JP4178678B2 - 電子部品実装機及びその方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板上に実装する電子部品実装機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下従来の技術について、図面を参照しながら説明する。
第６図は従来の技術を説明する図である。すなわち第６図は電子部品実装機の要部拡大斜視図である。モータ１０及びサーボドライバー１により駆動されるＸＹロボット７により位置決めされるノズル５を備えたヘッド部６は部品供給カセット３より装着する電子部品８を吸着し、ヘッド部６は部品認識カメラ（図示せず）上に移動する。電子部品は部品認識カメラの周辺に固定された照明部（図示せず）により部品認識カメラのＣＣＤ上に映される。部品認識カメラのＣＣＤ上に映し出された電子部品の位置により部品の位置補正が行われる。位置補正値は装着位置移動の時に反映される。前記電子部品はヘッド部６の移動により装着位置まで運ばれ、ＸＹテーブル９上に固定された基板４上の所定位置に装着される。
【０００３】
以上のように構成され電子部品を部品供給カセット３から取り出し基板に装着する電子部品実装機においては、温度変化等の影響により各部の摺動抵抗が変化しロボット部の負荷変動が発生した場合、大きく振動したり、位置決めに余計な時間がかかる等の問題が生じていた。
【０００４】
その解決策として、その負荷変動に対して手動によるメカ調整を行ったり、または、特開平７−２０９０５号公報に記載されているように、負荷変動に応じてサーボゲイン変更を行うものが知られている。
【０００５】
更には、工作機械においては、特開平５−２２８７９２号公報に記載されているように、工作機の熱収縮の影響を回避するため、連続加工運転開始後に中断した場合、中断時間に応じて設定された時間だけ、高速で非加工状態の馴らし運転を行い、中断前の温度付近まで達した段階で連続加工運転を再開するものが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成では、負荷変動を考慮した上で大きめの出力が出るモータを選択せざるを得ず、この為、モータを駆動するための消費エネルギーは必要以上に大きくなり、この結果、エネルギを浪費するという課題があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点を解決し、従来のモータより小さな出力のもので、部品実装を行える部品実装機を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために、本発明の電子部品実装機は、部品を装着する生産稼動前に、前記ロボットのエージング動作の設定を行う設定手段と、前記エージング動作により負荷低減状態になったことを検出する検出手段と、該検出手段の信号によりエージング動作を完了し生産稼動に入るよう判断する制御手段とを備え、前記エージング動作は、前記ロボットの駆動の加速度または移動量を予め設定した段階に沿って上昇させることを特徴とする。
【０００９】
これにより、従来、各軸の温度変化等のトルク変動による負荷を考慮し、余裕のある出力のモータを使用していたのを、従来より小さな出力のモータを使うことが可能となり、コストダウンおよび省エネさらに機械全体を小型にすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、ロボットにより駆動位置決めされるヘッド部により部品供給部から電子部品を取り出し、位置決めされた基板の所定の位置に、前記部品を装着していく電子部品実装機であって、部品を装着する生産稼動前に、前記ロボットのエージング動作の設定を行う設定手段と、前記エージング動作により負荷低減状態になったことを検出する検出手段と、該検出手段の信号によりエージング動作を完了し生産稼動に入るよう判断する制御手段とを備え、前記エージング動作は、前記ロボットの駆動の加速度または移動量を予め設定した段階に沿って上昇させることを特徴とする。これにより、各軸の負荷変動状態を低減することにより温度変化等の負荷変動を防止することができ、また従来よりも低トルクタイプのモータを使用できるため、省エネを向上させるという作用を有する。
【００２２】
以下、本発明の電子部品実装機の実施の形態について図１〜図５に基づいて説明する。
（実施の形態１）
第１図は本発明の動作のフローチャート図を示す。
【００２３】
まずマシンは電源の立ち上げ時に操作部よりマシンのエージング動作の実施の設定またはエージング動作種類またはエージングで必要なパラメータの設定またはエージング完了の判断の設定を行う。次にマシンの稼動時に各軸が指定の原点位置に位置決めされる原点復帰動作が開始される。
【００２４】
次に設定されたエージング種類によるエージング動作が実施される。
【００２５】
次にエージング完了の判断に従いエージングを行うか完了するか決める。
【００２６】
次にエージング完了後実動作に入り電子部品実装基板の生産を開始する。
エージング動作の種類に対して第２図および第３図を参照して説明する。
エージング動作の実施は操作部の有無設定にて行われる。
【００２７】
第１のエージング動作の種類は、原点復帰完了後、操作部より設定された軸が図２に示すように、低低→低速→中速→高速のように加速度を段階的に上げていき最高加速度まで上げる。上記エージング動作はエージング回数と加速度の切り替え回数と加速度パラメータ（KPPS2）の値を任意に変更を可能する。
【００２８】
たとえば任意の軸のエージング動作に対して３段階で加速する設定を行い、１段目１５回、２段目１０回、３段目５回のエージング回数を設定し、加速度パラメータを70KPPS2 300KPPS2 1200KPPS2 の設定を行う。
この時のエージング動作はまず70KPPS2 １５回で動作し次に300KPPS2 １０回1200KPPS2 ５回で動作する。（第２図）
第２のエージング動作の種類は、原点復帰完了後、設定された軸の移動量を段階的に上げていく設定を行い、最終的に最高ストロークのエージング動作を行う。
【００２９】
例えば上下軸に対して第３図の▲１▼から▲４▼に示すように順次▲１▼の１０mm→▲２▼の３０mm→▲３▼の５０mm→▲４▼の８０mmの如くである。
【００３０】
次にエージング動作を完了する判断に対して第４図の本発明のブロック図を参照に説明する。
【００３１】
各軸のロボットを駆動するＡＣサーボモータは、ＡＣサーボドライバーの電力制御により駆動される。その駆動量の指令はＮＣコントローラから出力される。ロボット位置決め量は前記モータの回転軸上に付属するロータリーエンコーダからＡＣサーボドライバーを経てＮＣコントローラにフィードバックされる。また操作部は、エージング動作の種類の入力を行いその内容をメインコントローラに通信する。また温度センサーの値はシーケンスコントローラに入力されその値はメインコントローラに通知される。メインコントローラは温度パラメータ及び負荷電流値、位置偏差量値、位置決め量のパラメータが全て確認しエージング動作の判断を行っている。
【００３２】
本発明では以下の４つの項目にてエージング動作の起動判定を行っている。
【００３３】
第１のエージング動作の起動判定は、温度センサーにより温度状態をコントローラにフィードバックし、その温度状態と操作部により設定されたエージング実施する温度と比較してエージング起動を行う。
【００３４】
第２のエージング動作の起動判定はＡＣサーボドライバーからのモータの負荷電流値をコントローラにフィードバックしその量を予め操作部より設定されたエージング実施負荷電流値と比較してエージング起動を行う。
【００３５】
第３のエージング動作の起動判定はＡＣサーボドライバーからＮＣコントローラの位置指令量と実位置量との差分である位置偏差量をコントローラにフィードバックしその量を予め操作部より設定された位置偏差量と比較してエージング起動を行う。
【００３６】
第４のエージング動作の起動判定は予め設定された単体レベルのトルク曲線データと負荷電流との比較によりエージング起動を行う。
【００３７】
またコントローラは温度変化によるトルク変動する要因のトルク曲線の入力部が設定を可能とする（グリスによる温度によるトルク変化グラフ、タイミングベルト温度によるトルク変動グラフ）
第５エージング動作判定を操作部より各軸の可動時間をメインコントローラにて管理され操作部により設定された時間と比較してエージング起動が行われる。
【００３８】
なお、前記温度センサーはロボットを駆動するモータ周辺および大気温度の何れを検知することでも良い。
【００３９】
更に、前記説明では、ＸＹロボットで説明したが、モータで負荷を駆動し、位置決めをする構成のものであれば同様の効果を得る。例えば、ロータリーヘッド方式と言われる複数のノズルを有する間欠回転駆動部をモータで回転位置決めするもの等である。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明のように前記本発明の電子部品実装機によれば、各軸の温度変化等のトルク変動等による負荷のため高トルクタイプモータを使用していたのを各軸のエージング動作を行うことで現状トルク以下のモータを使うことが可能となり、コストダウン、省エネ、小型対応を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明フローチャート
【図２】本発明の一実施例をエージング動作図
【図３】本発明の一実施例のエージング動作図
【図４】本発明の一実施例のブロック図
【図５】本発明の一実施例のエージング実施判定図
【図６】従来の電子部品実装機の要部拡大斜視図
【符号の説明】
１ コントローラ
２ 操作盤
３ 部品供給カセット
４ 基板
５ ノズル
６ ヘッド部
７ ＸＹロボット
８ 電子部品
９ ＸＹテーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板上に実装する電子部品実装機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下従来の技術について、図面を参照しながら説明する。
第６図は従来の技術を説明する図である。すなわち第６図は電子部品実装機の要部拡大斜視図である。モータ１０及びサーボドライバー１により駆動されるＸＹロボット７により位置決めされるノズル５を備えたヘッド部６は部品供給カセット３より装着する電子部品８を吸着し、ヘッド部６は部品認識カメラ（図示せず）上に移動する。電子部品は部品認識カメラの周辺に固定された照明部（図示せず）により部品認識カメラのＣＣＤ上に映される。部品認識カメラのＣＣＤ上に映し出された電子部品の位置により部品の位置補正が行われる。位置補正値は装着位置移動の時に反映される。前記電子部品はヘッド部６の移動により装着位置まで運ばれ、ＸＹテーブル９上に固定された基板４上の所定位置に装着される。
【０００３】
以上のように構成され電子部品を部品供給カセット３から取り出し基板に装着する電子部品実装機においては、温度変化等の影響により各部の摺動抵抗が変化しロボット部の負荷変動が発生した場合、大きく振動したり、位置決めに余計な時間がかかる等の問題が生じていた。
【０００４】
その解決策として、その負荷変動に対して手動によるメカ調整を行ったり、または、特開平７−２０９０５号公報に記載されているように、負荷変動に応じてサーボゲイン変更を行うものが知られている。
【０００５】
更には、工作機械においては、特開平５−２２８７９２号公報に記載されているように、工作機の熱収縮の影響を回避するため、連続加工運転開始後に中断した場合、中断時間に応じて設定された時間だけ、高速で非加工状態の馴らし運転を行い、中断前の温度付近まで達した段階で連続加工運転を再開するものが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成では、負荷変動を考慮した上で大きめの出力が出るモータを選択せざるを得ず、この為、モータを駆動するための消費エネルギーは必要以上に大きくなり、この結果、エネルギを浪費するという課題があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点を解決し、従来のモータより小さな出力のもので、部品実装を行える部品実装機を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために、本発明の電子部品実装機は、部品を装着する生産稼動前に、前記ロボットのエージング動作の設定を行う設定手段と、前記エージング動作により負荷低減状態になったことを検出する検出手段と、該検出手段の信号によりエージング動作を完了し生産稼動に入るよう判断する制御手段とを備え、前記エージング動作は、前記ロボットの駆動の加速度または移動量を予め設定した段階に沿って上昇させることを特徴とする。
【０００９】
これにより、従来、各軸の温度変化等のトルク変動による負荷を考慮し、余裕のある出力のモータを使用していたのを、従来より小さな出力のモータを使うことが可能となり、コストダウンおよび省エネさらに機械全体を小型にすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、ロボットにより駆動位置決めされるヘッド部により部品供給部から電子部品を取り出し、位置決めされた基板の所定の位置に、前記部品を装着していく電子部品実装機であって、部品を装着する生産稼動前に、前記ロボットのエージング動作の設定を行う設定手段と、前記エージング動作により負荷低減状態になったことを検出する検出手段と、該検出手段の信号によりエージング動作を完了し生産稼動に入るよう判断する制御手段とを備え、前記エージング動作は、前記ロボットの駆動の加速度または移動量を予め設定した段階に沿って上昇させることを特徴とする。これにより、各軸の負荷変動状態を低減することにより温度変化等の負荷変動を防止することができ、また従来よりも低トルクタイプのモータを使用できるため、省エネを向上させるという作用を有する。
【００２２】
以下、本発明の電子部品実装機の実施の形態について図１〜図５に基づいて説明する。
（実施の形態１）
第１図は本発明の動作のフローチャート図を示す。
【００２３】
まずマシンは電源の立ち上げ時に操作部よりマシンのエージング動作の実施の設定またはエージング動作種類またはエージングで必要なパラメータの設定またはエージング完了の判断の設定を行う。次にマシンの稼動時に各軸が指定の原点位置に位置決めされる原点復帰動作が開始される。
【００２４】
次に設定されたエージング種類によるエージング動作が実施される。
【００２５】
次にエージング完了の判断に従いエージングを行うか完了するか決める。
【００２６】
次にエージング完了後実動作に入り電子部品実装基板の生産を開始する。
エージング動作の種類に対して第２図および第３図を参照して説明する。
エージング動作の実施は操作部の有無設定にて行われる。
【００２７】
第１のエージング動作の種類は、原点復帰完了後、操作部より設定された軸が図２に示すように、低低→低速→中速→高速のように加速度を段階的に上げていき最高加速度まで上げる。上記エージング動作はエージング回数と加速度の切り替え回数と加速度パラメータ（KPPS2）の値を任意に変更を可能する。
【００２８】
たとえば任意の軸のエージング動作に対して３段階で加速する設定を行い、１段目１５回、２段目１０回、３段目５回のエージング回数を設定し、加速度パラメータを70KPPS2 300KPPS2 1200KPPS2 の設定を行う。
この時のエージング動作はまず70KPPS2 １５回で動作し次に300KPPS2 １０回1200KPPS2 ５回で動作する。（第２図）
第２のエージング動作の種類は、原点復帰完了後、設定された軸の移動量を段階的に上げていく設定を行い、最終的に最高ストロークのエージング動作を行う。
【００２９】
例えば上下軸に対して第３図の▲１▼から▲４▼に示すように順次▲１▼の１０mm→▲２▼の３０mm→▲３▼の５０mm→▲４▼の８０mmの如くである。
【００３０】
次にエージング動作を完了する判断に対して第４図の本発明のブロック図を参照に説明する。
【００３１】
各軸のロボットを駆動するＡＣサーボモータは、ＡＣサーボドライバーの電力制御により駆動される。その駆動量の指令はＮＣコントローラから出力される。ロボット位置決め量は前記モータの回転軸上に付属するロータリーエンコーダからＡＣサーボドライバーを経てＮＣコントローラにフィードバックされる。また操作部は、エージング動作の種類の入力を行いその内容をメインコントローラに通信する。また温度センサーの値はシーケンスコントローラに入力されその値はメインコントローラに通知される。メインコントローラは温度パラメータ及び負荷電流値、位置偏差量値、位置決め量のパラメータが全て確認しエージング動作の判断を行っている。
【００３２】
本発明では以下の４つの項目にてエージング動作の起動判定を行っている。
【００３３】
第１のエージング動作の起動判定は、温度センサーにより温度状態をコントローラにフィードバックし、その温度状態と操作部により設定されたエージング実施する温度と比較してエージング起動を行う。
【００３４】
第２のエージング動作の起動判定はＡＣサーボドライバーからのモータの負荷電流値をコントローラにフィードバックしその量を予め操作部より設定されたエージング実施負荷電流値と比較してエージング起動を行う。
【００３５】
第３のエージング動作の起動判定はＡＣサーボドライバーからＮＣコントローラの位置指令量と実位置量との差分である位置偏差量をコントローラにフィードバックしその量を予め操作部より設定された位置偏差量と比較してエージング起動を行う。
【００３６】
第４のエージング動作の起動判定は予め設定された単体レベルのトルク曲線データと負荷電流との比較によりエージング起動を行う。
【００３７】
またコントローラは温度変化によるトルク変動する要因のトルク曲線の入力部が設定を可能とする（グリスによる温度によるトルク変化グラフ、タイミングベルト温度によるトルク変動グラフ）
第５エージング動作判定を操作部より各軸の可動時間をメインコントローラにて管理され操作部により設定された時間と比較してエージング起動が行われる。
【００３８】
なお、前記温度センサーはロボットを駆動するモータ周辺および大気温度の何れを検知することでも良い。
【００３９】
更に、前記説明では、ＸＹロボットで説明したが、モータで負荷を駆動し、位置決めをする構成のものであれば同様の効果を得る。例えば、ロータリーヘッド方式と言われる複数のノズルを有する間欠回転駆動部をモータで回転位置決めするもの等である。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明のように前記本発明の電子部品実装機によれば、各軸の温度変化等のトルク変動等による負荷のため高トルクタイプモータを使用していたのを各軸のエージング動作を行うことで現状トルク以下のモータを使うことが可能となり、コストダウン、省エネ、小型対応を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明フローチャート
【図２】本発明の一実施例をエージング動作図
【図３】本発明の一実施例のエージング動作図
【図４】本発明の一実施例のブロック図
【図５】本発明の一実施例のエージング実施判定図
【図６】従来の電子部品実装機の要部拡大斜視図
【符号の説明】
１ コントローラ
２ 操作盤
３ 部品供給カセット
４ 基板
５ ノズル
６ ヘッド部
７ ＸＹロボット
８ 電子部品
９ ＸＹテーブル
Claims (5)
- ロボットにより駆動位置決めされるヘッド部により部品供給部から電子部品を取り出し、位置決めされた基板の所定の位置に、前記部品を装着していく電子部品実装機であって、
部品を装着する生産稼動前に、前記ロボットのエージング動作の設定を行う設定手段と、
前記エージング動作により負荷低減状態になったことを検出する検出手段と、
該検出手段の信号によりエージング動作を完了し生産稼動に入るよう判断する制御手段とを備え、
前記エージング動作は、前記ロボットの駆動の加速度または移動量を予め設定した段階に沿って上昇させる
ことを特徴とする電子部品実装機。 - 前記検出手段は、前記ロボットに設けられた温度センサーによりロボットの温度を検出し、所定の温度に達した時点で負荷低減状態になったことを検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装機。 - 前記ロボットの駆動源は、ロータリーエンコーダを有する回転駆動源であり、
前記検出手段は、前記ロータリーエンコーダの発生パルス数と指令コントローラの指示するパルス数との差分を検出し、所定の差分に達した時点で負荷低減状態になったことを検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装機。 - 前記ロボットのエージング動作の設定が前記ロボットの各駆動軸毎に可能とした
ことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装機。 - ロボットにより駆動位置決めされるヘッド部により部品供給部から電子部品を取り出し、位置決めされた基板の所定の位置に、前記部品を装着していく電子部品実装機における電子部品実装方法であって、
前記電子部品実装機は、前記ロボットのエージング動作の設定を行う設定手段と、負荷低減状態になったことを検出する検出手段と、エージング動作の制御を行う制御手段とを備え、
部品を装着する生産稼動前に、前記設定手段により、前記ロボットのエージング動作の
設定を行うステップと、
前記エージング動作により負荷低減状態になったことを前記検出手段により検出するステップと、
該検出手段の信号によりエージング動作を完了し生産稼動に入るよう前記制御手段により判断するステップとを備え、
前記エージング動作は、前記ロボットの駆動の加速度または移動量を予め設定した段階に沿って上昇させる
ことを特徴とする電子部品実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22076199A JP4178678B2 (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | 電子部品実装機及びその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22076199A JP4178678B2 (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | 電子部品実装機及びその方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001044699A JP2001044699A (ja) | 2001-02-16 |
| JP4178678B2 true JP4178678B2 (ja) | 2008-11-12 |
Family
ID=16756144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22076199A Expired - Fee Related JP4178678B2 (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | 電子部品実装機及びその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4178678B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2003042498A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Sony Corp | 半導体製造システム、半導体製造装置、半導体製造方法及び半導体装置 |
| JP5534294B2 (ja) * | 2008-12-02 | 2014-06-25 | 上野精機株式会社 | 保持手段駆動装置、その制御方法、及び制御プログラム |
| JP6044171B2 (ja) * | 2012-08-10 | 2016-12-14 | 株式会社デンソーウェーブ | ロボットシステム |
| JP5983169B2 (ja) * | 2012-08-10 | 2016-08-31 | 株式会社デンソーウェーブ | ロボットシステム |
-
1999
- 1999-08-04 JP JP22076199A patent/JP4178678B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001044699A (ja) | 2001-02-16 |
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| A521 | Written amendment |
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