(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、動作中の進行方向に対する振動を抑えために十分な加加速度が指令を出すことができなくても、制御時間を短くすることが可能なダイボンダおよび半導体製造方法を提供することある。【解決手段】本発明は、行方向に対する振動に大きく影響する加加速度データからの加速度、速度、位置の各指令波形を生成し、位置偏差量に応じて、常に加加速度制限しながら今後の各指令波形を再生成し、各指令波形のうち制御指令波形の目標値になるように制御指令値を補正して、リアルタイムで実位置を制御し、これにより高速でモータが動作する際の進行方向に対する振動や偏差を抑え、制御時間短縮を実現する。【選択図】図１
2015173551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加加速度、加速度、速度、および位置の振幅値である目標値を入力し、始動位置から目標位置までのそれぞれの理想的な加加速度指令波形、加速度指令波形、速度指令波形および位置指令波形を生成する理想波形生成部と、
サーボモータの回転に基づいて得られる被駆動体の実位置と、前記理想位置指令波形の位置指令値との位置偏差を検出する位置偏差検出部と、
サンプリングの間隔毎に前記位置偏差に基づいて、前記加速度、前記速度、および前記位置の指令波形のうち制御指令波形を形成する制御指令値を再生成し制御指令再生成値を得る指令波形再生成部と、
再生成された前記制御指令値をサーボアンプに入力し、前記被駆動体を前記目標位置に制御して、ダイをワークに実装するダイボンダであって、
前記制御指令値を前記サーボアンプに入力して得られる前記被駆動体の実速度の振幅値が、前記制御指令波形の前記目標値に近づくようにする制御補正指令値で前記制御指令値を補正する制御指令補正部を有し、
補正された前記制御指令値で前記被駆動体を制御する、
ことを特徴とするダイボンダ。
【請求項２】
請求項１に記載のダイボンダであって、
前記制御指令補正値は、前記指令波形生成部と前記サーボアンプとの間に設けられている、
ことを特徴とするダイボンダ。
【請求項３】
請求項１に記載のダイボンダであって、
前記理想的な加加速度指令波形と同一パターンを有し、前記位置偏差に基づいて得られる加加速度加算波形と、前記加加速度加算波形に基づいて得られる前記制御指令波形の制御指令加算波形と、を定める加算波形生成部を有し、
前記指令波形再生成部は、前記制御指令加算波形の複数の加算データと前回及び前々回の前記サンプリングの時点で得られた前記複数と同数の前記制御指令値とを加算し、該制御指令値を再生成する加算器とを有し、
前記制御指令補正部は、前記加算データを補正するために前記加算器の前段に設けられた、
ことを特徴とするダイボンダ。
【請求項４】
請求項１に記載のダイボンダであって、
前記理想波形生成部から理想的な前記加加速度指令波形、前記加速度指令波形、前記速度指令波形および前記位置指令波形を取り込み、前記指令波形生成部で得られた前記制御指令再生成値を取り込み前記サーボアンプに出力する指令波形入出力部と、
前記理想的な加加速度指令波形と同一パターンを有し、前記位置偏差に基づいて得られる加加速度加算波形と、前記加加速度加算波形に基づいて得られる前記制御指令波形の制御指令加算波形と、を定める加算波形生成部を有し、
前記制御指令補正部は、前記指令波形入出力部内に設けられ前記制御指令波形を補正し補正制御指令値を得る補正指令波形部と、前記加算波形生成部内に設けられ前記制御指令加算波形を補正し補正制御加算波形を得る補正制御加算波形生成部と、を有し、
前記指令波形再生成部は、前記補正制御加算波形を形成する複数の加算データと、前記前記複数と同数の前記補正制御指令値である前記制御指令値を加算し、再生成された前記制御指令値である前記制御指令再生成値を得る、
ことを特徴とするダイボンダ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のダイボンダにおいて、
前記制御指令補正値は、各前記目標値に基づいて前記始動位置叉は他の始動位置から前記目標位置叉は一定距離の位置まで得られた前記制御指令波形を、前記サーボアンプに順次入力して前記サーボモータを制御し、前記サーボモータの一連の速度から前記制御指令波形の前記目標値に対する第１の実速度を得て、前記実速度に対する前記制御指令波形の前記目標値の第１の比として得られる第１の制御指令補正値である、
ことを特徴とするダイボンダ。
【請求項６】
請求項５記載のダイボンダにおいて、
前記制御指令補正値は、前記目標位置叉は前記一定距離の位置から前記始動位置叉は前記他の始動位置までに対して前記第１の実速度を得るための処理と同様な処理を行い得られた第２の実速度の第２の比を得て、前記第１の比と前記第２の比の平均値として得られる第２の制御指令補正値である、
ことを特徴とするダイボンダ。
【請求項７】
請求項６記載のダイボンダにおいて、
前記制御指令補正値は、前記制御指令波形の前記目標値を複数変えて得られた前記第１の制御指令補正値または前記第２の制御指令補正値の線形近似または曲線近似関数として得られる、
ことを特徴とするダイボンダ。
【請求項８】
請求項１または２記載のモータ制御装置において、
前記制御指令補正部は、前記指令補正値をアナログに変換するＤＡＣを介して、又は前記制御指令波形をアナログに変換するＤＡＣの後段に設けられて前記サーボモータに向けて出力する、
ことを特徴とするダイボンダ。
【請求項９】
請求項１乃至４のいずれかに記載のダイボンダにおいて、
前記被駆動体は、ボンディングヘッド、ピックアップヘッド、ニードル、搬送されるワーク、ワーク位置認識カメラ及びピックアップ装置のうち少なくともいずれか一つである、
ことを特徴とするダイボンダ。
【請求項１０】
加加速度、加速度、速度、および位置の振幅値である目標値を入力し、始動位置から目標位置までのそれぞれの理想的な加加速度指令波形、加速度指令波形、速度指令波形、および位置指令波形を生成し、サーボモータの回転に基づいて得られる被駆動体の実位置と前記理想位置指令波形の位置指令値との位置偏差を検出し、サンプリングの間隔毎に前記位置偏差に基づいて、前記加速度、前記速度、および前記位置の指令波形のうち制御指令波形を形成する制御指令値を再生成し制御指令再生成値を得、再生成された前記制御指令値をサーボアンプに入力し、前記被駆動体を前記目標位置に制御して、ダイをワークに実装する半導体製造方法であって、
前記制御指令値を前記サーボアンプに入力して得られる前記被駆動体の実速度の振幅値が、前記制御指令波形の前記目標値に近づくようにする制御補正指令値で前記制御指令値を補正し、補正された前記制御指令値で前記被駆動体を制御する、
ことを特徴とする半導体製造方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の半導体製造方法であって、
前記制御指令補正値による補正は、前記制御指令再生成値に対して行われる、
ことを特徴とする半導体製造方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の半導体製造方法であって、
前記理想的な加加速度指令波形と同一パターンを有し、前記位置偏差に基づいて得られる加加速度加算波形と、前記加加速度加算波形に基づいて得られる前記制御指令波形の制御指令加算波形とを定め、
前記指令波形再生成は、前記制御指令加算波形の複数の加算データと前回及び前々回の前記サンプリングの時点で得られた前記複数と同数の前記制御指令値とを加算して行われ、
前記制御指令補正値による補正は、前記加算データに対して行われる、
ことを特徴とする半導体製造方法。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれかに記載の半導体製造方法において、
前記制御指令補正値は、各前記目標値に基づいて前記始動位置叉は他の始動位置から前記目標位置叉は一定距離の位置まで得られた前記制御指令波形を、前記サーボアンプに順次入力して前記サーボモータを制御し、前記サーボモータの一連の速度から前記制御指令波形の前記目標値に対する第１の実速度を得て、前記実速度に対する前記制御指令波形の前記目標値の第１の比として得られる第１の制御指令補正値である、
ことを特徴とする半導体製造方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の半導体製造方法において、
前記制御指令補正値は、前記目標位置叉は前記一定距離の位置から前記始動位置叉は前記他の始動位置までに対して前記第１の実速度を得るための処理と同様な処理を行い得られた第２の実速度の第２の比を得て、前記第１の比と前記第２の比の平均値として得られる第２の制御指令補正値である、
ことを特徴とする半導体製造方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の半導体製造方法において、
前記制御指令補正値は、前記制御指令波形の前記目標値を複数変えて得られた前記第１の制御指令補正値または前記第２の制御指令補正値の線形近似または曲線近似関数として得られる、
ことを特徴とする半導体製造方法。
【請求項１６】
請求項１０乃至１２のいずれかに記載の半導体製造方法において、
前記被駆動体は、ボンディングヘッド、ピックアップヘッド、ニードル、搬送されるワーク、ワーク位置認識カメラ及びピックアップ装置のうち少なくともいずれか一つである、
ことを特徴とする半導体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械や産業機械において被駆動体を移動するために用いられるサーボモータを駆動する制御装置およびモータ制御方法に係り、特に、それを用いた半導体製造方法及びダイボンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図１０に示すように、従来のサーボモータの制御装置１００は、モーションコントローラからみるとオープンループ制御となっており、現在の指令位置と、モータ１３０から得られる実位置および実速度を使用して、サーボアンプ１２０（速度ループ制御部１２１および位置ループ制御部１２２）でのみ位置と速度の補償を行っている。即ち、目標位置速度が制御装置１００に与えられると、指令速度波形部１１０の出力波形１１１に応じて、指令パルス列生成部１１２は位置指令値を指令パルス列として順番にサーボアンプ１２０に出力する。サーボアンプ１２０は、入力された位置指令値に応答して、位置ループ制御部１２１および速度ループ制御部１２２がモータ１３０に制御信号を出力する。即ち、制御信号に応じてモータ１３０が回転し、回転に応じて、実位置および実速度が位置ループ制御部１２１および速度ループ制御部１２２に帰還して、帰還制御が行われる。
上述の従来技術では、高速でモータを動作させる場合に、サーボアンプ１２０内では今後の指令波形を把握することができない。このため、進行方向に対する振動や整定時間を容易に抑えることが困難であった。また、溜まりパルス（または、位置偏差パルス、または、エラーパルス）方式でのモータ制御となるため、同期制御等を行う際に理想の軌跡で動作させることが困難であった。
【０００３】
しかし、従来から、サーボモータ制御においては、被駆動体や被駆動体を支持するユニットに機械的衝撃を与えないように滑らかに加減速して、被駆動体を移動する必要がある。
【０００４】
そのために、特許文献１では、進行方向に対する振動に大きく影響する加加速度データからの指令波形を生成し、偏差量に応じて、常に加加速度制限しながら今後の指令速度波形を再生成してリアルタイムで実位置制御し、これにより高速でモータが動作する際の進行方向に対する振動や偏差を抑え、制御時間短縮を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１７５７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の制御方式において、進行方向に対する振動に大きく影響する加加速度を大きくとる制御は不安定になる。そのために加加速度を十分な値に設定できず、その結果目標速度に対して十分な実速度が得られなくなる場合があり、制御時間が長くなることが分かった。
【０００７】
本発明の目的は、上記のような問題に鑑み、動作中の進行方向に対する振動を抑えるために十分な加加速度が指令を出すことができなくても、制御時間を短くすることが可能なモータ制御装置及びモータ制御方法を用いた半導体製造方法及びダイボンダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明のダイボンダおよび半導体製造方法は、進行方向に対する振動に大きく影響する加加速度データからの加速度、速度、位置の各指令波形を生成し、位置偏差量に応じて、常に加加速度制限しながら今後の各指令波形を再生成し、各指令波形のうち制御指令波形の目標値になるように前記制御指令値を補正して、リアルタイムで実位置を制御し、これにより高速でモータが動作する際の進行方向に対する振動や偏差を抑え、制御時間短縮を実現する。
【０００９】
即ち、本発明のダイボンダは、加加速度、加速度、速度、および位置の振幅値である目標値を入力し、始動位置から目標位置までのそれぞれの理想的な加加速度指令波形、加速度指令波形、速度指令波形および位置指令波形を生成する理想波形生成部と、サーボモータの回転に基づいて得られる被駆動体の実位置と、前記理想位置指令波形の位置指令値との位置偏差を検出する位置偏差検出部と、サンプリングの間隔毎に前記位置偏差に基づいて、前記加速度、前記速度、および前記位置の指令波形のうち制御指令波形を形成する制御指令値を再生成し制御指令再生成値を得る指令波形再生成部と、再生成された前記制御指令値をサーボアンプに入力し、前記被駆動体を前記目標位置に制御して、ダイをワークに実装するダイボンダであって、前記制御指令値を前記サーボアンプに入力して得られる前記被駆動体の実速度の振幅値が、前記制御指令波形の前記目標値に近づくようにする制御補正指令値で前記制御指令値を補正する制御指令補正部を有し、補正された前記制御指令値で前記被駆動体を制御する、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の半導体製造方法は、加加速度、加速度、速度、および位置の振幅値である目標値を入力し、始動位置から目標位置までのそれぞれの理想的な加加速度指令波形、加速度指令波形、速度指令波形、および位置指令波形を生成し、サーボモータの回転に基づいて得られる被駆動体の実位置と前記理想位置指令波形の位置指令値との位置偏差を検出し、サンプリングの間隔毎に前記位置偏差に基づいて、前記加速度、前記速度、および前記位置の指令波形のうち制御指令波形を形成する制御指令値を再生成し制御指令再生成値を得、再生成された前記制御指令値をサーボアンプに入力し、前記被駆動体を前記目標位置に制御して、ダイをワークに実装する半導体製造方法であって、前記制御指令値を前記サーボアンプに入力して得られる前記被駆動体の実速度の振幅値が、前記制御指令波形の前記目標値に近づくようにする制御補正指令値で前記制御指令値を補正し、補正された前記制御指令値で前記被駆動体を制御する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、動作中の進行方向に対する振動を抑えるために十分な加加速度が指令を出すことができなくても、制御時間を短くすることが可能なモータ制御装置及びモータ制御方法を用いた半導体製造方法及びダイボンダを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１に示す本発明のモータ制御装置及びモータ制御方法の第1の実施例２００を用いて本発明の課題と、モータ制御方法の基本的な原理を説明する図である。
【図２Ａ】図２Ａ（ａ）は、目標速度等に基づいて理想波形生成部で生成された速度指令値波形に基づいて速度指令値を順次サーボアンプに入力し、フィードフォワード制御したときの目標速度と実速度の関係を示した図である。図２Ａ（ｂ）は、図２Ａ(ａ）の目標速度がＶ１＋であるときの理想的な速度指令波形を示している図である。図２Ａ（ｃ）は、図２Ｂに示す理想的な速度指令波形から得られた実速度波形を示している図である。
【図２Ｂ】図２Ａ(ａ）のデータを得るための処理フロ―を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ａ(ａ）の線形近似で得られたＦＦ値に基づいて速度指令値を補正し、図２Ａ(ａ）と同様に順次サーボアンプに入力し、フィードフォワード制御したときの図２Ａ（ａ）と同じ目標速度と実速度の関係を示した図である。
【図３】本発明のモータ制御装置のモーションコントローラにおける理想波形生成部で生成される理想の指令波形の一実施例を説明するための図である。
【図４Ａ】本発明のモータ制御装置の一実施例の加加速度加算波形を説明するための図である。
【図４Ｂ】本発明のモータ制御装置の第１の実施例の構成を示すブロック図である。
【図４Ｃ】本発明のモータ制御装置の第２の実施例の構成を示すブロック図である。
【図４Ｄ】本発明のモータ制御装置の第３の実施例の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明を実施した場合における偏差量が１パルス、２パルス、４パルス、８パルス、および１６パルスの場合それぞれの、補償用に加算される加加速度波形、加速度波形、および速度波形を示す図である。
【図６】本発明のモータ制御方法の動作の一実施例の手順を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明のモータ制御装置およびモータ制御方法の一実施例における加加速度上限下限確認処理動作を説明するための図である。
【図８】本発明のモータ制御装置およびモータ制御方法における補償用の加加速度波形算出後の再生成された指令波形の一実施例を示す図である。
【図９】本発明のモータ制御装置を有するダイボンダを示す図である。
【図１０】従来の制御装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のモータ制御装置及びモータ制御方法を用いたダイボンダの実施形態を説明する。図９は、ダイボンダの一実施形態１０を上から見た概念図である。ダイボンダは大別してウェハ供給部１と、ワーク供給・搬送部２と、ダイボンディング部３、システム制御部７とを有する。
【００１４】
ウェハ供給部１は、ウェハカセットリフタ１１と、ピックアップ装置１２とを有する。ウェハカセットリフタ１１はウェハリングが充填されたウェハカセット(図示せず）を有し，順次ウェハリングをピックアップ装置１２に供給する。ピックアップ装置１２は、所望するダイをウェハリングからピックアップできるように、ウェハリングを移動する。
【００１５】
ワーク供給・搬送部２はスタックローダ２１と、フレームフィーダ２２と、アンローダ２３とを有し、ワーク（リードフレーム等の基板）を矢印方向に搬送する。スタックローダ２１は、ダイを接着するワークをフレームフィーダ２２に供給する。フレームフィーダ２２は、ワークをフレームフィーダ２２上の２箇所の処理位置を介してアンローダ２３に搬送する。アンローダ２３は、搬送されたワークを保管する。
ダイボンディング部３はプリフォーム部(ペースト塗布ユニット)３１とボンディングヘッド部３２とを有する。プリフォーム部３１はフレームフィーダ２２により搬送されてきたワーク、例えばリードフレームにニードルでダイ接着剤を塗布する。ボンディングヘッド部３２は、ピックアップ装置１２からダイをピックアップして上昇し、ダイをフレームフィーダ２２上のボンディングポイントまで移動させる。そして、ボンディングヘッド部３２はボンディングポイントでダイを下降させ、ダイ接着剤が塗布されたワーク上にダイをボンディングする。
【００１６】
ボンディングヘッド部３２は、ボンディングヘッド３５と、ボンディングヘッド３５をＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動させる駆動軸７０、４０、５０を有する。
【００１７】
システム制御部７は、ダイボンダの動きの全体を制御し、内部にモータ制御装置２００を有する上位システム制御装置である。
モータ制御装置２００は、上述したボンディングヘッド３５のＸ、Ｙ、Ｚの各方向の制御の他、ニードルのＸ、Ｙ、Ｚの各方向の制御、ワーク供給・搬送部２によるワークの搬送制御、搬送されてきた基板等のワークの位置を認識するワーク位置認識カメラのＸ、Ｙの各方向の制御、及びウェハリングのピックアップ装置１２のセット制御等にも適用可能である。なお、ボンディングヘッド３５、ニードル、ワーク供給・搬送部２、ワーク位置認識カメラ及びピックアップ装置１２が被駆動体である。
【００１８】
次に、図１に示す本発明のモータ制御装置及びモータ制御方法の第1の実施例２００を用いて本発明の課題と、モータ制御方法の基本的な原理を説明する。モータ制御装置２００は、モーションコントローラ２１０とサーボアンプ２２０とがクローズドループ制御となっている。モーションコントローラ２１０は、理想波形生成部２１１と、指令波形生成部２１２と、制御指令補正部の例であるＦＦ（フィードフォワード）値補正部２１４と、アナログに変換するＤＡＣ（Digital to Analog Converter）２１３を有する。サーボアンプ２２０は、制御指令値である速度指令値に基づき速度制御する速度ループ制御部２２１を有する。なお、１３０はサーボモータである。なお、指令波形生成部２１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。図１において、図９と同じ機器には同じ参照番号を付し、説明を省略した。
【００１９】
理想波形生成部２１１は、システム制御部７から入力された加加速度、加速度、速度及び位置の目標値から、図１に示すようなそれぞれ理想的な指令波形を得る。(ａ)が理想的な加加速度指令波形、(ｂ)が理想的な加速度指令波形、(ｃ)が理想的な速度指令波形、及び(ｄ)が理想的な位置指令波形である。理想的”とは、加加速度を制限しながら被制御対象の振動を抑制し、所定の処理時間でスムーズに被制御対象を制御するという意味で使用する。
【００２０】
指令波形生成部２１２は、図１に示すように、モーションコントローラ２１０内で生成した理想的な位置波形から得られる現在の指令位置とモータ１３０から得られる実位置とに基づいて、理想波形生成部２１１で形成した速度指令波形を、加加速度を制限しながら逐次再生成し、再生成された速度指令波形を速度指令値としてＦＦ値補正部２１４に順次出力する。
【００２１】
ＦＦ値補正部２１４は、速度指令値を補正してサーボアンプ２２０に入力する。
サーボアンプ２２０は、補正した速度指令値に基づき、フィードバック制御し、被駆動体の実位置、実速度を得る。
【００２２】
図１に示す本実施例では、速度指令波形、速度指令値がそれぞれ制御指令波形、制御指令値である。
【００２３】
本実施例の特徴である制御指令補正部の実施例であるＦＦ値補正部２１４は、サーボアンプから得られる速度波形のうち図９に示すシステム制御部７から入力された目標速度に近づくように速度指令値を補正する。
【００２４】
以下、本実施例のモータ制御装置の実施例２００を、図９で説明したダイボンダ１０に適用した例に基づいて詳細に説明する。ダイボンダ１０は、ボンディングヘッド３５を制御し、ウェハから半導体チップ（ダイ）をピックアップして上昇させ、実装するワークの上部までＹ方向に直線移動し、降下して基板に実装する。実装後は、ボンディングヘッド３５を逆の動作をさせてピックアップする位置まで戻る。そして、実装、戻りを繰り返す。
【００２５】
ダイボンダには、図９の他、中間ステージを設け、ピックアップヘッドがウェハからダイをピックアップして中間ステージに載置し、ボンディングヘッドが中間ステージからダイをピックアップしワークに実装するタイプもある。
【００２６】
以下の説明では、ボンディングヘッド３５のＹ方向の直線移動制御を例に説明する。
本実施例の引用文献１に対する特徴は、指令波形生成部２１２で形成された速度指令値を補正するＦＦ値補正部２１４を有している点である。
【００２７】
まず、ＦＦ値補正部２１４の意義を正確に理解するために、図１において、ボンディングヘッド３５の加加速度を制限しながら、モータを制御する方法を説明する。
例えば、図１において、モータ制御装置２００の上位システムである図９に示すシステム制御部７から図３に示す加加速度、加速度、速度及び位置の振幅値である目標値Ｊｏｂｊ、Ａｏｂｊ、Ｖｏｂｊ、Ｐｏｂｊのそれぞれが理想波形生成部２１１に入力される。加加速度の目標値Ｊｏｂｊは、被制御対象が振動（発振）しないと値が入力される。加加速度の非振動条件は、モータから見た駆動系が決まれば設定可能である。
【００２８】
指令波形生成部２１２は、例えば、ボンディングヘッド３５が前述した直線移動において、所定の処理時間内でスムーズに、始動位置であるピックアップ位置の上部から目標位置である実装位置の上部まで移動できるように、図３に示すＴ１、Ｔ２、Ｔ３を決定し、一サイクルにおける加加速度波形を形成する。実装位置の上部からピックアップ位置の上部まで移動する場合も同様に図３に示すＴ１、Ｔ２、Ｔ３を決定し、一サイクルにおける加加速度波形を形成する。
【００２９】
加加速度波形が形成されれば、各段階で積分することによって、図３に示すように、加速度波形、速度波形及び位置波形が形成される。
【００３０】
各波形が形成された後、実装処理が開始される。ボンディングヘッド３５がダイをピックアップし、ピックアップの上部から実装位置の上部に移動を開始する。移動開始後は、サーボアンプ２２０から位置フィードバックを示す位置エンコーダに基づいて、サンプリングタイムＴｓ毎に次のサンプリングタイムまでの加加速度の補正値が発信しない範囲で形成され、形成されたパターンによって、次のサンプリングタイムまで、サーボアンプ２２０へ一連の速度指令値を出力する。これを実装位置の上部まで繰り返す。詳細な制御動作は後で述べる。
【００３１】
まず、本発明の課題と実施例1における解決策を説明する。
課題のところで述べたように、特許文献１の制御方式においては、目標速度Ｖｏｂｊに対応する実速度Ｖｒが目標速度Ｖｏｂｊに達しない場合があることが判明した。
【００３２】
図２Ａ(ａ）は、目標速度Ｖｏｂｊ等に基づいて理想波形生成部２１１で生成された速度指令値波形に基づいて速度指令値を順次サーボアンプ２２０に入力し、オープン(フィードフォワード：ＦＦ)制御したときの目標速度と実速度の関係を示した図である。ＦＦ制御で行う理由は、フィードバック(ＦＢ)制御では、局所的に加速度指令値が補正され、その結果、制御指令値である速度指令値が補正されて変動する影響を避けることができるからである。勿論、ＦＢ制御で速度指令値の制御補正値を、例えばＦＢ値として求めてもよい。
【００３３】
実速度Ｖｒと目標速度Ｖｏｂｊとの差が大きいと位置偏差も大きくなり、加加速度へのフィードバック(補正)量が大きくなり、モータが発信する可能性が高くなる。そこで、実際の制御動作中は、加加速度条件は変えないで、指令波形生成部２１２から得られる速度指令値に式（１）で得られる両者の比であるＦＦ値（制御補正指令値）をかけて目的する速度指令に近づける。
ＦＦ値＝Ｖｏｂｊ／Ｖｒ                              （１）
その結果、被制御対象の振動を抑えながら所望の速度を確保でき、所定の時間内で処理でき、ボンディングヘッドによる処理時間を短縮できる。
【００３４】
図２Ｂは、図２Ａ(ａ）のデータを得るための処理フロ―示す図である。図２Ａ(ａ）のデータは、実装処理を開始前に、例えば、予め決められているボンディングヘッド３５の原点位置で行われる。原点位置からは離れる場合の各値を＋で、原点位置へ戻る場合の各値を−で示す。
【００３５】
まず、ステップ２０１では、原点位置から一定の距離Ｌｇを定める。ステップ２０２では、Ｌｇ及びＶｏｂｊ＝Ｖ１＋から図３に示す加加速度、加速度、速度及び位置の振幅値である目標値Ｊｏｂｊ、Ａｏｂｊ、Ｖｏｂｊ、Ｐｏｂｊに基づく各理想的な指令波形を生成する。
【００３６】
ステップ２０３では、Ｖｏｂｊ＝Ｖ１＋とした時の理想的な速度指令波形に基づいてサンプリング時毎に速度指令値として順次サーボアンプ２２０に入力し、オープン(ＦＦ)制御し、その時のエンコーダ信号から実位置を検出し、指令波形生成部２１２内部にあるメモリに記憶する。図２Ａ(ｂ）は、図２Ａ(ａ）の目標速度がＶ１＋であるときの理想的な速度指令波形を示している。
【００３７】
ステップ２０４では、ステップ２０３で得られたサンプリングｋ-１時とｋ時(ｋ＝１・・・ｍ)との位置差から速度を求める。図２Ａ(ｃ）は、図２Ｂに示す理想的な速度指令波形から得られた実速度波形を示している。破線丸で示す実速度波形の最大値ｒ１ｍａｘ＋が理想的な速度指令波形の目標速度Ｖ１のときの実速度Ｖｒ１＋となる。ステップ２０５では、式（１）から原点方向から移動したときのＦＦＶ１＋値を得る。
【００３８】
ステップ２０６では、逆方向、即ち原点に向かう方向に対して行うかを判断し、行うならば、同じ条件で、ステップ２０３からステップ２０５の処理を行い、同様にＦＦＶ１−を得る。既に行っていれば、ステップ２０７において、両方向（ＦＦＶ１＋、ＦＦＶ１−）の平均値を目標速度Ｖｏｂｊ＝Ｖ１におけるＦＦＶ１値とする。
【００３９】
ステップ２０８では、目標速度Ｖｏｂｊの変更する必要があるかを判断し、必要ならばステップ２０９でＶ２、Ｖ３・・・と、を変えて、ステップ２０２からステップ７を各目標速度におけるＦＦＶ２値、ＦＦＶ３値・・・を得る。ステップ２１０では、各目標速度で得られたＦＦ値の平均値を全速度指令値に対するＦＦ値とする。
【００４０】
ボンディングヘッドによる実処理においては、指令波形生成部２１２で得られた速度指令値がステップ２１０で得られたＦＦ値によりＦＦ値補正部２１４で補正され、モータ制御装置２００に入力されて速度フィードバック制御が行われる。
【００４１】
図２Ａ(ａ）では、ＦＦ値を４か所の目標速度Ｖｏｂｊに対するそれぞれの比、即ち線形近似として求めたが、測定箇所は、１箇所で良いし、２箇所、３箇所または５箇所以上にでもよい。また、複数箇所の場合は、曲線近似関数としてもよい。さらに、図２Ａ(ａ）の実速度の傾き角度θを求めて、式（２）よる線形近似としてＦＦ値を求めてもよい。
ＦＦ値＝１／ｔａｎθ                                （２）
図２Ｃは、図２Ａ(ａ）の線形近似で得られたＦＦ値に基づいて速度指令値を補正し、図２Ａ(ａ）と同様に順次サーボアンプ２２０に入力し、フィードフォワード制御したときの目標速度Ｖｏｂｊと実速度Ｖｒの関係を示した図である。図２Ｃにおいて目標速度Ｖｏｂｊと実速度Ｖｒにはまだ偏差があるので、本図の結果からさらにＦＦ値を補正してもよい。
【００４２】
図２Ａ(ａ）と図２Ａ(ｂ）は、同じ目標速度Ｖｏｂｊに対する結果であるから、目標速度Ｖｏｂｊと実速度Ｖｒとに差ができる原因は、理想波形生成部２１１と、指令波形生成部２１２、サーボアンプ２２０及び被駆動体の制御能力のミスマッチ等が考えられる。
【００４３】
いずれにしても、図２Ｃから分かるように、加加速度Ｊｏｂｊを維持して、目標速度Ｖと実速度の差を抑えることができる。その結果、被制御対象であるボンディングヘッドが振動する可能性を極力抑えることができ、ボンディングの処理時間を短縮できる。
【００４４】
なお、以上説明したＹ方向に直線移動した制御を、ダイのピックアップ時及び実装時の
ボンディングヘッド３５の昇降制御に適用してもよい。
【００４５】
次に、図１に示す実施例１のモータ制御装置による制御方法をより詳細に説明する。
【００４６】
図４Ｂは、本発明のモータ制御装置の実施例１を示す図である。
モータ制御装置２００の上位システムでシステム制御部７から図３に示す加加速度、加速度、速度及び位置の振幅値である目標値ＪＤ（Ｊｏｂｊ）、ＡＤ（Ａｏｂｊ）、ＶＤ（Ｖｏｂｊ）、ＰＤ（Ｐｏｂｊ）がモーションコントローラ２１０にそれぞれ入力される。加加速度の目標値Ｊｏｂｊは、被制御対象が振動（発振）しない値が入力される。加加速度の非振動条件は、モータから見た駆動系が決まれば設定可能である。
【００４７】
理想波形生成部２１１は、前述したように、各目標値から図３に示すＴ１、Ｔ２、Ｔ３を決定し、例えば、ピックアップの上部位置から実装位置の上部位置まで移動距離に対する一サイクルの理想の（ａ）加加速度波形を形成する。加加速度波形は、ボンディングヘッドを駆動するモータが移動開始から最初の期間Ｔ１では徐々に加速され、中央部の期間Ｔ２では定速度（期間Ｔ２）で、最終移動位置に近付く期間Ｔ３で徐々に減速して停止するように形成される。そして、理想波形生成部２１１は、順次積分して理想の（ｂ）加速度波形、（ｃ）速度波形、（ｄ）位置波形をそれぞれ生成し、指令波形生成部２１２に出力する。
【００４８】
指令波形生成部２１２は、理想波形生成部２１１から出力される位置信号と、モータ１３０から入力されるエンコーダ信号に応じて、加加速度制限しながら、今後の速度指令波形を再生成して、ＦＦ値補正部２１４に逐次出力する。実施例の指令波形生成部２１２は、指令波形入出力処理部４１０、指令波形再生成処理部４２０及び位置検出部であるエンコーダ信号カウント処理部４３０を有する。
【００４９】
エンコーダ信号カウント処理部４３０は、モータ１３０から或いはサーボアンプ２２０を介してエンコーダ信号を入力し、実位置を示すパルスとして常時蓄積する。
【００５０】
指令波形入出力処理部４１０は、処理開始前に理想波形生成部２１１から各波形を入力し、処理開始後サンプリングタイムＴｓ毎に、サンプリング時のボンディングヘッド３５のＹ方向のあるべき位置ＰＤ’０を目標位置波形から得る。位置ＰＤ’０はエンコーダ信号の有する位置分解能を有するパルス数として指令波形再生成処理部４２０に出力される。その後、指令波形入出力処理部４１０は、指令波形再生成処理部４２０で処理された次のサンプリングタイムＴｓまでの各指令波形を入力し記憶し、速度指令波形を順次ＦＦ値補正部に出力する。
【００５１】
指令波形再生成処理部４２０は、指令波形入出力処理部４１０からあるべき目標指令位置ＰＤ’０を入力し、エンコーダ信号カウント処理部４３０から得られる実位置ＰＡ０と比較し、減算器４２１で偏差量Ｐｅｒｒをパルス数の差として検出する。
【００５２】
指令波形再生成処理部４２０の加加速度加算波形生成部４２２では、位置偏差量Ｐｅｒｒに基づいて、図４Ａに示すサンプリング間隔Ｔｓにおける加算加加速度波形をＣ１〜Ｃｎを生成する。図４Ａでは、加算加加速度波形は図３に示す加加速度波形と同様なパターンに形成される。但し、各正値、負値の幅及びそれらの間隔は同じｋに設定されている。ＪＣは加算値、ｎ（自然数）はサンプリング間隔Ｔｓにおける指令回数、ｘ（自然数）はｎ個の指令回数の指令位置（１≦ｘ≦ｎ）である。図４Ａに示す加算加加速度波形は、８つの部分を有するので、ｎは８の倍数とすることが望ましい。但し、加算加加速度波形に加加速度が０となる部分を設けなければ、ｎは４の倍数としてもよい。
【００５３】
加加速度加算波形生成部４２２は、サンプリング間隔Ｔｓ内、即ち指令出力周期ＴＣを持つｎ回の指令で偏差量Ｐｅｒｒが将来的に“０”になるような加加速度波形Ｃ１〜Ｃｎを生成する。
【００５４】
例えば、加加速度波形Ｃ１〜Ｃｎは、次のような手順（１）〜（３）で生成する。なお、以下において、位置偏差目標補償量をＰ（ＰｅｒｒをＰとしてそのまま使用する）、指令出力周期をＴＣ、偏差量補償目標時間をＴＮ、偏差量補償目標指令出力周期をｎ回、加加速度波形の幅をＫ、加加速度加算波形の大きさをＪＣとして説明する。
【００５５】
｛手順（１）｝
まず、以下のように、加加速度波形の幅Ｋを算出する。
ＴＮ＞（ＴＣ×ｎ）から、加加速度加算波形の形状を固定するため、ｎは８の倍数とする。
即ち、ＴＮ＞（ＴＣ×８×Ｋ）とし、加加速度波形の幅Ｋは、次式となる。
Ｋ＜（ＴＮ／（ＴＣ×８））
｛手順（２）｝
次に、以下の式から、加加速度加算波形の大きさＪＣを算出する。
ＪＣ＝（１／８）×（Ｐ／Ｋ３×ＴＣ３）
｛手順（３）｝
次に、加加速度加算波形Ｃ１〜Ｃｎを生成する。
偏差量を補償するための加加速度加算波形Ｃ１〜Ｃｎは、下記のようになる。なお、ここで、ｘは、１〜ｎのｘ番目の波形を意味する。
ｘ／Ｋ≦１の時、Ｃｘ＝ＪＣ
ｘ／Ｋ≦２の時、Ｃｘ＝０
ｘ／Ｋ≦３の時、Ｃｘ＝−ＪＣ
ｘ／Ｋ≦４の時、Ｃｘ＝０
ｘ／Ｋ≦５の時、Ｃｘ＝−ＪＣ
ｘ／Ｋ≦６の時、Ｃｘ＝０
ｘ／Ｋ≦７の時、Ｃｘ＝ＪＣ
ｘ／Ｋ≦８の時、Ｃｘ＝０
例えば、Ｋ＝１の場合には、加加速度加算波形Ｃ１〜Ｃｎは、以下のようになる。
Ｃ１〜Ｃｎ＝｛ＪＣ，０，−ＪＣ，０，−ＪＣ，０，ＪＣ，０｝
即ち、Ｃ１＝ＪＣ、Ｃ２＝０、Ｃ３＝−ＪＣ、Ｃ４＝０、Ｃ５＝−ＪＣ、Ｃ６＝０．Ｃ７＝ＪＣ、Ｃ８＝０である。
【００５６】
図５に、偏差量Ｐを補償するための加加速度加算波形の実施例を示す。加算値ＪＣは、減算器４２１で得られるパルス差で決められる。図５は、偏差量がパルス数に換算して１パルス、２パルス、４パルス、８パルス、および１６パルスの場合、それぞれの補償用に加算される加加速度加算波形から得られる加速度加算波形、および速度加算波形を示す図である。図５が示すように、偏差量が大きければ大きいほど、加算加加速度波形の高さＪＣが大きくなる。本実施例では、速度加算波形が制御指令加算波形である。
【００５７】
また、指令波形再生成処理部４２０は、今回のサンプリング間隔Ｔｓの８個の指令出力周期ＴＣ(＝Ｔｓ／８)タイミングで出力される各指令波形を求める指令波形再生成部４３１を有する。本実施例の指令波形再生成部４３１は、加算器４２３、４２４、４２５及び４２６を有する。
【００５８】
加算器４２３、４２４、４２５および４２６は、今回のサンプリング間隔Ｔｓの各指令波形は、前回のサンプリング時に再生成された指令波形を必要とする。その為に、指令波形入出力部４１０は、前回のサンプリング時に再生成した指令加加速度波形ＪＤ’１〜ＪＤ’ｎと、前回のサンプリング時で再生成された指令波形の中で指令出力周期ＴＣ１回分手前からの指令加速度波形ＡＤ’０〜ＡＤ’ｎ、指令速度波形ＶＤ’０〜ＶＤ’ｎ、および指令位置波形ＰＤ’０〜ＰＤ’ｎを保存し、必要な波形値を指令波形再生成処理部４２０に出力する。
【００５９】
まず、指令加加速度波形を求める加算器４２３について説明する。図４Ｂにおいて、加加速度加算波形生成部４２２は、加加速度加算波形Ｃ１〜Ｃｎを加算器４２３に出力する。加算器４２３は、加加速度加算波形Ｃ１〜Ｃｎと前回のタイミングで生成した指令加加速度波形ＪＤ’１〜ＪＤ’ｎとを加算して、指令出力周期ｎ回分の全ての指令加加速度波形ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎを再生成し、加加速度制限部４２７と加算器４２４に出力する。
例えば、加算器４２３の出力は、ＪＤ’’１＝ＪＤ’１＋Ｃ１、ＪＤ’’２＝ＪＤ’２＋Ｃ２、ＪＤ’’３＝ＪＤ'３＋Ｃ３、〜、ＪＤ’’ｎ＝ＪＤ’ｎ＋Ｃｎとなる。
【００６０】
次に、加算器４２４は、再生成された指令加加速度波形ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎから得られるサンプリング間隔における今回のサンプリング時における指令加速波形と前回のサンプリング時に生成した指令出力周期１回分手前からの指令加速度波形ＡＤ’０〜ＡＤ’ｎ−１とを加算して、指令出力周期ＴＣのｎ回分の全ての指令加速度波形ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎを再生成し、加算器４２５および加加速度制限部４２７に出力する。本実施例では、加算される加速度波形を、指令加加速度波形ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎを指令出力周期ＴＣで積分した値ＪＤ’’１×ＴＣ〜ＪＤ’’ｎ×Ｔｃを、指令出力周期ＴＣおける平均値、即ち再生成された指令加加速度波形ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎの各値とした。勿論、加算される加速度波形を図５に示す加速度波形から得られる値を加算してもよい。この考え方は、指令速度波形、指令位置波形についても同様である。
従って、加算器４２４の出力は、ＡＤ’’１＝ＡＤ’０＋ＪＤ’’１、ＡＤ’’２＝ＡＤ’１＋ＪＤ’’２、ＡＤ’’３＝ＡＤ’２＋ＪＤ’’３、〜、ＡＤ’’ｎ＝ＡＤ’ｎ−１＋ＪＤ’’ｎとなる。
【００６１】
また、加算器４２５は、再生成された指令加速度波形ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎと前回のタイミングで生成した指令出力周期１回分手前からの指令速度波形ＶＤ’０〜ＶＤ’ｎ−１とを加算して、指令出力周期ｎ回分の全ての指令速度波形ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎを再生成し、加算器４２６および加加速度制限部４２７に出力する。本実施例では、指令速度波形が制御指令波形であり、ｎ回分のＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎが再生成された制御指令再生成値である。
例えば、加算器４２５の出力は、ＶＤ’’１＝ＶＤ’０＋ＡＤ’’１、ＶＤ’’２＝ＶＤ’１＋ＡＤ’’２、ＶＤ’’３＝ＶＤ’２＋ＡＤ’’３、〜、ＶＤ’’ｎ＝ＶＤ’ｎ−１＋ＡＤ’’ｎとなる。
【００６２】
最後に、加算器４２６は、再生成された指令速度波形ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎと前回のタイミングで生成した指令出力周期１回分手前からの指令位置波形ＰＤ’０〜ＰＤ’ｎ−１とを加算して、指令出力周期ｎ回分の全ての指令位置波形ＰＤ’’１〜ＰＤ’’ｎを再生成して加加速度制限部４２７に出力する。
例えば、加算器４２６の出力は、ＰＤ’’１＝ＰＤ’０＋ＶＤ’’１、ＰＤ’’２＝ＰＤ’１＋ＶＤ’’２、ＰＤ’’３＝ＰＤ’２＋ＶＤ’’３、〜、ＰＤ’’ｎ＝ＰＤ’ｎ−１＋ＶＤ’’ｎとなる。
【００６３】
さらに、指令波形再生成処理部４２０は、加算器４２３から４２６で得られた各指令波形が範囲内であるかを確認する。
加加速度制限部４２７は、再生成された指令加加速度波形ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎが上限（または下限）を超えないかどうかを図７を用いて確認する。
【００６４】
図７は、本発明のモータ制御装置およびモータ制御方法の実施例における加加速度上限下限確認処理動作を説明するための図である。図７において、加加速度上限Ｊｍａｘおよび加加速度下限−Ｊｍａｘはあらかじめ定められている。図７において、加算器４２３では、前回のタイミングで生成した補正なし指令加加速度波形ＪＤ’１〜ＪＤ’ｎ(補正なし)、破線円７０１内の加加速度加算波形が加算されている。即ち、加算波形パルスＣ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４が太線で示された加加速度波形に加算されている（指令加加速度波形ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎ）。前回補正のタイミングに補正があり、さらに補正が加えられるとパルス波形が加加速度下限値−Ｊｍａxを下回る可能性がある。
【００６５】
この場合、加加速度制限部４２７は、現在時刻でのパルス波形Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４が上限Ｊｍａｘと下限−Ｊｍａｘの間にあるか否かを検出して、ＯＫかＮＧを判定し、出力を分岐している。例えば、現在時刻で波形Ｃ２が、上限Ｊｍａｘ未満であるか否かを検出する（ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎ＜Ｊｍａｘ）。そして否（ＮＧ）であれば、指令波形復元部４２１０にＮＧ情報を出力する。またＯＫであれば、現在時刻での波形Ｃ２が、下限Ｊｍａｘ超であるか否かを検出する（−Ｊｍａｘ＜ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎ）。そして否（ＮＧ）であれば、指令波形復元部４２１０にＮＧ情報を出力する。またＯＫであれば、加速度制限部４２８に指令加加速度波形ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎ、指令加速度波形ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎ、指令速度波形ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎ、および指令位置波形ＰＤ’’１〜ＰＤ’’ｎを出力する。
【００６６】
次に、図４Ｂにおいて、加速度制限部４２８は、加加速度制限部４２７と同様に、現在時刻での加速度波形が、上限Ａｍａｘ未満であるか否かを検出する（ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎ＜Ａｍａｘ）。そして否（ＮＧ）であれば、指令波形復元部４２１０にＮＧ情報を出力する。またＯＫであれば、現在時刻での波形が、下限Ａｍａｘ超であるか否かを検出する（−Ａｍａｘ＜ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎ）。そして否（ＮＧ）であれば、指令波形復元部４２１０にＮＧ情報を出力する。またＯＫであれば、速度制限部４２９に指令加加速度波形ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎ、指令加速度波形ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎ、指令速度波形ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎ、および指令位置波形ＰＤ’’１〜ＰＤ’’ｎを出力する。
【００６７】
さらに図４Ｂにおいて、速度制限部４２９は、加加速度制限部４２７と同様に、現在時刻での速度波形が、上限Ｖｍａｘ未満であるか否かを検出する（ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎ＜Ｖｍａｘ）。そして否（ＮＧ）であれば、指令波形復元部４２１０にＮＧ情報を出力する。またＯＫであれば、現在時刻での波形が、下限Ｖｍａｘを超えるか否かを検出する（−Ｖｍａｘ＜ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎ）。そして否（ＮＧ）であれば、指令波形復元部４２１０にＮＧ情報を出力する。またＯＫであれば、指令波形入出力部４１０に指令加加速度波形ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎ、指令加速度波形ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎ、指令速度波形ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎ、および指令位置波形ＰＤ’’１〜ＰＤ’’ｎを出力する。
【００６８】
指令波形復元部４２１０は、ＮＧ情報が、加加速度制限部４２７、加速度制限部４２８、または速度制限部４２９のいずれかから入力された場合には、前回の指令波形を復元し、全偏差量の補正を次回指令出力時まで持ち越す（上限と下限の確認処理）。即ち、復元した前回の指令波形を指令波形入出力部４１０に出力する。
【００６９】
この後、図４Ｂおよび図４Ｃにおいて、再生成した指令波形ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎ、ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎ、ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎ、およびＰＤ’’１〜ＰＤ’’ｎを新たな指令波形として保存する。
【００７０】
指令波形の速度指令値ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎは、指令波形入出力部４１０からＦＦ値補正部２１４に順次入力され、ＦＦ値で補正され、さらに順次ＤＡＣ２１３に出力される。ＤＡＣ２１３は、順次アナログ変換した速度指令値をサーボアンプ２２０に出力する。
【００７１】
図４Ｂにおいて、ＤＡＣ２１３は、入力された速度指令値ＶＤ’’１をアナログ値に変換してサーボアンプ２２０に出力する。サーボアンプ２２０は、入力されたアナログデータに応じてモータ１３０を回転駆動し、かつモータ１３０の回転位置（および回転速度）をエンコーダ信号として、指令波形生成部２１２に出力する。
モータ１３０から出力されたエンコーダ信号は、指令波形生成部２１２のエンコーダシグナルカウンタ４３０に入力される。
【００７２】
エンコーダシグナルカウンタ４３０は、所定のサイクルであるサンプリング間隔Ｔｓ毎にカウントしたカウント値ＰＡ０を指令波形再生成処理部４２０に出力する。
【００７３】
指令波形再生成処理部４２０では、位置偏差検出部である加算器４２１が、その減算入力端子に、エンコーダシグナルカウンタ４３０が出力するカウント値ＰＡ０を入力する。次にサイクルにおける指令波形再生処理が行われる。
【００７４】
全ての指令波形が再生成される様子を図８に模式的に示す。図８は、本発明のモータ制御装置およびモータ制御方法における補償用の加加速度波形算出後の再生成された指令波形の一実施例を示す図である。横軸は時間、縦軸はそれぞれ振幅値を示す。一点鎖線はそれぞれ補償前の波形で、現在時刻から指令加加速度において補償用の加加速度波形が加算されたサンプリング間隔の間に、実線で示された波形でモータ１３０が制御される。図８において、分かり易くするために、補正された部分の時間軸及び振幅値を拡大して表示しており、実際は頻繁に補正されている。
【００７５】
この結果、モータ１３０が回転し、その回転によって、モータが高速で回転動作する際に、被駆動体の進行方向に対する振動や偏差を抑え、整定時間短縮を実現することができる。また、理想の軌跡でモータを動作させることができ、さらに、現在の位置を常にモニタリングすることができるため、複数の軸を同期させて動作させることが容易となる。
なお、図８において、実位置波形が現在時刻よりも前からズレているように見える。これは、指令の波形に対して、現在時刻までのズレ（位置偏差）を示している。実際には、非常に短い周期の間隔で補正し続けているため、図８ほど顕著にズレが生じることはない。図８では、位置が補正される様子を強調して表現するために、現在時刻の実位置を指令波形から少しズレた位置にしてある。
【００７６】
図６は、本発明のモータ制御方法の動作の一実施例の手順を説明するためのフローチャートである。図６によって、サンプリリングタイミングで指令加加速度波形ＪＤ’’、指令加速度波形ＡＤ’’、指令速度波形ＶＤ’’、および指令位置波形ＰＤ’’を作成する手順を説明する。
ステップ６０１では、エンコーダカウント値から現在の実位置ＰＡ０を取得する。
ステップ６０２では、実位置ＰＡ０と現在の指令位置ＰＤ’０から偏差量Ｐｅｒｒを算出する。
ステップ６０３では、指令出力周期ｎ回で、偏差量Ｐｅｒｒが将来的に“０”になるような加加速度加算波形Ｃ１〜Ｃｎを生成する。
【００７７】
ステップ６０４では、加加速度加算波形Ｃ１〜Ｃｎを指令加加速度波形ＪＤ’１〜ＪＤ’ｎに加算して、指令出力周期ｎ回分の全ての指令加加速度波形ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎを再生成する。
ステップ６０５では、指令出力周期１回分手前からの指令加速度波形ＡＤ’０〜ＡＤ’ｎ−１と再生成した指令加加速度波形ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎから、指令出力周期ｎ回分の全ての指令加速度波形ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎを再生成する。
ステップ６０６では、指令加速度波形ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎの再生成（ステップ６０５）と同様な方法で指令速度波形ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎを再生成する。
ステップ６０７では、指令加速度波形ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎの再生成（ステップ６０５）、または指令速度波形ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎの再生成（ステップ６０６）と同様な方法で指令位置波形ＰＤ’’１〜ＰＤ’’ｎを再生成する。
【００７８】
ステップ６０８では、再生成した加加速度波形ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎが上限Ｊｍａｘを未満か否かを確認する。上限Ｊｍａｘを超える場合にはステップ６１２に処理を移行し、上限未満の場合にはステップ６０９に処理を移行する。
ステップ６０９では、再生成した加速度波形ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎが上限Ａｍａｘを未満か否かを確認する。上限Ａｍａｘを超える場合にはステップ６１２に処理を移行し、上限未満の場合にはステップ６１０に処理を移行する。
ステップ６１０では、再生成した速度波形ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎが上限Ｖｍａｘを未満か否かを確認する。上限Ｖｍａｘを超える場合にはステップ６１２に処理を移行し、上限未満の場合にはステップ６１１に処理を移行する。
【００７９】
ステップ６１１では、再生成した指令加加速度波形ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎ、指令加速度波形ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎ、指令速度波形ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎ、および指令位置波形ＰＤ’’１〜ＰＤ’’ｎを新たな指令波形として保存する。
ステップ６１３では、次回の速度指令値ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎをＤＡＣ３１２から出力させ、図６の処理を終了し、次の指令出力周期タイミングの動作に移行する。
【００８０】
ステップ６１２では、再生成指令波形を前回の指令波形で復元し、ステップ６１３に処理を移行する。即ち、指令加加速度波形ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎとして、前回の指令加加速度波形ＪＤ’１〜ＪＤ’ｎを用いる。また、指令加速度波形ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎとして、前回の指令加速度波形ＡＤ’１〜ＡＤ’ｎを用いる。またさらに、指令速度波形ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎとして、前回の指令速度波形ＶＤ’１〜ＶＤ’ｎも用いる。またさらに、指令位置波形ＰＤ’’１〜ＰＤ’’ｎとして、前回の指令位置波形ＰＤ’１〜ＰＤ’ｎを用いる。
【００８１】
以上説明した実施例１では、ＦＦ値補正部(制御指令補正部)をＤＡＣ２１３の前段に設けたがアナログアンプとして後段に設けてもよい。
【００８２】
以上説明したように、実施例１によれば、実速度が目標速度に達しない場合があっても、加加速度を補正することなく、目標速度を補正することによって、被駆動体の動作中の進行方向に対する振動を抑え、制御時間を短くすることが可能なモータ制御装置及びモータ制御方法を用いた半導体製造方法及びダイボンダを提供できる。
【００８３】
（実施例２）
図４Ｃは、発明のモータ制御装置及びモータ制御方法の第２の実施例を示す図である。
【００８４】
実施例２の実施例１における異なる点は、次の２点である。
第１の点は、本発明の特徴に関する点である。実施例１では、ＦＦ値補正部２１４を指令波形入出力部４１０とＤＡＣ２１３の間に設けたが、実施例２では、加算器４２４と加算器４２５の間に設ける。即ち、加算器４２４で得られた再生成された指令出力周期ＴＣのｎ回分の全ての指令加速度波形ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎである指令速度加算波形にＦＦ値をかけた補正されたｎ回分の指令速度加算波形を加算器４２５に入力する。前回、前々回得られた４２５の他の加算値ＶＤ’０〜ＶＤ’ｎ−１も前回、前々回のサンプリング時にＦＦ値で補正されているので、加算器４２５の出力である再生成されたｎ回分の指令速度加算波形ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎも全体としてＦＦ値で補正された波形となる。
その他の処理は、次に示す第２の点以外は同じである。
【００８５】
第２の点は、実施例１では指令波形復元部４２１０が前回の指令波形を復元したが、実施例２では、単にＮＧ情報を出力し、指令波形入出力部４１０がＮＧ情報に応じて、保存していた前回の指令波形を現在の指令波形とするようにしている。
【００８６】
以上説明した実施例２においても、実速度が目標速度に達しない場合があっても、加加速度を補正することなく、目標速度を補正することによって、被駆動体の動作中の進行方向に対する振動を抑え、制御時間を短くすることが可能なモータ制御装置及びモータ制御方法を用いた半導体製造方法及びダイボンダを提供できる。
【００８７】
（実施例３）
図４Ｄは、発明のモータ制御装置及びモータ制御方法の第３の実施例を示す図である。
【００８８】
実施例３の実施例２における異なる点は、次の３点である。
第１、２の点は、本発明の特徴に関する点である。第１の点は、実施例２では、ＦＦ値補正部２１４を算器４２４と加算器４２５の間に設けたが、実施例３では、指令波形入出力部４１０の補正速度指令波形部（補正指令波形部）で、理想波形生成部２１１で得られた速度指令波形にＦＦ値をかけた破線で示す補正速度指令波形を得る。第２の点は、加算波形生成部４３２内で、図示しない補正速度加算波形部（補正制御加算波形生成部）で、図５に示す速度加算波形にＦＦ値をかけた破線で示す補正速度加算波形を得る。
【００８９】
第３の点は、波形の再生成する方法に関する点である。補正速度指令波形実施例２では、加算器４２３乃至加算器４２５において、前回、前々回のサンプリング時に得たデータに今回得たデータを加算し新たな波形を再生成していた。実施例３では、指令波形入出力部４１０が有する理想的な加加速度指令波形ＪＤ１〜ＪＤ１、加速度指令波形ＡＤ１〜ＡＤ１及び補正速度指令波形ＶＤ１〜ＶＤ１の現サンプリング時点から次回サンプリング時点まで形成するｎ回分のデータに、偏差量Ｐｅｒｒに基づき加算波形生成部４３２で得られた加加速加算波形ＪＣ１〜ＪＣ１、加速度加算波形ＡＣ１〜ＡＣ１及び補正速度加算波形ＶＣＳ１〜ＶＣＳｎの各ｎ個の加算データをそれぞれ加算し、加加速加算波形ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎ、加速度加算波形ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎ及び補正速度加算ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎ波形を再生成する。速度指令波形が制御指令波形であれば、再生成された補正速度波形ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎを順次ＤＡＣ２１３に出力する。
【００９０】
実施例３では、再生成された補正速度波形ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎ等を記憶する必要がない。また、位置波形の再生成は、位置波形が制御指令波形でなければ、それを用いる用途がないので必ずしもする必要がない。実施例１、２においても、位置波形の再生成については同様に必ずしもする必要がない。
【００９１】
上記説明した実施例３では、補正速度指令波形、補正速度指令加算波形を用いて第３の点で示した処理により制御指令波形を形成しＤＡＣ２１３に入力したが、通常の速度指令波形、速度指令加算波形を用いて第３の点で示した処理により制御指令波形を形成し、実施例１と同様に、ＦＦ値補正部２１４で補正しＤＡＣ２１３に入力してもよい。
【００９２】
以上説明した実施例３においても、実速度が目標速度に達しない場合があっても、加加速度を補正することなく、目標速度を補正することによって、被駆動体の動作中の進行方向に対する振動を抑え、制御時間を短くすることが可能なモータ制御装置及びモータ制御方法を用いた半導体製造方法及びダイボンダを提供できる。
【００９３】
（実施例４）
実施例１乃至３では、本発明を回転するモータに適用した例を示した。実施例４は、回転スモータ以外のリニアモータに適用した例である。具体的には、図２において、モータ１３０をリニアモータに置き換える。サーボアンプ２２０の速度ループ制御部２２１は、モーションコントローラ２１０から入力される速度指令値と、リニアモータから出力されるエンコーダ信号に応じて、リニアモータの移動速度を制御する。
【００９４】
リニアモータは、サーボアンプ２２０の速度ループ制御部２２１から入力される移動速度の制御に応じた移動速度で移動し、実位置および実速度をエンコーダ信号としてサーボアンプ２２０の速度ループ制御部２２１とモーションコントローラ２１０の指令波形生成部２１２に出力する。
なお、リニアモータに置き換えた図１の実施例では、リニアモータのカウント値から被駆動体の実位置を算出し、算出された実位置を基に実速度を算出している。しかし、被駆動体の位置を直接検出する位置検出装置を備え、当該位置検出装置が検出した位置を実位置とするようにしても良い。
【００９５】
例えば、図４Ｂにおいて、ＤＡＣ２１３は、入力された速度指令値ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎを順次アナログ値に変換してサーボアンプ２２０に出力する。サーボアンプ２２０は、入力されたアナログデータに応じてパルスモータ１４０を駆動し、かつパルスモータ１４０の移動位置（および移動速度）をエンコーダ信号として、指令波形生成部２１２に出力する。
パルスモータ１４０から出力されたエンコーダ信号は、指令波形生成部２１２のエンコーダシグナルカウンタ４３０に入力される。
エンコーダシグナルカウンタ４３０は、所定のサイクルでカウントしたカウント値ＰＡ０を指令波形再生成処理部４２０に出力する。
指令波形再生成処理部４２０では、加算器４２１が、その減算入力端子に、エンコーダシグナルカウンタ４３０が出力するカウント値ＰＡ０を入力する。
【００９６】
全ての指令波形が再生成される様子を図８に示す。図８は、本発明のリニアモータ制御装置およびリニアモータ制御方法における補償用の加加速度波形算出後の、再生成された指令波形の一実施例を示す図である。横軸は時間、縦軸はそれぞれパルス高さを示す。一点鎖線はそれぞれ補償前の波形で、現在時刻から指令加加速度において補償用の加加速度波形が加算されたサンプリング間隔の間に、実線で示された波形でリニアモータが制御される。
【００９７】
この結果、リニアモータが移動し、その移動によって、リニアモータが高速で移動動作する際に、被駆動体の進行方向に対する振動や偏差を抑え、整定時間短縮を実現することができる。また、理想の軌跡でリニアモータを動作させることができ、さらに、現在の位置を常にモニタリングすることができるため、複数の軸を同期させて動作させることが容易となる。
【００９８】
更に、エンコーダカウンタ機能を有するモータなどモータ全般にも適用することが可能である。
【００９９】
さらに、本発明は、上述の実施例に限定されるわけではなく、本発明が属する技術分野において、通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神に基づいて、本発明を修正若しくは変更できる発明が含まれることは勿論である。
例えば、上記実施例では、指令波形入出力部は、速度指令値を出力してモータを制御していた。しかし、制御指令値(制御指令波形)として速度指令値(速度指令波形)の代わりに加速度指令値（加速度指令波形）叉は位置指令値（位置指令波形）を出力してモータを制御しても良い。それ故、加速度指令値叉は位置指令値においても速度指令値と同様に実加速度値叉は位置指令値との間で偏差が発生する場合は、速度指令値のＦＦ値と同様に、制御指令補正値を求めて加速度指令値叉は位置指令値を補正する。
その結果、加速度指令値の場合、位置の制御だけでなく、荷重制御も可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明のサーボ制御装置およびサーボ制御方法は、ダイボンダの他、他の半導体製造装置やモータを使う装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１０１】
１：ウェハ供給部                        ２：ワーク供給・搬送部
３：ダイボンディング部                  ７：システム制御部
３５：ボンディングヘッド                １００：従来技術のモータ制御装置
１１０：モーションコントローラ          １１１：指令速度波形生成部
１１２：指令パルス列生成部              １２０：サーボアンプ
１２１：位置ループ制御部                １２２：速度ループ制御部
１３０：サーボモータ                    ２００：実施例のモータ制御装置
２１０：モーションコントローラ          ２１１：理想波形生成部
２１２：指令波形生成部                  ２１３：ＤＡＣ
２１４：ＦＦ値補正部(制御指令補正部)    ２２０：サーボアンプ
２２１：速度ループ制御部                ４１０：指令波形入出力部
４２０：指令波形再生成処理部            ４２１：減算器
４２２：加加速度加算波形生成部          ４２３〜４２６：加算器
４２７：加加速度制限部                  ４２８：加速度制限部
４２９：速度制限部                      ４３０：エンコーダシグナルカウンタ
４３１：指令波形再生成部                ４２１０：指令波形復元部
ＴＣ：指令出力周期                      Ｔｓ：サンプリング間隔
Ｖｏｂｊ：目標速度                      Ｖｒ：実速度
【図１】
2015173551.tif 000003
【図２Ａ】
2015173551.tif 000004
【図２Ｂ】
2015173551.tif 000005
【図２Ｃ】
2015173551.tif 000006
【図３】
2015173551.tif 000007
【図４Ａ】
2015173551.tif 000008
【図４Ｂ】
2015173551.tif 000009
【図４Ｃ】
2015173551.tif 000010
【図４Ｄ】
2015173551.tif 000011
【図５】
2015173551.tif 000012
【図６】
2015173551.tif 000013
【図７】
2015173551.tif 000014
【図８】
2015173551.tif 000015
【図９】
2015173551.tif 000016
【図１０】
2015173551.tif 000017