專利名稱：基板用作業(yè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為了生產(chǎn)安裝有多個(gè)元件的基板而進(jìn)行規(guī)定作業(yè)的元件安裝裝置及基板檢查裝置等基板用作業(yè)裝置，更詳細(xì)地講，涉及通過非接觸方式向保持于可動(dòng)部的作業(yè)頭供電的機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
作為生產(chǎn)安裝有多個(gè)元件的基板的基板用作業(yè)裝置，有焊料印刷裝置、元件安裝裝置、回流裝置及基板檢查裝置等，大多是利用基板搬運(yùn)裝置將這些裝置連接起來而構(gòu)筑成基板生產(chǎn)線。其中，元件安裝裝置一般具備對基板進(jìn)行搬入搬出的基板搬運(yùn)裝置、供給元件的元件供給裝置、具有安裝元件的安裝頭及頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的元件移載裝置。頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為了沿著在水平面內(nèi)正交的X軸方向及Y軸方向驅(qū)動(dòng)安裝頭，例如具有在各軸上利用伺服 馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠進(jìn)給機(jī)構(gòu)。安裝頭具有利用負(fù)壓對元件進(jìn)行吸附拾取及安裝的吸嘴，而且，具有在垂直的Z軸方向上對吸嘴進(jìn)行升降驅(qū)動(dòng)的Z軸方向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及以Z軸為中心對吸嘴進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的R軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。為了向在安裝頭上進(jìn)行負(fù)壓的產(chǎn)生及控制的各種電裝件、Z軸及R軸方向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)等供給電力，以往，利用可變形的供電用線纜對固定側(cè)與可動(dòng)部側(cè)之間進(jìn)行連接，或設(shè)置能夠在移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行供電的滑動(dòng)通電部。近年來，作為向可動(dòng)部側(cè)的安裝頭供給電カ的手段，提出了組合固定側(cè)的非接觸供電用元件和可動(dòng)部側(cè)的非接觸受電用元件的非接觸供電技木。通過采用非接觸供電技術(shù)，可消除現(xiàn)有技術(shù)中容易產(chǎn)生的由供電用線纜的反復(fù)變形引起的金屬疲勞或滑動(dòng)通電部的磨損等的可能性，從而提高可靠性。另外，非接觸供電技術(shù)對基板檢查裝置也同樣有用，能夠向在基板的上方移動(dòng)并拍攝元件安裝外觀的檢查相機(jī)進(jìn)行供電。專利文獻(xiàn)I及專利文獻(xiàn)2公開了將這種非接觸供電技術(shù)用到基板用作業(yè)裝置中的示例。專利文獻(xiàn)I的電子元件安裝裝置具備在電子元件供給裝置與安裝部這雙方的相向面上利用了線圈的電磁感應(yīng)的非接觸電源供給部，在電子元件供給裝置與安裝部這雙方上還具備確認(rèn)用信號(hào)的射出部及入射部。在該結(jié)構(gòu)中，能夠根據(jù)是否傳遞了確認(rèn)用信號(hào)來檢測電子元件供給裝置的安裝不良，能夠切實(shí)地進(jìn)行非接觸電源供給。在專利文獻(xiàn)I中，電子元件供給裝置雖可相對于安裝部進(jìn)行裝卸，但位置關(guān)系被固定，不需要以往所必需的供電用端子的連接作業(yè)及分離作業(yè)。本申請的申請人所申請的專利文獻(xiàn)2的電子元件供給裝置具備多個(gè)包含電子元件供給盒及移動(dòng)體的元件供給單元，包括由設(shè)置于各個(gè)移動(dòng)體的受電部和共用的供電部構(gòu)成的無接觸供電裝置。而且，在實(shí)施方式中，作為共用的供電部的具體結(jié)構(gòu)，示例了以跨及多個(gè)移動(dòng)體的整個(gè)移動(dòng)范圍的方式配置的一次繞組。通過該結(jié)構(gòu)，能夠通過非接觸方式從一次繞組向移動(dòng)的各元件供給單元供給電カ。另外，專利文獻(xiàn)3中公開了如下的搬運(yùn)裝置，其移動(dòng)體從沿著軌道鋪設(shè)的供電線接收電カ而在該軌道上行駛，而且，還公開了在移動(dòng)體上搭載了供電變壓器的方式。供電線以跨及移動(dòng)體的整個(gè)移動(dòng)范圍的方式進(jìn)行鋪設(shè)，能夠通過非接觸方式向供電變壓器供給電力。專利文獻(xiàn)2及3所示例的一次繞組或供電線等單一的供電用元件能夠與移動(dòng)體側(cè)的受電用元件進(jìn)行磁場耦合而進(jìn)行非接觸供電。但是，供電用元件是跨及移動(dòng)體的整個(gè)移動(dòng)范圍的長而大的元件，因此，會(huì)產(chǎn)生較多的漏磁通，供電效率大幅下降。在供電用元件及受電用元件分別由電極構(gòu)成而進(jìn)行電場耦合的方式的非接觸供電時(shí)同樣會(huì)產(chǎn)生供電效率下降的問題。因此，提出了沿著固定側(cè)的移動(dòng)路徑排列設(shè)置多個(gè)小型的供電用元件并僅對移動(dòng)體接近的一部分供電用元件進(jìn)行通電的技術(shù)。在該 技術(shù)中，需要檢測移動(dòng)體的位置，例如，在各供電用元件之間分別配置接近傳感器。而且，需要根據(jù)位置信息對多個(gè)供電用元件的通電進(jìn)行獨(dú)立控制，例如，分別在各供電用元件上設(shè)置選擇開關(guān)，并通過控制部進(jìn)行通斷控制。專利文獻(xiàn)I :日本特開2010-283257號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開平9-252193號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本特開2004-217409號(hào)公報(bào)然而，在使用專利文獻(xiàn)2及3所例示的單一的長而大的供電用元件的非接觸供電中，如上所述，供電效率大幅下降。另一方面，在使用多個(gè)小型的供電用元件的非接觸供電中，需要多個(gè)位置檢測機(jī)構(gòu)，成本會(huì)相應(yīng)地增加。另外，在固定側(cè)需要有配置多個(gè)位置檢測機(jī)構(gòu)的空間，因此，妨礙了小型化及輕量化。而且，供電用元件在剛開始通電之后供電功能不穩(wěn)定，因此，當(dāng)相對于移動(dòng)體的接近而對供電用元件開始通電的時(shí)間發(fā)生延遲時(shí)，供電功能有可能不穩(wěn)定。因此，優(yōu)選對于供電用元件能夠確保某種程度的上升穩(wěn)定化時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述背景技術(shù)的問題而提出，因此，其課題在于提供一種基板作業(yè)裝置，其成本低廉，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化及輕量化，且具備與以往相比可確保較高的供電效率并具有穩(wěn)定的供電功能的非接觸供電部。解決上述問題的技術(shù)方案I涉及的基板用作業(yè)裝置中，由頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的作業(yè)頭與定位后的基板相向地進(jìn)行規(guī)定作業(yè)，其中，所述頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括軌道限定機(jī)構(gòu)，沿移動(dòng)方向延伸；多個(gè)非接觸供電用元件，沿著所述軌道限定機(jī)構(gòu)排列設(shè)置；多個(gè)選擇開關(guān)，獨(dú)立地對所述多個(gè)非接觸供電用元件各自的通電及非通電進(jìn)行切換；可動(dòng)部，保持所述作業(yè)頭并以能夠移動(dòng)的方式架設(shè)于所述軌道限定機(jī)構(gòu)；驅(qū)動(dòng)裝置，使所述可動(dòng)部沿著所述軌道限定機(jī)構(gòu)移動(dòng)；非接觸受電用元件，設(shè)置于所述可動(dòng)部，與所述多個(gè)非接觸供電用元件中的一部分非接觸供電用元件隔有距離地相向而接收電力，并至少向所述作業(yè)頭或所述驅(qū)動(dòng)裝置供電；及供電控制部，基于所述可動(dòng)部在所述軌道限定機(jī)構(gòu)上的位置來控制所述多個(gè)選擇開關(guān)，使得僅向所述非接觸受電用元件接近的一部分非接觸供電用元件通電。技術(shù)方案2涉及的發(fā)明，在技術(shù)方案I的基礎(chǔ)上，所述可動(dòng)部具有檢測所述可動(dòng)部在所述軌道限定機(jī)構(gòu)上的位置的位置檢測部，所述供電控制部接收由所述位置檢測部檢測出的位置的信息。技術(shù)方案3涉及的發(fā)明，在技術(shù)方案I的基礎(chǔ)上，所述供電控制部存儲(chǔ)表示使所述可動(dòng)部沿著所述軌道限定機(jī)構(gòu)移動(dòng)的目標(biāo)位置的位置指令值及表示向所述目標(biāo)位置移動(dòng)時(shí)的速度的速度指令值中的至少ー個(gè)指令值，井向所述驅(qū)動(dòng)裝置輸出；并且，基于所述位置指令值及所述速度指令值中的至少ー個(gè)指令值來推定所述可動(dòng)部在所述軌道限定機(jī)構(gòu)上的位置。技術(shù)方案4涉及的發(fā)明，在技術(shù)方案I 3中任ー項(xiàng)的基礎(chǔ)上，所述供電控制部對所述選擇開關(guān)進(jìn)行接通控制，使得在所述可動(dòng)部到達(dá)要開始利用所述多個(gè)非接觸供電用元件中的ー個(gè)非接觸供電用元件對所述非接觸受電用元件進(jìn)行供電的位置以前，向所述ー個(gè)非接觸供電用元件通電。技術(shù)方案5涉及的發(fā)明，在技術(shù)方案I 4中任ー項(xiàng)的基礎(chǔ)上，所述驅(qū)動(dòng)裝置是線性馬達(dá)，該線性馬達(dá)包括沿著所述軌道限定機(jī)構(gòu)排列設(shè)置的多個(gè)定子；和設(shè)置于所述可動(dòng)部、且利用由所述非接觸受電用元件接收到的一部分電カ來驅(qū)動(dòng)的可動(dòng)件。發(fā)明效果·在技術(shù)方案I涉及的基板用作業(yè)裝置的發(fā)明中，能夠僅對沿著軌道限定機(jī)構(gòu)排列設(shè)置的多個(gè)非接觸供電用元件中的一部分通電而向可動(dòng)部的非接觸受電用元件供電。因此，能夠不對非接觸供電用元件中的剰余的多個(gè)非接觸供電用元件進(jìn)行通電，與使用了專利文獻(xiàn)2及3所示例的単一的長而大的供電用元件的結(jié)構(gòu)相比，能夠確保較高的供電效率。在技術(shù)方案2涉及的發(fā)明中，可動(dòng)部具有檢測該可動(dòng)部在軌道限定機(jī)構(gòu)上的位置的位置檢測部，供電控制部接收通過位置檢測部檢測出的位置的信息。因此，不需要接近傳感器等多個(gè)位置檢測機(jī)構(gòu)，能夠相應(yīng)地降低成本。另外，與以往的接近傳感器不同，在固定側(cè)不需要較大的配置空間，因此，不會(huì)妨礙基板用作業(yè)裝置的小型化及輕量化。在技術(shù)方案3涉及的發(fā)明中，供電控制部兼作控制驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)控制部，基于向驅(qū)動(dòng)裝置輸出的位置指令值及速度指令值中的至少ー個(gè)指令值來推定可動(dòng)部在軌道限定機(jī)構(gòu)上的位置。因此，不需要接近傳感器等多個(gè)位置檢測機(jī)構(gòu)，能夠降低與其相應(yīng)的成本。另外，由于不需要位置檢測機(jī)構(gòu)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)基板用作業(yè)裝置的小型化及輕量化。在技術(shù)方案4涉及的發(fā)明中，在可動(dòng)部到達(dá)要開始利用ー個(gè)非接觸供電用元件對非接觸受電用元件供電的位置以前，對該ー個(gè)非接觸供電用元件通電。由此，ー個(gè)非接觸供電用元件從被開始供電以前即被通電，能夠確保上升穩(wěn)定化時(shí)間，供電功能穩(wěn)定。在技術(shù)方案5涉及的發(fā)明中，驅(qū)動(dòng)裝置是線性馬達(dá)，該線性馬達(dá)包括沿著軌道限定機(jī)構(gòu)排列設(shè)置的多個(gè)定子和設(shè)置于可動(dòng)部且通過非接觸受電用元件接收的一部分電カ來驅(qū)動(dòng)的可動(dòng)件。即，除了向作業(yè)頭供電以外，還能夠?qū)⑾嗤姆墙佑|供電用元件及非接觸受電用元件兼用于向線性馬達(dá)供電。另外，根據(jù)與線性馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)控制相關(guān)的信息來推定可動(dòng)部的位置，能夠去除位置檢測機(jī)構(gòu)。由此，能夠有助于削減元件數(shù)量而實(shí)現(xiàn)基板用作業(yè)裝置的成本下降、小型化及輕量化。


圖I是表示第一實(shí)施方式的元件安裝裝置(基板用作業(yè)裝置)的整體結(jié)構(gòu)的立體圖。圖2是詳細(xì)說明X-Y軸頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的立體圖。圖3是說明第一實(shí)施方式的元件安裝裝置的Y軸方向驅(qū)動(dòng)功能及非接觸供電功能的圖。圖4是說明伺服控制器(供電控制部)的開關(guān)選擇運(yùn)算部進(jìn)行的非接觸供電控制的處理流程的流程圖。圖5是說明在第二實(shí)施方式中開關(guān)選擇運(yùn)算部進(jìn)行的非接觸供電控制的處理流程的流程圖。圖6是說明現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的元件安裝裝置的非接觸供電功能的圖。標(biāo)號(hào)說明I :元件安裝裝置(基板用作業(yè)裝置)11:基臺(tái)12:基板搬運(yùn)裝置13:元件供給裝置·14:元件移載裝置15:元件相機(jī)16:控制計(jì)算機(jī)17 :安裝頭(作業(yè)頭)18 :吸嘴19 :罩體2 =X-Y軸頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3 :Y軸導(dǎo)軌(軌道限定機(jī)構(gòu))31、32:側(cè)面部33:底部34 :輔助軌道4、40 :可動(dòng)部41:Χ軸導(dǎo)軌42、43:頭移動(dòng)軌道44:供電軌道45 :滾珠絲杠46 :Χ軸伺服馬達(dá)48 :卡合部49 :編碼器部(位置檢測部)4Α =AC-DC轉(zhuǎn)換器4Β :各種控制基板4C :線性控制部4D :線性控制器4Ε :功率放大器5 :線性馬達(dá)51 :定子(永磁體)52 :可動(dòng)件(勵(lì)磁線圈)6、60、61 63 :非接觸供電用元件6Χ :接近傳感器7 :非接觸受電用元件81 83 :選擇開關(guān)88 :交流電源89 :供電切換器9 :伺服控制器(供電控制部)91、92 :開關(guān)選擇運(yùn)算部Ye :編碼器位置信息Vr :速度指令值Yr :位置指令值Ynow :可動(dòng)部的當(dāng)前位置Ynext :可動(dòng)部的預(yù)想位置Yi :非接觸供電用元件的位置
具體實(shí)施例方式參考圖I 4對與本發(fā)明的基板用作業(yè)裝置相當(dāng)?shù)牡谝粚?shí)施方式的元件安裝裝置I進(jìn)行說明。圖I是表示第一實(shí)施方式的元件安裝裝置的整體結(jié)構(gòu)的立體圖。如圖所示，元件安裝裝置I由兩套相同的裝置相鄰地配置而成，以下，對一套裝置進(jìn)行說明。元件安裝裝置I是將基板搬運(yùn)裝置12、元件供給裝置13、元件移載裝置14、元件相機(jī)15及控制計(jì)算機(jī)16等組裝到基臺(tái)11上而構(gòu)成的。如圖I的右上方的XYZ坐標(biāo)軸所示，將元件安裝機(jī)I的水平寬度方向(從圖I的紙面左上方朝向右下方的方向)設(shè)為X軸方向，將元件安裝機(jī)I的水平長度方向(從圖I的紙面右上方朝向左下方的方向)設(shè)為Y軸方向，將鉛垂高度方向設(shè)為Z軸方向。基板搬運(yùn)裝置12設(shè)置于元件安裝機(jī)I的長度方向的中間附近?；灏徇\(yùn)裝置12是并列設(shè)有第一搬運(yùn)裝置121及第ニ搬運(yùn)裝置125的所謂雙輸送機(jī)型裝置，對兩塊基板K進(jìn)行并行操作，在X軸方向上進(jìn)行搬入、定位及搬出。第一搬運(yùn)裝置121分別被與X軸方向平行地并列設(shè)置于基臺(tái)11的一對導(dǎo)軌122、123及導(dǎo)軌122、123引導(dǎo)，并由載置基板K而進(jìn)行搬運(yùn)的ー對輸送帶(未圖示)等構(gòu)成。另外，在第一搬運(yùn)裝置121上設(shè)有從基臺(tái)11側(cè)推頂被搬運(yùn)至元件安裝位置的基板K而進(jìn)行定位的緊固裝置(未圖示)。第二搬運(yùn)裝置125也與第一搬運(yùn)裝置121同樣地構(gòu)成。元件供給裝置13為供料器方式的裝置，設(shè)置于元件安裝機(jī)I的長度方向的前部(圖I的左前側(cè))。元件供給裝置13是在基臺(tái)11上并列設(shè)置多個(gè)盒式供料器131而構(gòu)成的。各盒式供料器131具備主體132，以能夠脫離的方式安裝于基臺(tái)11 ;供給帶盤133，以能夠旋轉(zhuǎn)且能夠裝卸的方式安裝于主體132的后部(元件安裝裝置I的前側(cè))；及元件供給部134，設(shè)置于主體132的前端(靠近元件安裝裝置I的中央)。供給帶盤133是供給元件的媒介，卷繞有以恒定的間隔保持有規(guī)定個(gè)數(shù)的元件的載帶(未圖示)。該載帶的前端被拉出至元件供給部134，對應(yīng)各個(gè)載帶而供給不同的元件。 元件移載裝置14是能夠在X軸方向及Y軸方向上移動(dòng)的所謂的XY機(jī)械手型的裝置，從元件安裝機(jī)I的長度方向的后部(圖I的右方的內(nèi)側(cè))配置到前部的元件供給裝置13的上方。元件移載裝置14由X-Y軸頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2 (在圖I中大部分被遮擋)及安裝頭17等構(gòu)成。X-Y軸頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2在X軸方向及Y軸方向上驅(qū)動(dòng)安裝頭17。安裝頭17與由X-Y軸頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2驅(qū)動(dòng)的本發(fā)明的作業(yè)頭相當(dāng)，具有利用負(fù)壓吸附拾取并安裝元件的吸嘴18。安裝頭17還具有在垂直Z軸方向上對吸嘴18進(jìn)行升降驅(qū)動(dòng)的Z軸方向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及以Z軸為中心對吸嘴18進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的R軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。安裝頭17具有進(jìn)行負(fù)壓的產(chǎn)生及控制的各種電裝件，而且，在Z軸方向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及R軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上分別具有驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。另外，安裝頭17具有對定位后的基板K進(jìn)行拍攝的基板相機(jī)(未圖示)。利用直流電カ來驅(qū)動(dòng)各種電裝件、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)及基板相機(jī)。元件相機(jī)15是對元件移載裝置14的吸嘴18的元件吸附狀態(tài)及元件的好壞進(jìn)行判定的裝置，配置于元件供給裝置13的元件供給部134附近的基臺(tái)11上?？刂朴?jì)算機(jī)16配置于上部的罩體19的前側(cè)上部?？刂朴?jì)算機(jī)16通過信息傳輸線與基板搬運(yùn)裝置12、元件供給裝置13、元件移載裝置14及元件相機(jī)15協(xié)同動(dòng)作，適當(dāng)?shù)亟粨Q信息并發(fā)出指令。圖2是詳細(xì)說明X-Y軸頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2的立體圖，是將圖I的罩體19卸下并從相差大致90°的方向觀察的圖。X-Y軸頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2中的Y軸方向的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與本發(fā)明的頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相當(dāng)，對于X軸方向的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以使用任意方式的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。X-Y軸頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2由Y軸導(dǎo)軌3、可動(dòng)部4、線性馬達(dá)5、多個(gè)非接觸供電用元件6、在圖2中被遮擋而在圖3中標(biāo)以標(biāo)號(hào)的非接觸受電用元件7、多個(gè)選擇開關(guān)81 83及伺服控制器9等構(gòu)成。Y軸導(dǎo)軌3與本發(fā)明的軌道限定機(jī)構(gòu)相當(dāng)，從基臺(tái)11的后方側(cè)上部朝向水平前方地張?jiān)O(shè)。Y軸導(dǎo)軌3在作為移動(dòng)方向的Y軸方向上延伸，通過基板搬運(yùn)裝置12的上方一直配置到元件供給裝置13的上方。Y軸導(dǎo)軌3的兩個(gè)側(cè)面部31、32和底部33 —體地形成，剖面形狀成為上方打開的“コ”字形狀。在圖2中，其中ー個(gè)側(cè)面部31的比中間靠后側(cè)的部分被省略。在另ー個(gè)側(cè)面部32的側(cè)方平行地配置有輔助軌道34?？蓜?dòng)部4以能夠在Y軸方向上移動(dòng)的方式架設(shè)于Y軸導(dǎo)軌3及輔助軌道34的上偵U?？蓜?dòng)部4具有從底部向下方突出的卡合部48，卡合部48卡入Y軸導(dǎo)軌3的兩個(gè)側(cè)面部31、32之間。由此，可動(dòng)部4不會(huì)從Y軸導(dǎo)軌3滑落而在Y軸方向上被引導(dǎo)。另外，在可動(dòng)部4上設(shè)有檢測Y軸導(dǎo)軌3上的位置的編碼器部49 (參照圖3)。編碼器部49與本發(fā)明的位置檢測部相當(dāng)，參照配置于Y軸導(dǎo)軌3上的線性標(biāo)尺(未圖示)來檢測Y軸方向的位置(Y坐標(biāo)值)，并輸出編碼器位置信息Ye。另外，可動(dòng)部4經(jīng)由X軸導(dǎo)軌41來保持安裝頭17。X軸導(dǎo)軌41是組裝于可動(dòng)部4而一體地在Y軸方向上移動(dòng)的部件，該X軸導(dǎo)軌41在X軸方向(圖2中的右方)上延伸。在X軸導(dǎo)軌41的上部及下部，與X軸方向平行地張?jiān)O(shè)有上下一組頭移動(dòng)軌道42、43。與上側(cè)的頭移動(dòng)軌道42相鄰且平行地張?jiān)O(shè)有供電軌道44。而且，在X軸導(dǎo)軌41上設(shè)有在其兩端部被旋轉(zhuǎn)自如地軸支撐的滾珠絲杠45和對滾珠絲杠45的其中一端進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的X軸伺服馬達(dá)46。另一方面，安裝頭17具有以能夠在X軸方向移動(dòng)的方式分別與移動(dòng)軌道42、43卡合的卡合部171、172。另外，在安裝頭17上設(shè)有與滾珠絲杠45螺合的螺母(圖2中被遮 擋)。滾珠絲杠進(jìn)給機(jī)構(gòu)由螺母和X軸導(dǎo)軌41側(cè)的滾珠絲杠45及X軸伺服馬達(dá)46構(gòu)成，安裝頭17在X軸方向上被驅(qū)動(dòng)。而且，安裝頭17具有沿著供電軌道44滑動(dòng)而接收直流電力的滑動(dòng)受電端子173。此外，在圖2中，吸嘴18暫時(shí)被卸下。線性馬達(dá)5與本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置相當(dāng)，構(gòu)成為，包括排列設(shè)置于固定側(cè)的Y軸導(dǎo)軌3的多個(gè)定子51和設(shè)置于可動(dòng)部4并通過非接觸受電用元件7接收的一部分電力來驅(qū)動(dòng)的可動(dòng)件52。定子51是N極和S極分別交替地排列設(shè)置于Y軸導(dǎo)軌3的兩個(gè)側(cè)面部31、32的相向的內(nèi)側(cè)的永磁體。圖2僅例示了一個(gè)定子51，實(shí)際上以相等間隔排列設(shè)置有多個(gè)定子51。另一方面，在可動(dòng)部4的底部的卡合部48的側(cè)面，以與定子51相向的方式排列設(shè)置有九對可動(dòng)件52?？蓜?dòng)件52是通過電力進(jìn)行勵(lì)磁而產(chǎn)生磁場的勵(lì)磁線圈?？蓜?dòng)件52形成的磁場根據(jù)位置及時(shí)間而發(fā)生變化，通過與定子形成的穩(wěn)定磁場之間的作用，產(chǎn)生使可動(dòng)部4移動(dòng)的推動(dòng)力。定子51的大小、磁場強(qiáng)度或配置間距、可動(dòng)件52的數(shù)量或電氣性能等能夠根據(jù)線性馬達(dá)5所要求的推動(dòng)力而適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，與在可動(dòng)部4設(shè)置永磁體并在固定側(cè)排列設(shè)置勵(lì)磁線圈的情況相比，本實(shí)施方式具有能夠限定比永磁體復(fù)雜的勵(lì)磁線圈的數(shù)量及容易獲取較大推動(dòng)力的優(yōu)點(diǎn)等。多個(gè)非接觸供電用元件6沿著Y軸方向排列設(shè)置于Y軸導(dǎo)軌3的底部33的上表面。另一方面，非接觸受電用元件7 (參照圖3)朝下地設(shè)置于可動(dòng)部4的卡合部48的底面，并與任一非接觸供電用元件6隔有距離地相向。非接觸受電用元件7的數(shù)量或大小不進(jìn)行特別限定。非接觸供電部由非接觸供電用元件6和非接觸受電用元件7構(gòu)成，并能夠從固定側(cè)向可動(dòng)部4供電。非接觸供電部的耦合方法可以是磁場耦合及電場耦合的任一種。非接觸供電用元件6及非接觸受電用元件7在磁場耦合的情況下分別設(shè)為線圈，在電場耦合的情況下分別設(shè)為電極。多個(gè)非接觸供電用元件6構(gòu)成為，通過圖2中省略的供電切換器89內(nèi)的多個(gè)選擇開關(guān)81 83(參照圖3)來獨(dú)立地切換各自的通電及非通電。圖3是說明第一實(shí)施方式的元件安裝裝置I的Y軸方向驅(qū)動(dòng)功能及非接觸供電功能的圖。圖3中例示了排列設(shè)置于Y軸方向的多個(gè)非接觸供電用元件6中的一部分非接觸供電用元件、即三個(gè)非接觸供電用元件61、62、63，電力的流向由實(shí)線的箭頭表示，信息及控制的流向由虛線的箭頭表示。
首先，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖3所示，在供電切換器89內(nèi)設(shè)有交流電源88和多個(gè)選擇開關(guān)81、82、83。交流電源88輸出從非接觸供電用元件61、62、63向非接觸受電用元件7供電的效率良好的規(guī)定頻率的交流電壓。選擇開關(guān)81、82、83設(shè)置成與非接觸供電用元件61、62、63的數(shù)量相同，并以對交流電源88與各非接觸供電用元件61、62、63之間進(jìn)行獨(dú)立地通斷控制的方式連接。另ー方面，在可動(dòng)部4上設(shè)有AC-DC轉(zhuǎn)換器4A，在該AC-AC轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)連接有非接觸受電用元件7。AC-DC轉(zhuǎn)換器4A具有將非接觸受電用元件7接收到的交流電カ轉(zhuǎn)換成直流電カ的功能。如圖3所示，從AC-DC轉(zhuǎn)換器4A輸出的直流電カ分支成四個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電。在第一系統(tǒng)中，直流電カ經(jīng)由供電軌道44向安裝頭17供電，從而驅(qū)動(dòng)安裝頭17上的各種電裝件、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)及基板相機(jī)。在第二系統(tǒng)中，直流電カ向配置于可動(dòng)部4上的各種控制基板4B供電，從而進(jìn)行安裝頭17的X軸方向的位置的檢測及運(yùn)算或X 軸伺服馬達(dá)46的驅(qū)動(dòng)等。在第三系統(tǒng)中，直流電カ向由線性控制器4D及功率放大器4E構(gòu)成的線性控制部4C供電。線性控制器4D從編碼器部49接收編碼器位置信息Ye，并且，從伺服控制器9接收速度指令值Vr及位置指令值Yr中的至少ー個(gè)指令值。接著，線性控制器4D生成滿足指令的控制信號(hào)井向功率放大器4E送出。功率放大器4E根據(jù)控制信號(hào)將直流電カ轉(zhuǎn)換成向可動(dòng)件52(勵(lì)磁線圈)供給的形式的電力，井向可動(dòng)件52輸出。在第四系統(tǒng)中，向編碼器部49供給直流電カ。編碼器部49將編碼器位置信息Ye向線性控制器4D及伺服控制器9送出。伺服控制器9與本發(fā)明的供電控制部相當(dāng)，由內(nèi)置微型計(jì)算機(jī)且通過軟件進(jìn)行動(dòng)作的電子控制裝置構(gòu)成。伺服控制器9具有非接觸供電控制功能，根據(jù)可動(dòng)部4在Y軸導(dǎo)軌3上的位置，以僅對非接觸受電用元件7接近的一部分非接觸供電用元件通電的方式來控制多個(gè)選擇開關(guān)81 83。另外，伺服控制器9兼作Y軸方向的驅(qū)動(dòng)控制部，控制線性馬達(dá)5并驅(qū)動(dòng)可動(dòng)部4。接著，對伺服控制器9的Y軸方向驅(qū)動(dòng)控制功能進(jìn)行詳細(xì)說明。伺服控制器9根據(jù)接收到的編碼器位置信息Ye和來自控制計(jì)算機(jī)16的指令來運(yùn)算可動(dòng)部4的移動(dòng)速度及位置中的至少一方。接著，伺服控制器9向線性控制器4D指示速度指令值Vr及位置指令值Yr中的至少ー個(gè)指令值。此處，編碼器位置信息Ye、速度指令值Vr及位置指令值Yr是在可動(dòng)部4和固定側(cè)之間交接的信息，在本第一實(shí)施方式中，通過未圖示的無線光通信機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。信息傳輸機(jī)構(gòu)不限定于此，可以使用無線電波通信，也可以使用有線通信。接著，對伺服控制器9的非接觸供電控制功能進(jìn)行詳細(xì)說明。伺服控制器9內(nèi)置有開關(guān)選擇運(yùn)算部91。圖4是伺服控制器9的開關(guān)選擇運(yùn)算部91進(jìn)行的非接觸供電控制的處理流程的流程圖。在步驟SI中，開關(guān)選擇運(yùn)算部91讀取預(yù)先作為數(shù)據(jù)而保存在存儲(chǔ)器內(nèi)的各非接觸供電用元件6i的位置(Y坐標(biāo)值)Yi(i = I n)。此處，下標(biāo)i是表示排列設(shè)置的非接觸供電用元件6i的順序的編號(hào)，n表示總元件數(shù)量。接著，在步驟S2中，獲取編碼器位置信息Ye，并據(jù)此求出可動(dòng)部4的非接觸受電用元件7的當(dāng)前位置Ynow。編碼器位置信息Ye原本為驅(qū)動(dòng)控制用的信息，但是，若可準(zhǔn)確表示非接觸受電用元件7的當(dāng)前位置Ynow，則兩者相等(Ynow = Ye)。另外，即使不可準(zhǔn)確表示，也能夠通過對編碼器位置信息Ye進(jìn)行規(guī)定的修正來準(zhǔn)確地求出非接觸受電用元件7的當(dāng)前位置Ynow。接著，在步驟S3中，將當(dāng)前位置Ynow與各非接觸供電用元件6i的位置Yi之間的間隔和規(guī)定距離D作比較，求算在規(guī)定距離D以下的非接觸供電用元件6i的編號(hào)i。規(guī)定距離D能夠通過非接觸供電用元件6i及非接觸受電用元件7的大小等而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。例如，作為相鄰的非接觸供電用元件6i的中心間距D0，當(dāng)設(shè)為規(guī)定距離D = (D0/2)時(shí)，大致始終能夠求算一個(gè)非接觸供電用元件6i。另外，若規(guī)定距離D = D0，大致始終能夠求算兩個(gè)非接觸供電用元件6i。而且，也可以不設(shè)定規(guī)定距離D，而是求算距非接觸受電用元件7最近的唯一非接觸供電用元件6i。接著，在步驟S4中，對與滿足條件的i編號(hào)對應(yīng)的選擇開關(guān)Si進(jìn)行接通控制。另夕卜，若其他的選擇開關(guān)為接通狀態(tài)，則進(jìn)行斷開控制。由此，供電控制的一個(gè)周期結(jié)束，返回 步驟S2，基于新的當(dāng)前位置Ynow進(jìn)行反復(fù)控制。通過該非接觸供電控制，圖3的示例中，僅僅一個(gè)選擇開關(guān)82處于接通狀態(tài)，向?qū)?yīng)的非接觸供電用元件62通交流電流，其他的選擇開關(guān)81、83處于斷開狀態(tài)。而且，可動(dòng)部4的非接觸受電用元件7剛好與非接觸供電用元件62隔有距離地相向，如圖中的白色箭頭S所示地進(jìn)行非接觸供電，從而能夠向可動(dòng)部4供電。接著，與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)作比較而對第一實(shí)施方式的元件安裝裝置I的效果進(jìn)行說明。圖6是說明現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的元件安裝裝置的非接觸供電功能的圖。如圖所示，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，在Y軸導(dǎo)軌30上的多個(gè)非接觸供電用元件60之間分別配置接近傳感器6X(為方便起見，標(biāo)以斜線來表示)而對可動(dòng)部40的接近進(jìn)行檢測，并將檢測信號(hào)向開關(guān)選擇運(yùn)算部92送出。開關(guān)選擇運(yùn)算部92基于檢測信號(hào)對多個(gè)選擇開關(guān)80進(jìn)行通斷控制。此外，在Y軸方向上驅(qū)動(dòng)可動(dòng)部40的驅(qū)動(dòng)裝置與非接觸供電部分開地獨(dú)立設(shè)置。相對于此，第一實(shí)施方式的元件安裝裝置I中，在可動(dòng)部4具有編碼器部49，供電控制部9從編碼器部49接收編碼器位置信息Ye。因此，不需要多個(gè)接近傳感器6X，能夠相應(yīng)地降低成本。另外，在Y軸導(dǎo)軌30上配置的位置檢測用的線性標(biāo)尺比較簡單，與現(xiàn)有的接近傳感器6X不同，不需要較大的配置空間，且比較輕。而且，除了向裝頭17供電以外，還能夠?qū)⑾嗤姆墙佑|供電用元件61 63及非接觸受電用元件7兼用于向線性馬達(dá)5的可動(dòng)件52供電。另外，根據(jù)與線性馬達(dá)5的驅(qū)動(dòng)控制相關(guān)的編碼器位置信息Ye來推定可動(dòng)部4的位置，能夠去除現(xiàn)有的接近傳感器6X。由此，能夠有助于削減元件數(shù)量而實(shí)現(xiàn)基板用作業(yè)裝置I的成本下降、小型化及輕量化。另外，能夠僅對多個(gè)非接觸供電用元件61 63中的一部分非接觸供電用元件通電而不對剩余的多個(gè)非接觸供電用元件通電，與使用專利文獻(xiàn)2及3所示例的單一的長而大的供電用元件的結(jié)構(gòu)相比，能夠確保較高的供電效率。接著，關(guān)于可確保非接觸供電用元件的上升穩(wěn)定化時(shí)間的第二實(shí)施方式，主要說明與第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)。在第二實(shí)施方式中，元件安裝裝置I的結(jié)構(gòu)與圖I 3所示的第一實(shí)施方式相同，與開關(guān)選擇運(yùn)算部91的非接觸供電控制相關(guān)的處理流程不同。在第二實(shí)施方式中，對該選擇開關(guān)進(jìn)行接通控制，使得在可動(dòng)部4到達(dá)要開始利用一個(gè)非接觸供電用元件對非接觸受電用元件7供電的位置以前，對該一個(gè)非接觸供電用元件進(jìn)行通電。即，比開始供電提前了上升穩(wěn)定化時(shí)間Tl地對非接觸供電用元件開始通電。圖5是說明在第二實(shí)施方式中開關(guān)選擇運(yùn)算部91進(jìn)行的非接觸供電控制的處理流程的流程圖。
在步驟Sll中，開關(guān)選擇運(yùn)算部91讀取預(yù)先作為數(shù)據(jù)而保存在存儲(chǔ)器內(nèi)的各非接觸供電用元件6i的位置(Y坐標(biāo)值)Yi(i = I n)。接著，在步驟S12，獲取編碼器位置信息Ye，并據(jù)此來求出可動(dòng)部4的非接觸受電用元件7的當(dāng)前位置Ynow。而且，在步驟S13中，推定可動(dòng)部4的非接觸受電用元件7的預(yù)想位置Ynext、即非接觸供電用元件61 63的經(jīng)過了上升穩(wěn)定化時(shí)間Tl后的可動(dòng)部4的預(yù)想位置Ynext。例如，當(dāng)在線性馬達(dá)5的驅(qū)動(dòng)控制中使用速度指令值Vr吋，能夠通過下式來求算預(yù)想位置Ynext。預(yù)想位置Ynext = Ynow+VrXTl接著，在步驟S14中，將當(dāng)前位置Ynow與各非接觸供電用元件6i的位置Yi之間的間隔和規(guī)定距離D作比較，求算在規(guī)定距離D以下的非接觸供電用元件6i的編號(hào)i。進(jìn)而，將預(yù)想位置Ynext與各非接觸供電用元件6i的位置Yi之間的間隔和規(guī)定距離E作比較，求算在規(guī)定距離E以下的非接觸供電用元件6i的編號(hào)i。規(guī)定距離E可以考慮相對于上升穩(wěn)定化時(shí)間Tl的偏差的余量等而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。以兩個(gè)條件求出的編號(hào)i也可以不一致?！そ又诓襟ES15中，對與從滿足條件的編號(hào)i的最小值到最大值的范圍對應(yīng)的選擇開關(guān)Si進(jìn)行接通控制。另外，若其他的選擇開關(guān)處于接通狀態(tài)，則進(jìn)行斷開控制。被進(jìn)行接通控制的選擇開關(guān)Si的個(gè)數(shù)能夠與可動(dòng)部4的移動(dòng)速度相關(guān)地增加。例如，當(dāng)可動(dòng)部4大致停止時(shí)，對距當(dāng)前位置Ynow較近的非接觸供電用元件6i通電的ー個(gè)選擇開關(guān)8i被進(jìn)行接通控制。當(dāng)可動(dòng)部4的移動(dòng)速度為一定速度以上時(shí)，對兩個(gè)選擇開關(guān)8i、8(i+l)進(jìn)行接通控制，使得除了當(dāng)前位置Ynow的非接觸供電用元件6i以外，還對前進(jìn)方向側(cè)的非接觸供電用元件6(i+l)進(jìn)行通電。進(jìn)而，也可以根據(jù)非接觸供電用元件6i的上升穩(wěn)定化時(shí)間Tl與可動(dòng)部4的最大移動(dòng)速度的關(guān)系，對三個(gè)以上選擇開關(guān)進(jìn)行接通控制。通過步驟S15，供電控制的ー個(gè)周期結(jié)束，返回步驟S12，根據(jù)新的當(dāng)前位置Ynow及新的預(yù)想位置Ynext進(jìn)行反復(fù)控制。通過該非接觸供電控制，簡言之，僅僅處于從當(dāng)前位置Ynow到預(yù)想位置Ynext的范圍的非接觸供電用元件6i被通電。因此，預(yù)想位置Ynext附近的非接觸供電用元件從開始供電以前即被通電，能夠確保上升穩(wěn)定化時(shí)間Tl，供電功能穩(wěn)定。此外，第一及第ニ實(shí)施方式的線性馬達(dá)5或編碼器部49不是必需的，可以替換成其他的部件。例如，作為驅(qū)動(dòng)可動(dòng)部4的驅(qū)動(dòng)裝置，可以使用滾珠絲杠進(jìn)給機(jī)構(gòu)。具體而言，沿著Y軸導(dǎo)軌3以能夠旋轉(zhuǎn)的方式配置滾珠絲杠，利用Y軸伺服馬達(dá)對滾珠絲杠的一端進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，在可動(dòng)部4上固定地設(shè)置與滾珠絲杠嚙合的螺母。此時(shí)，取代位置指令值及速度指令值，伺服控制器9向Y軸伺服馬達(dá)輸出旋轉(zhuǎn)量指令值及旋轉(zhuǎn)速度指令值。因此，開關(guān)選擇運(yùn)算部91能夠根據(jù)旋轉(zhuǎn)量指令值及旋轉(zhuǎn)速度指令值中的至少ー個(gè)指令值來推定可動(dòng)部4在導(dǎo)軌3上的位置，不再需要編碼器部49。另外，在第一及第ニ實(shí)施方式中，在Y軸方向上實(shí)施本發(fā)明而在X軸方向上使用現(xiàn)有技術(shù)，其理由是Y軸方向移動(dòng)量、移動(dòng)速度及加速度較大，非接觸供電的效果顯著。因此，也可以在X軸方向上實(shí)施本發(fā)明，從而可以經(jīng)由雙重的非接觸供電部向安裝頭17供電。此外，本發(fā)明也可以通過除元件安裝裝置I以外的基板用作業(yè)裝置、例如基板檢查裝置等進(jìn)行實(shí)施。本發(fā)明也可以進(jìn)行其他各種應(yīng)用或變形。
權(quán)利要求
1.一種基板用作業(yè)裝置，由頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的作業(yè)頭與定位后的基板相向地進(jìn)行規(guī)定作業(yè)，所述基板用作業(yè)裝置的特征在于， 所述頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括 軌道限定機(jī)構(gòu)，沿移動(dòng)方向延伸； 多個(gè)非接觸供電用元件，沿著所述軌道限定機(jī)構(gòu)排列設(shè)置； 多個(gè)選擇開關(guān)，獨(dú)立地對所述多個(gè)非接觸供電用元件各自的通電及非通電進(jìn)行切換； 可動(dòng)部，保持所述作業(yè)頭并以能夠移動(dòng)的方式架設(shè)于所述軌道限定機(jī)構(gòu)； 驅(qū)動(dòng)裝置，使所述可動(dòng)部沿著所述軌道限定機(jī)構(gòu)移動(dòng)；非接觸受電用元件，設(shè)置于所述可動(dòng)部，與所述多個(gè)非接觸供電用元件中的一部分非接觸供電用元件隔有距離地相向而接收電力，并至少向所述作業(yè)頭或所述驅(qū)動(dòng)裝置供電；及 供電控制部，基于所述可動(dòng)部在所述軌道限定機(jī)構(gòu)上的位置來控制所述多個(gè)選擇開關(guān)，使得僅向所述非接觸受電用元件接近的一部分非接觸供電用元件通電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基板用作業(yè)裝置，其中， 所述可動(dòng)部具有檢測所述可動(dòng)部在所述軌道限定機(jī)構(gòu)上的位置的位置檢測部，所述供電控制部接收由所述位置檢測部檢測出的位置的信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基板用作業(yè)裝置，其中， 所述供電控制部存儲(chǔ)表示使所述可動(dòng)部沿著所述軌道限定機(jī)構(gòu)移動(dòng)的目標(biāo)位置的位置指令值及表示向所述目標(biāo)位置移動(dòng)時(shí)的速度的速度指令值中的至少一個(gè)指令值，并向所述驅(qū)動(dòng)裝置輸出； 并且，基于所述位置指令值及所述速度指令值中的至少一個(gè)指令值來推定所述可動(dòng)部在所述軌道限定機(jī)構(gòu)上的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的基板用作業(yè)裝置，其中， 所述供電控制部對所述選擇開關(guān)進(jìn)行接通控制，使得在所述可動(dòng)部到達(dá)要開始利用所述多個(gè)非接觸供電用元件中的一個(gè)非接觸供電用元件對所述非接觸受電用元件進(jìn)行供電的位置以前，向所述一個(gè)非接觸供電用元件通電。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的基板用作業(yè)裝置，其中， 所述驅(qū)動(dòng)裝置是線性馬達(dá)，該線性馬達(dá)包括沿著所述軌道限定機(jī)構(gòu)排列設(shè)置的多個(gè)定子；和設(shè)置于所述可動(dòng)部、且利用由所述非接觸受電用元件接收到的一部分電力來驅(qū)動(dòng)的可動(dòng)件。
全文摘要
本發(fā)明的基板用作業(yè)裝置成本低廉且可實(shí)現(xiàn)裝置的小型化及輕量化，并具備與以往相比可確保較高的供電效率具有穩(wěn)定供電功能的非接觸供電部。驅(qū)動(dòng)作業(yè)頭的頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括軌道限定機(jī)構(gòu)(導(dǎo)軌3)；非接觸供電用元件(61～63)，沿軌道限定機(jī)構(gòu)排列設(shè)置；選擇開關(guān)(81～83)，獨(dú)立切換非接觸供電用元件各自的通電及非通電；可動(dòng)部(4)，保持作業(yè)頭并架設(shè)于軌道限定機(jī)構(gòu)；驅(qū)動(dòng)裝置，使可動(dòng)部沿軌道限定機(jī)構(gòu)移動(dòng)；非接觸受電用元件(7)，設(shè)于可動(dòng)部，從非接觸供電用元件的一部分接收電力并至少向作業(yè)頭或驅(qū)動(dòng)裝置供電；供電控制部(9)，以僅對非接觸受電用元件接近的一部分非接觸供電用元件(62)通電的方式控制選擇開關(guān)。
文檔編號(hào)H05K13/04GK102958344SQ201210295450
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月20日
發(fā)明者野村壯志, 石浦直道, 神藤高廣 申請人:富士機(jī)械制造株式會(huì)社