JPH07102509B2 - ヘッド部駆動機構 - Google Patents

ヘッド部駆動機構

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JPH07102509B2
JPH07102509B2 JP30196991A JP30196991A JPH07102509B2 JP H07102509 B2 JPH07102509 B2 JP H07102509B2 JP 30196991 A JP30196991 A JP 30196991A JP 30196991 A JP30196991 A JP 30196991A JP H07102509 B2 JPH07102509 B2 JP H07102509B2
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克彦 田口
和哉 三森
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ジューキ株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、ICチップ部
品を部品供給部から真空圧により吸引し、該チップ部品
を基板上に装着するためのチップマウンター等のヘッド
部をX−Y方向に駆動するためのヘッド部駆動機構に関
する。
【0002】
【従来の技術】これまで知られているチップ装着用のヘ
ッド部駆動機構としては図1及び図2に示すようなもの
がある。図1において、チップ部品吸引装着ヘッド10
は下端にチップ部品を吸引しX及びY方向に移動した後
これを基板上に装着する。このヘッド10は、該ヘッド
10をX方向に移動させるための直動軸受レール11へ
摺動自在に取り付けられている。またこのレール11は
両端をそれぞれ受台13、14に支持されている支持体
12に固定されている。受台13、14の一方に取り付
けられているモータ15はヘッド10を図示していない
ベルトを介してレール11に沿ってX方向に移動させる
作用を有している。また受台13、14はX方向に伸長
しているレール11に対して直交するY方向に伸長する
一対の直動軸受レール16、17に支持されている。こ
れらの受台13、14はフレームに固定されたモータ1
9の回転を直線運動に変換するベルト18により駆動さ
れ前記レール16、17上をY方向に移動する。この実
施例ではモータ15、19の回転をベルトにより直線運
動に変換しているが、これ以外にボールネジによる直線
駆動も広く採用されている。
【0003】図2は別の実施例を示す。図2の実施例が
図1の実施例と異なるところは、図1ではY方向の駆動
源19を一方の受台13のみを駆動するために用いてい
たが、図2の実施例では両方の受台13、14を同時に
駆動するためベルト18′及びモータ19′を他方の受
台14側にも設けたことである。これによって、Y方向
ににおけるヘッド10の移動ブレを少なくしたものであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらの
公知の装置においては以下のような種々の解決すべき課
題があった。
【0005】まず図1の実施例においては、長い棒状の
支持体12の一端のみが駆動され、他端は直動軸受でガ
イドしているだけであるのでいわば片持構造となってい
るため、モータ19によるY方向への特に駆動時及び停
止時に振動を発生しやすく、また、その振動を収束する
ための振動収束時間(ダンピング時間)が長くなる。一
般にチップマウンタは基板を高速度で生産する必要があ
るため、ヘッドを出来る限りX及びY方向に高速度で移
動させる必要がある。その一方で、近年、装着するチッ
プ部品の形状は小型化しており、基板に対するチップ搭
載時の精度は数10ミクロン以内であることが要求され
ている。図1の装置でヘッド10をY方向へ高速移動す
ると、支持体12にかかる加速度が大きくなり、固有振
動を発生する。Y方向への移動を停止後、直ちにチップ
部品を装着した場合、ヘッドが振動しているため、所望
の精度で搭載することは出来ない。もし、振動の収束を
待つこととすると、折角支持体を高速度で駆動した意味
が無くなる。また振動防止のため支持体12の剛性を増
せば、固有振動数は大きくなり、収束は速まるが剛性の
増加は重量の増加を伴い、モータ19の出力増加を必要
とする。一般にはモータの出力が増加するとモータのロ
ータ直径が大きくなり、角慣性モーメントが増加し、結
局は高加速度駆動には不利となる。
【0006】一方、図2の実施例においては、支持体1
2の両端が受台13、14に固定支持されているため、
固有振動数が大幅に上昇し、図1の欠点の大部分が解決
される。しかし、支持体12が高速移動するためモータ
19、19′としては一般にはサーボモータが採用され
る。しかしてこれらのサーボモータを駆動装置に組み合
わせた場合、個々のモータのサーボ特性は、通常、モー
タの慣性負荷や粘性負荷の差等により異なり、同一の指
令パルスレートで両モータ19、19′に指令を与えて
も、指令パルスとエンコーダからのフィードバックパル
スの差即ちたまりパルスは必ずしも一致するものではな
く、一方の受台を他方の受台よりも先行して進ませてし
まうことがある。その結果双方のモータが互いに干渉し
あって激しい振動を発生し、スムースな移動が得られな
いことがある。
【0007】またこれらの実施例におけるマウンタで
は、一般に、搭載時基板の傾き即ちXY移動方向に対す
る傾きを、画像認識装置を用いて、基板パターンの基準
ピン穴に対する角度ズレにより計算している。しかして
通常この角度は微小である。このような微小な角度補正
をヘッド自体で行うためにこれまでは高い分解能を有す
るモータが必要となっていた。このため装置が高価なも
のとなり、加えて減速機により、回転ズレや、回転速度
の低下を招く懸念があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題、特
に図2に示した実施例における課題を解決するため、支
持体の一方を一つのピボット軸で、支持体の他方を2つ
のピボット軸でそれぞれ支持することにより、左右のモ
ータ特性の違いから一方の受台が他方の受台に先行して
も、その違いが全体としては何らの悪影響も生じないよ
うにしたものである。更にヘッドにより部品を基板上に
搭載する際に予め左右の受台の停止位置を変えるように
設定することによって、ヘッドの角度を微少量だけ変更
することができるのである。
【0009】
【作用】サーボモータの特性の相違により両ベルトの移
動量が異なり、両者間に多少のズレが生じた場合、一方
の受座は受台に取り付けられたピボット軸の回りを反時
計(又は時計)方向に回転する。一方、リンクに取り付
けてある受座は両者を回転自在に取り付けているピボッ
ト軸の回りを反時計(又は時計)方向に回転する。さら
にこのリンクはそれが取り付けてある受台に関して運動
をし、このため左右の受台の移動量が相違しても受座
と、受台及びリンクと、がその移動量の相違分だけ反時
計(又は時計)方向に円滑に回転する。これによりその
移動量の差を吸収し、支持体に発生するブレを防止す
る。また予め左右の受台の送り量を互いに異なるように
設定することによりチップ供給時のヘッドを傾かせ、こ
れによりチップ搭載時基板の傾きを補償する。
【0010】
【実施例】本発明は図2に示す実施例の改良であり、図
3〜図5にその具体例を示す。図3において符号20は
下端にチップ部品(図示なし)を吸引しX及びY方向に
移動した後これを基板(図示なし)上に装着するチップ
部品吸引装着ヘッドである。このヘッド20は、該ヘッ
ド20をX方向に移動させるための直動軸受レール21
へ摺動自在に取り付けられている。またこのレール21
の左端を受座30及びリンク31を介し、右端を受座3
2を介して受台23及び24に支持されている支持体2
2に固定されている。受台23、24の一方に取り付け
られているモータ25はヘッド20を図示していないベ
ルトを介してレール21に沿ってX方向に移動させる作
用を有している。また受台23、24はX方向に伸長し
ているレール21に対して直交するY方向に伸長する一
対の直動軸受レール26、27に支持されている。これ
らの受台23、24は左右のフレームにそれぞれ固定さ
れた一対のモータ(図示なし)の回転を直線運動に変換
するベルト28、29により駆動され前記レール26、
27上をY方向に移動する。この実施例では一対のモー
タの回転をベルト28、29により直線運動に変換して
いるが、これ以外にボールネジによる直線駆動も可能で
ある。
【0011】受座30、32はそれぞれ支持体22の左
右端に固定されており、これらの受座30、32はまた
それぞれピボット軸33、34を介してリンク31の一
端部及び受台24へ枢着されている。更に該リンク31
の他端部はピボット軸35を介して受台23へ枢着され
ている。このため、ピボット軸33は受座30の回転中
心を、ピボット軸34は受座32の回転中心を、ピボッ
ト軸35はリンク31の回転中心を、それぞれ提供して
いる。
【0012】而して本発明において、ベルト28を駆動
するサーボモータの作動により、受台23が矢印36の
方向に所定距離だけ移動したとする。同様にベルト29
を駆動する別のサーボモータの作動により、受台24が
矢印37の方向に所定距離だけ移動したとする。この場
合、両サーボモータの駆動によるベルト28、29の移
動量が同一である場合には何の問題も生じない。然し、
一般には上述したように、サーボモータの特性の相違に
より両ベルトの移動量は異なり、両者間に多少のズレが
生じ、支持体22に振動を伴ったブレが発生する。ここ
で例えば図4に示すように受台24が受台23よりも幾
分先行したとする。この時、受座32は受台24に取り
付けられたピボット軸34の回りを反時計方向に回転す
る。一方、受座30及びリンク31はそれぞれピボット
軸33及び35の回りを反時計方向に回転する。このた
め両受台23、24の移動量が相違しても受座30及び
リンク31がピボット軸33及び35の回りを、また受
座32がピボット軸34の回りを反時計方向に円滑に回
転することにより、その移動量の差を吸収し、支持体2
2にブレを発生することはない。
【0013】反対に受台23が受台24よりも先行した
場合には、受座30及びリンク31がピボット軸33及
び35の回りを、また受座32がピボット軸34の回り
を時計方向に円滑に回転することにより、その移動量の
差を吸収し、同様に支持体22にブレを発生することは
なく、両サーボモータの特性値の違いが完全に補償され
るのである。
【0014】本発明において、リンク31は受座30、
32のピボット軸周りに於ける枢動運動を円滑に行う作
用を提供している。このリンクは図示した例では支持体
の片側にのみ設置してあるが、両側に設けることも可能
である。更に、この一方又は両方のリンク31を、図5
に示すように、受台23上に固定した一対のX方向に伸
長するレール38、39上に滑動可能に取り付け、この
リンク31へピボット軸33を介して支持体22の一端
が固定された受座30を枢着することも出来る。更には
Y方向への運動はベルト28、29の代わりにボールネ
ジ、又はリニアサーボモータを用いた構造とすることも
できる。
【0015】本発明にかかるチップマウンタにおいて
は、ヘッドがどのような移動軌跡を描いてもチップマウ
ンタ本来の作動には関係しないので、ここに開示した構
造を使用すると2つのモータの特性に差があっても受座
30、32は滑らかに駆動され、このためモータ特性差
によってこれまでのチップマウンタのような振動を発生
する心配はない。また支持体22はその両端を同時駆動
するため、固有振動数が高く、ダンピング時間が短くて
すみ、高速でかつ高精度のチップ装着が達成出来るので
ある。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、下記のような、これま
での装置に無い優れた効果を得ることが出来る。(1)
ヘッドを載置した支持体の左右両端の位置が2つのモー
タのサーボ特性差によって異なっても受座等がその位置
変動を完全に吸収し支持体自体に何ら無理な力が掛から
ず、両端同時駆動でありながら、両モータの相互干渉が
無いため、高速で、低振動で、円滑な動作が得られる。
(2)上述のように支持体両端の位置が左右で異なって
も支持体に無理な力が加わらないため、ヘッドによって
部品を搭載する際に故意に左右の受台の停止位置を変え
るように左右のモータの駆動パルス数を予め変えるよう
に設定することにより、速度の低下をもたらす高価な高
分解能のモータをヘッドに装着することなく、ヘッドの
微少角度付けが容易に達成出来、これにより搭載時基板
の傾きを完全に補償出来る。
【0017】なお、本実施例ではチップマウンタにおい
て説明したが、本発明をXY方向にヘッドを移動するプ
ロッタ等の他の製品に実施することにより同様の効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】公知のヘッド部駆動機構を示す図である。
【図2】別の公知のヘッド部駆動機構を示す図である。
【図3】本発明のヘッド部駆動機構の取り付け状態を示
す図である。
【図4】本発明のヘッド部駆動機構の作動状態を示す図
である。
【図5】本発明のヘッド部駆動機構の別の取り付け状態
を示す図である。
【符号の説明】
20 ヘッド部 22 支持体 23 受台 24 受台 28 ベルト 29 ベルト 30 受座 31 リンク 31 受座 33 ピボット軸 34 ピボット軸 35 ピボット軸 38 レール 39 レール

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヘッド部をX方向に駆動するX方向駆動
    機構と、ヘッド部をX方向と直交するY方向に駆動する
    Y方向駆動機構と、を備えて成るヘッド部駆動機構であ
    って、 X方向駆動機構が、ヘッド部20を支承する支持体22
    と、ヘッド部20を該支持体22の長手方向に沿って駆
    動するモータ25と、から成り、 Y方向駆動機構が、前記支持体22の両端部を独立して
    駆動する一対の駆動源と、該一対の駆動源によってY方
    向に伸長しているレール26、27上をそれぞれ移動す
    る一対の受台23、24と、前記支持体22の両端にそ
    れぞれ取り付けられている受座30、32と、少なくと
    も一方の受座30を支承しているリンク31と、から成
    り、受座30、32とリンク31又は受台24とがピボ
    ット軸33、34によって枢着され、かつ前記リンク3
    1が受台23に対して運動可能となっていることを特徴
    とするヘッド部駆動機構。
  2. 【請求項2】 Y方向駆動機構が、前記支持体22の両
    端部を独立して駆動する一対の駆動源と、該一対の駆動
    源によってY方向に伸長しているレール26、27上を
    それぞれ移動する一対の受台23、24と、前記支持体
    22の両端にそれぞれ取り付けられている受座30、3
    2と、少なくとも一方の受座30が一端に取り付けられ
    他端が受台23に取り付けられているリンク31と、か
    ら成り、受座30、32とリンク31又は受台24、及
    びリンク31と受台32がそれぞれピボット軸33、3
    4、35によって枢着されていることを特徴とする請求
    項1に記載のヘッド部駆動機構。
  3. 【請求項3】 Y方向駆動機構が、前記支持体22の両
    端部を独立して駆動する一対の駆動源と、該一対の駆動
    源によってY方向に伸長しているレール26、27上を
    それぞれ移動する一対の受台23、24と、前記支持体
    22の両端にそれぞれ取り付けられている受座30、3
    2と、少なくとも一方の受座30が取り付けられており
    かつ受台23に取り付けられたY方向に対して傾斜した
    方向に伸長しているレール38、39上を滑動するリン
    ク31と、から成り、受座30、32とリンク31又は
    受台24がそれぞれピボット軸33、34によって枢着
    されていることを特徴とする請求項1に記載のヘッド部
    駆動機構。
  4. 【請求項4】 一対の受座30、32がそれぞれリンク
    を介して受台23、24に対して取り付けてあることを
    特徴とする請求項1、2又は3に記載のヘッド部駆動機
    構。
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