JPWO2018134893A1 - 作業機 - Google Patents

Abstract

作業機のフレーム構造体は、第一ガイド装置の第一左レールを下部に設けられた左フレームと、第二ガイド装置の第二右レールを下部に設けられた右フレームと、左フレームと右フレームの間に配置され、第一ガイド装置の第一右レールおよび第二ガイド装置の第二左レールを下部に設けられた中央フレームと、一対の前コラム同士を連結するとともに、左フレーム、右フレーム、および中央フレームの各前端を連結する前フレームと、一対の後コラム同士を連結するとともに、左フレーム、右フレーム、および中央フレームの各後端を連結する後フレームと、を備える。

Description

本発明は、作業機に関するものである。

特許文献１には、ヘッドを移動させて種々の作業を行う作業機として、回路基板に電子部品を装着する部品装着機が開示されている。このような作業機においてヘッドを移動させるガイド装置には、ガイド装置の移動体をレールから吊り下げて支持する懸垂式がある。このような懸垂式のガイド装置には、例えば特許文献１のように、前コラムおよび後コラムに掛け渡された１本のフレームに一対のレールおよび移動体に駆動力を付与する駆動装置を配置する構成がある。

特開２０１２−０４４１２８号公報

上記のような作業機には、ヘッドの移動に伴う振動の影響を低減して、作業精度の向上の要請がある。また、作業機は、例えば設置面積あたりの生産性の向上を目的として機械全体の小型化が求められている。
本明細書は、機械全体の剛性を向上させて、ヘッドの移動に伴う振動の影響を低減する作業機を提供することを目的とする。

本明細書は、基台と、前記基台の前部の左右に設けられた一対の前コラムと、前記基台の後部の左右に設けられた一対の後コラムと、前記一対の前コラムおよび前記一対の後コラムに掛け渡されたフレーム構造体と、前記基台の上方における互いに重複しない可動範囲において所定の作業をそれぞれ行う第一ヘッドおよび第二ヘッドと、前記基台の左右方向の中央より左側において前記フレーム構造体に設けられ、前記第一ヘッドを前記基台の前後方向に移動させる第一ガイド装置と、前記基台の左右方向の中央より右側において前記フレーム構造体に設けられ、前記第二ヘッドを前記基台の前後方向に移動させる第二ガイド装置と、を備え、前記第一ガイド装置は、前記基台の前後方向に延伸する平行な第一左レールおよび第一右レールと、前記第一左レールおよび前記第一右レールに吊り下げられた状態で前記基台の前後方向に移動可能に設けられ、前記第一ヘッドを支持する第一移動体と、を有し、前記第二ガイド装置は、前記基台の前後方向に延伸する平行な第二左レールおよび第二右レールと、前記第二左レールおよび前記第二右レールに吊り下げられた状態で前記基台の前後方向に移動可能に設けられ、前記第二ヘッドを支持する第二移動体と、を有し、前記フレーム構造体は、前記第一ガイド装置の前記第一左レールを下部に設けられた左フレームと、前記第二ガイド装置の前記第二右レールを下部に設けられた右フレームと、前記左フレームと前記右フレームの間に配置され、前記第一ガイド装置の前記第一右レールおよび前記第二ガイド装置の前記第二左レールを下部に設けられた中央フレームと、前記一対の前コラム同士を連結するとともに、前記左フレーム、前記右フレーム、および前記中央フレームの各前端を連結する前フレームと、前記一対の後コラム同士を連結するとともに、前記左フレーム、前記右フレーム、および前記中央フレームの各後端を連結する後フレームと、を備える第一の作業機を開示する。

本明細書は、基台と、前記基台の前部の左右に設けられた一対の前コラムと、前記基台の後部の左右に設けられた一対の後コラムと、前記一対の前コラムおよび前記一対の後コラムに掛け渡されたフレーム構造体と、前記基台の上方における可動範囲において所定の作業を行う第一ヘッドと、前記フレーム構造体に設けられ、前記第一ヘッドを前記基台の前後方向に移動させる第一ガイド装置と、を備え、前記第一ガイド装置は、前記基台の前後方向に延伸する平行な第一左レールおよび第一右レールと、前記第一左レールおよび前記第一右レールに吊り下げられた状態で前記基台の前後方向に移動可能に設けられ、前記第一ヘッドを支持する第一移動体と、を有し、前記フレーム構造体は、前記第一ガイド装置の前記第一左レールを下部に設けられた左フレームと、前記第一ガイド装置の前記第一右レールを下部に設けられた右フレームと、前記一対の前コラム同士を連結するとともに、前記左フレームおよび前記右フレームの各前端を連結する前フレームと、前記一対の後コラム同士を連結するとともに、前記左フレームおよび前記右フレームの各後端を連結する後フレームと、を備え、前記第一ガイド装置の前記第一左レールおよび前記第一右レールは、前記第一ヘッドの前記可動範囲と、前記一対の前コラムおよび前記一対の後コラムが前記フレーム構造体と連結される前記基台の左右方向の支持範囲とが重複する範囲内に配置される第二の作業機を開示する。

第一の作業機の構成によると、一対の前コラムおよび一対の後コラムは、左右フレーム、前後フレーム、および中央フレームを備えるフレーム構造体によって連結される。これにより、作業機は、機械全体の外形寸法を維持しつつフレーム構造体の構造的な剛性によって、機械全体としての剛性を向上できる。よって、第一ヘッドおよび第二ヘッドの移動に伴う振動の周波数を高くすることができるので当該振動の抑制や管理が容易となる。結果として、当該振動の影響を低減して作業精度の向上を図ることができる。
また、フレーム構造体は、懸垂式の第一ガイド装置および第二ガイド装置を、左フレーム、右フレームおよび中央フレームの下部に各レールが設けられることによって支持する。これにより、作業機は、第一ガイド装置および第二ガイド装置の荷重を確実に受けることができ、第一ヘッドおよび第二ヘッドの移動に伴う振動の発生を抑制できる。

第二の作業機の構成によると、一対の前コラムおよび一対の後コラムは、左右フレームおよび前後フレームを備えるフレーム構造体によって連結される。これにより、作業機は、機械全体の外形寸法を維持しつつフレーム構造体の構造的な剛性によって、機械全体としての剛性を向上できる。よって、第一ヘッドの移動に伴う振動の周波数を高くすることができるので当該振動の抑制や管理が容易となる。結果として、当該振動の影響を低減して作業精度の向上を図ることができる。
また、フレーム構造体は、懸垂式の第一ガイド装置を、左フレームおよび右フレームの下部に各レールが設けられることによって支持する。これにより、作業機は、第一ガイド装置の荷重を確実に受けることができ、第一ヘッドの移動に伴う振動の発生を抑制できる。

第一実施形態における２台の部品装着機を示す斜視図であって、一方の部品供給装置、上部カバー、操作盤を省略して示す。 図１における一方の部品装着機を拡大して示す斜視図である。 図１における一方の部品装着機を拡大して示す上面図である。 図３におけるＩＶ−ＩＶ断面図である。 第二実施形態における部品装着機を拡大して示す斜視図である。 図５における部品装着機の図４に対応する断面図である。

１．第一実施形態
以下、作業機を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。作業機は、ヘッドを移動させて種々の作業を行う。本実施形態において、作業機が部品装着機である態様を例示する。部品装着機は、回路基板における所定の装着位置に電子部品を装着して基板製品を生産する生産装置である。以下では、「回路基板」を単に「基板」と、電子部品を単に「部品」と称する。

１−１．部品装着機１の構成
部品装着機１は、図１に示すように、例えば基板Ｂｄの搬送方向に複数並設され、基板製品を生産する生産ラインを構成する。部品装着機１は、基台２、基板搬送装置１０、部品供給装置２０、２台の部品移載装置３０、前コラム部材６０、後コラム部材７０、フレーム構造体８０、および制御装置９０などを備える。

以下の説明において、部品装着機１の水平幅方向（図１の左上から右下に向かう方向）をＸ軸方向または左右方向と称する。また、部品装着機１の水平奥行き方向（図１の左下から右上に向かう方向）をＹ軸方向または前後方向と称する。Ｘ軸およびＹ軸に垂直な鉛直方向（図１の上下方向）をＺ軸方向または上下方向と称する。

基板搬送装置１０は、基台２に設置され、ベルトコンベアなどにより構成される。基板搬送装置１０は、基板Ｂｄを搬送方向（本実施形態においてはＸ軸方向）へと順次搬送する。基板搬送装置１０は、部品装着機１の機内における所定の位置に基板Ｂｄを位置決めする。そして、基板搬送装置１０は、部品装着機１による装着処理が実行された後に、基板Ｂｄを部品装着機１の機外に搬出する。

部品供給装置２０は、基台２に設置され、基板Ｂｄに装着される部品を供給する。部品供給装置２０は、Ｘ軸方向に並んで配置された複数のスロットに交換可能にセットされる複数のフィーダ２１を有する。多数の部品を収納するキャリアテープは、供給リール２２に巻回されて、対応するフィーダ２１に装填される。フィーダ２１は、キャリアテープを送り移動させ、フィーダ２１の先端側に位置する供給位置において部品を採取可能に供給する。

２台の部品移載装置３０のそれぞれは、部品供給装置２０により供給される部品を採取して基板Ｂｄに移載する装着処理にそれぞれ用いられる。本実施形態において、２台の部品移載装置３０のそれぞれは、部品装着機１の左右方向に並んで配置され、フレーム構造体８０に支持される。２台の部品移載装置３０の詳細構成については後述する。

前コラム部材６０は、図２に示すように、一対の前コラム６１と、連結部材６２とを備える。一対の前コラム６１は、基台２の前部の左右に設けられている。一対の前コラム６１は、本実施形態において、基台２の左右方向に延伸する部位を有する連結部材６２により前端部を連結されて、一体の門型構造体を構成する。

後コラム部材７０は、前コラム部材６０とは基台２の前後方向に離間して配置される。後コラム部材７０は、一対の後コラム７１と、連結部材７２とを備える。一対の後コラム７１は、基台２の後部の左右に設けられている。一対の後コラム７１は、本実施形態において、基台２の左右方向に延伸する部位を有する連結部材７２により連結されて、一体の門型構造体を構成する。

フレーム構造体８０は、一対の前コラム６１および一対の後コラム７１に掛け渡される。フレーム構造体８０は、２台の部品移載装置３０を支持するとともに、前コラム部材６０および後コラム部材７０を連結することによって機械全体の剛性を向上させる強度部材である。フレーム構造体８０の詳細構成については後述する。

制御装置９０は、主として、ＣＰＵや各種メモリ、制御回路により構成される。制御装置９０は、基板Ｂｄに部品を装着する装着処理を実行する。上記の装着処理は、制御プログラムに基づいて実行され、部品供給装置２０により供給される部品を採取し、部品を基板Ｂｄにおける所定の装着位置に移載するピックアンドプレースサイクルを複数回に亘って繰り返す処理である。

また、制御装置９０は、装着処理において、後述する装着ヘッド３５の動作を制御する場合に、部品装着機１に複数設けられた各種センサから出力される情報、画像処理などによる認識処理の結果を入力する。そして、制御装置は、制御プログラム、各種センサによる情報、各種の認識処理の結果に基づいて、部品移載装置３０へと制御信号を送出する。これにより、装着ヘッド３５に保持された部品の位置および角度が制御される。

また、制御装置９０は、装着処理の精度をさらに向上させるために、装着ヘッド３５の動作に伴って発生する振動の抑制や管理を行う。例えば、制御装置９０は、装着処理の実行中に装着ヘッド３５を装着位置の上方まで移動させた場合に、装着ヘッド３５の移動の開始位置や終了位置、移動速度、移動した部材の質量などに基づいて、当該移動に伴って発生する振動の振幅が許容値以下となるまでの減衰時間を算出する。そして、制御装置９０は、算出された減衰時間だけ待機した後に、部品を保持する吸着ノズル３６を下降させて、所定の装着位置に基板Ｂｄに部品を装着する。このような振動の管理を伴う装着処理の実行により、装着処理の精度向上が図られている。

また、部品装着機１による装着処理の実行中の振動は、減衰時間に相当する待機時間を発生させることから、装着処理に要するサイクルタイムを延ばす要因となる。ここで、部品装着機１に発生する振動は、各部材の剛性が高くなるほど周波数が高くなり、周波数が高いほど減衰時間が短くなる。部品装着機１の各部材の剛性を高くすると、装着処理における振動に起因する待機時間の短縮を期待できる。よって、部品装着機１には、基台２に設けられる前コラム部材６０および後コラム部材７０、これらを連結するとともに２台の部品移載装置３０を支持するフレーム構造体８０が高剛性であることが望ましい。

１−２．部品移載装置３０の詳細構成
部品移載装置３０は、図２に示すように、Ｙ軸ガイド装置３１、リニアモータ３２、Ｘ軸ガイド装置３３、および装着ヘッド３５を備える。Ｙ軸ガイド装置３１は、装着ヘッド３５を基台２の前後方向（Ｙ軸方向）に移動させる。Ｙ軸ガイド装置３１は、一対のガイドレール３１１、４つのガイドブロック３１２、およびＹ軸移動体３１３を有する。一対のガイドレール３１１は、基台２の前後方向に延伸し平行に配置される左レール３１１Ｌおよび右レール３１１Ｒにより構成される。

４つのガイドブロック３１２のぞれぞれは、一対のガイドレール３１１とスライド可能に係合している。Ｙ軸移動体３１３は、４つのガイドブロック３１２の下部に固定されている。これにより、Ｙ軸移動体３１３は、左レール３１１Ｌおよび右レール３１１Ｒに吊り下げられた状態で基台２の前後方向に移動可能に構成されている。上記のように、Ｙ軸ガイド装置３１は、Ｙ軸移動体３１３を一対のガイドレール３１１から吊り下げて支持する懸垂式であり、左右方向の可動範囲を大きく確保することができる。

リニアモータ３２は、モータ軸３２１、モータブロック３２２、および冷却装置３２３を備える。モータ軸３２１は、一対のガイドレール３１１のＹ軸方向の間において、一対のガイドレール３１１と平行に配置される固定子である。モータ軸３２１には、リング状の永久磁石が軸方向に複数配置されている。複数の永久磁石は、隣り合う２つの永久磁石の磁極の向きが互いに異なるように配置されている。

モータブロック３２２は、モータ軸３２１に貫通されるように配置され、モータ軸３２１の延伸方向に移動する可動子である。モータブロック３２２は、モータ軸３２１の延伸方向に沿って配置された複数のコイルを有する。冷却装置３２３は、図示しない伝熱パイプやファンなどにより構成される。冷却装置３２３は、リニアモータ３２の駆動により発生する熱を外部に放熱することにより、リニアモータ３２を冷却する。

Ｙ軸ガイド装置３１のＹ軸移動体３１３は、リニアモータ３２のモータブロック３２２の下部に固定されている。リニアモータ３２は、モータブロック３２２のコイルに給電することによって推力を発生させる。リニアモータ３２は、コイルへの給電を制御することによって、モータブロック３２２に固定されたＹ軸移動体３１３をＹ軸方向の所定の位置まで移動させる。

Ｘ軸ガイド装置３３は、装着ヘッド３５を基台２の左右方向（Ｘ軸方向）に移動させる。Ｘ軸ガイド装置３３は、Ｘ軸レール３３１およびＸ軸移動体３３２を有する。Ｘ軸レール３３１は、Ｘ軸方向に延伸するようにＹ軸移動体３１３に配置される。Ｘ軸移動体３３２は、Ｘ軸レール３３１とスライド可能に係合している。Ｘ軸移動体３３２は、図示しない駆動装置によってＸ軸方向の所定の位置まで移動される。上記の駆動装置としては、例えばボールねじ装置やリニアモータが適用され得る。

装着ヘッド３５は、図示しないクランプによりＸ軸移動体３３２に固定される。装着ヘッド３５は、着脱可能に設けられる複数の吸着ノズル３６を有する。装着ヘッド３５は、Ｚ軸と平行なＲ軸回りに回転可能に、且つ昇降可能にそれぞれの吸着ノズル３６を支持する。吸着ノズル３６は、装着ヘッド３５に対する昇降位置や角度、負圧の供給状態を制御される。吸着ノズル３６は、負圧を供給されることにより、部品供給装置２０のフィーダ２１により供給される部品を吸着する。

上記のように構成される２台の部品移載装置３０は、Ｘ軸方向に並んで配置され、互いに独立して動作可能に構成される。具体的には、２台の部品移載装置３０の各装着ヘッド３５は、図３および図４に示すように、基台２の上方における互いに重複しない可動範囲Ｒｍ１，Ｒｍ２において、基板Ｂｄに部品を装着する作業をそれぞれ行う。ここで、可動範囲Ｒｍ１，Ｒｍ２は、Ｙ軸ガイド装置３１およびＸ軸ガイド装置３３の機械構成によって定まる範囲であって、装着ヘッド３５を左右両端および前後両端まで移動させたときの装着ヘッド３５を包囲する範囲と定義する。なお、図３および図４は、２台の部品移載装置３０のＸ軸方向の可動範囲Ｒｍ１，Ｒｍ２を示す。

以下では、説明を簡易にするために、図２の（ ）内に対応する符号を示すように、２台の部品移載装置３０のうち左側（基板Ｂｄの搬送方向の上流側）を構成するＹ軸ガイド装置３１を第一ガイド装置４０と、リニアモータ３２を第一駆動装置４５と、装着ヘッド３５を第一ヘッド４６とも称する。また、第一ガイド装置４０の一対のガイドレール３１１を構成する左レール３１１Ｌおよび右レール３１１Ｒを、第一左レール４１および第一右レール４２とも称する。

さらに、２台の部品移載装置３０にうち右側（基板Ｂｄの搬送方向の下流側）を構成するＹ軸ガイド装置３１を第二ガイド装置５０と、リニアモータ３２を第二駆動装置５５と、装着ヘッド３５を第二ヘッド５６とも称する。また、第二ガイド装置５０の一対のガイドレール３１１を構成する左レール３１１Ｌおよび右レール３１１Ｒを、第二左レール５１および第二右レール５２とも称する。

１−３．フレーム構造体８０の詳細構成
フレーム構造体８０は、本実施形態において、一体の門型構造体である前コラム部材６０および後コラム部材７０に掛け渡された状態で固定される。本実施形態において、フレーム構造体８０は、図３に示すように、部品装着機１の上面視において外周を囲う矩形状をなす。フレーム構造体８０は、下方および上方に開口した箱状に形成され、構造的な剛性の確保を図られている。

フレーム構造体８０は、図３に示すように、左フレーム８１、右フレーム８２、中央フレーム８３、前フレーム８４、および後フレーム８５などを備える。左フレーム８１は、基台２の前後方向（Ｙ軸方向）に延伸し、前コラム部材６０の左端部から後コラム部材７０の左端部に掛け渡される。また、左フレーム８１は、図４に示すように、Ｙ軸方向に直交する断面形状の外形が上下方向に長く形成される。左フレーム８１の下部には、第一ガイド装置４０の第一左レール４１が設けられる。

右フレーム８２は、基台２の左右方向の中央を中心線として、左フレーム８１の線対称形状に形成される。右フレーム８２は、図３に示すように、基台２の前後方向（Ｙ軸方向）に延伸し、前コラム部材６０の右端部から後コラム部材７０の右端部に掛け渡される。また、右フレーム８２は、図４に示すように、Ｙ軸方向に直交する断面形状の外形が上下方向に長く形成される。右フレーム８２の下部には、第二ガイド装置５０の第二右レール５２が設けられる。

中央フレーム８３は、図３に示すように、Ｘ軸方向における左フレーム８１と右フレーム８２の間に配置される。中央フレーム８３は、Ｙ軸方向に延伸し、前コラム部材６０の中央部から後コラム部材７０の中央部に掛け渡される。また、中央フレーム８３は、図４に示すように、Ｙ軸方向に直交する断面形状の外形が上下方向に長い矩形に形成される。中央フレーム８３の下部には、第一ガイド装置４０の第一右レール４２および第二ガイド装置５０の第二左レール５１が設けられる。

前フレーム８４および後フレーム８５は、図３に示すように、Ｘ軸方向に延伸し、Ｘ軸方向に直交する断面形状の外形が上下方向に長く形成される。前フレーム８４は、一対の前コラム６１の上部同士を連結するとともに、左フレーム８１、右フレーム８２、および中央フレーム８３の各前端を連結する。後フレーム８５は、一対の後コラム７１の上部同士を連結するとともに、左フレーム８１、右フレーム８２、および中央フレーム８３の各後端を連結する。

ここで、一対の前コラム６１は、本実施形態において、連結部材６２により連結されて、一体の門型構造体である前コラム部材６０を構成する。また、一対の後コラム７１は、本実施形態において連結部材７２により連結されて、一体の門型構造体である後コラム部材７０を構成する。このような構成によると、基台２の左右方向の剛性をより高くすることができる。そして、これらの前コラム６１部材および後コラム７１部材がフレーム構造体８０により連結されることによって、部品装着機１は、機械全体としての剛性が高くなり、振動の発生をより低減できる。

本実施形態において、フレーム構造体８０は、上下方向幅がほぼ同一に形成される左フレーム８１、右フレーム８２、前フレーム８４、および後フレーム８５が連結されて外郭を形成される。また、フレーム構造体８０は、左フレーム８１と右フレーム８２との間に中央フレーム８３が配置されて、剛性をさらに高くする構造となっている。また、各フレーム８１〜８６の断面形状が上下方向に長く形成することにより断面係数を高くして、フレーム構造体８０の曲げ剛性が高められている。これにより、第一ヘッド４６および第二ヘッド５６の移動に伴い発生する振動のＸ軸方向およびＹ軸方向の周波数を高くすることができる。

また、本実施形態において、フレーム構造体８０は、前フレーム８４および後フレーム８５によりフレーム構造体８０に要求されるＸ軸方向の剛性（例えば装着ヘッド３５の規定動作により発生するＸ軸方向の振動の周波数が閾値以上となる剛性）を確保する。これにより、フレーム構造体８０は、前フレーム８４および後フレーム８５を除いて、左フレーム８１および右フレーム８２を連結する部材を有しない。これにより、フレーム構造体８０の軽量化を図ることができ、またフレーム構造体８０の製造コストや設置コストを低減できる。

また、上記のような構成により、結果として、フレーム構造体８０は、上下方向に開口する箱状をなし、左フレーム８１と中央フレーム８３との間に第一駆動装置４５を収容するスペース、および右フレーム８２と中央フレーム８３との間に第二駆動装置５５を収容するスペースを確保している。詳細には、第一駆動装置４５は、Ｘ軸方向における左フレーム８１と中央フレーム８３との間に配置され、基台２の前後方向の両端部を前フレーム８４および後フレーム８５に支持される。同様に、第二駆動装置５５は、Ｘ軸方向における第二駆動装置５５は、右フレーム８２と中央フレーム８３との間に設けられ、基台２の前後方向の両端部を前フレーム８４および後フレーム８５に支持される。

具体的には、リニアモータ３２である第一駆動装置４５および第二駆動装置５５は、図３に示すように、それぞれのモータ軸３２１のＹ軸方向の両端部を前フレーム８４および後フレーム８５に支持される。そして、第一駆動装置４５は、第一ヘッド４６を基台２の前後方向に移動させる駆動力を第一移動体４３に付与する。同様に、第二駆動装置５５は、第二ヘッド５６を基台２の前後方向に移動させる駆動力を第二移動体５３に付与する。

また、上記のように、左フレーム８１の下部には、第一ガイド装置４０の第一左レール４１が設けられる。本実施形態において、第一左レール４１は、図４に示すように、第一ヘッド４６の可動範囲Ｒｍ１と、一対の前コラム６１および一対の後コラム７１がフレーム構造体８０と連結される基台２の左右方向の支持範囲Ｒｓとが重複する範囲内に配置される。図４は、左側の前コラム６１および左側の後コラム７１の機内側の端面を破線にて示す。

また、右フレーム８２の下部には、第二ガイド装置５０の第二右レール５２が設けられる。本実施形態において、第二右レール５２は、図４に示すように、第二ヘッド５６の可動範囲Ｒｍ２と、一対の前コラム６１および一対の後コラム７１がフレーム構造体８０と連結される基台２の左右方向の支持範囲Ｒｓとが重複する範囲内に配置される。図４は、右側の前コラム６１および右側の後コラム７１の機内側の端面を破線にて示す。

ここで、上記の支持範囲Ｒｓは、前コラム部材６０および後コラム部材７０に対してフレーム構造体８０が連結のために接触するＸ軸方向の範囲である。支持範囲Ｒｓは、左フレーム８１が一対の前コラム６１の一方および一対の後コラム７１の一方に直接または間接的に支持されるＸ軸方向の範囲と、右フレーム８２が一対の前コラム６１の他方および一対の後コラム７１の他方に直接または間接的に支持されるＸ軸方向の範囲と、によって示される範囲に相当する。

このような構成により、左フレーム８１が第一左レール４１から受ける下方への荷重は、支持範囲Ｒｓに存在する左側の前コラム６１および左側の後コラム７１に座屈荷重として概ね伝達される。同様に、右フレーム８２が第二右レール５２から受ける下方への荷重は支持範囲Ｒｓに存在する右側の前コラム６１および右側の後コラム７１に座屈荷重として概ね伝達される。

これにより、その動作によって振動を発生し得る第一ガイド装置４０および第二ガイド装置５０は、フレーム構造体８０を介して前コラム部材６０および後コラム部材７０の座屈強度によって支持される。結果として、部品装着機１は、機械全体としての構造的な剛性を高めて、振動の発生を抑制するとともに、発生した振動の周波数を高くするように構成されている。

また、中央フレーム８３の下部には、第一ガイド装置４０の第一右レール４２および第二ガイド装置５０の第二左レール５１が設けられる。本実施形態において、第一右レール４２は、図４に示すように、Ｘ軸方向における第一ヘッド４６の可動範囲Ｒｍ１の内側に配置される。同様に、第二左レール５１は、Ｘ軸方向における第二ヘッド５６の可動範囲Ｒｍ２の内側に配置される。

ここで、一対の前コラム６１、および一対の後コラム７１は、図２に示すように、基台２の左右方向（Ｘ軸方向）両側の側面６１１，７１１が同一の平面状をなすようにそれぞれ形成される。これは、図１に示すように、部品装着機１が生産ラインを構成する場合に、隣り合う他の部品装着機１となるべく近接した設置を可能とするための構成である。これにより、部品装着機１を含む生産ラインを短縮して、作業施設における面積生産性を向上できる。

さらに、一対の前コラム６１の側面６１１および一対の後コラム７１の側面７１１には、図１に示すように、各側面（６１１，７１１）同士を連結する左右一対の連結プレート８９が配置される。このような構成により、連結プレート８９の引っ張り強度を利用して、部品装着機１は、機械全体として前後方向の剛性を高くすることができる。よって、特にＹ軸方向の剛性が高まり、第一ヘッド４６および第二ヘッド５６の移動に伴い発生する振動のＹ軸方向の周波数を高くすることができる。

１−４．第一実施形態の構成による効果
上記のような部品装着機１の構成によると、一対の前コラム６１および一対の後コラム７１は、フレーム構造体８０によって連結される。これにより、部品装着機１は、機械全体の外形寸法を維持しつつフレーム構造体８０の構造的な剛性によって、機械全体としての剛性を向上できる。よって、第一ヘッド４６および第二ヘッド５６の移動に伴う振動の周波数を高くすることができる。結果として、当該振動の抑制や管理が容易となり、当該振動の影響を低減して装着精度の向上を図ることができる。

また、フレーム構造体８０は、懸垂式の第一ガイド装置４０および第二ガイド装置５０を、左フレーム８１、右フレーム８２および中央フレーム８３の下部に各レール（４１，４２，５１，５２）が設けられることによって支持する。これにより、部品装着機１は、基台２、前コラム部材６０、後コラム部材７０、およびフレーム構造体８０によって第一ガイド装置４０および第二ガイド装置５０の荷重を確実に受けることができ、第一ヘッド４６および第二ヘッド５６の移動に伴う振動の発生を抑制できる。

２．第二実施形態
２−１．部品装着機１０１の構成
第二実施形態の作業機（部品装着機１０１）は、主として、第一実施形態の部品装着機１に対してフレーム構造体８０の構成が相違する。その他の共通する構成については、第一実施形態と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。具体的には、部品装着機１０１は、図５に示すように、基台１０２、基板搬送装置１０、部品供給装置２０（図５にて省略）、１台の部品移載装置３０（第一ガイド装置１４０）、前コラム部材１６０、後コラム部材１７０、フレーム構造体１８０、および制御装置９０などを備える。

第一実施形態の部品装着機１が２台の部品移載装置３０を備える構成に対して、本実施形態の部品装着機１０１は、１台の部品移載装置３０を備える。そのため、部品装着機１０１および基台１０２は、Ｘ軸方向の幅が第一実施形態の部品装着機１と比較して概ね半分となっている。上記の部品移載装置３０は、第一実施形態における２台の部品移載装置３０と同型であり、第一ガイド装置１４０、第一駆動装置１４５、および第一ヘッド１４６などを備える。

前コラム部材１６０は、基台１０２の前部の左右に設けられた一対の前コラム６１を、Ｘ軸方向に延伸する部位を有する連結部材１６２により連結されて構成される一体の門型構造体である。同様に、後コラム部材１７０は、基台１０２の後部の左右に設けられた一対の後コラム７１を、Ｘ軸方向に延伸する部位を有する連結部材１７２により連結されて構成される一体の門型構造体である。

２−２．フレーム構造体１８０の詳細構成
フレーム構造体１８０は、１台の部品移載装置３０を支持するとともに、前コラム部材１６０および後コラム部材１７０を連結することによって機械全体の剛性を向上させる強度部材である。フレーム構造体１８０は、第一実施形態のフレーム構造体８０から中央フレーム８３を除いた構成と同様に構成され、左フレーム８１、右フレーム８２、前フレーム８４、および後フレーム８５などを備える。

左フレーム８１は、図６に示すように、第一ガイド装置１４０の第一左レール４１を下部に設けられる。右フレーム８２は、第一ガイド装置１４０の第一右レール４２を下部に設けられる。前フレーム８４は、第一実施形態と同様に、一対の前コラム６１同士を連結するとともに、左フレーム８１および右フレーム８２の各前端を連結する。後フレーム８５は、一対の後コラム７１同士を連結するとともに、左フレーム８１および右フレーム８２の各後端を連結する。

第一ガイド装置１４０の第一左レール４１および第一右レール４２は、図６に示すように、第一ヘッド４６の可動範囲Ｒｍ１と、一対の前コラム６１および一対の後コラム７１がフレーム構造体１８０と連結される基台１０２の左右方向の支持範囲Ｒｓとが重複する範囲内に配置される。図６は、一対の前コラム６１および一対の後コラム７１の機内側の端面を破線にて示す。

また、第一駆動装置１４５は、左フレーム８１と右フレーム８２との間に配置される。また、第一駆動装置１４５は、図５に示すように、基台１０２の前後方向の両端部を前フレーム８４および後フレーム８５に支持される。具体的には、リニアモータ３２である第一駆動装置１４５は、モータ軸３２１のＹ軸方向の両端部を前フレーム８４および後フレーム８５に支持される。第一駆動装置１４５は、第一ヘッド１４６を基台１０２の前後方向に移動させる駆動力を第一移動体４３に付与する。

このような構成により、第一実施形態の構成と同様に、フレーム構造体１８０が第一ガイド装置１４０から受ける下方への荷重は、支持範囲Ｒｓに存在する一対の前コラム６１のおよび一対の後コラム７１に座屈荷重として概ね伝達される。これにより、その動作によって振動を発生し得る第一ガイド装置１４０は、フレーム構造体１８０を介して前コラム部材１６０および後コラム部材１７０の座屈強度によって支持される。結果として、部品装着機１０１は、機械全体としての構造的な剛性を高めて、振動の発生を抑制するとともに、発生した振動の周波数を高くするように構成されている。

２−３．第二実施形態の構成による効果
上記のような部品装着機１０１の構成によると、一対の前コラム６１および一対の後コラム７１は、フレーム構造体１８０によって連結される。これにより、部品装着機１０１は、機械全体の外形寸法を維持しつつフレーム構造体１８０の構造的な剛性によって、機械全体としての剛性を向上できる。よって、第一ヘッド１４６の移動に伴う振動の周波数を高くすることができる。結果として、当該振動の抑制や管理が容易となり、当該振動の影響を低減して作業精度の向上を図ることができる。

また、フレーム構造体１８０は、懸垂式の第一ガイド装置１４０を、左フレーム８１および右フレーム８２の下部に各レール（４１，４２）が設けられることによって支持する。これにより、部品装着機１０１は、基台１０２、前コラム部材１６０、後コラム部材１７０、およびフレーム構造体１８０によって第一ガイド装置１４０の荷重を確実に受けることができ、第一ヘッド１４６の移動に伴う振動の発生を抑制できる。

３．第一、第二実施形態の変形態様
３−１．フレーム構造体８０の構成
第一実施形態および第二実施形態において、フレーム構造体８０，１８０は、下方および上方に開口した箱状に形成される構成とした。これに対して、フレーム構造体８０，１８０は、例えば上方がプレートやカバー部材により覆われた形状としてもよい。また、全体としての剛性が確保できるのであれば、外郭を形成する各フレーム（８１，８２，８４，８５）の少なくとも一部の断面形状の外形が上下方向に長い形状以外に形成され、箱状をなさない構成としてもよい。

また、第一実施形態および第二実施形態において、前コラム部材６０，１６０は、一対の前コラム６１が連結部材６２，１６２により連結されて一体の門型構造体である構成とした。これに対して、前コラム部材６０，１６０は、連結部材６２，１６２を有さず、上部をフレーム構造体８０，１８０のみによって連結される構成としてもよい。同様に、後コラム部材７０，１７０は、連結部材７２，１７２を有さず、上部をフレーム構造体８０，１８０のみによって連結される構成としてもよい。但し、剛性を確保するとともに部品点数を削減する観点からは、第一実施形態および第二実施形態にて例示した態様が望ましい。

３−２．連結プレート８９の構成
第一、第二実施形態において、一対の連結プレート８９のそれぞれは、一対の前コラム６１および一対の後コラム７１の各側面（６１１，７１１）同士を連結するものとした。これに対して、フレーム構造体８０，１８０は、Ｘ軸方向両側の側面８０１が上記の各側面（６１１，７１１）と同一の平面状をなすようにそれぞれ形成され、一対の連結プレート８９により一対の前コラム６１および一対の後コラム７１と連結されてもよい。

このような構成によると、部品装着機１，１０１は、一対の連結プレート８９の引っ張り強度によって、機械全体として前後方向の剛性をさらに高くすることができる。結果として、装着ヘッド３５の移動に伴う前後方向の振動の周波数を高くすることができるので、当該振動の抑制や管理が容易となり、当該振動の影響を低減して装着精度の向上を図ることができる。さらに、連結プレート８９は、基台２，１０２の側面を連結する構成としてもよい。

３−３．作業機の基本構成
第一実施形態および第二実施形態において、第一駆動装置４５，１４５および第二駆動装置５５は、リニアモータ３２である構成とした。これに対して、第一駆動装置４５，１４５および第二駆動装置５５は、第一ヘッド４６，１４６および第二ヘッド５６を基台２，１０２の前後方向（Ｙ軸方向）に移動させる駆動力を第一移動体４３および第二移動体５３に付与可能であれば、ボールねじ装置などの直動装置を適用してもよい。例えば、第一駆動装置４５，１４５および第二駆動装置５５がボールねじ装置である場合には、ねじ軸の両端部が前フレーム８４および後フレーム８５に支持される。

第一実施形態および第二実施形態において、作業機が基板製品を生産する部品装着機１，１０１である態様を例示して説明した。これに対して、作業機は、ヘッドを移動させて種々の作業を行う構成であれば、部品装着機以外の各種作業機であってもよい。具体的には、作業機は、部品装着機１，１０１とともに生産ラインを構成し得るはんだ印刷機、部品を装着された回路基板を検査する検査装置であってもよい。

１，１０１：部品装着機、 ２，１０２：基台、 １０：基板搬送装置、 ２０：部品供給装置、 ３０：部品移載装置、 ３１（４０，５０，１４０）：Ｙ軸ガイド装置（第一ガイド装置、第二ガイド装置）、 ３１１：ガイドレール、 ３１１Ｌ（４１，５１）：左レール（第一左レール、第二左レール）、 ３１１Ｒ（４２，５２）：右レール（第一右レール、第二右レール）、 ３１２：ガイドブロック、 ３１３（４３，５３）：Ｙ軸移動体（第一移動体、第二移動体）、 ３２（４５，５５，１４５）：リニアモータ（第一駆動装置、第二駆動装置）、 ３５（４６，５６，１４６）：装着ヘッド（第一ヘッド、第二ヘッド）、 ６０，１６０：前コラム部材、 ６１：（一対の）前コラム、 ６１１：側面、 ６２，１６２：連結部材、 ７０，１７０：後コラム部材、 ７１：（一対の）後コラム、 ７１１：側面、 ７２，１７２：連結部材、 ８０，１８０：フレーム構造体、 ８１：左フレーム、 ８２：右フレーム、 ８３：中央フレーム、 ８４：前フレーム、 ８５：後フレーム、 ８０１：側面、 ８９：（一対の）連結プレート、 Ｒｍ１：（第一装着ヘッドの）可動範囲、 Ｒｍ２：（第二装着ヘッドの）可動範囲、 Ｒｓ：支持範囲、 Ｂｄ：基板（回路基板）

Claims (14)

1. 基台と、
   前記基台の前部の左右に設けられた一対の前コラムと、
   前記基台の後部の左右に設けられた一対の後コラムと、
   前記一対の前コラムおよび前記一対の後コラムに掛け渡されたフレーム構造体と、
   前記基台の上方における互いに重複しない可動範囲において所定の作業をそれぞれ行う第一ヘッドおよび第二ヘッドと、
   前記基台の左右方向の中央より左側において前記フレーム構造体に設けられ、前記第一ヘッドを前記基台の前後方向に移動させる第一ガイド装置と、
   前記基台の左右方向の中央より右側において前記フレーム構造体に設けられ、前記第二ヘッドを前記基台の前後方向に移動させる第二ガイド装置と、を備え、
   前記第一ガイド装置は、
   前記基台の前後方向に延伸する平行な第一左レールおよび第一右レールと、
   前記第一左レールおよび前記第一右レールに吊り下げられた状態で前記基台の前後方向に移動可能に設けられ、前記第一ヘッドを支持する第一移動体と、を有し、
   前記第二ガイド装置は、
   前記基台の前後方向に延伸する平行な第二左レールおよび第二右レールと、
   前記第二左レールおよび前記第二右レールに吊り下げられた状態で前記基台の前後方向に移動可能に設けられ、前記第二ヘッドを支持する第二移動体と、を有し、
   前記フレーム構造体は、
   前記第一ガイド装置の前記第一左レールを下部に設けられた左フレームと、
   前記第二ガイド装置の前記第二右レールを下部に設けられた右フレームと、
   前記左フレームと前記右フレームの間に配置され、前記第一ガイド装置の前記第一右レールおよび前記第二ガイド装置の前記第二左レールを下部に設けられた中央フレームと、
   前記一対の前コラム同士を連結するとともに、前記左フレーム、前記右フレーム、および前記中央フレームの各前端を連結する前フレームと、
   前記一対の後コラム同士を連結するとともに、前記左フレーム、前記右フレーム、および前記中央フレームの各後端を連結する後フレームと、
   を備える作業機。
2. 前記第一ガイド装置の前記第一左レールは、前記第一ヘッドの前記可動範囲と、前記一対の前コラムおよび前記一対の後コラムが前記フレーム構造体と連結される前記基台の左右方向の支持範囲とが重複する範囲内に配置され、
   前記第二ガイド装置の前記第二右レールは、前記第二ヘッドの前記可動範囲と、前記一対の前コラムおよび前記一対の後コラムが前記フレーム構造体と連結される前記基台の左右方向の支持範囲とが重複する範囲内に配置される、請求項１に記載の作業機。
3. 前記中央フレームは、前記基台の前後方向に直交する断面形状の外形が上下方向に長い矩形に形成される、請求項１または２に記載の作業機。
4. 前記作業機は、
   前記左フレームと前記中央フレームとの間に配置され、前記基台の前後方向の両端部を前記前フレームおよび前記後フレームに支持され、前記第一ヘッドを前記基台の前後方向に移動させる駆動力を前記第一移動体に付与する第一駆動装置と、
   前記右フレームと前記中央フレームとの間に設けられ、前記基台の前後方向の両端部を前記前フレームおよび前記後フレームに支持され、前記第二ヘッドを前記基台の前後方向に移動させる駆動力を前記第二移動体に付与する第二駆動装置と、をさらに備える、請求項１−３の何れか一項に記載の作業機。
5. 基台と、
   前記基台の前部の左右に設けられた一対の前コラムと、
   前記基台の後部の左右に設けられた一対の後コラムと、
   前記一対の前コラムおよび前記一対の後コラムに掛け渡されたフレーム構造体と、
   前記基台の上方における可動範囲において所定の作業を行う第一ヘッドと、
   前記フレーム構造体に設けられ、前記第一ヘッドを前記基台の前後方向に移動させる第一ガイド装置と、を備え、
   前記第一ガイド装置は、
   前記基台の前後方向に延伸する平行な第一左レールおよび第一右レールと、
   前記第一左レールおよび前記第一右レールに吊り下げられた状態で前記基台の前後方向に移動可能に設けられ、前記第一ヘッドを支持する第一移動体と、を有し、
   前記フレーム構造体は、
   前記第一ガイド装置の前記第一左レールを下部に設けられた左フレームと、
   前記第一ガイド装置の前記第一右レールを下部に設けられた右フレームと、
   前記一対の前コラム同士を連結するとともに、前記左フレームおよび前記右フレームの各前端を連結する前フレームと、
   前記一対の後コラム同士を連結するとともに、前記左フレームおよび前記右フレームの各後端を連結する後フレームと、を備え、
   前記第一ガイド装置の前記第一左レールおよび前記第一右レールは、前記第一ヘッドの前記可動範囲と、前記一対の前コラムおよび前記一対の後コラムが前記フレーム構造体と連結される前記基台の左右方向の支持範囲とが重複する範囲内に配置される作業機。
6. 前記作業機は、
   前記左フレームと前記右フレームとの間に配置され、前記基台の前後方向の両端部を前記前フレームおよび前記後フレームに支持され、前記第一ヘッドを前記基台の前後方向に移動させる駆動力を前記第一移動体に付与する第一駆動装置をさらに備える、請求項５に記載の作業機。
7. 前記一対の前コラム、前記一対の後コラム、および前記フレーム構造体は、前記基台の左右方向両側の側面が同一の平面状をなすようにそれぞれ形成される、請求項１−６の何れか一項に記載の作業機。
8. 前記作業機は、前記一対の前コラムおよび前記一対の後コラムの各前記側面同士を連結する左右一対の連結プレートをさらに備える、請求項１−７の何れか一項に記載の作業機。
9. 前記一対の連結プレートのそれぞれは、前記一対の前コラム、前記一対の後コラム、および前記フレーム構造体の各前記側面同士を連結する、請求項８に記載の作業機。
10. 前記左フレームおよび前記右フレームは、前記基台の前後方向に直交する断面形状の外形が上下方向に長く形成される、請求項１−９の何れか一項に記載の作業機。
11. 前記前フレームおよび前記後フレームは、前記基台の前後方向に直交する断面形状の外形が上下方向に長く形成され、
    前記フレーム構造体は、少なくとも下方に開口した箱状に形成される、請求項１０に記載の作業機。
12. 前記一対の前コラムおよび前記一対の後コラムのそれぞれは、前記基台の左右方向に延伸する連結部材により連結されて一体の門型構造体を構成する、請求項１−１１の何れか一項に記載の作業機。
13. 前記フレーム構造体は、前記前フレームおよび前記後フレームを除いて、前記左フレームおよび前記右フレームを連結する部材を有しない、請求項１−１２の何れか一項に記載の作業機。
14. 前記第一ヘッドは、回路基板に電子部品を装着する作業を行う装着ヘッドであり、
    前記作業機は、前記第一ヘッドを用いて基板製品を生産する部品装着機である、請求項１−１３の何れか一項に記載の作業機。

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