JP6533957B2 - 基板搬送方法、部品実装方法、基板搬送装置および部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板を下受けする下受けユニットを下降させて基板を搬送する基板搬送装置を用いた基板搬送方法、この基板搬送装置によって搬送される基板に部品を実装する部品実装方法、この基板搬送装置、およびこの基板搬送装置を備えた部品実装装置に関するものである。

基板に部品を実装する部品実装装置は、基板を搬送する搬送コンベアを有する基板搬送装置を備えている。この基板搬送装置では、基板を搬送する搬送経路中であって部品実装を行う作業位置において、複数の下受けピンを基板の下面に当接させて保持する基板保持方式が広く用いられている。この方式では、部品の実装は下受けピンが基板の下面に当接する状態で実行され、基板の搬送は基板の下面の部品と干渉しないように下受けピンを下降した状態で実行される。この際、タクトタイムの短縮のため、基板搬出時は下受けピンを装置の下限までは下降させずに基板の下面の部品と干渉しない位置まで下降させて待機し、次の基板が搬入されると、この待機位置から下受けピンを上昇させている（例えば、特許文献１）。

特開平７―７２９９号公報

ところで、下受けピンを昇降駆動する手段としてエアシリンダが用いられている。エアシリンダに供給されるエアの圧力がばらつくと、基板搬出時の下受けピンの下降速度が変動して停止位置がばらつくおそれがある。そのため特許文献１を含む従来技術では、エアの圧力のばらつきを考慮して、基板の下面の部品と下受けピンが干渉しないマージンが空くように余裕を加えた位置に下受けピンの待機位置を設定する必要があり、このように加える余裕分のためにタクトタイムの短縮の効果が抑制されるという問題があった。

そこで本発明は、タクトタイムを短縮することができる基板搬送方法、部品実装方法、基板搬送装置および部品実装装置を提供することを目的とする。

本発明の基板搬送方法は、基板を作業位置に搬入する工程と、搬入された前記基板の下面に対して下受けユニットを下受け位置まで上昇させて下受けする工程と、前記下受けユニットを前記下受け位置から基板の下面もしくは下面に設けられた干渉物に対して所定のマージンが空くように設定された第１の位置まで下降させて前記基板を搬出する工程とを含み、所定の基板の搬出時に、前記下受けユニットを前記第１の位置よりも下方の第２の位置まで下降させて前記下受けユニットの下降時間に関する補正値を取得し、前記基板を搬出する工程において、取得された前記補正値に基づき、前記下受けユニットを前記第１の位置に下降させる下降時間を補正する。

本発明の部品実装方法は、基板を実装作業位置に搬入する工程と、搬入された前記基板の下面に対して下受けユニットを下受け位置まで上昇させて下受けする工程と、下受けされた前記基板に部品を搭載する工程と、前記下受けユニットを前記下受け位置から基板の下面もしくは下面に設けられた干渉物に対して所定のマージンが空くように設定された第１の位置まで下降させて部品が搭載された前記基板を搬出する工程とを含み、所定の基板の搬出時に、前記下受けユニットを前記第１の位置よりも下方の第２の位置まで下降させて前記下受けユニットの下降時間に関する補正値を取得し、前記基板を搬出する工程において、取得された前記補正値に基づき、前記下受けユニットを前記第１の位置に下降させる下降時間を補正する。

本発明の基板搬送装置は、基板を搬送する基板搬送部と、前記基板搬送部により前記基板に対する作業が実行される作業位置に搬入された基板を下方から下受けする下受けユニットと、前記下受けユニットを昇降駆動して、搬入された前記基板の下面に対して前記下受けユニットを下受け位置まで上昇させ下受けさせ、前記基板を搬出するにあたり、前記下受けユニットを前記下受け位置から基板の下面もしくは下面に設けられた干渉物に対して所定のマージンが空くように設定された第１の位置まで下降させる下受けユニット昇降駆動部と、前記下受けユニットを前記第１の位置に停止させるための前記下受けユニット昇降駆動部の下降時間に関する補正値を取得する補正値取得部とを備え、所定の基板の搬出時に、前記下受け昇降駆動部は前記下受けユニットを前記第１の位置よりも下方の第２の位置まで下降させて、前記補正値取得部は前記下受けユニットの下降時間に関する前記補正値を取得し、前記基板を搬出する際に、前記下受けユニット昇降駆動部は、取得された前記補正値に基づき下降時間を補正して前記下受けユニットを前記第１の位置に下降させる。

本発明の部品実装装置は、基板を搬送する基板搬送部と、前記基板搬送部により部品が搭載される実装作業位置に搬入された基板を下方から下受けする下受けユニットと、前記下受けユニットを昇降駆動して、搬入された前記基板の下面に対して前記下受けユニットを下受け位置まで上昇させ下受けさせ、部品搭載作業が完了した前記基板を搬出するにあたり、前記下受けユニットを前記下受け位置から基板の下面もしくは下面に設けられた干渉物に対して所定のマージンが空くように設定された第１の位置まで下降させる下受けユニット昇降駆動部と、前記下受けユニットを前記第１の位置に停止させるための前記下受けユニット昇降駆動部の下降時間に関する補正値を取得する補正値取得部とを備え、所定の基板の搬出時に、前記下受け昇降駆動部は前記下受けユニットを前記第１の位置よりも下方の第２の位置まで下降させて、前記補正値取得部は前記下受けユニットの下降時間に関する前記補正値を取得し、部品搭載作業が完了した前記基板を搬出する際に、前記下受けユニット昇降駆動部は、取得された前記補正値に基づき下降時間を補正して前記下受けユニットを前記第１の位置に下降させる。

本発明によれば、タクトタイムを短縮することができる。

本発明の一実施の形態の部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の部品実装装置が備える基板搬送装置の（ａ）側面図（ｂ）平面図 本発明の一実施の形態の部品実装装置が備える基板搬送装置の位置センサ部の説明図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態の部品実装装置が備える基板搬送装置の下受けユニットが下受け位置にある状態の位置センサ部の説明図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態の部品実装装置が備える基板搬送装置の下受けユニットが下限位置にある状態の位置センサ部の説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置が備える基板搬送装置の下受けユニットが待機位置にある状態の説明図 本発明の一実施の形態の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部品実装装置における部品実装作業のフロー図 本発明の一実施の形態の部品実装装置が備える基板搬送装置における補正動作のフロー図 本発明の一実施の形態の部品実装装置が備える基板搬送装置の基板搬出時における下受けピンユニットの停止位置の説明図

次に本発明の一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、部品実装装置１の構成を説明する。部品実装装置１は、基板に部品を実装する機能を有するものである。以下、基板の搬送方向（図１の紙面の左右方向）をＸ方向、Ｘ方向と水平面内において直交する方向（図１の紙面の上下方向）をＹ方向、水平面と直交する高さ方向（図３の紙面の上下方向）をＺ方向と定義する。

図１において、基台１ａの中央部には、Ｘ方向に延びた一対の搬送ベルトを備えた基板搬送機構２（基板搬送装置）が配設されている。基板搬送機構２は上流側から搬入された基板３を搬送し、部品搭載作業を実行するために設定された作業位置である実装作業位置２ａに位置決めして保持する。基板搬送機構２の両側方には、部品供給部４が配置されており、部品供給部４にはそれぞれ複数のテープフィーダ５が並設されている。テープフィーダ５は、部品を収納したポケットが形成されたキャリアテープをピッチ送りすることにより、以下に説明する実装ヘッド８による部品吸着位置に部品を供給する。

基台１ａ上面においてＸ方向の一方側の端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸ビーム６が配設されている。Ｙ軸ビーム６には、同様にリニア駆動機構を備えた２基のＸ軸ビーム７が、Ｙ方向に移動自在に結合されている。２基のＸ軸ビーム７には、それぞれ実装ヘッド８がＸ方向に移動自在に装着されている。実装ヘッド８は複数の保持ヘッドを備えた多連型ヘッドであり、それぞれの保持ヘッドの下端部には、部品を吸着保持して個別に昇降可能な吸着ノズル（図示省略）が装着されている。

Ｙ軸ビーム６、Ｘ軸ビーム７を駆動することにより、実装ヘッド８はＸ方向、Ｙ方向に移動する。これにより２つの実装ヘッド８は、それぞれ対応した部品供給部４のテープフィーダ５の部品吸着位置から部品を吸着ノズルによって取り出して、基板搬送機構２の実装作業位置２ａに位置決めされた基板３に部品を移送搭載する。Ｙ軸ビーム６およびＸ軸ビーム７は、部品を保持した実装ヘッド８を移動させることにより、部品を基板３に移送搭載するヘッド移動機構９を構成する。

部品供給部４と基板搬送機構２との間には、部品認識カメラ１０が配設されている。部品供給部４から部品を取り出した実装ヘッド８が部品認識カメラ１０の上方を移動する際に、部品認識カメラ１０は実装ヘッド８に保持された状態の部品を撮像して認識する。実装ヘッド８にはＸ軸ビーム７の下面側に位置して、それぞれ実装ヘッド８と一体的に移動する基板認識カメラ１１が装着されている。実装ヘッド８が移動することにより、基板認識カメラ１１は基板搬送機構２の実装作業位置２ａに位置決めされた基板３の上方に移動し、基板３を撮像して認識する。実装ヘッド８による基板３への部品搭載作業においては、部品認識カメラ１０による部品の認識結果と、基板認識カメラ１１による基板認識結果とを加味して搭載位置補正が行われる。

次に図２（ａ），（ｂ）を参照して、基板搬送機構２（基板搬送装置）の構成について説明する。基板搬送機構２は、基板搬送部１２、基板保持部１３、および位置センサ部１４を備えている。基板搬送部１２は基台１ａの上方に配置されており、基板３をＸ方向に搬送する機能を有する。基板搬送部１２は、Ｘ方向に延伸する一対の板状部材１５の内側に、Ｘ方向に配設された一対の搬送ベルト１６を備えている。

搬送ベルト１６は、板状部材１５の一端に配置されたプーリ１７と、他端に配置された搬送モータ１８で駆動される駆動プーリ１８ａに調帯されている。搬送ベルト１６は、２つの搬送モータ１８を同期駆動することにより板状部材１５に沿って水平移動し、上面に載置された基板３をＸ方向に搬送する。

図２（ａ）において、板状部材１５の上端には、搬送ベルト１６の上方に張り出す押え板１９が設置されている。押え板１９の下面と搬送ベルト１６の上面との間隔は、搬送ベルト１６によって搬送される基板３の厚さより大きくなっている。押え板１９は、後述する基板保持部１３によって搬送ベルト１６から持ち上げられた基板３の両縁部を押え板１９の下面で上から押さえ込むことによって、基板３を実装作業位置２ａに保持する機能を有する（図４（ａ）も参照）。

図２（ａ）において、基板保持部１３は、下受けユニットＵ、および下受けユニットＵを昇降させる下受けユニット昇降駆動部２２を含んで構成される。下受けユニットＵは、基板３を下面側から下受けする下受けピン２０、および複数の下受けピン２０を上面に保持する下受けピン保持部材２１を含んで構成される。下受けピン２０は、下面に部品Ｐが実装済みの基板３を下方から保持する際に、実装済みの部品Ｐに接触しないように下受けピン保持部材２１上に配置される。下受けユニット昇降駆動部２２は、ピストンロッド２３ａを有するエアシリンダ２３を備えており、ピストンロッド２３ａの先端には下受けピン保持部材２１（下受けユニットＵ）が取り付けられている。

ピストンロッド２３ａは、電磁弁２４（図７を参照）によりエアシリンダ２３に供給またはエアシリンダ２３より排気されるエアを切り換えることによって、上昇、下降、および停止する。すなわちエアシリンダ２３は、電磁弁２４を制御することによって、下受けユニットＵを上昇、下降、および停止させる（図２（ａ）の矢印Ａ）。下受けユニットＵが上昇および下降する移動距離は、エアの供給時間または排気時間によって制御される。例えば、下受けユニットＵが下降する移動距離は下降時間ＴＤを長くするように制御すると長くなり、下受けユニットＵをより低い位置まで下降させることができる。

図２（ａ）において、位置センサ部１４は、下受けユニット昇降駆動部２２の側方に配置されている。位置センサ部１４は、上限または下限の高さ位置に位置する下受けユニットＵを検出する機能を有する。

次に図３〜５を参照して、位置センサ部１４の詳細な構成および機能について説明する。図３において、位置センサ部１４は、上限検出センサ２５、下限検出センサ２６、遮光ドグ２７を備えている。上限検出センサ２５および下限検出センサ２６は、光を照射する発光素子と照射光を受光する受光素子を備えた透過型光センサである。

上限検出センサ２５および下限検出センサ２６は、その胴体部から延伸する２本の腕部を有するＵ字型をしている。上限検出センサ２５および下限検出センサ２６において、発光素子は一方の腕部に、受光素子は他方の腕部に相互に対向するように配置され、２本の腕部の間には検出隙間２５ｂおよび検出隙間２６ｂが形成されている。そして検出隙間２５ｂおよび検出隙間２６ｂにおける発光素子から受光素子までの照射光の経路は、遮光ドグ２７の有無を検出する検出位置２５ｃおよび検出位置２６ｃとなる。

図３において、上限検出センサ２５および下限検出センサ２６は、基台１ａの上面に設けられたセンサ固定部材２５ａおよびセンサ固定部材２６ａによって、それぞれ所定の位置に配置されている。上限検出センサ２５と下限検出センサ２６は、上限検出センサ２５のＵ字の開口と下限検出センサ２６のＵ字の開口とが相互に対向する向きで、Ｘ方向に延びる同一線上に配置されている。また、下限検出センサ２６は、上限検出センサ２５より下方の高さ位置に配置されている。

図３において、遮光ドグ２７は平板状で、下受けピン保持部材２１（下受けユニットＵ）の側面にＸＺ平面に平行で下方に延伸するように取り付けられている。遮光ドグ２７のＸ方向の２つの側面において、一方の側面の下部には外側に延伸する上限検出ドグ２７ａが形成され、他方の側面の上部には反対側の外側に延伸する下限検出ドグ２７ｂが形成されている。上限検出ドグ２７ａおよび下限検出ドグ２７ｂは、下受けユニットＵと一体的に昇降し（矢印Ｂ）、それぞれ上限検出センサ２５の検出隙間２５ｂおよび下限検出センサ２６の検出隙間２６ｂに進入する。

下受けユニットＵと伴に上限検出ドグ２７ａが上昇し、上限検出ドグ２７ａの上端２７ｃが上限検出センサ２５の検出位置２５ｃに突入すると、上限検出ドグ２７ａによって受光素子が受光する照射光が遮光される。照射光が遮光されると、上限検出センサ２５によって上限検出信号ＳＵが出力される。下受けユニットＵと伴に下限検出ドグ２７ｂが下降し、下限検出ドグ２７ｂの下端２７ｄが下限検出センサ２６の検出位置２６ｃに突入すると、下限検出ドグ２７ｂによって受光素子が受光する照射光が遮光される。照射光が遮光されると、下限検出センサ２６によって下限検出信号ＳＢが出力される。

図４（ａ），（ｂ）は、下受けユニットＵが上昇限界である上限位置ＨＵまで上昇している状態を示している。図４（ａ）は基板搬送機構２をＸ方向から見た側面図、図４（ｂ）は位置センサ部１４付近をＹ方向から見た側面図を示している。図４（ａ）において、搬送ベルト１６によって実装作業位置２ａに搬入された基板３は、下面３ａを下受けユニットＵの下受けピン２０によって下受けされて持ち上げられて、基板３の上面の両縁部が押え板１９の下面によって上方から押さえ込まれた状態で保持される。部品実装装置１は、基板３が下受けユニットＵによって下受け保持された状態で、基板３に部品Ｐを搭載する部品搭載作業を行う。

すなわち、下受けユニットＵは、基板搬送部１２により部品Ｐが搭載される実装作業位置２ａに搬入された基板３を下方から下受けする。そして下受けユニットＵの上昇限界である上限位置ＨＵは、下受けユニットＵが基板３を下受け保持する高さ位置である下受け位置ＨＨとなる。基板３が下受け保持された状態において、上限検出ドグ２７ａは上限検出センサ２５の検出隙間２５ｂの検出位置２５ｃに侵入して受光素子への入射光を遮光しており、上限検出センサ２５から上限検出信号ＳＵが出力されている。すなわち、上限検出ドグ２７ａと上限検出センサ２５は、下受けユニットＵが下受け位置ＨＨにあることを検出する第１の位置センサとなる。

図５（ａ），（ｂ）は、下受けユニットＵが下降限界である下限位置ＨＢまで下降している状態を示している。図５（ａ）は基板搬送機構２をＸ方向から見た側面図、図５（ｂ）は位置センサ部１４付近をＹ方向から見た側面図を示している。図５（ａ）において、基板３の下面３ａには、複数の部品Ｐが実装されている。下受けユニットＵが下限位置ＨＢにある状態では、下受けピン２０の上面２０ａと基板３の下面３ａに実装された部品高さが最大（下方に一番突出している）の部品Ｐ＊の上面Ｐａ＊（実装作業位置２ａに搬入された状態で部品Ｐ＊の下方の面）との間には、下受けピン２０と部品Ｐ＊が干渉しないマージンが空いている。

下受けユニットＵが下限位置ＨＢにある状態において、下限検出ドグ２７ｂは下限検出センサ２６の検出隙間２６ｂの検出位置２６ｃに突入して受光素子への入射光を遮光しており、下限検出センサ２６から下限検出信号ＳＢが出力されている。すなわち、下限検出ドグ２７ｂと下限検出センサ２６は、下受けユニットＵが下限位置ＨＢ（第２の位置）にあることを検出する第２の位置センサとなる。

図６は、下受けユニットＵが上限位置ＨＵ（下受け位置ＨＨ）と下限位置ＨＢの間に位置する待機位置ＨＷで停止している状態を示している。待機位置ＨＷは、部品搭載作業が完了した基板３を基板搬送機構２から搬出する際に下受けユニットＵを下降させて待機させる位置である。待機位置ＨＷに待機中の下受けピン２０の上面２０ａは、基板３の下面３ａに実装されている複数の部品Ｐのうち部品高さＨ１が最大である部品Ｐ＊の上面Ｐａ＊（実装作業位置２ａに搬入されている状態で部品Ｐ＊の下方の面）と干渉しないマージンＨ２が空いている。

すなわち待機位置ＨＷは、下受けユニットＵを基板３の下面３ａもしくは下面３ａに設けられた部品Ｐなどの干渉物に対して所定のマージンＨ２が空くように設定された第１の位置となる。待機位置ＨＷでは、上限検出センサ２５からの上限検出信号ＳＵ、下限検出センサ２６からの下限検出信号ＳＢのいずれも出力されない。そこで下受けユニットＵを待機位置ＨＷに停止させる制御は、下受け位置ＨＨから下受けユニットＵを下降させる下降時間ＴＤ、または、下限位置ＨＢから下受けユニットＵを上昇させる上昇時間ＴＵの長さを制御して行われる。

次に図７を参照して、部品実装装置１の制御系の構成について説明する。制御部３０は部品実装装置１の全体制御装置であり、制御部３０が記憶部３１に記憶された処理プログラムを実行して基板搬送機構２、部品供給部４、実装ヘッド８、ヘッド移動機構９、表示部３２の各部を制御する。制御部３０には、部品認識カメラ１０、基板認識カメラ１１が接続されている。基板搬送機構２には、搬送モータ１８、電磁弁２４、上限検出センサ２５、下限検出センサ２６が接続されている。表示部３２は、各種情報を表示する液晶ディスプレーなどである。

記憶部３１には、実装データ３１ａなどの部品実装作業に使用される各種データの他、待機位置データ３１ｂ、計測時間データ３１ｃ、補正値データ３１ｄなどの基板搬送機構２（基板搬送装置）の制御に使用される各種データが記憶されている。実装データ３１ａは、実装される部品Ｐの部品種や部品高さＨ１、実装位置などのデータであり、生産対象の基板種ごとに記憶される。待機位置データ３１ｂは、基板３を搬入、搬出する際に下受けユニットＵを下降させて待機させる高さ位置である待機位置ＨＷを含むデータである。待機位置ＨＷは、基板種毎に下受けユニットＵが下受けする基板３の下面３ａに実装される部品Ｐの部品高さＨ１などを考慮して設定される。

図７において、制御部３０は、内部処理機能として搭載制御部３０ａ、搬送制御部３０ｂ、補正動作制御部３０ｃ、時間計測部３０ｄ、補正値取得部３０ｅを備えている。搭載制御部３０ａは、部品供給部４、実装ヘッド８、ヘッド移動機構９の各部を制御することにより、基板搬送機構２によって実装作業位置２ａに位置決め保持された基板３に対し、部品供給部４から部品Ｐを取り出して移送搭載する部品搭載作業を実行させる。搭載制御部３０ａは、部品搭載作業の際、部品認識カメラ１０および基板認識カメラ１１の撮像結果を加味して部品Ｐの取り出し位置、搭載位置などを補正する。

搬送制御部３０ｂは、基板搬送機構２（基板搬送装置）を制御して、基板３を作業位置である実装作業位置２ａに搬入、保持、搬出する。すなわち搬送制御部３０ｂは、搬送モータ１８を制御して基板３を実装作業位置２ａに搬入する。また搬送制御部３０ｂは、電磁弁２４を制御して下受けユニット昇降駆動部２２が備えるエアシリンダ２３を駆動させて下受けユニットＵを上昇させる。次いで搬送制御部３０ｂは、下受け位置ＨＨにおいて上限検出センサ２５からの上限検出信号ＳＵを受信すると、下受けユニットＵを停止させる。これによって、基板３が実装作業位置２ａで保持される。

また搬送制御部３０ｂは、後述する補正値ＴＣに基づき下降時間ＴＤを補正し、電磁弁２４を制御して補正された下降時間ＴＤだけ下受けユニット昇降駆動部２２が備えるエアシリンダ２３を駆動させて下受けユニットＵを待機位置ＨＷまで下降させる。次いで搬送制御部３０ｂは、搬送モータ１８を制御して基板３を実装作業位置２ａから搬出する。

図７において、補正動作制御部３０ｃは、下受けユニットＵを下受け位置ＨＨから待機位置ＨＷまで下降させる下降時間ＴＤを補正するための補正値ＴＣを取得する補正動作Ｃを統括制御する。すなわち補正動作制御部３０ｃは、基板３を搬出するにあたり、補正動作Ｃのタイミングであるか否かを判断する。また補正動作制御部３０ｃは、補正動作Ｃにおいて電磁弁２４を制御して下受けユニット昇降駆動部２２が備えるエアシリンダ２３を駆動させて、下受け位置ＨＨにある下受けユニットＵを下降させる。次いで補正動作制御部３０ｃは、下限位置ＨＢにおいて下限検出センサ２６からの下限検出信号ＳＢを受信すると、下受けユニットＵを停止させる。

時間計測部３０ｄは、補正動作Ｃにおいて上限検出センサ２５および下限検出センサ２６からの信号を受信して、下受けユニットＵが下受け位置ＨＨ（上限位置ＨＵ）から下限位置ＨＢまで下降するのに要する計測時間ＴＭを計測する。すなわち時間計測部３０ｄは、下受けユニットＵが下受け位置ＨＨから下降して上限検出信号ＳＵがオフとなってから、下受けユニットＵが下限位置ＨＢに到達して下限検出信号ＳＢがオンとなるまでの時間を計測時間ＴＭとして計測する。このように時間計測部３０ｄは、下受けユニットＵが下受け位置ＨＨから下限位置ＨＢ（第２の位置）まで下降する計測時間ＴＭを計測する。計測された計測時間ＴＭは、計測時間データ３１ｃとして記憶部３１に記憶される。

図７において、補正値取得部３０ｅは、補正動作Ｃにおいて時間計測部３０ｄによって計測された計測時間ＴＭを演算し、下受けユニットＵを下受け位置ＨＨから待機位置ＨＷまで下降させる下降時間ＴＤを補正するための補正値ＴＣを取得する。例えば補正値取得部３０ｅは、計測時間ＴＭが所定の時間より短い場合は下受けユニット昇降駆動部２２が備えるエアシリンダ２３が駆動する下受けユニットＵの下降速度が所定より速いと判断し、下降時間ＴＤを短くするように補正値ＴＣを演算する。

また補正値取得部３０ｅは、計測時間ＴＭが所定の時間より長い場合は下受けユニット昇降駆動部２２が備えるエアシリンダ２３が駆動する下受けユニットＵの下降速度が所定より遅いと判断して、下降時間ＴＤを長くするように補正値ＴＣを演算する。すなわち補正値取得部３０ｅは、下受けユニットＵを待機位置ＨＷ（第１の位置）に停止させるための下受けユニット昇降駆動部２２の下降動作に関する補正値ＴＣを取得する。取得された補正値ＴＣは、補正値データ３１ｄとして記憶部３１に記憶される。なお補正値ＴＣの物理量の種類は、搬送制御部３０ｂが下降時間ＴＤを補正する基となるものであればよく、例えば時間であっても速度であってもよい。

次に図８，９のフローに則して、部品実装装置１における部品実装作業（部品実装方法）について説明する。図８において、まず搬送制御部３０ｂは搬送モータ１８を制御して、基板３を実装作業位置２ａに搬入する（ＳＴ１：基板搬入工程）。なお、基板３を搬入する際は、下受けユニットＵは待機位置ＨＷ（補正動作Ｃの直後は下限位置ＨＢ）に待機している。

次いで搬送制御部３０ｂは電磁弁２４を制御して、下受けユニット昇降駆動部２２が備えるエアシリンダ２３によって下受けユニットＵを下受け位置ＨＨまで上昇させて基板３を下受けさせる（ＳＴ２：基板下受け工程）（図４（ａ）を参照）。すなわち、実装作業位置２ａに搬入された基板３の下面３ａに対して下受けユニットＵを下受け位置ＨＨまで上昇させて基板３を下受けする。次いで搭載制御部３０ａは、下受けされた基板３に部品Ｐを搭載する（ＳＴ３：部品搭載工程）。次いで補正動作制御部３０ｃは、補正動作Ｃのタイミングであるか否かを判断する（ＳＴ４：判断工程）。

判断工程（ＳＴ４）において補正動作Ｃのタイミングではないと判断された場合（Ｎｏ）、搬送制御部３０ｂは記憶されている補正値ＴＣに基づいて下降時間ＴＤを補正して電磁弁２４を制御して、下受けユニット昇降駆動部２２が備えるエアシリンダ２３によって下受けユニットＵを待機位置ＨＷまで下降させる（ＳＴ５：第１の下降工程）（図６を参照）。次いで搬送制御部３０ｂは搬送モータ１８を制御して、部品Ｐが搭載された基板３を実装作業位置２ａより搬出させる（ＳＴ６：基板搬出工程）。

すなわち第１の下降工程（ＳＴ５）と基板搬出工程（ＳＴ６）は、下受けユニットＵを下受け位置ＨＨから基板３の下面３ａもしくは下面３ａに設けられた干渉物に対して所定のマージンＨ２が空くように設定された待機位置ＨＷ（第１の位置）まで下降させて部品Ｐが搭載された基板３を搬出する工程となる。また下受けユニット昇降駆動部２２は、下受けユニットＵを昇降駆動して、搬入された基板３の下面３ａに対して下受けユニットＵを下受け位置ＨＨまで上昇させて下受けさせ、部品搭載作業が完了した基板３を搬出するにあたり、下受けユニットＵを下受け位置ＨＨから待機位置ＨＷまで下降させる。

判断工程（ＳＴ４）において補正動作Ｃのタイミングと判断された場合（Ｙｅｓ）、補正動作制御部３０ｃは補正値ＴＣを取得する補正動作Ｃを実行する（ＳＴ７：補正動作工程）。次に図９のフローに則して、補正動作工程（ＳＴ７）の詳細を説明する。まず補正動作制御部３０ｃは、下受けユニットＵを下受け位置ＨＨから下限位置ＨＢ（第２の位置）まで下降させる（ＳＴ１１：第２の下降工程）（図５（ａ）を参照）。この際、時間計測部３０ｄは、下受けユニットＵが下受け位置ＨＨから下降して下限位置ＨＢに到達するまでの計測時間ＴＭを計測して計測時間データ３１ｃとして記憶させる（ＳＴ１２：時間計測工程）。

次いで補正値取得部３０ｅは計測された計測時間ＴＭを演算して、基板３を搬出するに際して下受けユニットＵを待機位置ＨＷまで下降させる下降時間ＴＤを補正するための補正値ＴＣを取得する（ＳＴ１３：補正値取得工程）。次いで補正値取得部３０ｅは、記憶されている補正値データ３１ｄを取得した補正値ＴＣに更新させる（ＳＴ１４：補正値更新工程）。

すなわち、補正動作Ｃのタイミング（所定の基板３の搬出時）に、下受けユニットＵを待機位置ＨＷ（第１の位置）よりも下方の下限位置ＨＢ（第２の位置）まで下降させて下受けユニットＵの下降動作に関する補正値ＴＣを取得する。そして、補正値ＴＣを取得する際は、下受けユニットＵが下受け位置ＨＨから下限位置ＨＢ（第２の位置）まで下降する計測時間ＴＭを計測し、計測された計測時間ＴＭに基づき補正値ＴＣを取得する。

補正値更新工程（ＳＴ１４）が終了すると、補正動作工程（ＳＴ７）が終了して基板搬出工程（ＳＴ６）に進む。基板搬出工程（ＳＴ６）の終了をもって１枚の基板３の部品実装作業が完了し、部品実装装置１では次の部品実装作業の対象となる基板３の基板搬入工程（ＳＴ１）が開始される。そして次以降の部品実装作業では、補正動作工程（ＳＴ７）において更新された最新の補正値ＴＣに基づいて下降時間ＴＤを補正した第１の下降工程（ＳＴ５）が実施される。すなわち、基板３を搬出する工程において、搬送制御部３０ｂは、取得された補正値ＴＣに基づき、下受けユニットＵを待機位置ＨＷ（第１の位置）に下降させる動作を補正する。

なお、基板搬出工程（ＳＴ６）の開始は補正動作工程（ＳＴ７）が全て終了するまで待機する必要はなく、例えば第２の下降工程（ＳＴ１１）において下受けユニットＵが待機位置ＨＷより下方まで下降した時点から基板搬出工程（ＳＴ６）を開始させてもよい。これによって、補正動作Ｃに要する時間を短縮することができる。また、次の部品実装作業の対象となる基板３の基板搬入工程（ＳＴ１）が終了するまでに、第２の下降工程（ＳＴ１１）において下限位置ＨＢまで下降した下受けユニットＵを待機位置ＨＷまで上昇させて待機させてもよい。これによって、補正動作Ｃ後の次の部品実装作業の基板下受け工程（ＳＴ２）に要する時間を短縮することができる。

次に図１０を参照して、所定の基板３の搬出時に実行される補正動作Ｃの技術的な意義と効果について説明する。図１０には、第１の下降工程（ＳＴ５）において待機位置ＨＷを停止目標として制御される下受けユニットＵが実際に停止した高さ位置（縦軸）の経時変化を、生産される実装基板の生産枚数（横軸）によって模式的に示している。

下受けユニットＵを下降させる下受けユニット昇降駆動部２２が備えるエアシリンダ２３の駆動源となるエアの圧力は、エアを供給するコンプレッサなどの動作状況、エアの供給源を共有する他の部品実装装置１の稼動状況などに応じて逐次変動している。エアシリンダ２３に供給されるエアの圧力が変動すると、エアシリンダ２３が下受けユニットＵを下降させる下降速度が変動する。一方、部品実装装置１では、下受けユニットＵを下受け位置ＨＨから下降させて待機位置ＨＷに停止させる制御は、下受けユニットＵを下降させるエアシリンダ２３の駆動時間である下降時間ＴＤによって制御している。

そのため、下降時間ＴＤを固定した単純な制御では、エアシリンダ２３に供給されるエアの圧力の変動に起因して、下受けユニットＵの停止位置が目標とする待機位置ＨＷから変動する。下受けユニットＵが目標とする待機位置ＨＷから上方に大きくずれた場合、下受けピン２０の上面２０ａが基板３の下面３ａの部品Ｐと干渉するおそれがあるため、基板種毎に許容最高待機位置ＨＷＭが決められている。そこで、下受けユニットＵの停止位置が上方にずれたとしても許容最高待機位置ＨＷＭより上方とならずにマージンＨ２が空くように、基板種毎に目標となる待機位置ＨＷが決められる。

図１０において、破線で示す補正動作Ｃがない下降時間ＴＤを固定した制御の場合、エアシリンダ２３に供給されるエアの圧力の長期の変動によって、下受けユニットＵの停止位置が大きく変動する。そこで補正動作Ｃがない場合は、目標とする待機位置ＨＷを大きく下方にシフトさせた目標待機位置ＨＷ１とする必要がある。一方、実線で示す定期的に補正動作Ｃを実行して下降時間ＴＤを補正する制御の場合、下受けユニットＵの停止位置の変動を抑制することができる。そのため、目標とする待機位置ＨＷは目標待機位置ＨＷ１より上方にシフトさせた目標待機位置ＨＷ２に設定できる。

図１０の例では、定期的に補正動作Ｃ（１）〜補正動作Ｃ（４）を実行して補正値ＴＣを更新しており、更新のたびに停止位置が目標待機位置ＨＷ２に補正されている。目標待機位置ＨＷ２を高くして下受け位置ＨＨに近づけるほど、下受けユニットＵの下降距離が短くなって下降時間ＴＤを短縮することができる。つまり、定期的に補正動作Ｃを実行して下降時間ＴＤを補正することによって、基板３の搬出時間を短縮して部品実装作業のタクトタイム（１枚当たりの実装基板の作業時間）を短縮することができる。

補正動作Ｃのタイミング（補正動作Ｃの間隔）は、実験や経験などに基づいて決定される。また、補正動作Ｃのタイミングは一定間隔に固定する必要はなく、例えば生産する実装基板の基板種を変更した段取り替えの直後は間隔を短くし、段取り替えからの経過時間（実装基板の生産枚数）に応じて実行間隔を広くしてもよい。また、エアの供給源を共有する部品実装装置１の稼動状況が変更されたタイミングなど、供給されるエアの圧力が変動しやすいタイミングで、適宜、補正動作Ｃを実行するようにしてもよい。

上記説明したように、本実施の形態の部品実装装置１は、基板３を搬送する基板搬送部１２と、基板搬送部１２により部品Ｐが搭載される実装作業位置２ａに搬入された基板３を下方から下受けする下受けユニットＵ（下受けピン２０および下受けピン保持部材２２）と、下受けユニットＵを昇降駆動する下受けユニット昇降駆動部２２と、下受けユニットＵを待機位置ＨＷ（第１の位置）に停止させるための下受けユニット昇降駆動部２２の下降動作に関する補正値ＴＣを取得する補正値取得部３０ｅとを備えている。下受けユニット昇降駆動部２２は、搬入された基板３の下面３ａに対して下受けユニットＵを下受け位置ＨＨまで上昇させ下受けさせる。

また下受けユニット昇降駆動部２２は、部品搭載作業が完了した基板３を搬出するにあたり、下受けユニットＵを下受け位置ＨＨから基板３の下面３ａもしくは下面３ａに設けられた干渉物（部品Ｐなど）に対して所定のマージンＨ２が空くように設定された待機位置ＨＷまで下降させる。そして補正動作Ｃのタイミング（所定の基板の搬出時）に、下受けユニット昇降駆動部２２は下受けユニットＵを待機位置ＨＷよりも下方の下限位置ＨＢ（第２の位置）まで下降させ、補正値取得部３０ｅは下受けユニットＵの下降動作に関する補正値ＴＣを取得する。そして部品搭載作業が完了した基板３を搬出する際に、下受けユニット昇降駆動部２２は取得された補正値ＴＣに基づき下降動作が補正され、下受けユニットＵを待機位置ＨＷに下降させている。

これにより、下受けユニット昇降駆動部２２が備えるエアシリンダ２３を駆動するエアの圧力のばらつきが考慮でき、待機位置ＨＷを下受け位置ＨＨに近づけた適切な位置に設定することができる。その結果、下受け位置ＨＨから待機位置ＨＷまでの下降距離が短縮できて下受けユニットＵの下降時間を短縮することができ、さらに部品実装装置１での部品実装作業のタクトタイムを短縮することができる。

なお、上記説明した基板搬送機構２（基板搬送装置）は、部品実装装置１に限定されることなく、基板３を搬送して作業位置に保持して作業を実行する他の装置に使用してもよい。例えば、基板３にクリームはんだを印刷する印刷装置、基板３におけるクリームはんだの印刷状態を検査する印刷検査装置、基板３における部品Ｐの搭載状態を検査する部品搭載検査装置などに使用してもよい。

すなわち基板搬送機構２（基板搬送装置）は、基板３を搬送する基板搬送部１２と、基板搬送部１２により基板３対する作業が実行される作業位置に搬入された基板３を下方から下受けする下受けユニットＵと、下受けユニットＵを昇降駆動する下受けユニット昇降駆動部２２と、下受けユニットＵを待機位置ＨＷ（第１の位置）に停止させるためのエアシリンダ２３の下降動作に関する補正値ＴＣを取得する補正値取得部３０ｅとを備えている。下受けユニット昇降駆動部２２は、搬入された基板３の下面３ａに対して下受けユニットＵを下受け位置ＨＨまで上昇させ下受けさせる。

また下受けユニット昇降駆動部２２は、基板３を搬出するにあたり、下受けユニットＵを下受け位置ＨＨから基板３の下面３ａもしくは下面３ａに設けられた干渉物（部品Ｐなど）に対して所定のマージンＨ２が空くように設定された待機位置ＨＷまで下降させる。そして補正動作Ｃのタイミング（所定の基板の搬出時）に、エアシリンダ２３は下受けユニットＵを待機位置ＨＷよりも下方の下限位置ＨＢ（第２の位置）まで下降させて、補正値取得部３０ｅは下受けユニットＵの下降動作に関する補正値ＴＣを取得する。そして基板３を搬出する際に、エアシリンダ２３は、取得された補正値ＴＣに基づき下降動作を補正して下受けユニットＵを待機位置ＨＷに下降させている。

これにより、下受けユニット昇降駆動部２２が備えるエアシリンダ２３を駆動するエアの圧力のばらつきが考慮され、待機位置ＨＷを下受け位置ＨＨに近づけた適切な位置に設定することができる。その結果、下受け位置ＨＨから待機位置ＨＷまでの下降距離が短縮できて下受けユニットＵの下降時間を短縮することができ、基板搬送装置での基板搬送作業のタクトタイムを短縮することができる。

なお上記の説明では、下受けピン２０によって基板３を下受けする下受けユニットＵについて説明したが、下受けユニットＵはこの構成に限定されることはない。すなわち下受けユニットＵは、基板３の下面３ａを下方から下受けできる構成であればよい。例えば、下面３ａに部品Ｐが搭載されていない基板３に対しては、基板３の下面３ａを面で下受けする箱形の下受けユニットＵを用いてもよい。

本発明の基板搬送方法、部品実装方法、基板搬送装置および部品実装装置は、タクトタイムを短縮することができるという効果を有し、部品を基板に実装する部品実装分野において有用である。

１ 部品実装装置
２ 基板搬送機構（基板搬送装置）
２ａ 実装作業位置
３ 基板
３ａ 下面（基板の下面）
１２ 基板搬送部
２２ 下受けユニット昇降駆動部
２５ 上限検出センサ（第１の位置センサ）
２６ 下限検出センサ（第２の位置センサ）
２７ａ 上限検出ドグ（第１の位置センサ）
２７ｂ 下限検出ドグ（第２の位置センサ）
Ｈ２ マージン
ＨＢ 下限位置（第２の位置）
ＨＨ 下受け位置
ＨＷ 待機位置（第１の位置）
Ｕ 下受けユニット

Claims (8)

1. 基板を作業位置に搬入する工程と、
   搬入された前記基板の下面に対して下受けユニットを下受け位置まで上昇させて下受けする工程と、
   前記下受けユニットを前記下受け位置から基板の下面もしくは下面に設けられた干渉物に対して所定のマージンが空くように設定された第１の位置まで下降させて前記基板を搬出する工程とを含み、
   所定の基板の搬出時に、前記下受けユニットを前記第１の位置よりも下方の第２の位置まで下降させて前記下受けユニットの下降時間に関する補正値を取得し、
   前記基板を搬出する工程において、取得された前記補正値に基づき、前記下受けユニットを前記第１の位置に下降させる下降時間を補正する基板搬送方法。
2. 前記補正値を取得する際は、前記下受けユニットが前記下受け位置から前記第２の位置まで下降する計測時間を計測し、計測された前記計測時間に基づき前記補正値を取得する請求項１に記載の基板搬送方法。
3. 基板を実装作業位置に搬入する工程と、
   搬入された前記基板の下面に対して下受けユニットを下受け位置まで上昇させて下受けする工程と、
   下受けされた前記基板に部品を搭載する工程と、
   前記下受けユニットを前記下受け位置から基板の下面もしくは下面に設けられた干渉物に対して所定のマージンが空くように設定された第１の位置まで下降させて部品が搭載された前記基板を搬出する工程とを含み、
   所定の基板の搬出時に、前記下受けユニットを前記第１の位置よりも下方の第２の位置まで下降させて前記下受けユニットの下降時間に関する補正値を取得し、
   前記基板を搬出する工程において、取得された前記補正値に基づき、前記下受けユニットを前記第１の位置に下降させる下降時間を補正する部品実装方法。
4. 前記補正値を取得する際は、前記下受けユニットが前記下受け位置から前記第２の位置まで下降する計測時間を計測し、計測された前記計測時間に基づき前記補正値を取得する請求項３に記載の部品実装方法。
5. 基板を搬送する基板搬送部と、
   前記基板搬送部により前記基板に対する作業が実行される作業位置に搬入された基板を下方から下受けする下受けユニットと、
   前記下受けユニットを昇降駆動して、搬入された前記基板の下面に対して前記下受けユニットを下受け位置まで上昇させ下受けさせ、前記基板を搬出するにあたり、前記下受けユニットを前記下受け位置から基板の下面もしくは下面に設けられた干渉物に対して所定のマージンが空くように設定された第１の位置まで下降させる下受けユニット昇降駆動部と、
   前記下受けユニットを前記第１の位置に停止させるための前記下受けユニット昇降駆動部の下降時間に関する補正値を取得する補正値取得部とを備え、
   所定の基板の搬出時に、前記下受け昇降駆動部は前記下受けユニットを前記第１の位置よりも下方の第２の位置まで下降させて、前記補正値取得部は前記下受けユニットの下降時間に関する前記補正値を取得し、
   前記基板を搬出する際に、前記下受けユニット昇降駆動部は、取得された前記補正値に基づき下降時間を補正して前記下受けユニットを前記第１の位置に下降させる基板搬送装置。
6. 前記下受けユニットが前記下受け位置にあることを検出する第１の位置センサと、
   前記下受けユニットが前記第２の位置にあることを検出する第２の位置センサと、
   前記下受けユニットが前記下受け位置から前記第２の位置まで下降する計測時間を計測する時間計測部とをさらに備え、
   前記補正値を取得する際は、前記時間計測部は前記計測時間を計測して、前記補正値取得部は計測された前記計測時間に基づき前記補正値を取得する請求項５に記載の基板搬送装置。
7. 基板を搬送する基板搬送部と、
   前記基板搬送部により部品が搭載される実装作業位置に搬入された基板を下方から下受けする下受けユニットと、
   前記下受けユニットを昇降駆動して、搬入された前記基板の下面に対して前記下受けユニットを下受け位置まで上昇させ下受けさせ、部品搭載作業が完了した前記基板を搬出するにあたり、前記下受けユニットを前記下受け位置から基板の下面もしくは下面に設けられた干渉物に対して所定のマージンが空くように設定された第１の位置まで下降させる下受けユニット昇降駆動部と、
   前記下受けユニットを前記第１の位置に停止させるための前記下受けユニット昇降駆動部の下降時間に関する補正値を取得する補正値取得部とを備え、
   所定の基板の搬出時に、前記下受け昇降駆動部は前記下受けユニットを前記第１の位置よりも下方の第２の位置まで下降させて、前記補正値取得部は前記下受けユニットの下降時間に関する前記補正値を取得し、
   部品搭載作業が完了した前記基板を搬出する際に、前記下受けユニット昇降駆動部は、取得された前記補正値に基づき下降時間を補正して前記下受けユニットを前記第１の位置に下降させる部品実装装置。
8. 前記下受けユニットが前記下受け位置にあることを検出する第１の位置センサと、
   前記下受けユニットが前記第２の位置にあることを検出する第２の位置センサと、
   前記下受けユニットが前記下受け位置から前記第２の位置まで下降する計測時間を計測する時間計測部とをさらに備え、
   前記補正値を取得する際は、前記時間計測部は前記計測時間を計測し、前記補正値取得部は計測された前記計測時間に基づき前記補正値を取得する請求項７に記載の部品実装装置。

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