JP4057643B2 - 電子部品製造装置、電子部品製造装置の制御方法並びに制御プログラム - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品に対して各種の工程処理を施す電子部品製造装置、電子部品製造装置の制御方法並びに制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子部品製造装置においては、ダイレクトドライブモータによって間欠的に駆動されるターンテーブルの外周部分に、複数のハンドリング機構が配置され、これらのハンドリング機構は、ターンテーブルを駆動するダイレクトドライブモータと別駆動のリニアモータによって同時に上下に駆動されていた。ターンテーブルの周囲には複数の工程処理機構が配置され、ハンドリング機構は、各工程処理機構の位置で下降して電子部品を工程処理機構に渡し、電子部品位置合わせ、電気特性検査、マーキング、外観検査、ソート、テーピング等の処理が順次行われる。
【０００３】
このような電子部品製造装置では、ターンテーブルの周囲に配設された各工程処理ごとに処理に要する時間が異なる。例えば、電子部品位置合わせ（センタリング）においては、センタリング処理に要する時間は他の工程処理に比べ短時間で終わるのに対し、電気特性検査（テストコンタクト）に要する時間は相対的に長くかかっていた。
【特許文献１】
特許第２６２０６４６号公報
【特許文献２】
特開２００２−１２７０６４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
［工程処理時間における課題］
しかしながら、これらの各工程処理をターンテーブルの同一円周上に配置している以上、各工程処理における停止時間は一定となるので、複数のハンドリング機構のすべての処理が終了しないとターンテーブルは間欠動作できないことになり、複数の工程のうち、時間を要する工程においては搬送位置−処理位置間の移動時間を短くして生産性を上げ、時間を要しない工程では移動時間を長くして欠陥発生を防止する、などの工程ごとの柔軟な処理ができない。このため、ターンテーブルの停止時間と移動時間、すなわち間欠回転の１サイクルに要する時間であるインデックスタイムの悪化を招き、生産性の向上を図ることができなかった。
【０００５】
［荷重制御における課題］
一方、複数の工程処理を順次行う場合、工程によって要求される荷重が異なることもある。例えば、電子部品の電極切断、加工工程においては、電子部品を固定するために大きな荷重が必要であるが、電気特性測定工程にはそれほど大きな荷重は必要ない。また、テープ梱包、マーキング、外観検査工程などでは荷重はほとんど必要ない。
【０００６】
しかしながら、上記のような従来の装置では、ハンドリング機構により電子部品を固定するための荷重は、複数の工程にわたって一定であるため、工程ごとに電子部品固定用の荷重を制御して、大きな荷重が必要ない工程では小さな荷重で処理することにより不良品発生を防止する、等の柔軟な処理が行えなかった。
【０００７】
具体的には、処理機構が電子部品のリード切断などを行う工程である場合、ハンドリング機構が電子部品を保持し、ダイに一定荷重を加えクランプを行う際、ハンドリング機構に設けられた吸着ノズルや電子部品に対して、その工程に適した荷重を制御することができなかった。
【０００８】
また、処理機構が電気特性検査を行う工程である場合は、測定用の電極に対する電子部品の位置決め停止位置は、もちろんのこと、その電極に加わる荷重に対しても、その工程に適した一定の制御を行うことができなかった。このため、電子部品等に必要以上に荷重が加わり、電極自身及び電子部品のリードに損傷を与え、不良品の発生及び誤測定の要因となっていた。
【０００９】
さらに、処理機構部に電子部品を位置決め停止させる動作過程においても、荷重が必要以上に加わらないようにする必要性があった。例えば、電子部品の位置合わせをガイドにより行う処理工程の場合は、電子部品がθ方向等に位置ずれしていると、強制的にガイド内に電子部品を押し込んでしまい、電子部品の不良を発生させていた。また、電子部品に、荷重が加わり不良品の可能性があるにも関わらず、その検出ができず次の処理に工程が進み、最終的には、不良品の流出につながる可能性を含んでいた。
【００１０】
［衝撃荷重−速度における課題］
電子部品を複数の搬送機構間で順次受け渡すように構成された電子部品製造装置において、搬送機構間で電子部品を受け渡す工程等、１つの電子部品が複数のハンドリング機構により同時に保持されるような工程では、電子部品には通常の工程より大きな衝撃が加わり、その結果、不良品が発生する可能性が高かった。このため、このような複数の搬送機構を設けた電子部品製造装置では、複数のハンドリング機構全体の移動速度を、搬送機構間の受け渡し工程において不良品を発生させない範囲の一定の移動速度に設定せざるを得ず、装置全体の処理速度が制限されるため、生産性の向上に限界があった。
【００１１】
また、従来の電子部品製造装置においては、上記のように、複数のハンドリング機構全体の移動時間が一定であるため、電子部品の厚みや電極形状等の変更に伴う移動量、移動速度の変更は容易ではなかった。このため、多品種生産に対応できないという問題があった。
【００１２】
さらに、処理機構部に電子部品を完全に接触させる工程を有する場合、例えば処理機構部が金型である場合等、接触し始める位置に到達する前に速度を低下させ接触による衝撃荷重を抑制または緩和させる等の制御ができないため、電子部品に衝撃によるダメージ与え、不良品を発生させる要因となっていた。
【００１３】
［位置決めにおける課題］
近年、電子部品の小型化が急速に加速している状況においては、搬送や位置決めに対するよりいっそうの精密さを要求されるようになった。しかしながら、製作上、可動保持部を厳密に同一寸法に製作することは困難であり、また、摩耗に起因する位置精度のバラツキにより一つの処理機構に対して全ての可動保持部を一定の位置に位置決めすることができない。
【００１４】
そのため、従来の電子部品製造装置においては、電子部品の位置決め位置も可動保持部の製作寸法のバラツキに左右されることとなっていた。その結果、例えば電子部品の受け渡しを行う処理機構及びその工程では、位置決めのバラツキ等から電子部品に衝撃荷重が加わり、不良品発生の要因となったり、受け渡しそのものが支障をきたすハンドリングミスを誘発することとなっていた。
［００１５］
また、従来の電子部品製造装置においては、電子部品の位置決め完了を検出できないことから、電子部品の位置決め不良が判定できない状態で処理機構等の動作を行ってしまい、結果として不良品を発生させてしまったり、処理機構の動作開始タイミングを必要以上に遅延させてしまい、生産性を低下させる要因となっていた。
［００１６］
一方で、他のセンサを用いて、電子部品の位置決め完了を検出することは非常にコストがかかるため困難であり、同時に誤検出となる可能性が高いという問題があった。したがって、ターンテーブルの停止位置に、複数の処理機構及びその工程を設け、位置決め数を複数設け処理する事はできなかった。
［００１７］
本発明の目的は、ハンドリング機構を各工程処理ごとに独立駆動させる駆動制御パターンを設け、Ｚ軸制御、すなわち各工程処理機構の位置でハンドリング機構が下降して電子部品を工程処理機構に受け渡す制御を、各工程処理ごとに独立に行うことにより、装置全体としての処理効率、インデックスタイムの向上を図ることのできる電子部品製造装置、電子部品製造装置の制御方法並びに制御プログラムを提供することにある。
課題を解決するための手段
［００１８］
上記目的を達成するため、本発明は、電子部品を保持する可動保持部を備えた複数の保持手段を順次配置された複数の工程処理機構に順次移動させるとともに、前記保持手段から前記各工程処理機構へ電子部品を受け渡して電子部品に各種工程処理を施す電子部品製造装置において、前記複数の保持手段を前記複数の工程処理機構に順次搬送して各工程処理機構に対応する各停止位置で停止させる搬送機構と、前記搬送機構を駆動する搬送用の駆動源と、前記複数の保持手段を個別に駆動するように互いに独立して設けられた複数の保持手段駆動源と、前記搬送用駆動源と前記保持手段駆動源とを統合的に制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記保持手段から前記各工程処理機構へ電子部品を受け渡す際に、各工程処理機構における電子部品の上方位置及び下方位置間の移動時間と各工程処理機構における処理時間との相違から、前記保持手段を予め設定された制御パターンに基づいて、前記複数の保持手段を互いに独立して駆動制御するものであり、前記工程処理機構ごとに予め設定された前記保持手段の制御パターンを読み出す手段と、前記保持手段駆動源の駆動を開始させる駆動開始手段と、前記保持手段駆動源の駆動情報から、前記保持手段に保持された電子部品の位置を逐次検出する位置検出手段と、前記保持手段の上方位置である移動位置と下方位置である工程処理機構への受渡し位置間の移動において、前記保持手段の加減速を前記保持手段駆動源の制御により行う加減速制御手段と、前記保持手段駆動源のトルク制限を行うことにより前記保持手段における電子部品にかかる荷重制御を行うトルク制御手段と、を備え、前記加減速制御手段は、前記保持手段の制御パターンに基づいて、前記保持手段の下降時に電子部品が前記受渡し位置に近づくにしたがって前記保持手段の移動速度を減速させながら前記工程処理機構へ受け渡し、前記保持手段の上昇時には前記保持手段の移動速度を加速、減速、加速を交互に行うものであり、前記トルク制御手段は、前記保持手段が前記受渡し位置に達した場合に、前記制御パターンに基づいて、電子部品にかかる荷重を制御することを特徴とする。
［００１９］
以上のような本発明によれば、各工程処理機構に対する電子部品の高さ位置と移動時間及び処理時間との関係を、制御パターンとして予め設定しておき、この制御パターンに基づいて、電子部品保持手段の駆動制御、すなわち各工程処理機構に対する電子部品の受渡し処理を、工程処理ごとに個別に独立して行うことにより、電子部品の位置を基準とした電子部品保持手段の直接制御を行うことができ、電子部品の正確な位置が把握できる。そのため、従来のセンサ等を利用した間接制御に比べ、処理速度の向上、誤検によるトラブルの防止を図ることができるようになる。
［００２０］
また、例えば、電子部品保持手段が工程処理機構に対して大きく移動しなければならない左右反転処理機構等においては、電子部品を左右反転処理機構に移載する際、徐々に減速し電子部品に掛かる衝撃を緩和するように加減速制御ができるようになる。また、電子部品保持手段が工程処理機構に対してわずかしか移動しなくてよいテストコンタクトのような場合には、質量の軽い物は加減速を最大にすることができ、処理時間を速くすることができる。このように、各工程処理ごとに最適な加減速制御を行うことが可能となる。
［００２１］
［００２２］
［００２３］
本発明ではまた、予め設定された制御パターンに基づいて工程処理機構ごとに最適なトルク制御を行うことができるようになる。また、前記加減速制御に加え、前記保持手段の加減速のタイミングに合わせ、電子部品保持駆動源であるモータにトルク制限を掛けることにより電子部品にかかる不要な荷重を排除するための荷重制御を行うことができる。
［００２４］
なお、本発明は、電子部品製造装置としてのみならず、電子部品製造装置を制御する方法やコンピュータを用いて電子部品制御装置を制御する制御プログラムとしても把握可能である。
発明の効果
［００２５］
以上説明したように、本発明によれば、ハンドリング機構を各工程処理ごとに独立駆動させる駆動制御パターンを設け、Ｚ軸制御、すなわち各工程処理機構の位置でハンドリング機構が下降して電子部品を工程処理機構に受け渡す制御を、各工程処理ごとに独立に行うことにより、装置全体としての処理効率、インデックスタイムの向上を図ることのできる電子部品製造装置、電子部品製造装置の制御方法並びに制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
［００２６］
［図１］本発明の実施形態に係る電子部品製造装置の全体構成を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）。
［図２］本発明の実施形態に係る電子部品製造装置の駆動ユニットの構成を示す断面図（ａ）及び側面図（ｂ）。
［図３］本発明の実施形態における電子部品製造装置の工程処理ごとのＺ軸移動量並びに処理時間の相違の一例を示す図。
［図４］本発明の実施形態に係る電子部品製造装置の工程処理のタイミングチャート。
［図５］本発明の実施形態に係る電子部品製造装置の工程処理のタイミングチャート。
［図６］本発明の実施形態に係る電子部品製造装置における制御装置の制御処理を示すフローチャート。
【図７】従来の電子部品の位置検出手法を示す図。
【図８】従来の電子部品製造装置の工程処理のタイミングチャート。
【符号の説明】
【００２７】
１…電子部品製造装置
２…工程処理ユニット
２Ａ…エスケープ工程
２Ｂ…極性判別工程
２Ｃ…左右反転工程
２Ｄ…テストコンタクト工程
２Ｅ…マーキング工程
２Ｆ…外観検査工程
２Ｇ…ソート工程
２Ｈ…テーピング工程
２Ｉ…不良品除去工程
２Ｈ…各処理工程
３…ハンドリングユニット
３ａ…支持部
３ｂ…吸着ノズル
３ｃ…ノズル先端部
４…ターンテーブル
５…ダイレクトドライブモータ
６…駆動ユニット
６ａ…操作ロッド
６ｂ…駆動部
６ｃ…モータ
６ｄ…エンコーダ
７…制御装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明の電子部品製造装置、、電子部品製造装置の制御方法並びに制御プログラムを実施するための最良の実施形態（以下「本実施形態」と呼ぶ）について図を参照して説明する。なお、背景技術や課題で既に説明した内容と共通の前提事項は繰り返さない。
【００２９】
（１）実施形態の構成
（１−１）全体構成
図１に示す電子部品製造装置１は、円弧状に等間隔で順次配置された複数の工程処理ユニット（工程処理機構）２に対して、複数の電子部品Ｓを順次搬送するための装置である。ここで、電子部品製造装置１は、図１に示すように、まず、電子部品Ｓを保持する可動の吸着ノズル（可動保持部）３ｂをそれぞれ有する複数のハンドリングユニット（電子部品保持手段）３と、ハンドリングユニット３を工程処理ユニット２に搬送するターンテーブル（搬送機構）４を備えている。
【００３０】
電子部品製造装置１はまた、ターンテーブル４を駆動するダイレクトドライブモータ（搬送用の駆動源）５と、ハンドリングユニット３を個別に駆動するように互いに独立して設けられた複数の駆動ユニット（保持手段駆動機構）６、等を備えている。各部の詳細は次の通りである。
【００３１】
ターンテーブル４は、円弧状に配置された複数の工程処理ユニット２の上方に、工程処理ユニット２と離間して水平配置されており、ターンテーブル４の外周部には、複数のハンドリングユニット３が複数の工程処理ユニット２と同間隔で配置されている。
【００３２】
また、ハンドリングユニット３は、図１に示すように、吸着ノズル３ｂと、この吸着ノズル３ｂを上下方向に可動に支持する支持部３ａとから構成されており、この支持部３ａは、ターンテーブル４の上方に設けられている。
【００３３】
ここで、複数のハンドリングユニット３は、図１（ａ）に示すように、１つのハンドリングユニット３が１つの工程処理ユニット２の工程処理位置Ｐと重なる場合に、他のハンドリングユニット３も、いずれかの工程処理位置Ｐとそれぞれ重なるようにして、ターンテーブル４の外周部に配置されている。すなわち、複数の工程処理ユニット２は、電子部品Ｓに工程処理を施す工程処理位置Ｐを備えており、工程処理位置Ｐの水平面上における中心が、ターンテーブル４と同軸の１つの円上に等間隔で位置するようにして配置されている。そして、複数のハンドリングユニット３は、その吸着ノズル３ｂのノズル先端部３ｃの水平面上における中心が、工程処理位置Ｐの水平面上における中心に位置するようにして配置されている。
【００３４】
また、この工程処理ユニット２は、ボールフィーダ並びにリニアフィーダから整列搬送されてくる電子部品はエスケープからハンドリングユニット３に受け渡すエスケープ工程２Ａと、電子部品の極性を判別する極性判別工程２Ｂと、この極性判別に基づいて、電子部品を極性を入れ替えるように回転させる左右反転工程２Ｃと、電子部品の電気特性を検査するテストコンタクト工程２Ｄと、マーキング工程２Ｅと、外観検査工程２Ｆと、前記工程において不良品と判定された電子部品を取り除くソート工程２Ｇと、テーピング工程２Ｈと、残留部品を取り除く不良品除去工程２Ｉとから構成される。吸着ノズルに保持されて、上記工程２Ａ〜２Ｉの順で回転搬送されるようになっている。
【００３５】
（１−２）制御装置及び駆動ユニットの構成
一方、複数の駆動ユニット６は、図１及び図２に示すように、複数の工程処理ユニット２の各々に対応して設けられており、ハンドリングユニット３の吸着ノズル３ｂの上端部に当接して吸着ノズル３ｂを下方に押し下げるための操作ロッド６ａとそれを駆動する駆動部６ｂを備えている。複数の駆動ユニット６は、また、ターンテーブル４の上方に、ハンドリングユニット３の搬送経路から離間し、かつ、このターンテーブル４を介して、対応する工程処理ユニット２の上方にそれぞれ重なるようにして配置されている。また、各駆動ユニット６は、その操作ロッド６ａの水平面上における中心が、対応する各工程処理ユニット２の工程処理位置Ｐの水平面上における中心と重なるようにして配置されている。
【００３６】
この複数の駆動ユニット６は、図２に示すように、制御装置７の制御により、駆動部６ｂによって操作ロッド６ａを上下動させることにより、吸着ノズル３ｂを上方位置と下方位置との間で昇降させ、吸着ノズル３ｂのノズル先端部３ｃに保持した電子部品Ｓを、搬送経路上の搬送位置と工程処理ユニット２の工程処理位置Ｐとの間で移動させるようになっている。
【００３７】
制御装置７による複数の駆動ユニット６の駆動制御パターン、すなわち、操作ロッド６ａの動作による吸着ノズル３ｂの上方位置−下方位置間の移動時間、移動量、移動速度、移動タイミング、荷重等の駆動制御パターンは、各工程処理ユニット２における電子部品の高さ位置と上方位置−下方位置間の移動時間及び処理時間との関係に基づいて、工程ごとに個別に設定されている。
【００３８】
より具体的には、制御装置７が、図５に示すように、駆動源であるモータ６ｃの回転に合わせて回転するエンコーダ６ｄの回転角度（図５（ｃ）参照）から定まる電子部品のＺ軸方向の位置情報及びモータの回転始動からの経過時間と、予め設定されたエンコーダ６ｄの回転角度に基づく位置情報及び経過時間の制御パターンとを比較し、解析することにより最適な位置制御（図５（ａ）参照）・速度制御（同（ｄ）参照）・トルク制御（同（ｅ）参照）を行うように設定されている。
【００３９】
ここで、図７は、従来のセンサを利用した吸着ノズルの位置制御を表したものである。この方式は、中間にセンサを介して制御するものであり、処理速度が遅く、位置検出精度が不十分で、また、誤検によるトラブル発生の原因になっていた。例えば、工程処理部にゴミ等があった場合、ゴミのサイズや形状によっては認識することができない場合があり、また、高速で回転するターンテーブルの処理速度に追いつかない等の問題があった。
【００４０】
本実施形態の電子部品製造装置１では、吸着ノズル３ｂの上方位置−下方位置間（Ｚ軸）の移動時間、移動量、移動速度、移動タイミング、荷重等を独自の駆動制御パターンにより制御することにより、このような従来の問題点を解消している。
【００４１】
（２）作用効果
（２−１）全体の作用
複数のハンドリングユニット３の吸着ノズル３ｂにより複数の電子部品Ｓを保持した状態で、ターンテーブル４をダイレクトドライブモータ５の駆動により回転させることにより、複数の電子部品Ｓを複数の工程処理ユニット２に順次搬送する。電子部品Ｓを保持した各ハンドリングユニット３が個々の工程処理ユニット２に対応する各停止位置に達した時点で、ターンテーブル４を停止させる。
【００４２】
この場合、個々の工程処理ユニット２に対応する各停止位置にある各ハンドリングユニット３の吸着ノズル３ｂの水平面上における中心は、当該工程処理ユニット２の水平面上における中心、およびその工程処理ユニット２に対応する駆動ユニット６の操作ロッド６ａの水平面上における中心と重なる。すなわち、各停止位置にある各吸着ノズル３ｂを、各駆動ユニット６の操作ロッド６ａによって駆動できる状態となる。
【００４３】
したがって、このような状態から、各駆動ユニット６において、操作ロッド６ａを上下動させることにより、電子部品Ｓを、ターンテーブル４による搬送経路上の搬送位置と工程処理ユニット２の工程処理位置Ｐとの間で移動させる。
【００４４】
そして、各工程処理ユニット２により各電子部品Ｓに工程処理を施した後、各ハンドリングユニット３の吸着ノズル３ｂにより各電子部品Ｓを保持した状態で、各駆動ユニット６において、駆動部６ｂにより操作ロッド６ａを上昇させることにより、吸着ノズル３ｂを下方位置から上方位置に押し上げる。
以上のような作用により、電子部品Ｓを各工程処理２に対して順次搬送し、各種工程処理を施す。
【００４５】
（２−２）Ｚ軸の駆動制御パターンの作用
［インデックスタイムの短縮］
次に、本実施形態の吸着ノズル３ｂの上方位置−下方位置間（Ｚ軸）の駆動制御パターンの作用について具体的に説明する。ここでは、本実施形態の電子部品製造装置１における代表的な工程処理である、左右反転工程２Ｃとテストコンタクト工程２Ｄとを例にとって、これらを比較することによって説明する。
【００４６】
図３は、左右反転工程２Ｃとテストコンタクト工程２Ｄにおける吸着ノズル３ｂの上方位置−下方位置間の移動量、すなわち、Ｚ軸移動量を比較をした図である。左右反転工程２Ｃにおいては、Ｚ軸方向への電子部品移動量は大であり、その処理時間は短い。一方、テストコンタクト工程２Ｄにおいては、Ｚ軸方向への電子部品移動量は小であり、その処理時間は長い。
【００４７】
ここで、電子部品製造装置１全体としてのインデックスタイム、すなわち、ターンテーブル４の停止時間（工程処理時間を含む。）と間欠回転による移動時間の和は、工程処理に要する時間が最も掛かる工程と、Ｚ軸移動に要する時間が最も掛かる工程に律速されることになる。つまり、従来は、ターンテーブル４に均等配置された工程処理ユニットのうち最大の工程処理時間要する工程と、最大移動時間を要する工程との時間の和が前記停止時間となっていた。
【００４８】
そこで、本実施形態では、これら各処理工程のＺ軸制御を各工程独自の制御パターンによって制御することにより、処理時間と移動時間のそれぞれの最大値に装置全体の時間を律するのではなく、各工程処理においてそれぞれ独自に処理時間と移動時間を決定し、これらの和である停止時間で律するようにした。
【００４９】
このことを図４のタイミングチャートにより説明する。同図に示すように、Ｚ軸移動量が最長で処理時間が最短の左右反転工程２Ｃと、Ｚ軸移動量が最短で処理時間が最長のテストコンタクト工程２Ｄのように、相反する性質を持つ工程処理を複数有する電子部品製造装置１においては、従来は各工程処理が一律制御であるため、図中２点鎖線に示すように、それぞれの移動時間及び処理時間を工程処理の中で最も時間を要するものに合わせていた。これにより従来は、インデックスタイムが悪化していた。
【００５０】
一方、本実施形態では、各工程処理ごとに独自の制御パターンにより制御するように構成しているため、互いの移動時間又は停止時間に拘束されることなく、例えば、処理時間の短い左右反転処理のタイミングを早めたり遅くしたり調整して装置全体の処理効率を高めるように設定することができるから、全体としてインデックスタイムの短縮につながり、効率よい工程処理を行うできるようになる。図４（ｄ）では、他の例として、エスケープ工程２Ａを取り上げているが、これによれば、エスケープ工程２Ａは、相対的にＺ軸移動量も大きくなく、また処理時間も短いため、２回のインデックス内において、電子部品Ｓをハンドリングユニット３に受け渡す処理時間のタイミングを早めたり遅くしたりと、任意に制御可能であることがわかる。
【００５１】
［Ｚ軸の加減速制御・荷重制御］
次にＺ軸の加減速制御及び荷重制御について説明する。図２（ａ）として示した左右反転処理のように、Ｚ軸移動量が大きな処理工程においては、Ｚ軸の加減速を一律にするのではなく、図５（ｂ）に示すように、その初期（Ｘ）と中期（Ｙ）、終期（Ｚ）において加減速を徐々に変化させ、電子部品、保持機構及び処理機構への衝撃を最小限に抑えるように、制御パターンを設定している。
【００５２】
この点、従来の技術では図８の（ａ）又は（ｂ）に示すように、吸着ノズル３ｂを工程処理位置Ｐに対して一定の速度で下降させ、接触させ、処理を行っていたが、本実施形態では、図５（ａ）、（ｂ）、及び（ｄ）の拡大図に示すように、吸着ノズル３ｂが工程処理位置Ｐに接近するに従って、操作ロッド６ａを充分に減速させ、その上で電子部品Ｓを工程処理位置Ｐに接触させることにより、衝撃荷重は緩和するように制御パターンを設定している。これにより、従来は、図８（ｂ）に示すように、吸着ノズル３ｂが、例えば工程処理位置Ｐが金型の場合等で接触したりすることによって衝撃荷重が発生していたが、本実施形態では、接触による衝撃荷重を抑制又は緩和することができる。
【００５３】
一方、吸着ノズル３ｂの上昇時、すなわち、電子部品を工程処理位置Ｐから切り離す際には、従来技術では上記同様図８（ａ）に示すように、吸着ノズル３ｂを一定の速度で上昇させているが、本実施形態では、図５（ａ）に示すように、加速、減速、加速を交互に行うように制御パターンを設定している。このように、吸着ノズル３ｂのＺ軸移動では、操作ロッド６ａを充分に減速させ位置ずれが発生しないように駆動部６ｂが制御され、その後、再加速を行ってターンテーブルの駆動タイミングが極力遅れないよう制御している。
【００５４】
以上のようにして、吸着ノズル３ｂのノズル先端部３ｃに保持した電子部品Ｓを、工程処理ユニット２の工程処理位置からターンテーブル４による搬送経路上の搬送位置に復帰させる。
【００５５】
［Ｚ軸のトルク制御］
また、図５（ｅ）には、Ｚ軸のトルク制御について示したものである。ここで、従来のトルク制御においては、図８（ｄ）に示すように、一律にトルクリミットをＭａｘ（＋）、Ｍａｘ（−）としていたため、異常が発生した場合には、そのままのトルクがかかり電子部品の破損、保持機構、工程処理機構へのダメージを与える等の問題があった。
【００５６】
そこで、本実施形態では、同図（ｃ）に示される加減速のタイミングに従い、例えば、電子部品を工程処理部へ移載する際には必要以上のトルクは不要となるので、トルクリミットＭａｘ（＋）に制限をかけ、それ以上トルクがかからないように荷重制御している。このように、トルク制御をすることにより、高感度な電子バネを利用した荷重制御ができるようになる。
【００５７】
［各処理の流れ］
以上のような制御装置における最適なインデックスタイムの設定、位置制御、加減速制御、荷重制御、トルク制御の処理の流れについて、図６のフローチャートを用いて説明する。
【００５８】
まず、制御装置７は、各工程処理ユニット２ごとに、電子部品の高さ位置と上方位置−下方位置間の移動時間と処理時間との基づいて予め設定された各工程処理ごとの最適な制御パターンを読み出す（Ｓ６０１）。より具体的には、図４に示したように、各工程処理における移動時間及び処理時間の相違から予め設定されたインデックスタイムを最短に構成できる制御パターンと、図５に示した加減速、荷重制御、トルク制御として各処理工程において最適な値として設定された各制御パターンを読み出す。
【００５９】
次に、駆動源であるモータ６ｃの回転を始動し（Ｓ６０２）、これに合わせて、エンコーダ６ｄによるモータの回転角度の読み込み及びモータ電流の読み込みによって、電子部品Ｓの位置、正確には吸着ノズル先端３ｃの位置を検出する（Ｓ６０３）。
【００６０】
モータ６ｃの回転により、ハンドリングユニット３の吸着ノズル３ｂに保持された電子部品Ｓは下降動作を開始するが、制御装置７は、このとき、各工程処理ユニット２ごとの、回転開始からの経過時間におけるエンコーダの回転角度に基づいて予め設定された電子部品Ｓの位置情報と、実際のエンコーダ回転角度とを比較し、トルク制御の開始位置に達したか否かを比較し（Ｓ６０４）、設定した情報と実際の情報との間に差がなければ（Ｓ６０４のＹＥＳ）、モータによるトルク制御を行い（Ｓ６０５）、Ｓ６０４へ処理を返す。
【００６１】
一方、電子部品Ｓがトルク制御開始位置に達していないあるいはその位置を過ぎたと判断した場合は（Ｓ６０４のＮＯ）、速度制御の開始位置か否かを判定する（Ｓ６０５）。この処理についても、図５（ｃ）に示すエンコーダの回転角度を解析し、これと図５（ａ）に示すような加減速制御のタイミングチャートとに基づいて判定する。そして、電子部品Ｓが速度制御開始位置にあると判定した場合には（Ｓ６０６のＹＥＳ）、モータによる速度制御を実行し（Ｓ６０７）、Ｓ６０４に処理を返す。一方、電子部品Ｓが速度制御開始位置に達していないあるいはその位置を過ぎたと判断した場合には（Ｓ６０６のＮＯ）、その位置が吸着破壊位置、すなわち、工程処理位置Ｐにあるか否かを判断する（Ｓ６０８）。
【００６２】
電子部品Ｓが吸着破壊位置にあると判断した場合には（Ｓ６０８のＹＥＳ）、吸着破壊、すなわち工程処理ユニット２への受渡しを行い（Ｓ６０９）、Ｓ６０４へ処理を返す。一方、電子部品Ｓが吸着破壊位置に達していないあるいはその位置を過ぎたと判断した場合には（Ｓ６０８のＮＯ）、電子部品Ｓが位置制御開始位置にあるか否かを判断する（Ｓ６１０）。電子部品Ｓが位置制御開始位置にあると判断した場合には（Ｓ６１０のＹＥＳ）、モータによる位置制御を実行し（Ｓ６１１）、さらに、駆動制御が終了したか否かを判断する（Ｓ６１２）。駆動制御が終了したと判断した場合には（Ｓ６１２のＹＥＳ）、処理を終了し（ＥＮＤ）、終了していないと判断した場合には（Ｓ６１２のＮＯ）、アラームを発した後（Ｓ６１３）、処理を終了する（ＥＮＤ）。
【００６３】
一方、Ｓ６１０で、電子部品Ｓが位置制御開始位置に達していないあるいはその位置を過ぎたと判断した場合には（ＮＯ）、すでにタイムアウト、すなわち当該工程処理におけるインデックスタイムを超過しているか否かを判断し（Ｓ６１４）、タイムアウトであると判断した場合には（ＹＥＳ）、位置未到達によるアラームを発した後（Ｓ６１５）、処理を終了する（ＥＮＤ）。タイムアウトでないと判断した場合には（Ｓ６１４のＮＯ）、Ｓ６０４に処理を返し、上記処理を繰り返す。
【００６４】
［効果］
以上のように作用する本実施形態の電子部品製造装置１は、次のような効果を奏する。 各工程処理ユニット２からの電子部品Ｓの高さ位置と移動時間及び処理時間との関係を、予め制御装置７に記憶させておき、各工程処理ユニットにおけるＺ方向の駆動制御を各工程処理ごとに個別に独立して行うようにすることにより、電子部品Ｓの位置を基にした直接制御を行うことができ、電子部品Ｓを保持した吸着ノズルの正確な位置が把握できる。そのため、従来のセンサ等を利用した間接制御に比べ、処理速度の向上、誤検によるトラブルの防止を図ることができるようになる。
【００６５】
また、各工程処理ユニット２ごとの電子部品Ｓの高さ位置と移動時間及び処理時間との関係を予め数種類パターン化しておき、その情報を基に、ハンドリングユニット３がＺ軸方向に移動した量を駆動ユニット６のエンコーダ６ｄで解析し、設定した情報と実際の情報との差を比較するとともに、フィードバックすることにより、加工点への正確な位置決め情報を得ることができる。
【００６６】
また、本実施形態の電子部品製造装置１によれば、各工程処理ごとに最適な加減速制御を行うことができるようになる。例えば、ハンドリングユニット３がＺ軸方向に大きく移動しなければならない左右反転処理等においては、電子部品を左右反転処理工程に移載する際、徐々に減速し電子部品Ｓに掛かる衝撃を緩和するように加減速制御ができるようになる。また、ハンドリングユニットがＺ軸方向にわずかしか移動しなくてよいテストコンタクトのような場合には、質量の軽い物は加減速を最大にすることができ、処理時間を短縮することができる。このように、各工程処理ごとに最適な加減速制御を行うことが可能となる。
【００６７】
本実施形態の電子部品製造装置１によれば、さらに、各工程処理ごとに最適なトルク制御を行うことができるようになる。また、前記加減速制御に加え、前記保持手段の加減速のタイミングに合わせ、電子部品保持駆動源であるモータにトルク制限を掛けることにより電子部品にかかる不要な荷重を排除するために荷重制御を行うことができる。
【００６８】
これにより、従来のセンサ等を利用した間接制御においては得られなかった、より高感度な電子バネ機能を有する荷重制御が可能となる。例えば、工程処理部にゴミや異物があった場合には、電子部品Ｓに掛かる不要な荷重が原因で電子部品を変形や破損させたり、又は吸着ノズル３ｂ先端部の破損、吸着保持機構への不要なダメージを防止することができるようになる。
【００６９】
従来は工程ごとに独立してハンドリングユニット３の最適な駆動制御ができなかったため、ある工程処理において処理時間が長く掛かっていた。本実施形態では、他の工程処理では待ち状態となっているような場合、ターンテーブル４の間欠搬送１サイクル内における他の工程処理の処理開始のタイミングを早めたり、遅くしたりして全体の工程処理時間が速くなるように調整することができる。これにより、装置全体の処理効率の向上、インデックス向上が図れるようになる。
【００７０】
本発明による吸着ノズル先端の位置を予め設定された制御パターンとエンコーダから得られる情報との差を比較解析することにより制御するモニタリング機能により、従来は、センサ等を利用した間接制御で行っていたものを、直接制御で行うことにより、より正確でより速く処理をすることができるようになる。また、品種切替えに伴う段取り替えをする場合、数種類の加減速制御パターンの中から読み出し設定し直すことにより、容易にＺ軸方向の最適な駆動制御をすることができるようになる。特に保持手段の先端部である吸着ノズル先端の磨耗により、Ｚ軸高さ関係が変わることに対する調整も容易で、品種切替・段取り換え時の手間が省けて、短時間に作業が行えるようになる。

Claims (3)

1. 電子部品を保持する可動保持部を備えた複数の保持手段を順次配置された複数の工程処理機構に順次移動させるとともに、前記保持手段から前記各工程処理機構へ電子部品を受け渡して電子部品に各種工程処理を施す電子部品製造装置において、
   前記複数の保持手段を前記複数の工程処理機構に順次搬送して各工程処理機構に対応する各停止位置で停止させる搬送機構と、前記搬送機構を駆動する搬送用の駆動源と、前記複数の保持手段を個別に駆動するように互いに独立して設けられた複数の保持手段駆動源と、前記搬送用駆動源と前記保持手段駆動源とを統合的に制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記保持手段から前記各工程処理機構へ電子部品を受け渡す際に、各工程処理機構における電子部品の上方位置及び下方位置間の移動時間と各工程処理機構における処理時間との相違から、前記保持手段を予め設定された制御パターンに基づいて、前記複数の保持手段を互いに独立して駆動制御するものであり、
   前記工程処理機構ごとに予め設定された前記保持手段の制御パターンを読み出す手段と、
   前記保持手段駆動源の駆動を開始させる駆動開始手段と、
   前記保持手段駆動源の駆動情報から、前記保持手段に保持された電子部品の位置を逐次検出する位置検出手段と、
   前記保持手段の上方位置である移動位置と下方位置である工程処理機構への受渡し位置間の移動において、前記保持手段の加減速を前記保持手段駆動源の制御により行う加減速制御手段と、
   前記保持手段駆動源のトルク制限を行うことにより前記保持手段における電子部品にかかる荷重制御を行うトルク制御手段と、を備え、
   前記加減速制御手段は、前記保持手段の制御パターンに基づいて、前記保持手段の下降時に電子部品が前記受渡し位置に近づくにしたがって前記保持手段の移動速度を減速させながら前記工程処理機構へ受け渡し、前記保持手段の上昇時には前記保持手段の移動速度を加速、減速、加速を交互に行うものであり、
   前記トルク制御手段は、前記保持手段が前記受渡し位置に達した場合に、前記制御パターンに基づいて、電子部品にかかる荷重を制御することを特徴とする電子部品製造装置。
2. コンピュータ又は電子回路が、電子部品を保持する可動保持部を備えた複数の電子部品保持手段を順次配置された複数の工程処理機構に順次移動させるとともに、前記電子部品保持手段から前記各工程処理機構へ前記電子部品を受け渡して前記電子部品に各種工程処理を施す電子部品製造装置の制御方法において、
   前記コンピュータ又は電子回路は、
   前記複数の保持手段を前記複数の工程処理機構に順次搬送して各工程処理機構に対応する各停止位置で停止させる搬送機構と、前記搬送機構を駆動する搬送用の駆動源と、前記複数の保持手段を個別に駆動するように互いに独立して設けられた複数の保持手段駆動源と、前記搬送用駆動源と前記保持手段駆動源とを統合的に制御する制御回路とを用いて、
   前記保持手段から前記各工程処理機構へ電子部品を受け渡す際に、各工程処理機構における電子部品の上方位置及び下方位置間の移動時間と各工程処理機構における処理時間との相違から、前記保持手段を予め設定された制御パターンに基づいて、前記複数の保持手段を互いに独立して駆動制御し、
   さらに、前記工程処理機構ごとに予め設定された前記保持手段の制御パターンを読み出す処理と、
   前記保持手段駆動源の駆動を開始させる駆動開始処理と、
   前記保持手段駆動源の駆動情報から、前記保持手段に保持された電子部品の位置を逐次検出する位置検出処理と、
   前記保持手段の上方位置である移動位置と下方位置である工程処理機構への受渡し位置間の移動において、前記保持手段の加減速を前記保持手段駆動源の制御により行う加減速制御処理と、
   前記保持手段駆動源のトルク制限を行うことにより前記保持手段における電子部品にかかる荷重制御を行うトルク制御処理と、を実行し、
   前記加減速制御処理は、前記保持手段の制御パターンに基づいて、前記保持手段の下降時に電子部品が前記受渡し位置に近づくにしたがって前記保持手段の移動速度を減速させながら前記工程処理機構へ受け渡し、前記保持手段の上昇時には前記保持手段の移動速度を加速、減速、加速を交互に行うものであり、
   前記トルク制御処理は、前記保持手段が前記受渡し位置に達した場合に、前記制御パターンに基づいて、電子部品にかかる荷重を制御することを特徴とする電子部品製造装置の制御方法。
3. コンピュータを用いて、電子部品を保持する可動保持部を備えた複数の電子部品保持手段を順次配置された複数の工程処理機構に順次移動させるとともに、前記電子部品保持手段から前記各工程処理機構へ前記電子部品を受け渡して前記電子部品に各種工程処理を施す電子部品製造装置の制御プログラムにおいて、
   前記プログラムは、
   前記複数の保持手段を前記複数の工程処理機構に順次搬送して各工程処理機構に対応する各停止位置で停止させる搬送機構と、前記搬送機構を駆動する搬送用の駆動源と、前記複数の保持手段を個別に駆動するように互いに独立して設けられた複数の保持手段駆動源と、前記搬送用駆動源と前記保持手段駆動源とを統合的に制御する制御回路とを用いて、前記コンピュータに、
   前記保持手段から前記各工程処理機構へ電子部品を受け渡す際に、各工程処理機構における電子部品の上方位置及び下方位置間の移動時間と各工程処理機構における処理時間との相違から、前記保持手段を予め設定された制御パターンに基づいて、前記複数の保持手段を互いに独立して駆動制御し、
   さらに、前記工程処理機構ごとに予め設定された前記保持手段の制御パターンを読み出す処理と、
   前記保持手段駆動源の駆動を開始させる駆動開始処理と、
   前記保持手段駆動源の駆動情報から、前記保持手段に保持された電子部品の位置を逐次検出する位置検出処理と、
   前記保持手段の上方位置である移動位置と下方位置である工程処理機構への受渡し位置間の移動において、前記保持手段の加減速を前記保持手段駆動源の制御により行う加減速制御処理と、
   前記保持手段駆動源のトルク制限を行うことにより前記保持手段における電子部品にかかる荷重制御を行うトルク制御処理と、を実行させるものであり、
   前記加減速制御処理は、前記保持手段の制御パターンに基づいて、前記保持手段の下降時に電子部品が前記受渡し位置に近づくにしたがって前記保持手段の移動速度を減速させながら前記工程処理機構へ受け渡し、前記保持手段の上昇時には前記保持手段の移動速度を加速、減速、加速を交互に行うものであり、
   前記トルク制御処理は、前記保持手段が前記受渡し位置に達した場合に、前記制御パターンに基づいて、電子部品にかかる荷重を制御することを特徴とする電子部品製造装置の制御プログラム。

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