两方向移动台 |
|||||||
| 申请号 | CN200980153294.9 | 申请日 | 2009-07-13 | 公开(公告)号 | CN102272910B | 公开(公告)日 | 2013-06-12 |
| 申请人 | 株式会社新川; | 发明人 | 角谷修; 近藤豊; 和田庄司; | ||||
| 摘要 | 两方向移动台在用于 焊接 装置的XY台的Y方向 电机 ，设有Y方向可动件(43)，其包括可动臂(43a)和环状驱动线圈(44)，所述可动臂(43a)一端固定在台，为沿着Y方向延伸的 纤维 强化塑料的长方形截面管，在各短边侧面设有沿Y方向延伸的开口(43b)，与台一起，沿X、Y方向移动，所述驱动线圈(44)插入可动臂(43a)的开口(43b)，安装在可动臂(43a)，其局部从可动臂(43a)的开口(43b)朝着可动臂的宽度方向突出。由此，使得焊接装置高速化。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种两方向移动台,沿在同一平面内互相垂直相交的第一方向及第二方向的二个方向移动,该两方向移动台包括: |
||||||
| 说明书全文 | 两方向移动台技术领域背景技术[0002] 在引线焊接装置等焊接装置中，使用XY台，作为使得半导体装置等的焊接对象沿水平方向互相垂直相交的两方向即X方向及Y方向移动的两方向移动台。XY台包括下部台及上部台，所述下部台沿X方向被导向，通过X方向电机沿X方向移动，所述上部台由下部台上面的导向件沿Y方向导向，通过Y方向电机沿Y方向移动。上部台载置在沿X方向移动的下部台上，沿Y方向移动，因此，构成为能沿X、Y方向移动自如。 [0004] [专利文献1]日本特开2002-329772号公报 [0005] 但是，在专利文献1记载的以往技术的XY台中，Y方向电机的可动件与上部台连接固定，与上部台一起沿X方向移动。因此，使得下部台沿X方向移动的X方向电机，必须使得下部台、上部台、以及Y方向电机的可动件沿X方向移动，可是，Y方向电机的可动件的重量大场合，由于施加在X方向电机的载荷变大，加快下部台移动速度很困难，存在不能使得焊接装置高速化的问题。 [0006] 另外，在专利文献1记载的以往技术的XY台中，Y方向电机的可动件安装为从上部台的上面附近向着Y方向突出，因此，当沿Y方向驱动上部台时，Y方向电机的可动件从上部台受到Y方向的反力以及弯矩的反力，可动件因该弯矩发生振动，焊接时因该振动引起毛细管的推压载荷变化，存在焊接质量降低问题。Y方向电机的可动件的重量大场合，上部台往复动作包含的频率成份接近可动件的固有振动频率，因此，振动变得更大，存在焊接质量降低问题。并且，为了避免焊接质量降低，不能使得XY台的动作速度高速化，存在不能使得焊接装置高速化的问题。 [0007] 另外，专利文献1记载的Y方向电机的可动件将线圈安装在平板上，因此，当电流流过线圈时，线圈产生的热量扩散大多不充分，引起线圈温度上升，从而导致电阻增加，引起输出降低，或因线圈周边部件的热膨胀引起热位移，导致焊接精度低下，因此，难以流过大电流，存在使得Y方向可动件高速移动很困难的问题。 发明内容[0008] 本发明的目的在于，使得焊接装置高速化。 [0009] 为了解决上述课题的手段如下。 [0010] 本发明的两方向移动台，沿在同一平面内互相垂直相交的第一方向及第二方向的二个方向移动，该两方向移动台包括： [0011] 第一台，沿第一方向被导向，由第一电机沿第一方向驱动； [0012] 第二台，由设在上述第一台上面的第二方向导向件沿第二方向导向，与上述第一台一起沿第一方向被驱动，同时，也由第二电机沿第二方向驱动；以及 [0013] 可动件(mover)，包括可动臂和环状驱动线圈，所述可动臂一端固定在上述第二台，沿着第二方向延伸的纤维强化塑料的长方形截面的中空体，在各短边侧面设有沿第二方向延伸的开口，与上述第二台一起，沿第一及第二方向移动，所述驱动线圈插入上述可动臂的上述各开口，安装在上述可动臂，其局部从上述可动臂的上述各开口朝着上述可动臂的宽度方向突出。 [0014] 在本发明的两方向移动台中，合适的是，上述可动件的上述可动臂的上述各开口的沿第二方向的长度比上述驱动线圈的与插入方向垂直方向的外形长度长，插入方向的上述驱动线圈的内径的长度比上述可动臂的宽度长，上述驱动线圈的内侧空间和上述可动臂外侧空间连通。 [0016] 又，在本发明的两方向移动台中，合适的是，上述第一台为X台，上述第二台为Y台。 [0017] 下面说明本发明的效果。 [0019] 图1是本发明实施形态的XY台的平面图。 [0020] 图2是本发明实施形态的XY台的正面图。 [0021] 图3是设有本发明实施形态的Y方向可动件的XY台的侧面图。 [0022] 图4是表示本发明实施形态的XY台的Y方向可动件的立体图。 [0023] 图5是本发明另一实施形态的XY台的平面图。 [0024] 符号说明如下： [0025] 10 XY台 [0026] 11 架台 [0027] 12 台保持台 [0028] 13 下部台 [0029] 14，37 X方向导轨 [0030] 16，36，46 支架 [0031] 17 Y电机保持台 [0033] 19 上部台传感器 [0034] 21 上部台 [0035] 22，47 Y方向导轨 [0036] 23 螺栓 [0037] 30 X方向电机 [0038] 31 X方向电机定子 [0040] 33 X方向可动件(X-direction mover) [0041] 34，44 线圈 [0042] 38 X方向电机定子速度传感器 [0043] 40 Y方向电机 [0044] 41 Y方向电机定子 [0045] 43 Y方向可动件(Y-direction mover) [0046] 43a 可动臂 [0047] 43b，43e 开口 [0048] 43c 孔 [0049] 43d 电缆 [0050] 43f 上面板 [0051] 43g 下面板 [0052] 43h 侧板 [0053] 45 内侧空间 [0054] 48 Y方向电机定子速度传感器 [0055] 50 动态减震器 [0056] 51 平板 [0057] 52 压重 [0058] 53 连接片 [0059] 55 喷嘴 [0060] 100 引线焊接装置 [0061] 101 焊接头 [0062] 102 焊接臂 [0063] 103 毛细管 具体实施方式[0064] 下面，参照附图说明本发明合适的实施形态。如图1所示，引线焊接装置100的XY台10沿着在平面上互相垂直相交的座标轴即X轴(X-X线方向)以及Y轴(Y-Y线方向)的各方向，设有下部台13和上部台21，X方向电机30、Y方向电机40与各台连接，通过各方向的电机30，40驱动下部台13朝着X方向移动，上部台21朝着Y方向移动。另外，在上部台21上，安装使得安装在焊接臂102前端的毛细管103上下动作的焊接头101。如图1所示，焊接臂102的延伸方向为Y方向，其直角方向为X方向。 [0065] 如图2所示，X方向电机30通过X方向导轨37设置在架台11上面。X方向电机30为音圈电机，众所周知，由具有永久磁铁32的X方向电机定子31，以及具有线圈34的X方向可动件33构成。X方向可动件33由没有图示的X方向导向件保持在X方向电机定子 31的内侧，由此，X方向可动件33设为仅能沿X方向移动。X方向导向件系利用交叉滚子导向件等的公知的直动式装置。X方向电机定子31由X方向导轨37保持，使得能沿作为X方向可动件33的驱动方向的X方向移动，而不能沿Y方向移动。 [0066] 在X方向可动件33的下部台13侧，设有支架36，该支架36通过螺栓与下部台13的支架16连接固定。下部台13通过X方向导轨14保持在台保持台12，使得能沿作为X方向可动件33的驱动方向的X方向移动，而不能沿Y方向移动，台保持台12固定在架台11。在此，X方向电机定子31的重量比X方向可动件33和下部台13的重量、以及重量施加在下部台13上的Y方向可动件43、上部台21、焊接头101的重量的合计重量大。 [0067] 如图2所示，在架台11上，安装用于检测X方向电机定子31的X方向移动速度的X方向电机定子速度传感器38，在台保持台12的上面，安装用于检测下部台13的X方向的位置及移动速度的下部台传感器18。 [0068] 如图3所示，Y方向电机40在架台11上面，通过Y电机保持台17以及Y方向导轨47保持为能沿Y方向移动。Y方向电机40为平面线性电机，由具有永久磁铁42的Y方向电机定子41以及具有图1所示线圈44的平板状的Y方向可动件43构成。 [0069] 如图3所示，在Y方向可动件43的上部台21侧，设有支架46，Y方向可动件43的支架46由螺栓23固定在上部台21上面。上部台21通过沿Y方向延伸的Y方向导轨22保持在下部台13上。因此，上部台21构成为能与下部台13一起沿X方向移动，同时，能在下部台13上面沿Y方向移动，上部台21能沿X、Y两方向移动。另外，固定在上部台21的Y方向可动件43也构成为能与上部台21一起沿X、Y方向移动。 [0070] 如图1所示，Y方向电机定子41的作为磁场形成手段的永久磁铁42设为直到Y方向电机定子41的端部，其结果，永久磁铁42覆盖Y方向可动件43的作为磁作用部的线圈44的X方向移动的全区域。另外，Y方向电机定子41的重量比Y方向可动件43、上部台21、以及焊接头101的合计重量大。 [0071] 在台保持台12，安装检测下部台13的位置及速度的下部台传感器18，在下部台13的上面，安装用于检测上部台21的Y方向的位置及移动速度的上部台传感器19。在Y电机保持台17，安装用于检测Y方向电机定子41的移动速度的Y方向电机定子速度传感器48。另外，设有用于冷却Y方向可动件43的冷却空气喷出喷嘴55，喷嘴55安装为使得其空气的喷出口成为线圈44的方向。 [0072] 简单说明这样构成的XY台10的动作。若从没有图示的控制装置输出用于使得下部台13移动到所定位置的位置指令信号，则X方向可动件33沿X方向加速移动，下部台13受X方向导轨14导向沿X方向移动。另一方面，X方向电机定子31设为能沿着X方向导轨37沿X方向移动，因此，作为X方向可动件33以及下部台13的驱动的反作用，受到大小相等的逆向力，朝着与下部台13的移动相反方向加速移动。这样，X方向电机定子31朝着与下部台13的移动方向相反方向移动，因此，给与架台11的运动量理论上成为零，几乎不产生架台11的摇晃。 [0073] 并且，通过下部台传感器18检测下部台13的位置及速度，反馈到控制装置，向X方向电机30的线圈34供给电压，使得下部台13移动到所定位置，控制其位置。另外，通过X方向电机定子速度传感器38检测X方向电机定子31的位置及速度，补偿因X方向电机定子31移动消耗的电力，将补偿的电力输入线圈34。 [0074] 同样，若从没有图示的控制装置输出用于使得上部台21移动到所定位置的位置指令信号，则Y方向可动件43沿Y方向加速移动，上部台21受Y方向导轨22导向沿Y方向移动。另一方面，Y方向电机定子41设为能沿着Y方向导轨47沿Y方向移动，因此，作为Y方向可动件43以及上部台21的驱动的反作用，受到大小相等的逆向力，朝着与上部台21的移动相反方向加速移动。这样，Y方向电机定子41朝着与上部台21的移动方向相反方向移动，因此，给与架台11、台保持台12的运动量理论上成为零，几乎不产生架台11、台保持台12的摇晃。 [0075] 并且，通过上部台传感器19检测上部台21的位置及速度，反馈到控制装置，向Y方向电机40的线圈44供给电压，使得上部台21移动到所定位置，控制其位置。另外，通过Y方向电机定子速度传感器48检测Y方向电机定子41的位置及速度，补偿因Y方向电机定子41移动消耗的电力，将补偿的电力输入线圈44。 [0076] 如上所述，XY台10由X方向电机30沿X方向移动驱动下部台13，由Y方向电机40沿Y方向驱动上部台21，该上部台21沿Y方向滑动自如地安装在下部台13上，使得上部台21沿X、Y方向移动。并且，固定在上部台21的Y方向可动件43伴随上部台21的沿X、Y方向移动而沿X、Y方向移动。 [0077] 下面，参照图4说明Y方向可动件43。Y方向可动件43包括具有长方形截面形状的碳纤维强化塑料管的可动臂43a，设在可动臂43a的具有短边侧的面的侧板43h的开口43b，从可动臂43a的宽度方向(X方向)插入开口43b、固定在可动臂43a的环状线圈44，设在可动臂43a一端的支架46，设在与支架46相反侧的端部的动态减震器50，向线圈44供给电力的电缆43d。在支架46上设有孔43c，Y方向可动件43由穿通到上述孔43c的螺栓固定在上部台21，使得其长度方向成为Y方向。 [0078] 构成可动臂43a的碳纤维强化塑料为长方形截面形状的管，构成为大多数纤维通过可动臂43a的长度方向(Y方向)，使得长度方向(Y方向)的强度比宽度方向强度大，其壁厚为大致一定的厚度t，宽度W1比厚度H1长。可动臂43a的内部成为空洞。 [0079] 安装在Y方向可动件43的线圈44呈大致长圆形的环状，线圈44的截面为四方形。线圈44的沿可动臂43a的宽度方向(X方向)的外形长度W2比可动臂43a的宽度W1长，另外，线圈44的沿可动臂43a的宽度方向(X方向)的内径长度W3也比可动臂43a的宽度W1长。线圈44插入的开口43b的沿可动臂43a的长度方向(Y方向)的长度为仅比线圈44的沿可动臂43a的长度方向(Y方向)的长度L2稍大的L1。线圈44的厚度H2成为与可动臂43a的厚度方向的内面间高度H3＝H1-2×t大致相同的厚度。并且，线圈44沿着可动臂 43a的宽度方向(X方向)插入可动臂43a的开口43b，夹入可动臂43a的上面板43f和下面板43g，通过粘结剂固定，使得线圈44的沿宽度方向的外面以及内面成为从可动臂43a的侧面朝着可动臂43a的宽度方向突出的位置。 [0080] 在可动臂43a的侧板43h的线圈44的内面部分，形成线圈44的沿可动臂43a的长度方向(Y方向)的开口43e，其长度是线圈44的内面长度W4，其高度是可动臂43a的内面间高度H3。构成为开口43e与成为空洞的位于可动臂43a内侧的线圈44的内侧空间45连通，线圈44的内侧空间45与可动臂43a的外侧空间连通。 [0081] 另外，支架46系将恰好嵌入长方形截面形状管的可动臂43a的内面的大小的金属制块从可动臂43a的端面嵌入，用粘结剂固定后，与可动臂43a一起形成安装用孔43c。金属制块的长度成为以下位置：与安装用孔43c位置相比，成为进入内部若干程度的位置。因此，可动臂43a的内部几乎成为空洞。 [0082] 安装在可动臂43a的与支架46相反侧的端面的动态减震器50包括从可动臂43a突出的平板51，以及安装在平板51上面的压重52。平板51设有连接片53，该连接片53恰好嵌入四方管的可动臂43a的内面，连接平板51和可动臂43a，连接片53用粘结剂固定在可动臂43a。另外，在平板51的与压重52相反侧的表面，粘接用于使得振动衰减的衰减材料。衰减材料可以粘接双面胶带等。动态减震器50通过压重52的重量以及衰减材料，使得Y方向可动件43的振动峰值分散。 [0083] 上述构成的Y方向可动件43用轻量、高强度的碳纤维强化塑料构成，支架46以及插入可动臂43a内部的线圈44部分以外为空洞，因此，与以往的Y方向可动件相比，能非常轻量。另外，碳纤维的强度方向为长度方向，通过可动臂43a的上面板43f，下面板43g，侧板43h，嵌入支架46的金属块，环状线圈44，以及连接片53，上下方向被固定，因此，绕X方向轴的弯曲强度非常大。由于这样轻量、高刚性的结构，能提高将固定在上部台21的支架46作为固定点，动态减震器50侧上下振动的一次振动模式的频率。在本实施形态中，重量能成为以往技术的Y方向可动件的大约一半，固有频率能成为以往技术的Y方向可动件的大约1.5倍左右。 [0084] 由此，不会增大各电机30，40的输出，能加快各台13，21的移动速度。另外，Y方向可动件43的固有频率变高，因此，能使得包含在上部台21的往复动作中的频率成份和Y方向可动件43的固有频率背离，能抑制振动发生，能高速移动上部台21。 [0085] 另外，如图4所示Y方向可动件43，因线圈44从可动臂43a的侧面突出，从图1所示喷嘴55喷出的冷却空气直接喷出到线圈44，因此，能有效地冷却线圈44。再有，冷却空气从可动臂43a的侧面的开口43e进入线圈44的内侧空间45，冷却线圈44的内面，因此，能增大线圈44的冷却面积。由此，能提高线圈44的冷却效率，抑制线圈44温度上升。另外，热影响引起的周边部膨胀小，因此，能提高焊接精度，同时，能使得更大电流流过，高速移动Y方向可动件43。 [0086] 在本实施形态中，说明冷却空气喷出用的喷嘴55配置在Y方向可动件43的外侧，喷嘴55向着线圈44的方向，但是，也可以将喷嘴55从可动臂43a的支架46侧插入空洞部分，进行线圈44冷却。又，在本实施形态中，说明线圈44的沿可动臂43a的宽度方向(X方向)的内面间长度W3也比可动臂43a的宽度W1长，在可动臂43a的侧面形成与线圈44的内侧空间45连通的开口43e，但是，也可以构成为使得线圈44的沿可动臂43a的宽度方向(X方向)的内面间长度W3比可动臂43a的宽度W1短，仅仅线圈44的外面侧从可动臂43a的侧面突出，不形成开口43e。 [0087] 在本实施形态中，说明Y方向可动件43由碳纤维强化塑料的四方形管构成，但是，只要是中空结构，即使不是四方形管也行，例如，可以在碳纤维强化塑料的上下板之间夹入蜂窝状物或肋，成为分层结构。又，在本实施形态中，说明Y方向可动件43由碳纤维强化塑料的四方形管构成，但是，也可以如图5所示XY台10那样，X方向电机60，Y方向电机70的构成与图1所示实施形态相反。这种场合，X方向电机60的可动件由碳纤维强化塑料的四方形管构成。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈