JP5940860B2 - スクリーン印刷機 - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板に付された基板認識マークを基板認識カメラが撮像して該プリント基板の位置を認識すると共にスクリーン認識カメラがスクリーンに付されたスクリーン認識マークを撮像して該スクリーンの位置を認識し、前記プリント基板と前記スクリーンとを位置合わせして、前記スクリーン上の塗布剤をスキージを移動させることにより前記プリント基板上にパターン孔を介して塗布するスクリーン印刷機に関する。

この種のスクリーン印刷機は、例えば特許文献１などに開示されており、プリント基板の位置を認識すると共に前記スクリーンの位置を認識し、前記プリント基板と前記スクリーンとを位置合わせして、塗布剤を前記プリント基板上に塗布している。

しかしながら、前記基板認識カメラと前記スクリーン認識カメラの位置が合っていないと、基板認識カメラがプリント基板に付された基板認識マークを撮像して該プリント基板の位置を認識すると共に、スクリーン認識カメラがスクリーンに付されたスクリーン認識マークを撮像して該スクリーンの位置を認識しても、両者の認識にズレが生じる。この場合、両カメラ間のオフセットデータを作成して、極力両者の認識にズレが生じないように対応していた。

特開２００９−２８３５０４号公報

しかし、実際の生産するプリント基板（生産基板）又は生産基板とは異なる治具基板を使用してオフセットデータを作成するのでは、わざわざ生産基板又は治具基板を準備することが煩わしく、段取りにも時間が掛かり、煩わしかった。

そこで本発明は、わざわざ生産基板又は治具基板を使用しないようにして、容易に基板認識カメラ、スクリーン認識カメラ間のオフセットデータを作成することを目的とする。

このため本発明は、第１移動機構により移動される基板認識カメラと、前記第１移動機構と異なる第２移動機構により移動されるスクリーン認識カメラとを備え、プリント基板に付された基板認識マークを前記基板認識カメラが撮像すると共に前記スクリーン認識カメラがスクリーンに付されたスクリーン認識マークを撮像して、認識処理装置が前記プリント基板及び前記スクリーンの位置を認識して、前記プリント基板とスクリーンとを位置合わせして、前記スクリーン上の塗布剤をスキージを移動させることにより前記プリント基板上にパターン孔を介して塗布するスクリーン印刷機に於いて、
前記プリント基板を搬送する一対の搬送シュートに付された認識マークを前記基板認識カメラ及びスクリーン認識カメラが撮像して前記認識処理装置が認識処理して、その認識座標の差を計算する計算手段と、
この計算手段が計算した前記認識座標の差を前記基板認識カメラと前記スクリーン認識カメラとの間のオフセットデータとして格納する記憶装置とを設けたことを特徴とする。

本発明は、わざわざ生産基板又は治具基板を使用しないようにして、容易に基板認識カメラ、スクリーン認識カメラ間のオフセットデータを作成することができる。

スクリーン印刷機の正面図である。 スクリーン印刷機の要部の右側面図である。 スクリーン印刷機の制御ブロック図である。 搬送シュートの平面図である。 搬送シュートの平面図である。 オフセットデータを作成するためのフローチャート図である。

以下、本発明の具体的な実施形態を図面を参照しながら説明する。先ず、図１において、１はスクリーン印刷機で、スクリーン上の塗布剤をスキージを移動させることによりプリント基板Ｐ上、即ちランド上にスクリーンに開設された印刷用パターン孔を介して塗布する。

前記スクリーン印刷機１は、基台１１上に設置された基板支持テーブル１２と、この基板支持テーブル１２の上方に配置されたスクリーン支持手段１３と、基板支持テーブル１２とスクリーン支持手段１３の間に配置され基板支持テーブル１２によって支持されたプリント基板Ｐに対角線上の位置に付された基板認識マークＰ１、Ｐ２を撮像する第１撮像手段１４と、スクリーン支持手段１３の上方に配置されスクリーン支持手段１３に支持されたスクリーンＳに付されたスクリーン認識マークＳＭを撮像する第２撮像手段１５と、スクリーンＳの上方に配置された一対の印刷ヘッド１６Ａ、１６Ｂ（図２参照）と、プリント基板Ｐを基板支持テーブル１２上に供給する供給コンベア１７と、プリント基板Ｐを基板支持テーブル１２上から排出する排出コンベア１８と、第１及び第２撮像手段１４、１５で撮像した画像を映し出すモニタ（図示せず）とを備えている。

前記基板支持テーブル１２は、水平方向に延びるＸ軸の方向（図１参照）に移動するための第１移動機構２１と、この第１移動機構２１上に設けられ水平面内で回転するための回転機構２２と、この回転機構２２上に設けられ垂直方向に延びるＺ軸の方向に移動するための第２移動機構２３と、この第２移動機構２３上に設けられた基板支持プレート２４と、この基板支持プレート２４の上面に設けられ基板ＰをＸ軸方向に搬送する一対の搬送シュート２０Ａ、２０Ｂを備えた搬送機構とを備えている。

この一方の搬送シュート２０Ａは固定シュートで、上面には市松模様の７つのシュート認識マークＡ１〜Ａ７が一定間隔を存して付されており、他方の搬送シュート２０Ｂは可動シュートで、上面には市松模様の７つのシュート認識マークＢ１〜Ｂ７が一定間隔を存して付されている（図４、図５参照）。

前記スクリーン支持手段１３は、スクリーンＳの下面の周縁部を支持するスクリーン支持枠２５と、該スクリーン支持枠２５の上方に配置されスクリーンＳをスクリーン支持枠２５に圧接するシリンダ２６、２６と、水平方向に延びるＹ軸の方向に移動するための移動機構２７とを備えている。

前記第１撮像手段１４は、基板認識カメラ２８と、この基板認識カメラ２８をＸ軸モータ２９Ｘ及びＹ軸モータ２９ＹによりＸＹ方向に移動させる移動機構２９と、基板支持テーブル１２上の基板Ｐに光を照射する照明装置（図示せず）とを備えている。また、第２撮像手段１５は、スクリーン認識カメラ３１と、このスクリーン認識カメラ３１をＸ軸モータ３２ＸによりＸ軸方向に移動させる移動機構３２と、基板支持テーブル１２上の基板Ｐに光を照射する照明装置（図示せず）とを備えており、スクリーン認識カメラ３１は印刷ヘッド１６Ａ、１６ＢのＹ軸モータ３４Ｙを備えた移動機構３４によってＹ軸方向に移動するようになっている。

なお、図２に示すように、印刷ヘッド１６Ａ、１６ＢはＹ軸方向に間隔をおいて配置され、下端部にそれぞれスキージ３３Ａ、３３Ｂが取り付けられており、前記移動機構３４によって同時にＹ軸方向に移動すると共に垂直移動機構３５Ａ、３５Ｂによってそれぞれ個別にＺ軸方向に移動する。そして、印刷ヘッド１６Ａ、１６Ｂが図２の左方向へ移動する際には右側の印刷ヘッド１６Ａが下降してスキージ３３ＡがスクリーンＳ上を摺動し、図２の右方向へ移動する際には左側の印刷ヘッド１６Ｂが下降してスキージ３３ＢがスクリーンＳ上を摺動する。したがって、印刷ヘッド６Ａ、６Ｂの一回の往復移動で二回の印刷処理が行われる。

前記供給コンベア１７は基板支持テーブル１２を図１の左方向に移動させることによって基板支持テーブル１２と連結され、この状態で供給コンベア１７を駆動すると基板支持テーブル１２の搬送機構が連動するようになっている。また、排出コンベア１８は、基板支持テーブル１２を図１の右方向に移動させることによって基板支持テーブル１２と連結され、この状態で排出コンベア１８を駆動すると基板支持テーブル１２の搬送機構が連動するようになっている。

次に、図３のスクリーン印刷機１の制御ブロック図について、説明する。初めにスクリーン印刷機１について説明すると、４３はスクリーン印刷機１を統括制御する制御手段、計算手段、判定手段などとしての制御装置で、４４は記憶装置で、前記プリント基板Ｐに付される前記基板認識マークＰ１、Ｐ２の位置情報や、搬送シュート２０Ａ、２０Ｂに付されたシュート認識マークＡ１〜Ａ７、Ｂ１〜Ｂ７の位置情報等の種々の情報が格納されている。４６はインターフェースであり、モニタ４７、タッチパネルスイッチ４８、駆動回路４９、認識処理装置５０等が接続されている。そして、前記モニタ４７には種々の前記タッチパネルスイッチ４８が設けられ、作業者がタッチパネルスイッチ４８を操作することにより、スクリーン印刷に係る種々の設定を行うことができる。

次に、図６に示すオフセットデータ作成に係るフローチャートについて、説明する。初めに、前記基板支持テーブル１２の基板支持プレート２４の上面に設けられプリント基板ＰをＸ軸方向に搬送する一対の搬送シュート２０Ａ、２０Ｂのシュート幅を、これから生産するプリント基板Ｐの幅（搬送方向と直交する方向の幅）に段取りするように、制御装置４３が制御する（ステップＳ０１）。これは、作業管理者が、例えばモニタ４７に表示されたタッチパネルスイッチ４８を押圧操作して、これから生産するプリント基板Ｐを選択すると、制御装置４３が記憶装置４４に格納されたその選択されたプリント基板Ｐの幅データに基づいて、図示しない幅モータを駆動して前記可動シュート２０Ｂをこのプリント基板Ｐの幅に合わせて移動させる。

次に、制御装置４３は選択された生産基板であるプリント基板Ｐの基板認識マークＰ１、Ｐ２に近いシュート認識マークを、搬送シュート２０Ａ、２０Ｂに付されたシュート認識マークＡ１〜Ａ７、Ｂ１〜Ｂ７の中から各１点の2点を選択する（ステップＳ０２）。

即ち、生産基板であるプリント基板Ｐの基板認識マークＰ１、Ｐ２の位置（Ｘ方向の座標）情報とシュート認識マークＡ１〜Ａ７、Ｂ１〜Ｂ７の位置情報とに基づいて、これらプリント基板Ｐが位置決めされたときの各基板認識マークＰ１、Ｐ２に近い各シュート認識マークＡ３とＢ６や（図４参照）、Ａ５とＢ３（図５参照）が制御装置４３により選択される。このように、基板認識マークＰ１、Ｐ２に近いシュート認識マークはＡ３とＢ６や、Ａ５とＢ３とを選択することによって、生産するプリント基板Ｐや治具基板を使用する代わりに、搬送シュート２０Ａ、２０Ｂに付されたシュート認識マークを使用するものであって、作成するオフセットデータを極力誤差の少ないものとするためである。

そして、基板認識カメラ２８で前記選択された２点のシュート認識マークを撮像し、認識処理装置５０が各シュート認識マークの撮像画像を認識処理して、制御装置４３が夫々位置を認識する（ステップＳ０３）。次に、前記基板支持テーブル１２の第２移動機構２３を駆動させて、プリント基板Ｐを支持する基板支持プレート２４を印刷位置まで上昇させるように、制御装置４３が制御する（ステップＳ０４）。

そして、スクリーン認識カメラ３１で前記選択された２点のシュート認識マークを撮像し、認識処理装置５０が撮像画像を認識処理して、制御装置４３がこのシュート認識マークの位置を認識する（ステップＳ０５）。

次に、基板認識カメラ２８とスクリーン認識カメラ３１とによる前記選択された２点のシュート認識マークの位置座標の差から、選択されたプリント基板Ｐの基板認識マークＰ１、Ｐ２を位置合わせするための補正量を、制御装置４３が計算して基板認識カメラ２８とスクリーン認識カメラ３１との間のオフセットデータとして、記憶装置４４に格納して（ステップＳ０６）、終了する。

このようにして、わざわざ生産基板や治具基板を使用しないようにして、容易に基板認識カメラ２８、スクリーン認識カメラ３１間のオフセットデータを作成することができる。即ち、基板認識カメラ２８とスクリーン認識カメラ３１のスクリーン印刷機１への組付け位置の誤差であるオフセットデータを作成し、記憶装置４４に格納することができ、わざわざ生産基板や治具基板を使用せず、またその段取り作業が不要である。

次に、スクリーン印刷機１の動作を説明する。先ず、プリント基板Ｐを供給コンベア１７上に載置すると、フォトセンサ（図示せず）がこれを検知して基板ストッパ（図示せず）が下降し、基板Ｐを搬送中に動かないように押さえる。次に、基板支持テーブル１２が図１の左方向に移動し、供給コンベア１７と連結される。

そして、供給コンベア１７が駆動され、これに基板支持テーブル１２の搬送機構が連動して搬送シュート２０Ａ、２０Ｂに案内されて基板Ｐが基板支持テーブル１２上に搬送され、所定位置に達すると供給コンベア１７が停止する。そして、位置決め機構（図示せず）によって基板Ｐが基板支持テーブル１２上に位置決めされた後、基板支持テーブル１２が右方向に移動して最初の位置（以下、「原点位置」と称する。）に復帰する。

次に、第１撮像手段１４の基板認識カメラ２８がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動してプリント基板Ｐの対角線上の位置の二個の基板認識マークＰ１、Ｐ２を撮像し、その画像は認識処理装置５０により認識処理される。そして、制御装置４３が認識処理装置５０の認識処理結果から基板認識マークＰ１、Ｐ２の位置座標を得て、この位置情報を記憶装置４４に格納させる。

また、第２撮像手段１５のスクリーン認識カメラ３１がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動してスクリーンＳ上に付された二個のスクリーン認識マークを撮像し、その画像は認識処理装置５０により認識処理される。そして、制御装置４３が認識処理装置５０の認識処理結果からスクリーン認識マークの位置座標を得て、この位置情報を記憶装置４４に格納させる。

そして、制御装置４３は記憶装置４４に格納された基板認識マークＰ１、Ｐ２の位置と各スクリーン認識マークの位置とを比較してプリント基板ＰとスクリーンＳとを相対的に位置決めさせるべき位置ズレ量を算出して、記憶装置４４に格納させる。

従って、このズレ量に基づいて、制御装置４３は基板支持テーブル１２の移動機構２１、回転機構２２、スクリーン支持手段１３の移動機構２７を駆動回路４９を介して駆動し、プリント基板ＰとスクリーンＳの相対的な位置ズレを補正して、位置決めする。この場合、記憶装置４４に格納された基板認識カメラ２８とスクリーン認識カメラ３１との間のオフセットデータを前記位置ズレ量に加味して、制御装置４３はプリント基板ＰとスクリーンＳの相対的な位置ズレを補正して、位置決めする。

次に、印刷ヘッド１６Ａ、１６Ｂの一方が、例えば右側の印刷ヘッド１６Ａが垂直移動機構３５Ａにより下降して、スキージ３３Ａが移動機構３４によってＹ軸方向に移動して、スキージ３３ＡがスクリーンＳ上を摺動することによりスクリーンＳに開設された印刷用パターン孔Ｈを介して塗布剤である半田ペーストをプリント基板ＰのランドＬ上に塗布する。

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

１ スクリーン印刷機
２０Ａ、２０Ｂ 搬送シュート
２８ 基板認識カメラ
３１ スクリーン認識カメラ
４３ 制御装置
４４ 記憶装置
Ｐ１、Ｐ２ 基板認識マーク
Ａ１〜Ａ７ シュート認識マーク
Ｂ１〜Ｂ７ シュート認識マーク
Ｓ スクリーン

Claims (1)

1. 第１移動機構により移動される基板認識カメラと、前記第１移動機構と異なる第２移動機構により移動されるスクリーン認識カメラとを備え、プリント基板に付された基板認識マークを前記基板認識カメラが撮像すると共に前記スクリーン認識カメラがスクリーンに付されたスクリーン認識マークを撮像して、認識処理装置が前記プリント基板及び前記スクリーンの位置を認識して、前記プリント基板とスクリーンとを位置合わせして、前記スクリーン上の塗布剤をスキージを移動させることにより前記プリント基板上にパターン孔を介して塗布するスクリーン印刷機に於いて、
   前記プリント基板を搬送する一対の搬送シュートに付された認識マークを前記基板認識カメラ及びスクリーン認識カメラが撮像して前記認識処理装置が認識処理して、その認識座標の差を計算する計算手段と、
   この計算手段が計算した前記認識座標の差を前記基板認識カメラと前記スクリーン認識カメラとの間のオフセットデータとして格納する記憶装置とを設けたことを特徴とするスクリーン印刷機。

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