JP2016172315A

JP2016172315A - 押付装置

Info

Publication number: JP2016172315A
Application number: JP2016049915A
Authority: JP
Inventors: 山中　修平; Shuhei Yamanaka; 修平山中; 野村　祐樹; Yuki Nomura; 祐樹野村; 剛印田; Tsuyoshi INDA; 秀矢中山; Hideya Nakayama
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2016-03-14
Publication date: 2016-09-29

Abstract

【課題】押付物を被押付物に押し付ける際の衝撃力を抑制する。【解決手段】駆動装置は、押付部が被押付物に接触する位置を接触位置として予め記憶し、押付部の移動を開始させて、移動量情報に基づいて押付部が所定の位置まで移動したと判断、あるいは押付部の速度を推移させて所定の速度になったと判断すると、推力制御手法に基づいて押付部の移動を制御することにより、接触位置での押付部の速度が零となるように押付部を緩やかに減速させ、押付部が接触位置に達すると、押付部を緩やかに加速させてから停止させる。【選択図】図１

Description

本発明は、押付装置に関する。

下記特許文献１は、被移動物が被当接物に衝突する際の衝撃力を小さくして、しかも押し付けに必要な力を得るのに必要な時間を短くする自動押し当て方法が開示されている。該自動押し当て方法は、モータを用いて被移動物を移動させ、被移動物を被当接物に押し当てる自動押し当て方法であって、予め被当接物の位置を求め、該位置を示す位置情報を記憶し、被移動物の移動を開始すると、最大加速度で被移動物を加速し、その後、被移動物の速度を最大減速度で許容値以下に減速し、被移動物の速度が許容値以下になると再度加速した後、被当接物に当接するまでに速度が許容値以下になるように上記位置情報に基づいて被移動物を急激に減速する。

特許第２８２８４０６号公報

ところで、上記従来技術では、被移動物（押付物）を急激に減速しているため、位置情報と実際の位置とが少しでもずれると、押付物を十分に減速できず、押付物が速い速度で被当接物（被押付物）に接触した際に両者に大きな衝撃力が加わるおそれがある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、押付物を被押付物に押し付ける際の衝撃力を抑制する、ことを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、アクチュエータと、前記アクチュエータの可動子に設けられた押付部と、前記可動子の移動量を検出し、前記移動量を示す移動量情報を出力する移動量検出手段と、前記移動量情報に基づいて前記アクチュエータに駆動電流を供給することにより前記押付部を移動させて被押付物に押し付ける駆動装置とを具備する押付装置であって、前記駆動装置は、前記押付部が被押付物に接触する位置を接触位置として予め記憶し、前記押付部の移動を開始させて、前記移動量情報に基づいて前記押付部が所定の位置まで移動したと判断、あるいは前記押付部の速度を推移させて所定の速度になったと判断すると、推力制御手法に基づいて前記押付部の移動を制御することにより、接触位置での前記押付部の速度が零となるように前記押付部を緩やかに減速させ、前記押付部が接触位置に達すると、前記押付部を緩やかに加速させてから停止させる、という手段を採用する。

本発明によれば、上記接触位置（上記位置情報に相当）と実際の位置とが多少ずれていたとしても、押付物を被押付物に押し付ける際、押付物及び被押付物に作用する衝撃力を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態における押付装置を示す模式図である。本発明の第１の実施形態における駆動装置の動作を示すフローチャートである。本発明の第１の実施形態における押付装置の動作を示す模式図である。本発明の第１の実施形態における駆動装置の動作を示すフローチャートである。本発明の第１の実施形態における駆動装置の動作を示すフローチャートである。本発明の第１の実施形態における押付装置の動作を示す模式図である。本発明の第１の実施形態における駆動装置の動作を示すタイミングチャートである。本発明の第２の実施形態における駆動装置の電流指令に基づく駆動電流の変化を示すグラフである。本発明の第２の実施形態における駆動装置の電流指令に基づくワーク押付力の変化を示すグラフである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
［第１の実施形態］
本実施形態における押付装置Ａは、図１に示すように、リニアモータＬｍ（アクチュエータ）、エンコーダＥｃ（移動量検出手段）、吸着部Ｋｔ（押付部）及び駆動装置Ｄｖを備える。押付装置Ａは、リニアモータＬｍに備えられる可動子Ｌｄに取り付けられた吸着部Ｋｔを鉛直方向に移動させ、吸着部Ｋｔに吸着（つまり把持）された電子部品等のワークＷｋを基板Ｂｓ（被押付物）に向けて押し付ける。これにより、押付装置Ａは、ワークＷｋを基板Ｂｓの所定の箇所に接着剤Ｓｔを介して取り付けることができる。なお、リニアモータＬｍ、エンコーダＥｃ、吸着部Ｋｔ及び駆動装置Ｄｖは、押付装置を構成する。
また、基板Ｂｓは、例えば、プリント基板である。

リニアモータＬｍは、固定子Ｋｓ及び可動子Ｌｄを備え、駆動装置Ｄｖから入力される駆動電力に基づいて可動子Ｌｄを鉛直方向に直線運動させるものである。固定子Ｋｓは、例えば、略四角柱形状をしており、鉛直方向に延在する姿勢で所定の構造物に支持されると共に、内部に複数のコイルが延在方向に沿って配列されている。上記複数のコイルは、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれからなるコイルであり、電力線を介して駆動装置Ｄｖから駆動電力が供給される。また、固定子Ｋｓの両端面には、可動子Ｌｄの直線運動を案内するための軸受が設けられている。

可動子Ｌｄは、例えばステンレス等の非磁性材からなり、中空の空間を有する管状形状をしている。可動子Ｌｄの中空空間には、円柱状の複数のマグネットが互いに同極を対向させて積層されている。すなわち、各マグネットは、隣接するマグネットの一方とＮ極同士を対向させ、隣接するマグネットの他方とＳ極同士を対向させて積層されている。マグネットの間には、例えば鉄等の磁性体が介在されている。この可動子Ｌｄは、配列された複数のコイルに設けられた孔を挿通すると共に、固定子Ｋｓに設けられる軸受によって軸線方向に移動可能に支持されている。

エンコーダＥｃは、例えば、光学式または磁気式のセンサであり、リニアモータＬｍの可動子Ｌｄの移動量（つまり移動した距離）を検出し、検出した移動量を示す移動量情報を信号線を介して駆動装置Ｄｖに出力する。吸着部Ｋｔは、可動子Ｌｄの一端、つまり、可動子Ｌｄの基板Ｂｓ側の端部に設けられ、図示しない真空ポンプの真空処理によって、ワークＷｋを真空吸着する。

駆動装置Ｄｖは、エンコーダＥｃから入力される移動量情報に基づいて、リニアモータＬｍを駆動する。駆動装置Ｄｖは、図１に示すように、電力変換器Ｄ１、電流センサＤ２、操作部Ｄ３及び制御部Ｄ４を備える。

電力変換器Ｄ１は、制御部Ｄ４から入力されるスイッチング信号（インバータ駆動信号）に基づいて外部から供給される電力を所定周波数の交流電力（駆動電力）に変換し、リニアモータＬｍのＵ、Ｖ、Ｗ相の各コイルに供給する。すなわち、この電力変換器Ｄ１は、上記インバータ駆動信号によって複数のスイッチング素子を駆動することにより、外部から供給される電力を所定周波数（駆動周波数）で交流電力に変換する。電流センサＤ２は、電力変換器Ｄ１からリニアモータＬｍのＵ相及びＶ相のコイルに供給される駆動電流の電流値を検出し、検出結果を電流情報として制御部Ｄ４に出力する。

操作部Ｄ３は、各種操作指示を受け付け、操作指示に応じた操作信号を制御部Ｄ４に出力する。制御部Ｄ４は、マイコン及び電気的に相互接続された各部と各種信号の送受信を行うインターフェイス回路等から構成されている。この制御部Ｄ４は、上記マイコンに記憶された各種演算制御プログラムに基づいて各種の演算処理を行うと共に各部と通信を行うことにより駆動装置Ｄｖの全体動作を制御する。なお、制御部Ｄ４の動作の詳細については、後述する。

次に、このように構成された駆動装置Ｄｖの動作について、図２〜図７を参照して説明する。
駆動装置Ｄｖは、操作部Ｄ３に入力される操作指示に基づいて各種動作を実行する。例えば、駆動装置Ｄｖは、操作部Ｄ３に位置検知指示が入力されると、後述する接触位置を検知して記憶する位置検知動作を開始する。ここで、ワークＷｋは、図３（ａ）に示すように、接着剤Ｓｔを介して基板Ｂｓ上に取り付けられている。また、吸着部Ｋｔは、真空吸着を行っておらず、真空ポンプによる真空処理も停止している。また、可動子Ｌｄ（つまり吸着部Ｋｔ）は、原点位置（図３（ａ）参照）に位置している。

具体的には、駆動装置Ｄｖは、操作部Ｄ３に位置検知指示が入力されると、吸着部Ｋｔを移動させてワークＷｋを押し付ける方向、すなわち図３（ａ）に示すように基板Ｂｓに向けて下方向に一定速度で移動を開始させる（ステップＳ１）。つまり、駆動装置Ｄｖにおいて、制御部Ｄ４は、操作部Ｄ３から位置検知指示に応じた操作信号が入力されると、エンコーダＥｃから入力される移動量情報に基づいて可動子Ｌｄ（つまり吸着部Ｋｔ）を一定速度で下方向に移動させる駆動電流を電力変換器Ｄ１に生成させる。

この際、制御部Ｄ４は、移動量情報によって示される可動子Ｌｄ（つまり吸着部Ｋｔ）の移動量に基づいて吸着部Ｋｔの現在の速度が一定速度となるように制御する。つまり、制御部Ｄ４は、吸着部Ｋｔの現在の速度が上記一定速度より遅れている場合には、電力変換器Ｄ１が生成する駆動電流を増大させ、吸着部Ｋｔの現在の速度が一定速度より速い場合には、電力変換器Ｄ１が生成する駆動電流を減少させる。

続いて、制御部Ｄ４は、電流センサＤ２から入力される電流情報に基づいてリニアモータＬｍに供給される現在の駆動電流を算出し、該駆動電流が所定のしきい値（以後、押付電流と称す）以上であるか否か判定する（ステップＳ２）。つまり、制御部Ｄ４は、吸着部ＫｔがワークＷｋに接触して（図３（ｂ）参照）、吸着部ＫｔがワークＷｋの反力を受けることによって駆動電流が増大し、当該駆動電流が上記押付電流以上となったか否か判定する。なお、上記押付電流は、制御部Ｄ４に予め記憶された制御パラメータである。

制御部Ｄ４は、電力変換器Ｄ１からリニアモータＬｍに供給される現在の駆動電流が押付電流以上である場合（ＹＥＳの場合）、内部に有するカウンタのカウントアップを開始する（ステップＳ３）と共に、電流情報のみに基づいて吸着部Ｋｔ（可動子Ｌｄ）の移動を制御する。続いて、制御部Ｄ４は、上記カウンタの値が所定のカウント値に達したか否か判定する（ステップＳ４）。制御部Ｄ４は、上記カウンタの値が所定のカウント値に達していない（つまり所定のカウント値未満である）場合（ＮＯの場合）、上記ステップＳ２の処理に戻る。

一方、制御部Ｄ４は、上記カウンタの値が所定のカウント値に達すると（ＹＥＳの場合）、移動量情報に基づいて吸着部Ｋｔの現在の位置を算出し、現在の位置が所定の限度値（以後、ストロークリミットと称する）以上であるか否か判定する（ステップＳ５）。上記ストロークリミットとは、吸着部Ｋｔの移動限界である。一方、制御部Ｄ４は、現在の駆動電流が押付電流以上でない（つまり押付電流未満である）場合（ＮＯの場合）、上記カウンタをリセットする（ステップＳ６）。

制御部Ｄ４は、上記ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４の処理を所定の周期で繰り返し実行している。つまり、上記ステップＳ４の処理で上記カウンタの値が所定のカウント値に達した場合とは、上記ステップＳ２の処理で現在の駆動電流が押付電流以上となってから、上記カウント値に対応した所定の時間が経過した状況である。したがって、制御部Ｄ４は、現在の駆動電流が押付電流以上となってから所定の時間が経過した場合、つまり上記ステップＳ４の処理結果が「ＹＥＳ」の場合、上記ステップＳ５の処理を実行する。

制御部Ｄ４は、吸着部Ｋｔの現在の位置がストロークリミット以上でない（つまりストロークリミット未満である）場合（ＮＯの場合）、該現在の位置を接触位置として記憶し、位置検知動作が成功したと認識する（ステップＳ７）。なお、上記接触位置は、後述する押付動作で使用され、押付動作において吸着部Ｋｔに吸着されたワークＷｋが基板Ｂｓに接触した際の吸着部Ｋｔの位置を示す値である。

一方、制御部Ｄ４は、現在の位置がストロークリミット以上である場合（ＹＥＳの場合）、位置検知動作が失敗したと認識する（ステップＳ８）。制御部Ｄ４は、上記ステップＳ７及び上記ステップＳ８の完了後、電力変換器Ｄ１を制御して、図３（ｃ）に示すように、吸着部Ｋｔを原点位置に戻す（ステップＳ９）。駆動装置Ｄｖは、上記ステップＳ１〜Ｓ９の処理を実行して、位置検知動作を完了する。本実施形態は、ユーザが操作部Ｄ３に位置検知指示を入力するだけで、自動的に位置検知動作を実行して接触位置を検知して記憶するため、ユーザ自身が手作業等で接触位置を検知する必要がなく、ユーザの手間を軽減できる。

一方、駆動装置Ｄｖは、操作部Ｄ３に押付指示が入力されると、リニアモータＬｍにワークＷｋを基板Ｂｓ上に押し付ける押付動作を開始する。ここで、可動子Ｌｄ（つまり吸着部Ｋｔ）は、図６（ａ）に示すように、原点位置に位置している。また、吸着部Ｋｔは、ワークＷｋを真空吸着した状態である。つまり、ワークＷｋは、吸着部Ｋｔによって持ち上げられた状態である。また、基板Ｂｓ上の所定の箇所には、図６（ａ）に示すように、ワークＷｋを接着するための接着剤Ｓｔが塗布されている。

まず、駆動装置Ｄｖにおいて、制御部Ｄ４は、操作部Ｄ３から押付指示に応じた操作信号が入力された否か判定し（ステップＳ２１）、押付指示に応じた操作信号が入力されていない場合（ＮＯの場合）、上記ステップＳ２１の処理に戻る。一方、制御部Ｄ４は、押付指示に応じた操作信号が入力された場合（ＹＥＳの場合）、吸着部Ｋｔを移動させてワークＷｋを基板Ｂｓに押し付ける方向、すなわち図６（ａ）に示すように吸着部Ｋｔを基板Ｂｓに向けて下方向に移動を開始させ、位置制御処理を実行する（ステップＳ２２）。位置制御処理は、移動量情報及び電流情報に基づいて吸着部Ｋｔの速度を変化しつつ、吸着部Ｋｔを移動する処理である。

具体的には、制御部Ｄ４は、上記位置制御処理において、吸着部Ｋｔの移動を開始させると最大速度まで所定の加速度で加速させる。ここで、制御部Ｄ４は、吸着部Ｋｔを所定の加速度で加速させるために、電力変換器Ｄ１が生成する駆動電流を急激に増大させる（図７（ｂ）参照）。

そして、制御部Ｄ４は、位置制御処理において、吸着部Ｋｔの速度が最大速度に到達すると吸着部Ｋｔを最大速度で維持させる。つまり、制御部Ｄ４は、上記最大速度を予め記憶し、移動量情報に基づいて吸着部Ｋｔの現在の速度を算出し、現在の速度が最大速度に到達すると、吸着部Ｋｔを最大速度で維持させる。この際、制御部Ｄ４は、電力変換器Ｄ１に駆動電流を最大速度を維持できる電流値まで減少させ、この電流値で維持させる（図７（ｂ）参照）。

そして、制御部Ｄ４は、位置制御処理において、吸着部Ｋｔを最大速度で維持させた後、所定の減速開始位置に吸着部Ｋｔが到達すると、吸着部Ｋｔを最大減速度で減速を開始させる（図７（ａ）参照）。上記所定の減速開始位置は、押付装置Ａを使用するユーザによって、予め設定される値である。また、上記最大減速度とは、駆動電流としてマイナス方向の最大電流をリニアモータＬｍに供給した場合に発生する減速度である。つまり、制御部Ｄ４は、吸着部Ｋｔを最大減速度で減速させるために、駆動電流としてマイナス方向の最大電流を電力変換器Ｄ１に生成させる。なお、上記最大電流は、リニアモータＬｍや駆動装置Ｄｖの仕様に基づいて決まっている。

また、制御部Ｄ４は、位置制御処理と同時に、減速完了判定処理を実行する（ステップＳ２３）。減速完了判定処理とは、吸着部Ｋｔの最大減速度での減速が完了したか否か判定する処理である。

具体的には、制御部Ｄ４は、上記減速完了判定処理において、移動量情報に基づいて吸着部Ｋｔの現在の位置を算出し、現在の位置が「ストロークリミット／２」以上であるか否か判定する（ステップＳ３１）。制御部Ｄ４は、吸着部Ｋｔの現在の位置が「ストロークリミット／２」以上でない（つまり「ストロークリミット／２」未満である）場合（ＮＯの場合）、ステップＳ３１の処理に戻る。一方、制御部Ｄ４は、吸着部Ｋｔの現在の位置が「ストロークリミット／２」以上である場合（ＹＥＳの場合）、移動量情報に基づいて吸着部Ｋｔの現在の速度を算出し、現在の速度が所定の下限速度（以後、押付速度と称す）以下であるか否か判定する（ステップＳ３２）。つまり、制御部Ｄ４は、吸着部Ｋｔの速度が押付速度まで減速したか否か判定する。

制御部Ｄ４は、位置制御処理と同時に、上記減速完了判定処理、つまり上記ステップＳ３１，Ｓ３２の処理を繰り返し実行することで、減速完了を判断する。なお、上記ステップＳ３１の処理を設けているのは、減速完了判定処理が上記ステップＳ３２処理だけである場合、減速完了を誤判定してしまうおそれがあるためである。つまり、減速完了判定処理が上記ステップＳ３２の処理だけである場合、位置制御処理の実行中、吸着部Ｋｔを最大加速度で加速している際に、吸着部Ｋｔの現在の速度が押付速度以下である場合も、減速完了と判断してしまう。この誤判定を防止するために、上記ステップＳ３１の処理を設けている。

制御部Ｄ４は、吸着部Ｋｔの現在の速度が押付速度以下でない（つまり押付速度を超える）場合（ＮＯの場合）、ステップＳ３２の処理に戻る。一方、制御部Ｄ４は、現在の速度が押付速度以下である場合（ＹＥＳの場合）、位置制御処理に代わって、推力制御処理（推力制御手法）を実行する。推力制御処理は、電流情報に基づいて吸着部Ｋｔの移動を制御する処理である。

具体的には、制御部Ｄ４は、推力制御処理において、上述した接触位置での吸着部Ｋｔの速度が零となるように減速度を徐々に減少させつつ吸着部Ｋｔを緩やかに減速させる（ステップＳ２４）。具体的には、制御部Ｄ４は、吸着部Ｋｔの現在の速度が押付速度以下となった際、つまり、推力制御処理に切り替わった際、吸着部Ｋｔの位置（以後、切替位置と称す）を移動量情報に基づいて算出し、該切替位置と上述した接触位置との差（以後、位置差分値と称す）を算出する。

そして、制御部Ｄ４は、上記切替位置から接触位置までの移動における速度変化曲線（以後、速度変化曲線と称す）を三角関数や２次関数等を用いて生成する。上記速度変化曲線は、位置に応じた吸着部Ｋｔの速度の変化を示すものであり、吸着部Ｋｔが接触位置に達した際に零となるように接触位置に近づくにつれて緩やかに減速する吸着部Ｋｔの速度を示す放物線である。

続いて、制御部Ｄ４は、上記位置差分値及び速度変化曲線に基づいて時間毎の吸着部Ｋｔの速度を算出する。なお、時間毎の吸着部Ｋｔの速度とは、吸着部Ｋｔが切替位置から接触位置までの移動時間における時間毎の速度である。例えば、図７（ａ）に示すように、現在の速度が押付速度以下となった後、時間に応じて速度が上述した速度変化曲線に対応して曲線状に変化する。

そして、制御部Ｄ４は、上記時間毎の速度に基づいて時間毎の駆動電流を算出する。続いて、制御部Ｄ４は、上記時間毎の駆動電流を電力変換器Ｄ１に順次生成させる。また、上記駆動電流として、図７（ｂ）に示すように、吸着部Ｋｔの現在の速度が押付速度以下になったタイミングから吸着部Ｋｔが接触位置に到達するタイミングまでに、マイナス方向の最大電流から零まで上昇する。
なお、図７（ｂ）に示すように、吸着部Ｋｔの現在の速度が押付速度以下になったタイミングから吸着部Ｋｔが接触位置に到着するタイミングまでに、マイナス方向の最大電流から零まで比例で上昇させることで、図７（ａ）に示すように、現在の速度が押付速度以下となった後、時間に応じて速度が上述した速度変化曲線に対応して曲線状に変化させることもできる。

そして、制御部Ｄ４は、吸着部Ｋｔが接触位置に達する、つまり、吸着部Ｋｔの速度が零となると、吸着部Ｋｔを加速度を徐々に上昇させつつ緩やかに加速する（ステップＳ２５）。ここで、制御部Ｄ４は、図７（ａ）に示すように、上記ステップＳ２４の処理における減速時の速度の推移とは対称的な速度の推移となるように、時間毎の吸着部Ｋｔの速度を算出する。そして、制御部Ｄ４は、上記時間毎の速度に基づいて時間毎の駆動電流を算出する。続いて、制御部Ｄ４は、上記時間毎の駆動電流を電力変換器Ｄ１に順次生成させる。また、上記駆動電流として、図７（ｂ）に示すように、零からさらに上昇する。

そして、制御部Ｄ４は、電流情報に基づいて現在の駆動電流が上述した押付電流以上であるか否か判定する（ステップＳ２６）。つまり、制御部Ｄ４は、吸着部Ｋｔに吸着されるワークＷｋが接着剤Ｓｔを介して基板Ｂｓに接触して（図６（ｂ）参照）、吸着部ＫｔがワークＷｋの反力を受けることによって駆動電流が増大し、当該駆動電流が上記押付電流以上となったか否か判定する。

制御部Ｄ４は、現在の駆動電流が押付電流以上でない（つまり押付電流未満）場合（ＮＯの場合）、ステップＳ２６の処理に戻り、さらに駆動電流を上昇させる。一方、制御部Ｄ４は、リニアモータＬｍに供給される現在の駆動電流が押付電流以上である場合（ＹＥＳの場合）、駆動電流を押付電流のまま一定にさせ（図７（ｂ）参照）、所定の時間経過後、吸着部Ｋｔ（可動子Ｌｄ）の移動を停止させる（ステップＳ２７）。

ここで、吸着部Ｋｔは、図示しない真空ポンプの真空処理を停止して、真空吸着を解除する。そして、制御部Ｄ４は、ステップＳ２７の処理の後、電力変換器Ｄ１を制御して、図６（ｃ）に示すように吸着部Ｋｔを原点位置に戻す（ステップＳ２８）。駆動装置Ｄｖは、上記ステップＳ２１〜Ｓ２８の処理を実行して、押付動作を完了する。

このような本実施形態によれば、予め記憶する接触位置での吸着部Ｋｔの速度が零となるように減速度を徐々に減少させつつ吸着部Ｋｔを緩やかに減速させ、接触位置に達すると、吸着部Ｋｔを加速度を徐々に上昇させつつ緩やかに加速させて吸着部Ｋｔの移動を停止する。これにより、本実施形態は、接触位置の前後の幅広い範囲で速度が零に近い値となり、上記接触位置と実際の位置とが多少ずれていたとしても、吸着部Ｋｔを基板Ｂｓに押し付ける際、吸着部Ｋｔ、ワークＷｋ及び基板Ｂｓに作用する衝撃力を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、接触位置に達した後、吸着部Ｋｔの加速度を徐々に上昇させつつ緩やかに加速するので、吸着部Ｋｔに吸着されるワークＷｋが基板Ｂｓに当接された後、吸着部Ｋｔ、ワークＷｋ及び基板Ｂｓに作用する衝撃力が急激に上昇せず、押圧力を徐々に加えてワークＷｋを基板Ｂｓに押し付けることができる。また、本実施形態は、ユーザが操作部Ｄ３に位置検知指示を入力するだけで、自動的に位置検知動作を実行して接触位置を検知するため、ユーザ自身が手作業等で接触位置を検知する必要がなく、ユーザの手間を軽減できる。

また、本実施形態は、アクチュエータとしてリニアモータＬｍを備え、このリニアモータＬｍに吸着部Ｋｔを直線運動させることで、吸着部Ｋｔに吸着されるワークＷｋを基板Ｂに押し付けることができる。また、本実施形態では、吸着部Ｋｔが、所定の電子部品であるワークＷｋを吸着、つまり把持し、ワークＷを搭載物として被搭載物かつ被押付物である基板Ｂｓに押し付けて搭載させることによって、ワークＷｋを基板Ｂｓに搭載する際の人間の手間を軽減できる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の説明については重複を避けるため、その説明を簡略若しくは省略する。

上述の実施形態では、接触位置での吸着部Ｋｔの速度が零となるように吸着部Ｋｔを緩やかに減速させ、接触位置に達すると吸着部Ｋｔを緩やかに加速させることで、吸着部Ｋｔ、ワークＷｋ及び基板Ｂｓに作用する衝撃力を抑制しているが、吸着部ＫｔがワークＷｋに柔らかく接触、つまり速度を十分に下げてからワークＷｋに接触するため、タクトタイムが長くなる。このタクトタイムを短縮するためには、吸着部ＫｔがワークＷｋを押し付けはじめてから設定した押付力（押付電流）に達するまでの時間短縮が必要となる（図７の後半部参照）。

そこで、第２の実施形態では、接触位置に達し、吸着部Ｋｔを緩やかに加速させた後、当該加速度よりも大きな加速で加速させる制御を、図８に示す電流指令に基づいて行う。具体的に、駆動装置Ｄｖ（制御部Ｄ４）は、吸着部Ｋｔを当該加速度よりも大きな加速度で加速させるとき、駆動電流を、現在の電流値から吸着部Ｋｔの加速を停止させる目標の電流値まで、第一象限（θ＝０〜π／２）の正弦波で増加させる電流指令を生成し、当該電流指令に基づいて吸着部Ｋｔの移動を制御する。すなわち、駆動装置Ｄｖは、上述した推力制御処理から下式（１）に基づいた電流制御処理（電流指令に基づく制御）に切り換える。

式（１）において、Ａ（ｔ）は駆動電流の電流指令を示し、Ｉ_０は現在の電流値を示し、Ｉ_ａは目標の電流値（押付電流）を示し、Ｔは現在の電流値から目標の電流値までの予め設定された立ち上げ時間（要求時間）を示し、ｔは時間を示す。
なお、推力制御処理から上記電流制御処理に切り換えるタイミング（ｔ＝０）は、吸着部Ｋｔを緩やかに加速させた後であれば任意のタイミングで設定してもよく、例えば、吸着部ＫｔがワークＷｋの反力を受けることによって駆動電流が増大し、当該駆動電流が所定の設定値以上（押圧電流未満）となったタイミングで切り替えてもよい。また、電流制御処理に切り換えた後、立ち上げ時間Ｔが経過したタイミングで、電流制御処理から再び推力制御処理に切り換えてもよい。

例えば、図８において一点鎖線で示すように、駆動電流を一次関数で直線変化させる電流指令を生成した場合、図９において同じ一点鎖線で示すように、ワーク押付力が目標とする押付力Ｆ_ａを超えるオーバーシュートが発生する。また、例えば、図８において二点鎖線で示すように、駆動電流を正弦波のθ＝−π／２〜π／２でＳ字変化させる電流指令を生成した場合、図９において同じ二点鎖線で示すように、ワーク押付力の立ち上りが遅く、また、ワーク押付力が変化する途中で電流増加の傾きが大きくなり目標とする押付力Ｆ_ａを超えてしまうことがある。

一方で、上述した第２の実施形態によれば、接触位置に到達後、吸着部Ｋｔを緩やかに加速させ、吸着部Ｋｔを当該加速度よりも大きな加速度で加速させるとき、駆動電流を、現在の電流値から吸着部Ｋｔの加速を停止させる目標の電流値まで、第一象限（θ＝０〜π／２）の正弦波で増加させる電流指令を生成し、当該電流指令に基づいて吸着部Ｋｔの移動を制御するため、図８において実線で示すように、電流値が小さいときに電流値の変化を大きく、また、目標の電流値Ｉ_ａの近傍において電流値の変化を小さくすることができる。これにより、図９において実線で示すように、ワーク押付力を急速に立ち上げると共に、目標とする押付力Ｆ_ａを超えてしまうオーバーシュートを無くすことができ、押付時間を短縮することができる。よって、処理全体としてのタクトタイムを短縮することができる。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、吸着部Ｋｔの現在の速度が押付速度以下となるまで、位置制御処理を使用して、図７（ａ）に示すように速度を推移させて、吸着部Ｋｔを移動させているが、本発明はこれに限定されない。本発明は、吸着部Ｋｔの現在の速度が押付速度以下となるまでの間に、位置制御処理でなく、推力制御処理を使用して、吸着部Ｋｔを移動させてもよいし、また、図７（ａ）に示す速度の推移とは異なる速度の推移であってもよい。

（２）上記実施形態において、制御部Ｄ４は、上記ステップＳ３２の処理において、現在の速度が押付速度以下であると判定した場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ２４の処理、つまり、接触位置での吸着部Ｋｔの速度が零となるように減速度を徐々に減少させつつ吸着部Ｋｔを緩やかに減速させたが、本発明はこれに限定さない。例えば、制御部Ｄ４は、移動量情報に基づいて吸着部Ｋｔが所定の位置まで移動したと判定した場合に、上記ステップＳ２４の処理を実行するようにしてもよい。

（３）上記実施形態では、リニアモータＬｍを備える装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、リニアモータＬｍ以外の回転モータを備える装置に適用する、つまりリニアモータＬｍ以外の各種アクチュエータを備える装置に適用することが可能である。

（４）上記実施形態において、制御部Ｄ４は、吸着部Ｋｔが接触位置に達すると、吸着部Ｋｔを加速度を徐々に上昇させつつ緩やかに加速させ、駆動電流が押付電流となると、駆動電流を押付電流のまま一定にさせ、所定の時間経過後、吸着部Ｋｔの移動を停止したが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御部Ｄ４は、吸着部Ｋｔを加速度を徐々に上昇させつつ緩やかに加速させた後に、より大きな加速度で加速させた後に吸着部Ｋｔを停止させるようにしてもよい。これによって、吸着部Ｋｔによる押付動作を早く完了することができる。

（５）上記実施形態では、押付動作において、吸着部Ｋｔに吸着されたワークＷｋを基板Ｂｓに向けて押し付けているが、本発明はこれに限定されない。本発明は、基板Ｂｓ上に接着剤Ｓｔを介して配置されたワークＷｋを、吸着機能を持たない押付部によって押圧して、ワークＷｋを基板Ｂｓに押し付ける装置にも適用することができる。また、本発明は、接着剤Ｓｔがなく、単純に土台の上にワークＷｋが載せられており、そのワークＷｋを押し付けてもよいし、ワークＷｋ、土台という区別がなく、単純に対象物を押し付けるものも含まれる。

Ａ…押付装置、Ｌｍ…リニアモータ（アクチュエータ）、Ｅｃ…エンコーダ（移動量検出手段）、Ｋｔ…吸着部（押付部）、Ｄｖ…駆動装置、Ｗｋ…ワーク、Ｂｓ…基板（被押付物）、Ｓｔ…接着剤、Ｄ１…電力変換器、Ｄ２…電流センサ、Ｄ３…操作部、Ｄ４…制御部

Claims

アクチュエータと、前記アクチュエータの可動子に設けられた押付部と、前記可動子の移動量を検出し、前記移動量を示す移動量情報を出力する移動量検出手段と、前記移動量情報に基づいて前記アクチュエータに駆動電流を供給することにより前記押付部を移動させて被押付物に押し付ける駆動装置とを具備する押付装置であって、
前記駆動装置は、前記押付部が被押付物に接触する位置を接触位置として予め記憶し、前記押付部の移動を開始させて、前記移動量情報に基づいて前記押付部が所定の位置まで移動したと判断、あるいは前記押付部の速度を推移させて所定の速度になったと判断すると、推力制御手法に基づいて前記押付部の移動を制御することにより、接触位置での前記押付部の速度が零となるように前記押付部を緩やかに減速させ、前記押付部が接触位置に達すると、前記押付部を緩やかに加速させてから停止させることを特徴とする押付装置。
前記駆動装置は、前記押付部が前記接触位置に達すると、前記押付部を所定の加速度で緩やかに加速させた後に、前記加速度よりも大きな加速度で加速させた後に停止させることを特徴とする請求項１に記載の押付装置。
前記駆動装置は、前記押付部を前記加速度よりも大きな加速度で加速させるとき、前記駆動電流を、現在の電流値から前記押付部の加速を停止させる目標の電流値まで、第一象限の正弦波で増加させる電流指令を生成し、前記電流指令に基づいて前記押付部の移動を制御することを特徴とする請求項２に記載の押付装置。
前記駆動装置は、
前記押付部を一定速度で前記被押付物に向けて移動させた際に、前記アクチュエータに供給する駆動電流が電流しきい値以上となった時点の移動量情報に基づいて前記可動子の位置を算出し、当該位置を前記接触位置として記憶することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の押付装置。
前記アクチュエータは、リニアモータであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の押付装置。
前記押付部は、所定の電子部品を把持し、前記電子部品を搭載物として被搭載物かつ前記被押付物であるプリント基板に押し付けて搭載させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の押付装置。