JP2001127492A - プリント基板搬送コンベア速度可変装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プリント基板搬送速度に関し、急激な速度変化
をなくし、効率の良い安定した基板搬送を行うことがで
きるプリント基板搬送コンベア速度可変装置を提供す
る。 【解決手段】表面実装部品装着機およびその周辺機器等
によって構成されている電子部品実装工程におけるプリ
ント基板搬送コンベア速度可変装置にあって、プリント
基板搬送コンベアの速度を自由に連続して変えることが
できる無段階速度制御手段を有し、該無段階速度制御手
段は、パルス列掃き出し方式により目標速度まで徐々に
速度を変化させるようにパルス周波数を調整してＳ字曲
線加減速特性で速度変化させるためのパルス発生回路を
備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面実装部品装着機お
よびその周辺機器等によって構成されている電子部品実
装工程におけるプリント基板用搬送コンベアの速度可変
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の表面実装部品装着機においても、
基板搬送用コンベアの速度を変えることができる機能は
備えており、一般的には図８（ａ）〜図８（ｄ）に示す
ような仕組みになっている。

【０００３】図８（ａ）に示すものは、ＡＣ誘導モータ
使用の低速／高速切替方式の場合であり、上位コントロ
ーラよりＡＣ誘導モータスピードコントローラに対して
低速／高速の速度の切替信号を発することにより、コン
ベアを駆動するＡＣ誘導モータの電圧を変化させ、速度
を切り替えるものである。

【０００４】この方式の場合、コンベアの速度を２段階
ではあるが切り替えることにより、停止→低速起動→高
速搬送→低速搬送→停止と制御し、搬送される基板にで
きるだけショックを与えることなく起動／停止させる仕
組みになっているが、コンベアの搬送速度を変えること
ができるとはいっても所詮低速／高速の２段階しかな
く、停止→起動、搬送→停止のショックは必ずしも小さ
いとは言えなかった。

【０００５】図８（ｂ）に示すものは、ＡＣ，ＤＣサー
ボモータ使用の無段階変速方式の場合であり、上位コン
トローラ（パルス列掃き出し装置）より、サーボドライ
バに対して速度信号としてパルス列を発する。そして、
単位時間当たりのパルス数により速度を制御する。ま
た、出力される単位時間当たりのパルス数の変化率を制
御することで加速度／減速度も制御するものである。

【０００６】この方式の場合、コンベアの速度を無段階
に変速し、搬送される基板にできるだけショックを与え
ることなく起動／搬送／停止を実現し、また、重量物も
運ぶことができ、そして、出力される単位時間当たりの
パルス数の変化率を制御することで加速度／減速度も簡
単に制御できる仕組みになっているが、このようなプリ
ント基板搬送コンベア速度可変装置にすると大変高額に
なり採算が合わなかった。

【０００７】図８（ｃ）に示すものは、ステッピングモ
ータ使用の無段階変速方式の場合であり、上位コントロ
ーラ（パルス列掃き出し装置）よりステッピングモータ
ドライバに対して速度信号としてパルスを発する。そし
て、単位時間当たりのパルス数により速度を制御する。
また、出力される単位時間当たりのパルス数の変化率を
制御することで加速度／減速度も制御するものである。

【０００８】この方式の場合、コンベアの速度を無段階
に変速し、搬送される基板にできるだけショックを与え
ることなく起動／搬送／停止を実現し、出力される単位
時間当たりのパルス数の変化率を制御することで加速度
／減速度も簡単に制御でき、図８（ｂ）に示すサーボモ
ータ方式と類似しているが、それよりもはるかに安価に
実現できる。しかし、ステッピングモータ自身はあまり
トルクがないので重量物の搬送には適さない。

【０００９】図８（ｄ）に示すものは、ＤＣモータ電圧
制御を用いた無段階変速方式の場合であり、上位コント
ローラ（速度電圧指令装置）よりＤＣモータドライバに
対して、速度信号として速度に比例した電圧を与え、Ｄ
Ｃモータドライバは上位コントローラからの速度指令電
圧を受け取り、それを実際のＤＣモータの電圧に置き替
えてモータに電力を供給する仕組みになっている。一般
に、ＤＣモータの回転数はモータに加わる電圧に比例す
るので、ＤＣモータドライバはモータに加わる電圧を制
御して回転数を変化させる。

【００１０】この方式の場合、コンベアの速度を無段階
に変速し、搬送される基板にできるだけショックを与え
ることなく起動／搬送／停止を実現し、ある程度の重量
物にも対応できるが、加速／減速の制御を行おうとする
と上位コントローラである速度指令装置がかなり複雑に
なってしまう欠点があった。 等の様々な問題点を有す
るものであった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した問
題点を解決するためになされたもので、無段階な速度制
御を実現することにより、停止→起動、搬送→停止のシ
ョックをなくし、パルス列掃き出し装置を用いることに
より、サーボモータを用いる方式よりはるかに安価にな
り、また、ステッピングモータ方式のような重量物への
制限をなくし、そして、ＤＣモータを用いて加減速制御
も上位コントローラに負担を与えることなく実現でき、
加速／減速の仕方としてもっともなめらかである“Ｓ字
加減速”が簡単な構成で実現できるプリント基板搬送コ
ンベア速度可変装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ための本発明の手段は、表面実装部品装着機およびその
周辺機器等によって構成されている電子部品実装工程に
おけるプリント基板搬送コンベア速度可変装置にあっ
て、プリント基板搬送コンベアの速度を自由に連続して
変えることができる無段階速度制御手段を有し、該無段
階速度制御手段はパルス列掃き出し方式によるプリント
基板搬送コンベア速度可変装置の構成にある。

【００１３】また、前記パルス列掃き出し方式による前
記無段階速度制御手段は、目標速度まで徐々に速度を変
化させるように、パルス周波数を調整してＳ字曲線加減
速特性で速度変化させるためのパルス発生回路を備えて
いる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明に関するプリント基板搬送コン
ベア速度可変装置の実施の一例を図面に基づいて説明す
る。

【００１５】図１〜図２においてＡは基板搬送装置で、
図３に示すように、チップ部品やＩＣ部品等の電子部品
ｂを、基板ｃ上の所定箇所へ装着する表面実装部品装着
機Ｗに用いられるものであって、機体１と、搬送手段２
と、停止手段３と、第一検出手段４と、第二検出手段５
と、制御手段６とにより基本的に構成される。

【００１６】そして、前記した搬送手段２は、表面実装
部品装着機Ｗの本体７に取り付けられた機体１における
一方向から他方向へ、移送路ｓに沿って所定速度で基板
ｃを搬送するもので、主部搬送部材２ａと、この主部搬
送部材２ａの始端側に設けられた前部搬送部材２ｂと、
主部搬送部材２ａの終端側に設けられた後部搬送部材２
ｃとからなる。

【００１７】このうち、主部搬送部材２ａは、機体１に
回転軸８を横架して、該回転軸８へ取り付けたプーリ９
にベルト１０を懸張させてあって、モータ等の主部駆動
手段１１により連続および間欠的に駆動されるベルトコ
ンベアを用いるものであり、このベルト１０は少なくと
も二条からなるもので、その上部において基板ｃの下面
を支承する。

【００１８】また、前部搬送部材２ｂおよび後部搬送部
材２ｃは、前記した主部搬送部材２ａと略同様の構成か
らなる機体１に軸支したベルトコンベアを用いるもの
で、主部搬送部材２ａの始端部と終端部において基板ｃ
が円滑に受け渡される程度に近接させて設けられ、それ
ぞれモータ等の前部駆動手段１２および後部駆動手段１
３により連続および間欠的に駆動される。

【００１９】前記した停止手段３は、搬送手段２におけ
る基板ｃの搬送途中に設けて、基板ｃを所定の停止位置
へ、すなわち、図３に示すように、Ｘ，Ｙ軸方向へ任意
に移動する装着ヘッド１４による電子部品ｂの装着位置
ｎへ、正しく位置決めさせるもので、基板ｃの前縁部に
当接する。

【００２０】そして、この停止手段３は、流体シリンダ
やソレノイド等の作動手段１５により、基板ｃの前縁部
に当接するその当接体１６が、基板ｃの移送路ｓに対し
て後記する制御手段６によって出没自在に設けられてい
る。

【００２１】前記した第一検出手段４は、基板ｃの移送
路ｓへの進入前に設けて該基板ｃを認識するものであっ
て、光電管やカメラセンサー，近接スイッチ，リミット
スイッチ等が用いられるもので、基板ｃの適所へ付設さ
れた、基板ｃの長さ，幅，厚さなどの大きさや材質等が
示される識別子３０を装着部ｎへ搬送する前に検出し
て、この検出信号を制御手段６へ送信する。

【００２２】前記した第二検出手段５は、停止手段３の
手前に設けて、移送路ｓを、特に、主部搬送部材２ａを
搬送される基板ｃを検出するもので、この検出信号は、
制御手段６に送られ、主部駆動手段１１の回転数（回転
速度）を任意に変換するものであって、この主部駆動手
段１１へ給電する電圧や電流を調整したり、インバータ
等による周波数変換を行うことでなされるもので、光電
管やカメラセンサー，近接スイッチ，リミットスイッチ
等が用いられる。

【００２３】なお、図１において１７，１８は、前部搬
送部材２ｂおよび後部搬送部材２ｃとに設けた第三およ
び第四検出手段で、その検出信号を制御手段６へ送っ
て、電子部品ｂの装着前および装着後の基板ｃを、前工
程の作業待ち等により、一時、前部搬送部材２ｂおよび
後部搬送部材２ｃ上に停止させておくものであって、そ
れぞれの前部駆動手段１２および後部駆動手段１３の回
転を止めるものであり、光電管やカメラセンサー，近接
スイッチ，リミットスイッチ等が用いられる。

【００２４】前記した制御手段６は、基板ｃの長さ，
幅，厚さ等の大きさやその材質等の固有データを、装着
処理する基板ｃの種類ごと、あらかじめ、保存してお
き、第一〜第四検出手段からの信号に基づいて搬送手段
２を、特に、主部搬送部材２ａの作動や、表面実装部品
装着機Ｗの各手段を制御するものである。

【００２５】図４は、本発明のプリント基板搬送コンベ
ア速度可変装置３１の構成を示すものであり、Ｓ字加減
速機能を持ったパルス列掃き出し装置３２からのパルス
列３３を電圧に変換するパルス列／電圧変換装置３４が
受信し、該電圧をコンベア駆動用ＤＣモータ３５に印加
し、コンベアの搬送速度を自由に連続して可変する仕組
みになっている。

【００２６】したがって、前記制御手段６は、パルス列
掃き出し装置３２とパルス列／電圧変換装置３４を具備
し、少なくとも主部駆動手段１１にはコンベア駆動用Ｄ
Ｃモータ３５を使用することになる。

【００２７】図５は、前記パルス列／電圧変換装置３４
の詳細を示すものであり、パルス列３３の立ち上がりか
らコンベア駆動用ＤＣモータ３５の印加までの関係は以
下の〜の通りとなっている。 パルスが入力されていない時は一定ＯＮ時間発生タイ
マからの出力はゼロ（半導体スイッチオフ指令）であ
る。よって半導体スイッチは開くことになる。 入力されたパルス列の立ち上がりエッジで一定ＯＮ時
間発生タイマから１（半導体スイッチＯＮ指令）が出力
される。これによって半導体スイッチがＯＮし、モータ
に電圧が加わる。 一定ＯＮ時間発生タイマの所定の時間が過ぎたらタイ
マからの出力はゼロになる。従って、半導体スイッチも
オフになり、モータに電圧が印加されない。 再びパルス列の立ち上がりエッジで上記からを繰
り返し、入力された単位時間当たりのパルス列に比例し
た電圧がモータに印加される。

【００２８】図６（ａ）と図６（ｂ）は、前記パルス列
３３について、ＤＣモータ３５の速度（ＤＣモータ３５
にかかる電圧）とパルス数との関係を示すものである。
図６（ａ）は単位時間当たりのパルス数が少ない場合で
あり、図６（ｂ）は単位時間当たりのパルス数が多い場
合である。

【００２９】図６（ａ）と図６（ｂ）から分かる通り、
単位時間当たりのパルス数が多いほどＤＣモータ３５に
印加される平均電圧も高くなる。よって、ＤＣモータ３
５の速度は電圧に比例するのでＤＣモータ３５の速度も
単位時間当たりのパルス数に比例して変化する。

【００３０】なお、図２において、２０は搬送手段２の
幅調整手段で、少なくとも二条からなるベルトコンベア
の間隔を任意に調整するものであって、これにより、基
板ｃの幅寸法が異なるものが移送路ｓに搬入されても、
事前に基板ｃの円滑で正確な搬送が行えるように段取り
を行う。

【００３１】そして、その構成は、主部搬送部材２ａを
もとに説明すると、機体１に取り付けた固定部材２２に
対して進退自在に取り付けた進退部材２３を、数値制御
可能なサーボモータ等の操作手段２４により回転される
螺軸２５へ螺着してあるもので、この螺軸２５を回転さ
せることにより、搬送されてくる基板ｃの幅寸法を考慮
した基板ｃの移送路ｓの幅を変更することができる。

【００３２】また、二条からなるベルトコンベアは、固
定部材２２と進退部材２３へ取り付けられている。

【００３３】なお、主部搬送部材２ａ以外の前部搬送部
材２ｂおよび後部搬送部材２ｃにあっても、前記した構
成によるもので、固定部材２２と進退部材２３とへ一連
的にそれぞれのベルトコンベアを取り付けておけば、単
一の操作部材２４の操作により、主部搬送部材２ａ、前
部搬送部材２ｂおよび後部搬送部材２ｃが連動移動し
て、一度に幅調整が行える。

【００３４】基板ｃは、固定部材２２と進退部材２３の
上部に設けたガイド部材２７，２８にその両側縁部が沿
って案内され、搬送手段２に載置されて移動するもの
で、このガイド部材２７，２８は、少なくとも主部搬送
部材２ａにおいて設けられるようになっている。

【００３５】したがって、本発明に係るプリント基板搬
送コンベア速度可変装置の一実施例の作用は以下の通り
である。

【００３６】ＤＣモータをコンベア駆動に用いることに
より、コンベア速度を無段階に可変でき、コンベアの搬
送速度を自由に連続して可変できるようになり、ステッ
ピングモータに見られるような負荷の制約もなくなる。

【００３７】パルス列掃き出し装置３２からのパルス列
３３を速度指令として入力することにより、コンベアの
搬送速度はもちろんのこと、加速度／減速度も自在に可
変できるようになる。

【００３８】また、図７に示すように、パルス列掃き出
し装置３２にＳ字加減速機能を持ったものを用いること
により、コンベア搬送速度の加速時および減速時の速度
と時間との関係においてＳ字加減速が簡単に実現でき、
そのため、急激な速度変化が軽減でき、運動ショック
（反動）が低減されることになる。

【００３９】さらに、本発明では、パルス列３３を入力
して、それを速度に比例した電圧に変換するパルス列／
電圧変換装置３４とコンベア駆動用ＤＣモータ３５との
組合せにより、パルス列入力方式であるサーボモータの
ような大変複雑な制御装置の必要がなくなり、パルス列
入力でありながら、簡単に速度制御と加速度／減速度制
御ができるようになる。

【００４０】

【発明の効果】前述したように、本発明のプリント基板
搬送コンベア速度可変装置は、コンベアの基板搬送速度
を無段階にでき且つ加速度／減速度も制御でき、Ｓ字加
減速機能を持った上位コントローラを用いることによ
り、最も滑らかである“Ｓ字加減速”が簡単に実現でき
る。そのため、急激な速度変化をなくし、効率の良い安
定した基板搬送を行うことができるようになる。

【００４１】また、上記の利点が低コストで実現でき、
生産性も向上する。等の格別な効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関するプリント基板搬送コンベア速度
可変装置を採用した基板搬送装置の一実施例の概略を示
す正面図である。

【図２】図１における搬送手段の要部を示す拡大側面図
である。

【図３】図１における装置を採用した表面実装部品装着
機の概略を示す平面図である。

【図４】本発明に関するプリント基板搬送コンベア速度
可変装置の仕組みを示す説明図である。

【図５】図４におけるパルス列／電圧変換装置の詳細図
である。

【図６（ａ）】図４におけるパルス列についてＤＣモー
タの速度とパルス数との関係を示し、単位時間当たりの
パルス数が少ない場合の説明図である。

【図６（ｂ）】図４におけるパルス列についてＤＣモー
タの速度とパルス数との関係を示し、単位時間当たりの
パルス数が多い場合の説明図である。

【図７】本発明に関するプリント基板搬送コンベア速度
可変装置によるコンベアの基板搬送速度と時間との関係
図である。

【図８（ａ）】従来のプリント基板搬送コンベア速度可
変装置の仕組みを示すものであり、ＡＣ誘導モータ使用
の低速／高速切替方式の説明図である。

【図８（ｂ）】従来のプリント基板搬送コンベア速度可
変装置の仕組みを示すものであり、ＡＣ，ＤＣサーボモ
ータ使用の無段階変速方式の説明図である。

【図８（ｃ）】従来のプリント基板搬送コンベア速度可
変装置の仕組みを示すものであり、ステッピングモータ
使用の無段階変速方式の説明図である。

【図８（ｄ）】従来のプリント基板搬送コンベア速度可
変装置の仕組みを示すものであり、ＤＣモータ電圧制御
を用いた無段階変速方式の説明図である。

【符号の説明】

Ａ 基板搬送装置 Ｗ 表面実装部品装着機 ｂ 電子部品 ｃ 基板 ｓ 移送路 １ 機体 ２ 搬送手段 ３ 停止手段 ４ 第一検出手段 ５ 第二検出手段 ６ 制御手段 １０ ベルト １１ 主部駆動手段 １２ 前部駆動手段 １３ 後部駆動手段 ２０ 幅調整手段 ２２ 固定部材 ２３ 進退部材 ２４ 操作手段 ３１ プリント基板搬送コンベア速度可変装置 ３２ パルス列掃き出し装置 ３３ パルス列 ３４ パルス列／電圧変換装置 ３５ ＤＣモータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面実装部品装着機およびその周辺機器
   等によって構成されている電子部品実装工程におけるプ
   リント基板搬送コンベア速度可変装置にあって、 プリント基板搬送コンベアの速度を自由に連続して変え
   ることができる無段階速度制御手段を有し、該無段階速
   度制御手段はパルス列掃き出し方式によることを特徴と
   するプリント基板搬送コンベア速度可変装置。
2. 【請求項２】 前記パルス列掃き出し方式による前記無
   段階速度制御手段は、目標速度まで徐々に速度を変化さ
   せるように、パルス周波数を調整してＳ字曲線加減速特
   性で速度変化させるためのパルス発生回路を備えている
   ことを特徴とする請求項１記載のプリント基板搬送コン
   ベア速度可変装置。