KR101429043B1

KR101429043B1 - 기판 반송장치, 기판 반송방법 및 표면실장기

Info

Publication number: KR101429043B1
Application number: KR1020120101600A
Authority: KR
Inventors: 다이스케 우에카와; 카즈아키 야마다
Original assignee: 야마하하쓰도키 가부시키가이샤
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2014-08-12
Also published as: CN103025138B; EP2575419A2; US9054145B2; JP5139569B1; CN103025138A; EP2575419B1; JP2013073998A; US20130074326A1; KR20130033959A; EP2575419A3

Abstract

제 1 위치에 정지하고 있는 기판을 제 2 위치를 향해서 반송하고, 상기 제 2 위치에 정확하게 또한 안정되게 정지시킨다. 기판을 기판 정지 위치로부터 실장 작업 위치를 향해서 한창 반송하고 있는 중에 중간위치 도달시간(AT)를 계측하고, 이것에 의해 기판의 반송 상황(돌발적 요인의 발생의 유무)을 파악한다. 그리고, 기판이 제 2 위치에 도달하기 전에 중간위치 도달시간(AT)에 따라 감속 개시 타이밍(T14) 및 감속도(b)를 변경함으로써 감속 패턴을 제어하고, 이것에 의해 상기 기판을 정확하게 실장 작업 위치에 정지 위치결정한다. 이와 같이 피드포워드 제어에 의해 기판을 안정되게 실장 작업 위치에 반송할 수 있다.

Description

기판 반송장치, 기판 반송방법 및 표면실장기{SUBSTRATE TRANSFER APPARATUS, SUBSTRATE TRANSFER METHOD, AND SURFACE MOUNTING APPARATUS}

본 발명은 제 1 위치에 정지하고 있는 기판을 제 2 위치를 향해서 반송하여 상기 제 2 위치에 정지시키는 기판 반송장치 및 기판 반송방법, 그리고 기판 반송장치에 의해 제 2 위치에 위치결정되는 기판에 부품을 실장하는 표면실장기에 관한 것이다.

기판에 전자부품을 실장하는 기판 처리 시스템에서는 인쇄기, 인쇄 검사기, 표면실장기 및 실장 검사기 등의 기판 처리장치가 반송로를 따라 병설되어 있고, 각 기판 처리장치가 기판 반송로를 따라 반송되는 기판에 대하여 처리 프로그램에 따라서 원하는 처리를 실시한다. 예를 들면 표면실장기에서는 기판 반송기구에 의해 기판을 소정의 목표 위치까지 반송해서 정지시킨 후에 테이프 피더 등의 부품 공급부에서 공급되는 IC(lntegrated Clrcurt) 등의 전자부품이 기판에 실장된다. 그리고, 부품 실장의 완료 후에 기판은 목표 위치로부터 반출된다. 이러한 일련의 기판 처리 동작(기판 반송, 부품 실장 및 기판 반출)이 반복된다.

그리고, 동종의 기판에 대한 상기 기판 처리 동작을 효율적으로 행하기 위해서는 기판을 목표 위치에 정확하게 반송해서 위치결정할 필요가 있다. 그래서, 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 장치에서는, 피드백 제어를 위해 기판의 목표 위치 에 대한 실제 기판 정지 위치의 위치 어긋남량을 구하고, 이 위치 어긋남량에 따라서 기판 반송 파라미터를 수정해서 다음 기판을 반송하고 있다. 이와 같이 피드백 제어에 의해 기판 반송의 적정화를 도모하고 있다.

일본 특허 공개 2009-27202호 공보(도 13)

상기한 특허문헌 1에 기재된 장치에서는, 어긋남량을 취득하기 위해서 기판 반송의 적정화를 도모하기 위해서는 적어도 1장의 기판에 대해서 기판 처리 동작을 행할 필요가 있고, 1장째의 기판을 정확하게 목표 위치에 반송하는 것은 어렵다. 또한, 기판 반송 중의 돌발적인 요인, 예를 들면 기판을 벨트 반송하고 있을 때에 벨트 열화나 기판 미끄러짐 등이 발생할 경우가 있지만, 상기 특허문헌 1에 기재된 장치에서는 이러한 돌발적인 요인에 대응할 수 없어 기판을 목표 위치에 안정되게 반송해서 위치결정하는 것은 곤란했다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 제 1 위치에 정지하고 있는 기판을 제 2 위치를 향해서 반송하고, 상기 제 2 위치에 정확하게 또한 안정되게 정지시킬 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 기판 반송장치는 제 1 위치에 정지하고 있는 기판을 제 2 위치를 향해서 반송하여 상기 제 2 위치에 정지시키는 기판 반송장치로서, 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치에 이르는 기판 반송로를 따라 기판을 반송하는 기판 반송기구와, 상기 기판 반송로를 따라 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치의 중간위치로 이동해 오는 상기 기판을 검출하는 검출 유닛과, 상기 기판 반송기구를 제어하는 제어 유닛을 구비하고, 상기 제어 유닛은 상기 제 1 위치에 정지하고 있는 상기 기판의 반송 개시로부터 상기 검출 유닛에 의해 상기 기판이 검출될 때까지 요하는 중간위치 도달시간을 계측하는 시간 계측부와, 상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 기판을 감속시키는 감속 패턴을 상기 중간위치 도달시간에 따라 제어해서 상기 기판을 상기 제 2 위치에 정지시키는 속도 제어부를 포함한다.

본 발명의 또한 바람직한 형태에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 제 1 위치에 정지하고 있는 기판을 미리 설정한 가감속 패턴으로 상기 제 2 위치를 향해서 반송했을 때에 상기 기판의 반송 개시로부터 상기 검출 유닛에 의해 상기 기판이 검출될 때까지 요한다고 예측되는 예측 시간을 기억하는 기억부와, 상기 예측 시간에 대한 상기 중간위치 도달시간의 시간차를 산출하는 시간차 산출부를 더 포함하고, 상기 속도 제어부는 상기 시간차에 의거하여 상기 감속 패턴을 결정한다.

본 발명의 또한 바람직한 형태에 있어서, 상기 속도 제어부는 상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 기판을 감속시키는 감속 개시 타이밍 및 상기 감속 개시 타이밍 후의 감속도를 제어해서 상기 감속 패턴으로 상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 기판을 상기 제 2 위치로 반송한다.

본 발명의 또한 바람직한 형태에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 시간차가 미리 설정된 허용범위 내일 때에는 상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 기판을 상기 미리 설정된 가감속 패턴에 따라서 반송한다.

본 발명의 또한 바람직한 형태에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 시간차가 미리 설정된 허용범위 밖이며 상기 중간위치 도달시간이 상기 예측 시간보다 길 때에는 상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 기판을 상기 미리 설정된 가감속 패턴의 감속도보다 낮은 감속도로 반송한다.

본 발명의 또한 바람직한 형태에 있어서, 동일품종의 기판을 복수매 미리 설정된 순서로 반송하는 상기 기판 반송장치로서, 상기 제어 유닛은 제 (n-1)번째(n은 2 이상의 자연수)의 기판을 상기 미리 설정된 가감속 패턴으로 제 2 위치에 반송했을 때에 상기 미리 설정된 가감속 패턴을 제 (n-1)번째의 기판을 반송할 때의 가속도보다 큰 가속도를 갖는 가감속 패턴으로 재기록하고, 상기 제 1 위치에 정지하고 있는 제 n번째의 기판을 재기록 후의 가감속 패턴으로 상기 제 2 위치를 향해서 반송한다.

본 발명의 또한 바람직한 형태에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 가감속 패턴의 재기록에 따라 상기 제 1 위치에 정지하고 있는 상기 제 n번째의 기판의 반송 개시로부터 상기 검출 유닛에 의해 상기 기판이 검출될 때까지 필요로 하는 시간을 연산하고, 상기 예측 시간을 상기 연산 시간으로 재기록한다.

본 발명의 다른 형태는 제 1 위치에 정지하고 있는 기판을 제 2 위치를 향해서 반송하여 상기 제 2 위치에 정지시키는 기판 반송방법으로서, 상기 제 1 위치에 정지하고 있는 기판의 반송 개시로부터 상기 제 1 위치에서 상기 제 2 위치에 이르는 기판 반송로의 중간위치에 상기 기판이 이동해 올 때까지 요하는 중간위치 도달시간을 계측하는 공정과, 상기 중간위치에 반송된 상기 기판을 감속시키는 감속 패턴을 상기 중간위치 도달시간에 따라 제어해서 상기 기판을 상기 제 2 위치에 정지시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 반송방법이다.

본 발명의 또 다른 형태는, 부품을 공급하는 부품 공급부와, 제 1 위치에 정지하고 있는 기판을 제 2 위치를 향해서 반송하여 상기 제 2 위치에 정지시키는 기판 반송장치로서 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치에 이르는 기판 반송로를 따라 기판을 반송하는 기판 반송기구와, 상기 기판 반송로를 따라 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치의 중간위치로 이동해 오는 상기 기판을 검출하는 검출 유닛과, 상기 기판 반송기구를 제어하는 제어 유닛을 구비하고, 상기 제어 유닛은 상기 제 1 위치에 정지하고 있는 상기 기판의 반송 개시로부터 상기 검출 유닛에 의해 상기 기판이 검출될 때까지 필요로 하는 중간위치 도달시간을 계측하는 시간 계측부와, 상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 기판을 감속시키는 감속 패턴을 상기 중간위치 도달시간에 따라 제어해서 상기 기판을 상기 제 2 위치에 정지시키는 속도 제어부를 포함하는 기판 반송장치와, 상기 기판 반송장치의 상기 제 2 위치에 위치결정되는 기판의 상방과 상기 부품 공급부의 상방 사이를 이동할 수 있게 설치되어서 상기 부품 공급부에서 공급되는 부품을 상기 기판 상으로 이송하는 헤드 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 표면실장기이다.

본 발명의 더욱 바람직한 형태에 있어서, 상기 검출 유닛은 상기 헤드 유닛에 부착되어서 상기 헤드 유닛과 일체로 이동 가능하다.

본 발명의 이들 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명에 따라 더욱 명백해질 것이다

도 1은 본 발명에 의한 기판 반송장치의 제 1 실시형태를 장비한 표면실장기의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 기판 반송장치에서의 컨베이어 및 센서의 배치 관계를 모식적으로 나타내는 도면이고, (A)는 평면도, (B)는 측면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 표면실장기의 주요한 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4는 도 1의 표면실장기에 있어서의 기판 반송의 개요를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 1의 표면실장기에 있어서 기판이 예측대로 반송될 경우에 있어서의 기판의 가감속 패턴을 나타내는 타이밍차트이다.
도 6은 도 1의 표면실장기에 있어서 기판이 예측대로 반송되지 않을 경우에 있어서의 기판의 가감속 패턴을 나타내는 타이밍차트이다.
도 7은 도 1에 나타내는 표면실장기의 동작을 나타내는 플로우차트이다.
도 8은 피드포워드 제어를 나타내는 플로우차트이다.
도 9는 본 발명에 의한 기판 반송장치의 제 2 실시형태에서 유저 등에 의해 설정되는 반송 데이터의 일례를 도시한 도면이다.

본 발명(기판 반송장치 및 기판 반송방법)에서는 제 1 위치에 정지하고 있는 기판이 기판 반송수단에 의해 기판 반송로를 따라 제 2 위치를 향해서 반송되지만, 그 반송 중에 제 1 위치와 제 2 위치의 중간위치에서 검출수단에 의해 검출된다. 그리고, 이 기판의 반송 개시로부터 검출수단에 의한 기판 검출까지 요하는 중간위치 도달시간이 계측된다. 따라서, 기판 반송이 미리 설정되어 있는 가감속 패턴으로부터 벗어나는 경우는 물론이고, 제 1 위치로부터 기판 검출위치(제 1 위치와 제 2 위치의 중간위치)로 이동하는 사이에 벨트 열화나 기판 미끄러짐 등의 돌발적인 요인이 발생했을 경우 중간위치 도달시간이 변화되어 버린다. 예를 들면, 기판 미끄러짐이 발생하면 그만큼 중간위치 도달시간이 길어진다. 그래서, 본 발명에서는 각 기판을 제 1 위치로부터 제 2 위치를 향해서 한창 반송하고 있는 중에 중간위치 도달시간을 구하고, 이것에 의해 기판의 반송 상황을 파악하고 있다. 그리고, 기판을 제 2 위치에 반송시키기 전에 중간위치 도달시간에 따라 감속 패턴이 제어되고, 이것에 의해 상기 기판이 정확하게 제 2 위치에 정지된다. 이와 같이 피드포워드 제어에 의해 각 기판이 제 2 위치에 반송되기 때문에 1장째의 기판이어도 2장째 이후의 기판이어도 항상 기판을 정확하게 제 2 위치에 반송할 수 있다. 또한, 반송 중에 돌발적인 요인에 의해 기판 반송 상황은 변화되어도 그 상황 변화를 중간위치 도달시간에 의해 파악하고, 그것에 따른 감속 패턴으로 기판 반송을 행하고 있기 때문에 기판을 안정되게 제 2 위치에 반송할 수 있다.

여기에서, 「감속 패턴을 중간위치 도달시간에 따라 제어한다」의 구체예로서는, 예를 들면 제 1 위치에 정지하고 있는 기판을 미리 설정한 가감속 패턴으로 제 2 위치를 향해서 반송했을 때에 기판의 반송 개시로부터 검출수단에 의해 기판이 검출될 때까지 요한다고 예측되는 예측 시간을 기억부에 기억시켜 두고, 그 예측 시간에 대한 중간위치 도달시간의 시간차에 의거하여 감속 패턴을 결정하는 것을 의미한다. 이와 같이 예측 시간을 미리 기억시켜 두고, 중간위치 도달시간과 대비함으로써 기판 반송이 미리 설정된 가감속 패턴으로부터 벗어나 있는지의 여부, 및 벨트 열화나 기판 미끄러짐 등의 돌발적인 요인이 발생한 것인지의 여부를 확실하게, 또한 어긋남량, 벨트 열화량이나 기판 미끄러짐량 등을 정량적으로 구할 수 있어 제 2 위치로의 기판의 반송 위치결정을 더욱 정확하게 또한 보다 안정되게 행할 수 있다.

또한, 시간차가 실질적으로 존재하지 않는, 즉 중간위치 도달시간이 예측 시간과 완전하게 일치하거나 또는 양자가 상위해도 계측 오차 정도일 경우에는, 기판은 미리 설정된 가감속 패턴에 따라서 반송되고 있다고 판단할 수 있기 때문에, 검출수단에 의해 검출된 기판을 그대로 미리 설정된 가감속 패턴에 따라서 반송해도 좋다. 이것에 의해 안정적인 기판 반송을 행할 수 있다.

한편, 기판의 미끄러짐 등이 발생하면 시간차가 실질적으로 존재하는, 즉 계측 오차 범위를 초과하여 중간위치 도달시간이 예측 시간보다 길어질 경우가 있다. 이러한 경우, 기판을 확실하게 제 2 위치로 반송하기 위해서는 검출수단에 의해 검출된 기판을 미리 설정된 가감속 패턴의 감속도보다 작은 감속도로 반송해서 기판의 미끄러짐 등의 돌발적인 사상이 발생하는 것을 미연에 방지하는 것이 바람직하고, 이것에 의해 기판 반송을 보다 안정적으로 행할 수 있다.

이와 같이 검출수단에 의해 검출된 기판을 미리 설정된 가감속 패턴의 감속도보다 작은 감속도로 반송할 경우, 검출수단에 의해 검출된 기판의 제 2 위치로의 반송 시간이 미리 설정된 가감속 패턴으로 반송할 경우의 반송 시간보다 길어진다. 이 때문에, 기판을 제 2 위치에 정확하게 정지시키기 위해서는 검출수단에 의해 검출된 기판의 반송 속도를 감속시키는 감속 개시 타이밍을 미리 설정된 가감속 패턴에서의 감속 개시 타이밍보다 빠르게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 감속 개시 타이밍 및 감속도를 제어함으로써 감속 패턴을 고정밀도로 제어할 수 있고, 기판을 제 2 위치에 정확하게 정지시키는 것이 가능하다.

또한, 동일품종의 기판을 복수매, 미리 설정된 순서로 반송하고, 또한 미리 설정된 가감속 패턴으로 기판이 제 2 위치에 반송될 경우에는 다음과 같이 가속도를 향상시킨 가감속 패턴으로 반송함으로써 복수매의 기판을 순서대로 반송하는데에 요하는 총 시간을 단축할 수 있다. 즉, 제 (n-1)번째(n은 2 이상의 자연수)의 기판을 미리 설정된 가감속 패턴으로 제 2 위치에 반송했을 때에 미리 설정된 가감속 패턴을 제 (n-1)번째의 기판을 반송할 때의 가속도보다 큰 가속도를 갖는 가감속 패턴으로 재기록하고, 제 1 위치에 정지하고 있는 제 n번째의 기판을 재기록 후의 가감속 패턴으로 제 2 위치를 향해서 반송함으로써 기판 반송 시간을 단축할 수 있다. 또한, 이와 같이 가감속 패턴을 재기록한 경우에는 재기록 후의 가감속 패턴이 본 발명의 「미리 설정된 가감속 패턴」에 상당한다. 따라서, 이와 같이 가감속 패턴이 재기록될 때마다 재기록 후의 가감속 패턴에 대응하는 예측 시간을 연산하고, 이것으로 재기록하여 예측 시간을 갱신하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 표면실장기는 상기 목적을 달성하기 위하여 부품을 공급하는 부품 공급부와, 상기한 기판 반송장치와, 기판 반송장치의 제 2 위치에 위치결정되는 기판의 상방과 부품 공급부의 상방 사이를 이동할 수 있게 설치되어 부품 공급부로부터 공급되는 부품을 기판 상에 이송하는 헤드 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성된 표면실장기에서는 제 2 위치에 기판이 정확하게, 또한 안정되게 반송되어서 위치결정된다. 이 때문에, 기판의 제 2 위치로의 반송에 계속해서 상기 기판으로의 부품 실장를 원활하게 행할 수 있고, 부품 실장의 작업 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

또한, 검출수단을 헤드 유닛에 부착하고, 상기 헤드 유닛과 일체적으로 이동할 수 있게 구성함으로써 상기 검출수단은 기판 반송을 적정화하기 위한 기판 검출기능과, 기판 상의 마크 등을 검출하는 마크 검출기능을 발휘하는 것이 가능해지고, 적은 부품수로 고기능의 표면실장기가 얻어진다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면 제 1 위치로부터 기판 반송로의 중간위치(검출수단에 의해 기판을 검출하는 위치)까지 기판이 이동하는데에 요하는 중간위치 도달시간을 계측하고, 그 계측 결과에 따라 상기 중간위치로부터 제 2 위치로 기판을 반송할 때의 감속 패턴을 제어해서 기판을 제 2 위치에 정지시킨다. 이와 같이 피드포워드 제어에 의해 기판을 제 2 위치로 반송하고 있기 때문에 제 1 위치에 정지하고 있는 기판을 제 2 위치에 정확하게, 또한 안정되게 정지시킬 수 있다. 이하, 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 기판 반송장치의 제 1 실시형태를 장비한 표면실장기의 개략 구성을 나타내는 평면도이다. 또한, 도 2는 기판 반송장치에서의 컨베이어 및 센서의 배치 관계를 모식적으로 도시한 도면이다. 또한, 도 3은 도 1에 나타내는 표면실장기의 주요한 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다. 또한, 도 l 및 도 2에서는 각 도면의 방향관계를 명확히 하기 위해서 XYZ 직각 좌표축이 나타내어져 있다.

표면실장기(1)에서는 기대(11) 상에 본 발명의 「기판 반송수단」에 상당하는 기판 반송기구(2)가 배치되어 있고, 기판(PB)을 기판 반송 방향(X)으로 반송 가능하게 되어 있다. 보다 상세하게는, 기판 반송기구(2)는 기대(11) 상에 있어서 3세트의 컨베이어쌍을 갖고 있고, 기판 반송 방향(X)의 상류측(도 1, 도 2의 우측)으로부터 하류측(도 1, 도 2의 좌측)을 향해서 반입 컨베이어(21a, 21a), 메인 반송 컨베이어(21b, 21b) 및 반출 컨베이어(21c, 21c)가 일렬로 배치되어서 기판(PB)을 도 1 및 도 2의 우측에서 좌측으로 기판 반송로(TP)를 따라 반송 가능하게 되어 있다. 또한, 이들 컨베이어(21a∼21c)에는 컨베이어 구동 모터(M1a, M1b, M1c)가 각각 연결되어 있고, 표면실장기(1) 전체를 제어하는 제어 수단(또는 제어 유닛)으로서의 컨트롤러(3)의 모터 제어부(33)에 의해 각 컨베이어 구동 모터(M1a, M1b, M1c)를 구동 제어함으로써 도 2(A)에 나타낸 바와 같이 반입 컨베이어(21a, 21a) 상의 기판 정지 위치(P1)에서 정지하고 있는 기판(PB)이 도 2의 2점 쇄선으로 나타내는 작업 위치(P2)를 향해서 기판 반송로(TP)를 따라 반송되고, 또한 부품 실장된 기판(PB)을 반출한다.

또한, 각 컨베이어 쌍에 대하여 기판 검출용 센서가 고정 배치되어 있다. 즉, 컨베이어(21a, 21a)의 하방 위치에는 반입 전의 기판(PB)을 검출하기 위한 센서(SNa)가 고정 배치되어 있고, 컨베이어(21a, 21a)에 의해 기판 반송 방향(X)으로 반송되는 기판(PB)을 검출하고, 기판 검출 신호가 외부 입출력부(35)를 통해서 컨트롤러(3)에 출력된다. 또한, 도 2(및 후의 도 4)에 있어서는 센서(SNa)[및 나중에 설명하는 센서(SNb)]가 기판(PB)을 검출하고 있는 상태에 있을 경우에는 크로스 해칭를 부여하는 한편, 미검출 상태에서는 크로스 해칭을 부여하고 있지 않다.

그리고, 컨트롤러(3)의 연산 처리부(31)는 기판 검출용 센서(SNa)에 의해 기판(PB)을 검출한 후에 모터 제어부(33)를 통해서 컨베이어 구동 모터(M1a)를 제어하여 기판(PB)을 일정 거리만큼 반송하고, 도 2에 나타낸 바와 같이 기판 검출용 센서(SNa)로부터 기판 반송 방향(X)으로 소정 거리만큼 진행한 기판 정지 위치(본 발명의 「제 1 위치」에 상당)(P1)에 정지시킨다. 또한, 본 명세서에서는 기판(PB)의 선단 위치를 기준으로 해서 기판(PB)의 위치를 특정하고 있다.

또한, 컨베이어(21b, 21b)의 하방 위치에는 본 발명의 「제 2 위치」에 상당하는 실장 작업 위치[도 1 및 도 2 중에 있어서 2점 쇄선으로 나타내는 기판(PB)의 위치](P2)를 향해서 반송되는 기판(PB)을 검출하기 위한 센서(SNb)가 기판 정지 위치(P1)와 실장 작업 위치(P2) 사이의 중간위치(P3)의 하방에서 고정 배치되어 있다. 이 센서(SNb)가 중간위치(P3)에 반송되어 온 기판(PB)을 검출하면 기판 검출 신호가 외부 입출력부(35)를 통해서 컨트롤러(3)에 출력된다. 그리고, 컨트롤러(3)의 연산 처리부(31)는 기판 검출용 센서(SNb)에 의한 기판 검출에 의거하여 각종 연산 처리를 행함과 아울러 상기 연산 결과에 의거하여 모터 제어부(33)를 통해서 컨베이어 구동 모터(M1b)를 제어해서 센서(SNb)에 검출된 기판(PB)을 실장 작업 위치(P2)로 반송해서 정지시킨다. 또한, 그 동작에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.

또한, 컨베이어(21c, 21c)의 하방 위치에는 상기 실장 작업 위치(P2)에서 부품이 실장되고, 또한 실장 작업 위치(P2)로부터 반출되어 오는 기판, 소위 부품 실장 기판(PB)을 검출하기 위한 센서(SNc)가 고정 배치되어 있어 부품 실장 기판(PB)을 검출하고, 그 기판 검출 신호가 외부 입출력부(35)를 통해서 컨트롤러(3)에 출력된다. 또한, 본 실시형태에서는 3개의 센서(SNa∼SNc)를 설치해서 기판 반송기구(2)에 의해 반송되는 기판(PB)의 현재 위치나 반송 속도 등을 검출 가능하게 되어 있고, 특히 본 발명에서는 센서(SNb)에 의한 기판(PB)의 검출에 따라 기판(PB)의 감속 개시 타이밍나 감속도 등을 제어해서 기판(PB)을 실장 작업 위치(P2)에 정확하게, 또한 안정되게 반송한다.

이와 같이 하여 실장 작업 위치(P2)에서 정지된 기판(PB)은 도시 생략된 유지장치에 의해 고정 유지된다. 그리고, 상기 기판(PB)에 대하여 부품 수용부(5)로부터 공급되는 전자부품(도시생략)이 헤드 유닛(6)에 복수 탑재된 흡착 노즐(61)에 의해 이송된다. 이와 같이 헤드 유닛(6)이 부품 수용부(5)에 장착되는 테이프 피더(51)의 상방과 기판(PB)의 상방 사이를 복수회 왕복해서 상기 표면실장기(1)에 의해 기판(PB)에 실장해야 할 부품의 전부에 대해서 실장 처리가 완료되면, 기판 반송기구(2)는 컨트롤러(3)로부터의 구동 지령에 따라 컨베이어 구동 모터(M1b, M1c)가 작동해서 기판(PB)을 반출한다.

기판 반송기구(2)의 Y축 방향의 양측에는 상기한 부품 수용부(5)가 배치되어 있고, 이들 부품 수용부(5)에 대하여 1개 또는 복수개의 테이프 피더(51)를 장착 가능하게 구성되어 있다. 또한, 부품 수용부(5)에는 각 피더(51)에 대응해서 전자부품을 일정 피치로 수납·유지한 테이프를 권회한 릴(도시생략)이 배치되어 있고, 각 피더(51)에 의한 전자부품의 공급이 가능하게 되어 있다. 또한, 이 실시형태에서는 부품 수용부(5)는 메인 반송 컨베이어(21b, 21b)에 대하여 프론트(+Y)측과 리어(-Y)측의 각각 상류부와 하류부의 합계 4개소에 설치되어 있고, 각 부품 수용부(5)에서는 실장 프로그램에 의거하여 실행되는 기판(PB)으로의 부품 실장에 따른 적절한 피더(51)가 오퍼레이터에 의해 장착된다.

또한, 표면실장기(1)에서는 기판 반송기구(2) 이외에 헤드 구동기구(7)가 설치되어 있다. 이 헤드 구동기구(7)는 헤드 유닛(6)을 기대(11)의 소정 범위에 걸쳐 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시키기 위한 기구이며, X축 방향 및 Y축 방향으로의 이동에 각각 X축 모터(M2) 및 Y축 모터(M3)가 사용된다. 그리고, 헤드 유닛(6)의 이동에 의해 흡착 노즐(61)에 의해 흡착된 전자부품이 부품 수용부(5)의 상방 위치로부터 기판(PB)의 상방 위치로 반송된다. 즉, 이 헤드 유닛(6)에서는 연직방향(Z)으로 연이어설치된 도면에 나타내지 않는 실장용 헤드가 8개, X축 방향[기판 반송기구(2)에 의한 기판(PB)의 반송 방향]으로 등간격으로 열형상 배치되어 있다. 또한, 실장용 헤드의 각각의 선단부에는 흡착 노즐(61)이 장착되어 있다.

각 실장 헤드는 헤드 유닛(6)에 대하여 Z축 모터(M4)를 구동원으로 하는 노즐 승강 구동기구에 의해 승강(Z축 방향의 이동) 가능하게, 또한 R축 모터(M5)를 구동원으로 하는 노즐 회전 구동기구에 의해 노즐 중심축 둘레에서 회전 가능하게 되어 있다. 이들 구동기구 중 노즐 승강 구동기구는 흡착 또는 장착을 행할 때의 하강 위치와, 반송이나 촬상을 행할 때의 상승 위치 사이에서 실장 헤드를 승강시키는 것이다. 한편, 노즐 회전 구동기구는 부품 흡착 노즐을, 전자부품의 실장 방향으로의 합치를 위해서나 R축 방향의 흡착 어긋남의 보정을 위해서 등, 필요에 따라서 회전시키기 위한 기구이며, 회전 구동에 의해 전자부품을 실장시에 있어서의 소정의 R축 방향에 위치시키는 것이 가능하게 되어 있다.

그리고, 헤드 구동기구(7)에 의해 헤드 유닛(6)이 부품 수용부(5)의 상방으로 이동하고, Z축 모터(M4)에 의해 흡착 노즐(61)이 흡착 대상 부품을 탑재하는 피더(51)의 부품 흡착 위치 상방에 위치됨과 아울러, 흡착 노즐(61)이 하강하여 부품 수용부(5)로부터 공급되는 전자부품에 대하여 흡착 노즐(61)의 선단부가 접해서 흡착 유지하고, 흡착 노즐(61)이 상승한다. 이렇게 해서 흡착 노즐(61)에서 전자부품을 흡착 유지한 채 헤드 유닛(6)이 기판(PB)의 상방으로 반송되고, 소정 위치에 있어서 소정 방향을 향해서 전자부품을 기판(PB)에 이송한다.

또한, 반송의 도중에 있어서 반송로 측방의 2개의 부품 수용부(5)의 X방향 중간에 배치되는 부품 인식 카메라(C1)의 상방을 헤드 유닛(6)이 통과하고, 부품 인식 카메라(C1)가 각 흡착 노즐(61)에 흡착된 전자부품을 하방으로부터 촬상함으로써 각 흡착 노즐(61)에 있어서의 흡착 어긋남 여부가 검출되고, 각 전자부품을 기판(PB)에 이송할 때에 흡착 어긋남에 적합한 위치 보정이 이루어진다.

또한, 헤드 유닛(6)의 X축 방향의 양측부에는 기판 인식 카메라(C2)가 각각 고정되어 있고, 헤드 구동기구(7)에 의해 헤드 유닛(6)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시킴으로써 임의의 위치에서 기판(PB)의 상방으로부터 촬상 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 각 기판 인식 카메라(C2)는 실장 작업 위치 상에 있는 기판(PB)에 부착된 복수의 피듀셜 마크를 촬영해서 기판 위치, 기판 방향을 화상 인식한다.

이와 같이 구성된 표면실장기(1) 전체를 제어하는 컨트롤러(3)는 연산 처리부(31)와, ROM, RAM, 또는 하드디스크 드라이브 등의 외부 기억장치를 포함하는 기억부(32)와, 모터 제어부(33)와, 화상 처리부(34)와, 외부 입출력부(35)와, 서버 통신 제어부(36)를 구비하고 있다. 이들의 구성요소 중 연산 처리부(31)는 CPU 등에 의해 구성되어 있고,

·기판 정지 위치(P1)에 정지하고 있는 기판(PB)의 반송을 개시하고나서 센서(SNb)에 의해 반송 중인 기판(PB)이 검출될 때까지 요하는 시간(이하 「중간위치 도달시간」이라고 함)을 계측하는 시간 계측부,

·미리 설정된 가감속 패턴[도 6(A), 도 6(C)]으로 기판(PB)을 반송했을 때에 예상되는 중간위치 도달시간(뒤에 서술하는 「예측 시간」에 상당)과, 상기 시간 계측부에서 실측되는 중간위치 도달시간의 시간차를 구하는 시간차 연산부,

·기판(PB)의 반송 속도를 제어하는 속도 제어부

로서 기능함과 아울러, 기억부(32)에 기록된 실장 프로그램에 따라서 표면실장기(1)의 각 부를 제어해서 부품 실장을 행한다.

기억부(32)에는 상기한 실장 프로그램 이외에 로트 내의 최초의 기판을 반송시킬 때에 사용하는 표준 가감속 패턴을 특정하기 위한 각종 정보[표준 가속도(a0), 표준 가속 시간, 반송 속도(V1), 감속 개시 타이밍(T04), 감속도(b0) 등], 중간위치 도달시간의 예측값(ET), 반송 가속도[가속도(a) 및 감속도(b)]의 최소값 및 최대값, 반송 속도의 최소값 및 최대값 등이 기억되어 있다.

표면실장기(1)의 전기적 구성으로 되돌아와서 설명을 계속한다. 모터 제어부(33)에는 도 3에 나타내는 바와 같이 컨베이어 구동 모터(M1a∼M1c), X축 모터(M2), Y축 모터(M3), Z축 모터(M4) 및 R축 모터(M5)가 전기적으로 접속되어 있고, 각 모터를 구동 제어한다.

또한, 화상 처리부(34)에는 부품 인식 카메라(C1) 및 기판 인식 카메라(C2)가 전기적으로 접속되어 있고, 이들 각 카메라(C1, C2)로부터 출력되는 촬상신호가 각각 화상 처리부(34)에 도입된다. 그리고, 화상 처리부(34)에서는 도입된 촬상신호에 의거하여 부품 화상의 해석 및 기판 화상의 해석이 각각 행하여진다.

이 표면실장기(1)에서는 표시/조작 유닛(4)이 설치되서 실장 프로그램이나 부품 정보 등을 표시한다. 또한, 표시/조작 유닛(4)은 작업자가 컨트롤러(3)에 대하여 반송 가속도나 반송 속도의 최대값 및 최소값 등의 각종 데이터나 지령 등의 정보를 입력하기 위해서도 사용된다. 또한, 표면실장기(1)에는 실장 프로그램 등을 작성하는 데이터 작성장치(서버)나 다른 표면실장기 등과의 사이에서 실장 프로그램이나 부품정보 등의 각종 데이터의 수수를 행하기 위해서 서버 통신 제어부(36)가 설치되어 있다.

이어서, 상기한 바와 같이 구성된 표면실장기(1)에 있어서 복수의 기판(PB)을 포함하는 로트의 1장째의 기판(PB)을 실장 작업 위치(P2)로 반송할 때의 개요 동작을, 기판 미끄러짐 등이 발생하지 않고 예측대로(즉, 미리 설정한 가감속 패턴대로) 반송될 경우와, 벨트 열화나 기판 미끄러짐 등의 요인에 의해 기판 반송에 지연이 생겨서 예측대로 반송되지 않을 경우로 나누어서 도 4 내지 도 6을 참조하면서 설명한다. 그 후에, 본 실시형태에서의 기판 반송방법에 대해서 도 7 및 도 8을 더욱 참조하면서 설명한다.

도 4은 도 1의 표면실장기에 있어서의 기판 반송의 개요를 모식적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 5는 도 1의 표면실장기에 있어서 기판이 예측대로 반송될 경우에 있어서의 기판의 가감속 패턴을 나타내는 타이밍차트이다. 또한, 도 6은 도 1의 표면실장기에 있어서 기판이 예측대로 반송되지 않을 경우에 있어서의 기판의 가감속 패턴을 나타내는 타이밍차트이다. 이와 같이 1장째의 기판(PB)을 반송할 경우에는 표준 가감속 패턴이 기억부(32)로부터 판독되고, 이것을 「미리 설정된 가감속 패턴」으로 하고, 이 가감속 패턴으로 기판 반송을 행한다[도 5(A) 및 도 6(A)]. 또한, 이들 도 5 및 도 6 중의 부호 T01, T02, T03, T04 및 T05는 미리 설정된 가감속 패턴에 있어서의 대표적인 동작 타이밍을 나타내고, 부호 T11, T12, T13, T14 및 T15는 상기 가감속 패턴에 따라서 기판(PB)을 실제로 반송했을 때의 상기 동작 타이밍(T01, T02, T03, T04 및 T05)에 각각 대응하는 동작 타이밍을 나타내고 있다. 즉, 기판 반송이 미리 설정된 가감속 패턴대로 실행될 경우에는 실제의 동작 타이밍(T11, T12, T13, T14 및 T15)은 각각 동작 타이밍(T01, T02, T03, T04 및 T05)과 일치한다.

또한, 도 4의 좌반분에 도시한 도면은 1장째의 기판(PB)이 표준 가감속 패턴대로 반송될 경우의 기판 반송 동작의 예측도이며, 각 동작 타이밍(T01, T02, T03, T05)에서의 기판(PB)의 반송 상황 및 센서(SNa, SNb)의 ON/OFF 상황을 나타내고 있다. 그리고, 그 동작 패턴은 도 5(B)에 나타내는 바와 같다. 한편, 도 4의 우반분에 도시한 도면은 1장째의 기판(PB)이 표준 가감속 패턴대로 반송되지 않을 경우의 실제 기판 반송 동작을 모식적으로 나타내는 것이며, 각 동작 타이밍(T11, T12, T13, T15)에서의 기판(PB)의 반송 상황 및 센서(SNa, SNb)의 ON/OFF 상황을 나타내고 있다. 그리고, 그 동작 패턴은 도 6(B)에 나타내는 바와 같다.

표면실장기(1)에서는 컨트롤러(3)는 기판(PB)을 검출했다는 취지의 검출 신호가 센서(SNa)에 의해 출력되면, 컨베이어(21a, 21a)의 반송 속도(V)를 감속해서 센서(SNa)에 의해 검출된 위치로부터 소정 거리만큼 진행한 기판 정지 위치(P1)에서 정지시킨다[타이밍(T01, T11)]. 이렇게 해서, 컨트롤러(3)는 상기 기판(PB)으로의 부품 실장의 개시 준비가 완료될 때까지 기판 정지 위치(P1)에서 대기시킨다.

대기 중인 1장째의 기판(PB)에 대한 부품 실장이 가능해지면 컨트롤러(3)는 실장 프로그램에 따라서 장치 각 부를 제어해서 미리 설정된 가감속 패턴으로 기판(PB)을 실장 작업 위치(P2)로 반송해서 위치결정한다. 여기에서, 컨베이어 열화나 기판 미끄러짐 등의 요인에 의해 반송 지연이 발생하지 않을 경우에는, 도 4의 좌반분 및 도 5(B)에 나타낸 바와 같이 1장째의 기판(PB)은 미리 설정된 가감속 패턴대로 반송된다. 즉, 반입 컨베이어(21a, 21a)와 메인 반송 컨베이어(21b, 21b)가 구동되어서 기판(PB)은 가속도(a1)[=표준 가속도(a0)]로 반송되고[타이밍(T12)], 반송 속도(V)가 반송 속도(V1)로 된 시점부터 등속으로 반송된다. 그리고, 컨트롤러(3)는 타이밍(T14)부터 감속도(b1)[=표준 감속도(b0)]로 기판(PB)을 감속시키고, 타이밍(T15)에서 기판(PB)을 실장 작업 위치(P2)에서 정지시킨다.

여기에서, 컨베이어 열화나 기판 미끄러짐 등의 요인이 발생하지 않는 동안, 타이밍(T11, T12, T14, T15)은 각각 대응하는 타이밍(T01, T02, T04, T05)과 완전하게 일치하고 있고, 기판(PB)을 정확하게 또한 안정되게 실장 작업 위치(P2)에 반송할 수 있다. 그러나, 예를 들면 도 6(B)에 나타낸 바와 같이 기판 미끄러짐이 발생해서 반송 지연이 생기면, 그대로 표준 가감속 패턴으로 기판(PB)을 반송시켜 버리면 기판(PB)은 실장 작업 위치(P2)에 도달할 때까지 정지시켜져 버린다.

그래서, 본 실시형태에서는 기판 정지 위치(P1)로부터 실장 작업 위치(P2)로 기판(PB)을 반송하고 있는 도중의 중간위치(P3)에서 센서(SNb)에 의해 기판(PB)을 검출하고, 그 검출 결과에 의거하여 감속 패턴을 제어하고 있다. 즉, 기판(PB)의 선단부가 센서(SNb)의 바로 위 위치(P3)에 도달하면 센서(SNb)로부터 기판(PB)을 검출했다는 취지의 검출 신호가 컨트롤러(3)에 주어진다[타이밍(T13)]. 이와 같이 구성된 표면실장기(1)에서는, 도 5(B)에 나타낸 바와 같이 표준 가감속 패턴대로 기판(PB)이 반송되고 있을 경우, 기판 정지 위치(P1)에 정지하고 있는 기판(PB)의 반송을 개시하고나서 센서(SNb)에서 검출될 때까지 요하는 시간, 즉 중간위치 도달시간(AT)는 일정한 예측 시간(ET)(=T03-T01)으로 된다. 즉, 기판(PB)이 센서(SNb)의 바로 위의 위치(P3)에 도달한 단계에서 예측 시간(ET)에 대한 중간위치 도달시간(AT)의 시간차(ΔT3)(=T13-T03)는 제로가 된다. 한편, 벨트 열화나 기판 미끄러짐 등의 돌발적인 요인이 발생해서 표준 가감속 패턴대로 반송되지 않을 경우에는, 예를 들면 도 4의 우반분 및 도 6(B)에 나타내는 바와 같이 중간위치 도달시간(AT)(=T13-T11)은 예측 시간(ET)보다 시간차(ΔT3)만큼 길어진다. 따라서, 시간차(ΔT3)에 의거하여 돌발적인 요인의 발생의 유무를 확인할 수 있다.

또한, 중간위치(P3)에 기판(PB)을 반송하고 있는 동안에 기판 미끄러짐 등이 발생할 경우에는, 표준 감속도(b0)에서 기판(PB)을 반송할 때에도 기판 미끄러짐이 발생하여 기판(PB)은 실장 작업 위치(P2)의 앞쪽에서 정지시켜져 버릴 가능성이 있다. 그래서, 상기한 바와 같이 중간위치 도달시간(AT)을 예측 시간(ET)과의 대비 결과에 의거하여 돌발적인 요인의 발생을 확인했을 경우에는, 감속도(b1)를 미리 설정된 가감속 패턴의 감속도(b1)보다 작은 값으로 변경하는 것이 바람직하다. 이러한 감속도(b1)의 변경에 의해 센서(SNb)의 바로 위 위치(P3)로부터 실장 작업 위치(P2)로 기판(PB)을 반송시키는데에 요하는 반송 시간은 다소 길어지지만, 기판(PB)의 미끄러짐을 확실하게 방지하면서 기판(PB)을 실장 작업 위치(P2)에 정확하게 위치결정 정지시킬 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 감속도(b1)를 표준 감속도(b0)보다 작은 값으로 변경하는 것에 대응하여, 도 6(B)에 나타내는 바와 같이 감속 개시 타이밍(T14)을 표준 가감속 패턴의 감속 개시 타이밍(T04)보다 시간차(ΔT4)만큼 빠르게 하고 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서는 감속 개시 타이밍(T14) 및 감속도(b1)를 변경함으로써 감속 패턴[도 6(B) 중의 파선]을 제어해서 기판(PB)을 실장 작업 위치(P2)에서 정확하게 정지시켜서 위치결정하고 있다. 이와 같이 반송 속도(V1)로 중간위치(P3)에 반송되어 온 기판(PB)을 감속 패턴[감속 개시 타이밍(T14) 및 감속도(b1)]으로 반송해서 실장 작업 위치(P2)에 정지키는 경우, 상기 감속 패턴에 따라서 반송되는 거리(D)는,

(1)

이다. 이 거리(D)는 중간위치(P3)로부터 실장 작업 위치(P2)까지의 거리이며, 고정값이기 때문에 상기 식을 변형시킴으로써 시간차(ΔT4)는

(2)

로 된다. 또한, 도 4 내지 도 6에서는 1장째의 기판(PB)에 대하여 설명하고 있지만, 2장째 이후의 기판(PB)에 대해서도 기본적으로 같은 처리가 실행된다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는 기판(PB)을 기판 정지 위치(P1)로부터 실장 작업 위치(P2)를 향해서 한창 반송하고 있는 중에 중간위치 도달시간(AT)를 계측하고, 이것에 의해 기판(PB)의 반송 상황(돌발적 요인의 발생 유무)을 파악하고 있다. 그리고, 기판(PB)을 실장 작업 위치(P2)에 반송시키기 전에 중간위치 도달시간(AT)에 따라 제어 파라미터(감속 개시 타이밍 및 감속도)를 변경함으로써 감속 패턴을 제어하고, 이것에 의해 상기 기판(PB)을 정확하게 실장 작업 위치(P2)에 정지 위치결정한다. 이와 같이 피드포워드 제어에 의해 기판(PB)을 실장 작업 위치(P2)에 반송하고 있기 때문에 1장째의 기판(PB)이어도, 2장째 이후의 기판(PB)이어도 항상 기판(PB)을 정확하게 실장 작업 위치(P2)에 반송할 수 있다. 또한, 반송 중에 돌발적인 요인에 의해 기판 반송 상황은 변화되어도 그 상황 변화를 중간위치 도달시간(AT)에 의해 파악하고, 그것에 따른 기판 반송을 행하고 있기 때문에 기판(PB)을 안정되게 실장 작업 위치(P2)로 반송할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 도 5(C) 및 도 6(C)에 나타내는 바와 같이 1장째의 기판 반송이 완료되면, 2장째의 기판 반송에 앞서 가감속 패턴을 갱신하고 있다. 이것은 2장째의 기판 반송 시간을 단축하는 것을 노린 것이며, 그 상세한 동작에 대해서는 다음에 설명하는 상기 동작의 구체적인 제어 플로우와 함께 이하에 설명한다.

도 7은 도 1에 나타내는 표면실장기의 동작을 나타내는 플로우차트이다. 또한, 도 8은 피드포워드 제어를 나타내는 플로우차트이다. 컨트롤러(3)는 기억부(32)에 기억되어 있는 실장 프로그램에 따라서 장치 각 부를 제어하고 있고, 기본적으로는 로트 중의 1장째의 기판(PB)에 대해서는 도 5(A)나 도 6(A)에 나타내는 표준 가감속 패턴에 의해 기판 정지 위치(P1)에서 대기하고 있는 기판(PB)을 실장 작업 위치(P2)로 반송하고, 부품 실장 동작을 실행한다. 그 때문에, 스텝 S1에서 컨트롤러(3)의 연산 처리부(31)는 모터 제어부(33)를 통해서 각 컨베이어 구동 모터(M1a, M1b)를 작동시켜서 표준 가감속 패턴으로 기판(PB)의 반송을 개시한다[타이밍(T11)]. 또한, 반송 개시와 동시에 연산 처리부(31)는 중간위치 도달시간(AT)을 구하기 위해서 경과 시간의 계측을 개시한다(스텝 S2). 그리고, 기판(PB)이 센서(SNb)의 바로 위의 위치(P3)에 도달해서 상기 센서(SNb)로부터 검출 신호가 출력되면(스텝 S3), 연산 처리부(31)는 중간위치 도달시간(AT)를 확정시킴과 아울러 피드포워드 제어를 행한다(스텝 S4).

이 피드포워드 제어에서는, 도 8에 나타내는 바와 같이 예측 시간(ET)에 대한 중간위치 도달시간(AT)의 시간차(ΔT3)를 연산 처리부(31)가 산출하고(스텝 S41), 시간차(ΔT3)가 실질적으로 없는지의 여부를 판단한다(스텝 S42). 여기에서, 「시간차(ΔT3)가 실질적으로 없다」라고 하는 것은 계측 오차 등을 포함하는 허용범위 내에 포함되어 있고, 오차를 고려하면 시간차(ΔT3)는 실질적으로 제로인 것을 의미하고 있으며, 이렇게 판단했을 경우에는 연산 처리부(31)는 미리 설정된 가감속 패턴(1장째의 경우에는 표준 가감속 패턴이며, 2장째 이후는 후술하는 바와 같이 재기록된 가감속 패턴) 상태를 유지한다(스텝 S43). 그리고, 미리 설정된 가감속 패턴의 타이밍(T04)과 일치하는 감속 개시 타이밍(T14)에서 감속을 개시한다(스텝 S44). 이 때의 감속도(b)는 감속도(b0)이며, 타이밍(T15)에서 기판(PB)은 실장 작업 위치(P2)에 정지시켜져서 위치결정된다(스텝 S45). 이렇게 해서, 미리 설정된 가감속 패턴대로 기판(PB)이 실장 작업 위치(P2)에 정확하게 반송된다.

한편, 스텝 S42에서 시간차(ΔT3)가 실질적으로 존재하는(허용범위를 초과하고 있는) 경우에는 연산 처리부(31)는 감속 개시 타이밍(T14)을 미리 설정되어 있는 가감속 패턴(1장째의 경우에는 표준 가감속 패턴이며, 2장일 이후는 후술하는 바와 같이 재기록된 가감속 패턴)의 감속 개시 타이밍(T04)보다 시간(ΔT4)만큼 빠르게 함과 아울러 감속도(b)를 변경해서 감속 패턴을 변화시킨다(스텝 S46). 또한, 이 실시형태에서는 기판(PB)이 로트의 1장째인지, 2장째 이후인지에 따라 감속도(b)의 변경 형태를 서로 다르게 하고 있다. 즉, 1장째일 경우에는 감속도(b)를 감속도(b0)보다 작은 값, 보다 구체적으로는 기판(PB)의 미끄러짐이 발생하지 않는 감속도(bmin)로 변경한다. 또한, 2장째 이후에 대해서도 일률적으로 감속도(bmin)로 설정해도 좋지만, 기판 미끄러짐 등이 발생하는 것을 억제하면서 반송 시간의 단축화를 도모하기 위해서, 본 실시형태에서는 다음과 같이 2장째 이후의 감속도(b)를 감속도(bmin)보다 높게 설정하고 있다. 즉, n장째(n은 2 이상 자연수)일 경우, (n-1)장째의 감속도를 「bn-1」이라고 했을 때,

(3)

로 한다.

이렇게 해서 변경된 감속 개시 타이밍(T14)에서 감속을 개시하고(스텝 S47), 변경 후의 감속도(b)로 기판(PB)의 반송 속도를 감속시켜서 기판(PB)을 실장 작업 위치(P2)에 정지시켜서 위치결정한다(스텝 S48).

상기와 같이 해서 기판(PB)이 실장 작업 위치(P2)에 정확하게 위치결정되면 상기 기판(PB)은 도시 생략의 유지장치에 의해 고정 유지된다. 그리고, 실장 작업 위치(P2)에서 고정된 기판(PB)에 대하여 부품 수용부(5)로부터 공급되는 전자부품(도시생략)이 헤드 유닛(6)에 복수 탑재된 흡착 노즐(61)에 의해 이송된다(스텝 S49). 이와 같이 헤드 유닛(6)이 부품 수용부(5)의 상방과 기판(PB)의 상방 사이를 복수회 왕복해서 상기 표면실장기(1)에 의해 기판(PB)에 실장해야 할 부품의 전부에 대해서 실장 처리가 완료되면, 연산 처리부(31)로부터의 구동 지령에 따라 컨베이어 구동 모터(M1b, M1c)가 작동해서 기판(PB)을 반출한다.

이어서, 도 7로 되돌아와서 동작 설명을 계속한다. 피드포워드 제어(스텝 S4)에 있어서 시간차(ΔT3)가 실질적으로 없어 예상대로, 즉 반송 지연이 발생하지 않고 미리 설정된 가감속 패턴대로 기판이 반송된 것인지의 여부를 연산 처리부(31)는 판단한다(스텝 S5). 그리고, 예측과 달랐다(즉, 미리 설정된 가감속 패턴 에 의하면 반송 지연이 발생한다)고 판단했을 때에는, 가감속 패턴을 규정하는 제어량[가속도(a0), 감속 개시 타이밍(T04), 감속도(b0)]을 상기 스텝 S46에서 재계산된 결과에 의거하여 재설정하고, 이 가감속 패턴[도 6(C)]을 새로운 「미리 설정된 가감속 패턴」으로서 재기록한다. 예를 들면, 동 도면에 나타내는 바와 같이 1장째의 기판 반송시에 기판 미끄러짐 등이 발생했을 경우에는 2장째의 기판(PB)을 반송하는 가감속 패턴의 가속도를 가속도(a2)(<a1)로 설정함과 아울러 감속도를 감속도(b2)(<b1)로 설정하고, 이것을 본 발명의 「미리 설정된 가감속 패턴」으로서 재기록하고, 이것에 의해 2장째의 기판 반송시에 기판 미끄러짐 등이 발생하는 것을 방지해도 좋다. 또한, 이와 같이 재기록된 「미리 설정된 가감속 패턴」으로 기판 반송을 행했을 경우의 예측 시간(ET)을 구하고, 예측 시간(ET)을 갱신한다(스텝 S6).

한편, 예측과 같다고 판단했을 때에는, 연산 처리부(31)는 보다 빠른 기판 반송을 실현하기 위해서 제어량(가속도, 감속 개시 타이밍, 감속도)를 새롭게 결정하여 가감속 패턴을 재기록함과 아울러 상기 재기록된 가감속 패턴으로 기판 반송을 행하였을 경우의 예측 시간(ET)을 구하고, 예측 시간(ET)을 갱신한다(스텝 S 7). 여기에서, 새로운 가속도(an)는 다음과 같이 해서 결정해도 좋다. 즉, 1장째의 기판(PB)에 대해서는 가속도(a1)[=표준 가속도(a0)]로 가속되지만, n장째 이후(n은 2 이상의 자연수)의 기판(PB)에 대해서는 1장 전의 가속도(an-1)보다 큰 값으로 설정해도 좋고, n장째의 가속도(an)를 다음 식

(4)

단, amax는 가속도의 상한값. 장치구성에 따라 결정되는 값이다.

에 의거하여 결정해도 좋다. 또한, 감속도(bn)에 대해서도 가속도(an)와 마찬가지로 1장 전의 감속도(bn-1)보다 큰 값으로 설정해도 좋고, n장째의 감속도(bn)를 다음 식

(5)

단, bmax는 가속도의 상한값. 장치구성에 따라 결정되는 값이다.

에 의거하여 결정해도 좋다.

이와 같이 해서 재기록된 가감속 패턴이 본 발명의 「미리 설정된 가감속 패턴」에 상당하고, 가감속 패턴의 재기록 및 예측 시간(ET)의 재설정이 완료되면, 다음 스텝 S8에서 로트 내에 포함되는 전체 기판(PB)에 대해서 부품 실장이 완료되었는지의 여부를 연산 처리부(31)가 판단하고, 미실장의 기판(PB)이 남아 있어 생산을 계속시킬 경우에는 재기록된 가감속 패턴을 「미리 설정된 가감속 패턴」으로 해서 위치(P1)에 대기하고 있는 다음 기판(PB)의 반송을 개시함(스텝 S9)과 아울러 스텝 S2로 되돌아와서 상기 일련을 처리를 반복한다.

또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 상기한 것 이외에 여러가지 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는 반송 지연이 발생했을 경우에 감속 개시 타이밍(T14)을 가감속 패턴의 감속 개시 타이밍(T04)보다 빠르게 함과 아울러 감속도를 동 가감속 패턴의 감속도보다 작게 해서 감속 패턴을 제어해서 기판(PB)을 실장 작업 위치(P2)에 정지시키고 있지만, 여러가지 요인에 의해 반송이 빨라질 경우에는 다음과 같이 감속 패턴을 제어하면 좋다. 이러한 경우에는 타이밍(T13)이 타이밍(T03)보다 빠르고, 시간차(ΔT3)(=T13-T03)가 마이너스값으로 된다. 그래서, 감속 개시 타이밍(T14) 및 감속도(b)를 변경해서 감속 패턴을 제어해서 센서(SNb)에서 검출된 기판(PB)을 실장 작업 위치(P2)에서 정지시키면 되고, 상기 실시형태와 같은 작용 효과가 얻어진다.

또한, 상기 실시형태에서는 반송 속도(V1), 가속도(a)의 최대값(amax), 감속도(b)의 최대값(bmax) 및 감속도(b)의 최소값(bmin)을 고정화하고 있지만, 기판의 품종에 따라 기판 미끄러짐이 생기기 쉬운 경우나 생기기 어려운 경우가 있다. 그래서, 예를 들면 도 9에 나타내는 바와 같이 표면실장기(1)의 표시/조작 유닛(4)의 표시부(41)에 반송 가속도(가속도, 감속도) 및 반송 속도의 최대값 및 최소값를 표시시킴과 아울러 각 값을 유저나 오퍼레이터가 표시/조작 유닛(4)의 조작부(도시생략)를 통해서 적절하게 설정할 수 있게 구성해도 좋다. 또한, 기판의 품종을 나타내는 기판 정보, 예를 들면 기판 ID를 입력하거나, 바코드 등의 기판 식별 정보를 판독시킴으로써 기판 품종에 최적인 반송 가속도 및 반송 속도가 설정되도록 구성해도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는 중간위치 도달시간(AT)를 계측하기 위해서 전용의 센서(SNb)를 설치하고 있지만, 예를 들면 헤드 유닛(6)에 고정된 기판 인식 카메라(C2)가 중간위치(P3)의 바로 위에 위치하도록 헤드 유닛(6)을 위치결정하고, 기판 인식 카메라(C2)에 의해 기판(PB)을 검출해서 중간위치 도달시간(AT)을 구하도록 구성해도 좋다. 이와 같이 기판 인식 카메라(C2)가 피듀셜 마크를 촬상하는 기능뿐만 아니라, 본 발명의 「검출 수단」 또는 「검출 유닛」으로서도 기능하도록 구성함으로써 센서(SNb)가 불필요하게 되고, 장치 비용의 저감을 꾀할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 3세트의 컨베이어 쌍에 의해 기판 반송기구(2)를 구성하고 있지만, 컨베이어 쌍의 개수는 이것에 한정되는 것은 아니고 임의의 컨베이어 구성에 의해 기판(PB)을 반송하는 기판 반송장치에 대하여도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 컨트롤러(3)에 의해 각 모터를 제어함에 있어서 모터의 회전 상황에 따른 펄스 신호를 출력하는 인코더를 부설하고, 각 인코더로부터 출력되는 펄스 신호를 컨트롤러(3)에 부여하도록 구성해도 좋다.

또한, 표면실장기(1)에 장비된 기판 반송장치에 대하여 본 발명을 적용하고 있지만, 본 발명의 적용 범위는 이것에 한정되는 것은 아니고 기판 정지 위치(대기위치)(P1)로부터 인쇄 위치(작업 위치)(P2)로 기판을 반송해서 땜납 페이스트 등을 인쇄하는 인쇄장치에 대하여 본 발명을 적용해도 좋다. 또한, 인쇄장치 및 표면실장기를 조합시킨 실장 라인 장치에 설치되는 기판 반송장치에 대하여도 본 발명을 적용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

Claims

제 1 위치에 정지하고 있는 기판을 제 2 위치를 향해서 반송하여 상기 제 2 위치에 정지시키는 기판 반송장치로서,
상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치에 이르는 기판 반송로를 따라 기판을 반송하는 기판 반송기구와,
상기 기판 반송로를 따라 상기 제 1 위치와 상기 제 2 위치의 중간위치로 이동해 오는 상기 기판을 검출하는 검출 유닛과,
상기 기판 반송기구를 제어하는 제어 유닛을 구비하고,
상기 제어 유닛은,
상기 제 1 위치에 정지하고 있는 상기 기판의 반송 개시로부터 상기 검출 유닛에 의해 상기 기판이 검출될 때까지 요하는 중간위치 도달시간을 계측하는 시간 계측부와,
상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 기판을 감속시키는 감속 패턴을 상기 중간위치 도달시간에 따라 제어해서 상기 기판을 상기 제 2 위치에 정지시키는 속도 제어부를 포함하고,
또한, 상기 제어 유닛은 상기 제 1 위치에 정지하고 있는 기판을 미리 설정한 가감속 패턴으로 상기 제 2 위치를 향해서 반송했을 경우에 있어서, 제 (n-1)번째(n은 2 이상의 자연수)의 기판을 상기 미리 설정된 가감속 패턴으로 상기 제 2 위치에 반송했을 때에 상기 미리 설정된 가감속 패턴을 상기 제 (n-1)번째의 기판을 반송할 때의 가속도보다 큰 가속도를 갖는 가감속 패턴으로 재기록하고, 상기 제 1 위치에 정지하고 있는 제 n번째의 기판을 재기록 후의 가감속 패턴으로 상기 제 2 위치를 향해서 반송하는 것을 특징으로 하는 기판 반송장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 기판의 반송 개시로부터 상기 검출 유닛에 의해 상기 기판이 검출될 때까지 요한다고 예측되는 예측 시간을 기억하는 기억부와, 상기 예측 시간에 대한 상기 중간위치 도달시간의 시간차를 산출하는 시간차 산출부를 더 포함하고,
상기 속도 제어부는 상기 시간차에 의거하여 상기 감속 패턴을 결정하는 것을 특징으로 하는 기판 반송장치.
제 2 항에 있어서,
상기 속도 제어부는 상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 기판을 감속시키는 감속 개시 타이밍 및 상기 감속 개시 타이밍 후의 감속도를 제어해서 상기 감속 패턴으로 상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 기판을 상기 제 2 위치로 반송하는 것을 특징으로 하는 기판 반송장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 시간차가 미리 설정된 허용범위 내일 때에는 상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 기판을 상기 미리 설정된 가감속 패턴에 따라서 반송하는 것을 특징으로 하는 기판 반송장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 시간차가 미리 설정된 허용범위 밖이며 상기 중간위치 도달시간이 상기 예측 시간보다 길 때에는 상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 기판을 상기 미리 설정된 가감속 패턴의 감속도보다 작은 감속도로 반송하는 것을 특징으로 하는 기판 반송장치.
삭제
제 2 항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 가감속 패턴의 재기록에 따라 상기 제 1 위치에 정지하고 있는 상기 제 n번째의 기판의 반송 개시로부터 상기 검출 유닛에 의해 상기 기판이 검출될 때까지 필요로 하는 시간을 연산하고, 상기 예측 시간을 상기 연산 시간으로 재기록하는 것을 특징으로 하는 기판 반송장치.
제 1 위치에 정지하고 있는 기판을 제 2 위치를 향해서 반송하여 상기 제 2 위치에 정지시키는 기판 반송방법으로서,
상기 제 1 위치에 정지하고 있는 기판의 반송 개시로부터 상기 제 1 위치에서 상기 제 2 위치에 이르는 기판 반송로의 중간위치에 상기 기판이 이동해 올 때까지 요하는 중간위치 도달시간을 계측하는 공정과,
상기 중간위치에 반송된 상기 기판을 감속시키는 감속 패턴을 상기 중간위치 도달시간에 따라 제어해서 상기 기판을 상기 제 2 위치에 정지시키는 공정을 구비하며,
상기 기판을 상기 제 2 위치에 정지시키는 공정은 상기 제 1 위치에 정지하고 있는 기판을 미리 설정한 가감속 패턴으로 상기 제 2 위치를 향해서 반송했을 경우에 있어서, 제 (n-1)번째(n은 2 이상의 자연수)의 기판을 상기 미리 설정된 가감속 패턴으로 상기 제 2 위치에 반송했을 때에 상기 미리 설정된 가감속 패턴을 상기 제 (n-1)번째의 기판을 반송할 때의 가속도보다 큰 가속도를 갖는 가감속 패턴으로 재기록하고, 상기 제 1 위치에 정지하고 있는 제 n번째의 기판을 재기록 후의 가감속 패턴으로 상기 제 2 위치를 향해서 반송하는 것을 특징으로 하는 기판 반송방법.
부품을 공급하는 부품 공급부와,
제 1 항 내지 제 5 항, 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 기판 반송장치와,
상기 기판 반송장치의 상기 제 2 위치에 위치결정되는 기판의 상방과 상기 부품 공급부 상방 사이를 이동할 수 있게 설치되어서 상기 부품 공급부로부터 공급되는 부품을 상기 기판 상에 이송하는 헤드 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 표면실장기.
제 9 항에 있어서,
상기 검출 유닛은 상기 헤드 유닛에 부착되어서 상기 헤드 유닛과 일체적으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 표면실장기.