KR100895933B1 - Ｘｙ 위치결정 제어장치 및 전자부품 탑재장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정밀도의 위치 결정을 행하는 전축식(全軸式) 위치결정 제어방식에 있어서, 이동체에 대한 외력의 간섭을 피할 수 있는 XY 위치결정 제어장치 및 전자부품 탑재장치를 제공하기 위한 것으로, XY 위치결정 제어장치(D)를 구비한 전자부품(21)을 회로기판(22)에 탑재하는 전자부품 탑재장치(C)에 있어서, 실구동전에, Y1축측의 Y축 리니어 모터를 구동하여 빔(3)을 Y1축의 소정 위치(L)로 이동시키고, 프리 런(free run) 상태의 Y2축의 빔(3)의 위치 정보(L+ΔLa)를 Y2축측의 Y축 리니어 인코더로 검출하여, 보정 위치 정보(ΔLa)로부터 보정 위치 정보(ΔMAa)를 산출하며, 실구동시에, Y1축측의 Y축 리니어 모터를 구동하여 빔(3)을 Y1축의 실구동 위치(M)로 이동시키고, Y축 리니어 모터(5B)를 구동하여 빔(3)을 Y2축의 위치(M+ΔMAa)로 이동시킨다.

Description

ＸＹ 위치결정 제어장치 및 전자부품 탑재장치{XY POINTING CONTROL DEVICE AND ELECTRONIC COMPONENT MOUNTING APPARATUS}

도 1은 본 발명의 실시의 형태의 전자부품 탑재장치(C)의 사시도이다.

도 2는 XY 위치결정 제어장치(D)의 평면도이다.

도 3은 Y축 위치 결정 제어부(10)의 블록도이다.

도 4는 제 1 Y축 위치결정 제어동작을 보여주는 플로우챠트이다.

도 5는 제 2 Y축 위치결정 제어동작을 보여주는 플로우챠트이다.

도 6은 제 3 Y축 위치결정 제어동작을 보여주는 플로우챠트이다.

도 7은 종래의 전자부품 탑재장치의 XY 위치결정 제어장치(30)의 사시도이다.

도 8은 전축식 위치결정 제어방식을 행하는 종래의 Y축 위치 결정 제어부(40a)의 블록 구성도이다.

도 9는 마스터 슬레이브식 위치결정 제어방식을 행하는 종래의 Y축 위치 결정 제어부(40b)의 블록 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 설명 *

C : 전자부품 탑재장치 D, 30 : XY 위치결정 제어장치

1, 31 : 흡착 노즐 2A, 2B, 32A, 32B : 지지보

3, 33 : 빔 4, 34 : 헤드

5A, 5B : Y축 리니어 모터

6 : X축 리니어 모터 7A, 7B, 39A, 39B : Y축 리니어 인코더

8 : X축 리니어 인코더 10, 40a, 40b : Y축 위치 결정 제어부

11, 41 : CPU 12A, 12B, 42A, 42B : 위치편차 비례증폭기

13A, 13B, 43A, 43B : 속도 리미터

14A, 14B, 44A, 44B : 속도편차 PI 연산부

15A, 15B, 45A, 45B : 전류 리미터

16A, 16B, 46A, 46B : 저역 필터

17A, 17B, 47A, 47B : 속도 연산부

18 : 기억부 19A, 19B, 48A, 48B : 전류 앰프

21 : 전자부품 22 : 회로기판

23 : 부품 공급체 24 : 회로기판 반송장치

35A, 35B : Y축 회전모터

36A, 36B : Y축 타이밍 벨트

37 : X축 회전모터 38 : X축 타이밍 벨트

본 발명은 반송 대상물을 XY 위치 이동 가능하게 위치 결정하는 XY 위치결정 제어장치 및 전자부품을 탑재하는 전자부품 탑재장치에 관한 것이다.

종래로부터, 전자부품을 탑재하는 헤드나, 부재를 절삭 가공 등을 하기 위한 공구를, XY 평면의 소정 위치에 정확하게 위치 결정하는 XY 위치결정 제어장치를 구비한, 전자부품을 회로기판에 탑재하기 위한 전자부품 탑재장치나, 각종 공작기계 등이 있었다.

여기에서, 도 7을 참조하여, 종래의 전자부품 탑재장치를 설명한다. 전자부품 탑재장치는 XY 평면의 소정 위치에 위치 결정 제어하는 갠트리 타입(gantry type)(문형(門形) 이동 타입)의 XY 위치결정 제어장치(30)와, 전자부품을 공급하는 도시하지 않은 부품 공급체와, 회로기판을 반송하기 위한 도시하지 않은 기판 반송 장치로 이루어진다.

XY 위치결정 제어장치(30)는 기판 반송 장치에 대해 직각으로, 또한 기판 반송 장치를 양 갈래에 걸치듯이 해서 설치되는 2개의 지지보(32A, 32B)와, Y축 방향으로 이동할 수 있게 되도록 2개의 지지 빔(32A, 32B) 사이에 가설되는 빔(33)과, 빔(33)의 길이 방향으로 이동 가능하게 부착되는 헤드(34)와, 헤드(34)에 탑재되어 부품 공급체로부터 전자부품을 흡착하여 회로기판 상의 소정 위치에 장착하는 흡착 노즐(31)과, 빔(33)의 각 단부에서 지지보(32A, 32B) 각각의 길이 방향 이동의 구동력을 공급하는 Y축 회전모터(35A, 35B)와, Y축 회전모터(35A, 35B)로부터 공급된 구동력을 빔(33)에 각각 전달하는 Y축 타이밍 벨트(36A, 36B)와, 헤드(34)에 대해 빔(33)의 길이 방향 이동의 구동력을 공급하는 X축 모터(37)와, X축 모터(37)로부터 공급된 구동력을 헤드(34)에 전달하는 X축 타이밍 벨트(38)를 갖는다.

또한, XY 위치결정 제어장치(30)는 빔(33)의 Y축 위치를 검출하기 위한 위치검출수단으로서, 지지보(32A, 32B)에 각각 설치된 Y축 리니어 인코더(39A, 39B)와, 헤드(34)의 X축 위치를 검출하기 위한 도시하지 않은 위치검출수단인 X축 리니어 인코더와, CPU(41)(Central Processing Unit)를 포함해 빔(33)을 Y축 방향으로 위치 결정 제어하는 Y축 위치결정 제어부(40a, 40b)를 구비하고, 또한 헤드(34)를 X축 방향으로 위치 결정 제어하는 제어수단을 갖는다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 빔(33)의 길이 방향을 X축 방향, 지지보(32A, 32B) 각각의 길이 방향을 Y1축 방향, Y2축 방향이라고 한다.

전자부품 탑재장치는 CPU(41)가 출력하는 위치 지령(빔(33) 및 헤드(34)의 위치, 회로기판 상으로의 전자부품의 탑재위치, 부품 공급체 상의 전자부품의 흡착 위치 등에 관한 정보)에 따라, Y축 위치결정 제어부(40a, 40b)를 포함한 제어수단이, 각 구동수단의 구동을 제어함으로써, 헤드(34)를 부품 공급체 상의 소정 위치로 이동시켜서, 헤드(34)가 구비하는 흡착 노즐(31)에 의해 전자부품을 흡착한다. 그리고, 헤드(34)를 회로기판 반송장치에 의해 반송된 회로기판 상의 소정 위치로 이동시켜, 전자부품을 회로기판에 장착하는 구조로 되어 있다.

XY 위치결정 제어장치(30)의 위치결정 제어방식으로는 X축, Y1축 및 Y2축 각각의 축에 리니어 인코더를 배치하여, 위치 결정 제어를 하는 전축(全軸)식 위치결정 제어방식과, Y1축, Y2축 중 한쪽과 X축에 리니어 인코더를 배치하여, 위치 결정 제어를 하는 마스터 슬레이브식 위치결정 제어방식이 있었다.

여기에서, 각 위치 결정 방식의 Y축의 위치 결정 동작을 설명한다. 먼저, 도 8을 참조하여 전축식 위치결정 제어방식을 설명한다. 전축식 위치결정 제어방식은 Y1축의 Y축 회전모터(35A)와 Y2축의 Y축 회전모터(35B)에 있어서 각각 위치 검출 및 토크(torque) 제어하여 빔(33)을 위치 제어한다. Y축 위치결정 제어부(40a)는 CPU(41), 위치편차 비례증폭기(42A, 42B), 속도 리미터(43A, 43B), 속도편차 PI 연산부(44A, 44B), 전류 리미터(45A, 45B), 저역 필터(46A, 46B), 속도 연산부(47A, 47B)를 설치한다.

먼저, CPU(41)로부터 목표 위치의 신호인 위치 지령을 출력하고, 위치편차 비례증폭기(42A)에서 해당 위치 지령과, Y축 리니어 인코더(39A)로부터의 위치 피드백 신호와의 편차를 비례 연산하여, 목표 위치에 대응하는 속도의 신호인 속도 지령을 출력하고, 속도 리미터(43A)로 과도한 속도가 되지 않도록 제한하며, 속도편차 PI 연산부(44A)에서, 속도 리미터(43A)로부터의 속도 지령과 속도 연산부(47A)로부터의 속도 피드백 신호와의 편차를 적분 연산하여, 해당편차와 적분값의 합을 비례 연산해서, 속도에 대응하는 전류의 신호인 토크 지령(전류 지령)을 출력하며, 전류 리미터(45A)로 해당 토크 지령이 과도한 전류가 되지 않도록 제한하며, 저역 필터(46A)에 의해 해당 토크 지령의 저역 노이즈를 제거하여 출력하고, 해당 토크 지령을 전류 앰프(48A)로 증폭시켜 Y축 리니어 모터(35A)에 입력한다.

증폭된 토크 지령을 Y축 회전모터(35A)에 입력함으로써, Y축 회전모터(35A)의 토크를 제어하여, 빔(33)의 위치를 제어한다. Y2축측의 Y축 회전모터(35B)도 마찬가지로, CPU(41)로부터의 위치 지령을, Y축 리니어 인코더(39B)로부터의 위치 피드백 신호 및 속도 연산부(47B)로부터의 속도 피드백을 이용하여, 위치편차 비례증폭기(42B), 속도 리미터(43B), 속도편차 PI 연산부(44B), 전류 리미터(45B), 저역 필터(46B), 전류 앰프(48B)를 통해서, Y축 회전모터(35B)에 증폭된 토크 지령을 입력하여, Y축 회전모터(35B)의 토크를 제어하여, 빔(33)의 위치 결정을 제어한다.

그 다음에, 도 9를 참조하여, 마스터 슬레이브식 위치결정 제어방식을 설명한다. 마스터 슬레이브식 위치결정 제어방식은 마스터측인 Y1축측의 Y축 회전모터(35A)에 있어서 위치 검출하여 토크 제어하고, 슬레이브측인 Y2축측의 Y축 회전모터(35B)에 있어서 Y1측의 토크 지령을 이용해 토크 제어하여, 빔(33)을 위치 제어한다. Y축 위치 결정 제어부(40b)는 CPU(41), 위치편차 비례증폭기(42A), 속도 리미터(43A), 속도편차 PI 연산부(44A), 전류 리미터(45A), 저역 필터(46A), 속도 연산부(47A)를 설치한다.

전축식 위치결정 제어방식과 마찬가지로, Y1축측에서는 CPU(41)로부터 위치 지령을 출력하고, Y축 리니어 인코더(39A)로부터의 위치 피드백 신호와, 속도 연산부(47A)로부터의 속도 피드백 신호를 이용하여, 위치편차 비례증폭기(42A), 속도 리미터(43A), 속도편차 PI 연산부(44A), 전류 리미터(45A), 저역 필터(46A)를 통해서 토크 지령을 출력하며, 전류 앰프(48A)로 증폭하여 Y축 회전모터(35A)에 입력한다. Y2축측에서는 저역 필터(46A)로부터 출력된 토크 지령을 전류 앰프(48B)로 증폭하여 Y축 회전모터(35B)에 입력해, 빔(33)의 위치 결정을 제어한다.

다시 말해, 전축식 위치결정 제어방식에서는 동일한 위치 지령을 입력해, Y1축, Y2축 각각에 위치 피드백 신호 및 속도 피드백 신호를 이용하여 각 축의 토크 지령을 출력하여, Y축 회전모터(35A, 35B) 각각의 빔(33) 위치의 서보 제어를 하고, 마스터 슬레이브식 위치결정 제어방식에서는 위치 지령을 입력해, Y1축에 위치 피드백 신호 및 속도 피드백 신호를 이용하여 토크 지령을 출력하여, Y축 회전모터(35A)의 빔(33) 위치의 서보 제어를 하며, Y1축과 동일한 토크 지령을 이용해 Y축 회전모터(35B)에 의해, 빔(33)의 위치 결정을 제어한다.

또한, 여기에서는 X축 회전모터(37), X축 타이밍 벨트(38), Y축 회전모터(35A, 35B), 타이밍 벨트(36A, 36B)를 구동수단으로서 사용하였으나, 리니어 모터 등의 구동수단도 사용되고 있다. 또한, 마스터 슬레이브식 위치결정 제어방식에 의해 Y1축측을 슬레이브측, Y2축측을 마스터측으로 하는 구성이어도 상관없다.

그러나, 종래의 전축식 위치결정 제어방식에서는 Y축 방향으로의 빔(33)의 위치 결정은 Y1축 및 Y2축의 양쪽에서 각각 제어를 하기 때문에, Y1축, Y2축 각각의 리니어 인코더가 매우 높은 정밀도로 설치되어 있지 않은 이상, 서로 외력이 작용하여 간섭을 일으킨다. 예를 들면, 지지보(32A, 32B)의 피칭 방향, 요잉(yawing) 방향 등의 어긋남으로 인해 간섭을 일으킨다.

이것은 Y1축, Y2축에 동일한 위치 결정의 위치 지령을 부여하면, 각 축에서 셀프 리니어 인코더 상의 목표 위치에 위치 결정을 하는데, 각 축의 목표 위치는 완전히 일치하고 있지는 않기 때문에, 한쪽의 축측이 다른쪽의 축측에 각각 간섭하는 외력을 빔(33)에 서로 부여하게 되어 있었다. Y1축, Y2축의 리니어 인코더를 충분히 높은 정밀도로 맞추어 설치하는 것은 사실상 어렵고, 또한 리니어 인코더 자체의 정밀도를 높이는 데에도 한계가 있었다.

통상, 위치 결정 제어에서는 편차를 수렴하기 위해 속도편차 PI 연산부(44A, 44B)에서 속도의 편차를 적분 연산시키는 제어를 하고 있는데, Y1축, Y2축이 각각 다른쪽으로부터의 간섭하는 외력을 없애고 목표 위치에 수렴하고자 하면, 토크 지령(전류 지령)은 점점 더 증대해 버리게 된다.

상기 간섭은 빔(33)의 강성이 높을수록, 서로 강한 외력이 작용하기 때문에, 두드러진 문제가 되어 나타난다. 또한, 구동수단으로서 타이밍 벨트(36A, 36B)를 사용했을 경우, 벨트의 느슨함에 의해 외력이 얼마간 흡수되지만, 벨트의 느슨함에 의해 위치 결정의 정밀도를 높일 수 없다. 리니어 모터를 사용했을 경우, 고정밀도의 위치 결정 제어를 할 수 있지만, 외력은 흡수되지 않는다.

그러나, 빔(33)의 강성을 낮게 하면, 제어 이득을 높일 수 없어서, 위치 결정 목표로의 세틀링시간(settling time, 목표 위치로 위치 결정 종료할 때까지의 시간)이 늦어지는 등의 문제가 발생하고 있었다. 따라서, 전축식 위치결정 제어방식의 위치 결정 제어는 외력의 간섭에 의해, 필요 이상의 전력 소비나 모터의 온도 상승, 경우에 따라서는 빔(33)의 파손 등의 문제까지 발생했었다.

또한, 마스터 슬레이브식 위치결정 제어방식에서는 전축식 위치결정 제어방식과 같은 간섭의 문제는 일어나지 않지만, 위치 결정 정밀도를 내는 것은 빔(33)의 강성에만 의지하게 된다. 예컨대, 강성이 낮으면 슬리브측의 위치 결정의 정밀도는 낮아진다. 따라서, 마스터 슬레이브식 위치결정 제어방식의 위치 결정 제어 는 슬레이브측의 위치 결정의 정밀도는 실질적으로 보증되지 않아, 정확한 위치 결정이 불가능할 우려가 있다.

본 발명의 과제는 전축식 위치결정 제어방식에 있어서 이동체에 대한 외력의 간섭을 피하는 것이다.

청구항 1에 기재된 발명은, X축 방향을 따라 연장되어 있고, X축 방향에 직교하는 Y축 방향을 따라 이동할 수 있게 하는 동시에, 반송 대상물(예컨대, 도 1에 도시하는 헤드(4))을 X축 방향으로 이동할 수 있게 지지하는 이동체(예컨대, 도 1에 도시하는 빔(3))와, 상기 이동체의 양단부를 각각 제 1 및 제 2 Y축 방향을 따라 안내하는 제 1 및 제 2 가이드 부재(예컨대, 도 1에 도시하는 지지보(2A, 2B))와, 상기 이동체의 각 단부의 제 1 및 제 2 Y축 방향의 각각의 위치를 검출하는 제 1 및 제 2 위치검출수단(예컨대, 도 2에 도시하는 Y축 리니어 인코더(7A, 7B))과, 제 1 및 제 2 Y축 각각을 따라 상기 이동체를 이동시키는 제 1 및 제 2 구동수단(예컨대, 도 2에 도시하는 Y축 리니어 모터(5A, 5B))과, 상기 제 1 및 제 2 위치검출수단으로부터 출력된 위치 정보를 이용하여 제 1 및 제 2 구동수단으로 상기 이동체를 Y축 방향으로 이동시키고, 상기 반송 대상물을 X축 방향으로 이동시켜서 위치 결정 제어하는 제어수단(예컨대, 도 3에 도시하는 Y축 위치 결정 제어부(10)를 포함한 제어수단)을 구비하는 XY 위치결정 제어장치로서, 상기 제어수단은 실(實)구동 전에, 상기 제 2 구동수단을 상기 이동체가 프리 런이 되는 상태로 해서, 상기 제 1 구동수단으로, 상기 이동체를 적어도 하나의 제 1 Y축의 소정 위치로 이동시키며, 상기 이동체의 상기 제 1 Y축의 소정 위치로의 이동후, 상기 제 2 위치검출수단으로, 상기 이동체의 제 2 Y축의 소정 위치 정보를 검출시키고, 실구동시에, 상기 제 1 구동수단으로, 상기 이동체를 실구동의 위치인 실구동 위치로 이동시키며, 상기 제 2 구동수단으로, 상기 이동체를 상기 제 1 Y축의 소정 위치에 대한 상기 제 2 Y축의 소정 위치 정보의 오차를 이용해 보정한 실구동 위치로 이동시키는 XY 위치결정 제어장치임을 특징으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명에 따르면, 고정밀도의 위치 결정을 행하는 전축식 위치결정 제어방식에 있어서, 제 1 Y축측에서 이동체를 소정 위치로 위치 이동했을 때의 제 2 Y축의 소정 위치 정보를 검출하고, 실구동시에, 제 1 Y축측에서 이동체를 실구동 위치로 이동시키며, 제 2 Y축측에서, 이동체를, 제 1 Y축의 소정 위치에 대한 검출한 제 2 Y축의 소정 위치 정보의 오차를 이용하여 보정한 실구동 위치로 이동시킨다.

따라서, 청구항 1에 기재된 발명에 따르면, 제 1 Y축측과 제 2 Y축측으로부터 이동체에 작용하는 외력의 간섭을 피할 수 있으며, 이것에 의해, 이동체의 강성을 높게 할 수 있고, 고속으로 제어 이득이 높은 위치 결정 제어를 할 수 있으며, 또한 외력의 간섭에 의한, 이동체의 파손, 제 1 및 제 2 구동수단의 온도의 상승, 및 필요 이상의 전력 소비를 피할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명은, X축 방향을 따라 연장되어 있고, X축 방향에 직교하는 Y축 방향을 따라 이동할 수 있게 하는 동시에, 반송 대상물을 X축 방향으로 이동할 수 있게 지지하는 이동체와, 상기 이동체의 양단부를 각각 제 1 및 제 2 Y축 방향을 따라 안내하는 제 1 및 제 2 가이드 부재와, 상기 이동체의 각 단부의 제 1 및 제 2 Y축 방향의 각각의 위치를 검출하는 제 1 및 제 2 위치검출수단과, 제 1 및 제 2 Y축 각각을 따라 상기 이동체를 이동시키는 제 1 및 제 2 구동수단과, 상기 제 1 및 제 2 위치검출수단으로부터 출력된 위치 정보를 이용하여 제 1 및 제 2 구동수단으로 상기 이동체를 Y축 방향으로 이동시키고, 상기 반송 대상물을 X축 방향으로 이동시켜서 위치 결정 제어하는 제어수단을 구비하는 XY 위치결정 제어장치로서, 상기 제어수단은 실구동전에, 상기 제 1 구동수단을 상기 이동체가 프리 런이 되는 상태로 해서, 상기 제 2 구동수단으로, 상기 이동체를 적어도 하나의 제 1 Y축의 소정 위치로 이동시키며, 상기 이동체의 상기 제 1 Y축의 소정 위치로의 이동후, 상기 제 2 위치검출수단으로, 상기 이동체의 제 2 Y축의 소정 위치 정보를 검출시키고, 실구동시에, 상기 제 1 구동수단으로, 상기 이동체를 실구동의 위치인 실구동 위치로 이동시키며, 상기 제 2 구동수단으로, 상기 이동체를 상기 제 1 Y축의 소정 위치에 대한 상기 제 2 Y축의 소정 위치 정보의 오차를 이용해 보정한 실구동 위치로 이동시키는 XY 위치결정 제어장치임을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 발명에 따르면, 고정밀도의 위치 결정을 행하는 전축식 위치결정 제어방식에 있어서, 제 2 Y축측에서, 이동체를 제 1 Y축의 소정 위치로 위치 이동했을 때의 제 2 Y축의 소정 위치 정보를 검출하고, 실구동시에, 제 1 Y축측에서 이동체를 실구동 위치로 이동시키며, 제 2 Y축측에서, 이동체를, 제 1 Y축의 소정 위치에 대한 검출한 제 2 Y축의 소정 위치 정보의 오차를 이용하여 보정한 실구동 위치로 이동시킨다.

따라서, 청구항 2에 기재된 발명에 따르면, 제 1 Y축측과 제 2 Y축측으로부터 이동체에 작용하는 외력의 간섭을 피할 수 있으며, 이것에 의해, 이동체의 강성을 높게 할 수 있고, 고속으로 제어 이득이 높은 위치 결정 제어를 할 수 있으며, 외력의 간섭에 의한, 이동체의 파손, 제 1 및 제 2 구동수단의 온도의 상승, 및 필요 이상의 전력 소비를 피할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명은, X축 방향을 따라 연장되어 있고, X축 방향에 직교하는 Y축 방향을 따라 이동할 수 있게 하는 동시에, 반송 대상물을 X축 방향으로 이동할 수 있게 지지하는 이동체와, 상기 이동체의 양단부를 각각 제 1 및 제 2 Y축 방향을 따라 안내하는 제 1 및 제 2 가이드 부재와, 상기 이동체의 각 단부의 제 1 및 제 2 Y축 방향의 각각의 위치를 검출하는 제 1 및 제 2 위치검출수단과, 제 1 및 제 2 Y축 각각을 따라 상기 이동체를 이동시키는 제 1 및 제 2 구동수단과, 상기 제 1 및 제 2 위치검출수단으로부터 출력된 위치 정보를 이용하여 제 1 및 제 2 구동수단으로 상기 이동체를 Y축 방향으로 이동시키고, 상기 반송 대상물을 X축 방향으로 이동시켜서 위치 결정 제어하는 제어수단을 구비하는 XY 위치결정 제어장치로서, 상기 제어수단은 실구동전에, 상기 제 2 구동수단을 상기 이동체가 프리 런이 되는 상태로 해서, 상기 제 1 구동수단으로, 상기 이동체를 적어도 하나의 제 1 Y축의 제 1 소정 위치로 이동시키며, 상기 이동체의 상기 제 1 Y축의 제 1 소정 위치로의 이동후, 상기 제 2 위치검출수단으로, 상기 이동체의 제 2 Y축의 제 1 소정 위치 정보를 검출시키고, 상기 제 1 구동수단을 상기 이동체가 프리 런이 되는 상태로 해서, 상기 제 2 구동수단으로, 상기 이동체를 적어도 하나의 제 1 Y축의 제 2 소정 위치로 이동시키며, 상기 이동체의 상기 제 1 Y축의 제 2 소정 위치로의 이동후, 상기 제 2 위치검출수단으로, 상기 이동체의 제 2 Y축의 제 2 소정 위치 정보를 검출시키고, 실구동시에, 상기 제 1 구동수단으로, 상기 이동체를 실구동의 위치인 실구동 위치로 이동시키며, 상기 제 2 구동수단으로, 상기 이동체를 상기 제 1 Y축의 제 1 소정 위치에 대한 상기 제 2 Y축의 제 1 소정 위치 정보의 오차, 및 상기 제 1 Y축의 제 2 소정 위치에 대한 상기 제 2 Y축의 제 2 소정 위치 정보의 오차를 이용해 보정한 실구동 위치로 이동시키는 XY 위치결정 제어장치임을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명에 따르면, 고정밀도의 위치 결정을 행하는 전축식 위치결정 제어방식에 있어서, 이동체를 제 1 Y축의 제 1 소정 위치로 위치 이동했을 때의 제 2 Y축의 제 1 소정 위치 정보를 검출하고, 제 2 Y축측에서, 이동체를 제 1 Y축측의 제 2 소정 위치로 위치 이동했을 때의 제 2 Y축의 제 2 소정 위치 정보를 검출하고, 실구동시에, 제 1 Y축측에서 이동체를 실구동 위치로 이동시키며, 제 2 Y축측에서, 이동체를, 제 1 Y축의 제 1 소정 위치에 대한 검출한 제 2 Y축의 제 1 소정 위치 정보의 오차, 및 제 1 Y축의 제 2 소정 위치에 대한 검출한 제 2 Y축의 제 2 소정 위치 정보의 오차를 이용하여 보정한 실구동 위치로 이동시킨다.

따라서, 청구항 3에 기재된 발명에 따르면, 청구항 1 및 청구항 2의 양쪽의 보정을 이용한 보정에 의해, 제 1 Y축측과 제 2 Y축측으로부터 이동체에 작용하는 외력의 간섭을 더욱 효과적으로 피할 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명은 청구항 1, 2 또는 3 중에서 어느 하나의 특징인 제 1 및 제 2 구동수단이, 리니어 모터인, XY 위치결정 제어장치임을 특징으로 한 다.

따라서, 청구항 4에 기재된 발명에 따르면, 제 1 및 제 2 구동수단으로 리니어 모터를 사용하기 때문에, 이동체의 더욱 고정밀도의 위치 결정 제어를 할 수 있다.

청구항 5에 기재된 발명은 청구항 1, 2, 3 또는 4 중에서 어느 하나의 특징인 XY 위치결정 제어장치를 구비하는 전자부품 탑재장치로서, 상기 반송 대상물은 XY 위치 이동 가능하게 전자부품을 회로기판 상에 탑재하는 전자부품 탑재헤드인, 전자부품 탑재장치임을 특징으로 한다.

따라서, 청구항 5의 발명에 따르면, 청구항 1 내지 청구항 4에 기재된 효과를 얻는 동시에, 전자부품을 회로기판 상의 소정 위치에 높은 정밀도로 탑재할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시의 형태, 제 2 실시의 형태 및 제 3 실시의 형태에 대해 순서대로 설명한다.

(제 1 실시의 형태)

본 실시의 형태를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 먼저, 장치적 특징을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 한편, 도면은 발명을 이해할 수 있을 정도로 개략적으로 도시한 것에 지나지 않으며, 따라서 발명을 도시한 예에 한정하는 것은 아니다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 전자부품 탑재장치(C)는 헤드를 X축 및 Y축 이동이 가능하게 위치 결정하는 갠트리 타입의 XY 위치결정 제어장치(D)와, 전 자부품(21)을 공급하는 부품 공급체(23)와, 전자부품(21)이 탑재되는 회로기판(22)을 반송하기 위한 기판 반송 장치(24)로 이루어진다.

XY 위치결정 제어장치(D)는 기판 반송 장치(24)에 대해 직각으로, 또한 기판 반송 장치(24)를 양 갈래에 걸치듯이 해서 설치되는 2개의 지지보(2A, 2B)와, Y축 방향으로 이동이 자유롭게 2개의 지지보(2A, 2B) 사이에 가설되는 빔(3)과, 빔(3)의 길이 방향으로 이동 가능하게 부착되는 헤드(4)와, 헤드(4)에 탑재되어 부품 공급체(23)로부터 전자부품(21)을 흡착하여 회로기판(22) 상의 소정 위치에 장착하는 흡착 노즐(1)과, 빔(3)의 각 단부에서 지지보(2A, 2B) 각각의 길이 방향 이동의 구동력을 공급하는 Y축 리니어 모터(5A, 5B)와, 헤드(4)에 대해 빔(3)의 길이 방향 이동의 구동력을 공급하는 X축 리니어 모터(6)를 갖는다.

또한, XY 위치결정 제어장치(D)는 빔(3)의 Y축 위치를 검출하기 위한 위치검출수단으로서, 지지보(2A, 2B)에 각각 설치된 Y축 리니어 인코더(7A, 7B)와, 헤드(4)의 X축 위치를 검출하기 위한 위치검출수단인 X축 리니어 인코더(8)와, CPU(11)를 포함해 빔(3)을 Y축 방향으로 위치 결정 제어하는 Y축 위치 결정 제어부(10)를 구비하며 또한 헤드(4)를 X축 방향으로 위치 결정 제어하는 제어 수단을 갖는다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 빔(3)의 길이 방향을 X축 방향으로 하고, 지지보(2A, 2B) 각각의 길이 방향을 Y1축 방향, Y2축 방향으로 한다.

전자부품 탑재장치(C)는 CPU(11)로부터 출력되는 위치 지령(빔(3) 및 헤드(4)의 위치, 회로기판(22) 상으로의 전자부품(21)의 탑재위치, 부품 공급체(23)상의 전자부품(21)의 흡착위치 등에 관한 정보)에 따라, Y축 위치 결정 제어부(10)를 포함한 제어수단에 의해 X축 리니어 모터(6) 및 Y축 리니어 모터(5A, 5B)의 구동을 제어함으로써, 헤드(4)를 부품 공급체(23) 상의 소정 위치로 이동시키며, 헤드(4)가 구비한 흡착 노즐(1)에 의해 전자부품(21)을 흡착한다. 그리고, 헤드(4)를 기판 반송 장치(24)에 의해 반송된 회로기판(22)상의 소정 위치로 이동시키며, 전자부품(21)을 회로기판(22)에 장착하는 구조로 되어 있다.

Y축 위치 결정 제어부(10)는 각 부를 중앙 제어하는 CPU(11)와, Y1축측, Y2축측 각각에, 위치편차 비례증폭기(12A, 12B), 속도 리미터(13A, 13B), 속도편차 PI 연산부(14A, 14B), 전류 리미터(15A, 15B), 저역 필터(16A, 16B), 속도 연산부(17A, 17B)와, 각종 데이터를 기억시키는 기억부(18)를 설치하고, 전류 앰프(19A, 19B)를 통해서 Y축 리니어 모터(5A, 5B)에 접속되며, 또한 Y축 리니어 인코더(7A, 7B)와도 접속한다.

XY 위치결정 제어장치(D)는 전축식 위치결정 제어방식에 의해 Y축 방향의 위치 결정 제어를 하며, Y1축의 Y축 리니어 모터(5A)와 Y2축의 Y축 리니어 모터(5B)에 대해 각각, 빔(3)의 위치 결정의 서보 제어를 한다. 본 실시의 형태에서는 Y1축의 Y축 리니어 모터(5A), Y2축의 Y축 리니어 모터(5B) 각각에 다른 위치의 위치 결정 제어를 할 수 있는 구성이다.

여기에서, Y1축의 Y축 리니어 모터(5A)에 대한 위치 결정 제어를 설명한다. 먼저, CPU(11)로부터 목표 위치의 신호인 위치 지령을 출력하고, 위치편차 비례증폭기(12A)에 의해 해당 위치 지령과, Y축 리니어 인코더(7A)로부터 출력된 위치 피드백 신호와의 편차를 비례 연산하여, 목표 위치에 대응하는 속도의 신호인 속도 지령을 출력하고, 속도 리미터(13A)에 의해 과도한 속도가 되지 않도록 제한하고, 속도편차 PI 연산부(14A)에서, 속도 리미터(13A)로부터의 속도 지령과 속도 연산부(17A)로부터 출력된 속도 피드백 신호와의 편차를 적분 연산하고, 해당편차와 적분값의 합을 비례 연산해서, 속도에 대응하는 전류의 신호인 토크 지령(전류 지령)을 출력하며, 전류 리미터(15A)에서 해당 토크 지령이 과도한 전류가 되지 않도록 제한하고, 저역 필터(16A)에 의해 해당 토크 지령의 저역 노이즈를 제거하여 출력하며, 해당 토크 지령을 전류 앰프(19A)로 증폭하여 Y축 리니어 모터(5A)에 입력한다.

한편, Y축 리니어 인코더(7A)는 Y1축측의 빔(3)의 위치를 검출하고, 검출한 위치를 위치 피드백 신호로서 출력하며, 속도 연산부(17A)는 Y축 리니어 인코더(7A)로부터의 위치 피드백 신호를 미분 연산하여, 속도 피드백 신호를 출력한다. 따라서, Y축 위치 결정 제어부(10)가, 위치 지령을 토크 지령으로 변환해서, 전류 앰프(19A)로 증폭하여 Y축 리니어 모터(5A)에 입력함으로써, Y축 리니어 모터(5A)를 토크 지령에 대응하여 구동시키며, 빔(3)을 위치 지령에 대응한 위치로 이동시켜서, 위치 결정 제어한다.

Y2축측의 Y축 리니어 모터(5B)도 마찬가지로, CPU(41)로부터의 위치 지령을, Y축 리니어 인코더(7B)로부터의 위치 피드백 신호 및 속도 연산부(17B)로부터의 속도 피드백 신호를 이용하여, 위치편차 비례증폭기(12B), 속도 리미터(13B), 속도편차 PI 연산부(14B), 전류 리미터(15B), 저역 필터(16B), 전류 앰프(19B)를 순서대로 거쳐, Y축 리니어 모터(5B)에 증폭된 토크 지령을 입력하고, Y축 리니어 모터(5B)를 토크 지령에 대응하여 구동시키고, 빔(3)을 위치 지령에 대응한 위치로 이동시켜서, 위치 결정 제어한다.

다시 말해, Y1축측의 Y축 리니어 모터(5A)와, Y2축측의 Y축 리니어 모터(5B)에 각기 다른 위치 지령을 입력하여, 따로따로 위치 결정 제어를 할 수 있는 구성이다.

여기에서, 설명의 간략화를 위해, Y1축측부라 함은 위치편차 비례증폭기(12A), 속도 리미터(13A), 속도편차 PI 연산부(14A), 전류 리미터(15A), 저역 필터(16A), 속도 연산부(17A), 전류 앰프(19A), Y축 리니어 모터(5A), Y축 리니어 인코더(7A)의 Y1축측의 일련의 부품을 가리키며, Y2축측부라 함은 위치편차 비례증폭기(12B), 속도 리미터(13B), 속도편차 PI 연산부(14B), 전류 리미터(15B), 저역 필터(16B), 속도 연산부(17B), 전류 앰프(19B), Y축 리니어 모터(5B), Y축 리니어 인코더(7B)의 Y2축측의 일련의 부품을 가리키는 것이다.

도 4를 참조하여, 제 1 Y축 위치결정 제어동작을 설명한다. 제 1 Y축 위치결정 제어동작은 실구동전에 Y1축측의 Y축 리니어 모터(5A)에 의해 빔(3)을 소정 위치에 위치 정렬하고, Y2축측의 Y축 리니어 인코더(7B)의 위치 정보로부터 보정 위치 정보(ΔMa)를 취득하며, 실구동시에 보정 위치 정보(ΔMa)를 이용하여 Y축의 위치 결정 제어를 하는 동작이다. Y축 리니어 모터(5A)의 위치 정렬은 적어도 한 번의 임의의 개수의 소정 위치에 대해 행한다. 제 1 Y축 위치결정 제어동작은 보정위치 정보취득의 단계와 실구동시의 단계를 갖는다.

먼저, 보정위치 정보취득의 단계 실행을 시작한다. Y축 위치 결정 제어부(10)에 있어서, Y1축측부의 서보를 ON으로 하고, Y2축측부의 서보를 OFF로 한다(스텝 S1). 구체적으로는 Y1축측부에 있어서는 CPU(11)로부터의 위치 지령, Y축 리니어 인코더(7A)로부터의 위치 피드백 신호, 속도 연산부(17A)로부터의 속도 피드백 신호를 이용하여, Y축 리니어 모터(5A)상의 빔(3)의 위치 결정의 서보 제어를 스탠바이하고, Y2축측부에서는 Y축 리니어 모터(5B)상의 빔(3)을 자유롭게 이동시킬 수 있는 프리 런의 상태로 한다.

그리고, CPU(11)는 Y1축측부의 위치편차 비례증폭기(12A)에, 임의의 위치인 소정 위치(L)를 목표로 하는 위치 지령을 입력한다(스텝 S2). 소정 위치(L)는 L1, L2, …LN(N은 1이상의 정수)의 각 위치를 대표하고 있는 것으로 한다. 그리고, Y1축측부에서의 위치 결정의 서보 제어에 의해 Y축 리니어 모터(5A)를 죠그(jog) 구동시킨다(스텝 S3). 죠그 구동이란 저속 구동을 말한다.

그리고, CPU(11)는 Y축 리니어 인코더(7A)로부터 출력된 위치 피드백 신호에 대응하는 위치 정보를 판독해서, 해당 위치 정보가 L인지의 여부를 판별한다(스텝 S4). 위치 정보가 L이 아닐 경우(스텝 S4; NO), 스텝 S3으로 되돌아간다.

위치 정보가 L인 경우(스텝 S4; YES), CPU(11)는 Y축 리니어 인코더(7B)로부터 출력된 위치 피드백 신호에 대응하는 위치 정보를 판독하여, 해당 위치 정보(L+ΔLa(ΔLa는 양(+) 또는 음(-)의 값))와, 위치 지령의 소정 위치(L)로부터, 보정 위치 정보(ΔLa)를 산출해, 기억부(18)에 기억시킨다(스텝 S5).

그리고, CPU(11)는 모든 소정 위치(L)에 대해 보정 위치 정보(ΔLa)의 기억을 종료시켰는지를 판별한다(스텝 S6). 예컨대, L=L1, L2, L3일 때, 각각에 대응 하는 ΔLa1, ΔLa2, ΔLa3을 기억시켰는지를 판별한다. 모든 소정 위치(L)에 대해 보정 위치 정보(ΔLa)의 기억을 종료하지 않았을 경우(스텝 S6; NO), 스텝 S2로 되돌아가, 나머지 소정 위치(L)에 대해, 대응하는 보정 위치 정보(ΔLa)의 기억까지의 처리를 실행한다.

모든 소정 위치(L)에 대해 보정 위치 정보(ΔLa)의 기억을 종료했을 경우(스텝 S6; YES), CPU(11)는 스텝 S5에서 기억한 기억부(18)상의 보정 위치 정보(ΔLa)를 이용하여, 보정 위치 정보(ΔMa)를 산출해, 기억부(18)에 기억시킨다(스텝 S7). 구체적으로는 ΔLa=ΔLa1, ΔLa2, …, ΔLaN(N은 1이상의 정수)이며, ΔLa의 평균값인 ΔMa=(ΔLa1+ΔLa2+…+ΔLaN)/N을 산출한다.

그 다음, 실구동의 단계 실행을 시작한다. Y축 위치 결정 제어부(10)에 있어서, Y1축측부의 서보를 ON으로 하고, Y2축측의 서보도 ON으로 한다(스텝 S8). 구체적으로는 Y1축측부에서는 CPU(11)로부터의 위치 지령, Y축 리니어 인코더(7A)로부터의 위치 피드백 신호, 속도 연산부(17A)로부터의 속도 피드백 신호를 이용하여, Y축 리니어 모터(5A) 상의 빔(3)의 위치 결정의 서보 제어를 스탠바이하고, Y2축측부에서는 CPU(11)로부터의 위치 지령, Y축 리니어 인코더(7B)로부터의 위치 피드백 신호, 속도 연산부(17B)로부터의 속도 피드백 신호를 이용하여, Y축 리니어 모터(5B)상의 빔(3)의 위치 결정의 서보 제어를 스탠바이 한다.

그리고, CPU(11)는 Y1축측부의 위치편차 비례증폭기(12A)에, 임의의 위치인 실구동 위치(M)를 목표로 하는 위치 지령을 입력하고, 스텝 S7에서 기억한 기억부(18)상의 보정 위치 정보(ΔMa)를 이용하여, Y2축측부의 위치편차 비례증폭기(12B)에, M+ΔMa를 목표로 하는 위치 지령을 입력한다(스텝 S9). 그리고, Y1축측부에서의 위치 결정의 서보 제어에 의해 Y축 리니어 모터(5A)를 구동시켜서, Y1축측에서 실구동 위치(M)에 빔(3)을 이동시키고, Y2축측부에서의 위치 결정의 서보 제어에 의해 Y축 리니어 모터(5B)를 구동시켜서, Y2축측에서 위치(M+ΔMa)에 빔(3)을 이동시키며(스텝 S10), 빔(3)의 Y축 방향의 위치 결정을 제어하여, 제 1 Y축 위치결정 제어동작을 종료한다.

따라서, 본 실시의 형태에 따르면, 고정밀도의 위치 결정을 행하는 전축식 위치결정 제어방식에 있어서, Y2축측의 리니어 모터(5B)를 빔(3)의 프리 런 상태로 해서, Y1축측의 리니어 모터(5A)에 의해 빔(3)을 소정 위치(L)에 위치 정렬하고, Y2축측의 리니어 인코더(7B)로 검출한 위치 정보(L+ΔLa)를 이용하여 보정 위치 정보(ΔMa)를 산출하며, 실구동시에, Y1축측부에서 실구동 위치(M)로의 빔(3)의 위치 결정 제어를 하고, Y2축측부에서 보정한 위치(M+ΔMa)로의 빔(3)의 위치 결정 제어를 하기 때문에, Y1축측과 Y2축측으로부터 빔(3)에 작용하는 외력의 간섭을 피할 수 있으며, 빔(3)의 강성을 높일 수 있고, 위치결정 세틀링시간을 짧게 하고, 고속으로 제어 이득이 높은 위치 결정 제어를 행할 수 있다.

또한, 외력의 간섭에 의한, 빔(3)의 파손, 및 Y축 리니어 모터(5A, 5B)의 온도의 상승, 및 필요 이상의 전력 소비를 피할 수 있다.

더욱이, Y1축 및 Y2축에 있어서의 빔(3)의 구동수단으로서, 빔(3)의 강성을 낮추지 않고, Y1축 및 Y2축 각각에서 Y축 리니어 모터(5A, 5B)를 사용할 수 있으므로, 빔(3)에 더욱 고정밀도의 위치 결정 제어를 할 수 있다.

한편, 본 실시의 형태의 스텝 S7에 있어서, 보정값을 산출하는 방법의 구체적인 예로서, 보정 위치 정보(ΔLa)의 평균값(ΔMa)을 구하는 예에 대해 설명하였으나, 변형예로서, 보정 위치 정보(ΔLa)의 각각의 값(ΔLa1, ΔLa2, …, ΔLaN)을 그대로 보정값으로 해서 L의 각 값(L1, L2, …, LN)에 대응시킬 수도 있다.

즉, 실구동시에, Y1축측부에는 L1, L2, …, LN의 각 정보를 사용하여 위치 결정 제어하며, Y2축측부에서는 (L1+ΔLa1), (L2+ΔLa2), …, (LN+ΔLaN)의 각 정보를 사용하여 위치 결정 제어한다. 이 때, 모든 위치에서 보정 위치 정보를 샘플링하는 것은 불가능하기 때문에, 보정 위치 정보를 샘플링하는 피치를 P라고 했을 경우, 예를 들어, Li±P/2(i는 1 이상 N 이하의 정수)의 구간에서는 보정값으로 보정 위치 정보(ΔLai)를 채용하고, L(i+1)±P/2의 구간에서는 보정값으로 보정 위치 정보(ΔLa(i+1))를 채용할 수 있다. 또한, 피치(P)는 일정하지 않은 구성으로 해도 무방하다.

이렇게 하면, 빔(3)의 Y축 방향의 위치에 따른 리니어 인코더(7A, 7B)의 편차를 흡수할 수 있어서, 보정이 더욱 정확해진다.

(제 2 실시의 형태)

본 실시의 형태를, 도 1 내지 도 3과 도 5를 참조하여 설명한다. 장치적 특징은 제 1 실시의 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.

XY 위치결정 제어장치(D)(전자부품 탑재장치(C))에 의해 실행하는 제 2 Y축 위치결정 제어 동작을 설명한다. 제 2 Y축 위치결정 제어동작은 실구동전에 Y2축측의 Y축 리니어 모터(5B)에 의해 빔(3)을 Y1축측의 소정 위치에 위치 정렬하고, Y2축측의 Y축 리니어 인코더(B)의 위치 정보로부터 보정 위치 정보(ΔMb)를 취득하며, 실구동시에 보정 위치 정보(ΔMb)를 이용하여 Y축의 위치 결정 제어를 행하는 동작이다. Y축 리니어 모터(5B)의 위치 정렬은 적어도 한 번의 임의의 개수의 소정 위치에 대해 행하며, 제 2 Y축 위치결정 제어동작은 보정위치 정보취득의 단계와 실구동시의 단계를 갖는다.

먼저, 보정위치 정보취득의 단계 실행을 시작한다. Y축 위치 결정 제어부(10)에 있어서, Y1축측부의 서보를 OFF로 하고, Y2축측부의 서보를 ON으로 한다(스텝 T1). Y1축측부의 서보를 OFF하고, 빔(3)을 Y1측에서 프리 런 상태로 하는데, Y축 리니어 인코더(7A)는 빔(3)의 위치를 위치 피드백 신호에 대응하는 위치 정보로서 출력한다. Y축 리니어 인코더(7A)에서 빔(3)이 임의의 위치인 소정 위치(L)의 위치 정보를 출력하도록, Y2축측부에서의 서보 제어에 의해 Y축 리니어 모터(5B)를 죠그 구동시킨다(스텝 T2).

그리고, CPU(11)는 Y축 리니어 인코더(7A)로부터 출력된 위치 피드백 신호에 대응하는 위치 정보를 판독하고, 해당 위치 정보가 L인지를 판별한다(스텝 T3). 위치 정보가 L이 아닐 경우(스텝 T3; NO), 스텝 T2로 되돌아간다. 위치 정보가 L일 경우(스텝 T3; YES), CPU(11)는 Y축 리니어 인코더(7B)로부터 출력된 위치 피드백 신호에 대응하는 위치 정보를 판독하여, 해당 위치 정보(L+ΔLb(ΔLb는 양(+) 또는 음(-)의 값))와, 위치 지령의 소정 위치(L)로부터, 보정 위치 정보(ΔLb)를 산출해, 기억부(18)에 기억시킨다(스텝 T4).

그리고, CPU(11)는 모든 소정 위치(L)에 대해 보정 위치 정보(ΔLb)의 기억을 종료했는지를 판별한다(스텝 T5). 모든 소정 위치(L)에 대해 보정 위치 정보(ΔLb)의 기억을 종료하지 않았을 경우(스텝 T5; NO), 스텝 T2로 되돌아가, 나머지 소정 위치(L)에 대해, 대응하는 보정 위치 정보(ΔLb)의 기억까지의 처리를 실행한다. 모든 소정 위치(L)에 대해 보정 위치 정보(ΔLb)의 기억을 종료했을 경우(스텝 T5; YES), CPU(11)는 스텝 T4에서 기억한 기억부(18)상의 보정 위치 정보(ΔLb)를 이용하여, 보정 위치 정보(ΔMb)를 산출해, 기억부(18)에 기억시킨다(스텝 T6). 구체적으로는 ΔLb=ΔLb1, ΔLb2, …, ΔLbN(N은 1 이상의 정수)이며, ΔLb의 평균값인 ΔMb=(ΔLb1+ΔLb2+…+ΔLbN)/N을 산출한다.

그 다음, 실구동의 단계 실행을 시작한다. Y축 위치 결정 제어부(10)에 있어서, Y1축측부의 서보를 ON으로 하고, Y2축측부의 서보도 ON으로 한다(스텝 T7). 그리고, CPU(11)는 Y1축측부의 위치편차 비례증폭기(12A)에, 임의의 위치인 실구동 위치(M)를 목표로 하는 위치 지령을 입력하고, 스텝 T6에서 기억시킨 기억부(18)상의 보정 위치 정보(ΔMb)를 이용하여, Y2축측부의 위치편차 비례증폭기(12B)에, M+ΔMb를 목표로 하는 위치 지령을 입력한다(스텝 T8). 그리고, Y1축측부에서의 위치 결정의 서보 제어에 의해 Y축 리니어 모터(5A)를 구동시켜서, Y1축측에서 실구동 위치(M)에 빔(3)을 이동시키고, Y2축측부에서의 위치 결정의 서보 제어에 의해 Y축 리니어 모터(5B)를 구동시켜서, Y2축측에서 위치(M+ΔMb)에 빔(3)을 이동시켜(스텝 T9), 빔(3)의 Y축 방향의 위치 결정을 제어하여, 제 2 Y축 위치결정 제어동작을 종료한다.

따라서, 본 실시의 형태에 따르면, 고정밀도의 위치 결정을 행하는 전축식 위치결정 제어방식에 있어서, Y1축측의 리니어 모터(5A)를 빔(3)의 프리 런 상태로 해서, Y2축측의 리니어 모터(5B)에서 Y1축측의 빔(3)을 위치(L)에 위치 정렬을 하고, Y2축측의 리니어 인코더(7B)로 검출한 위치 정보(L+ΔLb)를 이용하여 보정 위치 정보(ΔMb)를 산출하며, 실구동시에, Y1축측부에서 실구동 위치(M)로의 빔(3)의 위치 결정 제어를 하고, Y2축측부에서 보정한 위치(M+ΔMb)로의 빔(3)의 위치 결정 제어를 하기 때문에, Y1축측과 Y2축측으로부터 빔(3)에 작용하는 외력의 간섭을 피할 수 있다.

한편, 본 실시의 형태의 변형예로서, 제 1 실시의 형태의 변형예와 마찬가지로, 평균값(ΔMb)이 아니라, 각각의 보정값(ΔLb)을 그대로 사용하여 보정하는 구성이어도 상관없다. 즉, 실구동시에, Y1축측부에는 L1, L2, …LN의 각 정보를 사용하여 위치 결정 제어하고, Y2축측부에서는 (L1+ΔLb1), (L2+ΔLb2), …, (LN+ΔLbN)의 각 정보를 사용하여 위치 결정 제어하는 구성이어도 무방하다.

(제 3 실시의 형태)

본 실시의 형태를, 도 1 내지 도 3과 도 6을 참조하여 설명한다. 장치적 특징은 제 1 실시의 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.

XY 위치결정 제어장치(D)(전자부품 탑재장치(C))에 의해 실행하는 제 3 Y축 위치결정 제어동작을 설명한다. 제 3 Y축 위치결정 제어동작은 실구동전에, Y1축측의 Y축 리니어 모터(5A)로 위치 정렬하고, Y2축측의 Y축 리니어 인코더(7B)의 위치 정보로부터 보정 위치 정보(ΔLa)를 취득하며, Y2축측의 Y축 리니어 모터(5B)로 위치 정렬하고, Y2축측의 Y축 리니어 인코더(7B)의 위치 정보로부터 보정 위치 정 보(ΔLb)를 취득하며, 보정 위치 정보(ΔLa, ΔLb)로부터 보정 위치 정보(ΔMc)를 취득하여, 실구동시에 보정 위치 정보(ΔMc)를 이용하여 Y축의 위치 결정 제어를 행하는 동작이다. Y축 리니어 모터(5A, 5B)의 위치 정렬은 각각 적어도 한 번의 임의의 개수의 소정 위치에 대해 행하며, 제 2 Y축 위치결정 제어동작은 보정위치 정보취득의 단계와 실구동시의 단계를 갖는다.

먼저, 보정위치 정보취득의 단계 실행을 시작한다. 본 실시의 형태의 스텝 U1∼U5는 제 1 실시의 형태의 스텝 S1∼S5와 동일하며, 스텝 U6∼U9는 제 2 실시의 형태의 스텝 T1∼T4와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다. 그리고, CPU(11)는 모든 소정 위치(L)에 대해 보정 위치 정보(ΔLb)의 기억을 종료했는지를 판별한다(스텝 U10). 모든 소정 위치(L)에 대해 보정 위치 정보(ΔLb)의 기억을 종료하지 않았을 경우(스텝 U10; NO), 스텝 U1로 되돌아가, 나머지 소정 위치(L)에 대해, 대응하는 보정 위치 정보(ΔLb)의 기억까지의 처리를 실행한다. 본 실시의 형태에서는 ΔLa, ΔLb의 수는 동수이다.

모든 소정 위치(L)에 대해 보정 위치 정보(ΔLb)의 기억을 종료했을 경우(스텝 U10; YES), CPU(11)는 스텝 U5에서 기억한 기억부(18)상의 보정 위치 정보(ΔLa)와, 스텝 U9에서 기억한 기억부(18)상의 보정 위치 정보(ΔLb)를 이용하여, 보정 위치 정보(ΔMc)를 산출해, 기억부(18)에 기억시킨다(스텝 U11). 구체적으로는 먼저, ΔLb의 평균값인 ΔMa와, ΔLb의 평균값인 ΔMb를 산출하고, ΔMc=(α×ΔMa+β×ΔMb)를 산출한다. 단, α+β는1이다. α, β의 값은 장치적인 오차의 경향 등에 따라 그때마다 개별적으로(case by case) 결정되는 값이며, 예컨대, 일반적으로는 α=0.5, β=0.5로 하고, ΔMc를 ΔMa와 ΔMb의 평균값으로 한다.

그 다음, 실구동의 단계 실행을 시작한다. Y축 위치 결정 제어부(10)에 있어서, Y1축측부의 서보를 ON으로 하고, Y2축측부의 서보도 ON으로 한다(스텝 U12). 그리고, CPU(11)는 Y1축측부의 위치편차 비례증폭기(12A)에, 임의의 위치(M)를 목표로 하는 위치 지령을 입력하고, 스텝 U11에서 기억한 기억부(18)상의 보정 위치 정보(ΔMc)를 이용하여, Y2축측부의 위치편차 비례증폭기(12B)에, M+ΔMc를 목표로 하는 위치 지령을 입력한다(스텝 U13). 그리고, Y1축측부에서의 위치 결정의 서보 제어에 의해 Y축 리니어 모터(5A)를 구동시켜서, Y1축측에서 실구동 위치(M)에 빔(3)을 이동시키고, Y2축측부에서의 위치 결정의 서보 제어에 의해 Y축 리니어 모터(5b)를 구동시켜서, Y2축측에서 위치(M+ΔMc)에 빔(3)을 이동시켜(스텝 U14), 빔(3)의 Y축 방향의 위치 결정을 제어하여, 제 3 Y축 위치결정 제어동작을 종료한다.

따라서, 본 실시의 형태에 따르면, 고정밀도의 위치 결정을 행하는 전축식 위치결정 제어방식에 있어서, Y2축측의 리니어 모터(5B)를 빔(3)의 프리 런 상태로 해서, Y1축측의 리니어 모터(5B)로 빔(3)을 소정 위치(L)에 위치 정렬하고, Y2축측의 리니어 인코더(7B)로 위치 정보(L+ΔLb)를 검출하며, Y1축측의 리니어 모터(5A)를 빔(3)의 프리 런 상태로 해서, Y2축측의 리니어 모터(5B)로 Y1축측의 빔(3)을 위치(L)에 위치 정렬하고, Y2축측의 리니어 인코더(7B)에 의해 위치 정보(L+ΔLb)를 검출하여, 검출한 위치 정보로부터 보정 위치 정보(ΔMc)를 산출하며, 실구동시에, Y1축측부에서 실구동 위치(M)로의 빔(3)의 위치 결정 제어를 하고, Y2축측부에서 보정한 위치(M+ΔMc)로의 빔(3)의 위치 결정 제어를 하기 때문에, 제 1 및 제 2 실시의 형태의 보정의 양쪽 모두를 이용한 보정에 의해, Y1축측과 Y2축측으로부터 빔(3)에 작용하는 외력의 간섭을 더욱 효과적으로 피할 수 있다.

또한, 보정 위치 정보(ΔMc)를 산출할 때, α, β의 값을 α+β=1의 범위에서 자유롭게 설정할 수 있으므로, 각 장치의 오차 경향을 보정 위치 정보(ΔMc)에 반영할 수 있다.

한편, 본 실시의 형태의 변형예로서, 제 1 실시의 형태의 변형예와 마찬가지로, 평균값(ΔMc)이 아니라, 각각의 보정 위치 정보(ΔLa, ΔLb)를 그대로 사용하여 보정하는 구성이어도 상관없다. 즉, 실구동시에, Y1축측부에는 L1, L2, …, LN의 각 정보를 사용하여 위치 결정 제어하고, Y2축측부에서는 (L1+(α×ΔLa1+β×ΔLb1)), (L2+(α×ΔLa2+β×ΔLb2)), …, (LN+(α×ΔLaN+β×ΔLbN))의 각 정보를 사용하여 위치 결정 제어하는 구성이라도 상관없다.

한편, 제 3 실시의 형태 및 그 변형예에서는 보정 위치 정보(ΔLa, ΔLb)는 같은 소정 위치에서 산출하고 있으나, 스텝 U2∼U5에서의 소정 위치(L)와, 스텝 U6∼U9에서의 소정 위치(L)는 그 값, 개수를 달리 하는 구성이어도 된다.

한편, 상기 각 실시의 형태에서는 Y2축측의 보정 위치 정보를 산출하고, 실구동시에, Y1축측에서 실구동 위치로의 위치 결정 제어를 하며, Y2축측에서 보정 위치 정보를 이용하여 보정한 위치로의 위치 결정 제어를 하고 있는데, Y1축측과 Y2축측을 바꿔서 위치 결정 제어를 해도 무방하다.

또한, 상기 각 실시의 형태에서는 구동수단으로서 Y축 리니어 모터(5A, 5B)를 사용했으나, 구동수단으로서 타이밍 벨트 및 회전모터 등의 다른 구동수단을 사용할 수도 있고, 그 경우에도, 빔(3)의 강성을 높일 수 있으며, 제어 이득을 높여서, 고속의 위치 결정 제어를 할 수 있다.

더욱이, 각 실시의 형태에서는 XY 위치결정 제어장치(D)를 전자부품 탑재장치에 설치하고 있으나, X축 방향 및 Y축 방향 이동이 가능하게 위치 결정 제어하는 다른 일반적인 장치에 이용할 수도 있다. 예컨대, 각종 공작 기계, 봉제기, 플로터 프린터 등이다.

이상, 본 발명의 실시의 형태에 대해 설명하였으나, 본 발명은 반드시 상술한 수단 및 수법에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명에서 말하는 목적을 달성하고, 본 발명에서 말하는 효과를 갖는 범위 내에 있어서 적절히 변경 실시가 가능한 것이다.

청구항 1에 기재된 발명에 따르면, 고정밀도의 위치 결정을 행하는 전축식 위치결정 제어방식에 있어서, 제 1 Y축측에서 이동체를 소정 위치로 위치 이동했을 때의 제 2 Y축의 소정 위치 정보를 검출하고, 실구동시에, 제 1 Y축측에서 이동체를 실구동 위치로 이동시키며, 제 2 Y축측에서, 이동체를, 제 1 Y축의 소정 위치에 대한 검출한 제 2 Y축의 소정 위치 정보의 오차를 이용하여 보정한 실구동 위치로 이동시키기 때문에, 제 1 Y축측과 제 2 Y축측으로부터 이동체에 작용하는 외력의 간섭을 피할 수 있으며, 이것에 의해, 이동체의 강성을 높게 할 수 있고, 고속으로 제어 이득이 높은 위치 결정 제어를 할 수 있으며, 또한 외력의 간섭에 의한, 이동체의 파손, 제 1 및 제 2 구동수단의 온도의 상승, 및 필요 이상의 전력 소비를 피할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명에 따르면, 고정밀도의 위치 결정을 행하는 전축식 위치결정 제어방식에 있어서, 제 2 Y축측에서, 이동체를 제 1 Y축의 소정 위치로 위치 이동했을 때의 제 2 Y축의 소정 위치 정보를 검출하고, 실구동시에, 제 1 Y축측에서 이동체를 실구동 위치로 이동시키며, 제 2 Y축측에서, 이동체를, 제 1 Y축의 소정 위치에 대한 검출한 제 2 Y축의 소정 위치 정보의 오차를 이용하여 보정한 실구동 위치로 이동시키기 때문에, 제 1 Y축측과 제 2 Y축측으로부터 이동체에 작용하는 외력의 간섭을 피할 수 있으며, 이것에 의해, 이동체의 강성을 높게 할 수 있고, 고속으로 제어 이득이 높은 위치 결정 제어를 할 수 있으며, 외력의 간섭에 의한, 이동체의 파손, 제 1 및 제 2 구동수단의 온도의 상승, 및 필요 이상의 전력 소비를 피할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명에 따르면, 고정밀도의 위치 결정을 행하는 전축식 위치결정 제어방식에 있어서, 청구항 1 및 청구항 2 양쪽의 보정을 이용한 보정에 의해, 제 1 Y축측과 제 2 Y축측으로부터 이동체에 작용하는 외력의 간섭을 더욱 효과적으로 피할 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명에 따르면, 제 1 및 제 2 구동수단으로 리니어 모터를 사용하기 때문에, 이동체의 더욱 고정밀도의 위치 결정 제어를 행할 수 있다.

청구항 5의 발명에 따르면, 청구항 1 내지 청구항 4에 기재된 효과를 얻는 동시에, 전자부품을 회로기판 상의 소정 위치에 높은 정밀도로 탑재할 수 있다.

Claims (5)

1. X축 방향을 따라 연장되어 있고, X축 방향에 직교하는 Y축 방향을 따라 이동할 수 있게 하는 동시에, 반송 대상물을 X축 방향으로 이동할 수 있게 지지하는 이동체와, 상기 이동체의 양단부를 각각 제 1 및 제 2 Y축 방향을 따라 안내하는 제 1 및 제 2 가이드 부재와, 상기 이동체의 각 단부의 제 1 및 제 2 Y축 방향의 각각의 위치를 검출하는 제 1 및 제 2 리니어 인코더와, 제 1 및 제 2 Y축 각각을 따라 상기 이동체를 이동시키는 제 1 및 제 2 구동수단과, 상기 제 1 및 제 2 리니어 인코더로부터 출력된 위치 정보를 이용하여 제 1 및 제 2 구동수단으로 상기 이동체를 Y축 방향으로 이동시키고, 상기 반송 대상물을 X축 방향으로 이동시켜서 위치 결정 제어하는 제어수단을 구비하는 XY 위치결정 제어장치로서,

   상기 제어수단은

   실구동(實驅動) 전에,

   상기 제 1 구동수단인 모터를 여자(勵磁)하고 상기 이동체를 정지한 상태에서 스탠바이하며, 상기 제 2 구동수단인 모터를 비(非)여자로 하고, 상기 이동체가 프리 런(free run)이 되는 상태로 하며,

   상기 제 1 구동수단인 모터를 여자한 상태로, 상기 이동체를, 이동가능한 임의의 위치로서의 적어도 하나의 제 1 Y축의 소정 위치로 이동시키며,

   상기 이동체의 상기 제 1 Y축의 소정 위치로의 이동후, 상기 제 2 리니어 인코더로, 상기 이동체의 제 2 Y축의 소정 위치 정보를 검출시키고,

   상기 제 1 및 제 2 구동수단인 모터를 여자한 실구동시에,

   상기 제 1 구동수단으로, 상기 이동체를 실구동의 위치인 실구동 위치로 이동시키며,

   상기 제 2 구동수단으로, 상기 이동체를, 상기 제 1 Y축의 소정 위치에 대한 상기 제 2 Y축의 소정 위치 정보의 오차를 이용해 보정한 실구동 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 XY 위치결정 제어장치.
2. X축 방향을 따라 연장되어 있고, X축 방향에 직교하는 Y축 방향을 따라 이동할 수 있게 하는 동시에, 반송 대상물을 X축 방향으로 이동할 수 있게 지지하는 이동체와, 상기 이동체의 양단부를 각각 제 1 및 제 2 Y축 방향을 따라 안내하는 제 1 및 제 2 가이드 부재와, 상기 이동체의 각 단부의 제 1 및 제 2 Y축 방향의 각각의 위치를 검출하는 제 1 및 제 2 리니어 인코더와, 제 1 및 제 2 Y축 각각을 따라 상기 이동체를 이동시키는 제 1 및 제 2 구동수단과, 상기 제 1 및 제 2 리니어 인코더로부터 출력된 위치 정보를 이용하여 제 1 및 제 2 구동수단으로 상기 이동체를 Y축 방향으로 이동시키고, 상기 반송 대상물을 X축 방향으로 이동시켜서 위치 결정 제어하는 제어수단을 구비하는 XY 위치결정 제어장치로서,

   상기 제어수단은

   실구동전에,

   상기 제 2 구동수단인 모터를 여자하고 상기 이동체를 정지한 상태에서 스탠바이하며, 상기 제 1 구동수단인 모터를 비여자로 하고, 상기 이동체가 프리 런이 되는 상태로 하며,

   상기 제 2 구동수단인 모터를 여자한 상태로, 상기 이동체를, 이동 가능한 임의의 위치로서의 적어도 하나의 제 1 Y축의 소정 위치로 이동시키며,

   상기 이동체의 상기 제 1 Y축의 소정 위치로의 이동후, 상기 제 2 리니어 인코더로, 상기 이동체의 제 2 Y축의 소정 위치 정보를 검출시키고,

   상기 제 1 및 제 2 구동수단인 모터를 여자한 실구동시에,

   상기 제 1 구동수단으로, 상기 이동체를 실구동의 위치인 실구동 위치로 이동시키며,

   상기 제 2 구동수단으로, 상기 이동체를, 상기 제 1 Y축의 소정 위치에 대한 상기 제 2 Y축의 소정 위치 정보의 오차를 이용해 보정한 실구동 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 XY 위치결정 제어장치.
3. X축 방향을 따라 연장되어 있고, X축 방향에 직교하는 Y축 방향을 따라 이동할 수 있게 하는 동시에, 반송 대상물을 X축 방향으로 이동할 수 있게 지지하는 이동체와, 상기 이동체의 양단부를 각각 제 1 및 제 2 Y축 방향을 따라 안내하는 제 1 및 제 2 가이드 부재와, 상기 이동체의 각 단부의 제 1 및 제 2 Y축 방향의 각각의 위치를 검출하는 제 1 및 제 2 리니어 인코더와, 제 1 및 제 2 Y축 각각을 따라 상기 이동체를 이동시키는 제 1 및 제 2 구동수단과, 상기 제 1 및 제 2 리니어 인코더로부터 출력된 위치 정보를 이용하여 제 1 및 제 2 구동수단으로 상기 이동체를 Y축 방향으로 이동시키고, 상기 반송 대상물을 X축 방향으로 이동시켜서 위치 결정 제어하는 제어수단을 구비하는 XY 위치결정 제어장치로서,

   상기 제어수단은

   실구동전에,

   상기 제 1 구동수단인 모터를 여자하고 상기 이동체를 정지한 상태에서 스탠바이하며, 상기 제 2 구동수단인 모터를 비여자로 하고, 상기 이동체가 프리 런이 되는 상태로 하며,

   상기 제 1 구동수단인 모터를 여자한 상태로, 상기 이동체를, 이동가능한 임의의 위치로서의 적어도 하나의 제 1 Y축의 제 1 소정 위치로 이동시키며,

   상기 이동체의 상기 제 1 Y축의 제 1 소정 위치로의 이동후, 상기 제 2 리니어 인코더로, 상기 이동체의 제 2 Y축의 제 1 소정 위치 정보를 검출시키고,

   상기 제 2 구동수단인 모터를 여자하고 상기 이동체를 정지한 상태에서 스탠바이하며, 상기 제 1 구동수단인 모터를 비여자로 하고, 상기 이동체가 프리 런이 되는 상태로 하며,

   상기 제 2 구동수단인 모터를 여자한 상태로, 상기 이동체를, 이동가능한 임의의 위치로서의 적어도 하나의 제 1 Y축의 제 2 소정 위치로 이동시키며,

   상기 이동체의 상기 제 1 Y축의 제 2 소정 위치로의 이동후, 상기 제 2 리니어 인코더로, 상기 이동체의 제 2 Y축의 제 2 소정 위치 정보를 검출시키고,

   상기 제 1 및 제 2 구동수단인 모터를 여자한 실구동시에,

   상기 제 1 구동수단으로, 상기 이동체를 실구동의 위치인 실구동 위치로 이동시키며,

   상기 제 2 구동수단으로, 상기 이동체를, 상기 제 1 Y축의 제 1 소정 위치에 대한 상기 제 2 Y축의 제 1 소정 위치 정보의 오차, 및 상기 제 1 Y축의 제 2 소정 위치에 대한 상기 제 2 Y축의 제 2 소정 위치 정보의 오차를 이용해 보정한 실구동 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 XY 위치결정 제어장치.
4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 구동수단은 리니어 모터임을 특징으로 하는 XY 위치결정 제어장치.
5. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 XY 위치결정 제어장치를 구비하는 전자부품 탑재장치로서,

   상기 반송 대상물은 XY 위치 이동 가능하게 전자부품을 회로기판 상에 탑재하는 전자부품 탑재헤드임을 특징으로 하는 전자부품 탑재장치.

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