JP4933461B2 - 基板搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置に関する。

所定の作業が施されるプリント基板を搬送する基板搬送装置は、例えば特許文献１など開示されている。このような基板搬送装置においては、プリント基板の存在を確認してから確実に所定の作業、例えばプリント基板上に電子部品を装着する作業を行うようにしている。
特開平７−１０６８００号公報

しかし、反射タイプの光電センサを使用して、プリント基板の下方から光を照射し、プリント基板により反射された光を受光した場合には、プリント基板有りと検出しているが、プリント基板の色彩、材質、切り欠きの存在により、ときに誤検出することがあった。またプリント基板が存在しないにもかかわらず、基板搬送装置の上方に待機している吸着ノズルが保持している電子部品や装着ヘッドにより反射された光を受光してプリント基板有りと誤検出することがあった。また、透過タイプの光電センサを使用して、例えばプリント基板の斜め上方から光をプリント基板に向けて照射し、プリント基板の斜め下方でこの光を受光した場合にプリント基板無しとするものにあっては、プリント基板に切り欠き又は孔があった場合には、プリント基板が無いものと誤検出することがあった。

そこで本発明は、プリント基板の色彩、材質の種類などに関係なく、また切り欠き又は孔があっても、確実にプリント基板の有無の確認が行え、更に、プリント基板が薄いときにも、基板の有無を確実に確認することができる基板搬送装置を提供することを目的とする。

このため第１の発明は、所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置であって、前記プリント基板が位置する上部レベル及び下部レベルにそれぞれが対応し前記プリント基板の厚さより長い上下方向の発光幅を有して前記プリント基板に向けて水平方向に発光する上部発光部及び下部発光部と、前記プリント基板を挟んで前記上部発光部及び前記下部発光部と対峙するように配設されて前記プリント基板の厚さよりも長い上下方向の受光幅を有して前記上部発光部及び前記下部発光部が発する光を受光する上部受光部及び下部受光部とを設けたことを特徴とする。

第２の発明は、所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置であって、前記プリント基板に所定の作業が行われる上部レベル及び前記プリント基板を搬送する下部レベルに設けられそれぞれ前記プリント基板の厚さより長い上下方向の発光幅を有して前記プリント基板に向けて水平方向に発光する上部発光部及び下部発光部と、前記プリント基板を挟んで前記上部発光部及び前記下部発光部と対峙するように配設されて前記プリント基板の厚さよりも長い上下方向の受光幅を有して前記上部発光部及び前記下部発光部が発する光を受光する上部受光部及び下部受光部とを設けたことを特徴とする。

第３の発明は、所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置であって、前記プリント基板の厚さよりも長い上下方向の発光幅を有して前記プリント基板に向けて水平方向に発光する発光装置と、前記プリント基板を挟んで前記発光装置と対峙するように配設されて前記プリント基板の厚さよりも長い上下方向の受光幅を有して前記発光装置が発する光を受光する受光装置とを備え、前記発光装置は発光側遮蔽部材を中央部に有し、前記受光装置は前記発光側遮蔽部材に対向して受光側遮蔽部材を有したことを特徴とする。

第４の発明は、所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置であって、前記プリント基板の高さ方向の位置決めを行う際の該プリント基板を上部レベルと下部レベルとの間で上下方向に移動させる移動量よりも長い上下方向の発光幅を有して前記プリント基板に向けて水平方向に発光する発光装置と、前記プリント基板を挟んで前記発光装置と対峙するように配設されて前記移動量よりも長い上下方向の受光幅を有して前記発光装置が発する光を受光する受光装置とを備え、前記発光装置は発光側遮蔽部材を前記上部レベルと前記下部レベルとの間に有し、前記受光装置は前記発光側遮蔽部材に対向して受光側遮蔽部材を有したことを特徴とする。

第５の発明は、所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置であって、前記プリント基板の高さ方向の位置決めを行う際の該プリント基板を該プリント基板に所定の作業を行う上部レベルと前記プリント基板を搬送する下部レベルとの間で上下方向に移動させる移動量よりも長い上下方向の発光幅を有して前記プリント基板に向けて水平方向に発光する発光装置と、前記プリント基板を挟んで前記発光装置と対峙するように配設されて前記移動量よりも長い上下方向の受光幅を有して前記発光装置が発する光を受光する受光装置とを備え、前記発光装置は発光側遮蔽部材を前記上部レベルと前記下部レベルとの間に有し、前記受光装置は前記発光側遮蔽部材に対向して受光側遮蔽部材を有したことを特徴とする。

本発明は、プリント基板の色彩、材質の種類などに関係なく、また切り欠き又は孔があっても、確実にプリント基板の有無の確認が行え、更に、プリント基板が薄いときにも、基板の有無を確実に確認することができる基板搬送装置を提供することができる。

以下、プリント基板組立装置としてのプリント基板上にチップ状電子部品を装着する電子部品装着装置における基板搬送装置の実施形態を詳述する。図１乃至図６において、１はプリント基板搬送装置で、微小なチップ状電子部品（以下、「チップ部品」あるいは「部品」という。）が装着されるプリント基板２を上流より受け継いで支持する。

そして、供給台上にチップ部品を供給する複数の部品供給ユニットが載置されているので、吸着ノズルを複数本有する装着ヘッドが所望の部品供給ユニット上に移動して当該部品供給ユニットからチップ部品を吸着して取出し、前記基板搬送装置１に支持されたプリント基板２上に装着する構成である。

３、４は各駆動源により互いに遠近可能であってプリント基板２を搬送案内する一対の搬送シュートで、各搬送シュート３、４にはそれぞれプリント基板２を載置して搬送する搬送ベルト５が設けられ、本実施形態では一対の搬送シュート３、４に対して、例えば両搬送ベルト５又は図示しないクランプ機構を上昇させて、位置規制部６にプリント基板２を下方から押圧して、プリント基板２の高さ方向の位置決めを行う構成であるが、両搬送ベルト５に対して一対の搬送シュート３、４を下降させてプリント基板２の高さ方向の位置決めを行ってもよい。

また、複数のバックアップピンが挿入されたバックアップベース（図示せず）を上昇させて、プリント基板２を下面から水平に支持してもよい。

なお、前記搬送シュ−ト３、４の上流側には供給コンベア（図示せず）が設けられると共に下流側には排出コンベア（図示せず）が設けられ、供給コンベア上のプリント基板２を搬送シュ−ト３、４に、この搬送シュート３、４にあるプリント基板２を排出コンベア上に移載可能である。

８は、前記プリント基板２に向けて水平方向に発光する発光装置で、この発光装置８は、処理する最も厚いプリント基板２のものより厚い幅であり、且つ、前記プリント基板２の高さ方向の位置決めを行う際の該プリント基板２を上下方向に移動させる昇降移動量よりも長い上下方向の発光幅ＬＳの発光部８１を有している。この発光部８１には、上下方向に所定の間隔を存して１列の複数個の後述する光ファンバーの発光端８２が設けられている。また、発光部８１のほぼ中央には、遮蔽板８３が中央部の各発光端８２の前方に位置し、各発光端８２からの光を遮蔽するように設けられている。

９は、発光装置８が発する光を受光する受光装置で、前記一対の搬送シュート３、４に支持されている前記プリント基板２を挟んで前記発光装置８と対峙するように配設されている。受光装置９は、前記昇降移動量よりも長い上下方向の受光幅を有した受光部９１を有している。この受光部９１には、上下方向に所定の間隔を存して複数個の後述する光ファンバーの受光端９２が設けられている。また、受光部９１のほぼ中央には、遮蔽板９３が中央部の受光端９２の前方に位置し、各受光端８２からの光を遮蔽するように設けられている。

更に、図１に示したように、前記搬送シュート３の一部を内側から外側に向けて切欠部３Ａを形成し、この切欠部３Ａの奥に発光装置８を配設する。また、前記搬送シュート４の一部を内側から外側に向けて切欠部４Ａを形成し、この切欠部４Ａの奥に受光装置９を配設する。

そして、前記発光装置８の遮蔽板８３より上方の上部発光部８４及び下方の下部発光部８５は、それぞれ基板の厚さ寸法よりも長い上下方向の発光幅を有している。また、各発光端８２は光ファイバー１０の一端が配設され（図２参照）、その一端部がそれぞれ受光装置９に向くように配設されると共に他端部は電源回路１６からの電源電圧がアンプ１１により増幅されて供給される発光素子１２に対峙するように配設される。

前記発光装置８と同様に、前記受光装置９の遮蔽板９３より上方の上部受光部９４及び下方の下部受光部９５は、それぞれ基板の厚さ寸法よりも長い上下方向の受光幅を有している。また、各受光端９２は光ファイバー１３の一端が配設され、その一端部がそれぞれ発光装置８に向くように配設されると共に他端部は前記アンプ１１内に内蔵された受光素子１４に対峙するように配設される。なお、光ファイバーを用いることなく、発光素子及び受光素子を直接発光装置及び受光装置内に配設してもよい。

１５はマイクロコンピュータで、前記発光装置８及び受光装置９に係る発光・受光を制御する。例えば、プリント基板２が存在しない場合における上部受光部９４及び下方の下部受光部９５それぞれの受光量を１００％として、処理する最も厚さの薄いプリント基板２が存在した場合における受光量が例えば９４％であれば、この９４％以下の受光量であれば「プリント基板２有り」とマイクロコンピュータ１５は判断する。

このように、上部受光部９４及び下方の下部受光部９５のそれぞれが処理する最も厚さの薄いプリント基板２が存在した場合における受光量以下の受光量を受光した場合に、「プリント基板２有り」とマイクロコンピュータ１５は判断してもよいが、厚さの異なるプリント基板２の種類毎に「プリント基板２有り」と判断する受光量を設定して、その記憶部に格納して、この設定された受光量より少ない場合に「プリント基板２有り」と判断するように処理してもよい。

以上の構成により、以下動作について説明する。先ず、プリント基板２が上流側装置（図示せず）より受継がれて供給コンベア上に存在すると、供給コンベア上のプリント基板２が搬送シュート３、４へ、また搬送シュート３、４にあるプリント基板２は排出コンベアへ搬送される。

そして、プリント基板２が搬送シュート３、４の所定位置に到達すると、搬送ベルト５による搬送を停止させ、マイクロコンピュータ１５は電源回路１６からの電源電圧をアンプ１１により増幅させて発光素子１２に供給して発光させる。すると、光ファイバー１０を介して下部発光部８５から発光幅ＬＳの光を水平方向に、即ちプリント基板２を介して対峙する下部受光部９５に向けて発光する。

この場合、プリント基板２の存在により、下部受光部９５の受光量が９４％以下であれば、マイクロコンピュータ１５は「プリント基板２有り」と判断する。

このように、プリント基板２の有りを判断するとき、下部発光部８５及び下部受光部９５の上下方向の寸法は、発光部８１及び受光部９１の上下方向の寸法より大幅に小さく、且つ、プリント基板２の厚さに発光部８１及び受光部９１の上下寸法より近いので、プリント基板２が下部発光部８５及び下部受光部９５との間に存在しないときに対する存在したときの受光量の減少割合が発光部８１の全体から発光し、受光部９１全体で受光するような構成と比較して大きくなる。

この結果、プリント基板２の有無判断を正確にすることができ、特に薄いプリント基板２の有無判断をするときにも、プリント基板２が存在したときの受光量の減少割合が大きくなり、一層正確にプリント基板２の有無を判断することができる。

上述したように、マイクロコンピュータ１５は「プリント基板２有り」と判断すると、このプリント基板２の存在を確認した後、昇降装置（図示せず）により、図５に示すように、搬送ベルト５を上昇させて、プリント基板２を一対の搬送シュート３、４の各位置規制部６にプリント基板２を下方から押圧して、プリント基板２の高さ方向の位置決めを行う。

この位置決めした状態で、再度マイクロコンピュータ１５は発光素子１２を対峙する受光装置９に向けて発光させ、上部発光部８４から上部受光部９４へ発光させ、プリント基板２の存在により、上部受光部９４の受光量が予め設定されている９４％以下であれば、「プリント基板２有り」と判断する。

位置決めした状態でのプリント基板２の有無判断のときも、上述したように下部発光部８５から発光幅ＬＳの光を水平方向に、対峙する下部受光部９５に向けて発光するときと同様に、上部発光部８４及び上部受光部９４の上下方向の寸法は、発光部８１及び受光部９１の上下方向の寸法より大幅に小さく、且つ、プリント基板２の厚さに発光部８１及び受光部９１の上下寸法より近いので、プリント基板２が上部発光部８４及び上部受光部９４との間に存在しないときに対する存在したときの受光量の減少割合が発光部８１の全体から発光し、受光部９１全体で受光するような構成と比較して大きくなる。この結果、プリント基板２の有無判断を正確にすることができ、特に薄いプリント基板２の有無判断をするときにも、プリント基板２が存在したときの受光量の減少割合が大きくなり、一層正確にプリント基板２の有無を判断することができる。

また、プリント基板２の色彩、材質の種類などに関係なく、また切り欠きや開口２Ａがあっても、確実にプリント基板２の有無の確認が行える。しかも、発光装置８及び受光装置９は、プリント基板２の昇降移動量よりも長い上下方向の発光幅及び受光幅を有しているで、プリント基板２が下降した状態及び上昇した状態でも、確実にプリント基板２の有無の確認が行える。

そして、この「プリント基板２有り」を検出した後、電子部品を吸着保持した吸着ノズル（図示せず）を水平方向に移動させてプリント基板２の部品装着位置上方に移動させて、下降させることにより順次プリント基板２上に微小なチップ部品を装着する。

そして、プリント基板２への全てのチップ部品の装着を終えると、搬送ベルト５又はクランプ機構を下降させ、搬送シュート３、４にあるプリント基板２を排出コンベアへ、また供給コンベア上のプリント基板２を搬送シュート３、４へ搬送させる。

なお、前記各搬送ベルト５の上昇前や上昇後の前記プリント基板２の有無検出の際に、「プリント基板２無し」と判断した場合には（図７参照）、図示しない報知手段により、視覚的に又は聴覚的に作業者にその旨を報知すると共に電子部品装着装置の運転をマイクロコンピュータ１５は停止するように制御する。

また、プリント基板２の機種が変わり、幅が変わったことによって、搬送シュート３、４間の幅が変化し、発光装置８と受光装置９との幅（間隔）が変わったとき、即ちシュート幅が広くなったときにはこの幅に応じて発光装置８の発光量を増やし、そのときの基板無し時の受光量を１００％とし、シュート幅が狭くなったときには、この幅に応じて発光量を減少させ、そのときの基板無し時の受光量を１００％とすることによって、プリント基板２の幅が変わったときにも、確実にプリント基板２の有無を確認する。

更に、前記発光装置８及び受光装置９を使用して、プリント基板２の有無検出を行う場合に限らず、プリント基板２の通過を検出するようにして、搬送されて来たプリント基板２の減速又は停止の制御に用いてもよい。即ち、例えば上流の供給コンベアから一対の搬送シュート３、４がプリント基板２を受け継いで、この移動中のプリント基板２が一対の搬送シュート３、４の所定位置に到達したことを検出したら、その位置から所定距離離れた位置にプリント基板２を停止させるように、両搬送ベルト５を制御するようにしてもよい。

なお、前記発光装置８及び受光装置９の代わりに、ラインセンサを用いてもよい。

また、上述した実施形態では、発光部８１及び受光部９１のほぼ中央に遮蔽板８３及び遮蔽板９３を設け、上部発光部８４と下部発光部８５とに分割すると共に、上部受光部９４と下部受光部９５とに分割したが、図８乃至図１０に示したように、複数の発光端８２を備えた上部発光部６１及び下部発光部６２を発光装置６０の上部及び下部にそれぞれ設け、また、複数の受光端９２を備えた上部受光部７１及び下部受光部７２を受光装置７０の上部及び下部にそれぞれ設けてもよい。そして、上部発光部６１と上部受光部７１とによる上下方向の基板検出幅をプリント基板の厚さより大きくし、また、下部発光部６２と下部受光部７２とによる上下方向の基板検出幅をプリント基板の厚さより大きくする。

このように、発光装置６０及び受光装置７０を構成することにより、上部受光部９４からの光の上部受光部９４による受光量の変化、及び下部発光部６２からの光の下部受光部７２による受光量の変化に基づいて、上述した実施形態のときと同様に、正確にプリント基板の有無を検出することができる。

また、発光部８１及び受光部９１のほぼ中央に遮蔽板８３及び遮蔽板９３を設けた構成と比較して、光源である発光素子からの光を上部受光部９４及び下部発光部６２の発光に有効に使用することができる。

また、本発明の基板搬送装置をプリント基板組立装置として電子部品装着装置に適用したが、これに限らず接着剤塗布装置などにも適用してもよい。

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

基板搬送装置の平面図である。 プリント基板を上昇させる前の図１のＡ−Ａ断面図である。 発光装置と受光装置とによる発光及び受光を説明するための図である。 発光装置の側面図である。 受光装置の側面図である。 プリント基板を上昇させた後の図１のＡ−Ａ断面図である。 プリント基板が無い状態の図１のＡ−Ａ断面図である。 他の実施形態の発光装置と受光装置とによる発光及び受光を説明するための図である。 発光装置の側面図である。 受光装置の側面図である。

符号の説明

１ プリント基板搬送装置
２ プリント基板
３、４搬送シュート
５ 搬送ベルト
８ 発光装置
９ 受光装置
１０、１３ 光ファイバー
１２ 発光素子
１４ 受光素子
１５ マイクロコンピュータ
８３ 遮蔽板
８４ 上部発光部
８５ 下部発光部
９３ 遮蔽板
９４ 上部受光部
９５ 下部受光部
６０ 他の実施形態の発光装置
６１ 上部発光部
６２ 下部発光部
７０ 他の実施形態の受光装置
７１ 上部受光部
７２ 下部受光部

Claims (5)

1. 所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置であって、前記プリント基板が位置する上部レベル及び下部レベルにそれぞれが対応し前記プリント基板の厚さより長い上下方向の発光幅を有して前記プリント基板に向けて水平方向に発光する上部発光部及び下部発光部と、前記プリント基板を挟んで前記上部発光部及び前記下部発光部と対峙するように配設されて前記プリント基板の厚さよりも長い上下方向の受光幅を有して前記上部発光部及び前記下部発光部が発する光を受光する上部受光部及び下部受光部とを設けたことを特徴とする基板搬送装置。
2. 所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置であって、前記プリント基板に所定の作業が行われる上部レベル及び前記プリント基板を搬送する下部レベルに設けられそれぞれ前記プリント基板の厚さより長い上下方向の発光幅を有して前記プリント基板に向けて水平方向に発光する上部発光部及び下部発光部と、前記プリント基板を挟んで前記上部発光部及び前記下部発光部と対峙するように配設されて前記プリント基板の厚さよりも長い上下方向の受光幅を有して前記上部発光部及び前記下部発光部が発する光を受光する上部受光部及び下部受光部とを設けたことを特徴とする基板搬送装置。
3. 所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置であって、前記プリント基板の厚さよりも長い上下方向の発光幅を有して前記プリント基板に向けて水平方向に発光する発光装置と、前記プリント基板を挟んで前記発光装置と対峙するように配設されて前記プリント基板の厚さよりも長い上下方向の受光幅を有して前記発光装置が発する光を受光する受光装置とを備え、前記発光装置は発光側遮蔽部材を中央部に有し、前記受光装置は前記発光側遮蔽部材に対向して受光側遮蔽部材を有したことを特徴とする基板搬送装置。
4. 所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置であって、前記プリント基板の高さ方向の位置決めを行う際の該プリント基板を上部レベルと下部レベルとの間で上下方向に移動させる移動量よりも長い上下方向の発光幅を有して前記プリント基板に向けて水平方向に発光する発光装置と、前記プリント基板を挟んで前記発光装置と対峙するように配設されて前記移動量よりも長い上下方向の受光幅を有して前記発光装置が発する光を受光する受光装置とを備え、前記発光装置は発光側遮蔽部材を前記上部レベルと前記下部レベルとの間に有し、前記受光装置は前記発光側遮蔽部材に対向して受光側遮蔽部材を有したことを特とする基板搬送装置。
5. 所定の作業が施されるプリント基板を搬送すると共にプリント基板の有無を検出するようにした基板搬送装置であって、前記プリント基板の高さ方向の位置決めを行う際の該プリント基板を該プリント基板に所定の作業を行う上部レベルと前記プリント基板を搬送する下部レベルとの間で上下方向に移動させる移動量よりも長い上下方向の発光幅を有して前記プリント基板に向けて水平方向に発光する発光装置と、前記プリント基板を挟んで前記発光装置と対峙するように配設されて前記移動量よりも長い上下方向の受光幅を有して前記発光装置が発する光を受光する受光装置とを備え、前記発光装置は発光側遮蔽部材を前記上部レベルと前記下部レベルとの間に有し、前記受光装置は前記発光側遮蔽部材に対向して受光側遮蔽部材を有したことを特とする基板搬送装置。