JP5059362B2

JP5059362B2 - 部品実装装置

Info

Publication number: JP5059362B2
Application number: JP2006237445A
Authority: JP
Inventors: 哲朗宮本; 弘章薄井
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2026-09-01
Also published as: JP2008060450A

Description

本発明は、部品実装装置に関し、特に、部品実装装置の基板搬送装置に基板が２枚以上引き込まれる等の搬入エラーが生じても不良基板の発生を防止し、作業者の手差による基板の供給にも対応でき、作業の効率化を図ることができる部品実装装置に関する。

一般に、部品実装装置には、図２に示される如く、基板２の搬送路部２０に入口から順にイン、センタ、アウト等の各バッファ装置（基板搬送装置）２２、２４、２６が設けられ、これらの各バッファ装置２２、２４、２６に基板２を各々１枚格納することで、部品実装装置内に複数の基板２を搬入する（引き込む）搬送制御が行なわれている。

この搬送制御を行うための搬送制御信号として、センタバッファ装置２４での実装基板の生産中に前工程から基板２が搬入されてきた場合は、これをインバッファ装置２２に格納してから、これ以上基板２の搬入はインバッファ装置２２が空かない限り行わないように前工程に対して信号を出し、センタバッファ装置２４での生産完了後、後工程に基板２を搬出してからインバッファ装置２２の基板２をセンタバッファ装置２４に搬送し、インバッファ装置２２が空いてから前工程に対して搬入可能であるという信号を出していた。

なお、特許文献１には、上流側から基板が複数枚重なり合った状態で搬送されてきた場合に、基板分離装置はそれらの基板を所定枚数に分離して下流側に搬送する技術が記載されている。

特開平７−２１２０８６号公報

しかしながら、従来の搬送制御方式では、部品実装装置が生産ラインの先頭にある場合や、部品実装装置単独（スタンドアローン）で使用されていた場合に、前工程への搬送制御信号に関係なく、作業者が手差しで基板２を搬入（非同期搬入）することもあるため、基板搬送装置であるインバッファ装置２２に基板が２枚以上搬入された状態といった搬入エラーが生じやすく、その都度、生産を停止するという問題が生じていた。

又、この搬入エラーを検出できなかった場合や、搬入エラーを無視する制御をした場合、搬送制御手段は、各バッファ装置２２、２４、２６に設置されたセンサ５０〜５８等のＯＮ／ＯＦＦにより基板２の有無や通過等を簡易に判断しているため、インバッファ装置２２上の基板が搬送方向に２枚当接した状態や一部重なり合った状態で搬送されてきた場合といった搬入エラーが生じたときに、これらの基板を基板１枚と判断して、１枚分の基板にしか部品を実装できないため未搭載基板（不良基板）が生じていた。

又、搬送されてくる基板の大きさも様々あり、又、基板の形状も、基板の一部に切り欠けがあるといった特殊のタイプも存在する。このため、センサ５０〜５８等のＯＮ／ＯＦＦのみで、上述のような不良基板の発生を防止することは難しかった。

又、特許文献１に記載の発明は、上下方向にちょうど重なった状態の基板が搬送路に流れてきたことを想定したものであり、搬送方向に近接した２枚の基板を分離するものではない。

本発明は、前記従来の問題点を解消すべくなされたもので、基板搬送装置に基板が２枚以上引き込まれる等の搬入エラーが生じても不良基板の発生を防止し、作業者の手差による基板の供給にも対応でき、作業の効率化を図ることを課題とする。

本発明は、基板の搬送方向順で直列に隣接配置された複数の基板搬送装置を有する部品実装装置において、前記複数の基板搬送装置が連動して搬送している基板が、該複数の基板搬送装置の前記隣接位置付近に搬送されてきたときに、下流側基板搬送装置の搬送速度に対し、上流側基板搬送装置の搬送速度を相対的に減速する制御手段を有することで、前記課題を解決したものである。

又、前記基板が前記隣接位置付近に搬送されてきたことを、前記隣接位置付近の上方に移動させた実装ヘッド部に付設された高さ検出器により検出することができる。

本発明によれば、前工程から基板が搬送方向に２枚当接した状態や一部重なり合った状態で搬送されてくるといった搬入エラーが発生しても、複数の基板搬送装置の前記隣接位置付近に搬送されてきたときに、これらの基板を切り離すことが可能になるため、未搭載基板（不良基板）の発生を防止することができる。

又、部品実装装置が生産ラインの先頭にある場合や、部品実装装置単独（スタンドアローン）での運用の場合、作業者の手差しによる非同期搬入により、前記搬入エラーの状態になっても、不良基板の発生なしに生産を続けることができる。

更に、基板のバッファの役割もする基板搬送装置内に、複数枚の基板が当接した状態で搬入できるため、より多くの基板を待機させることができ、作業を効率化できる。

又、基板が前記隣接位置付近に搬送されてきたことを、この隣接位置付近の上方に移動させた実装ヘッド部に付設された高さ検出器により検出することにより、より確実に互いに当接した基板等を切り離すことができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態を適用させる部品実装装置を示す斜視図である。この部品実装装置１０は、基板２を搬送する搬送路部２０と、前記基板２に部品を実装する実装ヘッド部３０と、該実装ヘッド部３０をＸ軸方向に駆動させるＸ軸駆動部４０と、該Ｘ軸駆動部４０をＹ軸方向に駆動させるＹ軸駆動部４２と、前記基板２に部品を供給する部品供給部４４と、該部品供給部４４から供給され、前記実装ヘッド部３０により保持された部品を下方から撮像する部品認識カメラ４６と、部品実装装置１０の上部を覆うカバー４８と、を備えている。

前記搬送路部２０には、基板２が、該搬送路部２０の上流側２０Ａから搬入されてＸ軸方向に移動され、下流側２０Ｂから搬出されるようになっている。

前記実装ヘッド部３０は、前記部品供給部４４に載置されている部品を吸着する吸着ノズル３２と、基板２上にある基板マーク等を撮像する基板認識カメラ３４と、搬送路部２０上にある基板２からの高さを測定する高さ検出器（ＨＭＳ）３６と、を備えている。

前記吸着ノズル３２は、実装ヘッド部３０の下部に装着され、前記基板認識カメラ３４は、実装ヘッド部３０の下方にある基板２を撮像できるように、実装ヘッド部３０の側面に下向きに付設され、前記高さ検出器３６は、前記基板２から前記吸着ノズル３２の先端部までの距離を割り出すために、実装ヘッド部３０の側面に付設されている。

前記搬送路部２０は、図２に示される如く、基板２の搬送方向順で直列に隣接配置された複数の基板搬送装置として、上流側から順に、インバッファ装置２２、センタバッファ装置２４、及び、アウトバッファ装置２６を有している。

前記インバッファ装置２２は、インバッファ装置２２の搬送方向の入口付近に設置されたＩＮセンサ５０と、出口付近に設置されたＷＡＩＴセンサ５２とを有し、前工程から作業者が手差しで搬入した基板２等を、センタバッファ装置２４の状況により、一時的に待機させることができるようになっている。

前記センタバッファ装置２４は、基板２を所定の位置に停止させるための情報を検出するＳＴＯＰセンサ５４を有し、停止されて位置決め固定された基板２上に、実装ヘッド部３０により部品を実装できるようになっている。

前記アウトバッファ装置２６は、基板の搬送方向の入口付近に設置されたＣ−ＯＵＴセンサ（センタアウトセンサ）５６と、出口付近に設置されたＯＵＴセンサ５８を有し、センタバッファ装置２４から搬出された基板２を後工程の状況に応じて、一時的に待機させることができるようになっている。

これらのバッファ装置２２、２４、２６を側面から模式的に見ると、図３に示される如く、各々のバッファ装置２２、２４、２６は、駆動部（図示せず）に駆動されるコンベアベルト２２Ｂ、２４Ｂ、２６Ｂを各々有して、このコンベアベルト２２Ｂ、２４Ｂ、２６Ｂにより基板２、３を搬送できるようになっている。ここで、搬送方向に先行する下流側の基板を基板２、後行する上流側の基板を基板３とする。

インバッファコンベアベルト２２Ｂとセンタバッファコンベアベルト２４Ｂとは、隣接配置され、これらが連動して、基板２、３をインバッファコンベアベルト２２Ｂからセンタバッファコンベアベルト２４Ｂへ搬送できるようになっている。

センタバッファコンベアベルト２４Ｂとアウトバッファコンベアベルト２６Ｂとは、隣接配置され、これらが連動して、基板２、３をセンタバッファコンベアベルト２４Ｂからアウトバッファコンベアベルト２６Ｂへ搬送できるようになっている。

インバッファコンベアベルト２２Ｂの上方に、ＩＮセンサ５０とＷＡＩＴセンサ５２とが設置され、上方から基板２、３の有無を検出できるようになっている。ＳＴＯＰセンサ５４及びＣ−ＯＵＴセンサ５６は、実装ヘッド部３０の動きの干渉にならないように、下方から基板２、３の有無を検出している。ＯＵＴセンサ５８は、上方から基板２、３の有無を検出できるようになっている。

次に、基板搬送装置であるバッファ装置２２、２４、２６の各コンベアベルト２２Ｂ、２４Ｂ、２６Ｂを駆動させる制御系について説明する。

図４に示される如く、制御部６０は、インバッファコンベアベルト２２Ｂの搬送モータ２２Ｍを制御するドライバ６２と、センタバッファコンベアベルト２４Ｂの搬送モータ２４Ｍを制御するドライバ６４と、アウトバッファコンベアベルト２６Ｂの搬送モータ２６Ｍを制御するドライバ６６と、基板認識カメラ３４からの映像データを処理する基板映像処理部６８と、Ｘ軸駆動部４０及びＹ軸駆動部４２を制御するドライバ７０と、部品認識カメラ４６からの映像データを処理する部品映像処理部７２と、生産プログラム等を保持するメモリ７４とこれらを制御するＣＰＵ７６とを有している。

前記ＣＰＵ７６は、ドライバ６２〜６６、７０、センサ５０〜５８、及び、高さ検出器（ＨＭＳ）３６等と結線され、これらのセンサからのデータを処理し、これらのドライバを制御できるようになっている。

次に、２枚当接したり一部重なり合ったりした状態で搬送されてきた２枚の基板を切り離すための、本発明に係る手順を、図５のフローチャート、並びに、図３及び図４に基づいて説明する。

まず、ＷＡＩＴセンサ５２が基板２を検知している状態で、センタバッファ装置２４での生産完了後、基板２、３の搬送がスタートし（ステップＳ１）、インバッファ装置２２の搬送モータ２２Ｍ、及び、センタバッファ装置２４の搬送モータ２４Ｍをオンにし（ステップＳ２、ステップＳ３）、インバッファ装置２２、及び、センタバッファ装置２４が連動して基板２、３の搬送を開始する。

次に、予め設定されている、基板２の搬送方向のサイズにほぼ等しい長さの距離（以下、基板搬送サイズと称する）分、基板２を搬送させ（ステップＳ４）、基板２がインバッファ装置２２からセンタバッファ装置２４に乗り継いだ時に、インバッファ装置２２の搬送モータ２２ＭをＯＦＦにし（ステップＳ５）、インバッファ装置２２の搬送速度を零にする。

具体的には、搬入させる基板２の基板搬送サイズは予め分っており、搬送速度もほぼ一定に制御されているので、タイマーを使い、搬送モータ２２Ｍを駆動させる時間制御することにより、基板２の基板搬送サイズ分の搬送を行い、搬送モータ２２ＭをＯＦＦにして、インバッファ装置２２上にある基板３の搬送を停止させる。

このように搬送モータ２２ＭはＯＦＦになり、図３に示されるように、インバッファコンベアベルト２２Ｂ上の基板３は停止し、一方センタバッファ装置２４のセンタバッファコンベアベルト２４Ｂ上の基板２は搬送され続け、基板２及び基板３は分離されるようになる。

次に、ＳＴＯＰセンサ５４がＯＮかＯＦＦかを判定をし（ステップＳ６）、ＳＴＯＰセンサ５４がＯＦＦ、即ち、基板２がＳＴＯＰセンサ５４上にまだ搬送されて来ていないときは、搬送モータ２４を駆動させ続け、ＳＴＯＰセンサ５４がＯＮ、即ち、基板２がＳＴＯＰセンサ５４上に搬送されて来たときに、搬送モータ２４ＭをＯＦＦにし（ステップＳ７）、基板２が停止して、位置決め固定され、部品の実装が開始される。

（第２実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。

この第２実施形態は、第１実施形態と基本構成は同じであるが、基板２がインバッファ装置２２とセンタバッファ装置２４との隣接位置付近に搬送されてきたことを、実装ヘッド部３０に付設された高さ検出器３６により検出するようにした点が異なる。

図６に示される如く、高さ検出器３６が、インバッファ装置２２とセンタバッファ装置２４との隣接位置から搬送方向下流、基板２の基板搬送サイズ分の位置における上方にくるように、Ｘ軸駆動部４０及びＹ軸駆動部４２により配置され、基板２の搬送方向先端部が高さ検出器３６のほぼ真下に到達したことを、高さの変化により検出できるようになっている。

次に、本発明に係る第２実施形態の手順を、図７のフローチャート、並びに、図４及び図６に基づいて説明する。

まず、基板２、３の搬送がスタートし（ステップＳ１０）、制御部６０のドライバ７０の指令により、Ｘ軸駆動部４０及びＹ軸駆動部４２を作動させて実装ヘッド部３０を、図６に示される基板２の基板搬送サイズ分の位置における上方の位置に、Ｘ−Ｙ移動させる（ステップＳ１１）。

そして、インバッファ装置２２の搬送モータ２２Ｍ、及び、センタバッファ装置２４の搬送モータ２４Ｍをオンにし（ステップＳ１２、ステップＳ１３）、インバッファ装置２２及びセンタバッファ装置２４が連動して基板２、３の搬送を開始する。

次に、高さ検出器（ＨＭＳ）３６により、基板２が所定の位置に搬送されてきたか否かの判定をする（ステップＳ１４）。基板２が搬送され、高さ検出器３６のほぼ真下に到達すると、少なくとも基板２の高さ方向の厚み分、高さの変化が生じる。この高さの変化により、判定を行う。

この高さの変化がない間、搬送モータ２２Ｍ、２４Ｍを駆動し続け、基板２、３共に搬送するが、高さの変化により基板２が検出された場合、搬送モータ２２ＭをＯＦＦにする（ステップＳ１５）。

その後は、第１実施形態と同様、ＳＴＯＰセンサ５４で判定し（ステップＳ１６）、ＳＴＯＰセンサ５４がＯＮなら、搬送モータ２４ＭをＯＦＦにする（ステップＳ１７）。

本実施形態によれば、インバッファ装置２２からセンタバッファ装置２４への基板２の乗り継ぎが上手くいかなかった場合や、コンベアベルトの摩擦力が低下している場合でも、基板２が完全にセンタバッファ装置２４に乗り継いだことを高さ検出器（ＨＭＳ）３６で確認できるので、より確実に分離ができる。

第１実施形態及び第２実施形態は、基板２、３の基板搬送サイズに関する情報を利用しているため、搬送されてくる基板の一部に切り欠けがあるといった特殊のタイプでも、これらの基板を分離でき、不良基板の発生を防止することができる。

なお、下流側搬送装置の搬送速度に対し、上流側基板搬送装置の搬送速度を相対的に減速する制御方法として、第１実施形態及び第２実施形態では、インバッファ装置２２の搬送モータ２２ＭをＯＦＦにして、インバッファ装置２２上にある基板３の搬送を停止させるようにしているが、インバッファ装置２２及びセンタバッファ装置２４の隣接位置付近で、急に停止するのでなく、徐々に減速するなどして、インバッファ装置２２の搬送速度をセンタバッファ装置２４の搬送速度に対して相対的に徐々に減速することでも、基板２と基板３の分離ができる。

又、複数の基板搬送装置の前記隣接位置付近として、第１実施形態及び第２実施形態では、基板２がインバッファ装置２２からセンタバッファ装置２４にほぼ完全に乗り継いだ時である、隣接位置から基板搬送サイズ分の距離としているが、前記基板搬送サイズ分以下の距離、基板２が搬送されてきたときに、インバッファ装置２２の搬送速度をセンタバッファ装置２４の搬送速度に対して相対的に減速してもよい。

例えば、基板２、３が一部重なった場合で、基板２の基板搬送サイズ分の距離、基板２が搬送されてきたときに、搬送モータ２２ＭをＯＦＦにすると、基板３がセンタバッファ装置２４に差し掛かる可能性があるが、前記基板搬送サイズ分の距離に達する前に、インバッファ装置２２の搬送速度をセンタバッファ装置２４の搬送速度に対して相対的に減速するので、このような場合でも確実に分離できる。

又、以上の説明では、インバッファ装置２２及びセンタバッファ装置２４について述べたが、センタバッファ装置２４及びアウトバッファ装置２６でも、第１実施形態及び第２実施形態のようなことができる。この場合、もし、センタバッファ装置２４で基板２、３が当接したり、一部重なったりしても分離できる。

本発明に係る第１実施形態及び第２実施形態を適用させる部品実装装置を示す斜視図前記部品実装装置における基板搬送装置の概要を示す平面図前記基板搬送装置の概要を示す側面図前記基板搬送装置の制御系を示すブロック図第１実施形態の手順を示すフローチャート第２実施形態の構成の概要を示す側面図第２実施形態の手順を示すフローチャート

符号の説明

２、３…基板
１０…部品実装装置
２２、２４、２６…基板搬送装置
３０…実装ヘッド部
３６…高さ検出器

Claims

基板の搬送方向順で直列に隣接配置された複数の基板搬送装置を有する部品実装装置において、
前記複数の基板搬送装置が連動して搬送している基板が、該複数の基板搬送装置の前記隣接位置付近に搬送されてきたときに、下流側基板搬送装置の搬送速度に対し、上流側基板搬送装置の搬送速度を相対的に減速する制御手段を有し、前記基板が前記隣接位置付近に搬送されてきたことを、前記隣接位置付近の上方に移動させた実装ヘッド部に付設された高さ検出器により検出することを特徴とする部品実装装置。