JP2005158924A - Direct drive mechanism of electronic component mounting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子部品搭載装置などの電子部品実装用装置に配設され、リニアモータなどの駆動源によって搭載ヘッドなどの被駆動体を直線駆動する直動機構に関するものである。 The present invention relates to a linear motion mechanism that is disposed in an electronic component mounting apparatus such as an electronic component mounting apparatus and linearly drives a driven body such as a mounting head by a driving source such as a linear motor.
電子部品搭載装置などの電子部品実装用装置には、搭載ヘッドなどの作業ヘッドを移動させるヘッド移動機構として直動機構が多用される。この直動機構として、従来より用いられていたモータの回転運動をボールねじによって直線運動に変換するタイプの直動機構に替えて、近年リニアモータによって直接直線動作を行わせる方式の直動機構が用いられるようになっている(例えば特許文献1、2,3参照)。
ところで、リニアモータを用いた駆動機構には、一般の回転型モータを用いた駆動機構のようにモータに内蔵されたエンコーダによる被駆動体の位置検出ができず、直線運動をする被駆動体の位置を直接検出するためのリニアスケールを必要とする。ところが、上述の先行技術例に示す直動機構においては、リニアスケールを駆動方向に配設するために、機構部のフレーム部材などの固定面に高精度に仕上げられた取付面を機械加工によって設ける必要があり、設備費用のコストアップの1要因となっていた。 By the way, in a drive mechanism using a linear motor, the position of the driven body cannot be detected by an encoder built in the motor, unlike a drive mechanism using a general rotary motor. Requires a linear scale to detect position directly. However, in the linear motion mechanism shown in the above-mentioned prior art example, in order to dispose the linear scale in the driving direction, a mounting surface finished with high precision is provided by machining on a fixed surface such as a frame member of the mechanism portion. It was necessary, and it was one factor of the cost increase of the equipment cost.
そこで本発明は、リニアスケールによる位置検出を用いた直動機構において、高精度の取付面を必要とせず設備費用を低減することができる電子部品実装用装置の直動機構を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a linear motion mechanism for an electronic component mounting apparatus that can reduce equipment costs without requiring a highly accurate mounting surface in a linear motion mechanism using position detection by a linear scale. And
本発明の電子部品実装用装置の直動機構は、電子部品を基板に実装する実装作業を行う電子部品実装用装置に配設され駆動源によって被駆動体を第1方向に直線駆動する直動機構であって、前記被駆動体を第1方向にガイドするガイド部と、前記駆動源の駆動力を前記被駆動体に伝達する駆動伝達部と、前記ガイド部において前記被駆動体と結合されるスライダと組み合わせて用いられるガイドレールに第1方向に沿って装着されたリニアスケールと、前記被駆動体もしくは駆動伝達部に連結されて前記リニアスケールと対向する位置に装着され被駆動体とともに第1方向へ移動して前記リニアスケールに対する第1方向の相対位置信号を出力するスケールヘッドと、前記相対位置信号を受信して前記被駆動体の第1方向の位置を検出する位置検出部とを備えた。 The linear motion mechanism of the electronic component mounting apparatus according to the present invention is a linear motion that is disposed in an electronic component mounting apparatus that performs a mounting operation for mounting an electronic component on a board and linearly drives a driven body in a first direction by a drive source. A mechanism for guiding the driven body in a first direction; a drive transmission section for transmitting a driving force of the driving source to the driven body; and the guide section coupled to the driven body. A linear scale mounted in a first direction on a guide rail used in combination with a slider, and connected to the driven body or the drive transmission portion and mounted at a position facing the linear scale together with the driven body. A scale head that moves in one direction and outputs a relative position signal in the first direction relative to the linear scale; and a position that receives the relative position signal and detects the position in the first direction of the driven body. And a detection unit.
本発明によれば、被駆動体を第1方向にガイドするガイド部としてスライダと組み合わせて用いられるガイドレールに第1方向に沿ってリニアスケールを装着することにより、リニアスケールによる位置検出を用いた直動機構において、高精度の取付面を必要とせず設備費用を低減することができる。 According to the present invention, the position detection by the linear scale is used by mounting the linear scale along the first direction on the guide rail used in combination with the slider as a guide portion for guiding the driven body in the first direction. In the linear motion mechanism, a high-accuracy mounting surface is not required, and the equipment cost can be reduced.
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の電
子部品搭載装置の平面図、図2、図4,図6は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の断面図、図3、図5,図7は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の移動ビームの駆動伝達部の構造説明図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2, 4 and 6 are cross-sectional views of the electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is an explanatory view of the structure of the drive transmission unit of the moving beam in the electronic component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention.
まず図1,図2を参照して電子部品搭載装置の構造を説明する。図1において、電子部品搭載装置の架台1上には、X方向に搬送路2が配設されている。搬送路2は電子部品が実装される基板3を搬送し、搬送路2上に設定された2つの実装ステージS1,S2において基板3を位置決めする。実装ステージS1,S2は、それぞれ両側に複数のパーツフィーダ5を並設した部品供給部4と、部品供給部4から電子部品を取り出して基板3に搭載する搭載機構とを備えている。
First, the structure of the electronic component mounting apparatus will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, a
搭載機構について説明する。実装ステージS1,S2の中間には、2基のY直動機構6がY方向に配設されている。Y直動機構6は後述するようにリニアモータによって駆動される直動機構であり、この直動機構によって、2つのガイドレール7,7Aによって両端部をガイドされたX直動機構8をY方向に移動させる。X直動機構8は同様にリニアモータによって駆動される直動機構であり、この直動機構によって搭載ヘッド9をX方向に移動させる。
The mounting mechanism will be described. Two Y
図2に示すように、搭載ヘッド9は複数の単位搭載ヘッド9aを備えたマルチタイプの搭載ヘッドであり、各単位搭載ヘッド9aに備えられた吸着ノズル12によって電子部品を吸着保持する。また搭載ヘッド9には一体的に移動する基板認識カメラ13が設けられており、基板認識カメラ13は搭載ヘッド9とともに基板3上に移動してその位置を認識する。
As shown in FIG. 2, the
Y直動機構6、X直動機構8を駆動することにより、搭載ヘッド9はXY方向に移動し、これにより部品供給部4のパーツフィーダ5から電子部品をピックアップし、基板3に移送搭載する。部品供給部4と搬送路2との間には、ラインカメラ10およびノズルストッカ11が配設されている。部品供給部4から電子部品を取り出した搭載ヘッド9がラインカメラ10の上方を通過することにより、搭載ヘッド9に保持された電子部品が認識される。ノズルストッカ11には、各単位搭載ヘッド9aに装着される吸着ノズル12を電子部品の種類毎に収納しており、搭載ヘッド9がノズルストッカ11にアクセスすることにより、吸着ノズル12の交換が自動的に行われる。
By driving the Y
次に図3を参照して、Y直動機構6について説明する。Y直動機構6は、上述の電子部品搭載装置など、電子部品を基板に実装する実装作業に使用される電子部品実装用装置に配設され、駆動源としてのリニアモータによって被駆動体であるX直動機構8をY方向(第1方向)に直線駆動する機能を有し、X直動機構8へリニアモータの駆動を伝達する駆動伝達部およびX直動機構8のY方向への移動をガイドするガイド部を備えている。
Next, the Y
すなわち、図3に示すように、架台1上にはガイドレール7AがY方向に配設されており、ガイドレール7Aにスライド自在に嵌合したスライダ26は、X直動機構8に連結された連結部材25の下面に結合されている。ガイドレール7A、スライダ26および連結部材25は、X直動機構8を第1方向にガイドするガイド部となっており、このガイド部においては、ガイドレール7Aはスライダ26と組み合わせて用いられる。なおガイドレール7Aは、通常のリニアガイド用のガイドレール7に、予め位置検出用のリニアスケールを装着したものである。
That is, as shown in FIG. 3, a
15はY直動機構6を構成する縦通ブラケットであり、架台1上に垂直姿勢でY方向(第1方向)に配設されている。縦通ブラケット15の側面には、固定子16、可動子17を対向させて構成されたリニアモータの固定子16が固定されている。可動子17の背面
(固定子16との対向面の反対側の面)には移動プレート18が結合されており、移動プレート18の背面側に設けられたフランジ部19は、連結部材25の上面に結合されている。これにより、可動子17の駆動力はフランジ部19を介して連結部材25へ伝達される。移動プレート18および連結部材25は、駆動源であるリニアモータのY方向の駆動力を、被駆動体であるX直動機構8に伝達する駆動伝達部となっている。
移動プレート18の上端部および下端部には軸方向を上下に向けた姿勢で複数のガイドローラ21が装着されている。ガイドローラ21は、縦通ブラケット15の側面にY方向に配設されたガイドレール20に当接している。移動プレート18が可動子17によって駆動されるときには、ガイドローラ21はガイドレール20に沿って転動する。
A plurality of
リニアモータ稼働時には、可動子17と固定子16との間に磁力による吸引力が作用するが、この吸引力はガイドローラ21がガイドレール20に当接して押圧することによる反力によって支持される。これにより吸引力は、ガイドレール7とスライダ26を組み合わせたガイド部には作用せず、X直動機構8が高速度でY方向に移動する場合においても、ガイド部が重負荷状態で動作することがなく、部品寿命を確保することができる。
When the linear motor is in operation, a magnetic attraction force acts between the
また移動プレート18の上端に固着されたプレート22には、軸方向を水平に向けた姿勢で複数のガイドローラ23が装着されている。縦通ブラケット15の上端部には、ガイドローラ23が嵌合するガイド溝24がY方向に形成されており、移動プレート18が可動子17とともに移動する際には、ガイドローラ23がガイド溝24内を転動する。これにより、移動プレート18のZ方向の位置が保持される。
A plurality of
次に、Y直動機構6における位置検出機構について説明する。前述のように、X著駆動機構8のY方向への移動をガイドするガイドレールのうち、Y直動機構6側のガイドレール7Aには、予め位置検出用のリニアスケール30Aが装着されたものが用いられている。リニアスケール30Aは、ガイドレール7Aのリニアモータ側の側面7aのうち、スライダ26との間に介在するボールやローラなどを組み合わせたベアリング部27を避けた範囲に、長手方向に沿って装着されている。
Next, the position detection mechanism in the Y
図3に示すように、駆動伝達部を構成する移動プレート18の下端部からは装着ブラケット18aが下方に延出して設けられており、装着ブラケット18aにはスケールヘッド31Aが検出面をリニアスケール30Aに対向させて装着されている。スケールヘッド31Aは、被駆動体であるX直動機構8のY方向への移動に際し被駆動体とともに第1方向へ移動し、リニアスケール30Aに対するY方向の相対位置信号を出力する。スケールヘッド31Aは電子部品搭載装置の制御部に設けられた位置検出部32に接続されており、位置検出部32はスケールヘッド31Aからの相対位置信号を受信して、X直動機構8のY方向の位置を検出する。
As shown in FIG. 3, a mounting
位置検出機構としてリニアスケールを用いる直動機構において、上述のようにガイドレールにリニアスケールを装着する構成を採用することにより、機構部のフレーム部材などの固定面に高精度に仕上げられた取付面を機械加工によって設ける必要がない。これにより、機械加工に要する費用やリニアスケールを機構部に組み込む手間を省くことができ、設備費用を低減することができる。 In the linear motion mechanism that uses a linear scale as the position detection mechanism, a mounting surface that is finished with high precision on the fixed surface of the frame member, etc. of the mechanism by adopting a configuration in which the linear scale is mounted on the guide rail as described above. Need not be provided by machining. Thereby, the cost required for machining and the trouble of incorporating the linear scale into the mechanism portion can be saved, and the equipment cost can be reduced.
なお上述例では、リニアスケール30Aをガイドレール7Aのリニアモータ側の側面に装着した例を示しているが、以下に説明するような装着方法を用いてもよい。図4,図5は、リニアスケール30Aと同様のリニアスケール30Bを、ガイドレール7Bの上面7bに装着した例を示している。この例では、図5に示すように、ガイドレール7Bの上面とスライダ26との間に存在する隙間を利用して、リニアスケール30Bをガイドレール
7Bに装着している。そして、リニアスケール30Bに対向するスケールヘッド31Bは、移動プレート18から水平方向にガイドレール7Bの上方まで延出した装着ブラケット18aに、検出面を下方に向けた姿勢で装着されている。
In the above example, the
また図6,図7は、リニアスケール30Aと同様のリニアスケール30Cを、ガイドレール7Cのリニアモータ側と反対側の側面7cに装着した例を示している。この例では、リニアスケール30Cに対向するスケールヘッド31Cは、連結部材25から下方に延出した装着ブラケット25aに装着されている。これら3通りの装着例は、機構を構成する他部品との干渉を勘案して選択される。
6 and 7 show an example in which a
上記例では、Y直動機構6について説明したが、搭載ヘッド9を移動させるX直動機構8についても、同様の構成が適用される。すなわち、X直動機構8への適用例では、X方向が第1方向であり、搭載ヘッド9が被駆動体となる。この場合においても、ガイド部に用いられるガイドレールには上記構成のものが採用される。
In the above example, the Y
なお本実施の形態では、電子部品実装用装置として電子部品を基板に搭載する電子部品搭載装置の例を示したが、スクリーン印刷装置など電子部品実装ラインを構成する実装用装置にも本発明を適用することができる。さらに本発明は、駆動源としてリニアモータを用いた直動機構のみならず、通常の回転型モータを駆動源とする直動機構に対しても適用できる。 In this embodiment, an example of an electronic component mounting apparatus that mounts an electronic component on a substrate is shown as an electronic component mounting apparatus. However, the present invention is also applied to a mounting apparatus that constitutes an electronic component mounting line such as a screen printing apparatus. Can be applied. Furthermore, the present invention can be applied not only to a linear motion mechanism using a linear motor as a drive source, but also to a linear motion mechanism using a normal rotary motor as a drive source.
本発明の電子部品実装用装置における直動機構は、リニアスケールによる位置検出を用いた直動機構において、高精度の取付面を必要とせず、設備費用を低減することができるという効果を有し、電子部品搭載装置などの電子部品実装用装置に配設され搭載ヘッドなどの被駆動体を直線駆動する直動機構に有用である。 The linear motion mechanism in the electronic component mounting apparatus according to the present invention has an effect that the linear motion mechanism using the position detection by the linear scale does not require a highly accurate mounting surface and can reduce the equipment cost. It is useful for a linear motion mechanism that is disposed in an electronic component mounting apparatus such as an electronic component mounting apparatus and linearly drives a driven body such as a mounting head.
1 電子部品搭載装置
2 搬送路
3 基板
4 部品供給部
6 Y直動機構
7,7A,7B,7C ガイドレール
8 X直動機構
9 搭載ヘッド
18 移動プレート
25 連結部材
30A,30B,30C リニアスケール
31A,31B、31C リニアヘッド
DESCRIPTION OF
Claims (3)
In a linear motion mechanism that linearly drives a driven body in a first direction by a driving source, the guide rail is used in combination with a slider coupled to the driven body as a guide portion that guides the driven body in the first direction. A guide rail, wherein a linear scale is mounted along the first direction.
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JP2003393621A JP2005158924A (en) | 2003-11-25 | 2003-11-25 | Direct drive mechanism of electronic component mounting apparatus |
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Cited By (2)
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CN102548387A (en) * | 2010-12-21 | 2012-07-04 | Juki株式会社 | Component assembling device |
CN103841815A (en) * | 2012-11-19 | 2014-06-04 | Juki株式会社 | Direct drive mechanism for electronic part mounting device |
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