CN103001333B

CN103001333B - 非接触供电装置

Info

Publication number: CN103001333B
Application number: CN201210334715.1A
Authority: CN
Inventors: 野村壮志; 石浦直道; 神藤高广
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2011-09-13
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2032-09-11
Also published as: JP5773817B2; CN103001333A; JP2013062924A

Abstract

本发明提供一种非接触供电的传送效率高的非接触供电装置。阻抗调整部(56)将送电侧阻抗值高精度地调整为与驱动使当前安装的元件拾取头(32)的吸嘴支架部(43)升降的Z轴伺服马达(46)的升降电路、及驱动使吸嘴支架部(43)旋转的R轴伺服马达(47)的旋转电路的负载阻抗值相同的值。因此，能够提高对元件拾取头(32)进行的非接触供电的传送效率。此外，由于不需要阻抗测定电路，因此能够实现非接触供电装置(50)的低成本化及小型化。

Description

非接触供电装置

技术领域

本发明涉及一种能够以非接触方式供给电力的非接触供电装置。

背景技术

例如，专利文献1及2公开了能够以非接触方式供给电力的非接触供电装置。专利文献1中记载的非接触供电装置根据与送电用谐振器和受电用谐振器之间的距离对应地变化的阻抗的频率特性，进行供电控制。即，从送电侧推定受电侧的阻抗，从而提高非接触供电的传送效率。此外，专利文献2中记载的非接触供电装置以非接触方式向使元件供给单元的工作台上所安装的螺母旋转的伺服马达供给电力，使工作台沿着固定于底座且螺合有螺母的滚珠丝杠移动。

专利文献1：日本特开2010-252446号公报(参照段落0010、图1)

专利文献2：日本特开平9-252193号公报(参照段落0010、图2)

在专利文献1中记载的非接触供电装置中，从送电侧推定受电侧的阻抗，因此该阻抗中包含误差，无法充分提高非接触供电的传送效率。此外，在专利文献2中记载的非接触供电装置中，在元件供给单元搭载有多个容纳元件的供料器(盒)，根据供料器的数量，元件供给单元的负载阻抗发生变化，但由于不与负载阻抗的变化对应，因此非接触供电的传送效率存在下降的情况。

发明内容

本发明是鉴于所述现有问题而做出的，其目的在于提供一种非接触供电的传送效率高的非接触供电装置。

为了解决所述课题，技术方案1的发明，包括：负载部，能够进行预定的动作，且该负载部的至少一部分能够更换；负载控制部，控制该负载部的动作；供电控制部，产生向所述负载控制部供电的电力；非接触供电部，以非接触方式从所述供电控制部向所述负载控制部供给所述电力；负载用存储部，存储与所述各负载部对应的负载阻抗值；以及阻抗调整部，从所述负载用存储部读出与所更换的所述负载部对应的所述负载阻抗值，将所述供电控制部的送电侧阻抗值调节为与读出的所述负载阻抗值相同的值。

技术方案2的发明，包括：负载部，能够进行预定的动作，且该负载部的至少一部分能够更换；负载控制部，控制该负载部的动作；供电控制部，产生向所述负载控制部供电的电力；非接触供电部，以非接触方式从所述供电控制部向所述负载控制部供给所述电力；负载用存储部，存储与所述各负载部对应的识别信息；以及阻抗调整部，包括存储与所述各识别信息对应的负载阻抗值的调整用存储部，从所述负载用存储部读出与所更换的所述负载部对应的所述识别信息，从所述调整用存储部读出与读出的所述识别信息对应的所述负载阻抗值，将所述供电控制部的送电侧阻抗值调节为与读出的所述负载阻抗值相同的值。

技术方案3的发明，在技术方案1或2中，所述负载部的所述负载阻抗值是升降电路驱动时的阻抗值，该升降电路使将元件安装于基板上的元件安装装置的元件拾取头上所设置的至少吸附所述元件并将该元件安装于所述基板上的元件吸嘴升降。

技术方案4的发明，在技术方案1~3的任一项中，经由能够以非接触方式进行通信的非接触通信部发送从所述负载用存储部读出的所述负载阻抗值或所述识别信息。

根据技术方案1的发明，负载用存储部分别设置于能够更换的负载部，存储与各负载部对应的负载阻抗值。并且，阻抗调整部从负载用存储部读出与所更换的负载部对应的负载阻抗值，调节为送电侧阻抗值与所接收的负载阻抗值成为同一值。由此，送电侧阻抗值被高精度地调整为当前设置的负载部的负载阻抗值。因此，能够提高对负载控制部进行的非接触供电的传送效率。此外，由于具有所述阻抗调整部，因此不需要现有的测定负载阻抗值并运算最大传送效率的送电侧阻抗值的阻抗测定电路及运算电路。通常情况下，由高精度的模拟电路构成的阻抗测定电路昂贵且大型，但由于不需要该阻抗测定电路，因此能够实现非接触供电装置的低成本化及小型化。

根据技术方案2的发明，负载用存储部分别设置于能够更换的负载部，存储与各负载部对应的识别信息。此外，调整用存储部设置于阻抗调整部，存储与各识别信息对应的负载阻抗值。并且，阻抗调整部从负载用存储部读出与所更换的负载部对应的识别信息，从调整用存储部读出与所读出的识别信息对应的负载阻抗值，调节为送电侧阻抗值与所读出的负载阻抗值成为同一值。由此，送电侧阻抗值被高精度地调整为当前设置的负载部的负载阻抗值。因此，能够提高对负载控制部进行的非接触供电的传送效率。此外，由于具有所述阻抗调整部，因此不需要现有的测定负载阻抗值并运算最大传送效率的送电侧阻抗值的阻抗测定电路及运算电路。通常情况下，由高精度的模拟电路构成的阻抗测定电路昂贵且大型，但由于不需要该阻抗测定电路，因此能够实现非接触供电装置的低成本化及小型化。

根据技术方案3的发明，负载部是使拾取安装到基板上的元件的元件拾取头的元件吸嘴升降的升降电路，负载部的负载阻抗值是升降电路驱动时的阻抗值。元件拾取头具有一个元件吸嘴或具有多个元件吸嘴，由于使元件吸嘴升降的马达的大小不同，因此负载阻抗值大幅变化。阻抗调整部能够将送电侧阻抗值高精度地调整为所更换的元件拾取头的升降电路的负载阻抗值，因此能够对该升降电路进行传送效率高的非接触供电。

根据技术方案4的发明，经由能够以非接触方式进行通信的非接触通信部发送从负载用存储部读出的负载阻抗值或识别信息。由此，能够在分别设置于各负载部上的负载用存储部中存储负载部所特有的负载阻抗值或识别信息，在更换了负载部时能够可靠地取得准确的负载阻抗值或识别信息。

附图说明

图1是表示具有本发明的实施方式的非接触供电装置的元件安装装置的立体图。

图2是表示本发明的第1实施方式的非接触供电装置、该装置所具有的元件拾取头及Y轴滑块等的图。

图3是表示图2的非接触供电装置的负载控制部的电路例的图。

图4是表示图2的非接触供电装置的非接触供电部、非接触通信部及元件拾取头的立体图。

图5是表示图2的非接触供电装置的阻抗调整部的电路例的图。

图6是表示图2的非接触供电装置的阻抗调整部的另一个电路例的图。

图7是表示本发明的第2实施方式的非接触供电装置、该装置所具有的元件拾取头及Y轴滑块等的图。

具体实施方式

以下，根据附图说明将本发明的非接触供电装置的实施方式适用于元件安装装置的情况。如图1所示，该元件安装装置大致由基板搬运装置10、元件供给装置20及元件转移装置30构成。另外，在图1中，将基板的搬运方向设为X轴方向，将与X轴方向正交的水平方向设为Y轴方向，将与Y轴方向正交的垂直方向设为Z轴方向。

基板搬运装置10是排列设置有2列向X轴方向搬运基板的第一搬运装置11及第二搬运装置12的所谓双输送机式的基板搬运装置。第一搬运装置11及第二搬运装置12构成为：在基台13上分别将一对导轨14a、14b、15a、15b彼此平行地相对且分别水平地排列设置，并将支撑并搬运分别通过所述导轨14a、14b、15a、15b引导的基板的一对传送带(省略图示)彼此相对地排列设置。此外，在第一搬运装置11及第二搬运装置12上分别设置有夹紧装置(省略图示)，该夹紧装置推起并夹紧搬运到预定位置的基板，从而在元件安装位置定位固定基板。

元件供给装置20是在基座1上排列设置有多个供料器21的盒式的元件供给装置。供料器21包括：主体22，能够脱离地安装于基座1；供给卷盘23，设置于主体22的后部，卷绕保持以预定间距封入有元件的细长的带(省略图示)；以及元件取出部24，设置于主体22的前端，通过链轮(省略图示)以预定间距抽出带，将元件解除封入状态并依次送入。此外，在元件供给装置20与基板搬运装置10之间，设置有由CCD等构成的元件识别用相机25，该元件识别用相机25检测后述的元件转移装置30的元件拾取头32上所保持的元件的保持位置。

元件转移装置30架设于基座1的上部，是配置于基板搬运装置10及元件供给装置20的上方的XY机械臂式的元件转移装置。元件转移装置30包括头移送机构31及元件拾取头32(相当于本发明的“负载部”)。头移送机构31包括：Y轴滑块34，通过Y轴伺服马达33在Y轴方向上移动；和X轴滑块36，被该Y轴滑块34引导为能够沿X轴方向移动，并通过固定在Y轴滑块34上的X轴伺服马达35沿X轴方向移动。

在Y轴伺服马达33的输出轴上连结有在Y轴方向上延伸的滚珠丝杠轴37。滚珠丝杠轴37经由滚珠(省略图示)与固定在Y轴滑块34上的滚珠螺母38螺合。即，Y轴滑块34构成为通过由Y轴伺服马达33的驱动引起的滚珠丝杠轴37的旋转，经由滚珠螺母38被导轨39引导而在Y轴方向上移动。

如图2所示，在X轴伺服马达35的输出轴上连结有在X轴方向上延伸的滚珠丝杠轴40。滚珠丝杠轴40经由滚珠(省略图示)与固定在X轴滑块36上的滚珠螺母41螺合。即，X轴滑块36构成为通过由X轴伺服马达35的驱动引起的滚珠丝杠轴40的旋转，经由滚珠螺母41被导轨42引导而在X轴方向上移动。在该X轴滑块36上能够更换地安装有将元件安装于基板上的元件拾取头32。

在元件拾取头32上安装有：吸嘴支架部43，向下方突出地设置，装卸后述的元件吸嘴44；元件吸嘴44，设置于该吸嘴支架部43的下端部，吸附保持元件；以及由CCD等构成的基板识别用相机45，向下方突出地设置，为了识别基板位置而拍摄基板。吸嘴支架部43被支撑为能够通过Z轴伺服马达46在Z轴方向上升降，且能够通过R轴伺服马达47围绕吸嘴轴旋转。

将元件吸嘴44与省略图示的真空泵连接，从而能够在吸嘴前端吸引元件，元件吸嘴44安装在吸嘴支架部43的下端部。在元件拾取头32上安装有吸附1个元件的元件吸嘴44，但也可以代替该元件吸嘴44而安装现有的旋转式元件吸嘴，即如下的旋转式元件吸嘴：在能够旋转的圆筒状的吸嘴支架部上将多个元件吸嘴以等角度间隔配置在圆周上，使吸嘴支架部旋转的同时使元件吸嘴依次升降而依次吸附多个元件。

如图2所示，由非接触供电装置50向元件拾取头32供给电力。该非接触供电装置50包括负载控制部51、供电控制部52、非接触供电部53、负载用存储部54、非接触通信部55及阻抗调整部56。

负载控制部51设置于元件拾取头32，与后述的非接触供电部53的非接触受电电极53b连接。该负载控制部51构成为能够控制元件拾取头32的动作，即主要能够控制使吸嘴支架部43升降及旋转的Z轴伺服马达46及R轴伺服马达47的动作。作为一例，如图3所示，负载控制部51包括：AC/DC转换部51a，与非接触供电部53的非接触受电电极53b连接，对所供电的电力进行AC/DC转换；和逆变器51b，分别与该AC/DC转换部51a、Z轴伺服马达46及R轴伺服马达47连接，分别向Z轴伺服马达46及R轴伺服马达47供给通过AC/DC转换部51a转换后的电力。

供电控制部52设置于Y轴滑块34，与后述的阻抗调整部56连接。该供电控制部52构成为能够产生向负载控制部51供电的电力。

非接触供电部53包括多个圆板状的非接触送电电极53a和形成为直径与非接触送电电极53a大致相同的1个圆板状的非接触受电电极53b。如图2及图4所示，非接触送电电极53a在X轴方向上隔着预定间隔排列粘贴在Y轴滑块34的顶板上表面34a上，并与阻抗调整部56连接。非接触受电电极53b以在X轴滑块36移动过程中与非接触送电电极53a隔着预定间隔相对的方式，粘贴在以与Y轴滑块34的顶板上表面34a相对的方式与元件拾取头32一体设置的突出部32a的底板背面32b上，并与负载控制部51连接。非接触送电电极53a及非接触受电电极53b构成为能够利用电场耦合、磁场耦合等以非接触方式向负载控制部51供给供电控制部52中所产生的电力。

负载用存储部54设置于元件拾取头32，与后述的非接触通信部55的发光元件55a连接。该负载用存储部54构成为能够存储与该元件拾取头32对应的负载阻抗值。该负载阻抗值是例如负载控制部51上所设置的驱动使吸嘴支架部43升降的Z轴伺服马达46的升降电路在驱动时的最大阻抗值、及驱动使吸嘴支架部43旋转的R轴伺服马达47的旋转电路在驱动时的最大阻抗值。

非接触通信部55包括激光二极管及LED等发光元件55a和光电二极管等受光元件55b。如图2及图4所示，发光元件55a与非接触送电电极53a在Y轴方向上排列而粘贴在元件拾取头32的突出部32a的底板背面32b上，并与负载用存储部54连接。受光元件55b以X轴滑块36移动到最端部时与发光元件55a隔着预定间隔相对的方式，与粘贴在最端部的非接触受电电极53b在Y轴方向上排列而粘贴在Y轴滑块34的顶板上表面34a上，并与后述的阻抗调整部56连接。

阻抗调整部56设置于Y轴滑块34，分别与供电控制部52、非接触供电部53的非接触送电电极53a及非接触通信部55的受光元件55b连接。该阻抗调整部56构成为从负载用存储部54读出与所更换的元件拾取头32对应的负载阻抗值，并经由非接触通信部55接收所述负载阻抗值，能够调节为供电控制部52的送电侧阻抗值与所接收的负载阻抗值成为同一值。另外，也可以构成为，在更换了元件拾取头32时，负载控制部51从负载用存储部54读出负载阻抗值，并经由非接触通信部55发送到阻抗调整部56。

作为一例，如图5所示，阻抗调整部56包括：一对断续切换部56a、56b，与供电控制部52并联连接；切换控制部56c，分别与非接触通信部55的受光元件55b及一对断续切换部56a、56b连接，控制一对断续切换部56a、56b的切换；第一电阻56d，分别与一个断续切换部56a及非接触供电部53的非接触送电电极53a连接；电容56e，与另一个断续切换部56b连接；以及第二电阻56f，分别与所述电容56e及非接触供电部53的非接触送电电极53a连接。该阻抗调整部56通过切换控制部56c切换控制一对断续切换部56a、56b，从而调节为供电控制部52的送电侧阻抗值与所接收的负载阻抗值成为同一值。

此外，作为另一例，如图6所示，阻抗调整部56包括：可变电阻56g，分别与供电控制部52及非接触供电部53的非接触送电电极53a连接；和电阻变化控制部56h，与非接触通信部55的受光元件55b及可变电阻56g连接，控制可变电阻56g的电阻变化。该阻抗调整部56通过电阻变化控制部56h控制可变电阻56g的电阻变化，从而调节为供电控制部52的送电侧阻抗值与所接收的负载阻抗值成为同一值。

接着，说明所述结构的元件安装装置的动作。首先，驱动基板搬运装置10的传送带，基板被导轨14a、14b(15a、15b)引导而搬运到预定的位置。并且，通过夹紧装置，基板被推起并夹紧，定位固定于预定位置。接着，驱动Y轴伺服马达33及X轴伺服马达35，从而使Y轴滑块34及X轴滑块36移动，并使元件拾取头32移动到元件供给装置20的元件取出部24。

之后，使Z轴伺服马达46正转，从而使吸嘴支架部43下降，元件吸嘴44的前端部被下压至靠近搬运到元件取出部24的元件的位置。在该状态下，从真空泵向吸嘴44供给负压，由元件吸嘴44的前端部吸附保持元件。之后，使Z轴伺服马达46反转，从而使吸嘴支架部43上升。

接着，驱动Y轴伺服马达33及X轴伺服马达35，从而使Y轴滑块34及X轴滑块36移动，并使元件拾取头32移动到元件识别用相机25的上方。并且，检测由元件吸嘴44的前端部所吸附保持的元件的保持姿态，若有需要，则通过使R轴伺服马达47旋转，来修正由元件吸嘴44的前端部所吸附保持的元件的保持姿态。

接着，驱动Y轴伺服马达33及X轴伺服马达35，从而使Y轴滑块34及X轴滑块36移动，使元件拾取头32移动到基板的元件安装位置的上方。并且，使Z轴伺服马达46正转，从而使吸嘴支架部43下降，将由元件吸嘴44的前端部所吸附保持的元件安装于基板的元件安装位置。在该状态下，停止供给从真空泵向吸嘴44供给的负压，使元件从元件吸嘴44的前端部脱离。之后，使Z轴伺服马达46反转，从而使吸嘴支架部43上升，开始安装下一个元件。

在此，所述元件安装装置的动作中Z轴伺服马达46及R轴伺服马达47的旋转是由非接触供电装置50控制的。即，阻抗调整部56从当前安装的元件拾取头32的负载用存储部54读出与该元件拾取头32对应的负载阻抗值，并经由非接触通信部55以非接触方式接收该负载阻抗值。并且，适当切换控制一对断续切换部56a、56b，或者控制可变电阻56g的电阻变化，调节为在供电控制部52中所产生的电力的送电侧阻抗值与所接收的负载阻抗值成为同一值，并经由非接触供电部53以非接触方式送电至负载控制部51。

负载控制部51通过AC/DC转换部51a对所受电的电力进行AC/DC转换，并经由逆变器51b分别供电至Z轴及R轴伺服马达46、47。由此，送电侧阻抗值被高精度地调整为如下负载阻抗值，即驱动使当前安装的元件拾取头32的吸嘴支架部43升降的Z轴伺服马达46的升降电路、及驱动使吸嘴支架部43旋转的R轴伺服马达47的旋转电路的负载阻抗值。因此，能够提高对元件拾取头32进行的非接触供电的传送效率。

此外，由于具有所述阻抗调整部56，因此不需要现有的测定负载阻抗值并运算最大传送效率的送电侧阻抗值的阻抗测定电路及运算电路。通常情况下，由高精度的模拟电路构成的阻抗测定电路昂贵且大型，但由于不需要阻抗测定电路，因此能够实现非接触供电装置50的低成本化及小型化。

接着，参照图7说明非接触供电装置的第2实施方式。另外，与图2所示的第1实施方式的非接触供电装置50具有相同结构的部分标以同一标号，省略其详细说明。该非接触供电装置60与第1实施方式的非接触供电装置50相比，负载控制部51、供电控制部52、非接触供电部53、负载用存储部54及非接触通信部55为相同结构，但负载用存储部54中所存储的信息及阻抗调整部61为不同结构。

负载用存储部54设置于元件拾取头32，与非接触通信部55的发光元件55a连接，构成为能够存储与该元件拾取头32对应的识别信息。该识别信息为例如元件拾取头32的名称、种类等信息。

阻抗调整部61包括调整用存储部62，该调整用存储部62构成为能够存储与负载用存储部54中所存储的识别信息对应的负载阻抗值。阻抗调整部61设置于Y轴滑块34，分别与供电控制部52、非接触供电部53的非接触送电电极53a及非接触通信部55的受光元件55b连接。该阻抗调整部61构成为，从负载用存储部54读出与所更换的元件拾取头32对应的识别信息，并经由非接触通信部55接收所述识别信息，从调整用存储部62读出与所接收的识别信息对应的负载阻抗值，并能够调节为送电侧阻抗值与所读出的负载阻抗值成为同一值。另外，阻抗调整部61中的阻抗的调整电路为例如图5及图6所示的结构。通过所述结构的非接触供电装置60，也能够获得与第1实施方式的非接触供电装置50同样的效果。

另外，在所述实施方式中，将元件拾取头32作为负载部进行了说明，但也可以将包含Y轴滑块34的元件拾取头32作为负载部。此外，说明了将送电侧阻抗值调整为与驱动使元件拾取头32的嘴支架部43升降的Z轴伺服马达46的升降电路、及驱动使吸嘴支架部43旋转的R轴伺服马达47的旋转电路的负载阻抗值相同的值的结构，但也可以是将送电侧阻抗值调整为至少与Z轴伺服马达46的升降电路的负载阻抗值相同的值的结构。此外，也可以是将送电侧阻抗值调整为与包含Z轴伺服马达46、R轴伺服马达47的负载阻抗值相同的值的结构。

此外，构成为将负载用存储部54设置于元件拾取头32，并经由非接触通信部55发送接收负载阻抗值，但也可以是将负载用存储部54设置于例如主机、从而以有线方式发送接收负载阻抗值的结构，可以不需要非接触通信部55。此外，在通过直线马达使X轴滑块36移动的结构的情况下，能够构成为通过非接触供电装置50、60向直线马达供电。

Claims

1.一种非接触供电装置，包括：

负载部，能够进行预定的动作，且该负载部的至少一部分能够更换；

负载控制部，控制该负载部的动作；

供电控制部，产生向所述负载控制部供电的电力；

非接触供电部，以非接触方式从所述供电控制部向所述负载控制部供给所述电力；

负载用存储部，存储与所述负载部对应的负载阻抗值；以及

阻抗调整部，从所述负载用存储部读出与所更换的所述负载部对应的所述负载阻抗值，将所述供电控制部的送电侧阻抗值调节为与读出的所述负载阻抗值相同的值，

所述负载部的所述负载阻抗值是升降电路驱动时的阻抗值，该升降电路使将元件安装于基板上的元件安装装置的元件拾取头上所设置的至少吸附所述元件并将该元件安装于所述基板上的元件吸嘴升降。

2.根据权利要求1所述的非接触供电装置，其中，

经由能够以非接触方式进行通信的非接触通信部发送从所述负载用存储部读出的所述负载阻抗值。

3.一种非接触供电装置，包括：

负载控制部，控制该负载部的动作；

供电控制部，产生向所述负载控制部供电的电力；

负载用存储部，存储与所述负载部对应的识别信息；以及

阻抗调整部，包括存储与所述识别信息对应的负载阻抗值的调整用存储部，从所述负载用存储部读出与所更换的所述负载部对应的所述识别信息，从所述调整用存储部读出与读出的所述识别信息对应的所述负载阻抗值，将所述供电控制部的送电侧阻抗值调节为与读出的所述负载阻抗值相同的值，

4.根据权利要求3所述的非接触供电装置，其中，

经由能够以非接触方式进行通信的非接触通信部发送从所述负载用存储部读出的所述识别信息。