JP4439706B2 - Surface mounter and component mounting system - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の作業位置に搬入、位置決めしたプリント基板等の基板に対してＩＣ等の電子部品を部品供給部から取り出して実装する表面実装機およびこの表面実装機を備えた部品実装システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、コンベアにより所定の作業位置にプリント基板を搬入、位置決めし、この状態で吸着ヘッドを有する移動可能なヘッドユニットによりＩＣ等の電子部品を部品供給部から吸着してプリント基板上の所定位置に装着する表面実装機（以下、実装機と略す）は一般に知られている。
【０００３】
上記のような実装機は、通常、単独で使用されるよりも他の種類の装置と共にシステム化されて使用されるケースが多く、例えば実装処理前にプリント基板上にクリームはんだ等を塗布するディスペンサーや、実装処理後にはんだを加熱乾燥させるリフロー等の各種装置と共に使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなシステムでは、ディスペンサー、実装機、リフローの順にプリント基板が順次搬送されながら各装置の処理が並行して行われることにより、各装置において連続して効率的にプリント基板が処理され得るようになっている。
【０００５】
ところが、実装機においては吸着ヘッドによる部品の吸着ミス等により処理時間が変動するため、例えばディスペンサーの処理が終了した時点でも実装機側での処理が終了していない場合が起り得る。
【０００６】
この場合、従来の実装機では、プリント基板を一枚ずつ実装機に搬入して作業位置に位置決めするように構成されているため、実装機側での処理が終了するまで次のプリント基板（ディスペンサーでの処理が終了したプリント基板）を実装機に搬入することができなかった。つまり、実装処理が終了するまでの間、ディスペンサーを待機させておく必要があり極めて能率が悪かった。従って、この点を改善することが望まれている。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、部品実装システムを効率良く稼働させることにより、一連の基板の処理作業を効率よく行わせることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の表面実装機は、コンベアにより所定の搬入位置から作業位置に基板を搬送するとともに作業位置において基板を位置決めし、この基板に対して移動可能なヘッドユニットにより部品を実装する実装処理を行う表面実装機において、搬入位置から前記作業位置までの間に、実装処理が行われていない複数枚の未処理基板が配列可能となるように前記搬入位置から前記作業位置までの寸法が設定された前記コンベアと、前記コンベアにより前記作業位置まで搬送されてきた基板を停止させるためのストッパ機構と、前記作業位置に配置され、基板を拘束してその移動を阻止する作動状態と基板の移動を許容する退避状態とに切り換え可能な第１基板拘束機構と、前記作業位置の直ぐ上流側の位置に配置され、基板を拘束してその移動を阻止する作動状態と基板の移動を許容する退避状態とに切り換え可能な第２基板拘束機構と、前記作業位置における基板の有無を検知する第１基板検知センサと、前記作業位置の直ぐ上流側の位置における基板の有無を検知する第２基板検知センサと、前記第１、第２基板検知センサによる基板の検知に基づき前記コンベア、前記ストッパ機構および前記第１、第２基板拘束機構を駆動制御する制御手段とを備え、前記ストッパ機構は、搬送中の基板の先端部分に当接してその移動を停止させる作動状態と基板の移動を許容する退避状態とに切り換え可能に設けられ、前記第２基板拘束機構は、基板の搬送方向と直交する方向に進退可能に支持されるクランプ部材を有し、前記作動状態ではこのクランプ部材が上記コンベアによる基板の搬送経路内に突出して基板側部に圧接し、前記退避状態では前記クランプ部材が上記搬送経路外に待避するように設けられており、前記制御手段は、基板を前記作業位置に拘束して当該基板に実装処理を行うべく前記第１基板検知センサによる基板の検知に基づきまず前記ストッパ機構を作動状態に切り換えた後に前記第１基板拘束機構を作動状態に切り換え、その後前記コンベアを停止させるとともに当該基板に対する実装処理後、当該基板を前記作業位置から搬出すべく前記コンベアを作動させるとともに前記ストッパ機構および前記第１基板拘束機構を退避状態に切り換え、さらに前記第２基板検知センサにより基板が検知された時点で先行する基板が前記第１基板検知センサにより検知されている場合には、前記第２基板検知センサにより検知された後続の基板を前記作業位置の直ぐ上流側の位置で待機させるべく前記第２基板拘束機構を作動状態に切り換えるとともに前記先行する基板の実装処理後、前記後続の基板を前記作業位置に搬送すべく前記第２基板拘束機構を退避状態に切り換えるものである（請求項１）。
【０００９】
この表面実装機によると、第１基板拘束機構により作業位置で基板を拘束して当該基板に実装処理を施す一方で、コンベアを作動させて基板を搬送し、この基板を第２基板拘束機構により拘束することにより次の基板を表面実装機内に待機させておくことができる。この際、コンベアは、搬入位置から作業位置までの間に基板を配列できるようにその寸法が設定されているため、第２基板拘束機構により拘束されている基板を先頭に基板を待機させることができる。従って、実装処理に要する時間の変動等に拘わらず、例えば一定タイミングで基板（未処理基板）を表面実装機に搬入することが可能となる。また、作業位置における基板の有無に応じて、コンベアにより搬送されてくる基板をそのまま作業位置まで搬送する場合と、搬送されてくる基板を作業位置よりも上流側の位置で拘束して待機させる場合との切換えが自動的に行われる。
【００１０】
より具体的な構成として、前記第１基板拘束機構は、基板の搬送方向と直交する方向に進退可能に支持されるクランプ部材を有し、前記作動状態ではこのクランプ部材が上記コンベアによる基板の搬送経路内に突出して基板側部に圧接し、前記退避状態では前記クランプ部材が上記搬送経路外に待避するように設けられているものである（請求項２）。
【００１１】
この構成によれば、クランプ部材が基板に圧接することによりその摩擦力で作業位置の基板が移動不能な状態に拘束される。
【００１２】
また、本発明の部品実装システムは、基板に対して部品の実装処理を施す表面実装機と、前記実装処理に先立って所定の前処理を施す前処理機とを備えた部品実装システムにおいて、前記表面実装機として、請求項１又は２に記載の表面実装機を備えているものである（請求項３）。
【００１３】
このシステムによれば、表面実装機が上記のように実装処理中であっても基板を搬入できるように構成されているので、表面実装機における実装処理時間の変動に拘わらず、前処理機での処理済みの基板を表面実装機に搬入することができる。そのため、前処理機の稼働率を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る実装機を概略的に示している。なお、同図には、方向関係を明確にするために、Ｘ−Ｙ座標軸を示している。
【００１６】
この図に示すように、実装機の基台１上には、搬送ラインを構成する一対のベルトコンベア２ａ，２ｂ（以下、コンベア２ａ，２ｂと略す）が配設されており、プリント基板３がこのコンベア２ａ，２ｂ上を搬送されて所定の作業位置に位置決めされるようになっている。なお、コンベア２ａ，２ｂの具体的な構成については後に詳述する。
【００１７】
上記コンベア２ａ，２ｂの両側にはそれぞれ部品供給部４が配置されている。これらの部品供給部４には多数列のテープフィーダー４ａが備えられており、各テープフィーダー４ａは、それぞれＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されるとともに、テープ送り出し端には送り機構が具備され、後述のヘッドユニット５により部品がピックアップされるにつれてテープが間欠的に送り出されるようになっている。
【００１８】
一方、基台１の上方には、部品装着用のヘッドユニット５が装備され、このヘッドユニット５がＸ軸方向（コンベアコンベア２ａ，２ｂの方向）およびＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるようになっている。
【００１９】
すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向に延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置されて、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１４と、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１３とが配設され、上記ガイド部材１４にヘッドユニット５が移動可能に保持され、このヘッドユニット５に設けられたナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１３に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動によりボールねじ軸８が回転して上記支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動によりボールねじ軸１３が回転してヘッドユニット５が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。
【００２０】
上記ヘッドユニット５には、部品を吸着するための吸着ヘッド（図示せず）が搭載され、例えば、複数の吸着ヘッドがＸ軸方向に並べて配設されている。
【００２１】
各ヘッドは、それぞれヘッドユニット５のフレームに対して昇降及び回転が可能となっており、サーボモータを駆動源とする昇降駆動手段および回転駆動手段により駆動されるようになっている。また、上記各ヘッドの下端には部品吸着用のノズルが設けられており、部品吸着時には、電磁バルブ等を介して図外の負圧供給手段からノズル先端に負圧が供給されることにより、その負圧による吸引力で部品が吸着されるようになっている。
【００２２】
なお、図１中、符号１７は、基台１上に設置されたＣＣＤカメラからなる部品認識用カメラで、各ヘッドによる部品吸着後、ヘッドユニット５の移動に応じて各吸着部品がこのカメラ１７上にセットされることにより吸着部品を撮像するようになっている。
【００２３】
図２〜図４は、上記コンベア２ａ，２ｂａの具体的な構成を示している。
【００２４】
これらの図に示すように、各コンベア２ａ，２ｂはＸ軸方向に延び、コンベア左端の搬入位置Ｌから搬入されるプリント基板３をコンベア中央部（Ｘ軸方向中央部）に設定された作業位置Ｗａまで搬送し、さらに実装処理が終了したプリント基板３を右端の搬出位置Ｕまで搬送するように構成されている。
【００２５】
コンベア２ａ，２ｂにおいて上記作業位置Ｗａより上流側の部分は、複数のプリント基板３を連続的に（隙間なく連続して）一列に配列した状態で待機させ得るように搬入位置Ｌから作業位置Ｗａまでの寸法が設定されているとともに、この作業位置Ｗａの直ぐ上流側に後述する第２クランプ機構７０Ｂが設けられおり、これにより複数毎の未処理基板３を上記作業位置Ｗａの上流側に一列に配列した状態で待機させるためのバッファ部を構成している。なお、当実施形態では、図２に一点鎖線で示すように作業位置Ｗａの上流側に、５枚のプリント基板３を待機させることできるようにコンベア２ａ，２ｂが寸法設定されている。
【００２６】
コンベア２ａ，２ｂは、その間隔が調整可能となっており、プリント基板３のサイズに応じて間隔が設定されることによりサイズの異なる複数種類の基板を搬送できるように構成されている。具体的には以下のように構成されている。
【００２７】
すなわち、上記コンベア２ａ，２ｂａは、プリント基板３の搬送部を構成するＸ軸方向に細長のフレーム２０ａ，２０ｂを有しており、これらフレーム２０ａ，２０ｂうち一方側（前側；図２では下側）のフレーム２０ａが一対の脚部２２を介して基台１に固定されている。
【００２８】
前側のフレーム２０ａの各脚部２２に対向する位置には、Ｙ軸方向に所定距離を隔てて支持部材２４が基台１に固定されるとともに、Ｙ軸方向に延びる互いに平行な一対の固定ロッド２５が配設され、これら固定ロッド２５の両端部がそれぞれフレーム２０ａの脚部２２および上記支持部材２４に支持され、後側のフレーム２０ｂがこれら固定ロッド２５にスライド自在に装着されている。また、上記各固定ロッド２５の下方に、Ｙ軸方向に延びる互いに平行な一対のボールねじ軸２６が配設され、これらボールねじ軸２６の両端部がそれぞれ各脚部２２及び各支持部材２４に亘って回転自在に支持されるとともに、このボールねじ軸２６が後側のフレーム２０ｂに設けられたナット部分２３にそれぞれ螺合している。さらに、各ボールねじ軸２６の前端部分が前側のフレーム２０ａを貫通して前方に突出し、この突出部分にそれぞれプーリ３０が取付けられてこれら両プーリ３０に亘ってタイミングベルト３１が装着されるとともに、一方側のボールねじ軸２６に操作用のハンドル３２が装着されている。すなわち、このハンドル３２を手動で正逆回転すると、これに伴い両ボールねじ軸２６が同期して回転し、これにより図４の二点鎖線に示すように後側のフレーム２０ａが固定ロッド２５に沿ってＹ軸方向に移動してコンベア２ａ，２ｂの間隔を調整できるようになっている。
【００２９】
各コンベア２ａ，２ｂは、搬入位置Ｌから作業位置Ｗａにプリント基板３を搬送する搬入用ベルト３４Ａと、作業位置Ｗａから搬出位置Ｕにプリント基板３を搬送する搬出用ベルト３４Ｂを各フレーム２０ａ，２０ｂに有しており、これらのベルト３４Ａ，３４Ｂを独立して駆動することにより、プリント基板３の搬入と搬出を独立して行えるように構成されている。
【００３０】
すなわち、図２及び図３に示すように、各フレーム２０ａ，２０ｂの左側端部近傍にそれぞれ駆動プーリ３５が配設されるとともに、搬入位置Ｌおよび作業位置Ｗａの近傍にそれぞれ従動プーリ３６が配設され、これらプーリ３５，３６に亘って無端状の搬入用ベルト３４Ａが装着されている。また、左側の固定ロッド２５の左方にＹ軸方向に延びる同期シャフト３７が設けられ、この同期シャフト３７が両駆動プーリ３５に貫通して装着されるとともに、後側の駆動プーリ３５に対してスプラインで結合されている。そして、前側のフレーム２０ａの左端近傍にサーボモータ３８が固定され、このサーボモータ３８と同期シャフト３７に固定された伝動プーリ３９とに亘って駆動ベルト４０が装着されている。
【００３１】
また、各フレーム２０ａ，２０ｂの右側端部近傍にそれぞれ駆動プーリ４５が配設されるとともに、作業位置Ｗａおよび搬出位置Ｕの近傍にそれぞれ従動プーリ４６が配設され、これらプーリ４５，４６に亘って搬出用ベルト３４Ｂが装着されている。また、右側の固定ロッド２５の右方に同期シャフト４７が設けられ、この同期シャフト４７が両駆動プーリ４５に貫通装着されるとともに、後側の駆動プーリ４５に対してスプラインで結合されている。そして、前側のフレーム２０ａの右端近傍にサーボモータ４８が固定され、このサーボモータ４８と同期シャフト４７に固定された伝動プーリ４９とに亘って駆動ベルト４０が装着されている。
【００３２】
そして、上記サーボモータ３８の作動により同期シャフト３７を介して前後の駆動プーリ３５が回転駆動され、これによりコンベア２ａ，２ｂの各搬入用ベルト３４Ａが同期して周回移動する一方、サーボモータ４８が作動すると、同期シャフト４７を介して前後の駆動プーリ４５が回転駆動され、これによりコンベア２ａ，２ｂの各搬出用ベルト３４Ｂが同期して周回移動するようになっている。
【００３３】
上記コンベア２ａ，２ｂのうち、後側のコンベア２ｂには、図２に示すように作業位置Ｗａに到達したプリント基板３を停止させるためのストッパ機構６０と、作業位置Ｗａにおいてプリント基板３を保持するための第１クランプ機構７０Ａ（第１基板拘束機構）と、作業位置Ｗａの直ぐ上流側でプリント基板３を待機状態に保持するための第２クランプ機構７０Ｂ（第２基板拘束機構）とが設けられている。
【００３４】
ストッパ機構６０は、図５に示すように、当接部６１を上端部に具備した可動フレーム６２を有している。この可動フレーム６２は、前記フレーム２０ｂに固定された上下方向のレール６３に移動可能に装着されており、同フレーム２０ｂに固定されたエアシリンダ６４の作動に応じて上記当接部６１がプリント基板３の搬送経路内に突入する作動状態と（同図の二点鎖線に示す位置）、当接部６１が搬送経路下方に待避する待避状態（同図の実線に示す位置）とに切換えられ、上記作動状態のときに上記当接部６１によりプリント基板３の移動を阻止するように構成されている。
【００３５】
第１クランプ機構７０Ａおよび第２クランプ機構７０Ｂは、基本的に同一の構成を有しており、図６および図７に示すように、それぞれフレーム２０ｂに固定されたガイド部材７２によってＹ軸方向にスライド可能に支持されるクランプ部材７１を有している。クランプ部材７１には、その後側にＹ軸方向（プリント基板３の搬送方向と直交する方向）に延びる軸体７３が固定されており、この軸体７３がエアシリンダ７６に連結された連結板７５に遊嵌状態で挿通されて反対側から抜け止めされるとともに、クランプ部材７１と連結板７５との間においてこの軸体７３にコイルばね７４が装着されている。そして、エアシリンダ７６の作動に伴い上記クランプ部材７１がプリント基板３の搬送経路内に突出する作動状態と（図６の二点鎖線に示す状態）、クランプ部材７１が上記搬送経路から外側に待避する待避状態（図６の実線に示す位置）とに切換えられ、上記作動状態のときにプリント基板３に対してその側方からクランプ部材７１が弾性的に当接することによりコンベア２ａ，２ｂ上にプリント基板３を保持するように構成されている。
【００３６】
また、後側のコンベア２ｂには、さらに作業位置Ｗａに到達したプリント基板３を位置決めするためのプッシュアップ機構８０が設けられている。このプッシュアップ機構８０は詳しく図示していないが、コンベア２ａ，２ｂによる基板の搬送経路下方の待避位置と、搬送経路上方に位置する作動位置とに変位可能に構成されており、実装処理の際には、上記作動位置に切換えられ、裏側からプリント基板３を押し上げることによりコンベア２ａ，２ｂからプリント基板３をリフトアップした状態で位置決めするようになっている。
【００３７】
また、前側のコンベア２ａには、搬送中のプリント基板３を検知するための第１基板検知センサ８１（第１基板検知手段）および第２基板検知センサ８２（第２基板検知手段）がそれぞれ各クランプ機構７０Ａ，７０Ｂに対応して設けられている。各基板検知センサ８１，８２は、例えばコンベア２ａ，２ｂにおけるプリント基板３の搬送面を挟んで光の照射部と受光部とを上下に備えたフォトインタラプタで、プリント基板３により照射光が遮断されることによりプリント基板３を検知するように構成されている。
【００３８】
なお、上記クランプ機構７０Ａ，７０Ｂおよび各基板検知センサ８１，８２の配置は以下のように設定されている。
【００３９】
すなわち、第１クランプ機構７０Ａは、図２に示すように、例えばストッパ機構６０によって作業位置Ｗａに停止されたプリント基板３の中央（Ｘ軸方向中央）をクランプするように配置されており、基板検知センサ８１は、ストッパ機構６０から所定距離Ｌ１（Ｌ１＜プリント基板３のＸ軸方向寸法）だけ上流側に配置されている。また、第２基板検知センサ８２は、複数毎のプリント基板３が連続して（すなわちプリント基板３が隙間なく連続した状態で）搬送されてきた際に、先頭のプリント基板３（の先端）が基板検知センサ８１に検知された時点で次ぎのプリント基板３を検知し得るように配置され、さらに第２クランプ機構７０Ｂは、この第２基板検知センサ８２によるプリント基板３の検知に基づいて当該プリント基板３をクランプできるように配置されている。
【００４０】
図８は、上記実装機の制御系を示している。なお、この図は、一連の実装動作のうち主にコンベア２ａ，２ｂによるプリント基板３の搬送を制御する部分を示している。
【００４１】
この図に示すように、上記実装機は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭおよび装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成されるコントローラ９０を有している。
【００４２】
このコントローラ９０には、プリント基板３の搬送および部品の装着等の一連の実装動作を統括的に制御する主制御手段９１（制御手段）、コンベア２ａ，２ｂの駆動を制御するコンベア駆動制御手段９２、第１、第２クランプ機構７０Ａ，７０Ｂの駆動を制御するクランプ駆動制御手段９３およびストッパ機構６０の駆動を制御するストッパ駆動制御手段９４等が含まれており、コンベア２ａ，２ｂの各サーボモータ３８，４８が主制御手段９１に、クランプ機構７０Ａ，７０Ｂの各エアシリンダ７６がクランプ駆動制御手段９３に、ストッパ機構６０のエアシリンダ６４がストッパ駆動制御手段９４にそれぞれ接続されている。また、第１基板検知センサ８１および第２基板検知センサ８２がそれぞれ上記主制御手段９１に接続されている。
【００４３】
そして、実装時には、予め記憶されたデータに従ってプリント基板３の搬入、位置決めおよび搬出を行うべく、各サーボモータ３８，４８等が各駆動制御手段９２〜９４を介して主制御手段９１により制御されるようになっている。
【００４４】
次に、プリント基板３の搬送動作制御について図９のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００４５】
実装機が起動され、例えば作業開始信号が主制御手段９１に入力されると、まず、コンベア２ａ，２ｂが駆動され、プリント基板３が搬入位置Ｌからコンベア２ａ，２ｂ上に搬入される（ステップＳ１）。この際、例えばコンベア２ａ，２ｂは、搬入用ベルト３４Ａのみが駆動され、搬出用ベルト３４Ｂは停止されている。また、ストッパ機構６０、クランプ機構７０Ａ，７０Ｂはいずれも待避状態とされている。
【００４６】
次いで、基板検知センサ８１により先頭のプリント基板３が検知されたか否かが判断され、検知されたと判断されるとストッパ機構６０が作動状態に切換えられる（ステップＳ３）。このようにストッパ機構６０が作動状態に切換えられると、当接部６１によりプリント基板３の搬送が阻止され、これによりプリント基板３が作業位置Ｗａに停止される。
【００４７】
そして所定時間Ｔが経過したか否かが判断され、経過したと判断されると第１クランプ機構７０Ａが作動状態に切換えられてプリント基板３が作業位置Ｗａにクランプされるとともに、コンベア２ａ，２ｂが停止されて部品の実装処理が開始される（ステップＳ４〜Ｓ６）。なお、ステップＳ４の所定時間Ｔは、プリント基板３が第１基板検知センサ８１により検知された後、プリント基板３が作業位置Ｗａにセットされ、さらにプッシュアップ機構８０によりリフトアップされた状態で位置決めされるまでの時間とされている。
【００４８】
部品の実装処理は、Ｘ軸サーボモータ１５及びＹ軸サーボモータ９の駆動により、ヘッドユニット５が部品供給部４と作業位置Ｗａにクランプされたプリント基板３との間を往復移動しながら、吸着ヘッドにより部品供給部４から部品をピックアップしてプリント基板３上に順次装着することにより行われる。
【００４９】
次に、当該プリント基板３の実装処理が終了した否かが判断され、終了したと判断されると、コンベア２ａ，２ｂ（搬出用ベルト３４Ｂ）が駆動されるとともに、第１クランプ機構７０Ａおよびストッパ機構６０がそれぞれ待避状態に切換えられ、これによりプリント基板３がコンベア２ａ，２ｂにより搬送されて搬出位置Ｕから搬出される（ステップＳ７〜Ｓ９）。
【００５０】
このようなプリント基板３の搬送動作において、上記第２クランプ機構７０Ｂは図１０のフローチャートに示すように制御される。
【００５１】
すなわち、まず、第２基板検知センサ８２によりプリント基板３が検知されたか否かが判断され、検知された場合には、さらに第１基板検知センサ８１によりプリント基板３が検知されているか否かが判断される（ステップＳ１１，ステップＳ１２）。
【００５２】
ここで、検知されていると判断された場合、すなわち既に作業位置Ｗａにプリント基板３がセットされている場合（あるいはセットされる直前の場合）には、第２クランプ機構７０Ｂが作動状態に切換えられ、これにより第２基板検知センサ８２に検知された当該プリント基板３、つまり作業位置Ｗａにセットされているプリント基板３（あるいはセットされる直前のプリント基板３）の次ぎに処理するプリント基板３がコンベア２ａ，２ｂ上にクランプされる（ステップＳ１３）。これにより当該プリント基板３がコンベア２ａ，２ｂ上に待機状態に保持されることとなる。
【００５３】
次いで、作業位置Ｗａのプリント基板３の実装処理が終了したか否かが判断され、終了したと判断された場合には、第２クランプ機構７０Ｂが待避状態に切換えられ（ステップＳ１４）。これによりプリント基板３のクランプ状態が解除されて、当該プリント基板３が作業位置Ｗａへと搬送される。
【００５４】
なお、ステップＳ１２において第１基板検知センサ８１によりプリント基板３が検知されていないと判断された場合には、ステップＳ１１にリターンされる。
【００５５】
以上のような制御によると、具体的に以下のようにしてプリント基板３が搬送されることとなる。
【００５６】
すなわち、搬入位置Ｌからコンベア２ａ，２ｂ上にプリント基板３（第１番目の基板）が搬入されると、当該プリント基板３は作業位置Ｗａまで搬送され、ここでコンベア２ａ，２ｂからリフトアップされた状態で位置決めされて実装処理に供され、処理後、搬出位置Ｕまで搬送されて搬出される。
【００５７】
そして、上記のようなプリント基板３（第１番目の基板）の実装処理中に次のプリント基板３（第２番目の基板）が搬入位置Ｌから搬入されると、第２基板検知センサ８２の位置まで当該プリント基板３が搬送され、この時点で、実装処理が終了していない場合には、第２クランプ機構７０Ｂが作動して当該プリント基板３（第２番目の基板）がコンベア２ａ，２ｂ上で待機状態に保持される。なお、このように第２クランプ機構７０Ｂが作動してプリント基板３（第２番目の基板）が待機状態にあるときに、さらに次のプリント基板３（第３番目の基板）が搬入された場合には、待機中のプリント基板３（第２番目の基板）に当接する位置まで当該プリント基板３が搬送され、待機中のプリント基板３に当接して一列に並んだ状態で停止される。こうして、実装処理中に複数のプリント基板３が順次搬入された場合には、第２クランプ機構７０Ｂによりクランプされているプリント基板３を先頭に、作業位置Ｗａの上流側に各プリント基板３が一列に配列された状態で待機状態に保持されることとなる。
【００５８】
そして、作業位置Ｗａのプリント基板３の実装処理が終了し、当該プリント基板３（第１番目の基板）が搬出された時点で、作業位置Ｗａの上流側に待機中のプリント基板３がある場合には、第２クランプ機構７０Ｂによるクランプ状態が解除されて待機中のプリント基板３（第２番目の基板）が作業位置Ｗａにセットされ、実装処理に供されることとなる。
【００５９】
以上のようにこの実装機によれば、実装処理中に未処理のプリント基板３を実装機内に搬入、待機させておくことができるため、前処理機としてのディスペンサーや後処理機としてのリフローと共に部品実装システムを構成するような場合、つまりディスペンサーにおいてクリームはんだ等を塗布したプリント基板を上記実装機に搬入し、ここで部品の実装処理を施した後、リフローで乾燥処理を施すようにシステムを構成する場合に、当該システムを効率的に稼働させることができるようになる。
【００６０】
すなわち、実装機では吸着ヘッドによる部品の吸着ミス等により処理時間が変動するため、例えばディスペンサーの処理が終了した時点でも実装処理が終了していない場合があり、この場合、従来の実装機では、実装処理中のプリント基板の処理が終了するまで次のプリント基板（ディスペンサーにおける処理済みのプリント基板）を実装機に搬入することができなかった。つまり、プリント基板の搬入タイミングが制限されていた。そのため、実装処理が終了するまでの間、ディスペンサーを待機させる必要がありディスペンサーの稼働効率が悪かった。これに対して、上記の実装機にれば、実装処理中に未処理のプリント基板３を実装機内に搬入して待機させておくことができるため、待機可能な基板数（実施形態では５枚）の範囲内であれば、タイミング的な制限を受けることなくディスペンサー側から実装機側へプリント基板３を搬入することができる。従って、従来のようにディスペンサーを一時的に待機させるということが少なくなり、その結果、システム全体を効率的に稼働させなが一連の基板の処理作業を効率よく行わせることが可能となる。
【００６１】
なお、上記の実施形態では、基板拘束機構として第２クランプ機構７０Ｂを設け、これによりプリント基板３を側方からクランプすることにより未処理のプリント基板３をコンベア２ａ，２ｂ上で待機させるように構成しているが、基板拘束機構としてこれ以外の構成を採用してもよい。例えば、第２クランプ機構７０Ｂのかわりに、ストッパ機構６０と同一構成のストッパ機構を作業位置Ｗａの上流側に配設してプリント基板３を待機させるようにしてもよい。また、プリント基板３をその裏側から持ち上げるリフトアップ機構を設け、これによりプリント基板３をコンベア２ａ，２ｂからリフトアップすることによりプリント基板３を待機させるようにしてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、コンベアにより所定の搬入位置から作業位置に基板を搬送して部品の実装処理を施す表面実装機において、搬入位置から作業位置までの間に未処理基板を配列できるようにコンベアを構成し、さらに作業位置の直ぐ上流側に、基板を拘束してその移動を阻止する基板拘束機構（第２基板拘束機構）を設けることにより、作業位置での実装処理中であっても未処理基板を表面実装機内に搬入して待機させておくことができるようにしたため、実装処理に要する時間の変動等に拘わらず、特定のタイミングで基板（未処理基板）を表面実装機内に搬入することが可能となる。
【００６３】
従って、表面実装機の上流側にディスペンサー等の前処理機を配置することにより構成される部品実装システム等においては、実装処理中であってもディスペンサーから表面実装機へ基板を搬入することが可能となり、その結果、部品実装システム全体を効率的に稼働させながら一連の基板の処理作業を効率よく行わせることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る表面実装機を示す平面図である。
【図２】 表面実装機のコンベア（搬送装置）を示す平面図である。
【図３】 コンベアの構成を示す正面図である。
【図４】 コンベアの構成を示す図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】 ストッパ機構の構成を示す図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】 第１クランプ機構（第２クランプ機構）の構成を示す平面図である。
【図７】 第１クランプ機構（第２クランプ機構）の構成を示す図６のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】 表面実装機の制御系（プリント基板の搬送制御）を示すブロック図である。
【図９】 プリント基板の搬送動作の制御例を示すフローチャートである。
【図１０】 第２クランプ機構の制御例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２ａ，２ｂ コンベア
３ プリント基板
６０ ストッパ機構
７０Ａ 第１クランプ機構（第１基板拘束機構）
７０Ｂ 第２クランプ機構（第２基板拘束機構）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface mounter that takes out an electronic component such as an IC from a component supply unit and mounts it on a substrate such as a printed circuit board that is carried into and positioned at a predetermined work position, and a component mounting system including the surface mounter. Is.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a printed circuit board is carried and positioned at a predetermined work position by a conveyor, and an electronic component such as an IC is sucked from a component supply unit by a movable head unit having a suction head in this state to be positioned at a predetermined position on the printed circuit board. A surface mounter (hereinafter, abbreviated as a mounter) to be mounted on is generally known.
[0003]
The mounting machine as described above is usually used in a systemized form with other types of devices rather than being used alone. For example, a dispenser for applying cream solder or the like on a printed circuit board before mounting processing. In addition, it is used together with various devices such as reflow that heats and dries the solder after the mounting process.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the system as described above, the processing of each device is performed in parallel while the printed circuit board is sequentially conveyed in the order of dispenser, mounting machine, and reflow, so that the printed circuit board can be processed efficiently and continuously in each device. It is like that.
[0005]
However, in the mounting machine, the processing time fluctuates due to a component suction error by the suction head, and therefore, for example, the processing on the mounting machine side may not be completed even when the processing of the dispenser is completed.
[0006]
In this case, since the conventional mounting machine is configured to carry the printed circuit board one by one into the mounting machine and position it at the work position, the next printed circuit board (dispenser) is dispensed until the processing on the mounting machine side is completed. The printed circuit board that has been processed in step 1) could not be carried into the mounting machine. In other words, the dispenser must be kept on standby until the mounting process is completed, which is extremely inefficient. Therefore, it is desired to improve this point.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and has an object to efficiently perform a series of substrate processing operations by efficiently operating a component mounting system.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the surface mounter of the present invention uses a head unit that conveys a substrate from a predetermined loading position to a work position by a conveyor, positions the substrate at the work position, and moves relative to the substrate. In a surface mounter that performs mounting processing for mounting components, mounting processing is not performed between the loading position and the work position. Multiple sheets So that unprocessed substrates can be arranged From the loading position to the working position Size But The set conveyor, A stopper mechanism for stopping the substrate conveyed to the working position by the conveyor; A first substrate restraining mechanism disposed at the working position and capable of switching between an operating state for restraining the substrate and preventing its movement and a retracted state for allowing the movement of the substrate; and a position immediately upstream of the working position. A second substrate restraining mechanism which is arranged and can be switched between an operating state for restraining the substrate and preventing its movement and a retracted state for allowing the substrate to move; and a first substrate detection for detecting the presence or absence of the substrate at the working position Based on a sensor, a second substrate detection sensor that detects the presence or absence of a substrate at a position immediately upstream of the work position, and detection of the substrate by the first and second substrate detection sensors The conveyor, the stopper mechanism, and Control means for driving and controlling the first and second substrate restraining mechanisms, The stopper mechanism is provided so as to be switchable between an operation state that abuts on a front end portion of the substrate being transported and stops its movement, and a retracted state that permits the movement of the substrate. A clamp member supported so as to be able to advance and retreat in a direction orthogonal to the transport direction; in the operating state, the clamp member protrudes into the substrate transport path by the conveyor and presses against the side of the substrate; A clamp member is provided so as to be retracted outside the conveyance path, The control means is based on the detection of the substrate by the first substrate detection sensor so as to perform the mounting process on the substrate while restraining the substrate at the work position. First, after switching the stopper mechanism to the operating state Switch the first substrate restraining mechanism to the operating state And then stop the conveyor In addition, after the mounting process on the board, the board should be taken out of the working position. Operating the conveyor and the stopper mechanism and The first substrate restraining mechanism is switched to the retracted state, and when the preceding substrate is detected by the first substrate detecting sensor when the substrate is detected by the second substrate detecting sensor, the second substrate is detected. The second substrate restraining mechanism is switched to an operating state to wait for the subsequent substrate detected by the detection sensor at a position immediately upstream of the working position, and after the preceding substrate mounting process, the subsequent substrate is The second substrate restraining mechanism is switched to a retracted state so as to be conveyed to a work position.
[0009]
According to this surface mounter, the substrate is restrained at the work position by the first substrate restraining mechanism to perform mounting processing on the substrate, while the substrate is moved by operating the conveyor, and the substrate is moved by the second substrate restraining mechanism. By restraining, the next substrate can be kept waiting in the surface mounter. At this time, since the size of the conveyor is set so that the substrates can be arranged between the carry-in position and the work position, the substrate can be put on standby with the substrate restrained by the second substrate restraining mechanism at the head. it can. Therefore, it is possible to carry a substrate (unprocessed substrate) into the surface mounter at a fixed timing, for example, regardless of variations in time required for the mounting process. In addition, depending on whether there is a substrate at the work position, the substrate conveyed by the conveyor is conveyed to the work position as it is, and when the conveyed substrate is held at a position upstream from the work position. Is automatically switched.
[0010]
As a more specific configuration ,in front No. 1 unit The plate restraining mechanism has a clamp member supported so as to be able to advance and retreat in a direction orthogonal to the substrate transport direction. In the operating state, the clamp member protrudes into the substrate transport path by the conveyor and is pressed against the substrate side. In the retracted state, the clamp member is provided to be retracted out of the transport path. No (Claim 2).
[0011]
According to this configuration, the clamp member presses against the substrate and the frictional force Working position The substrate is restrained so as not to move.
[0012]
Further, the component mounting system of the present invention is a component mounting system comprising a surface mounter that performs a component mounting process on a substrate, and a preprocessor that performs a predetermined pretreatment prior to the mounting process. As the surface mounter, the surface mounter according to claim 1 or 2 is provided (claim 3).
[0013]
According to this system, since the surface mounting machine is configured to be able to carry in the substrate even during the mounting process as described above, the pre-processing machine can be used regardless of variations in the mounting processing time in the surface mounting machine. This processed substrate can be carried into a surface mounter. Therefore, the operation rate of the preprocessor can be improved.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 schematically shows a mounting machine according to the present invention. In the figure, XY coordinate axes are shown in order to clarify the directional relationship.
[0016]
As shown in this figure, a pair of belt conveyors 2a and 2b (hereinafter abbreviated as conveyors 2a and 2b) constituting a conveyance line are disposed on a base 1 of a mounting machine, and a printed circuit board 3 The conveyors 2a and 2b are conveyed to be positioned at predetermined working positions. The specific configuration of the conveyors 2a and 2b will be described in detail later.
[0017]
Component supply units 4 are arranged on both sides of the conveyors 2a and 2b, respectively. These component supply units 4 are provided with multiple rows of tape feeders 4a. Each tape feeder 4a stores and holds small chip components such as ICs, transistors, capacitors, etc. at predetermined intervals. Are arranged so as to be led out from the reel, and a feeding mechanism is provided at the tape feeding end, so that the tape is intermittently fed as a part is picked up by the head unit 5 described later.
[0018]
On the other hand, a head unit 5 for component mounting is provided above the base 1, and this head unit 5 is orthogonal to the X axis in the X-axis direction (direction of the conveyors 2a and 2b) and the Y-axis (on the horizontal plane). (In the direction to be).
[0019]
That is, a pair of fixed rails 7 extending in the Y-axis direction and a ball screw shaft 8 that is rotationally driven by a Y-axis servo motor 9 are disposed on the base 1, and a head unit is disposed on the fixed rail 7. A support member 11 is disposed, and a nut portion 12 provided on the support member 11 is screwed onto the ball screw shaft 8. The support member 11 is provided with a guide member 14 extending in the X-axis direction and a ball screw shaft 13 driven by an X-axis servo motor 15 so that the head unit 5 can move to the guide member 14. A nut portion (not shown) held by the head unit 5 is screwed onto the ball screw shaft 13. Then, the ball screw shaft 8 is rotated by the operation of the Y-axis servo motor 9 to move the support member 11 in the Y-axis direction, and the ball screw shaft 13 is rotated by the operation of the X-axis servo motor 15 to thereby move the head unit 5. Moves in the X-axis direction with respect to the support member 11.
[0020]
The head unit 5 is mounted with a suction head (not shown) for sucking parts, and for example, a plurality of suction heads are arranged in the X-axis direction.
[0021]
Each head can be moved up and down and rotated with respect to the frame of the head unit 5, and is driven by a lift drive means and a rotation drive means using a servo motor as a drive source. Also, a nozzle for component suction is provided at the lower end of each head, and at the time of component suction, negative pressure is supplied to the nozzle tip from a negative pressure supply means (not shown) via an electromagnetic valve or the like, Parts are attracted by the suction force of the negative pressure.
[0022]
In FIG. 1, reference numeral 17 denotes a component recognition camera including a CCD camera installed on the base 1, and after each component is sucked by each head, each sucked component is moved to the camera 17 according to the movement of the head unit 5. By being set on the top, the suction part is imaged.
[0023]
2 to 4 show specific configurations of the conveyors 2a and 2ba.
[0024]
As shown in these drawings, each conveyor 2a, 2b extends in the X-axis direction, and the printed circuit board 3 loaded from the carry-in position L at the left end of the conveyor is set at the conveyor center (X-axis direction center). The printed circuit board 3 that has been transported to Wa and that has undergone the mounting process is transported to the unloading position U at the right end.
[0025]
In the conveyors 2a and 2b, the upstream side of the work position Wa is moved from the carry-in position L to the work position Wa so that a plurality of printed circuit boards 3 can be kept waiting in a state of being continuously arranged in a row (continuously without a gap). The second clamp mechanism 70B, which will be described later, is provided immediately upstream of the work position Wa, so that a plurality of unprocessed substrates 3 are arranged in a row upstream of the work position Wa. A buffer unit for waiting in a state of being arranged in the above is configured. In the present embodiment, the conveyors 2a and 2b are dimensioned so that the five printed circuit boards 3 can stand by on the upstream side of the work position Wa as indicated by a one-dot chain line in FIG.
[0026]
The intervals of the conveyors 2a and 2b can be adjusted, and the intervals are set according to the size of the printed circuit board 3, so that a plurality of types of substrates having different sizes can be conveyed. Specifically, it is configured as follows.
[0027]
That is, the conveyors 2a and 2ba have elongated frames 20a and 20b in the X-axis direction that constitute the conveyance part of the printed circuit board 3, and one side (front side; lower side in FIG. 2) of these frames 20a and 20b. ) Frame 20 a is fixed to the base 1 via a pair of leg portions 22.
[0028]
A support member 24 is fixed to the base 1 at a predetermined distance in the Y-axis direction at a position facing each leg portion 22 of the front frame 20a, and a pair of parallel fixed rods extending in the Y-axis direction. 25, both end portions of the fixed rod 25 are supported by the leg portion 22 of the frame 20a and the support member 24, respectively, and the rear frame 20b is slidably mounted on the fixed rod 25. A pair of parallel ball screw shafts 26 extending in the Y-axis direction are disposed below the fixed rods 25, and both end portions of the ball screw shafts 26 are connected to the leg portions 22 and the support members 24, respectively. The ball screw shaft 26 is screwed into a nut portion 23 provided on the rear frame 20b. Further, the front end portion of each ball screw shaft 26 passes through the front frame 20a and protrudes forward, and pulleys 30 are attached to the protruding portions, respectively, and the timing belt 31 is mounted over both the pulleys 30, respectively. An operation handle 32 is attached to the ball screw shaft 26 on one side. That is, when the handle 32 is manually rotated forward and backward, the ball screw shafts 26 are rotated in synchronization therewith, whereby the rear frame 20a is fixed to the fixed rod 25 as shown by a two-dot chain line in FIG. The distance between the conveyors 2a and 2b can be adjusted by moving in the Y-axis direction along the direction.
[0029]
Each of the conveyors 2a and 2b includes a carry-in belt 34A for carrying the printed board 3 from the carry-in position L to the work position Wa, and a carry-out belt 34B for carrying the printed board 3 from the work position Wa to the carry-out position U. 20b, and by driving these belts 34A, 34B independently, the printed board 3 can be carried in and out independently.
[0030]
That is, as shown in FIGS. 2 and 3, a drive pulley 35 is disposed near the left end of each frame 20a, 20b, and a driven pulley 36 is disposed near the carry-in position L and the work position Wa. An endless carry-in belt 34 </ b> A is mounted across the pulleys 35 and 36. A synchronization shaft 37 extending in the Y-axis direction is provided to the left of the left fixed rod 25. The synchronization shaft 37 is attached to both drive pulleys 35 and is attached to the rear drive pulley 35. They are connected by splines. A servo motor 38 is fixed near the left end of the front frame 20a, and a drive belt 40 is mounted across the servo motor 38 and a transmission pulley 39 fixed to the synchronous shaft 37.
[0031]
A drive pulley 45 is disposed in the vicinity of the right end of each frame 20a, 20b, and a driven pulley 46 is disposed in the vicinity of the working position Wa and the unloading position U. A carry-out belt 34B is attached. In addition, a synchronization shaft 47 is provided on the right side of the right fixed rod 25, and the synchronization shaft 47 is inserted through both drive pulleys 45 and coupled to the rear drive pulley 45 by a spline. A servo motor 48 is fixed near the right end of the front frame 20 a, and the drive belt 40 is mounted across the servo motor 48 and a transmission pulley 49 fixed to the synchronous shaft 47.
[0032]
Then, the front and rear drive pulleys 35 are driven to rotate through the synchronous shaft 37 by the operation of the servo motor 38, whereby the carry-in belts 34A of the conveyors 2a and 2b move in a synchronous manner while the servo motor 48 When operated, the front and rear drive pulleys 45 are rotationally driven via the synchronous shaft 47, whereby the carry-out belts 34B of the conveyors 2a and 2b are rotated in a synchronized manner.
[0033]
Of the conveyors 2a and 2b, the rear conveyor 2b holds the printed circuit board 3 at the work position Wa and a stopper mechanism 60 for stopping the printed circuit board 3 that has reached the work position Wa as shown in FIG. A first clamping mechanism 70A (first substrate restraining mechanism) for holding the second printed circuit board 3 and a second clamping mechanism 70B (second substrate restraining mechanism) for holding the printed circuit board 3 in a standby state immediately upstream of the working position Wa. Is provided.
[0034]
As shown in FIG. 5, the stopper mechanism 60 has a movable frame 62 having a contact portion 61 at the upper end. The movable frame 62 is movably mounted on an up-and-down rail 63 fixed to the frame 20b, and the abutment portion 61 is moved in response to the operation of an air cylinder 64 fixed to the frame 20b. 3 is switched between an operating state that enters the transport path 3 (position indicated by a two-dot chain line in the figure) and a retracted state that the contact portion 61 retracts below the transport path (position indicated by a solid line in the figure). The contact portion 61 is configured to prevent the printed circuit board 3 from moving in the operating state.
[0035]
The first clamp mechanism 70A and the second clamp mechanism 70B have basically the same configuration, and as shown in FIGS. 6 and 7, the guide members 72 fixed to the frame 20b respectively in the Y-axis direction. The clamp member 71 is slidably supported. A shaft body 73 extending in the Y-axis direction (a direction orthogonal to the conveyance direction of the printed circuit board 3) is fixed to the clamp member 71 on the rear side, and a connecting plate 75 is connected to the air cylinder 76. Is inserted in a loosely fitted state and is prevented from coming off from the opposite side, and a coil spring 74 is mounted on the shaft body 73 between the clamp member 71 and the connecting plate 75. Then, the operation state in which the clamp member 71 protrudes into the conveyance path of the printed circuit board 3 with the operation of the air cylinder 76 (the state indicated by the two-dot chain line in FIG. 6), and the clamp member 71 is retracted outward from the conveyance path. To the retracted state (position shown by the solid line in FIG. 6), and in the above-mentioned operating state, the clamp member 71 elastically abuts against the printed circuit board 3 from the side thereof, so that it is placed on the conveyors 2a and 2b. The printed circuit board 3 is configured to be held.
[0036]
The rear conveyor 2b is further provided with a push-up mechanism 80 for positioning the printed circuit board 3 that has reached the work position Wa. Although this push-up mechanism 80 is not shown in detail, the push-up mechanism 80 is configured to be displaceable between a retracted position below the substrate conveyance path by the conveyors 2a and 2b and an operating position above the conveyance path. The position is switched to the above-mentioned operation position, and the printed circuit board 3 is lifted up from the conveyors 2a and 2b by pushing up the printed circuit board 3 from the back side, and is positioned.
[0037]
The front conveyor 2a has a first substrate detection sensor 81 (first substrate detection means) and a second substrate detection sensor 82 (second substrate detection means) for detecting the printed board 3 being conveyed, respectively. It is provided corresponding to the clamp mechanisms 70A and 70B. Each of the board detection sensors 81 and 82 is, for example, a photointerrupter provided with a light irradiation part and a light receiving part above and below the conveyance surface of the printed board 3 in the conveyors 2a and 2b. Thus, the printed circuit board 3 is detected.
[0038]
The arrangement of the clamp mechanisms 70A and 70B and the substrate detection sensors 81 and 82 is set as follows.
[0039]
That is, as shown in FIG. 2, the first clamping mechanism 70A is arranged to clamp the center (X-axis direction center) of the printed circuit board 3 stopped at the work position Wa by the stopper mechanism 60, for example. The detection sensor 81 is arranged upstream from the stopper mechanism 60 by a predetermined distance L1 (L1 <dimension in the X-axis direction of the printed circuit board 3). In addition, the second printed circuit board detection sensor 82 is configured such that when the plurality of printed circuit boards 3 are continuously conveyed (that is, in a state where the printed circuit boards 3 are continuous without a gap), the leading printed circuit board 3 (the front end) is The second printed circuit board 3 is arranged so that the next printed circuit board 3 can be detected when detected by the circuit board detection sensor 81, and the second clamp mechanism 70 </ b> B detects the printed circuit board 3 based on the detection of the printed circuit board 3 by the second circuit board detection sensor 82. It arrange | positions so that the board | substrate 3 can be clamped.
[0040]
FIG. 8 shows a control system of the mounting machine. This figure shows a part that mainly controls conveyance of the printed circuit board 3 by the conveyors 2a and 2b in a series of mounting operations.
[0041]
As shown in this figure, the mounting machine includes a well-known CPU that executes logical operations, a ROM that stores various programs for controlling the CPU in advance, and a RAM that temporarily stores various data during operation of the apparatus. And so on.
[0042]
The controller 90 includes a main control unit 91 (control unit) that comprehensively controls a series of mounting operations such as conveyance of the printed circuit board 3 and component mounting, and a conveyor drive control unit 92 that controls driving of the conveyors 2a and 2b. , A clamp drive control means 93 for controlling the drive of the first and second clamp mechanisms 70A, 70B, a stopper drive control means 94 for controlling the drive of the stopper mechanism 60, and the like, and each servo motor of the conveyors 2a, 2b. 38 and 48 are connected to the main control means 91, the air cylinders 76 of the clamp mechanisms 70A and 70B are connected to the clamp drive control means 93, and the air cylinder 64 of the stopper mechanism 60 is connected to the stopper drive control means 94, respectively. The first substrate detection sensor 81 and the second substrate detection sensor 82 are connected to the main control means 91, respectively.
[0043]
At the time of mounting, the servo motors 38, 48, etc. are controlled by the main control means 91 via the drive control means 92-94 in order to carry in, position and carry out the printed circuit board 3 in accordance with prestored data. It is like that.
[0044]
Next, the conveyance operation control of the printed circuit board 3 will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0045]
When the mounting machine is activated and, for example, a work start signal is input to the main control means 91, first, the conveyors 2a and 2b are driven, and the printed circuit board 3 is loaded from the loading position L onto the conveyors 2a and 2b (step). S1). At this time, for example, in the conveyors 2a and 2b, only the carry-in belt 34A is driven, and the carry-out belt 34B is stopped. Further, both the stopper mechanism 60 and the clamp mechanisms 70A and 70B are in a retracted state.
[0046]
Next, it is determined whether or not the leading printed circuit board 3 has been detected by the circuit board detection sensor 81. If it is determined that the detection has been detected, the stopper mechanism 60 is switched to the operating state (step S3). When the stopper mechanism 60 is switched to the operating state in this way, the conveyance of the printed board 3 is blocked by the contact portion 61, and the printed board 3 is stopped at the work position Wa.
[0047]
Then, it is determined whether or not the predetermined time T has elapsed. When it is determined that the predetermined time T has elapsed, the first clamping mechanism 70A is switched to the operating state, the printed circuit board 3 is clamped at the work position Wa, and the conveyors 2a and 2b. Is stopped and component mounting processing is started (steps S4 to S6). The predetermined time T in step S4 is determined after the printed circuit board 3 is detected by the first circuit board detection sensor 81, the printed circuit board 3 is set at the work position Wa, and further lifted up by the push-up mechanism 80. It is time to be done.
[0048]
The component mounting process is performed by driving the X-axis servo motor 15 and the Y-axis servo motor 9 while the head unit 5 moves back and forth between the component supply unit 4 and the printed circuit board 3 clamped at the work position Wa. This is done by picking up components from the component supply unit 4 by the head and sequentially mounting them on the printed circuit board 3.
[0049]
Next, it is determined whether or not the mounting process of the printed circuit board 3 has been completed. If it is determined that the process has been completed, the conveyors 2a and 2b (the carry-out belt 34B) are driven, and the first clamp mechanism 70A and the stopper are driven. The mechanism 60 is switched to the retracted state, whereby the printed circuit board 3 is transported by the conveyors 2a and 2b and unloaded from the unloading position U (steps S7 to S9).
[0050]
In such an operation of transporting the printed circuit board 3, the second clamp mechanism 70B is controlled as shown in the flowchart of FIG.
[0051]
That is, first, it is determined whether or not the printed circuit board 3 is detected by the second circuit board detection sensor 82. If detected, whether or not the printed circuit board 3 is further detected by the first circuit board detection sensor 81 is determined. Determination is made (step S11, step S12).
[0052]
Here, when it is determined that it is detected, that is, when the printed circuit board 3 is already set at the work position Wa (or just before being set), the second clamp mechanism 70B is switched to the operating state. Thus, the printed circuit board 3 to be processed next to the printed circuit board 3 detected by the second substrate detection sensor 82, that is, the printed circuit board 3 set at the work position Wa (or the printed circuit board 3 immediately before being set). Are clamped on the conveyors 2a and 2b (step S13). As a result, the printed circuit board 3 is held on the conveyors 2a and 2b in a standby state.
[0053]
Next, it is determined whether or not the mounting process of the printed circuit board 3 at the work position Wa is completed. If it is determined that the mounting process is completed, the second clamp mechanism 70B is switched to the retracted state (step S14). As a result, the clamped state of the printed circuit board 3 is released, and the printed circuit board 3 is transported to the work position Wa.
[0054]
If it is determined in step S12 that the first substrate detection sensor 81 has not detected the printed circuit board 3, the process returns to step S11.
[0055]
According to the control as described above, the printed circuit board 3 is specifically conveyed as follows.
[0056]
That is, when the printed circuit board 3 (first board) is loaded onto the conveyors 2a and 2b from the loading position L, the printed circuit board 3 is transported to the work position Wa, where it is lifted up from the conveyors 2a and 2b. In this state, it is positioned and used for the mounting process. After the process, it is transported to the unloading position U and unloaded.
[0057]
When the next printed board 3 (second board) is loaded from the loading position L during the mounting process of the printed board 3 (first board) as described above, the second board detection sensor 82 When the printed circuit board 3 is transported to the position and the mounting process is not completed at this point, the second clamp mechanism 70B is activated and the printed circuit board 3 (second board) is transferred to the conveyors 2a and 2b. It is held in the waiting state above. When the second clamp mechanism 70B is thus operated and the printed board 3 (second board) is in the standby state, the next printed board 3 (third board) is further carried in. In this case, the printed circuit board 3 is transported to a position where it abuts on the waiting printed circuit board 3 (second substrate), and stopped in contact with the waiting printed circuit board 3 and arranged in a line. Thus, when a plurality of printed circuit boards 3 are sequentially carried in during the mounting process, the printed circuit boards 3 clamped by the second clamping mechanism 70B are arranged in a row on the upstream side of the working position Wa. Are held in a standby state.
[0058]
When the mounting process of the printed circuit board 3 at the work position Wa is completed and the printed circuit board 3 (first board) is unloaded, there is a standby printed circuit board 3 on the upstream side of the work position Wa. In this case, the clamped state by the second clamp mechanism 70B is released, and the waiting printed board 3 (second board) is set at the work position Wa and is subjected to a mounting process.
[0059]
As described above, according to this mounting machine, since the unprocessed printed circuit board 3 can be carried into the mounting machine and kept waiting during the mounting process, the dispenser as the pre-processing machine and the reflow as the post-processing machine can be used. When configuring a component mounting system, that is, a printed circuit board coated with cream solder or the like in a dispenser is loaded into the mounting machine, where the component mounting process is performed, and then the drying process is performed by reflow. When configured, the system can be operated efficiently.
[0060]
That is, in the mounting machine, the processing time fluctuates due to a component suction error or the like by the suction head.Therefore, for example, the mounting process may not be completed even when the dispenser process is completed. The next printed circuit board (printed circuit board processed in the dispenser) could not be carried into the mounting machine until the processing of the printed circuit board during the mounting process was completed. That is, the timing for carrying in the printed circuit board is limited. Therefore, it is necessary to wait for the dispenser until the mounting process is completed, and the operation efficiency of the dispenser is poor. On the other hand, according to the mounting machine described above, the unprocessed printed circuit board 3 can be carried into the mounting machine during the mounting process and kept on standby. ), The printed circuit board 3 can be carried from the dispenser side to the mounting machine side without being restricted in terms of timing. Accordingly, it is less likely that the dispenser is temporarily kept waiting as in the prior art. As a result, it is possible to efficiently perform a series of substrate processing operations while efficiently operating the entire system.
[0061]
In the above-described embodiment, the second clamping mechanism 70B is provided as the board restraining mechanism, whereby the printed board 3 is clamped from the side so that the unprocessed printed board 3 is kept on the conveyors 2a and 2b. Although configured, other configurations may be adopted as the substrate restraining mechanism. For example, instead of the second clamp mechanism 70B, a stopper mechanism having the same configuration as that of the stopper mechanism 60 may be disposed on the upstream side of the work position Wa to place the printed circuit board 3 on standby. Further, a lift-up mechanism for lifting the printed circuit board 3 from the back side thereof may be provided so that the printed circuit board 3 can be put on standby by lifting the printed circuit board 3 from the conveyors 2a and 2b.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, the present invention arranges unprocessed substrates between a loading position and a working position in a surface mounter that performs a component mounting process by transferring a substrate from a predetermined loading position to a working position by a conveyor. In the mounting process at the work position, the conveyor is configured so that a board restraint mechanism (second board restraint mechanism) that restrains the substrate and prevents its movement is provided immediately upstream of the work position. Even if there is an unprocessed board, it can be brought into the surface mounter and kept on standby, so that the board (unprocessed board) can be surface-mounted at a specific timing regardless of variations in the time required for the mounting process. It becomes possible to carry it in the plane.
[0063]
Therefore, in a component mounting system configured by placing a pre-processing machine such as a dispenser upstream of the surface mounting machine, it is possible to carry the board from the dispenser to the surface mounting machine even during the mounting process. As a result, it is possible to efficiently perform a series of substrate processing operations while efficiently operating the entire component mounting system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a surface mounter according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a conveyor (conveying device) of a surface mounter.
FIG. 3 is a front view showing a configuration of a conveyor.
4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 showing the configuration of the conveyor.
5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2 showing the configuration of the stopper mechanism.
FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a first clamp mechanism (second clamp mechanism).
7 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 6 showing the configuration of the first clamp mechanism (second clamp mechanism).
FIG. 8 is a block diagram showing a control system (printed circuit board conveyance control) of the surface mounter.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a control example of a printed board conveyance operation.
FIG. 10 is a flowchart showing a control example of a second clamp mechanism.
[Explanation of symbols]
2a, 2b conveyor
3 Printed circuit board
60 Stopper mechanism
70A First clamp mechanism (first substrate restraint mechanism)
70B Second clamp mechanism (second substrate restraint mechanism)

Claims (3)

コンベアにより所定の搬入位置から作業位置に基板を搬送するとともに前記作業位置において基板を位置決めし、この基板に対して移動可能なヘッドユニットにより部品を実装する実装処理を行う表面実装機において、
前記搬入位置から前記作業位置までの間に、実装処理が行われていない複数枚の未処理基板が配列可能となるように前記搬入位置から前記作業位置までの寸法が設定された前記コンベアと、
前記コンベアにより前記作業位置まで搬送されてきた基板を停止させるためのストッパ機構と、
前記作業位置に配置され、基板を拘束してその移動を阻止する作動状態と基板の移動を許容する退避状態とに切り換え可能な第１基板拘束機構と、
前記作業位置の直ぐ上流側の位置に配置され、基板を拘束してその移動を阻止する作動状態と基板の移動を許容する退避状態とに切り換え可能な第２基板拘束機構と、
前記作業位置における基板の有無を検知する第１基板検知センサと、
前記作業位置の直ぐ上流側の位置における基板の有無を検知する第２基板検知センサと、
前記第１、第２基板検知センサによる基板の検知に基づき前記コンベア、前記ストッパ機構および前記第１、第２基板拘束機構を駆動制御する制御手段とを備え、
前記ストッパ機構は、搬送中の基板の先端部分に当接してその移動を停止させる作動状態と基板の移動を許容する退避状態とに切り換え可能に設けられ、
前記第２基板拘束機構は、基板の搬送方向と直交する方向に進退可能に支持されるクランプ部材を有し、前記作動状態ではこのクランプ部材が上記コンベアによる基板の搬送経路内に突出して基板側部に圧接し、前記退避状態では前記クランプ部材が上記搬送経路外に待避するように設けられており、
前記制御手段は、基板を前記作業位置に拘束して当該基板に実装処理を行うべく前記第１基板検知センサによる基板の検知に基づきまず前記ストッパ機構を作動状態に切り換えた後に前記第１基板拘束機構を作動状態に切り換え、その後前記コンベアを停止させるとともに当該基板に対する実装処理後は、当該基板を前記作業位置から搬出すべく前記コンベアを作動させるとともに前記ストッパ機構および前記第１基板拘束機構を退避状態に切り換え、さらに前記第２基板検知センサにより基板が検知された時点で先行する基板が前記第１基板検知センサにより検知されている場合には、前記第２基板検知センサにより検知された後続の基板を前記作業位置の直ぐ上流側の位置で待機させるべく前記第２基板拘束機構を作動状態に切り換えるとともに前記先行する基板の実装処理後、前記後続の基板を前記作業位置に搬送すべく前記第２基板拘束機構を退避状態に切り換えることを特徴とする表面実装機。In a surface mounter that carries a mounting process of carrying a substrate from a predetermined loading position to a work position by a conveyor, positioning the board at the work position, and mounting a component by a head unit movable with respect to the board.
The conveyor in which the dimension from the loading position to the working position is set so that a plurality of unprocessed substrates that have not been subjected to mounting processing can be arranged between the loading position and the working position ;
A stopper mechanism for stopping the substrate conveyed to the working position by the conveyor;
A first substrate restraining mechanism disposed at the working position and capable of switching between an operating state for restraining the substrate and preventing its movement and a retracted state for allowing the substrate to move;
A second substrate restraining mechanism disposed at a position immediately upstream of the working position and capable of switching between an operating state for restraining the substrate and preventing its movement and a retracted state for allowing the substrate to move;
A first substrate detection sensor for detecting the presence or absence of a substrate at the work position;
A second substrate detection sensor for detecting the presence or absence of a substrate at a position immediately upstream of the working position;
Control means for driving and controlling the conveyor, the stopper mechanism and the first and second substrate restraining mechanisms based on the detection of the substrates by the first and second substrate detection sensors;
The stopper mechanism is provided so as to be switchable between an operation state that abuts on a tip portion of the substrate being transported and stops its movement and a retracted state that allows the substrate to move,
The second substrate restraining mechanism has a clamp member supported so as to be able to advance and retreat in a direction orthogonal to the substrate transport direction. In the operating state, the clamp member protrudes into the substrate transport path by the conveyor and moves toward the substrate side. The clamp member is disposed so as to be retracted outside the conveyance path in the retracted state,
The control unit first switches the stopper mechanism to an operating state based on detection of the substrate by the first substrate detection sensor so as to perform a mounting process on the substrate while constraining the substrate to the working position, and then the first substrate constraint. switching the mechanism to the operating state, then after mounting process for Rutotomoni the substrate to stop the conveyor, the stopper mechanism and the first substrate restraining mechanism actuates the conveyor in order to carry-out the substrate from the working position When the preceding substrate is detected by the first substrate detection sensor when the substrate is detected by the second substrate detection sensor, the subsequent detection is performed by the second substrate detection sensor. The second substrate restraining mechanism is switched to the operating state so that the second substrate is made to stand by at a position immediately upstream of the working position. Both after mounting processing of the substrate the preceding surface mounter, characterized in that switches the subsequent substrate to the retracted state the second substrate restraining mechanism so as to transport to the working position. 前記第１基板拘束機構は、基板の搬送方向と直交する方向に進退可能に支持されるクランプ部材を有し、前記作動状態ではこのクランプ部材が上記コンベアによる基板の搬送経路内に突出して基板側部に圧接し、前記退避状態では前記クランプ部材が上記搬送経路外に待避するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表面実装機。 Before Symbol first base plate restraint mechanism includes a clamping member which is movably supported in a direction perpendicular to the transport direction of the substrate, in the operating condition the clamping member protrudes into the path of the substrate by the conveyor pressed against the substrate side, a surface mounting apparatus according to claim 1 wherein the clamping member is characterized that you have provided to retract out of the transport path in the retracted state. 基板に対して部品の実装処理を施す表面実装機と、前記実装処理に先立って所定の前処理を施す前処理機とを備えた部品実装システムであって、
前記表面実装機として、請求項１又は２に記載の表面実装機を備えていることを特徴とする部品実装システム。A component mounting system comprising a surface mounter that performs a component mounting process on a substrate, and a preprocessor that performs a predetermined preprocess prior to the mounting process,
A component mounting system comprising the surface mounter according to claim 1 or 2 as the surface mounter.

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