(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記エラー処理部は、前記検出装置の前記検出センサが前記検出板の上方への移動を検出した場合、前記バックアップ装置の前記モータを逆方向に回転させてから停止させるエラー処理を実行する請求項4に記載の基板処理装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
バックアッププレート上に異物が置かれていたり、バックアップピンが誤った位置に配置されている場合、バックアッププレートを上昇させたときに、誤った位置に配置されたバックアップピンや異物等の干渉物が、コンベアフレームに接触して損傷させる恐れがある。しかし、特許文献1に記載された掃出し部材は、バックアッププレートに固着された干渉物は、プレート外へ掃き出せない。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、干渉物の接近を検出して、干渉物がバックアッププレートに固着されている場合でも、干渉物がコンベアフレームに接触して損傷させないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、プリント基板を搬送する基板搬送装置のコンベアフレームに対する干渉物の接近を検出する検出装置であって、コンベアフレーム下方に配置された検出板と、前記コンベアフレームに対して上下移動可能に取り付けられ、前記検出板を支持する支持部材と、前記検出板の上方向への移動を検出する検出センサと、を備える。
【0007】
この構成では、干渉物がコンベアフレームに接近すると、コンベアフレームの下方に配置された検出板が干渉物に押し上げられ、それを検出センサが検出する。そのため、コンベアフレームに対する干渉物の接近を検出することが出来る。
【0008】
本発明の検出装置の実施形態として、以下の構成が好ましい。
前記支持部材を下向きに付勢する付勢部材を備える。この構成では、干渉物により押し上げられた検出板を下降位置に自動復帰させることが出来る。
【0009】
前記検出板は、前記コンベアフレームの下方を覆う。この構成では、コンベアフレームに干渉物が接触することを確実に防止できる。
【0010】
本発明の基板搬送装置は、コンベアフレームと、前記コンベアフレームに取り付けられた複数のローラと、前記複数のローラ間に掛けられ前記プリント基板を搬送する搬送ベルトと、上記検出装置とを備える。この構成では、干渉物がコンベアフレームに接近すると、コンベアフレームの下方に配置された検出板が干渉物に押し上げられ、それを検出センサが検出する。そのため、コンベアフレームに対する干渉物の接近を検出することが出来る。
【0011】
本発明の基板処理装置は、前記基板搬送装置により搬送されるプリント基板に対して所定の処理を実行する実行部と、前記所定の処理の実行中、前記プリント基板をバックアップピンによりバックアップするバックアップ装置と、コントローラと、を備えた基板処理装置であって、前記バックアップ装置は、前記バックアップピンと、前記バックアップピンが配置されるバックアッププレートと、前記バックアッププレートを昇降させるモータとを備え、前記コントローラは、前記検出装置の前記検出センサが前記検出板の上方向への移動を検出した場合、前記バックアップ装置の前記モータを停止させるエラー処理を実行するエラー処理部を備える。
【0012】
この構成では、検出センサが検出板の上方向への移動を検出した場合、エラー処理部がバックアップ装置のモータを停止させるため、バックアッププレート上の干渉物が、コンベアフレームにそれ以上接近することを防止できる。そのため、干渉物がバックアッププレートに固着されている場合でも、干渉物がコンベアフレームに接触して損傷させないようにすることが出来る。
【0013】
本発明の基板処理装置の実施態様として、以下の構成が好ましい。
前記エラー処理部は、前記検出装置の前記検出センサが前記検出板の上方への移動を検出した場合、前記バックアップ装置の前記モータを逆方向に回転させてから停止させるエラー処理を実行する。
【0014】
この構成では、検出センサが検出板の上方向への移動を検出した場合、エラー処理部がバックアップ装置のモータを逆回転させてから停止させる。そのため、バックアッププレートは下降してから停止するので、検出板との間に隙間ができ、干渉物をバックアッププレートから容易に除去できる。
【0015】
本発明は、プリント基板を搬送する基板搬送装置のコンベアフレームに対する干渉物の接近を検出する検出方法であって、コンベアフレーム下方に配置した検出板の上方向への移動を検出することにより、前記コンベアフレームに対する干渉物の接近を検出する。この方法によれば、コンベアフレームに対する干渉物の接近を検出することが出来る。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、バックアッププレートの上昇に伴って、干渉物がコンベアフレームに接近することを検出することが出来る。また、検出板の上方向への移動を検出した場合、エラー処理部がバックアップ装置のモータを停止させるため、干渉物がバックアッププレートに固着されている場合でも、干渉物がコンベアフレームに接触して損傷させないようにすることが出来る。
【発明を実施するための形態】
【0018】
<実施形態1>
本発明の実施形態1を
図1ないし
図12によって説明する。
1.表面実装機の構造説明
図1は、表面実装機1の平面図である。表面実装機1は、基台10と、プリント基板Pを搬送する基板搬送装置20と、基板搬送装置20により搬送されるプリント基板に対して電子部品の実装処理を実行する実装部50と、実装処理中、プリント基板Pをバックアップするバックアップ装置60を備えている。尚、実装処理が本発明の「所定の処理」に相当し、実装処理を実行する実装部50が本発明の「実行部」に相当する。
【0019】
図1に示すように、表面実装機1は、電子部品を実装する実装ステージS1、S2を基台上に2ステージ設けており、上記した基板搬送装置20、実装部50、バックアップ装置60についても各ステージS1、S2ごとに設けられている。2つのステージS1、S2に設けられたこれら各装置20、50、60の構造は同じなので、以下、実装ステージS1を例にとって、基板搬送装置20、実装部50、バックアップ装置60について説明を行う。尚、以下の説明において、プリント基板Pの搬送方向をX方向とし、搬送方向に直交する方向をY方向とする。また、上下方向はZ方向とする。
【0020】
基板搬送装置20は、
図2、
図3に示すように、一対のコンベアフレーム21と、複数のローラ25A〜25Eと、搬送ベルト31を備えている。一対のコンベアフレーム21は金属製であって、X方向に長い形状をしている。一対のコンベアフレーム21はY方向に向かい合っており、相対する内面側には、複数のローラ25A〜25Eが取り付けられている。搬送ベルト31は、これら複数のローラ25A〜25E間に掛けられている。
【0021】
そして、コンベアフレーム21の後方には連結軸33が設けられている。連結軸33は、一対のコンベアフレーム21に設けられた2つの搬送ベルト31を連結している。この連結軸33をモータ41により回転させることで、2つの搬送ベルト31が同期回転する。2つの搬送ベルト31は、プリント基板Pを搬送するコンベアを構成しており、搬送ベルト31上のプリント基板PをX方向に搬送する構造になっている。
【0022】
また、一対のコンベアフレーム21は、Y方向に移動可能な可動式となっている。具体的に説明すると、基台10上に固定されたベース板11上には一対のYレール12が配置されている。一対のYレール12は、Y方向に延びており、各Yレール12にはスライダ13がスライド可能に嵌合している。
【0023】
一方、コンベアフレーム21のX方向の両側には脚部27が設けられている。X方向両側の脚部27は、Yレール12に嵌合する各スライダ13に固定されている。そして、バックアッププレート65の下方には、モータ駆動のボール螺子機構Jが2組設けられており、このボール螺子機構Jを駆動させることにより、一対のコンベアフレーム21をYレール12に沿ってY方向に移動させることが出来る。
【0024】
尚、基板搬送装置20はY軸移動用とコンベア幅調整用の2つのモータ42、43を備えており、Y軸移動用のモータ42を駆動すると、2つのコンベアフレーム21が間隔を保ってY方向に移動する。一方、コンベア幅調整用のモータ43を駆動すると、一方側(
図3の奥側)のコンベアフレーム21に対して他方側(
図3の手前側)のコンベアフレーム21がY方向に相対移動する。すなわち、基板搬送装置20は、コンベアフレーム21のY方向の位置調整に加え、プリント基板Pの幅(Y方向の大きさ)に応じてコンベア間の距離を調整することができる。また、
図3に示すように、コンベアフレーム21の外側にもベルト45が掛けられているが、これは、コンベア幅を調整する調整機構の一部を構成するベルトであり、コンベア幅調整用モータ43の動力をボール螺子機構Jに伝達する機能を果たしている。
【0025】
また、
図3に示すように、一対のコンベアフレーム21には、基板ガイド34と、クランプ部材35と、可動板36と、リンク機構37と、リンク機構37の駆動源であるシリンダ39が設けられている。基板ガイド34は、各コンベアフレーム21の上端部に取り付けられており、コンベアフレーム21と同様、X方向に長い形状である。基板ガイド34は、コンベアにより搬送されるプリント基板Pを、Y方向の両側からガイドし、プリント基板Pが傾かないようにする部材である。クランプ部材35は、基板ガイド34の上端面に対して、X方向に間隔を空けて複数個取り付けられている。各クランプ部材35は、先端部をコンベアフレーム21の内側に突出させている。可動板36は、コンベアフレーム21の内面側にZ方向に移動可能に取り付けられている。可動板36は、リンク機構37の作動によりZ方向にスライドし、バックアップピン61によりバックアップされたプリント基板Pを、クランプ部材35と共にZ方向の両側から挟み付けて、クランプする機能を果たす。
図3に示すように、リンク機構37と、シリンダ39はコンベアフレーム21の下部に固定されている。
【0026】
尚、
図4は、電子部品の実装処理を行う場合のコンベアフレーム21の配置、
図5は実装ステージS1、S2間でプリント基板Pを搬送する場合のコンベアフレーム21の配置を示している。
【0027】
実装部50は、
図1に示すように、第一支持部材51と、第二支持部材53と、ヘッドユニット55とを備える。第一支持部材51は、基台10のX方向の両端部に左右一対、設けられている。第一支持部材51はY方向に長い形状であり、第二支持部材53のX方向の両端部を支持している。第二支持部材53は、左右の第一支持部材51に対してY方向に移動可能に支持されている。第二支持部材53は、X方向に長い形状であり、ヘッドユニット55をX方向に移動可能に支持している。そのため、モータ駆動により、第二支持部材53を第一支持部材51に対してY方向に移動させ、ヘッドユニット55を第二支持部材53に対してX方向に移動させることで、各ヘッドユニット55を実装ステージS1内の任意の位置に移動操作できる。尚、実装ステージS2側の実装部50も、第二支持部材53とヘッドユニット55を備えており、モータ駆動により、第二支持部材53を第一支持部材51に対してY方向に移動させ、ヘッドユニット55を第二支持部材53に対してX方向に移動させることで、各ヘッドユニット55を実装ステージS2内の任意の位置に移動操作できる。そして、各ヘッドユニット55には、複数の実装ヘッド57が搭載されている。実装ヘッド57は、昇降操作可能であり、電子部品を負圧により吸着する。以上のことから、実装ヘッド57を用いて電子部品を吸着した後、ヘッドユニット55を移動させて、プリント基板P上の実装位置まで電子部品を移動させることにより、プリント基板P上の実装位置に電子部品を実装することが出来る。
【0028】
また、ヘッドユニット55には、カメラ58が設けられている。カメラ58は、実装ステージS1に搬送されたプリント基板Pのマークを画像認識することが出来るようになっている。
【0029】
バックアップ装置60は、
図3、
図6に示すように、バックアップピン61と、バックアッププレート65と、昇降部70とを備える。昇降部70は、バックアッププレート65を支持する支持テーブル71と、複数本のガイドシャフト72と、ガイドシャフト72を支えるハウジング73と、ボールスクリュー75と、軸受け部76と、モータ77とを備えている。ガイドシャフト72は、支持テーブル71を上下移動可能に支えており、支持テーブル71を水平に昇降させる機能を果たす。
【0030】
ボールスクリュー75は軸受け部76によって上下方向に進退可能に支持されており、上端部は支持テーブル71の下面に連結されている。このボールスクリュー75には、軸受け部76に設けられたボールナット(図略)が螺合しており、軸周りの回転運動を軸に沿った直線運動に変換するボール螺子機構を構成している。
【0031】
モータ77は、ベース板11上にて、モータ軸を上に向けて設置されている。軸受け部76とモータ77にはそれぞれプーリが設けられており、両プーリ間が無端ベルト79によって渡されている。
【0032】
以上のことから、モータ77を駆動させると、その回転力が無端ベルト79を介して軸受け部76のボールナットへと伝達され、ボールスクリュー75を上下動させる。その結果、支持テーブル71がボールスクリュー75と一体的に昇降して、支持テーブル71とバックアッププレート65を昇降させる。そのため、
図6に示す下降位置(バックアッププレート65の最下降位置)からバックアッププレート65を上昇させると、バックアップピン61が、基板下面に下から当接して、実装作業位置に停止したプリント基板Pをバックアップできる。
【0033】
尚、支持テーブル71とバックアッププレート65は、上下方向だけ移動し、平面方向へは移動しない構造となっている。また、バックアッププレート65は、
図2に示すように、左右に分割されているが、2つのバックアッププレート65は支持テーブル71に固定されており、支持テーブル71の昇降に伴って、一体的に昇降する。
【0034】
2.検出装置80の説明
検出装置80は、
図7に示すように、基板搬送装置20を構成するコンベアフレーム21に設けられている。具体的には、対をなす左右のコンベアフレーム21のそれぞれに設けられている。検出装置80は、バックアッププレート65の昇降に伴って、コンベアフレーム21に対する干渉物の接近を検出する機能を果たす。尚、干渉物としては、例えば、バックアッププレート65上にて、誤配置されたバックアップピン61を例示することが出来る。すなわち、コンベアフレーム21が可動式であることから、バックアップピン61がバックアッププレート65上の誤った位置に配置されていると、コンベアフレーム21を移動させた時に、コンベアフレーム21がバックアップピン61の上方で停止して、誤って配置されたバックアップピン61がコンベアフレーム21の真下に位置する場合があり、コンベアフレーム21に対する干渉物となる。
【0035】
図7〜
図9に示すように、検出装置80は、検出板81と、支持ピン(本発明の「支持部材」の一例)85と、ばね(本発明の「付勢部材」の一例)87と、遮光体91と、光学センサ(本発明の「検出センサ」の一例)95とを備えている。検出板81は、X方向に長い形状をした金属板である。検出板81は、コンベアフレーム21の下方に配置されている。検出板81の幅寸法は、コンベアフレーム21の幅寸法より大きく、X方向両端の脚部27を除けば、平面方向から見てコンベアフレーム21の全体に重なる構成となっている。
【0036】
また、検出板81は、
図9に示すように、コンベアフレーム21の軸線Lに対して左右非対称な形状となっていて、
図9の左側の方が大きい。これは、コンベアフレーム21の左側面にリンク機構37やシリンダ39が配置されるためであり、検出板81は、
図3にて示すように、コンベアフレーム21の下面と共にリンク機構37やシリンダ39の下面を覆う大きさになっている。また、検出板81の断面形状は、U字型となっており、Y方向の両側には上向きに屈曲するフランジ82が形成されている。
【0037】
尚、
図7〜
図9は検出装置80の構造を分かり易くするため、コンベアフレーム21、基板ガイド34、検出装置80のみ図示し、リンク機構37やシリンダ39を省略した図としてある。
【0038】
支持ピン85は、コンベアフレーム21に対して上下移動可能に取り付けられ、検出板81を支持するものである。具体的に説明すると、
図9に示すように、コンベアフレーム21には、ピン収容孔23が形成されている。ピン収容孔23は、上下2段の段付き孔であり、コンベアフレーム21を上下に貫通している。
【0039】
支持ピン85は、ピン収容孔23を貫通しており、コンベアフレーム21の下面からピン先端を下向きに突出させている。支持ピン85は、ピン収容孔23に収容されたボールブッシュ88に軸受けされており、上下方向に、ガタつきなく移動自在となっている。また、ピン収容孔23の上面は、薄板状の閉止体34により封口されており、その上面側に基板ガイド34が配置されている。
【0040】
また、ピン収容孔23の上部側にはばね87が収容されている。ばね87は、閉止体34と支持ピン85の鍔部86の間に位置しており、ピン収容孔23に収容された支持ピン85を下向きに付勢する。支持ピン85は、ピン後端の鍔部86が、ピン収容孔23の段差24に突き当たることで抜け止めされている。
【0041】
そして、支持ピン85は、
図7に示すように、コンベアフレーム21に対して、X方向両側に一対設けられている。検出板81は、一対の支持ピン85により、X方向の両端を支持されている。検出板81は、支持ピン85に固定されて一体化されており、
図9に示す下降位置を移動の下限として、コンベアフレーム21に対して上下方向に移動する。
【0042】
光学センサ95は、ブラケット97を介してコンベアフレーム21に取り付けられている。光学センサ95は、
図8に示すように一対の対向部95A、95Bを有している。光学センサ95は、投光素子と受光素子を備えた透過型のセンサであり、2つの対向部95A、95Bに対して投光素子と受光素子が分かれて配置されている。一方、遮光体91は、検出板81の上面側に取り付けられており、
図8に示すように、光学センサ95の2つの対向部95A、95Bの間に位置している。
【0043】
検出板81が、
図9に示す下降位置にある状態では、遮光体91が対向部95A、95Bの下側に位置し、光学センサ95は入光状態となる。一方、例えば、
図10に示すように、誤配置されたバックアップピン61が、バックアッププレート65の上昇に伴ってコンベアフレーム21に接近すると、バックアップピン61が検出板81を押し上げて、検出板81は上方向に移動する。すると、検出板81に取り付けられた遮光体91が、2つの対向部95A、95Bの間に深く進入して、光軸(投光素子と受光素子により構成される光軸)を遮光する。これにて、光学センサ95は遮光状態となる。
【0044】
このように、コンベアフレーム21に対して干渉物が接近すると、干渉物が下降位置にある検出板81を押し上げため、光学センサ95が入光状態から遮光状態に切り替わって検出信号Srを出力する。以上のことから、コンベアフレーム21に対する干渉物の接近を検出することが出来る。
【0045】
また本例では、
図7、
図8に示すように、コンベアフレーム21の両側(X方向の両側)に光学センサ95と遮光体91を設けており、2つの光学センサ95のどちらかが検出信号Srを出力すれば、干渉物の接近を検出する。このようにすることで、コンベアフレーム21に接近する干渉物が、X方向のどの位置にあっても、干渉物の接近を高精度に検出することが出来る。
【0046】
3.コントローラ100とエラー処理
コントローラ100は、
図11に示すように制御部110、記憶部120を備えている。制御部110は、モータ制御部111、エラー処理部113、演算部115を備える。制御部110には、表面実装機1に搭載された各種モータ(基板搬送装置20を駆動するモータ41、42、43、実装部50を駆動するモータ59や、バックアップ装置60を駆動するモータ77等)や、光学センサ95、モニタ130が接続されている。モータ制御部111と演算部115は、記憶部120に記憶されたデータやプログラムに基づいて各種モータを制御する。すなわち、基板搬送装置20や実装部50、バックアップ装置60を制御し、プリント基板Pの搬送処理や、電子部品の実装処理を実行する。
【0047】
また、エラー処理部113は、光学センサ95から検出信号Srが検出されることを条件に、次のエラー処理を行う。尚、ここでは、エラーの例として、バックアップ装置60の作動(バックアッププレート65の上昇)に伴って、バックアッププレート65上の誤った位置に配置されたバックアップピン61が検出板81を押し上げて、光学センサ95より検出信号Srが出力された場合を例示している。
【0048】
エラー処理部113は、光学センサ95から検出信号Srが出力されると、バックアップ装置60のモータ77を停止させる(
図12のS10、S20)。モータ77の停止により、上昇中のバックアッププレート65が停止するので、バックアッププレート65上の干渉物(上記例ではバックアップピン61)が、それ以上、コンベアフレーム21に接近するのを防止できる。
【0049】
また、エラー処理部113は、モータ77の停止後、モニタ130に指令を与えて、「コンベアフレームの下方に干渉物があります。」等のエラーメッセージをモニタ130に表示させる(
図12のS30)。そのため、作業者に、エラーの発生原因が干渉物であることを、知らせることが可能である。
【0050】
4.効果説明
以上説明したように、バックアッププレート65の上昇に伴って、干渉物がコンベアフレーム21に接近すると、干渉物によって検出板81が押し上げられ、それを光学センサ95が検出する。そのため、コンベアフレーム21に対する干渉物の接近を検出することが出来る。そして、光学センサ95が干渉物の接近を検出すると、エラー処理部113がバックアップ装置60のモータ77を停止させるので、干渉物がバックアッププレート65に固着されている場合(上記例では、バックアップピン61がバックアッププレート65にロック装置で固定されている場合)でも、その干渉物がコンベアフレーム21に接触して損傷させることを防止できる。また、検出板81は、コンベアフレーム21と共にリンク機構37やシリンダ39の下部を覆っている。すなわち、検出板81は、コンベアフレーム21と共にその付属部品37、39を保護する保護壁としても機能し、これら各部品21、37、39に干渉物が接触することを防止できる。
【0051】
また、干渉物が取り除かれて、検出板81がフリーな状態に戻ると、ピン収容孔23に内蔵したばね87が支持ピン85を下方に押し戻すため、検出板81は
図9に示す下降位置に強制的に復帰する。そのため、干渉物を取り除いた後は、光学センサ95は入光状態に戻り、検出信号Srの出力がストップするので、表面実装機1はエラーのない通常状態に戻り、エラー状態が続くことがない。
【0052】
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を
図13によって説明する。
実施形態2は、実施形態1に対して、エラー処理部113により実行されるエラー処理の内容を変更している。具体的に説明すると、エラー処理部113は、光学センサ95から検出信号Srが出力されると、バックアップ装置60のモータ77を逆回転させる処理を行う(S10、S15)。そして、モータ77が所定量逆回転すると、モータ77の回転を停止させる(S20)。
【0053】
その後、エラー処理部113は、モニタ130に指令を与えて、「コンベアフレームの下方に干渉物があります。」等のエラーメッセージをモニタに表示させる(
図13のS30)。
【0054】
実施形態2では、モータ77を逆回転させてから停止させるため、干渉物の検出後、バックアッププレート65は下降して停止する。そのため、停止した時に、バックアッププレート65上の干渉物と検出板81との間に隙間が出来る。従って、バックアッププレート65から干渉物を除去し易いというメリットがある。
【0055】
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【0056】
(1)上記実施形態1、2では、基板搬送装置20、バックアップ装置60を搭載した基板処理装置の一例として「表面実装機1」を例示したが、基板処理装置は、表面実装機1に限定されない。すなわち、両装置20、60を備え、バックアップしたプリント基板Pに対して、何らの処理を行う装置であればよく、例えば、プリント基板Pに半田ペーストを印刷する印刷装置や、プリント基板P上に接着剤を塗布するディスペンサに、本発明を適用することも可能である。尚、印刷装置の場合、スキージやスキージを駆動(移動)させる駆動部が「実行部」であり、ディスペンサの場合、塗布液を吐出するヘッドやヘッドを駆動(移動)させる駆動部が「実行部」である。
【0057】
(2)上記実施形態1、2では、検出センサの一例に光学センサ95を例示した。検出センサは、干渉物の接近に伴う、検出板81の上方向への移動を検出することができればよく、光学センサ95に限定されない。例えば、磁気式の近接センサや、接触式のセンサ(リミットスイッチ等)を用いることが出来る。
【0058】
(3)上記実施形態1、2では、ばね87を設けて検出板81を下降位置に強制復帰させる構成としたが、ばね87を廃止して検出板81を下降位置に対して自重で復帰させるようにしてもよい。
【0059】
(4)上記実施形態1、2では、コンベアフレーム21に対する干渉物の一例として、バックアップピン61を例示した。干渉物は、特に制約はなく、バックアッププレート65上に置き忘れた工具等であってもよい。
【0060】
(5)上記実施形態1では、エラー発生時、すなわち光学センサ95から検出信号Srが出力された時に、まず、バックアップ装置60のモータ77を停止させ、その後、モニタ130にエラーメッセージを表示させた。また、実施形態2では、モータ77を逆回転させてから停止し、その後、モニタ130にエラーメッセージを表示させた。
【0061】
エラー表示の方法は、エラーメッセージを表記するだけでなく、エラーメッセージの表示と共に干渉物の画像を表示するようにしてもよい。すなわち、エラーが発生したら、ヘッドユニット55をエラー発生箇所に移動して、ヘッドユニット55に搭載されたカメラ58で干渉物の画像を取得し、その画像を表示するようにしてもよい。