JPH10233599A - 基板位置決め装置 - Google Patents
基板位置決め装置Info
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- JPH10233599A JPH10233599A JP9036197A JP3619797A JPH10233599A JP H10233599 A JPH10233599 A JP H10233599A JP 9036197 A JP9036197 A JP 9036197A JP 3619797 A JP3619797 A JP 3619797A JP H10233599 A JPH10233599 A JP H10233599A
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Abstract
決め装置を提供する。 【解決手段】本体装置内に基板60を搬入して定位置に
停止させた後、テーブル上下動シリンダ41を上昇駆動
して位置決めテーブル37と共に基板支持ピン42及び
クランプ部材43a、43bを上昇させる。基板支持ピ
ン42は基板60下面を支持すべき位置に停止し、クラ
ンプ部材43a及び43bは天板34a及び34bとで
基板60の両側部を把持する。基板牽引シリンダ33を
進出駆動して可動フレーム32を固定の基板案内レール
23aから離隔する方向へ付勢し、クランプ部材43b
及び天板34bにより基板60の側部を幅出し方向に緊
張させ、基板60を平らに矯正して位置決めする。
Description
子部品を搭載する部品搭載装置における基板位置決め装
置に関する。
数のチップ状電子部品を自動的に回路基板に搭載して、
その搭載した電子部品を半田付けして基板ユニットを製
造する製造ラインがある。このような製造ラインは、回
路基板を供給する基板供給装置、その供給された回路基
板上の所定位置にペースト状の半田等を塗布するディス
ペンサ、その半田等が塗布された回路基板上に電子部品
を搭載する部品搭載装置、その搭載された電子部品を回
路基板上に固定するリフロー炉、搭載された電子部品が
固定されて完成した基板ユニットを収納する基板収納装
置等からなる。
右方向(製造ラインの流れ方向)に延在する2本の平行
する案内レール及びコンベアベルトを備えており、これ
らによって回路基板を装置内に搬入して所定位置に停止
させる。
置基台上方の作業空間を前後左右及び上下に自在に移動
する作業ヘッドを備えており、装置内に搬入された回路
基板上の所定位置に、ペースト状の半田(又は電子部
品)を自動的かつ迅速に塗布(又は搭載)する。この場
合、回路基板は、前後左右の位置が正確でなくてはなら
ないことは勿論であるが、前後左右のみでなく上下の位
置も正確に固定されて位置決めされていないと作業ヘッ
ドは微細な作業を正しく行うことができない。
体装置という)における回路基板の搬送とその位置決め
に係る要部の構成を示す図であり、同図(a) はその上面
図、同図(b) はその側面図である。同図(a),(b) に示す
ように、本体装置は、回路基板1を搬送するためのコン
ベアベルト2a及び2bを有している。コンベアベルト
2a及び2bは、回路基板搬送路3の両側に対向して設
けられる固定レール4aと可動レール4bの下部にそれ
ぞれ配設され、駆動プーリ5aと従動プーリ6a間及び
駆動プーリ5bと従動プーリ6b間に夫々張設され、モ
ータ7a及び7bによって夫々図の矢印Aで示す搬送方
向に循環走行するように駆動される。
に、工程により大きさの異なる回路基板1の幅に対応し
て、多少余裕のある間隔を保つべく調節シリンダ8によ
って予め幅寄せされる。回路基板1は、両側を固定レー
ル4aと可動レール4bに案内され且つ両側部下面を夫
々コンベアベルト2a及び2bによって下方から支持さ
れて本体装置内に搬入される。本体装置内に搬入された
回路基板1は下方からせり上がる停止装置9により所定
位置に停止して前後を位置決めされる。コンベアベルト
2a及び2bは回路基板上の作業が終了するまで一時的
に停止する。
は、前後の位置ばかりでなく、左右及び上下にも正しい
位置に正しい姿勢で固定しなければならないが、このた
めの位置決め装置として、搬送路3の下方に位置決めテ
ーブル10が設けられている。この位置決めテーブル1
0は、本体装置側のスライド溝12a及び12bに夫々
滑動自在に嵌合するスライドレール11a及び11bを
備え、シリンダ13の進退駆動により上下に昇降する。
位置決めテーブル10は、上面に複数本の支持ピン14
を立設配置され、回路基板1が停止装置9により所定位
置に停止すると下方から上昇する。そして、支持ピン1
4により回路基板1の下面の要所要所を支持しながら回
路基板1を上に押し上げ、その両側を天板15a及び1
5bに押し付けて上下の位置決めを行う。更に調整シリ
ンダ8が図の矢印Bで示す固定レール4a方向に駆動さ
れる。これにより、回路基板1は、固定レール4aに押
し付けられて固定され左右方向を位置決めされる。
部品のサイズは0.5mm×1mmと極めて小さいか、
または、サイズが4cm角というように大きい場合でも
電子部品に配設されている多数のリード線(又は電極)
の間隔は数百ミクロンというように極めて狭く、電子部
品の設計寸法は年々微細化されている。これに伴って、
ディスペンサや部品搭載装置における回路基板の位置決
めには厳しい精度が要求される。
調整シリンダ8が回路基板1を固定レール4aに押し付
けて固定したとき、回路基板1が、図8(b) に示すよう
に、しばしば反り返って上に撓むという欠点を有してい
る。
例えば、ディスペンサの場合では、ペースト状の半田を
塗布する吐出口と回路基板との間隔を正しく保つことが
できず、したがって、正確な塗布作業が不可能となる。
また、部品搭載装置の場合は、電子部品を回路基板に当
接させて載置するから、回路基板の反力で搭載した電子
部品に位置ズレを生じ、これによって回路間に接続不良
を招来し、完成した基板ユニットに不良品が発生すると
いう問題を引き起こす。
回路基板に撓みを発生させることなく正しく位置決めを
行う基板位置決め装置を提供することである。
置決め装置の構成を述べる。本発明の基板位置決め装置
は、基板の両側縁を夫々把持する把持手段と、上記基板
の撓みを矯正すべく上記把持手段を基板の幅出し方向に
付勢する付勢手段とを備えて構成される。
うに、基板に加わる他の外力に対して基板が位置ずれし
ない程度に摩擦係数が高い材質の部材から成る。また、
上記付勢手段は、例えば基板牽引シリンダ等で構成され
る。
を参照しながら説明する。図1は、一実施の形態におけ
る基板位置決め装置を配設した部品装着装置の主要部の
外観斜視図である。同図に示す部品装着装置(以下、本
体装置)20は、下部の基台21の内部には、後述する
位置決めテーブルや各部を制御する制御回路等を備えて
いる。また上方を覆う保護カバーの図示を省略している
が、この保護カバーには、前面に液晶ディスプレイやタ
ッチパネルからなる入力装置等が配設されており、外部
操作により各種の指示を入力することができる。
1対の平行する基板案内レール23a及び23bが回路
基板(以下、単に基板という)の搬送方向(X軸方向、
図の斜め右下から斜め左上方向)に水平に延在して配設
される。これらの基板案内レール23a及び23bの下
部に接してループ状の搬送ベルト(コンベアベルト)が
走行可能に配設される。搬送ベルトは、それぞれ数ミリ
幅のベルト脇部を基板案内レール23a又は23bの下
から基板搬送路に覗かせて、ベルト駆動モータにより駆
動され、基板搬送方向に走行し、基板の裏面両側を下か
ら支持しながら基板を搬送する。
bを跨いで、基板搬送方向(図の矢印Cで示す斜め右下
から斜め左上方向)と直角の方向(前後方向)に平行に
延在する左右一対の固定レール(Y軸レール)24a及
び24bが配設されている。これらY軸レール24a及
び24bに移動レール(X軸レール)25がY軸レール
に沿って滑動自在に係合し、このX軸レール25に、基
板に電子部品(以下、単に部品という)を搭載する作業
を行う作業ヘッド26がX軸レールに沿って滑動自在に
懸架されている。
レール25には、その長手方向(X軸方向)に沿って作
業ヘッド26を自在に移動させるX軸方向駆動サーボモ
ータが配設され、基台21上には、X軸レール25をY
軸レール24a及び24bに沿って前後(Y軸方向)に
進退させるY軸方向駆動サーボモータが配設されてい
る。これらのX軸方向駆動サーボモータ及びY軸方向駆
動サーボモータが制御回路からの指示により正逆両方向
に自在に回転することにより、作業ヘッド26がX軸方
向及びY軸方向に自在に移動する。この基台21上の前
部と後部には夫々部品カセット台27a及び27bが配
設されている。これら部品カセット台27a及び27b
には、特には図示しないが部品を収納したテープを巻着
した複数種類の部品供給装置が載設される。
装着する吸着ノズル28により、部品カセット台27a
及び27b上に載設された部品供給装置から適宜の部品
を吸着して基板上に搭載する。
れている基板位置決め装置の側面図(図1のC矢視図)
である。同図に示すように、図1に示した基板案内レー
ル23a及び23bの一方の基板案内レール23aは、
本体装置20のフレーム31に固定されており、他方の
基板案内レール23bは、可動フレーム32に支持され
て、上記固定の基板案内レール23aに接離する方向に
摺動可能に配置される。この可動フレーム32の内側に
対向し、可動フレーム32を図の矢印Dで示す基板案内
レール23aから離隔する方向へ付勢すべく、基板牽引
シリンダ33が配設される。
上部には天板34a及び34bが配設され、下部には基
板を搬送するループ状の搬送ベルト35a及び35bが
張設されている。
ル37が配設されており、位置決めテーブル37は、本
体装置20側のスライド溝38a及び38bに夫々滑動
自在に嵌合するスライドレール39a及び39bを備
え、テーブル上下動シリンダ41の進退駆動により上下
に昇降する。この位置決めテーブル37は、上面に立設
する複数の基板支持ピン42と少なくとも一本の位置決
めピンを有し、側部にはクランプ部材43a及び43b
を備えている。クランプ部材43a及び43bは、基板
案内レール23a及び23bの下方に配置されているス
ライドレール44a及び44bに係合するスライドナッ
ト45a及び45bを備えており、位置決めテーブル3
7の昇降に伴われて昇降する。
に張り出している下面、及びクランプ部材43a及び4
3bの上端は、焼結ダイヤ、電着ダイヤ、或は表面ブラ
スト処理をしたファインセラミックス等の、摩擦係数が
高く且つ摩耗し難い耐久性に優れた素材により形成され
ている。
品装着装置20の基台21内部に配設されている制御回
路のブロック図である。同図において、CPU50は、
マイクロプロセッサ等からなる。このCPU50には、
RAM(Random Access Memory)等からなるメモリ部5
1、各種のデータを入力するための入力キーを備えたキ
ー入力部52、及び各種の入出力装置の入出力を仲介す
るインタフェース53が接続されている。CPU50
は、内蔵のROM(Read Only Memory)に格納されている
プログラムに基づき、上記各部を制御する。
力される駆動制御信号を、コンアベルトを駆動する基板
搬送モータ54a、54b、及び、特には図示しない
が、ストッパ駆動モータ、レール幅可変駆動モータ等へ
出力する。また、電磁弁マニホルド(manifold:分割多
岐管)55は、CPU50から入力される空圧制御信号
により電磁弁を開閉して不図示の空圧ポンプから補給さ
れる単一の圧縮空気流を所定の吐き出し管を介して、テ
ーブル上下動シリンダ41、後述する基板ストッパーシ
リンダ56、Y方向引張りシリンダ(基板牽引シリン
ダ)33等を駆動する。また、インタフェース53に
は、テーブル上下動シリンダ41に組み込まれている磁
気センサ47a及び47bの出力が入力する。磁気セン
サ47a及び47bは、テーブル上下動シリンダ41の
ピストン駒に埋設されているマグネットの磁気によりシ
リンダの作動(ピストンの上下動位置)を検知する。
けるCPU50からの制御による基板位置決め装置の処
理動作を説明する。図4(a),(b),(c) 及び図5(a),(b)
は、基板位置決め装置の動作状態図であり、図6及び図
7は、CPU50の処理動作を示すフローチャートであ
る。尚、図4(a),(b),(c) には、各部の動作説明に応じ
て図2に示した番号を順次付記することとし、その他の
番号の付記は省略する。また、図5(b) は、図4(c) の
状態において図4(c) の向う側から見た図であり、図5
(a) はその上面図である。
説明する。図6のフローチャートにおいて、基板搬入及
び位置決め処理の開始後における搬送ベルト35a及び
35bの停止時間をCPU20に内蔵のタイマに設定す
る(ステップS1)。続いて、基板ストッパーシリンダ
56(図5参照)を押し出し駆動して、ストッパー57
を搬送路36内に進出させる(ステップS2)。
ータ54a及び54bを駆動する(ステップS3)。こ
れにより、駆動プーリ58a及び58bを夫々介して搬
送ベルト35a及び35bが走行駆動される。搬送ベル
ト35a及び35bは、駆動プーリ58aと従動プーリ
59a及び駆動プーリ58bと従動プーリ59b間に夫
々張設されている。この搬送ベルト35a及び35bの
走行により、ライン前段の装置から搬入された基板60
が基板案内レール23a及び23bに案内されながら搬
送され、搬送方向前端をストッパー57に当接させて停
止する。
切れ信号に基づいて、基板搬送モータ54a及び54b
を停止させる(ステップS4)。これにより、搬送ベル
ト35a及び35bが停止する(図4(a) 参照)。
ップ命令を出力して、テーブル上下動シリンダ41を図
の矢印Eで示すように上昇駆動する(ステップS5)。
これにより、位置決めテーブル37が上昇し、位置決め
テーブル37と共に基板支持ピン42及びクランプ部材
43a、43bが上昇する。
UPセンサ)を駆動(ON)し、ピストン駒61が所定
の位置まで上昇したことを示す検知信号(OK)が磁気
センサ47aから出力されているかを監視する(ステッ
プS6)。
出力されていれば(S6がYES)、位置決めテーブル
37が所定の位置まで上昇したのであり、基板支持ピン
42の先端が基板60の下面を支持すべき位置に在り、
位置決めピンが基板の位置決め孔に嵌入しており、クラ
ンプ部材43a及び43bが天板34a及び34bに基
板60の側部を押圧して天板34a及び34bとで基板
60の両側部を把持している。
搬送路36に張り出している下面、及びクランプ部材4
3a及び43bの上端は、焼結ダイヤ、電着ダイヤ、或
は表面ブラスト処理をしたファインセラミックス等の、
摩擦係数の高い部材で形成されているので、上記基板6
0への把持力は強固である。
ことにより、次に(以下、図4(c)参照)、基板牽引シ
リンダ(Y方向引張りシリンダ)33へのON命令を出
力する(ステップS7)。これにより、基板牽引シリン
ダ33が進出駆動されて、可動フレーム32を図の矢印
Fで示す固定の基板案内レール23aから離隔する方向
へ付勢する。この付勢力により、クランプ部材43b及
び天板34bが、その把持する基板60の側部を、幅出
し方向に緊張させる。すなわち、基板60はクランプ部
材43a及び天板34aとクランプ部材43b及び天板
3bとの間に張設される。
a及び天板34aとクランプ部材43b及び天板3bと
の間に張設されることにより、基板60に、例えば同図
(a),(b) に示すような撓みが発生していたとしても、同
図(c) 及び図5(b) に示すように、平らに矯正されて定
位置に位置決めされる。
を一定に維持したまま(ステップS8)、位置決め処理
を終了する。この後、部品搭載処理が行われるが、これ
は通常の処理動作であるので説明は省略する。
後においても磁気センサ47aから検知信号が出力され
ないときは(S6がNO)、いずれかの箇所に異常が発
生したのであり、この場合は、モータ、空圧弁等の全て
のアクチュエータを非作動(OFF)として(ステップ
S9)、警告灯を点滅させ或は表示装置にエラー表示を
行う等のエラー処理を行って(ステップS10)、処理
を終了する。
ついて説明する。図7のフローチャートにおいて、先
ず、基板ストッパーシリンダ56を退縮駆動して、スト
ッパー57を搬送路36内から下降させる(ステップS
101)。
リンダ)33へのOFF命令を出力する(ステップS1
02)。これにより、可動フレーム32への付勢力が解
除されて、基板60の幅出し方向への緊張が解除され
る。基板60は、もし撓みがあれば撓みがあるままの状
態に戻される。
テーブル上下動シリンダ41を退縮させる(ステップS
103)。これにより、位置決めテーブル37が下降
し、位置決めテーブル37の下降に伴って基板支持ピン
42及びクランプ部材43a、43bが下降を開始す
る。
DOWNセンサ)を駆動(ON)し、ピストン駒61が
所定の位置まで下降したことを示す検知信号(OK)が
磁気センサ47bから出力されているかを監視する(ス
テップS104)。
出力されていれば(S104がYES)、位置決めテー
ブル37が所定の待機位置に戻っており、したがって、
基板60の把持が解除され、基板60の両側端が搬送ベ
ルト35a、35b上に載置されている。
り、基板搬送モータ54a及び54bを駆動して、搬送
ベルト35a及び35bを搬送方向に走行させる(ステ
ップS105)。これにより、処理の終えた基板60
が、基板案内レール23a及び23bに案内されながら
搬送ベルト35a及び35bに搬送され、不図示のセン
サによりライン後段の装置への排出が確認されて(ステ
ップS106)、排出処理が終了する。
後においても磁気センサ47bから検知信号が出力され
ないときは(S104がNO)、いずれかの箇所に異常
が発生したのであり、この場合は、モータ、空圧弁等の
全てのアクチュエータを非作動(OFF)として(ステ
ップS107)、警告灯を点滅させ或は表示装置にエラ
ー表示を行う等のエラー処理を行って(ステップS10
8)、処理を終了する。
装置の基板位置決め装置について説明しているが、これ
に限ることなく、ディスペンサの基板位置決め装置につ
いても全く同様であり、また他に基板を位置決めする必
要のある装置本体の基板位置決め装置にも適用できる。
基板の位置決めの際に基板を強制的に平に矯正するの
で、搬入された基板に撓みがあっても作業時には撓みが
解消され、したがって、ディスペンサによるペースト半
田の塗布作業や部品搭載装置による部品の搭載作業等に
おいて基板の経時変化等による撓みに拘りなく正しい作
業を安定して行うことが可能となる。
した部品装着装置の主要部の外観斜視図である。
側面図(図1のC矢視図)である。
回路のブロック図である。
である。
の上面図である。
1)である。
2)である。
示す図であり、(a) はその上面図、(b) はその側面図で
ある。
手段) 34a、34b 天板 35a、35b 搬送ベルト 36 基板搬送路 37 位置決めテーブル 38a、38b スライド溝 39a、39b スライドレール 41 テーブル上下動シリンダ 42 基板支持ピン 43a、43b クランプ部材 44a、44b スライドレール 45a、45b スライドナット 47a、47b 磁気センサ 50 CPU 51 メモリ部 52 キー入力部 53 インタフェース 54a、54b 基板搬送モータ 55 電磁弁マニホルド(manifold:分割多岐管) 56 基板ストッパーシリンダ 57 ストッパー 58a、58b 駆動プーリ 59a、59b 従動プーリ 60 回路基板(基板) 61 ピストン駒
Claims (2)
- 【請求項1】 基板の両側縁を夫々把持する把持手段
と、前記基板の撓みを矯正すべく前記把持手段を基板の
幅出し方向に付勢する付勢手段と、を備えたことを特徴
とする基板位置決め装置。 - 【請求項2】 前記把持手段は、基板に加わる他の外力
に対して基板が位置ずれしない程度に摩擦係数が高い材
質の部材から成ることを特徴とする請求項1記載の基板
位置決め装置。
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