JP5171511B2 - 電子部品供給カセット、電子部品供給カート及び電子部品装着装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品供給カセット、電子部品供給カート及び電子部品装着装置に係わり、特に装着が容易な電子部品供給カセットと、それらを用いる電子部品供給カートと電子部品装着装置に関する。

近年、プリント基板に電子部品を装着する回路基板の生産においては、生産設備の稼動タクト向上と共に、機種切替に伴う段取り替えを短時間で完了させ、稼働率を向上させることが強く望まれている。特に小さな部品が増え、実装装置の段取り替えにおいては、電子部品供給装置を如何に容易に所定位置にセットするかが重要である。

従来からこの課題を解決するために、供給リールと巻取りリールを一つのカセットに入れてワンタッチで所定に位置にセットすることが提案されている。このような、従来技術の提案は、カセット自体を再利用するためにカセットに部品供給する窓を設け、各リールを逆転可能にしたものであり、本発明に関する点に関しては、(1)巻取りリールを外部駆動する、(2)部品供給テープからカバーテープをなくしカセット内のリールを２個に低減したもの、(3)巻取りリールと供給リールを横型配置にしたもの、である。

特開平０７−２４２２８４号公報 特開平０４−３６５５２０号公報 実開平０６−６５２６３号公報

(1)に関しては、昨今の電子部品は0.2mm×0.4mmの小さな部品がありカセット幅を小さくする必要がある。しかしながら、巻取りリールをプーリを介して外部駆動しているためにカセット幅を小さくできないという課題があった。また、巻取りリール等を外部駆動とするという記述があるものの具体的な開示はない。(２)に関しては、供給テープからの飛び出し防止ために、アームを付けたり、部品を接着剤で固定したしているが、少なくとも小さな部品には実用的ではない。最後に、(3)に関しては、横型では奥行き長さをとるという課題がある。

従って、本発明の第一の目的は、ワンタッチで装着できる実用的な電子部品供給カセットを提供することである。

また、本発明の第二の目的は、前記電子部品供給カセットを使用可能な電子部品供給カート及び電子部品装着装置を提供すことである。

本発明の第一の目的を達成するために、電子部品を収容する凹部が所定のピッチで形成されているキャリアテープと前記キャリアテープを覆うカバーテープとを具備する供給テープと、前記供給テープを収納する供給リールと、前記供給リールから供給テープを送り出す供給テープ送出手段と、前記供給テープ送出手段の駆動位置のから前記供給リール側に設置された前記カバーテープを前記キャリアテープから離脱し、その後再接合する離脱再接合手段と、前記再接合した供給テープを巻き取る巻取りリールを有することを第１の特徴とする。

また、本発明の第一の目的を達成するために、 前記離脱再接合手段は、前記カバーテープを中央から左右にカットする手段を有することを第２の特徴とする。

また、本発明の第一の目的を達成するために、電子部品を収容する凹部が所定のピッチで形成されているキャリアテープと前記キャリアテープを覆うカバーテープとを具備する供給テープと、前記供給テープを収納する供給リールと、前記供給リールから供給テープを送り出す供給テープ送出手段と、前記部品が前記凹部から搬出された前記供給テープを巻き取る巻取りリールを有する電子部品供給カセットであって、前記供給リールと前記巻取りリールを上下に配置し、前記供給テープ送出手段は前記供給リールの左右いずれかに配置されたことを第３の特徴とする。

さらに、本発明の第一の目的を達成するために、上記第１乃至第３の特徴に加え、前記供給テープ送出手段と前記巻取りリールのうち少なくとも一方を外部から駆動する開口部を設けたことを第４の特徴とする。

また、本発明の第一の目的を達成するために、電子部品を収容する凹部が所定のピッチで形成されているキャリアテープと前記キャリアテープを覆うカバーテープとを具備する供給テープと、前記供給テープを収納する供給リールと、前記供給リールから供給テープを送り出す供給テープ送出手段と、前記部品が前記凹部から搬出された前記供給テープを巻き取る巻取りリールを有する電子部品供給カセットであって、前記供給テープ送出手段と前記巻取りリールのうち少なくとも一方を外部から駆動する開口部を設けたことを第５の特徴とする。

また、本発明の第一の目的を達成するために、上記第１乃至第５の特徴に加え、前記供給テープ送出手段は、前記キャリアテープに所定の形成された孔を駆動する前記供給テープを送り出すスプロケットであることを第６の特徴とする。

さらに、本発明の第二の目的を達成するために、上記第４または第５の特徴を有する電子部品供給カセットを設置する設置台と前記供給テープ送出手段を直接駆動する手段を有することを第７の特徴とする。

また、本発明の第二の目的を達成するために、上記第４または第５の特徴を有する電子部品供給カセットを設置する設置台と前記巻取りリールを直接駆動する手段を有することを第７の特徴とする。

本発明によれば、ワンタッチで装着できる実用的な電子部品供給カセットを提供することができる。

また、本発明によれば、前記電子部品供給カセットを使用可能な電子部品供給カート及び電子部品装着装置を提供すことができる。

以下、図面に基づき、電子部品装着装置１、電子部品供給カート５０及び電子部品供給カセット３０の実施形態を説明する。本発明では電子部品装着装置１とは、部品供給カート５０及び電子部品供給カセット３０を含まないものをいい、以下の説明では、電子部品装着装置１を単に本体１と表す。図１は、本体１の平面図である。本体１は、左側の上下に２ブロックＬＵ，ＬＤ、右側の上下２ブロックＲＵ，ＲＤの計4ブロック（符号は基本的にＬＵブロックのみ記す。）に分かれている。それぞれのブロックには公知のテープ・フィーダが多数設けられている部品供給エリア３、装着ヘッド１６、装着ヘッドが固定され、リニアモータで構成する左右移動用レール８上を移動する装着ヘッド体１１、及び基板への装着時に前記各装着ヘッド１６の吸着ノズルの位置補正をするために、前記吸着ノズルの部品の吸着保持状態を撮像する部品認識カメラ１９が設けられている。左右ブロックには、それぞれ上下ブロックに共通の装着ヘッド体１１が上下に移動するリニアモータで構成する上下移動用レール９が設けられている。また中央には、基板Ｐを搬送する４つのシュート５があり、上側２本のシュート５c,５dが上側ブロック用の基板搬送ラインＵを、下側２本のシュート５a,５bが下側ブロック用の基板搬送ラインＤを構成する。

このような装置構成において、基板Ｐは、受渡部７により振分けられ基板搬送ラインＵ又はＤに搬入される。装着ヘッド１６は装着ヘッド体１１によって移動し、部品供給エリア３から所定の部品を吸着し、基板Ｐの所定の位置に装着する。なお、電子部品供給カート５０は、部品供給エリア３に装着される。

まず、図２に電子部品供給カセット３０と電子部品供給カート５０の本発明の実施形態を示す。部品供給カート５０は、大別してベース部５１、電子部品供給カセット３０を設置する設置台５２、ハンドル部５３、設置台５２に固定され電子部品供給カセット３０を制御するカセット制御機構部８０から構成されている。ベース部５１には、4つの移動用車輪５１S、電子部品供給カート５０を固定する２つの固定部５１Kがある。ハンドル部５３を操作して、図面に示すＹ＋方向に移動して装置本体に挿入しセットする。以下、紙面に垂直な方向をＸ方向とする。

次に、図３及び図４を用いて電子部品供給カセット３０及びカセット制御機構部８０の構成と動作を説明する。図３は、図２に示す電子部品供給カセット３０及びカセット制御機構部８０の構成を詳細に示した図である。図４はカッター部４０の構成を示した図で、(a)図が斜視図、(b)図が断面図である。

電子部品供給カセット３０は、持ち運び用の取手３８を有するケース３９に、電子部品を収納する凹部６３を持つキャリアテープ６１を有し後述する供給テープ６０(図５参照)を収納する供給リール３１と、供給リール３１から供給テープ６０を送りだすためのスプロケット３２と、スプロケット３２の手前で本体１の装着ヘッド１６の吸着ノズルに電子部品を吸着された後、供給済みの供給テープ６０Ｕを略垂直な状態にし、後述するカメラ支持体８３Ｓの挿入スペースを確保するスペースローラ３５と、供給テープ６０Ｕを一対の水平転換案内ローラ３６A、３６Ｂを介して、巻き取る巻取りリール３３とを有する。

前記装着ヘッドによる吸着位置には、供給テープ６０の他の構成要素であって、電子部品の脱落を防ぐカバーテープ６２を中心から左右にカットする図４に示すカッター部４０を設けている。カッター部４０は、カバーテープ６２をキャリアテープ６２から離脱し、カット時の台となるカバーテープガイド４２、離脱後のカバーテープ６２を案内するカバーテープ押え部材４３、カバーテープ６２をカットするカッター４１、左右に切り裂かれたカバーテープ６２を電子部品吸着孔４５での吸着に妨げにならないようにするカバーテープを左右にガイドするカバー開口ガイド４４からなる。

また、カッター部４０の途中には、図５に示すように供給テープ６０のサイドに設けられたスプロケット孔６４の位置を検出のために上部から照明するＬＥＤ３７を設けている。供給リールブレーキ３１Ｂは、供給リール３１が案内ローラ３１Ｃを介して常にスプロケット３２から受ける張力により回転しないようにブレーキを掛け、且つ供給リール３１とスプロケット３２間の供給テープ６０に適度な張力を与える。巻取りリールブレーキ３３Ｂは、電子部品供給カセット３０を設置台５２に設置する前は巻取りリール３３がフリーな状態であるので、巻取りリール３３にブレーキを掛けて固定する。しかし、設置台５２に電子部品供給カセット３０を設置すると、巻取りリールブレーキ３３Ｂはカセット制御機構部８０に設けられた解除用突起８６に押されて、巻取りリールブレーキ３３Ｂによるブレーキが解除される。同時に巻取りリール３３は、開口部から後述するカセット制御機構部８０の巻取りリール駆動ローラ８２Ｒに駆動される状態になり、固定される。係止用フック３４は、電子部品供給カセット３０が設置台５２に設置されたカセット制御機構部８０に設けられたカセット係止片８５と係合し、電子部品供給カセット３０を設置台５２に固定する。

一方、カセット制御機構部８０は、スプロケット３２の円周部を直接駆動するスプロケット駆動ローラ８１Ｒとスプロケット駆動モータ８１Ｍ、巻取りリール３３の円周部を直接駆動する巻取りリール駆動ローラ８２Ｒと巻取り駆動モータ８２Ｍ、及びカメラ支持体８３Ｓの頭部に設けられ、円形のスプロケット孔６４を検出するＰＳＤカメラ８４、電子部品供給カセット３０を設置台５２に設置後、電子部品供給カセット３０の設けられた開口部(図示せず)からカメラ支持体８３Sを挿入するエアシリンダ８３Ｅを有する。

スプロケット３２や巻取りリール３３は、電子部品供給カセット３０のケース３９に設けられた開口部から駆動され、その駆動にはプーリ、ベルトや歯車を介さずに直接駆動をしている。その理由は、例えば、プーリを介すると、電子部品供給カセット３０の幅(Ｘ方向)がスプロケット幅また巻取りリール幅＋プーリ幅となり、厚くなる。また、スプロケット駆動モー８１Ｍ及び巻取りリ−ルモータには薄厚モータを使い、それぞれスプロケット駆動ローラと巻取りリール駆動ローラを同軸でダイレクト駆動している。このような工夫の結果、本実施形態では、0.2mm×0.4mm等の小さな部品に使用する電子部品供給カセット３０の幅を１５ｍｍ以下に収めることができた。さらに、スプロケット３２の場合は、スプロケット３２の歯をスプロケット孔６４に挿入するために急峻な凸形状としているので遊びがある。そこで、スプロケット駆動ローラ８１Ｒは歯車形式とらず、スプロケット３２回転時の精度を向上するためにローラ形式を採用している。

次に、このような機構を用いて、供給テープ６０内の電子部品を本体１の装着ヘッド１６が吸着する際の電子部品供給カセット３０及びカセット制御機構部８０の動作を、(1)供給テープ６０及び供給済みテープ６０Uの流れ、(2)PSDカメラによる電子部品装着の制御、に分けて説明する。

先ず、(1)の各テープの流れを説明する。スプロケット３２をスプロケット駆動モータ８１Ｍで回転する。供給テープ６０は、供給リールブレーキ３１Ｂからの適当な張力を受けながらカッター部４０位置まで移動する。そこで、供給テープ６０の上面のカバーテープ６１は、カバーテープカッター４１によりその中心から左右にカットされる。カットされたカバーテープ６１は、カバーテープ開口ガイド４４により左右に分かれて電子部品吸着孔４５を通過する。通過したカバーテープ６１は、電子部品吸着孔４５で電子部品を吸着されたキャリアテープ６２と再度一体となって接合し、その接合したテープは供給済みテープ６０Uとなる。

供給済みテープ６０Uは、スプロケット３２とスプロケットとの間を通りスペースローラ３５のところにくる。スペースローラ３５では、電子部品供給カセット３０に挿入されているカメラ支持体８３Sを避けるために略垂直に立ち上げられ、一対の水平転換案内ローラ３６A、３６Ｂに水平状態に戻される。最後に、供給済みテープ６０Uは、水平転換案内ローラのうち３６Aによって方向転換されて、巻取り駆動モータ８２Mで回転している巻取りリール３３に回収される。なお、電子部品供給カセット３０が設置台５２に設置されたときは、供給テープ６０は、その端が電子部品供給カセット３０に接続されおり、カバーテープカッター４１によりカバーテープ６１が中央から切られて左右に分かれている状態でセットされている。

このような本実施形態によれば、カバーテープ６１をカッター４０によりその中心から左右にカットし、再びキャリアテープ６２と接合とすることで、カバーテープを電子部品供給カセット外で回収することなく、しかもキャリアテープ６２と共に一つの巻取りリールで回収できる。

また、本実施形態によれば、スプロケット３２と巻取りリール３３とをプーリ等を介することなくそれらの円周部を直接駆動することで電子部品供給カセット３０の厚さを薄くできる。その結果、多くの電子部品供給カセット３０を設置台５２に搭載できる。

また、本実施形態によれば、スプロケット３２を駆動することで、電子部品吸着部での供給テープの送り速度を独立に制御できるので、精度よく供給テープの位置決めをすることができ、確実に電子部品を吸着できる。

さらに、本実施形態によれば、供給リール３１及び巻取りリール３２を上下に配置し、供給リール３１の本体１側にスプロケット３２に配置することで、本体１方向の奥行き幅の小さい電子部品供給カセットを提供できる。その結果、本体１も含めて装置幅を小さくできる。

また、以上の実施形態によれば、電子部品供給カートの未設置時は巻取りリールブレーキ３３Bで巻取りリール３３の回転を阻止し、設置時は自動的に前記ブレーキが解除され、巻取り駆動モータ８２で適切なテンションを与えることができる。

以上の実施形態によれば、ワンタッチで装着できる実用的な電子部品供給カセットを提供することができる。

また、以上の実施形態では、カバーテープ６１をカッター４１によりその中心から左右にカットし、再びキャリアテープ６２と接合としたが、カバーテープ６１をカットすることなく剥離し、再びキャリアテープ６２と接合してもよい。

また、以上の実施形態では、巻取りリール３３を外部駆動したが、外部駆動せず巻取りリールのばね等で巻き取る方向に一定の張力を与えても同様な効果を得ることができる。

さらに、小さな部品ではなく、吸着位置精度の高く要求されない部品では、スプロケット３２を外部駆動することなく、巻取りリール３３のみを外部駆動してもよい。

次に、(2)のPSDカメラ８４による電子部品装着の制御の動作について説明する。本体１では、吸着位置の手前における供給テープ６０にも設けられたスプロケット孔の位置を検出して、装着ヘッド１６に設けた吸着ノズルとのタイミングととる必要がある。従来で、スプロケット孔６４の位置検出を装着ヘッド１６に設けられたＣＣＤカメラで行なわれていた。しかしながら、小さな電子部品となる装着ヘッドの位置誤差等の原因で状来の方法では吸着ノズルによって供給テープから電子部品を確実に吸着することが難ずかしい。

そこで、本実施形態では、電子部品供給カセットの設置時にＣＣＤカメラ８４を電子部品吸着孔４４の、例えば２個手前におけるスプロケット孔に近接して挿入し、そのスプロケット孔の位置を検出し、スピッロケット孔が電子部品吸着孔４４に来たときにその位置を補正する。そのためにスプロケット孔をその上部からＬＥＤ３７により照明し、ＰＳＤカメラ８４でスプロケット孔を撮像し、その位置をする検出する。スピッロケット孔の検出位置に基づいて、スプロケット３２の回転量を制御し、停止位置を補正する。

例えば、スプロケット孔６４を電子部品２個当たり１個の割合で４ｍｍ間隔で設けているので、１個のスプロケット孔６４の検出が２個の凹部６３、即ち２個の電子部品の吸着に関与する。

本実施形態による上記スプロケット孔６４の位置検出機構によれば、精度よく吸着位置を補正できる制御補正機構を提供できる。

上記、実施形態では、スプロケット３２を制御して補正したが、位置検出機構によりスプロケット孔を検出する位置と吸着ノズルの吸着位置との供給テープの送り方向間隔は例えば計算により求められるので、位置検出機構による検出結果と前記間隔に基づいて、装着ノズルの吸着位置(供給テープの送り方向の吸着位置)を変えて補正してもよい。

以上の実施形態では、カセット制御機構部を電子部品供給カートに設けた。これは、電子部品供給カセットが供給する部品によりその厚さも異なるので、厚さに対応してカセット制御機構部を本体１に設けると、本体１でのカセット制御機構部の配置により使用できる電子部品供給カセットの種類も限定されてしまう。そこで、製作する機種に必要な電子部品供給カセットの構成に適した電子部品供給カートを設けることで、さまざまな機種に対応できる。
逆に言えば、カセット制御機構部を本体１に設けることで、電子部品供給カート数を減らすことができ全体として安価な装置ができる。
いずれにしても、以上説明した本実施形態によれば、前記電子部品供給カセットを使用可能な電子部品供給カートあるいは電子部品装着装置を提供すことができる。

以上のように本発明の実施形態について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

電子部品装着装置の平面図である。 本実施形態における電子部品供給カートを示す図である。 本実施形態における電子部品供給カセット及びカセット制御機構部を示す図 である。 本実施形態におけるカッター部を示す図である。 供給テープの一例を示す図である。

符号の説明

１：電子部品装着装置 ３： 部品供給エリア
５：シュート ７：受渡部 １１：装着ヘッド体
１６：装着ヘッド １９：部品認識カメラ
３０：電子部品供給カセット ３１：供給リ−ル
３１Ｂ：供給リ−ルブレーキ ３２：スプロケット
３３：巻取りリール ３３Ｂ：巻取りリールブレーキ
３４：係止用フック ３５：スペースローラ
３６：水平転換案内ローラ ３７：ＬＥＤ
４０：カッター部 ４１：カバーテープカッター
４２：カバーテープガイド ４３：カバーテープ押え部材
４４：カバーテープ開口ガイド ４５：電子部品吸着孔
５０：電子部品供給カート ５２：設置台フィーダ固定部
６０：供給テープ ６０Ｕ：供給済み供給テープ
６１：カバーテープ ６２：キャリアテープ
６３：電子部品を収納する凹部 ６４：スプロケット孔
８０：カセット制御機構部 ８１Ｍ：スプロケット駆動モータ
８１Ｒ：スプロケット駆動ローラ ８２Ｍ：巻取りリール駆動モータ
８２Ｒ：巻取りリール駆動ローラ ８３Ｅ：エアシリンダ
８３Ｓ：カメラ支持体 ８４：ＰＳＤカメラ
８５：カセット係止片 ８６：解除用突起。

Claims (10)

1. 電子部品を収容する凹部が所定のピッチで形成されているキャリアテープと前記キャリアテープを覆うカバーテープとを具備する供給テープと、前記供給テープを収納する供給リールと、前記供給リールから供給テープを送り出す供給テープ送出手段と、前記供給テープ送出手段の駆動位置から前記供給リール側に設置された前記カバーテープを前記キャリアテープから離脱し、その後再接合する離脱再接合手段と、前記再接合した供給テープを巻き取る巻取りリールを有し、
   前記離脱再接合手段は、前記カバーテープを中央から左右にカットする手段を有し、
   前記供給リールと前記巻取りリールを上下に配置し、前記供給テープ送出手段は前記供給リールの左右いずれかに横に配置され、
   前記巻取りリールの回転にブレーキを掛けるブレーキ手段を有し、
   前記巻取りリールを外部から駆動する開口部を有し、前記外部から駆動する手段が接続されたときに、前記ブレーキ手段を解除する手段を有することを特徴とする電子部品供給カセット。
2. 前記供給テープ送出手段を外部から駆動する他の開口部を設けたことを特徴とする請求項１記載の電子部品供給カセット。
3. 前記供給テープ送出手段は、前記キャリアテープに所定の形成された孔を駆動する前記供給テープを送り出すスプロケットであることを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品供給カセット。
4. 前記供給リールの回転にブレーキを掛ける手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項記載の電子部品供給カセット。
5. 請求項１に記載された電子部品供給カセットを設置する設置台と前記解除する手段を駆
   動する手段を有することを特徴とする電子部品供給カート。
6. 請求項２に記載された電子部品供給カセットを設置する設置台と前記供給テープ送出手段を直接駆動する手段を有することを特徴とする電子部品供給カート。
7. 請求項１に記載された電子部品供給カセットを設置する設置台と前記巻取りリールを直接駆動する手段を有することを特徴とする電子部品供給カート。
8. 請求項５に記載された電子部品供給カートを有することを特徴とする電子部品装着装置。
9. 請求項６に記載された電子部品供給カートを有することを特徴とする電子部品装着装置。
10. 請求項７に記載された電子部品供給カートを有することを特徴とする電子部品装着装置。

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