JP5824161B2 - 駆動装置 - Google Patents

Description

本明細書で開示される技術は、可動部を単軸又は複数軸で駆動する駆動装置に関する。本明細書で開示される技術は特に、基板作業機に設けられている駆動装置に関する。ここでいう基板作業機は、基板に対して所定の作業を行うものであり、例えば、回路基板にクリームはんだを印刷するはんだ印刷機、回路基板に電子部品を実装する実装機（表面実装機又はチップマウンタともいう）、電子部品が実装された回路基板を検査する基板検査機などが含まれる。

基板作業機には、単軸又は複数軸で可動部を駆動する駆動装置が設けられている。例えば、基板作業機の一例である実装機は、吸着ノズル及びマークカメラなどの機能装置が搭載された可動部をＸ−Ｙ平面で駆動する駆動装置を備えている。この種の駆動装置では、給電ケーブル及び通信ケーブルを利用して、可動部に対して電力給電と信号通信が行われることが多い。しかしながら、これらの変形可能なケーブルは、断線及びスペース増大という点で問題がある。そこで、通信ケーブルを無線化する技術が開発されており、その一例が特開平６−１６４１９２号公報、及び特開平１０−２６１９９６号公報に開示されている。

上記公報では、可動部に対する通信は無線化されてはいるが、電力給電には給電ケーブルが利用されている。このため、断線及びスペース増大という問題は依然として残っている。本明細書で開示される技術は、断線及びスペース増大という問題を解決することを目的としている。

本明細書で開示される駆動装置の一実施形態は、固定部、固定部に設けられている第１通信器、固定部に対して第１方向に沿って移動可能に構成されている第１可動部、第１可動部に設けられているとともに第１通信器と無線で通信可能に構成されている第２通信器、及び固定部に設けられた送電部から第１可動部に設けられた受電部に非接触で電力を供給する非接触電力供給装置を備えている。

本明細書で開示される駆動装置では、固定部と第１可動部の間の電力給電と信号通信の双方が無線化されている。このため、本明細書で開示される駆動装置では、ケーブルが断線するという事態が発生せず、省スペース化も図られる。

実装機の斜視図を示す。 実装機に設けられている部品移載装置の斜視図を示す。 Ｙ軸可動部の要部の斜視図を示す。 Ｙ軸可動部の要部の斜め下方からの斜視図を示す。 実装機に設けられている部品移載装置のＹ軸方向からの側面図を示す。 非接触電力供給装置の回路図を示す。 多重通信されるデータ種の内容を示す。 送信側の誤り設定装置のブロック図を示す。 受信側の誤り確認装置のブロック図を示す。 多重化データ列の一例を示す。

以下、本明細書で開示される技術の特徴を整理する。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。

本明細書で開示される駆動装置の一実施形態は、固定部、固定部に設けられている第１通信器、固定部に対して第１方向に沿って移動可能に構成されている第１可動部、第１可動部に設けられているとともに第１通信器と無線で通信可能に構成されている第２通信器、及び固定部に設けられた送電部から第１可動部に設けられた受電部に非接触で電力を供給する非接触電力供給装置を備えている。第１可動部を第１方向に沿って駆動する駆動機構は、特に限定されるものではない。第１可動部を駆動する駆動機構には、一例では、リニアモータ又はボールねじを用いた駆動機構が含まれる。第１通信器と第２光通信器は、一方向に通信を行ってもよく、双方向に通信を行ってもよい。非接触電力供給装置に用いられる電力伝送方式は、特に限定されるものではない。非接触電力供給装置には、一例では、電界結合方式、電磁共鳴方式、又は電磁誘導方式が用いられる。

本明細書で開示される駆動装置では、非接触電力供給装置の送電部が、一対の送電電極と、一対の送電電極に電気的に接続されているインダクタと、一対の送電電極に交流電力を供給する交流電源を有していてもよい。さらに、非接触電力供給装置の受電部は、一対の送電電極にそれぞれ対向する一対の受電電極を有していてもよい。この態様の非接触電力伝送装置は、電界結合方式を利用して電力を供給することができる。

本明細書で開示される駆動装置では、第１通信器が第１光無線通信器であり、第２通信器が第２光無線通信器であってもよい。この場合、第１光無線通信器と第２光無線通信器の間の光信号の光軸は、第１方向に平行である。この駆動装置では、第１可動部が第１光無線通信器と第２光無線通信器の間の光信号の光軸に沿って移動するので、第１光無線通信器と第２光無線通信器の間の通信が安定する。

本明細書で開示される駆動装置は、第２可動部、第３光無線通信器、及び第４光無線通信器をさらに備えていてもよい。第２可動部は、第１可動部に設けられており、第１可動部に対して第１方向とは異なる第２方向に沿って移動可能に構成されている。第３光無線通信器は、第１可動部に設けられており、第２光無線通信器に接続されている。第４光無線通信器は、第２可動部に設けられている。この場合、第３光無線通信器と第４光無線通信器の間の光信号の光軸は、第２方向に平行である。この駆動装置では、第２可動部が第３光無線通信器と第４光無線通信器の間の光信号の光軸に沿って移動するので、第３光無線通信器と第４光無線通信器の間の通信が安定する。また、第１可動部には、第２光無線通信器と第３光無線通信器が設けられており、この間において光信号が電気信号に変換されている。このため、第１可動部に設けられている機能装置に必要な電気信号を供給することができる。

本明細書で開示される駆動装置は、第２可動部、モータ、及び制御部をさらに備えていてもよい。第２可動部は、第１可動部に設けられており、第１可動部に対して第１方向とは異なる第２方向に沿って移動可能に構成されている。モータは、第１可動部に設けられており、第２可動部を駆動する。制御部は、第１可動部に設けられており、モータを制御する。この場合、制御部は、第１通信器から第２通信器に送信された指令信号に基づいてモータを駆動する。第１通信器と第２通信器を利用した無線技術により、モータを駆動する制御部も第１可動部に設けることが可能になる。

本明細書で開示される駆動装置では、第１通信器と第２通信器が、複数のデータを多重化して通信を行うように構成されていてもよい。可動部には様々な機能装置が設けられており、このため、可動部に設けられた機能装置への信号及び／又は機能装置からの信号も様々である。多重化通信技術を用いることで、これらの複数種類の信号を安定して高速に通信することができる。

以下、図面を参照して、回路基板上に集積回路を形成する際に用いられる実装機を説明する。回路基板上の集積回路は、はんだ印刷機、実装機、及びリフロー炉を順に搬送されて形成される。はんだ印刷機は、回路基板上の電子部品の搭載位置にクリームはんだを印刷する。実装機は、クリームはんだが印刷された回路基板上の搭載位置に電子部品を搭載する。リフロー炉は、回路基板に熱処理を施すことで電子部品を回路基板上にハンダ付けする。

図１に示されるように、実装機１０は、隣接して配置されている２つモジュールを備えており、モジュールの各々は共通した構成となっている。図１は、２つのモジュールのうちの１つのモジュールの外装板を外した状態で示している。モジュールの各々は、部品供給装置１１０、基板搬送装置１２０、２つの部品移載装置１３０，１４０、及び入出力装置１８０を備える。入出力装置１８０は、オペレータ入力を受け付け可能であるとともに、モジュールのステータス情報及びオペレータへの各種指示信号を表示可能に構成されている。モジュールは、これらの装置が機台１９０に組み付けられることで構成されている。

部品供給装置１１０は、回路基板に搭載する複数種類の電子部品を部品吸着位置に供給する装置であり、複数のカセット式のフィーダ１１１が並設して構成されている。フィーダ１１１は、機台１９０に着脱可能に構成されている。フィーダ１１１は、電子部品がテーピングされているキャリアテープを所定ピッチずつ送り出し、電子部品を部品吸着位置に順次供給する。

基板搬送装置１２０は、機台１９０に固定されており、回路基板を搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って搬送するとともに、所定の作業位置で回路基板を位置決めする。基板搬送装置１２０は、２つの搬送ユニット（図示省略）が並設されているダブルコンベアタイプである。

２つの部品移載装置１３０，１４０の各々は、共通した構成となっており、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能なＸＹロボットタイプである。２つの部品移載装置１３０，１４０の各々は、基板搬送装置１２０の２つの搬送ユニットの各々に対応して設けられている。以下では、部品移載装置１３０を説明し、部品移載装置１４０の説明を省略する。

図１に示されるように、部品移載装置１３０は、Ｙ軸可動部３を有するＹ軸駆動装置１３０Ｙ、及びＸ軸可動部４を有するＸ軸駆動装置１３０Ｘを備えている。Ｙ軸駆動装置１３０Ｙは、リニアモータ機構（後述する）を有しており、Ｙ軸可動部３を機台１９０に対してＹ軸方向に移動可能に構成されている。Ｙ軸可動部３は、請求項に記載の第１可動部の一例に対応する。リニアモータ機構の一部の構成要素は、部品移載装置１３０と部品移載装置１４０で兼用されている。Ｘ軸駆動装置１３０Ｘは、ボールねじ送り機構（後述する）を有しており、Ｘ軸可動部４をＹ軸駆動装置１３０Ｙに対してＸ軸方向に移動可能に構成されている。Ｘ軸可動部４は、請求項に記載の第２可動部の一例に対応する。このように、部品移載装置１３０は、Ｙ軸駆動装置１３０ＹとＸ軸駆動装置１３０Ｘを利用して、Ｘ軸可動部４をＸ−Ｙ平面で駆動可能に構成されている。

Ｙ軸可動部３は、可動本体部３１及びスライド部材３２を有する。可動本体部３１は、後述するリニアモータ機構の一構成要素であり、Ｙ軸方向に摺動可能に構成されている。スライド部材３２は、Ｘ軸方向に延びた板状であり、一端３２ａが可動本体部３１に固定されており、他端３２ｂが機台１９０に固定された補助レールにベアリングを介して当接しており、Ｙ軸方向に摺動可能に構成されている。

Ｘ軸可動部４は、可動本体部４１及び搭載ヘッド部４２を有する。可動本体部４１は、後述するボールねじ送り機構の一構成要素であり、Ｘ軸方向に摺動可能に構成されている。搭載ヘッド部４２は、可動本体部４１に着脱可能に構成されている。搭載ヘッド４２には、図示を省略するが、ＣＣＤカメラで構成されるマークカメラ、吸着ノズル、吸着ノズルを昇降及び回転させるためのモー夕、吸着ノズルに負圧を発生させるためのエアポンプ、これらモータ及びエアポンプを制御するための制御部、及び各種のセンサが設けられている。マークカメラは、部品供給装置１１０、基板搬送装置１２０、及び回路基板の所定位置に印された基準マークを撮像し、これら構成要素の位置確認を行う。吸着ノズルは、部品供給装置１１０から供給される電子部品を吸着し、基板搬送装置１２０で位置決めされている回路基板の搭載位置に電子部品を搭載する。

図２に示されるように、Ｙ軸駆動装置１３０Ｙは、リニアモータ機構２０を有する。リニアモータ機構２０は、軌道部材２５及びＹ軸可動部３の可動本体部３１で構成されている。軌道部材２５は、機台１９０に固定されており、Ｙ軸方向に延びている。軌道部材２５は、底壁部材２１及び一対の側壁部材２２，２３を有しており、上方が開口した溝形状である。一対の側壁部材２２，２３は、底壁部材２１の両方の側縁から起立している。側壁部材２２，２３の内面には、Ｙ軸方向に沿って複数の磁石２４が設けられている。軌道部材２５は、請求項に記載の固定部の一例に対応する。Ｙ軸可動部３の可動本体部３１は、Ｙ軸方向に延びており、その下部が軌道部材２５の溝内に挿入されている。可動本体部３１は、スライド部材３２が配置されている側の側壁部材２３の上部にベアリングを介して当接しており、Ｙ軸方向に摺動可能に構成されている。

図３及び図４に示されるように、可動本体部３１の両側面には、複数の電機子３３が設けられている。電機子３３の各々は、コイルと、コイルを流れる電流によって磁化されるコアを有する。電機子３３は、可動本体部３１の下部が軌道部材２５の溝内に挿入した状態において、軌道部材２５の内面に設けられた磁石２４に対向する。電機子３３のコイルを流れる電流の大きさ及び通電時間は、可動本体部３１に設けられた制御部（図示省略）によって制御される。このように、リニアモータ機構２０は、可動本体部３１に設けられた電機子３３のコアと軌道部材２５の側壁部材２２，２３に設けられた磁石２４の間の磁気力を推進力として、Ｙ軸可動部３をＹ軸方向に駆動する。

図２に示されるように、Ｘ軸駆動装置１３０Ｘは、ボールねじ送り機構３０を有する。ボールねじ送り機構３０は、一対のＸ軸レール３４，３５、ボールねじ３６、駆動モータ３７、ナット駆動部３８（図５参照）、及びＸ軸可動部４の可動本体部４１で構成されている。一対のＸ軸レール３４，３５は、Ｙ軸可動部３のスライド部材３２の側面の上部及び下部に設けられており、Ｘ軸方向に延びている。Ｘ軸可動部４の可動本体部４１は、ベアリングを介してＸ軸レール３４，３５に当接しており、Ｘ軸方向に摺動可能に構成されている。ボールねじ３６は、一対のＸ軸レール３４，３５の間をＸ軸方向に延びている。ボールねじ３６の一端が駆動モータ３７に接続されており、回転可能に構成されている。駆動モータ３７は、Ｙ軸可動部３の可動本体部３１に固定されている。ボールねじ３６の回転速度及び回転方向は、Ｙ軸可動部３の可動本体部３１に設けられた制御部（図示省略）によって駆動モータ３７を制御することで調整される。図５に示されるように、ナット駆動部３８は、Ｘ軸可動部４の可動本体部４１に固定されており、ボールねじ３６に螺合している。駆動モータ３７がボールねじ３６を回転駆動すると、ナット駆動部３８が螺進または螺退して、Ｘ軸可動部４がＸ軸方向に移動する。

（光無線通信システム７の構成）
図２に示されるように、光無線通信システム７は、Ｙ軸駆動装置１３０Ｙに設けられたＹ軸光無線通信部７ＹとＸ軸駆動装置１３０Ｘに設けられたＸ軸光無線通信部７Ｘを備えている。Ｙ軸光無線通信部７Ｙは、一対の光無線通信器７１，７２を有する。Ｘ軸光無線通信部７Ｘは、一対の光無線通信器７３，７４を有する。これらの光無線通信器７１，７２，７３，７４はいずれも、光信号を送信するためのレーザ素子と光信号を受信するための光電変換素子を有しており、光信号の送受信が可能に構成されている。

第１光無線通信器７１は、軌道部材２５の一方の端部（図面左奥）に固定されており、レーザ素子の光出射面及び光電変換素子の光入射面が第２光無線通信器７２に向くように配置されている。第２光無線通信器７２は、Ｙ軸可動部３の可動本体部３１に固定されており、レーザ素子の光出射面及び光電変換素子の光入射面が第１光無線通信器７１に向くように配置されている。第１光無線通信器７１と第２光無線通信器７２の光信号の光軸は、Ｙ軸方向に平行である。

第３光無線通信器７３は、Ｙ軸可動部３の可動本体部３１に固定されており、レーザ素子の光出射面及び光電変換素子の光入射面が第４光無線通信器７４に向くように配置されている。第４光無線通信器７４は、Ｘ軸可動部４の可動本体部４１に固定された第２受電回路６７（詳細は後述する）上に固定されており、レーザ素子の光出射面及び光電変換素子の光入射面が第３光無線通信器７３に向くように配置されている。第３光無線通信器７３と第４光無線通信器７４の光信号の光軸は、Ｘ軸方向に平行である。また、第４光無線通信器７４及び第２受電回路６７がＸ軸可動部４の可動本体部４１に固定されているので、生産形態に応じて搭載ヘッド部４１を取替えたとしても、第４光無線通信器７４及び第２受電回路６７は共通したものを用いることができる。

第１光無線通信器７１から第２光無線通信器７２に送信される光信号には、例えば、リニアモータ機構２０の電機子３３を制御する制御部への指令信号、ボールねじ送り機構３０の駆動モータ３７を制御する制御部への指令信号、Ｘ軸駆動部４に設けられている吸着ノズルを制御する制御部への指令信号が含まれる。これらの指令信号は、第２光無線通信器７２において光信号から電気信号に変換される。このうち、吸着ノズルを制御する制御部への指令信号は、第３光無線通信器７３において電気信号から光信号に変換され、第４光無線通信器７４に送信される。

第４光無線通信器７４から第３光無線通信器７３に送信される光信号には、例えば、吸着ノズルを昇降及び回転させるモー夕からフィードバックされる位置データ、マークカメラで撮像された画像データが含まれる。これらのデータは、第３光無線通信器７３において光信号から電気信号に変換され、さらに第２光無線通信器７２において電気信号から光信号に変換され、第１光無線通信器７１に送信される。また、リニアモータ機構２０からフィードバックされる位置データ及びボールねじ送り機構３０からフィードバックされる位置データも、第２光無線通信器７２において電気信号から光信号に変換され、第１光無線通信器７１に送信される。

（非接触電力供給装置１の構成）
実装機１０では、軌道部材２５とＹ軸可動部３の間、及びＹ軸可動部３とＸ軸可動部４の間のいずれにおいても、非接触電力供給装置１（図６で詳細する）による電力供給が行われている。まず、軌道部材２５とＹ軸可動部３の間の非接触電力供給装置１に関して説明する。

図２に示されるように、非接触電力供給装置１は、高周波電源回路５１、及び一対の第１送電電極板５２，５３を備えている。高周波電源回路５１は、軌道部材２５の底壁部材２１の一方の端部（図２の右手前側）の下面に設けられている。高周波電源回路５１は、例えば、１００ｋＨｚ〜ＭＨｚ帯の高周波電力を生成可能に構成されている。高周波電源回路５１は、出力周波数及び出力電圧を調整可能に構成されている。また、高周波電源回路５１は、正弦波又は矩形波の出力電圧波形を生成可能に構成されている。高周波電源回路５１の具体的な回路構成は後述する。

一対の第１送電電極板５２，５３は、軌道部材２５の底壁部材２１の上面に配設されている。一対の第１送電電極板５２，５３は、Ｘ方向に離れて配置されているとともに、Ｙ軸方向に延びている。第１送電電極板５２，５３には、金属板が用いられる。第１送電電極板５２，５３の一方の端部（図２の右手前側）は、底壁部材２１の一方の端面で下方に向けて屈曲している。第１送電電極板５２，５３の屈曲部は、高周波電源回路５１の出力端子に電気的に接続されている。

図４に示されるように、非接触電力供給装置１はさらに、一対の第１受電電極板５５，５６及び第１受電回路５７を備えている。一対の第１受電電極板５５，５６は、可動本体部３１の底面に配設されている。第１受電電極板５５，５６は、Ｘ軸方向に離れて配置されているとともに、Ｙ軸方向に延びている。第１受電電極板５５，５６は、可動本体部３１の底面の略全域に配設されている。第１受電電極板５５，５６には、金属板が用いられる。第１受電電極板５５，５６の一方の端部（図４の右手前側）は、可動本体部３１の一方の端面で上方に向けて屈曲している。第１受電電極板５５，５６の屈曲部５５１，５６１は、第１受電回路５７の入力端子に電気的に接続されている。第１受電回路５７は、可動本体部３１上に固定されている。第１受電回路５７は、第１受電電極板５５，５６が受け取った高周波電力を変換し、可動本体部３１に設けられた第１電気負荷Ｌ１に給電する。第１受電回路５７の具体的な回路構成は、後述する。

一対の第１送電電極板５２，５３と一対の第１受電電極板５５，５６は、対向配置されており、一対のキャパシタを構成する。一対の送電電極板５２，５３と一対の第１受電電極板５５，５６の間の距離は、Ｙ軸可動部３がＹ軸方向に移動しても維持される。このため、一対のキャパシタの静電容量は、Ｙ軸可動部３の位置に依存せずに概ね一定である。

次に、Ｙ軸可動部３とＸ軸可動部４の間の非接触電力供給装置１に関して説明する。図２及び図３に示されるように、非接触電力供給装置１は、高周波送電回路６１及び一対の第２送電電極板６２，６３を備えている。高周波送電回路６１は、第１受電回路５７上に設けられている。高周波送電回路６１は、その入力端子が第１受電回路５７の出力端子に電気的に接続されており、第１受電回路５７から給電される。高周波送電回路６１の出力端子は、給電線６２１，６３１を介して一対の第２送電電極板６２、６３に電気的に接続されている。高周波送電回路６１は、一対の第２送電電極板６２、６３に高周波電力を給電する。高周波送電回路６１の具体的な回路構成は、後述する。

一対の第２送電電極板６２，６３は、Ｙ軸可動部３のスライド部材３２の上面に配設されている。第２送電電極板６２，６３は、Ｙ軸方向に離れて配置されており、Ｘ軸方向に延びている。第２送電電極板６２，６３には、金属板が用いられる。

非接触電力供給装置１はさらに、一対の第２受電電極板６５，６６、及びＸ軸可動部４の上面に固定された第２受電回路６７を備えている。一対の第２受電電極板６５，６６は、第２受電回路６７の先端側の底面に配設されている。第２受電電極板６５，６６は、Ｙ軸方向に離れて配置されており、Ｘ軸方向に延びている。第２受電電極板６５，６６には、金属板が用いられる。第２受電電極板６５，６６は、第２受電回路６７の入力端子に電気的に接続されている。第２受電回路６７は、Ｘ軸可動部４の上面から一対の第２送電電極板６３，６４の上方に張り出すように設けられている。第２受電回路６７は、第２受電電極板６５，６６が受け取った高周波電力を変換し、Ｘ軸可動部４に設けられた第２電気負荷Ｌ２に給電する。第２受電回路６７の具体的な回路構成は、後述する。

一対の第２送電電極板６２，６３と一対の第２受電電極板６５，６６は、対向配置されており、一対のキャパシタを構成している。一対の第２送電電極板６２，６３と一対の第２受電電極板６５，６６の間の距離は、Ｘ軸可動部４がＸ軸方向に移動しても維持される。このため、一対のキャパシタの静電容量は、Ｘ軸可動部４の位置に依存せずに、概ね一定である。

（非接触電力伝送装置の回路図）
図６に、非接触給電装置１の回路図を示す。ここで、機台１９０に対して相対移動しない固定された箇所、すなわち、軌道部材２５などを固定部２と称する。固定部２の高周波電源回路５１は、商用周波数電源５１１、全波整流回路５１２、平滑回路５１３、高周波発生回路５１４、及び同調コイル５１５を有する。全波整流回路５１２は、４個の整流ダイオードのブリッジ接続によって構成されており、商用周波数電源５１１の交流電力を全波整流して脈流分を含んだ直流電力を生成する。平滑回路５１３は、脈流分を平滑して変動の少ない直流電力を生成する。

高周波発生回路５１４は、４個のスイッチング素子のブリッジ接続によって構成されており、直流電力を高周波電力に変換する。高周波発生回路５１４のスイッチングのタイミングは、高周波制御部（図示省略）により制御されており、出力周波数が可変可能である。高周波発生回路５１４の出力端子の一方は、同調コイル５１５を介して一方の第１送電電極板５２に接続されている。高周波発生回路５１４の出力端子の他方は、他方の第１送電電極板５３に接続されている。高周波発生回路５１４は、請求項に記載の交流電源の一例に対応する。同調コイル５１５は、請求項に記載のインダクタの一例に対応する。

Ｙ軸可動部３の第１受電回路５７は、全波整流回路５７１及び平滑回路５７２を有する。全波整流回路５７１は、４個の整流ダイオードのブリッジ接続によって構成されており、入力側は一対の第１受電電極板５５，５６に接続されている。全波整流回路５７１は、第１受電電極板５５，５６が受け取った高周波電力を全波整流して脈流分を含んだ直流電力を生成する。平滑回路５７２は、脈流分を平滑して変動の少ない直流電力を生成する。平滑された直流電力は、第１電気負荷Ｌ１及び高周波送電回路６１に給電される。第１電気負荷Ｌ１には、リニアモータ機構２０、ボールねじ送り機構３０、第２光無線通信器７２、及び第３光無線通信器７３が含まれる。

高周波送電回路６１は、４個のスイッチング素子をブリッジ接続した高周波発生回路６１１及び同調コイル６１２を有する。高周波発生回路６１１は、入力側が平滑回路５７２に接続されており、平滑された直流電力を高周波電力に変換する。高周波発生回路６１１のスイッチングのタイミングは、高周波制御部（図示省略）により制御されており、出力周波数が可変可能である。高周波発生回路６１１の出力端子の一方は、同調コイル６１２を介して一方の第２送電電極板６２に接続されている。高周波発生回路６１１の出力端子の他方は、他方の第２送電電極板６３に接続されている。

Ｘ軸可動部４の第２受電回路６７は、全波整流回路６７１及び平滑回路６７２を有する。全波整流回路６７１は、４個の整流ダイオードのブリッジ接続によって構成されており、入力側が一対の第２受電電極板６５，６６に接続されている。全波整流回路６７１は、第２受電電極板６５，６６が受け取った高周波電力を全波整流して脈流分を含んだ直流電力を生成する。平滑回路６７２は、脈流分を平滑して変動の少ない直流電力を生成する。平滑された直流電力は、第２電気負荷Ｌ２に給電される。第２電気負荷Ｌ２には、マークカメラを制御するための制御部、吸着ノズルを昇降及び回転させるためのモー夕、吸着ノズルに負圧を発生させるためのエアポンプ、これらモータ及びエアポンプを制御するための制御部、各種のセンサ、及び第４光無線通信器７４が含まれる。

固定部２とＹ軸可動部３の間の非接触電力供給装置１は、高周波電源回路５１、同調コイル５１５、一対の第１送電電極板５２，５３、一対の第１受電電極板５５，５６、及び第１受電回路５７で構成されている。ここで、共振回路を用いた非接触給電を行えるように、同調コイル５１５が適正に選定され、かつ高周波発生回路５１４の出力周波数が調整される。これにより、高周波電源回路５１と第１受電回路５７の間に共振電流が流れ、大きな給電容量及び高い給電効率が得られる。

Ｙ軸可動部３とＸ軸可動部４の間の非接触電力供給装置は、高周波送電回路６１、同調コイル６１２、一対の第２送電電極板６２，６３、一対の第２受電電極板６５，６６、及び第２受電回路６７で構成されている。ここで、共振回路を用いた非接触給電を行えるように、同調コイル６１２が適正に選定され、かつ高周波発生回路６１１の出力周波数が調整される。これにより、高周波送電回路６１と第２受電回路６７の間に共振電流が流れ、大きな給電容量及び高い給電効率が得られる。

上記したように、実装機１０に設けられた部品移載装置１３０では、固定部２からＹ軸可動部３に対する電力給電、及びＹ軸可動部３からＸ軸可動部４に対する電力給電が無線化されている。さらに、Ｙ軸可動部３に設けられたリニアモータ機構２０及びボールねじ送り機構３０に対する指令信号、さらに、Ｘ軸可動部４に設けられた吸着ノズルに対する指令信号及びマークカメラからの画像データの通信も無線化されている。このため、実装機１０に設けられた部品移載装置１３０では、電力ケーブル及び通信ケーブルが設けられておらず、断線という問題が発生しない。また、これらケーブルが存在しないので、省スペース化も図られている。さらに、実装機１０に設けられた部品移載装置１３０では、非接触電力供給装置１に電界結合方式が採用されており、光無線通信システム７にレーザ光を利用した光通信方式が採用されている。レーザ光を利用した光通信方式は、電界結合方式による干渉が抑えられるので、低ノイズの通信を行うことができる。このため、レーザ光を利用した光通信方式の光無線通信システム７は、電界結合方式の非接触電力供給装置１と組合わせられることにより、高品質な通信を行うことができる。

（光無線通信システム７を利用した多重化通信）
光無線通信システム７で伝送されるデータには、例えば、Ｘ軸可動部４に設けられたマークカメラの画像データ、リニアモータ機構２０及びボールねじ送り機構３０の制御部に対する動作指令、リニアモータ機構２０及びボールねじ送り機構３０からフィードバックされるサーボ制御情報、又は各種構成要素に設けられた様々なセンサ及びスイッチからのＩ／Ｏ信号が含まれる。光無線通信システム７は、これらのデータ種を多重化して伝送する。

図７は、多重化通信される各種のデータ種を分類した図である。この例では、３種類のデータ種に分類される。（Ａ）に分類される信号は高速信号であり、マークカメラで撮像された画像データが例示される。（Ｂ）に分類される信号は中速信号であり、各制御部の動作指令及びサーボ制御情報が例示される。（Ｃ）に分類される信号は低速信号であり、各種構成要素に設けられた様々なセンサ及びスイッチからのＩ／Ｏ信号が例示される。

（Ａ）に分類される画像データのデータ量は大きい。このようなデータ量が大きいデータ種では、ビットエラーに対してデータの再送を行なうことは現実的ではない。このため、データの再送ではなく、受信先において誤り訂正を行う。ハミング符号の前方誤り訂正コード（ＦＥＣ）が画像データに付与されると、データ量がさらに大きなものとなるので、１ＧＢＰＳ以上のデータ転送レートが要求される。一方、画像データの更新は頻繁に行われるものではないので、データ処理時間として１ｍｓ程度が確保されればよい。このように、画像データの伝送には、データ処理時間は長いものの総データ量が大きいので、高速なデータ転送レートが設定されている。

（Ｂ）に分類される動作指令及びサーボ制御情報は、例えば、リニアモータ機構及びボールねじ送り機構のサーボ制御に用いられる。サーボ制御は、モータからのトルク情報及び位置情報などのサーボ制御情報のフィードバックに応じてモータに対して動作指令を生成する必要があることから、高速な応答が要求される。例えば、１μｓ程度の高速性が要求される。一方、動作指令及びサーボ制御情報に必要とされるデータ量は小さい。このため、動作指令及びサーボ制御情報の伝送には、１２５ＭＢＰＳのデータ転送レートが使用される。また、データ誤りの処理は、指令の確実性が求められることもあり、また制御値が伝送されないことを避けるために、多数決論理による処理が行われる。例えば、パリティ符号を付与した同一の動作指令及びサーボ制御情報を３回送信する。３回の指令のうちパリティチェックで一致及び不一致を検出し、一致した場合に重い係数を付与してデータ値ごとの評点を集計する。その結果、最も高い評点を得たデータ値を確定値とする。複数回のデータ伝送と多数決論理により、確実性を確保しながら確実にデータ値を伝送することができる。また、誤りの処理が単純なことから、高速処理を行なうことができる。

（Ｃ）に分類されるＩ／Ｏ信号は、例えば、ランプへの点灯及び消灯の指示信号や、センサから出力される信号、及びスイッチにより入力された信号である。これらの信号には高速性が要求されることはなく、例えば、数ＫＨｚのデータ転送レート、１ｍｓ程度のデータ処理時間が確保されればよい。データ誤りの処理は、パリティ符号を付与するとともに複数回の伝送により行なわれる。連続伝送において全てのデータが同一データ値であることが確認されれば、伝送されたデータが取得される。連続伝送のうち１回でもデータ値が異なる場合があれば、データの伝送がキャンセルされる。

図８に示されるように、カメラ（例えばマークカメラ）から転送される画像デー夕、モータ（例えば、吸着ノズルを駆動するモータ）から転送されるサーボ制御情報、及びセンサ又はスイッチから転送されるＩ／Ｏ信号はそれぞれ、入力バッファＢ１に取り込まれ、各々のデータ種ごとに誤り設定処理が行われる。

入力バッファＢ１に取り込まれた画像データは、ＦＥＣ付与部Ｂ３により前方誤り訂正符号（ＦＥＣ）が画像データに応じて演算され付与される。ＦＥＣが付与された画像データは多重化部（ＭＵＸ）Ｂ１３に転送される。

入力バッファＢ１に取り込まれたサーボ制御情報は、データ保持部Ｂ５に保持されるとともに、パリティ付与部Ｂ７においてパリティ符号が付加される。パリティ符号が付加されたサーボ制御情報は、多重化部（ＭＵＸ）Ｂ１３に転送される。計測器Ｂ９では、多重化部（ＭＵＸ）Ｂ１３に転送された回数を計数する。制御部Ｂ１１は、計数器Ｂ９において計数された計数値に応じて、データ保持部Ｂ５及びパリティ付与部Ｂ７を制御する。具体的には、計数値として計数される同一データの伝送回数が多数決論理として予め定められている規定回数に達したときに、データ保持部Ｂ５の内容を更新する。また、計数値が規定回数に達するまでは、多重化部（ＭＵＸ）Ｂ１３により多重化される毎に、データ保持部Ｂ５に保持されているサーボ制御情報にパリティ符号を付加して多重化部（ＭＵＸ）Ｂ１３に転送する。

入力バッファＢ１に取り込まれたＩ／Ｏ信号は、データ保持部Ｂ５に保持されるとともに、パリティ付与部Ｂ７においてパリティ符号が付加される。パリティ符号が付加されたＩ／Ｏ信号は、多重化部（ＭＵＸ）Ｂ１３に転送される。計数器Ｂ９では、多重化部（ＭＵＸ）Ｂ１３に転送された回数を計数する。制御部Ｂ１１は、計数器Ｂ９において計数された計数値に応じて、データ保持部Ｂ５及びパリティ付与部Ｂ７を制御する。具体的には、計数値として計数される同一データの伝送回数が予め定められている規定回数に達したときに、データ保持部Ｂ５の内容を更新する。また、計数値が規定回数に達するまでは、多重化部（ＭＵＸ）Ｂ１３により多重化される毎に、データ保持部Ｂ５に保持されているＩ／Ｏ信号にパリティ符号を付加して多重化部（ＭＵＸ）Ｂ１３に転送する。

多重化部（ＭＵＸ）Ｂ１３で多重化されたデータは、多重化信号出力バッファＢ１５を介して発光モジュールＢ１７に転送され、光信号に変換されて伝送路に送出される。ここで、発光モジュールＢ１７は、光無線通信器７１，７２，７３，７４に対応する。

図９に示されるように、伝送路を伝送した光信号は、受光モジュールＢ２１で受光されて電気信号に変換される。ここで、受光モジュールＢ１７は、光無線通信器７１，７２，７３，７４に対応する。変換された電気信号は、多重化信号入力バッファＢ２３に転送され、非多重化部（ＤＥＭＵＸ）Ｂ２５により各データに分離される。分離された各データに対してデータ種ごとに設定された誤り設定に応じて誤り検出処理又は誤り訂正処理が行われる。

高速のデータである画像データは、複合処理Ｂ２７において前方誤り訂正符号（ＦＥＣ）に応じて誤り検出が行われ、必要に応じて誤り訂正部Ｂ２９において誤ったデータ値の訂正処理が行われる。訂正された画像データは、出力バッファＢ３９を介して画像ボードに転送される。

中速のデータであるサーボ制御情報は、誤り検出部Ｂ３１においてパリティチェックが行われる。この場合、計数器Ｂ３３は、誤り検出部Ｂ３１においてパリティチェックが行われた回数を計数する。計数値として計数される同一データの受信回数が多数決論理として予め定められている規定回数に達するまでは、さらに伝送されてくるサーボ制御情報についてのパリティチェックを継続する。計数値が規定回数に達したときに、多数決制御部Ｂ３５において予め定められた多数決論理によりサーボ制御情報のデータ値を確定する。同時に、誤り検出部Ｂ３１の内容を更新して、次のサーボ制御情報の伝送を待つ。多数決論理により確定したサーボ制御情報のデータ値は、出力バッファＢ３９を介して駆動制御ボードに転送される。

低速のデータであるＩ／Ｏ信号は、誤り検出部Ｂ３１においてパリティチェックが行われる。この場合、計数器Ｂ３３は、誤り検出部Ｂ３１においてパリティチェックが行われた回数を計数する。計数値として計数される同一データの受信回数が予め定められている規定回数に達するまでは、さらに伝送されてくるＩ／Ｏ信号についてのパリティチェックを継続する。計数値が規定回数に達したときに、一致検出器Ｂ３７において規定回数のデータ伝送におけるＩ／Ｏ信号のデータ値の一致及び不一致を判断する。データ値が一致していることが判定されれば、一致したデータ値が出力バッファＢ３９を介してＩ／Ｏボードに転送される。不一致なデータ値が検出されれば、伝送されたＩ／Ｏ信号は、規定回数とともに破棄される。

図１０は、多重化データ列の一例であり、図７に例示した３種類のデータを多重化する際の一例である。１フレームを８ｎｓｅｃとし、３ＧＢＰＳのデータ転送レートで多重化通信を行なうように条件が設定されている。この条件では、１フレームを２４ビットで構成することができる。また、サーボ制御情報は、３回伝送するものとする。

上記の条件によれば、サーボ制御情報のフレーム当りの伝送ビット幅として第０〜第５ビットまでの６ビットが確保され、Ｉ／Ｏ信号のフレーム当りの伝送ビット幅として第６〜第７ビットの２ビットが確保され、画像データのフレーム当りの伝送ビット幅として第８〜第２３ビットの１６ビットが確保される。

１ビットのサーボ制御情報を多数決論理する際の繰り返し伝送回数を３回と規定すれば、各ビットに対してパリティビットを付与して総計で６ビットが必要になる。１フレーム当り６ビット幅が確保されているので、１フレームごとに１ビットのサーボ制御情報を伝送するビット幅が確保されている。ここで、１フレームが８ｎｓｅｃという条件なので、サーボ制御情報に要求されるデータ転送レートが１２５ＭＢＰＳ（図７参照）であることに合致する。図１０に例示のフレーム条件によれば、３回伝送の多数決論理による１ビットサーボ制御情報の伝送が可能となる。

この場合、第２ビットのサーボ制御情報は１サンプル前のサーボ制御情報について３回目の伝送である。３回の伝送のうち少なくとも１回の伝送について、伝送されるフレームを異なるフレームにすることにより、バースト誤りの影響を受ける確率を減少させ確実にデータ伝送を行なうことができる。

また、画像データについては、第８〜第２３ビットの１６ビットのビット幅のうち、画像データは８ビット伝送される。残りの４ビットはハミング符号である。さらに、残りの４ビットはランニングディス−ＰＡＲＩＴＹのビットである。

１フレーム当りの周期が８ｎｓｅｃ（周波数が１２５ＭＨｚ）であることから、１フレーム当り８ビットの画像データが伝送されると、単位時間では、８×１２５Ｍ＝１Ｇビットとなり、図７に例示した画像データにおけるデータ転送レートに合致する。

ここで、ランニングディス−ＰＡＲＩＴＹとは、同じビット値が連続するビット列の中間に反転ビット値を挿入する技術である。受信側で伝送されてくる多重化データ列の同期をとるために挿入されるものである。

図１０のフレーム例では、４ビットのランニングディス−ＰＡＲＩＴＹと４ビットのハミング符号の挿入までは許容する条件で、１ＧＢＰＳのデータ転送レートの仕様を満足する構成とすることができる一例である。

なお、Ｉ／Ｏ信号については、多重化データ列を構成するフレームの条件に比してデータ転送レートが低いので、２ビット幅を確保すれば十分に対応することが可能である。

上記したように、光無線通信システム７を利用した多重化通信では、データ転送レート及びデータ処理時間が互いに異なる画像デー夕、サーボ制御情報、Ｉ／Ｏ信号が異なるデータ種に分類され、そのデータ種に応じた誤り設定が行われて多重化通信される。このため、受信側で個別に誤り検出処理又は誤り訂正処理を行なうことができる。

この場合、多重化データ列の全体に対して誤り処理が行なわれないので、受信側において多重化データ列の全体に施された誤りの確認処理は不要である。データ種に応じた誤りの確認処理を行なうことができ、誤り検出及び訂正の処理時間をデータ種に応じて最適化することができる。

以上、本技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

３：Ｙ軸可動部
４：Ｘ軸可動部
２０：リニアモータ機構
３０：ボールねじ機構
３１：可動本体部
３２：スライド部材
５１：高周波電源回路
５２，５３：第１送電電極板
５５，５６：第１受電電極板
５７：第１受電回路
６１：高周波送電回路
６２，６３：第２送電電極板
６５，６６：第２受電電極板
６７：第２受電回路
１３０，１４０：部品移載装置
７１，７２，７３，７４：光無線通信器

Claims (12)

1. 固定部と、
   前記固定部に設けられている第１通信器と、
   前記固定部に対して第１方向に沿って移動可能に構成されており、前記第１方向とは異なる第２方向に延びている第１可動部と、
   前記第１可動部に設けられており、前記第１通信器と無線で通信可能に構成されている第２通信器と、
   前記固定部に設けられた送電部から前記第１可動部に設けられた受電部に非接触で電力を供給する非接触電力供給装置と、を備えており、
   前記非接触電力供給装置の前記送電部と前記受電部の間で電力が伝送される伝送空間が、前記第１可動部の前記第２方向の一方の端部のみに対応して配置されており、
   前記第２通信器が、前記第１可動部の前記第２方向の前記一方の端部にのみ配置されている、駆動装置。
2. 前記第１可動部を前記第１方向に沿って駆動するリニアモータ機構をさらに備える請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記第１通信器と前記第２通信器は、双方向に通信可能に構成されている請求項１又は２に記載の駆動装置。
4. 前記非接触電力供給装置の前記送電部は、一対の送電電極と、前記一対の送電電極に電気的に接続されているインダクタと、前記一対の送電電極に交流電力を供給する交流電源を有し、
   前記非接触電力供給装置の前記受電部は、前記一対の送電電極にそれぞれ対向する一対の受電電極を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の駆動装置。
5. 前記第１通信器は、第１光無線通信器であり、
   前記第２通信器は、第２光無線通信器であり、
   前記第１光無線通信器と前記第２光無線通信器の間の光信号の光軸は、前記第１方向に平行である請求項１〜４のいずれか一項に記載の駆動装置。
6. 前記第１可動部に設けられており、前記第１可動部に対して前記第２方向に沿って移動可能に構成されている第２可動部と、
   前記第１可動部に設けられており、前記第２光無線通信器に接続されている第３光無線通信器と、
   前記第２可動部に設けられている第４光無線通信器と、をさらに備えており、
   前記第３光無線通信器と前記第４光無線通信器の間の光信号の光軸は、前記第２方向に平行である請求項５に記載の駆動装置。
7. 前記第１可動部に設けられており、前記第１可動部に対して前記第２方向に沿って移動可能に構成されている第２可動部と、
   前記第１可動部に設けられており、前記第２可動部を駆動するモータと、
   前記第１可動部に設けられており、前記モータを制御する制御部と、をさらに備えており、
   前記制御部は、前記第１通信器から前記第２通信器に送信された指令信号に基づいて前記モータを駆動する請求項１〜５のいずれか一項に記載の駆動装置。
8. 前記非接触電力供給装置の前記受電部は、前記送電部からの交流電力を直流電力に変換する整流回路を有しており、
   前記整流回路は、前記第２通信器と前記制御部に前記直流電力を供給する、請求項７に記載の駆動装置。
9. 前記整流回路が、前記第１可動部の前記第２方向の前記一方の端部に配置されている、請求項８に記載の駆動装置。
10. 前記第１通信器と前記第２通信器は、複数のデータを多重化して通信を行うように構成されている請求項１〜９のいずれか一項に記載の駆動装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の駆動装置を備えた基板作業機。
12. 固定部と、
    前記固定部に設けられている第１通信器と、
    前記固定部に対して第１方向に沿って移動可能に構成されており、前記第１方向とは異なる第２方向に延びている第１可動部と、
    前記第１可動部に設けられており、前記第１通信器と通信可能に構成されている第２通信器と、
    前記固定部に設けられた送電部から前記第１可動部に設けられた受電部に非接触で電力を供給する非接触電力供給装置と、を備えており、
    前記非接触電力供給装置の前記送電部と前記受電部の間で電力が伝送される伝送空間が、前記第１可動部の前記第２方向の一方の端部のみに対応して配置されており、
    前記第２通信器が、前記第１可動部の前記第２方向の前記一方の端部にのみ配置されている、駆動装置。
    

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