JP5998356B2

JP5998356B2 - 基板搬送装置および搬送ベルトの保守点検方法

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Publication number: JP5998356B2
Application number: JP2013028692A
Authority: JP
Inventors: 道明馬渡
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-02-18
Filing date: 2013-02-18
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2033-02-18
Also published as: CN103991693A; JP2014157962A; CN103991693B

Description

本発明は、電子部品実装用装置に用いられる基板搬送装置および基板搬送装置において搬送ベルトの保守点検を行う搬送ベルトの保守点検方法に関するものである。

電子部品を基板に実装する部品実装ラインに用いられる電子部品実装用装置には、基板搬送機構によって搬送された基板を位置決めするための基板位置決め機構が設けられている。基板搬送機構としては水平走行する搬送ベルトによって基板を移動させる方式が多用されており、このような搬送ベルト方式の基板搬送機構における基板位置決め機構として、搬送ベルトの側方に配置された基板検出センサの検出信号に基づいて基板の停止位置制御を行うセンサ方式のものが知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献例に示す先行技術では、投光器と受光器を備えた遮光式センサを用い、投光器からの検査光が搬送ベルト上の基板により遮光されたことを受光器が検知することによって基板の通過を検出するようにしている。

特開２００９−１７３４３３号公報

しかしながら上述の先行技術例を含め、搬送ベルトを用いた従来の基板搬送機構には、搬送ベルトの汚損や経時劣化などに起因する基板の誤検出の発生を有効に防止することが難しいという難点があった。すなわち基板搬送用の搬送ベルトとしては一般にファイバ素材を含む樹脂ベルトが用いられることから、使用継続中に異物の付着や毛羽立ちなど、基板検出センサの誤検出を誘発する状態が生じやすい。このような状態を排除するには、付着異物や毛羽立ちの除去を目的とした保守点検を所定インターバルで行う必要がある。

ところが検出対象の基板が薄型化するに伴い、高検出精度のセンサが用いられるようになっていることから、除去対象となる異物等を目視で確認することが難しくなっている。このため異物除去を目的とした保守点検作業において、除去対象部位の特定に手間と時間を要し、保守点検作業を効率よく容易に行うことが困難であった。

そこで本発明は、搬送ベルトを用いた基板搬送機構において、誤検出の要因の除去を目的とした保守点検作業を効率よく容易に行うことができる基板搬送機構および基板搬送機構における搬送ベルトの保守点検方法を提供することを目的とする。

本発明の基板搬送装置は、基板に電子部品を実装するための部品実装用作業を行う電子部品実装用装置において、前記基板を搬送ベルトによって搬送する基板搬送装置であって、前記搬送ベルトを駆動するベルト駆動機構と、前記搬送ベルトによる基板搬送方向を横切る方向に検出光軸を配置して配設され、搬送ベルトの上面に存在する検出対象物を前記検出光軸によって光学的に検出する検出センサと、前記検出センサによる検出結果に基づいて前記ベルト駆動機構を制御するとともに、報知部に前記検出結果に応じた所定の報知を行わせる制御部と、前記制御部による制御モードとして、前記基板搬送装置に前記部品実装用作業のための基板搬送を実行させる実装用作業モードおよび除去対象となる異物としての前記検出対象物を検出するための保守点検作業モードを記憶する制御モード記憶部とを備え、前記保守点検作業モードにおいて、前記検出センサが前記異物としての検出対象物を検出したならば、前記ベルト駆動機構を停止させるとともに前記報知部によってその旨を報知し、前記制御部は、作業者による検出された前記検出対象物を除去した旨の入力に基づいて、前記搬送ベルトを１周させて前記検出対象物が実際に除去されたか否かを確認する。

本発明の搬送ベルトの保守点検方法は、基板に電子部品を実装するための部品実装用作業を行う電子部品実装用装置において、前記基板を搬送する基板搬送装置に用いられる搬送ベルトを保守点検する搬送ベルトの保守点検方法であって、前記基板搬送装置は、前記搬送ベルトを駆動するベルト駆動機構と、前記搬送ベルトによる基板搬送方向を横切る方向に検出光軸を配置して配設され、搬送ベルトの上面に存在する検出対象物を前記検出光軸によって光学的に検出する検出センサと、前記検出センサによる検出結果に基づいて前記ベルト駆動機構を制御するとともに、報知部に前記検出結果に応じた所定の報知を行わせる制御部とを備え、除去対象となる異物としての前記検出対象物を検出するための保守点検作業は、前記搬送ベルトに基板が載置されていない状態で前記搬送ベルトを駆動させるベルト駆動工程と、前記ベルト駆動工程において異物としての前記検出対象物を検出したならば前記搬送ベルトを停止させるベルト停止工程と、前記検出センサが前記検出対象物を検出した旨を報知する報知工程とを含み、報知された前記検出対象物を除去した旨の入力がなされたならば、前記搬送ベルトを１周させて前記検出対象物が実際に除去されたか否かを確認する。

本発明によれば、搬送ベルトによる基板搬送方向を横切る方向に検出光軸を配置して配設され搬送ベルトの上面に存在する検出対象物を光学的に検出する検出センサによる基板の検出結果に基づいてベルト駆動機構を制御する構成において、制御部による制御モードとして、検出センサが異物としての検出対象物を検出したならば、ベルト駆動機構を停止させるとともに報知部によってその旨を報知する保守点検作業モードを設けることにより、搬送ベルトを用いた基板搬送機構において、誤検出の要因の除去を目的とした保守点検作業を効率よく容易に行うことができる。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の基板搬送機構の説明図本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の基板搬送機構における基板検出センサの機能説明図本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における搬送ベルトの保守点検方法を示す動作説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、基板に電子部品を実装するための部品実装用作業を行う電子部品実装用装置としての電子部品実装装置１の構造を説明する。図１において、基台２の中央には、基板搬送機構３が配置されている。基板搬送機構３は２条の搬送レール３ａを備えており、実装対象となる基板４を上流側から受け取り、Ｘ方向（基板搬送方向）に搬送して位置決めする。基板搬送機構３の両側には、それぞれ部品供給部５が配置されており、部品供給部５には複数のテープフィーダ６が並設されている。テープフィーダ６は実装対象となる電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、以下に説明する部品搭載機構による取り出し位置に供給する。

基台２上面のＸ方向の端部にはＹ軸移動テーブル７が配設されており、Ｙ軸移動テーブル７には２つのＸ軸移動テーブル８が、Ｙ方向へ移動自在に装着されている。さらにＸ軸移動テーブル８には、それぞれ搭載ヘッド９がＸ方向へ移動自在に装着されている。搭載ヘッド９は複数の単位搭載ヘッド９ａを備えた多連型ヘッドであり、単位搭載ヘッド９ａは下端部に電子部品を吸着保持する吸着ノズル（図示省略）を備えている。Ｙ軸移動テーブル７、Ｘ軸移動テーブル８を駆動することにより、搭載ヘッド９はＸ方向・Ｙ方向に移動し、部品供給部５のテープフィーダ６から電子部品を吸着ノズルによって取り出して、基板搬送機構３に位置決め保持された基板４にこの電子部品を移送搭載する。上記構成においてＹ軸移動テーブル７、Ｘ軸移動テーブル８および搭載ヘッド９は、部品供給部５から搭載ヘッド９によって電子部品を取り出して基板搬送機構３によって位置決め保持された基板４に移送搭載する部品搭載機構１０を構成する。

Ｙ軸移動テーブル７の下面には搭載ヘッド９と一体的に移動する基板認識カメラ１１が装着されており、搭載ヘッド９とともに基板搬送機構３に位置決めされた基板４の上方に移動した基板認識カメラ１１は、基板４の任意位置を撮像する。本実施の形態においては、基板認識カメラ１１は基板４に形成された位置認識マーク４ａを撮像して位置を認識することにより、基板４の位置決め時の位置ずれを検出するようにしている。

搭載ヘッド９が部品供給部５から基板搬送機構３へ移動する移動経路には、部品認識カメラ１２が配設されている。電子部品を吸着保持した搭載ヘッド９が部品認識カメラ１２の上方を移動することにより、吸着ノズルによって保持された状態の電子部品が部品認識カメラ１２によって認識される。部品搭載機構１０による部品搭載時には、基板認識カメラ１１による基板認識結果および部品認識カメラ１２による部品認識結果に基づいて、基板４における搭載位置が補正される。上記構成において、基板認識カメラ１１は搭載ヘッド９と一体的に移動し基板４を上方から撮像して認識する基板認識手段となっている。

次に図２を参照して、基板搬送機構３の構成および機能を説明する。図２（ａ）において、基板搬送機構３は２条の搬送レール３ａに沿ってＸ方向に配設された搬送ベルト１３を備えている。図２（ｂ）に示すように、搬送ベルト１３は搬送レール３ａの両端部に配置された２つのプーリ１３ａおよびモータを駆動源とするベルト駆動機構１４の駆動プーリ１４ａに調帯されている。ベルト駆動機構１４を駆動することにより、搬送ベルト１３が搬送レール３ａに沿って水平移動し、搬送ベルト１３の上面に載置された基板４はＸ方向に搬送される。

基板搬送機構３による搬送経路には、搭載ヘッド９の移動可能な範囲、すなわち部品搭載機構１０による部品搭載が可能な実装作業領域に対応して、実装ステージ［Ｓ］が設定されている。実装ステージ［Ｓ］には、下受け部材１５ａを昇降機構１５ｂによって昇降させる（矢印ｂ）構成の基板下受け部１５が設けられている。下受け部材１５ａの上面には、基板４の下面に当接して下受け支持する複数の下受けピン１５ｃが立設されている。実装ステージ［Ｓ］に搬入されて所定の目標停止位置Ｅ（ここに示す例では実装ステージ［Ｓ］の前縁線）に前端面４ｂを合わせて停止した基板４に対して下受け部材１５ａを上昇させることにより、基板４は下面側から昇降自在な下受けピン１５ｃによって下受け支持される。

基板搬送機構３の搬送レール３ａには、目標停止位置Ｅから上流側に所定距離隔てた位置に第１の基板検出センサ１７が、さらに目標停止位置Ｅから上流・下流両方向にそれぞれ間隔ｄだけ隔てた２位置に、第２の基板検出センサ１８および第３の基板検出センサ１９が、搬送ベルト１３による基板搬送方向（Ｘ方向）を横切る方向（Ｙ方向）に検出光軸を配置して配設されている。第１の基板検出センサ１７、第２の基板検出センサ１８、第３の基板検出センサ１９はいずれも投光部１７ａ、１８ａ、１９ａおよび受光部１７ｂ、１８ｂ、１９ｂを備えた透過型の光学センサである。

これらの光学センサは、投光部１７ａ、１８ａ、１９ａから投光された検査光を受光部１７ｂ、１８ｂ、１９ｂが受光する受光度合いによって、搬送ベルト１３の上面に存在する検出対象物を検出光軸によって光学的に検出する機能を有している。第１の基板検出センサ１７、第２の基板検出センサ１８、第３の基板検出センサ１９による検出信号は、検出処理部２３（図４参照）に伝達され、検出処理部２３によって基板４や除去すべき異物の有無が検出される。

基板４の搬送過程において第１の基板検出センサ１７が基板４を検出することにより、基板４を位置決めするための減速開始タイミングが規定される。また第２の基板検出センサ１８が基板４を検出することにより、基板４を目標停止位置Ｅに停止させる基板停止動作が開始される。そして第３の基板検出センサ１９が基板４を検出することにより、基板４が目標停止位置Ｅを許容範囲を超えてオーバランしたことが検出される。

図３を参照して、これらの光学センサの検出機能を説明する。まず図３（ａ）は、これらの光学センサの本来機能である基板検出機能を示している。すなわちこの場合には検出対象物は搬送ベルト１３上の基板４であり、光学センサの光軸位置における基板４の存否は、投光部１７ａから投光された検査光（矢印ｂ）が基板４に遮光されずに受光部１７ｂへ入射光（矢印ｃ）として受光されるか否かによって検出される。したがってこれらの光学センサの検出信号を監視することにより、搬送ベルト１３によって搬送された基板４の前端面４ｂ（図１参照）が、これらの光学センサのそれぞれの検出光軸を通過する位置に到達したことを検出することができる。

図３（ｂ）、（ｃ）は、これらの光学センサの検出対象物が、搬送ベルト１３の上面において除去対象となる異物である場合を示している。すなわち図３（ｂ）に示す例では、搬送ベルト１３の上面に油脂分などの付着物が付着異物１６Ａとして付着しており、付着異物１６Ａが上述の光学センサの光軸位置に存在する場合には、同様に検査光が遮光されるため基板４を検出する場合と同様の検出信号が発信され、基板４の誤検出を招く。また図３（ｃ）に示す例では、ファイバ素材を含む樹脂製の搬送ベルト１３の上面から材質の劣化などによって、ファイバ素材の一部が解れて延出した毛羽立ち１６Ｂが生じた状態となっており、毛羽立ち１６Ｂが光学センサの光軸位置に存在する場合には、同様に基板４の誤検出を招く。

このような搬送ベルト１３の上面の異物に起因する基板４の誤検出を防止するため、本実施の形態においては、以下に説明するように、搬送ベルト１３の上面に存在する検出対象物としての異物を、検出センサの検出光軸によって光学的に検出して作業者に報知するための保守点検作業モードを、動作モードとして備えるようにしている。そして上記検出を行うための検出センサとして、部品実装用作業のための基板搬送機構３による基板搬送において基板４を検出する第１の基板検出センサ１７、第２の基板検出センサ１８、第３の基板検出センサ１９を用いるようにしている。もちろん、異物検出を目的とした検出センサをこれらの基板検出センサとは別個に設けるようにしてもよい。

次に図４を参照して制御系の構成を説明する。ここでは、電子部品実装装置１の制御機能のうち、基板４を基板搬送機構３の搬送ベルト１３によって搬送する機能に関連した機能についてのみ示している。制御部２０は、制御モード記憶部２１に記憶された実装用作業モード２１ａ、保守点検作業モード２１ｂに基づいて以下の各部を制御することにより、基板４の搬送や搬送ベルト１３や保守点検などの作業が実行される。実装用作業モード２１ａは、基板搬送機構３に部品実装用作業のための基板搬送を実行させる定常作業の作業モードであり、保守点検作業モード２１ｂは、搬送ベルト１３の上面に存在し除去対象とすべき異物としての検出対象物を検出するための作業モードである。

機構駆動部２２は、制御部２０に制御されて、基板搬送機構３のベルト駆動機構１４、基板下受け部１５を駆動する。検出処理部２３は、第１の基板検出センサ１７、第２の基板検出センサ１８および第３の基板検出センサ１９の検出信号に基づいて、基板４や除去対象となる異物などの検出対象物を検出する処理を行い、検出結果は制御部２０に送られる。

表示部２４は液晶パネルなどの表示装置であり、電子部品実装装置１の稼働のための各種の表示のほか、本実施の形態においては、搬送ベルト１３に除去対象の異物を検出した検出結果を報知する異物検出報知画面２４ａ（図５参照）を表示する。したがって表示部２４は、異物を検出した検出結果に応じた所定の報知を行う報知部として機能する。操作・入力部２５は、キーボードやマウスなどの入力装置であり、ここでは検出された異物の除去完了を異物検出報知画面２４ａ上でタッチパネル操作により入力する機能が含まれる。

制御部２０は、検出処理部２３から送られる検出結果に基づいてベルト駆動機構１４、表示部２４を制御することにより、実装用作業モード２１ａ、保守点検作業モード２１ｂによる各作業を実行する。そして保守点検作業モード２１ｂにおいて、第１の基板検出センサ１７、第２の基板検出センサ１８および第３の基板検出センサ１９が異物としての検出対象物を検出したならば、ベルト駆動機構１４を停止させるとともに、報知部としての表示部２４に検出結果に応じた所定の異物検出報知画面２４ａを表示させて、その旨を報知するようにしている。

上記構成において、ベルト駆動機構１４を有する基板搬送機構３、第１の基板検出センサ１７、第２の基板検出センサ１８および第３の基板検出センサ１９ならびに制御部２０は、搬送ベルト１３によって基板４を搬送する基板搬送装置を構成している。

次に図５を参照して、上述構成の基板搬送装置に用いられる搬送ベルト１３を保守点検する搬送ベルトの保守点検方法について説明する。この保守点検作業は、除去対象となる付着異物１６Ａや毛羽立ち１６Ｂなどの検出対象物を検出するために行われ、制御部２０が保守点検作業モード２１ｂを選択することにより実行される。図５（ａ）に示すように、搬送ベルト１３には付着異物１６Ａや毛羽立ち１６Ｂなどの異物が特定部位に付着しており、これら異物を検出するために、まず搬送ベルト１３に基板４が載置されていない状態で、搬送ベルト１３を駆動させる（ベルト駆動工程）。すなわち、搬送ベルト１３を所定方向に移動させて（矢印ｄ）、付着異物１６Ａや毛羽立ち１６Ｂを搬送ベルト１３とともに移動させる。

そしてこのベルト駆動工程において、図５（ｂ）に示すように、付着異物１６Ａや毛羽立ち１６Ｂが下流側へ移動して（矢印ｅ）、最上流に位置する第１の基板検出センサ１７によって検出されたならば、搬送ベルト１３を停止させる（ベルト停止工程）。すなわち第１の基板検出センサ１７による検出信号は検出処理部２３によって処理されて異物を検出した旨の検出結果が出力され、制御部２０はこの検出結果を受けて搬送ベルト１３を停止すべくベルト駆動機構１４を制御する。

そしてこのベルト停止とともに、表示部２４には図５（ｃ）に示す異物検出報知画面２４ａが表示され、これにより第１の基板検出センサ１７が検出対象物を検出した旨が作業者に報知される（報知工程）。異物検出報知画面２４ａには、搬送ベルト１３に配設されたいずれの基板検出センサによって異物が検出されたかを示す検出位置表示欄２６が設けられている。検出位置表示欄２６に各基板検出センサに対応して設けられた検出表示枠２７、２８、２９には、異物の検出結果に応じて反転表示等の所定の表示がなされる。

ここでは、第１の基板検出センサ１７に対応した検出表示枠２７が反転表示されており、作業者はこの表示を視認することにより、実際の基板搬送機構３において除去を必要とする異物の存在位置（ここでは第１の基板検出センサ１７の検出光軸近傍）を容易に確認することができる。これにより、単純な目視点検では視認することが困難な微細異物が除去対象となる場合にあっても、異物の確認を容易に行うことが可能となっている。そしてこの報知を承けた作業者は基板搬送機構３にアクセスして異物を除去する作業を行い、除去が完了した後には異物検出報知画面２４ａにて除去完了ボタン３０を操作して、除去完了した旨を入力する。

この後、上述の保守点検作業において検出された異物が実際に除去されたか否かを確認する（作業確認工程）。すなわち、異物を作業者が除去した旨が異物検出報知画面２４ａ上で入力されたならば、図５（ｄ）に示すように、ベルト駆動機構１４を駆動して基板搬送機構３を１周させるように搬送ベルト１３を移動させ、各基板検出センサのいずれによっても除去対象となる異物が検出されないことを確認する。これにより、除去対象となる付着異物１６Ａや毛羽立ち１６Ｂなどの検出対象物を検出して除去する搬送ベルト１３の保守点検作業が完了する。

上記説明したように、本実施の形態に示す基板搬送装置においては、搬送ベルト１３による基板搬送方向を横切る方向に検出光軸を配置して配設され搬送ベルト１３の上面に存在する検出対象物を光学的に検出する検出センサによる検出結果に基づいてベルト駆動機構１４を制御する構成において、制御部２０による制御モードとして、検出センサが異物としての検出対象物を検出したならば、ベルト駆動機構１４を停止させるとともに表示部２４の異物検出報知画面２４ａによってその旨を報知する保守点検作業モードを設けるようにしている。これにより、搬送ベルト１３を用いた基板搬送機構３において、搬送ベルト１３に付着した異物など誤検出の要因の除去を目的とした保守点検作業を効率よく容易に行うことができる。

本発明の基板搬送装置および搬送ベルトの保守点検方法は、搬送ベルトを用いた基板搬送機構において、誤検出の要因の除去を目的とした保守点検作業を効率よく容易に行う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おいて有用である。

１電子部品実装装置
３基板搬送機構
４基板
１３搬送ベルト
１６Ａ付着異物
１６Ｂ毛羽立ち
１７第１の基板検出センサ
１８第２の基板検出センサ
１９第３の基板検出センサ
１７ａ、１８ａ，１９ａ投光部
１７ｂ、１８ｂ，１９ｂ受光部

Claims

基板に電子部品を実装するための部品実装用作業を行う電子部品実装用装置において、前記基板を搬送ベルトによって搬送する基板搬送装置であって、
前記搬送ベルトを駆動するベルト駆動機構と、
前記搬送ベルトによる基板搬送方向を横切る方向に検出光軸を配置して配設され、搬送ベルトの上面に存在する検出対象物を前記検出光軸によって光学的に検出する検出センサと、
前記検出センサによる検出結果に基づいて前記ベルト駆動機構を制御するとともに、報知部に前記検出結果に応じた所定の報知を行わせる制御部と、
前記制御部による制御モードとして、前記基板搬送装置に前記部品実装用作業のための基板搬送を実行させる実装用作業モードおよび除去対象となる異物としての前記検出対象物を検出するための保守点検作業モードを記憶する制御モード記憶部とを備え、
前記保守点検作業モードにおいて、前記検出センサが前記異物としての検出対象物を検出したならば、前記ベルト駆動機構を停止させるとともに前記報知部によってその旨を報知し、
前記制御部は、作業者による検出された前記検出対象物を除去した旨の入力に基づいて、前記搬送ベルトを１周させて前記検出対象物が実際に除去されたか否かを確認することを特徴とする基板搬送装置。
前記異物は、前記搬送ベルトの上面に付着した付着異物、または、前記搬送ベルトの毛羽立ちであることを特徴とする請求項１記載の基板搬送装置。
前記部品実装用作業のための基板搬送において基板を検出する基板検出センサが前記検出センサを兼ねることを特徴とする請求項１または２に記載の基板搬送装置。
基板に電子部品を実装するための部品実装用作業を行う電子部品実装用装置において、前記基板を搬送する基板搬送装置に用いられる搬送ベルトを保守点検する搬送ベルトの保守点検方法であって、
前記基板搬送装置は、前記搬送ベルトを駆動するベルト駆動機構と、前記搬送ベルトによる基板搬送方向を横切る方向に検出光軸を配置して配設され、搬送ベルトの上面に存在する検出対象物を前記検出光軸によって光学的に検出する検出センサと、前記検出センサによる検出結果に基づいて前記ベルト駆動機構を制御するとともに、報知部に前記検出結果に応じた所定の報知を行わせる制御部とを備え、
除去対象となる異物としての前記検出対象物を検出するための保守点検作業は、
前記搬送ベルトに基板が載置されていない状態で前記搬送ベルトを駆動させるベルト駆動工程と、
前記ベルト駆動工程において異物としての前記検出対象物を検出したならば前記搬送ベルトを停止させるベルト停止工程と、
前記検出センサが前記検出対象物を検出した旨を報知する報知工程とを含み、
報知された前記検出対象物を除去した旨の入力がなされたならば、前記搬送ベルトを１周させて前記検出対象物が実際に除去されたか否かを確認することを特徴とする搬送ベルトの保守点検方法。
前記異物は、前記搬送ベルトの上面に付着した付着異物、または、前記搬送ベルトの毛羽立ちであることを特徴とする請求項４記載の搬送ベルトの保守点検方法。
前記部品実装用作業のための基板搬送において基板を検出する基板検出センサを前記検出センサとして用いることを特徴とする請求項４または５に記載の搬送ベルトの保守点検方法。