JP4532038B2 - トレイ部品供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を満載のパレット収容器と電子部品が空荷のパレット収容器との昇降部における交換作業を容易にかつ迅速に行うことができるトレイ部品供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、チップ状の電子部品を基板に自動搭載する部品搭載装置にその搭載する電子部品を供給するテープフィーダとも呼ばれるテープ式部品供給装置や、トレイ部品供給装置、あるいはスティック型部品供給装置など各種の部品供給装置がある。
【０００３】
どのような部品供給装置を用いるかは、供給する電子部品の寸法や形状に合わせて選択されるが、一般に、形状が正方形や直方形のチップからなり、チップの側面に電極リード線が設けられているもの、あるいはチップの底面に電極バンプが設けられているものなどは、寸法が特に大型のものを除いては、概ねテープ式部品供給装置を用いて供給される。そして、形状が正方形や直方形でない、あるいは開口部のある箱型など、いわゆる異形部品といわれるもの、また異形部品ではないが形状の大きなものなどのように、テープ式部品供給装置での供給が困難なものは、トレイ部品供給装置を用いて供給される。
【０００４】
図４(a) は、各種部品供給装置によって電子部品を供給される部品搭載装置の外観斜視図であり、同図(b) は、その部品搭載装置に部品を供給するトレイ部品供給装置を部品搭載装置と共に示す正面図であり、同図(c) は、その側面図である。
【０００５】
同図(a),(b),(c) に示す部品搭載装置１は、天井カバー上部に、液晶ディスプレイとタッチパネルからなる表示入力装置２と、ＣＲＴディスプレイからなるモニタ装置３と、稼動状態を報知する警報ランプ４を備え、下部の基台５には、表面中央に、固定と可動の１対の平行する基板案内レール６を備え、これらの上方には作業ヘッド８（同図(a) では保護カバー７の陰になって見えないが同図(b) には先端が見える）を備えている。この作業ヘッド８は電子部品を吸着する吸着ノズル９又は、特には図示しないが、電子部品を把持する把持チャックを着脱自在に備えて、前後、左右、及び上下に移動自在に構成されている。
【０００６】
この部品搭載装置１には、その前後にテープフィーダ装着部１１がそれぞれ設けられており、このテープフィーダ装着部１１には、通常は、特には図示しないが、５０〜７０個、前後のテープフィーダ装着部１１を合わせると１００〜１４０個という多数のテープ部品供給装置が着脱自在に配設される。
【０００７】
また、上述したようにテープ式部品供給装置での供給が困難な電子部品の場合は、同図(b),(c) に示すように、トレイ部品供給装置１０が連結される。このようにトレイ部品供給装置１０が部品搭載装置１に連結されると、トレイ部品供給装置１０の部品供給ステージ１２が部品搭載装置１のテープフィーダ装着部１１の上方の空間に差し込むように配置される。
【０００８】
トレイ部品供給装置１０は、内部に例えば１０〜２０段の昇降棚を備え、昇降棚にはパレットが収納され、パレットにはトレイが着脱自在に装着されている。トレイは縦横にマトリクス状に仕切られた数十区画の部品収容部毎に所定の電子部品を収容している。このトレイ部品供給装置１０は昇降棚の部品搭載装置１から指示される棚からパレットを部品供給ステージ１２先端の部品供給口まで引き出す。
【０００９】
部品搭載装置１の作業ヘッド８は、上述したスティック型部品供給装置、テープ式部品供給装置、あるいは図４(b),(c) に示すトレイ部品供給装置１０などから、所望の電子部品を吸着ノズル９又は把持チャックで取り上げて、その吸着または把持した電子部品を、基板案内レール６によって搬入され内部で位置固定されている基板上に搭載する。
【００１０】
上記のトレイ部品供給装置１０のように部品供給ステージ１２を部品搭載装置１のトレイフィーダ装置部１１の上方に差し込む形式のものは、その差し込んだ幅の分だけ、部品搭載装置１のトレイフィーダ装置部１１上に装着されるべきテープ部品供給装置やスティック型部品供給装置の配設場所を大きく占拠することになるから、テープ式部品供給装置などで供給できる電子部品（一般に小型精細な構成の電子部品）の種類が制約される。しかしそのように供給される電子部品の数や種類に制約を受けるようだと製造ラインの構成上で自由度に制約を受けて不便であるから近年では他の形態のトレイ部品供給装置を用いることも多い。
【００１１】
図５は、そのような他の形態のトレイ部品供給装置を部品搭載装置と共に示す図である。同図に示すように、トレイ部品供給装置１５（１５ａ、１５ｂ）は部品搭載装置１の左右（製造ラインの中では前後）に配置される。図では例えばトレイ部品供給装置１５ｂは部品搭載装置１と前段の装置（例えばデスペンサ又は基板供給装置）との間に配置される。但し、製造ラインに直接参入するのではなく部品搭載装置１に附属する装置として、部品搭載装置１と前段装置との間に長く延長された基板案内レール６の側方に近接して配置される。トレイ部品供給装置１５ａも同様に部品搭載装置１と後段の装置（例えば他の部品搭載装置又はリフロー炉）との間に部品搭載装置１に附属する装置として配置される。
【００１２】
これらトレイ部品供給装置１５（１５ａ、１５ｂ）は、部品搭載装置１に対して対称形に構成され、製造ラインの流れの中心に向けてパレット１６を引き出すだけの広さの部品供給ステージ１７を備え、この部品供給ステージ１７のやや下方から、製造ラインの流れに平行に部品搭載装置１方向に延び出す梁腕１８を備えている。梁腕１８には部品搬送台１９（１９ａ、１９ｂ）が不図示の駆動機構により交差しながら往復する部品搬送路が形成されている。
【００１３】
部品搬送台１９は、トレイ部品供給装置１５側の不図示の吸着装置又は把持装置によってパレット１６のトレー上から移載された電子部品２１を、同図の矢印Ａ及びＢで示すように梁腕１８先端の部品供給口まで搬送する。この電子部品２１を、部品搭載装置１の図４(b) に示した作業ヘッド８が取り上げて基板に搭載する。
【００１４】
いずれの形態のトレイ部品供給装置１０（又は１５、以下同様）にしても、電子部品２１の基板への搭載作業が進行し、各トレイ上の電子部品２１が無くなると、これらのトレイとこれを保持したパレット（以下、単にパレットという）とを、電子部品２１を満載した交換用のパレットと交換しなければならない。このパレットの交換に際しては、従来は、製造ライン中に配置されたトレイ部品供給装置１０のライン離脱とライン復帰の移動は容易ではないから、製造ライン中に配置された状態のままのトレイ部品供給装置１０に対してパレットを一枚一枚交換していた。
【００１５】
しかし、これでは時間が掛りすぎて、ライン全体の流れを長期に中断させることもあって問題があるので、近年では、多段階にパレットを収納するマガジンラックを昇降部に着脱自在に設け、これによって多数のパレットを一括して交換する方式が実用化されている。
【００１６】
図６(a) は、そのようなパレット一括交換方式のマガジンラックを示す図であり、同図(b) は、そのマガジンラックをトレイ部品供給装置の昇降部に装着する状態を示す図である。先ず、１台のトレイ部品供給装置１０に対して、同図(a) に示すようなマガジンラック２２を少なくとも２個用意する。このマガジンラック２２には、内部両側に１０〜２０対の不図示のレールが設けられており、外部上面には一対の取っ手２３が設けられ、下面には二本の係合脚２４が設けられている。
【００１７】
他方、パレット１６には、電子部品２１を満載したトレイ２５が固定具２６及び２７により固定されて保持される。このパレット１６を、大きく傾くことのないように図の矢印Ｃ及びＤで示すように手に持って、マガジンラック２２の上述したレールに沿って順次装着する。これにより、パレット１６がマガジンラック２２に多段式に棚状に装着される。
【００１８】
このように電子部品２１が満載されたパレット１６を収容した少なくとも２個のマガジンラック２２の内の１個を先ずトレイ部品供給装置１０に装着する。この装着に際しては、マガジンラック２２の取っ手２３を掴み、膝に乗せるようにして持ち上げて、このマガジンラック２２を、同図(b) に示すように、正面の扉２８を開いて露出したトレイ部品供給装置１０の昇降部２９の２本の案内レール３１内に、同図の矢印Ｅで示すように押し込んで、マガジンラック２２の係合脚２４を滑入させながら装着する。
【００１９】
そして、その電子部品２１の部品搭載装置１への搭載が順次進行してトレイ２５上の電子部品２１が空荷になると、同図(b) に説明した逆順に作業を行ってマガジンラック２２をトレイ部品供給装置１０から脱装し、交換用として用意した他のマガジンラック２２をトレイ部品供給装置１０に装着する。これによって多数のパレットを一括して交換することができるとしたものである。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように電子部品２１を満載したマガジンラック２２は、総重量が２０〜３０Ｋｇというような非常に重い装具となっている。したがって作業性が極めて悪く、後述するような不具合がしばしば発生した。
【００２１】
図７(a),(b),(c) は、上記のようなマガジンラック装着時の不具合を説明する図である。尚、同図(a) は図６(b) の主要部を再掲したものである。図７(a) に示すマガジンラック２２をトレイ部品供給装置１０の昇降部２９に装着するに際して、総重量が２０〜３０Ｋｇのマガジンラック２２をまっすぐ上には持ち上げられないから、作業者は、先ずマガジンラック２２の取っ手２３を両手で掴み、膝に乗せるようにし、上体を後に反らせるようにして、やっと持ち上げる。
【００２２】
この状態で、首だけを前に突き出すようにしながら、マガジンラック２２の係合脚２４の先端が昇降部２９の２本の案内レール３１内に丁度合うように位置を確認して、同図の矢印Ｅで示すように押し込んでいく。
【００２３】
しかし、近年のように作業者の体格的な脆弱化が進んで、重量の大きい装備品を軽々とは取り扱うことが出来ない状態では、マガジンラック２２の２０〜３０Ｋｇの総重量はあまりにも重く、作業性が悪いため、思うように位置合せが出来ていないことが多く、このためマガジンラック２２の下端部を昇降部２９の予想外の部分に突き当てるということがしばしば発生する。
【００２４】
このような衝突を引き起こすと、マガジンラック２２の総重量が重いこともあって衝突の衝撃が大きく、同図(b) に示すように折角トレイ２５内に正しく整然と収納されていた電子部品２１が、同図(c) に示すように各自の載置区画から飛び出して飛散するという事故が発生する。このように電子部品２１が正しい載置区画から飛散してしまったのでは、部品搭載装置１の作業ヘッド８が、電子部品２１をトレイ２５から取り出すことができない。もっとも、このようなマガジンラック２２を手作業で持ち上げることを止めて、なんとか自動化しようとした装着方法が提案されてはいる。
【００２５】
図８は、そのようなマガジンラック専用の運搬兼装着台車を示す図である。同図に示すように、運搬兼装着台車３２は、不図示の駆動機構により昇降するリフト３３を備え、そのリフト３３の上面には、二本の案内レール３４と、これら案内レール３４の間に配置された多数のコロ３５を備えている。このコロ３５の上にマガジンラック２２を載置し、扉２８を開いたトレイ部品供給装置１０の正面まで搬送し、駆動機構を操作してリフト３３の上面をトレイ部品供給装置１０の昇降部２９の上面に位置合せした後、マガジンラック２２を載置を昇降部２９上に押し込んで移載する。
【００２６】
この場合のトレイ部品供給装置１０の昇降部２９には、前述した二本の案内レール３１の他に、これらの案内レール３１の間に多数のコロ３６が設けられており、昇降部２９内に押し込まれたマガジンラック２２は、案内レール３１の案内とコロ３６による滑車機能とで容易に昇降部２９に移載されて装着されるはずであった。
【００２７】
しかしながら、現実には、工場の床の高さが必ずしも一様な平面を形成しているものでもなく、それどころか凹凸が結構多くあって、このため運搬兼装着台車３２の水平の均衡がとれず、どうしてもリフト３３と昇降部２９との間に水平面が交差した状態の段差が生じてしまう。その結果、マガジンラック２２をトレイ部品供給装置１０の昇降部２９に移載する際に、乗り継ぎの衝撃が発生し、この場合もトレイ２５上の電子部品２１が図７(c) のように飛び跳ねて飛散する。したがって、部品搭載装置１に電子部品２１の安定した供給が出来ない。
【００２８】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、電子部品を満載のパレット収容器と電子部品が空荷のパレット収容器との昇降部への交換作業を容易にかつ迅速に行うことができるトレイ部品供給装置を提供することである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明のトレイ部品供給装置は、電子部品を収容したトレイと該トレイを保持するパレットと該パレットを収容するパレット収容器と該パレット収容器を装着して昇降する昇降部とを備え、該昇降部上の上記パレット収容器から所望の上記パレットを引き出して該パレットに保持された上記トレイから上記電子部品を取り出して部品搭載装置に供給するトレイ部品供給装置であって、上記トレイを着脱自在に固定して保持する所定枚のパレットを着脱自在に棚状に収容する第１のパレット収容器と、所定個の前記第１のパレット収容器を着脱自在に棚状に収容して上記昇降部に着脱自在に構成された第２のパレット収容器と、を備えて構成される。
【００３０】
このトレイ部品供給装置は、例えば請求項２記載のように、上記第２のパレット収容器は後端周縁部に磁石体を備え、上記第１のパレット収容器は後端側部に磁性体からなるフランジ状の当接面を上記第２のパレット収容器の上記後端周縁部と当接すべく備えて構成される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１(a),(b) 、図２(a),(b) 、及び図３(a),(b) は、一実施の形態におけるトレイ部品供給装置の構成とその動作状態を示す図である。図１(a) に示すようにこのトレイ部品供給装置４０は、本体部の構成は図６(b) に示したトレイ部品供給装置１０の本体部の構成と同様である。すなわち、扉４１を開いた内部には、不図示の駆動機構によって上下に移動駆動される昇降部４２を備え、その昇降部４２には二本の案内レール４３が配置されており、コロなどの複雑な機構は形成されていない。
【００３２】
そして、第２のパレット収容器としてのマガジンラック４４が用意される。このマガジンラック４４は、図６(a) に示したマガジンラック２２と同様に上部に取っ手４５を備え、下部に係合脚４６を備えているが、その他の構成は図６(a) に示したマガジンラック２２と異なる。
【００３３】
すなわち、本例のマガジンラック４４は、内部にタンスの引出しのような極く小数（本例では４段）の大枠のレール棚４７を備え、後端周縁部４８には磁石体４９が配設されている。磁石体４９は、例えば樹脂に磁粉を混入してテープ状に形成したものを配設してもよく、あるいは、複数の小型磁石を連設して配置するようにしてもよい。
【００３４】
このマガジンラック４４を、空荷のままで、図１(a) の矢印Ｆに示すように持ち上げ、矢印Ｇに示すようにトレイ部品供給装置４０内に押し込んで、図１(b) に示すように、トレイ部品供給装置４０の昇降部４２に装着する。
【００３５】
このマガジンラック４４は、空荷であるので軽くて取り扱いが容易であり、したがって作業性が良く、迅速かつ確実に昇降部４２に装着することができる。また、この装着の際、マガジンラック４４は空荷であるので、万一その下端部を思わぬ所に付き当てることがあっても何等の支障も生じない。
【００３６】
次に、図２(a) に示すように、電子部品５１を満載したトレイ５２をパレット５３に載置し、固定具５４及び５５により固定する。このように電子部品満載のトレイ５２を保持したパレット５３を、第１のパレット収容器としての入れ子マガジン５６に装着する。入れ子マガジン５６には、本例では内部に５段のレール棚が形成されており、このレール棚に５枚のパレット５３を収容することができる。
【００３７】
また、この入れ子マガジン５６の後端側部には、磁性体からなるフランジ状の当接面５７が形成されている。入れ子マガジン５６全体を鉄板部材で構成すると当接面５７はそのままで磁性体を形成する。また、入れ子マガジン５６本体をアルミ又は硬質樹脂等の軽い部材で構成し、当接面５７のみを鉄板又はその他の磁性体で本体と一体に形成するようにしてもよい。
【００３８】
上記のように５枚の電子部品満載のパレット５３を収容した入れ子マガジン５６を、図２(b) に示すように、トレイ部品供給装置４０の昇降部４２に既に装着されている空荷のマガジンラック４４に順次装着する。マガジンラック４４に入れ子マガジン５６が装着されると、マガジンラック４４の後端周縁部４８に配設されている磁石体４９に、入れ子マガジン５６のフランジ状の当接面５７が磁力によって密着し固定される。
【００３９】
１個の入れ子マガジン５６の総重量は４〜７Ｋｇ程度であり、体力の弱い者にとっても重いものではなく、取り扱いは容易であり、迅速かつ確実にマガジンラック４４に装着することができる。本例では、マガジンラック４４には４個の入れ子マガジン５６が装着でき、合計で２０枚のパレット５３がマガジンラック４４に収容されることになる。この後、トレイ部品供給装置４０から部品搭載装置（図４(a) 又は図５参照）への電子部品５１の供給が進行し、マガジンラック４４内の電子部品５１が空荷になる。
【００４０】
図３(a) は、空荷となったマガジンラック４４をトレイ部品供給装置４０の昇降部４２から矢印Ｈ及びＪで示すように一気に取り外した状態を示す図であり、同図(b) は、トレイ部品供給装置４０の昇降部４２に装着したままのマガジンラック４４から、図２(b) に示した手順とは逆順に、入れ子マガジン５６のみを矢印Ｋ及びＬで示すように順次抜き出していく状態を示す図である。
【００４１】
体力のある作業者の場合は、同図(a) に示すようにマガジンラック４４をトレイ部品供給装置４０から一気に取り外してよい。この場合は、直ちに他の空荷のマガジンラック４４を、図１(a),(b) に示したようにトレイ部品供給装置４０に装着し、このマガジンラック４４に、別に用意してある電子部品満載の入れ子マガジン５６を、図２(b) に示したように装着することができる。これにより、作業能率が格段に向上する。
【００４２】
また、あまり体力の無い作業者の場合は、図３(b) に示すように、入れ子マガジン５６のみを抜き出すようにするとよい。この場合は、入れ子マガジン５６を抜き出したマガジンラック４４は昇降部４２に装着したままにしておき、このマガジンラック４４に、図２(b) に示したように電子部品満載の入れ子マガジン５６を装着すればよい。結果として、空荷のマガジンラック４４を電子部品満載のマガジンラック４４と交換した形になる。これにより、体力の無い作業者でも容易かつ正しく確実にマガジンラックを交換することができるようになる。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、空荷のマガジンラックをトレイ部品供給装置に装着してから、このマガジンラックに予め小数枚のトレイ付きパレットを収容してある複数個の入れ子マガジンを装着するので、取り扱う装具が全て軽量となり、したがって、体力の弱い者でも取り扱いが容易で作業性が良好であり、これにより、電子部品をトレイ部品供給装置に格納する作業を迅速かつ正確に行うことができて、電子部品の飛散等の不具合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (a),(b) は一実施の形態におけるトレイ部品供給装置の構成とその動作状態を示す図（その１）である。
【図２】一実施の形態におけるトレイ部品供給装置の動作状態を示す図（その２）である。
【図３】一実施の形態におけるトレイ部品供給装置の動作状態を示す図（その３）である。
【図４】 (a) は部品搭載装置の外観斜視図、(b) はトレイ部品供給装置を部品搭載装置と共に示す正面図、(c) はその側面図である。
【図５】他の形態のトレイ部品供給装置を部品搭載装置と共に示す図である。
【図６】 (a) はパレット一括交換方式のマガジンラックを示す図、(b) はマガジンラックをトレイ部品供給装置の昇降部に装着する状態を示す図である。
【図７】マガジンラック装着時の不具合を説明する図である。
【図８】マガジンラック専用の運搬兼装着台車を示す図である。
【符号の説明】
１ 部品搭載装置
２ 表示入力装置
３ モニタ装置
４ 警報ランプ
５ 基台
６ 基板案内レール
７ 保護カバー
８ 作業ヘッド
９ 吸着ノズル
１０ トレイ部品供給装置
１１ テープフィーダ装着部
１２ 部品供給ステージ
１５（１５ａ、１５ｂ） トレイ部品供給装置
１６ パレット
１７ 部品供給ステージ
１８ 梁腕
１９（１９ａ、１９ｂ） 部品搬送台
２１ 電子部品
２２ マガジンラック
２３ 取っ手
２４ 係合脚
２５ トレイ
２６、２７ 固定具
２８ 扉
２９ 昇降部
３１ 案内レール
３２ 運搬兼装着台車
３３ リフト
３４ 案内レール
３５、３６ コロ
４０ トレイ部品供給装置
４１ 扉
４２ 昇降部
４３ 案内レール
４４ 大マガジンラック
４５ 取っ手
４６ 係合脚
４７ レール棚
４８ 後端周縁部
４９ 磁石体
５１ 電子部品
５２ トレイ
５３ パレット
５４、５５ 固定具
５６ 入れ子マガジン
５７ 当接面

Claims (2)

1. 電子部品を収容したトレイと該トレイを保持するパレットと該パレットを収容するパレット収容器と該パレット収容器を装着して昇降する昇降部とを備え、該昇降部上の前記パレット収容器から所望の前記パレットを引き出して該パレットに保持された前記トレイから前記電子部品を取り出して部品搭載装置に供給するトレイ部品供給装置であって、
   前記トレイを着脱自在に固定して保持する所定枚のパレットを着脱自在に棚状に収容する第１のパレット収容器と、
   所定個の前記第１のパレット収容器を着脱自在に棚状に収容して前記昇降部に着脱自在に構成された第２のパレット収容器と、
   を備えたことを特徴とするトレイ部品供給装置。
2. 前記第２のパレット収容器は後端周縁部に磁石体を備え、前記第１のパレット収容器は後端側部に磁性体からなるフランジ状の当接面を前記第２のパレット収容器の前記後端周縁部と当接すべく備えている、ことを特徴とする請求項１記載のトレイ部品供給装置。

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