直线电动机及部件搭载装置的制作方法

专利名称：直线电动机及部件搭载装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直线电动机及部件搭载装置，特别涉及一种适 于部件搭载装置使用的具有两面定子的直线电动机，以及具有该直线 电动机的部件搭载装置。
背景技术：
已知将IC、电阻、电容等电子部件自动地搭载至印刷电路板或
陶瓷基板等上的部件搭载装置。
作为该部件搭载装置，在专利文献1中，公开了一种方案，其 将具有用于吸附保持电子部件的吸附喷嘴的搭载头，通过直线电动机
沿x轴方向可自由移动地构成。
但是，利用直线电动机的轴驱动系统，大多将磁铁作为定子， 线圈作为动子。这是因为通常磁铁的质量较大，不适于作为动子。
在上述部件搭载装置中，在可动侧的线圈上设置搭载头。在这 种情况下，如果进而追加一个与轴平行的轴，则还需要设置作为定子 的磁铁，价格就变得很高。
另外，在专利文献2中，记述了在由线圈构成的定子两面，设 置由磁铁构成的动子。
另外，在专利文献3中，记述了在磁轭中埋设永磁铁的情况。 在这种情况下，优选如图1所示的间隙(从磁铁510至动子520的距 离)G较小，从构造来说，需要使图1所示的从磁铁510至定子500 的表面的壁厚C极小(例如小于或等于lmm)。在仅使用定子500 的一面的情况下，如图2所示，通过将不使用侧的壁厚D加厚(C< D)，能够保持刚性。
专利文献l:特开2001 — 309634号公报
专利文献2:特开2000— 159305号公报
专利文献3:特开2004 —215414号公报

发明内容
但是，在将高价的磁铁510埋设在定子500的中央，在两面设 置动子520的情况下，需要使壁厚D也与壁厚C一样极小(例如小 于或等于lmm)。这样，由于磁铁510本身虽然作为轴的构成元件， 但是并非刚性元件，所以轴的强度降低，如图3所例示，可能在薄壁 的部分发生断裂。
本发明的目的在于，在使用磁铁的两面时，保持作为两面定子 的轴的母材强度，同时减少磁铁和动子的间隙。
本发明是一种直线电动机，其具有定子(411)，其包含沿轴 方向并排设置的永磁铁；以及多个动子(414A、 414B)，其分别沿 该定子(411)的两面移动，通过使上述定子包含沿轴方向延伸的轴 强度部件(411A)和埋设在该轴强度部件中的永磁铁(411C)，解 决上述问题。
上述永久磁铁可以从侧方插入配置在形成于上述轴强度部件上 的、沿轴方向排列的窗口 (411B)中。
另外，可以在上述轴强度部件中设置凸缘(411F)，上述永磁 铁从该凸缘端面插入配置由凸缘形成该轴强度部件上的、沿轴方向排 列的孔(411G)中。
另外，可以使上述永磁铁的侧面暴露出来。
本发明还提供一种部件搭载装置，其利用上述的直线电动机至 少驱动部件搭载头。
发明的效果
根据本发明，可以在两面使用磁铁时，保持作为两面定子的轴 的部件强度，同时减小间隙。


图1是表示磁铁埋设在轴强度部件中的定子的斜视图。
图2是表示同上的单面定子的斜视图。
图3是表示同上的两面定子的问题点的斜视图。
图4是表示采用本发明所涉及的直线电动机的部件搭载装置的
整体结构的平面图。
图5是表示同上的控制系统的结构的框图。 图6是表示同上的直线电动机的斜视图。 图7是同上的剖面图。
图8是表示本发明所涉及的直线电动机的定子在实施方式1中 的结构的分解斜视图。
图9是同上的三视图。
图IO是表示同上的变形例的要部的斜视图。
图11是表示本发明所涉及的直线电动机的定子在实施方式2中
的结构的分解斜视图。
图12是同上的三视图。
图13是表示本发明所涉及的直线电动机的定子在实施方式3中
的结构的斜视图。
图14是同上的剖面图。
图15是表示本发明所涉及的直线电动机的定子在实施方式4中
的结构的分解斜视图。
图16是同上的水平剖面图。
图17是表示本发明所涉及的直线电动机的定子在实施方式5中 的结构的分解斜视图。
图18是表示本发明所涉及的直线电动机的定子在实施方式6中 的结构的分解斜视图。
具体实施例方式
下面，参考附图详细说明本发明的实施方式。 图4是表示适用于本发明的部件搭载装置100的实施方式的平 面图，图5是表示部件搭载装置100的控制系统的框图。
如图4及图5所示，本实施方式的部件搭载装置100具有部
件供给部1，其并列保持多个电子部件送料器11，这些电子部件送料
器11供给将要搭载至基板K上的电子部件P (参考图7);搭载作 业部2，其进行电子部件P向基板K上的搭载作业；第1头部3A及 第2头部3B，其分别搭载多个(在图4中显示4个)用于吸附保持 电子部件P的吸附喷嘴31; X — Y龙门架4，其将第1头部3A及第 2头部3B驱动到规定范围内的任意位置上；摄像装置5，其对保持 在吸附喷嘴31上的电子部件P进行摄像；以及控制部6，其进行上 述各部分的动作控制。
另外，在下述说明中，将沿水平面相互正交的一个方向称为X 轴方向，另一方向称为Y轴方向，将垂直上下方向称为Z轴方向。
上述搭载作业部2设置在从装置外部搬入基板K的搬运装置21 的搬运路线的途中，具有夹持部22等，该夹持部22夹持搭载在基板 工位(省略图示)上的基板K。
首先，搬运装置21例如具有搬运轨道211，其沿该搬运路线 (X轴方向)配置；以及传送带(省略图示)，其用于沿该搬运轨道 211而将从装置的一端部搬入的基板K搬入该搭载作业部2，或将规 定的电子部件P搭载结束的基板K从搭载作业部2向装置外部搬出。
由搬运装置21向搭载作业部2搬运的、搭载于基板工位上的基 板K，通过被夹持部22夹持而被保持。
另外，保持在夹持部22上的基板K，在对该基板K搭载电子部 件P时，也可以由未图示的X轴方向驱动部以规定的定时向X轴方 向驱动。
上述部件供给部1隔着搬运装置21而设置在Y轴方向的两侧， 以沿X轴方向并排设置在贮料器(未图示)的规定位置上的方式， 安装多个电子部件送料器11。
上述X —Y龙门架4具有直线电动机41，其用于向X轴方向 移动第1头部3A及第2头部3B; 2根Y轴导轨42，其与该直线电 动机41 一起沿Y轴方向导向第1头部3A和第2头部3B;以及Y 轴电动机43，其经由上述直线电动机41而将第1头部3A及第2头 部3B沿Y轴方向驱动。另外，X — Y龙门架4能够将第1头部3A及第2头部3B在2根Y轴导轨42之间的大致整个区域中进行搬运。 另外，过渡来自部件供给部1的电子部件P的过渡部，由搭载 作业部2对电子印刷板K进行电子部件P的搭载作业的区域，均配 置在能够由X — Y龙门架4搬运第1头部3A及第2头部3B的区域内。
下面，参考图6及图7说明直线电动机41。
这里，图6是表示直线电动机41的斜视图，图7是图6沿VI1 一VII线的直线电动机41的剖面图。
如图6及图7所示，直线电动机41具有定子411，其以沿X 轴方向长的方式配置；上恻支撑部412A及下侧支撑部412B，其连 接该定子411的Z轴方向侧的两端部而支撑该定子411; X轴导轨 413，其沿X轴方向配置在上侧支撑部412A及下侧支撑部412B的Y 轴方向侧的两端面上；以及搭载第1头部3A的第1动子414A和搭 载第2头部3B的第2动子414B，它们由该X轴导轨413导向支撑， 同时沿X轴方向可自由移动地构成。
本发明所涉及的直线电动机41的上述定子411，如图8 (分解 斜视图)及图9 (三视图)所详细地表示，包括轴强度部件411A， 其由沿轴方向排列的窗口 411B形成梯子状；以及磁铁411C，其从 侧方插入配置在该轴强度部件411A的窗口 411B中，其形成将圆柱 的两侧面切割为平面状的形状。各磁铁411C例如由止动螺钉411D 或销钉固定在轴强度部件411A上。
另外，在图8及图9的例子中，止动螺钉411D或销钉在轴强度 部件411A的一边侧(图的上侧)上设置1个，但如图9中虚线所示， 也可以在相对侧上(图的下侧)设置，也可以如图IO所示的变形例 那样，在一边侧上设置2个。
上述上侧支撑部412A、下侧支撑部412B及X轴导轨413构成 导向支撑部，其导向支撑第1动子414A及第2动子414B沿X轴方 向(直线电动机41的轴方向)的移动。
第1动子414A及第2动子414B在Y轴方向上隔着定子411而 对置地配置。
具体地说，第1动子414A具有滑块415A，其卡止在各X轴 导轨413上，沿X轴方向可自由往复移动；第1可动线圈416A，其 如图7所示，与定子411的Y轴方向左侧面对置地配置，由通电产 生磁场，从而通过与定子411的磁场之间的磁力相互作用而沿X轴 方向移动；以及支撑板417A，其搭载支撑第1头部3A、滑块415A 及第1可动线圈416A。
另一方面，第2动子414B也与第1动子414A相同，具有滑 块415B;第2可动线圈416B，其如图7所示，与定子411的Y轴方 向右侧面对置地配置；以及支撑板417B，其搭载支撑第2头部3B、 滑块415B及第2可动线圈416B。
上述第1可动线圈416A及第2可动线圈416B例如与控制部6 电气连接，通过在控制部6的控制下改变通电的电流值，使该第1 可动线圈416A及第2可动线圈416B产生的磁场大小变化。
第1动子414A构成为通过定子411在Y轴方向的外侧面(图 6的纸面外侧)产生的磁场和对第1可动线圈416A通电而产生的磁 场之间的磁力相互作用，沿X轴方向自由移动。另一方面，第2动 子414B的结构为通过定子411在Y轴方向的内侧面(图6的纸面 内侧)产生的磁场和对第2可动线圈416B通电而产生的磁场之间的 磁力相互作用，沿X轴方向自由移动。
上述第1头部3A及第2头部3B分别具有4个吸附喷嘴31， 其在前端部通过空气吸引而保持电子部件P; Z轴电动机32，其使上 述吸附喷嘴31分别沿Z轴方向(上下方向)移动；以及e轴电动机 33，其将由吸附喷嘴31保持的电子部件P以Z轴方向为中心旋转驱 动。
第1头部3A例如是用于从配置在图4的位于搬运装置21下侧 的多个电子部件送料器11中吸附保持电子部件P的装置，第2头部 3B是用于从配置在图4的位于搬运装置21上侧的多个电子部件送料 器11中吸附保持电子部件P的装置。
多个吸附喷嘴31沿X轴方向并排配置，各吸附喷嘴31经由进 行开闭控制的吸气阀(省略图示)而与真空发生器7连接，通过以规
定定时打开吸气阀而其前端部成为吸引状态，能够吸附保持电子部件 P。
上述摄像装置5，例如配置在能够由X — Y龙门架4搬运第1头 部3A及第2头部3B的区域内，由CMOS照相机或CCD照相机等 构成，基于对电子部件P的摄像，通过光电变换而生成图像数据， 将该图像数据输出至CPU61。
上述控制部6具有CPU (Central Proccessing Unit) 61、 RAM (Random Access Memory) 62禾口 ROM (Read Only Memory) 63等。
CPU 61是对构成该部件搭载装置100的各部分进行集中控制的 装置，读取存储在ROM 63中的规定程序而在RAM 62的作业区域中 展开，根据该程序执行各种处理。
另外，CPU61基于从摄像装置5输出而输入的图像数据，执行 规定的图像处理程序，识别吸附在吸附喷嘴31上的电子部件P的姿 态等。
RAM62例如是易失性半导体存储器，构成在CPU61的控制下 从ROM 63中读取的程序或数据等的存储区域或工作区域等。
ROM 63存储用于控制、判断等各种处理的各种程序，存储在 CPU 61的控制下执行的各种程序及与各程序处理相关的数据等。
下面说明电子部件P向基板K上的搭载动作。
首先，由吸附喷嘴31进行电子部件P的吸附保持。具体地说， 在控制部6的控制下，驱动X — Y龙门架4的直线电动机41及Y轴 电动机43而使第1头部3A及第2头部3B移动至规定的电子部件送 料器11上。更具体地说，基于由控制部6对第1可动线圈416A进 行的通电控制，使第1头部3A移动至配置在图4中的位于搬运装置 21下侧的规定的电子部件送料器11上，基于由控制部6对第2可动 线圈416B进行的通电控制，使第2头部3B移动至配置在图4中的 位于搬运装置21上侧的规定的电子部件送料器11上。
然后，控制部6控制规定的Z轴电动机32的驱动，使规定的吸 附喷嘴31沿上下方向(Z轴方向)移动，通过真空发生器7的驱动 而由该吸附喷嘴31吸附保持规定的电子部件P。
然后，通过摄像装置5对保持在吸附喷嘴31上的电子部件P摄
像，基于通过该摄像生成的图像数据，由CPU61进行规定的图像处 理而识别电子部件P的姿态。另外，根据识别结果，在控制部6的 控制下驱动9轴电动机33，将吸附在吸附喷嘴31上的电子部件P绕 Z轴向规定方向旋转，从而进行该电子部件P的中心对准(定心)。
然后，在控制部6的控制下驱动直线电动机驱动机构41及Y轴 电动机43，使保持电子部件P的吸附喷嘴31移动至基板K上的规定 部件搭载位置上，对该基板K进行电子部件P的搭载。
在1个电子部件P的搭载结束后，控制部6顺序控制电子部件P 向基板K上的搭载动作。
在本实施方式中，能够由轴强度部件411A的窗口 411B保持磁 铁411C，同时由窗口 411B之外的部分确保作为轨道面的刚性。
另外，如图11 (分解斜视图)及图12 (三视图)所示的实施方 式2，可以设置使轴强度部件411A的剖面为例如H形的凸缘411F， 将例如圆柱状的磁铁411C从该凸缘端面插入配置在由轴强度部件 411A上的凸缘411F形成的孔411G中，通过例如粘合进行固定。
根据本实施方式，使磁铁411C的侧面暴露出来，同时能够通过 凸缘411F确保足够的强度。另外，由于磁铁为圆柱形，所以即使随 着动子的通过而将磁铁411C向动子方向吸引，也能够具有足够的保 持力。另外，凸缘411F也可以仅在任意一边。
另外，磁铁的形状也不限定为圆柱形，也可以是如图13 (斜视 图)及图14 (剖面图)所示的实施方式3那样的棱柱形。
另外，在上述实施方式中，由于均使磁铁411C的侧面暴露出来， 能够得到高磁场强度，但也可以如图15 (斜视图)及图16 (平面图) 所示的实施方式4那样，保留较薄的轴强度部件411A的一部分。
另外，轴强度部件411A也并不限定为一体物，可以如图17所 示的实施方式5 (与实施方式3对应)或图18所示的实施方式6 (与 实施方式4对应)那样，上下的凸缘411F和中央部411H分离，由 例如止动螺钉4111固定。
如上述所示，通过将用于吸附搭载的头部和需要独立动作的头
部、识别照相机、光学单元或BOC (BoradOn Clip)照相机的整体 或部分设置在磁铁的两面上，可以使用电动机用磁铁的两面。由此， 不需要准备2组磁铁就能够得到相同的效果，能够减少成本。另外， 与在单面上设置上述驱动系统的情况相比，沿X方向的占有长度变 短，可以实现机器的小型化。
权利要求
1.一种直线电动机，其具有定子，其包含沿轴方向并排设置的永磁铁；以及多个动子，其分别沿该定子的两面移动，其特征在于，上述定子包含沿轴方向延伸的轴强度部件和埋设在该轴强度部件中的永磁铁。
2. 根据权利要求1所述的直线电动机，其特征在于， 上述永磁铁从侧方插入配置在形成于上述轴强度部件上的、沿轴方向排列的窗口中。
3. 根据权利要求1所述的直线电动机，其特征在于， 上述轴强度部件具有凸缘，上述永磁铁从该凸缘端面插入配置在由凸缘形成于该轴强度部件上的、沿轴方向排列的孔中。
4. 根据权利要求3所述的直线电动机，其特征在于， 使上述永磁铁的侧面暴露出来。
5. —种部件搭载装置，其特征在于，具有权利要求1至4中任一项记述的直线电动机，利用该直线 电动机至少驱动部件搭载头。
全文摘要
本发明要解决的课题是，在使用磁铁的两面时，保持作为两面定子的轴的母材强度，同时减少间隙。本发明的直线电动机(41)，其具有定子(411)，其包含沿轴方向并排设置的永磁铁(411C)；以及多个动子(414A、414B)，其分别沿该定子(411)的两面移动，上述定子(411)包含沿轴方向延伸的轴强度部件(411A)和埋设在该轴强度部件(411A)中的永磁铁(411C)。
文档编号H02K41/03GK101102070SQ20071012756
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月3日 优先权日2006年7月4日
发明者黑田洁 申请人:Juki株式会社