CN110313124B

CN110313124B - 马达控制装置及供料器

Info

Publication number: CN110313124B
Application number: CN201780084927.XA
Authority: CN
Inventors: 伊藤美希音; 国广勉
Original assignee: Fuji Corp
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2017-02-09
Publication date: 2023-03-21
Anticipated expiration: 2037-02-09
Also published as: JPWO2018146774A1; JP6946357B2; US20190379311A1; CN110313124A; WO2018146774A1; US11258385B2; EP3582390A1; EP3582390A4

Abstract

马达控制装置能够与前励磁和后励磁相伴地进行步进马达的驱动控制，上述前励磁在开始驱动步进马达前或者开始驱动时以比驱动期间低的电流进行第一时间的励磁，上述后励磁在停止驱动步进马达时或者停止驱动后以比驱动期间低的电流进行第二时间的励磁，在不经由无励磁状态地执行步进马达的之前的驱动停止中的后励磁和步进马达的下次的驱动开始中的前励磁时，以比第一时间和第二时间之和短的时间连续地进行后励磁和前励磁。

Description

马达控制装置及供料器

技术领域

本说明书公开了一种马达控制装置及供料器。

背景技术

迄今为止，提出有如下的供料器：通过步进马达(脉冲马达)的驱动而对收纳有元件的带每次送出预定量，并向元件安装机供给元件(参照例如专利文献1)。在该供料器中，每当接收到从元件安装机发送的元件要求信号时，驱动步进马达以向供给位置送出元件。另外，元件安装机在从元件要求信号的发送时机起经过了预定的供给时间的时间点判断为供料器供给元件的供给动作已完成，通过吸嘴等吸附并安装元件。由此，与供料器向元件安装机发送元件供给结束的信号的结构相比，排除了通信延迟的影响，能够缩短生产节拍时间。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2007-129054号公报

发明内容

发明所要解决的课题

如上所述，在通过步进马达来进行元件的供给等进给动作的结构中，有时要求缩短生产节拍时间。为了缩短生产节拍时间而提高生产能力，包括步进马达的控制在内还有改善的余地。

本公开的马达控制装置及供料器的主要目的在于恰当地驱动步进马达并提高生产能力。

用于解决课题的技术方案

本公开的马达控制装置及供料器为了达成上述主要目的而采取了以下的手段。

本公开的马达控制装置的主旨在于，能够与前励磁和后励磁相伴地进行步进马达的驱动控制，上述前励磁在开始驱动上述步进马达前或者开始驱动时以比驱动期间低的电流进行第一时间的励磁，上述后励磁在停止驱动上述步进马达时或者停止驱动后以比驱动期间低的电流进行第二时间的励磁，在不经由无励磁状态地执行上述步进马达的之前的驱动停止中的上述后励磁和上述步进马达的下次的驱动开始中的上述前励磁时，以比上述第一时间和上述第二时间之和短的时间连续地进行上述后励磁和上述前励磁。

在本公开的马达控制装置中，在不经由无励磁状态地执行步进马达的之前的驱动停止中的后励磁和下次的驱动开始中的前励磁时，以比第一时间和第二时间之和短的时间连续地进行后励磁和前励磁。由此，能够进行用于抑制步进马达的失调的后励磁及前励磁并缩短从之前的驱动中的旋转停止至下次的驱动中的旋转开始为止的时间。因此，能够使步进马达适当地工作并提高生产能力。

本公开的供料器的主旨在于，具备：上述马达控制装置；及供料器机构，包括由上述马达控制装置驱动控制的步进马达，通过驱动上述步进马达而送出元件。

本公开的供料器具备上述马达控制装置，因此能够进行用于抑制步进马达的失调的后励磁及前励磁，并缩短从之前的驱动中的旋转停止至下次的驱动中的旋转开始为止的时间。因此，能够缩短连续地送出并供给多个元件时的生产节拍时间，从而提高生产能力。

附图说明

图1是元件安装机10的结构图。

图2是供料器20的结构图。

图3是表示元件安装机10的电连接关系的说明图。

图4是表示供料器驱动处理的一例的流程图。

图5是表示连续地进行进给动作的情况下的比较例的励磁时间的说明图。

图6是表示连续地进行进给动作的情况下的实施方式的励磁时间的说明图。

具体实施方式

接下来，说明本发明的具体实施方式。

图1是元件安装机10的结构图。图2是供料器20的结构图。图3是表示元件安装机10的电连接关系的说明图。另外，图1的左右方向为X轴方向，前后方向为Y轴方向，上下方向为Z轴方向。

如图1所示，元件安装机10具备：基台11、支撑于基台11的主体框12及设于主体框12的支撑台14。另外，元件安装机10具备：基板输送装置16、供料器20、头50、XY机器人40及安装机控制器70(参照图3)。另外，除此以外，元件安装机10还具备设于头50而用于拍摄标附设在基板S上的基准标记的标记相机60和用于拍摄吸嘴51所吸附的元件的吸附姿势的零件相机62等。

如图1所示，基板输送装置16是设有两个基板输送路的双轨式的输送装置。基板输送装置16具备带式输送机装置，通过带式输送机装置的驱动而从图1中的左方向右方(基板输送方向)输送基板S。另外，基板输送装置16也可以是单轨式的输送装置。

头50通过多个吸嘴51分别吸附元件，并向由基板输送装置16输送来的基板S上安装元件。虽省略图示，但是头50具备使多个吸嘴51回转移动的R轴促动器、使各吸嘴51旋转(自转)的θ轴促动器、使位于预定位置的吸嘴51进行升降的Z轴促动器及切换各吸嘴51是否进行吸附的电磁阀等。

XY机器人40使头50在XY方向上移动。如图1所示，XY机器人40具备Y轴滑动件44及X轴滑动件42。Y轴滑动件44能够沿着左右一对的Y轴导轨43移动，上述左右一对的Y轴导轨43沿着Y轴方向设于主体框12的上段部。另外，X轴滑动件42能够沿着X轴导轨41移动，上述X轴导轨41沿着X轴方向设于Y轴滑动件44的下表面。在X轴滑动件42上安装有头50。安装机控制器70能够通过驱动控制XY机器人40而使头50向XY平面上的任意位置移动。

如图1所示，供料器20相对于支撑台14可拆装，以沿左右方向(X轴方向)并列的方式在支撑台14配置有多个。如图2所示，供料器20是具备壳体21和卷绕有载带的卷盘22的带式供料器。壳体21收纳带进给机构24和供料器控制器30，上述带进给机构24从卷盘22抽出载带并将收纳于载带的元件送出至头50的吸嘴51能够吸附的供给位置，上述供料器控制器30控制供料器20的动作。另外，载带具有：底带，沿着长度方向以预定间距形成有空腔(凹部)；及顶带，在各空腔分别收纳有元件的状态下粘贴于底带的上表面。载带通过未图示的剥离部在供给位置的近前从底带剥离顶带而使元件露出，成为吸嘴51能够吸附元件的状态。在底带的侧缘附近，以预定间隔形成有供后述的链轮27的链轮齿卡合的未图示的链轮孔。

带进给机构24具备：步进马达25；传递齿轮26，与设于步进马达25的旋转轴的齿轮25a啮合；及链轮27，形成有与传递齿轮26啮合的链轮齿。带进给机构24使链轮27的链轮齿与形成于载带的链轮孔卡合，并且通过步进马达25的驱动经由传递齿轮26而使链轮27间歇旋转。由此，带进给机构24从卷盘22抽出载带并对其进行间距进给。另外，带进给机构24具备光学传感器，该光学传感器具有隔着传递齿轮26而彼此相对的发光元件和受光元件。该光学传感器28检测传递齿轮26有无狭缝。

如图3所示，供料器控制器30具备内置未图示的CPU、ROM、RAM等的微型计算机(以下，称作微机)32和作为步进马达25的驱动电路的马达驱动器34。微机32能够基于来自光学传感器28的检测信号来检测传递齿轮26的旋转位置和旋转量、即与传递齿轮26啮合的链轮27的旋转位置和旋转量。供料器控制器30经由连接器29而与安装机控制器70以可通信的方式连接，相互进行控制信号和数据的交换。微机32向马达驱动器34输出脉冲信号。马达驱动器34基于输入的脉冲信号而产生驱动电流，并向步进马达25输出。由此，步进马达25所具有的多个线圈依次被励磁，驱动步进马达25旋转。本实施方式的供料器控制器30为了防止步进马达25的失调而与前励磁和后励磁相伴地驱动控制步进马达25。前励磁是在以未对步进马达25(线圈)进行励磁的无励磁状态开始驱动步进马达25的情况下，在步进马达25的驱动开始前预先通电比旋转驱动期间的电流(例如1.5A等)低的电流(例如0.5A等)而进行励磁。由此，供料器控制器30能够修正步进马达25的转子的位置偏移，能够开始驱动步进马达25。另外，后励磁是在停止驱动步进马达25的情况下，在步进马达25的驱动停止后通电比旋转驱动期间的电流(例如1.5A等)低的电流(例如0.5A等)而进行励磁。由此，供料器控制器30能够抑制步进马达25的转子的振动而设为适当的停止位置，继而使步进马达25的转子停止。另外，也可以是，在步进马达25的驱动中的处理中包括前励磁和后励磁，前励磁在开始步进马达25的驱动时进行，后励磁在停止步进马达25的驱动时进行。

如图3所示，安装机控制器70具备：CPU71、ROM72、HDD73、RAM74及输入输出接口75。它们经由总线76而电连接。经由输入输出接口75而向安装机控制器70输入来自标记相机60的图像信号、来自零件相机62的图像信号、来自供料器20的供料器控制器30的控制信号等。另外，从安装机控制器70经由输入输出接口75而输出对于基板输送装置16的控制信号、对于供料器控制器30的控制信号、对于XY机器人40的驱动信号、对于标记相机60和零件相机62的控制信号及对于头50的驱动信号等。另外，对于头50的驱动信号，可列举有对于R轴促动器的驱动信号、对于θ轴促动器的驱动信号、Z轴促动器的驱动信号及对于电磁阀的驱动信号等。

说明这样构成的元件安装机10的动作。元件安装机10的安装机控制器70对供料器20发送作为驱动信号的进给动作指示，以将元件供给至供给位置，并且驱动控制XY机器人40和头50来使吸嘴51移动至供给位置，并进行吸附元件的吸附动作。安装机控制器70重复进行基于供料器20的元件的进给动作和基于吸嘴51的吸附动作，以使头50的多个吸嘴51分别吸附元件。接下来，安装机控制器70驱动控制XY机器人40，使吸附于吸嘴51的元件向零件相机62的上方移动，并通过零件相机62来拍摄元件的吸附姿势，处理得到的图像，修正安装位置。并且，安装机控制器70驱动控制XY机器人40和头50，进行将吸附的元件向基板上的安装位置安装的安装动作。为了缩短这些动作中的、特别是吸附动作的生产节拍时间，安装机控制器70在供料器20供给元件的期间中使吸嘴51向供给位置下降。另外，安装机控制器70在供给位置吸附了元件的吸嘴51上升而从底带的空腔取出了元件的时机下，向供料器20发送下次的元件的进给动作指示。

接下来，说明供料器20的动作。图4是表示由供料器控制器30执行的供料器驱动处理的一例的流程图。该处理在供料器20经由连接器29而与安装机控制器70连接从而成为能够被驱动的状态的情况下执行。

当执行供料器驱动处理时，首先，供料器控制器30等待从安装机控制器70接收进给动作指示(S100)。供料器控制器30在接收到进给动作指示时，进行开始步进马达25的旋转驱动前的前励磁(S110)，并等待经过预定的前励磁时间t1(S120)。在此，前励磁时间t1是数msec～数十msec的时间。当在S120中判定为经过了前励磁时间t1时，供料器控制器30开始步进马达25的旋转驱动(S130)，等待载带的预定量的进给动作完成(S140)。当在S140中判定为进给动作完成时，供料器控制器30进行停止步进马达25的旋转驱动时的后励磁(S150)。并且，供料器控制器30等待判定是否为经过了预定的后励磁时间t2(S160)、及是否从安装机控制器70接收到下次的进给动作指示(S170)中的任一个。在此，后励磁时间t2是从数msec至数十msec的时间。当在S170中判定为在接收到下次的进给动作指示前在S160中判定为经过了后励磁时间t2时，供料器控制器30结束后励磁而设为无励磁状态，从而停止步进马达25的旋转驱动(S180)，返回S100，重复处理。

另一方面，当在S160中判定为在经过了后励磁时间t2前在S170中判定为从安装机控制器70接收到下次的进给动作指示时，供料器控制器30如下所述地进行处理。即，供料器控制器30与S160相同地等待后励磁时间t2的经过(S190)，当在S190中判定为经过了后励磁时间t2时，继续进行用于下次的进给动作的前励磁(S200)。并且，供料器控制器30等待缩短前励磁时间t1s的经过(S210)。将缩短前励磁时间t1s设为比预定的前励磁时间t1短的时间(数msec左右)。当判定为经过了缩短前励磁时间t1s时，供料器控制器30在S130中开始步进马达25的旋转驱动，并进行以后的处理。即，在本实施方式中，当在之前的进给动作的后励磁的执行期间，从安装机控制器70接收到下次的进给动作的指示时，连续地执行执行中的后励磁和下次的进给动作的前励磁，并且以缩短前励磁时间的方式执行下次的进给动作的前励磁。

图5是表示连续地进行进给动作的情况下的比较例的励磁时间的说明图。另外，图6是表示连续地进行进给动作的情况下的实施方式的励磁时间的说明图。在图5、图6中均示出当供料器控制器30在不对步进马达25进行励磁的无励磁状态下的时刻T11从安装机控制器70接收到进给动作指示时，开始前励磁。并且，供料器控制器30在经过了预定的前励磁时间t1的时刻T12驱动步进马达25旋转，在预定量的进给动作完成的时刻T13开始后励磁。供料器控制器30从时刻T13至时刻T15执行预定的后励磁时间t2的后励磁。另外，供料器控制器30在后励磁的执行期间的时刻T14从安装机控制器70接收到下次的进给动作的动作指示。在图5的比较例中，供料器控制器30从后励磁结束的时刻T15起执行预定的前励磁时间t1的前励磁，在时刻T16驱动步进马达25旋转。并且，供料器控制器30从预定量的进给动作完成的时刻T17至时刻T18执行预定的后励磁时间t2的后励磁。另一方面，在图6的本实施方式中，供料器控制器30从后励磁结束的时刻T15起仅执行缩短前励磁时间t1s的前励磁，在时刻T26驱动步进马达25旋转。并且，供料器控制器30从预定量的进给动作完成的时刻T27至时刻T28执行预定的后励磁时间t2的后励磁。这样，在本实施方式中，在由于进给动作连续而连续地进行后励磁和前励磁的情况下，缩短前励磁时间，所以后励磁和前励磁的合计的励磁时间成为短于比较例的时间。因此，在供料器控制器30连续进行多次进给动作的情况下，能够缩短第二次之后的进给动作所需的时间，能够缩短使头50的各吸嘴51吸附元件的情况下的所需时间。这样的时间的缩短效果在元件安装机10安装多个元件时尤为显著。另外，由于在与后励磁连续地执行前励磁的情况下，直接以前励磁来保持通过后励磁而处于适当位置的转子，并开始步进马达25的旋转驱动，因此即使缩短前励磁时间，也能够防止产生步进马达25的失调等缺陷。

在此，明确本实施方式的构成要素与本公开的构成要素的对应关系。本实施方式的步进马达25相当于本公开的步进马达，供料器控制器30相当于马达控制装置。另外，安装机控制器70相当于驱动指示装置。另外，带进给机构24相当于供料器机构，供料器20相当于供料器。

以上说明的本实施方式的供料器控制器30在不经由无励磁状态地执行步进马达25的之前的驱动停止中的后励磁和下次的驱动开始中的前励磁时，连续地进行比预定的后励磁时间t2(第二时间)和预定的前励磁时间t1(第一时间)之和短的时间的后励磁和前励磁。由此，供料器控制器30能够抑制步进马达25的失调，并缩短从之前的驱动停止至下次的驱动开始为止的时间，因此能够使步进马达25适当地工作并提高生产能力。

另外，供料器控制器30在步进马达25的之前的进给动作的驱动停止中的后励磁中接收到下次的进给动作的指示的情况下，使后励磁和前励磁连续。因此，能够容易地设置使后励磁和前励磁以较短的励磁时间连续的机会。

另外，供料器控制器30在使后励磁和前励磁连续的情况下，进行预定的后励磁时间t2的后励磁且进行比预定的前励磁时间t1短的缩短前励磁时间t1s的前励磁。因此，供料器控制器30能够在确保后励磁的时间而适当地使步进马达25停止之后顺畅地移向下次的步进马达25的旋转驱动。

另外，本发明不限定于上述实施方式，只要属于本发明的技术范围内，就能够以各种方式来进行实施，这是不言而喻的。

例如，在上述实施方式中，供料器控制器30在使后励磁和前励磁连续的情况下，进行预定的后励磁时间t2的后励磁，并且进行缩短前励磁时间t1s的前励磁，但是不限于此。例如，供料器控制器30也可以进行比预定的后励磁时间t2短的时间的后励磁，并且进行预定的前励磁时间t1的前励磁。或者，供料器控制器30也可以进行比预定的后励磁时间t2短的时间的后励磁，并且进行比预定的前励磁时间t1短的时间的前励磁。

另外，在上述实施方式中，供料器控制器30在之前的进给动作的驱动停止中的后励磁中接收到下次的进给动作的驱动指示的情况下使后励磁和前励磁连续，但是不限于此。例如，供料器控制器30也可以在之前的进给动作的旋转驱动中接收到下次的进给动作的驱动指示的情况下使后励磁和前励磁连续。即，供料器控制器30也可以在之前的进给动作的驱动停止的后励磁结束前接收到下次的进给动作的驱动指示的情况下使后励磁和前励磁连续。或者，供料器控制器30也可以无论接收到驱动指示的时机如何都使后励磁和前励磁连续。例如，在进行多次进给动作的情况下，供料器控制器30也可以以使连续的进给动作的后励磁和前励磁的合计时间始终以较短的励磁时间连续的方式进行控制。

另外，在上述实施方式中，示出了前励磁和后励磁中的电流相同的例子，但是不限于此，前励磁和后励磁中的电流的大小也可以不同。如上所述，前励磁主要设定步进马达25的转子的位置偏移修正所需的电流，后励磁主要设定步进马达25的转子的停止位置的适当化所需的电流。因此，在前励磁和后励磁的电流不同的情况下，确保设定值较大的一方的电流的励磁对于步进马达25的失调的防止是有效的。因此，供料器控制器30在前励磁和后励磁中的电流不同的情况下使后励磁和前励磁连续时，缩短电流的设定值较小的一方的励磁时间，确保电流的设定值较大的一方的励磁时间等即可。

另外，在上述实施方式中，作为供料器20示例了带式供料器，但是不限于此，也可以是从收纳有元件的平板状的托盘供给元件的托盘供料器等其他供料器。另外，作为步进马达的控制装置，不限于控制供料器中所使用的步进马达25的装置，也可以控制任意用途中所使用的步进马达。

在以上说明的本公开的马达控制装置中，也可以如以下那样地构成。

在本公开的马达控制装置中，也可以是，在基于来自驱动指示装置的驱动指示而驱动控制上述步进马达，在上述之前的驱动停止中的上述后励磁结束前接收到下次的驱动指示的情况下，连续地进行上述后励磁和上述前励磁。如此一来，只要在后励磁结束前决定是否使后励磁和前励磁连续即可，能够容易地设置使后励磁和前励磁以较短的励磁时间连续的机会。另外，也可以在上述之前的驱动停止中的上述后励磁中接收到下次的驱动指示的情况下，连续地进行上述后励磁和上述前励磁。

在本公开的马达控制装置中，在连续地进行上述后励磁和上述前励磁的情况下，也可以进行上述第二时间的上述后励磁、且进行比上述第一时间短的时间的上述前励磁。如此一来，能够在确保后励磁的时间而适当地使步进马达停止之后顺畅地移向下次的驱动。

工业上的有用性

本发明能够应用于使用步进马达的装置的制造工业等中。

附图标记说明

10、元件安装机；11、基台；12、主体框；14、支撑台；16、基板输送装置；20、供料器；21、壳体；22、卷盘；24、带进给机构；25、步进马达；25a、齿轮；26、传递齿轮；27、链轮；28、光学传感器；29、连接器；30、供料器控制器；32、微型计算机(微机)；34、马达驱动器；40、XY机器人；41、X轴导轨；42、X轴滑动件；43、Y轴导轨；44、Y轴滑动件；50、头；51、吸嘴；60、标记相机；62、零件相机；70、安装机控制器；71、CPU；72、ROM；73、HDD；74、RAM；75、输入输出接口；76、总线；S、基板。

Claims

1.一种元件安装机，具备供料器和安装机控制器，

所述供料器具备：

马达控制装置；

供料器机构，包括由所述马达控制装置驱动控制的步进马达、与设置于所述步进马达的旋转轴的齿轮啮合的传递齿轮、形成有与所述传递齿轮啮合的链轮齿的链轮，通过所述步进马达的驱动，使所述链轮齿与以预定间隔形成于收纳有元件的带上的链轮孔相卡合的所述链轮间歇旋转，从而将所述元件送出至所述元件安装机的供给位置，

所述马达控制装置能够与前励磁和后励磁相伴地进行用于所述元件的进给动作的所述步进马达的驱动控制，所述前励磁在开始驱动所述步进马达前以比驱动期间低的电流且以第一时间进行励磁，所述后励磁在为了将所述步进马达的转子设在预定的停止位置而停止驱动所述步进马达后以比驱动期间低的电流且以第二时间进行励磁，其中，

所述马达控制装置在不经由无励磁状态地执行所述步进马达的之前的驱动停止的所述后励磁和所述步进马达的下次的驱动开始的所述前励磁时，以比所述第一时间与所述第二时间之和短的时间而连续地进行所述后励磁和所述前励磁，

基于来自所述安装机控制器的进给动作指示，对所述步进马达进行驱动控制，

在所述之前的驱动停止中的所述后励磁的执行期间接收到了所述进给动作指示的情况下，连续地进行所述后励磁和所述前励磁。

2.根据权利要求1所述的元件安装机，其中，

所述马达控制装置在连续地进行所述后励磁和所述前励磁的情况下以所述第二时间进行所述后励磁、且以比所述第一时间短的时间进行所述前励磁。