JPWO2015145613A1

JPWO2015145613A1 - 部品組付装置および部品組付方法

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Publication number: JPWO2015145613A1
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Inventors: 良永田
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Abstract

部品実装装置（１）は、１つの実装ヘッド（６８）を搭載した第２スライダ（６３）を一方向に高加減速で駆動制御するとき、当該第２スライダ（６３）を搭載する第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。

Description

本発明は、部品組付け処理が行われる基板を搬送して位置決めし、当該基板に対し部品組付け処理を行う部品組付装置およびその部品組付装置における部品組付方法に関する。

例えば、特許文献１，２には、部品組付装置として以下の部品実装装置が開示されている。特許文献１，２に記載の部品実装装置は、２つの実装ヘッドを備え、一方の実装ヘッドを一方向に高加減速で駆動制御するとき、他方の実装ヘッドを一方向とは逆方向に高加減速で駆動制御するように構成されている。これにより、一方の実装ヘッドで発生する力は、他方の実装ヘッドで発生する力で相殺されるので、部品実装装置における実装ヘッドの高加減速動作時の振動発生を抑制することができる。

特開平１１−１２６９９６号公報特開２００７−９５７３７号公報

特許文献１，２に記載の部品実装装置は、２つの実装ヘッドを備えているため、装置サイズが大型化する傾向にある。これに対し、１つの実装ヘッドを備えた部品実装装置は、装置サイズを小型化することは可能であるが、上述の相殺処理による振動発生の抑制を図ることができない。この問題に対し、１つの実装ヘッドを備えた部品実装装置においては、振動抑制制御を適用することが可能であるが、実装タクトタイムの遅延が発生し、部品実装装置のスループット低下を招くおそれがある。また、１つの実装ヘッドを備えた部品実装装置においては、実装動作の高速化および高精度化の効果の高い所謂カウンタマスを備えて振動発生の抑制を図ることが可能であるが、装置サイズが大型化する傾向にある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、振動発生の抑制を図りつつ高速且つ高精度に部品組付け処理を行うことが可能な小型の部品組付装置およびその部品組付装置における部品組付方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る部品組付装置は、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、前記基板に対し前記部品組付け処理を行う部品組付処理ヘッドと、を有する多段駆動軸装置と、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、当該駆動制御により発生する反力を、前記第２スライダの移動方向と反対方向の前記第１スライダの前記第１駆動軸に沿った移動による慣性力で相殺した状態で、前記部品組付処理ヘッドを加減速させるために必要な距離を移動させて目的の位置への移動に必要な距離を移動させる駆動制御装置と、を備える。

請求項１に係る部品組付装置では、１つの部品組付処理ヘッドに備えられた第２スライダを一方向に高加減速で駆動制御するとき、当該部品組付処理ヘッドに備えられた第１スライダ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スライダで発生する反力は、第１スライダで発生する慣性力で相殺されるので、部品組付装置における部品組付処理ヘッド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、この部品組付装置においては、高速且つ高精度に部品組付け処理を行うことができ、また、部品組付処理ヘッドは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。

請求項２に係る発明は、前記駆動制御装置は、前記部品組付処理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処理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、前記部品組付処理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処理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２に係る部品組付装置によれば、第１、第２スライダの移動距離を演算により簡易に求めることができるので、第１、第２スライダの移動を正確に行うことができ、部品組付け処理を高精度に行うことができる。

請求項３に係る発明は、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、を備えることである。

請求項３に係る部品組付装置によれば、第１、第２スライダを正確に位置決めすることができる。

請求項４に係る発明は、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処理ヘッドで採取し、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ことである。

請求項４に係る部品組付装置によれば、複数台の部品組付装置が、基板搬送方向に並べて配置されている場合、当該部品組付装置に対し基板搬送方向に隣接して配置される他の部品組付装置の基板搬送装置により位置決めされた基板上に、当該部品実装装置の第１、第２スライダを駆動制御して部品組付処理ヘッドにより部品を組付け処理する動作、所謂跨ぎ生産が可能となる。

請求項５に係る発明は、前記駆動制御装置は、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前記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、を備えることである。

請求項５に係る発明によれば、反力相殺移動制御部が、第１および第２スライダの動作限界によって反力相殺移動制御を行えない場合であっても、移動制御部が、第２スライダを動作させて部品組付け処理を行うことができるので、部品組付装置のスループットの低下を抑制することができる。

請求項６に係る発明は、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部品組付け処理を行う部品組付処理ヘッドと、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前記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、を備えることである。

請求項６に係る部品組付方法では、第１および第２スライダの動作限界によって反力相殺移動を行えない場合であっても、第２スライダを動作させて部品組付け処理を行うことができるので、部品組付けのスループットの低下を抑制することができる。

請求項７に係る発明は、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ステップ、を備えることである。

請求項７に係る部品組付方法では、第２スライダの動作限界を解消することができるので、高速且つ高精度に部品組付け処理を行うことができる。

請求項８に係る発明は、前記部品組付ヘッドが、複数の前記部品組付け処理が可能な場合で、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、当該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、を備えることである。

請求項８に係る部品組付方法では、複数の部品組付け処理が可能な場合において第２スライダの動作限界を解消することができるので、高精度でより高速に部品組付け処理を行うことができる。

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示す斜視図である。図１Ａの部品実装装置のＹ，Ｘ方向移動装置の概略を示す平面図である。図１Ａの部品実装装置の第１スライダ、第２スライダおよび装置本体をモデル化した図である。図１Ａの部品実装装置の駆動制御装置および部品実装装置の応答を数式で模擬したモデルを示すブロック線図である。図１Ａの部品実装装置の駆動制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。反力相殺移動制御において第１スライダ、第２スライダを各指令位置に位置決めする際の加速度変化を示す図である。反力相殺移動制御において第１スライダ、第２スライダを各指令位置に位置決めする際の位置変化を示す図である。図１（Ａ）の部品実装装置および従来の部品実装装置における実装ヘッドの高加減速動作時の振幅変化を示す図である。駆動制御装置における反力相殺移動制御の実行可否の動作を説明するためのフローチャートである。駆動制御装置における反力相殺移動制御の実行不可時の回避動作を説明するためのフローチャートである。図９における反力相殺移動制御の実行が可能な初期位置を示す図である。ロータリーヘッドにおいて駆動制御装置における反力相殺移動制御の実行不可時の回避動作を説明するためのフローチャートである。図１１におけるロータリーヘッドの部品装着パターンを示す図である。図１２の部品装着パターンにおける第１スライダ、第２スライダの位置決め状態を示す第１の図である。図１２の部品装着パターンにおける第１スライダ、第２スライダの位置決め状態を示す第２の図である。図１２の部品装着パターンにおける第１スライダ、第２スライダの位置決め状態を示す第３の図である。反力相殺移動制御において第１スライダ、第２スライダを各指令位置に位置決めする際の別例の加速度変化を示す図である。反力相殺移動制御において第１スライダ、第２スライダを各指令位置に位置決めする際の別例の位置変化を示す図である。

（部品組付装置の構成）
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。

図１Ａに示すように、本実施形態による部品実装装置１は、基台１９上面の奥側に配設され、基板ＰＢを搬送して部品実装位置Ａに搬入出する基板搬送装置２と、基台１９上面の手前側に配設され、基板ＰＢ上に装着する部品を供給する部品供給装置３と、基台１９上面の上方に配設され、基板ＰＢ上に装着する部品を部品供給装置３で吸着して移送する部品移載装置４と、部品実装動作を駆動制御する駆動制御装置１０等とを備えて構成される。図１Ａには、２台の部品実装装置１が、Ｘ方向に並べて設けられている。

基板搬送装置２は、一対のガイドレール２１ａ，２１ｂと、一対のコンベアベルト（図示省略）と、クランプ装置２３等とを備えている。一対のガイドレール２１ａ，２１ｂは、Ｘ方向に延在し基板ＰＢの幅と略同一の距離を隔てて互いに平行に配置されている。一対のコンベアベルトは、ガイドレール２１ａ，２１ｂの直下に並設されている。クランプ装置２３は、一対のガイドレール２１ａ，２１ｂの間であって実装位置の下方に配設されている。このような構成の基板搬送装置２においては、基板ＰＢが一対のガイドレール２１ａ，２１ｂによりＸ方向に案内されつつ一対のコンベアベルトにより部品実装位置Ａまで搬送され、クランプ装置２３によりコンベアベルトから押し上げられてクランプされ位置決め固定されるようになっている。

部品供給装置３は、異なる部品種の部品を夫々収容して供給する複数のカセット式のフィーダ３１がＸ方向に沿ってセットされるフィーダホルダ部３２等を備えている。フィーダ３１は、後部に部品供給リール３３がセットされるフィーダ本体３１ａと、該フィーダ本体３１ａの前部に設けられた部品取出し箇所３１ｂとにより概略構成されている。部品供給リール３３には、部品が所定ピッチで配置されカバーテープ（図示省略）で覆われたキャリアテープ３４が巻回されている。このような構成の部品供給装置３においては、キャリアテープ３４がフィーダ本体３１ａに備えられたスプロケット（図示省略）により所定ピッチで引き出されてカバーテープが引き剥がされ、部品が部品取出し箇所３１ｂに順次送り込まれると共にキャリアテープ３４が巻き取られるようになっている。

部品移載装置４は、Ｙ方向移動装置４０と、Ｘ方向移動装置５０（本発明の「多段駆動軸装置」に相当）等とを備えている。Ｙ方向移動装置４０は、一対の固定レール４１，４１、移動レール４２（図１Ｂ参照）、ボールねじ４３、サーボモータ４４および軸受４５等とを備えている。一対の固定レール４１，４１は、基板搬送装置２の両端部の上方にＹ方向に延在し互いに平行に配置されている。移動レール４２は、一対の固定レール４１，４１間にＸ方向に延在して配置され、移動レール４２の両端が、固定レール４１，４１に沿って移動可能に支持されている。ボールねじ４３は、一方の固定レール４１に沿ってＹ方向に延在して配置され、ボールねじ４３の一端が、固定レール４１に固定されたサーボモータ４４のモータ軸に連結され、ボールねじ４３の他端が、固定レール４１に固定された軸受４５に支持されている。移動レール４２の移動は、ボールねじ４３を介してサーボモータ４４により制御されている。

図１Ｂに示すように、Ｘ方向移動装置５０は、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。第１Ｘ方向移動装置５１は、第１スライダ５２、第１ボールねじ５３（本発明の「第１駆動軸」に相当）、第１サーボモータ５４（本発明の「第１駆動手段」に相当）および第１軸受５５（本発明の「第１駆動手段」に相当）等とを備えている。第１スライダ５２は、移動レール４２に沿ってＸ方向に移動可能に配置されている。第１ボールねじ５３は、移動レール４２に沿ってＸ方向に延在して配置され、第１ボールねじ５３の一端が、移動レール４２に固定された第１サーボモータ５４のモータ軸に連結され、第１ボールねじ５３の他端が、移動レール５２に固定された第１軸受５５に支持されている。第１スライダ５２の移動は、第１ボールねじ５３を介して第１サーボモータ５４により制御されている。

第２Ｘ方向移動装置６１は、ガイドレール６２、第２スライダ６３、第２ボールねじ６４（本発明の「第２駆動軸」に相当）、第２サーボモータ６５（本発明の「第２駆動手段」に相当）および第２軸受６６（本発明の「第２駆動手段」に相当）等とを備えている。ガイドレール６２は、第１スライダ５２にＸ方向に延在して配置されている。第２スライダ６３は、ガイドレール６２に沿ってＸ方向に移動可能に配置されている。第２ボールねじ６４は、ガイドレール６２に沿ってＸ方向に延在して配置され、第２ボールねじ６４の一端が、ガイドレール６２に固定された第２サーボモータ６５のモータ軸に連結され、第２ボールねじ６４の他端が、ガイドレール６２に固定された第２軸受６６に支持されている。第２スライダ６３の移動は、第２ボールねじ６４を介して第２サーボモータ６５により制御されている。

第２スライダ６３には、基板ＰＢにおける部品装着位置の認識が可能な認識用カメラ６７およびＺ軸回りを回転可能且つＺ方向に昇降可能な実装ヘッド６８（本発明の「部品組付ヘッド」に相当）が保持されている。この実装ヘッド６８には、部品を吸着する部品吸着ノズル７０を着脱可能に保持するノズルホルダ６９が、実装ヘッド６８の回転軸線を中心とする一円周上に等角度間隔で複数個（例えば、８個）下方に突設されている。

部品吸着ノズル７０が装着されたノズルホルダ６９は、実装ヘッド６８からＺ方向に昇降可能に且つＺ軸回りで回転可能に支持されている。部品吸着ノズル７０が装着されたノズルホルダ６９の昇降は、ボールねじを介してサーボモータ（いずれも図示省略）により制御され、部品吸着ノズル７０が装着されたノズルホルダ６９の回転は、ギヤ機構を介してサーボモータ（いずれも図示省略）により制御されている。部品吸着ノズル７０は、略中空円筒状に形成され大気圧、正圧、負圧の切換可能な三方向バルブを介して真空ポンプ（図示省略）と接続されており、ノズル下端において部品を吸着保持可能に構成されている。また、部品移載装置４と部品供給装置２の間には部品吸着ノズル７０の部品の吸着状態の認識が可能な部品認識用カメラ７１（図１Ａ参照）が取り付けられている。

このような構成の部品移載装置４においては、部品供給装置３で供給される部品が、実装ヘッド６８の部品吸着ノズル７０により吸着され、Ｙ方向移動装置４０およびＸ方向移動装置５０により部品実装位置Ａに位置決めされた基板ＰＢまで移送され、部品吸着ノズル７０により基板ＰＢ上の部品装着位置Ａに装着されるようになっている。

また、Ｘ方向移動装置５０は、第１Ｘ方向移動装置５１および第２Ｘ方向移動装置６１を備えた構成となっている。この構成の部品実装装置１は、複数台の部品実装装置１がＸ方向に並べて配置されている場合、当該部品実装装置１に対しＸ方向に隣接して配置される他の部品実装装置１の基板搬送装置２により位置決めされた基板ＰＢ上に、当該部品実装装置１の第１Ｘ方向移動装置５１および第２Ｘ方向移動装置６１を駆動制御して実装ヘッド６８により部品を装着する動作、所謂跨ぎ生産が可能となっている。

すなわち、第１Ｘ方向移動装置５１は、第１スライダ５２を基板搬送装置２の左端側又は右端側へ移動してサーボロック停止する。そして、第２Ｘ方向移動装置６１は、第２スライダ６３を第１スライダ５２の左端側又は右端側へ移動する。これにより、実装ヘッド６８は、当該部品実装装置１に対しＸ方向に隣接して配置される他の部品実装装置１側へ飛び出すことができる。よって、実装ヘッド６８は、吸着している部品を左側又は右側に隣接する部品実装装置１の基板搬送装置２により位置決めされた基板ＰＢ上に装着することができる。

（部品実装装置における振動発生の抑制）
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。

詳しくは、図２に示す部品実装装置１の基台１９等（以下、「装置本体１Ａ」という）、第２Ｘ方向移動装置６１のガイドレール６２、第２ボールねじ６４、第２サーボモータ６５および第２軸受６６を含む第１Ｘ方向移動装置５１の第１スライダ５２（以下、単に「第１スライダ５２」という）、および第２Ｘ方向移動装置６１の認識用カメラ６７および実装ヘッド６８を含む第２スライダ６３（以下、単に「第２スライダ６３」という）の簡略モデルを参照して説明する。

装置本体１Ａの振動は、バネ８１およびダンパ８２で表している。また、第１Ｘ方向移動装置５１および第２Ｘ方向移動装置６１の第１サーボモータ５４および第２サーボモータ６５は、第１スライダ５２および第２スライダ６３と第１ボールねじ５３および第２ボールねじ６４との相対変位に応じたフィードバック制御による駆動力を発生し、第１スライダ５２および第２スライダ６３の移動量および駆動時の加速度を制御可能となっている。

第１スライダ５２、第２スライダ６３および装置本体１Ａは、各質量をＭ１，Ｍ２，Ｍｍとし、装置設置部１Ｂに対する各移動量をＸ１，Ｘ２，Ｘｍとする。また、第１スライダ５２の駆動力をＦ１、駆動時の反力を−Ｆ１とし、第２スライダ６３の駆動力をＦ２、駆動時の反力を−Ｆ２とする。装置本体１Ａに対する第２スライダ６３の相対移動量であるＸ０（＝Ｘ２−Ｘｍ）が、最終的な反力相殺移動時の制御量になる。この反力相殺移動制御のため、第２スライダ６３の指令位置（第２スライダ６３と第１スライダ５２との相対指令位置）ｒ_ｈ、および第１スライダ５２の指令位置（第１スライダ５２と装置本体１Ａとの相対指令位置）ｒ_ｓを、実装ヘッド６８の部品装着指令位置（第２スライダ６３と装置本体１Ａとの相対指令位置）ｒ_０に基づいて生成する。

具体的には、第２スライダ６３、第１スライダ５２および装置本体１Ａにおける運動方程式は、次式（１）〜（３）で表される。
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

第２スライダ６３および第１スライダ５２が動作する反力相殺移動制御の際に装置本体１Ａに加わる力を０とすると、Ｆ１＝０，Ｘｍ＝０，ｖｍ＝０，ａｍ＝０となるので、式（１）〜（３）に代入すると次式（４）が得られる。
Ｍ２・ａ２＝−Ｍ１・ａ１・・・（４）

ここで、第２スライダ６３および第１スライダ５２の各移動距離Ｘ２，Ｘ１は、第２スライダ６３および第１スライダ５２の各加速度ａ２，ａ１に比例する関係にあるため、式（４）は、次式（５）となる。
Ｍ２・Ｘ２＝−Ｍ１・Ｘ１・・・（５）

また、第２スライダ６３および第１スライダ５２の各指令位置ｒ_ｈ，ｒ_ｓと各位置応答が十分に一致している状況では、次式（６）〜（８）が得られる。なお、Ｘｍ＝０である。
ｒ_ｈ＝Ｘ２−Ｘ１・・・（６）
ｒ_ｓ＝Ｘ１−Ｘｍ＝Ｘ１・・・（７）
ｒ_０＝ｒ_ｈ＋ｒ_ｓ＝Ｘ２−Ｘｍ＝Ｘ２・・・（８）

よって、第２スライダ６３および第１スライダ５２の各指令位置ｒ_ｈ，ｒ_ｓは、次式（９），（１０）で表される。
ｒ_ｈ＝（Ｍ２＋Ｍ１）ｒ_０／Ｍ１・・・（９）
ｒ_ｓ＝−Ｍ２・ｒ_０／Ｍ１・・・（１０）

図３のブロック線図で説明すると、図３の駆動制御装置１０においては、実装ヘッド６８の部品装着指令位置ｒ_０は、［（Ｍ２＋Ｍ１）／Ｍ１］のブロック１１および［−Ｍ２／Ｍ１］のブロック１２で第２スライダ６３の指令位置ｒ_ｈおよび第１スライダ５２の指令位置ｒ_ｓに分配される。そして、第２スライダ６３の指令位置ｒ_ｈは、例えばＰＩＤ制御のための補償器１７ａで補償されて出力され、第１スライダ５２の指令位置ｒ_ｓは、例えばＰＩＤ制御のための補償器１７ｂで補償されて出力される。

また、部品実装装置１の応答を数式で模擬したモデル１０Ａにおいては、補償器１７ａの出力は、第２サーボモータ６５のトルクとして、［１／Ｍ２ｓ２］のブロック１４に入力される。補償器１７ｂの出力と補償器１７ａの出力との差は、第２サーボモータ６５のトルク反力と第１サーボモータ５４のトルクの和として、［１／Ｍ１ｓ２］のブロック１５に入力される。補償器１７ｂの出力は、第１サーボモータ５４のトルク反力として、［１／Ｍｍｓ２］のブロック１６に入力される。そして、第２サーボモータ６５のエンコーダで検出される第２スライダ６３と第１スライダ５２との相対移動量は、第２スライダ６３の指令位置ｒ_ｈにフィードバックされる。また、第１サーボモータ５４のエンコーダで検出される第１スライダ５２と装置本体１Ａとの相対移動量は、第１スライダ５２の指令位置ｒ_ｓにフィードバックされる。

また、図４のフローチャートで説明すると、駆動制御装置１０は、第２スライダ６３の質量Ｍ２を、第１スライダ５２の質量Ｍ１で除算し、この除算値Ｍ２／Ｍ１に実装ヘッド６８の移動距離ｗ_０を乗算し、この乗算値Ｍ２・ｗ_０／Ｍ１を第１スライダ５２の現位置から反力相殺移動制御を行うための第１スライダ５２の指令位置ｒ_ｓまでの移動距離ｗ_ｓとして求める（ステップＳ１、本発明の「第１スライダ移動距離演算部」に相当）。

さらに、駆動制御装置１０は、第２スライダ６３の質量Ｍ２と、第１スライダ５２の質量Ｍ１とを加算し、この加算値Ｍ２＋Ｍ１を第１スライダ５２の質量Ｍ１で除算し、この除算値（Ｍ２＋Ｍ１）／Ｍ１に実装ヘッド６８の移動距離ｗ_０を乗算し、この乗算値（Ｍ２＋Ｍ１）・ｗ_０／Ｍ１を第２スライダ６３の現位置から反力相殺移動制御を行うための第２スライダ６３の指令位置ｒ_ｈまでの移動距離ｗ_ｈとして求める（ステップＳ２、本発明の「第２スライダ移動距離演算部」に相当）。

そして、駆動制御装置１０は、第２スライダ６３の指令位置ｒ_ｈへ第２スライダ６３を移動するとき、図５の一点鎖線で示すように、当該移動距離のうち増速側の距離、すなわち当該移動距離の半分の距離（時点０から時点ｔ１まで）は第２スライダ６３を等加速度ａ２で増速し、当該移動距離のうち減速側の距離、すなわち残りの半分の距離（時点ｔ１から時点ｔ２まで）は第２スライダ６３を等加速度ａ２で減速して停止させる（ステップＳ３、本発明の「第２スライダ移動部」に相当）。これにより、図６の一点鎖線で示すように、第２スライダ６３は、時点０における現位置０から時点ｔ２にて移動距離ｗ_ｈだけ移動して第２スライダ６３の指令位置ｒ_ｈに達する。

同時に、駆動制御装置１０は、第１スライダ５２の指令位置ｒ_ｓへ第１スライダ５２を移動するとき、図５の二点鎖線で示すように、当該移動距離のうち増速側の距離、すなわち当該移動距離の半分の距離（時点０から時点ｔ１まで）は第１スライダ５２を等加速度ａ１で増速し、当該移動距離のうち減速側の距離、すなわち残りの半分の距離（時点ｔ１から時点ｔ２まで）は第１スライダ５２を等加速度ａ１で減速して停止させる（ステップＳ４、本発明の「第１スライダ移動部」に相当）。これにより、図６の二点鎖線で示すように、第１スライダ５２は、時点０における現位置０から時点ｔ２にて移動距離ｗ_ｓだけ移動して第１スライダ５２の指令位置ｒ_ｓに達する。

以上の第２スライダ６３および第１スライダ５２の加減速移動により、実装ヘッド６８は、図５の実線で示すように、実装ヘッド６８の部品装着指令位置ｒ_０への移動距離のうち増速側の距離、すなわち半分の距離（時点０から時点ｔ１まで）を等加速度ａ０で増速し、当該移動距離のうち減速側の距離、すなわち残りの半分の距離（時点ｔ１から時点ｔ２まで）を等加速度ａ０で減速して停止する。よって、実装ヘッド６８は、図６の実線で示すように、時点０における現位置０から時点ｔ２にて移動距離ｗ_０だけ移動して実装ヘッド６８の部品装着位置ｒ_０に達することができる。

なお、第２スライダ６３の移動時の加速度ａ２および第１スライダ５２の移動時の加速度ａ１は、第２スライダ６３の質量Ｍ２および第１スライダ５２の質量Ｍ１との関係から、モータの許容最大トルク、および許容連続トルクのスペック内で最大値となるように決定する。また、上述の加速度ａ２，ａ１は、部品吸着ノズル７０に吸着されている部品が落下しないように、部品毎の質量や形状等を考慮して決定する。これにより、部品実装時間は、短縮される。

以上説明したように、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、図７に示すように、本実施形態の部品実装装置１における実装ヘッド６８の高加減速動作時の振動の振幅（図示実線）を、従来の部品実装装置における実装ヘッドの高加減速動作時の振動の振幅（図示一点鎖線）の半分以下に抑制することができる。よって、部品実装装置１では、第１、第２スライダ５２，６３の相対位置を演算により簡易に求めることができるので、第１、第２スライダ５２，６３の移動を正確に行うことができ、部品装着を高精度に行うことができる。

ところで、駆動制御装置１０は、第１、第２Ｘ方向移動装置５１，６１の第１、第２スライダ５２，６３の動作状態によっては反力相殺移動制御を行わない場合がある。反力相殺移動制御を行わない場合とは、実装ヘッド６８（第２スライダ６３）の目標移動距離が反力相殺移動制御を必要とする距離でない場合、第１、第２スライダ５２，６３の第１、第２指令速度が第１、第２スライダ５２，６３の限界速度範囲を超える場合、および第１、第２スライダ５２，６３の第１、第２位置指令距離が第１、第２スライダ５２，６３の限界可動範囲を超える場合のうち少なくとも１つを満たさない場合である。各場合においては、駆動制御装置１０は、第１サーボモータ５４をサーボロックした状態で第２スライダ６３を駆動制御し、実装ヘッド６８を実装ヘッド６８の部品装着指令位置ｒ_０に位置決めする。

一方、反力相殺移動制御を行う場合は、反力相殺制御を必要とし、且つ限界可動範囲内、限界速度範囲内のときである。この場合は、第２スライダ６３を第２スライダ６３の指令位置ｒ_ｈへ駆動制御したときの反力を、第１スライダ５２を第２スライダ６３の移動方向と反対方向の第１スライダ５２の指令位置ｒ_ｓに駆動制御したときの慣性力で相殺し、実装ヘッド６８を実装ヘッド６８の部品装着指令位置ｒ_０に位置決めする。

実装ヘッド６８の位置決め動作時の加速度波形が有する振動数は、実装ヘッド６８の目標移動距離により変化する。このため、駆動制御装置１０は、実装ヘッド６８の位置決め動作時の加速度波形が有する振動数と実装ヘッド６８の目標移動距離との相関を予め測定・解析等で把握してテーブル化しておき、部品実装の際の実装ヘッド６８の目標移動距離に応じてテーブルを参照し、反力相殺移動制御の実施の要否を判別する。実装ヘッド６８の目標移動距離としては、例えば、数１０ｍｍ以内であり、それを越える目標移動距離の場合、反力相殺移動制御は不要となる。すなわち、部品実装装置１は、実装ヘッド６８の位置決め動作時の加速度波形が有する振動数と装置本体１Ａの固有振動数とが一致する場合に大きな振動が発生するが、両者が一致しない場合は振動は殆ど発生しないという特性を持っている。

具体的には、図８に示すように、駆動制御装置１０は、部品実装装置１に対する実装ヘッド６８の目標移動距離を演算する（ステップＳ１１、本発明の「目標移動距離演算部」に相当）。駆動制御装置１０は、実装ヘッド６８の目標移動距離が反力相殺移動制御を必要とする距離であるか否かを判断し（ステップＳ１２）、実装ヘッド６８の目標移動距離が反力相殺移動制御を必要としない距離である場合、第１サーボモータ５４をサーボロックした状態で第２スライダ６３を駆動制御し、実装ヘッド６８を実装ヘッド６８の部品装着指令位置ｒ_０に位置決めする（ステップＳ２２、本発明の「移動制御部」に相当）。これにより、部品実装装置１においては、第１および第２スライダ５２，６３の動作限界によって反力相殺移動制御を行えない場合であっても、第２スライダ６３を動作させて部品装着を行うことができるので、部品装着のスループットの低下を抑制することができる。

一方、ステップＳ１２において、駆動制御装置１０は、実装ヘッド６８の目標移動距離が反力相殺移動制御を必要とする距離であると判断した場合、反力相殺移動制御時の第１スライダ５２の第１指令速度を演算する（ステップＳ１３、本発明の「第１指令速度演算部」に相当）。すなわち、駆動制御装置１０は、図５の二点鎖線で示す第１スライダ５２の第１指令加速度波形に基づいて第１スライダ５２の第１指令速度を演算する。そして、駆動制御装置１０は、反力相殺移動制御時の第１スライダ５２の第１指令速度が第１スライダ５２の限界速度範囲内であるか否かを判断し（ステップＳ１４）、第１指令速度が限界速度範囲を超える場合、ステップＳ２２に進んで上述の移動制御を行う。

一方、ステップＳ１４において、駆動制御装置１０は、反力相殺移動制御時の第１スライダ５２の第１指令速度が第１スライダ５２の限界速度範囲内であると判断した場合、反力相殺移動制御時の第１スライダ５２の第１位置指令距離（移動量Ｘ１）を演算する（ステップＳ１５、本発明の「第１位置指令距離演算部」に相当）。すなわち、駆動制御装置１０は、上記式（８）〜（１０）に基づいて第１スライダ５２の第１位置指令距離（移動量Ｘ１）を演算する。そして、駆動制御装置１０は、反力相殺移動制御時の第１スライダ５２の第１位置指令距離（移動量Ｘ１）が第１スライダ５２の限界可動範囲内であるか否かを判断し（ステップＳ１６）、第１位置指令距離（移動量Ｘ１）が限界可動範囲を超える場合、ステップＳ２２に進んで上述の移動制御を行う。

一方、ステップＳ１６において、駆動制御装置１０は、反力相殺移動制御時の第１スライダ５２の第１位置指令距離（移動量Ｘ１）が第１スライダ５２の限界可動範囲内であると判断した場合、反力相殺移動制御時の第２スライダ６３の第２指令速度を演算する（ステップＳ１７、本発明の「第２指令速度演算部」に相当）。すなわち、駆動制御装置１０は、図５の一点鎖線で示す第２スライダ６３の第２指令加速度波形に基づいて第２スライダ６３の第２指令速度を演算する。そして、駆動制御装置１０は、反力相殺移動制御時の第２スライダ６３の第２指令速度が第２スライダ６３の限界速度範囲内であるか否かを判断し（ステップＳ１８）、第２指令速度が限界速度範囲を超える場合、ステップＳ２２に進んで上述の移動制御を行う。

一方、ステップＳ１８において、駆動制御装置１０は、反力相殺移動制御時の第２スライダ６３の第２指令速度が第２スライダ６３の限界速度範囲内であると判断した場合、反力相殺移動制御時の第２スライダ６３の第２位置指令距離（移動量Ｘ２）を演算する（ステップＳ１９、本発明の「第２位置指令距離演算部」に相当）。すなわち、駆動制御装置１０は、上記式（７），（１０）に基づいて第２スライダ６３の第２位置指令距離（移動量Ｘ２）を演算する。そして、駆動制御装置１０は、反力相殺移動制御時の第２スライダ６３の第２位置指令距離（移動量Ｘ２）が第２スライダ６３の限界可動範囲内であるか否かを判断し（ステップＳ２０）、第２位置指令距離（移動量Ｘ２）が限界可動範囲を超える場合、ステップＳ２２に進んで上述の移動制御を行う。

一方、ステップＳ２０において、駆動制御装置１０は、反力相殺移動制御時の第２スライダ６３の第２位置指令距離（移動量Ｘ２）が第２スライダ６３の限界可動範囲内であると判断した場合、第２スライダ６３を第２スライダ６３の指令位置ｒ_ｈへ駆動制御したときの反力を、第１スライダ５２を第２スライダ６３の移動方向と反対方向の第１スライダ５２の指令位置ｒ_ｓに駆動制御したときの慣性力で相殺し、実装ヘッド６８を実装ヘッド６８の部品装着指令位置ｒ_０に位置決めし（ステップＳ２１、本発明の「反力相殺移動制御部」に相当）、全ての処理を終了する。

また、上述のステップＳ２０において、駆動制御装置１０は、反力相殺移動制御時の第２スライダ６３の第２位置指令距離（移動量Ｘ２）が第２スライダ６３の限界可動範囲を超えたと判断した場合、以下に説明する制御を行ってもよい。すなわち、図９に示すように、駆動制御装置１０は、第２位置指令距離（移動量Ｘ２）が限界可動範囲を超える場合（ステップＳ３０）、現時点が部品実装に影響を与えないタイミングであるか否かを判断する（ステップＳ３１）。この部品実装に影響を与えないタイミングとは、例えば、基板ＰＢ上における部品の装着点から部品供給装置３の部品取出し箇所３１ｂへの移動時、Ｙ方向移動装置４０の移動レール４２の移動時、又はＹ方向移動装置４０およびＸ方向移動装置５０が動作していない移動待ち時等である。

駆動制御装置１０は、現時点が部品実装に影響を与えるタイミングである場合は、部品実装に影響を与えないタイミングになるまで待ち、現時点が部品実装に影響を与えないタイミングである場合は直ちに、第２スライダ６３を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（ステップＳ３２）。この初期位置とは、例えば、図１０に示すように、第１スライダ５２が、部品供給装置３の中央に近接し、且つ、第２スライダ６３が、第１スライダ５２の中央に位置決めされている位置である。これにより、駆動制御装置１０は、反力相殺移動制御を行うことができる。よって、部品実装装置１では、第２スライダ６３の動作限界を解消することができるので、高速且つ高精度に部品装着を行うことができる。

また、実装ヘッド６８は、８本の部品吸着ノズル７０を有するノズルホルダ６９を備えた所謂ロータリーヘッドであり、複数の部品を基板ＰＢ上に順次装着可能である。上述のステップＳ２０において、駆動制御装置１０は、反力相殺移動制御時のロータリーヘッド６８を備えた第２スライダ６３の第２位置指令距離（移動量Ｘ２）が第２スライダ６３の限界可動範囲を超えたと判断した場合、以下に説明する制御を行ってもよい。すなわち、図１１に示すように、駆動制御装置１０は、第２位置指令距離（移動量Ｘ２）が限界可動範囲を超える場合（ステップＳ４０）、ロータリーヘッド６８による部品装着パターンに応じて、第２スライダ６３を各部品の基板ＰＢ上への装着毎の反力相殺移動制御が可能な位置に移動し（ステップＳ４１）、各部品の基板ＰＢ上への装着を開始する駆動制御を行う（ステップＳ４２）。これにより、駆動制御装置１０は、各部品の基板ＰＢ上への装着毎に反力相殺移動制御を行うことができる。

例えば、図１２に示すように、部品移載装置４が、部品供給装置３の部品取出し箇所３１ｂから部品認識用カメラ７１を経由し、基板ＰＢ上においてＸ方向に右側から左側に所定間隔をあけて並んだ第１部品装着点Ｐ１、第２部品装着点Ｐ２、第３部品装着点Ｐ３を通り、部品供給装置３の部品取出し箇所３１ｂに戻る場合を考える。この場合、ロータリーヘッド６８による部品装着パターンとしては、第１部品装着点Ｐ１で部品装着してから第２部品装着点Ｐ２へ移動して部品装着し、第２部品装着点Ｐ２から第３部品装着点Ｐ３へ移動して部品装着するというパターンになる。

先ず、図１３に示すように、第２スライダ６３は、第１スライダ５２の右側に移動されて第１部品装着点Ｐ１に位置決めされる。そして、ロータリーヘッド６８は、第１部品装着点Ｐ１に部品を装着する。この第１部品装着点Ｐ１が、上述の装着開始位置である。このように、第２スライダ６３は、第１スライダ５２の左側への移動のための距離を十分に取ることができるので、第２部品装着点Ｐ２および第３部品装着点Ｐ３において反力相殺移動制御を行うことができる。

次に、図１４に示すように、第２スライダ６３は、実装ヘッド６８の第２部品装着点Ｐ２の位置指令に従って左方に移動され、同時に第１スライダ５２は、第１スライダ５２の位置指令に従って右方に移動される。これにより、第２スライダ６３を駆動制御したときの反力は、第１スライダ５２を駆動制御したときの慣性力で相殺することができる。そして、ロータリーヘッド６８は、第２部品装着点Ｐ２に部品を装着する。

次に、図１５に示すように、第２スライダ６３は、実装ヘッド６８の第３部品装着点Ｐ３の位置指令に従って左方に移動され、同時に第１スライダ５２は、第１スライダ５２の位置指令に従って右方に移動される。これにより、第２スライダ６３を駆動制御したときの反力は、第１スライダ５２を駆動制御したときの慣性力で相殺することができる。そして、ロータリーヘッド６８は、第３部品装着点Ｐ３に部品を装着する。よって、部品実装装置１では、複数の部品装着が可能な場合において第２スライダ６３の動作限界を解消することができるので、高精度でより高速に部品組付け処理を行うことができる。

（実施形態の効果）
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。

（別形態）
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ｒ_ｈ，ｒ_ｓへ第１、第２スライダ５２，６３を移動するとき、当該移動距離ｗ_ｓ，ｗ_ｈ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。

また、図１６，１７に示すように、第１、第２スライダ５２，６３が、移動距離ｕ_ｓ，ｕ_ｈのうち所定距離ｕ１_ｓ，ｕ１_ｈを等加速度ａ１，ａ２で増速移動した時点で加速度を０にして等速度で所定距離ｕ２_ｓ−ｕ１_ｓ，ｕ２_ｈ−ｕ１_ｈ移動させ、その後に残りの所定距離ｕ_ｓ−ｕ２_ｓ，ｕ_ｈ−ｕ２_ｈを等加速度ａ１，ａ２で減速移動して停止させる制御を行う構成としてもよい。これにより、実装ヘッド６８は、移動距離ｕ_０のうち増速側の距離ｕ１_０を等加速度ａ０で増速移動した時点で加速度を０にして等速度で所定距離ｕ２ _０−ｕ１_０移動し、その後に減速側の距離ｕ_０−ｕ２_０を等加速度ａ０で減速移動して停止する。よって、実装ヘッド６８の目標移動距離ｕ_０を等速度で移動させる分だけ延長することができる。

また、上述の実施形態においては、部品組付装置として部品実装装置を例に説明したが、他の部品組付装置、例えば半田塗布装置等にも本発明を適用可能である。

１…部品実装装置、２…基板搬送装置、３…部品供給装置、４…部品移載装置、１０…駆動制御装置、１０Ａ…部品実装装置の応答を数式で模擬したモデル、４０…Ｙ方向移動装置、５０…Ｘ方向移動装置、５１…第１Ｘ方向移動装置、５２…第１スライダ、５３…第１ボールねじ、５４…第１サーボモータ、５５…第１軸受、６１…第２Ｘ方向移動装置、６３…第２スライダ、６４…第２ボールねじ、６５…第２サーボモータ、６６…第２軸受、６８…実装ヘッド、ＰＢ…基板

Claims

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、前記基板に対し前記部品組付け処理を行う部品組付処理ヘッドと、を有する多段駆動軸装置と、
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、当該駆動制御により発生する反力を、前記第２スライダの移動方向と反対方向の前記第１スライダの前記第１駆動軸に沿った移動による慣性力で相殺した状態で、前記部品組付処理ヘッドを加減速させるために必要な距離を移動させて目的の位置への移動に必要な距離を移動させる駆動制御装置と、を備える部品組付装置。
前記駆動制御装置は、
前記部品組付処理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処理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、
前記部品組付処理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処理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１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２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処理ヘッドで採取し、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１から３の何れか一項の部品組付装置。
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前記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、を備える請求項１から４の何れか一項の部品組付装置。
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部品組付け処理を行う部品組付処理ヘッドと、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前記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、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６の部品組付方法。
前記部品組付ヘッドが、複数の前記部品組付け処理が可能な場合で、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、当該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、を備える請求項６又は７の部品組付方法。