JP2006306569A - ワーク搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回路基板上に実装するチップ部品などの微細なワークを確実に連続搬送することができ、かつ、操作も簡易であるワーク搬送装置を、より低価格で実現する。
【解決手段】 垂直ホイル１０の周面部に、ワークを吸着保持するＬ字状溝に形成された多数の吸着部１１を設ける。吸着部１１におけるワークを載置する載置面が、垂直ホイル１０の最上点である位置Ｐ１において水平面に対して１５度傾斜するように形成する。、吸着部１１へのワークの供給を、断面Ｌ字状のガイドによりガイドする。ガイドにおけるワークを載置する載置面が、水平面に対して１５度傾斜するように形成する。垂直ホイル１０により搬送されたワークを、これを吸着保持する多数の吸気孔２２がリム部２１上面に開口する水平ホイル２０に移載して搬送する。
【選択図】 図１

Description

本発明はワーク搬送装置に関する。具体的には、回路基板上に実装するチップ部品などの微細なワークを移動させながら外観検査や特性試験等を行う場合に用いられるワーク搬送装置であって、ワークを確実に連続搬送することができるとともに、操作も簡易であるワーク搬送装置を、より低価格で実現せんとするものである。

従来より用いられているワーク搬送装置の構成例を、図６に示し説明する。ここで、図６は、この従来例の構成を概略的に示す正面図であり、説明を簡単にするため、装置各部を支持する支持部材の図示は、省略している。

図６において、６０ａおよび６０ｂは、垂直方向に近接して並設された、表面に黒色のメッキを施した金属製の円板状の垂直ホイルである。これらの垂直ホイル６０ａ，６０ｂの構成は同一であり、下方の垂直ホイル６０ａは図面上で時計方向に、上方の垂直ホイル６０ｂは反時計方向に、図示されてはいないパルス・モータの駆動により、それぞれ所定の同一回転角度で同期して回転する。

この同期して回転する各垂直ホイル６０ａ，６０ｂの周面部には、ワークを吸着して保持するための、Ｖ字状溝に形成された多数の吸着部６１ａ，６１ｂが、それぞれ等間隔に歯車状に設けられている。この吸着部６１ａ，６１ｂの底部には、ここでは図示されてはいない吸気孔が開口している。吸着部６１ａ，６１ｂにより吸着保持されるワークのサイズは、例えば、1.6mm×0.8mm×0.8mm、1.0mm×0.5mm×0.5mmである。

そこで、このように構成されたワーク搬送装置により、ワークを搬送させる場合は、まず、下方の垂直ホイル６０ａの最下点である位置Ｐ１において、ワークを垂直ホイル６０ａに供給する。すなわち、フィーダ（図示せず）により供給されるワーク１００が、ガイドにガイドされて垂直ホイル６０ａ最下点の下方の位置まで移動すると、図７（ａ）に示すように、吸着部６１ａ底部に開口している吸気孔６２ａを介する吸気により、ガイド７０上のワーク１００は、吸着部６１ａのＶ字状溝に嵌合するようにして吸着保持される。

その後、吸着部６１ａに吸着保持されたワーク１００は、回転する垂直ホイル６０ａにより、上方に向けて搬送される。そして、図７（ｂ）に示すように、垂直ホイル６０ａの最上点の位置Ｐ２まで達すると、吸気孔６２ａを介する吸気が解除される。同時に、図７（ｃ）に示すように、上方の垂直ホイル６０ｂの吸着部６１ｂ底部に開口する吸気孔６２ｂを介する吸気により、ワーク１００は、上方の垂直ホイル６０ｂの吸着部６１ｂに吸着保持されて上方の垂直ホイル６０ｂに移載する。その後は、回転する垂直ホイル６０ｂにより上方に向けて搬送され、所定の位置に達すると、装置より排出される。

以上のようにして上下２つの垂直ホイル６０ａ，６０ｂによりワーク１００が搬送される過程において、ワーク１００の外観検査であれば、図８（ａ）に示すワーク１００の６面Ａ〜Ｆについて、傷や汚れなどの有無を検査するために、撮像手段により撮像が行われる。すなわち、ワーク１００の４つの面Ａ〜Ｄについては、図８（ｂ）に示すように、下方の垂直ホイル６０ａによりワーク１００が搬送されている過程において、所定の位置にそれぞれ配置された４つの撮像手段（図示せず）により撮像され、そのうちの２つの面Ａ，Ｄについては各矢印が示す方向から、他の２つの面Ｂ，Ｃについては紙面に垂直の方向からそれぞれ撮像する。

これに対して、ワーク１００の残りの２つの面Ｅ，Ｆについては、図８（ｃ）に示すように、上方の垂直ホイル６０ｂにより搬送されている過程において、所定の位置にそれぞれ配置された２つの撮像手段により、各矢印が示す方向からそれぞれ撮像する。

しかしながら、図６に示した従来例によると、つぎのような解決すべき課題がある。第１に、下方の垂直ホイル６０ａから上方の垂直ホイル６０ｂに、ワーク１００を確実に移載させるためには、図９（ａ）に示すように、各垂直ホイル６０ａ，６０ｂ双方の吸着部６１ａ，６１ｂが、１点鎖線で示す基準位置Ｓで正対向するようにしなければならない。しかし、そのための駆動系の調整は、各垂直ホイル６０ａ，６０ｂの加工精度の良否と相俟って必ずしも容易ではない。図９（ｂ）に示すように、各吸着部６１ａ，６１ｂの位置調整が不整であると、ずれた各垂直ホイル６０ａ，６０ｂ間に、ワーク１００が噛み込まれて、傷付いたり破壊されてしまうことになる。

第２に、ワークの形状によっては、図９（ｃ）に示すように、各吸着部６１ａ，６１ｂが正対向しないように調整しなければならない場合もある。しかし、この調整も正対向させる場合と同様に必ずしも容易ではなく、調整が不整であれば、ワーク１０１は、傷付いたり破壊されてしまう。

第３に、ワーク１００が、各吸着部６１ａ，６１ｂ間の間隔を変えることによって対処し得るサイズの場合は、各垂直ホイル６０ａ，６０ｂの配設位置を調整し直すことになる。しかし、サイズが異なる毎に、その都度、調整し直さなければならないという煩わしさを伴う。しかも、その調整も必ずしも容易ではない。また、その間は、装置の作動を停止せざるを得ず、良好な作業性が得難いことになる。

第４に、ワーク１００のサイズが、各吸着部６１ａ，６１ｂ間の間隔を変えることによっては対処できない場合には、サイズが異なる毎に、そのサイズに適合した垂直ホイル６０ａ，６０ｂを用いなければならない。しかし、垂直ホイル６０ａ，６０ｂは、高い加工精度が要求されることもあって、極めて高価格である。したがって、ワーク１００の外観検査、特性試験などにおけるコスト増を招いてしまうことになる。

第５に、ワーク１００のサイズが大きく、したがって重量が大きい場合は、下方の垂直ホイル６０ａから上方の垂直ホイル６０ｂに移載する際、ワーク１００を確実に吸引することができず、ワーク１００を垂直ホイル６０ｂから落下させてしまうことがある。ワーク１００を落下させてしまえば、落下したワーク１００は、不良品として使用することができないことになる。

第６に、各垂直ホイル６０ａ，６０ｂの表面に黒色のメッキを施していることから、装置の使用を長期間継続すると、次第にメッキが剥離する。しかし、メッキが剥離すると、ワーク１００の外観検査の場合、ワーク１００を撮像する際の背景が、黒色一色から不規則模様に変化し、ワーク１００の外観検査にとって障害要因となってしまう。以上のような解決すべき様々な課題が、図６に示した従来例にはあった。

そこで、上記課題を解決するために、本発明はなされたものである。そのために、本発明では、つぎのような手段を用いるようにした。すなわち、ワークを吸着保持するＬ字状溝に形成された多数の吸着部が周面部に設けられた垂直ホイルにより、ワークを搬送する。垂直ホイルの吸着部へのワークの供給は、断面Ｌ字状のガイドによりガイドする。垂直ホイルにより搬送されたワークを、ワークを吸着保持する多数の吸気孔が周縁部上面に開口する水平ホイルに移載して搬送する。以上のような手段を、本発明では用いるようにした。

本発明によるならば、垂直ホイルと水平ホイルを用いるようにしたので、図６に示した従来例におけるような、２つの垂直ホイルにおける対向する吸着部の煩雑な位置調整が不要であり、操作設定が著しく簡易である。のみならず、ワークが垂直ホイル間に噛み込まれて、損傷したり破壊されたりするようなことがなく、装置としての信頼性を高めることができる。

また、異なるサイズ・形状のワークであっても、それが近似範囲内であれば、単一の垂直ホイルによって対応することができる。すなわち、高い加工精度が要求され高価格である垂直ホイルは、１つのみ用意すれば足りるので、低コスト化を実現することができる。しかも、ワークのサイズ・形状が異なる毎に、その都度、別の垂直ホイルを配設し直す煩わしさを回避できることから、ワークの外観検査や特性試験などの作業性を高めることが可能となる。

さらに、垂直ホイルにおけるワークを吸着保持する吸着部を、Ｖ字状溝ではなくＬ字状溝に形成したので、サイズ・形状の異なるワークであっても、それが近似範囲内であれば、垂直ホイルを交換することなく対応することが可能である。同様に、吸着部にワークをガイドするガイドを、断面凹字状ではなくＬ字状に形成したことから、サイズ・形状の異なるワークであっても、そのまま対応することができる。しかも、断面凹字状のガイドの場合に生ずる、ワークが回転して角部がガイドの内壁に押圧されることによる損傷や破壊を防止することができる。

そのうえ、水平ホイルは、上面が平坦な周縁部においてワークを吸着することから、垂直ホイルの加工精度に左右されることなく、必要な仕上がり精度を確保し易い。その結果、素材として合成樹脂を用いることも可能であり、安価に作製することができるので、この面からも低コスト化を図ることができる。

しかも、黒色の合成樹脂を用いるならば、長期間にわたって継続使用しても、メッキのように剥離して不規則模様に変化することがない。したがって、ワークの外観検査をする場合は、ワークを撮像する際の背景が黒色一色に維持され、検査者の良否判定を容易なものとすることができる。したがって、ワークの外観検査、特性試験などにおいて本発明がもたらす効果は、従来例に比して極めて大きい。

本発明を実施するための最良の形態を、図１ないし図４に示し説明する。ここで、図１は、本発明によるワーク搬送装置の構成を示す、一部を切り欠いて断面表示した正面図、図２は平面図であり、図３および図４は、それぞれ図１の一部の拡大図である。なお、図１および図２では、説明の簡単のため、装置各部の支持部材の図示は省略している。

図１において、図６に示した従来例の構成と異なるところは、ワークを搬送する手段として、垂直方向に配した垂直ホイル１０と、水平方向に配した水平ホイル２０とを用いていることである。垂直方向に配した垂直ホイル１０は、図６における各垂直ホイル６０ａ，６０ｂと同じく、円板状に形成されており、表面に黒色のメッキを施した金属製である。この垂直ホイル１０は、図面上で反時計方向に回転し、図２に示すように、水平ホイル２０の直径方向において部分的に水平ホイル２０の上方に入り込んで配置されている。

他方、水平ホイル２０は、扁平な円缶状に形成され、黒色の合成樹脂製である。この水平ホイル２０は、垂直ホイル１０と同期して図２上で反時計方向に回転し、垂直方向における配設位置を調整できるようになっている。また、輪周であるリム部２１には、その上面に開口する多数の吸気孔２２が、等間隔に穿設されている。このリム部２１の上面は平坦であって、垂直ホイル１０の加工精度に左右されることなく、必要な仕上がり精度を確保し易いことから、上述のように、水平ホイル２０の素材として合成樹脂が用いられている。したがって、安価に作製することが可能である。なお、合成樹脂であれば、ワーク１００が傷付くのを減少させることができるという利点もある。

図１において、垂直ホイル１０の周面部には、ワークを吸着して保持するための多数の吸着部１１が設けられている。ワークは、垂直ホイル１０の最上点である位置Ｐ１において、フィーダ（図示せず）により供給されて吸着部１１で吸着保持される。そして、垂直ホイル１０の最下点より若干回転上昇した位置Ｐ２において、吸着部１１による吸着保持が解除されて、水平ホイル２０に移載する。

図３（ａ）は、図１の位置Ｐ１における吸着部１１を拡大図示している。ここにおける吸着部１１は、１点鎖線で示すワーク１００を載置する、吸気孔１４が開口している載置面１２と、ワーク１００の１つの面を支持する、載置面１２と直交する支持面１３とからなるＬ字状溝に形成されている。ワーク１００を載置する載置面１２は、図１の位置Ｐ１において、水平面に対して１５度傾斜している。

また、位置Ｐ１には、図３（ｂ）に示すように、フィーダにより供給されるワーク１００を吸着部１１にガイドする、断面Ｌ字状に形成された無振動式のガイド３０が、位置Ｐ１で吸着部１１が停止したときに吸着部１１と並列するように近接して配設されている。そして、位置Ｐ１で吸着部１１が停止した際、ガイド３０におけるワーク１００を載置する載置面３１は、吸着部１１の載置面１２と同一平面上にあり、ワーク１００の１つの面を支持する支持面３２は、吸着部１１の支持面１３と同一平面上にある。したがって、ガイド３０の載置面３１は、図３（ｃ）に示すように、吸着部１１と同じく水平面に対して１５度傾斜している。

なお、ガイド３０の断面形状は、凹字状ではなくＬ字状であるので、図３（ｃ）において２点鎖線で示すようなサイズ・形状のワーク１０１であっても、対応が可能である。すなわち、近似範囲内にあるサイズ・形状のワーク１０１に対する自由度を有している。このことは、Ｌ字状溝に形成された吸着部１１にあっても、同じである。また、ガイドの断面形状が凹字状の場合は、ワーク１００が回転して角部がガイドの内壁に当接すると、その状態でワーク１００が押圧されてしまい、傷付いたり破壊されることがあるが、断面Ｌ字状に形成すれば、そのような欠点は解消される。

図４（ａ）は、ワーク１００が垂直ホイル１０から水平ホイル２０に移載する位置Ｐ２（図１）における吸着部１１と、水平ホイル２０との位置関係を、拡大図示したものである。位置Ｐ２では、垂直ホイル１０および水平ホイル２０の各１ステップ回転毎に、垂直ホイル１０の吸着部１１が、下方の水平ホイル２０のリム部２１に穿設された吸気孔２２と所定の間隔をおいて対向するようになっている。

すなわち、垂直ホイル１０および水平ホイル２０の各１ステップ回転毎に、１点鎖線で示すワーク１００は、この位置Ｐ２で吸着部１１による吸着保持が解除され、図４（ｂ）に示すように、リム部２１に穿設された吸気孔２２を介する吸気により、水平ホイル２０に移載する。吸着部１１と水平ホイル２０のリム部２１との間隔は、ワーク１００のサイズに応じて、水平ホイル２０の垂直方向における配設位置を変えることにより、適宜調整することができる。

以上のように構成された本発明によるワーク搬送装置により、ワーク１００を搬送させる場合は、既述したように、まず、垂直ホイル１０の最上点である位置Ｐ１（図１）において、ワーク１００を垂直ホイル１０に供給する。すなわち、フィーダにより供給されるワーク１００は、ガイド３０（図３（ｂ））にガイドされて、吸着部１１の載置面１２（図３（ａ））上に移動する。

その際、ガイド３０の載置面３１は、水平面に対して１５度傾斜している。その結果、ワーク１００は、その自重によりガイド３０の支持面３２に押し付けられるので、ガイド３０の断面形状が凹字状ではなくＬ字状に形成されていても、ワーク１００がガイド３０より落下することはない。したがって、サイズが大きく自重が大きいワーク１００ほど、ガイド３０より落下することはないことになる。

ガイド３０によりガイドされて吸着部１１の載置面１２上に移動したワーク１００は、載置面１２に開口する吸気孔１４を介する吸気により吸着保持される。その際も、吸着部１１の載置面１２は、水平面に対して１５度傾斜していることから、ワーク１００は、その自重により吸着部１１の支持面１３に押し付けられた状態で吸着保持される。

その後、吸着部１１に吸着保持されたワーク１００は、回転する垂直ホイル１０により、下方に向けて搬送される。そして、図１の位置Ｐ２まで到達すると、吸気孔１４を介する吸気が解除される。同時に、水平ホイル２０のリム部２１上面に開口する吸気孔２２を介する吸気により、ワーク１００は、水平ホイル２０のリム部２１に吸着保持されて搬送され、所定の位置まで達すると、装置より排出される。

以上のようにして垂直ホイル１０および水平ホイル２０によりワーク１００が搬送される過程において、ワーク１００の外観検査を行うのであれば、図５（ａ）に示すワーク１００の６面Ａ〜Ｆについて、撮像手段による撮像が行われる。すなわち、ワーク１００の４つの面Ａ〜Ｃ，Ｅについては、図５（ｂ）に示すように、垂直ホイル１０によりワーク１００が搬送されている過程において、所定の位置にそれぞれ配置された４つの撮像手段により撮像され、そのうちの２つの面Ａ，Ｅについては各矢印が示す方向から、他の２つの面Ｂ，Ｃについては紙面に垂直の方向からそれぞれ撮像する。

これに対して、ワーク１００の残りの２つの面Ｄ，Ｆについては、図５（ｃ）に示すように、水平ホイル２０により搬送されている過程において、所定の位置にそれぞれ配置された２つの撮像手段により、各矢印が示す方向からそれぞれ撮像する。

以上においては、垂直ホイル１０の周面部に設けられる吸着部１１の、ワーク１００を載置する載置面１２（図３（ａ））が、垂直ホイル１０の最上点である位置Ｐ１において水平面に対して１５度傾斜している場合について説明した。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。位置Ｐ１において水平面に対して５〜３０度傾斜している場合に、本発明は適用され得るものである。

また、水平ホイル２０の素材として、合成樹脂を用いる場合について説明した。垂直ホイル１０は、微細なワーク１００を吸着する多数のＬ字状溝の吸着部１１が周面部に設けられるので、合成樹脂を用いては高い仕上がり精度を確保することは困難である。これに対して、水平ホイル２０は、ワーク１００を吸着するリム部２１の上面が平坦であって、必要な精度を確保し易いことから、その素材として合成樹脂を用いて低コスト化を図ったものである。

しかし、本発明は、水平ホイル２０の素材として合成樹脂を用いる場合にのみ限られるものではない。金属（例えば、アルミニウム）を用いる場合にも、本発明は適用し得るものである。

さらに、水平ホイル２０の形状を扁平な円缶状に形成して、リム部２１に吸気孔２２を穿設する場合について説明した。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。その他にも、例えば、円板状に形成してその周縁部に吸気孔を穿設する場合にも、本発明は適用することができるものである。

本発明によるワーク搬送装置の構成を示す、一部を切り欠いて断面表示した正面図である。 図１に示したワーク搬送装置の平面図である。 図１に示した位置Ｐ１の拡大図である。 図１に示した位置Ｐ２の拡大図である。 ワークの外観検査を説明するための説明図である。 従来例の構成を示す正面図である。 図６に示した位置Ｐ１の拡大図である。 ワークの外観検査を説明するための説明図である。 図６に示した位置Ｐ２の拡大図である。

符号の説明

１０ 垂直ホイル
１１ 吸着部
１２ 載置面
１３ 支持面
１４ 吸気孔
２０ 水平ホイル
２１ リム部
２２ 吸気孔
３０ ガイド
３１ 載置面
３２ 支持面
６０ａ，６０ｂ 垂直ホイル
６１ａ，６１ｂ 吸着部
６２ａ，６２ｂ 吸気孔
７０ ガイド
１００，１０１ ワーク
Ａ〜Ｆ 面
Ｓ 基準位置

Claims (4)

1. ワーク（１００，１０１）を吸着保持するためのＬ字状溝に形成された多数の吸着部（１１）が周面部に等間隔に設けられた、前記ワークを搬送するための垂直方向に配設された垂直ホイル（１０）と、
   前記垂直ホイルにより搬送された前記ワークを移載して搬送するための、前記ワークを吸着保持するための多数の吸気孔（２１）が周縁部上面に開口する水平方向に配設された水平ホイル（２０）と、
   前記垂直ホイルの前記周縁部に設けられた前記多数の吸着部への前記ワークの供給をガイドするための、断面Ｌ字状に形成されたガイド（３０）とを
   具備したワーク搬送装置。
2. 前記吸着部における前記ワークを載置する載置面（１２）が、前記垂直ホイルの最上点（Ｐ１）において水平面に対して５〜３０度傾斜し、前記ガイドにおける前記ワークを載置する載置面（３１）が前記水平面に対して５〜３０度傾斜したものである請求項１記載のワーク搬送装置。
3. 前記水平ホイルの素材が合成樹脂である請求項１または２記載のワーク搬送装置。
4. 前記合成樹脂が黒色である請求項３記載のワーク搬送装置。
   

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