テープフィーダ
【課題】キャリアテープの停止位置精度を確保しつつテープフィーダの幅寸法を極力小さくすることが可能なテープフィーダを提供することを目的とする。
【解決手段】テープ送り機構のスプロケット２０を回転駆動する駆動系の構成において、スプロケット２０に設けられた円形開口部２０ｂにスプロケット歯車部材２３の一方の側面の凸部２３ａを嵌合させてスプロケット２０と同軸で結合し、他方の側面に凸設された軸部２３ｂをフィーダ本体部のフレーム部材２４に固定して設けられた軸受け部３８によって軸支する構造とし、さらに磁気式エンコーダの回転磁気円板４０を凸部２３ａに埋設してスプロケット２０と一体に回転させて、回転磁気円板４０に相対向する検出器４１によってスプロケット２０の絶対回転位置を検出する構成とする。これにより、テープ停止位置精度を確保しつつテープフィーダ５の幅寸法Ｂを極力小さくすることができる。
【解決手段】テープ送り機構のスプロケット２０を回転駆動する駆動系の構成において、スプロケット２０に設けられた円形開口部２０ｂにスプロケット歯車部材２３の一方の側面の凸部２３ａを嵌合させてスプロケット２０と同軸で結合し、他方の側面に凸設された軸部２３ｂをフィーダ本体部のフレーム部材２４に固定して設けられた軸受け部３８によって軸支する構造とし、さらに磁気式エンコーダの回転磁気円板４０を凸部２３ａに埋設してスプロケット２０と一体に回転させて、回転磁気円板４０に相対向する検出器４１によってスプロケット２０の絶対回転位置を検出する構成とする。これにより、テープ停止位置精度を確保しつつテープフィーダ５の幅寸法Ｂを極力小さくすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品実装装置に装着して用いられキャリアテープに保持された電子部品を部品実装機構による部品吸着位置に供給するテープフィーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品実装装置における部品供給装置として、電子部品を保持したキャリアテープを間欠送りすることにより、部品実装機構の実装ヘッドによる部品吸着位置に電子部品を供給するテープフィーダが多用される。テープフィーダにおけるテープ送り機構としては、キャリアテープに等ピッチで設けられた送り孔に係合するスプロケットをモータを駆動源とする回転駆動機構によってインデックス回転させる構成が用いられる。この構成において、回転駆動機構を構成する歯車部品などの駆動部品の機械誤差によるキャリアテープのテープ送り誤差を補正するため、スプロケットの絶対回転位置をエンコーダによって検出し、機械誤差に起因する位置ずれを補正する構成のテープフィーダが用いられるようになっている（例えば特許文献１参照）。この特許文献に示す先行技術においては、スプロケットの絶対回転角を光学式エンコーダによって検出した結果に基づいて回転量を補正する補正テーブルを作成しておき、モータ制御において補正量をフィードフォワードすることによりキャリアテープを基準位置に停止させるようにしている。これにより、安価で低精度の伝導部品を用いた場合にあってもキャリアテープの停止位置精度を高精度に保つことが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２７４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
テープフィーダは部品実装装置の部品供給部に複数が並列状態で装着されることから、１つのキャリアテープ当たりのテープフィーダの幅寸法を極力狭くすることが求められる。しかしながら、上述の先行技術例においては、スプロケットを用いた従来構成のテープ送り機構に加えて、スプロケットの絶対回転位置を検出するための光学式エンコーダがスプロケットと並列する形で設けられていることから、テープ送り機構の厚み寸法をコンパクト化することが困難であった。このため、キャリアテープの停止位置精度を確保しつつテープフィーダの幅寸法を極力小さくすることには限界があった。
【０００５】
そこで本発明は、キャリアテープの停止位置精度を確保しつつテープフィーダの幅寸法を極力小さくすることが可能なテープフィーダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のテープフィーダは、電子部品実装装置の部品供給部に並列して装着され、電子部品を収納したキャリアテープをピッチ送りすることにより、実装ヘッドによる部品吸着位置に前記電子部品を供給するテープフィーダであって、前記部品供給部のフィーダ装着ベースに着脱自在に装着され当該テープフィーダの全体形状を構成するフィーダ本体部と、前記フィーダ本体部の前記テープ送り方向における下流端部に軸線を水平にした姿勢で配置され前記キャリアテープに定ピッチで設けられた送り孔に係合する送りピンが外周に設けられたスプロケットと、前記スプロケットにおいて前記軸線と同軸の円形形状で貫通して設けられた円形開口部と、一方の側面に凸部が形成され前記円形開口部に前記凸部を嵌合させることにより前記スプロケットと同軸で結合されるスプロケット歯車部材と、前記フィーダ本体部に固定して設けられ前記スプロケット歯車部材の他方の側面に凸設された軸部を軸支する軸受け部と、前記スプロケット歯車を回転駆動することにより前記スプロケットに回転を伝達する駆動機構と、回転磁気円板に検出器を相対向させて構成され、前記凸部に埋設されて前記スプロケットと一体に回転する回転磁気円板が前記検出器に対して相対回転することにより、前記スプロケットの絶対回転位置を検出する磁気式エンコーダとを備えた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、テープ送り機構のスプロケットを回転駆動する駆動系の構成において、スプロケットに設けられた円形開口部にスプロケット歯車部材の一方の側面に設けられた凸部を嵌合させてスプロケットと同軸で結合し、他方の側面に凸設された軸部をフィーダ本体部に固定して設けられた軸受け部によって軸支する構造とし、さらに磁気式エンコーダの回転磁気円板を前記凸部に埋設してスプロケットと一体に回転させて、回転磁気円板に相対向する検出器によってスプロケットの絶対回転位置を検出する構成を採用することにより、エンコーダの占有幅寸法を極力削減して、キャリアテープの停止位置精度を確保しつつテープフィーダの幅寸法を極力小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態の部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の部品実装装置の部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態のテープフィーダの構成説明図
【図４】本発明の一実施の形態のテープフィーダのテープ送り機構における駆動機構の構成説明図
【図５】本発明の一実施の形態のテープフィーダのテープ送り機構における駆動機構の平面図
【図６】本発明の一実施の形態のテープフィーダのテープ送り機構における駆動機構の部分断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１、図２を参照して、基板に電子部品を実装する部品実装装置１の構成を説明する。部品実装装置１は、基板に半導体チップなどの電子部品を実装する機能を有するものであり、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面を部分的に示している。
【００１０】
図１において基台１ａの中央にはＸ方向（基板搬送方向）に基板搬送機構２が配設されている。基板搬送機構２は上流側から搬入された基板３を搬送し、部品実装作業を実行するために設定された実装ステージに位置決めして保持する。基板搬送機構２は基板３を位置決めして保持する基板保持部となっている。基板搬送機構２の両側方には、部品供給部４が配置されており、それぞれの部品供給部４には複数のテープフィーダ５が並設されている。テープフィーダ５は、テープ状部材の部品収納面に電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、以下に説明する部品実装機構の実装ヘッドによる部品吸着位置に電子部品を供給する。
【００１１】
基台１ａ上面の両端部上にはＹ軸テーブル６Ａ，６Ｂが配設されており、Ｙ軸テーブル６Ａ，６Ｂ上には２台のＸ軸テーブル７Ａ、７Ｂが架設されている。Ｙ軸テーブル６Ａを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＡがＹ方向に水平移動し、Ｙ軸テーブル６Ｂを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＢがＹ方向に水平移動する。Ｘ軸テーブル７Ａ，７Ｂには、それぞれ実装ヘッド８および実装ヘッド８と一体的に移動する基板認識カメラ９が装着されている。
【００１２】
Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂをそれぞれ組み合わせて駆動することにより実装ヘッド８は水平移動し、それぞれの部品供給部４から電子部品を吸着ノズル８ａ（図２参照）によってピックアップし、基板搬送機構２に位置決めされた基板３上に実装する。Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂは、実装ヘッド８を移動させるヘッド移動機構となっている。
【００１３】
実装ヘッド８とともに基板３上に移動した基板認識カメラ９は、基板３を撮像して認識する。また部品供給部４から基板搬送機構２に至る経路には、部品認識カメラ１０が配設されている。部品供給部４から電子部品を取り出した実装ヘッド８が実装ステージに位置決めされた基板３へ移動する際に、吸着ノズル８ａに保持された電子部品を部品認識カメラ１０の上方でＸ方向に移動させることにより、部品認識カメラ１０は吸着ノズル８ａに保持された電子部品を撮像する。そして撮像結果を認識装置（図示省略）によって認識処理することにより、吸着ノズル８ａに保持された状態における電子部品の位置が認識されるとともに、電子部品の種類が識別される。ノズル保持部１１は、複数種類の吸着ノズル８ａを所定姿勢で収納し、実装ヘッド８がノズル保持部１１にアクセスしてノズル交換動作を行うことにより、実装ヘッド８において対象とする電子部品の種類に応じてノズル交換が行われる。
【００１４】
部品供給部４の構造を説明する。図２に示すように、部品供給部４には複数のテープフィーダ５を着脱自在に装着するためのフィーダ装着ベース４ａが設けられている。テープフィーダ５は、フィーダ装着用の台車１２によって部品供給部４に配置され、台車１２には、キャリアテープ１５を巻回状態で収納したテープリール１４を保持するためのリール保持部１３が設けられている。リール保持部１３はテープリール１４を回転自在に保持するための保持ローラを備えており、部品供給部４に配置されたテープリール１４を回転させることにより、キャリアテープ１５を引き出すことができるようになっている。
【００１５】
次に、図３を参照してテープフィーダ５の構成および機能を説明する。図３に示すように、テープフィーダ５は当該テープフィーダ５の全体形状を構成するフィーダ本体部５ａおよびフィーダ本体部５ａの下面から下方に凸設された装着部５ｂを備えた構成となっている。フィーダ本体部５ａの下面をフィーダ装着ベース４ａに沿わせてテープフィーダ５を装着した状態では、装着部５ｂに設けられたコネクタがフィーダ装着ベース４ａに嵌合する。これにより、テープフィーダ５は部品供給部４に固定装着されるとともに、テープフィーダ５は部品実装装置１の制御装置と電気的に接続される。
【００１６】
フィーダ本体部５ａの内部には、フィーダ本体部５ａのテープ送り方向における上流端部に開口するテープ走行路５ｃが、実装ヘッド８による部品吸着位置まで連通して設けられている。テープ走行路５ｃは、テープリール１４から引き出されてフィーダ本体部５ａ内に導入されたキャリアテープ１５のテープ送りをフィーダ本体部５ａの上流側から実装ヘッド８による部品吸着位置までガイドする機能を有している。
【００１７】
キャリアテープ１５は、テープ本体を構成するベーステープ１５ａに、電子部品１６を収納保持する部品ポケット１５ｂおよびキャリアテープ１５をピッチ送りするための送り穴１５ｄを所定ピッチで設けた構成となっている。ベーステープ１５ａの下面において部品ポケット１５ｂに対応した位置は下方に突出したエンボス部１５ｃとなっている。ベーステープ１５ａの上面は、部品ポケット１５ｂから電子部品１６が脱落するのを防止するために、部品ポケット１５ｂを覆ってトップテープ１５ｅによって封止されている。
【００１８】
フィーダ本体部５ａには、キャリアテープ１５をピッチ送りするためのテープ送り部１７が内蔵されている。テープ送り部１７は、フィーダ本体部５ａのテープ送り方向における下流端部に軸線を水平にした姿勢で配置されたスプロケット２０、スプロケット２０に同軸で結合されたスプロケット歯車部材２３、スプロケット歯車部材２３を回転駆動する駆動機構１９および駆動機構１９を制御するフィーダ制御部１８を備えている。スプロケット２０の外周に設けられた送りピン２０ａ（図４参照）をキャリアテープ１５の送り穴１５ｄに係合させた状態で駆動機構１９を駆動することにより、キャリアテープ１５はテープ走行路５ｃに沿ってピッチ送りされる。
【００１９】
スプロケット２０の手前側は、部品ポケット１５ｂ内の電子部品１６を、実装ヘッド８の吸着ノズル８ａによって吸着して取り出す部品吸着位置となっている。スプロケット２０近傍のフィーダ本体部５ａの上面側には、押さえ部材２１が配設されており、押さえ部材２１には吸着ノズル８ａによる部品吸着位置に対応して吸着開口部２２が設けられている。吸着開口部２２の上流端は、トップテープ１５ｅを剥離するためのトップテープ剥離部２２ａとなっている。
【００２０】
キャリアテープ１５が押さえ部材２１の下方を走行する過程において、トップテープ１５ｅをトップテープ剥離部２２ａを周回させて上流側に引き出すことによって、部品吸着位置の上流側のテープ剥離位置にてトップテープ１５ｅがベーステープ１５ａから剥離され、上流側へ折り返される。折り返されたトップテープ１５ｅは、ガイド機構２６によってガイドされてトップテープ送り機構２５によってフィーダ本体部５ａの上流側に設けられたテープ回収部２７内へ送り込まれる。これにより、部品ポケット１５ｂ内の電子部品１６は吸着開口部２２において上方へ露呈され、吸着ノズル８ａによる取り出しが可能な状態となる。
【００２１】
次に、図４，図５，図６を参照して、スプロケット２０に結合されたスプロケット歯車部材２３の詳細構造およびスプロケット歯車部材２３を回転駆動することによりスプロケット２０に回転を伝達する駆動機構１９の構成を説明する。なお図６は、図５におけるＣ−Ｃ断面を示している。
【００２２】
図４は薄型モータ３０，駆動機構１９およびスプロケット２０より成るテープ送り機構を側面視した駆動系統図であり、図４に示すように、駆動機構１９は、回転軸３０ａをＸ方向（テープフィーダ５の幅方向）に向けた水平姿勢にして配設された薄型モータ３０と、複数組の減速歯車より成る減速機構とを備えており、薄型モータ３０の回転を減速機構によって減速してスプロケット歯車部材２３に伝達する構成となっている。ここでは、複数組の減速歯車として、いずれも薄型の平歯車である第１ピニオンギア３１と第１スパーギア３２および第２ピニオンギア３４と第２スパーギア３５とを組み合わせた２組の減速歯車を備えており、薄型モータ３０の回転を減速機構によって減速して第２スパーギア３５を介してスプロケット歯車部材２３に伝達するようにしている。なお、ここでは記載を簡潔にするためこれらの歯車はピッチ円のみを図示している。
【００２３】
図５は、上述のテープ送り機構を平面視した駆動系統図である。なお、図５は各機構要素のＸ方向の配列を示すものであり、Ｙ方向については各機構要素の位置関係は実際の配置（図４に示す配置）とは異なっている。図５において、薄型モータ３０の回転軸３０ａには、第１ピニオンギア３１が結合されており、第１ピニオンギア３１が噛合する第１スパーギア３２の回転軸３３は、フィーダ本体部５ａを構成するフレーム部材２４に軸受け部３３ａを介して回転自在に軸支されている。回転軸３３の端部には第２ピニオンギア３４が結合されており、第２ピニオンギア３４が噛合する第２スパーギア３５は、フレーム部材２４に固定された固定軸３６によって軸受け部３６ａを介して回転自在に軸支されている。そして第２スパーギア３５はスプロケット２０と同軸で結合されたスプロケット歯車部材２３と噛合している。薄型モータ３０が駆動されることによる回転軸３０ａの回転は、第１ピニオンギア３１と第１スパーギア３２との減速比、第２ピニオンギア３４と第２スパーギア３５との減速比に応じて減速され、スプロケット歯車部材２３を介してスプロケット２０に伝達される。
【００２４】
ここで、スプロケット歯車部材２３のスプロケット２０への結合形態、スプロケット歯車部材２３の軸支形態について説明する。図５，図６に示すように、スプロケット２０には，スプロケット２０およびスプロケット歯車部材２３の軸線ＣＬ（図６参照）と同軸で、円形開口部２０ｂがスプロケット２０の厚みを貫通して円形形状で設けられている。スプロケット歯車部材２３の一方（図６において左側）の側面には円形開口部２０ｂに嵌合する形状の凸部２３ａが形成されており、凸部２３ａを円形開口部２０ｂに嵌合させることにより、スプロケット歯車部材２３はスプロケット２０と同軸で結合される。
【００２５】
フレーム部材２４においてスプロケット２０の軸線に対応した位置には、玉軸受けを用いた軸受け部３８の外環が嵌着されており、軸受け部３８の内環にはスプロケット歯車部材２３の他方の側面（凸部２３ａの反対面）に凸設された軸部２３ｂが嵌合している。軸部２３ｂの側端面には止め部材３９がねじ締結されており、これにより軸部２３ｂの軸受け部３８からの抜け止めがなされている。すなわち、スプロケット２０およびスプロケット歯車部材２３は、軸受け部３８を介してフィーダ本体部５ａのフレーム部材２４に軸支されている。フレーム部材２４の外面には、テープフィーダ５の両側面を覆う側面カバー部材３７が装着されており、前述のテープ送り機構は側面カバー部材３７によって閉囲されている。
【００２６】
このテープ送り機構の駆動系統において、薄型モータ３０から回転軸３０ａが延出する方向（矢印ａ）と、スプロケット歯車部材２３から軸部２３ｂが延出する方向（矢印ｃ）とを同一方向とし、これらの中間に位置する第１スパーギア３２から回転軸３３が延出する方向（矢印ｂ）を、矢印ａ、ｃと逆方向に設定するようにしている。これにより、図４に示す薄型モータ３０、第１スパーギア３２、第２スパーギア３５、スプロケット歯車部材２３、スプロケット２０を配列する要素部品配置において、各要素部品の幅方向の重なりを最大限許容して、図５，図６に示す幅寸法Ｂを極力削減することが可能となっている。
【００２７】
次にテープフィーダ５においてスプロケット２０の絶対回転位置を検出するために設けられた磁気式エンコーダについて説明する。図５，図６において、凸部２３ａの中心部には、回転磁気円板４０が機能面を凸部２３ａの側面に露呈させた状態で埋設されている。スプロケット２０がスプロケット歯車部材２３とともに回転することにより、回転磁気円板４０もスプロケット２０と一体的に回転する。図６に示すように、回転磁気円板４０に相対向する位置には、側面カバー部材３７に固着されたブラケット４２に取り付けられた検出器４１が配設されており、検出器４１はフィーダ制御部１８に接続されている。
【００２８】
回転磁気円板４０に検出器４１を相対向させた状態で、回転磁気円板４０が検出器４１に対して相対回転することにより、検出器４１は回転検出信号をフィーダ制御部１８に対して出力する。この回転検出信号は、回転磁気円板４０と一体的に回転するスプロケット２０の絶対回転位置を示すものである。フィーダ制御部１８には、このようにして検出された絶対回転位置と正規のテープ送り位置に対応したスプロケット２０の回転停止位置との位置ずれ量を示す補正テーブル１８ａが記憶されており、部品供給時のテープ送り動作においては、フィーダ制御部１８がこの補正テーブル１８ａに基づいて薄型モータ３０の駆動時の補正量をフィードフォワードする。これにより、薄型モータ３０からスプロケット２０に回転を伝導する伝導部品が部品精度に起因する伝導誤差を有する場合にあっても、キャリアテープ１５の停止位置精度を高精度に保つことが可能となっている。
【００２９】
上記説明したように、本実施の形態に示すテープフィーダ５は、テープ送り機構のスプロケット２０を回転駆動する駆動系の構成において、スプロケット２０に設けられた円形開口部２０ｂにスプロケット歯車部材２３の一方の側面に設けられた凸部２３ａを嵌合させてスプロケット２０と同軸で結合し、他方の側面に凸設された軸部２３ｂをフィーダ本体部５ａのフレーム部材２４に固定して設けられた軸受け部３８によって軸支する構造とし、さらに磁気式エンコーダの回転磁気円板４０を凸部２３ａに埋設してスプロケット２０と一体に回転させて、回転磁気円板４０に相対向する検出器４１によってスプロケット２０の絶対回転位置を検出する構成を採用したものである。これにより、エンコーダの占有幅寸法を極力削減することが可能となり、キャリアテープ１５の停止位置精度を確保しつつテープフィーダ５の幅寸法Ｂを極力小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明のテープフィーダは、キャリアテープの停止位置精度を確保しつつテープフィーダの幅寸法を極力小さくすることができるという効果を有し、電子部品実装装置においてキャリアテープに保持された電子部品を供給する分野において有用である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 部品実装装置
３ 基板
４ 部品供給部
４ａ フィーダ装着ベース
５ テープフィーダ
５ａ フィーダ本体部
８ 実装ヘッド
１５ キャリアテープ
１６ 電子部品
１７ テープ送り部
１８ フィーダ制御部
１９ 駆動機構
２０ スプロケット
２０ａ 送りピン
２０ｂ 円形開口部
２３ スプロケット歯車部材
２３ａ 凸部
２３ｂ 軸部
２４ フレーム部材
３０ 薄型モータ
３１ 第１ピニオンギア
３２ 第１スパーギア
３４ 第２ピニオンギア
３５ 第２スパーギア
３８ 軸受け部
４０ 回転磁気円板
４１ 検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品実装装置に装着して用いられキャリアテープに保持された電子部品を部品実装機構による部品吸着位置に供給するテープフィーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品実装装置における部品供給装置として、電子部品を保持したキャリアテープを間欠送りすることにより、部品実装機構の実装ヘッドによる部品吸着位置に電子部品を供給するテープフィーダが多用される。テープフィーダにおけるテープ送り機構としては、キャリアテープに等ピッチで設けられた送り孔に係合するスプロケットをモータを駆動源とする回転駆動機構によってインデックス回転させる構成が用いられる。この構成において、回転駆動機構を構成する歯車部品などの駆動部品の機械誤差によるキャリアテープのテープ送り誤差を補正するため、スプロケットの絶対回転位置をエンコーダによって検出し、機械誤差に起因する位置ずれを補正する構成のテープフィーダが用いられるようになっている（例えば特許文献１参照）。この特許文献に示す先行技術においては、スプロケットの絶対回転角を光学式エンコーダによって検出した結果に基づいて回転量を補正する補正テーブルを作成しておき、モータ制御において補正量をフィードフォワードすることによりキャリアテープを基準位置に停止させるようにしている。これにより、安価で低精度の伝導部品を用いた場合にあってもキャリアテープの停止位置精度を高精度に保つことが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２７４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
テープフィーダは部品実装装置の部品供給部に複数が並列状態で装着されることから、１つのキャリアテープ当たりのテープフィーダの幅寸法を極力狭くすることが求められる。しかしながら、上述の先行技術例においては、スプロケットを用いた従来構成のテープ送り機構に加えて、スプロケットの絶対回転位置を検出するための光学式エンコーダがスプロケットと並列する形で設けられていることから、テープ送り機構の厚み寸法をコンパクト化することが困難であった。このため、キャリアテープの停止位置精度を確保しつつテープフィーダの幅寸法を極力小さくすることには限界があった。
【０００５】
そこで本発明は、キャリアテープの停止位置精度を確保しつつテープフィーダの幅寸法を極力小さくすることが可能なテープフィーダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のテープフィーダは、電子部品実装装置の部品供給部に並列して装着され、電子部品を収納したキャリアテープをピッチ送りすることにより、実装ヘッドによる部品吸着位置に前記電子部品を供給するテープフィーダであって、前記部品供給部のフィーダ装着ベースに着脱自在に装着され当該テープフィーダの全体形状を構成するフィーダ本体部と、前記フィーダ本体部の前記テープ送り方向における下流端部に軸線を水平にした姿勢で配置され前記キャリアテープに定ピッチで設けられた送り孔に係合する送りピンが外周に設けられたスプロケットと、前記スプロケットにおいて前記軸線と同軸の円形形状で貫通して設けられた円形開口部と、一方の側面に凸部が形成され前記円形開口部に前記凸部を嵌合させることにより前記スプロケットと同軸で結合されるスプロケット歯車部材と、前記フィーダ本体部に固定して設けられ前記スプロケット歯車部材の他方の側面に凸設された軸部を軸支する軸受け部と、前記スプロケット歯車を回転駆動することにより前記スプロケットに回転を伝達する駆動機構と、回転磁気円板に検出器を相対向させて構成され、前記凸部に埋設されて前記スプロケットと一体に回転する回転磁気円板が前記検出器に対して相対回転することにより、前記スプロケットの絶対回転位置を検出する磁気式エンコーダとを備えた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、テープ送り機構のスプロケットを回転駆動する駆動系の構成において、スプロケットに設けられた円形開口部にスプロケット歯車部材の一方の側面に設けられた凸部を嵌合させてスプロケットと同軸で結合し、他方の側面に凸設された軸部をフィーダ本体部に固定して設けられた軸受け部によって軸支する構造とし、さらに磁気式エンコーダの回転磁気円板を前記凸部に埋設してスプロケットと一体に回転させて、回転磁気円板に相対向する検出器によってスプロケットの絶対回転位置を検出する構成を採用することにより、エンコーダの占有幅寸法を極力削減して、キャリアテープの停止位置精度を確保しつつテープフィーダの幅寸法を極力小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態の部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の部品実装装置の部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態のテープフィーダの構成説明図
【図４】本発明の一実施の形態のテープフィーダのテープ送り機構における駆動機構の構成説明図
【図５】本発明の一実施の形態のテープフィーダのテープ送り機構における駆動機構の平面図
【図６】本発明の一実施の形態のテープフィーダのテープ送り機構における駆動機構の部分断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１、図２を参照して、基板に電子部品を実装する部品実装装置１の構成を説明する。部品実装装置１は、基板に半導体チップなどの電子部品を実装する機能を有するものであり、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面を部分的に示している。
【００１０】
図１において基台１ａの中央にはＸ方向（基板搬送方向）に基板搬送機構２が配設されている。基板搬送機構２は上流側から搬入された基板３を搬送し、部品実装作業を実行するために設定された実装ステージに位置決めして保持する。基板搬送機構２は基板３を位置決めして保持する基板保持部となっている。基板搬送機構２の両側方には、部品供給部４が配置されており、それぞれの部品供給部４には複数のテープフィーダ５が並設されている。テープフィーダ５は、テープ状部材の部品収納面に電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、以下に説明する部品実装機構の実装ヘッドによる部品吸着位置に電子部品を供給する。
【００１１】
基台１ａ上面の両端部上にはＹ軸テーブル６Ａ，６Ｂが配設されており、Ｙ軸テーブル６Ａ，６Ｂ上には２台のＸ軸テーブル７Ａ、７Ｂが架設されている。Ｙ軸テーブル６Ａを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＡがＹ方向に水平移動し、Ｙ軸テーブル６Ｂを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＢがＹ方向に水平移動する。Ｘ軸テーブル７Ａ，７Ｂには、それぞれ実装ヘッド８および実装ヘッド８と一体的に移動する基板認識カメラ９が装着されている。
【００１２】
Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂをそれぞれ組み合わせて駆動することにより実装ヘッド８は水平移動し、それぞれの部品供給部４から電子部品を吸着ノズル８ａ（図２参照）によってピックアップし、基板搬送機構２に位置決めされた基板３上に実装する。Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂは、実装ヘッド８を移動させるヘッド移動機構となっている。
【００１３】
実装ヘッド８とともに基板３上に移動した基板認識カメラ９は、基板３を撮像して認識する。また部品供給部４から基板搬送機構２に至る経路には、部品認識カメラ１０が配設されている。部品供給部４から電子部品を取り出した実装ヘッド８が実装ステージに位置決めされた基板３へ移動する際に、吸着ノズル８ａに保持された電子部品を部品認識カメラ１０の上方でＸ方向に移動させることにより、部品認識カメラ１０は吸着ノズル８ａに保持された電子部品を撮像する。そして撮像結果を認識装置（図示省略）によって認識処理することにより、吸着ノズル８ａに保持された状態における電子部品の位置が認識されるとともに、電子部品の種類が識別される。ノズル保持部１１は、複数種類の吸着ノズル８ａを所定姿勢で収納し、実装ヘッド８がノズル保持部１１にアクセスしてノズル交換動作を行うことにより、実装ヘッド８において対象とする電子部品の種類に応じてノズル交換が行われる。
【００１４】
部品供給部４の構造を説明する。図２に示すように、部品供給部４には複数のテープフィーダ５を着脱自在に装着するためのフィーダ装着ベース４ａが設けられている。テープフィーダ５は、フィーダ装着用の台車１２によって部品供給部４に配置され、台車１２には、キャリアテープ１５を巻回状態で収納したテープリール１４を保持するためのリール保持部１３が設けられている。リール保持部１３はテープリール１４を回転自在に保持するための保持ローラを備えており、部品供給部４に配置されたテープリール１４を回転させることにより、キャリアテープ１５を引き出すことができるようになっている。
【００１５】
次に、図３を参照してテープフィーダ５の構成および機能を説明する。図３に示すように、テープフィーダ５は当該テープフィーダ５の全体形状を構成するフィーダ本体部５ａおよびフィーダ本体部５ａの下面から下方に凸設された装着部５ｂを備えた構成となっている。フィーダ本体部５ａの下面をフィーダ装着ベース４ａに沿わせてテープフィーダ５を装着した状態では、装着部５ｂに設けられたコネクタがフィーダ装着ベース４ａに嵌合する。これにより、テープフィーダ５は部品供給部４に固定装着されるとともに、テープフィーダ５は部品実装装置１の制御装置と電気的に接続される。
【００１６】
フィーダ本体部５ａの内部には、フィーダ本体部５ａのテープ送り方向における上流端部に開口するテープ走行路５ｃが、実装ヘッド８による部品吸着位置まで連通して設けられている。テープ走行路５ｃは、テープリール１４から引き出されてフィーダ本体部５ａ内に導入されたキャリアテープ１５のテープ送りをフィーダ本体部５ａの上流側から実装ヘッド８による部品吸着位置までガイドする機能を有している。
【００１７】
キャリアテープ１５は、テープ本体を構成するベーステープ１５ａに、電子部品１６を収納保持する部品ポケット１５ｂおよびキャリアテープ１５をピッチ送りするための送り穴１５ｄを所定ピッチで設けた構成となっている。ベーステープ１５ａの下面において部品ポケット１５ｂに対応した位置は下方に突出したエンボス部１５ｃとなっている。ベーステープ１５ａの上面は、部品ポケット１５ｂから電子部品１６が脱落するのを防止するために、部品ポケット１５ｂを覆ってトップテープ１５ｅによって封止されている。
【００１８】
フィーダ本体部５ａには、キャリアテープ１５をピッチ送りするためのテープ送り部１７が内蔵されている。テープ送り部１７は、フィーダ本体部５ａのテープ送り方向における下流端部に軸線を水平にした姿勢で配置されたスプロケット２０、スプロケット２０に同軸で結合されたスプロケット歯車部材２３、スプロケット歯車部材２３を回転駆動する駆動機構１９および駆動機構１９を制御するフィーダ制御部１８を備えている。スプロケット２０の外周に設けられた送りピン２０ａ（図４参照）をキャリアテープ１５の送り穴１５ｄに係合させた状態で駆動機構１９を駆動することにより、キャリアテープ１５はテープ走行路５ｃに沿ってピッチ送りされる。
【００１９】
スプロケット２０の手前側は、部品ポケット１５ｂ内の電子部品１６を、実装ヘッド８の吸着ノズル８ａによって吸着して取り出す部品吸着位置となっている。スプロケット２０近傍のフィーダ本体部５ａの上面側には、押さえ部材２１が配設されており、押さえ部材２１には吸着ノズル８ａによる部品吸着位置に対応して吸着開口部２２が設けられている。吸着開口部２２の上流端は、トップテープ１５ｅを剥離するためのトップテープ剥離部２２ａとなっている。
【００２０】
キャリアテープ１５が押さえ部材２１の下方を走行する過程において、トップテープ１５ｅをトップテープ剥離部２２ａを周回させて上流側に引き出すことによって、部品吸着位置の上流側のテープ剥離位置にてトップテープ１５ｅがベーステープ１５ａから剥離され、上流側へ折り返される。折り返されたトップテープ１５ｅは、ガイド機構２６によってガイドされてトップテープ送り機構２５によってフィーダ本体部５ａの上流側に設けられたテープ回収部２７内へ送り込まれる。これにより、部品ポケット１５ｂ内の電子部品１６は吸着開口部２２において上方へ露呈され、吸着ノズル８ａによる取り出しが可能な状態となる。
【００２１】
次に、図４，図５，図６を参照して、スプロケット２０に結合されたスプロケット歯車部材２３の詳細構造およびスプロケット歯車部材２３を回転駆動することによりスプロケット２０に回転を伝達する駆動機構１９の構成を説明する。なお図６は、図５におけるＣ−Ｃ断面を示している。
【００２２】
図４は薄型モータ３０，駆動機構１９およびスプロケット２０より成るテープ送り機構を側面視した駆動系統図であり、図４に示すように、駆動機構１９は、回転軸３０ａをＸ方向（テープフィーダ５の幅方向）に向けた水平姿勢にして配設された薄型モータ３０と、複数組の減速歯車より成る減速機構とを備えており、薄型モータ３０の回転を減速機構によって減速してスプロケット歯車部材２３に伝達する構成となっている。ここでは、複数組の減速歯車として、いずれも薄型の平歯車である第１ピニオンギア３１と第１スパーギア３２および第２ピニオンギア３４と第２スパーギア３５とを組み合わせた２組の減速歯車を備えており、薄型モータ３０の回転を減速機構によって減速して第２スパーギア３５を介してスプロケット歯車部材２３に伝達するようにしている。なお、ここでは記載を簡潔にするためこれらの歯車はピッチ円のみを図示している。
【００２３】
図５は、上述のテープ送り機構を平面視した駆動系統図である。なお、図５は各機構要素のＸ方向の配列を示すものであり、Ｙ方向については各機構要素の位置関係は実際の配置（図４に示す配置）とは異なっている。図５において、薄型モータ３０の回転軸３０ａには、第１ピニオンギア３１が結合されており、第１ピニオンギア３１が噛合する第１スパーギア３２の回転軸３３は、フィーダ本体部５ａを構成するフレーム部材２４に軸受け部３３ａを介して回転自在に軸支されている。回転軸３３の端部には第２ピニオンギア３４が結合されており、第２ピニオンギア３４が噛合する第２スパーギア３５は、フレーム部材２４に固定された固定軸３６によって軸受け部３６ａを介して回転自在に軸支されている。そして第２スパーギア３５はスプロケット２０と同軸で結合されたスプロケット歯車部材２３と噛合している。薄型モータ３０が駆動されることによる回転軸３０ａの回転は、第１ピニオンギア３１と第１スパーギア３２との減速比、第２ピニオンギア３４と第２スパーギア３５との減速比に応じて減速され、スプロケット歯車部材２３を介してスプロケット２０に伝達される。
【００２４】
ここで、スプロケット歯車部材２３のスプロケット２０への結合形態、スプロケット歯車部材２３の軸支形態について説明する。図５，図６に示すように、スプロケット２０には，スプロケット２０およびスプロケット歯車部材２３の軸線ＣＬ（図６参照）と同軸で、円形開口部２０ｂがスプロケット２０の厚みを貫通して円形形状で設けられている。スプロケット歯車部材２３の一方（図６において左側）の側面には円形開口部２０ｂに嵌合する形状の凸部２３ａが形成されており、凸部２３ａを円形開口部２０ｂに嵌合させることにより、スプロケット歯車部材２３はスプロケット２０と同軸で結合される。
【００２５】
フレーム部材２４においてスプロケット２０の軸線に対応した位置には、玉軸受けを用いた軸受け部３８の外環が嵌着されており、軸受け部３８の内環にはスプロケット歯車部材２３の他方の側面（凸部２３ａの反対面）に凸設された軸部２３ｂが嵌合している。軸部２３ｂの側端面には止め部材３９がねじ締結されており、これにより軸部２３ｂの軸受け部３８からの抜け止めがなされている。すなわち、スプロケット２０およびスプロケット歯車部材２３は、軸受け部３８を介してフィーダ本体部５ａのフレーム部材２４に軸支されている。フレーム部材２４の外面には、テープフィーダ５の両側面を覆う側面カバー部材３７が装着されており、前述のテープ送り機構は側面カバー部材３７によって閉囲されている。
【００２６】
このテープ送り機構の駆動系統において、薄型モータ３０から回転軸３０ａが延出する方向（矢印ａ）と、スプロケット歯車部材２３から軸部２３ｂが延出する方向（矢印ｃ）とを同一方向とし、これらの中間に位置する第１スパーギア３２から回転軸３３が延出する方向（矢印ｂ）を、矢印ａ、ｃと逆方向に設定するようにしている。これにより、図４に示す薄型モータ３０、第１スパーギア３２、第２スパーギア３５、スプロケット歯車部材２３、スプロケット２０を配列する要素部品配置において、各要素部品の幅方向の重なりを最大限許容して、図５，図６に示す幅寸法Ｂを極力削減することが可能となっている。
【００２７】
次にテープフィーダ５においてスプロケット２０の絶対回転位置を検出するために設けられた磁気式エンコーダについて説明する。図５，図６において、凸部２３ａの中心部には、回転磁気円板４０が機能面を凸部２３ａの側面に露呈させた状態で埋設されている。スプロケット２０がスプロケット歯車部材２３とともに回転することにより、回転磁気円板４０もスプロケット２０と一体的に回転する。図６に示すように、回転磁気円板４０に相対向する位置には、側面カバー部材３７に固着されたブラケット４２に取り付けられた検出器４１が配設されており、検出器４１はフィーダ制御部１８に接続されている。
【００２８】
回転磁気円板４０に検出器４１を相対向させた状態で、回転磁気円板４０が検出器４１に対して相対回転することにより、検出器４１は回転検出信号をフィーダ制御部１８に対して出力する。この回転検出信号は、回転磁気円板４０と一体的に回転するスプロケット２０の絶対回転位置を示すものである。フィーダ制御部１８には、このようにして検出された絶対回転位置と正規のテープ送り位置に対応したスプロケット２０の回転停止位置との位置ずれ量を示す補正テーブル１８ａが記憶されており、部品供給時のテープ送り動作においては、フィーダ制御部１８がこの補正テーブル１８ａに基づいて薄型モータ３０の駆動時の補正量をフィードフォワードする。これにより、薄型モータ３０からスプロケット２０に回転を伝導する伝導部品が部品精度に起因する伝導誤差を有する場合にあっても、キャリアテープ１５の停止位置精度を高精度に保つことが可能となっている。
【００２９】
上記説明したように、本実施の形態に示すテープフィーダ５は、テープ送り機構のスプロケット２０を回転駆動する駆動系の構成において、スプロケット２０に設けられた円形開口部２０ｂにスプロケット歯車部材２３の一方の側面に設けられた凸部２３ａを嵌合させてスプロケット２０と同軸で結合し、他方の側面に凸設された軸部２３ｂをフィーダ本体部５ａのフレーム部材２４に固定して設けられた軸受け部３８によって軸支する構造とし、さらに磁気式エンコーダの回転磁気円板４０を凸部２３ａに埋設してスプロケット２０と一体に回転させて、回転磁気円板４０に相対向する検出器４１によってスプロケット２０の絶対回転位置を検出する構成を採用したものである。これにより、エンコーダの占有幅寸法を極力削減することが可能となり、キャリアテープ１５の停止位置精度を確保しつつテープフィーダ５の幅寸法Ｂを極力小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明のテープフィーダは、キャリアテープの停止位置精度を確保しつつテープフィーダの幅寸法を極力小さくすることができるという効果を有し、電子部品実装装置においてキャリアテープに保持された電子部品を供給する分野において有用である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 部品実装装置
３ 基板
４ 部品供給部
４ａ フィーダ装着ベース
５ テープフィーダ
５ａ フィーダ本体部
８ 実装ヘッド
１５ キャリアテープ
１６ 電子部品
１７ テープ送り部
１８ フィーダ制御部
１９ 駆動機構
２０ スプロケット
２０ａ 送りピン
２０ｂ 円形開口部
２３ スプロケット歯車部材
２３ａ 凸部
２３ｂ 軸部
２４ フレーム部材
３０ 薄型モータ
３１ 第１ピニオンギア
３２ 第１スパーギア
３４ 第２ピニオンギア
３５ 第２スパーギア
３８ 軸受け部
４０ 回転磁気円板
４１ 検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品実装装置の部品供給部に並列して装着され、電子部品を収納したキャリアテープをピッチ送りすることにより、実装ヘッドによる部品吸着位置に前記電子部品を供給するテープフィーダであって、
前記部品供給部のフィーダ装着ベースに着脱自在に装着され当該テープフィーダの全体形状を構成するフィーダ本体部と、
前記フィーダ本体部の前記テープ送り方向における下流端部に軸線を水平にした姿勢で配置され前記キャリアテープに定ピッチで設けられた送り孔に係合する送りピンが外周に設けられたスプロケットと、
前記スプロケットにおいて前記軸線と同軸の円形形状で貫通して設けられた円形開口部と、
一方の側面に凸部が形成され前記円形開口部に前記凸部を嵌合させることにより前記スプロケットと同軸で結合されるスプロケット歯車部材と、
前記フィーダ本体部に固定して設けられ前記スプロケット歯車部材の他方の側面に凸設された軸部を軸支する軸受け部と、
前記スプロケット歯車を回転駆動することにより前記スプロケットに回転を伝達する駆動機構と、
回転磁気円板に検出器を相対向させて構成され、前記凸部に埋設されて前記スプロケットと一体に回転する回転磁気円板が前記検出器に対して相対回転することにより、前記スプロケットの絶対回転位置を検出する磁気式エンコーダとを備えたことを特徴とするテープフィーダ。
【請求項２】
前記駆動機構は、回転軸を水平姿勢にして配設された薄型モータと、複数組の減速歯車より成る減速機構とを備え、前記薄型モータの回転を前記減速機構によって減速して前記スプロケット歯車部材に伝達する構成であることを特徴とする請求項１記載のテープフィーダ。
【請求項１】
電子部品実装装置の部品供給部に並列して装着され、電子部品を収納したキャリアテープをピッチ送りすることにより、実装ヘッドによる部品吸着位置に前記電子部品を供給するテープフィーダであって、
前記部品供給部のフィーダ装着ベースに着脱自在に装着され当該テープフィーダの全体形状を構成するフィーダ本体部と、
前記フィーダ本体部の前記テープ送り方向における下流端部に軸線を水平にした姿勢で配置され前記キャリアテープに定ピッチで設けられた送り孔に係合する送りピンが外周に設けられたスプロケットと、
前記スプロケットにおいて前記軸線と同軸の円形形状で貫通して設けられた円形開口部と、
一方の側面に凸部が形成され前記円形開口部に前記凸部を嵌合させることにより前記スプロケットと同軸で結合されるスプロケット歯車部材と、
前記フィーダ本体部に固定して設けられ前記スプロケット歯車部材の他方の側面に凸設された軸部を軸支する軸受け部と、
前記スプロケット歯車を回転駆動することにより前記スプロケットに回転を伝達する駆動機構と、
回転磁気円板に検出器を相対向させて構成され、前記凸部に埋設されて前記スプロケットと一体に回転する回転磁気円板が前記検出器に対して相対回転することにより、前記スプロケットの絶対回転位置を検出する磁気式エンコーダとを備えたことを特徴とするテープフィーダ。
【請求項２】
前記駆動機構は、回転軸を水平姿勢にして配設された薄型モータと、複数組の減速歯車より成る減速機構とを備え、前記薄型モータの回転を前記減速機構によって減速して前記スプロケット歯車部材に伝達する構成であることを特徴とする請求項１記載のテープフィーダ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１２５７２（Ｐ２０１３−１２５７２Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４４０３１（Ｐ２０１１−１４４０３１）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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