JP2000124687A - 実装機の基板支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる厚さの基板を搬送ラインに供給しても
電子部品を安定して実装することができる実装機の基板
支持装置を提供する。 【解決手段】 可動フレーム37に基板支持用部材41,42
が設けられ、基板搬送時には退避し、基板が所定の実装
位置に到達すると可動フレーム37を基板の下方且つ近傍
に移動させるとともに基板支持用部材41,42を基板に当
接させて基板を保持する基板支持装置において、可動フ
レーム37を昇降させるフレーム昇降機構30,30b,30c,35,
34と、基板の厚さを判別する厚さ判別部39cと、その厚
さ判別部39cによって検出された基板の厚さに応じて、
基板と可動フレームとの距離を一定にすべくフレーム昇
降機構を制御するコントローラ39とを備えてなることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に電子部品
等を実装する実装機に関し、より詳しくは、コンベアに
よって搬送される基板を所定の実装位置で支持する基板
支持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品を自動的に実装する実装
機には基板搬送ラインが備えられており、その搬送ライ
ン上に基板支持装置が設けられている。

【０００３】基板支持装置は、図４に示すように、コン
ベア５０，５０で搬送される基板Ｐを所定の実装位置に
て支持するためのものであり、基板Ｐ搬送時にはコンベ
ア５０，５０の下方に待機し、基板Ｐが実装位置に到達
すると上昇するように昇降機構が備えられている。その
昇降機構は、通常、基板Ｐと平行に配置された可動プレ
ート５２と、その可動プレート５２を昇降させるエアシ
リンダ５３とから構成され、可動プレート５２上には、
各種の基板支持用部材が配設されている。

【０００４】基板支持用部材の一具体例としては、基板
Ｐを下方から押圧することによって基板Ｐの反りを矯正
する押圧ピン５６が示される。

【０００５】なお、図４において５７はエアシリンダ５
３から伸縮されるロッドをガイドするスリーブである。
また、５８は可動プレート５２の両側にそれぞれ鉤状に
対向して配置され、可動プレート５２の上限を規制する
規制板である。この規制板５８と昇降プレート５２上面
との間には圧縮コイルばね５９が配設されている。

【０００６】上記基板支持装置によれば、可動プレート
５２を上昇させて押圧ピン５６を基板Ｐの裏面に当接さ
せ、基板Ｐを所定の実装位置で支持することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た基板支持装置では、基板Ｐの厚さに誤差がある場合で
も圧縮コイルばね５９でその誤差を吸収できるようにな
ってはいるものの、可動プレート５２は、待機位置と位
置決め位置との間で往復動作するだけのものであるた
め、ロット毎に基板の厚さが異なるような実装処理には
充分に対応できないという問題がある。具体的には、厚
さが異なる基板Ｐに対して従来例の基板支持装置を適用
すると、基板Ｐと可動プレート５２との距離が基板毎に
変化することになる。その結果、基板Ｐに対する押圧ピ
ン５６の押圧力が増減する。そして、押圧力が過剰に作
用した場合には基板Ｐに反りが生じて電子部品の取り付
け不良が生じ、また、押圧力が不足すると、基板Ｐの反
りを矯正することができなくなるという不都合が生じ
る。

【０００８】本発明は以上のような従来の基板支持装置
における課題を考慮してなされたものであり、異なる厚
さの基板を搬送ラインに供給しても電子部品を安定して
実装することができる実装機の基板支持装置を提供する
ものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、昇降可能な可
動フレームに基板支持用部材が設けられ、基板搬送時に
は可動フレームが下降し、基板が所定の実装位置に到達
すると可動フレームが上昇することにより基板支持用部
材を基板に当接させて基板を支持する基板支持装置にお
いて、可動フレームを昇降させ、且つ可動フレーム上昇
位置を調節可能とするフレーム昇降機構と、基板の厚さ
を判別する厚さ判別手段と、厚さ判別手段によって判別
された基板の厚さに応じて、基板と可動フレームとの距
離を一定にすべくフレーム昇降機構を制御する制御手段
とを備えてなる実装機の基板支持装置である。

【００１０】本発明においてフレーム昇降機構は、可動
フレームから複数垂設されたボールねじと、そのボール
ねじと螺合するナット体と、各ナット体を定位置で回転
させることによりボールねじをその軸方向に移動させる
駆動部とから構成することが好ましい。また、その場
合、ナット体にホイールを取り付け、上記駆動部は各ホ
イールに架け渡されたベルトと、そのベルトを周回させ
る一つの駆動モータから構成することが好ましい。

【００１１】また、本発明における基板支持用部材は、
基板の下面に当接して基板の反りを矯正する押圧部を有
することが好ましい。

【００１２】本発明によれば、基板を搬送するにあた
り、厚さ判別手段が基板の厚さを判別し、基板が所定の
実装位置に到達すると、制御手段はその判別された基板
の厚さに応じて基板と可動フレームとの距離が一定とな
るようにフレーム昇降機構を制御する。それにより、厚
さの異なる基板を実装機の搬送ラインに供給した場合で
あっても基板を正確に支持することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施形態に基
づいて本発明を詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明の基板支持装置が適用される
実装機を示した平面図である。

【００１５】まず、同図において、基台１上にはコンベ
ア２が配置され、そのコンベア２によって基板Ｐが搬送
され、後述する基板支持装置３によって支持されるよう
になっている。

【００１６】コンベア２を挟んでその手前側には第一の
部品供給部４、奥側には第二の部品供給部５がそれぞれ
対向して配置されている。

【００１７】第一の部品供給部４には多数のテープフィ
ーダ４ａが列設されており、各テープフィーダ４ａは、
それぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状
のチップ部品が所定の間隔で保持されており、図示しな
いリールから導出されるようになっている。

【００１８】第二の部品供給部５には、同じ構成からな
る二つのトレイフィーダ６，７が並設され、第一トレイ
フィーダ６及び第二トレイフィーダ７にはトレイ収納部
８及び９が備えられている。これらのトレイ収納部８，
９内にはＱＦＰ、ＰＬＣＣ等の比較的大きなサイズの電
子部品を並べて載置したトレイ１０が多段格納されるよ
うになっている。

【００１９】第一トレイフィーダ６を代表して説明する
と、トレイ収納部８には、多段トレイを昇降させる昇降
機構が内蔵されており、多段トレイをトレイ収納部８内
で昇降させることができるようになっている。

【００２０】トレイ収納部８前方（図１において下側）
の基台１上には、Ｙ軸方向に向けて配置され且つコンベ
ア２近傍まで固定レール１１が延設され、固定レール１
１上をトレイ１０を把持するためのチャック部材１２が
滑動するようになっている。なお、１３，１３は固定レ
ール１１の上方に固定レール１１と平行して配置された
一対のトレイガイドであり、トレイ１０が引き出される
場合または格納される場合にトレイ１０をガイドするよ
うになっている。

【００２１】上記構成により、トレイ収納部８内の昇降
機構を作動させると、所望のトレイ１０をトレイガイド
１３に対応する高さに位置決めすることができ、位置決
めされたトレイ１０はさらにチャック部材１２によって
把持されてトレイ収納部８から引き出され、コンベア２
近傍まで移動して電子部品供給位置にセットされる。

【００２２】また、基台１の上方には、電子部品実装用
のヘッドユニット１６が備えられ、Ｘ軸方向（コンベア
移動方向）とＹ軸方向（コンベア移動方向と直交する方
向）とに移動することができるようになっている。

【００２３】詳しくは、基台１にはＹ軸方向に沿って一
対の固定レール１７が平行に配置されており、両固定レ
ール１７，１７にヘッドユニット支持部材１８が架設さ
れている。このヘッドユニット支持部材１８にはＹ軸方
向に雌ねじ部１９が形成されており、この雌ねじ部１９
にボールねじ軸２０が螺合されている。

【００２４】ボールねじ軸２０はＹ軸サーボモータ２１
の回転軸に接続されており、従って、Ｙ軸サーボモータ
２１を正転または逆転させると、ヘッドユニット支持部
材１８がＹ軸方向に移動する。

【００２５】また、ヘッドユニット支持部材１８にはＸ
軸サーボモータ２２が取り付けられており、そのＸ軸サ
ーボモータ２２を正転または逆転させると、その回転軸
に接続されたボールねじ軸２３と螺合されているヘッド
ユニット１６がＸ軸方向に移動するようになっている。

【００２６】上記ヘッドユニット１６には、電子部品を
吸着するための１乃至複数本の吸着ヘッド（図示しな
い）が備えられている。各吸着ヘッドはＺ軸サーボモー
タ（図示しない）を駆動源としてヘッドユニット１６の
フレームから基板に対し下降または上昇することができ
るとともに、Ｒ軸サーボモータ（図示しない）を駆動源
として回転することができるようになっている。また、
各吸着ヘッドの下端には電子部品吸着用のノズルが設け
られており、図示しない負圧発生手段による吸引力で電
子部品を吸着するようになっている。

【００２７】次に、基板支持装置３の構成を、図２及び
図３を参照しながら説明する。

【００２８】図２は基板支持装置３における駆動部の構
成を示したものである。

【００２９】同図において、３０，３１，３２，３３は
ボールねじ軸であり、各ボールねじ軸にはナット（ナッ
ト体）３０ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａがそれぞれ螺合
されており、各ナット３０ａ〜３０ｄには従動ホイール
３０ｂ，３１ｂ，３２ｂ，３３ｂがそれぞれ固定されて
いる。

【００３０】３４ａはサーボモータ３４の回転軸に固定
されている駆動ホイールであり、この駆動ホイール３４
ａ及び各従動ホイール３０ｂ，３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ
にタイミングベルト３５が架け渡されている。なお、３
６はタイミングベルト３５にテンションを与えるための
テンションローラである。上記サーボモータ３４を正転
または逆転させると、タイミングベルト３５が矢印Ａ方
向またはＢ方向に走行する。なお、図中、ＣＨは上記ト
レイフィーダにおけるチャック部材１２の駆動部であ
り、ボールねじ軸３０〜３３によって支持される可動フ
レーム３７は、上記駆動部ＣＨを避けるように切り欠き
３７ｂ，３７ｂが設けられている。

【００３１】図３は基板支持装置３の要部を示す正面図
である。なお、以下の説明においてはボールねじ軸３０
を代表して説明することとする。

【００３２】基台１内壁に固定されているフレーム１ａ
を貫通してボールねじ軸３０が縦方向に設けられてお
り、そのボールねじ軸３０にナット体としての筒状ナッ
ト３０ａが螺合している。筒状ナット３０ａの上部には
フランジ部３０ｃが鍔状に形成されており、そのフラン
ジ部３０ｃを覆うようにしてボルト３０ｄを介しホイー
ル３０ｂが一体に取り付けられている。

【００３３】また、筒状ナット３０ａはフレーム１ａに
固定されている筒状受け座３０ｅ内に収納されており、
筒状ナット３０ａと筒状受け座３０ｅとの環状隙間には
ベアリング３０ｆが挿入されている。

【００３４】また、ボールねじ軸３０の上端には、皿状
鍔部３０ｇを有する筒状キャップ３０ｈが取り付けられ
ており、可動フレーム３７下面にはその皿状鍔部３０ｇ
下面と係合し得る筒状係止部３０ｉが取り付けられてい
る。皿状鍔部３０ｇ下面と筒状係止部３０ｉとが当接す
るとき、筒状キャップ３０ｈの上端と可動フレーム３７
下面との間に若干隙間が形成されるようになっている。
そして、筒状キャップ３０ｈ内には圧縮コイルスプリン
グ３０ｊが装着されている。

【００３５】上記皿状鍔部３０ｇの下面は円弧状に形成
されているとともに、筒状係止部３０ｉはその円弧状下
面の一部と接触しながら若干揺動することができ、それ
により可動フレーム３７の傾斜を許容するようになって
いる。

【００３６】可動フレーム３７の下面には棒状のストッ
パ３８が垂架されており、可動フレーム３７の移動下限
を規制するようになっている。また、可動フレーム３７
の上面には、基板Ｐを下方から押圧することによって基
板Ｐの反りを矯正する押圧ピン（押圧部）４２が突設さ
れている。

【００３７】また、サーボモータ（駆動モータ）３４は
コントローラ（制御手段）３９から出力されるパルス信
号によって回転数が制御されるようになっている。コン
トローラ３９の基板厚さ判別部（厚さ判別手段）３９ａ
は基板の厚さを判別したときに、基板と可動フレーム３
７との距離を一定にするようにサーボモータ３４を制御
する。なお、基板と可動フレーム３７との距離を一定に
すれば、基板に対して常に適性な押圧力を作用させ反り
を矯正した状態で基板を保持することができる。

【００３８】上記コントローラ３９のメモリ３９ｂに
は、複数種類の実装処理についてそれぞれの処理で使用
する部品の仕様が記憶されており、基板の厚さは基板の
サイズデータの一つとして記憶されている。また、コン
トローラ３９の変換テーブル３９ｃには、実装処理毎に
基板厚さと可動フレーム上昇量との関係が対応して記憶
されており、基板厚さが与えられると、その基板厚さに
対応する可動フレーム上昇量を読み出すことができるよ
うになっている。なお、４０は各種のデータ及び制御命
令を入力する入力部である。

【００３９】次に、上記構成を有する基板支持装置の動
作について説明する。

【００４０】入力部４０を操作してオペレータが所望の
実装処理を選択すると、コントローラ３９の基板厚さ判
別部３９ａは、その選択された実装処理で使用される基
板の厚さを、基板のサイズデータが記憶されているメモ
リ３９ｂから読み出し、変換テーブル３９ｃに転送す
る。変換テーブル３９ｃでは読み出された基板厚さに対
応する可動フレーム上昇量が読み出される。

【００４１】次いでコントローラ３９は読み出した可動
フレーム上昇量をパルス信号に変換してサーボモータ３
４に出力する。

【００４２】サーボモータ３４が回転しタイミングベル
ト３５がＢ方向に走行すると、ホイール３０ｂが回転す
るとともにナット体３０ａが回転し、ボールねじ軸３０
が上向きに押し上げられる。このとき、タイミングベル
ト３５はボールねじ軸３０〜３３に架け渡されているた
め、各ボールねじ軸３０〜３３が連動して押し上げら
れ、各ボールねじ軸３０〜３３に支持されている可動フ
レーム３７を上昇させる。そして、可動フレーム３７の
上昇により、押圧ピン４２が基板Ｐ下方を押圧して基板
Ｐの反りを矯正する。

【００４３】なお、本発明における厚さ判別手段は、上
記実施形態ではオペレータが実装処理を選択する指示に
基づいてメモリ３９ｂから基板厚さを読み出すように構
成したが、これに限らず、搬送ラインに供給される基板
に識別コードを付加し、その識別コードを読取器で読み
取り、メモリ３９ｂから基板厚さを読み出すように構成
することもできる。

【００４４】また、本発明の押圧部は、上記実施形態で
は押圧ピンで構成したが、これに限らず、押圧プレー
ト、押圧ローラ等、要するに基板の反りを矯正すること
ができるものであれば、任意の押圧手段を使用すること
ができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の基板支持装置によれば、異なる厚さの基板を搬
送ラインに供給しても電子部品を安定して実装すること
ができる。

【００４６】フレーム昇降機構を、可動フレームから複
数垂設されたボールねじと、そのボールねじと螺合する
ナット体と、各ナット体を定位置で回転させる駆動部と
から構成しておけば、可動フレームの上昇高さを精密に
制御することができるという長所を有する。

【００４７】ナット体にホイールを取り付け、駆動部を
各ホイールに架け渡されたベルトと、そのベルトを周回
させる一つの駆動モータから構成しておけば、エアーシ
リンダのようにエアー供給源を必要としないため、可動
フレームの昇降構造を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板支持装置の平面図である。

【図２】基板支持装置の駆動部の構成を示す要部平面図
である。

【図３】基板支持装置の昇降構造を示す要部正面図であ
る。

【図４】従来の基板支持装置の構成を示す要部正面図で
ある。

【符号の説明】 １ 基台 ２ コンベア ３ 基板支持装置 ３０〜３３ ボールねじ軸 ３４ サーボモータ ３５ タイミングベルト ３７ 可動フレーム ３９ コントローラ ３９ａ 基板厚さ判別部 ３９ｂ メモリ ３９ｃ 変換テーブル ４０ 入力部 Ｐ 基板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 昇降可能な可動フレームに基板支持用部
   材が設けられ、基板搬送時には可動フレームが下降し、
   基板が所定の実装位置に到達すると前記可動フレームが
   上昇することにより前記基板支持用部材を前記基板に当
   接させて前記基板を支持する基板支持装置において、 前記可動フレームを昇降させ、且つ前記フレーム上昇位
   置を調節可能とするフレーム昇降機構と、前記基板の厚
   さを判別する厚さ判別手段と、前記厚さ判別手段によっ
   て判別された基板の厚さに応じて、前記基板と前記可動
   フレームとの距離を一定にすべく前記フレーム昇降機構
   を制御する制御手段とを備えてなることを特徴とする実
   装機の基板支持装置。
2. 【請求項２】 前記フレーム昇降機構が、前記可動フレ
   ームから複数垂設されたボールねじと、そのボールねじ
   と螺合するナット体と、各ナット体を定位置で回転させ
   ることにより前記ボールねじをその軸方向に移動させる
   駆動部とから構成される請求項１記載の実装機の基板支
   持装置。
3. 【請求項３】 前記ナット体にホイールを有し、前記駆
   動部は各ホイールに架け渡されたベルトと、そのベルト
   を周回させる一つの駆動モータから構成される請求項１
   または２に記載の実装機の基板支持装置。
4. 【請求項４】 前記基板支持用部材は、前記基板の下面
   に当接して基板の反りを矯正する押圧部を有する請求項
   １〜３のいずれかに記載の実装機の基板支持装置。