JP3361251B2 - 板状ワークの搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、前工程から投入さ
れたプリント基板等の板状ワークをそれに設けられてい
るガイドマークに基づいて位置決めして次工程である加
工装置へ供給する板状ワークの搬送装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、回路基板の製作には、１枚の
大面積の基板（原板）に多数の回路パターンを印刷した
後に各回路パターン毎に切断・分離して多数の回路基板
を得る方法が行なわれている。この切断に際しては、基
板に少なくとも１対のガイドホールを設け、この１対の
ガイドホールを加工装置に設けられたガイドピンに装着
するなどして位置決めし、順次切断することが行なわれ
ている。したがって、１対のガイドホールは切断位置を
決める基礎となるものであり、正確な位置に設けられる
ことが要求されている。このような１対のガイドホール
を設けるための穴明け装置としては、予め設けられてい
る１対のガイドマークを撮像手段によって撮像して、撮
像データを画像処理して、その結果に基づいて位置決め
して穴明けするものが知られている。

【０００３】従来の穴明け装置におけるプリント基板の
位置決めについては、例えば特開平９−１８３０９７号
公報に記載されているように、前工程からプリント基板
が投入されると、プリント基板に設けられている１対の
ガイドマークを１対の撮像手段により撮像し、この画像
データを画像処理装置により画像処理して両ガイドマー
クの位置データを得て、プリント基板が載置されている
位置決め装置によりプリント基板の位置決めを行なうも
のが知られている。また、この装置においては、様々な
サイズのプリント基板に対応できるように、１対の撮像
手段のうちの一方の撮像手段は、他方の固定位置にある
撮像手段との間隔を変更可能なように移動手段により移
動可能に設けられている。

【０００４】なお、プリント基板が多層基板であり、こ
れに設けられている１対のガイドマークが表面でなく内
層部に設けられている場合には、撮像手段は、Ｘ線を照
射するＸ線発生装置と、ガイドマークの透過像を撮像す
るＸ線ディテクタとから構成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のものは、板状ワ
ークに設けられている１対のガイドマークを１対の撮像
手段により撮像するため、撮像手段を１対（２台）設け
る必要があり、また、１対のガイドマークの間隔が異な
ったりする様々なサイズの板状ワークに対応するため、
撮像手段の配置間隔を移動させる構成が必要であり、板
状ワークの位置決め搬送装置を構成する上でコスト高の
原因となっていた。さらには、板状ワークを位置決めす
る装置と搬送する装置とが別々に構成されていたため、
それだけ構成要素が多く、また装置全体として大きくな
ってしまっていた。

【０００６】そこで、本発明では、１対のガイドマーク
を１つの撮像手段によって撮像することによって高価な
部品の点数を削減し、また、板状ワークの搬送および位
置決めを同一の装置によって行なうようにすることによ
って装置全体のコンパクト化を図ることを目的とするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、１対のガイドマークが設けられている
板状ワークの位置決めおよび搬送（次工程への供給）に
ついて、各々のガイドマークを単一の撮像手段により順
に撮像することによって位置データを得るようにし、そ
れに基づいてＸＹθ方向に移動して位置決めされる板状
ワークは位置決め後も同一の手段によって次工程まで位
置決めされた状態のまま搬送されるようにしている。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、前工程から投入された
板状ワークを当該板状ワークにその搬送方向に設けられ
ている１対のガイドマークに基づいて位置決めして次工
程へ供給する板状ワークの搬送装置であって、板状ワー
クを保持して搬送するとともに板状ワークをＸＹθ方向
に移動可能な搬送手段と、１対のガイドマークを板状ワ
ークの搬送方向の下流側である第１のガイドマーク、上
流側である第２のガイドマークの順に別々に撮像する１
つの撮像手段と、撮像手段によって得られた撮像データ
を画像処理してガイドマークの位置データを得るための
画像処理装置と、画像処理装置により得られた両ガイド
マークの位置データに基づいて搬送手段の作動を制御し
て板状ワークを位置決めする制御装置とからなる。

【０００９】上記の板状ワークの搬送装置において、板
状ワークが多層基板であって１対のガイドマークは内部
層に設けられているものである場合、撮像手段は、板状
ワークにＸ線を照射するＸ線発生装置と、１対のガイド
マークの透過像を撮像するＸ線ディテクタとから構成す
ればよい。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にそって説明す
る。なお、本実施例においては、板状ワークは外形形状
が不定な多層基板Ｗであって、多層基板Ｗに設けられて
いる１対のガイドマークＭは内部層に設けられている場
合について説明する。

【００１１】図１に、本発明に係る板状ワークの搬送装
置を用いて構成されたガイドホール穴明けシステムの構
成を表わす全体正面図を示す。多層基板Ｗを供給するた
めの投入ユニットＡ、投入された多層基板を位置決めし
て次工程の穴明けユニットへ搬送する位置決めユニット
Ｂ、そして多層基板の所望の位置に穴明けする穴明けユ
ニットＣの順に配置されている。本発明の板状ワークの
搬送装置は位置決めユニットＢに適用されるものであ
る。投入ユニットＡおよび穴明けユニットＣの詳細につ
いては本発明の要旨に係わりないので説明を省略する。

【００１２】図２に位置決めユニットＢの全体正面図
を、図３に同全体側面図を、図４に同全体平面図を示
す。位置決めユニットＢの上流側すなわち投入ユニット
Ａ側には投入ユニットＡにより投入される多層基板Ｗが
載置されるコンベア１が設けられている（図１参照）。
コンベア１の下流側にはコンベア１により搬送されてく
る多層基板Ｗの外辺に当接することによって多層基板Ｗ
を所定の位置で停止させるためのストッパ２がコンベア
１の搬送面に突き出し・引き込み可能に設けられている
（図４参照）。図５にストッパ２の設けられている部分
Ｒの拡大図を示す。図５に示すように、ストッパ２の多
層基板Ｗが当接する側の近傍には、多層基板Ｗの有無を
確認するためのセンサ３が多層基板Ｗの搬送に支障をき
たさないように設けられている。

【００１３】コンベア１により搬送されてストッパ２に
より所定の位置で停止する多層基板Ｗの上下には撮像手
段４が設けられており、多層基板Ｗの１対のガイドマー
クＭのうち多層基板Ｗの搬送方向の下流側である第１の
ガイドマークＭ1 が撮像手段４の視野に入るようになっ
ている。撮像手段４は、多層基板ＷにＸ線を照射するＸ
線発生装置４ａと、Ｘ線による投影を画像処理装置（図
示せず。）に入力するためのＸ線ディテクタ４ｂとから
構成されていて、本発明の板状ワークの搬送装置におい
ては、設けられている撮像手段４は１つだけである。本
実施例の撮像装置４はＸ線を用いるものであるため、多
層基板Ｗに設けられているガイドマークＭが内部層であ
って多層基板Ｗの表面にガイドマークＭが露出していな
いものであっても、ガイドマークＭの位置を撮像可能で
ある。多層基板Ｗの１対のガイドマークＭのうち多層基
板Ｗの搬送方向の上流側である第２のガイドマークＭ2
の撮像は、後述するように、前もって入力されている多
層基板Ｗの第１のガイドマークＭ1 と第２のガイドマー
クＭ2 の間隔から、搬送手段Ｈにより第２のガイドマー
クＭ2 が撮像手段４の視野にはいるところまで多層基板
Ｗが搬送されることによって行なわれる。

【００１４】図３に示すように、Ｘ線発生装置４ａには
その下方にＸ線の漏洩を防止する防護管４ｃとＸ線防護
カーテン４ｄが設けられている。Ｘ線防護カーテン４ｄ
はシリンダ４ｅにより上下可能であり、Ｘ線がＸ線シャ
ッタ４ｆにより遮蔽されているときには上方に上昇し
て、多層基板Ｗの搬送の妨げとならないようになってい
る。そして、本実施例の多層基板Ｗは外形状が不定であ
り、多層基板Ｗの外形基準による位置決めは大ざっぱな
ものであるため、Ｘ線ディテクタ４ｂは、比較的広範囲
である約５０×５０ｍｍの撮像が可能なものが用いられ
ている。したがって、多層基板Ｗがストッパ２により停
止される程度の精度であってもガイドマークＭの位置を
測定可能となっている。なお、撮像手段４による撮像状
況はモニター３５を介して作業者が目視可能となってい
る。

【００１５】図６に多層基板Ｗを保持してＸＹθ方向に
移動可能な搬送手段Ｈの平面図を、図７に同側面図を、
図８に同正面図を示す。ここで、Ｘ方向は多層基板Ｗの
搬送方向を、Ｙ方向は多層基板Ｗの搬送方向と直角方向
を、θ方向はＸＹ平面において多層基板Ｗが水平回転す
る方向を示すこととする。

【００１６】Ｘ方向に敷設されている直動ガイドレール
５には直動ガイドナット６を介してＸ方向スライダ７が
往復移動可能に設けられており、Ｘ方向スライダ７は１
対のプーリ８ａ、８ｂにより設けられているタイミング
ベルト９の一部に固着されていて、プーリ８ａはサーボ
モータ１０により回転制御可能となっている。したがっ
て、Ｘ方向スライダ７はプーリ８ａ、８ｂ間で任意の位
置に移動可能となっている（図２参照）。

【００１７】図６に示すように、Ｘ方向スライダ７には
１対の直動ガイドナット１１ａ、１１ｂが固定されてい
て、直動ガイドナット１１ａ、１１ｂには１対の直動ガ
イドレール１２ａ、１２ｂがＹ方向に移動可能に支持さ
れており、直動ガイドレール１２ａ、１２ｂにはＹ方向
スライダ１３が固定されている。また、１対の直動ガイ
ドレール１２ａ、１２ｂにはそれぞれ直動ガイドナット
１４ａ、１４ｂを介して連結部材１５ａ、１５ｂが移動
可能に設けられている。両連結部材１５ａ、１５ｂは段
差を有する形状であり（図８参照）、直動ガイドナット
１４ａ、１４ｂに固定されている部分と反対端にはブラ
ケット１６ａ、１６ｂを介してボールねじナット１７
ａ、１７ｂが固定されており、両ボールねじナット１７
ａ、１７ｂにはボールねじ１８ａ、１８ｂが螺合してい
る。ボールねじ１８ａ、１８ｂの片端はベアリング１９
ａ、１９ｂを介して回転可能に支持されており、その端
部はＸ方向スライダ７にモータブラケット２０ａ、２０
ｂを介して固定されているサーボモータ２１ａ、２１ｂ
の駆動軸にカップリング２２ａ、２２ｂを介して連結さ
れている。また、連結部材１５ａ、１５ｂには長孔２３
ｃ、２３ｄが形成されているレバー２３ａ、２３ｂが固
定されており、レバー２３ａ、２３ｂの長孔２３ｃ、２
３ｄには後述する回転プレート２６に固定されているカ
ムフォロア２４ａ、２４ｂの従動ローラ部２４ｃ、２４
ｄが挿置された状態にある。

【００１８】Ｙ方向スライダ１３の下方にはベアリング
２５を介して回転プレート２６が回転可能に設けられて
いる（図８参照）。さらに、回転プレート２６の下方に
はチャックプレート２７が設けられており、チャックプ
レート２７には１対の直動ガイド軸２８ａ、２８ｂが立
設されており、その直動ガイド軸２８ａ、２８ｂは回転
プレート２６に設けられている直動ガイドナット２９
ａ、２９ｂに支持された状態にある。また、直動ガイド
軸２８の上端は連結部材３０を介してＹ方向スライダ７
上に設置さられているシリンダ３１の駆動軸に連結され
ている。

【００１９】したがって、サーボモータ２１ａ、２１ｂ
が同時に同方向に同パルス分だけ回転することによっ
て、両連結部材１５ａ、１５ｂに固定されている両レバ
ー２３ａ、２３ｂがＹ方向に移動し、カムフォロア２４
ａ、２４ｂを介して連結されている回転プレート２６お
よびチャックプレート２７は同時にＹ方向に移動可能と
なっている。また、サーボモータ２１ａ、２１ｂが同時
に反対方向に同パルス分だけ回転することによって、連
結部材１５ａに固定されている両レバー２３ａがＹ方向
に移動し、連結部材１５ｂに固定されているレバー２３
ｂがレバー２３ａと反対方向に移動し、両カムフォロア
２４ａ、２４ｂを介して連結されている回転プレート２
６およびチャックプレート２７はＹ方向には移動せずに
シリンダ３１の駆動軸を回転中心としてθ方向に左・右
回転可能となっている。

【００２０】また、シリンダ３１を駆動させることによ
って、連結部材３０に連結されている両直動ガイド軸２
８ａ、２８ｂが上下方向に移動し、回転プレート２６と
チャックプレート２７とは回転不能で平行状態が保たれ
て接離可能となっている。

【００２１】チャックプレート２７には、真空パッド３
２が複数個設けられており、図示しない真空発生装置に
接続されるエアホース３３により負圧を発生して多層基
板Ｗを吸着可能となっている。

【００２２】

【動作の説明】図示しないストッカ（図１の投入ユニッ
トの右側に配置）に積載されている多層基板Ｗが投入ユ
ニットＡのチャック手段３４（図１参照）により位置決
めユニットＢのコンベア１の上流側に載置される。ここ
で、加工される多層基板Ｗについて、予め１対のガイド
マークＭ1、Ｍ2の間隔等をプリセットしておく。プリセ
ットは本ガイドホール穴明けシステムに接続されている
コンピュータ（図示せず。）により行なわれる。

【００２３】位置決めユニットＢは、投入ユニットＡか
ら多層基板Ｗの投入完了信号を受けると、多層基板Ｗが
搬送面から突き出した状態にあるストッパ２（図４のＲ
部、詳細は図５参照）に当接するまでコンベア１を作動
させ、多層基板Ｗがストッパ２に当接して停止すると、
センサ３が多層基板Ｗを検出し、コンベア１の作動が停
止される。多層基板Ｗがストッパ２により停止する位置
は、多層基板Ｗに設けられている１対のガイドマークＭ
のうち下流側である第１のガイドマークＭ1 が位置決め
ユニットＢの撮像手段４の視野に入っている状態となっ
ている。

【００２４】図６から図８に示す多層基板Ｗの上方で待
機状態にあるチャックプレート２７がシリンダ３１によ
り下降して、多層基板Ｗは真空パッド３２によりチャッ
クプレート２７に保持される。多層基板Ｗがチャックプ
レート２７に保持されると同時に、図３に示す撮像手段
４のＸ線防護カーテン４ｄがシリンダ４ｅにより下降し
て多層基板Ｗに接地する。Ｘ線防護カーテン４ｄの下降
が確認されると、Ｘ線発生装置４ａのＸ線シャッタ４ｆ
の遮蔽が解除され、多層基板ＷにＸ線が照射される。

【００２５】多層基板Ｗを透過したＸ線はＸ線ディテク
タ４ｂ（図２参照）の撮像面に第１のガイドマークＭ1
の影像を投影する。この影像が撮像データとして画像処
理されて第１のガイドマークＭ1 の位置データが得られ
る。画像処理が終了すると、Ｘ線シャッタ４ｆによりＸ
線は遮蔽され、続いてＸ線防護カーテン４ｄが上昇し、
多層基板Ｗは搬送可能な状態となる。

【００２６】第１のガイドマークＭ1 の撮像が終了して
多層基板Ｗが移動可能な状態となると、シリンダ３１が
作動してチャックプレート２７は多層基板Ｗを保持した
まま上昇し、次に多層基板Ｗに設けられている１対のガ
イドマークＭのうち上流側である第２のガイドマークＭ
2 が撮像手段の視野に入る位置まで多層基板Ｗを搬送す
る。この搬送は、予めプリセットされている多層基板Ｗ
の１対のガイドマークＭの間隔に基づいて、図２に示す
サーボモータ１０が回転してタイミングベルト９が駆動
することによってＸ方向スライダ７が移動することによ
って行なわれる。第２のガイドマークＭ2 が撮像手段の
視野に入って位置決めされると、第１のガイドマークＭ
1 と同様に、第２のガイドマークＭ2 が撮像されて第２
のガイドマークＭ2 の位置データが得られる。

【００２７】第１のガイドマークＭ1 および第２のガイ
ドマークＭ2 が各々撮像されて画像処理されて位置デー
タが得られると、その両位置データとサーボモータ１０
の回転量とから多層基板Ｗの位置姿勢が計算される。そ
の計算結果に基づいて、多層基板Ｗの穴明けユニットＣ
（図１参照）までの搬送の際に、Ｘ方向についてはサー
ボモータ１０、Ｙおよびθ方向についてはサーボモータ
２１ａ、２１ｂ（図６参照）の回転量が決定され、多層
基板ＷはＸＹθ方向について位置決めされた状態で穴明
けユニットＣまで搬送される。

【００２８】すなわち、図６に示すように、多層基板Ｗ
を保持しているチャックプレート２７について、Ｙ方向
に位置決めする場合は、サーボモータ２１ａ、２１ｂを
同時に同方向に同パルス分だけ回転させて両連結部材３
０に固定されている両レバー２３ａ、２３ｂを同Ｙ方向
に移動させてカムフォロア２４ａ、２４ｂを介して連結
されている回転プレート２６をＹ方向に移動させること
によってチャックプレート２７をＹ方向に移動させてＹ
方向の位置決めを行なう。また、θ方向に位置決めする
場合は、サーボモータ２１ａ、２１ｂを同時に反対方向
に同パルス分だけ回転させて両連結部材１５ａ、１５ｂ
に固定されている両レバー２３ａ、２３ｂを反対Ｙ方向
に移動させてレバー２３ａとレバー２３ｂを反対Ｙ方向
に移動させてカムフォロア２４ａ、２４ｂを介して連結
されている回転プレート２６をθ方向に回転させること
によってチャックプレート２７をθ方向に移動させてθ
方向の位置決めを行なう。そして、Ｘ方向については、
サーボモータ１０を回転させてＸ方向スライダ７を移動
させることによって、Ｙおよびθ方向について位置決め
された状態にある多層基板のＸ方向の移動、位置決めを
行なう。

【００２９】位置決めユニットＢの搬送手段Ｈ（図１、
２参照）は、多層基板Ｗを位置決めした状態で穴明けユ
ニットＣの穴明け位置まで移動し、シリンダ３１により
チャックプレート２７を降下させて多層基板Ｗを穴明け
ユニットＣのテーブル面にセットする。ここで、位置決
めユニットＢは穴明けユニットＣにセット完了信号を出
力する。そして、位置決めユニットＢの搬送手段Ｈは、
穴明けユニットＣから受け取り完了信号を受けると、真
空パッド３２による多層基板Ｗの保持（吸着）を解除
し、次の多層基板Ｗを位置決め搬送するために原位置に
復帰する。

【００３０】上述のように、前工程から投入された板状
ワーク（多層基板Ｗ）をその板状ワークに設けられてい
る１対のガイドマークＭに基づいて位置決めして、次工
程である加工装置へ供給可能である。

【００３１】なお、本実施例は、板状ワークとして１対
のガイドマークＭが内部層に設けられている多層基板Ｗ
用に、撮像手段４としてＸ線発生装置４ａとＸ線ディテ
クタ４ｂを採用したものを説明したものであるが、板状
ワークとして１対のガイドマークが表面に露出している
ものについては、撮像手段として通常の可視光線カメラ
を適用可能であることは当然である。

【００３２】

【発明の効果】本発明の構成によれば、板状ワークを搬
送する搬送手段は板状ワークの位置決め機構を含めて構
成されていることによって、板状ワークを位置決めする
ために設けられている１対のガイドマークを１つの撮像
手段により別々に撮像することによって得られた位置デ
ータに基づいて板状ワークの位置決めが可能であり、板
状ワークを搬送、位置決めする装置として構成を簡略化
しコンパクト化することができる。さらには、単品コス
トの高価な撮像手段が１つでよいのでコスト削減を達成
できる。

【００３３】また、板状ワークが多層基板であって多層
基板に設けられている１対のガイドマークが内層部に設
けられている場合には、撮像手段を板状ワークにＸ線を
照射するＸ線発生装置と、１対のガイドマークの透過像
を撮像するＸ線ディテクタとから構成することによっ
て、１対のガイドマークを撮像してそのガイドマークの
位置データを得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る板状ワークの搬送装置を用いて構
成されたガイドホール穴明けシステムの構成を表わす全
体正面図である。

【図２】本発明に係る板状ワークの搬送装置を用いて構
成された位置決めユニットの全体正面図である。

【図３】本発明に係る板状ワークの搬送装置を用いて構
成された位置決めユニットの全体側面図である。

【図４】本発明に係る板状ワークの搬送装置を用いて構
成された位置決めユニットの全体平面図である。

【図５】図４に示すストッパ部の拡大図である。

【図６】板状ワークの搬送装置の平面図である。

【図７】板状ワークの搬送装置の側面図である。

【図８】板状ワークの搬送装置の正面図である。

【符号の説明】

Ｗ 多層基板（板状ワーク） Ｍ １対のガイドマーク Ｍ1 第１のガイドマーク Ｍ2 第２のガイドマーク Ｈ 搬送手段 ４ 撮像手段 ４ａ Ｘ線発生装置 ４ｂ Ｘ線ディテクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−63390（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−222215（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−146105（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 7/00 B23Q 17/24 B65G 43/00 H05K 13/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前工程から投入された板状ワークを当該
   板状ワークにその搬送方向に設けられている１対のガイ
   ドマークに基づいて位置決めして次工程へ供給する板状
   ワークの搬送装置であって、 上記板状ワークを保持して搬送するとともに上記板状ワ
   ークをＸＹθ方向に移動可能な搬送手段と、 上記１対のガイドマークを上記板状ワークの搬送方向の
   下流側である第１のガイドマーク、上流側である第２の
   ガイドマークの順に別々に撮像する１つの撮像手段と、 上記撮像手段によって得られた撮像データを画像処理し
   て上記ガイドマークの位置データを得るための画像処理
   装置と、 上記画像処理装置により得られた上記両ガイドマークの
   位置データに基づいて上記搬送手段の作動を制御して上
   記板状ワークを位置決めする制御装置とからなることを
   特徴とする板状ワークの搬送装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の板状ワークの搬送装置
   において、上記板状ワークは多層基板であって上記１対
   のガイドマークは内部層に設けられているものであり、 上記撮像手段は、上記板状ワークにＸ線を照射するＸ線
   発生装置と、上記１対のガイドマークの透過像を撮像す
   るＸ線ディテクタとからなることを特徴とする板状ワー
   クの搬送装置。