JP4508437B2 - 電子部品実装装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子部品の種類は多岐にわたっており、そのため、微少チップ部品からロングコネクターなどの電子部品まで多様な電子部品を扱うことができ、かつ高い生産性を実現できる電子部品実装装置が強く求められている。
【０００３】
図４は、複数のヘッド部を有する従来の電子部品実装装置の駆動部の構成を示す。各ヘッド部２１は、電子部品を吸着装着可能な複数のノズル２２を有し、Ｘ軸部２３に取り付けられていて、Ｘ軸部２３に備えられた駆動手段によってＸ軸方向に移動自在である。各Ｘ軸部２３は、その一端の関節部２４においてＹ軸部２５に連結され、他端においてガイド２６に移動自在に支持されていて、Ｙ軸部２５に配置されたボールネジ２７が駆動モータ２８により回転されるに伴ってＹ軸方向に移動するようになっている。したがって、複数のヘッド部２１はそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動自在であり、このような駆動方式によって、多種類の電子部品を効率よく実装し高生産性を実現している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来駆動方式の電子部品実装装置では、ヘッド部２１の位置決め整定時に、ガイド２６に支持されたＸ軸部２３の従動側端部の挙動が制御しきれず、ヘッド部２１の位置決めに時間を要するという問題があった。また、ヘッド部２１の位置によってＹ軸部２５の駆動モータ２８の負荷が変化するため、安定した位置決め精度が確保できないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題を解決するもので、電子部品を吸着装着するヘッド部を速やかに精度よく位置決め整定できる電子部品実装装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、ヘッド部を取付けＹ軸方向に移動させるＸ軸部の両端を、タイミングを合わせて位置決め整定動作させ得る構成とすることで、ヘッド部の速やかな位置決めを可能としたものである。
【０００７】
すなわち請求項１記載の発明は、装着すべき部品を保持できる装着ヘッド部をＸ軸方向に駆動する第１，第２のＸ軸部と、前記第１，第２のＸ軸部の両端を支持してＹ軸方向に駆動するＹ軸部とを有する電子部品実装装置であって、前記Ｙ軸部に、Ｙ軸方向に沿って並列に配設された第１，第２の固定子を設け、前記第１，第２のＸ軸部の両端のそれぞれに、前記第１，第２の固定子に沿って移動可能な可動子を設け、前記第１のＸ軸部に設けられた可動子は、前記第１の固定子側が駆動側の可動子、前記第２の固定子側が制動側の可動子として設定されており、前記第２のＸ軸部に設けられた可動子は、前記第１の固定子側が制動側の可動子、前記第２の固定子側が駆動側の可動子として設定されており、前記Ｙ軸部は、前記第１，２のＸ軸部の駆動側の可動子の、前記第１，２の固定子上における位置を検出する第１，２の位置検出手段と、前記第１，２のＸ軸部の目標位置と前記第１，２の位置検出手段の検出位置に応じて第１，２のＸ軸部の駆動側が目標位置に近づくよう前記第１，２のＸ軸部の駆動側の可動子を駆動するとともに、前記第１，２のＸ軸部の駆動側が目標位置に近づいたことを検出したことに対応して、前記第１，２のＸ軸部の制動側の可動子に制動動作を行なわせて前記第１，２のＸ軸部の制動側に制動をかける制御部と、を有するもので、２本のＸ軸部を備えた装置構成において、位置決め整定が遅れがちなＸ軸部の従動側端部を制動側の可動子によって速やかに整定できる。また、２本のＸ軸部のそれぞれの駆動側を第１の固定子と第２の固定子とに振り分けているので、駆動側に配線が集中することはない。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の電子部品実装装置において、第１の固定子とそれに沿って移動可能な可動子、および第２の固定子とそれに沿って移動可能な可動子をそれぞれ、リニアモータで構成したもので、Ｘ軸部の両端を確実にサポートすることができ、またＸ軸部のＹ軸方向位置によってモータ負荷が変化することもないので、ヘッド部を安定して駆動することが可能であり、安定した位置決め精度が確保できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態における電子部品実装装置の駆動部の概略全体構成を示す斜視図、図２は同平面図である。
【００１２】
図１および図２において、２個のヘッド部１はそれぞれ、真空圧等を利用して電子部品を吸着装着可能な複数のノズル２を有し、Ｘ軸部３Ａ，３Ｂに取り付けられていて、Ｘ軸部３Ａ，３Ｂに備わる駆動手段によってＸ軸方向に移動可能である。Ｘ軸部３Ａ，３Ｂはそれぞれ両端においてＹ軸部４に支持されており、Ｘ軸方向と垂直なＹ軸方向に移動可能である。
【００１３】
Ｙ軸部４は、互いに間隔をおいて並列にＹ軸方向に沿って配設された一対のガイドベース５Ａ，５Ｂと、ガイドベース５Ａ，５Ｂのそれぞれに一列に配列された固定子６Ａ，６Ｂと、固定子６Ａ，６Ｂのそれぞれに沿って上下段に配置されたガイドレール７Ａ，７Ｂと、Ｘ軸部３Ａの一端を担持しガイドレール７Ａに移動自在に支持されたテーブル８Ａと、Ｘ軸部３Ａの他端を担持しガイドレール７Ｂに移動自在に支持されたテーブル８Ｂと、Ｘ軸部３Ｂの一端を担持しガイドレール７Ｂに移動自在に支持されたテーブル８Ｃと、Ｘ軸部３Ｂの他端を担持しガイドレール７Ａに移動自在に支持されたテーブル８Ｄと、テーブル８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄに設置されたコイル部９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄとを有している。
【００１４】
そしてこれら、固定子６Ａとコイル部９Ａ、固定子６Ａとコイル部９Ｄ、固定子６Ｂとコイル部９Ｂ、固定子６Ｂとコイル部９Ｃはそれぞれ、リニアモータを構成しており、テーブル８Ａ，８Ｃに係るリニアモータ（６Ａ，９Ａ；６Ｂ，９Ｃ）は駆動側、テーブル８Ｂ，８Ｄに係るリニアモータ（６Ｂ，９Ｂ；６Ａ，９Ｄ）は従動側として設定されている。
【００１５】
Ｙ軸部４はまた、固定子６Ａ，６Ｂ上におけるテーブル８Ａ，８Ｃの位置を検出する位置検出手段として、ガイドベース５Ａ，５Ｂに固定子６Ａ，６Ｂの配列方向に沿って設けられた位置検出スケール１０Ａ，１０Ｂと、Ｘ軸部３Ａ，３Ｂに係るテーブル８Ａ，８Ｃに設置され位置検出スケール１０Ａ，１０Ｂより現在位置を検出する位置センサ１１Ａ，１１Ｃとを有するとともに、Ｘ軸部３Ａ，３Ｂの目標位置と前記位置検出手段の検出位置とに応じて、テーブル８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄに係るリニアモータの駆動を独立して制御する制御部１２を有している。
【００１６】
位置検出スケール１０Ａ，１０Ｂは、原点位置マーカと等間隔で配列されたスリットなどの位置検出マーカとからなり、位置センサ１１Ａ，１１Ｃは、テーブル８Ａ，８Ｃに伴われて移動する際に原点位置マーカから位置検出マーカをカウントすることで位置検出するようになっている。
【００１７】
以下、上記構成を有する電子部品実装装置の動作を説明する。２個のヘッド部１は同様に動作制御されるので、一方のＸ軸部３Ａのヘッド部１で代表して説明する。動作制御を行うのは制御部１２である。
【００１８】
図３に示すように、ヘッド部１のＹ軸方向の位置決め動作を開始するに際して、まずテーブル８Ａを原点に戻す。そして、Ｓ１において、駆動側のリニアモータの励磁をＯＮし、従動側のリニアモータの励磁をＯＦＦしておく。この励磁ＯＮ，ＯＦＦは、固定子６Ａ，６Ｂの電源を常時ＯＮした状態で、テーブル８Ａのコイル部９Ａの電源をＯＮ，ＯＦＦすることによる。
【００１９】
次に、Ｓ２で駆動側のテーブル８Ａの動作を指令し、コイル部９Ａの電流値を制御することにより、テーブル８Ａをガイドレール７Ａで案内しながら目標位置へと移動開始させ、Ｓ３で加速させ、Ｓ４で予め決めた最高速移動に達したら、Ｓ５で減速させる。この間は、テーブル８Ｂは通電されない状態で、Ｘ軸部３Ａに伴われて移動することになる。
【００２０】
その際に、固定子６Ａ上における駆動側のテーブル８Ａの位置を位置検出スケール１０Ａとセンサ１１Ａとで検出し、検出位置と目標位置との差を算出し、Ｓ６で、このテーブル８Ａについて、目標位置からの位置偏差が予め設定した量ａより小さいか判断する。位置偏差が設定量ａより大きいか等しい場合はさらに減速する。
【００２１】
位置偏差が設定量ａより小さくなったら、Ｓ７で、駆動側のコイル部９Ａの電源をＯＦＦする一方で、従動側のコイル部９Ｂの電源をＯＮしてテーブル８Ｂにブレーキをかける。Ｓ８で駆動側のテーブル８Ａの目標位置からの位置偏差が設定量ｂ（＜ａ）より小さくなったら、Ｓ９でコイル部９Ｂの電流を大きくしテーブル８Ｂに強くブレーキをかける。
【００２２】
このようにすることにより、Ｓ１０で、駆動側のテーブル８Ａ（したがってＸ軸部３Ａの一端）を目標位置に位置決めし、その位置決め完了時に、従動側のテーブル８Ｂ（したがってＸ軸部３Ａの他端）をほとんどオーバシュートさせることなく、ほぼ同時に位置決め完了することができる。
【００２３】
テーブル８Ａ，８Ｂの停止後に、ヘッド部１のノズル２の先端位置決めを行ない、吸着（あるいは装着）動作させる。
その後、Ｓ１１において、次の目標位置へとヘッド部１のＹ軸方向の位置決め動作を開始する。
【００２４】
以上のようにして、Ｘ軸部３Ａ，３Ｂについて、位置決め整定が遅れがちな従動側のテーブル８Ｂ，８Ｄを速やかに整定できるので、Ｘ軸部３Ａ，３Ｂのヘッド部１をともに、速やかに精度よく位置決めすることが可能であり、生産効率を従来よりも向上できる。
【００２５】
また、Ｘ軸部３Ａ，３Ｂの両端をリニアモータ構成としたので、Ｘ軸部３Ａ，３Ｂを両端において確実にサポートすることができ、Ｘ軸部３Ａ，３ＢのＹ軸方向位置によってモータ負荷が変化することもないので、各ヘッド部１を安定して駆動することが可能となり、安定した位置決め精度が確保できる。しかも、駆動側のテーブル８Ａ，８Ｃを固定子６Ａ，６Ｂに振り分けているので、固定子６Ａ，６Ｂの一方に配線が集中することもない。
【００２６】
なお、単一のＸ軸部を設ける場合はもちろんのこと、リニアモータに代わる別途の駆動手段、制動手段を用いる場合も、上記と同様にして駆動、制動を行なうことで、従動側を速やかに整定することができる。Ｘ軸部を上記したように２つ、あるいは２つ以上設ける場合は、Ｘ軸部どうしが干渉しないように制御する。
【００２７】
また、上記においては、位置検出スケール１０Ａ，１０Ｂで原点位置マーカと位置検出マーカとを検出することにより、位置センサ１１Ａ，１１Ｃ（したがってテーブル８Ａ，８Ｃ）の現在位置を検出したが、位置検出スケール１０Ａ，１０Ｂで位置センサ１１Ａ，１１Ｃの絶対位置を検出する構成のアブソリュートエンコーダなど、他の位置検出手段を使用して装置を組み立てることも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、装着ヘッド部を取り付けてＹ軸方向に移動させるＸ軸部の一端と他端に駆動手段と制動手段とを設け、前記駆動手段の位置を検出する位置検出手段を設けて、Ｘ軸部の一端が目標位置に近づいた時にタイミングを合わせて、Ｘ軸部の他端に制動手段によって制動をかけるようにしたので、装着ヘッド部の位置決め整定時間を従来より短縮することができ、特に多品種の電子部品を実装する際の高生産性を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における電子部品実装装置の駆動部の概略全体構成を示した斜視図
【図２】同電子部品実装装置の平面図
【図３】同電子部品実装装置の動作タイミングを示したフローチャート
【図４】従来の駆動方式の電子部品実装装置の概略全体構成を示した平面図
【符号の説明】
１ ヘッド部
２ ノズル
3A, 3B Ｘ軸部
４ Ｙ軸部
6A, 6B 固定子
8A, 8C テーブル
9A, 9C コイル部
8B, 8D テーブル
9B, 9D コイル部
10A,10B 位置検出スケール
11A,11C 位置センサ
12 制御部

Claims (2)

1. 装着すべき部品を保持できる装着ヘッド部をＸ軸方向に駆動する第１，第２のＸ軸部と、前記第１，第２のＸ軸部の両端を支持してＹ軸方向に駆動するＹ軸部とを有する電子部品実装装置であって、
   前記Ｙ軸部に、Ｙ軸方向に沿って並列に配設された第１，第２の固定子を設け、
   前記第１，第２のＸ軸部の両端のそれぞれに、前記第１，第２の固定子に沿って移動可能な可動子を設け、
   前記第１のＸ軸部に設けられた可動子は、前記第１の固定子側が駆動側の可動子、前記第２の固定子側が制動側の可動子として設定されており、
   前記第２のＸ軸部に設けられた可動子は、前記第１の固定子側が制動側の可動子、前記第２の固定子側が駆動側の可動子として設定されており、
   前記Ｙ軸部は、
   前記第１，２のＸ軸部の駆動側の可動子の、前記第１，２の固定子上における位置を検出する第１，２の位置検出手段と、
   前記第１，２のＸ軸部の目標位置と前記第１，２の位置検出手段の検出位置に応じて第１，２のＸ軸部の駆動側が目標位置に近づくよう前記第１，２のＸ軸部の駆動側の可動子を駆動するとともに、前記第１，２のＸ軸部の駆動側が目標位置に近づいたことを検出したことに対応して、前記第１，２のＸ軸部の制動側の可動子に制動動作を行なわせて前記第１，２のＸ軸部の制動側に制動をかける制御部と、
   を有する電子部品実装装置。
2. 第１の固定子とそれに沿って移動可能な可動子、および第２の固定子とそれに沿って移動可能な可動子をそれぞれ、リニアモータで構成した請求項１に記載の電子部品実装装置。

Images