JP6031544B2

JP6031544B2 - 押付装置

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Publication number: JP6031544B2
Application number: JP2015039851A
Authority: JP
Inventors: 野村　祐樹; 祐樹野村; 健男唐牛; 秀矢中山
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2015-03-02
Filing date: 2015-03-02
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2035-03-02
Also published as: KR101836059B1; CN107405853B; US20180036985A1; TWI711905B; TW201636749A; JP2016159327A; KR20170118927A; DE112016001005B4; US10442149B2; WO2016140184A1; DE112016001005T5; CN107405853A

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、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、被移動物が被当接物に突き当たるまでに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に再度減速して所定のトルクを発生させるようにモータを制御して被移動物を被当接物に押し当てる。

特許第２８２８４０６号公報

ところで、上記従来技術では、最大加速度で被移動物（押付部）を加速した後に減速し、被移動物の速度が許容値以下になると再度加速した後に再度減速することによって、押付部が移動を開始してから停止するまでの時間（タクトタイム）を短縮できるが、被当接物（被押付物）の直前で再度加速してから減速するため、押付部を十分に減速できず、押付部が被押付物に衝突する際の衝撃力を抑制できないおそれがある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、タクトタイムを短縮しつつ、押付部による被押付物に対する衝撃力を抑制する、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目標位置として予め記憶し、前記押付部の移動を開始させると、前記駆動電流を示す電流情報及び前記移動量情報に基づく位置制御処理を用いて、前記押付部を最大速度まで最大加速度で加速させ、前記押付部の速度が最大速度に到達すると最大速度を維持させ、前記押付部を最大減速度で減速させた場合に前記目標位置で前記押付部の速度が零となる減速開始位置に前記押付部が到達すると、前記押付部を最大減速度で減速させ、前記押付部の速度が所定の下限速度まで減速すると、前記位置制御処理から前記電流情報に基づく推力制御処理に切り替え、前記電流情報に基づいて前記押付部の速度を一定に制御し、所定の電流値に到達したら、押付動作を行ったと判断する、という手段を採用する。

本発明によれば、タクトタイムを短縮しつつ、押付部による被押付部に対する衝撃力を抑制することができる。

本発明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。本発明の実施形態における駆動装置の補正距離を示すタイミングチャートである。

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。
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９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、後述する目標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２（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２（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２（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、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）以下であるか否かを判定する（ステップＳ２）。上記ストロークリミットとは、吸着部Ｋｔの移動限界値である。また、上記ストロークリミットは、ユーザによって設定される設定値であってもよい。

制御部Ｄ４は、現在の位置がストロークリミット以下でない場合（ＮＯの場合）、位置検知動作が失敗したと認識する（ステップＳ３）。制御部Ｄ４は、上記ステップＳ３の完了後、電力変換器Ｄ１を制御して、図２（ｃ）に示すように、吸着部Ｋｔを原点位置に戻す（ステップＳ４）。

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以上でない（つまりストロークリミット未満である）場合（ＹＥＳの場合）、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）以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。つまり、制御部Ｄ４は、吸着部ＫｔがワークＷｋに接触して（図２（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を判定する。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Ｓ６）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を判定する（ステップＳ７）。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）、該現在の位置を目標位置として記憶し、位置検知動作が成功したと認識する（ステップＳ８）。制御部Ｄ４は、上記ステップＳ２，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７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Ｓ７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Ｓ５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Ｓ７の処理結果が「ＹＥＳ」の場合、上記ステップＳ８の処理を実行する。

なお、上記目標位置は、後述する押付動作で使用され、ワークＷｋの基板Ｂｓへの押し付け時に吸着部Ｋｔが到達すべき到達位置、つまり、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。また、制御部Ｄ４は、上記ステップＳ５の処理において、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Ｓ９）。

制御部Ｄ４は、上記ステップＳ３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２（ｃ）に示すように、吸着部Ｋｔを原点位置に戻す（ステップＳ４）。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目標位置を検知して記憶するため、ユーザ自身が手作業等で目標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上に押し付けさせ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か否かを判定し（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を上述した目標位置に向かって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最大加速度で加速させる（図７参照）。上記最大加速度とは、駆動電流として最大電流をリニアモータＬｍに供給した場合に発生する加速度である。また、上記最大速度も、最大電流に応じて決まっている。また、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。制御部Ｄ４は、上記最大電流を予め記憶し、電力変換器Ｄ１に駆動電流として最大電流を生成させて、吸着部Ｋｔを最大加速度で加速させる。

続いて、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（図７参照）。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。

さらに、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、最大減速度で減速させた場合に上述した目標位置で吸着部Ｋｔの速度が零となる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７参照）。上記最大減速度は、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、上記減速開始位置は、上記目標位置及び最大減速度に基づいて決まる。制御部Ｄ４は、目標位置及び最大減速度に基づいて減速開始位置を予め算出し、減速開始位置を記憶している。

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を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「目標位置／２」以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。制御部Ｄ４は、吸着部Ｋｔの現在の位置が「目標位置／２」以上でない（つまり「目標位置／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「目標位置／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）以下であるか否かを判定する（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を判定する。

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の処理を設けることによって、加速時ではなく、減速時に、ステップＳ３２の処理において、現在の速度が所定の下限速度以下となったと判定する。

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の移動速度を安定させ、吸着部Ｋｔを目標位置に向かって移動する処理である。この際、制御部Ｄ４は、吸着部Ｋｔの現在の速度を安定させるために、電流情報に基づいて電力変換器Ｄ１が生成する駆動電流を安定させる。

制御部Ｄ４は、速度指令値を押付速度に設定し（ステップＳ２４）、速度指令値に基づいて電流指令を押付電流に設定する（ステップＳ２５）。制御部Ｄ４は、電流情報に基づいて吸着部Ｋｔの速度を一定に制御する。制御部Ｄ４は、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押付限界位置以下であるか否かを判定する（ステップＳ２６）。上記押付限界位置とは、機械的なストロークエンド（例えば、ワークＷｋの下の基板Ｂｓの位置）であり、またはユーザによって設定される設定値であってもよい。

制御部Ｄ４は、現在の位置が押付限界位置以下でない場合（ＮＯの場合）、つまり現在の位置が押付限界位置を超えた場合、現在の位置が押付限界位置を超えたとして、押付動作が失敗したと認識する（ステップＳ２７）。一方、制御部Ｄ４は、現在の位置が押付限界位置以下である場合（ＹＥＳの場合）、吸着部Ｋｔを速度を一定で移動させている際、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を判定する（ステップＳ２８）。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を判定する。

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である）場合（ＮＯの場合）、上記ステップＳ２６の処理に戻る。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）、吸着部Ｋｔが押し付けたと判断（押付動作を行ったと判断）する（ステップＳ２９）。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とは、吸着部Ｋｔが目標位置まで到達した状況である。また、制御部Ｄ４は、上記推力制御処理において、目標位置に向かって吸着部Ｋｔを移動させているが、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となると、上述したように、吸着部Ｋｔの移動を停止させる。

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Ｓ２６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。駆動装置Ｄｖは、上記ステップＳ２１〜Ｓ２９の処理を実行して、押付動作を完了する。

本実施形態は、吸着部Ｋｔの速度が押付速度まで減速すると、推力制御処理を用いて、吸着部Ｋｔの速度を一定に制御し、所定の電流値に到達したら、押付動作を行ったと判断するものであり、上述した従来技術のように、吸着部Ｋｔを十分に減速できないおそれもなく、吸着部ＫｔによるワークＷｋや基板Ｂｓへの衝撃力を抑制できる。

さらに、駆動装置Ｄｖは、上記押付動作の変形例として、吸着部Ｋｔが押付速度となってから目標位置に到達するまでの時間、つまり、推力制御処理の時間を短縮するための補正距離を算出する補正距離算出動作を実行する。上記補正距離算出動作は、リニアモータＬｍの電源が入ってから、押付動作をスタートするまでの間であれば、いつでも行うことが可能である。例えば、上記位置検知動作を行っている最中に行うようにしてもよい。具体的には、ステップＳ４の処理の直前、つまり、吸着部Ｋｔを原点位置に戻る直前に行うようにしてもよい。

まず、駆動装置Ｄｖにおいて、制御部Ｄ４は、吸着部Ｋｔが停止中かつ押付中でないか否かを判定する（ステップＳ４１）。制御部Ｄ４は、ＮＯの場合、つまり吸着部Ｋｔが停止中でないあるいは押付中である場合、補正距離の算出を実行せずに終了する（ステップＳ４２）。

制御部Ｄ４は、ＹＥＳの場合、つまり吸着部Ｋｔが停止中かつ押付中でない場合、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、該駆動電流を参照電流として記憶する（ステップＳ４３）。この際、制御部Ｄ４は、電流情報から得られた駆動電流を時間平均したものを参照電流として記憶する。

続いて、制御部Ｄ４は、記憶した参照電流を下記式(1)に代入して、可動子Ｌｄ及び吸着部Ｋｔの質量を含む移動質量を算出する(ステップＳ４４)。上記移動質量には、吸着部ＫｔにワークＷｋが吸着されている場合には、ワークＷｋが含まれ、吸着部ＫｔにワークＷｋが吸着されていない場合には、ワークＷｋが含まれない。つまり、移動質量は、吸着部ＫｔにワークＷｋが吸着されている場合には、可動子Ｌｄ、吸着部Ｋｔ及びワークＷｋの質量であり、吸着部ＫｔにワークＷｋが吸着されている場合には、可動子Ｌｄ及び吸着部Ｋｔの質量である。
質量[kg] =参照電流[Arms]×モータ定数[N/Arms] / 重力加速度[m/sec^2] (1)

続いて、制御部Ｄ４は、上記質量を下記式(2)に代入して、最大減速度を算出する(ステップＳ４５)。
最大減速度[m/sec^2] = 最大推力[N]/質量[kg]−重力加速度［m/sec^2］ (2)

続いて、制御部Ｄ４は、吸着部Ｋｔが押付速度から最大減速度で減速して零になるまでに要する減速時間を、最大減速度を下記式(3)に代入して算出する。
減速時間[sec] =押付速度[m/sec] /最大減速度［m/sec^2］ (3)

続いて、制御部Ｄ４は、下記式(4)に従って演算、つまり、最大減速度に減速時間の２乗を乗算した値に所定の調整値を乗算した補正距離を算出する(ステップＳ４６)。なお、上記調整値は、例えば、「０．５」である。
補正距離[mm] = 調整値×最大減速度[m/sec^2]×減速時間[sec]^2×1000 (4)

そして、制御部Ｄ４は、算出した補正距離が所定の範囲内であるか否かを判定する(ステップＳ４７)。つまり、制御部Ｄ４は、補正距離が所定の範囲外である異常値であるか否かを判定する。制御部Ｄ４は、補正距離が所定の範囲内である場合（ＹＥＳの場合）、以前算出すると共に記憶した補正距離を、新たに算出した補正距離で更新する(ステップＳ４８)。一方、制御部Ｄ４は、補正距離が所定の範囲内でない場合（ＮＯの場合）、補正距離の更新を行わない(ステップＳ４９)。上記補正距離は、吸着部ＫｔがワークＷｋを吸着していない場合と、吸着している場合とで、図９に示すように、大きく異なる。つまり、補正距離は、移動質量が軽い場合には、小さくなり、移動質量が重い場合には、大きくなる。

そして、制御部Ｄ４は、上述した目標位置に補正距離を加算して仮目標位置を算出する。その後、制御部Ｄ４は、目標位置に代わり仮目標位置に基づいて減速開始位置を算出し、押付指示が入力され、上述した位置制御処理（上記ステップＳ２２の処理）において、上記減速開始位置に吸着部Ｋｔが到達すると、吸着部Ｋｔに最大減速度で減速を開始させる（図９参照）。本実施形態では、補正距離を使用することで、推力制御処理の時間を短縮することができるため、さらにタクトタイムを短縮できる。押付装置Ａでは、移動質量が重いほど減速度が小さくなるため、ワークＷｋの重量に関係なく同一の補正距離を設けると、ワークＷｋが重い場合は、目標位置に達する時間が長くなり、無駄な時間が発生してしまう。そのため、目標位置より後ろに大きく補正距離を取ると、目標位置の近辺で所定の減速度になり、推力制御処理に切り替わった際に無駄な時間を発生しにくくできる。また、ワークＷｋが軽い場合は、ワークＷｋが重い場合に比べて、減速度が小さくならないので、大きく補正距離を取る必要が無く、補正距離が短くても無駄な時間が発生しにくい。

このような本実施形態によれば、吸着部Ｋｔの速度が押付速度まで減速すると、吸着部Ｋｔを押付速度で維持させ、吸着部Ｋｔが目標位置に到達すると停止するものであり、上述した従来技術のように、吸着部Ｋｔを十分に減速できないおそれもなく、可動子Ｌｄに取り付けられる吸着部ＫｔによるワークＷｋや基板Ｂｓへの衝撃力を抑制できる。

また、本実施形態は、吸着部Ｋｔの移動を開始させると最大速度まで最大加速度で加速させ、吸着部Ｋｔの速度が最大速度に到達すると最大速度を上記減速開始位置まで維持させることによって、タクトタイムを短縮できる。また、本実施形態は、ユーザが操作部Ｄ３に押付指示を入力するだけで、自動的に押付動作を実行するため、各種パラメータの入力等のユーザの手間を軽減することができる。

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目標位置を検知するため、ユーザ自身が手作業等で目標位置を検知して記憶する必要がなく、ユーザの手間を軽減できる。また、本実施形態では、補正距離を使用することで、推力制御処理の時間を短縮することができるため、タクトタイムを短縮できる。

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。

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）上記各実施形態では、減速開始位置を自動で算出しているが、従来はユーザが減速開始位置を手入力していた。このような従来の押付動作と、上述した新たな押付動作（上記ステップＳ２１〜２７の処理）とを、ユーザに選択させて使用できるようにしてもよい。

（２）上記各実施形態では、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ことが可能である。

（３）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。

（４）上記実施形態では、上述した補正距離算出動作によって補正距離を算出し、当該補正距離を目標位置に加算することによって仮目標位置を算出したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明は、ユーザによって入力された補正距離を目標位置に加算することによって仮目標位置を算出するようにしてもよいし、また、上述した式（1）〜（4）ではない他の式を用いて補正距離を算出し、当該補正距離を目標位置に加算することによって仮目標位置を算出するようにしてもよい。

（５）上記実施形態では、減速完了判定処理のステップＳ３１において「目標位置／２」を基準に吸着部Ｋｔが減速しているか否か判定したが、本発明はこれに限定されない。例えば、エンコーダＥｃを用いて吸着部Ｋｔの速度を算出し、算出した吸着部Ｋｔの平均速度の変化量を見て、その平均速度が減少していれば吸着部Ｋｔが減速していると判定してもよい。また、例えば、加速度センサを用いて吸着部Ｋｔの減速を判定してもよいし、また、駆動電流が流れる方向で吸着部Ｋｔの減速を判定してもよい。

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目標位置として予め記憶し、前記押付部の移動を開始させると、前記駆動電流を示す電流情報及び前記移動量情報に基づく位置制御処理を用いて、前記押付部を最大速度まで最大加速度で加速させ、前記押付部の速度が最大速度に到達すると最大速度を維持させ、前記押付部を最大減速度で減速させた場合に前記目標位置で前記押付部の速度が零となる減速開始位置に前記押付部が到達すると、前記押付部を最大減速度で減速させ、前記押付部の速度が所定の下限速度まで減速すると、前記位置制御処理から前記電流情報に基づく推力制御処理に切り替え、前記電流情報に基づいて前記押付部の速度を一定に制御し、所定の電流値に到達したら、押付動作を行ったと判断す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所定の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、当該位置を前記目標位置として記憶す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、
前記目標位置に所定の距離を加算して仮目標位置を算出し、当該仮目標位置に基づいて前記減速開始位置を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の押付装置。
前記駆動装置は、前記押付部を停止時に、その際の駆動電流を参照電流として記憶し、当該参照電流に基づいて移動質量を算出し、当該移動質量に基づいて前記最大減速度を算出し、前記最大減速度に基づいて前記下限速度から前記最大減速度で減速して零になるまでに要する減速時間を算出し、さらに前記最大減速度及び前記減速時間から得られる補正距離に前記目標位置を加算することにより仮目標位置を算出し、当該仮目標位置に基づいて前記減速開始位置を算出することを特徴とする請求項１または２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する把持機能を備えており、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。