JP4909804B2 - 表面実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、表面実装装置に関する。

循環駆動される搬送ベルトを用いて基板の搬送を行うベルト駆動方式が、下記特許文献１にも開示のように広く採用されている。
特開２００３−７８２８７公報

ベルト駆動方式のものは、搬送ベルトに基板の両端を載せただけの状態で搬送を行うから、重量基板の搬送に不向きである。また、ベルト駆動方式のものは、搬送ベルトと基板の摩擦で基板を搬送するため、搬送ベルトの回転速度を上げてゆくとすべり（搬送ベルトと基板との間のすべり）が多くなり、搬送速度がそれ以上、上がらない。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、重量基板への対応が可能であり、かつ搬送タクトの短縮化が可能な表面実装装置を提供することを目的とする。

本発明は、基台上に設定される搭載位置において基板に部品を実装する実装手段と、前記基台上を一方向に延び、前記搭載位置にアクセスする路を構成する基板搬送路と、前記基板搬送路に沿って前記基板を搬送、停止させる基板搬送装置と、からなり、前記基板搬送路の上流側に設置される搬入コンベアを通じて未実装の基板を機内に搬入して部品の実装を行い、前記基板搬送路の下流側に設置される搬出コンベアを通じて実装済みの基板を機外へ搬出する表面実装装置であって、前記基板搬送装置を、搬送対象の基板の中央部近辺を下方から支える支持面を有し、かつ前記支持面により支えた基板を搬送可能な状態に保持する保持機能を有する基板保持装置と、前記基板保持装置を前記基板搬送路に沿って延びる直線軸に対して直線移動させる可動部材を有する直線移動装置と、から構成し、前記支持面がコンベアの基板搬送面より低い下降位置と、基板搬送面より高い上昇位置とに前記基板保持装置を昇降変位させる昇降装置を前記可動部材に設け、前記搬入コンベアの下方において、前記基板保持装置を前記下降位置から前記上昇位置に変位させることで実装対象となる未実装の基板の支持を前記搬入コンベアから前記基板保持装置に移し替え、前記搬出コンベアの下方において、前記基板保持装置を前記上昇位置から前記下降位置に変位させることで実装済みの基板の支持を前記基板保持装置から前記搬出コンベアに移し替える構成としたところに特徴を有する。

本発明の実施態様として以下の構成とすることが好ましい。
・前記直線移動装置を、永久磁石を一方向に配列した前記直線軸としてのステータ部を、前記基台上において前記基板搬送路に沿わせて配置してなるロボット本体と、上記ステータ部を囲繞するコイルを有して前記ロボット本体と共にリニアモータ式単軸ロボットを構成し、前記ロボット本体のステータ部に沿って前記基板保持装置を直線移動させる可動部材と、から構成する。

このように直線移動装置を、ロボット本体と可動部材とからなるリニアモータ式単軸ロボットにより構成すれば、電気的なエネルギーを機械要素を介さず推進方向の力に変換できるので、搬送対象物（すなわち基板Ｐ）の高速移動が可能であり、搬送タクトの短縮に効果的である。

・前記基板搬送路上に前記搭載位置を設定し、実装対象となる未実装の基板を前記基板保持装置により下支えしつつ前記搭載位置まで搬送させると共に、搬送後は、同基板を前記基板保持装置により支えた状態で前記実装手段により部品の実装を行う構成とする。このように基板保持装置により基板を支えた状態で部品の実装を行えば、実装により加わる圧力に抗することが可能となり、実装中、基板に湾曲等が生じない。従って、信頼性の高い部品実装動作が実施可能となる。

・前記基板保持装置に保持された基板の位置を検出する検出手段を設け、前記搬送経路上における前記可動部材の停止位置を、前記検出手段から得られる基板の位置情報に基づいて、補正する停止位置補正処理を行う構成とする。このようにしておけば、基板の保持ずれに拘わらず、基板を搭載位置に正確にセットすることが可能となる。

・前記検出手段として機能する基板認識カメラを前記実装手段に設ける構成とする。カメラであれば、得られる基板画像に基づいて、保持位置のずれを正確にとらえることができる。また、表面実装装置に不可欠な実装手段を利用してカメラを取り付けているから、取付部材をそれ専用に設ける必要がない。

・前記可動部材と前記基板保持装置と前記昇降装置とを可動ユニットと定義したときに、同一ロボット本体上に独立して動作可能な可動ユニットを複数機設置して、前記基板の搬送を複数の可動ユニットにより分担して行う構成とする。このような構成としておけば、搬送タクトをより短縮できる。

・前記基板搬送路上に、搬送対象の基板を仮置きする基板仮置き部を有する中継ステーションを設け、一方の可動ユニットから他方の可動ユニットへの基板受け渡しを前記中継ステーションを介して行う構成とする。このような構成であれば、可動ユニット間における基板の受け渡しを円滑に実施できる。

・前記中継ステーション上に前記搭載位置を設定し、同中継ステーション上で前記実装手段により部品の実装を行う構成とする。このように中継ステーションに実装ステージとしての機能を兼用させれば、装置の簡素化が図られる。

本発明によれば、搬送対象の基板の中央部近辺を下方から支える構成としたから、重量基板の搬送も容易にできる。また、基板を基板保持装置に保持した状態で移動を行うから、基板の搬送速度を容易に上げることが可能となる。言い換えれば、ベルト駆動による従前の構成にみられる基板のすべりが起きないので搬送速度を高速にできる。また、搬入コンベアから基板保持装置への基板の受け渡し、及び基板保持装置から搬出コンベアへの基板の受け渡しを円滑に実施できる。

＜実施形態１＞
１．表面実装装置の全体構成
図１は表面実装装置の平面図、図４はヘッドユニットの支持構造を示す部分拡大図である。図１に示すように表面実装装置１０は平板状をなす基台１１上に各種装置を配置している。尚、以下の説明において、基台１１の長手方向（図１の左右方向）をＸ方向と呼ぶものとし、Ｙ方向、Ｚ方向をそれぞれ図１、図４の向きに定めるものとする。

基台１１の中央には基板搬送路Ｌが設定されている。基板搬送路ＬはＸ方向(図１の左右方向）に延びており、上流（図１における右側）と下流（図１における左側）にはそれぞれ搬入コンベア７１と搬出コンベア７５が設けられている。

両コンベア７１、７５は、Ｘ方向に循環駆動する一対の搬送ベルト７２を備えており、両ベルト７２を架設するように基板Ｐをセットすると、ベルト上面の基板Ｐはベルトとの摩擦によりベルトの駆動方向に送られるようになっている。

尚、搬入コンベア７１は隣接する他の上位装置（例えば、印刷機など）との間で、基板Ｐを搬送する機能を担うものであり、同搬入コンベア７１を通じて実装対象の基板Ｐが表面実装装置１０の基板搬送路Ｌに搬入されるようになっている。

搬出コンベア７５は隣接する他の下位装置（例えば、リフロー装置など）との間で、基板Ｐを搬送する機能を担うものであり、同搬出コンベア７５を通じて実装済みの基板Ｐが表面実装装置１０より搬出されるようになっている。

さて、表面実装装置１０の基台１１上に設けられる基板搬送路Ｌには、後述する基板搬送装置１００が設けられると共に、中央寄りの位置には搭載位置（図１においてハッチングで示す）Ｇが設定されており、同位置において部品搭載装置３０により基板Ｐに対する部品の実装が行われるように構成されている。

部品搭載装置３０は大まかにはＸ軸サーボ機構、Ｙ軸サーボ機構、Ｚ軸サーボ機構及びこれらサーボ機構によりＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に駆動される吸着ヘッド６３などから構成される。

具体的に説明してゆくと、図１に示すように基台１１上には一対の支持脚４１が設置されている。両支持脚４１は部品供給部１５、１６の両側に位置しており、共にＹ方向（図１では上下方向）にまっすぐに延びている。

両支持脚４１は図５に示すように基板搬送路Ｌを取り囲むような門型をなしており、基板搬送路Ｌ上に設置される可動ユニット（基板搬送装置１００を構成し、基板Ｐの搬送機能を担うもの）１３０が支持脚４１を自由に出入りできるようになっている。

そして、両支持脚４１には図１に示すように、Ｙ方向に延びるガイドレール４２が支持脚上面に設置されると共に、これら左右のガイドレール４２に長手方向の両端部を嵌合させつつヘッド支持体５１が取り付けられている。

また、図１において右側の支持脚４１にはＹ方向に延びるＹ軸ボールねじ４５が装着され、更にＹ軸ボールねじ４５にはボールナット（不図示）が螺合されている。そして、Ｙ軸ボールねじ４５にはＹ軸モータ４７が付設されており、同モータ４７を通電操作すると、Ｙ軸ボールねじ４５に沿ってボールナットが進退する結果、ボールナットに固定されたヘッド支持体５１、ひいては次述するヘッドユニット６０をガイドレール４２に沿ってＹ方向に水平移動する（Ｙ軸サーボ機構）。

図４に示すように、ヘッド支持体５１にはＸ方向に延びるガイド部材５３が設置され、更に、ガイド部材５３に対してヘッドユニット６０が、ガイド部材５３の軸に沿って移動自在に取り付けられている。このヘッド支持体５１には、Ｘ方向に延びるＸ軸ボールねじ５５が装着されており、更にＸ軸ボールねじ５５にはボールナットが螺合されている。

そして、Ｘ軸ボールねじ５５にはＸ軸モータ５７が付設されており、同モータ５７を通電操作すると、Ｘ軸ボールねじ５５に沿ってボールナットが進退する結果、ボールナットに固定されたヘッドユニット６０をガイド部材５３に沿ってＸ方向に移動する（Ｘ軸サーボ機構）。

従って、Ｘ軸サーボ機構、Ｙ軸サーボ機構を複合的に制御することで、基台１１上においてヘッドユニット６０を水平方向（ＸＹ方向）に移動操作出来る構成となっている。

係るヘッドユニット６０には、実装動作を行う吸着ヘッド６３が列状をなして複数個搭載されている。吸着ヘッド６３はヘッドユニット６０の下面から下向きに突出しており、先端には吸着ノズル６４が設けられている。

各吸着ヘッド６３はＲ軸モータの駆動により軸周りの回転動作が可能とされ、又Ｚ軸モータの駆動により、ヘッドユニット６０のフレーム６１に対して昇降可能な構成となっている（Ｚ軸サーボ機構）。また、各吸着ノズル６４には図外の負圧手段から負圧が供給されるように構成されており、ヘッド先端に吸引力を生じさせるようになっている。

このような構成とすることで、吸着ヘッド６３を用いて部品供給部１５、１６から部品を取り出すことができ、また取り出した部品を基板Ｐ上へ実装できる。尚、図１に示す符号１７は部品認識カメラ、図４に示す符号６５は基板認識カメラである。部品認識カメラ１７は基台１１上においてＸ方向のほぼ中央に、搭載位置Ｇを間に挟んで上下２機設置されている。

これら部品認識カメラ１７は部品供給部１５、１６から取り出された部品を撮像する機能を担うものである。得られた部品画像は不図示の画像処理部において画像解析がなされ、解析結果より吸着ヘッド６３による部品の吸着位置ずれが検出される。

また、基板認識カメラ６５は、撮像面を下に向けた状態でヘッドユニット６０に固定されており、ヘッドユニット６０とともに一体的に移動する構成とされている。これにより、上述のＸ軸サーボ機構、Ｙ軸サーボ機構を駆動させることで、搭載位置Ｇ上にある基板Ｐ上の任意の位置の画像を、基板認識カメラ６５により撮像することが出来る。

２．基板搬送装置の構成
図５に示すように基板搬送装置１００はロボット本体１１０と可動ユニット１３０とから構成される。可動ユニット１３０は可動部材１７０上に、昇降装置１５０を介して基板テーブル１４０を支持したものである。

基板テーブル１４０は搬送対象の基板Ｐを安定的に支えることができるような形状、すなわち搬送対象の基板Ｐより一回り小さい矩形状に設定され、また、コンベア７１、７５との関係においては横幅（Ｙ方向の幅）が、コンベアのベルト幅（図１中のＡ寸法）より狭く設定されている。

尚、基板テーブル１４０の上面が、本発明で言うところの、「搬送対象の基板の中央部近辺を下方から支える支持面」に相当している。

そして、本実施形態のものは昇降装置（例えば、ボールねじ機構やエアシリンダなど）１５０を作動させると、基板テーブル１４０を支える昇降軸１５５が上下動し、上記基板テーブル１４０を図５に示す（ａ）の下降位置と、図５に示す（ｂ）の上昇位置に変位させるように構成されている。

図５の（ａ）に示す下降位置においては、基板搬送面Ｂとなるコンベア上面より基板テーブル１４０の上面１４１が低い位置関係になり、また図５の（ｂ）に示す上昇位置においては、基板搬送面Ｂとなるコンベア上面より基板テーブル１４０の上面１４１が高い位置関係となる。

また、図５に示すように、基板テーブル１４０には板面を上下に貫通するようにして吸引孔１４５が形成されている。この吸引孔１４５には図外の負圧発生装置が連なっており、テーブル上面に吸引力を生じさせるようになっている。これにより、基板テーブル１４０上の基板Ｐを吸引して搬送可能な状態に保持できるようになっている。尚、搬送可能な状態とは、高速で搬送させても、搬送中に基板のずれ、落下等を起こさない状態のことである。

可動部材１７０はロボット本体１１０と共にリニアモータ式単軸ロボットＲＢを構成している。以下、可動部材１７０とロボット本体１１０の構成を主に図６、図７を参照して説明する。

上記ロボット本体１１０はベース部１１３と一対のカバー部材１１４とからなり、一方向に延びる横長枠状に形成されている。上記一対のカバー部材１１４は、ロボット本体１１０の両側壁部分を構成するもので、全長にわたって互いに平行に対向し、下端部がベース部１１３にボルトで固定されている。

上記ロボット本体１１０内には、一定幅のガイドレール１１８がベース部１１３上に設けられると共に、その上方にステータ部１２０が水平に設置されている。同ステータ部１２０はＮ、Ｓの磁極が交互に位置するように環状の永久磁石を中心軸に沿って配置したものであり、全体が円形断面のシャフト状に形成されている。

係るロボット本体１１０はステータ部１２０の軸を基板搬送路Ｌに沿わせて基台１１上に設置され、その全長は基板搬送路Ｌのほぼ全長（具体的には、搬入コンベア７１の先端から搬出コンベア７５の後端に渡る全範囲）に渡る長さを有する。

可動部材１７０はステータ部１２０を挿通させる中空の可動ブロック１７５を主体として構成される。可動ブロック１７５は図７において左右の両軸端の内周に環状の滑り軸受１７８を設けると共に、図７における下側には被ガイド部１７６を設けている。この被ガイド部１７６はロボット本体１１０のガイドレール１１８に嵌合し、可動部材１７０のロボット本体１１０に沿った移動動作を案内する機能を担っている。

また、可動ブロック１７５の上部には取付テーブル１８５が設けられ、係るテーブル１８５上に基板テーブル１４０を支持した昇降装置１５０が固定されている（尚、図７では昇降装置１５０、基板テーブル１４０は省略してある）。

そして、可動ブロック１７５の中空部には電機子を構成するコイル１８０がステータ部１２０を囲繞するように取り付けられている。

これにより、コイル１８０を通電操作すると、コイル１８０とステータ部１２０との間に磁力（吸引／反発力）が作用し、可動部材１７０にステータ部１２０に沿った水平方向の推進力を与える。

以上のことから、ガイドレール１１８と被ガイド部１７６による案内作用をうけつつ可動部材１７０がロボット本体１１０に沿って移動し、可動ユニット１３０の全体が基板搬送路Ｌに沿って直線移動することとなる。

図６における符号１２１は磁気スケール、符号１８８は磁気ヘッドである。磁気スケール１２１は磁気的に目盛りを記録したものであり、ロボット本体１１０のほぼ全長に渡って形成されている。磁気ヘッド１８８は磁気スケール１２１の目盛りを読み取る機能を有し、可動部材１７０に固定されている。

これにより、可動部材１７０の移動中に磁気ヘッド１８８により上記磁気スケール１２１の目盛りを読み取ることで、可動部材１７０の位置検出が可能となる。本実施形態のものは磁気ヘッド１８８から得られる位置情報に基づいて可動ユニット１３０の移動速度、加減速、停止位置を制御している。

また、吸引孔１４５に負圧を供給させる供給経路については、次の様に構成しておくことが好ましい。すなわち、リニアモータ式単軸ロボットＲＢの外に前記負圧発生装置としてのポンプ（不図示）を配置すると共に、同ポンプから、ケーブルベア（登録商標）内に配線される供給管を通じて、吸引孔１４５に負圧を供給させる構成とする。このようにしておけば、可動部材１７０がロボット本体１１０上を往復移動したときに、近隣の装置に供給管が絡むことがなく、負圧の供給を安定的に行うことが可能となる。

３．基板搬送と部品実装
次に上記の如く構成された表面実装装置１０により実行される基板Ｐの実装サイクル（基板搬入→実装→基板搬出）を図８〜図１２を参照して説明する。

実装対象の基板Ｐを搬入するには、昇降軸１５５を下降させて基板テーブル１４０を下降位置にセットすると共に、基板搬送装置１００を作動させ可動ユニット１３０を図１、図８に示すように搬入コンベア７１の直下となる位置に移動させてやる。

可動ユニット１３０が上記位置に移動したら、次に表面実装装置１０に隣接して配置される上位装置（例えば、印刷装置など）に基板要求指令を出力する処理を行う。

すると、上位装置では基板要求指令に基づいて、基板Ｐを表面実装装置１０に送り出す処理が実行される。かくして、上位装置から基板Ｐが送りだされ、送り出された基板Ｐはやがて搬入コンベア７１に至り、不図示のストッパなどにより図１、図８に示す位置で停止される。

基板Ｐが停止したら、今度は昇降装置１５０を作動させ下降位置にある基板テーブル１４０を上昇位置に昇降変位させてやる。昇降が開始されると、下降位置にある基板テーブル１４０は基板Ｐの下面に接近してゆき、やがて当接する。その後、基板テーブル１４０はコンベア上の基板Ｐを持ち上げつつ更に上昇し、図９に示す上昇位置に至る。

かくして、実装対象の基板Ｐの支持が搬入コンベア７１から基板テーブル１４０に移り、基板Ｐは搬入コンベア７１の動力（より具体的に言えば、循環駆動するベルトの動力）から切り離された状態となる。

そして、本実施形態のものは、基板テーブル１４０を上昇させる過程で負圧発生装置を作動させ、吸引孔１４５に負圧を発生させるようにしている。これにより、テーブル上面に吸引力が生じ、実装対象の基板Ｐの支持が搬入コンベア７１から基板テーブル１４０に移ると同時に、基板Ｐは基板テーブル１４０に吸引保持された状態となる。

基板テーブル１４０に基板Ｐが吸着保持されたら、次に、可動部材１７０のコイル１８０を通電操作する。通電操作を行うと、可動部材１７０のコイル１８０とロボット本体１１０のステータ部１２０との間に磁力（吸引／反発力）が作用し、可動部材１７０にロボット本体１１０のステータ部１２０の軸に沿った水平方向の推進力が加わる。

これにより、図９に示すように、可動ユニット１３０がロボット本体１１０に沿って移動する結果、基板Ｐが基板搬送路Ｌ上を運ばれてゆく。

移動を始めた可動ユニット１３０は搭載位置Ｇの近傍に達すると次第に減速され、ユニットの中心Ｏが搭載位置Ｇの中心に一致するように停止される（図２、図９参照）。

かくして、可動ユニット１３０が停止されると、次に、基板搬送路Ｌ上において停止した基板Ｐの位置を検出する処理が行われる。すなわち、先に説明したＸ軸サーボ機構、Ｙ軸サーボ機構を作動させてヘッドユニット６０を搭載位置Ｇ上方に水平移動させつつ、ヘッドユニット６０に設けられた基板認識カメラ６５により基板Ｐの撮影が行われる。

そして、基板画像（より具体的には、基板Ｐに付されたフィデューシャルマークＦの位置）に基づいて、基板Ｐの正規停止位置（すなわち搭載位置Ｇ）に対するずれ量α、ずれ方向が算出される。

その後、搭載位置Ｇに停止された可動ユニット１３０を、ずれ量αだけずれ方向の逆側に、移動させる停止位置補正処理が行われる（図１０の（ａ）〜（ｃ）参照）。係る停止位置補正処理を行うことで、以下の効果が得られる。

図１０は、基板テーブル１４０による基板Ｐの保持位置と、基板Ｐの停止位置との関係を示したものであり、（ａ）は基板テーブル１４０に基板Ｐが位置ずれなく吸引保持された場合の基板停止位置を示している。また、（ｂ）は、基板ＰがＸ方向左側にずれて基板テーブル１４０に吸引保持された場合の基板停止位置を示している。

このように基板Ｐの保持に元から（搬送前から）ずれがあると、搭載位置Ｇに可動ユニット１３０を正しく停止させたとしても搭載位置Ｇから基板Ｐがずれてしまうが、上記停止位置補正処理を実施することで、基板の保持ずれに拘わらず、基板Ｐを搭載位置Ｇに正確にセットすることが可能となる（図１０の（ｃ）参照）。

そして、停止位置補正処理が完了すると、次に、基板Ｐに対する部品の実装処理が行われることとなる。具体的には、Ｘ軸サーボ機構、Ｙ軸サーボ機構を作動させて、ヘッドユニット６０を部品供給部１５、１６の上方にまで水平移動させると共に、吸着ヘッド６３により部品の取り出しを行う。

そして、部品の取り出しに続いて、部品認識カメラ１７により部品が撮影され、得られた部品画像に基づいて吸着位置ずれが調べられる。その後、吸着された部品の移送がヘッドユニット６０により行われ、移送中、各吸着ヘッド６３ごとに部品の吸着位置ずれを補正する処理がなされる。

その後、所定の部品装着位置に達したところで、吸着ヘッド６３は下降され、これにより、基板テーブル１４０に下支えされた基板Ｐ上に部品が実装される。

基板Ｐに対する部品の全実装処理が完了すると、再び、可動部材１７０のコイル１８０を通電操作する処理が行われる。これにより、可動ユニット１３０がロボット本体１１０に沿って移動し、実装済みの基板Ｐは基板搬送路Ｌの下流へと運ばれてゆく。

可動ユニット１３０は搬出コンベア７５の近傍に達すると次第に減速され、図３、図１２に示すように、搬出コンベア７５の直下の位置で停止される。尚、可動ユニット１３０の移動中、昇降装置１５０は基板テーブル１４０を上昇位置に保持し続けており、可動ユニット１３０の停止時には、基板Ｐの下方に搬出コンベア７５の搬送ベルト７２が位置する状態となる。

そのため、可動ユニット１３０の停止に続いて、昇降装置１５０を作動させ基板テーブル１４０を上昇位置から下降位置に変位させつつ、これに合わせて負圧の供給を停止させ基板テーブル１４０による基板Ｐの吸引保持を解いてやれば、図１３に示すように基板Ｐの支持が基板テーブル１４０から搬出コンベア７５に移る。従って、後は、搬出コンベア７５を作動させてやれば、実装済みの基板Ｐは隣接する下位装置（例えば、リフロー装置など）へと搬出される。

そして、次の基板Ｐを搬入するには、搬出コンベア７５の真下に位置する可動ユニット１３０を、基板テーブル１４０を下降位置に保ったまま、搬入コンベア７１の位置まで移動させてやればよく、これにより、次の基板Ｐを搬入可能な状態になる。

４．効果
本実施形態のものは、基板搬送装置１００に、ロボット本体１１０と可動部材１７０とからなるリニアモータ式単軸ロボットＲＢを用いている。リニアモータ式単軸ロボットＲＢであれば、電気的なエネルギーを機械要素を介さず推進方向の力に変換できるので、搬送対象物（すなわち基板Ｐ）の高速移動が可能であり、搬送タクトの短縮に効果的である。

また、本実施形態のものは、基板テーブル１４０により基板Ｐの全体を支える構成をとっているから基板Ｐの搬送を安定的に行うことができ、かつ重量基板への対応も無理なく行うことが出来る。

また、部品の実装は吸着ヘッド６３を昇降させて行うから、実装動作の際、基板Ｐには少なからず圧力が加わる。この点、本実施形態では基板Ｐを基板テーブル１４０により支えた状態、更に言えば、基板Ｐの端部を除くほぼ全面を面押さえした状態で実装動作を行うから、実装により加わる圧力に抗することが可能となり、実装中、基板に湾曲等が生じない。従って、信頼性の高い部品実装動作が実施可能となる。

また、搬送完了後、基板Ｐを改めてバックアップする必要がなく、直ちに実装作業に移行できる。従って、実装サイクルの短縮にも効果的である。

また、本実施形態のものは、可動ユニット１３０の停止位置を補正する停止位置補正処理を行うこととしているから、基板テーブル１４０による基板Ｐの吸着保持ずれに拘わらず、基板Ｐを搭載位置Ｇに正確にセットできる。このような構成であれば、部品の実装精度が高く、商品性の高い表面実装装置１０の提供が可能となる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図１４ないし図２０によって説明する。
実施形態１では、可動ユニット１３０を１機使用して基板Ｐの搬送を行う例を示した。これに対し実施形態２では、図１４に示すように同一ロボット本体１１０上に独立して動作する２機の可動ユニット１３０Ａ、１３０Ｂを配し、これら２機の可動ユニット１３０Ａ、１３０Ｂを使用して基板Ｐの搬送を行うこととしている。尚、以下に説明する中継ステーション２００を設けた点を除き、他の構成については実施形態１と同様である。そのため、同一部品には同一符号を付し、説明は全て省略する。

中継ステーション２００は、平板状をなすベース部２１０と、ベース部２１０の４隅に設けられる４つの基板支持ポール２２０Ａ〜２２０Ｄと、ベース部２１０とともに４つの基板支持ポール２２０Ａ〜２２０Ｄを昇降させる昇降部２５０とから構成される。

係る中継ステーション２００は基板搬送路Ｌの長手方向中央、すなわち部品搭載装置３０により部品の実装作業が行われる搭載位置Ｇに設けられている。

本実施形態では、図１４に示すように２機の可動ユニット１３０Ａ、１３０Ｂを、中継ステーション２００を基準としてＸ方向の両側に割り振って配置しており、基板搬送路Ｌの上流側に位置する可動ユニット１３０Ａに基板Ｐの搬入機能を担わせ、基板搬送路Ｌの下流側に位置する可動ユニット１３０Ｂに基板Ｐの搬出機能を担わせている。

また、初期状態において、可動ユニット１３０Ａは搬入コンベア７１の下方に位置しており、可動ユニット１３０Ｂは搬出コンベア７５の下方に位置している。そして、両可動ユニット１３０Ａ、１３０Ｂの基板テーブル１４０はいずれも下降位置にセットされている。

以下、両可動ユニット１３０Ａ、１３０Ｂを使用した一連の実装サイクル（基板搬入→実装→基板搬出）を説明する。基板Ｐを搬入するには、搬入コンベア７１の下方において、下降位置にある基板テーブル１４０を上昇位置に変位させてやればよく、これにより、基板Ｐの支持が搬入コンベア７１から可動ユニット１３０Ａに移る。そして、基板Ｐの支持が可動ユニット１３０Ａに移ると、これと同時に基板テーブル１４０は基板Ｐを吸引保持し、搬送可能な状態になる。

基板Ｐの搬送が可能な状態になると、可動ユニット１３０Ａはロボット本体１１０に沿って移動を始め、基板搬送路Ｌに沿って基板Ｐを運んでゆく（図１５、図１６）。

移動を始めた可動ユニット１３０Ａは中継ステーション２００の中央まで移動し、その位置で停止する。そして、停止後、可動ユニット１３０Ａは昇降装置１５０を作動させ、基板テーブル１４０を上昇位置から下降位置に変位させる。そして基板テーブル１４０の下降に合わせて、負圧の供給を停止させ基板テーブル１４０による基板Ｐの吸引保持を解いてやれば、基板Ｐの支持が基板テーブル１４０から中継ステーション２００に移り、基板Ｐは中継ステーション２００の４つの基板支持ポール２２０Ａ〜２２０Ｄにより４隅を下支えされた状態になる。

その後、昇降部２５０により実装対象の基板Ｐの高さを調整する処理（基板Ｐの厚みによって実装面の高さが変わるのでこれを一定にするべく調整する処理）が必要に応じて行われ、続いて、中継ステーション２００上に置かれた基板Ｐに部品を実装する処理が、部品搭載装置３０により行われる。

そして、係る部品の実装処理と並行して、搬送を担う可動ユニット１３０を１３０Ａから１３０Ｂに切り替える処理が行われる。すなわち、中継ステーション２００上に位置する可動ユニット１３０Ａは中継ステーション２００から退避して元の位置（基板搬送路上流に位置する搬入コンベア７１）へ向かう。一方、搬出コンベア７５の下方において待機状態にあった可動ユニット１３０Ｂは、基板テーブル１４０を下降位置に保持した状態を保ちつつ基板搬送路Ｌの上流へと移動を始め中継ステーション２００に向かう（図１７参照）。

移動を開始した両可動ユニット１３０Ａ、１３０Ｂは実装動作中に移動を完了し、可動ユニット１３０Ａは搬入コンベア７１の真下に至り、可動ユニット１３０Ｂは中継ステーション２００の中央に至る（図１８参照）。

その後、部品搭載装置３０による部品の実装処理が完了すると、これに続いて、実装済みの基板Ｐを可動ユニット１３０Ｂにより搬出する処理が行われる。

すなわち、まず、下降位置にある基板テーブル１４０が上昇位置に昇降変位され、基板Ｐの支持が中継ステーション２００から可動ユニット１３０Ｂに移される。そして、基板Ｐの支持が可動ユニット１３０Ｂに移ると同時に、基板Ｐは基板テーブル１４０に吸引保持される。

かくして、実装済みの基板Ｐは搬送可能な状態となり、可動ユニット１３０Ｂがロボット本体１１０に沿って移動を始める。その結果、基板搬送路Ｌに沿って基板Ｐが運ばれてゆく（図１９参照）。

基板Ｐが搬出コンベア７５の位置まで運ばれてくると、可動ユニット１３０Ｂはその位置で停止する。そして、停止後、可動ユニット１３０Ｂは昇降装置１５０を作動させ、基板テーブル１４０を上昇位置から下降位置に変位させる。

そして、基板テーブル１４０の下降に合わせて、負圧の供給を停止させ基板テーブル１４０による基板Ｐの吸引保持を解いてやれば、基板Ｐの支持が基板テーブル１４０から搬出コンベア７５に移る。従って、後は、搬出コンベア７５を作動させてやれば、実装済みの基板Ｐを隣接する下位装置に搬出できる（図２０参照）。

そして、図２０に示すように、搬入コンベア７１の真下には、可動ユニット１３０Ａが位置しているから、上記した実装済みの基板Ｐの搬出完了後、直ちに次の基板Ｐを搬入できる。

このように実施形態２のものは、同一ロボット本体１１０上に独立して動作可能な可動ユニット１３０を２機設置して、基板Ｐの搬送を分担して行っている。従って、実装済みの基板Ｐを搬出する処理の完了後、時間を空けずに次の基板Ｐを搬入でき搬送タクトを短縮できる。

また、本実施形態のものは、中継ステーション２００上に搭載位置Ｇを設定し、同中継ステーション２００上で部品の実装を行う構成としている。このように中継ステーション２００に実装ステージとしての機能を兼用させれば、搬送を担う可動ユニット１３０を１３０Ａから１３０Ｂの切り替える作業を、部品実装中に行うことができ、この点も、搬送タクトの短縮に有効である。

尚、実施形態２のものは、実装対象として剛性の高い厚基板を実装するのに向いている。というのも、基板Ｐの４隅を保持しただけの状態で実装を行うから、部品実装に伴う圧力に抗するだけの剛性が基板自体に要求されるからである。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）実施形態１では、基板Ｐを基板テーブル１４０に吸引保持することで、搬送過程における基板Ｐのずれ止めを行う構成をとったが、基板テーブル１４０による基板Ｐの保持は搬送過程でずれない程度に基板Ｐを保持可能なものであればよく、例えば、基板Ｐと基板テーブル１４０に凹部と凸部をそれぞれ設け、これらを凹凸嵌合させて保持力を得るもの、あるいは基板Ｐを対向する２辺でクランプして保持力を得るものなどが実施可能である。

（２）実施形態１では基板テーブル１４０に昇降動作のみ実行させる例を挙げたが、基板テーブル１４０に回転、Ｙ方向へのスライド機能を付加するものであればより好ましい。このような構成とすれば、基板Ｐを搭載位置Ｇにより正確にセットでき、部品の実装精度がより高まる。

（３）実施形態２では、基板搬送路Ｌ上における基板Ｐの搬送を、２機の可動ユニット１３０Ａ、１３０Ｂにより分担したが、図２１に示すように基台１１上に複数の部品実装ステージＳ１、Ｓ２が設定されている場合には、ステージ数に応じた複数の可動ユニット１３０Ａ〜１３０Ｃを設けて、基板搬送を２以上の可動ユニットにより分担することが好ましい。

（４）実施形態２では、次の基板Ｐの搬入を、実装済みの基板Ｐの搬出後に開始する例を示したが、次の基板Ｐの搬入処理を実装済みの基板の搬出処理と並行して行うことも、無論可能である。

（５）実施形態１、実施形態２ではいずれも、基板テーブル１４０を基板搬送路Ｌに沿って移動させる直線移動装置を、リニア単軸ロボットＲＢにより構成したが、直線移動装置の構成は基板テーブル１４０を直線移動させるものであればよく、リニア単軸ロボットＲＢによるものに限らない。例えば、ボール螺子軸とボールナットを利用するものが適用可能である。より具体的に言えば、基板搬送路Ｌ上にボール螺子軸を取り付ける一方、可動部材にボールナットを回り止めした状態で固定しておく。このようにしておけば、モータによりボール螺子軸を回転させると、ボール螺子とボールナットの作用により、回転方向の運動が直線運動に換えられ、可動部材１７０、引いては基板テーブル１４０を基板搬送路Ｌに沿って直線移動させることが可能となる。
また、実施啓形態２では、基板の搬送を２機の可動ユニットにより分担した例を示したが、ボール螺子軸、ボールナットを利用するものであっても、ボール螺子軸を基板搬送路Ｌの長手方向に一列状に２軸配置するなどの措置を講ずることで、２機の装置により基板の搬送を分担して行うことが可能である。

本発明の実施形態１に適用された表面実装装置の平面図（基板が搬入コンベア上に位置する状態を示す） 表面実装装置の平面図（基板が搭載位置にセットされた状態を示す） 表面実装装置の平面図（基板が搬出コンベア上に位置する状態を示す） ヘッドユニットの支持構造を示す部分拡大図 表面実装装置の側面図（基板搬送装置の構造を示す） ロボット本体と可動部材の水平断面図 ロボット本体と可動部材の垂直断面図 表面実装装置による一連の実装サイクルを示す図（基板搬入） 表面実装装置による一連の実装サイクルを示す図（基板移動） 補正処理を示す図 表面実装装置による一連の実装サイクルを示す図（部品搭載） 表面実装装置による一連の実装サイクルを示す図（基板移動） 表面実装装置による一連の実装サイクルを示す図（基板搬出） 本発明の実施形態２に適用された表面実装装置の平面図 表基板搬送装置による基板搬送動作を示す図（基板搬入） 基板搬送装置による基板搬送動作を示す図（基板移動／中継ステーションに載せ替え） 基板搬送装置による基板搬送動作を示す図（実装開始／可動ユニットの切り替え） 基板搬送装置による基板搬送動作を示す図（実装完了） 基板搬送装置による基板搬送動作を示す図（基板移動） 基板搬送装置による基板搬送動作を示す図（基板搬出） 他の実施例を示す図

１０…表面実装機
１１…基台
３０…部品搭載装置（本発明の「実装手段」に相当）
６０…ヘッドユニット（本発明の「実装手段」に相当）
６５…基板認識カメラ（本発明の「検出手段」に相当）
７１…搬入コンベア
７５…搬出コンベア
１００…基板搬送装置
１２０…ステータ部（本発明の「直線軸」に相当）
１１０…ロボット本体（本発明の「直線移動装置」に相当）
１３０…可動ユニット（本発明の「直線移動装置」に相当）
１４０…基板テーブル（本発明の「基板保持装置」に相当）
１４１…上面（本発明の「支持面」に相当）
１４５…吸引孔
１５０…昇降装置
１７０…可動部材
１８０…コイル
２００…中継ステーション
２２０Ａ〜２２０Ｄ…基板支持ポール（本発明の「基板仮置き部」に相当）
Ｐ…基板
ＲＢ…リニア単軸ロボット
Ｌ…基板搬送路

Claims (8)

1. 基台上に設定される搭載位置において基板に部品を実装する実装手段と、
   前記基台上を一方向に延び、前記搭載位置にアクセスする路を構成する基板搬送路と、
   前記基板搬送路に沿って前記基板を搬送、停止させる基板搬送装置と、からなり、前記基板搬送路の上流側に設置される搬入コンベアを通じて未実装の基板を機内に搬入して部品の実装を行い、前記基板搬送路の下流側に設置される搬出コンベアを通じて実装済みの基板を機外へ搬出する表面実装装置であって、
   前記基板搬送装置を、
   搬送対象の基板の中央部近辺を下方から支える支持面を有し、かつ前記支持面により支えた基板を搬送可能な状態に保持する保持機能を有する基板保持装置と、
   前記基板保持装置を前記基板搬送路に沿って延びる直線軸に対して直線移動させる可動部材を有する直線移動装置と、から構成し、
   前記支持面がコンベアの基板搬送面より低い下降位置と、基板搬送面より高い上昇位置とに前記基板保持装置を昇降変位させる昇降装置を前記可動部材に設け、
   前記搬入コンベアの下方において、前記基板保持装置を前記下降位置から前記上昇位置に変位させることで実装対象となる未実装の基板の支持を前記搬入コンベアから前記基板保持装置に移し替え、
   前記搬出コンベアの下方において、前記基板保持装置を前記上昇位置から前記下降位置に変位させることで実装済みの基板の支持を前記基板保持装置から前記搬出コンベアに移し替える構成としたことを特徴とする表面実装装置。
2. 前記直線移動装置を、
   永久磁石を一方向に配列した前記直線軸としてのステータ部を、前記基台上において前記基板搬送路に沿わせて配置してなるロボット本体と、
   上記ステータ部を囲繞するコイルを有して前記ロボット本体と共にリニアモータ式単軸ロボットを構成し、前記ロボット本体のステータ部に沿って前記基板保持装置を直線移動させる前記可動部材と、から構成したことを特徴とする請求項１に記載の表面実装装置。
3. 前記基板搬送路上に前記搭載位置を設定し、実装対象となる未実装の基板を前記基板保持装置により下支えしつつ前記搭載位置まで搬送させると共に、
   搬送後は、同基板を前記基板保持装置により支えた状態で前記実装手段により部品の実装を行う構成としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表面実装装置。
4. 前記基板保持装置に保持された基板の位置を検出する検出手段を設け、前記搬送経路上における前記可動部材の停止位置を、前記検出手段から得られる基板の位置情報に基づいて、補正する停止位置補正処理を行う構成としたことを特徴とする請求項３に記載の表面実装装置。
5. 前記検出手段として機能する基板認識カメラを前記実装手段に設けたことを特徴とする請求項４に記載の表面実装装置。
6. 前記可動部材と前記基板保持装置と前記昇降装置とを可動ユニットと定義したときに、
   同一ロボット本体上に独立して動作可能な可動ユニットを複数機設置して、前記基板の搬送を複数の可動ユニットにより分担して行う構成としたことを特徴とする請求項２に記載の表面実装装置。
7. 前記基板搬送路上に、搬送対象の基板を仮置きする基板仮置き部を有する中継ステーションを設け、一方の可動ユニットから他方の可動ユニットへの基板受け渡しを前記中継ステーションを介して行う構成としたことを特徴とする請求項６に記載の表面実装装置。
8. 前記中継ステーション上に前記搭載位置を設定し、同中継ステーション上で前記実装手段により部品の実装を行う構成としたことを特徴とする請求項７に記載の表面実装装置。

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