JP3598029B2

JP3598029B2 - プリント基板の搬送方法

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Publication number: JP3598029B2
Application number: JP31406899A
Authority: JP
Inventors: 隆鈴木; 健神山; 泰久中道; 史夫加島; 秀昭高橋
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1999-11-04
Filing date: 1999-11-04
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2019-11-04
Also published as: JP2001130728A

Description

【０００１】
本発明は、プリント基板を検査するためにこのプリント基板を搬出入するプリント基板搬送方法に係り、特に、種類変更等により幅の異なるプリント基板であっても搬出入が容易に行えるとともに、搬入路と搬出路の位置が異なる場合においても搬出入が容易に行えるプリント基板搬出入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板製造時には、プリント基板の半田付け状態や、部品の搭載状態を検査装置で検査するようになっている。この基板の製造ラインは、例えば半田印刷機〜検査装置〜部品搭載機で構成されている。
上記ライン上での検査装置には、前段の半田印刷機で半田が印刷されたプリント基板が搬入され、このプリント基板に印刷された半田の状態を検査して後段の部品搭載機に搬出する。部品搭載機ではプリント基板に電子部品を実装する。
【０００３】
このプリント基板の搬出入は、プリント基板の両端（搬出入方向と直交する方向の２辺）にそれぞれ一対のレール及びベルトを設け、ベルトを搬送させて行うようになっている。即ち、基板の両端だけを支持して基板面を浮かせて半田に触れない状態で搬送するようになっている。
また、一方のレール及びベルトが固定側の搬送基準面として、他方のレール及びベルト側が基板の幅方向に移動可能な可動側として構成されており、搬送する各種基板の幅に合わせて可動側を移動させるようになっている。
上記搬送装置は、例えば特開平９−１５６７４５号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
検査装置の前段、及び後段に配置される装置と、検査装置は、それぞれ搬送基準面の取り扱いが統一されていない。
例えば、検査装置の固定側が前段の半田印刷機の可動側に位置し、検査装置の可動側が前段の半田印刷機の固定側に位置していることがある。また、検査装置の固定側が後段の部品搭載機の可動側に位置し、検査装置の可動側が後段の部品搭載機の固定側に位置していることがある。
【０００５】
ところで、この検査装置では、前段の半田印刷機で半田印刷された箇所を搬送装置の上部に配置された光センサ等で検出し、半田印刷の状態（欠損の有無、半田高さ等）を検査するようになっている。この光センサは、プリント基板上を走査して各半田を検出するようになっている。
【０００６】
この際、プリント基板は検査装置上で所定位置に固定されるので、光センサはこのプリント基板上を縦横（Ｘ，Ｙ軸）方向に移動させて行っていた。この移動機構は搬送装置の上部に設けなければならず、機構が大型化、コスト高となるとともに、プリント基板上を覆うため下部の搬送装置の保守点検が行いにくいことがあった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、前段及び後段装置の搬送基準面の配置状態やプリント基板の幅の変更があってもプリント基板の搬入及び搬出を円滑に行えるプリント基板の搬送方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のプリント基板の搬送方法は、一方が第１の固定搬送レール、他方が第１の可動搬送レールでなる平行搬入路と、一方が第２の固定搬送レール、他方が第２の可動搬送レールでなる平行搬出路との間に配置されてプリント基板の搬送方向に対して直交する方向に移動可能なテーブルを含み、該テーブルには固定レールと該固定レールに対して前記直交する方向に可動の可動レールが備えられたプリント基板の搬送装置に適用される搬送方法であって、
前記テーブル上において前記可動レールを前記直交する方向に移動させて前記固定レールと前記可動レールの幅が前記プリント基板の幅と等しくなるよう設定する段階と、
前記第１の固定搬送レールと前記固定レールとの間の前記直交する方向の第１の距離を測定するとともに前記第２の固定搬送レールと前記固定レールとの間の第２の距離を測定する段階と、
前記平行搬入路上にあるプリント基板を搬入するために前記プリント基板の幅と前記第１の距離との値に基づいて前記テーブルを前記直交する方向に移動させ、これによって前記第１の固定搬送レールと前記可動レールを整列させるとともに前記第１の可動搬送レールと前記固定レールとを整列させる段階と、
前記プリント基板を前記平行搬出路に搬出するために前記プリント基板の幅と前記第２の距離との値に基づいて前記テーブルを前記直交する方向に移動させ、これによって前記第２の固定搬送レールと前記可動レールとを整列させるとともに前記第２の可動搬送レールと前記固定レールを整列させる段階と、
を有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
本発明のプリント基板の搬送方法の実施に用いる搬送装置の第１実施形態を説明する。図１は、プリント基板搬送装置の側面図、図２は同平面図である。
搬送装置１の筐体内部には、搬送手段２が設けられプリント基板Ｐを図中Ｘ軸方向に搬送させる。この搬送方向手前側には前段装置の搬出部が設けられ、搬送方向後端側には後段装置の搬入部が設けられている。
【００１０】
搬送手段２は、図２中Ｙ軸方向に所定幅を有して配置された一対のレール３ａ，３ｂ及びベルト４ａ、４ｂを有する。このＹ軸はＸ軸（搬送方向）と直交する方向である。一方は固定レール３ａであり、ベルト４ａはこの固定レール３ａ上を移動する無端状に形成される。他方は固定レール３ａと平行な可動レール３ｂであり、同様に無端状のベルト４ｂを有する。ベルト４ａ，４ｂはそれぞれ両端が回転軸５で軸支され、モータ６の回転でプリント基板ＰをＸ軸方向に搬送移動させる。
【００１１】
これら固定レール３ａと可動レール３ｂは、Ｙ軸テーブル７上に設けられている。Ｙ軸テーブル７は、Ｙ軸方向に延びる複数の支軸（不図示）とボールネジ８ａ及びモータ８ｂ等からなるＹ軸移動手段８によってＹ軸方向に移動自在である。
このＹ軸テーブル７上には、支軸（不図示）とボールネジ１０ａ及びモータ１０ｂ等からなるＷ軸移動手段１０が設けられ、可動レール３ｂをＷ軸方向に移動自在に支持している。Ｗ軸はＹ軸と同方向である。
これにより、可動レール３ｂは固定レール３ａに対してＹ軸方向に移動し、互いの間隔が可変自在である。
【００１２】
Ｙ軸テーブル７の上方位置には、プリント基板Ｐを検査する検査手段１２が設けられている。この検査手段１２は、ＣＣＤカメラやレーザ変位計が用いられ、プリント基板Ｐの表面側の状態（例えば前段装置が半田印刷機であれば半田の欠損や高さ等）を検査する。
【００１３】
プリント基板Ｐは、搬送手段２のモータ６が回転によりベルト４ａ，４ｂ上をＸ軸方向に移動する。略中央部の検査位置には固定用のストッパ１３が突出しており、プリント基板Ｐがこの検査位置にて停止するようになっている。プリント基板Ｐは位置検出センサ１４により検査位置に達したことが検出された後、モータ６が停止する。
この状態で検査手段１２による検査が実行され、検査後にストッパ１３が退避してモータ６の駆動によりプリント板ＰはＸ軸方向の後段装置に搬出される。
【００１４】
なお、不図示であるが、固定レール３ａ、及び可動レール３ｂには側部位置にそれぞれプリント板Ｐを案内する側板が設けられている。
また、上記のモータ８ｂ，１０ｂにはパルスモータが用いられている。また、Ｙ軸テーブル７（固定レール３ａ）、及び可動レール３ｂはそれぞれの原点位置が原点位置センサ１５，１６で検出されるようになっている。
【００１５】
図３は、搬送装置１の電気的構成を示すブロック図である。
入力手段２０は、キーボード、外部Ｉ／Ｆ等からなり、これらを介して入力されたプリント基板Ｐの幅を制御手段２１に出力する。
また、前段装置の測定基準面（固定レール側）と、この搬送装置１の測定基準面（固定レール３ａ）のずれ量と、後段装置の測定基準面とこの搬送装置１の測定基準面（固定レール３ａ）のずれ量が入力される。
【００１６】
この制御手段２１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等で構成されており、位置検出センサ１４、原点位置センサ１５、１６の検出信号が入力される。
制御手段２１には、移動量算出手段２１ａ、搬送制御手段２１ｂが設けられている。
【００１７】
移動量算出手段２１ａは、入力されるプリント基板の幅、及びＹ軸及びＷ軸の移動量を算出する。
そして、前段装置３０とのずれ量に対応し、搬送するプリント基板Ｐの幅に適合するようモータ８ｂ，１０ｂを駆動してレール３ａ，３ｂをＹ軸に移動制御する。このモータ８ｂ，１０ｂの駆動時には、原点位置センサ１５で検出された原点位置を基準としてモータ８ｂ，１０ｂに対し所定のパルス数を供給することにより、供給したパルス数の加算値に基づき移動距離を得るようになっている。移動量算出手段２１ａは、カウンタ等を用いてパルス数の加減算を行う。
【００１８】
搬送制御手段２１ｂは、モータ６を駆動制御してプリント基板ＰをＸ軸方向に搬送制御して検査可能状態にする。検査手段１２によるプリント基板Ｐの検査終了後にはこのプリント基板Ｐを後段装置４０に搬出制御する。
【００１９】
図４は、搬送装置１の配置状態を説明するための平面図である。
図示の配置例では、検査装置１の搬送基準面（固定レール３ａ）を基準として、前段装置３０の搬送基準面（固定レール３１）、及び後段装置４０の搬送基準面（固定レール４１）は配置がいずれも逆である。また、検査装置１の搬送基準面に対し前段装置３０と後段装置４０の搬送基準面がそれぞれ幅方向に距離Ｌ１、Ｌ２だけずれている。
【００２０】
なお、プリント基板Ｐの幅はＤであり、前段装置３０では、このプリント基板Ｐの幅Ｄに適合した間隔となるよう固定レール３１と可動レール３２の間隔が予め設定されている。後段装置４０においても、固定レール４１と可動レール４２の間隔がプリント基板Ｐの幅Ｄに適合するよう予め設定されている。
【００２１】
次に、制御手段２１による制御動作を図５のフローチャートを用いて説明する。
始めにＹ軸、及びＷ軸の制御を初期設定する（Ｓ１）。具体的にはＹ軸テーブル７（固定レール３ａ）及び可動レール３ｂをそれぞれ原点位置センサ１５及び１６で原点位置が検出される位置に移動させる。
【００２２】
次に、入力手段２０から距離Ｌ１、Ｌ２、Ｄ０を入力する（Ｓ２）。
距離Ｌ１は、固定レール３ａと前段装置の固定レール３１間の距離である。
距離Ｌ２は、固定レール３ａと後段装置の固定レール４１間の距離である。
距離Ｄ０は、固定レール３ａと可動レール３ｂ間の距離である。
【００２３】
この状態で測定開始の指令が入力されると、装置はプリント基板Ｐの搬入制御を開始する（Ｓ３−ＹＥＳ）。
次に、入力手段２０にプリント基板Ｐの幅Ｄが入力される（Ｓ４）。
移動量算出手段２１ａは、この幅Ｄに対応してＷ軸を移動制御する（Ｓ５）。具体的には、モータ１０ｂを駆動し可動レール３ｂを移動させ、この可動レール３ｂと固定レール３ａとの間の距離をＤにする。
【００２４】
次に、Ｙ軸を移動制御する（Ｓ６）。即ち、モータ８ｂを駆動しＹ軸テーブル７をＬ１＋Ｄの座標に移動させる。この際、Ｙ軸テーブル７上に設けられた固定レール３ａ及び可動レール３ｂが幅Ｄを維持したまま移動する。
これにより、図６（ａ）の動作図に示すように、固定レール３ａが前段装置３０の可動レール３２に一致する位置となり、また、可動レール３ｂが前段装置の固定レール３１に一致する位置となる。
【００２５】
次に、搬送制御手段２１ｂはプリント基板Ｐを装置に搬入する（Ｓ７）。モータ６を駆動させベルト４ａ，４ｂを搬送してプリント基板ＰをＸ軸方向に移動させる。そして、プリント基板Ｐがストッパ１３に当接し、位置検出センサ１４で位置検出されるとモータ６を停止させる。これにより、検査手段１２での検査が実行できるようになる（Ｓ８）。
【００２６】
検査手段１２の検査が終了するとプリント基板Ｐの搬出制御が開始される。まず、Ｙ軸を移動制御する（Ｓ９）。移動量算出手段２１ａは、モータ８ｂを駆動しＹ軸テーブル７をＬ２＋Ｄの座標に移動させる。
これにより、図６（ｂ）の動作図に示すように、固定レール３ａが後段装置の可動レール４２に一致する位置となり、また、可動レール３ｂが後段装置の固定レール４１に一致する位置となる。
【００２７】
次に、搬送制御手段２１ｂは、ストッパ１３を退避させ、モータ５６を駆動してプリント基板Ｐを後段装置に搬出する（Ｓ１０）。
そして、測定終了であるか否かを判断し（Ｓ１１）、測定終了であれば（Ｓ１１−ＹＥＳ）、制御処理を終了する。
【００２８】
一方、測定継続時には、次に検査するプリント基板Ｐの種類を判断する（Ｓ１２）。
制御装置２１は、この種類のうちプリント基板Ｐの幅Ｄに関する変更の有無を検出する。幅Ｄの変更時には（Ｓ１２−ＹＥＳ）、Ｓ４に移行し、Ｓ４以下の処理を実行して入力された幅Ｄに基づき搬入、搬出制御を行う。
幅Ｄに変更がないときには（Ｓ１２−ＮＯ）、Ｓ６に移行してＳ６以下の処理を実行して搬入、搬出制御を行う。
【００２９】
〔第２実施形態〕
図７は、本発明の第２実施形態を説明するための配置図である。
この例では、搬送装置１の搬送基準面（固定レール３ａ）と、前段装置３０の搬送基準面（固定レール３１）が距離Ｌ１だけずれて方向が同一である。また、搬送装置１の搬送基準面（固定レール３ａ）と、後段装置４０の搬送基準面（固定レール４１）が逆方向にずれ量Ｌ２を有して配置されている。
【００３０】
このような配置時においても、基本的に図５記載のフローチャートと同様の手順で搬入、搬出が行える。
搬入時、Ｓ５でモータ１０ｂを駆動し固定レール３ａと可動レール３ｂの間隔をＤとした後、Ｓ６におけるＹ軸の移動制御時には、モータ８ｂを駆動しＹ軸テーブル７をＬ１の座標に移動させる。これにより、前段装置３０の固定レール３１に搬送装置１の固定レール３ａが一致するよう位置し、前段装置３０の可動レール３２に搬送装置１の可動レール３ｂが一致するよう位置できる。
【００３１】
プリント基板Ｐ検査後の搬出時には、Ｓ９におけるＹ軸の移動制御時に、モータ８ｂを駆動しＹ軸テーブル７をＬ２＋Ｄ２の座標に移動させる。これにより、搬送装置１の固定レール３ａに後段装置４０の可動レール４２が一致するよう位置し、搬送装置１の可動レール３ｂに後段装置４０の固定レール４１が一致するよう位置できる。
【００３２】
このように、前段と後段装置の搬送基準面が異なる場合であっても、配置状態を認識してプリント基板Ｐを円滑に搬入、搬出することができる。
【００３３】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の方法に係わるプリント基板検査装置の実施形態を説明する。図８はプリント基板検査装置を示す側面図、図９は同平面図である。
この検査装置４８は、前述した実施形態の搬送装置１を備えている。この搬送装置１の検査位置上方に設けられる検査手段１２は、変位測定機５０と走査移動手段５７を備えている。
【００３４】
図１０は、変位測定機５０の非接触の測定原理を示す概要図である。
光源５１からのレーザビームをプリント基板Ｐの基板面に照射し、その照射点Ｓの反射光による像を結像レンズ５３によって受光素子５４の受光面５４ａに結像させる構成である。
【００３５】
これにより、プリント基板Ｐが高さ方向Ｚに移動すると（半田等の突起があると）、照射点ＳがＳ’あるいはＳ”に移動し、対応して受光素子５４の受光面５４ａの結像点Ｋの位置がＫ’あるいはＫ”に移動する。受光素子５４は、この結像点Ｋの位置に対応した検出信号を出力し、この信号の変化量に基づきプリント基板Ｐ上の突起（半田）の変位量（高さや外形）を出力する。
【００３６】
走査移動手段５７は、Ｘ軸移動手段５８と、Ｚ軸移動手段５９で構成され、Ｚ軸移動手段５９に変位測定装置５０が設けられている。
Ｘ軸移動手段５８は、プリント基板Ｐの検査位置上部においてＸ軸方向に沿って水平な支軸（不図示）とボールネジ５８ａ、及びモータ５８ｂで構成されている。このＸ軸方向の長さはプリント基板Ｐの長さ程度である。
【００３７】
Ｚ軸移動手段５９は、Ｘ軸移動手段５８のモータによってＸ軸方向に移動自在な移動体５９ａと、移動体５９ａの上下方向（Ｚ軸方向）に設けられた支軸（不図示）とボールネジ５９ｂ、及びモータ５９ｃで構成されている。
ボールネジ５９ｂの下端部には変位測定機５０が懸垂支持されている。
これにより、変位測定機５０は、プリント基板Ｐの搬送方向（Ｘ軸方向）に走査移動自在である。ここで、Ｚ軸移動手段５９は、プリント基板Ｐと所定の間隔を維持した状態で変位量を測定する倣い計測を行うために設けられている。
【００３８】
変位測定機５０は、プリント基板Ｐ上の変位量（半田突起）をＸ，Ｙ軸方向に走査して行う。うちＸ軸方向の走査は走査移動手段５７により変位測定機５０を移動制御して行う。また、Ｙ軸方向の走査は、搬送装置１のＹ軸テーブル７を移動制御して行うようになっている。
【００３９】
具体的には、図９の平面図に記載の如く、変位測定機５０によるレーザビームの照射点Ｓをプリント基板Ｐの４隅部分（位置Ｔ１）から開始し、同時にモータ８ｂを駆動してＹ軸テーブル７をこのプリント基板Ｐの幅Ｄに対応した距離だけＹ１方向に移動させて（同Ｙ軸方向を主走査方向とする）、連続的に半田突起の変位量を検出していく。
このＹ軸テーブル７の移動時、固定レール３ａ及び可動レール３ｂの間隔は不変であるためプリント基板Ｐは、同Ｙ１方向に移動する。
レーザビームの照射点Ｓがプリント基板Ｐの他端側（位置Ｔ２）まで移動すると、モータ８ｂの駆動を停止させる。
【００４０】
この後、走査移動手段５７のＸ軸移動手段５８のモータ５８ｂを駆動して変位測定機５０をＸ軸方向に所定量（位置Ｔ３）まで移動（副走査）させる。
このＸ軸方向への移動量は、変位測定機５０が有するＸ軸方向に対する測定範囲に対応した距離に設定されている。例えば、変位測定機５０内部にレーザビームを偏向させる偏向手段を有し、レーザビームがＸ軸方向に所定幅（図中ｘＡの幅）で走査する構成のものを用いた場合には、この走査幅ｘＡに対応した所定量だけ変位測定機５０をＸ軸方向に移動させる。
【００４１】
副走査後、モータ８ｂを駆動してＹ軸テーブル７をＹ２方向に移動させて連続的に半田突起の変位量を検出していく。
この後、走査移動手段５７のＸ軸移動手段５８のモータ５８ｂを駆動して変位測定機５０をＸ軸方向に所定量（位置Ｔ４まで）移動（副走査）させる。
以上のようなＸ，Ｙ軸への移動走査の繰返しでプリント基板Ｐ上の半田突起の変位量を連続的に検出していく。
【００４２】
このように、搬送装置１がＹ軸方向に移動可能な構成であることを利用して、プリント基板Ｐの検査処理時（図５の処理Ｓ８）に、変位測定機５０側はＸ軸方向にのみ移動制御する構成にすることができる。
これにより、検査装置４８の筐体内部において、変位測定機５０を移動させる走査移動手段５７はＹ軸方向への移動機構が不要であるため、構成を小型化及び簡単化できるようになる。また、走査移動手段５７は搬送装置１上部に設けられるが、この構成がＸ軸方向に沿ってのみ配置されているため、プリント基板Ｐの上部を表出できるようになり、搬送装置１の各構成部の保守点検を容易に行えるようになる。
【００４３】
上記各実施形態においては、搬送基準面である固定レールを基準として前段、及び後段装置の固定レールとの間のずれ量がデータ入力される構成とした。これに限らず、搬送装置１の固定レールと、前段装置及び後段装置それぞれとの整列状態をセンサで検出、確認する構成にすることもできる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明のプリント基板の搬送方法によれば、テーブル上で固定レール及び可動レールをプリント基板の幅と等しくなるよう設定した状態で、固定側のレールを基準として前段装置及び後段装置との間でそれぞれ測定された距離に基づき、テーブルを移動させて前段装置側のレールに整列させ搬入でき、また、テーブルを移動させて後段装置側のレールに整列させ搬出できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプリント基板の搬送方法に用いる搬送装置の実施の形態を示す側面図。
【図２】同搬送装置の平面図。
【図３】同搬送装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】搬送レールの配置状態を示す平面図。
【図５】搬送動作を示すフローチャート。
【図６】搬入、搬出動作を示す平面図。
【図７】搬送レールの配置が異なる状態を示す平面図。
【図８】本発明のプリント基板の搬送方法に係わる検査装置の実施の形態を示す側面図。
【図９】同検査装置の平面図。
【図１０】変位測定機の測定原理を示す概要図。
【符号の説明】
１…搬送装置、２…搬送手段、３ａ…固定レール、３ｂ…可動レール、４ａ，４ｂ…ベルト、６，８ｂ，１０ｂ…モータ、７…Ｙ軸テーブル、８…Ｙ軸移動手段、１０…Ｗ軸移動手段、１２…検査手段、１３…ストッパ、１４…位置検出センサ、１５，１６…原点位置センサ、２０…入力手段、２１…制御手段、２１ａ…移動量算出手段、２１ｂ…搬送制御手段、Ｐ…プリント基板、３０…前段装置、４０…後段装置。

Claims

一方が第１の固定搬送レール、他方が第１の可動搬送レールでなる平行搬入路と、一方が第２の固定搬送レール、他方が第２の可動搬送レールでなる平行搬出路との間に配置されてプリント基板の搬送方向に対して直交する方向に移動可能なテーブルを含み、該テーブルには固定レールと該固定レールに対して前記直交する方向に可動の可動レールが備えられたプリント基板の搬送装置に適用される搬送方法であって、
前記テーブル上において前記可動レールを前記直交する方向に移動させて前記固定レールと前記可動レールの幅が前記プリント基板の幅と等しくなるよう設定する段階と、
前記第１の固定搬送レールと前記固定レールとの間の前記直交する方向の第１の距離を測定するとともに前記第２の固定搬送レールと前記固定レールとの間の第２の距離を測定する段階と、
前記平行搬入路上にあるプリント基板を搬入するために前記プリント基板の幅と前記第１の距離との値に基づいて前記テーブルを前記直交する方向に移動させ、これによって前記第１の固定搬送レールと前記可動レールを整列させるとともに前記第１の可動搬送レールと前記固定レールとを整列させる段階と、
前記プリント基板を前記平行搬出路に搬出するために前記プリント基板の幅と前記第２の距離との値に基づいて前記テーブルを前記直交する方向に移動させ、これによって前記第２の固定搬送レールと前記可動レールとを整列させるとともに前記第２の可動搬送レールと前記固定レールを整列させる段階と、
を有することを特徴とするプリント基板の搬送方法。