JP3664589B2 - 基板搬送装置および基板搬送方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板搬送装置における基板位置決め装置および位置決め方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の生産性を向上させるために、基板（プリント基板）を正確な位置に搬送・位置決めすることが重要になっている。
【０００３】
従来の基板搬送装置を、図７〜図１０に基づいて説明する。図７および図８において、１は基板、２は基板１をガイドし位置決めするために上下方向に移動自在に構成された固定側可動レール、４は基板１の上面に接触するとともに位置決めする部分にウレタンゴム層５を有した固定側上ガイド、８は後述のテーブルフレーム１６に固定され前記固定側可動レール２を上下方向に案内する固定側下ガイドである。そして、固定側可動レール２、固定側上ガイド４および固定側下ガイド８により、基板１の一方の側縁１ａを挟持する固定側挟持手段Ｍが構成されている。
【０００４】
３は、前記基板１の幅に合わせて基板１の幅方向（Ｙ方向）に移動し、かつ上下方向に移動自在に構成された移動側可動レール、６は基板１の上面に接触するとともに位置決めする部分にウレタンゴム層７を有した移動側上ガイド、９はテーブルフレーム１６上を基板１の幅方向に移動し、かつ移動側可動レールを上下方向に案内する移動側下ガイドである。そして、移動側可動レール３、移動側上ガイド６および移動側下ガイド９により、基板１の他方の側縁１ｂを挟持する移動側挟持手段Ｎが構成されている。
【０００５】
また、１０は基板１を支持するサポートピン、１１はサポートピン１０を取付けるためのサポートプレート、１２は固定側可動レール２と移動側可動レール３とに下から当接してこれを昇降させるための昇降用バー、１３はサポートプレート１１および昇降用バー１２を上下に移動させるためのシリンダ装置、１４はシリンダ装置１３の動作を案内するとともにサポートプレート１１の水平度を確保するためのガイドシャフト、１５はそのガイドブッシュである。
【０００６】
また、１６はテーブルフレームで、このテーブルフレーム１６は、前記固定側挟持手段Ｍのベースになる固定側下ガイド８、移動側挟持手段Ｎのベースになる移動側下ガイド９、シリンダ装置１３、ガイドシャフト１４およびガイドブッシュ１５が取付けられており、Ｘ−Ｙ方向に移動し基板１を所定の位置に位置決めするものである。
【０００７】
なお、１７は基板１を搬送するための搬送用ベルト、１８は搬送用ベルト１７によって搬送されてきた基板１を停止させるためのストッパである。また、図７の平面図において、１９は幅寄せ用のスクリュウシャフトで、このスクリュウシャフト１９は、移動側挟持手段Ｎを構成する移動側下ガイド９、移動側可動レール３および移動側上ガイド６を基板１の幅に合わせて幅寄せ移動させるためのものである。
【０００８】
また、２０はベベルギヤ、２１はベベルギヤ２０を連結するシャフトで、左右のスクリュウシャフト１９同士に駆動を伝達するものである。２２は左右のスクリュウシャフト１９を駆動させるための幅寄せ用のパルスモータで、前記移動側挟持手段Ｎを構成する移動側下ガイド９、移動側可動レール３および移動側上ガイド６を基板１の幅に合わせて幅寄せするものである。
【０００９】
なお、図７は、移動側挟持手段Ｎを基板１の幅に対して少し余裕を持たせて幅寄せした状態で、前述のように、基板１は搬送用ベルト１７の回転によってストッパ１８に当たるまで搬送され、基板１がストッパ１８に当たると、搬送用ベルト１７の回転も停止するよう構成されている。
【００１０】
次に、基板１がストッパ１８に当たって停止すると、シリンダ装置１３が伸長し、これにより、サポートプレート１１および昇降用バー１２が押し上げられ、昇降用バー１２が上昇すると、サポートピン１０を介して固定側可動レール２および移動側可動レール３が上昇して基板１を持ち上げ、この持ち上げられた基板１は、搬送用ベルト１７と、固定側上ガイド４に設けたウレタンゴム層５および移動側上ガイド６に設けたウレタンゴム層７との間に挟持された状態で位置決めされ、基板１に対し電子部品が実装される。
【００１１】
基板１に対し電子部品の実装が終了すると、ストッパ１８が下降し、搬送用ベルト１７が回転し、これにより基板１が所定の場所に向けて搬出され、代わって、上記同様の動作により新たな基板１が搬入され、上記動作を繰り返す。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の基板搬送装置では、固定側挟持手段Ｍ側の固定側可動レール２および移動側挟持手段Ｎ側の移動側可動レール３には基板１に対する緩衝機能がないので、移動側可動レール３を基板１の幅に合わせて幅寄せする場合、基板１の損傷を避けるために、固定側可動レール２および移動側可動レール３との間隔が、基板１の幅より少し大きい位置で移動側可動レール３の移動を停止させることが必要になる。
【００１３】
従って、固定側可動レール２および移動側可動レール３間に搬入されてきた基板１がストッパ１８に当たって停止すると、図１０に示すように、基板１が搬送方向に対して傾斜して停止してしまうことがある。
【００１４】
このように基板１が傾斜した状態では電子部品の実装を正確に行うことができないので、基板１の認識マークを使用して基板１を位置補正した後に電子部品の実装を行っているが、基板１の認識マークを使用して基板１を位置補正しただけでは、基板１を正確に位置補正することができない。これを解決するために、作業者が手作業で基板１の側縁を固定側可動レール２の壁面に押し当てて位置補正することが考えられるが、作業者が自ら行わなければならないので、この作業は煩わしい。
【００１５】
そこで、図１０に示すように、基板１の所定位置に位置決め用の基準孔２３ａを形成し、この基準孔２３ａにピン２３を挿入することで作業者が手作業で基板１の側縁を固定側可動レール２の壁面に押し当てることなく基板１の位置補正をすることができるが、ピン２３の径に対し基準孔２３ａの径が大き過ぎた場合、ピン２３の径と基準孔２３ａの径の差分だけ基板１が傾斜してしまうことになる。加えて、基板１の小型化高密度化が著しい近年では、基板１に基準孔２３ａを形成することは、同時にデッドスペースを設けてしまうことになる。
【００１６】
さらに、図８に示すように、搬送用ベルト１７と、固定側上ガイド４に設けたウレタンゴム層５および移動側上ガイドに設けたウレタンゴム層７との間に挟持された基板１は、搬送用ベルト１７とウレタンゴム層５，７の静止摩擦力のみでＸＹ方向の移動が規制されているため、高速実装時には、基板１を保持するテーブルフレーム１６が基板１を位置決めするためにＸＹ方向へ高速移動すると、その移動による慣性で基板１がずれてしまい、従って、正確な高速実装ができなかった。
【００１７】
そこで、本発明は、上記課題を解決し得る基板搬送装置における基板位置決め装置および位置決め方法に関する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明における課題解決手段は、基板の両側縁を支持して加工位置まで案内する案内手段が設けられ、この案内手段は、前記基板を一側縁で挟持して案内する固定側挟持部と、基板を他側縁で挟持して案内するとともに固定側挟持部に対して基板の幅方向に接近離間自在に構成された移動側挟持部とを備え、加工位置まで搬送された基板の下方に、基板を下方から支持する支持部材を有して昇降する昇降装置が設けられ、基板を加工位置に位置決めするための位置決め装置が設けられ、基板を加工位置で位置決め装置により位置決めし、基板に加工を施した後に定の場所まで搬出するようにした基板搬送装置において、前記位置決め装置は、基板を搬出側で保持するストッパと、固定側挟持部と移動側挟持部の間に配置されるとともに前記昇降装置の昇降動作に伴って両挟持部同士に亘すように配置した軸部材周りに回動自在な回動部材と、移動側挟持部側にこれに沿って平行に配置されるとともに移動側挟持部に沿って移動自在な杆部材とが設けられ、前記軸部材と杆部材とが、軸部材の回動を杆部材の移動に変換するための第一連結部材で連結され、杆部材の途中と移動側挟持部とが、杆部材の移動を移動側挟持部の固定側挟持部への移動に変換するための第二連結部材で連結され、前記昇降装置の昇降動作に伴って杆部材周りに回動するとともに杆部材の移動に伴って基板を前記ストッパ側に押圧するための押圧部材が杆部材に取付けられている。
【００１９】
そして、押圧部材は、基板のサイズに応じて杆部材に対して位置調節自在とされている。
上記構成において、基板を加工位置まで搬入し、加工位置で基板に対し加工を施した後に加工位置から搬出するようにし、前記基板を加工位置に位置決めするに際して、基板の下方から昇降部材を上昇させて基板を支持部材で上方に向けて押圧して保持し、昇降部材の上昇に連動して移動する押圧部材で基板を搬出側に設けたストッパ側に押圧して保持し、昇降部材の上昇に連動して移動する移動側挟持部を固定側挟持部へ移動させることで、基板を固定側挟持部に押圧して基板を搬送方向に対する直角な幅方向で保持する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明の実施の形態に係る基板搬送装置と、図７〜図１０で示した従来の基板搬送装置とで異なる部分は、移動側挟持手段（移動側挟持部）Ｎの移動側上ガイド５８が本発明の実施の形態に係る基板搬送装置では、固定側挟持手段（固定側挟持部）Ｍに対し接近離間自在に構成されている点で異なる。また、従来の基板搬送装置では、基板１を支持するサポートピン１０を支持するサポートプレート１１は、単なる平板状のものであったのに対し、本発明の実施の形態におけるサポートプレート１１は、図２、図３、図５および図６に示すように、移動側挟持手段Ｎ側の底部および搬出側の底部が斜面１１ａ，１１ｂに形成されている点で異なる。
【００２１】
なお、固定側挟持手段Ｍは、固定側可動レール２、固定側上ガイド４および固定側下ガイド８により構成され、偏平な板条の移動側可動レール３、移動側上ガイド５８により、基板１の他方の側縁１ｂを挟持する移動側挟持手段Ｎが構成され、移動側可動レール３に対し、移動側上ガイド５８が固定側挟持手段Ｍに対して接近離間自在に構成されている。
【００２２】
そして、基板１を加工位置に位置決めするための位置決め装置５０が設けられ、この位置決め装置５０は、基板１を加工位置の搬出側で保持するストッパ６３と、固定側挟持手段Ｍと移動側挟持手段Ｎの間に亘すように配置された軸部材５３と、昇降装置６５を構成する前記サポートプレート１１の昇降動作に伴って軸部材５３周りに回動する回動部材５１と、移動側挟持手段Ｎ側にこれに沿って平行に配置されるとともに移動側挟持手段Ｎに沿って移動自在な杆部材５５とを備えている。また、前記軸部材５３と杆部材５５とが、軸部材５３の回動を杆部材５５の移動に変換するためのリンク状の第一連結部材５４で連結され、杆部材５５の途中と移動側挟持手段Ｎとが、杆部材５５の移動を移動側挟持手段Ｎの固定側挟持手段Ｍへの移動に変換するための平面視への字形の第二連結部材６１で連結されている。
【００２３】
また、前記昇降装置６５の昇降動作に伴って杆部材５５周りに回動するとともに杆部材５５の移動に伴って基板１を前記ストッパ６３側に押圧するための押圧部材６２が杆部材５５に取付けられている。なお、前記ストッパ６３は、サポートプレート１１の搬出側に立設されている。
【００２４】
１３は、サポートプレート１１および昇降用バー１２を上下に移動させるためのシリンダ装置で、前記昇降装置６５は、前記サポートプレート１１、このサポートプレート１１上に取付けられた昇降用バー１２およびシリンダ装置１３で構成されている。
【００２５】
図１に示すように、前記回動部材５１は、その基端部が軸部材５３に固定され、先端部にサポートプレート１１の搬出側面（Ｙ方向に沿った面）に当接する第一ローラＲ１がピンを介して回転自在に取付けられ、回動部材５１は、圧縮ばねＳ１により、軸部材５３周りに反時計方向に付勢されている。
【００２６】
前記杆部材５５は、両端部が軸受けｇを介して移動側挟持手段Ｎに沿って移動自在に取付けられ、図１に示すように、前記第一連結部材５４は、その基端部が軸部材５３に嵌合し、先端部が杆部材５５の端部にピンを介して回動自在に取付けられている。
【００２７】
前記第二連結部材６１は、図では２個設けられ、各第二連結部材６１は、杆部材５５の途中に取付けた取付け部材５７にピンを介して基端部が回動自在に取付けられ、先端部が別のピンを介して移動側上ガイド５８に回動自在に取付けられ、第二連結部材６１の途中は移動側上ガイド５８に形成したＹ方向の長孔５８ａに摺動自在に嵌合する回動軸部材５９を介して回動自在に取付けられている。また、杆部材５５には、各取付け部材５７を搬出側に付勢する圧縮ばねＳ２が取付けられ、杆部材５５には、圧縮ばねＳ２の弾性力に抗して取付け部材５７を保持するための保持ブロック５６が取付けられている。
【００２８】
前記押圧部材６２は、基板１の搬入側に配置され、その基端部が杆部材５５に回動自在に支持され、押圧部材６２の下延長部６２ａの先端部にサポートプレート１１の搬入側面（Ｘ方向に沿った面）に当接する第二ローラＲ２がピンを介して回転自在に取付けられ、上延長部６２ｂに基板１を搬入側からストッパ６３側に押圧するための押圧片６２ｃが形成されている。そして、押圧部材６２の下延長部６２ａは、圧縮ばねＳ３によって杆部材５５周りに反時計方向に付勢されている。また、杆部材５５には、押圧部材６２を搬出側に付勢する圧縮ばねＳ４が取付けられ、杆部材５５には、圧縮ばねＳ４の弾性力に抗して押圧部材６２を保持するための保持ブロック５６が取付けられている。
【００２９】
他の構成は、従来例と同様であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。
上記構成において、基板１の一側縁１ａが案内手段すなわち固定側挟持手段Ｍで挟持され、基板１の他側縁１ｂが案内手段すなわち移動側挟持手段Ｎによって挟持された状態で、搬送用ベルト１７の回転によりストッパ６３の存在する加工位置まで案内され、基板１が加工位置まで案内されると、搬送用ベルト１７の回転が停止し、基板１の移動が停止する。
【００３０】
そして、シリンダ装置１３の伸長動作によりサポートプレート１１が上昇し、サポートプレート１１の上昇によりサポートピン１０が基板１を裏面から押し上げ、基板１の両側縁１ａ，１ｂが固定側上ガイド４、移動側上ガイド５８に当接する。同時に、サポートプレート１１が上昇すると、第一ローラＲ１がサポートプレート１１の斜面１１ｂに沿って転動することで、回動部材５１が図２の反時計方向に回動する。回動部材５１が回動すると、これに伴って軸部材５３が反時計方向に回動し、これに伴って連結部材５４が反時計方向に回動することで、第一連結部材５４を介して杆部材５５が矢線Ａの方向に引かれる。
【００３１】
そうすると、杆部材５５に取付けられている第二連結部材６１がそれぞれ回動軸部材５９回りに回動し、これによって移動側上ガイド５８が固定側上ガイド４に向けて押され、基板１が固定側挟持手段Ｍおよび固定側挟持手段Ｎで確実に支持される。
【００３２】
さらに、サポートプレート１１が上昇すると、押圧部材６２の第二ローラＲ２がサポートプレート１１の斜面１１ａに沿って転動することで、押圧部材６２が図３の反時計方向に回動し、上延長部６２ｂに設けた押圧片６２ｃが、基板１の高さまで上がり、かつ押圧部材６２は杆部材５５に取付けられているので、これが矢線Ａの方向に移動すれば、杆部材５５が移動した分だけ矢線Ａの方向に移動し、押圧片６２ｃが基板１を搬入側からストッパ６３に向けて押圧する。
【００３３】
従って、加工位置にある基板１に対し、サポートプレート１１を上昇させるという動作に伴って（連動して）、基板１の両側縁１ａ，１ｂが固定側上ガイド４、移動側上ガイド５８に当接して上下方向の移動が阻止され、第二連結部材６１の回動によって固定側挟持手段Ｍおよび固定側挟持手段Ｎで基板１を確実に支持して幅方向の移動が阻止され、押圧部材６２の押圧片６２ｃが基板１を搬入側からストッパ６３に向けて押圧することで、搬送方向（基板の長手方向であるＸ方向）の移動が阻止される。
【００３４】
このように、加工位置まで搬入された基板１が傾斜していたとしても、サポートプレート１１を上昇させる動作によって基板１の傾斜を矯正するとともに、これを三方向で保持して確実に位置決めすることができ、従って、加工位置にある基板１に対し、次に行う加工作業を正確に行うことができる。
【００３５】
そして、加工作業が終了した基板１は、サポートプレート１１を加工させることで三方向の保持が解除され、搬送用ベルト１７の回転により、所定の場所に向けて搬出される。
【００３６】
なお、上記実施の形態では、固定側可動レール２、固定側上ガイド４および固定側下ガイド８により、基板１の一方の側縁１ａを挟持する固定側挟持手段Ｍとし、移動側可動レール３、移動側上ガイド５８により、基板１の他方の側縁１ｂを挟持する移動側挟持手段Ｎを構成し、この固定側挟持手段Ｍおよび移動側挟持手段Ｎによって基板１を加工位置まで搬入するよう構成したが、これに限定されるものではなく、固定側挟持手段Ｍ、移動側挟持手段Ｎは基板１の搬送途中ではそれぞれの構成部材を全て備える必要はなく、少なくとも加工位置において、それぞれの構成部材を全て備えていれば足りる。
【００３７】
また、上記実施の形態では、押圧部材６２は杆部材５５に取付けらたものであるが、この押圧部材６２は基板１のサイズに対応して押圧片６２ｃが基板１を搬入側からストッパ６３に向けて押圧できるよう、位置調節するために杆部材５５に対し摺動可能に取付けるよう構成してもよい。そして、この場合、基板１のサイズが変更されるごとに、そのサイズに対応できるよう杆部材５５上で移動させることで、上記実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
【００３８】
以上の説明から明らかな通り、本発明は、位置決め装置が、基板を搬出側で保持するストッパと、固定側挟持部と移動側挟持部の間に配置されるとともに昇降装置の昇降動作に伴って両挟持部同士に亘すように配置した軸部材周りに回動自在な回動部材と、移動側挟持部側にこれに沿って平行に配置されるとともに移動側挟持部に沿って移動自在な杆部材とが設けられ、軸部材と杆部材とが、軸部材の回動を杆部材の移動に変換するための第一連結部材で連結され、杆部材の途中と移動側挟持部とが、杆部材の移動を移動側挟持部の固定側挟持部への移動に変換するための第二連結部材で連結され、昇降装置の昇降動作に伴って杆部材周りに回動するとともに杆部材の移動に伴って基板をストッパ側に押圧するための押圧部材が杆部材に取付けられているので、基板を加工位置に位置決めするに際して、基板の下方から昇降部材を上昇させて基板を支持部材で上方に向けて押圧して保持し、昇降部材の上昇に連動して移動する押圧部材で基板を搬出側に設けたストッパ側に押圧して保持し、昇降部材の上昇に連動して移動する移動側挟持部を固定側挟持部へ移動させることで、基板を固定側挟持部に押圧して基板を搬送方向に対する直角な幅方向で保持し、基板を確実に加工位置で位置決めでき、例えば部品実装などの基板に対する加工を正確に行うことができ、製品の品質を安定させ、かつ向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す基板搬送装置の基板が加工位置に搬送された状態の概略平面図である。
【図２】同じく一部拡大側面図である。
【図３】同じく一部拡大斜視図である。
【図４】同じく基板が加工位置に搬送されて保持装置で保持された状態の概略平面図である。
【図５】同じく一部拡大側面図である。
【図６】同じく一部拡大斜視図である。
【図７】従来の基板搬送装置の基板が加工位置に搬送された状態の一部拡大斜視図である。
【図８】同じく基板が加工位置で保持された状態の一部拡大斜視図である。
【図９】同じく基板が加工位置で保持された状態の平面図である。
【図１０】別の従来例を示す搬送装置の基板が加工位置に搬送された状態の平面図である。
【符号の説明】
１ 基板
４ 固定側上ガイド
１０ サポートピン
１１ サポートプレート
１１ａ サポートプレートの斜面
１１ｂ サポートプレートの斜面
１３ シリンダ装置
１７ 搬送用ベルト
５１ 回動部材
５３ 軸部材
５４ 第一連結部材
５５ 杆部材
５８ 移動側上ガイド
５９ 回動軸部材
６１ 第二連結部材
６２ 押圧部材
６２ｂ 上延長部
６２ｃ 押圧片
６３ ストッパ
Ｍ 固定側挟持手段
Ｎ 移動側挟持手段
Ｒ１ 第一ローラ
Ｒ２ 第二ローラ

Claims (3)

1. 基板の両側縁を支持して加工位置まで案内する案内手段が設けられ、この案内手段は、前記基板を一側縁で挟持して案内する固定側挟持部と、基板を他側縁で挟持して案内するとともに固定側挟持部に対して基板の幅方向に接近離間自在に構成された移動側挟持部とを備え、加工位置まで搬送された基板の下方に、基板を下方から支持する支持部材を有して昇降する昇降装置が設けられ、基板を加工位置に位置決めするための位置決め装置が設けられ、基板を加工位置で位置決め装置により位置決めし、基板に加工を施した後に定の場所まで搬出するようにした基板搬送装置において、前記位置決め装置は、基板を搬出側で保持するストッパと、固定側挟持部と移動側挟持部の間に配置されるとともに前記昇降装置の昇降動作に伴って両挟持部同士に亘すように配置した軸部材周りに回動自在な回動部材と、移動側挟持部側にこれに沿って平行に配置されるとともに移動側挟持部に沿って移動自在な杆部材とが設けられ、前記軸部材と杆部材とが、軸部材の回動を杆部材の移動に変換するための第一連結部材で連結され、杆部材の途中と移動側挟持部とが、杆部材の移動を移動側挟持部の固定側挟持部への移動に変換するための第二連結部材で連結され、前記昇降装置の昇降動作に伴って杆部材周りに回動するとともに杆部材の移動に伴って基板を前記ストッパ側に押圧するための押圧部材が杆部材に取付けられたことを特徴とする基板搬送装置。
2. 押圧部材は、基板のサイズに応じて杆部材に対して位置調節自在とされたことを特徴とする請求項１記載の基板搬送装置。
3. 基板を一側縁で挟持して案内する固定側挟持部と基板を他側縁で挟持して案内するとともに固定側挟持部に対して基板の幅方向に接近離間自在に構成された移動側挟持部とにより、基板の両側縁を支持して加工位置まで案内し、ストッパにより基板を位置規制し、基板の下方から昇降部材を上昇させて基板を支持部材で上方に向けて押圧し、昇降部材の上昇に伴って移動する部材の動きを、移動側挟持部に沿って移動自在な杆部材の移動動作に変換させて伝達させ、昇降部材の上昇に伴う杆部材の移動動作を移動側挟持部の固定側挟持部への移動動作に変換して伝達して移動側挟持部を固定側挟持部へ移動させて基板を固定側挟持部と移動側挟持部とにより保持するとともに、前記昇降装置の昇降動作に伴って杆部材周りに回動するとともに杆部材の移動に伴って移動する押圧部材により基板を前記ストッパ側に押圧して保持することで、前記基板を加工位置に位置決めすることを特徴とする基板搬送方法。

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