(57)【要約】      （修正有）【課題】部品実装装置の起動時に実行されるリニアモータの磁極検出動作を、部品実装装置自体に大きな負荷をかけないで行うことを可能とする部品実装装置を提供する。【解決手段】実装部品を基板上の所定箇所に搭載するための搭載ヘッド１３０と、該搭載ヘッド１３０を２次元的に移動可能とするための、サーボ制御されるリニアモータにより駆動される２本の平行な移動軸１１０ａ、１１０ｂとその間に掛け渡された移動軸１２０と、を有する部品実装装置において、前記２本の平行な移動軸１１０ａ、１１０ｂのうち、サーボフリーとなっている一方の移動軸１１０ｂ（１１０ａ）側に前記搭載ヘッド１３０を移動させて、もう一方の移動軸１１０ａ（１１０ｂ）を駆動するリニアモータに対して磁極検出動作が行なわれる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装部品を基板上の所定箇所に搭載するための搭載ヘッドと、該搭載ヘッドを２次元的に移動可能とするための、サーボ制御されるリニアモータにより駆動される２本の平行な移動軸とその間に掛け渡された移動軸と、を有する部品実装装置において、
前記２本の平行な移動軸のうち、サーボフリーとなっている一方の移動軸側に前記搭載ヘッドを移動させて、もう一方の移動軸を駆動するリニアモータに対して磁極検出動作が行なわれることを特徴とする部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装装置に係り、特に、実装部品を基板上の所定箇所に搭載するための搭載ヘッドと、該搭載ヘッドを２次元的に移動可能とするための、サーボ制御されるリニアモータにより駆動される２本の平行な移動軸とその間に掛け渡された移動軸と、を有する部品実装装置に用いるのに好適な、部品実装装置の起動時に実行されるリニアモータの磁極検出動作を大きな負荷をかけないで行うことを可能とする部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、部品実装装置は、図５に例示する如く、平行に配置された２本のＹ移動軸１０ａ、１０ｂからなるＹ軸移動機構と、該Ｙ軸移動機構上に掛け渡された１本のＸ移動軸２０からなるＸ軸移動機構と、該Ｘ軸移動機構上に設けられた、吸着ノズル３６を備えた搭載ヘッド３０と、部品供給部（図示せず）と、制御装置（図示せず）と、を備えている。位置決め固定された基板２上の所定箇所に部品を搭載する場合には、Ｙ軸移動機構およびＸ軸移動機構により搭載ヘッド３０を部品供給部の所定位置に移動させ、搭載ヘッド３０に搭載されている吸着ノズル３６をＺ軸モータ（図示せず）により下降させて部品を吸着ピックアップ後、搭載ヘッド３０を基板２上に移動させ、吸着ノズル３６を下降させ実装を行う。なお、制御装置は、制御に必要なデータを記憶しておく記憶部を内部に有し、部品実装装置の初期起動時の原点復帰や、実装時のＹ軸移動機構およびＸ軸移動機構による搭載ヘッド３０の２次元移動などの、部品実装装置の一連の動作を制御する。
【０００３】
このような部品実装装置において、Ｙ軸移動機構とＸ軸移動機構には特許文献１に代表されるように高速化と消費電力の低減などの目的でリニアモータを使用して、サーボ制御することが主流となっている。なお、リニアモータを使用する場合には、一般に、起動後の原点復帰動作において、可動部の位置を把握するために固定部に電流を流して可動部を微小量動かす磁極検出動作を行う。すなわち、前記部品実装装置の場合には、２本のＹ移動軸１０ａ、１０ｂを有するＹ軸移動機構に対しては、別々に、Ｙ移動軸１０ａ、１０ｂに対する可動部である、搭載ヘッド３０を備えるＸ軸移動機構のＸ移動軸２０を動かすことで磁極検出動作を行う必要がある。このとき、一方のＹ移動軸１０ａで磁極検出を行っているときには、もう一方のＹ移動軸１０ｂはサーボ制御をオフ（サーボフリーと称する）し、磁極検出を行っているＹ移動軸１０ａの磁極検出動作に従うような制御を行う。
【０００４】
なお、部品搭載精度を高めるためにＸ移動軸２０とＹ移動軸１０ａ、１０ｂが直角であることが望ましいため、部品実装装置に移動機構を組み付ける際に機械構造的に直角を保持させる方法や、図５に示す如く、平行なＹ軸移動機構のＹ移動軸１０ａ、１０ｂ上にそれぞれ、原点検出用のセンサ（原点センサと称する）４０ａ、４０ｂを設置して、定期的にＸ移動軸２０とＹ移動軸１０ａ、１０ｂとの直角度を修正する制御方法などが行なわれている。これに関連して、特許文献２にはＹ移動軸１０ａ、１０ｂの位置情報について磁極検出器からの信号を検知し、位置ずれ量が一定量を超えた場合に、Ｘ移動軸２０とＹ移動軸１０ａ、１０ｂがなす角度が許容範囲を超えたとしてリニアモータを停止させる技術が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第２５５５１６８号公報
【特許文献２】特開２００２−１９０６９５号公報
【発明の開示】
【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、２に示す従来の部品実装装置では、起動時の原点復帰動作の磁極検出動作が前回部品実装装置の終了したＸＹ位置で行われるので、搭載ヘッド３０の位置は一定の位置とはならない。そのため、可動部の移動の際にＹ移動軸１０ａ、１０ｂにかかる重量は、搭載ヘッド３０の位置に大きく左右され一定ではない。ゆえに、従来の制御では搭載ヘッド３０が磁極検出するＹ移動軸１０ａ、１０ｂ側に近いときでも、すなわち可動部が一番重くなるときでも、磁極検出動作が行えるように充分大きな電流値を与えていた。
【０００７】
そのため、図６に示す如く、可動部が重いときには大きな力を与えて動かすこととなるため慣性により可動部が大きく変位して停止しきれず、過度な磁極検出動作となり、磁極検出が正常に終了できない現象が発生する。また、反対側のサーボフリーであるＹ移動軸１０ｂが磁極検出動作に追従できずに、Ｙ移動軸１０ｂの接続部分に大きな負荷がかかりこじれてしまい、センサ４０ａ、４０ｂでも直角度を補正できない現象が発生する問題があった。
【０００８】
また、ＸＹ移動軸について同時に磁極検出動作を行っていたために、Ｙ移動軸１０ａ、１０ｂの磁極検出中にＸ移動軸２０が振動し、Ｙ移動軸１０ａ、１０ｂに不規則な負荷を与える問題も有していた。
【０００９】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、部品実装装置の起動時に実行されるリニアモータの磁極検出動作を、部品実装装置自体に大きな負荷をかけないで行うことを可能とする部品実装装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、実装部品を基板上の所定箇所に搭載するための搭載ヘッドと、該搭載ヘッドを２次元的に移動可能とするための、サーボ制御されるリニアモータにより駆動される２本の平行な移動軸とその間に掛け渡された移動軸と、を有する部品実装装置において、前記２本の平行な移動軸のうち、サーボフリーとなっている一方の移動軸側に前記搭載ヘッドを移動させて、もう一方の移動軸を駆動するリニアモータに対して磁極検出動作が行なわれることで、前記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、起動時に安定した磁極検出動作が行えるようになり、磁極検出動作における異常の発生を低減することが可能である。また、過度の磁極検出動作が防止できるため、搭載ヘッドを２次元的に移動可能とする移動軸に余計な負荷を与えず、精度や部品実装装置の恒久性を維持することが可能となる。そして、部品実装装置の起動時に実行されるリニアモータの磁極検出動作の電流消費を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
まず、本発明の第１実施形態について図１から図４を用いて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る部品実装装置の概略斜視図、図２は原点復帰動作に関連する部分のブロック図、図３は搭載ヘッドがサーボフリー移動軸側に存在するときの磁極検出動作を模式的に示した図、図４は同じく磁極検出動作を含む原点復帰フロー図である。
【００１４】
図１に示す如く、本実施形態は、平行に配置された２本のＹ移動軸１１０ａ、１１０ｂからなるＹ軸移動機構と、該Ｙ軸移動機構上に掛け渡された１本のＸ移動軸１２０からなるＸ軸移動機構と、該Ｘ軸移動機構上に設けられた、吸着ノズル１３６を備えた搭載ヘッド１３０と、部品供給部（図示せず）と、制御装置（図示せず）と、を備えている。すなわち、本実施形態は、図５に示す従来の部品実装装置とほぼ同様の装置構成を有するため、部品実装動作に必要となる構成要素や動作については説明を省略する。
【００１５】
以下、本実施形態の原点復帰動作に関連する機能と構成と動作について説明する。
【００１６】
まず、図２に示す如く、本実施形態に係る部品実装装置の原点復帰動作に関連するブロックは、Ｙ移動軸１１０ａ、１１０ｂと、Ｘ移動軸１２０と、搭載ヘッド１３０に設けられた回転・Ｚ軸モータ１３２と、各原点センサ１３４、１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃと、内部に記憶部１５２とコントローラ１５４とを有する制御装置１５０と、操作部１６０と、を有する。
【００１７】
前記Ｙ移動軸１１０ａは、リニアモータ１１２ａとリニアスケール１１４ａとを有し、コントローラ１５４を介してリニアモータ１１２ａについてサーボ制御のオン（サーボロックと称する）とオフ（サーボフリー）がなされる。なお、コントローラ１５４は、サーボフリーの状態であっても、リニアスケール１１４ａの読み取りを行うことができる。原点センサ１４０ａは、オンオフを出力する原点検出用の位置センサであり、Ｙ移動軸１１０ａの原点復帰動作の際に用いられる。Ｙ移動軸１１０ｂ、Ｘ移動軸１２０についても同様の構成であるので、説明を省略する。
【００１８】
前記操作部１６０は、部品実装装置自体の起動信号の発生や、原点復帰動作を行うためのソフトウェアを入力することができる。あるいは、記憶部１５２に記憶している前記ソフトウェアをコントローラ１５４にロードする信号を入力したり、前記ソフトウェアのパラメータを入力・変更したりすることができる。従って、操作部１６０からの信号により、前記ソフトウェアがコントローラ１５４において動作すると、リニアスケール１１４ａ、１１４ｂ、１２４や原点センサ１３４、１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃの出力値に従い、Ｙ移動軸１１０ａ、１１０ｂと、Ｘ移動軸１２０と、回転・Ｚ軸モータ１３２とが後述する原点復帰の動作フローに従うこととなる。
【００１９】
次に、部品実装装置の起動時に原点復帰動作を行う際の、本実施形態における磁極検出動作の原理について説明する。
【００２０】
搭載ヘッド１３０が磁極検出動作を行うＹ移動軸１１０ａ側にあった場合には、図３に示す如く、搭載ヘッド１３０を予め磁極検出を行わないサーボフリーのＹ移動軸１１０ｂ側に移動させた後に磁極検出動作を行うことで、磁極検出動作によるＹ移動軸１１０ａ、１１０ｂへの負荷を低減させるものである。これにより、余分な電流を流すことなく、過度な磁極検出動作を防止することが可能である。
【００２１】
詳細な原点復帰動作について、図４に示すフローチャートに従い、詳細に説明する。
【００２２】
最初に、原点復帰動作が開始されると、すでにリニアモータ１１２ａ、１１２ｂ、１２２の磁極が検出されているかを確認する（ステップＳ２）。
【００２３】
磁極検出がされているなら（ステップＳ２でＹｅｓのとき）、搭載ヘッド１３０の原点復帰を実行する（ステップＳ４）。この原点復帰動作は、搭載ヘッド１３０に備えられている吸着ノズル１３６の回転・Ｚ軸モータ１３２に対して、原点センサ１３４の出力値に基づいて行なわれるものである。なお、本実施形態では、Ｚ軸はリニアモータを使用していないため、Ｚ軸について磁極検出動作はなされない。この動作の後に、Ｘ移動軸１２０および２つのＹ移動軸１１０ａ、１１０ｂの原点復帰動作が、原点センサ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃの出力値に基づいて実行される（ステップＳ６）。この動作の終了により、原点復帰動作が完了する。
【００２４】
磁極検出がされていなければ（ステップＳ２でＮｏのとき）、磁極検出動作のための電流値を指定する（ステップＳ８）。前回終了時の位置を覚えておくことは可能であるが、前回部品実装装置を使用した者が搭載ヘッド１３０の位置を変更する場合もあるため、指定ができるようにしている。なおこの電流値は、従来の想定される最大負荷のときの電流値の約半分とすることができ、そのまま低消費電力につながるものである。
【００２５】
次に、Ｘ移動軸１２０上に設置されている搭載ヘッド１３０の原点復帰を行う（ステップＳ１０）。この原点復帰動作は、ステップＳ４で前述した搭載ヘッド１３０に備えられている吸着ノズル１３６の回転・Ｚ軸モータ１３２に対して行なわれるものである。そして、Ｘ軸の磁極検出動作と原点復帰動作を実行する（ステップＳ１２）。Ｘ軸はＸ移動軸１２０が１つであり、それに対応してリニアスケール１２４も１つなので、Ｘ移動軸１２０の磁極検出はどの場所でも可能であり、磁極検出がなされるとすぐさま原点復帰動作に移る。なお、本実施形態では、移動軸に向かって左側を原点としているため、本動作により、搭載ヘッド１３０はＸ移動軸１２０の左側に移動した状態となる。本動作により、Ｘ移動軸１２０については、動作可能状態となる。
【００２６】
次に、搭載ヘッド１３０をＸ移動軸１２０上の右側（Ｙ移動軸１１０ｂ側）に移動させる（ステップＳ１４）。Ｙ移動軸１１０ａにおいて磁極検出を行うためである。なお、原点側に移動としないのは、搭載ヘッド１３０が複数ある場合に異なる原点を有する場合があるからである。そして、Ｙ移動軸１１０ｂがサーボフリーであることを確認し、Ｙ移動軸１１０ａの磁極検出動作を実行する（ステップＳ１６）。磁極検出完了後は、Ｙ移動軸１１０ｂの磁極検出のためにＹ移動軸１１０ａをサーボフリーにする。なお、この時点から、Ｙ移動軸１１０ａに設けられているリニアスケール１１４ａの読み取りが可能の状態となる。
【００２７】
次に、搭載ヘッド１３０をＸ移動軸１２０の左側（Ｙ移動軸１１０ａ側）に移動させる（ステップＳ１８）。Ｙ移動軸１１０ｂにおいて磁極検出を行うためである。そして、Ｙ移動軸１１０ａがサーボフリーであることを確認し、Ｙ移動軸１１０ｂの磁極検出動作を実行する（ステップＳ２０）。この状態になると、Ｙ移動軸１１０ａ、１１０ｂのいずれにも設けられたリニアスケール１１４ａ、１１４ｂの読み取りが可能な状態となる。
【００２８】
次に、Ｙ移動軸１１０ａ、１１０ｂどちらもサーボロックし、原点検出用のセンサ１４０ａ、１４０ｂを動作させて、Ｙ移動軸の原点復帰を実行する（ステップＳ２２）。この動作により、搭載ヘッド１３０のＸＹＺおよび回転についての原点復帰が完了するため、この後に通常動作を行うことが可能となる。
【００２９】
このように、磁極検出動作の際には、そのＹ移動軸側から搭載ヘッド１３０を、磁極検出動作をしないＹ移動軸側へ移動させるため、部品実装装置の起動時に実行されるリニアモータ１１２ａ、１１２ｂの磁極検出動作の電流消費を低減することが可能である。また、起動時に安定した磁極検出動作が行えるようになり、磁極検出動作における異常の発生を低減することが可能である。さらに、過度の磁極検出動作が防止できるため、搭載ヘッド１３０を２次元的に移動可能とする移動軸１１０ａ、１１０ｂ、１２０に余計な負荷を与えず、精度や部品実装装置の恒久性を維持することが可能となる。
【００３０】
本実施形態においては、Ｘ移動軸１２０上でまず右側に搭載ヘッド１３０を移動してＹ移動軸１１０ａの磁極検出動作を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｘ移動軸１２０上でまず左側に搭載ヘッド１３０を移動してＹ移動軸１１０ｂの磁極検出動作を行っても本発明に含まれる。また、１つのＸ移動軸１２０に１つの搭載ヘッド１３０を想定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のＸ移動軸に複数の搭載ヘッドを設けた場合であっても適用可能である。この場合にも、全ての搭載ヘッドをサーボフリーの磁極検出しない側の移動軸に移動させることで、本発明の原理をそのまま適用できるからである。また、２本のＸ移動軸上にＹ移動軸が構成されているときに、Ｙ移動軸について先に磁極検出動作を行い、次にＸ移動軸について行う場合にも本発明に含まれることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る部品実装装置の概略斜視図
【図２】同じく原点復帰動作に関連する部分のブロック図
【図３】同じく搭載ヘッドがサーボフリー移動軸側に存在するときの磁極検出動作を模式的に示した図
【図４】同じく磁極検出動作を含む原点復帰フロー図
【図５】従来の部品実装装置の概略斜視図
【図６】搭載ヘッドが磁極検出する移動軸側に存在するときの磁極検出動作を模式的に示した図
【符号の説明】
【００３２】
２、１０２…基板
１０ａ、１０ｂ、１１０ａ、１１０ｂ…Ｙ移動軸
２０、１２０…Ｘ移動軸
３０、１３０…搭載ヘッド
３６、１３６…吸着ノズル
４０ａ、４０ｂ、１３４、１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ…原点センサ
【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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