CN107432104A - 元件安装机的驱动系统 - Google Patents

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Abstract

多个电动机单元(11)中的至少一个电动机单元(11)、例如组装于安装头的驱动机构的电动机单元(11)以能够更换的方式相对于安装在元件安装机的伺服放大器(14)进行安装。元件安装机的控制装置(27)在电动机单元(11)更换前将伺服放大器(14)切换为伺服切断状态并将伺服放大器(14)的系统电源维持为接通状态，在该电动机单元(11)被更换后，对与该伺服放大器(14)连接的该电动机单元(11)的编码器(13)进行初始化而使该伺服放大器(14)复原成伺服接通状态。由此，成为能够基于编码器(13)的检测信息对更换后的电动机单元(11)的伺服电动机(12)进行反馈控制的状态，能够开始更换后的电动机单元(11)的运转。

Description

元件安装机的驱动系统
技术领域
本发明涉及一种元件安装机的驱动系统，将包含带有编码器的伺服电动机的电动机单元以能够更换的方式安装于元件安装机的预定部位，并且将对所述伺服电动机的旋转进行反馈控制的伺服放大器安装于元件安装机。
背景技术
在元件安装机中，如专利文献1(日本特开2013-135049号公报)记载那样，使用伺服电动机作为使吸嘴升降的驱动源，或者使用伺服电动机作为对保持有多个吸嘴的旋转型的安装头的R轴、Q轴(θ轴)、Z轴进行驱动的驱动源等，使用伺服电动机作为元件安装机的各种驱动机构的驱动源。通常，伺服电动机由编码器检测其旋转，通过伺服放大器将编码器的检测信息与指令值进行比较而对伺服电动机的旋转进行反馈控制。
另外，近年来，存在如专利文献2(国际公开2014/033900号公报)记载那样将具备对R轴、Q轴、Z轴分别进行驱动的3个驱动机构的旋转型的安装头以能够更换的方式安装于元件安装机的头移动装置的结构。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-135049号公报
专利文献2：国际公开2014/033900号公报
专利文献3：日本特开2005-348475号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在包含带有编码器的伺服电动机的电动机单元与伺服放大器之间连接有向伺服电动机供给动力电源的动力电源线和发送编码器的检测信号的编码器信号线。因此，以往，为了确保电动机单元更换后的编码器的检测信息的可靠性，可考虑需要暂时切断伺服放大器的系统电源，以无通电状态来更换电动机单元。
然而，当想到电动机单元的更换等而设置将伺服放大器的系统电源切断的电路时，元件个数增加而电路结构复杂化，或者电路结构的设计所需的时间变长，相应地存在成本上升的缺点。而且，在电动机单元更换后必须将伺服放大器的系统电源再接通而使系统再起动，该再起动花费时间，电动机单元的更换作业时间变长，存在元件安装机的运转率(生产率)下降的问题。
需要说明的是，在专利文献3(日本特开2005-348475号公报)中记载了从编码器(电动机用传感器)的误动作进行复原的技术，但是在该专利文献3的技术中，也无法解决上述的电动机单元更换时的课题。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明涉及一种元件安装机的驱动系统，具备：伺服电动机，作为元件安装机的驱动对象物的驱动源；编码器，检测所述伺服电动机的旋转；伺服放大器，基于所述编码器的检测信息对所述伺服电动机的旋转进行反馈控制；及控制装置，向所述伺服放大器输入所述反馈控制的指令值，所述元件安装机的驱动系统的特征在于，包括所述伺服电动机及所述编码器的电动机单元以能够更换的方式安装于所述元件安装机的安装有所述伺服放大器的预定部位，所述元件安装机的驱动系统具备作业者在所述电动机单元更换前向所述控制装置输入更换电动机单元的信号的输入单元，所述控制装置在被输入了所述更换电动机单元的信号时，将所述伺服放大器切换为伺服切断状态并将所述伺服放大器的系统电源维持为接通状态，在所述电动机单元被更换后，对与所述伺服放大器连接的所述编码器进行初始化而使所述伺服放大器复原成伺服接通状态。
在该结构中，当作业者在电动机单元更换前向控制装置输入更换电动机单元的信号时，伺服放大器被切换为伺服切断状态，并且该伺服放大器的系统电源维持为接通状态。由此，能够在伺服放大器的系统电源仍维持为接通状态的情况下更换电动机单元。并且，在电动机单元更换后，对编码器进行初始化而使伺服放大器复原成伺服接通状态，由此，成为能够基于编码器的检测信息而对更换后的电动机单元的伺服电动机进行反馈控制的状态，能够开始更换后的电动机单元的运转。在这种情况下，在电动机单元更换时不需要切断伺服放大器的系统电源，因此不需要设置将伺服放大器的系统电源切断的电路，相应地能够削减元件个数而简化电路结构，并能够缩短电路结构的设计所需的时间，能够降低成本。而且，不需要在电动机单元更换后将伺服放大器的系统电源再接通而使系统再起动，能够将电动机单元的更换作业时间缩短该再起动所需的时间量，能够提高元件安装机的运转率(生产率)。
本发明优选具备禁止在驱动对象物的动作期间更换电动机单元的单元。这样的话，能够防止在驱动对象物的动作期间由于作业者的错误操作而伺服放大器被切换为伺服切断状态的情况。
附图说明
图1是表示本发明的一实施例的电动机单元与伺服放大器的连接关系的框图。
图2是表示电动机单元更换程序的处理的流程的流程图。
具体实施方式
以下，说明将用于实施本发明的方式进行了具体化的一实施例。
首先，基于图1，说明元件安装机10的控制系统整体的结构。
在元件安装机10搭载有多个电动机单元11(在图1中仅图示出1个电动机单元11)，各电动机单元11具备作为驱动对象物的驱动源的伺服电动机12和检测伺服电动机12的旋转角(旋转位置)、旋转速度、旋转方向等的绝对式的编码器13。虽然未图示，但是作为元件安装机10的驱动对象物，存在例如安装头的R轴、Q轴、Z轴的各驱动机构、使安装头整体沿XY方向移动的头移动装置(XY机器人)、供给元件的供料器等。在本实施例中，安装头以能够更换的方式安装于头移动装置，在安装头组装有3个电动机单元11，作为对R轴、Q轴、Z轴分别进行驱动的驱动机构。在此，R轴驱动机构是使安装头自转(旋转)而使保持于该安装头的全部的吸嘴沿着该安装头的圆周方向回转的驱动机构，Q轴驱动机构是使保持于安装头的各吸嘴自转的驱动机构，Z轴驱动机构是使保持于安装头的各吸嘴在回转轨道的预定的停止位置沿上下方向移动的驱动机构。
需要说明的是，具备R轴、Q轴、Z轴这3个驱动机构的电动机单元11的安装头是旋转型的安装头(所谓回转头)，但是在不旋转的安装头的情况下，成为具备吸嘴的旋转和上下移动用的2个驱动机构的电动机单元11的结构。或者，可以将保持有机械卡盘的安装头以能够更换的方式安装于头移动装置。
搭载于元件安装机10的电动机单元11的伺服电动机12基于编码器13的检测信息而由伺服放大器14进行反馈控制。在这种情况下，可以在搭载于元件安装机10的多个电动机单元11上分别设置各1个伺服放大器14，也可以通过1个多轴放大器对多个电动机单元11的伺服放大器14进行反馈控制。多个电动机单元11中的至少1个电动机单元11(在本实施例中为至少组装于安装头的驱动机构的电动机单元11)以能够更换的方式相对于安装在元件安装机10的伺服放大器14(或多轴放大器)进行安装。
在伺服放大器14连接有从外部供给系统电源的系统电源线21和从外部供给动力电源的动力电源线22。伺服放大器14与电动机单元11之间通过向伺服电动机12供给动力电源的动力电源线23和将编码器13的检测信息向伺服放大器14发送的编码器信号线24来连接。能够更换的电动机单元11的动力电源线23和编码器信号线24分别通过连接器25、26而与伺服放大器14的动力电源线23和编码器信号线24连接。
元件安装机10的控制装置27由计算机构成，控制利用吸嘴吸附由供料器(未图示)供给的元件而向电路基板安装的动作等。该元件安装机10的控制装置27与伺服放大器14之间通过通信线28连接，从元件安装机10的控制装置27向伺服放大器14发送伺服电动机12的反馈控制的指令值等。
元件安装机10的控制装置27通过执行后述的图2的电动机单元更换程序，而在电动机单元11更换前，将伺服放大器14从伺服接通状态切换为伺服切断状态，并将伺服放大器14的系统电源维持为接通状态，在该电动机单元11更换之后，对与伺服放大器14连接的该电动机单元11的编码器13进行初始化而使该伺服放大器14复原成伺服接通状态。在此，伺服接通状态是对伺服电动机12进行反馈控制而限制了旋转的状态，伺服切断状态是不对伺服电动机12进行反馈控制而旋转自由的状态。
在本实施例中，作业者具备在电动机单元11更换前向元件安装机10的控制装置27输入更换电动机单元的信号的输入装置30(例如键盘、鼠标、触摸面板等输入单元)，元件安装机10的控制装置27通过被输入所述更换电动机单元的信号而获知作业者更换电动机单元11的情况。例如，在更换安装头的情况下，将R轴、Q轴、Z轴这3个电动机单元11与安装头一起更换，因此关于这3个电动机单元11的更换电动机单元的信号作为更换安装头的信号向元件安装机10的控制装置27输入。更换电动机单元的信号包括对更换的电动机单元11进行确定的识别编号等信息。但是，在更换的电动机单元11始终相同的情况下(例如搭载于元件安装机10的多个电动机单元11中的仅安装头的电动机单元11能够更换的情况下)，即使不将更换的电动机单元11的识别编号等信息向更换电动机单元的信号附加，也能够确定更换的电动机单元11。
以下，说明元件安装机10的控制装置27执行的图2的电动机单元更换程序的处理内容。图2的电动机单元更换程序在元件安装机10的控制装置27的电源接通期间以预定周期执行。当本程序起动时，首先，在步骤101中，判定能够更换的电动机单元11的动作是否为停止期间，如果判定为不是停止期间(是动作期间)，则不进行以后的处理，结束本程序。由此，能够防止在电动机单元11的动作期间由于作业者的错误操作而将伺服放大器14切换为伺服切断状态的情况。
在上述步骤101中，如果判定为能够更换的电动机单元11的动作是停止期间，则进入步骤102，通过是否被输入更换电动机单元的信号来判定作业者是否要更换电动机单元11(在本实施例中为安装头)。其结果是，如果判定为未被输入更换电动机单元的信号，则返回所述步骤101。由此，在能够更换的电动机单元11的动作停止期间，监控是否输入更换电动机单元的信号。
另一方面，在上述步骤102中，如果判定为被输入了更换电动机单元的信号，则判断为作业者要更换电动机单元11，进入步骤103，将伺服放大器14从伺服接通状态切换为伺服切断状态，并将伺服放大器14的系统电源维持为接通状态。由此，成为作业者能够对更换对象的电动机单元11进行更换的状态。
然后，进入步骤104，通过显示、声音对作业者进行引导，以对更换对象的电动机单元11进行更换。然后，在接下来的步骤105中，通过控制装置27是否接收到在作业者完成电动机单元11的更换作业时通过输入装置30输入的更换作业完成信号，来判定作业者是否完成了电动机单元11的更换作业，如果还未接收到更换作业完成信号，则等待至接收到该更换作业完成信号为止。
然后，在接收到更换作业完成信号的时刻，进入步骤106，对更换后的电动机单元11的编码器13进行初始化，在接下来的步骤107中，使伺服放大器14复原成伺服接通状态，结束本程序。由此，复原成更换后的电动机单元11能够开始运转的状态。
根据以上说明的本实施例，当作业者在电动机单元11更换前向控制装置27输入更换电动机单元的信号时，伺服放大器14被切换为伺服切断状态，并且该伺服放大器14的系统电源被维持为接通状态，因此能够在伺服放大器14的系统电源仍维持为接通状态的情况下更换电动机单元11。并且，在电动机单元11更换后，对编码器13进行初始化而使伺服放大器14复原成伺服接通状态，由此，成为能够基于编码器13的检测信息对更换后的电动机单元11的伺服电动机12进行反馈控制的状态，能够开始更换后的电动机单元11的运转。在这种情况下，在电动机单元11更换时不需要切断伺服放大器14的系统电源，因此不需要设置将伺服放大器14的系统电源切断的电路，相应地能够削减元件个数而简化电路结构，并能够缩短电路结构的设计所需的时间，能够降低成本。而且，不需要在电动机单元11更换后将伺服放大器14的系统电源再接通而使系统再起动，能够将电动机单元11的更换作业时间缩短该再起动所需的时间量，能够提高元件安装机10的运转率(生产率)。
此外，在本实施例中，禁止在电动机单元11的动作期间更换电动机单元11，因此能够防止在电动机单元11的动作期间由于作业者的错误操作而伺服放大器14被切换为伺服切断状态的情况。
需要说明的是，本发明没有限定为本实施例，元件安装机10的控制装置27执行的功能的一部分可以通过1个或多个IC等硬件性地构成等，在不脱离主旨的范围内能够进行各种变更来实施的情况不言自明。
附图标记说明
10…元件安装机
11…电动机单元
12…伺服电动机
13…编码器
14…伺服放大器
21…系统电源线
22、23…动力电源线
24…编码器信号线
25、26…连接器
27…控制装置
30…输入装置(输入单元)

Claims (3)

1.一种元件安装机的驱动系统，具备：伺服电动机，作为元件安装机的驱动对象物的驱动源；编码器，检测所述伺服电动机的旋转；伺服放大器，基于所述编码器的检测信息对所述伺服电动机的旋转进行反馈控制；及控制装置，向所述伺服放大器输入所述反馈控制的指令值，
所述元件安装机的驱动系统的特征在于，
包括所述伺服电动机及所述编码器的电动机单元以能够更换的方式安装于所述元件安装机的安装有所述伺服放大器的预定部位，
所述元件安装机的驱动系统具备作业者在所述电动机单元更换前向所述控制装置输入更换电动机单元的信号的输入单元，
所述控制装置在被输入了所述更换电动机单元的信号时，将所述伺服放大器切换为伺服切断状态并将所述伺服放大器的系统电源维持为接通状态，在所述电动机单元被更换后，对与所述伺服放大器连接的所述编码器进行初始化而使所述伺服放大器复原成伺服接通状态。
2.根据权利要求1所述的元件安装机的驱动系统，其特征在于，
所述控制装置具备禁止在所述驱动对象物的动作期间更换所述电动机单元的单元。
3.根据权利要求1或2所述的元件安装机的驱动系统，其特征在于，
所述电动机单元安装于安装头，所述安装头以能够更换的方式安装于头移动装置。
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