直线运动装置及电子元件安装装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够在梁的延伸方向上使滑动件移动的直线运动装置、及具备该直线运动装置的电子元件安装装置。
【背景技术】
[0002]在电子元件安装领域中，使用通过直线运动装置能够沿水平方向移动的安装头向基板安装元件的电子元件安装装置广为周知。作为直线运动装置，使用如下的结构:具备向水平的一方向延伸的金属制(例如铁或铝)的梁，通过对直线电动机、滚珠丝杠机构等移动机构进行驱动来使安装头沿着梁移动。
[0003]近年来，在提高生产率和安装品质的目的下要求安装头的移动的高速化和定位精度的高精度化，为了满足该要求，梁的刚性强化和轻量化不断发展。作为其一例，提出了由成形为筒状的CFRP (Carbon Fiber Reinforce Plastic (碳纤维强化树脂))构成的梁(例如参照专利文献1、2)。CFRP是在碳纤维中浸渍了环氧树脂等高分子材料之后，使其固化而成形的复合材料。该CFRP在强度上优异，且与铁或铝等金属相比比重格外小，因此适合作为以上述问题的解决为目的的梁的材料。
[0004]【在先技术文献】
[0005]【专利文献】
[0006]【专利文献1】日本国特开2008-108949号公报
[0007]【专利文献2】日本国特开2013-206934号公报
【发明内容】
[0008]【发明要解决的课题】
[0009]然而，CFRP成本高，因此梁整体由该材料成形的情况并不现实。而且，需要将作为直线运动装置的构成元件的金属制的引导构件通过螺钉等固定于梁，但是CFRP难以进行开孔或用于形成螺纹孔的攻螺纹加工，而且也需要用于加工的特殊的工具，因此成为进一步的成本上涨的要因。
[0010]因此，本发明目的在于提供一种具备使用碳纤维强化树脂且能够容易地进行用于形成螺纹孔等的加工的梁的直线运动装置、及具备该直线运动装置的电子元件安装装置。
[0011]【用于解决课题的方案】
[0012]本发明的直线运动装置具备直线运动机构，该直线运动机构具有在水平的一方向上细长的梁、向所述一方向延伸而设于所述梁的引导构件、设置成沿着所述引导构件移动自如的移动构件、及使所述移动构件移动的移动单元，所述梁具备:金属制的筒状体，形成有沿所述一方向贯通的开口部；及碳纤维强化树脂制的筒状加强部，以紧贴于所述筒状体的内表面的状态形成。
[0013]本发明的电子元件安装装置具备XY移动机构和安装头，所述XY移动机构包括:第一直线运动机构，具有在水平的一方向上细长的梁、向所述一方向延伸而设于所述梁的引导构件、设置成沿着所述引导构件移动自如的移动构件、及使所述移动构件移动的移动单元；及第二直线运动机构，使所述第一直线运动机构沿着与所述一方向正交的水平的方向移动；所述安装头装配于所述移动构件，通过所述XY移动机构将保持有电子元件的所述安装头定位于基板，通过定位了的所述安装头将所述电子元件搭载于所述基板，所述电子元件安装装置中，所述梁具备:金属制的筒状体，形成有沿所述一方向贯通的开口部;及碳纤维强化树脂制的筒状加强部，以紧贴于所述筒状体的内表面的状态形成。
[0014]【发明效果】
[0015]根据本发明，能够实现使用碳纤维强化树脂并能够容易地进行用于形成螺纹孔等的加工的梁。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的实施方式1的电子元件安装装置的立体图。
[0017]图2是本发明的实施方式1的电子元件安装装置具备的第一直线运动机构的结构说明图。
[0018]图3(a) (b)是将构成本发明的实施方式1的电子元件安装装置具备的第一直线运动机构的引导构件和梁固定的结构说明图。
[0019]图4(a) (b)是将构成本发明的实施方式1的电子元件安装装置具备的第一直线运动机构的固定件和梁固定的结构的说明图。
[0020]图5是本发明的实施方式2的电子元件安装装置具备的第一直线运动机构的结构说明图。
[0021]图6是将构成本发明的实施方式2的电子元件安装装置具备的第一直线运动机构的固定件和梁固定的结构的说明图。
[0022]【标号说明】
[0023]1电子元件安装装置
[0024]2 基板
[0025]3电子元件
[0026]8第一直线运动机构(直线运动装置)
[0027]9Y轴移动台(第二直线运动机构)
[0028]11安装头
[0029]13、13A 梁
[0030]14、14A 筒状体
[0031]14a、14Aa 内表面
[0032]14b (14bl、14b2、14b3、14b4、14b5、14b6、14b7、14b8、14b9)、14Abl、14Ab2 厚壁部
[0033]15a、15b、15c、15d、15Aa、15Ab、15Ac、15Ad 开口部
[0034]16、16A筒状加强部
[0035]17引导构件
[0036]18移动构件
[0037]19、19A直线电动机
[0038]24、26、28、29 螺纹孔
[0039]25第一螺钉构件
[0040]27第二螺钉构件
[0041]31第四螺钉构件
【具体实施方式】
[0042](实施方式1)
[0043]首先，参照图1、图2，说明本发明的实施方式1的电子元件安装装置1。电子元件安装装置1具有向基板2安装电子元件3(图2)的功能。以下，将基板2的搬运方向定义为X方向，将与X方向在水平面内正交的方向定义为Y方向。
[0044]在基台4的中央部设有具备沿X方向延伸的一对搬运输送机的基板搬运机构5。基板搬运机构5对基板2进行搬运并定位在规定的安装作业位置。在基板搬运机构5的两侧分别配置元件供给部6。元件供给部6由配置在基台4的两侧的台车7a和装配于台车7a上的多个带式供料器7b构成。带式供料器7b对保持有电子元件3的载带(图示省略)进行间距输送，由此将电子元件3供给至基于后述的安装头11的元件取出位置。
[0045]在基台4的上方设有第一直线运动机构8 (直线运动装置)。第一直线运动机构8经由接头托架10而支承于在基台4的X方向上的两侧部设置的Y轴移动台9。Y轴移动台9具备直线驱动机构，而且，具有沿Y方向延伸的引导构件9a。接头托架10具备的滑动件沿Y方向移动自如地装配于该引导构件9a。Y轴移动台9成为使第一直线运动机构8沿着与一方向(X方向)正交的水平的方向(Y方向)移动的第二直线运动机构。
[0046]安装头11沿X方向移动自如地装配于第一直线运动机构8。第一直线运动机构8和第二直线运动机构构成使安装头11沿X方向和Y方向移动的XY移动机构。安装头11具备吸嘴12(图2)。安装头11通过吸嘴12将被供给到元件取出位置的电子元件3吸附并取出。XY移动机构将保持有电子元件3的安装头11相对于基板2进行定位。然后，安装头11将电子元件3搭载于基板2。这样，电子元件安装装置1通过XY移动机构将保持有电子元件3的安装头11定位于基板2，并通过定位的安装头11将电子元件3向基板搭载。
[0047]接下来，参照图2，说明第一直线运动机构8的结构。第一直线运动机构8具备:向水平的一方向(在图1、图2中为X方向)延伸的细长的梁13 ;装配于梁13的引导构件17 ;设置成沿着引导构件17移动自如的移动构件18 ;使移动构件18移动的直线电动机19。梁13由金属制的筒状体14和对筒状体14进行加强的筒状加强部16构成。筒状体14为沿X方向细长的筒状，具备沿X方向贯通的第一开口部15a、第二开口部15b、第三开口部15c、第四开口部15d。筒状体14的截面形状为大致U字状。筒状体14为金属制，例如由铁或铝构成。
[0048]开口部15a?15d以梁13的轻量化为目的而形成。在本实施方式1中，第一开口部15a和第二开口部15b形成在沿上下方向排列的位置。而且，第三开口部15c和第四开口部15d在大致U字状的筒状体14上分别形成在沿水平方向延伸出的上部和下部的位置。而且，第一开口部15a与第二开口部15b、第三开口部15c与第四开口部15d的开口面积设定得大致相同。而且，第一开口部15a和第二开口部15b设定得比第三开口部15c和第四开口部15d的开口面积大。需要说明的是，本实施方式1的筒状体14具备4个开口部，但是开口部的个数没有限定于此，可以为例如1个。
[0049]接下来，对筒状加强部16进行说明。筒状加强部16以与筒状体14的内表面14a紧贴的状态形成。筒状加强部16由碳纤维强化树脂形成。碳纤维强化树脂(CFRP)作为强度优异且与铁或铝等金属相比比重格外小的材料而周知。通过将筒状加强部16设为碳纤维强化树脂，能够将筒状加强部16引起的重量增加抑制得较低。而且，对于筒状体14进行加强，相应地减薄壁厚而减少比重大的金属，能够实现大幅地超过筒状加强部16产生的重量增加量的轻量化。结果是，在梁13整体中，能够实现与以往的金属制的梁同等以上的刚性并实现大幅的轻量化。
[0050]筒状加强部16通过内压成形方法而形成。内压成形方法是将碳纤维强化树脂片卷缠于芯材的外周的状态下沿着筒状体14的内表面14a配置，通过加热处理使芯材热膨胀而对碳纤维强化树脂片向内表面14a加压，并使碳纤维强化树脂片热固化而形成为筒状的方法。由此能够简单地形成与内表面14a紧贴的筒状加强部16。筒状加强部16与内表面14a的整体紧贴的情况是理想情况，但是即使出于制造的理由而残留有未紧贴的部分，只要内表面14a的大半部分紧贴就不会使所期望的刚性受损。
[0051]需要说明的是，在本实施方式1中，说明了将筒状加强部16形成在与全部的开口部15a?15d对应的内表面14a的例子，但也可以仅形成于必要的开口部的内表面14a。碳纤维强化树脂造价高，因此通过仅在规定的开口部形成筒状加强部16而能够抑制制造成本。例如，第三开口部15c、第四开口部15d的面积小，因此认为即便在此处设置筒状加强部16，对于梁13的刚性改善的帮助度也低。因此，可以仅在开口面积比较大的第一开口部15a、第二开口部15b所对应的内表面14a形成筒