JP6331859B2

JP6331859B2 - 加圧装置、及び加圧方法

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Publication number: JP6331859B2
Application number: JP2014161687A
Authority: JP
Inventors: 正裕森野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-08-07
Filing date: 2014-08-07
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2034-08-07
Also published as: JP2016036834A

Description

本発明は、加圧装置、及び加圧方法に関するものである。

特許文献１には、サーボモータの制御によって、ワークピースを加圧加工する加圧装置が開示されている。この加圧装置では、サーボモータの制御モードを第１の位置制御モード、トルク制御モード、第２の位置制御モードに切り替えて行っている。

特開２００４−１８１４６１号公報

ところで、基板上に複数のワークピースを加圧する場合がある。この場合、以下のような問題点が生じる。以下の説明では、基板を下部から複数個所で部分的に支持し、基板にコネクタを加圧して嵌合する例について説明する。ここでは、コネクタ１とコネクタ２を異なるサーボモータで加圧する場合について説明する。

コネクタ１とコネクタ２を加圧するサーボモータのストロークの変化を図９に示す。なお、図９では、２つのサーボモータが略同時に動作している。図９に示すように、まず、加圧を開始すると、サーボストロークが徐々に大きくなっていく。そして、嵌合（加圧）が終了すると、サーストロークを元の位置に戻すため、サーボモータのストロークが徐々に小さくなっている。

図９に示すサーボストロークでサーボモータを駆動した場合に、基板に加わる荷重の変化を図１０に示す。図１０はコネクタ１、及びコネクタ２による荷重をそれぞれ示すとともに、コネクタ１とコネクタ２との合計荷重を示している。サーボストロークが大きくなるにしたがって、荷重が増加していく。２つのサーボモータを同時に駆動する場合、基板に加わる荷重が大きくなってしまう。すなわち、１つのサーボモータによって加わる荷重のほぼ２倍の荷重が基板に加わってしまう。この場合、荷重規格値を越えて、基板が歪み、その歪の影響で隣接する素子にまで歪による負荷が加わり、結果、基板上に設けられている素子が破壊してしまう恐れがある。素子破壊が生じてしまうと、歩留まりが悪化し、生産性が低下してしまう。

次に、２つのサーボモータを別々に駆動する場合について、図１１を用いて説明する。図１１では、２つのサーボモータが異なるタイミングで動作開始している。ここでは、一方のサーボモータによる動作が終了した後、他方のサーボモータが動作を開始している。したがって、一方のサーボモータのストロークが０になった後、他方のサーボモータのストロークが増加していく。

２つのサーボモータを別々に駆動する場合に、基板に対して加わる荷重の変化を図１２に示す。図１２に示すように、２つのサーボモータを別々に駆動する場合、２つのサーボモータからの荷重が同時に加わらないため、基板に対して加わる合計荷重を図１０よりも小さくすることができる。これにより、合計荷重が荷重規格値を越えるのを防ぐことができる。しかしながら、２つのコネクタを加圧嵌合する時間が長くなってしまう。すなわち、２つのコネクタを加圧するために、１つのコネクタを加圧する時間の２倍以上かかってしまう。よって、加圧に要する時間が長くなってしまうため、生産性が低下してしまう。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、高い生産性で加圧することができる加圧装置、及び加圧方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る加圧方法は、基板に設けられた２つ以上の部品を２以上の加圧部によって加圧する加圧方法であって、それぞれの前記加圧部は動作開始から前記部品への荷重が付加されるまでの第１空走期間、前記部品への加圧開始から加圧が終了する加圧期間、前記部品への荷重がリリース開始されリリースが終了するリリース期間、前記部品へのリリースが終了して動作終了するまでの第２空走期間の一連の動作で前記部品を加圧し、２以上の前記加圧部による加圧が所定の荷重規格値を超えないように、第１の部品を加圧する第１の加圧部の加圧開始タイミングに対して、第２の部品を加圧する第２の加圧部の加圧開始タイミングをずらして加圧し、前記第１の加圧部での前記リリース期間と前記第２の加圧部での前記加圧期間における荷重の和が前記荷重規格値を超えないリリース期間又はリリース終了時で定まる特定時点から前記第２の加圧部の少なくとも前記第１空走期間の時間を逆算した時点における前記第１の加圧部での前記加圧期間で定まる特定荷重を閾値とし、前記第1の加圧部での前記加圧期間における荷重が閾値に到達したと判定された場合に、前記第２の加圧部が動作を開始することを特徴とするものである。
上記の加圧方法において、前記閾値が前記第２の加圧部の制御遅れを考慮して設定されていてもよい。

本発明の一態様に係る加圧装置は、基板に設けられた２つ以上の部品を加圧する少なくとも２以上の加圧部を備え、それぞれの前記加圧部は動作開始から前記部品への荷重が付加されるまでの第１空走期間、前記部品への加圧開始から加圧が終了する加圧期間、前記部品への荷重がリリース開始されリリースが終了するリリース期間、前記部品へのリリースが終了して動作終了するまでの第２空走期間の一連の動作で前記部品を加圧する加圧装置であって、第１の部品を前記基板に対して加圧する第１の加圧部と、第２の部品を前記基板に対して加圧する第２の加圧部と、を備え、２以上の前記加圧部による加圧が所定の荷重規格値を超えないように、第１の部品を加圧する第１の加圧部の加圧開始タイミングに対して、第２の部品を加圧する第２の加圧部の加圧開始タイミングをずらして加圧し、前記第１の加圧部での前記リリース期間と前記第２の加圧部での前記加圧期間における荷重の和が前記荷重規格値を超えないリリース期間又はリリース終了時で定まる特定時点から前記第２の加圧部の少なくとも前記第１空走期間の時間を逆算した時点における前記第１の加圧部での前記加圧期間で定まる特定荷重を閾値とし、前記第1の加圧部での前記加圧期間における荷重が閾値に到達したと判定された場合に、前記第２の加圧部が動作を開始することを特徴とするものである。
上記の加圧装置において、前記閾値が前記第２の加圧部の制御遅れを考慮して設定されていてもよい。

本発明によれば、高い生産性で加圧することができる加圧装置、及び加圧方法を提供することができる。

本実施形態に係る加圧装置の構成を模式的に示す図である。第１サーボモータの荷重変化を示す図である。第２サーボモータの荷重変化を示す図である。第１及び第２サーボモータの合計荷重の変化を示す図である。サーボモータを同時に駆動した場合のサーボ荷重の変化を示すグラフである。第１サーボモータのサーボ荷重の変化と、各タイミングでの第１サーボモータ及び第２サーボモータの構成を示す図である本実施形態に係る加圧方法を示すフローチャートである。サーボ荷重とサーボストロークの時間変化を示すグラフである。サーボモータを同時に駆動した場合のサーボストロークの変化を示すグラフである。サーボモータを同時に駆動した場合に、基板に加わる合計荷重の変化を示すグラフである。サーボモータを別々に駆動した場合のサーボストロークの変化を示すグラフである。サーボモータを別々に駆動した場合に、基板に加わる合計荷重の変化を示すグラフである。

以下、本発明に係る処理方法、処理装置の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。各図において同一の符号は実質的に同じ構成を示す。

本実施の形態に係る加圧装置について、図１を用いて説明する。図１は、加圧装置１０の構成を模式的に示す図である。加圧装置１０は、ハンド１１と、制御部１２と、第１サーボモータ１４と、第２サーボモータ１５とを備えている。加圧装置１０は、ワーク２０を加圧するために、２つのサーボモータ１４、１５を備えている。

まず、加圧が行われるワーク２０について説明する。ワーク２０は、基板２１と、素子２２、２３と、第１コネクタ２４と、第２コネクタ２５を備えている。基板２１の上に、素子２２、２３、第１コネクタ２４、及び第２コネクタ２５が設けられている。基板２１は、配線基板などであり、第１コネクタ２４、第２コネクタ２５から素子２２、２３までの配線が形成されている。素子２２、２３は、半導体チップ、コンデンサ、抵抗、コイルなどの電子部品である。第１コネクタ２４、及び第２コネクタ２５は、コンタクトピン等が複数設けられた電気的接続部材である。第１コネクタ２４、及び第２コネクタ２５は、外部からの信号や電源を素子２２、２３に入出力する。

第１コネクタ２４は一対のピース２４ａ、２４ｂを有している。すなわち、基板側ピース２４ａと外側ピース２４ｂのペアによって第１コネクタ２４が構成されている。第２コネクタ２５も同様に一対のピース２５ａ、２５ｂを有している。すなわち、基板側ピース２５ａと外側ピース２５ｂのペアによって第２コネクタ２５が構成されている。加圧装置１０は、第１コネクタ２４、及び第２コネクタ２５を加圧することで、外側ピース２４ｂ、２５ｂをそれぞれ基板側ピース２４ａ、２５ａ側に押し込んで嵌合固定する。

第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５はハンド１１に取り付けられている。ハンド１１は、例えば、ロボットハンドであり、第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５を所望の位置まで移動させる。これにより、第１コネクタ２４、及び第２コネクタ２５の真上に、第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５が移動する。第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５は同じタイプのサーボモータを有している。

第１サーボモータ１４の下端には加圧ヘッド１４ａが設けられている。第１サーボモータ１４が下降していくことで、加圧ヘッド１４ａが外側ピース２４ｂと当接する。さらに、第１サーボモータ１４が下降していくと、加圧ヘッド１４ａが第１コネクタ２４を加圧する。加圧によって、基板側ピース２４ａが外側ピース２４ｂに嵌合される。これにより、基板側ピース２４ａと外側ピース２４ｂとのコンタクトピン等が導通する。このように、第１加圧ヘッド１４ａを有する第１サーボモータ１４は、第１コネクタ２４を加圧する第１の加圧部となる。

第２サーボモータ１５の下端には加圧ヘッド１５ａが設けられている。第２サーボモータ１５が下降していくことで、加圧ヘッド１５ａが外側ピース２５ｂと当接する。さらに、第２サーボモータ１５が下降していくと、第２加圧ヘッド１５ａが第２コネクタ２５を加圧する。すなわち、加圧によって、基板側ピース２５ａに外側ピース２５ｂが嵌合される。これにより、基板側ピース２５ａと外側ピース２５ｂとのコンタクトピン等が導通する。このように、第２加圧ヘッド１５ａを有する第２サーボモータ１５は、第２コネクタ２５を加圧する第２の加圧部となる。

制御部１２は、加圧装置１０の動作を制御する。すなわち、制御部１２は、ハンド１１、第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５を制御している。例えば、制御部１２は、第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５の動作開始タイミング、及び下降位置を制御している。制御部１２が、第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５を所定の位置まで下降することで、基板側ピース２４ａ、２５ａが外側ピース２４ｂ、２５ｂに加圧される。また、制御部１２は、ハンド１１を制御して、第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５を所望の位置まで移動させる。

ここで、第１サーボモータ１４が動作を開始した後、第２サーボモータ１５が動作を開始する。すなわち、制御部１２は、第１サーボモータ１４と第２サーボモータ１５との動作開始タイミングをずらしている。第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５は、動作を開始すると、位置制御によって徐々に下降していく。そして、加圧が終了したら、位置制御によって徐々に上昇して、動作開始時の高さに戻る。そして、第１コネクタ２４、及び第２コネクタ２５の加圧が終了したら、ハンド１１が第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５を次に加圧を行うコネクタの位置まで移動させる。

このように、加圧装置１０は、基板２１に設置された複数のコネクタ２４、２５を加圧している。こうすることで、基板側ピース２４ａ、２５ａが外側ピース２４ｂ、２５ｂとそれぞれ嵌合して、固定される。図１では、２つのサーボモータ１４、１５が、２つのコネクタ２４、２５を加圧する例を示しているが、サーボモータとコネクタの数は特に限定されるものではない。すなわち、サーボモータとコネクタの数は２以上であればよい。よって、図１の構成に、さらにサーボモータ、及びコネクタが１個以上追加されていてもよい。

次に、第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５の荷重について説明する。図２は、第１サーボモータ１４の荷重の変化を示すグラフであり、図３は、第２サーボモータ１５の荷重の変化を示すグラフである。図２，３において、横軸が時間、縦軸が第１サーボモータ１４のサーボ荷重を示している、

まず、図２に示された第１サーボモータ１４のサーボ荷重（サーボ１荷重）の時間変化について説明する。図２に示すように、第１サーボモータ１４の動作開始タイミングをｔ０とする。第１サーボモータ１４は、ｔ０で下降開始する。そして、ｔ１で第１加圧ヘッド１４ａが外側ピース２４ｂに当接する。ｔ１のタイミングで第１サーボモータ１４による荷重が加わり始める。ｔ０からｔ１までの間、第１サーボモータ１４のサーボ荷重が０となっている期間を第１空走期間とする。ｔ１からさらに第１サーボモータ１４が下降し続ける。そして、ｔ３のタイミングで第１サーボモータ１４が加圧端に到達するため、加圧が終了する。すなわち、ｔ３のタイミングで第１コネクタ２４が底付けして、加圧が完了する。なお、図２では、第１サーボモータ１４のサーボ荷重が閾値Ｆに到達するタイミングをｔ２とする。

ここで、ｔ１からｔ３までの期間、加圧が進むため、徐々にサーボ荷重が増加していく。ｔ１〜ｔ３の間の、サーボ荷重が徐々に増加していく期間を加圧期間とする。すなわち加圧期間は、加圧開始から加圧終了までの期間となる。加圧期間は、例えば、サーボ荷重がかけ始められてから、荷重が最大になるまでの時間となる。ｔ３のタイミングで、加圧が終了するため、第１サーボモータ１４が上昇し始める。したがって、ｔ３からｔ４までの期間は、徐々にサーボ荷重が減少していく。ｔ４になると、第１サーボモータ１４が、荷重が０となる。ｔ３〜ｔ４の間の期間、すなわち、サーボ荷重が徐々に減少して、０になるまでの期間をリリース期間とする。リリース期間は、コネクタ２４への荷重がリリース開始されリリース終了するまでの期間である。すなわち、リリース期間では、コネクタ２４にかかる荷重が徐々に開放されていく。そして、ｔ４でのリリース終了後、ｔ５において第１サーボモータ１４が原点位置に戻る。ｔ４〜ｔ５までの期間、すなわち、コネクタ２４へのリリース終了後、動作終了するまでの期間を第２空走期間とする。第２空走期間では、荷重が０のまま、第１サーボモータ１４が上昇していく。これにより、第１サーボモータ１４がｔ０のタイミングでの原点位置に復帰する。

次に、図３に示された第２サーボモータ１５のサーボ荷重（サーボ２荷重）の時間変化について説明する。図３に示すように、第２サーボモータ１５の動作開始タイミングが第１サーボモータ１４の動作開始タイミングから遅れている。動作開始タイミング以外、第２サーボモータ１５のサーボ荷重は、図２に示す第１サーボモータ１４のサーボ荷重と同じ波形となっている。したがって、第２サーボモータ１５にも、第１サーボモータ１４と同様に、第１空走期間、加圧期間、リリース期間、及び第２空走期間が存在している。第２サーボモータ１５では、ｔ２〜ｔ４が第１空走期間、ｔ４〜ｔ６が加圧期間、ｔ６〜ｔ７がリリース期間、ｔ７〜ｔ８が第２空走期間となっている。そして、第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５は、第１空走期間、加圧期間、リリース期間、第２空走期間の一連の動作でそれぞれコネクタ２４、２５を加圧する。

ここで、第１サーボモータ１４のサーボ荷重が所定の値に到達したら、第２サーボモータ１５が動作を開始する。例えば、図２に示すように、第１サーボモータ１４のサーボ荷重が閾値Ｆに到達するタイミングをｔ２とする。第２サーボモータ１５がｔ２で動作を開始する。

図２に示すように、ｔ２〜ｔ４の期間をＡ秒とする。Ａ秒が第１空走期間（ｔ０〜ｔ１）と一致するような閾値Ｆを設定すればよい。すなわち、第２サーボモータ１５の動作開始のトリガとなる閾値Ｆは、第１空走期間（Ａ秒）に応じて設定すればよい。これにより、ｔ４のタイミングで、第２サーボモータ１５の加圧が開始して、サーボ荷重が増加し始める。

第１サーボモータ１４と第２サーボモータ１５のサーボ荷重の合力は、図４に示すようになる。上記のように、第１サーボモータ１４のサーボ荷重と第２サーボモータ１５のサーボ荷重が時間的にずれている。すなわち、ｔ０で第１サーボモータ１４が動作開始して、ｔ２で第２サーボモータ１５が動作開始する。ｔ０とｔ１は、Ａ秒ずれている。第１サーボモータ１４のサーボ荷重が０になった後に、第２サーボモータ１５のサーボ荷重が発生する。すると、第１サーボモータ１４がリリース終了するタイミングｔ４において、第２サーボモータ１５の加圧が開始する。このようにすることで、第１サーボモータ１４と第２サーボモータ１５との荷重が時間的にオーバラップするのを防ぐことができる。

本実施形態では、制御部１２が第１サーボモータ１４の荷重をモニタしている。そして、第１サーボモータ１４の荷重をトリガとして、第２サーボモータ１５の動作が開始する。すなわち、制御部１２は第１サーボモータ１４が閾値Ｆに到達したら、第２サーボモータ１５の動作を開始させる。こうすることで、ｔ２のタイミングで第２サーボモータ１５が下降し始める。

第２サーボモータ１５は動作開始した後、所定の第１空走期間を経て、加圧を開始する。第２サーボモータ１５は、第１空走時間の後、第２コネクタ２５に荷重をかけ始めて加圧を開始する。すなわち、第２サーボモータ１５の第１空走期間のみが、第１サーボモータ１４の加圧期間、及びリリース期間にオーバラップする。こうすることで、ワーク２０に加わる合計荷重を低減することができる。これにより、荷重規格値未満で加圧を行うことができ、素子２２、２３が破壊、（場合によっては、基板２１が破損）するのを防ぐことができる。素子等の破壊を抑制することができるため、生産性を向上することができる。

さらに、動作開始から加圧開始までの第１空走期間がある場合でも、適切なタイミングで第２サーボモータ１５が加圧を開始することができる。こうすることで、２つの加圧時間のずれを小さくすることができ、全体として加圧時間を短くすることができる。よって、２つのコネクタを加圧する時間を短くすることでき、生産性を向上することができる。

以下、本実施の形態では、荷重の値をトリガとしている理由について、図５を用いて説明する。図５において、（Ａ）は第１サーボモータ１４のサーボ荷重、（Ｂ）及び（Ｃ）は第２サーボモータ１５のサーボ荷重、（Ｄ）及び（Ｅ）は第１サーボモータ１４と第２サーボモータ１５の荷重をそれぞれ重ねて図示している。（Ｄ）、及び（Ｅ）では、第１サーボモータ１４の荷重を実線で示し、第２サーボモータ１５の荷重を破線で示している。

（Ａ）において、破線のようなサーボ荷重をかけようと制御した場合において、実際には実線のようなサーボ荷重がかかった場合について説明する。すなわち、実際のサーボ荷重が、予定されたサーボ荷重よりも遅れてしまった例について説明する。（Ｂ）及び（Ｄ）は、時間をトリガとした例を示し、（Ｃ）及び（Ｅ）は、荷重をトリガとした場合を示している。

まず、時間をトリガとする場合について説明する。（Ａ）に示すように、第１サーボモータ１４の動作開始から所定の時間Ｘ経過後に、加圧が開始することが予定されていたとする。この場合、Ｘのタイミングで第２サーボモータ１５が動作開始するため、第２サーボモータ１５のサーボ荷重は（Ｂ）に示すようになる。第１サーボモータ１４が加圧開始する前に、第２サーボモータ１５は動作を開始してしまう。すると、第１サーボモータ１４と第２サーボモータ１５のサーボ荷重は、（Ｄ）のようになる。（Ｄ）では、第１サーボモータ１４のサーボ荷重と第２サーボモータ１５のサーボ荷重が一部重なってしまう。よって、基板２１に加わる合計荷重が規格値を越えてしまう恐れがある。

一方、荷重をトリガとした場合、第２サーボモータ１５のサーボ荷重は（Ｃ）のようになる。実際のサーボ荷重が閾値Ｆとなったタイミングで、第２サーボモータ１５が動作開始する。すなわち、第１サーボモータ１４の加圧期間中に、第２サーボモータ１５が動作開始している。したがって、第１サーボモータ１４と第２サーボモータ１５のサーボ荷重は、（Ｅ）のようになる。すなわち、第１サーボモータ１４のサーボ荷重と第２サーボモータ１５のサーボ荷重が異なるタイミングで加わる。第１サーボモータ１４のサーボ荷重と第２サーボモータ１５のサーボ荷重が加わるタイミングをずらすことができるため、基板２１に加わる合計荷重の最大値を低減することができる。これにより、合計荷重が、ワーク２０の荷重規格値を超えるのを防ぐことができる。

本実施の形態では、第１サーボモータ１４の荷重を直接測定することで、第２サーボモータ１５の動作開始時間を決めている。こうすることで、動作開始からの時間で間接的に決めるよりも、誤差を少なくすることができる。より、適切なタイミングで動作することができる。なお、第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５の荷重は、第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５に供給する電流によりモニタすることができる。もちろん、第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５に荷重センサを設けてもよい。

次に、図６、及び図７を用いて、本実施の形態に係る加圧方法について説明する。図６は、第１サーボモータ１４の荷重の時間変化と、各タイミングにおける第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５の動作を模式的に示す図である。図７は、加圧方法を示すフローチャートである。図６において、第１空走期間をＡ（秒）、加圧期間をＢ（秒）、リリース期間をＣ（秒）、第２空走期間をＤ（秒）としている。

まず、ｔ０のタイミングにおいて、第１サーボモータ１４が動作を開始する（Ｓ１０１）。すると、第１サーボモータ１４が下降し始めるが、ｔ１までは、第１加圧ヘッド１４ａが外側ピース２４ｂに接触していない。したがって、ｔ０〜ｔ１までは、第１サーボモータ１４の第１空走期間となる。そして、ｔ１になると第１加圧ヘッド１４ａが外側ピース２４ｂと接触して、加圧が開始する（ステップＳ１０２）。したがって、ｔ１から第１サーボモータ１４の荷重が増加し始める。

第１空走期間の間、制御部１２が、第１サーボモータ１４の荷重をモニタして、第１サーボモータ１４の荷重が閾値Ｆに到達したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。すなわち、制御部１２は第１サーボモータ１４の荷重と閾値Ｆを比較する。第１サーボモータ１４の荷重が閾値Ｆに到達していないと判定した場合(ステップＳ１０３のＮＯ)、第１サーボモータ１４の荷重が閾値Ｆに到達するまで、第１サーボモータ１４が下降していく。これにより、第１サーボモータ１４の荷重が徐々に増加していく。ｔ２となるまでは、第１サーボモータ１４の荷重が閾値Ｆよりも小さいため、制御部１２が第１サーボモータ１４の荷重をモニタしている。

第１サーボモータ１４の荷重が閾値Ｆに到達したと判定された場合(ステップＳ１０３のＹＥＳ)、第２サーボモータ１５が動作を開始する（ステップＳ１０４）。図６では、ｔ２のタイミングで第１サーボモータ１４の荷重が閾値Ｆ以上となるため、第２サーボモータ１５が動作を開始する。すなわち、ｔ２のタイミングで、第２サーボモータ１５が下降し始める。

ｔ２からｔ３までは、第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５が下降している。そして、ｔ３のタイミングで、第１サーボモータ１４の加圧が終了する(ステップＳ１０５)。ｔ３からｔ４までは、第１サーボモータ１４が上昇していくため、第１サーボモータ１４の荷重が徐々に減少していく。一方、ｔ２から第２サーボモータ１５は下降しているが、ｔ２〜ｔ４の期間は、第２サーボモータ１５の第１空走期間となっている。ｔ４までは、第２加圧ヘッド１５ａが外側ピース２５ｂと当接していない。よって、ｔ２〜ｔ４の期間、第２サーボモータ１５の荷重は０となる。

そして、ｔ４になると、第１サーボモータ１４のリリースが終了するとともに(ステップＳ１０６)、第２サーボモータ１５が加圧を開始する(ステップＳ１０７)。すなわち、ｔ４において、第１サーボモータ１４の荷重が０となるとともに、第２加圧ヘッド１５ａが外側ピース２５ｂと当接して、第２サーボモータ１５の荷重が増加し始める。そして、ｔ５で第１サーボモータ１４が原点位置に復帰して、動作が終了する（ステップＳ１０８）。また、第１サーボモータ１４と同様に、第２サーボモータ１５の加圧が終了し（ステップＳ１０９）、リリース終了（Ｓ１１０）した後、第２サーボモータ１５の動作が終了する(ステップＳ１１１)。

このようにすることで、同時にサーボ荷重が基板２１にかかるのを防ぐことができる。よって、合計荷重が荷重規格値を超えるのを防ぐことができ、ワーク２０の破損を防ぐことができる。さらに、本実施の形態では、第１サーボモータ１４の荷重をモニタして、モニタした荷重をトリガとしている。サーボ荷重の重複を防ぐことができる。すなわち、第１サーボモータ１４の荷重が０となった後に、第２サーボモータ１５の荷重がかけられ始める。よって、ワーク２０に過剰な荷重がかかるのを防ぐことができる。

さらに、閾値Ｆを第２サーボモータ１５の第１空走期間の時間Ａ(秒)に基づいて設定している。例えば、第２サーボモータ１５の第１空走期間を予め測定しておく。そして、第１サーボモータ１４の動作終了タイミングｔ４からＡ秒分引いたタイミングｔ２における、第１サーボモータ１４の荷重を閾値Ｆと設定する。このように、第１サーボモータ１４のリリース終了タイミング、及び第２サーボモータ１５の第１空走期間から、適切な閾値Ｆを逆算している。こうすることで、図５に示したように、第１サーボモータ１４の加圧開始が遅れた場合でも、サーボ荷重の重複を防止することができる。

図８に、サーボ荷重とサーボストロークの時間変化の一実施例を示す図である。図８において（Ａ）がサーボ荷重を示し、（Ｂ）がサーボストロークを示している。また、実線が第１サーボモータ１４のデータを示しており、破線が第２サーボモータ１５のデータを示している。なお、図８では、閾値Ｆを５０Ｎとしている。また、第２サーボモータ１５の動作開始に０，２秒の制御遅れがある。なお、図８では、リリース期間の終了後の第２空走期間において、さらに、第１サーボモータ１４が原点位置まで上昇している。

図８に示すように、０．２秒弱の第１空走期間がある。そして、第１サーボモータ１４の加圧期間の途中で、第１サーボモータ１４の荷重が５０Ｎに到達する（０、６秒程度）。すると、第２サーボモータ１５の動作が開始する。第２サーボモータ１５の動作には、０．２秒の制御遅れがあるため、０．８秒（＝０．６＋０．２）程度から第２サーボモータ１５が動作開始している。すなわち、０．８秒程度から第２サーボモータ１５のサーボストロークが増加し始めている。
そして、１．０秒程度で、第１サーボモータ１４のリリース期間が終了するとともに、第２サーボモータ１５の荷重が増加し始める。すなわち、第２サーボモータ１５の動作開始タイミング（０．８秒程度）から第１空走期間（０．２秒弱）経過した後に、第２サーボモータ１５の荷重が増加し始めている。

このようにすることで、荷重のオーバラップを防ぐことができ、合計荷重の増加を防ぐことができる。さらに、サーボの動作期間は、０．４秒程度重複している。したがって、２つのコネクタの加圧時間を短縮することができる。なお、図８では、第２サーボモータ１５の制御遅れが０．２秒程度であるため、リリース終了から０．４秒前の荷重（５０Ｎ）を閾値Ｆとしている。すなわち、制御部１２が第２サーボモータ１５の動作開始を指示してから、約０．２秒後にサーボストロークが増加し始めている。したがって、第１空走期間約０．２秒に制御遅れ約０．２秒を足した時間約０．４秒から、閾値Ｆを逆算している。すなわち、第１サーボモータ１４の荷重が０に減少するタイミング（約１．０秒）から約０．４秒（第１空走期間と制御遅れの和）を引いたタイミングでの荷重５０Ｎを閾値Ｆとしている。このように、制御遅れがある場合は、第１空走期間に制御遅れをプラスして、閾値Ｆを求めるようにしてもよい。

なお、上記の説明では、第１サーボモータ１４のサーボ荷重と第２サーボモータ１５のサーボ荷重がかかるタイミングを完全にずらしているが、一部重複していてもよい。すなわち、第１サーボモータ１４と第２サーボモータ１５のサーボ荷重の合計荷重がワーク２０の荷重規格値を越えない程度であれば、同時にサーボ荷重がかかってもよい。

また、上記の説明では２つのコネクタを加圧する例について説明したが、３以上のコネクタを加圧するようにしてもよい。この場合も、同様の制御により、適切に加圧することができる。例えば、３つのサーボモータを用いる場合、第２サーボモータ１５の荷重をトリガとして、第３サーボモータの動作を開始する。こうすることで、適切なタイミングで動作を開始することができる。もちろん、４個以上の場合も同様の荷重をモニタとして、荷重が閾値を越えたタイミングでサーボモータを動作する。２以上のサーボモータによる加圧が所定の荷重規格値を超えないように第１のサーボモータ１４での加圧動作に対して第２のサーボモータ１５での加圧動作の開始タイミングをずらして加圧する。

上記の説明では、加圧する部品をコネクタとしたが、コネクタ以外の部品を加圧することも可能である。また、加圧する２以上の部品は異なる部品であってもよい。また、加圧手段は、サーボモータ以外に限らず、空気圧等で動作するシリンダであってもよい。また、第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５が下降して、第１コネクタ２４、第２コネクタ２５を加圧したが、第１サーボモータ１４、及び第２サーボモータ１５の動作方向は、特に限定されるものではあない。例えば、第１サーボモータ１４、第２サーボモータ１５が水平方向に移動して、加圧を行うようにしてもよい。さらには、第１サーボモータ１４、第２サーボモータ１５が上昇して、加圧を行うようにしてもよい。

本実施の形態にかかる加圧方法は、基板に設けられた２つ以上の部品を２以上の加圧部によって加圧する加圧方法であって、それぞれの前記加圧部は動作開始から前記部品への荷重が付加されるまでの第１空走期間、前記部品への加圧開始から加圧が終了する加圧期間、前記部品への荷重がリリース開始されリリースが終了するリリース期間、前記部品へのリリースが終了して動作終了するまでの第２空走期間の一連の動作で前記部品を加圧し、２以上の前記加圧部による加圧が所定の荷重規格値を超えないように、第１の部品を加圧する第１の加圧部の加圧開始タイミングに対して、第２の部品を加圧する第２の加圧部加圧開始タイミングをずらして加圧し、前記第１の加圧部での前記リリース期間と前記第２の加圧部での前記加圧期間における荷重の和が前記荷重規格値を超えないリリース期間又はリリース終了時で定まる特定時点から前記第２の加圧部の少なくとも前記第１空走期間の時間を逆算した時点における前記第１の加圧部での前記加圧期間で定まる特定荷重を閾値とし、前記第1の加圧部での前記加圧期間における荷重が閾値に到達したと判定された場合に、前記第２の加圧部が動作を開始することを特徴とするものである。また、閾値が第２の加圧部の制御遅れを考慮して設定されていてもよい。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０加圧装置
１１ハンド
１２制御部
１４第１サーボモータ
１４ａ第１加圧ヘッド
１５第２サーボモータ
１５ａ第２加圧ヘッド
２０ワーク
２１基板
２２素子
２３素子
２４第１コネクタ
２４ａ基板側ピース
２４ｂ外側ピース
２５第２コネクタ
２５ａ基板側ピース
２５ｂ外側ピース

Claims

基板に設けられた２つ以上の部品を２以上の加圧部によって加圧する加圧方法であって、
それぞれの前記加圧部は動作開始から前記部品への荷重が付加されるまでの第１空走期間、前記部品への加圧開始から加圧が終了する加圧期間、前記部品への荷重がリリース開始されリリースが終了するリリース期間、前記部品へのリリースが終了して動作終了するまでの第２空走期間の一連の動作で前記部品を加圧し、
２以上の前記加圧部による加圧が所定の荷重規格値を超えないように、第１の部品を加圧する第１の加圧部の加圧開始タイミングに対して、第２の部品を加圧する第２の加圧部の加圧開始タイミングをずらして加圧し、
前記第１の加圧部での前記リリース期間と前記第２の加圧部での前記加圧期間における荷重の和が前記荷重規格値を超えないリリース期間又はリリース終了時で定まる特定時点から前記第２の加圧部の少なくとも前記第１空走期間の時間を逆算した時点における前記第１の加圧部での前記加圧期間で定まる特定荷重を閾値とし、
前記第1の加圧部での前記加圧期間における荷重が閾値に到達したと判定された場合に、前記第２の加圧部が動作を開始することを特徴とする加圧方法。
前記閾値が前記第２の加圧部の制御遅れを考慮して設定されている請求項１に記載の加圧方法。
基板に設けられた２つ以上の部品を加圧する少なくとも２以上の加圧部を備え、それぞれの前記加圧部は動作開始から前記部品への荷重が付加されるまでの第１空走期間、前記部品への加圧開始から加圧が終了する加圧期間、前記部品への荷重がリリース開始されリリースが終了するリリース期間、前記部品へのリリースが終了して動作終了するまでの第２空走期間の一連の動作で前記部品を加圧する加圧装置であって、
第１の部品を前記基板に対して加圧する第１の加圧部と、
第２の部品を前記基板に対して加圧する第２の加圧部と、を備え、
２以上の前記加圧部による加圧が所定の荷重規格値を超えないように、第１の部品を加圧する第１の加圧部の加圧開始タイミングに対して、第２の部品を加圧する第２の加圧部の加圧開始タイミングをずらして加圧し、
前記第１の加圧部での前記リリース期間と前記第２の加圧部での前記加圧期間における荷重の和が前記荷重規格値を超えないリリース期間又はリリース終了時で定まる特定時点から前記第２の加圧部の少なくとも前記第１空走期間の時間を逆算した時点における前記第１の加圧部での前記加圧期間で定まる特定荷重を閾値とし、
前記第1の加圧部での前記加圧期間における荷重が閾値に到達したと判定された場合に、前記第２の加圧部が動作を開始することを特徴とする加圧装置。
前記閾値が前記第２の加圧部の制御遅れを考慮して設定されている請求項３に記載の加圧装置。