JP2007109871A - 基板固定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】位置決め固定された基板に反り等の変形が生じている場合でも、その変形を解消して平坦にできるようにする。
【解決手段】基板固定装置において、位置決めされたプリント基板Sの対向する両端部をそれぞれ挾持する第1挾持手段60及び第2挾持手段62と、第1挾持手段60及び第2挾持手段62の間隔を調整する、ボールねじ70、ステッピングモータ74及びボールねじナット部78等からなる間隔調整手段と、第1挾持手段60及び第2挾持手段62により両端部が挾持された基板Sの高さを測定する高さ測定手段と、測定された基板の高さに基づいて前記間隔調整手段により第1挾持手段60及び第2挾持手段62の間隔を制御する制御手段とを備えた。
【選択図】図1
【解決手段】基板固定装置において、位置決めされたプリント基板Sの対向する両端部をそれぞれ挾持する第1挾持手段60及び第2挾持手段62と、第1挾持手段60及び第2挾持手段62の間隔を調整する、ボールねじ70、ステッピングモータ74及びボールねじナット部78等からなる間隔調整手段と、第1挾持手段60及び第2挾持手段62により両端部が挾持された基板Sの高さを測定する高さ測定手段と、測定された基板の高さに基づいて前記間隔調整手段により第1挾持手段60及び第2挾持手段62の間隔を制御する制御手段とを備えた。
【選択図】図1
Description
本発明は、基板固定装置、特に電子部品を搭載する位置に位置決めされたプリント基板に発生した曲りや反り等の変形を矯正することができる基板固定装置に関する。
電子部品をプリント基板等の基板に搭載する表面実装装置は、その概要を図6に示すように電子部品を吸着するノズルが装着可能であると共に、装着したノズルを上下方向と、回転方向に位置決めが可能なヘッド部10、該ヘッド部10をX方向に搬送し位置決めするX駆動部12、該ヘッド部10をX駆動部12と一体でY方向に搬送し位置決めするY駆動部14、電子部品を供給する部品供給部16、プリント基板Sを搬入し、部品搭載後に搬出する基板搬送部18、交換用ノズルが保持されているノズル交換部20等により構成されている。
このような表面実装装置においては、X駆動部12及びY駆動部14によりヘッド部10が部品供給部16上に位置決めされ、該ヘッド部10に内蔵されているシャフトを下降させ、その下端部に装着されているノズルにより部品を吸着する。
その際、例えば特許文献1に開示されているように、部品がノズルに正確に吸着できるように、ヘッド部10に付設されている高さセンサ(高さ測定手段)22により部品供給部16に供給された部品の上面までの高さを測定することも行われている。
上記のように部品を吸着した後、ヘッド部10はX駆動部12及びY駆動部14により基板搬送部18の所定位置に固定されているプリント基板上の所定の載置位置上に位置決めされ、その後シャフトが下降され、ノズルに吸着されていた部品がプリント基板S上に搭載される。
上記基板搬送部18は、図7にその概要を示すように、図示しない搬送ベルトによりプリント基板Sが搬入されると、位置決め部30で停止され、位置決め固定された後、該基板Sに対して部品の搭載が行われ、搭載後の基板Sは搬送ベルトにより下流側に搬出される。
従来、上記位置決め部30においては、基板Sが固定位置に停止されるとバックアップモータ32を駆動してバックアップテーブル34を上昇させることにより、該バックアップテーブル34上の基板固定ピン36により基板Sの下面を支持すると共に、対向する両端部を基板固定装置により挾持することにより基板の固定が行われている。
この基板固定装置の特徴を、図8と図9の分解斜視図に示す。図8は、基板搬送部18の搬送方向に直交する方向の位置決め部30の一部を模式的に示した断面図に相当し、その一方の搬送レールとその近傍を拡大して示してある。
位置決め部30にプリント基板Sを搬入し、搬出する搬送レール40が、搬送レール支持台42に支持されていると共に、該支持台42の上端には基板押さえ板44が固定ねじ42Aで固定されている。
この搬送レール支持台42の内側面には、搬送レール40に形成されている抜き孔40Aに装着された軸受台46が固定され、その軸受台46A内を摺動するスライド軸48により、該搬送レール支持台42に対して搬送レール40が上下方向に案内されることにより、前記バックアップテーブル34と一体で上下方向に移動可能になっている。
搬送レール40には無端の搬送ベルト50が巻装され、該搬送レール40上を図示しないモータにより回転駆動されることにより、その上に載置されたプリント基板Sが、基板ガイド40Bに沿って紙面に垂直な方向に搬送されるようになっている。
このように搬送ベルト50によりプリント基板Sが所定位置に搬入され、位置決めされると、搬送レール40は前記バックアップテーブル34の上昇により機械的に持ち上げられ、同図(B)に示すように搬送ベルト50上のプリント基板Sが搬送レール支持台42の上端に固定されている前記基板押え板44に押し付けられる。このように基板押え板44と搬送ベルト48(搬送レール40)による挟み込みにより、プリント基板Sの対向する両端部が挾持・固定される。
従来の一般的なプリント基板の場合は、上記のように対向する両端部を挟み込むことにより、搬送レール40の形状に倣って平坦な状態で固定することができる。
しかしながら、昨今の電子機器の小型軽量化に伴って、プリント基板の薄型化が進み、材質もフィルム状の素材が使用されることが多くなってきているため、プリント基板自体の反りや曲りが大きくなっている上に、材質が柔らかいために両端の挟み込みによっても中央部の撓み(反り)をすべて解消できない場合が多く発生するようになってきている。
このようにプリント基板の上面が平らでない場合には、電子部品の搭載位置が大きくずれてしまったり、接着剤や半田ペーストによる固定力が十分に得られないために、生産作業中に搭載位置が変化してしまったりする等の不具合を誘発する原因になるという問題がある。
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、所定位置に位置決め固定された基板に反りや曲り等の変形が生じている場合でも、その変形を解消して平坦にすることができ、結果として該基板に部品を正確に搭載することができる基板固定装置を提供することを課題とする。
本発明は、位置決めされた基板の対向する両端部をそれぞれ挾持する第1挾持手段及び第2挾持手段と、第1挾持手段及び第2挾持手段の間隔を調整する間隔調整手段と、第1挾持手段及び第2挾持手段により両端部が挾持された基板の高さを測定する高さ測定手段と、測定された基板の高さに基づいて前記間隔調整手段により第1挾持手段及び第2挾持手段の間隔を制御する制御手段とを備えたことにより、前記課題を解決したものである。
本発明によれば、位置決めされた基板をその対向する両端部を挾持して固定すると共に、そのときの基板の1又は2箇所以上について測定された基板面の高さに基づいて、第1挾持手段と第2挾持手段の間隔を制御するようにしたので、基板に生じていた反り等の変形を解消することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明に係る1実施形態の基板固定装置を模式的に示す断面図である。
本実施形態の基板固定装置は、前記図7に示した位置決め部30に設置されており、該位置決め部30に基板搬送部18によりプリント基板Sが搬送されて位置決めされると、該基板Sの対向する両端部をそれぞれ挾持する第1挾持手段60及び第2挾持手段62とを備えている。
これら第1、第2挾持手段60、62は、いずれも前記図8、図9に示したものと実質的に同一であるので、同一の符号を使用して詳細の説明を省略する。
本実施形態においては、基板搬送部18のフレーム底部64に、第1ブラケット66Aと第2ブラケット66Bが対向する位置に固定されており、これら両ブラケット66A、66Bにはそれぞれベアリング68A、68Bを介してボールねじ70が軸支されている。
このボールねじ70の一端には従動側のプーリ72Aが連結され、ステッピングモータ74に連結されている駆動側プーリ72Bとの間で巻回されたタイミングベルト76を介して、ステッピングモータ74の駆動力が伝達されて該ボールねじ70が回転されるようになっている。
又、このボールねじ70には、ボールねじナット部78が軸挿され、回転を規制した状態でステッピングモータ74を駆動することにより、図中左右方向に移動可能になっている。
又、前記第1挾持手段60は、搬送レール支持台42を介して前記第1ブラケット66Aに固定され、前記第2挾持手段62はボールねじナット部78に支持部材を介して固定されている。従って、ボールねじ70の回転により往復動作するボールねじナット部78により、第1挾持手段60の固定側搬送レール40と第2挾持手段62の可動側搬送レール40との間隔が調整可能になっており、ボールねじ70、ステッピングモータ74及びボールねじナット部78等により間隔調整手段が構成されている。
本実施形態の基板固定装置は、図2に第1、第2挾持手段60、62と、これらに両端部が挾持されたプリント基板Sとを抽出して示すように、該プリント基板Sの上面までの高さを測定する高さセンサ22を備えている。具体的には、この高さセンサ22は前記図6に示したようにヘッド部10に固定されており、該ヘッド部10からプリント基板Sの上面までの距離として高さが測定されるようになっている。
本実施形態においては、上記高さセンサ22により測定された基板Sの高さに基づいて、図3に概要を示す制御装置により前記ステッピングモータ(間隔調整手段)74を回転させ、第1挾持手段及び第2挾持手段の間隔が制御されるようになっている。
即ち、前記高さセンサ22からのセンサ検出信号がI/Oインターフェイス80を介してCPU82に入力されると、あらかじめメモリ84に保存されている基準データ等に基づいて、第1、第2挾持手段60、62の間隔の調整量が演算され、該演算結果に基づいて制御信号がモータドライバ86を介して前記ステッピングモータ74に出力されることにより、プリント基板Sの反り等の変形を解消する制御が可能になっている。
次に、本実施形態の作用を説明する。
プリント基板Sが前工程から搬入され、基板搬送部18によって電子部品を搭載する位置決め部30まで到達すると、バックアップテーブル34が上昇すると共にプリント基板Sの両端部を支持する左右の搬送レール40、40も上昇し、プリント基板Sの両端部を図2のように挾持する。図示されているように、この時点においては、プリント基板Sは中央付近が撓んだ状態になっている。この例では、中央部が凸となる上反りの場合が示されているが、状況によっては凹となる下反りの場合もある。
以上のようにプリント基板Sの挾持・固定が終了すると、前記図6に示したようにヘッド部10がXY移動し、図中B、Cで示すプリント基板Sを挾持している幅方向両端部付近を、該ヘッド部10に付設されている高さセンサ22により計測する。この計測は、図中紙面に垂直な前後方向の基板端部でも行い、合計4箇所の基準位置を測定している。
上記4箇所の測定高さと測定座標を元に、図中Aで示す基板中央部に撓みがない場合の基準高さを前記CPU82で計算し、その基準値をメモリ84に保存する。
次いで、上記高さセンサ22を基板中央部Aに移動させ、その位置の基板高さを測定すると共に、基板端部を測定して求めた上記基準値との偏差を求め、この偏差がなくなるようにステッピングモータ74を駆動し、第2挾持手段62を矢印A方向に移動させることにより、向かい合って配置されている二つの搬送レール40、40の間隔が離れるようにする。
このように、プリント基板Sが両側に引っ張られるようにすることにより、撓み分が伸ばされ、反り等の変形が解消されることになる。その際、高さセンサ22はプリント基板Sの中央部Aの高さを測定し続け、基準値からの偏差があらかじめ設定した閾値以下となった時点で、ステッピングモータ74の駆動を停止させて制御動作を終了する。
以上、詳述した本実施形態によれば、プリント基板の反り等の変形を解消することができるため、電子部品の搭載精度の向上を図ることができると共に、搭載位置ずれなどの不具合を解消することができる。
又、高さセンサにより基板高さの実測値に基づいて、第1挾持手段60及び第2挾持手段62の間隔をフィードバック制御するようにしたので、制御動作を確実にし、プリント基板の固定不良を防止することができる。
次に、本発明に係る第2実施形態の基板固定装置について説明する。
図4には、プリント基板Sの両端部を挾持するためにバックアップテーブル34を上昇させる駆動機構の要部を示す。
本実施形態では、バックアップモータ32により、タイミングプーリ88、90に巻回されたべルト92を介してボールねじ94が回転され、該ボールねじ94により、フレームに固定されているベアリング96及びナット96Aに対してバックアップテーブル34が上下動すると共に、該バックアップテーブル34と一体的に2つの搬送レール40、40が上下動するようになっている。
そして、バックアップモータ32と駆動側のタイミングプーリ88の間には、図5に拡大して示すように、それぞれに付設された固定ピン32A、88Aにねじりコイルばね(弾性手段)98の各端部が係止され、バックアップモータ32の回転駆動力が該コイルばね98を介してバックアップテーブル34及び搬送レール40を上昇させるボールねじ94に伝達されるようになっている。
従って、本実施形態によれば、ねじりコイルばね98の撓み量によってプリント基板Sを挾持する力を変化させ、調整することができる。この挾持力をある程度弱くすることにより、基板Sの撓みが場所によって均一でない場合にも対応することができる。
例えば、前記図2で手前側の変形が大きく、奥側が小さい場合は、奥側が先に平坦な状態となってしまうため、手前側には変形が残ってしまうことになる。ところが、搬送レール40と押え板44によるクランプ力をねじりコイルばね98により弱めた状態にすることにより、プリント基板Sの奥側の挾持部ではスリップが発生することを許容できる。そのため、手前側も平坦な状態にすることが可能となり、プリント基板に余計な力がかかることを防止した上で、全体的に平坦にすることができる。
従って、プリント基板Sを平坦にする制御の動作を確実に行うことができると同時に、該プリント基板Sの破損などを防止することができる。
なお、プリント基板Sの変形の程度を判断するための高さセンサ22による測定位置は、前記実施形態に示したようにあらかじめ決められた複数箇所であってもよいが、任意の座標を選択するようにしてもよい。
即ち、複数箇所を測定する場合は、前述したように前後左右での変形量が一定でない場合の状況を検知するために有効であるが、任意の座標を選択する場合は「その座標」に特に重要な、例えば搭載位置精度が要求される電子部品を搭載する場合に有効である。
又、プリント基板の高さを複数個所で測定する場合でも、前記4箇所でなくてもよく、左手前、右奥というように2箇所でもよく、5箇所、6箇所と測定箇所を増やすようにしてもよい。
又、第1、第2の挾持手段60、62の間隔の制御は、前記実施形態に示したフィードバック制御に限らず、プリント基板の各部位を測定した時点で、あらかじめ作成してあるデータに基づいて何mm搬送レール(挾持手段)を移動すれば変形が解消できるかを計算(予測)し、プリント基板の中央部Aの高さを継続して計測した情報がない状態で予測制御するようにしてもよい。
又、当然のごとく、予測制御と高さセンサによる測定を行うフィードバック制御とを同時におこなってもよい。
22…高さセンサ
30…位置決め部
32…バックアップモータ
34…バックアップテーブル
36…バックアップピン
40…搬送レール
42…搬送レール支持台
44…基板押え板
46…軸受台
48…スライド軸
50…搬送ベルト
60…第1挾持手段
62…第2挾持手段
64…フレーム底部
66…ブラケット
68…ベアリング
70…ボールねじ
72…プーリ
74…ステッピングモータ
76…タイミングベルト
78…ボールねじナット部
82…CPU
84…メモリ
30…位置決め部
32…バックアップモータ
34…バックアップテーブル
36…バックアップピン
40…搬送レール
42…搬送レール支持台
44…基板押え板
46…軸受台
48…スライド軸
50…搬送ベルト
60…第1挾持手段
62…第2挾持手段
64…フレーム底部
66…ブラケット
68…ベアリング
70…ボールねじ
72…プーリ
74…ステッピングモータ
76…タイミングベルト
78…ボールねじナット部
82…CPU
84…メモリ
Claims (1)
- 位置決めされた基板の対向する両端部をそれぞれ挾持する第1挾持手段及び第2挾持手段と、
第1挾持手段及び第2挾持手段の間隔を調整する間隔調整手段と、
第1挾持手段及び第2挾持手段により両端部が挾持された基板の高さを測定する高さ測定手段と、
測定された基板の高さに基づいて前記間隔調整手段により第1挾持手段及び第2挾持手段の間隔を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする基板固定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005298995A JP2007109871A (ja) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | 基板固定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005298995A JP2007109871A (ja) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | 基板固定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007109871A true JP2007109871A (ja) | 2007-04-26 |
Family
ID=38035503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005298995A Pending JP2007109871A (ja) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | 基板固定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007109871A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104097090A (zh) * | 2014-07-10 | 2014-10-15 | 南京航空航天大学 | 基于动态特征的随动装夹装置与方法 |
JP2017033975A (ja) * | 2015-07-29 | 2017-02-09 | 富士機械製造株式会社 | 搬送装置 |
-
2005
- 2005-10-13 JP JP2005298995A patent/JP2007109871A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104097090A (zh) * | 2014-07-10 | 2014-10-15 | 南京航空航天大学 | 基于动态特征的随动装夹装置与方法 |
CN104097090B (zh) * | 2014-07-10 | 2015-12-02 | 南京航空航天大学 | 基于动态特征的随动装夹装置与方法 |
JP2017033975A (ja) * | 2015-07-29 | 2017-02-09 | 富士機械製造株式会社 | 搬送装置 |
CN106413372A (zh) * | 2015-07-29 | 2017-02-15 | 富士机械制造株式会社 | 搬运装置 |
CN106413372B (zh) * | 2015-07-29 | 2020-02-28 | 株式会社富士 | 搬运装置 |
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