CN102647896B - 贴装装置的加压控制头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种贴装装置的加压控制头，其使得在贴装装置中具有结构简单且低成本的加压控制头。贴装装置具有：伺服电动机(23)，其对吸附部件的吸附嘴(131)的高度进行定位；以及加压控制头(13)，其可以对将吸附嘴(131)所吸附的部件向基板按压的负载进行控制，将所述伺服电动机(23)还作为使吸附嘴(131)将所吸附的部件向基板加压搭载的加压源而利用，利用由所述伺服电动机(23)的指令电平理论坐标和实际坐标之差而产生的该伺服电动机(23)的产生输出扭矩，使加压压力可变。

Description

贴装装置的加压控制头

技术领域

本发明涉及一种将电子部件向基板上搭载的贴装装置的加压控制头。

背景技术

作为电子部件的贴装装置，例如根据专利文献1，已知一种贴装装置，该贴装装置具有搭载头，该搭载头具有：Z轴电动机，其使对部件进行吸附保持并进行输送的吸附嘴向基板面下降；VCM(音圈电动机)，其将部件朝向基板面加压；以及θ电动机，其使吸附嘴在水平方向上旋转，对部件的搭载角度进行调整。

如专利文献1所示，利用可以对搭载负载进行控制的搭载头，具有下述高度，即：第一Z轴高度，在该高度上，载置于XY机构上的贴装头的吸附嘴前端不存在因XY动作而与所搭载的基板上的部件、或其他的基板周边的贴装机构部接触的可能性；第二Z轴高度，在该高度上，吸附嘴所吸附的部件即将开始与基板面接触；以及第三Z轴高度，在该高度上，部件与基板面接触，通过VCM等进行加压。

根据专利文献1，从第1高度向第2高度的移动通过Z轴电动机实现，从第2高度向第3高度的移动通过VCM执行。

另外，除了上述VCM之外，作为加压单元，已知例如专利文献2所示的利用流体的加压方式、例如专利文献3所示的利用压缩弹簧的加压方式等。

专利文献1：日本特开2006-147640号公报

专利文献2：日本特开平10-27996号公报

专利文献3：日本特开2007-27408号公报

发明内容

但是，在现有的方式中，需要在搭载头的升降单元的基础上，设置专利文献1·2所示的加压单元，因此，无法避免成本变高及构造的复杂化。

即，在专利文献1中，在将VCM作为加压单元的VCM方式中，必须利用负载传感器等负载检测单元对向吸附嘴施加的负载进行测量，并对VCM的输出进行反馈控制，以成为目标负载。

因此，这种VCM方式精度比较高，但在实现高负载的情况下，无法避免VCM的大型化。

另外，如专利文献2所示，在通过利用电气比例阀(ElectroPneumaticRegulator)等进行压力控制的空气压力而得到加压力的方式中，电气比例阀及气动柱塞等的成本较高，另外，搭载头尺寸也变得比较大，因此，适用于对较大负载范围进行高精度控制的情况。

另外，在专利文献3的将弹簧力作为加压源的方式中，虽然是低成本，但难以实现覆盖较大负载范围的高精度的弹簧。

即，如专利文献3所示，在利用弹簧的压缩力/拉伸力得到加压力的方式中，可以实现廉价且紧凑的结构，但相反地，在使用具有如1N～50N这样较大负载范围的弹簧的情况下，难以实现高精度，因此，只能应用于负载范围较小的用途。

本发明的课题在于提供一种贴装装置，其具有结构简单且低成本的加压控制头。

为了解决以上课题，技术方案1所记载的发明是一种贴装装置，其具有：伺服电动机，其对吸附部件的吸附嘴的高度进行定位；以及加压控制头，其可以对将所述吸附嘴所吸附的所述部件向基板按压的加压量进行控制，该贴装装置的特征在于，将所述伺服电动机还作为使所述吸附嘴将所述部件向基板加压搭载的加压源而利用，利用由所述伺服电动机的指令电平理论坐标和实际坐标之差而产生的该伺服电动机的产生输出扭矩，使所述加压量可变。

技术方案2所记载的发明的特征在于，在技术方案1所记载的贴装装置中，与所述伺服电动机的设定负载相对应而对所述产生输出扭矩进行调节。

技术方案3所记载的发明的特征在于，在技术方案1所记载的贴装装置中，

基于包含所述伺服电动机的位置反馈增益在内的控制参数，使所述产生输出扭矩可变。

技术方案4所记载的发明的特征在于，在技术方案3所记载的贴装装置中，

在所述控制参数中，将积分校正型增益参数的有效性设定得低于规定水平。

技术方案5所记载的发明的特征在于，在技术方案1至4中任一项所述的贴装装置中，在所述吸附嘴进行维持目标的加压压力的动作维持时，所述产生输出扭矩将可以使所述吸附嘴的高度移动的扭矩值作为最小单位。

技术方案6所记载的发明的特征在于，在技术方案1至4中任一项所述的贴装装置中，

还具有滑块部，其通过所述伺服电动机而定位高度，

所述吸附嘴经由弹性体而可沿高度方向移动地支撑在所述滑块部上，

所述吸附嘴，在所述加压量低于规定水平的情况下，利用所述弹性体的弹性力进行加压，在所述加压量高于所述规定水平的情况下，通过使设置在所述吸附嘴上的止动器与所述滑块部抵接，从而所述吸附嘴和所述滑块部成为刚体状态，利用所述伺服电动机的所述产生输出扭矩进行加压。

技术方案7所记载的发明的特征在于，在技术方案1至4中任一项所述的贴装装置中，还具有对所述加压量进行检测的加压量检测部，在所述加压量小于设定范围的50％的情况下，基于所述加压量检测部的输出对所述加压量进行控制，在所述加压量大于或等于设定范围的50％的情况下，基于所述伺服电动机的电流值对所述加压量进行控制。

技术方案8所记载的发明的特征在于，在技术方案1至4中任一项所述的贴装装置中，所述加压控制头，对所述吸附嘴的高度方向的最大移动速度进行计算，以使得在所述吸附嘴将所述部件向所述基板上加压搭载时，所述部件从所述基板受到的碰撞负载落在不超过所述部件的允许碰撞负载的范围内。

技术方案9所记载的发明的特征在于，在技术方案1至4中任一项所述的贴装装置中，所述加压控制头，在所述吸附嘴的加压动作时，根据所述伺服电动机的输出电流值对所述吸附嘴的所述加压量进行检测，并且将预先确定的与高度方向的坐标对应的齿槽转矩作为校正值使用。

发明的效果

根据本发明，由于将定位搭载头高度的伺服电动机还作为使吸附嘴将所述部件向所述基板加压搭载的加压源而利用，所以可以以简单的结构且低成本地提供加压控制头。

附图说明

图1是表示应用了本发明的贴装装置的一个实施方式的结构的概略结构图。

图2是贴装装置的控制系统的结构图。

图3是搭载头部的机构系统的结构图。

图4是表示应变仪的输出电压和负载值的关系的曲线图。

图5是表示与部件和基板之间的位置关系相对应的Z轴电动机速度、检测负载、目标负载、Z轴目标坐标的曲线图。

图6是对电动机轴偏移角度(电动机轴的目标坐标和实际坐标的差)和产生扭矩的关系进行实际测量后得到的曲线图。

图7是对吸附嘴前端所吸附的部件与基板面抵接后基板面所承受的负载的变化进行实际测量后得到的曲线图。

图8是搭载头部的机构系统的结构图。

图9是对加压搭载动作进行说明的曲线图。

图10是表示实际进行负载控制时的电动机的电流波形的图，是进给量较小时的曲线图。

图11是表示实际进行负载控制时的电动机的电流波形的图，是进给量较大时的曲线图。

图12是表示作为本发明的一个实施例的电子部件搭载装置的结构的概略结构图。

图13是搭载头部的机构系统的结构图。

图14是表示部件搭载时的图。

图15是表示吸附嘴的结构的图，图(a)表示通常时(接触时)，图(b)表示为刚性时。

图16是表示加压波形的曲线图。

图17是表示压力检测部的输出波形的曲线图。

图18是表示实施所需的机械结构的概略图。

图19是表示与控制相关的结构的框图。

图20是表示对加压力进行控制的准备步骤的流程图。

图21是表示与电动机驱动电流对应的加压值的关系的曲线图。

图22是表示搭载的低加压区域控制的流程图。

图23是表示搭载的高加压区域控制的流程图。

图24是表示负载控制用的电动机增益的曲线图。

图25是表示错误判定处理次序的流程图。

图26是表示以与加压搭载时相同的条件使Z轴以固定速度下降时的电流值波形的曲线图。

图27是表示齿槽转矩值的取得次序的流程图。

图28是表示对轴的动作增益进行变更而取得相同电流波形的结果的曲线图。

图29是表示由于轴的状态变化产生的电流值的变化的曲线图。

图30是表示取得计算式的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图，详细说明用于实施本发明的方式。

<发明的概要1>

在本发明中，将对Z轴进行升降驱动的Z轴电动机作为唯一的驱动源，实现Z轴的升降驱动和加压控制。

作为实现上述目标的构造，通常如专利文献3所示，设置加压用的弹簧，将与弹簧的压缩相对应而产生的压力向吸附嘴传递，而作为不使用加压用弹簧的方法，采用下述原理，即，与Z轴的目标高度位置(＝伺服电动机的指令电平理论坐标)和实际的高度位置(＝伺服电动机的实际坐标)的差相对应，产生伺服电动机(组装在驱动电路中的电流放大电路将与位置偏差和位置控制增益对应的电流向电动机绕组供给)的产生输出扭矩。

因此，如果对吸附嘴前端进行加压，则伺服电动机的指令电平理论坐标和实际坐标之间会产生差，伺服电动机的产生输出扭矩会增加。如果吸附嘴的压力值发生增减，则上述“伺服电动机的指令电平理论坐标和实际坐标之差”发生变化，与此相伴，伺服电动机的产生输出扭矩也进行增减。因此，在本发明中，产生与使用弹簧的加压构造相同的效果。

即，在位置控制中检测出目标位置和实际位置之间的偏差的情况下，为了使该偏差成为零，在将反馈增益设定得较高的情况下，以高扭矩进行驱动，在增益较低的情况下，以低扭矩进行驱动，因此，通过选择增益以使该产生输出扭矩成为适当的值，从而可以任意地设定弹簧的强度。

因此，如后述所示，通过适当选择在检测出使吸附嘴所吸附的电子部件下降并与基板抵接的瞬间时的增益，以及以规定压力将电子部件以规定时间按压在基板面上时的增益，从而可以进行期望的负载控制。

如上述所示，由于上述弹簧效果具有与所设定的位置控制增益成正比的特征，所以通过与设定负载相对应而适当设定上述伺服电动机的位置控制的反馈增益，从而可以任意地调节上述伺服电动机的产生输出扭矩，因此，可以对于从低负载至高负载的较大范围而利用同一构造应对。

另外，在本发明中，不需要如专利文献1所示的“在检测出部件与基板面已抵接的情况后，将Z轴驱动电动机从位置控制切换为扭矩控制”。

即，从载置于XY机构上的贴装头的吸附嘴前端不存在因XY动作而与所搭载的基板上的部件、或其他的基板周边的贴装机构部接触的可能性的第1高度，至吸附嘴所吸附的部件即将开始与基板面接触的第二Z轴高度为止，可以使Z轴高速移动，以改善搭载处理性能。

另外，从第2高度至包含部件的加压处理在内的部件搭载完毕为止，使Z轴电动机保持位置控制状态而以低速度(4mm/秒程度)下降(使吸附嘴向基板面前进)，在负载传感器的测量结果到达所设定的负载时，停止电动机的驱动。

另外，在电动机的实际坐标到达目标坐标之前，控制为只要负载传感器的测量值不超过设定值，就反复下降。

如上述所示，通过使Z轴电动机始终以位置控制模式运转，而无需在部件与基板面抵接后将电动机切换为扭矩控制，从而可以在对搭载部件的高度坐标进行管理的同时，实现参照负载传感器的测量结果进行的可靠的加压搭载。

(实施方式1)

<贴装装置的构造>

图1是电子部件安装装置(贴装装置)的概略结构图。

如图示所示，电子部件安装装置1具有：电路基板输送路径15，其在中央部的略后方处沿左右方向延伸；部件供给部11，其配置在装置1的前部(图示的下侧)，供给要向电路基板10安装的部件；以及X轴移动机构12和Y轴移动机构14，它们配置在该装置1的前部。

在部件供给部11的侧部配置有部件识别照相机(拍摄单元)16，其从下方对吸附嘴131所吸附的部件进行拍摄。

X轴移动机构12使搭载头部13(加压控制头)沿X轴方向移动，该搭载头部13(加压控制头)具有吸附部件的吸附嘴131。

搭载头部13与X轴移动机构12连接。

Y轴移动机构14使X轴移动机构12以及搭载头部13沿Y轴方向移动。

搭载头部13具有Z轴移动机构及θ轴移动机构，该Z轴移动机构使吸附嘴131可以沿垂直方向(Z轴方向)升降地移动，该θ轴移动机构使吸附嘴131以吸附嘴轴(吸附轴)为中心进行旋转。

另外，在搭载头部13上搭载有基板识别照相机17，其安装在支撑部件上，对在电路基板10上形成的基板标记进行拍摄。

图2示出电子部件安装装置的控制系统的结构。在图中，20是对装置整体进行控制的由微型计算机(CPU)以及RAM、ROM等构成的控制器(控制单元)，该控制器20与从X轴电动机21至显示装置(显示器)31连接，分别对它们进行控制。

X轴电动机21是X轴移动机构12的驱动源，使搭载头部13沿X轴方向移动。

另外，Y轴电动机22是Y轴移动机构14的驱动源，对X轴移动机构12沿Y轴方向进行驱动，由此，搭载头部13可以沿X轴方向和Y轴方向移动。

Z轴电动机23是使吸附嘴131升降的Z轴驱动机构(未图示)的驱动源，使吸附嘴131沿Z轴方向(高度方向)升降。

另外，θ轴电动机24是吸附嘴131的θ轴旋转机构(未图示)的驱动源，使吸附嘴131以其吸附嘴中心轴(吸附轴)为中心进行旋转。

图像识别装置27是进行吸附嘴131所吸附的部件18的图像识别的装置，由A/D变换器271、存储器272以及CPU273构成。

另外，将从对被吸附的部件18进行拍摄的部件识别照相机16输出的模拟图像信号，利用A/D变换器271变换为数字信号并存储在存储器272中，CPU273基于该图像数据，进行被吸附的部件的识别。

即，图像识别装置27对部件中心和吸附角度进行运算，从而识别部件的吸附姿态。

另外，图像识别装置27对由基板识别照相机17拍摄到的基板标记的图像进行处理，而对基板标记位置进行运算。

另外，图像识别装置27对由部件识别照相机16拍摄到的部件18的图像数据、由基板识别照相机17拍摄到的基板标记数据进行处理，将两者的校正数据向控制单元20传送。

键盘28和鼠标29用于输入部件数据等数据。

存储装置30由闪存等构成，用于存储通过键盘28和鼠标29输入的部件数据、以及从未图示的主计算机供给的部件数据等。

显示装置(显示器)31在其显示面311上显示部件数据、运算数据、以及由部件识别照相机16拍摄到的部件18的图像等。

实际上，在开始基板的生产，将部件向电路基板上搭载的阶段，，预先根据由基板识别照相机17拍摄到的基板标记得到的电路基板10的基板校正数据(Δx，Δy，Δθ)存储在存储装置30中。

然后，将从部件供给装置11供给的部件利用吸附嘴131进行吸附，使搭载头部13向部件识别照相机16的上部移动，利用该照相机对部件进行拍摄。拍摄到的部件的图像通过图像识别装置27进行图像处理，并将校正数据向控制单元20传送。

控制单元20从存储装置30中读出基板校正数据和该部件的部件数据，基于该部件数据、以及上述传送来的由图像识别装置27运算出的部件中心和部件的倾角，对部件的搭载位置和吸附姿态进行识别。

然后，如果在部件搭载位置、部件中心和吸附中心之间存在位置偏移，或者，检测出角度偏移，则通过驱动X轴电动机21、Y轴电动机22、θ轴电动机24，从而对上述综合位置偏移和角度偏移进行校正，将部件以正确的姿态(基准角度)搭载在规定的电路基板位置上。

下面，使用图3，对搭载头部13进行说明。

如图示所示，在搭载头部13的基架100上设置直线导轨101，成为垂直Z驱动部102可以沿垂直Z轴方向移动的构造。

在搭载头部13的上部，在基架100上固定用于使垂直Z驱动部102垂直上下运动的Z轴电动机23，该Z轴电动机23经由联轴器110与滚珠丝杠的螺杆部111连接。

另外，用于使部件进行旋转动作的θ轴电动机24经由θ电动机带轮108和同步带109与垂直旋转驱动部轴承105连接，该垂直旋转驱动部轴承105由花键轴承107和旋转轴承106构成，在外周部安装带轮。

垂直旋转驱动部轴承105的内部为花键轴承107，与作为花键轴的吸附嘴轴104连接。

在垂直旋转驱动部轴承105的外周部安装有旋转轴承106。该旋转轴承106的外周固定在基架100上，吸附嘴轴104固定为，可以通过垂直旋转驱动部轴承105而进行旋转动作和上下动作。

在垂直Z驱动部102的一端，固定与滚珠丝杠的螺杆部111啮合的螺母部118。

因此，成为下述构造，即，通过使Z轴电动机23进行旋转动作，从而利用滚珠丝杠的螺母部118将垂直Z驱动部102上下驱动，可以使吸附嘴轴104以及吸附嘴131进行上下驱动动作。

另外，在垂直Z驱动部102上，为了旋转支撑吸附嘴轴104而设置有下侧旋转轴承141、上侧旋转轴承142。

在垂直Z驱动部102的吸附嘴轴104和滚珠丝杠的螺母部118之间设置有形成圆形的孔形状的变形部112。在该变形部112中安装有应变仪113。

作为应变仪113，将应变仪113的输出电压和负载值的关系预先进行校正，得到图4所示的关系，并保存在控制器20中。

此外，作为应变仪113，可以与适当的构造变更相伴而替换为负载传感器。

另外，在基架100上固定有原点传感器114，其用于对垂直Z驱动部102的直线导轨101侧的固定部附近进行检测。

下面，对电子部件的加压搭载动作的流程进行说明。

利用X轴移动机构12、Y轴移动机构14使图1的搭载头部13动作，将搭载头部13移动至电子部件供给装置11的上方，吸附电子部件18。

使吸附有电子部件18的搭载头部13向部件识别照相机16的上方移动，对电子部件18进行识别。

在识别完毕后，使搭载头部13向电路基板10上的搭载位置移动，从而向电路基板10上的电子部件18的搭载预定部进行搭载。

下面，对利用负载控制进行的部件搭载动作进行说明。

在搭载头部13位于电路基板10上的部件搭载位置处，使Z轴电动机23驱动，使垂直Z驱动部102以及吸附嘴131下降。

使吸附嘴131所吸附的部件18高速下降至即将到达向所搭载的电路基板10进行搭载的搭载高度之前的位置(Z1)。

然后，使Z轴电动机23驱动，使吸附嘴131所吸附的部件18以4mm/秒程度的低速度下降，一边抑制碰撞负载，一边下降至目标搭载高度。

如果电子部件18的下表面与电路基板10接触(0)，则检测部112变形，应变仪113的输出发生变化(L0→L1)。

继续使Z轴电动机23进行驱动，以使应变仪113的输出成为目标加压量。

在应变仪113的输出成为与目标负载值对应的输出(L2)时，使Z轴电动机23停止。

在将电子部件18进行加压搭载后，解除真空，使Z轴电动机23进行动作，而使垂直Z轴驱动部102以及吸附嘴131上升。

然后，向下一个电子部件的吸附位置进行移动。

下面，对原点复位动作进行说明。

使Z轴驱动部102下降移动至离开原点传感器114的检测范围的位置(例如2mm)。

然后，以原点复位速度10mm/秒进行上升。

从Z轴电动机的编码器值中读取原点传感器114的检测接通的高度(A0)，并向CPU27C中存储。

将刚由原点传感器114检测出Z轴驱动部102后检测到的Z轴电动机23的编码器原点的位置，作为Z轴驱动部102的原点，从而即使反复进行电源断开/接通，也可以得到Z轴原点的高精度的重现性。

<动作的说明>

在图5中，“1”是载置于XY机构上的贴装头的吸附嘴前端不可能通过XY动作而与所搭载的基板上的部件、或其他的基板周边的贴装机构部接触的第一Z轴高度，“2”是吸附嘴所吸附的部件即将开始与基板面开始接触的第二Z轴高度。

从第1高度“1”至第2高度“2”为止，为了使搭载性能的降低最小化而以高速下降(900mm/秒程度)。此时，为了高精度地实现吸附嘴的下降位置控制，而将通常的用于进行位置控制的增益设定得较高。

在第2高度“2”处，使电动机轴暂时停止，在将增益设定得较低后，再次开始轴下降。

在这里，将电动机速度设为低速(4mm/秒)，将在电动机位置控制模式中用于生成产生扭矩的增益，与所需的设定负载相对应地设定。基于包含上述伺服电动机的位置反馈增益在内的控制参数，使上述产生输出扭矩可变。

除此之外，将作为增益的控制参数的设定特性、即积分校正型增益参数变更为，设定为与规定水平相比较低(较少)的增益。

伺服电动机的产生扭矩是与位置反馈增益和位置偏差对应而确定的，但与位置偏差量及其状态的持续时间对应而产生扭矩的反馈调整也起作用，所以将积分校正型增益等以时间轴为要素的反馈功能设定得较小，以得到稳定的加压力。

在图5中，“3”是部件下表面与基板面抵接的抵接点。

只要负载传感器的测量结果没有到达指定负载值，就使Z轴持续下降，因此，如果吸附嘴前端所吸附的部件与基板面抵接而妨碍下降，则电动机轴的目标坐标和实际坐标的偏离增加，因此，上述增益设定的结果，伺服电动机的产生扭矩增加，负载传感器的测量结果也随着电动机轴的目标坐标下降而逐渐增加。

图6是对电动机轴偏移角度(电动机轴的目标坐标和实际坐标的差)和产生扭矩的关系进行实际测量后得到的曲线图。横轴将上述坐标的差利用电动机轴的旋转角度(10度～60度)示出。

对于产生扭矩，以数值10为单位形成设定增益10～设定增益100而进行评价。

如上述所示，电动机轴偏移角度、增益和电动机输出扭矩大致处于正比关系。因此，如上述所示，通过与设定负载(根据部件种类而不同的将部件向基板面按压的按压力)相对应地，选择上述伺服电动机的反馈增益，从而可以调节产生输出扭矩。

图7是表示吸附嘴前端所吸附的部件与基板面抵接后的、对基板面承受的负载变化进行实际测量后得到的图(Z轴速度＝10mm/秒，搭载头部质量＝250g)。

在上述部件刚与基板面抵接后，纵轴所示的负载急剧上升，然后负载与经过时间成正比地增加。

该急剧上升的负载部分，主要是对由搭载头可动部所具有的质量引起的碰撞负载进行测量而得到的。

如果在图5中“4-1”所示，负载传感器的测量结果超过设定负载，则使Z轴电动机的驱动停止。

在通过安装机的操作设定而设定有最低加压持续时间的情况下，为了直至“5”为止维持指定压力，可以与负载传感器的测量结果对应地，反复进行Z轴电动机的下降/上升。

优选根据负载传感器的测量结果超过设定负载这一情况，使Z轴电动机的下降瞬间停止。

如果该反应具有延迟，则相应地，电动机的目标坐标下降，电动机轴的产生扭矩过大。

在本发明中，通过利用电动机轴偏移角度、增益值、电动机输出扭矩的关系，将增益设定得较低，由此，即使电动机的目标坐标和实际坐标产生差值，也不会产生极大的负载变化，因此，即使电动机的目标坐标过度下降，也可以实现基于目标负载的压力控制。

在这里，在设定负载中，在将增益适当地设定为针对吸附嘴前端的目标坐标的最大延迟量成为0.75mm的情况下，如果将针对目标负载的控制误差设为3％，将Z轴电动机的速度设为5mm/秒，则根据“反应延迟允许时间＝(最大延迟量×控制精度)÷电动机轴速度”，成为反应延迟允许时间＝0.0045秒。

因此，在本发明的负载方式中，可以直接由贴装控制部对通常的伺服放大器进行控制，从而实现负载控制。

因此，为了负载控制而参照负载传感器的测量结果，不需要设置对电动机轴、VCM或者电气比例阀进行高速反馈控制的特殊的控制系统。

如上述所示，根据本实施方式的贴装装置的加压控制头，可以发挥以下列举的效果。

1)利用作为使搭载头从第1高度位置向第2高度位置移动的单元而设置的Z轴电动机，使搭载头从第2高度位置向第3高度位置移动，作为对吸附嘴进行加压的加压源也使用同一Z轴电动机，因此，可以以简单的结构且低成本地提供加压控制头。

2)由于可以取代进行加压所必需的具有较大负载范围的弹簧，而利用电动机轴的产生扭矩进行加压，所以可以使构造简单，并且可以在更大范围的负载范围中高精度地进行应对。

3)由于始终在位置控制模式下利用Z轴电动机，所以在电动机的轴坐标管理中不会产生误差。

4)由于是利用Z轴电动机的产生扭矩进行的加压，所以可以对电动机的目标坐标和实际坐标的最大偏差量进行限制。

即，在弹簧加压式的构造中，如果如连接器插入处理所示，负载具有在刚经过负载载荷的峰值(由于防脱落的钩挂部通过成为最大负荷)之后负载急剧变小的特性，则会产生与弹簧的弯曲量相应的轴过冲，可能因碰撞负载对部件造成损坏。

与此相对，在本方式中，由于限制了上述最大偏差量，所以与负载变动对应的位置过冲较小，可以将碰撞负载抑制得较小。

5)不需要具有负载控制功能的专用伺服放大器。

<发明的概要2>

本发明是一种搭载头，其从部件供给部取出部件，并在进行负载控制的同时向基板上安装，该搭载头在进行维持目标的加压量的动作维持时，将轴进行动作的最小位移量作为轴移动量的移动单位，在进行微小动作的同时进行负载控制。

在日本特开平06-177179号公报中，提出了一种芯片部件贴装装置，其向基体的贴装部贴装芯片部件，该芯片部件贴装装置具有：夹持单元，其对上述芯片部件进行保持；线性电动机，其使该夹持单元上下运动；以及控制单元，其在将上述夹持单元所保持的芯片部件向上述基体的贴装部载置并加压时，使上述线性电动机的扭矩逐渐增加，使得针对芯片部件的负载逐渐增加。

该芯片部件贴装装置在将夹持单元所保持的芯片部件向基体的贴装部载置并加压时，使驱动上述夹持单元的线性电动机的扭矩逐渐增加，使得针对芯片部件的负载逐渐增加。

但是，上述日本特开平06-177179号公报的技术存在下述问题，即，在电动机扭矩微小的情况下，轴几乎不动作，无法观察到按压的变化。

即，在负载控制时负载的变动较小，输出的电动机扭矩微小的情况下，机械的滑动阻力及齿隙等产生影响，轴几乎不动作，直至加压部前端为止无法观察到动作的变化，即所谓的无法观察到负载的变化，因此，存在与负载值的偏差及波动增加等相关的问题。

(实施方式2)

在图8中，与上述实施方式1相同地，13是搭载头部，23是Z轴电动机，24是θ轴电动机，100是基架，101是直线导轨，102是垂直Z驱动部，104是吸附嘴轴，109是同步带，110是联轴器，111是滚珠丝杠的螺杆部，118是滚珠丝杠的螺母部，131是吸附嘴。

下面，使用图9，对加压搭载动作进行说明。

<向加压开始高度的移动>

“1”第1阶段的下降：以指定速度(默认：最高速)下降至目标位置。

<加压+压入>

“2”增益切换：如果到达负载控制切换高度(在本情况下为接触时)，则将轴的增益切换为负载控制用增益，将轴速度切换为第一速度。

“3”进给量切换：如果达到规定负载，则将轴的动作切换为间歇动作而开始(读入负载传感器值为1[msec]间隔)下降，将轴的进给量切换为20[μm]的微小进给。这里所说的间歇动作，是指20[μm]移动→停止，负载传感器值读入→20[μm]移动这样的反复动作。

“4”停止：如果负载传感器值达到指定负载，则使间歇动作停止。

<加压+时间>

“5”维持：在指定加压时间中，监视电动机电流值、维持指定负载。

<搭载完毕>

“6”完毕：将增益切换为通常动作用的增益，进行上升动作。

图10及图11是实际进行负载控制时的电动机的电流波形。

在进给量较小时，成为图10所示的波形，反复施加同一负载而进行负载时的波动(3σ)＝±1.34[N]。如图11所示，通过增加进给量，从而可以将反复施加同一负载而进行负载时的波动为(3σ)＝±0.15[N]，成为大约1/10。

如以上说明所示，根据本发明，可以抑制负载值的偏差及波动。

即，由于为电动机轴必然进行动作的最小进给量，所以不会出现仅电动机的目标坐标变化，而吸附嘴前端不移动的情况，因此，可以可靠地进行负载控制。

(其他实施例)

在实施方式2中，以1[msec]间隔进行20[μm]进给，但通过使时间间隔更小，并以高频率进给，从而可以使实际的吸附嘴前端的负载变化更小。

此外，进给量和时间间隔是由装置的结构确定的，并不限定于实施方式所例示的值。

另外，在实施方式2中，采用了基于负载传感器的检测而负载控制和电流控制混合存在的控制，但也可以形成为，在负载检测装置的下游滑动要素较多的机构中，设为负载控制有效，在高负载时，设为仅电流控制有效。

<发明的概要3>

本发明是一种将电子部件向基板上搭载的电子部件搭载装置，其具有对在部件吸附嘴内上下运动的吸附嘴滑块部的运动进行限制的止动器部，在吸附嘴和吸附嘴滑块之间具有弹性体，上述弹性体构成为，与部件吸附嘴的压入量相对应而负载变化，该电子部件搭载装置在低加压量时，利用弹性体进行加压，在高加压量时，吸附嘴与止动器部抵接而以刚性的状态进行加压。

在日本特开2009-277850号公报中，提出了一种电子部件的安装装置以及安装方法。

在该装置中，通过将驱动源的旋转力向滚珠丝杠传递，从而滑块部进行上下方向的微小动作。在对电子部件进行加压搭载时，通过将配置于滑块部上部的加压用驱动源(伺服电动机)的旋转力经由直线导轨向加压工具传递，将滑块部向基板方向压出，从而进行加压。由于滑块部被压缩弹簧始终向上方拉升，另外，滑块部的上下方向的驱动源和加压用驱动源是彼此分离的，所以可以将上下方向的微小动作和加压动作分离开而进行动作。

但是，在上述日本特开2009-277850号公报的技术中，存在以下3个问题。

1)碰撞负载变大

在用于加压的单元完全成为刚性的情况下，在进行加压时，为了缓和与基板接触时的碰撞，必须尽可能抑制单元的下降速度，使搭载时间变长。

2)到达目标负载的时间变长

由于为了抑制上述碰撞负载而抑制下降速度，所以到达目标负载的时间变长。

3)微小负载的控制困难

在用于加压的单元完全成为刚性的情况下，由于与压入量(位移量)对应的加压量较大，所以难以进行微小的负载控制，与目标负载值之间产生偏差，使波动变大。

(实施方式3)

图12是表示作为本发明的一个实施例的电子部件搭载装置的结构的图，示出一种电子部件搭载装置，其由部件搭载头201、X轴框架202、Y轴框架203、基板输送部204、部件供给部205构成，其中，X轴框架202由与滚珠丝杠或同步带组合的电动机、或线性电动机等驱动。

X轴框架202由安装在左右Y轴、即YL、YR轴上的电动机驱动。

另外，设置在X轴框架202上的部件搭载头201沿X轴框架202移动，X轴框架202是沿与其正交的Y轴框架203移动的XY单元。

在部件搭载头201上，安装有可沿上下方向运动的、对搭载部件进行吸附的吸附嘴，可以针对由基板输送部204输送并固定的基板，利用吸附嘴对由部件供给部205供给的部件进行真空吸附，然后将该部件向基板上搭载。

下面，在图13及图14中示出加压搭载头的结构。

电子部件15的吸附·搭载及加压动作以下述方式进行。

通过使安装在固定托架207上的Z电动机216旋转，从而使利用联轴器217直接连结的滚珠丝杠221旋转，使得由滚珠丝杠221支撑的滑块部223进行上下运动。

在滑块部223上存在引导螺母210a，通过与安装在固定托架207上的直线导轨210b连结，从而可以顺利地进行上下运动。

另外，利用滑块部223的中空负载传感器222内的轴承，沿上下方向保持花键轴206、联轴器209、吸附嘴轴212、吸附嘴214，并与滑块部223一起上下运动，由此，对电子部件215进行吸附·搭载。

此外，213是滚珠衬套，219是推力轴承。

下面，电子部件215的旋转动作以下述方式进行。

通过使安装在固定托架207上的、用于进行旋转运动的θ电动机220旋转，从而使通过同步带218连结的花键螺母208旋转，使花键轴206旋转。

由于花键轴206和吸附嘴轴212通过联轴器209直接连结，所以如果花键轴206旋转，则吸附嘴轴212旋转，使电子部件15旋转。

下面，在图15中示出部件吸附嘴214。

图15(a)示出电子部件215和基板224接触的瞬间的吸附嘴214，图15(b)示出通过吸附嘴214向下方压入而吸附嘴弹簧228被压缩，使吸附嘴外部226的下端和吸附嘴滑块止动器225b接触而成为刚性时的吸附嘴214。

通过尽可能减小吸附嘴从通常状态成为刚体状态为止的行程229，从而可以缩短到达大于或等于吸附嘴弹簧228的加压量的目标负载的时间。

针对以上结构中电子部件215搭载时的负载检测动作，使用图13至图15进行说明。

保持有电子部件215的吸附嘴214通过与基板224接触而承受的力，通过吸附嘴轴212，经由吸附嘴轴212的台阶部向中空负载传感器222传递，对加压量进行检测。

在图15(a)中，在该图的状态时向基板施加的加压量为，吸附嘴弹簧228的初始压力F0(参照图16)。通过从该状态开始将吸附嘴214向下方压入，从而加压量与吸附嘴弹簧228的弹簧常数成正比地增加。

即，利用吸附嘴弹簧228产生的加压量最大为F1，这是图15(b)所示的吸附嘴行程229成为零、吸附嘴214成为刚体的加压量。图16中的加压量F2表示在吸附嘴弹簧228的压缩中途成为目标负载值的情况。

图15(b)的状态为，从吸附嘴214前端至吸附嘴轴212、中空负载传感器222、滚珠丝杠221、Z电动机216为止成为直接连结，将Z电动机216的扭矩以1∶1向基板传递。

图16的加压量F3是与吸附嘴214成为刚体的加压量F1相比更大的加压量，直至到达加压量F3为止，加压波形的倾角存在两个。

吸附嘴弹簧228压缩时的加压量的波形倾角以图16的θ1表示，吸附嘴214为刚体时的加压量的倾角以θ2表示，θ1＜θ2成立，其原因是，由于在吸附嘴214以刚体状态压入时，没有如吸附嘴弹簧228那样的缓冲部件，所以如上述所示，将Z电动机216的扭矩以1∶1的力向基板传递。

如以上说明所示，根据本发明，得到以下的效果。

1)可以缓和碰撞

通过降低吸附嘴弹簧的初始负载，从而可以减小与基板接触时的碰撞负载，无需抑制下降速度，可以以较短的时间到达目标负载。

2)可以高速地加压至目标负载

由于在低加压量时，吸附嘴弹簧被压缩而与止动器抵接之前成为目标加压量，所以到达目标加压量的时间较短。

另外，通过尽可能减小吸附嘴弹簧的行程，从而可以缩短吸附嘴成为刚体而到达高负载区域的时间。

3)在低加压量时可以高精度地进行控制

由于在加压量较低时，利用吸附嘴弹簧，使与位移量对应的加压量的变化较小，所以可以高精度地控制。

另外，如实施方式所示，高负载吸附嘴设置加压用的较宽基座，并且利用吸附嘴弹簧的效果而可以进行高速的(不使用负载控制)的吸附。

(其他实施例)

在实施方式3中，使用了在Z滑块部中组装负载检测用的负载传感器的方式，但确认了在利用Z电动机的负载扭矩进行负载检测的扭矩控制中，也可以具有相同的效果。

另外，在实施方式3中，形成为基于负载传感器进行的检测而进行控制，但也可以采用电流控制。

<发明的概要4>

本发明是利用吸附嘴将电子部件从部件供给部向基板上移动搭载的贴装装置，其构造为，具有对吸附嘴将部件向基板面上按压的压力进行检测的传感器，并且，吸附嘴的按压力是从专用的加压电动机、或者吸附嘴的升降单元的推力而得到的，其加压控制的方式为，在小于加压力设定范围的50％的范围内，参照上述压力传感器的输出进行加压控制，对于超过上述加压范围的部分，参照电动机的电流值进行加压控制。

另外，利用在该小于加压力设定范围的50％的范围内得到的压力传感器的输出值和电动机的电流值处于正比关系这一点，对于超过上述加压范围的部分，根据电动机的电流值推测加压力，而进行加压控制。

在日本专利第2877120号公报中，公开了下述技术，即，对于根据压力检测部检测出的加压值对搭载电子部件时的压力进行控制的电子部件搭载装置，准备低加压用和高加压用的压力检测部，如果超过所设定的加压值，则从低加压用的压力检测部向高加压用的压力检测部进行切换。

其优点是，可以解决高加压用的压力检测部在低加压时，因噪声等的影响而无法良好地进行读取的问题。

下面，补充说明其优点。

图17示出压力检测部在电气性良好的环境中无负载时的输出的一个例子。

该加压检测部设定为，在加压力的额定值为100N时，此时输出10V。此时的噪声成分为±10mV。

如上述所示，由于通常在加压检测部的输出中伴有噪声，所以如果伴有±10mV的噪声，则例如在10N时，加压检测部的输出为10N/100N×10V＝1V，导致检测出±1％的误差。在1N时检测出±10％的误差。

但是，如果利用在加压力的额定值为10N时输出10V的低加压用的加压检测部、以及在加压力的额定值为100N时输出10V的高加压用的加压检测部，使用上述日本专利第2877120号公报的方法，则可以缓和在1N的低加压时由噪声引起的误差成为±10％这一问题。

但是，加压检测部通常价格高，在上述日本专利第2877120号公报的方法中，存在必须使用大于或等于2个加压检测部的缺点。

(实施方式4)

图18示出实施所需的机械结构。在图中，与上述实施方式1相同地，13是搭载头部，18是电子部件，23是Z轴电动机，24是θ轴电动机，100是基架，101是直线导轨，102是垂直Z驱动部，104是吸附嘴轴，105是垂直旋转驱动部轴承，106是旋转轴承，107是花键轴承，108是θ电动机带轮，109是同步带，110是联轴器，111是滚珠丝杠的螺杆部，118是滚珠丝杠的螺母部，131是吸附嘴，143是旋转衬套轴承，144是加压检测部，150是加压用台。

在本实施例中，对向电子部件施加的加压力的控制区域为0～100N的情况进行描述。

图18示出采用将向电子部件施加的加压力尽可能无损失地向压力检测部传递的结构的情况，以减少由滑动等导致的加压力的检测误差。

在该结构中，利用设置在吸附嘴轴104上的压力检测部144，对将吸附嘴131向铅垂上方按压的力进行检测。

另外，在本实施例中使用的Z轴电动机23为伺服电动机。

下面，在图19中示出了本发明中与必要的控制相关的模块结构。在图中，123是电动机编码器，124是伺服驱动器，125是CPU。

如图示所示，CPU125基于来自压力检测部144的加压信息(加压值)以及来自伺服驱动器124的电动机电流信息(电动机电流值)，向伺服驱动器124输出位置指令和加压指令(指令值)。

基于该指令，伺服驱动器124将电动机驱动电流向Z轴电动机(伺服电动机)23输出。此外，从电动机编码器123将电动机位置信息送入伺服驱动器124。

另外，在本实施例中，设定上述日本专利第2877120号公报所述的低加压区域为0N～10N，高加压区域为10N～100N。

下面，在图20中示出使用图19的控制模块对加压力进行控制的准备步骤。

在图20的流程中，首先，通过压力检测部的校准，将吸附嘴131没有加压的状态的加压值设为0N，并对此时的电动机驱动电流10进行存储(步骤S21)。

然后，使吸附嘴131与图18的加压用台150抵接，驱动电动机23而使Z轴逐渐下降(步骤S22)，并对压力检测部144检测出10N(步骤S23)时的电动机驱动电流I10进行存储(步骤S24)。

通常，由于如果电动机的转速不改变，则伺服电动机的电流和加压力成正比，所以10N至100N的加压力可以根据0N时和10N时的电流值推测，因此，利用CPU125对其进行运算并存储。

在图21中示出该关系。

另外，在搭载电子部件18时，在加压指令为0N至10N的低加压区域的情况下，使用来自压力检测部144的加压值。

并且，在加压指令超过10N的高加压区域中，不使用压力检测部144，而使用根据图21的特性和电动机驱动电流推测出的加压值。

在图22中示出此时的步骤。

如图示所示，通过搭载开始，设定指令值，并对该值进行存储(步骤S31)。

然后，对“所存储的指令值为低加压区域？”进行判别(步骤S32)，如果为低加压区域，则进入下一步骤S33，如果不是低加压区域，则进入图23的步骤S36。

在步骤S33中，使电子部件由吸附嘴吸附，并使搭载头沿XY方向移动至搭载位置。

然后，使电子部件向进行搭载的基板低速下降(步骤S34)。

然后，对“加压值超过指令值？”进行判别(步骤S35)，如果超过指令值，则结束处理，如果没有超过指令值，则返回步骤S34，反复进行其后的处理。

另外，如图23所示，在步骤S36中，使用图21的特性，将指令值的单位从压力变换为电流并存储。

然后，将电子部件由吸附嘴吸附，并使搭载头沿XY方向移动至搭载位置。(步骤S37)。

然后，使电子部件向进行搭载的基板低速下降(步骤S38)。

然后，对“电动机电流值超过指令值？”进行判别(步骤S39)，如果超过指令值，则结束处理，如果没有超过指令值，则返回步骤S38，反复进行其后的处理。

如以上说明所示，根据本发明，可以利用一个压力检测部实现上述日本专利第2877120号公报的效果。

<发明的概要5>

本发明为一种加压控制系统，其在上述发明的概要1的加压控制系统中，在加压控制时的异常状态判定结果的基础上，基于吸附嘴的前端坐标、负载传感器的测量负载值、部件种类，划分检测出异常时的应对动作。

另外，作为将部件从基板承受的碰撞负载抑制在允许范围内的方法，计算最大Z方向移动速度，以使得基于针对各种部件种类规定的碰撞时间、部件搭载时的Z轴方向移动速度计算出的碰撞负载计算结果，落在不超过部件的允许碰撞负载的范围内。

(实施方式5)

在本实施例中，在上述实施方式1的图7中，在经过加压时间后，解除真空，在为了使变更为负载控制用的电动机增益复原而使Z轴移动至目标坐标和实际坐标不存在偏差的坐标后，使增益复原，以高速进行上升动作，并转移至下一个部件的吸附动作。

<关于负载控制用的电动机增益>

如上述所示，将增益设定为，在负载动作时针对吸附嘴前端的目标坐标的最大延迟量为0.75mm。其原因是，如图24所示，通过将增益设定为相对于各个指定负载的最大延迟量固定，从而高精度地控制负载控制时的吸附嘴前端坐标。

得到负载控制用增益的方法具有：基于指定的负载而利用计算求出比例要素·微分要素·积分要素等参数值的方法；以及从预先规定的表格中取得的方法。

<关于负载动作速度>

在上述实施例中，负载控制动作时的轴动作速度设为低速(4mm/s程度)，但由于轴的动作速度变慢这一情况对搭载生产节拍造成影响，因此，从改善性能的角度出发，优选尽量高速的动作。

作为负载控制时的动作确定条件，可以举出以下2点。

1)碰撞(基板接触)负载应小于或等于指定负载。

2)反应延迟允许时间的负载变化量不超过控制精度。

因此，作为负载控制的预备动作，通过对实际要搭载的部件进行吸附，在基板上进行负载动作，并测定接触负载，从而求出满足上述2点的最佳下降速度。

另外，接触负载可以根据冲量的计算而利用以下的式子求出。

$F=\frac{M(V_0-V_1)}{t}$

F：接触负载

M：包含部件在内的搭载头部的质量

V₀：碰撞前的下降速度

V₁：碰撞后的下降速度

t：碰撞时间

因此，即使不进行预备动作，也可以通过计算而算出下降速度。

在此情况下，对于接触后的下降速度，由于是将接触负载作为最大值而计算的，所以近似于0mm/s(暂时停止)，对于碰撞时间，预先使内部表格具有与部件种类、部件形状、基板厚度等数据对应的时间，根据生产程序的信息采用最佳的碰撞时间，对接触负载进行计算。

在通过计算而算出下降速度的情况下，为了对与实际之间的部件的误差进行修正，将生产动作时的接触负载进行反馈而对下降速度进行微调整。

<关于负载动作时的错误判定>

对搭载负载进行控制的目的随着搭载部件的不同而不同，因此，要求较大加压范围和加压精度。

作为搭载负载的控制目的，存在以下所述的情况。

1)为薄片类等薄弱的部件，如果施加过大的负载则部件损坏，因此，希望将向部件施加的负载值控制为小于或等于一定值。

2)在凸起部件中，由于凸起的大小(高度)并不均一，在搭载时可能无法使全部凸起准确接地，所以希望以一定的力进行加压，使凸起的高度均一。

3)希望进行连接器部件的压入。

在上述目的不同的动作中，优选切换异常动作的判定条件及异常动作时的应对。

因此，实施根据搭载部件的部件种类及部件外形等对错误判定条件进行切换的控制。

在图25中示出错误判定处理次序。

1)Z轴开始下降至第2高度为止

下降至实施方式1的图5的“2”即将与基板面开始接触的第二Z高度(步骤S41)。

2)取得负载值

在第二Z高度处切换电动机速度及增益之前，取得负载传感器的负载值(步骤S42)。

3)判定负载值

在第二Z高度处在负载传感器中施加有负载的情况下，由于正确的部件已经接触，或无法取得正确的负载值，因此作为错误(步骤S43)。

4)开始负载动作

进行电动机速度及增益的变更，开始下降动作(步骤S44)。

启动实时对负载传感器的负载值进行监视的负载监视任务，开始负载值的监视(步骤S51)。

5)接收事件

在从负载监视任务中，在负载传感器的负载值从0变化时(步骤S52)、或者检测出大幅超过指定负载的负载时(步骤S53)等进行错误判定时，接收事件通知(步骤S45)。

6)取得Z轴高度

为了进行错误判定，而取得事件接收时的Z轴高度(步骤S46)。

7)错误判定

使用部件种类及部件外形尺寸等，进行错误判定(步骤S47)。

在表1中示出错误判定条件的详细内容。

8)经过加压时间

在指定负载时间的加压动作完毕之前，反复进行上述1)～8)的处理(步骤S48)。

9)发布负载监视结束事件

如果指定负载时间的加压动作完毕，则向负载监视任务发布结束事件，结束负载动作(步骤S49)。

10)错误处理

执行负载错误时的错误处理(步骤S50)。

〔表1〕

根据本发明，除了由实施方式1得到的效果之外，还可以发挥下述效果，即，由于在电动机的轴坐标管理中不产生误差，所以可以根据部件种类及外形尺寸等而进行符合用途的错误判定。

<发明的概要6>

本发明为一种加压搭载头，其根据Z轴电动机的电流值对施加负载进行检测，通过控制Z轴电动机将部件向基板上按压，从而控制施加负载，通过将预先存储的与Z轴坐标对应的齿槽转矩在加压动作时作为校正值而使用，从而可以提高加压搭载时的加压精度。

另外，将齿槽转矩的大小与Z轴坐标相关联地存储。

另外，通过与Z轴坐标或者Z轴电动机的旋转角度对应地校正Z轴电动机的电流值，减少齿槽转矩的影响，从而可以提高加压搭载时的加压精度。

另外，通过将轴增益即动作速度设为与加压搭载时相同的状态，以取得加压动作时作为齿槽转矩的校正值而使用的校正值，从而可以提高校正值的精度，提高加压搭载时的加压精度。

另外，对于由于加压搭载时的动作增益或动作方法的不同所导致的齿槽转矩的变化，通过使用存储区域中保存的齿槽转矩数据，利用校正式进行变换，从而可以吸收由于动作状态的变化所导致的齿槽转矩的变化，维持高精度下的加压搭载。

(课题)

在不使用上述实施方式1的负载检测单元而进行加压搭载的搭载头结构例中，通过将Z轴可动部和Z轴电动机经由滚珠丝杠直接连结，从而将对电子部件施加的负载直接向电动机传递。

由此，部件和电动机之间的施加负载的误差产生部被限定为滚珠丝杠和交叉滚子导轨，通过减少上述滑动阻力，可以减少部件和电动机之间的误差，可以实现低负载区域的加压搭载。

另外，伺服电动机具有在电动机动作时成为内部阻力的齿槽转矩，通常为额定扭矩的5％～10％程度。

由于Z轴可动部是以高速动作为前提而设计的，所以选定通常在高速动作时的动作扭矩为100％的电动机。

在上述构造的加压搭载头中，进行低负载的加压的情况下，有时使电动机的动作扭矩降低至小于或等于10％。如果如上述所示在低输出区域中使用，则产生下述问题，即，受到齿槽转矩的影响而无法进行正确的加压动作。

在本发明中，提出一种方法，其在参照电动机的扭矩值而进行加压搭载的控制中，排除电动机的齿槽转矩的影响，实现低负载区域的加压搭载动作、以及在所有负载区域中提高对于齿槽转矩的加压精度。

(实施方式6)

在图26中，示出在上述搭载头结构中，以与加压搭载时相同的条件使Z轴以固定速度下降时的电流值波形。

可知由于使Z轴以固定速度下降，所以电流值应该成为恒定值，但由于齿槽转矩的影响，电流值产生周期性地变动。图26的波形示出2次测定结果，但第1次和第2次的测定结果没有差异，是稳定的。

此外，众所周知齿槽转矩具有不随时间变化的特性。

在图26所使用的电动机的情况下，电流值的变化幅度为额定扭矩的-2％～+1％，如果将该变化幅度换算为负载值，则电流值以大致3N程度的幅度进行振动。

这表示在加压搭载时伴随着3N程度的误差。

在本发明中，通过预先取得上述齿槽转矩值，与加压搭载时的Z轴高度相对应而对齿槽转矩的影响进行校正，从而实现高精度的加压搭载。

<对象电动机的齿槽转矩取得处理>

在搭载头部的组装调整阶段，进行电动机的齿槽转矩值的取得。齿槽转矩值的取得是通过更接近加压动作时的增益设定、动作状态而进行的。

齿槽转矩值的取得次序如图27所示。

1)安装负载吸附嘴(步骤S61，步骤S62)。

2)向加压搭载范围的上限高度移动，将轴增益变更为加压搭载用增益(步骤S63，步骤S64)。

为了取得加压搭载范围内的数据，将加压搭载范围的上限高度设为测定开始高度(步骤S65)。

3)使Z轴下降任意移动量(10μm)，在轴移动完毕后，等待电流值的稳定，取得当前坐标值和此时的电流值(步骤S66)。

对于轴坐标，考虑滑动阻力而不使用指令坐标，使用实际坐标。

4)将取得的当前坐标和电流值向内部表格中保存(步骤S67)。

5)在至加压搭载范围的下限高度之前，反复进行上述3)、4)(步骤S68)。

6)进行多次(5次)上述2)～5)(步骤S69)。

7)将内部表格的平均值作为与各Z轴坐标对应的齿槽转矩值而采用，并保存在存储区域中(步骤S70)。

以后，将存储区域中保存的、从上限高度至下限高度的Z轴坐标和齿槽转矩值的数据组称为齿槽转矩表。

<加压搭载动作时的处理>

在加压搭载动作时，使Z轴高速下降至加压搭载范围上限高度为止，进行增益的切换。然后，按照加压搭载用的动作曲线进行下降，进行与基板抵接的检测及目标负载下的加压动作。

以固定周期对电动机电流值和Z轴坐标进行采样，从存储区域中保存的齿槽转矩表中，选择与所采样的Z轴坐标相对应的齿槽转矩值，将从所取得的电流值中去除齿槽转矩的影响量之后的值作为实际施加负载。

用于校正的齿槽转矩值，是根据齿槽转矩表的Z轴坐标和加压搭载时的实际坐标进行近似坐标的线性插补而计算出的。

由此，可以在所有的加压区域中去除齿槽转矩的影响，因此，可以提高加压精度。

<根据轴状态进行的校正处理>

加压搭载动作将从低负载区域至高负载区域的加压搭载作为对象。

因此，在低负载区域时、高负载区域时，增益设定、动作曲线、动作次序不同。

图28示出对轴的动作增益进行变更而取得相同电流波形的结果。

虽然波形的周期没有变化，但如果与负载增益时相比，则通常增益时的波形的振幅变大。

相同地，图29示出由于轴的状态变化导致的电流值的变化。

“1”部是将轴增益从高速动作时的设定向加压搭载时的增益切换时的电流值变化。

增益切换是在轴停止状态(伺服锁止状态)下进行的。

“2”部是以加压搭载时的增益开始轴动作时的电流值变化。

示出：从停止时的电流值开始产生与驱动电流对应量的变化，如果成为定速状态，则出现齿槽的影响。

如上述所示，根据动作时的增益、电流的取得定时不同，所取得的齿槽转矩值发生变化。

为了消除上述变化的影响，而使用针对各个轴状态的齿槽转矩计算参数。

在表2中示出计算参数的例子。

〔表2〕

	伸缩系数(A)	偏移量(B)
			增益2倍时	2	0
增益3倍时	3	0
			JOG动作控制时	1	-1.0

计算参数由齿槽转矩波形的伸缩系数(A)和偏移量(B)构成，对于在调整工序中取得的齿槽转矩表值，以一次式Y＝AX+B的形式进行计算。

通过使用该计算参数，从而无需变更齿槽转矩表的取得方法，无需根据状态不同而存储多个齿槽表，就可以与动作增益或动作次序的变更对应。

<利用计算式进行的齿槽转矩校正处理>

在上述实施例中，以下述方法进行，即，针对所有加压搭载范围取得齿槽转矩值，根据齿槽转矩表取得近似值，但也可以利用通过计算取得的方法。

如上述所示，对于齿槽转矩，由于在滑动阻力较少的情况下，电动机的内部构造直接形成齿槽转矩的周期，因此，仅通过保持电动机旋转一周的数据、以及与Z轴高度对应的电动机的位置信息(旋转角度信息)，就可以计算适当的齿槽转矩值，可以减少所保持的数据数量，实现缩短齿槽转矩值的检索时间。

在图26的电动机旋转一周时齿槽转矩为4个周期的电动机的情况下，在通过计算取得的方法中，如果将各周期的齿槽转矩值设为表[4][数据数量]，将作为基点而取得的周期的顶点的Z轴坐标设为Z1，将齿槽周期设为T，将取得齿槽转矩时的Z坐标设为Z0，则

偏移值A＝(Z1÷(T×4)的余数)-(T×4)

应用周期编号(表编号)＝(Z0-A)÷T的解

数据编号＝(Z0-A)÷“T的余数除以表数据的节距后的值”，

表[表编号][数据编号]的数据成为所校正的齿槽转矩值。

在图30中示出上述计算式的取得流程。

即，在准备表格后(步骤S81)，将齿槽转矩表按照周期分割(步骤S82)，将该分割后的数据依次保存在表格中(步骤S83)。

然后，针对各个周期(表格)计算平均值(步骤S84)，计算应用表格检索式(步骤S85)。

(例)

在将齿槽转矩周期设为1.5mm，将数据的节距设为10μm，将Z1的值设为33mm时，2mm时的齿槽转矩值为

A＝33mm÷(1.5mm×4)＝5…3-(1.5mm×4)

因此，A＝-3mm

表编号＝((2mm-(-3mm))÷1.5＝3…1

因此，表编号＝3

数据编号＝1mm÷10μm＝100

因此，将表[3][100]中保存的扭矩值作为校正值而使用。

另外，在数据的节距较大的情况下，也可以利用前后的数据进行线性插补。

另外，虽然在精度较差，但也可以变换为将齿槽转矩值作为Y值、将Z轴坐标作为X值的多次式而进行存储。

如上述所示，根据本发明的实施方式，可以得到以下所列举的效果。

1)与齿槽转矩的大小无关，可以实现低负载区域的加压搭载动作。

2)可以消除齿槽转矩的影响，实现高精度的加压搭载动作。

3)通过动作增益及动作状态的切换，即使产生的齿槽转矩值发生变化，也可以动态地计算齿槽转矩值。

Claims (9)

1.一种贴装装置(1)，其具有：

伺服电动机(23)，其对吸附部件的吸附嘴(131)的高度进行定位；以及加压控制头(13)，其能够对将所述吸附嘴所吸附的所述部件向基板按压的加压量进行控制，

该贴装装置的特征在于，

将所述伺服电动机还作为使所述吸附嘴将所述部件向基板加压搭载的加压源而利用，

利用由所述伺服电动机的指令电平理论坐标和实际坐标之差而产生的该伺服电动机的产生输出扭矩，使所述加压量可变。

2.根据权利要求1所述的贴装装置，其特征在于，

通过设定与所述伺服电动机的设定加压量对应的增益，从而对所述产生输出扭矩进行调节。

3.根据权利要求1所述的贴装装置，其特征在于，

基于包含所述伺服电动机的位置反馈增益在内的控制参数，使所述产生输出扭矩可变。

4.根据权利要求3所述的贴装装置，其特征在于，

在所述控制参数中，将积分校正型增益参数的有效性设定得低于规定水平。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的贴装装置，其特征在于，

在所述吸附嘴进行维持目标的加压量的动作维持时，所述产生输出扭矩将可以使所述吸附嘴的高度移动的扭矩值作为最小单位。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的贴装装置，其特征在于，

还具有滑块部，其通过所述伺服电动机而定位高度，

所述吸附嘴经由弹性体而可沿高度方向移动地支撑在所述滑块部上，

所述吸附嘴，在所述加压量低于规定水平的情况下，利用所述弹性体的弹性力进行加压，在所述加压量高于所述规定水平的情况下，通过使设置在所述吸附嘴上的止动器与所述滑块部抵接，从而所述吸附嘴和所述滑块部成为刚体状态，利用所述伺服电动机的所述产生输出扭矩进行加压。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的贴装装置，其特征在于，

还具有对所述加压量进行检测的加压量检测部，在所述加压量小于设定范围的50％的情况下，基于所述加压量检测部的输出对所述加压量进行控制，在所述加压量大于或等于设定范围的50％的情况下，基于所述伺服电动机的电流值对所述加压量进行控制。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的贴装装置，其特征在于，

所述加压控制头，对所述吸附嘴的高度方向的最大移动速度进行计算，以使得在所述吸附嘴将所述部件向所述基板上加压搭载时，所述部件从所述基板受到的碰撞负载落在不超过所述部件的允许碰撞负载的范围内。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的贴装装置，其特征在于，

所述加压控制头，在所述吸附嘴的加压动作时，根据所述伺服电动机的输出电流值对所述吸附嘴的所述加压量进行检测，并且将预先确定的与高度方向的坐标对应的齿槽转矩作为校正值使用。