JP2010267696A - 基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板に開口部があっても、確実にプリント基板の有無の確認が行える基板搬送装置を提供すること。
【解決手段】プリント基板Ｐが供給コンベア８Ａ上に存在すると、供給コンベア８Ａ及び第１位置決め部８Ｂの基板搬送が開始する。すると、タイマー２９の計時が開始し、ＲＡＭ２１に格納されている基板有りデータを消去して基板無しデータを格納する。そして、プリント基板Ｐが搬送され、タイマー２９の計時によりタイムアップする前に、移動中のプリント基板Ｐにより受光装置３３が受光できなくなると、発光装置３２及び受光装置３３が配設された位置に到達したことが検出されることとなる。すると、ＲＡＭ２１に基板有りデータを格納するように制御すると共に第１位置決め部８Ｂの駆動モータの駆動を停止するように制御して、基板搬送を停止させ、僅か進んでプリント基板Ｐは基板ストッパ３１に当接して係止し、正常動作が終了する。
【選択図】図５

Description

本発明は、所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置に関する。

所定の作業が施されるプリント基板を搬送する基板搬送装置は、例えば特許文献１など開示されている。このような基板搬送装置においては、プリント基板の存在を確認し、その後、基板搬送装置を備えた、例えば電子部品装着装置にて所定の作業、例えばプリント基板上に電子部品を装着する作業などを行うようにしている。

特開２００９−８８０４０号公報

しかし、例えば透過タイプの光電センサを使用して、例えばプリント基板の斜め下方から光をプリント基板に向けて照射し、プリント基板の斜め上方でこの光を受光した場合にプリント基板無しとするものにあっては、プリント基板に開口部があった場合には、プリント基板が無いものと誤検出することがあった。

そこで本発明は、プリント基板に開口部があっても、確実にプリント基板の有無の確認が行える基板搬送装置を提供することを目的とする。

このため第１の発明は、所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置であって、前記プリント基板の有無を検出する基板有無検出装置と、搬送されて来たプリント基板を前記基板有無検出装置が検出するとこのプリント基板を検出したことを格納する記憶装置とを設けたことを特徴とする。

第２の発明は、所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置であって、斜め上方又は斜め下方から前記プリント基板に向けて光を発光する発光装置とこの発光装置と対向するように配設されて前記発光装置が発する光を受光する受光装置とから構成される基板有無検出装置と、搬送される前記プリント基板により前記発光装置からの光を前記受光装置が受光できなくなるとこのプリント基板を検出したことを格納する記憶装置とを設けたことを特徴とする。

第３の発明は、所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置であって、搬送されて来るプリント基板の上方又は下方に配設されてこのプリント基板へ向けて光を照射してその反射光を受光するとこのプリント基板の存在を検出する光反射型センサから構成される基板有無検出装置と、この基板有無検出装置が前記プリント基板を検出するとこのプリント基板を検出したことを格納する記憶装置とを設けたことを特徴とする。

第４の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、前記基板有無検出装置が前記プリント基板を検出すると、このプリント基板の搬送を停止させるように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。

本発明は、プリント基板に開口部があっても、確実にプリント基板の有無の確認が行える基板搬送装置を提供することができる。

電子部品装着装置の平面図である。 電子部品装着装置の制御ブロック図である。 基板搬送装置を説明するための平面図である。 第１位置決め部の右側面図である。 基板搬送に係るフローチャート図である。 基板幅段取り動作に係るフローチャート図である。 基板幅段取りができなかった場合の復帰作業に係るフローチャート図である。 基板有無検出装置の他の実施形態を示すための第１位置決め部の右側面図である。

以下、プリント基板組立装置として、プリント基板上に接着剤を塗布する接着剤塗布装置、プリント基板上にクリーム半田を塗布するスクリーン印刷機、プリント基板上に電子部品を装着する電子部品装着装置などがあるが、これらのうち、電子部品装着装置を実施形態として、詳述する。

図１は電子部品装着装置１の平面図であり、電子部品装着装置１の装置本体２上の前部及び後部には部品供給装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄが４つのブロックに分かれて複数並設されている。部品供給装置３Ａはレーン番号（部品供給ユニットの配置番号）が１００番台であり、部品供給装置３Ｂはレーン番号が２００番台であり、部品供給装置３Ｃはレーン番号が３００番台であり、部品供給装置３Ｄはレーン番号が４００番台である。

前記各部品供給装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄは、取付台であるカート台のフィーダベース上に部品供給ユニット５を多数並設したものであり、部品供給側の先端部がプリント基板Ｐの搬送路に臨むように前記装置本体２に連結具を介して着脱可能に配設され、カート台が正規に装置本体２に取り付けられるとカート台に搭載された部品供給ユニット５に電源が供給され、また連結具を解除して把手を引くと下面に設けられたキャスタにより移動できる構成である。

そして、各部品供給装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄは、部品供給側の先端部が装着ヘッド６のピックアップ領域に臨むように配設されており、各部品供給ユニット５は前記カート台に回転自在に載置した供給リールに巻回した状態で順次繰り出された収納テープに所定間隔で開設した送り孔にその歯が嵌合した送りスプロケットを所定角度回転させて収納テープを電子部品の部品吸着取出位置まで送りモータにより間欠送りするテープ送り機構と、剥離モータの駆動により吸着取出位置の手前でキャリアテープからカバーテープを引き剥がすためのカバーテープ剥離機構とを備え、カバーテープ剥離機構によりカバーテープを剥離してキャリアテープの収納部に装填された電子部品を順次部品吸着取出位置へ供給して先端部から後述する吸着ノズルにより取出し可能である。

そして、手前側の部品供給装置３Ｂ、３Ｄと奥側の部品供給装置３Ａ、３Ｃとの間には、基板搬送装置８を構成する供給コンベア８Ａ、第１位置決め部８Ｂ、中間コンベア８Ｃ、第２位置決め部８Ｄ及び排出コンベア８Ｂが設けられている。そして、供給コンベア８Ａは上流より受けたプリント基板Ｐを第１位置決め部８Ａに搬送し、この各位置決め部８Ａで図示しない位置決め機構により位置決めされた基板Ｐ上に電子部品を装着した後、中間コンベア８Ｃに搬送し、この中間コンベア８Ｃより受けたプリント基板Ｐを第２位置決め部８Ｄで位置決め機構により位置決めして電子部品を装着した後、排出コンベア８Ｅに搬送され、その後下流側装置に搬送される。

Ｙ方向にＹ軸駆動モータ１１によりガイドレール９に沿って移動する各ビーム１０にはその長手方向、即ちＸ方向にＸ軸駆動モータ１３により移動する装着ヘッド６が設けられ、この装着ヘッド６には複数本の保持部材である吸着ノズルが設けられる。そして、前記装着ヘッド６には前記吸着ノズルを上下動させるための上下軸駆動モータ１４が搭載され、また鉛直軸周りに回転させるためのθ軸駆動モータ１５が搭載されている。したが.って、装着ヘッド６の吸着ノズルはＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、鉛直軸回りに回転可能で、かつ上下動可能となっている。

１２は部品認識カメラで、電子部品が吸着ノズルに対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかＸＹ方向及び回転角度につき、位置認識するために電子部品を撮像する。

次に、図２の制御ブロック図について説明すると、前記電子部品装着装置１には、本装着装置１を統括制御する制御装置としてのＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）２０と、該ＣＰＵ２０にバスライン２８を介して接続されるＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）２１及びＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）２２が備えられている。

そして、ＣＰＵ２０は前記ＲＡＭ２１に記憶されたデータに基づき、前記ＲＯＭ２２に格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置１の部品装着動作に係る動作を統括制御する。即ち、ＣＰＵ２０は、インターフェース２４及び駆動回路２７を介して前記Ｙ軸駆動モータ１１、Ｘ軸駆動モータ１３、上下軸駆動モータ１４及び前記θ軸駆動モータ１５等の駆動を制御する。

この図２では、説明の便宜上、複数あるものでも、例えば装着ヘッド６などは１つとして省略してある。前記ＲＡＭ２１には、部品装着に係るプリント基板Ｐの種類毎に装着データが記憶されており、その装着順序毎（ステップ番号毎）に、プリント基板Ｐ内でのＸ方向（Ｘで示す）、Ｙ方向（Ｙで示す）及び角度（Ｚで示す）情報や、各部品供給ユニット５の配置番号情報等が格納されている。

また前記ＲＡＭ２１には、各プリント基板Ｐの種類毎に前記各部品供給ユニット５の部品供給ユニット配置番号（レーン番号）に対応した各電子部品の種類（部品ＩＤ）の情報、即ち部品配置情報が格納されており、この部品配置情報は前記カート台上のどの位置にどの部品供給ユニット５を搭載するかに係るデータである。更には、この部品ＩＤ毎に電子部品の特徴等に関する部品ライブラリデータが格納されている。

２３はインターフェース２４を介して前記ＣＰＵ２０に接続される認識処理装置で、前記部品認識カメラ１２により撮像して取込まれた画像の認識処理が該認識処理装置２３にて行われ、ＣＰＵ２０に処理結果が送出される。即ち、ＣＰＵ２０は、部品認識カメラ１２に撮像された画像を認識処理（位置ずれ量の算出など）するように指示を認識処理装置２３に出力すると共に、認識処理結果を認識処理装置２３から受取るものである。

２５は部品画像や各種データ設定のための画面などを表示するモニタで、このモニタ２５には入力手段としての種々のタッチパネルスイッチ２６が設けられ、作業者がタッチパネルスイッチ２６を操作することにより、種々の設定を行うことができる。

次に図３に基づいて、基板搬送装置８のうち、第２位置決め部８Ｄも同様である第１位置決め部８Ｂを中心として、以下説明する。

前記第１位置決め部８Ｂは、各駆動源により互いに遠近可能であってプリント基板Ｐを搬送案内する一対の搬送シュート３０Ａ、３０Ｂを備え、この搬送シュート３０Ａ、３０Ｂにはそれぞれプリント基板Ｐを載置して搬送する搬送コンベアが設けられ、本実施形態では一対の搬送シュート３０Ａ、３０Ｂに対して、例えば両搬送コンベア又は図示しないクランプ機構を上昇させて、搬送シュート３０Ａ、３０Ｂに設けられた位置規制部にプリント基板Ｐを下方から押圧して、プリント基板Ｐの高さ方向の位置決めを行う構成である。

しかし、両搬送コンベアに対して一対の搬送シュート３０Ａ、３０Ｂを下降させてプリント基板Ｐの高さ方向の位置決めを行ってもよい。また、複数のバックアップピンが挿入されたバックアップベース（図示せず）を上昇させて、プリント基板Ｐを下面から水平に支持してもよい。

３１は基板ストッパで、この基板ストッパ３１に搬送されるプリント基板Ｐが当接して係止する。３２はプリント基板の有無検出装置を構成する発光装置で、前記搬送シュート３０Ａに固定されプリント基板Ｐ表面の前後方向の中央部に向けて斜め下方向から発光するように配設するが（図４参照）、プリント基板Ｐ裏面の前後方向の中央部に向けて斜め上方向から発光するように配設してもよい。３３は同じく前記有無検出装置を構成する受光装置で、前記搬送シュート３０Ｂに固定され前記発光装置３２に対向するように配設されて前記発光装置３２からの光を受光する。

前記発光装置３２は発光素子と光ファイバーとから構成され、受光装置３３は受光素子と光ファイバーとから構成されるが、必ずしも光ファイバーを用いなくともよい。

なお、前記プリント基板Ｐは、複数の割基板部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を備えて繰り返しパターンで電子部品が装着される割基板であり、各割基板部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３との間に開口部ＰＫ１、ＰＫ２が開設されている。

以上の構成により、図５の基板搬送に係るフローチャートに基づいて、以下動作について説明する。先ず、プリント基板Ｐが上流側装置（図示せず）より受継がれて供給コンベア８Ａ上に存在すると、供給コンベア８Ａ及び第１位置決め部８Ｂ（搬送コンベア）の基板搬送が開始され、ＣＰＵ２０から供給コンベア８Ａ及び第１位置決め部８Ｂの各駆動モータに回転指令が発せられ（ステップＳ１）、供給コンベア８Ａ上のプリント基板Ｐが第１位置決め部８Ｂへ搬送される。

また、ＣＰＵ２０は前記回転指令を発した後、タイマー２９の計時が開始するように制御し（ステップＳ２）、更にＲＡＭ２１に格納されている基板有りデータを消去して、基板無しデータ（ＯＦＦ）を格納するように制御する（ステップＳ３）。

そして、供給コンベア８Ａ及び第１位置決め部８Ｂによりプリント基板Ｐが搬送されて、タイマー２９の計時によりタイムアップする前に、移動中のプリント基板Ｐにより受光装置３３が受光できなくなると、プリント基板Ｐが発光装置３２及び受光装置３３が配設された位置に到達したことが検出されることとなる（ステップＳ４）。

従って、発光装置３２及び受光装置３３とにより、この有無検出装置がプリント基板Ｐが前記到達したことを検出することとなり、ＲＡＭ２１に基板有り（ＯＮ）データを格納するように制御すると共に第１位置決め部８Ｂ（搬送コンベア）の駆動モータの駆動を停止するように制御して、基板搬送を停止させる（ステップＳ５）。なお、供給コンベア８Ａは、プリント基板Ｐが第１位置決め部８Ｂに移載される時間を見込んだこの見込み時間の経過後に、停止するように制御される。

このため、第１位置決め部８Ｂの駆動モータの駆動が停止しても、僅か進んでプリント基板Ｐは基板ストッパ３１に当接して係止し、正常動作が終了する。そして、この係止しているプリント基板Ｐは開口部ＰＫ２があり、この開口部ＰＫ２が発光装置３２の光路の位置と一致しているため、発光装置３２が斜め下方から発光した光がプリント基板Ｐの開口部ＰＫ２を透過して受光装置３３が受光することとなる（基板無し）が、前述したように、ＲＡＭ２１には基板有りデータ（ＯＮ）が格納されているので、ＣＰＵ２０はプリント基板Ｐが有ると判断し、プリント基板Ｐが割基板であっても、基板ストッパ３１に係止しているプリント基板Ｐが有ることを確実に確認することができる。

従って、この後、昇降装置（図示せず）により第１位置決め部８Ｂの搬送ベルト又はクランプ機構を上昇させて、プリント基板Ｐを一対の搬送シュート３０Ａ、３０Ｂの各位置規制部にプリント基板Ｐを下方から押圧して、プリント基板Ｐの高さ方向の位置決めを行うと共に水平方向の位置決めを行う。更に、この位置決めしたプリント基板Ｐ上に部品供給ユニット５より電子部品を吸着保持して取出した吸着ノズルを水平方向に移動させて、プリント基板Ｐの部品装着位置上方に移動させて、下降させることにより順次プリント基板Ｐ上に電子部品を装着する。

そして、プリント基板Ｐへの全てのチップ部品の装着を終えると、第１位置決め部８Ｂの搬送ベルト又はクランプ機構を下降させ、この搬送ベルト上にあるプリント基板Ｐを中間コンベア８Ｃへ、また供給コンベア８Ａ上のプリント基板Ｐを第１位置決め部８Ｂへ搬送させる。

なお、供給コンベア８Ａ及び第１位置決め部８Ｂによりプリント基板Ｐが搬送されて、タイマー２９の計時によりタイムアップする前に、有無検出装置がプリント基板Ｐが前記到達したことを検出することとなるのが正常であるが、有無検出装置がプリント基板Ｐを検出する前にタイムアップすると（ステップＳ６）、異常終了することとなる。

この場合、ＣＰＵ２０は、電子部品装着装置１の装着運転を停止（第１位置決め部８Ｂの駆動モータの停止含む）させるように制御すると共にモニタ２５にプリント基板の搬送異常が発生した旨を表示させて、異常であることを報知するように制御する。なお、この報知は、モニタ２５以外の視覚的報知装置や、その他の聴覚的に報知する報知装置を使用して報知してもよい。

なお、前述したように、ＲＡＭ２１にプリント基板Ｐの有無が格納されているので、この格納状況に応じて種々の制御が可能となる。即ち、図６に示す基板幅段取り動作に係るフローチャートに基づいて、次にプリント基板の機種切り替えに伴う基板幅段取り動作について、説明する。

プリント基板Ｐへの電子部品の装着運転が停止している状態で、作業者が基板幅段取りをしようとして、モニタ２５に表示されたタッチパネルスイッチを押圧動作すると、初めにＣＰＵ２０はＲＡＭ２１に格納されている第１位置決め部８Ｂにおける基板有無データを読み込んで、プリント基板Ｐが有るか否かを判断する。

そして、ＣＰＵ２０が第１位置決め部８Ｂにプリント基板Ｐが無いと判断すると、ＣＰＵ２０は選択されたプリント基板の幅データ（搬送方向と直交する方向の幅データ）をＲＡＭ２１から読み出して、前記搬送シュート３０Ａ、３０Ｂの各駆動源を制御することにより、選択されたプリント基板の幅に合わせて前記搬送シュート３０Ａ、３０Ｂを遠ざけるか又は近づけるように移動させる。

また、基板幅段取りの際に、ＣＰＵ２０はＲＡＭ２１に格納されている第１位置決め部８Ｂにおける基板有無データを読み込んで、プリント基板Ｐが有ると判断すると、前記搬送シュート３０Ａ、３０Ｂの各駆動源を駆動させないように制御すると共に、第１位置決め部８Ｂにプリント基板Ｐが有り、基板幅段取りができない旨の警告をモニタ２５に表示させるように制御する。なお、この報知は、モニタ２５以外の視覚的報知装置や、その他の聴覚的に報知する報知装置を使用して報知してもよい。

そして、このような基板幅段取りができない旨の警告報知により、その旨を理解した作業者は復帰作業を行う必要があるが、図７に示すフローチャートに基づいて、この復帰動作について、以下説明する。

先ず、作業者は第１位置決め部８Ｂにおいてプリント基板Ｐが有るか否かを目視により確認する。そして、プリント基板Ｐが有る場合に、基板幅段取りを行うと、このプリント基板や第１位置決め部８Ｂを傷つけたり、破損させることとなる。従って、作業者は目視によりプリント基板Ｐが有ることを確認すると、第１位置決め部８Ｂからこのプリント基板Ｐを取り除く作業を行う。

また、作業者が第１位置決め部８Ｂにおいてプリント基板Ｐが有るか否かを目視により確認して、プリント基板Ｐが無い場合に、作業者がモニタ２５に表示されたメニュー操作画面を操作すると、ＣＰＵ２０はＲＡＭ２１に格納された第１位置決め部８Ｂにプリント基板有りデータを消去し、プリント基板無しデータを格納するように制御する。

従って、作業者が第１位置決め部８Ｂにおいて目視により確認して、現実にプリント基板Ｐが無い場合に、ＲＡＭ２１にプリント基板無しデータを格納するようにしたから、再度作業者が基板幅段取りをしようとして、モニタ２５に表示されたタッチパネルスイッチを押圧動作すると、ＣＰＵ２０がＲＡＭ２１に格納されている第１位置決め部８Ｂにおける基板有無データを読み込んで、プリント基板Ｐが有るか否かを判断した際に、プリント基板Ｐ無しと判断するので、前述したように、選択されたプリント基板の幅に合わせて前記搬送シュート３０Ａ、３０Ｂを遠ざけるか又は近づけるように移動させることができる。

なお、基板有無検出装置として、以上の実施形態では、斜め下方又は斜め上方からプリント基板Ｐに向けて光を発光する発光装置３２と、この発光装置３２と対向するように配設されて前記発光装置３２が発する光を受光する受光装置３３とから構成したが、このような実施形態に限らず、種々の形態の基板有無検出装置が考えられる。

即ち、図８に示すように、基板有無検出装置として、搬送されて来るプリント基板Ｐの上方又は下方に配設されて、このプリント基板Ｐへ向けて光を照射してその反射光を受光すると、このプリント基板Ｐの存在を検出する光反射型センサ３４から構成してもよい。この場合には、搬送移動中のプリント基板Ｐの開口部以外に光が照射されて、このプリント基板Ｐの反射光を受光すると、このプリント基板Ｐの存在を検出することとなり、停止した状態でプリント基板Ｐの開口部に光が照射された場合には、このプリント基板無しを検出することとなるが、既にプリント基板Ｐの存在を検出した際に、ＲＡＭ２１にプリント基板Ｐを検出したことが格納されることとなる。

更には、基板有無検出装置として、プリント基板Ｐの搬送路を挟み、一方に発光素子と受光素子とから成るセンサ（発光源及び受光センサでもよい）を設け、他方にセンサと対向するようにミラーを設けた構成にしてもよい。この場合には、搬送移動中のプリント基板Ｐの開口部以外に光が照射されると、受光素子はミラーを介する光を受光できなくなるので、このプリント基板の存在を検出することとなり、プリント基板Ｐが停止した状態でプリント基板Ｐの開口部を透過してミラーを介する光を受光素子が受光することになった場合には、このプリント基板無しを検出装置は検出することとなるが、既にプリント基板の存在を検出した際に、ＲＡＭ２１にプリント基板を検出したことが格納されることとなる。

なお、以上の実施形態は、プリント基板組立装置としての電子部品装着装置１の基板搬送装置８の第１位置決め部８Ｂを実施形態としたが、これに限らず、電子部品装着装置１のその他の基板搬送装置や、その他のプリント基板組立装置の基板搬送装置にも適用できる。

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

１ 電子部品装着装置
８Ａ 供給コンベア
８Ｂ 第１位置決め部
２０ ＣＰＵ
２１ ＲＡＭ
３１ 基板ストッパ
３２ 発光装置
３３ 受光装置

Claims (4)

1. 所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置であって、前記プリント基板の有無を検出する基板有無検出装置と、搬送されて来たプリント基板を前記基板有無検出装置が検出するとこのプリント基板を検出したことを格納する記憶装置とを設けたことを特徴とする基板搬送装置。
2. 所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置であって、斜め上方又は斜め下方から前記プリント基板に向けて光を発光する発光装置とこの発光装置と対向するように配設されて前記発光装置が発する光を受光する受光装置とから構成される基板有無検出装置と、搬送される前記プリント基板により前記発光装置からの光を前記受光装置が受光できなくなるとこのプリント基板を検出したことを格納する記憶装置とを設けたことを特徴とする基板搬送装置。
3. 所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置であって、搬送されて来るプリント基板の上方又は下方に配設されてこのプリント基板へ向けて光を照射してその反射光を受光するとこのプリント基板の存在を検出する光反射型センサから構成される基板有無検出装置と、この基板有無検出装置が前記プリント基板を検出するとこのプリント基板を検出したことを格納する記憶装置とを設けたことを特徴とする基板搬送装置。
4. 前記基板有無検出装置が前記プリント基板を検出すると、このプリント基板の搬送を停止させるように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の基板搬送装置。

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