JP2024079269A - 対基板作業システム、および処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対基板作業装置に取り付けられた処理装置の取り付け安定性を確保する。【解決手段】対基板作業装置１１０と、対基板作業装置１１０に着脱される処理装置１３０と、を備え、対基板作業装置１１０は、処理装置１３０を案内するガイド部材１１１を備え、処理装置１３０は、前台車１３２、および後台車１３３と、前台車１３２に取り付けられ、ガイド部材１１１に係合する位置決め用の被ガイド部材１３４と、を備え、後台車１３３は、前台車１３２に対して、対基板作業装置１１０に対する処理装置１３０の着脱方向に沿って延在する台車軸１４０の周りに旋回自在に接続される対基板作業システム１００。【選択図】図２

Description

本発明は、基板に対して作業を実行する対基板作業システム、および対基板作業システムが備える処理装置に関する。

従来、プリント基板などに対して作業を実行する対基板作業装置が設置される床面上において搬送され、対基板作業装置に取り付けられる処理装置が存在している。具体的には、対基板作業装置の１つである部品実装装置に対して部品、特にキャリアテープを自動供給する処理装置の１つである部品供給装置は、床面に自立した状態で搬送される。部品実装装置に部品供給装置が取り付けられる際において、部品実装装置と部品供給装置との間には床面の起伏などに起因する相対的な位置・姿勢の誤差が発生する。

特許文献１には、一対のレールからなる位置決め部が部品供給装置に設けられ、位置決め部を案内し、部品実装装置に対する部品供給装置の位置ずれを矯正する技術が記載されている。

特開２０２１－０６４６７９号公報

ところが、構造的案内によって部品実装装置に対する部品供給装置のずれの補正を行おうとすると、案内された自立する部品供給装置とうねりなどの不陸が存在している床面との関係などによって、部品供給装置に取り付けられる複数の車輪の接地状態や支持負荷の安定確保が困難であった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、対基板作業装置に処理装置が案内された際の車輪の接地状態の安定性を確保し、複数の車輪の支持負荷の偏りを抑制する対基板作業システム、および処理装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の１つである対基板作業システムは、基板に対して作業を行う対基板作業装置と、前記対基板作業装置が設置される床面において搬送され、前記対基板作業装置に着脱される処理装置と、を備える対基板作業システムであって、前記対基板作業装置は、前記処理装置が取り付けられる際に前記処理装置の移動を案内するガイド部材を備え、前記処理装置は、前記対基板作業装置に取り付けられた際に前記対基板作業装置に近い側に配置される前台車、および遠い側に配置される後台車と、前記前台車に取り付けられ、前記ガイド部材に係合して前記処理装置の前記対基板作業装置に対する位置を決める被ガイド部材と、を備え、前記後台車は、前記前台車に対して、前記対基板作業装置に対する前記処理装置の着脱方向に沿って延在する台車軸の周りに旋回自在に接続される。

また、上記目的を達成するために、本発明の他の１つである処理装置は、基板に対して作業を行う対基板作業装置が設置される床面において搬送され、前記対基板作業装置に着脱される処理装置であって、前記対基板作業装置に取り付けられた際に前記対基板作業装置に近い側に配置される前台車、および遠い側に配置される後台車と、前記前台車に取り付けられ、前記対基板作業装置が備えるガイド部材に係合して前記処理装置の前記対基板作業装置に対する位置を決める被ガイド部材と、を備え、前記後台車は、前記前台車に対して、前記対基板作業装置に対する前記処理装置の着脱方向に沿って延在する台車軸の周りに旋回自在に接続される。

本発明によれば、 対基板作業装置に処理装置が案内された際の車輪の接地状態の安定性を確保し、複数の車輪の支持負荷の偏りを抑制することができる。

対基板作業システムを示す斜視図である。 処理装置を、処理装置本体を省略して示す斜視図である。 処理装置を示す側面図である。 対基板作業装置に処理装置が取り付けられる前のガイド部材、および被ガイド部材を示す斜視図である。 対基板作業装置に処理装置が取り付けられた状態のガイド部材、および被ガイド部材を示す斜視図である。 前台車に対し後台車が傾いた状態を示す背面図である。 無人搬送車と後台車との連結状態を示す斜視図である。 ガイド部材の別例を示す斜視図である。

以下、本発明に係る対基板作業システム、および処理装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を説明するために一例を挙示するものであり、本発明を限定する主旨ではない。例えば、以下の実施の形態において示される形状、構造、材料、構成要素、相対的位置関係、接続状態、数値、数式、方法における各段階の内容、各段階の順序などは、一例であり、以下に記載されていない内容を含む場合がある。また、平行、直交などの幾何学的な表現を用いる場合があるが、これらの表現は、数学的な厳密さを示すものではなく、実質的に許容される誤差、ずれなどが含まれる。また、同時、同一などの表現も、実質的に許容される範囲を含んでいる。

また、図面は、本発明を説明するために適宜強調、省略、または比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状、位置関係、および比率とは異なる。また、図中に示す場合があるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、図の説明のために任意に設定した直交座標を示している。つまりＺ軸は、鉛直方向に沿う軸とは限らず、Ｘ軸、Ｙ軸は、水平面内に存在するとは限らない。

また、以下では複数の発明を一つの実施の形態として包括的に説明する場合がある。また、以下に記載する内容の一部は、本発明に関する任意の構成要素として説明している。

図１は、対基板作業システム１００を示す斜視図である。対基板作業システム１００は、基板（不図示）に対し作業を実行するためのシステムであり、対基板作業装置１１０と、処理装置１３０と、を備えている。本実施の形態の場合、対基板作業システム１００は、処理装置１３０を搬送するための無人搬送車２００を備えている。

対基板作業装置１１０は、基板に部品を装着するなど基板に対して作業を行う装置であれば特に限定されるものではない。例えば、対基板作業装置１１０としては、プリント基板などの表面にハンダペーストを印刷するハンダ印刷装置、基板に部品を実装する部品実装装置、加温によりハンダペーストを溶融し冷却により基板に部品を機械的、かつ電気的に接続するリフロー炉など、回路基板製造ラインに組み込まれる装置を例示することができる。また、対基板作業装置１１０には、基板に作業を実行する各工程において検査を行う検査装置、各装置間を結び製造途中の基板等を搬送する搬送装置なども含まれる。

対基板作業装置１１０には、処理装置１３０が取り付けられる際に処理装置１３０の移動を案内し、対基板作業装置１１０に対する処理装置１３０の位置関係を決定するガイド部材１１１が取り付けられている。なお、ガイド部材１１１の詳細については後述する。

処理装置１３０は、対基板作業装置１１０が設置される床面３００において搬送され、対基板作業装置１１０に取り付けられた状態で対基板作業装置１１０との間で処理を実行し、処理が終了した後に対基板作業装置１１０から取り外される装置である。処理装置１３０の種類は特に限定されるものではない。例えば処理装置１３０としては、対基板作業装置１１０の１つである部品実装装置にキャリアテープが収納された収容器を供給するキャリアテープ供給装置、部品が載置されたトレーを供給するトレー供給装置、ハンダ印刷装置にハンダペーストを供給するハンダ供給装置などを例示することができる。また、処理装置１３０は、部品を供給するのではなく、対基板作業装置１１０にアクセスして調整処理などを行う装置でもかまわない。

図２は、処理装置１３０を、処理装置本体１３１を省略して示す斜視図である。図３は、処理装置１３０を示す側面図である。処理装置１３０は、他の装置の駆動力、または人力により床面３００の上を搬送される装置であり、前台車１３２と、後台車１３３と、被ガイド部材１３４と、を備えている。

前台車１３２は、処理装置１３０が対基板作業装置１１０に取り付けられた際に後台車１３３よりも対基板作業装置１１０に近い側に配置される台車である。前台車１３２は、床面３００を走行するための車輪である前車輪１３５を備えている。前台車１３２が備える前車輪１３５の数は、限定されるものではないが、本実施の形態の場合、水平面内において処理装置１３０が対基板作業装置１１０に取り付けられ取り外される方向である着脱方向（図中Ｙ軸方向）と直交する左右方向（図中Ｘ軸方向）に並んで一対の前車輪１３５が配置されている。前車輪１３５の種類は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、キャスターが採用されている。

前台車１３２には、処理装置本体１３１が載置状態で固定されている。前台車１３２は、処理装置本体１３１の荷重の多くを支えている。なお、前台車１３２は、処理装置本体１３１と別体ではなく、処理装置本体１３１の一部であってもかまわない。また、後台車１３３も処理装置本体１３１の荷重を支えている。

後台車１３３は、処理装置１３０が対基板作業装置１１０に取り付けられた際に前台車１３２に対し対基板作業装置１１０の反対側に配置される台車である。後台車１３３は、床面３００を走行するための車輪である後車輪１３６を備えている。後台車１３３が備える後車輪１３６の数は、限定されるものではないが、本実施の形態の場合、左右方向（図中Ｘ軸方向）に並んで一対の後車輪１３６が配置されている。後車輪１３６の種類は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、前車輪１３５と同じキャスターが採用されている。一対の前車輪１３５および一対の後車輪１３６は、正方形、または長方形の頂点にそれぞれ配置されている。

後台車１３３の後端面１３７には無人搬送車２００と連結される第一連結部１３８が設けられている。なお、第一連結部１３８の詳細については後述する。

後台車１３３は、前台車１３２に対して、着脱方向に沿って延在する台車軸１４０の周りに旋回自在に接続される。台車軸１４０は、前台車１３２、および後台車１３３の左右方向の中心を仮想的に通過する軸である。本実施の形態の場合、前台車１３２の左右方向の中心において着脱方向に沿って後方（図中Ｙ－の方向）に向かって突出するシャフト１４１に対し、後台車１３３は、軸受（不図示）を介して旋回自在に取り付けられている。なお、後台車１３３は、シャフト１４１、および軸受を介して処理装置本体１３１の荷重の一部を支えている。処理装置本体１３１と後台車１３３との間には、処理装置本体１３１に対して旋回する後台車１３３を許容するため、所定の隙間１４２が設けられている。なお、後台車１３３にシャフト１４１が固定され、前台車１３２が軸受を介してシャフト１４１を回転自在に保持していてもかまわない。

図４は、対基板作業装置１１０に処理装置１３０が取り付けられる前のガイド部材１１１、および被ガイド部材１３４を示す斜視図である。図５は、対基板作業装置１１０に処理装置１３０が取り付けられた状態のガイド部材１１１、および被ガイド部材１３４を示す斜視図である。

本実施の形態の場合、対基板作業装置１１０は、水平面（図中ＸＹ平面））内において着脱方向（図中Ｙ軸方向）に沿って外向き（図中Ｙ－の向き）に突出し、平行に配置された一対のガイド部材１１１を備えている。一対のガイド部材１１１は、着脱方向を含む鉛直面を対称面とする面対称の形状となっている。ガイド部材１１１は、被ガイド部材１３４を指示する支持面部１１２と、左右方向において一対の支持面部１１２の外側の端縁に起立状に設けられる壁面部１１３と、をそれぞれ備えている。

支持面部１１２は、係合した被ガイド部材１３４を下方から支持し、前車輪１３５を床面３００から浮かせる、または前車輪１３５に加えられる処理装置本体１３１の荷重を軽減させる。支持面部１１２により処理装置本体１３１の対基板作業装置１１０に対する高さ位置（図中Ｚ軸方向における位置）が決定される。また、一対の支持面部１１２に支持されることにより、対基板作業装置１１０に対する処理装置本体１３１の着脱方向周りの傾き（いわゆるロール角）が決定される。

支持面部１１２の先端部には、先端から対基板作業装置１１０の本体に向かって上り勾配のスロープ１１４がそれぞれ設けられている。スロープ１１４によって、対基板作業装置１１０に処理装置１３０が取り付けられる際に、処理装置１３０が対基板作業装置１１０に近づくにつれて前台車１３２とともに処理装置本体１３１の少なくとも前側（図中Ｙ＋側）が上昇する。処理装置１３０が対基板作業装置１１０に取り付けられる際に、被ガイド部材１３４は、最初にスロープ１１４に当接し、さらに処理装置１３０が対基板作業装置１１０に近づくと、スロープ１１４に沿って被ガイド部材１３４が上昇し、これに伴い前台車１３２、および処理装置本体１３１が持ち上がる。これにより前車輪１３５に加えられる荷重が徐々に軽減していく。スロープ１１４をすぎると被ガイド部材１３４は、支持面部１１２に支持される。

ガイド部材１１１には、着脱方向において対基板作業装置１１０に対する処理装置１３０の位置を決める位置決め部１１５がそれぞれ設けられている。位置決め部１１５の形状、および位置決め方法は特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、位置決め部１１５は、支持面部１１２に設けられたＶ字状の溝である。位置決め部１１５に被ガイド部材１３４に設けられた横軸ローラー１４３（後述）の下側の一部が嵌まり込むことにより、着脱方向において対基板作業装置１１０に対する処理装置１３０の位置が決定する。

一対の壁面部１１３は、対向状に配置されており、これらの間に一対の被ガイド部材１３４が嵌まり込むことにより左右方向における対基板作業装置１１０に対する処理装置１３０の位置が決定される。また、壁面部１１３と被ガイド部材１３４が着脱方向に離れて少なくとも２箇所接触することにより、対基板作業装置１１０に対する処理装置１３０の鉛直方向（図中Ｚ軸方向）周りの傾き（いわゆるヨー角）が決定される。

一対の壁面部１１３のそれぞれの先端には、先端に向かって徐々に相互に離れるテーパ面１１６が設けられている。処理装置１３０が対基板作業装置１１０に取り付けられる際に、被ガイド部材１３４が最初にテーパ面１１６に当接することにより、対基板作業装置１１０に対する処理装置１３０の左右方向における位置がずれていた場合でもテーパ面１１６に案内されて適切な位置に処理装置１３０の位置が修正される。

本実施の形態の場合、処理装置１３０は、水平面（図中ＸＹ平面））内において着脱方向（図中Ｙ軸方向）に沿って対基板作業装置１１０に向かって突出し、平行に配置された一対の被ガイド部材１３４を備えている。一対の被ガイド部材１３４は、着脱方向を含む鉛直面を対称面とする面対称の形状となっている。被ガイド部材１３４は、処理装置本体１３１から突出する直方体状の基体１４５と、一対の基体１４５の対向する面に左右方向に延在する回転軸周りに回転自在に取り付けられる横軸ローラー１４３と、基体１４５の上面に鉛直方向に延在する回転軸周りに回転自在に取り付けられる縦軸ローラー１４４とを備えている。一対の被ガイド部材１３４は、着脱方向に並べて配置される一対の縦軸ローラー１４４を備えている。

縦軸ローラー１４４は、一方のテーパ面１１６に当接し、対基板作業装置１１０に処理装置１３０が近づくにつれて回転しながらテーパ面１１６に沿って移動する。最終的には対向状に配置される一対の壁面部１１３の内側の面に縦軸ローラー１４４は当接し、左右方向における対基板作業装置１１０に対する処理装置１３０の位置が決定される。また、着脱方向において前後にそれぞれ配置される一対の縦軸ローラー１４４が壁面部１１３にそれぞれ当接することにより、対基板作業装置１１０に対する処理装置１３０の鉛直方向（図中Ｚ軸方向）周りの傾き（いわゆるヨー角）が決定される。

横軸ローラー１４３は、スロープ１１４にそれぞれ当接し、対基板作業装置１１０に処理装置１３０が近づくにつれて回転しながらスロープ１１４を上昇して支持面部１１２にそれぞれ支持される。本実施の形態の場合、横軸ローラー１４３は、支持面部１１２に設けられた位置決め部１１５に一部がそれぞれ嵌まり込むことで対基板作業装置１１０に対する処理装置１３０の位置決めがなされる。また、一対の支持面部１１２一対の横軸ローラー１４３がそれぞれ支持されることにより、対基板作業装置１１０に対する前台車１３２、および処理装置本体１３１の着脱方向周りの傾き（いわゆるロール角）が決定される。

ここで、対基板作業装置１１０に処理装置１３０が取り付けられ、少なくとも対基板作業装置１１０に対する処理装置本体１３１の位置、および姿勢が決定された場合であって、図６に示すように、床面３００に凹凸が存在していた場合、後台車１３３は、前台車１３２に対して傾くことにより床面３００の凹凸に追随することができる。これにより、処理装置本体１３１の前側（対基板作業装置１１０側）は、被ガイド部材１３４を介してガイド部材１１１に支えられ、処理装置本体１３１の後側は、後台車１３３傾きにより床面３００にそれぞれ当接する一対の後車輪１３６の両方により支えられる。これにより、ガイド部材１１１、および床面３００に支えられる部分の左右方向における荷重の偏りを抑制することができ、処理装置１３０が対基板作業装置１１０に対して安定して作業を実施することが可能となる。

図７は、無人搬送車２００と後台車１３３との連結状態を示す斜視図である。無人搬送車２００は、駆動力を備え、自律的に床面３００を走行することができる装置である。無人搬送車２００は、処理装置１３０の後台車１３３に設けられた一対の第一連結部１３８と連結する一対の第二連結部２１０を備えている。第一連結部１３８と第二連結部２１０とが連結することにより、無人搬送車２００は、処理装置１３０を着脱方向（図中Ｙ軸方向）、左右方向（図中Ｘ軸方向）、およびこれらの方向の間の斜め方向のいずれにも搬送することができる。また、第一連結部１３８と第二連結部２１０とは、連結された状態でも上下方向（図中Ｚ軸方向）のずれは許容される。これにより、床面３００の凹凸により無人搬送車２００に対して後台車１３３が傾いた場合でも、連結が解除されることなく無人搬送車２００は、処理装置１３０を搬送することが可能である。

なお、第二連結部２１０は、第一連結部１３８に対して自動的に着脱可能であり、無人搬送車２００が処理装置１３０を対基板作業装置１１０に取り付けた後は、第一連結部１３８と第二連結部２１０との連結を解除して、無人搬送車２００のみ移動することが可能である。また、対基板作業装置１１０に取り付けられた処理装置１３０に対し、無人搬送車２００が自律的に走行して第一連結部１３８と第二連結部２１０とを連結させ、処理装置１３０を対基板作業装置１１０から取り外して床面３００の上を搬送することが可能である。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。

例えば、スロープ１１４をガイド部材１１１に設ける場合を実施の形態で説明したが、スロープ１１４は、ガイド部材１１１および被ガイド部材１３４の少なくとも一方に設けてもかまわない。

また、ローラーを被ガイド部材１３４に設ける場合を実施の形態で説明したが、ローラーは、ガイド部材１１１および被ガイド部材１３４の少なくとも一方に設けてもかまわない。縦軸ローラー１４４をガイド部材１１１に設け、横軸ローラー１４３を被ガイド部材１３４に設ける。またはその逆など、ローラーの取り付け箇所を任意に設定してもかまわない。

また、位置決め部１１５は、Ｖ溝状ばかりで無く、図８に示すように、被ガイド部材１３４が当接することによりそれ以上の被ガイド部材１３４の移動を規制する壁状の位置決め部１１５であってもかまわない。また、位置決め部１１５は、ガイド部材１１１、および被ガイド部材１３４の少なくとも一方に設けられればよい。

本発明は、対基板作業装置によって構成される対基板作業ラインが設置されるフロア上を走行し取り付けられた対基板作業装置に対して作業を実行する処理装置、および当該処理装置を備えた対基板作業システムなどに利用可能である。

１００ 対基板作業システム
１１０ 対基板作業装置
１１１ ガイド部材
１１２ 支持面部
１１３ 壁面部
１１４ スロープ
１１５ 位置決め部
１１６ テーパ面
１３０ 処理装置
１３１ 処理装置本体
１３２ 前台車
１３３ 後台車
１３４ 被ガイド部材
１３５ 前車輪
１３６ 後車輪
１３７ 後端面
１３８ 第一連結部
１４０ 台車軸
１４１ シャフト
１４２ 隙間
１４３ 横軸ローラー
１４４ 縦軸ローラー
１４５ 基体
２００ 無人搬送車
２１０ 第二連結部
３００ 床面

Claims (7)

1. 基板に対して作業を行う対基板作業装置と、前記対基板作業装置が設置される床面において搬送され、前記対基板作業装置に着脱される処理装置と、を備える対基板作業システムであって、
   前記対基板作業装置は、
   前記処理装置が取り付けられる際に前記処理装置の移動を案内するガイド部材を備え、
   前記処理装置は、
   前記対基板作業装置に取り付けられた際に前記対基板作業装置に近い側に配置される前台車、および遠い側に配置される後台車と、
   前記前台車に取り付けられ、前記ガイド部材に係合して前記処理装置の前記対基板作業装置に対する位置を決める被ガイド部材と、を備え、
   前記後台車は、前記前台車に対して、前記対基板作業装置に対する前記処理装置の着脱方向に沿って延在する台車軸の周りに旋回自在に接続される
   対基板作業システム。
2. 前記対基板作業装置は、
   水平面内において前記着脱方向に突出する平行に配置された一対のガイド部材を備え、
   前記処理装置は、
   一対の前記ガイド部材にそれぞれ対応する一対の被ガイド部材を備える
   請求項１に記載の対基板作業システム。
3. 前記ガイド部材、および前記被ガイド部材の一方には、他方の部材と当接して転がるローラーが設けられる
   請求項１に記載の対基板作業システム。
4. 前記ガイド部材、および前記被ガイド部材の少なくとも一方は、前記対基板作業装置に前記処理装置が近づくにつれて前記前台車を上昇させる方向に傾斜するスロープを備える
   請求項１に記載の対基板作業システム。
5. 前記スロープは、前記前台車が備える前車輪に加わる荷重を軽減させる
   請求項４に記載の対基板作業システム。
6. 前記ガイド部材、および前記被ガイド部材の少なくとも一方には、前記着脱方向において前記対基板作業装置に対する前記処理装置の位置を決める位置決め部が設けられる
   請求項１に記載の対基板作業システム。
7. 基板に対して作業を行う対基板作業装置が設置される床面において搬送され、前記対基板作業装置に着脱される処理装置であって、
   前記対基板作業装置に取り付けられた際に前記対基板作業装置に近い側に配置される前台車、および遠い側に配置される後台車と、
   前記前台車に取り付けられ、前記対基板作業装置が備えるガイド部材に係合して前記処理装置の前記対基板作業装置に対する位置を決める被ガイド部材と、を備え、
   前記後台車は、前記前台車に対して、前記対基板作業装置に対する前記処理装置の着脱方向に沿って延在する台車軸の周りに旋回自在に接続される
   処理装置。

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