JP5165475B2

JP5165475B2 - 電子部品供給装置

Info

Publication number: JP5165475B2
Application number: JP2008169184A
Authority: JP
Inventors: 博小川
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2028-06-27
Also published as: JP2010010479A

Description

本発明は、電子部品供給装置に係り、特に、電子部品を基板に装着する電子部品実装装置（マウンタとも称する）へ電子部品を供給する際に用いるのに好適な、電子部品が収納された部品供給テープ（単にテープとも称する）を所定の距離だけ移動して、電子部品をマウンタ等のピックアップ位置へ供給するための電子部品供給装置の改良に関する。

テープに収納された電子部品をマウンタに供給するための電子部品供給装置（テープフィーダとも称する）として、特許文献１の図１には、図１（Ａ）に要部を示す如く、スプロケット６７をモータ（図示省略）により回転駆動し、部品供給テープ１に一定ピッチＰ１で設けられた送り穴２へスプロケットの歯６８を噛み合わせて、テープ１を所定のピッチで送るようにしたものが記載されている。この技術では、スプロケット６７の回転に伴い、スプロケットの外周に一定の間隔で設けられた歯６８が、テープの送り穴２に順次噛み合うので、所定の送りピッチでテープを送り続けることができる。回転駆動用のモータを制御し、１回の回転角度を変えることで、異なる送りピッチ（部品ピッチ）のテープにも対応することができる。スプロケット６７には各歯６８に対応したスリット６９を設け、原点センサ（図示省略）によりスリット６９を検出して、各歯毎に原点を検出できるように構成されている。

又、特許文献２の図３や特許文献３には、図２に要部を示す如く、テープ送り方向の前後に配置した２組の櫛状体７０、７１を設けて、図２（Ａ）に示す如く、一方（図２では左方）の櫛状体７０をその場で上下動させて位置決めに用い、他方（図２では右方）の櫛状体７１をその場で平行四辺形状に移動させてテープ１の送り穴２に櫛状体を挿入し、テープを送るもの（特許文献２の図３、特許文献３の図１）や、図２（Ｂ）に示す如く、両方の櫛状体７０、７１を共にその場で１８０°の位相差を持たせて平行四辺形状に移動させ、テープ１の送り穴２に互い違いに櫛状体を挿入して、テープを送るもの（特許文献３の図４、図５）が記載されている。カムの駆動にはモータを使用し、速度制御などが可能となっている。

特許第３３９５０１４４号（図１）特開２００７−１５０１４５号公報（図１４、図３）特許第３７０６７１０号公報（図１、図４、図５）

近年、テープに収納して供給される電子部品の大きさが微細になるに従い、テープの停止位置には、より高い精度が要求されている。又、収納間隔を小さくすることができるので、送り穴の半分のピッチ間隔で部品を収納して効率を上げるなどの改善がされている。

しかしながら、特許文献１に記載の装置は、図１に示した如く、スプロケット６７の外周に一定の間隔で設けられた歯６８が、テープ送り穴２へ順次噛み合い、テープ１を送る方式であり、スプロケットの歯と歯の間隔は固定されていて、調整することができない。テープによって送り穴２のピッチＰ１にはばらつきがあるが、スプロケットの歯６８の間隔は固定されており、送り穴の間隔の誤差を吸収することはできない。従って、図１（Ｂ）に示す如く、送り穴２のピッチＰ２がＰ１と異なると、スプロケットの歯６８との噛み合い状態が不安定になり、テープ１に収納されている電子部品の停止位置も不安定になる。

又、回転するスプロケット６７の歯６８を、直線移動するテープ１の送り穴２へ噛み合わせるので、歯６８の先端部を送り穴２へ挿入可能なように、歯６８の形は三角形状にしなければならない。従って、歯６８の接触面とテープ１の送り穴２内面とが接する面積が小さくなって、点接触に近い状態となり、送り穴２と歯６８との噛み合いには誤差が生じ易い。そのため、テープ１の送り量が不安定になり、ピックアップ位置（停止位置）の精度を安定して維持することが難しい。

更に、スプロケット６７の各歯６８に対応したスリット６９をスプロケット６７に設け、原点センサでスリット６９を検出して各歯の原点位置を検出し、テープ１の停止位置を決めているため、原点位置の精度は各スリット６９の精度に依存することとなり、全ての歯において高い停止精度を得る為には、歯６８とスリット６９との位置関係など高精度の部品で構成する必要がある。又、テープ１を送る毎に原点検出してから所定のパルス数を歯を移動させているので、移動速度が遅くなる。

一方、特許文献２や３の装置では、テープ１の送り方向に対して櫛状体７１、７２が垂直に送り穴２に挿入されるので、スプロケットの歯に比べ送り穴と櫛状体との噛み合い度は大きく取れるが、櫛状体の突起の間隔は一定であり、テープ送り穴の間隔の誤差を吸収することはできなかった。又、テープの送り量は２つの突起部の間隔に限定されるので、自由度が少ない。更に、ピンの位置はカムにより決められてしまい、位置の微調整を行うことができない。

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、テープの送り穴の間隔の誤差を吸収して、テープを安定して送れるようにすることを課題とする。

本発明は、電子部品を所定のピッチで収納した部品供給テープが装着され、その送り穴に送りピンを噛み合わせて、送りピンで部品供給テープを引張ることで、部品供給テープを所定の距離だけ移動し、電子部品をピックアップ位置へ供給するように構成された電子部品供給装置において、テープ送り方向及びテープに対して垂直方向へ互いに独立して移動可能な第１及び第２の送りピンと、該第１及び第２の送りピンを、それぞれテープ送り方向に駆動するための駆動源と、両方の送りピンが垂直線上に並んだ位置を基準として、両方の送りピンが互いに反対方向に同じ量だけ同期して移動するよう、各ピンの移動量に応じて、各駆動源を、それぞれフィードバック制御することにより、各送りピンをテープ送り方向に平行移動させる手段と、前記平行移動に際して、送りピンを互いに干渉しないよう上下動させながらテープ送り穴へ抜き挿しさせると共に、両方の送りピンが互いに反対方向に同じ量だけ同期して昇降するよう、各送りピンをテープに対して垂直方向へ移動させる手段と、を備え、前記第１及び第２の送りピンが交互に入れ換わって、テープ送り方向の同じ位置で前記送り穴に挿入されるようにして、前記課題を解決したものである。

ここで、前記送りピンの原点位置を検出するための原点検出センサーを設けることができる。
又、前記送りピンを、前記送り穴と同じ形状、サイズとすることができる。
又、前記送りピンの隣りに、前記部品供給テープの隣りの送り穴に抜き差しされる、前記送りピンより送り方向の寸法が小さなサポートピンを設けることができる。

本発明によれば、第１と第２の送りピンを設け、該第１及び第２の送りピンが交互に入れ換わって、テープ送り方向の同じ位置で、送りピンをテープ送り穴に対して、テープの送り方向に垂直に挿入し、挿入したピンをテープ送り方向と平行に移動させてテープを送るようにしたので、送りピンの形状をテープ送り穴と同じ形状、サイズとすることができ、送り穴と送りピンの隙間を小さくして、ピン１本でも送り穴に確実に噛み合わせることができるので、部品供給テープを精度良く、安定して送ることができる。

又、第１の送りピンと第２の送りピンに専用のテープ送り方向駆動源（例えばモータ）を設け、反転駆動させることで、それぞれのピンの送り動作と戻し動作を同時に行うので、各駆動源を制御することで、ピンの移動距離を正確に決める事ができる。従って、テープの送り穴ピッチの誤差に応じた間隔でピンの位置を制御できるので、ピンを送り穴に正確に挿入でき、安定した部品供給テープの送り動作を実現できる。

又、例えば駆動源に設けたエンコーダのパルスカウントでピンの移動量を検出して、送りピンをフィードバック制御するようにしているので、テープに収容された部品を常に安定して正確な位置に停止することができる。

特に送りピンの原点位置を検出するための原点検出センサーを設けた場合には、２つの送りピンは原点位置から往復移動するので、原点位置を基準とした送りピンの移動距離を設定すれば、同じ距離の往復の繰り返しで、テープの送り穴ピッチと同じ移動量の送り動作を繰り返し行う事が出来、ピンを送る毎に原点位置を検出する必要が無く、単純で応答性の速い駆動源の制御が行えるので、繰り返し精度の高いテープ送り動作が容易に実現できる。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

図３、図４は、本発明の第１実施形態のテープフィーダのテープ送り機構の全体構成を示す図、図５は送りピンの動作を示す正面図、図６は同じく側面図、図７、図８は、動作の詳細を示す図、図９はマウンタによるピックアップ状態を示す図である。

本実施形態においては、テープ送り穴に挿入する第１の送りピン１０と第２の送りピン２０が、水平方向、上下方向に同期して動くように構成されている。

図において、１は部品供給テープ、２は部品供給テープのテープ送り穴（図９参照）、３は部品供給テープに収容されている電子部品（図９参照）、４は部品供給テープから剥がされたカバーテープ、５はテープガイド部のカバー、６はテープガイド部のガイド、７はマウンタのノズル（図６参照）、８はテープフィーダのフレーム、１０は第１の送りピン、１１は第１の送りピンのピンブロックＡ、１２は第１の送りピンの上下動のガイドＡ、１３は第１の送りピンの水平移動のベースＡ、１４は第１の送りピンのベースＡのヒンジ、１５は第１のピンブロックＡの上下動案内溝、１６は第１の送りピンの水平駆動リンクＡ、１７は第１の送りピンの水平駆動リンクＡのヒンジ、１８は扇歯車の回転中心軸、１９は扇歯車、２０は第２の送りピン、２１は第２の送りピンのピンブロックＢ、２２は第２の送りピンの上下動のガイドＢ、２３は第２の送りピンの水平移動のベースＢ、２４は第２の送りピンのベースＢのヒンジ、２５は第２のピンブロックＢの上下動案内溝、２６は第２の送りピンの水平駆動リンクＢ、２７は第２の送りピンの水平駆動リンクＢのヒンジ、３０はノズルに吸着された電子部品（図９参照）、３１は第１の送りピン水平駆動モータ、３２は第１の送りピン水平駆動モータ歯車、３５は部品供給テープの導入経路、３６は部品供給テープの排出経路、３７は電子部品をノズルで吸着して取り出すための開口部（図９参照）、３８は第２の送りピン水平駆動モータ、３９は第２の送りピン水平駆動モータ歯車、４２は第１の送りピンの上下動案内ローラＡ、４３は第２の送りピンの上下動案内ローラＢ、５１は送りピン上下動レバー、５２は送りピン上下動レバー回転軸、５３は送りピン上下駆動リンクのヒンジ、５４は送りピン上下駆動リンク、５５は送りピン上下駆動リンク案内ローラ、５６は送りピン上下駆動リンク案内溝、５７は送りピン上下駆動カム溝、５８は送りピン上下駆動ローラカム、５９は送りピン上下駆動モータ、６１は送りピン水平移動ガイド、６３は第１のピンの下降検出センサー、６４は第２のピンの下降検出センサー、６５は第１の送りピンの原点検出センサー、６６は第２の送りピンの原点検出センサーである。

まず水平方向の移動機構の構成について説明する。第１の送りピン水平駆動モータ３１が時計方向に回転すると、第１の水平駆動モータ歯車３２により動力が伝えられて、扇歯車１９は回転中心軸１８を軸として、ａ方向へ回転する。水平駆動リンクＡ１６は、回転動作を水平移動ベースＡ１３に伝え、水平移動ベースＡ１３は、水平移動ガイド６１によりガイドされて、テープを送る方向へ移動する。

図３では、第１の送りピン１０は上昇位置で部品供給テープ１の送り穴に挿入されており、テープの送り完了（ピンの水平移動完了）の状態を示している。ピンの移動量はモータに内臓されたエンコーダによりモータの回転角度をパルスカウントして検出することができる。この時、第２の送りピン水平駆動モータ３８は時計方向に回転制御され、第２の水平駆動モータ歯車３９により動力が伝えられて、扇歯車２９は回転中心軸２８を軸としてｂ方向へ回転する。水平駆動リンクＢ２６は回転動作を水平移動ベースＢ２３に伝え、水平移動ベースＢ２３は水平移動ガイド６１によりガイドされて、原点位置へ戻る方向へ移動する。図３では第２の送りピン２０は下降位置で部品供給テープの送り穴から抜けており、送りピンの原点位置へ復帰した状態を示している。第１の送りピン１０と第２の送りピン２０は、送りピン水平駆動モータ３１、３８の駆動により、常に同期して互いに反対方向へ水平移動される。図４は第２の送りピンが上昇位置で、テープ送り完了位置に停止している図である。

次に、上下方向の移動機構の構成について説明する。送りピン上下駆動モータ５９は、送りピン上下駆動ローラカム５８を回転させ、時計の３時の位置（図３）、または９時の位置（図４）に停止する動作をする。図３ではローラカム５８は３時の位置に停止している。ピン上下駆動カム溝５７の作用により、送りピン上下駆動リンク５４はｃ方向へ移動している。送りピン上下動レバー５１は送りピン上下駆動リンク５４に押されて、回転軸５２を軸として反時計方向に回転した位置で停止している。この時、第２の送りピン下降検出センサー６４がＯＮする。送りピン上下動レバー５１の先端に設けられている上下動案内ローラＡ４２と上下動案内ローラＢ４３とは、上下動案内ローラＡが上がり、上下動案内ローラＢが下がった位置となっている。第１の送りピン１０が付いている第１のピンブロックＡ１１は、上下動ガイドＡ１２により上下方向に移動可能にガイドされている。第２の送りピン２０が付いている第２のピンブロックＢ２１は、上下動ガイドＢ２２により上下方向に移動可能にガイドされている。それぞれのピンブロック１１、２１は、送りピン上下動レバー５１の回転による案内ローラの上下移動に連動して、お互いに同期して、反対方向へ上昇または下降の動作をする。

図３では上下動案内ローラＡ４２が上がっているので、第１のピンブロックＡ１１は上昇している。逆に、上下動案内ローラＢ４３が下がっているので、第２のピンブロックＢ２１は下降している。上下動案内溝Ａ１５、上下動案内溝Ｂ２５の作用で、それぞれのピンブロックは、上昇位置または下降位置を保持したまま水平移動が可能であり、送りピン下降検出センサー６３、６４により下降を検出した時に水平移動する。また、第１の送りピン１０と第２の送りピン２０は、テープの送り穴の中心線上に並んで配置されているが、どちらかが上昇位置にある時は、他方は必ず下降位置にあり、図５、図６に示すように、相手の下を通過して水平移動が可能である。

第１の送りピン１０と第２の送りピン２０は、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、順次互いの位置を前後、上下に移動しながら、電子部品供給テープ１の送り穴にどちらか一方が挿入されており、テープの送り動作を行い、停止位置に保持する働きをする。図５（Ａ）の動作状態の詳細を図７に、図５（Ｄ）の動作状態の詳細を図８に示す。

送られてきた電子部品３は、図９に示す如く、開口部３７（ピックアップ位置）に停止し、マウンタのノズル７で例えば吸着され、取り出される。

図１０は、第１の送りピンと第２の送りピンとの水平移動動作を表すタイミングチャートである。ピンの戻り位置を原点位置とした場合は、原点検出センサーによりスタート位置が決められ、制御指令部から入力された移動量だけ送り方向に移動し、同じ量だけ戻ることで、一定の距離を往復動作してテープを送り続けることができる。

図１１は、テープの停止位置を調整して送り動作を行う時のタイミングチャートである。原点位置からの調整量だけオフセットした位置をスタート位置とし、図１０と同様に同じ距離だけ往復動作することで、部品の吸着位置を調整しても、原点位置に戻る事無くテープの送り動作を続けることができる。

図１２は、テープの送りピッチを半分にして動作させた場合のタイミングチャートである。これにオフセット量を入れて吸着位置の調整をすることも出来る。送りピッチを更に分割することも容易にできる。

例えばモータのエンコーダによりモータの回転量をカウントし、フィードバック制御を行うことにより、ピンの停止位置精度を安定して制御することが可能である。

図１３に示す第２実施形態のように、図１４に詳細に示す如く、送りピン１０、２０よりも送り方向の寸法が小さいサポートピン１０ｍ、２０ｍをピンブロック１１、１２の送りピン１０、２０の後方又は前方にそれぞれ設ければ、送りピン１０とサポートピン１０ｍ、送りピン２０とサポートピン２０ｍとでテープの２個の送り穴を案内できるので、テープ幅方向の姿勢をより安定させることができる。サポートピン１０ｍ、２０ｍの寸法は、吸収すべき送り穴のピッチ誤差に応じて決めることができる。また、サポートピンを送りピンの前後両方に設けて、３本のピンでテープを送ることもできる。

図１５に、原点検出センサー６９を１個とした第３実施形態を示す。下降位置検出センサー６３、６４により原点位置のピンが判別可能なので、原点検出センサーは１個で構成することができる。センサーを共通としているので、互いの原点位置の誤差が無くなり、更に高精度なテープの送りができる。

図１６は、第１の送りピン１０と第２の送りピン２０とが交互に原点検出センサー６９に検出されている状態を示す図である。

ピンの往復動作機構は、リードねじやボールねじによる直線動作に置き換えてもよい。

又、水平駆動用モータだけでなく、上下駆動用のモータも、第１の送りピンと第２の送りピンで分けても良い。

更に、マウンタのノズルによる電子部品のピックアップ方法も、吸着に限定されない。

従来のスプロケットを用いたテープフィーダのテープ送り機構を示す正面図従来の櫛状体を用いたテープフィーダのテープ送り機構を示す正面図本発明の第１実施形態のテープ送り機構で第１の送りピンが上昇位置にある場合を示す正面図同じく第２の送りピンが上昇位置にある場合を示す正面図同じく送りピンの動作を示す要部正面図同じく側面図図５（Ａ）の状態の詳細図図５（Ｄ）の状態の詳細図第１実施形態のテープ、電子部品及びノズルの関係を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）正面図動作の一例のタイミングチャート動作の他の例のタイミングチャート動作の更に他の例のタイミングチャート本発明の第２実施形態を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）要部正面図第２実施形態のサポートピンの形状を示す断面図本発明の第３実施形態を示す全体正面図第３実施形態の動作を示す要部正面図

符号の説明

１…部品供給テープ
２…テープ送り穴
３、３０…電子部品
７…マウンタのノズル
８…フレーム
１０…第１の送りピン
１０ｍ、２０ｍ…サポートピン
１１、２１…ピンブロック
１２、２２…ピン上下動ガイド
１３、２３…ピン水平移動ベース
１５、２５…ピンブロック上下動案内溝
１６、２６…ピン水平駆動リンク
１９…扇歯車
２０…第２の送りピン
３１、３８…送りピン水平駆動モータ
５１…送りピン上下動レバー
５４…送りピン上下駆動リンク
５５…送りピン上下駆動リンク案内ローラ
５６…送りピン上下駆動リンク案内溝
５８…送りピン上下駆動ローラカム
５９…送りピン上下駆動モータ
６１…送りピン水平移動ガイド
６５、６６、６９…原点検出センサー

Claims

電子部品を所定のピッチで収納した部品供給テープが装着され、その送り穴に送りピンを噛み合わせて、送りピンで部品供給テープを引張ることで、部品供給テープを所定の距離だけ移動し、電子部品をピックアップ位置へ供給するように構成された電子部品供給装置において、
テープ送り方向及びテープに対して垂直方向へ互いに独立して移動可能な第１及び第２の送りピンと、
該第１及び第２の送りピンを、それぞれテープ送り方向に駆動するための駆動源と、
両方の送りピンが垂直線上に並んだ位置を基準として、両方の送りピンが互いに反対方向に同じ量だけ同期して移動するよう、各ピンの移動量に応じて、各駆動源を、それぞれフィードバック制御することにより、各送りピンをテープ送り方向に平行移動させる手段と、
前記平行移動に際して、送りピンを互いに干渉しないよう上下動させながらテープ送り穴へ抜き挿しさせると共に、両方の送りピンが互いに反対方向に同じ量だけ同期して昇降するよう、各送りピンをテープに対して垂直方向へ移動させる手段と、
を備え、
前記第１及び第２の送りピンが交互に入れ換わって、テープ送り方向の同じ位置で前記送り穴に挿入されることを特徴とする電子部品供給装置。
前記送りピンの原点位置を検出するための原点検出センサーを設けたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品供給装置。
前記送りピンが、前記送り穴と同じ形状、サイズとされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品供給装置。
前記送りピンの隣りに、前記部品供給テープの隣りの送り穴に抜き差しされる、前記送りピンより送り方向の寸法が小さなサポートピンが設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子部品供給装置。