(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品収納部と実装機本体との間で移動可能な部品搬送用のテーブルと、このテーブルに設けられる部品吸着手段とを有し、上記部品収納部から取り出された部品を上記テーブル上に吸着した状態で搬送するように構成された部品搬送装置において、
部品吸着用の負圧を上記部品吸着手段に供給するための通路内の圧力検出に基づいて上記テーブル上の部品を検知する第１の部品検知手段と、
上記テーブル上の部品載置部分に向かって光を照射する照射部と上記部品載置部分からの光を受光する受光部とを備え、かつ上記受光部での光の受光状態に基づいて上記テーブル上の部品を検知する第２の部品検知手段と、
上記両部品検知手段による部品の検知結果に基づいて上記テーブル上の部品の存否を判断するとともに、その判断結果に基づいて上記テーブルの駆動を制御する制御手段とを備え、
この制御手段は、上記両部品検知手段のうち少なくとも一方の部品検知手段により部品が検知された場合に上記テーブル上に部品が存在すると判断するとともに、上記第２の部品検知手段のみにより部品が検知された場合には、上記両部品検知手段により部品が検知された場合及び上記第１の部品検知手段のみにより部品が検知された場合に比べて上記テーブル上の部品を低速で搬送すべく上記テーブルの駆動を制御することを特徴とする部品搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，ＩＣ等の電子部品をトレー収納部のトレーから取り出して表面実装機に搬送する給送フィーダー等の部品搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、部品供給装置により供給される電子部品を部品吸着用のヘッドにより吸着して、このヘッドをプリント基板上に移動させて部品を装着するようにした表面実装機は一般に知られている。
【０００３】
表面実装機には、通常、テープを担体として部品を供給するテープフィーダー等の比較的コンパクトな部品供給装置が設けられているが、部品のうちでも比較的大きいものや特殊形状のものはテープフィーダー等による供給が困難であり、例えば、特開平６−２０４６９２号公報に開示されるような給送フィーダーにより部品の供給が行われる。
【０００４】
給送フィーダーは、部品を配列した上下複数段のトレーを出入自在に収納したトレー収納部と、このトレー収納部の側方の所定位置から表面実装機の部品吸着位置まで部品を搬送する部品搬送手段と、上記トレー収納部から引出されたトレー上の部品を吸着して、上記部品搬送手段に移載する部品移載用のヘッド部とを備えた構成とされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような給送フィーダーにおいて、上記部品搬送手段は、部品を載置する移動可能なテーブルを有し、上記ヘッド部によりテーブル上に移載された部品を吸着した状態で搬送するように構成されており、テーブル上の部品の有無は、通常、負圧供給用の通路内の圧力（真空度）をセンサにより検出し、その圧力が所定値以下（真空度が所定値以上）となると、テーブル上に部品が載置されていると判断してテーブルを移動させるようになっている。そして、この場合、テーブルは部品の種類に拘わらず一定の速度で移動するようになっている。
【０００６】
しかし、近年、部品の形状も多様化しており、物によっては下面が平坦でないものもあり、この種の部品では部品がテーブル上面に密着しないために部品を完全に吸着することができない。そのため、上記通路内の真空度が十分に高まらないため従来の構成ではこの種の部品を検知することができず、テーブル上に部品が載置されているにも拘わらず移載ミスと判断されてしまう場合がある。
【０００７】
従って、部品の形状等に拘わらずテーブル上の部品の有無をより正確に判断できるようにする必要がある。
【０００８】
なお、部品の有無を正確に検知できたとしても、従来のように種類に拘わらず一定速度で部品を搬送するのでは、上述のように吸着が十分に行われない部品を搬送する場合、搬送中に部品がテーブルから脱落することも考えられる。そのため、この点についても改良を加える必要がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、第１の目的は、テーブル上の部品の存否をより正確に判断することにあり、第２の目的は、部品を、その種類に応じて適切、かつ効率的に搬送することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、部品収納部と実装機本体との間で移動可能な部品搬送用のテーブルと、このテーブルに設けられる部品吸着手段とを有し、部品収納部から取り出された部品をテーブル上に吸着した状態で搬送するように構成された部品搬送装置において、部品吸着用の負圧をテーブルの部品吸着手段に供給する通路内の圧力検出に基づいてテーブル上の部品を検知する第１の部品検知手段と、テーブル上の部品載置部分に向かって光を照射する照射部と部品載置部分からの光を受光する受光部とを備え、かつ受光部での光の受光状態に基づいてテーブル上の部品を検知する第２の部品検知手段と、両部品検知手段による部品の検知結果に基づいてテーブル上の部品の存否を判断するとともに、その判断結果に基づいてテーブルの駆動を制御する制御手段とを備え、この制御手段が、両部品検知手段のうち少なくとも一方の部品検知手段により部品が検知された場合にテーブル上に部品が存在すると判断するとともに、第２の部品検知手段のみにより部品が検知された場合には、両部品検知手段により部品が検知された場合及び第１の部品検知手段のみにより部品が検知された場合に比べてテーブル上の部品を低速で搬送すべくテーブルの駆動を制御するものである。
【００１１】
このような構成によると、負圧供給用の通路内の圧力と、これ以外の情報とに基づいてテーブル上の部品が検知されるため、テーブル上の部品の存否判断の信頼性が向上する。すなわち、何らかの理由で一方の部品検知手段により部品を検知できない場合でも、他方の部品検知手段により部品が検知されることとなり、部品の存否を正確に判断することが可能となる。しかも、第２の部品検知手段のみにより部品が検知される部品、すなわちテーブルに対する吸着状態が不完全な部品である場合には、双方の部品検知手段により部品が検知される場合等に比べてテーブル上の部品を低速で搬送すべくテーブルの駆動が制御されるので、上記のように吸着状態が不完全な部品の搬送安定性を向上させることが可能となる。
なお、請求項の記載において「部品載置部分からの光」とは、照射部から部品載置部分に向かって照射された光による部品の反射光や透過光を意味するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１８】
図１〜図３は本発明に係る部品搬送装置である給送フィーダーを示しており、図１は平面図、図２は同側面図、図３は同背面図（図１，図２の右側から見た図（トレー収納部は断面で示す））である。
【００１９】
これらの図に示すように、給送フィーダー１はハウジング２を有しており、このハウジング２内の後方部（図１，図２で右方部）にトレー収納部５が備えられている。このトレー収納部５は、ハウジング２に固定された枠体６を有し、この枠体６内に上下多数段のトレー７を収納しており、各トレー７上にＩＣ等の部品（図示せず）が配列されている。上記トレー７は前方（図１及び図２の矢印ａ方向）に引出し可能とされ、その前面には被把持部８が設けられている。
【００２０】
さらに給送フィーダー１には、トレー引出装置１０と、引出装置昇降機構１１、部品搬送装置１２及び部品移載装置１３が設けられている。
【００２１】
上記トレー引出装置１０は、上記トレー７の被把持部８を把持するためのチャック機構１５と、このチャック機構１５をトレー出入方向に移動させるためのシリンダ１６と、一対のトレーガイド１７と、これらを支持する支持台１８とを備え、トレー引出装置１０全体がハウジング２に対して昇降可能となっている。
【００２２】
具体的に説明すると、上記支持台１８は、ハウジング２内の複数箇所に配設されたガイド柱１９に昇降自在に支持されており、支持台１８上に上記シリンダ１６が設けられ、このシリンダ１６により作動されてトレー出入方向に移動する可動部２０に上記チャック機構１５が取り付けられている。このチャック機構１５は、互いに近接、離間可能な一対のチャックアーム２１と、この一対のチャックアーム２１を作動するチャックシリンダ２２とを有している。また、上記一対のトレーガイド１７は、上記支持台１８の上方に所定間隔をおいて互いに平行に配置されている。
【００２３】
上記引出装置昇降機構１１は、昇降用モータ２４と、このモータ２４により駆動されるボールねじ軸２５とを有し、上記ハウジング２内におけるトレー収納部５の近傍で、トレー引出方向と直交する方向の一側方部に配置されている。上記ボールねじ軸２５は、垂直方向に延び、ハウジング２内のフレーム２ａに回転自在に支承され、プーリ２６，２７及びベルト２８を介して上記昇降用モータ２４に連結される一方、上記トレー引出装置１０の支持台１８の一側方部分に設けられたナット２９に螺合している。
【００２４】
上記部品搬送装置１２は、本発明にかかる部分であって、トレー引出装置１０の前方の所定高さ位置においてトレー引出方向と直交する方向に延びて実装機Ｍの所定部品吸着位置に至る上下２段のガイドレール３１と、これらガイドレール３１に沿って配置された上下２段の送りベルト３２と、上記各ガイドレール３１にスライド自在に支持されるとともに各送りベルト３２に止着された一対の部品載置テーブル３３とを有している。
【００２５】
上記各送りベルト３２は、それぞれガイドレール３１の長手方向両端部に軸支されたプーリ３４，３５及びガイドレール３１の両側方であって、両プーリ３４，３５の間に配置されたプーリ３６に掛け渡されており、プーリ３６がベルト伝動手段を介してモータ３７により駆動されるようになっている。
【００２６】
上記各部品載置テーブル３３は面一の部品載置面を有しており、図４に示すように、それぞれ２個の部品を同時に載置できるようにガイドレール３１の長手方向に細長に形成されている。各テーブル３３の２つの部品載置位置には、それぞれ部品吸着手段として負圧供給用の穿孔部３８が形成されている。この穿孔部３８は、チューブ６０ａ及び電磁バルブ等からなる切換バルブ３９（図５に示す）を介して図外の負圧発生器に連通しており、部品搬送時にはこの穿孔部３８を通じてテーブル上面に負圧が供給されることによりテーブル３３上に置かれた部品を吸着するように構成されている。なお、上記チューブ６０ａの途中には、テーブル上の部品を検知するための真空センサ６０が介設されており、上記チューブ６０ａ内の圧力を検出してその信号を後述する制御装置６５に出力するように構成されている。また、上記部品載置テーブル３３の穿孔部３８の側近には、同じくテーブル上の部品を検知するためのファイバーセンサ６１が配置されている。このセンサ６１は、光の照射部６１ａと受光部６１ｂとを並設した反射型のセンサで、上記照射部６１ａから部品載置位置に光を照射しつつ上記受光部６１ｂで受光した光を電気信号に変換して制御装置６５に出力するように構成されている。
【００２７】
上記部品移載装置１３は、Ｘ方向（トレー引出方向）に移動可能な基台４１と、この基台４１に対してＹ方向（トレー引出方向と直交する方向）に移動可能なヘッド保持台４２と、このヘッド保持台４２に取り付けられた部品吸着ヘッド４３と、上記基台４２をＸ方向に移動させる機構と、上記ヘッド保持台４２をＹ方向に移動させる機構とを有している。
【００２８】
具体的には、ハウジング内の上方両側部に一対のＸ方向ガイドレール４４が配設され、このガイドレール４４に上記基台４１の両端部がスライド自在に支持されるとともに、片側のＸ方向ガイドレール４４の近傍にＸ方向送りベルト４５が設けられ、上記基台４１の一端部が上記Ｘ方向送りベルト４５に止着されている。上記Ｘ方向送りベルト４５は一対のプーリ４６，４７に掛け渡され、その一方のプーリ４６が、ベルト伝動手段４８を介してＸ軸モータ４９により駆動されるようになっている。また、上記基台４１には、Ｙ方向ガイド５１と、このガイド５１と平行に配置されて一対のプーリ５３，５４に掛け渡されたＹ方向送りベルト５２と、ベルト伝動手段５５を介して一方のプーリ５３を駆動するＹ軸モータ５６とが装備されており、上記ヘッド保持台４２が、Ｙ方向ガイド５１にスライド自在に支持されるとともにＹ方向送りベルト５２に止着されている。そして、このヘッド保持台４２にブラケット５７を介して部品吸着ヘッド４３が取り付けられている。部品吸着ヘッド４３には、吸着用ノズル５８と、これを所定ストロークだけ昇降させるシリンダ５９とが設けられている。
【００２９】
以上のように構成された給送フィーダー１は、駆動制御のための制御装置を有している。この制御装置６５は、論理演算を実行する周知のＣＰＵと、このＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭと、装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等を備えており、上記トレー引出装置１０のシリンダ１６やシリンダ２２等は全てこの制御装置６５に電気的に接続されて統括的に制御されるように構成されている。そして、上記制御装置６５と実装機本体の制御装置とが電気的に接続されることにより、実装機側から出力される要求信号に基づいて所定の部品を実装機Ｍに供給すべく制御装置６５により上記トレー引出装置１０等が制御されるようになっている。
【００３０】
図５は、上記制御装置に含まれる制御系の一部であって、主に上記部品搬送装置１２の駆動を制御する部分を示している。この図に示すように制御装置６５は、主制御部６６（制御手段）と、検知部６７と、上記モータ３７および切換バルブ３９の駆動制御部６８，６９等を含んでおり、上記検知部６７に上記真空センサ６０及びファイバーセンサ６１が、モータ駆動制御部６８にモータ３７が、モータ駆動制御部６９に切換バルブ３９がそれぞれ接続されている。なお、上述のように、真空センサ６０及びファイバーセンサ６１は一の部品載置テーブル３３に２つずつ設けられ、またモータ３７および切換バルブ３９も各部品載置テーブル３３毎に設けられているが、図５では便宜上、それぞれ１つだけ示している。
【００３１】
上記主制御部６６は、部品搬送装置１２の駆動を統括的に制御するもので、部品載置テーブル３３上に載置された部品の吸着およびその解除を行うべくバルブ駆動制御部６９を介して切換バルブ３９を制御するとともに、部品載置テーブル３３により部品を搬送すべく上記モータ駆動制御部６８を介して上記モータ３７を制御するように構成されている。特に、部品載置テーブル３３の駆動については、上記検知部６７での部品の検知結果に基づいて上記モータ３７の駆動を制御するようになっている。
【００３２】
上記検知部６７は、上記両センサ６０，６１の出力に基づいて部品載置テーブル３３上の部品を検知するもので、上記真空センサ６０の出力に基づく第１の検知処理と、上記ファイバーセンサ６１の出力に基づく第２の検知処理とを行い、これらの処理結果を主制御部６６に出力するように構成されている。具体的には、第１の検知処理では、真空センサ６０からの出力値が所定圧力値以下（所定真空度以上）の場合に部品を検知し、第２の検知処理では、ファイバーセンサ６１の上記受光部６１ｂから出力される電流値が所定値以上の場合に部品を検知するように構成されている。すなわち、上記真空センサ６０及び検知部６７により本発明の第１の部品検知手段が構成され、また、上記ファイバーセンサ６１及び検知部６７により本発明の第２の検知手段が構成されている。
【００３３】
そして、上記主制御部６６は、上記検知部６７での第１又は第２の検知処理のうち少なくと一方の結果において部品が検知された場合に部品載置テーブル３３上に部品が存在すると判断して該テーブル３３を所定速度で駆動するように構成されている。ここで、部品載置テーブル３３の駆動速度（移動速度）は、予め高速と低速の２種類の速度が主制御部６６の図外の記憶部に記憶されており、検知部６７において、第１の検知処理では部品が検知されず、第２の検知処理でのみ部品が検知された場合は部品載置テーブル３３を低速で駆動し、それ以外の場合には高速で部品載置テーブル３３を駆動するようになっている。
【００３４】
なお、上記検知部６７での第１の検知処理における上記所定圧力値（所定真空度）は、下面（載置面）がフラットな部品を部品載置テーブル３３上に載置し、この部品を完全に吸着した場合の圧力値（真空度）とされ、一方、第２の検知処理における上記所定電流値は、部品載置テーブル３３上に部品が適切に載置された場合の電流値とされ、いずれも予め実験的に求められている。
【００３５】
次に、上記部品搬送装置１２の部品供給動作について給送フィーダー１による部品供給動作と共に図６のフローチャートを用いて説明する。
【００３６】
実装機Ｍから上記制御装置６５に部品の要求信号が出力されると、まず、部品搬送装置１２において各部品載置テーブル３３が所定の部品載置位置にセットされる（ステップＳ１）。この際、部品載置テーブル３３への負圧の供給は停止された状態にある。
【００３７】
次いで、上記トレー引出装置１０等が駆動されて、供給すべき部品が置かれているトレー７がトレー収納部５から引き出され、このトレー７から部品が取り出されて上記部品載置テーブル３３上に移載される（ステップＳ２，Ｓ３）。
【００３８】
具体的には、まず、上記引出装置昇降機構１１の昇降用モータ２４でボールねじ軸２５が駆動されることにより、所望のトレー７に対応する高さ位置までトレー引出装置１０が昇降され、次いでトレー引出装置１０のシリンダ１６及びチャックシリンダ２２が順次作動されることにより、チャック機構１５によってトレー７の被把持部８が把持された後、トレー７が所定の引出位置まで引出される。次いで、上記トレー引出装置１０が所定上昇端位置まで上昇され、この状態で部品移載装置１３が作動され、上記部品吸着用ヘッド４３によりトレー７上の部品が吸着されて部品載置テーブル３３上に移載される。
【００３９】
こうして部品がテーブル３３上に移載されると、切換バルブ３９が切換えられてテーブル３３への負圧の供給が開始され、テーブル上に載置された部品が該テーブルに吸着される（ステップＳ４）。
【００４０】
次いで、上記真空センサ６０により部品が検知されたか否か（つまり第１の検知処理により部品が検知されたか否か）が判断され、ＹＥＳの場合には、上記送りベルト３２がモータ３７によって高速で作動され、これにより上記部品載置テーブル３３がガイドレール３１に沿って高速で移動して実装機Ｍの所定の部品吸着位置にセットされる（ステップＳ５，Ｓ８）。
【００４１】
一方、上記ステップＳ５においてＮＯの場合には、次いで上記ファイバーセンサ６１により部品が検知されたか否か（つまり第２の検知処理により部品が検知されたか否か）が判断され、ＹＥＳの場合には、上記送りベルト３２がモータ３７によって低速で作動され、これにより上記部品載置テーブル３３がガイドレール３１に沿って低速で移動して実装機Ｍの所定の部品吸着位置にセットされる（ステップＳ６，Ｓ９）。
【００４２】
なお、ステップＳ６においてＮＯの場合には、部品の移載ミスが発生したとして、例えば図外の警告塔を点灯させる等の部品移載エラー処理が実行されて本フローチャートが終了する。
【００４３】
以上説明した給送フィーダー１によると、部品搬送装置１２における部品載置テーブル３３上の部品の存否を真空センサ６０およびファイバーセンサ６１の２種類の検知手段により検知するように構成しているため、例えばテーブル上に完全に吸着されないために真空センサ６０では検知できない部品であってもファイバーセンサ６１により該部品を検知することができる。そのため、真空センサの検出のみで部品の存否を判断していた従来装置に比べると部品載置テーブル上の部品の存否をより正確に判断することができるという効果がある。
【００４４】
しかも、ファイバーセンサ６１のみによって部品が検知された部品については、部品の搬送を、それ以外の場合（真空センサ６０のみにより部品が検知された場合、あるいは真空センサ６０及びファイバーセンサ６１の双方により部品が検知された場合）よりも低速で行うようにしているので、部品をより適切に搬送することができるという効果がある。つまり、ファイバーセンサ６１のみによって部品が検知されるということは、要するに部品が確実に吸着されていない状態を意味し、かかる状態の部品を、吸着が確実に行われた部品と同様に高速で搬送したのでは搬送中に部品が脱落する虞がある。しかし、上記のようにファイバーセンサ６１のみにより部品を検知した場合の搬送速度をそれ以外の場合に比べて低く設定することで、吸着状態が不完全な部品についても搬送中の脱落を防止して適切に搬送することができる。従って、テーブル３３に対して完全に吸着される部品については高速で、また、吸着状態が不完全な部品については低速で搬送することにより部品の種類に応じて部品搬送を適切、かつ効率的に行うことができる。
【００４５】
なお、以上説明した給送フィーダー１の部品搬送装置１２では、本発明に係る第２の部品検知手段として、光の照射部６１ａと受光部６１ｂとを並べて配置し、部品で反射した光を受光することにより部品を検知する反射型のファイバーセンサ６１を用いているが、例えば光の照射部と受光部とを部品載置位置を挟んで対向配置し、光が遮断されることにより部品を検知する透過型のファイバーセンサを用いるようにしてもよい。要するに、第２の部品検知手段は、上記テーブル３３に負圧を供給する通路（チューブ６０ａ）内の圧力に基づいて部品を検知する構成以外であれば如何なる構成でもよい。
【００４６】
また、上記実施の形態では、本発明に係る部品搬送装置を給送フィーダーに適用した例について説明したが、本発明の部品搬送装置は、給送フィーダー以外にも適用可能であり、例えば、直接実装機本体に搭載するような場合にも適用可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の部品搬送装置は、テーブルの部品吸着手段に負圧を供給する通路内の圧力検出に基づいて部品を検知する第１の部品検知手段と光学的検知に基づいて部品を検知する第２の部品検知手段とを備え、これら両検知手段による検知結果に基づいてテーブル上の部品の存否を判断してテーブルの駆動を制御するようにしているため、上記通路内の圧力検出のみに基づいて部品を検知する従来のこの種の装置に比べるとテーブル上の部品の存否をより正確に判断することができる。
【００４８】
特に、両検知手段のうち少なくとも一方の検知手段により部品が検知された場合にテーブル上に部品が存在すると判断するように構成されており、さらに第２の部品検知手段のみにより部品が検知された場合には、第１の部品検知手段により部品が検知された場合に比べて部品の搬送を低速で行うように構成されているので、テーブルに対して完全に吸着される部品については速やかに部品を搬送することができ、一方、吸着状態が不完全な部品については部品を安定して搬送することができる。従って、部品の種類に応じて部品の搬送を適切、かつ効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、部品搬送装置が適用される給送フィーダーを示す平面図である。
【図２】図２は、給送フィーダーを示す側面図である。
【図３】図３は、給送フィーダーを示す背面図（図１，図２の右側から見た図（トレー収納部は断面で示す））である。
【図４】部品載置テーブルを示す部品搬送装置の要部拡大図である。
【図５】給送フィーダーの制御装置（部品搬送装置を制御する部分）を示すブロック図である。
【図６】部品搬送装置による部品搬送動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  給送フィーダー
１２  部品搬送装置
３１  ガイドレール
３２  送りベルト
３３  部品載置テーブル
３７  モータ
６０  真空センサ
６１  ファイバーセンサ
６５  制御装置
６６  主制御部（制御手段）
６７  検知部
６８  モータ駆動制御部
６９  バルブ駆動制御部
【図１】
0004312333.tif 000002
【図２】
0004312333.tif 000003
【図３】
0004312333.tif 000004
【図４】
0004312333.tif 000005
【図５】
0004312333.tif 000006
【図６】
0004312333.tif 000007