JPWO2003088730A1 - 対基板作業システム - Google Patents

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Abstract

対基板作業システムにおいて不都合を回避しつつ回路基板の停止制御を行う。部品装着ヘッドを移動させるXYロボット266のY軸スライド252に配線板検出装置308を保持させる。配線板検出装置308は、プリント配線板12の搬送方向に隔たって設けた反射型の光電センサ310,312を有する。プリント配線板12が配線板コンベヤにより搬入される際、光電センサ310,312を、プリント配線板12が所定の停止位置に停止した状態においてその下流側端縁が位置する位置へ移動させ、搬送方向上流側の光電センサによる検出によりプリント配線板12を減速させ、下流側の光電センサによる検出により停止させる。プリント配線板12を、その形状,寸法,搬送方向を問わず、任意の位置に停止させ得る。1つの部品供給装置に複数種類のプリント配線板12に電子部品を供給させることもできる。

Description

技術分野
本発明は対基板作業システムに関するものであり、特に、基板搬送装置により搬送される回路基板の停止制御に関するものである。
背景技術
対基板作業システムは、回路基板に定められた作業を行うシステムであり、例えば、プリント配線板に電子回路の構成部品である電子回路部品を装着する電子回路部品装着システムや、プリント配線板に接着剤等の高粘性流体を塗布する高粘性流体塗布システム等がある。これら対基板作業システムの一種に、(a)一直線に平行な搬送方向に回路基板を搬送するとともに、その回路基板を搬送方向の任意の位置に停止させ得る基板搬送装置と、(b)前記搬送方向に平行な方向に移動可能な第一可動部材と、その第一可動部材に対して前記搬送方向と交差する方向に移動可能な第二可動部材とを備え、その第二可動部材を一平面内の任意の位置へ移動させ得る移動装置と、(c)前記第二可動部材に保持され、前記停止させられた回路基板の任意の個所に対して作業を行う作業ヘッドとを含むものがある。この形式の対基板作業システムにおいては、回路基板は基板搬送装置により搬送され、作業が行われる位置において停止させられる。
そのため、従来は、ストッパとセンサとの少なくとも一方が設けられ、回路基板を停止させるようにされている。ストッパは、移動装置により、回路基板の搬送経路内に位置する作用位置と、搬送経路から退避した退避位置とに移動させられ、回路基板が対基板作業システムに搬入される際に作用位置に位置させられ、回路基板に当接して停止させる。センサは、例えば、搬送方向に距離を隔てて2組設けられ、搬送方向において上流側のセンサが回路基板を検出することにより減速させ、下流側のセンサが回路基板を検出することにより停止させるようにされている。
これらストッパやセンサは、対基板作業システムのシステム本体に設けられ、多くの場合は位置を固定して設けられ、回路基板は、その当接部あるいは被検出部の一定の位置に対応する停止位置に停止させられる。また、ストッパやセンサが、回路基板の搬送方向に平行な方向の位置を調節可能に設けられ、オペレータが位置を調節し、回路基板を適切な位置において停止させるようにされることもある。
発明の開示
しかしながら、従来のストッパやセンサには、位置を固定して設けられる場合にも、位置調節可能に設けられる場合にも不具合があった。ストッパやセンサが位置を固定して設けられる場合には、例えば、回路基板の搬送方向において下流側の端縁が当接部あるいは被検出部とされるとともに、ストッパあるいはセンサが大きい回路基板を作業に適した位置に停止させる位置に設けられるのが普通である。しかし、この場合には、小さい回路基板は作業ヘッドの移動範囲の片隅(下流側の端部)に停止させられることとなり、後に具体的に説明するように不都合なことが多い。ストッパおよびセンサを位置調節可能に設ければ、位置を固定して設ける場合の不都合を解消することが可能であるが、オペレータが位置調節を行うことは面倒であり、また、回路基板が作業時に基板支持装置によって裏面側から支持される場合、基板支持装置の設置に制約を与えることがある。ストッパおよびセンサが、作業ヘッドの作業を妨げることがないように回路基板の搬送面より下方に設けられることが多いが、そのストッパやセンサの位置が調節されるべき領域には、回路基板を支持する支持部材を配置することができないのである。
本発明は、以上の事情を背景とし、対基板作業システムにおいて回路基板の停止制御を上記不都合を回避しつつ行い得るようにすることを課題としてなされたものであり、本発明によって、下記各態様の対基板作業システムが得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能なのである。
(1)一直線に平行な搬送方向に回路基板を搬送するとともに、その回路基板を搬送方向の任意の位置に停止させ得る基板搬送装置と、
その基板搬送装置により搬送され、停止させられた回路基板の表面に平行な一平面内において互いに交差する第一方向と第二方向との一方に移動可能な第一可動部材と、その第一可動部材に前記第一方向と第二方向との他方に移動可能に保持された第二可動部材とを備え、その第二可動部材を前記一平面内の任意の位置へ移動させる移動装置と、
前記第二可動部材に保持され、前記停止させられた回路基板の任意の個所に対して作業を行う作業ヘッドと、
前記第一可動部材および前記第二可動部材のうち少なくとも前記搬送方向に平行な方向に移動可能な部材に保持され、前記基板搬送装置によって搬送される回路基板の予め定められた被検出部を検出する基板検出器と、
前記移動装置を制御して前記基板検出器を所定の位置へ移動させ、その位置における基板検出器の検出結果に基づいて前記基板搬送装置を制御することにより、前記回路基板の停止位置を制御する基板停止位置制御装置と
を含む対基板作業システム。
回路基板の予め定められた被検出部は、回路基板そのものでもよく、検出のために設けられた部分でもよい。前者の場合、例えば、回路基板の搬送方向において下流側の端縁や、絶縁基板に設けられた配線パターンや、回路基板を位置決めするための位置決め穴等を被検出部とし得る。
基板検出器は、(2)項に記載されているように、非接触型の検出器でもよく、接触型の検出器でもよい。接触型検出器は、例えば、リミットスイッチやタッチセンサにより構成され、接触子が回路基板に接触して移動させられ、回路基板の検出信号が出力される。
対基板作業システムには、例えば、前述のように、電子回路部品装着システムや、回路基板に接着剤等の高粘性流体を塗布する高粘性流体塗布システムがある。高粘性流体塗布システムには、高粘性流体を吐出ノズルから吐出して回路基板にスポット状に塗布する吐出塗布システムや、スクリーンマスクを介して回路基板にクリーム状半田等を印刷するスクリーン印刷システムがある。
回路基板には、例えば、絶縁基板に設けられたプリント配線に未だ電子回路部品が全く搭載されていないプリント配線板、プリント配線の一部に既に電子回路部品が搭載されたプリント配線板、プリント配線に電子回路部品が搭載されるとともに、半田付け接合されて実装が完了したプリント回路板等が包含される。
第一可動部材と第二可動部材とは、互いに交差する第一方向と第二方向との一方と他方とにそれぞれ移動可能とされ、その結果、第二可動部材が回路基板の表面に平行な一平面内の任意の位置へ移動可能とされればよい。第一方向と第二方向とは互いに直交する2方向であることが、不可欠ではないが望ましい。例えば、第一可動部材を基板搬送装置の搬送方向に平行な方向に移動可能とし、第二可動部材を搬送方向と直交する方向としたり、その逆としたりすることが望ましいのである。
第一可動部材が基板搬送装置の搬送方向に平行な方向に移動可能であり、基板検出器がその第一可動部材に保持される場合は、基板検出器は基板搬送装置の搬送方向に平行な方向にのみ移動させられることとなる。それに対して、第二可動部材に保持される場合には、搬送方向に平行な方向と、搬送方向と交差する方向(例えば、直交する方向)との両方に移動可能となる。搬送方向に平行な方向にのみ移動させられる場合には、基板検出器が第一可動部材に保持されるのと実質的に変わらないこととなるが、搬送方向と交差する方向にも移動させられる場合には、第一可動部材に保持される場合とは異なる作用,効果が得られる。例えば、回路基板が搬送方向における下流側の端部に切欠を有するものである場合に、その切欠から外れた位置へ基板検出器を移動させることによって、回路基板の停止制御における切欠の影響を排除し得る効果が得られる。基板検出器が、搬送方向に平行な方向と、搬送方向と交差する方向との両方に移動させられる場合には、回路基板検出の自由度が高くなり、回路基板の停止制御の自由度が特に高くなる効果が得られるのである。
基板検出器は、第一可動部材に保持されるにしても、第二可動部材に保持されるにしても、作業ヘッドを移動させる移動装置により、少なくとも搬送方向に平行な方向の任意の位置に自動で移動させられ、自動で位置が変更される。オペレータを煩わすことなく、また、基板検出器は回路基板の作業が行われる側に設けられるために基板支持装置の設置に制約を与えることなく、基板検出器の位置が変えられるのであり、対基板制御システムにおいて前述の不都合を生ずることなく、基板検出器を所定の位置へ移動させ、その位置における被検出部の検出に基づいて回路基板を所定の位置に停止させることができる。また、基板検出器を位置を固定して設ける場合の不都合も解消され、さらに、基板検出器の移動に作業ヘッドの移動装置を利用するものであるため、安価に目的を達成することができる。
そして、対基板作業システムにおいて種々の効果が得られる。例えば、対基板作業システムが電子回路部品装着システムであれば、後述するように、回路基板の停止制御により、電子回路部品の装着能率の向上等の効果が得られる。また、対基板作業システムが吐出ノズルを備えた吐出塗布システムであり、移動装置が電動回転モータを駆動源とし、送りねじおよびナットを含む運動伝達装置を含んで可動部材を直線移動させるように構成される場合、回路基板の寸法,形状に応じて停止位置を異ならせることにより、送りねじをその回転軸線方向において満遍なく使用し、装置の寿命を向上させることができる。
(2)前記基板検出器が前記回路基板の前記被検出部を非接触で検出する非接触型検出器を含む(1)項に記載の対基板作業システム。
非接触型検出器は、(3)項に記載されているように、光電センサでもよく、あるいは近接センサでもよい。
非接触型検出器であれば、被検出部を接触することなく検出することができ、被接触部との接触による摩耗等がなく、寿命が長い効果がある。
(3)前記非接触型検出器が、発光素子と受光素子とを備え、発光素子から放射され、前記回路基板の被検出部で反射された光を受光素子が検出することにより前記被検出部を検出する反射型検出器を含む(2)項に記載の対基板作業システム。
(4)前記非接触型検出器が、前記回路基板の被検出部を撮像する撮像装置を含む(2)項または(3)項に記載の対基板作業システム。
撮像装置は、対象物の二次元像を一挙に取得する面撮像装置により構成してもよく、ラインセンサにより構成してもよい。ラインセンサは、一直線状に並べられた多数の撮像素子を有し、被写体と相対移動させられつつ繰り返し撮像を行うことによって二次元像を取得するものである。
(5)前記撮像装置が、前記回路基板の表面に設けられた基準マークを撮像することによって、回路基板の停止位置を検出する基準マーク撮像装置を兼ねる(4)項に記載の対基板作業システム。
基準マークは、検出のために設けられた検出専用のマークでもよく、回路基板に、回路基板の停止位置の検出以外の目的で設けられた部分でもよい。例えば、プリント配線板であれば、配線パターンのうちの予め定められた部分、例えば、ランドを基準マークとして利用してもよい。
基準マークを撮像して回路基板の停止位置を検出すれば、停止位置が正確に得られ、作業を精度良く行うようにすることができる。したがって、移動装置は、撮像装置を精度良く移動させ、回路基板の停止位置が精度良く取得されるように構成され、回路基板の検出時にも撮像装置を所定の位置へ精度良く移動させ、回路基板の停止位置精度を向上させることが可能である。
本項によれば、1つの撮像装置により、回路基板の停止制御と停止位置の検出とを行うことができ、回路基板の停止制御を安価に行うことができる。
(6)前記回路基板の前記被検出部が前記基準マークである(5)項に記載の対基板作業システム。
回路基板の停止制御を行うために、停止位置検出のための基準マークが利用される。
(7)前記基板停止位置制御装置が、前記基板検出器による前記被検出部の検出のために、前記第一可動部材および前記第二可動部材のうち少なくとも前記搬送方向に平行な方向に移動可能な部材を移動させるべき位置に関連する位置関連情報を記憶する記憶部を備えた(1)項ないし(6)項のいずれかに記載の対基板作業システム。
基板検出器は、回路基板を所定の停止位置に停止させるべく、被検出部を検出する位置へ移動させられ、検出位置は、回路基板の停止位置および被検出部の回路基板上における位置(被検出部の設定と略称する)により変わる。したがって、第一,第二可動部材を移動させるべき位置に関連する位置関連情報は、回路基板の停止位置および被検出部の設定に応じて基板検出器を所定の検出位置に停止させ得る情報とされる。
位置関連情報は、基板検出器を、被検出部を検出する検出位置へ移動させるための第一,第二可動部材の位置そのものでもよく、下記各項に記載の種々の情報でもよい。
(8)前記記憶部が、前記回路基板の形状と寸法との少なくとも一方に応じて変わる情報を位置関連情報として記憶する部分を含む(7)項に記載の対基板作業システム。
本項によれば、基板検出器を、回路基板の形状と寸法との少なくとも一方に応じた位置に移動させることができ、回路基板を、その形状と寸法との少なくとも一方に応じて所定の位置に停止させることができる。例えば、回路基板を、作業ヘッドの移動範囲の、回路基板の搬送方向における中央の位置に停止させるべきことが決まっている場合に、回路基板の搬送方向における寸法が得られれば、検出器を移動させるべき位置が得られる。ただし、被検出部が回路基板の端縁以外であり、かつ、端縁から被検出部までの距離が一定でない場合には、回路基板の寸法に加えて、端縁から被検出部までの距離も位置関連情報に含まれることが必要である。
(9)前記記憶部が、前記基板搬送装置による前記回路基板の搬送方向に応じて変わる情報を前記位置関連情報として記憶する部分を含む(7)項または(8)項に記載の対基板作業システム。
例えば、基板搬送装置による回路基板の搬送方向が正,逆両方向に変更可能である場合、回路基板の停止位置が搬送方向に応じて変更されることが望ましい場合が多い。この場合には、当然、位置関連情報が搬送方向に応じて変更されるべきである。また、搬送方向のいかんを問わず、回路基板の停止位置が一定とされる場合でも、回路基板における被検出部の設定によっては、搬送方向に応じて、回路基板が設定された停止位置に停止した状態における被検出部の搬送方向に平行な方向における位置が変わる。したがって、位置関連情報も、基板搬送装置による回路基板の搬送方向に応じて変わる情報とされるべきであることとなる。
(10)前記記憶部が、前記移動装置による前記作業ヘッドの移動範囲の、前記基板搬送装置の搬送方向における中央の位置に前記回路基板を停止させるための情報を前記位置関連情報として記憶する部分を含む(7)項ないし(9)項のいずれかに記載の対基板作業システム。
「回路基板を、移動装置による作業ヘッドの移動範囲の、基板搬送装置の搬送方向における中央の位置に停止させる」とは、回路基板の搬送方向に平行な方向において中央の位置を、作業ヘッドの移動範囲の搬送方向における中央の位置と一致させることである。したがって、被検出部が、回路基板の搬送方向に平行な方向の中央の位置に設けられるのであれば、基板検出器は、作業ヘッドの移動範囲の、搬送方向における中央の位置に位置させられればよい。それに対して、例えば、被検出部が回路基板の搬送方向において下流側の端縁、あるいはそれに近接した部分とされるのであれば、基板検出器は、回路基板が搬送方向において中央の位置に停止した状態において被検出部が位置する位置に位置させられることが必要であり、回路基板の搬送方向に平行な方向の寸法に応じて、基板検出器の位置が変えられることが必要である。したがって、本項において位置関連情報は、例えば、基板検出器を一定の位置(作業ヘッドの移動範囲の、搬送方向における中央の位置)に位置させる情報とされたり、回路基板の搬送方向の寸法に応じて変わる位置(例えば、回路基板の搬送方向において下流側の端縁に対応する位置)に位置させる情報とされたりすることとなる。
(11)前記記憶部が、前記基板搬送装置により搬送される複数種類の回路基板の種類と停止位置とを対応付けて記憶する部分を含む(7)項ないし(10)項のいずれかに記載の対基板作業システム。
回路基板の種類が異なれば、例えば、回路基板の形状,寸法等が異なり、本項によれば、回路基板を、その種類に応じて適切な位置に停止させることができる。
(12)電子回路部品を供給する部品供給装置を含み、かつ、前記作業ヘッドが、その部品供給装置から供給される電子回路部品を前記停止させられた回路基板の予め定められた個所に装着する部品装着ヘッドを含む(1)項ないし(11)項のいずれかに記載の対基板作業システム。
作業ヘッドは、部品装着ヘッドを一つ備えたものとしてもよく、複数備えたものとしてもよい。後者の場合、複数の部品装着ヘッドは、例えば、第二可動部材の移動方向に平行な方向に一列に並べて設けてもよく、あるいは、例えば、特開平10−163677号公報に記載されているように、第二可動部材に設けられた部品装着ヘッド旋回装置により、共通の旋回軸線のまわりに旋回させられるとともに、その旋回軌跡上の、少なくとも、電子回路部品を部品供給装置から受け取り、回路基板に電子回路部品を装着する部品受取装着位置に停止させられるようにしてもよい。電子回路部品の受取りと装着とは、別の停止位置において行うようにしてもよい。部品装着ヘッド旋回装置は、例えば、一軸線まわりに回転可能な回転体と、回転体を正逆両方向に任意の角度回転させる回転体回転装置とを含み、複数の部品装着ヘッドを回転体に保持させ、回転体の回転により順次、部品受取位置,部品装着位置等の停止位置に停止させる装置でもよく、一軸線のまわりに間欠回転可能な回転体たる間欠回転盤と、間欠回転盤を間欠回転させる間欠回転装置とを含み、複数の部品装着ヘッドを間欠回転盤に等角度間隔に保持させ、間欠回転盤の間欠回転により順次、部品受取位置,部品装着位置等の停止位置に停止させる装置でもよい。あるいは、共通の回動軸線のまわりにそれぞれ回動可能に設けられた複数の回動部材と、それら複数の回動部材を、カム装置により予め定められた速度パターンに従って回動させ、互いに異なる時期に所定の停止位置(複数)に順次停止させる回動運動付与装置とを含み、複数の回動部材にそれぞれ部品装着ヘッドを1つずつ、回転および軸方向の移動可能に保持させて共通の旋回軸線のまわりに旋回させる装置でもよい。
(13)前記部品供給装置が、各々1種類ずつの電子回路部品を多数収容しており、予め定められた部品供給部へ順次1個ずつ位置決めする部品フィーダが複数個、前記部品供給部が前記基板搬送装置の搬送方向に平行な一線に沿って並ぶ状態で配設されたものである(12)項に記載の対基板作業システム。
本項と(10)項とを組み合わせれば、部品装着ヘッドの部品フィーダと回路基板との間における移動距離が短くて済み、装着を能率良く行うことができる確率が高い。部品供給装置を、移動装置による部品装着ヘッドの移動範囲の、搬送装置の搬送方向における中央部に配置し、回路基板も部品装着ヘッドの移動範囲の搬送方向における中央の位置に停止させれば、回路基板と部品供給装置との搬送方向の中央同士が一致する。そのため、部品供給装置内の各部品フィーダの部品供給部から供給される電子回路部品が装着されるべき位置が、回路基板上の特定の1点に指定される確率が回路基板の被装着面全体の点について均一である限り、回路基板にすべての電子回路部品を装着するために必要な部品装着ヘッドの移動距離の総和が、回路基板と部品供給装置との搬送方向の中央同士が一致しない場合のそれと比較して小さくなる確率が高いからである。
また、部品装着ヘッドがフィーダから電子回路部品を取り出した後、撮像装置により電子回路部品が撮像され、保持位置誤差が検出されるとともに修正されて回路基板に装着される場合に、撮像装置が部品供給装置と基板搬送装置との間の位置であって、複数の部品フィーダが並ぶ方向の中央の位置に対応する位置に設けられる場合にも、部品装着ヘッドの移動距離の総和が短くて済む確率が高い。部品装着ヘッドは、電子回路部品の受取り後、必ず、撮像装置に対向する位置へ移動し、電子回路部品が撮像された後、回路基板の被装着位置へ移動させられるのであるが、回路基板を基板搬送装置の搬送方向における中央の位置に停止させれば、回路基板全体が撮像装置の近くに位置させられることとなり、部品装着ヘッドの移動距離の総和が短くて済む確率が高いのである。
また、(8)項,(9)項,(11)項等の構成は、(10)項と同様に、回路基板と部品供給装置との搬送方向の中央同士を一致させるために採用することができ、その目的で採用される(8)項,(9)項,(11)項等を本項と組み合わせれば、上記(10)項との組合わせにおけるのと同じ効果が得られる。
本項と(8)項とを組み合わせた場合に特有の効果もある。例えば、回路基板が搬送方向における下流側の端部に切欠を有するものである場合、回路基板の切欠が形成されていない部分の下流側端縁を被検出部として検出するように基板検出器の位置を設定(第一可動部材と第二可動部材との位置を設定)することにより、回路基板を部品供給装置に対して、切欠がない回路基板と同様の位置に停止させることができる。また、回路基板が小さく、装着すべき電子回路部品の種類が少なく、かつ、回路基板のロット数が小さい場合に、複数種類の回路基板の停止位置を互いに異ならせ、それら複数種類の回路基板にそれぞれ電子回路部品を供給する部品フィーダ群を、各回路基板の停止位置に対応する位置に予め配置しておけば、部品フィーダ群の交換を行うことなく、回路基板の停止位置を変更するのみで、回路基板の種類を頻繁に変更しつつ装着作業を能率よく実施することができる。
本項と(11)項とを組み合わせれば、1つの部品供給装置に搭載された一群の部品フィーダを複数種類の回路基板への電子回路部品の供給に使用することができる。複数種類の回路基板に装着される電子回路部品の種類数が、1つの部品供給装置において配設可能な部品フィーダの数より少なければ、1つの部品供給装置において、複数種類の回路基板に電子回路部品を供給する部品フィーダを同時に配設することができる。部品供給装置において、各回路基板に対してのみ電子回路部品を供給する専用部品フィーダ群を回路基板の種類毎にまとめて配設し、それら複数の専用フィーダ群の間に、複数の回路基板に共通の電子回路部品を供給する共通部品フィーダ群を配設しておくのである。そして、各回路基板を各専用部品フィーダ群に対応する位置に停止させれば、複数種類の回路基板に対する装着作業を、回路基板の種類を頻繁に変更しつつ能率よく行うことができる。
(14)一直線に平行な搬送方向に回路基板を搬送するとともに、その回路基板を搬送方向の任意の位置に停止させ得る基板搬送装置と、
その基板搬送装置により搬送され、停止させられた回路基板の表面に平行な一平面内において互いに交差する第一方向と第二方向とのいずれか一方に移動可能な第一可動部材と、その第一可動部材に前記第一方向と第二方向との他方に移動可能に保持された第二可動部材とを備え、その第二可動部材を前記一平面内の任意の位置へ移動させる移動装置と、
前記第一可動部材および前記第二可動部材のうち少なくとも前記搬送方向に平行な方向に移動可能な部材に保持され、前記基板搬装置による回路基板の搬送経路内に位置して回路基板と当接し、回路基板を停止させるストッパと、
そのストッパを前記回路基板の搬送経路内に位置する作用位置と、搬送経路から退避した退避位置とに移動させるストッパ移動装置と、
前記第二可動部材に保持され、前記ストッパにより停止させられた回路基板の任意の個所に対して作業を行う作業ヘッドと
を含む対基板作業システム。
前記(7)項ないし(13)項の各々に記載された特徴は本項の対基板作業システムにも適用可能である。ただし、「前記被検出部の検出のために」を「前記ストッパによる回路基板の停止のために」と読み替えるものとする。
ストッパは回路基板に当接して停止させるが、移動装置により、回路基板の作業面側において、少なくとも搬送方向に平行な方向の任意の位置に自動で移動させられるため、基板検出器に回路基板の被検出部を検出させて回路基板の停止位置を制御する場合と同様に、不具合を生ずることなく、ストッパを所定の位置へ移動させ、回路基板を停止させることができ、それにより対基板作業システムにおいて種々の効果が得られる。
(15)前記第一可動部材および前記第二可動部材のうち少なくとも前記搬送方向に平行な方向に移動可能な部材に保持され、前記回路基板が前記ストッパと当接する位置に到達したことを検知する到達検知器と、
その到達検知器による回路基板の到達検知に応じて前記基板搬送装置を停止させる搬送装置制御装置と
を含む(14)項に記載の対基板作業システム。
到達検知器は、例えば、リミットスイッチ等の接触型検知器により構成してもよく、光電センサあるいは近接スイッチ等の非接触型検知器により構成してもよい。光電センサは、反射型としてもよく、透過型としてもよい。
回路基板を減速させてストッパに当接させるようにしてもよい。例えば、回路基板がストッパに接近したことを検出する基板接近検出器を到達検知器と共に設け、回路基板の接近を検出して減速させる。回路基板を減速させれば、例えば、回路基板がストッパに当接する際の衝撃が小さくて済み、例えば、回路基板に電子回路部品が搭載されているが、固定はされていない場合、停止時に電子回路部品がずれることが回避される。本項に記載の対基板作業システムは、後述の(21)項に記載の対基板作業システムにおいて基板検出器とストッパとの両方が設けられる場合の一例であると考えることができる。その場合、上記到達検知器と基板接近検出器との少なくとも一方が、(21)項に記載の対基板作業システムにおける基板検出器に相当することとなる。
(16)前記基板搬送装置が、
少なくとも一対のプーリと、それら一対のプーリに巻き掛けられたベルトと、前記少なくとも一対のプーリの少なくとも一つを回転駆動する回転駆動装置とを含むベルトコンベヤである(1)項ないし(15)項のいずれかに記載の対基板作業システム。
(17)前記ベルトコンベヤが、前記ベルトが搬送方向に直角な方向に隔たって一対設けられ、それら一対のベルトの各々と平行に設けられて前記回路基板の両側面の各々を案内する一対の基板ガイドを含む(16)項に記載の対基板作業システム。
(18)前記ベルトコンベヤが、前記各一対のベルトおよび基板ガイドの間隔を変更する間隔変更装置を含む(17)項に記載の対基板作業システム。
間隔変更装置は、基板ガイド等の間隔をオペレータが手動で変更する装置としてもよく、駆動源を備え、自動で変更される装置としてもよい。駆動源は、例えば、電動回転モータにより構成される。間隔の自動変更は、例えば、まだ未公開であるが、本出願人の出願に係る特願2000−374934の明細書あるいは特願2001−301549の明細書にそれぞれ記載の間隔変更と同様に行えばよい。
(19)前記第一可動部材が前記基板搬送装置の搬送方向に平行な方向に移動可能であり、前記第二可動部材が前記搬送方向と直交する方向に移動可能である(1)項ないし(18)項のいずれかに記載の対基板作業システム。
(20)前記第一可動部材が前記基板搬送装置の搬送方向と直交する方向に移動可能であり、前記第二可動部材が前記搬送方向に平行な方向に移動可能である(1)項ないし(18)項のいずれかに記載の対基板作業システム。
(21)一直線に平行な搬送方向に回路基板を搬送するとともに、その回路基板を搬送方向の任意の位置に停止させ得る基板搬送装置と、
少なくともその基板搬送装置の搬送方向に平行な方向に移動可能な可動部材を備え、その可動部材を前記搬送方向の任意の位置へ移動させる移動装置と、
前記可動部材に保持され、前記停止させられた回路基板の予め定められた個所に対して作業を行う作業ヘッドと、
(a)前記移動装置により少なくとも前記基板搬送装置の搬送方向に平行な方向に移動させられ、その基板搬送装置によって搬送される回路基板の予め定められた被検出部を検出する基板検出器と、(b)前記移動装置により少なくとも前記基板搬送装置の搬送方向に平行な方向に移動させられ、その基板搬装置による回路基板の搬送経路内に位置して回路基板と当接し、回路基板を停止させるストッパとの少なくとも一方と、
前記移動装置を制御して、前記基板検出器とストッパとの少なくとも一方を所定の位置へ移動させ、その位置における基板検出器の検出結果に基づいて前記基板搬送装置を制御することと、前記回路基板の前記ストッパへの当接との少なくとも一方により、回路基板の停止位置を制御する基板停止位置制御装置と
を含む対基板作業システム。
対基板作業システムが、例えば、スクリーンマスクを介して回路基板にクリーム状半田等を印刷するスクリーン印刷システムである場合には、作業ヘッドとしてのスキージ装置が一直線に沿った方向に移動可能あればよく、その一直線の方向を基板搬送装置の搬送方向と一致させれば、スキージ装置を保持して移動する部材を上記可動部材とすることができる。また、回路基板を支持する基板支持装置が、支持した回路基板の表面に平行な平面内において基板搬送装置の搬送方向と交差(直交が望ましい)する方向の任意の位置へ移動させられるものである場合には、可動部材に保持された作業ヘッドと、基板支持装置に支持された回路基板とを、回路基板の表面に平行な平面に沿って任意の相対位置へ移動させることができる。また、移動装置を、基板支持装置に支持された回路基板の表面に平行な平面内の任意の位置へ可動部材を移動させるものとすれば、例えば(1)項や(14)項に記載の対基板作業システムとなる。
(2)項ないし(13)項,(15)項ないし(20)項の各々に記載の特徴を本項に係る対基板作業システムにも適用することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明を電子回路部品装着システムに適用した場合を例に取り、図面に基づいて詳細に説明する。
図1において10は電子部品装着システム11のシステム本体としてのベッドである。ベッド10上には、回路基板の一種であるプリント配線板12をX軸方向(図1においては左右方向)に搬送する基板搬送装置たる基板コンベヤとしての配線板コンベヤ14,プリント配線板12を支持する基板支持装置としての配線板支持装置15,プリント配線板12に電子回路部品16(図6参照)を装着する部品装着装置18および部品装着装置18に電子回路部品16を供給する部品供給装置20等が設けられている。
本電子回路部品装着システム11全体について、XY座標面が水平に設定されており、本システム11を構成する各種可動部材の移動位置が、そのXY座標面上において設定される。部品供給装置20は、図1および図2に示すように、配線板コンベヤ14に対してY軸方向において隣接する側に位置を固定して静止して設けられている。
部品供給装置20は、多数の部品フィーダ(以後、フィーダと称する)30がフィーダ支持テーブル32上に配列された部品供給テーブル34を有する。多数のフィーダ30は各々1種類ずつの電子回路部品16を多数収容しており、電子回路部品16は予め定められた部品供給部へ順次1個ずつ位置決めされる。これらフィーダ30は、部品供給部がX軸方向に平行な一直線に沿って並ぶ状態でフィーダ支持テーブル32上に配設されている。
フィーダ30により供給される電子回路部品16は、本実施形態においては、テープ化電子回路部品とされている。テープ化電子回路部品は、多数の電子回路部品をキャリヤテープによって、テープの長手方向に一定ピッチで並ぶ状態でテーピングしたものであり、フィーダ30のテープ収容装置に収容されるとともに、テープ送り装置によって送られ、電子回路部品16が部品供給部へ送られる。なお、フィーダは、テープフィーダに限らず、例えば、多数の電子回路部品をバルク状に収容し、振動,傾斜,空気流,コンベヤベルト等あるいはそれらの組合わせによる送り装置により、部品収容装置に収容された電子回路部品を一列に並べて部品供給部へ送り、部品供給部から1個ずつ供給するバルクフィーダとしてもよい。
配線板コンベヤ14を説明する。
配線板コンベヤ14は、図3に示すように、1対の基板ガイドとしての配線板ガイド110,112を備えている。配線板ガイド110,112は、X軸方向に平行であって水平に設けられ、配線板ガイド110はベース10に位置を固定して設けられ、配線板ガイド112は、配線板ガイド110に接近,離間可能であって、Y軸方向に移動可能に設けられている。配線板ガイド110,112は、X軸方向に直角なY軸方向に隔たって設けられているのであり、以後、配線板ガイド110を固定ガイド110と称し、配線板ガイド112を可動ガイド112と称する。
固定ガイド110および可動ガイド112の互いに対向する面にはそれぞれ、図3に示すように、長手方向の両端部にそれぞれ回転部材たる溝型プーリ120が回転可能に取り付けられるとともに、固定ガイド110,可動ガイド112のそれぞれ1対ずつの溝型プーリ120の間の部分には、図5に固定ガイド110について代表的に示すように、長手形状を成す案内部材たるベルトガイド122が固定されており、これら1対ずつの溝型プーリ120およびベルトガイド122にそれぞれ、巻掛部材たる無端のエンドレスベルト124が巻き掛けられ、エンドレスベルト124の移動を案内する。エンドレスベルト124の内周面には、幅方向の中央に突条が設けられ、溝型プーリ120の溝に長手方向に相対移動可能に嵌合されており、エンドレスベルト124が幅方向において位置決めされている。ベルトガイド122の上面にも、図示は省略するが、溝型プーリ120と同様に溝が形成され、エンドレスベルト124を幅方向において位置決めするようにされている。
固定ガイド110側のエンドレスベルト124は更に、図5に示すように、固定ガイド110に回転可能に取り付けられた複数の張力付与部材たるテンションプーリ128および複数の回転部材たる溝型プーリ130に巻き掛けられるとともに、被駆動回転部材たる被駆動プーリ132に巻き掛けられている。被駆動プーリ132は、図3および図4に示すように、固定ガイド110および支持部材136によって両端部を回転可能に支持された回転伝達軸たるスプライン軸138に固定されている。支持部材136は、本実施形態では、図3に示すように長手形状を成し、可動ガイド112の外側、すなわち固定ガイド110とは反対側に可動ガイド112と平行な姿勢で位置を固定して設けられている。スプライン軸138には、スプロケット140が固定されるとともに、駆動源の一種である電動モータたる配線板搬送用モータ142の出力軸144に固定の回転部材たるスプロケット146に巻掛部材たるチェーン148によって連結されている。配線板搬送用モータ142は、本実施形態においては、回転速度が可変の電動モータとされている。配線板搬送用モータ142は、速度は制御されるが、位置は制御されない電動モータとされている。
また、可動ガイド112側のエンドレスベルト124は、図4に示すように、可動ガイド112に回転可能に取り付けられた複数の張力付与部材たるテンションプーリ156および複数の溝型プーリ158に巻き掛けられるとともに(図4には、テンションプーリ156および溝型プーリ158は1つのみ図示されている)、被駆動回転体たる被駆動プーリ160に巻き掛けられている。被駆動プーリ160は、可動ガイド112に回転可能かつ軸方向に移動不能に取り付けられるとともに、前記スプライン軸138にスプライン嵌合されている。スプライン軸138に、軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に嵌合されているのである。したがって、配線板搬送用モータ142が起動されれば、スプロケット146,140が回転させられるとともに、スプライン軸138が回転させられ、被駆動プーリ132,160が回転させられて1対のエンドレスベルト124が同期して周回させられる。
プリント配線板12は、その両縁部において1対のエンドレスベルト124の各直線部上に載せられ、エンドレスベルト124との間の摩擦によりエンドレスベルト124の移動に伴って搬送される。水平に設けられた固定ガイド110,可動ガイド112に設けられた各エンドレスベルト124がプリント配線板12を水平な姿勢で支持し、プリント配線板12は、固定ガイド110,可動ガイド112に沿ってX軸方向に搬送される。プリント配線板12は、一直線に平行な搬送方向に搬送されるのであり、配線板搬送用モータ142の起動,停止等が後述する制御装置によって制御されることにより、プリント配線板12が搬送方向において予め設定された停止位置に停止させられる。また、配線板搬送用モータ142は正逆両方向に回転させられ、配線板コンベヤ14は、プリント配線板12を正方向へも逆方向へも、搬送することができる。本実施形態においては、これら配線板搬送用モータ142,チェーン148,スプロケット146,140,スプライン軸138等によって被駆動プーリ132,160等を回転駆動する回転駆動装置162が構成され、溝型プーリ120,130,158,被駆動プーリ132,160,それらプーリ120等に巻き掛けられたコンベヤベルト124,固定ガイド110,可動ガイド112およびエンドレスベルト124と共に配線板コンベヤ14を構成している。配線板コンベヤ14は、ベルトコンベヤであるのである。
固定ガイド110および可動ガイド112の上面にはそれぞれ、図3ないし図5に示すように、案内部材170が固定されており、固定後は固定ガイド110および可動ガイド112の案内部として機能し、案内手段を構成する。案内部材170は板状を成し、固定ガイド110,可動ガイド112とほぼ同じ長さを有するとともに、垂直な案内面172を有し、それら1対の案内面172がプリント配線板12の幅方向の両側から、プリント配線板12の両側面173の各々を案内し、プリント配線板12を固定ガイド110および可動ガイド112の長手方向に案内する。固定ガイド110,可動ガイド112は、Y軸方向、すなわちプリント配線板12の搬送方向に直角な方向に隔たって設けられるとともに、1対のエンドレスベルト124の各々と平行に設けられ、案内面172においてプリント配線板12を案内するのである。
上記2つの案内部材170にはそれぞれ、押さえ部174が長手方向に沿って一体的に設けられており、搬送時にプリント配線板12の浮き上がりを防止するとともに、電子回路部品装着時にプリント配線板12をクランプするようにされている。
配線板コンベヤ14によるプリント配線板12の搬送平面の下方であって、部品供給装置20にY軸方向において隣接する位置に前記配線板支持装置15が設けられている。配線板支持装置15は、図示は省略するが、例えば、特開平11−195899号公報に記載の配線板支持装置と同様に、支持台と、支持台上に設けられた複数の支持部材とを含み、昇降可能に設けられている。支持台が昇降装置によって上昇させられることにより、支持部材がプリント配線板12の裏面に接触して、プリント配線板12を1対のエンドレスベルト124から持ち上げ、上記案内部材170の押さえ部174に押し付けるとともに下方から支持し、プリント配線板12の電子回路部品16が装着される作業面としての被装着面であって、上面である表面180が水平な姿勢となる状態で支持する。また、支持台に設けられた1対のクランプ部材が前記1対の押さえ部174との間に、プリント配線板12の搬送方向に平行な両縁部を挟んでクランプする。これらクランプ部材および押さえ部174が配線板クランプ装置を構成し、配線板支持装置15と共に配線板保持装置を構成している。
上記固定ガイド110および支持部材136により、図3に示すように、複数本の案内部材たるガイドロッド190の両端部がそれぞれ、位置を固定して支持されるとともに、複数本の送りねじ192の両端部がそれぞれ回転可能に支持されている。ガイドロッド190および送りねじ192はY軸方向に平行に設けられているのである。可動ガイド112は、それに固定のレールナット196において送りねじ192に螺合されるとともに、被案内部たるガイドブロック200においてガイドロッド190に軸方向に摺動可能に嵌合されている。複数の送りねじ192の固定ガイド110から外側へ、すなわち可動ガイド112とは反対側へ延び出させられた端部にはそれぞれ、回転体たるスプロケット202が相対回転不能に取り付けられている。
また、固定ガイド110の外側には、複数のテンションスプロケット206がスプロケット202の回転軸線と平行な軸線まわりに回転可能に設けられ、これらスプロケット202,206に無端の巻掛体たるチェーン208が巻き掛けられている。2本の送りねじ192の一方に、図3に二点鎖線で示すように、操作部材たるハンドル218を係合させ、オペレータがハンドル218を操作し、送りねじ192を回転させることにより、可動ガイド112がY軸方向に移動させられ、配線板コンベヤ14の幅が変更される。
送りねじ192の回転は、スプロケット202およびチェーン208によって他方の送りねじ192に伝達される。それにより2本の送りねじ192が同期して回転させられ、可動ガイド112が長手方向において一様に固定ガイド110に接近,離間させられて、1対のエンドレスベルト124および両ガイド110,112の間隔が変更され、配線板コンベヤ14の幅が変更されるのである。本実施形態においては、スプロケット202,チェーン208等が回転伝達装置を構成し、送りねじ192,レールナット196等と共に間隔変更装置214を構成している。
部品装着装置18を説明する。
部品装着装置18は、図6および図7に示す作業ヘッドの一種である部品保持ヘッドとしての部品装着ヘッド230が互いに直交するX軸とY軸とによって規定される前記XY座標面内の任意の位置へ移動し、部品供給装置20から供給される電子回路部品16を、停止させられたプリント配線板12の表面180の予め定められた被装着箇所に装着するものとされている。
そのため、図1に示すように、ベッド10の配線板コンベヤ14のY軸方向における両側にはそれぞれボールねじ234がX軸方向に平行に設けられるとともに、X軸スライド236に設けられたナット238(図6には1個のみ図示されている)の各々に螺合されており、これらボールねじ234がそれぞれ、X軸スライド移動用モータ240(図1参照)によって回転させられることにより、X軸スライド236がX軸に平行な方向の任意の位置へ移動させられる。なお、X軸スライド236の移動は、ベッド10上であって、2つのボールねじ234の下側にそれぞれ設けられた案内部材たるガイドレール242(図6参照)およびX軸スライド236に設けられた被案部材たるガイドブロック244を含む案内装置により案内される。以上、X軸スライド236が第一可動部材を構成し、ナット238,ボールねじ234およびX軸スライド移動用モータ240等がX軸スライド移動装置246を構成している。
X軸スライド236上には、ボールねじ250(図6参照)がY軸方向に平行に設けられるとともに、Y軸スライド252がナット254において螺合されている。このボールねじ250がY軸スライド移動用モータ256(図1参照)によりギヤ258,260を介して回転させられることにより、Y軸スライド252は案内部材たる一対のガイドレール262を含む案内装置により案内されてY軸方向に平行な任意の位置に移動させられる。以上、Y軸スライド252が第二可動部材を構成し、ナット254,ボールねじ250およびY軸スライド駆動用モータ256等がY軸スライド移動装置264を構成している。
Y軸スライド252には、図6および図7に示すように、前記部品装着ヘッド230,ヘッド昇降装置270およびヘッド回転装置272が保持されており、これら部品装着ヘッド230等が部品装着ユニット274を構成している。本実施形態においては、前記X軸スライド232,Y軸スライド252,X軸スライド移動装置246およびY軸スライド移動装置264が移動装置としてのXYロボット266を構成し、部品装着ヘッド230は、XYロボット266により、水平な一平面であるXY座標面内の任意の位置へ移動させられる。なお、部品装着ユニット274は複数組設けてもよい。
ロボット266による部品装着ヘッド230の移動範囲は、部品供給装置20の全部のフィーダ30から電子回路部品16を受け取ることができるとともに、最大のプリント配線板12に電子回路部品16を装着するのに十分な範囲とされており、配線板支持装置15および部品供給装置20は、部品装着ヘッド230の移動範囲の、配線板コンベヤ14の搬送方向における中央の位置に設けられている。配線板支持装置15については、配線板コンベヤ14の搬送方向における中央の位置が、部品装着ヘッド230の移動範囲の上記搬送方向における中央の位置と一致し、部品供給装置20については、X軸方向に平行に並ぶ多数のフィーダ0の各部品供給部のうち、X軸方向において中央の部品供給部が、部品装着ヘッド230の移動範囲の上記搬送方向における中央部に位置するように設けられているのである。
ヘッド昇降装置270は、図6に示すように、ヘッド昇降用モータ276を駆動源とし、部品装着ヘッド230を昇降させ、プリント配線板12に接近,離間させる接近・離間装置である。ヘッド回転装置272は、ヘッド回転用モータ278を駆動源とし、部品装着ヘッド230をその軸線まわりに回転させる。これらヘッド昇降装置270およびヘッド回転装置272は、未だ公開されていないが、本出願人による特願2001−287339の出願に記載のヘッド昇降装置およびヘッド回転装置と同様に構成されており、詳細な説明を省略する。
部品装着ヘッド230は、ホルダ280を備え、部品保持具たる吸着ノズル282を保持している。吸着ノズル282は電子回路部品16を負圧により吸着し、プリント配線板12に装着する。吸着ノズル282は、ノズル本体284および吸着管286を有する。吸着ノズル282は、空気通路を経て図示を省略する回転バルブ,ホースおよび電磁方向切換弁等を経て負圧源,正圧源および大気に接続されており、電磁方向切換弁の切換えにより、吸着管286が負圧源,正圧源および大気に択一的に連通させられて電子回路部品16を保持し、解放する。
Y軸スライド252にはまた、図7に示すように、プリント配線板12に設けられた基準マーク290(図1参照)を撮像する基準マーク撮像システム292が設けられており、XYロボット266により水平面内の任意の位置へ移動させられる。基準マーク撮像システム292は、撮像装置たる基準マークカメラ294および照明装置296を備えている。基準マークカメラ294は、本実施形態においては、固体イメージセンサの一種であるCCD(電荷結合素子)と、結像レンズを含むレンズ系とを備え、被写体の二次元像を一挙に取得する撮像装置の一種である面撮像装置たるCCDカメラとされており、図示を省略する保持部材によりY軸スライド252に、その中心軸線が垂直となり、かつ下向きの姿勢で設けられている。CCDは、一平面上に多数の微小な受光素子が配列されたものであり、各受光素子の受光状態に応じた電気信号を発生させる。多数の受光素子により撮像領域ないし撮像画面が形成されている。
Y軸スライド252により更に、図7および図8に示すように、基板検出装置としての配線板検出装置308が保持されている。配線板検出装置308は、第一光電センサ310および第二光電センサ312を含み、XYロボット266により、水平面ないしXY座標面内の任意の位置へ移動させられる。これら光電センサ310,312は、基板検出器としての配線板検出器の一種である非接触型検出器であり、検出対象物を非接触で検出し、配線板搬送方向に平行な方向に距離を隔てて設けられている。
光電センサ310,312は、本実施形態においては反射型とされており、それぞれ発光素子314および受光素子316を備え、発光素子314から放射され、検出対象物により反射された光を受光素子316が受光し、検出することにより、検出対象物が検出される。光電センサ310、312は、本実施形態においては、受光素子316が反射光を受光しない状態ではOFF信号を出力し、受光素子316が反射光を受光し、受光量が設定量を超えればON信号を出力して、検出対象物を検出するように構成されている。
X軸スライド236には、図1に示すように、ちょうどX軸スライド236を移動させる2つのボールねじ234の一方に対応する位置であって、部品供給装置20と配線板コンベヤ14との間の位置に、部品撮像システム330が移動不能に取り付けられている。部品撮像システム330の構成は、本発明との関連が薄いため、簡単に説明する。
部品撮像システム330は、図6に示すように、撮像装置332および照明装置334を備えている。本実施形態において撮像装置332は、電子回路部品16等を撮像する部品カメラ336および導光装置338を備えており、導光装置338は、電子回路部品16の像を形成する像形成光を部品カメラ336に入光させる。部品カメラ336は、前記基準マークカメラ294と同様に、本実施形態では、面撮像装置であって、CCDカメラとされている。部品装着ヘッド230がXYロボット266によって移動させられ、Y軸方向においてボールねじ234に対応する位置であって、導光装置338上に位置する位置に至れば、部品カメラ336は電子回路部品16を撮像することができる。本実施形態においては、部品撮像システム330は、部品カメラ336が撮像対象物の正面像と投影像とを撮像し得るように構成されている。
本電子回路部品装着システム11は、図9に示す制御装置350により制御される。但し、図9は、本システム11のうち本発明に関連の深い部分のみを取り出して示したものである。制御装置350は、コンピュータ352を主体とするものであり、コンピュータ352は、PU(プロセッシングユニット)354,ROM356,RAM358,入・出力ポート360がバスライン362により接続されたものである。入・出力ポート360には、前記基準マークカメラ294,部品カメラ336により撮像された画像のデータを解析する画像処理コンピュータ366,前記光電センサ310,312,エンコーダ368,370等、各種コンピュータおよび検出器等が接続されている。基準マーク撮像システム292および部品撮像システム300においては、制御装置350による制御に基づいて撮像,照明等が行われる。
入・出力ポート360にはまた、駆動回路380を介してX軸スライド移動用モータ240等の各種アクチュエータが接続されている。これらX軸スライド移動用モータ240等は駆動源を構成し、X軸スライド移動用モータ240,Y軸スライド移動用モータ256,ヘッド昇降用モータ276およびヘッド回転用モータ278は、本実施形態では、回転モータの一種である電動モータたる電動回転モータであって、回転角度の精度の高い制御が可能なサーボモータとされている。サーボモータに代えてステップモータを用いてもよい。なお、X軸スライド移動用モータ240等の各種モータの回転角度はエンコーダにより検出され、その検出結果に基づいてモータ240等が制御される。図9には、X軸,Y軸スライド移動用モータ240,256についてそれぞれ設けられたエンコーダ368,370を代表的に示す。
RAM358には、図10に示すように、プログラムメモリ,配線板検出位置データメモリ等がワーキングメモリと共に設けられ、種々のプログラムおよびデータ等が記憶される。プログラムメモリには、図示を省略するメインルーチン,プリント配線板12に電子回路部品16を装着するための装着プログラム等、種々のプログラムおよびデータ等が記憶される。これらプログラムやデータは外部記憶装置から読み込まれてもよく、本電子回路部品装着システム11を含む複数の対回路基板作業システムを複数台制御するホストコンピュータから供給されてもよい。
プリント配線板12は、本実施形態においては、配線コンベヤ14により搬入されるとき、その搬送方向において下流側の端縁が第一,第二光電センサ310,312によって検出されることにより停止させられる。本実施形態においては、プリント配線板12の搬送方向において下流側の端縁が被検出部を構成しているのであり、配線板検出位置データメモリには、配線板検出装置308によるプリント配線板12の被検出部の検出のためにX軸,Y軸スライド236,252をそれぞれ移動させるべき位置のデータが記憶されている。
第一,第二光電センサ310,312は、XYロボット266により、部品装着ヘッド230の移動平面内の任意の位置へ移動させられ、その位置の設定により、配線板コンベヤ14により搬送されるプリント配線板12を配線板コンベヤ14の搬送経路内の任意の位置に停止させることができるが、本実施形態においては、形状,寸法が異なる複数種類のプリント配線板12のいずれも、YYロボット266による部品装着ヘッド230の移動範囲の、配線板コンベヤ14の搬送方向における中央の位置に停止させられて電子回路部品16の装着が行われる。プリント配線板12は、その搬送方向に平行な方向における中央の位置が、XYロボット266による部品装着ヘッド230の移動範囲の、配線板コンベヤ14の搬送方向における中央の位置に位置する状態で停止させられるのである。以後、部品装着ヘッド230の移動範囲の、配線板コンベヤ14の搬送方向における中央の位置を、搬送方向における中央の位置と称する。また、プリント配線板12は、配線板コンベヤ14によって正逆いずれの方向へも搬送可能であり、搬送方向がいずれであっても、搬送方向における中央の位置に停止させられる。プリント配線板12の停止位置は、その搬送方向に平行な方向において中央の位置について設定される。そして、光電センサ310,312のうち、搬送方向において上流側に位置する光電センサがプリント配線板12の下流側端縁を検出することにより搬送速度が減速され、下流側に位置する光電センサがプリント配線板12の下流側端縁を検出することによりプリント配線板12が停止させられる。搬送方向において上流側に位置する光電センサが減速用センサとして機能し、下流側に位置する光電センサが停止用センサとして機能するのである。
プリント配線板12の搬送方向において下流側の端縁を被検出部としてプリント配線板12を検出し、搬送方向における中央の位置に停止させる場合、プリント配線板12の搬送方向において下流側の端縁の停止時における位置は、プリント配線板12の寸法,形状および搬送方向に応じて変わり、プリント配線板12を検出する光電センサ310,312が位置させられるべき位置も変わる。そのため、光電センサ310,312にプリント配線板12を検出させるためのX軸,Y軸スライド236,252の各移動位置であって、配線板検出装置308がプリント配線板12の下流側端縁の検出を行う検出位置は、プリント配線板12の寸法,形状および搬送方向に応じて設定される。プリント配線板12が搬送方向の中央の位置に停止させられた状態において、その下流側端縁が位置する位置に配線板検出装置308が位置し、光電センサ310,312が下流側端縁を検出するようにX軸,Y軸スライド236,252の位置が設定されるのであり、その移動位置は、プリント配線板12の種類および搬送方向と対応付けて配線板検出位置データメモリに記憶されている。プリント配線板12には、例えば、その種類毎にコードが付され、そのコードデータが、X軸,Y軸スライド236,252の各移動位置のデータおよび搬送方向のデータと共に配線板検出位置データメモリに記憶される。
なお、本実施形態においては、プリント配線板12の検出時における光電センサ310,312のY軸方向の位置は、プリント配線板12を、その寸法,形状および搬送方向を問わず、検出し得る一定の位置とされ、光電センサ310,312を検出位置に移動させるためのY軸スライド252の位置は、プリント配線板12の種類に関係なく一定とされている。また、第一,第二光電センサ310,312間の距離は、プリント配線板12を検出して減速させ、減速状態で停止させるのに十分な距離とされている。
このように光電センサ310,312によるプリント配線板12の被検出部の検出のためのX軸,Y軸スライド236,252を移動させるべき位置に関連する位置関連情報は、X軸,Y軸スライド236,252の移動位置を規定するデータを含み、本実施形態においては、プリント配線板12の寸法,形状および搬送方向に応じて変わる情報であり、XYロボット266による部品装着ヘッド230の移動範囲の、配線板コンベヤ14の搬送方向における中央の位置にプリント配線板12を停止させるための情報である。
次に作動を説明する。
プリント配線板12への電子回路部品16の装着時には、プリント配線板12が配線板コンベヤ14により搬入され、その下流側端縁が光電センサ310,312により検出されて、搬送方向における中央の位置に停止させられる。なお、段取替え時、すなわち電子回路部品16が装着されるプリント配線板12の種類が替わる場合、必要であれば、電子回路部品16の装着開始に先立って間隔変更装置214により、1対のガイド110,112およびコンベヤベルト124の間隔が、次に搬送されるプリント配線板12の幅に適した間隔に変更される。
プリント配線板12の停止制御を図11ないし図14に基づいて説明する。
プリント配線板12が配線板コンベヤ14に搬入され、配線板コンベヤ14により搬送される際、XYロボット266が制御され、第一,第二光電センサ310,312が、プリント配線板12が停止位置、すなわち搬送方向の中央の位置に到達するより先に所定の位置である検出位置、すなわちプリント配線板12を搬送方向における中央の位置に停止させるべく、プリント配線板12の搬送方向において下流側の端縁を検出する位置へ移動させられる。プリント配線板12の種類および搬送方向に応じて、光電センサ310,312を所定の検出位置に移動させるために設定されたX軸,Y軸スライド236,252の各移動位置がRAM358から読み出され、エンコーダ368,370の検出信号に基づいてX軸,Y軸スライド移動用モータ240,256が制御され、X軸,Y軸スライド236,252が設定された位置へ移動させられ、光電センサ310,312が所定の検出位置へ移動させられるのである。そして、両センサ310,312において発光素子314が光を放射し、受光素子316による受光が待たれ、プリント配線板12の検出が待たれる。XYロボット266は、サーボモータを駆動源とし、電子回路部品16のプリント配線板12への装着が精度良く行われるべく、部品装着ヘッド230を予め設定された位置へ精度良く移動させるように構成されている。そのため、配線板検出装置308は精度良く検出位置へ移動させられ、プリント配線板12の停止制御精度が向上する。
プリント配線板12が図11においては右方(実線の矢印で示す方向)へ搬送されるとすれば、第一,第二光電センサ310,312は、搬送方向において中央の位置より搬送方向において下流側であって、図11に実線で示す位置へ移動させられ、第一光電センサが310が第二光電センサ312より、搬送方向において上流側に位置する。プリント配線板12が停止位置近傍へ到達し、その下流側端縁が第一光電センサ310の下方の位置に至れば、第一光電センサ310の発光素子314が放射する光がプリント配線板12の下流側縁部により反射されて受光素子316により受光され、被検出部としての下流側端縁が検出される。プリント配線板12が停止位置近傍まで搬送されたことが検出されるのであり、その検出に基づいて搬送速度の減速指令が発せられ、配線板搬送用モータ142が減速制御されて、配線板コンベヤ14によるプリント配線板12の搬送速度が減少させられる。
プリント配線板12が減速された状態で搬送され、その下流側縁部が第一光電センサ312の下方に至り、発光素子314が放射する光がプリント配線板12の下流側縁部により反射され、受光素子316により受光されてプリント配線板12が検出されれば、停止指令が発せられ、プリント配線板12が搬送方向における中央の位置に停止させられる。
プリント配線板12が図11において二点鎖線の矢印で示すように、左方へ搬送されるとすれば、第一,第二光電センサ310,312は、XYロボット266により移動させられ、二点鎖線で示すように、搬送方向において中央の位置より下流側であって、プリント配線板12が右方へ搬送される場合とは、上記中央の位置に対して搬送方向において反対側に位置させられる。そして、第二光電センサ312が第一光電センサ310より搬送方向において上流側に位置し、減速用センサとして機能し、第二光電センサ312が停止用センサとして機能し、プリント配線板12の搬送速度を減速させた後、停止させる。
第一,第二光電センサ310,312は、プリント配線板12の寸法,形状に応じて設定された位置に位置させられてプリント配線板12を検出する。したがって、例えば、図12に概略的に示すように、プリント配線板12の寸法が小さい場合には、1対のガイド110,112の間隔がプリント配線板12の幅に応じた大きさに変更されるとともに、第一,第二光電センサ310,312がプリント配線板12の搬送方向に平行な方向の寸法に応じた位置に移動させられてプリント配線板12の下流側端縁を検出し、減速させ、停止させるようにされる。
また、例えば、図13に概略的に示すように、プリント配線板12が搬送方向における下流側の端部に切欠386を有するものである場合でも、第一,第二光電センサ310,312を、搬送方向と直角な方向において、切欠386のないプリント配線板12を検出する場合と同じ位置においてプリント配線板12を検出させ、搬送方向における中央の位置に停止させることができる。前述のように、本実施形態では、プリント配線板12の検出時における光電センサ310,312のY軸方向の位置は、プリント配線板12の寸法,形状および搬送方向を問わず、一定とされており、この位置が配線板コンベヤ14により搬送されるプリント配線板12の切欠386のY軸方向の位置と一致する場合でも、光電センサ310,312のX軸方向、すなわち搬送方向に平行な方向における検出位置の設定により、プリント配線板12を検出し、搬送方向の中央の位置に停止させることができる。
切欠386を有するプリント配線板12は、切欠386がないと仮定した場合に搬送方向に平行な方向において中央となる位置が、部品装着ヘッド230の移動範囲の、配線板コンベヤ14の搬送方向における中央の位置に位置する状態で停止させられるようにされる。そのため、この停止状態において、プリント配線板12の切欠386を画定する端縁であって、搬送方向に直角な端縁に対応する位置に配線板検出装置308が位置し、光電センサ310,312がプリント配線板12の切欠386を画定する端縁を下流側端縁として検出するように、X軸スライド236の移動位置が設定される。Y軸スライド256の移動位置は、切欠386がない場合と同じに設定される。
配線板検出装置308の搬送方向と直角な方向(Y軸方向)の位置を、切欠386のないプリント配線板12の検出時とは異ならせ、第一,第二光電センサ310,312が、切欠386を有するプリント配線板12の、切欠386のない部分を検出するようにしてもよい。いずれにしても、第一,第二光電センサ310,312の検出位置の設定により、それらセンサ310,312による検出に基づいて、切欠386のあるプリント配線板12を、切欠のないプリント配線板12と同様に搬送方向における中央の位置に停止させることができ、同様に電子回路部品16の装着が行われるようにすることができる。
プリント配線板12がいずれの形状,寸法であっても、また、搬送方向がいずれであっても、プリント配線板12が配線板コンベヤ14により搬入され、光電センサ310,312による検出に基づいて搬送方向における中央の位置に停止させられたならば、その停止させられたプリント配線板12に部品装着ヘッド230により電子回路部品16が装着される。停止後、プリント配線板12は、配線板支持装置15によって裏面側から支持されるとともに、配線板クランプ装置によりクランプされる。そして、まず、基準マークカメラ294がXYロボット266により移動させられて基準マーク290を撮像し、プリント配線板12の位置を検出し、表面180上に設定された複数の被装着位置の各水平位置誤差が演算により求められる。そして、部品装着ヘッド230がXYロボット266により移動させられ、部品供給装置20から電子回路部品16を受け取ってプリント配線板12の被装着位置に装着する。
部品装着ヘッド230が、部品供給装置20から電子回路部品16を受け取る場合、複数のフィーダ30のうちの1つの部品供給部において吸着ノズル282が電子回路部品16を吸着する。吸着後、部品装着ヘッド230はXYロボット266により、プリント配線板12の被装着位置へ移動させられるが、移動の途中で、X軸方向において部品撮像システム330の導光装置338上において停止させられ、電子回路部品16が部品カメラ336によって撮像される。部品撮像システム330はX軸スライド236上に設けられているため、部品装着ヘッド230が部品供給装置20からプリント配線板12へ移動する途中で必ず、導光装置338上を通り、電子回路部品16が撮像されるのであり、その撮像データに基づいて電子回路部品16の保持位置誤差(水平位置誤差および回転位置誤差)が検出される。そして、部品装着ヘッド230がヘッド回転装置272により回転させられて電子回路部品16の回転位置誤差が修正され、部品装着ヘッド230の移動距離の修正により、保持位置誤差,プリント配線板12の被装着位置の水平位置誤差および回転位置誤差の修正により生ずる電子回路部品16の中心位置ずれが修正されて、電子回路部品16がプリント配線板12に装着される。以上で1サイクルの装着作業が終了する。
このようにX軸,Y軸スライド236,252の移動位置の設定により、光電センサ310,312を所定の検出位置へ移動させ、プリント配線板12を、その形状,寸法および搬送方向を問わず、搬送方向における中央の位置に停止させることができる。それにより、プリント配線板12および部品供給装置20が搬送方向における中央の位置に位置し、それぞれの搬送方向における中央同士が一致することとなり、部品装着時における部品装着ヘッド230の移動距離が短くて済み、装着が能率良く行われる確率が高い。プリント配線板12にすべての電子回路部品16を装着するために必要な部品装着ヘッド230の移動距離の総和が、プリント配線板12と部品供給装置20との搬送方向の中央同士が一致しない場合のそれと比較して小さくなる確率が高いのである。特に、プリント配線板12が小さく、部品装着ヘッド230の移動範囲の片隅(下流側の端部)に停止させられて、部品供給装置20の、配線板コンベヤ14の搬送方向に平行な方向における中央部から大きく外れる場合、移動距離の総和が長くなる確率が高いのに対し、プリント配線板12が小さくても、搬送方向における中央の位置に停止させられることにより、部品供給装置20に搬送方向における中央の位置において隣接し、装着が能率良く行われる確率が向上する。
本電子回路部品装着システム11の別の作動態様においては、部品供給装置20が複数種類のプリント配線板12に対して電子回路部品16を供給するようにされる。例えば、プリント配線板12が小さく、装着すべき電子回路部品16の種類が少なく、かつ、プリント配線板12のロット数が少ないが、多種類のプリント回路板が生産される場合、複数種類のプリント配線板12のそれぞれについて、電子回路部品16の供給に要するフィーダ30の数の和が、フィーダ支持テーブル32に搭載可能な数であれば、部品供給装置20は、複数種類のプリント配線板12に対して電子回路部品16を供給することができる。複数種類の装着プログラムによるプリント配線板12への電子回路部品16の装着に対応するようにされるのである。
部品供給装置20が、例えば、2種類のプリント配線板12に電子回路部品16を供給させることが可能であれば、図14に概略的に示すように、フィーダ支持テーブル32の搬送方向において一方の側に、2種類のプリント配線板12のうちの一方に電子回路部品16を供給する複数のフィーダ30がまとめて搭載され、フィーダ支持テーブル32の搬送方向において他方の側に、他方の種類のプリント配線板12に電子回路部品16を供給する複数のフィーダ30がまとめて搭載される。フィーダ支持テーブル32に、2種類のプリント配線板12にそれぞれ電子回路部品16を供給する複数のフィーダ30を含む部品フィーダ群390が複数、ここでは2つ、搬送方向に平行な方向において一列に並んで設けられるのである。
そして、プリント配線板12の種類に応じて、プリント配線板12の停止位置が設定される。例えば、複数種類のプリント配線板12の各停止位置はそれぞれ、電子回路部品16を供給する部品フィーダ群390に対して、搬送方向と直角な方向において隣接する位置に設定され、更に本実施形態においては、プリント配線板12の搬送方向に平行な方向において中央の位置が、部品フィーダ群390の搬送方向に平行な方向において中央の位置と一致する位置に設定され、プリント配線板12の種類と対応付けて、RAM358の配線板停止位置データメモリに記憶されている。停止位置は、ここでは、プリント配線板12の搬送方向に平行な方向において中央の位置について設定されるのである。そして、配線板停止位置データに基づいてプリント配線板12の種類毎に、プリント配線板12を設定された停止位置に停止させるために、光電センサ310,312を検出位置に移動させるためのX軸,Y軸スライド236,252の移動位置が、プリント配線板12の形状,寸法および搬送方向に基づいて設定され、プリント配線板12の種類と対応付けて、搬送方向を規定するデータと共に配線板検出位置データメモリに記憶される。ここでは、プリント配線板12の被検出部は、その搬送方向において下流側の端縁であるとし、プリント配線板12が停止位置に停止させられた状態において、その下流側の端縁が位置する位置に配線板検出装置308が位置し、光電センサ310,312が下流側端縁を検出するようにX軸,Y軸スライド236,252の移動位置が設定され、記憶される。搬送方向が一方向に決まっていれば、搬送方向を規定するデータを共に記憶することは不要である。
配線板コンベヤ14によるプリント配線板12の搬入時には、光電センサ310,312はXYロボット266により、プリント配線板12の種類等に応じて設定された検出位置へ移動させられ、プリント配線板12の下流側端縁を検出し、減速させ、停止させる。それにより、プリント配線板12は、自身に電子回路部品16を供給する部品フィーダ群390に、搬送方向と直交する方向において隣接する位置であって、プリント配線板12と部品フィーダ群390との各搬送方向における中央の位置が一致する位置に停止させられる。
このように1つの部品供給装置20により複数種類のプリント配線板12に電子回路部品16を供給させるようにすれば、プリント配線板12の種類が替わる毎に、プリント配線板12の種類に合わせてフィーダ30の交換を行うことなく、プリント配線板12の停止位置を変更するのみで、プリント配線板12の種類を変更しつつ装着作業を能率良く行うことができる。また、プリント配線板12が、自身に装着される電子回路部品16を供給する部品フィーダ群390に、搬送方向と直交する方向において隣接し、搬送方向における中央の位置が一致する位置に停止させられるため、部品装着ヘッド30の移動距離が短くて済み、装着が能率よく行われる。
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、配線板検出位置データメモリおよび配線板停止位置データメモリが記憶部を構成し、制御装置350が基板停止制御装置を構成している。
配線板停止位置データメモリは省略してもよい。プリント配線板12の種類毎に設定された停止位置に基づいて、光電センサ310,312をプリント配線板12の被検出部を検出する位置へ移動させるためのX軸,Y軸スライド236,252の移動位置を設定し、プリント配線板12の種類と対応付けて記憶すれば、プリント配線板12の種類と停止位置とを対応付けて記憶するのに等しいからである。
上記実施形態においては、部品撮像システム330がX軸スライド236に設けられていたが、位置を固定して設けてもよい。その実施形態を図15に基づいて説明する。なお、上記実施形態におけると同様の作用を為す構成要素には、同一の符号を付して対応関係を示し、説明を省略する。
本実施形態の電子回路部品装着システム400においては、部品撮像システム402は、部品供給装置20と配線板コンベヤ14との間の位置であって、部品装着ヘッド230の移動範囲の、配線板コンベヤ14によるプリント配線板12の搬送方向における中央の位置に、位置を固定して設けられている。部品撮像システム402は、複数のフィーダ30の各部品供給部が並ぶ方向の中央の位置に対応する位置に設けられているのである。部品撮像システム402は、撮像装置としての部品カメラ404および照明装置406を備え、部品装着ヘッド230の移動平面の下方に位置し、被写体の正面像および投影像を撮像するように構成されている。
したがって、プリント配線板12が、搬送方向における中央の位置に停止させられれば、プリント配線板12全体が部品撮像システム402の近くに位置させられることとなり、部品装着ヘッド230の移動距離の総和が短く、装着が能率良く行われる確率が高い。部品装着ヘッド230はフィーダ30から電子回路部品16を受け取った後、プリント配線板12への装着に先立って、必ず、部品撮像システム402へ移動させられ、部品カメラ404によって電子回路部品16が撮像されるのであるが、部品撮像システム402とプリント配線板12とが、搬送方向と直角な水平方向において隣接させられるため、撮像後、プリント配線板12へ移動する際の部品装着ヘッド230の移動距離の総和が短くて済む確率が高い。
例えば、プリント配線板12の停止位置が、プリント配線板12の種類に関係なく、その下流側の端部が一定の位置に位置する位置とされる場合、プリント配線板12の停止位置を大きいプリント配線板12に合わせて設定すれば、図15に二点鎖線で示すように、プリント配線板12が小さく、部品装着ヘッド230の移動範囲の片隅側に停止させられることとなる場合には、プリント配線板12を搬送方向における中央の位置に停止させる場合より、すなわち搬送方向と直交する方向において部品撮像システム402と隣接する位置に停止させる場合より、プリント配線板12と部品撮像システム402との間の距離が長く、部品装着ヘッド230の移動に時間がかかる。それに対し、本実施形態の電子回路部品装着システム400においては、プリント配線板12全体が、その種類に関係なく、部品撮像システム402に近接した位置に停止させられるため、プリント配線板12が小さくても、部品装着ヘッド230の移動の無駄が少なく、部品装着ヘッド230の移動距離の総和が短くて済み、装着を能率良く行うことができる確率が高いのである。
上記各実施形態においては、プリント配線板の被検出部を光電センサによって検出し、停止させるようにされていたが、撮像装置によって撮像することにより検出し、停止させるようにしてもよい。その実施形態を図16ないし図18に基づいて説明する。
本実施形態の電子回路部品装着システム420は、プリント配線板12の停止制御を除いて前記電子回路部品装着システム11と同様に構成されており、説明は省略する。
本実施形態においては、基準マーク撮像システム292の基準マークカメラ294がプリント配線板12の搬送方向において下流側の端縁を撮像し、検出することにより搬送速度が減速され、基準マーク290が基準マークカメラ294によって撮像され、検出されることにより停止させられる。プリント配線板12の被検出部を撮像する撮像装置が、プリント配線板12の表面180に設けられた基準マーク290を撮像することによって、プリント配線板12の停止位置を検出する基準マーク撮像装置を兼ねているのである。
本実施形態においても、プリント配線板12は搬送方向における中央の位置に停止させられ、その寸法,形状および搬送方向に応じて、基準マークカメラ294に、プリント配線板12の下流側端縁を検出させ、基準マーク290を検出させるために、X軸,Y軸スライド236,252を移動させるべき位置が設定され、プリント配線板12の種類および搬送方向と対応付けて配線板検出位置データメモリに記憶される。
X軸,Y軸スライド236,252の位置は、基準マークカメラ294にプリント配線板12の下流側端縁を撮像させる位置と、基準マーク290を撮像させる位置との2つが設定される。前者はプリント配線板12を減速させるための基準マークカメラ294の減速用検出位置であり、後者はプリント配線板12を停止させるための停止用検出位置であり、停止用検出位置は、プリント配線板12が搬送方向における中央の位置に停止させられた状態において基準マーク290の中心が位置する位置に設定され、減速用検出位置は、停止用検出位置より搬送方向において上流側の位置に設定される。減速用検出位置と停止用検出位置との間の搬送方向における距離は、基準マークカメラ294がプリント配線板12の下流側端縁を撮像し、検出して減速指令を発した後、プリント配線板12より高速で、プリント配線板12が停止位置へ到達するより先に停止用検出位置へ到達することができる距離とされている。
プリント配線板12が配線板コンベヤ14によって搬入されるとき、プリント配線板12の種類および搬送方向に応じて設定されたX軸,Y軸スライド236,252の2つの移動位置が読み出され、基準マークカメラ294がまず、減速用検出位置へ移動させられる。エンコーダ368,370の検出信号に基づいてX軸,Y軸スライド移動用モータ240,256が制御され、基準マークカメラ294が、撮像領域ないし撮像画面の中心である撮像中心が減速用検出位置に位置する位置へ移動させられるのである。そして、照明装置296により照明が為されるとともに、基準マークカメラ294が設定時間毎に撮像を行う。
本実施形態において照明装置296は、明るさが複数段階、例えば2段階に調節されるように構成されており、基準マークカメラ294が減速用検出位置において撮像を行う場合には、暗い方の明るさで照明する。プリント配線板12が、その下流側端縁が基準マークカメラ294によって撮像される減速位置に到達する時期が明確でなく、撮像されるまで照明し続けるからである。そして、基準マークカメラ294が撮像を行う毎に撮像データが画像処理コンピュータ366により画像処理され、プリント配線板12の搬送方向において下流側端縁が検出されたか否かの判定がコンピュータ352において行われる。プリント配線板12の下流側端縁が撮像領域内に進入し、基準マークカメラ294によって撮像され、図17に斜線を施して示すように、プリント配線板12の下流側端縁の像が撮像領域に形成され、検出されれば、減速指令が出力され、プリント配線板12の搬送速度が減速させられる。
そして、基準マークカメラ294は、図16に二点鎖線で示すように、停止用検出位置へ移動させられ、照明装置296が明るい方の明るさで照明を行い、基準マークカメラ294は設定時間毎に撮像を行う。基準マークカメラ294はXYロボット266により、プリント配線板12より高速で移動させられ、プリント配線板12が停止位置へ到達するより先に停止位置用検出位置へ移動させられる。基準マークカメラ294が、その撮像中心が停止位置用検出位置に位置する位置へ移動させられるのである。
そして、基準マークカメラ294が設定時間毎に繰り返し撮像を行い、撮像データが画像処理され、プリント配線板12が停止位置に到達したか否かの判定が行われる。基準マーク290が撮像領域内に進入すれば、撮像を行う毎に、例えば、図18に一点鎖線および二点鎖線で示すように、基準マーク290の像が取得される。そして、基準マーク290の像が撮像領域の予め設定された位置、ここではその中心が撮像中心から設定距離の範囲内に形成されれば、プリント配線板12が停止位置に到達したとされ、停止指令が出力される。基準マーク290の像の中心と、撮像中心とがちょうど一致しなくても、プリント配線板12が停止位置に到達したと見なしてもよい位置に基準マーク290の像が形成されれば、プリント配線板12が停止位置に到達したとされ、停止させられるのである。プリント配線板12の停止後、基準マークカメラ294は停止用検出位置に位置したままの状態で再度、撮像を行い、基準マーク290を撮像し、その撮像データに基づいてプリント配線板12の正確な停止位置が検出され、被装着位置の水平位置誤差の算出に用いられる。
本実施形態においては、プリント配線板12の停止制御に、基準マーク撮像システム292が利用されるため、安価に制御を行うことができる。また、基準マークカメラ294は、プリント配線板12を停止させた位置で、プリント配線板12の停止位置を検出するために基準マーク290を撮像することができ、プリント配線板12の位置を迅速に検出することができる。
上記各実施形態において回路基板は非接触の基板検出器により検出されて停止させられるようにされていたが、ストッパを当接させて停止させるようにしてもよい。その実施形態を図19に基づいて説明する。なお、上記実施形態の構成要素と同様の作用を為す構成要素には、同一の符号を付して対応関係を示し、説明を省略する。
本実施形態の電子回路部品装着システム500においては、図19に示すように、XYロボット266のY軸スライド252により、部品装着ヘッド230および基準マーク撮像システム292と共に、ストッパ502およびストッパ移動装置としてのストッパ昇降装置504が保持されており、XYロボット266によりXY座標面内の任意の位置へ移動させられる。ストッパ昇降装置504は、本実施形態においては、駆動源の一種である流体圧アクチュエータとしてのエアシリンダ506を備え、ピストンロッド508の下端部にストッパ502が設けられており、ピストンロッド508の伸縮により、ストッパ502は、プリント配線板12の搬送経路内に位置する作用位置と、搬送経路から退避した退避位置とに移動させられる。
Y軸スライド252により更に、プリント配線板12がストッパ502に当接する位置に到達したことを検出する到達検知器としての光電センサ510が保持されている。光電センサ510は非接触型検知器の一種であり、本実施形態においては反射型光電センサにより構成され、発光素子512および受光素子514を備え、水平面内において搬送方向と直角な方向においてストッパ502に隣接し、搬送方向においては、プリント配線板12がちょうどストッパ502に当接した状態(予め設定された停止位置に停止させられた状態)において、プリント配線板12の搬送方向において下流側の端縁を検出し得る位置に設けられている。発光素子512,受光素子514は、本実施形態では、水平面内において搬送方向と直角な方向に並んで設けられている。本電子回路部品装着システム500は、前記電子回路部品装着システム11と同様に、コンピュータを主体とする制御装置により制御され、光電センサ510の信号はコンピュータに入力される。また、エアシリンダ506は制御装置により制御される。
本実施形態においても、プリント配線板12を搬送方向における中央の位置に停止させるとすれば、ストッパ502をプリント配線板12に当接させ、プリント配線板12を停止させるためのX軸,Y軸スライド236,252の移動位置が、プリント配線板12の寸法,形状に応じて設定され、プリント配線板12の種類と対応付けて配線板検出位置データメモリに記憶されている。本実施形態においては、プリント配線板12の搬送方向は一方向であることとする。
プリント配線板12が配線板コンベヤ14によって搬入されるとき、ストッパ502はXYロボット266により、予め設定された位置であって、プリント配線板12に当接して停止させる当接位置へ移動させられるとともに、ストッパ昇降装置504により作用位置へ下降させられる。また、光電センサ510においては発光素子512が光を放射している。そのため、プリント配線板12が搬入され、停止位置に至れば、ストッパ502に当接し、停止させられる。この際、発光素子512が放射する光がプリント配線板12により反射されて受光素子514により受光されて、プリント配線板12が光電センサ510により検出され、その検出に基づいてプリント配線板12の停止指令が発せられ、配線板コンベヤ14の配線板搬送用モータ142が停止させられる。本実施形態においては、制御装置が搬送装置制御装置を構成している。
本発明は、対基板作業システムとしての高粘性流体塗布システムの一種である接着剤塗布システムにも適用することができる。その実施形態を図20および図21に基づいて説明する。なお、本実施形態の接着剤塗布システム550は、プリント配線板の停止制御に関する部分を除いて、未だ公開されていないが、本出願人による特願2001−1983の出願に記載の接着剤塗布システムと同様に構成されており、簡単に説明する。
接着剤塗布システム550のベッド552上には、高粘性流体塗布装置たる接着剤塗布装置554,高粘性流体塗布対象材であり、回路基板の一種であるプリント配線板556を搬送する配線板コンベヤ558が設けられている。配線板コンベヤ558は、前記実施形態の配線コンベヤ14と同様に構成され、固定ガイド560および可動ガイド562を備えるとともにベルトコンベヤとされ、図示を省略する配線板搬送用モータの駆動により1対のエンドレスのコンベヤベルトが同期して周回させられ、プリント配線板556が、接着剤塗布システム550について設定された水平なXY座標内においてX軸方向に搬送される。配線板コンベヤ558は、プリント配線板556を搬送方向の任意の位置に停止させ得るとともに、正逆両方向に搬送することができる。また、各1対のコンベヤベルト(図示省略)およびガイド560,562の間隔が間隔変更装置により変更される。さらに図示は省略するが、配線板コンベヤ558の途中には、プリント配線板556を裏面側から支持する配線板支持装置およびプリント配線板556をクランプする配線板クランプ装置を含む配線保持装置が設けられている。
接着剤塗布装置554は、移動装置としてのXYロボット568を備え、塗布ユニット570を、上記XY座標面内において互いに直交するX軸方向およびY軸方向の成分を有する方向に移動させ、プリント配線板556の表面である塗布面568に平行な一平面内の任意の位置へ移動させて塗布面568の複数の塗布位置にそれぞれスポット状に接着剤を塗布するものとされている。
XYロボット568は、図20および図21に示すように、前記XYロボット266と同様に、X軸スライド572と、X軸スライド移動用モータ574,ボールねじ576およびナット578を含むX軸スライド移動装置580と、X軸スライド572上に設けられたY軸スライド584と、Y軸スライド移動用モータ586,ボールねじ588およびナット(図示省略)を含むY軸スライド移動装置592とを含み、X軸スライド572が第一可動部材を構成し、Y軸スライド584が第二可動部材を構成している。これらX軸スライド572,X軸スライド移動装置580,Y軸スライド584,Y軸スライド移動装置592がXYロボット568を構成している。X軸スライド572の移動は、案内部材たる1対のガイドレール596および被案内部材たる1対のガイドブロック598を含む案内装置により案内され、Y軸スライド584の移動は、案内部材たる1対のガイドレール600および被案内部材たる1対のガイドブロック602を含む案内装置により案内される。これらボールねじ576,588,ナット578は運動伝達装置を構成し、駆動源を構成するX軸スライド移動用モータ574,Y軸スライド移動用モータ586は、本実施形態ではサーボモータにより構成されている。
塗布ユニット570は、Y軸スライド584により昇降可能に保持されており、Z軸スライド610およびZ軸スライド移動装置としてのZ軸スライド昇降装置612を含む塗布ユニット昇降装置614により昇降させられ、プリント配線板556に接近,離間させられる。塗布ユニット570は、詳細な図示および説明は省略するが、吐出ノズル620,ノズル回転装置,スクリュポンプ,スクリュ回転装置および高粘性流体供給装置たる接着剤供給装置等を備え、本実施形態では、塗布ユニット570が作業ヘッドを構成している。塗布ユニット570は、スクリュの回転により、吐出ノズル620から所定量の接着剤が吐出され、プリント配線板556の塗布位置に塗布される。塗布ユニットは、シリンジに収容された接着剤を圧縮空気の供給により吐出し、塗布するものとしてもよい。
Y軸スライド584にはまた、プリント配線板556に設けられた基準マーク624を撮像する基準マーク撮像システム626が設けられている。基準マーク撮像システム626は、基準マークカメラ628および照明装置(図示省略)を含む。Y軸スライド584により更に、配線板検出装置640が保持されている。配線板検出装置640は、前記配線板検出装置308と同様に、第一,第二光電センサ642,644を備えている。各光電センサ642,644はそれぞれ、発光素子646および受光素子648を備え、プリント配線板556の搬送方向と平行な方向に距離を隔てて一列に並んで設けられている。発光素子646および受光素子648も搬送方向と平行な方向に距離を隔てて一列に並んで設けられている。
本接着剤塗布システム550は、コンピュータを主体とする制御装置650(図20参照)により制御される。
本実施形態において配線板検出装置640は、前記配線板検出装置308と同様にプリント配線板556を検出する。例えば、プリント配線板556の搬送方向において下流側の端縁が被検出部とされ、第一,第二光電センサ642,644のうち、搬送方向において上流側の光電センサが被検出部としての下流側端縁を検出することにより搬送速度が減速され、下流側の光電センサが下流側端縁を検出することによりプリント配線板556が停止させられる。
本接着剤塗布システム550においては、例えば、プリント配線板556の種類および搬送方向に応じてプリント配線板556の停止位置が設定され、プリント配線板556の種類および搬送方向と対応付けてコンピュータのRAMに設けられた配線板停止位置データメモリ(図示省略)に記憶されている。プリント配線板556の停止位置は、例えば、プリント配線板556の搬送方向に平行な方向における中央の位置について設定され、例えば、プリント配線板556の種類に応じて異ならされ、停止時におけるプリント配線板556の搬送方向に平行な方向における中央の位置が、プリント配線板556の種類によって異ならされている。
配線板検出装置640がプリント配線板556の被検出部を検出する検出位置は、プリント配線板556の停止位置に応じて設定される。本実施形態においては、プリント配線板556が設定された停止位置に停止させられた状態において、その下流側端縁が位置する位置が検出位置であり、その位置に配線板検出装置640が位置し、光電センサ642,644がプリント配線板556の下流側端縁を検出するように、X軸,Y軸スライド572,584の位置が設定され、プリント配線板556の種類および搬送方向と対応付けて配線板検出位置データメモリ(図示省略)に記憶されている。
プリント配線板556の搬入時には、プリント配線板556が停止位置に到達する前に配線板検出装置640がXYロボット568により設定された検出位置へ移動させられる。そして、第一,第二光電センサ642,644がプリント配線板556の下流側端縁を検出し、プリント配線板556を減速させ、停止させる。このようにプリント配線板556の停止位置を種類毎に異ならせることにより、例えば、ボールねじ576,588を軸方向において満遍なく使用するようにし、XYロボット568の寿命を向上させることができる。なお、配線板支持装置および配線板クランプ装置は、プリント配線板556が搬送方向においていずれの位置に停止させられても、プリント配線板556を支持し、クランプし得るように設けられている。プリント配線板556の停止位置は、配線板支持装置および配線板クランプ装置により支持され、クランプされることが可能な範囲内において設定されると言うこともできる。
以上説明した実施形態においては、配線板コンベヤによるプリント配線板の搬送方向に平行なX軸方向に移動するX軸スライドに、Y軸スライドがY軸方向に移動可能に保持されていたが、図22に示すように逆にすることも可能である。すなわち、配線板コンベヤ652の搬送方向と水平面内で直交するY軸方向に移動するY軸スライド654を設け、そのY軸スライド654にX軸スライド656をX軸方向に移動可能に保持させるのである。配線板コンベヤ652はベース658上にX軸方向を搬送方向として設けられ、プリント配線板660を搬送し、配線板支持装置662に支持させる。
Y軸スライド654は、ベース658の上方に設けられたガイドレール664(位置のみを二点鎖線で示す)に案内され、図示しないY軸移動装置によりY軸方向に移動させられる。そのY軸スライド654に設けられたガイドレール666に、X軸スライド656が移動可能に保持されており、図示しないX軸移動装置によりX軸方向に移動させられる。X軸スライド656には、図示は省略するが、前記各実施形態におけると同様な作業ヘッドが設けられる。例えば、図6および図7に示した部品装着ヘッド230と同様の部品装着ヘッドが設けられ、ベッド658上に部品供給装置20が設けられれば、対基板作業システムの一種としての電子回路部品装着システムとなる。
X軸スライド656には、さらに前記実施形態におけると同様に、第一光電センサ310および第二光電センサ312を含む配線板検出装置308と同様の配線板検出装置(図示省略)が設けられており、プリント配線板660の停止位置が制御される。
以上の他にも、本発明は、さらに種々の態様で実施することができる。例えば、回路基板にストッパを当接させて停止させる場合、ストッパ移動装置は、ストッパを回動により作用位置と退避位置とに移動させるストッパ回動装置としてもよい。この場合、ストッパを、例えば、Y軸スライドに搬送方向と直角な水平軸線まわりに回動可能に保持させ、ストッパ回動装置により回動させ、作用位置と退避位置とに移動させる。搬送方向と平行な水平軸線まわりに回動させてもよい。
また、基板検出器およびストッパは、X軸方向にのみ移動可能な可動部材、例えば、前記図1ないし図11に示した実施形態におけるX軸スライドに保持させてもよい。この場合、基板検出器およびストッパは、回路基板の搬送方向に平行な方向においてのみ移動させられるが、回路基板を搬送方向において任意の位置に停止させることができる。
さらに、基準マークカメラによってプリント配線板の被検出部を検出してプリント配線板の搬送速度を減速させ、停止させる場合、減速時にも基準マークを撮像するようにしてもよく、停止時にもプリント配線板の搬送方向において下流側の端を撮像し、検出するようにしてもよい。
また、基準マークカメラによってプリント配線板の被検出部を検出してプリント配線板の搬送速度を減速させ、停止させる場合、照明装置による照明の明るさは、減速のための被検出部の撮像時と停止のための被検出部の撮像時とにおいて同じにしてもよく、いずれも明るくしてもよく、いずれも暗めにしてもよい。あるいは周辺の状況により照明装置によりプリント配線板を照明しなくても撮像装置による撮像が可能であれば、照明装置は省略してもよい。
さらに、ストッパにより回路基板を停止させる場合でも、回路基板を正逆両方向に搬送するようにしてもよい。この場合、ストッパを2組設け、回路基板の搬送方向に応じてそれぞれ専用のストッパによって回路基板を停止させるようにしてもよく、1つのストッパによっていずれの搬送方向においても回路基板を停止させるようにしてもよい。また、到達検知器は、2組設け、回路基板が正逆いずれの方向に搬送される場合でも回路基板の到達を検知するようにする。
また、ストッパを昇降させるエアシリンダのピストンロッドの先端部をストッパとして用いるようにしてもよい。
さらに、基板コンベヤの1対の基板ガイドは両方共に可動ガイドとしてもよい。
また、回路基板の被検出部は、搬送方向において下流側の端縁に限らず、回路基板の別の部分を被検出部としてもよい。
回路基板は、搬送方向における中央の位置に限らず、別の位置において停止させてもよい。
以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明の開示〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
図1は本発明の実施形態である電子回路部品装着システムを示す平面図である。
図2は上記電子回路部品装着システムを示す側面図である。
図3は上記電子回路部品装着システムの配線板コンベヤを示す平面図である。
図4は上記配線板コンベヤを示す側面図である。
図5は上記配線板コンベヤの固定ガイドを示す正面図である。
図6は前記電子回路部品装着システムを示す正面図(一部断面)である。
図7は上記電子回路部品装着システムの部品装着装置を示す側面図である。
図8は上記電子回路部品装着システムの配線板検出装置を示す正面図である。
図9は上記電子回路部品装着システムを制御する制御装置のうち、本発明に関連の深い部分を示すブロック図である。
図10は上記制御装置の主体を成すコンピュータのRAMの構成を示すブロック図である。
図11は前記配線板コンベヤによるプリント配線板の搬送の停止制御を説明する図である。
図12は前記配線板コンベヤによる別のプリント配線板の搬送の停止制御を説明する図である。
図13は前記配線板コンベヤによる別のプリント配線板の搬送の停止制御を説明する図である。
図14は前記電子回路部品装着システムにおいて2種類のプリント配線板に電子回路部品を装着する場合における前記配線板コンベヤによるプリント配線板の搬送の停止制御を説明する図である。
図15は本発明の別の実施形態である電子回路部品装着システムを示す平面図である。
図16は本発明のさらに別の実施形態である電子回路部品装着システムを示す平面図である。
図17は図16に示す電子回路部品装着システムにおいて基準マークカメラによるプリント配線板の下流側端縁の撮像,検出を説明する図である。
図18は図16に示す電子回路部品装着システムにおいて基準マークカメラによるプリント配線板の基準マークの撮像,検出を説明する図である。
図19は本発明のさらに別の実施形態である電子回路部品装着システムのストッパ等を示す側面図である。
図20は本発明のさらに別の実施形態である接着剤塗布システムを示す平面図である。
図21は上記接着剤塗布システムを示す正面図(一部断面)である。
図22は本発明のさらに別の実施形態である電子回路部品装着システムを概略的に示す平面図である。

Claims (21)

  1. 一直線に平行な搬送方向に回路基板を搬送するとともに、その回路基板を搬送方向の任意の位置に停止させ得る基板搬送装置と、
    少なくともその基板搬送装置の搬送方向に平行な方向に移動可能な可動部材を備え、その可動部材を前記搬送方向の任意の位置へ移動させる移動装置と、
    前記可動部材に保持され、前記停止させられた回路基板の予め定められた個所に対して作業を行う作業ヘッドと、
    (a)前記移動装置により少なくとも前記基板搬送装置の搬送方向に平行な方向に移動させられ、その基板搬送装置によって搬送される回路基板の予め定められた被検出部を検出する基板検出器と、(b)前記移動装置により少なくとも前記基板搬送装置の搬送方向に平行な方向に移動させられ、その基板搬装置による回路基板の搬送経路内に位置して回路基板と当接し、回路基板を停止させるストッパとの少なくとも一方と、
    前記移動装置を制御して、前記基板検出器とストッパとの少なくとも一方を所定の位置へ移動させ、その位置における基板検出器の検出結果に基づいて前記基板搬送装置を制御することと、前記回路基板の前記ストッパへの当接との少なくとも一方により、回路基板の停止位置を制御する基板停止位置制御装置と
    を含む対基板作業システム。
  2. 前記移動装置が、前記基板搬送装置により搬送され、停止させられた回路基板の表面に平行な一平面内において互いに交差する第一方向と第二方向との一方に移動可能な第一可動部材と、その第一可動部材に前記第一方向と第二方向との他方に移動可能に保持され、前記作業ヘッドを保持する前記可動部材として機能する第二可動部材とを備え、その第二可動部材を前記一平面内の任意の位置へ移動させるものであり、かつ、前記基板検出器および前記ストッパの前記少なくとも一方が、前記第一可動部材および前記第二可動部材のうち少なくとも前記搬送方向に平行な方向に移動可能な部材に保持された請求の範囲第1項に記載の対基板作業システム。
  3. 前記基板検出器を含み、その基板検出器が前記回路基板の前記被検出部を非接触で検出する非接触型検出器を含む請求の範囲第1項または第2項に記載の対基板作業システム。
  4. 前記非接触型検出器が、発光素子と受光素子とを備え、発光素子から放射され、前記回路基板の被検出部で反射された光を受光素子が検出することにより前記被検出部を検出する反射型検出器を含む請求の範囲第3項に記載の対基板作業システム。
  5. 前記非接触型検出器が、前記回路基板の被検出部を撮像する撮像装置を含む請求の範囲第3項または第4項に記載の対基板作業システム。
  6. 前記撮像装置が、前記回路基板の表面に設けられた基準マークを撮像することによって、回路基板の停止位置を検出する基準マーク撮像装置を兼ねる請求の範囲第5項に記載の対基板作業システム。
  7. 前記回路基板の前記被検出部が前記基準マークである請求の範囲第6項に記載の対基板作業システム。
  8. 前記基板停止位置制御装置が、前記基板検出器による前記被検出部の検出のために、前記第一可動部材および前記第二可動部材のうち少なくとも前記搬送方向に平行な方向に移動可能な部材を移動させるべき位置に関連する位置関連情報を記憶する記憶部を備えた請求の範囲第1項ないし第7項のいずれかに記載の対基板作業システム。
  9. 前記記憶部が、前記回路基板の形状と寸法との少なくとも一方に応じて変わる情報を位置関連情報として記憶する部分を含む請求の範囲第8項に記載の対基板作業システム。
  10. 前記記憶部が、前記基板搬送装置による前記回路基板の搬送方向に応じて変わる情報を前記位置関連情報として記憶する部分を含む請求の範囲第8項または第9項に記載の対基板作業システム。
  11. 前記記憶部が、前記移動装置による前記作業ヘッドの移動範囲の、前記基板搬送装置の搬送方向における中央の位置に前記回路基板を停止させるための情報を前記位置関連情報として記憶する部分を含む請求の範囲第8項ないし第10項のいずれかに記載の対基板作業システム。
  12. 前記記憶部が、前記基板搬送装置により搬送される複数種類の回路基板の種類と停止位置とを対応付けて記憶する部分を含む請求の範囲第8項ないし第11項のいずれかに記載の対基板作業システム。
  13. 前記ストッパと、そのストッパを前記回路基板の搬送経路内に位置する作用位置と、搬送経路から退避した退避位置とに移動させるストッパ移動装置とを含む請求の範囲第1項ないし第12項のいずれかに記載の対基板作業システム。
  14. 前記第一可動部材および前記第二可動部材のうち少なくとも前記搬送方向に平行な方向に移動可能な部材に保持され、前記回路基板が前記ストッパと当接する位置に到達したことを検知する到達検知器と、
    その到達検知器による回路基板の到達検知に応じて前記基板搬送装置を停止させる搬送装置制御装置と
    を含む請求の範囲第13項に記載の対基板作業システム。
  15. 電子回路部品を供給する部品供給装置を含み、かつ、前記作業ヘッドが、その部品供給装置から供給される電子回路部品を前記停止させられた回路基板の予め定められた個所に装着する部品装着ヘッドを含む請求の範囲第1項ないし第14項のいずれかに記載の対基板作業システム。
  16. 前記部品供給装置が、各々1種類ずつの電子回路部品を多数収容しており、予め定められた部品供給部へ順次1個ずつ位置決めする部品フィーダが複数個、前記部品供給部が前記基板搬送装置の搬送方向に平行な一線に沿って並ぶ状態で配設されたものである請求の範囲第15項に記載の対基板作業システム。
  17. 前記基板搬送装置が、
    少なくとも一対のプーリと、それら一対のプーリに巻き掛けられたベルトと、前記少なくとも一対のプーリの少なくとも一つを回転駆動する回転駆動装置とを含むベルトコンベヤである請求の範囲第1項ないし第16項のいずれかに記載の対基板作業システム。
  18. 前記ベルトコンベヤが、前記ベルトが搬送方向に直角な方向に隔たって一対設けられ、それら一対のベルトの各々と平行に設けられて前記回路基板の両側面の各々を案内する一対の基板ガイドを含む請求の範囲第17項に記載の対基板作業システム。
  19. 前記ベルトコンベヤが、前記各一対のベルトおよび基板ガイドの間隔を変更する間隔変更装置を含む請求の範囲第18項に記載の対基板作業システム。
  20. 前記第一可動部材が前記基板搬送装置の搬送方向に平行な方向に移動可能であり、前記第二可動部材が前記搬送方向と直交する方向に移動可能である請求の範囲第1項ないし第19項のいずれかに記載の対基板作業システム。
  21. 前記第一可動部材が前記基板搬送装置の搬送方向と直交する方向に移動可能であり、前記第二可動部材が前記搬送方向に平行な方向に移動可能である請求の範囲第1項ないし第19項のいずれかに記載の対基板作業システム。
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