JP4731903B2 - 部品実装用実装ヘッド、及び該実装ヘッドを備えた部品実装装置 - Google Patents

部品実装用実装ヘッド、及び該実装ヘッドを備えた部品実装装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4731903B2
JP4731903B2 JP2004372667A JP2004372667A JP4731903B2 JP 4731903 B2 JP4731903 B2 JP 4731903B2 JP 2004372667 A JP2004372667 A JP 2004372667A JP 2004372667 A JP2004372667 A JP 2004372667A JP 4731903 B2 JP4731903 B2 JP 4731903B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
linear motor
mounting
mounting head
component
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2004372667A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006180645A5 (ja
JP2006180645A (ja
Inventor
一憲 金井
秀浩 佐保
登 山崎
力 高田
達哉 佐野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2004372667A priority Critical patent/JP4731903B2/ja
Priority to PCT/JP2005/024183 priority patent/WO2006068322A1/en
Publication of JP2006180645A publication Critical patent/JP2006180645A/ja
Publication of JP2006180645A5 publication Critical patent/JP2006180645A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4731903B2 publication Critical patent/JP4731903B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/01Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for shielding from electromagnetic fields, i.e. structural association with shields
    • H02K11/014Shields associated with stationary parts, e.g. stator cores
    • H02K11/0141Shields associated with casings, enclosures or brackets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/06Rolling motors, i.e. motors having the rotor axis parallel to the stator axis and following a circular path as the rotor rolls around the inside or outside of the stator ; Nutating motors, i.e. having the rotor axis parallel to the stator axis inclined with respect to the stator axis and performing a nutational movement as the rotor rolls on the stator
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0406Drive mechanisms for pick-and-place heads, e.g. details relating to power transmission, motors or vibration damping
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00Machines with more than one rotor or stator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Description

本発明は、コイルに駆動電流を通電することによって駆動用シャフトを直線運動させるシャフト型リニアモータ、当該シャフト型リニアモータを複数含んで構成される多軸リニアモータ、前記多軸リニアモータを備えて部品実装に利用される実装ヘッド及び部品実装装置、並びに多軸リニアモータの制御時における磁力による相互干渉を回避する多軸リニアモータの磁力遮蔽方法に関する。
従来、リニアモータの一形式として、中空の直線状の固定子(ステータ部)と、前記固定子の中空部に挿入されて直線状に駆動される駆動用シャフト(可動部)とを備えたシャフト型リニアモータが知られている(例えば、特許文献1参照。)。ステータ部には磁極を個別に制御可能な複数のコイルが直線状に配列され、また可動部には軸方向に沿ってN極とS極に相互に着磁したシャフトが配置される。このコイルと永久磁石との組み合わせは、ステータ部と可動部との間で逆にすることも可能である。永久磁石で発生する磁界の磁力線と交叉する磁界を発生するようコイルに駆動電流を通電することにより、両者間で斥力が発生し、可動部がステータ部に対して軸方向に移動する。
このようなシャフト型リニアモータを複数備えた多軸式アクチュエータを部品実装装置などのFA精密機器に用いる場合、高速稼動を可能にする応答性の良さと、正確な位置決めを実現するための高い精度維持が重要となる。特に前記多軸式アクチュエータとして複数のリニアモータを含む多軸リニアモータを備えた場合、各軸の個別制御が他の軸に影響されることなく、所望の動作を確実に実施可能とすることが重要である。
従来、シャフト型リニアモータの位置決め精度を向上させるための位置検出方法としては、光学的に位置を検出するリニアスケールを用いた構成のもの(例えば、特許文献2参照。)、リニアレゾルバを用いたもの(例えば、特許文献3参照。)、あるいは、可動軸部に駆動用着磁部分と位置検出用着磁部分、固定子に駆動用コイルと位置検出用磁気センサを設けたもの(例えば、特許文献4参照。)などが知られている。
一般にリニアモータには磁石、電磁石(コイル)が制御・駆動用に使用される。加えて、上述の各種位置決め手段の内、特許文献4に開示されている方法では、前記駆動用の他に移動位置検出用にも磁石が使用されている。所望するタイミングで所望する量だけリニアモータの駆動用シャフトを移動させるには、ステータ部と可動部との間で適切な駆動力(斥力)を発生させる必要がある。このためにはステータ部にあるコイルには流された電流量に応じた適切な磁力が発生し、かつ対向する永久磁石との間で所定の斥力が発生しなければならない。また、リニアモータ可動部の移動位置を精度よく測定するには、被測定物に着磁された磁界の強さを検出用のセンサが正確に把握できなければならない。
特開平10−313566号公報 特開2000−262034号公報 特開2003−32995号公報 特開平7−107706号公報
しかしながら、従来技術による複数のシャフト型リニアモータ(以下、単に「リニアモータ」という。)を備えた多軸リニアモータ、及び当該多軸リニアモータを利用した部品供給装置に使用される実装ヘッドなどを正確に制御し、操作するには問題があった。例えば、実装ヘッドなどでは、部品実装の効率を高めるために1つの実装ヘッドにできるだけ多くの部品を吸着するための軸、すなわち吸着ノズル組立体を組み込むことが望まれている。同時に、実装ヘッドはXYロボットなどにより高速で搬送されることから、移動時における慣性モーメントをできるだけ小さくし、停止時の振動をできるだけ抑えるために、実装ヘッドそのものを可能な限り小型・軽量に作ることが要求されている。
しかしながら以上の要求を実現しようとした場合、複数のリニアモータをできるだけ接近して配置することが重要となるが、この接近によってリニアモータ相互間の距離が縮まることから、各リニアモータに含まれている永久磁石、電磁石からの磁力線が相互に影響を及ぼし合い、リニアモータの制御、さらに可動部の移動位置検出に支障をきたすものとなっている。
リニアモータ間の距離がどれほど接近した場合に上述したような制御上の障害が生ずるかは、各リニアモータの仕様、すなわち使用されている永久磁石やコイル(電磁石)の磁力の強さによって異なり、一概にはいえない。この際の障害の程度は、特に磁石の最大エネルギ積(BHmax)、すなわち残留磁束密度(Br)と保磁力(HC)の積の最大値に影響されることが分かっている。極端な場合、1つのシャフト型リニアモータを動かすためにコイルに駆動電流を通電しても、隣接するリニアモータの永久磁石などからの影響を受けて駆動すべきリニアモータの駆動用シャフトを動かすことができないという問題が生じている。また、上述した駆動用シャフトが着磁した磁界の強さを検出する位置検出センサでは、隣接するリニアモータの磁石から影響を受けることで、正確な読み取りができないという問題が生ずる。
このため従来では、制御上の障害が生じないようリニアモータ同士の相互間隔を十分に広くして配置する必要があり、いきおい1つの実装ヘッドに装備するノズル部の数を制限せざるを得なくなったり、あるいはリニアモータの相互間隔を広くすることから実装ヘッドを必要以上に大きくしたりするなどの弊害を生じさせている。
以上より、本発明は、隣接するリニアモータ間の距離を接近させても各リニアモータから生ずる各種磁石の磁力による相互作用の弊害を受けることなく、各リニアモータの確実な個別制御を実現することができ、また磁界検出センサによる正確な位置検出を実現することができる多軸リニアモータ、及び当該多軸リニアモータを利用する実装ヘッド、部品実装装置、並びに複数のリニアモータを接近して配置させても相互に磁力による悪影響を受けることのない磁力遮蔽方法を提供することを目的としている。
本発明は、多軸リニアモータを構成する各リニアモータが隣接する相互間に、各リニアモータが有する磁石又は電磁石の磁力線が隣接する他のリニアモータが有する磁石又は電磁石の磁力線との相互作用を抑制するための磁力遮蔽手段を設けることによって従来技術の問題点を解消するもので、具体的には以下の内容を含む。
具体的に、本発明に係る実装ヘッド及び部品実装装置は、
部品吸着用の複数のノズル部と、前記ノズル部に負圧を供給する負圧エア供給部と、前記複数のノズル部をそれぞれ長手方向に移動させる多軸リニアモータとを備え、前記ノズル部を利用して部品供給部に供給された部品を取り出し、回路基板の実装位置に実装する部品実装用の実装ヘッド及び部品実装装置であって、
前記多軸リニアモータが、
永久磁石又はコイルのいずれかを直線状に配列した固定子と、
前記固定子の永久磁石に対向するコイル、又は前記固定子のコイルに対向する永久磁石のいずれかを直線状に配列した可動部とを備え、前記コイルに駆動電流を通電することによって前記固定子に対して前記可動部を移動させるシャフト型リニアモータを複数備えた多軸リニアモータであり、
隣接する前記リニアモータ同士の間に当該隣接リニアモータ相互間における磁力障害を抑制する磁力遮蔽手段をさらに備えていることを特徴とする
本発明の他の形態は、前記リニアモータが、他のリニアモータと一方の側でのみ隣接し、前記一方の側と軸対称となる他方の側には他のリニアモータが存在していない場合、前記他方の側にも磁力遮蔽手段をさらに備えていることを特徴とする。
本発明の他の形態は、前記複数のリニアモータが長手方向の軸に垂直な面内で円周状に配設されている場合、前記磁力遮蔽手段が各リニアモータの中間で放射状に配置されていることを特徴とする。
本発明の他の形態は、前記多軸リニアモータを構成する各々のリニアモータが、可動部を構成する駆動用シャフトに設けられた駆動用永久磁石の磁界の強さを検出することにより、前記駆動用シャフトの移動位置を検出する位置検出用センサユニットをさらに備えていることを特徴とする
本発明の他の形態の部品実装装置は、独立して動作する前記実装ヘッドを複数備えていることを特徴とする。
本発明にかかる磁力遮蔽手段を含む多軸リニアモータの実施により、リニアモータ同士間での磁力の相互作用を原因とする制御障害、操作障害が回避され、多軸リニアモータを所望通り円滑に制御、操作することが可能となり、当該多軸リニアモータを備えた各種設備の稼動に伴う不具合の発生、不良品の発生が回避され、生産性の向上と品質の安定化を図ることができる。
また、複数のリニアモータを接近した状態で配置可能となることから、当該多軸リニアモータを小型・軽量に構成することができる。
以下、本発明にかかる磁力遮蔽手段を備える多軸リニアモータ、及び当該多軸リニアモータを利用した装置の実施の形態につき、部品実装装置の実装ヘッドを例にして図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態にかかる部品実装装置101の全体概略斜視図を図1に示している。部品実装装置101は、回路基板2を部品実装装置101に搬入するローダー1と、部品が実装された回路基板2を部品実装装置101より搬出可能なアンローダー11と、部品が回路基板2上に実装される間、ローダー1から搬入される回路基板2を搬送保持する一対のサポートレール部を備える第1基板搬送保持装置3とを備えている。
図1では、ローダー1に積載された回路基板2−0を部品実装装置101に搬入している状態、第1基板搬送保持装置3に積載された回路基板2−1に部品が実装される状態、及び、部品が実装された回路基板2−3を部品実装装置101からアンローダ11により搬出している状態を同時に示している。なお、以降の説明においては、位置に関係なく一般に回路基板を示す場合には「回路基板2」と示し、また特定の位置に配置されている回路基板を示す場合には「回路基板2−0、2−1、2−2、又は2−3」のように示すものとする。また、各構成要素を示す符号にa、b、c、‥などのサフィックスを付ける場合も基本的に同様とする。
実装装置本体101はさらに、部品実装作業領域における図のY軸方向手前側の端部にそれぞれ配置され、かつ回路基板2に実装される部品を部品取出し位置に連続的に順次供給する複数の部品供給カセット80を有する部品供給部8A、8Bと、部品供給部8Bの近傍に配置され、かつ、回路基板2に実装される部品をトレー上に収納する部品供給部8Cを備える。なお、部品供給部8A及び8Bにおける夫々の部品供給カセット80から供給される部品は、例えば、主に微細なチップ部品であり、一方、部品供給部8Cから供給される部品には、例えば、主にICチップに代表されるようなIC部品やコネクタ等の異形部品等である。
実装装置本体101はさらに、部品供給部8A、8Bが取り付けられる取り付け部と、部品供給部8A、8B、8Cから供給される部品を吸着して回路基板2上に実装する第1実装ヘッド4と、第1実装ヘッド4に装備される各吸着ノズル組立体10の先端に設けられたノズル部39が吸着保持している部品の吸着姿勢を撮像する認識カメラ9と、実装装置本体101の全体の動作を制御する実装制御装置100とを備えている。
第1実装ヘッド4は、部品実装装置101の装置上面である部品実装作業領域内の直行する2方向であるX軸方向及びY軸方向の所定位置に位置決めするXYロボット5により移動可能に構成されている。第1実装ヘッド4には、部品を解除可能に吸着保持するノズル部39が交換可能に複数本、例えば12本装備されている。第1実装ヘッド4は、XYロボット5により、部品実装作業領域を2次元的に移動することができる。例えば、第1実装ヘッド4は、部品供給部8A、8B、8Cからそれぞれ供給される部品を吸着保持するために部品供給部8A、8B、8Cの部品供給位置へ、第1基板搬送保持装置3に保持される回路基板2−1に部品を実装するために第1基板搬送保持装置3に対向する位置へ、必要に応じて実装ヘッド4に装備されたノズル部39を交換するためにノズルステーション7に対向する位置へそれぞれ移動することができる。なお、ノズルステーション7は、部品実装作業領域において部品供給部8Aの近傍に配置され、かつ複数の種類の部品に適した複数の種類のノズル部39を収納している。
図1に示す部品実装装置101はさらに、第1基板搬送保持装置3から搬送される回路基板2−1を受け取り、図のY方向奥側で同様な部品実装動作を行うため、これまで述べた構成と同様に、第2基板搬送保持装置13、第2実装ヘッド14、XYロボット15、ノズルステーション17、部品供給部18A〜18C、認識カメラ19をそれぞれ備える。また、第1実装ヘッド4及び第2実装ヘッド14のノズル部39が当接されたときの加重を計測し、ノズル部39の高さを調整するためのロードセル12が部品実装作業領域内に2カ所に設けられている。
図示の部品実装装置101においては、実装装置基台16の上面に配置された2つの部品実装作業領域を有しており、第1基板搬送保持装置3及び第2基板搬送保持装置13の夫々に保持された各回路基板2に対して、第1実装ヘッド4及び第2実装ヘッド14を利用して同時かつ独立して部品実装動作を施すことが可能となっている。
図2は、図1に示す部品実装装置に用いられるXYロボット5及び15の斜視図を示している。XYロボット5及び15は、図2に示すように第1実装ヘッド4(図示略)を図のX軸方向に移動可能に支持し、かつ第1実装ヘッド4のX軸方向の移動を駆動する第1X軸部6bと、第2実装ヘッド14を図示X軸方向に移動可能に支持し、かつ第2実装ヘッド14のX軸方向の移動を駆動する第2X軸部6cと、実装装置基台16(図1参照)上におけるX軸方向の夫々の端部近傍に設置され、かつ夫々のX軸部6b及び6cを夫々の端部で支持し、かつ夫々のX軸方向駆動部6b及び6cの図示Y軸方向への移動を駆動するY軸部6aと備えている。
Y軸部6aは、2つのX軸部6b、6cを、夫々のY軸方向へ互いに独立させて駆動することが可能である。すなわち、X軸部6b及びY軸部6aにより、第1実装ヘッド4は図示手前側における部品実装領域の上方をX軸方向又はY軸方向に移動可能となっている。一方、X軸部6c及びY軸部6aにより、第2実装ヘッド14は図示奥側における部品実装領域の上方をX軸方向又はY軸方向に移動可能となっている。この第1及び第2実装ヘッドの移動動作は相互に独立している。さらに、両X軸部6b及び6cは、夫々のY軸方向への移動範囲が制限されており、夫々の移動による互いの衝突の発生が未然に防止されている。XYロボット5及び15は、リニアモータ、ボールスクリュなどを駆動源として第1実装ヘッド4及び第2実装ヘッド14をXY方向に移動可能に構成されている。
加えて、部品実装装置101には、図1に示すように前記基板搬入・搬出、部品保持、部品認識、及び部品装着動作等を互いの動作を関連付けながら統括的な制御を行うことが可能な実装制御装置100が備えられている。実装制御装置100には、夫々の部品供給部8Aと8B、及び18Aと18B、部品供給カセット80、第1及び第2実装ヘッド4、14、認識カメラ9、19、第1及び第2基板搬送保持装置3、13、XYロボット5、15、ローダー1、並びにアンローダー11等が接続されている。また、実装制御装置100には、データベース部及びメモリ部が備えられている。この両者には、例えば、部品の種類に応じた形状や高さ等に関する部品情報のライブラリー、回路基板の種類に応じた形状等に関する基板情報、部品の種類に対応させた夫々の種類のノズル部39の形状やノズル位置情報、どの部品をどの位置にどの順番で実装するか等の実装プログラムであるNCデータ、どの部品をどの部品供給部材に配列するかなどの配列プログラム又は当該配列された配列情報、夫々の基板搬送保持装置における基板搬送位置の情報、等が取り出し可能に記憶されている。
図3は、X軸部6の断面を示している。図に示すように、X軸部6は、断面の外形が略Y字形のX軸フレーム36にX軸リニアモータシャフト32と、その上下2カ所にX軸リニアガイド33が設けられている。X軸リニアモータシャフト32は、実装ヘッド可動部31のX軸可動部34に挿入されて両者を係合する。実装ヘッド可動部31は、2つのX軸リニアガイド33に沿ってX軸方向に移動可能に構成されている。X軸フレーム36には、X軸リニアスケール38が設けられており、実装ヘッド可動部31に設けられたX軸位置センサ37により実装ヘッド可動部31の位置を検出することができるよう構成されている。実装ヘッド可動部31は、第1又は第2の実装ヘッド4、14を固定する取り付け面35を備える。なお、X軸の駆動にリニアモータの代替として通常型モータが使用される場合、リニアモータシャフト32の代りにボールスクリュが一般に使用される。
次に、実装ヘッド4、14の構造について図面を参照して説明する。なお、第1実装ヘッド4と第2実装ヘッド14とは同様な構造を有しているため、以下の説明においては代表して第1実装ヘッド4の構造につき説明するものとする。図4には実装ヘッド4の全体像を、図5〜図8にはその部分詳細を示す。
図4において、実装ヘッド4は、複数本、例えば12本の吸着ノズル組立体10a〜10lを備えており、図のX軸方向に沿っては6列が一定の間隔ピッチPxで配列され、図のY軸方向に沿っては2列が一定の間隔ピッチPyで配列されている。実装ヘッド4は、いわゆる多軸リニアモータを利用して構成されている。このような実装ヘッド4が備える夫々の吸着ノズル組立体10を、Y軸方向図示手前側かつX軸方向図示左側から右側へ順に、第1〜第6の吸着ノズル組立体10a〜10fとし、Y軸方向図示奥側かつX軸方向図示左側から右側へ順に、第7〜第12の吸着ノズル組立体10g〜10l(図面上ではこの内10a,10b,10fのみを表示している。)とする。
また、部品供給部8A(あるいは8B。図1参照)には複数の部品供給カセット80が、一定の間隔ピッチLで図示X軸方向に沿って配列されている。夫々の吸着ノズル組立体10の配列における前記一定の間隔ピッチPxは、夫々の部品供給カセット80の配列における一定の間隔ピッチLの整数倍の寸法(Px=L×n)であればよい。本実施の形態においては、吸着ノズル組立体10の間隔ピッチPxと部品供給カセット80の間隔ピッチLとは同一寸法(n=1)となっている。第1吸着ノズル組立体10a〜第12吸着ノズル組立体10lは、互いに略同一構造を有している。
次に図5は、図3に示すX軸部6に図4に示す実装ヘッド4を取り付けた状態を示している。図5において、各吸着ノズル組立体10(図5では最も手前側にある第1吸着ノズル組立体10aと第7ノズル組立体10gのみを表示。他はこれらの背後に現れる。)は、第1実装ヘッド4の上方に設けられたハウジング46及びボールスプラインナット53aを備える外筒53によって、図示のZ軸方向に移動可能であり、また同軸を中心に回動可能に保持されている。吸着ノズル組立体10は、後述するようにハウジング46内に設けられたアクチュエータ(リニアモータ)40によってその軸方向(Z軸方向)に上下移動可能に構成される、同時にその軸を中心とした回転であるθ回転ができるようにスプラインシャフト44を備える。各吸着ノズル組立体10は、スプラインシャフト44と、スプラインシャフト44の下側先端に設けられたノズル部39と、スプラインシャフト44と同軸に一体構成された駆動用シャフト45と、吸着ノズル組立体10をθ回転させるためのタイミングプーリ41とを備える。
駆動用シャフト45は、吸着ノズル組立体10を上下動作させるためのアクチュエータ40の駆動用シャフトとして機能する。スプラインシャフト44にはタイミングプーリ41が連結されており、両者はZ軸方向には相対移動可能であり、Z軸を中心とした回転方向への相対移動は制限されている。その詳細を図6に示す。図6は、吸着ノズル組立体10とタイミングプーリ41、及びタイミングベルト43との関係を上から見た状態で示している。第1から第6の吸着ノズル組立体10a〜10fの各タイミングプーリ41には1つのタイミングベルト43が係合している。タイミングベルト43は、6つの吸着ノズル組立体10a〜10fをプーリ41に完全に係合させるために、それぞれ5つのテンションプーリ43a、43bを介して係合する。当該タイミングベルト43の係合によりθ回転用モータ42aの正逆回転駆動がタイミングベルト43を介して伝達されて、第1から第6の吸着ノズル組立体10a〜10fを同時にθ回転(吸着ノズル組立体10の軸芯周り回転)させることが可能となっている。
同様に、第7から第12の吸着ノズル組立体10g〜10lの各タイミングプーリ41には別のタイミングベルト43が係合されており、これにより別のθ回転用モータ42bの正逆回転駆動力がタイミングベルト43を介して伝達されて、第7から第12の吸着ノズル組立体10g〜10lを同時にθ回転させることが可能となっている。このような2組のタイミングベルト43による駆動形式は、単なる一例である。
図5に戻って、アクチュエータ40はシャフト型のリニアモータ(以下、これを符号40で示す。)により構成され、当該リニアモータ40によって対応するノズル部39を上下動させ、選択的に部品吸着動作又は部品実装動作を行う。夫々の部品供給カセット80は、取り出し可能に部品を収容するとともに、当該部品を取り出す際の部品取出し位置を備えている。また、夫々の部品取出し位置は、上述のように図示X軸方向に一定の間隔ピッチLでもって一列に配列されている。これにより、例えば第1部品供給カセット80における部品取出し位置の上方に第1吸着ノズル組立体10aを、第2部品供給カセット80における部品取出し位置の上方に第2吸着ノズル組立体10bを同時的に配置させるなどのように、X軸方向に配列された部品供給カセット80のそれぞれ上方に、X軸方向に配列するノズル部39を配置させることができ、夫々の吸着ノズル組立体10による各部品取出し位置からの部品の同時吸着取出しを行うことが可能となっている。
次に実装ヘッド4、14のリニアモータ40について図面を参照して説明する。図5においてリニアモータ40は、吸着ノズル組立体10のスプラインシャフト44と同軸に構成された駆動用シャフト45と、実装ヘッド4のハウジング46内に設けられ、コイル48と位置検出用磁極センサ49とを備えた固定子47とを備える。図示の例ではこのように固定子47に位置検出用磁極センサ49を備えるものとしているが、センサ49を固定子47の外部に別途設けてもよく、これに関しては後述する。
第1から第6の吸着ノズル組立体10a〜10f(図5に示す2個の吸着ノズル組立体の内、右側の列)に固定されている駆動用シャフト45は中空に構成されており、その上端に設けられた吸引接続口45bからエアを吸引することで中空穴45eを介して駆動用シャフト45の先端に設けられたノズル部39まで負圧エアを通すことができるように構成されている。また、第7から第12の吸着ノズル組立体10g〜10l(図5に示す2個の吸着ノズル組立体の内、左側の列)に固定されている駆動用シャフト45は中実に構成されており、スプラインシャフト44に空気吸引用の吸引口45cが設けられている。吸引口45cは、外筒53に設けられた吸引接続ノズル45dと接続され、スプラインシャフト44中の空気を吸引することにより、スプラインシャフト44の先端に設けられたノズル部39まで負圧エアを通すことができるように構成されている。
各吸着ノズル組立体10は、リニアモータ40によりZ軸方向に上下移動することができるように構成される一方、重力により吸着ノズル組立体10が下がらないように、バネ52により図示上方向に付勢された状態で保持されている。すなわち、各吸着ノズル組立体10のスプラインシャフト44を受けるボールスプラインナット53aを有する外筒53側に設けられたバネ座54と、各スプラインシャフト44と一体的に構成されている駆動用シャフト45に固定されたバネ座55との間に、両バネ座54、55間の距離よりも長い自然長のバネ52を駆動用シャフト45と同軸に配置することにより、駆動用シャフト45が図示上向きに付勢され、重力により吸着ノズル組立体10が落下しないように構成されている。なお、バネ座55は、駆動用シャフトが原点位置にある時、固定子47の下端と接触し、これ以上駆動用シャフトが上昇しないようにするストッパとしても機能する。
次に、図7を参照してリニアモータ40の構成を説明する。駆動用シャフト45を構成する複数の駆動用永久磁石45aは、いずれも長さがほぼ等しい円筒形の永久磁石であり、その軸方向両端がS極、N極に着磁している。駆動用シャフト45には、S極およびN極同士がそれぞれ軸方向に対向するように当該駆動用永久磁石45aが同心に積み重ねられて固定されている。なお、駆動用シャフト45に設けられる磁極は、例えば、均一長さの円筒形状の磁石を複数用いて駆動用シャフトに組み込むように構成されていてもよいし、シート状の永久磁石を駆動用シャフトの外周面上に外装して配置してもよい。また、駆動用シャフトに直接着磁させて構成してもよい。
固定子47は、中央に駆動用シャフト45を挿入可能な中空の円形穴が設けられたリング状の複数のコイル48を、当該穴が同心でZ軸方向に重なるように積層配置され、各コイル48の穴が駆動用シャフト45の挿入穴として形成される。コイル48は、駆動用シャフト45をこの挿入穴に受け入れたとき、駆動用シャフト45の永久磁石45aに対向するように固定子47内に位置決めされている。具体的には、駆動用永久磁石45aの外周面に沿うようにこれを囲み、かつコイルを巻くためのコア部分を備える部材にコイルをループ状に巻き、コイルが駆動用永久磁石45aに対向するように固定子47内に取付けられている。コイル48と駆動用永久磁石45aとの接触を回避するため、コイル48外面にはポリ四フッ化エチレン・フィルム等の保護フィルムが貼られている。このようにコイル48は、磁力線のロスを最小化するために駆動用永久磁石45aの湾曲した外周面に沿うように配置されていることが好ましい。
積層されたコイル48の上下には、軸受50a、50b(図5参照)が設けられており、駆動用シャフト45を積層されたコイル48の軸中心からずれないようにガイドするとともに、駆動用シャフト45の軸方向の移動が可能な状態に保持している。図示の下側にある軸受50bのさらに下方に、一対の位置検出用のセンサユニット49a,49bが配置されている。各位置検出用磁極センサ49は、駆動用シャフト45の軸方向に1つの駆動用永久磁石45aの1/2の長さの間隔で配置された一対の磁極検出センサ(491と492、又は493と494)から構成され、これによっていずれか一方の磁極センサが略最大の磁界強さを検出するときに(すなわち、1つの駆動用永久磁石45aの軸方向先端部に対向する位置にあるときに)、他方の磁極検出センサが略0の磁界強さ(すなわち、1つの駆動用永久磁石45aの軸方向の中央位置)を検出することができる。この一対の磁極検出センサから出力される磁界の強さの変化から、駆動用シャフト45の移動位置を検出することができる。
なお、このような駆動用シャフト45の駆動用磁極を検出する位置検出用のセンサユニット49は、上述したように単なる一例であって、他の位置検出手段が設けられてもよい。これに関しては後述する。
次に、図8において、ハウジング46は機械的強度に十分な肉厚を有する中空の直方体の形状を有し、非磁性材料、例えばプラスチック材、あるいはアルミニウムやセラミック材などで作られている。ハウジング46は、駆動用シャフト45を移動可能に受け入れるよう、駆動用シャフト45の直径より僅かに大きい貫通孔56をその上面に有している。当該貫通孔56は、ハウジング46に配置される固定子47のコイルに設けられた中空穴と連通するように位置合わせされる。ハウジング46の側面には、実装ヘッド可動部31の取り付け面35(図3参照)にネジ止めするための雌ネジ57が設けられている。
以上のように構成された部品実装装置101は以下のように動作する。まず、部品供給部8A〜8Cに部品が供給され、XYロボット5に駆動された実装ヘッド4が部品供給部8A〜8Cに対向する位置に移動する。実装ヘッド4の動作でノズル部39が下降し、部品に当接した後に負圧エアの供給を受けて部品を吸着し、各部品供給カセット80から部品を取り出す。XYロボット5の駆動により実装ヘッド4が認識カメラ9に対向する位置まで移動し、部品の吸着状態が撮像される。撮像結果に基づいて部品の保持状態が分析され、実装制御装置100が適正な保持状態であると判断すれば、実装ヘッド4はさらに回路基板2に対向する位置まで移動する。この移動の間、前記撮像結果に基づいてノズル部39にθ回転が加えられ、保持された部品の角度修正が行われる。その後、回路基板2の所定実装位置に対向する位置まで移動した実装ヘッド4はノズル部39を下降させ、保持された部品を前記実装位置に実装する。実装ヘッド4の各吸着ノズル組立体10は各々同様な動作を行って部品を実装し、これまでの動作が繰り返される。
以上述べた構成にかかる実装ヘッド4に対し、本実施の形態では隣接したリニアモータ40間での磁力による相互障害を回避するため、図5に示す磁力遮蔽材60を設けるものとしている。この内容について、図9A〜図9Dを参照してより詳細に説明する。図9Aは、磁力遮蔽材60を備えた実装ヘッド4aのハウジング46部分を示す正面図である。ハウジング46の窓部から、6本の吸着ノズル組立体のリニアモータ40が正面に配列されているのが見られる(2列目の6本のリニアモータ40はこれらの背後に現れる。)。本態様にかかる実装ヘッド4aでは、これら隣接するリニアモータ40同士の間、及び図の左右両端にある2つのリニアモータ40の各外側の計7箇所に磁力遮蔽材60が配置されている。換言すれば、配置された全てのシャフト型リニアモータ40は、図の横方向両側に磁力遮蔽材60を備えているものとなる。各磁力遮蔽材60は、ハウジング46内を図の上下方向に貫通し、かつ図面に垂直な方向に配置されている。各磁力遮蔽材60はまた、上端のL字状に折り曲げられた取り付け部61でハウジング46の上面に固定され、下端はリニアモータ40の図示しない駆動用シャフト45が最も下方へ移動したときの位置まで延びている。
なお、隣接するリニアモータ40からの磁力線による相互作用を遮蔽する目的のみでいえば、隣接するリニアモータ40同士の中間位置である5つの磁力遮蔽材60を設けることで十分となり得る。しかしながらこのような磁力遮蔽材60の配置にすると、両端に位置するリニアモータ40の磁石、電磁石で発生する磁力線が安定せず、したがって当該リニアモータ40の制御が困難となることから、磁力障害とは関係なく、両端にあるリニアモータ40の外側にも磁力遮蔽材60を同様に配置していることが好ましい。
図9Aに示す実装ヘッド4aでは、各リニアモータ40の駆動用シャフト45の位置を検出する位置検出用センサ49を、リニアモータ40の固定子47内ではなく、図の上方にある駆動用シャフト45を延長させた位置に設けている。また、図の左側に見えるファン65は、後述するリニアモータ40の配列内に強制的に冷却用のエアを導入するための冷却ファンである。
図9Bは、図9Aに示す実装ヘッド4aの側面断面を示している。図において、実装ヘッド4aは、実装ヘッド可動部31の取り付け面35に固定されており、図示の状態で1列目と2列目の一番手前側にある吸着ノズル組立体10a、10gの2つのリニアモータ40を示している(他の吸着ノズル組立体10のリニアモータ40はこれらの背後に現れる。)。中央部に見られる2つのリニアモータ40の左右両側には、リニアモータ40からの発熱を冷却するためフィン40aが多数設けられている。特に最も発熱し易い両リニアモータ40の中央部には、図面に垂直な方向に向けて上述したファン65(図9A参照)によりエアを強制的に導入してハウジング46内を通過させ、冷却効果を高めるものとしている。
磁力遮蔽材60は、図9Aが厚さ方向であったのに対して図9Bでは幅方向として表される(図では一部を破線で表示している。)。本態様における磁力遮蔽材60は1列目と2列目の各吸着ノズル組立体10を同時にカバーできるよう一体式の板材で形成されている。これに関しては後述する。
図の上方ではリニアモータ40の駆動用シャフト45にフレキシブルジョイント58を介して延長された被検出部59を含む位置検出用センサ49が設けられている。ここでは被検出部59の軸方向に微細に着磁した連続するN極とS極とを磁極検出センサ491で検出する形式のものとしているが、この他リニアスケールを利用して光学的に検出する手段などを用いることでも良い。なお、フレキシブルジョイント58を介することでリニアモータ40の駆動用シャフト45と被検出部59との間での厳密な芯合わせをする必要がなくなり、組立を容易にすることができる。
図5に示す態様では、駆動用シャフト45に着磁した駆動用の磁極を磁極検出センサ491で検出するものとしていたため、被検出部の磁力が強く、したがって正確な位置を検出するには磁力遮蔽材60で隣接するリニアモータ40からの強力な磁力を遮蔽することが望ましかった。図9Bに示す例では、位置検出用センサ49が位置検出専用の比較的弱い磁力を検出しているため、リニアモータ40相互間での磁力による影響は小さく、磁力遮蔽材60の外部にセンサユニット49を設けることでも問題は生じない。但し、必要に応じて磁力遮蔽材60を延長してセンサユニット49までカバーすることも可能である。
図9Cは、同じく本態様にかかる実装ヘッド4aを上から見た状態で示している。図からも明らかなように、合計7枚の磁力遮蔽材60は、取り付け部61がハウジング46の上部で固定され(図面ではビスなどの締結具は省略している。)、1列目と2列目の双方の吸着ノズル組立体10をカバーして図のY軸方向に延びている。また、本実施の形態では、Y軸方向の1列目と2列目の吸着ノズル組立体10の間の間隔ピッチPyは、同じくX軸方向の配列における間隔ピッチPxよりも広く設定されている(Py>Px)。これにより図のY軸方向の吸着ノズル組立体10の間には磁力遮蔽材60を設けなくとも各シャフト型リニアモータ40の制御に支障が生ずることがないようにしている。しかしながら、Y軸方向に対しても必要であれば、同様な磁力遮蔽材60を配設することが可能である。なお、図の下側には、上述したリニアモータ40の間に強制的にエアを流通させて冷却するための冷却用のファン65が見られる。
図9Dは、本態様で使用される磁力遮蔽材60の具体例を示している。図において、磁力遮蔽材60は、例えば鉄板などの強磁性体材料で形成することが好ましいが、これに限らず、磁力線を遮蔽できるものであれば他の材料でもよい。図示の例では鉄板の打ち抜き、及び曲げ加工によって簡便に作ることができる例を示す。上部にはL字状に折り曲げて形成された取り付け部61が設けられ、取り付け部61の締結穴63に固定用のビス64が差し込まれ、実装ヘッド4aのハウジング46の上端に固定される。
磁力遮蔽材60の中央部に設けられた長穴62は、上述した実装ヘッド4aのX軸方向を通過させてリニアモータ40の発熱を冷却する冷却用エアを吹き込む際にエアが通過するための穴である。リニアモータ40がY軸方向に2列配列されない場合には長穴62は不要である。
以上述べたような磁力遮蔽材60を設けた場合、磁力遮蔽材60の一方の側にあるリニアモータ40の磁石から発生する磁力線が、隣接する他方の側にあるリニアモータ40の磁石から発生する磁力線と相互作用することが抑制される結果、各磁力線は自身のモータの磁石とつながる閉ループの磁力線として形成される。このため、リニアモータ40同士が相互に相手方の磁石による弊害を受けることが回避され、リニアモータ40の制御、操作に支障が生ずることがなくなる。
本願発明者らが行った実験によれば、コイル48に駆動用電流を通電しても全く動作しなかったリニアモータ40が、隣接するリニアモータ40との間に単に鉄板一枚を差し込んだだけでほとんどの場合に支障なく動作させることができ、極めて顕著な効果が認められた。鉄板の板厚は各磁石の磁力の強さなどの仕様によって異なるが、例えばコンマ数ミリ厚ほどからであっても十分な効果が認められる。なお、本明細書でいう鉄板には鋼板をも含んでいる。
図10(a)〜(d)は、複数のリニアモータ40が各種形態で配設された場合の磁力遮蔽材60の配置例を示している。図はいずれもリニアモータ40を軸方向から見たもので、この内、図10(a)は、リニアモータ40が軸に垂直な面内で円周状に配設されている。このような形態においては、磁力遮蔽材60をそれぞれ複数のリニアモータ40のそれぞれの中間に全体として放射状になるよう配置することができる。この場合、1つのリニアモータ40の両側に配置される一対の磁力遮蔽材60の相互間ではその配置が平行となってはおらず、円の中心に向かう放射状となって相互に一定の角度を持つ傾斜した状態となる。しかしながら、このような配置の場合であっても、ある程度の傾斜までであれば問題なく磁力線を遮蔽する効果を得ることができる。どの程度の傾斜までが可能であるかは、リニアモータ40の仕様、リニアモータ40同士間の間隔に応じて変化し、一概には言えない。図10(a)ではリニアモータ40の配置を円周状としているが、例えば楕円状、長円状など、一般に複数のリニアモータ40がその軸を略平行にして循環式に隣接して配列されている場合においては、同様にして磁力遮蔽材60を隣接するリニアモータ40同士の間に配置し、磁力線による相互影響を回避することができる。
図10(b)は、複数のリニアモータ40が、直交する2軸方向に相互に接近して碁盤状に配置されている場合を示す。この場合、縦横に隣接する各リニアモータ40同士の間にそれぞれ磁力遮蔽材60を配置することでよい。図示のようにリニアモータ40の間隔が直交する2軸方向で同一であれば、磁力遮蔽材60の配置は正方形状となる。なお、各配列の端末に位置するリニアモータ40では少なくとも一方の側で他のリニアモータ40と隣接した状態とはならないが、隣接しない側にも磁力遮蔽材60を同様に設けることがリニアモータ40の制御を正しく行う上で望ましい。
図10(c)は、複数のリニアモータ40が千鳥状に配置された場合を示す。この様な状態では、リニアモータ40の周囲を囲むように円筒状に磁力遮蔽材60を形成することで相互の磁力線による影響が回避できる。なお、図10(a)に示す放射状配置において、磁力遮蔽材60相互の傾斜が大き過ぎて磁力遮蔽効果が十分に得られない場合にも、この図10(c)に示すように円筒状の磁力遮蔽材60で囲むことにより解決することができる。
次に、図11(a)〜(c)は、これまで述べてきたような磁力遮蔽材60を、リニアモータ40の配設状態に応じてその都度別途配置状態を考慮することなく、予めリニアモータ40と一体に形成し、磁力遮蔽効果を有するユニット型のリニアモータとして構成する場合の態様を示している。
図11(a)は、リニアモータ40の外周でリニアモータ40を挟んで対向する一対の磁力遮蔽材60を一体に形成したユニット型のリニアモータ401を示す。中心には駆動用シャフト45が図面の上下となる軸方向に移動可能に配置され、その周囲を駆動用のコイル48(図示せず)を含む固定子47が囲んでいる。図示の例ではこの固定子47を包む非磁性体材料(例えばプラスチック)に前記一対の磁力遮蔽材60を固定して一体に形成している。この両者を固定する方法は、接着、前記コイル48を包むプラスチック材との一体成形、上下方向でのクリップ止めなど、各種の方法が考えられる。このようなユニット型のリニアモータ401は、例えば本実施の形態中に示した実装ヘッド4、14などの1軸方向にのみリニアモータ40が接近して配列される場合に、この一体に形成された磁力遮蔽材60を相互に対向させてリニアモータ40を重ね合わせて配設し、利用することができる。なお、図示の例では一体に形成された対向する一対の磁力遮蔽材60が平行に配置されているが、図10(a)に示すように磁力遮蔽材60が放射状に配置されるような場合では、平行ではなく相互に角度をもって傾斜させて配置することも可能である。
図11(b)は、磁力遮蔽材60をリニアモータ40の長手軸に沿って四方に配置したユニット型のリニアモータ402を示している。この例では、リニアモータ40の周囲に断面略矩形の非磁性体材料(例えばプラスチック)からなるケーシング51を設け、このケーシング51に対して磁力遮蔽材60を4方向に配置している。その他の構成は図11(a)に示すものと同様である。図示の例では断面で見た場合に磁力遮蔽材60が略正方形状に配置されているが、リニアモータ40同士の縦、横の間隔に応じて矩形状に配置することもできる。あるいは、矩形からある程度変形した台形、ひし形その他の異形四辺形形状の断面とすることもできる。このような形態の一体型のリニアモータ402は、図10(c)に示したようなリニアモータ40を縦横に接近して配設した時などに利用可能である。
図11(c)は、磁力遮蔽材60をリニアモータ40の外周部に円筒状に形成した例を示している。磁力遮蔽材60の形態が円筒状であり、ケーシング51が円柱状であることを除いて、他の構成は図11(b)に示したものと同様である。このようなユニット型のリニアモータ403を形成することにより、例えば図10(d)に示したようなリニアモータ40を千鳥状に配設した時などに利用可能である。また、図10(a)に示すような磁力遮蔽材60を放射状に配置する場合において、各リニアモータ40の両側にある磁力遮蔽材60相互間の傾斜角度が大きすぎて磁力遮蔽効果が十分得られない場合においても利用可能である。なお、磁力遮蔽材60の断面形状は必ずしも円でなくてもよく、楕円、長円など、目的に応じて他の形状とすることもできる。あるいは、図11(b)に示す四方を囲む磁力遮蔽材60を、断面四辺形状の中空の角材で囲むように形成することもできる。
なお、図11(a)〜(c)の各図において、磁力遮蔽材60の長手方向の長さを固定子47の長さに合わせて描いているが、これは例示目的であって、駆動用シャフト45の着磁部がこれより長い場合、磁力遮蔽材60は、当該着磁部がストロークする全範囲にわたってこれを包む長さとすることが好ましい。
また、これまでの実施の形態では複数のリニアモータ40同士間での磁力線による相互作用を回避することを前提としていたが、図11(a)〜(c)に示す円筒状の磁力遮蔽材60を一体に形成したリニアモータ401〜403では、単独で利用する際にも特有の効果を得ることができる。例えば、各種装置中にリニアモータを使用する際の環境下では、アクチュエータや搬送装置などの強磁性体や磁石を含む他の構成物がリニアモータの近接距離を通過し、あるいは近接して固定配置される場合もあり得る。このような場合にあっては、これら設備構成要素がリニアモータ40を構成する磁石、電磁石の磁力線に影響を及ぼして思わぬ制御障害、操作不良を発生させる場合もあり得る。図示の磁力遮蔽材60を一体に形成したリニアモータ401〜403であれば、磁石、コイルにより生ずる磁力線の外部への広がりを抑制することができ、上述の障害を生ずる虞のある環境下で使用する場合であっても磁力障害を排除して、円滑な制御、操作を保証することができる。また、逆にリニアモータ401〜403のコイル48で発生する電磁波による周囲の電子機器類への悪影響を防止する効果も得られる。
以上、本発明にかかるシャフト型リニアモータ、及び該リニアモータの応用について述べてきたが、本発明はこれまで述べた実施の形態への適用に限定されるものではない。例えば、実施の形態で説明した部品実装装置の実装ヘッドへの適用は単なる例示であって、その他各種用途に使用される複数のリニアモータを備えた多軸式アクチュエータに対しても同様に適用可能である。また、部品実装装置においても、実施の形態では独立して動作する2つの実装へッドを備えた形式のものを例としているが、実装ヘッドが1つのもの、あるいは独立して動作する3つ以上の実装ヘッドを備えた形式のものでもよい。さらには、XYロボット形式のものに限定されず、複数の吸着ノズル組立体を円周状に配して間欠回転運動するインデッスクを利用して部品実装を行うロータリ形式の部品実装装置に対しても適用可能である。本明細書では、このインデックスをも搬送用のロボットの概念に含めるものとする。
本発明の実施の形態にかかる部品実装装置の全体概略斜視図である。 図1に示す部品実装装置のXYロボットの概略構成を示す斜視図である。 図2に示すXYロボットのX軸部の側面図である。 図1に示す部品実装装置の実装ヘッドの外観構成を示す斜視図である。 図4に示す実装ヘッドのY方向断面図である。 図4に示す実装ヘッドの吸着ノズル組立体のθ回転機構である。 図4に示す実装ヘッドに含まれるリニアモータの部分拡大断面図である。 図4に示す第1実装ヘッドの部分拡大斜視図である。 本発明の実施の形態にかかる実装ヘッドを示す正面図である。 図9Aに示す実装ヘッドの側面断面図である。 図9Aに示す実装ヘッドの平面図である。 図9Aに示す実装ヘッドに使用される磁力遮蔽材の斜視図である。 本発明にかかる他の態様の磁力遮蔽材の配置状態を示す説明図である。 本発明にかかるさらに他の態様のユニット型のリニアモータを示す斜視図である。
符号の説明
4.第1実装ヘッド、 10.吸着ノズル組立体、 14.第2実装ヘッド、 31.実装ヘッド可動部、 35.取り付け面、 39.ノズル部、 40.リニアモータ(アクチュエータ)、 44.スプラインシャフト、 45.駆動用シャフト、 45a.駆動用永久磁石、 46.ハウジング、 47.固定子、 48.コイル、 50a、50b.軸受、 51.ケーシング、 53.外筒、 53a.ボールスプラインナット、 58.フレキシブルジョイント、 60.磁力遮蔽材、 61.取り付け部、 62.長穴、 63.締結穴、 64.ビス(締結材)、 100.実装制御装置、 101.部品実装装置。

Claims (6)

  1. 部品吸着用の複数のノズル部と、前記ノズル部に負圧を供給する負圧エア供給部と、前記複数のノズル部をそれぞれ長手方向に移動させる多軸リニアモータとを備え、前記ノズル部を利用して部品供給部に供給された部品を取り出し、回路基板の実装位置に実装する部品実装用の実装ヘッドであって、
    前記多軸リニアモータが、
    永久磁石又はコイルのいずれかを直線状に配列した固定子と、
    前記固定子の永久磁石に対向するコイル、又は前記固定子のコイルに対向する永久磁石のいずれかを直線状に配列した可動部とを備え、前記コイルに駆動電流を通電することによって前記固定子に対して前記可動部を移動させるシャフト型リニアモータを複数備えた多軸リニアモータであり、
    隣接する前記リニアモータ同士の間に当該隣接リニアモータ相互間における磁力障害を抑制する磁力遮蔽手段と、
    前記リニアモータの周囲に断面略矩形又は断面略円形の非磁性体材料からなるケーシング手段とをさらに備え、
    前記ケーシング手段に対して前記磁力遮蔽手段を配置することにより、ユニット型のリニアモータを形成することを特徴とする実装ヘッド。
  2. 部品吸着用の複数のノズル部と、前記ノズル部に負圧を供給する負圧エア供給部と、前記複数のノズル部をそれぞれ長手方向に移動させる多軸リニアモータとを備え、前記ノズル部を利用して部品供給部に供給された部品を取り出し、回路基板の実装位置に実装する部品実装用の実装ヘッドであって、
    前記多軸リニアモータが、
    永久磁石又はコイルのいずれかを直線状に配列した固定子と、
    前記固定子の永久磁石に対向するコイル、又は前記固定子のコイルに対向する永久磁石のいずれかを直線状に配列した可動部とを備え、前記コイルに駆動電流を通電することによって前記固定子に対して前記可動部を移動させるシャフト型リニアモータを複数備えた多軸リニアモータであり、
    隣接する前記リニアモータ同士の間に当該隣接リニアモータ相互間における磁力障害を抑制する板状の磁力遮蔽手段をさらに備え、
    前記リニアモータが、他のリニアモータと一方の側でのみ隣接し、前記一方の側と軸対称となる他方の側には他のリニアモータが存在していない場合、前記他方の側にも磁力遮蔽手段をさらに備えていることを特徴とする実装ヘッド。
  3. 前記磁力遮蔽手段にエアが通過する穴が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の実装ヘッド。
  4. 前記多軸リニアモータを構成する各々のリニアモータが、可動部を構成する駆動用シャフトに設けられた駆動用永久磁石の磁界の強さを検出することにより、前記駆動用シャフトの移動位置を検出する位置検出用センサユニットをさらに備えていることを特徴とする、請求項1に記載の実装ヘッド。
  5. 部品を連続的に供給する部品供給部と、前記部品供給部から部品を取り出して回路基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを搬送するロボットと、回路基板を搬入して保持する基板搬送保持装置と、全体の動作を制御する実装制御装置とから構成され、前記実装ヘッドに装着されたノズル部を利用して前記部品供給部から部品を取り出し、当該部品を回路基板の実装位置に実装する部品実装装置であって、
    前記実装ヘッドが、請求項1から請求項4のいずれか一に記載の実装ヘッドであることを特徴とする部品実装装置。
  6. 独立して動作する前記実装ヘッドを複数備えていることを特徴とする、請求項5に記載の部品実装装置。
JP2004372667A 2004-12-24 2004-12-24 部品実装用実装ヘッド、及び該実装ヘッドを備えた部品実装装置 Active JP4731903B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004372667A JP4731903B2 (ja) 2004-12-24 2004-12-24 部品実装用実装ヘッド、及び該実装ヘッドを備えた部品実装装置
PCT/JP2005/024183 WO2006068322A1 (en) 2004-12-24 2005-12-22 Multi-axis linear motor, mounting head and component mounting machine using the multi-axis linear motor, magnetic force shield, and method of shielding magnetic force

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004372667A JP4731903B2 (ja) 2004-12-24 2004-12-24 部品実装用実装ヘッド、及び該実装ヘッドを備えた部品実装装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2006180645A JP2006180645A (ja) 2006-07-06
JP2006180645A5 JP2006180645A5 (ja) 2008-02-14
JP4731903B2 true JP4731903B2 (ja) 2011-07-27

Family

ID=36046865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004372667A Active JP4731903B2 (ja) 2004-12-24 2004-12-24 部品実装用実装ヘッド、及び該実装ヘッドを備えた部品実装装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4731903B2 (ja)
WO (1) WO2006068322A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8941271B2 (en) 2012-01-12 2015-01-27 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Linear motor for lifting and lowering suction nozzle, and electronic component mounting apparatus

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006022192B4 (de) * 2006-05-12 2009-08-27 Rovema - Verpackungsmaschinen Gmbh Vorrichtung zum Verschweißen einer Folienbahn
DE102006022193B4 (de) 2006-05-12 2009-08-27 Rovema - Verpackungsmaschinen Gmbh Vertikale Schlauchbeutelmaschine mit zwei Linearmotoren
NL1032371C2 (nl) * 2006-08-28 2008-02-29 Assembleon Bv Verplaatsingsinrichting alsmede componentplaatsingsinrichting.
JP5276299B2 (ja) * 2007-10-19 2013-08-28 日本トムソン株式会社 シャフト形リニアモータを内蔵した実装ヘッド
JP5390105B2 (ja) * 2008-01-11 2014-01-15 ヤマハ発動機株式会社 リニアモータ、部品実装装置及び部品検査装置
JP5250267B2 (ja) * 2008-01-11 2013-07-31 ヤマハ発動機株式会社 リニアモータ及び部品移載装置
JP5253824B2 (ja) * 2008-01-11 2013-07-31 ヤマハ発動機株式会社 リニアモータ、部品実装装置及び部品検査装置
JP5475951B2 (ja) * 2008-01-11 2014-04-16 ヤマハ発動機株式会社 リニアモータ及び部品移載装置
JP5185633B2 (ja) * 2008-01-11 2013-04-17 ヤマハ発動機株式会社 リニアモータ、駆動機構及び部品移載装置
JP5000537B2 (ja) * 2008-01-11 2012-08-15 ヤマハ発動機株式会社 部品搬送装置、部品実装装置及び部品検査装置
JP5373292B2 (ja) * 2008-01-11 2013-12-18 ヤマハ発動機株式会社 リニアモータ、多軸リニアモータ及び部品移載装置
JP5250270B2 (ja) * 2008-01-11 2013-07-31 ヤマハ発動機株式会社 リニアモータ及び部品移載装置
JP4705118B2 (ja) * 2008-01-11 2011-06-22 ヤマハ発動機株式会社 多軸リニアモータ及び部品移載装置
JP5352089B2 (ja) * 2008-01-11 2013-11-27 ヤマハ発動機株式会社 リニアモータ及び部品移載装置
JP4848380B2 (ja) * 2008-01-11 2011-12-28 ヤマハ発動機株式会社 部品移載装置
JP5250268B2 (ja) 2008-01-11 2013-07-31 ヤマハ発動機株式会社 部品移載装置
JP5250269B2 (ja) * 2008-01-11 2013-07-31 ヤマハ発動機株式会社 多軸リニアモータ及び部品移載装置
JP5254651B2 (ja) * 2008-03-28 2013-08-07 Thk株式会社 磁気シールド板付きリニアモータ、磁気シールド板付き多軸リニアモータ、及び磁気シールド板付きリニアモータの製造方法
JP4643685B2 (ja) * 2008-06-04 2011-03-02 株式会社日立ハイテクインスツルメンツ 駆動ステージ及びそれを用いたチップマウンタ
JP2009011157A (ja) * 2008-09-03 2009-01-15 Thk Co Ltd リニアモータユニット及びその組み合わせ方法
JP5646476B2 (ja) * 2009-06-29 2014-12-24 Thk株式会社 アクチュエータ
JP5689646B2 (ja) * 2010-10-26 2015-03-25 Juki株式会社 電子部品実装装置
JP5456649B2 (ja) * 2010-12-01 2014-04-02 株式会社日立ハイテクインスツルメンツ 駆動ステージ
JP5872297B2 (ja) * 2012-01-11 2016-03-01 ヤマハ発動機株式会社 リニアモータ、部品実装装置、並びに部品検査装置
JP5873338B2 (ja) 2012-01-11 2016-03-01 ヤマハ発動機株式会社 部品実装装置
JP6166926B2 (ja) * 2013-03-26 2017-07-19 山洋電気株式会社 リニアモータ
CN107114011B (zh) 2015-01-19 2020-04-14 株式会社富士 元件安装装置用头单元
DE102016007192A1 (de) * 2016-06-14 2017-12-14 Thomas Magnete Gmbh Montagevorrichtung und Verfahren zur Steuerung der Montagevorrichtung
JP7437027B2 (ja) 2020-04-24 2024-02-22 日本パルスモーター株式会社 多軸リニアモータアクチュエータ
JP7437686B2 (ja) * 2020-04-24 2024-02-26 日本パルスモーター株式会社 多軸リニアモータアクチュエータにおけるコイルユニット及びその製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001105270A (ja) * 1999-08-13 2001-04-17 Mire Kk リニアモータが適用されたヘッドモジュール
JP2002125359A (ja) * 2000-07-25 2002-04-26 Nikon Corp AC漏れ磁場が低減されたブラシレスモータ(BrushlessMotor)
JP2002137185A (ja) * 2000-10-27 2002-05-14 Juki Corp 電子部品実装機の装着ヘッド
WO2003028194A1 (en) * 2001-09-25 2003-04-03 Copley Motion Systems Llc Linear motor with transducer arrangement

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0378459A (ja) * 1989-08-17 1991-04-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd ロータリーヘッド
GB8920013D0 (en) * 1989-09-05 1989-10-18 Kelly H P G Improvements in or relating to the control of linear motors
JPH08275495A (ja) * 1995-03-31 1996-10-18 Minolta Co Ltd リニアモータ
JPH09275694A (ja) * 1996-04-02 1997-10-21 Minolta Co Ltd リニアモータの電機子コイル通電回路
JPH10323008A (ja) * 1997-05-14 1998-12-04 Minolta Co Ltd シャフト型リニアモータ
US6008552A (en) * 1996-12-30 1999-12-28 Minolta Co., Ltd. Linear drive device
JPH11243677A (ja) * 1998-02-23 1999-09-07 Makusamu Kk 同軸リニアモータ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001105270A (ja) * 1999-08-13 2001-04-17 Mire Kk リニアモータが適用されたヘッドモジュール
JP2002125359A (ja) * 2000-07-25 2002-04-26 Nikon Corp AC漏れ磁場が低減されたブラシレスモータ(BrushlessMotor)
JP2002137185A (ja) * 2000-10-27 2002-05-14 Juki Corp 電子部品実装機の装着ヘッド
WO2003028194A1 (en) * 2001-09-25 2003-04-03 Copley Motion Systems Llc Linear motor with transducer arrangement

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8941271B2 (en) 2012-01-12 2015-01-27 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Linear motor for lifting and lowering suction nozzle, and electronic component mounting apparatus
DE102012018203B4 (de) 2012-01-12 2023-06-29 Yamaha Hatsudoki K.K. Linearmotor zum Anheben und Absenken einer Saugdüse, und Montagevorrichtung für elektronische Komponenten

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006068322A1 (en) 2006-06-29
JP2006180645A (ja) 2006-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4731903B2 (ja) 部品実装用実装ヘッド、及び該実装ヘッドを備えた部品実装装置
JP4813056B2 (ja) 部品実装用実装ヘッド、及び該実装ヘッドを備える部品実装装置
KR101483478B1 (ko) 리니어 모터, 부품 실장 장치 및 부품 검사 장치
KR101426369B1 (ko) 부품 인식 장치, 표면 실장기 및 부품 시험기
KR101484016B1 (ko) 다축 리니어 모터 및 부품 이송 장치
JP4669021B2 (ja) リニアモータユニットおよび該リニアモータユニットを備えた電子部品移載装置
JP6454426B2 (ja) ロータリーヘッド、及び、表面実装機
KR101478694B1 (ko) 단축 리니어 모터, 다축 리니어 모터 및 부품 이송 장치
KR20100098605A (ko) 리니어 모터 및 부품 이송 장치
JP5475951B2 (ja) リニアモータ及び部品移載装置
JP5525956B2 (ja) 実装機
JP5084189B2 (ja) リニアモータ及び部品搭載装置
JP2006109664A (ja) Xyロボット及び部品実装装置
KR101557718B1 (ko) 부품 실장 장치
JP6546664B2 (ja) ロータリーヘッド、及び、表面実装機
JP5000537B2 (ja) 部品搬送装置、部品実装装置及び部品検査装置
JP2002239850A (ja) ハンドリング装置およびこのハンドリング装置を用いた部品組立装置
JP2013143852A (ja) リニアモータ及び部品実装装置
JP5352089B2 (ja) リニアモータ及び部品移載装置
JP6622596B2 (ja) 部品実装装置、及び、表面実装機
JP5390105B2 (ja) リニアモータ、部品実装装置及び部品検査装置
JP4463384B2 (ja) 電気部品装着方法および電気部品装着システム

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071225

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101109

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110405

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110420

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4731903

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150