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1. (WO2019003261) APPAREIL DE MONTAGE DE COMPOSANTS ÉLECTRONIQUES
Document

明 細 書

発明の名称 電子部品装着機

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005  

課題を解決するための手段

0006   0007  

図面の簡単な説明

0008  

発明を実施するための形態

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065  

符号の説明

0066  

請求の範囲

1   2   3   4   5  

図面

1   2   3   4   5   6   7  

明 細 書

発明の名称 : 電子部品装着機

技術分野

[0001]
 本発明は、電子部品装着機に関する。

背景技術

[0002]
 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。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2006-313838号公報
特許文献2 : 特開2006-165127号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 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。
[0005]
 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。

課題を解決するための手段

[0006]
 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。
[0007]
 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。

図面の簡単な説明

[0008]
[図1] 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。
[図2] 装着ヘッドの構成を示す図である。
[図3] 制御装置のブロック図である。
[図4] モータ制御装置のブロック図である。
[図5] 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。
[図6] 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。
[図7] 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。

発明を実施するための形態

[0009]
 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。
[0010]
 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。
[0011]
 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。
[0012]
 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。
[0013]
 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。
[0014]
 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。
[0015]
 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。
[0016]
 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。
[0017]
 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。
[0018]
 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。
[0019]
 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。
[0020]
 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。
[0021]
 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。
[0022]
 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。
[0023]
 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。
[0024]
 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。
[0025]
 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。
[0026]
 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。
[0027]
 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。
[0028]
 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。
[0029]
 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。
[0030]
 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。
[0031]
 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。
[0032]
 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。
[0033]
 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。
[0034]
 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。
[0035]
 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。
[0036]
 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。
[0037]
 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。
[0038]
 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。
[0039]
 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。
[0040]
 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。
[0041]
 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。
[0042]
 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。
[0043]
 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。
[0044]
 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。
[0045]
 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。
[0046]
 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。
[0047]
 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。
[0048]
 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。
[0049]
 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。
[0050]
 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。
[0051]
 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。
[0052]
 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。
[0053]
 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。
[0054]
 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。
[0055]
 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。
[0056]
 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。
[0057]
 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。
[0058]
 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。
[0059]
 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。
[0060]
 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。
[0061]
 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。
[0062]
 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。
[0063]
 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。
[0064]
 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。
[0065]
 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。

符号の説明

[0066]
 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

請求の範囲

[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。
[請求項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。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]