JPH062798U - 基板位置決装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】プッシャの動作タイミングや押圧力が多少変動
しても基板を正確に位置決めできる基板位置決装置を提
供する。 【構成】基板１４が矢印Ｂ方向にガイドレール１０、１
０′に案内され、ベルトコンベア１１、１１′により搬
送されて、バックアッププレート６の上までくると、シ
リンダ３によりストッパ２がＸプッシャ１と共に上昇
し、Ｘストッパ２がベルトコンベア１１、１１′の搬送
面より上にせり出して基板１４を停止させる。次にシリ
ンダ８によりバックアッププレート６が複数のピン９で
基板１４を下から支持して上昇し、基板１４が天板５、
５′のせり出し部に突き当たると停止する。天板５、
５′のせり出し部の下面直下に位置するＸプッシャ１及
びＹプッシャ４は、それぞれシリンダ部１−１及び４−
１により回転ローラ１−３及び４−３を介して基板１４
の側面に滑接触し、矢印Ｉ、Ｈで示す方向へと基板１４
を押圧する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の技術分野】

この考案は、基板位置決装置に関し、さらに詳しくはチップ状電子部品をプリ ント基板に搭載する電子部品搭載装置における基板位置決装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、例えば図６に示すような、基板を供給する基板供給装置、その供給 された基板上の所定位置にペースト状の半田等を添付又は塗布するディスペンサ 、その半田等が添付又は塗布された基板に電子部品を搭載する部品搭載装置、そ の搭載された電子部品を基板上に固定するリフロー炉、搭載部品が固定されて完 成した基板を収納する基板収納装置等からなる基板部品製造ラインがある。

【０００３】 このような基板部品製造ラインの中でも、プリント基板上にＩＣ、抵抗、コン デンサ等の多数のチップ状電子部品を自動搭載するチップ部品搭載装置がよく知 られている。

【０００４】 このチップ部品搭載装置は、平面をたてよこ２次元にわたり自在に移動可能に 支持された搭載ヘッドにより、チップ状電子部品（以下、単にチップと称する） を、その収納パレット又はロールカートリッジ等からピックアップして正確な位 置決めを行い、自動搬入されたプリント基板（以下、単に基板と称する）上に自 動的かつ迅速に搭載する。このとき、搭載ヘッドが正確にチップ搭載位置を決め ても、基板の位置が正確に固定されていないとチップを正しい位置に搭載するこ とができない。

【０００５】 図７(a) は、そのようなチップ部品搭載装置において、特には図示しないチッ プ搭載作業を行う作業ステーションの下方に在って、搬入される基板の位置決め を行う基板位置決装置の平面図を示したものである。同図に示す２つの基板５１ は、それぞれ固定位置に到達した基板及び搬入途上にある基板である。基板５１ は、２本のガイドレール５２内を、これも２本のベルトコンベア５３により同図 矢印Ａ′方向に搬送されてくる。固定位置に到達した基板５１は、まず、その搬 入方向前方に下から上昇してくるＸストッパ５４に当たって停止し、次に搬入方 向後方に下から上昇してくるＸ位置決めプレート５５に、Ｘプッシャ５６により 押圧されて同図よこ方向（Ｘ方向）の位置が定まる。これと同時に、Ｙプッシャ ５７からも、ガイドレール５２に押圧されて同図たて方向（Ｙ方向）の位置が固 定される。これら一連の動作は極めて短時間で迅速に行われる。

【０００６】 上記のＸプッシャ５６、Ｙプッシャ５７は、共に金属棒（ロッド）でできてお り、シリンダに保持されて微弱な空圧により動作する。 また、基板５１の厚さは、チップを片面のみに実装するものでは０．５〜２ミ リ、両面に実装するものでは３ミリ程度まで様々であって一定していない。さら に、基板の側面の仕上がり状態も、基板の材質、種類、製造ロット等により異な っており一定していない。

【０００７】 一方、チップのサイズは０．５ｍｍ×１．０ｍｍと極めて小さいか、または、 例えばサイズが２ｃｍ角と大きい場合でも、それから出る多数のリード線の間隔 が数百ミクロンというように極めて狭いものなど、搭載チップの設計寸法が年々 微細化されている。これに伴って、それらのチップを基板に搭載する際には、搭 載ヘッドがチップをピックアップして行う把持の位置決めと共に、基板位置決装 置が基板を一定位置に押圧して行う位置決めには厳しい精度が要求されるように なっている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述したように極めて迅速に行われる位置決め作業においては、そ の一連の作業動作は１〜２秒間と極めて短い。この間に互いに連係しながら一連 の複雑な位置決め動作をしなければならない。従って正確なタイミングと一定し た押圧作用力が要求される。

【０００９】 しかし、Ｘプッシャ５６、Ｙプッシャ５７の基板に対する押圧動作は、その動 作が微弱な空圧によるため、駆動空圧の変化等により、必ずしも所定通りのタイ ミング及び作用力では行われない場合が多い。

【００１０】 そのうえ、Ｘ、Ｙプッシャの接触する基板側面の厚さや状態（摩擦特性）が様 々に異なるため、基板側面がＸ、Ｙプッシャからそれぞれ受ける作用力及びその タイミングはその都度異なり、結果として一定しない。

【００１１】 このようなことから、例えば同図(b) に示すように、Ｘプッシャ５６の押圧動 作が早過ぎ、基板５１が同図の時計方向に回転してガイドレール５２に対して傾 きを生じ、その状態で、動作のおくれたＹプッシャ５７の加圧力に、Ｘプッシャ ５６のロッド先端と基板側面間に働く摩擦力が勝り、Ｙプッシャ５７の加圧が有 効に働かず、基板５１がガイドレール５２との間に一部に間隙ａをもったまま位 置決め（固定）されるということがしばしば発生するという問題があった。

【００１２】 また、例えば同図(c) に示すように、Ｙプッシャ５７の押圧動作が早過ぎて、 基板５１がＸストッパ５４で仮停止した状態のままガイドレール５２に押しつけ られ、その状態で、動作のおくれたＸプッシャ５６の加圧力より、Ｙプッシャ５ ７のロッド先端と基板側面間に働く摩擦力が優れ、Ｘプッシャ５６の加圧が有効 に働かず、基板５１がＸ位置決めプレート５５との間に間隙ｂをもったまま位置 決めされるということもしばしば発生するという問題があった。

【００１３】 本考案の課題は、Ｘプッシャ又はＹプッシャの動作タイミングが多少ずれても 、或いはＸプッシャ又はＹプッシャの押圧力が多少変動しても、それぞれのプッ シャの押圧力に基づいて基板を所定の位置に正確に位置決めできる基板位置決装 置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

この考案は、基板両側をガイドレールに導かれて搬送され、搬入方向前方のス トッパにより搬送を停止されたプリント基板を、搬入方向後方の位置決めプレー トに向けて搬入方向と平行に押し戻す第１のプッシャと、上記搬入方向前方のス トッパにより搬送を停止されたプリント基板を上記ガイドレールの何れか一方に 向けて搬入方向と直角に押し付ける第２のプッシャとを有する基板位置決装置に 適用される。

【００１５】 この考案の手段は次の通りである。 第１の滑接触手段は、第１のプッシャの先端に滑動自在に設けられて上記位置 決めプレートに向けて押し戻されるプリント基板の搬入方向前方の側面に接触す る。

【００１６】 第２の滑接触手段は、第２のプッシャの先端に滑動自在に設けられて上記ガイ ドレールの何れか一方に向けて押し付けられるプリント基板の搬入方向に平行す る側面に接触する。

【００１７】 上記第１及び第２の滑接触手段は、例えば、回転ローラからなる。勿論回転ボ ールを用いることもできる。

【００１８】

【作用】

この考案の手段の作用は次の通りである。 プリント基板が基板両側をガイドレールに導かれて搬送され搬入方向前方のス トッパにより搬送を停止されると、第１のプッシャの先端に滑動自在に設けられ た第１の滑接触手段が上記プリント基板の搬入方向前方の側面に接触し、第２の プッシャの先端に滑動自在に設けられた第２の回転体も上記プリント基板の搬入 方向に平行する側面に接触する。そして、第１のプッシャは第１の滑接触手段を 介して上記プリント基板を搬入方向後方の位置決めプレートに向けて搬入方向と 平行に押し戻し、同時に第２のプッシャは第２の滑接触手段を介して上記プリン ト基板を上記ガイドレールの何れか一方に向けて搬入方向と直角に押し付ける。

【００１９】 このように、第１及び第２のプッシャは滑動自在な第１及び第２の滑接触手段 を介してプリント基板の側面と接触するため、それぞれのプッシャからはプリン ト基板側面に対して垂直な力のみが働く。すなわち、一方のプッシャからの押圧 により他方のプッシャと基板との接触面に平行な作用力が基板に加えられて基板 が他方のプッシャの押圧方向と直角方向に移動しようとしたときにおいても、他 方のプッシャと基板との接触面に摩擦力を生じることがなく、したがって、基板 は他方のプッシャからの抵抗を何ら受けることなく一方のプッシャから押圧され た方向へと移動する。

【００２０】 これにより、第１のプッシャと第２のプッシャの動作タイミングが多少ずれて も、また第１のプッシャと第２のプッシャの押圧力が多少変動しても、それぞれ のプッシャの押圧力に基づいて基板を所定の位置に正確に固定して位置決めする ことができる。

【００２１】

【実施例】

以下、図面を参照しながら本考案の実施例について説明する。 図１(a),(b) に、一実施例に係わる基板位置決装置の構成を示す。同図(a) は 基板位置決装置の平面図、同図(b) は、同図(a) を矢印Ａ−Ａで切断した断面図 である。

【００２２】 同図(a),(b) に示す基板位置決装置は、２本のガイドレール１０、１０′及び ２本のベルトコンベア１１、１１′からなる基板搬送部と、Ｘプッシャ１、Ｘス トッパ２、Ｙプッシャ４、２枚の天板５、５′、バックアッププレート６及びＸ 位置決めプレート７からなる位置決部とで構成される。

【００２３】 基板搬送部の２本のガイドレール１０、１０′は、装置本体に固定されており 、同図に矢印Ｂで示す搬入方向（以下、Ｘ方向と記載する）に搬送される基板（ プリント基板）１４を案内するためと、さらに一方のガイドレール１０′は基板 の搬入方向に直角且つ水平方向（以下、Ｙ方向と記載する）の位置決をするため のものである。２本のベルトコンベア１１、１１′は、シャフト１２の両端の不 図示の駆動伝達部に連結されており、そのシャフト１２は、モータ１３のこれも 不図示の駆動軸に連結されている。モータ１３はシャフト１２を介して２本のベ ルトコンベア１１、１１′をＸ方向へ同時に駆動する。２本のベルトコンベア１ １、１１′は、基板１４を、Ｘ方向に平行する両側端をそれぞれ支持しながら搬 入／搬出する。

【００２４】 位置決部のＸプッシャ１は、Ｘストッパ２と共にシリンダ３に支持されている 。シリンダ３は、装置本体の基台に固定され、基板搬送部の２本のガイドレール １０の内側（したがって２本のベルトコンベア１１の内側でもある）に配設され 、Ｘプッシャ１及びＸストッパ２を基板搬入面に垂直（以下、Ｚ方向と記載する ）に上下駆動する。

【００２５】 バックアッププレート６は、その下部をシリンダ８に支持されており、上面に は基板１４を下から直接支持するための複数のピン９が配設され、そのＸ方向後 方の側面にはＸ位置決めプレート７が取り付けられている。上記のシリンダ８も 、装置本体の基台に固定され、２本のガイドレール１０の内側（２本のベルトコ ンベア１１の内側）に配設され、バックアッププレート６をＺ方向に上下駆動す る。

【００２６】 ２枚の天板５、５′は、それぞれ一部が搬送路内側にせり出して、ガイドレー ル１０、１０′に固定されている。 Ｙプッシャ４は、後述するシリンダ部４−１が本体装置に固定され、先端部が シリンダ部４−１によって、Ｙ方向に伸縮駆動されるようになっている。

【００２７】 図２(a),(b) に、上記Ｘプッシャ１及びＹプッシャ４の構成を示す。同図(a) はＸプッシャ１又はＹプッシャ４の平面図、同図(b) は、同図(a) を矢印Ｂ−Ｂ で切断した断面図である。

【００２８】 同図(a),(b) において、Ｘプッシャ１（又はＹプッシャ４）は、ローラーブロ ック１−２（又は４−２）及び回転ローラ１−３（又は４−３）からなる先端部 と、先端部駆動用のシリンダ部１−１（又は４−１）とで構成される。

【００２９】 先端部の回転ローラ１−３（又は４−３）は、円盤状をなし、その中心には円 盤の両面に突出する回転軸が設けらている。 ローラーブロック１−２（又は４−２）は、Ｕ字状の回転ローラ支持体がその 底部をシャフトの一端に固定された形状をなしており、シャフトの他端がシリン ダ部１−１（又は４−１）内に支持され、シリンダ部１−１（又は４−１）によ り、同図の矢印Ｄで示す水平方向に伸縮自在に駆動される。また、ローラーブロ ック１−２（又は４−２）のＵ字状の回転ローラ支持体には、そのＵ字状をなす 両翼にベアリング１−４（又は４−４）を有する軸受部が設けられている。

【００３０】 先端部の回転ローラ１−３（又は４−３）の回転軸は、ローラーブロック１− ２（又は４−２）の軸受部に嵌合し、回転ローラ１−３（又は４−３）は、同図 (a) に矢印Ｅで示す時計回り又は反時計回りいずれの方向へも自在に回転可能な ように構成され、このことによって、Ｘプッシャ１（又はＹプッシャ４）は基板 １４と滑接触する。

【００３１】 続いて、上記構成の本実施例の動作について説明する。 まず、図１(a),(b) に示す搬入途上の基板１４が、図３(a),(b) に示すように 、さらにバックアッププレート６の上方且つ天板５、５′の下方となる位置に搬 送されてくる。そのタイミングにおいて、シリンダ３の駆動により、Ｘストッパ ２がＸプッシャ１と共にＺ方向（同図(b) の矢印Ｆの方向）に上昇する。そして 、Ｘストッパ２の頭部がベルトコンベア１１、１１′の基板搬送面より上にせり 出して位置すると共にＸプッシャ１の先端部の回転ローラ１−３が天板５、５′ のせり出し部の下面直下に位置するところでシリンダ３の駆動が停止する（同図 (b) 参照）。

【００３２】 これにより、基板１４は、ベルトコンベア１１、１１′の基板搬送面より上に せり出したＸストッパ２の頭部により進行を遮断されて停止する（同図(a),(b) 参照）。

【００３３】 次に、上記基板１４の進行停止のタイミングにおいて、図４(b) に示すように 、シリンダ８の駆動により、バックアッププレート６がＺ方向（同図の矢印Ｇの 方向）に上昇する。そして、複数のピン９により基板１４を下から支持しながら さらに上昇し、基板１４のＸ方向に平行する両側端が天板５、５′のせり出し部 に突き当たる位置で、シリンダ８の駆動が停止する。

【００３４】 これにより、基板１４のＸ方向前方の側面はＸプッシャ１の先端部の回転ロー ラ１−３と間隙ａをもって対向し、基板１４のＸ方向の右方側面（ガイドレール １１に面する側面）がＹプッシャ４の先端部の回転ローラ４−３と間隙ｂをもっ て対向し、そして、基板１４のＸ方向後方の側面はＸ位置決めプレート７の先端 部と間隙ｃをもって対向する。また、基板１４のＸ方向の左方側面とガイドレー ル１１′との間には、間隙ｄが存在する（同図(a),(b) 参照）。

【００３５】 続いて、上記シリンダ８の駆動停止のタイミングにおいて、図５(a),(b) に示 すように、Ｘプッシャ１は、そのシリンダ部１−１により、同図に矢印Ｉで示す Ｘ方向後方に先端部の回転ローラ１−３を水平駆動する。したがって、回転ロー ラ１−３は、上記対向する基板１４の側面に接触して同図の矢印Ｉで示すＸ位置 決めプレート７方向に向けて基板１４を押圧する。このとき、Ｘプッシャ１は、 基板１４との接触面に、Ｙ方向すなわち接触面に平行する方向の作用力が発生し ても、回転ローラ１−３は回転自在であるため、接触している基板１４の側面の 状態いかんに係わらず、そのＹ方向の作用を妨げることがない。そして、専らＸ 位置決めプレート７方向に向けてのみ基板１４に押圧力を作用させる。

【００３６】 これと同時に、Ｙプッシャ４は、そのシリンダ部４−１により、同図に矢印Ｈ で示すＹ方向にガイドレール１０′へ向けて先端部の回転ローラ４−３を水平駆 動する。したがって、回転ローラ４−３も、その対向する基板１４の側面に接触 して同図に矢印Ｈで示すガイドレール１０′方向に向けて基板１４を押圧する。 この場合も、Ｙプッシャ４は、自己の接触面に平行するＸ方向の作用力が発生し ても、回転ローラ４−３が回転自在であるため、接触している基板１４の側面の 状態いかんに係わらず、そのＸ方向の作用をは妨げることがない。そして、この 場合も専らガイドレール１０′に向けてのみ基板１４に押圧力を作用させる。

【００３７】 このように、Ｘプッシャ１及びＹプッシャ４は、基板１４に滑接触しているた め、Ｘプッシャ１及びＹプッシャ４からはプリント基板側面に対して垂直な力の みが働く。したがって、一方のプッシャ（Ｘプッシャ１又はＹプッシャ４）から の押圧により他方のプッシャ（Ｙプッシャ４又はＸプッシャ１）と基板との接触 面に平行な作用力が基板に加えられて、基板が他方のプッシャの押圧方向に直角 に移動しようとしたとき、他方のプッシャと基板との接触面に摩擦力を生じるこ とがなく、したがって、基板は他方のプッシャからの抵抗を何ら受けることなく 一方のプッシャから押圧された方向へと移動する。

【００３８】 すなわち、Ｘプッシャ１又はＹプッシャ２の動作タイミングが多少ずれても、 或いはＸプッシャ１又はＹプッシャ２の押圧力が多少変動しても、一方のプッシ ャの押圧力が他方のプッシャと基板１４との接触面から影響を受けることなく基 板に作用する。

【００３９】 これにより、基板１４が、Ｘプッシャ１の回転ローラ１−３により押圧されて 後退すると同時にＹプッシャ２の回転ローラ４−３により押圧されてＸ方向左方 のガイドレール１０′へと移動する。そして、基板１４のＸ方向後方の側面がＸ 位置決めプレート７と接触して図４に示した間隙ｃの存在が解消され、また同時 にそのＸ方向左方の側面全面がガイドレール１０′に接触して図４に示した間隙 ｄの存在が解消される。

【００４０】 したがって、基板１４は、その側面の状態によって位置ずれを生じるというよ うなことがなくなり、Ｘ位置決めプレート７とガイドレール１０′により予め設 定されている一定位置に正確に固定される。

【００４１】

【考案の効果】

以上に説明したように、この考案によれば、第１及び第２のプッシャは滑動自 在な第１及び第２の滑接触手段を介してプリント基板の側面と滑動自在に接触す るようにしたので、それぞれのプッシャからはプリント基板側面に対して垂直な 力のみが働き、したがって、一方のプッシャからの押圧により他方のプッシャと 基板との接触面に平行な作用力が基板に加えられて基板が他方のプッシャの押圧 方向と直角方向に移動しようとしたときにおいても、他方のプッシャと基板との 接触面に摩擦力を生じることがなく、このため、基板は他方のプッシャからの抵 抗を何ら受けることなく一方のプッシャから押圧された方向へと移動する。この ことにより、第１のプッシャと第２のプッシャの動作タイミングが多少ずれても 、また第１のプッシャと第２のプッシャの押圧力が多少変動しても、第１と第２ それぞれのプッシャの押圧力に基づいて基板を所定の位置に正確に固定して位置 決めすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は一実施例に係わる基板位置決装置の構成
を示す平面図、(b) は(a) を矢印Ａ−Ａで切断した断面
図である。

【図２】(a) はＸプッシャ１又はＹプッシャ４の構成を
示す平面図、(b) は(a) を矢印Ｂ−Ｂで切断した断面図
である。

【図３】(a) は基板位置決装置の動作を説明する平面図
（その１）、(b) は(a) を矢印Ａ−Ａで切断した断面図
である。

【図４】(a) は基板位置決装置の動作を説明する平面図
（その２）、(b) は(a) を矢印Ａ−Ａで切断した断面図
である。

【図５】(a) は基板位置決装置の動作を説明する平面図
（その３）、(b) は(a) を矢印Ａ−Ａで切断した断面図
である。

【図６】基板部品製造ラインを構成する部品搭載装置を
示す図である。

【図７】(a),(b),(c) は部品搭載装置における従来の基
板位置決装置を説明する平面図である。

【符号の説明】

１ Ｘプッシャ ２ Ｘストッパ ３、８、１−１、４−１ シリンダ ４ Ｙプッシャ ５、５′ 天板 ６ バックアッププレート ７ Ｘ位置決めプレート ９ ピン １０、１０′ ガイドレール １１、１１′ ベルトコンベア １２ シャフト １３ モータ １４ プリント基板 １−２、４−２ ローラブロック １−３、４−３ 回転ローラ １−４、４−４ ベアリング

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板両側をガイドレールに導かれて搬送
   され、搬入方向前方のストッパにより搬送を停止された
   プリント基板を、搬入方向後方の位置決めプレートに向
   けて搬入方向と平行に押し戻す第１のプッシャと、前記
   搬入方向前方のストッパにより搬送を停止されたプリン
   ト基板を前記ガイドレールの何れか一方に向けて搬入方
   向と直角に押し付ける第２のプッシャとを有する基板位
   置決装置であって、 前記第１のプッシャの先端に滑動自在に設けられて前記
   位置決めプレートに向けて押し戻されるプリント基板の
   搬入方向前方の側面に接触する第１の滑接触手段と、 前記第２のプッシャの先端に滑動自在に設けられて前記
   ガイドレールの何れか一方に向けて押し付けられるプリ
   ント基板の搬入方向と平行する側面に接触する第２の滑
   接触手段と、 を有することを特徴とする基板位置決装置。