JP2003174282A

JP2003174282A - プリント基板実装装置

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Publication number: JP2003174282A
Application number: JP2001373049A
Authority: JP
Inventors: Junichi Morishima; 淳一森島
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2001-12-06
Filing date: 2001-12-06
Publication date: 2003-06-20
Anticipated expiration: 2021-12-06
Also published as: JP3915497B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ノズルヘッドとプリント基板との距離が短い
場合であっても、プリント基板が存在しないときに誤っ
てノズルヘッドを検出することを防止し、確実にプリン
ト基板を検出するようにしたプリント基板実装装置を提
供する。【解決手段】コンベア６により搬送され光電スイッチ
２０により検出されるプリント基板１６にノズルヘッド
４により電子部品を実装するプリント基板実装装置１に
おいて、光電スイッチ２０は投光器２１と受光器２２と
から成る透過形光電スイッチであって、投光器２１は、
ノズルヘッド４の移動領域Ｗに投光する投射光Ｌａがノ
ズルヘッド４と交差することなく、且つコンベア６によ
り搬送されたプリント基板１６により投射光Ｌａが遮断
されるように設置され、受光器２２は、ノズルヘッド４
の移動領域Ｗに、プリント基板１６が存在しない場合に
は投射光Ｌａを受光し、プリント基板１６が存在する場
合には投射光Ｌａを受光しないように設置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板に電
子部品を実装するプリント基板実装装置に関し、特にノ
ズルヘッド位置において確実にプリント基板の有無を検
出するプリント基板実装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来のプリント基板実装装置の
概念図を示す。プリント基板実装装置１は、プリント基
板にトランジスタ、コンデンサ、ＩＣ等の電子部品を実
装するもので、フレーム２の略中央上部に実装装置本体
３が架橋して設けられており、フレーム２の図中左端か
ら右端まで入口部コンベア５、作業部コンベア６、出口
部コンベア７が一列に配置され、夫々駆動モータ（図示
せず）により駆動されて電子部品を実装すべきプリント
基板１６を矢印方向に搬送可能とされている。実装装置
本体３には作業部コンベア６の終端近傍位置の上方にプ
リント基板１６に電子部品を実装するためのノズルヘッ
ド４が設けられている。このノズルヘッド４は、図７の
矢印Ａ、Ｂ方向（左右方向）に移動自在とされている。
作業部コンベア６の始端側（搬入側）には搬入検出用光
電スイッチ１１が、終端側には減速用光電スイッチ１２
と停止用光電スイッチ１３、及び位置決めピン１４が搬
送方向に沿って図示のように設置されている。

【０００３】プリント基板１６は、入口部コンベア５に
より作業部コンベア６に搬送され、当該作業部コンベア
６の始端側に搬入される。搬入検出用光電スイッチ１１
がプリント基板１６を検出すると、作業部コンベア６が
駆動すると共に位置決めピン１４が上昇する。プリント
基板１６は、作業部コンベア６により搬送され、減速用
光電スイッチ１２がプリント基板１６を検出すると作業
部コンベア６が減速し、次いで、停止用光電スイッチ１
３がプリント基板１６を検出すると作業部コンベア６が
停止し、プリント基板１６が位置決めピン１４により位
置決めされる。実装装置本体３は、プリント基板１６を
所定の位置に保持した状態で、ノズルヘッド４の移動に
より電子部品を吸引して取り込み、当該電子部品をプリ
ント基板１６に実装する。

【０００４】図７に示すように作業部コンベア６は、左
右の基台６Ａ、６Ｂの対向する内側面にコンベア基台６
ａ、６ｂが対向して設けられており、これらのコンベア
基台６ａ、６ｂに左右のベルトコンベア６ｃ、６ｄが設
けられている。一側の基台６Ａ及びコンベア基台６ａ
は、固定されており、他側の基台６Ｂ及びコンベア基台
６ｂは、基台６Ａ及びコンベア基台６ａに対して矢印
Ａ、Ｂ方向（左右方向）に平行に移動可能とされてお
り、ベルトコンベア６ｃと６ｄとの間隔が変位可能とさ
れている。即ち、ベルトコンベア６ｃと６ｄとの間隔
は、プリント基板１６のサイズ（幅ｗ）に応じて調節可
能とされている。入口部コンベア５及び出口部コンベア
７も作業部コンベア６と同様に構成されている。

【０００５】ノズルヘッド４は、作業部コンベア６の上
方に図中左右方向に、且つ当該作業部コンベア６に載置
されたプリント基板１６の上面１６ａと所定の間隔ｄを
存して移動可能に設置されており、プリント基板１６に
電子部品を実装可能とされている。このノズルヘッド４
の移動領域Ｗは、プリント基板のサイズ（幅ｗ）に応じ
て調節可能とされている。

【０００６】光電スイッチ１１〜１３は、作業部コンベ
ア６により搬送されるプリント基板１６を下側から検出
する位置に設けられており、投光した光（投射光）をプ
リント基板１６の裏面１６ｂで反射させ、この反射光を
受光することによりプリント基板１６を検出する所謂拡
散反射形、又は限定反射形の光電スイッチが使用されて
いる。このようなタイプの光電スイッチが作業部コンベ
ア６の下側に設置されるのは、作業部コンベア６の上側
は、実装装置本体３のノズルヘッド４が図７の矢印方向
に移動するために、光電スイッチの設置スペースをとる
ことができないことによる。

【０００７】また、光電スイッチ１１〜１３は、プリン
ト基板１６を正確に検出するためにプリント基板１６と
の距離即ち、検出距離を考慮して選定又は検出距離（取
付位置）を調整する必要がある。特に、図７に示す停止
用光電スイッチ１３においては、プリント基板１６が存
在しない状態では、実装装置本体３のノズルヘッド４を
検出してしまう虞があるため、プリント基板１６の検出
距離を十分に考慮する必要がある。つまり、プリント基
板１６が存在する場合には、当該プリント基板１６を検
出し、プリント基板１６が存在しない場合にはノズルヘ
ッド４を検出しないような検出距離の特性を有する光電
スイッチを選定し、又は検出距離を調整する必要があ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】プリント基板実装装置
の稼働率を上げるためには、通常ノズルヘッド４により
電子部品をプリント基板１６に実装する時間を短縮する
ことが考えられる。これを実現するためには、図７に示
すようにノズルヘッド４とプリント基板１６との距離ｄ
を短くする必要がある。

【０００９】しかしながら、従来のプリント基板実装装
置では、拡散反射形光電スイッチや限定反射形光電スイ
ッチを用いているため、ノズルヘッド４とプリント基板
１６との距離ｄを短くすると、光電スイッチの検出距離
の調整が困難となり、プリント基板１６が存在しない場
合であっても誤ってノズルヘッド４を検出してしまう即
ち、誤検出するという問題がある。

【００１０】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、ノズルヘッドとプリント基板との距離が短い場合で
あっても、プリント基板が存在しないときに誤ってノズ
ルヘッドを検出することを防止し、確実にプリント基板
を検出するようにしたプリント基板実装装置を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１のプリント基板実装装置は、コンベアにより
搬送され光電スイッチにより検出されるプリント基板に
ノズルヘッドにより電子部品を実装するプリント基板実
装装置において、前記光電スイッチは投光器と受光器と
から成る透過形光電スイッチであって、前記投光器は、
前記ノズルヘッドの移動領域に投光する投射光が前記ノ
ズルヘッドと交差することなく、且つ前記コンベアによ
り搬送されたプリント基板により投射光が遮断されるよ
うに設置され、前記受光器は、前記ノズルヘッドの移動
領域に、プリント基板が存在しない場合には前記投射光
を受光し、前記プリント基板が存在する場合には前記投
射光を受光しないように設置されることを特徴とする。

【００１２】請求項２のプリント基板実装装置は、請求
項１に記載のプリント基板実装装置において、光電スイ
ッチは、前記プリント基板のサイズが変更されたときに
は、ワークレスチューニング起動信号に基づいて前記プ
リント基板が存在しないときの受光量と予め設定された
閾値とにより感度を調整することを特徴とする。投光器
から投射される投射光は、ノズルヘッドの移動領域にお
いて当該ノズルヘッドと交差することがなく、コンベア
にプリント基板が載置されていない（プリント基板が存
在しない）ときには受光器に投光され、プリント基板が
載置されている（プリント基板が存在する）ときには遮
断される。即ち、受光器は、コンベアにプリント基板が
存在しないときには投光器から投光された投射光を受光
し、プリント基板が存在するときには前記投射光を受光
しない。これにより、透過形光電スイッチは、誤ってノ
ズルヘッドを検出することがなく、且つノズルヘッドと
プリント基板との距離に関係なく、プリント基板の有無
を確実に検出することが可能となる（請求項１）。

【００１３】プリント基板のサイズ（幅）が変更された
場合には、光電スイッチの検出感度のバラツキを少なく
するために感動調整を行う。即ち、プリント基板が無い
ときの受光量と予め設定した閾値により、ワークレスチ
ューニングを行い、光電スイッチの感度を調整する。こ
れにより、プリント基板のサイズの変更に伴い光電スイ
ッチの投光器と受光器との距離が変化した場合であって
も、プリント基板を検出することができる（請求項
２）。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図１は、本発明に係るプリン
ト基板実装装置の実施形態を示し、作業部コンベアの停
止用光電スイッチ付近の平面図、図２は、図１の矢線II
―IIに沿う断面図である。図１及び図２示すプリント基
板実装装置１は、図６及び図７に示すプリント基板実装
装置１と同様に構成されており、同一構成要素には同一
符号を付して詳細な説明を省略する。作業部コンベア６
の搬入、搬出側に入口部コンベア及び出口部コンベア
が、実装装置本体（何れも図示せず）には作業部コンベ
ア６の終端近傍位置の上方にノズルヘッド４が設けられ
ている。また、作業部コンベア６の始端側（搬入側）に
は搬入検出用光電スイッチ（図示せず）が、終端側には
減速用光電スイッチ（図示せず）、停止用光電スイッチ
２０、及び位置決めピン（図示せず）が搬送方向に沿っ
て設置されている。

【００１５】停止用光電スイッチ２０は、透過形光電ス
イッチで、投光器２１と受光器２２とから成り、これら
の投光器２１、受光器２２は、光ファイバ２３、２４を
介して制御装置２５（図３）に接続されている。投光器
２１と受光器２２は、図１に示すように平面視において
作業部コンベア６を挟んで両側に対向して配置され、且
つ図２に示すように投光器２１は、一側の基台６Ａの上
面に基台６Ｂに向けて設置され、受光器２２は、基台６
Ｂの上部及びコンベア基台６ｂに穿設された孔６Ｅ、６
ｅに基台６Ａに向けて設置され、ベルトコンベア６ｃ、
６ｄに載置されたプリント基板１６を挟んで上下に位置
するように配置されている。

【００１６】図２に示すように投光器２１の投光面２１
ａから受光器２２側（基台６Ｂ側）に向けて投光された
投射光Ｌは、細線で示すように円錐形状に広がり、その
光芒（投光光芒）の限界内に受光器２２の受光面２２ａ
が配置されている。この受光器２２の受光面２２ａの受
光光芒の限界を点線で示す。従って、投光器２１から投
光された投射光Ｌのうちの斜線で示す光束Ｌａが、受光
器２２の受光面２２ａにより検出可能とされる。そし
て、これら投光器２１、受光器２２は、光束Ｌａがノズ
ルヘッド４の移動領域Ｗにおいて当該ノズルヘッド４と
交差することが無いように設置されている。

【００１７】投光器２１から投射される投射光としての
光束Ｌａは、ベルトコンベア６ｃ、６ｄにプリント基板
が載置されていない（プリント基板が存在しない）とき
には受光器２２に投光され、プリント基板が載置されて
いる（プリント基板が存在する）ときには遮断される。
即ち、受光器２２は、作業部コンベア６にプリント基板
が存在しないときには光束Ｌａを受光し、プリント基板
が存在するときには光束Ｌａを受光しない。これによ
り、光電スイッチ２０は、誤ってノズルヘッド４を検出
することがなく、且つノズルヘッド４とプリント基板１
６との距離ｄに関係なく、プリント基板の有無を確実に
検出することが可能となる。また、プリント基板１６の
上面１６ａに形成されているパターンの影響も受けな
い。従って、ノズルヘッド４とプリント基板１６との距
離ｄを短くすることが可能となり、実装装置の稼動効率
を上げることが可能となる。

【００１８】また、投光器２１及び受光器２２をなるべ
くプリント基板１６の上面１６ａ及び下面１６ｂに近づ
けるように配置すると投光光芒Ｌの限界内に受光面２２
ａが入り易くなり、プリント基板のサイズの変更に伴う
受光器２２の再設置が不要となり、作業性が向上する。
更に、投光器２１、受光器２２をなるべくプリント基板
１６の上面１６ａ、下面１６ｂに近づけるように配置す
ると、光束Ｌａが浅い角度で上面１６ａに入射され、長
い距離に亘りプリント基板１６の上面１６ａから下面１
６ｂまでの間を横切る即ち、プリント基板１６の板厚を
斜めに横切るようになり、従って、プリント基板１６が
半透明の基板であっても光束Ｌａの減衰が非常に大きく
なる。これにより、半透明のプリント基板であっても確
実に検出可能となる。また、プリント基板１６に設けら
れている切欠やスリット、孔等の影響を殆ど受けなくな
り、プリント基板を確実に検出することが可能となる。

【００１９】図３は、本発明に係るプリント基板実装装
置のシステム構成図を示す。尚、コンベアは、作業部コ
ンベア６についてのみ説明する。制御装置２５は、プリ
ント基板１６のサイズ（幅ｗ）に応じて不図示のコンベ
ア幅設定手段からの設定信号により図２に示す作業部コ
ンベア６の基台６Ｂを矢印Ａ又はＢ方向に移動させて当
該作業部コンベア６の幅を設定する。また、制御装置２
５は、前記搬入検出用光電スイッチからの信号により当
該作業部コンベア６を駆動し、前記減速用光電スイッチ
からの信号により当該作業部コンベア６を減速し、停止
用光電スイッチとしての透過形光電スイッチ２０の受光
器２２からの信号により作業部用コンベア６を停止させ
る。また、制御装置２５は、ノズルヘッド４を制御して
プリント基板１６に電子部品を実装する。

【００２０】更に、制御装置２５は、プリント基板のサ
イズが変更された場合に、ワークレスチューニング起動
信号に基づいて、プリント基板が存在しないときの受光
量と予め設定された閾値により、光電スイッチ２０の感
度を調整する。即ち、プリント基板のサイズ（幅）に応
じて作業部コンベア６の幅が調節され、図２に示すよう
に基台６Ｂがノズルヘッド４の作業領域Ｗの範囲内にお
いて移動すると、これに伴い投光器２１と受光器２２と
の距離が変化する。このため、受光器２２が投光器２１
に最も接近した場合と、最も離反した場合とでは受光量
が変化し、検出感度にバラツキが生じる。そこで、この
検出感度のバラツキを少なくするために感動調整を行
う。

【００２１】図４は、光電スイッチ２０の感度調整の手
順を示すフローチャートである。図４において、制御装
置２５は、プリント基板サイズの変更に伴う作業部コン
ベア６の基台６Ｂの移動を完了したか否かを判別し（ス
テップＳ１）、移動完了したときにプリント基板を使用
しない状態でワークレスチューニング起動信号に基づい
て感度調整（ワークレスチューニング）を行う（ステッ
プＳ２）。この感度調整は、プリント基板が無いときの
受光量と予め設定した閾値（例えば、受光量の５０％）
により、ワークレスチューニングを行う。例えば、図５
（ａ）に示すようにサイズの小さいプリント基板Ａのと
きには、当該プリント基板Ａが無いときの受光量１００
％に対して閾値を５０％とし、同図（ｂ）に示すように
サイズの大きいプリント基板Ｂのときには当該プリント
基板Ｂが無いときの受光量８０％に対して閾値を４０％
に設定する（パーセントチューニング）。具体的には、
受光器２２の検出信号を増幅する増幅器の閾値を予め設
定された値に自動的に設定する。或いは、ワークレスチ
ューニングを外部入力により自動的に起動して、増幅器
を操作することなく感度調整を行う（リモートチューニ
ング）。

【００２２】これにより、プリント基板のサイズの変更
に伴い透過形光電スイッチ２０の投光器２１と受光器２
２との距離が変化した場合であっても、同じ位置でプリ
ント基板を検出することができ、プリント基板のサイズ
の変更に伴う手動による調整の手間が無くなる。尚、上
記実施形態においては、作業部コンベア６の停止用光電
スイッチに透過形光電スイッチを適用したが、これに限
るものではなく、搬入検出用光電スイッチ、減速用光電
スイッチに適用してもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
リント基板実装装置においてノズルヘッドとプリント基
板との距離に関係なくプリント基板の有無を確実に検出
することができ、透過形光電スイッチは、誤ってノズル
ヘッドを検出することがない。また、半透明のプリント
基板でも確実に検出することが可能となり、更にプリン
ト基板の部品パターンやプリント基板に設けられている
切欠や孔等の影響を受けることもない（請求項１）。

【００２４】また、プリント基板のサイズの変更に伴い
透過形光電スイッチの投光器と受光器との距離が変化し
た場合であっても、プリント基板を検出することがで
き、プリント基板のサイズの変更に伴う手動による調整
の手間が無くなる（請求項２）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるプリント基板実装装置の実施形
態の要部平面図である。

【図２】図１に示すプリント基板実装装置の矢線II―II
に沿う断面図である。

【図３】図２に示すプリント基板実装装置のシステム構
成図である。

【図４】図２に示す透過形光電スイッチのプリント基板
のサイズ変更に伴う感度調整の制御手順の一例を示すフ
ローチャートである。

【図５】図２に示す透過形光電スイッチのプリント基板
のサイズ変更による検出感度の調節する場合の受光器の
受光量の説明図である。

【図６】従来のプリント基板実装装置の概略図である。

【図７】図６に示すプリント基板実装装置の矢線VII―V
IIに沿う断面図である。

【符号の説明】

１プリント基板実装装置２フレーム３実装装置本体４ノズルヘッド５入口部コンベア６作業部コンベア６Ａ、６Ｂ基台７出口部コンベア１１搬入検出用光電スイッチ１２減速用光電スイッチ１４位置決めピン１６プリント基板２０停止用光電スイッチ（透過形光電スイッチ）２１投光器２２受光器２３、２４光ファイバ２５制御装置Ｌ投射光Ｌａ光束（投射光）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンベアにより搬送され光電スイッチに
より検出されるプリント基板にノズルヘッドにより電子
部品を実装するプリント基板実装装置において、前記光電スイッチは投光器と受光器とから成る透過形光
電スイッチであって、前記投光器は、前記ノズルヘッドの移動領域に投光する
投射光が前記ノズルヘッドと交差することなく、且つ前
記コンベアにより搬送されたプリント基板により投射光
が遮断されるように設置され、前記受光器は、前記ノズルヘッドの移動領域に、プリン
ト基板が存在しない場合には前記投射光を受光し、前記
プリント基板が存在する場合には前記投射光を受光しな
いように設置されることを特徴とするプリント基板実装
装置。
【請求項２】請求項１に記載のプリント基板実装装置
において、前記光電スイッチは、前記プリント基板のサイズが変更
されたときには、ワークレスチューニング起動信号に基
づいて前記プリント基板が存在しないときの受光量と予
め設定された閾値とにより感度を調整することを特徴と
するプリント基板実装装置。