JPWO2007015300A1 - 電子部品製造装置、電子部品製造装置の制御方法並びに制御プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、これらの各工程処理をターンテーブルの同一円周上に配置している以上、各工程処理における停止時間は一定となるので、複数のハンドリング機構のすべての処理が終了しないとターンテーブルは間欠動作できないことになり、複数の工程のうち、時間を要する工程においては搬送位置−処理位置間の移動時間を短くして生産性を上げ、時間を要しない工程では移動時間を長くして欠陥発生を防止する、などの工程ごとの柔軟な処理ができない。このため、ターンテーブルの停止時間と移動時間、すなわち間欠回転の1サイクルに要する時間であるインデックスタイムの悪化を招き、生産性の向上を図ることができなかった。
一方、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もある。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。
電子部品を複数の搬送機構間で順次受け渡すように構成された電子部品製造装置において、搬送機構間で電子部品を受け渡す工程等、1つの電子部品が複数のハンドリング機構により同時に保持されるような工程では、電子部品には通常の工程より大きな衝撃が加わり、その結果、不良品が発生する可能性が高かった。このため、このような複数の搬送機構を設けた電子部品製造装置では、複数のハンドリング機構全体の移動速度を、搬送機構間の受け渡し工程において不良品を発生させない範囲の一定の移動速度に設定せざるを得ず、装置全体の処理速度が制限されるため、生産性の向上に限界があった。
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するよりいっそうの精密さを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ができない。
2…工程処理ユニット
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
2H…各処理工程
3…ハンドリングユニット
3a…支持部
3b…吸着ノズル
3c…ノズル先端部
4…ターンテーブル
5…ダイレクトドライブモータ
6…駆動ユニット
6a…操作ロッド
6b…駆動部
6c…モータ
6d…エンコーダ
7…制御装置
(1−1)全体構成
図1に示す電子部品製造装置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Sを順次搬送するための装置である。ここで、電子部品製造装置1は、図1に示すように、まず、電子部品Sを保持する可動の吸着ノズル(可動保持部)3bをそれぞれ有する複数のハンドリングユニット(電子部品保持手段)3と、ハンドリングユニット3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)4を備えている。
一方、複数の駆動ユニット6は、図1及び図2に示すように、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、ハンドリングユニット3の吸着ノズル3bの上端部に当接して吸着ノズル3bを下方に押し下げるための操作ロッド6aとそれを駆動する駆動部6bを備えている。複数の駆動ユニット6は、また、ターンテーブル4の上方に、ハンドリングユニット3の搬送経路から離間し、かつ、このターンテーブル4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。また、各駆動ユニット6は、その操作ロッド6a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の工程処理位置P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。
(2−1)全体の作用
複数のハンドリングユニット3の吸着ノズル3bにより複数の電子部品Sを保持した状態で、ターンテーブル4をダイレクトドライブモータ5の駆動により回転させることにより、複数の電子部品Sを複数の工程処理ユニット2に順次搬送する。電子部品Sを保持した各ハンドリングユニット3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4を停止させる。
以上のような作用により、電子部品S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。
[インデックスタイムの短縮]
次に、本実施形態の吸着ノズル3bの上方位置−下方位置間(Z軸)の駆動制御パターンの作用について具体的に説明する。ここでは、本実施形態の電子部品製造装置1における代表的な工程処理である、左右反転工程2Cとテストコンタクト工程2Dとを例にとって、これらを比較することによって説明する。
次にZ軸の加減速制御及び荷重制御について説明する。図2(a)として示した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、図5(b)に示すように、その初期(X)と中期(Y)、終期(Z)において加減速を徐々に変化させ、電子部品、保持機構及び処理機構への衝撃を最小限に抑えるように、制御パターンを設定している。
また、図5(e)には、Z軸のトルク制御について示したものである。ここで、従来のトルク制御においては、図8(d)に示すように、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。
以上のような制御装置における最適なインデックスタイムの設定、位置制御、加減速制御、荷重制御、トルク制御の処理の流れについて、図6のフローチャートを用いて説明する。
以上のように作用する本実施形態の電子部品製造装置1は、次のような効果を奏する。 各工程処理ユニット2からの電子部品Sの高さ位置と移動時間及び処理時間との関係を、予め制御装置7に記憶させておき、各工程処理ユニットにおけるZ方向の駆動制御を各工程処理ごとに個別に独立して行うようにすることにより、電子部品Sの位置を基にした直接制御を行うことができ、電子部品Sを保持した吸着ノズルの正確な位置が把握できる。そのため、従来のセンサ等を利用した間接制御に比べ、処理速度の向上、誤検によるトラブルの防止を図ることができるようになる。
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り、不良品発生の要因となったり、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。
[0015]
また、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てしまい、生産性を低下させる要因となっていた。
[0016]
一方で、他のセンサを用いて、電子部品の位置決め完了を検出することは非常にコストがかかるため困難であり、同時に誤検出となる可能性が高いという問題があった。したがって、ターンテーブルの停止位置に、複数の処理機構及びその工程を設け、位置決め数を複数設け処理する事はできなかった。
[0017]
本発明の目的は、ハンドリング機構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、Z軸制御、すなわち各工程処理機構の位置でハンドリング機構が下降して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により、装置全体としての処理効率、インデックスタイムの向上を図ることのできる電子部品製造装置、電子部品製造装置の制御方法並びに制御プログラムを提供することにある。
課題を解決するための手段
[0018]
上記目的を達成するため、本発明は、電子部品を保持する可動保持部を備えた複数の保持手段を順次配置された複数の工程処理機構に順次移動させるとともに、前記保持手段から前記各工程処理機構へ電子部品を受け渡して電子部品に各種工程処理を施す電子部品製造装置において、前記複数の保持手段を前記複数の工程処理機構に順次搬送して各工程処理機構に対応する各停止位置で停止させる搬送機構と、前記搬送機構を駆動する搬送用の駆動源と、前記複数の保持手段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保持手段駆動源と、前記搬送用駆動源と前記保持手段駆動源とを統合的に制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記保持
手段から前記各工程処理機構へ電子部品を受け渡す際に、各工程処理機構における電子部品の上方位置及び下方位置間の移動時間と各工程処理機構における処理時間との相違から、前記保持手段を予め設定された制御パターンに基づいて、前記複数の保持手段を互いに独立して駆動制御するものであり、前記工程処理機構ごとに予め設定された前記保持手段の制御パターンを読み出す手段と、前記保持手段駆動源の駆動を開始させる駆動開始手段と、前記保持手段駆動源の駆動情報から、前記保持手段に保持された電子部品の位置を逐次検出する位置検出手段と、前記保持手段の上方位置である移動位置と下方位置である工程処理機構への受渡し位置間の移動において、前記保持手段の加減速を前記保持手段駆動源の制御により行う加減速制御手段と、前記保持手段駆動源のトルク制限を行うことにより前記保持手段における電子部品にかかる荷重制御を行うトルク制御手段と、を備え、前記加減速制御手段は、前記保持手段の制御パターンに基づいて、前記保持手段の下降時に電子部品が前記受渡し位置に近づくにしたがって前記保持手段の移動速度を減速させながら前記工程処理機構へ受け渡し、前記保持手段の上昇時には前記保持手段の移動速度を加速、減速、加速を交互に行うものであり、前記トルク制御手段は、前記保持手段が前記受渡し位置に達した場合に、前記制御パターンに基づいて、電子部品にかかる荷重を制御することを特徴とする。
[0019]
以上のような本発明によれば、各工程処理機構に対する電子部品の高さ位置と移動時間及び処理時間との関係を、制御パターンとして予め設定しておき、この制御パターンに基づいて、電子部品保持手段の駆動制御、すなわち各工程処理機構に対する電子部品の受渡し処理を、工程処理ごとに個別に独立して行うことにより、電子部品の位置を基準とした電子部品保持手段の直接制御を行うことができ、電子部品の正確な位置が把握できる。そのため、従来のセンサ等を利用した間接制御に比べ、処理速度の向上、誤検によるトラブルの防止を図ることができるようになる。
[0020]
また、例えば、電子部品保持手段が工程処理機構に対して大きく移動しなければならない左右反転処理機構等においては、電子部品を左右反転処理機構に移載する際、徐々に減速し電子部品に掛かる衝撃を緩和するように加減速制御ができるようになる。また、電子部品保持手段が工程処理機構に対してわずかしか移動しなくてよいテストコンタクトのような場合には、質量の軽い物は加減速を最大にすることができ、処理時間を速くすることができる。このように、各工程処理ごとに最適な加減速制御を行うことが可能となる。
[0021]
[0022]
[0023]
本発明ではまた、予め設定された制御パターンに基づいて工程処理機構ごとに最適なトルク制御を行うことができるようになる。また、前記加減速制御に加え、前記保持手段の加減速のタイミングに合わせ、電子部品保持駆動源であるモータにトルク制限を掛けることにより電子部品にかかる不要な荷重を排除するための荷重制御を行うことができる。
[0024]
なお、本発明は、電子部品製造装置としてのみならず、電子部品製造装置を制御する方法やコンピュータを用いて電子部品制御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。
発明の効果
[0025]
以上説明したように、本発明によれば、ハンドリング機構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、Z軸制御、すなわち各工程処理機構の位置でハンドリング機構が下降して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により、装置全体としての処理効率、インデックスタイムの向上を図ることのできる電子部品製造装置、電子部品製造装置の制御方法並びに制御プログラムを提供することができる。
図面の簡単な説明
[0026]
[図1]本発明の実施形態に係る電子部品製造装置の全体構成を示す平面図(a)及び側面図(b)。
[図2]本発明の実施形態に係る電子部品製造装置の駆動ユニットの構成を示す断面図(a)及び側面図(b)。
[図3]本発明の実施形態における電子部品製造装置の工程処理ごとのZ軸移動量並びに処理時間の相違の一例を示す図。
[図4]本発明の実施形態に係る電子部品製造装置の工程処理のタイミングチャート。
[図5]本発明の実施形態に係る電子部品製造装置の工程処理のタイミングチャート。
[図6]本発明の実施形態に係る電子部品製造装置における制御装置の制御処理を示すフローチャート。
Claims (9)
- 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を順次配置された複数の工程処理機構に順次移動させるとともに、前記電子部品保持手段から前記各工程処理機構へ前記電子部品を受け渡して前記電子部品に各種工程処理を施す電子部品製造装置において、
前記複数の電子部品保持手段を前記複数の工程処理機構に順次搬送して各工程処理機構に対応する各停止位置で停止させる搬送機構と、
前記搬送機構を駆動する搬送用の駆動源と、
前記複数の電子部品保持手段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保持手段駆動源と、
前記搬送用駆動源と前記保持手段駆動源とを統合的に制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記電子部品保持手段から前記各工程処理機構へ前記電子部品を受け渡す際に、前記電子部品保持手段に保持された電子部品の各工程処理機構に対する位置と当該工程処理における受渡し移動時間及び処理時間との関係から各工程処理機構ごとに予め設定された前記電子部品保持手段の制御パターンに基づいて、前記複数の電子部品保持手段を互いに独立して駆動制御することを特徴とする電子部品製造装置。 - 前記制御部は、前記電子部品保持手段から前記各工程処理機構へ前記電子部品を受け渡す際に、
前記各工程処理機構ごとに予め設定された前記電子部品保持手段の制御パターンを読み出す手段と、
前記保持手段駆動源の駆動を開始させる手段と、
前記保持手段駆動源の駆動情報から前記電子部品保持手段に保持された電子部品の位置を逐次検出する手段と、
前記予め設定された制御パターンと逐次検出される前記電子部品の位置とを比較する手段と、
前記比較結果に基づいて、複数の電子部品保持手段の加減速を制御する手段と、を備えたことを特徴とする請求項1記載の電子部品製造装置。 - 前記制御部は、前記電子部品保持手段の加減速の制御に合わせて、モータのトルク制限を行うことにより前記電子部品にかかる荷重制御を行うことを特徴とする請求項1記載の電子部品製造装置。
- コンピュータ又は電子回路が、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を順次配置された複数の工程処理機構に順次移動させるとともに、前記電子部品保持手段から前記各工程処理機構へ前記電子部品を受け渡して前記電子部品に各種工程処理を施す電子部品製造装置の制御方法において、
前記コンピュータ又は電子回路は、
前記複数の電子部品保持手段を前記複数の工程処理機構に順次搬送して各工程処理機構に対応する各停止位置で停止させる搬送処理と、
前記搬送機構を駆動する搬送用の駆動処理と、
前記複数の電子部品保持手段を個別に駆動する複数の保持手段駆動処理と、
前記電子部品保持手段から前記各工程処理機構へ前記電子部品を受け渡す際に、前記電子部品保持手段に保持された電子部品の各工程処理機構に対する位置と当該工程処理における受渡し移動時間及び処理時間との関係から各工程処理機構ごとに予め設定された前記電子部品保持手段の制御パターンに基づいて、前記複数の電子部品保持手段を互いに独立して駆動制御する処理とを実行することを特徴とする電子部品製造装置の制御方法。 - 前記コンピュータ又は電子回路が、前記電子部品保持手段から前記各工程処理機構へ前記電子部品を受け渡す際に、
前記各工程処理機構ごとに予め設定された前記電子部品保持手段の制御パターンを読み出す処理と、
前記保持手段駆動源の駆動を開始させる処理と、
前記保持手段駆動源の駆動情報から前記電子部品保持手段に保持された電子部品の位置を逐次検出する処理と、
前記予め設定された制御パターンと逐次検出される前記電子部品の位置とを比較する処理と、
前記比較結果に基づいて、複数の電子部品保持手段の加減速を制御する処理と、を実行することを特徴とする請求項4記載の電子部品製造装置の制御方法。 - 前記コンピュータ又は電子回路は、前記電子部品保持手段の加減速の制御に合わせて、モータのトルク制限を行うことにより前記電子部品にかかる荷重制御処理を実行することを特徴とする請求項4記載の電子部品製造装置。
- コンピュータを用いて、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を順次配置された複数の工程処理機構に順次移動させるとともに、前記電子部品保持手段から前記各工程処理機構へ前記電子部品を受け渡して前記電子部品に各種工程処理を施す電子部品製造装置の制御プログラムにおいて、
前記プログラムは、前記コンピュータに、
前記複数の電子部品保持手段を前記複数の工程処理機構に順次搬送して各工程処理機構に対応する各停止位置で停止させ、
前記搬送機構を駆動させ、
前記複数の電子部品保持手段を個別に駆動させ、
前記電子部品保持手段から前記各工程処理機構へ前記電子部品を受け渡す際に、前記電子部品保持手段に保持された電子部品の各工程処理機構に対する位置と当該工程処理における受渡し移動時間及び処理時間との関係から各工程処理機構ごとに予め設定された前記電子部品保持手段の制御パターンに基づいて、前記複数の電子部品保持手段を互いに独立して駆動制御させることを特徴とする電子部品製造装置の制御プログラム。 - 前記プログラムは、前記コンピュータに、
前記電子部品保持手段から前記各工程処理機構へ前記電子部品を受け渡す際に、
前記各工程処理機構ごとに予め設定された前記電子部品保持手段の制御パターンを読み出させ、
前記保持手段駆動源の駆動を開始させ、
前記保持手段駆動源の駆動情報から前記電子部品保持手段に保持された電子部品の位置を逐次検出させ、
前記予め設定された制御パターンと逐次検出される前記電子部品の位置とを比較させ、
前記比較結果に基づいて、複数の電子部品保持手段の加減速を制御させることを特徴とする請求項7記載の電子部品製造装置の制御プログラム。 - 前記プログラムは、前記コンピュータに、
前記電子部品保持手段の加減速の制御に合わせて、モータのトルク制限を行うことにより前記電子部品にかかる荷重を制御させることを特徴とする請求項7記載の電子部品製造装置の制御プログラム。
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