JP4893696B2

JP4893696B2 - 電子部品実装用装置および電子部品実装用装置における基板搬送方法

Info

Publication number: JP4893696B2
Application number: JP2008155014A
Authority: JP
Inventors: 成孝阿部; 浩二大川; 亮前田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2028-06-13
Also published as: JP2009302282A

Description

本発明は、電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装ラインに用いられる電子部品実装用装置および電子部品実装用装置における基板搬送方法に関するものである。

電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装ラインに用いられるスクリーン印刷装置や部品搭載装置などの電子部品実装用装置は、基板を上流側から下流側へ搬送する搬送コンベアなどの基板搬送機構を備えている（特許文献１参照）。これらの電子部品実装用装置においては、前工程装置から受け取った基板は基板搬送機構によって作業位置まで搬送されてここでスクリーン印刷や部品搭載などの実装用作業が実行され、さらに作業後の基板は作業位置から下流へ搬送されて後工程装置に渡される。

この基板搬送動作では、搬送対象となる基板の特性に応じた適正な搬送速度を選定するとともに、当該装置や後工程装置における作業動作の状況に応じて基板を移動・停止させる必要がある。このため、従来より電子部品実装用装置に用いられる基板搬送機構は、搬送動作を必要に応じて適正に制御することができるような搬送制御機能を備えている。特許文献１に示す例では、搬送コンベアを駆動するモータの加減速時の加速度や最高速度などの動作パターンを予め設定して記憶させるようにしている。
特開平５−８８３５号公報

近年電子部品実装分野においては、さらなる生産性の向上を目的として、電子部品実装ラインに使用される個々の設備の稼働率の改善や、設備専有面積を削減して面積生産性を向上させることが強く要請されるようになっている。このような生産性の向上を実現する上では、個々の設備内で基板を搬送する基板搬送動作におけるロス時間を極力削減するとともに、搬送設備を極力コンパクトにすることが求められる。

また近年は生産形態が多品種少量生産に移行する傾向にあることにより、設備の汎用性が特に求められるようになっており、電子部品実装ラインには特性や作業負荷の異なる複数品種の基板が生産対象として投入される。このように異なる品種の基板を生産対象とする場合には、電子部品実装ラインを構成する各装置のタクトバランスが常に適正に保たれているとは限らず、個々の装置において後工程装置への搬入待ちで待機状態となるロスタイムが発生しやすい。このため基板搬送動作では、搬送速度を対象となる基板に応じて適正に選定するとともに、当該装置や後工程装置における作業動作の状況に応じて、基板の移動・停止などの基板搬送動作をフレキシブルに制御する必要がある。

しかしながら特許文献１に示す先行技術例を含め、従来の電子部品実装用装置では、電子部品実装ラインを構成する各装置における作業動作の状況に応じて、基板搬送動作をフレキシブルに制御することができなかった。このため、基板搬送動作パターンの選定においては、必ずしも対象とする基板に応じた適正な搬送速度を設定することができず、やむを得ず搬送速度を基板停止動作から適正と考えられる速度よりも高速側に設定する傾向にあった。そしてこのような場合には、搬送された基板を安定して停止させるために必要なコンベア長さが増大し、設備専有面積を増大させる結果となっていた。このように、従来の電子部品実装用装置には、電子部品実装ラインにおける作業動作の状況に応じて、基板の移動・停止などの基板搬送動作を適正に制御することが困難であるという課題があった
。

そこで本発明は、作業動作の状況に応じて基板搬送動作を適正に制御することができる電子部品実装用装置および電子部品実装用装置における基板搬送方法を提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装用装置は、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する電子部品実装ラインに用いられ前記基板に対して所定の電子部品実装用作業を実行する電子部品実装用装置であって、前記電子部品実装用作業のための作業動作を行う作業動作機構と、前記基板を基板搬送方向における上流側から下流側へ速度可変に搬送し、上流側の前工程装置から受取った前記基板を下流側の後工程装置へ渡す基板搬送機構と、前記基板搬送機構において、前記基板に対して前記作業動作が行われる作業位置および前記後工程装置へ渡される基板を待機させる待機位置を含む複数の停止位置にて前記基板を停止させる基板停止手段と、前記基板搬送機構において予め設定された複数の検出位置にて前記基板を検出する基板検出手段と、前記基板検出手段の検出結果および前記後工程装置からの基板要求信号に基づいて前記基板搬送機構および基板停止手段を制御することにより、前記前工程装置から受け取った前記基板を搬入速度で前記作業位置まで搬送して停止させ、さらに作業後の前記基板を前記作業位置から搬出速度で搬送して前記後工程装置へ渡す基板搬送動作を実行させる搬送制御手段とを備え、前記搬送制御手段は、前記搬出速度を予め記憶された低速用の速度値と、これよりも高速の増速用の速度値を含む複数の速度値から前記基板要求信号の有無に基づいて動的に選択して設定するものであり、また前記基板検出手段は、前記作業位置から前記待機位置に至る基板搬出経路において前記基板を検出する搬出基板検出センサを含み、前記制御手段は、前記搬出基板検出センサが前記基板を検出したタイミングにおいて前記基板要求信号有りが確認できない場合には、低速の搬出速度で基板を作業位置から搬出し、この基板が下流側へ搬送される過程で後工程装置からの基板要求信号が受信されているか否かを確認し、確認されたならば、前記搬出速度として増速用の速度値を選択することにより、当初低速で搬送が開始された基板をより高速の搬出速度で下流側へ搬送して後工程装置へ渡されるようにした。

本発明の電子部品実装用装置における基板搬送方法は、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する電子部品実装ラインに用いられ前記基板に対して所定の電子部品実装用作業を実行し、前記電子部品実装用作業のための作業動作を行う作業動作機構と、前記基板を基板搬送方向における上流側から下流側へ速度可変に搬送し、上流側の前工程装置から受取った前記基板を下流側の後工程装置へ渡す基板搬送機構と、前記基板搬送機構において、前記基板に対して前記作業動作が行われる作業位置および前記後工程装置へ渡される基板を待機させる待機位置を含む複数の停止位置にて前記基板を停止させる基板停止手段と、前記基板搬送機構において予め設定された複数の検出位置にて前記基板を検出する基板検出手段とを備えた電子部品実装用装置において、前記基板を上流側から下流側へ搬送する電子部品実装用装置における基板搬送方法であって、前記基板検出手段の検出結果および前記後工程装置からの基板要求信号に基づいて前記基板搬送機構および基板停止手段を搬送制御手段によって制御することにより、前記前工程装置から受け取った前記基板を搬入速度で前記作業位置まで搬送して停止させ、さらに作業後の前記基板を前記作業位置から搬出速度で搬送して前記後工程装置へ渡す基板搬送動作を実行させ、この基板搬送動作において、前記搬出速度を予め記憶された低速用の速度値と、これよりも高速の増速用の速度値を含む複数の速度値から前記基板要求信号の有無に基づいて動的に選択して設定するものであり、また前記基板検出手段は、前記作業位置から前記待機位置に至る基板搬出経路において前記基板を検出する搬出基板検出センサを含み、前記搬出基板検出センサが前記基板を検出したタイミングにおいて前記基板要求信号有りが確認できない場合には、低速の搬出速度で基板を作業位置から搬出し、この基板が下流側へ搬送される過程で後工程装置からの基板要求信号が受信されているか否かを確認し、確認されたならば、前記搬出速度として前記複数の速度値のうち予め指定された増速用の速度値を選択することにより、当初低速で搬送が開始された基板をより高速の搬出速度で下流側へ搬送して後工程装置へ渡されるようにした。

本発明によれば、作業後の基板を作業位置から搬送して後工程装置へ渡す基板搬送動作を実行させる搬送制御手段が、後工程装置からの基板要求信号の有無に基づいて搬出速度を予め記憶された複数の速度値から動的に選択して設定する構成とすることにより、作業動作の状況に応じて基板搬送動作を適正に制御することができる。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１のスクリーン印刷装置の側面図、図２は本発明の実施の形態１のスクリーン印刷装置の正面図、図３は本発明の実施の形態１のスクリーン印刷装置の平面図、図４は本発明の実施の形態１のスクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロ
ック図、図５は本発明の実施の形態１のスクリーン印刷装置における基板の搬送速度データの説明図、図６は本発明の実施の形態１のスクリーン印刷装置における基板搬送処理を示すフロー図である。

まず図１、図２、図３を参照して、電子部品実装用装置としてのスクリーン印刷装置Ｍの構造を説明する。スクリーン印刷装置Ｍは、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する電子部品実装ラインに用いられるものであり、基板に対して所定の電子部品実装用作業としての印刷作業を実行する機能を有している。図１において、スクリーン印刷装置は、基板位置決め部１の上方にスクリーン印刷機構を配設して構成されている。基板位置決め部１は、Ｙ軸テーブル２、Ｘ軸テーブル３およびθ軸テーブル４を段積みし、更にその上に第１のＺ軸テーブル５、第２のＺ軸テーブル６を組み合わせて構成されている。

第１のＺ軸テーブル５の構成を説明する。θ軸テーブル４の上面に設けられた水平なベースプレート４ａの上面側には、同様に水平なベースプレート５ａが昇降ガイド機構（図示省略）によって昇降自在に保持されている。ベースプレート５ａは、複数の送りねじ５ｃを搬送レール昇降モータ５ｂによってベルト５ｄを介して回転駆動する構成のＺ軸昇降機構によって昇降する。ベースプレート５ａには垂直フレーム５ｅ、５ｆが立設されており、垂直フレーム５ｅ、５ｆの上端部には基板搬送機構８を構成する２条の搬送コンベア８ａが保持されている。

基板搬送機構８は基板１０を基板搬送方向における上流側から下流側へ速度可変に搬送し、上流側の前工程装置から受取った基板１０を下流側の後工程装置へ渡す機能を有している。すなわち基板搬送機構８はスクリーン印刷装置Ｍの全範囲を基板搬送方向（Ｘ方向−−図１において紙面垂直方向）に貫通する単一の連続した搬送コンベア８ａを備えており、搬送コンベア８ａには、コンベア駆動モータ８ｂ（図３参照）によって駆動されるベルトコンベア機構（図示省略）が装備されている。印刷対象の基板１０は、これらの基板搬送コンベアによって両端部を支持され、搬送コンベア８ａに沿って上流側から下流側へ搬送される。ここで、垂直フレーム５ｅ、５ｆのうち、一方の垂直フレーム５ｆはベースプレート５ａの上面にＹ方向に配設されたガイドレール５ｇおよびスライダ５ｈより成るスライド機構によってＹ方向にスライド自在となっている。すなわち、２条の搬送コンベア８ａのうち垂直フレーム５ｆに保持された搬送コンベア８ａはＹ方向に可動となっており、基板搬送機構８の搬送幅を基板品種に応じて変更することができるようになっている。

第１のＺ軸テーブル５を駆動することにより、搬送コンベア８ａによって保持された状態の基板１０を、搬送コンベア８ａとともに後述するスクリーン印刷機構に対して昇降させることができる。図２、図３に示すように、搬送コンベア８ａは上流側（図２、図３において左側）および下流側に延出し、上流側から搬入された基板１０は基板搬送機構８によって搬送され、さらに基板位置決め部１によってスクリーン印刷機構による印刷位置［Ｐ１］（図３）に位置決めされる。そしてスクリーン印刷機構によって印刷が行われた後の基板１０は、基板搬送機構８によって下流側に搬出される。

第２のＺ軸テーブル６の構成を説明する。搬送コンベア８ａとベースプレート５ａの中間には、水平なベースプレート６ａが昇降ガイド機構（図示省略）に沿って昇降自在に配設されている。ベースプレート６ａは、複数の送りねじ６ｃを下受部昇降モータ６ｂによってベルト６ｄを介して回転駆動する構成のＺ軸昇降機構によって昇降する。ベースプレート６ａの上面は、上面に基板１０を保持する下受面が設けられた基板下受部７を装着するための下受装着面６ｅとなっており、下受装着面６ｅには基板下受部７が着脱自在に装着されている。基板下受部７は、スクリーン印刷機構による印刷位置に搬送された基板を下方から下受けして保持する。

第２のＺ軸テーブル６を駆動することにより、基板下受部７は基板搬送機構８に保持された状態の基板１０に対して昇降する。そして基板下受部７の下受面が基板１０の下面に当接することにより、基板下受部７は基板１０を下面側から支持する。基板搬送機構８の上面にはクランプ機構９が配設されている。クランプ機構９は、左右対向して配置された２つのクランプ部材９ａを備えており、一方側のクランプ部材９ａを駆動機構９ｂによって進退させることにより、基板１０を両側からクランプして固定する（図３も参照）。

次に基板位置決め部１の上方に配設されたスクリーン印刷機構について説明する。このスクリーン印刷機構は、電子部品実装用作業のための作業動作を行う作業動作機構に該当する。図１，図２において、マスクホルダ（図示省略）によって保持されたマスク枠１１にはマスクプレート１２が展張されており、マスクプレート１２には、基板１０において印刷対象となる電極１０ａの形状・位置（図３参照）に対応して、パターン孔１２ａが設けられている。マスクプレート１２上には、スキージ駆動機構１３が配設されている。スキージ駆動機構１３は、対向配置された１対のスキージヘッド１６をそれぞれ昇降させる２つのスキージ昇降機構１５を、水平なプレート１４に配設した構成となっている。各スキージ昇降機構１５の昇降軸１５ａに結合されたスキージヘッド１６には、それぞれ板状のスキージ部材１６ａが保持されている。

スキージ昇降機構１５を駆動することによりスキージヘッド１６は昇降し、これによりスキージ部材１６ａがマスクプレート１２の上面に当接する。プレート１４の下面に固着されたナット１９には、スキージ移動モータ１７により回転駆動される送りねじ１８が螺合しており、スキージ移動モータ１７を駆動することにより、スキージヘッド１６はプレート１４とともにＹ方向に水平移動する。

図２に示すように、縦フレーム２１上に配置されたブラケット２２上にはガイドレール２３がＹ方向に配設されており、ガイドレール２３にスライド自在に嵌合したスライダ２４は、プレート１４の両端に結合されている。これにより、スキージ駆動機構１３はＹ方向にスライド自在となっている。プレート１４は、ナット１９、送りねじ１８および送りねじ１８を回転駆動するスキージ移動用モータ１７（図１参照）より成るスキージ移動手段によりＹ方向に水平移動する。

図２において縦フレーム２１上にはガイドレール２７がＹ方向に配設されており、ガイドレール２７にスライド自在に嵌合したスライダ２８は、ヘッドＸ軸テーブル２６にブラケット２６ａを介して結合されている。これにより、ヘッドＸ軸テーブル２６はＹ方向にスライド自在となっている。ヘッドＸ軸テーブル２６は、ナット３０、送りねじ２９および送りねじ２９を回転駆動するヘッド移動用モータ（図示省略）より成るヘッドＹ軸移動機構２５により、Ｙ方向に水平移動する。

図１、図２に示すように、ヘッドＸ軸テーブル２６には、カメラヘッドユニット２０が装着されている。カメラヘッドユニット２０は、基板１０を上方から撮像するための基板認識カメラ２０ａと、マスクプレート１２を下面側から撮像するためのマスク認識カメラ２０ｂとを備えており、ヘッドＹ軸移動機構２５、ヘッドＸ軸テーブル２６を駆動してカメラヘッドユニット２０を移動させることにより、基板１０の認識とマスクプレート１２の認識とを同時に行うことができる。カメラヘッドユニット２０による基板１０やマスクプレート１２の認識を行わないときには、図１に示すように、カメラヘッドユニット２０は基板位置決め部１の上方から側方に退避した位置にある。

次に図３を参照して、スクリーン印刷装置Ｍにおける基板搬送の形態および基板１０の搬送のために設けられた基板検出センサおよび基板搬送機構８において基板１０を停止さ
せる基板停止機構について説明する。スクリーン印刷装置Ｍによって印刷作業の対象となる基板１０は前工程装置から基板搬送機構８の搬送コンベア８ａに渡され（矢印ａ）、搬送コンベア８ａに沿ってスクリーン印刷機構による印刷位置に搬送され、ここで印刷作業が実行される。印刷後の基板１０は搬送コンベア８ａによってさらに下流側へ搬送され、後工程装置へ渡される。ここで、後工程装置との間での基板１０の受け渡しは、後工程装置が基板１０を受け取ることが可能な状態にあることを示す基板要求信号が出力されている場合においてのみ行われる。

カメラヘッドユニット２０には基板停止用のストッパ機構３１および基板検出用の基板検出センサＳ１が設けられている。ストッパ機構３１は、下方に凸没自在に設けられたストッパ部材を備えており、カメラヘッドユニット２０を移動させてストッパ機構３１を基板停止位置の前縁に位置させた状態でストッパ部材を下方に突出させることにより、搬送コンベア８ａによって搬送された基板１０を機械的に印刷位置［Ｐ１］に停止させることができる。基板１０の停止位置は、カメラヘッドユニット２０の位置を調整することにより、設定可能となっている。ストッパ機構３１によって基板１０が停止した状態において、基板検出センサＳ１は印刷位置［Ｐ１］に基板１０が存在することを検出する。

搬送コンベア８ａにおいて印刷位置の下流側には、基板検出センサＳ２、Ｓ３およびストッパ機構３２が設けられている。前述の基板要求信号が確認されていない場合には、ストッパ機構３２を作動させる。これにより搬送コンベア８ａを下流側へ搬送される基板１０は後工程装置に渡されることなく、搬送コンベア８ａの下流端に設定された待機位置［Ｐ２］て待機状態となる。基板検出センサＳ３はこの待機位置［Ｐ２］に基板１０が存在することを検出する。また基板検出センサＳ２は、印刷作業後に印刷位置［Ｐ１］から待機位置［Ｐ２］へ搬送される途中の基板１０を所定の搬出基板検出位置［Ｐ３］にて検出する。

すなわち、基板検出センサＳ２は、印刷位置［Ｐ１］から待機位置［Ｐ２］に至る基板搬出経路において基板１０を検出する搬出基板検出センサとなっている。後述するように、基板検出センサＳ２は、印刷位置［Ｐ１］から低速で搬出が開始された基板１０の搬出速度を増速することの可否を判断するタイミングを検出する目的で使用される。このため搬送コンベア８ａにおける基板検出センサＳ２の位置（搬出基板検出位置［Ｐ３］）は、印刷位置［Ｐ１］から待機位置［Ｐ２］に至る搬送距離や対象とする基板１０の長さ寸法などを勘案して決定される。

上記構成において、ストッパ機構３１、３２は、基板搬送機構８において基板１０に対して印刷動作（作業動作）が行われる印刷位置（作業位置）［Ｐ１］および後工程装置へ渡される基板１０を待機させる待機位置［Ｐ２］を含む複数の停止位置にて基板１０を停止させる基板停止手段となっている。なお基板停止手段としては、本実施の形態に示すように基板１０をストッパ部材に当接させて停止させる機械式のストッパ方式に代えて、センサによって基板を検出した位置検出結果に基づいてコンベア駆動モータ８ｂの動作を制御することにより基板１０を所定位置に停止させる構成であってもよい。

そして基板検出センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、基板搬送機構８において予め設定された複数の検出位置（ここでは印刷位置［Ｐ１］、搬出基板検出位置［Ｐ３］および待機位置［Ｐ２］）にて基板１０をそれぞれ検出する基板検出手段となっている。なお、基板検出センサを配置する位置は上記例には限定されず、動作制御の必要に応じて位置を適宜増減してもよい。また、ここでは図３における左側を上流側として前工程装置、後工程装置を定義しているが、上流・下流の方向設定は任意であり、図３に示す矢印ａと反対方向に基板を搬送するようにしてもよい。この場合には、基板検出センサＳ２、Ｓ３、ストッパ機構３２の配列位置は図３に示す配置と左右対称な配置となる。

次にスクリーン印刷機構による印刷動作について説明する。まず基板搬送機構８によって基板１０が印刷位置に搬入されると、第２のＺ軸テーブル６を駆動して基板下受部７を上昇させ、基板１０の下面を下受けする。そしてこの状態で基板位置決め部１を駆動して、基板１０をマスクプレート１２に対して位置合わせする。この後、第１のＺ軸テーブル５を駆動して基板１０を基板搬送機構８と共に上昇させてパターン孔１２ａが設けられたマスクプレート１２の下面に当接させ、次いで基板１０をクランプ機構９によってクランプする。これにより、基板１０の水平位置が固定される。

そしてこの状態で、当該スキージング動作におけるスキージング方向に対応して、２つのスキージヘッド１６のうちのいずれかを下降させ、スキージ部材１６ａをマスクプレート１２に当接させる。次いでペーストであるクリーム半田が供給されたマスクプレート１２上で、スキージ部材１６ａをスキージング方向（Ｙ方向）に摺動させることにより、パターン孔１２ａを介して基板１０にはクリーム半田が印刷される。

次に図４を参照して、制御系の構成を説明する。なお図４は、当該スクリーン印刷装置Ｍの有する制御機能のうち、基板搬送機能に関する構成要素のみを図示している。制御部４０はスクリーン印刷装置Ｍの各部を制御するほか、内部機能として備えた搬送制御処理部４０ａ（搬送制御手段）によって以下の制御処理を行う。まず搬送制御処理部４０ａは、基板検出手段の検出結果および後工程装置からの基板要求信号に基づいて基板搬送機構８および基板停止手段であるストッパ機構３１，３２を制御する。これにより、前工程装置から受け取った基板１０を搬入速度で印刷位置［Ｐ１］まで搬送して停止させ、さらに作業後の基板１０を印刷位置［Ｐ１］から搬出速度で搬送して後工程装置へ渡す基板搬送動作を実行させる。

これらの搬入速度、搬出速度は、予め基板搬送の種々の態様を想定して設定された複数の速度値を示す搬送速度データ４１ａとして、記憶部４１に記憶されている。図５に示すように、搬送速度データ４１ａには前工程装置から受け取った基板１０を印刷位置まで搬送する際の搬入速度Ｖ１および印刷後の基板１０を印刷位置［Ｐ１］から後工程装置へ搬送する際の搬出速度Ｖ２を規定する速度値が予め設定されている。搬入速度Ｖ１には、基板搬送機構８によって実現可能な基板搬送の速度値、すなわち実際上の動作で使用される可能性のある最も低い速度から、コンベア駆動モータ８ｂなどの駆動機構によって許容される最高速度までの速度範囲を所定のピッチで区分して決定される複数の速度値Ｖ１１、Ｖ１２・・Ｖ１ｍａｘが規定されている。特に制約条件がない場合には、最高速を示すＶ１ｍａｘが搬入速度Ｖ１として選択される。

搬出速度Ｖ２には、通常の搬出速度、低速の搬出速度、増速用の搬出速度の３種類が規定されている。通常の搬出速度Ｖ２ｎは印刷後の基板１０を直ちに後工程装置に渡すことができる場合に搬送制御処理部４０ａによって選択される速度である。ここでは作業後の基板１０を極力速やかに搬出することができるよう、Ｖ１ｍａｘと同様の最高速度が速度値Ｖ２ｎとして設定される。もちろんこれよりも低速の速度値を採用してもよい。低速の搬出速度は、後工程装置からの基板要求信号が受信されておらず、印刷後の基板１０を直ちに後工程装置に渡すことができない場合に搬送制御処理部４０ａによって選択される速度である。低速用の搬出速度の速度値としては、基板種類を問わず一律の速度値を設定してもよく、また基板品種に応じて複数の速度値Ｖ２１，Ｖ２２・・を準備しておくようにしてもよい。

増速用の搬出速度は、低速の搬出速度で基板１０の搬出を開始した場合に、搬送途中で後工程装置からの基板要求信号が受信されて、搬送中の基板１０をそのまま待機させることなく後工程装置に渡すことが可能となった場合において、搬出速度をより高速に変更す
るための速度値である。この速度値は、低速用の搬出速度の速度値Ｖ２１，Ｖ２２・・のそれぞれ対応して、これらの速度値よりも高速の速度値Ｖ２１ａ，Ｖ２２ａ・・がそれぞれ予め指定される。もちろん増速用の速度値として、一律に固定された速度値（例えば最高速の速度値）を予め指定するようにしてもよい。

このように、低速の搬出速度を選択可能とすることにより、基板１０を待機位置にて待機させるための基板停止動作を、より安定して行うことが可能となる。これにより、通常の搬出速度で印刷位置［Ｐ１］から基板１０を搬出する場合においては不可避であった基板停止時の基板１０に対する衝撃が抑制される。この衝撃抑制の効果は、搬送対象として小型の個片基板を複数載置した基板キャリアを搬送コンベア８ａによって搬送する場合に特に顕著となる。またこの効果とともに、低速の搬出速度を選択可能とすることにより、基板１０を完全に停止させるための停止距離を短くすることができる。したがって基板搬送機構８の搬送長さ決定において過大な停止距離を見込む必要がなく、装置長さを極力短縮して装置占有面積を減少させることができる。

装置稼働時に搬送制御処理部４０ａが基板搬送機構８を制御して基板搬送動作を実行する際には、搬送制御処理部４０ａは搬送速度データ４１ａを参照して搬入速度Ｖ１、搬出速度Ｖ２を決定する。そして搬出速度Ｖ２を決定する際には、図６にて説明するように、搬送制御処理部４０ａは、搬送速度データ４１ａとして記憶部４１に記憶された複数の速度値から、後工程装置からの基板要求信号の有無に基づいて動的に選択して搬出速度Ｖ２を設定する。

機構駆動部４２は、制御部４０によって制御されて基板搬送機構８およびストッパ駆動機構４３（ストッパ機構３１，３２）を駆動する。基板検出部４４は、基板検出センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３の検出信号に基づき、搬送コンベア８ａの所定の位置において基板１０の有無を検出する。したがって、基板検出部４４および基板検出センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、基板搬送機構８において予め設定された複数の検出位置にて基板１０を検出する基板検出手段となっている。

基板要求信号出力部４５は、当該装置において基板１０の受け入れが可能な状態にある場合に、上流側の前工程装置に対して基板１０の受け渡しを要求する基板要求信号を出力する。通信部４６は電子部品実装ラインを構成する他装置との間で信号の授受を行う機能を有しており、ここでは基板要求信号出力部４５から出力された基板要求信号を信号線４７を介して前工程装置へ伝達する。

次にスクリーン印刷装置Ｍにおいて実行される基板搬送処理について、図６を参照して説明する。この基板搬送処理は、電子部品実装用装置としてのスクリーン印刷装置Ｍにおいて、基板１０を上流側から下流側へ搬送するものであり、搬送制御処理部４０ａが記憶部４１に記憶された搬送速度データ４１ａを用いて基板搬送機構８およびストッパ駆動機構４３の動作を制御することにより実行される。

スクリーン印刷装置Ｍによって基板１０を対象として印刷作業を実行する際には、まず前工程装置から印刷対象の基板１０が搬入される。そしてスクリーン印刷装置Ｍにおいては、前工程装置から受け取った基板１０を搬入速度Ｖ１で印刷位置まで搬送する（ＳＴ１）。搬入速度Ｖ１は、搬送速度データ４１ａに規定された速度値の中から予め選定して固定的に設定してもよく、また基板品種に応じてその都度変更するようにしてもよい。次いで印刷位置にて基板１０に印刷作業を実行する（ＳＴ２）。この後、印刷作業が終了したならば（ＳＴ３）、後工程装置から受信された基板要求信号の有無を確認する（ＳＴ４）。

ここで、基板要求信号有りが確認された場合には、基板１０を極力短時間で搬出することを想定して設定される通常の搬出速度Ｖ２（速度値Ｖ２ｎ）で基板１０を印刷位置から搬出し（ＳＴ５）、この基板１０を後工程装置へ渡す（ＳＴ１１）。これに対し、（ＳＴ４）にて基板要求信号有りが確認できない場合には、以下の処理が行われる。すなわち、まず搬送速度データ４１ａを参照して選択した低速の搬出速度Ｖ２で、印刷後の基板１０を印刷位置から搬出する（ＳＴ６）。

そしてこの基板１０が下流側へ搬送される過程で、搬出基板検出位置［Ｐ３］に基板１０が到達すると、搬出基板検出センサである基板検出センサＳ２が基板１０を検出してＯＮとなったことが確認される。そしてこのタイミングにおいて、後工程装置からの基板要求信号が既に受信されているか否かを確認する（ＳＴ７）。ここで基板要求信号の受信が確認されたならば、搬送制御処理部４０ａは搬送速度データ４１ａを参照して、搬出速度Ｖ２として増速用の速度値を選択し（ＳＴ８）、この速度値を用いて基板搬送機構８を制御する。

これにより、搬出過程にある基板１０は当初低速で搬送が開始された場合にあっても、より高速の搬出速度Ｖ２で下流側へ搬送され、後工程装置へ渡される（ＳＴ１１）。これに対し、基板検出センサＳ２が基板１０を検出したタイミングにおいて、基板要求信号が未受信の場合には、低速の搬出速度Ｖ２を維持したまま当該基板を下流側へ搬送し（ＳＴ９）、待機位置［Ｐ２］にて停止させて後工程装置からの基板要求信号を受信するまで待機させる（ＳＴ１０）。そして基板要求信号を受信したならば、待機中の基板１０を後工程装置へ渡す（ＳＴ１１）。

すなわち、搬送制御処理部４０ａは、搬出基板検出センサである基板検出センサＳ２が基板１０を検出したタイミングにおいて基板要求信号が受信されている場合には、搬出速度Ｖ２として、搬送速度データ４１ａとして記憶された複数の速度値のうち、予め指定された増速用の速度値を選択するようにしている。これにより、印刷作業後に下流側の後工程装置の状態が基板要求信号なしの状況、すなわち新たな基板１０を受け入れ可能な状態にないため当該装置において低速の搬出速度Ｖ２で印刷位置［Ｐ１］から搬出されつつある状況においても、後工程装置の状態が基板受け入れが可能となったことを示す基板要求信号の受信が所定のタイミングにおいて確認された場合には、直ちに基板の搬出速度Ｖ２が増速され、基板１０を速やかに後工程装置に渡すことができる。これにより、基板搬送動作におけるロスタイムを極力短縮して、作業効率を向上させることが可能となっている。

図６に示す基板搬送処理は、基板搬送機構８における基板検出手段による基板１０の検出結果および後工程装置からの基板要求信号に基づいて、搬送制御処理部４０ａが基板搬送機構８および基板停止手段を制御することにより、前工程装置から受け取った基板１０を搬入速度Ｖ１で作業位置まで搬送して停止させ、さらに作業後の基板１０を作業位置から搬出速度Ｖ２で搬送して後工程装置へ渡す基板搬送動作を実行させる形態となっている。

そしてこの基板搬送動作において、搬出速度Ｖ２を予め記憶された複数の速度値から後工程装置からの基板要求信号の有無に基づいて動的に選択して設定するようにしている。さらに、基板検出手段は印刷位置［Ｐ１］から待機位置［Ｐ２］に至る基板搬出経路において基板１０を検出する搬出基板検出センサとしての基板検出センサＳ２を含み、基板検出センサＳ２が基板１０を検出したタイミングにおいて後工程装置からの基板要求信号が受信されている場合には、搬出速度として記憶部４１に搬送速度データ４１ａとして記憶された複数の速度値のうち、予め指定された増速用の速度値を選択するようにしている。

このような基板搬送動作の制御を採用することにより、電子部品実装ラインに特性や作業負荷の異なる複数品種の基板が生産対象として投入される場合において、個々の装置で後工程装置への搬入待ちで待機状態となるロスタイムが発生しやすい状況にあっても、搬出速度Ｖ２を対象となる基板１０に応じて適正に選定するとともに、当該装置や後工程装置における作業動作の状況に応じて、基板１０の移動・停止などの基板搬送動作を適正且つフレキシブルに制御することが可能となっている。

（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２のスクリーン印刷装置の平面図である。本実施の形態２においては、スクリーン印刷装置Ｍ１は、実施の形態１では装置全長にわたって連続して設けられた単一の搬送コンベア８ａに代えて、搬送経路に沿って３分割された前コンベア８１、中コンベア８２、後コンベア８３を設けた構成となっている。前コンベア８１、中コンベア８２、後コンベア８３はそれぞれコンベア駆動モータ８１ｂ、８２ｂ、８３ｂによって個別に駆動され、これにより前コンベア８１、中コンベア８２、後コンベア８３においてそれぞれ異なる搬送速度で基板１０を搬送することが可能となっている。これ以外の構成については、実施の形態１と同様である。

なおスクリーン印刷装置Ｍ１では、前コンベア８１、中コンベア８２、後コンベア８３において基板を停止させる基板停止手段として、実施の形態１のスクリーン印刷装置Ｍのようにストッパ機構３１、３２などの機械式のストッパ部材を用いた方式に代えて、センサによって基板１０を検出し、その検出結果に基づいて前コンベア８１、中コンベア８２、後コンベア８３による搬送動作を制御することにより基板を所望位置に停止させる方式を用いている。

すなわち前コンベア８１においては基板検出センサＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３の３つの基板検出センサが設けられており、後コンベア８３においては、基板検出センサＳ３１、Ｓ３２、Ｓ３３の３つの基板検出センサが設けられている。基板検出センサＳ３２は、実施の形態１における基板検出センサＳ２と同様の機能を有しており、印刷位置［Ｐ１］から待機位置［Ｐ２］に至る基板搬出経路に設定された搬出基板検出位置［Ｐ３］に位置している。なお中コンベア８２においては、スクリーン印刷装置Ｍと同様に、カメラヘッドユニット２０に付随する基板検出センサＳ１を設け、カメラヘッドユニット２０を移動させることにより、基板検出センサＳ１を所望の基板検出位置に移動させるようにしている。

本実施の形態２に示すスクリーン印刷装置Ｍ１における基板搬送動作も実施の形態１に示す例と同様に、基板検出手段による基板１０の検出結果および後工程装置からの基板要求信号に基づいて、搬送制御処理部４０ａが基板搬送機構８および基板停止手段を制御することにより行われる。すなわち、前コンベア８１、中コンベア８２、後コンベア８３における基板検出手段による基板１０の検出結果および後工程装置からの基板要求信号に基づいて、搬送制御処理部４０ａが基板搬送機構８および基板停止手段を制御することにより、まず前工程装置から受け取った基板１０を前コンベア８１によって搬入速度Ｖ１で搬送し、中コンベア８２に受け渡した後に印刷位置［Ｐ１］までこの基板１０を搬送して停止させる。そして印刷位置［Ｐ１］にて印刷作業が実行された後の基板１０は、印刷位置［Ｐ１］から中コンベア８２によって搬送されて後コンベア８３に受け渡され、さらに後コンベア８３によって搬出速度Ｖ２で搬送されて後工程装置へ渡される。

この基板搬送動作においても実施の形態１と同様に、搬出速度Ｖ２を予め記憶された複数の速度値から後工程装置からの基板要求信号の有無に基づいて動的に選択して設定するようにしている。さらに、基板検出手段は印刷位置［Ｐ１］から待機位置［Ｐ２］に至る基板搬出経路に設定された搬出基板検出位置［Ｐ３］において基板１０を検出する搬出基板検出センサとしての基板検出センサＳ３２を含み、基板検出センサＳ３２が基板１０を
検出したタイミングにおいて後工程装置からの基板要求信号が受信されている場合には、搬出速度Ｖ２として記憶部４１に搬送速度データ４１ａとして記憶された複数の速度値のうち予め指定された増速用の速度値を選択するようにしている。

このような構成により、本実施の形態２においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。さらに本実施の形態２では、前コンベア８１、中コンベア８２、後コンベア８３において異なる搬送速度で基板１０を搬送することが可能であることから、後コンベア８３によって基板１０を搬出する際の搬出速度に制約されることなく、前コンベア８１による基板の搬入速度を選択することができる。したがってより効率的な基板搬送動作が実現されるという利点がある。

なお本実施の形態１、２に示す例では、電子部品実装用装置の例として、作業動作機構として基板にクリーム半田などのペーストを印刷するスクリーン印刷機構を備えたスクリーン印刷装置を示したが、本発明はスクリーン印刷装置に限定されるものではなく、電子部品実装ラインに用いられ基板搬送機構によって搬送される基板を対象として所定の電子部品実装用作業を実行する形態の装置であれば、本発明の適用対象となる。例えば、作業動作機構として基板に電子部品を搭載する部品搭載機構を有する電子部品搭載装置や、作業動作機構として基板を撮像して半田印刷状態や部品搭載状態の検査を光学的に行う検査機構を有する検査装置等に対しても、本発明を適用することができる。

本発明の電子部品実装用装置および電子部品実装用装置における基板搬送方法は、作業動作の状況に応じて基板搬送動作を適正に制御することができるという効果を有し、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する分野に有用である。

本発明の実施の形態１のスクリーン印刷装置の側面図本発明の実施の形態１のスクリーン印刷装置の正面図本発明の実施の形態１のスクリーン印刷装置の平面図本発明の実施の形態１のスクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロック図本発明の実施の形態１のスクリーン印刷装置における基板の搬送速度データの説明図本発明の実施の形態１のスクリーン印刷装置における基板搬送処理を示すフロー図本発明の実施の形態２のスクリーン印刷装置の平面図

符号の説明

８基板搬送機構
８ａ搬送コンベア
１０基板
３１、３２ストッパ機構
８１前コンベア
８２中コンベア
８３後コンベア
Ｍ，Ｍ１スクリーン印刷装置
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３基板検出センサ
［Ｐ１］印刷位置（作業位置）
［Ｐ２］待機位置
［Ｐ３］搬出基板検出位置

Claims

基板に電子部品を実装して実装基板を製造する電子部品実装ラインに用いられ前記基板に対して所定の電子部品実装用作業を実行する電子部品実装用装置であって、
前記電子部品実装用作業のための作業動作を行う作業動作機構と、
前記基板を基板搬送方向における上流側から下流側へ速度可変に搬送し、上流側の前工程装置から受取った前記基板を下流側の後工程装置へ渡す基板搬送機構と、
前記基板搬送機構において、前記基板に対して前記作業動作が行われる作業位置および前記後工程装置へ渡される基板を待機させる待機位置を含む複数の停止位置にて前記基板を停止させる基板停止手段と、
前記基板搬送機構において予め設定された複数の検出位置にて前記基板を検出する基板検出手段と、
前記基板検出手段の検出結果および前記後工程装置からの基板要求信号に基づいて前記基板搬送機構および基板停止手段を制御することにより、前記前工程装置から受け取った前記基板を搬入速度で前記作業位置まで搬送して停止させ、さらに作業後の前記基板を前記作業位置から搬出速度で搬送して前記後工程装置へ渡す基板搬送動作を実行させる搬送制御手段とを備え、
前記搬送制御手段は、前記搬出速度を予め記憶された低速用の速度値と、これよりも高速の増速用の速度値を含む複数の速度値から前記基板要求信号の有無に基づいて動的に選択して設定するものであり、また前記基板検出手段は、前記作業位置から前記待機位置に至る基板搬出経路において前記基板を検出する搬出基板検出センサを含み、前記制御手段は、前記搬出基板検出センサが前記基板を検出したタイミングにおいて前記基板要求信号有りが確認できない場合には、低速の搬出速度で基板を作業位置から搬出し、この基板が下流側へ搬送される過程で後工程装置からの基板要求信号が受信されているか否かを確認し、確認されたならば、前記搬出速度として増速用の速度値を選択することにより、当初低速で搬送が開始された基板をより高速の搬出速度で下流側へ搬送して後工程装置へ渡されるようにしたことを特徴とする電子部品実装用装置。
基板に電子部品を実装して実装基板を製造する電子部品実装ラインに用いられ前記基板に対して所定の電子部品実装用作業を実行し、前記電子部品実装用作業のための作業動作を行う作業動作機構と、前記基板を基板搬送方向における上流側から下流側へ速度可変に搬送し、上流側の前工程装置から受取った前記基板を下流側の後工程装置へ渡す基板搬送機構と、前記基板搬送機構において、前記基板に対して前記作業動作が行われる作業位置および前記後工程装置へ渡される基板を待機させる待機位置を含む複数の停止位置にて前記基板を停止させる基板停止手段と、前記基板搬送機構において予め設定された複数の検出位置にて前記基板を検出する基板検出手段とを備えた電子部品実装用装置において、前記基板を上流側から下流側へ搬送する電子部品実装用装置における基板搬送方法であって、
前記基板検出手段の検出結果および前記後工程装置からの基板要求信号に基づいて前記基板搬送機構および基板停止手段を搬送制御手段によって制御することにより、前記前工程装置から受け取った前記基板を搬入速度で前記作業位置まで搬送して停止させ、さらに作業後の前記基板を前記作業位置から搬出速度で搬送して前記後工程装置へ渡す基板搬送動作を実行させ、
この基板搬送動作において、前記搬出速度を予め記憶された低速用の速度値と、これよりも高速の増速用の速度値を含む複数の速度値から前記基板要求信号の有無に基づいて動的に選択して設定するものであり、
また前記基板検出手段は、前記作業位置から前記待機位置に至る基板搬出経路において前記基板を検出する搬出基板検出センサを含み、前記搬出基板検出センサが前記基板を検出したタイミングにおいて前記基板要求信号有りが確認できない場合には、低速の搬出速度で基板を作業位置から搬出し、この基板が下流側へ搬送される過程で後工程装置からの基板要求信号が受信されているか否かを確認し、確認されたならば、前記搬出速度として前記複数の速度値のうち予め指定された増速用の速度値を選択することにより、当初低速で搬送が開始された基板をより高速の搬出速度で下流側へ搬送して後工程装置へ渡されるようにしたことを特徴とする電子部品実装用装置における基板搬送方法。