JP5083733B2 - 保持手段駆動装置、その制御方法、及び制御プログラム - Google Patents

Description

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に関するものであり、特に、電子部品を保持する電子部品保持手段を駆動制御するための保持手段駆動装置、その制御方法及び制御プログラムに関する。

従来、半導体素子等の電子部品は、電極切断、電極加工、電気特性測定、マーキング、外観検査、テープ梱包等の複数の工程処理を順次施して製造される。このような各種の工程処理を施す電子部品製造装置としては、例えば、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周囲に複数の工程処理機構を順次配置し、電子部品を個別に保持する複数の電子部品保持手段を複数の工程処理機構に順次移動させることにより工程処理を施すタイプのものがある。

このタイプの電子部品製造装置における動作の概略は以下の通りである。まず、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回転モータ又はリニアモータによって同時に上下に駆動される電子部品保持手段は、電子部品搬入部から電子部品を受け取り、搬送機構であるターンテーブルを介して工程処理機構に搬送する。電子部品が工程処理機構に達すると搬送が停止され、この工程処理機構により電子部品に所定の工程処理が施される。

所定の工程処理機構による工程処理の完了後、電子部品は電子部品保持手段により再び保持され、次の工程処理機構に搬送される。繰り返しこの動作が行われることによって電子部品には所定の工程が順次施され、すべての工程が終了した電子部品が電子部品搬出部から搬出される。

また、このタイプの電子部品製造装置においては、電子部品が搬送中に衝突してダメージを受けないよう、工程処理機構により工程処理を施される電子部品の処理位置は、電子部品のターンテーブルから上下方向、または水平方向に離して設けられる。従って、工程処理機構により電子部品に工程処理を施すためには、電子部品をターンテーブル上の搬送位置から工程処理機構による処理位置に移動させ、工程処理完了後、再びターンテーブルに戻す必要がある。

このように電子部品を搬送位置と処理位置との間で移動させるために、ターンテーブルにより移動する電子部品保持手段では、電子部品を保持する可動保持部を備え、この可動保持部を移動させるための駆動装置を、各電子部品保持手段または各工程処理機構側に設けた装置が、特許文献１及び２に開示されている。この可動保持部を移動させる駆動装置は、カム、レバー、ロッド等の手段を用いて構成されており、すべての駆動装置は一定のタイミングで、一定の移動量、移動速度で制御されている。

例えば、特許文献１の記載では、電子部品保持手段である吸着ノズルを駆動する駆動装置としてカム機構を採用し、このカム機構を、ターンテーブルと連動させることにより、ターンテーブルの動作に連動して吸着ノズルを上下動させる構成が開示されている。また、特許文献２の記載においては、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は別に設けたリニアモータにより吸着ノズルを上下動させる構成が開示されている。
特許第２６２０６４６号公報 特開２００２−１２７０６４公報

ところで、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があり、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。

そのため、上記のような従来の装置では、駆動装置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ので、例えば、大きな荷重が必要でない工程に対して必要以上に大きな荷重を加えてしまう等の問題が生じる。また、このような過度の荷重を与えることによる不良品の発生を防止するために、工程ごとに電子部品固定用の荷重を制御し、大きな荷重が必要ない工程には小さな荷重で処理するといった柔軟な処理が行えないといった問題があった。

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、駆動装置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、その可動保持部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。従って、全く別の機構を用いたり、複雑な機構で実現させる等の必要が生じ、機構の簡素化が図れなかったり、一定の荷重を加えることができないという問題が生じた。

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に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。

さらに、例えば処理機構部に金型を採用するケース等において、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では、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、電子部品に対して衝撃によるダメージを与え、不良品を発生させる要因となっていた。

また、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してより一層の精密さが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はできない。

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る。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ることで不良品発生の要因となり、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。

また、このような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ることで生産性を低下させる要因となっていた。

以上のように、可動保持部等の部品の製作寸法及び組み立てのバラツキや、電子部品の位置決めの際のバラツキがあった場合には、電子部品に必要以上の荷重や衝撃によるダメージが加わることで不良品の発生の要因となってしまうため、この荷重を高精度で検出する必要がある。しかしながら、上記のような従来の電子部品製造装置においては、駆動源であるモータのトルクと駆動電流が比例関係にあることから、電子部品に加わる荷重をモータに駆動電流を流すことにより間接的に検出していた。

また、電子部品を可動保持部の上下により移動させる場合、可動保持部の摩擦力などモータには余分な力がかかるため、移動途中で小さな荷重を検出することはできなかった。そのため、可動保持部により保持した電子部品の処理機構への下降途中での異常な荷重を検出することができないでいた。また、モータへの駆動電流の検出値を所定のドライバでＰＣによりモニタリングするのに時間を要し、異常な荷重を検出するに当たり遅れが生じていた。

本発明の目的は、電子部品保持手段を介して電子部品に加える荷重を検出するに際し、荷重センサを使用することにより、リアルタイムで当該荷重を検出することが可能な電子部品保持手段の保持手段駆動装置、その制御方法及び制御プログラムを提供することにある。また、本発明は、電子部品の搬送位置−処理位置間の移動時間、移動量、移動速度、移動タイミング、荷重、位置等を、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、荷重センサを直接使用した保持手段駆動装置により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で、装置全体としての処理効率、電子部品の生産性、品質の向上に貢献可能とする点も目的とする。

請求項１記載の発明は、搬送機構に設けられ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の当該各可動保持部に対し、上下方向に駆動する操作ロッドが押下することにより、この搬送経路上の位置と工程処理機構による処理位置との間で前記可動保持部に保持された前記電子部品を上下方向に移動させる保持手段駆動装置であって、前記操作ロッドを上下方向に駆動させる駆動源と、前記操作ロッドに設けられ、当該操作ロッドが前記駆動源を通じて下方移動することで前記可動保持部を押し下げる際に、この操作ロッドに加わる荷重を直接的に検知する荷重センサと、前記駆動源を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記操作ロッドの下降加速度に応じた荷重を前記荷重センサから直接的に検出し、この荷重に基づき、前記操作ロッドの下降速度を予め設定される所定の加減速制御パターンに合わせるように、前記駆動源を制御すること、を特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の保持手段駆動装置において、前記制御部は、前記荷重センサにより前記操作ロッドに加わる所定値以上の荷重を直接的に検知した場合に、この荷重に基づいて当該操作ロッドを減速するよう制御することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の保持手段駆動装置において、前記荷重センサは、前記操作ロッドの下端部に設置されていることを特徴とする。

以上のような態様では、荷重センサを操作ロッドに備えることで保持手段駆動装置に使用することが可能となり、下方移動する際に操作ロッドに加わる荷重、すなわち電子部品に加わる荷重を直接的に検知することができる。また、従来では、モータの駆動電流により間接的に荷重を検出したため、異常荷重を検出できない、あるいは当該異常荷重を検出するまでに時間を要していたが、本発明では、荷重センサを用いるので、荷重をリアルタイムでモニタリングすることができ、荷重検出までの時間が短縮し高精度な荷重検知を行うことが可能となった。これにより、電子部品を保持する電子部品保持手段の可動保持部が工程処理機構に対して下降途中であっても、この荷重センサにより異常荷重を的確に検出することができる。

また、以上のような態様では、荷重センサにより直接荷重を検出することが可能となったため、当該荷重を操作ロッドの加減速制御及び駆動源であるサーボモータの制御に反映させることで、電子部品に対して必要以上の荷重が加えられることを防止し、不良品の発生及び誤測定の要因ともなる電極自身及び電子部品への損傷を抑制することができる。これにより、電子部品の生産性、品質の向上に貢献することが可能となる。

なお、本発明は、保持手段駆動装置としてのみならず、保持手段駆動装置の制御方法やコンピュータを用いて保持手段駆動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。

以上説明したように、本発明によれば、荷重センサを保持手段駆動装置に直接使用することが可能となり、電子部品を保持する電子部品保持手段の可動保持部が工程処理機構に対して下降途中であっても、異常な荷重が電子部品に加わる場合には的確に検出することができる。

これにより、従来では、サーボモータの駆動電流により間接的に荷重を検出したため、操作ロッドの下方移動中に発生する異常な荷重を検出できない、又はその異常な荷重を検出するまでに時間を要していたが、本発明では、荷重センサを用いるので、荷重をリアルタイムでモニタリングすることが可能となり、荷重検出までの時間が短縮し高精度な荷重検知が可能な保持手段駆動装置を提供することができる。

また、荷重センサにより直接荷重を検出することが可能となったため、当該荷重を操作ロッドの加減速制御及びサーボモータのトルク制御に反映させることで、電子部品に対して必要以上の荷重が加えられることを防止し、不良品の発生及び誤測定の要因ともなる電極自身及び電子部品への損傷を抑制することができる。これにより、電子部品の生産性、品質の向上に貢献することが可能となる。

さらに、本発明によれば、工程処理機構ごとに個別に設けた駆動装置により、各工程処理機構に対応する停止位置に停止した複数の電子部品保持手段を、互いに独立かつ個別の駆動制御パターンで駆動制御できるため、各工程に対する電子部品の受渡時における搬送位置−処理位置間の移動を最適に調節することができる。

そのため、荷重センサを直接使用することによりリアルタイムで電子部品に加わる荷重を検知し制御することを可能とした保持手段駆動装置では、電子部品の搬送位置−処理位置間の移動時間、移動量、移動速度、移動タイミング、荷重等を工程ごとにより最適に設定できるので、電子部品の生産性、品質を向上させることができる。また、各保持ユニットを個別に独立して制御できるため、電子部品の寸法変更に応じた移動量や移動速度の変更等が容易になり、多品種生産への対応も容易となる。

次に、本発明の電子部品保持手段の保持手段駆動装置、そ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示した内容と共通の前提事項の説明は省略する。

［１．実施形態の構成］
［１．１．全体構成］
図１に示す保持手段駆動装置１５を備えた電子部品製造装置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３を順次搬送するための装置である。ここで、この電子部品製造装置１は、図１に示すように、まず、電子部品３を保持する可動の吸着ノズル（可動保持部）１１をそれぞれ有する複数の保持ユニット（電子部品保持手段）１２と、保持ユニット１２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）１３を備えている。

電子部品製造装置１は、また、ターンテーブル１３を駆動するダイレクトドライブモータ（搬送用の駆動源）１４、保持ユニット１２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（保持手段駆動装置）１５、等を備えている。各部の詳細は次の通りである。

まず、保持ユニット１２は、図１に示すように、吸着ノズル１１と、この吸着ノズル１１を上下方向に可動に支持する支持部１２ａとから構成されており、この支持部１２ａがターンテーブル１３に取り付けられている。また、ターンテーブル１３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、かつ、その外周部で工程処理ユニット２と重なるようにして水平配置されており、ターンテーブル１３の外周部には、複数の保持ユニット１２が複数の工程処理ユニット２と同じ間隔で配置されている。

この場合、複数の保持ユニット１２は、図１（ｂ）に示すように、１つの保持ユニット１２が１つの工程処理ユニット２と重なる場合に、他の保持ユニット１２も、いずれかの工程処理ユニット２とそれぞれ重なるようにして、ターンテーブル１３の外周部に配置されている。

より詳細には、複数の工程処理ユニット２は、図１に示すように、電子部品３に工程処理を施す工程処理部２ａを備えており、工程処理部２ａの水平面上における中心が、ターンテーブル１３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、複数の保持ユニット１２は、その吸着ノズル１１のノズル先端部１１ａの水平面上における中心が、工程処理部２ａ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。

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３はエスケープから保持ユニット１２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１１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。なお、ダイレクトドライブモータ１４は、図１に示すように、ターンテーブル１３の下方に同軸上に配置されており、ターンテーブル１３を直接駆動するようになっている。

一方、複数の駆動ユニット１５は、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、図１に示すように、ターンテーブル１３の上方に、保持ユニット１２の搬送経路から離間し、かつ、このターンテーブル１３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。

この駆動ユニット１５は、後述するが、図２に示すように、保持ユニット１２の吸着ノズル１１の上端部に当接して吸着ノズル１１を下方に押し下げるための操作ロッド１５ａとそれを駆動する駆動部１５ｂを備えている。また、駆動源としてサーボモータ１５ｃを有し、制御装置（図示しない）が接続されている。なお、各駆動ユニット１５において、その操作ロッド１５ａ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の工程処理部２ａ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。

ここで、複数の駆動ユニット１５は、図２の通り、制御装置の制御により、駆動部１５ｂによって操作ロッド１５ａを上下動させることにより、吸着ノズル１１を上方位置と下方位置との間で昇降させ、吸着ノズル１１のノズル先端部１１ａに保持した電子部品３を、搬送経路上の搬送位置と工程処理ユニット２の工程処理部２ａ上の処理位置との間で移動させるよう構成されている。

なお、複数の駆動ユニット１５による吸着ノズル１１の駆動制御パターン、すなわち、操作ロッド１５ａの動作による吸着ノズル１１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、各駆動ユニット１５に対応する工程処理ユニット２に応じて、工程ごとに個別に設定されている。

［１．２．駆動ユニット及び保持ユニットの構成］
より詳細な駆動ユニット１５及び保持ユニット１２の構成を図２を参照して説明すると、上述したように、この駆動ユニット１５は、サーボモータ１５ｃによる送り用の駆動源とサーボモータ１５ｃの回転に合わせて回転するエンコーダ１５ｄを備え、この送り用の駆動源のサーボモータ１５ｃの駆動力により操作ロッド１５ａが電子部品のＺ軸方向である上下方向に動作する。そして、エンコーダ１５ｄは、回転角度によりこの上下方向の操作ロッド１５ａの位置情報を取得する。

さらに、本実施形態の特徴として、サーボモータ１５ｃの駆動力により上下方向に動作する操作ロッド１５ａには、図２の通り、下端部に荷重センサ１５ｅが装着されている。この荷重センサ１５ｅは、サーボモータ１５ｃを通じた操作ロッド１５ａの下方移動により吸着ノズル１１と接触することで当該ノズル１１を押し下げる際に操作ロッド１５ａに加わる荷重、すなわち工程処理部２ａに位置決めされる電子部品３に加わる荷重を直接検出し、この荷重を例えば保持手段駆動装置とは別に設けたＰＣの制御部等に伝達する。これにより、ＰＣでは、デジタル化された荷重データによりリアルタイムでモニタリングすることが可能となる。

なお、この荷重センサ１５ｅには、ひずみゲージ等の電気抵抗値の変化を検出する力学的センサを使用しているが、これに限定するものではなく、直接荷重を検出することが可能であればどんなセンサであって構わない。

本実施形態では、上述した通り、サーボモータ１５ｃの駆動によって、操作ロッド１５ａを上下動させることにより、吸着ノズル１１を上方位置と下方位置との間で昇降させているが、具体的には、下記のように操作ロッド１５ａの移動速度を制御している。吸着ノズル１１の下降時、すなわち、電子部品３を工程処理部２ａに位置決めする際には、例えば工程処理部金型の場合等で接触させたりすることによって衝撃荷重が発生するので、下方移動する操作ロッド１５ａを充分に減速させた後に、衝撃荷重を緩和するよう駆動源であるサーボモータ１５ｃのトルクを制御し、電子部品３を工程処理部２ａに接触させる。

また、吸着ノズル１１の上昇時、すなわち、吸着ノズル１１を工程処理ユニット２から上方移動させる際には、サーボモータ１５ｃのトルクが制御されることで、操作ロッド１５ａを上昇させて吸着ノズル１１を上昇させる。

なお、操作ロッド１５ａの下端部に装着された荷重センサ１５ｅが検出した荷重を制御装置にフィードバックすることで、当該荷重に基づいてサーボモータ１５ｃのトルク制御を行い、さらに、操作ロッド１５ａの移動速度の加減速を調整することが可能である。例えば、荷重センサ１５ｅにより必要以上の荷重が検出された場合には、当該荷重の情報を取得した制御装置が、サーボモータ１５ｃのトルクを制限し、さらに、操作ロッド１５ａの移動速度を減速するよう制御する。

［２．実施形態の作用］
以上のような構成を有する本実施形態の電子部品製造装置１の作用は、次の通りである。

［２．１．全体作用］
まず、複数の保持ユニット１２の吸着ノズル１１により複数の電子部品３を保持した状態で、ターンテーブル１３を回転させることにより、複数の電子部品３を複数の工程処理ユニット２に順次搬送する。電子部品３を保持した各保持ユニット１２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１３を停止させる。

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保持ユニット１２の吸着ノズル１１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、及びその工程処理ユニット２に対応する駆動ユニット１５の操作ロッド１５ａ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保持ユニット１２の吸着ノズル１１を、各駆動ユニット１５の操作ロッド１５ａによって駆動できる状態となる。

このような状態から、各駆動ユニット１５において、サーボモータ１５ｃの駆動力により駆動部１５ｂを介して操作ロッド１５ａを上下動させることにより、電子部品３を、ターンテーブル１３による搬送経路上の搬送位置と工程処理ユニット２の工程処理部２ａ上の処理位置との間で移動させる。

そして、各工程処理ユニット２により各電子部品３に工程処理を施した後、各保持ユニット１２の吸着ノズル１１により各電子部品３を保持した状態で、各駆動ユニット１５において、サーボモータ１５ｃを駆動させることにより操作ロッド１５ａを上昇させ、吸着ノズル１１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３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。

［２．２．Ｚ軸の荷重検知制御］
ここで、操作ロッド１５ａの下降端部に装着した荷重センサ１５ｅによる荷重の直接的検知制御を、サーボモータ１５ｃに駆動電流を流すことにより荷重を検出していた従来技術と対比させ、図２〜４を参照して詳述する。

従来技術では、トルクと駆動電流が正比例関係にあることから、制御装置を介してサーボモータ１５ｃに流す駆動電流量により、操作ロッド１５ａが下方移動することで吸着ノズル１１を押し下げ電子部品３に加える荷重を検出していた。しかしながら、操作ロッド１５ａの下方移動の途中において異常な荷重が発生した場合には、図３のように、サーボモータ１５ｃの駆動電流により間接的に検出する手法であると当該異常な荷重を検出できないか、又はその異常な荷重を検出するまでに時間を要してしまった。すなわち、図３のように、減速電流域で異常な荷重が発生する場合は、モータに流れる電流は減少する方向となり、電流過多による異常荷重の検出はすぐにできない。

これに対し、本実施形態では、操作ロッド１５ａの下降端部にひずみゲージ等の荷重センサ１５ｅを装着することにより、電子部品３に加えられる荷重を吸着ノズル１１を介して直接的に検出している。直接、荷重センサ１５ｅにより荷重を検出しているので、操作ロッド１５ａの下方移動時において異常荷重を検出する場合でも、図４のように従来技術で検出していた荷重値よりも小さい荷重値により異常荷重を検出することが可能となる。

また、例えば、図２に示すように、保持手段駆動装置と別に設けたＰＣの制御部において、当該保持手段駆動装置により取得した荷重の情報をモニタリングする場合を従来技術と本実施形態とで対比すると、従来技術では、サーボモータ１５ｃへ流す検出された駆動電流値をサーボアンプによりデジタル化し、ＰＣ制御部に送信しているので処理に時間を要していた。一方、本実施形態では、荷重センサ１５ｅにより検出した荷重の情報を直接ＰＣ制御部が読み取るフルクローズド制御を採用しているので、荷重管理が高精度で、かつリアルタイムのモニタリングが可能となる。

［２．３．駆動制御パターン］
本実施形態において、このような保持ユニット１２の停止状態における駆動ユニット１５による吸着ノズル１１の駆動制御パターン、すなわち、吸着ノズル１１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、各駆動ユニット１５に対応する工程処理ユニット２に応じて、工程ごとに個別に設定されている。

例えば、第１の工程を行う工程処理ユニット２における吸着ノズル１１の駆動制御パターンがＰ１であるとすると、別の第２の工程を行う工程処理ユニット２における駆動制御パターンＰ２は、駆動制御パターンＰ１に何ら制約されることなく、独自に設定される。従って、工程ごとに電子部品３の受渡時間や工程処理部における停止時間に応じて決まる工程処理時間等は、保持ユニット１２の停止時間の範囲内で自由に設定される。また、駆動ユニット１５により保持ユニット１２を介して電子部品３を工程処理ユニット２上に固定するための荷重もまた、各工程に応じて自由に設定される。

そして、以上のような、ターンテーブル１３の回転による保持ユニット１２の各停止位置への移動、電子部品３の処理位置への移動、電子部品３の搬送位置への復帰、を繰り返すことにより、各電子部品３に対して、複数の工程処理ユニット２による複数の工程を順次施すことができる。

［２．３．１．Ｚ軸の加減速制御］
次に、Ｚ軸の加減速制御について説明する。例えば、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、その初期、中期、終期において加減速を徐々に変化させ、電子部品３、保持ユニット１２、駆動ユニット１５及び工程処理ユニット２機構への衝撃を最小限に抑えるように、電子部品の移動速度であるＺ軸の加減速の制御パターンを設定している。

この点について、従来技術では、吸着ノズル１１を工程処理部２ａに対して一定の速度で下降させ接触させ、工程処理を行っているが、本実施形態では、吸着ノズル１１が工程処理部２ａに接近するに従って操作ロッド１５ａを十分に減速させ、その上で電子部品３を工程処理部２ａに接触させることにより、衝撃荷重を緩和するように制御パターンを設定している。

さらに、本実施形態では、上述した通り、荷重センサ１５ｅにより直接検出し、ＰＣにてリアルタイムでモニタリングしていた荷重データをフィードバックさせ、このＺ軸の加減速制御に反映させる。具体的には、荷重センサ１５ｅにより直接検出した荷重を利用することができるので、例えば必要以上の荷重が検出された場合には、減速するタイミングを早める等し、制御パターンに反映させたＺ軸の加減速制御を行っている。

これにより、従来では、例えば工程処理部２ａが金型の場合等の場合には、吸着ノズル１１が工程処理部２ａに接触したりすることによって生じる衝撃荷重を、荷重センサ１５ｅにより直接検出する荷重をもとに、より高精度で検知することができるので、この接触による衝撃荷重を的確に抑制又は緩和することが可能となる。

［２．３．２．Ｚ軸のトルク制御］
また、サーボモータ１５ｃのＺ軸のトルク制御について、従来では、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。

そこで、本実施形態では、上記のように、荷重センサ１５ｅにより直接検出した荷重データをフィードバックさせることでＺ軸のトルク制御に反映させ、例えば、検出した荷重データが必要以上に大きかった場合等には、サーボモータ１５ｃのトルクを制限するよう制御する。特に、電子部品３を工程処理部２ａへ移載する際に衝撃荷重が発生する可能性があるため、検出した荷重をもとにサーボモータ１５ｃのトルクを制限することで必要以上のトルクは不要とし、それ以上トルクがかからないように荷重制御している。

上記のような本実施形態の荷重センサを有する保持手段駆動装置の効果は、次の通りである。
本実施形態によれば、荷重センサを保持手段駆動装置に直接使用することが可能となり、電子部品を保持する電子部品保持手段の可動保持部が工程処理機構に対して下降途中であっても、異常な荷重が電子部品に加わる場合には的確に検出することができる。

これにより、従来では、サーボモータの駆動電流により間接的に荷重を検出したため、操作ロッドの下方移動中に発生する異常な荷重を検出できない、又はその異常な荷重を検出するまでに時間を要していたが、本実施形態では、荷重センサを用いるので、荷重をリアルタイムでモニタリングすることが可能となり、荷重検出までの時間が短縮し高精度な荷重検知が可能な保持手段駆動装置を提供することができる。

また、荷重センサにより直接荷重を検出することが可能となったため、当該荷重を操作ロッドの加減速制御及びサーボモータのトルク制御に反映させることで、電子部品に対して必要以上の荷重が加えられることを防止し、不良品の発生及び誤測定の要因ともなる電極自身及び電子部品への損傷を抑制することができる。これにより、電子部品の生産性、品質の向上に貢献することが可能となる。

さらに、本実施形態によれば、工程処理機構ごとに個別に設けた駆動装置により、各工程処理機構に対応する停止位置に停止した複数の電子部品保持手段を、互いに独立かつ個別の駆動制御パターンで駆動制御できるため、各工程に対する電子部品の受渡時における搬送位置−処理位置間の移動を最適に調節することができる。

そのため、荷重センサを直接使用することによりリアルタイムで電子部品に加わる荷重を検知し制御することを可能とした保持手段駆動装置では、電子部品の搬送位置−処理位置間の移動時間、移動量、移動速度、移動タイミング、荷重等を工程ごとにより最適に設定できるので、電子部品の生産性、品質を向上させることができる。また、各保持ユニットを個別に独立して制御できるため、電子部品の寸法変更に応じた移動量や移動速度の変更等が容易になり、多品種生産への対応も容易となる。

［３．他の実施形態］
なお、本発明は、電子部品３に加わる荷重を吸着ノズル１１及び操作ロッド１５を介して検出することができれば特にどこに設置されていても構わないので、上記のような操作ロッド１５ａの下端部に荷重センサ１５ｅを装着する実施形態に限定するものではない。例えば、上記実施形態では、操作ロッド１５ａの下端部に荷重センサ１５ｅを装着しているが、電子部品３に加わる荷重は、吸着ノズル１１を介して操作ロッド１５ａの上下方向の動作に基づいて検出されるので、この操作ロッド１５ａの上端部に荷重センサ１５ｅを装着することも可能である。

また、本発明は、電子部品保持手段の可動保持部を吸着ノズル１１から構成する実施形態に限定されるものではなく、例えば、可動保持部の具体的な構成は自由に変更可能な実施形態も包含する。また、搬送機構についても、ターンテーブル１３は一例にすぎず、本発明は、複数の電子部品保持手段を搬送可能な各種の搬送機構に同様に対応可能であり、同様に優れた効果が得られるものである。

本発明の実施形態における保持手段駆動装置を有する電子部品保持手段の電子部品製造装置１の全体構成を示す模式図。 本発明の実施形態における保持手段駆動装置の構成を示す拡大図。 本発明の従来技術であるモータに流す駆動電流と回転始動時間との関係を示した図。 本発明の実施形態における荷重センサに加わる荷重推移を示す図。

符号の説明

１…電子部品製造装置
２…工程処理ユニット
２ａ…工程処理部
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
３…電子部品
１１…吸着ノズル
１１ａ…ノズル先端部
１２…保持ユニット
１２ａ…支持部
１３…ターンテーブル
１４…ダイレクトドライブモータ
１５…駆動ユニット
１５ａ…操作ロッド
１５ｂ…駆動部
１５ｃ…サーボモータ
１５ｄ…エンコーダ
１５ｅ…荷重センサ

Claims (7)

1. 搬送機構に設けられ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の当該各可動保持部に対し、上下方向に駆動する操作ロッドが押下することにより、この搬送経路上の位置と工程処理機構による処理位置との間で前記可動保持部に保持された前記電子部品を上下方向に移動させる保持手段駆動装置であって、
   前記操作ロッドを上下方向に駆動させる駆動源と、
   前記操作ロッドに設けられ、当該操作ロッドが前記駆動源を通じて下方移動することで前記可動保持部を押し下げる際に、この操作ロッドに加わる荷重を直接的に検知する荷重センサと、
   前記駆動源を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記操作ロッドの下降加速度に応じた荷重を前記荷重センサから直接的に検出し、この荷重に基づき、前記操作ロッドの下降速度を予め設定される所定の加減速制御パターンに合わせるように、前記駆動源を制御すること、を特徴とする保持手段駆動装置。
2. 前記制御部は、前記荷重センサにより前記操作ロッドに加わる所定値以上の荷重を直接的に検知した場合に、この荷重に基づいて当該操作ロッドを減速するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の保持手段駆動装置。
3. 前記荷重センサは、前記操作ロッドの下端部に設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の保持手段駆動装置。
4. コンピュータ又は電子回路による、保持手段駆動装置の制御方法であって、
   前記保持手段駆動装置は、
   搬送機構に設けられ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の当該各可動保持部に対し、上下方向に駆動する操作ロッドが押下することにより、この搬送経路上の位置と工程処理機構による処理位置との間で前記可動保持部に保持された前記電子部品を上下方向に移動させ、
   前記操作ロッドを上下方向に駆動させる駆動源と、
   前記操作ロッドに設けられ、当該操作ロッドが前記駆動源を通じて下方移動することで前記可動保持部を押し下げる際に、この操作ロッドに加わる荷重を直接的に検知する荷重センサと、を備え
   前記コンピュータ又は電子回路は、前記操作ロッドの下降加速度に応じた荷重を前記荷重センサから直接的に検出し、この荷重に基づき、前記操作ロッドの下降速度を予め設定される所定の加減速制御パターンに合わせるように、前記駆動源の制御を行う制御ステップを実行すること、を特徴とする保持手段駆動装置の制御方法。
5. 前記制御ステップは、前記荷重センサにより前記操作ロッドに加わる所定値以上の荷重を直接的に検知した場合に、この荷重に基づいて当該操作ロッドを減速するよう制御することを特徴とする請求項４に記載の保持手段駆動装置の制御方法。
6. コンピュータを用いた保持手段駆動装置の制御プログラムであって、
   前記保持手段駆動装置は、
   搬送機構に設けられ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の当該各可動保持部に対し、上下方向に駆動する操作ロッドが押下することにより、この搬送経路上の位置と工程処理機構による処理位置との間で前記可動保持部に保持された前記電子部品を上下方向に移動させ、
   前記操作ロッドを上下方向に駆動させる駆動源と、
   前記操作ロッドに設けられ、当該操作ロッドが前記駆動源を通じて下方移動することで前記可動保持部を押し下げる際に、この操作ロッドに加わる荷重を直接的に検知する荷重センサと、を備え
   前記プログラムは前記コンピュータに、前記操作ロッドの下降加速度に応じた荷重を前記荷重センサから直接的に検出し、この荷重に基づき、前記操作ロッドの下降速度を予め設定される所定の加減速制御パターンに合わせるように、前記駆動源の制御を行う制御処理を実行させることを特徴とする保持手段駆動装置の制御プログラム。
7. 前記制御処理は、前記荷重センサにより前記操作ロッドに加わる所定値以上の荷重を直接的に検知した場合に、この荷重に基づいて当該操作ロッドを減速するよう制御することを特徴とする請求項６に記載の保持手段駆動装置の制御プログラム。

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