JP5174569B2 - 部品実装装置における基板搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品実装装置における基板搬送装置に関し、詳しくは搬送されてくる基板の搬送方向の端面をその基板の外形形状にかかわらずに確実に検出するのに好適な部品実装装置における基板搬送装置に関する。ここで、基板の搬送方向の端面とは、搬送されてくる基板において搬送方向に最も突出した部位のことである。

図１は、従来の部品実装装置における一般的な基板搬送装置を模式的に示す平面図であり、図２は、図１の矢視ＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図３は、図１の矢視ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図４は、搬送方向の端面に切り欠きのある基板を模式的に示す平面図である。

図１〜図３に示す従来の基板搬送装置１００は、インバッファ１０２と、センターステーション１０４と、アウトバッファ１０６と、を有してなる。インバッファ１０２は、前工程から搬送されてきた基板１をセンターステーション１０４に搬送するまで待機させるための領域であり、センターステーション１０４は、搬送されてきた基板１を所定の位置で固定して該基板１上に部品を搭載するための領域であり、アウトバッファ１０６は、センターステーション１０４で部品を搭載された基板１がセンターステーション１０４から搬出されて、次の工程に送られるまで、センターステーション１０４から搬出された基板１を待機させるための領域である。

インバッファ１０２、センターステーション１０４、アウトバッファ１０６は、それぞれ、可動ガイドレール１０８と、固定ガイドレール１１０と、無端の搬送ベルト１１２と、プーリ１１４と、基板検出センサ１１６と、を有しており、センターステーション１０４は、さらにストッパ１１８を有している。

インバッファ１０２、センターステーション１０４、アウトバッファ１０６のいずれにおいても、可動ガイドレール１０８および固定ガイドレール１１０のそれぞれの両端部近傍の上部には水平軸回りに回転可能にプーリ１１４が取り付けられており、無端の搬送ベルト１１２は、可動ガイドレール１０８および固定ガイドレール１１０のどちらにおいても、プーリ１１４を両端にして水平に掛け渡されて配置されている。そして、駆動機構部１１５から駆動力を供給されてプーリ１１４が回転することにより、搬送ベルト１１２は回転する。基板１は搬送ベルト１１２によって両側部を下から支持されており、上側の搬送ベルト１１２の進行方向に搬送される。

固定ガイドレール１１０は位置が固定されており移動することができないが、可動ガイドレール１０８は幅方向（搬送方向と直交する水平方向）に移動可能であり、部品実装を行う基板１の幅に応じて、固定ガイドレール１１０との間の距離を変更できるようになっている。

基板検出センサ１１６は、反射型のセンサであり、下からほぼ真上に向かって光Ｌを発しており、その上部を通過する基板１によって反射された光を受光することによって基板１の搬送方向の端面１Ａを検知する。

センターステーション１０４に設けられたストッパ１１８は、搬送されてくる基板１に当接して基板１を停止させて位置決めを行う。

次に、従来の基板搬送装置１００における基板搬送動作について説明する。

前工程からインバッファ１０２に搬送されてきた基板１は、インバッファ１０２の搬送ベルト１１２によって両側部を下から支持されつつ、上側の搬送ベルト１１２の進行方向に搬送されて、センターステーション１０４に搬送される。

センターステーション１０４に搬送された基板１は、センターステーション１０４の搬送ベルト１１２によって両側部を下から支持されつつ、上側の搬送ベルト１１２の進行方向に搬送されていくが、センターステーション１０４の基板検出センサ１１６が基板１の搬送方向の端面１Ａを検出すると、センターステーション１０４の搬送ベルト１１２の進行速度が減じられて基板１の進行速度は小さくなり、そして、基板１はストッパ１１８に当接して停止する。停止した基板１はセンターステーション１０４内でクランプされ、基板１上に部品搭載ヘッド１２０によって部品の搭載が行われる。

部品の搭載終了後、基板１は、センターステーション１０４の搬送ベルト１１２によって両側部を下から支持されつつ、上側の搬送ベルト１１２の進行方向に搬送されて、アウトバッファ１０６に搬送される。アウトバッファ１０６に搬送された基板１は、次工程に搬送されるまで、アウトバッファ１０６において待機する。

以上説明した従来の基板搬送装置１００と同様な基板搬送装置は、例えば特許文献１に記載されている。

また、以上説明した従来の基板搬送装置１００の基板検出センサ１１６は反射型のセンサであったが、例えば特許文献２には、透過型センサである基板検出センサ１３２により、搬送されてくる基板１を検出する基板検出装置１３０が記載されている。この基板検出装置１３０は、図５（特許文献２の図１）に示すように、搬送手段１３４の搬送ベルト１３４Ａ上を搬送されてくる基板１の検出に、透過型センサである基板検出センサ１３２（発光部１３２Ａ、受光部１３２Ｂ）を用いている。基板検出センサ１３２においては、発光部１３２Ａから受光部１３２Ｂに向けて、基板搬送方向と直交する方向に斜め上向きに光が発せられており、この光のうち、受光部１３２Ｂに照射される光Ｌ２を受光部１３２Ｂが受光する。受光部１３２Ｂが受光していた光Ｌ２を、搬送ベルト１３４Ａ上を搬送されてくる基板１の端面１Ａが遮ると、これを受光部１３２Ｂが検出して、基板１の端面１Ａを検出する。

特開２００５−４５１４０号公報 特開平６−２１１３３４号公報

しかしながら、図１に示す従来の基板搬送装置１００においては、反射型センサである基板検出センサ１１６が固定された位置のほぼ真上の検出可能領域においてのみ、搬送されてくる基板１の端面１Ａを検出することができる。このため、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すような、搬送方向の端面１Ａに切り欠き１Ｂのある基板１では、切り欠き１Ｂが基板検出センサ１１６の真上に位置した場合、搬送されてくる基板１の搬送方向の端面１Ａが基板検出センサ１１６の検出可能領域と搬送方向において同位置に位置しても、基板検出センサ１１６から発せられた検出可能領域の光は切り欠き１Ｂを通過してしまい、基板１によって反射されず、基板検出センサ１１６は端面１Ａを検出することができない。このため、従来の基板搬送装置１００においては、搬送されてくる基板１の搬送方向の端面１Ａが基板検出センサ１１６の検出可能領域と搬送方向において同位置に位置しても、端面１Ａを検出できずに搬送ベルト１１２の進行速度を適切に減じることができない場合があった。

また、透過型センサである基板検出センサ１３２を備えた特許文献２に記載の基板検出装置１３０を用いる場合であっても、基板検出センサ１３２の発光部１３２Ａの発する光Ｌのうち受光部１３２Ｂに照射される光Ｌ２の水平面に対する角度が大きいため、光Ｌ２の全体が切り欠き１Ｂを通過してしまうことがあった。この場合、搬送されてくる基板１の搬送方向の端面１Ａが、受光部１３２Ｂに照射される光Ｌ２と搬送方向において同位置に位置しても、端面１Ａは光Ｌ２を遮ることができず、基板検出センサ１３２の受光部１３２Ｂは端面１Ａを検出することができない。このため、搬送ベルト１３４Ａの進行速度を適切に減じることができない場合があった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、搬送方向の端面に切り欠きのある基板であっても、搬送されてくる基板の搬送方向の端面を確実に検出することができる、部品実装装置における基板搬送装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決した本発明に係る部品実装装置における基板搬送装置は、水平軸回りに回転可能なプーリと、該プーリに掛け渡されて基板を水平に搬送する無端の搬送ベルトと、を備えた、部品実装装置における基板搬送装置において、前記搬送ベルトの少なくとも一部は、高さ位置の異なる複数の前記プーリに掛け渡されて上下方向に蛇行しており、これにより、前記搬送ベルトによって搬送される基板の通り道である搬送路に前記搬送ベルトが沿っていない領域があり、また、搬送される基板を検出する透過型の基板検出センサが設けられており、該基板検出センサの発光部および受光部は、該発光部から該受光部へ照射される光が前記領域を通過するように配置されているとともに、該光の進行方向が基板搬送方向と直交する方向となるように配置されており、さらに搬送される基板の搬送方向と直交する面で該基板を切断したときの断面全体が、前記光が進行する領域を通過するように配置されていることを特徴とする。

本発明に係る部品実装装置における基板搬送装置によれば、搬送ベルトの少なくとも一部は、高さ位置の異なる複数の前記プーリに掛け渡されて上下方向に蛇行しており、これにより、前記搬送ベルトによって搬送される基板の通り道である搬送路に前記搬送ベルトが沿っていない領域があり、また、搬送される基板を検出する透過型の基板検出センサが設けられており、該基板検出センサの発光部および受光部は、該発光部から該受光部へ照射される光が前記領域を通過するように配置されているとともに、該光の進行方向が基板搬送方向と直交する方向となるように配置されており、さらに搬送される基板の搬送方向と直交する面で該基板を切断したときの断面全体が、前記光が進行する領域を通過するように配置されているので、搬送方向の端面に切り欠きのある基板であっても、搬送されてくる基板の搬送方向の端面を確実に検出することができる。

このため、端面の切り欠きの位置や形状が異なる基板が搬送されてくる場合であっても、基板検出センサの位置を調整することが不要である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る基板搬送装置１０について詳細に説明するが、従来の基板搬送装置１００の部位と同一の構成および機能を有する部位については原則として同一の符号を付し、説明は省略する。

図６は、本発明の実施形態に係る基板搬送装置１０を模式的に示す平面図であり、図７は、図６の矢視ＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図であり、図８は、図６の矢視ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。なお、図示の都合上、図７では、駆動機構部１１５およびストッパ１１８を描いていない。

本実施形態に係る基板搬送装置１０は、基板検出センサ１２に透過型センサを用い、その発光部１２Ａと受光部１２Ｂを、基板搬送方向と直交する方向に、かつ、水平方向に対してわずかに斜めに傾けた方向に、対向させて配置している点と、このように基板検出センサ１２を配置しても、搬送ベルト１１２が発光部１２Ａから受光部１２Ｂに照射される光Ｌ２を遮らないように搬送ベルト１１２を這い回している点が、従来の基板搬送装置１００、１３０とは異なる。以下では、本実施形態に係る基板搬送装置１０について、これら２つの相違点を中心に説明する。なお、基板検出センサ１２の発光部１２Ａと受光部１２Ｂは、それぞれ、可動ガイドレール１０８および固定ガイドレール１１０に取り付けられている。

まず、第１の相違点である基板検出センサ１２の配置について説明する。

特許文献２に記載の基板搬送装置１３０も、基板検出センサ１３２には透過型センサを用い、基板検出センサ１３２の発光部１３２Ａと受光部１３２Ｂを、基板搬送方向と直交する方向に、かつ、水平方向に対して斜めに傾けた方向に、対向させて配置しており、この点は本実施形態に係る基板搬送装置１０と同様である。しかし、基板検出センサ１３２の発光部１３２Ａと受光部１３２Ｂを結ぶ直線の水平方向に対する角度が大きい。一方、本実施形態に係る基板搬送装置１０においては、対向する基板検出センサ１２の発光部１２Ａと受光部１２Ｂを結ぶ直線の水平方向に対する角度が、特許文献２に記載の基板搬送装置１３０の場合よりも小さい。

このため、特許文献２に記載の基板検出装置１３０では、搬送方向の端面１Ａに切り欠き１Ｂのある基板１を検出する際、基板検出センサ１３２が発する光Ｌ１のうち受光部１３２Ｂに照射される光Ｌ２（検出可能範囲）の全体が切り欠き１Ｂの中に入ってしまうことがあるが、本実施形態に係る基板搬送装置１０においては、図９に示すように、基板１の形状にかかわらず、基板検出センサ１２の発光部１２Ａが発した光Ｌ１のうち受光部１２Ｂに照射される光Ｌ２（検出可能範囲）の中に基板１の端面１Ａの全体が含まれるようになっている。

したがって、本実施形態に係る基板搬送装置１０を用いた場合、基板１の形状にかかわらず、搬送方向の端面１Ａに切り欠き１Ｂのある基板１であっても、搬送されてくる基板１の搬送方向の端面１Ａを確実に検出することができる。このため、端面１Ａの切り欠き１Ｂの位置や形状が異なる基板１が搬送されてくる場合であっても、基板検出センサ１２の位置を調整することが不要である。

なお、基板検出センサ１２の発光部１２Ａと受光部１２Ｂとの位置関係は、発光部１２Ａと受光部１２Ｂを結ぶ直線の水平方向に対する角度が適切に小さければよく、図８および図９に示すように、発光部１２Ａの高さ位置を受光部１２Ｂの高さ位置よりも高くして、光Ｌ２の向きを水平方向よりもやや斜め下方に向かう方向としてもよいし、あるいは、発光部１２Ａの高さ位置を受光部１２Ｂの高さ位置よりも低くして、発光部１２Ａから受光部１２Ｂに照射される光Ｌ２の向きを水平方向よりもやや斜め上方に向かう方向としてもよい。

また、基板検出センサ１２の発光部１２Ａと受光部１２Ｂの高さ位置を同じ高さ位置とし、発光部１２Ａから受光部１２Ｂに照射される光Ｌ２の向きを水平方向とした場合も、基板１の形状にかかわらず、発光部１２Ａから受光部１２Ｂに照射される光Ｌ２の中に基板１の端面１Ａの全体を含めることができるが、この場合は、基板１によって光Ｌ２が遮光される量が小さくなり基板１の端面１Ａを検出する感度が悪くなる。したがって、本実施形態に係る基板搬送装置１０のように、対向する基板検出センサ１２の発光部１２Ａと受光部１２Ｂとを結ぶ直線の水平方向に対する角度を適切に大きくして、適切な遮光量が得られるようにするのがよい。ただし、発光部１２Ａから受光部１２Ｂに照射される光Ｌ２の向きが水平方向である場合であっても、基板検出センサ１２に検出感度の高い透過型センサを用いることにより、基板１によって遮光される量が小さくなることをカバーして、基板１の検出感度を適切なレベルまで向上させることは可能である。

また、基板検出センサ１２には透過型センサを用いているので、反射型センサのように基板１の表面形状、色に影響されることなく基板１を検出することができ、反射型センサを用いた場合よりも基板１の検出感度が向上する。

また、基板検出センサ１２の発光部１２Ａから受光部１２Ｂに照射される光Ｌ２は水平方向からやや下方またはやや上方に進行するので、反射型センサで下から上に光を発する場合のように基板１の上方にある部品搭載ヘッド１２０等を基板１と誤って検出することがなくなる。

次に、第２の相違点である搬送ベルト１１２の這い回しについて説明する。

本実施形態に係る基板搬送装置１０においては、前述のように、対向する基板検出センサ１２の発光部１２Ａと受光部１２Ｂを結ぶ直線の水平方向に対する角度が小さくなっているので、従来の基板搬送装置１００、１３０のように、搬送される基板１と接する搬送ベルト１１２の上側の部位が切れ目のない１つの水平面となっている場合には、基板検出センサ１２の発光部１２Ａから受光部１２Ｂに照射される光Ｌ２が上側の搬送ベルト１１２に遮られてしまう。

そこで、図７および図１０（図７のＸ部を拡大して示す拡大図）に示すように、本実施形態に係る基板搬送装置１０の可動ガイドレール１０８の両端部近傍において水平軸回りに回転可能にプーリ１４を４つ配置し、搬送ベルト１１２を這い回し、搬送される基板１と接する搬送ベルト１１２の上側の部位を分割して、両端部近傍に隙間１６を設けている。

搬送ベルト１１２の這い回しについて、図１０を用いてより具体的に説明する。可動ガイドレール１０８の両端部近傍に水平軸回りに回転可能に設けられた４つのプーリ１４は、最上部が同じ高さ位置となるように配置されたプーリ１４Ａ、１４Ｃと、プーリ１４Ａ、１４Ｃから等距離に下方に配置されたプーリ１４Ｂと、プーリ１４Ｃの真下にプーリ１４Ｂよりも下方に設けられたプーリ１４Ｄとからなる。搬送方向（水平方向）に移動してきた上側の搬送ベルト１１２は、プーリ１４Ａにより進行方向を下向きに変更させられた後、プーリ１４Ｂにより進行方向を上向きに変更させられ、さらにプーリ１４Ｃにより進行方向を再度下向きに変更させられる。そして、下降した搬送ベルト１１２は、プーリ１４Ｄにより進行方向を基板搬送方向とは反対方向（水平方向）に変更させられる。このようにプーリ１４Ａ〜１４Ｄを配置して、搬送ベルト１１２を這い回しすることにより、搬送ベルト１１２を円滑に駆動させるとともに、搬送される基板１と接する搬送ベルト１１２の上側の部位を分割して、両端部近傍に隙間１６を設けることが可能となる。

図７および図１０では、可動ガイドレール１０８側における搬送ベルト１１２の這い回しの状況を示しているが、固定ガイドレール１１０側においても搬送ベルト１１２の這い回しは同様であり、固定ガイドレール１１０側においても、搬送される基板１と接する搬送ベルト１１２の上側の部位は分割されて、両端部近傍に隙間１６が設けられている。そして、可動ガイドレール１０８側の隙間１６と固定ガイドレール１１０側の隙間１６とは対向しており、それら２つの隙間１６は、可動ガイドレール１０８と固定ガイドレール１１０との中心位置にある鉛直面を中心として、対称な位置に位置している。

対向する基板検出センサ１２の発光部１２Ａと受光部１２Ｂは、それぞれ、可動ガイドレール１０８および固定ガイドレール１１０に、隙間１６に対応する位置に取り付けられており、基板検出センサ１２の発光部１２Ａから受光部１２Ｂに照射される光Ｌ２は、２つの隙間１６を通って、基板検出センサ１２の受光部に至るようになっている。

このため、対向する基板検出センサ１２の発光部１２Ａと受光部１２Ｂとを結ぶ直線の水平方向に対する角度が小さくても、発光部１２Ａから受光部１２Ｂに照射される光Ｌ２は、搬送ベルト１１２に遮られることなく、基板検出センサ１２の受光部１２Ｂに至ることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る基板搬送装置１０の可動ガイドレール１０８および固定ガイドレール１１０のいずれにおいても、基板１と接する搬送ベルト１１２の上側の部位は、その両端部近傍において這い回されて分割されて、隙間１６が設けられており、かつ、その隙間１６と対応する位置に透過型の基板検出センサ１２が設けられているので、対向する基板検出センサ１２の発光部１２Ａと受光部１２Ｂとを結ぶ直線の水平方向に対する角度が小さくても、発光部１２Ａから受光部１２Ｂに照射される光Ｌ２は、搬送ベルト１１２に遮られることなく、基板検出センサ１２の受光部１２Ｂに至ることができ、発光部１２Ａから受光部１２Ｂに照射される光Ｌ２の中に基板１の端面１Ａの全体が含まれるようになっている。

したがって、本実施形態に係る基板搬送装置１０を用いた場合、搬送方向の端面１Ａに切り欠き１Ｂのある基板１であっても、搬送されてくる基板１の搬送方向の端面１Ａを確実に検出することができ、基板１の形状にかかわらず、搬送されてくる基板１の搬送方向の端面１Ａを確実に検出することができる。

なお、基板１の幅を変更する場合、可動ガイドレール１０８が基板１の幅に対応した位置まで幅方向（搬送方向と直交する水平方向）に移動するが、可動ガイドレール１０８と固定ガイドレール１１０との間の距離が短くなる場合、基板検出センサ１２の受光部１２Ｂが受光する受光量が大きくなるので、基板を検出する感度を向上させるために、受光量の閾値を適切に大きくすることが好ましく、可動ガイドレール１０８と固定ガイドレール１１０との間の距離が長くなる場合、基板検出センサ１２の受光部１２Ｂが受光する受光量が小さくなるので、基板を検出する感度を向上させるために、受光量の閾値を適切に小さくすることが好ましい。

以上説明した本実施形態に係る基板搬送装置１０に用いる基板検出センサ１２は透過型センサであればよく、その種類は問わないので、基板検出センサ１２として透過型のエリアセンサを用いることもできる。透過型のエリアセンサを用いた場合、基板検出センサ１２の発光部１２Ａが発した光Ｌ１のうち受光部１２Ｂに照射される光Ｌ２の範囲（検出可能範囲）が広がるので、通常の透過型センサを用いた場合よりも、対向する発光部１２Ａと受光部１２Ｂとを結ぶ直線の水平方向に対する角度を大きくしても、光Ｌ２の範囲内に基板１の搬送方向の端面１Ａの全体を含めることができる。また、受光部１２Ｂに照射される光Ｌ２の範囲（検出可能範囲）が広がるので、基板検出センサ１２を配置する際の調整が容易になる。

また、以上説明した本実施形態に係る基板搬送装置１０において、隙間１６は、基板１と接する搬送ベルト１１２の上側の部位の両端部近傍に設けたが、基板１の端面１Ａを検出するのに必要な位置に応じて、隙間１６を設ける位置を変更してもよく、例えば搬送ベルト１１２の上側の部位の中央部付近に設けてもよい。

従来の部品実装装置における一般的な基板搬送装置（反射型センサを使用）を模式的に示す平面図 図１の矢視ＩＩ−ＩＩ線断面図 図１の矢視ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図 搬送方向の端面に切り欠きのある基板を模式的に示す平面図 従来の部品実装装置における他の基板搬送装置（透過型センサを使用）を模式的に示す図 本発明の実施形態に係る基板搬送装置を模式的に示す平面図 図６の矢視ＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図 図６の矢視ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図 前記基板搬送装置において、発光部から受光部１２Ｂに照射される光（検出可能範囲）と基板との位置関係を示す模式図 図７のＸ部を拡大して示す拡大図

符号の説明

１…基板
１Ａ…端面
１Ｂ…切り欠き
１０…基板搬送装置
１２…基板検出センサ
１２Ａ…発光部
１２Ｂ…受光部
１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ…プーリ
１６…隙間
Ｌ１、Ｌ２…光

Claims (2)

1. 水平軸回りに回転可能なプーリと、該プーリに掛け渡されて基板を水平に搬送する無端の搬送ベルトと、を備えた、部品実装装置における基板搬送装置において、
   前記搬送ベルトの少なくとも一部は、高さ位置の異なる複数の前記プーリに掛け渡されて上下方向に蛇行しており、これにより、前記搬送ベルトによって搬送される基板の通り道である搬送路に前記搬送ベルトが沿っていない領域があり、また、
   搬送される基板を検出する透過型の基板検出センサが設けられており、
   該基板検出センサの発光部および受光部は、該発光部から該受光部へ照射される光が前記領域を通過するように配置されているとともに、該光の進行方向が基板搬送方向と直交する方向となるように配置されており、さらに搬送される基板の搬送方向と直交する面で該基板を切断したときの断面全体が、前記光が進行する領域を通過するように配置されていることを特徴とする、部品実装装置における基板搬送装置。
2. 前記発光部から前記受光部へ照射される前記光の進行方向は、水平方向に対して斜めに傾けた方向であることを特徴とする、請求項１に記載の部品実装装置における基板搬送装置。

Images