JP2010010531A - 基板搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の姿勢維持に優れた基板搬送装置を提供する。
【解決手段】基板入口４から搬入された基板Ｂを基板出口５から搬出する一対のガイド部材４１と、一対のガイド部材４１の間で基板Ｂを移動させる基板移送機構を備えた基板搬送装置において、一対のガイド部材４１が、基板Ｂの両側面とそれぞれ対向する一対のガイド面２８と、一対のガイド面２８の基板入口４側で、基板Ｂの搬送方向と垂直な方向にローラ部材支持軸３０を有し、一対のガイド面２８の延長上に外周面が位置するローラ部材３１と、一対のガイド面２８の基板出口５側で、一対のガイド面２８と同一平面上で連続する面４５を有する治具４３を備えた。
【選択図】図７

Description

本発明は、一対のガードレールの間で基板を搬送する基板搬送装置に関するものである。

実装分野において、基板搬送装置は、基板の両側面とそれぞれ対向するガイド面を備えた一対のガイドレールの間で基板を移動させる形態のものが広く用いられている。ガイドレールは、実装ラインを構成する各装置、例えば、半田を基板に印刷する装置や電子部品を基板に搭載する装置等に独立して備わっている。実装ラインは、各装置にそれぞれに備わっているガイドレールを前後に連結させた状態に各装置を工程順に配置し、各ガイドレールを跨いで基板を搬送することで、一つの基板に半田印刷や電子部品搭載を行っている。一対のガイドレールは、基板の搬送方向を規制する役割も担うため、それぞれに備わるガイド面の間の距離は基板の幅と略同等であることが要求されるが、ガイドレールを跨いだ基板の搬送を円滑にするため、ガイドレールの基板の搬送方向において上流側に、端部に向けてガイド面の間隔を漸増させた形状となる導入面を設け、基板をガイドレールに円滑に搬入できるようにしている（特許文献１参照）。
特許第３１３３５８１号公報

ところで、実装ラインを構成する各装置のレイアウトの関係上、ガイドレールにはどちらの方向からも基板が搬入される可能性があるので、ガイドレールの両端に導入面を設けておくことが望ましい。しかし、基板の搬送方向においてガイドレールの下流側では導入面は必要なものではなく、むしろ存在しない方が搬送時の基板の姿勢を一定に維持する点で好都合である。

本発明は、基板の姿勢維持に優れた基板搬送装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の基板搬送装置は、一方の端部から搬入された基板を他方の端部から搬出する一対のガイドレールと、前記一対のガイドレールの間で基板を移動させる基板移送機構を備えた基板搬送装置において、前記一対のガイドレールが、基板の両側面とそれぞれ対向する一対のガイド面と、前記一対のガイド面の前記一方の端部側で、基板の搬送方向と垂直な方向に回転軸を有し、前記一対のガイド面の延長上に外周面が位置するローラ部材と、前記一対のガイド面の前記他方の端部側で、前記一対のガイド面と同一平面上で連続する面を有する治具を備えた。

請求項２に記載の基板搬送装置は請求項１に記載の基板搬送装置であって、基板の搬送方向の変更に対応して、基板の搬送方向の上流側に前記ローラを配置し、下流側に前記治具を配置できるようにした。

本発明では、基板入口に供給された基板が、左右のガイド部材によって規定される基板移動領域に対して横方向の位置ずれを起こしていた場合には、基板の左右の先端部の一方が左右のローラ部材の一方の外周面に当接してそのローラ部材が上下軸回りに回転し、基板全体が基板移動領域の内側方向に移動させられることによってその位置ずれが修正されるのであるが、基板と当接したときにローラ部材が受ける衝撃は、ローラ部材自身の回転
動作によって吸収されるため、ローラ部材には打痕そのものが生じにくく、ローラ部材に打痕が生じてその打痕に基板の先端部が引っ掛かることがあったとしても、ローラ部材が回転することによって、基板全体が左右のガイド部材の間に挟まってしまうような事態は避けられるので、基板詰まりは極めて発生しにくい。更に、ローラ部材はガイド部材とは別部材として構成されるので、ローラ部材に打痕が生じたとしてもその場合にはローラ部材だけを交換すればよく、ガイド部材全体を交換する必要はない。

また、ローラ部材はガイド部材とは別部材として構成されることから、ローラ部材（ローラ部材の外周面の部分）の材料と、ガイド部材（ガイド部材のガイド面の部分）の材料とを異ならせることができ、ローラ部材をガイド部材よりも硬質の材料とすれば、コストを大きく増大させることなく、より一層ローラ部材に打痕が生じにくくすることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施の形態における基板搬送装置を備えた部品実装機の斜視図、図２は本発明の一実施の形態における部品実装機の平面図、図３は本発明の一実施の形態における基板搬送装置の（ａ）斜視図及び（ｂ）断面図、図４は本発明の一実施の形態における基板搬送装置の一部の（ａ）平面図（ｂ）側面図（ｃ）断面図、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の一実施の形態における基板搬送装置の部分拡大平面図、図６は本発明の一実施の形態における基板搬送装置を備えた複数の部品実装機から成る部品実装ラインの平面図、図７（ａ），（ｂ）は本発明の他の実施の形態における基板搬送装置の斜視図である。

図１及び図２において、部品実装機１は基台２上に本発明の一実施の形態における基板搬送装置３を備えており、この基板搬送装置３によって基板入口４に供給された基板Ｂが水平面内の一の方向（Ｘ軸方向）に搬送され、基板出口５から排出される。基板搬送装置３の上方にはＹ軸テーブル６がＸ軸方向と水平に直交する方向（Ｙ軸方向）に延びて設けられている。Ｙ軸テーブル６の側面には２本の平行なスライドガイド７がＹ軸方向に延びて設けられており、これら２本のスライドガイド７には２つのＹ軸スライダ８がスライドガイド７に沿って（すなわちＹ軸方向に）移動自在に設けられている。各Ｙ軸スライダ８にはＸ軸方向に延びたＸ軸テーブル９の一端部が取り付けられており、各Ｘ軸テーブル９にはＸ軸テーブル９に沿って（すなわちＸ軸方向に）移動自在な移動ステージ１０が設けられている。

各移動ステージ１０には搭載ヘッド１１が取り付けられており、各搭載ヘッド１１には複数の吸着ノズル１２が上下方向（Ｚ軸方向）の下方に延びて設けられている。基板搬送装置３のＹ軸方向の側方領域には搭載ヘッド１１に部品（図示せず）を供給する複数のパーツフィーダ１３がＸ軸方向に並んで設けられている。各搭載ヘッド１１には撮像面を下方に向けた基板カメラ１４が設けられており、基台２上には撮像面を上方に向けた部品カメラ１５が設けられている。

部品実装では、先ず、基板搬送装置３によって基板ＢがＸ軸方向に搬送され、所定の実装作業位置に位置決めされる。移動ステージ１０は、Ｘ軸テーブル９のＹ軸方向への移動と移動ステージ１０自身のＸ軸方向への移動とによって実装作業位置に位置決めされた基板Ｂに対して相対移動され、基板カメラ１４が基板Ｂの上方に位置される。そして、基板カメラ１４によって基板Ｂの位置検出マーク（図示せず）の画像認識が行われ、基板Ｂの基準位置からの位置ずれ量が求められる。

基板Ｂの位置ずれ量が求められたら、搭載ヘッド１１が備える吸着ノズル１２によってパーツフィーダ１３により供給される部品がピックアップされる。そして、そのピックア
ップされた部品は搭載ヘッド１１の移動によって部品カメラ１５の上方（部品カメラ１５の視野内）に移動され、部品カメラ１５により部品の画像認識が行われた後、基板Ｂ上に搭載される。このとき、基板Ｂの位置検出マークの画像認識によって得られた基板Ｂの位置ずれと、部品の画像認識によって得られた部品の吸着ノズル１２に対するずれ（吸着ずれ）が修正されるので、部品は基板Ｂ上の正しい位置に搭載される。

次に、図３及び図４を用いて部品実装機１に備えられた基板搬送装置３の構成及び動作について説明する。図３（ａ）は基板搬送装置３の斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）における矢視Ｖ１−Ｖ１から見た断面図である。また、図４は基板搬送装置３の基板入口４側の一部を示しており、図４（ａ）はその平面図、図４（ｂ）は側面図、図４（ｃ）は図４（ａ）の矢視Ｖ２−Ｖ２から見た断面図である。

図３（ａ），（ｂ）において、基板搬送装置３は、基板入口４に供給された基板Ｂを一定の方向（Ｘ軸方向）に移動させて基板出口５から排出させる基板移動手段としてのベルトコンベア機構２０を備えている。ベルトコンベア機構２０は、基台２上にＸ軸方向に延びて設けられた左右の基部２１及び左右の基部２１に取り付けられた左右の搬送ベルト２２を有しており、各搬送ベルト２２は左右の基部２１に設けられた複数のプーリ２３に掛け渡されている。プーリ２３に掛け渡されて上下２段になっている搬送ベルト２２の上段の部分は、基部２１の内面側にＸ軸方向に延びて設けられたベルト支持部２１ａによってその下面（搬送ベルト２２の内周面）側が支持されている（図４（ｂ），（ｃ）も参照）。

図３（ａ），（ｂ）において、搬送ベルト２２が掛け渡されている複数のプーリ２３のうちの１つには、基部２１に固定された駆動モータ２４の回転軸２４ａが連結されており、これらの駆動モータ２４を駆動することにより、各搬送ベルト２２をＸ軸方向に走行させて、左右の搬送ベルト２２の上面に左右の端部が載置された基板Ｂを搬送することができる（図１、図２及び図３中に示す矢印Ａ１参照）。なお、基板入口４は基板搬送装置３の基板Ｂの走行方向（Ｘ軸方向）の上流側の端部に相当し、基板出口５は基板搬送装置３の基板Ｂの走行方向の下流側の端部に相当する。

図３（ａ），（ｂ）において、左右の基部２１それぞれの上面側には、ガイド部材２７がＸ軸方向に延びて設けられている。各ガイド部材２７は搬送ベルト２２の外端部側を上方から覆っており、その内側の垂直な側端縁は、搬送ベルト２２によって搬送される基板Ｂの左右の側端面Ｓ（図１）をガイドして搬送中の基板Ｂを一定の姿勢に保持するガイド面２８となっている。

図３（ａ），（ｂ）及び図４（ａ），（ｂ），（ｃ）において、左右のガイド部材２７の基板入口４側の端部には、上下軸（上下方向に延びた軸）から成るローラ部材支持軸３０が設けられており、このローラ部材支持軸３０にはローラ部材３１が回転自在に支持されている。

ローラ部材３１は、ガイド部材２７のガイド面２８の基板入口４側の端部Ｐ（図４（ａ），（ｂ）参照）よりも手前側（図４（ａ），（ｂ）では紙面の左側）の部分において、その円筒状の外周面であるローラ面３２がガイド部材２７のガイド面２８の延長面２８ａ（図４（ａ）参照）に接するように設けられている。

図４（ｂ），（ｃ）において、ベルト支持部２１ａによって支持されている搬送ベルト２２の上面は、その上方に位置するローラ部材３１の下面との間に若干のクリアランスΔを有しており、駆動モータ２４によって搬送ベルト２２が走行されている間、ローラ部材３１が搬送ベルト２２に引きずられてローラ部材支持軸３０回りに回転することがないよ
うになっている。

図４（ａ）に示すように、ローラ部材３１はガイド部材２７の基板入口４側の一部を切り欠いて形成されたスペースＳＰに設けられており、ガイド部材２７のうち、ローラ部材３１よりも手前側に位置する先端部分３３の内面３４は、ガイド面２８よりも外側（Ｙ軸方向の外側。図４（ａ）では紙面上側）に位置している。

ここで、左右の先端部材３３の内面３４同士の間隔は、左右のガイド部材２７のガイド面２８同士の間隔よりも大きくなっており、左右のローラ部材３１のローラ面３２は基板入口４側にその一部を露出させた状態となっている。このため、基板入口４より供給された基板Ｂが、左右のガイド部材２７によって規定される基板移動領域Ｒ（左右のガイド面２８の間の領域。図３（ｂ）参照）に対して横方向（基板Ｂの搬送方向と直交する水平方向であり、ここではＹ軸方向）の位置ずれを起こしていた場合には、基板Ｂの左右の先端部の一方が、左右のローラ部材３１の一方のローラ面３２に当接することになる。

このような構成の基板搬送装置３の基板入口４に基板Ｂを供給すると、その基板Ｂは左右の搬送ベルト２２によって受け取られた後、基板移動領域Ｒ内に引き込まれる。そして、左右の側端面Ｓが左右のガイド部材２７のガイド面２８にガイドされて一定の姿勢に保持された状態で搬送され、基板出口５から基板搬送装置３の外部に排出される。

ここで、基板入口４に供給された基板Ｂが左右のガイド部材２７に対して横方向の位置ずれを起こしていなかった場合には、基板Ｂは左右の先端部を左右のローラ部材３１のいずれにも当接させることなく、そのまま基板移動領域Ｒ内をＸ軸方向に進むが、基板Ｂが基板移動領域Ｒに対して横方向の位置ずれを起こしていた場合には、上述のように、基板Ｂの左右の一方の先端部が左右のローラ部材３１の一方に当接することになる（図５（ａ））。そうすると、基板Ｂが当接した側のローラ部材３１は基板Ｂからの押圧力を受けてローラ部材支持軸３０回りに回転し（図５（ａ），（ｂ）中に示す矢印Ａ２）、これに伴って基板Ｂはその全体が基板移動領域Ｒの内側方向（横方向）に移動させられるので、基板Ｂの横方向の位置ずれは修正され、基板Ｂは基板移動領域Ｒ内をＸ軸方向に進むことができるようになる。すなわち左右のローラ部材３１は、この基板搬送装置３において、基板Ｂの横方向の位置ずれを修正して基板Ｂの左右の側端面Ｓがガイド部材２７のガイド面２８に沿うように基板Ｂ全体を案内する基板案内部として機能している。

上記のように、本実施の形態における基板搬送装置３は、基板入口４に供給された基板Ｂを一定の方向（Ｘ軸方向）に移動させて基板出口５から排出させる基板移動手段としてのベルトコンベア機構２０と、ベルトコンベア機構２０によって移動される基板Ｂの左右の側端面Ｓを基板Ｂの搬送方向（Ｘ軸方向）に延びたガイド面２８によりガイドして搬送中の基板Ｂを一定の姿勢に保持する左右のガイド部材２７を備え、更に、左右のガイド部材２７それぞれの基板入口４側の端部に、上下軸（ローラ部材支持軸３０）回りに回転自在でその外周面であるローラ面３２がガイド部材２７のガイド面２８の延長面２８ａに接するローラ部材３１を備えている。

そして、上述したように、基板入口４に供給された基板Ｂが、左右のガイド部材２７によって規定される基板移動領域Ｒに対して横方向の位置ずれを起こしていた場合には、基板Ｂの先端部の一方が左右のローラ部材３１の一方の外周面（ローラ面３２）に当接してそのローラ部材３１がローラ部材支持軸３０回りに回転し、基板Ｂ全体が基板移動領域Ｒの内側方向に移動させられることによってその位置ずれが修正されるのであるが、基板Ｂと当接したときにローラ部材３１が受ける衝撃は、ローラ部材３１自身の回転動作によって吸収されるため、ローラ部材３１には打痕そのものが生じにくく、ローラ部材３１に打痕が生じてその打痕に基板Ｂの先端部が引っ掛かることがあったとしても、ローラ部材３
１が回転することによって、基板Ｂ全体が左右のガイド部材２７の間に挟まってしまうような事態は避けられるので、基板詰まりは極めて発生しにくい。更に、ローラ部材３１はガイド部材２７とは別部材として構成されるので、ローラ部材３１に打痕が生じたとしてもその場合にはローラ部材３１だけを交換すればよく、ガイド部材２７全体を交換する必要はない。

また、ローラ部材３１はガイド部材２７とは別部材として構成されることから、ローラ部材３１（ローラ面３２の部分）の材料と、ガイド部材２７（ガイド面２８の部分）の材料とを異ならせることができ、ローラ部材３１をガイド部材２８よりも硬質の材料とすれば、コストを大きく増大させることなく、より一層ローラ部材３１に打痕が生じにくくすることができる。

ところで、上記基板搬送装置３を備えた部品実装機１は複数台を並べて図６に示すような部品実装ライン４０を構成することができる。このような部品実装ライン４０では複数台の基板搬送装置３が基板Ｂの搬送方向に直列に配置され、基板Ｂは隣接する基板搬送装置３の間で受け渡されながら上流側の部品実装機１から下流側の部品実装機１へ向けて搬送される。このとき、基板Ｂは上流側の部品実装機１の基板搬送装置３の基板出口５から排出された後、そのまま下流側の部品実装機１の基板搬送装置３の基板入口４に供給されることになるが、隣接する基板搬送装置３の間での基板Ｂの受け渡し時に基板Ｂが横方向の位置ずれを起こしていたとしても、その基板Ｂの位置ずれは各基板搬送装置３が備えるローラ部材３１によって修正されるので、隣接する基板搬送装置３の間でスムーズな基板Ｂの受け渡しが可能となる。この効果は、部品実装ライン４０のように複数台の部品実装機１の間で基板搬送装置３が直列に配置される場合だけでなく、１つの部品実装機１の中に設けられた複数台の基板搬送装置３が直列に配置される場合においても得られる。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、ローラ部材３１はガイド部材２７の基板入口４側の一部を切り欠いて形成されたスペースＳＰに設けられるとしていたが、ローラ部材３１はガイド部材２７の基板入口４側の端部に、上下軸（ローラ部材支持軸３０）回りに回転自在で外周面（ローラ面３２）がガイド部材２７のガイド面２８の延長面２８ａに接するように設けられていればよく、必ずしもガイド部材２７の一部を切り欠いて形成されたスペースＳＰに設けられなければならないわけではない。

また、上述の実施の形態では、ベルト支持部２１ａによって支持された搬送ベルト２２の上面は、その上方に位置するローラ部材３１の下面との間に若干のクリアランスΔを有し、駆動モータ２４によって搬送ベルト２２が走行されている間、ローラ部材３１が搬送ベルト２２に引きずられてローラ部材支持軸３０回りに回転することがないようにしていたが、これとは反対に、ベルト支持部２１ａによって支持された搬送ベルト２２の上面が、その上方に位置するローラ部材３１の下面と接触するようにし、搬送ベルト２２が走行されている間、ローラ部材３１が搬送ベルト２２に引きずられて基板Ｂの横方向の位置ずれを修正する回転方向（図５（ａ），（ｂ）中に示す矢印Ａ２の方向）に常時回転するようにしてもよい。このようにローラ部材３１を常時基板Ｂの横方向の位置ずれを修正する回転方向に回転させておくことにより、基板Ｂの横方向の位置ずれを修正する機能を妨げることなく、基板Ｂの先端部がローラ部材３１に当接したときの衝撃を弱めてローラ部材３１に打痕が生じにくくすることができる。

また、上述の実施の形態では、基板入口４に供給された基板Ｂを一定の方向に移動させて基板出口５から排出させる基板移動手段は、複数のプーリ２３の間に掛け渡した搬送ベルト２２を一定の方向に駆動し、基板Ｂを載置して搬送するベルトコンベア機構２０であるとしていたが、この基板移動手段はベルトコンベア機構２０に限定されず、他の構成を
有する機構（例えば、ガイド部材２７に沿って移動する移動部材によって基板Ｂを基板出口５側に向かって押す機構や、基板入口４に供給された基板Ｂの一部を引っ掛けて基板出口５側に向けて引っ張る機構など）であってもよい。また、本発明の基板搬送装置は、本実施の形態で示した部品実装機１に限られず、スクリーン印刷装置や基板検査装置等の、基板を搬送して作業を行うあらゆる装置に適用することができる。

次に本発明の他の実施の形態について説明する。上述した実施の形態では、例えば図６に示すように、基板Ｂは一定の方向Ａ１に搬送されることを前提としているが、これとは逆方向に基板Ｂを搬送することも可能である。この場合、各部品実装機１の基板搬送装置３に備えられたガイド部材２７（図２参照）は、搬送方向Ａ１に対する上流側となる端部だけではなく、これとは逆の方向に対する上流側、すなわち搬送方向Ａ１に対して下流側となる端部にもローラ部材３１を装着できるようになっていることが望ましい。

図７（ａ）は他の実施の形態の基板搬送装置を示した斜視図である。基板搬送装置５０は、ガイド部材４１以外は図３に示した基板搬送装置３と構造を一にしている（同一の部材については図３と同じ符号を付している）。ガイド部材４１は、基板Ｂの搬送方向の両端部にローラ部材支持軸３０を備え、何れの端部にもローラ部材３１を着脱自在にしている。これにより、相対する２つの搬送方向Ａ１、Ａ３のどちらに基板Ｂが搬送される場合であっても、搬送方向に対して必ず上流側にローラ部材３１を配置することができる。図７（ａ）は基板Ｂが搬送方向Ａ３に搬送される場合のローラ部材３１の配置を示している。

ガイド部材４１は、ローラ部材３１を装着する空間４２の存在によってガイド面２８が両端部で断絶している。どちらの搬送方向Ａ１、Ａ３に対しても上流側にはローラ部材３１が装着されるので、ローラ部材３１に案内された基板Ｂは円滑に搬入されるが、下流側でガイド面２８が断絶されたままとなっていては、搬出時の基板Ｂの姿勢を規制することができない。そのため、ガイド部材４１は、空間４２に治具４３を装着し、ガイド面２８を末端まで延長できるようになっている。治具４３はローラ部材支持軸３０に嵌合する孔４４と平面４５を備え、孔４４をローラ部材支持軸３０に嵌合させてガイド部材４１に装着される。ガイド部材４１に装着された治具４３の平面４５は、ガイド面２８と同一平面上で連続する面を形成する。

このように、本発明の他の実施の形態の基板搬送装置は、基板の搬送方向が何れの方向であっても、必ず上流側に基板の搬入を円滑にするローラ部材３１を配置し、下流側にはガイド面２８を延長する治具４３を配置することができるように構成されているので、基板Ｂを円滑に搬入するとともに、搬出時の末端に至るまで一定の姿勢に保持した状態で搬送することができる。

基板詰まりが発生しにくい基板搬送装置を提供する。

本発明の一実施の形態における基板搬送装置を備えた部品実装機の斜視図 本発明の一実施の形態における部品実装機の平面図 本発明の一実施の形態における基板搬送装置の（ａ）斜視図（ｂ）断面図 本発明の一実施の形態における基板搬送装置の一部の（ａ）平面図（ｂ）側面図（ｃ）断面図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における基板搬送装置の部分拡大平面図 本発明の一実施の形態における基板搬送装置を備えた複数の部品実装機から成る部品実装ラインの平面図 （ａ）（ｂ）本発明の他の実施の形態における基板搬送装置の斜視図

符号の説明

３ 基板搬送装置
４ 基板入口
５ 基板出口
２０ ベルトコンベア機構（基板移動手段）
２７、４１ ガイド部材
２８ ガイド面
２８ａ ガイド面の延長面
３０ ローラ部材支持軸（上下軸）
３１ ローラ部材
３２ ローラ面（外周面）
４３ 治具
４５ 平面
Ｂ 基板
Ｓ 基板の側端面

Claims (2)

1. 一方の端部から搬入された基板を他方の端部から搬出する一対のガイドレールと、前記一対のガイドレールの間で基板を移動させる基板移送機構を備えた基板搬送装置において、
   前記一対のガイドレールが、基板の両側面とそれぞれ対向する一対のガイド面と、前記一対のガイド面の前記一方の端部側で、基板の搬送方向と垂直な方向に回転軸を有し、前記一対のガイド面の延長上に外周面が位置するローラ部材と、前記一対のガイド面の前記他方の端部側で、前記一対のガイド面と同一平面上で連続する面を有する治具を備えたことを特徴とする基板搬送装置。
2. 基板の搬送方向の変更に対応して、基板の搬送方向の上流側に前記ローラを配置し、下流側に前記治具を配置できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。

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