JP5203122B2

JP5203122B2 - 基板搬送装置

Info

Publication number: JP5203122B2
Application number: JP2008259883A
Authority: JP
Inventors: 尚西川
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2008-10-06
Filing date: 2008-10-06
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-10-06
Also published as: JP2010092980A

Description

本発明は、基板を検出するための基板検出センサを備えた基板搬送装置に係り、特に、基板に空孔や切欠が有る場合でも、基板を見失うこと無く確実に検出することが可能な基板検出センサを備えた基板搬送装置に関する。

図１に例示する如く、図のＸ方向に基板８を搬送するための基板搬送部１２により搬入され、所定の搭載位置（生産位置）に固定された基板８に対して、例えば基板搬送部１２の手前に設けられたテープフィーダ等を収容する部品供給部１４から電子部品をピックアップして、搭載する表面実装機（マウンタとも称する）１０が知られている。図において、１６は、部品供給部１４から基板８上に部品を移載するための搭載ヘッド、１８は、該搭載ヘッド１６をＸ軸座標方向に移動して位置決めするためのＸ駆動部、２０は、該Ｘ駆動部１８ごと搭載ヘッド１６をＹ軸座標方向に移動して位置決めするためのＹ駆動部、２２は、電子部品を吸着してピックアップするための、搭載ヘッド１６に装着されるノズル、２４は、基板８のマーク等を上方から撮影するための、同じく搭載ヘッド１６に装着される基板認識カメラ、２６は、ノズル２２に吸着された電子部品等を下方から撮影するための部品認識カメラである。

この表面実装機１０の基板搬送部１２として用いられる基板搬送装置は、図２（Ａ）平面図、及び（Ｂ）図２（Ａ）の矢示Ｂ方向から見た側面図に示す如く、本体３０に対して移動する搬送ベルト３１に基板８の両端部を載せて移動させるようにしている。図において、３２は、基板８が安定して搬送されるように、基板８の両端をガイドする基板ガイドである。

電子部品を基板表面に正確に実装するには、基板を常に一定の停止位置（搭載位置）に固定する必要がある。

そのため、基板ストッパ３４に基板８の先端を当接させる構造となっているが、当接する時に基板８の速度が速いと、衝突の衝撃で実装した電子部品の位置がずれてしまうことがあるため、当接時には基板８の搬送速度を減速しておく必要がある。

そのため、基板ストッパ３４の上流側に、例えば特許文献１の図１、図２に記載されているような透過式の基板検出センサ３６を設け、この基板検出センサ３６が基板８を検出したことをトリガにして、基板搬送速度を減速するようにしている。ここで透過式の基板検出センサ３６は、投光部３６ａと受光部３６ｂに分かれており、光軸３６ｃを基板８が遮ることで基板８の通過を検出している。

又、特許文献１の図７に示される如く、反射式の基板検出センサを用いる例もある。

特許第３９１５４９７号公報（図１、図２、図７）

しかしながら従来の基板検出センサは検出位置が固定されているため、図３（Ａ）や（Ｂ）に示すような、空孔や切欠がある基板の位置を検出できない場合があった。

即ち、リードフレーム等は、図３（Ａ）に示すように、網状であったり、図３（Ｂ）に示すように長孔形状が大きく取られていることが多く、基板検出センサ３６の光軸３６ｃが通る検出位置が空孔となっていることが多い。従って、基板停止時点では、基板８の先端を基板検出センサ３６が検出するので問題は無いが、基板停止後に基板検出センサ３６の光軸３６ｃが丁度、空孔を通過していると、基板が無いと誤って判断して、次の基板を搬入し、エラーの発生で生産を停止してしまう等のトラブルを発生する恐れがある。

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、空孔や切欠のある基板であっても、基板を見失うこと無く確実に検出できるようにすることを課題とする。

本発明は、基板を検出するための基板検出センサを備えた基板搬送装置において、前記基板検出センサを移動する手段と、基板の形状に応じて、前記基板検出センサの移動パターンを選択する手段と、前記基板検出センサの移動を制御する手段と、前記基板検出センサの位置に応じて基板の搬送条件を変化させて、基板の停止位置を一定に保つ手段と、を設けることにより、前記課題を解決したものである。

ここで、前記基板検出センサの移動機能の使用又は不使用を選択する手段を更に設けることができる。

本発明によれば、基板検出センサの位置を移動することで、空孔や切欠を避けて基板を検出することができる。従って、基板に空孔や切欠が有る場合でも、基板検出センサが基板を見失うことが無くなり、エラーの発生による生産の停止を回避できる。又、基板の空孔や切欠を避けた位置に基板検出センサを移動しておくことで、次回以降は、最短の時間で、基板を検出することができる。更に、センサの移動距離に応じて、基板の搬送条件（減速度等）や、基板を検出してから減速を開始する迄の時間等を変化させることで、基板の停止位置等を一定に保つことができる。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

本発明の第１実施形態は、図２に示した従来例と同様の投光部３６ａと受光部３６ｂを有する透過式の基板検出センサ３６において、図４（Ａ）に平面図を示す如く、投光部３６ａをＸ方向（基板搬送方向）に移動可能にすると共に、図４（Ｂ）に側面図を示す如く、受光部３６ｂをＹ方向に移動可能としたものである。

具体的には、図４（Ａ）に示した如く、基板ガイド３２上にＸ方向直動ガイド４０を設け、その上に投光部取付台４２を介して、投光部３６ａを固定する。投光部取付台４２には、ボールねじ４４のナット部４４ａが固定されており、ボールねじ４４は、カプリング４５を介して投光部駆動モータ４６により回動される。ボールねじ４４の両端部は、軸受４４ｂを介して、回動可能に本体３０に固定されている。

一方、前記受光部３６ｂは、図４（Ｂ）に示した如く、受光部ブラケット５０に固定されており、該受光部ブラケット５０は、ガイドピン５２で、Ｙ方向にのみ直線運動可能に制限されている。受光部ブラケット５０には、ボールねじ５４のナット部５４ａが固定されており、ボールねじ５４は、カップリング５５を介して受光部駆動モータ５６に固定されている。

前記駆動モータ４６、５６は、ステッピングモータやサーボモータ等、動作位置を指定できるものが用いられる。

本実施形態の制御装置を図５に示す。この制御装置は、基板形状に応じて基板検出センサ３６の移動パターンを選択する移動パターン選択回路６０と、基板検出センサ３６の移動機能の使用又は不使用を選択する移動機能使用／不使用選択回路６２と、該移動機能使用／不使用選択回路６２で移動機能の使用が選択され、且つ、基板検出センサ３６が基板８を見失った時に、前記移動パターン選択回路６０で予め選択された移動パターンに従って、前記投光部駆動モータ４６及び／又は受光部駆動モータ５６を駆動すると共に、駆動後の基板検出センサ３６の位置に応じて基板搬送条件制御回路６８により基板８の搬送条件（例えば搬送ベルトの送り速度）を変化させて、基板８の停止位置を一定に保つための投光部駆動回路６４及び受光部駆動回路６６と、を含んでいる。

以下作用を説明する。基板８がＸ方向に搬送され、基板検出センサ３６の光軸３６ｃを遮ると、搬送ベルト３１の送り速度が減速され、基板ストッパ３４に基板８の先端が当接するタイミングで送り動作を停止する。このとき、基板検出センサ３６の光軸が基板８の空孔位置や切欠位置になっていると、基板を検出していない状態となり、エラーが発生してしまう。

そこで、基板検出センサ３６の光軸３６ｃが基板８を見失った場合には、投光部駆動モータ４６及び／又は受光部駆動モータ５６を駆動させ、投光部３６ａの位置をＸ方向、受光部３６ｂの位置をＹ方向に、それぞれ移動させる。Ｘ方向に移動させた場合を図６に、Ｙ方向に移動させた場合を図７に、ＸＹ両方向に移動させた場合を図８に示す。

このようにセンサ位置を移動させることで、光軸３６ｃが基板８を通過する位置が変わるため、空孔や切欠を避けた位置に光軸３６ｃを移動することで、基板８を再度検出することができる。

次回の基板搬入時には、基板検出センサ３６を移動した分の距離を計算し、基板搬送条件制御回路６８で、基板搬送速度の減速タイミングや、減速度を変化させて、基板の停止位置を一定に保ち、常に同じ条件で基板８の先端が基板ストッパ３４に当接するように制御することができる。

ここで、基板検出センサ３６を移動させる機能は、基板８の空孔の有無により、移動機能使用／不使用選択回路６２で、使用／不使用を選択可能とすることができる。

又、基板８の形状や空孔、切欠のパターンによって、移動パターン選択回路６０で、基板検出センサ３６をＸ方向にのみ移動させたり、Ｙ方向にのみ移動させたり、ＸＹ方向同時に動かすことで斜めに移動させたり、例えば、Ｘ方向に５ｍｍ移動した後にＹ方向に３ｍｍ移動するというようなジグザク移動パターンを指定することも可能である。

なお、前記実施形態においては、投光部３６ａをＸ方向に移動し、受光部３６ｂをＹ方向に移動していたが、逆に投光部３６ａをＹ方向に移動し、受光部３６ｂをＸ方向に移動するように構成することも可能である。又、例えばＸ方向あるいはＹ方向にのみ移動させれば良い場合には、投光部３６ａ、受光部３６ｂ共にＸ方向にのみ移動可能としたり、Ｙ方向にのみ移動するように構成することも可能である。

又、前記第１実施形態においては、透過式の基板検出センサが用いられていたが、本発明の適用対象は、これに限定されず、反射式の基板検出センサを用いる場合にも適用できる。

本発明の第２実施形態は、図９（Ａ）に側面図を示す如く、基板８の下方に反射式の基板検出センサ７０を位置させて、基板８を真下から検出する場合に本発明を適用したもので、図９（Ｂ）に平面図を示す如く、反射式の基板検出センサ７０を、Ｘ方向とＹ方向に移動可能にＸ方向リニアガイド７２ＸとＹ方向リニアガイド７２Ｙで支持する。そして、Ｘ方向ボールねじ７４ＸとＹ方向ボールねじ７４Ｙを、それぞれＸ方向駆動モータ７６ＸとＹ方向駆動モータ７６Ｙで駆動することによって、反射式の基板検出センサ７０をＸＹ両方向に移動することができるようにしたものである。

図において、７４Ｘａは、Ｘ方向ボールねじ７４Ｘのナット部、７４Ｙａは、Ｙ方向ボールねじ７４Ｙのナット部、７４Ｘｂは、Ｘ方向ボールねじ７４Ｘの軸受、７４Ｙｂは、Ｙ方向ボールねじ７４Ｙの軸受、７８は、例えば本体３０に固定された固定フレーム、８０は、Ｙ方向に移動する移動フレームである。

なお、図９においては、反射式の基板検出センサ７０が、基板８の真下から基板８を検出するようにされていたが、斜め下方から検出するような構成であっても良い。

前記実施形態においては、いずれも、基板検出センサ３６、７０が、ボールねじにより移動されていたが、基板検出センサを移動する手段はこれに限定されず、例えばリニアモータ等、他の移動手段を用いることも可能である。更に、エンコーダを設けて、基板検出センサ３６、７０の位置を検出し、フィードバック制御しても良い。

又、前記実施形態においては、いずれも、本発明が表面実装機に適用されていたが、本発明の適用対象は、これに限定されず、例えばディスペンサ等の他の機械に用いられる基板搬送装置一般に同様に適用できる。

本発明の適用対象の一例である表面実装機の全体構成を示す斜視図透過式の基板検出センサが配設された基板搬送装置を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）矢視Ｂ方向から見た側面図従来の問題点を説明するための平面図本発明の第１実施形態の構成を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）矢視Ｂ方向から見た側面図第１実施形態の制御回路を示すブロック図第１実施形態において投光部をＸ方向に移動した状態を示す平面図同じくＹ方向に移動した状態を示す平面図同じく投光部をＸ方向、受光部をＹ方向に移動した状態を示す平面図本発明の第２実施形態の構成を示す（Ａ）側面図及び（Ｂ）平面図

符号の説明

８…基板
１０…表面実装機（マウンタ）
１２…基板搬送部
３０…基板搬送装置本体
３１…搬送ベルト
３２…基板ガイド
３４…基板ストッパ
３６…（透過式）基板検出センサ
３６ａ…投光部
３６ｂ…受光部
３６ｃ…光軸
４０…Ｘ方向直動ガイド
４２…投光部取付台
４４、５４…ボールねじ
４６…投光部駆動モータ
５０…受光部ブラケット
５２…ガイドピン
５６…受光部駆動モータ
６０…移動パターン選択回路
６２…移動機能使用／不使用選択回路
６４…投光部駆動回路
６６…受光部駆動回路
６８…基板搬送条件制御回路
７０…（反射式）基板検出センサ
７２Ｘ…Ｘ方向リニアガイド
７２Ｙ…Ｙ方向リニアガイド
７４Ｘ…Ｘ方向ボールねじ
７４Ｙ…Ｙ方向ボールねじ
７６Ｘ…Ｘ方向駆動モータ
７６Ｙ…Ｙ方向駆動モータ
７８…固定フレーム
８０…移動フレーム

Claims

基板を検出するための基板検出センサを備えた基板搬送装置において、
前記基板検出センサを移動する手段と、
基板の形状に応じて、前記基板検出センサの移動パターンを選択する手段と、
前記基板検出センサの移動を制御する手段と、
前記基板検出センサの位置に応じて基板の搬送条件を変化させて、基板の停止位置を一定に保つ手段と、
を設けたことを特徴とする基板搬送装置。
前記基板検出センサの移動機能の使用又は不使用を選択する手段を更に設けたことを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。