基板搬运装置及构成为包含该基板搬运装置的对基板作业系统的制作方法

本发明涉及一种用于搬运基板的基板搬运装置，并且涉及一种构成为包含该基板搬运装置而用于对基板进行作业的对基板作业系统。

背景技术：

电子元件装配机等对基板作业机通常具备基板搬运装置，通过该基板搬运装置搬入及搬出基板，并且对通过该基板搬运装置位于预定的位置的基板进行元件的装配等对基板作业。在构成为包含这样的对基板作业机的系统中，例如，要求基板搬运装置具有在存在不需要通过该对基板作业机进行作业的基板的情况下跳过该基板的作业的功能。

鉴于上述情况，在下述专利文献所记载的电子元件装配装置(对基板作业机的一种)中采用如下基板搬运装置，即，在上下两层设有两条通道(上部搬运导轨、下部搬运导轨)，在所述两条通道中的任一通道中均能够进行搬运。而且，在该电子元件装配装置中，能够一边在上方的通道中执行电子元件向基板的装配，一边在下方的通道中搬运其它的基板。

专利文献1：日本特开2001-135986号公报

技术实现要素：

在上述专利文献所记载的基板搬运装置中，通过使两条通道一体地升降来进行搬运基板的通道的切换。即，由于该基板搬运装置具备能够搬运基板的两条通道和使所述两条通道一体地升降的升降机构，因此具有比较复杂的构造，谈不上实用性较高。本发明是鉴于这样的 实际情况而作成的，其课题在于提供实用性较高的基板搬运装置及通过采用基板搬运装置而提高实用性的对基板作业系统。

为了解决上述课题，本发明的基板搬运装置构成为具备用于搬运基板的一对传送带及使载置于该一对传送带的基板上升的升降器，在利用升降器使基板上升的状态下，利用该一对传送带能够搬运其它的基板。另外，本发明的对基板作业系统构成为包括本发明的基板搬运装置及对利用该基板搬运装置的升降器上升后的基板进行作业的对基板作业装置。

发明效果

根据本发明的基板搬运装置，能够在利用升降器从一对传送带上升的基板的下方，利用该一对传送带来搬运其它的基板。即，尽管是仅具备一个搬运通道的简单构造，也能够进行基板相对于其它的基板的超越。此外，若对利用升降器上升的基板进行作业，则在一个基板的作业中能够进行其它的基板的超越。因此，由于具有上述优点，本发明的基板搬运装置的实用性较高。另外，根据本发明的对基板作业系统，能够充分享受本发明的基板搬运装置的优点。

附图说明

图1是构成为包括实施例的基板搬运装置的实施例的对基板作业系统的立体图。

图2是表示构成实施例的对基板作业系统的电子元件装配机的概略构造的立体图。

图3是表示构成实施例的对基板作业系统的其它的电子元件装配机的概略构造的立体图。

图4是表示电子元件装配机所采用的实施例的基板搬运装置的立体图。

图5是用于说明实施例的基板搬运装置的动作的剖视图。

图6是示意性表示由实施例的对基板作业系统执行的特定的操作 中的基板的动作的图。

具体实施方式

以下，将本发明的代表性实施方式作为实施例而参照附图进行详细说明。另外，将本发明的其它的实施方式作为变形例进行简单说明。此外，本发明能够在下述实施例、变形例之外通过基于本领域技术人员的知识而实施了各种变更、改进的各种方案进行实施。

实施例

[A]元件装配系统及元件装配机的结构

作为本发明的实施例的对基板作业系统是用于将电子元件(以下，有时仅称为“元件”)向基板装配的元件装配系统，如图1所示，构成为包含各自为对基板作业机的三个元件装配机10、12。将图的左里侧称为上游侧，将右近前称为下游侧，将左近前称为前方侧，将右里侧称为后方侧，在本元件装配系统中，上游侧的两个元件装配机10与下游侧的宽度比较宽的一个元件装配机12在并排的两个系统底座14上相互紧密接触地进行配置。

作为电子电路的构成要素的电路基板(以下，有时仅称为“基板”)从上游侧朝向下游侧、即沿搬运基板的方向(以下，有时称为“搬运方向”)在上述元件装配机10、12内被搬运，对该搬运的基板进行基于各个元件装配机10、12的元件装配作业(对基板作业的一种)，元件向该基板的装配结束。通过使多个基板在该系统内连续地沿搬运方向搬运，向上述多个基板中的各基板的元件装配依次结束。此外，本对基板作业系统与将膏状钎焊料向基板印刷的焊料印刷机、检查焊料印刷机或元件装配机10、12的作业的结果的检查机及使焊料熔融而将元件固定于基板的回流炉等一并配置于电子电路生产线。

配置于上游侧的两个元件装配机10具有彼此相同的结构，如图2所示，在一个系统底座14之上并排配置。参照拆下了外装板的下游侧 的元件装配机10的图示进行说明，各元件装配机10具有底座16、在前后处竖立设置于底座16上的框架18、20及架在上述框架18、20上的横梁22，由此，利用上述结构来构成该元件装配机10的躯体。

在底座16上设置有作为实施例的基板搬运装置的输送机装置24。结构详见后述，输送机装置24具有将基板从上游侧搬入而向下游侧搬出的功能，并且具有将基板固定在设定好的作业位置的功能。顺带一提，在图1中示出了基板S被输送机装置24固定于作业位置的状态。

在输送机装置24的前方侧，并排配置有分别作为元件供给装置发挥功能的多个元件供料器26。顺带一提，元件供料器26分别是所谓的带式供料器。另一方面，在横梁22上支撑有作为对基板作业装置的一种的元件装配装置28。元件装配装置28构成为包括作为作业头的一种的装配头30及使装配头30沿前后左右移动的XY机器人型的头移动装置32。装配头30在下端部具备多个作为对元件进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机构。

利用元件装配装置28，对由输送机装置24固定于作业位置的基板进行作为对基板作业的一种的元件装配作业。在元件装配作业中，使装配头30向元件供料器26的上方移动而进行吸嘴对元件的吸附保持，接下来，使装配头30向基板的上方移动，将被吸嘴保持的元件载置于基板的上表面。

配置于下游侧的元件装配机12配置在一个系统底座14上，由表示拆下了外装板的状态的图3可知，该元件装配机12构成为包括在搬运方向上尺寸较大的底座34及框架36、38。并且，与配置在元件装配机10内的输送机装置相同的两个输送机装置24沿搬运方向并排配置在元件装配机12中。两个输送机装置24构成为彼此配合而搬运一个基板，并且在两个输送机装置24中均设定有上述的作业位置。元件装配机12的元件装配装置40(对基板作业装置的一种)具有用于增大搬 运方向上的装配头30的移动范围的头移动装置42，由此能够与元件装配机10的元件装配装置28相比使装配头30在搬运方向上移动得更远。根据这样的结构，元件装配机12在两处作业位置均能够执行元件装配作业。详细来说，元件装配机12在两个工作台上能够执行彼此相同的元件装配作业。

[B]输送机装置的结构及功能

如图4所示，输送机装置24构成为包括底座板50及在底座板50的与搬运方向呈直角的方向上的两端部、即前方侧的端部及后方侧的端部上竖立设置的大致板状的一对支撑框架52、54。前方侧支撑框架52固定于底座板50，另一方面，后方侧支撑框架54沿着在底座板50上并排配设的一对导轨56，能够沿前后方向进行移动。后方侧支撑框架54通过构成为包括作为驱动源的马达58的移动机构60，与搬运的基板的前后方向上的宽度相应地前后移动。由图可知，移动机构60构成为包括滚珠丝杠机构。

在支撑框架52、54的各支撑框架中，在它们的内侧的面(彼此相向的面)上，一对带轮62被支撑为能够旋转。上述一对带轮62的一方配置于支撑框架52(54)的搬运方向上的上游侧的端部，另一方配置于下游侧的端部。并且，在一对带轮62上卷绕并支撑有传送带64。一对带轮62中的下游侧的带轮在构成为包括作为驱动源的马达66及齿轮系的旋转机构68的作用下进行旋转，通过其旋转，使传送带64回转。即，输送机装置24构成为，具有一对传送带64，在将基板的前后方向上的两端载置于上述一对传送带64的状态下，通过使上述一对传送带64回转，将该基板沿搬运方向搬运。

另外，在支撑框架52、54的各支撑框架上，作为在一对传送带64之间、详细来说在各自支撑的传送带64的附近、能够从下方支撑被一对传送带64载置的基板的支撑件，支撑条70被支撑为能够升降。顺带一提，在图4中，省略了被后方侧的支撑框架54支撑的支撑条70 的一部分。支撑条70在搬运方向上沿着支撑框架52(54)延伸，两端分别在搬运方向上向支撑框架52(54)的外侧延伸出，并且绕至外侧的面(彼此背向的面)。在两端中的各端部，螺母72被保持为不能旋转。另一方面，在支撑框架52、54的各支撑框架上，在外侧的面的搬运方向上的两端部附设有一对马达74，一对马达74各自的旋转轴被设为轴线沿上下方向延伸的姿势，并且被设为螺纹杆76。各螺纹杆76与保持于支撑条70的各端部的螺母72螺合，利用一对螺母72与一对螺纹杆76来构成一对螺纹机构78。由以上构造明确可知，通过一对马达74的旋转，使一根支撑条70升降。即，构成包括上述一对螺纹机构78与作为驱动源的一对马达74而使作为上述支撑件的支撑条70升降的支撑件升降机构。

进一步说明，由图5(a)可知，基板S在与搬运方向呈直角并且水平的前后方向上的两端载置于一对传送带64的上表面的状态下沿搬运方向被搬运。此时，一对支撑条70分别位于一对传送带64的内侧，并且在上下方向上位于比一对传送带64的上表面靠下方的位置。因此，一对支撑条70不会阻碍基板S的搬运。

当使四个马达74旋转而使一对支撑条70上升时，如图5(b)所示，使基板S在被一对支撑条70从下方支撑的状态下以与一对传送带64分离的方式上升。在支撑框架52、54的各支撑框架上，在上端部形成有朝向内侧突出的凸缘80。一对凸缘80作为在一对传送带各自的上方卡定上升的基板S的止动件而发挥功能。上升的基板S的两端被上述一对凸缘80与一对支撑条70夹持并固定。对该夹持的基板进行基于元件装配装置28(40)的元件装配作业。即，构成如下的基板固定机构：其包括利用一对凸缘80与一对支撑条70来夹持基板S的构造，并将基板S固定在进行对该基板S的作业的位置、即作业位置。并且，通过使四个马达74旋转而使一对支撑条70下降，将进行了元件装配作业的基板S、即上升后的基板S的两端载置于一对传送带64，使其下降。根据以上这样的构造，在输送机装置24中，构成如下的升降器： 包括一对支撑条70与一对上述支撑件升降机构，使被一对传送带载置的基板以与上述一对传送带分离的方式上升，并且使上升后的基板以载置于上述一对传送带的方式下降。

在本输送机装置24中，如图5(b)所示，在使基板S上升的状态下，各支撑条70与各传送带64在上下方向上分离，在一对支撑条70的下方且一对传送带64的上方存在空间。通过利用该空间，具有利用一对传送带64来搬运与上升的基板S不同的基板S′(在图中由双点划线表示)的功能(以下，有时称为“不同基板搬运功能”)。因此，在采用了本输送机装置24的本对基板作业系统中，在连续搬运多个基板那样的情况下，通过利用上述不同基板搬运功能，能够进行该多个基板的搬运顺序的变更、即基板的超越。

另外，在本输送机装置24中，在使基板S上升的情况下，对该基板S进行基于元件装配装置28(40)的元件装配作业，即，在对基板S进行的对基板作业的过程中，能够利用一对传送带64来搬运其它的基板S′。因此，根据采用本输送机装置24的本对基板作业系统，能够在进行对基板作业的同时实现上述基板的超越。

[C]由对基板作业系统执行的与基板搬运相关的操作

元件装配机10、12分别具有对自身具备的元件装配装置28(40)及一个或者两个输送机装置24进行控制的控制装置，在基于该控制装置的控制之下，执行利用了上述不同基板搬运功能的各种操作。以下，对这些操作进行说明。

i)通过操作

通过操作是如下的操作：对一个基板进行基于特定的元件装配装置28(40)的作业，并且将不需要基于该元件装配装置28(40)的作业的其它基板在不进行该作业的情况下利用具备该元件装配装置28(40)的元件装配机10(12)所具备的输送机装置24进行搬运。简单 来说，是用于跳过基于特定的元件装配装置28(40)的作业的操作。

例如，i)在上述其它的基板被认定为基于特定的元件装配装置28(40)的上游侧的对基板作业装置的作业的结果不合格、即是作业不合格基板而在该基板上不需要基于该元件装配装置28(40)的元件装配作业的情况下，ii)在基于特定的元件装配装置28(40)的下游侧的对基板作业装置的作业的结果不合格、再次仅要执行基于该对基板作业装置的作业的情况下等，通过操作成为有效的操作。通过在上述情况下执行通过操作，能够在不会过多阻碍对其它的基板的作业、换言之不会较大降低对基板作业系统的生产率的前提下，对上述情况进行处理。

ii)交替作业操作

交替作业操作例如在为了提高对基板作业系统的生产率而使上述两个元件装配机10对连续搬运的多个基板分别执行彼此相同的元件装配作业的情况下成为有效的操作。该情况下的交替作业操作交替进行如下操作：a)在上游侧的元件装配机10的元件装配装置28对连续搬运的多个基板中的一个基板进行作业之后，跳过对该基板的基于下游侧的元件装配机10的元件装配装置28的作业的上游侧作业操作；b)在对其它的一个基板跳过基于上游侧的元件装配机10的元件装配装置28的作业之后，执行对该基板的基于下游侧的元件装配机10的元件装配装置28的作业的下游侧作业操作。通过这样的操作，在本对基板作业系统中，与两个元件装配机10是否串联配置无关地能够确保与将进行彼此相同的作业的两个元件装配机并列配置的对基板作业系统、即将两个元件装配机沿与搬运方向正交的方向并排配置的对基板作业系统相同的生产率。即，能够构建与搬运方向正交的方向即前后方向上的系统的尺寸较小的高生产率系统。

另外，交替作业操作例如在为了提高对基板作业系统的生产率而使上述元件装配机12对连续搬运的多个基板分别执行彼此相同的元件 装配作业的情况下也成为有效的操作。该情况下的交替作业操作交替进行如下操作：A)在上游侧的输送机装置24中对连续搬运的多个基板中的一个基板进行基于元件装配装置40的作业之后，在下游侧的输送机装置24中不进行基于元件装配装置40的作业而使该输送机装置24通过的上游侧作业操作；B)在上游侧的输送机装置24中对其它的一个基板不进行基于元件装配装置40的作业而使该输送机装置24通过之后，在下游侧的输送机装置24中进行基于元件装配装置40的作业的下游侧作业操作。通过这样的操作，由于朝向两个输送机装置24的一方的基板的搬入、该基板的作业位置处的固定、该基板的搬出能够在两个输送机装置24的另一方中元件装配装置40对其它的基板执行元件装配作业的过程中进行执行，因此能够很大程度上减少元件装配装置40不进行元件装配作业的时间。其结果是，能够构建高生产率的对基板作业系统。

顺带一提，上述两个交替作业操作中的基板的动作能够如图6那样示意性表示。图6(a)表示在两个输送机装置24双方上分别使基板在上述的升降器的作用下上升至作业位置、并对上述基板双方进行元件装配作业的状态。图6(b)表示使在上游侧的输送机装置24中结束作业的基板在下游侧的输送机装置24中借助该输送机装置24而通过作业中的基板下方、并向该输送机装置24的下游侧搬出的状态。图6(c)表示在成为空闲的上游侧的输送机装置24上通过该输送机装置24而搬入新的基板的状态。图6(d)表示与图6(a)同样地对双方的基板进行元件装配作业的状态。图6(e)表示将在下游侧的输送机装置24中结束作业的基板向该输送机装置24的下游侧搬出的状态。图6(f)表示向成为空闲的下游侧的输送机装置24以借助上游侧的输送机装置24而通过进行作业的基板下方的状态搬入新的基板的状态。图6(g)表示与图6(a)相同的状态。在本对基板作业系统中，通过重复这样的状态，对多个基板连续地进行元件装配作业。

因此，重复上述那样的状态的本对基板作业系统构成为能够交替 执行如下操作：I)第一操作，对通过上游侧的输送机装置24的上述升降器进行上升的一个基板进行基于两个元件装配装置28的上游侧的元件装配装置或者一个元件装配装置40的作业，同时利用该上游侧的输送机装置24，将其它的基板向下游侧的输送机装置24搬入，通过该下游侧的输送机装置的上述升降器使该其它的基板上升，对该基板进行基于两个元件装配装置28的下游侧的元件装配装置或者一个元件装配装置40的作业；及II)第二操作，对通过下游侧的输送机装置24的上述升降器进行上升的其它的基板进行基于两个元件装配装置28的下游侧的元件装配装置或者一个元件装配装置40的作业，同时利用该下游侧的输送机装置24来搬出通过上游侧的输送机装置24的上述升降器进行上升而通过两个元件装配装置28的上游侧的元件装配装置或者一个元件装配装置40进行了作业的基板。

变形例

在上述的输送机装置24中，包括分别成为支撑件的前后一对的支撑条70而构成上述升降器，但使基板升降的升降器也可以是仅具备一个支撑件那样的构造。另外，在上述的输送机装置24中，上述支撑件升降机构构成为在作为支撑件的支撑条70的搬运方向上的两端使支撑条70升降，但也可以构成为在支撑件的一端使该支撑件升降。即，构成为包括升降器的基板搬运装置只要在使基板上升的状态下，构成为能够利用一对传送带在该上升的基板的下方搬运其它的基板即可，具体构造没有特别限定。

另外，在上述输送机装置24中，为了方便元件装配作业，设有用于固定上升的基板的基板固定机构，但基板搬运装置只要能够使基于对基板作业装置的对基板作业以充分满足的程度进行、或者在该基板搬运装置中不执行对基板作业，则也可以不设置基板固定机构。例如，即使基板搬运装置采用在该基板搬运装置中不执行对基板作业的结构，由于能够执行上述的基板的超越，因此采用这样的基板搬运装置的对基板作业系统也可以充分地实用化。

上述输送机装置24应用于执行作为对基板作业的元件装配作业的元件装配机10、12，但被采用的对基板作业机不限于元件装配机，本发明的基板搬运装置也能够充分应用于例如进行焊料印刷作业的印刷机、将检查焊料印刷作业或者元件装配作业的结果的作业作为对基板作业的检查机等。

附图标记说明

10：元件装配机〔对基板作业机〕

12：元件装配机〔对基板作业机〕

24：输送机装置〔基板搬运装置〕

28：元件装配装置〔对基板作业装置〕

40：元件装配装置〔对基板作业装置〕

64：传送带

70：支撑条〔支撑件〕〔升降器〕

74：马达〔支撑件升降机构〕〔升降器〕

78：螺纹机构〔支撑件升降机构〕〔升降器〕

80：凸缘〔止动件〕〔基板固定机构〕

S、S′：基板