JP6464360B2 - Linear motion device and electronic component mounting device - Google Patents
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Description
本発明は、ビームの延伸方向にスライダを移動可能にした直動装置、およびこの直動装置を備えた電子部品実装装置に関するものである。 The present invention relates to a linear motion device in which a slider can be moved in a beam extending direction, and an electronic component mounting apparatus including the linear motion device.
電子部品実装分野において、直動装置によって水平方向に移動可能な実装ヘッドを用いて基板に部品を実装する電子部品実装装置が知られている。直動装置としては、水平な一方向に延伸した金属製(例えば鉄やアルミニウム)のビームを備え、リニアモータや送りねじ機構などの移動機構を駆動することによって実装ヘッドをビームに沿って移動させる構成のものが用いられている(例えば、特許文献1参照)。 In the electronic component mounting field, an electronic component mounting apparatus is known that mounts a component on a board using a mounting head that can be moved in the horizontal direction by a linear motion device. As a linear motion device, a beam made of metal (for example, iron or aluminum) extending in one horizontal direction is provided, and a mounting head is moved along the beam by driving a moving mechanism such as a linear motor or a feed screw mechanism. The thing of the structure is used (for example, refer patent document 1).
特許文献1に示される先行技術例では、ビームに一方向に延伸した2本のレール(ガイド)が設置されている。各レールにはレールに沿って移動可能なスライドブロック(ガイドブロック)が設けられ、この2つのスライドブロックに実装ヘッドが装着されるスライダが結合されている。またビームには一方向に延伸した平板状の固定子が備えられ、スライダには固定子に対向する面に直方体の可動子が備えられており、この固定子と可動子でリニアモータが形成されている。リニアモータにおいて、可動子に内蔵されたコイルに電流を流して磁束を発生させると、固定子に配設された永久磁石との間に作用する吸引力・反発力によって可動子に推進力が発生してスライダが移動する。
In the prior art example shown in
しかしながら特許文献1では、固定子と可動子の間に作用する吸引力・反発力に起因して次の問題点があった。すなわち固定子と可動子の間には、スライダをレールに沿って移動させる推進力に加えて、スライダをレールの方向に引く力とレールと反対の方向に押す力も発生する。この力によってレールとスライドブロックとの間に摩擦力が発生し、スライダが移動する際にレールとスライドブロックが接する部分が摩耗する。このため製品寿命を考慮した大型のレールとスライドユニットが必要となり、ビームとスライダの軽量化、小型化が制限されてしまうという課題があった。
However,
そこで本発明は、ビームとスライダを軽量化、小型化できる直動装置および電子部品実装装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a linear motion device and an electronic component mounting device that can reduce the weight and size of a beam and a slider.
本発明の直動装置は、作業面に平行な一方向に延伸されたビームと、前記ビームに前記一方向に延伸して設けられたレールと、前記レールに前記一方向に移動可能に設けられたスライダと、前記スライダに設けられた可動子と、前記ビームに前記一方向に延伸して設けられ、前記可動子に上下面が挟みこまれるように配置される固定子を備える。 The linear motion device of the present invention is provided with a beam extending in one direction parallel to the work surface, a rail provided extending in the one direction on the beam, and movable on the rail in the one direction. A slider, a mover provided on the slider, and a stator that is provided so as to extend in the one direction on the beam and is disposed so that the upper and lower surfaces are sandwiched between the mover.
本発明の電子部品実装装置は、作業面に平行な一方向に延伸されたビームと、前記ビームに前記一方向に延伸して設けられたレールと、前記レールに前記一方向に移動可能に設けられたスライダと、前記スライダに設けられた可動子と、前記ビームに前記一方向に延伸して設けられ、前記可動子に上下面が挟みこまれるように配置される固定子を有する直動装置を備えた部品実装装置であって、前記スライダに電子部品を保持して基板に搭載する実装ヘッドが設けられ、前記作業面において基板に電子部品の実装を行う。 An electronic component mounting apparatus according to the present invention is provided with a beam extending in one direction parallel to a work surface, a rail provided extending in the one direction on the beam, and movable on the rail in the one direction. A linear motion device having a slider, a mover provided on the slider, and a stator that is provided so as to extend in the one direction on the beam and is arranged so that upper and lower surfaces are sandwiched between the mover A mounting head for holding the electronic component on the slider and mounting the electronic component on the substrate, and mounting the electronic component on the substrate on the work surface.
本発明によれば、ビームとスライダを軽量化、小型化することができる。 According to the present invention, the beam and the slider can be reduced in weight and size.
まず図1、図2を参照して、本発明の実施の形態における電子部品実装装置1について説明する。電子部品実装装置1は、基板2に電子部品3(図2参照)を実装する機能を有する。以下、基板2の搬送方向をX方向、X方向と水平面内において直交する方向をY方向、水平面に直交する方向をZ方向と定義する。
First, an electronic
基台4の中央部には、X方向に延びた一対の搬送コンベアを備えた基板搬送機構5が設けられている。基板搬送機構5は、基板2を搬送して所定の実装作業位置に位置決めする。基板搬送機構5の両側には、部品供給部6がそれぞれ配置されている。部品供給部6は、基台4の両側に配置された台車7aと台車7aに装着された複数のテープフィーダ7bより構成される。テープフィーダ7bは、電子部品3を保持したキャリアテープ(図示省略)をピッチ送りすることによって、後述する実装ヘッド11による部品取出位置まで電子部品3を供給する。
A
基台4の上方には、第1の直動機構8(直動装置)が設けられている。第1の直動機構8は、基台4のX方向における両側部に設けられたY軸移動テーブル9にジョイントブラケット10を介して支持されている。Y軸移動テーブル9はリニア駆動機構を備えており、また、Y方向に延伸したガイド部材9aを有している。このガイド部材9aに、ジョイントブラケット10が備えるスライドブロックがY方向に移動自在に装着されている。Y軸移動テーブル9は、第1の直動機構8を一方向(X方向)に直交する水平な方向(Y方向)に移動させる第2の直動機構となっている。
A first linear motion mechanism 8 (linear motion device) is provided above the base 4. The first
第1の直動機構8には実装ヘッド11がX方向に移動自在に装着されている。第1の直動機構8と第2の直動機構は、実装ヘッド11を作業面のX方向とY方向に移動させるXY移動機構を構成する。実装ヘッド11は吸着ノズル12を備えている(図2参照)。実装ヘッド11は部品取出位置まで供給された電子部品3を吸着ノズル12によって吸着して取り出す。XY移動機構は電子部品3を保持した実装ヘッド11を基板2に対して位置決めする。その後、実装ヘッド11は電子部品3を基板2に搭載する。このように、電子部品実装装置1は、電子部品3を保持した実装ヘッド11をXY移動機構によって基板2に位置決めし、位置決めされた実装ヘッド11によって電子部品3を基板に搭載する。
A
次に図2、図3を参照して、第1の直動機構8の構造について説明する。図3は、第1の直動機構8に実装ヘッド11が装着されていない状態を示している。第1の直動機構8(直動装置)は、X方向(作業面に平行な一方向)に延伸されたビーム13と、ビーム13に設けられたX方向に延伸する2本のレール14を備えている。また第1の直動機構8は、レール14設けられたX方向に移動可能なスライダ15と、スライダ15を移動させるリニアモータ16を備えている。電子部品実装装置1は第1の直動機構8を備えており、スライダ15に電子部品3を保持して基板2に搭載する実装ヘッド11が設けられ、作業面において基板2に電子部品3の実装を行う。
Next, the structure of the first
ビーム13は、鉄やアルミニウムなどの金属で形成されてX方向に延伸する筒状をしており、X方向に貫通する複数(図2,3の例では4つ)の空洞部17が軽量化を目的として設けられている。ビーム13の断面形状は、縦長の胴部13bと胴部の上下から水平方向に延出した2つの腕部13a,13cから成る略U字形状をしている。腕部13a,13cの前部には、それぞれ金属製のレール14がX方向(ビーム13の長手方向)に延伸して設けられている。
The
2本のレール14には、それぞれスライドブロック18が当該レール14に沿ってX方向に移動自在に設けられている。2つのスライドブロック18は、平板状のスライダ15の片面の上下2箇所に固定されている。スライドブロック18が固定されたスライダ15の反対側の面には、係止部19が設けられている。係止部19には、実装ヘッド11が係合して装着される。実装ヘッド11が装着された状態で、実装ヘッド11とスライダ15の間には、係止部19をスペーサとする隙間20が形成される。
A
次に、実装ヘッド11をX方向に移動させるリニアモータ16について説明する。リニアモータ16は、ビーム13側に設けられたX方向に延伸する固定子21と実装ヘッド11側に設けられた可動子22を含んで構成される。固定子21は、ビーム13の胴部13bの略中央で、2つの腕部13a,13cに挟まれた位置に配置されている。固定子21は、レール14と平行な平板状の鉄板部材と、鉄板部材の表面に配置されたマグネット部材を含んで構成されている。
Next, the
可動子22は、スライダ15のスライドブロック18が固定された側の面に、スペーサ23を介して離間して配設されている。可動子22とスライダ15の間には、スペーサ23によって隙間24が形成されている。可動子22は断面形状が略U字状であって、僅かな隙間を空けて固定子21を包囲している。このように第1の直動機構8は、スライダ15に設けられた可動子22と、ビーム13にX方向(作業面に平行な一方向)に延伸して設けられ、可動子22に上下面が挟みこまれるように配置される固定子21を備えている。
The
可動子22に内蔵されたコイルに電流を流して磁束を発生させると、固定子21のマグネット部材と可動子22との間に作用する吸引力および反発力により、可動子22にX方向の推進力(図3の矢印a,b)が発生する。この推進力を利用して、実装ヘッド11はレール14に沿って移動する。
When a magnetic flux is generated by passing a current through a coil built in the
本実施の形態のリニアモータ16は、固定子21の上下面を可動子22によって挟みこむ構造をしている。この構造により、固定子21と可動子22の間に発生する吸引力と反発力の大部分が推進力としてX方向に作用し、スライダ15をビーム13に引き付ける方向(図2の矢印c)、押し返す方向(図2の矢印d)にはほとんど作用しない。そのため、リニアモータ16に推進力が発生している状態でも、スライドブロック18がレール14に押し付けられて生じる摩擦力が小さく、摩耗が少ないことから製品寿命を考慮して決まるレール14とスライドブロック18のサイズを小さくすることができる。
The
またスライダ15をビーム13に引き付ける力(図2の矢印c)が加わると、ビーム13は上下の腕部13a,13cが支柱となって胴部13bにスライダ15の方向に引っ張られる力(図2の矢印e)が発生するため、ビーム13が変形する。この力に対抗してビーム13の変形を防止するには、ビーム13本体の強度を大きくする必要があり、ビーム13が大型化、重厚化する。しかしながら、本実施の形態のリニアモータ16では矢印eの方向に作用する力が小さいため、ビーム13の構造体を薄く(空洞部17の比率を大きく)して、ビーム13を小型化、軽量化することができる。このように、レール14とスライドブロック18、ビーム13の小型化、軽量化によって、第1の直動機構8(直動装置)を軽量化することができる。
Further, when a force for attracting the
次に図2〜4を参照して、スライダ15に設けられた可動子22を冷却する冷却ファン25について説明する。図4は、スライダ15をスライドブロック18と可動子22が設けられた側から見た正面を示している。可動子22のコイルに電流が流れると、コイルの損失により可動子22に熱が発生する。発生した熱の一部は、空気の自然対流や可動子22が移動する際に生じる空気の流れによって放熱される。しかし可動子22の微小移動を連続実行する場合は、可動子22の移動で生じる空気の流れによる放熱の効果が得られず、発生した熱によって可動子22とその周囲の温度が上昇する。
Next, the cooling
可動子22の発熱による温度上昇が許容値を超えると、スライダ15やビーム13の変形、可動子22のコイルの焼失などの不具合が発生するおそれがある。そこで、可動子22を冷却する冷却ファン25が、スライダ15の可動子22に対向する面に設けられている。冷却ファン25は、スライダ15を貫通する開口部26に配置されている。
If the temperature rise due to heat generation of the
冷却ファン25は、実装ヘッド11側の隙間20から吸引した空気を可動子22に吹き付けて、可動子22側の隙間24より排出させる。冷却ファン25によって空気の流を発生させて強制冷却することで、可動子22の温度上昇を許容値に収めることができる。この際、スライダ15の前後面に設けられた隙間20、隙間24により空気の流れが円滑になり、冷却ファン25は効率良く可動子22を冷却することができる。
The cooling
このように、第1の直動機構8(直動装置)において、スライダ15は可動子22に対向する面に開口部26を有し、冷却ファン25は開口部26に設けられている。なお、冷却ファン25および開口部26の位置、形状は本実施例に限定されることはない。すなわち、冷却ファン25はスライダ15に設けられてスライダ15と一体に移動し、発生させた空気の流れによって可動子22を強制冷却できるものであればよい。スライダ15に冷却ファン25を設けることで、微小移動の連続動作などの発熱しやすい動作モードであっても、リニアモータ16の発熱による不具合を防止することができる。
Thus, in the first linear motion mechanism 8 (linear motion device), the
上記説明したように本実施の形態における第1の直動機構8(直動装置)は、作業面に平行な一方向(X方向)に延伸されたビーム13と、ビーム13にX方向に延伸して設けられたレール14と、レール14にX方向に移動可能に設けられたスライダ15と、スライダ15に設けられた可動子22と、ビーム13にX方向に延伸して設けられ、可動子22に上下面が挟みこまれるように配置される固定子21を備えている。これによって、固定子21と可動子22の間にY方向に作用する吸引力、反発力が発生することが抑制でき、Y方向に作用する力に起因する不具合対策が不要となるため、ビーム13、レール14、スライダ15、スライドブロック18を小型化、軽量化することができる。
As described above, the first linear motion mechanism 8 (linear motion device) in the present embodiment has the
本発明の直動装置および電子部品実装装置は、ビームとスライダを軽量化、小型化することができるという効果を有し、部品を基板に実装する部品実装分野において有用である。 The linear motion device and the electronic component mounting apparatus of the present invention have an effect that the beam and the slider can be reduced in weight and size, and are useful in the component mounting field in which components are mounted on a substrate.
1 電子部品実装装置
2 基板
3 電子部品
8 第1の直動機構(直動装置)
11 実装ヘッド
13 ビーム
14 レール
15 スライダ
21 固定子
22 可動子
23 スペーサ
25 冷却ファン
26 開口部
DESCRIPTION OF
11
Claims (2)
前記ビームに前記一方向に延伸して設けられたレールと、
前記レールに前記一方向に移動可能に設けられたスライダと、
前記スライダに設けられた可動子と、
前記ビームに前記一方向に延伸して設けられ、前記可動子に上下面が挟みこまれるように配置される固定子を備え、
前記可動子は、前記スライダにスペーサを介して離間して配設され、
前記スライダに、前記可動子を冷却する冷却ファンが設けられ、
前記スライダは、前記可動子に対向する面に開口部を有し、
前記冷却ファンは、前記開口部に設けられた直動装置。 A beam stretched in one direction parallel to the work surface;
A rail provided extending in the one direction on the beam;
A slider provided on the rail so as to be movable in the one direction;
A mover provided on the slider;
The beam is provided to extend in the one direction, and includes a stator arranged so that upper and lower surfaces are sandwiched between the movers ,
The mover is disposed on the slider with a spacer interposed therebetween,
The slider is provided with a cooling fan for cooling the mover ,
The slider has an opening on a surface facing the mover,
The cooling fan is a linear motion device provided in the opening .
前記スライダに電子部品を保持して基板に搭載する実装ヘッドが設けられ、前記作業面において基板に電子部品の実装を行い、
前記可動子は、前記スライダにスペーサを介して離間して配設され、
前記スライダに、前記可動子を冷却する冷却ファンが設けられ、
前記スライダは、前記可動子に対向する面に開口部を有し、
前記冷却ファンは、前記開口部に設けられた電子部品実装装置。 A beam extended in one direction parallel to the work surface, a rail provided extending in the one direction on the beam, a slider provided on the rail so as to be movable in the one direction, and provided in the slider A component mounting apparatus comprising: a movable element, and a linear motion device having a stator that is provided so as to extend in the one direction on the beam and is arranged so that an upper and lower surface is sandwiched between the movable elements. ,
The slider holding the electronic component mounting head to be mounted on the substrate is provided on, have row mounting of electronic components on a substrate in said working surface,
The mover is disposed on the slider with a spacer interposed therebetween,
The slider is provided with a cooling fan for cooling the mover,
The slider has an opening on a surface facing the mover,
The cooling fan is an electronic component mounting apparatus provided in the opening .
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