JP2011199048A - 基板搬送装置、基板搬送方法および表面実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】作業位置からの基板の搬出と、作業位置への基板の搬入とを並行して行うことで搬送タクトを短縮しながらも、作業位置に搬入される基板が作業位置から搬出される基板に追いついて連なるのを未然に防止する。
【解決手段】標準搬入時間Ｔ１が標準搬出時間Ｔ２よりも短い場合に、搬送時間差ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１＋ｆ）だけ（ｎ＋１）枚目基板３ｂの搬入開始だけ遅らせたことによって、（ｎ＋１）枚目基板３ｂが実装位置Ｐｂに到達する前に、ｎ枚目基板３ａが搬出側センサ２４ｃを通過する、つまり部品実装されたｎ枚目基板３ａが実装位置Ｐｂから完全に搬出される。その後のタイミングｔｎ４で、（ｎ＋１）枚目基板３ｂが実装位置Ｐｂに搬入される。
【選択図】図７

Description

この発明は、部品が実装される基板を待機位置から作業位置に搬入し、作業位置から搬出する基板搬送技術、特に作業位置から第１の基板を搬出するのと並行して作業位置に第２の基板を搬入する技術に関するものである。

電子部品を実装した基板（以下「部品実装基板」という）を製造するために、電子部品が実装される基板に形成された電極に半田を印刷装置により印刷する印刷工程と、半田が印刷された基板に対して表面実装機により部品を実装する実装工程と、部品が実装された基板をリフロー炉に通過させるリフロー工程とがこの順序で実行される。特に、印刷装置および表面実装機の各々では基板を待機させる待機位置と、基板に対して所定の処理を行う作業位置とが設けられている。そして、各装置に装備される基板搬送装置によって、所定の処理を実行するために待機位置から作業位置への基板の搬入と、次の工程に基板を搬送するために作業位置からの基板の搬出とが実行される。

ここで、製造効率を高めるために、基板搬送装置では基板の搬入と搬出とを並行して行うことによって搬送タクトの短縮が図られている。例えば表面実装機において基板への部品実装を完了した後、部品が実装されて作業位置に位置している処理済基板（第１の基板）と、待機位置で待機している未処理基板（第２の基板）とを同時に搬送させる、つまり両搬送開始タイミングを一致させている。これによって基板１枚当たりの搬送タクトを短縮することが可能となる。しかしながら、２枚の基板を同時搬送する場合、処理済基板が搬送途中で詰まるなど、先行する処理済基板の搬送途中で不具合が発生した場合に、未処理基板などの後の基板が不具合を起こしている先行基板に追いついてしまう。また、追いついた際の衝撃などにより、先行基板の不具合が解消されると、２枚の基板（処理済基板＋未処理基板）が連なったまま下流工程に搬出されてしまうという問題点を有していた。そこで、従来では連なりセンサを新たに追加して上記問題点を発見し、それに対して適切に対応していた（例えば特許文献１参照）。

特開２００４−７１８９２号公報

上記のように特許文献１に記載の発明では、連なりセンサを新たに追加する必要があり、これが装置コストを増大させる要因のひとつとなっている。また、連なりセンサは問題発生を検出するものであるため、処理済基板と未処理基板との連なりを未然に防止することはできず、先行する処理済基板と後発の未処理基板とが搬出される直前でしか搬送エラーとして検出されない。

この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、作業位置からの基板の搬出と、作業位置への基板の搬入とを並行して行うことで搬送タクトを短縮しながらも、作業位置に搬入される基板が作業位置から搬出される基板に追いついて連なるのを未然に防止する技術を提供することを第１の目的とする。

また、この発明は、連なりセンサなどの新たなセンサを追加することなく、基板の連なりを確実に検出することができる技術を提供することを第２の目的とする。

この発明にかかる基板搬送装置は、基板を待機位置から作業位置に搬入して基板の先端部が作業位置に一致するように基板を作業位置に位置決めし、作業位置から搬出する基板搬送装置であって、上記目的を達成するため、作業位置に対する基板の搬出側近傍に配置されて作業位置から搬出される基板を検出する第１の検出センサと、待機位置から作業位置に基板を搬入するのに要する搬入時間、および作業位置からの基板の搬出開始から第１の検出センサを基板が通過するに要する搬出時間を記憶する記憶部と、作業位置に位置する第１の基板を搬出させるのと並行して待機位置で待機する第２の基板を作業位置に搬入させる制御部とを備え、制御部は、記憶部に記憶される搬入時間および搬出時間の大小に基づき、作業位置からの第１の基板の搬送開始タイミングと、待機位置からの第２の基板の搬送開始タイミングとを制御することを特徴としている。

また、この発明にかかる基板搬送方法は、基板を待機位置から作業位置に搬入して基板の先端部が作業位置に一致するように基板を作業位置に位置決めし、作業位置から搬出する基板搬送方法であって、上記目的を達成するため、基板を待機位置から作業位置に搬入させるまでに要する搬入時間を求める工程と、作業位置からの基板の搬出開始から、作業位置に対する基板の搬出側近傍に配置される検出センサを基板が通過するまでに要する搬出時間を求める工程と、搬入時間および搬出時間の大小に基づき、作業位置に位置する第１の基板の作業位置からの搬送開始タイミングと、待機位置で待機する第２の基板の作業位置に向けての搬送開始タイミングとを調整しながら、第１の基板を作業位置から搬出させるのと並行して第２の基板を作業位置に搬入させる工程とを備えたことを特徴としている。

このように構成された発明（基板搬送装置および基板搬送方法）では、第１の基板が作業位置から搬出されるのと並行して第２の基板が作業位置に搬入されるため、搬送タクトが短縮される。このように並行動作を実行する場合、第１の基板と第２の基板との連なりが問題となるが、本発明では次のような構成を採用することで、並行動作と基板の連なり防止とが同時に達成される。すなわち、作業位置に対する基板の搬出側近傍に検出センサが配置されて作業位置から搬出される基板が当該検出センサで検出可能となっている。そして、作業位置からの基板の搬出開始から基板が検出センサを通過するまでに要する時間を搬出時間とし、基板を待機位置から作業位置に搬入させるまでに要する時間を搬入時間としている。さらに、搬入時間と搬出時間の大小に基づき、作業位置に位置する第１の基板の作業位置からの搬送開始タイミングと、待機位置で待機する第２の基板の作業位置に向けての搬送開始タイミングとが調整される。その結果、第１の基板と第２の基板とは十分に離間した状態で搬送され、基板の連なりが確実に防止される。

ここで、タイミング調整としては、例えば搬入時間および搬出時間が同一であるときには待機位置からの第２の基板の搬送開始と作業位置からの第１の基板の搬送開始とを同時に実行することができる。また、搬入時間が搬出時間よりも短いときには、搬入時間と搬出時間との差分の絶対値以上でかつ搬出時間よりも短い時間間隔だけ、待機位置からの第２の基板の搬送開始を作業位置からの第１の基板の搬送開始よりも遅らせればよい。さらに、搬入時間が搬出時間よりも長いときには、搬入時間と搬出時間との差分の絶対値以下の時間間隔だけ、待機位置からの第２の基板の搬送開始を作業位置からの第１の基板の搬送開始よりも早めるのが好ましい。

また、搬入時間および搬出時間については、実際に基板を搬送して計測してもよい。すなわち、作業位置に対する基板の搬入側近傍に配置されて基板を検出する第２の検出センサを設け、待機位置から作業位置までの基板搬送経路および作業位置に基板が存在していない状態で、待機位置からの基板の搬入開始から第２の検出センサにより基板の先端部が検出されるまでの時間を計測し、計測結果を搬入時間とすることができる。また、待機位置から作業位置までの基板搬送経路に基板が存在していない状態で、作業位置からの基板の搬出開始から第１の検出センサを第１の基板が通過するまでの時間を計測し、計測結果を搬出時間とすることができる。

また、計算により搬入時間および搬出時間の導出してもよい。すなわち、待機位置から作業位置までの距離および基板の搬送速度に基づき待機位置から作業位置に基板を搬送するのに要する時間を演算し、演算結果を搬入時間としてもよい。また、作業位置から第１の検出センサまでの距離、基板の搬出方向における基板の幅、および基板の搬送速度に基づき作業位置からの基板の搬出開始から基板が第１の検出センサを通過するまでに要する時間を演算し、演算結果を搬出時間としてもよい。

また、作業位置からの基板の搬出開始から基板が第１の検出センサを通過するまでに要する時間を計測し、計測時間を搬出時間と対比することで搬送エラーを検出することができる。つまり、計測時間が搬出時間よりも長い場合には、第１の基板の搬出時に搬送エラーが発生したと判定することができる。このように連なりセンサなどの新たなセンサを追加することなく、基板の連なりを確実に検出することができる。

また、待機位置から作業位置への第２の基板の搬送に要する時間を計測し、計測時間に基づき搬入時間を補正してもよい。また、作業位置からの第１の基板の搬出開始から第１の検出センサを第１の基板が通過するまでに要する時間を計測し、計測時間に基づき搬出時間を補正してもよい。このような補正を実行することで、実際の搬送状態を反映した搬入時間および搬出時間が得られるため、より正確な制御が可能となり、基板の連なりをより確実に防止することができ、また搬送エラーをより確実に検出することができる。

さらに、本発明にかかる表面実装機は、上記目的を達成するため、基台と、基台上に配置されて部品を供給する部品供給部と、基台上に配置された請求項１ないし７のいずれか一項に記載の基板搬送装置と、基台の上方において移動可能に配置されて部品供給部から供給される部品を、基板搬送装置の作業位置に位置決めされる基板上に移載するヘッドユニットとを備えたことを特徴としている。

表面実装機では、基板搬送中に基板の重なりが発生すると、基板搬送装置の作業位置（つまり、ヘッドユニットにより部品を基板に移載する実装位置）に基板を停止させることができず、部品実装を行うことができない。しかしながら、この発明にかかる表面実装機では、上記した基板搬送装置によって基板を搬送するため、基板の重なりを防止して確実に実装位置に基板を停止させることができ、部品実装を確実なものとしている。

以上のように、本発明によれば、予め搬入時間と搬出時間を求めておき、両者の大小に基づき、作業位置に位置する第１の基板の作業位置からの搬送開始タイミングと、待機位置で待機する第２の基板の作業位置に向けての搬送開始タイミングとを調整しながら、第１の基板を作業位置から搬出するのと並行して第２の基板を作業位置に搬入している。そのため、搬送タクトを短縮しながらも、作業位置に搬入される基板が作業位置から搬出される基板に追いついて連なるのを未然に防止することができる。

また、待機位置から作業位置への第２の基板の搬送に要する時間を計測し、計測時間を搬入時間と対比することで搬送エラーを検出することができる。このように連なりセンサなどの新たなセンサを追加することなく、基板の連なりを確実に検出することができる。

本発明にかかる基板搬送装置の第１実施形態を装備した表面実装機の概略構成を示す平面図である。 図１に示す表面実装機の部分側面図である。 基板搬送装置でのセンサおよびストッパーの配設関係を模式的に示す図である。 図１に示す表面実装機の主要な電気的構成を示すブロック図である。 表面実装機の基板搬送動作を示すフローチャートである。 １枚目の基板についての搬送動作、つまり通常の搬送動作を模式的に示す図である。 標準搬入時間が標準搬出時間よりも短い場合の基板搬送動作を模式的に示す図である。 標準搬出時間と標準搬入時間とが同一である場合の基板搬送動作を模式的に示す図である。 標準搬入時間が標準搬出時間よりも長い場合の基板搬送動作を模式的に示す図である。 本発明にかかる基板搬送装置の第２実施形態における基板搬送動作を示すフローチャートである。 本発明にかかる基板搬送装置の第３実施形態を装備した表面実装機の概略構成を示す平面図である。 図１１に示す表面実装機の主要な電気的構成を示すブロック図である。 第３実施形態における１枚目の基板についての搬送動作を模式的に示す図である。

図１は本発明にかかる基板搬送装置の第１実施形態を装備した表面実装機の概略構成を示す平面図である。また、図２は図１に示す表面実装機の部分側面図である。また、図３は基板搬送装置でのセンサおよびストッパーの配設関係を模式的に示す図である。さらに、図４は図１に示す表面実装機の主要な電気的構成を示すブロック図である。なお、図１、図２及び図３では、各図の方向関係を明確にするために、ＸＹＺ直角座標軸が示されている。

この表面実装機１では、基台１１上に本発明の基板搬送装置に相当する基板搬送機構２が配置されており、基板３を所定の搬送方向Ｘに搬送可能となっている。より詳しくは、基板搬送機構２は、基台１１上において基板３を図１の右側から左側へ搬送する一対のコンベア２１、２１を有している。このコンベア２１、２１は、待機位置Ｐａで待機している、部品が実装される基板３を搬入して所定の実装位置Ｐｂで停止させる。そして、基板搬送機構２は図略の保持装置で基板３を固定し保持する。そして部品供給部４から供給される電子部品がヘッドユニット６に搭載された実装ヘッド６１により基板３に移載される。このとき、ヘッドユニット６に取り付けられた部品認識装置７が実装ヘッド６１による電子部品５の保持状態を画像認識し、その認識結果が表面実装機１全体を制御するコントローラ８に出力される。一方、コントローラ８は画像認識結果に基づき移載動作を制御して基板３上所定位置への電子部品の実装を行う。そして、基板３に実装すべき部品の全部について実装処理が完了すると、基板搬送機構２は実装位置Ｐｂから基板３を出口位置Ｐｃに搬出する。

この基板搬送機構２では、基板３を待機位置Ｐａ、実装位置Ｐｂおよび出口位置Ｐｃで正確に、しかも確実に停止させるために、各位置Ｐａ〜Ｐｃの各下流側端Ｐａ1〜Ｐｃ1にストッパー２２ａ〜２２ｃがそれぞれ設けられている。これら３つのストッパーのうち待機ストッパー２２ａは待機位置Ｐａの下流側においてコンベア２１よりも上方の突出位置と、コンベア２１よりも下方の退避位置との間で昇降自在となっている。そして、コントローラ８の入出力制御部８６からの動作指令に応じて待機ストッパー用シリンダ２３ａが作動して当該シリンダ２３ａのピストン先端部に取り付けられた待機ストッパー２２ａを上昇させて突出位置に位置決めすると、待機位置Ｐａに対して（−Ｘ）方向側から搬送されてくる基板３の先端部が待機ストッパー２２ａに係止されて待機位置下流側端Ｐａ１と一致するように基板３が待機位置Ｐａに位置決めされる。また、この実施形態では待機ストッパー２２ａの（−Ｘ）方向側近傍、つまり待機位置下流側端Ｐａ１に対する搬入側（図３の右手側）近傍に待機位置センサ２４ａが配置されており、待機位置Ｐａに搬送されてくる基板３を検出し、その検出結果をコントローラ８に出力する。したがって、待機位置センサ２４ａからの信号をモニターすることでコントローラ８は、基板３が待機位置Ｐａに搬入されること、待機位置Ｐａで待機していること、あるいは待機位置Ｐａから完全に実装位置Ｐｂ側に移動してしまったこと等を正確に検出することができる。

この待機位置下流側端Ｐａ１から距離Ｌ１だけ離れた位置が実装位置下流側端Ｐｂ１であり、この実装位置下流側端Ｐｂ１の下流側においてメインストッパー２２ｂはコンベア２１よりも上方の突出位置と、コンベア２１よりも下方の退避位置との間で昇降自在となっている。そして、コントローラ８の入出力制御部８６からの動作指令に応じてメインストッパー用シリンダ２３ｂが作動して当該シリンダ２３ｂのピストン先端部に取り付けられたメインストッパー２２ｂを上昇させて突出位置に位置決めすると、待機位置Ｐａから搬送されてくる基板３の先端部がメインストッパー２２ｂに係止されて実装位置下流側端Ｐｂ１と一致するように基板３が実装位置Ｐｂに位置決めされる。また、図３（ａ）に示すように、上方からの平面視でメインストッパー２２ｂをＸ軸方向から挟み込むように２つのセンサ２４ｂ、２４ｃが設けられている。実装位置センサ２４ｂはメインストッパー２２ｂの（−Ｘ）方向側近傍、つまり実装位置下流側端Ｐｂ１に対する搬入側（同図の右手側）近傍に配置されており、実装位置Ｐｂに搬送されてくる基板３を検出し、その検出結果をコントローラ８に出力する。したがって、実装位置センサ２４ｂからの信号をモニターすることでコントローラ８は、基板３が実装位置Ｐｂに搬送されること、実装位置Ｐｂに位置決めされている等を正確に検出することができる。

また、実装位置下流側端Ｐｂ１に対して（＋Ｘ）方向側に距離Ｌ２だけ離れた位置に搬出側センサ２４ｃが配置されており、実装位置Ｐｂから搬出される基板３を検出し、その検出結果をコントローラ８に出力する。したがって、基板３の先端部が搬出側センサ２４ｃに達して搬出側センサ２４ｃから基板検出信号が出力されることで基板３が実装位置Ｐｂから搬出されつつあることを検出することができ、また基板３の後端部が搬出側センサ２４ｃを通過して搬出側センサ２４ｃからの基板検出信号の出力がなくなることで基板３が実装位置Ｐｂから完全に搬出されてしまったことを検出することができる。

この搬出側センサ２４ｃから（＋Ｘ）方向に離れた位置で出口ストッパー２２ｃはコンベア２１よりも上方の突出位置と、コンベア２１よりも下方の退避位置との間で昇降自在となっている。そして、コントローラ８の入出力制御部８６からの動作指令に応じて出口ストッパー用シリンダ２３ｃが作動して当該シリンダ２３ｃのピストン先端部に取り付けられた出口ストッパー２２ｃを上昇させて突出位置に位置決めすると、実装位置Ｐｂから搬出されてくる基板３の先端部が出口ストッパー２２ｃに係止されて出口位置下流側端Ｐｃ１と一致するように基板３が出口位置Ｐｃに位置決めされる。なお、搬出側センサ２４ｃから出口ストッパー２２ｃまでの距離Ｌ３は搬送される基板３のＸ方向長さより大きく設定され、搬出側センサ２４ｃが出口位置Ｐｃに位置する基板を検出しないようにしている。

このように本実施形態では、３つのストッパー２２ａ〜２２ｃおよび４つのセンサ２４ａ〜２４ｄを設けるとともに、センサ２４ａ〜２４ｄの検出出力に基づきコントローラ８がストッパー２２ａ〜２２ｃの昇降を制御することによって、基板３の搬送および位置決めが実行される。なお、基板搬送機構２による基板搬送制御については、表面実装機１の全体構成を説明した後で詳述する。

図１に戻って表面実装機１の全体構成について説明する。上記のように構成された基板搬送機構２の前方側（＋Ｙ軸方向側）および後方側（−Ｙ軸方向側）には、部品供給部４が配置されている。これらの部品供給部４は多数のテープフィーダ４１を備えている。また、各テープフィーダ４１には、電子部品を収納・保持したテープを巻回したリール（図示省略）が配置されており、電子部品をヘッドユニット６に供給可能となっている。すなわち、各テープには、集積回路（ＩＣ）、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ電子部品が所定間隔おきに収納、保持されている。そして、テープフィーダ４１がリールからテープをヘッドユニット６側に送り出すことによって該テープ内の電子部品が間欠的に繰り出され、その結果、ヘッドユニット６の実装ヘッド６１による電子部品のピックアップが可能となる。

このヘッドユニット６は電子部品５を実装ヘッド６１により吸着保持したまま基板３に搬送するとともに、ユーザより指示された位置に移載するものである。そして、前方側でＸ軸方向に一列に配列された６個の実装ヘッド６１Ｆと、後方側でＸ軸方向に一列に配列された６個の実装ヘッド６１Ｒとの合計１２個の実装ヘッド６１を有している。また、各実装ヘッド６１の先端部には吸着ノズル６２が装着されるとともに、各吸着ノズル６２に対しては、図略の電動切替弁を介して同負圧発生装置、同正圧発生装置、及び大気のいずれかに連通可能とされており、コントローラ８により負圧発生装置からの負圧吸着力を吸着ノズル６２に与えることで、該吸着ノズル６２の下方端部（先端部）が電子部品の上面を吸着して部品保持が可能となっている。逆にコントローラ８により吸着ノズル６２へ正圧発生装置からの正圧を供給すると、実装ヘッド６１による電子部品の吸着保持が解除されるとともに、正圧により電子部品を瞬時に基板３に実装する。そして、電子部品の実装後、吸着ノズル６２は大気開放とされる。このようにヘッドユニット６ではコントローラ８による負圧吸着力及び正圧供給の制御により電子部品の着脱が可能となっている。

また、各実装ヘッド６１はヘッドユニット６に対して図略のノズル昇降駆動機構により昇降（Ｚ軸方向の移動）可能に、かつ図略のノズル回転駆動機構によりノズル中心軸回りに回転（図２のＲ方向の回転）可能となっている。これらの駆動機構のうちノズル昇降駆動機構は吸着もしくは装着を行う時の下降位置と、搬送や撮像を行う時の上昇位置との間で実装ヘッド６１を昇降させるものである。一方、ノズル回転駆動機構は吸着ノズル６２を必要に応じて回転させるための機構であり、回転駆動により電子部品を実装時における所定のＲ軸方向に位置させることが可能となっている。なお、これらの駆動機構については、それぞれモータと所定の動力伝達機構で構成されている。

さらに、ヘッドユニット６は、これらの実装ヘッド６１で吸着された電子部品を部品供給部４と基板３との間で搬送して基板３に実装するため、基台１１の所定範囲にわたりＸ軸方向及びＹ軸方向（Ｘ軸及びＺ軸方向と直交する方向）に移動可能となっている。すなわち、ヘッドユニット６は、Ｘ軸方向に延びる実装ヘッド支持部材６３に対してＸ軸に沿って移動可能に支持されている。また、実装ヘッド支持部材６３は、両端部がＹ軸方向の固定レール６４に支持され、この固定レール６４に沿ってＹ軸方向に移動可能になっている。そして、このヘッドユニット６は、Ｘ軸モータ６５によりボールねじ６６を介してＸ軸方向に駆動され、実装ヘッド支持部材６３はＹ軸モータ６７によりボールねじ６８を介してＹ軸方向へ駆動される。

このようにヘッドユニット６は実装ヘッド６１に吸着された電子部品を部品供給部４から目的位置まで搬送可能となっている。そして、本実施形態では、部品搬送中に実装ヘッド６１における電子部品の吸着保持状態を順次撮像して画像認識するために、部品認識装置７がヘッドユニット６に取り付けられている。７１は上方を撮像するカメラユニット、７２は吸着ノズル６２下方でカメラユニット７１をＸ軸方向に移動する、駆動装置の一部を構成するボールねじである。

また、表面実装機１には、実装機全体を制御するコントローラ８が設けられている。このコントローラ８は、演算処理部８１と、実装プログラム記憶部８２と、基板搬送データ記憶部８３と、モーター制御部８４と、画像処理部８５と、入出力制御部８６とを備えている。この演算処理部８１はＣＰＵ等により構成されており、実装プログラム記憶部８２に予め記憶されている実装プログラムにしたがって表面実装機１の各部を制御して基板３の搬送および部品実装を行う。また、基板搬送データ記憶部８３には、後述するように実装位置Ｐｂからの基板搬出と実装位置Ｐｂへの基板搬入とを制御するための時間データなどが記憶される。

モーター制御部８４には、コンベア２１を駆動するコンベア駆動モータ（図示省略）、Ｘ軸モータ６５、Ｙ軸モータ６７、Ｚ軸モータおよびＲ軸モータが電気的に接続されており、各モータを駆動制御する。また、これらのモータ６５、６７にはモータの回転状況に応じたパルス信号を出力するエンコーダ（図示省略）がそれぞれ付設されている。各エンコーダから出力されるパルス信号はコントローラ８に取り込まれる構成となっており、これらの信号を受けた演算処理部８１が各軸モータ６５、６７、Ｚ軸モータおよびＲ軸モータの回転量に関する情報を取得し、モーター制御部８４と共に各軸モータ６５、６７、Ｚ軸モータおよびＲ軸モータを制御して、吸着ノズル６２を基台１１上の任意の位置に移動し、回転方向（Ｒ軸方向）任意の方向に回転移動して昇降できる構成となっている。また、コンベア駆動モータを駆動することでコンベア２１による基板３の搬送を可能とする。

また、画像処理部８５には、基板認識カメラ（図示省略）や部品認識装置７の部品認識カメラが電気的に接続されており、これら各カメラから出力される撮像信号がそれぞれ画像処理部８５に取り込まれるようになっている。そして、画像処理部８５では、取り込まれた撮像信号に基づいて、部品画像の解析並びに基板画像の解析がそれぞれ行われるようになっている。また、部品や部品収納部と部品供給位置との位置関係を認識可能となっており、これにより部品供給位置に対する部品等の位置ズレを検出したり、部品供給位置に部品が送給されるのを検出することができる。

また、入出力制御部８６には、基板搬送機構２に設けられたシリンダ２３ａ〜２３ｃが電気的に接続されており、上記のように演算処理部８１からの動作指令を各シリンダ２３ａ〜２３ｃに出力してストッパー２２ａ〜２２ｃをそれぞれ独立して駆動制御するように構成されている。また、入出力制御部８６には、センサ２４ａ〜２４ｄが電気的に接続されており、センサからの検出信号が入出力制御部８６を介して演算処理部８１に与えられる。そして、コントローラ８では検出信号に基づきコンベア２１およびシリンダ２３ａ〜２３ｃを制御して基板３を次のように搬送制御する。なお、図４中の符号８７は表面実装機１のマンマシンインターフェースとして機能する表示／操作ユニットを示している。

次に、上記のように構成された表面実装機１における基板搬送動作について図５ないし図９を参照しつつ詳述する。

図５は表面実装機の基板搬送動作を示すフローチャートである。本実施形態ではコントローラ８が実装プログラム記憶部８２からプログラムを読出し、当該プログラムにしたがって装置各部を制御して待機位置Ｐａで待機している基板３を実装位置Ｐｂに搬入して基板３の先端部が実装位置下流側端Ｐｂ１に一致するように実装位置Ｐｂに位置決めし、当該基板３に対する部品実装処理を実行した後、実装位置Ｐｂから基板３を搬出する。ただし、本実施形態では、１枚目および２枚目の基板３の搬送動作と、３枚目以降の基板の搬送動作とを相違させている。また、３枚目以降の基板であっても、次に説明するようにして測定される標準搬入時間Ｔ１と標準搬出時間Ｔ２との大小関係に応じて基板３の搬送動作を相違させている。そこで、図５のフローチャートを参照しつつ、（１）１枚目および２枚目の基板搬送動作、（２）３枚目以降で、かつ標準搬入時間が標準搬出時間よりも短い場合の基板搬送動作、（３）３枚目以降で、かつ標準搬入時間と標準搬出時間とが同じである場合の基板搬送動作、および（４）３枚目以降で、かつ標準搬入時間が標準搬出時間よりも長い場合の基板搬送動作に分けて説明する。

本実施形態では、図５に示すステップＳ１で待機位置Ｐａに待機する基板３が１枚目である、つまり待機位置Ｐａから実装位置Ｐｂまでの基板搬送経路および実装位置Ｐｂに基板３が存在していない状態で待機位置Ｐａにのみ基板３が存在しているか、あるいは実装位置Ｐｂに１枚目の基板３が存在している状態で２枚目の基板３が待機位置Ｐａに待機しているか否かを判定する。そして、待機位置Ｐａに待機する基板３が１枚目あるいは２枚目であると判定すると、通常の搬送を実行する（ステップＳ２）。

図６は１枚目および２枚目の基板についての搬送動作、つまり通常の搬送動作を模式的に示す図である。なお、同図および後で説明する図７〜図９、図１３において上下方向に伸びる太線矢印は時間軸を表しており、各時刻ｔ１１、ｔ１２…、ｔｎ１、ｔｎ２、…での基板搬送状態を破線枠内に模式的に図示し、さらに破線枠内の白抜き矢印は基板の搬送状態を表している。また、これらの図中でストッパー２２ａ〜２２ｃに対してハッチングが施されていることはストッパーを上昇させて基板３を係止可能な状態となっていることを示す一方、白抜きはストッパーを退避位置に移動させて基板３を搬送可能な状態となっていることを示している。また、これらの図中でセンサ２４ａ〜２４ｄに対してハッチングが施されていることはセンサが基板３を検出していることを示す一方、白抜きはセンサが非検出状態であることを示している。

ここで改めて搬入を開始する基板３が１枚目の基板であるか否かが判断され（ステップＳ３）、１枚目であると判定すると、コンベア駆動モータの作動を開始した後、予め決められたタイミングｔ１１で待機ストッパー２２ａをコンベア２１よりも下方の退避位置に降下させて実装位置Ｐｂへの基板３の搬入を開始する。また同時に、タイミングｔ１１からタイマーカウントを開始する。その後、基板３の先端部（＋Ｘ側端部）が実装位置センサ２４ｂに達して実装位置センサ２４ｂにより基板３が検出され（タイミングｔ１２）、突出位置に位置決めされているメインストッパー２２ｂに基板３の先端面（＋Ｘ側端面）が当接する。これによって、基板３の先端部が実装位置下流側端Ｐｂ１と一致するように基板３が実装位置Ｐｂに位置決めされる。そこで、その時点でのタイマーカウント値を標準搬入時間Ｔ１として基板搬送データ記憶部８３に記憶させる（ステップＳ４）。このように、本実施形態では、１枚目基板３の搬入動作を利用して待機位置Ｐａの基板３を実装位置Ｐｂに搬入するのに要する標準搬入時間Ｔ１（＝ｔ１２−ｔ１１）を実測している。なお、実装位置センサ２４ｂによる基板検出に応じて、待機ストッパー２２ａをコンベア２１よりも上方の突出位置に上昇させて２枚目の基板３を待機位置Ｐａに位置決めさせるべく準備をする。その後待機ストッパー２２ａが突出位置に上昇している状態で、２枚目の基板３がある場合は、待機位置Ｐａに向けて上流より２枚目の基板３が搬送される。

こうして実装位置Ｐｂに搬送された１枚目の基板３に対し、図６に示すように部品実装処理が実行され、その間に２枚目の基板３が待機位置Ｐａに位置決めされる。そして、
図５に示すように１枚目の基板３に対しステップＳ４を終えて、ステップＳ５で全基板についての搬送が完了したか否かを判定する。この判定ステップで「ＹＥＳ」と判定される、つまり未処理の基板３が残っていない場合は、メインストッパー２２ｂをコンベア２１よりも下方の退避位置に降下させて、実装位置Ｐｂにおいて実装を終了した基板３の出口位置Ｐｃへの搬出を開始し（ステップＳ７）、搬出が完了して搬送および実装作業を終了する。一方、判定ステップで「ＮＯ」と判定される、つまり未処理の基板３が残っている間、ステップＳ１に戻って処理が継続される。待機位置Ｐａに待機する基板３は２枚目であり、通常の搬送を実行する（ステップＳ２）とともに、ステップＳ３を経てステップＳ６に進む。すなわち、部品実装完了後のタイミングｔ１３でメインストッパー２２ｂをコンベア２１よりも下方の退避位置に降下させて出口位置Ｐｃへの１枚目の基板３の搬出を開始する。また、タイミングｔ１３でタイマーカウントをリセットした後、直ちにタイマーカウントを開始する。こうして出口位置Ｐｃに向けて搬出される基板３は搬出側センサ２４ｃの上方を移動するが、図６に示すようにタイミングｔ１４で基板３の後端部が搬出側センサ２４ｃを通過して搬出側センサ２４ｃから基板３を検出した旨の基板検出信号が出力されなくなる。したがって、搬出側センサ２４ｃからの出力信号をモニターすることで基板３が実装位置Ｐｂから完全に搬出されたことを確認することができる。そこで、本実施形態では、基板３が搬出側センサ２４ｃを通過したタイミングｔ１４でのタイマーカウント値を標準搬出時間Ｔ２として基板搬送データ記憶部８３に記憶させる。

一方、待機位置Ｐａに待機する２枚目の基板３に対して、タイミングｔ１４で待機ストッパー２２ａをコンベア２１よりも下方の退避位置に降下させて待機位置Ｐａに待機する２枚目の基板３の実装位置Ｐｂへの搬入を開始する。また同時に、タイミングｔ１４から別のタイマーカウントを開始する。その後、２枚目の基板３の先端部（＋Ｘ側端部）が実装位置センサ２４ｂに達して実装位置センサ２４ｂにより２枚目の基板３が検出され（タイミングｔ１５）、突出位置に位置決めされているメインストッパー２２ｂに２枚目の基板３の先端面（＋Ｘ側端面）が当接する。これによって、２枚目の基板３の先端部が実装位置下流側端Ｐｂ１と一致するように２枚目の基板３が実装位置Ｐｂに位置決めされる。そこで、その時点でのタイマーカウント値Ｔ１と、基板搬送データ記憶部８３に記憶させた１枚目の基板３について測定して得られた標準搬入時間Ｔ１との平均値を、改めて標準搬入時間Ｔ１として基板搬送データ記憶部８３に記憶させる（ステップＳ６）。このように、本実施形態では、１枚目および２枚目の基板３の搬入動作を利用して待機位置Ｐａの基板３を実装位置Ｐｂに搬入するのに要する標準搬入時間Ｔ１を実測する一方、１枚目の基板３の搬出動作を利用して実装位置Ｐｂから基板３を搬出するために要する標準搬出時間Ｔ２（＝ｔ１４−ｔ１３）を実測している。なお、実装位置Ｐｂから搬出された基板３は出口位置Ｐｃで一度位置決めされた後、次の処理工程であるリフロー工程への搬送準備が整い次第、出口位置Ｐｃからリフロー炉（図示省略）に搬送される。

この後１枚目の基板３の場合と同様ステップＳ５が実施され、未処理の基板３が残っている間、ステップＳ１に戻って処理が継続され、残っていなければステップＳ７が実施されて搬送および実装作業が終了する。なお、本実施形態では、図５のステップＳ８〜Ｓ１２、Ｓ１６〜Ｓ２４に示すように、３枚目以降の基板３については、実装位置Ｐｂからのｎ（ｎ≧２）枚目基板の搬出と、実装位置Ｐｂへの（ｎ＋１）枚目基板の搬入とを並行して行うことで搬送タクトの短縮を図っている。また、ｎ枚目基板の搬出と（ｎ＋１）枚目基板の搬入とを並行させながらも、標準搬入時間Ｔ１と標準搬出時間Ｔ２との大小関係に応じて基板の搬入開始タイミングおよび搬出開始タイミングを制御してｎ枚目基板と（ｎ＋１）枚目基板が連なるのを未然に、しかも確実に防止している。なお、以下の説明において、特にｎ枚目基板と（ｎ＋１）枚目基板とを明確に区別する必要がある場合には、ｎ枚目基板および（ｎ＋１）枚目基板に対してそれぞれ符号「３ａ」、「３ｂ」を付す。

図７は標準搬入時間が標準搬出時間よりも短い場合の基板搬送動作を模式的に示す図である。図５のステップＳ８で「ＹＥＳ」、つまり標準搬入時間Ｔ１が標準搬出時間Ｔ２よりも短いと判定した場合、図７に示すように、タイミングｔｎ１でｎ枚目の基板３ａに対する部品実装処理が完了すると、メインストッパー２２ｂをコンベア２１よりも下方の退避位置に降下させて出口位置Ｐｃへのｎ枚目基板３ａの搬出を開始する（ステップＳ９）。また、同タイミングｔｎ１で演算処理部８１は搬出時間を計測するための搬出用タイマーカウントをリセットした後、直ちに搬出用タイマーカウントを開始する。

そして、ｎ枚目基板３ａの搬出開始から搬送時間差ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１＋ｆ）だけ遅らせたタイミングｔｎ２で待機位置Ｐａからの（ｎ＋１）枚目基板３ｂの搬入を開始させる（ステップＳ１０）。なお、上記した「ｆ」は所定時間を示す正の値であり、装置構成に基づき一定値に設定してもよいし、生産状況に応じて変更可能な変数であってもよい。この値ｆ（≧０）を設けることで、後述するように、ｎ枚目基板３ａの搬出側センサ２４ｃの通過タイミングｔｎ３が常に実装位置センサ２４ｂによる（ｎ＋１）枚目基板３ｂの検出タイミングｔｎ４よりも早く、値ｆの大小によりタイミングｔｎ３とタイミングｔｎ４の間隔を調整可能となっている。この点に関しては、後で説明する「標準搬入時間が標準搬出時間よりも長い場合」も同様である。

また、本実施形態では、演算処理部８１は上記した搬出用タイマーカウント以外に搬入時間を計測するための搬入用タイマーカウントを有しており、（ｎ＋１）枚目基板３ｂの搬入開始と同時に、搬入用タイマーカウントをリセットした後、直ちに搬入用タイマーカウントを開始する。

このように標準搬入時間Ｔ１が標準搬出時間Ｔ２よりも短い場合に、搬送時間差ΔＴだけ（ｎ＋１）枚目基板３ｂの搬送開始タイミングを遅らせたことによって、（ｎ＋１）枚目基板３ｂがｎ枚目基板３ａから十分に離れた状態で、ｎ枚目基板３ａが搬出側センサ２４ｃを通過する、つまり部品実装されたｎ枚目基板３ａが実装位置Ｐｂから完全に搬出される（タイミングｔｎ３）。また、この時点ｔｎ３での搬出用タイマーカウント値を、ｎ枚目基板３ａを実装位置Ｐｂから搬出するために要する搬出時間ｔ２として基板搬送データ記憶部８３に記憶させる（ステップＳ１１）とともに、メインストッパー２２ｂを突出位置に上昇させる。なお、搬送時間差ΔＴについては上記したように値ｆの設定値により変更可能であるが、この場合（Ｔ１＜Ｔ２）には、（ｎ＋１）枚目基板３ｂがｎ枚目基板３ａに追いつかないように搬送時間差ΔＴを標準搬入時間Ｔ１と標準搬出時間Ｔ２との差分の絶対値以上に設定し、しかもｎ枚目基板３ａの搬出動作中に（ｎ＋１）枚目基板３ｂの搬入を開始させて搬送タクトを短縮させるために搬送時間差ΔＴを標準搬出時間Ｔ２よりも短い時間間隔に設定している。

その後のタイミングｔｎ４で、ｎ枚目基板３ａはさらに実装位置Ｐｂから出口位置Ｐｃ側に遠ざかる一方、（ｎ＋１）枚目基板３ｂが実装位置センサ２４ｂにより検出され、（ｎ＋１）枚目基板３ｂの先端部がメインストッパー２２ｂに当接して（ｎ＋１）枚目基板３ｂが実装位置Ｐｂに位置決めされる。また、この時点ｔｎ４での搬入用タイマーカウント値を、（ｎ＋１）枚目基板３ｂを待機位置Ｐａから実装位置Ｐｂに搬入するために要する搬入時間ｔ１として基板搬送データ記憶部８３に記憶させる（ステップＳ１２）とともに、待機ストッパー２２ａを突出位置に上昇させる。

このように搬送開始タイミングの調整によってｎ枚目基板３ａと（ｎ＋１）枚目基板３ｂとを十分に離間させた状態でｎ枚目基板３ａを実装位置Ｐｂから搬出するのと並行して（ｎ＋１）枚目基板３ｂを実装位置Ｐｂに向けて搬入しているが、ｎ枚目基板（処理済基板）３ａが搬出途中で詰まるなどの不具合が発生した場合に、（ｎ＋１）枚目基板３ｂがｎ枚目基板３ａに追いついてしまい両基板３ａ、３ｂの連なりが発生してしまうことがある。そこで、本実施形態では、次のステップＳ１３でｎ枚目基板３ａの搬出時間ｔ２を標準搬出時間Ｔ２と対比して基板３ａ、３ｂの連なりが発生しているか否かを判定する。つまり、ｎ枚目基板３ａの搬出途中で不具合が発生すると、ｎ枚目基板３ａの搬出時間ｔ２が長くなってしまう。そこで、本実施形態では搬出時間ｔ２が標準搬出時間Ｔ２より長くなっている場合には、基板３ａ、３ｂの連なりが発生したと判定し、基板搬送を停止させるとともに、その旨を知らせるメッセージを表示／操作ユニット８７に表示するなどのエラー処理を実行する（ステップＳ１４）。

一方、ステップＳ１３で「ＮＯ」、つまり搬出時間ｔ２が標準搬出時間Ｔ２以下である場合には、基板３ａ、３ｂの連なりを発生させることなく、正常に基板が搬送されたと判定し、標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２の補正（ステップＳ１５）を行った上で、ステップＳ５に進む。この補正処理は、上記のようにして測定された搬入時間ｔ１および搬出時間ｔ２に基づき標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２をそれぞれ補正する、例えば平均化する（搬入時間ｔ１と標準搬入時間Ｔ１の平均値、搬出時間ｔ２と標準搬出時間Ｔ２の平均値をそれぞれ算出し、これらの平均値に基板搬送データ記憶部８３に記憶する標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２をそれぞれ書き換える）処理であり、これらの補正処理により標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２の精度を高めることができる。

図８は標準搬出時間と標準搬入時間とが同一である場合の基板搬送動作を模式的に示す図である。図５のステップＳ１６で「ＹＥＳ」、つまり標準搬入時間Ｔ１が標準搬出時間Ｔ２と同一であると判定した場合、図８に示すように、タイミングｔｎ１でｎ枚目の基板３ａに対する部品実装処理が完了すると、メインストッパー２２ｂをコンベア２１よりも下方の退避位置に降下させて出口位置Ｐｃへのｎ枚目基板３ａの搬出を開始するとともに、待機位置Ｐａからの（ｎ＋１）枚目基板３ｂの搬入を開始させる（ステップＳ１７）。このように両基板３ａ、３ｂの搬送を同時に開始するとともに、同タイミングｔｎ１で搬出用タイマーカウントおよび搬入用タイマーカウントをリセットした後、直ちに各タイマーカウントを開始する。

そして、搬送開始から標準搬出時間Ｔ２だけ経過したタイミングｔｎ３では、ｎ枚目基板３ａが搬出側センサ２４ｃを通過する、つまり部品実装されたｎ枚目基板３ａが実装位置Ｐｂから完全に搬出される。また、この時点ｔｎ３での搬出用タイマーカウント値を、ｎ枚目基板３ａを実装位置Ｐｂから搬出するために要する搬出時間ｔ２として基板搬送データ記憶部８３に記憶させる（ステップＳ１８）とともに、メインストッパー２２ｂを突出位置に上昇させる。

また、同タイミングｔｎ３は搬入開始から標準搬入時間Ｔ１が経過したタイミングでもあるため、（ｎ＋１）枚目基板３ｂは実装位置センサ２４ｂの上方位置まで達して実装位置センサ２４ｂにより検出される。この検出時点での搬入用タイマーカウント値を、（ｎ＋１）枚目基板３ｂを待機位置Ｐａから実装位置Ｐｂに搬入するために要する搬入時間ｔ１として基板搬送データ記憶部８３に記憶させる（ステップＳ１９）とともに、待機ストッパー２２ａを突出位置に上昇させる。また、（ｎ＋１）枚目基板３ｂは突出位置に位置決めされたメインストッパー２２ｂに当接して位置決めされる。

このようにｎ枚目基板３ａと（ｎ＋１）枚目基板３ｂとの間隔を一定に保ったまま両基板３ａ、３ｂを搬送して実装位置Ｐｂからのｎ枚目基板３ａの搬出と実装位置Ｐｂへの（ｎ＋１）枚目基板３ｂの搬入とを並行して行っている。なお、このようなに両基板３ａ、３ｂを完全に同時搬送する場合にも、ｎ枚目基板（処理済基板）３ａが搬出途中で詰まるなどの不具合が発生した場合に、両基板３ａ、３ｂの連なりが発生してしまうことがある。そこで、両基板３ａ、３ｂを完全に同時搬送させる場合においても、先に説明したステップＳ１３〜Ｓ１５を実行した上でステップＳ５に進むように構成している。

図９は標準搬入時間が標準搬出時間よりも長い場合の基板搬送動作を模式的に示す図である。図５のステップＳ２０で「ＹＥＳ」、つまり標準搬入時間Ｔ１が標準搬出時間Ｔ２よりも長いと判定した場合、図９に示すように、タイミングｔｎ１でｎ枚目の基板３ａに対する部品実装処理が完了すると、ｎ枚目基板３ａの搬出開始に先立って、待機位置Ｐａからの（ｎ＋１）枚目基板３ｂの搬入を開始させる（ステップＳ２１）。また、（ｎ＋１）枚目基板３ｂの搬入開始と同時に、搬入用タイマーカウントをリセットした後、直ちに搬入用タイマーカウントを開始する。このように（ｎ＋１）枚目基板３ｂの搬入を先行させることで、その後の時間経過にしたがって、実装位置Ｐｂで停止しているｎ枚目基板３ａと、搬入途中の（ｎ＋１）枚目基板３ｂとの距離は徐々に縮まっていく。

そして、（ｎ＋１）枚目基板３ｂの搬入開始から搬送時間差ΔＴ（＝Ｔ１−Ｔ２−ｆ）だけ遅らせたタイミングｔｎ２で実装位置Ｐｂからのｎ枚目基板３ａの搬出を開始させる（ステップＳ２２）。また、同タイミングｔｎ２で演算処理部８１は搬出時間を計測するための搬出用タイマーカウントをリセットした後、直ちに搬出用タイマーカウントを開始する。その後、ｎ枚目基板３ａの後端部が搬出側センサ２４ｃを通過する、つまり部品実装されたｎ枚目基板３ａが実装位置Ｐｂから完全に搬出される（タイミングｔｎ３）。また、この時点ｔｎ３での搬出用タイマーカウント値を、ｎ枚目基板３ａを実装位置Ｐｂから搬出するために要する搬出時間ｔ２として基板搬送データ記憶部８３に記憶させる（ステップＳ２３）とともに、メインストッパー２２ｂを突出位置に上昇させる。なお、搬送時間差ΔＴについては上記したように値ｆの設定値により変更可能であるが、この場合（Ｔ１＞Ｔ２）には、（ｎ＋１）枚目基板３ｂがｎ枚目基板３ａに追いついてしまうのを防止するために搬送時間差ΔＴ（＞０）を標準搬入時間Ｔ１と標準搬出時間Ｔ２との差分の絶対値以下に設定している。

それに続いてタイミングｔｎ４で、ｎ枚目基板３ａはさらに実装位置Ｐｂから出口位置Ｐｃ側に遠ざかる一方、（ｎ＋１）枚目基板３ｂの先端部が実装位置センサ２４ｂにより検出され、メインストッパー２２ｂに当接して（ｎ＋１）枚目基板３ｂが実装位置Ｐｂに位置決めされる。また、この時点ｔｎ４での搬入用タイマーカウント値を、（ｎ＋１）枚目基板３ｂを待機位置Ｐａから実装位置Ｐｂに搬入するために要する搬入時間ｔ１として基板搬送データ記憶部８３に記憶させる（ステップＳ２４）とともに、待機ストッパー２２ａを突出位置に上昇させる。なお、タイミングｔｎ４とタイミングｔｎ３の時間差はｆか、ｆに近いものとなる。

図９に示す場合にも、ｎ枚目基板３ａと（ｎ＋１）枚目基板３ｂを並行して搬送しているため、ｎ枚目基板（処理済基板）３ａが搬出途中で詰まるなどの不具合が発生した場合に、両基板３ａ、３ｂの連なりが発生してしまうことがある。そこで、両基板３ａ、３ｂを完全に同時搬送させる場合においても、先に説明したステップＳ１３〜Ｓ１５を実行した上でステップＳ５に進むように構成している。

なお、図７〜図９の基板搬送動作を模式的に示す各図において、（ｎ＋１）枚目基板３ｂを待機位置Ｐａから実装位置Ｐｂへ基板搬送を行った後の待機位置Ｐａにおける基板３の図示をしていない。これは、（ｎ＋１）枚目基板３ｂが全基板の最後の一枚である場合を想定したものである。（ｎ＋１）枚目基板３ｂに続く（ｎ＋２）枚目基板が存在する場合、（ｎ＋１）枚目基板３ｂがストッパー２２ａを通過し実装位置Ｐｂで実装が開始されると、（ｎ＋２）枚目基板が上流側から搬送され、退避位置から突出位置に上昇せられたストッパー２２ａにより待機位置Ｐａに位置決めされるように搬送制御される。

さらになお、図５のステップＳ２０で「ＹＥＳ」、つまり標準搬入時間Ｔ１が標準搬出時間Ｔ２よりも長いと判定した場合、図９に示すように、タイミングｔｎ１でｎ枚目の基板３ａに対する部品実装処理が完了するのではなく、ｎ枚目の基板３ａに対する部品実装処理が完了するタイミングをタイミングｔｎ２とする時、ステップＳ２１において、このタイミングｔｎ２より搬送時間差ΔＴ（＝Ｔ１−Ｔ２−ｆ）だけ先行するタイミングｔｎ１で、待機位置Ｐａからの（ｎ＋１）枚目基板３ｂの搬入を開始させるようにしても良い。この場合、タイミングｔｎ２にて基板３ａに対する部品実装処理が完了すると同時にｎ枚目基板３ａの実装位置からの搬出を開始する（ステップＳ２２）。そして、ｎ枚目の基板３ａに対する部品実装処理においてトラブルが発生し部品実装処理が停止される場合には、（ｎ＋１）枚目基板３ｂの搬入動作も停止するようにする。

なお、搬入用タイマーカウントをリセットしカウント開始するのがタイミングｔｎ１、搬出用タイマーカウントをリセットしカウント開始するのがタイミングｔｎ２、ｎ枚目基板３ａの搬出時間を測定するのがタイミングｔｎ３、および（ｎ＋１）枚目基板３ｂの搬入時間を測定するがタイミングｔｎ４であることは、図９のものと変わりがない。このようにｎ枚目基板３ａへの実装が完了する前に、（ｎ＋１）枚目基板３ｂの搬入を先行させることで、一つの基板３への実装完了後、次の基板３の実装位置への到着を早め次の基板３の実装開始を早めることで、実装のタクトを短くすることができる。

以上のように、第１実施形態によれば、ｎ枚目基板３ａが実装位置Ｐｂから搬出されるのと並行して（ｎ＋１）枚目基板３ｂが実装位置Ｐｂに搬入されるため、搬送タクトを短縮することができる。しかも、標準搬入時間Ｔ１と標準搬出時間Ｔ２を予め実測して基板搬送データ記憶部８３に記憶しておき、それらの大小関係に基づき実装位置Ｐｂに位置するｎ枚目基板３ａの実装位置Ｐｂからの搬送開始タイミングと、待機位置Ｐａで待機する（ｎ＋１）枚目基板３ｂの基板の実装位置Ｐｂに向けての搬送開始タイミングとを調整し、ｎ枚目基板３ａと（ｎ＋１）枚目基板３ｂとを十分に離間させた状態で基板搬送を行っている。その結果、基板３ａ、３ｂの連なりを確実に防止することができる。

また、１枚目の基板３の搬入および搬出時に搬送時間を計測し、それらの計測結果を標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２としているので、標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２を正確に求めることができ、基板３ａ、３ｂの連なりを高い信頼性で未然に防止することができる。また、基板の種類によって標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２は変動するが、基板３の種類が変更された後の１枚目の基板３について標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２を計測することで、常に変更後の基板３に対応した標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２を求めることができ、搬送タクトを短縮しながらも、ｎ枚目基板３ａと（ｎ＋１）枚目基板３ｂとの連なりを未然に、しかも確実に防止することができる。

また、本実施形態では、待機位置Ｐａから実装位置Ｐｂへの（ｎ＋１）枚目基板３ｂの搬送に要する時間ｔ１を計測し、その計測結果ｔ１に基づき標準搬入時間Ｔ１を補正しているので、標準搬入時間Ｔ１の精度を高めて基板の連なりをよりより確実に防止することができる。また、搬出側についても同様である。つまり、実装位置Ｐｂからのｎ枚目基板３ａの搬出開始から搬出側センサ２４ｃをｎ枚目基板３ａが通過するまでに要する時間ｔ２とを計測し、その計測結果ｔ２に基づき標準搬出時間Ｔ２を補正しているので、標準搬出時間Ｔ２の精度を高めて基板の連なりをよりより確実に防止することができる。

また、本実施形態では、上記時間ｔ２を標準搬出時間Ｔ２と対比することで搬送エラーを検出しており、連なりセンサなどの新たなセンサを追加することなく、基板３の連なりを確実に検出することができる。

このように第１実施形態では、搬出側センサ２４ｃが本発明の「第１の検出センサ」として機能し、実装位置センサ２４ｂが本発明の「第２の検出センサ」として機能している。また、演算処理部８１が本発明の「制御部」に相当し、基板搬送データ記憶部８３が本発明の「記憶部」に相当している。

ところで、１枚目の基板３については（＋Ｘ）方向側に基板が存在しないため、基板の連なりを考慮することなく、基板搬送を行うことができる。そこで、第１実施形態では、１枚目および２枚目の基板３を待機位置Ｐａから実装位置Ｐｂに搬入するのに要した時間を実測し、平均値を取って標準搬入時間Ｔ１を求めるとともに、２枚目の基板３実装位置Ｐｂから搬出するのに要した時間を実測して標準搬出時間Ｔ２を求めている。ここで、標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２を求める方法を検討すると、標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２を次のように演算処理に求めてもよいことがわかる。以下、図１０を参照しつつ本発明の第２実施形態について説明する。

図１０は本発明にかかる基板搬送装置の第２実施形態における基板搬送動作を示すフローチャートである。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２を求める方法である。すなわち、第１実施形態では、１枚目および2枚目の基板３に対する基板搬入動作における実測により標準搬入時間Ｔ１を、１枚目の基板３に対する基板搬出動作における実測によりおよび標準搬出時間Ｔ２をそれぞれ求めているが、第２実施形態では、図１０中のステップＳ３１〜Ｓ３３に示すように、演算処理によって標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２を求めている。

第２実施形態では、図１の表面実装機１によって部品実装が行われる基板３の寸法情報、特にＸ軸方向の長さＬ（ｍｍ）が与えられると、演算処理部８１が基板搬送データ記憶部８３から標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２の算出に必要な情報、つまり、
・コンベア２１による基板３の搬送速度Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、
・待機位置Ｐａから実装位置Ｐｂまでの距離Ｌ１（ｍｍ）、
・実装位置Ｐｂから搬出側センサ２４ｃまでの距離Ｌ２（ｍｍ）
を取得する（ステップＳ３１）。

そして、次式
Ｔ１＝Ｌ１／Ｖ
Ｔ２＝（Ｌ＋Ｌ２）／Ｖ
に基づき標準搬入時間Ｔ１を算出する（ステップＳ３２）とともに標準搬出時間Ｔ２を算出する（ステップＳ３３）。こうして算出された標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２は第１実施形態と同様に基板搬送データ記憶部８３に記憶される。そして、第１実施形態と同様に標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２の大小関係に応じて実装位置Ｐｂからの基板の搬送開始タイミングと、待機位置Ｐａで待機する基板の実装位置Ｐｂに向けての搬送開始タイミングとを調整する。これによって、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

図１１は本発明にかかる基板搬送装置の第３実施形態を装備した表面実装機の概略構成を示す平面図である。また、図１２は図１１に示す表面実装機の主要な電気的構成を示すブロック図である。第３実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、第１実施形態ではストッパー２２ａ〜２２ｃを用いて基板３の位置決めを行っているのに対し、第３実施形態では３つのコンベア２１ａ〜２１ｃの駆動制御により基板３を待機位置Ｐａ、実装位置Ｐｂおよび出口位置Ｐｃに位置決め可能となっている点である。なお、その他の構成は基本的に第１実施形態と同一であるため、同一構成については同一符号を付して構成説明を省略する。

第３実施形態にかかる表面実装機１Ａでは、Ｘ軸方向に搬入コンベア２１ａ、メイン搬送コンベア２１ｂおよび搬出コンベア２１ｃは直線上に隣接して配置されている。これらの搬入コンベア２１ａ、メイン搬送コンベア２１ｂおよび搬出コンベア２１ｃには、それぞれ搬入コンベア駆動モータ２５ａ、メイン搬送コンベア駆動モータ２５ｂおよび搬出コンベア駆動モータ２５ｃが連結されている。そして、コントローラ８のモーター制御部８４により各駆動モータ２５ａ〜２５ｃが駆動されてコンベアのＯＮ／ＯＦＦおよび基板搬送速度を互いに独立して制御可能となっている。

このように構成された表面実装機１Ａにおいても、第１実施形態と同様に、まず１枚目の基板３により標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２を実測して基板搬送データ記憶部８３に記憶し、２枚目以降の基板３については標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２の大小関係に応じて実装位置Ｐｂからの基板の搬送開始タイミングと、待機位置Ｐａで待機する基板の実装位置Ｐｂに向けての搬送開始タイミングとを調整しながら部品実装処理を行う。ただし、基板３の搬送および位置決め態様が第１実施形態のそれらとは相違しているため、その相違点を明確にするため、標準搬入時間Ｔ１および標準搬出時間Ｔ２を求める動作を例示して第３実施形態の基本動作について説明する。

図１３は第３実施形態における１枚目の基板についての搬送動作を模式的に示す図である。１枚目の基板３は同図に示すように搬入コンベア２１ａ上に載置されており、搬入コンベア２１ａを駆動停止することで基板３を待機位置Ｐａで待機させることが可能となっている。そして、適当なタイミングｔ１１で搬入コンベア２１ａおよびメイン搬送コンベア２１ｂの駆動を開始することで、実装位置Ｐｂへの基板３の搬入を開始することができる。また、第３実施形態においても、タイミングｔ１１からタイマーカウントを開始する。その後、基板３が実装位置Ｐｂに向けて搬送され、基板３が待機位置センサ２４ａを通過すると、それを受けて搬入コンベア駆動モータ２５ａの駆動を停止して搬入コンベア２１ａを停止させる。そして、基板３の先端部（＋Ｘ側端部）が実装位置センサ２４ｂに達して実装位置センサ２４ｂにより基板３が検出される（タイミングｔ１２）と、この基板検出を受けてコントローラ８のモーター制御部８４によってメイン搬送コンベア駆動モータ２５ｂを減速停止させて基板３の下流端が実装位置センサ２４ｂから所定距離だけ離れた実装位置Ｐｂに基板３を位置決め停止させる。また、この位置決めと同時に、その時点でのタイマーカウント値を標準搬入時間Ｔ１として基板搬送データ記憶部８３に記憶させる。

こうして実装位置Ｐｂに搬送された基板３に対し、図１３に示すように部品実装処理が実行される。そして、部品実装完了後のタイミングｔ１３でメイン搬送コンベア２１ｂおよび搬出コンベア２１ｃの駆動を開始することで、実装位置Ｐｂからの基板３の搬出を開始する。また、タイミングｔ１３でタイマーカウントをリセットした後、直ちにタイマーカウントを開始する。こうして出口位置Ｐｃに向けて搬出される基板３は搬出側センサ２４ｃの上方を移動するが、図１３に示すようにタイミングｔ１４で搬出側センサ２４ｃを通過して搬出側センサ２４ｃから基板３を検出した旨の信号が出力されなくなる。このことは、基板３が実装位置Ｐｂから完全に搬出されたことを意味するものであるため、コントローラ８のモーター制御部８４によってメイン搬送コンベア駆動モータ２５ｂを停止させる。また、同タイミングｔ１４でのタイマーカウント値を標準搬出時間Ｔ２として基板搬送データ記憶部８３に記憶させる。このように、本実施形態では、コンベア２１ａ〜２１ｃを駆動制御することで基板３の搬送および位置決めを行っている。なお、２枚目以降の基板３についても、基本的には上記したようなコンベア２１ａ〜２１ｃの駆動制御によって基板３の搬送および位置決めを行うことができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記第１実施形態および第２実施形態では、上下方向に昇降するストッパー２２ａ〜２２ｃにより基板３の位置決めを行っているが、ストッパーの構成はこれに限定されるものではなく、Ｙ軸方向から挟み込むようにして基板３を位置決めしてもよい。

また、表面実装機１、１Ａに装備された基板搬送装置に対して本発明を適用しているが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、待機位置から印刷位置（作業位置）に基板を搬送して半田ペーストなどを印刷する印刷装置に対して本発明を適用してもよい。また、印刷装置および表面実装機を組み合わせた実装ライン装置に設けられる基板搬送装置に対しても本発明を適用することができることは言うまでもない。

１、１Ａ…表面実装機
３、３ａ、３ｂ…基板
８…コントローラ
２４ｂ…実装位置センサ（第２の検出センサ）
２４ｃ…搬出側センサ（第１の検出センサ）
８１…演算処理部（制御部）
８３…基板搬送データ記憶部
Ｐａ…待機位置
Ｐｂ…実装位置
Ｔ１…標準搬入時間
Ｔ２…標準搬出時間

Claims (9)

1. 基板を待機位置から作業位置に向けて搬入して前記基板の先端部が前記作業位置に一致するように前記基板を前記作業位置に位置決めし、前記作業位置から搬出する基板搬送装置であって、
   前記作業位置に対する前記基板の搬出側近傍に配置されて前記作業位置から搬出される前記基板を検出する第１の検出センサと、
   前記待機位置から前記作業位置に前記基板を搬入するのに要する搬入時間、および前記作業位置からの前記基板の搬出開始から前記第１の検出センサを前記基板が通過するに要する搬出時間を記憶する記憶部と、
   前記作業位置に位置する第１の基板を搬出させるのと並行して前記待機位置で待機する第２の基板を前記作業位置に搬入させる制御部とを備え、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶される前記搬入時間および前記搬出時間の大小に基づき、前記作業位置からの前記第１の基板の搬送開始タイミングと、前記待機位置からの前記第２の基板の搬送開始タイミングとを制御することを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記制御部は、
   前記搬入時間および前記搬出時間が同一であるときには前記待機位置からの前記第２の基板の搬送開始と前記作業位置からの前記第１の基板の搬送開始とを同時に実行し、
   前記搬入時間が前記搬出時間よりも短いときには、前記搬入時間と前記搬出時間との差分以上の時間間隔だけ、前記待機位置からの前記第２の基板の搬送開始を前記作業位置からの前記第１の基板の搬送開始よりも遅らせ、
   前記搬入時間が前記搬出時間よりも長いときには、前記搬入時間と前記搬出時間との差分以下の時間間隔だけ、前記待機位置からの前記第２の基板の搬送開始を前記作業位置からの前記第１の基板の搬送開始よりも早める
   請求項１に記載の基板搬送装置。
3. 前記作業位置に対する前記基板の搬入側近傍に配置されて前記基板を検出する第２の検出センサをさらに備え、
   前記制御部は、
   前記待機位置から前記作業位置までの基板搬送経路および前記作業位置に基板が存在していない状態で、前記待機位置からの前記基板の搬入開始から前記第２の検出センサにより前記基板の先端部が検出されるまでの時間を計測し、計測結果を前記搬入時間として前記記憶部に記憶し、
   前記待機位置から前記作業位置までの基板搬送経路に基板が存在していない状態で、前記作業位置からの前記基板の搬出開始から前記第１の検出センサを前記第１の基板が通過するまでの時間を計測し、計測結果を前記搬出時間として前記記憶部に記憶する
   請求項１または２に記載の基板搬送装置。
4. 前記制御部は、
   前記待機位置から前記作業位置までの距離および前記基板の搬送速度に基づき前記待機位置から前記作業位置に前記基板を搬送するのに要する時間を演算し、演算結果を前記搬入時間として前記記憶部に記憶し、
   前記作業位置から前記第１の検出センサまでの距離、前記基板の搬出方向における前記基板の幅、および前記基板の搬送速度に基づき前記作業位置からの前記基板の搬出開始から前記基板が前記第１の検出センサを通過するまでに要する時間を演算し、演算結果を前記搬出時間として前記記憶部に記憶する
   請求項１または２に記載の基板搬送装置。
5. 前記制御部は、前記作業位置からの前記基板の搬出開始から前記基板が前記第１の検出センサを通過するまでに要する時間を計測し、計測時間が前記搬出時間よりも長い場合には、前記第１の基板の搬出時に搬送エラーが発生したと判定する請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
6. 前記制御部は、前記待機位置から前記作業位置への前記第２の基板の搬送に要する時間を計測し、計測時間に基づき前記搬入時間を補正する請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
7. 前記制御部は、前記作業位置からの前記第１の基板の搬出開始から前記第１の検出センサを前記第１の基板が通過するまでに要する時間を計測し、計測時間に基づき前記搬出時間を補正する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の基板搬送装置。
8. 基板を待機位置から作業位置に向けて搬入して前記基板の先端部が前記作業位置に一致するように前記基板を前記作業位置に位置決めし、前記作業位置から搬出する基板搬送方法であって、
   前記基板を待機位置から作業位置に搬入させるまでに要する搬入時間を求める工程と、
   前記作業位置からの前記基板の搬出開始から、前記作業位置に対する前記基板の搬出側近傍に配置される検出センサを前記基板が通過するまでに要する搬出時間を求める工程と、
   前記搬入時間および前記搬出時間の大小に基づき、前記作業位置に位置する第１の基板の前記作業位置からの搬送開始タイミングと、前記待機位置で待機する第２の基板の前記作業位置に向けての搬送開始タイミングとを調整しながら、前記第１の基板を前記作業位置から搬出させるのと並行して第２の基板を前記作業位置に搬入させる工程と
   を備えたことを特徴とする基板搬送方法。
9. 基台と、
   前記基台上に配置されて部品を供給する部品供給部と、
   前記基台上に配置された請求項１ないし７のいずれか一項に記載の基板搬送装置と、
   前記基台の上方において移動可能に配置されて前記部品供給部から供給される部品を、前記基板搬送装置の作業位置に位置決めされる基板上に移載するヘッドユニットと
   を備えたことを特徴とする表面実装機。

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