(57)【要約】【課題】被駆動部が摩耗劣化したことに起因してサーボモータに異音や振動が発生することを抑制することが可能な基板作業装置を提供する。【解決手段】この基板作業装置１００は、部品Ｅが実装される基板Ｐに作業を行う基板作業装置１００であって、サーボモータ４３と、サーボモータ４３により駆動される軸部４と、軸部４の摩耗劣化に関する情報に基づいて、サーボモータ４３の制御ゲイン４６を設定する制御を行う制御部８と、を備える。【選択図】図１０
2020129620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品が実装される基板に作業を行う基板作業装置であって、
サーボモータと、
前記サーボモータにより駆動される被駆動部と、
前記被駆動部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、前記サーボモータの制御ゲインを設定する制御を行う制御部と、を備える、基板作業装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記被駆動部の摩耗劣化に関する情報に基づく前記被駆動部の摩耗劣化の状態に応じて、前記サーボモータの制御ゲインを段階的に設定する制御を行うように構成されている、請求項１に記載の基板作業装置。
【請求項３】
前記制御部は、複数種類の前記被駆動部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、前記被駆動部の摩耗劣化の状態を判断する制御を行うように構成されている、請求項１または２に記載の基板作業装置。
【請求項４】
前記制御部は、複数種類の前記被駆動部の摩耗劣化に関する情報の各々による前記被駆動部の摩耗劣化の状態のうち、最も摩耗劣化の程度が大きい前記被駆動部の摩耗劣化の状態に基づいて、前記サーボモータの制御ゲインを設定する制御を行うように構成されている、請求項３に記載の基板作業装置。
【請求項５】
前記被駆動部の摩耗劣化に関する情報は、前記サーボモータの実効負荷率に関する情報、前記サーボモータのアラームの頻度に関する情報、前記サーボモータの累積移動距離に関する情報、および、機械状態監視部からの信号に関する情報のうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板作業装置。
【請求項６】
前記基板に前記部品を実装する実装ヘッドをさらに備え、
前記被駆動部は、前記実装ヘッドを水平方向に移動させるための軸部であり、
前記制御部は、前記被駆動部である前記軸部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、前記サーボモータの制御ゲインを設定する制御を行うように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板作業装置。
【請求項７】
前記実装ヘッドは、前記基板に前記部品を実装する場合、前記被駆動部である前記軸部により水平方向に移動されつつ、前記基板における前記部品の実装位置に向かって下降される第１動作、および、部品供給装置から前記部品を吸着する場合、前記被駆動部である前記軸部により水平方向に移動されつつ、前記部品供給装置における前記部品の吸着位置に向かって下降される第２動作のうちの少なくとも一方を行うように構成されており、
前記制御部は、前記被駆動部である前記軸部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、前記サーボモータの制御ゲインを設定するとともに、設定された前記サーボモータの制御ゲインに対応するように、前記第１動作を行う際、または、前記第２動作を行う際の、前記実装ヘッドの下降開始タイミングを設定する制御を行うように構成されている、請求項６に記載の基板作業装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記被駆動部の摩耗劣化に関する情報に基づく前記被駆動部の摩耗劣化の状態をユーザに通知するユーザ通知部を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の基板作業装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板作業装置に関し、特に、サーボモータを備える基板作業装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーボモータを備える基板作業装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、プリント基板に電子部品を実装する電子部品実装機（基板作業装置）が開示されている。この電子部品実装機は、サーボモータと、サーボモータにより移動されるヘッド部とを備えている。また、この電子部品実装機では、サーボモータにかかる荷重負荷に応じて制御ゲインを設定することにより、サーボモータに異音や振動が発生することが抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２７７９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された電子部品実装機では、サーボモータにかかる荷重負荷に応じて制御ゲインを設定することにより、サーボモータに異音や振動が発生することが抑制される一方、被駆動部であるヘッド部が摩耗劣化した場合、被駆動部が摩耗劣化したことに起因してサーボモータに異音や振動が発生することを抑制することが困難であるという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、被駆動部が摩耗劣化したことに起因してサーボモータに異音や振動が発生することを抑制することが可能な基板作業装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一の局面による基板作業装置は、部品が実装される基板に作業を行う基板作業装置であって、サーボモータと、サーボモータにより駆動される被駆動部と、被駆動部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、サーボモータの制御ゲインを設定する制御を行う制御部と、を備える。
【０００８】
この発明の一の局面による基板作業装置では、上記のように、被駆動部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、サーボモータの制御ゲインを設定する制御を行う制御部を設ける。これにより、被駆動部が摩耗劣化した場合、摩耗劣化した被駆動部に適した値にサーボモータの制御ゲインを設定することができるので、制御ゲインが摩耗劣化した被駆動部に適していないことに起因してサーボモータに異音や振動が発生することを抑制することができる。その結果、被駆動部が摩耗劣化したことに起因してサーボモータに異音や振動が発生することを抑制することができる。また、サーボモータの制御ゲインを制御部により設定することができるので、サーボモータの制御ゲインを作業者が手動により設定する必要がなく、被駆動部の摩耗劣化時のサーボモータの制御ゲインの作業者による設定の手間を省くことができる。
【０００９】
上記一の局面による基板作業装置において、好ましくは、制御部は、被駆動部の摩耗劣化に関する情報に基づく被駆動部の摩耗劣化の状態に応じて、サーボモータの制御ゲインを段階的に設定する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、被駆動部の摩耗劣化の状態に応じて摩耗劣化した被駆動部により適した値にサーボモータの制御ゲインを設定することができるので、制御ゲインが摩耗劣化した被駆動部に適していないことに起因してサーボモータに異音や振動が発生することをより抑制することができる。
【００１０】
上記一の局面による基板作業装置において、好ましくは、制御部は、複数種類の被駆動部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、被駆動部の摩耗劣化の状態を判断する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、１つの種類の被駆動部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、被駆動部の摩耗劣化の状態を判断する場合に比べて、被駆動部の摩耗劣化の状態をより精度良く判断することができる。その結果、精度良く判断された被駆動部の摩耗劣化の状態に応じて、摩耗劣化した被駆動部により一層適した値にサーボモータの制御ゲインを設定することができる。
【００１１】
この場合、好ましくは、制御部は、複数種類の被駆動部の摩耗劣化に関する情報の各々による被駆動部の摩耗劣化の状態のうち、最も摩耗劣化の程度が大きい被駆動部の摩耗劣化の状態に基づいて、サーボモータの制御ゲインを設定する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、複数種類の被駆動部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、被駆動部の摩耗劣化の状態を簡単かつ精度良く判断することができる。
【００１２】
上記一の局面による基板作業装置において、好ましくは、被駆動部の摩耗劣化に関する情報は、サーボモータの実効負荷率に関する情報、サーボモータのアラームの頻度に関する情報、サーボモータの累積移動距離に関する情報、および、機械状態監視部からの信号に関する情報のうちの少なくとも１つを含む。このように構成すれば、サーボモータの実効負荷率に関する情報、サーボモータのアラームの頻度に関する情報、サーボモータの累積移動距離に関する情報、および、機械状態監視部からの信号に関する情報のうちの少なくとも１つを含む摩耗劣化に関する情報に基づいて、サーボモータの制御ゲインを容易に設定することができる。
【００１３】
上記一の局面による基板作業装置において、好ましくは、基板に部品を実装する実装ヘッドをさらに備え、被駆動部は、実装ヘッドを水平方向に移動させるための軸部であり、制御部は、被駆動部である軸部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、サーボモータの制御ゲインを設定する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、被駆動部が、実装ヘッドの高速移動が要求されるために摩耗劣化が発生しやすい軸部である場合に、制御ゲインが摩耗劣化した被駆動部である軸部に適していないことに起因してサーボモータに異音や振動が発生することを抑制することができる。
【００１４】
この場合、好ましくは、実装ヘッドは、基板に部品を実装する場合、被駆動部である軸部により水平方向に移動されつつ、基板における部品の実装位置に向かって下降される第１動作、および、部品供給装置から部品を吸着する場合、被駆動部である軸部により水平方向に移動されつつ、部品供給装置における部品の吸着位置に向かって下降される第２動作のうちの少なくとも一方を行うように構成されており、制御部は、被駆動部である軸部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、サーボモータの制御ゲインを設定するとともに、設定されたサーボモータの制御ゲインに対応するように、第１動作を行う際、または、第２動作を行う際の、実装ヘッドの下降開始タイミングを設定する制御を行うように構成されている。ここで、被駆動部である軸部の摩耗劣化に応じてサーボモータの制御ゲインを変更した場合、制御ゲインの変更に起因してサーボモータの応答性が変化するため、応答性が変化したサーボモータにより駆動される軸部の動特性が変化する。その結果、単に通常時の下降開始タイミングにおいて実装ヘッドを下降させるだけでは、実装ヘッドを目標位置（実装位置または吸着位置）に正確に下降させることができない。そこで、上記のように、制御部を、被駆動部である軸部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、サーボモータの制御ゲインを設定するとともに、設定されたサーボモータの制御ゲインに対応するように、第１動作を行う際、または、第２動作を行う際の、実装ヘッドの下降開始タイミングを設定する制御を行うように構成すれば、変更された制御ゲインに適したタイミングに下降開始タイミングを設定することができる。その結果、制御ゲインの変更に起因してサーボモータの応答性が変化した場合にも、実装ヘッドを目標位置（実装位置または吸着位置）に正確に下降させることができる。
【００１５】
上記一の局面による基板作業装置において、好ましくは、制御部は、被駆動部の摩耗劣化に関する情報に基づく被駆動部の摩耗劣化の状態をユーザに通知するユーザ通知部を含む。このように構成すれば、ユーザが被駆動部の摩耗劣化の状態を確認することができる。その結果、被駆動部の摩耗劣化の程度が過度に大きくなる前に、被駆動部の保守点検を行ったり、基板作業装置の買い替えや被駆動部の部品の買い替えなどの買い替え計画を立てたりすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上記のように、被駆動部が摩耗劣化したことに起因してサーボモータに異音や振動が発生することを抑制することが可能な基板作業装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態の基板作業装置を示す模式的な平面図である。
【図２】一実施形態の基板作業装置の制御的な構成を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）は、一実施形態の基板作業装置の実装ヘッドによる部品の吸着動作を説明するための模式図である。（Ｂ）は、一実施形態の基板作業装置の実装ヘッドによる部品の実装動作を説明するための模式図である。
【図４】一実施形態の基板作業装置のサーボモータに関する構成を説明するための模式図である。
【図５】サーボモータの速度と時間との関係を説明するためのグラフである。
【図６】一実施形態の基板作業装置による軸部の摩耗劣化の状態の判断を説明するための模式図である。
【図７】（Ａ）は、Ｘ軸モータ用の設定情報を説明するための模式図である。（Ｂ）は、Ｙ軸モータ用の設定情報を説明するための模式図である。
【図８】一実施形態の基板作業装置による実装ヘッドの下降開始タイミングを説明するための模式図である。
【図９】一実施形態の基板作業装置による軸部の摩耗劣化の状態の通知を説明するための模式図である。
【図１０】一実施形態の基板作業装置による制御ゲイン設定処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１〜図１０を参照して、本発明の一実施形態による基板作業装置１００の構成について説明する。なお、以下の説明では、基板搬送方向に沿った方向をＸ方向とし、水平面内でＸ方向と直交する方向をＹ方向とし、Ｘ方向およびＹ方向に直交する上下方向をＺ方向とする。
【００２０】
（基板作業装置の構成）
基板作業装置１００は、図１および図２に示すように、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサおよび抵抗などの部品Ｅ（電子部品）を、プリント基板などの基板Ｐに実装する部品実装装置である。
【００２１】
基板作業装置１００は、基台１と、搬送部２と、ヘッドユニット３と、軸部４と、部品撮像部５と、基板撮像部６と、表示部７（図２参照）と、制御部８（図２参照）と、機械状態監視部９（図２参照）とを備えている。なお、軸部４は、特許請求の範囲の「被駆動部」の一例である。
【００２２】
基台１は、基板作業装置１００において各構成要素を配置する基礎となる台である。基台１上には、搬送部２、レール部４２および部品撮像部５が設けられている。また、基台１内には、制御部８が設けられている。また、基台１には、Ｙ方向の両側（Ｙ１方向側およびＹ２方向側）に、部品供給装置１１がそれぞれ配置されている。
【００２３】
部品供給装置１１は、基板Ｐに実装される部品Ｅを供給する装置である。部品供給装置１１は、たとえば、テープフィーダ１２を含んでいる。テープフィーダ１２は、複数の部品Ｅを保持した部品供給テープ（図示せず）が巻き回されたリール（図示せず）を保持している。また、テープフィーダ１２は、ヘッドユニット３による部品Ｅの取出しのための部品吸着動作に応じて、保持されたリールを回転させて部品供給テープを送り出すことにより、部品Ｅを供給するように構成されている。基台１では、Ｙ方向の両側のそれぞれにおいて、複数のテープフィーダ１２がＸ方向に並んで配列されている。なお、部品供給装置１１は、部品Ｅを保持したトレイにより部品Ｅを供給するトレイフィーダを含んでいてもよい。
【００２４】
搬送部２は、実装前の基板Ｐを搬入し、基板搬送方向（Ｘ方向）に搬送し、実装後の基板Ｐを搬出するように構成されている。また、搬送部２は、搬入された基板Ｐを実装停止位置Ａまで搬送するとともに、実装停止位置Ａにおいて基板固定機構（図示せず）により固定するように構成されている。また、搬送部２は、一対の搬送ベルト２１を含んでおり、一対の搬送ベルト２１により、基板ＰのＹ方向の両端を下方（Ｚ２方向側）から支持しつつ、基板Ｐを基板搬送方向に搬送するように構成されている。
【００２５】
ヘッドユニット３は、部品実装用のヘッドユニットである。ヘッドユニット３は、実装停止位置Ａにおいて固定された基板Ｐに部品Ｅを実装する。ヘッドユニット３は、複数（５つ）の実装ヘッド３１を含んでいる。実装ヘッド３１の先端には、部品Ｅを吸着するための吸着ノズル３１ａ（図３参照）が着脱可能に装着されている。実装ヘッド３１は、負圧供給部（図示せず）から供給された負圧により、吸着ノズル３１ａに部品Ｅを吸着可能に構成されている。
【００２６】
また、ヘッドユニット３は、実装ヘッド３１を上下方向（Ｚ方向）に移動させるＺ軸モータ３２（図２参照）と、実装ヘッド３１をＺ方向に延びる回転軸線周りに回転させるＲ軸モータ３３（図２参照）とを含んでいる。実装ヘッド３１は、Ｚ軸モータ３２により、部品Ｅを吸着する際かまたは吸着された部品Ｅを実装する際の下降位置と、吸着された部品Ｅを基板Ｐに搬送する際の上昇位置との間で、上下方向に移動可能に構成されている。また、実装ヘッド３１は、部品Ｅを吸着した状態でＲ軸モータ３３により回転されることにより、吸着している部品Ｅの向きを調整可能に構成されている。
【００２７】
また、図３（Ａ）に示すように、ヘッドユニット３の実装ヘッド３１は、部品供給装置１１から部品Ｅを吸着する場合、軸部４により水平方向に移動されつつ、部品供給装置１１における部品Ｅの吸着位置Ｂ１に向かって下降される動作Ｃを行うように構成されている。また、図３（Ｂ）に示すように、ヘッドユニット３の実装ヘッド３１は、基板Ｐに部品Ｅを実装する場合、軸部４により水平方向に移動されつつ、基板Ｐにおける部品Ｅの実装位置Ｂ２に向かって下降される動作Ｄを行うように構成されている。すなわち、ヘッドユニット３の実装ヘッド３１は、部品供給装置１１から部品Ｅを吸着する場合、および、基板Ｐに部品Ｅを実装する場合に、水平方向への移動と下方向への移動とがオーバーラップするように駆動される。これにより、オーバーラップ駆動されない場合と比べて、目標位置（吸着位置Ｂ１または実装位置Ｂ２）への実装ヘッド３１の移動に要する時間を短縮することができる。なお、動作ＣおよびＤは、それぞれ、特許請求の範囲の「第２動作」および「第１動作」の一例である。
【００２８】
図１および図２に示すように、軸部４は、ヘッドユニット３を水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）に移動させるように構成されている。軸部４は、ヘッドユニット３を基板搬送方向（Ｘ方向）に移動可能に支持する支軸部４１（軸部本体）と、支軸部４１をＹ方向に移動可能に支持するレール部４２とを含んでいる。支軸部４１は、基板搬送方向に延びるボールねじ軸４１ａと、ボールねじ軸４１ａを回転させるＸ軸モータ４１ｂとを有している。Ｘ軸モータ４１ｂは、回転モータであるサーボモータである。ヘッドユニット３には、支軸部４１のボールねじ軸４１ａと係合するボールナット（図示せず）が設けられている。ヘッドユニット３は、Ｘ軸モータ４１ｂによりボールねじ軸４１ａが回転されることにより、ボールねじ軸４１ａと係合するボールナットとともに、支軸部４１に沿って基板搬送方向に移動可能に構成されている。レール部４２は、支軸部４１のＸ方向の両端部をＹ方向に移動可能に支持する一対のガイドレール４２ａと、ガイドレール４２ａに沿って支軸部４１をＹ方向に直線移動させるＹ軸モータ４２ｂとを有している。Ｙ軸モータ４２ｂは、リニアモータであるサーボモータである。なお、Ｘ軸モータ４１ｂおよびＹ軸モータ４２ｂは、特許請求の範囲の「サーボモータ」の一例である。また、以下では、Ｘ軸モータ４１ｂおよびＹ軸モータ４２ｂを特に区別する必要がない場合、サーボモータ４３と称することがある。
【００２９】
軸部４の支軸部４１およびレール部４２により、ヘッドユニット３は、基台１上を水平方向に移動可能に構成されている。これにより、ヘッドユニット３の実装ヘッド３１は、部品供給装置１１の上方に移動して、部品供給装置１１から供給される部品Ｅを吸着可能である。また、ヘッドユニット３の実装ヘッド３１は、実装停止位置Ａにおいて固定された基板Ｐの上方に移動して、吸着された部品Ｅを基板Ｐに実装可能である。
【００３０】
また、図４に示すように、サーボモータ４３（Ｘ軸モータ４１ｂおよびＹ軸モータ４２ｂ）は、たとえばＰＩＤ制御によるフィードバック制御により駆動されるように構成されている。具体的には、サーボモータ４３の位置検出器であるエンコーダ４４は、サーボモータ４３の位置情報を、サーボモータ４３の駆動制御を行うサーボドライバ４５に送信する。サーボドライバ４５は、エンコーダ４４から送信されたサーボモータ４３の位置情報に基づいて、サーボモータ４３をたとえばＰＩＤ制御によるフィードバック制御により駆動する。サーボドライバ４５は、たとえば、以下に示す式（１）により、サーボモータ４３をＰＩＤ制御によるフィードバック制御により駆動する。サーボドライバ４５には、Ｋp、Ｋi、Ｋdなどの制御ゲイン４６が設定されている。
Ｕ（ｓ）＝（Ｋp＋Ｋi×１／ｓ＋Ｋdｓ）×Ｅ（ｓ）  ・・・（１）
ここで、
Ｕ（ｓ）：伝達関数（制御入力）
Ｋp：比例速度制御ゲイン
Ｋi：積分制御ゲイン
Ｋd：位置制御ゲイン
Ｅ（ｓ）：偏差
である。
【００３１】
図１および図２に示すように、部品撮像部５は、部品認識用のカメラである。部品撮像部５は、ヘッドユニット３の実装ヘッド３１による基板Ｐへの部品Ｅの搬送中に、実装ヘッド３１の吸着ノズル３１ａに吸着された部品Ｅを撮像する。部品撮像部５は、基台１の上面上に固定されており、部品Ｅの下側（Ｚ２方向側）から、実装ヘッド３１の吸着ノズル３１ａに吸着された部品Ｅを撮像する。部品撮像部５による部品Ｅの撮像画像に基づいて、制御部８は、部品Ｅの吸着状態（回転姿勢および実装ヘッド３１に対する吸着位置）を取得（認識）する。
【００３２】
基板撮像部６は、基板認識用のカメラである。基板撮像部６は、ヘッドユニット３の実装ヘッド３１による基板Ｐへの部品Ｅの実装開始前に、実装停止位置Ａにおいて固定された基板Ｐの上面に付された位置認識マークＦ（フィデューシャルマーク）を撮像する。位置認識マークＦは、基板Ｐの位置を認識するためのマークである。基板撮像部６による位置認識マークＦの撮像画像に基づいて、制御部８は、実装停止位置Ａにおいて固定された基板Ｐの正確な位置および姿勢を取得（認識）する。表示部７は、たとえば液晶モニタを含んでおり、情報を表示する。
【００３３】
制御部８は、基板作業装置１００の動作を制御する制御回路である。制御部８は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、および、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などを含んでいる。制御部８は、搬送部２、部品供給装置１１、Ｘ軸モータ４１ｂおよびＹ軸モータ４２ｂなどを生産プログラムに従って制御することにより、ヘッドユニット３により基板Ｐに部品Ｅを実装させる制御を行うように構成されている。
【００３４】
機械状態監視部９は、基板作業装置１００における軸部４の摩耗劣化の状態を監視する。機械状態監視部９は、軸部４の摩耗劣化の状態を監視するためのセンサ９１と、センサ９１から送信された信号を処理する信号処理部９２とを含んでいる。センサ９１は、たとえば、音センサ、温度センサ、振動センサ、ひずみセンサなどのセンサを含んでいる。センサ９１は、たとえば、軸部４の音の検知結果、軸部４の温度の検知結果、軸部４の振動の検知結果、軸部４のひずみの検知結果などを信号処理部９２に送信する。信号処理部９２は、マイクロコンピュータなどのプロセッサを含んでおり、センサ９１から送信された信号に基づいて、軸部４の異常を判断する処理を行う。また、信号処理部９２は、軸部４の異常の判断結果に応じた信号を制御部８に送信する。
【００３５】
（軸部の摩耗劣化時の制御に関する構成）
ここで、軸部４のボールねじ軸４１ａやガイドレール４２ａでは、ヘッドユニット３の移動に伴って摺動が発生するために摩耗劣化が発生する。また、軸部４のボールねじ軸４１ａやガイドレール４２ａが摩耗劣化した場合、摩耗劣化した軸部４のボールねじ軸４１ａやガイドレール４２ａに適した値にサーボモータ４３（Ｘ軸モータ４１ｂおよびＹ軸モータ４２ｂ）の制御ゲイン４６が設定されていないと、図５に示すように、発振が発生するために、サーボモータ４３に異音や振動が発生する。
【００３６】
そこで、本実施形態では、制御部８は、軸部４の摩耗劣化に関する情報に基づいて、サーボモータ４３の制御ゲイン４６を設定する制御を行うように構成されている。図６に示すように、軸部４の摩耗劣化に関する情報は、複数種類（４種類）の軸部４の摩耗劣化に関する情報を含んでいる。具体的には、軸部４の摩耗劣化に関する情報は、サーボモータ４３の実効負荷率に関する情報、サーボモータ４３のアラームの発生頻度に関する情報、サーボモータ４３の累積移動距離に関する情報、および、機械状態監視部９からの信号に関する情報を含んでいる。サーボモータ４３の実効負荷率に関する情報は、サーボモータ４３の実効負荷率の情報を含んでいる。サーボモータ４３のアラームの発生頻度に関する情報は、過負荷および過速度によるサーボモータ４３のアラームの発生頻度の情報を含んでいる。サーボモータ４３の累積移動距離に関する情報は、サーボモータ４３の累積移動距離の情報を含んでいる。機械状態監視部９からの信号に関する情報は、機械状態監視部９からの信号の値（デジタル値）の情報を含んでいる。
【００３７】
まず、制御部８は、複数種類の軸部４の摩耗劣化に関する情報に基づいて、軸部４の摩耗劣化の状態を判断する制御を行うように構成されている。具体的には、制御部８は、複数種類の軸部４の摩耗劣化に関する情報の各々について、軸部４の摩耗劣化の状態を判断する制御を行うように構成されている。この際、制御部８は、予め決められたしきい値に基づいて、軸部４の摩耗劣化の状態を段階的に判断する制御を行うように構成されている。制御部８は、複数種類の軸部４の摩耗劣化に関する情報の各々による軸部４の摩耗劣化の状態のうち、最も摩耗劣化の程度が大きい軸部４の摩耗劣化の状態を、現在の軸部４の摩耗劣化の状態であると判断する制御を行うように構成されている。
【００３８】
図６に示す例では、制御部８は、複数種類の軸部４の摩耗劣化に関する情報の各々について、軸部４の摩耗劣化の状態を４段階で判断している。４段階の軸部４の摩耗劣化の状態は、摩耗劣化「なし」の状態と、摩耗劣化「小」の状態と、摩耗劣化「中」の状態と、摩耗劣化「大」の状態とを含んでいる。なお、摩耗劣化「なし」の状態とは、摩耗劣化が全くない状態だけでなく、摩耗劣化があったとしても無視できるほどに小さい状態を含んでいる。
【００３９】
図６に示す例では、制御部８は、サーボモータ４３の実効負荷率に関する情報に基づいて、軸部４の摩耗劣化の状態が、摩耗劣化「小」の状態であると判断している。また、制御部８は、サーボモータ４３のアラームの発生頻度に関する情報に基づいて、軸部４の摩耗劣化の状態が、摩耗劣化「なし」の状態であると判断している。また、制御部８は、サーボモータ４３の累積移動距離に関する情報に基づいて、軸部４の摩耗劣化の状態が、摩耗劣化「中」の状態であると判断している。また、制御部８は、機械状態監視部９からの信号に関する情報に基づいて、軸部４の摩耗劣化の状態が、摩耗劣化「なし」の状態であると判断している。この場合、制御部８は、複数種類の軸部４の摩耗劣化に関する情報の各々による軸部４の摩耗劣化の状態のうち、最も摩耗劣化の程度が大きい軸部４の摩耗劣化の状態である、摩耗劣化「中」の状態を、現在の軸部４の摩耗劣化の状態であると判断する。
【００４０】
そして、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、制御部８は、軸部４の摩耗劣化に関する情報に基づいて判断された軸部４の摩耗劣化の状態に応じて、値が徐々に小さくなるように、サーボモータ４３の制御ゲイン４６を段階的に設定する制御を行うように構成されている。この際、制御部８は、複数種類の軸部４の摩耗劣化に関する情報の各々による軸部４の摩耗劣化の状態のうち、最も摩耗劣化の程度が大きい軸部４の摩耗劣化の状態に基づいて、サーボモータ４３の制御ゲイン４６を設定する制御を行うように構成されている。また、制御部８は、サーボモータ４３の制御ゲイン４６である位置制御ゲインＫdおよび速度制御ゲインＫpの２つの制御ゲインを設定する制御を行うように構成されている。なお、上記した軸部４の摩耗劣化の状態の判断と、制御ゲイン４６の設定とは、Ｘ軸モータ４１ｂとＹ軸モータ４２ｂとの各々について個別に行われる。
【００４１】
ここで、上記のように、軸部４の摩耗劣化に応じてサーボモータ４３の制御ゲイン４６を変更した場合、制御ゲイン４６の変更に起因してサーボモータ４３の応答性が変化するため、応答性が変化したサーボモータ４３により駆動される軸部４の動特性が変化する。その結果、図３（Ａ）に示す吸着動作Ｃ、および、図３（Ｂ）に示す実装動作Ｄを実装ヘッド３１が行う際、単に通常時の下降開始タイミングＴ（図３参照）において実装ヘッド３１を下降させるだけでは、実装ヘッド３１を目標位置（実装位置Ｂ２または吸着位置Ｂ１）に正確に下降させることができない。
【００４２】
そこで、本実施形態では、制御部８は、軸部４の摩耗劣化に関する情報に基づいて、サーボモータ４３の制御ゲイン４６を設定するとともに、設定されたサーボモータ４３の制御ゲイン４６に対応するように、図３（Ａ）に示す吸着動作Ｃを行う際、または、図３（Ｂ）に示す実装動作Ｄを行う際の、実装ヘッド３１の下降開始タイミングＴを設定する制御を行うように構成されている。すなわち、制御部８は、軸部４の摩耗劣化の状態に応じて、図３（Ａ）に示す吸着動作Ｃを行う際、または、図３（Ｂ）に示す実装動作Ｄを行う際の、実装ヘッド３１の下降開始タイミングＴを段階的に設定する制御を行うように構成されている。実装ヘッド３１の下降開始タイミングＴの設定は、通常時（軸部４の摩耗劣化がない状態）の実装ヘッド３１の下降開始タイミングＴに予め決められた遅延時間をタイマにより設定することにより行われる。また、実装ヘッド３１の下降開始タイミングＴの遅延時間の設定は、制御ゲイン４６の設定と同様に、Ｘ軸モータ４１ｂとＹ軸モータ４２ｂとの各々について個別に行われる。
【００４３】
ここで、図８を参照して、実装ヘッド３１の下降開始タイミングＴについて説明する。図８に示すように、基板作業装置１００では、Ｘ方向とＹ方向との両方において、実装ヘッド３１の下降開始可能位置が設定されている。また、実装ヘッド３１の下降開始タイミングＴは、実装ヘッド３１が、Ｘ方向の下降開始可能位置と、Ｙ方向の下降開始可能位置との両方を通過したタイミングとして設定されている。すなわち、実装ヘッド３１の下降開始タイミングは、実装ヘッド３１が、Ｘ方向の下降開始可能位置と、Ｙ方向の下降開始可能位置とのうち、いずれか遅い方を通過したタイミングとして設定されている。この点は、Ｘ軸モータ４１ｂとＹ軸モータ４２ｂとの各々について（Ｘ方向とＹ方向との各々について）、実装ヘッド３１の下降開始タイミングＴの遅延時間の設定が行われた場合も同様である。すなわち、遅延時間が設定された場合、実装ヘッド３１の下降開始タイミングＴは、実装ヘッド３１が、遅延時間が設定されたＸ方向の下降開始可能位置と、遅延時間が設定されたＹ方向の下降開始可能位置とのうち、いずれか遅い方を通過したタイミングとして設定される。
【００４４】
また、本実施形態では、図９に示すように、制御部８は、軸部４の摩耗劣化に関する情報に基づいて判断された軸部４の摩耗劣化の状態を、ユーザに通知するユーザ通知部８１（図２参照）を含んでいる。制御部８は、各種のプログラム（ソフトウェア）を実行することにより、ユーザ通知部８１として機能する。すなわち、図２では、ユーザ通知部８１は、ソフトウェア的な機能ブロックとして図示されている。制御部８は、ユーザ通知部８１により、軸部４の摩耗劣化に関する情報に基づいて判断された軸部４の摩耗劣化の状態を、ユーザに通知する制御を行うように構成されている。制御部８は、ユーザ通知部８１を用いて、たとえば、表示部７に表示することにより、軸部４の摩耗劣化の状態を、ユーザに通知する制御を行う。なお、軸部４の摩耗劣化の状態の通知は、軸部４の摩耗劣化の程度によらずに行われてもよい。すなわち、図６に示す例であれば、摩耗劣化「なし」の状態、摩耗劣化「小」の状態、摩耗劣化「中」の状態、および、摩耗劣化「大」の状態のいずれの状態であっても、軸部４の摩耗劣化の状態の通知が行われてもよい。あるいは、軸部４の摩耗劣化の状態の通知は、軸部４の摩耗劣化の程度が予め決められた程度以上の場合に行われてもよい。たとえば、図６に示す例であれば、摩耗劣化「なし」の状態の場合、軸部４の摩耗劣化の状態の通知が行われず、摩耗劣化「小」の状態、摩耗劣化「中」の状態、および、摩耗劣化「大」の状態の場合、摩耗劣化の状態の通知が行われてもよい。
【００４５】
（制御ゲイン設定処理）
次に、図１０を参照して、本実施形態の基板作業装置１００による制御ゲイン設定処理をフローチャートに基づいて説明する。フローチャートの各処理は、制御部８により行われる。また、制御ゲイン設定処理は、たとえば、基板Ｐの生産開始時に行われる。また、基板Ｐの生産開始時に行う場合、制御ゲイン設定処理は、最初の基板Ｐの取り込み待ちの間に行われる。
【００４６】
図１０に示すように、まず、ステップＳ１において、軸部４の摩耗劣化に関する情報の取得が行われる。すなわち、ステップＳ１では、サーボモータ４３の実効負荷率に関する情報、サーボモータ４３のアラームの発生頻度に関する情報、サーボモータ４３の累積移動距離に関する情報、および、機械状態監視部９からの信号に関する情報の４種類の情報の取得が行われる。
【００４７】
そして、ステップＳ２において、軸部４の摩耗劣化の状態の判断が行われる。すなわち、ステップＳ２では、サーボモータ４３の実効負荷率に関する情報、サーボモータ４３のアラームの発生頻度に関する情報、サーボモータ４３の累積移動距離に関する情報、および、機械状態監視部９からの信号に関する情報の各々について、軸部４の摩耗劣化の状態の判断が行われる。
【００４８】
そして、ステップＳ３において、サーボモータ４３の制御ゲイン４６の設定と、実装ヘッド３１の下降開始タイミングＴの設定とが行われる。
【００４９】
そして、ステップＳ４において、軸部４の摩耗劣化の状態のユーザへの通知が行われる。その後、制御ゲイン設定処理が終了される。なお、ステップＳ３およびＳ４の処理は、順番が逆であってもよいし、互いに並行して行われてもよい。
【００５０】
（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００５１】
本実施形態では、上記のように、被駆動部である軸部４の摩耗劣化に関する情報に基づいて、サーボモータ４３の制御ゲイン４６を設定する制御を行う制御部８を設ける。これにより、被駆動部である軸部４が摩耗劣化した場合、摩耗劣化した被駆動部である軸部４に適した値にサーボモータ４３の制御ゲイン４６を設定することができるので、制御ゲイン４６が摩耗劣化した被駆動部である軸部４に適していないことに起因してサーボモータ４３に異音や振動が発生することを抑制することができる。その結果、被駆動部である軸部４が摩耗劣化したことに起因してサーボモータ４３に異音や振動が発生することを抑制することができる。また、サーボモータ４３の制御ゲイン４６を制御部８により設定することができるので、サーボモータ４３の制御ゲイン４６を作業者が手動により設定する必要がなく、被駆動部である軸部４の摩耗劣化時のサーボモータ４３の制御ゲイン４６の作業者による設定の手間を省くことができる。
【００５２】
また、本実施形態では、上記のように、制御部８を、被駆動部である軸部４の摩耗劣化に関する情報に基づく被駆動部である軸部４の摩耗劣化の状態に応じて、サーボモータ４３の制御ゲイン４６を段階的に設定する制御を行うように構成する。これにより、被駆動部である軸部４の摩耗劣化の状態に応じて摩耗劣化した被駆動部である軸部４により適した値にサーボモータ４３の制御ゲイン４６を設定することができるので、制御ゲイン４６が摩耗劣化した被駆動部である軸部４に適していないことに起因してサーボモータ４３に異音や振動が発生することをより抑制することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、上記のように、制御部８を、複数種類の被駆動部である軸部４の摩耗劣化に関する情報に基づいて、被駆動部である軸部４の摩耗劣化の状態を判断する制御を行うように構成する。これにより、１つの種類の被駆動部である軸部４の摩耗劣化に関する情報に基づいて、被駆動部である軸部４の摩耗劣化の状態を判断する場合に比べて、被駆動部である軸部４の摩耗劣化の状態をより精度良く判断することができる。その結果、精度良く判断された被駆動部である軸部４の摩耗劣化の状態に応じて、摩耗劣化した被駆動部である軸部４により一層適した値にサーボモータ４３の制御ゲイン４６を設定することができる。
【００５４】
また、本実施形態では、上記のように、制御部８を、複数種類の被駆動部である軸部４の摩耗劣化に関する情報の各々による被駆動部である軸部４の摩耗劣化の状態のうち、最も摩耗劣化の程度が大きい被駆動部である軸部４の摩耗劣化の状態に基づいて、サーボモータ４３の制御ゲイン４６を設定する制御を行うように構成する。これにより、複数種類の被駆動部である軸部４の摩耗劣化に関する情報に基づいて、被駆動部である軸部４の摩耗劣化の状態を簡単かつ精度良く判断することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、上記のように、被駆動部である軸部４の摩耗劣化に関する情報を、サーボモータ４３の実効負荷率に関する情報、サーボモータ４３のアラームの頻度に関する情報、サーボモータ４３の累積移動距離に関する情報、および、機械状態監視部９からの信号に関する情報を含むように構成する。これにより、サーボモータ４３の実効負荷率に関する情報、サーボモータ４３のアラームの頻度に関する情報、サーボモータ４３の累積移動距離に関する情報、および、機械状態監視部９からの信号に関する情報を含む摩耗劣化に関する情報に基づいて、サーボモータ４３の制御ゲイン４６を容易に設定することができる。
【００５６】
また、本実施形態では、上記のように、基板作業装置１００を、基板Ｐに部品Ｅを実装する実装ヘッド３１を備えるように構成する。また、被駆動部を、実装ヘッド３１を水平方向に移動させるための軸部４であるように構成する。また、制御部８を、被駆動部である軸部４の摩耗劣化に関する情報に基づいて、サーボモータ４３の制御ゲイン４６を設定する制御を行うように構成する。これにより、被駆動部が、実装ヘッド３１の高速移動が要求されるために摩耗劣化が発生しやすい軸部４である場合に、制御ゲイン４６が摩耗劣化した被駆動部である軸部４に適していないことに起因してサーボモータ４３に異音や振動が発生することを抑制することができる。
【００５７】
また、本実施形態では、上記のように、実装ヘッド３１を、基板Ｐに部品Ｅを実装する場合、被駆動部である軸部４により水平方向に移動されつつ、基板Ｐにおける部品Ｅの実装位置Ｂ２に向かって下降される第１動作Ｄ（図３（Ｂ）に示す動作）、および、部品供給装置１１から部品Ｅを吸着する場合、被駆動部である軸部４により水平方向に移動されつつ、部品供給装置１１における部品Ｅの吸着位置Ｂ１に向かって下降される第２動作Ｃ（図３（Ａ）に示す動作）を行うように構成する。また、制御部８を、被駆動部である軸部４の摩耗劣化に関する情報に基づいて、サーボモータ４３の制御ゲイン４６を設定するとともに、設定されたサーボモータ４３の制御ゲイン４６に対応するように、第１動作Ｄを行う際、または、第２動作Ｃを行う際の、実装ヘッド３１の下降開始タイミングＴを設定する制御を行うように構成する。これにより、変更された制御ゲイン４６に適したタイミングに下降開始タイミングＴを設定することができる。その結果、制御ゲイン４６の変更に起因してサーボモータ４３の応答性が変化した場合にも、実装ヘッド３１を目標位置（実装位置Ｂ２または吸着位置Ｂ１）に正確に下降させることができる。
【００５８】
また、本実施形態では、上記のように、制御部８を、被駆動部である軸部４の摩耗劣化に関する情報に基づく被駆動部である軸部４の摩耗劣化の状態をユーザに通知するユーザ通知部８１を含むように構成する。これにより、ユーザが被駆動部である軸部４の摩耗劣化の状態を確認することができる。その結果、被駆動部である軸部４の摩耗劣化の程度が過度に大きくなる前に、被駆動部である軸部４の保守点検を行ったり、基板作業装置１００の買い替えや被駆動部である軸部４の部品の買い替えなどの買い替え計画を立てたりすることができる。
【００５９】
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。
【００６０】
たとえば、上記実施形態では、部品実装装置である基板作業装置に本発明が適用される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、摩耗劣化が発生する被駆動部を備える基板作業装置であれば、部品実装装置以外の基板作業装置に適用されてもよい。たとえば、本発明は、実装ラインを構成する印刷装置、塗布装置、検査装置などの基板作業装置に適用されてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、サーボモータにより駆動される被駆動部が、実装ヘッドを水平方向に移動させるための軸部である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、サーボモータにより駆動される被駆動部が、実装ヘッドを水平方向に移動させるための軸部以外であってもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、Ｘ軸モータが、回転モータであり、Ｙ軸モータが、リニアモータである例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ｘ軸モータが、リニアモータであってもよいし、Ｙ軸モータが、回転モータであってもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、被駆動部である軸部の摩耗劣化の状態に応じて、サーボモータの制御ゲインが段階的に設定される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、被駆動部の摩耗劣化の状態に応じて、サーボモータの制御ゲインが必ずしも段階的に設定されなくてもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、被駆動部である軸部の摩耗劣化に関する情報が、サーボモータの実効負荷率に関する情報、サーボモータのアラームの発生頻度に関する情報、サーボモータの累積移動距離に関する情報、および、機械状態監視部からの信号に関する情報を含んでいる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、被駆動部である軸部の摩耗劣化に関する情報が、サーボモータの実効負荷率に関する情報、サーボモータのアラームの発生頻度に関する情報、サーボモータの累積移動距離に関する情報、および、機械状態監視部からの信号に関する情報のうちの一部のみを含んでいてもよい。また、被駆動部である軸部の摩耗劣化に関する情報が、サーボモータの実効負荷率に関する情報、サーボモータのアラームの発生頻度に関する情報、サーボモータの累積移動距離に関する情報、および、機械状態監視部からの信号に関する情報以外の情報を含んでいてもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、４種類の被駆動部である軸部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、被駆動部である軸部の摩耗劣化の状態が判断される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、１種類の被駆動部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、被駆動部の摩耗劣化の状態が判断されてもよいし、４種類以外の複数種類の被駆動部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、被駆動部の摩耗劣化の状態が判断されてもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、複数種類の被駆動部である軸部の摩耗劣化に関する情報の各々による被駆動部である軸部の摩耗劣化の状態のうち、最も摩耗劣化の程度が大きい被駆動部である軸部の摩耗劣化の状態に基づいて、サーボモータの制御ゲインが設定される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、複数種類の被駆動部である軸部の摩耗劣化に関する情報の各々による被駆動部である軸部の摩耗劣化の状態の組み合わせに基づいて、サーボモータの制御ゲインが設定されてもよい。この場合、たとえば、複数種類の被駆動部の摩耗劣化に関する情報の各々による被駆動部の摩耗劣化の状態の平均の状態に基づいて、サーボモータの制御ゲインを設定することができる。また、たとえば、複数種類の被駆動部の摩耗劣化に関する情報の各々による被駆動部の摩耗劣化の状態のうち、最も数が多い状態に基づいて、サーボモータの制御ゲインを設定することができる。
【００６７】
また、上記実施形態では、実装ヘッドが、図３（Ａ）に示す動作と、図３（Ｂ）に示す動作との両方を行うように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、実装ヘッドが、図３（Ａ）に示す動作と、図３（Ｂ）に示す動作とのうちのいずれか一方のみを行うように構成されていてもよい。また、実装ヘッドが、図３（Ａ）に示す動作と、図３（Ｂ）に示す動作との両方を行わないように構成されていてもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、被駆動部である軸部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、サーボモータの制御ゲインと、実装ヘッドの下降開始タイミングとが設定される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、被駆動部である軸部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、サーボモータの制御ゲインが設定されれば、必ずしも被駆動部である軸部の摩耗劣化に関する情報に基づいて、実装ヘッドの下降開始タイミングが設定されなくてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、被駆動部である軸部の摩耗劣化の状態が、ユーザに通知される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、被駆動部である軸部の摩耗劣化の状態が、必ずしもユーザに通知されなくてもよい。
【００７０】
また、上記実施形態では、説明の便宜上、制御部の処理動作を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の処理動作を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。
【符号の説明】
【００７１】
４  軸部（被駆動部）
８  制御部
９  機械状態監視部
１１  部品供給装置
３１  実装ヘッド
４１ｂ  Ｘ軸モータ（サーボモータ）
４２ｂ  Ｙ軸モータ（サーボモータ）
４３  サーボモータ
４６  制御ゲイン
８１  ユーザ通知部
１００  基板作業装置
Ｂ１  吸着位置
Ｂ２  実装位置
Ｃ  吸着動作（第２動作）
Ｄ  実装動作（第１動作）
Ｅ  部品
Ｐ  基板
【図１】
2020129620.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020129620.tif 000008
【図７】
2020129620.tif 000009
【図８】
2020129620.tif 000010
【図９】
2020129620.tif 000011
【図１０】
2020129620.tif 000012