部材搬送装置

【目的】高速且つ安定な部材の搬送を可能とする部材搬送装置を提供する。
【構成】固定子１に相対して直線移動する移動テーブル２上に取り付けられた、部材を保持する保持手段７１〜７８を周方向に複数個配設し、外部コントローラから無線回線を介して受信した制御信号に基づいて上記移動テーブル２の移動、上記部材の保持動作を行うことにより、リードワイヤを不要とし、構成を簡略化するとともに、移動範囲を拡張している。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は部材搬送装置に関し、特に部材の取り出し、装着を高速且つ高精度で行う部材搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば抵抗、コンデンサ、ＩＣ素子等のチップを基板上に搭載するチップマウンタにおいては、直線移動する移動テーブル上に、チップを吸着し、該基板上に装着させる機構が設置されている。通常、この移動テーブルは、リニアガイド上に載置され、ラックとピニオンで減速機を介してモータにより直線移動駆動される。また、移動テーブルが結合されたボールネジを直流モータやステッピングモータで駆動することにより、移動テーブルを直線移動させるものもある。上記チップ搭載動作は、チップ位置への移動、チップの吸着、基板位置への移動、チップ装着等の動作を含み、これら動作は高速且つ多数回繰り返し行われる。そのため、移動テーブルの駆動は、リニアＡＣサーボモータにより行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来のチップマウンタ装置のような部材搬送装置は、テーブルの直線移動手段、チップ取り出し（吸着）及びチップ装着のための回転及び直線移動手段を有し、各手段には外部電源や外部コントロール装置に接続されたリード線やトロリー線を用いて電源や制御信号が供給されている。しかしながら、かかるリード線やトロリー線による給電方式は、移動テーブルの移動範囲に制約を与えるだけでなく、装置構成を複雑化してしまう。また、装置の動作時、リード線等は伸縮、屈曲が多数回繰り返されることになり、断線の恐れも生じ、安定動作面で問題があった。
【０００４】そこで、本発明の目的は、高速且つ安定な部材の搬送を可能とする部材搬送装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するため、本発明による部材搬送装置は、固定子に相対して直線移動可能な移動テーブルと、該移動テーブルに取り付けられ、外部コントローラからの指令信号を無線回線を介して受信する受信手段と、前記移動テーブルに取り付けられ、部材を保持する保持手段が周方向に所定角度間隔で複数個配設されたディスクと、前記移動テーブルに取り付けられ、前記ディスクを回転駆動するディスク回転手段と、前記受信手段で受信された指令信号に基づいて前記移動テーブルを所定の部材位置まで移動させ、前記ディスク回転手段を駆動することにより前記ディスクを回転させて前記保持手段に所定の部材を保持する動作を行わせ、前記移動テーブルを所定位置まで移動させる制御手段と、前記移動テーブルに取り付けられ、前記各手段に電源を供給するバッテリ手段と、を備えて構成される。
【０００６】
【作用】本発明では、固定子に相対して直線移動する移動テーブル上に取り付けられた、部材を保持する保持手段を周方向に複数個配設し、外部コントローラから無線回線を介して受信した制御信号に基づいて上記移動テーブルの移動、上記部材の保持動作を行うことにより、リードワイヤを不要とし、構成を簡略化するとともに、移動範囲を拡張している。
【０００７】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明による部材搬送装置の一実施例を示す簡略化された側面図である。固定子１には移動テーブル２が直線移動可能に載置され、固定子１側に設けられた磁極１１と移動テーブルのマグネット２１との磁気的作用により直線移動が可能とされている。該移動テーブル２にはＡＣサーボモータ３が固定され、ＡＣサーボモータ３の回転軸５１には円盤ディスク６が固定されている。円盤ディスク６の周方向には所望の数の上下動ピン部７１〜７８が所定角度間隔で固定されている（本実施例では、４５度角度間隔で８個）。上下動ピン部７１〜７８内のそれぞれにはピン７１Ａ〜７８Ａが軸方向移動可能に収納されている。上下動ピン部７１〜７８の上部には開口部が形成されている。一方、ＡＣサーボモータ３のケース側にも円盤ディスク６と同様形状の円盤部５が固定されており、円盤ディスク６に設置された上下動ピン部７１〜７８との対応位置にリニアアクチュエータ４１〜４８が取り付けられ、その取付位置は開口端となっている。リニアアクチュエータ４１〜４８のそれぞれにはピン４１Ａ〜４８Ａが軸方向移動可能に収納されており、リニアアクチュエータ４１〜４８の動作によりピン４１Ａ〜４８Ａが上下動移動される。また、ピン７１Ａ〜７８Ａの先端部には、上記チップ部材を吸着したり、保持するための手段が内蔵されている。
【０００８】上記円盤ディスク６の上下動ピン７１〜７８の配設状況が図２に示されている。図２は、図１のＡ方向から見た図であり、４５度の角度間隔で８個の上下移動ピン部７１〜７８が配設され、それぞれにはピン７１Ａ〜７８Ａが軸方向移動可能に収納されている。
【０００９】さて、移動テーブル２には制御部ラック４が取り付けられ、上記各駆動部（ＡＣサーボモータ３、リニアアクチュエータ４１〜４８等）の駆動制御を行うＣＰＵ等の信号処理回路や制御回路が内蔵されている。また、移動テーブル２には、無線通信機８が取り付けられ、外部コントロール装置（図示せず）との間での通信が無線信号でアンテナ５を介して行われる。
【００１０】上記構成において、外部コントロール装置からの電波指令信号を無線通信機８のアンテナ５で受信すると、受信信号は制御部ラック４の信号処理回路で解析され、解析結果に基づいて所望のチップフィーダの所定チップ位置への移動テーブルの移動、チップフィーダの所定チップ位置への回転ディスク６の回転及びチップ吸着、保持のためのリニアアクチュエータ４１〜４８の駆動制御が行われる。すなわち、リニアＡＣサーボモータにより移動テーブル２をチップフィーダ位置まで直線移動させた後、ＡＣサーボモータ３を回転駆動して上下動ピン部（例えば７１）を所望のチップ位置に位置決めし、対応するリニアアクチュエータ４１を駆動する。この駆動により、例えばピン４１Ａを下方向に移動させ、リニアアクチュエータ４１の底部の開口部、円盤部５の開口部を通して、上下動ピン部７１のピン７１Ａを下方向に押下して突出させ、その先端部によりチップを吸着、保持する。リニアアクチュエータの駆動をＯＦＦすると、内蔵スプリングによりピンはチップを吸着したまま元の位置に戻る。ここで、移動テーブル２の移動位置情報は、固定子１及び移動テーブル２に設けたリニアエンコーダから得られ、ＡＣサーボモータ３による円盤ディスク６の回転位置情報は、ＡＣサーボモータに内蔵された角度検出用のエンコーダから得られる。
【００１１】次に、こうしてチップを吸着、保持したまま、移動テーブル２は、外部コントロール部から送出される指令信号に基づいてチップを搭載すべき基板位置まで移動制御する。基板位置まで移動テーブル２が移動されると、リニアアクチュエータ４１〜４８の所望のリニアアクチュエータ４１〜４８を駆動して対応ピン４１Ａ〜４８Ａを下方向に駆動し、円盤ディスク６の開口部を通して上下動ピン部７１〜７８のピン７１Ａ〜７８Ａの所定ピンを押下し、その先端部に取り付けられたチップを基板上に装着する。
【００１２】本実施例では、円盤ディスク６の周方向には、図２に示す如く、４５度角度間隔で上下動ピン部７１〜７８が配設されているので、チップの装着角度も４５度を単位として８通りの角度方向に行えることになる。図３には、上記上下動ピン部７１〜７８とチップの装着角度との関係が図示されている。
【００１３】図４は、上記実施例による部材搬送装置の全体構成図を示す。外部コントロール部のメインコントローラ２０からの指令信号は、先ず、リニアＡＣサーボドライバ９に供給されて、リニアＡＣサーボモータ１０を駆動して移動テーブル２の位置決め制御が行われる。また、ＲＳ２３２Ｃ等のケーブル（ワイヤ）を介して上記指示信号は無線通信機２１に供給され、無線通信機２１は上記指示信号を無線信号の形でアンテナ２２から部材搬送装置（移動テーブル）側のアンテナ５に向けて送出される。アンテナ５を介して受信された無線信号は、無線通信機８で所定の無線信号処理が施され、ＲＳ２３２Ｃのようなケーブルを介して制御部ラック４に供給される。制御部ラック４内のＣＰＵ回路４０１は、無線通信機８からの信号について、解析等の処理を施し、位置制御回路４０３に出力する。位置制御回路４０３からの出力によりＡＣサーボモータ３を回転させて回転位置を制御するための信号が出力される。位置制御回路４０３からの信号は、パワードライブ回路４０４で増幅され、ＡＣサーボモータ３に供給される。ＡＣサーボモータ３の回転位置は、エンコーダ３１で検出され、位置フィードバック信号として位置制御回路４０３に供給され、高精度な位置決めが行われる。ＣＰＵ回路４０１からの制御信号は、リニアアクチュエータ駆動回路４０２に送出され、リニアアクチュエータ４１〜４８を駆動制御する。
【００１４】図５には、上述実施例動作の処理手順フローチャートが示されている。先ず、移動テーブル２を直線移動するリニアＡＣサーボモータ（リニアモータ）、円盤ディスク６を回転するＡＣサーボモータ（ピンサークルモータ）３の原点復帰が行われる（ステップＳ１）。ここで、リニアモータは機械原点と電気原点とにより原点位置を定めて復帰させ、ＡＣサーボモータ３は、機械原点をもたず、電気原点位置まで復帰させる。このＡＣサーボモータ３は、電気原点だけではピン上下駆動用にリニアアクチュエータ４１〜４８と、チップ吸着、装着用上下動作ピンとの位置出しが行えないので、原点オフセット動作機能をもち、電気原点検出後、リニアアクチュエータとピンとが一直線上になる位置までＡＣサーボモータ３を制御させる。この原点オフセット動作機能によりリニアアクチュエータを上下に駆動したとき、正確にピンを押下してチップの吸着、装着することができる。
【００１５】次に、外部コントロール部のメインコントローラ２０からの指令信号に基づいて移動テーブルをチップフィーダ位置（チップ吸着ステーション位置）に移動させ（ステップＳ２）、チップフィーダの所定チップ位置まで移動テーブル２を移動させる（ステップＳ３）。その後、ＡＣサーボモータ３を駆動して円盤ディスク６を回転させて上下動ピン部７１〜７８のうち所定の上下動ピン部を所望のチップ上位置に位置決めし（ステップＳ４）、対応するリニアアクチュエータを駆動してピンを押し下げてチップを吸着させる（ステップＳ５）。ここで、前述の如く、リニアアクチュエータの駆動をＯＦＦすると、ピンはチップを吸着したまま内蔵バネの復元力によって元の位置に戻り、チップ吸着動作が完了する。同様にして次のピンにチップを吸着させる。上述実施例では８個までのチップ吸着が可能であるが、ピンの放置数を増加させれば吸着チップ数も増加する。
【００１６】このチップ吸着動作が完了すると、無線通信機８のアンテナ５からは完了信号ＥＮＤを外部コントロール部のアンテナ２２、無線通信機２１を介してメインコントローラ２０に送出する。該完了信号ＥＮＤを受信したか否かにより、吸着動作が完了したか否かが判断され（ステップＳ６）、完了していなければステップＳ３の処理に戻り、完了していれば、移動テーブルをセンタリングステーション位置まで移動し、チップセンタリングを行う（ステップＳ８）。例えば、８個のピンを一斉に上下させ、一旦８個のピンをセンタリングステーションに載置してチップのセンタリングを行う。このセンタリング完了後、８個のピンを再度移動させて再吸着を行いセンタリングを完了させる。センタリング完了は、メインコントローラ２０に完了信号ＥＮＤを送出することにより知らせる。
【００１７】チップセンタリングが完了すると、移動テーブル２をチップ装着ステーション位置に移動させる（ステップＳ９）。その後、メインコントローラ２０からの、どのピンに吸着されているチップかを示す装着チップと、どのリニアアクチュエータを用いて装着するかを示す装着方向（図３に示されている）についての指令を受け、この指令に基づいてＡＣサーボモータ３を駆動して円盤ディスク６を回転させて（ステップＳ１０）、所定位置への位置付けを行い、リニアアクチュエータを駆動して指定チップを指定方向に吸着時と同様な動作により装着する（ステップＳ１１）。装着完了を示す完了信号ＥＮＤが送出されると、次のチップについての同様な装着動作を行わせ、各チップ装着完了の判断が行われ（ステップＳ１２）、完了していなければステップＳ２の処理に戻り、完了していれば全部のチップの装着が完了したか否かが判断され（ステップＳ１３）、完了していなければステップＳ２の処理に戻り、再度、吸着、センタリング、装着動作が繰り返され、必要なチップ全ての装着を行う。完了すれば、動作を終了する。
【００１８】以上の実施例の説明では、外部コントロール部から移動テーブル側への制御信号等の送信は、上述無線周波数伝送の他に、光信号を用いて行うこともできる。また、移動テーブル側に必要な電源としては、二次電池や大容量コンデンサ等を用いることができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による部材搬送装置は、固定子に相対して直線移動する移動テーブル上に取り付けられた、部材を保持する保持手段が周方向に複数個配設され、外部コントローラから無線回線を介して受信した制御信号に基づいて、移動テーブルの移動、上記部材の保持動作を行うように構成されているので、従来のようなリードワイヤが不要となり、装置構成が著しく簡略化されるだけでなく、移動範囲が拡張され、安定な動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による部材搬送装置の一実施例を示す簡略化した側面図である。
【図２】図１の実施例におけるチップ吸着、装着を行う上下動ピン部の配設例を示す図である。
【図３】図１の実施例におけるチップ装着角度の態様を示す図である。
【図４】本発明による部材搬送装置の一実施例の電気系統の構成ブロック図である。
【図５】本発明による部材搬送装置の一実施例の動作処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１固定子２移動テーブル
３ＡＣサーボモータ４制御部ラック
５，２２アンテナ６円盤ディスク
８，２１無線通信機９リニアＡＣサーボドライバ
１０リニアＡＣサーボモータ
４１〜４８リニアアクチュエータ
７１〜７８上下動ピン部
４１Ａ〜４８Ａ，７１Ａ〜７８Ａピン

【特許請求の範囲】
固定子に相対して直線移動可能な移動テーブルと、該移動テーブルに取り付けられ、外部コントローラからの指令信号を無線回線を介して受信する受信手段と、前記移動テーブルに取り付けられ、部材を保持する保持手段が周方向に所定角度間隔で複数個配設されたディスクと、前記移動テーブルに取り付けられ、前記ディスクを回転駆動するディスク回転手段と、前記受信手段で受信された指令信号に基づいて前記移動テーブルを所定の部材位置まで移動させ、前記ディスク回転手段を駆動することにより前記ディスクを回転させて前記保持手段に所定の部材を保持する動作を行わせ、前記移動テーブルを所定位置まで移動させる制御手段と、前記移動テーブルに取り付けられ、前記各手段に電源を供給するバッテリ手段と、を備えて成ることを特徴とする部材搬送装置。

【図１】