JP7700367B2 - マスク受け渡し装置及びこれを備えたマスク搬送システム - Google Patents

Description

本発明は、基板に半田を印刷する際に使用されるマスクを受け渡すためのマスク受け渡し装置及びこれを備えたマスク搬送システムに関する。

電子部品が実装される基板には、電子部品が実装される箇所に予めペースト状の半田であるクリーム半田が塗布される。このクリーム半田を基板に塗布する装置として、クリーム半田印刷機が知られている。クリーム半田印刷機では、一般に、所定の印刷パターンに対応したマスク開口を有するシート状のマスクが用いられる。すなわち、基板の表面に重装されたマスクの上からクリーム半田が供給されるとともに、供給されたクリーム半田がスキージにより拡張されることにより、前記マスク開口を介してクレーム半田が基板上に印刷される。

基板の製造現場では、一般に、製造される基板の種類に合わせて複数種類のマスクが使用される。例えば、種々のマスクを保管する保管棚が容易されるとともに、この保管棚から必要なマスクが取り出されてクリーム半田印刷機において使用される。この場合、マスクは、保管棚から取り出された後、クリーム半田印刷機や洗浄場、検査場などを経由した後、再び保管棚に戻されることになる。マスクの種類が多いほど、保管棚からマスクが出入りする頻度も多くなる。このため、保管棚に対するマスクの移載を効率よく行い得る技術が求められていた。

ここで、マスクの移載に関する技術ではないものの、下記特許文献１には、グラビア印刷に用いられる版胴を交換する版胴交換装置が開示されている。具体的に、この特許文献１の版胴交換装置は、版胴を保管する保管棚（保管部）と、当該保管棚の入出庫口と所定の移載ステーションとの間で版胴を載せたパレットの運搬を行うパレット運搬手段と、印刷機の側方の待機位置を通るレールに沿って移動可能な版胴交換台車と、前記移載ステーションにあるパレットと前記版胴交換台車との間で版胴を移載する版胴移載クレーンとを備える。

仮に、前記特許文献１と同様の装置を用いてマスクの移載を行った場合、つまり、移動方向が固定された移載クレーンや交換台車等を用いてマスクの移載を行った場合、マスクの移載ルートを設定する自由度が低く、マスクを効率よく移載できない可能性がある。

特開平６－８７２０５号公報

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、マスクが収容された収容部に対するマスクの移載を効率よく行うことが可能なマスク受け渡し装置及びこれを備えたマスク搬送システムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するためのものとして、本発明の一局面に係るマスク受け渡し装置は、基板に半田を印刷する際に使用されるマスクを収容する収容部に対し当該マスクの移載を行う装置であって、前記マスクを出し入れするための開口を有する前記収容部の一面に沿う一定の方向に延びるガイドと、当該ガイドに沿って移動する移動体と、を含む移動機構と、前記移動体に支持され、前記収容部と当該収容部から離れた載置場との間で前記マスクを移載する多関節ロボットと、を備える。

本発明の他の局面に係るマスク搬送システムは、上述したマスク受け渡し装置と、前記マスクを搭載可能なマスク搭載部を前記載置場として有する移動可能な搬送体と、前記マスク受け渡し装置によって前記収容部から前記マスク搭載部に前記マスクが移載された場合に、前記搬送体を所定の目標位置まで移動させる搬送制御部と、を備える。

本発明のマスク受け渡し装置及びマスク搬送システムによれば、マスクが収容された収容部に対するマスクの移載を効率よく行うことができる。

本発明の一実施形態に係るマスク搬送システムを示す斜視図である。 マスク搬送システムの平面図である。 マスクの構造を示す斜視図である。 マスク受け渡し装置によりマスクを移載する途中の状況を示す図１相当図である。 収容棚の拡大正面図である。 ＡＧＶの側面図である。 マスク搬送システムの制御系統を示すブロック図である。 収容棚とＡＧＶとの間でマスクを移載する制御の一例を示すフローチャートである。 指定されたマスクの収容位置に多関節ロボットを移動させた状況を示す平面図である。 収容棚からマスクを取り出した状況を示す平面図である。 マスクをＡＧＶに移載する状況を示す平面図である。 移動機構のベースの先端部と軸方向に隣接する領域でＡＧＶを待機させた場合のレイアウトの一例を示す平面図である。 移動機構のベースの側方領域でＡＧＶを待機させた場合のレイアウトの一例を示す平面図である。 多関節ロボットの種類を変更した変形例を示す図１相当図である。

［マスク搬送システムの全体構成］
図１及び図２は、本発明の一実施形態に係るマスク搬送システム１を示す斜視図及び平面図である。本図に示されるマスク搬送システム１は、図外のクリーム半田印刷機（以下、単に印刷機という）において使用されるマスク１２０を搬送するシステムである。印刷機は、電子部品が実装される基板に予めペースト状の半田であるクリーム半田（以下、単に半田という）を印刷により塗布する装置である。また、当該印刷機において用いられるマスク１２０は、所定の印刷パターンに対応したマスク開口を有するシート状の治具である。すなわち、印刷機では、基板の表面にマスク１２０が重装されるとともに、当該マスク１２０の上から半田が供給されて拡張されることにより、前記マスク開口を介して半田が基板上に印刷される。本実施形態では、このような用途のマスク１２０を搬送するためにマスク搬送システム１が用いられる。

図３に示すように、マスク１２０は、マスク本体１２１と、マスク本体１２１を保持する枠体１２２とを有する。マスク本体１２１は、前記マスク開口が形成された金属製のシート体（メタルマスク）である。枠体１２２は、マスク本体１２１を囲む枠体であり、マスク本体１２１よりも大きい厚みを有するように形成されている。

図１及び図２に示すように、マスク搬送システム１は、マスク受け渡し装置２とＡＧＶ３とを備える。マスク受け渡し装置２は、マスク１２０が収容される収容棚１００とＡＧＶ３との間でマスク１２０の受け渡しを行う装置である。ＡＧＶ３は、マスク受け渡し装置２と前記印刷機等との間を移動可能な無人搬送車である。なお、収容棚１００は、本発明における「収容部」に相当し、ＡＧＶ３は、本発明における「搬送体」に相当する。

収容棚１００は、上下に分割された複数段（ここでは２段）の収容空間を有する棚であり、ＡＧＶ３が走行する床面上に設置されている。図１に示すように、収容棚１００は、左右一対の側板１０１と、両側板１０１の上端どうしを連結する天板１０２と、一対の側板１０１の下端近傍どうしを連結する底板１０３と、天板１０２と底板１０３との間の高さにおいて一対の側板１０１どうしを連結する棚板１０４とを備える。各側板１０１、天板１０２、及び棚板１０４により、矩形状の開口Ｐ１を有する上段の収容空間が形成され、各側板１０１、底板１０３、及び棚板１０４により、矩形状の開口Ｐ２を有する下段の収容空間が形成されている。各開口Ｐ１，Ｐ２は、マスク受け渡し装置２が配置される側である前方に開口している。言い換えると、収容棚１００は、上下２段の開口Ｐ１，Ｐ２が形成された前面１１０を有している。

収容棚１００の上下の収容空間には、それぞれ複数のマスク１２０が横並び状態で収容されている。マスク１２０は、収容棚１００の前面１１０の開口Ｐ１，Ｐ２を通じて各収容空間に対し出し入れ可能である。底板１０３及び棚板１０４の各上面には、マスク１２０の収容位置を規定するレーン部材１０５がそれぞれ取り付けられている。レーン部材１０５は、マスク１２０の幅（詳しくは枠体１２２の幅）に対応した凹溝、つまりマスク１２０の一縁を受け入れ可能な凹溝からなる複数のレーンＬ１を有している。マスク１２０は、これら各レーンＬ１による規定の位置に配置されることにより、左右に等間隔に並ぶ状態で収容棚１００に収容される。

マスク受け渡し装置２は、収容棚１００の前面１１０に近接して配置された直交ロボットからなる移動機構１１と、移動機構１１に支持された多関節ロボット１２とを備える。

ここで、鉛直軸と平行な方向をＺ軸方向、収容棚１００の前面１１０と平行でかつＺ軸方向と直交する方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の双方と直交する方向をＹ軸方向と定義する。移動機構１１は、収容棚１００の前側（＋Ｙ側）の近傍の床面上に設置されたＸ軸方向に延びるベース２１と、ベース２１にＸ軸方向に移動可能に支持された第１スライダ２２と、第１スライダ２２に固定されかつＺ軸方向（上下方向）に延びるタワー２３と、タワー２３にＺ軸方向に移動可能に支持された第２スライダ２４とを備える。すなわち、移動機構１１は、収容棚１００の前側の近傍においてＸＺ平面上を移動可能な直交ロボットである。

詳細な図示は省略するが、ベース２１は、第１スライダ２２をＸ軸方向にスライド自在に支持するガイドレールと、当該ガイドレールに沿って第１スライダ２２を移動させる第１アクチュエータＭ１（図７）と、当該第１アクチュエータＭ１等を収容するハウジングとを含む。第１アクチュエータＭ１は、例えば、ボールねじ機構を駆動する電動モータを含むものであってもよいし、リニアモータを利用したものであってもよい。第１スライダ２２は、ベース２１内の第１アクチュエータＭ１の駆動に応じて、ベース２１の上面をＸ軸方向の所定範囲に亘って移動可能である。

タワー２３の構造もベース２１と同様である。すなわち、タワー２３は、第２スライダ２４をＺ軸方向にスライド自在に支持するガイドレールと、当該ガイドレールに沿って第２スライダ２４を移動させる第２アクチュエータＭ２（図７）と、当該第２アクチュエータＭ２等を収容するハウジングとを含む。第２スライダ２４は、タワー２３内の第２アクチュエータＭ２の駆動に応じて、タワー２３の側面（＋Ｘ側の面）をＺ軸方向の所定範囲に亘って移動可能である。

多関節ロボット１２は、いわゆる３軸スカラロボットであり、移動機構１１の第２スライダ２４に固定された固定部３１と、固定部３１に軸支された第１アーム３２と、第１アーム３２に軸支された第２アーム３３と、第２アーム３３に軸支された第３アーム３４と、第３アーム３４の先端部に取り付けられたチャック３５とを備える。

第１アーム３２、第２アーム３３、及び第３アーム３４は、Ｚ軸方向（鉛直方向）と平行な軸回りにそれぞれ回動可能である。すなわち、第１アーム３２は、鉛直向きの第１軸ＡＸ１を中心に固定部３１に対し回動可能であり、第２アーム３３は、鉛直向きの第２軸ＡＸ２を中心に第１アーム３２に対し回動可能であり、第３アーム３４は、鉛直向きの第３軸ＡＸ３を中心に第２アーム３３に対し回動可能である。

後述する図７に示すように、多関節ロボット１２は、上述した第１～第３アーム３２～３４を回動させるための駆動源である第１～第３モータＭ３～Ｍ５を備える。第１モータＭ３は、第１アーム３２を第１軸ＡＸ１回りに回動させるモータであり、第２モータＭ４は、第２アーム３３を第２軸ＡＸ２回りに回動させるモータであり、第３モータＭ５は、第３アーム３４を第３軸ＡＸ３回りに回動させるモータである。

チャック３５は、収容棚１００に対しマスク１２０を出し入れする際に当該マスク１２０を保持するホルダーである。チャック３５は、マスク１２０を保持し得るものであればその種類を問わないが、本実施形態では、図４にも示すように、マスク１２０を上下から挟んで保持するタイプのものがチャック３５として用いられる。すなわち、チャック３５は、互いに離接可能な上下一対の保持片３５ａと、両保持片３５ａどうしの距離を変更するアクチュエータＭ６（図７）とを含む。

多関節ロボット１２の先端部には、第１カメラ５１が取り付けられている。第１カメラ５１は、後述するＩＤコード（マスクコードＱ１及び棚コードＱ２）を撮像するためのカメラである。本実施形態では、第３アーム３４の側辺部であってチャック３５と隣接する位置に第１カメラ５１が取り付けられている。

なお、以上説明したマスク受け渡し装置２において、多関節ロボット１２を支持するタワー２３は、本発明における「移動体」に相当する。また、当該タワー２３をＸ軸方向に移動可能に支持するベース２１は、本発明における「ガイド」に相当する。

図５は、収容棚１００の拡大正面図である。本図に示すように、収容棚１００及びこれに収容されるマスク１２０には、それぞれＩＤコード（Ｑ１，Ｑ２）が貼り付けられている。すなわち、収容棚１００における各レーンＬ１に対応する位置に棚コードＱ２がそれぞれ貼り付けられるとともに、各レーンＬ１に配置されたマスク１２０の周面にマスクコードＱ１がそれぞれ貼り付けられている。具体的に、マスクコードＱ１は、マスク１２０の枠体１２２の一側面であって収容棚１００の前面１１０に露出する側（＋Ｙ側）の面に貼り付けられている。また、棚コードＱ２は、収容棚１００の天板１０２及び棚板１０４の前面における各レーンＬ１に対応する位置に貼り付けられている。マスクコードＱ１は、マスク１２０の種類を識別するために当該種類ごとに付与されるコードであり、棚コードＱ２は、マスク１２０の収容位置を特定するために収容棚１００の各レーンＬ１に付与されるコードである。なお、ここでいうマスク１２０の種類とは、例えば、マスク本体１２１に形成されるマスク開口のパターンの相違に応じてマスク１２０を分類した場合のものである。

図６は、ＡＧＶ３の側面図である。この図６及び先の図１、図２に示すように、ＡＧＶ３は、車体４１と、車体４１を移動可能に支持する複数の車輪４２と、車体４１の上部に取り付けられたマスク搭載部４３と、車輪４２を駆動する走行モータ４４（図７）と、車体４１の前部に取り付けられたロック機構４５とを備える。なお、本実施形態では、ＡＧＶ３を側面視した図６における左側をＡＧＶ３の「前」、その反対側を「後」と定義する。また、図６の紙面に直交する方向をＡＧＶ３の幅方向と定義する。

マスク搭載部４３は、ＡＧＶ３に移載されたマスク１２０が置かれる載置場であって、当該マスク１２０を立てた状態で保持するための部材である（図６参照）。マスク搭載部４３は、車体４１の前部上面に固定された底部４３ａと、底部４３ａの後端から上方に延びる立直部４３ｂと、を有する側面視Ｌ字状の部材である。底部４３ａには、マスク１２０の幅（詳しくは枠体１２２の幅）に対応した凹溝からなる複数のレーンＬ２がＡＧＶ３の幅方向に等間隔に並ぶように形成されている。マスク１２０は、その一縁がいずれかのレーンＬ２に収容されることにより、マスク搭載部４３上の所定位置に立位状態で保持される。

ロック機構４５は、マスク搭載部４３に搭載されたマスク１２０をロックするための機構である。具体的に、ロック機構４５は、車体４１の前端面４１ａに固定された固定部４５ａと、固定部４５ａにスライド自在に支持されたロック板４５ｂと、ロック板４５ｂを固定部４５ａに対し上下にスライドさせる図外のアクチュエータとを含む。ロック機構４５によるマスク１２０のロック時には、ロック板４５ｂが固定部４５ａに対し上方にスライド駆動されることにより、マスク搭載部４３（底部４３ａ）上のマスク１２０がロック板４５ｂと立直部４３ｂとの間に挟まれてロックされる。

図１及び図２に示すように、ＡＧＶ３と収容棚１００との間でマスク１２０を移載する際、ＡＧＶ３は、移動機構１１のベース２１の一端部に近い場所で待機する。詳しくは、ＡＧＶ３は、Ｘ軸方向に延びるベース２１の＋Ｘ側の端部である先端部２１ａと軸方向に隣接する床面上の領域で待機する。この待機場所において、ＡＧＶ３は、マスク搭載部４３がベース２１の先端部２１ａに近接するように、車体４１の前端面４１ａがベース２１の先端部２１ａと対面する姿勢で停止する。

図１に示すように、待機場所にいるＡＧＶ３の上方には、第２カメラ５２が配置されている。第２カメラ５２は、ＡＧＶ３のマスク搭載部４３を撮像して当該マスク搭載部４３の空き状況を確認するためのカメラである。

［制御系統］
図７は、本実施形態のマスク搬送システム１の制御系統を示すブロック図である。本図に示すように、マスク受け渡し装置２は、移動機構１１及び多関節ロボット１２の動作を制御するロボットコントローラＣ１を備える。また、マスク搬送システム１は、ＡＧＶ３の動作を制御する搬送コントローラＣ２を備える。ロボットコントローラＣ１は、本発明における「ロボット制御部」に相当し、搬送コントローラＣ２は、本発明における「搬送制御部」に相当する。

ロボットコントローラＣ１及び搬送コントローラＣ２はそれぞれ、演算を行うプロセッサ（ＣＰＵ）と、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリーと、各種の入出力バスと、を含むマイクロコンピュータを要部とする制御装置である。ロボットコントローラＣ１及び搬送コントローラＣ２は、互いに通信可能なように、無線又は有線によって電気的に接続されている。なお、図７では、搬送コントローラＣ２を表すブロックをＡＧＶ３のブロックの外側に表記しているが、搬送コントローラＣ２はＡＧＶ３に内蔵されたものであってもよい。

ロボットコントローラＣ１は、移動機構１１及び多関節ロボット１２の各部と電気的に接続されている。具体的に、ロボットコントローラＣ１は、移動機構１１の第１アクチュエータＭ１及び第２アクチュエータＭ２と電気的に接続されるとともに、多関節ロボット１２の第１モータＭ３、第２モータＭ４、第３モータＭ５、及びアクチュエータＭ６と電気的に接続されている。ロボットコントローラＣ１は、これらの機器の制御を通じて移動機構１１及び多関節ロボット１２に所望の動作を行わせる。例えば、ロボットコントローラＣ１は、移動機構１１の第１スライダ２２及び第２スライダ２４がそれぞれ所望の位置に移動するように各アクチュエータＭ１，Ｍ２を制御する。また、ロボットコントローラＣ１は、多関節ロボット１２の第１アーム３２、第２アーム３３、及び第３アーム３４が所望の角度回動するように各モータＭ３～Ｍ５を制御するとともに、マスク１２０を保持する等の所望の動作をチャック３５に行わせるようにアクチュエータＭ６を制御する。

ロボットコントローラＣ１は、第１カメラ５１及び第２カメラ５２とも電気的に接続されている。各カメラ５１，５２による撮像データは、それぞれロボットコントローラＣ１に入力される。

搬送コントローラＣ２は、ＡＧＶ３の走行モータ４４及びロック機構４５と電気的に接続されている。すなわち、搬送コントローラＣ２は、ＡＧＶ３が所望のルートに沿って走行したり所望の位置で停止するように走行モータ４４を制御する。また、搬送コントローラＣ２は、ＡＧＶ３のロック機構４５のロック板４５ｂが適宜上下動するように、当該ロック機構４５に内蔵されたアクチュエータを制御する。

［制御例］
以上のような構成のマスク搬送システム１は、マスク１２０を収容する収容棚１００（図１）と、当該マスク１２０を用いて半田の印刷を行う印刷機と、を含む複数の地点間でマスク１２０を搬送するために運用される。また、このマスク１２０の搬送の一環として、収容棚１００とＡＧＶ３との間でマスク１２０を移載する制御が行われる。例えば、マスク受け渡し装置２を用いて、収容棚１００からマスク１２０を取り出してＡＧＶ３に移す制御、あるいは、ＡＧＶ３からマスク１２０を取り出して収容棚１００に移す制御が行われる。図８は、このような収容棚１００とＡＧＶ３との間のマスク１２０の移載制御の一例を示すフローチャートである。具体的に、図８には、収容棚１００からＡＧＶ３にマスク１２０を移載する場合にロボットコントローラＣ１及び搬送コントローラＣ２が行う制御の手順が示される。ＡＧＶ３から収容棚１００にマスク１２０を移載する場合の制御については、基本的に移載元と移載先が入れ替わるだけなので、ここではその説明を省略する。

図８に示す制御がスタートすると、ロボットコントローラＣ１は、マスク１２０を収容棚１００から所定の目標位置まで搬送する指示が発せられたか否かを判定する（ステップＳ１）。このような搬送指示は、例えば、基板への半田の印刷や部品の実装等を含む基板の生産を統括管理する生産管理アプリケーションを通じて発せられ得る。また、マスク１２０の搬送先である前記目標位置は、典型的にはマスク１２０が実際に使用される印刷機であるが、マスク１２０を検査する検査場、あるいはマスク１２０を洗浄する洗浄場も前記目標位置となり得る。

前記ステップＳ１でＹＥＳと判定されてマスク搬送指示の発出が確認された場合、ロボットコントローラＣ１は、ＡＧＶ３が待機済みであるか否かを判定する（ステップＳ２）。すなわち、ロボットコントローラＣ１は、ＡＧＶ３を制御する搬送コントローラＣ２との通信に基づいて、ＡＧＶ３が図１及び図２に示される待機場所へと既に移動済みであるか否かを判定する。

前記ステップＳ２でＮＯと判定されてＡＧＶ３が待機済みであることが確認された場合、搬送コントローラＣ２は、ＡＧＶ３を前記待機場所まで移動させる（ステップＳ３）。

一方、前記ステップＳ２でＹＥＳと判定されてＡＧＶ３が待機済みであることが確認された場合、ロボットコントローラＣ１は、指定された種類のマスク１２０に紐づいた棚位置、つまり前記ステップＳ１の指示により搬送対象とされた特定の種類のマスク１２０が収容されている収容棚１００内のレーンＬ１へと多関節ロボット１２を移動させる（ステップＳ４）。この制御は、ロボットコントローラＣ１の記憶部に予め格納されたマスクコードＱ１と棚コードＱ２との関係に基づき行われる。

すなわち、ロボットコントローラＣ１の記憶部には、収容棚１００のいずれのレーンＬ１にどの種類のマスク１２０が収容されているかを知るためのデータとして、図５に示したマスクコードＱ１と棚コードＱ２とを紐づけたマップデータが格納されている。このマップデータとしては、生産開始時に設定されたデフォルトのデータが適宜更新されつつ使用される。前記ステップＳ４において、ロボットコントローラＣ１は、指定された種類のマスク１２０が収容された収容棚１００内のレーンＬ１を前記マップデータに基づき特定し、そのレーンＬ１へと多関節ロボット１２を移動させる。詳しくは、ロボットコントローラＣ１は、指定された種類のマスク１２０に対応するマスクコードＱ１に紐づいている棚コードＱ２を前記マップデータから特定するとともに、特定した棚コードＱ２に対応するレーンＬ１を、指定された種類のマスク１２０が収容されているレーンとして特定する。そして、特定したレーンＬ１に多関節ロボット１２を移動させる。例えば、特定したレーンＬ１が、収容棚１００における上段（又は下段）の左からｎ番目のレーンであった場合、そのｎ番目のレーンの位置に多関節ロボット１２を移動させる。なお、同種のマスク１２０が複数存在する場合、つまり、指定された種類のマスク１２０を収容するレーンＬ１が複数存在する場合には、その中から適宜１つのレーンを選択し、選択したレーンの位置に多関節ロボット１２を移動させる。以下では、このような多関節ロボット１２の移動先となるレーンを、適宜、「指定されたマスク１２０の収容レーン」、もしくは「移動先の収容レーン」などという。

図９Ａは、指定されたマスク１２０の収容レーンに多関節ロボット１２を移動させた状況を示す平面図である。本図に示すように、ロボットコントローラＣ１は、指定されたマスク１２０の収容レーンに多関節ロボット１２のチャック３５が移動するように、移動機構１１のスライダ２２，２４の位置、及び多関節ロボット１２の各アーム３２～３３の角度を制御する。

次いで、ロボットコントローラＣ１は、マスク１２０とその収容レーンの各ＩＤコードを取得する（ステップＳ５）。すなわち、ロボットコントローラＣ１は、多関節ロボット１２の先端部に取り付けられた第１カメラ５１を制御して、移動先の収容レーンに付された棚コードＱ２（図５）と、当該収容レーンに収容されているマスク１２０に付されたマスクコードＱ１とをそれぞれ撮像（取得）する。

次いで、ロボットコントローラＣ１は、前記ステップＳ５で取得されたマスクコードＱ１及び棚コードＱ２を照合し、移動先のマスク１２０の種類が指定された種類と一致するか否かを判定する（ステップＳ６）。すなわち、ロボットコントローラＣ１は、取得された棚コードＱ２に基づいて、指定されたマスク１２０の収容レーンにチャック３５が実際に移動したことを確認するとともに、取得されたマスクコードＱ１に基づいて、当該収容レーンにあるマスク１２０の種類が指定された種類と一致するか否かを判定する。

なお、本実施形態において、収容棚１００に対するマスク１２０の出し入れは、マスク受け渡し装置２によってだけでなく、例えば作業員によっても行われ得る。このことは、ロボットコントローラＣ１が把握していない範囲でマスク１２０の収容位置が変わり得ることを意味する。このため、ロボットコントローラＣ１は、前記ステップＳ６においてＩＤコードの照合を行い、移動先にあるマスク１２０の種類等を確認する必要がある。

前記ステップＳ６でＹＥＳと判定されてマスク１２０の種類が指定のものと一致することが確認された場合、ロボットコントローラＣ１は、ＡＧＶ３のマスク搭載部４３を第２カメラ５２で撮像する（ステップＳ７）。すなわち、ロボットコントローラＣ１は、マスク搭載部４３の底部４３ａ（図１）を上から第２カメラ５２で撮像した画像に基づいて、マスク搭載部４３の空き状況を確認する。

次いで、ロボットコントローラＣ１は、マスク搭載部４３に空きがあるか否かを判定する（ステップＳ８）。すなわち、ロボットコントローラＣ１は、マスク搭載部４３の底部４３ａにある複数のレーンＬ２の少なくとも１つが空いているか否かを、前記ステップＳ８で撮像された画像に基づき判定する。

前記ステップＳ８でＮＯと判定されてマスク搭載部４３に空きがないこと、つまり当該マスク搭載部４３の複数のレーンＬ２が全てマスク１２０で埋められていることが確認された場合、ロボットコントローラＣ１は、所定のエラー報知を行う（ステップＳ９）。このエラー報知には、例えば、マスク搭載部４３に空きがないことを作業員に知らせたり、必要な措置をとるよう作業員に促すメッセージをディスプレイに表示する処理が含まれ得る。

一方、前記ステップＳ８でＹＥＳと判定されてマスク搭載部４３に空きがあることが確認された場合、ロボットコントローラＣ１は、マスク搭載部４３にマスク１２０を搭載する位置を決定する（ステップＳ１０）。例えば、マスク搭載部４３に複数の空いたレーンＬ２が存在する場合、ロボットコントローラＣ１は、その中の適当な１つのレーンＬ２を選んでマスク１２０の搭載位置として決定する。

次いで、ロボットコントローラＣ１は、多関節ロボット１２によって収容棚１００からマスク１２０を取り出す（ステップＳ１１）。すなわち、ロボットコントローラＣ１は、図９Ｂに示すように、前記ステップＳ５でマスクコードＱ１を取得したマスク１２０をチャック３５によって保持するとともに、当該チャック３５に保持されたマスク１２０が収容棚１００からその外側へと移動するように多関節ロボット１２の各アーム３２～３４を制御する。例えば、チャック３５が＋Ｙ側に移動するように各アーム３２～３４を制御することにより、マスク１２０を収容棚１００から引き出す。

次いで、ロボットコントローラＣ１は、前記ステップＳ１０で決定された搭載位置にマスク１２０を搭載する（ステップＳ１２）。図９Ｃは、マスク１２０をマスク搭載部４３に搭載する状況を示す図である。本図に示すように、ロボットコントローラＣ１は、搭載位置として決定されたマスク搭載部４３上の特定のレーンＬ２に向けてマスク１２０が移動するように移動機構１１及び多関節ロボット１２を制御し、当該レーンＬ２上にマスク１２０を搭載する。

前記のようなステップＳ１２の制御により、収容棚１００からＡＧＶ３へのマスク１２０の移載が完了する。ロボットコントローラＣ１は、当該移載の完了を表す信号を搬送コントローラＣ２に送信する。すると、搬送コントローラＣ２は、ＡＧＶ３を目標位置まで走行させる制御を実行する（ステップＳ１３）。詳しくは、搬送コントローラＣ２は、ＡＧＶ３のロック機構４５（図６）を作動させてマスク１２０をマスク搭載部４３上でロックするとともに、その状態で走行モータ４４を駆動してＡＧＶ３を走行させる。このような搬送コントローラＣ２の制御により、ＡＧＶ３は、印刷機等の所定の目標位置まで自動的に走行する。

次に、前記ステップＳ６でＮＯと判定された場合、つまりマスク１２０の種類の不一致が確認された場合の制御について説明する。ここでの判定がＮＯということは、その前のステップＳ５で取得されたマスクコードＱ１が指定の種類のものでなかったか、もしくは移動先の収容レーンが空であるためにマスクコードＱ１が取得できなかったことを意味する。この場合、ロボットコントローラＣ１は、マスクコードＱ１と棚コードＱ２との紐づけを更新する（ステップＳ１５）。すなわち、ロボットコントローラＣ１は、マスクコードＱ１と棚コードＱ２とを紐づける前記マップデータを、前記ステップＳ５で取得したデータから特定される新たな関係を反映したものに更新する。

次いで、ロボットコントローラＣ１は、所定のエラー報知を行う（ステップＳ１６）。例えば、ロボットコントローラＣ１は、移動先のマスク１２０の種類が指定とは異なるものであったことや、そのためにマップデータの更新が必要であったことを、ディスプレイへのメッセージ表示等を通じて作業員に報知する。

次いで、ロボットコントローラＣ１は、多関節ロボット１２を次の候補位置に移動させる（ステップＳ１７）。すなわち、ロボットコントローラＣ１は、指定された種類のマスク１２０に対応するマスクコードＱ１に紐づいている他の棚コードＱ２を特定し、当該他の棚コードＱ２に対応するレーンＬ１に多関節ロボット１２のチャック３５を移動させる。移動後は、前記ステップＳ５に戻ってＩＤコードの照合を行い、以降の処理を繰り返す。

［作用効果］
以上説明したとおり、本実施形態では、収容棚１００の前側（＋Ｙ側）に配置された直交ロボットからなる移動機構１１に多関節ロボット１２が支持されるとともに、当該多関節ロボット１２を用いて収容棚１００とＡＧＶ３との間でマスク１２０が移載される。このような構成によれば、収容棚１００とＡＧＶ３との間でマスク１２０を効率的に移載できるという利点がある。

すなわち、本実施形態では、収容棚１００の前面１１０に沿って移動可能に支持された多関節ロボット１２を用いてマスク１２０の移載が行われるので、例えば収容棚１００の前面１１０からマスク１２０を取り出した後に当該マスク１２０を適宜回転させて、収容棚１００の前面１１０と平行なＸ軸に沿うようにマスク１２０の姿勢を変化させるとともに（図４及び図９Ｃ参照）、その状態でマスク１２０をＡＧＶ３まで移動させることができる。したがって、仮にこのような回転動作（姿勢変化）を経ずにマスク１２０をＡＧＶ３まで移動させた場合、つまり収容棚１００の前面１１０と直交するＹ軸に沿う姿勢（図９Ｂ参照）のままマスク１２０をＡＧＶ１２０まで移動させた場合と比べて、Ｘ軸方向に沿ったマスク１２０の投影面積を小さくでき、収容棚１００の近くに存在し得る障害物にマスク１２０が干渉する可能性を低減することができる。また、たとえマスク１２０の回転動作だけでは障害物との干渉が避けられないケースであっても、多関節ロボット１２の各アーム３２～３４の制御によって比較的高い自由度でマスク１２０の移動ルートを設定できるので、障害物との干渉を避けながらできるだけ短いルートでマスク１２０をＡＧＶ３まで移動させることができる。すなわち、本実施形態によれば、収容棚１００とＡＧＶ３との間のマスク１２０の移載をできるだけ短いルートで行うことができ、当該移載に要する時間を短縮して作業効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、収容棚１００からマスク１２０を取り出す際に、多関節ロボット１２に取り付けられた第１カメラ５１によりマスクコードＱ１及び棚コードＱ２が撮像されて、収容棚１００内のマスク１２０の位置及び種類が特定される。このような構成によれば、指定されたマスク１２０以外のマスクを取り出したり、又はマスク１２０を取り出し損ねたりするのを防止でき、指定されたマスク１２０を精度よく収容棚１００から取り出してＡＧＶ３に移載することができる。

また、本実施形態では、多関節ロボット１２により収容棚１００からＡＧＶ３にマスク１２０が移載された後、ＡＧＶ３が印刷機等の所定の目標位置まで自動的に走行するよう制御されるので、収容棚１００と目標位置との間でマスク１２０を適切に搬送することができる。

また、本実施形態では、収容棚１００からＡＧＶ３にマスク１２０を移載する際に、ＡＧＶ３のマスク搭載部４３が第２カメラ５２により撮像されるので、当該撮像画像に基づいてマスク搭載部４３の空きスペース（マスク１２０が未搭載のレーンＬ２）を確認しつつ、その空きスペースに適切にマスク１２０を搭載することができる。

また、本実施形態では、マスク搭載部４３に搭載されたマスク１２０をロックするロック機構４５がＡＧＶ３に備わるので、ＡＧＶ３によるマスク１２０の搬送時にマスク搭載部４３からマスク１２０が脱落する等の事態を防止でき、マスク１２０の搬送を安定的に行うことができる。

また、本実施形態では、多関節ロボット１２からマスク１２０を受け取るためのＡＧＶ３の待機場所が、Ｘ軸方向に延びる移動機構１１のベース２１の先端部２１ａに対し軸方向に隣接する領域に設定されるので、ＡＧＶ３の待機場所を含めた設備の占有スペースを、ベース２１の延設方向（Ｘ軸方向）と直交する幅方向（Ｙ軸方向）について縮小することができ、設備のコンパクト化を図ることができる。このため、例えば図１０に示すように、ベース２１と反対側の収容棚１００の後側（－Ｙ側）の領域に作業員Ｖ用の作業スペースＷを確保し易くなる。言い換えると、本実施形態では、作業員Ｖとの協調作業を容易にしつつ設備のＹ軸方向の大きさを抑制することができる。

［変形例］
前記実施形態では、マスク１２０を受け取りに来たＡＧＶ３を、直交ロボットからなる移動機構１１のベース２１の先端部２１ａと軸方向に隣接する領域で待機させたが、ＡＧＶ３の待機場所はこれに限られない。例えば図１１に示すように、ベース２１の＋Ｙ側（収容棚１００の反対側）の側方領域にＡＧＶ３を待機させてもよい。言い換えると、図１１の変形例では、床面上におけるベース２１の一方側の領域に収容棚１００が配置されるとともに、床面上におけるベース２１の他方側の領域でＡＧＶ３が待機する。このようにすれば、複数のＡＧＶ３を同時に待機させることができ、ＡＧＶ３の渋滞を回避することができる。

前記実施形態では、多関節ロボット１２として３軸スカラロボットを用いたが、本発明において使用可能な多関節ロボットの種類はこれに限られない。多関節ロボットの種類を変更した一例を図１２に示す。本図に示されるマスク受け渡し装置２０２は、６軸多関節ロボットからなる多関節ロボット２１２と、当該多関節ロボット２１２をＸ軸方向に移動可能に支持する単軸ロボットからなる移動機構２１１とを備える。移動機構２１１は、前記実施形態のベース２１と同様のベース２２１（ガイド）と、当該ベース２２１にＸ軸方向に移動可能に支持されたスライダ２２２（移動体）とを備える。多関節ロボット２１２は、スライダ２２２に固定された固定部２３１と、固定部２３１に対し第１軸ＡＸ１１を中心に回転可能な第１アームリンク２３２と、第１アームリンク２３２に対し第２軸ＡＸ１２を中心に揺動可能な第２アームリンク２３３と、第２アームリンク２３３に対し第３軸ＡＸ１３を中心に揺動可能な第３アームリンク２３４と、第３アームリンク２３４に対し第４軸ＡＸ１４を中心に回転可能な第４アームリンク２３５と、第４アームリンク２３５に対し第５軸ＡＸ１５を中心に揺動可能な第５アームリンク２３６と、第５アームリンク２３６に対し第６軸ＡＸ１６を中心に回転可能な第６アームリンク２３７と、マスク１２０を保持するホルダーとして第６アームリンク２３７に固定されたチャック２３８とを備える。このような多関節ロボット２１２を含むマスク受け渡し装置２０２によっても、前記実施形態と同様、収容棚１００とＡＧＶ３との間のマスク１２０の移載を効率よく行うことができる。

前記実施形態では、収容棚１００とＡＧＶ３との間でマスク１２０を移載するためにマスク受け渡し装置２を用いたが、本発明におけるマスク受け渡し装置は、マスクを収容する場所（収容部）とそこから離れた場所（載置場）との間でマスクを移載する場合に広く使用することが可能であり、収容棚１００及びＡＧＶ３は一例に過ぎない。例えば、ＡＧＶが収容部で、収容棚が載置場であってもよい。また、収容棚から取り出されたマスクを移載する場合の移載先はＡＧＶに限られない。例えば、収容棚から離れた場所に位置する第２収容棚を移載先としてもよいし、マスクに対して所定処理を行う次工程の作業場を移載先としてもよい。

［まとめ］
前記実施形態及びその変形例には、以下の発明が含まれる。

本発明の一局面に係るマスク受け渡し装置は、基板に半田を印刷する際に使用されるマスクを収容する収容部に対し当該マスクの移載を行う装置であって、前記マスクを出し入れするための開口を有する前記収容部の一面に沿う一定の方向に延びるガイドと、当該ガイドに沿って移動する移動体と、を含む移動機構と、前記移動体に支持され、前記収容部と当該収容部から離れた載置場との間で前記マスクを移載する多関節ロボットと、を備える。

本発明によれば、収容部の一面に沿って移動可能に支持された多関節ロボットを用いてマスクの移載が行われるので、例えば収容部の一面からマスクを取り出した後に当該マスクを適宜回転させたり、多関節ロボットの特性を利用して比較的高い自由度でマスクの移動ルートを設定することができる。このため、収容部と載置場との間のマスクの移載を、障害物との干渉を避けながらできるだけ短いルートで行うことができ、当該移載に要する時間を短縮して作業効率を向上させることができる。

好ましくは、前記マスク受け渡し装置は、前記多関節ロボットに取り付けられた第１カメラと、前記収容部から前記載置場に前記マスクを移載する要求を受けた場合に、前記収容部とその内部の前記マスクとを前記第１カメラにより撮像しつつ、指定された前記マスクを前記収容部から取り出すように前記多関節ロボットを制御するロボット制御部と、をさらに備える。

この態様では、指定されたマスク以外のマスクを取り出したり、又はマスクを取り出し損ねたりするのを防止でき、指定されたマスクを精度よく収容部から取り出して載置場に移載することができる。

本発明の他の局面に係るマスク搬送システムは、上述したマスク受け渡し装置と、前記マスクを搭載可能なマスク搭載部を前記載置場として有する移動可能な搬送体と、前記マスク受け渡し装置によって前記収容部から前記マスク搭載部に前記マスクが移載された場合に、前記搬送体を所定の目標位置まで移動させる搬送制御部と、を備える。

本発明によれば、マスク搭載部にマスクを受け入れた搬送体を収容部と目標位置との間で移動させることにより、マスクを適切に搬送することができる。

好ましくは、前記マスク搬送システムは、前記ガイドの近傍の定められた位置で待機する前記搬送体の前記マスク搭載部を撮像する第２カメラをさらに備える。前記ロボット制御部は、前記第２カメラによる撮像画像に基づいて、前記収容部から取り出された前記マスクを前記マスク搭載部内の空きスペースに搭載するように前記多関節ロボットを制御する。

この態様では、第２カメラによる撮像画像に基づきマスク搭載部の空きスペースを確認しつつ、その空きスペースに適切にマスクを搭載することができる。

好ましくは、前記搬送体は、前記マスク搭載部に搭載された前記マスクをロックするロック機構をさらに備える。

この態様では、搬送体によるマスクの搬送時にマスク搭載部からマスクが脱落する等の事態を防止でき、マスクの搬送を安定的に行うことができる。

好ましくは、前記ガイドは、前記搬送体が移動する床面に沿って延びるように配置され、前記収容部は、前記床面上における前記ガイドの一側方の領域に配置され、前記搬送制御部は、前記収容部から移載される前記マスクを受け取りに来た前記搬送体を、前記ガイドの一端部と軸方向に隣接する領域で待機させる。

この態様では、搬送体の待機場所を含めた設備の占有スペースを、ガイドの延設方向と直交する幅方向に縮小することができ、設備のコンパクト化を図ることができる。

前記搬送制御部は、前記収容部から移載される前記マスクを受け取りに来た前記搬送体を、前記ガイドの他側方の領域で待機させてもよい。

この態様では、複数の搬送体を同時に待機させることができ、搬送体の渋滞を回避することができる。

１ マスク搬送システム
２ マスク受け渡し装置
３ ＡＧＶ（搬送体）
１１ 移動機構
１２ 多関節ロボット
２１ ベース（ガイド）
２３ タワー（移動体）
４３ マスク搭載部
４５ ロック機構
５１ 第１カメラ
５２ 第２カメラ
１００ 収容棚（収容部）
１２０ マスク
Ｃ１ ロボットコントローラ（ロボット制御部）
Ｃ２ 搬送コントローラ（搬送制御部）
２０２ マスク受け渡し装置
２１１ 移動機構
２１２ 多関節ロボット
２２１ ベース（ガイド）
２２２ スライダ（移動体）

Claims (8)

1. 基板に半田を印刷する際に使用されるマスクを収容する収容部に対し当該マスクの移載を行うマスク受け渡し装置であって、
   前記マスクを出し入れするための開口を有する前記収容部の一面に沿って水平方向に延びるガイドと、当該ガイドに沿って移動する移動体と、を含む移動機構と、
   前記移動体に支持され、前記収容部と当該収容部から離れた載置場との間で前記マスクを移載する多関節ロボットと、
   前記収容部から取り出した前記マスクを回転させることにより前記ガイドの延設方向に沿うように前記マスクの姿勢を変化させた状態で、当該マスクを前記載置場に向けて移動させるように前記多関節ロボットを制御するロボット制御部と、
   を備えた、マスク受け渡し装置。
2. 請求項１に記載のマスク受け渡し装置において、
   前記多関節ロボットに取り付けられた第１カメラをさらに備え、
   前記ロボット制御部は、前記収容部から前記載置場に前記マスクを移載する要求を受けた場合に、前記収容部とその内部の前記マスクとを前記第１カメラにより撮像しつつ、指定された前記マスクを前記収容部から取り出すように前記多関節ロボットを制御する、マスク受け渡し装置。
3. 請求項１又は２に記載のマスク受け渡し装置と、
   前記マスクを搭載可能なマスク搭載部を前記載置場として有する移動可能な搬送体と、
   前記マスク受け渡し装置によって前記収容部から前記マスク搭載部に前記マスクが移載された場合に、前記搬送体を所定の目標位置まで移動させる搬送制御部と、
   を備えた、マスク搬送システム。
4. 請求項３に記載のマスク搬送システムにおいて、
   前記ガイドの近傍の定められた位置で待機する前記搬送体の前記マスク搭載部を撮像する第２カメラをさらに備え、
   前記ロボット制御部は、前記第２カメラによる撮像画像に基づいて、前記収容部から取り出された前記マスクを前記マスク搭載部内の空きスペースに搭載するように前記多関節ロボットを制御する、マスク搬送システム。
5. 請求項３又は４に記載のマスク搬送システムにおいて、
   前記搬送体は、前記マスク搭載部に搭載された前記マスクをロックするロック機構をさらに備える、マスク搬送システム。
6. 請求項３～５のいずれか１項に記載のマスク搬送システムにおいて、
   前記ガイドは、前記搬送体が移動する床面に沿って延びるように配置され、
   前記収容部は、前記床面上における前記ガイドの一側方の領域に配置され、
   前記搬送制御部は、前記収容部から移載される前記マスクを受け取りに来た前記搬送体を、前記ガイドの一端部と軸方向に隣接する領域で待機させる、マスク搬送システム。
7. 請求項３～５のいずれか１項に記載のマスク搬送システムにおいて、
   前記ガイドは、前記搬送体が移動する床面に沿って延びるように配置され、
   前記収容部は、前記床面上における前記ガイドの一側方の領域に配置され、
   前記搬送制御部は、前記収容部から移載される前記マスクを受け取りに来た前記搬送体を、前記ガイドの他側方の領域で待機させる、マスク搬送システム。
8. 請求項２に記載のマスク受け渡し装置において、
   前記ロボット制御部は、前記マスクを前記収容部から取り出す前に、前記マスクに付されたマスクコードと、当該マスクが収容されているレーンに付された棚コードとを前記第１カメラにより撮像し、撮像した両コードを照合する、マスク受け渡し装置。

Images