JPH05191086A - 基板供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マガジンに収納された基板を吸着ミスなく吸
着して、基板を実装機に供給する作業効率を高めること
のできる基板供給装置を提供する。 【構成】 基板８を傾斜状態に積層して収納するマガジ
ン９を搬送する搬送手段６と、前記基板８を吸着する吸
着ヘッド５と、この吸着ヘッド５を基板８の吸着位置か
ら供給位置まで移動させる移動手段２と、前記基板８の
吸着位置では吸着ヘッド５を基板８の吸着面に対向さ
せ、前記供給位置では基板８の載置面に対し吸着ヘッド
５の基板８を平行に保つ移載手段４とを備えたことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品の実装ライン
や電子部品実装機等にマガジンに収納された基板を供給
する基板供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品の実装に際しては、実装ライン
や電子部品実装機等に基板を収納したマガジンを搬送
し、基板供給装置によって前記マガジンから基板を取り
出して載置面に順次配置した後、この基板に電子部品を
装着するのが一般である。

【０００３】この種の基板供給装置として、従来より図
７に示すものが採用されていた。この基板供給装置は、
装置本体５０に移動手段５１と吸着ヘッド５３とを配設
したもので、基板収納ケース５５を搬送する搬送手段
（図示省略）や基板８を搬出するベルトコンベア５４等
を備えている。

【０００４】移動手段５１は、昇降アーム５２を上下動
するもので、装置本体５０の基台５０ａ上に固設された
外装ケース５１内に昇降機構を配設している。この昇降
機構は、駆動モータ等を備えたもので、この駆動モータ
の回転駆動により昇降アーム５２を基板の吸着位置から
供給位置まで移動させる。

【０００５】吸着ヘッド５３は、昇降アーム５２に固定
された支持部材５３ａの下端にパット５３ｂを取り付け
たもので、図示しない真空装置により基板８をパット５
３ｂにて吸着する構成となっている。

【０００６】前記基板収納ケース５５は、平板状のベー
ス５５ａにガイド板５５ｂを立設して形成され、このガ
イド板５５ｂによりベース５５ａ上に積載された基板８
のズレを防止するようになっている。なお、このガイド
板５５ｂの対向部は基板８の取り出し口である。

【０００７】前記ベルトコンベア５４は、昇降アーム５
２の長さ方向に沿って２基が平行に配置されている。こ
のベルトコンベア５４は、昇降アーム５２の通過時にそ
れぞれが離反して間隙を形成する一方、通過後は接近し
て平行に並ぶようになっている。このベルトコンベア５
４の他端には、電子部品実装機が配置されている。

【０００８】しかして、上記基板供給装置により基板８
を電子部品実装機側に供給する場合は、まず、基板収納
ケース５５のベース５５ａ上に基板８を平積みし、ガイ
ド板５５ｂに基板８の一端縁を当接させて定位置に積層
しておく。この状態で基板８を運搬する自走車により基
板供給装置まで搬送して、基台５０ａ上に基板収納ケー
ス５５を移載する。

【０００９】つぎに、２基のベルトコンベア５４を離反
する方向に移動させて、昇降アーム５２がベルトコンベ
ア５４間を通過可能な状態にしておく。そして、移動手
段５１を作動させてベルトコンベア５４の上部に位置さ
せていた昇降アーム５２を基板８の上部に下降させる。
ここで、吸着ヘッド５３のパット５３ｂが基板８の最上
部に当接すると、真空装置の吸引により基板８が複数の
吸着ヘッド５３に吸着保持される。

【００１０】続いて、昇降アーム５２をベルトコンベア
５４の上部側に上昇させ、このベルトコンベア５４を相
互に接近させる。この後、真空装置による基板８の吸引
を解除すると、ベルトコンベア５４上に基板８が載置さ
れる。このベルトコンベア５４が基板８を搬送すること
により、電子部品実装機に基板８が供給される。

【００１１】このような基板８の供給動作が繰り返さ
れ、基板収納ケース５５の基板８が無くなると、次に基
板８を満載した基板収納ケース５５が搬入されてきて、
基板８の供給が継続されるものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の基
板供給装置は、基板収納ケース５５のベース５５ａ上に
基板８を単に平積みして搬送するだけの簡単な構成であ
ることから、搬送中に自走車が振動すると基板８が横ズ
レした状態で基台上に載置されることになる。

【００１３】前記基板８は一般に多数個の透孔を形成し
ており、吸着ヘッド５３による吸着位置は予め定まった
ものとなっている。このため、上記のように積層された
基板８に横ズレが発生していると、吸着ヘッド５３の下
降時には透孔上にパット５３ｂが当接する。すると、真
空装置により基板８を吸引するとき、この基板８とパッ
ト５３ｂとの間に真空状態が形成されないため、吸着ミ
スが発生するという不具合があった。

【００１４】基板８の供給作業中にこのような吸着ミス
が生じると、位置ズレを修正する必要があり、基板８の
連続供給ができなくなることから、電子部品の実装効率
が著しく低下するという問題が残されていた。

【００１５】本発明は、上記課題を解決することを目的
としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の基板収納装置
は、上記課題を解決するため、基板を傾斜状態に積層し
て収納するマガジンを搬送する搬送手段と、前記基板を
吸着する吸着ヘッドと、この吸着ヘッドを基板の吸着位
置から供給位置まで移動させる移動手段と、前記基板の
吸着位置では吸着ヘッドを基板の吸着面に対向させ、前
記供給位置では基板の載置面に対し吸着ヘッドの基板を
平行に保つ移載手段とを備えたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】上記構成により、マガジンに基板を傾斜状態に
積層しているので、マガジンの搬送中に振動が加えられ
たとき、基板が定位置からズレることがあっても各基板
は自重により常時定位置に保持される。

【００１８】この状態で基板の吸着位置にマガジンが搬
送されてくると、移動手段が吸着ヘッドを吸着位置に移
動させる。このとき、移載手段が吸着ヘッドを基板の吸
着面に対向させるので、最上段の基板が吸着ミスなく吸
着ヘッドにより吸着される。

【００１９】この後、移動手段が基板とともに吸着ヘッ
ドを吸着位置から供給位置まで移動させると、移載手段
は基板の載置面に対し吸着ヘッドの基板を平行に保つ。
このため、吸着ヘッドが吸着を開放すると、基板は位置
ズレすることなく適正位置に載置される。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００２１】図１は本発明に係る基板供給装置の全体構
成図である。

【００２２】この基板供給装置は、装置本体１に移動手
段２、センサ３、移載手段４および吸着ヘッド５を配設
しており、基板８を収納したマガジン９を搬送する搬送
手段６と基板８を電子部品実装機（図示せず）側に搬出
する基板搬出手段７を具備して構成されている。

【００２３】前記移動手段２は、リフタ１１を上下動さ
せるもので、図１に示すように、リフタ１１と昇降機構
１２とからなり、装置本体１に設けられた操作部（図示
せず）の制御手段により自動運転するようになってい
る。リフタ１１は、ケース本体１３と受け渡しコンベア
１４とからなるもので、この受け渡しコンベア１４がケ
ース本体１３の上部に配設されている。

【００２４】昇降機構１２は、サーボモータ１５とプー
リ１６，１７およびスクリューロッド１９等からなり、
装置本体１を構成するパネル１０内に配設されている。
サーボモータ１５は、図示しない支持板に固定され、そ
のシャフトにはプーリ１６が固着されている。このプー
リ１６とスクリューロッド１９に固着されたプーリ１７
との間には、サーボモータ１５の回転をスクリューロッ
ド１９に伝達するベルト１８が張設されている。

【００２５】スクリューロッド１９は、スクリューネジ
を螺切したもので、図示しない上板とパネル１０の下板
との間に軸受にて回転自在に軸支されている。そして、
このスクリューロッド１９には、ケース本体１３の下部
中央に固定されたナット２０が螺入されている。

【００２６】これにより、前記昇降機構１２は、制御手
段からの駆動信号を受けて前記サーボモータ１５が正逆
回転し、スクリューロッド１９が連動することによりナ
ット２０が上下動して、リフタ１１のケース本体１３を
パネル１０に沿って昇降させるようになっている。

【００２７】前記センサ３は、投光部と受光部とからな
る位置検出器であって、パネル１０の上部に投光部と受
光部とを相対向させて配設している。この受光部の出力
は、制御手段に与えられており、投光部からの照射光が
受光部で受光されたとき基板無しの検出信号が、受光さ
れないとき基板有りを示す検出信号が制御手段に出力さ
れる。

【００２８】このセンサ３設置高さは、リフタ１１上に
基板８を満載したマガジン９が載置されたときの基板８
の上部位置に合わせており、前記吸着ヘッド５により最
上部の基板８を吸着させる初期吸着位置よりも僅かに下
方を検出位置Ｐとしている。

【００２９】本例では、図６に示すように、この検出位
置Ｐの延長線上と初期吸着位置Ｓとの幅Ｗを基板８の吸
着範囲としており、この吸着範囲は、厚さ１mmの基板８
に対して２０mm程度としている。

【００３０】前記制御手段は、装置全体の動作制御を行
うマイクロコンピュータであって、前記センサ３からの
検出信号を受けると初期吸着位置Ｓに基板８が存在しな
くなったと判断し、前記昇降機構１２のサーボモータ１
５にリフタ１１を一定間隔だけ上昇させる駆動信号を送
出する。この上昇幅は、予め前記幅Ｗに対応して設定さ
れている。

【００３１】この制御手段は、リフタ１１に基板８が最
初に載置されたときの基板有りを示す検出信号では昇降
機構１２を駆動させないが、次に基板無しを示す検出信
号が送出されてくるとリフタ１１を上昇させる。そし
て、再び基板有りの検出信号が送出されてくるとリフタ
１１を停止させる制御を繰り返す。この後、リフタ１１
上の基板８が無くなったことを示す最後の検出信号が送
出されてくると、リフタ１１を上限位置に上昇させた
後、下限位置に下降させる制御を繰り返し行うようにな
っている。

【００３２】前記移載手段４は、吸着ヘッド５を基板８
の吸着位置から供給位置まで移動させるもので、図２お
よび図３に示す如く３本のシャフト２１〜２３、水平移
動部２４および角度可変部２５等を備えて構成されてい
る。シャフト２１〜２３は、装置本体１を構成する支柱
２６，２７の間に平行して配設されている。水平移動部
２４は、従来周知のロッドレスシリンダであって、シャ
フト２１〜２３に摺動自在に取り付けられており、シャ
フト２１〜２３の前端側である吸着位置と後端側である
供給位置との間を進退する。

【００３３】角度可変部２５は、図１〜図４に示してお
り、エアシリンダ２８、ガイドローラ２９およびカム３
０を備えている。エアシリンダ２８は、図４に示す如く
ケーシング２８ａの上部にガイド溝２８ｂと軸孔２８ｃ
とを形成している。ガイド溝２８ｂには、ロッドレスシ
リンダ２４の下部に固定された支持部材３１が緩挿され
ている。また、軸孔２８ｃには、支持部材３１の下端３
１ａに配設された支軸３２が軸支され、エアシリンダ２
８を回動自在に支持している。

【００３４】ガイドローラ２９は、ケーシング２８ａの
上部側壁に支持金具２９ａを用いて取り付けられてい
る。このガイドローラ２９は、ロッドレスシリンダ２４
の移動時にカム３０に案内されて回転し、エアシリンダ
２８の角度を可変させる。

【００３５】カム３０はプレートであって、基端３０ａ
が支柱２６に固着され、先端３０ｂはシャフト２１〜２
３の長さ方向に沿って延出している。このカム３０の下
面には、先端３０ｂから中途部に渡って緩やかな傾斜面
３０ｃを形成しており、この傾斜面３０ｃと厚肉の基端
３０ａ側との間をガイドローラ２９が転動するようにな
っている。このカム３０は、ガイドローラ２９を案内す
ることにより、前記吸着位置では吸着ヘッド５を基板８
に対向するように傾斜させ、前記供給位置では基板８の
載置面に対し吸着ヘッド５が平行になるよう水平に保た
せる。

【００３６】吸着ヘッド５は、図１および図２に示すよ
うに、支持アーム５ａの下端にパット５ｂを取り付けた
もので、このパット５ｂには図示しない真空装置からの
吸気管が接続されており、真空装置の作動により基板８
をパット５ｂに吸着させる構成となっている。支持アー
ム５ａは、ロッド状で４本が横アーム３４，３５に配設
されている。この横アーム３４，３５は、図３に示す如
く基端がそれぞれ縦アーム３３の両端に固定されてい
る。この縦アーム３３の中央は、前記エアシリンダ２８
のシャフトに固着され、横アーム３４，３５を前記移動
手段２のリフタ１１側に延出させている。

【００３７】なお、前記吸着ヘッド５は、横アーム３
４，３５にロッド状の支持アーム５ａを固設する前述の
例に代えて、プレート状の支持アーム５ｃを支軸により
回動自在に軸支してもよい。これにより、横アーム３
４，３５とともに支持アーム５ｃを矢印方向に移動させ
て基板８の吸着位置を自在に可変すると、基板８に形成
された透孔の位置にパット５ｂが対向しないようにで
き、基板８の吸着を確実にすることが可能となる。

【００３８】前記搬送手段６は、図１に示す如く搬入コ
ンベア３６と搬出コンベア３７とからなり、装置本体１
の下部に搬入コンベア３６が、上部に搬出コンベア３７
がそれぞれ配置されている。そして、搬入コンベア３６
は、前記リフタ１１の下限位置で満杯マガジン９をリフ
タ１１に搬入する一方、搬出コンベア３７は、空きマガ
ジン９を上限位置で排出させるようになっている。

【００３９】基板搬出手段７は、載置台３８にベルトコ
ンベア３９を配設したもので、載置台３８はベルトコン
ベア３９の高さを前記基板８の吸着位置とほぼ同一にす
る４本の支柱３８ａに支持されている。ベルトコンベア
３９の上面は、基板８の載置面であって、このベルトコ
ンベア３９が駆動して吸着ヘッド５より落下する基板８
を電子部品実装機側に搬送する。

【００４０】前記マガジン９は、図５に示すように、２
枚のガイド板４０，４０、左右の側板４１，４２に天板
４３と底板４４とを固着して形成されている。この底板
４４の上面４４ａには、傾斜板４５が幅方向に延びるよ
うに固設されており、この傾斜板４５上に基板８を重ね
て載置すると、各基板８の一端縁がガイド板４０，４０
に当接し傾斜状態で積層される。４１ａ，４２ａは、左
右の側板４１，４２に形成されたセンサ窓であり、投光
器からの照射光を受光器にて受光可能としている。な
お、ガイド板４０，４０の対向部は、吸着ヘッド５が挿
入される基板８の取出口となっている。

【００４１】次に、マガジンに収納された基板を電子部
品実装機に供給する場合の供給作業について説明する。

【００４２】まず、マガジン９に多数枚の基板８を積層
する。このマガジン９には、傾斜板４５を設けているの
で、ガイド板４０，４０に一端縁が当接した定位置では
全基板８がズレることなく揃えられた状態で保持され
る。この満杯マガジン９は、通常、自走車を使用して基
板供給装置側に搬送される。そして、マガジン９が搬送
手段６に到着すると、自走車から搬入コンベア１２に移
載された後、下限位置にある前記リフタ１５に載せられ
る。

【００４３】ところで、自走車や搬入コンベア１２によ
るマガジン９の搬送中に振動が加えられることがあって
も、基板８がマガジン９内に傾斜状態に積層されている
ので、各基板８は自重により相互に摺動しつつ定位置に
移動するから、マガジン９に基板８を単に平積みしてい
る場合のように、振動時にマガジン９から飛び出した
り、位置ズレしたままになるといったことなく収納保持
されている。

【００４４】前記リフタ１５上に満杯マガジン９が載せ
られると、投光部からの照射光が遮断されるので、受光
部から基板有りの検出信号が出力される。制御手段がこ
の検出信号を受けると、吸着位置（図６の検出位置Ｐと
Ｗの間）に基板８が配置されたと判断して移載手段４を
作動させる。

【００４５】この移載手段４のロッドレスシリンダ２４
を供給位置から吸着位置に前進させると、この吸着位置
ではカム３０によってエアシリンダ２８および横アーム
３４，３５アームが漸次前屈みとなり、マガジン９内に
吸着ヘッド５が挿入される。

【００４６】すると、横アーム３４，３５が最上部の基
板８に平行となり、パット５ｂが基板８に対向する。

【００４７】そして、真空装置を作動させると、最上部
の基板８がパット５ｂに吸引される。このとき、基板８
相互が位置ズレすることなく定位置に保持されているの
で、基板８の透孔部分にパットが当接することはないか
ら最上段の基板８が吸着ミスなく吸着ヘッド５に吸着さ
れる。

【００４８】この状態でロッドレスシリンダ２４が後退
すると、カム３０がガイドローラ２９を案内し、供給位
置においては吸着ヘッド５を基板８の載置面であるベル
トコンベア３９に対して基板８が平行になるよう水平に
保つ。そして、供給位置でエアシリンダ２８が吸着ヘッ
ド５を下降させるとともに真空装置が基板８の吸着を解
除すると、落下した基板８がベルトコンベア３９により
電子部品実装機側に搬送される。

【００４９】このような動作が数回繰り返され、複数枚
の基板８が供給されることによって、基板８の最上部が
図６に示す仮想線の初期吸着位置Ｓから実線の高さＰに
なると、投光部からの照射光が受光部で受光される。す
ると、受光部から基板無しの検出信号が送出されるの
で、制御手段は基板８が一定量供給されたと判断して、
前記リフタ１５を一定間隔だけ上昇させる。これによ
り、マガジン９は、実線の位置Ｐから仮想線の高さＳま
で上昇し、これに続いて上記のように基板８を一定量供
給する動作が開始される。

【００５０】この連続動作の後、マガジン９内から基板
８が１枚も存在しなくなると、受光部から基板無しの検
出信号が出力される。この際は、リフタ１１上のマガジ
ン９が空になったと判断して、マガジン９の交換動作に
移行する。制御手段は、空マガジン９を上限位置に移動
させ、搬出コンベア１３に移載するとともに、次の満杯
マガジン９をリフタ１１上に載せる。

【００５１】続いて、上述の基板供給動作が開始され、
電子部品実装機に基板８が途切れることなく連続的に供
給されてゆく。このように、基板８の吸着ミスなく供給
作業が続行されるから、従来のように作業途中で吸着ミ
スが発生し、基板８の位置ズレを修正する必要はなくな
る。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、本発明の基板供給装置に
よれば、マガジンに基板を傾斜状態に積層しているの
で、マガジンの搬送中に振動が加えられても定位置に収
納保持されるから、マガジンに基板を単に平積みする場
合のような位置ズレが防止され、吸着ヘッドにより基板
を吸着する場合には従来のような吸着ミスが回避される
利点がある。

【００５３】また、移動手段が吸着ヘッドを吸着位置か
ら供給位置まで移動した際、移載手段が吸着ヘッドの基
板を載置面に平行に保つので、基板を常時適正位置に載
置できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る基板供給装置の全体構成
図である。

【図２】移載手段および吸着ヘッドの要部を示す側面図
である。

【図３】移載手段に配設された吸着ヘッドの平面図であ
る。

【図４】移載手段の要部を示す正面図である。

【図５】基板を積載したマガジンの斜視図である。

【図６】マガジンの送り動作の説明図である。

【図７】従来の基板供給装置の全体構成図である。

【符号の説明】

１ 装置本体 ２ 移動手段 ３ センサ ４ 移載手段 ５ 吸着ヘッド ６ 搬送手段 ８ 基板 ９ マガジン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を傾斜状態に積層して収納するマガ
   ジンを搬送する搬送手段と、前記基板を吸着する吸着ヘ
   ッドと、この吸着ヘッドを基板の吸着位置から供給位置
   まで移動させる移動手段と、前記基板の吸着位置では吸
   着ヘッドを基板の吸着面に対向させ、前記供給位置では
   基板の載置面に対し吸着ヘッドの基板を平行に保つ移載
   手段とを備えた基板供給装置。