JP3934441B2 - 基板固定装置、並びにこれを用いた部品実装装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送レール上を搬送され基板を所定の部品実装位置で固定する基板固定方法及び基板固定装置、並びにこれを用いた部品実装装置に関し、さらに詳しくは、基板搬送停止時に慣性によって生じる基板の回転ずれ（傾き）をなくす改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子回路基板は、モバイル関連の小型基板から電話交換機用の５００ｍｍを越える大型基板まで幅広く存在する。殆ど全ての電子回路基板には、電子部品を正確に実装するために装着位置の基準を示すフィデューシャルマークが備えられており、実装機はこのフィデューシャルマークを最初に読み取ってから実装を開始する。ところで、このような電子部品を電子回路基板へ実装する生産は、従来、専業のセットメーカが同サイズの基板のみを生産していたが、今日では基板実装作業のみを専業とする業種（ＥＭＳ）の躍進によって、一台の設備で全ての異種サイズの基板を生産することが広く行われるようになった。
【０００３】
以下、従来の電子部品実装装置の一例について説明する。
図１６に示すように、電子回路基板１は、搬送レール３から搬送レール５に移動し、搬送レール５に備えた基板ストッパ７に当接して停止しする。次に、ＸＹロボット（図示せず）により自由に移動可能となった装着ヘッドに搭載した基板カメラ（図示せず）で、電子回路基板１のフィデューシャルマーク９を読み取り、電子回路基板１がＸＹロボットに対してどのように傾き、どの位置に保持されているかを計算する。図１７（ａ）に示すように、基板カメラの視野１１に対してフィデューシャルマーク９は視野１１の中に収まっている。
【０００４】
その後、ＸＹロボットは部品供給部に移動し、電子部品を吸着ピックアップした後、部品認識カメラで吸着姿勢を確認し、どのように吸着されているかを計算し、再び電子回路基板１上に移動し、電子部品を実装する。
実装完了後、基板ストッパ７は下降し、電子回路基板１は搬送レール１３に送り出されて、次工程に移動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、電子部品実装に求められる装着精度が上がるに従って、基板カメラの分解能も上昇し１０μｍ／画素に達し、その結果視野は相対的に狭くなってきている。一般的に、上記した基板ストッパは搬送レールの近傍に設置される。これは、約５０ミリ程度の小型基板にも対応できるようにレール幅が変更になっても、基板ストッパと搬送レールとが干渉しないようにするためである。
ここで、基板ストッパを、一方の搬送レールの近傍に設置しているため、図１６に示すように、基板がストッパに当接した際に、慣性によって基板がどうしても垂直軸まわりに回転し、傾いてしまう。その結果、図１７（ｂ）に示すように、基板カメラの視野１１からフィデューシャルマーク９が外れ、装置が異常を検出して停止してしまう不具合があった。
これを解決するために、例えば図１８に示すように、基板ストッパ７を搬送レール５ａ、５ｂ間の中央部に設けた構成とすると、基板サイズの変更に伴って基板ストッパの位置を、搬送レール５ａ、５ｂ間の中央部に変更せざるを得なくなり、作業工数の増加する不利があった。
また、基板ストッパは基板の搬送に伴って、昇降する機構を備えなければならないため、基板面と平行な方向に移動可能な構成とした場合には装置が複雑となる問題があった。このことは、移動側レールとなる例えば搬送レール５ａに、この種の基板ストッパを設けた場合においても同様のことが言えた。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、搬送されてくる基板の停止時に、基板に回転ずれを起こさせない基板固定方法及び基板固定装置、並びにこれを用いた部品実装装置を提供し、以て、部品実装動作の効率化を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項１記載の基板固定装置は、固定側レール及び移動側レールからなるレール幅が変更可能な一対の搬送レールと、前記固定側レールの基板停止位置近傍に設けた第１の基板ストッパと、前記各搬送レールの基板搬送面より下方に昇降自在に配置され、基板を下方向から支持するサポート台と、前記各搬送レールの上方で所定間隔を隔てて対峙され、前記サポート台の上昇時に前記基板が押し当てられる上面ストッパと、前記移動側レールの前記基板停止位置近傍に設けられ、前記基板を基板搬送方向逆向きに押し戻す押し戻し機構を有する第２の基板ストッパとを備え、前記基板停止位置に搬送された基板を、前記第１の基板ストッパにより停止させた後、前記第２の基板ストッパにより基板を押し戻して、基板の搬送方向に対する傾きを補正し、該補正の完了後に前記基板を挟持して固定する基板固定装置において、前記押し戻し機構が、開口孔を有し、前記サポート台の昇降動作に従動する移動プレートと、前記移動プレートの上部に揺動自在に軸支され、一端部に前記基板の端面に当接させるための基板当接面、他端部に前記移動プレートの開口孔に挿入するカム軸、及び前記移動プレートとの間で前記基板当接面を押し戻し方向とは逆向きに付勢する弾性付勢部を有するレバー部材と、前記搬送レールに固定され前記移動プレートを昇降自在に支持すると共に、前記移動プレートのカム軸に上方から当接する当接面及び前記サポート台に当接して従動する固定具側係止部を有するストッパ固定具とを備え、前記サポート台の上昇動作に従動して前記移動プレートが上昇し、前記ストッパ固定具の当接面に前記レバー部材のカム軸が当接してから、前記サポート台がストッパ固定具の固定具側係止部に当接するまでの間、前記レバー部材が揺動して前記基板を基板搬送方向逆向きに押し戻すことを特徴とする。
【０００７】
この基板固定装置では、一対の搬送レールによって基板停止位置に搬送された基板が、第１の基板ストッパに当接して停止される。その際、慣性によって基板に回転ずれが生じていると、基板が第２の基板ストッパの押し戻し機構によって基板搬送方向逆向きに押し戻され、基板の搬送方向に対する回転ずれ（傾き）が補正される。回転ずれが補正された基板は、サポート台の上昇によって押し上げられる。押し上げられた基板は、端部が上面ストッパに当接して停止し、この上面ストッパとサポート台とにより挟持されて、固定される。したがって、基板は、従来、基板停止時に、片側のストッパのみに当接させていたために生じていた慣性による回転ずれが生じることなく固定される。
【０００８】
また、この基板固定装置では、移動プレートがサポート台の上昇に従動して上昇すると、移動プレートに揺動自在に設けられたレバー部材のカム軸がストッパ固定具の当接面に当接する。さらに、サポート台が上昇すると、移動プレートも上昇し、レバー部材もまた移動プレートと一体となって上昇する。移動プレートが上昇し、サポート台がストッパ固定具の固定具側係止部に当接するまでの間、レバー部材は、カム軸がストッパ固定具の当接面から反力を受けて、サポート台の上昇動作に従動して揺動する。この揺動により、基板が基板搬送方向逆向きに押し戻され、第１の基板ストッパに当接することで生じていた慣性による回転ずれが補正される。即ち、押し戻し機構は、サポート台の上昇に従動して機械的に動作する。そして、駆動源がサポート台のみなので、制御が簡単となり、単にサポート台を上昇させることで、基板の回転ずれが自動的に補正される。
【０００９】
請求項２記載の部品実装装置は、搬送レール上を搬送され所定の部品実装位置で固定される基板に対し、該基板上の所定位置に部品を実装する部品実装装置であって、複数の部品を供給する部品供給部と請求項１記載の基板固定装置と、前記基板平面上を移動自在に支持され、前記部品供給部から取り出した部品を前記基板固定装置により固定された基板へ実装する装着ヘッドとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この部品実装装置では、請求項１記載の基板固定装置が備えられ、搬送レール上を搬送されてきた基板が、この基板固定装置によって、回転ずれのない状態で所定の部品実装位置に固定される。したがって、基板カメラの撮像範囲にフィデューシャルマークの収まらない事態が生じなくなり、装着ヘッドによって部品供給部から取り出された部品が、高効率に基板に実装可能となる。
【００１１】
請求項３記載の部品実装方法は、搬送レール上を搬送され所定の部品実装位置で固定される基板に対し、該基板上の所定位置に部品を実装する部品実装方法であって、前記部品実装方法は、部品供給部により複数の部品を供給し、請求項１記載の基板固定装置により基板を固定し、前記基板平面上を移動自在に支持され装着ヘッドにより、前記部品供給部から取り出した部品を前記基板固定装置により固定された基板へ実装することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る基板固定方法及び基板固定装置、並びにこれを用いた部品実装装置の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る部品実装装置の第１の実施の形態の概略構成を表す外観斜視図、図２は図１に示した部品実装装置のサポート台近傍部の概略構成を表す外観斜視図、図３は図２に示したサポート台の下降時の状態を（ａ）、上昇時の状態を（ｂ）で表したサポート台近傍部の断面図、図４は図２に示したサポート台部における基板搬入状態を（ａ）、基板停止状態を（ｂ）に表した平面図である。
【００２１】
図１に示すように、部品実装装置２１の基台上にはローダ部３３、基板保持部３５、アンローダ部３７に渡って、固定側レール３９ａ、移動側レール３９ｂからなる搬送レール３９が設けられている。この搬送レール３９に備えられた搬送ベルトの同期駆動によって、回路基板４１は一端側のローダ部３３から基板保持部３５、他端側のアンローダ部３７に搬送される。
【００２２】
基台上にはＹ軸ロボット４３、４３が設けられ、これら２つのＹ軸ロボッ４３、４３の間にはＸ軸ロボット４５が懸架されて、Ｙ軸ロボット４３、４３の駆動によりＸ軸ロボット４５がＹ軸方向に進退可能となっている。また、Ｘ軸ロボット４５には装着ヘッド４７が取り付けられて、装着ヘッド４７がＸ軸方向に進退可能となっており、これにより、装着ヘッド４７をＸ−Ｙ平面内で移動可能にしている。
【００２３】
Ｘ軸ロボット４５、Ｙ軸ロボット４３、４３からなるＸＹロボット４９上に載置され、Ｘ−Ｙ平面上を自在移動する装着ヘッド４７は、例えば抵抗チップやチップコンデンサ等の電子部品が供給される部品供給部５９から、所望の電子部品を、装着ヘッド４７に取り付けたノズル５２を介して吸着し、回路基板４１の部品装着位置に装着できるように構成されている。このような電子部品の実装動作は、予め設定された実装プログラムに基づいて制御される。
【００２４】
装着ヘッド４７には基板カメラ５３を搭載してあり、基板カメラ５３は回路基板４１のフィデューシャルマークを読み取る。この読み取り情報によって、回路基板４１がＸＹロボット４９に対してどのように傾き、どの位置に保持されているかを計算する。
【００２５】
また、固定側レール３９ａの側方には、装着ヘッド４７に吸着された電子部品の二次元的な位置ずれ（吸着姿勢）を検出して、この位置ずれをキャンセルするように装着ヘッド４７側で補正させたり、電子部品の良否（例えばリードの曲がり等の不良）を判定するための部品認識センサ５７が設けられている。部品認識センサ５７は、ヘッド移動経路の下部に配置され、装着ヘッド４７を停止することなく、部品供給部５９から実装位置までの高速移動中に、装着ヘッド４７にて吸着保持された複数個の電子部品を一度に撮像する。
【００２６】
装着ヘッド４７は、複数個の吸着ヘッドを横並びに連結した多連式ヘッドとして構成されている。また、装着ヘッド４７は、装着ノズル５２を交換可能に保持している。装着ヘッド４７のノズル交換は、移動側レール３９ｂの側方に設けられたノズルチェンジ部６０にて行われる。装着ヘッド４７はアクチュエータである例えばエアシリンダによって吸着ヘッドを上下動させ、ノズルチェンジ部６０において、装着ノズル５２の交換を行う。
【００２７】
ローダ部３３から搬入された回路基板４１が所定の基板停止位置に搬送されると、装着ヘッド４７はＸＹロボット４９によりＸＹ平面内で移動して、部品供給部５９から所望の電子部品を吸着し、部品認識センサ５７上に移動して電子部品の吸着状態を確認して良否判定及び補正動作を行う。その後、回路基板４１の所定位置に電子部品を装着する。
【００２８】
このようにして、部品実装装置２１は、電子部品の吸着、回路基板４１への装着動作の繰り返しにより、回路基板４１に対する電子部品の装着を完了させる。部品実装装置２１は、装着が完了した回路基板４１を装着位置からアンローダ部３７へ搬出する一方、新たな回路基板４１をローダ部３３に搬入し、上記動作を繰り返す。
【００２９】
ここで、ローダ部３３から搬入された回路基板４１は、基板保持部３５の所定の基板停止位置で停止され、さらに図２に示す基板固定装置６１によって固定された後、電子部品の実装が施される。基板固定装置６１は、固定側レール３９ａ及び移動側レール３９ｂからなるレール幅の変更可能な一対の搬送レール３９と、固定側レール３９ａの基板停止位置近傍に設けた第１の基板ストッパ６３と、搬送レール３９の基板搬送面より下方に昇降自在に配置され、回路基板４１を下方向から支持するサポート台６５と、搬送レール３９の上方で所定間隔を隔てて対峙され、サポート台６５の上昇時に回路基板４１が押し当てられて挟持される図３に示す上面ストッパ６７と、移動側レール３９ｂの基板停止位置近傍に第１の基板ストッパ６３と協働して回路基板４１を停止させる第２の基板ストッパ６９とを備えてなる。なお、図２中、６８は移動側レール３９ｂを固定側レール３９ａに対して接近離反方向へ移動させるためのネジ機構、７０はこのネジ機構を駆動する電動モータである。
【００３０】
図３に示す固定プレート７１には一対のレール保持板７３を固設している。このレール保持板７３のそれぞれには、スライドレール７５が、上下方向に昇降自在に取り付けられている。スライドレール７５は、外側に向かって突出する突出部７７を下端に有する。レール保持板７３は、内側に向かって突出する凸部７９を有する。スライドレール７５の突出部７７は、上面ストッパ６７と凸部７９の間で上下方向の移動が可能となっている。スライドレール７５のスライド量は搬送される回路基板４１が通過できる量が必要なので約５ｍｍ程度となっている。スライドレール７５の下方向には回路基板４１を下方向から支えるピン８１を備えたサポート台６５が設けられ、サポート台６５がシリンダ８５によって上昇することで、図３（ｂ）に示すように、ピン８１が回路基板４１を下方向から支えるようになっている。
【００３１】
つまり、回路基板４１は、上下方向には移動せず、昇降自在となったサポート台６５が上下方向に移動して、接近離反するようになっている。固定側レール３９ａには昇降機能を持った上記の第１の基板ストッパ６３が設けられている。また、移動側レール３９ｂにも同じく昇降機能を持った上記の第２の基板ストッパ６９が設けられている。
【００３２】
第１の基板ストッパ６３及び第２の基板ストッパ６９は、基板保持部３５への回路基板４１の未搬入時には、上端部８７が基板搬送面より下方に配置されている。一方、回路基板４１が基板保持部３５へ搬入され、回路基板４１を基板停止位置にて停止させる際には、双方の上端部８７を同時に上昇させて基板搬送面上に突出させることで、回路基板４１の搬送方向先端縁部を当接させ、回路基板４１を所定の停止位置で停止させるように働く。これら第１の基板ストッパ６３及び２の基板ストッパ６９は、例えばエアシリンダによって昇降駆動される。この他、油圧シリンダ、電動モータ、電磁プランジャ等によって昇降駆動されるものであってもよい。
【００３３】
このようにして回転ずれが生じることなく所定の基板停止位置で停止された回路基板４１は、サポート台６５が上昇し、これに従動してスライドレール７５が上昇することで、図３（ｂ）に示すように、スライドレール７５の上端と上面ストッパ６７との間で両縁が挟持されて、基板保持部３５の所定位置で正確に保持固定されることとなる。
【００３４】
このように構成された基板固定装置６１を用いての基板固定方法では、移動側レール３９ｂの基板停止位置近傍に第２の基板ストッパ６９を設け、第１の基板ストッパ６３及び第２の基板ストッパ６９が協働して、搬送されてくる回路基板４１を停止させる。即ち、アンローダ部３７から搬送されてきた回路基板４１が、図４（ａ）に示すように、基板保持部３５の所定の基板停止位置に搬送されると、固定側レール３９ａに設けた第１の基板ストッパ６３と、移側レール近傍に設けた第２の基板ストッパ６９との上端部が基板搬送面上に突出し、図４（ｂ）に示すように、回路基板４１の前縁の左右両端がこの上端部８７に当接して移動が停止される。したがって、搬送レール３９両側のストッパ６３、６９により回路基板４１が停止され、従来、基板停止時に、片側のストッパのみに当接させていたために生じていた慣性による回路基板４１の回転ずれが生じなくなる。また、移動側レール３９ｂに第２の基板ストッパ６９が設けられているので、基板サイズが変更されても、移動側レール３９ｂと共に第２の基板ストッパ６９が移動して、第２の基板ストッパ６９のみを移動する必要がなくなる。
【００３５】
また、基板固定装置６１を備えた部品実装装置２１によれば、搬送レール３９上を搬送されてきた回路基板４１が、この基板固定装置６１によって、回転ずれのない状態で所定の部品実装位置に固定される。したがって、基板カメラ５３の撮像範囲にフィデューシャルマーク９の収まらない事態が生じなくなり、装着ヘッド４７によって部品供給部５９から取り出された電子部品が、高効率に回路基板４１に実装可能となる。
【００３６】
次に、本発明に係る基板固定方法及び基板固定装置、並びにこれを用いた部品実装装置の第２の実施の形態を説明する。なお、図１〜図４に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
図５は本発明に係る部品実装装置の第２の実施の形態のサポート台近傍部の概略構成を表す外観斜視図、図６は図５に示した第２の基板ストッパを第１の基板ストッパ側から見た側面視を（ａ）、搬送基板側から見た正面視を（ｂ）に表した要部拡大説明図、図７は図６に示した第２の基板ストッパの移動プレートの上昇過程を（ａ）〜（ｂ）で示した斜視図、図８は図７を反対側の側面から見た斜視図である。
【００３７】
この実施の形態に係る部品実装装置の基板固定装置９１は、図５に示す固定側レール３９ａ及び移動側レール３９ｂからなるレール幅が変更可能な一対の搬送レール３９と、固定側レール３９ａの基板停止位置近傍に設けた第１の基板ストッパ６３と、搬送レール３９の基板搬送面より下方に昇降自在に配置され、回路基板４１を下方向から支持するサポート台６５と、搬送レール３９の上方で所定間隔を隔てて対峙され、サポート台６５の上昇時に回路基板４１が押し当てられる図３に示す上面ストッパ６７と、移動側レール３９ｂの基板停止位置近傍に設けられ、回路基板４１を基板搬送方向逆向きに押し戻す後述の押し戻し機構を有する第２の基板ストッパ９５とを備えてなる。ここで、第２の基板ストッパ９５は、エアシリンダによる駆動力を必要とする上記の第２の基板ストッパ６９と異なり、何ら専用の駆動源を必要とせず、サポート台６５の上下動に伴って駆動（従動）されるようになっている。
【００３８】
第２の基板ストッパ９５は、図６〜図８に示すように、押し戻し機構９３が、開口孔９７を有し、サポート台６５の昇降動作に従動する移動プレート９９と、移動プレート９９の上部に支持軸１０１を介して揺動自在に軸支され、一端部に回路基板４１の前端面に当接する基板当接面１０３、他端部に移動プレート９９の開口孔９７に挿入するカム軸１０５、及び移動プレート９９との間で基板当接面１０３を押し戻し方向とは逆向きに付勢する弾性付勢部１０７を有するレバー部材１０９と、搬送レール３９に固定され移動プレート９９を昇降自在に支持すると共に、移動プレート９９のカム軸１０５に上方から当接する当接面１１１及びサポート台６５に当接して従動する固定具側係止部１１３を有するストッパ固定具１１５とを備えてなる。
【００３９】
上面ストッパ６７には回路基板４１の搬送を行うベルト１１７、第２の基板ストッパ９５を備えたスライドレール７５が上下方向にスライドできるように取り付けられている。この場合のスライド量も上記の第１の実施の形態の場合と同様に搬送される回路基板４１の通過できる量が必要なので約５ｍｍ程度となっている。ストッパ固定具１１５には上記の固定具側係止部１１３を固設してあり、固定具側係止部１１３は上昇するサポート台６５と当接するようになっている。即ち、サポート台６５が上昇すると、所定位置でサポート台６５が固定具側係止部１１３に当接し、サポート台６５の上昇と共にスライドレール７５が上昇する。これにより、上面ストッパ６７とスライドレール７５の上端との間に、回路基板４１が挟み込まれるようになっている。
【００４０】
第２の基板ストッパ９５は、ストッパ固定具１１５を介してスライドレール７５に固定される。ストッパ固定具１１５には、一対の係合ピン１２１によって移動プレート９９が上下動自在に連結されている。レバー部材１０９は、支持軸１０１を介して移動プレート９９に対して揺動自在となっている。レバー部材１０９は、ストッパ固定具１１５の当接面１１１に、カム軸１０５を転動させることで揺動位置が規制される。つまり、移動プレート９９がストッパ固定具１１５に対して上方向に移動することで、カム軸１０５が当接面１１１によって押し下げられ、レバー部材１０９が弾性付勢部１０７の付勢力に抗して図６（ａ）の時計回りに回転するようになっている。
【００４１】
レバー部材１０９は、通常時（サポート台６５の下降時）、弾性付勢部１０７で図６（ａ）の反時計回りに回転するように付勢され、回路基板４１の位置規制動作が開始されるまでの間、回路基板４１に当接しないようになっている。また、レバー部材１０９は、回路基板４１を位置規制する際、板厚方向にぶれないように、ガイド１２５で支特されている。移動プレート９９は、上下方向略中央に形成した切欠部１２７がサポート台６５の縁部に係合して、サポート台６５の上下動に同期して昇降するようになっている。
【００４２】
以上のような基板固定装置９１を備えた部品実装装置の動作を説明する。
図９は第２の実施の形態における基板固定手順の動作説明図、図１０は 図６に示した第２の基板ストッパの移動プレート上昇開始時の状態を表す動作説明図、図１１は図６に示した第２の基板ストッパのレバー部材揺動状態を表す動作説明図、図１２は図６に示した第２の基板ストッパの基板挟持状態を表す動作説明図、図１３はレバー部材による基板の押し戻し状態を（ａ）〜（ｃ）で表した動作説明図、図１４はサポート台の上昇開始から基板の傾斜補正完了までの動作過程を表したタイムチャート、図１５は図６に示したサポート台部における基板搬入状態を（ａ）、基板傾斜補正完了状態を（ｂ）に表した平面図である。
【００４３】
回路基板４１がローダ部３３から基板保持部３５に搬入された際、サポート台６５は下限位置にある（ｓｔ１）。このとき、ピン８１は、回路基板４１に対して十分な距離にあり、回路基板４１の裏面に実装されている部品と干渉することがない。これにより、回路基板４１がサポート台６５と干渉することなく、基板保持部３５に搬入される。なお、ピン８１は、回路基板４１の裏面のうち、部品を実装していない部分と当接して回路基板４１を支持する。
【００４４】
次いで、第１の基板ストッパ６３が上昇され（ｓｔ３）、そこに回路基板４１がベルト１１７で搬入されてくる（ｓｔ５）。固定側レール３９ａ、移動側レール３９ｂの幅は、回路基板４１がスムーズに搬送されるように若干の余裕をもって配置される。このことから、回路基板４１は、図１５（ａ）に示すように、第１の基板ストッパ６３と当接した時の衝撃で傾いてしまう。搬送レール３９はＸＹロボット４９に対して平行に設置されており、このときに回路基板４１が傾いてしまうと、これ以降のフィデューシャルマーク９の読み取りが正しく行えなくなる。特に、回路基板４１の幅が搬送方向に縦長である場合には、一層傾斜の危険性が高まることになる。
【００４５】
ここまでの状態は、図１４に示すタイムチャートにおいて、ｔ０の位置にある。次いで、図１０に示すように、サポート台６５が上昇を開始すると（ｓｔ７）、サポート台６５の上昇に伴って移動プレート９９が上昇を開始する。即ち、図１４に示すタイムチャートにおいて、ｔ１の位置となる。ｔ１に到るまでに、サポート台６５は上昇し、第２の基板ストッパ９５が回路基板４１より上の位置まで上昇する。ここまでのサポート台６５上昇分は、回路基板４１の裏面に実装された電子部品等がピン８１に干渉しない量となる。
【００４６】
第２の基板ストッパ９５の移動プレート９９はサポート台６５の上昇に伴って上昇する。このとき、レバー部材１０９は、弾性付勢部１０７で付勢され回路基板４１とは接触しない位置のまま上昇する。移動プレート９９は、ストッパ固定具１１５に対して相対的に上昇するので、移動プレート９９に揺動自在に設けられたレバー部材１０９のカム軸１０５が、ストッパ固定具１１５の開口孔９７によって押し下げられることになる（ｓｔ９）。これにより、レバー部材１０９は、図１０（ａ）の時計回りに揺動する。（ｓｔ１１）
【００４７】
このレバー部材１０９の揺動により、レバー部材１０９の基板当接面１０３が回路基板４１の前端面４１ａに当接し、さらにレバー部材１０９が揺動することで、傾いた回路基板４１が押し戻し機構９３によって基板搬送方向と逆方向に押し戻され、回路基板４１が水平方向に移動量ｓ（図１４参照）だけ移動し、正規の停止位置に補正される。即ち、サポート台６５の上昇動作に従動して移動プレート９９が上昇し、ストッパ固定具１１５の当接面１１１にレバー部材１０９のカム軸１０５が当接してから、サポート台６５がストッパ固定具１１５の固定具側係止部１１３に当接するまでの間、レバー部材１０９が揺動して、回路基板４１を基板搬送方向逆向きに押し戻す。
【００４８】
ここで、移動プレート９９は、ストッパ固定具１１５に対して上方向へスライドする。図１１の状態でサポート台６５と固定具側係止部１１３とは当接し、その後、サポート台６５の上昇と共に固定具側係止部１１３は上昇する。したがって、これ以降、移動プレート９９とストッパ固定具１１５との相対位置は変化しない。即ち、レバー部材１０９の揺動は発生しない。この際、図１３の（ａ）〜（ｃ）に示すように、レバー部材１０９の基板当接面１０３は、回路基板４１の下部エッジ部４１ｂにのみ接し続けることになる。つまり、基板当接面１０３と回路基板４１とには、摺動による擦れが生じないようになっている。
【００４９】
回路基板４１の回転ずれが補正された状態、即ち、図１４のｔ２の状態からさらにサポート台が上昇すると、図１１に示すように、サポート台６５が固定具側係止部１１３と接触し（ｓｔ１３）、ストッパ固定具１１５と共にスライドレール７５が上昇される。これにより、回路基板４１は、正規の位置に位置決めされたまま、図１２に示すように、上面ストッパ６７とスライドレール７５とによって挟み込まれ、図７に示すｔ３の状態でサポート台６５の移動量ｈ（図１４参照）の上昇が停止する。なお、搬入される回路基板４１の厚みによって図７に示したｔ１、ｔ２、ｔ３の時間は変化する。
【００５０】
以上の動作によって回路基板４１は基板保持部３５に搬入され、正規の位置にセットされる。次に、部品実装装置では、ＸＹロボット４９により自由に移動できる装着ヘッド４７が、基板カメラ５３で回路基板４１のフィデューシャルマーク９を読み取り、回路基板４１がＸＹロボット４９に対してどのように傾き、どの位置に保持されているかを計算する。この時、回路基板４１はＸＹロボット４９に対し平行で正しい位置にセットされているため、フィデューシャルマーク９の読み取りが正しく行える。
【００５１】
その後、ＸＹロボット４９は部品供給部５９に移動し、電子部品を吸着ピックアップした後、部品認識カメラで吸着姿勢を確認し、どのように吸着されているかを計算し、再び回路基板４１上に移動し、電子部品を装着する。実装完了後、第１の基板ストッパ６３は下降し、サポート台６５の下降と共に第２の基板ストッパ９５も下降し、回路基板４１はアンローダ部３７に移動し次工程に移動することとなる。
【００５２】
この基板固定装置９１によれば、一対の搬送レール３９によって基板停止位置に搬送された回路基板４１が、第１の基板ストッパ６３に当接して停止される。その際、慣性によって回路基板４１に回転ずれが生じていると、回路基板４１が第２の基板ストッパ９５の押し戻し機構９３によって基板搬送方向逆向きに押し戻され、回路基板４１の搬送方向に対する回転ずれ（傾き）が補正される。回転ずれが補正された回路基板４１は、サポート台６５の上昇によって押し上げられる。押し上げられた回路基板４１は、端部が上面ストッパ６７に当接して停止し、この上面ストッパ６７とスライドレール７５とにより挟持されて固定される。したがって、回路基板４１は、従来、基板停止時に、片側のストッパのみに当接させていたために生じていた慣性による回転ずれが生じることなく固定される。
【００５３】
さらに、基板固定装置９１によれば、移動プレート９９がサポート台６５の上昇に従動して上昇すると、移動プレート９９に揺動自在に設けられたレバー部材１０９のカム軸１０５がストッパ固定具１１５の当接面１１１に当接する。さらに、サポート台６５が上昇すると、移動プレート９９も上昇し、レバー部材１０９もまた移動プレート９９と一体となって上昇する。移動プレート９９が上昇し、サポート台６５がストッパ固定具１１５の固定具側係止部１１３に当接するまでの間、レバー部材１０９は、カム軸１０５がストッパ固定具１１５の当接面１１１から反力を受けて、サポート台６５の上昇動作に従動して揺動する。この揺動により、回路基板４１が搬送方向逆向きに押し戻され、第１の基板ストッパ６３に当接することで生じていた慣性による回転ずれが補正される。即ち、押し戻し機構９３は、サポート台６５の上昇に従動して機械的に動作する。そして、駆動源がサポート台６５のみなので、制御が簡単となり、単にサポート台６５を上昇させることで、回路基板４１の回転ずれが自動的に補正される。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る請求項１記載の基板固定装置は、一対の搬送レールによって基板停止位置に搬送された基板が、第１の基板ストッパに当接して停止される。その際、慣性によって基板に回転ずれが生じていると、基板が第２の基板ストッパの押し戻し機構によって基板搬送方向逆向きに押し戻され、基板の搬送方向に対する回転ずれ（傾き）が補正される。回転ずれが補正された基板は、サポート台の上昇によって押し上げられる。押し上げられた基板は、端部が上面ストッパに当接して停止し、この上面ストッパとサポート台とにより挟持されて、固定される。したがって、基板は、従来、基板停止時に、片側のストッパのみに当接させていたために生じていた慣性による回転ずれが生じることなく固定される。
また、この基板固定装置では、移動プレートがサポート台の上昇に従動して上昇すると、移動プレートに揺動自在に設けられたレバー部材のカム軸がストッパ固定具の当接面に当接する。さらに、サポート台が上昇すると、移動プレートも上昇し、レバー部材もまた移動プレートと一体となって上昇する。移動プレートが上昇し、サポート台がストッパ固定具の固定具側係止部に当接するまでの間、レバー部材は、カム軸がストッパ固定具の当接面から反力を受けて、サポート台の上昇動作に従動して揺動する。この揺動により、基板が基板搬送方向逆向きに押し戻され、第１の基板ストッパに当接することで生じていた慣性による回転ずれが補正される。即ち、押し戻し機構は、サポート台の上昇に従動して機械的に動作する。そして、駆動源がサポート台のみなので、制御が簡単となり、単にサポート台を上昇させることで、基板の回転ずれが自動的に補正される。
したがって、本発明に係る請求項１記載の基板固定装置によれば、所定の基板停止位置に搬送されてきた基板を、固定側レール近傍に設けた第１の基板ストッパと、移動側レール近傍に設けた第２の基板ストッパとによって停止させ、第１の基板ストッパ及び第２の基板ストッパが協働して、搬送されてくる基板を停止させるので、搬送レール両側のストッパにより基板が停止し、従来片側のストッパのみに当接させていたために生じていた基板停止時の慣性による基板の回転ずれを防止することができる。また、移動側レールに第２の基板ストッパを設けているので、基板サイズが変更されても移動側レールと共に第２の基板ストッパが移動し、第２の基板ストッパのみを移動する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る部品実装装置の第１の実施の形態の概略構成を表す外観斜視図である。
【図２】図１に示した部品実装装置のサポート台近傍部の概略構成を表す外観斜視図である。
【図３】図２に示したサポート台の下降時の状態を（ａ）、上昇時の状態を（ｂ）で表したサポート台近傍部の断面図である。
【図４】図２に示したサポート台部における基板搬入状態を（ａ）、基板停止状態を（ｂ）に表した平面図である。
【図５】本発明に係る部品実装装置の第２の実施の形態のサポート台近傍部の概略構成を表す外観斜視図である。
【図６】図５に示した第２の基板ストッパを第１の基板ストッパ側から見た側面視を（ａ）、搬送基板側から見た正面視を（ｂ）に表した要部拡大説明図である。
【図７】図６に示した第２の基板ストッパの移動プレートの上昇過程を（ａ）〜（ｂ）で示した斜視図である。
【図８】図７を反対側の側面から見た斜視図である。
【図９】第２の実施の形態における基板固定手順の動作説明図である。
【図１０】図６に示した第２の基板ストッパの移動プレート上昇開始時の状態を表す動作説明図である。
【図１１】図６に示した第２の基板ストッパのレバー部材揺動状態を表す動作説明図である。
【図１２】図６に示した第２の基板ストッパの基板挟持状態を表す動作説明図である。
【図１３】レバー部材による基板の押し戻し状態を（ａ）〜（ｃ）で表した動作説明図である。
【図１４】サポート台の上昇開始から基板の傾斜補正完了までの動作過程を表したタイムチャートである。
【図１５】図６に示したサポート台部における基板搬入状態を（ａ）、基板傾斜補正完了状態を（ｂ）に表した平面図である。
【図１６】従来のサポート台近傍部における基板停止状況を表した平面図である。
【図１７】基板カメラによるフィデューシャルマークの認識状態を（ａ）（ｂ）で表した基板認識状況説明図である。
【図１８】基板ストッパを搬送レール間の中央部に設けた場合の従来構成の変形例を表す平面図である。
【符号の説明】
２１…部品実装装置
３９…搬送レール
３９ａ…固定側レール
３９ｂ…移動側レール
４１…回路基板
４７…装着ヘッド
５９…部品供給部
６１，９１…基板固定装置
６３…第１の基板ストッパ
６５…サポート台
６７…上面ストッパ
６９、９５…第２の基板ストッパ
９３…押し戻し機構
９７…開口孔
９９…移動プレート
１０３…基板当接面
１０５…カム軸
１０７…弾性付勢部
１０９…レバー部材
１１１…基板当接面
１１３…固定具側係止部
１１５…ストッパ固定具
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送レール上を搬送され基板を所定の部品実装位置で固定する基板固定方法及び基板固定装置、並びにこれを用いた部品実装装置に関し、さらに詳しくは、基板搬送停止時に慣性によって生じる基板の回転ずれ（傾き）をなくす改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子回路基板は、モバイル関連の小型基板から電話交換機用の５００ｍｍを越える大型基板まで幅広く存在する。殆ど全ての電子回路基板には、電子部品を正確に実装するために装着位置の基準を示すフィデューシャルマークが備えられており、実装機はこのフィデューシャルマークを最初に読み取ってから実装を開始する。ところで、このような電子部品を電子回路基板へ実装する生産は、従来、専業のセットメーカが同サイズの基板のみを生産していたが、今日では基板実装作業のみを専業とする業種（ＥＭＳ）の躍進によって、一台の設備で全ての異種サイズの基板を生産することが広く行われるようになった。
【０００３】
以下、従来の電子部品実装装置の一例について説明する。
図１６に示すように、電子回路基板１は、搬送レール３から搬送レール５に移動し、搬送レール５に備えた基板ストッパ７に当接して停止しする。次に、ＸＹロボット（図示せず）により自由に移動可能となった装着ヘッドに搭載した基板カメラ（図示せず）で、電子回路基板１のフィデューシャルマーク９を読み取り、電子回路基板１がＸＹロボットに対してどのように傾き、どの位置に保持されているかを計算する。図１７（ａ）に示すように、基板カメラの視野１１に対してフィデューシャルマーク９は視野１１の中に収まっている。
【０００４】
その後、ＸＹロボットは部品供給部に移動し、電子部品を吸着ピックアップした後、部品認識カメラで吸着姿勢を確認し、どのように吸着されているかを計算し、再び電子回路基板１上に移動し、電子部品を実装する。
実装完了後、基板ストッパ７は下降し、電子回路基板１は搬送レール１３に送り出されて、次工程に移動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、電子部品実装に求められる装着精度が上がるに従って、基板カメラの分解能も上昇し１０μｍ／画素に達し、その結果視野は相対的に狭くなってきている。一般的に、上記した基板ストッパは搬送レールの近傍に設置される。これは、約５０ミリ程度の小型基板にも対応できるようにレール幅が変更になっても、基板ストッパと搬送レールとが干渉しないようにするためである。
ここで、基板ストッパを、一方の搬送レールの近傍に設置しているため、図１６に示すように、基板がストッパに当接した際に、慣性によって基板がどうしても垂直軸まわりに回転し、傾いてしまう。その結果、図１７（ｂ）に示すように、基板カメラの視野１１からフィデューシャルマーク９が外れ、装置が異常を検出して停止してしまう不具合があった。
これを解決するために、例えば図１８に示すように、基板ストッパ７を搬送レール５ａ、５ｂ間の中央部に設けた構成とすると、基板サイズの変更に伴って基板ストッパの位置を、搬送レール５ａ、５ｂ間の中央部に変更せざるを得なくなり、作業工数の増加する不利があった。
また、基板ストッパは基板の搬送に伴って、昇降する機構を備えなければならないため、基板面と平行な方向に移動可能な構成とした場合には装置が複雑となる問題があった。このことは、移動側レールとなる例えば搬送レール５ａに、この種の基板ストッパを設けた場合においても同様のことが言えた。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、搬送されてくる基板の停止時に、基板に回転ずれを起こさせない基板固定方法及び基板固定装置、並びにこれを用いた部品実装装置を提供し、以て、部品実装動作の効率化を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項１記載の基板固定装置は、固定側レール及び移動側レールからなるレール幅が変更可能な一対の搬送レールと、前記固定側レールの基板停止位置近傍に設けた第１の基板ストッパと、前記各搬送レールの基板搬送面より下方に昇降自在に配置され、基板を下方向から支持するサポート台と、前記各搬送レールの上方で所定間隔を隔てて対峙され、前記サポート台の上昇時に前記基板が押し当てられる上面ストッパと、前記移動側レールの前記基板停止位置近傍に設けられ、前記基板を基板搬送方向逆向きに押し戻す押し戻し機構を有する第２の基板ストッパとを備え、前記基板停止位置に搬送された基板を、前記第１の基板ストッパにより停止させた後、前記第２の基板ストッパにより基板を押し戻して、基板の搬送方向に対する傾きを補正し、該補正の完了後に前記基板を挟持して固定する基板固定装置において、前記押し戻し機構が、開口孔を有し、前記サポート台の昇降動作に従動する移動プレートと、前記移動プレートの上部に揺動自在に軸支され、一端部に前記基板の端面に当接させるための基板当接面、他端部に前記移動プレートの開口孔に挿入するカム軸、及び前記移動プレートとの間で前記基板当接面を押し戻し方向とは逆向きに付勢する弾性付勢部を有するレバー部材と、前記搬送レールに固定され前記移動プレートを昇降自在に支持すると共に、前記移動プレートのカム軸に上方から当接する当接面及び前記サポート台に当接して従動する固定具側係止部を有するストッパ固定具とを備え、前記サポート台の上昇動作に従動して前記移動プレートが上昇し、前記ストッパ固定具の当接面に前記レバー部材のカム軸が当接してから、前記サポート台がストッパ固定具の固定具側係止部に当接するまでの間、前記レバー部材が揺動して前記基板を基板搬送方向逆向きに押し戻すことを特徴とする。
【０００７】
この基板固定装置では、一対の搬送レールによって基板停止位置に搬送された基板が、第１の基板ストッパに当接して停止される。その際、慣性によって基板に回転ずれが生じていると、基板が第２の基板ストッパの押し戻し機構によって基板搬送方向逆向きに押し戻され、基板の搬送方向に対する回転ずれ（傾き）が補正される。回転ずれが補正された基板は、サポート台の上昇によって押し上げられる。押し上げられた基板は、端部が上面ストッパに当接して停止し、この上面ストッパとサポート台とにより挟持されて、固定される。したがって、基板は、従来、基板停止時に、片側のストッパのみに当接させていたために生じていた慣性による回転ずれが生じることなく固定される。
【０００８】
また、この基板固定装置では、移動プレートがサポート台の上昇に従動して上昇すると、移動プレートに揺動自在に設けられたレバー部材のカム軸がストッパ固定具の当接面に当接する。さらに、サポート台が上昇すると、移動プレートも上昇し、レバー部材もまた移動プレートと一体となって上昇する。移動プレートが上昇し、サポート台がストッパ固定具の固定具側係止部に当接するまでの間、レバー部材は、カム軸がストッパ固定具の当接面から反力を受けて、サポート台の上昇動作に従動して揺動する。この揺動により、基板が基板搬送方向逆向きに押し戻され、第１の基板ストッパに当接することで生じていた慣性による回転ずれが補正される。即ち、押し戻し機構は、サポート台の上昇に従動して機械的に動作する。そして、駆動源がサポート台のみなので、制御が簡単となり、単にサポート台を上昇させることで、基板の回転ずれが自動的に補正される。
【０００９】
請求項２記載の部品実装装置は、搬送レール上を搬送され所定の部品実装位置で固定される基板に対し、該基板上の所定位置に部品を実装する部品実装装置であって、複数の部品を供給する部品供給部と請求項１記載の基板固定装置と、前記基板平面上を移動自在に支持され、前記部品供給部から取り出した部品を前記基板固定装置により固定された基板へ実装する装着ヘッドとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この部品実装装置では、請求項１記載の基板固定装置が備えられ、搬送レール上を搬送されてきた基板が、この基板固定装置によって、回転ずれのない状態で所定の部品実装位置に固定される。したがって、基板カメラの撮像範囲にフィデューシャルマークの収まらない事態が生じなくなり、装着ヘッドによって部品供給部から取り出された部品が、高効率に基板に実装可能となる。
【００１１】
請求項３記載の部品実装方法は、搬送レール上を搬送され所定の部品実装位置で固定される基板に対し、該基板上の所定位置に部品を実装する部品実装方法であって、前記部品実装方法は、部品供給部により複数の部品を供給し、請求項１記載の基板固定装置により基板を固定し、前記基板平面上を移動自在に支持され装着ヘッドにより、前記部品供給部から取り出した部品を前記基板固定装置により固定された基板へ実装することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る基板固定方法及び基板固定装置、並びにこれを用いた部品実装装置の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る部品実装装置の第１の実施の形態の概略構成を表す外観斜視図、図２は図１に示した部品実装装置のサポート台近傍部の概略構成を表す外観斜視図、図３は図２に示したサポート台の下降時の状態を（ａ）、上昇時の状態を（ｂ）で表したサポート台近傍部の断面図、図４は図２に示したサポート台部における基板搬入状態を（ａ）、基板停止状態を（ｂ）に表した平面図である。
【００２１】
図１に示すように、部品実装装置２１の基台上にはローダ部３３、基板保持部３５、アンローダ部３７に渡って、固定側レール３９ａ、移動側レール３９ｂからなる搬送レール３９が設けられている。この搬送レール３９に備えられた搬送ベルトの同期駆動によって、回路基板４１は一端側のローダ部３３から基板保持部３５、他端側のアンローダ部３７に搬送される。
【００２２】
基台上にはＹ軸ロボット４３、４３が設けられ、これら２つのＹ軸ロボッ４３、４３の間にはＸ軸ロボット４５が懸架されて、Ｙ軸ロボット４３、４３の駆動によりＸ軸ロボット４５がＹ軸方向に進退可能となっている。また、Ｘ軸ロボット４５には装着ヘッド４７が取り付けられて、装着ヘッド４７がＸ軸方向に進退可能となっており、これにより、装着ヘッド４７をＸ−Ｙ平面内で移動可能にしている。
【００２３】
Ｘ軸ロボット４５、Ｙ軸ロボット４３、４３からなるＸＹロボット４９上に載置され、Ｘ−Ｙ平面上を自在移動する装着ヘッド４７は、例えば抵抗チップやチップコンデンサ等の電子部品が供給される部品供給部５９から、所望の電子部品を、装着ヘッド４７に取り付けたノズル５２を介して吸着し、回路基板４１の部品装着位置に装着できるように構成されている。このような電子部品の実装動作は、予め設定された実装プログラムに基づいて制御される。
【００２４】
装着ヘッド４７には基板カメラ５３を搭載してあり、基板カメラ５３は回路基板４１のフィデューシャルマークを読み取る。この読み取り情報によって、回路基板４１がＸＹロボット４９に対してどのように傾き、どの位置に保持されているかを計算する。
【００２５】
また、固定側レール３９ａの側方には、装着ヘッド４７に吸着された電子部品の二次元的な位置ずれ（吸着姿勢）を検出して、この位置ずれをキャンセルするように装着ヘッド４７側で補正させたり、電子部品の良否（例えばリードの曲がり等の不良）を判定するための部品認識センサ５７が設けられている。部品認識センサ５７は、ヘッド移動経路の下部に配置され、装着ヘッド４７を停止することなく、部品供給部５９から実装位置までの高速移動中に、装着ヘッド４７にて吸着保持された複数個の電子部品を一度に撮像する。
【００２６】
装着ヘッド４７は、複数個の吸着ヘッドを横並びに連結した多連式ヘッドとして構成されている。また、装着ヘッド４７は、装着ノズル５２を交換可能に保持している。装着ヘッド４７のノズル交換は、移動側レール３９ｂの側方に設けられたノズルチェンジ部６０にて行われる。装着ヘッド４７はアクチュエータである例えばエアシリンダによって吸着ヘッドを上下動させ、ノズルチェンジ部６０において、装着ノズル５２の交換を行う。
【００２７】
ローダ部３３から搬入された回路基板４１が所定の基板停止位置に搬送されると、装着ヘッド４７はＸＹロボット４９によりＸＹ平面内で移動して、部品供給部５９から所望の電子部品を吸着し、部品認識センサ５７上に移動して電子部品の吸着状態を確認して良否判定及び補正動作を行う。その後、回路基板４１の所定位置に電子部品を装着する。
【００２８】
このようにして、部品実装装置２１は、電子部品の吸着、回路基板４１への装着動作の繰り返しにより、回路基板４１に対する電子部品の装着を完了させる。部品実装装置２１は、装着が完了した回路基板４１を装着位置からアンローダ部３７へ搬出する一方、新たな回路基板４１をローダ部３３に搬入し、上記動作を繰り返す。
【００２９】
ここで、ローダ部３３から搬入された回路基板４１は、基板保持部３５の所定の基板停止位置で停止され、さらに図２に示す基板固定装置６１によって固定された後、電子部品の実装が施される。基板固定装置６１は、固定側レール３９ａ及び移動側レール３９ｂからなるレール幅の変更可能な一対の搬送レール３９と、固定側レール３９ａの基板停止位置近傍に設けた第１の基板ストッパ６３と、搬送レール３９の基板搬送面より下方に昇降自在に配置され、回路基板４１を下方向から支持するサポート台６５と、搬送レール３９の上方で所定間隔を隔てて対峙され、サポート台６５の上昇時に回路基板４１が押し当てられて挟持される図３に示す上面ストッパ６７と、移動側レール３９ｂの基板停止位置近傍に第１の基板ストッパ６３と協働して回路基板４１を停止させる第２の基板ストッパ６９とを備えてなる。なお、図２中、６８は移動側レール３９ｂを固定側レール３９ａに対して接近離反方向へ移動させるためのネジ機構、７０はこのネジ機構を駆動する電動モータである。
【００３０】
図３に示す固定プレート７１には一対のレール保持板７３を固設している。このレール保持板７３のそれぞれには、スライドレール７５が、上下方向に昇降自在に取り付けられている。スライドレール７５は、外側に向かって突出する突出部７７を下端に有する。レール保持板７３は、内側に向かって突出する凸部７９を有する。スライドレール７５の突出部７７は、上面ストッパ６７と凸部７９の間で上下方向の移動が可能となっている。スライドレール７５のスライド量は搬送される回路基板４１が通過できる量が必要なので約５ｍｍ程度となっている。スライドレール７５の下方向には回路基板４１を下方向から支えるピン８１を備えたサポート台６５が設けられ、サポート台６５がシリンダ８５によって上昇することで、図３（ｂ）に示すように、ピン８１が回路基板４１を下方向から支えるようになっている。
【００３１】
つまり、回路基板４１は、上下方向には移動せず、昇降自在となったサポート台６５が上下方向に移動して、接近離反するようになっている。固定側レール３９ａには昇降機能を持った上記の第１の基板ストッパ６３が設けられている。また、移動側レール３９ｂにも同じく昇降機能を持った上記の第２の基板ストッパ６９が設けられている。
【００３２】
第１の基板ストッパ６３及び第２の基板ストッパ６９は、基板保持部３５への回路基板４１の未搬入時には、上端部８７が基板搬送面より下方に配置されている。一方、回路基板４１が基板保持部３５へ搬入され、回路基板４１を基板停止位置にて停止させる際には、双方の上端部８７を同時に上昇させて基板搬送面上に突出させることで、回路基板４１の搬送方向先端縁部を当接させ、回路基板４１を所定の停止位置で停止させるように働く。これら第１の基板ストッパ６３及び２の基板ストッパ６９は、例えばエアシリンダによって昇降駆動される。この他、油圧シリンダ、電動モータ、電磁プランジャ等によって昇降駆動されるものであってもよい。
【００３３】
このようにして回転ずれが生じることなく所定の基板停止位置で停止された回路基板４１は、サポート台６５が上昇し、これに従動してスライドレール７５が上昇することで、図３（ｂ）に示すように、スライドレール７５の上端と上面ストッパ６７との間で両縁が挟持されて、基板保持部３５の所定位置で正確に保持固定されることとなる。
【００３４】
このように構成された基板固定装置６１を用いての基板固定方法では、移動側レール３９ｂの基板停止位置近傍に第２の基板ストッパ６９を設け、第１の基板ストッパ６３及び第２の基板ストッパ６９が協働して、搬送されてくる回路基板４１を停止させる。即ち、アンローダ部３７から搬送されてきた回路基板４１が、図４（ａ）に示すように、基板保持部３５の所定の基板停止位置に搬送されると、固定側レール３９ａに設けた第１の基板ストッパ６３と、移側レール近傍に設けた第２の基板ストッパ６９との上端部が基板搬送面上に突出し、図４（ｂ）に示すように、回路基板４１の前縁の左右両端がこの上端部８７に当接して移動が停止される。したがって、搬送レール３９両側のストッパ６３、６９により回路基板４１が停止され、従来、基板停止時に、片側のストッパのみに当接させていたために生じていた慣性による回路基板４１の回転ずれが生じなくなる。また、移動側レール３９ｂに第２の基板ストッパ６９が設けられているので、基板サイズが変更されても、移動側レール３９ｂと共に第２の基板ストッパ６９が移動して、第２の基板ストッパ６９のみを移動する必要がなくなる。
【００３５】
また、基板固定装置６１を備えた部品実装装置２１によれば、搬送レール３９上を搬送されてきた回路基板４１が、この基板固定装置６１によって、回転ずれのない状態で所定の部品実装位置に固定される。したがって、基板カメラ５３の撮像範囲にフィデューシャルマーク９の収まらない事態が生じなくなり、装着ヘッド４７によって部品供給部５９から取り出された電子部品が、高効率に回路基板４１に実装可能となる。
【００３６】
次に、本発明に係る基板固定方法及び基板固定装置、並びにこれを用いた部品実装装置の第２の実施の形態を説明する。なお、図１〜図４に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
図５は本発明に係る部品実装装置の第２の実施の形態のサポート台近傍部の概略構成を表す外観斜視図、図６は図５に示した第２の基板ストッパを第１の基板ストッパ側から見た側面視を（ａ）、搬送基板側から見た正面視を（ｂ）に表した要部拡大説明図、図７は図６に示した第２の基板ストッパの移動プレートの上昇過程を（ａ）〜（ｂ）で示した斜視図、図８は図７を反対側の側面から見た斜視図である。
【００３７】
この実施の形態に係る部品実装装置の基板固定装置９１は、図５に示す固定側レール３９ａ及び移動側レール３９ｂからなるレール幅が変更可能な一対の搬送レール３９と、固定側レール３９ａの基板停止位置近傍に設けた第１の基板ストッパ６３と、搬送レール３９の基板搬送面より下方に昇降自在に配置され、回路基板４１を下方向から支持するサポート台６５と、搬送レール３９の上方で所定間隔を隔てて対峙され、サポート台６５の上昇時に回路基板４１が押し当てられる図３に示す上面ストッパ６７と、移動側レール３９ｂの基板停止位置近傍に設けられ、回路基板４１を基板搬送方向逆向きに押し戻す後述の押し戻し機構を有する第２の基板ストッパ９５とを備えてなる。ここで、第２の基板ストッパ９５は、エアシリンダによる駆動力を必要とする上記の第２の基板ストッパ６９と異なり、何ら専用の駆動源を必要とせず、サポート台６５の上下動に伴って駆動（従動）されるようになっている。
【００３８】
第２の基板ストッパ９５は、図６〜図８に示すように、押し戻し機構９３が、開口孔９７を有し、サポート台６５の昇降動作に従動する移動プレート９９と、移動プレート９９の上部に支持軸１０１を介して揺動自在に軸支され、一端部に回路基板４１の前端面に当接する基板当接面１０３、他端部に移動プレート９９の開口孔９７に挿入するカム軸１０５、及び移動プレート９９との間で基板当接面１０３を押し戻し方向とは逆向きに付勢する弾性付勢部１０７を有するレバー部材１０９と、搬送レール３９に固定され移動プレート９９を昇降自在に支持すると共に、移動プレート９９のカム軸１０５に上方から当接する当接面１１１及びサポート台６５に当接して従動する固定具側係止部１１３を有するストッパ固定具１１５とを備えてなる。
【００３９】
上面ストッパ６７には回路基板４１の搬送を行うベルト１１７、第２の基板ストッパ９５を備えたスライドレール７５が上下方向にスライドできるように取り付けられている。この場合のスライド量も上記の第１の実施の形態の場合と同様に搬送される回路基板４１の通過できる量が必要なので約５ｍｍ程度となっている。ストッパ固定具１１５には上記の固定具側係止部１１３を固設してあり、固定具側係止部１１３は上昇するサポート台６５と当接するようになっている。即ち、サポート台６５が上昇すると、所定位置でサポート台６５が固定具側係止部１１３に当接し、サポート台６５の上昇と共にスライドレール７５が上昇する。これにより、上面ストッパ６７とスライドレール７５の上端との間に、回路基板４１が挟み込まれるようになっている。
【００４０】
第２の基板ストッパ９５は、ストッパ固定具１１５を介してスライドレール７５に固定される。ストッパ固定具１１５には、一対の係合ピン１２１によって移動プレート９９が上下動自在に連結されている。レバー部材１０９は、支持軸１０１を介して移動プレート９９に対して揺動自在となっている。レバー部材１０９は、ストッパ固定具１１５の当接面１１１に、カム軸１０５を転動させることで揺動位置が規制される。つまり、移動プレート９９がストッパ固定具１１５に対して上方向に移動することで、カム軸１０５が当接面１１１によって押し下げられ、レバー部材１０９が弾性付勢部１０７の付勢力に抗して図６（ａ）の時計回りに回転するようになっている。
【００４１】
レバー部材１０９は、通常時（サポート台６５の下降時）、弾性付勢部１０７で図６（ａ）の反時計回りに回転するように付勢され、回路基板４１の位置規制動作が開始されるまでの間、回路基板４１に当接しないようになっている。また、レバー部材１０９は、回路基板４１を位置規制する際、板厚方向にぶれないように、ガイド１２５で支特されている。移動プレート９９は、上下方向略中央に形成した切欠部１２７がサポート台６５の縁部に係合して、サポート台６５の上下動に同期して昇降するようになっている。
【００４２】
以上のような基板固定装置９１を備えた部品実装装置の動作を説明する。
図９は第２の実施の形態における基板固定手順の動作説明図、図１０は 図６に示した第２の基板ストッパの移動プレート上昇開始時の状態を表す動作説明図、図１１は図６に示した第２の基板ストッパのレバー部材揺動状態を表す動作説明図、図１２は図６に示した第２の基板ストッパの基板挟持状態を表す動作説明図、図１３はレバー部材による基板の押し戻し状態を（ａ）〜（ｃ）で表した動作説明図、図１４はサポート台の上昇開始から基板の傾斜補正完了までの動作過程を表したタイムチャート、図１５は図６に示したサポート台部における基板搬入状態を（ａ）、基板傾斜補正完了状態を（ｂ）に表した平面図である。
【００４３】
回路基板４１がローダ部３３から基板保持部３５に搬入された際、サポート台６５は下限位置にある（ｓｔ１）。このとき、ピン８１は、回路基板４１に対して十分な距離にあり、回路基板４１の裏面に実装されている部品と干渉することがない。これにより、回路基板４１がサポート台６５と干渉することなく、基板保持部３５に搬入される。なお、ピン８１は、回路基板４１の裏面のうち、部品を実装していない部分と当接して回路基板４１を支持する。
【００４４】
次いで、第１の基板ストッパ６３が上昇され（ｓｔ３）、そこに回路基板４１がベルト１１７で搬入されてくる（ｓｔ５）。固定側レール３９ａ、移動側レール３９ｂの幅は、回路基板４１がスムーズに搬送されるように若干の余裕をもって配置される。このことから、回路基板４１は、図１５（ａ）に示すように、第１の基板ストッパ６３と当接した時の衝撃で傾いてしまう。搬送レール３９はＸＹロボット４９に対して平行に設置されており、このときに回路基板４１が傾いてしまうと、これ以降のフィデューシャルマーク９の読み取りが正しく行えなくなる。特に、回路基板４１の幅が搬送方向に縦長である場合には、一層傾斜の危険性が高まることになる。
【００４５】
ここまでの状態は、図１４に示すタイムチャートにおいて、ｔ０の位置にある。次いで、図１０に示すように、サポート台６５が上昇を開始すると（ｓｔ７）、サポート台６５の上昇に伴って移動プレート９９が上昇を開始する。即ち、図１４に示すタイムチャートにおいて、ｔ１の位置となる。ｔ１に到るまでに、サポート台６５は上昇し、第２の基板ストッパ９５が回路基板４１より上の位置まで上昇する。ここまでのサポート台６５上昇分は、回路基板４１の裏面に実装された電子部品等がピン８１に干渉しない量となる。
【００４６】
第２の基板ストッパ９５の移動プレート９９はサポート台６５の上昇に伴って上昇する。このとき、レバー部材１０９は、弾性付勢部１０７で付勢され回路基板４１とは接触しない位置のまま上昇する。移動プレート９９は、ストッパ固定具１１５に対して相対的に上昇するので、移動プレート９９に揺動自在に設けられたレバー部材１０９のカム軸１０５が、ストッパ固定具１１５の開口孔９７によって押し下げられることになる（ｓｔ９）。これにより、レバー部材１０９は、図１０（ａ）の時計回りに揺動する。（ｓｔ１１）
【００４７】
このレバー部材１０９の揺動により、レバー部材１０９の基板当接面１０３が回路基板４１の前端面４１ａに当接し、さらにレバー部材１０９が揺動することで、傾いた回路基板４１が押し戻し機構９３によって基板搬送方向と逆方向に押し戻され、回路基板４１が水平方向に移動量ｓ（図１４参照）だけ移動し、正規の停止位置に補正される。即ち、サポート台６５の上昇動作に従動して移動プレート９９が上昇し、ストッパ固定具１１５の当接面１１１にレバー部材１０９のカム軸１０５が当接してから、サポート台６５がストッパ固定具１１５の固定具側係止部１１３に当接するまでの間、レバー部材１０９が揺動して、回路基板４１を基板搬送方向逆向きに押し戻す。
【００４８】
ここで、移動プレート９９は、ストッパ固定具１１５に対して上方向へスライドする。図１１の状態でサポート台６５と固定具側係止部１１３とは当接し、その後、サポート台６５の上昇と共に固定具側係止部１１３は上昇する。したがって、これ以降、移動プレート９９とストッパ固定具１１５との相対位置は変化しない。即ち、レバー部材１０９の揺動は発生しない。この際、図１３の（ａ）〜（ｃ）に示すように、レバー部材１０９の基板当接面１０３は、回路基板４１の下部エッジ部４１ｂにのみ接し続けることになる。つまり、基板当接面１０３と回路基板４１とには、摺動による擦れが生じないようになっている。
【００４９】
回路基板４１の回転ずれが補正された状態、即ち、図１４のｔ２の状態からさらにサポート台が上昇すると、図１１に示すように、サポート台６５が固定具側係止部１１３と接触し（ｓｔ１３）、ストッパ固定具１１５と共にスライドレール７５が上昇される。これにより、回路基板４１は、正規の位置に位置決めされたまま、図１２に示すように、上面ストッパ６７とスライドレール７５とによって挟み込まれ、図７に示すｔ３の状態でサポート台６５の移動量ｈ（図１４参照）の上昇が停止する。なお、搬入される回路基板４１の厚みによって図７に示したｔ１、ｔ２、ｔ３の時間は変化する。
【００５０】
以上の動作によって回路基板４１は基板保持部３５に搬入され、正規の位置にセットされる。次に、部品実装装置では、ＸＹロボット４９により自由に移動できる装着ヘッド４７が、基板カメラ５３で回路基板４１のフィデューシャルマーク９を読み取り、回路基板４１がＸＹロボット４９に対してどのように傾き、どの位置に保持されているかを計算する。この時、回路基板４１はＸＹロボット４９に対し平行で正しい位置にセットされているため、フィデューシャルマーク９の読み取りが正しく行える。
【００５１】
その後、ＸＹロボット４９は部品供給部５９に移動し、電子部品を吸着ピックアップした後、部品認識カメラで吸着姿勢を確認し、どのように吸着されているかを計算し、再び回路基板４１上に移動し、電子部品を装着する。実装完了後、第１の基板ストッパ６３は下降し、サポート台６５の下降と共に第２の基板ストッパ９５も下降し、回路基板４１はアンローダ部３７に移動し次工程に移動することとなる。
【００５２】
この基板固定装置９１によれば、一対の搬送レール３９によって基板停止位置に搬送された回路基板４１が、第１の基板ストッパ６３に当接して停止される。その際、慣性によって回路基板４１に回転ずれが生じていると、回路基板４１が第２の基板ストッパ９５の押し戻し機構９３によって基板搬送方向逆向きに押し戻され、回路基板４１の搬送方向に対する回転ずれ（傾き）が補正される。回転ずれが補正された回路基板４１は、サポート台６５の上昇によって押し上げられる。押し上げられた回路基板４１は、端部が上面ストッパ６７に当接して停止し、この上面ストッパ６７とスライドレール７５とにより挟持されて固定される。したがって、回路基板４１は、従来、基板停止時に、片側のストッパのみに当接させていたために生じていた慣性による回転ずれが生じることなく固定される。
【００５３】
さらに、基板固定装置９１によれば、移動プレート９９がサポート台６５の上昇に従動して上昇すると、移動プレート９９に揺動自在に設けられたレバー部材１０９のカム軸１０５がストッパ固定具１１５の当接面１１１に当接する。さらに、サポート台６５が上昇すると、移動プレート９９も上昇し、レバー部材１０９もまた移動プレート９９と一体となって上昇する。移動プレート９９が上昇し、サポート台６５がストッパ固定具１１５の固定具側係止部１１３に当接するまでの間、レバー部材１０９は、カム軸１０５がストッパ固定具１１５の当接面１１１から反力を受けて、サポート台６５の上昇動作に従動して揺動する。この揺動により、回路基板４１が搬送方向逆向きに押し戻され、第１の基板ストッパ６３に当接することで生じていた慣性による回転ずれが補正される。即ち、押し戻し機構９３は、サポート台６５の上昇に従動して機械的に動作する。そして、駆動源がサポート台６５のみなので、制御が簡単となり、単にサポート台６５を上昇させることで、回路基板４１の回転ずれが自動的に補正される。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る請求項１記載の基板固定装置は、一対の搬送レールによって基板停止位置に搬送された基板が、第１の基板ストッパに当接して停止される。その際、慣性によって基板に回転ずれが生じていると、基板が第２の基板ストッパの押し戻し機構によって基板搬送方向逆向きに押し戻され、基板の搬送方向に対する回転ずれ（傾き）が補正される。回転ずれが補正された基板は、サポート台の上昇によって押し上げられる。押し上げられた基板は、端部が上面ストッパに当接して停止し、この上面ストッパとサポート台とにより挟持されて、固定される。したがって、基板は、従来、基板停止時に、片側のストッパのみに当接させていたために生じていた慣性による回転ずれが生じることなく固定される。
また、この基板固定装置では、移動プレートがサポート台の上昇に従動して上昇すると、移動プレートに揺動自在に設けられたレバー部材のカム軸がストッパ固定具の当接面に当接する。さらに、サポート台が上昇すると、移動プレートも上昇し、レバー部材もまた移動プレートと一体となって上昇する。移動プレートが上昇し、サポート台がストッパ固定具の固定具側係止部に当接するまでの間、レバー部材は、カム軸がストッパ固定具の当接面から反力を受けて、サポート台の上昇動作に従動して揺動する。この揺動により、基板が基板搬送方向逆向きに押し戻され、第１の基板ストッパに当接することで生じていた慣性による回転ずれが補正される。即ち、押し戻し機構は、サポート台の上昇に従動して機械的に動作する。そして、駆動源がサポート台のみなので、制御が簡単となり、単にサポート台を上昇させることで、基板の回転ずれが自動的に補正される。
したがって、本発明に係る請求項１記載の基板固定装置によれば、所定の基板停止位置に搬送されてきた基板を、固定側レール近傍に設けた第１の基板ストッパと、移動側レール近傍に設けた第２の基板ストッパとによって停止させ、第１の基板ストッパ及び第２の基板ストッパが協働して、搬送されてくる基板を停止させるので、搬送レール両側のストッパにより基板が停止し、従来片側のストッパのみに当接させていたために生じていた基板停止時の慣性による基板の回転ずれを防止することができる。また、移動側レールに第２の基板ストッパを設けているので、基板サイズが変更されても移動側レールと共に第２の基板ストッパが移動し、第２の基板ストッパのみを移動する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る部品実装装置の第１の実施の形態の概略構成を表す外観斜視図である。
【図２】図１に示した部品実装装置のサポート台近傍部の概略構成を表す外観斜視図である。
【図３】図２に示したサポート台の下降時の状態を（ａ）、上昇時の状態を（ｂ）で表したサポート台近傍部の断面図である。
【図４】図２に示したサポート台部における基板搬入状態を（ａ）、基板停止状態を（ｂ）に表した平面図である。
【図５】本発明に係る部品実装装置の第２の実施の形態のサポート台近傍部の概略構成を表す外観斜視図である。
【図６】図５に示した第２の基板ストッパを第１の基板ストッパ側から見た側面視を（ａ）、搬送基板側から見た正面視を（ｂ）に表した要部拡大説明図である。
【図７】図６に示した第２の基板ストッパの移動プレートの上昇過程を（ａ）〜（ｂ）で示した斜視図である。
【図８】図７を反対側の側面から見た斜視図である。
【図９】第２の実施の形態における基板固定手順の動作説明図である。
【図１０】図６に示した第２の基板ストッパの移動プレート上昇開始時の状態を表す動作説明図である。
【図１１】図６に示した第２の基板ストッパのレバー部材揺動状態を表す動作説明図である。
【図１２】図６に示した第２の基板ストッパの基板挟持状態を表す動作説明図である。
【図１３】レバー部材による基板の押し戻し状態を（ａ）〜（ｃ）で表した動作説明図である。
【図１４】サポート台の上昇開始から基板の傾斜補正完了までの動作過程を表したタイムチャートである。
【図１５】図６に示したサポート台部における基板搬入状態を（ａ）、基板傾斜補正完了状態を（ｂ）に表した平面図である。
【図１６】従来のサポート台近傍部における基板停止状況を表した平面図である。
【図１７】基板カメラによるフィデューシャルマークの認識状態を（ａ）（ｂ）で表した基板認識状況説明図である。
【図１８】基板ストッパを搬送レール間の中央部に設けた場合の従来構成の変形例を表す平面図である。
【符号の説明】
２１…部品実装装置
３９…搬送レール
３９ａ…固定側レール
３９ｂ…移動側レール
４１…回路基板
４７…装着ヘッド
５９…部品供給部
６１，９１…基板固定装置
６３…第１の基板ストッパ
６５…サポート台
６７…上面ストッパ
６９、９５…第２の基板ストッパ
９３…押し戻し機構
９７…開口孔
９９…移動プレート
１０３…基板当接面
１０５…カム軸
１０７…弾性付勢部
１０９…レバー部材
１１１…基板当接面
１１３…固定具側係止部
１１５…ストッパ固定具
Claims (3)
- 固定側レール及び移動側レールからなるレール幅が変更可能な一対の搬送レールと、前記固定側レールの基板停止位置近傍に設けた第１の基板ストッパと、前記各搬送レールの基板搬送面より下方に昇降自在に配置され、基板を下方向から支持するサポート台と、前記各搬送レールの上方で所定間隔を隔てて対峙され、前記サポート台の上昇時に前記基板が押し当てられる上面ストッパと、前記移動側レールの前記基板停止位置近傍に設けられ、前記基板を基板搬送方向逆向きに押し戻す押し戻し機構を有する第２の基板ストッパとを備え、
前記基板停止位置に搬送された基板を、前記第１の基板ストッパにより停止させた後、前記第２の基板ストッパにより基板を押し戻して、基板の搬送方向に対する傾きを補正し、該補正の完了後に前記基板を挟持して固定する基板固定装置において、
前記押し戻し機構が、開口孔を有し、前記サポート台の昇降動作に従動する移動プレートと、前記移動プレートの上部に揺動自在に軸支され、一端部に前記基板の端面に当接させるための基板当接面、他端部に前記移動プレートの開口孔に挿入するカム軸、及び前記移動プレートとの間で前記基板当接面を押し戻し方向とは逆向きに付勢する弾性付勢部を有するレバー部材と、前記搬送レールに固定され前記移動プレートを昇降自在に支持すると共に、前記移動プレートのカム軸に上方から当接する当接面及び前記サポート台に当接して従動する固定具側係止部を有するストッパ固定具とを備え、
前記サポート台の上昇動作に従動して前記移動プレートが上昇し、前記ストッパ固定具の当接面に前記レバー部材のカム軸が当接してから、前記サポート台がストッパ固定具の固定具側係止部に当接するまでの間、前記レバー部材が揺動して前記基板を基板搬送方向逆向きに押し戻すことを特徴とする基板固定装置。 - 搬送レール上を搬送され所定の部品実装位置で固定される基板に対し、該基板上の所定位置に部品を実装する部品実装装置であって、
前記部品実装装置は、複数の部品を供給する部品供給部と、請求項１記載の基板固定装置と、前記基板平面上を移動自在に支持され、前記部品供給部から取り出した部品を前記基板固定装置により固定された基板へ実装する装着ヘッドと、を備えたことを特徴とする部品実装装置。 - 搬送レール上を搬送され所定の部品実装位置で固定される基板に対し、該基板上の所定位置に部品を実装する部品実装方法であって、
前記部品実装方法は、部品供給部により複数の部品を供給し、請求項１記載の基板固定装置により基板を固定し、前記基板平面上を移動自在に支持され装着ヘッドにより、前記部品供給部から取り出した部品を前記基板固定装置により固定された基板へ実装することを特徴とする部品実装方法。
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