JP2008098386A - プリント基板上への所定作業方法及び所定作業装置 - Google Patents

プリント基板上への所定作業方法及び所定作業装置 Download PDF

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Abstract

【課題】プリント基板上に行われた所定作業の異常を迅速に検出するとともに、適切に対応して効率良く所定作業を行うことができるプリント基板上への所定作業方法及び所定作業装置を提供する。
【解決手段】所定作業工程により所定の作業が行われた後の第1のプリント基板を作業位置の下流側にある下流側待機位置へ搬送する下流側待機位置搬送工程と、第2のプリント基板を上流側待機位置から作業位置に搬送して位置決めする新たな作業位置決め工程と、前記作業位置において前記第2のプリント基板上に所定の作業を行う新たな所定作業工程と、該新たな所定作業工程と並行して前記第1のプリント基板について、所定作業後に第2の撮像工程で撮像された撮像データを所定作業前に第1の撮像工程で撮像された撮像データと比較して画像処理する画像処理工程と、を備えている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、プリント基板への実装や半田印刷などの所定作業の良否を検査しながら、効率良くこれらの所定の作業を行う、プリント基板への所定作業方法及び所定作業装置に関する。
所定作業として実装を考えた場合、実装された電子部品の実装の良否を検査する方法として、特許文献1に係る技術が知られている。これは、特許文献1の図2に示すように、テーブルの実装位置で装着スピンドルによって電子部品の実装が終了したプリント基板をテーブルに沿って下流側の検査位置に搬送して位置決めし、この状態で実装位置にあるプリント基板への実装と検査位置にあるプリント基板の実装状態の検査とを並行して行うものである。これによって、実装終了後に、実装状態の良否を検査するための時間を別に取る必要がなく生産効率が向上するというものである。
特開平06−265324号公報(第6頁、図1〜図3)
しかし、特許文献1に係る技術では、実装位置から搬送されて検査位置に置かれたプリント基板は、検査によって実装不良が検出された場合には、当該プリント基板を除去するか、さらに下流側の実装装置に搬送し、該下流側の実装装置において実装の補修のための作業をしなければならなかった。また、実装検査用カメラで実装される電子部品を撮像し、複雑な撮像画像の画像処理を行わなければならず、画像処理に手間と多くの時間を要した。
本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、プリント基板上に行われた所定作業の異常を迅速に検出するとともに、適切に対応して効率良く所定作業を行うことができるプリント基板上への所定作業方法及び所定作業装置を提供することである。
上述した課題を解決するために、請求項1に係る発明の構成上の特徴は、プリント基板を搬送して所定位置に位置決めする基板搬送装置と、前記基板搬送装置により位置決めされる作業位置においてプリント基板上に所定作業を行う所定作業手段とを有するプリント基板上へ所定作業方法において、前記作業位置の上流側に設けられた第1のプリント基板を待機させる上流側待機位置から、該作業位置に、前記第1のプリント基板を搬送して位置決めする作業位置決め工程と、所定作業前の前記第1のプリント基板を、該プリント基板の少なくとも一部を視野に収めることが可能なカメラ手段により撮像する第1の撮像工程と、前記作業位置に位置決めされた前記第1のプリント基板上に所定作業を行う所定作業工程と、遅くとも前記第1のプリント基板の所定作業工程終了前において、第2のプリント基板を前記上流側待機位置に搬入する搬入工程と、前記所定作業工程により所定作業が行われた後の第1のプリント基板を、該第1のプリント基板の少なくとも一部を視野に収めることが可能なカメラ手段により撮像する第2の撮像工程と、前記所定作業工程により所定の作業が行われた後の第1のプリント基板を前記作業位置の下流側にある下流側待機位置へ搬送する下流側待機位置搬送工程と、前記第2のプリント基板を前記上流側待機位置から前記作業位置に搬送して位置決めする新たな作業位置決め工程と、前記作業位置において前記第2のプリント基板上に所定の作業を行う新たな所定作業工程と、該新たな所定作業工程と並行して前記第1のプリント基板について、第2の撮像工程で撮像された撮像データを第1の撮像工程で撮像された撮像データと比較して画像処理する画像処理工程と、を備えていることである。
請求項2に係る発明の構成上の特徴は、請求項1において、前記画像処理工程の後工程に、該画像処理工程で画像処理されたデータによって前記第1のプリント基板への所定作業の良否を判定する判定工程と、該判定工程により作業不良とされた前記第1のプリント基板を前記下流側待機位置から前記作業位置に戻す作業位置返送工程と、を備えていることである。
請求項3に係る発明の構成上の特徴は、請求項2において、前記作業位置返送工程の後工程に、該作業位置返送工程により作業位置に戻された前記第1のプリント基板を補修するための補修工程を備えていることである。
請求項4に係る発明の構成上の特徴は、請求項1乃至3のいずれか1項において、前記作業位置は、実装位置であり、前記所定作業手段は、電子部品をプリント基板に装着する部品移載装置であり、前記所定作業方法は、電子部品の実装方法であることである。
請求項5に係る発明の構成上の特徴は、 請求項1乃至3のいずれか1項において、前記作業位置は、印刷位置であり、前記所定作業手段は、半田をプリント基板に印刷する印刷装置であり、前記所定作業方法は、半田の印刷方法であることである。
請求項6に係る発明の構成上の特徴は、プリント基板を搬送して所定位置に位置決めする基板搬送装置と、前記基板搬送装置により位置決めされる作業位置において前記プリント基板に所定作業を行う所定作業手段と、を備えたプリント基板上への所定作業装置において、前記作業位置の上流側に設けられた上流側待機位置から、作業前の第1のプリント基板を、前記作業位置に搬送して位置決めする作業位置決め手段と、前記作業位置に位置決めされた前記第1のプリント基板に所定作業を行う所定作業手段と、前記第1のプリント基板の遅くとも所定作業終了前において、第2のプリント基板を前記上流側待機位置に搬入する上流側待機位置搬入手段と、前記第1のプリント基板の少なくとも一部を視野に収めることが可能なカメラ手段と、所定作業の前後において前記第1のプリント基板を該カメラ手段に撮像させる撮像制御手段と、所定作業後の該第1のプリント基板を、作業位置の下流側にある下流側待機位置に搬送させる下流側待機位置搬送手段と、所定作業後の該第1のプリント基板を前記下流側待機位置に搬送し、前記第2のプリント基板を前記上流側待機位置から前記作業位置に搬送して位置決めする新たな作業位置決め手段と、前記第2のプリント基板に所定作業を行う新たな所定作業手段と、所定作業後の前記第1のプリント基板が前記カメラ手段により撮像された画像データを、所定作業前の該第1のプリント基板が該カメラ手段により撮像された画像データと比較して画像処理する画像処理手段であって、前記第2のプリント基板に所定作業が行われるのと並行して行われる画像処理手段と、を備えていることである。
請求項7に係る発明の構成上の特徴は、請求項6において、前記画像処理手段により画像処理されたデータによってプリント基板上への所定作業の良否を判定する判定手段であって、前記第2のプリント基板に所定作業が行われるのと並行して行われる判定手段と、該判定手段により作業不良とされた第1のプリント基板を、前記下流側待機位置から前記作業位置に戻して位置決めする作業位置返送手段と、を備えていることである。
請求項8に係る発明の構成上の特徴は、請求項6又は7において、前記不良とされた第1のプリント基板を前記下流側待機位置から前記作業位置に戻して位置決めし、前記第2のプリント基板を前記上流側待機位置に戻す上流側待機位置返送手段と、前記判定手段によりプリント基板への作業不良と判定された第1のプリント基板を補修するための補修手段と、を備えていることである。
請求項9に係る発明の構成上の特徴は、請求項6乃至8のいずれか1項において、前記下流側待機位置には、上下二段に構成された基板待機棚と、該基板待機棚を昇降させてその移動端において前記作業位置の端部に、上下の基板待機棚を整列させる昇降装置と、前記作業位置から前記基板待機棚にプリント基板を搬入可能とし、該基板待機棚から該作業位置にプリント基板を返送可能とし、該基板待機棚から下流側へプリント基板を搬出可能とする搬入搬出装置と、前記昇降装置及び搬入搬出装置を駆動制御する制御装置とが設けられていることである。
請求項10に係る発明の構成上の特徴は、請求項9において、前記制御装置は、前記上下一方の基板待機棚に載置されている第1のプリント基板が作業不良と判断された場合には、前記昇降装置を駆動させて他方の基板待機棚を前記作業位置の端部に整列させ、前記搬入搬出装置を駆動させて所定作業が行われた第2のプリント基板を他方の基板待機棚に搬入させ、該第2のプリント基板の搬入後、前記昇降装置を駆動させて一方の基板待機棚を前記作業位置の端部に整列させ、前記搬入搬出装置を駆動させて作業不良と判断された第1のプリント基板を作業位置に返送させることである。
請求項11に係る発明の構成上の特徴は、請求項6乃至10のいずれか1項において、前記作業位置は、実装位置であり、前記所定作業手段は、電子部品をプリント基板に装着する部品移載装置であり、前記所定作業装置は、実装装置であることである。
請求項12に係る発明の構成上の特徴は、請求項6乃至10のいずれか1項において、前記作業位置は、印刷位置であり、前記所定作業手段は、半田をプリント基板に印刷する印刷装置であり、前記所定作業装置は、半田印刷機であることである。
請求項13に係る発明の構成上の特徴は、請求項6乃至8のいずれか1項において、前記所定作業装置は、前記基板搬送装置及び前記部品移載装置を夫々備えた複数の実装装置が直列に配設された実装ラインであり、前記上流側待機位置は、所定の実装機の上流側に位置する上流側実装機又は上流側基板搬送装置であり、前記下流側待機位置は、該所定の実装機の下流側に位置する下流側実装機又は下流側基板搬送装置であることである。
請求項1に係る発明によると、第2の撮像工程で撮像された撮像データを第1の撮像工程で撮像された撮像データと比較して画像処理するので、簡略化された画像データとなり迅速に画像処理することができる。そして、作業位置で第2のプリント基板に所定の作業を行う新たな所定作業工程に並行させて、先に所定の作業が行われて下流側待機位置で待機する第1のプリント基板の画像処理工程を行うので、複数のプリント基板に所定作業が行われる場合には、作業時間と画像処理時間とが並行して進行することとなるので、全体として短時間で、所定作業、画像処理を終了させることができる。
請求項2に係る発明によると、判定により作業不良とされたプリント基板を作業位置に戻して、例えば再度カメラ手段で精査したり、作業不良のプリント基板を取り除いたり、さらに、取り除いたプリント基板を別の場所で補修して戻したりすることができる。
請求項3に係る発明によると、作業位置に返送された作業不良のプリント基板を補修(例えばオペレータへの通知、修正又は再実装など)するので、下流工程に作業不良のプリント基板を送ることなく効率良くプリント基板に所定の作業を行うことができる。
請求項4に係る発明によると、電子部品をプリント基板に実装する場合、実装位置で第2のプリント基板に実装を行う新たな実装作業工程に並行させて、先に実装が行われて下流側待機位置で待機する第1のプリント基板の画像処理工程を行うため、複数のプリント基板に実装が行われる場合には、実装時間と画像処理時間とが並行して進行することとなるので、全体として短時間で、実装、画像処理を終了させることができる。また、実装不良と判定されたプリント基板を実装位置に戻して、補修のための作業を行うことができる。
請求項5に係る発明によると、半田をプリント基板にパターン印刷する場合、印刷位置で第2のプリント基板に印刷を行う新たな印刷作業工程に並行させて、先に印刷が行われて下流側待機位置で待機する第1のプリント基板の画像処理工程を行うため、複数のプリント基板に印刷が行われる場合には、印刷時間と画像処理時間とが並行して進行することとなるので、全体として短時間で、印刷、画像処理を終了させることができる。また、印刷不良と判定されたプリント基板を印刷位置に戻して、補修のための作業を行うことができる。
請求項6に係る発明によると、所定作業後の第1のプリント基板がカメラ手段により撮像された画像データを、所定作業前の第1のプリント基板がカメラ手段により撮像された画像データと比較して画像処理するので、簡略化された画像データとなり迅速に画像処理することができる。そして、所定作業位置で第2のプリント基板に行う新たな所定作業に並行させて、先に所定作業が行われて下流側待機位置で待機する第1のプリント基板の画像処理を行うので、複数のプリント基板に所定作業が行われる場合には、作業時間と画像処理時間とが並行して進行することとなるので、全体として短時間で、所定作業、画像処理を終了させることができる。
請求項7に係る発明によると、判定により作業不良とされたプリント基板を作業位置に戻して、例えば再度カメラで精査したり、作業不良のプリント基板を取り除いたり、さらに、取り除いたプリント基板を別の場所で補修して戻したりすることができる。
請求項8に係る発明によると、下流側待機位置での待機時に作業不良と判定された第1のプリント基板が作業位置に戻されるのに並行して、作業位置にある第2のプリント基板を上流側待機位置に戻すので、前記作業不良と判定された第1のプリント基板を作業位置に戻す作業を円滑に行うことができる。そして、作業位置に返送された作業不良のプリント基板を補修(例えばオペレータへの通知、修正又は再実装など)するので、下流工程に作業不良のプリント基板を送ることなく効率良くプリント基板に所定作業を行うことができる。
請求項9に係る発明によると、下流側待機位置に設けられた上下の基板待機棚に夫々所定作業が行われたプリント基板を待機させることができる。これにより、例えば下流側待機位置にある作業不良と判断されたプリント基板と作業位置にあるプリント基板とを入れ替えたり、次工程へ送るプリント基板の順序を入れ替えたり、特定のプリント基板をいずれかの基板待機棚で保管しながら、他のプリント基板を次工程に送ったり等、の基板搬送における緩衝効果を生じさせることができる。
請求項10に係る発明によると、上下一方の基板待機棚に載置されている第1のプリント基板が作業不良と判断された場合には、作業位置にある第2のプリント基板を他方の基板待機棚に搬入させ、前記一方の基板待機棚に載置されている第1のプリント基板を作業位置に戻すことができるので、作業位置にあった第2のプリント基板を上流側待機位置まで戻すことなく、作業不良と判断された第1のプリント基板の補修などを行うことができ、これにより連続した所定作業を迅速に行うことができる。
請求項11に係る発明によると、電子部品をプリント基板に実装する場合、実装位置で第2のプリント基板に実装を行う新たな実装作業に並行させて、先に実装されて下流側待機位置で待機する第1のプリント基板の画像処理を行うため、複数のプリント基板が実装される場合には、実装時間と画像処理時間とが並行して進行することとなるので、全体として短時間で、実装、画像処理を終了させることができる。また、実装不良と判定されたプリント基板を実装位置に戻して、補修のための作業を行うことができる。また、上下二段の基板待機棚により実装の基板搬送における緩衝効果を生じさせることができる。
請求項12に係る発明によると、半田をプリント基板にパターン印刷する場合、印刷位置で第2のプリント基板に印刷を行う新たな印刷作業に並行させて、先に半田印刷されて下流側待機位置で待機する第1のプリント基板の画像処理を行うため、複数のプリント基板が印刷される場合には、印刷時間と画像処理時間とが並行して進行することとなるので、全体として短時間で、印刷、画像処理を終了させることができる。また、印刷不良と判定されたプリント基板を印刷位置に戻して、補修のための作業を行うことができる。また、上下二段の基板待機棚により印刷の基板搬送における緩衝効果を生じさせることができる。
請求項13に係る発明によると、実装ラインにおいて、第2のプリント基板に実装する新たな実装作業と並行して先に実装された第1のプリント基板の画像処理作業が行われるので、複数のプリント基板が連続して実装される場合に、実装時間と画像処理とが並行して進行することとなり、全体として短時間で実装、画像処理を終了させることができる。
判定により実装不良とされた第1のプリント基板を、所定の実装機の実装位置に戻して、例えば再度カメラで精査したり、実装不良のプリント基板を取り除いたり、さらに、取り除いたプリント基板を別の場所で補修して戻したりすることができる。
また、例えば下流側実装機での待機時に、実装不良と判定されたプリント基板が所定の実装機の実装位置に戻され、実装位置にある第2のプリント基板を例えば上流側実装機に戻すので、前記実装不良と判定された第1のプリント基板を実装位置に戻す作業を円滑に行うことができる。
本発明に係るプリント基板への所定作業方法を実装装置に具体的に実施した第1の実施形態を以下に説明する。図1は本実施形態における実装装置の概要を示す平面図であり、図2は同実装装置の概要を示す側面図である。
実装装置2は、図1及び図2に示すように、プリント基板4を搬送して所定位置に位置決めする基板搬送装置6と、搬入されて位置決めされ所定の位置に置かれたプリント基板4全体を1度に視野に収めることができるCCDカメラ8と、基台10に対してX方向(搬送方向)及びY方向(X方向に直角な方向)に移動可能に支持された移動台12に設けられた部品実装ヘッド14を有する部品移載装置16及び基板認識カメラ18と、CCDカメラ8による撮像及び部品移載装置16による実装を制御する制御装置20と、CCDカメラ8によって撮像された画像を処理する画像処理手段としての画像処理装置22と、画像処理装置22により画像処理された撮像データよりプリント基板4の良否を判定する判定手段としての判定装置26とを備えている。
基板搬送装置6は、基台10上の搬送方向(X方向)に沿って並設された一対の支持壁26,28と、これらの支持壁26,28の対向する壁面に夫々張架されたコンベヤベルト30と、対向するコンベヤベルト30の内側に並設された後述するリフタ装置と、作業位置としての実装位置JPでプリント基板4を位置決め支持するクランプ装置40とを備えている。
コンベヤベルト30は図略のコンベヤ駆動装置に連結され、該コンベヤ駆動装置の駆動によってコンベヤベルト30はプリント基板4を搬送方向に搬送する。支持壁28は下部においてスライダ42に固着され、スライダ42は搬送方向に直角な方向に延在する複数本の移動レール44に移動可能に組付けられている。リフタ装置は、前記実装位置JPに設けられた実装位置リフタ装置34と、実装位置の上流側の上流側待機位置APに設けられた上流側リフタ装置36と、実装位置の下流側の下流側待機位置BPに設けられた下流側リフタ装置38とを有し、各リフタ装置34,36,38は夫々独立して動くようになっている。各リフタ装置34,36,38は支持フレーム46と昇降支承片48とを備え、支持フレーム46は前記基台10にコンベヤベルト30に平行して立設されている。支持フレーム46の上端には図略のエアポンプにより駆動する複数のシリンダ装置50が設けられ、これらのシリンダ装置50により昇降支承片48が昇降可能になっている。昇降支承片48の上端面の垂直位置は、前記コンベヤベルト30の上面位置の上方及び下方の間で上下動することにより、プリント基板4をコンベヤベルトと昇降支承片48との間で受け渡し可能に構成されている。
実装位置リフタ装置34の内側の実装位置JPにはクランプ装置40が配設されている。クランプ装置40は、図3に示すように、プリント基板4を挟持する挟持装置52と、図略の複数のバックアップピンが上面に立設され、プリント基板4を下方から支持する基板支持台54とを備え、該基板支持台54は、エアにより伸縮する昇降装置56により昇降するようになっている。挟持装置52は図略のガイドにより搬送方向に直角な方向にスライド可能に設けられ、エアシリンダ装置58により駆動される。プリント基板4が搬送されて後述するストッパにより止められると、実装位置リフタ装置34によりコンベヤベルト30からプリント基板4が受け渡され、さらにクランプ装置40の昇降装置56が伸長して実装位置リフタ装置34に載置されたプリント基板4を基板支持台54で受け取り、プリント基板4が実装される上昇位置まで上昇させ、前記挟持装置52によりプリント基板4を挟持することでプリント基板4を保持する。
基板搬送装置6には、図4に示すように、上流側から上流側待機位置APに向かってプリント基板4が搬送されることを検知する搬入検知センサSBが設けられ、上流側待機位置APの下流部にはプリント基板4が上流側待機位置APに至ったことを確認する上流側待機位置確認センサS1が設けられている。また、実装位置JPの下流部にはプリント基板4の先端が当接することによりプリント基板4を実装位置JPに位置決めするストッパ59が設けられている。このストッパ59には、ストッパ59にプリント基板4が当接して実装位置JPに至ったことを確認する実装位置確認センサS2が並設されている。実装位置確認センサS2のすぐ下流側にはプリント基板4が下流側待機位置BPを出て実装位置JPに向かったことを検知する実装位置返送確認センサS3が設けられている。また、下流側待機位置BPの下流部には、プリント基板4が下流側待機位置BPに至ったことを確認する下流側待機位置確認センサS4が設けられている。これらのセンサは例えば光センサであり、プリント基板4の通過等により光が遮られるのを検知して制御装置20にその情報を伝達するようになっている。
上記の制御装置20、コンベヤベルト30、実装位置リフタ装置34、クランプ装置40、ストッパ59及び実装位置確認センサS2により、作業位置決め手段及び新たな作業位置決め手段を構成する。また、制御装置20、コンベヤベルト30、搬入検知センサSB、上流側待機位置確認センサS1及び上流側リフタ装置36により上流側待機位置搬入手段を構成し、制御装置20、コンベヤベルト30、下流側待機位置確認センサS4及び下流側リフタ装置38によって下流側待機位置搬入手段を構成する。また、制御装置20、コンベヤベルト30、実装位置返送確認センサS3、実装位置リフタ装置34、クランプ装置40、実装位置確認センサS2により作業位置返送手段を構成し、制御装置20、コンベヤベルト30、上流側待機位置確認センサS1、上流側リフタ装置36により上流側待機位置返送手段を構成する。
なお、本実施形態において、作業位置決め手段、上流側待機位置搬入手段、下流側待機位置搬入手段、作業位置返送手段及び上流側待機位置返送手段を、上記のように構成したが、これに限定されず、既知の技術要素を追加し、変更し或いは削除して構成することができる。
基板搬送装置6の上方にはY方向に延在するY方向ビーム60が設けられ、Y方向ビーム60は図略のX方向レールに載置されてX方向に移動可能になっている。Y方向ビーム60には移動台12がY方向に移動可能に設けられている。移動台12には部品実装ヘッド14を備えた部品移載装置16と基板認識カメラ18とが保持され、部品移載装置16と基板認識カメラ18とはY方向ビーム60がX方向に移動することによりX方向に移動可能に構成されている。Y方向ビーム60のX方向の移動は、X方向リニアガイド(図略)に案内され、ボールねじ(図略)を介したX軸サーボモータ(図略)により駆動される。移動台12のY方向の移動は、Y方向リニアガイド(図略)により案内され、ボールねじ(図略)を介したY軸サーボモータ(図略)により駆動される。これらのサーボモータは前記制御装置20によって制御される。
所定作業手段としての部品移載装置16は、図2に示すように、前記移動台12に取付けられる支持ベース62と、支持ベース62によりX方向及びY方向と直角なZ方向に昇降可能に案内支持されるとともにサーボモータ(図略)により昇降が駆動される部品実装ヘッド14と、この部品実装ヘッド14から下方へ突設された吸着ノズル64とから構成されている。吸着ノズル64は円筒状に形成され、下端において電子部品を吸着保持するようになっている。この部品移載装置16の実装動作は前記制御装置20によって制御される。また、部品移載装置16、制御装置20及び図略のシグナル(オペレータへ通知のため)により、補修手段を構成する。
実装装置2のY方向の一端部(図1において下部)には、基板搬送装置6と並んで部品供給装置66が配置されている。これらの部品供給装置66は着脱可能な多数のカセット式フィーダ68が並設されて構成される。カセット式フィーダには電子部品が所定ピッチで封入された細長いテープが巻回された供給リール(図略)が保持されている。この供給リールより該テープが所定ピッチで引き出され、電子部品が封入状態を解除されて部品取出し部(図略)に順次送り込まれるようになっている。
基板搬送装置6と部品供給装置66の間には、(図略)部品認識用カメラが設けられ、この部品認識用カメラによって吸着ノズル64に吸着された電子部品が撮像されて、吸着状態の良・不良、部品自体の良・不良が検査される。
上記のように構成された第1の実施形態の実装装置の作動について以下に説明する。まず、プリント基板(第1のプリント基板)4aが実装装置2に搬入されると、搬入検知センサSBにより検知されて該検知情報が制御装置20に伝達される。制御装置20は基板搬送装置6のコンベヤ駆動装置を駆動させて、第1のプリント基板4aを上流側待機位置APに搬送する。このとき実装位置JPに先のプリント基板4が存在しない場合には、さらに実装位置JPまで第1のプリント基板4aが搬送される。第1のプリント基板4aが実装位置JPに搬入されると、第1のプリント基板4aは、ストッパ59に第1のプリント基板4aが当ったことを実装位置確認センサS2で確認することにより位置決めされる。第1のプリント基板4aは、リフタ装置34の昇降支承片48の上昇によりコンベヤベルト30からリフタ装置34に受け渡される。そして、その上昇位置で挟持装置52によって両側から挟持される。同時に、昇降装置56により複数のバックアップピンが上面に立設された基板支持台54が上昇して第1のプリント基板4aを下方から支持する。このとき、部品実装ヘッド14を備えた部品移載装置16は、Y方向ビーム60を上流側或いは下流側に移動させることにより、CCDカメラ8の視野から外れるように退避させられる。そして、上記のように支持され固定された実装前の第1のプリント基板4aを、その全体が視野に収まるようにしてCCDカメラ8で撮像する(第1の撮像工程)。
次に、部品移載装置16を第1のプリント基板4a上に戻し、基板認識カメラ18で第1のプリント基板4a上のフィデューシャルマーク(通常2個)を読み取り、これらのフィデューシャルマークの位置に基づき、部品供給装置66から供給される電子部品を実装する。
なお、この第1のプリント基板4aの実装が終了するまでに、上流側待機位置APに新たなプリント基板(第2のプリント基板)4bを搬入する。第2のプリント基板4bは、リフタ装置36の昇降支承片48の上昇によりコンベヤベルト30から受け渡されて保持される。
第1のプリント基板4aの実装後に、部品移載装置16を上記と同様に退避させ、実装された第1のプリント基板4aを同様にCCDカメラ8で撮像する(第2の撮像工程)。
次に、撮像された第1のプリント基板4aを下流側待機位置BPに搬送させて待機させる。下流側待機位置BPにコンベヤベルト30で搬送された第1のプリント基板4aは、リフタ装置38の昇降支承片48の上昇によりコンベヤベルト30より該昇降支承片48に受け渡されて保持される。このとき同時に上流側待機位置APにある第2のプリント基板4bを実装位置JPに搬入する。この際には、リフタ装置36の昇降支承片48を下降させてコンベヤベルト30に第2のプリント基板4bを載置し、コンベヤベルト30により実装位置JPまで搬送する。
そして、この第2のプリント基板4bに対して、前記第1のプリント基板4aと同様に、実装前の撮像、実装、実装後の撮像をおこなう。同時に前記第1のプリント基板4aについて、実装後に撮像された(第2の撮像工程)画像データを実装前に撮像された(第1の撮像工程)画像データと比較することにより画像処理する。このように第2のプリント基板4bの実装工程と並行して第1のプリント基板4aの画像処理を行うので、全体として短時間で、実装、画像処理を終了させることができる。また、実装後に撮像された(第2の撮像工程)画像データを実装前に撮像された(第1の撮像工程)画像データと比較することにより画像処理するので、簡略化された画像データとなり迅速に画像処理を行うことができる。
次に、画像処理された画像データにより実装の良否を判定する。判定は、例えば、実装される電子部品の部品種データ及び電子部品をプリント基板に実装する位置を定める装着座標データと該画像データとを比較することにより行う。画像データは上記のように簡略化されているので、部品種データ及び装着座標データに基づいて容易に判定することができる。
判定により第1のプリント基板4aが、実装不良と判断された場合、第1のプリント基板4aは、第2のプリント基板4bの実装終了まで待機する。その後、第2のプリント基板4bを実装位置JPから上流待機位置APまで返送し、同時に第1のプリント基板4aを下流待機位置BPから実装位置JPに返送する。この場合にも前記と同様にしてリフタ装置34から第2のプリント基板4bを、リフタ装置38から第1のプリント基板4aを夫々コンベヤベルト30に受け渡し、コンベヤベルト30で搬送することにより行う。
上記のように実装位置JPに戻された第1のプリント基板4aには、例えばオペレータへの通知、修正又は再実装などの補修のための作業が行われる。そして、補修が完了した第1のプリント基板4aは下流側待機位置BPに搬送され、同時に第2のプリント基板4bは上流側待機位置APから実装位置JPに搬送される。
そして、第1のプリント基板4aは次工程に搬送され、第2のプリント基板4bは、実装位置JPにおいてCCDカメラ8によって実装後の撮像をおこなう。その際に、上流側待機位置APに図略の第3のプリント基板を搬入しておく。撮像された第2のプリント基板4bを下流側待機位置BPに搬送し、同時に上流側待機位置APから前記第3のプリント基板を実装位置に搬送して位置決めする。以下、同様の工程が繰り返される。
なお、前記判定によって、下流側待機位置BPに置かれた第1のプリント基板4aの実装が良と判断された場合、次工程より搬送の要求があれば、第1のプリント基板4aを下流側の次工程に送り出す。
次に、本発明に係るプリント基板上への所定作業方法を実装装置に実施した第2の実施形態について図面に基づいて以下に説明する。本実施形態においては、基板搬送装置の下流側待機位置BPにおいて、プリント基板4を貯留するバッファ装置が設けられている。下流側待機位置BPにおけるプリント基板4の搬送経路の両脇には夫々搬送方向に対向する図略の一対の垂直ガイドが設けられ、これらの対向する垂直ガイドには夫々図略のフレーム部材が昇降可能に装架されている。
該フレーム部材の内側両端部には、図10に示すように、夫々プーリ80が二つずつ上下二段に回転可能に支承されている。これらのプーリ80のうち搬送方向と並行に対向するプーリ80間には夫々コンベヤベルト82が上下二段に水平に張架され、搬送方向に直角な方向に対向する二つのコンベヤベルト82上に跨ぐようにプリント基板4を載置可能になっている。これらのコンベヤベルト82は上下二段に設けられているので、プリント基板4が上下二段の位置で載置されて待機可能になっている。また、プーリ80は図略の駆動モータに連結され、該駆動モータの駆動は第1の実施形態と同様の制御装置20によって制御される。前記フレーム部材は図略のシリンダ装置により前記垂直ガイドに沿って昇降可能に構成され、該シリンダ装置は電磁弁を備えた図略の油圧ポンプに連通されている。この電磁弁は前記制御装置20により制御される。これらのフレーム部材、プーリ80及びコンベヤベルト82によって基板待機棚84を構成し、プーリ80、コンベヤベルト82、及び駆動モータにより搬入搬出装置を構成し、垂直ガイド、シリンダ装置、油圧ポンプ及び電磁弁により昇降装置を構成する。
前記基板待機棚84は、上段下段の夫々のコンベヤベルト82が、昇降される移動端において、作業位置としての実装位置JPに連続するコンベヤベルト30の端部に整列し、上流側にある実装位置JPと下流側待機位置(基板待機棚)BPとの間でプリント基板4が受け渡し可能になっている。
上記のように構成された第2の実施形態の作動について以下に説明する。
まず、第1のプリント基板4aを実装位置JPに搬送し、第1の実施形態と同様に位置決めし、図11に示すように、実装位置リフタ装置34を作動させてコンベヤベルト30より第1のプリント基板4aを昇降支承片48に載置するとともに、クランプ装置(図略)によりクランプする。この状態で、実装前の第1のプリント基板4aを、その全体が視野に収まるようにしてCCDカメラ8で撮像をおこなう(第1の撮像工程)。
次に、第1のプリント基板4aに部品移載装置16により電子部品を実装するとともに、上流側待機位置APに基板搬送装置6で第2のプリント基板4bを搬入し、図12に示すように、上流側リフタ装置36を上昇させてコンベヤベルト30より第2のプリント基板4bを受け取り保持する。実装された第1のプリント基板4aをCCDカメラ8によって上記と同様に撮像する(第2の撮像工程)。
次に、図13に示すように、第1のプリント基板4aをクランプしていたクランプ装置(図略)をアンクランプするとともに、リフタ装置34を下降させてコンベヤベルト30に第1のプリント基板4aを載置する。同時に、上流側待機位置APのリフタ装置36を下降させて、第2のプリント基板4bをコンベヤベルト30に載置する。
次に、コンベヤベルト30を駆動させて、第1のプリント基板4a及び第2のプリント基板4bを夫々下流側へ搬送する。図14に示すように、第1のプリント基板4aは、下流側待機位置BPにある基板待機棚84の上段に搬送され、第2のプリント基板4bは、実装位置JPに搬送される。
次に、図15に示すように、実装位置JPにおいて第2のプリント基板4bを実装位置リフタ装置34で上昇させるとともにクランプ装置でクランプする。同時に第1のプリント基板4aの画像処理を開始する。そして、第2のプリント基板4bについて、第1のプリント基板4aと同様にして実装前の撮像及び実装を行う。
第1のプリント基板4aについて画像処理の後、第1の実施形態と同様に実装の良否について判定を行い、良と判定された場合、図16に示すように、基板待機棚84の上段のプーリ80を駆動させ、第1のプリント基板4aをコンベヤベルト82で下流側に搬出する。第2のプリント基板4bは実装後、撮像を行い、アンクランプ後に下流側待機位置BPである基板待機棚84に搬送する。
第1のプリント基板4aが、不良と判定された場合にも、図17に示すように、まず、第2のプリント基板4bは、実装位置JPで実装及び実装後の撮像をおこなう。また、第2のプリント基板4bの実装終了前に、上流側待機位置APに第3のプリント基板4cを搬入する。そして、図18に示すように、上下段の基板待機棚84を第1のプリント基板4aとともに前記昇降装置によって上昇させ、下段の基板待機棚84を実装位置JPの端部に整列させる。そして、図19に示すように、第2のプリント基板4Bをアンクランプするとともに実装位置リフタ装置34で下降させてコンベヤベルト30に載置する。
次に、図20に示すように、コンベヤベルト30により第2のプリント基板4bを下段の基板待機棚84に搬送する。そして、基板待機棚84を下降させ、図21に示すように、実装位置JPの下流側の端部に上段の基板待機棚84を整列させる。
次に、上段の基板待機棚84のプーリ80を駆動させて、図22に示すように、不良と判断された第1のプリント基板4aを実装位置JPに返送する。返送された第1のプリント基板4aは、同様に位置決めされてクランプ等され、補修のための作業(例えばオペレータへの通知、再実装等)が行われる。また、図23に示すように、同時に第2のプリント基板4bの画像処理及び実装の良否の判定が行われる。なお、第2のプリント基板4bの実装が良と判定された場合は、図24及び図25に示すように、基板待機棚84を上昇させて、下段の基板待機棚84を実装位置JPから連続するコンベヤベルト30に整列させて下流側の次工程に送り出す。
次に、補修された第1のプリント基板4aは、補修後同様に撮像されて、下流側待機位置BPの基板待機棚84に搬送される。以下、同様の工程が繰り返し行われる。
このように上下一方の基板待機棚84に載置されている第1のプリント基板4aが、実装不良(作業不良)と判断された場合には、実装位置JPにある第2のプリント基板4bを他方の基板待機棚84に搬入させ、前記一方の基板待機棚84に載置されている第1のプリント基板4aを実装位置JPに戻すことができるので、実装位置JPにあった第2のプリント基板4bを上流側待機位置APまで戻すことなく、実装不良と判断された第1のプリント基板4aの補修などを行うことができ、これにより連続した実装作業を迅速に行うことができる。
次に、本発明に係るプリント基板上への所定作業方法を実装ラインに実施した第3の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。本実施形態の実装ラインは、図26に示すように、実装機102と、該実装機102の上流側に設けられた上流側基板搬送装置104と、該実装機102の下流側に設けられた下流側基板搬送装置106と、を含んで構成される。上流側基板搬送装置104は、基台108上に一対のガイドレール及び一対の搬送ベルトから構成されるコンベヤ110が搬送方向(X方向)に延在されている。上流側基板搬送装置104は、プリント基板4を搬送・返送し、プリント基板4を実装機102の上流側で待機させるもので、上流側待機位置APを構成する。また、実装機102は、プリント基板4を搬送・返送し、実装し、該実装機内においてプリント基板4を撮像するもので、実装位置JPを構成する。下流側基板搬送装置106は、プリント基板4を搬送・返送し、プリント基板4を実装機102の下流側で待機させるもので、下流側待機位置BPを構成する。
このように本実施形態おける実装機102は、該実装機の中に前記上流側待機位置AP及び下流側待機位置BPを有さず、それらに伴う機構等の構成もない点において、第1の実施形態における実装機と相違する。その他の構成は同様なので説明を省略する。
上記のように構成された第3の実施形態の作動について以下に説明する。本実施形態においては、第1の実施形態では実装機内にある上流側待機位置APで行った作業工程を上流側基板搬送装置104において行い、第1の実施形態では実装機内にある下流側待機位置BPで行った作業を下流側基板搬送装置106において行うことで相違し、その他は略同様なので、詳細な説明を省略する。
上記のような実装ラインにおいて、第2のプリント基板4bに実装する新たな実装作業と並行して先に実装された第1のプリント基板4aの画像処理作業が行われるので、複数のプリント基板4が連続して実装される場合に、実装時間と画像処理とが並行して進行することとなり、全体として短時間で実装、画像処理を終了させることができる。
また、判定により実装不良とされた第1のプリント基板4aを、所定の実装機102の実装位置に戻して、例えば再度CCDカメラ8で精査したり、実装不良のプリント基板4を取り除いたり、さらに、取り除いたプリント基板4を別の場所で補修して戻したりすることができる。
また、例えば下流側基板搬送装置106での待機時に、実装不良と判定された第1のプリント基板4aが所定の実装機102の実装位置に戻されるのに並行して、実装位置にある第2のプリント基板4bを例えば上流側基板搬送装置104に戻すので、前記実装不良と判定された第1のプリント基板4aを実装位置に戻す作業を円滑に行うことができる。
なお、本実施形態の実装ラインにおいては、所定の実装機の上流側に上流側基板搬送装置を、同下流側に下流側搬送装置を配置するものとしたが、これに限定されず。例えば、図27に示すように、所定の実装機102の下流側に下流側実装機112を配置しても良く、図28に示すように、上流側に上流側実装機114を配置し、下流側に下流側実装機112を配置してもよい。
また、基板搬送装置のコンベヤベルトを二つ並設させ、それぞれのコンベヤベルト上に実装位置を設け、各実装位置で、実装と、実装不良を判定するための撮像と、待機と、を行えるようにしても良い。これによると、一方の実装及び撮像を終えたプリントの画像処理と並行して、他方の実装を行うことができる。また、待機のために別の場所にプリント基板を移動させる必要がない。
本発明に係る所定作業方法を第1の実施形態に実施した実装装置の平面概要図。 同側面概要図。 同断面図。 同実装装置における所定の位置を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 第2の実施形態に実施した構成の一部を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 同作動を示す図。 第3の実施形態に実施した概要を示す図。 その他の実施形態に実施した概要を示す図。 その他の実施形態に実施した概要を示す図。
符号の説明
2…所定作業装置(実装機)、4…プリント基板、4a…第1のプリント基板、4b…第2のプリント基板、6…基板搬送装置、8…カメラ手段(CCDカメラ)、16…所定作業手段・補修手段(部品移載装置)、20…所定作業手段・補修手段・作業位置決め手段・上流側待機位置搬入手段・下流側待機位置搬入手段・作業位置返送手段・上流側待機位置返送手段(制御装置)、22…画像処理手段(画像処理装置)、24…判定手段(判定装置)、30…作業位置決め手段・上流側待機位置搬入手段・下流側待機位置搬入手段(コンベヤベルト)、34…作業位置決め手段(実装位置リフタ装置)、36…上流側待機位置搬入手段(上流側リフタ装置)、38…下流側待機位置搬入手段(下流側リフタ装置)、40…作業位置決め手段(クランプ装置)、59…作業位置決め手段(ストッパ)、80…搬入搬出装置(プーリ)、82…搬入搬出装置(コンベヤベルト)、84…基板待機棚、102…実装機、104…上流側基板搬送装置、106…下流側基板搬送装置、112…下流側実装機、114…上流側実装機、AP…上流側待機位置、BP…下流側待機位置、JP…作業位置(実装位置)、S1…上流側待機位置搬入手段(上流側待機位置確認センサ)、S2…作業位置決め手段(実装位置確認センサ)、S3…作業位置返送手段(実装位置返送確認センサ)、S4…下流側待機位置搬入手段(下流側待機位置確認センサ)、SB…上流側待機位置搬入手段(搬入検知センサ)。

Claims (13)

  1. プリント基板を搬送して所定位置に位置決めする基板搬送装置と、前記基板搬送装置により位置決めされる作業位置においてプリント基板上に所定作業を行う所定作業手段と、を有するプリント基板上への所定作業方法において、
    前記作業位置の上流側に設けられた第1のプリント基板を待機させる上流側待機位置から、該作業位置に、前記第1のプリント基板を搬送して位置決めする作業位置決め工程と、
    所定作業前の前記第1のプリント基板を、該プリント基板の少なくとも一部を視野に収めることが可能なカメラ手段により撮像する第1の撮像工程と、
    前記作業位置に位置決めされた前記第1のプリント基板上に所定作業を行う所定作業工程と、
    遅くとも前記第1のプリント基板の所定作業工程終了前において、第2のプリント基板を前記上流側待機位置に搬入する搬入工程と、
    前記所定作業工程により所定作業が行われた後の第1のプリント基板を、該第1のプリント基板の少なくとも一部を視野に収めることが可能なカメラ手段により撮像する第2の撮像工程と、
    前記所定作業工程により所定の作業が行われた後の第1のプリント基板を前記作業位置の下流側にある下流側待機位置へ搬送する下流側待機位置搬送工程と、
    前記第2のプリント基板を前記上流側待機位置から前記作業位置に搬送して位置決めする新たな作業位置決め工程と、
    前記作業位置において前記第2のプリント基板上に所定の作業を行う新たな所定作業工程と、
    該新たな所定作業工程と並行して前記第1のプリント基板について、第2の撮像工程で撮像された撮像データを第1の撮像工程で撮像された撮像データと比較して画像処理する画像処理工程と、を備えていることを特徴とするプリント基板上への所定作業方法。
  2. 請求項1において、前記画像処理工程の後工程に、該画像処理工程で画像処理されたデータによって前記第1のプリント基板への所定作業の良否を判定する判定工程と、
    該判定工程により作業不良とされた前記第1のプリント基板を前記下流側待機位置から前記作業位置に戻す作業位置返送工程と、
    を備えていることを特徴とするプリント基板上への所定作業方法。
  3. 請求項2において、前記作業位置返送工程の後工程に、該作業位置返送工程により作業位置に戻された前記第1のプリント基板を補修するための補修工程を備えていることを特徴とするプリント基板上への所定作業方法。
  4. 請求項1乃至3のいずれか1項において、前記作業位置は、実装位置であり、
    前記所定作業手段は、電子部品をプリント基板に装着する部品移載装置であり、
    前記所定作業方法は、電子部品の実装方法であることを特徴とするプリント基板上への所定作業方法。
  5. 請求項1乃至3のいずれか1項において、前記作業位置は、印刷位置であり、
    前記所定作業手段は、半田をプリント基板に印刷する印刷装置であり、
    前記所定作業方法は、半田の印刷方法であることを特徴とするプリント基板上への所定作業方法。
  6. プリント基板を搬送して所定位置に位置決めする基板搬送装置と、前記基板搬送装置により位置決めされる作業位置において前記プリント基板に所定作業を行う所定作業手段と、を備えたプリント基板上への所定作業装置において、
    前記作業位置の上流側に設けられた上流側待機位置から、作業前の第1のプリント基板を、前記作業位置に搬送して位置決めする作業位置決め手段と、
    前記作業位置に位置決めされた前記第1のプリント基板に所定作業を行う所定作業手段と、
    前記第1のプリント基板の遅くとも所定作業終了前において、第2のプリント基板を前記上流側待機位置に搬入する上流側待機位置搬入手段と、
    前記第1のプリント基板の少なくとも一部を視野に収めることが可能なカメラ手段と、
    所定作業の前後において前記第1のプリント基板を該カメラ手段に撮像させる撮像制御手段と、
    所定作業後の該第1のプリント基板を、作業位置の下流側にある下流側待機位置に搬送させる下流側待機位置搬送手段と、
    所定作業後の該第1のプリント基板を前記下流側待機位置に搬送し、前記第2のプリント基板を前記上流側待機位置から前記作業位置に搬送して位置決めする新たな作業位置決め手段と、
    前記第2のプリント基板に所定作業を行う新たな所定作業手段と、
    所定作業後の前記第1のプリント基板が前記カメラ手段により撮像された画像データを、所定作業前の該第1のプリント基板が該カメラ手段により撮像された画像データと比較して画像処理する画像処理手段であって、前記第2のプリント基板に所定作業が行われるのと並行して行われる画像処理手段と、を備えていることを特徴とするプリント基板上への所定作業装置。
  7. 請求項6において、前記画像処理手段により画像処理されたデータによってプリント基板上への所定作業の良否を判定する判定手段であって、前記第2のプリント基板に所定作業が行われるのと並行して行われる判定手段と、
    該判定手段により作業不良とされた第1のプリント基板を、前記下流側待機位置から前記作業位置に戻して位置決めする作業位置返送手段と、を備えていることを特徴とするプリント基板上への所定作業装置。
  8. 請求項6又は7において、前記不良とされた第1のプリント基板を前記下流側待機位置から前記作業位置に戻して位置決めし、前記第2のプリント基板を前記上流側待機位置に戻す上流側待機位置返送手段と、
    前記判定手段によりプリント基板への作業不良と判定された第1のプリント基板を補修するための補修手段と、を備えていることを特徴とするプリント基板上への所定作業装置。
  9. 請求項6乃至8のいずれか1項において、前記下流側待機位置には、上下二段に構成された基板待機棚と、
    該基板待機棚を昇降させてその移動端において前記作業位置の端部に、上下の基板待機棚を整列させる昇降装置と、
    前記作業位置から前記基板待機棚にプリント基板を搬入可能とし、該基板待機棚から該作業位置にプリント基板を返送可能とし、該基板待機棚から下流側へプリント基板を搬出可能とする搬入搬出装置と、
    前記昇降装置及び搬入搬出装置を駆動制御する制御装置とが設けられていることを特徴とするプリント基板上への所定作業装置。
  10. 請求項9において、前記制御装置は、
    前記上下一方の基板待機棚に載置されている第1のプリント基板が作業不良と判断された場合には、前記昇降装置を駆動させて他方の基板待機棚を前記作業位置の端部に整列させ、前記搬入搬出装置を駆動させて所定作業が行われた第2のプリント基板を他方の基板待機棚に搬入させ、
    該第2のプリント基板の搬入後、前記昇降装置を駆動させて一方の基板待機棚を前記作業位置の端部に整列させ、前記搬入搬出装置を駆動させて作業不良と判断された第1のプリント基板を作業位置に返送させる
    ことを特徴とするプリント基板上への所定作業装置。
  11. 請求項6乃至10のいずれか1項において、前記作業位置は、実装位置であり、
    前記所定作業手段は、電子部品をプリント基板に装着する部品移載装置であり、
    前記所定作業装置は、実装装置であることを特徴とするプリント基板上への所定作業装置。
  12. 請求項6乃至10のいずれか1項において、前記作業位置は、印刷位置であり、
    前記所定作業手段は、半田をプリント基板に印刷する印刷装置であり、
    前記所定作業装置は、半田印刷機であることを特徴とするプリント基板上への所定作業装置。
  13. 請求項6乃至8のいずれか1項において、
    前記所定作業装置は、前記基板搬送装置及び前記部品移載装置を夫々備えた複数の実装装置が直列に配設された実装ラインであり、
    前記上流側待機位置は、所定の実装機の上流側に位置する上流側実装機又は上流側基板搬送装置であり、
    前記下流側待機位置は、該所定の実装機の下流側に位置する下流側実装機又は下流側基板搬送装置である
    ことを特徴とするプリント基板上への所定作業装置。
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