CN103997883B - 基板定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种基板定位方法，其能够恰当地设定基板停止所需的减速距离而提高生产率。在将由搬送带（13）搬送的基板（4）定位于预定的目标停止位置（E）的基板定位时，若由规定基板减速时刻的第一基板检测传感器（17）检测出基板（4），则开始作为减速时刻参数的减速延迟脉冲的计数，在减速延迟脉冲的计数值达到与规定的时滞（ΔT）相当的规定计数值的时刻，使基于带驱动机构（14）的搬送速度（V）从第一搬送速度（V1）减速至第二搬送速度（V2），在这样的搬送控制中，基于是否存在基板（4）从目标停止位置（E）超过定位容许范围而停止的位置偏移的判断结果，调整减速延迟脉冲的规定计数值。

Description

基板定位方法

技术领域

本发明涉及在电子元件安装用装置的基板搬送机构中将基板定位的基板定位方法。

背景技术

在将电子元件安装于基板的元件安装生产线中使用的电子元件安装用装置中，设有用于对由基板搬送机构搬送的基板进行定位的基板定位机构。作为基板搬送机构，大多采用利用水平行进的搬送带使基板移动的方式，作为这样的搬送带方式的基板搬送机构中的基板定位机构，已知基于在搬送带的侧方配置的基板检测传感器的检测信号进行基板的停止位置控制的传感器方式的结构（例如，参照专利文献1）。

在该专利文献例所示的在先技术中，采用具备投光器和受光器的遮光式传感器，通过受光器检测来自投光器的检查光被基板遮挡的情况来检测出基板到达了减速开始位置。并且，此后，通过以预先设定的负加速度使搬送带减速，从而使基板停止在目标停止位置。

专利文献1：日本特开2009-173433号公报

然而，包括上述的在先技术例在内，在使用搬送带的基板搬送机构中的现有的基板定位中，存在着由于搬送带的表面性状的变动等导致基板的减速特性不稳定，从而最终的停止位置发生偏移的倾向。即，由于基板仅载置在搬送带上，因此容易因减速时作用的负加速度而发生滑移。因此，减速开始位置需要在预先假定该滑移量的基础上设定。

该滑移量是考虑到搬动带和基板之间的摩擦系数等而凭经验设定的，不过由于搬送带的表面性状并不恒定，因此存在着假定的滑移量不恰当的情况，由此会产生以下所述的不良情况。例如，将滑移量设定得过大的话，基板在到达目标停止位置为止会不必要地以低速移动，搬送动作时间延迟。而在滑移量过小的情况下，基板会越过目标停止位置而停止，产生用于使基板返回目标停止位置的多余的搬送动作时间。这样，在现有的采用搬送带的基板搬送机构的基板定位方法中，存在着难以与搬送带的表面性状对应地恰当设定基板停止所需的减速距离，搬送动作时间延迟而阻碍生产率的提高的情况。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种基板定位方法，其能够恰当地设定基板停止所需的减速距离而提高生产率。

本发明的基板定位方法，其为在电子元件安装用装置的基板搬送机构中将由搬送带搬送的基板定位在预定的目标停止位置的基板定位方法，其中，所述基板搬送机构具备：带驱动机构，驱动所述搬送带；第一基板检测传感器，在为了规定基板搬送动作中的所述基板的减速开始时刻而设定的减速基准位置检测基板；第二基板检测传感器，在所述目标停止位置检测基板；第三基板检测传感器，在基板搬送方向的比所述目标停止位置靠下游侧设定的越程检测位置检测基板；参数存储部，存储控制参数，所述控制参数包括规定从基于所述第一基板检测传感器的基板检测时刻起到使所述带驱动机构的搬送速度减速的减速开始时刻为止的时滞的减速时刻参数、表示基板搬送动作中的表示通常的搬送速度的第一搬送速度和表示减速后的搬送速度的第二搬送速度的速度参数；以及控制部，基于所述第一基板检测传感器、第二基板检测传感器和第三基板检测传感器的检测结果以及所述控制参数来控制所述带驱动机构，所述基板定位方法包括：参数计数工序，若利用所述第一基板检测传感器检测出所述基板，则开始所述减速时刻参数的计数；基板减速工序，在所述减速时刻参数的计数值达到与所述规定的时滞相当的规定计数值的时刻，使基于所述带驱动机构的搬送速度从第一搬送速度减速至第二搬送速度；基板停止工序，若由所述第二基板检测传感器检测出所述基板，则使所述带驱动机构停止而使基板停止；停止位置判断工序，根据所述第三基板检测传感器是否检测出基板，来判断是否存在所述基板从所述目标停止位置超过定位容许范围而停止的位置偏移；以及调整工序，基于所述停止位置判断工序的判断结果来调整所述减速时刻参数的规定计数值。

发明效果

根据本发明，在将由搬送带搬送的基板定位于预定的目标停止位置的基板定位时，若由规定基板减速时刻的第一基板检测传感器检测出基板则开始减速时刻参数的计数，在减速时刻参数的计数值达到与规定的时滞相当的规定计数值的时刻，使基于带驱动机构的搬送速度从第一搬送速度减速至第二搬送速度，在这样的搬送控制中，基于是否存在基板从目标停止位置超过定位容许范围而停止的位置偏移的判断结果，调整减速时刻参数的规定计数值，通过使用这样的方法，能够恰当地设定基板停止所需的减速距离而提高生产率。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的电子元件安装装置的俯视图。

图2是本发明的一个实施方式的电子元件安装装置的基板搬送机构的说明图。

图3是本发明的一个实施方式的电子元件安装装置的基板搬送机构的基板搬送和停止功能的说明图。

图4是本发明的一个实施方式的电子元件安装装置的基板定位功能的说明图。

图5是示出本发明一个实施方式的电子元件安装装置的控制系统的结构的框图。

图6是示出本发明的一个实施方式的电子元件安装装置的基板定位方法的流程图。

图7是示出本发明的一个实施方式的基板定位方法的基板搬送动作的流程图。

图8是示出本发明的一个实施方式的基板定位方法的基板搬送动作的动作说明图。

标号说明

1：电子元件安装装置；

3：基板搬送机构；

4：基板；

4c：位置基准标记；

13：搬送带；

17：第一基板检测传感器；

18：第二基板检测传感器；

19：第三基板检测传感器；

[S]：安装工作区；

E：目标停止位置；

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。首先，参照图1，说明电子元件安装装置1的结构。在图1中，在基台2的中央配置有基板搬送机构3。基板搬送机构3具备两条搬送轨道3a，其从上游侧接收作为安装对象的基板4，并且沿X方向（基板搬送方向）搬送并定位。在基板搬送机构3的两侧分别配置有元件供给部5，在元件供给部5并列设置有多个带式供料器6。带式供料器6通过对保持有作为安装对象的电子元件的载带进行间距进给，从而将电子元件供给到基于以下说明的元件搭载机构的取出位置。

在基台2上表面的X方向的端部配置有Y轴移动工作台7，在Y轴移动工作台7以沿Y方向移动自如的方式装配有两个X轴移动工作台8。并且，在X轴移动工作台8分别以沿X方向移动自如的方式装配有搭载头9。搭载头9是具备多个单位搭载头9a的多工位头，单位搭载头9a在下端部具备吸附保持电子元件的吸嘴（图示省略）。通过驱动Y轴移动工作台7、X轴移动工作台8，搭载头9沿X方向和Y方向移动，利用吸嘴从元件供给部5的带式供料器6取出电子元件，并将该电子元件运送搭载于在基板搬送机构3定位保持的基板4。在上述结构中，Y轴移动工作台7、X轴移动工作台8和搭载头9构成元件搭载机构10，该元件搭载机构10利用搭载头9从元件供给部5取出电子元件并运送搭载到利用基板搬送机构3定位保持的基板4。

在Y轴移动工作台8的下表面装配有与搭载头9一体地移动的基板识别摄像机11，与搭载头9一起移动到在基板搬送机构3定位的基板4的上方的基板识别摄像机11对基板4的任意位置进行拍摄。在本实施方式中，基板识别摄像机11识别在基板4形成的位置识别标记4a来识别元件安装点的位置，并且基板识别摄像机11拍摄在基板4的前端部形成的位置基准标记4c并通过识别处理部23（参照图5）识别位置，从而检测出基板4定位时的位置偏移。

在搭载头9从元件供给部5向基板搬送机构3移动的移动路径上配置有元件识别摄像机12。通过使吸附保持有电子元件的搭载头9在元件识别摄像机12的上方移动，从而由元件识别摄像机12识别处于由吸嘴保持的状态的电子元件。在基于元件搭载机构10的元件搭载时，基于基板识别摄像机11的基板识别结果和元件识别摄像机12的元件识别结果，校正基板4上的搭载位置。在上述结构中，基板识别摄像机11作为与搭载头9一体移动而从上方拍摄并识别基板4的基板识别构件。

接下来参照图2，说明基板搬送机构3的结构和功能。在图2（a）中，基板搬送机构3具备沿两条搬送轨道3a在X方向配置的搬送带13。如图2（b）所示，搬送带13搭在配置于搬送轨道3a的两端部的两个带轮13a和以马达为驱动源的带驱动机构14的驱动带轮14a上。通过驱动带驱动机构14，搬送带13沿搬送轨道3a水平移动，沿X方向搬送载置在搬送带13的上表面的基板4。

在基板搬送机构3的搬送路径上，与搭载头9能够移动的范围、即元件搭载机构10能够进行元件搭载的安装作业区域对应地，设定有安装工作区[S]。在安装工作区[S]设有利用升降机构15b使下托部件15a升降（箭头b）的结构的基板下托部15。在下托部件15a的上表面立起设置有与基板4的下表面抵接而进行下托支承的多个下托销15c。通过使下托部件15a相对于搬入安装工作区[S]并使前端面4b与预定的目标停止位置E（此处所示的例子中为安装工作区[S]的前缘线）一致地停止的基板4上升，从而利用升降自如的下托销15c从下表面侧对基板4进行下托支承。

在基板搬送机构3的搬送轨道3a上，在相对于目标停止位置E向上游侧隔开预定距离的位置配置有第一基板检测传感器17，并且在相对于目标停止位置向上游和下游两个方向分别隔开间隔d的两个位置配置有第二基板检测传感器18和第三基板检测传感器19。第一基板检测传感器17、第二基板检测传感器18、第三基板检测传感器19均为透射型的光学传感器，通过由搬送带13搬送的基板4的前端面4b（参照图4）经过这些光学传感器各自的检测光轴，从而检测出基板4的前端面4b到达了第一基板检测传感器17、第二基板检测传感器18、第三基板检测传感器19的位置的情况。第一基板检测传感器17、第二基板检测传感器18、第三基板检测传感器19的检测信号传递到电子元件安装装置1的主体所具备的控制部20（参照图5）。

参照图3，说明采用这些光学传感器的基板定位功能。图3（a）示出驱动搬送带13的带驱动机构14的速度模式，图3（b）示出这些光学传感器的配置与基板4的减速/停止动作的关联。当为了开始搬送带13对基板4的搬送动作而从停止状态驱动带驱动机构14时，首先在加速结束时刻t1，搬送速度V被加速至表示基板搬送动作中的通常的搬送速度的第一搬送速度V1，基板4被以第一搬送速度V1搬送。

在该搬送过程中，在第一基板检测传感器17检测出基板4的前端面4b的时刻（基板检测时刻t2），控制部20检测出基板4到达用于基板停止的减速基准位置，即为了规定基板搬送动作中的基板4的减速开始时刻而设定的位置。并且，实际的减速在从基板检测时刻t2起经过与预先设定的减速延迟脉冲量相当的时滞ΔT后的减速开始时刻t3开始。由此，搬送速度V从第一搬送速度V1开始减速，在减速结束时刻t4减速至为了基板停止而设定的低速的第二搬送速度V2为止。

并且，在以第二搬送速度V2搬送基板4的减速搬送过程中，在由第二基板检测传感器18检测出基板4的前端面4b的基板停止时刻t5，控制部20向带驱动机构14发出停止指令，由此将用于使基板4停止的制动接通，从而基板4停止。在该停止动作中，在第三基板检测传感器19检测出前端面4b的情况下，与停止动作无关地判断为基板4越程而超过了停止位置的容许限度，进行使停止后的基板4后退而接近目标停止位置E的位置偏移校正动作。

参照图4，对该位置偏移校正进行说明。即，如图4（a）所示，当在位于上方的基板识别摄像机11的光学坐标系中的基准位置与目标停止位置E匹配的状态下搬送基板4并停止时，由基板识别摄像机11对前端面4b附近进行拍摄。由此，识别出位置检测部位即位置基准标记4c的位置，检测出表示其与目标停止位置E之间的位置误差的识别位置偏移量Δx。另外，作为位置检测部位，也可以取代在基板面设置位置基准标记4c，而将基板4的前端面4b作为位置检测部位使用。

将该识别位置偏移量Δx加上表示位置基准标记4c与前端面4b之间的距离的间隔c得到的值作为表示基板4的停止状态下的定位误差的位置偏移误差Δ1。并且，如图4（b）所示，通过控制部20控制基板搬送机构3的带驱动机构14，使基板4移动所求得的位置偏移误差Δ1，从而基板4的前端面4b与目标停止位置E一致，将基板4无位置偏移误差地定位于正确的位置。

即，在上述基板搬送中，第一基板检测传感器17在用于规定基板搬送动作中的基板4的减速开始时刻而设定的减速基准位置检测基板4。第二基板检测传感器18在以减速后的状态搬送的过程中，在目标停止位置E检测基板4。而且，第三基板检测传感器19在设定于比目标停止位置E靠下游侧的越程检测位置检测基板4。

接下来，参照图5，说明控制系统的结构。在此，仅对电子元件安装装置1的控制功能中的、在基板搬送机构3对基板4进行定位保持的功能进行说明。控制部20通过基于在参数存储部21存储的减速时刻参数21a、速度参数21b控制以下的各部分，从而执行基板4的搬送和定位。减速时机参数21a规定从基于第一基板检测传感器17的基板检测时刻t2起到使带驱动机构14的搬送速度V减速的减速开始时刻t3为止的时滞ΔT。

在此，将带驱动机构14的马达的驱动脉冲数用作减速时刻参数21a。另外，作为减速时刻参数，也可以取代采用马达的驱动脉冲，而采用以第一基板检测传感器17的检测信号作为触发器来对时间计数得到的时钟值。速度参数21b规定了基板搬送动作中的作为通常的搬送速度的第一搬送速度V2和作为减速后的搬送速度的第二搬送速度V2。即，参数存储部21存储有包括减速时刻参数21a、速度参数21b的控制参数。

机构驱动部22由控制部20控制，其驱动基板搬送机构3的带驱动机构14、基板下托部15的各部分。即，控制部20基于第一基板检测传感器17、第二基板检测传感器18和第三基板检测传感器19的检测结果以及在参数存储部21存储的上述的控制参数，控制带驱动机构14。该控制是通过作为控制部20的内部控制处理功能的定位处理部20a、位置偏移检测处理部20b、位置偏移校正处理部20c进行的。

即，定位处理部20a通过控制基板搬送机构3来进行在安装工作区[S]使基板4停止在目标停止位置E的处理。位置偏移检测处理部20b进行下述处理：基于利用识别处理部23对基板识别摄像机11的拍摄结果进行识别处理后的结果，检测出在停止的基板4设置的位置检测部位即位置基准标记4c，而检测出其与目标停止位置E之间的位置偏移误差。位置偏移校正处理部20c进行下述处理：通过以校正所检测出的位置偏移误差的方式控制基板搬送机构3，从而使基板4的停止位置与目标停止位置E一致。

接着，参照图6、图7、图8，对在作为电子元件安装用装置的电子元件安装装置1中，在基板搬送机构3将利用搬送带13搬送的基板4定位于预定的目标停止位置E的基板定位方法进行说明。当电子元件安装装置1的工作开始后，首先从参数存储部21利用减速时刻参数21a读取作为减速时刻参数21a的减速延迟脉冲P（ST1）。由此，规定在该基板定位动作中适用的时滞ΔT（参照图3）。接着，基于读取的减速延迟脉冲P，执行基板搬送机构3的基板搬送动作（ST2）。

对于该基板搬送动作的详细参照图7、图8说明。首先，使基板识别摄像机11向安装工作区[S]的上方移动，如图8（a）所示，使其在基板搬送机构3位于目标停止位置E的正上方。此时，在基板搬送机构3从上游侧搬入基板4，并向下游侧搬送（箭头c）。在该搬送过程中，通过定位处理部20a监视是否由第一基板检测传感器17检测出基板4（ST21），若第一基板检测传感器17检测出基板4的前端面4b，则开始减速延迟脉冲的计数（ST22）（参数计数工序）。

接着，如图8（b）所示，在基板4继续向下游侧搬送（箭头d）的过程中，在计数值达到与规定的时滞ΔT相当的规定计数值、即达到读取的规定的减速延迟脉冲P的时刻，将搬送速度从第一搬送速度V1减速至第二搬送速度V2（ST23）（基板减速工序）。然后，在减速状态下将基板4向下游侧搬送的过程中，监视是否由第二基板检测传感器18检测出基板4（ST24）。并且，如图8（c）所示，在第二基板检测传感器18检测出基板4的前端面4b的时刻，使带驱动机构14停止而使基板4停止（ST25）（基板停止工序）。

即，通过搬送带13制动而基板4停止，但此时如图8（d）所示，基板4因惯性而向搬送方向稍稍移动后停止，在停止状态下前端面4b处于相对于目标停止位置E位置偏移了位置偏移误差Δ1的状态。在此，在位置偏移误差Δ1超过第三基板检测传感器19的位置的情况下，控制基板搬送机构3以使前端面4b回到第三基板检测传感器19的上游侧为止。接着，在前端面4b位于第三基板检测传感器19与第二基板检测传感器18之间的状态下，执行位置偏移检测。

并且，在该停止动作开始后，根据第三基板检测传感器19是否检测出基板4，判断基板4实际停止的实际停止位置是否在容许界限范围内，即判断是否存在基板4相对于目标停止位置E超过定位容许范围而停止的位置偏移（ST26）（停止位置判断工序）。该判断通过如下步骤进行：利用基板识别摄像机11拍摄在停止的基板4设置的位置检测部位（位置基准标记4c），检测出前端面4b与目标停止位置E之间的位置偏移误差Δ1。

在此，在位置偏移误差Δ1超过了不阻碍基板4的正常的下托支承的容许限度的情况下，通过以校正所检测出的位置偏移误差Δ1的方式控制基板搬送机构3，从而进行使基板4的停止位置与目标停止位置E一致的位置偏移校正动作。接着，如此定位在目标停止位置E的基板4由基板下托部15下托，成为能够由元件搭载机构10进行元件搭载作业的状态。

接着，对基于（ST26）所示的停止位置判断工序的判断结果调整预先规定的减速时刻参数21a的规定计数值的调整工序进行说明。在图6中，当（ST2）结束时，监视每次是否发生由第三基板检测传感器19检测出基板4的前端面4b的越程（ST3）。在此，当发生越程时，使在该时刻规定的减速延迟脉冲P减少（ST4）。即，从该时刻的脉冲值（P）减去预定的减数值ΔP得到新的脉冲值（P）。由此，图3所示的时滞ΔT缩短，减速开始时刻t3提前，减速距离延长。接着，将新的减速延迟脉冲P存储在参数存储部21（ST5），将表示连续未发生越程地执行定位的无越程反复次数的计数器的计数值N重置为0（ST6），结束调整工序。

相对于此，当在（ST3）未发生越程的话，使上述计数器的计数值N步进一个而替换为N+1（ST7），然后判断计数值N是否达到预先设定的预定值，即表示连续未发生越程而处于能够稳定地执行定位动作的状态的无越程反复次数（ST8）。接着，当在此计数值N未达到预定值时，不进行新的减速延迟脉冲P的变更，结束调整工序。

而且，在（ST8）中，在计数值N达到预定值的情况下，判断减速延迟脉冲P是否减小（ST9）。在此，在已经执行过减速延迟脉冲P的减小的情况下，同样地不进行新的减速延迟脉冲P的变更而结束调整工序。相对于此，当在（ST9）判断为未执行减速延迟脉冲P的减小的情况下，使在该时刻规定的减速延迟脉冲P增大（ST10），即将该时刻的脉冲值（P）加上预定的相加值ΔP作为新的脉冲值（P）。由此，图3所示的时滞ΔT延长，减速开始时刻t3延后，减速距离缩短。接着，将新的减速延迟脉冲P存储在参数存储部21（ST11），将表示连续未发生越程地执行定位的无越程反复次数的计数器的计数值N重置为0（ST12），结束调整工序。

即，在上述的基板定位处理中，若在停止位置判断工序中判断为发生了基板4的越程而存在超过容许范围的位置偏移，则在调整工序中使减速延迟脉冲P的规定计数值减小。换言之，判断为在基板4的停止动作时发生了预定以上的基板4相对于搬送带13的滑移，从而延长减速距离，向抑制越程的发生的方向使减速延迟脉冲P的规定计数值减小。

相对于此，若在停止位置判断工序中判断为连续预定次数以上实现无越程而没有超过容许范围的位置偏移，则在调整工序中使所述规定计数值增大。即，在该情况下，判断为在基板4的停止动作时发生的滑移尚未达到越程的程度，该时刻的减速距离存在充分的余量，从而缩短减速距离，向尽量缩短定位停止动作时的动作时间的方向使减速延迟脉冲P的规定计数值减小。

在上述说明的本实施方式中，采用下述方法：在将由搬送带13搬送的基板4定位于预定的目标停止位置E的基板定位时，若由规定基板减速时刻的第一基板检测传感器17检测出基板4，则开始作为减速时刻参数的减速延迟脉冲的计数，在减速延迟脉冲的计数值达到与规定的时滞ΔT相当的规定计数值的时刻，使基于带驱动机构14的搬送速度V从第一搬送速度V1减速至第二搬送速度V2，在这样的搬送控制中，基于是否存在基板4从目标停止位置E超过定位容许范围而停止的位置偏移的判断结果，调整减速延迟脉冲的规定计数值。

由此，即使是在基板停止时基板4相对于搬送带13的滑移量不稳定的情况下，也能够恰当地设定为了实现稳定的基板停止而充分必要的减速距离，缩短基板停止动作所需的时间，提高生产率。

工业上的可利用性

本发明的基板定位方法具有能够恰当地设定基板停止所需的减速距离而提高生产率的效果，在将电子元件安装于基板而制造安装基板的领域中是有用的。

Claims (3)

1.一种基板定位方法，其为在电子元件安装用装置的基板搬送机构中将由搬送带搬送的基板定位在预定的目标停止位置的基板定位方法，其特征在于，

所述基板搬送机构具备：

带驱动机构，驱动所述搬送带；

第一基板检测传感器，在为了规定基板搬送动作中的所述基板的减速开始时刻而设定的减速基准位置检测基板；

第二基板检测传感器，在所述目标停止位置检测基板；

第三基板检测传感器，在基板搬送方向的比所述目标停止位置靠下游侧设定的越程检测位置检测基板；

参数存储部，存储控制参数，所述控制参数包括规定从基于所述第一基板检测传感器的基板检测时刻起到使所述带驱动机构的搬送速度减速的减速开始时刻为止的时滞的减速时刻参数、表示基板搬送动作中的表示通常的搬送速度的第一搬送速度和表示减速后的搬送速度的第二搬送速度的速度参数；以及

控制部，基于所述第一基板检测传感器、所述第二基板检测传感器和所述第三基板检测传感器的检测结果以及所述控制参数来控制所述带驱动机构，

所述基板定位方法包括：

参数计数工序，若利用所述第一基板检测传感器检测出所述基板，则开始所述减速时刻参数的计数；

基板减速工序，在所述减速时刻参数的计数值达到与所述规定的时滞相当的规定计数值的时刻，使基于所述带驱动机构的搬送速度从所述第一搬送速度减速至所述第二搬送速度；

基板停止工序，若由所述第二基板检测传感器检测出所述基板，则使所述带驱动机构停止而使基板停止；

停止位置判断工序，根据所述第三基板检测传感器是否检测出基板，来判断是否存在所述基板从所述目标停止位置超过定位容许范围而停止的位置偏移；以及

调整工序，基于所述停止位置判断工序的判断结果来调整所述减速时刻参数的规定计数值。

2.根据权利要求1所述的基板定位方法，其特征在于，

若在所述停止位置判断工序中判断为存在所述位置偏移，则在所述调整工序中使所述规定计数值减小。

3.根据权利要求1所述的基板定位方法，其特征在于，

若在所述停止位置判断工序中判断为连续预定次数以上不存在所述位置偏移，则在所述调整工序中使所述规定计数值增大。