JP4860446B2 - プリント基板の受渡し装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板を基板搬入装置から受け取って加工機に供給するプリント基板の受渡し装置に関するものである。

従来の技術として特許文献１、特許文献２に記載されたものがあった。特許文献１は、多数のクランプを左右に並列に有する受取りクランプ部を上下軸心を中心として回動可能に設け、左右に移動して板材に左右方向の溝を形成する加工部に基準点認識部（ＣＣＤカメラ）を設け、該基準点認識部により前記受取りクランプ部で挟持された板材の左右の基準孔を認識（計測）し、この認識した信号に基づいて前記受取りクランプ部を上下軸心を中心として回動調節することにより、前記受取りクランプ部で挟持された板材の向きを補正するようにしたものである。

前記特許文献１は、受取りクランプ部を回動させると、該受取りクランプ部に挟持された板材が該板材の中心から偏倚した上下軸心を中心として回動することになる。このため、前記受取りクランプ部により回動調節された板材は、その加工予定線が加工部の移動軸線と平行になるも、該移動軸線に対して前後にずれることになる。これを解決するために、前記受取りクランプ部を回動調節した後、さらに前後方向に移動調節する必要があり、複雑な制御を必要とするものであった。

特許文献２は、多層印刷配線板素体の両端に設けた位置表示マークをＸ線透視装置により検出し、これを画像処理して前記位置表示マークの座標を求め、該座標から前記多層印刷配線板素体の切断位置を算出し、該算出した切断位置データをＸ，Ｙ，Ｑテーブル及び多層印刷配線板素体を把持したクランパーを移動させるための信号として制御手段に送るようにしたものである。

前記特許文献２は、重量物であるテーブルを移動させて多層印刷配線板素体を位置決めするため、大型かつ堅牢な駆動装置を必要とし、高価になるものであった。
特許第３６８３８０３号公報 特開平７−２３１１７５号公報

本発明は、小型かつ構造簡素にして、基板搬入装置から受け取ったプリント基板を高精度に位置きめして加工機に供給することができる新規なプリント基板の受渡し装置を得ることを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、以下の如く構成したものである。即ち請求項１に係る発明は、左右両端部に基準マークを有するプリント基板を移送ベルト上に載置して取り出し位置に搬入する基板搬入装置を設け、二軸移動装置によって左右（Ｘ軸）及び前後（Ｙ軸）に移動される可動台を設け、該可動台に前記プリント基板を吸着する吸着板と、前記プリント基板の基準マークを認識する画像認識体とを設け、前記吸着板を上下（Ｚ軸）軸心を中心として回転させる回転装置、及び該吸着板を昇降させる昇降装置を設け、前記画像認識体を左右方向に移動させて該画像認識体により前記移送ベルト上に保持された前記プリント基板の左右両端部の基準マークを認識し、該認識した画像から前記プリント基板の位置を演算する基板計測動作部と、前記吸着板の位置及び向きを前記プリント基板と対応する如く補正して該吸着板により前記プリント基板を吸着する基板吸着動作部と、前記吸着板の位置及び向きを元に復帰させて前記プリント基板を加工機に供給する基板供給動作部とを有する制御装置を設ける構成にしたものである。

請求項１に係る発明は、基板搬入装置上のプリント基板を吸着する際に、吸着板の位置及び向きを、事前に前記基板搬入装置上のプリント基板と対応する如く補正して該プリント基板を吸着し、次いで前記吸着板の位置及び向きを元に復帰させて前記吸着したプリント基板を加工機に供給するようにしたので、基板搬入装置上で位置ずれしたプリント基板は、受渡し装置により加工機の加工基準位置及び向きに位置決めされて加工機に供給されることになる。この場合、前記吸着板は軽量かつ小型であるため、これを移動及び回転させるための装置は簡素な装置ですむことになる。

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図において、図１は本発明による受渡し装置の第１基準マークの計測状態を示す要部斜視図、図２は本発明による受渡し装置の第２基準マークの計測状態を示す要部斜視図、図３は本発明による制御装置のブロック図、図４は制御装置のフローチャート、図５は受渡し装置を第１基準マーク計測位置に移動させた状態の要部平面図、図６は搬入装置により搬入されたプリント基板の取出し位置を示す要部平面図、図７は受渡し装置の第２基準マーク計測位置を示す要部平面図、図８は吸着板の補正作動状態を示す要部平面図、図９は吸着板の復帰作動状態を示す要部平面図である。

図１、図２において、１はプリント基板Ｗを搬入する基板搬入装置、１０は基板搬入装置１によって搬入されたプリント基板Ｗを受け取り、これを加工機（切断機）のテーブル４０に供給する受渡し装置である。前記プリント基板Ｗは、内周部に多数の独立した回路が並列に形成され、左右両端部に各回路を形成する際の基準孔（基準マーク）Ｐ（Ｐ１，Ｐ２）が形成されている。前記プリント基板Ｗは、受渡し装置１０によって加工機に供給され、ここで外形加工、つまり外周の端材が切断除去されるようになっている。

前記基板搬入装置１は、多数の吸引孔３が形成された移送ベルト２を、左右に配置した張りロール４，５及び左右中心部の下部に配置した駆動ロール６に懸回し、駆動ロール６を送りモータ７で回転させることにより、前記移送ベルト２を、その上動側２ａが矢印Ａ（左方）方向に移動する如く回動させる。なお、前記移送ベルト２の矢印Ａ方向の移動量は、送りモータ７の回転をロータリエンコーダで検出して行なうようになっている。

前記移送ベルト２の前部の上下ベルト間に吸着箱８を介装する。該吸着箱８は移送ベルト２の幅（前後幅）に略対応する扁平な箱型にして上面に多数の吸引孔（図示省略）を形成し、外部に設置したブロワ（図示省略）の吸引側に接続される。また、前記吸引箱８内に光を上方に向けて照射する照明器９を取り付ける。

前記基板搬入装置１は、移送ベルト２の上動側２ａに載置されたプリント基板Ｗを左方に向けて移送し、該プリント基板Ｗが移送ベルト２の左部、つまり取出し位置に到来すると、送りモータ７が停止し、吸着箱８内で発生する負圧力によって前記取出し位置に到来したプリント基板Ｗを移送ベルト２の上動側２ａ上に吸着するようになっている。

受渡し装置１０は以下の如くなっている。即ち、前記基板搬入装置１の後方に位置するフレーム１１に二軸移動装置１２によって左右（Ｘ軸）及び前後（Ｙ軸）に移動される可動台２０を取り付ける。該二軸移動装置１２は、前記フレーム１１に左右方向に延びるＸ軸レール１３及びＸ軸ねじ１４を取付け、Ｘ軸レール１３にＸ軸移動台１６を左右摺動可能に載置するとともに、該Ｘ軸移動台１６を前記Ｘ軸ねじ１４にナットを介してねじ連結し、Ｘ軸ねじ１４をＸ軸モータ（サーボモータ）１５によって正逆回転させて前記Ｘ軸移動台１６を左右方向に移動させる。

また、前記Ｘ軸移動台１６に前後方向に延びるＹ軸レール１７及びＹ軸ねじ１８（図５）を取付け、Ｙ軸レール１７に可動台２０を前後摺動可能に載置するとともに、該可動台２０を前記Ｙ軸ねじ１８にナットを介してねじ連結し、Ｙ軸ねじ１８をＹ軸モータ（サーボモータ）１９によって正逆回転させることにより、前記可動台２０を前後方向に移動させる。

前記可動台２０の左端部にホルダ２１を介してプリント基板Ｗを吸着する吸着板２５を取付け、前記可動台２０の右端部にプリント基板Ｗの基準孔Ｐ１，Ｐ２を認識する画像認識体（ＣＣＤカメラ）３５を取付ける。前記ホルダ２１は左右に長い長方形状の板材により形成され、その左右中心部に支点軸２２を起立固定し、該支点軸２２を前記可動台２０の左端部に回転自在に連結する。前記ホルダ２１の左右両端部に昇降シリンダ（昇降装置）２３を倒立固定するとともに、該昇降シリンダ２３のロッドをホルダ２１から下方に露出させ、該ロッドの下端部に左右に長い長方形状の吸着板２５を水平配置して連結する。２４はガイドロッドであり、前記吸着板２５を水平に保持した状態で上下に案内するものである。

前記吸着板２５の外周部に多数の吸着パッド２６を取付ける。このうち四隅の吸着パッド２６ａは、吸着板２５の四隅部に内外方向に回動可能に連結したアーム２７の先端部に取り付ける。前記各吸着パッド２６は軟質かつ弾性を有するプラスチック材によりコーン形に形成され、中心部に吸引ホースを連結してなる。

前記吸着板２５は回転装置３０により、ホルダ２１を介して上下（Ｚ軸）軸心を中心として回転される。即ち、前記可動台２０に回動モータ（サーボモータ）３１によって回転されるねじ軸３２を前後方向に向けて取付け、該ねじ軸３２に螺合させたナットに板ばね３３を前方に向けて連結する。一方、前記ホルダ２１の右端部に連結ピン３４を起立固定し、該連結ピン３４に前記板ばね３３の先端部を連結する。これにより、回動モータ３１によってねじ軸３２を正逆回転させると、ナットを介して板ばね３３が前後方向に移動し、該板ばね３３を介して前記連結ピン３４が支点軸２２を中心として前後方向に円弧運動する。この場合、前記板ばね３３が左右方向に弾性変形して前記連結ピン３４の円弧運動を許容することになる。そして、前記連結ピン３４の円弧運動により、前記ホルダ２１が前記支点軸２２を中心として前後方向に回転される。

前記画像認識体３５はＣＣＤカメラからなり、前記支点軸２２の略左右移動軸線上にて前記可動台２０に下方に向けて取付けられ、前述した照明器９から照射される光を受け、取出し位置に到来したプリント基板Ｗの基準孔Ｐ１，Ｐ２の画像を認識するようになっている。

前述した基板搬入装置１の左方に加工機のテーブル４０を配置する。該テーブル４０は前部Ｘ軸ねじ４１によって左右方向に移動され、受渡し装置１０によって供給されたプリント基板Ｗを吸着して加工位置に位置決めする。この位置決めされたプリント基板Ｗは、加工機のクランプ装置（図示省略）によって挟持固定された後、該加工機のカッターで各縁部を切断し、決められた方形に形成（外形加工）される。前記テーブル４０は、昇降装置（図示省略）によってプリント基板Ｗの受け取り時に上段、加工時に中段、搬出時に下段の３段階に昇降され、また、回転装置（図示省略）によって９０度の角度で回転され、加工機による二軸方向の加工、即ち、前後・左右縁部の切断を可能とする。前記テーブル４０は左右に２個配置され、右部のテーブル４０−１は受渡し装置１０からプリント基板Ｗを受け取って、これを加工位置に位置決めし、左部のテーブル４０−２は加工機によって加工されたプリント基板Ｗを排出位置に移動させるようになっている。

前記受渡し装置１０は図３に示す制御装置５０によって駆動制御される。図３において、５１は制御部、５２は制御部５１に所定の動作を設定する設定部である。前記制御部５１は、受渡し装置１０に、基板搬入装置１によって取出し位置に到来したプリント基板Ｗの位置及び姿勢の計測動作を行なわせる基板計測動作部５１ａ、前記受渡し装置１０にプリント基板Ｗの吸着動作を行なわせる基板吸着動作部５１ｂ、及び前記受渡し装置１０に吸着したプリント基板Ｗの加工機への供給動作を行なわせる基板供給動作部５１ｃを有する。

図４は前記制御装置５０のフローチャートを示す。なお、図４において、Ｓ１〜Ｓ１７は各ステップである。同図において、起動スイッチがオン操作され、Ｓ１でスタートすると、Ｓ２、Ｓ３で受渡し装置１０を計測作動、即ち、二軸移動装置１２のＸ軸モータ１５、及びＹ軸モータ１９を駆動制御して可動台２０に取り付けた画像認識体（ＣＣＤカメラ）３５を図５に示す移送ベルト２上の第１基準孔位置に位置決めする。

次いで、Ｓ４、Ｓ５で基板搬入装置１を作動させる。即ち、送りモータ７を駆動制御して移送ベルト２上に載置されたプリント基板Ｗを図６に示す取出し位置に搬入し、この位置で前記プリント基板Ｗを吸着箱８内で発生する負圧力によって移送ベルト２上に吸着保持する。

次いで、Ｓ６で画像認識体を作動させ、前記取出し位置に搬入されたプリント基板Ｗの左端部の第１基準孔Ｐ１の位置（加工基準線Ｌ１に対する偏心量Ｃ１）を計測する。次いで、Ｓ７、Ｓ８で前記受渡し装置１０を計測作動、即ち、二軸移動装置１２のＸ軸モータ１５を駆動制御して可動台２０を右方に移動させ、前記画像認識体３５を、図７に示すように、前記プリント基板Ｗの右端部の第２基準孔Ｐ２位置に移動させた後、Ｓ９で画像認識体３５を作動させ、前記第２基準孔Ｐ２の位置（加工基準線Ｌ１に対する偏心量Ｃ２）、及び第１、第２基準孔Ｐ１、Ｐ２の間隔Ｌ１を計測する。

次いで、Ｓ１０で演算、即ち、前記第１、２基準孔Ｐ１、Ｐ２の偏心量Ｃ１，Ｃ２、間隔Ｌ１の計測値から前記プリント基板Ｗの中心点の加工基準線Ｌ１に対する偏心量Ｃ３、及び回転角度α１（図８）を求め、該偏倚量Ｃ３、回転角度α１から二軸移動装置１２のＸ軸モータ１５、Ｙ軸モータ１９の駆動量、及び回動モータ３１の駆動量を求める。

次いで、Ｓ１１で吸着板２５の位置補正作動を行なう。即ち、Ｘ軸モータ１５、Ｙ軸モータ１９、及び回動モータ３１を、前記演算で得た駆動量で駆動し、吸着板２５の回転中心Ｍ（支点軸２２の軸心）をプリント基板Ｗの中心位置に移動させるとともに、該吸着板２５を前記回転中心Ｍを中心としてα１回転させ、これにより、図８に示すように、前記吸着板２５を移送ベルト２上のプリント基板Ｗと対応する位置及び向きに補正する。

次いで、Ｓ１２で昇降シリンダ２３を伸長作動させて前記吸着板２５を降下させ、Ｓ１３で前記移送ベルト２上のプリント基板Ｗを吸着した後、Ｓ１４で前記昇降シリンダ２３を短縮作動させて吸着板２５を上昇させ、前記プリント基板Ｗを移送ベルト２から上昇（離脱）させる。次いでＳ１５で前記吸着板２５を復帰作動、即ち、二軸移動装置１２のＸ軸モータ１５、Ｙ軸モータ１９、及び回動モータ３１を前述と逆方向に駆動制御し、吸着板２５を介して前記プリント基板Ｗを図９に示すように、加工基準線Ｌ１上に位置させ、Ｓ１６で前記プリント基板Ｗを加工機のテーブル４０に向けて移動させる。即ち、二軸移動装置１２のＸ軸モータ１５を起動させて可動台２０を図１において左方に移動させ、前記プリント基板Ｗを右部のテーブル４０−１の上面に対面させた後、Ｓ１７でプリント基板の受渡し動作を終了する。

前記実施例によれば、基板搬入装置１上のプリント基板Ｗを吸着する際に、受渡し装置１０の吸着板２５の位置及び向きを、事前に前記基板搬入装置１上のプリント基板Ｗと対応する如く補正して該プリント基板Ｗを吸着し、次いで前記吸着板２５の位置及び向きを元に復帰させて前記吸着したプリント基板Ｗを加工機に供給するようにしたので、基板搬入装置１上で位置ずれしたプリント基板Ｗは、受渡し装置１０により加工機の加工基準位置及び向きに対応する如く位置決めされて加工機に供給されることになる。このため、加工機側でプリント基板Ｗの位置及び向きを確認したり、修正したりする必要がなくなり、構造が簡素になるとともに、迅速な加工が行なえることになる。

受渡し装置の第１基準マークの計測状態を示す要部斜視図である。 受渡し装置の第２基準マークの計測状態を示す要部斜視図である。 制御装置のブロック図である。 制御装置のフローチャートである。 受渡し装置を第１基準マーク計測位置を示す要部平面図である。 プリント基板の取出し位置を示す要部平面図である。 受渡し装置の第２基準マーク計測位置を示す要部平面図である。 吸着板の補正作動状態を示す要部平面図である。 吸着板の復帰作動状態を示す要部平面図である。

符号の説明

１ 基板搬入装置
２ 移送ベルト
２ａ 上動側
３ 吸引孔
４，５ 張りロール
６ 駆動ロール
７ 送りモータ
８ 吸着箱
９ 照明器
１０ 受渡し装置
１１ フレーム
１２ 二軸移動装置
１３ Ｘ軸レール
１４ Ｘ軸ねじ
１５ Ｘ軸モータ
１６ Ｘ軸移動台
１７ Ｙ軸レール
１８ Ｙ軸ねじ
１９ Ｙ軸モータ
２０ 可動台
２１ ホルダ
２２ 支点軸
２３ 昇降シリンダ
２４ ガイドロッド
２５ 吸着板
２６（２６ａ） 吸着パッド
２７ アーム
３０ 回転装置
３１ 回転モータ
３２ ねじ軸
３３ 板ばね
３４ 連結ピン
３５ 画像認識体（ＣＣＤカメラ）
４０ 加工機側のテーブル
４１−１ 供給側のテーブル
４０−２ 排出側のテーブル
４１ 前部Ｘ軸ねじ
Ｗ プリント基板
Ｐ（Ｐ１，Ｐ２） 基準マーク（基準孔）

Claims (1)

1. 左右両端部に基準マーク（Ｐ）を有するプリント基板（Ｗ）を移送ベルト（２）上に載置して取り出し位置に搬入する基板搬入装置（１）を設け、二軸移動装置（１２）によって左右及び前後に移動される可動台（２０）を設け、該可動台（２０）に前記プリント基板（Ｗ）を吸着する吸着板（２５）と、前記プリント基板（Ｗ）の基準マーク（Ｐ）を認識する画像認識体（３５）とを設け、前記吸着板（２５）を上下軸心を中心として回転させる回転装置（３０）、及び該吸着板（２５）を昇降させる昇降装置（２３）を設け、前記画像認識体（３５）を左右方向に移動させて該画像認識体（３５）により前記移送ベルト（２）上に保持された前記プリント基板（Ｗ）の左右両端部の基準マーク（Ｐ）を認識し、該認識した画像から前記プリント基板（Ｗ）の位置を演算する基板計測動作部（５１ａ）と、前記吸着板（２５）の位置及び向きを前記プリント基板（Ｗ）と対応する如く補正して該吸着板（２５）により前記プリント基板（Ｗ）を吸着する基板吸着動作部（５１ｂ）と、前記吸着板（２５）の位置及び向きを元に復帰させて前記プリント基板（Ｗ）を加工機に供給する基板供給動作部（５１ｃ）とを有する制御装置（５０）を設けたことを特徴とするプリント基板の受渡し装置。

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