(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ部品整列面を有するプレート上にチップ部品の充填エリアを設定する外枠を配設してなる部品整列部と、該部品整列部にチップ部品を供給する部品供給部と、上記部品整列部に垂直軸回りの回転揺動を付与する水平回転揺動機構と、上記プレートのチップ部品整列面の上方に所定隙間を開けて配設され、チップ部品の集積段数を制御する集積段数制御板とを備え、該集積段数制御板と上記チップ部品配列面との隙間は、ｎ層のチップ部品が集積されるようチップ部品高さ×ｎ個＋チップ部品高さの概ね１／２に設定され、上記集積段数制御板の周辺部には、上記ｎ層より多い積層数のチップ部品が集積され、チップ部品は、上記チップ部品整列面全域に渡って互いに接した状態で整列されることを特徴とするチップ部品整列装置。
【請求項２】
請求項１において、上記集積段数制御板は、チップ部品整列面の一部のエリアの集積段数を制御するように構成されていることを特徴とするチップ部品整列装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記水平回転揺動機構による整列形態の動作パターンを連続的に変化させることにより、上記チップ部品の整列形態を変化させる整列形態可変部を備えていることを特徴とするチップ部品整列装置。
【請求項４】
請求項３において、上記整列形態可変部は、上記プレートに供給されたチップ部品を撮像するチップ部品撮像手段と、該撮像されたチップ部品の位置データに基づいて目標とする整列形態が得られるよう上記部品整列部の動作パターンを設定する画像処理動作設定手段と、該設定値に基づいて上記水平回転揺動機構を駆動制御する駆動制御手段とを備えていることを特徴とするチップ部品整列装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数のチップ部品を所望の整列形態となるように整列させるようにしたチップ部品整列装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、積層チップコンデンサ等のチップ部品をプリント基板に装着してセラミック電子部品を製造する場合、多数のチップ部品が配列された治具を部品供給部にセットし、該チップ部品をピックアップして部品装着部にセットされたプリント基板に自動的に装着する部品装着装置を採用する場合がある。
【０００３】
このようなチップ部品を治具に整列させるにあたっては、従来、人手による整列作業が一般的である。即ち、計量カップ等にて計量した一定量のチップ部品を整列用治具に投入し、この整列用治具を適度に揺すりながらチップ部品を所定エリア内に整列させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のチップ部品の整列方法では、人手による整列作業であり、しかも作業者の熟練度に頼った作業であることから、作業者によって整列に要する時間や整列状態が異なり、生産性が低いとともに、安定した整列形態が得られないという問題がある。
【０００５】
そこで、本件出願人は、人手による整列作業を不要にして生産性の向上を図るとともに、整列形態の安定化を図る観点から、整列用治具に供給されたチップ部品に振動加速度を付与するとともに、振動方向と直角方向に揺動させることにより、チップ部品を所定のエリア内に自動的に整列させるチップ部品整列装置を提案した（特願２０００−１５６８１４号）。
【０００６】
ところで、上記チップ部品整列装置では、整列作業の自動化が可能であるものの、チップ部品に加速度を付与する振動加速度付与機構と、チップ部品を分散揺動させる揺動分散機構とを要しており、構成部品数が増える分だけコストが上昇するという懸念があり、この点での改善が要請されている。
【０００７】
また上述の整列用治具を用いた場合には、チップ部品を部品装着用プレートに移し替えるという手間のかかる作業が必要であり、この点においても改善が要請されている。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、チップ部品の整列作業の自動化を図るにあたって、部品点数を低減してコストの上昇を抑制できるとともに、手間のかかる整列チップ部品の移し替えを不要にできるチップ部品整列装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、チップ部品整列面を有するプレート上にチップ部品の充填エリアを設定する外枠を配設してなる部品整列部と、該部品整列部にチップ部品を供給する部品供給部と、上記部品整列部に垂直軸回りの回転揺動を付与する水平回転揺動機構と、上記プレートのチップ部品整列面の上方に所定隙間を開けて配設され、チップ部品の集積段数を制御する集積段数制御板とを備え、該集積段数制御板と上記チップ部品配列面との隙間は、ｎ層のチップ部品が集積されるようチップ部品高さ×ｎ個＋チップ部品高さの概ね１／２に設定され、上記集積段数制御板の周辺部には、上記ｎ層より多い積層数のチップ部品が集積され、チップ部品は、上記チップ部品整列面全域に渡って互いに接した状態で整列されることを特徴としている。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、上記集積段数制御板は、チップ部品整列面の一部のエリアの集積段数を制御するように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、上記水平回転揺動機構による整列形態の動作パターンを連続的に変化させることにより、上記チップ部品の整列形態を変化させる整列形態可変部を備えていることを特徴としている。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項３において、上記整列形態可変部は、上記プレートに供給されたチップ部品を撮像するチップ部品撮像手段と、該撮像されたチップ部品の位置データに基づいて目標とする整列形態が得られるよう上記部品整列部の動作パターンを設定する画像処理動作設定手段と、該設定値に基づいて上記水平回転揺動機構を駆動制御する駆動制御手段とを備えていることを特徴としている。
【００１５】
ここで本発明における回転揺動とは、部品整列部の図心から偏位させて配置された１つ又は複数の垂直軸回りに公転させることを意味しており、さらに上記公転に加えて図心等に位置する仮想軸回りに自転するようにしたものも含む。
【００１６】
【発明の作用効果】
請求項１の発明に係るチップ部品整列装置によれば、チップ部品整列面を有するプレートに充填エリアを設定する外枠を配置してなる部品整列部に水平面内での回転揺動を付与したので、チップ部品がプレートの部品整列面上を摺動して均一に分散されることとなり、該チップ部品を部品整列面全面に接した状態に自動的に整列させることができる。これにより、作業者の熟練度に頼った整列作業を不要にでき、整列時間や整列状態の差を解消でき、ひいては生産性を向上できるとともに、安定した整列形態を得ることができる。
【００１７】
本発明では、水平回転揺動機構により上記部品整列部に水平回転揺動を付与して整列させる構造であることから、１つの駆動部で済み、上述の２つの機構により整列させる場合に比べて部品点数を低減でき、コスト上昇を抑制できるとともに装置全体をシンプルにできる。
【００１８】
また、本発明によれば、プレートのチップ部品整列面上に充填エリアを設定する外枠を配置したので、外枠を着脱可能としておいて整列後に取り外すだけで、チップ部品を整列させた状態でプレートをそのまま次工程の部品装着工程で使用することが可能であり、手間のかかる移し替え作業を不要にできる。
【００１９】
また、上記プレート上にチップ部品の集積段数を制御する集積段数制御板を配設したので、チップ部品を所定の積層数でもって均一に整列させることができ、こぼれ落ちたり，集積段数にばらつきが生じたりするのを防止できる。
【００２０】
また、上記集積段数制御板とチップ部品上面との間にチップ部品の高さ寸法の概ね１／２程度の隙間を設けたので、上記制御板によるチップ部品の集積段数を確実に制御することができ、チップ部品の偏りや落ちこぼれ，あるいはばらつきを防止でき、安定した整列形態を得ることができる。
【００２１】
請求項２の発明では、上記集積段数制御板でチップ部品整列面の一部のエリアを制御したので、例えば上記制御板をプレートの中央部のみに配置することにより、該中央部を一層，周辺部を複数層というようにチップ部品の集積段数を任意に設定することができ、次工程に応じた各種の整列形態を容易に形成することが可能である。
【００２２】
請求項３の発明では、整列形態の動作パターンを連続的に変化させる整列形態可変部を設けたので、例えば水平回転揺動の速度等を変えることにより、チップ部品の整列形態を変化させることができ、整列形態に対する自由度を高めることができる。これにより次工程での加工条件に適切に対応できる。
【００２３】
また上記チップ部品の整列状態にばらつき等が生じた場合には、上記整列形態可変部によりばらつきを自動的に修整することが可能であり、目標とする整列形態に整い直すことが容易にできる。
【００２４】
請求項４の発明では、撮像したチップ部品の位置データに基づいて目標とする整列形態が得られるように水平回転揺動機構を駆動制御したので、チップ部品の整列形態を自動的に変化させることができるとともに、整列形態を正確に変化させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１ないし図４は、請求項１，２，３の発明の一実施形態によるチップ部品整列装置を説明するための図であり、図１，図２はチップ部品整列装置の全体構成図，側面図、図３は水平回転揺動機構の動作を示す平面図、図４はチップ部品の整列形態を示す断面図である。
【００２７】
図において、１はチップ部品整列装置を示している。このチップ部品整列装置１は、積層チップコンデンサ，チップ抵抗器等からなる略直方体状のチップ部品Ｃを所望の整列形態に自動的に整列させるものであり、主として、部品整列部２と、該部品整列部２にチップ部品Ｃを供給する部品供給部４と、上記部品整列部２に水平面内における回転揺動を付与する水平回転揺動機構５とを備えている。
【００２８】
上記部品整列部２は、チップ部品整列面２ａを有する平板状のプレート２ｂと、該プレート２ｂ上に配置されてチップ部品Ｃの充填エリアを設定する四角形状の外枠３とを備えている。
【００２９】
上記部品供給部４は，パーツフィーダ，あるいはコンベア（不図示）により搬送された所定量のチップ部品Ｃをチップ供給口４ａから上記部品整列部２に順次供給するように構成されている。
【００３０】
上記水平回転揺動機構５は固定台６に配設されており、この固定台６は略Ｌ字状の固定ベース７に平板状の支持架台８の一縁部を該支持架台８の支持角度を若干可変にして片持ち支持した構造のものである。これにより支持架台８を介して上記部品整列部２を水平から上下方向に若干傾けることができるようになっている。
【００３１】
上記水平回転揺動機構５は、駆動モータ１７と、該駆動モータ１７によって回転駆動される偏心回転部１８と、該偏心回転部１８によって支持された矩形板状の揺動ベース１９とから構成されている。上記駆動モータ１７は支持架台８の下面に取付け固定されている。
【００３２】
上記偏心回転部１８は、上記支持架台８に平行にかつ垂直に配置されて軸支された２本の回転軸９，１０のそれぞれに駆動プーリ１１，従動プーリ１２を固定し、各プーリ１１，１２を無端ベルト１３により連結するとともに、該各プーリ１１，１２に偏心軸１４，１５を固定した構造となっている。そして該各偏心軸１４，１５の上端部により上記揺動ベース１９が相対回転自在に支持されている。これにより、上記回転軸９，１０を備えたプーリ１１，１２と、偏心軸１４，１５とからなる平行リンク機構が構成されている。そのため上記駆動モータ１７により回転軸９，１０が回転駆動されると上記平行リンク機構が回転軸９，１０回りに旋回し、もって揺動ベース１９が水平面内にて回転揺動する。
【００３３】
なお、上記揺動ベース１９には上記プレート２ｂが着脱可能に装着されており、該プレート２ｂには上記外枠３が着脱可能に配設されている。
【００３４】
そして、上記プレート２ｂには集積段数制御板２０が配設されている。この集積段数制御板２０は、円板状の制御板２０ａに直径方向に突出して延びる支持板２０ｂを固定した構造のものである。この支持板２０ｂは外枠３の対向する側縁部３ａ，３ｂ間に架け渡して固定されており、これにより上記制御板２０ａは上記プレート２ｂのチップ部品整列面２ａの中央部に所定の隙間ｔを設けて対向している。
【００３５】
上記制御板２０ａのチップ部品整列面２ａとの隙間ｔはチップ部品Ｃの高さ寸法の１．５倍に設定されている。これによりプレート２ｂのチップ部品整列面２ａの中央部には１層のチップ部品Ｃが敷設され、残りの周辺部分には２層以上のチップ部品Ｃが集積されるようになっている。この周辺部分におけるチップ部品Ｃの集積段数は、外枠３の高さ寸法により設定可能であり、本実施形態では２層に設定されている。
【００３６】
上記チップ部品整列装置１は整列形態可変部２５を備えている。この整列形態可変部２５は、上記駆動モータ１７の回転数，回転速度を連続的に可変制御するものである。具体的には、調整つまみ等を操作することにより駆動モータ１７の回転数，回転速度が変化し、これによりチップ部品Ｃの整列パターンを変化させたり、あるいはチップ部品Ｃのばらつきを修整するようになっている。
【００３７】
次に本実施形態の作用効果を説明する。
【００３８】
本実施形態のチップ部品整列装置１によりチップ部品Ｃを整列させるには、揺動ベース１９にプレート２ｂ，外枠３をセットして共締め固定する。この状態で、部品供給部４からプレート２ｂの充填エリア内に所定量のチップ部品Ｃを順次供給しつつ、駆動モータ１７により偏心回転部１８を介してプレート２ｂに水平回転揺動を付与する。するとチップ部品Ｃがプレート２ｂのチップ部品整列面２ａ上を摺動しつつ全域に万遍なく分散され、互いに接した状態で整列することとなる。この場合、集積段数制御板２０の下面では１層のチップ部品Ｃが整列し、残りの周辺部では２層のチップ部品Ｃが整列することとなる。即ち、制御板２０ａと部品整列面２ａとの隙間ｔには１層分のチップ部品Ｃのみが入り込むこととなり、残りの周辺には外枠３による２層のチップ部品が積層されることとなる。しかる後、プレート２ｂ及び外枠３を揺動ベース１９から取り外し、該プレート２ｂを次工程の部品装着工程に搬送する。
【００３９】
このように本実施形態のチップ部品整列装置によれば、チップ部品整列面２ａを有する平板状のプレート２ｂに充填エリアを設定する四角形枠状の外枠３を配置し、該プレート２ｂに供給されたチップ部品Ｃに水平回転揺動を付与したので、チップ部品Ｃがプレート２ｂの部品整列面２ａ上を摺動しながら均一に分散され、該チップ部品Ｃをチップ部品整列面２ａ全域に互いに接した状態に自動的に整列させることができる。これにより、作業者の熟練度に頼った整列作業を不要にでき、整列時間や整列状態の差を解消でき、ひいては生産性を向上できるとともに、安定した整列形態を得ることができる。
【００４０】
本実施形態では、水平回転揺動機構５の平行リンク機構により上記プレート２ｂに水平回転揺動を付与する構造であることから、１つの駆動モータ１７を配設するだけで済み、上述の２つの機構により整列させる場合に比べて部品点数を低減でき、コスト上昇を抑制できるとともに装置全体をシンプルにできる。
【００４１】
また、上記プレート２ｂのチップ部品整列面ａに充填エリアを設定する外枠３を着脱可能に配置したので、該外枠３を取り外すだけで、チップ部品Ｃを整列させた状態でプレート２ｂをそのまま次工程の部品装着工程で使用することが可能であり、手間のかかる移し替え作業を不要にできる。
【００４２】
本実施形態では、上記プレート２ｂに該プレート２ｂの中央部の集積段数を１層に制御する集積段数制御板２０を配設したので、該中央部は１層，残りの周辺部は２層，もしくは２層以上というようにチップ部品Ｃの集積段数を任意に設定することができ、次工程に応じた各種の整列形態を容易に形成することができる。
【００４３】
また上記集積段数制御板２０を配設したので、水平回転揺動させる際にチップ部品Ｃがこぼれ落ちたり，集積段数にばらつきが生じたりするのを防止できる。
【００４４】
さらに上記集積段数制御板２０のチップ部品整列面２ａとの隙間ｔをチップ部品Ｃの高さ寸法の概ね１．５倍としたので、制御板２０ａと部品整列面２ａとの隙間ｔには１層分のチップ部品Ｃのみが入り込むこととなり、集積段数を確実に制御することができ、チップ部品の偏りや落ちこぼれ，あるいはばらつきを防止でき、安定した整列形態を得ることができる。
【００４５】
本実施形態では、整列形態の動作パターンを連続的に変化させる整列形態可変部２５を設けたので、駆動モータ１７の回転数，回転速度等を変えることにより、チップ部品Ｃの整列形態を変化させることができ、整列形態に対する自由度を高めることができる。これにより次工程での加工条件に適切に対応できる。
【００４６】
また上記チップ部品Ｃの整列状態にばらつき等が生じた場合には、上記整列形態可変部２５を操作することによってばらつきを自動的に修整することが可能であり、所定の整列形態に整い直すことができる。
【００４７】
なお、上記実施形態では、四角形状の外枠３により充填エリアを設定したが、本発明では、例えば図５（ａ）に示すように、多角形状の外枠３１により多角形の充填エリアを設定してもよく、あるいは図５（ｂ）に示すように、円形，楕円形の外枠３２により円形の充填エリアを設定してもよい。要は、プレート形状，あるいは部品装着工程での必要な整列形態に応じて外枠の形状を設定することとなる。
【００４８】
また上記実施形態では、集積段数制御板２０によりプレート２ｂの中央部を制御した場合を説明したが、本発明は、プレートの外周辺部における集積段数を制御するようにしてもよく、あるいはプレートの半分の集積段数を制御するようにしてもよい。何れの場合にも制御板と部品整列面との隙間を所定の値とすることにより、積層数の異なる整列形態を得ることができる。
【００４９】
図６は、請求項４の発明の一実施形態によるチップ部品整列装置を説明するための図である。本実施形態は、整列形態可変部を自動化した例であり、図中、図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００５０】
本実施形態のチップ部品整列装置は、チップ部品整列面２ａを有する平板状のプレート２ｂと、該プレート２ｂ上に配置されてチップ部品Ｃの充填エリアを設定する外枠３と、上記プレート２ｂにチップ部品Ｃを供給する部品供給部４と、上記プレート２ｂに供給されたチップ部品Ｃに水平回転揺動を付与する水平回転揺動機構５とを備えており、基本的な構成は上記実施形態と同様である。
【００５１】
本実施形態装置は、プレート２ｂに供給されたチップ部品Ｃを撮像するカメラ（チップ部品撮像手段）３５と、該カメラ３５により撮像されたチップ部品Ｃの位置データに基づいて目標とする整列形態が得られるようプレート２ｂの水平回転揺動パターンを設定する画像処理動作設定手段３６と、該設定値に基づいて駆動モータ１７の回転数，回転速度をモータドライバ３８を介して駆動制御する駆動制御手段３７とを備えている。
【００５２】
本実施形態では、カメラ３５により撮像したチップ部品Ｃの整列姿勢が目標とする整列姿勢となるように駆動モータ１７の回転数等を制御するので、チップ部品Ｃの整列形態を自動的に目標とする整列形態にしたり，あるいはチップ部品Ｃきばらつきを自動的に修整したりすることができ、自動化による生産性をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１，２，３の発明の一実施形態によるチップ部品整列装置を説明するための全体構成図である。
【図２】上記チップ部品整列装置の側面図である。
【図３】上記チップ部品整列装置の水平回転揺動機構の動作を示す平面図である。
【図４】上記チップ部品の整列形態を示す断面図である。
【図５】上記実施形態の他の実施形態による外枠を示す図である。
【図６】請求項４の発明の一実施形態による整列形態可変部を備えたチップ部品整列装置の全体構成図である。
【符号の説明】
１  チップ部品整列装置
２  部品整列部
２ａ  チップ部品整列面
２ｂ  プレート
３，３１，３２  外枠
４  部品供給部
５  水平回転揺動機構
２０  集積段数制御板
２５  整列形態可変部
３５  カメラ（撮像手段）
３６  画像処理動作設定手段
３７  駆動制御手段
Ｃ  チップ部品
ｔ  隙間
【図１】
0003804520.tif 000002
【図２】
0003804520.tif 000003
【図３】
0003804520.tif 000004
【図４】
0003804520.tif 000005
【図５】
0003804520.tif 000006
【図６】
0003804520.tif 000007