JP2010050401A - 電子部品実装機の基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の搬送方向の長さが変化しても、常に最適化された搭載長さで搭載できるようにして、待機バッファと搭載バッファ間の基板搬送時間を大幅に短縮する。
【解決手段】電子部品を搭載するために基板１０を一定位置で保持して固定する機能を備えた搭載バッファ４０と、その前後で基板を待機させるための待機バッファ２０、６０を備えた電子部品実装機の基板搬送装置において、前記搭載バッファ４０の基板搬送方向の長さを可変とする。ここで、前記搭載バッファ４０の基板搬送方向の長さの変化に係わらず、搭載バッファと待機バッファの間隔を一定に維持する手段を備えることができる。
【選択図】図１１

Description

本発明は、電子部品実装機の基板搬送装置に係り、特に、待機バッファと搭載バッファ間の基板搬送時間を短縮することが可能な、電子部品を搭載するために基板を一定位置で保持して固定する機能を備えた搭載バッファと、その前後で基板を待機させるための待機バッファを備えた電子部品実装機の基板搬送装置の改良に関する。

一定位置で保持して固定された基板に電子部品を搭載する電子部品実装機が知られている。図１は、この電子部品実装機における基板搬送装置の斜視図であり、電子部品実装機へ搬入されてきた基板（図示省略）を、電子部品を搭載するための搭載バッファ４０へ搬送する前に待機をさせておくための入側待機バッファ（以下、単に入側バッファと称する）２０と、該入側バッファ２０から搬入された基板を一定位置で保持して固定し、電子部品を搭載するための搭載バッファ４０と、電子部品搭載後の基板が搬出される出側待機バッファ（以下、単に出側バッファと称する）６０とを備えている。

前記入側バッファ２０は、その出口付近に配設された、例えば透過式の光電センサでなる待機位置センサ２２によって基板を検知した位置（待機位置）で、図２に示す如く、基板１０を保持する。図３に示す如く、入側バッファ２０から搭載バッファ４０に搬入された基板１０は、その出口付近に設けられた、やはり透過式の光電センサでなる停止位置センサ４２によって検出され、減速されて、図４に示す如く、ストッパ４４により停止位置（搭載位置）で位置決めされる。ストッパ４４により位置決めされた基板は、電子部品実装機（図示省略）の搭載ヘッド等により電子部品が搭載される。この時、図５に示す如く、次の基板１０’が入側バッファ２０に搬入されて待機位置で待機する。電子部品搭載後の基板１０は、図６に示す如く、出側バッファ６０に搬出される一方、搭載バッファ４０には次の基板１０’が搬入され、前記手順で次の搭載が開始される。この時、図７に示す如く、入側バッファ２０には、更に次の基板１０”が搬入されて待機位置で待機する。

一般的に基板生産時、基板が生産ライン上流方向から一定時間間隔で搬送されてくる。入側バッファ２０、搭載バッファ４０、出側バッファ６０の各バッファには１枚ずつ基板１０を保持することができ、基板の搬送されてくる間隔は、１枚の基板に部品搭載を行う
のに掛かる時間より短いことが多い。

上記の一般的な条件で、従来の電子部品実装機における搬送時間の動作について考える。まず、図４に示した如く、搭載バッファ４０にて前工程の基板１０に部品搭載が行なわれている。この時、図５に示した如く、入側バッファ２０に次の基板１０’が上流側から搬入される。入側バッファ２０の待機位置センサ２２により基板の検出がなされると、入側バッファ２０の待機位置に基板１０’を保持するため搬送を停止し、次の生産のために基板１０’が待機状態となる。前工程の基板１０への部品搭載が終了すると、図６に示した如く、前工程基板１０は搭載バッファ４０から出側バッファ６０に搬出され、同時に、次工程で部品搭載される基板１０’が入側バッファ２０より搭載バッファ４０に搬入される。搭載バッファ４０に搬入された基板１０’は、図７に示した如く、部品搭載位置まで進み、停止位置センサ４２とストッパ４４によって位置決めされ、その後固定される。

この基板搬入開始から基板固定までの基板搬入時間は、待機位置センサ２２の位置から搭載バッファ４０のストッパ４４の位置及び基板の搬送速度に依存し、基板の搬送方向の長さに関わらず一定である。基板が固定されると電子部品実装機による部品搭載が行なわれ、上記の工程を繰り返し、生産が継続される。

以上のように搭載に掛かる時間には、電子部品実装機が搭載を行なう搭載時間、未搭載基板を搭載位置まで搬送させ基板を固定する搬送時間の２種類がある。搬送時間は、基板への部品搭載を行なっていない無駄な時間であるため、搬送時間を短縮することが時間と面積当たりの生産性を高める有効な方法である。

搬送時間の短縮方法として、これまでは、特許文献１に記載された図８のような方法と、図９のような方法が用いられてきた。

図８は入側バッファ２０と搭載バッファ４０の間にもう一つバッファ（中間バッファと称する）９０を設け、入側バッファにも搭載バッファにもなる搬送領域を作成した搬送方法である。図において、９２は、中間バッファ９０の待機位置センサである。この方法であると、基板の搬送方向の長さによって、中間のバッファ９０を出側バッファとして利用するか、搭載バッファとして利用するか変えることにより、未搭載基板の搭載バッファへの搬入時に搬送時間を短縮することができる。

一方、図９は、搬送経路を、入側バッファ２０Ａ→搭載バッファ４０Ａ→出側バッファ６０Ａと、入側バッファ２０Ｂ→搭載バッファ４０Ｂ→出側バッファ６０Ｂの２列にした構造である。この方法では、一方の基板に部品搭載中に、もう一方の基板を搭載バッファに搬送することができるため、見かけ上搬送時間は無くなる。

特開２００４−２００５８７号公報

しかしながら、図８に記載の方法では、短縮できる搬送時間は、基板の搬送方向の長さと中間バッファ９０及び搭載バッファ４０の長さに依存し、バッファの位置が固定されているため、必ずしも最適化された搬送時間とはならない。

一方、図９の方法では、２列分の幅が必要となるため、従来の搬送装置からの移行時に大幅な変更が必要となり、互換性が低下する他、実装機が巨大になってしまい、単位面積当たりの生産性が下がってしまう。あるいは、従来と同じ実装機の大きさにすると、生産可能な基板が小さくなってしまう等の問題点を有していた。

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、基板の搬送方向の長さが変化しても、それに対応して搬送時間を有効に短縮できるようにすることを課題とする。

本発明は、電子部品を搭載するために基板を一定位置で保持して固定する機能を備えた搭載バッファと、その前後で基板を待機させるための待機バッファを備えた電子部品実装機の基板搬送装置において、前記搭載バッファの基板搬送方向の長さを可変とすることにより、前記課題を解決したものである。

ここで、前記搭載バッファの基板搬送方向の長さの変化に係わらず、搭載バッファと待機バッファの間隔を一定に維持する手段を備えることができる。

本発明によれば、基板の搬送方向の長さによらず、又、電子部品実装機の搬送面積を大幅に変更することなく、待機バッファと搭載バッファ間の基板搬送時間を大幅に短縮することができ、タクトタイムの向上が可能となる。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

本実施形態は、図１０（内部構造を電子部品実装機正面から見た図）（ａ）（基板が大きい時）（ｂ）（基板が小さい時）に示す如く、基板搬送用の搬送ベルト２６が掛け渡された入側バッファ２０出側端のプーリー２８Ａと、基板搬送用の搬送ベルト４６が掛け渡された搭載バッファ４０入側端のプーリー４８Ａ、同じく２８Ｂと４８Ｂを、両者の間隔を一定としたまま基板搬送方向に可動として、図１１（斜め上方からの外観図）（ａ）（基板が大きい時）（ｂ）（基板が小さい時）に示す如く、搭載バッファ４０の基板搬送方向の長さを可変としたものである。

図１０において、３０は、入側バッファ２０内の固定プーリー、３２は、同じく搬送ベルト２６用の駆動モータ、５０は、搭載バッファ４０内の固定プーリー、５２は、同じく搬送ベルト４６用の駆動モータ、６６は、出側バッファ６０の搬送ベルト、７０は、同じく固定プーリー、７２は、同じく搬送ベルト６６用の駆動モータである。

図１０における入側バッファ２０と搭載バッファ４０の部分を取り出して図１２に示す。

前記可動式のプーリー２８Ａと４８Ａは、図１３（ａ）に示す如く、プーリー固定ブラケット８０Ａにより所定間隔で回転自在に固定され、可動式のプーリー２８Ｂと４８Ｂも、図１３（ｂ）に示す如く、プーリー固定ブラケット８０Ｂにより所定間隔で回転自在に固定され、ガイドレール８２Ａ、８２Ｂ及びリニアガイド８４Ａ、８４Ｂにより、水平に移動可能とされている。動力としては、サーボモータによるベルト駆動方式や、ボールねじ駆動方式により、リニアガイドとプーリーを基板長さに合わせて移動させる事が出来る。

上下のプーリー固定ブラケット８０Ａ及び８０Ｂは、図１４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す如く、クランク機構８６Ａ、８６Ｂを用いて、相反する水平方向に動くようにされている。図において、８８は、クランク機構８６Ａ、８６Ｂの固定軸である。

以下作用を説明する。搬送方向の長さ変更は、入側バッファ２０と搭載バッファ４０間の可動式プーリー２８Ａ、４８Ａ、２８Ｂ、４８Ｂを水平方向に移動させて行なう。本実施形態では、図１４に示したように、可動式プーリー２８Ａ、４８Ａと２８Ｂ、４８Ｂを上下の２組に分けているので、上下の可動式プーリーを相反する水平方向に動かすことにより、ベルト張力が一定のまま、バッファの長さを変化させることができる。又、待機位置センサ２２についても、図１３（ａ）に示したように、上方のプーリー固定ブラケット８０Ａに設けて、可動式プーリー２８Ａ、４８Ａと一緒に移動させることにより、常に搭載バッファ４０に近い位置で次の基板を検知し、待機させることができる。

次に、搭載基板の搬送方向の長さによって搬送時間を短縮するための方法について、図１５に示す本発明生産時のフローチャートを用いて、詳しく説明する。

先ず、搭載バッファ４０を搬送方向の原点に復帰する（ステップＳ１）。

搭載基板の搬送方向の長さは搭載プログラム等によって容易に取得可能である。そこで、生産プログラムを読込み（ステップＳ２）、搬送方向の長さを取得後（ステップＳ３）、搭載バッファ４０の長さを基板の大きさ（長さ）に合わせる。これは可動式の２組のプーリー（２８Ａ、４８Ａ）（２８Ｂ、４８Ｂ）を基板の搬送方向の長さに合わせて移動させることにより行われる（ステップＳ４）。この時、基準となるのは、入側バッファ２０の待機位置センサ２２の位置と搭載バッファ４０のストッパ４４の位置である。入側バッファ２０の待機位置センサ２２は可動式プーリー２８Ａに合わせて動作しており、入側バッファ２０と搭載バッファ４０の境目の位置から一定距離であるので、ストッパ４４との位置を基準として、搭載バッファ４０の長さを決定する。これにより常に最適化された搭載長さで搭載することができる（ステップＳ５）。

上記のように、基板搬送方向の長さに合わせて搭載バッファ４０の長さを適切に制御することにより、搭載バッファへの次の基板搬入時の搬送時間のロスを低減することが可能となる。

本実施形態においては、可動式プーリーとプーリー固定ブラケットを用いて入側バッファと搭載バッファの間隔を一定に保持していたので、構成が簡略である。なお、入側バッファと搭載バッファの間隔を一定に維持する手段は、これに限定されず、例えば位置を電気的に制御することも可能である。

又、前記実施形態においては、クランク機構を用いて、上下のプーリー固定ブラケット８０Ａ、８０Ｂが相反する動作をするようにしていたが、この方法についても、クランク機構を用いる他、プーリー固定ブラケットを直接移動するためのモータを設けて直接制御することもできる。

又、前記実施形態においては、入側バッファ２０と搭載バッファ４０により搭載バッファ４０の長さを可変としていたが、搭載バッファ４０と出側バッファ６０の組合せで搭載バッファ４０の長さを可変としたり、入側バッファ２０、搭載バッファ４０及び出側バッファ６０の三者の共同で、搭載バッファ４０の長さを可変とすることも可能である。搭載バッファ４０と出側バッファ６０の組合せで搭載バッファ４０の長さを可変とした場合には、搭載バッファから出側バッファまでの搬送時間を最速化でき、入側バッファ２０、搭載バッファ４０及び出側バッファ６０の三者の共同で、搭載バッファ４０の長さを可変とした場合には、入側バッファから出側バッファまでの搬送時間を最速化できる。

従来の電子部品実装機における基板搬送装置の概略を示す斜視図 同じく入側バッファで基板が待機中の状態を示す斜視図 同じく入側バッファから搭載バッファの基板搭載位置へ搬送中の状態を示す斜視図 同じく基板搭載位置へ位置決めした状態を示す斜視図 同じく搭載バッファで部品搭載中の状態を示す斜視図 同じく搭載バッファの基板への搭載が完了して、入側バッファで待機中の基板が搭載バッファへ搬入されている状態を示す斜視図 同じく搭載バッファへ搬入された基板に搭載を開始した状態を示す斜視図 中間バッファを持つ従来例を示す斜視図 搬送系列を２列にした従来例を示す斜視図 本発明の第１実施形態の内部構造を装置正面から見た（ａ）基板が大きい時と（ｂ）基板が小さい時の正面図 同じく（ａ）基板が大きい時と（ｂ）基板が小さい時の斜視図 同じく入側バッファと搭載バッファの部分を示す、内部構造を装置正面から見た図 同じく可動式プーリーをプーリー固定ブラケットに固定した状態を示す拡大図 同じく上下のプーリー固定ブラケットを連結させる方法の一例を示す拡大図 同じく生産時の処理手順を示す流れ図

符号の説明

１０…基板
２０…入側（待機）バッファ
２２…待機位置センサ
２６、４６、６６…搬送ベルト
２８Ａ、２８Ｂ、４８Ａ、４８Ｂ…可動式プーリー
３０、５０、７０…固定プーリー
３２、５２、７２…駆動モータ
４０…搭載バッファ
４２…停止位置センサ
４４…ストッパ
６０…出側（待機）バッファ
８０Ａ、８０Ｂ…プーリー固定ブラケット
８２Ａ、８２Ｂ…ガイドレール
８４Ａ、８４Ｂ…リニアガイド
８６Ａ、８６Ｂ…クランク機構

Claims (2)

1. 電子部品を搭載するために基板を一定位置で保持して固定する機能を備えた搭載バッファと、その前後で基板を待機させるための待機バッファを備えた電子部品実装機の基板搬送装置において、
   前記搭載バッファの基板搬送方向の長さを可変としたことを特徴とする電子部品実装機の基板搬送装置。
2. 前記搭載バッファの基板搬送方向の長さの変化に係わらず、搭載バッファと待機バッファの間隔を一定に維持する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装機の基板搬送装置。

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