(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ状電子部品を収納部に収納して所定の供給位置に供給する部品供給装置と、該部品供給装置より前記部品を取り出してプリント基板に装着する電子部品自動装着機と、前記部品供給装置の収納部に電子部品を補充すべきかどうかを検出する検出手段と、補充部品の収納部及び通路を備え前記検出手段からの補充指令に基づいて電子部品を前記補充部品の収納部から通路を介して前記部品供給装置の収納部に補充する補充手段と、該補充手段から前記部品供給装置に補充される電子部品の数量に基づいて前記補充を停止させる制御手段とを設けたことを特徴とする電子部品自動装着システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、チップ状電子部品を収納部に収納して所定の供給位置に供給する部品供給装置と、該部品供給装置より前記部品を取り出してプリント基板に装着する電子部品自動装着機とよりなる電子部品自動装着システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
此種、電子部品自動装着システムでは特開平３−３１１０９４号公報に開示されたように吸着ノズルにより部品供給装置よりチップ部品を取出し、認識装置により部品の位置ずれを認識した後該認識結果に基づき該ノズルをノズル回転位置決め装置により回転させて角度位置決めを行ってからプリント基板に装着している。部品供給装置にはチップ部品を収納するバルクケースが備えられ、チップ部品が無くなり材料切れになった場合には、作業者は自動運転を停止して、バルクケースをチップ部品が満杯な新しいバルクケースに交換している。
【０００３】
しかし、このように交換を作業者が行うことは手間が掛かり電子部品自動装着システムの稼働率を上げることの障害になっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は部品供給装置に電子部品の材料切れの際に部品補充に掛かる手間を軽減することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明はチップ状電子部品を収納部に収納して所定の供給位置に供給する部品供給装置と、該部品供給装置より前記部品を取り出してプリント基板に装着する電子部品自動装着機と、前記部品供給装置の収納部に電子部品を補充すべきかどうかを検出する検出手段と、補充部品の収納部及び通路を備え前記検出手段からの補充指令に基づいて電子部品を前記補充部品の収納部から通路を介して前記部品供給装置の収納部に補充する補充手段と、該補充手段から前記部品供給装置に補充される電子部品の数量に基づいて前記補充を停止させる制御手段とを設けたものである。
【０００６】
【作用】
以上の構成から、検出手段が部品供給装置の収納部に電子部品を補充すべきことを検出すると、補充手段はその補充指令に基づいて電子部品を補充部品の収納部から通路を介して部品供給装置の収納部に補充し、制御手段は補充手段から前記部品供給装置に補充される電子部品の数量に基づいて前記補充を停止させる。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面に基づき詳述する。
図１及び図２に於て、（１）はＹ軸モータ（２）の回動によりＹ方向に移動するＹテーブルであり、（３）はＸ軸モータ（４）の回動によりＹテーブル（１）上でＸ方向に移動することにより結果的にＸＹ方向に移動するＸＹテーブルであり、チップ状電子部品（５）（以下、チップ部品あるいは部品という。）が装着されるプリント基板（６）が図示しない固定手段に固定されて載置される。
【０００８】
（７）は供給台であり、チップ部品（５）を供給する部品供給装置（８）が多数台配設されている。（９）は供給台駆動モータであり、ボールネジ（１０）を回動させることにより、該ボールネジ（１０）が嵌合し供給台（７）に固定されたナット（１１）を介して、供給台（７）がリニアガイド（１２）に案内されてＸ方向に移動する。（１３）は間欠回動するロータリテーブルであり、該テーブル（１３）の外縁部には吸着ノズル（１４）を有する装着ヘッド（１５）が間欠ピッチに合わせて等間隔に配設されている。（１６）は上記より構成される電子部品自動装着装置である。
【０００９】
吸着ノズル（１４）が供給装置（８）より部品（５）を吸着し取出す装着ヘッド（１５）の停止位置（図１中上方の黒丸の付された位置）が吸着ステーション（Ｉ）であり、該吸着ステーション（Ｉ）にて装着ヘッド（１５）が下降することにより吸着ノズル（１４）が部品（５）を吸着する。
（ＩＩ）は部品（５）を吸着した装着ヘッド（１５）がロータリテーブル（１３）の間欠回転により停止する認識ステーションであり、部品認識装置（１８）により吸着ノズル（１４）に対する部品（５）の位置ずれが認識される。
【００１０】
認識ステ−ション（ＩＩ）の次の装着ヘッド（１５）の停止位置が角度補正ステ−ション（ＩＩＩ）であり、認識装置（１８）の認識結果に基づき図示しないＮＣデータに示された装着すべき電子部品のθ方向の角度位置になるようにヘッド（１５）がヘッド回転装置（１９）により補正されて回転角度振りされる。
（ＩＶ）は吸着ノズル（１４）が吸着保持している部品（５）をプリント基板（６）に装着するために装着ヘッド（１５）が停止する装着ステーション（図１中下方の黒丸の付された位置）であり、装着ヘッド（１５）の下降によりＸＹテーブル（３）の移動により所定の位置に停止したプリント基板（６）に部品（５）が装着される。
【００１１】
図２において、（２０）は部品供給装置（８）のチップ部品（５）の送り動作を駆動する送り駆動レバーであり、ロータリテーブル（１３）の間欠回転に同期して往復動し、部品供給装置（８）に設けられたスイングアーム（２１）を揺動させる。
図１及び図２において、（２３）は電子部品自動装着装置（１６）の部品供給装置（８）にチップ部品を補充するための自動搬送車であり、その分割された収納部（２６）毎に種々の部品（５）を収納するチップディスペンサ（２４）を搭載している。自動搬送車（２３）は後述する移動用モータ（６４）の駆動によりタイヤ（２５）が回転して後述する操舵駆動モータ（６５）の駆動により該タイヤ（２５）の方向が変更されながら、所望の部品供給装置（８）にチップ部品（５）を供給可能な位置に図２のように停止して、チップディスペンサ（２４）を回転させ補充すべきチップ部品（５）の収納部（２６）を最下端位置に回転させ、補充部品の通路を構成する補充ノズル（２７）を下方に伸長して後述するバルクケース（３９）内にチップ部品（５）を補給するものである。（２８）は電子部品自動装着装置（１６）に設けられたアンテナであり、部品供給装置（８）が部品切れあるいは部品切れに近づいて部品切れの予告がなされたときに部品補充指令である部品要求信号を発する。（２９）は自動搬送車（２３）に設けられたアンテナであり、前記部品要求信号を受信する。自動搬送車（２３）の部品補充を行うため伸長したノズル（２７）の両側方には補充量検出センサ（３０）が設けられ、該ノズル（２７）を通って補充される部品数を検出するものであり、例えば、投光器と受光器とにより構成されることができる。このため後述する外筒（３２）は透明な材質とされている。
【００１２】
図３及び図４において、（３１）は前記補充ノズル（２７）を構成する内筒であり、前記収納部（２６）に連通している。（３２）は該内筒（３１）に外装されて該内筒（３１）に対して上下動可能に設けられた外筒であり、前記内筒（３１）に突設された係止ピン（３３）は外筒（３２）の上下方向に長く穿設された長穴（３４）に嵌合し、外筒（３２）を上方に引き上げるように付勢する引張りバネ（３５）により引き上げられる外筒（３２）を図３に示すように規制する。（３６）は前記引張りバネ（３５）が取り付けられると共に前記外筒（３２）より突出して形成された突片（３７）に係合して外筒（３２）をバネ（３５）に抗して図４に示すように下方に突き出す伸縮ソレノイドであり、励磁することにより外筒（３２）を突き出し、補充ノズル（２７）を伸長させている。前記係止ピン（３３）は外筒（３２）が突出されたその突出限をも規制している。
【００１３】
部品供給装置（８）について図５及び図６に基づき詳述する。
図５に於いて、（３８）は供給台（６）の図示しない位置決め用孔に嵌入されて部品供給装置（８）を供給台（７）に位置決めするロケートピンである。（３９）はバラの状態でチップ部品（４）を収納するバルクケースである。該バルクケース（２４）中の部品（４）はチャンバ（４０）を介して落下し、シュート（４１）内に一列に整列する。
【００１４】
（４２）はチャンバ（４０）下部に設けられたチャンバ圧縮エア供給孔であり、（４３）はシュート（４１）の入口側に設けられたシュート圧縮エア供給孔である。両供給孔はバルブ（４４）に連通しており、バルブ（４４）の開閉により圧縮空気が供給されることにより前記供給孔（４２）から噴出する圧縮空気がチャンバ（４２）内に溜っているチップ部品（５）をシュート（４１）入口でつまらないように吹きほぐし、前記供給孔（４３）から噴出する圧縮空気は、シュート（４１）内に整列する部品（５）がシュート（４１）の出口側に移動するよう作用する。
【００１５】
シュート（４１）の出口には、図６のように９０度間隔に部品（５）が入り込むための溝（４５）が切欠かれたロータ（４６）が設けられている。
シュート（４１）内を案内された部品（５）は、シュート（４１）の出口に位置する溝（４５）内に、後続の部品（５）に押され収納される。該部品（５）は溝（４５）内でチップ部品載置面（４７）上に載置され、ロータ（４６）が回動する場合は該載置面（４７）上を摺動して移動する。
【００１６】
部品（５）が溝（４５）内に供給されると、図６の時計回りの方向に９０度回動し停止することにより、先頭の部品（５）はシュート（４１）内の部品（５）より分離され次の溝（４５）がシュート（４１）の出口に位置し、同様にして部品（５）が該溝（４５）内に供給されるように成されている。シュート（４１）より部品（５）が分離される位置からロータ（４６）の１８０度回転した位置で吸着ノズル（１４）によりチップ部品（５）は取り出される。
【００１７】
前記バルブ（４４）の開閉は該ロータ（４６）の間欠回動と同期して行なわれており、溝（４５）がシュート（４１）の出口に停止してからバルブ（４５）が開かれ部品（５）が押出され、ロータ（４６）が回動を開始する前に閉じられるように成されている。
次に、部品供給装置（８）におけるロータ（４６）を回動させる機構について説明する。
【００１８】
図５及び図６において、（４８）はロータ（４６）を軸着するロータ軸であり、該ロータ軸（４８）の下方にはピニオン（４９）が、該軸（４８）の回動とは独立して回動可能に嵌入されており、該ピニオン（４９）の上部には該ピニオン（４９）と共に回動する図示しないラチェットブラケットが嵌入されている。
該ピニオン（４９）は往復動するラック（５０）に噛み合っており、該ラック（５０）が係合しているスイングアーム（２１）の揺動により該ラック（５０）が往復動することにより前記ラチェットブラケットを含むラチェット機構（５１）によりロータ軸（４８）が間欠的に回転してロータ（４６）が前述のように間欠的に回動する。
【００１９】
前記バルクケース（３９）の上部には部品補充用の開口（５２）が設けられており、前記補充ノズル（２７）が伸長したときに該開口（５２）を介してバルクケース（３９）の中に挿入可能になされている。
また、前記バルクケース（３９）は透明であり、その両側部には投光器及び受光器よりなる部品切れセンサ（５４）が設けられており、チップ部品（５）がバルクケース（３９）内に残り少なくなってきた場合に投光器の光が遮光されずに受光器に受光されことにより部品（５）を補充すべきことを検出する。該検出はシュート（４１）内やチャンバ（４０）内の部品（５）の有無を検出してもよく、吸着ノズル（１４）が最後の１個の部品（５）を取出してその次に取り出そうとして例えば連続２回吸着ができない場合に部品切れと判断してもよい。
【００２０】
次に図７の自動搬送車（２３）のブロック図について説明する。
（５６）はＣＰＵであり、ＲＡＭ（５７）に記憶されたデータ及びインターフェース（５８）を介して転送される種々のデータに基づき、ＲＯＭ（５９）に格納されたプログラムに従って、自動搬送車（２３）の種々の動作を制御する。
前記インターフェース（５８）にはアンテナ（２９）が接続された送受信回路（６０）が接続され、電子部品自動装着装置（１６）のアンテナ（２８）より送られてくる部品要求信号を受信してＣＰＵ（５６）に転送する。
【００２１】
前記インターフェース（５８）にはさらに駆動回路（６１）を介して前記伸縮ソレノイド（３６）、各補充ノズル（２７）の上部に取り付けられた該ノズル（２７）を遮断する図示しないシャッタを駆動する各ノズル（２７）毎に設けられたシャッタソレノイド（６２）、チップディスペンサ（２４）を回転させ所望の収納部（２６）を補充位置である下端位置に位置させるための供給部選択モータ（６３）、タイヤ（２５）の回転を駆動する移動用モータ（６４）及びタイヤ（２５）を進行方向に向ける図示しない操舵機構を駆動する操舵駆動モータ（６５）が接続されている。また、インターフェース（５８）には前記補充量検出センサ（３０）が接続されている。
【００２２】
次に、電子部品自動装着装置（１６）のブロック図について説明する。
（６７）はＣＰＵであり、ＲＡＭ（６８）に記憶されたデータ及びインターフェース（６９）を介して転送される種々のデータに基づき、ＲＯＭ（７０）に格納されたプログラムに従って、電子部品自動装着装置（１６）の種々の動作を制御する。
【００２３】
前記インターフェース（６９）にはアンテナ（２８）が接続された送受信回路（７１）が接続され、インターフェース（６９）に接続された部品切れセンサ（５４）の部品を補充すべきことの検出に応答したＣＰＵ（５６）の指令によりアンテナ（２８）を介して部品要求信号を送信する。
前記インターフェース（６９）には駆動回路（７２）を介して前記供給台駆動モータ（９）、前記Ｙ軸モータ（２）及び前記Ｘ軸モータ（４）が接続されている。電子部品自動装着装置（１６）及び自動搬送車（２３）とにより電子部品自動装着システムが形成される。
【００２４】
以上のような構成により以下動作について説明する。
電子部品自動装着装置（１６）の自動運転が開始されると、ＲＡＭ（６８）に記憶されている図示しない部品装着順に装着すべきチップ部品（５）を供給する部品供給装置（８）が指定されたデータに基づき、供給台駆動モータが回動され、該データで最初に指定される部品供給装置（８）が吸着ノズル（１４）の部品取出し位置に移動され、送り駆動レバー（２０）の駆動によりスイングアーム（２１）が揺動しロータ（４６）が９０度間欠的に回転して停止して取出し位置にシュート（４１）から分離したチップ部品（５）が供給される。
【００２５】
次に、ロータリテーブル（１３）の間欠回転により吸着ステ−ション（Ｉ）に停止した装着ヘッド（１５）の吸着ノズル（１４）により該チップ部品（５）が吸着して取り出される。この間にバルブ（４４）が開き供給孔（４２）（４３）より圧縮空気がチャンバ（４０）及びシュート（４１）の入口側に吹き出され、新しいチップ部品（５）がシュート（４１）内に整列すると共にシュート（４２）内のチップ部品（５）は出口側に送られる。
【００２６】
吸着ノズル（１４）に取り出されたチップ部品（５）はロータリテーブル（１３）の間欠回転により認識ステ−ション（ＩＩ）に達すると、部品認識装置（１８）により位置ずれの認識がなされ、角度補正ステ−ション（ＩＩＩ）にてヘッド回転装置（１９）により認識結果に基づき、補正回転される。
次に、該チップ部品（５）は装着ステ−ション（ＩＶ）にてＸ軸モータ（４）及びＹ軸モータ（２）の回動により所定の位置に移動されたプリント基板（６）に装着される。
【００２７】
このようにして、各装着ヘッド（１５）により各部品供給装置（８）よりチップ部品（５）の吸着が行われて、プリント基板（６）に該部品（５）の装着が行われていく。
このようにして、各部品供給装置（８）のバルクケース（３９）内のチップ部品（５）の残量は減少して行き、部品切れセンサ（５４）がチップ部品（５）により遮光されている状態から投光器よりの光が遮光されずに受光器に受光される通光状態になると、部品（５）を補充すべきことが検出され、ＣＰＵ（５６）はインターフェース（６９）及び送受信回路（７１）を介してアンテナ（２８）より部品要求信号を送出する。このとき、どの部品供給装置（８）にチップ部品（５）を補充すべきかを合わせて、送出する。送出したら、ＣＰＵ（６７）は装着動作を中止して供給台（７）を停止させて、自動搬送車（２３）の到着を待つ。
【００２８】
尚、部品要求信号の送出は他に装着できる部品がある間は送出しないようにして装着可能な部品をすべて装着してから送るようにしてもよいし、送出してしまってからも到着までの間は装着できるチップ部品（５）を取出して装着を続けて、到着してから停止するようにしてもよい。
自動搬送車（２３）は所定の待機位置に位置しており、該要求信号をアンテナ（２９）より受け、送受信回路（６０）を介してＣＰＵ（５６）に転送する。
【００２９】
ＣＰＵ（５６）は該要求信号に応じて、移動用モータ（６４）及び操舵駆動モータ（６５）を制御して自動搬送車（２３）を電子部品自動装着装置（１６）の補充すべき部品供給装置（８）の位置に停止させ、供給部選択モータ（６３）を回動させチップディスペンサ（２４）を回動させ、該部品供給装置（８）に補充すべきチップ部品（５）が収納された収納部（２６）を補充位置である下端位置に位置させて、補充ノズル（２７）を伸長させ、図２及び図５に示すように部品供給装置（８）のバルクケース（３９）内に挿入する。
【００３０】
即ち、収納部（２６）を補充位置に位置させたならば、伸縮ソレノイド（３６）を励磁させ突片（３７）を押圧することにより外筒（３２）を下方に係止ピン（３３）により係止される位置まで突出させる。
次に、該補充ノズル（２７）に設けられた図示しないシャッタをシャッタソレノイド（６２）の励磁により開け、収納部（２６）内のチップ部品（５）を自重により落下させてバルクケース（３９）内に補充する。このとき、補充量検出センサ（３０）により補充したチップ部品（５）の数量をカウントしてバルクケース（３９）が満杯になったとＣＰＵ（５６）が判断したならば（該数量は部品供給装置（８）毎にＲＡＭ（５７）内に格納されている。）、シャッタソレノイド（６２）を消磁させ図示しないバネによりシャッタを閉じてから伸縮ソレノイド（３６）を消磁させ引張りバネ（３５）の付勢により外筒（３２）を引き上げバルクケース（３９）内より補充ノズル（２７）を待避させる。
【００３１】
次に、自動搬送車（２３）は供給台（７）より離れ、待機位置に向かって移動する。
尚、自動搬送車（２３）が部品補充を行うべき電子部品自動装着装置（１６）が１台だけの場合には、自動搬送車（２３）の待機位置は供給台（７）の移動の妨げにならないようなすぐ近くの位置でよいが、複数台の自動装着装置（１６）に補充をしなければならない場合にはそれらの位置の中間でどの装着装置（１６）からも近い位置にすればよいし、あるいは、搬送車（２３）への補給が行い易い位置等工場内の都合がよい位置に停止させておけばよい。
【００３２】
また、補充すべき装着装置（１６）が複数ある場合には１台の装着装置（１６）への補充動作中であり、その待機位置を離れているときに、他の装着装置（１６）より部品要求信号を受け取ったならば、その補充動作が終了したならば待機位置に戻らずに、直接他の装着装置（１６）に補充のために移動するようにしてもよい。
【００３３】
また、本実施例は部品（５）を補充する装置としては自動搬送車（２３）を用いたが、第２の実施例として図９に示すように（第１の実施例と同じ構成のものは同じ符号を用いる。）、供給台（７）の上方に図示しないモータの回動によるボールネジ（７４）の回動により該ボールネジ（７４）のナット（７５）が取り付けられた移動する補充用移動台（７３）がリニアガイド（７６）に案内されて供給台（７）と同方向に移動可能になされ、前記部品切れセンサ（５４）が部品を補充すべきことを検出した装着装置（８）のバルクケース（３９）内に該移動台（７３）上にその移動方向に配設された複数種類のチップ部品（５）を収納する複数の収納部（７７）のうち適宜の収納部（７７）より補充ノズル（７８）が第１の実施例と同様な機構により伸長して挿入されて、図示しないシャッタが開くことにより部品（５）が補充されるようにしてもよい。
【００３４】
第２の実施例の収納部（７７）よりの補充時には部品供給装置（８）が所定の位置で停止して該位置に所望の収納部（７７）が部品補充可能な位置に移動してもよいし、あるいは部品（５）の供給作業を停止することなく、供給台（７）の移動に合わせて、移動台（７３）を移動させて部品（５）の補給をするようにしてもよい。
【００３５】
また、第２の実施例において、電子部品自動装着装置（１６）を供給台（７）が直列にその移動方向の直線上に並ぶようににして複数台設置してその複数の供給台（７）の全ての上を移動台（７３）が移動可能にしてチップ部品（５）の補充を行うようにしてもよい。
また、移動台（７３）を固定して部品切れとなった部品供給装置（８）が所望の収納部（７７）の下方の補充可能な位置に移動して補充を受けるようにしてもよい。
【００３６】
第１及び第２の実施例のようにすれば、バルクケース（３９）が交換可能でメーカにより満杯にされたバルクケースを購入して部品切れの場合に交換して装着動作を続行しようとする場合は、該バルクケースの管理が大変であり、また部品の単価も安く成りにくいのに対してバラの状態で大きな数量のロットで安価で購入することができ、バルクケースを管理する必要がなくなる。また、作業者がバルクケースを交換するよりも、本実施例のように補充するほうが時間が短時間で済み、装着装置の稼働率が上がる。
【００３７】
【発明の効果】
以上、本発明によれば検出手段の検出により自動的に補充手段が電子部品を補充部品の収納部から通路を介して部品供給装置の収納部に補充し、補充手段から前記部品供給装置に補充される電子部品の数量に基づいて制御手段により前記補充を停止させるので作業者の手間を軽減することができ、また、同じ電子部品を収納した部品供給装置を複数準備し、電子部品自動装着機に設けておく必要が無くなり、補充手段を備えた電子部品自動装着システムの構成の簡略化あるいはコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品自動装着システムの平面図である。
【図２】同じく電子部品自動装着システムの装置の側面図である。
【図３】補充ノズルの断面を示す側面図である。
【図４】補充ノズルの断面を示す側面図である。
【図５】部品供給装置を示す側面図である。
【図６】部品供給装置のロータ付近を示す平面図である。
【図７】自動搬送車の制御ブロック図である。
【図８】電子部品自動装着装置の制御ブロック図である。
【図９】第２の実施例の電子部品自動装着システムの側面図である。
【符号の説明】
（５）            チップ状電子部品
（６）            プリント基板
（８）            部品供給装置
（１３）        ロータリテーブル（電子部品自動装着機）
（１４）        吸着ノズル（電子部品自動装着機）
（１５）        装着ヘッド（電子部品自動装着機）
（２３）        自動搬送車（補充手段）
（３９）        バルクケース（収納部）
（５４）        部品切れセンサ（検出手段）
（６７）        ＣＰＵ
【図１】
0003552733.tif 000002
【図２】
0003552733.tif 000003
【図３】
0003552733.tif 000004
【図４】
0003552733.tif 000005
【図５】
0003552733.tif 000006
【図６】
0003552733.tif 000007
【図７】
0003552733.tif 000008
【図８】
0003552733.tif 000009
【図９】
0003552733.tif 000010