JP2016219702A - 部品供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】供給部品の自由度を高め、また、部品や搬送ベルトの損傷を回避しつつ効率良く部品を供給できるようにする。
【解決手段】スティックフィーダ７（部品供給装置）は、部品Ｐの搬送方向に延びて所定位置に部品取出部４０を有するガイドレール３５と、当該ガイドレール３５に沿って配設された搬送ベルト４２とを備える。ガイドレール３５は、当該ガイドレール３５に支持された部品Ｐと搬送ベルト４２とが接触する第１領域Ｔａと、この第１領域Ｔａの下流側に位置し、当該ガイドレール３５に支持された部品Ｐと搬送ベルト４２とが非接触となる第２領域Ｔｂとを含み、この第２領域Ｔｂに前記部品取出部４０を有している。
【選択図】図４

Description

本発明は、部品実装装置に搭載される部品供給装置であって、特に、部品を所定の取出位置に順次搬送ベルトで搬送する部品供給装置に関するものである。

例えば特許文献１には、無端状の搬送ベルトを備え、この搬送ベルト上に載置された部品を、当該搬送ベルトの周回移動に伴い所定の取出位置まで順次搬送する部品供給装置が開示されている。この部品供給装置は、永久磁石を有するストッパを前記取出位置の前方位置に備えており、先頭部品をストッパに当接させて保持し、搬送ベルトを逆回転させて先頭部品と後続部品とを切り離した状態で部品の取り出しを行わせる構成である。このように先頭部品と後続部品とを切り離すことで、先頭部品の円滑な取り出しを実現している。

特開平１１−２７４７９５号公報

しかし、特許文献１に開示される従来の部品搬送装置では、先頭部品と後続部品との切り離しに永久磁石が使用されるため、部品の種類が制限される。

また、ストッパに部品が保持され、かつ後続部品が無い状態で部品を補給しようとすると、補給に伴う搬送ベルトの移動によって、ストッパに保持された先頭部品と搬送ベルトとが長期的に擦れ、部品や搬送ベルトが破損するおそれがある。なお、このような問題は、部品を使い切った後に部品補給を行うことで解決されるが、これでは最終部品の取り出し後、次の部品が取出位置に到達するまで部品の供給が長期的に不可能となり、効率が悪い。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、供給部品の自由度を高めることができ、また、部品や搬送ベルトの損傷を回避しつつ効率良く部品を供給できる部品供給装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、部品を搬送しながら供給する部品供給装置であって、部品の搬送方向に延びて当該部品を案内するとともに所定位置に部品取出部を有するガイド部材と、前記ガイド部材に沿って配設されて前記部品を搬送する搬送ベルトと、を備え、前記ガイド部材は、当該ガイド部材に支持された部品と前記搬送ベルトとが接触する第１領域と、この第１領域の前記搬送方向下流側に位置し、当該ガイド部材に支持された部品と前記搬送ベルトとが非接触となる第２領域とを含み、この第２領域に前記部品取出部を有しているものである。

この部品供給装置によれば、部品は、ガイド部材に沿って搬送され、第１領域から第２領域に押し出される、又は第１領域から第２領域に慣性により移動し、第２領域に設けられた部品取出部に配置される。部品取出部に配置された部品は、搬送ベルトと非接触状態にあるため、例えば搬送ベルトを逆方向に移動させれば、当該部品を部品取出部に待機させたままで後続部品と切り離すことができる。そのため、従来のように磁石を用いることなく先頭部品と後続部品とを切り離すことが可能となる。また、部品を補充すべく搬送ベルトを駆動した場合でも、部品取出部の待機部品と搬送ベルトとが擦れることがなく、摩擦によって部品や搬送ベルトが破損するといった不都合を未然に防止することが可能となる。従って、この部品供給装置によれば、供給部品の自由度を高めることができ、また、部品や搬送ベルトの損傷を回避しつつより効率良く部品を供給することが可能となる。

より具体的に、前記第２領域は、前記搬送ベルトのうち、その進行方向が前記搬送方向から反対方向に反転する部分に対応しているものである。

この構成によれば、例えばガイド部材を、搬送ベルトのうち、プーリに沿って進行方向が反転する部分まで延設し、その延設部分に部品取出部を設けることで構築できる。従って、比較的簡単な構成で上記の作用効果を享受することが可能となる。

上記の部品供給装置において、前記部品取出部は、部品を保持する保持構造を有しているのが好適である。具体的には、前記ガイド部材は、部品を案内する水平なガイド面を有し、前記部品取出部は、前記ガイド面から下向きに凹み、部品を落とし込んだ状態で保持する凹部であるのが好適である。

このような構成によれば、部品取出部に安定的に部品を待機させることが可能となるため、部品の取り出しミスなどのトラブルを軽減することが可能となる。特に、凹部に部品を落とし込んだ状態で待機させる構成によれば、部品取出部の部品が待機中に転倒することが効果的に防止される。

また、上記部品供給装置においては、前記部品取出部に到達した部品が前記搬送方向へ移動することを規制するストッパを備えているのが好適である。

この構成によれば、部品取出部に待機中の先頭部品が後続部品に押されて位置ずれしたり、転倒することを効果的に防止することができる。

なお、上記部品供給装置においては、前記搬送ベルトの駆動を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記搬送ベルトを前記搬送方向に駆動することにより先頭部品を前記部品取出部に移動させる送り動作と、この送り動作の後、搬送方向とは逆方向に前記搬送ベルトを駆動することにより、先頭部品とその後続部品とを離間させる切り離し動作とを実行するものであるのが好適である。

この構成によれば、部品取出部に待機する先頭部品と後続部品を良好に切り離すことができ、先頭部品の取り出しを、より円滑に行わせることが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、供給部品の自由度を高めることができ、また、部品や搬送ベルトの損傷を回避しつつ効率良く部品を提供することが可能となる。

本発明の部品供給装置（スティックフィーダ）を備えた部品実装装置を示す平面図である。 スティックフィーダの斜視図である。 スティックフィーダの正面図（図２のＡ矢視図）である。 スティックフィーダの断面図（図３のＩＶ−ＩＶ線断面図）である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

図１は、本発明の部品実装装置（本発明の部品供給装置が搭載された部品実装装置の一例）の平面図である。図１中には、方向関係の明確化のためＸ−Ｙ座標軸を示している。ここで、Ｘ方向は水平面と平行な方向であり、Ｙ方向は水平面上でＸ方向と直交する方向である。また、以下の説明では、適宜、Ｙ方向を前後方向と称し、Ｙ１方向を前、Ｙ２方向を後と称す。

部品実装装置１は、基台２と、この基台２上に配置された基板搬送用のコンベア３と、一対の部品供給部４、５と、これら部品供給部４、５から部品を取り出してプリント基板等の基板Ｂ上に搬送するヘッドユニット８とを備えている。

上記コンベア３は、Ｘ方向に互いに平行に伸びる一対のベルトコンベア３ａ，３ａから構成されている。コンベア３は、外部の他の装置から基板Ｂを受け取り、所定の作業位置に搬送、停止させ、作業終了後、当該基板Ｂを搬出する。

コンベア３の前後両側には、部品供給部４、５が設けられている。装置前側の部品供給部４には、テープを担体として部品を供給する複数のテープフィーダ４ａが設置されており、装置後側の部品供給部５には、トレイ上に部品を並べた状態で供給するトレイフィーダ６と、スティックと称される筒状の部品収納容器に収容された部品を当該スティックから押し出しながら供給する複数のスティックフィーダ７とが設置されている。スティックフィーダ７は、本発明にかかる部品供給装置であり、その構成については、後に詳しく説明する。

上記ヘッドユニット８は、基台２の上方においてＸ−Ｙ方向に移動可能に設けられている。すなわち、基台２上には、リニアモータ等を駆動源とする直交ロボット９が設置されており、この直交ロボット９に前記ヘッドユニット８が支持されている。

ヘッドユニット８には、部品吸着用のノズルを先端に備えた複数のヘッド８ａが装備されている。当例では６つのヘッド８ａが装備されている。各ヘッド８ａは、上下方向に延びる軸型ヘッドであり、上下動（昇降）および中心軸回りの回転が可能な状態でヘッドユニット８に支持され、例えばサーボモータによって各々駆動されるようになっている。

なお、部品実装装置１は、その動作を制御する図外の制御装置を備えており、上述したコンベア３、ヘッドユニット８、および各フィーダ４ａ、７は、全てこの制御装置により統括的に制御される。そして、この制御装置の制御に基づき、前記ヘッドユニット８が部品供給部４、５とコンベア上の基板Ｂとの間を往復しながら、基板Ｂ上の所定の実装ポイントに部品を実装する実装動作が実行されるようになっている。

図２は、前記スティックフィーダ７を斜視図で示している。

同図に示すように、スティックフィーダ７は、フレーム本体１０と、このフレーム本体１０の上部に設けられたスティック支持部１２と、このスティック支持部１２に保持されたスティックＳから部品Ｐを押し出す部品押し出し機構部１４と、前記スティックＳから押し出された部品Ｐをヘッド８ａによる部品吸着位置まで搬送する部品搬送部１６とを備えている。

フレーム本体１０は、前後方向（Ｙ方向）に延びる幅方向（スティックフィーダ７の幅方向；Ｘ方向／以下、単に幅方向という）に偏平な、上部が開口した中空箱形の形状を有している。そして、このフレーム本体１０の上部に前記スティック支持部１２が、後部に部品押し出し機構部１４が、前部に前記部品搬送部１６がそれぞれ備えられている。

前記スティック支持部１２は、スティックＳが載置されるスティックテーブル２０と、スティックＳの前端部を保持する前側チャック２２と、スティックＳの後端部を保持する後側チャック２３と、これらを駆動するアクチュエータ２１、２５とを含む。

スティックテーブル２０は、フレーム本体１０の上部内側に配設されている。スティックテーブル２０は、フレーム本体１０に揺動可能に支持されており、前記アクチュエータ２１の駆動により、スティックＳを支持する作動位置とこの位置から外側に退避した退避位置とに変位可能に設けられている。

前後のチャック２２、２３は、幅方向に開閉する一対の爪部２４ａを有しており、それぞれそれ前記アクチュエータ２５により駆動される。各爪部２４ａは、上下方向に延びる長尺の爪であり、前記スティックテーブル２０上に載置される複数のスティックＳを同時に保持可能となっている。図示の例では、スティックＳは一つだけであるが、スティックテーブル２０上には最大７個のスティックＳを積層状態で載置することが可能であり、各チャック２２、２３は、最下位以外の６個のスティックＳを同時に保持可能となっている。つまり、後述する部品供給動作に伴い最下位のスティックＳが空になると、両チャック２２，２３が最下位以外のスティックＳを把持し、この状態でスティックテーブル２０が退避位置に変位することによって、最下位のスティックＳのみを自重でフレーム本体１０の内底部に落下させる（廃棄する）ようになっている。なお、スティックＳの廃棄後は、スティックテーブル２０が作動位置に復帰し、両チャック２２，２３が開放されることにより、スティックテーブル２０上に残りのスティックＳが載置され、次の（最下位の）スティックＳから部品の供給が行われる。

前記部品押し出し機構部１４は、スティック支持部１２に保持された複数のスティックＳのうち、最下位のスティックＳからその前方に部品を押し出すものであり、図外の長尺の圧縮コイルばね（以下、コイルばねという）と、このコイルばねがリールに巻回された状態で収容されるばね収容部２６と、前記コイルばねをその長手方向に移動させるばね移動装置２８と、を含む。すなわち、部品押し出し機構部１４は、コイルばねをばね収容部２６から引き出しながらスティックＳの後端部からその内部に送り込み、当該コイルばねの弾発力により部品を押圧することにより、スティックＳ内の先頭部品を部品搬送部１６に押し出す一方、スティックＳの廃棄時には、コイルばねを前記ばね収容部２６に収納するように構成されている。

なお、フレーム本体１０は、その側方部に、レール３２に沿って前後方向に変位可能な可動フレーム３０を備えており、前記後側チャック２３とそのアクチュエータ２５、および部品押し出し機構部１４は、この可動フレーム３０に搭載されている。これにより、スティックフィーダ７は、長さの異なる複数サイズのスティックＳに対応可能となっている。

前記部品搬送部１６は、フレーム本体１０に固定されたガイドフレーム３４と、スティックＳから押し出される部品を案内する一対のガイドレール３５（本発明のガイド部材に相当する）と、これらガイドレール３５に沿って部品を後記部品取出部４０まで移動させるベルト搬送機構と、部品取出部４０において部品の移動を規制するストッパ４６とを備えている。

前記一対のガイドレール３５は、幅方向に所定間隔を隔てて並び、スティックテーブル２０に載置されたスティックＳの先端部の位置から互いに平行に前方に向かって延びている。これらガイドレール３５は、前記ガイドフレーム３４に固定されている。

図３および図４に示すように、各ガイドレール３５は、前後方向に延びる長尺のガイドレール本体３６と、このガイドレール本体３６の先端部分に固定されて、後述する部品取出部４０を形成するサポート部材３８とを含む。

各ガイドレール本体３６は、部品Ｐの位置を幅方向に規制する垂直なガイド側面３７ｂと、このガイド側面３７ｂの下端部から内向きに突出して部品Ｐの下面を支持する部品支持部３７ａと、ガイド側面３７ｂの上端部から内向きに突出して部品Ｐの上方への変位、すなわち浮き上がりを規制する浮き上がり規制部３７ｃとを有している。これら部品支持部３７ａ、ガイド側面３７ｂおよび浮き上がり規制部３７ｃは、ガイドレール本体３６の後端部から先端部の近傍位置まで連続して前後方向に延びている。

ここで、部品Ｐは、図２及び図３に示すように、当例では横長かつ直方体状のパッケージ本体Ｐａを有し、その下面に下向きに延びる複数のリード端子Ｐｃを備えたリード端子挿入実装型パッケージ部品である。部品Ｐは、同図に示すように、その長手方向がスティックフィーダ７の幅方向と平行な姿勢でスティックＳから押し出される。パッケージ本体Ｐａの長手方向両端面にはそれぞれ外向きに突出する突出部Ｐｂが設けられており、部品Ｐは、これら突出部Ｐｂが前記ガイドレール本体３６の部品支持部３７ａと浮き上がり規制部３７ｃとの間に挿入された状態で、前記部品支持部３７ａの上面に支持され、両ガイドレール本体３６に沿って水平に案内される。

前記部品支持部３７ａのうち、ガイドレール本体３６の先端より僅かに後側の位置には、図４に示すように、ほぼ部品１個分の欠損部が形成されている。そして、この欠損部に下側から介在するように前記サポート部材３８がガイドレール本体３６に固定されている。サポート部材３８のうち、前記欠損部に介在する部分の上面は平坦でかつ部品支持部３７ａの上面（本発明のガイド面に相当する）よりも一段低くなっており、これによって各ガイドレール３５の先端部分に下向きに凹んだ凹部からなる部品取出部４０が形成されている。つまり、ガイドレール３５に沿ってその先端部分まで案内されてきた部品Ｐは、図４中に二点鎖線で示すように、当該部品取出部４０内に落ち込んだ状態で保持され、この位置で上記ヘッド８ａに吸着されて取り出される。なお、各ガイドレール本体３６のうち、部品取出部４０から先端側の領域には前記浮き上がり規制部３７ｃが無く、これによって、部品取出部４０から上方への部品Ｐの取り出しが可能となっている。

前記ベルト搬送機構は、ガイドフレーム３４の前端部に設けられたプーリ４４を含む複数のプーリと、これらプーリに掛け渡された無端状の搬送ベルト４２と、前記複数のプーリの少なくとも一つを駆動することにより搬送ベルト４２を周回移動させる図外のサーボモータとを備えている。

前記搬送ベルト４２は、上記一対のガイドレール３５のほぼ中央に配置されており、図３及び図４に示すように、ガイドレール本体３６の部品支持部３７ａに沿って前後方向に延びている。つまり、搬送ベルト４２は、部品支持部３７ａに支持された部品Ｐのリード先端（下端）を支えながら当該部品Ｐを上記ガイドレール３５に沿って移動させる。

なお、前記部品取出部４０は、ガイドフレーム３４の前端部に設けられたプーリ４４の中心位置よりも部品搬送方向における下流側の位置、つまり、搬送ベルト４２の進行方向が反転する部分の上方に設けられている。換言すれば、上記ガイドレール３５は、図４に示すように、ガイドレール３５（部品支持部３７ａ）に支持された部品Ｐと搬送ベルト４２とが接触する第１領域Ｔａと、部品搬送方向における第１領域Ｔａの下流側（図４では右側）に位置してガイドレール３５に支持された部品Ｐと搬送ベルト４２とが非接触となる第２領域Ｔｂとを有しており、この第２領域Ｔｂに前記部品取出部４０を有している。この構成により、部品取出部４０に保持された部品Ｐを、搬送ベルト４２に対して非接触状態で待機させることが可能となっている。

前記ストッパ４６は、上記の通り、部品取出部４０に到達した部品Ｐの移動を規制するもの、つまり先頭の部品Ｐが後続の部品Ｐに押されて転倒することを防止するものである。

ストッパ４６は、幅方向に延びる断面矩形の軸状部材であり、前記部品取出部４０に保持された部品前面に当接するように、両ガイドレール本体３６の先端部に跨った状態でこれらの上面に固定されている。

なお、スティックフィーダ７は、前記制御装置に電気的に接続されており、上記スティック支持部１２、部品押し出し機構部１４および部品搬送部１６は、全てこの制御装置によって統括的に制御されるようになっている。この制御装置の制御によるスティックフィーダ７の部品供給動作は次の通りである。

まず、前記部品押し出し機構部１４の作動により、スティックＳ内の最後部の部品Ｐがコイルばねにより後側から押圧される。これにより、スティックＳ内の先頭部品が部品搬送部１６に押し出される。押し出された部品Ｐは、図３に示すように、両ガイドレール３５（部品支持部３７ａ）に支持され、搬送ベルト４２の周回移動に伴い、当該ガイドレール３５に沿って搬送される。この際、例えばヘッド８ａによる部品Ｐの取り出しタイミングに同期して搬送ベルト４２が駆動と停止を繰り返すことで、部品Ｐが間欠的に搬送される。

ガイドレール３５の先端部分に部品Ｐが到達すると、図４中の二点鎖線に示すように、部品Ｐは、第１領域Ｔａから第２領域Ｔｂに押し出されながら部品取出部４０に落ち込み、当該部品取出部４０に保持される。この際、部品Ｐと搬送ベルト４２とは、部品取出部４０よりも上流側の位置で非接触状態となるが、部品Ｐは、慣性力によって部品支持部３７ａ上を移動して部品取出部４０に落ち込むこととなる。

なお、複数の部品Ｐがガイドレール３５上に連続して、すなわち前後の部品Ｐが互いに当接した状態でガイドレール３５に沿って搬送される場合には、先頭部品Ｐを部品取出部４０に移動させる送り動作の後、搬送方向とは逆方向に搬送ベルト４２を駆動することにより、先頭の部品Ｐとその後続部品Ｐとを離間させる切り離し動作が実行される。これにより、先頭の部品Ｐを部品取出部４０に待機させたままで、後続部品Ｐが先頭部品Ｐから切り離されることとなる。

そして、このように部品取出部４０に配置された部品Ｐが上記ヘッド８ａにより吸着されて、当該スティックフィーダ７から取り出される。

以上のようなスティックフィーダ７によれば、搬送ベルト４２と部品Ｐとが非接触となる位置に部品取出部４０が設けられ、上記のような切り離し動作が実行されることにより、先頭部品Ｐを部品取出部４０に待機させたまま、当該先頭部品Ｐと後続部品Ｐとが切り離される。そのため、従来のような磁石を用いることなく、先頭部品Ｐと後続部品Ｐとを切り離すことができる。従って、このスティックフィーダ７によれば、非磁性部品についても、部品取出部４０の先頭部品Ｐと後続部品Ｐとを適切に切り離すことが可能となり、これによって使用可能な部品の自由度を高めることができる。

しかも、部品取出部４０の部品Ｐと搬送ベルト４２とが非接触であるため、例えば、部品取出部４０に最終部品Ｐを待機させた状態で、部品補充を行うべく搬送ベルト４２を駆動した場合でも、部品取出部４０の部品Ｐと搬送ベルト４２とが長期的に擦れることがなく、摩擦によって部品Ｐや搬送ベルト４２が破損するといった不都合を未然に防止することができる。従って、部品取出部４０に最終部品Ｐを待機させた状態で、部品補充を行うことが可能となり、これによってより効率良く部品Ｐを供給できるようになる。

また、上記スティックフィーダ７では、ガイドレール３５が前記プーリ４４の中心位置よりも部品搬送方向下流側の位置、つまり搬送ベルト４２の進行方向が反転する部分の上方まで延設され、この延設部分に部品取出部４０が設けられることで、先頭の部品Ｐを搬送ベルト４２に対して非接触状態で待機させ得るようになっている。従って、非常に簡単な構成で、先頭の部品Ｐを搬送ベルト４２に対して非接触状態で待機させることができるという利点もある。

また、上記スティックフィーダ７によれば、部品取出部４０は、部品Ｐを落とし込んだ状態で保持する凹部であるため、待機中の部品Ｐの転倒を効果的に防止することができる。上記ストッパ４６によっても同様の機能が発揮される。従って、上記スティックフィーダ７によれば、部品Ｐの転倒に起因するヘッド８ａの吸着ミスを効果的に軽減することができるという利点もある。

なお、以上説明したスティックフィーダ７は、本発明にかかる部品供給装置の好ましい実施形態の一例であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

７ スティックフィーダ（部品供給装置）
１２ スティック支持部
１４ 部品押し出し機構部
１６ 部品搬送部
３５ ガイドレール（ガイド部材）
４０ 部品取出部
Ｐ 部品
Ｔａ 第１領域
Ｔｂ 第２領域

Claims (6)

1. 部品を搬送しながら供給する部品供給装置であって、
   部品の搬送方向に延びて当該部品を案内するとともに所定位置に部品取出部を有するガイド部材と、
   前記ガイド部材に沿って配設されて前記部品を搬送する搬送ベルトと、を備え、
   前記ガイド部材は、当該ガイド部材に支持された部品と前記搬送ベルトとが接触する第１領域と、この第１領域の前記搬送方向下流側に位置し、当該ガイド部材に支持された部品と前記搬送ベルトとが非接触となる第２領域とを含み、この第２領域に前記部品取出部を有している、ことを特徴とする部品供給装置。
2. 請求項１に記載の部品供給装置において、
   前記第２領域は、前記搬送ベルトのうち、その進行方向が前記搬送方向から反対方向に反転する部分に対応している、ことを特徴とする部品供給装置。
3. 請求項１又は２に記載の部品供給装置において、
   前記部品取出部は、部品を保持する保持構造を有している、ことを特徴とする部品供給装置。
4. 請求項３に記載の部品供給装置において、
   前記ガイド部材は、部品を案内する水平なガイド面を有し、
   前記部品取出部は、前記ガイド面から下向きに凹み、部品を落とし込んだ状態で保持する凹部である、ことを特徴とする部品供給装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の部品供給装置において、
   前記部品取出部に到達した部品が前記搬送方向へ移動することを規制するストッパを備えている、ことを特徴とする部品供給装置。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の部品供給装置において、
   前記搬送ベルトの駆動を制御する制御装置を備え、
   前記制御装置は、前記搬送ベルトを前記搬送方向に駆動することにより先頭部品を前記部品取出部に移動させる送り動作と、この送り動作の後、搬送方向とは逆方向に前記搬送ベルトを駆動することにより、先頭部品とその後続部品とを離間させる切り離し動作とを実行する、ことを特徴とする部品供給装置。

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