JP4414187B2 - 面合わせ装置及び面合わせ方法 - Google Patents

Description

本発明は、第１の部品と第２の部品との面合わせを行う面合わせ装置及び面合わせ方法に関する。

光通信の分野では、通信容量の増加や通信の高速化が進んでいる。このような状況下で、通信品質の安定化も求められており、これに応えるためには、光通信用のデバイスを精度良く位置決めすることが重要である。例えば、光ファイバーやレーザダイオード等の部品（光学部品）間の接合には溶接や接着が用いられるが、２つの部品の接合面を隙間なく重ねた状態にして溶接や接着を行わないと、溶接や接着が良好になされず、通信品質も劣化する。そこで、２つの部品の接合面間の平行度を高速に且つ正確に確保できる面合わせ技術が要求されている。

面合わせ装置の先行技術としては、まず、空気浮上型スイベル機構を用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。これは、流体軸受により傾動自在に支持された半球状円盤に一方の部品を直立状態で支持させ、この部品に他方の部品を上方から押し付けることにより、円盤を受動的に傾動させ、その結果、両部品の接合面が重なり、面合わせがなされるというものである。又、この受動型の面合わせ装置を、流体軸受を用いずに構成したものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

一方、能動型の面合わせ装置も知られている。例えば、面合せすべき第１の部品に対して第２の部品をＺ軸方向に移動し得る移動ステージ上に、第１と第２のゴニオステージを搭載し、第２のゴニオステージの自由面側には、第２の部品を保持するスライド体と、該スライド体をＺ軸方向に付勢する付勢手段と、部品同士の接触に伴うスライド体のＺ軸方向変位量及び第１と第２のゴニオステージの回転角移動に伴うスライド体のＺ軸方向変位量を検出する変位検出センサとを備えた接触感知機構を設け、且つ、制御手段により、第１と第２のゴニオステージの回転角移動に伴って検出されたスライド体のＺ軸方向連続的変位量のピーク位置に相当する角度に第１と第２のゴニオステージを回転角移動させる能動型の面合わせ装置も知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開平８−２８１４６４号公報（図１、第３頁） 特開平７−２１８７４５号公報（図１〜図３、第３頁） 特開２０００−１６２４８４公報（図１〜図２、第３〜４頁）

特許文献１や特許文献２に示した受動型の面合わせ装置では、両部品の接合面が平行になるまで円盤等が傾動することを前提としており、現実に接合面の平行度が確保できたかどうかは、両部品の溶接や接着時に知ることができない。このため、溶接や接着作業の終了後に、不良品かどうかの判断がなされることになり、溶接や接着作業まで行った後に不良品と判定されることがあり、歩留まりが悪いという問題がある。

一方、特許文献３に示した面合わせ装置では、ゴニオステージをその駆動源により能動的に回転させており、不確定要素がなく、特許文献１や特許文献２に示した受動型の面合わせ装置よりも正確に面合わせを行える。

しかし、特許文献３に示した面合わせ装置の場合、部品の接合部の形状（端面形状）によっては、面合わせを正確に行えないことがある。即ち、一方の部品の断面形状によっては、ゴニオステージの回転角移動に伴うスライド体のＺ軸方向変位量のピーク位置がシャープに現れず、ゴニオステージを正確な位置に停止させることができないという問題がある。又、高精度な面合わせを必要とする場合には、複数回のスキャンを行わなくてはならず、この場合、高速の面合わせを行えないという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、高速且つ高精度な面合わせを行える面合わせ装置及び面合わせ方法を実現しようとするものである。

上記課題を解決する請求項１に係る発明は、原理図である図１に示すように、第１の部品１と第２の部品２とをＺ軸方向に押し当てる押圧手段３と、第１の部品１と第２の部品２とを押し当てた時に第１又は第２の部品１，２に作用するＸ，Ｙ軸回りのモーメントを検出可能なセンサ４と、第１の部品１又は第２の部品２の接合面を傾動させるゴニオステージ５と、押圧手段３を駆動して第１の部品１と第２の部品２とを押し当て、この時にセンサ４が検出するＸ，Ｙ軸回りのモーメントが零になるように、ゴニオステージ５を駆動して面合わせする制御部６とからなる面合わせ装置である。

尚、図１に示した構成においては、センサ４とゴニオステージ５を部品２側に設けたが、センサ４とゴニオステージ５の何れかを部品１側に移してもよい。又、第１及び第２の部品１，２がＺ軸上で対向するようにそれぞれ第１及び第２の部品１，２を保持する第１及び第２の部品ホルダ７，８を設けると共に、センサ４と制御部６との間にセンサ４の出力データを収集するデータ収集部９を設けたが、部品ホルダ７，８は必ずしも独立の部品として設ける必要はなく、又、データ収集部９はデータ収集部９の機能を制御部６に持たせることで省略できる。

請求項１に記載の面合わせ装置において、第１の部品１の接合面（図１における下端面）と第２の部品２の接合面（図１における上端面）とが非平行の状態にあると、第１の部品１と第２の部品２とを近づけた時、両接合面の間隔が狭い部分が最初に当接する。この当接状態で更に両者間にＺ軸方向の押圧力が働くと、第１の部品１と第２の部品２には、両部品１，２の接合面がぴったりと重なるような方向に両部品１，２を曲げようとするモーメントが作用することになる。

このモーメントは、Ｘ軸回りのモーメント，Ｙ軸回りのモーメントとして、センサ４により検出される。制御部６は、このＸ，Ｙ軸回りのモーメントが零になるように、ゴニオステージ５を駆動する。このＸ，Ｙ軸回りのモーメントが零になった状態は、第１の部品１と第２の部品２が偏心荷重を受けていない状態であり、第１の部品１と第２の部品２の接合面がぴったり重なった状態である。

請求項２に係る発明は、面合わせする第１及び第２の部品がＺ軸上で対向するようにそれぞれ第１及び第２の部品を保持する第１及び第２の部品ホルダ（図１中の部品ホルダ７，８に相当するもの）と、第１又は第２の部品ホルダをＺ軸方向に押圧し第１の部品と第２の部品とを押し当てる押圧軸（図１中の押圧手段３に相当するもの）と、第１の部品と第２の部品とを押し当てた時に第１又は第２の部品に作用する、Ｚ軸方向の力とＸ，Ｙ軸回りのモーメントとを検出可能な力覚センサ（図１中のセンサ４に相当するもの）と、第１の部品又は第２の部品の接合面を傾動させるゴニオステージと、前記力覚センサが検出するＺ軸方向の力が一定値になるように、前記押圧軸でもって第１の部品と第２の部品とを押し当て、この時に前記力覚センサが検出するＸ，Ｙ軸回りのモーメントが零になるように、前記ゴニオステージを駆動して面合わせする制御部とからなる面合わせ装置である。

請求項３に係る発明は、請求項２記載の面合わせ装置において、前記制御部は、前記力覚センサが検出するＺ軸方向の力が一定値になるように、前記押圧軸でもって第１の部品と第２の部品とを押し当て、この時に前記力覚センサが検出するＸ，Ｙ軸回りのモーメントが零になるように、前記ゴニオステージを駆動し、その後、前記押圧軸でもって、前記力覚センサが検出するＺ軸方向の力が零になる位置まで第１又は第２の部品を後退させることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項３記載の面合わせ装置において、前記ゴニオステージをＸＹ平面上で移動させる部品位置調整機構を有し、前記制御部は、前記押圧軸でもって前記力覚センサが検出するＺ軸方向の力が零になる位置まで第１又は第２の部品を後退させた後、前記部品位置調整機構により、第１又は第２の部品をＸ，Ｙ軸方向に移動させて調芯を行うことを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、第１の部品と第２の部品とをＺ軸方向に押し当て、この状態での第１又は第２の部品に作用するＸ，Ｙ軸回りのモーメントを検出し、これらＸ，Ｙ軸回りのモーメントが零になるように、第１又は第２の部品の接合面を傾動させる面合わせ方法である。

請求項１〜４に係る発明によれば、第１の部品と第２の部品とを押し当て、この時にセンサが検出するＸ，Ｙ軸回りのモーメントが零になるように、ゴニオステージを駆動して面合わせするので、ゴニオステージをその駆動源により能動的に回転させており、不確定要素がなく、受動型の面合わせ装置よりも正確に面合わせを行える。又、ゴニオステージを回転させて部品の接合面を大きく摺動させるものではなく、Ｘ，Ｙ軸回りのモーメントが零になるように、ゴニオステージを駆動するものであるため、部品の端面形状に関係なく正確に且つ短時間で面合わせを行える。即ち、本発明によれば、高速且つ高精度な面合わせを行える面合わせ装置を実現できる。

更に、請求項２に係る発明によれば、第１及び第２の部品を保持する第１及び第２の部品ホルダや、Ｚ軸方向の力とＸ，Ｙ軸回りのモーメントとを検出可能な力覚センサを有しているので、部品ホルダの交換により種々の部品に対応できると共に、力覚センサの使用によりコンパクト化された面合わせ装置を実現できる。

更に、請求項３に係る発明によれば、押圧軸でもって力覚センサが検出するＺ軸方向の力が零になる位置まで第１又は第２の部品を後退させるため、部品間に力が作用しない面合わせ状態が容易に得られる面合わせ装置を実現できる。

更に、請求項４に係る発明によれば、力覚センサが検出するＺ軸方向の力が零になる位置まで第１又は第２の部品を後退させた後に、第１又は第２の部品をＸ，Ｙ軸方向に移動させて調芯を行うので、調芯を円滑に行える面合わせ装置を実現できる。

請求項５に係る発明によれば、高速且つ高精度な面合わせを行える面合わせ方法を実現できる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
（第１の形態例）
図２を用いて本発明の第１の形態例を説明する。本形態例は、単に面合わせを行うだけでなく、２部品の光軸を合わせる調芯を行って、両部品を溶接する機能をも有した面合わせ装置である。尚、本形態例は、本発明の面合わせ方法を実施する装置でもある。

図２において、面合わせする第１及び第２の部品１１，１２は、Ｚ軸上で対向するように、それぞれ第１及び第２の部品ホルダ１３，１４で保持されている。本形態例では、部品１１として、受光用光ファイバが用いられ、部品１２として、発振用レーザダイオード（ＬＤ）が用いられている。

押圧手段としての押圧軸１５は、第１の部品ホルダ１３をＺ軸方向（図２の下方向）に押圧し第１の部品１１を第２の部品１２に押し当てるものである。この押圧軸１５は、押圧と反対方向に第１の部品ホルダ１３を移動させ、第１の部品１１を第２の部品１２から退避させることもできる。押圧軸１５の駆動源としては、例えばソレノイドやエアシリンダ等を用いることができる。

６軸力覚センサ１６は、第２の部品ホルダ１４の下端に設けられている。６軸力覚センサ１６は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の力と、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸回りのモーメントとを計測可能なセンサであるが、本形態例では、第１の部品１１を第２の部品１２に押し当てた時に第２の部品１２に作用する、Ｚ軸方向の力と、Ｘ，Ｙ軸回りのモーメントとを計測している。６軸力覚センサ１６で得られるデータは、データ収集部１７に送られる。

ゴニオステージ１８は、第２の部品１２の接合面を傾動させるもので、例えば、第２の部品１２の接合面上の中心点Ｏを回転中心にして、Ｘ，Ｙ軸方向に弧を描くように第２の部品１２を揺動させるものである。部品位置調整機構１９は、ゴニオステージ１８をＸＹ平面上で移動させるものである。部品位置調整機構１９及び押圧軸１５はフレーム２０に取り付けられている。

第２の部品１２内の発振用レーザダイオードには、電源２１から駆動電流が供給されており、この発振用レーザダイオードの出力光は、第１の部品１１である受光用光ファイバを通った後、光ファイバを介して、光パワーメータ２２に入力され、その入力光量の測定がなされるように構成されている。レーザ出射ユニット３１，３２は、第１の部品１１と第２の部品１２の接合部周縁を溶接するもので、レーザ発振器３３から光ファイバ３４，３５を介して、溶接エネルギーを得ている（図２には、レーザ出射ユニットを２個示したが、例えば９０°間隔で４個設けられている）。

制御部４０は、データ収集部１７や光パワーメータ２２からデータを取り込み、押圧軸１５，ゴニオステージ１８，部品位置調整機構１９，電源２１、レーザ出射ユニット３１，３２等の駆動制御を行い、面合わせ、調芯、溶接用レーザ照射の各操作を行うものである。制御部４０としては、例えばコンピュータが用いられる。

制御部４０による面合わせ操作では、６軸力覚センサ１６が検出するＺ軸方向の力が一定値になるように、押圧軸１５でもって第１の部品１１を第２の部品１２に押し当てる。第１の部品１１の接合面（図２における下端面）と第２の部品１２の接合面（図２における上端面）とが非平行の状態にあると、第１の部品１１を第１２の部品２に押圧した時、両接合面の間隔が狭い部分が最初に当接する。この当接状態で更に両者間にＺ軸方向の押圧力が働くと、第１の部品１１と第２の部品１２には、両者の接合面がぴったり重なるような方向に第１及び第２の部品１１，１２を曲げようとするモーメントが作用する。

このモーメントは、Ｘ軸回りのモーメント，Ｙ軸回りのモーメントとして、６軸力覚センサ１６により検出される。そこで、制御部４０は、データ収集部１７を介してＸ，Ｙ軸回りのモーメントの値を得て、これらが零になるように、ゴニオステージ１８を駆動する。このＸ，Ｙ軸回りのモーメントが零となった状態は、第１の部品１１と第２の部品１２が偏心荷重を受けていない状態であり、第１の部品１１と第２の部品１２の接合面がぴったりと重なった状態である。

その後、押圧軸１５でもって、６軸力覚センサ１６が検出するＺ軸方向の力が零になる位置まで、第１の部品１２を後退させて面合わせ操作を終了し、調芯操作に移行する。調芯操作では、部品位置調整機構１９により、第２の部品１２をＸ，Ｙ軸方向に移動させながら、光パワーメータ２２の出力データを取得し、最も光量の大きいデータが得られたＸ，Ｙ座標位置に、第２の部品１２を移動させ、調芯操作を終了する。

次に、制御部４０は、溶接操作に入り、レーザ発振器３３を駆動して、レーザ出射ユニット３１，３２からレーザを出射させ、第１の部品１１と第２の部品１２の接合部周縁を溶接する。１つの光デバイスの組立が終了したら、次の光デバイスを本装置に装填し、前述の操作を繰り返す。

本形態例での制御部４０は、作業の高速化を図るために、押圧軸１５でもって第１の部品１１を第２の部品１２に一定の押圧力で押し当てた時に、６軸力覚センサ１６により検出された、「Ｘ，Ｙ軸回りのモーメント」と、これらが零になるように、ゴニオステージ１８により、第２の部品１２を傾動させた「Ｘ，Ｙ軸回りの回転量θｘ，θｙ」との関係を蓄積して、データベース化している。これにより、Ｘ，Ｙ軸回りのモーメントが分かった時点でＸ，Ｙ軸回りの回転量θｘ，θｙを予測でき、ゴニオステージ１８により第２の部品１２を速やかに目標角度近傍まで傾動させることができる。このため、面合わせ時間を短縮できる。

又、上記溶接後、６軸力覚センサ１６の出力から、Ｘ，Ｙ軸回りのモーメントが生じていることが判明した場合、第１及び第２の部品１１，１２の接合部に溶接による歪みが生じたことになる。この場合には、Ｘ，Ｙ軸回りのモーメントから変形方向がわかるので、この変形を補正するように、何れかのレーザ出射ユニットを選択して、そこからレーザを出射させることにより、変形を矯正することも可能である。これでも矯正不能なものは、その時点で不良品として扱うことになる。

本形態例では、第１の部品１１を第２の部品１２に押し当て、この時に６軸力覚センサ１６が検出するＸ，Ｙ軸回りのモーメントが零になるように、ゴニオステージ１８を駆動して面合わせするので、ゴニオステージ１８をその駆動源により能動的に回転させており、特許文献１，２に記載の構成のような不確定要素はなく、受動型の面合わせ装置よりも正確に面合わせを行える。

又、特許文献３に記載の構成のように、ゴニオステージ１８を回転させ部品の接合面を大きく摺動させるものではなく、単に、Ｘ，Ｙ軸回りのモーメントが零になるように、ゴニオステージ１８を駆動するものであるため、部品１１，１２の端面形状に関係なく正確に且つ短時間で面合わせを行える。特に、Ｘ，Ｙ軸回りのモーメントが零の範囲は極めて狭く、その前後でモーメントの符号が反転するので、部品１２の接合面の角度を最適値に正確且つ速やかに一致させることができ、正確に且つ短時間で面合わせを行える。

更に、第１及び第２の部品１１，１２を保持する第１及び第２の部品ホルダ１３，１４を有しているので、部品ホルダ１３，１４の交換により種々の形状の部品に対応できるし、Ｚ軸方向の力とＸ，Ｙ軸回りのモーメントとを検出可能な６軸力覚センサ１６の使用によりコンパクト化も図れる。

又、押圧軸１５でもって力覚センサ１６が検出するＺ軸方向の力が零になる位置まで第１の部品１１を後退させるため、部品１１，１２間に力が作用しない面合わせ状態（溶接に適した状態）が容易に得られる。更に、６軸力覚センサ１６が検出するＺ軸方向の力が零になる位置まで第１の部品１１を後退させた後に、第２の部品１２をＸ，Ｙ軸方向に移動させて調芯を行うので、調芯を円滑に行える。

特許文献１，２に記載の構成では、部品１１，１２の接合面を略水平に配置しなければならないが、本形態例は、そのような制限はない。
（第２の形態例）
図３を用いて本発明の第２の形態例を説明する。本形態例は、第１の部品である多芯導波路の両側に、第２及び第３の部品である多芯のファイバアレイを接合する際に使用する面合わせ装置である。基本的な思想は、第１の形態例と同様であるが、回転位置調整機構を有している点等で相異する。

図３において、面合わせする第１〜第３の部品５１〜５３は、それぞれ第１〜第３の部品ホルダ５４〜５６によって、部品５１を真ん中にしてＺ軸上に一列に並べられている。ここでは、上記の通り、部品５１として、多芯導波路が用いられ、部品５２，５３として、多芯のファイバアレイが用いられている。

６軸力覚センサ５７は、第２の部品ホルダ１４の右端に設けられている。６軸力覚センサ５７は、第１の部品５１に第２の部品５２を押し当てた時に第２の部品５２に作用する、Ｚ軸方向の力と、Ｘ，Ｙ軸回りのモーメントとを計測している。６軸力覚センサ５７の出力データは、データ収集部５９に送られる。６軸力覚センサ５７の右端には、第２の部品５２をＺ軸を中心に回転させるための回転位置調整機構６０が設けられ、更に、回転位置調整機構６０の右端には、ゴニオステージ６１が設けられている。

ゴニオステージ６１は、第２の部品５２の接合面を傾動させるもので、例えば、第２の部品５２の接合面上の中心点を回転中心にして、Ｘ，Ｙ軸方向に弧を描くように第２の部品５２を揺動させるものである。部品位置調整機構６２は、ゴニオステージ６１をＸＹ平面上で移動させるもので、押圧手段としての押圧軸６３に取り付けられている。押圧軸６３は、第２の部品５２を第１の部品５１に押し当てるもので、押圧と反対方向に第２の部品５２を移動させ、第１の部品５１から退避させることもできる。

第３の部品５３側にも、同様に、６軸力覚センサ６５が、第３の部品ホルダ５６の左端に設けられている。６軸力覚センサ６５は、第１の部品５１に第３の部品５３を押し当てた時に第３の部品５３に作用する、Ｚ軸方向の力と、Ｘ，Ｙ軸回りのモーメントとを計測している。６軸力覚センサ６５の出力データは、データ収集部６７に送られる。６軸力覚センサ６５の左端には、第３の部品５３をＺ軸を中心に回転させるための回転位置調整機構６８が設けられ、更に、回転位置調整機構６８の左端には、ゴニオステージ６９が設けられている。

ゴニオステージ６９は、第３の部品５３の接合面を傾動させるもので、例えば、第３の部品５３の接合面上の中心点を回転中心にして、Ｘ，Ｙ軸方向に弧を描くように第３の部品５３を揺動させるものである。部品位置調整機構７０は、ゴニオステージ６９をＸＹ平面上で移動させるもので、押圧手段としての押圧軸７１に取り付けられている。押圧軸７１は、第３の部品５３を第１の部品５１に押し当てるもので、押圧と反対方向に第３の部品５３を移動させ、第１の部品５１から退避させることもできる。

第２の部品５２であるファイバアレイの右端には、光ファイバを介して、光源７２の出力光が供給されており、この出力光は、第２の部品５２であるファイバアレイ，第１の部品５１である多芯導波路，第３の部品５３であるファイバアレイを通った後、光ファイバを介して光パワーメータ７３に入力され、その入力光量の測定がなされるように構成されている。

制御部８０は、データ収集部５９，６７や光パワーメータ７３からデータを取り込み、回転位置調整機構６０，６８、ゴニオステージ６１，６９、部品位置調整機構６２，７０、押圧軸６３，７１、光源７２等の駆動制御を行い、面合わせや調芯の操作を行うものである。制御部８０としては、例えばコンピュータが用いられる。

制御部８０による面合わせ操作では、最初に、例えば第１の部品５１と第２の部品５２との面合わせを行う。即ち、６軸力覚センサ５７が検出するＺ軸方向の力が一定値になるように、押圧軸６３でもって第１の部品５１に第２の部品５２を押し当てる。第１の部品５１の接合面（図３における右端面）と第２の部品５２の接合面（図３における左端面）とが非平行の状態にあると、第１の部品５１に第２の部品５２に押圧した時、両接合面の間隔が狭い部分が最初に当接する。この当接状態で更に両者間にＺ軸方向の押圧力が働くと、第１の部品５１と第２の部品５２には、両部品５１，５２の接合面がぴったりと重なるような方向に両部品５１，５２を曲げようとするモーメントが作用する。

このモーメントは、Ｘ軸回りのモーメント，Ｙ軸回りのモーメントとして、６軸力覚センサ５７により検出される。そこで、制御部８０は、データ収集部５９を介してＸ，Ｙ軸回りのモーメントの値を得て、これらが零になるように、ゴニオステージ６１を駆動する。このＸ，Ｙ軸回りのモーメントが零となった状態は、第１の部品５１と第２の部品５２が偏心荷重を受けていない状態であり、第１の部品５１と第２の部品５２の接合面がぴったりと重なった状態である。

その後、押圧軸６３でもって、６軸力覚センサ５７が検出するＺ軸方向の力が零になる位置まで、第１の部品５２を後退させる。この面合わせ操作を終了すると、調芯操作に移行する。調芯操作では、部品位置調整機構６２により、第２の部品５２をＸ，Ｙ軸方向に移動させたり、回転位置調整機構６０により、第２の部品５２をＺ軸を中心に回転させながら、光パワーメータ７３の出力データを取得し、最も光量の大きいデータが得られたＸ，Ｙ座標位置に、第２の部品５２を移動させ、第２の部品５２側の調芯操作を終了する。

第３の部品５３側の面合わせ操作と調芯操作も、第２の部品５２側と全く同様に行う。その後、図示しない溶接・接着手段を用いて、第１の部品である多芯導波路の両側に、第２及び第３の部品である多芯のファイバアレイを固着する。

本形態例においても、第１の形態例と全く同様な効果を得ることができる。特に、本形態例においては、回転位置調整機構６０，６８を有しているので、接合面の形状が長方形等のように回転位置調整が必要な場合であっても、良好に調芯操作を行える。
（第３の形態例）
本発明は光デバイス以外の面合わせ装置にも適用できる。図４に示した形態例は、第１の部品８１であるＢＧＡ（Ball Grid Array ；ICパッケージの１種）やフリップチップ等の電子部品を、第２の部品８２である基板上に接合する際に使用する面合わせ装置である。面合わせの基本的構成は、第１の形態例と全く同様であるので、図４中の図２に対応する部分に同一符号付すことで、その説明は省略する。
（その他の形態例）
本発明は上記形態例に限られるものではない。例えば、第１の形態例において、６軸力覚センサ１６，ゴニオステージ１８，部品位置調整機構１９を部品１２側に設けたが、これらの１つあるいは２つを部品１１側に移してもよい。又、６軸力覚センサ１６と制御部４０との間にデータ収集部１７を設けたが、データ収集部１７の機能を制御部４０に持たせれば、データ収集部１７を省略できる。更に、６軸力覚センサ１６については、Ｚ軸方向の力と、Ｘ，Ｙ軸回りのモーメントとを計測しているだけであるため、この検出が可能な力覚センサを用いればよく、６軸力覚センサに限る必要はない。

本発明の原理図である。 本発明の第１の形態例を示す図である。 本発明の第２の形態例を示す図である。 本発明の第３の形態例を示す図である。

符号の説明

１，２，１１，１２，５１〜５３ ，８１，８２ 部品
３ 押圧手段
４ センサ
５，１８，６１，６９ ゴニオステージ
６ 制御部
７，８，１３，１４，５４〜５６ 部品ホルダ
９，１７，５９，６７ データ収集部
１５，６３，７１ 押圧軸
１６，５７，６５ ６軸力覚センサ
１９，６２，７０ 部品位置調整機構
２０ フレーム
２１ 電源
２２，７３ 光パワーメータ
３１，３２ レーザ出射ユニット
３３ レーザ発振器
４０，８０ 制御部
６０，６８ 回転位置調整機構
７２ 光源

Claims (5)

1. 第１の部品と第２の部品とをＺ軸方向に押し当てる押圧手段と、
   第１の部品と第２の部品とを押し当てた時に第１又は第２の部品に作用するＸ，Ｙ軸回りのモーメントを検出可能なセンサと、
   第１又は第２の部品の接合面を傾動させるゴニオステージと、
   前記押圧手段を駆動して第１の部品と第２の部品とを押し当て、この時に前記センサが検出するＸ，Ｙ軸回りのモーメントが零になるように、前記ゴニオステージを駆動して面合わせする制御部と
   からなる面合わせ装置。
2. 面合わせする第１及び第２の部品がＺ軸上で対向するようにそれぞれ第１及び第２の部品を保持する第１及び第２の部品ホルダと、
   第１又は第２の部品ホルダをＺ軸方向に押圧し第１の部品と第２の部品とを押し当てる押圧軸と、
   第１の部品と第２の部品とを押し当てた時に第２の部品に作用する、Ｚ軸方向の力とＸ，Ｙ軸回りのモーメントとを検出可能な力覚センサと、
   第１又は第２の部品の接合面を傾動させるゴニオステージと、
   前記力覚センサが検出するＺ軸方向の力が一定値になるように、前記押圧軸でもって第１の部品と第２の部品とを押し当て、この時に前記力覚センサが検出するＸ，Ｙ軸回りのモーメントが零になるように、前記ゴニオステージを駆動して面合わせする制御部と
   からなる面合わせ装置。
3. 前記制御部は、前記力覚センサが検出するＺ軸方向の力が一定値になるように、前記押圧軸でもって第１の部品と第２の部品とを押し当て、この時に前記力覚センサが検出するＸ，Ｙ軸回りのモーメントが零になるように、前記ゴニオステージを駆動し、その後、前記押圧軸でもって、前記力覚センサが検出するＺ軸方向の力が零になる位置まで第１又は第２の部品を後退させることを特徴とする請求項２記載の面合わせ装置。
4. 前記ゴニオステージをＸＹ平面上で移動させる部品位置調整機構を有し、前記制御部は、前記押圧軸でもって前記力覚センサが検出するＺ軸方向の力が零になる位置まで第１又は第２の部品を後退させた後、前記部品位置調整機構により、第１又は第２の部品をＸ，Ｙ軸方向に移動させて調芯を行うことを特徴とする請求項３記載の面合わせ装置。
5. 第１の部品と第２の部品とをＺ軸方向に押し当て、この状態での第１又は第２の部品に作用するＸ，Ｙ軸回りのモーメントを検出し、これらＸ，Ｙ軸回りのモーメントが零になるように、第１又は第２の部品の接合面を傾動させる面合わせ方法。

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