JP6884670B2 - 基板搬送装置、基板搬送方法および部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板を下面側から支持するバックアップピンを備えた基板搬送装置、当該基板搬送装置により基板を搬送する基板搬送方法および当該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。

部品実装装置は、基板を搬送する基板搬送装置と、電子部品（以下、単に「部品」という）を基板に実装するためのヘッドユニットとを備えている。例えば特許文献１に記載の基板搬送装置は、ヘッドユニットによる部品実装を行う作業位置に基板を搬送し、複数のバックアップピンの上端を基板の下面に当接させて支持する。このとき、バックアップピンは基板の下面に既に実装された部品を避けた位置を支える。その後でヘッドユニットによる部品実装が開始される。一方、当該基板の上面に対する部品実装が完了すると、基板搬送装置は基板の下面に実装されている部品と干渉しない高さ位置までバックアップピンを下降させてから部品実装済の基板を搬送する。

特許第４８３５５７３号

部品実装を終えた基板を作業位置から搬出し、次に部品実装される基板を搬入して支持するまでの時間は、部品実装作業が行われない実装待ち時間となる。特許文献１に記載の装置では、基板を支持するバックアップピンを下降させるピン下降動作と、バックアップピンにより支持されていた部品実装済の基板を搬送する搬出動作と、次に部品実装される基板を搬送する搬入動作と、バックアップピンを上昇させて基板を支持する上昇動作とを実行している。これらのうち搬出動作は、常に基板の下面に実装されている部品と干渉しない位置までバックアップピンが下降するのを待って実行されており、実装待ち時間の短縮を図る上で改善の余地があった。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、バックアップピンにより支持された基板の搬出動作を開始する開始タイミングを適正化することができる基板搬送技術を提供するとともに、当該基板搬送技術を部品実装装置に用いることで部品実装装置での実装待ち時間の短縮を図ることを目的とする。

本発明の第１態様は、基板搬送装置であって、下面に部品が実装された基板を搬送する基板搬送部と、基板を下面側から支持するバックアップピンと、バックアップピンを昇降させる昇降部と、バックアップピンを昇降部により下降させるピン下降動作およびバックアップピンにより支持されていた基板を基板搬送部により搬送させる搬出動作を制御する制御部とを備え、制御部は、搬出動作により部品が移動する部品移動経路上に位置するバックアップピンとバックアップピンの下降開始時点での部品との相対位置関係を、部品に関する部品情報およびバックアップピンに関するピン情報に基づいて算出する位置関係算出部と、位置関係算出部により算出された相対位置関係に基づいて搬出動作の開始タイミングをピン下降動作の開始と一致または遅らせることで、バックアップピンの下降に対する部品の干渉を回避しつつ、ピン下降動作に対して搬出動作の一部を重複させるタイミング決定部とを有することを特徴としている。

また、本発明の第２態様は、下面に部品が実装された基板を搬送する基板搬送方法であって、基板を下面側から支持するバックアップピンを下降させるピン下降工程と、バックアップピンにより支持されていた基板を搬送する搬出工程と、部品に関する部品情報およびバックアップピンに関するピン情報に基づいて搬出工程の開始タイミングを決定するタイミング決定工程とを備え、タイミング決定工程は、搬出工程により部品が移動する部品移動経路上に位置するバックアップピンとピン下降工程の開始時点での部品との相対位置関係を、部品情報およびピン情報に基づいて算出し、算出された相対位置関係に基づいて搬出工程の開始タイミングをピン下降工程の開始と一致または遅らせることで、バックアップピンの下降に対する部品の干渉を回避しつつ、ピン下降工程に対して搬出工程の一部を重複させることを特徴としている。

さらに、本発明の第３態様は、部品実装装置であって、上記基板搬送装置と、基板搬送装置のバックアップピンにより下面側から支持された基板の上面に部品を実装するヘッドユニットとを備えることを特徴としている。

従来より周知のように、下面に部品が実装された基板の搬出は、バックアップピンを下降させるピン下降動作と、バックアップピンで支持されていた基板を搬送する搬出動作とにより行われる。本発明では、部品に関する部品情報およびバックアップピンに関するピン情報に基づいて搬出動作（搬出工程）の開始タイミングが決定され、一律にピン下降動作の完了後に搬出動作を開始していた従来技術に比べて搬出動作の開始タイミングが適正化される。

ここで、制御部が、搬出動作により部品が移動する部品移動経路上に位置するバックアップピンと、バックアップピンの下降開始時点での部品との相対位置関係を部品情報およびピン情報に基づいて算出する位置関係算出部と、位置関係算出部により算出された相対位置関係から開始タイミングを決定するタイミング決定部とを有するように構成してもよい。このように、バックアップピンと部品との相対位置関係に基づいて搬出動作の開始タイミングを決定することで、搬出動作の開始タイミングを高精度に適正化することができる。

部品情報としては、例えば部品の実装位置および部品の部品寸法を含んだものとを用いることができる。また、ピン情報としては、バックアップピンのピン寸法およびバックアップピンのピン位置を含んだものと用いることができる。このような場合、置関係算出部は、実装位置、部品寸法、ピン寸法およびピン位置に基づいて相対位置関係を高精度に算出することができ、搬出動作の開始タイミングをさらに精度良く適正化することができる。

また、上記のように開始タイミングの適正化を行うことで搬出動作によって部品がピン位置に到達する前にバックアップピンを部品移動経路から下降させることができる。この場合、タイミング決定部は、ピン下降動作に対して搬出動作の一部が重複するように、開始タイミングを決定してもよく、これによってピン下降動作の完了後に搬出動作を開始していた従来技術に比べて基板の搬出に要する時間を短縮することができる。

さらに、タイミング決定部が、搬出動作の開始から部品移動経路上のピン位置に部品が到達するまでに要する搬送時間と、ピン下降動作に要する下降時間とに応じて開始タイミングを決定してもよく、これによって搬出動作の開始タイミングをさらに高精度に適正化することができる。

以上のように、本発明によれば、部品の実装位置、部品の部品寸法、バックアップピンのピン寸法およびバックアップピンのピン位置に基づいて搬出動作の開始タイミングを決定しており、開始タイミングの適正化を図ることができる。また、このように開始タイミングの適正化によって基板の搬出に要する時間を短縮することができ、部品実装作業が行われない実装待ち時間を短縮して部品の実装効率を高めることができる。

本発明に係る部品実装装置の一実施形態を模式的に示す部分平面図である。 図１の側面部分拡大図である。 図１に示す部品実装装置の電気的構成を示すブロック図である。 上面への部品実装が完了した基板を搬出する動作を模式的に示す図である。 従来技術により基板を搬出する動作の一例を模式的に示す図である。 従来技術により基板を搬出する動作の他の例を模式的に示す図である。 搬出待ち時間の決定動作を示すフローチャートである。 図６に示す決定動作によって決定された開始タイミングで基板を搬出する動作の一例を模式的に示す図である。 図６に示す決定動作によって決定された開始タイミングで基板を搬出する動作の他の例を模式的に示す図である。

図１は本発明に係る部品実装装置の一実施形態を模式的に示す部分平面図である。また、図２は図１の側面部分拡大図である。さらに、図３は図１に示す部品実装装置の電気的構成を示すブロック図である。図１、図２および以下の図では、鉛直方向に平行なＺ方向、それぞれ水平方向に平行なＸ方向およびＹ方向からなるＸＹＺ直交座標を適宜示す。この部品実装装置１は平面視で略矩形形状を有する基台１１を有している。この基台１１には、部品を実装するための作業エリアとしての実装エリアと、この実装エリアの上流側に設定される待機エリアと、実装エリアの下流側に設定される出口エリアとがＸ方向に直線状に設定されている。

基台１１には、基板搬送装置２が設けられている。基板搬送装置２は一対のコンベア２１、２１と、バックアップ機構２２と、クランプ機構（図３中の符号２３）を備えている。一対のコンベア２１、２１はＹ方向に互いに一定距離だけ離間して配置されている。コンベア２１、２１は装置全体を制御する制御部８０の駆動制御部８２からの駆動指令に応じて作動し、基板Ｂを待機エリアから実装エリアの作業位置（図１の基板Ｂの位置）に搬送する。また、クランプ機構２３が駆動制御部８２からの駆動指令に応じて作動して作業位置に位置決めされた基板Ｂを固定するとともに、バックアップ機構２２が駆動制御部８２からの駆動指令に応じて作動して基板Ｂを下面Ｂｂ側から支持する。そして、実装エリアでは、基板Ｂに対してヘッドユニット３により部品Ｐａが実装された後、基板Ｂの固定および支持を解除した後でコンベア２１、２１は部品実装を完了した基板Ｂを実装エリアから出口エリアに搬出する。

バックアップ機構２２は、図１に示すように、一対のコンベア２１、２１間に配置されている。バックアップ機構２２は、図２に示すように、バックアッププレート２２１と、バックアッププレート２２１を昇降駆動する昇降部２２４と、バックアッププレート２２１に植設される複数のバックアップピン２２６とを備えている。バックアッププレート２２１は、Ｘ方向にやや細長の長方形に形成されており、例えばＳＫ４等の磁性体から形成されている。バックアッププレート２２１には、上下方向に貫通する複数の装着孔２２３が水平面内（ＸＹ平面）において一定の間隔でマトリックス状に穿設されている。このため、これらのうち選択された装着孔２２３にバックアップピン２２６を装着することによって、基板Ｂの下面Ｂｂに実装されている部品Ｐｂを避けて基板Ｂを下面Ｂｂ側から支持可能となっている。

バックアップピン２２６は、基板Ｂをその下面Ｂｂ側から支持する構造体である。バックアップピン２２６は、円柱状の円筒体２２７と、円筒体２２７の上部に突出する支持軸２２８と、円筒体２２７の反対側に突出する装着軸２２９とを同心且つ一体に備えている。装着軸２２９をバックアッププレート２２１の装着孔２２３に挿入することにより、円筒体２２７がバックアッププレート２２１に着座する。こうして、バックアップピン２２６はバックアッププレート２２１に植立される。そして、植設されたバックアップピン２２６は、支持軸２２８の先端で基板Ｂを下面Ｂｂから支持するように構成されている。なお、バックアップピン２２６の具体的な構造は、例えば本件出願人が先に提案している特許第４１５６９３６号公報などに詳細に記載されているため、その説明については省略する。

このように構成されたバックアッププレート２２１は、昇降部２２４の固定台２２５上に対して複数のボルトで固定され、駆動制御部８２からの駆動指令に応じて昇降部２２４が作動することにより固定台２２５と一体に昇降し、これによってバックアップピン２２６を昇降させる。例えばバックアッププレート２２１が上昇することで、バックアップピン２２６の先端が部品Ｐｂを避けながら基板Ｂの下面Ｂｂに当接して基板Ｂを下面Ｂｂから支持する。一方、バックアッププレート２２１が下降することで、バックアップピン２２６が基板Ｂの下面Ｂｂから鉛直下方に離れて基板Ｂの搬出が可能となる。なお、本実施形態では、従来装置のように基板Ｂの下面Ｂｂに実装されている部品Ｐｂと干渉しない位置までバックアップピン２２６を下降させた後に搬出動作を開始するのではなく、当該部品Ｐｂの部品情報（実装位置および部品寸法）ならびにバックアップピン２２６のピン情報（ピン寸法およびピン位置）に基づいて搬出動作の開始タイミングを制御している。この点については後で詳述する。

部品実装装置１は、２個のヘッドユニット３それぞれをＸＹ方向に個別に駆動するＸＹ駆動機構４を備える。このＸＹ駆動機構４は、それぞれＸ方向に平行に延設されてヘッドユニット３をＸ方向に移動可能に支持する一対のＸビーム４１、４１を有する。各Ｘビーム４１には、Ｘ方向に平行に延設されたボールネジ４２と、ボールネジ４２を回転駆動するＸモーター４３とが取り付けられている。Ｘモーター４３は、ここの例ではサーボモーターである。そして、ボールネジ４２のナットにヘッドユニット３が取り付けられている。さらに、ＸＹ駆動機構４は、それぞれＹ方向に平行に延設された一対のＹビーム４４、４４を有する。各Ｘビーム４１の一端は一方のＹビーム４４によりＹ方向に移動可能に支持され、各Ｘビーム４１の他端は他方のＹビーム４４によりＹ方向に移動可能に支持される。各Ｙビーム４４には、Ｘビーム４１、４１をＹ方向に駆動するＹモーター４５が取り付けられている。各Ｙモーター４５は、ここの例ではリニアモーターであり、Ｘビーム４１、４１の端に取り付けられた可動子４５１、４５１と、Ｙ方向に平行に延設された固定子４５２とを有する。そして、可動子４５１と固定子４５２との間に働く磁力によって可動子４５１とともにＸビーム４１がＹ方向に駆動される。かかるＸＹ駆動機構４によれば、Ｘモーター４３およびＹモーター４５によって、ヘッドユニット３をＸＹ方向に移動させることができる。

部品供給部５は、一対のコンベア２１、２１のＹ方向の両側のそれぞれに配設されている。部品供給部５では、Ｘ方向に並ぶ複数のテープフィーダー５１（以下、単に「フィーダー５１」と称する）が着脱可能に装着されている。各フィーダー５１は集積回路、トランジスター、コンデンサ等の小片状の部品Ｐａ（チップ部品）を所定間隔おきに収納したテープをＹ方向に間欠的に送り出すことによって、テープ内の部品Ｐａを部品供給位置に供給する。

ヘッドユニット３は、Ｘ方向に平行に配列された複数の実装ヘッド３１を有している。各実装ヘッド３１はＺ方向（鉛直方向）に延びた長尺形状を有し、その下端に係脱可能に取り付けられた吸着ノズルによって部品Ｐａを吸着・保持することが可能となっている。そして、ヘッドユニット３はフィーダー５１の上方へ移動して、フィーダー５１により供給される部品Ｐａを吸着ノズルで吸着して保持する。それに続いて、ヘッドユニット３は作業位置の基板Ｂの上方に移動して部品Ｐａの吸着を解除することで、基板Ｂの上面Ｂａに部品Ｐａを実装する。なお、本実施形態では、フィーダー５１により供給される部品Ｐａの吸着ノズルによる吸着状態を側方から撮像するサイドビューカメラ３２（図３）がヘッドユニット３に取り付けられている。

また、部品供給部５とコンベア２１との間には、部品認識カメラ６およびノズル保管部７が配置されている。部品認識カメラ６は、部品供給部５において吸着ノズルにより吸着された部品Ｐａを撮像し、部品情報および位置ずれ情報を取得するための画像情報を提供する。この部品撮像は、部品供給部５から基板Ｂへの移動中にヘッドユニット３が部品認識カメラ６の上方を通過することで実行される。こうして取得された画像を解析することで、吸着された部品ＰａのＸＹ平面における位置ずれ量および回転角度を求めることが可能となっている。

ノズル保管部７は互いに異なる種類の複数の吸着ノズルを保管する機能を有している。部品Ｐａに対応した吸着ノズルを取り付けるように指示された場合、ヘッドユニット３がノズル保管部７の上方まで移動した後に実装ヘッド３１が鉛直方向Ｚに昇降して吸着ノズルを交換する。

図３に示すように、上記ように構成された部品実装装置１の装置各部を制御するために、部品実装装置１は制御部８０を有している。制御部８０はＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成される演算処理部８１を備えている。演算処理部８１には、駆動制御部８２と、記憶部８３と、画像処理部８４と、表示部８５と、入力部８６と、がそれぞれ接続されている。

制御部８０では、図３に示すように、予め部品に関する部品情報８３ａおよびバックアップピン２２６に関するピン情報８３ｂならびに後で詳述するタイミング決定プログラム８３ｃが記憶部８３に記憶されている。これらのうち部品情報８３ａは部品の実装位置８３ａ１や部品寸法８３ａ２を含み、ピン情報８３ｂはバックアップピン２２６のピン寸法８３ｂ１およびピン位置８３ｂ２を含んでいる。そして、記憶部８３に記憶されているタイミング決定プログラム８３ｃにしたがって演算処理部８１が、次に説明するように、部品実装動作が完了した後に実装エリアでの基板Ｂの固定を解除してから部品実装済の基板Ｂの搬送を開始するまでの待ち時間（以下「搬出待ち時間」という）Ｔ１を決定する。つまり、演算処理部８１は、基板Ｂの下面Ｂｂに実装されている部品Ｐｂとバックアップピン２２６との相対位置関係を算出し、その算出結果から搬出待ち時間Ｔ１を本発明の「開始タイミング」として決定する。このように本実施形態では、演算処理部８１は位置関係算出部８１１およびタイミング決定部８１２として機能する。

上記のように構成された部品実装装置１では、例えば図４の上段の模式図に示すように、下面Ｂｂに実装されている部品Ｐｂ（以下「下面部品Ｐｂ」という）を避けてバックアップピン２２６が基板Ｂを下面Ｂｂ側から支持するとともに、クランプ機構２３（図３）により基板Ｂを実装エリアで固定した状態で基板Ｂの上面Ｂａに部品Ｐａが実装される。そして、部品Ｐａの実装が完了すると、基板Ｂの固定を解除した後で基板Ｂを実装エリアから出口エリアに搬送する（搬出動作）。なお、図４中の上段および下段の模式図では、部品実装済の基板Ｂを側方から見た図と、同基板Ｂを下方側から見た図とが記載されている。また、図４中の縦軸は時間軸を示しており、上段の模式図は部品実装を完了して基板Ｂの固定を解除した直後の状態を示す一方、下段の模式図は搬出動作の途中状態を示している。また、同図中の符号ＰＴは出力エリアへの基板Ｂの搬出により下面部品Ｐｂが移動する部品移動経路を示しており、下面部品Ｐｂやバックアップピン２２６との位置関係の理解を容易にするために部品移動経路ＰＴにドットを付している。

基板Ｂの搬出においては、図４の下段の模式図に示すように、単に基板Ｂを搬送するのみならず、部品移動経路ＰＴ上に存在するバックアップピン２２６については下面部品Ｐｂと干渉しない高さ位置までバックアップピン２２６を下降させている。従来装置では、例えば図５Ａや図５Ｂに示すように水平面内での下面部品Ｐｂとバックアップピン２２６との相対的な位置関係を全く考慮せず、基板固定の解除後に一律の基板Ｂの搬出を実行している。つまり、時間Ｔ３をかけてバックアップピン２２６を下面部品Ｐｂと干渉しない高さ位置まで下降させるピン下降動作を完了させた後に基板Ｂを出力エリアに搬送する搬出動作を開始している。したがって、搬出動作の開始から時間Ｔ２が経過して下面部品Ｐｂがバックアップピン２２６の装着位置に到達する時点においてバックアップピン２２６は既に下降しており、これによって干渉が防止される。このように従来装置では、図５Ａや図５Ｂに示すように、常にバックアップピン２２６を下面部品Ｐｂと干渉しない高さ位置まで下降させるための時間Ｔ３を搬出待ち時間Ｔ１としている。なお、バックアップピン２２６の装着位置は、予め記憶部８３にピン位置８３ｂ２に相当しており、以下においては「ピン位置８３ｂ２」と称する。

しかしながら、次に説明するように下面部品Ｐｂの部品情報８３ａおよびバックアップピン２２６のピン情報８３ｂから下面部品Ｐｂとバックアップピン２２６との相対的な位置関係を考慮すると、搬出待ち時間Ｔ１の短縮を図ることができる。以下、図６、図７Ａおよび図７Ｂを参照しつつ上記部品実装装置１における搬出待ち時間Ｔ１の決定動作について詳述する。

図６は搬出待ち時間の決定動作を示すフローチャートである。演算処理部８１は記憶部８３に記憶されているタイミング決定プログラム８３ｃにしたがって搬出待ち時間を決定している。部品実装は、実装エリアにおいてクランプ機構２３により基板Ｂを固定するとともにバックアップピン２２６により基板Ｂを下面Ｂｂ側から支持した状態で実行される。そして、基板Ｂの上面Ｂａに対する部品Ｐａの実装が完了すると、演算処理部８１はクランプ機構２３による基板Ｂの固定を解除するとともに、搬出待ち時間Ｔ１をゼロに設定する（ステップＳ１１）。また、演算処理部８１は、基板Ｂの下面Ｂｂに実装されている下面部品Ｐｂの全部について部品情報８３ａとして実装位置８３ａ１と部品寸法８３ａ２とを記憶部８３から読み出して取得する（ステップＳ１２）とともに全バックアップピン２２６のピン情報８３ｂとしてについてピン寸法８３ｂ１およびピン位置８３ｂ２を記憶部８３から読み出して取得する（ステップＳ１３）。

そして、演算処理部８１は、下面部品Ｐｂ毎にステップＳ１４〜Ｓ２２を実行して当該下面部品Ｐｂと各バックアップピン２２６との相対位置関係に応じて搬出待ち時間Ｔ１を調整する。すなわち、演算処理部８１は下面部品Ｐｂのうちの一つを選択下面部品として選択する（ステップＳ１４）。そして、演算処理部８１は、基板Ｂを出口エリアに搬送する、つまり基板Ｂの搬出動作によって選択下面部品が移動する部品移動経路ＰＴ上に存在するバックアップピン２２６を干渉ピンとして抽出する（ステップＳ１５）。例えば図４に示す下面部品のＰｂの中で最も背の高い部品Ｐｂが選択下面部品Ｐｂａとして選択された場合、その部品移動経路ＰＴ上に存在するバックアップピン２２６が干渉ピン２２６ａとして抽出される。一方、それ以外の下面部品Ｐｂが選択された場合、干渉ピンは抽出されない。

次のステップＳ１６で演算処理部８１は干渉ピンが存在するか否かを判定し、存在すると判定した場合（ステップＳ１６で「ＹＥＳ」）には、ステップＳ１５で抽出された干渉ピン２２６ａ毎に以下のステップＳ１７〜Ｓ２２を実行する。すなわち、演算処理部８１はステップＳ１２、１３で読み出した各種データに基づいて選択下面部品Ｐｂａと干渉ピン２２６ａとの相対位置関係（基板Ｂの搬送方向Ｘにおける選択下面部品Ｐｂａと干渉ピン２２６ａとの距離）を求める。さらに、演算処理部８１は当該距離を基板Ｂの搬送速度で割ることで選択下面部品Ｐｂａが干渉ピン２２６ａのピン位置８３ｂ２まで移動するのに要する時間Ｔ２を算出する（ステップＳ１７）。また、演算処理部８１は選択下面部品Ｐｂａの最下端高さ位置Ｈ１によりも低い高さ位置Ｈ２まで下降するのに要する時間Ｔ３を算出する（ステップＳ１８）。そして、演算処理部８１は干渉開始時間Ｔ４を次式
Ｔ４＝Ｔ３−Ｔ２
に基づいて算出する（ステップＳ１９）。この干渉開始時間Ｔ４は基板Ｂの固定解除後に基板Ｂの搬送とバックアップピン２２６の下降とを同時に行った際に基板Ｂとバックアップピン２２６との干渉が発生するまでの時間を意味している。つまり、例えば図５Ａに示すように基板Ｂの搬送方向Ｘにおいて選択下面部品Ｐｂａと干渉ピン２２６ａとが比較的離れている場合には、（時間Ｔ３＜時間Ｔ２）の関係が成立し、時間Ｔ４はマイナスの値を示す。つまり、例えば図７Ａに示すように基板Ｂの搬送とバックアップピン２２６の下降とを同時に行ったとしても、時間Ｔ３経過した時点において選択下面部品Ｐｂａは干渉ピン２２６ａよりも搬送方向Ｘの上流側に位置しており、そのまま基板Ｂの搬送を継続させたとしても選択下面部品Ｐｂａと干渉ピン２２６ａとの干渉は発生しない。

一方、例えば図５Ｂに示すように基板Ｂの搬送方向Ｘにおいて選択下面部品Ｐｂａと干渉ピン２２６ａとが比較的近接している場合には、（時間Ｔ３≧
Ｔ２）の関係が成立し、時間Ｔ４はゼロまたはプラスの値を示す。つまり、基板Ｂの搬送とバックアップピン２２６の下降とを同時に行うと、時間Ｔ３経過するまでに選択下面部品Ｐｂａは干渉ピン２２６ａのピン位置８３ｂ２に到達しており、選択下面部品Ｐｂａと干渉ピン２２６ａとの干渉が発生する。ただし、例えば図７Ｂに示すように時間Ｔ４または時間Ｔ４よりも若干長い時間（ただし、時間Ｔ３よりも短い）だけ基板Ｂの搬送開始を遅らせることで時間Ｔ３経過した時点において選択下面部品Ｐｂａは干渉ピン２２６ａよりも搬送方向Ｘの上流側に位置しており、そのまま基板Ｂの搬送を継続させたとしても選択下面部品Ｐｂａと干渉ピン２２６ａとの干渉は発生しない。

そこで、本実施形態では、干渉開始時間Ｔ４が搬出待ち時間Ｔ１以上である場合（ステップＳ２０で「ＮＯ」）には、演算処理部８１は搬出待ち時間Ｔ１を新たにステップＳ１９で求めた干渉開始時間Ｔ４に書き換える（ステップＳ２１）。一方、干渉開始時間Ｔ４が搬出待ち時間Ｔ１よりも小さな値（マイナスの場合も含む）である場合（ステップＳ２０で「ＹＥＳ」）には、演算処理部８１は搬出待ち時間Ｔ１をそのまま維持する。

そして、それ以外の干渉ピン２２６ａが存在する場合（ステップＳ２２で「ＹＥＳ」）には、ステップＳ１７に戻って他の干渉ピン２２６ａについて上記と同様の処理（ステップＳ１７〜Ｓ２１）を行う。一方、それ以外の干渉ピン２２６ａが存在しなくなる（ステップＳ２２で「ＮＯ」）と、ステップＳ２３に進む。なお、これ以外に上記ステップＳ１６で選択下面部品Ｐｂａに対応する干渉ピン２２６ａが存在しないと判定された場合にも、ステップＳ２３に進む。

このステップＳ２３では、他の下面部品Ｐｂが存在するかを演算処理部８１は判定し、他の下面部品Ｐｂが存在する場合（ステップＳ２３で「ＹＥＳ」）には、ステップＳ１４に戻って他の下面部品Ｐｂについて上記と同様の処理（ステップＳ１４〜Ｓ２２）を行う。一方、それ以外の下面部品Ｐｂが存在しなくなる（ステップＳ２３で「ＮＯ」）と、現時点での搬出待ち時間Ｔ１を基板搬出の開始タイミングとして決定する。

以上のように、本実施形態では、下面部品Ｐｂの実装位置８３ａ１、下面部品Ｐｂの部品寸法８３ａ２、バックアップピン２２６のピン寸法８３ｂ１およびバックアップピン２２６のピン位置８３ｂ２に基づいて搬出動作の開始タイミングを決定しており、一律にバックアップピン２２６を下降させる動作（ピン下降動作）の完了後に搬出動作を開始していた従来技術（図５Ａや図５Ｂ参照）に比べて搬出動作の開始タイミングを適正化することができる（図７Ａや図７Ｂ参照）。特に、上記した部品情報８３ａおよびピン情報８３ｂに基づいて演算処理部８１の位置関係算出部８１１が下面部品Ｐｂの部品移動経路ＰＴ上に位置するバックアップピン２２６と、当該バックアップピン２２６の下降開始時点での下面部品Ｐｂとの距離を相対位置関係として求めている。しかも、タイミング決定部８１２が当該距離から時間Ｔ２を算出するとともに、この時間Ｔ２を時間Ｔ３と対比して搬出待ち時間Ｔ１を本発明の「搬出動作の開始タイミング」として決定している。したがって、搬出動作の開始タイミングを高精度に適正化することができる。

また、本実施形態では、図７Ａの最上段の図面に示すようにバックアップピン２２６の下降開始と同時に搬出動作を開始する、あるいは図７Ｂの中段の図面に示すようにバックアップピン２２６が下面部品Ｐｂの最下端よりも下降していない状態（つまりバックアップピン２２６の上端が最下端高さ位置Ｈ１よりも高い位置に位置した状態）で搬出動作を開始している。このようにバックアップピン２２６のピン下降動作に対し、搬出動作の一部を重複して実行しており、基板Ｂの搬出に要する時間を従来技術（図５Ａや図５Ｂ）よりも短縮することができる。しかも、開始タイミングを適正化することで搬出動作によって下面部品Ｐｂがバックアップピン２２６のピン位置８３ｂ２に到達する前にはバックアップピン２２６が必ず部品移動経路ＰＴから下降しており、バックアップピン２２６と下面部品Ｐｂとの干渉を確実に防止することができる。

さらに、上記した基板搬送装置２を部品実装装置１に装備させることで、上面Ｂａに部品Ｐａを実装し終えた基板Ｂの搬出に要する時間を短縮することができ、その結果、部品実装作業が行われない実装待ち時間を短縮して部品Ｐａの実装効率を高めることができる。

このように本実施形態では、下面部品Ｐｂが本発明の「部品」の一例に相当し、当該下面部品Ｐｂが下面Ｂｂに実装された基板Ｂを搬送するコンベア２１が本発明の「基板搬送部」の一例に相当している。また、時間Ｔ２が本発明の「前記搬出動作の開始から前記部品移動経路上の前記ピン位置に前記部品が到達するまでに要する搬送時間」の一例に相当し、時間Ｔ３が本発明の「前記ピン下降動作に要する下降時間」の一例に相当している。また、ピン下降動作および搬出動作がそれぞれ本発明の「ピン下降工程」および「搬出工程」に相当している。さらに、図６に示す搬出待ち時間の決定動作が本発明の「タイミング決定工程」に相当している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、バックアップピンと部品との相対位置関係に応じて、図７Ａに示すように搬出動作の前半部分をピン下降動作と重複させたり、図７Ｂに示すように搬出動作の後半部分をピン下降動作と重複させたりしているが、ピン下降動作に対する搬出動作の重複態様はこれに限定されるものではなく、例えば図７Ｂ中の点線で示すような重複態様で制御してもよい。

この発明は、基板を下面側から支持するバックアップピンを備えた基板搬送技術全般、ならびに当該基板搬送技術を用いた部品実装装置全般に適用することができる。

１…部品実装装置
２…基板搬送装置
３…ヘッドユニット
２１…コンベア（基板搬送部）
２２…バックアップ機構
８０…制御部
８１…演算処理部
８３ａ…部品情報
８３ａ１…（部品の）実装位置
８３ａ２…部品寸法
８３ｂ…ピン情報
８３ｂ１…ピン寸法
８３ｂ２…ピン位置
２２４…昇降部
２２６…バックアップピン
８１１…位置関係算出部
８１２…タイミング決定部
Ｂ…基板
Ｂａ…（基板の）上面
Ｂｂ…（基板の）下面
ＰＴ…部品移動経路
Ｐｂ…下面部品
Ｔ２…（搬送）時間
Ｔ３…（下降）時間

Claims (6)

1. 下面に部品が実装された基板を搬送する基板搬送部と、
   前記基板を前記下面側から支持するバックアップピンと、
   前記バックアップピンを昇降させる昇降部と、
   前記バックアップピンを前記昇降部により下降させるピン下降動作および前記バックアップピンにより支持されていた前記基板を前記基板搬送部により搬送させる搬出動作を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記搬出動作により前記部品が移動する部品移動経路上に位置する前記バックアップピンと前記バックアップピンの下降開始時点での前記部品との相対位置関係を、前記部品に関する部品情報および前記バックアップピンに関するピン情報に基づいて算出する位置関係算出部と、
   前記位置関係算出部により算出された前記相対位置関係に基づいて前記搬出動作の開始タイミングを前記ピン下降動作の開始と一致または遅らせることで、前記バックアップピンの下降に対する前記部品の干渉を回避しつつ、前記ピン下降動作に対して前記搬出動作の一部を重複させるタイミング決定部と
   を有することを特徴とする基板搬送装置。
2. 請求項１に記載の基板搬送装置であって、
   前記部品情報には前記部品の実装位置および前記部品の部品寸法が含まれるとともに、前記ピン情報には前記バックアップピンのピン寸法および前記バックアップピンのピン位置が含まれ、
   前記位置関係算出部は、前記実装位置、前記部品寸法、前記ピン寸法および前記ピン位置に基づいて前記相対位置関係を算出する基板搬送装置。
3. 請求項２に記載の基板搬送装置であって、
   前記ピン下降動作は前記搬出動作によって前記部品が前記ピン位置に到達する前に前記バックアップピンを前記部品移動経路から下降させる動作である基板搬送装置。
4. 請求項２または３に記載の基板搬送装置であって、
   前記タイミング決定部は、前記搬出動作の開始から前記部品移動経路上の前記ピン位置に前記部品が到達するまでに要する搬送時間と、前記ピン下降動作に要する下降時間とに応じて前記開始タイミングを決定する基板搬送装置。
5. 下面に部品が実装された基板を搬送する基板搬送方法であって、
   前記基板を前記下面側から支持するバックアップピンを下降させるピン下降工程と、
   前記バックアップピンにより支持されていた前記基板を搬送する搬出工程と、
   前記部品に関する部品情報および前記バックアップピンに関するピン情報に基づいて前記搬出工程の開始タイミングを決定するタイミング決定工程と
   を備え、
   前記タイミング決定工程は、
   前記搬出工程により前記部品が移動する部品移動経路上に位置する前記バックアップピンと前記ピン下降工程の開始時点での前記部品との相対位置関係を、前記部品情報および前記ピン情報に基づいて算出し、
   算出された前記相対位置関係に基づいて前記搬出工程の開始タイミングを前記ピン下降工程の開始と一致または遅らせることで、前記バックアップピンの下降に対する前記部品の干渉を回避しつつ、前記ピン下降工程に対して前記搬出工程の一部を重複させる
   ことを特徴とする基板搬送方法。
6. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板搬送装置と、
   前記基板搬送装置の前記バックアップピンにより下面側から支持された前記基板の上面に部品を実装するヘッドユニットと
   を備えることを特徴とする部品実装装置。

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