(57)【要約】【課題】作業効率を低下させずに、回転ヘッドのインデックス回転を制御可能な、部品実装装置、部品実装装置の制御方法およびプログラムを提供する。【解決手段】回転軸から偏心して取付けられた吸着ノズル１１を有する回転ヘッド１０を備えた部品実装装置において、回転ヘッドの平面上での移動を制御するために、回転ヘッドの移動速度を制御するための第１の指令ｄ４を生成し（Ｓ１１）、回転ヘッドの平面上でのインデックス回転を制御するために、回転ヘッドの回転速度を制御するための第２の指令ｄ４を生成し（Ｓ１３）、第１の指令から回転ヘッドの移動加速度相当値ｄ１５を算出し（Ｓ１５）、移動加速度相当値から回転ヘッドの回転速度Ｖｒを抑制するための抑制係数Ｋｉを算出し（Ｓ１７）、第２の指令に抑制係数を乗算した第３の指令ｄ１７を生成し（Ｓ１９）、第３の指令を用いて回転ヘッドの平面上でのインデックス回転を制御する（Ｓ２１）。【選択図】図９
2011134914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸から偏心して取付けられた吸着ノズルを有する回転ヘッドと、
前記回転ヘッドの移動速度を制御するための第１の指令を生成し、前記第１の指令を用いて前記回転ヘッドの平面上での移動を制御する移動制御部と、
前記移動制御部から入力される前記第１の指令から、前記回転ヘッドの移動加速度または移動加速度相当値を算出し、前記移動加速度または前記移動加速度相当値から前記回転ヘッドの回転速度を抑制するための抑制係数を算出する抑制係数算出部と、
前記回転ヘッドの回転速度を制御するための第２の指令を生成し、前記第２の指令に前記抑制係数算出部から入力される前記抑制係数を乗算した前記第３の指令を生成し、前記第３の指令を用いて前記回転ヘッドの前記平面上でのインデックス回転を制御する回転制御部と
を備える部品実装装置。
【請求項２】
前記移動制御部は、前記平面上の第１方向で移動する前記回転ヘッドの移動速度を制御するための第１の副指令を生成し、前記第１の副指令を用いて前記第１方向での前記回転ヘッドの移動を制御するとともに、前記第１方向に交差する前記平面上の第２方向で移動する前記回転ヘッドの移動速度を制御するための第２の副指令を生成し、前記第２の副指令を用いて前記第２方向での前記回転ヘッドの移動を制御し、
前記抑制係数算出部は、前記移動制御部から入力される前記第１および第２の副指令から、前記第１および第２方向で合成された前記回転ヘッドの移動加速度または移動加速度相当値を算出し、前記移動加速度または前記移動加速度相当値から前記回転ヘッドの回転速度を抑制するための抑制係数を算出する、請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
前記回転制御部は、従前の制御に用いた前記第３の指令と今回の制御に用いる前記第３の指令を差分した値に基づき、次回の制御に用いる前記第２の指令を生成する、請求項１または２に記載の部品実装装置。
【請求項４】
前記抑制係数算出部は、前記移動制御部により生成された前記第１の指令と、前回の制御に用いられた前記第１の指令の差分から、前記回転ヘッドの前記移動加速度または前記移動加速度相当値を算出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項５】
前記抑制係数算出部は、前記回転ヘッドの前記移動加速度または前記移動加速度相当値をパラメータとする抑制係数算出テーブルを用いて、前記回転ヘッドの回転速度を抑制するための抑制係数を算出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項６】
前記抑制係数算出部は、前記回転ヘッドが前記平面上を移動しながらインデックス回転する場合に、前記吸着ノズルに吸着された部品に作用する力が前記吸着ノズルの吸着力未満となるように、前記回転ヘッドの回転速度を抑制するための抑制係数を算出する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項７】
回転軸から偏心して取付けられた吸着ノズルを有する回転ヘッドを備えた部品実装装置の制御方法であって、
前記回転ヘッドの平面上での移動を制御するために、前記回転ヘッドの移動速度を制御するための第１の指令を生成するステップと、
前記回転ヘッドの前記平面上でのインデックス回転を制御するために、前記回転ヘッドの回転速度を制御するための第２の指令を生成するステップと、
前記第１の指令から前記回転ヘッドの移動加速度または移動加速度相当値を算出するステップと、
前記移動加速度または前記移動加速度相当値から前記回転ヘッドの回転速度を抑制するための抑制係数を算出するステップと、
前記第２の指令に前記抑制係数を乗算した第３の指令を生成するステップと、
前記第３の指令を用いて前記回転ヘッドの前記平面上でのインデックス回転を制御するステップと
を含む部品実装装置の制御方法。
【請求項８】
回転軸から偏心して取付けられた吸着ノズルを有する回転ヘッドを備えた部品実装装置の制御方法であって、
前記回転ヘッドの平面上での移動を制御するために、前記回転ヘッドの移動速度を制御するための第１の指令を生成するステップと、
前記回転ヘッドの前記平面上でのインデックス回転を制御するために、前記回転ヘッドの回転速度を制御するための第２の指令を生成するステップと、
前記第１の指令から前記回転ヘッドの移動加速度または移動加速度相当値を算出するステップと、
前記移動加速度または前記移動加速度相当値から前記回転ヘッドの回転速度を抑制するための抑制係数を算出するステップと、
前記第２の指令に前記抑制係数を乗算した第３の指令を生成するステップと、
前記第３の指令を用いて前記回転ヘッドの前記平面上でのインデックス回転を制御するステップと
を含む部品実装装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装装置、部品実装装置の制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転軸から偏心して取付けられた吸着ノズルを有する回転ヘッドと、回転ヘッドを吸着地点と装着地点の間で移動させる移動機構を有する部品実装装置が知られている。部品実装装置では、吸着ノズルが吸着地点で部品を吸着し、移動機構が回転ヘッドを装着地点に移動させ、吸着ノズルが装着地点で、搬送機構により搬送される基板等に部品を装着する。
【０００３】
ここで、吸着ノズルに部品を吸着した状態で回転ヘッドが移動しながらインデックス回転すると、部品には、移動およびインデックス回転に伴う力が作用する。そして、この力が吸着ノズルの吸着力を超えると、部品の落下や吸着ずれが生じ、部品実装の作業効率が低下してしまう。このため、従来、移動時に作成される動作プロファイルを用いて、インデックス回転の回転速度の算出や調整を行うことで、作業効率の低下を抑制することが行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の方法では、動作プロファイルの作成後でなければインデックス回転を指示することができないので、動作指示の高速化が妨げられ、作業効率の低下を十分に抑制することができなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、作業効率を低下させずに、適切な回転速度で回転ヘッドのインデックス回転を制御可能な、部品実装装置、部品実装装置の制御方法およびプログラムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある観点によれば、回転軸から偏心して取付けられた吸着ノズルを有する回転ヘッドと、回転ヘッドの移動速度を制御するための第１の指令を生成し、第１の指令を用いて回転ヘッドの平面上での移動を制御する移動制御部と、移動制御部から入力される第１の指令から、回転ヘッドの移動加速度または移動加速度相当値を算出し、移動加速度または移動加速度相当値から回転ヘッドの回転速度を抑制するための抑制係数を算出する抑制係数算出部と、回転ヘッドの回転速度を制御するための第２の指令を生成し、第２の指令に抑制係数算出部から入力される抑制係数を乗算した第３の指令を生成し、第３の指令を用いて回転ヘッドの平面上でのインデックス回転を制御する回転制御部とを備える部品実装装置が提供される。
【０００７】
かかる構成によれば、回転ヘッドの移動速度指令から回転ヘッドの移動加速度が算出され、移動加速度から回転ヘッドの回転速度を抑制するための抑制係数が算出される。そして、回転ヘッドの回転速度指令に抑制係数を乗算した指令を用いて回転ヘッドのインデックス回転が制御される。これにより、移動加速度に応じて回転速度指令が動的に変更されるので、移動時の動作プロファイルを作成せずとも、適切な回転速度で回転ヘッドのインデックス回転を制御することができる。
【０００８】
上記移動制御部は、平面上の第１方向で移動する回転ヘッドの移動速度を制御するための第１の副指令を生成し、第１の副指令を用いて第１方向での回転ヘッドの移動を制御するとともに、第１方向に交差する平面上の第２方向で移動する回転ヘッドの移動速度を制御するための第２の副指令を生成し、第２の副指令を用いて第２方向での回転ヘッドの移動を制御し、上記抑制係数算出部は、移動制御部から入力される第１および第２の副指令から、第１および第２方向で合成された回転ヘッドの移動加速度または移動加速度相当値を算出し、移動加速度または移動加速度相当値から回転ヘッドの回転速度を抑制するための抑制係数を算出してもよい。
【０００９】
上記回転制御部は、従前の制御に用いた第３の指令と今回の制御に用いる第３の指令を差分した値に基づき、次回の制御に用いる第２の指令を生成してもよい。
【００１０】
上記抑制係数算出部は、移動制御部により生成された第１の指令と、前回の制御に用いられた第１の指令の差分から、回転ヘッドの移動加速度または移動加速度相当値を算出してもよい。
【００１１】
上記抑制係数算出部は、回転ヘッドの移動加速度または移動加速度相当値をパラメータとする抑制係数算出テーブルを用いて、回転ヘッドの回転速度を抑制するための抑制係数を算出してもよい。
【００１２】
上記抑制係数算出部は、回転ヘッドが平面上を移動しながらインデックス回転する場合に、吸着ノズルに吸着された部品に作用する力が吸着ノズルの吸着力未満となるように、回転ヘッドの回転速度を抑制するための抑制係数を算出してもよい。
【００１３】
また、本発明の他の観点によれば、回転軸から偏心して取付けられた吸着ノズルを有する回転ヘッドを備えた部品実装装置の制御方法が提供される。同制御方法は、回転ヘッドの平面上での移動を制御するために、回転ヘッドの移動速度を制御するための第１の指令を生成するステップと、回転ヘッドの平面上でのインデックス回転を制御するために、回転ヘッドの回転速度を制御するための第２の指令を生成するステップと、第１の指令から回転ヘッドの移動加速度または移動加速度相当値を算出するステップと、移動加速度または移動加速度相当値から回転ヘッドの回転速度を抑制するための抑制係数を算出するステップと、第２の指令に抑制係数を乗算した第３の指令を生成するステップと、第３の指令を用いて回転ヘッドの平面上でのインデックス回転を制御するステップとを含む。
【００１４】
本発明のさらに他の観点によれば、上記部品実装装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。ここで、プログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体を用いて提供されてもよく、通信手段を介して提供されてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、作業効率を低下させずに、適切な回転速度で回転ヘッドのインデックス回転を制御可能な、部品実装装置、部品実装装置の制御方法およびプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一般的な部品実装装置の概略構成を示す図である。
【図２】部品実装装置の基本的な動作を示す図である。
【図３】インデックス回転を伴う移動時に生じる加速度を示す図である。
【図４Ａ】各動作パターンで生じる加速度を説明するための図（１／４）である。
【図４Ｂ】各動作パターンで生じる加速度を説明するための図（２／４）である。
【図４Ｃ】各動作パターンで生じる加速度を説明するための図（３／４）である。
【図４Ｄ】各動作パターンで生じる加速度を説明するための図（４／４）である。
【図５】Ｘ−Ｙ軸移動時の加速度の発生状況を示す図である。
【図６】一般的な部品実装装置の駆動制御システムを示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態に係る部品実装装置の駆動制御システムを示すブロック図である。
【図８】図７に示した駆動制御システムの部分詳細を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態に係る部品実装装置の制御方法の手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
以下では、図１〜図６を参照しながら一般的な部品実装装置とインデックス回転の制御方法について説明した後に、図７〜図９を参照しながら本発明の実施形態に係る部品実装装置およびその制御方法について説明する。
【００１９】
［１．一般的な部品実装装置とインデックス回転の制御方法］
図１には、一般的な部品実装装置の概略構成が示されている。図１に示すように、部品実装装置は、吸着ノズル１１を有する回転ヘッド１０、移動機構の一例であるＸＹロボット１２、１以上のフィーダ１３、イメージセンサ１４、搬送機構の一例であるコンベヤ１５、およびコントローラ１６を含んで構成される。
【００２０】
回転ヘッド１０は、回転軸から偏心して円周方向に取付けられた複数の吸着ノズル１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、…を有し、インデックス回転する。吸着ノズル１１は、部品Ｗを吸着・装着するために昇降自在に構成されるとともに、部品Ｗの姿勢を調整するために回転自在に構成される。
【００２１】
ＸＹロボット１２は、平行に設けられた第１および第２のＹ軸アーム１２ａ、１２ｂと、Ｙ軸アーム１２ａ、１２ｂに沿って移動自在に設けられたＸ軸アーム１２ｃからなり、Ｘ軸アーム１２ｃには回転ヘッド１０がＸ軸アーム１２ｃに沿って移動自在に支持されている。ＸＹロボット１２では、Ｙ軸アーム１２ａ、１２ｂに沿ってＸ軸アーム１２ｃが移動することで、回転ヘッド１０がＹ軸方向に移動し、Ｘ軸アーム１２ｃに沿って回転ヘッド１０が移動することで、回転ヘッド１０がＸ軸方向に移動する。
【００２２】
フィーダ１３ａ〜１３ｆは、テープフィーダやトレイフィーダからなり、各種の部品Ｗａ〜Ｗｆを回転ヘッド１０に供給する。イメージセンサ１４は、ビデオカメラ等からなり、回転ヘッド１０の移動によりイメージセンサ１４上に配置された部品Ｗの映像を認識し、吸着ノズル１１に吸着された部品Ｗの姿勢を検知する。コンベヤ１５は、部品Ｗを装着するための基板Ｂを搬送する。
【００２３】
コントローラ１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなり、ＣＰＵがＲＯＭから制御プログラムを読出してＲＡＭ上で実行することで、各部を制御する。制御プログラムは、処理対象となる基板Ｂの情報、基板Ｂに装着される部品Ｗの情報（姿勢調整のための基準位置、部品Ｗの重量等）、部品Ｗの装着順序を示す作業シーケンス情報等に従って、部品実装装置の各部を制御する。
【００２４】
図２には、部品実装装置の基本的な動作が示されている。図２に示すように、第１の動作では、基板Ｂがコンベヤ１５により所定位置に搬送される（Ｍ１）。第２の動作では、回転ヘッド１０がＸＹロボット１２により吸着地点となる所定のフィーダ１３（例えばフィーダ１３ｂ）上に移動される（Ｍ２）。フィーダ１３上では、吸着ノズル１１が昇降基準位置から部品Ｗの直上まで下降して部品Ｗ（例えば部品Ｗｂ）が吸着され、吸着ノズル１１が部品Ｗとともに昇降基準位置に復帰する。
【００２５】
第３の動作では、回転ヘッド１０がＸＹロボット１２によりイメージセンサ１４上に移動される（Ｍ３）。そして、吸着された状態の部品Ｗの姿勢が検知される。第４の動作では、回転ヘッド１０がＸＹロボット１２により装着地点となる基板Ｂ上の所定位置に移動される（Ｍ４）。基板Ｂ上では、吸着ノズル１１が昇降基準位置から基板Ｂの直上まで下降して部品Ｗが装着され、吸着ノズル１１が昇降基準位置に復帰する。
【００２６】
なお、部品Ｗの装着を行う前に、必要に応じて、イメージセンサ１４による検知結果に基づき吸着ノズル１１自体が回転されて、部品Ｗの姿勢が調整される。ここで、第１〜第４の動作では、吸着ノズル１１に部品Ｗを吸着した状態で、回転ヘッド１０がインデックス回転される場合がある。
【００２７】
図３には、インデックス回転を伴う移動時に生じる加速度Ａｘｙ、Ａｒが示されている。図３では、回転ヘッド１０が地点ＰＡから地点ＰＢに移動しながらインデックス回転する場合が想定されている。
【００２８】
この場合、吸着ノズル１１に吸着された部品Ｗには、回転ヘッド１０のＸ−Ｙ軸方向の移動によりＸ−Ｙ軸方向の合成加速度Ａｘｙが生じる。同時に、部品Ｗには、回転ヘッド１０のインデックス回転により円周接線方向の加速度Ａｒが生じる。
【００２９】
よって、部品Ｗには、移動時の加速度Ａｘｙとインデックス回転時の加速度Ａｒを合成した加速度Ａと、部品Ｗの重量の積として表される力が作用する。そして、この力が吸着ノズル１１の吸着力を超えると、部品Ｗの落下や吸着ずれが生じてしまう。
【００３０】
このため、従来、インデックス回転を伴う移動時の加速度Ａを抑制するために吸着ノズル１１の配置直径を制限したり、標準的な部品Ｗの仕様に基づいて、移動時の最大加速度Ａｍａｘやインデックス回転時の回転速度Ｖｒを一律に制限したりすることが行われてきた。しかし、いずれの制限を適用しても、インデックス回転の実施に起因して、部品実装の作業効率が低下してしまうという問題があった。
【００３１】
このため、作業効率の低下を抑制するために、以下の第１〜第３の方法を用いてインデックス回転を制御することが提案されている。
【００３２】
第１の方法は、回転ヘッド１０の動作パターンを考慮して、インデックス回転を制御するものである。これは、インデックス回転を伴う移動時の加速度Ａが特定の動作パターンで最大値となることを考慮したものである。第１の方法では、特定の動作パターンで移動時の加速度Ａｘｙを判定し、判定結果に応じて、インデックス回転時の回転速度Ｖｒが制限される。
【００３３】
移動時の加速度Ａｘｙは、制御プログラムや動作パターンに応じて変動する。しかし、以下で説明するように、インデックス回転を伴う移動時の加速度Ａが最大値となりうる動作パターンを特定することができる。
【００３４】
以下では、図４Ａ〜４Ｄを参照しながら、各動作パターンで生じる加速度について説明する。なお、図４Ａ〜４Ｄでは、複数のフィーダ１３ａ〜１３ｆがＸ軸方向に並べて配置され、フィーダ１３ａ〜１３ｆに対してコンベヤ１５がＹ軸方向に配置されている場合が想定されている。
【００３５】
・第１の動作パターン
同一フィーダ１３から部品Ｗを吸着する場合、インデックス回転のみが行われるので、インデックス回転時の加速度Ａｒのみが生じる。
【００３６】
・第２の動作パターン
複数のフィーダ１３から部品Ｗを吸着する場合、図４Ａに示すように、Ｘ軸移動とともにインデックス回転が行われるので、Ｘ軸移動時およびインデックス回転時の加速度Ａｘ、Ａｒが同時に生じる可能性がある。
【００３７】
・第３の動作パターン
吸着地点からイメージセンサ１４に移動する場合、図４Ｂに示すように、Ｘ軸移動および／またはＹ軸移動とともにインデックス回転が行われるので、Ｘ軸移動および／またはＹ軸移動時とインデックス回転時の加速度Ａｘｙ、Ａｒが同時に生じる可能性がある。この場合、移動時の加速度Ａｘｙは、移動直前の吸着地点とイメージセンサ１４の位置関係に応じて変化する。つまり、移動直前の吸着地点のＸ座標とイメージセンサ１４のＸ軸座標が略同一である場合の加速度Ａｘｙ１では、Ｘ軸方向の加速度成分が殆ど生じないが、両方のＸ座標が離れている場合の加速度Ａｘｙ２では、Ｘ軸方向の加速度成分が大きくなる。
【００３８】
・第４の動作パターン
イメージセンサ１４から装着地点に移動する場合、図４Ｃに示すように、Ｘ軸移動および／またはＹ軸移動とともにインデックス回転が行われるので、Ｘ軸および／またはＹ軸移動時およびインデックス回転時の加速度Ａｘｙ、Ａｒが同時に生じる可能性がある。この場合、移動時の加速度Ａｘｙは、第３の動作パターンと同様に、イメージセンサ１４と最初の装着地点の位置関係に応じて変化する。
【００３９】
・第５の動作パターン
複数の装着地点に部品Ｗを装着する場合、図４Ｄに示すように、Ｘ軸移動および／またはＹ軸移動とともにインデックス回転が行われるので、Ｘ軸移動および／またはＹ軸移動時とインデックス回転時の加速度Ａｘｙ、Ａｒが同時に生じる可能性がある。この場合、移動時の加速度Ａｘｙは、第３の動作パターンと同様に、前後の装着地点間の位置関係に応じて変化する。なお、装着順序は、通常、前後の装着地点間の距離が最短となるように最適化されているが、不良部品の検出等により装着順序が変更されてしまう場合がある。
【００４０】
よって、前述した第３〜第５の動作パターンでのみ、Ｘ−Ｙ軸移動とともにインデックス回転が生じる可能性がある。このため、第１の方法では、第３〜第５の動作パターンでＸ軸移動およびＹ軸移動が同一のタイミングで生じると判定された場合に、インデックス回転時の回転速度Ｖｒが制限される。
【００４１】
第２の方法は、Ｘ−Ｙ軸移動の各加速度Ａｘ、Ａｙの発生タイミングに応じて、インデックス回転を制御するものである。これは、回転ヘッド１０の動作パターンに応じては、以下で説明するように、Ｘ軸移動時の加速度ＡｘとＹ軸移動時の加速度Ａｙが互いに異なるタイミングで生じうることを考慮したものである。第２の方法では、Ｘ−Ｙ軸の移動距離から各加速度Ａｘ、Ａｙの発生するタイミングを算出し、Ｘ軸移動およびＹ軸移動の加速度Ａｘ、Ａｙが同時に発生しないタイミングでインデックス回転が行われる。
【００４２】
図５には、Ｘ−Ｙ軸移動時の加速度Ａｘ、Ａｙの発生状況が示されている。図５では、Ｘ軸方向の位置変位ΔｘとともにＸ軸移動時の加速度Ａｘが示され、Ｙ軸方向の位置変位ΔｙとともにＹ軸移動時の加速度Ａｙが示されている。
【００４３】
図５に示すように、Ｘ軸移動時とＹ軸移動時の各加速度Ａｘ、Ａｙは、互いに異なるタイミングで生じている。そして、タイミングＴでは、Ｘ軸移動時とＹ軸移動時の加速度Ａｘ、Ａｙが同時に最大となるので、合成加速度Ａｘｙが最大値となる可能性が高い。一方、タイミングＴ以外のタイミングでは、Ｘ軸移動時とＹ軸移動時の加速度Ａｘ、Ａｙが同時に最大とならないので、合成加速度Ａｘｙが最大値となる可能性が低い。このため、タイミングＴ以外のタイミングでインデックス回転を行えば、インデックス回転を伴う移動時の加速度Ａを抑制することができる。
【００４４】
第３の方法は、部品Ｗ毎の動作パラメータを用いて、インデックス回転を制御するものである。これは、一部の部品実装装置では、部品Ｗ毎に予め設定された動作パラメータを用いて、部品実装作業が行われることを考慮したものである。つまり、重い部品Ｗや脆弱な部品Ｗを適切に装着するために、インデックス回転を伴う移動時の速度や加速度を規定する動作パラメータが部品Ｗ毎に予め設定されている。第３の方法では、部品Ｗ毎の動作パラメータを用いて、作業効率が最適化されるように、部品実装作業を予めプログラミングすることで、部品Ｗに応じてインデックス回転時の回転速度Ｖｒが制限される。
【００４５】
しかし、第１および第２の方法では、Ｘ−Ｙ軸移動時の各加速度Ａｘ、Ａｙの発生を判定するために、移動時に動作プロファイルを作成しなければならない。特に、部品実装作業の高速化に伴い、数ｍ秒単位での回転ヘッド１０の駆動制御が要求される現状では、動作プロファイルの作成時間の確保に伴い、作業効率の低下を招いてしまうことになる。
【００４６】
また、第３の方法では、実際の部品実装作業では、作業過程で部品Ｗの供給切れや不良部品の検知等が行われると、部品Ｗの吸着地点や装着地点が変動してしまう。そして、所定のプログラミングに従って部品実装作業を実施できなくなり、作業効率を最適化することができなくなる場合がある。
【００４７】
図６には、一般的な部品実装装置の駆動制御システムが示されている。駆動制御システムでは、回転ヘッド１０のＸ軸移動、Ｙ軸移動およびインデックス回転が各々に独立して駆動制御される。なお、図６では、駆動制御システム中で伝達される指令等ｄ０〜ｄ１１が示されている。
【００４８】
図６に示すように、駆動制御システムは、Ｘ軸移動、Ｙ軸移動およびインデックス回転の各駆動制御系２０ａ、２０ｂ、２０ｃからなる。各駆動制御系２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、指令部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、制御部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、および駆動検出部２３ａ、２３ｂ、２３ｃからなる。ここで、指令部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、制御部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、および駆動検出部２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、例えば、プログラマブル・コントローラ（ＰＬＣ）および位置決め制御ユニット、モーションコントローラおよびサーボアンプ、サーボモータおよびエンコーダから各々に構成される。なお、各駆動制御系２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、駆動制御の対象軸が異なる以外は同一の構成を有する。よって、以下では、インデックス回転の駆動制御系２０ｃについて説明する。
【００４９】
指令部２１ｃは、コントローラ１６からの動作指示ｄ０に応じて、所定の最大速度・加速度、目的位置、現在の指令位置を考慮して位置指令ｄ１を生成する。制御部２２ｃは、指令部２１ｃからの位置指令ｄ１と駆動検出部２３ｃからの位置フィードバックｄ２を用いて、速度指令ｄ４およびトルク指令ｄ７を生成する。また、制御部２２ｃは、トルク指令ｄ７および駆動検出部２３ｃからの電流フィードバックｄ８を用いて電流指令ｄ１０を生成し、電流指令ｄ１０を駆動検出部２３ｃに入力する。駆動検出部２３ｃは、電流指令ｄ１０に基づき回転ヘッド１０のインデックス回転を駆動するとともに、位置フィードバックｄ２および電流フィードバックｄ８を制御部２２ｃに入力する。
【００５０】
指令部２１ｃでは、直前の制御サイクルの位置指令ｄ１１を考慮して位置指令ｄ１が生成される。制御部２２ｃでは、第１に、位置指令ｄ１と位置フィードバックｄ２の差分である位置偏差ｄ３が算出され、位置偏差ｄ３および変換係数Ｋｐから速度指令ｄ４が生成される。第２に、位置フィードバックｄ２と直前サイクルの位置フィードバックｄ２の差分である実速度ｄ５が算出される。第３に、速度指令ｄ４と実速度ｄ５の差分である速度偏差ｄ６が算出され、速度偏差ｄ６および変換係数Ｋｖからトルク指令ｄ７が生成される。第４に、トルク指令ｄ７と電流フィードバックｄ８の積算値ｄ９を合算して電流指令ｄ１０が生成され、駆動検出部２３ｃに入力される。これにより、駆動検出部２３ｃでは、電流指令ｄ１０に基づき回転ヘッド１０のインデックス回転が行われる。
【００５１】
ここで、一般的な部品実装装置では、移動時の最大加速度Ａｍａｘとインデックス回転時の加速度Ａｒにより部品Ｗに生じる力が吸着ノズル１１の吸着力を超えないように、コントローラ１６により動作指示ｄ０が生成され、各駆動制御系２０ａ、２０ｂ、２０ｃに伝達されていた。
【００５２】
［２．本発明の実施形態に係る部品実装装置およびその制御方法］
図７および図８には、本発明の実施形態に係る部品実装装置の駆動制御システムおよびその部分詳細が示されている。駆動制御システムでは、回転ヘッド１０のＸ軸移動およびＹ軸移動の駆動制御に同期してインデックス回転が駆動制御される。なお、図７および図８では、駆動制御システム中で伝達される指令等ｄ０〜ｄ１８が示されている。
【００５３】
図７および図８に示すように、駆動制御システムは、Ｘ軸移動、Ｙ軸移動、インデックス回転の各駆動制御系２０ａ、２０ｂ、３０および抑制係数算出部４０を有する。ここで、抑制係数算出部４０は、回転ヘッド１０のＸ−Ｙ軸方向の移動時の移動速度Ａｘｙに基づき、インデックス回転時の回転速度Ｖｒを抑制するための抑制係数Ｐｉを算出する。なお、以下では、図６に示した駆動制御システムと重複する説明は省略する。
【００５４】
Ｘ軸移動およびＹ軸移動の各駆動制御系２０ａ、２０ｂでは、回転ヘッド１０のＸ軸移動およびＹ軸移動が各々に駆動制御される。そして、制御部２２ａ、２２ｂにより生成された各速度指令ｄ４が抑制係数算出部４０に入力される。抑制係数算出部４０では、第１に、Ｘ軸移動およびＹ軸移動の各駆動制御系２０ａ、２０ｂについて、速度指令ｄ４が変換係数Ｋにより単位変換され、変換値ｄ１２と直前サイクルの変換値ｄ１２の差分である加速度相当値ｄ１３が算出され、自乗値ｄ１４が算出される。第２に、Ｘ軸移動およびＹ軸移動の各自乗値ｄ１４が合算され、合成加速度相当値ｄ１５が算出される。第３に、抑制係数算出テーブルＴｉを用いて、合成加速度相当値ｄ１５に対応する抑制係数Ｋｉが求められ、入力値ｄ１６としてインデックス回転の駆動制御系３０の制御部３２に入力される。なお、合成加速度相当値ｄ１５に代えて、合成加速度Ａｘｙに対応する抑制係数Ｋｉが求められてもよい。
【００５５】
ここで、抑制係数算出テーブルＴｉは、合成加速度相当値ｄ１５をパラメータとするテーブルであり、合成加速度相当値ｄ１５に対応する抑制係数Ｋｉを選択するために用いられる。抑制係数算出テーブルＴｉには、回転ヘッド１０のインデックス回転を伴う移動時に、吸着ノズル１１に吸着された部品Ｗに作用する力が吸着ノズル１１の吸着力未満となるように、回転ヘッド１０の回転速度Ｖｒを抑制するように抑制係数Ｋｉが設定されている。なお、抑制係数算出テーブルＴｋは、合成加速度相当値ｄ１５とともに部品Ｗの重量をパラメータとしてもよい。
【００５６】
一方、インデックス回転の駆動制御系３０では、Ｘ軸移動およびＹ軸移動の駆動制御に同期してインデックス回転が駆動制御される。制御部３２では、位置偏差ｄ３および変換係数Ｋｐから算出された速度指令ｄ４に抑制係数Ｋｉが乗算され、速度指令ｄ４が動的に変更される。そして、変更後の速度指令ｄ１７と実速度ｄ５の差分である速度偏差ｄ６が算出され、速度偏差ｄ６および係数Ｋｖからトルク指令ｄ７が生成される。そして、トルク指令ｄ７と電流フィードバックｄ８の積算値ｄ９を合算して電流指令ｄ１０が生成され、駆動検出部３３に入力される。これにより、駆動検出部３３では、電流指令ｄ１０に基づき回転ヘッド１０のインデックス回転が行われる。
【００５７】
また、直前サイクルの変更後の速度指令ｄ１７と現サイクルの変更後の速度指令ｄ１７の差分値ｄ１８が算出され、差分値ｄ１８および次回サイクルの動作指示ｄ０から次回サイクルの位置指令ｄ１が生成される。これは、速度指令ｄ１７の速度が抑制されているので、指令部３１からの位置指令ｄ１０で指定される位置の手前までしかインデックス回転が行われなくなることを考慮したものである。よって、次回サイクルで位置指令ｄ１を適切に算出するために、抑制された速度値による移動量に基づき、位置指令ｄ１が生成される。
【００５８】
図９には、本発明の実施形態に係る部品実装装置の制御方法の手順が示されている。図９に示すように、Ｘ軸移動およびＹ軸移動の駆動制御系２０ａ、２０ｂでは、回転ヘッド１０の平面上での移動を駆動制御するために、回転ヘッド１０の移動速度を制御するための第１の指令（速度指令ｄ４）が生成される（ステップＳ１１）。一方、インデックス回転の駆動制御系３０では、回転ヘッド１０の平面上でのインデックス回転を駆動制御するために、回転ヘッド１０の回転速度Ｖｒを制御するための第２の指令（速度指令ｄ４）が生成される（Ｓ１３）。
【００５９】
つぎに、抑制係数算出部では、第１の指令から回転ヘッド１０の移動加速度（または移動加速度相当値ｄ１５）が算出され（Ｓ１５）、移動加速度（または移動加速度相当値ｄ１５）から回転ヘッド１０の回転速度Ｖｒを抑制するための抑制係数Ｋｉが算出される（Ｓ１７）。
【００６０】
そして、インデックス回転の駆動制御系３０では、第２の指令に抑制係数Ｋｉを乗算した第３の指令（動的に変更された速度指令ｄ１７）が生成され（Ｓ１９）、第３の指令を用いて回転ヘッド１０の平面上でのインデックス回転が駆動制御される（Ｓ２１）。
【００６１】
［３．まとめ］
以上説明したように、本発明の実施形態に係る部品実装装置およびその制御方法によれば、回転ヘッド１０の移動速度指令ｄ４から回転ヘッド１０の移動加速度相当値ｄ１５が算出され、移動加速度相当値ｄ１５から回転ヘッド１０の回転速度Ｖｒを抑制するための抑制係数Ｋｉが算出される。そして、回転ヘッド１０の回転速度指令ｄ４に抑制係数Ｋｉを乗算して得られる変更後の速度指令ｄ１６を用いて回転ヘッド１０のインデックス回転が制御される。これにより、移動加速度相当値ｄ１５に応じて回転速度指令ｄ４が動的に変更されるので、移動時の動作プロファイルの作成等により作業効率を低下させずに、適切な回転速度Ｖｒで回転ヘッド１０のインデックス回転を制御することができる。
【００６２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６３】
例えば、上記説明では、Ｘ軸の加速度ＡｘおよびＹ軸移動の加速度Ａｙを合成した移動時の加速度Ａｘｙを用いてインデックス回転の回転速度Ｖｒを抑制する場合について説明した。しかし、Ｘ軸の加速度ＡｘまたはＹ軸移動の加速度Ａｙを移動時の加速度としてインデックス回転の回転速度Ｖｒを抑制してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０    ヘッド
１１    吸着ノズル
１２    ＸＹロボット
１３、１３ａ〜１３ｆ    フィーダ
１４    イメージセンサ
１５    コンベヤ
１６    コントローラ
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ    Ｘ軸移動、Ｙ軸移動、インデックス回転の各駆動制御系
３０    インデックス回転の駆動制御系
２１ａ〜２１ｃ、３１    各駆動制御系の指令部
２２ａ〜２２ｃ、３２    各駆動制御系の制御部
２３ａ〜２３ｃ、３３    各駆動制御系の駆動検出部
４０    抑制係数算出部
Ｗ、Ｗａ〜Ｗｆ    部品
Ｂ    基板
Ａｘ    Ｘ軸移動時の加速度
Ａｙ    Ｙ軸移動時の加速度
Ａｘｙ    Ｘ−Ｙ軸移動時の合成加速度
Ａｒ    インデックス回転時の加速度
Ａ    インデックス回転を伴う移動時の加速度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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