JP2010021467A

JP2010021467A - 基板位置決め機構および基板搬送装置

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Publication number: JP2010021467A
Application number: JP2008182646A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Makita; 喜之蒔田; Tadashi Kato; 加藤　　正
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2028-07-14
Also published as: JP5084646B2

Abstract

【課題】ストッパブロックを、基板位置を決めるための位置から待機位置まで鉛直方向下向きに下降させても、基板上にすでに搭載してある部品の位置がずれず、かつ、次に部品を搭載する基板を部品搭載位置に搬入するまでの待ち時間が長くならない基板位置決め機構および基板搬送装置を提供する。
【解決手段】鉛直方向に上下に移動可能なストッパブロック１８Ａが、搬送されてくる基板１に当接して該基板１を停止させる基板位置決め機構において、搬送されてくる基板１に当接する前記ストッパブロック１８Ａの部位が、該基板１の搬送方向に対向して傾いた上向きの面１８Ａ１であるようにする。
基板搬送装置には、このような基板位置決め機構を備えさせる。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板位置決め機構および基板搬送装置に関し、特に部品実装装置に用いるのに好適な基板位置決め機構および基板搬送装置に関する。

基板に部品を実装する部品実装装置においては、基板を搬送する基板搬送装置が通常備えられており、該基板搬送装置によって部品実装装置内の所定の位置に基板が搬送され、固定されて、該基板上に部品の搭載が行われる。

図１（Ａ）は、従来の部品実装装置の基板搬送装置における基板位置決め機構の一例を模式的に示す平面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。この基板位置決め機構１００において、搬送に関わる主要部分は、搬送レール１０２に回転可能に支持された２つのプーリ１０４に搬送ベルト１０６が掛け渡されて構成されている。そして、プーリ１０４が図示せぬモータから回転駆動力を得て回転すると、搬送ベルト１０６が駆動し、搬送ベルト１０６の上面は搬送方向（図示矢印方向）に進行する。これにより、搬送ベルト１０６上に載置された基板１が搬送方向（図示矢印方向）に搬送される。

また、基板位置決め機構１００は、基板１を停止させて位置決めするために、基板１の搬送方向の下流側にストッパ装置１０８を備えている。ストッパ装置１０８は、搬送ベルト１０６により搬送されてくる基板１を停止させて位置決めを行う役割を有しており、ストッパブロック１０８Ａおよびシリンダ１０８Ｂを有している。ストッパブロック１０８Ａは直方体形状であり、シリンダ１０８Ｂにより鉛直方向に上下に移動させられる。ストッパブロック１０８Ａを上昇位置にしておくことによって、搬送されてきた基板１はストッパブロック１０８Ａに当接して停止する。そして、その位置で基板１はクランプ機構により固定され、基板１上への部品搭載動作が開始される。

なお、図１におけるストッパブロック１０８Ａは、搬送されてくる基板１の端面に当接して基板１を停止させるために、上昇した状態である。基板１を停止させて基板１の位置決めを行った後は、ストッパブロック１０８Ａは、基板１の搬送の障害とならないように待機位置まで鉛直方向下向きに下降する。

以上説明した従来例と同様に、ストッパブロックが鉛直方向に上下に移動するストッパ装置を備えた基板位置決め機構および基板搬送装置は、例えば特許文献１に記載されている。

また、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す基板位置決め機構２００のように、ストッパブロックが鉛直方向に上下に移動するのではなく、ストッパブロックが支点を中心として回転して、円弧の軌跡を描いて上下に移動するストッパ装置２０８を備えた基板位置決め機構も考えられている。

この基板位置決め機構２００においては、搬送されてくる基板１の端面が、上昇した位置にあるストッパブロック２０８Ａに当接して、基板１の搬送が停止させられて位置決めがなされた後、ストッパブロック２０８Ａは、支点２１０を中心に回転して円弧の軌跡を描くように下方に移動する。ストッパブロックが円弧の軌跡を描く基板位置決め機構および基板搬送装置は、例えば特許文献２に記載されている。

なお、図示の都合上、図１（Ａ）では、ストッパ装置１０８についてはストッパブロック１０８Ａのみを描いており、図２（Ａ）では、ストッパ装置２０８についてはストッパブロック２０８Ａのみを描いている。また、後述する図３（Ａ）、図４（Ａ）、図５（Ａ）においても、図示の都合上、ストッパ装置についてはストッパブロックのみを描いている。

特開平１０−２００２９９号公報特開２００５−９３７６５号公報

しかしながら、図１に示した従来の基板位置決め機構１００においては、基板１をストッパブロック１０８Ａに当接させて位置決めを行うと、基板１の端面とストッパブロック１０８Ａとは面接触を行っている。このため、ストッパブロック１０８Ａを鉛直方向下向きに下降させたときに、基板１の端面とストッパブロック１０８Ａとの間で擦れが生じる。

一方、基板１の端面にはバリが存在することがある。基板１の端面にバリが存在すると、ストッパブロック１０８Ａを鉛直方向下向きに下降させて、基板１の端面とストッパブロック１０８Ａとの間で擦れが生じたときに、バリを介して基板１に水平方向の力が衝撃的に加わることがある。

このため、従来の基板位置決め機構１００においては、ストッパブロック１０８Ａに基板１を当接させて、基板１の位置決めを行った後、ストッパブロック１０８Ａを待機位置まで鉛直方向下向きに下降させると、基板１上にすでに搭載してある部品の位置がずれてしまうことがあった。

これに対し、図２に示した従来の基板位置決め機構２００においては、ストッパブロック２０８Ａが、支点２１０を中心に回転して円弧の軌跡を描くように下方に移動するため、基板１の端面とストッパブロック２０８Ａとの間で擦れが生じることはなく、基板１の端面にバリが存在しても、バリを介して基板１に水平方向の力が衝撃的に加わることはないので、基板１上にすでに搭載してある部品の位置がずれてしまうことはなかった。

しかし、円弧の軌跡を描くようにストッパブロック２０８Ａを下方に移動させる場合、ストッパブロック２０８Ａは基板１の搬送方向にも、円弧の半径に相当する長さだけ移動することとなる。このため、円弧の半径に相当する長さだけ、部品搭載後の基板１が基板停止位置よりも搬送方向に搬送された後でないと、ストッパブロック２０８Ａを上方に移動させて、基板停止位置に保持することができず、次に部品を搭載する基板を部品搭載位置に搬入するまでの待ち時間が長くなってしまうという問題があった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、ストッパブロックを基板位置を決めるための位置から待機位置まで鉛直方向下向きに下降させても、基板上にすでに搭載してある部品の位置がずれず、かつ、次に部品を搭載する基板を部品搭載位置に搬入するまでの待ち時間が長くならない基板位置決め機構および基板搬送装置を提供することを課題とする。

本発明に係る基板位置決め機構は、鉛直方向に上下に移動可能なストッパブロックが、搬送されてくる基板に当接して該基板を停止させる基板位置決め機構において、搬送されてくる基板に当接する前記ストッパブロックの部位が、該基板の搬送方向に対向して傾いた上向きの面であることを特徴とし、前記課題を解決したものである。ここで、基板の搬送方向に対向して傾いた上向きの面とは、外側に向かう法線ベクトルと基板の搬送方向とのなす角が９０°より大きく１８０°未満であって、かつ、該法線ベクトルが基板の搬送方向と平行な鉛直面と平行な面のことである。

本発明に係る基板搬送装置は、前記基板位置決め機構を備えたことを特徴とし、前記課題を解決したものである。

本発明によれば、搬送されてくる基板に当接するストッパブロックの部位が、基板の搬送方向に対向して傾いた上向きの面であるので、当接した際、接触部分は該基板の端面の下方の角部となり、かつ、該ストッパブロックと該基板とは線で接触する。したがって、該ストッパブロックが該基板の端面と当接した状態から、鉛直方向下向きに下降しても、該ストッパブロックと該基板との間では擦れが発生することはない。このため、該基板の端面にバリがあっても、該ストッパブロックが鉛直方向下向きに下降する際、該基板に水平方向の力が衝撃的に加わることはない。

このため、本発明によって基板の位置決めを行えば、ストッパブロックを鉛直方向下向きに下降させる際、該基板上にすでに搭載してある部品に位置ずれが生じるようなことはなく、精度の高い製品（部品搭載基板）を製造することができる。

また、ストッパブロックは鉛直方向に上下に移動するので、次に部品を搭載する基板を部品搭載位置に搬入するまでの待ち時間が長くならない。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る基板搬送装置の基板位置決め機構について詳細に説明するが、従来の基板位置決め機構１００と同一の構成部分については、同一の符号を付し、説明は省略する。

図３（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置の基板位置決め機構１０を模式的に示す平面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

この基板位置決め機構１０は、基板１を停止させて位置決めをするために、基板１の搬送方向の下流側にストッパ装置１８を備えている。ストッパ装置１８は、搬送ベルト１０６により搬送されてくる基板１を停止させて位置決めを行う役割を有しており、ストッパブロック１８Ａおよびシリンダ１８Ｂを備えている。

従来の基板位置決め機構１００のストッパブロック１０８Ａは直方体形状であったが、第１実施形態に係る基板位置決め機構１０のストッパ装置１８のストッパブロック１８Ａは、断面形状が中心角９０°となる扇形で、円柱を４等分した形状であり、基板１と接触する面は基板１の搬送方向に対向して傾いた上向きの円周面１８Ａ１となっている。ストッパブロック１８Ａは、シリンダ１８Ｂにより鉛直方向に上下に移動させられる。ストッパブロック１８Ａを上昇位置にしておくことによって、搬送されてきた基板１はストッパブロック１８Ａに当接して停止する。そして、その位置で基板１はクランプ機構により固定され、基板１上への部品搭載動作が開始される。

ストッパブロック１８Ａは、前述のように断面形状が中心角９０°となる扇形で、円柱を４等分した形状であり、基板１と接触する面は基板１の搬送方向に対向して傾いた上向きの円周面１８Ａ１となっているので、ストッパブロック１８Ａが基板１の端面と当接した際、その接触部分は基板１の端面の下方の角部となり、かつ、ストッパブロック１８Ａと基板１とは線で接触することとなる。したがって、ストッパブロック１８Ａが基板１の端面と当接した状態から、鉛直方向下向きに下降しても、ストッパブロック１８Ａと基板１との間では擦れが発生することはない。このため、基板１の端面にバリがあっても、ストッパブロック１８Ａが鉛直方向下向きに下降する際、基板１に水平方向の力が衝撃的に加わることはない。

このため、第１実施形態に係る基板位置決め機構１０を用いて基板１の位置決めを行えば、ストッパブロック１８Ａを鉛直方向下向きに下降させる際、基板１上にすでに搭載してある部品に位置ずれが生じるようなことはなく、精度の高い製品（部品搭載基板）を製造することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る基板搬送装置の基板位置決め機構３０について説明する。

図４（Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る基板搬送装置の基板位置決め機構３０を模式的に示す平面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

本発明の第１実施形態に係る基板位置決め機構１０のストッパ装置１８がストッパブロック１８Ａおよびシリンダ１８Ｂを備えているのと同様に、本発明の第２実施形態に係る基板位置決め機構３０のストッパ装置３８もストッパブロック３８Ａおよびシリンダ３８Ｂを備えている。

ただし、本発明の第１実施形態に係る基板位置決め機構１０のストッパブロック１８Ａにおいては、基板１の端面と接触する部位は基板１の搬送方向に対向して傾いた上向きの円周面１８Ａ１であったが、本発明の第２実施形態に係る基板搬送装置の基板位置決め機構３０においては、そのストッパブロック３８Ａが基板１の端面と接触する部位は、基板１の搬送方向に対向して傾いた上向きの平面３８Ａ１となっており、この点が異なっている。

しかし、平面３８Ａ１も、円周面１８Ａ１と同様に、基板１の搬送方向に対向して傾いた上向きの面であるので、ストッパブロック３８Ａが基板１の端面と当接した際の接触部分は基板１の端面の下方の角部となり、かつ、ストッパブロック３８Ａと基板１とは線で接触する。

このため、第２実施形態に係る基板位置決め機構３０を用いて基板１の位置決めを行った場合も、ストッパブロック３８Ａを鉛直方向下向きに下降させる際、基板１上にすでに搭載してある部品に位置ずれが生じるようなことはなく、精度の高い製品（部品搭載基板）を製造することができる。

以上、本発明の第１実施形態および第２実施形態について説明したが、基板１の端面と当接するストッパブロックの部位が基板１の搬送方向に対向して傾いた上向きの面であれば、円周面や平面でなくてもよく、円周面や平面以外の面形状であってもよい。基板１の搬送方向に対向して傾いた上向きの面であれば、円周面や平面以外の面形状であっても、ストッパブロックが基板１の端面と当接した際の接触部分は基板１の端面の下方の角部となり、かつ、ストッパブロックと基板１とは線で接触するからである。

また、以上説明した基板位置決め機構１０、３０に、基板の搬送および停止に必要な周知のモータ、センサ、制御部等を加えることにより、本発明の実施形態に係る基板搬送装置を構成することができる。

また、基板１と当接させたストッパブロックを鉛直方向下向きに下降させても、基板１上にすでに搭載してある部品の位置がずれないようにするための方策としては、本発明の第１実施形態および第２実施形態の基板位置決め機構１０、３０のようにストッパブロックの形状で対応する方策以外に、ストッパブロックを移動させる際の軌跡で対応する方策がある。

基板１上にすでに搭載してある部品の位置がずれないようにするストッパブロックの移動軌跡の例としては、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す従来の基板位置決め機構２００のように、支点２１０を中心にストッパブロック２０８Ａを回転させる円弧の軌跡がある。ストッパブロック２０８Ａを円弧の軌跡を描くように下方に移動させれば、基板１の端面にバリがあっても、ストッパブロック２０８Ａの下降に伴って基板１へ水平方向の力が衝撃的に加わることはない。

しかし、前述のように、ストッパブロックを円弧の軌跡を描くようにして上下に移動させる場合、次に部品を搭載する基板を部品搭載位置に搬入するまでの待ち時間が長くなってしまうという問題がある。

これに対し、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す基板位置決め機構５０では、ストッパ装置５８に設けられた２つのピン６０が、支持部材６２に設けられた、長軸が鉛直方向である楕円の一部からなる溝６２Ａ内に配置されて、溝６２Ａ内をスライド移動するようになっており、ストッパ装置５８およびストッパブロック５８Ａは、溝６２Ａと同じ楕円の軌跡を描いて移動するようになっている。

このため、基板位置決め機構５０では、部品搭載後の基板の基板停止位置からの搬送距離が、基板位置決め機構２００よりも短い状態で、ストッパブロックを上方に移動させることができる。このため、次に部品を搭載する基板を部品搭載位置に搬入するまでの待ち時間が基板位置決め機構２００よりも短くなる。

したがって、ストッパブロックを移動させる際の軌跡を工夫して、ストッパブロックの下降によって基板１へ水平方向の力が衝撃的に加わることがないようにする場合、ストッパブロックの移動軌跡を円弧とするのではなく、基板位置決め機構５０のように、長軸が鉛直方向である楕円となるようにする方がよい。さらには、できる限り鉛直方向の移動に近い方が望ましい。

ここで、本発明の実施形態に係る基板搬送装置の基板位置決め機構１０、３０においては、ストッパブロック１８Ａ、３８Ａは鉛直方向に上下に移動するので、ストッパブロックの移動軌跡が楕円である基板位置決め機構５０の場合よりも、さらに、次に部品を搭載する基板を部品搭載位置に搬入するまでの待ち時間が短くなる。

従来の部品実装装置の基板搬送装置における基板位置決め機構の一例を模式的に示す図で、（Ａ）平面図、（Ｂ）図１（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図従来の部品実装装置の基板搬送装置におけるにおける基板位置決め機構の他の例を模式的に示す図で、（Ａ）平面図、（Ｂ）図２（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置における基板位置決め機構を模式的に示す図で、（Ａ）平面図、（Ｂ）図３（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図本発明の第２実施形態に係る基板搬送装置における基板位置決め機構を模式的に示す図で、（Ａ）平面図、（Ｂ）図４（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図前記基板位置決め機構の他の例の改良例を模式的に示す図で、（Ａ）平面図、（Ｂ）図５（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図

符号の説明

１…基板
１０、３０…基板位置決め機構
１８、３８…ストッパ装置
１８Ａ、３８Ａ…ストッパブロック
１８Ａ１…円周面
３８Ａ１…平面
１８Ｂ、３８Ｂ…シリンダ
１０２…搬送レール
１０４…プーリ
１０６…搬送ベルト

Claims

鉛直方向に上下に移動可能なストッパブロックが、搬送されてくる基板に当接して該基板を停止させる基板位置決め機構において、
搬送されてくる基板に当接する前記ストッパブロックの部位が、該基板の搬送方向に対向して傾いた上向きの面であることを特徴とする基板位置決め機構。
請求項１に記載の基板位置決め機構を備えたことを特徴とする基板搬送装置。