CN1926937A - 线性驱动机构和采用该线性驱动机构的电子元件安装装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种线性驱动机构，该线性驱动机构设置在电子元件安装装置中，该电子元件安装装置执行将电子元件安装在衬底上的安装操作并且利用线性马达沿Y方向线性地驱动传送梁(8)。在该线性驱动机构中，待被驱动的目标和线性马达设置成，沿Y方向驱动传送梁(8)的线性马达产生推力的位置(P)与所述待被驱动目标的惯性阻力的中心位置(D1)大致一致，所述待被驱动目标包括例如传送梁(8)、装载头(9)和移动板(12)的可移动部分。因此，可以在加速/减速时消除因惯性作用力而施加在所述传送梁(8)上的扭矩，以及保证了装载位置的精度并且可以延长元件寿命。

Description

线性驱动机构和采用该线性驱动机构的电子元件安装装置
技术领域
本发明涉及一种线性驱动机构，该线性驱动机构设置在如电子元件装载装置的电子元件安装装置中并且线性地驱动如装载头的待被驱动的目标。
背景技术
在如电子元件装载装置的电子元件安装装置中，线性驱动机构通常用作传送如装载头的工作头的头移动机构。近来，一种采用线性运动的线性马达的线性驱动机构越来越多地用在线性驱动机构上，用来代替传统使用的滚珠丝杠类型的线性驱动机构，在滚珠丝杠类型的线性驱动机构中，马达的转动运动通过滚珠丝杠转换成线性运动(例如，参见JP-A-2002-299892.)。
在线性机构中，线性马达赋予的推力施加在配备有装载头的传送梁的端部上。在上述实例中，类似于滚珠丝杠类型的传统装置中的滚珠丝杠的设置位置，线性马达设置成接近于并且平行于导轨。
采用线性马达的线性驱动机构具有高速工作和较高位置精确度的特点，并且线性马达驱动的传送梁以高频率执行很大加速的起动-停止动作。因此，因线性马达的设置位置位于引导轨附近而使得在所述结构的线性驱动机构中存在如下的问题。
当线性马达驱动传送梁时，传送梁的重心位置为在加速和减速时惯性阻力的活动位置(active position)。然而，在上述构造中，线性马达产生的推力位置显著地远离于传送梁的惯性阻力的中心，并且因加速和减速所产生的惯性作用力，扭矩施加在传送梁上。因此，传送梁因扭曲而变形，这影响了装载头装载的精确度，并且扭矩以高频率施加在引导机构上，造成了引导机构元件的寿命缩短。
发明内容
因此，本发明的意图在于，提供一种电子元件安装装置的线性驱动机构，其中，可以保证装载位置的精度，并且在采用线性马达的线性驱动机构中，可以延长机械元件的寿命。
根据本发明，提供了一种用于电子元件安装装置的线性驱动机构，其执行将电子元件安装在衬底上的安装操作并且沿第一方向线性地驱动待被驱动的目标，所述线性驱动机构包括用于沿所述第一方向引导待被驱动目标的引导部和用于沿第一方向驱动待被驱动目标的线性马达，其中，所述待被驱动目标和所述线性马达设置成，所述线性马达产生推力的位置与所述待被驱动目标的惯性阻力的中心位置大致一致。
此外，根据本发明，提供一种用于电子元件安装装置的线性驱动机构，其执行将电子元件安装在衬底上的安装操作并且沿第一方向线性地驱动待被驱动的目标，所述线性驱动机构包括用于沿所述第一方向引导待被驱动目标的引导部和用于沿第一方向驱动待被驱动目标的线性马达，其中，待被驱动目标、线性马达和引导部设置成，所述线性马达产生的推力的位置位于所述待被驱动目标的惯性阻力的中心位置和所述引导部的滑动阻力的中心位置之间。
因此，所述机构的各部分设置成，线性马达产生推力的位置与待被驱动目标的惯性阻力的中心位置大致一致，或位于惯性阻力的中心位置和引导部的滑动阻力的中心位置之间，从而可以在加速和减速时消除因惯性作用力而施加在待被驱动目标上的扭矩，以及可以保证装载精确度，并且可以延长元件寿命。
附图说明
图1是本发明一个实施例的电子元件装载装置的平面图；
图2是本发明一个实施例的电子元件装载装置的剖视图；
图3和图4是示出了本发明一个实施例的电子元件装载装置的Y线性驱动机构结构的示图；以及
图5和图6是本发明一个实施例的电子元件装载装置的剖视图。
具体实施方式
接下来结合附图来说明本发明的实施例。首先，参照图1和图2来说明电子元件装载装置的结构。电子元件装载装置是执行将电子元件安装在衬底上的安装操作的电子元件安装装置。在图1中，传输路径2沿X方向设置在电子元件装载装置的基部1上。传输路径2运送其上安装电子元件的衬底3，并且将衬底3定位在传输路径2上设置的安装位置。传输路径2是用于运输和定位衬底3的衬底定位部分。在传输路径2的两侧，设置有具有多个平行设置的部件进料器5的元件进料部分4和用于从元件进料部分4挑选电子元件并且将其装载在衬底3上的装载机构。
现在对装载机构进行说明。Y线性驱动机构6和导轨7沿Y方向分别设置在基部1的右和左端部。如图2所示，Y线性驱动机构6和导轨7分别设置于框架16和22上，所述框架沿Y方向设置在基部1的顶部上。Y线性驱动机构6是由如下所述的线性马达驱动的线性驱动机构，并且其左端部由导轨7引导的传送梁8在Y方向上(第一方向)由该线性驱动机构移动。也就是说，利用线性马达，Y线性驱动机构6将作为待驱动目标的传送梁8沿第一方向线性地驱动。传送梁8结合有也利用线性马达进行驱动的X线性驱动机构，并且利用该X线性驱动机构沿Y方向(第二方向)移动装载头9。所述第二方向为垂直于第一方向的方向。
如图2所示，装载头9是具有多个单元装载头9a的多类型装载头，并且利用设置在各单元装载头9a中的吸嘴9b来吸取和保持电子元件。此外，装载头9具有整体移动的衬底识别摄像机9c，并且衬底识别摄像机9c与装载头9一起移动到衬底3上并且识别衬底3的位置。
参照图3对Y线性机构6的线性马达的构造进行说明。如图3所示，形成U形的三个框架构件15a、15b和15c沿Y方向设置在框架16顶部。在框架15b的底侧处和框架15c顶部，分别形成线性马达的定子的两排磁体构件14竖直地设置成沿Y方向在水平位置上相对的两排。
传送梁8的右端与作为驱动移动部的竖直移动板12连接，并且可动体13、滑块7和线性头19固定在移动板12的外侧上。在基部框架16的内侧，导轨18和线性标尺分别沿Y方向设置。可动体13设置在两排相对磁体构件14之间，并且可动体1沿Y方向将驱动力经由移动板12传输给传送梁8。
滑块17沿Y方向可滑动地安装在导轨18中。导轨18、滑块17和移动板12形成用于沿第一方向引导作为被驱动目标的传送梁8的引导部分。线性头19位于与线性标尺20相对而成一定间隔的位置，并且当传送梁8移动时，线性头19沿线性标尺20移动，从而输出Y方向的位置信号。
接下来，对线性马达产生推力的位置与待被驱动目标的阻力的中心位置之间的关系进行说明。在这里，待被驱动的目标除了包括传送梁8之外，还包括移动板12和与传送梁8一起移动的装载头9。在图3中，可动体13的中心所示的点P指示由线性马达所产生的推力位置(施加在两排磁体构件14和可动体13之间的磁力作用的中心点)。
D1指示待被驱动的目标(传送梁8、移动板12和装载头9)重心的竖直位置，或在加速/减速时惯性阻力的中心位置，并且在此实例中，各部分的布局和重量分布设置成惯性阻力D1的中心位置与传送梁8的中心轴线大致一致。
在如图3所示的实例中，待被驱动的目标和线性马达设置成，所产生的推力位置P与惯性阻力的中心位置D1大致一致。也就是说，移动板12上的可动体13的竖直位置设置成，可动体13的竖直中心位置与传送梁8的中心轴线的竖直位置大致一致。因此，在线性马达的加速/减速时，线性马达产生的推力可以施加在待被驱动目标的惯性阻力的中心位置上。
因此，传统装置中的问题，或者因线性马达产生的推力位置显著地远离传送梁的惯性阻力的中心位置而引起的扭矩可以得以避免。于是，因传送梁的变形所引起的装载头的摆动可以得以防止，因此可以确保装载位置的精度，并且可以防止对引导部分施加过度的载荷，因此可以延长元件的寿命。
当传送梁8移动时，除了在加速/减速时产生惯性阻力之外，还因滑块17沿导轨18的滑动而产生滑动阻力。当与惯性阻力的大小相比不能忽略滑动阻力的大小时，除了考虑惯性阻力的中心位置之外，还要考虑滑动阻力施加的位置和滑动阻力的大小来设定所产生推力的位置P。
也就是说，如图4所示，待被驱动的目标和线性马达以及引导部分设置成，所产生推力的位置P与待被驱动目标的惯性阻力的中心位置D1和引导部分(滑块17和导轨18)滑动所产生的滑动阻力的中心位置D2之间的合成阻力的中心位置大致一致。关于滑动阻力的大小，可以通过测量来获得近似值，并且滑动阻力的值与可通过待被驱动目标的质量和加速度计算出来的惯性阻力的值结合，从而可以估计合成阻力的中心位置。以这样的方式设定所产生推力的位置P，从而在以高速加速/减速时能够实现更加稳定的操作。
图5和6示出了应用如此设定的产生推力的位置来移动具有与所述实施例不同构造的梁的实例。也就是说，图5所示的实例示出了Y线性驱动机构6设置在传送梁8的两侧，而不是Y线性驱动机构6在图2中仅设置在传送梁6的一侧。
图6示出了这样的实例，即块状移动块12A用作将线性马达产生的推力传递给传送梁8的驱动移动部，而不是图2所示的竖直移动板12。在实施例中，固定在移动块12A的底部的滑块17A和设置在水平面上的导轨18A形成用于将待驱动目标在Y方向上引导的引导部。
虽然在实施例中，作为电子元件安装装置，图示了用于将电子元件装载在衬底上的电子元件装载装置的实例，但是本发明可以应用到形成电子元件安装线的安装装置上，例如丝网印刷装置。
本申请基于并且要求在2004年4月23日提交的日本专利申请No.2004-127842的优先权的权益，其内容在整体上通过引用并入到本文中。
工业实用性
本发明的电子元件装载装置的线性驱动机构具有如下优点：可以消除在加速/减速时因惯性作用力而施加在待被驱动目标上的扭矩，可以保证装载位置的精确度并且可以延长元件寿命，并且可用于线性驱动机构上，该线性驱动机构设置在例如电子元件装载装置的电子元件安装装置上，并且线性地驱动例如装载头的待被驱动目标。

Claims (10)

1、一种用于电子元件安装装置的线性驱动机构，其执行将电子元件安装在衬底上的安装操作并且沿第一方向线性地驱动待被驱动的目标，所述线性驱动机构包括：
用于沿所述第一方向引导待被驱动目标的引导部，以及
用于沿第一方向驱动所述待被驱动目标的线性马达，
其中，所述待被驱动目标和所述线性马达设置成，所述线性马达产生的推力的位置与所述待被驱动目标的惯性阻力的中心位置大致一致。
2、如权利要求1所述的线性驱动机构，其中，所述线性马达具有竖直设置成沿所述第一方向在水平位置上相对的两排定子和在所述两排定子之间设置的可动体，并且所述可动体通过设置在所述待被驱动目标的侧端面上的驱动移动部将驱动力沿所述第一方向传递给所述待被驱动目标。
3、如权利要求1所述的线性驱动机构，其中，线性标尺在所述第一方向上设置，并且待被驱动目标在与所述线性标尺相对的位置处具有线性头，该线性头输出所述第一方向上的位置信号。
4、如权利要求1所述的线性驱动机构，其中，所述待被驱动目标为结合有线性驱动机构的传送梁，该传送梁在垂直于所述第一方向的第二方向上移动用于吸附和保持电子元件的装载头。
5、一种用于电子元件安装装置的线性驱动机构，其执行将电子元件安装在衬底上的安装操作并且沿第一方向线性地驱动待被驱动目标，所述线性驱动机构包括：
用于沿所述第一方向引导待被驱动目标的引导部，以及
用于沿第一方向驱动待被驱动目标的线性马达，
其中，待被驱动目标、线性马达和引导部设置成，所述线性马达产生的推力的位置位于所述待被驱动目标的惯性阻力的中心位置和所述引导部的滑动阻力的中心位置之间。
6、如权利要求5所述的线性驱动机构，其中，所述线性马达具有竖直设置成沿所述第一方向在水平位置上相对的两排定子和在所述两排定子之间设置的可动体，并且所述可动体通过设置在所述待被驱动目标的侧端面上的驱动移动部将驱动力沿所述第一方向传递给所述待被驱动目标。
7、如权利要求5所述的线性驱动机构，其中，线性标尺在所述第一方向上设置，并且待被驱动目标在与所述线性标尺相对的位置处具有线性头，该线性头输出所述第一方向上的位置信号。
8、如权利要求5所述的线性驱动机构，其中，所述待被驱动目标结合有线性驱动机构的传送梁，该传送梁在垂直于所述第一方向的第二方向上移动用于吸附和保持电子元件的装载头。
9、一种电子元件安装装置，其执行将电子元件安装在衬底上的安装操作并且沿第一方向线性地驱动待被驱动的目标，所述电子元件安装装置包括：
用于将所述电子元件安装在所述衬底上的安装头，以及
线性驱动机构，其包括：用于在第一方向上引导所述待被驱动的安装头的引导部；以及用于在所述第一方向上驱动所述待被驱动的安装头的线性马达，
其中，所述待被驱动的安装头和所述线性马达设置成，所述线性马达产生的推力的位置与所述待被驱动目标的惯性阻力的中心位置大致一致。
10、一种电子元件安装装置，其执行将电子元件安装在衬底上的安装操作并且沿第一方向线性地驱动待被驱动的目标，所述电子元件安装装置包括：
用于将所述电子元件安装在所述衬底上的安装头，以及
线性驱动机构，其包括：用于在第一方向上引导所述待被驱动的安装头的引导部；以及用于在所述第一方向上驱动所述待被驱动的安装头的线性马达，
其中，所述待被驱动的安装头、线性马达和引导部设置成，所述线性马达产生的推力的位置位于所述待被驱动目标的惯性阻力的中心位置和所述引导部的滑动阻力的中心位置之间。
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Denomination of invention: Linear driving mechanism and electronic component mounting apparatus using the same

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