(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板の幅に応じて対向間隔が可変設定される一対の基台と、
上記一対の基台に設けられて前記プリント基板を前記基台に沿って搬送する一対のコンベアと、
互いに対向して前記一対の基台に設けられた投光器と受光器とを有し、前記コンベアにより搬送されるプリント基板を検出する透過形光電スイッチと、
前記プリント基板に電子部品を実装するノズルヘッドとを具備し、
前記投光器は、前記ノズルヘッドの移動領域に投光する投射光が前記ノズルヘッドと交差することなく、且つ前記コンベアにより搬送されたプリント基板により投射光が遮断されるように設置され、前記受光器は、前記ノズルヘッドの移動領域に、プリント基板が存在しない場合には前記投射光を受光し、前記プリント基板が存在する場合には前記投射光を受光しないように設置され、
前記一対の基台の対向間隔が変更されたときにワークレスチューニング起動信号を発生する制御装置と、上記ワークレスチューニング起動信号に基づいて前記プリント基板が存在しないときの受光量と予め設定された閾値とにより前記透過形光電スイッチの感度を調整する調整手段とを設けたことを特徴とするプリント基板実装装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプリント基板実装装置に組み込まれる透過形光電スイッチであって、上記調整手段を備えることを特徴とする透過形光電スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板に電子部品を実装するプリント基板実装装置に関し、特にノズルヘッド位置において確実にプリント基板の有無を検出するプリント基板実装装置およびこのプリント基板実装装置に組み込むに好適な透過形光電スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来のプリント基板実装装置の概念図を示す。プリント基板実装装置１は、プリント基板にトランジスタ、コンデンサ、ＩＣ等の電子部品を実装するもので、フレーム２の略中央上部に実装装置本体３が架橋して設けられており、フレーム２の図中左端から右端まで入口部コンベア５、作業部コンベア６、出口部コンベア７が一列に配置され、夫々駆動モータ（図示せず）により駆動されて電子部品を実装すべきプリント基板１６を矢印方向に搬送可能とされている。実装装置本体３には作業部コンベア６の終端近傍位置の上方にプリント基板１６に電子部品を実装するためのノズルヘッド４が設けられている。このノズルヘッド４は、図７の矢印Ａ、Ｂ方向（左右方向）に移動自在とされている。作業部コンベア６の始端側（搬入側）には搬入検出用光電スイッチ１１が、終端側には減速用光電スイッチ１２と停止用光電スイッチ１３、及び位置決めピン１４が搬送方向に沿って図示のように設置されている。
【０００３】
プリント基板１６は、入口部コンベア５により作業部コンベア６に搬送され、当該作業部コンベア６の始端側に搬入される。搬入検出用光電スイッチ１１がプリント基板１６を検出すると、作業部コンベア６が駆動すると共に位置決めピン１４が上昇する。プリント基板１６は、作業部コンベア６により搬送され、減速用光電スイッチ１２がプリント基板１６を検出すると作業部コンベア６が減速し、次いで、停止用光電スイッチ１３がプリント基板１６を検出すると作業部コンベア６が停止し、プリント基板１６が位置決めピン１４により位置決めされる。実装装置本体３は、プリント基板１６を所定の位置に保持した状態で、ノズルヘッド４の移動により電子部品を吸引して取り込み、当該電子部品をプリント基板１６に実装する。
【０００４】
図７に示すように作業部コンベア６は、左右の基台６Ａ、６Ｂの対向する内側面にコンベア基台６ａ、６ｂが対向して設けられており、これらのコンベア基台６ａ、６ｂに左右のベルトコンベア６ｃ、６ｄが設けられている。一側の基台６Ａ及びコンベア基台６ａは、固定されており、他側の基台６Ｂ及びコンベア基台６ｂは、基台６Ａ及びコンベア基台６ａに対して矢印Ａ、Ｂ方向（左右方向）に平行に移動可能とされており、ベルトコンベア６ｃと６ｄとの間隔が変位可能とされている。即ち、ベルトコンベア６ｃと６ｄとの間隔は、プリント基板１６のサイズ（幅ｗ）に応じて調節可能とされている。入口部コンベア５及び出口部コンベア７も作業部コンベア６と同様に構成されている。
【０００５】
ノズルヘッド４は、作業部コンベア６の上方に図中左右方向に、且つ当該作業部コンベア６に載置されたプリント基板１６の上面１６ａと所定の間隔ｄを存して移動可能に設置されており、プリント基板１６に電子部品を実装可能とされている。このノズルヘッド４の移動領域Ｗは、プリント基板のサイズ（幅ｗ）に応じて調節可能とされている。
【０００６】
光電スイッチ１１〜１３は、作業部コンベア６により搬送されるプリント基板１６を下側から検出する位置に設けられており、投光した光（投射光）をプリント基板１６の裏面１６ｂで反射させ、この反射光を受光することによりプリント基板１６を検出する所謂拡散反射形、又は限定反射形の光電スイッチが使用されている。このようなタイプの光電スイッチが作業部コンベア６の下側に設置されるのは、作業部コンベア６の上側は、実装装置本体３のノズルヘッド４が図７の矢印方向に移動するために、光電スイッチの設置スペースをとることができないことによる。
【０００７】
また、光電スイッチ１１〜１３は、プリント基板１６を正確に検出するためにプリント基板１６との距離即ち、検出距離を考慮して選定又は検出距離（取付位置）を調整する必要がある。特に、図７に示す停止用光電スイッチ１３においては、プリント基板１６が存在しない状態では、実装装置本体３のノズルヘッド４を検出してしまう虞があるため、プリント基板１６の検出距離を十分に考慮する必要がある。つまり、プリント基板１６が存在する場合には、当該プリント基板１６を検出し、プリント基板１６が存在しない場合にはノズルヘッド４を検出しないような検出距離の特性を有する光電スイッチを選定し、又は検出距離を調整する必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
プリント基板実装装置の稼働率を上げるためには、通常ノズルヘッド４により電子部品をプリント基板１６に実装する時間を短縮することが考えられる。これを実現するためには、図７に示すようにノズルヘッド４とプリント基板１６との距離ｄを短くする必要がある。
【０００９】
しかしながら、従来のプリント基板実装装置では、拡散反射形光電スイッチや限定反射形光電スイッチを用いているため、ノズルヘッド４とプリント基板１６との距離ｄを短くすると、光電スイッチの検出距離の調整が困難となり、プリント基板１６が存在しない場合であっても誤ってノズルヘッド４を検出してしまう即ち、誤検出するという問題がある。
【００１０】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、ノズルヘッドとプリント基板との距離が短い場合であっても、プリント基板が存在しないときに誤ってノズルヘッドを検出することを防止し、確実にプリント基板を検出するようにしたプリント基板実装装置およびこのプリント基板実装装置に組み込むに好適な透過形光電スイッチを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１のプリント基板実装装置は、プリント基板の幅に応じて対向間隔が可変設定される一対の基台と、上記一対の基台に設けられて前記プリント基板を前記基台に沿って搬送する一対のコンベアと、互いに対向して前記一対の基台に設けられた投光器と受光器とを有し、前記コンベアにより搬送されるプリント基板を検出する透過形光電スイッチと、前記プリント基板に電子部品を実装するノズルヘッドとを具備したものであって、
特に前記投光器を前記ノズルヘッドの移動領域に投光する投射光が前記ノズルヘッドと交差することなく、且つ前記コンベアにより搬送されたプリント基板により投射光が遮断されるように設置すると共に、前記受光器を前記ノズルヘッドの移動領域に、プリント基板が存在しない場合には前記投射光を受光し、前記プリント基板が存在する場合には前記投射光を受光しないように設置し、
更に前記一対の基台の対向間隔が変更されたときにワークレスチューニング起動信号を発生する制御装置と、上記ワークレスチューニング起動信号に基づいて前記プリント基板が存在しないときの受光量と予め設定された閾値とにより前記透過形光電スイッチの感度を調整する調整手段とを設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の透過形光電スイッチは請求項１に記載のプリント基板実装装置に組み込まれるものであって、特にその検出感度を調整する調整手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
上記構成のプリント基板実装装置によれば、投光器から投射される投射光は、ノズルヘッドの移動領域において当該ノズルヘッドと交差することがないので、コンベアにプリント基板が載置されていない（プリント基板が存在しない）ときには確実に受光器に投光され、プリント基板が載置されている（プリント基板が存在する）ときにだけ遮断される。従って透過形光電スイッチは、誤ってノズルヘッドを検出することがない。しかも一対の基台の対向間隔が変更されたときには、制御装置が発生するワークレスチューニング起動信号に基づいて調整手段が作動し、前記プリント基板が存在しないときの受光量と予め設定された閾値とにより前記透過形光電スイッチの感度を調整するので、ノズルヘッドとプリント基板との距離に関係なく、更には投光器と受光器との距離変化に拘わることなくプリント基板の有無を確実に検出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係るプリント基板実装装置の実施形態を示し、作業部コンベアの停止用光電スイッチ付近の平面図、図２は、図１の矢線II―IIに沿う断面図である。図１及び図２示すプリント基板実装装置１は、図６及び図７に示すプリント基板実装装置１と同様に構成されており、同一構成要素には同一符号を付して詳細な説明を省略する。作業部コンベア６の搬入、搬出側に入口部コンベア及び出口部コンベアが、実装装置本体（何れも図示せず）には作業部コンベア６の終端近傍位置の上方にノズルヘッド４が設けられている。また、作業部コンベア６の始端側（搬入側）には搬入検出用光電スイッチ（図示せず）が、終端側には減速用光電スイッチ（図示せず）、停止用光電スイッチ２０、及び位置決めピン（図示せず）が搬送方向に沿って設置されている。
【００１５】
停止用光電スイッチ２０は、透過形光電スイッチで、投光器２１と受光器２２とから成り、これらの投光器２１、受光器２２は、光ファイバ２３、２４を介して制御装置２５（図３）に接続されている。投光器２１と受光器２２は、図１に示すように平面視において作業部コンベア６を挟んで両側に対向して配置され、且つ図２に示すように投光器２１は、一側の基台６Ａの上面に基台６Ｂに向けて設置され、受光器２２は、基台６Ｂの上部及びコンベア基台６ｂに穿設された孔６Ｅ、６ｅに基台６Ａに向けて設置され、ベルトコンベア６ｃ、６ｄに載置されたプリント基板１６を挟んで上下に位置するように配置されている。
【００１６】
図２に示すように投光器２１の投光面２１ａから受光器２２側（基台６Ｂ側）に向けて投光された投射光Ｌは、細線で示すように円錐形状に広がり、その光芒（投光光芒）の限界内に受光器２２の受光面２２ａが配置されている。この受光器２２の受光面２２ａの受光光芒の限界を点線で示す。従って、投光器２１から投光された投射光Ｌのうちの斜線で示す光束Ｌａが、受光器２２の受光面２２ａにより検出可能とされる。そして、これら投光器２１、受光器２２は、光束Ｌａがノズルヘッド４の移動領域Ｗにおいて当該ノズルヘッド４と交差することが無いように設置されている。
【００１７】
投光器２１から投射される投射光としての光束Ｌａは、ベルトコンベア６ｃ、６ｄにプリント基板が載置されていない（プリント基板が存在しない）ときには受光器２２に投光され、プリント基板が載置されている（プリント基板が存在する）ときには遮断される。即ち、受光器２２は、作業部コンベア６にプリント基板が存在しないときには光束Ｌａを受光し、プリント基板が存在するときには光束Ｌａを受光しない。これにより、光電スイッチ２０は、誤ってノズルヘッド４を検出することがなく、且つノズルヘッド４とプリント基板１６との距離ｄに関係なく、プリント基板の有無を確実に検出することが可能となる。また、プリント基板１６の上面１６ａに形成されているパターンの影響も受けない。従って、ノズルヘッド４とプリント基板１６との距離ｄを短くすることが可能となり、実装装置の稼動効率を上げることが可能となる。
【００１８】
また、投光器２１及び受光器２２をなるべくプリント基板１６の上面１６ａ及び下面１６ｂに近づけるように配置すると投光光芒Ｌの限界内に受光面２２ａが入り易くなり、プリント基板のサイズの変更に伴う受光器２２の再設置が不要となり、作業性が向上する。更に、投光器２１、受光器２２をなるべくプリント基板１６の上面１６ａ、下面１６ｂに近づけるように配置すると、光束Ｌａが浅い角度で上面１６ａに入射され、長い距離に亘りプリント基板１６の上面１６ａから下面１６ｂまでの間を横切る即ち、プリント基板１６の板厚を斜めに横切るようになり、従って、プリント基板１６が半透明の基板であっても光束Ｌａの減衰が非常に大きくなる。これにより、半透明のプリント基板であっても確実に検出可能となる。また、プリント基板１６に設けられている切欠やスリット、孔等の影響を殆ど受けなくなり、プリント基板を確実に検出することが可能となる。
【００１９】
図３は、本発明に係るプリント基板実装装置のシステム構成図を示す。尚、コンベアは、作業部コンベア６についてのみ説明する。制御装置２５は、プリント基板１６のサイズ（幅ｗ）に応じて不図示のコンベア幅設定手段からの設定信号により図２に示す作業部コンベア６の基台６Ｂを矢印Ａ又はＢ方向に移動させて当該作業部コンベア６の幅を設定する。また、制御装置２５は、前記搬入検出用光電スイッチからの信号により当該作業部コンベア６を駆動し、前記減速用光電スイッチからの信号により当該作業部コンベア６を減速し、停止用光電スイッチとしての透過形光電スイッチ２０の受光器２２からの信号により作業部用コンベア６を停止させる。また、制御装置２５は、ノズルヘッド４を制御してプリント基板１６に電子部品を実装する。
【００２０】
更に、制御装置２５は、プリント基板のサイズが変更された場合に、ワークレスチューニング起動信号に基づいて、プリント基板が存在しないときの受光量と予め設定された閾値により、光電スイッチ２０の感度を調整する。即ち、プリント基板のサイズ（幅）に応じて作業部コンベア６の幅が調節され、図２に示すように基台６Ｂがノズルヘッド４の作業領域Ｗの範囲内において移動すると、これに伴い投光器２１と受光器２２との距離が変化する。このため、受光器２２が投光器２１に最も接近した場合と、最も離反した場合とでは受光量が変化し、検出感度にバラツキが生じる。そこで、この検出感度のバラツキを少なくするために感動調整を行う。
【００２１】
図４は、光電スイッチ２０の感度調整の手順を示すフローチャートである。図４において、制御装置２５は、プリント基板サイズの変更に伴う作業部コンベア６の基台６Ｂの移動を完了したか否かを判別し（ステップＳ１）、移動完了したときにプリント基板を使用しない状態でワークレスチューニング起動信号に基づいて感度調整（ワークレスチューニング）を行う（ステップＳ２）。この感度調整は、プリント基板が無いときの受光量と予め設定した閾値（例えば、受光量の５０％）により、ワークレスチューニングを行う。例えば、図５（ａ）に示すようにサイズの小さいプリント基板Ａのときには、当該プリント基板Ａが無いときの受光量１００％に対して閾値を５０％とし、同図（ｂ）に示すようにサイズの大きいプリント基板Ｂのときには当該プリント基板Ｂが無いときの受光量８０％に対して閾値を４０％に設定する（パーセントチューニング）。具体的には、受光器２２の検出信号を増幅する増幅器の閾値を予め設定された値に自動的に設定する。或いは、ワークレスチューニングを外部入力により自動的に起動して、増幅器を操作することなく感度調整を行う（リモートチューニング）。
【００２２】
これにより、プリント基板のサイズの変更に伴い透過形光電スイッチ２０の投光器２１と受光器２２との距離が変化した場合であっても、同じ位置でプリント基板を検出することができ、プリント基板のサイズの変更に伴う手動による調整の手間が無くなる。
尚、上記実施形態においては、作業部コンベア６の停止用光電スイッチに透過形光電スイッチを適用したが、これに限るものではなく、搬入検出用光電スイッチ、減速用光電スイッチに適用してもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、プリント基板実装装置においてノズルヘッドとプリント基板との距離に関係なくプリント基板の有無を確実に検出することができ、透過形光電スイッチは、誤ってノズルヘッドを検出することがない。また、半透明のプリント基板でも確実に検出することが可能となり、更にプリント基板の部品パターンやプリント基板に設けられている切欠や孔等の影響を受けることもない。
【００２４】
また、プリント基板のサイズの変更に伴い透過形光電スイッチの投光器と受光器との距離が変化した場合であっても、プリント基板を検出することができ、プリント基板のサイズの変更に伴う手動による調整の手間が無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるプリント基板実装装置の実施形態の要部平面図である。
【図２】図１に示すプリント基板実装装置の矢線II―IIに沿う断面図である。
【図３】図２に示すプリント基板実装装置のシステム構成図である。
【図４】図２に示す透過形光電スイッチのプリント基板のサイズ変更に伴う感度調整の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】図２に示す透過形光電スイッチのプリント基板のサイズ変更による検出感度の調節する場合の受光器の受光量の説明図である。
【図６】従来のプリント基板実装装置の概略図である。
【図７】図６に示すプリント基板実装装置の矢線VII―VIIに沿う断面図である。
【符号の説明】
１  プリント基板実装装置
２  フレーム
３  実装装置本体
４  ノズルヘッド
５  入口部コンベア
６  作業部コンベア
６Ａ、６Ｂ  基台
７  出口部コンベア
１１  搬入検出用光電スイッチ
１２  減速用光電スイッチ
１４  位置決めピン
１６  プリント基板
２０  停止用光電スイッチ（透過形光電スイッチ）
２１  投光器
２２  受光器
２３、２４  光ファイバ
２５  制御装置
Ｌ  投射光
Ｌａ  光束（投射光）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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