(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下動部材の先端に設けられた吸着具の吸着面にワークを吸着させてワークを搬送する吸着搬送装置であって、
正圧源に正圧流路を介して連通する正圧供給ポート、および前記吸着具の着脱路に連通する出力ポートを有し、前記正圧供給ポートを前記出力ポートに連通させる状態と前記正圧供給ポートを遮断する状態とに作動する真空破壊制御弁と、
真空源に真空流路を介して連通する真空供給ポート、前記着脱路に連通する真空ポート、および大気に開放され大気を前記着脱路に供給するとともに前記正圧供給ポートからの正圧空気の一部を排出する大気開放ポートを有し、前記真空ポートを前記真空供給ポートに連通させる状態と前記真空ポートを前記大気開放ポートに連通させる状態とに作動する真空供給制御弁とを有し、
前記正圧源からの正圧空気を前記着脱路に連通させてワークの吸着を停止する際に、前記真空供給制御弁の前記真空ポートを前記大気開放ポートに連通させ、前記真空破壊制御弁の前記正圧供給ポートを前記出力ポートに連通させることにより、前記大気開放ポートを前記正圧供給ポートと前記着脱路に連通させることを特徴とする吸着搬送装置。
【請求項２】
請求項１記載の吸着搬送装置において、ワークの吸着を停止する際に前記真空供給制御弁により前記真空流路を閉じかつ前記脱着路を大気に開放させた後に、前記真空破壊制御弁により前記正圧流路を開くことを特徴とする吸着搬送装置。
【請求項３】
上下動部材の先端に設けられた吸着具の吸着面にワークを吸着させてワークを搬送する吸着搬送装置に使用する流路切換ユニットであって、
正圧源に正圧流路を介して連通する正圧供給ポート、前記吸着具の着脱路に連通する出力ポート、真空源に真空流路を介して連通する真空供給ポート、前記着脱路に連通する真空ポート、および大気に開放され大気を前記着脱路に供給するとともに前記正圧供給ポートからの正圧空気の一部を排出する大気開放ポートが形成された流路ブロックと、
前記流路ブロックに設けられ、前記正圧供給ポートを前記出力ポートに連通させる状態と前記正圧供給ポートを遮断する状態とに作動する真空破壊制御弁と、
前記流路ブロックに設けられ、前記真空ポートを前記真空供給ポートに連通させる状態と前記真空ポートを前記大気開放ポートに連通させる状態とに作動する真空供給制御弁とを有し、
前記正圧源からの正圧空気を前記着脱路に連通させてワークの吸着を停止する際に、前記真空供給制御弁の前記真空ポートを前記大気開放ポートに連通させ、前記真空破壊制御弁の前記正圧供給ポートを前記出力ポートに連通させることにより、前記出力ポートと前記真空ポートとを連通させて前記流路ブロックに形成された流路を介して前記大気開放ポートを前記正圧供給ポートと前記着脱路とに連通させることを特徴とする流路切換ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＩＣなどの電子部品をワークとしてこれを吸着搬送する吸着搬送装置およびその吸着搬送装置に用いる流路切換ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路が形成されたＩＣやＬＳＩなどの電子部品を検査する場合、多数の電子部品を検査ボードに搭載し、それぞれの電子部品が所定の機能を有するか否かを検査している。その際にはそれぞれトレイなどに配置された電子部品を吸着搬送装置により検査ボードに搭載するようにしている。また、実装基板に電子部品を搭載する場合にも、チップマウンタとも言われる吸着搬送装置を用いて所定の順序で複数種類の電子部品を順次実装基板に搭載するようにしている。
【０００３】
このような吸着搬送装置としては、Ｘ方向とＹ方向の２軸方向に水平移動自在の搬送部材つまり搬送ヘッドに上下動部材を設け、ワークを吸着する吸着面を有する吸着具を上下動部材の先端に設けたものがある。この吸着搬送装置にあっては、部品供給ステージで吸着具により吸着されたワークは、上昇移動した後に所定の位置まで水平移動し、次いで吸着具を下降移動することにより、所定の被搭載位置に搭載されることになる。
【０００４】
吸着具には吸着面に開口する着脱路が形成され、着脱路には真空源と正圧源とがそれぞれ制御弁を介して連通するようになっており、吸着具によってワークを吸着する際および吸着して搬送する際には吸着面は着脱路を介して真空源に連通される。一方、ワークを吸着具から離脱させて所定の被搭載位置にワークを搭載する際には、吸着面と真空源との連通を遮断するとともに、正圧源を吸着面に着脱路を介して連通させて吸着面の真空を破壊することにより、ワークを確実に吸着具から離脱させるようにしている。
【０００５】
着脱路と真空源とを連通する真空流路に設けられる真空供給制御弁と、着脱路と正圧源とを連通する正圧流路に設けられる真空破壊制御弁としては、従来、それぞれ流路を連通させる位置と連通を遮断させる位置とに作動する２ポート電磁弁が使用されており、ワークを被搭載位置において吸着具から離脱させる際には、正圧源からの圧縮空気を全て着脱路に供給するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
昨今、吸着搬送される被吸着物であるＩＣなどの電子部品は、その形状がますます小さく、かつ軽くなってきており、被吸着物を吸着具から離脱させるために吸着具に真空破壊用の正圧空気を供給したときに、被吸着物が正圧空気によって吹き飛ばされて、所定の位置に正確に搭載することができない場合がある。
【０００７】
流量調整用のニードル弁により正圧流路を絞ると、着脱路に供給される真空破壊用の正圧空気の流量を、圧力を変化させることなく、低下させることができるので、正圧流路を絞ったり、正圧空気の圧力を低下させると、真空破壊時に被吸着物であるワークが吹き飛ばされることを防止できる。
【０００８】
しかしながら、真空破壊用の正圧空気の流量を低下させたり、圧力を低下させると、吸着具から被吸着物を離脱させるまでに時間がかかり、チップマウンタの場合には電子部品の搭載に要するタクトタイムが長くなり、生産性が低下してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、電子部品などをワークとして吸着具により搬送した後に迅速にワークを吸着具から離脱させることができるとともに、所定の位置にワークを位置決めすることができるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の吸着搬送装置は、上下動部材の先端に設けられた吸着具の吸着面にワークを吸着させてワークを搬送する吸着搬送装置であって、正圧源に正圧流路を介して連通する正圧供給ポート、および前記吸着具の着脱路に連通する出力ポートを有し、前記正圧供給ポートを前記出力ポートに連通させる状態と前記正圧供給ポートを遮断する状態とに作動する真空破壊制御弁と、真空源に真空流路を介して連通する真空供給ポート、前記着脱路に連通する真空ポート、および大気に開放され大気を前記着脱路に供給するとともに前記正圧供給ポートからの正圧空気の一部を排出する大気開放ポートを有し、前記真空ポートを前記真空供給ポートに連通させる状態と前記真空ポートを前記大気開放ポートに連通させる状態とに作動する真空供給制御弁とを有し、前記正圧源からの正圧空気を前記着脱路に連通させてワークの吸着を停止する際に、前記真空供給制御弁の前記真空ポートを前記大気開放ポートに連通させ、前記真空破壊制御弁の前記正圧供給ポートを前記出力ポートに連通させることにより、前記大気開放ポートを前記正圧供給ポートと前記着脱路に連通させることを特徴とする。
【００１１】
本発明の吸着搬送装置は、ワークの吸着を停止する際に前記真空供給制御弁により前記真空流路を閉じかつ前記脱着路を大気に開放させた後に、前記真空破壊制御弁により前記正圧流路を開くことを特徴とする。
【００１２】
本発明の流路切換ユニットは、上下動部材の先端に設けられた吸着具の吸着面にワークを吸着させてワークを搬送する吸着搬送装置に使用する流路切換ユニットであって、正圧源に正圧流路を介して連通する正圧供給ポート、前記吸着具の着脱路に連通する出力ポート、真空源に真空流路を介して連通する真空供給ポート、前記着脱路に連通する真空ポート、および大気に開放され大気を前記着脱路に供給するとともに前記正圧供給ポートからの正圧空気の一部を排出する大気開放ポートが形成された流路ブロックと、前記流路ブロックに設けられ、前記正圧供給ポートを前記出力ポートに連通させる状態と前記正圧供給ポートを遮断する状態とに作動する真空破壊制御弁と、前記流路ブロックに設けられ、前記真空ポートを前記真空供給ポートに連通させる状態と前記真空ポートを前記大気開放ポートに連通させる状態とに作動する真空供給制御弁とを有し、前記正圧源からの正圧空気を前記着脱路に連通させてワークの吸着を停止する際に、前記真空供給制御弁の前記真空ポートを前記大気開放ポートに連通させ、前記真空破壊制御弁の前記正圧供給ポートを前記出力ポートに連通させることにより、前記出力ポートと前記真空ポートとを連通させて前記流路ブロックに形成された流路を介して前記大気開放ポートを前記正圧供給ポートと前記着脱路とに連通させることを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、吸着具に吸着されたワークを吸着具から離反させる際には、吸着具の着脱路には大気開放ポートから大気圧の空気が供給されるとともに正圧源からの正圧空気が供給されるので、迅速にワークを離反させることができるとともにワークが吸着具から飛散することを防止でき、ワークを所定の位置に位置決めすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態である吸着搬送装置を示す概略図であり、図２は吸着搬送装置によって電子部品を搬送する場合における搬送工程を示す工程図である。
【００１６】
電子部品であるワークＷを吸着して搬送する吸着ビットつまり吸着具１０は、図１に示すように、空気圧シリンダ１１により上下動するピストンロッド１２の先端に設けられており、吸着具１０にはワークＷを吸着する吸着面１３に開口して着脱路１４が形成されている。
【００１７】
空気圧シリンダ１１内にはピストンの両側に前進用空気圧室１５ａと後退用空気圧室１５ｂとが形成されており、それぞれの空気圧室１５ａ，１５ｂに接続された空気圧流路１６ａ，１６ｂと圧縮空気圧源つまり正圧源１７に接続された空気圧流路１８との間には、シリンダ制御弁１９が設けられている。このシリンダ制御弁１９は、ソレノイドに対する給電により作動する５ポート電磁弁であり、ソレノイドに通電すると吸着具１０はピストンロッドにより上昇移動し、通電を停止すると下降移動することになる。
【００１８】
ワークＷを吸着具１０により吸着するために真空供給源つまり真空源２０に接続された真空流路２１と、着脱路１４の真空状態を破壊するために正圧源１７に接続された正圧流路２２とがそれぞれ着脱路１４に着脱路１４ａを介して接続され、正圧流路２２にはこの正圧流路２２を介して着脱路１４に供給される正圧空気量を調整するために流量調整用のニードル弁つまり可変絞り弁２３が設けられている。正圧源１７は空気圧シリンダ１１と着脱路１４とに供給されるようになっており、正圧源１７からの圧縮空気は、両方に共用して供給されるようになっている。
【００１９】
吸着具１０によりワークＷを吸着する際に真空流路２１を開き、吸着を停止する際に真空流路２１を閉じる真空供給制御弁２４が真空流路２１に設けられており、吸着具１０により吸着していたワークＷの吸着を停止してワークＷを離脱させる際に正圧流路２２を開き、吸着する際に正圧流路２２を閉じる真空破壊制御弁２５が正圧流路２２に設けられている。
【００２０】
真空破壊制御弁２５はソレノイドに対する給電により作動する２ポート電磁弁であり、ソレノイドに通電すると正圧流路２２の正圧供給ポートＰと出力ポートＡとが連通状態となって正圧流路２２は開かれ、通電を停止すると正圧供給ポートＰは閉じられる。
【００２１】
一方、真空供給制御弁２４は真空源２０に接続される真空供給ポートＶＳと、着脱路１４に接続される真空ポートＶと、大気に連通する大気開放ポートＴとを有し、ソレノイドに対する給電により作動する３ポート電磁弁である。ソレノイドに通電すると真空供給ポートＶＳと真空ポートＶは連通状態となり、通電を停止すると真空ポートＶは大気開放ポートＴと連通状態となって着脱路１４は大気に連通した状態となる。
【００２２】
この吸着搬送装置は、図２に示す手順によりワークの吸着搬送が行われる。図２は部品供給ステージ２６に配置された電子部品つまりワークＷを実装基板などの被搭載部２７に吸着搬送する手順を示す。まず、図２（Ａ）に示すように所定のワークＷの真上に吸着具１０を位置決めした状態のもとでシリンダ制御弁１９に通電して吸着具１０を下降移動させる。図２（Ｂ）に示すように、吸着具１０の吸着面１３がワークＷに接触したら、真空供給制御弁２４に通電して真空流路２１を開くことにより、真空源２０と着脱路１４とを連通状態とする。これにより、ワークＷは吸着具１０により真空吸着される。
【００２３】
この状態のもとで、シリンダ制御弁１９に対する通電を解いて、吸着具１０を上昇移動した後に、図示しない搬送部材により空気圧シリンダ１１を水平方向に搬送移動する。図２（Ｃ）は搬送移動している状態を示す。
【００２４】
ワークＷが被搭載部２７の所定の位置まで搬送されたならば、シリンダ制御弁１９に通電して吸着具１０を図２（Ｄ）に示すように下降移動させて、ワークＷを所定の位置に接触させる。この状態のもとで、真空供給制御弁２４に対する通電を停止して真空ポートＶと大気開放ポートＴとを連通状態にするとともに、真空破壊制御弁２５に対して通電する。
【００２５】
大気開放ポートＴが真空ポートＶと連通状態となると、大気が大気開放ポートＴから着脱路１４を介して吸着面１３に流れるとともに、正圧源１７からの大気圧よりも高い正圧空気が吸着面１３に流れることになる。つまり、着脱路１４には、大気開放ポートＴからは圧力を大気圧にする空気が流入し、正圧源１７からは大気圧よりも高い圧力の空気が流入するので、吸着面１３および着脱路１４には２倍の流量の空気が流れることになる。
【００２６】
このように、真空状態の着脱路１４には大気圧の空気と正圧空気とが大気開放ポートＴと正圧供給ポートＰの両方から供給されることになり、迅速に所定の圧力に設定されることになる。着脱路１４が大気圧以上となると、正圧供給ポートＰからの正圧空気は着脱路１４に流入するとともに、大気開放ポートＴから一部が排気されることになるので、高い圧力の圧縮空気が大量にワークＷに吹き付けられることが防止される。しかも、大気開放ポートＴから大気を導入しないで、正圧空気のみを着脱路１４に供給する場合には、着脱路１４内の圧力と正圧空気の圧力との差圧が大きいので、吸着されているワークＷには大きな衝撃力が作用することになるが、大気開放ポートＴを着脱路１４に連通させることによって、ワークの離脱動作を遅くすることなく、ワークの吹き飛びを確実に防止することができる。
【００２７】
着脱路１４および吸着面１３の真空破壊は、真空供給制御弁２４への通電停止と真空破壊制御弁２５への通電とをほぼ同時に作動させるようにしても良く、真空供給制御弁２４への通電停止を真空破壊制御弁２５への通電よりも、たとえば、0.1 秒程度早く行うようにしても良い。早く行うことによって、大気圧状態にまで真空破壊を行った後に正圧空気が供給されることになり、真空破壊が大気圧への復帰動作と大気圧以上への加圧動作との２段階の動作となり、ワークの吹き飛ばし発生を防止しつつ短いタクトタイムでワークの搭載を行うことができる。
【００２８】
ワークを搭載した後には、空気圧シリンダ１１を作動させることによって吸着具１０は、図２（Ｅ）に示されるように上昇されて、次のワークの搬送のために、部品供給ステージ２６に戻される。
【００２９】
図３は真空供給制御弁２４と真空破壊制御弁２５とが一体となった流路切換ユニット３０を示す斜視図であり、図４は図３の一部切り欠き正面図であり、図５は真空供給制御弁２４の制御弁本体２４ａの断面図である。
【００３０】
この流路切換ユニット３０は流路ブロック３１を有し、この流路ブロック３１に制御弁本体２４ａ，２５ａを取り付けることにより、真空供給制御弁２４と真空破壊制御弁２５とが形成されている。
【００３１】
制御弁本体２４ａは真空破壊制御弁２５の出力ポートＡと可変絞り弁２３を介して連通する真空ポートＶａと、真空源２０に連通した真空供給ポートＶＳに連通する真空供給ポートＶＳa と、大気開放ポートＴに連通する大気開放ポートＴa とが形成されたケーシング３２を有している。このケーシング３２には真空ポートＶa と真空供給ポートＶＳa とを連通させる連通孔３３と、真空ポートＶa と大気開放ポートＴa とを連通させる連通孔３４とが形成されている。
【００３２】
ケーシング３２には、ソレノイドコイル３５が巻き付けられたボビン３６が組み込まれ、このボビン３６には連通孔３３を開閉する弁体３７を有する可動鉄心３８が軸方向に摺動自在に装着されている。弁体３７に対向して連通孔３４を開閉する弁体３９がケーシング３２内に組み込まれており、この弁体３９は図示しないロッドにより弁体３７と連動するようになっている。
【００３３】
可動鉄心３８には弁体３７が連通孔３３を閉じ、かつ弁体３９が連通孔３４を開く方向に圧縮コイルばね４１によりばね力が加えられており、コイル３５に通電しない状態では、弁体３７が連通孔３３を閉じ、弁体３９が連通孔３４を開く。これにより、真空供給ポートＶＳは閉じられ、大気開放ポートＴと真空ポートＶとが連通状態となる。一方、コイル３５に通電すると、真空供給ポートＶＳと真空ポートＶとが連通状態となり、大気開放ポートＴは閉じられる。
【００３４】
このように、制御弁本体２４ａと流路ブロック３１とにより３ポート電磁弁となった真空供給制御弁２４が形成されているが、この制御弁本体２４ａと同様の構造の制御弁本体２５ａを用いて、２ポート電磁弁タイプの真空破壊制御弁２５を構成することができる。その場合には、図５に示した２つの弁体３７，３９のうち一方によって連通孔を開閉させることにより、正圧供給ポートＰと出力ポートＡとの連通と連通遮断とを制御することができる。
【００３５】
図３に示されるように、厚みが薄くなった直方体形状の流路ブロック３１と、これに取り付けられた２つの制御弁本体２４ａ，２５ａとにより２つの制御弁２４，２５を構成することによって、限られたスペースに多数の流路切換ユニット３０を配置することができる。これにより、チップマウンタなどのように、多数の吸着具を限られたスペースに装着することができる。
【００３６】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３７】
たとえば、図示する実施の形態にあっては、空気圧シリンダによって吸着具１０の上下動するようにしているが、電動モータなど他の駆動手段によって吸着具１０を上下動するようにしても良い。３ポートの真空供給制御弁２４と２ポートの真空破壊制御弁２５とを図５に示すタイプの電磁弁によって形成しているが、相互に相違したタイプの電磁弁を使用するようにしても良い。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、吸着具に吸着されたワークを吸着具から離反つまり離脱させる際には、着脱路は大気開放ポートに連通するとともに正圧源に連通することになり、迅速にワークを離脱させることができる。これにより、電子部品を実装基板などの被搭載物に搭載するためのタクトタイムを短くすることができる。
【００３９】
離脱時にはワークが吸着具から吹き飛ばされることがないので、ワークはずれることなく、所定の被搭載位置に高精度に位置決めしてワークを搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である吸着搬送装置を示す概略図である。
【図２】吸着搬送装置によって電子部品を搬送する場合における搬送工程を示す工程図である。
【図３】真空供給制御弁と真空破壊制御弁とが一体となった流路切換ユニットを示す斜視図である。
【図４】図３の一部切り欠き正面図である。
【図５】真空供給制御弁の制御弁本体を示す断面図である。
【符号の説明】
１０      吸着具（吸着パッド）
１１      空気圧シリンダ
１２      ピストンロッド（上下動部材）
１３      吸着面
１４，１４ａ  着脱路
１７      正圧源
１９      シリンダ制御弁
２０      真空源
２１      真空流路
２２      正圧流路
２３      可変絞り弁
２４      真空供給制御弁
２５      真空破壊制御弁
３０      流路切換ユニット
３１      流路ブロック
Ａ        出力ポート
Ｐ        正圧供給ポート
Ｖ        真空ポート
ＶＳ      真空供給ポート
Ｔ        大気開放ポート
Ｗ        ワーク（電子部品、被吸着物）
【図１】
0003866025.tif 000002
【図２】
0003866025.tif 000003
【図３】
0003866025.tif 000004
【図４】
0003866025.tif 000005
【図５】
0003866025.tif 000006