(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品収容器の凹所に収容され、一側面とは反対側の側面に、その側面から突出するリードを有する部品を部品保持デバイスによって保持して取り出す方法であって、
前記部品保持デバイスを、前記凹所に収容された部品に接触させ、
その部品保持デバイスによって、その接触させた部品を、その部品の一側面が前記凹所の一側壁に当接するように移動させることで、その部品を、その部品保持デバイスに接触した状態のままで、その部品保持デバイスに対して相対移動させ、
その後、その部品保持デバイスを上昇させることで、その部品を前記凹所から取り出し、
さらに、前記部品を取り出した後に、その部品を、前記部品保持デバイスによって保持した状態のままで、前記一側面が上面となるように回動させる方法であり、
前記相対移動を、前記部品保持デバイスに対する前記部品の位置関係が、前記一側面が上面となるように前記部品を回動させた際にその一側面が水平となるとともに、前記リードの先端が部品カメラによる撮像の際にレーザ光が照射される高さとなるような位置関係となるように行うことを特徴とする部品取出方法。
【請求項２】
前記部品保持デバイスが、負圧の供給によって部品を吸着保持する吸着ノズルであって、
その吸着ノズルによって、前記凹所に収容された部品の上面を吸着することで、その部品を保持する請求項１に記載の部品取出方法。
【請求項３】
前記吸着ノズルによって部品を前記相対移動させる際のその吸着ノズルの吸着力を、その吸着ノズルを上昇させて部品を取り出す際のその吸着ノズルの吸着力よりも弱くして行う請求項２に記載の部品取出方法。
【請求項４】
前記部品保持デバイスに接触させた部品を、さらに、前記一側面と交差する別の側面が前記凹所の前記一側壁と交差する別の側壁に当接するように移動させることで、その部品保持デバイスに接触した状態のままで、その部品保持デバイスに対して相対移動させる請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の部品取出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路部品等の部品を、例えば基板等に装着するために、取り出す方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子回路部品等の部品は、例えば、部品トレイに収容された状態で供給され、その部品は、例えば、基板等に装着する際に、吸着ノズル等の部品保持デバイスによって取り出される。部品を取り出す際、その部品を部品保持デバイスに対して適正な位置に位置させるための技術として、例えば、下記特許文献には、部品保持デバイスによって、部品を、収容されている凹所の壁面に当接させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１５／１６２７４９Ａ１パンフレット
【発明の概要】
【発明の解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献に記載された技術では、凹所に収容された部品を、一旦、部品保持デバイスによって移動させてから、その部品保持デバイスを、その移動させられた部品に対する適正な位置に、再度、移動させ、その移動させた位置において部品を取り出すようにされている。したがって、部品の取出しの迅速性に欠けるという問題がある。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、凹所に収容された部品を、部品保持デバイスによって、適正な位置において部品を保持するとともに、迅速に取り出す方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の部品取出方法は、
部品収容器の凹所に収容され、一側面とは反対側の側面に、その側面から突出するリードを有する部品を部品保持デバイスによって保持して取り出す方法であって、
前記部品保持デバイスを、前記凹所に収容された部品に接触させ、
その部品保持デバイスによって、その接触させた部品を、その部品の一側面が前記凹所の一側壁に当接するように移動させることで、その部品を、その部品保持デバイスに接触した状態のままで、その部品保持デバイスに対して相対移動させ、
その後、その部品保持デバイスを上昇させることで、その部品を前記凹所から取り出し、
さらに、前記部品を取り出した後に、その部品を、前記部品保持デバイスによって保持した状態のままで、前記一側面が上面となるように回動させる方法であり、
前記相対移動を、前記部品保持デバイスに対する前記部品の位置関係が、前記一側面が上面となるように前記部品を回動させた際にその一側面が水平となるとともに、前記リードの先端が部品カメラによる撮像の際にレーザ光が照射される高さとなるような位置関係となるように行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の部品取出方法によれば、部品の凹所に対する移動と、部品保持デバイスの部品に対する適正位置への移動とが、一工程にて行われるため、適正位置において保持しつつ、かつ、迅速な部品の取出しが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の部品取出方法が実行される部品装着機を示す斜視図である。
【図２】部品装着機が備える部品保持デバイスである吸着ノズル、および、部品収容器である部品トレイの凹所に収容された部品を示す斜視図である。
【図３】部品を吸着保持する吸着ノズルが回動させられた状態を示す斜視図である。
【図４】部品を撮像する様子を示す模式図である。
【図５】部品トレイの凹所に収容された部品のズレを説明するための図である。
【図６】吸着ノズルによる部品の取出の際の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の代表的な実施形態を、実施例として、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
【実施例】
【０００９】
［Ａ］部品装着機の構成および動作
本発明の部品取出方法が実行される部品装着機は、図１に示すように、ベース１０と、ベース１０上に並んで配置された２つの装着装置である装着モジュール１２，１４とを含んで構成される。１つの基板Ｓに、それら２つの装着モジュール１２，１４によって、順次、部品が装着されることで、その基板Ｓに対する部品装着作業が完了する。２つの装着モジュール１２，１４は、一部を除いて同じ構造であるため、上部のカバーが取り外された状態で示されている右側の装着モジュール１２を中心に説明する。【００１０】
装着モジュール１２は、大まかには、並んで配置された２つのコンベヤ１６と、部品収容器としての部品トレイ１８を載置させるためのテーブル２０と、部品保持デバイスとしての吸着ノズル２２を下端部に備えた装着ヘッド２４と、装着ヘッド２４を一平面に沿ってコンベヤ１６とテーブル２０との間で移動させるヘッド移動装置２６とを含んで構成されている。【００１１】
コンベヤ１６は、基板Ｓを搬送するとともに、搬送されてきた基板Ｓを、所定の作業位置に位置決めして固定する機能をも有している。装着モジュール１２，１４が２つのコンベヤ１６を有することで、部品装着機は、２レーンにおいて部品装着作業を実行するように構成されている。装着モジュール１２の部品トレイ１８は、マトリクス状に配置された複数の角型の凹所２８を有しており、それら凹所２８の各々に、比較的大型の部品Ｐが収容される（図２参照）。部品トレイ１８は、図示しないトレイ交換装置によって、自動的に交換可能とされている。ちなみに、装着モジュール１４では、部品トレイ１８の代わりに、バルク状に収容された部品を整列して供給するバルクフィーダ型の部品フィーダ３０が、複数並んで配置されている。【００１２】
装着ヘッド２４が備える吸着ノズル２２は、図２に示すように、下面に開口を有してその下面が吸着面とされた角型のものであり、ノズル保持装置３２を介して、装着ヘッド２４に保持されている。図示を省略するが、装着ヘッド２４には、ノズル保持装置３２を上下させることで吸着ノズル２２を上下させるノズル昇降機構と、ノズル保持装置３２を上下方向に延びる軸線まわりに回転させることで吸着ノズル２２を回転させるノズル回転機構とが設けられている。なお、装着モジュール１４の吸着ノズルは、当該装着モジュール１４が比較的小さな部品を装着するための装置であることから、比較的細いパイプ状のものとされている。【００１３】
吸着ノズル２２は、収容された部品Ｐの上面を吸着することで、その部品Ｐを吸着する。つまり、下面を部品Ｐに接触させた状態で負圧が供給されることによって、部品Ｐを吸着保持し、その負圧の供給を解除することによって、吸着保持した部品Ｐを離脱させる。１つの部品Ｐを部品トレイ１８の凹所２８から取り出して、その取り出した部品Ｐを、コンベヤ１６によって固定された基板Ｓに装着する際、装着モジュール１２は、一般的には、以下のように動作する。【００１４】
まず、ヘッド移動装置２６によって、取り出す部品Ｐの真上に吸着ノズル２２が位置する位置に、装着ヘッド２４が移動させられる。その位置において、吸着ノズル２２が、自身の下面がその部品Ｐに接触するまで、ノズル昇降機構によって下降させられる。次いで、吸着ノズル２２に負圧が供給されて、部品Ｐが、吸着ノズル２２によって吸着保持される。部品Ｐを吸着保持した状態で、吸着ノズル２２がノズル昇降機構によって上昇させられる。次に、装着ヘッド２４が、ヘッド移動装置２６によって、基板Ｓの上方まで移動させられる。【００１５】
本装着モジュール１２には、図１に示すように、吸着ノズル２２によって吸着保持された部品を下方から撮像するための部品カメラ３４が設けられている。この部品カメラ３４によって撮像された画像に基づいて、吸着保持された部品Ｐの吸着ノズル２２に対する位置，回転角度のズレが取得されるようになっており、吸着ノズル２２によって吸着保持された部品Ｐがその部品カメラ３４の上方を通過するようにして、装着ヘッド２４は、基板Ｓの上方まで移動させられる。【００１６】
吸着保持された部品Ｐが、基板Ｓにおけるその部品Ｐの装着位置の真上に位置するように、上記取得されたズレに対する補正を行いつつ、装着ヘッド２４が移動させられる。その位置において、ノズル昇降機構によって吸着ノズル２２が下降させられ、吸着ノズル２２に供給されていた負圧が解除されることで、部品Ｐが、基板Ｓ上の適正な装着位置に装着される。【００１７】
ところが、図２に示す部品Ｐは、互いに直角に交差する４つの側面ＳＦ1，ＳＦ2，ＳＦ3，ＳＦ4を有する四角形のものであり、それらの側面ＳＦ1，ＳＦ2，ＳＦ3，ＳＦ4のうちの１つである一側面ＳＦ1とは反対側の側面ＳＦ2に、その側面ＳＦ2から突出する２つのリードＬを有している。その部品Ｐを基板Ｓに装着する際には、一側面ＳＦ1が上方に位置し、反対側の側面ＳＦ2が下方に位置するような姿勢とされる。そのため、ノズル保持装置３２には、吸着ノズル２２が部品Ｐを吸着保持したままで、吸着ノズル２２を回動させるノズル回動機構３６が設けられている。このノズル回動機構３６によって、吸着ノズル２２は回動させられて、部品トレイ１８の凹所２８から取り出された部品Ｐは、図３に示すように、一側面ＳＦ1が上方に位置させられる。基板Ｓへの部品Ｐの装着は、基板Ｓに穿設された穴にリードＬが挿入されるようにして行われる。なお、詳しい図示は省略するが、リードＬの挿入のために、ノズル保持装置３２には、部品Ｐを下方に押し付けるプランジャ機構３８が設けられている。【００１８】
基板Ｓへの部品Ｐの装着は、基板Ｓに穿設された穴にリードＬが挿入されるようにして行われる。したがって、吸着ノズル２２に対するリードＬの先端の位置を正確に把握することが必要とされるため、回動させられた部品Ｐを上述の部品カメラ３４によって撮像する際には、図４（ａ）に示すように、側方から、レーザ光照射器４０（図１参照）によって、リードＬの先端だけにレーザ光Ｅを照射して行われる。【００１９】
［Ｂ］部品トレイの凹所における部品のズレの影響およびそのズレへの対処
部品トレイ１８の凹所２８は、部品Ｐの形状が上から見て四角形をしていることから、その形状に合わせて、上から見て四角形の窪みとして形成されている。詳しく言えば、凹所２８は、部品Ｐの互いに直交する４つの側面ＳＦ1，ＳＦ2，ＳＦ3，ＳＦ4とそれぞれ向かい合う４つの側壁Ｗ1，Ｗ2，Ｗ3，Ｗ4によって区画されている。【００２０】
そして、部品Ｐの収容状態に余裕を持たせるために、凹所２８のサイズは、部品Ｐのサイズより大きくされている。したがって、例えば、図５（ａ）に示すように、凹所２８において、部品Ｐは、ズレることが予想される。このズレは、図に示すＸ方向，Ｙ方向におけるズレΔＸ，ΔＹと、傾き、つまり、θ方向のズレΔθとを含むものとなっている。ちなみに、図５（ｂ）に示すように、Ｘ方向の最大のズレは、最大ズレΔＸMAXと、Ｙ方向の最大のズレは、最大ズレΔＹMAXとなる。なお、それらの図において、ＯP，ＯTは、それぞれ、部品Ｐの中心，凹所２８の中心を表している。【００２１】
上記ズレΔＸ，ΔＹ，Δθは、以下のような影響を及ぼす。詳しく言えば、ズレΔＸ，ΔＹ，Δθが生じている部品Ｐを、吸着ノズル２２によって吸着保持したままで、上記部品カメラ３４で撮像する場合、吸着保持された部品Ｐの吸着ノズル２２に対する位置，回転角度のズレを正確に把握できない虞がある。特に、本部品Ｐは、リード付き部品であり、吸着ノズル２２によって吸着保持された部品Ｐが上述のように回動させられるため、リードＬの位置のズレを正確に把握できないことになる。【００２２】
より詳しく言えば、例えば、Ｘ方向のズレΔＸが大きい場合、撮像の際に、図４（ｂ），図４（ｃ）に示すように、レーザ光照射器４０からのレーザ光ＥがリードＬの先端にうまく照射されないことになる。また、例えば、θ方向のズレΔθが大きい場合には、図４（ｄ）に示すように、２つのリードＬの一方にしか照射されなかったり、照射されたとしてもリードＬが傾いているため、リードＬの先端であるはずの画像がある程度の長さとなってしまうため、リードＬの先端位置を正確には特定できないのである。【００２３】
そこで、本装着モジュール１２では、上記ズレΔＸ，ΔＹ，Δθに対処するために、部品Ｐの取出しの際に、吸着ノズル２２に特別な動作を行わせている。以下に、その動作について詳しく説明する。【００２４】
まず、図６（ａ）に示すように、吸着ノズル２２を、凹所２８の中心ＯTよりもＸ方向に最大ズレΔＸMAXの２倍に相当する距離（２・ΔＸMAX）だけ側壁Ｗ1から離れ、かつ、Ｙ方向に最大ズレΔＹMAXの２倍に相当する距離（２・ΔＹMAX）だけ離れた位置において、吸着ノズル２２の吸着面が部品Ｐの上面に接触するまで下降させ、吸着ノズル２２に、僅かな吸着力が得られるように圧力調整を行った負圧を供給する。ちなみに、このときの吸着力は、吸着ノズル２２が上昇させられて部品Ｐを凹所２８から取り出すときの吸着力よりも弱い吸着力である。【００２５】
次いで、その状態で、吸着ノズル２２を、Ｘ方向において、一側壁Ｗ1に近づく向きに、最大ズレΔＸMAXの３倍に相当する距離（３・ΔＸMAX）だけ移動させる。このとき、部品Ｐは、吸着ノズル２２によってＸ方向に移動させられて一側壁Ｗ1に当接し、その後、部品Ｐは、吸着ノズル２２と接触した状態のままで、一側面ＳＦ1全体が一側壁Ｗ1に接触するまで、吸着ノズル２２に対して相対移動する。この相対移動によって、図６（ｂ）に示すように、吸着ノズル２２は、Ｘ方向において、部品Ｐの中心ＯPと一致する位置に位置させられるとともに、部品Ｐの上記θ方向のズレΔθが解消される。【００２６】
次に、吸着ノズル２２を、Ｙ方向において、一側壁Ｗ1と交差する別の側壁Ｗ3に近づく向きに、最大ズレΔＹMAXの３倍に相当する距離（３・ΔＹMAX）だけ移動させる。このとき、部品Ｐは、吸着ノズル２２によってＹ方向に移動させられ、一側面ＳＦ1と交差する別の側面ＳＦ3の全体が側壁Ｗ3に当接した後、吸着ノズル２２と接触した状態のままで、吸着ノズル２２に対して相対移動する。この相対移動によって、図６（ｃ）に示すように、吸着ノズル２２は、Ｙ方向においても、部品Ｐの中心ＯPと一致する位置に位置させられる。【００２７】
以上の動作が終了した後、吸着ノズル２２への負圧が高められ（大気圧よりより低くされる）、充分な吸着力によって、部品Ｐが吸着保持され、そして、吸着ノズル２２が上昇させられる。上昇中、若しくは、上昇後に、上記ノズル回動機構３６によって吸着ノズル２２は回動させられ、部品Ｐの姿勢が、部品Ｐの一側面ＳＦ1が上面となり、反対側の側面ＳＦ2が下面となる姿勢に変更される。【００２８】
上記のような動作を伴って取り出された部品Ｐは、Ｘ方向においてもＹ方向においても適正な位置において吸着ノズル２２によって保持されることになる。つまり、部品の凹所に対する移動と、部品保持デバイスの部品に対する適正位置への移動とが、一工程にて行われるため、適正位置において保持しつつ、かつ、迅速な部品の取出しが可能となる。そのことによって、部品カメラ３４による撮像、基板Ｓへの装着の際に、上記ズレΔＸ，ΔＹ，Δθによる影響が排除されたものとなる。また、上面となる一側面ＳＦ1が水平とされていることで、下面となる反対側の側面も水平とされ、その結果、２つのリードＬが傾くことなく、撮像の際に、レーザ光Ｅが、２つのリードＬの各々の先端に、適切に照射されることとなる。【００２９】
［Ｃ］変形例
上記実施例の部品取出方法では、吸着ノズル２２によって部品Ｐを吸着した状態において、まずＸ方向に吸着ノズル２２を移動させてから、次にＹ方向に吸着ノズル２２を移動させていたが、逆、つまり、まずＹ方向に吸着ノズル２２を移動させてから、次にＸ方向に吸着ノズル２２を移動させてもよい。また、Ｙ方向における部品Ｐのズレを問題としない場合には、吸着ノズル２２のＹ方向への移動を行わずに、Ｘ方向への移動だけを行ってもよい。【００３０】
上記実施例の部品取出方法では、ズレの解消のための吸着ノズル２２のＸ方向およびＹ方向への移動の際に、部品Ｐと吸着ノズル２２との相対移動を担保するために、吸着ノズル２２の吸着力が僅かなものに調整されていた。その際、吸着力の増加が比較的緩やかな場合には、例えば、吸着力を敢えて調整することなく、部品Ｐを吸着ノズル２２によって上昇させるときの吸着力にまで増加する前に、上記Ｘ方向およびＹ方向への移動を行うようにしてもよい。また、その際、吸着力を発揮させることなく、例えば、吸着ノズル２２を部品Ｐに比較的弱い力で押さえつけることで、吸着ノズル２２の下面と部品Ｐの上面との摩擦を利用して、部品Ｐを凹所２８の中で移動させ、その摩擦に打ち勝つようにして、吸着ノズル２２と部品Ｐとを相対移動させてもよい。なお、その場合、吸着ノズル２２を部品保持デバイスとして採用していたが、吸着によって保持部品を保持することなく、他の手段によって部品を保持する部品保持デバイスを採用してもよい。【００３１】
上記実施例の部品取出方法では、部品保持デバイスとして吸着ノズルが採用されていたが、本発明の部品取出方法は、先に説明した他の手段によって部品を保持する部品保持デバイスを採用することも可能である。例えば、部品を把持するようなクランプを部品保持デバイスとして採用することも可能である。その場合、例えば、クランプ力を弱くし、クランプの方向とは直交する方向に、そのクランプを移動させることにより、部品のズレを解消することが可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１８：部品トレイ〔部品収容器〕    ２２：吸着ノズル〔部品保持デバイス〕    ２８：凹所    ３２：ノズル保持装置    ３４：部品カメラ    ３６：ノズル回動機構    ４０：レーザ光照射器    Ｓ：基板    Ｐ：部品    Ｌ：リード    Ｅ：レーザ光    ＳＦ1：部品の一側面    ＳＦ2：部品の一側面とは反対側の側面    ＳＦ3：部品の一側面と交差する側面    ＯP：部品の中心    ＯT：凹所の中心    Ｗ1：凹所の一側壁    Ｗ3：凹所の一側壁と交差する側壁    ΔＸ，ΔＹ，Δθ：ズレ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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