JPWO2019003261A1 - 電子部品装着機 - Google Patents

Abstract

部品供給装置により供給された電子部品を保持し、保持した電子部品を基板に装着する部品保持装置と、部品保持装置を駆動するモータと、モータを制御するモータ制御装置と、部品保持装置が電子部品を基板に装着する動作と同様の動作を基板に代えて荷重測定装置に対して行う際に、部品保持装置から押し付けられることにより部品保持装置から加えられる荷重を測定する荷重測定装置と、モータ制御装置によるモータの駆動に関するモータ情報であって、部品保持装置が電子部品を基板に装着する動作と同様の動作を基板に代えて荷重測定装置に対して行う際に、モータが部品保持装置を荷重測定装置に対して押し付ける方向へ駆動する力に対応するモータ情報を取得するモータ情報取得部と、荷重測定装置が測定した荷重とモータ情報取得部が取得したモータ情報とを比較することにより、部品保持装置の異常を判定する判定部と、を備える、電子部品装着機。

Description

本発明は、電子部品装着機に関する。

特許文献１には、装着ヘッドに搭載された吸着ノズルをロードセルに当接させた際にロードセルが受ける荷重を測定し、測定される荷重が指定された目標荷重となるように、吸着ノズルの押し込み量を調整する荷重制御を行う技術が開示されている。また、特許文献２には、基板への電子部品の装着工程で生じる情報を収集し、収集した情報に基づいて装着工程で生じた問題の解析を行う技術が開示されている。

特開２００６−３１３８３８号公報 特開２００６−１６５１２７号公報

特許文献１に記載の技術において、吸着ノズルに保持された電子部品から基板に加わる荷重が目標荷重となるようなモータの制御を行ったとしても、装着ヘッドなどに不具合が発生している場合には、モータが目標荷重に相当するトルクを発生しているにも関わらず、吸着ノズルから基板に加わる荷重が目標荷重に達していない場合がある。さらには、モータが目標荷重に相当するトルクを発生しているにも関わらず、吸着ノズルから基板に加わる荷重が目標荷重よりも大きな荷重となる場合もある。これらの場合、電子部品の装着不良や、電子部品及び基板の破損が発生するおそれがある。そこで、装着ヘッドなどの部品保持装置の異常を発見することが求められる。

本明細書は、部品保持装置の異常の発生を発見できる電子部品装着機を提供することを目的とする。

本明細書は、部品供給装置により供給された電子部品を保持し、保持した前記電子部品を基板に装着する部品保持装置と、前記部品保持装置を駆動するモータと、前記モータを制御するモータ制御装置と、前記部品保持装置が前記電子部品を前記基板に装着する動作と同様の動作を前記基板に代えて荷重測定装置に対して行う際に、前記部品保持装置から押し付けられることにより前記部品保持装置から加えられる荷重を測定する前記荷重測定装置と、前記モータ制御装置による前記モータの駆動に関するモータ情報であって、前記部品保持装置が前記電子部品を前記基板に装着する動作と同様の動作を前記基板に代えて前記荷重測定装置に対して行う際に、前記モータが前記部品保持装置を前記荷重測定装置に対して押し付ける方向へ駆動する力に対応する前記モータ情報を取得するモータ情報取得部と、前記荷重測定装置が測定した前記荷重と前記モータ情報取得部が取得した前記モータ情報とを比較することにより、前記部品保持装置の異常を判定する判定部と、を備える、電子部品装着機を開示する。

本開示によれば、判定部は、荷重測定装置が測定した荷重とモータ情報取得部が取得したモータ情報とを比較することにより、部品保持装置の異常を判定する。ここで、荷重測定装置が測定した荷重は、部品保持装置が基板に対して実際に付与する荷重に相当する。一方、モータ制御装置によるモータの駆動に関するモータ情報は、モータが部品保持装置を荷重測定装置に対して押し付ける方向へ駆動する力に対応する。つまり、モータ情報は、部品保持装置が基板に対して実際に付与する荷重ではなく、当該荷重の推定値に相当する。
仮に、部品保持装置が正常であれば、荷重測定装置が測定した荷重とモータ情報とは、一致する、若しくは、相関を有する。一方、部品保持装置が異常であれば、荷重測定装置が測定した荷重とモータ情報とは、一致しない、若しくは、相関を有しない。そこで、判定部は、荷重測定装置が測定した荷重とモータ情報とを比較することにより、部品保持装置の異常を発見できる。

本明細書の第一実施形態における電子部品装着機の斜視図である。 装着ヘッドの構成を示す図である。 制御装置のブロック図である。 モータ制御装置のブロック図である。 荷重測定装置に測定された荷重の推移と、Ｚ２軸モータが発生した実トルクの推移との対比を示すグラフである。 第二実施形態におけるモータ制御装置のブロック図である。 荷重測定装置に測定された荷重の推移と、Ｚ２軸モータへのトルク指令値の推移との対比を示すグラフである。

１．第一実施形態
１−１：電子部品装着機１の構成
電子部品装着機１は、回路基板９０に電子部品を装着して基板製品を生産する生産装置である。以下では、「電子部品装着機」を「部品装着機」と、電子部品を単に「部品」と称する。

図１に示すように、部品装着機１は、基板搬送装置１０と、部品供給装置２０と、部品保持装置３０と、部品カメラ４１と、基板カメラ４２と、制御装置１００（図３参照）とを主に備える。以下の説明において、部品装着機１の水平幅方向（図１における左上から右下に向かう方向）をＸ軸方向、部品装着機１の水平長手方向（図１における左下から右上に向かう方向）をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に垂直な鉛直方向（図１における上下方向）をＺ軸方向とする。

基板搬送装置１０は、ベルトコンベアなどにより構成され、部品を装着する対象となる基板Ｋを搬送方向（Ｘ軸方向）へと順次搬送する。基板搬送装置１０は、基台２に対し、Ｙ軸方向に並設された２台の搬送機構１１により構成される。搬送機構１１は、部品装着機１の機内に基板Ｋを搬入するとともに、機内の所定位置に基板Ｋを位置決めしてクランプ状態とする。そして、基板搬送装置１０は、部品装着機１による部品の装着が終了した後に、クランプ状態を解除して基板Ｋを部品装着機１の機外に搬出する。

部品供給装置２０は、基板Ｋに装着する部品を供給する。部品供給装置２０は、Ｘ軸方向に配列された複数のスロットを備える。さらに、部品供給装置２０は、複数のスロットの各々に交換可能にセットされる複数のフィーダ２１を備える。フィーダ２１は、リール２２に巻回されたキャリアテープを送り移動させ、キャリアテープに収納された部品を、フィーダ２１の先端側（図１右上側）に設けられた供給位置に供給する。

部品保持装置３０は、供給位置に供給された部品を採取し、採取した部品を、位置決めされた基板Ｋに装着する。部品保持装置３０は、ヘッド駆動装置３１と、移動台３２と、装着ヘッド３３とを主に備える。ヘッド駆動装置３１は、直動機構により移動台３２をＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動可能に構成される。装着ヘッド３３は、移動台３２に対して着脱可能に設けられ、供給位置に供給された部品を保持可能に構成される。なお、装着ヘッド３３の詳細な構成については、後述する。

部品カメラ４１及び基板カメラ４２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。部品カメラ４１及び基板カメラ４２は、通信可能に接続された制御装置１００による制御信号に基づいてカメラ視野に収まる範囲の撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを制御装置１００へ送信する。部品カメラ４１は、光軸がＺ軸方向となるように部品装着機１の基台に固定され、装着ヘッド３３に保持された部品を下方から撮像する。基板カメラ４２は、光軸がＺ軸方向となるように移動台３２に固定され、基板Ｋを上方から撮像する。

制御装置１００は、主に、ＣＰＵや各種メモリ、制御回路により構成される。制御装置１００は、部品装着機１を動作させるための制御プログラム、部品カメラ４１及び基板カメラ４２の撮像により取得した画像データに基づき、基板Ｋに対する部品の装着処理を行うための制御を行う。

１−２：装着ヘッド３３の構成
次に、装着ヘッド３３の詳細な構成について説明する。図２に示すように、装着ヘッド３３は、ヘッド本体５１と、インデックス軸５２と、ロータリヘッド５３と、複数のノズル軸５４と、複数の吸着ノズル５５と、を主に備える。

ヘッド本体５１は、移動台３２に対し、着脱可能に取り付けられる。インデックス軸５２は、ヘッド本体５１に対し、回転可能に、且つ、昇降可能に支持される。ロータリヘッド５３は、インデックス軸５２の下端に固定される。複数のノズル軸５４は、インデックス軸５２の軸線（Ｒ軸線）と同心の円周上において周方向等間隔に配置される。複数のノズル軸５４は、ロータリヘッド５３に対し、Ｚ軸方向に摺動可能に、且つ、ノズル軸５４の軸線（θ軸）回りに回転可能に支持される。また、ノズル軸５４には、図略のスプリングが設けられ、ノズル軸５４は、スプリングの弾性力によってロータリヘッド５３に対して上方へ付勢される。これにより、ノズル軸５４は、外力を付与されていない状態において、上昇端に位置する。複数の吸着ノズル５５は、複数のノズル軸５４の各々の下端部分に着脱可能に取り付けられる部品保持部である。

装着ヘッド３３は、Ｒ軸モータ５６と、Ｚ１軸モータ５７と、第一ボールねじ機構５８と、昇降部材５９と、を更に備える。Ｒ軸モータ５６の下端部には、Ｒ軸ギヤ５６ａが設けられ、Ｒ軸ギヤ５６ａは、インデックス軸５２の上端部に設けられたインデックスギヤ５２ａに噛合する。インデックス軸５２は、Ｒ軸モータ５６に駆動されて回転し、所定の角度ごとに回転角度を割り出される。また、ロータリヘッド５３は、インデックス軸５２がＲ軸モータ５６に駆動されることにより回転し、吸着ノズル５５は、Ｒ軸回りの所定の角度位置に順次割り出される。

Ｚ１軸モータ５７は、ヘッド本体５１に固定され、第一ボールねじ機構５８は、Ｚ１軸モータ５７に駆動される。昇降部材５９は、第一ボールねじ機構５８に駆動されることで、Ｚ軸方向へ昇降する。また、昇降部材５９は、インデックス軸５２に形成されたフランジ部５２ｂに係合する係合部５９ａを備え、インデックス軸５２は、昇降部材５９の昇降に伴い、Ｚ軸方向へ昇降する。そして、ロータリヘッド５３及び吸着ノズル５５は、インデックス軸５２の昇降に伴って昇降する。

装着ヘッド３３は、θ軸モータ６１と、駆動ギヤ６２と、従動ギヤ６３と、回転体６４と、θ軸ギヤ６５と、複数のノズルギヤ６６と、を更に備える。θ軸モータ６１は、ヘッド本体５１に固定され、駆動ギヤ６２は、θ軸モータ６１の出力軸に設けられる。従動ギヤ６３は、回転体６４の上端部分に設けられ、駆動ギヤ６２に噛合する。また、θ軸ギヤ６５は、回転体６４の下端部分に設けられ、回転体６４と一体的に回転する。また、θ軸ギヤ６５は、複数のノズル軸５４の各々の上端部分に設けられたノズルギヤ６６に噛合する。このような構成を有することにより、複数のノズル軸５４及び複数の吸着ノズル５５は、θ軸モータ６１を駆動させることにより、θ軸回りに一体的に回転し、回転角度や回転速度を制御される。

これに加え、装着ヘッド３３は、Ｚ２軸モータ７１と、第二ボールねじ機構７２と、ガイドバー７３と、ノズル作動部材７４と、ノズルレバー７５と、を更に備える。Ｚ２軸モータ７１は、ヘッド本体５１に固定され、第二ボールねじ機構７２は、Ｚ２軸モータ７１に駆動される。ガイドバー７３は、Ｚ軸方向へ延びる棒状の部材であり、ガイドバー７３の両端がヘッド本体５１に固定される。ノズル作動部材７４は、ガイドバー７３に摺動可能に設けられ、ガイドバー７３に案内されつつ、第二ボールねじ機構７２に駆動されることにより、Ｚ軸方向へ昇降する。

ノズルレバー７５は、複数のノズル軸５４のうち割り出された一のノズル軸５４の上端部に当接する部位であり、ノズル作動部材７４に一体形成される。ノズルレバー７５がノズル作動部材７４のＺ軸方向下方への移動に伴って下降すると、一のノズル軸５４は、Ｚ軸方向下方へ押圧され、図略のスプリングの付勢力に反して下降する。一方、ノズルレバー７５がノズル作動部材７４のＺ軸方向上方への移動に伴って上昇すると、ノズル軸５４は、スプリングに付勢されて上昇する。このような構成を有することにより、複数のノズル軸５４及び複数の吸着ノズル５５は、Ｚ２軸モータ７１を駆動させることにより、Ｚ軸方向へ昇降し、Ｚ軸方向における位置や移動速度を制御される。

１−３：制御装置１００について
次に、図３を参照して、制御装置１００について説明する。図３に示すように、制御装置１００は、記憶装置１１０と、装着制御部１２０と、画像処理部１３０と、モータ制御装置１４０と、撮像制御装置１５０と、入出力インターフェース１６０と、を備える。そして、記憶装置１１０、装着制御部１２０及び画像処理部１３０は、入出力インターフェース１６０を介してモータ制御装置１４０及び撮像制御装置１５０に接続され、入出力インターフェース１６０は、データ形式の変換や信号強度を調整する。

記憶装置１１０は、ハードディスク装置等の光学ドライブ装置やフラッシュメモリ等により構成される。この記憶装置１１０には、制御プログラム、制御情報、画像データ等が記憶される。

装着制御部１２０は、モータ制御装置１４０を介して装着ヘッド３３の位置や装着ヘッド３３に支持された吸着ノズル５５の位置及び回転角度を制御する。具体的に、装着制御部１２０は、部品装着機１に設けられた各種センサから出力される情報や各種認識処理の結果等を入力する。そして、装着制御部１２０は、記憶装置１１０に記憶された制御プログラムや制御情報、各種センサによる情報、画像処理や認識処理の結果に基づき、モータ制御装置１４０に制御信号を送信する。画像処理部１３０は、部品カメラ４１及び基板カメラ４２の撮像による画像データを取得し、用途に応じた画像処理を実行する。

モータ制御装置１４０は、装着制御部１２０から受信した制御信号に基づき、部品保持装置３０に設けられた各種モータの駆動をフィードバック制御する。撮像制御装置１５０は、制御装置１００のＣＰＵ等から受信した制御信号に基づき、部品カメラ４１及び基板カメラ４２による撮像を制御する。また、撮像制御装置１５０は、部品カメラ４１及び基板カメラ４２の撮像による画像データを取得し、取得した画像データを記憶装置１１０に記憶する。

１−４：モータ制御装置１４０の詳細
続いて、モータ制御装置１４０について説明する。モータ制御装置１４０は、ヘッド駆動装置３１に設けられた各種モータを制御し、移動台３２を水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）へ移動させることにより、装着ヘッド３３を基板Ｋの上方へ移動させる。その後、モータ制御装置１４０は、Ｚ１軸モータ５７及びＺ２軸モータ７１を駆動し、吸着ノズル５５をＺ軸方向に沿って下降させ、部品を基板Ｋに装着する。

部品を基板Ｋに装着する際、基板Ｋは、部品との接触により衝撃を受ける。その一方、部品を基板Ｋに確実に装着するためには、吸着ノズル５５によって部品を基板Ｋに押し付けることが望ましい。そこで、モータ制御装置１４０は、Ｚ２軸モータ７１の駆動制御を行うことにより、吸着ノズル５５が基板Ｋに部品を押し付ける力を調整し、基板Ｋに過度の荷重が加わることを防止する。なお、以下において、モータ制御装置１４０が行うＺ２軸モータ７１の制御について説明する。

図４及び図５に示すように、モータ制御装置１４０は、プロファイル生成部１４１と、電流検出器１４２と、電流制御部１４３とを主に備える。プロファイル生成部１４１は、装着制御部１２０からの移動指令に基づき、Ｚ２軸モータ７１に対するトルク指令を作成し、装着ヘッド３３による部品の装着動作に応じたトルク指令値を電流制御部１４３に送信する。

電流検出器１４２は、Ｚ２軸モータ７１が発生したモータ電流（実電流）を検出し、その検出値を電流制御部１４３にフィードバックする。電流制御部１４３は、プロファイル生成部１４１からのトルク指令値と、電流検出器１４２からフィードバックされた実電流の検出値に基づいて得られる実トルクとの偏差から、Ｚ２軸モータ７１を駆動させる電力変換器（図示せず）の駆動信号を生成する。この電力変換機は、例えばインバータであって、演算結果に基づくモータ電流をＺ２軸モータ７１に供給し、Ｚ２軸モータ７１を駆動する。また、プロファイル生成部１４１は、電流検出器１４２から実電流の検出値を取得し、取得した検出値から得られる実トルクの推移に基づき、トルク指令値の調整を行う。

このように、モータ制御装置１４０は、部品保持装置３０が部品を基板Ｋに装着する際に、Ｚ２軸モータ７１が発生する実トルクと、プロファイル生成部１４１から送信されるＺ２軸モータ７１のトルク指令値とに基づいてＺ２軸モータ７１の制御を行う。

なおこの場合、本実施形態において、プロファイル生成部１４１は、トルク指令値に対応する電流指令値を電流制御部１４３に送信し、電流制御部１４３は、プロファイル生成部１４１から送信された電流指令値と、電流検出器１４２からフィードバックされた実電流との偏差から、電力変換器の駆動信号を生成してもよい。

１−５：荷重測定装置２００による部品保持装置３０の異常判定
ここで、作業者は、部品装着機１のメンテナンスを定期的に行い、部品保持装置３０に異常があるか否かの検査を行うことが望ましい。例えば、ノズル軸５４の変形や、ノズル軸５４への粉塵の付着等が生じると、ノズル軸５４の昇降動作に伴って発生する摺動抵抗が大きくなる。この場合、フィードバック制御によってＺ２軸モータ７１からノズル軸５４に対して適正な荷重を加えたとしても、ノズル軸５４が円滑に摺動されず、吸着ノズル５５が基板Ｋに対して部品を押し付ける力が小さくなる。その結果、装着しようとした部品が基板Ｋに十分に接合されず、部品が基板Ｋから外れるといった不具合が発生するおそれがある。

この点に関し、部品装着機１は、部品保持装置３０の異常判定に用いる荷重測定装置２００を更に備える。そして、制御装置１００は、Ｚ２軸モータ７１の駆動に関するモータ情報を取得するモータ情報取得部１７０と、荷重測定装置２００が測定した荷重とモータ情報取得部１７０が取得したモータ情報とを比較することにより部品保持装置３０の異常を判定する判定部１８０と、を備える。なお、モータ情報とは、部品を基板Ｋに装着する際に、Ｚ２軸モータ７１が吸着ノズル５５によって部品を基板Ｋに押し付ける方向へ駆動する力に対応する情報である。つまり、モータ情報は、部品保持装置３０が基板Ｋに対して実際に付与する荷重ではなく、当該荷重の推定値に相当する。

部品装着機１は、部品保持装置３０が部品を基板Ｋに装着する動作と同様の動作を基板Ｋに代えて荷重測定装置２００に対して行う。そして、判定部１８０は、荷重測定装置２００により測定された荷重と、このときにＺ２軸モータ７１が発生した実トルクとを比較し、その比較結果に基づいて部品保持装置３０の異常発生の有無を判定する。なお、荷重測定装置２００が測定した荷重は、部品保持装置３０が基板Ｋに対して実際に付与する荷重に相当する。

図４に示すように、荷重測定装置２００は、荷重センサ２１０と、荷重メモリ２２０とを備える。荷重センサ２１０は、部品保持装置３０から押し付けられることにより部品保持装置３０から加えられる荷重を測定し、荷重メモリ２２０は、荷重センサ２１０により測定された荷重の推移を記憶する。

なお、部品保持装置３０の異常判定を行う際、作業者は、基板搬送装置１０の搬送機構１１により荷重測定装置２００を搬送し、荷重測定装置２００を位置決めする。その後、部品装着機１は、部品保持装置３０（図１参照）によって部品を基板Ｋに装着する動作と同様の動作を基板Ｋに代えて荷重測定装置２００に対して行い、部品装着機１が、部品を基板Ｋに装着する際と同様の動作を、荷重測定装置２００に対して行う。

即ち、部品装着時において、部品保持装置３０は、装着ヘッド３３（図２参照）を荷重測定装置２００の上方に移動させた状態でＺ１軸モータ５７及びＺ２軸モータ７１を駆動し、吸着ノズル５５を下降させる。そして、部品が基板Ｋに接触したところで、部品保持装置３０は、Ｚ２軸モータ７１のトルク指令値を高くし、しばらくの間、部品を基板Ｋに押し付けた後、吸着ノズル５５を上昇させる。部品装着機１は、こうした一連の装着動作を荷重測定装置２００に対して行うことにより、Ｚ２軸モータ７１のトルク指令に応じた荷重が荷重測定装置２００に加わっているか否かの検査を行う。部品保持装置３０は、上記した一連の装着動作を、１のノズル軸５４及び吸着ノズル５５につき複数回ずつ、装着ヘッド３３に設けられた全てのノズル軸５４及び吸着ノズル５５に対して行う。そして、荷重測定装置２００は、荷重センサ２１０により測定した荷重の推移データを荷重メモリ２２０に記憶する。

一方、モータ情報取得部１７０は、部品保持装置３０が部品を基板Ｋに装着する動作と同様の動作を基板Ｋに代えて荷重測定装置２００に対して行う際に、モータ情報として取得する。本実施形態におけるモータ情報は、部品保持装置３０が荷重測定装置２００に対して一連の装着動作を行う際に、Ｚ２軸モータ７１が発生した実トルクの推移に関する情報である。具体的に、モータ情報取得部１７０は、電流検出器１４２により検出されたＺ２軸モータ７１の実電流の推移データを実トルクの推移データに換算し、換算した実トルクの推移データを記憶装置１１０に記憶する。

判定部１８０は、荷重メモリ２２０に記憶された荷重の推移データと、記憶装置１１０に記憶された実トルクの推移データとを取得し、両者を比較する。そして、荷重センサ２１０により測定された荷重が、実トルクに基づいて算出される閾値を下回る場合に、判定部１８０は、部品保持装置３０に異常があると判定する。

なお、図５には、トルク指令値の推移と荷重測定装置２００により測定された荷重の推移との比較を示すグラフが示されている。図５に示すように、Ｚ２軸モータ７１は、実トルクとトルク指令値とに基づいてフィードバック制御されるため、実トルクの推移は、トルク指令値の推移と概ね一致する。また、実トルクは、吸着ノズル５５が荷重測定装置２００に接触した際に一時的に大きくなり、トルク指令値との差が大きくなるものの、モータ制御装置１４０は、フィードバック制御を行うことにより、トルク指令値に近似するように実トルクを制御する。

モータ制御装置１４０は、ヘッド駆動装置３１に設けられた各種モータを制御し、装着ヘッド３３を荷重測定装置２００の上方に移動した後、Ｚ１軸モータ５７及びＺ２軸モータ７１を制御し、吸着ノズル５５を下降させる。このとき、プロファイル生成部１４１が電流制御部１４３に与えるＺ２軸モータ７１のトルク指令値は、吸着ノズル５５が荷重測定装置２００に接触するまでの間、一定である。なお、このときにＺ２軸モータ７１に発生する実トルクは、主に、ノズル軸５４に設けられたスプリング（図示せず）が圧縮することにより吸着ノズル５５に作用する力の反力である。

その後、吸着ノズル５５が荷重センサ２１０に接触すると、実トルクは、荷重測定装置２００から吸着ノズル５５に作用する反力により急激に増大する。プロファイル生成部１４１は、実トルクが所定の閾値を越えて上昇したときに、部品が基板Ｋに接触したと判断し、電流制御部１４３に送信するトルク指令値を目標トルクＴまで増加させる。そして、プロファイル生成部１４１は、トルク指令値が目標トルクＴに到達したところで、しばらくの間、トルク指令値を目標トルクＴのまま維持する。

この目標トルクＴは、部品装着時において、吸着ノズル５５が基板Ｋに部品を押し付ける際に部品保持装置３０から加える実トルクの目標値であり、部品保持装置３０は、トルク指令値が目標トルクＴに設定されている間、部品を基板Ｋに押し付けたままの状態を維持する。そして、プロファイル生成部１４１は、実トルクが目標トルクＴに到達した状態のまま、一定時間が経過したところで、部品の保持状態を解除し、吸着ノズル５５を上昇させる。具体的に、装着ヘッド３３は、負圧供給装置（図示せず）から吸着ノズル５５への負圧エアの供給を解除し、吸着ノズル５５による部品の保持を解除すると共に、Ｚ１軸モータ５７及びＺ２軸モータ７１の駆動により、吸着ノズル５５を上昇させる。

部品保持装置３０が正常であり、ノズル軸５４の昇降動作に伴って発生する摺動抵抗が小さければ、荷重測定装置２００により測定される荷重の推移は、モータ情報、即ち、実トルクの推移に一致する、若しくは、相関を有する。一方、部品保持装置３０が異常であれば、荷重測定装置により測定された荷重とモータ情報とは、一致しない、若しくは、相関を有しない。

例えば、図５において二点鎖線で示す荷重Ｘのように、ノズル軸５４の摺動抵抗が高い場合、Ｚ２軸モータ７１からノズル軸５４に加えた荷重は、ノズル軸５４の摺動抵抗に伴うトルク損失により減少し、荷重測定装置２００により測定される荷重は、実トルクと比べて小さくなる。そこで、判定部１８０は、荷重測定装置が測定した荷重とモータ情報とを比較し、測定された荷重が、実トルクに基づいて算出された閾値を下回る場合に、部品保持装置３０に異常があると判定する。

また、判定部１８０は、実トルクの推移と荷重の推移とに時間的なズレが発生している場合、例えば、実トルクが目標トルクＴに到達した時間と荷重が目標トルクＴに到達した時間とのタイムラグが大きい場合に、部品保持装置３０に異常があると判定する。なお、判定部１８０は、判定結果を操作盤（図示せず）等に表示する。

ここで、異常判定を行うにあたり、一のノズル軸５４及び吸着ノズル５５を用いた検査において、部品保持装置３０に異常があると判定される一方、他のノズル軸５４及び吸着ノズル５５を用いた検査において、部品保持装置３０に異常がないと判定された場合がある。この場合、作業者は、異常判定があると判定された際に用いた一のノズル軸５４及び吸着ノズル５５に異常が発生している蓋然性が高いとの分析を行うことができる。一方、作業者は、異常判定されたノズル軸５４及び吸着ノズル５５が複数存在する場合に、ノズル軸５４及び吸着ノズル５５以外の部分、例えば、Ｚ２軸モータ７１に異常が発生している蓋然性が高いとの分析を行うことができる。

以上説明したように、判定部１８０は、荷重測定装置２００が測定した荷重と、モータ情報取得部１７０が取得したモータ情報とを比較することにより、部品保持装置の異常を判定する。これにより、作業者は、装着ヘッド３３及び吸着ノズル５５を有し、それら装着ヘッド３３及び吸着ノズル５５をＺ２軸モータ７１により駆動する部品保持装置３０を備えた部品装着機１において、部品保持装置３０の異常を発見できる。

また、モータ制御装置１４０は、プロファイル生成部１４１からのＺ２軸モータ７１のトルク指令値と、部品保持装置３０が部品を基板Ｋに装着する際にＺ２軸モータ７１が発生する実トルクとに基づいて、Ｚ２軸モータ７１の制御を行う。そして、モータ情報取得部１７０は、モータ制御装置１４０がＺ２軸モータ７１の制御に用いる実トルクをモータ情報として取得し、判定部１８０は、実トルクに基づいて得られるモータ情報を荷重と比較し、部品保持装置３０の異常判定を行う。即ち、部品装着機１は、Ｚ２軸モータ７１のフィードバック制御に用いる実トルクに関するデータを、部品保持装置３０の異常判定に用いるので、異常判定に用いるデータを追加的に取得する必要がない分、制御装置１００の制御負担を軽減できる。

２．第二実施形態
次に、第二実施形態について説明する。第一実施形態において、判定部１８０は、Ｚ軸モータが発生した実トルクに基づいて得られるモータ情報を荷重と比較し、部品保持装置３０の異常判定を行う。これに対し、第二実施形態は、部品保持装置３０の実位置と部品保持装置３０の指令位置との位置偏差に基づいて演算されたトルク指令値に基づいて得られるモータ情報を荷重と比較し、部品保持装置３０の異常判定を行う。なお、上記した第一実施形態と同一の部品には同一の符号を付し、その説明を省略する。

２−１：モータ制御装置４４０について
本実施形態において、モータ制御装置４４０は、部品保持装置３０による部品装着時において、部品保持装置３０の実位置と、部品保持装置３０の指令位置との位置偏差に基づいてトルク指令値を演算し、トルク指令値に基づいて得られた電流をＺ２軸モータ７１に供給する。

図６に示すように、第二実施形態におけるモータ制御装置４４０は、プロファイル生成部４４１と、回転検出装置４４２と、位置制御部４４３と、速度制御部４４４と、電流制御部４４５と、微分器４４６と、電流検出器１４２と、を備える。

プロファイル生成部４４１は、装着制御部１２０からの位置指令に基づき、Ｚ２軸モータ７１に対する位置指令を作成する。回転検出装置４４２は、Ｚ２軸モータ７１の回転位相情報を検出する。位置制御部４４３は、プロファイル生成部４４１からの指令位置（位置指令値）と、回転検出装置４４２からの回転位相情報から得られる実位置との位置偏差に基づき、速度指令を生成する。

微分器４４６は、回転検出装置４４２から得られる実位置を微分することにより、Ｚ２軸モータ７１の速度情報を得る。速度制御部４４４は、位置制御部４４３からの速度指令値と、Ｚ２軸モータ７１の速度情報との偏差に基づき、トルク指令（電流指令）を生成する。電流制御部４４５は、速度制御部４４４からのトルク指令値と、電流検出器１４２からフィードバックされた実電流の検出値に基づいて得られる実トルクとの偏差から、Ｚ２軸モータ７１を駆動させる電力変換器（図示せず）の駆動信号を生成する。

なお、Ｚ２軸モータ７１の速度情報は、例えば、回転位相情報の周波数から算出することができる。電流制御部４４５は、速度制御部４４４からのトルク指令値（電流指令値）と、電流検出器１４２により検出された実電流との偏差に基づき、電力変換器の駆動信号を生成する。

２−２：荷重測定装置２００による部品保持装置３０の異常判定
本実施形態において、モータ情報取得部４７０は、モータ制御装置１４０によるＺ２軸モータ７１に対するトルク指令値に基づいて得られるモータ情報を取得する。つまり、モータ情報取得部４７０は、速度制御部４４４が出力するトルク指令値に基づいて得られるモータ情報を取得する。そして、モータ情報取得部４７０は、モータ情報となるトルク指令値の推移データを記憶装置１１０に記憶する。

判定部１８０は、荷重メモリ２２０に記憶された荷重の推移データと、記憶装置１１０に記憶されたトルク指令値の推移データとを取得し、両者を比較する。そして、荷重センサ２１０により測定された荷重が、トルク指令値に基づいて算出される閾値を上回る場合に、判定部１８０は、部品保持装置３０に異常があると判定する。

なお、図７には、トルク指令値の推移と荷重測定装置２００により測定された荷重の推移との比較を示すグラフが示されている。図７に示すように、吸着ノズル５５が荷重測定装置２００に接触すると、吸着ノズル５５に振動が発生するため、実位置とプロファイル生成部４４１からの指令位置との位置偏差が一時的に大きくなる。

この場合において、ノズル軸５４の昇降動作に伴って発生する摺動抵抗が大きい場合、摺動抵抗が小さい場合と比べて、ノズル軸５４及び吸着ノズル５５を下降させるために必要とされるトルクを大きくなる。従って、部品装着時において、ノズル軸５４の昇降動作に伴って発生する摺動抵抗が大きいと、部品と基板Ｋとが接触した際に基板Ｋに加わる衝撃が大きくなり、部品や基板Ｋに破損が生じやすくなる。

よって、荷重測定装置２００による部品保持装置３０の異常判定において、吸着ノズル５５の接触時に荷重測定装置２００により測定される荷重が大きく、Ｚ２軸モータ７１のフィードバック制御に伴う荷重の振れ幅が、予め定められた閾値を超える場合に、判定部１８０は、部品保持装置３０に異常が発生していると判定する。また、判定部１８０は、荷重測定装置２００により測定される荷重が、目標トルクＴに収束するまでに要する時間が長い場合に、部品保持装置３０に異常があると判定する。

このように、モータ制御装置４４０は、部品保持装置３０の実位置と、部品保持装置３０の指令位置との位置偏差に基づきトルク指令値を演算し、その演算されたトルク指令値に基づいて得られた電流（電流指令）をＺ２軸モータ７１に供給する。そして、モータ情報取得部４７０は、モータ制御装置４４０がＺ２軸モータ７１の位置制御に用いるトルク指令値をモータ情報として取得し、判定部１８０は、トルク指令値に基づいて得られるモータ情報を荷重と比較し、部品保持装置３０の異常判定を行う。即ち、部品装着機１は、Ｚ２軸モータ７１のフィードバック制御に用いるトルク指令値に関するデータを、部品保持装置３０の異常判定に用いるので、異常判定に用いるデータを追加的に取得する必要がない分、制御装置１００の制御負担を軽減できる。

３．その他
以上、上記実施形態に基づき本開示を説明したが、本開示は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記各実施形態では、部品装着機１が、荷重測定装置２００を搬送機構１１により搬送し、位置決めをする場合を例に挙げて説明したが、荷重測定装置２００を、部品装着機１の機内に設けてもよい。

また、第二実施形態において、モータ情報取得部４７０が、Ｚ２軸モータ７１に対するトルク指令値に基づいて得られるモータ情報を取得する場合について説明したが、第一実施形態と同様に、Ｚ２軸モータ７１が発生する実トルク（実電流）をモータ情報として取得してもよい。

１：電子部品装着機（部品装着機）、 ２０：部品供給装置、 ３０：部品保持装置、 ３３：装着ヘッド、 ５５：吸着ノズル（部品保持部）、 ７１：Ｚ２軸モータ（モータ）、 １４０，４４０：モータ制御装置、 １７０，４７０：モータ情報取得部、 １８０：判定部、 ２００：荷重測定装置

Claims (5)

1. 部品供給装置により供給された電子部品を保持し、保持した前記電子部品を基板に装着する部品保持装置と、
   前記部品保持装置を駆動するモータと、
   前記モータを制御するモータ制御装置と、
   前記部品保持装置が前記電子部品を前記基板に装着する動作と同様の動作を前記基板に代えて荷重測定装置に対して行う際に、前記部品保持装置から押し付けられることにより前記部品保持装置から加えられる荷重を測定する前記荷重測定装置と、
   前記モータ制御装置による前記モータの駆動に関するモータ情報であって、前記部品保持装置が前記電子部品を前記基板に装着する動作と同様の動作を前記基板に代えて前記荷重測定装置に対して行う際に、前記モータが前記部品保持装置を前記荷重測定装置に対して押し付ける方向へ駆動する力に対応する前記モータ情報を取得するモータ情報取得部と、
   前記荷重測定装置が測定した前記荷重と前記モータ情報取得部が取得した前記モータ情報とを比較することにより、前記部品保持装置の異常を判定する判定部と、
   を備える、電子部品装着機。
2. 前記モータ情報取得部は、前記モータ制御装置によって前記モータが発生した実トルクに基づいて得られる前記モータ情報を取得し、
   前記判定部は、前記荷重と前記実トルクに基づいて得られる前記モータ情報とを比較することにより、前記部品保持装置の異常を判定する、請求項１に記載の電子部品装着機。
3. 前記モータ制御装置は、前記部品保持装置が前記電子部品を前記基板に装着する際に、前記モータが発生する前記実トルクと前記モータのトルク指令値とに基づいて前記モータの制御を行う、請求項２に記載の電子部品装着機。
4. 前記モータ制御装置は、前記部品保持装置が前記電子部品を前記基板に装着する際に、前記部品保持装置の実位置と前記部品保持装置の指令位置との位置偏差に基づいてトルク指令値を演算し、前記トルク指令値に基づいて得られた電流を前記モータに供給し、
   前記モータ情報取得部は、前記モータ制御装置による前記モータに対する前記トルク指令値に基づいて得られる前記モータ情報を取得し、
   前記判定部は、前記荷重と前記トルク指令値に基づいて得られる前記モータ情報とを比較することにより、前記部品保持装置の異常を判定する、請求項１に記載の電子部品装着機。
5. 前記部品保持装置は、
   前記電子部品に接触して前記電子部品を保持可能な部品保持部と、
   前記部品保持部を昇降可能に支持する装着ヘッドと、
   を備え、
   前記モータは、前記装着ヘッドを駆動する、請求項１−４の何れか一項に記載の電子部品装着機。

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