JP2012064833A

JP2012064833A - 部品実装用装置および部品実装用装置における位置決め制御方法

Info

Publication number: JP2012064833A
Application number: JP2010208901A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Mimura; 好裕味村; Yasuhiro Okada; 康弘岡田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2012-03-29

Abstract

【課題】位置決め制御時間を短縮して生産性を向上させることができる部品実装用装置および部品実装用装置における位置決め制御方法を提供する。
【解決手段】サーボモータによって駆動されて部品実装用作業のための作業動作を行う可動作業ユニットの位置決め制御において、位置決め完了幅を所要位置決め精度が異なる複数種類の作業動作のそれぞれに対応して位置決め完了幅Ａ１，Ａ２の複数種類設定して記憶させておき、作業動作実行に際して当該作業動作に対応する位置決め完了幅を読み出してドライバに指示する。これにより、所用位置決め精度がラフな作業動作については、所要位置決め精度に応じた精度範囲を確保しながら短い位置決め所要時間Ｔ２で位置決めを完了させることができ、位置決め制御時間を短縮して生産性を向上させることができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、電子部品を基板に実装するための部品実装用作業を行う部品実装用装置およびこの部品実装用装置において可動作業ユニットを位置決めする位置決め制御方法に関するものである。

電子部品を基板に実装するための部品実装用作業を行う部品実装用装置においては、基板を位置決めする位置決めユニットや、部品を保持して基板に搭載する搭載ヘッドユニットなど、各種の可動作業ユニットによって様々な作業動作が実行される。このような可動作業ユニットを駆動する駆動機構としては、サーボモータを駆動源とするサーボ機構が多用され、エンコーダなどによって検出されたサーボモータの回転量を示すパルスをドライバにフィードバックすることにより、可動作業ユニットを所定の移動目標位置に位置決めするようにしている（例えば特許文献１参照）。この特許文献に示す先行技術例においては、移動目標位置と現在位置との差を示す偏差を監視して、この偏差が所定の所要位置決め精度に応じて予め設定されるパルス値の設定幅領域内に入ったことを以て位置決め完了と判断するようにしている。これにより、移動停止時に慣性によって移動目標位置を行き過ぎるオーバーシュートの挙動が生じる場合にあっても、目的物を所要位置決め精度の範囲内で位置決めすることができる。

特開平８−２４９０３０号公報

しかしながら上述の特許文献を含め、従来技術には動作効率を高めて生産性を向上させる上で、以下のような不都合があった。すなわち、可動作業ユニットが実行する作業動作には種々の態様があり、作業動作の特性に応じて必要とされる所要位置決め精度も異なっている。ところが従来技術においては、同一のドライバによって駆動されるサーボモータについては、位置決め完了を示すパルス幅は作業動作の種類に関わらず一定値に設定されていた。通常はこの設定値は最も高い位置決め精度に対応して設定されることから、結果としてさほど高い位置決め精度を必要としない作業動作に際しては不必要な位置決め動作時間を無駄に費やすこととなっていた。このように、サーボモータによって駆動される可動作業ユニットを備えた部品実装用装置には、位置決め完了を示すパルス幅の設定の適否に起因して、位置決め制御時間が遅延して生産性の向上を妨げる場合があるという課題があった。

そこで本発明は、位置決め制御時間を短縮して生産性を向上させることができる部品実装用装置および部品実装用装置における位置決め制御方法を提供することを目的とする。

本発明の部品実装用装置は、基板に電子部品を実装するための部品実装用作業を実行する部品実装用装置であって、サーボモータによって駆動されて前記部品実装用作業のための作業動作を行う可動作業ユニットと、前記可動作業ユニットにおいて作業を実行する可動部の現在位置を示す位置フィードバック情報を取得する現在位置取得部と、前記位置フィードバック情報に基づいて前記サーボモータを制御するドライバと、前記可動作業ユニットにおける前記可動部の移動目標位置と現在位置との差を示す偏差を監視して、当該作業動作における所要位置決め精度に基づいて設定される位置決め完了幅以内に前記偏差が収束したことを示す位置決め完了信号を出力する位置決め監視部と、予め設定された前記位置決め完了幅を所要位置決め精度が異なる複数種類の作業動作について記憶する記憶部と、作業動作実行に際して当該作業動作に対応する前記位置決め完了幅を前記記憶部から読み出して前記ドライバに指示する位置決め制御部とを備えた。

本発明の部品実装用装置における位置決め制御方法は、サーボモータによって駆動されて前記部品実装用作業のための作業動作を行う可動作業ユニットと、前記可動作業ユニットにおいて作業を実行する可動部の現在位置を示す位置フィードバック情報を取得する現在位置取得部と、前記位置フィードバック情報に基づいて前記サーボモータを制御するドライバと、前記可動作業ユニットにおける前記可動部の移動目標位置と現在位置との差を示す偏差を監視して、当該作業動作における所要位置決め精度に基づいて設定される位置決め完了幅以内に前記偏差が収束したことを示す位置決め完了信号を出力する位置決め監視部とを備え、基板に電子部品を実装するための部品実装用作業を実行する部品実装用装置において、前記可動作業ユニットの位置決め制御を行う部品実装用装置における位置決め制御方法であって、予め設定された前記位置決め完了幅を所要位置決め精度が異なる複数種類の作業動作について記憶させておき、作業動作実行に際して当該作業動作に対応する前記位置決め完了幅を前記記憶部から読み出して前記ドライバに指示する。

本発明によれば、サーボモータによって駆動されて部品実装用作業のための作業動作を行う可動作業ユニットの位置決め制御において、予め設定された位置決め完了幅を所要位置決め精度が異なる複数種類の作業動作について記憶させておき、作業動作実行に際して当該作業動作に対応する位置決め完了幅を読み出してドライバに指示することにより、所要位置決め精度に応じた適切な精度範囲で位置決めを完了させることができ、位置決め制御時間を短縮して生産性を向上させることができる。

本発明の一実施の形態の部品実装装置の構成説明図本発明の一実施の形態の部品実装装置の動作説明図本発明の一実施の形態の部品実装装置の動作説明図本発明の一実施の形態の部品実装装置による作業動作における所要位置決め精度の説明図本発明の一実施の形態の部品実装装置による作業動作における所要位置決め精度の説明図本発明の一実施の形態の部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図本発明の一実施の形態の部品実装装置に用いられるサーボ駆動系における位置決め完了幅と位置決め所要時間との関係を示す説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、基板に電子部品を実装するための部品実装用作業を実行する部品実装用装置としての部品実装装置１の構成を説明する。部品実装装置１は、表示パネルなどの基板の縁部に、ドライバ用の半導体装置などの電子部品を実装する機能を有するものである。

図１において、部品実装装置１はＸ方向に配置された仮圧着装置Ｍ１、本圧着装置Ｍ２を含む複数の装置より構成される。仮圧着装置Ｍ１、本圧着装置Ｍ２は、基台１ａ上にそれぞれ、基板位置決め機構２Ａ、作業ヘッド機構２０Ａおよび基板移載機構１０Ａ、基板位置決め機構２Ｂ、作業ヘッド機構２０Ｂおよび基板移載機構１０Ｂを配設して構成されている。

基板位置決め機構２Ａ、２Ｂは同一構成であり、いずれもサーボモータ駆動のＸ軸テーブル２Ｘ、Ｙ軸テーブル２Ｙ、Ｚθ軸テーブル２Ｚθより成る多軸移動機構上に保持テーブル３を重ね、さらに保持テーブル３の上面に複数の吸着パッド４を装着した構成となっている。作業対象の基板６は複数の吸着パッド４によって吸着保持され、Ｘ軸テーブル２Ｘ、Ｙ軸テーブル２Ｙ、Ｚθ軸テーブル２Ｚθを駆動することにより、保持した基板６を水平方向、上下方向へ移動させて、所定位置に位置決めする基板位置決め作業動作が実行される。

基板移載機構１０Ａ、１０Ｂは同一構成であり、同様にサーボモータ駆動によって旋回軸１２を垂直軸廻りに旋回させる旋回駆動機構１１を備えている。旋回軸１２には、旋回アーム１３を介して下面に複数の吸着パッド１５が装着された保持ヘッド１４が結合されている。保持ヘッド１４が基板６を保持した状態で旋回駆動機構１１を駆動することにより、保持ヘッド１４を旋回軸１２廻りに回動させて、保持した基板６を隣接する装置間で移載する基板移載作業動作が実行される。

上記構成において、基板位置決め機構２Ａ、２Ｂ、基板移載機構１０Ａ、１０Ｂは、サーボモータによって駆動されて部品実装用作業のための作業動作を行う可動作業ユニットとなっている。そして基板位置決め機構２Ａ、２Ｂにおいて基板６を吸着パッド４を介して保持する保持テーブル３、基板移載機構１０Ａ、１０Ｂにおいて基板６を吸着パッド１５を介して保持する保持ヘッド１４は、可動作業ユニットにおいて作業を実行する可動部となっている。

仮圧着装置Ｍ１に配設された作業ヘッド機構２０Ａは、上流側から基板位置決め機構２Ａに受け渡された基板６の縁部６ａ（図５（ｂ）参照）に、部品供給部（図示省略）から供給される半導体装置などの電子部品８（図５（ｂ）参照）を仮圧着する機能を有している。また本圧着装置Ｍ２に配設された作業ヘッド機構２０Ｂは、仮圧着装置Ｍ１から基板移載機構１０Ａによって基板位置決め機構２Ｂに受け渡された仮圧着後の基板６を対象として、縁部６ａに実装された電子部品８を本圧着して縁部６ａに電気的に接続するとともに固着させる機能を有している。

図２，図３を参照して、部品実装装置１における基板位置決め機構２Ａ、２Ｂ、基板移載機構１０Ａ、１０Ｂの作業動作を説明する。なお、図２、図３においては基板移載機構１０Ｂの図示は省略している。まず図２（ａ）は、仮圧着装置Ｍ１において仮圧着作業が完了した後の基板６を、本圧着装置Ｍ２に移載する際の動作を示している。すなわち仮圧着完了後の基板６を保持テーブル３によって保持した状態でＸ軸テーブル２Ｘを駆動することにより、保持テーブル３上の基板６はＸ方向へ移動し（矢印ａ）、基板移載機構１０Ａへの基板受け渡しのために設定された第１受渡し位置［Ｐ１］に位置決めされる。またこの動作と平行して、基板移載機構１０Ａにおいて旋回駆動機構１１を駆動して旋回軸１２を回転駆動することにより（矢印ｂ）、保持ヘッド１４が第１受渡し位置［Ｐ１］の上方へ移動する。

次いで図２（ｂ）に示すように、基板位置決め機構２ＡにおいてＺθ軸テーブル２Ｚθを駆動して保持テーブル３を上昇させることにより（矢印ｃ）、保持した基板６を基板移載機構１０Ａの吸着パッド１５に当接させて吸着させる。この後、図２（ｃ）に示すように、基板位置決め機構２ＡにおいてＺθ軸テーブル２Ｚθを駆動して保持テーブル３を下降させることにより（矢印ｄ）、基板６は基板移載機構１０Ａの吸着パッド１５によって吸着保持された状態となり、基板６の基板移載機構１０Ａへの受け渡しが完了する。

次いで、再び旋回駆動機構１１を駆動することにより、図２（ｄ）に示すように、基板６を吸着パッド１５によって吸着保持した状態の保持ヘッド１４を本圧着装置Ｍ２側へ旋回させて（矢印ｅ）、基板位置決め機構２Ｂへの基板受け渡しのために設定された第２受渡し位置［Ｐ２］に移動する。これとともに、本圧着装置Ｍ２の基板位置決め機構２Ｂにおいては、Ｘ軸テーブル２Ｘを駆動することにより、保持テーブル３はＸ方向上流側へ移動し（矢印ｇ）、基板移載機構１０Ａからの基板受け取りのために設定された第２受渡し位置［Ｐ２］に位置決めされる。そして仮圧着装置Ｍ１の基板位置決め機構２Ａにおいては、Ｘ軸テーブル２Ｘを駆動して保持テーブル３を上流側装置からの新たな基板６の受け取りのための位置へ移動させる（矢印ｆ）。

次いで図３（ａ）に示すように、基板位置決め機構２ＢにおいてＺθ軸テーブル２Ｚθを駆動して保持テーブル３を上昇させることにより（矢印ｈ）、保持した基板６を保持テーブル３の吸着パッド４に当接させて吸着保持させる。この後、図３（ｂ）に示すように、基板位置決め機構２ＢにおいてＺθ軸テーブル２Ｚθを駆動して保持テーブル３を下降させることにより（矢印ｉ）、基板６は基板位置決め機構２Ｂの吸着パッド４によって吸着保持された状態となり、図３（ｃ）に示すように、基板６の基板位置決め機構２Ｂへの受け渡しが完了する。このとき、仮圧着装置Ｍ１においては、基板位置決め機構２Ａの保持テーブル３上に上流側装置から新たな基板６が供給される。

図４は、上述の図３（ｃ）の状態における基板位置決め機構２Ｂの位置合わせ精度を示すものである。基板移載機構１０Ａに保持された基板６の基板位置決め機構２Ｂへの受け渡しにおいては、図４（ａ）に示すように、基板移載機構１０Ａの保持ヘッド１４が移動する移動目標位置である第２受渡し位置［Ｐ２］に、基板位置決め機構２Ｂの保持テーブル３を位置合わせする必要がある。この位置合わせにおいては、旋回駆動機構１１およびＸ軸テーブル２Ｘ、Ｙ軸テーブル２Ｙの駆動において、実行される作業動作の特性から求められる必要位置決め精度以内に軸停止精度を設定しなければならない。

基板移載機構１０Ａから基板位置決め機構２Ｂへの基板６の受け渡しのための作業動作においては、図４（ｂ）に示すように、保持ヘッド１４の吸着パッド１５と保持テーブル３の吸着パッド４との間で基板６が確実に受け渡され、且つ保持テーブル３に基板６が保持された状態において、作業ヘッド機構２０Ｂでの縁部６ａの位置補正に支障を来すような大幅な位置ずれが生じないことが条件となる。したがって、この作業動作における必要位置決め精度は部品実装作業動作などと比較してラフな精度でよく、図４（ｂ）に示すように、位置ずれ許容限度の値は、このラフな精度に基づいて設定される。すなわちＸ方向についてはΔ１ｘ，Ｙ方向については、Δ１ｙが、旋回駆動機構１１およびＸ軸テーブル２Ｘ、Ｙ軸テーブル２Ｙの駆動における相対位置ずれ許容限度として設定される。これらΔ１ｘ，Δ１ｙは、受け渡し難度などに関する経験値に基づいて、個別に設定されるものである。

次に、基板６を対象として、作業ヘッド機構２０Ａ、作業ヘッド機構２０Ｂによる作業動作が実行される。すなわち、図３（ｄ）に示すように、仮圧着装置Ｍ１においては、基板位置決め機構２ＡのＸ軸テーブル２Ｘ、Ｙ軸テーブル２Ｙを駆動して保持テーブル３をＸ方向、Ｙ方向（矢印ｋ，ｊ）に移動させる。また、本圧着装置Ｍ２においては、基板位置決め機構２ＢのＸ軸テーブル２Ｘ、Ｙ軸テーブル２Ｙを駆動して保持テーブル３をＸ方向、Ｙ方向（矢印ｍ，ｌ）に移動させる。これにより、図５（ａ）に示すように、基板６の縁部６ａは、作業ヘッド機構２０Ａ、２０Ｂに対して位置合わせされる。

仮圧着装置Ｍ１では、図５（ｂ）（イ）に示すように、まず基板位置決め機構２Ａの位置調整により基板６の縁部６ａを下受け部２１ａによって正しく下受けする位置に位置合わせされる。次いで、電子部品８を保持した部品保持ツール２２ａを下降させて、電子部品８を予め縁部６ａに供給されたＡＣＦ７上に着地させて仮圧着する。この電子部品８を縁部６ａに仮圧着する作業動作においては、電子部品８の接続用端子を縁部６ａに形成された端子（図示省略）に高精度で位置合わせする必要があることから、基板位置決め機構２Ａによる基板６の位置合わせにおいては、高精度の位置決め許容値が設定される。すなわちＸ方向についてはΔ２ａｘ，Ｙ方向については、Δ２ａｙが、Δ１ｘ、Δ１ｙと比較してより高精度の位置ずれ許容限度として設定される。Δ２ａｘ，Δ２ａｙは、電子部品８のサイズや位置合わせ難度などの特性に応じて個別に設定される。

また本圧着装置Ｍ２では、図５（ｂ）（ロ）に示すように、まず基板位置決め機構２Ｂの位置調整により基板６の縁部６ａを下受け部２１ｂによって下受けする。次いで、圧着ツール２２ｂを下降させて電子部品８に当接させ、圧着ツール２２ｂによって電子部品８を押圧しながら加熱することにより電子部品８をＡＣＦを介して縁部６ａに電気的に接続するとともに固着させる本圧着を行う。この電子部品８を縁部６ａに本圧着する作業動作においては、電子部品８の正しい位置を正しい姿勢で押圧する必要があることから、基板位置決め機構２Ａによる基板６の位置合わせにおいては、高精度の位置決め許容値が設定される。すなわちＸ方向についてはΔ２ｂｘ，Ｙ方向については、Δ２ｂｙが、同様にΔ１ｘ、Δ１ｙと比較してより高精度の位置ずれ許容限度として設定される。Δ２ｂｘ，Δ２ｂｙについても同様に、電子部品８のサイズや押圧難度などの特性に応じて個別に設定される。

次に図６を参照して、制御系の構成を説明する。制御装置３０はＣＰＵ機能を備えた処理演算装置であり、以下に説明する各要素を制御することにより、部品実装装置１による作業動作を実行させる。また制御装置３０は、内部制御機能としての位置決め監視部３１、位置決め制御部３２を有しており、後述するように、これらは可動作業ユニットである基板位置決め機構２Ａ、２Ｂ、基板移載機構１０Ａ、１０Ｂにおける位置決め動作を制御する機能を有している。

制御装置３０は、基板移載機構１０Ａ、１０Ｂ、基板位置決め機構２Ａ、２Ｂおよび作業ヘッド機構２０Ａ、２０Ｂの動作制御を行う。ここで、基板移載機構１０Ａ、１０Ｂは、旋回駆動機構１１を駆動するためのサーボモータである移載軸モータ１１Ｍ、エンコーダ１１Ｅ、移載軸ドライバ１１Ｄより成る移載軸サーボ駆動機構を有しており、制御装置３０からの動作指令が移載軸ドライバ１１Ｄに対して出力されることにより、移載軸ドライバ１１Ｄは動作指令に応じた動作パターンで移載軸モータ１１Ｍを駆動する。そして移載軸モータ１１Ｍの動作に伴い、エンコーダ１１Ｅは移載軸モータ１１Ｍの回転駆動量をフィードバックパルス（位置フィードバック情報）として移載軸ドライバ１１Ｄに対して出力する。移載軸ドライバ１１Ｄは、この位置フィードバック情報に基づいて移載軸モータ１１Ｍの動作を制御する。

同様に基板位置決め機構２Ａ、２Ｂは、それぞれＸ軸テーブル２Ｘ、Ｙ軸テーブル２Ｙを駆動するためのサーボモータであるＸ軸モータ２ＸＭ、エンコーダ２ＸＥ、Ｘ軸ドライバ２ＸＤより成るＸ軸サーボ駆動機構、Ｙ軸モータ２ＹＭ、エンコーダ２ＹＥ、Ｙ軸ドライバ２ＹＤより成るＹ軸サーボ駆動機構を有しており、制御装置３０からの動作指令がＸ軸ドライバ２ＸＤ、Ｙ軸ドライバ２ＹＤに対して出力されることにより、Ｘ軸ドライバ２ＸＤ、Ｙ軸ドライバ２ＹＤは動作指令に応じた動作パターンでＸ軸モータ２ＸＭ、Ｙ軸モータ２ＹＭを駆動する。

そしてＸ軸モータ２ＸＭ、Ｙ軸モータ２ＹＭの動作に伴い、エンコーダ２ＸＥ、エンコーダ２ＹＥはＸ軸モータ２ＸＭ、Ｙ軸モータ２ＹＭの回転駆動量をフィードバックパルス（位置フィードバック情報）としてＸ軸ドライバ２ＸＤ、Ｙ軸ドライバ２ＹＤに対して出力する。Ｘ軸ドライバ２ＸＤ、Ｙ軸ドライバ２ＹＤは、この位置フィードバック情報に基づいてＸ軸モータ２ＸＭ、Ｙ軸モータ２ＹＭの動作を制御する。

これにより、基板移載機構１０Ａ、１０Ｂにおいて作業を実行する可動部である保持ヘッド１４、基板位置決め機構２Ａ、２Ｂにおいて作業を実行する可動部である保持テーブル３の現在位置を示す位置フィードバック情報が常に制御装置３０に伝達され、制御装置３０はこれらの位置フィードバック情報に基づいて、基板移載機構１０Ａ、１０Ｂにおける保持ヘッド１４、基板位置決め機構２Ａ、２Ｂにおける保持テーブル３の現在位置を常に知ることができる。したがって、エンコーダ１１Ｅ、２ＸＥ、２ＹＥは、可動作業ユニットにおいて作業を実行する可動部の現在位置を示す位置フィードバック情報を取得する現在位置取得部となっている。

本実施の形態に示す位置決め制御方法においては、位置フィードバック情報として出力されるフィードバックパルスと位置決め目標位置に対応するパルス値との偏差を常に監視することにより、位置決め完了を判断するようにしている。すなわち、作業動作の実行に際して位置決め監視部３１は基板移載機構１０Ａ、１０Ｂにおける保持ヘッド１４の移動目標位置と現在位置との差を示す偏差、基板位置決め機構２Ａ、２Ｂにおける保持テーブル３の移動目標位置と現在位置との差を示す偏差を監視して、当該作業動作における所要位置決め精度に基づいて設定される位置決め完了幅（図７説明参照）以内に偏差が収束したことを示す位置決め完了信号を出力する。そしてこの位置決め完了信号が出力されたならば、作業動作の制御シーケンスによって規定される次の制御ステップに移行する。

制御装置３０は、認識装置３３、入出力装置３４、記憶装置３５と接続されており、認識装置３３は作業ヘッド機構２０Ａ、２０Ｂに備えられた位置認識カメラ（図示省略）によって基板６の縁部６ａを撮像した画像を認識処理する。これにより、縁部６ａの基準位置が認識され、縁部６ａを作業ヘッド機構２０Ａ、２０Ｂに位置合わせする位置合わせ動作では、この認識結果に基づいて位置補正が行われる。

入出力装置３４はタッチパネルスイッチが設けられた表示パネルやキーボードなど、各種の画面表示や操作指令の入力を行うための操作パネルである。入出力装置３４を操作することにより、以下に説明する制御パラメータなどの各種データ入力が行われる。記憶装置３５は、制御装置３０による制御処理に必要な各種のプログラムやデータのほか、基板移載機構１０Ａ、１０Ｂ、基板位置決め機構２Ａ、２Ｂにおける位置決め制御に用いられる制御データとしての、Ｘ軸制御パラメータ３５ａ、Ｙ軸制御パラメータ３５ｂ、移載軸モータ制御パラメータ３５ｃを記憶する。

ここでは、Ｘ軸制御パラメータ３５ａ、Ｙ軸制御パラメータ３５ｂ、移載軸モータ制御パラメータ３５ｃとして、サーボ駆動系において位置決めが完了したことを残留パルスによって判断するために予め設定されるパルス幅、すなわち位置決め完了幅についてのデータが記憶されている。そして本実施の形態においては、位置決め動作を効率よく実行するために、所要位置決め精度が異なる複数種類の作業動作について、それぞれ個別に設定された位置決め完了幅を記憶するようにしている。

すなわち記憶装置３５は、予め設定された位置決め完了幅を所要位置決め精度が異なる複数種類の作業動作について記憶する。そして作業動作実行に際しては、位置決め制御部３２は当該作業動作に対応する位置決め完了幅を記憶装置３５から読み出して、当該作業動作を実行する動作機構（基板移載機構１０Ａ、１０Ｂ、基板位置決め機構２Ａ、２Ｂ）においてサーボモータ（移載軸モータ１１Ｍ、Ｘ軸モータ２ＸＭ、Ｙ軸モータ２ＹＭ）を制御するドライバ（移載軸ドライバ１１Ｄ、Ｘ軸ドライバ２ＸＤ、Ｙ軸ドライバ２ＹＤ）に指示する。

ここで図７を参照して、上述の位置決め完了幅と位置決め所要時間との関係について説明する。図７は、サーボ駆動系の軸動作制御において、軸位置を停止目標位置ＳＰで停止させるために位置指令をドライバに対して指令するとともに、動作を停止するために速度指令値を零値にセットした後の軸位置の経時的な変動をグラフで示している。すなわち位置指令に基づき、駆動軸は停止目標位置ＳＰに向かって移動するが、軸動作の慣性により速度指令値が零値となったタイミングｔ０においても軸位置は停止目標位置ＳＰに完全には収束せず、停止目標位置ＳＰを振幅中心とする減衰振動の後に停止に至る。そしてこの減衰振動は、各サーボモータに備えられたエンコーダから出力されるフィードバックパルスによって検出され、位置決め監視部３１によって各時点におけるパルス値と停止目標位置ＳＰとの差を示す偏差が監視される。そしてこの偏差が予め設定された位置決め完了幅以内に収束することにより、位置決め完了と判定される。

このとき、設定される位置決め完了幅の大小により、位置決め精度および位置決め完了までに要する時間が規定される。すなわち図７に示すように、位置決め完了幅をＡ１に設定すると、偏差が位置決め完了幅Ａ１以下となるタイミング、すなわちタイミングｔ０から位置決め所要時間Ｔ１だけ経過したタイミングにて位置決めが完了する。これに対し位置決め完了幅をＡ１よりも大きいＡ２に設定すると、偏差が位置決め完了幅Ａ２以下となるタイミング、すなわちタイミングｔ０から、位置決め所要時間Ｔ１よりも短い位置決め所要時間Ｔ２だけ経過したタイミングにて位置決めが完了する。このように、サーボ駆動系において動作時間を短縮するために位置決め所要時間を極力短くしようとすれば、位置決め完了幅を当該作業動作において作業特性上必要とされる所要位置決め精度に基づいて適切に設定することが望ましい。

このため、本実施の形態においては、基板移載機構１０Ａ、基板移載機構１０Ｂ、基板位置決め機構２Ａ、基板位置決め機構２Ｂにおける位置決め制御に用いられる制御データとしての、Ｘ軸制御パラメータ３５ａ、Ｙ軸制御パラメータ３５ｂ、移載軸モータ制御パラメータ３５ｃを以下のように設定する。すなわちＸ軸制御パラメータ３５ａ、Ｙ軸制御パラメータ３５ｂとしては、図４（ｂ）に示すようにより精度的にラフに設定されるΔ１ｘ、Δ１ｙに基づいて位置決め完了幅Ａ２、および図５（ｂ）に示すようにより高精度に設定されるΔ２ａｘ、Δ２ａｙ、Δ２ｂｘ、Δ２ｂｙに基づいて、位置決め完了幅Ａ２よりも小さい位置決め完了幅Ａ１をそれぞれ設定する。また移載軸モータ制御パラメータ３５ｃとしては、同様にΔ１ｘ、Δ１ｙに基づいて、単一の位置決め完了幅を設定する。

すなわち、本実施の形態に示す構成の部品実装装置１において、基板移載機構１０Ａ、１０Ｂ、基板位置決め機構２Ａ、２Ｂの位置決め制御を行う位置決め制御方法では、予め設定された位置決め完了幅を所要位置決め精度が異なる複数種類の作業動作について記憶させておき、作業動作実行に際して当該作業動作に対応する位置決め完了幅を記憶装置３５から読み出して各動作機構のドライバに指示するようにしている。

これにより作業動作の特性からみて不必要に高精度な位置決め動作を排除することができ、同一のドライバによって駆動されるサーボモータについて作業動作の種類に関わらず位置決め完了幅を一定値に設定していた従来技術と比較して、位置決め制御時間を短縮して生産性を向上させることができる。なお上述の説明における位置決め許容限度と位置決め完了幅との関係は、厳密に数値的な対応関係にあるものではなく、装置や対象とするワークの種類などに応じて適宜個別に設定されるものである。

また上記実施の形態においては、基板に電子部品を実装するための部品実装用作業を実行する部品実装用装置として、表示パネルなどの基板６に電子部品８を圧着して実装する部品実装装置１の例を示したが、本発明の適用はこのような構成の部品実装装置１に限定されるものではなく、サーボモータによって駆動されて部品実装用作業のための作業動作を行う可動作業ユニットを備えたものであれば、本発明を適用することができる。

なお図６に示す構成では、制御装置３０に位置決め監視部３１の機能を備えるようにしているが、各サーボ駆動系を構成するドライバ（移載軸ドライバ１１Ｄ、Ｘ軸ドライバ２ＸＤ、Ｙ軸ドライバ２ＹＤ）に位置決め監視機能が内蔵されている場合には、各ドライバによって位置決め監視を実行させるようにしてもよい。

本発明の電子部品実装用装置および電子部品実装用装置における基板搬送方法は、位置決め制御時間を短縮して生産性を向上させることができるという効果を有し、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する分野に有用である。

１部品実装装置
２Ａ，２Ｂ基板位置決め機構
３保持テーブル
６基板
７ＡＣＦ
８電子部品
１０Ａ，１０Ｂ基板移載機構
１１旋回駆動機構
１４保持ヘッド
２０Ａ、２０Ｂ作業ヘッド機構
［Ｐ１］第１受渡し位置
［Ｐ２］第２受渡し位置
Ｍ１仮圧着装置
Ｍ２本圧着装置

Claims

基板に電子部品を実装するための部品実装用作業を実行する部品実装用装置であって、
サーボモータによって駆動されて前記部品実装用作業のための作業動作を行う可動作業ユニットと、
前記可動作業ユニットにおいて作業を実行する可動部の現在位置を示す位置フィードバック情報を取得する現在位置取得部と、
前記位置フィードバック情報に基づいて前記サーボモータを制御するドライバと、
前記可動作業ユニットにおける前記可動部の移動目標位置と現在位置との差を示す偏差を監視して、当該作業動作における所要位置決め精度に基づいて設定される位置決め完了幅以内に前記偏差が収束したことを示す位置決め完了信号を出力する位置決め監視部と、
予め設定された前記位置決め完了幅を所要位置決め精度が異なる複数種類の作業動作について記憶する記憶部と、
作業動作実行に際して当該作業動作に対応する前記位置決め完了幅を前記記憶部から読み出して前記ドライバに指示する位置決め制御部とを備えたことを特徴とする部品実装用装置。
サーボモータによって駆動されて前記部品実装用作業のための作業動作を行う可動作業ユニットと、前記可動作業ユニットにおいて作業を実行する可動部の現在位置を示す位置フィードバック情報を取得する現在位置取得部と、前記位置フィードバック情報に基づいて前記サーボモータを制御するドライバと、前記可動作業ユニットにおける前記可動部の移動目標位置と現在位置との差を示す偏差を監視して、当該作業動作における所要位置決め精度に基づいて設定される位置決め完了幅以内に前記偏差が収束したことを示す位置決め完了信号を出力する位置決め監視部とを備え、基板に電子部品を実装するための部品実装用作業を実行する部品実装用装置において、前記可動作業ユニットの位置決め制御を行う部品実装用装置における位置決め制御方法であって、
予め設定された前記位置決め完了幅を所要位置決め精度が異なる複数種類の作業動作について記憶させておき、
作業動作実行に際して当該作業動作に対応する前記位置決め完了幅を前記記憶部から読み出して前記ドライバに指示することを特徴とする部品実装用装置における位置決め制御方法。