(57)【要約】【課題】直動ガイド機構に負荷される実際の荷重を計測することができる直動ガイド機構および電子部品実装用装置ならびに電子部品実装用装置における直動ガイド機構の荷重計測方法を提供することを目的とする。【解決手段】リニアレール８とリニアブロック９とを組み合わせ、リニアレール８およびリニアブロック９のそれぞれに列状のボール溝８ａ、９ａ、８ｂ、９ｂをそれぞれ相対向して設けて形成された複数のガイド溝部２９ａ、２９ｂのそれぞれにおいて相対向するボール溝の間で複数のボール３０を転動させることによりリニアブロック９の直線運動をガイドする直動ガイド機構において、リニアブロック９のボール溝に設定された荷重計測位置に歪ゲージ２２を装着してボール３０によるボール溝の撓みを検出し、歪ゲージ２２の出力から計測処理部３１によってボール３０に実際に作用するラジアル荷重を計測する。【選択図】図４
2008198686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線移動する移動体を移動方向にガイドする直動ガイド機構であって、前記移動方向に配設される長尺形状のリニアレールと、前記移動体に結合され前記リニアレールに沿って直線運動するリニアブロックと、前記リニアレールおよびリニアブロックのそれぞれに列状のボール転動面を相対向して設けて形成された複数のガイド溝部と、前記複数のガイド溝部のそれぞれにおいて前記相対向するボール転動面の間に介在して転動することにより前記リニアブロックの直線運動をガイドする複数のボールと、前記リニアブロックのボール転動面に設定された荷重計測位置において前記ボールに作用するラジアル荷重を計測する荷重計測部材とを備えたことを特徴とする直動ガイド機構。
【請求項２】
前記荷重計測位置には、前記ボール転動面の前記ラジアル荷重方向の微小撓みを許容する可撓部が設けられており、前記荷重計測部材は前記可撓部に装着された歪ゲージであることを特徴とする請求項１記載の直動ガイド機構。
【請求項３】
電子部品を基板に実装する電子部品実装ラインに使用される電子部品実装用装置であって、直動ガイド機構によってガイドされて直線移動し所定の作業動作を行う作業ヘッドと、前記作業ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、前記ヘッド移動機構を制御して前記作業ヘッドに所定の動作を実行させる制御手段とを有し、
前記直動ガイド機構は、前記直線移動の移動方向に配設された長尺形状のリニアレールと、前記作業ヘッドに結合され前記リニアレールに沿って直線運動するリニアブロックと、前記リニアレールおよびリニアブロックのそれぞれに列状のボール転動面を相対向して設けて形成された複数のガイド溝部と、前記複数のガイド溝部のそれぞれにおいて前記ボール転動面の間に介在して転動することにより前記リニアブロックの直線運動をガイドする複数のボールと、前記リニアブロックのボール転動面に設定された荷重計測位置において前記ボールに作用するラジアル荷重を計測する荷重計測部材とを備えたことを特徴とする電子部品実装用装置。
【請求項４】
前記作業ヘッドに前記ラジアル荷重を計測するための荷重計測用動作を実行させたときの前記荷重計測部材の出力に基づいて、予め定められた所定項目についての判定を行い判定結果を報知する判定報知手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の電子部品実装用装置。
【請求項５】
電子部品を基板に実装する電子部品実装ラインに使用される電子部品実装用装置において、所定の作業動作を行う作業ヘッドの直線移動をガイドする直動ガイド機構に作用する荷重を計測する電子部品実装用装置における直動ガイド機構のの荷重計測方法であって、
前記直動ガイド機構は、前記直線移動の移動方向に配設された長尺形状のリニアレールと、前記作業ヘッドに結合され前記リニアレールに沿って直線運動するリニアブロックと、前記リニアレールおよびリニアブロックのそれぞれに列状のボール転動面を相対向して設けて形成された複数のガイド溝部と、前記複数のガイド溝部のそれぞれにおいて前記ボール転動面の間に介在して転動することにより前記リニアブロックの直線運動をガイドする複数のボールと、前記リニアブロックのボール転動面に設定された荷重計測位置において前記ボールに作用するラジアル荷重を計測する荷重計測部材とを備え、
前記作業ヘッドに前記ラジアル荷重を計測するための荷重計測用動作を実行させたときの前記荷重計測部材の出力に基づいて、予め定められた所定項目についての判定を行い判定結果を報知することを特徴とする電子部品実装用装置における直動ガイド機構の荷重計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直動ガイド機構および電子部品を基板に実装する電子部品実装ラインに使用される電子部品実装用装置ならびにこの電子部品実装用装置における直動ガイド機構の荷重計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品実装ラインは、スクリーン印刷装置や電子部品搭載装置など複数の電子部品実装用装置を連結して構成される。これらの装置は、スクリーン印刷のためのスキージヘッドや電子部品を基板に移送搭載するための搭載ヘッドなどの作業ヘッドをヘッド移動機構によって移動させることにより、所定の作業動作を実行する。ヘッド移動機構としては、ボールねじをモータによって回転駆動するボールねじ機構やリニアモータなどの直動駆動機構を、リニアレールに沿ってリニアブロックを直線運動させる直動ガイド機構と組み合わせた構成が多用される。
【０００３】
このような機構要素を組み合わせた構成のヘッド移動機構に円滑な動作を長期間安定して行わせるためには、負荷荷重の大きさ・作用態様や、動作速度などの使用条件に応じて直動ガイド機構を適正に選定することが不可欠である。そして選定が不適切である場合には、直動ガイド機構を構成するボール転動面やボールの異常摩耗や微小クラックの発生などが短期間で生じ、本来の部品寿命に到達する前に使用不能となる事態が生じる。特に、駆動方式としてリニアモータを用いる場合には、駆動状態において可動子は常に発熱した状態にあり、この発熱による温度上昇に起因する熱応力が直動ガイド機構に作用するため、直動ガイド機構の実際的な負荷荷重は通常の使用状態よりも過酷となる場合が多い。このため、このような発熱に起因する負荷の低減を目的として、リニアモータを駆動源とする装置では、可動子からの発熱を放熱させるためのフィンなどの放熱部材を備えたものが知られている（特許文献１参照）。これにより、可動子からの直動ガイドへの伝熱を極力抑制するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−２９９８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述の先行技術例においては、温度の異常上昇に起因する不具合は抑制することができるものの、それ以外の要因に起因するものについては適切な対策を講じることができない。例えば、リニアモータを駆動源とする場合には、可動子と固定子との間に作用する磁力は推力方向のみならず推力方向と直交する方向にも作用し、このため直動ガイド機構には通常の負荷荷重に加えて磁力による荷重が複合的に作用する。
【０００５】
そしてこのような複合的な荷重は直動ガイド機構の内部の各ボール列に作用する荷重分布を複雑にし、部分的に選定時の想定範囲外の荷重が負荷される状態が発生しやすい。このような場合、装置設計時の直動ガイド機構の選定においては実際の荷重条件をできるだけ正確に知ることが必要となる。ところが従来より直動ガイド機構の実際の荷重状態については実証的な方法で荷重を求める方策はなく、装置設計においては基本定格荷重に動作条件など経験的な判断に基づいて定められる係数を乗じて負荷荷重を近似的に推定する方法が用いられている。
【０００６】
そしてこの推定が不適切の場合には、直動ガイド機構は予め想定された定格寿命条件から外れた条件下で使用されることとなり、当初想定した寿命よりも短い使用期間で大幅な
修理や部品交換を余儀なくされる事態となる。このように、電子部品実装用装置に多用される直動ガイド機構には、実際の使用条件において負荷される荷重を正確に知ることが困難で、装置設計時の指針として必要とされるデータ取得や、装置稼動時の負荷状態の検知を可能とする方策が求められていた。
【０００７】
そこで本発明は、直動ガイド機構に負荷される実際の荷重を計測することができる直動ガイド機構および電子部品実装用装置ならびに電子部品実装用装置における直動ガイド機構の荷重計測方法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】
【０００８】
本発明の直動ガイド機構は、直線移動する移動体を移動方向にガイドする直動ガイド機構であって、前記移動方向に配設される長尺形状のリニアレールと、前記移動体に結合され前記リニアレールに沿って直線運動するリニアブロックと、前記リニアレールおよびリニアブロックのそれぞれに列状のボール転動面を相対向して設けて形成された複数のガイド溝部と、前記複数のガイド溝部のそれぞれにおいて前記相対向するボール転動面の間に介在して転動することにより前記リニアブロックの直線運動をガイドする複数のボールと、前記リニアブロックのボール転動面に設定された荷重計測位置において前記ボールに作用するラジアル荷重を計測する荷重計測部材とを備えた。
【０００９】
本発明の電子部品実装用装置は、電子部品を基板に実装する電子部品実装ラインに使用される電子部品実装用装置であって、直動ガイド機構によってガイドされて直線移動し所定の作業動作を行う作業ヘッドと、前記作業ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、前記ヘッド移動機構を制御して前記作業ヘッドに所定の動作を実行させる制御手段とを有し、前記直動ガイド機構は、前記直線移動の移動方向に配設された長尺形状のリニアレールと、前記作業ヘッドに結合され前記リニアレールに沿って直線運動するリニアブロックと、前記リニアレールおよびリニアブロックのそれぞれに列状のボール転動面を相対向して設けて形成された複数のガイド溝部と、前記複数のガイド溝部のそれぞれにおいて前記ボール転動面の間に介在して転動することにより前記リニアブロックの直線運動をガイドする複数のボールと、前記リニアブロックのボール転動面に設定された荷重計測位置において前記ボールに作用するラジアル荷重を計測する荷重計測部材とを備えた。
【００１０】
本発明の電子部品実装用装置における直動ガイド機構の荷重計測方法は、電子部品を基板に実装する電子部品実装ラインに使用される電子部品実装用装置において、所定の作業動作を行う作業ヘッドの直線移動をガイドする直動ガイド機構に作用する荷重を計測する電子部品実装用装置における直動ガイド機構の荷重計測方法であって、前記直動ガイド機構は、前記直線移動の移動方向に配設された長尺形状のリニアレールと、前記作業ヘッドに結合され前記リニアレールに沿って直線運動するリニアブロックと、前記リニアレールおよびリニアブロックのそれぞれに列状のボール転動面を相対向して設けて形成された複数のガイド溝部と、前記複数のガイド溝部のそれぞれにおいて前記ボール転動面の間に介在して転動することにより前記リニアブロックの直線運動をガイドする複数のボールと、前記リニアブロックのボール転動面に設定された荷重計測位置において前記ボールに作用するラジアル荷重を計測する荷重計測部材とを備え、前記作業ヘッドに前記ラジアル荷重を計測するための荷重計測用動作を実行させたときの前記荷重計測部材の出力に基づいて、予め定められた所定項目についての判定を行い判定結果を報知する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、直動ガイド機構を構成するリニアブロックのボール転動面に設定された荷重計測位置においてボールに作用するラジアル荷重を計測する荷重計測部材を備えることにより、直動ガイド機構に負荷される実際の荷重を計測することができ、装置設計時の指針として必要とされるデータ取得や装置稼働時の時の負荷状態の検知が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置に用いられるＹ軸テーブルの断面図、図３、図４は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置に用いられる直動ガイド機構の構造説明図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の制御系の構成を示すブロック図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置における荷重計測処理を示すフロー図である。
【００１３】
まず図１を参照して、電子部品を基板に実装する電子部品実装ラインにおいて使用される電子部品実装用装置としての電子部品搭載装置の構造を説明する。図１において、基台１上にはＸ方向に搬送装置２が配設されている。搬送装置２は電子部品が実装される基板３を搬送し、搬送装置２による搬送経路に設定された実装位置において基板３を位置決めする。搬送装置２の両側には部品供給部４が設けられており、部品供給部４には複数の部品供給装置５が装着されている。
【００１４】
基台１のＸ方向の一端部にはＹ軸移動テーブル７がＹ方向に水平に配設されている。Ｙ軸移動テーブル７は略矩形断面を有し細長形状のビーム部材７ａを主体としており、ビーム部材７ａは前記矩形断面における高さ方向の中間部に一方側が開口した凹部７ｂを設けた略コ字断面形状となっている。凹部７ｂの上下に形成された凸部７ｃにはリニアレール８が水平方向に配設され、凹部７ｂ内には後述するリニア駆動機構が配設される。
【００１５】
リニアレール８にはリニアブロック９がＹ方向にスライド自在に嵌着しており、リニアブロック９は垂直姿勢で配設された矩形状の結合ブラケット１０を介してＸ軸移動テーブル１３と結合されている。Ｘ軸移動テーブル１３はＹ軸移動テーブル７と同様の構成を有している。すなわちＸ軸移動テーブル１３は略矩形断面を有し細長形状のビーム部材１３ａを主体としており、ビーム部材１３ａは前記矩形断面における高さ方向の中間部に一方側が開口した凹部１３ｂを設けた略コ字断面形状となっている。凹部１３ｂの上下に形成された凸部１３ｃにはリニアレール１４が水平方向に配設され、凹部１３ｂ内には同様にリニア駆動機構が配設される。
【００１６】
リニアレール１４にはリニアブロック１５がＸ方向にスライド自在に嵌着して同様に直動ガイド機構を構成しており、リニアレール１４は垂直姿勢で配設された矩形状の結合ブラケット１６を介して搭載ヘッド１７と結合されている。搭載ヘッド１７は下端部に電子部品を吸着して保持する吸着ノズル１７ａを備えており、吸着ノズル１７ａは搭載ヘッド１７に内蔵されたノズル昇降機構によって昇降する。Ｙ軸移動テーブル７、Ｘ軸移動テーブル１３を駆動することにより搭載ヘッド１７はＸ方向、Ｙ方向に移動し、これにより搭載ヘッド１７は部品供給部４の部品供給装置５から電子部品を取り出して、搬送装置２に位置決めされた基板３に移送搭載する。
【００１７】
部品供給部４と搬送装置２との間には認識装置６が配設されており、部品供給部４から電子部品を取り出した搭載ヘッド１７が認識装置６の上方を移動する際に認識装置６は搭載ヘッド１７に保持された状態の電子部品を撮像して認識する。そして電子部品を基板３に移送搭載する際には、この認識結果に基づいて部品搭載時の位置補正が行われる。上記構成において、搭載ヘッド１７はリニアレール１４、リニアブロック１５より成る直動ガイド機構によってガイドされて直線移動し、所定の作業動作である部品搭載動作を行う作業ヘッドとなっており、Ｙ軸移動テーブル７およびＸ軸移動テーブル１３は、この作業ヘッドを移動させるヘッド移動機構を構成している。
【００１８】
次に図２を参照して、Ｙ軸移動テーブル７に組み込まれたリニア駆動機構およびＹ軸移
動テーブル７における荷重負荷状態について説明する。図２においてビーム部材７ａには、凹部７ｂの底面に位置して固定子１１が移動方向（紙面垂直方向−−Ｙ方向）に沿って配設されており、結合ブラケット１０の側面には、固定子１１に対向して可動子１２が配設されている。固定子１１および可動子１２はリニア駆動機構におけるリニアモータを構成し、このリニアモータの駆動力により移動体であるＸ軸移動テーブル１３は、移動方向であるＹ方向に直線移動する。このＸ軸移動テーブル１３の直線移動は、リニアレール８、リニアブロック９より成る第１の直動ガイド機構ＬＧ１によってガイドされる。
【００１９】
このリニア駆動機構の駆動時には、以下に説明するような荷重が第１の直動ガイド機構ＬＧ１に作用する。まずＸ軸移動テーブル１３の質量中心（重心）には、搭載ヘッド１７や結合ブラケット１６など可動部分すべてを含む質量Ｍに応じた重力が矢印Ａ方向（垂直下方）に作用し、これによりＸ軸移動テーブル１３には片持ちの曲げモーメントが作用する。そしてこの曲げモーメントにより、上側および下側に位置する第１の直動ガイド機構ＬＧ１には、それぞれ引張り（矢印ａ１），圧縮（矢印ａ２）方向の力が作用する。さらに、Ｘ軸移動テーブル１３の加減速時には、質量ＭがＹ方向に加減速することによるＹ方向の慣性力がＸ軸移動テーブル１３に作用し、この慣性力に起因する片持ちの曲げモーメントも同時に直動ガイド機構に作用する。
【００２０】
またリニアモータの稼働時には、可動子１２の発熱により結合ブラケット１０が矢印Ｂ方向に熱膨張して熱応力が発生し、第１の直動ガイド機構ＬＧ１にはこの熱応力に起因する外側方向への外力（矢印ｂ）が作用する。さらにリニアモータの駆動時には、可動子１２は常に固定子１１に磁力により矢印Ｃ方向に吸磁され、この吸磁力により第１の直動ガイド機構ＬＧ１には矢印ｃ方向の曲げ荷重が作用する。そして電子部品搭載装置の稼働時においては、第１の直動ガイド機構ＬＧ１には上述の荷重が、装置動作状態に応じて変動しながら重畳的に作用している。
【００２１】
なお図２においては、Ｙ軸移動テーブル７についてのみ図示して示しているが、Ｘ軸移動テーブル１３も同様構成のリニア駆動機構を備えており、Ｘ軸移動テーブル１３においてリニアレール１４、リニアブロック１５よりなる第２の直動ガイド機構（図示省略）についても同様の荷重が作用する。第２の直動ガイド機構は、直線移動する移動体である搭載ヘッド１７を、移動方向であるＸ方向にガイドする。
【００２２】
次に図３，図４を参照して、上述の直動ガイド機構の詳細構造について説明する。なおここではリニアレール８、リニアブロック９より成る第１の直動ガイド機構ＬＧ１のみを図示しているが、リニアレール１４、リニアブロック１５よりなる第２の直動ガイド機構についても、定格荷重の相違に起因する各部寸法の違いはあるものの、同様の構造を有している。
【００２３】
図３は、リニアレール８からリニアブロック９を分離して第１の直動ガイド機構ＬＧ１を分解した状態の断面を示している。リニアレール８は矩形断面を有する長尺形状の部材であり、図１に示すように移動方向に配設される。図３に示すように、上面および側面には円弧断面形状のボール転動面であるボール溝８ａ、８ｂがそれぞれ列状に設けられている（図４（ｂ）も参照）。リニアブロック９は略矩形ブロック状の部材であり、移動体であるＸ軸移動テーブル１３に結合ブラケット１０を介して結合され、リニアレール８に沿って直線運動する。
【００２４】
リニアブロック９にはリニアレール８のボール溝８ａ、８ｂに対応した位置に円弧断面形状のボール転動面であるボール溝９ａ、溝９ｂが列状に設けられており、リニアブロック９をリニアレール８に組み付けた状態では、ボール溝８ａとボール溝９ａおよびボール溝８ｂとボール溝９ｂはそれぞれ相対向し、図４（ａ）に示すように、ガイド溝部２９ａ
、２９ｂが形成される。そしてガイド溝部２９ａ、ガイド溝部２９ｂのそれぞれにおいて、ボール溝８ａとボール溝９ａとの間、およびボール溝８ｂとボール溝９ｂとの間に複数のボール３０が介在して転動することにより、リニアブロック９のリニアレール８に沿った直線運動がガイドされる。
【００２５】
ボール溝９ａの背後には、リニアブロック９を切除した溝状のボール循環溝９ｃが設けられており、ボール溝９ｂの背後には、同様にリニアブロック９を部分的に切除した切り欠き状のボール循環切欠９ｄが設けられている。ボール循環溝９ｃ、ボール循環切欠９ｄには、それぞれボール３０を循環させるためのボール循環管２０が封止用樹脂２１によって封止されて固定されており、ガイド溝部２９ａ、２９ｂ内を転動するボール３０は、図４（ｂ）に示すように、ボール循環管２０内を通過して再びガイド溝部２９ａ、ガイド溝部２９ｂに戻る。
【００２６】
図３（ａ）の拡大詳細図に示すように、ボール循環溝９ｃの底部には封止用樹脂２１が充填されずに空間として存在する空隙部２３が設けられている。さらに空隙部２３の底面においてボール溝９ａの両外側に相当する位置には、空隙部２３からスリット２４がＸ方向に切り込まれて設けられており、スリット２４とボール溝９ａとの間には薄肉部２４ａが形成されている。そしてこれらの薄肉部２４ａによりボール溝９ａの背後に位置する部分のＸ方向の剛性が低下し、この部分はボール３０のラジアル荷重方向（Ｘ方向）に僅かな撓みが許容される可撓部２５を形成する。
【００２７】
同様に、ボール循環切欠９ｄには封止用樹脂２１が充填されずに空間として存在する空隙部２６が設けられており、空隙部２６の一方側の端部においてボール溝９ｂの外側に相当する位置には、空隙部２６からスリット２７がＺ方向に切り込まれて設けられており、スリット２７とボール溝９ｂとの間には薄肉部２７ａが形成されている。そしてこれらの薄肉部２７ａにより同様にボール溝９ｂの背後に位置する部分のＺ方向の剛性が低下し、この部分はボール３０のラジアル荷重方向（Ｚ方向）に僅かな撓みが許容される可撓部２８を形成する。
【００２８】
リニアブロック９のボール溝９ａ、９ｂにおいて、可撓部２５、２８が設けられた部分は、ボール３０に作用するラジアル荷重を計測するための荷重計測位置となっており、これらの荷重計測位置にはそれぞれ荷重計測部材である歪ゲージ２２が可撓部２５、２８に密着して装着されている。歪ゲージ２２はいずれも空隙部２３，２６内に位置しており、可撓部２５、２８の撓みに追従するようになっており、導線を介して計測処理部３１（図５も参照）に接続されている。
【００２９】
ボール溝９ａ、９ｂにおいてボール３０にラジアル荷重が作用すると可撓部２５、可撓部２８は荷重の大きさに応じて微少撓みを生じ、この微少撓みは歪ゲージ２２の抵抗変化によって検出される。そしてこの歪ゲージ２２の抵抗変化を計測処理部３１が検出することにより、ボール３０に作用するラジアル荷重を検出することが可能となっている。すなわち本発明の直動ガイド機構は、リニアブロック９のボール転動面であるボール溝９ａ、９ｂに設定された荷重計測位置においてボール３０に作用するラジアル荷重を計測する荷重計測部材を備えた構成となっている。
【００３０】
そして本実施の形態においては、リニアブロック９のボール溝９ａ、９ｂに設定された荷重計測位置にボール溝９ａ、９ｂのラジアル荷重方向の微小撓みを許容する可撓部２５，２８が設けられており、これらの可撓部２５，２８に荷重計測部材としての歪ゲージ２２を装着した形態となっている。なお荷重計測部材としては歪ゲージ２２以外にも荷重を電気的に検出できるものであれば他の種類の荷重センサ（例えば圧電素子など）を用いるようにしてもよい。
【００３１】
またここでは、リニアブロック９に設けられたボール溝９ａ、９ｂのすべてに荷重計測位置が設定された例を示しているが、荷重計測位置は必ずしもボール溝９ａ、ボール溝９ｂのすべてについて設定する必要はなく、使用目的に応じて荷重計測位置を適宜設定してもよい。すなわち直動ガイド機構においてボールに作用するラジアル荷重の大きさや分布を詳細に計測して設計指針データとすることを目的とするデータ取得用荷重計測の場合には、図４に示すようにボール溝９ａ、９ｂのすべてに荷重計測位置を設定することが望ましい。また実際の電子部品実装用装置において、直動ガイド機構の負荷状態を監視する目的で荷重計測を行うような場合には、複数のボール溝９ａ、９ｂのうち、最もクリティカルな荷重条件が想定される位置を選定して、荷重計測位置として設定する。
【００３２】
次に図５を参照して制御系の構成を説明する。制御部４０はＣＰＵであり装置各部の動作を制御して、搭載ヘッド１７による部品搭載動作を実行させる。したがって制御部４０は、ヘッド移動機構を制御して作業ヘッドである搭載ヘッド１７に所定の動作である部品搭載動作を実行させる制御手段となっている。また制御部４０は、ヘッド移動機構を制御して作業ヘッドである搭載ヘッド１７に前述の荷重計測のために予め設定された荷重計測用動作を実行させるとともに、このときのリニアブロック９における荷重計測を計測処理部３１に実行させる。記憶部４１は、上述の部品搭載動作や荷重計測処理を実行するための制御プログラム、処理プログラムなどの各種プログラムやデータを記憶する。これらのデータには、荷重計測処理において用いられる判定用パターンのデータが含まれる。
【００３３】
判定部４２は、計測処理部３１によって取得されたリニアブロック９における荷重計測結果を記憶部４１に記憶された判定用パターンと比較することにより、所定項目についての判定を行う。ここで所定項目とは、計測された荷重値が許容される上限値を超えているか否かを監視することにより装置動作状態の異常の有無を検知する過負荷検知や、ボールやボール溝の摩耗に起因して荷重値の変動パターンが許容範囲を超えてばらついているか否かを監視する摩耗検知などがあり、その他目的に応じて判定対象の項目を適宜設定することができる。判定用パターンの設定方法としては、実際に異常が生じている状態において荷重計測を行うことによって計測された荷重の変動パターンを流用して、判定用パターンとして記憶させる方法などを用いることができる。
【００３４】
表示部４７は液晶パネルなどの画面表示手段であり、計測処理部３１によって取得された荷重計測結果の表示や荷重計測結果に基づいて判定部４２の判定結果に基づいて行われる異常報知などの各種の表示を行う。したがって計測処理部３１，判定部４２および表示部４７は、作業ヘッドにラジアル荷重を計測するための荷重計測用動作を実行させたときの荷重計測部材としての歪ゲージ２２の出力に基づいて、予め定められた所定項目についての判定を行い判定結果を報知する判定報知手段となっている。
【００３５】
認識制御部４３は、認識装置６による電子部品の撮像および認識処理を制御する。供給制御部４４は部品供給装置５による部品供給動作を制御する。搬送駆動部４５は搬送装置２を駆動して基板搬送動作を実行させる。搭載駆動部４６は、搭載ヘッド１７および搭載ヘッド１７を移動させるヘッド移動機構（Ｙ軸移動テーブル７およびＸ軸移動テーブル１３）を駆動する。計測処理部３１は荷重計測部材（ここでは歪ゲージ２２）の出力を受信して直動ガイド機構のボール３０に作用するラジアル荷重を計測する。
【００３６】
次に図６を参照してこの電子部品搭載装置の稼働時において適宜実行される荷重計測処理について説明する。この荷重計測処理は、電子部品を基板に実装する電子部品実装ラインに使用される電子部品実装用装置において、所定の作業動作を行う作業ヘッドの直線移動をガイドする直動ガイド機構に作用する荷重を計測するものであり、前述の装置以上に起因する過負荷検知や部品寿命による摩耗検知など、各種の目的に対応して実行される。
【００３７】
図６において、制御部４０によって搭載駆動部４６を制御することにより、搭載ヘッド１７に荷重計測用動作を実行させる（ＳＴ１）。荷重計測用動作とは、荷重計測位置が設定されたボール溝に対して最もクリティカルな荷重条件となるような負荷状態が実現される動作であり、例えばＸ軸移動テーブル１３において片持ち荷重が最も大きくなるような位置に搭載ヘッド１７を移動させる動作や、Ｙ軸移動テーブル７を駆動してＸ軸移動テーブル１３を搭載ヘッド１７とともにＹ方向に往復動させる際の加減速時の慣性荷重が、リニアブロック９に許容される上限値に近くなるような加速度でＹ軸移動テーブル７を往復動させる動作などが例として挙げられる。
【００３８】
次いで計測対象のリニアブロック９に装着された歪ゲージ２２のゲージ出力を連続して取り込む（ＳＴ２）。そして計測処理部３１によってゲージ出力を計測処理することにより、ボール３０に作用するラジアル荷重の変動パターンを検出する（ＳＴ３）。そして検出された変動パターンを判定部４２が記憶部４１に記憶された判定用パターンと比較することにより、直動ガイド機構に作用する荷重の異常有無を判定する（ＳＴ４）。
【００３９】
ここで異常無しと判定されたならば荷重計測処理を終了し、異常有りと判定された場合には、表示部４７にその旨表示することにより異常報知を行う（ＳＴ５）。すなわちここでは、作業ヘッドにラジアル荷重を計測するための荷重計測用動作を実行させたときの荷重計測部材の出力に基づいて、過負荷検知や摩耗検知など、予め定められた所定項目についての判定を行い、判定結果を報知する。
【００４０】
上記説明したように本発明の直動ガイド機構は、リニアブロック９のボール転動面であるボール溝９ａ、９ｂに設定された荷重計測位置において、ボール３０に作用するラジアル荷重を計測する歪ゲージ２２を備えている。これにより、リニアモータを駆動源とする場合のように、直動ガイド機構に通常の負荷荷重に加えて磁力による荷重が複合的に重畳して作用する場合においても、直動ガイド機構に負荷される実際の荷重を計測することができ、装置設計時の指針として必要とされるデータ取得や装置使用時の負荷状態の検知が可能となる。
【００４１】
したがって、従来の装置設計において採用されていたような、経験的な判断に基づいて負荷荷重を近似的に推定する方法と比較して、正しい実証的なデータに基づいて合理的な設計を行うことができ、想定寿命よりも短い使用期間で大幅な修理や部品交換を余儀なくされる事態を回避することができる。また実際の装置稼動状態において適切なインターバル毎に荷重計測を実行することにより、装置動作異常に起因する過負荷状態や部品寿命に起因する摩耗状態をタイムリーに検知することができる。
【００４２】
なお上記実施の形態においては、電子部品実装ラインにおいて使用される電子部品実装用装置として基板に電子部品を搭載する電子部品搭載装置の例を示したが、本発明の対象は電子部品搭載装置には限定されず、所定の作業動作を行う作業ヘッドの直線移動をガイドするためにリニアレールとリニアブロックより成る直動ガイド機構を用いる構成の装置であれば、本発明の適用対象となる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の直動ガイド機構および電子部品実装用装置ならびに電子部品実装用装置における直動ガイド機構の荷重計測方法は、直動ガイド機構に負荷される実際の荷重を計測することができるという効果を有し、電子部品搭載装置など電子部品を基板に実装する電子部品実装ラインにおいて使用される電子部品実装用装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置に用いられるＹ軸テーブルの断面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置に用いられる直動ガイド機構の構造説明図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置に用いられる直動ガイド機構の構造説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の制御系の構成を示すブロック図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置における荷重計測処理を示すフロー図
【符号の説明】
【００４５】
７  Ｙ軸移動テーブル
８  リニアレール
８ａ、８ｂ  ボール溝
９  リニアブロック
９ａ、９ｂ  ボール溝
１１  固定子
１２  可動子
１３  Ｘ軸移動テーブル
１４  リニアレール
１５  リニアブロック
２２  歪ゲージ
２５，２８  可撓部
２９ａ、２９ｂ  ガイド溝部
３０  ボール
【図１】
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【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】
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