基板搬運裝置及構成為包含該基板搬運裝置的對基板作業系統的制作方法

本發明涉及一種用于搬運基板的基板搬運裝置，并且涉及一種構成為包含該基板搬運裝置而用于對基板進行作業的對基板作業系統。

背景技術：

電子元件裝配機等對基板作業機通常具備基板搬運裝置，通過該基板搬運裝置搬入及搬出基板，并且對通過該基板搬運裝置位于預定的位置的基板進行元件的裝配等對基板作業。在構成為包含這樣的對基板作業機的系統中，例如，要求基板搬運裝置具有在存在不需要通過該對基板作業機進行作業的基板的情況下跳過該基板的作業的功能。

鑒于上述情況，在下述專利文獻所記載的電子元件裝配裝置(對基板作業機的一種)中采用如下基板搬運裝置，即，在上下兩層設有兩條通道(上部搬運導軌、下部搬運導軌)，在所述兩條通道中的任一通道中均能夠進行搬運。而且，在該電子元件裝配裝置中，能夠一邊在上方的通道中執行電子元件向基板的裝配，一邊在下方的通道中搬運其它的基板。

專利文獻1：日本特開2001-135986號公報

技術實現要素：

在上述專利文獻所記載的基板搬運裝置中，通過使兩條通道一體地升降來進行搬運基板的通道的切換。即，由于該基板搬運裝置具備能夠搬運基板的兩條通道和使所述兩條通道一體地升降的升降機構，因此具有比較復雜的構造，談不上實用性較高。本發明是鑒于這樣的 實際情況而作成的，其課題在于提供實用性較高的基板搬運裝置及通過采用基板搬運裝置而提高實用性的對基板作業系統。

為了解決上述課題，本發明的基板搬運裝置構成為具備用于搬運基板的一對傳送帶及使載置于該一對傳送帶的基板上升的升降器，在利用升降器使基板上升的狀態下，利用該一對傳送帶能夠搬運其它的基板。另外，本發明的對基板作業系統構成為包括本發明的基板搬運裝置及對利用該基板搬運裝置的升降器上升后的基板進行作業的對基板作業裝置。

發明效果

根據本發明的基板搬運裝置，能夠在利用升降器從一對傳送帶上升的基板的下方，利用該一對傳送帶來搬運其它的基板。即，盡管是僅具備一個搬運通道的簡單構造，也能夠進行基板相對于其它的基板的超越。此外，若對利用升降器上升的基板進行作業，則在一個基板的作業中能夠進行其它的基板的超越。因此，由于具有上述優點，本發明的基板搬運裝置的實用性較高。另外，根據本發明的對基板作業系統，能夠充分享受本發明的基板搬運裝置的優點。

附圖說明

圖1是構成為包括實施例的基板搬運裝置的實施例的對基板作業系統的立體圖。

圖2是表示構成實施例的對基板作業系統的電子元件裝配機的概略構造的立體圖。

圖3是表示構成實施例的對基板作業系統的其它的電子元件裝配機的概略構造的立體圖。

圖4是表示電子元件裝配機所采用的實施例的基板搬運裝置的立體圖。

圖5是用于說明實施例的基板搬運裝置的動作的剖視圖。

圖6是示意性表示由實施例的對基板作業系統執行的特定的操作 中的基板的動作的圖。

具體實施方式

以下，將本發明的代表性實施方式作為實施例而參照附圖進行詳細說明。另外，將本發明的其它的實施方式作為變形例進行簡單說明。此外，本發明能夠在下述實施例、變形例之外通過基于本領域技術人員的知識而實施了各種變更、改進的各種方案進行實施。

實施例

[A]元件裝配系統及元件裝配機的結構

作為本發明的實施例的對基板作業系統是用于將電子元件(以下，有時僅稱為“元件”)向基板裝配的元件裝配系統，如圖1所示，構成為包含各自為對基板作業機的三個元件裝配機10、12。將圖的左里側稱為上游側，將右近前稱為下游側，將左近前稱為前方側，將右里側稱為后方側，在本元件裝配系統中，上游側的兩個元件裝配機10與下游側的寬度比較寬的一個元件裝配機12在并排的兩個系統底座14上相互緊密接觸地進行配置。

作為電子電路的構成要素的電路基板(以下，有時僅稱為“基板”)從上游側朝向下游側、即沿搬運基板的方向(以下，有時稱為“搬運方向”)在上述元件裝配機10、12內被搬運，對該搬運的基板進行基于各個元件裝配機10、12的元件裝配作業(對基板作業的一種)，元件向該基板的裝配結束。通過使多個基板在該系統內連續地沿搬運方向搬運，向上述多個基板中的各基板的元件裝配依次結束。此外，本對基板作業系統與將膏狀釬焊料向基板印刷的焊料印刷機、檢查焊料印刷機或元件裝配機10、12的作業的結果的檢查機及使焊料熔融而將元件固定于基板的回流爐等一并配置于電子電路生產線。

配置于上游側的兩個元件裝配機10具有彼此相同的結構，如圖2所示，在一個系統底座14之上并排配置。參照拆下了外裝板的下游側 的元件裝配機10的圖示進行說明，各元件裝配機10具有底座16、在前后處豎立設置于底座16上的框架18、20及架在上述框架18、20上的橫梁22，由此，利用上述結構來構成該元件裝配機10的軀體。

在底座16上設置有作為實施例的基板搬運裝置的輸送機裝置24。結構詳見后述，輸送機裝置24具有將基板從上游側搬入而向下游側搬出的功能，并且具有將基板固定在設定好的作業位置的功能。順帶一提，在圖1中示出了基板S被輸送機裝置24固定于作業位置的狀態。

在輸送機裝置24的前方側，并排配置有分別作為元件供給裝置發揮功能的多個元件供料器26。順帶一提，元件供料器26分別是所謂的帶式供料器。另一方面，在橫梁22上支撐有作為對基板作業裝置的一種的元件裝配裝置28。元件裝配裝置28構成為包括作為作業頭的一種的裝配頭30及使裝配頭30沿前后左右移動的XY機器人型的頭移動裝置32。裝配頭30在下端部具備多個作為對元件進行吸附保持的元件保持件的吸嘴，并具有使上述吸嘴之一升降的吸嘴升降機構。

利用元件裝配裝置28，對由輸送機裝置24固定于作業位置的基板進行作為對基板作業的一種的元件裝配作業。在元件裝配作業中，使裝配頭30向元件供料器26的上方移動而進行吸嘴對元件的吸附保持，接下來，使裝配頭30向基板的上方移動，將被吸嘴保持的元件載置于基板的上表面。

配置于下游側的元件裝配機12配置在一個系統底座14上，由表示拆下了外裝板的狀態的圖3可知，該元件裝配機12構成為包括在搬運方向上尺寸較大的底座34及框架36、38。并且，與配置在元件裝配機10內的輸送機裝置相同的兩個輸送機裝置24沿搬運方向并排配置在元件裝配機12中。兩個輸送機裝置24構成為彼此配合而搬運一個基板，并且在兩個輸送機裝置24中均設定有上述的作業位置。元件裝配機12的元件裝配裝置40(對基板作業裝置的一種)具有用于增大搬 運方向上的裝配頭30的移動范圍的頭移動裝置42，由此能夠與元件裝配機10的元件裝配裝置28相比使裝配頭30在搬運方向上移動得更遠。根據這樣的結構，元件裝配機12在兩處作業位置均能夠執行元件裝配作業。詳細來說，元件裝配機12在兩個工作臺上能夠執行彼此相同的元件裝配作業。

[B]輸送機裝置的結構及功能

如圖4所示，輸送機裝置24構成為包括底座板50及在底座板50的與搬運方向呈直角的方向上的兩端部、即前方側的端部及后方側的端部上豎立設置的大致板狀的一對支撐框架52、54。前方側支撐框架52固定于底座板50，另一方面，后方側支撐框架54沿著在底座板50上并排配設的一對導軌56，能夠沿前后方向進行移動。后方側支撐框架54通過構成為包括作為驅動源的馬達58的移動機構60，與搬運的基板的前后方向上的寬度相應地前后移動。由圖可知，移動機構60構成為包括滾珠絲杠機構。

在支撐框架52、54的各支撐框架中，在它們的內側的面(彼此相向的面)上，一對帶輪62被支撐為能夠旋轉。上述一對帶輪62的一方配置于支撐框架52(54)的搬運方向上的上游側的端部，另一方配置于下游側的端部。并且，在一對帶輪62上卷繞并支撐有傳送帶64。一對帶輪62中的下游側的帶輪在構成為包括作為驅動源的馬達66及齒輪系的旋轉機構68的作用下進行旋轉，通過其旋轉，使傳送帶64回轉。即，輸送機裝置24構成為，具有一對傳送帶64，在將基板的前后方向上的兩端載置于上述一對傳送帶64的狀態下，通過使上述一對傳送帶64回轉，將該基板沿搬運方向搬運。

另外，在支撐框架52、54的各支撐框架上，作為在一對傳送帶64之間、詳細來說在各自支撐的傳送帶64的附近、能夠從下方支撐被一對傳送帶64載置的基板的支撐件，支撐條70被支撐為能夠升降。順帶一提，在圖4中，省略了被后方側的支撐框架54支撐的支撐條70 的一部分。支撐條70在搬運方向上沿著支撐框架52(54)延伸，兩端分別在搬運方向上向支撐框架52(54)的外側延伸出，并且繞至外側的面(彼此背向的面)。在兩端中的各端部，螺母72被保持為不能旋轉。另一方面，在支撐框架52、54的各支撐框架上，在外側的面的搬運方向上的兩端部附設有一對馬達74，一對馬達74各自的旋轉軸被設為軸線沿上下方向延伸的姿勢，并且被設為螺紋桿76。各螺紋桿76與保持于支撐條70的各端部的螺母72螺合，利用一對螺母72與一對螺紋桿76來構成一對螺紋機構78。由以上構造明確可知，通過一對馬達74的旋轉，使一根支撐條70升降。即，構成包括上述一對螺紋機構78與作為驅動源的一對馬達74而使作為上述支撐件的支撐條70升降的支撐件升降機構。

進一步說明，由圖5(a)可知，基板S在與搬運方向呈直角并且水平的前后方向上的兩端載置于一對傳送帶64的上表面的狀態下沿搬運方向被搬運。此時，一對支撐條70分別位于一對傳送帶64的內側，并且在上下方向上位于比一對傳送帶64的上表面靠下方的位置。因此，一對支撐條70不會阻礙基板S的搬運。

當使四個馬達74旋轉而使一對支撐條70上升時，如圖5(b)所示，使基板S在被一對支撐條70從下方支撐的狀態下以與一對傳送帶64分離的方式上升。在支撐框架52、54的各支撐框架上，在上端部形成有朝向內側突出的凸緣80。一對凸緣80作為在一對傳送帶各自的上方卡定上升的基板S的止動件而發揮功能。上升的基板S的兩端被上述一對凸緣80與一對支撐條70夾持并固定。對該夾持的基板進行基于元件裝配裝置28(40)的元件裝配作業。即，構成如下的基板固定機構：其包括利用一對凸緣80與一對支撐條70來夾持基板S的構造，并將基板S固定在進行對該基板S的作業的位置、即作業位置。并且，通過使四個馬達74旋轉而使一對支撐條70下降，將進行了元件裝配作業的基板S、即上升后的基板S的兩端載置于一對傳送帶64，使其下降。根據以上這樣的構造，在輸送機裝置24中，構成如下的升降器： 包括一對支撐條70與一對上述支撐件升降機構，使被一對傳送帶載置的基板以與上述一對傳送帶分離的方式上升，并且使上升后的基板以載置于上述一對傳送帶的方式下降。

在本輸送機裝置24中，如圖5(b)所示，在使基板S上升的狀態下，各支撐條70與各傳送帶64在上下方向上分離，在一對支撐條70的下方且一對傳送帶64的上方存在空間。通過利用該空間，具有利用一對傳送帶64來搬運與上升的基板S不同的基板S′(在圖中由雙點劃線表示)的功能(以下，有時稱為“不同基板搬運功能”)。因此，在采用了本輸送機裝置24的本對基板作業系統中，在連續搬運多個基板那樣的情況下，通過利用上述不同基板搬運功能，能夠進行該多個基板的搬運順序的變更、即基板的超越。

另外，在本輸送機裝置24中，在使基板S上升的情況下，對該基板S進行基于元件裝配裝置28(40)的元件裝配作業，即，在對基板S進行的對基板作業的過程中，能夠利用一對傳送帶64來搬運其它的基板S′。因此，根據采用本輸送機裝置24的本對基板作業系統，能夠在進行對基板作業的同時實現上述基板的超越。

[C]由對基板作業系統執行的與基板搬運相關的操作

元件裝配機10、12分別具有對自身具備的元件裝配裝置28(40)及一個或者兩個輸送機裝置24進行控制的控制裝置，在基于該控制裝置的控制之下，執行利用了上述不同基板搬運功能的各種操作。以下，對這些操作進行說明。

i)通過操作

通過操作是如下的操作：對一個基板進行基于特定的元件裝配裝置28(40)的作業，并且將不需要基于該元件裝配裝置28(40)的作業的其它基板在不進行該作業的情況下利用具備該元件裝配裝置28(40)的元件裝配機10(12)所具備的輸送機裝置24進行搬運。簡單 來說，是用于跳過基于特定的元件裝配裝置28(40)的作業的操作。

例如，i)在上述其它的基板被認定為基于特定的元件裝配裝置28(40)的上游側的對基板作業裝置的作業的結果不合格、即是作業不合格基板而在該基板上不需要基于該元件裝配裝置28(40)的元件裝配作業的情況下，ii)在基于特定的元件裝配裝置28(40)的下游側的對基板作業裝置的作業的結果不合格、再次僅要執行基于該對基板作業裝置的作業的情況下等，通過操作成為有效的操作。通過在上述情況下執行通過操作，能夠在不會過多阻礙對其它的基板的作業、換言之不會較大降低對基板作業系統的生產率的前提下，對上述情況進行處理。

ii)交替作業操作

交替作業操作例如在為了提高對基板作業系統的生產率而使上述兩個元件裝配機10對連續搬運的多個基板分別執行彼此相同的元件裝配作業的情況下成為有效的操作。該情況下的交替作業操作交替進行如下操作：a)在上游側的元件裝配機10的元件裝配裝置28對連續搬運的多個基板中的一個基板進行作業之后，跳過對該基板的基于下游側的元件裝配機10的元件裝配裝置28的作業的上游側作業操作；b)在對其它的一個基板跳過基于上游側的元件裝配機10的元件裝配裝置28的作業之后，執行對該基板的基于下游側的元件裝配機10的元件裝配裝置28的作業的下游側作業操作。通過這樣的操作，在本對基板作業系統中，與兩個元件裝配機10是否串聯配置無關地能夠確保與將進行彼此相同的作業的兩個元件裝配機并列配置的對基板作業系統、即將兩個元件裝配機沿與搬運方向正交的方向并排配置的對基板作業系統相同的生產率。即，能夠構建與搬運方向正交的方向即前后方向上的系統的尺寸較小的高生產率系統。

另外，交替作業操作例如在為了提高對基板作業系統的生產率而使上述元件裝配機12對連續搬運的多個基板分別執行彼此相同的元件 裝配作業的情況下也成為有效的操作。該情況下的交替作業操作交替進行如下操作：A)在上游側的輸送機裝置24中對連續搬運的多個基板中的一個基板進行基于元件裝配裝置40的作業之后，在下游側的輸送機裝置24中不進行基于元件裝配裝置40的作業而使該輸送機裝置24通過的上游側作業操作；B)在上游側的輸送機裝置24中對其它的一個基板不進行基于元件裝配裝置40的作業而使該輸送機裝置24通過之后，在下游側的輸送機裝置24中進行基于元件裝配裝置40的作業的下游側作業操作。通過這樣的操作，由于朝向兩個輸送機裝置24的一方的基板的搬入、該基板的作業位置處的固定、該基板的搬出能夠在兩個輸送機裝置24的另一方中元件裝配裝置40對其它的基板執行元件裝配作業的過程中進行執行，因此能夠很大程度上減少元件裝配裝置40不進行元件裝配作業的時間。其結果是，能夠構建高生產率的對基板作業系統。

順帶一提，上述兩個交替作業操作中的基板的動作能夠如圖6那樣示意性表示。圖6(a)表示在兩個輸送機裝置24雙方上分別使基板在上述的升降器的作用下上升至作業位置、并對上述基板雙方進行元件裝配作業的狀態。圖6(b)表示使在上游側的輸送機裝置24中結束作業的基板在下游側的輸送機裝置24中借助該輸送機裝置24而通過作業中的基板下方、并向該輸送機裝置24的下游側搬出的狀態。圖6(c)表示在成為空閑的上游側的輸送機裝置24上通過該輸送機裝置24而搬入新的基板的狀態。圖6(d)表示與圖6(a)同樣地對雙方的基板進行元件裝配作業的狀態。圖6(e)表示將在下游側的輸送機裝置24中結束作業的基板向該輸送機裝置24的下游側搬出的狀態。圖6(f)表示向成為空閑的下游側的輸送機裝置24以借助上游側的輸送機裝置24而通過進行作業的基板下方的狀態搬入新的基板的狀態。圖6(g)表示與圖6(a)相同的狀態。在本對基板作業系統中，通過重復這樣的狀態，對多個基板連續地進行元件裝配作業。

因此，重復上述那樣的狀態的本對基板作業系統構成為能夠交替 執行如下操作：I)第一操作，對通過上游側的輸送機裝置24的上述升降器進行上升的一個基板進行基于兩個元件裝配裝置28的上游側的元件裝配裝置或者一個元件裝配裝置40的作業，同時利用該上游側的輸送機裝置24，將其它的基板向下游側的輸送機裝置24搬入，通過該下游側的輸送機裝置的上述升降器使該其它的基板上升，對該基板進行基于兩個元件裝配裝置28的下游側的元件裝配裝置或者一個元件裝配裝置40的作業；及II)第二操作，對通過下游側的輸送機裝置24的上述升降器進行上升的其它的基板進行基于兩個元件裝配裝置28的下游側的元件裝配裝置或者一個元件裝配裝置40的作業，同時利用該下游側的輸送機裝置24來搬出通過上游側的輸送機裝置24的上述升降器進行上升而通過兩個元件裝配裝置28的上游側的元件裝配裝置或者一個元件裝配裝置40進行了作業的基板。

變形例

在上述的輸送機裝置24中，包括分別成為支撐件的前后一對的支撐條70而構成上述升降器，但使基板升降的升降器也可以是僅具備一個支撐件那樣的構造。另外，在上述的輸送機裝置24中，上述支撐件升降機構構成為在作為支撐件的支撐條70的搬運方向上的兩端使支撐條70升降，但也可以構成為在支撐件的一端使該支撐件升降。即，構成為包括升降器的基板搬運裝置只要在使基板上升的狀態下，構成為能夠利用一對傳送帶在該上升的基板的下方搬運其它的基板即可，具體構造沒有特別限定。

另外，在上述輸送機裝置24中，為了方便元件裝配作業，設有用于固定上升的基板的基板固定機構，但基板搬運裝置只要能夠使基于對基板作業裝置的對基板作業以充分滿足的程度進行、或者在該基板搬運裝置中不執行對基板作業，則也可以不設置基板固定機構。例如，即使基板搬運裝置采用在該基板搬運裝置中不執行對基板作業的結構，由于能夠執行上述的基板的超越，因此采用這樣的基板搬運裝置的對基板作業系統也可以充分地實用化。

上述輸送機裝置24應用于執行作為對基板作業的元件裝配作業的元件裝配機10、12，但被采用的對基板作業機不限于元件裝配機，本發明的基板搬運裝置也能夠充分應用于例如進行焊料印刷作業的印刷機、將檢查焊料印刷作業或者元件裝配作業的結果的作業作為對基板作業的檢查機等。

附圖標記說明

10：元件裝配機〔對基板作業機〕

12：元件裝配機〔對基板作業機〕

24：輸送機裝置〔基板搬運裝置〕

28：元件裝配裝置〔對基板作業裝置〕

40：元件裝配裝置〔對基板作業裝置〕

64：傳送帶

70：支撐條〔支撐件〕〔升降器〕

74：馬達〔支撐件升降機構〕〔升降器〕

78：螺紋機構〔支撐件升降機構〕〔升降器〕

80：凸緣〔止動件〕〔基板固定機構〕

S、S′：基板