JP6232752B2 - 駆動装置、電子部品搬送装置、および電子部品検査装置 - Google Patents
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Description
本発明の駆動装置は、複数の移動部と、
前記移動部を移動させるモーターと、
前記モーターを駆動する駆動回路と、
前記モーターと前記駆動回路とを断続する断続部と、を備え、
前記駆動回路の数は前記モーターの数よりも少ないことを特徴とする。
これにより、モーターと駆動回路とを断続してモーターを選択的に駆動させることにより、共通の駆動回路で複数のモーターを時分割で駆動させて、移動部を移動させることができる。これによって、モーターの数に対して、駆動回路の数を少なくすることができる。この結果、駆動装置の小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
これにより、移動部の微細な移動が可能であり、移動部の位置決め精度を向上させることができる。また、圧電モーターには停止時に一定の制動効果があるので、外力が加わった場合でも移動部が位置ずれしにくくなる。
本発明の駆動装置では、前記駆動装置には前記移動部の移動を制動する制動部が備えられていることが好ましい。
これにより、大きな外力が加わった場合でも移動部が位置ずれしにくくなる。
これにより、1つの駆動回路が担当するモーターの数を減少させることができるので、駆動回路が1つのモーターを制御可能な時間を長くすることができ、これによって、より多彩な制御を行うことができる。
本発明の駆動装置では、前記移動部の各々の移動方向は異なることが好ましい。
これにより、各モーターを切り替えて個別に駆動し、各移動部を異なる方向に移動させることにより、対象物を容易に、かつ精度良く所望の位置へ移動させることができる。
これにより、各モーターを切り替えて個別に駆動し、第1移動部、第2移動部、第3移動部を異なる方向に移動または回動させることにより、対象物を容易に、かつ精度良く所望の位置へ移動させることができる。
前記第1移動部は、前記基部に対して移動可能に設けられており、
前記第3移動部は、前記第1移動部と前記第2移動部との間に配置されていることが好ましい。
これにより、第3移動部の移動方向の慣性力を小さくすることができ、第3移動部の移動方向と同じ方向に加減速が加わった場合でも、その第3移動部が位置ずれしにくくなる。
これにより、複数のモーターを一つずつ個別に駆動させることができるので、各移動部の移動を一つずつ個別に制御することができ、これによって、対象物を容易に、かつ精度良く所望の位置へ移動させることができる。
本発明の駆動装置では、前記断続部は、フォトモスリレーを有することが好ましい。
これにより、メカニカルリレー(電磁リレー)で構成される場合に比べて、接続及び遮断の際の動作時間が短く、消費電力が小さく、長寿命である。これにより、より高性能で信頼性の高い駆動装置を提供できる。
これにより、断続部をフォトモスリレーで構成した場合に比べて、例えば、装置のメンテナンスや調整時のようにそのフォトモスリレーを動作させるセレクト信号を出力できない場合でも、ロータリースイッチを手動で回転させて、容易に、モーターと駆動回路とを断続することができる。
前記把持部を移動させる複数の移動部と、
前記移動部に設けられ、前記移動部を移動させるモーターと、
前記モーターを駆動する駆動回路と、
前記モーターと前記駆動回路とを断続する断続部と、を備え、
前記駆動回路の数は前記モーターの数よりも少ないことを特徴とする。
これにより、モーターと駆動回路とを断続してモーターを選択的に駆動させることにより、共通の駆動回路で複数のモーターを時分割で駆動させて、移動部を移動させることができる。これによって、モーターの数に対して、駆動回路の数を少なくすることができる。この結果、電子部品搬送装置の小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
本発明の電子部品搬送装置では、前記モーターは圧電モーターであることが好ましい。
これにより、移動部の微細な移動が可能であり、移動部の位置決め精度を向上させることができる。また、圧電モーターには停止時に一定の制動効果があるので、外力が加わった場合でも移動部が位置ずれしにくくなる。
これにより、各モーターを切り替えて個別に駆動し、第1移動部、第2移動部、第3移動部を異なる方向に移動または回動させることにより、把持部を容易に、かつ精度良く所望の位置へ移動させることができる。
前記第1移動部は、前記基部に対して移動可能に設けられており、
前記第3移動部は、前記第1移動部と前記第2移動部との間に配置されていることが好ましい。
これにより、第3移動部の移動方向の慣性力を小さくすることができ、第3移動部の移動方向と同じ方向に加減速が加わった場合でも、その第3移動部が位置ずれしにくくなる。
前記電子部品を把持する把持部と、
前記把持部を移動させる複数の移動部と、
前記移動部に設けられ、前記移動部を移動させるモーターと、
前記モーターを駆動する駆動回路と、
前記モーターと前記駆動回路とを断続する断続部と、を備え、
前記駆動回路の数は前記モーターの数よりも少ないことを特徴とする。
これにより、モーターと駆動回路とを断続してモーターを選択的に駆動させることにより、共通の駆動回路で複数のモーターを時分割で駆動させて、移動部を移動させることができる。これによって、モーターの数に対して、駆動回路の数を少なくすることができる。この結果、電子部品検査装置の小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
これにより、移動部の微細な移動が可能であり、移動部の位置決め精度を向上させることができる。また、圧電モーターには停止時に一定の制動効果があるので、外力が加わった場合でも移動部が位置ずれしにくくなる。
本発明の電子部品検査装置では、複数の前記移動部は、第1移動部と、前記第1移動部の移動方向と直交する方向に移動可能な第2移動部と、前記第1移動部の移動方向及び前記第2移動部の移動方向にそれぞれ直交する方向に回転軸を有する第3移動部であることが好ましい。
これにより、各モーターを切り替えて個別に駆動し、第1移動部、第2移動部、第3移動部を異なる方向に移動または回動させることにより、把持部を容易に、かつ精度良く所望の位置へ移動させることができる。
前記第1移動部は、前記基部に対して移動可能に設けられており、
前記第3移動部は、前記第1移動部と前記第2移動部との間に配置されていることが好ましい。
これにより、第3移動部の移動方向の慣性力を小さくすることができ、第3移動部の移動方向と同じ方向に加減速が加わった場合でも、その第3移動部が位置ずれしにくくなる。
前記指部を回動させるモーターと、
前記モーターを駆動する駆動回路と、
前記モーターと前記駆動回路とを断続する断続部と、を備え、
前記駆動回路の数は前記モーターの数よりも少ないことを特徴とする。
これにより、モーターと駆動回路とを断続してモーターを選択的に駆動させることにより、共通の駆動回路で複数のモーターを時分割で駆動させて、指部を回動させることができる。これによって、モーターの数に対して、駆動回路の数を少なくすることができる。この結果、ロボットハンドの小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
本発明のロボットハンドでは、前記モーターは圧電モーターであることが好ましい。
これにより、指部の微細な移動が可能であり、移動部の位置決め精度を向上させることができる。また、圧電モーターには停止時に一定の制動効果があるので、外力が加わった場合でも移動部が位置ずれしにくくなる。
前記腕部を回動させるモーターと、
前記モーターを駆動する駆動回路と、
前記モーターと前記駆動回路とを断続する断続部と、を備え、
前記駆動回路の数は前記モーターの数よりも少ないことを特徴とする。
これにより、モーターと駆動回路とを断続してモーターを選択的に駆動させることにより、共通の駆動回路で複数のモーターを時分割で駆動させて、腕部を回動させることができる。これによって、モーターの数に対して、駆動回路の数を少なくすることができる。この結果、ロボットの小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
本発明のロボットでは、前記モーターは圧電モーターであることが好ましい。
これにより、腕部の微細な移動が可能であり、移動部の位置決め精度を向上させることができる。また、圧電モーターには停止時に一定の制動効果があるので、外力が加わった場合でも移動部が位置ずれしにくくなる。
なお、以下の実施形態では、図10に示すように、互いに直交する3軸をX軸、Y軸およびZ軸とする。また、X軸とY軸で規定される平面を「XY平面」と言い、Y軸とZ軸で規定される平面を「YZ平面」と言い、X軸とZ軸で規定される平面を「XZ平面」と言う。また、X軸に平行な方向を「X方向(第1方向)」と言い、Y軸に平行な方向を「Y方向(第2方向)」と言い、Z軸に平行な方向を「Z方向(第3方向)」と言う。また、X方向、Y方向およびZ方向において、矢印先端側を(+)側、矢印基端側を(−)側と言う。
図1は、第1の実施形態に係る駆動装置の概略構成を示すブロック図である。図2は、第1の実施形態に係る駆動装置に用いる圧電モーターの構成を示す模式図である。図3は、第1の実施形態に係る駆動装置の構成を示すブロック図である。図4は、第1の実施形態に係る駆動回路の構成を示すブロック図である。図5は、第1の実施形態に係る駆動装置の駆動制御方法を説明する図である。
まず、第1の実施形態に係る駆動装置の概略構成を説明する。図1は、第1の実施形態に係る駆動装置の概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、第1の実施形態に係る駆動装置100は、3つの駆動ユニット101a、101b、101cで構成される。
すなわち、駆動装置100は、可動部50a、50b、50cと、駆動回路30a、30b、30cと、圧電モーター11a、11b、11c、12a、12b、12c、13a、13b、13c、14a、14b、14cと、リレー21a、21b、21c、22a、22b、22c、23a、23b、23c、24a、24b、24cと、を備えている。以下では、符号の末尾に付したa、b、cを省略して説明する。
次に、圧電モーター11、12、13、14の構成を説明する。図2は、第1の実施形態に係る駆動装置に用いる圧電モーターの構成を示す模式図である。図3は、第1の実施形態に係る駆動装置の構成を示すブロック図である。
圧電モーター11、12、13、14は、同じ構成を有している。図2に示すように、圧電モーター11、12、13、14のそれぞれは、振動体1と、被駆動体5と、保持部材8と、付勢バネ6と、基台7と、を備えている。振動体1、被駆動体5、保持部材8、及び付勢バネ6は、基台7に設置されている。なお、ここでは、被駆動体5が回転駆動されるローターである場合を例にとり説明する。
圧電素子は、電気機械変換作用を示す圧電材料からなり、例えば、一般式ABO3で示されるペロブスカイト構造を有する金属酸化物を材料として形成されている。このような金属酸化物としては、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr、Ti)O3:PZT)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)等があげられる。
保持部材8の被駆動体5とは反対側と基台7との間には、付勢バネ6が設置されている。付勢バネ6は、保持部材8を介して振動体1を被駆動体5に向けて付勢し、この付勢力により、摺動部4が被駆動体5に所定の力で当接する。付勢バネ6の付勢力は、被駆動体5と摺動部4との間で適切な摩擦力が発生するように適宜設定されている。これにより、振動体1の振動が、摺動部4を介して被駆動体5に効率よく伝達される。
なお、圧電モーター11、12、13、14は、被駆動体5の回転を増速又は減速して伝達する増減速機構をさらに備えていてもよい。増減速機構を備えていると、被駆動体5の回転速度を増速又は減速して所望の回転速度を容易に得ることができる。
次に、第1の実施形態に係る駆動回路の概略構成を説明する。図4は、第1の実施形態に係る駆動回路の構成を示すブロック図である。図4に示すように、駆動回路30(30a、30b、30c)は、主制御部40と、副制御部41と、発振器31と、ゲインアンプ32と、PWM部33と、デジタルアンプ34と、インダクターコンデンサー35、36と、リレー37、38と、を備えている。
PWM部33は、PWM(Pulse Width Modulation)回路で構成される。PWM部33は、ゲインアンプ32からの入力信号におけるパルスのデューティー比を変えることにより、等価的なアナログ制御を行なう。
インダクターコンデンサー35、36は、デジタルアンプ34から出力される駆動信号の波形を整形して正弦波とする。また、インダクターコンデンサー35、36は、フィルター回路、圧電モーター11、12、13、14の整合回路、昇圧回路等としての機能も兼ねている。
次に、第1の実施形態に係る駆動装置の駆動制御方法を説明する。図5は、第1の実施形態に係る駆動装置の駆動制御方法を説明する図である。
先に図1を参照して説明したように、駆動ユニット101a、101b、101cのそれぞれにおいて、駆動回路30からリレー21、22、23、24及び圧電モーター11、12、13、14に、セレクト信号及び駆動信号が出力される。図5(a)は、駆動回路30からリレー21、22、23、24及び圧電モーター11、12、13、14に出力されるセレクト信号及び駆動信号の構成を模式的に示している。
このとき、3つの駆動ユニット101a、101b、101cにおいて、セレクト信号及び駆動信号を同期させて供給することにより、それぞれの圧電モーター11、12、13、14を同期させて駆動することができる。すなわち、図1に示す可動部50a、50b、50cを同期させて移動させることができる。
あるいは、増減速機構により、圧電モーター11、12、13、14の順に可動部50を移動させる速度を遅く(移動させる距離を小さく)すれば、リレー21、22、23、24の切り替えにより圧電モーター11、12、13、14を順次駆動させることで、可動部50の位置合わせを段階的に微細に行うことができる。
なお、駆動装置100が備える駆動ユニットの数や、一つの駆動回路30に接続する圧電モーターの数は、上述の数に限定されるものではない。また、一つのリレーに複数の圧電モーターを接続して、これら複数の圧電モーターと駆動回路30との電気的な接続及び切断を一緒に行う構成とすることも可能である。
(1)圧電モーター11、12、13、14と駆動回路30との間に設けられたリレー21、22、23、24は、圧電モーター11、12、13、14のうちの少なくとも一つと駆動回路30とを電気的に接続又は遮断する。そのため、駆動回路30と電気的に接続する圧電モーターをリレー21、22、23、24で切り替えて選択的に駆動させることにより、共通の駆動回路30で複数の圧電モーター11、12、13、14を時分割で駆動させることができる。これにより、圧電モーター11、12、13、14の数に対して、駆動回路30の数及び配線の数を少なくすることができる。また、圧電モーターを用いるので、電磁モーターやパルスモーターを用いる場合に比べて、モーター毎に設けられるブレーキ機構を不要もしくは制動能力が低いものでも適応可能にできる。この結果、駆動装置100の小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。また、圧電モーター11、12、13、14の数に対して配線の数を少なくすることができるので、配線の重量や配線の束による可動部50への負荷を低減できる。これにより、可動部50の位置決め精度を向上させることができる。
(4)リレー21、22、23、24がフォトモスリレーで構成されるので、メカニカルリレー(電磁リレー)で構成される場合に比べて、接続及び遮断の際の動作時間が短く、消費電力が小さく、長寿命である。これにより、より高性能で信頼性の高い駆動装置100を提供できる。
<駆動装置>
次に、第2の実施形態に係る駆動装置を説明する。第2の実施形態に係る駆動装置は、第1の実施形態に対して、圧電モーターの振動体に屈曲振動だけでなく縦振動が励起される点が異なっているが、その他の構成はほぼ同じである。以下、本実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図6は、第2の実施形態に係る駆動装置に用いる圧電モーターの構成を示す模式図である。図7は、第2の実施形態に係る駆動装置の構成を示すブロック図である。図8は、第2の実施形態に係る駆動回路の構成を示すブロック図である。
振動体2の電極部3a、3dに第1屈曲振動用の駆動信号(DrvA)が供給され、電極部3eに縦振動用の駆動信号(Drv)が供給されると、振動体2の短手方向に沿って屈曲する屈曲振動とともに長手方向に沿って伸縮する縦振動が励振される。このような屈曲振動と縦振動とが合成されて振動体2が励振されることにより、摺動部4は時計回りの楕円軌道を描くように摺動するので、被駆動体5は反時計回りに回転する。
一方、振動体2の電極部3c、3bに第2屈曲振動用の駆動信号(DrvB)が供給され、電極部3eに縦振動用の駆動信号(Drv)が供給されると、屈曲振動と縦振動とが合成されて振動体2が励振されることにより、摺動部4は反時計回りの楕円軌道を描くように摺動するので、被駆動体5は時計回りに回転する。
このように、第2の実施形態に係る駆動装置102は、振動体2の電極が5分割され屈曲振動用の電極部3a、3b、3c、3dに加えて縦振動用の電極部3eを有する圧電モーター61、62、63、64を備えているが、第1の実施形態と同様に、リレー21、22、23、24により選択的に駆動回路30と電気的に接続される。これにより、第2の実施形態に係る駆動装置102においても、第1の実施形態に係る駆動装置100と同様の効果が得られる。
<電子部品搬送装置及び電子部品検査装置>
次に、第3の実施形態に係る電子部品搬送装置及び電子部品検査装置を説明する。第3の実施形態に係る電子部品搬送装置及び電子部品検査装置は、第1の実施形態に係る駆動装置の基本構成と同様の構成を有する位置決め機構を備えている。以下、本実施形態について、前述した各実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
なお、ここでは、電子部品の一例として基板71に半導体チップ72が実装された電子部品70を説明したが、電子部品はこの構成に限定されるものではない。電子部品としては、例えば、半導体チップ、LCD等の表示デバイス、水晶デバイス、各種センサー、インクジェットヘッド等が挙げられる。
図10は、第3の実施形態に係る電子部品搬送装置及び電子部品検査装置を示す概略平面図、図11は、図10に示す電子部品検査装置が有する検査用個別ソケットの断面図、図12は、図10に示す電子部品検査装置が有する供給ロボットのハンドユニットを示す平面図(部分断面図)、図13は、図10に示す電子部品検査装置が有する供給ロボットのハンドユニットを示す斜視図、図14は、図10に示す電子部品検査装置が有する検査用ロボットのハンドユニットを示す分解斜視図、図15は、図10に示す電子部品検査装置が有する検査用ロボットのハンドユニットの移動機構のX方向に垂直な平面で取った断面図、図16は、図10に示す電子部品検査装置が有する位置決め機構の概略構成を示すブロック図、図17〜図25は、図10に示す電子部品検査装置による電子部品の検査手順を説明する平面図である。
なお、図15では、Xブロック220kに圧電モーター300xを取り付けた部分の近傍が拡大して示されている。
図10に示す電子部品検査装置1kは、電子部品70の電気的特性を検査するための装置である。
電子部品検査装置1kは、供給トレイ2kと、回収トレイ3kと、第1のシャトル4kと、第2のシャトル5kと、検査用ソケット(検査部)6と、供給ロボット7kと、回収ロボット8kと、検査用ロボット9kと、各部の制御を行う制御装置10kと、位置決め機構110と、第1カメラ600kと、第2カメラ500kとを有している。
供給トレイ2kは、検査を行う電子部品70を領域S外から領域S内に搬送するためのトレイである。図10に示すように、供給トレイ2kは、板状をなしており、その上面には、電子部品70を保持するための複数(多数)のポケット21kが行列状に形成されている。
回収トレイ3kは、検査済みの電子部品70を収容し、領域S内から領域S外に搬送するためのトレイである。図10に示すように、回収トレイ3kは、板状をなしており、その上面には、電子部品70を保持するための複数のポケット31kが行列状に形成されている。
このような回収トレイ3kは、前述した供給トレイ2kに対してX方向に離間して設けられており、供給トレイ2kと回収トレイ3kの間に、第1のシャトル4k、第2のシャトル5kおよび検査用ソケット6kが配置されている。
第1のシャトル4kは、供給トレイ2kによって領域S内に搬送されてきた電子部品70をさらに検査用ソケット6kの近傍まで搬送するため、さらには、検査用ソケット6kによって検査された検査済みの電子部品70を回収トレイ3kの近傍まで搬送するためのものである。
トレイ42kに収容された電子部品70は、検査用ロボット9kによって検査用ソケット6kに搬送され、検査のために検査用ソケット6kに配置された電子部品70は、検査終了後、検査用ロボット9kによってトレイ43kに搬送される。
第2のシャトル5kは、前述した第1のシャトル4kと同様の機能および構成を有している。すなわち、第2のシャトル5kは、供給トレイ2kによって領域S内に搬送されてきた電子部品70をさらに検査用ソケット6kの近傍まで搬送するため、さらには、検査用ソケット6kによって検査された検査済みの電子部品70を回収トレイ3kの近傍まで搬送するためのものである。
トレイ52kに収容された電子部品70は、検査用ロボット9kによって検査用ソケット6kに搬送され、検査のために検査用ソケット6kに配置された電子部品70は、検査終了後、検査用ロボット9kによってトレイ53kに搬送される。
なお、第2のシャトル5kは、前述した第1のシャトル4kに対してY方向に離間して設けられており、第1のシャトル4kと第2のシャトル5kの間に、検査用ソケット6kが配置されている。
検査用ソケット(検査部)6は、電子部品70の電気的特性を検査するためのソケットである。
検査用ソケット6kは、電子部品70を配置するための4つの検査用ソケット61kを有している。また、4つの検査用ソケット61kは、行列状に設けられている。具体的には、4つの検査用ソケット61kは、X方向およびY方向にそれぞれ2つずつ並ぶように設けられている。なお、検査用ソケット61kの数は、4つに限定されず、1〜3つでもよいし、5つ以上であってもよい。また、検査用ソケット61kの配列状態についても特に限定されず、例えば、X方向またはY方向に一列に配置されていてもよい。
図10に示すように、第1カメラ600kは、第1のシャトル4kと検査用ソケット6kの間であって、検査用ソケット6kに対してY方向(+)側に並んで設けられている。このような第1カメラ600kは、トレイ42kに収容されていた電子部品70を保持した検査用ロボット9kの第1ハンドユニット92kが上方を通過する際に、第1ハンドユニット92kに保持された電子部品70および第1ハンドユニット92kが有するデバイスマークを撮像する。
図10に示すように、第2カメラ500kは、前述した第1カメラ600kと同様の機能を有する。このような第2カメラ500kは、第2のシャトル5kと検査用ソケット6kの間であって、検査用ソケット6kに対してY方向(−)側に並んで設けられている。第2カメラ500kは、後述するように、トレイ52kに収容されていた電子部品70を保持した検査用ロボット9kの第2ハンドユニット93kが上方を通過する際に、第2ハンドユニット93kに保持された電子部品70および第2ハンドユニット93kが有するデバイスマークを撮像する。
供給ロボット7kは、領域S内に搬送された供給トレイ2kに収容された電子部品70を、第1のシャトル4kのトレイ42kおよび第2のシャトル5kのトレイ52kに移し替えるためのロボットである。
図10および図12に示すように、このような供給ロボット7kは、台座11kに支持された支持フレーム72kと、支持フレーム72kに支持され、支持フレーム72kに対してY方向に往復移動可能な移動フレーム(Y方向移動フレーム)73kと、移動フレーム73kに支持され、移動フレーム73kに対してX軸方向に往復移動可能なハンドユニット支持部(X方向移動フレーム)74kと、ハンドユニット支持部74kに支持された4つのハンドユニット75kとを有している。
なお、支持フレーム72kに対する移動フレーム73kの移動、移動フレーム73kに対するハンドユニット支持部74kの移動は、それぞれ、例えばリニアモーター等の駆動手段によって行うことができる。
保持部751kは、電子部品70と対向する吸着面751aと、吸着面751aに開放する吸着孔751bと、吸着孔751b内を減圧する減圧ポンプ751cとを有している。吸着孔751bを塞ぐように吸着面751aを電子部品70に接触させた状態にて、減圧ポンプ751cによって吸着孔751b内を減圧すると、吸着面751aに電子部品70を吸着・保持することができる。反対に、減圧ポンプ751cを停止し吸着孔751b内を解放すれば、保持した電子部品70を放すことができる。
まず、第1のシャトル4kをX方向(−)側へ移動させ、トレイ42kが供給トレイ2kに対してY方向に並んだ状態とする。次に、ハンドユニット75kが供給トレイ2k上に位置するように、移動フレーム73kをY方向に移動させるとともに、ハンドユニット支持部74kをX方向に移動させる。次に、昇降装置752kによって保持部751kを降下させ、保持部751kを供給トレイ2k上の電子部品70に接触させて、上述した方法により保持部751kに電子部品70を保持させる。
これにより、供給トレイ2kからトレイ42kへの電子部品70の搬送(移し替え)が完了する。
検査用ロボット9kは、供給ロボット7kによって、トレイ42k、52kへ搬送された電子部品70をさらに検査用ソケット6kへ搬送するとともに、検査用ソケット6kに配置され、電気的特性の検査を終えた電子部品70をトレイ43k、53kへ搬送する装置である。
また、検査用ロボット9kは、電子部品70を検査用ソケット6kに配置し、電気的特性の検査を行う際、電子部品70をプローブピン62kに押し付け、電子部品70に所定の検査圧を印加する機能も有している。
第1フレーム911kに対する第2フレーム912kの移動は、例えばリニアモーター等の図示しない駆動手段によって行うことができる。
なお、第1ハンドユニット92kの数は、4つに限定されず、例えば、1〜3つでもよいし、5つ以上であってもよい。
同様に、4つの第2ハンドユニット93kは、第2ハンドユニット支持部914kの下側に、X方向およびY方向にそれぞれ2つずつ並ぶように行列状に配置されている。これら4つの第2ハンドユニット93kの配置や配設ピッチは、前述した4つの第1ハンドユニット92kと同様である。
さらに、Xブロック220kには、シャフト280kを通す円形断面の貫通孔226kがZ方向に貫通して設けられている。Xブロック220kの貫通孔226kは、ユニットベース200kの貫通孔208kよりも内径が大きく形成されている。
また、θブロック240kには、Yブロック260kを駆動する圧電モーター300yが、振動体1の短手方向をY方向に合わせると共に、振動体1の摺動部4をYブロック260kに向けて取り付けられている。
さらに、θブロック240kの下面(Yブロック260kと向き合う面)には、2つのYレール254kがY方向と平行に延設されており、2つのYレール254kはX方向およびY方向に離間して配置されている。Yレール254kの両側面には、断面形状が半円形の内溝256kが形成されている。
また、Yブロック260kの上面には、圧電モーター300yと向き合う位置にセラミックス製の受圧体268kが取り付けられており、圧電モーター300yに内蔵された振動体1の摺動部4が付勢される。さらに、Yブロック260kには、シャフト280kをZ方向に移動可能に支持する円筒形状のシャフト支持部270kが設けられている。
回収ロボット8kは、第1のシャトル4kが有するトレイ43kおよび第2のシャトル5kが有するトレイ53kに収容された検査済みの電子部品70を、回収トレイ3kに移し替えるためのロボットである。
回収ロボット8kは、供給ロボット7kと同様の構成をなしている。すなわち、回収ロボット8kは、台座11kに支持され、Y方向に延在するレール821kを有する支持フレーム82kと、支持フレーム82kに支持され、支持フレーム82kに対してY方向に往復移動可能な移動フレーム(Y方向移動フレーム)83kと、移動フレーム83kに支持され、移動フレーム83kに対してX方向に往復移動可能なハンドユニット支持部(X方向移動フレーム)84kと、ハンドユニット支持部84kに支持された複数のハンドユニット85kとを有している。これら各部の構成は、供給ロボット7kの対応する各部の構成と同様であるため、その説明を省略する。
まず、第1のシャトル4kをX方向(+)側へ移動させ、トレイ43kが回収トレイ3kに対してY方向に並んだ状態とする。次に、ハンドユニット85kがトレイ43k上に位置するように、移動フレーム83kをY方向に移動させるとともに、ハンドユニット支持部84kをX方向に移動させる。次に、ハンドユニット85kの保持部を降下させて、保持部を供給トレイ2k上の電子部品70に接触させ、保持部に電子部品70を保持させる。
これにより、トレイ43kから回収トレイ3kへの電子部品70の搬送(移し替え)が完了する。
制御装置10kは、駆動制御部102kと、検査制御部101kとを有している。駆動制御部102kは、例えば、供給トレイ2k、回収トレイ3k、第1のシャトル4kおよび第2のシャトル5kの移動や、供給ロボット7k、回収ロボット8k、検査用ロボット9k、第1カメラ600kおよび第2カメラ500k等の機械的な駆動を制御する。また、検査制御部101kは、図示しないメモリー内に記憶されたプログラムに基づいて、検査用ソケット6kに配置された電子部品70の電気的特性の検査を行う。
図16に示すように、位置決め機構110は、第1の実施形態に係る駆動装置100の基本構成を適用した位置決め機構であり、2つの駆動ユニット111a、111bで構成されている。
駆動ユニット111aは、4つの第1ハンドユニット92kのそれぞれを駆動するものであり、駆動ユニット111bは、4つの第2ハンドユニット93kのそれぞれを駆動するものであり、それぞれ、電子部品70を所定の位置に移動配置することができる。
また、離れた位置に配置された駆動回路90a、90bと、圧電モーター300x、300y、300θとの間の配線の数が少なくて済むため、配線の重量や配線の束による負荷を小さく抑えられるので、位置決めが行い易くなり、より精密な位置決めを行うことが可能となる。
トレイ42kに収容れた未検査の電子部品70を把持部142kにて把持し、トレイ42kの直上から検査用ソケット6kの直上まで第1ハンドユニット92kが移動する途中、第1ハンドユニット92kは、第1カメラ600kの直上を通過する。第1カメラ600kは、第1ハンドユニット92kが、その直上を通過する際に、第1ハンドユニット92kに保持された電子部品70および第1ハンドユニット92kが有するデバイスマークを捉える様に撮像する。これにより得られた画像データは、制御装置10kに送信され、制御装置10kによって画像認識処理される。
そして、制御装置10kは、求められたずれ位置量およびずれ角度量に基づいて、必要に応じて圧電モーター300x、300y、300θを駆動し、相対位置および相対角度が基準位置および基準角度に一致するように、電子部品70の位置及び姿勢(角度)を補正する。
次に、電子部品検査装置1kによる電子部品70の検査方法について説明する。なお、以下で説明する検査方法、特に電子部品70の搬送手順は、一例であり、これに限定されない。
(ステップ1)
まず、図17に示すように、各ポケット21kに電子部品70が収容された供給トレイ2kを領域S内へ搬送するとともに、第1、第2のシャトル4k、5kをX方向(−)側に移動させ、トレイ42k、52kがそれぞれ供給トレイ2kに対してY方向(+)側に並んだ状態とする。
次に、図18に示すように、供給ロボット7kによって、供給トレイ2kに収容された電子部品70をトレイ42k、52kに移し替え、トレイ42k、52kの各ポケット421k、521kに電子部品70を収容する。
(ステップ3)
次に、図19に示すように、第1、第2のシャトル4k、5kをともにX方向(+)側に移動し、トレイ42kが検査用ソケット6kに対してY方向(+)側に、トレイ52kが検査用ソケット6kに対してY方向(−)側に並んだ状態とする。
次に、図20に示すように、第1、第2ハンドユニット支持部913k、914kを一体的にY方向(+)側に移動させ、第1ハンドユニット支持部913kがトレイ42kの直上に位置するとともに、第2ハンドユニット支持部914kが検査用ソケット6kの直上に位置した状態とする。
その後、各第1ハンドユニット92kがトレイ42kに収容された電子部品70を保持する。具体的には、まず、各第1ハンドユニット92kがZ方向(−)側へ移動し、トレイ42kに収容された電子部品70を吸着・保持する。次に、各第1ハンドユニット92kがZ方向(+)側へ移動する。これにより、各第1ハンドユニット92kに保持された電子部品70をトレイ42kから取り出す。
次に、図21に示すように、第1、第2ハンドユニット支持部913k、914kを一体的にY方向(−)側に移動させ、第1ハンドユニット支持部913kが検査用ソケット6kの直上(検査用原点位置)に位置するとともに、第2ハンドユニット支持部914kがトレイ52kの直上に位置した状態とする。当該移動の最中、第1ハンドユニット支持部913k(各第1ハンドユニット92k)が第1カメラ600kの直上を通過し、この際、第1カメラ600kが各第1ハンドユニット92kに保持された電子部品70および各第1ハンドユニット92kのデバイスマーク949kを捉える様に撮像する。そして、撮像により得られた画像データに基づいて、制御装置10kが、各電子部品70の位置決め(ビジュアルアライメント)を独立して行う。前記位置決め(ビジュアルアライメント)は、検査用ソケット61kと前記ソケットマークの相対位置の認識、前記ソケットマークとデバイスマーク949kの相対位置の認識、デバイスマーク949kと電子部品70との相対位置の認識と位置決めを行う事であり、検査用ソケット61kと電子部品70との位置決めが行われたことになる。
次に、第1ハンドユニット支持部913kをZ方向(−)側に移動させ、各第1ハンドユニット92kに保持された電子部品70が検査用ソケット6kの各検査用ソケット61k内に配置する。この際、所定の検査圧(圧力)で電子部品70を検査用ソケット61kに押し当てる。これにより、電子部品70の外部端子と検査用ソケット61kに設けられたプローブピン62kとが電気的に接続された状態となり、この状態にて、制御装置10kの検査制御部101kによって各検査用ソケット61k内の電子部品70に対して電気的特性の検査を実施する。当該検査が終了すると、第1ハンドユニット支持部913kをZ方向(+)側に移動させ、各第1ハンドユニット92kに保持された電子部品70を検査用ソケット61kから取り出す。
このような作業(電子部品70の検査)と並行して、第2ハンドユニット支持部914kに支持された各第2ハンドユニット93kがトレイ52kに収容された電子部品70を保持し、電子部品70をトレイ52kから取り出す。
次に、図22に示すように、第1、第2ハンドユニット支持部913k、914kを一体的にY方向(+)側に移動させ、第1ハンドユニット支持部913kが第1のシャトル4kのトレイ43kの直上に位置するとともに、第2ハンドユニット支持部914kが検査用ソケット6kの直上(検査用原点位置)に位置する状態とする。当該移動の最中、第2ハンドユニット支持部914k(各第2ハンドユニット93k)が第2カメラ500kの直上を通過し、この際、第2カメラ500kが各第2ハンドユニット93kに保持された電子部品70および各第2ハンドユニット93kのデバイスマークを捉える様に撮像する。そして、撮像により得られた画像データに基づいて、制御装置10kが、前述したような方法により、各電子部品70の位置決めを独立して行う。
次に、図23に示すように、第2ハンドユニット支持部914kをZ方向(−)側に移動させ、各第2ハンドユニット93kに保持された電子部品70を検査用ソケット6kの各検査用ソケット61k内に配置する。そして、検査制御部101kによって、各検査用ソケット61k内の電子部品70に対して電気的特性の検査が実施される。当該検査が終了すると、第2ハンドユニット支持部914kをZ方向(+)側に移動させ、第2ハンドユニット93kに保持された電子部品70を検査用ソケット61kから取り出す。
このような作業と並行して次のような作業を行う。
次に、図24に示すように、第1、第2ハンドユニット支持部913k、914kを一体的にY方向(−)側に移動させ、第1ハンドユニット支持部913kが検査用ソケット6kの直上(検査用原点位置)に位置するとともに、第2ハンドユニット支持部914kがトレイ52kの直上に位置した状態とする。この際も、前述したステップ5と同様に、第1ハンドユニット92kに保持された電子部品70の位置決めを行う。
次に、図25に示すように、第1ハンドユニット支持部913kをZ方向(−)側に移動させ、各第1ハンドユニット92kに保持された電子部品70を検査用ソケット6kの各検査用ソケット61k内に配置する。そして、検査制御部101kによって、各検査用ソケット61k内の電子部品70に対して電気的特性の検査を実施する。そして、当該検査が終了すると、第1ハンドユニット支持部913kをZ方向(+)側に移動させ、各第1ハンドユニット92kに保持された電子部品70を検査用ソケット61kから取り出す。
これ以降は、前述したステップ7〜ステップ10を繰り返す。なお、この繰り返しの途中にて、供給トレイ2kに収容された電子部品70のすべてを第1のシャトル4kに移し終えると、供給トレイ2kが領域S外に移動する。そして、供給トレイ2kに新たな電子部品70を供給するか、既に電子部品70が収容されている別の供給トレイ2kと交換した後、供給トレイ2kが再び領域S内に移動する。同様に、繰り返しの途中にて、回収トレイ3kの全てのポケット31kに電子部品70が収容されると、回収トレイ3kが領域S外に移動する。そして、回収トレイ3kに収容された電子部品70を取り除くか、回収トレイ3kを別の空である回収トレイ3kを交換した後、回収トレイ3kが再び領域S内に移動する。
<ロボットハンド及びロボット>
次に、第4の実施形態に係るロボットハンド及びロボットを説明する。第4の実施形態に係るロボットハンド及びロボットは、関節部の駆動装置として、第1の実施形態に係る駆動装置と同様の構成を有する駆動装置を備えている。以下、本実施形態について、前述した各実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
腕部312aは、可動部としての3つの関節部314a、315a、316aと2つの腕部材313aとが交互に接続されて構成されている。関節部314a、315a、316aには、それぞれ圧電モーター11e、12e、13eとリレー21e、22e、23eとが設けられている。腕部312aの一端はロボット本体部311に設置され、他端にはロボットハンド300aが設置されている。ロボットハンド300aは、図26(a)と同様の構成を有する。
(1)第1の実施形態に係る駆動装置100と同様の駆動装置を各関節部に備えているので、圧電モーター11、12、13の数に対して、駆動回路30の数及び配線の数を少なくすることができる。また、圧電モーターを用いるので、電磁モーターやパルスモーターを用いる場合に比べて、モーター毎に設けられるブレーキ機構を不要もしくは制動能力が低いものでも適応可能にできる。この結果、ロボットハンド300及びロボット310の小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形及び応用が可能である。変形例を以下に述べる。
<駆動装置>
次に、第5の実施形態に係る駆動装置を説明する。第5の実施形態に係る駆動装置は、第2の実施形態に対して、圧電モーターが、さらに、移動部の移動を制動する制動部を有している点が異なっているが、その他の構成はほぼ同じである。以下、本実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第5の実施形態に係る駆動装置103では、圧電モーター610、620、630、640は、それぞれ、さらに、可動部50(図1参照)の移動を制動する制動部91を有している。なお、各圧電モーター610、620、630、640は、同様であるので、以下では、代表的に、圧電モーター610について説明する。
以上述べたように、第5の実施形態に係る駆動装置103の構成によれば、圧電モーター610、620、630、640の制動能力に加えた更なる制動能力を得ることができ、大きな外力が加わった場合でも可動部50が位置ずれしにくくなる。
<駆動装置>
次に、第6の実施形態に係る駆動装置を説明する。第6の実施形態に係る駆動装置は、第2の実施形態に対して、フォトモスリレーをロータリースイッチに変更した点が異なっているが、その他の構成はほぼ同じである。以下、本実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第6の実施形態に係る駆動装置104では、断続部として、第2実施形態におけるフォトモスリレー21、22、23、24に替えて、ロータリースイッチ400が設けられている。このロータリースイッチ400は、4回路4接点のものであるが、他の形態のものを用いてもよい。また、ロータリースイッチ400は、手動で回転するものであるが、これに限定されず、例えば、モーター等の駆動源により回転するものを用いてもよく、また、手動とモーター等の駆動源とのそれぞれで回転するものを用いてもよい。
このようにして、ロータリースイッチ400の回転操作により、圧電モーター61、62、63、64のうち駆動回路30と電気的に接続された圧電モーターに対して、駆動回路30からの駆動信号が選択的に供給される。
なお、本実施形態では、第2実施形態におけるフォトモスリレーに替えて、ロータリースイッチが設けられているが、本発明では、これに限定されず、例えば、フォトモスリレーと、ロータリースイッチとを併用してもよい。
また、本発明は、前記実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
また、前記第1の実施形態では、駆動回路30にデジタルアンプ34を用いていたが、これに限定されるものではなく、駆動回路30にアナログアンプを用いた構成としてもよい。駆動回路30にアナログアンプを用いる場合、PWM部33及びインダクターコンデンサー35、36は削除される。
また、本発明では、駆動ユニットにおける駆動回路の数は、圧電モーターの数よりも少なければよく、例えば、複数であってもよい。
また、前記実施形態では、モーターとして、圧電モーターを用いていたが、本発明では、これに限定されず、例えば、各種の直流モーターや交流モーターを用いてもよい。
また、前記実施形態では、ロボットは、腕部の数が2つの双腕ロボット(複腕ロボット)であるが、本発明では、これに限定されず、例えば、腕部の数が1つの単腕ロボット、または、腕部の数が3つ以上の複腕ロボットであってもよい。
また、本発明の駆動装置は、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、ロボットハンド、ロボットに限らず、他の装置、例えば、他の搬送装置、他の検査装置、部品加工装置、移動体等にも適用することができる。
Claims (17)
- 第1方向に移動可能な基部と、
複数の移動部と、
前記移動部を移動させるモーターと、
前記モーターを駆動する駆動回路と、
前記モーターと前記駆動回路とを断続する断続部と、を備え、
複数の前記移動部は、前記基部に保持され、前記第1方向とは異なる第2方向に移動可能に設けられた第1移動部と、前記第1方向に移動可能に設けられた第2移動部と、前記第1方向及び前記第2方向に直交する方向に回転軸を有し、前記基体部に対して回動可能に設けられた第3移動部と、を含み、
前記駆動回路の数は前記モーターの数よりも少ないことを特徴とする駆動装置。 - 前記モーターは圧電モーターであることを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
- 前記駆動装置には前記移動部の移動を制動する制動部が備えられていることを特徴とする請求項1または2に記載の駆動装置。
- 前記駆動回路を複数備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の駆動装置。
- 前記第2方向は、前記第1方向に直交する方向である、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の駆動装置。
- 前記第3移動部は、前記第1移動部と前記第2移動部との間に配置されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の駆動装置。
- 前記断続部は、各々の前記モーターと前記駆動回路の間に設けられていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の駆動装置。
- 前記断続部は、フォトモスリレーを有することを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の駆動装置。
- 前記断続部は、ロータリースイッチを有することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の駆動装置。
- 第1方向に移動可能な基部と、
電子部品を把持する把持部と、
前記把持部を移動させる複数の移動部と、
前記移動部に設けられ、前記移動部を移動させるモーターと、
前記モーターを駆動する駆動回路と、
前記モーターと前記駆動回路とを断続する断続部と、を備え、
複数の前記移動部は、前記基部に保持され、前記第1方向とは異なる第2方向に移動可能に設けられた第1移動部と、前記第1方向に移動可能に設けられた第2移動部と、前記第1方向及び前記第2方向に直交する方向に回転軸を有し、前記基体部に対して回動可能に設けられた第3移動部と、を含み、
前記駆動回路の数は前記モーターの数よりも少ないことを特徴とする電子部品搬送装置。 - 前記モーターは圧電モーターであることを特徴とする請求項10に記載の電子部品搬送装置。
- 前記第2方向は、前記第1方向に直交する方向である、請求項10または11に記載の駆動装置。
- 前記第3移動部は、前記第1移動部と前記第2移動部との間に配置されていることを特徴とする請求項10ないし12のいずれか1項に記載の電子部品搬送装置。
- 電子部品を検査する検査部と、
第1方向に移動可能な基部と、
前記電子部品を把持する把持部と、
前記把持部を移動させる複数の移動部と、
前記移動部に設けられ、前記移動部を移動させるモーターと、
前記モーターを駆動する駆動回路と、
前記モーターと前記駆動回路とを断続する断続部と、を備え、
複数の前記移動部は、前記基部に保持され、前記第1方向とは異なる第2方向に移動可能に設けられた第1移動部と、前記第1方向に移動可能に設けられた第2移動部と、前記第1方向及び前記第2方向に直交する方向に回転軸を有し、前記基体部に対して回動可能に設けられた第3移動部と、を含み、
前記駆動回路の数は前記モーターの数よりも少ないことを特徴とする電子部品検査装置。 - 前記モーターは圧電モーターであることを特徴とする請求項13に記載の電子部品検査装置。
- 前記第2方向は、前記第1方向に直交する方向である、請求項14または15に記載の駆動装置。
- 前記第3移動部は、前記第1移動部と前記第2移動部との間に配置されていることを特徴とする請求項14ないし16のいずれか1項に記載の電子部品検査装置。
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