JP2007328562A - モーションコントロールシステム - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品実装動作などの複数の移動動作をシーケンシャルに行うような作業のタイミング調整を容易に行え、作業性の向上、およびタクトタイム短縮を可能とすることで、コストダウンと性能向上が図れるモーションコントロールシステムを提供する。
【解決手段】次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令を含むモーションプログラム１１１と、次に実行するモーション命令を読み出して次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令かどうかの判別を行い、次に実行する命令が調整可能なモーション命令の場合のみモーション命令に設定されている移行時間に基づき次命令への移行タイミングの調整を行うプログラム実行処理部１２と、を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品実装動作などの複数の移動動作をシーケンシャルに行うモーションコントロールシステムに関する。

図８は、従来技術および本発明を適用するモーションコントロールシステムの動作説明図であり、電子部品製造装置における部品実装を例とした動作説明図である。図８において、５０は電子部品である。
図８を用いて電子部品製造装置における部品実装動作を説明する。
先ず、電子部品５０を吸着して移動１する。次に移動２で所定の位置へ移動する。次に、部品を実装するため移動３する。最後に、吸着を解除して、移動４する。
また、図９は、第１従来技術におけるモーションプログラムの説明図、図１０は、第１従来技術における部品実装のタイミングチャートである。
以下、図８、９、１０を用いて第１従来技術のモーションコントロールシステムにおけるシーケンシャルな移動動作の説明を行う。
図８に示すような電子部品製造装置による部品実装動作など、複数の移動動作をシーケンシャルに行うような作業の場合、その動作は図９に示す様なモーションプログラムでプログラミングしてモーションコントローラに指令する。
この様なモーションプログラムでプログラミングした場合、移動２が終了した後に移動３に移るタイミングは、図１０に示すように移動２の位置偏差がある閾値、すなわちエラーゾーン内に入った後に移動が開始される。

また、第２従来技術のモーションコントロールシステムにおけるシーケンシャルな移動動作の方法として、カムとスライダによって電子部品のピックアップを行う方法がある（例えば、特許文献１参照）。
この方法では、電子部品のピックアップ移動後に行う水平方向の移動開始は、カムの回転角によりタイミングをとる。
図１１は、第２従来技術におけるモーションプログラムの説明図である。
また、図１２は、第２従来技術における部品実装のタイミングチャートである。
以下、図１１、１２を用いて、第２従来技術のモーションコントロールシステムにおけるシーケンシャルな移動動作の説明を行う。
図１１、１２に示す様に移動２の指令が完了した後、位置偏差の整定を待たずに、ある一定時間ウエイトした後に次の移動指令３による移動を開始する。
特開平６−６０９１号公報（第５頁、第１図）

第１従来技術の方法にて電子部品実装を行う場合、エラーゾーンの幅を大きくする事で、エラーゾーンに入るまでの整定時間を短縮してタクトタイム短縮を実現することが可能である。しかし、このエラーゾーンを大きくしすぎると、移動２が停止する前に次の移動３が開始される。したがって、移動３の距離が短い場合には正確な位置に部品が実装出来ない事となり、実際には現物で試しながら調整を行う必要がある為、作業に手間がかかるという問題があった。

また、第２従来技術の方法では、ピックアップ後の水平方向の移動タイミングは早める事が出来るが、部品を実装する場合の水平方向から垂直方向へ移動するタイミングの調整は行えないといった問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、電子部品実装動作などの複数の移動動作をシーケンシャルに行うような作業のタイミング調整を容易に行え、作業性の向上やタクトタイム短縮を可能とすることで、コストダウンと性能向上が図れるモーションコントロールシステムを提供する事を目的としている。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、シーケンシャルな移動動作を行うモーションコントロールシステムにおいて、次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令を含むモーションプログラムと、前記モーションプログラムを記憶するメモリと、次に実行するモーション命令を前記メモリから読み出して前記次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令かどうかの判別を行い、 前記次命令が調整可能なモーション命令の場合のみ前記モーション命令に設定されている移行時間に基づき次命令への移行タイミングの調整を行うプログラム実行処理部と、を備えたことを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモーションコントロールシステムにおいて、速度指令、速度フィードバック、および位置偏差の各波形を同一時間軸に対して同時に表示する表示器と、前記表示器に表示されている前記速度指令の波形をマウスなどの入力装置で前記時間軸上の移行させたいタイミングの場所へ動かすことにより次命令への移行タイミングを変更し、前記変更された移行タイミングについて次命令への移行開始時間を計算し、前記次命令への移行開始時間の計算値と次命令移行時間変更要求を出力するＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）処理部と、前記次命令移行時間変更要求と前記次命令への移行開始時間の計算値に基づき前記メモリ上の前記モーションプログラムの次に実行するモーション命令に設定されている前記移行時間を変更するプログラム編集処理部と、を備えたことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によると、次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令を使って所定動作のモーションプログラムを作成し、試運転を行うようにしているので、複数の移動動作をシーケンシャルに行うような作業のタイミング調整を容易に行え、作業性の向上とコストダウンが図れる。

また、請求項２に記載の発明によると、コントローラの指令と現物の挙動のタイミングを詳細に観測することが出来、この観測結果を元に、移動完了タイミング調整可能なモーション命令の完了タイミングの変更が容易に行え、かつ、所定の動作の実行時間を短縮する事が可能となるため、コストダウンと性能向上が図れる。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。

図１は、本発明を示すモーションコントロールシステムのブロック図である。
図１において、１０はモーションコントローラ、１１はメモリ、１１１はモーションプログラム、１１２はトレースデータ、１２はプログラム実行処理部、１３はサーボデータ通信処理部、１４はプログラム編集処理部、１５はＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ
Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）処理部、１６はデータトレース処理部、１７は表示器、１８は入力装置、２０はＺ軸サーボドライブ、３０はＹ軸サーボドライブ、２０１はデータ送受信処理部、２０２はサーボ制御処理部、４０はサーボネットワークである。
本発明が第1、２の従来技術と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、本発明は、次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令を含むモーションプログラム１１１と、読み出した次に実行するモーション命令を解析し次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令かの判別を行い、命令が調整可能なモーション命令の場合のみモーション命令に設定されている移行時間に基づき次命令への移行タイミングの調整を行うプログラム実行処理部１２と、速度指令、速度フィードバック、および位置偏差の波形を同一時間軸に対して同時に表示する表示器１７と、表示器１７に表示されている速度指令の波形をマウスなどの入力装置１８で時間軸上を移行させたいタイミングの場所へ動かすことにより次命令への移行タイミングを変更し、新しく設定された移行タイミングの次命令移行時間を計算し、その計算値と次命令移行時間変更要求を出力するＨＭＩ処理部１５と、次命令移行時間変更要求と計算値に基づきメモリ１１上のモーションプログラム１１１の次命令移行時間を変更するプログラム編集処理部１４と、を備えるようにしている点である。

以下、図１を用いて本発明のモーションコントロールシステムの構成についてより詳細に説明する。
モーションコントローラ１０は、モーションプログラム１１１とトレースデータ１１２を保存するメモリ１１と、プログラム編集処理部１４と、ＨＭＩ処理部１５と、データトレース処理部１６と、プログラム実行処理部１２と、サーボデータ通信処理部１３を備える。
Ｚ軸サーボドライブ２０およびＹ軸サーボドライブ３０は、それぞれデータ送受信処理部２０１、３０１とサーボ制御処理部２０２、３０２を備える。モーションコントローラ１０とＺ軸サーボドライブ２０、Ｙ軸サーボドライブ３０はサーボネットワーク４０で接続される。

図２は、本発明における次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令の例を示す説明図である。図２において、Ｔは現在の命令完了から次命令への移行開始時間である。
また、図３は、本発明のモーションコントロールシステムにおける各処理部のフローチャートであり、図２に示す次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令を実行する場合の各処理部のフローチャートである。
以下、図２、３を用いて、次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令を実行する場合の各処理部における動作についてステップを追って説明する。
先ず、ステップＳＴ９１で、プログラム実行処理部１２は、メモリ１１より、モーションプログラム１１１内の次に実行する命令を読み出す。
次に、ステップＳＴ９２で、プログラム実行処理部１２は、読み出した命令を解析し、次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令かどうかの判別を行う。次命令への移行タイミングが調整可能でない命令の場合は、ステップＳＴ９５でそのまま命令を実行する。
一方、ステップＳＴ９２での判別の結果、図２に示すような次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令であった場合、ステップＳＴ９３で、プログラム実行処理部１２は、目標位置へ移動する為にＺ軸サーボドライブ２０へ指令する位置指令データを制御周期毎に生成し、サーボネットワーク４０を通じてＺ軸サーボドライブ２０へ出力する。
次に、ステップＳＴ９４で、プログラム実行処理部１２は、目標位置までの位置指令データを生成し終えると、命令に設定してある移行開始時間Ｔだけウエイトした後、次ブロックを実行するためステップＳＴ９１へ移行する。以上のステップＳＴ９１〜９５をプログラム終了まで繰り返す。

図４は、本発明のモーションコントロールシステムにおける表示器のモニタリング画面の説明図である。
また、図５は、本発明におけるモニタリング画面表示に関する各処理部の動作を示すフローチャートである。
以下、図４、５を用いてモニタリング画面表示に関する各処理部の動作についてステップを追って説明する。
先ず、ステップＳＴ１０１で、Ｚ軸サーボドライブ２０、Ｙ軸サーボドライブ３０は、制御周期毎にそれぞれサーボ制御処理部２０２、３０２で作成する速度指令データ、速度フィードバックデータ、および位置偏差をサーボネットワーク４０を介してサーボデータ通信処理部１３にモニタデータとして送信する。
次に、ステップＳＴ１０２で、データトレース処理部１６はプログラムの実行が開始されると、Ｚ軸サーボドライブ２０、Ｙ軸サーボドライブ３０からサーボデータ通信処理部１３に送信されてくる速度指令データなどのモニタデータを制御周期毎に読み出して、メモリ１１内のトレースデータ１１２に取得順番が解るように保存する。
次に、ステップＳＴ１０３で、プログラムの実行が完了した後、ＨＭＩ処理部１５はモニタリング画面の表示要求を受けると、メモリ１１からトレースデータ１１２を読み出す。
次に、ステップＳＴ１０４で、読み出したトレースデータ１１２は古いデータから順に、図３に示すモニタリング画面の様に、指令データとモータの速度フィードバックと位置偏差を同一時間軸に対して表示させた画面を表示器１７に表示させる。

図６は、本発明のモーションコントロールシステムにおける各処理部のフローチャートであり、モニタリング画面で移動開始タイミングを調整する場合の各処理部のフローチャートである。
また、図７は、本発明においてモニタリング画面で移動開始タイミングを調整する手順の説明図である。
以下、図６、７を用いてモニタリング画面で移動開始タイミングを調整する手順についてステップを追って説明する。
先ず、ステップＳＴ１１１で、操作者は表示器１７に表示されたモニタリング画面を見て、各動作の移行タイミングを確認する。
次に、ステップＳＴ１１２で、動作の移行タイミングを変更したい場合は、図７に示すように、移行させたい速度指令の波形をマウス等の入力装置１８で移行させたいタイミングの場所へ動かす。この動作は移動させる指令の前のモーション命令が図２に示すような次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令である必要がある。
次に、ステップＳＴ１１３で、ＨＭＩ処理部１５は、移行タイミングがマウス等の入力装置１８により変更されると、新しく設定されたタイミングに応じて、速度指令データの波形を横方向にずらして表示させる。
次に、ステップＳＴ１１４で、ＨＭＩ処理部１５は、新しいタイミングの次命令移行時間を計算し、プログラム編集処理部１４にその値と次命令移行時間変更要求を伝える。
次に、ステップＳＴ１１５で、プログラム編集処理部１４は、ＨＭＩ処理部１５より次命令移行時間変更要求を受けると、メモリ１１上のモーションプログラム１１１の次命令移行時間を変更する。
以上のステップＳＴ１１１〜１１５を実施することで、モーション動作のタイミング調整が行える。

以上述べたように、本実施例に係るモーションコントロールシステムは、次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令を設けており、このモーション命令を実行すると目標位置へ設定された位置への移動指令がサーボドライブへ指令された後、移行開始時間に設定された時間待った後に次の命令へ移行し、作業者はこの次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令を使って所定動作のモーションプログラムを作成し、試運転を行うようにしているので、複数の移動動作をシーケンシャルに行うような作業のタイミング調整を容易に行うことが出来る。
また、この試運転の状態を、コントローラの指令データとモータの速度フィードバックと位置偏差を同一時間軸に対して表示するモニタリング画面を表示器に表示するようにしているので、目視ではわからないコントローラの指令と現物の挙動のタイミングを詳細に観測することが出来る。
さらに、この観測結果を元に、移行タイミングをモニタリング画面の速度指令の波形をマウス等の入力装置１８で左右に動かすことで調整するようにしているので、移動完了タイミング調整可能なモーション命令の完了タイミングの変更が容易に行え、かつ、所定の動作の実行時間を短縮する事が可能となる。

本発明によれば、複数の移動動作をシーケンシャルに行う様な作業のタイミング調整を容易に行う事が出来るので、一般産業用機械、ロボットなどの用途にも適用できる。

本発明を示すモーションコントロールシステムのブロック図 本発明における次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令の例を示す説明図 本発明のモーションコントロールシステムにおける各処理部のフローチャート 本発明のモーションコントロールシステムにおける表示器のモニタリング画面の説明図 本発明におけるモニタリング画面表示に関する各処理部の動作を示すフローチャート 本発明のモーションコントロールシステムにおける各処理部のフローチャート 本発明においてモニタリング画面で移動開始タイミングを調整する手順の説明図 従来技術および本発明を適用するモーションコントロールシステムの動作説明図 第１従来技術におけるモーションプログラムの説明図 第１従来技術における部品実装のタイミングチャート 第２従来技術におけるモーションプログラムの説明図 第２従来技術における部品実装のタイミングチャート

符号の説明

１０ モーションコントローラ
１１ メモリ
１１１ モーションプログラム
１１２ トレースデータ
１２ プログラム実行処理部
１３ サーボデータ通信処理部
１４ プログラム編集処理部
１５ ＨＭＩ処理部
１６ データトレース処理部
１７ 表示器
１８ 入力装置
２０ Ｚ軸サーボドライブ
２１ Ｚ軸モータ／テーブル
２０１、３０１ データ送受信処理部
２０２、３０２ サーボ制御処理部
３０ Ｙ軸サーボドライブ
３１ Ｙ軸モータ／テーブル
４０ サーボネットワーク
５０ 電子部品

Claims (2)

1. シーケンシャルな移動動作を行うモーションコントロールシステムにおいて、
   次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令を含むモーションプログラムと、
   前記モーションプログラムを記憶するメモリと、
   次に実行するモーション命令を前記メモリから読み出して前記次命令への移行タイミングが調整可能なモーション命令かどうかの判別を行い、 前記次命令が調整可能なモーション命令の場合のみ前記モーション命令に設定されている移行時間に基づき次命令への移行タイミングの調整を行うプログラム実行処理部と、を備えたことを特徴とするモーションコントロールシステム。
2. 速度指令、速度フィードバック、および位置偏差の各波形を同一時間軸に対して同時に表示する表示器と、
   前記表示器に表示されている前記速度指令の波形をマウスなどの入力装置で前記時間軸上の移行させたいタイミングの場所へ動かすことにより次命令への移行タイミングを変更し、前記変更された移行タイミングについて次命令への移行開始時間を計算し、前記次命令への移行開始時間の計算値と次命令移行時間変更要求を出力するＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）処理部と、
   前記次命令移行時間変更要求と前記次命令への移行開始時間の計算値に基づき前記メモリ上の前記モーションプログラムの次に実行するモーション命令に設定されている前記移行時間を変更するプログラム編集処理部と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のモーションコントロールシステム。

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