック部２１に段積みされて保管される。そして、図３（ａ）〜（ｆ）の処理によるトレイの取出し、シャトル部材２５による部品供出用位置２３への搬送、部品供出用位置２３でのヘッドユニット１０の実装用ヘッド１７によるトレイからの部品のピックアップ、部品供給後の図４（ａ）〜（ｃ）の処理によるトレイの第２トレイストック部２２への搬送、保管の各処理は、全て小形トレイ４１がアダプタープレート４２に保管された状態で行われる。

この場合、小形トレイ４１は、弾性位置決め部材４６により確実に位置決めされているため、上記処理中に小形トレイ４１がアダプタープレート４２から脱落したり位置ずれしたりすることがない。

このようにして、小形トレイ４１を、アダプタープレート４２を介して有効に使用に供することができる。また、トレイストック部２１，２２に対応するサイズのトレイ４０はそのまま使用に供することは勿論である。従って、上記トレイ４０と小形トレイ４１とに装置本体２０を共用することができ、装置本体２０を変更することなく上記２種類のトレイ４０，４１を選択的に使用することができる。あるいは、上記トレイ４０と、小形トレイ４１をアダプタープレート４２に収容、保持させたものとを混載することもできる。

なお、本発明の装置の具体的構造は上記条件に限定されず、種々変更可能である。

例えば、トレイストック部２１，２２に対応するサイズより小さいトレイがさらに複数種類ある場合にも、それぞれに応じたアダプタープレート４２を用いることにより、装置本体２０を共通化することができる。

また、図９に示すように、上記アダプタープレート４２を利用して、これに保持される小形トレイ４１上の部品に関する情報を記録する記録部５０を設けておくようにしてもよい。記録部５０は、例えばバーコード等であり、トレイ４１のＩＤ、部品の種類等を記録している。あるいは記録部５０としてＩＣ等を用いた超小型の読み書き可能な記憶媒体を用い、部品残数等を書き込み得るようにしておいてもよい。

このようにアダプタープレート４２に記録部５０を設ける場合、ヘッドユニット１０には記録部に記録された情報を読み込む情報処理手段５１が設けられる。この情報処理手段５１は、例えば記録部５０がバーコードの場合はバーコードリーダー、記録部５０が読み書き可能な記憶媒体の場合はリードライドヘッド等で構成される。この情報処理手段５１は実装機に装備された実装機制御用のコントローラ５２に接続される。そして、上記コントローラ５２において、予め記憶されているデータテーブルの部品情報と上記記録部５０から読取られた情報との照合が行われる。そして、この照合に基づき、使用に供されているトレイ及び部品の種類等が確認されるとともに、部品の使用に応じた残数の更新等が行われる。

このようにして、部品の履歴管理等が効果的に行われる。

本発明の実施形態に係る部品供給装置が搭載された表面実装機を概略的に示す平面図である。 部品供給装置の概略側面図である。 部品供給装置の第１トレイストック部からのトレイ取り出し動作を示す説明図である。 部品供給装置の第２トレイストック部へのトレイ収納動作を示す説明図である。 小形トレイ及びアダプタープレートの斜視図である。 アダプタープレートの平面図である。 図６のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 アダプタープレートの弾性位置決め部材設置部分の拡大平面図である。 アダプタープレートに記録部を設けた場合の通信、制御系統の概略図である。

符号の説明

１ 基台
３ プリント基板
４，５ 部品供給部
６ 部品供給装置
１０ ヘッドユニット
１７ 実装用ヘッド
２０ 部品供給装置本体
２１，２２ トレイストック部
４１ 小形トレイ
４２ アダプタープレート
４３ トレイ収容部
４６ 弾性位置決め部材
５０ 記録部
５１ 情報処理手段
５２ コントローラ

Claims (6)

1. 部品供給装置本体に設けたトレイストック部に、電子部品をマトリックス上に配列して保持するトレイを上下複数段に積み重ねた状態で保管し、該トレイストック部から取り出したトレイを所定の部品供出用位置に搬送して、この部品供出用位置でトレイ上の部品を供出可能とした部品供給装置において、
   上記トレイストック部のスペースに対応するサイズよりも小さいサイズの小形トレイを着脱可能に保持するアダプタープレートを備え、
   該アダプタープレートは、その上面に上記小形トレイを収容するトレイ収容部を有し、かつ、外形が上記トレイストック部のスペースに対応するサイズに形成されており、
   該アダプタープレートに上記小形トレイを収容、保持させた状態で上記トレイストック部に保管するようにしたことを特徴とする部品供給装置。
2. 上記アダプタープレートに、弾性的に上記小形トレイを上記トレイ収容部の内壁に押し付けて位置決めする弾性位置決め部材が設けられていること特徴とする請求項１記載の部品供給装置。
3. 上記トレイストック部のスペースに対応するサイズのトレイと、上記アダプタープレートに収容、保持された小形トレイとを含む複数種類のトレイを選択的に上記トレイストック部に保管可能としたことを特徴とする請求項１または２記載の部品供給装置。
4. 上記トレイストック部のスペースに対応するサイズのトレイと、上記アダプタープレートに収容、保持された小形トレイとを混載状態で上記トレイストック部に保管したことを特徴とする請求項１または２記載の部品供給装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の部品供給装置が取り付けられた部品供給部と、プリント基板が配置された部品装着部と、実装用ヘッドを具備して上記部品供給部と部品装着部とにわたり移動可能なヘッドユニットとを備え、上記部品供給装置の部品供出用位置がヘッドユニットの可動エリア内にあり、部品供出用位置においてトレイ上の部品が上記ヘッドユニットの実装用ヘッドによりピックアップされるように構成したことを特徴とする表面実装機。
6. 上記アダプタープレートに、当該アダプタープレートに保持される小形トレイ上の部品に関する情報を記録する記録部が設けられる一方、上記ヘッドユニットに、上記記録部の情報を読取る情報処理手段が設けられ、この情報処理手段が実装機制御用のコントローラに接続され、このコントローラにおいて、予め記憶されている部品情報と上記記録部から読取られた情報との照合が行われるようにしたことを特徴とする請求項５記載の表面実装機。

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