JP4835573B2 - 基板搬送装置および基板搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板を裏面から支持する支持ピンを備えた基板搬送装置および基板搬送方法に関するものである。

従来、搬送経路に沿って搬送されてきた基板に部品を実装する際には、搬送経路の途中に配置された支持ピンによって基板を裏面から持ち上げ、搬送経路を形成する搬送レールに基板の両端部の表面を押し付けて固定している。これにより基板は所定の高さに支持され、その表面に部品の実装が行われる。実装後は支持ピンを基板の裏面から下方に一旦退避させ、固定が解除された基板を次の工程に搬送するとともに新たな基板を搬入し、退避させた支持ピンを再度上昇させて新たな基板の支持を行う（特許文献１参照）。
特開平１−１４６４００号公報

近年、単位基板に多数の部品を稠密に実装する高密度実装が主流になってきており、基板の両面に部品を実装することが多くなっている。既に裏面に部品が実装された基板を搬送する場合、支持ピンは部品との干渉を回避することができる高さまで退避しなければならない。しかしながら、部品の高さが不明であれば、干渉を回避するために基板の裏面から十分に距離をおいた高さまで支持ピンを退避させておくことが安全上必要となり、新たに搬入された基板を支持するために支持ピンが移動する距離が長くなってしまい、その間は実装が行われない待ち時間となって生産効率の面からは不利であった。

そこで本発明は、支持ピンの移動に伴う実装待ち時間を削減することができる基板搬送装置および基板搬送方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の基板搬送装置は、搬送経路に沿って基板を搬送する基板搬送手段と、裏面から基板を支持する支持ピンと、前記支持ピンを上昇および下降させる支持ピン昇降手段と、基板の裏面に実装されている部品の高さを記憶する部品高さデータ記憶手段、を備え、実装時には前記支持ピンを上昇させて基板を支持し、基板搬出時には部品高さデータに基づいて前記支持ピンを下降させて基板の裏面に実装されている部品との干渉を回避できる高さまで前記支持ピンを退避させ、前記干渉回避高さは、基板の裏面に実装されている部品のうち高さが最大である部品の高さに安全マージンを加え、それを基板裏面高さから減じたものである。

請求項２に記載の基板搬送装置は、搬送経路に沿って基板を搬送する基板搬送手段と、裏面から基板を支持する支持ピンと、前記支持ピンを上昇および下降させる支持ピン昇降手段と、基板の裏面に実装されている部品の高さを記憶する部品高さデータ記憶手段、を備え、基板搬入時には部品高さデータに基づいて前記支持ピンを下降させて基板の裏面に実装されている部品との干渉を回避できる高さで待機させ、実装時には前記支持ピンを上昇させて基板を支持し、前記干渉回避高さは、基板の裏面に実装されている部品のうち高さが最大である部品の高さに安全マージンを加え、それを基板裏面高さから減じたものである。

請求項３に記載の基板搬送方法は、搬送経路に沿って基板を搬送する基板搬送手段と、裏面から基板を支持する支持ピンと、前記支持ピンを上昇および下降させる支持ピン昇降手段と、基板の裏面に実装されている部品の高さを記憶する部品高さデータ記憶手段、を備えた基板搬送装置において、実装時に前記支持ピンを上昇させて基板を支持する工程と、基板搬出時に部品高さデータに基づいて前記支持ピンを下降させて基板の裏面に実装されている部品との干渉を回避できる高さまで前記支持ピンを退避させる工程を含み、前記干渉回避高さは、基板の裏面に実装されている部品のうち高さが最大である部品の高さに安全マージンを加え、それを基板裏面高さから減じたものである。

請求項４に記載の基板搬送方法は、搬送経路に沿って基板を搬送する基板搬送手段と、裏面から基板を支持する支持ピンと、前記支持ピンを上昇および下降させる支持ピン昇降手段と、基板の裏面に実装されている部品の高さを記憶する部品高さデータ記憶手段、を備えた基板搬送装置において、基板搬入時に部品高さデータに基づいて前記支持ピンを下降させて基板の裏面に実装されている部品との干渉を回避できる高さで待機させる工程と、実装時に前記支持ピンを上昇させて基板を支持する工程とを含み、前記干渉回避高さは、基板の裏面に実装されている部品のうち高さが最大である部品の高さに安全マージンを加え、それを基板裏面高さから減じたものである。

本発明によれば、実装対象となる基板の裏面に既に実装されている部品について予め記憶した部品高さデータに基づいて基板の搬出入時に支持ピンを基板の下方に待機または退避させる際の支持ピンの高さを設定するので、支持ピンの移動距離は部品高さに応じた無駄のないものとなり、基板搬入から実装、基板搬出の一連の動作における実装待ち時間を短縮することができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。最初に基板搬送装置の構成について、図１と図２を参照して説明する。基板搬送装置は、基板１の搬送方向を規制する基板搬送ガイドと、基板１を搬送ガイドに沿って搬送する基板搬送手段と、基板１を裏面から支持する支持ピン７を昇降させる支持ピン昇降手段と、基板１の裏面に実装されている部品の高さデータを記憶する記憶手段と、支持ピン昇降手段を制御する制御手段で構成される。

基板搬送ガイドは、基板１の厚さより大きい高さを有する一対の板状部材２を、水平方向に平行を保った水平方向に延伸させたものであり、一対の板状部材の間に基板１の搬送路を形成している。それぞれの板状部材２の下端には、搬送路側に取り付けられたプーリ３にベルトコンベア４が水平方向に掛け回されている。プーリ３はモータ５から駆動力を受けて回転駆動し、これによりベルトコンベア４が駆動する。基板１は基板搬送手段を構成する一対のベルトコンベア４に両縁部を載せた状態で基板搬送装置に設置され、一対のベルトコンベア４が同期して駆動を行うことで搬送路に沿って搬送される。

それぞれの板状部材２の上端には、搬送路側に張り出す基板押さえ板６が取り付けられている。基板押さえ板６は、基板支持手段によってベルトコンベア４から持ち上げられた基板１の表面の両縁部に接触して基板１を押さえ込むためのものであり、ベルトコンベア４との間には基板１の厚さより大きい隙間が形成されている。

支持ピン７は支持ピンホルダ８に複数本が支持されている。支持ピンホルダ８には、予め支持ピン７の下端部を挿入するための挿入孔（図示せず）が所定の配置で複数形成されており、基板１の形状やサイズ、基板１の裏面に既に実装されている部品１０の位置を考慮し、基板１をバランスよく、しかも部品１０に接触しないように支持することができるような配置に支持ピン７を挿入することができるようになっている。支持ピン昇降機９はサーボモータ９ａを駆動源とする送りねじ機構を内蔵した支持ピン昇降手段であり、サーボモータの駆動によって支持ピン７を上昇および下降させる。

制御部２０は記憶部２１に予め記憶された各種データに基づいて基板搬送装置の駆動制御を行う。記憶部２１には、基板厚さデータ、部品高さデータ、安全マージンデータ、基板裏面高さデータ、ギャップデータが記憶されている。

次に、基板搬送装置における支持ピンの昇降動作について、図３を参照して説明する。図３（ａ）に、基板１を搬送経路に沿って搬入する基板搬入時における支持ピン７の位置
を示す。基板１はベルトコンベア４に両縁部を載せた状態で搬入される。支持ピン７は、その上端が搬入されてくる基板１の裏面に既に実装されている部品１０との干渉を回避できる高さｈ１で基板１の搬入を待機する。この干渉回避高さｈ１は、基板１の裏面に実装されている部品１０のうち高さが最大である部品１０ａの高さｈ２に安全マージンｈ３を加え、それを基板裏面高さｈ４から減じたものである。これにより、支持ピン７は基板１の裏面に既に実装されている部品１０と少なくとも安全マージンｈ３に該当する隙間をもって基板１の下方で待機することになり、基板１は支持ピン７と干渉することなく支持ピン７の上方となる位置に搬入される。

図３（ｃ）に、実装時における支持ピン７の位置を示す。搬入された基板１は支持ピン７の上昇によって実装が可能な姿勢に移行する。図３（ｂ）に示すように、支持ピン７が基板裏面高さｈ４まで上昇したときに支持ピン７の上端が基板１の裏面に接触する。このとき支持ピン７が部品１０と接触することがないように、予め部品１０の実装位置を考慮して支持ピン７を配置している。この状態からさらに支持ピン７を上昇させると、図３（ｃ）に示すように、基板１は支持ピン７によって押し上げられ、表面の両縁部が基板押さえ板６に接触し、これにより基板１は支持ピン７と基板押さえ板６によって表裏面から押さえ込まれて固定された状態となる。このときの支持ピン７の位置を基板支持高さｈ５とすると、基板支持高さｈ５は、ベルトコンベア４と基板押さえ板６との間の隙間の高さ（ギャップ）ｈ６から基板厚さｈ７を減じ、それに基板裏面高さｈ４を加えたものである。

図３（ｄ）に、基板１を搬送経路に沿って搬出する基板搬出時における支持ピン７の位置を示す。実装を終えた基板１は支持ピン７の下降によってベルトコンベア４に両縁部を載せた状態に移行する。基板搬出時には支持ピン７は干渉回避高さｈ１まで下降する。これにより、支持ピン７は基板１の裏面に既に実装されている部品１０と少なくとも安全マージンｈ３に該当する隙間をもって基板１の下方に退避することになり、基板１は支持ピン７と干渉することなく搬出される。

以上の基板搬送装置の動作において、制御部２０が記憶部に記憶された各種データに基づいて干渉回避高さｈ１と基板支持高さｈ５を算出し、これらの高さデータに基づいた支持ピン昇降機９の駆動制御によって支持ピン７の位置決めを行う。また支持ピン昇降機９の駆動制御と連携してベルトコンベア４の駆動制御を行い、基板搬入時には、支持ピン７が干渉回避高さｈ１に至るタイミングで基板１を搬入させ、また基板搬出時には、支持ピン７が干渉回避高さｈ１に至るタイミングで基板１を搬出させる。

このように本実施の形態の基板搬送装置によれば、実装対象となる基板の裏面に既に実装された部品についての最大高さデータを予め記憶しているので、基板の搬出入時に支持ピンを基板の下方に待機または退避させる際の支持ピンの高さを最大の部品の高さを基準として設定することが可能である。従って、部品の高さが不明であれば、どのような高さのものが実装されていても干渉することがないように基板の裏面から十分に距離をおいた高さに支持ピンを退避させておくことになり、また新たに搬入される基板を支持するために支持ピンが移動する距離も長くなってしまい、その間は実装が行われない待ち時間となって生産効率の面からは不利であったが、本実施の形態の基板搬送装置では待機や退避の際の干渉回避高さを既実装の部品高さに応じて調整することが可能であり、部品高さに応じた適切な支持ピンの干渉回避高さを設定することで、基板搬入から実装、基板搬出の一連の動作における実装待ち時間を短縮することができる。

本発明によれば、実装対象となる基板の裏面に既に実装されている部品について予め記憶した高さデータに基づいて基板の搬出入時に支持ピンを基板の下方に待機または退避させる際の支持ピンの高さを設定するので、支持ピンの移動距離は部品高さに応じた無駄の
ないものとなり、基板搬入から実装、基板搬出の一連の動作における実装待ち時間を短縮することができるという効果があり、連続して搬送される基板に部品を実装する分野において有用である。

本発明の実施の形態の基板搬送装置の（ａ）側面図（ｂ）平面図 本発明の実施の形態の基板搬送装置の制御系の構成図 本発明の実施の形態の支持ピンの昇降動作を示す側面図

符号の説明

１ 基板
４ ベルトコンベア
７ 支持ピン
９ 支持ピン昇降機
１０ 部品
２１ 記憶部

Claims (4)

1. 搬送経路に沿って基板を搬送する基板搬送手段と、裏面から基板を支持する支持ピンと、前記支持ピンを上昇および下降させる支持ピン昇降手段と、基板の裏面に実装されている部品の高さを記憶する部品高さデータ記憶手段、を備え、
   実装時には前記支持ピンを上昇させて基板を支持し、基板搬出時には部品高さデータに基づいて前記支持ピンを下降させて基板の裏面に実装されている部品との干渉を回避できる高さまで前記支持ピンを退避させ、前記干渉回避高さは、基板の裏面に実装されている部品のうち高さが最大である部品の高さに安全マージンを加え、それを基板裏面高さから減じたものであることを特徴とする基板搬送装置。
2. 搬送経路に沿って基板を搬送する基板搬送手段と、裏面から基板を支持する支持ピンと、前記支持ピンを上昇および下降させる支持ピン昇降手段と、基板の裏面に実装されている部品の高さを記憶する部品高さデータ記憶手段、を備え、
   基板搬入時には部品高さデータに基づいて前記支持ピンを下降させて基板の裏面に実装されている部品との干渉を回避できる高さで待機させ、実装時には前記支持ピンを上昇させて基板を支持し、前記干渉回避高さは、基板の裏面に実装されている部品のうち高さが最大である部品の高さに安全マージンを加え、それを基板裏面高さから減じたものであることを特徴とする基板搬送装置。
3. 搬送経路に沿って基板を搬送する基板搬送手段と、裏面から基板を支持する支持ピンと、前記支持ピンを上昇および下降させる支持ピン昇降手段と、基板の裏面に実装されている部品の高さを記憶する部品高さデータ記憶手段、を備えた基板搬送装置において、
   実装時に前記支持ピンを上昇させて基板を支持する工程と、基板搬出時に部品高さデータに基づいて前記支持ピンを下降させて基板の裏面に実装されている部品との干渉を回避できる高さまで前記支持ピンを退避させる工程、を含み、前記干渉回避高さは、基板の裏面に実装されている部品のうち高さが最大である部品の高さに安全マージンを加え、それを基板裏面高さから減じたものである基板搬送方法。
4. 搬送経路に沿って基板を搬送する基板搬送手段と、裏面から基板を支持する支持ピンと、前記支持ピンを上昇および下降させる支持ピン昇降手段と、基板の裏面に実装されている部品の高さを記憶する部品高さデータ記憶手段、を備えた基板搬送装置において、
   基板搬入時に部品高さデータに基づいて前記支持ピンを下降させて基板の裏面に実装されている部品との干渉を回避できる高さで待機させる工程と、実装時に前記支持ピンを上昇させて基板を支持する工程と、を含み、前記干渉回避高さは、基板の裏面に実装されている部品のうち高さが最大である部品の高さに安全マージンを加え、それを基板裏面高さから減じたものである基板搬送方法。

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