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JP2012186261A - テープフィーダ及びテープフィーダによる部品供給方法 - Google Patents

テープフィーダ及びテープフィーダによる部品供給方法 Download PDF

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Abstract

【課題】部品供給位置での部品の位置ずれ(供給ずれ)を小さくすることができるようにしたテープフィーダ及びテープフィーダによる部品供給方法を提供することを目的とする。
【解決手段】キャリヤテープ20の両側面をガイドする一対のガイド面24bを備えたテープ通路25内に、テープ通路25内を進行するキャリヤテープ20の側面と接触する凸状部25aを設けることにより、キャリヤテープ20のテープ通路25に対する傾きが小さくなる方向にキャリヤテープ20を案内する。
【選択図】図6

Description

本発明は、スプロケットの回転によってキャリヤテープをテープ通路内で進行させて部品の供給を行うテープフィーダ及びテープフィーダによる部品供給方法に関するものである。
吸着ノズルにより部品を吸着して基板に装着する部品実装装置では、部品の供給装置の一種としてテープフィーダが使用される。このテープフィーダは、キャリヤテープの両側面をガイドする一対のガイド面を備えたテープ通路と、テープ通路内のキャリヤテープに一定間隔で並んで設けられた送り孔に外周歯を嵌入させたスプロケットとを備えており、スプロケットの回転によってキャリヤテープを牽引してテープ通路内で進行させ、キャリヤテープに一定間隔で並んで設けられた部品を吸着ノズルによる部品の吸着が行われる部品供給位置に供給する(例えば、特許文献1)。
このようなテープフィーダでは、キャリヤテープの幅方向寸法よりもテープ通路の幅方向寸法(一対のガイド面の間の距離)の方がやや大きくなっている(すなわち遊びがある)うえ、キャリヤテープの送り孔はキャリヤテープの軸線から幅方向に一定距離ずれた位置に設けられているため、キャリヤテープはテープ通路に対して若干傾いた状態で進行することになる。このキャリヤテープのテープ通路に対する傾きは、テープ通路に対するキャリヤテープの傾きがない場合の正規の部品の供給位置からの位置ずれ(供給ずれ)として現れる。
特開2009−188235号公報
上記のような供給ずれが発生する場合、その供給ずれは、吸着ノズルにより部品を吸着したときの吸着ノズルに対する部品の位置ずれ(吸着ずれ)として部品が基板に装着される際に検出され、その検出された吸着ずれは部品が基板に装着される際に吸着ノズルの位置補正によってキャンセルされる。このため部品自体の大きさが大きい場合には吸着ずれが発生しても特に問題となることはないが、0402部品など部品自体の大きさが極めて小さい場合には、部品に対する供給ずれの許容範囲が小さくなって吸着ノズルによる部品の吸着そのものを正常に行うことができない吸着ミスが発生し易くなるという問題点があった。
そこで本発明は、部品供給位置での部品の位置ずれ(供給ずれ)を小さくすることができるようにしたテープフィーダ及びテープフィーダによる部品供給方法を提供することを目的とする。
請求項1に記載のテープフィーダは、キャリヤテープの両側面をガイドする一対のガイド面を備えたテープ通路と、テープ通路内のキャリヤテープに一定間隔で並んで設けられた送り孔に外周歯を嵌入させたスプロケットと、スプロケットを回転させることによってテープ通路内でキャリヤテープを進行させ、キャリヤテープに一定間隔で並んで設けられた部品を部品供給位置に供給するスプロケット駆動手段とを備えたテープフィーダであって、テープ通路内に、テープ通路内を進行するキャリヤテープの側面と接触してキャリヤテープのテープ通路に対する傾きが小さくなる方向にキャリヤテープを案内する凸状部が設けられた。
請求項2に記載のテープフィーダは、請求項1に記載のテープフィーダであって、前記凸状部は、テープ通路が備える前記一対のガイド面のうち、キャリヤテープの送り孔が設けられている側のガイド面であって、スプロケットの外周歯がキャリヤテープの送り孔に嵌入する位置よりもキャリヤテープの進行方向の上流側の位置に設けられた。
請求項3に記載のテープフィーダによる部品供給方法は、キャリヤテープの両側面をガイドする一対のガイド面を備えたテープ通路と、テープ通路内のキャリヤテープに一定間隔で並んで設けられた送り孔に外周歯を嵌入させたスプロケットとを備え、スプロケットを回転させることによってテープ通路内でキャリヤテープを進行させ、キャリヤテープに一定間隔で並んで設けられた部品を部品供給位置に供給するスプロケット駆動手段とを備えたテープフィーダによる部品供給方法であって、テープ通路内に、テープ通路内を進行するキャリヤテープの側面と接触する凸状部を設けることにより、キャリヤテープのテープ通路に対する傾きが小さくなる方向にキャリヤテープを案内する。
請求項4に記載のテープフィーダによる部品供給方法は、請求項3に記載のテープフィーダによる部品供給方法であって、前記凸状部は、テープ通路が備える前記一対のガイド面のうち、キャリヤテープの送り孔が設けられている側のガイド面であって、スプロケットの外周歯がキャリヤテープの送り孔に嵌入する位置よりもキャリヤテープの進行方向の上流側の位置に設けられた。
本発明では、テープ通路内を進行するキャリヤテープの側面と接触する凸状部がテープ通路内に設けられ、これによりキャリヤテープはテープ通路に対する傾きが小さくなる方向に案内されるようになっているので、部品供給位置での部品の位置ずれ(供給ずれ)を小さくすることができ、吸着ノズルによる部品の吸着ミスの発生を抑えることができる。
本発明の一実施の形態における部品実装装置の構成図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備えるテープフィーダの側面図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダの部分斜視図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダが備えるキャリヤテープの斜視図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が実行する部品実装作業の手順を示すフローチャート 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダの部分拡大平面図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダの部分拡大平面図 本発明の一実施の形態におけるテープフィーダの部分拡大平面図
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1において部品実装装置1は、図示しない上流工程側の装置(例えば半田印刷機や他の部品実装装置)から送られてきた基板2の搬入及び位置決め、位置決めした基板2の電極3上への部品(電子部品)4の装着及び部品4を装着した基板2の下流工程側の装置(例えば他の部品実装装置や検査機、リフロー炉等)への搬出から成る一連の動作を繰り返し実行する装置である。
図1において部品実装装置1は、図示しない基台上に設けられて基板2の搬送及び所定の作業位置(図1に示す位置)への位置決めを行う基板搬送路11、基台上に設けられたフィーダベース12に装着された複数のテープフィーダ13、基台上に設けられた直交座標型のヘッド移動ロボット14、ヘッド移動ロボット14によって水平面内で移動される装着ヘッド15、装着ヘッド15に昇降自在かつ上下軸回りに回転自在に設けられた吸着ノズル16、装着ヘッド15に設けられた基板カメラ17及び基台上に設けられた部品カメラ18を備えている。
図1において、基板搬送路11は水平方向に延びて設けられた一対のベルトコンベアから成り、基板2の両端部を下方から支持した状態で基板2の搬送を行う。
図2及び図3において、テープフィーダ13はフィーダベース12に着脱自在に取り付けられ、外部に設置されたテープリールTRから繰り出されるキャリヤテープ20(図4も参照)の送り動作を行って基板搬送路11側の端部の部品供給位置13pに部品4を供給する。
キャリヤテープ20は図4に示すように長手方向に一定間隔で並んで設けられた多数の送り孔20h及び同じく長手方向に一定間隔で並んで設けられた多数の部品収納部20aを有しており、各部品収納部20a内には部品4が収納され、キャリヤテープ20の表面には、部品収納部20aからの部品4の脱落を防止するためのカバーテープCTが部品収納部20aを塞ぐように貼り付けられている。
図2において、テープフィーダ13はフィーダベース12に着脱自在に取り付けられる本体部21の内部にスプロケット22とスプロケット22を駆動するスプロケット駆動手段としてのスプロケット駆動モータ23を備え、本体部21の部品供給位置13pの近傍にはテープ押さえ部材24が上下方向に揺動自在に設けられている。
図2及び図3において、スプロケット22はその外周歯22aの最も高い位置に位置するものをキャリヤテープ20の送り孔20hに下方から嵌入させており、スプロケット22がスプロケット駆動モータ23によって回転駆動されると、キャリヤテープ20はスプロケット22によって牽引され、テープフィーダ13の後端側から前端側に向かう方向(図2の紙面左側から右側に向かう方向。図3中に示す矢印Aの向く方向)に進行する。部品供給位置13pはスプロケット22の外周歯22aがキャリヤテープ20の送り孔20hに嵌入する位置(テープ牽引位置G)よりもキャリヤテープ20の進行方向の上流側(図2では紙面の右側)に位置する。
図2及び図3において、テープ押さえ部材24は、スプロケット22を上方から覆う位置に設けられており、部品供給位置13pに相当する位置は開口となっている。テープ押さえ部材24は図3に示すように上底部であるテープ押さえ面24a及び側面部である一対のガイド面24bを有して断面「コ」の字状に形成されており、水平姿勢となるテープ押さえ位置(図2及び図3に示す位置)では本体部21の上面、テープ押さえ部材24のテープ押さえ面24a及び一対のガイド面24bによってキャリヤテープ20の通路であるテープ通路25を形成し、キャリヤテープ20はテープ押さえ部材24の一対のガイド面24bによって両側面がガイドされた状態でテープ通路25内を進行するようになっている。
図2及び図3において、テープ押さえ位置に位置しているテープ押さえ部材24の、部品供給位置13pよりもキャリヤテープ20の進行方向の上流側の位置にはカバーテープ引き出し口13qが設けられており、カバーテープCTはカバーテープ引き出し口13qを通過するときにキャリヤテープ20から剥がされてカバーテープ引き出し口13qから上方に引き出される。このため、キャリヤテープ20の各部品収納部20aは部品供給位置13pに至った時点ではカバーテープCTによる覆いがなくなっており、部品供給位置13pにおける吸着ノズル16による部品収納部20aからの部品4の取り出しが可能となる。なお、カバーテープCTは本体部21内に設けられたカバーテープ巻取り機構26によって巻き取られ、本体部21内のカバーテープ収容領域27に収容される(図2及び図3)。
図1及び図2において、装着ヘッド15に設けられた吸着ノズル16は各テープフィーダ13の部品供給位置13pに供給された部品4を真空吸着してピックアップした後、基板搬送路11によって位置決めされた基板2の電極3上で部品4の真空吸着を解除し、部品4を吸着ノズル16から離脱させることによって部品4を基板2に装着する。
図1において、基板カメラ17は撮像視野を下方に向けており、基板2が基板搬送路11によって作業位置に位置決めされたとき、基板2上に設けられた基板2の位置検出用の基板マーク2mを上方から撮像する。
図1において、各部品カメラ18は撮像視野を上方に向けており、吸着ノズル16によって吸着され、装着ヘッド15の移動によって撮像視野内に位置された部品4を下方から撮像する。
基板搬送路11による基板2の搬送及び作業位置への位置決め動作は、部品実装装置1が備える制御装置30(図1)が図示しないアクチュエータから成る基板搬送路駆動機構31(図1)の作動制御を行うことによってなされる。
各テープフィーダ13による部品供給位置13pへの部品4の供給は、制御装置30が前述のスプロケット駆動モータ23、カバーテープ巻き取り機構26等から成るテープフィーダ駆動機構32(図1)の作動制御を行うことによってなされる。
装着ヘッド15の水平面内方向への移動動作は、制御装置30がヘッド移動ロボット14を作動させるロボット駆動機構33(図1)の作動制御を行うことによってなされる。
吸着ノズル16の装着ヘッド15に対する昇降及び上下軸回りの回転動作は、制御装置30が図示しないアクチュエータ等から成るノズル駆動機構34(図1)の作動制御を行うことによってなされ、各吸着ノズル16による部品4の吸着(ピックアップ)及び吸着解除(基板2への装着)動作は、制御装置30が図示しないアクチュエータ等から成る吸着機構35(図1)の作動制御を行って吸着ノズル16内に真空圧を供給し、また真空圧の供給を解除することによってなされる。
基板カメラ17の撮像動作制御と部品カメラ18の撮像動作制御は、制御装置30によってなされる(図1)。基板カメラ17の撮像動作によって得られた画像データ及び部品カメラ18の撮像動作によって得られた画像データはそれぞれ制御装置30に送られ、制御装置30の画像認識部30a(図1)において画像認識処理される。
このような構成の部品実装装置1により部品実装作業を実行する場合には、制御装置30は先ず、基板搬送路11を作動させて、上流工程側の装置から送られてきた基板2を受け取って搬入し、所定の作業位置に位置決めする(図5に示すステップST1)。
制御装置30は、基板搬送路11によって基板2を作業位置に位置決めしたら、その基板2の上方に基板カメラ17を(装着ヘッド15を)移動させ、基板カメラ17に基板2上の基板マーク2mの撮像を行わせて画像認識を実行し、基板搬送路11上の基板2の正規の位置からの位置ずれを算出する(図5に示すステップST2)。
制御装置30は、ステップST2で基板2の位置ずれを算出したら、ロボット駆動機構33の作動制御を行ってヘッド移動ロボット14を作動させ、装着ヘッド15をテープフィーダ13の上方に移動させる。そして、テープフィーダ駆動機構32の作動制御を行って各テープフィーダ13の部品供給位置13pに部品4を供給させる一方、ノズル駆動機構34の作動制御を行って、吸着ノズル16をテープフィーダ13の部品供給位置13pに供給された部品4に接触させるとともに、吸着機構35の作動制御を行うことによって吸着ノズル16への真空圧の供給を行い、吸着ノズル16に部品4を吸着(ピックアップ)させる(図5に示すステップST3)。
制御装置30は、吸着ノズル16に部品4を吸着させたら、その部品4が部品カメラ18の上方を通過するように装着ヘッド15を移動させ、部品カメラ18に部品4の撮像を行わせて画像認識を実行する(図5に示すステップST4)。そして、その画像認識の結果に基づいて部品4の異常(変形や欠損など)の有無の検査を行うとともに部品4の吸着ノズル16に対する位置を把握し、部品4の吸着ノズル16に対する位置ずれ(吸着ずれ)を算出する(図5に示すステップST5)。
制御装置30は、部品4の吸着ずれを算出したら、吸着ノズル16に吸着させた部品4が基板2の上方に位置するように装着ヘッド15を移動させる。そして、ノズル駆動機構34の作動制御を行って、吸着した部品4を基板2上の電極3(この電極3上には、部品実装装置1の上流工程側に配置された半田印刷機によって半田が印刷されている)に接触させるとともに、吸着機構35の作動制御を行うことによって吸着ノズル16への真空圧の供給を解除し、部品4を基板2に装着する(図5に示すステップST6)。
ここで制御装置30は、ステップST6で部品4を基板2に装着するときには、ステップST2で求めた基板2の位置ずれと、ステップST5で求めた部品4の吸着ずれが修正されるように、基板2に対する吸着ノズル16の位置補正(回転補正を含む)を行う。
制御装置30はステップST6で部品4を基板2装着したら、基板2に装着すべき全ての部品4を基板2に装着し終わったかどうかの判断を行う(図5に示すステップST7)。その結果、基板2に装着すべき全ての部品4を基板2に装着し終わっていないと判断した場合にはステップST3に戻り、ステップST3〜ステップST6の部品実装動作を実行する。一方、ステップST7で、基板2に装着すべき全ての部品4を基板2に装着し終わったと判断した場合には、制御装置30は、基板搬送路11によって基板2を下流工程側の装置に搬出する(図5に示すステップST8)。
上述のような部品実装装置1による部品実装作業において、テープフィーダ13のスプロケット22はキャリヤテープ20を牽引状態でテープ通路25内を進行させることによってテープ牽引位置Gよりもキャリヤテープ20の進行方向の上流側に位置する部品供給位置13pに部品4を供給するが(図6)、テープ通路25の幅方向寸法(一対のガイド面24bの間の距離)はキャリヤテープ20の幅方向寸法よりもやや大きくて遊びがあるうえ、キャリヤテープ20の送り孔20hはキャリヤテープ20の中心軸Lからその幅方向に一定距離(図6中に示す距離D)だけずれた位置にオフセットして設けられていることから、キャリヤテープ20はテープ牽引位置Gを中心にして水平面内で傾き、キャリヤテープ20はテープ通路25に対して水平面内で傾いた状態(図7に示すように、キャリヤテープ20の送り孔20hの列の中心線L1がテープ牽引位置Gを通ってテープ通路25の中心線に対して平行な線L2に対して水平面内で傾いた状態)でテープ通路25内を進行しようとする。その結果、図7の拡大図に示すように、部品供給位置13pに到達した部品収納部20a内の部品4の中心Pは吸着ノズル16の吸着中心Qとは平面視において一致せず、部品4の中心Pは吸着ノズル16の吸着中心Qに対して位置ずれ(供給ずれ)を起こしてしまう。
このような供給ずれが過剰になって吸着ノズル16により部品4を吸着することができなくなる事態を防止するため、本実施の形態におけるテープフィーダ13では、図6に示すように、テープ通路25内に、テープ通路25内を進行するキャリヤテープ20の側面と接触してキャリヤテープ20のテープ通路25に対する傾きα(図7)が小さくなる方向にキャリヤテープ20を案内する凸状部25aを設けており、これにより部品供給位置13pでの部品4の位置ずれ(供給ずれ)を小さくするようにしている。
すなわち、本実施の形態におけるテープフィーダ13は、キャリヤテープ20の両側面をガイドする一対のガイド面24bを備えたテープ通路25内に、テープ通路25内を進行するキャリヤテープ20の側面と接触してキャリヤテープ20のテープ通路25に対する傾きαが小さくなる方向にキャリヤテープ20を案内する凸状部25aが設けられた構成を有するものであり、本実施の形態におけるテープフィーダ13による部品供給方法は、キャリヤテープ20の両側面をガイドする一対のガイド面24bを備えたテープ通路25内に、テープ通路25内を進行するキャリヤテープ20の側面と接触する凸状部25aを設けることにより、キャリヤテープ20のテープ通路25に対する傾きαが小さくなる方向にキャリヤテープ20を案内するものである。なお、上記凸状部25aはテープ通路25内のテープフィーダ13の本体部21の上面に設けられるのであってもよいし、テープ押さえ部材24のテープ押さえ面24a又はガイド面24bに設けられるのであってもよい。
ここで、図6に示すように、キャリヤテープ20の送り孔20hが設けられている側(図6では紙面右側)の側面とその側面側のガイド面24bとの間の距離(遊び)がWである場合、キャリヤテープ20の側面と凸状部25aとが接触する位置(接触位置M)のガイド面24bからの距離dが上記遊びWと一致している場合には、キャリヤテープ20はテープ通路25に対して傾いていない状態(中心線L1と線L2が一致した状態)でテープ通路25内を進行することになる。このとき、部品4の中心Pと吸着ノズル16の吸着中心Qは平面視においてほぼ一致し、吸着ノズル16による部品収納部20a内の部品4の吸着が可能になるが、吸着ノズル16によって部品収納部20a内の部品4を吸着することができるのであれば部品4の中心Pと吸着ノズル16の吸着中心Qとは必ずしも一致していなくてよい。
すなわち、接触位置Mのガイド面24bからの距離dが遊びWと一致していないために、キャリヤテープ20の送り孔20hの列の中心線L1がテープ通路25の中心線に対して平行な線L2に対して傾き(中心線L1の線L2に対する傾きはテープ牽引位置Gから接触位置Mまでのキャリヤテープ20の進行方向に沿った距離Sと前述の接触位置Mのガイド面24bからの距離dの大きさによって定まる)、これによって部品4の中心Pが吸着ノズル16の吸着中心Qに対してキャリヤテープ20の幅方向(X軸方向とする)に位置ずれ量ΔXだけずれ、或いはキャリヤテープ20の幅方向と直交する方向(キャリヤテープ20の進行方向。Y軸方向とする)に位置ずれ量ΔYだけずれたとしても(図6の拡大図)、これら位置ずれ量ΔX,ΔYがそれぞれ吸着ノズル16による部品4を吸着できる範囲で許容される値の範囲内であれば、問題はない(キャリヤテープ20のテープ通路25に対する傾きは許容される)。
ここで、キャリヤテープ20のテープ通路25に対する傾きαを小さくするためには、図8に示すように、テープ通路25が備える一対のガイド面24bのうち、キャリヤテープ20の送り孔20hが設けられている側のガイド面24bであってテープ牽引位置Gよりもキャリヤテープ20の進行方向の下流側の位置に凸状部25aを設けることもできる。但し、この場合には、テープ通路25内を進行するキャリヤテープ20は凸状部25aと接触することによって凸状部25aから圧縮力を受けることになるので、テープ通路25内でのキャリヤテープ20のスムーズな進行が妨げられるおそれがある。これに対し、凸状部25aがキャリヤテープ20の進行方向の下流側に設けられている場合には、キャリヤテープ20が凸状部25aから受ける力は引っ張り力であるので、テープ通路25内でのキャリヤテープ20のスムーズな進行が妨げられるおそれはなく、凸状部25aをテープ牽引位置Gの下流側に設ける場合よりも好ましい。
以上説明したように、本実施の形態に示すテープフィーダ13及びテープフィーダ13による部品供給方法では、テープフィーダ13のテープ通路25内に、テープ通路25内を進行するキャリヤテープ20の側面と接触する凸状部25aが設けられ、これによりキャリヤテープ20はテープ通路25に対する傾きαが小さくなる方向に案内されるようになっているので、部品供給位置13pでの部品4の位置ずれ(供給ずれ)を小さくすることができ、吸着ノズル16による部品4の吸着ミスの発生を抑えることができる。
部品供給位置での部品の位置ずれ(供給ずれ)を小さくすることができるようにしたテープフィーダ及びテープフィーダによる部品供給方法を提供する。
4 部品
13 テープフィーダ
13p 部品供給位置
20 キャリヤテープ
20h 送り孔
22 スプロケット
22a 外周歯
23 スプロケット駆動モータ(スプロケット駆動手段)
24b ガイド面
25 テープ通路
25a 凸状部

Claims (4)

  1. キャリヤテープの両側面をガイドする一対のガイド面を備えたテープ通路と、テープ通路内のキャリヤテープに一定間隔で並んで設けられた送り孔に外周歯を嵌入させたスプロケットと、スプロケットを回転させることによってテープ通路内でキャリヤテープを進行させ、キャリヤテープに一定間隔で並んで設けられた部品を部品供給位置に供給するスプロケット駆動手段とを備えたテープフィーダであって、
    テープ通路内に、テープ通路内を進行するキャリヤテープの側面と接触してキャリヤテープのテープ通路に対する傾きが小さくなる方向にキャリヤテープを案内する凸状部が設けられたことを特徴とするテープフィーダ。
  2. 前記凸状部は、テープ通路が備える前記一対のガイド面のうち、キャリヤテープの送り孔が設けられている側のガイド面であって、スプロケットの外周歯がキャリヤテープの送り孔に嵌入する位置よりもキャリヤテープの進行方向の上流側の位置に設けられたことを特徴とする請求項1に記載のテープフィーダ。
  3. キャリヤテープの両側面をガイドする一対のガイド面を備えたテープ通路と、テープ通路内のキャリヤテープに一定間隔で並んで設けられた送り孔に外周歯を嵌入させたスプロケットとを備え、スプロケットを回転させることによってテープ通路内でキャリヤテープを進行させ、キャリヤテープに一定間隔で並んで設けられた部品供給位置に供給するスプロケット駆動手段とを備えたテープフィーダによる部品供給方法であって、
    テープ通路内に、テープ通路内を進行するキャリヤテープの側面と接触する凸状部を設けることにより、キャリヤテープのテープ通路に対する傾きが小さくなる方向にキャリヤテープを案内することを特徴とするテープフィーダによる部品供給方法。
  4. 前記凸状部は、テープ通路が備える前記一対のガイド面のうち、キャリヤテープの送り孔が設けられている側のガイド面であって、スプロケットの外周歯がキャリヤテープの送り孔に嵌入する位置よりもキャリヤテープの進行方向の上流側の位置に設けられたことを特徴とする請求項3に記載のテープフィーダによる部品供給方法。
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JP2017076688A (ja) * 2015-10-14 2017-04-20 パナソニックIpマネジメント株式会社 部品供給装置および部品装着装置

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