JPH01247327A - 電子部品搭載装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多品種の小形部品を基板の所定位置に高速で搭
載する電子部品搭載装置に係り、特にテープリールに格
納された多品種の電子部品をプリント基板に高速で搭載
するものに関する。

〔従来の技術〕

従来、多品種の電子部品をプリント基板に移載する電子
部品搭載装置は、特開昭５５−１１８６９８号にて開示
されているように、左右に往復運動し、且つ所定位置に
停止する部品供給テーブルに、電子部品供給ユニットが
載置され、この供給ユニットの電子部品を、移載ヘッド
が一個吸着するたびに部品供給テーブルが移動する構造
になっている。

その機構を平面図として第６図に示す。電子部品搭載装
置は、本体ベース１９部品供給テーブル２゜ロータリー
ヘッドあるいは直角座標形ロボットを用いた移載装置３
（第６図ではロータリヘッドを示す）、ＸＹ子テーブル
を主たる構成部材とし、また、部品供給テーブル２の駆
！！＋１装置には、第６図の■−■断面である第７図に
示すように、リニアガイド５の上にある部品供給テーブ
ル２を、ラック７、ピニオン８で、減速器９を介して、
モータ１０で駆動する方式がある。また他に、ボールね
じを直流モータあるいはステッピングモータで駆動する
方式のものもある。

部品供給テーブル２には、電子部品を内部に納めたテー
プリールユニット（部品格納ユニット）が、数１０種か
ら１００種近く平行に載置されている。このテーブル２
は、必要とされる電子部品のあるテープリールが、ロー
タリヘッド３の吸着位置３ａの真下に来るように、高速
位置決めされる。ロータリーヘッド３が、電子部品を吸
着し、回転すると同期して、ＸＹ子テーブル、プリント
基板の予め接着剤を塗布しである所定の位置が、ロータ
リーヘッド３の移載位置３ｂの真下にくるように、位置
決めされる６次いで、電子部品をプリント基板へ移載す
る。上記作動を高速で、連続的に行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の如き従来の装置においては、電子部品がテーブル
上に無くなった時は、装置全体を止めて部品を補充する
。１秒間に敷部も高速移載するこの種の装置においては
、この段取り時間による停止は、作業量の低下となる。

また部品の種類が、２０〜４０種程度のうちは、可動部
重量も数１０ｋｇであり、モータの容量もＩＫＷ以下で
、コントローラの容量も小さくてよいが、各品種（約１
００種類）になると、可動部の重量も１００ｋｇ以上と
なり、しかも高速（０，３〜０．４秒／個）となるとモ
ータ、コントローラの容量も大きくなり、経済的ではな
い、また、部品供給テーブルも多品種の場合、数ｍの長
さのものを使用することになり、高速駆動することは、
制御の面で技術的に極めて難しい。

さらに、１００ｋｇ以上の重量物が、高速移動するため
、その振動、騒音も大となり、高精度の搭載装置として
は、搭載性能の低下及び構成部材の強度低下をまねく等
の種々の問題点を有する。

特に、部品供給テーブルをボールねじを使用して駆動す
るものでは、供給テーブルの移動ストロークを大きくし
た場合、ボールねじもそれだけ長いものを使用しなけれ
ばならない。長いボールねじを使用するとその剛性が低
下するが、テーブルを高速移動させるためにはボールね
じを高速回転させなければならず、振動を発生し易くな
る。このため部品供給テーブルの高速化が難しかった。

本発明の目的は、部品供給テーブルの高速移動をコンパ
クトな駆動源で達成でき、かつ部品供給テーブルの移動
ストロークを長くし、しかも高速で往復移動させた場合
でも振動を発生しにくく、また安全な電子部品搭載装置
を得ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明は、電子部品が搭載され
本体ベース上を左右に往復移動する部品供給テーブルと
、該テーブルを駆動する駆動手段と、前記テーブル上の
電子部品を所定位置に移載する移載装置とを備えた電子
部品搭載装置において、前記駆動装置は１本体ベースに
同一直線上に設けられたマグネット手段を有する静止部
と、前記部品供給テーブルの下部に前記静止部のマグネ
ット手段に対向するように設けられたマグネット手段を
有する可動部とを備えたリニアモータで構成され、部品
供給テーブルを前記リニアモータによる駆動装置により
＃御し前記移載装置に対向する所定位置に位置決めする
ことにある。

また、本発明の他の特徴は、電子部品が搭載され本体ベ
ース上を左右に往復移動する部品供給テーブルと、該テ
ーブルを駆動する駆動手段と、前記テーブル上の電子部
品を所定位置に移載す−る移載装置とを備えた電子部品
搭載装置において、前記テーブルは複数の分割テーブル
からなり、前記駆動装置は、本体ベースに同一直線上に
設けられたマグネット手段を有する静止部と、前記各分
割テーブルの下部に前記静止部のマグネット手段に対向
するように設けられたマグネット手段を有する可動部と
を備えたリニアモータで構成され、各分割テーブルを前
記リニアモータによる駆動装置により個別に制御し前記
移載装置に対向する所定位置に位置決めすることにある
。

〔作用〕

本発明では、部品供給テーブルを往復移動させるための
駆動源を１本体ベースに設けたマグネット手段と部品供
給テーブルに設けたマグネット手段により構成されるリ
ニアモータとしているから、従来のようなモータやボー
ルねじなどのような機械的駆動源が不要となり、駆動源
を大幅にコンパクト化でき、高速移動も容易に可能とな
る。

また、部品供給テーブルの移動ストロークを長くした場
合でも、その移動範囲の本体ベースにリニアモータを構
成するマグネットを設けるだけでよいから、移動ストロ
ークをいくらでも長くとることができ、またその場合で
も部品供給テーブルを高速移動させることができ、従来
のように長いボールねじを使用する必要はないから振動
の発生も生じない。

さらに、本発明では部品供給テーブルのＭＤ）を源をリ
ニアモータとしたことにより、従来のボールねじ方式や
ラックピニオン方式の場合のような回転部がなくなり、
この結果より安全に作業することができる。

また、上記化の特徴を有する本発明によれば更に、部品
供給テーブルが複数個に分割され、各分割テーブルがリ
ニアモータにより個別に駆動、停止可能に構成されてい
るため、各分割テーブルの重量は軽くなり小さな駆動源
で高速駆動が可能となる。また、供給する′電子部品が
、載置されている分割テーブルのみを、高速駆動し且つ
所定位置に位置決めし、電子部品を移載基板に移載する
作業中、他の分割テーブルは静止されるため、その間に
電子部品の補充も出来るものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を　　　　　゛′°°゛嘲寺中
中図面にもとづき説明する。

第１図は部品搭載装置の平面図、第２図は第１項の■−
■線拡線断大断面図す。

本体ベース１１は部品供給テーブルが走行する所定長さ
を有し、上面両側にレール状のリニアガイド１２が突設
され、中央部にはリニアモータ１３を装設する溝１４が
本体ベースの長平方向はぼ全長にわたって形成されてい
る。本体ベース１１上を走行する部品供給テーブルは、
電子部品を約１００稙類程度供給するテーブルでは全体
で数ｍを必要とする。これを複数個に分割した分割テー
ブル１．５　（１５ａ　、　１５　ｂ　、　　１５　ｃ
　、　ｌ　５　ｄ　。

１５ｅ）を形成し、各分割テーブル１５は、その下面の
両側に設けられた走行部材１６が上記リニアガイド１２
に係合され、各分割テーブル１５は個別にリニアガイド
１２上を走行できるようになっている。テーブルの駆動
装置であるリニアモータ１３は、本体ベース１１の溝１
４の両側に対向して配置されたマグネット１７と、両マ
グネット１７間に形成された磁気回路（磁力線）１８と
で静止部が形成されている。リニアモータ１３の可動部
は、コイル１９′を巻いたボビン１９を分割テーブル１
５の下面に突設して形成され、このボビン１９は両マグ
ネット間の空間に挿入されて、コイル１９′が磁力線１
８を切断する様に配置されている。したがって、コイル
１９′に通電することにより、分割テーブル１５を磁気
力によりリニヤガイド１２上を走行させることができる
。静止部のマグネット１７は本体ベース１１のストロー
ク全域に配置されており、可動部のボビン１９は各分割
テーブル１５に複数個のボビン１９が直線上に配置され
、静止部のマグネット１７を共用している。

上記複数個の分割形テーブル１５のうち、ロータリヘッ
ドで構成された移載装置３に対向している分割テーブル
（第１図においては分割テーブル１５ｂ）のみが高精度
に繰返し位置決め走行され、他の分割テーブル１５ａ、
１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ。

１５ｅは本体ベースの両側に移動し停止される。

上記のように、高速高精度に分割テーブルの位置決めを
必要とするのは、移載装ＦＦ１３の近傍の範囲り部２０
のみであり、その範囲り部の長さは約１ｍ程度であるた
め、第３図に示すようにその駆動装置を簡略化すること
が出来る。即ち、Ｌ部２０以外の領域では高速高精度な
位置決めの必要は無く、単に搬送のみでよいため、その
領域ではマグネット１７ｂを間欠的に配置したり、５部
２０の領域より保磁力の低い磁石を配置してよい。

このＬ部以外の領域の駆動は慣性力を加味した走行とな
る。また位置決めのための位置検出機構も５部２０の領
域のみ高分解能の光学式あるいは磁気式のリニアスケー
ル２１を配置し、５部２０の領域以外は近接スイッチ２
２を間欠的に複数個配置するか、低分解能のリニアスケ
ールを配置し、各分割テーブル１５がどこにあるかを位
置検出する。２３は分割テーブル側に設けられたリニア
スケールヘッドで、本体ベース１１の側面に設けられた
リニアスケールに対向するように配置されている。

本実施例の制御装置を第４図にもとづき説明する。

複数個の分割テーブル１５ａ・・・・・・１５ｅの各リ
ニアモータ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ。

１３ｅに対し、少なくとも２組のドライバ２４とサーボ
コントローラ２５を設け、サーボコントローラ２５の上
位にシステムコントローラ２６を備え、ドライバ２４と
各分割テーブルのリニアモータ１３ａ・・・・・・１３
ｅとの間には、駆動回路２７とテーブル位置検出回路２
８を切換える切換器２９が設けられている。これにより
、駆動回路２７は各分割テーブルのコイル１９ａ・・・
・・・１９ｅと、位置検出回路２８はリニアスケールヘ
ッド２３（２３ａ・・・・・・２３ｅ）と切換接続され
る。

次に上記制御装置の機能とそれに伴う各分割テーブルの
作動を第５図の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）図により順を
追って説明する。

（ａ）図はシステムコントローラ２６に指令された部品
を載置している分割テーブル１５ｃのリニアモータ１３
ｃが移載装置３の真下に来るべく、サーボコントローラ
２５の偏差量が零になるまで、ドライバ２４により駆動
されている状態を示し、駆動回路２７と位置検出回路２
８は切換器２９によりそれぞれ分割テーブル１５ｃのコ
イルとりニアスケールヘッドに接続されている。したが
って、この状態は、高精度位置決めであるため、リニア
スケール２１により位置検出されている。他方、他の分
割テーブル１５ａ、１５ｂ、１５ｄ、１５ｅのリニアモ
ータ１３ａ、１３ｂ、１３ｄ、１３ｅは本体ベースの両
端部に寄せられ、駆動回路２７と位置検出回路２８には
接続されておらす、他方のドライバ２４′は使用されて
いない。次に、分割テーブル１５ｄに載置されている部
品を使う指令がシステムコントローラ２６により発せら
れると、（ｂ）図に示すように、システムコントローラ
２６の信号により、今迄部品移載作業をしていた分割テ
ーブル１５ｃのリニアモータ１３ｃは分割テーブル１５
ｄの反対側に移動され、同時に切換器２９のドライバ２
４′の駆動回路２７′がリニアモータ１３ｄのコイルに
結線される。この結線によりリニアモータ１３ｄは装置
中央の移載装置に対向する位置に移動するが、リニアス
ケール２１に最も近い近接スイッチ２２′あるいは低分
解能リニアスケールの特定部位を通過すると、その指令
がシステムコントローラ２６に伝わり、（ｃ）図に示す
ように、切換器２９により位置検出回路２８′が分割テ
ーブル１５ｄのリニアスケールヘッドに接続される。一
方、前記の分割テーブル１５ｃのリニアモータ１３ｃは
、近接スイッチ２２′などと反対側の近接スイッチ２２
′を通過すると、位置検出回路２８と分割テーブル１５
ｃのリニアスケールヘッドとの接続がはずれ、所定の場
所に来るとさらに駆動回路２７とリニアモータ１３ｃの
コイルとの接続がはずれる。

そして、（ｄ）図に示すように、分割テーブル１５ｄの
リニアモータ１３ｄが、システムコントローラ２６に従
い、順次位置決め走行し、所定位置に停止して移載装置
を介し部品移載作業が行われる。この状態は（ａ）図に
おけるリニアモータ１３ｃと同様であるが、ドライバー
２４及び駆動回路２７、位置検出回路２８が開放されて
おり、次の分割テーブルの作動切換には、この回路２７
゜２８が使われる。切換動作は、この様に行われ、リニ
アモータの数より少ない数のドライバ及び回路で駆動、
位置決めすることが出来る。

第５図においては、一つの分割テーブルのみ、高速高精
度位置決めし、その切換え動作を説明したが、二つの分
割テーブルを二つのドライバーにより同時に高速高精度
位置決めすることも可能である。

尚各分割テーブルには、小形電子部品が２０〜３０種類
載置されており、高速で基板に移載するものであるから
、一つ飛ばした分割テーブルの載置部品を移載するよう
な使い方は一般に行わず、順次隣の分割テーブルの部品
の移載作業を行うように構成するのがよい。

複数個の分割テーブルのうち、電子部品がなくなった分
割テーブルは本体ベースの両側に停止させ、この状態の
ときに、その分割テーブルに電子部品を補充する。この
補充時間中にも中央部に位置する分割テーブルからは電
子部品が移載装置を介しプリント基板に移載されており
、装置全体としての稼動中に電子部品を部品供給テーブ
ル（分割テーブル）に補充することができる。

上記のように複数個の分割テーブルのうち移載装置を介
し電子部品移載作業を行っている分割テーブルのみが高
速に位置決め移動しており、他の分割テーブルは静止し
ているから、分割テーブルである可動部の重量を部品供
給テーブルの分割数に応じ、従来に比べ数分の１に減少
でき、この結実装置の各部品に発生する力、振動、騒音
も小さくなり、性能２強度に対する信頼性も向上する。

これによって多品種の部品を扱う供給テーブルを高速で
駆動する場合でもモータやコントローラの容量は小さく
てよく経済的になる。また、本発明では部品供給テーブ
ルをリニアモータによって駆動するものであるため、従
来のようにボールネジなどを使用する必要はなく、この
結果、供給テーブルの移動ストロークを大きくした場合
でも振動を発生することなく部品供給テーブルを高速移
動させることができる。

さらに、部品供給テーブルが複数個の分割テーブルから
成る場合、各分割テーブルを独立に駆動するためには従
来独立の分割テーブル数に応じた駆動源が必要であった
が、本実施例のようにリニアモータによる駆動源とする
ことにより、本体ベース上に設けたマグネットを各分割
テーブルの駆動源として共用化でき、部品供給テーブル
の分割数が増えても、駆動源が複雑になったり大型化す
ることはなく、コンパクトになる。

また、部品供給テーブルの駆動源をリニアモータとする
ことにより、従来のボールねじ方式やラックピニオン方
式に比べ駆動源をコンパクトにでき、かつ回転部がなく
なるから安全であり、さらに部品供給テーブルの移動社
制御が容易でかつ高い位置決め精度も得られるという効
果がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば１部品供給テーブ
ルを往復移動させるための駆動源をリニアモータにより
構成したから、従来のような回転モータを使用するもの
に比へ、動力伝達機構が大幅にＷＭ素化され、この結果
、部品供給テーブルの高速移動をコンパクトな駆動源で
実現できる。また、リニアモータによるため、部品供給
テーブルの移動ストロークを大きくしたい場合には本体
ベースへのマグネット手段の設置範囲を長くするだけで
よく、従来のように長いボールねじを使用しなければな
らないということがないから、テーブルを高速移動させ
ても振動が発生しないという効果がある。さらに本発明
では部品供給テーブルの駆動源をリニアモータとしてい
ることにより、テーブル駆動源に回転部がなくなり、こ
の結果電子部品搭載装置の作業員は安全に作業できると
いう効果も有する。

また、部品供給テーブルを複数個に分割し、リニアモー
タにより各テーブルを個別に駆動するようにした本発明
のものでは、上記効果の他に、さらに、以下の効果も得
られる。すなわち、各分割テーブルの重量は軽くなるか
ら小さな駆＃Ｊ′ｇで高速駆動が可能となり、駆動部を
制御するための駆動部の容量も小さくできる。また、供
給中の電子部品を載置している分割テーブルのみを高速
駆動しかつ所定位置に位置決めし、他の分割テーブルは
静止させた状態にしておけるので、その静止中の分割テ
ーブルに電子部品の補充ができ、この結果部品補充のた
めに装置の稼動を停止する必要がなくなり、作業効率を
向上できる効果がある。

の平面図、第２図は第１図の■−■線矢視拡大断−面図
、第３図は第１図に示した部品供給テーブルの詳細平面
図、第４図は本発明の実施例における制御装置の一例を
示す構成図、第５図は第４図に示す制御装置の作動状況
を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）第６図の■−■線矢視拡大
断面図である。

１７．１７ｂ・・・マグネット、１９・・・ボビン、１
９′・・・コイル、２１・・・リニアスケール（位置検
出手段）、２２・・・近接スイッチ（位置検出手段）、
２３・・・リニアスケールヘッド、２４川ドライバ、２
５・・・サーボコントローラ、２６・・・システムコン
トローラ、２７・・・駆動回路、２８・・・テーブル位
置検出回路、２９・・・切換器。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．電子部品が搭載され本体ベース上を左右に往復移動
   する部品供給テーブルと、該テーブルを駆動する駆動手
   段と、前記テーブル上の電子部品を所定位置に移載する
   移載装置とを備えた電子部品搭載装置において、前記駆
   動装置は、本体ベースに同一直線上に設けられたマグネ
   ット手段を有する静止部と、前記部品供給テーブルの下
   部に前記静止部のマグネット手段に対向するように設け
   られたマグネット手段を有する可動部とを備えたリニア
   モータで構成され、部品供給テーブルを前記リニアモー
   タによる駆動装置により制御し前記移載装置に対向する
   所定位置に位置決めすることを特徴とする電子部品搭載
   装置。
2. ２．リニアモータの静止部は、一対のマグネットを離間
   して本体ベース上に配置し、リニアモータの可動部は部
   品供給テーブルの下方に突設したコイルを上記一対のマ
   グネットの離間部に挿入して形成してなる特許請求の範
   囲第１項記載の電子部品搭載装置。
3. ３．部品供給テーブルの位置検出手段と、前記テーブル
   を所定位置に移動して位置決めする制御装置とを備えた
   特許請求の範囲第１項記載の電子部品搭載装置。
4. ４．前記制御装置は部品供給テーブルに形成される各リ
   ニアモータを制御するものであつて、この制御装置はド
   ライバ及びサーボコントローラと、該サーボコントロー
   ラの上位に設けられたシステムコントローラと、前記ド
   ライバとリニアモータとを接続する駆動回路と、前記テ
   ーブルの位置検出手段と前記サーボコントローラとを接
   続する位置検出回路とを備えていることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の電子部品搭載装置。
5. ５．部品供給テーブルには部品を順次送り出す部品格納
   ユニットを有し、移載装置は分割テーブル上の部品を吸
   着あるいは把持して基板に移載するものであり、かつ上
   記基板を載置して二次元的に所定の位置に位置決めする
   ＸＹテーブルを設けたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の電子部品搭載装置。
6. ６．電子部品が搭載され本体ベース上を左右に往復移動
   する部品供給テーブルと、該テーブルを駆動する駆動手
   段と、前記テーブル上の電子部品を所定位置に移載する
   移載装置とを備えた電子部品搭載装置において、前記テ
   ーブルは複数の分割テーブルからなり、前記駆動装置は
   、本体ベースに同一直線上に設けられたマグネット手段
   を有する静止部と、前記各分割テーブルの下部に前記静
   止部のマグネット手段に対向するように設けられたマグ
   ネット手段を有する可動部とを備えたリニアモータで構
   成され、各分割テーブルを前記リニアモータによる駆動
   装置により個別に制御し前記移載装置に対向する所定位
   置に位置決めすることを特徴とする電子部品搭載装置。
7. ７．リニアモータの静止部は、一対のマグネットを離間
   して本体ベース上に配置し、リニアモータの可動部は各
   分割テーブルの下方に突設したコイルを上記一対のマグ
   ネットの離間部に挿入して形成してなる特許請求の範囲
   第６項記載の電子部品搭載装置。
8. ８．リニアモータの静止部のマグネット手段は、前記移
   載装置の近傍で密に、移載装置から離れた位置では粗に
   配置してなる特許請求の範囲第６項記載の電子部品搭載
   装置。
9. ９．リニアモータの静止部のマグネット手段は、前記移
   載装置の近傍では保磁力の高いものを、移載装置から離
   れた位置では保磁力の低いものを配置してなる特許請求
   の範囲第６項記載の電子部品搭載装置。
10. １０．前記移載装置に対向する位置にある分割テーブル
    の位置検出手段と、前記分割テーブルを所定位置に移動
    して位置決めする制御装置とを備えた特許請求の範囲第
    ６項記載の電子部品搭載装置。
11. １１．移載装置に対向する位置にある分割テーブルの位
    置検出手段を高分解能のリニアスケールで構成し、かつ
    前記移載装置に対向する位置にある分割テーブル以外の
    分割テーブルの位置を検出するための近接スイッチまた
    は低分解能リニアスケールを有する特許請求の範囲第１
    ０項記載の電子部品搭載装置。
12. １２．前記制御装置は各分割テーブルに形成される各リ
    ニアモータを制御するものであつて、この制御装置は少
    なくとも２組のドライバ及びサーボコントローラと、該
    サーボコントローラの上位に設けられたシステムコント
    ローラと、前記ドライバとリニアモータとを接続する駆
    動回路と、各分割テーブルの位置検出手段と前記サーボ
    コントローラとを接続する位置検出回路と、前記駆動回
    路と各分割テーブルのリニアモータとの切換接続及び前
    記位置検出回路と各分割テーブルの位置検出手段との切
    換接続をする切換器とを備えていることを特徴とする特
    許請求の範囲第１０項記載の電子部品搭載装置。
13. １３．各分割テーブルには、部品を順次送り出す部品格
    納ユニットを有し、移載装置は分割テーブル上の部品を
    吸着あるいは把持して基板に移載するものであり、かつ
    上記基板を載置して二次元的に所定の位置に位置決めす
    るＸＹテーブルを設けたことを特徴とする特許請求の範
    囲第６項記載の電子部品搭載装置。