JP6325651B2 - 部品組付装置および部品組付方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明の部品組付装置として部品実装装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図1において、基板PBの搬送方向をX方向、X方向と直交する水平方向をY方向、Y方向と直交する垂直方向をZ方向とする。
ここで、本実施形態の部品実装装置1は、1つの実装ヘッド68を備えた装置であるが、第1X方向移動装置51および第2X方向移動装置61を備えているため、第2スライダ63(実装ヘッド68)を一方向に高加減速で駆動制御するとき、第1スライダ52を一方向とは逆方向に高加減速で駆動制御することができる。これにより、第2スライダ63(実装ヘッド68)で発生する反力は、第1スライダ52で発生する慣性力で相殺されるので、部品実装装置1における実装ヘッド68の高加減速動作時の振動発生を抑制することができる。
F2=M2・a2・・・(1)
F1−F2=M1・a1・・・(2)
−F1=Mm・am+Cm・vm+Km・Xm・・・(3)
なお、a2:第2スライダ63の加速度、a1:第1スライダ52の加速度、am:装置本体1Aの加速度、vm:装置本体1Aの速度、Cm,Km:係数
M2・a2=−M1・a1・・・(4)
M2・X2=−M1・X1・・・(5)
rh=X2−X1・・・(6)
rs=X1−Xm=X1・・・(7)
r0=rh+rs=X2−Xm=X2・・・(8)
rh=(M2+M1)r0/M1・・・(9)
rs=−M2・r0/M1・・・(10)
以上説明したように、本実施形態の部品実装装置1は、1つの実装ヘッド68に備えられた第2スライダ63を一方向に高加減速で駆動制御するとき、当該実装ヘッド68に備えられた第1スライダ52を一方向とは逆方向に高加減速で駆動制御することができる。これにより、第2スライダ63で発生する反力は、第1スライダ52で発生する慣性力で相殺されるので、部品実装装置1における実装ヘッド68の高加減速動作時の振動発生を抑制することができる。よって、この部品実装装置1においては、高速且つ高精度に部品装着を行うことができ、また、実装ヘッド68は1つのみであり、従来のようにカウンタマスは不要であるので、装置サイズを小型化することができる。
なお、上述の実施形態においては、駆動制御装置10は、第1、第2スライダ52,63の相対位置rh,rsへ第1、第2スライダ52,63を移動するとき、当該移動距離ws,whの半分の距離は第1、第2スライダ52,63を等加速度a1,a2で増速し、残りの半分の距離は第1、第2スライダ52,63を等加速度a1,a2で減速して停止させる制御を行う構成とした。しかし、駆動制御装置10は、第1、第2スライダ52,63の増速の制御を、第1、第2スライダ52,63の移動距離のうち任意の距離行い、第1、第2スライダ52,63の減速・停止の制御を、残りの距離行う構成としてもよい。また、駆動制御装置10は、第1、第2スライダ52,63の増減速の制御を、変動する加速度で行う構成としてもよい。例えば、駆動制御装置10は、第1、第2スライダ52,63の位置によって、第1、第2スライダ52,63の加速度を変動させ、もしくは段階的に切り替える。
Claims (7)
- 一方向に伸びる第1駆動軸と、前記第1駆動軸に沿って移動可能に支持された第1スライダと、前記第1スライダを前記第1駆動軸に沿って駆動制御する第1駆動手段と、前記第1スライダに搭載され、前記第1駆動軸と同方向に伸びる第2駆動軸と、前記第2駆動軸に沿って移動可能に支持された第2スライダと、前記第1スライダに搭載され、前記第2スライダを前記第2駆動軸に沿って駆動制御する第2駆動手段と、前記第2スライダに搭載され、部品組付け処理が行われる基板に対し複数の前記部品組付け処理が可能な部品組付ヘッドと、を備える部品組付装置の部品組付方法であって、
前記部品組付ヘッドの目標移動距離を演算する目標移動距離演算ステップと、
前記第1スライダの第1指令速度を演算する第1指令速度演算ステップと、
前記第1スライダの第1位置指令距離を演算する第1位置指令距離演算ステップと、
前記第2スライダの第2指令速度を演算する第2指令速度演算ステップと、
前記第2スライダの第2位置指令距離を演算する第2位置指令距離演算ステップと、
演算した前記目標移動距離が相殺処理を必要とする距離である場合、演算した前記第1および第2指令速度が前記第1および第2スライダの限界速度範囲内である場合、および演算した前記第1および第2位置指令距離が前記第1および第2スライダの限界可動範囲内である場合を全て満たすとき、前記部品組付ヘッドの位置指令に従って前記第2駆動手段により前記第2スライダを前記第2駆動軸に沿って駆動制御したときの反力を、前記第1駆動手段により前記第1スライダを前記第1駆動軸に沿って前記第2スライダの移動方向と反対方向に駆動制御したときの慣性力で相殺する反力相殺移動制御ステップと、
前記各場合のうち少なくとも1つを満たさないとき、前記第1駆動手段をサーボロックした状態で前記部品組付ヘッドの位置指令に従って前記第2駆動手段により前記第2スライダを前記第2駆動軸に沿って駆動制御する移動制御ステップと、
演算した前記第2位置指令距離が前記第2スライダの限界可動範囲外である場合、前記部品組付ヘッドによる部品組付け処理パターンに応じて、前記第2スライダを複数の前記部品組付け処理毎の前記反力相殺移動制御が可能な位置に移動し、複数の前記部品組付け処理を開始する駆動制御を行う開始制御ステップと、
を備える部品組付方法。 - 演算した前記第2位置指令距離が前記第2スライダの限界可動範囲外である場合、前記部品組付け処理に影響を与えないタイミングで、前記第2スライダを前記反力相殺移動制御が可能な初期位置に戻す駆動制御を行う戻し制御ステップ、を備える請求項1の部品組付方法。
- 部品組付け処理が行われる基板を搬送して位置決めし、前記基板に対し前記部品組付け処理を行う部品組付装置であって、
一方向に伸びる第1駆動軸と、前記第1駆動軸に沿って移動可能に支持された第1スライダと、前記第1スライダを前記第1駆動軸に沿って駆動制御する第1駆動手段と、前記第1スライダに搭載され、前記第1駆動軸と同方向に伸びる第2駆動軸と、前記第2駆動軸に沿って移動可能に支持された第2スライダと、前記第1スライダに搭載され、前記第2スライダを前記第2駆動軸に沿って駆動制御する第2駆動手段と、前記第2スライダに搭載され、前記基板に対し複数の前記部品組付け処理が可能な部品組付ヘッドと、を有する多段駆動軸装置と、
前記部品組付ヘッドの目標移動距離を演算する目標移動距離演算部と、前記第1スライダの第1指令速度を演算する第1指令速度演算部と、前記第1スライダの第1位置指令距離を演算する第1位置指令距離演算部と、前記第2スライダの第2指令速度を演算する第2指令速度演算部と、前記第2スライダの第2位置指令距離を演算する第2位置指令距離演算部と、演算した前記目標移動距離が相殺処理を必要とする距離である場合、演算した前記第1および第2指令速度が前記第1および第2スライダの限界速度範囲内である場合、および演算した前記第1および第2位置指令距離が前記第1および第2スライダの限界可動範囲内である場合を全て満たすとき、前記部品組付ヘッドの位置指令に従って前記第2駆動手段により前記第2スライダを前記第2駆動軸に沿って駆動制御したときの反力を、前記第1駆動手段により前記第1スライダを前記第1駆動軸に沿って前記第2スライダの移動方向と反対方向に駆動制御したときの慣性力で相殺する反力相殺移動制御部と、前記各場合のうち少なくとも1つを満たさないとき、前記第1駆動手段をサーボロックした状態で前記部品組付ヘッドの位置指令に従って前記第2駆動手段により前記第2スライダを前記第2駆動軸に沿って駆動制御する移動制御部と、演算した前記第2位置指令距離が前記第2スライダの限界可動範囲外である場合、前記部品組付ヘッドによる部品組付け処理パターンに応じて、前記第2スライダを複数の前記部品組付け処理毎の前記反力相殺移動制御が可能な位置に移動し、複数の前記部品組付け処理を開始する駆動制御を行う開始制御部と、を有する駆動制御装置と、
を備える部品組付装置。 - 前記駆動制御装置は、
演算した前記第2位置指令距離が前記第2スライダの限界可動範囲外である場合、前記部品組付け処理に影響を与えないタイミングで、前記第2スライダを前記反力相殺移動制御が可能な初期位置に戻す駆動制御を行う戻し制御部、を備える請求項3の部品組付装置。 - 前記駆動制御装置は、
前記部品組付ヘッドを含む前記第2スライダの質量を、前記第2駆動軸および前記第2駆動手段を含む前記第1スライダの質量で除算し、前記除算値に前記部品組付ヘッドの移動距離を乗算し、前記乗算値を前記第1スライダの現位置から反力相殺移動制御を行うための前記部品組付装置に対する前記第1スライダの相対位置までの移動距離として求める第1スライダ移動距離演算部と、
前記部品組付ヘッドを含む前記第2スライダの質量と、前記第2駆動軸および前記第2駆動手段を含む前記第1スライダの質量とを加算し、前記加算値を前記第2駆動軸および前記第2駆動手段を含む前記第1スライダの質量で除算し、前記除算値に前記部品組付ヘッドの移動距離を乗算し、前記乗算値を前記第2スライダの現位置から前記反力相殺移動制御を行うための前記第1スライダに対する前記第2スライダの相対位置までの移動距離として求める第2スライダ移動距離演算部と、を備える請求項3又は4の部品組付装置。 - 前記第1スライダの相対位置へ前記第1スライダを移動するとき、当該移動距離のうち増速側の距離は前記第1スライダを第1加速度で増速し、残りの減速側の距離は前記第1スライダを第2加速度で減速して停止させる第1スライダ移動部と、
前記第2スライダの相対位置へ前記第2スライダを移動するとき、当該移動距離のうち増速側の距離は前記第2スライダを第3加速度で増速し、残りの減速側の距離は前記第2スライダを第4加速度で減速して停止させる第2スライダ移動部と、を備える請求項3から5の何れか一項の部品組付装置。 - 前記部品組付装置は、
基板を部品実装位置に搬入し、位置決めし、搬出する基板搬送装置と、
複数種類の部品を供給する部品供給装置と、を備え、
前記多段駆動軸装置は、
前記部品供給装置で供給される前記部品を前記部品組付ヘッドで採取し、当該部品組付装置に対し前記基板の搬送方向に隣接して配置される他の前記部品組付装置の前記基板搬送装置により位置決めされた前記基板上まで、前記第1および第2スライダを駆動制御して前記部品を組付可能な前記第1および第2スライダのストロークを備えている、請求項3から6の何れか一項の部品組付装置。
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