特開 2023-92992 基板搬送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023092992

(43)【公開日】2023-07-04

(54)【発明の名称】基板搬送装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/02 20060101AFI20230627BHJP

【ＦＩ】

H05K13/02 U

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021208349

(22)【出願日】2021-12-22

(71)【出願人】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】児玉 俊宏

【テーマコード（参考）】

5E353

【Ｆターム（参考）】

5E353AA02

5E353CC03

5E353GG01

5E353GG11

5E353GG12

5E353GG17

5E353GG24

5E353GG29

5E353GG31

5E353LL04

5E353LL06

5E353QQ05

5E353QQ23

(57)【要約】

【課題】前工程装置または後工程装置との仕様の相違に対応すると共に搬送条件の設定に関して利便性を向上させる。
【解決手段】基板搬送装置は、前工程装置または後工程装置と信号をやり取り可能で、搬送シーケンスに従って基板を搬送するものである。この基板搬送装置は、基板を搬送するための搬送条件をソフトウエア上で設定する設定部と、設定部により設定された搬送条件に基づいて搬送シーケンスを変更する変更部と、を備える。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

前工程装置または後工程装置と信号をやり取り可能で、搬送シーケンスに従って基板を搬送する基板搬送装置であって、
基板を搬送するための搬送条件をソフトウエア上で設定する設定部と、
前記設定部により設定された搬送条件に基づいて前記搬送シーケンスを変更する変更部と、
を備える基板搬送装置。

【請求項2】

請求項１に記載の基板搬送装置であって、
前記搬送シーケンスは、前記前工程装置から基板が存在する旨の基板有り信号を受信したことを基板の搬送を開始する条件に含むシーケンスと、前記前工程装置から前記基板有り信号を受信したことを基板の搬送を開始する条件に含まないシーケンスと、を有する、
基板搬送装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の基板搬送装置であって、
基板搬送路の前記前工程装置側に設けられて基板を検知する基板検知部を備え、
前記搬送シーケンスは、前記基板検知部により基板が検知されたことを基板の搬送を開始する条件に含むシーケンスと、前記基板検知部により基板が検知されたことを基板の搬送を開始する条件に含まないシーケンスと、を有する、
基板搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、基板搬送装置について開示する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の基板搬送装置としては、対基板作業装置を直接制御する主制御部から制御信号を受信する副制御部と、各種指示を副制御部に入力する指示入力部と、外部装置が接続されるＳＭＥＭＡ（Surface Mount Equipment Manufacturers Association）インタフェースと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。指示入力部は、３つのショートコネクタを備える。ユーザは、副制御部に接続された第一コネクタに対してショートコネクタを着脱することで、主制御部から受信した制御信号に基づいて基板搬送装置を制御させる従動指示か独立して基板搬送装置を制御するための独立指示かを副制御部に入力する。また、ユーザは、副制御部に接続された第二コネクタに対してショートコネクタを着脱することで、基板搬送方向を副制御部に入力する。さらに、ユーザは、副制御部に接続された第三コネクタに対してショートコネクタを着脱することで、副制御部にＳＭＥＭＡを適用するＳＭＥＭＡ適用指示かＳＭＥＭＡを適用しないＳＭＥＭＡ不使用指示を副制御部に入力する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－２０１４２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このように、上述した対基板作業システムは、ユーザによるショートコネクタの着脱操作によって基板の搬送条件を設定することができるものの、ショートコネクタの紛失等により設定できなくなる場合があり、利便性に欠く。

【0005】

本開示は、前工程装置または後工程装置との仕様の相違に対応すると共に搬送条件の設定に関して利便性を向上させることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本開示の基板搬送装置は、
前工程装置または後工程装置と信号をやり取り可能で、搬送シーケンスに従って基板を搬送する基板搬送装置であって、
基板を搬送するための搬送条件をソフトウエア上で設定する設定部と、
前記設定部により設定された搬送条件に基づいて前記搬送シーケンスを変更する変更部と、
を備えることを要旨とする。

【0008】

この本開示の基板搬送装置では、基板を搬送するための搬送条件をソフトウエア上で設定し、設定した搬送条件に基づいて搬送シーケンスを変更する。これにより、前工程装置や後工程装置の仕様の相違に対応することができる。また、オペレータは、ショートコネクタ等を用意する必要なしに、前工程装置や後工程装置の仕様に応じて搬送条件を設定することができるため、利便性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】複数のモジュールを含む対基板作業システムの概略構成図である。

【図2】各モジュールが備える基板搬送装置およびクランプ装置の概略構成図である。

【図3】対基板作業システムの電気的な接続関係を示す説明図である。

【図4】隣接する２つのモジュール間の通信インタフェースを示す説明図である。

【図5】搬送条件設定処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】監視対象データの一例を示す説明図である。

【図7】基板搬入処理の一例を示すフローチャートである。

【図8】基板搬出処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

【0011】

図１は、複数のモジュールを含む対基板作業システムの概略構成図である。図２は、各モジュールが備える基板搬送装置およびクランプ装置の概略構成図である。図３は、対基板作業システムの電気的な接続関係を示す説明図である。図１中、左右方向はＸ軸方向を示し、前後方向はＹ軸方向を示す。また、図２中、左右方向はＸ軸方向を示し、上下方向はＺ軸方向を示す。

【0012】

対基板作業システム１は、図１～図３に示すように、基板Ｓに対して所定の作業を行なう複数の作業装置１０と、システム全体を管理する管理装置５０と、を備える。各作業装置１０には、それぞれ、作業用のヘッド１１と、操作パネル１２と、基板Ｓを搬送する基板搬送機構２０と、基板をクランプするクランプ機構３０と、制御装置４０と、を備える。各作業装置１０としては、例えば、基板に半田を印刷する印刷装置や、基板に部品を実装する部品実装装置、基板に接着剤を塗布する接着剤塗布装置などを挙げることができる。複数の作業装置１０は、それぞれの基板搬送機構２０が左右方向（Ｘ軸方向）に並ぶように配置されて生産ラインを構成する。

【0013】

操作パネル１２は、作業装置１０のステータス情報や設定情報等の各種情報を表示すると共に、作業者による各種入力操作が可能なタッチパネル式の表示装置である。

【0014】

各基板搬送機構２０は、ベルトコンベア機構であり、上流側に配置された作業装置１０（以下、「前工程装置」とも呼ぶ）の基板搬送機構２０から払い出された基板Ｓを受け入れて対応する作業装置の作業位置へと搬送する。クランプ機構３０は、基板搬送機構２０により基板Ｓが作業位置に搬送されると、当該基板Ｓをクランプする。また、基板搬送機構２０は、対応する作業装置による作業が終了すると、基板Ｓを下流側に配置された作業装置（以下、「後工程装置」とも呼ぶ）の基板搬送機構２０へ払い出す。

【0015】

各基板搬送機構２０は、図２に示すように、前後一対のコンベアベルト２１と、コンベアベルト２１を周回駆動する搬送モータ２４と、を備える。コンベアベルト２１は、前後一対のサイドフレーム２２の向かい合う面に支持された左右一対のローラ２３にそれぞれ架け渡されている。ローラ２３は、搬送モータ２４により回転駆動される。基板搬送機構２０は、ローラ２３の回転駆動によってコンベアベルト２１が周回駆動されることで、コンベアベルト２１上の基板Ｓを搬送する。搬送モータ２４には、基板Ｓの搬送位置を検出するためのエンコーダ２５が設けられている。なお、一対のサイドフレーム２２のうち一方は、他方に対して近接および離間する方向に移動可能に構成される。これにより、基板搬送機構２０は、基板Ｓのサイズに合わせて一対のコンベアベルト２１の間隔を調整することで、異なるサイズの基板Ｓを搬送することが可能である。

【0016】

各基板搬送機構２０の基板搬送路における入口部には、それぞれ、図１および図２に示すように、基板Ｓの通過を検知するための基板検知センサ２８が設置されている。基板検知センサ２８は、基板搬送方向に直交する方向に所定の間隔をおいて配置された投光部２８ａおよび受光部２８ｂを有する。受光部２８ｂは、投光部２８ａと受光部２８ｂとの間に基板Ｓがないときには、投光部２８ａからの光を受光する一方、投光部２８ａと受光部２８ｂとの間を基板Ｓがあるときには、投光部２８ａからの光が基板Ｓで遮光されてその光を受光できなくなる。このため、基板検知センサ２８は、投光部２８ａからの光を受光部２８ｂが受光したか否かを検出することで、基板Ｓの通過を検知することができる。

【0017】

各クランプ機構３０は、基板押さえプレート３１と、クランパ３２と、昇降プレート３３と、を備える。基板押さえプレート３１は、コンベアベルト２１の上方において水平かつ左右方向（Ｘ軸方向）に延在するように前後一対のサイドフレーム２２の上端にそれぞれ固定されている。クランパ３２は、コンベアベルト２１上の基板Ｓを裏面から押し上げて基板押さえプレート３１に押し付けることで、基板Ｓをクランプするものである。クランパ３２は、昇降モータ３４により昇降する昇降プレート３３に設置され、昇降プレート３３が昇降することで昇降プレート３３と共に昇降する。昇降モータ３４には、クランパ３２の昇降位置を検知するためのエンコーダ３５が設置されている。また、昇降プレート３３の上面には、複数のバックアップピン（図示せず）が配置される。基板Ｓは、昇降プレート３３が上昇することで、クランパ３２によってクランプされると共にバックアップピンによって支持される。

【0018】

各制御装置４０は、ＣＰＵ４１を中心としたマイクロプロセッサとして構成され、ＣＰＵ４１の他にＲＯＭ４２やＲＡＭ４３、不揮発性の記憶装置４４、入出力ポート、通信ポートを備える。制御装置４０は、基板搬送機構２０のエンコーダ２５やクランプ機構３０のエンコーダ３５、基板検知センサ２８などからの検出信号を入力したり、操作パネル１２からの操作信号を入力したりする。制御装置４０は、基板搬送機構２０の搬送モータ２４やクランプ機構３０の昇降モータ３４などへ駆動信号を出力したり、操作パネル１２への表示信号を出力したりする。

【0019】

また、各制御装置４０は、互いに通信ポートを介して通信可能に接続されている。各制御装置４０は、前工程装置や後工程装置との間で基板Ｓを搬送するコンベアベルト２１の動作を同期させるためのＳＭＥＭＡ（Surface Mount Equipment Manufacturers Association）規格の通信インタフェース（ＳＭＥＭＡインタフェース）を有する。ＳＭＥＭＡインタフェースは、電気接点の開閉により基板Ｓの払い出しや受け入れの状態をやり取りするための複数の端子を有する。複数の端子には、例えば、前工程装置に対して基板Ｓの払い出しを要求する信号（基板要求信号）をやり取りするための第１端子Ｔ１１，Ｔ１２と、後工程装置に対して払い出し（搬出）可能な基板Ｓが有る旨の信号（搬出基板有り信号）をやり取りするための第２端子Ｔ２１，Ｔ２２と、が含まれる。本実施形態では、基板搬送機構２０の制御装置４０には、搬送仕様によって、第１端子Ｔ１１，Ｔ１２および第２端子Ｔ２１，Ｔ２２の双方を有するものと、第１端子Ｔ１１，Ｔ１２を有するが第２端子Ｔ２１，Ｔ２２を有さないものとがある。第１端子Ｔ１１，Ｔ１２および第２端子Ｔ２１，Ｔ２２の双方をそれぞれ有する２つの作業装置１０の制御装置４０同士で通信する場合には、各制御装置４０は、互いに基板要求信号と搬出基板有り信号とをやり取り可能である（図４（ａ）参照）。一方、また、第１端子Ｔ１１，Ｔ１２および第２端子Ｔ２１，Ｔ２２の双方を有する作業装置１０の制御装置４０と第１端子Ｔ１１，Ｔ１２を有し第２端子Ｔ２１，Ｔ２２を有さない作業装置１０の制御装置４０間で通信する場合には、各制御装置４０は、互いに基板要求信号をやり取り可能であるが搬出基板有り信号をやり取りすることができない（図４（ｂ）参照）。なお、前工程装置や後工程装置とやり取りする信号に基づいて行なわれる搬送処理（搬入処理、搬出処理）については、後述する。

【0020】

管理装置５０は、ＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭ等を備える汎用のコンピュータである。管理装置５０には、キーボードやマウス等の入力装置５１と、表示装置５２とが接続されている。管理装置５０は、各作業装置１０の制御装置と通信可能に接続され、互いにデータや制御信号をやり取りする。

【0021】

次に、こうして構成された対基板作業システム１の動作について説明する。特に、基板搬送機構２０の動作について説明する。制御装置４０のＣＰＵ４１により実行される搬送条件受付処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、オペレータにより搬送条件の設定が指示されたときに実行される。ここで、搬送条件は、前工程装置から払い出された基板Ｓの受け入れ（搬入）を開始したり、後工程装置への基板Ｓの払い出し（搬出）を開始したりする条件である。搬送条件受付処理は、基板Ｓの搬入を開始する条件をオペレータの入力操作に基づいてソフトウエア上で設定するものである。なお、搬送条件受付処理は、本実施形態では、基板Ｓの搬入を開始する条件のみを設定するようにしたが、基板Ｓの搬出を開始する条件を設定するようにしてもよい。

【0022】

搬送条件受付処理が実行されると、制御装置４０のＣＰＵ４１は、搬送条件を設定するための搬送条件設定画面を操作パネル１２に表示する（ステップＳ１００）。搬送条件は、予め設定された信号を監視対象として、監視対象の信号の状態が所定状態となったときに成立する。搬送条件の設定は、複数種類の信号の中から、監視対象とすべき信号をオペレータが操作パネル１２を用いて選択することにより行なわれる。本実施形態では、複数種類の信号には、前工程装置や後工程装置とやり取りする搬出基板有り信号と、基板Ｓを搬送しようとする基板搬送機構２０が備える基板検知センサ２８からの信号（基板検知センサ信号）と、が含まれる。ＣＰＵ４１は、搬送条件設定画面を表示すると、オペレータによる監視対象の選択が完了したか否かを判定し（ステップＳ１１０）、選択が完了したと判定すると、選択された監視対象を記憶装置４４に登録して（ステップＳ１２０）、搬送条件設定処理を終了する。図６は、監視対象データの一例を示す説明図である。図６の例では、搬出基板有り信号は、監視対象に設定され、基板検知センサ信号は、監視対象外に設定されている。

【0023】

次に、監視対象データを用いた搬送処理（基板搬入処理および基板搬出処理）について説明する。まず、基板搬入処理について説明し、次に、基板搬出処理について説明する。図７は、制御装置４０のＣＰＵ４１により実行される基板搬入処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。

【0024】

基板搬入処理が実行されると、制御装置４０のＣＰＵ４１は、まず、前工程装置へ基板要求信号をオン出力する（ステップＳ２００）。続いて、ＣＰＵ４１は、搬出基板有り信号が監視対象であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。この判定は、記憶装置４４に登録された監視対象データに基づいて行なうことができる。ＣＰＵ４１は、搬出基板有り信号が監視対象であると判定すると、前工程装置からの搬出基板有り信号がオン入力されるのを待って（ステップＳ２２０）、ステップＳ２３０に進む。一方、ＣＰＵ４１は、搬出基板有り信号が監視対象でないと判定すると、ステップＳ２２０をスキップしてステップＳ２３０に進む。

【0025】

次に、ＣＰＵ４１は、基板検知センサ信号が監視対象であるか否かを判定する（ステップＳ２３０）。この判定は、記憶装置４４に登録された監視対象データに基づいて行なうことができる。ＣＰＵ４１は、基板検知センサ信号が監視対象であると判定すると、基板検知センサ信号がオン入力されるのを待って（ステップＳ２４０）、基板Ｓの搬入が開始されるように搬送モータ２４を駆動制御する（ステップＳ２５０）。ＣＰＵ４１は、基板Ｓの搬入を開始すると、基板Ｓの搬入が完了するのを待って（ステップＳ２６０）、前工程装置へ基板要求信号をオフ出力して（ステップＳ２７０）、基板搬入処理を終了する。一方、ＣＰＵ４１は、Ｓ２３０において、基板検知センサ信号が監視対象でないと判定すると、ステップＳ２４０をスキップして、基板Ｓの搬入が開始されるように搬送モータ２４を駆動制御し（ステップＳ２５０）、基板Ｓの搬入が完了するのを待って（ステップＳ２６０）、前工程装置へ基板要求信号をオフ出力して（ステップＳ２７０）、基板搬入処理を終了する。

【0026】

図８は、制御装置４０のＣＰＵ４１により実行される基板搬出処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。

【0027】

基板搬出処理が実行されると、制御装置４０のＣＰＵ４１は、まず、作業装置１０による基板Ｓに対する作業が完了するまで待つ（ステップＳ３００）。ＣＰＵ４１は、作業が完了したと判定すると、後工程装置へ搬出基板有り信号をオン出力し（ステップＳ３１０）、後工程装置からの基板要求信号をオン入力するまで待つ（ステップＳ３２０）。ＣＰＵ４１は、基板要求信号をオン入力したと判定すると、後工程装置へ基板Ｓの搬出が開始されるように搬送モータ２４を駆動制御する（ステップＳ３３０）。そして、ＣＰＵ４１は、基板Ｓの搬出が完了するのを待って（ステップＳ３４０）、後工程装置へ搬出基板有り信号をオフ出力して（ステップＳ３５０）、基板搬出処理を終了する。

【0028】

ここで、実施形態の主要な要素と請求の範囲に記載した本開示の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、実施形態の基板搬送機構２０と制御装置４０とが本開示の基板搬送装置に相当し、搬送条件設定処理を実行する制御装置４０のＣＰＵ４１が設定部に相当し、基板搬入処理のステップＳ２１０～Ｓ２４０の処理を実行する制御装置４０のＣＰＵ４１が変更部に相当する。

【0029】

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

【0030】

例えば、上述した実施形態では、ＣＰＵ４１は、搬出基板有り信号と基板検知センサ信号とのうち監視対象に含める信号をオペレータの入力操作によってソフトウエア上で設定するものとした。しかし、ＣＰＵ４１は、搬出基板有り信号および基板検知センサ信号の双方を監視対象に含めない設定を選択できないようにしてもよい。

【0031】

以上説明したように、本開示の基板搬送装置では、基板を搬送するための搬送条件をソフトウエア上で設定し、設定した搬送条件に基づいて搬送シーケンスを変更する。これにより、前工程装置や後工程装置の仕様の相違に対応することができる。また、オペレータは、ショートコネクタ等を用意する必要なしに、前工程装置や後工程装置の仕様に応じて搬送条件を設定することができるため、利便性を向上させることができる。

【0032】

こうした本開示の基板搬送装置において、前記搬送シーケンスは、前記前工程装置から基板が存在する旨の基板有り信号を受信したことを基板の搬送を開始する条件に含むシーケンスと、前記前工程装置から前記基板有り信号を受信したことを基板の搬送を開始する条件に含まないシーケンスと、を有してもよい。これにより、基板有り信号を出力できない仕様の前工程装置と接続される場合でも、ソフトウエアの設定により適切に対応することができる。

【0033】

また、本開示の基板搬送装置において、基板搬送路の前記前工程装置側に設けられて基板を検知する基板検知部を備え、前記搬送シーケンスは、前記基板検知部により基板が検知されたことを基板の搬送を開始する条件に含むシーケンスと、前記基板検知部により基板が検知されたことを基板の搬送を開始する条件に含まないシーケンスと、を有してもよい。これにより、基板の搬送を開始する条件に基板検知部による基板の検知を含めるか否かを、ソフトウエア上で容易に設定することができる。

【産業上の利用可能性】

【0034】

本開示は、基板搬送装置の製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0035】

１ 対基板作業システム、１０ 作業装置、１１ ヘッド、１２ 操作パネル、２０ 基板搬送装置、２１ コンベアベルト、２２ サイドフレーム、２３ ローラ、２４ 搬送モータ、２５ エンコーダ、２８ 基板検知センサ、２８ａ 投光部、２８ｂ 受光部、３０ クランプ装置、３１ 基板押さえプレート、３２ クランパ、３３ 昇降プレート、３４ 昇降モータ、３５ エンコーダ、４０ 制御装置、４１ ＣＰＵ、４２ ＲＯＭ、４３ ＲＡＭ、４４ 記憶装置、５０ 管理装置、５１ 入力装置、５２ 表示装置、Ｓ 基板、Ｔ１１，Ｔ１２ 第１端子、Ｔ２１，Ｔ２２ 第２端子。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】