(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着対象物に装着される同じ種類の実装部品を収容する収容部と該収容部内の実装部品を１個ずつ排出する排出部とを有する部品供給カセットを複数設けた部品実装装置において各部品供給カセットに実装部品を補給する実装部品補給システムであって、
各部品供給カセットに実装部品を補給するための補給受口を設けるとともに、
各部品供給カセットに収容される実装部品のそれぞれを区別して収納した収納手段と、該収納手段から該部品供給カセットに実装部品を搬送して補給する部品搬送手段と、該部品搬送手段を制御する制御手段と、各部品供給カセット内の実装部品の残量を検知する残量検知手段とを設け、
上記部品搬送手段を、
上記収納手段から選択的に取得された実装部品を保持し該実装部品を上記部品供給カセットの補給受口から補給するため補給口を有し該収納手段からの部品取得位置と各部品供給カセットへの部品補給位置との間を往復動可能に構成された可動収容部材と、
該可動収容部材の補給口の開閉手段と、
該収納手段から実装部品を選択的に取得して該可動収容部材に入れる部品取得手段と、
該収納手段からの部品取得位置と各部品供給カセットへの部品補給位置との間で該可動収容部材を駆動する駆動手段とを用いて構成し、
上記制御手段は、上記残量検知手段の検知結果に基づいて、上記部品取得手段、上記駆動手段及び上記開閉手段を制御することを特徴とする実装部品補給システム。
【請求項２】
請求項１の実装部品補給システムにおいて、
各部品供給カセットに収容されている実装部品に関する情報を含む識別マークを各部品供給カセットに設け、
各部品供給カセットの識別マークを読み取るマーク読取手段を設け、
上記残量検知手段の検知結果とともに該マーク読取手段の読取結果に基づいて、上記部品搬送手段を構成する上記部品取得手段、上記駆動手段及び上記開閉手段を制御することを特徴とする実装部品補給システム。
【請求項３】
請求項１又は２の実装部品補給システムにおいて、
上記部品実装装置に上記装着対象物を供給している供給動作及び該部品実装装置から該装着対象物を排出している排出動作の少なくとも一方の動作を実行している時間帯に、上記部品搬送手段から上記部品供給カセットへの実装部品の補給を実行するように制御することを特徴とする実装部品補給システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板などの装着対象物に装着するＳＭＤ（例えばコンデンサチップや抵抗チップ）などの実装部品の補給システムに関するものである。詳しくは、上記装着対象物に実装部品を装着する部品実装装置の部品供給カセット（例えばバルクカセット）に実装部品を補給する実装部品補給システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンデンサチップなどの実装部品を自動的に装着対象物としてのプリント基板に装着するため、チップマウント機と呼ばれる部品実装装置が用いられている。この種の部品実装装置として、バラ状態で供給されたチップ状の実装部品を例えば５千個〜１０万個程度収容する収容部と該実装部品を１個ずつ排出する排出部とを有するバルクカセットと呼ばれる部品供給カセットを複数備えたものが知られている。この部品供給カセットの収容部には多数の実装部品が収容されているが、部品実装装置の高速化により、比較的短時間で実装部品を消費してしまう傾向にある。そのため、作業者は部品供給カセットの収容部内の実装部品の消費量を監視し、空になった収容部を部品供給カセット本体から取り外し、新しい収容部と交換する必要があった。この交換のために、部品実装装置をある程度の時間停止させなければならず、部品実装の作業効率が低下する原因となり、実装部品補給の自動化及び無人化が難しかった。互いに異なる種類の実装部品が収容された各部品供給カセットは随時部品切れとなるため、部品実装装置の処理スピードが向上すればするほど、上記部品切れによる部品実装装置の停止がますます頻繁に発生することになる。
【０００３】
上記作業効率の低下を防止するために、特開平８−２０４３８６号公報では、収納部内の実装部品が一定量以下になったときに該収納部に実装部品を補給できるように部品供給カセット（チップ部品の整列供給装置）に補給口を設け、各部品供給カセットに補給するそれぞれ異なる種類の実装部品（チップ部品）を収容した複数本のチップタンクを該部品供給カセットの上方に配置したものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特開平８−２０４３８６号公報に開示されているようにチップタンクを部品供給カセットの近くに設ける場合、そのチップタンクを設置するためのスペースを確保する必要があるため、部品実装装置が大型になってしまうという不具合があった。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、部品供給カセットを複数備えた部品実装装置から離れた位置に補給用の実装部品を収納できるようにすることにより、部品実装の作業効率を低下させることなく部品実装装置の自動化及び無人化が可能となるとともに、部品実装装置の小型化を図ることができる実装部品補給システムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、装着対象物に装着される同じ種類の実装部品を収容する収容部と該収容部内の実装部品を１個ずつ排出する排出部とを有する部品供給カセットを複数設けた部品実装装置において各部品供給カセットに実装部品を補給する実装部品補給システムであって、各部品供給カセットに実装部品を補給するための補給受口を設けるとともに、各部品供給カセットに収容される実装部品のそれぞれを区別して収納した収納手段と、該収納手段から該部品供給カセットに実装部品を搬送して補給する部品搬送手段と、該部品搬送手段を制御する制御手段と、各部品供給カセット内の実装部品の残量を検知する残量検知手段とを設け、上記部品搬送手段を、上記収納手段から選択的に取得された実装部品を保持し該実装部品を上記部品供給カセットの補給受口から補給するため補給口を有し該収納手段からの部品取得位置と各部品供給カセットへの部品補給位置との間を往復動可能に構成された可動収容部材と、該可動収容部材の補給口の開閉手段と、該収納手段から実装部品を選択的に取得して該可動収容部材に入れる部品取得手段と、該収納手段からの部品取得位置と各部品供給カセットへの部品補給位置との間で該可動収容部材を駆動する駆動手段とを用いて構成し、上記制御手段は、上記残量検知手段の検知結果に基づいて、上記部品取得手段、上記駆動手段及び上記開閉手段を制御することを特徴とするものである。
【０００７】
請求項１の実装部品補給システムでは、部品実装装置に設けられた各部品供給カセット内の実装部品の残量を残量検知手段で検知することにより、各部品供給カセット内の実装部品の残量を判定することができる。そして、部品取得手段を制御手段で制御することにより、残量検知手段の検知結果に基づいて実装部品の残量が少なくなったと判定された部品供給カセットに補給する実装部品を収納手段から選択的に取得して上記可動収容部材に入れる。そして、駆動手段を制御することにより、収納手段から取得した実装部品を収容した可動収容部材を収納手段からの部品取得位置から部品供給カセットへの補給位置に移動させる。そして、開閉手段を制御することにより、可動収容部材内の実装部品をその補給口及び部品供給カセット側の補給受口を通して部品供給カセット内に補給する。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の実装部品補給システムにおいて、各部品供給カセットに収容されている実装部品に関する情報を含む識別マークを各部品供給カセットに設け、各部品供給カセットの識別マークを読み取るマーク読取手段を設け、上記残量検知手段の検知結果とともに該マーク読取手段の読取結果に基づいて、上記部品搬送手段を構成する上記部品取得手段、上記駆動手段及び上記開閉手段を制御することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の実装部品補給システムでは、上記部品供給カセットに設けた識別マークをマーク読取手段で読み取ることにより、部品供給カセット内に収容されている実装部品の種類を特定する。そして、この読取結果に基づいて上記部品搬送手段を構成する部品取得手段、駆動手段及び開閉手段を制御することにより、部品供給カセットに上記所定の種類の実装部品を確実に補給することができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２の実装部品補給システムにおいて、上記部品実装装置に上記装着対象物を供給している供給動作及び該部品実装装置から該装着対象物を排出している排出動作の少なくとも一方の動作を実行している時間帯に、上記部品搬送手段から上記部品供給カセットへの実装部品の補給を実行するように制御することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３の実装部品補給システムでは、上記供給動作及び上記排出動作の少なくとも一方の動作が実行されている時間帯に、上記実装部品の補給を実行することにより、実装部品の補給のために部品実装装置を停止させる必要がないようにする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を装着対象物としてのプリント基板にチップコンデンサやチップ抵抗などのチップ状の実装部品を装着する部品実装装置（以下、「チップマウンタ」という）における実装部品補給システム（以下、「チップ補給システム」という）に適用した実施形態について説明する。
【００１７】
図１は本実施形態に係るチップ補給システムの概略構成図であり、図２はチップマウンタの概略構成図である。このチップ補給システムは、２台のチップマウンタ１内の部品供給カセットとしてのバルクカセット２にチップ状の実装部品（以下、「チップ」という）を補給できるように構成されている。各チップマウンタ１は、互いに異なる種類のチップを収容した複数のバルクカセット２を備えている。これらの複数のバルクカセット２は図示しないカセットフィーダーに取り付けられ、１群として図中矢印Ａ方向（Ｚ軸）に往復動し、所望のバルクカセット２をチップのピックアップ位置（図２中のＢ）に移動させることができるようになっている。このピックアップ位置にあるバルクカセット２から露出したチップ３は、吸着ノズル４で吸着され、チップ認識位置（図２中のＣ）に移動されて認識された後、ＸＹステージ５上のプリント基板（以下、「基板」という）６にマウント（装着）される。チップ３が装着される基板６は搬送ベルト１００で搬送され、チップマウント位置に隣接する基板入替位置において、基板６の搬入及び搬出が行われる。このように基板６の搬入及び搬出を共通の基板入替位置において行うように構成することにより、チップマウントシステム全体の小型化を図ることができる。
【００１８】
図３（ａ）及び（ｂ）はそれぞれバルクカセット２の部分断面図及び背面図である。各バルクカセット２は、チップ３を収容する収容部２１と、該収容部２１内のチップ３を１個ずつ排出する排出部２２とを有している。各バルクカセット２の上面には、図３（ａ）に示すようにチップを補給するための補給受口２５が設けられている。この補給受口２５には、回転軸２６を中心に開閉自在であり且つ図示しないスプリングで閉鎖方向に付勢された１組の開閉部材２７が取り付けられている。
【００１９】
また、バルクカセット２の背面のケーシングの少なくとも一部には、透明材料からなる窓２３が形成され、収容部２１の底の部分に存在するチップが外から見えるようになっている。収容部２１内のチップ３の残量は、所定のタイミングで窓２３を通して残量検知手段としての反射型の光学センサ７により検知され、残量検知データがコントローラに送られる。このようにバルクカセット２内のチップ３の残量を検知することにより、どのバルクカセット２に対してチップ３の補給が必要であるかを確実に判定できるようになる。
【００２０】
また、バルクカセット２の背面には、そのカセットに収容されているチップ３の種類、チップマウンタ１の識別番号、バルクカセット２の識別番号、バルクカセット２のカセットフィーダー上での位置識別番号（Ｚ軸Ｎｏ．）等の情報を表示する識別マークとしてのバーコード２４が付されている。このバーコード２４は、所定のタイミングでマーク読取手段として兼用される上記光学センサ７により読み取られ、読取データが上記残量検知データと同様にコントローラに送られる。上記識別マークとしては、本実施形態のような１次元のバーコードを用いてもいいし、２次元バーコードや他の識別マークを用いてもよい。
【００２１】
上記光学センサ７による残量検知及びバーコード読取は、上記ピックアップ位置にあるバルクカセット２に対して行ってもいいし、その他の位置、例えば該ピックアップ位置から外れた位置に予め設定された残量検知位置にあるバルクカセット２に対して行ってもよい。
【００２２】
上記光学センサ７の検知結果に基づいてチップ残量が所定以下と判定されたバルクカセット２に対しては、次のチップ補給システムによりチップ３の補給が行われる。
チップ補給システムは、図１及び図４に示すように、上記光学センサ７のほか、各バルクカセット２に収容されるチップのそれぞれを区別して収納した収納手段としてのチップ収納棚１０と、チップ収納棚１０から各バルクカセット２にチップを搬送して補給する部品搬送手段と、光学センサ７の検知結果及び読取結果に基づいて該部品搬送手段を制御する制御手段としてのコントローラ２００とを用いて構成されている。チップ収納棚１０は複数の収納部１０ａに分割され、各収納部１０ａに種類の異なるチップが収納されている。
【００２３】
上記部品搬送手段は、チップ収納棚１０から選択的に取得されたチップを一時的に保持しバルクカセット２にチップを補給するための補給口１１ａを有する可動ホッパ１１と、チップ収納棚１０からチップを選択的に取得して可動ホッパ１１に入れる部品取得手段とを用いて構成されている。上記可動ホッパ１１は、チップ収納棚１０からの部品取得位置とバルクカセット２への部品補給位置との間を往復動可能に構成され、補給口１１ａの近傍に開閉手段としての開閉弁１２が取り付けられている。可動ホッパ１１を駆動する駆動手段としてのホッパ駆動機構は、モータ等からなるホッパ駆動部１４で回転駆動され可動ホッパ１１と螺合するボール軸からなる駆動レール１３ａと、可動ホッパ１１をガイドするガイドレール１３ｂ，１３ｃと、可動ホッパ１１の補給口１１ａを有する先端部を上下動させるためのエアーピストンなどからなる昇降機構とを用いて構成されている。このホッパ駆動機構により、可動ホッパ１１をチップ収納棚１０からの部品取得位置と各チップマウンタ１のバルクカセット２への部品補給位置との間で移動させることができるとともに、可動ホッパ１１の先端部をバルクカセット２の補給受口２５内に下降させることができる。
【００２４】
上記部品取得手段は、例えばチップ収納棚１０内の所定の収容部１０ａ内のチップを所定量だけすくい取って保持し、可動ホッパ１１上に搬送してくる可動保持部材を用いて構成することができる。また、各収容部１０ａの底面に設けた補給用の開口と該開口の開閉機構とを用いて構成してもよい。この場合は、上記部品取得位置の可動ホッパ１１の上方に所定の収容部１０ａが位置するようにチップ収納棚１０を駆動し、該収容部１０ａの該開口を所定時間開くことにより、該収容部１０ａから所定量のチップを取得して可動ホッパ１１に入れることができる。なお、上記開口を開く時間と可動ホッパ１１に入るチップの量との関係は予め調べておく。
【００２５】
また、上記チップ収納棚１０からのチップの取り出し部に、可動ホッパ１１に入れるチップの特性を検査するチップ特性検査装置を設けてもよい。例えば、チップが抵抗、コンデンサ等の受動素子の場合にはＲＣＬ検査装置を設ける。この場合には、上記チップ収納棚１０の収容部１０ａに間違ったチップが収容されたとしても、上記チップ特性検査装置で該チップを特性を検査できるので、間違ったチップが上記可動ホッパで搬送されてバルクカセットに補給されるのを未然に防止することができる。
【００２６】
上記チップ補給システムにおいて、光学センサ７によるバルクカセット２の残量検知結果及びそのバーコード２４の読取結果に基づいて、上記ホッパ駆動機構、上記部品取得手段、上記開閉弁１２等が制御される。ここで、上記光学センサ７が、あるバルクカセット２のチップ残量が所定以下になっているのを検知すると、チップ収納棚１０から可動ホッパ１１内に対応するチップが取得され、該可動ホッパ１１が上記バルクカセット２の上方に移動する。その位置で可動ホッパ１１の先端部が下降し、図５に示すようにバルクカセット２の補給受口２５の開閉部材２７を押し開け、チップを補給可能な状態となる。この状態で、可動ホッパ１１の開閉弁１２を開くと、可動ホッパ１１内のチップ３がバルクカセット２の収容部２１内に補給される。
【００２７】
上記チップ３の補給動作は、チップマウンタ１への基板６のローディング動作（供給搬送動作）及びアンローディング動作（排出搬送動作）の少なくとも一方の動作を行っている時間帯（例えば数秒程度の時間帯）に実行する。このような時間帯に上記チップ３の補給動作を実行することにより、チップ補給のためにチップマウンタ１を停止させる必要がなくなり、基板６へのチップ装着の作業効率が向上する。
【００２８】
以上、本実施形態によれば、バルクカセット２内のチップ残量検知結果に基づいて、チップ収納棚１０から、可動ホッパ１１を用いて該バルクカセット２にチップを搬送して補給することができるので、チップマウントの作業効率を低下させることなくチップマウンタ１における自動化及び無人化が可能となる。
しかも、上記可動ホッパ１１で補給用のチップを搬送していることにより、各バルクカセット２に補給するチップを収納するチップ収納棚を、チップマウンタ１から離れた位置に設置することができるので、チップマウンタ１の小型化を図ることもできる。
【００２９】
なお、上記実施形態では、チップマウンタ１を２台備えている場合について説明したが、本発明は、チップマウンタ１の数に限定されることなく、１台のチップマウンタや３台以上のチップマウンタ１を備えた場合にも適用できるものである。
また、本発明は、複数種類の基板に対して同時にチップを装着することができるように、基板の搬送経路に沿って複数のチップマウンタが並べられたものが複数列設けられたチップマウントシステムの場合にも適用できるものである。この場合も、可動ホッパを用いて一つのチップ収納棚から各チップマウンタの残量が少なくなったバルクカセットにチップを補給することができる。
【００３０】
また、上記実施形態では、チップ収納棚１０からの部品搬送手段として可動ホッパ１１を用いた場合について説明したが、本発明は、搬送ベルト、搬送スクリュウ等による搬送手段や、エアーシュータなどのような気流による搬送手段を用いた場合にも適用できるものである。
【００３１】
また、上記実施形態では、バルクカセット内のチップ残量を検知する光学センサ７の検知結果に基づいてチップを補給しているが、チップマウント処理した基板の枚数や、各チップマウンタ又はチップマウントシステム全体における基板１枚あたりの処理時間であるタクト（sec／枚）等に基づいて、チップを補給するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１乃至５の発明によれば、部品搬送手段により収納手段から部品実装装置の残量が少なくなった部品供給カセットに実装部品を搬送して補給することができるので、部品実装の作業効率を低下させることなく部品実装装置の自動化及び無人化が可能となる。しかも、上記部品搬送手段で補給用の実装部品を搬送していることにより、各部品供給カセットに補給する実装部品を収納する収納手段を、部品実装装置から離れた位置に設置することができるので、部品実装装置の小型化を図ることもできるという効果がある。
【００３３】
特に、請求項２の発明によれば、各部品供給カセット内の実装部品の残量を検知しているので、残量が少なくなった部品供給カセットに実装部品を確実に補給することができるという効果がある。
【００３４】
また特に、請求項３の発明によれば、各部品供給カセットに所定の種類の実装部品を確実に補給することができるという効果がある。
【００３５】
また特に、請求項４の発明によれば、実装部品の補給のために部品実装装置を停止させる必要がなくなるので、該部品実装装置による部品実装の作業効率を更に向上させることができるという効果がある。
【００３６】
また特に、請求項５の発明によれば、収納手段からの部品取得位置と部品供給カセットへの補給位置との間を往復動する一つの可動収容部材を用いて部品供給カセットへの実装部品の補給が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るチップ補給システムの概略構成図。
【図２】同チップ補給システムでチップが補給されるチップマウンタの一構成例を示す概略構成図。
【図３】（ａ）は、バルクカセットの部分断面図。
（ｂ）は、同バルクカセットの背面図。
【図４】同チップ補給システムの補給動作を示す説明図。
【図５】同チップ補給システムにおける可動ホッパからバルクカセットへのチップ補給の説明図。
【符号の説明】
１      チップマウンタ（部品実装装置）
２      バルクカセット（部品供給カセット）
３      チップ（実装部品）
４      吸着ノズル
５      ＸＹステージ
６      プリント基板（装着対象物）
７      光学センサ（残量検知手段、マーク読取手段）
１０    チップ収納棚
１１    可動ホッパ
１１ａ  補給口
１２    開閉弁
１３ａ  駆動レール
１３ｂ，１３ｃ  ガイドレール
１４    ホッパ駆動部
２１    収容部
２２    排出部
２３    光透過窓
２４    バーコード
２５    補給受口
２６    回転軸
２７    開閉部材
１００  搬送ベルト
２００  コントローラ
【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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