JP6616507B2 - リニアモータ、ヘッドユニット、表面実装機および単軸ロボット - Google Patents
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Description
また、本明細書によって開示される技術は、前記部品保持駆動部が、前記部品保持部と共に、前記リニアモータを複数有している構成とした。
また、本明細書によって開示される技術は、台座部を直線的に移動させる台座駆動部を備えた単軸ロボットであって、前記台座駆動部は、前記リニアモータを有しており、前記電機子が前記台座部に設けられている構成とした。
また、駆動機構の一部に被検出部を直接固定しているから、駆動機構と位置検出部とを直列に並べて配置したり、駆動部と位置検出部とを並列に並べて配置したりする場合に比べて、駆動機構に対する位置検出部の追従性が高くなり、駆動機構と位置検出部と間の応答性を向上させることができる。これにより、リニアモータのサーボゲインを高めて、リニアモータのサーボ制御を高速化させることができる。
前記被検出部が固定された前記電機子および前記界磁子の表面は、樹脂によって平坦に設けられており、前記被検出部は、前記樹脂に固定されている構成としてもよい。
このような構成によると、電機子に対して移動可能な界磁子に被検出部が直接固定されることになるから、界磁子とは別に被検出部が固定される部分を界磁子側に設ける場合に比べて、界磁子側を軽量化することができる。これにより、界磁子側をより高速に移動させることができる。
本明細書に開示された技術における一実施形態について図1から図9を参照して説明する。
本実施形態は、プリント基板(「基板」の一例)P上に電子部品(「部品」の一例)Eを実装する表面実装機10を例示している。なお、図1において、後述する各フィーダ16に収容された電子部品Eは、一部図示省略している。
Y軸サーボ機構23は、図1に示すように、左右方向に延びた形態で各支持フレーム21に沿って設けられた一対のY軸ガイドレール24と、図示しないボールナットが螺合されたY軸ボールねじ25Aと、Y軸ボールねじ25Aの端部に設けられたY軸サーボモータ25とを有しており、一対のY軸ガイドレール24には、ボールナットに固定されたヘッド支持体26が架設する形で取り付けられている。
これにより、ヘッドユニット30は基台12上において前後左右方向である水平方向に移動可能とされている。
固定フレーム33は、図3に示すように、正面視略U字状をなし、左右両端部の側壁33Aの間に複数のリニアモータ40を左右方向に横並びに固定している。
可動子50を上下方向に移動させる為に必要な永久磁石54の設置範囲は、少なくとも、電機子45のコイル部46全体と永久磁石54とが常に前後方向に対向するように配置する。
つまり、可動子50における永久磁石54の最小設置範囲L3は、少なくとも、可動子50の移動距離(初期位置から最終位置までの移動距離)L1と、コイル部46全体の長さ寸法L2とを合算した長さ寸法となる。
本実施形態のヘッドユニット30のリニアモータ40によると、図5から図8に示すように、部品保持部60を上下方向に移動させる駆動機構であるリニアモータ40の可動子50の界磁子55にリニアスケール81が直接固定された構成とされているから、リニアスケール81を固定するための部分を界磁子55とは別に可動子50に別途設ける必要がなく、可動子50を小型化かつ、軽量化することができる。
次に、実施形態1における可動子50の変形例1について、図11を参照して説明する。なお、図11においては、Zレールを図示省略している。
変形例1の可動子150は、実施形態1における可動子50の界磁子55を変更したものであって、上記実施形態と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、上記実施形態と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。
そして、界磁子155における平坦な前面155Aに、リニアスケール(「被検出部」の一例)81が、例えば両面テープなどの公知の方法によって固定されている。
次に、実施形態1における可動子50の変形例2について、図12を参照して説明する。
変形例2のリニアモータ240における可動子250は、実施形態1における可動子50の構成を変更したものであって、上記実施形態と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、上記実施形態と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。
次に、実施形態2について図13を参照して説明する。
実施形態2の表面実装機310は、実施形態1における部品実装装置20においてヘッドユニット30を左右方向に移動させるため駆動方法を変更したものであって、実施形態1と共通する構成、作用、および効果については重複するため、その説明を省略する。また、実施形態1と同じ構成については同一の符号を用いるものとする。
したがって、ヘッドユニット330は、基台上において前後左右方向である水平方向に移動可能とされている。
第1サーボ機構341は、Xフレーム321の内側面に設けられたプレート状の図示しない永久磁石からなる左右方向に長い界磁子342と、Yアーム322のXフレーム321側の端部に設けられた複数のコイルからなる電機子343とを有しており、界磁子342は、電機子343よりも左右方向に長い形態とされている。
そして、電機子343のコイルに対して通電制御を行うことにより、電機子343のコイルと界磁子342の永久磁石との間に生じる吸引力によってYアーム322が左右方向に移動するようになっている。つまり、本実施形態の第1サーボ機構341は、ムービングコイル型のリニアモータとされている。
次に、実施形態3について図14から図16を参照して説明する。
本実施形態は、台座部430を前後方向に移動させるリニアガイド装置(「単軸ロボット」の一例)410であって、基台412と、基台412に設けられた一対の支持フレーム420と、一対の支持フレーム420に移動可能に保持された台座部430と、台座部430を駆動させる台座駆動部440とを備えて構成されている。なお、以下の説明において、前後方向とは、図14における左右方向を基準として、図示左側を前側、図示右側を後側として説明する。
一対の支持フレーム420は、基台412の幅方向両端部において、前後方向に延びた形態をなしており、各支持フレーム420の上端部には、支持フレーム420の全長に亘って前後方向に延びるガイドレール421が設けられている。
電機子441は、扁平なブロック状をなし、台座部430の下面における幅方向略中央部に固定されている。電機子441のコイル部には、基台412の側部に設けられたケーブルガイド部413に挿通される図示しないケーブルから電力が供給されるようになっている。
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
(1)上記実施形態では、リニアスケール81,281,381,481を非磁性体のステンレスによって構成した。しかしながら、これに限らず、リニアスケールを、非磁性体の金属やガラスなどによって構成してもよい。また、界磁子の永久磁石の磁力線を完全に遮蔽せずに電機子側に通して可動子を充分に駆動できる程度まで薄く形成すれば、リニアスケールを磁性体の金属(磁性体のステンレスを含む)によって構成してもよい。
(5)上記実施形態1では、検出部82が電機子45の上方に配置された構成とした。しかしながら、これに限らず、検出部を電機子の下方に配置した構成にしてもよい。なお、検出部を電機子の下方に配置した場合であっても、可動子の界磁子における永久磁石の最小設置範囲およびリニアスケールの設置範囲は、実施形態1と同様の方法によって決定することができる。
13:搬送コンベア(「基板搬送装置」の一例)
20,320:部品実装装置
22:ヘッド駆動部
30:ヘッドユニット
32:部品保持駆動部
40:リニアモータ
41:取付フレーム
45:電機子
46:コイル部
55,155,255,342,442:界磁子
60:部品保持部
81,281,381,481:リニアスケール(「被検出部」の一例)
82,382,481:検出部
85:センサ部
256:載置台部(「支持部」の一例)
342,442:界磁子
343,441:電機子
410:リニアガイド装置(「単軸ロボット」の一例)
440:台座駆動部
E:電子部品(「部品」の一例)
P:プリント基板(「基板」の一例)
Claims (10)
- 複数のコイル部を直線的に並べた形態の電機子と、
前記電機子に対向するように複数の永久磁石を前記コイル部の並び方向と同一方向に並べた界磁子とを有し、
前記電機子または前記界磁子のいずれか一方が他方よりも前記並び方向に長く、かつ、前記電機子または前記界磁子のいずれか一方が他方に対して前記並び方向に移動可能なリニアモータであって、
前記電機子または前記界磁子のうち長い方には被検出部が直接固定され、前記電機子または前記界磁子のうち短い方には前記被検出部を光学的に検出する検出部が隣接して設けられており、前記被検出部が非磁性体であるリニアモータ。 - 前記被検出部が固定された前記電機子または前記界磁子の表面は、樹脂によって平坦に設けられており、
前記被検出部は、前記樹脂に固定されている請求項1に記載のリニアモータ。 - 前記界磁子が前記電機子に対して前記移動方向に移動可能とされている請求項1または請求項2に記載のリニアモータ。
- 前記検出部は、前記被検出部を検出するセンサ部を有し、前記電機子と隣接するように前記移動方向に並んで設けられており、
前記検出部のセンサ部は、前記検出部において前記電機子側の端部に設けられている請求項3に記載のリニアモータ。 - 前記被検出部は、前記界磁子から前記移動方向に延出して設けられ、
前記界磁子と前記移動方向に隣接した位置には、前記界磁子から延出された前記被検出部が固定される支持部が設けられている請求項4に記載のリニアモータ。 - 部品を保持する部品保持部を上下に移動させる部品保持駆動部を有するヘッドユニットであって、
前記部品保持駆動部は、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のリニアモータを有しているヘッドユニット。 - 前記部品保持駆動部は、前記部品保持部と共に、前記リニアモータを複数有している請求項6に記載のヘッドユニット。
- 請求項6または請求項7に記載のヘッドユニットを有する部品実装装置と、
前記部品実装装置に前記部品を供給する部品供給装置と、
前記部品実装装置によって保持された前記部品を実装する基板を搬送する基板搬送装置とを備える表面実装機。 - 部品を基板に実装する部品実装装置を水平方向に移動させるヘッド駆動部を備えた表面実装機であって、
前記ヘッド駆動部は、請求項1または請求項2に記載のリニアモータを有している表面実装機。 - 台座部を直線的に移動させる台座駆動部を備えた単軸ロボットであって、
前記台座駆動部は、請求項1または請求項2に記載のリニアモータを有しており、
前記電機子が前記台座部に設けられている単軸ロボット。
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