JP2024079304A - 対基板作業システム、および処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】取り付け時の対基板作業装置と処理装置との干渉を回避し、処理装置の搬送安定性を確保する。【解決手段】基板に対して作業を実行する対基板作業装置１１０と、対基板作業装置１１０が設置される床面において搬送され、対基板作業装置１１０に着脱される処理装置１３０と、を備える対基板作業システム１００であって、処理装置１３０は、対基板作業装置１１０に取り付けられた状態において、対基板作業装置１１０の少なくとも一部が嵌まり込む切欠部、または凹部を備える対基板作業システム１００。【選択図】図１

Description

本発明は、基板に対して作業を実行する対基板作業装置と、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、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と、対基板作業装置が設置される床面上において搬送され、対基板作業装置に対して処理を実行する処理装置と、を備えた対基板作用システムが存在している。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キャリアテープ等の部品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。

特許文献１には、処理装置が自動搬送装置によって搬送され、自動搬送装置によって対基板作業装置に着脱される技術が記載されている。

国際公開第２０２２／０２４６７６号

ところが、複数の対基板作業装置が設置される床面において、処理装置が搬送される通路が狭く、特に通路の幅方向寸法の抑制が求められる。また、対基板作業装置は、トレイ供給装置等の付加設備等が対基板作業装置本体から突出して配置される場合があり、処理装置を対基板作業装置の本体に取り付ける場合には付加設備などとの干渉を回避する必要がある。このような状況において、処理装置の形状を単にスリム化したとしても、搬送時の安定性を欠き、搬送に適した形状にはならない。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、対基板作業装置との干渉を回避し、狭い通路でも安定して処理装置を搬送することができる対基板作業装置、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実行する対基板作業装置と、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、前記処理装置は、前記対基板作業装置に取り付けられた状態において、前記対基板作業装置の少なくとも一部が嵌まり込む切欠部、または凹部を備える。

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実行する対基板作業装置が設けられた床面上において搬送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状態において、前記対基板作業装置の少なくとも一部が嵌まり込む切欠部、または凹部を備える。

本発明によれば、対基板作業装置との干渉を回避して処理装置を取り付けることができ、狭い通路でも安定して処理装置を搬送することができる。

対基板作業システムを示す斜視図である。 対基板作業システムを示す平面図である。 処理装置を無人搬送車と共に示す斜視図である。 延在部を省略した処理装置を無人搬送車と共に示す側面図である。 処理装置を無人搬送車と共に裏側から示す平面図である。 分離状態の処理装置と無人搬送車とを一部透過状態で示す斜視図である。 第一センサ、および第二センサの障害物検出エリアを示す図である。 処理装置が連結されていない状態の第一センサの障害物検出エリアを示す図である。 処理装置の別例１と無人搬送車の別例１とを一部透過状態で示す斜視図である。 処理装置の別例２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を隣接する対基板作業装置１１０と共に示す斜視図である。図２は、対基板作業システム１００を隣接する対基板作業装置１１０と共に示す平面図である。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、基板に対し作業を実行するための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、基板に部品を装着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。本実施の形態の場合、対基板作業装置１１０としての部品実装装置を例にして説明する。

対基板作業装置１１０は、付加設備として対基板作業装置１１０の本体である作業装置本体１１１に部品を供給するトレイフィーダー１１２と、トレイストッカー１１３と、を備えている。本実施の形態の場合、複数の対基板作業装置１１０が床面上に隣接してインラインで配置されている。

トレイフィーダー１１２は、作業装置本体１１１において基板に装着される部品が格子状配列で格納されたトレイを、作業装置本体１１１の部品取り出し位置に移動させることにより、部品を供給する。処理装置１３０が着脱される方向である着脱方向（図中Ｙ軸方向）において、トレイフィーダー１１２は、作業装置本体１１１から突出しており、対基板作業装置１１０に取り付けられた処理装置１３０の切欠部１３３に少なくとも一部が嵌まり込むように、切欠部１３３に対応した形状となっている。なお、切欠部１３３の詳細については後述する。

トレイストッカー１１３は、基板に装着される複数の部品を並べて格納したトレイを保持しておく装置である。複数の部品が配置されたトレイは、トレイフィーダー１１２により作業装置本体１１１に供給される。また、トレイストッカー１１３は、作業装置本体１１１において消費され空となったトレイをトレイフィーダー１１２を介して回収する。処理装置１３０が着脱される方向である着脱方向（図中Ｙ軸方向）において、トレイストッカー１１３は、作業装置本体１１１から突出した位置に配置されており、対基板作業装置１１０に取り付けられた処理装置１３０の切欠部１３３に少なくとも一部が嵌まり込むように、切欠部１３３に対応した形状となっている。また、水平面において着脱方向と直交する左右方向（図中Ｘ軸方向）において、トレイストッカー１１３は、作業装置本体１１１から突出するように配置されており、隣接する対基板作業装置１１０に取り付けられた処理装置１３０の切欠部１３３に少なくとも一部が嵌まり込むように、切欠部１３３に対応した形状となっている。

図３は、処理装置１３０を無人搬送車２００と共に示す斜視図である。図４は、延在部１３２を省略した処理装置１３０を無人搬送車２００と共に示す側面図である。処理装置１３０は、対基板作業装置１１０が設置される床面において搬送され、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に対して処理を実行し、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は、他の装置の駆動力、または人力により床面の上を搬送される装置であり、処理装置本体部１３１と、延在部１３２と、を備えている。

図３中に二点鎖線で示す立方体の領域は、切欠部１３３であり、切欠部１３３の隣り合う鉛直面は、処理装置本体部１３１、および延在部１３２と当接している。切欠部１３３は、対基板作業装置１１０に処理装置１３０を取り付ける際に、対基板作業装置１１０の一部と処理装置１３０とが干渉しないように処理装置１３０に設けられた空間である。切欠部１３３は、対基板作業装置１１０に処理装置１３０が着脱される方向である着脱方向（図中Ｙ軸方向）に直交し水平面内に延在する左右方向（図中Ｘ軸方向）において、対基板作業装置１１０に取り付けられた際の処理装置１３０の対基板作業装置１１０側の面の両端部の少なくとも一方（本実施の形態の場合は両方）に設けられている。なお、切欠部１３３に挿入される対基板作業装置１１０の一部の大きさは、延在部１３２が占める体積よりも大きい、または、処理装置本体部１３１の大きさの４分の１よりも大きい。

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であるテープカセット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イを供給するトレイ供給装置、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。なお、処理装置１３０の処理機能は、処理装置本体部１３１が主として担っている。また、処理装置１３０は、無人搬送車２００が処理装置１３０に連結した状態で、対基板作業装置１１０に部品の供給などの処理をすることが可能である。

本実施の形態の場合、処理装置本体部１３１の下部であって連結した無人搬送車２００側には、無人搬送車２００の少なくとも一部が入り込める侵入空間１３４が設けられている。具体的には、処理装置本体部１３１は、図４に破線で示すように、第一処理装置本体部１３５と、第二処理装置本体部１３６と、を備えており、直方体形状の切り欠き空間である侵入空間１３４は、側面の１つが第一処理装置本体部１３５と当接し、上面が第二処理装置本体部１３６と当接している。

延在部１３２は、処理装置本体部１３１の左右方向における側面から左右方向の少なくとも一方に延びた部分である。本実施の形態の場合、延在部１３２は、左右方向において、第一処理装置本体部１３５の下部の両側面からそれぞれ突出状に配置されており、処理装置１３０は、着脱方向を含む鉛直面において、全体視面対称の形状を有している。

本実施の形態の場合、延在部１３２は、処理装置本体部１３１から左右方向に延在し、左右方向の先端部から連結した状態の無人搬送車２００の側方へと延びる平面視Ｌ字形状のフレームである。つまり、処理装置本体部１３１の左右方向の両側に配置された２つの延在部１３２の間に連結された無人搬送車２００が嵌まり込んだ状態で配置される。

以上のように処理装置１３０は、連結された無人搬送車２００の側方にまで延在部１３２が延在することにより、無人搬送車２００との間に所定の自由度で連結されている場合でも、安定した姿勢で搬送されることができる。また、処理装置１３０は、鉛直面に対して全体的に面対称であり、所定の複数方向に搬送される場合でも安定した姿勢で搬送されることができる。

処理装置１３０は、複数の機器を有し、延在部１３２には複数の機器の１つである第二センサ２２２（図６参照）が取り付けられている。なお、第二センサ２２２については後述する。

図５は、処理装置１３０を無人搬送車２００と共に裏側から示す平面図である。処理装置本体部１３１、および延在部１３２には、処理装置１３０が床面の上を走行できるように車輪１３７が設けられている。処理装置１３０が備える車輪１３７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）に並んで一対の車輪１３７が処理装置本体部１３１の対基板作業装置１１０側（図中Ｙ＋側）に取り付けられている。また、２つの延在部１３２のそれぞれには、左右方向に並んだ一対の車輪１３７が取り付けられている。車輪１３７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、いずれの車輪１３７にもキャスターが採用されている。処理装置１３０が備える車輪１３７をキャスターにすることにより、無人搬送車２００は、対基板作業装置１１０と処理装置１３０との着脱方向（処理装置１３０と無人搬送車２００との連結方向）に処理装置１３０を搬送するばかりでなく、水平面内において着脱方向に直交する方向などにも搬送することが可能となる。

また、処理装置１３０が備える被連結部１３８（詳細は後述）は、複数の車輪１３７を多角形の頂点として仮想の線（図５中の破線）でつないで囲まれた領域の内側に設けられている。このような配置の被連結部１３８が無人搬送車２００から搬送のために受ける力を受けることにより、処理装置１３０は、安定した姿勢で搬送されることができる。

図６は、分離状態の処理装置１３０と無人搬送車２００とを一部透過状態で示す斜視図である。無人搬送車２００は、処理装置１３０の被連結部１３８と連結する連結部２１０を有し、連結した処理装置１３０を搬送する装置である。無人搬送車２００は、自律的に床面を走行し、連結された処理装置１３０を所定の場所に搬送する。被連結部１３８と連結部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。なお、処理装置１３０は、前述の通り、車輪１３７の全てがキャスターであることにより、無人搬送車２００の移動方向の全てを許容している。また、被連結部１３８と連結部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、床面の凹凸により無人搬送車２００と処理装置１３０との姿勢が食い違った場合でも、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。

連結部２１０は、被連結部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、被連結部１３８と連結部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被連結部１３８と連結部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の上を搬送することが可能である。

本実施の形態の場合、無人搬送車２００は、処理装置本体部１３１に設けられた侵入空間１３４に入り込む第一本体部２０１と、第一本体部２０１と一体に連結され、侵入空間１３４に入り込まない第二本体部２０２と、を有し、第二本体部２０２の高さ位置は、第一本体部２０１の高さ位置よりも高い位置である。連結部２１０は、第一本体部２０１に取り付けられており、第一本体部２０１の一部が侵入空間１３４に入り込んだ状態で被連結部１３８と連結部２１０とが連結する。つまり、無人搬送車２００が処理装置１３０と連結した状態における着脱方向（連結方向）における全体の長さを第一寸法とした場合、着脱方向における処理装置１３０単体の長さである第二寸法と着脱方向における無人搬送車２００単体の長さである第三寸法の和は、第一寸法より大きい（第一寸法＜第二寸法＋第三寸法）。

以上のように、無人搬送車２００の連結部２１０と、処理装置１３０の被連結部１３８は、床面に近い低い位置で連結するため、無人搬送車２００は、処理装置１３０を安定した状態で搬送することが可能となる。

図７は、第一センサ２２１、および第二センサ２２２の障害物検出エリアを示す図である。図８は、処理装置１３０が連結されていない状態の第一センサ２２１の障害物検出エリアを示す図である。無人搬送車２００は、レーザー光を照射して物体を検知するライダーなどの第一センサ２２１（図７、図８参照）を有し、第一センサ２２１のレーザー光が照射される高さ位置は、処理装置１３０が備える延在部１３２の上面の高さ位置よりも高い。これにより、第一センサ２２１は、処理装置１３０が連結された状態でも延在部１３２に邪魔されることなく障害物を広い第一検出範囲３０１で検出することが可能である。なお、本実施の形態では、図８に示すように、処理装置１３０が連結されていない状態における第一検出範囲３０１は、図７に示す第一検出範囲３０１と等しい。なお、第一センサ２２１として３６０度視野のセンサを用いて全周方向において物体を検知してもよい。

また、一対の延在部１３２の左右方向における端部にはそれぞれレーザー光を照射して物体を検知する第二センサ２２２が設けられており、無人搬送車２００は、第二センサ２２２が検知した情報を取得する。これにより、無人搬送車２００は、処理装置本体部１３１による第一センサ２２１の検出領域の死角となる領域を一対の第二センサ２２２で補うことができ、処理装置１３０を障害物に接触させることなく搬送することができる。

本実施の形態の場合、処理装置１３０は、第二センサ２２２の信号を通信可能に接続する第一コネクタ２３１を有し、無人搬送車２００は、第一コネクタ２３１と接続される第二コネクタ２３２を有している（図６参照）。第一コネクタ２３１と第二コネクタ２３２とは、無人搬送車２００の連結部２１０と処理装置１３０の被連結部１３８との連結により接続される。なお、本実施の形態では、第二センサ２２２の信号を有線通信により無人搬送車２００に送信する場合を説明したが、第二センサ２２２の信号は、無線通信により無人搬送車２００に送信しても構わない。

無人搬送車２００は、無人搬送車２００、および連結した処理装置１３０を移動させる駆動輪２４０と、駆動輪２４０の舵を切る（駆動輪２４０を操向する）一対の電動機２４１（図６参照）と、を有し、一対の電動機２４１とモータアンプ等は、無人搬送車２００の第二本体部２０２に収容されている。駆動輪２４０の内部には、駆動輪２４０の推進力を発生する図示しない電動機が駆動輪２４０の中心軸と同軸で設けられている。

上記実施の形態に係る対基板作業システムによれば、対基板作業装置１１０の着脱方向に突出する部分と、処理装置１３０との干渉を回避して処理装置１３０を作業装置本体１１１に取り付けることができる。また、処理装置本体部１３１から左右方向に突出する延在部１３２により、処理装置本体部１３１と無人搬送車２００とが並ぶ着脱方向ばかりでなく、左右方向にも走行安定性を確保することができ、狭い通路でも安定して処理装置を搬送することができる。

また、一対の延在部１３２の両方に車輪１３７を設けることで車輪１３７の接地間隔を大きく取ることができ、左右方向においても、処理装置本体部１３１の加速、減速、緊急減速などの運動に対して安定性を確保することができる。これにより、無人搬送車２００が処理装置１３０を搬送する効率を高めることができる。

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、図９に示すように、処理装置本体部１３１は、侵入空間１３４を備えなくてもよい。

また、処理装置１３０の延在部１３２は、フレームではなく、筐体を備え、処理装置が備える複数の機器の一部を、延在部１３２を構成する筐体に収容しても構わない。これにより、処理装置１３０の重心を下げることができ、処理装置１３０の走行安定性の向上を図ることが可能となる。

また、処理装置１３０を無人搬送車２００で搬送する場合を説明したが、処理装置１３０は、被連結部１３８を備えず、人力などで搬送されても構わない。

また、処理装置１３０は、図１０に示すように対基板作業装置１１０に取り付けられた状態において、対基板作業装置１１０の少なくとも一部が嵌まり込む凹部１０３を備えても構わない。これにより、対基板作業装置１１０の形状に対応しつつ、広範囲に車輪１３７を処理装置１３０に配置することができ、走行安定性を向上させることが可能となる。

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処理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
１０３ 凹部
１１０ 対基板作業装置
１１１ 作業装置本体
１１２ トレイフィーダー
１１３ トレイストッカー
１３０ 処理装置
１３１ 処理装置本体部
１３２ 延在部
１３３ 切欠部
１３４ 侵入空間
１３５ 第一処理装置本体部
１３６ 第二処理装置本体部
１３７ 車輪
１３８ 被連結部
２００ 無人搬送車
２０１ 第一本体部
２０２ 第二本体部
２１０ 連結部
２２１ 第一センサ
２２２ 第二センサ
２３１ 第一コネクタ
２３２ 第二コネクタ
２４０ 駆動輪
２４１ 電動機
３０１ 第一検出範囲

Claims (13)

1. 基板に対して作業を実行する対基板作業装置と、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、
   前記処理装置は、
   前記対基板作業装置に取り付けられた状態において、前記対基板作業装置の少なくとも一部が嵌まり込む切欠部、または凹部を備える
   対基板作業システム。
2. 前記切欠部、または前記凹部は、
   前記対基板作業装置に前記処理装置が着脱される方向である着脱方向に直交し水平面内に延在する左右方向において、前記対基板作業装置に取り付けられた際の前記処理装置の前記対基板作業装置側の面の両端部の少なくとも一方に設けられる
   請求項１に記載の対基板作業システム。
3. 前記対基板作業装置の少なくとも一部は、前記切欠部または前記凹部に対応した形状を有する、
   請求項２に記載の対基板作業システム。
4. 前記処理装置は、
   処理装置本体部と、前記処理装置本体部の側面から左右方向に延びた延在部を有し、
   前記切欠部、または前記凹部は、
   前記処理装置本体部、および前記延在部によって形成される、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の対基板作業システム。
5. 前記処理装置は、複数の車輪を有し、
   複数の前記車輪の一部は、前記延在部に取り付けられている
   請求項４に記載の対基板作業システム。
6. 前記処理装置は、複数の機器を有し、
   前記複数の機器の一部は、前記延在部に取り付けられている
   請求項４に記載の対基板作業システム。
7. 前記処理装置は、着脱方向を含む鉛直面において、全体視面対称の形状を有する
   請求項１に記載の対基板作業システム。
8. 前記処理装置の前記切欠部、または前記凹部に少なくとも一部が嵌まり込む前記対基板作業装置の一部は、前記対基板作業装置の本体に部品を供給するトレイフィーダーまたはトレイストッカーである
   請求項１に記載の対基板作業システム。
9. 前記処理装置の被連結部と連結する連結部を有し、連結した前記処理装置を搬送する無人搬送車を備える
   請求項１に記載の対基板作業システム。
10. 前記処理装置の下部には、前記無人搬送車の少なくとも一部が入り込める侵入空間が設けられており、
    前記無人搬送車の少なくとも一部が前記侵入空間に入り込んだ状態で前記被連結部と前記連結部とが連結する、
    請求項９に記載の対基板作業システム。
11. 前記処理装置は、
    処理装置本体部と、前記処理装置本体部の側面から左右方向に延びた延在部を有し、
    前記無人搬送車の少なくとも一部が前記延在部の間に入り込んだ状態で前記被連結部と前記連結部とが連結する、
    請求項９に記載の対基板作業システム。
12. 前記無人搬送車は、
    連結した前記処理装置を水平面において着脱方向と直交する左右方向に搬送する
    請求項９に記載の対基板作業システム。
13. 基板に対して作業を実行する対基板作業装置が設けられた床面上において搬送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状態において、前記対基板作業装置の少なくとも一部が嵌まり込む切欠部、または凹部を備える
    処理装置。

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