JP6429789B2

JP6429789B2 - 回路基材支持システム

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Publication number: JP6429789B2
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Inventors: 茂人大山; 淳飯阪
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Description

本発明は、予め定められた作業を行うために回路基材を支持する回路基材支持システムに関するものである。

下記の特許文献１には、基板搭載テーブルの４隅にそれぞれ圧力センサが設けられ、基板搭載テーブルの水平度が検出される基板支持システムが記載されている。作業者によりダイヤルゲージ等を用いて基板搭載テーブルの水平度が調整された状態で治具ノズルが原位置から下降させられ、基板搭載テーブルに当接させられる。それにより圧力センサの検出値が所定値となることに基づいて、当接時における治具ノズルの原位置からの距離が取得される。この距離は基板搭載テーブルの３つ以上の位置において取得され、基板搭載テーブルの一定期間の使用後における水平度の悪化の判定等に使用される。

特開２００８−２０５３３９号公報

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、より実用性の高い回路基材支持システムの提供を課題とする。

上記の課題を解決するための前提となる回路基材支持システムは、回路基材に対して予め定められた作業を行う対回路基材作業機に設けられて回路基材を支持する基材支持装置を含む回路基材支持システムの前記基材支持装置を、(a)一平面に平行な方向の位置を互いに異にする複数の基材支持部と、(b)それら複数の基材支持部の各々に対する前記一平面に直角な方向の荷重を検出する複数の荷重検出部と、それら複数の基材支持部の各々の前記一平面に直角な方向の位置を検出する複数の位置検出部との少なくとも一方とを含むものである。
後述の実施形態におけるように、複数の基材支持部の各々において、荷重と位置との両方がそれぞれ任意に制御可能な回路基材支持システムが特に利用価値が高く、複数の荷重検出部と複数の位置検出部との両方を含むことが望ましいが、必ずしも不可欠ではない。
例えば、荷重の如何は問わず位置がそれぞれ任意に制御可能なもの、あるいは、位置は任意に制御できないが荷重は各基材支持部について任意に制御可能なものも、それぞれ利用価値があり、それら回路基材支持システムは、それぞれ、複数の位置検出部と複数の荷重検出部との一方を含むものとされればよい。
上記前提に基づき、本発明に係る回路基材支持システムは、
回路基材に対して予め定められた作業を行う対回路基材作業機に設けられて回路基材を支持する基材支持装置を含む回路基材支持システムであって、
前記基材支持装置が、
一平面に平行な方向の位置を互いに異にする複数の基材支持部と、
それら複数の基材支持部の各々に対する前記一平面に直角な方向の荷重を検出する複数の荷重検出部と、
それら複数の基材支持部の各々の前記一平面に直角な方向の位置を検出する複数の位置検出部と
を含み、
当該回路基材支持システムが、前記複数の基材支持部の前記一平面に直角な方向の荷重と位置とを制御する基材支持部移動制御装置を含むことを特徴とする。

回路基材には、例えば、(1)未だ電子部品が装着されていないプリント配線板、(2)一方の面に電子部品が搭載されるとともに電気的に接合され、他方の面には電子部品が未装着であるプリント回路板、(3)ベアチップが搭載され、チップ付基板を構成する基材、 (4)ボールグリッドアレイを備えた電子部品が搭載される基材、(5)平板状ではなく三次元形状を有する基材、(6)ＩＣパッケージを組み立てる際にダイが搭載される基材等が含まれる。
対回路基材作業機には、例えば、電子部品装着機，スクリーン印刷機，接着剤塗布機，回路基材検査機等が含まれる。
一平面は、水平面でもよく、水平面に対して傾斜したあるいは直角な平面でもよい。一平面が水平面である場合には、鉛直方向における荷重と位置との少なくとも一方が検出される。

本発明に係る回路基材支持システムによれば、例えば、何らかの事情により対回路基材作業装置や作業ヘッドに荷重検出部や位置検出部を設けることができない場合でも、作業時における基材支持部に対する荷重と基材支持部の位置との少なくとも一方を検出することができる。それにより、例えば、作業時に回路基材に作用する荷重を制御し、回路基材の損傷等を生じることなく、作業を行うようにすることができる。

本発明の実施形態である回路基板支持システムを含む電子部品装着機を示す平面図である。上記電子部品装着機の装着装置を示す背面図（一部断面）である。上記回路基板支持システムの回路基板支持装置を示す側面図（一部断面）である。上記電子部品装着機の制御装置を概念的に示すブロック図である。上記回路基板支持システムによる回路基板の支持を説明する図である。上記回路基板への電子部品の装着時における４つの基板支持ユニットの各支持力の設定を説明する図である。本発明の別の実施形態である回路基板支持システムの回路基板支持装置を概略的に示す平面図である。図７に示す回路基板支持装置を示す側面図（一部断面）である。本発明のさらに別の実施形態である回路基板支持システムの回路基板支持部材を示す図であり、図９(a)は平面図、図９(b)は正面図である。

以下、本発明のいくつかの実施形態を図を参照しつつ説明する。なお、本発明は下記実施形態の他、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。

図１に電子部品装着機（以後、装着機と略称する）を示す。本実施形態の装着機は、装着機本体１０，回路基材搬送装置たる回路基板搬送装置１２（以後、基板搬送装置１２と略称する），回路基材支持システムたる回路基板支持システム１４（以後、基板支持システム１４と略称する），部品供給装置１６，対回路基材作業装置たる装着装置１８，マーク撮像装置２０，部品撮像装置２２および制御装置２４（図４参照）を含む。

基板搬送装置１２は、図３に示すようにコンベヤの一種であるベルトコンベヤ３０（以後、コンベヤ３０と略称する）を備えている。コンベヤ３０は、一対のコンベヤベルト３２をベルト周回装置３４（図４参照）によって周回させることにより、コンベヤベルト３２上に載置された回路基板３６（以後、基板３６と略称する）を水平な方向に搬送する。本実施形態においては、「回路基板」はプリント配線板およびプリント回路板の総称とする。基板３６は平板状を成し、その上面であって、電子部品が装着されるべき被作業面たる被装着面３８と、その下面であって、基板支持システム１４により支持される被支持面３９とは互いに平行である。基板３６はコンベヤベルト３２上に直接載置され、水平な姿勢で搬送される。本実施形態においては、基板３６の搬送方向（以後、基板搬送方向と略記する）をＸ軸方向、コンベヤ３０により搬送される基板３６の被装着面３８に平行な一平面であって、水平な一平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と直交する方向であって、鉛直方向ないし上下方向をＺ軸方向とする。また、図１に示すように、部品供給装置１６は部品フィーダたる複数のテープフィーダ４０（以後、フィーダ４０と略称する）を含む。

装着装置１８は、作業ヘッドたる部品装着ヘッド５０およびそれをＸ軸およびＹ軸により規定される一平面である水平面内の任意の位置へ移動させ得るヘッド移動装置５２を備えている。ヘッド移動装置５２は、Ｘ軸駆動装置５４により装着機本体１０上をＸ軸方向に移動させられるＸ軸スライド５６と、そのＸ軸スライド５６上においてＹ軸駆動装置６０によりＹ軸方向に移動させられるＹ軸スライド６２とを含んでいる。部品装着ヘッド５０はＹ軸スライド６２に保持されている。

部品装着ヘッド５０の一例を図２に示す。部品装着ヘッド５０のヘッド本体７０には、回転体７２が鉛直な回転軸線まわりに回転可能に保持されている。回転体７２には、その回転軸線を中心とする一円周上の適宜の間隔を隔てた複数の位置、本実施形態においては等角度間隔の６つの位置にそれぞれ、部品保持具保持部材たる回転昇降軸７４が、その軸線に平行な方向であって、回転体７２の回転軸線に平行な方向に摺動可能かつ自転可能に保持されている。図２には２本の回転昇降軸７４が代表的に図示され、他の回転昇降軸７４の図示は省略されている。

６本の回転昇降軸７４はそれぞれ保持具保持部たるノズル保持部７８を備え、作業具たる部品保持具の一種である吸着ノズル８０を同心にかつ着脱可能に保持している。吸着ノズル８０は、吸着管８２と、吸着管８２を軸方向に相対移動可能に保持する吸着管保持体８４とを備えている。吸着管８２は圧縮コイルスプリング（図示省略）により吸着管保持体８４から下方へ突出する向きに付勢され、ストッパ（図示省略）により突出限度を規定されている。吸着ノズル６０の電子部品８６（以後、部品８６と略称する）を吸着する吸着面８８は吸着ノズル８０の軸線に直角な一平面状を成す。部品８６には、例えば、抵抗やコンデンサ等の受動部品、ＩＣ等の能動部品、ダイ等がある。回転昇降軸７４は圧縮コイルスプリング８９（以後、スプリング８９と略称する）によって上方へ付勢されており、回転昇降軸７４の下端近傍に取り付けられたスナップリング９０が回転体７２の下面に当接することにより上昇端位置に保たれている。

回転体７２は電動モータ９１を駆動源とする回転体回転駆動装置９２により正逆両方向に任意の角度回転させられ得、６個の吸着ノズル８０が回転体７２の回転軸線まわりに旋回させられる。電動モータ９１として、例えば回転角度の制御が可能な電動回転モータの一種であるエンコーダ付きのサーボモータが使用される。電動モータとしてパルスモータ，リニアモータが使用されてもよい。以後に記載の別の電動モータについても同様である。

また、吸着ノズル８０はノズル回転駆動装置９６により任意の角度自転させられ得る。回転体７２の外周面には、一体的なギヤ９８，１００が相対回転可能に嵌合されており、ピニオン１０２を介して電動モータ１０４により回転させられ、複数のピニオン１０６を介して６本の回転昇降軸７４が一斉に自転させられ、６個の吸着ノズル８０が一斉に自転させられる。

本実施形態の部品装着ヘッド５０においては、フィーダ４０からの部品８６の受取りと基板３６への部品８６の装着とは、吸着ノズル８０の旋回軌跡の同じ位置において行われる。この位置を部品受取・装着位置と称する。６本の回転昇降軸７４のうち、回転体７２の回転により部品受取・装着位置へ旋回させられたものは、昇降駆動装置１２０によりヘッド本体７０に対して昇降させられ、吸着ノズル８０が上下方向の任意の位置へ移動させられる。

昇降駆動装置１２０は、電動モータ１２４によって送りねじ１２６が回転させられることにより、ナット１２８に固定の昇降駆動部材１３０がガイドロッド１３２に案内されつつ昇降させられるものとされている。昇降駆動部材１３０の係合部１３４が、上昇端位置に位置する回転昇降軸７４の上端面に係合（当接）し、回転昇降軸７４をスプリング８９の付勢力に抗して下降させ、上昇により回転昇降軸７４の上昇を許容する。

図１に示すように、前記マーク撮像装置２０はＹ軸スライド６２に保持されており、部品装着ヘッド５０と共に移動させられ、基板３６の被装着面３８に設けられた基準マーク１３８を撮像する。部品撮像装置２２は、装着機本体１０を構成するベッド１４０の基板搬送装置１２と部品供給装置１６との間に位置を固定して設けられ、６個の吸着ノズル８０に保持された部品８６を一度に撮像するものとされている。

基板支持システム１４を説明する。
図３に示すように、基板支持システム１４は、本実施形態においては、システム本体を構成する基台１５０と基材支持装置たる基板支持装置１５２とを含む。基板支持装置１５２は、複数、例えば３つ以上、本実施形態においては４つの基材支持ユニットたる基板支持ユニット１５４を含む。これら基台１５０および４つの基板支持ユニット１５４は、基板３６の搬送経路の下方に設けられている。基台１５０はベッド１４０上に位置を固定して設けられ、その上面であり、水平な一平面であるユニット配置面１５６上には、水平面に平行な方向に互いに隔たった４つの位置にそれぞれ基板支持ユニット１５４が設けられている。４つのユニット配置位置は、一平面を規定する３つの位置を含み、図１に概略的に示すように、基板３６の４隅の各々に対応する位置とされている。本実施形態においては、吸着ノズル８０の昇降により吸着ノズル８０と基板支持ユニット１５４とが接近，離間させられる。この接近・離間方向は鉛直方向であり、ユニット配置面１５６と直角に交差する。また、本実施形態においては、４つの基板支持ユニット１５４が配置される一平面に直角な方向は鉛直方向であり、場合によって高さ方向と称する。

図３に４つの基板支持ユニット１５４のうちの２つを示すように、それぞれ基材支持部を構成する基材支持具たる基板支持具１６０，可動部材たる昇降部材１６２，および昇降部材１６２を介して基板支持具１６０を昇降させる支持具昇降装置１６４を含む。支持具昇降装置１６４は駆動源たるアクチュエータを備えている。本実施形態においてアクチュエータは、基台１５０上に設けられて鉛直軸線まわりに回転する電動モータ１６６とされており、その電動モータ１６６の回転が運動変換装置１６８により直線運動に変換される。運動変換装置１６８は、鉛直方向に延びる送りねじ１７０とそれに螺合されたナット１７２とを含む。

昇降部材１６２は有底の円筒状を成し、その内側にナット１７２が固定されている。昇降部材１６２は、その底部を上にして送りねじ１７０に被せられるとともに、ナット１７２が送りねじ１７０に螺合されている。送りねじ１７０が電動モータ１６６によって鉛直軸線まわりに回転させられることにより、昇降部材１６２は、ガイドブロック１７６とガイドレール１７８とに案内されつつ、送りねじ１７０と同心に鉛直方向の任意の位置へ移動させられる。送りねじ１７０とナット１７２とは多数のボール１７４を介して螺合されてボールねじを構成している。また、送りねじ１７０はリードが大きく、単位回転角度に対するナット１７２の移動距離が大きいものとされ、本実施形態においてはリードが送りねじの呼び径の３倍である２条ねじとされている。なお、基材支持部を昇降させる支持部昇降装置のボールねじとして、ナットの単位移動距離に対する回転角度が大きく、小さい移動距離を制御し易い精密位置決め可能なボールねじを使用してもよい。基材支持部に作用する荷重の検出感度を高くする観点からは、送りねじのリードを大きくすることが望ましく、基材支持部の位置制御精度を高くする観点からは、送りねじのリードを小さくすることが望ましい。

基板支持具１６０は昇降部材１６２上に設けられ、４つの基板支持ユニット１５４の各基板支持具１６０は、一平面であるユニット配置面１５６に平行な方向の位置を互いに異にする。基板支持具１６０は、支持部材たる球体１８０およびゴムカップ１８２を含む。球体１８０は、昇降部材１６２に設けられた部分凹球面１８４に回転自在に支持され、上部は昇降部材１６２の上面から上方へ突出している。ゴムカップ１８２は、カップ状の吸着部１８８と、吸着部１８８の下端部から下方へ延び出させられた筒状の保持部１９０とを含む。ゴムカップ１８２は、保持部１９０の下端部において昇降部材１６２に固定されるとともに、吸着部１８８と保持部１９０との間の部分から半径方向内向きに突出させられたフランジ部１９２において球体１８０に接着により固定されている。それにより、球体１８０はゴムカップ１８２により保持され、ゴムカップ１８２の弾性変形により昇降部材１６２に対する小角度の相対回転を許容されつつ、昇降部材１６２からの離脱が防止されている。また、ゴムカップ１８２の保持部１９０およびフランジ部１９２により、球体１８０と部分凹球面１８４との間に入れられた潤滑剤の漏れが防止される。吸着部１８８は、ゴムホース１９４により負圧源１９６に接続されている。

図４に示すように制御装置２４はコンピュータ２２０を主体として構成され、駆動回路２２２を介してベルト周回装置３４の駆動源および報知装置２２４等を制御する。報知装置２２４として、例えば、表示画面に文字，図形等によりデータ等を表示する表示装置，音声報知装置，ブザー，ランプ等の少なくとも１つが使用される。また、コンピュータ２２０には、マーク撮像装置２０および部品撮像装置２２の撮像により得られたデータを処理する画像処理コンピュータ２３０，４つの基板支持ユニット１５４の各電動モータ１６６に設けられたエンコーダ２３２，他の電動モータ９１等に設けられたエンコーダ２３４，４つの電動モータ１６６の各々に供給される電流を計る電流計２３６が接続されている。

次に、基板支持システム１４による基板３６の支持および基板３６への部品装着を説明する。なお、説明が複雑になることを回避するために、６個の吸着ノズル８０および基板３６に装着される複数個の部品８６の種類は全て同じであり、かつ、吸着ノズル８０の吸着面８８は全て正確な水平面であり、部品８６の上面と下面とに相対的な傾きはないものとする。部品装着時には、基板３６は基板搬送装置１２により装着機に搬入され、４つの基板支持ユニット１５４上において停止させられる。この基板搬入時には、図３に示すように、各基板支持具１６０は下降端位置に位置し、ゴムカップ１８２に負圧が供給されず、吸着部１８８の吸着面である上端面が球体１８０より上方に位置する。その状態で４つの基板支持ユニット１５４の各昇降部材１６２が上昇させられる。各基板支持具１６０は互いに独立して上昇させられるが、全ての基板支持具１６０が、図５に示すように、予め設定された上昇端位置に位置決めされる。その際、まずゴムカップ１８２が基板３６の被支持面３９に当接し、基板３６をコンベヤベルト３２から持ち上げる。基板支持具１６０が上昇端位置まで上昇させられた状態で吸着部１８８に負圧が供給され、基板３６が吸着されて球体１８０に当接させられ、４隅において基板支持具１６０により吸着され、水平な姿勢で下方から支持される。基板支持具１６０の上昇端位置は、球体１８０により下方から支持された基板３６の被支持面３９が高さ方向において予め設定された位置に位置し、基板３６が基準高さに位置するように設定されている。基板支持具１６０の下降端位置と上昇端位置とは、エンコーダ２３２の値により記憶されている。

そして、マーク撮像装置２０が移動させられて基準マーク１３８を撮像した後、部品装着ヘッド５０が部品供給装置１６へ移動させられるとともに、６個の吸着ノズル８０が順次、部品受取・装着位置へ移動させられ、下降させられる。吸着ノズル８０は負圧の供給により部品８６を吸着し、フィーダ４０から取り出す。取出し後、部品装着ヘッド５０は部品撮像装置２２上方へ移動させられ、部品８６の撮像後、基板支持装置１５２により支持された基板３６の上方へ移動させられ、被装着面３８に設定された部品装着位置に部品８６を装着する。
この装着時には回転昇降軸７４が下降させられ、吸着ノズル８０が保持した部品８６を被装着面３８上に載置する。回転昇降軸７４の下降距離は、上昇端位置に位置する吸着ノズル８０が保持した部品８６の底面（下面）と、基準高さに位置させられた基板３６の被装着面３８との間の距離よりやや大きい距離、本実施形態においては０．３mm大きい距離に設定されている。

そのため、回転昇降軸７４は、部品８６が被装着面３８に当接した状態から更に小距離下降させられる。この下降は、吸着管８２が、吸着管保持体８４との間に配設された圧縮コイルスプリング（図示省略）の付勢力に抗して、吸着管保持体８４に対して相対的に移動することにより許容され、部品８６が基板３６に予め定められた範囲の押付力により被装着面３８に押し付けられる。部品８６および基板３６の少なくとも一方の厚さ（高さ方向の寸法）にばらつきがあっても、そのばらつきが許容範囲内のものであれば、部品８６を基板３６のパッド上に載置し、所定の押付力で押し付けることができるのである。しかし、部品８６と基板３６との少なくとも一方の厚さの誤差が許容範囲を超えているなど、なんらかの理由により、部品８６の基板３６への押付力が許容範囲を超えて大きくなろうとする場合には、基板支持システム１４による基板３６の支持高さが、基板３６を水平な姿勢に保ちつつ低くされることにより、押付力が過大となることが回避される。

以下、そのための基板支持システム１４の制御を説明する。図６に概念的に示すように、基板３６の任意の１点Ａに部品８６が装着されるとき、基板３６の４隅を支持する４つの基板支持ユニット１５４の支持力の和が部品８６の基板３６への適正押付力に等しく、かつ、それら支持力に基づいて基板３６に作用する回転モーメントの和が０となるように、４つの電動モータ１６６の作動力が制御されれば、部品８６の基板３６への押付力が適正な大きさとなる。この条件が満たされるための、各基板支持ユニット１５４の支持力は、部品８６の基板３６への適正押付力が一定であっても、上記点Ａの位置が変われば変わるため、部品８６の基板３６への装着位置毎に各基板支持ユニット１５４の支持力が予め計算されており、装着作業の開始前にコンピュータ２２０のＲＡＭに格納される。

部品８６の装着時における各基板支持ユニット１５４の支持力は、本実施形態においては電動モータ１６６への駆動電流と比例する。送りねじ１７０はリード角が大きくされるとともに、ボールねじとされているため、部品８６の押付けにより基板３６に作用する荷重は、実質的に送りねじ１７０に加えられる回転モーメント、すなわち電動モータ１６６の負荷トルクに比例し、その負荷トルクに対抗するために電動モータ１６６に供給される駆動電流に比例するのである。したがって、部品８６の装着時に、各電動モータ１６６への駆動電流が、前述のコンピュータ２２０のＲＡＭに格納されている各基板支持ユニット１５４の支持力に対応する大きさとなるとともに、各基板支持ユニット１５４の基板支持具１６０の高さ位置に対応するエンコーダ２３２の出力値が互いに等しくなるように、電動モータ１６６が制御されれば、基板３６は水平な姿勢を保ちつつ、その基板３６に対する部品８６の押付力が適正な大きさに制御されることとなる。その結果、部品８６と基板３６との少なくとも一方の厚さが設定厚さより厚いことがあっても、部品８６は設定された適正な押付力で基板３６に押し付けられ、部品８６，基板３６の破損が回避される。

回転昇降軸７４の下降端位置への下降後、吸着ノズル８０への負圧供給が停止されるとともに大気に連通させられて部品８６が開放され、回転昇降軸７４が上昇させられる。一方、４つの基板支持ユニット１５４の各基板支持具１６０は、吸着ノズル８０の上昇後、上昇端位置へ戻され、基板３６が基準高さに位置させられる。以上で、１つの部品８６の装着が終了し、以後、同じ作動の繰返しにより予定の部品８６全ての装着が終了すれば、４つの基板支持ユニット１５４の各基板支持具１６０への負圧供給が断たれるとともに、各基板支持具１６０が下降端位置へ戻され、基板３６が基板搬送装置１２に支持されて搬出される。

本実施形態においては、部品装着時の基板３６の振動を抑制することも可能である。基板３６は、部品８６が被装着面３８上に載置される際の衝撃により振動することがある。基板支持ユニット１５４では振動により基板支持具１６０が昇降するのに対し、基板支持具１６０を振動による昇降とは逆の方向に昇降させれば、振動を低減させることが可能である。そのため、基板３６に予定された全部の部品装着位置の各々について予め実験が行われ、各部品装着位置毎に部品装着時における４つの基板支持ユニット１５４の各基板支持具１６０の振動（上下動）が検出され、振動抑制データが作成される。振動抑制データは、部品当接による基板振動時と同じ振幅で逆の向きに基板支持具１６０を昇降させるように作成される。振動抑制制御は、部品８６の基板３６への当接と共に開始され、荷重制御と合わせて行われる。

予め実験により取得される振動が、基板支持具１６０の昇降により抑制することができない場合、例えば、振幅あるいは周波数が大きく、抑制制御が間に合わない場合、吸着ノズル８０の下降時の加，減速度が小さくされ、部品８６の基板３６への当接時の衝撃が小さくなるようにされる。それでもなお、基板３６の振動が十分小さく抑えられず、実際の部品当接時に基板支持具１６０の昇降がエンコーダ２３２により検出される場合、基板３６に先に装着された部品８６や現に装着される部品８６の位置ずれや飛散が推定され、異常発生が報知装置２２４により報知される。それにより、例えば、不良基板は除かれ、製品品質が確保される。振動抑制制御時に検出される昇降部材１６２の昇降に基づいてフィードバック制御が行われ、振動が抑制されるようにしてもよい。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、電流計２３６と、制御装置２４の電流計２３６の検出電流を取得する部分とが支持力検出部ないし荷重検出部を構成し、エンコーダ２３２と、制御装置２４のエンコーダ２３２の出力値を取得する部分とが支持位置検出部ないし位置検出部としての高さ検出部を構成している。また、昇降部材１６２および支持具昇降装置１６４が、基板支持具１６０を、４つの基板支持具１６０が位置する一平面に直角な方向に移動させる基材支持部移動装置たる基板支持部移動装置を構成している。さらに、制御装置２４の基板支持具１６０を昇降させて基板３６の振動を抑制する部分が振動抑制部を構成し、制御装置２４の支持位置および支持力の検出に基づいて基板支持具１６０の支持位置および支持力を制御する部分，支持力検出部および支持位置検出部と共に基材支持部移動制御装置たる基板支持部移動制御装置を構成している。

支持力検出部および支持位置検出部は、基材支持部の駆動機構とは別に設けてもよい。例えば、支持力検出部は、駆動機構によって駆動される可動部材と基材支持部との間や、基材支持部の内部等に設けたロードセルを含むものとすること等が可能である。

基材支持具は回路基材をクランプするものとしてもよい。その一例である実施形態を図７および図８に基づいて説明する。
図７に概略的に示すように、本実施形態の基板支持システム３００の基板支持装置３０２は４つの基板支持ユニット３０３を含む。各基板支持ユニット３０３は、図８に示す基板支持具３０４以外は前記基板支持ユニット１５４と同様に構成されている。

図８に示すように、基板支持ユニット３０３は、幅方向（被作業面に平行な一平面内において基材搬送方向と直交する方向）においてベルトコンベヤ３０の一対のコンベヤベルト３２の外側に設けられている。基板支持具３０４は固定クランプ部材３１０，可動クランプ部材３１２およびクランプ部材駆動装置３１４を含む。固定クランプ部材３１０は鉛直な案内部３１６と、基板搬送経路の上方へ突出させられた水平なクランプ部３１８とを含む。クランプ部材駆動装置３１４は、本実施形態においては上向きに設けられたエアシリンダ３２０により構成され、ピストンロッド３２２の先端に可動クランプ部材３１２が固定されている。

基板搬送時には基板支持具３０４は上昇端位置に位置させられ、コンベヤベルト３２上に載置された基板３６は、案内部３１６の案内面３２４に案内されつつ搬送される。基板３６の搬送停止後、可動クランプ部材３１２がエアシリンダ３２０により上昇させられ、基板３６をコンベヤベルト３２から持ち上げ、クランプ部３１８との間に挟んで保持する。この状態で基板３６が基準高さに位置し、前記実施形態と同様に部品の装着，荷重制御，振動抑制制御が行われる。クランプ部材駆動装置は、可動クランプ部材を下降させて固定クランプ部材との間に基板を挟むものとしてもよい。

なお、クランプ型の基材支持具は、コンベヤベルトの外側に限らず、例えば、幅方向においてコンベヤベルトと同じ位置に設けてもよい。例えば、ベルトコンベヤを基材搬送方向において３つに分割して設け、基材搬送方向において隣接する２つのベルトコンベヤの各コンベヤベルトの間に基材支持具を配置するのである。

クランプ型の基材支持具は、基板３６の搬送方向に平行な両縁部を、その搬送方向に沿って長く把持するものとしてもよい。この場合、基板支持システムの基板支持装置は２つの基板支持ユニットを備え、各基板支持ユニットの各基板支持具は、固定クランプ部材および可動クランプ部材が搬送方向に平行な方向に長いものとされる。

回路基材が平板状の回路基板であり、可撓性を有し、その縁部が支持された状態で下方へ撓む場合には、図９に例示するように、回路基板３７０は回路基板支持部材３７２により支持された状態で基板支持ユニットにより支持され、作業および荷重制御等が行われるようにされる。回路基板支持部材３７２は、例えば容器状とされ、回路基板３７０が嵌め入れられ、被作業面に平行な方向に位置決めされるとともに、回路基板支持部材３７２の凹部の底面が回路基板３７０の裏面に接触し、回路基板３７０の撓みを防止する。

基板３６の被装着面３８は、吸着ノズル８０の接近・離間方向に対して正確に直角となることが理想である。しかし、例えば、吸着ノズル８０に保持された部品８６の底面が吸着ノズル８０の吸着面８８の傾き等が原因で吸着ノズル８０の接近・離間方向に対して直角な状態から僅かに傾いている場合に、被装着面３８がその部品８６の底面に平行となるように傾けられれば、装着位置ずれを低減させることができる。吸着面８８の傾きは、吸着管８２の吸着管保持体８４に対する傾きや吸着ノズル８０の回転昇降軸７４に対する傾きによっても生じるが、ここでは説明を簡単にするために吸着面８８の摩耗により生じることとする。傾きの角度は、１０度以下が望ましく、５度以下、３度以下がさらに望ましい。傾きが大きいほど部品載置時に部品が滑り易いからであり、吸着面８８の傾きが望ましい範囲より大きい場合には不良とされる。

吸着面８８が傾いている場合、例えば、ベッド１４０の基板搬送装置１２と部品供給装置１６との間の位置に距離センサが設けられる。そして、吸着ノズル８０がヘッド移動装置５２および回転体回転駆動装置９２により距離センサの上方へ移動させられるとともに、吸着面８８の３点以上の部分が距離センサに正対させられ、各点までの距離が検出され、検出結果に基づいて吸着面８８の傾き方向および傾き角度が計算される。そして、部品８６の装着時には、基板３６の被装着面３８が吸着面８８に平行になるように、４つの基板支持ユニット１５４の基板支持具１６０の高さ位置が制御され、その状態が基準状態とされる。それにより、部品８６の底面が基板３６の被装着面３８と平行な状態で装着が行われ、装着位置ずれが低減させられる。

基材支持ユニットは、その移動により作業ヘッドに接近，離間させられてもよい。この移動は、個々の基材支持部の移動により行われてもよく、基材支持ユニット全体の移動により行われてもよい。
また、作業ヘッドの作業具と基材支持部との相対的な接近・離間方向は、鉛直方向以外の方向でもよく、複数の基材支持部が配置される一平面と直角以外の角度で交差する方向でもよい。

１４：回路基板支持システム２４：制御装置３６：回路基板５０：部品装着ヘッド５２：ヘッド移動装置８０：吸着ノズル１５２：基板支持装置１５４：基板支持ユニット１６０：基板支持具１６６：電動モータ３００：回路基板支持システム３０２：基板支持装置３０３：基板支持ユニット３０４：基板支持具

Claims

回路基材に対して予め定められた作業を行う対回路基材作業機に設けられて回路基材を支持する基材支持装置を含む回路基材支持システムであって、
前記基材支持装置が、
一平面に平行な方向の位置を互いに異にする複数の基材支持部と、
それら複数の基材支持部の各々に対する前記一平面に直角な方向の荷重を検出する複数の荷重検出部と、
それら複数の基材支持部の各々の前記一平面に直角な方向の位置を検出する複数の位置検出部と
を含み、
当該回路基材支持システムが、前記複数の基材支持部の前記一平面に直角な方向の荷重と位置とを制御する基材支持部移動制御装置を含むことを特徴とする回路基材支持システム。
前記基材支持装置が、
各々前記基材支持部を備えて前記一平面に平行な方向に互いに隔たった複数の位置にそれぞれ設けられ、前記基材支持部を前記一平面に直角な方向に互いに独立に移動させ得る複数の基材支持ユニットを含む請求項１に記載の回路基材支持システム。
前記複数の基材支持ユニットの各々が駆動源として電動モータを含み、前記基材支持部移動制御装置が、(a)前記位置検出部として機能し、それら電動モータの回転位置に基づいて前記基材支持部の各々の支持位置を検出する支持位置検出部と、(b)前記荷重検出部として機能し、それら電動モータの電流に基づいて前記基材支持部の各々の支持力を検出する支持力検出部とを含む請求項２に記載の回路基材支持システム。
前記基材支持部移動制御装置が、前記基材支持部の各々の前記支持位置と前記支持力との少なくとも一方の制御により、回路基材の振動を抑制する振動抑制部を含む請求項３に記載の回路基材支持システム。