(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降可能な可動フレームに基板支持用部材が設けられ、基板搬送時には可動フレームが下降し、基板が所定の実装位置に到達すると前記可動フレームが上昇することにより前記基板支持用部材を前記基板に当接させて前記基板を支持する基板支持装置において、前記可動フレームを昇降させ、且つ前記フレーム上昇位置を調節可能とするフレーム昇降機構と、前記基板の厚さを判別する厚さ判別手段と、前記厚さ判別手段によって判別された基板の厚さに応じて、前記基板と前記可動フレームとの距離を一定にすべく前記フレーム昇降機構を制御する制御手段とを備え、前記フレーム昇降機構が、前記可動フレームから複数垂設されたボールねじと、そのボールねじと螺合するナット体と、各ナット体を定位置で回転させることにより前記ボールねじをその軸方向に移動させる駆動部とから構成されることを特徴とする実装機の基板支持装置。
【請求項２】
複数の前記ボールねじに螺合する各ナット体にそれぞれホイールを取り付け、前記駆動部は各ホイールに架け渡されたベルトと、そのベルトを周回させる一つの駆動モータから構成される請求項１記載の実装機の基板支持装置。
【請求項３】
前記基板支持用部材は、前記基板の下面に当接して基板の反りを矯正する押圧部を有する請求項１または２に記載の実装機の基板支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に電子部品等を実装する実装機に関し、より詳しくは、コンベアによって搬送される基板を所定の実装位置で支持する基板支持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子部品を自動的に実装する実装機には基板搬送ラインが備えられており、その搬送ライン上に基板支持装置が設けられている。
【０００３】
基板支持装置は、図４に示すように、コンベア５０，５０で搬送される基板Ｐを所定の実装位置にて支持するためのものであり、基板Ｐ搬送時にはコンベア５０，５０の下方に待機し、基板Ｐが実装位置に到達すると上昇するように昇降機構が備えられている。その昇降機構は、通常、基板Ｐと平行に配置された可動プレート５２と、その可動プレート５２を昇降させるエアシリンダ５３とから構成され、可動プレート５２上には、各種の基板支持用部材が配設されている。
【０００４】
基板支持用部材の一具体例としては、基板Ｐを下方から押圧することによって基板Ｐの反りを矯正する押圧ピン５６が示される。
【０００５】
なお、図４において５７はエアシリンダ５３から伸縮されるロッドをガイドするスリーブである。また、５８は可動プレート５２の両側にそれぞれ鉤状に対向して配置され、可動プレート５２の上限を規制する規制板である。この規制板５８と昇降プレート５２上面との間には圧縮コイルばね５９が配設されている。
【０００６】
上記基板支持装置によれば、可動プレート５２を上昇させて押圧ピン５６を基板Ｐの裏面に当接させ、基板Ｐを所定の実装位置で支持することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した基板支持装置では、基板Ｐの厚さに誤差がある場合でも圧縮コイルばね５９でその誤差を吸収できるようになってはいるものの、可動プレート５２は、待機位置と位置決め位置との間で往復動作するだけのものであるため、ロット毎に基板の厚さが異なるような実装処理には充分に対応できないという問題がある。具体的には、厚さが異なる基板Ｐに対して従来例の基板支持装置を適用すると、基板Ｐと可動プレート５２との距離が基板毎に変化することになる。その結果、基板Ｐに対する押圧ピン５６の押圧力が増減する。そして、押圧力が過剰に作用した場合には基板Ｐに反りが生じて電子部品の取り付け不良が生じ、また、押圧力が不足すると、基板Ｐの反りを矯正することができなくなるという不都合が生じる。
【０００８】
本発明は以上のような従来の基板支持装置における課題を考慮してなされたものであり、異なる厚さの基板を搬送ラインに供給しても電子部品を安定して実装することができる実装機の基板支持装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、昇降可能な可動フレームに基板支持用部材が設けられ、基板搬送時には可動フレームが下降し、基板が所定の実装位置に到達すると可動フレームが上昇することにより基板支持用部材を基板に当接させて基板を支持する基板支持装置において、可動フレームを昇降させ、且つ可動フレーム上昇位置を調節可能とするフレーム昇降機構と、基板の厚さを判別する厚さ判別手段と、厚さ判別手段によって判別された基板の厚さに応じて、基板と可動フレームとの距離を一定にすべくフレーム昇降機構を制御する制御手段とを備え、前記フレーム昇降機構が、前記可動フレームから複数垂設されたボールねじと、そのボールねじと螺合するナット体と、各ナット体を定位置で回転させることにより前記ボールねじをその軸方向に移動させる駆動部とから構成された実装機の基板支持装置である。
【００１０】
本発明において、複数の前記ボールねじに螺合する各ナット体にそれぞれホイールを取り付け、上記駆動部は各ホイールに架け渡されたベルトと、そのベルトを周回させる一つの駆動モータから構成することが好ましい。
【００１１】
また、本発明における基板支持用部材は、基板の下面に当接して基板の反りを矯正する押圧部を有することが好ましい。
【００１２】
本発明によれば、基板を搬送するにあたり、厚さ判別手段が基板の厚さを判別し、基板が所定の実装位置に到達すると、制御手段はその判別された基板の厚さに応じて基板と可動フレームとの距離が一定となるようにフレーム昇降機構を制御する。それにより、厚さの異なる基板を実装機の搬送ラインに供給した場合であっても基板を正確に支持することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の基板支持装置が適用される実装機を示した平面図である。
【００１５】
まず、同図において、基台１上にはコンベア２が配置され、そのコンベア２によって基板Ｐが搬送され、後述する基板支持装置３によって支持されるようになっている。
【００１６】
コンベア２を挟んでその手前側には第一の部品供給部４、奥側には第二の部品供給部５がそれぞれ対向して配置されている。
【００１７】
第一の部品供給部４には多数のテープフィーダ４ａが列設されており、各テープフィーダ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が所定の間隔で保持されており、図示しないリールから導出されるようになっている。
【００１８】
第二の部品供給部５には、同じ構成からなる二つのトレイフィーダ６，７が並設され、第一トレイフィーダ６及び第二トレイフィーダ７にはトレイ収納部８及び９が備えられている。これらのトレイ収納部８，９内にはＱＦＰ、ＰＬＣＣ等の比較的大きなサイズの電子部品を並べて載置したトレイ１０が多段格納されるようになっている。
【００１９】
第一トレイフィーダ６を代表して説明すると、トレイ収納部８には、多段トレイを昇降させる昇降機構が内蔵されており、多段トレイをトレイ収納部８内で昇降させることができるようになっている。
【００２０】
トレイ収納部８前方（図１において下側）の基台１上には、Ｙ軸方向に向けて配置され且つコンベア２近傍まで固定レール１１が延設され、固定レール１１上をトレイ１０を把持するためのチャック部材１２が滑動するようになっている。なお、１３，１３は固定レール１１の上方に固定レール１１と平行して配置された一対のトレイガイドであり、トレイ１０が引き出される場合または格納される場合にトレイ１０をガイドするようになっている。
【００２１】
上記構成により、トレイ収納部８内の昇降機構を作動させると、所望のトレイ１０をトレイガイド１３に対応する高さに位置決めすることができ、位置決めされたトレイ１０はさらにチャック部材１２によって把持されてトレイ収納部８から引き出され、コンベア２近傍まで移動して電子部品供給位置にセットされる。
【００２２】
また、基台１の上方には、電子部品実装用のヘッドユニット１６が備えられ、Ｘ軸方向（コンベア移動方向）とＹ軸方向（コンベア移動方向と直交する方向）とに移動することができるようになっている。
【００２３】
詳しくは、基台１にはＹ軸方向に沿って一対の固定レール１７が平行に配置されており、両固定レール１７，１７にヘッドユニット支持部材１８が架設されている。このヘッドユニット支持部材１８にはＹ軸方向に雌ねじ部１９が形成されており、この雌ねじ部１９にボールねじ軸２０が螺合されている。
【００２４】
ボールねじ軸２０はＹ軸サーボモータ２１の回転軸に接続されており、従って、Ｙ軸サーボモータ２１を正転または逆転させると、ヘッドユニット支持部材１８がＹ軸方向に移動する。
【００２５】
また、ヘッドユニット支持部材１８にはＸ軸サーボモータ２２が取り付けられており、そのＸ軸サーボモータ２２を正転または逆転させると、その回転軸に接続されたボールねじ軸２３と螺合されているヘッドユニット１６がＸ軸方向に移動するようになっている。
【００２６】
上記ヘッドユニット１６には、電子部品を吸着するための１乃至複数本の吸着ヘッド（図示しない）が備えられている。各吸着ヘッドはＺ軸サーボモータ（図示しない）を駆動源としてヘッドユニット１６のフレームから基板に対し下降または上昇することができるとともに、Ｒ軸サーボモータ（図示しない）を駆動源として回転することができるようになっている。また、各吸着ヘッドの下端には電子部品吸着用のノズルが設けられており、図示しない負圧発生手段による吸引力で電子部品を吸着するようになっている。
【００２７】
次に、基板支持装置３の構成を、図２及び図３を参照しながら説明する。
【００２８】
図２は基板支持装置３における駆動部の構成を示したものである。
【００２９】
同図において、３０，３１，３２，３３はボールねじ軸であり、各ボールねじ軸にはナット（ナット体）３０ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａがそれぞれ螺合されており、各ナット３０ａ〜３０ｄには従動ホイール３０ｂ，３１ｂ，３２ｂ，３３ｂがそれぞれ固定されている。
【００３０】
３４ａはサーボモータ３４の回転軸に固定されている駆動ホイールであり、この駆動ホイール３４ａ及び各従動ホイール３０ｂ，３１ｂ，３２ｂ，３３ｂにタイミングベルト３５が架け渡されている。なお、３６はタイミングベルト３５にテンションを与えるためのテンションローラである。上記サーボモータ３４を正転または逆転させると、タイミングベルト３５が矢印Ａ方向またはＢ方向に走行する。なお、図中、ＣＨは上記トレイフィーダにおけるチャック部材１２の駆動部であり、ボールねじ軸３０〜３３によって支持される可動フレーム３７は、上記駆動部ＣＨを避けるように切り欠き３７ｂ，３７ｂが設けられている。
【００３１】
図３は基板支持装置３の要部を示す正面図である。なお、以下の説明においてはボールねじ軸３０を代表して説明することとする。
【００３２】
基台１内壁に固定されているフレーム１ａを貫通してボールねじ軸３０が縦方向に設けられており、そのボールねじ軸３０にナット体としての筒状ナット３０ａが螺合している。筒状ナット３０ａの上部にはフランジ部３０ｃが鍔状に形成されており、そのフランジ部３０ｃを覆うようにしてボルト３０ｄを介しホイール３０ｂが一体に取り付けられている。
【００３３】
また、筒状ナット３０ａはフレーム１ａに固定されている筒状受け座３０ｅ内に収納されており、筒状ナット３０ａと筒状受け座３０ｅとの環状隙間にはベアリング３０ｆが挿入されている。
【００３４】
また、ボールねじ軸３０の上端には、皿状鍔部３０ｇを有する筒状キャップ３０ｈが取り付けられており、可動フレーム３７下面にはその皿状鍔部３０ｇ下面と係合し得る筒状係止部３０ｉが取り付けられている。皿状鍔部３０ｇ下面と筒状係止部３０ｉとが当接するとき、筒状キャップ３０ｈの上端と可動フレーム３７下面との間に若干隙間が形成されるようになっている。そして、筒状キャップ３０ｈ内には圧縮コイルスプリング３０ｊが装着されている。
【００３５】
上記皿状鍔部３０ｇの下面は円弧状に形成されているとともに、筒状係止部３０ｉはその円弧状下面の一部と接触しながら若干揺動することができ、それにより可動フレーム３７の傾斜を許容するようになっている。
【００３６】
可動フレーム３７の下面には棒状のストッパ３８が垂架されており、可動フレーム３７の移動下限を規制するようになっている。また、可動フレーム３７の上面には、基板Ｐを下方から押圧することによって基板Ｐの反りを矯正する押圧ピン（押圧部）４２が突設されている。
【００３７】
また、サーボモータ（駆動モータ）３４はコントローラ（制御手段）３９から出力されるパルス信号によって回転数が制御されるようになっている。コントローラ３９の基板厚さ判別部（厚さ判別手段）３９ａは基板の厚さを判別したときに、基板と可動フレーム３７との距離を一定にするようにサーボモータ３４を制御する。なお、基板と可動フレーム３７との距離を一定にすれば、基板に対して常に適性な押圧力を作用させ反りを矯正した状態で基板を保持することができる。
【００３８】
上記コントローラ３９のメモリ３９ｂには、複数種類の実装処理についてそれぞれの処理で使用する部品の仕様が記憶されており、基板の厚さは基板のサイズデータの一つとして記憶されている。また、コントローラ３９の変換テーブル３９ｃには、実装処理毎に基板厚さと可動フレーム上昇量との関係が対応して記憶されており、基板厚さが与えられると、その基板厚さに対応する可動フレーム上昇量を読み出すことができるようになっている。なお、４０は各種のデータ及び制御命令を入力する入力部である。
【００３９】
次に、上記構成を有する基板支持装置の動作について説明する。
【００４０】
入力部４０を操作してオペレータが所望の実装処理を選択すると、コントローラ３９の基板厚さ判別部３９ａは、その選択された実装処理で使用される基板の厚さを、基板のサイズデータが記憶されているメモリ３９ｂから読み出し、変換テーブル３９ｃに転送する。変換テーブル３９ｃでは読み出された基板厚さに対応する可動フレーム上昇量が読み出される。
【００４１】
次いでコントローラ３９は読み出した可動フレーム上昇量をパルス信号に変換してサーボモータ３４に出力する。
【００４２】
サーボモータ３４が回転しタイミングベルト３５がＢ方向に走行すると、ホイール３０ｂが回転するとともにナット体３０ａが回転し、ボールねじ軸３０が上向きに押し上げられる。このとき、タイミングベルト３５はボールねじ軸３０〜３３に架け渡されているため、各ボールねじ軸３０〜３３が連動して押し上げられ、各ボールねじ軸３０〜３３に支持されている可動フレーム３７を上昇させる。そして、可動フレーム３７の上昇により、押圧ピン４２が基板Ｐ下方を押圧して基板Ｐの反りを矯正する。
【００４３】
なお、本発明における厚さ判別手段は、上記実施形態ではオペレータが実装処理を選択する指示に基づいてメモリ３９ｂから基板厚さを読み出すように構成したが、これに限らず、搬送ラインに供給される基板に識別コードを付加し、その識別コードを読取器で読み取り、メモリ３９ｂから基板厚さを読み出すように構成することもできる。
【００４４】
また、本発明の押圧部は、上記実施形態では押圧ピンで構成したが、これに限らず、押圧プレート、押圧ローラ等、要するに基板の反りを矯正することができるものであれば、任意の押圧手段を使用することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明の基板支持装置によれば、異なる厚さの基板を搬送ラインに供給しても電子部品を安定して実装することができる。
【００４６】
フレーム昇降機構を、可動フレームから複数垂設されたボールねじと、そのボールねじと螺合するナット体と、各ナット体を定位置で回転させる駆動部とから構成しておけば、可動フレームの上昇高さを精密に制御することができるという長所を有する。
【００４７】
ナット体にホイールを取り付け、駆動部を各ホイールに架け渡されたベルトと、そのベルトを周回させる一つの駆動モータから構成しておけば、エアーシリンダのようにエアー供給源を必要としないため、可動フレームの昇降構造を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板支持装置の平面図である。
【図２】基板支持装置の駆動部の構成を示す要部平面図である。
【図３】基板支持装置の昇降構造を示す要部正面図である。
【図４】従来の基板支持装置の構成を示す要部正面図である。
【符号の説明】
１  基台
２  コンベア
３  基板支持装置
３０〜３３  ボールねじ軸
３４  サーボモータ
３５  タイミングベルト
３７  可動フレーム
３９  コントローラ
３９ａ  基板厚さ判別部
３９ｂ  メモリ
３９ｃ  変換テーブル
４０  入力部
Ｐ  基板
【図１】
0004116713.tif 000002
【図２】
0004116713.tif 000003
【図３】
0004116713.tif 000004
【図４】
0004116713.tif 000005