(57)【要約】【課題】加圧力の制御の高精度化を課題とする。【解決手段】先端部で部品を吸着保持する吸着ノズル１２と、上下動可能に支持された移動体１４と、移動体１４を上下方向に駆動する第一の上下動手段２０と、移動体１４に装備されると共に当該移動体１４から吸着ノズル１２を上下方向に沿って駆動する第二の上下動手段３０と、吸着ノズル１２の先端部の加圧力を検出する加圧力検出手段１５と、第一及び第二の上下動手段２０，３０の動作制御を行う動作制御手段６０とを備え、動作制御手段６０が、第一の上下動手段２０による移動体１４の下降駆動の際に，加圧力検出手段１５の検出加圧力に基づいて第二の上下動手段３０を上昇駆動させる加圧補正制御部を有する、という構成を採っている。【選択図】      図１
2004158743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部で部品を吸着保持する吸着ノズルと、
上下動可能に支持された移動体と、
前記移動体を上下方向に駆動する第一の上下動手段と、
前記移動体に装備されると共に当該移動体から前記吸着ノズルを上下方向に沿って駆動する第二の上下動手段と、
前記吸着ノズルの先端部の加圧力を検出する加圧力検出手段と、
前記第一及び第二の上下動手段の動作制御を行う動作制御手段とを備え、
前記動作制御手段が、前記第一の上下動手段による前記移動体の下降駆動の際に，前記加圧力検出手段の検出加圧力に基づいて前記第二の上下動手段を上昇駆動させる加圧補正制御部を有することを特徴とする部品保持装置。
【請求項２】
上下方向に沿った軸を中心に前記吸着ノズルの回転角度調節を行う回転角度調節手段を備えることを特徴とする請求項１記載の部品保持装置。
【請求項３】
前記加圧力検出手段と前記吸着ノズルとの間に伸縮可能な弾性体を介挿し、
前記弾性体を圧縮することで前記吸着ノズルが前記加圧力検出手段側に移動する範囲内に，当該吸着ノズルの移動を規制する前記加圧力検出手段への過荷重防止用ストッパを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の部品保持装置。
【請求項４】
前記動作制御手段は、前記吸着ノズルが非加圧時であって非吸着時であるときの前記加圧力検出手段の出力を基準値として記憶する基準記憶部を備え、
前記加圧補正制御部は前記基準値からの変化に基づいて前記第二の上下動手段を上昇駆動させることを特徴とする請求項１，２又は３記載の部品保持装置。
【請求項５】
前記第二の上下動手段は、その上下いずれかの駆動により加圧当接して上下動を行う対象物の移動を規制する移動規制手段を有し、
前記動作制御手段の加圧補正制御部は、前記検出加圧力が所定の下降時閾値を超える場合に前記第二の上下動手段の上昇駆動を開始する動作制御を行い、
前記動作制御手段が、前記第一の上下動手段の駆動開始から前記加圧補正制御部よる動作制御の開始までの間、前記移動規制手段の加圧当接により前記第二の上下動手段の上下動を行う対象物の移動を規制する動作制御を行う下降時ノズル保持制御部を有することを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の部品保持装置。
【請求項６】
前記動作制御手段が、前記第一の上下動手段による前記移動体の上昇駆動の際に，前記加圧力検出手段の検出加圧力が所定の上昇時閾値以下となる場合に、前記移動規制手段の加圧当接により前記第二の上下動手段の上下動を行う対象物の移動を規制する動作制御を行う上昇時ノズル保持制御部を有することを特徴とする請求項５記載の部品保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品保持装置に係り、特に、部品の組み付け時の移送を行う部品移送装置に搭載される部品保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１には、図５に示すように、上下方向に駆動する可動ステージ１１１を有する一軸テーブル１１２と、可動ステージ１１１に対して駆動源を有さない一軸テーブル１１３を介して上下動可能に支持された吸引ノズル１１４と、この吸引ノズル１１４が保持する部品Ｃの加圧力を検出するロードセル１１５と、吸引ノズル１１４及びこれを支持する構成をロードセル１１５側に引き寄せて吸引ノズル１１４等の自重の影響を相殺する引っ張りバネ１１９と、吸引ノズル１１４とロードセル１１５との間に設けられた圧縮バネ１１６と、ロードセル１１５の出力から吸引ノズル１１４の加圧力を検出する検出部１１７と、検出圧力に基づいて一軸テーブル１１２の上下位置を制御するコントローラ１１８とを備える部品保持装置１１０が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−３３０７９０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示された先行技術は、可動ステージ１１１上において、一軸テーブル１１３により吸引ノズル１１４を上下動可能とし、ロードセル１１５による加圧力検出を行う構成のため、リアルタイムでの加圧力変化に追従する加圧力の制御が可能となるが、可動ステージ１１１の駆動重量が大きくなり、例えば、可動ステージの停止，迅速な上昇と下降の動作切り替え等は困難となり、応答性が低下するという不都合があった。このため、目標となる加圧力を超過するおそれがあり、高精度な加圧力の設定が困難となるという不都合があった。
【０００５】
本発明は、加圧力の設定精度の向上をその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、先端部で部品を吸着保持する吸着ノズル（１２）と、上下動可能に支持された移動体（１４）と、移動体を上下方向に駆動する第一の上下動手段（２０）と、移動体に装備されると共に当該移動体から吸着ノズルを上下方向に沿って駆動する第二の上下動手段（３０）と、吸着ノズルの先端部の加圧力を検出する加圧力検出手段（１５）と、第一及び第二の上下動手段の動作制御を行う動作制御手段（６０）とを備え、動作制御手段が、第一の上下動手段による移動体の下降駆動の際に，加圧力検出手段の検出加圧力に基づいて第二の上下動手段を上昇駆動させる加圧補正制御部を有する、という構成を採っている。
【０００７】
上記構成では、第一の上下動手段により移動体の下降駆動が行われ、これに伴い第二の上下動手段及び吸着ノズルが下降する。そして、吸着ノズルの先端部が下方に当接すると、加圧力検出手段により加圧力の上昇が検出される。これにより、第二の上下動手段が吸着ノズルを上昇駆動し、加圧力の増加が抑制或いは回避される。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、上下方向に沿った軸を中心に吸着ノズルの回転角度調節を行う回転角度調節手段（５０）を備える、という構成を採っている。
【０００９】
上記構成では、請求項１記載の発明と同様の作用を奏すると共に、吸着ノズル先端部において部品を保持した場合に、回転角度調節手段により吸着ノズルを回転駆動してその向きを調節する。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、  加圧力検出手段（１５）と吸着ノズルとの間に伸縮可能な弾性体（１７）を介挿し、弾性体を圧縮することで吸着ノズルが加圧力検出手段側に移動する範囲内に，当該吸着ノズルの移動を規制する加圧力検出手段への過荷重防止用ストッパ（１３ａ）を設ける、という構成を採っている。
【００１１】
上記構成では、請求項１又は２記載の発明と同様の作用を奏すると共に、吸着ノズル先端部で加圧作業を行う際に、吸着ノズルは弾性体を圧縮しながら加圧力検出手段側に移動し、吸着ノズル先端部に生じる加圧力に等しい弾性力を加圧力検出手段に付加することとなる。
一方、加圧力検出手段はその荷重検出精度に応じて耐久測定範囲が決まっているのが通常である。
そこで、吸着ノズルが加圧力検出手段へ接近移動する範囲内で、当該接近応じて増加する弾性力が上記耐久荷重を超えないような位置で吸着ノズルの移動を規制する過荷重防止用ストッパを設け、加圧力検出手段の保護を図っている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１，２又は３記載の発明と同様の構成を備えると共に、動作制御手段（６０）は、吸着ノズルが非加圧時且つ非吸着時であるときの加圧力検出手段の出力を基準値として記憶する基準記憶部を備え、加圧補正制御部は基準値からの変化に基づいて第二の上下動手段を上昇駆動させる、という構成を採っている。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１，２又は３記載の発明と同様の作用を奏すると共に、基準記憶部により、吸着ノズルが非加圧時であって非吸着時であるときの加圧力検出手段の出力を基準値として記憶する。非加圧時であって非吸着時である場合とは、例えば、装置の主電源投入時、作業の開始の入力直後であっても良いし、加圧と吸引を検出により判断しても良いし、加圧と吸引の動作指令の有無から判断しても良い。
そして、記憶後は、加圧力検出手段の出力に基づく検出加圧力から基準値に基づく加圧力を減じた加圧力が吸着ノズルの先端部に生じている実際の加圧力としとして第二の上下動手段の動作制御が行われる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１，２，３又は４記載の発明と同様の構成を備えると共に、第二の上下動手段は、その上下いずれかの駆動により加圧当接して上下動を行う対象物の移動を規制する移動規制手段を有し、動作制御手段の加圧補正制御部は、検出加圧力が所定の下降時閾値を超える場合に第二の上下動手段の上昇駆動を開始する動作制御を行い、動作制御手段が、第一の上下動手段の駆動開始から加圧補正制御部よる動作制御の開始までの間、移動規制手段の加圧当接により第二の上下動手段の上下動を行う対象物の移動を規制する動作制御を行う下降時ノズル保持制御部を有する、という構成を採っている。
【００１５】
上記「その上下動を行う対象物」とは、第二の上下動手段が上下駆動する対象物、即ち吸着ノズルをいう。さらに、第二の上下動手段が吸着ノズルを保持するための手段を介して駆動を行う場合には、当該保持手段を含むものとする。
また、下降時閾値とは、例えば、加圧目標値をいう。
上記構成では、請求項１，２，３又４記載の発明と同様の作用を奏すると共に、第一の上下動手段の駆動開始時において下降時ノズル保持制御部の動作制御により第二の上下動手段が吸着ノズルを含むその移動対象物を移動規制手段の加圧当接により固定する。
そして、吸着ノズルを下降させて先端部に生じる加圧力が下降時閾値を超えたときに加圧補正制御部の動作制御により吸着ノズルを含むその移動対象物を上昇駆動し、加圧力の低減を図る。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明と同様の構成を備えると共に、動作制御手段が、第一の上下動手段による移動体の上昇駆動の際に，加圧力検出手段の検出加圧力が所定の上昇時閾値以下となる場合に、移動規制手段の加圧当接により第二の上下動手段の上下動を行う対象物の移動を規制する動作制御を行う上昇時ノズル保持制御部を有する、という構成を採っている。
【００１７】
上記上昇時閾値とは、例えば加圧目標値、或いはこれより幾分低い値とする。上記構成では、請求項５記載の発明と同様の作用を奏すると共に、第一の上下動手段により移動体が上昇され、吸着ノズルの先端部が加圧状態から解放されてその検出加圧力が上昇時閾値以下まで低減すると、上昇時ノズル保持制御部の動作制御により第二の上下動手段が吸着ノズルを含むその移動対象物を移動規制手段側に加圧して固定する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態の全体構成）
本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。本実施形態たる電子部品保持装置１０は、例えば、半導体チップのような小型の電子部品Ｃを保持し、所定の取り付け対象物に対して上方から保持した電子部品Ｃを所定の加圧力で加圧するために使用される。
電子部品保持装置１０は、図１に示すように、Ｘ−Ｙ移動機構（図示略）に支持された本体フレーム１１と、先端部で電子部品Ｃを吸着保持する吸着ノズル１２を備えるノズルホルダ１３と、上下動可能に本体フレーム１１に支持された移動体としての可動ブラケット１４と、可動ブラケット１４を上下方向に駆動する第一の上下動手段２０と、可動ブラケット１４に設けられると共に当該可動ブラケット１４からノズルホルダ１３を上下方向に沿って駆動する第二の上下動手段３０と、吸着ノズル１２の先端部に吸気を供給する吸気供給手段４０と、吸着ノズル１２の先端部おける加圧力を検出する加圧力検出手段としてのロードセル１５と、上下方向に沿った軸を中心に吸着ノズル１２の回転角度調節を行う回転角度調節手段５０と、後述する空気軸受け３６から排気される空気の吸着ノズル１２の先端部側への流出を防止する遮蔽板１６と、上記各構成の動作制御を行う動作制御手段６０とを備えている。以下に各部を詳説する。
【００１９】
（本体フレーム）
本体フレーム１１は、前述のようにＸ−Ｙ移動機構に搭載され、電子部品保持装置１０の全体構成（動作制御手段６０及び遮蔽板１６を除く）と共にＸ−Ｙ平面（水平面）に沿って，例えば電子部品Ｃの受け取り位置や組み付けを行う位置に搬送される。
【００２０】
（可動ブラケット）
可動ブラケット１４は、本体フレーム１１の下部においてリニアガイド１７を介して上下動可能に支持されている。この可動ブラケット１４は、本体フレーム１１に設けられた第一の上下動手段２０により上下方向に駆動される。
【００２１】
（第一の上下動手段）
第一の上下動駆動手段２０は、本体フレーム１１の上部において下方に出力軸を向けた状態で配設された回転駆動式の上下動モータ２１と、その回転角度量を検出するエンコーダ２２と、上下動モータ２１の出力軸にカップリングを介して連結され，上下方向に沿った状態で回転自在に本体フレーム１１に支持されたボールネジシャフト２３と、このボールネジシャフト２３に係合する可動ブラケット１４に固定されたボールネジナット２４と、可動ブラケット１４と本体フレーム１１とを連結する下降防止用バネ２５とを有している。
上記構成により、上下動モータ２１の回転駆動により回転角度量に応じて可動ブラケット１４の上下方向の位置決めを行う。また、上記エンコーダ２２は、その検出信号が動作制御手段６０に出力され、動作制御手段６０は、これに基づいて可動ブラケット１４の現在位置を認識し、上下動モータ２１の動作制御を行う。
また、下降防止用バネ２５は、常時可動ブラケット１４に上方への張力を付勢しており、上下動モータ２１の非使用時或いは停電等による不慮の非通電時においてその出力軸がフリーとなった場合に、可動ブラケット１４が下降することを防止している。
【００２２】
（吸着ノズル及びノズルホルダ）
吸着ノズル１２は、先端部が先細に形成された管状体であり、当該先端部を電子部品Ｃに向けた状態で吸着保持が行われる。吸着ノズル１２の基端部はノズルホルダ１３に連結されている。
ノズルホルダ１３は、その一端部で吸着ノズル１２を装着する筒状体であり、その他端部にはフランジ状の鍔部１３ａが形成されている。ノズルホルダ１３は後述する上下動可能な吸気供給管４１に保持され、かかる吸気供給管４１と共にノズルホルダ１３が上方移動する際にその鍔部１３ａが所定位置以上の上方移動を規制する過荷重防止用ストッパとなる。これにより、ロードセル１５への過度の荷重の付加を防止し、その保護を図っている。
【００２３】
（吸気供給手段）
吸気供給手段４０は、第二の上下動手段３０により上下動可能に支持されると共にその下端部においてノズルホルダ１３を保持する吸気供給管４１と、この吸気供給管４１の上端部に連結された可動体４２と、この可動体４２を介して吸気供給管４１と接続される吸気供給チューブ４３とを備えている。
【００２４】
上記吸気供給管４１は、その長手方向が上下方向と平行となるように後述する第二の上下動手段３０の回転ケース３１に支持されている。さらに、吸気供給管４１は、その外部にその長手方向に沿ってスプライン溝が形成され、回転ケース３１に設けられたスプラインナット３２と係合している。一方、回転ケース３１は上下方向に沿った中心線を軸に回転可能に可動ブラケット１４に支持されており、吸気供給管４１は回転ケース３１に対して上下動を行うことが可能であると共に回転ケース３１の回転と共に回転動作を行う。
【００２５】
可動体４２はその内部に屈曲した吸気経路が形成されており、可動体４２の側面に連結された吸気供給チューブ４３から下端部に連結された吸気供給管４１に吸気を供給する。また、可動体４２の上面には後述する圧縮バネ１７の下端部が当接する受け凹部が形成されている。
吸気供給チューブ４３は、一端部が可動体４２に接続され、他端部が吸気供給源たる吸気ポンプ或いはエジェクター等（図示略）に接続されている。
【００２６】
（第二の上下動手段）
第二の上下動手段３０は、可動ブラケット１４の内側下部において上下方向を中心に回転可能且つ上下動可能に支持された回転ケース３１と、回転ケース３１の上端部において当該回転ケース３１の中心線に沿って固定連結された支軸３３と、この支軸３３を介して回転ケース３１を可動ブラケット１４に対して上下方向に駆動するボイスコイルモータ３４と、回転ケース３１の上下動移動範囲を設定する上下移動範囲設定手段３５とを備えている。
【００２７】
回転ケース３１は、内部中空であってその下部外径が上部よりも小径に形成された回転体形状に形成されている。かかる回転ケース３１の下部は、可動ブラケット１４に設けられた空気軸受け３６により上下方向を中心として回転及び上下動可能に支持されている。空気軸受け３６は、回転ケース３１の下部の外径よりわずかに大きな内径のスリーブであって、回転ケース３１との隙間に空気を供給することで回転ケース３１をその中心位置に保持することができる。かかる空気軸受け３６は非接触で回転ケース３１を支持するので摩擦の発生がなく、回転ケース３１を円滑に回転及び上下動させることが可能である。
【００２８】
さらに、回転ケース３１は、その内側上部に格納室が形成され、格納室から下端部まで貫通する貫通穴が形成されている。かかる貫通穴には前述したスプラインナット３２が設けられ、貫通穴に挿通された吸気供給管４１を上下動可能に支持している。また、このスプラインナット３２により、回転ケース３１の回転と共に吸気供給管４１を回転させることができる。
回転ケース３１の格納室の内側上面中央には、加圧力検出手段としてのロードセル１５が配設されている。ロードセル１５は、その感圧部が下方に向けられており、かかる感圧部には、前述した可動体４２の上部に配置される弾性体としての圧縮バネ１７のさらに上端部に設けられた当接部材１８の上部突起が当接している。圧縮バネ１７は、可動体４２が図示の如く最下位置にある場合であっても常時当接部材１８がロードセル１５の感圧部に当接して予圧を付加するような自然長のものが使用される。かかる構成により、吸着ノズル１２の先端部において加圧が行われると、その加圧力がロードセル１５に伝わり、検出することが可能である。
また、吸着ノズル１２，ノズルホルダ１３，吸気供給管４１，回転ケース３１，支軸３３及びロードセル１５は全て同一軸上に配設されているので、吸着ノズル１２の先端部からの押圧力は直接的に損失なくロードセル１５に伝達されるのでより高い精度で吸着ノズル１２の先端加圧力を検出することが可能である。
【００２９】
支軸３３は、その下端部が回転ケース３１に連結されると共に可動ブラケット１４の上方まで貫通し、その長手方向が上下方向に平行となるように可動ブラケット１４の内側上部に配設されたボイスコイルモータ３４に支持されている。かかるボイスコイルモータ３４は、支軸３３に固定連結されたボビン３４ａと、ボビン３４ａの上面の周縁部に固定装備されたコイル３４ｂと、可動ブラケット１４に固定されたケーシング３４ｃと、ケーシング３４ｃに固定されると共にコイル３４ｂの内側に遊挿され且つその中心穴に支軸３３が嵌挿された筒状ヨーク３４ｄと、ケーシング３４ｃに固定されると共にその内側にコイル３４ｂが遊挿された筒状マグネット３４ｅとを備えている。かかるボイスコイルモータ３４は、動作制御手段６０の動作制御に従ってコイル３４ｂ及びボビン３４ａを介して支軸３３を上下方向に駆動することができ、吸着ノズル１２の加圧力制御に使用される。なお、ボイスコイルモータ３４は支軸３３を上下方向に駆動するが、支軸３３の回転動作を妨げるものではなく、支軸３３を介する吸着ノズル１２の回転角度調節は円滑に行うことが可能である。
【００３０】
上下移動範囲設定手段３５は回転ケース３１及び吸着ノズル１２の移動規制手段として機能し、ボイスコイルモータ３４の上方と下方において支軸３３と一体的に形成された上部フランジ３５ａ及び下部フランジ３５ｂと、上部フランジ３５ａの上面に対向した状態で可動ブラケット１４に設けられたスラスト軸受け３５ｃと、下部フランジ３５ｂの下面に対向した状態で可動ブラケット１４に設けられたスラスト軸受け３５ｄとを備えている。
ボイスコイルモータ３４により支軸３３が上方に駆動され、上記上部フランジ３５ａがスラスト軸受け３５ｃに当接する際の位置が回転ケース３１の上限位置であり、支軸３３が下方に駆動され、下部フランジ３５ｂがスラスト軸受け３５ｄに当接する際の位置が回転ケース３１の下限位置となる。また、各スラスト軸受け３５ｃ，３５ｄにより、各フランジ部３５ａ，３５ｂが当接状態にあっても支軸３３の回転動作を円滑に行うことが可能である。
【００３１】
（回転角度調節手段）
回転角度調節手段５０は、第二の上下動手段３０の支軸３３の上端部にカップリングを介して支軸３３と同心で連結されたスプラインシャフト５１と、その下端部内側に設けられたスプラインナット５２を介してスプラインシャフト５１を上下動可能に支持する筒状軸体５３と、この筒状軸体５３の上端部にカップリングを介して出力軸が連結され且つ本体フレーム１１の上部に配設された角度調節モータ５４と、この角度調節モータ５４の回転角度量を検出するエンコーダ５５とを備えている。
【００３２】
スプラインシャフト５１と筒状軸体５３と角度調節モータ５４の出力軸とはとは全て同心であり、その結果、これらと支軸３３，回転ケース３１，吸気供給管４１及び吸着ノズル１２が全て同心となる。
一方、エンコーダ５５は角度調節モータ５４の出力軸の回転角度量を動作制御手段６０に出力しており、これに基づいて動作制御手段６０は角度調節モータ５４に所定の角度量の回転を生じるように回転駆動制御を行う。その結果、角度調節モータ５４の出力軸から筒状軸体５３，スプラインシャフト５１，支軸３３，回転ケース３１，吸気供給管４１及びノズルホルダ１３を介して吸着ノズル１２の回転駆動が行われ、吸着ノズル１２の先端部に吸着保持された電子部品Ｃの向きを調節することが可能である。
【００３３】
（遮蔽板）
遮蔽板１６は、本体フレーム１１の下方においてＸ−Ｙ移動機構に支持されており、本体フレーム１１と共に搬送される。遮蔽板１６は、ノズルホルダ１３の直下位置に当該ノズルホルダ１３が通過する貫通穴が設けられた板状体である。かかる遮蔽板１６は、空気軸受け３６の回転ケース３１との隙間から下方に漏れる空気が吸着ノズル１２の先端まで届かないように遮蔽しつつ、吸着ノズル１２の上下動を可能としている。
【００３４】
（動作制御手段）
動作制御手段６０は、図２に示すように、電子部品保持装置１０の後述する各種機能を実行したり，各動作を実行させる制御プログラムが書き込まれているＲＯＭ６０ａと、制御プログラムに従って上下動モータ２１，ボイスコイルモータ３４，角度調節モータ５４及び吸気供給手段４０等の各部の動作を集中制御するＣＰＵ６０ｂと、ＣＰＵ６０ｂの処理データをワークエリアに格納するＲＡＭ６０ｃとを備えている。
【００３５】
さらに、動作制御手段６０には、その動作制御に必要となるデータの入力設定や動作の開始の指示入力等を行う設定入力手段６４と、各モータ２１，３４，５４に対して動作制御手段６０からの制御信号に従って駆動させる各駆動回路６１，６２，６３と、エンコーダ２２，５５，ロードセル１５の出力を検出信号として動作制御手段６０に入力する各入力回路６５，６６，６７が併設されている。
【００３６】
上記動作制御手段６０は、吸着ノズル１２が非加圧時であって非吸着時である場合のロードセル１５の出力を基準値として初期荷重としてＲＡＭ６０ｃの記憶領域に記憶させる基準記憶部としての制御を行う。吸着ノズル１２が非加圧時であって非吸着時である場合とは、ここでは設定入力手段６４により電子部品Ｃの保持動作の開始を入力された場合をいう。その他、装置の主電源の入力時であっても良い。
また、上記初期荷重は、主に、圧縮バネ１７の自然長からの撓み量に起因する予圧荷重によるものである。
【００３７】
さらに、動作制御手段６０は、第一の上下動手段２０により可動ブラケット１４が予め設定された目標位置へ下降駆動している際に，ロードセル１５の検出加圧力が前述した初期荷重と下降時閾値の合計を超えた場合或いは超えそうな場合に超えない範囲まで第二の上下動手段３０のボイスコイルモータ３４により回転ケース３１を上昇駆動させる加圧補正制御部としての制御を行う。
下降時閾値はここでは加圧目標値とし、予め設定入力手段６４から入力され、ＲＡＭ６０ｃの所定の記憶領域に記憶される。また同様に、可動ブラケット１４の下降目標位置も予め設定入力手段６４から入力され、ＲＡＭ６０ｃの所定の記憶領域に記憶される。かかる目標位置は、電子部品Ｃの吸着を行う場合には、吸着ノズル１２の先端位置が電子部品Ｃの上面よりも低い位置とされ、電子部品Ｃを目標となる取り付け面に加圧する場合には、吸着保持された電子部品Ｃの下面が取り付け面よりも下方とされる。
【００３８】
さらに、動作制御手段６０は、第一の上下動手段２０による可動ブラケット１４の下降駆動の開始から加圧補正制御部としての動作制御の開始までの間、下部フランジ３５ｂとスラスト軸受け３５ｄとの加圧当接により回転ケース３１の移動を規制する動作制御を行う下降時ノズル保持制御部としての制御を行う。
【００３９】
また、動作制御手段６０は、第一の上下動手段２０により可動ブラケット１４が上昇目標位置まで上昇駆動されている際に，ロードセル１５の検出加圧力が初期荷重と所定の上昇時閾値との合計値以下或いは未満となる場合に、上部フランジ３５ａとスラスト軸受け３５ｃとの加圧当接により回転ケース３１の移動を規制する動作制御を行う上昇時ノズル保持制御部としての制御を行う。
なお、上昇時閾値はここでは加圧目標値と等しいか或いはそれより幾分低い値とする。かかる上昇時閾値は、予め設定入力手段６４から入力され、ＲＡＭ６０ｃの所定の記憶領域に記憶される。また同様に、可動ブラケット１４の上昇目標位置も予め設定入力手段６４から入力され、ＲＡＭ６０ｃの所定の記憶領域に記憶される。なお、上昇目標位置は、例えば、Ｘ−Ｙ移動機構により電子部品保持装置１０が移動される際に、吸着ノズル１２が周囲に衝突しない高さとされる。
【００４０】
（電子部品保持装置の動作説明）
上記構成からなる電子部品保持装置１０の動作を説明する。電子部品保持装置１０の動作の内、吸着ノズル１２の下降動作については図３のフローチャートに基づいて説明し、吸着ノズル１２の上昇動作については図４のフローチャートに基づいて説明する。
【００４１】
電子部品保持装置１０は、Ｘ−Ｙ移動機構により吸着保持すべき電子部品Ｃの上方に位置決めされる。
そして、設定入力手段６４から動作の開始が入力されると、まず、動作制御手段６０は、ノズル１２の先端が非吸着且つ非加圧状態でロードセル１５にかかるプリセット圧力を検出し、これを初期荷重として記憶領域に記憶する（ステップＳ１１：基準記憶部としての制御）。
【００４２】
次に、動作制御手段６０の制御に従い、第一の上下動手段２０の上下動モータ２１により可動ブラケット１４を下降目標位置に向けて下降駆動する（ステップＳ１２）。
また、このとき、動作制御手段６０の制御に従い、第二の上下動手段３０のボイスコイルモータ３４により、下部フランジ３５ｂがスラスト軸受け３５ｄに加圧当接するまで下降駆動し、回転ケース３１の上下振動を防止する（ステップＳ１３：下降ノズル保持制御部としての制御）。
【００４３】
可動ブラケット１４の下降動作中において、動作制御手段６０は、ロードセル１５の出力に基づく加圧力の検出値が初期荷重と下降時閾値との合計値を超えるか否かを判断し（ステップＳ１４）、超えない場合には、エンコーダ２２の出力から下降目標位置に到達したか否かを判断する（ステップＳ１５）。到達しない場合には、動作制御手段６０は、再びステップＳ１４の処理に戻る。
一方、可動ブラケット１４の下降により、吸着ノズル１２の先端部が電子部品Ｃに当接すると、ロードセル１５の検出圧力が増加し、初期荷重と下降時閾値との合計値に到達し、超えることとなる。これにより、動作制御手段６０は、第二の上下動手段３０のボイスコイルモータ３４を上昇駆動させる動作制御を行う（ステップＳ１７：加圧補正制御部としての制御）。再び、ステップＳ１４に戻り、動作制御手段６０は、ロードセル１５の検出圧力を、初期荷重と下降時閾値との合計値と比較し、未だ、検出圧力が上回る場合にはさらに第二の上下動手段３０による回転ケース３１の上昇駆動制御を行う（ステップＳ１７）。
そして、検出圧力が下回る場合には、ステップＳ１５に移行し、動作制御手段６０は、可動ブラケット１４の現在位置確認を行う。
【００４４】
可動ブラケット１４が下降目標位置に到達したとの判断がされると、動作制御手段６０は第一の上下動手段２０の駆動を停止する（ステップＳ１６）。これにより、吸着ノズル１２の下降動作制御は終了する。なお、かかる下降動作制御の終了後は、吸着ノズル１２の先端部は電子部品Ｃに目標とする加圧力で当接した状態にあり、動作制御手段６０は、吸気供給手段４０の駆動を開始する動作制御を行い、吸着ノズル１２内を負圧として先端部に電子部品Ｃの吸着を行う。
【００４５】
次に、吸着ノズル１２の上昇動作が行われる。動作制御手段６０は、第一の上下動手段２０の上下動モータ２１により、可動ブラケット１４を上昇目標位置に向けて上昇駆動する（ステップＳ２１）。さらに、動作制御手段６０は、可動ブラケット１４の上昇動作中において、ロードセル１５の出力に基づく加圧力の検出値が初期荷重と上昇時閾値との合計値以下となるか否か判断し（ステップＳ２２）、合計値以下とならない場合には可動ブラケット１４の上昇駆動により合計値以下となるまで絶えず判断を続ける。
【００４６】
かかる可動ブラケット１４の上昇駆動により、吸着ノズル１２に保持された電子部品Ｃの下面が載置された場所から離れる。これにより、ロードセル１５の検出値が初期荷重と上昇時閾値との合計値以下となり、動作制御手段６０は、第二の上下動手段３０のボイスコイルモータ３４により、上部フランジ３５ａがスラスト軸受け３５ｃに加圧当接するまで上昇駆動し、回転ケース３１の上下振動を防止する（ステップＳ２３：上昇ノズル保持制御部としての制御）。
【００４７】
さらに、動作制御手段６０は、エンコーダ２２の出力から上昇目標位置に到達したか否かを判断する（ステップＳ２４）。到達しない場合には、第一の上下動手段２０の駆動を続けながら、到達するまで動作制御手段６０はエンコーダ２２の出力を確認し続ける。
そして、可動ブラケット１４が上昇目標位置に到達したとの判断がされると、動作制御手段６０は第一の上下動手段２０の駆動を停止する（ステップＳ２５）。これにより、吸着ノズル１２の上昇動作制御は終了する。
【００４８】
その後、吸着ノズル１２の回転角度調節が必要な場合には、設定入力手段６４で予め設定した回転角度に従い、動作制御６０は、回転角度調節手段５０の角度調節モータ５４を駆動する。このとき、動作制御手段６０は、エンコーダ５５の出力に基づく検出角度と設定角度とを比較し、一致するまで角度調節モータ５４の駆動を継続する。
また、その後の電子部品Ｃを目標組み付け位置に搬送し、加圧する動作は上述の場合と同様に行われる。
【００４９】
（実施形態の効果）
上記電子部品保持装置１０では、吸着ノズル１２の先端部における加圧力を絶えずリアルタイムで検出し、その動作制御に反映する構成のため、加圧力制御の高精度化を図ることが可能である。
さらに、電子部品保持装置１０では、下降駆動を第一の上下動手段２０が行い、その際に加圧力の補正のための吸着ノズル１２の上昇駆動を第二の上下動手段３０が行うため、単一の駆動源による正逆方向の切り替え駆動を不要とするため、慣性力の影響を低減し、高い応答性を実現する。従って、吸着ノズル先端部における加圧力を、高い精度で設定することが可能である。さらに、第二の上下動手段３０により補正制御が行われるので、第一の上下動手段２０の構成については高い精度が要求されず、例えば、第一の上下動手段２０の駆動源は高速駆動可能なものを使用することで、より作業の迅速化をも図ることが可能である。
特に、上記構成では、加圧力の調整が弾性バネ等によらず、ボイスコイルモータ３４の駆動により調節されるので、さらなる高精度化が図られている。
また、回転角度調節手段５０の回転角度モータ５４の出力軸から同心で支軸３３，回転ケース３１，吸気供給管４１を介して吸着ノズル１２まで連結されているので、角度調節モータ５４の出力がほぼ直接的に吸着ノズル１２に伝達され、高精度、高応答で角度調節を行うことが可能である。
【００５０】
（その他の事項）
なお、上記動作制御手段６０による動作制御では、吸着ノズル１２の先端部における加圧力を一定として行ったが、特にこれに限らず、例えば、加圧力を徐々に高める等の変化を加えても良い。
また、上記電子部品保持装置１０に組み込まれたロードセル１５が、実際に付与される加圧力に対する出力の線形性が十分ではない場合には、予め線形性の高いロードセルにより組み込まれたロードセル１５の出力特性を測定して動作制御手段６０に記憶すると共に、ロードセル１５の出力から加圧力を求める際に、参照するようにしても良い。
また、動作制御手段６０が、基準記憶部としての制御を行う場合において、上記動作では下降動作の開始時にのみ初期荷重を検出し記憶する場合を例示したが、ロードセル１５が周辺温度や使用頻度に応じて変動する可能性がある場合には、より高い頻度で初期荷重の更新を行うようにしても良い。
【００５１】
また、上記電子部品保持装置１０では、回転ケース３１を空気軸受け３６により支持しているが、回転と直動を可能に支持するボール軸受けを使用しても良い。
また、上記ボイスコイルモータ３４はムービングコイル方式のものを使用しているが、ムービングマグネット方式のものを使用しても良い。
また、可動ブラケット１４の上下動は、上記ボールネジ機構に替えてタイミングベルトとプーリを用いた機構等のように他の運動変換手段を使用しても良い。
また、回転角度調節手段５０の角度調節モータ５４からの出力は、減速ギヤ列やハーモニックドライブ等の減速機構を介して回転ケース３１に伝達する構成としても良い。
【００５２】
また、上記ロードセル１５に加圧力を付与する圧縮バネ１７に替えて微細に高さ調整して形成されたスペーサ等を使用しても良い。この場合、ボイスコイルモータ３４により駆動制御される系が極めて高剛性となり、高応答での加圧力制御が可能となる。但し、圧縮バネ１７によるロードセル１５の保護機能がなくなる。
また、電子部品保持装置１０において、不要であれば回転角度調節手段５０の構成を省略し簡略化を図っても良い。
また、遮蔽板１６は板状体に替えてエアカーテン式のものを使用しても良い。
また、第一の上下動手段２０の下降防止用バネ２５に替えて、停電時に開放される電磁弁により圧縮空気が供給され、可動ブラケット１４を押し上げるエアシリンダ等を使用しても良い。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、吸着ノズルの下降動作の際に、下降駆動を第一の上下動手段が行い、その際に加圧力の補正のための吸着ノズルの上昇駆動を第二の上下動手段が行うため、単一の駆動源による正逆方向の切り替え駆動を不要とするため、慣性力の影響を低減し、高い応答性を実現する。従って、吸着ノズル先端部における加圧力を、高い精度で設定することが可能である。
【００５４】
請求項２記載の発明は、回転角度調節手段を備えるので、吸着ノズルに保持された部品の回転角度調節を行うことにより任意の向きに替えることが可能となり、部品の搬送、組み付け等の種々の作業に対応することが可能となる。
【００５５】
請求項３記載の発明は、過荷重防止用ストッパを設けているので、吸着ノズルが加圧力検出手段側への過度の接近が防止され、過度の加圧力が加圧力検出手段が付加されることを回避し、その保護を図ることが可能である。従って、装置全体の保守性を向上することが可能となる。
【００５６】
請求項４記載の発明は、予め吸着ノズルが非加圧時であって非吸着時であるときの検出圧力を基準値として第二の上下動手段の動作制御を行うことから、いわゆる零点補正が行われ、加圧力検出手段の製品ごとの固有のバラつきの影響や、加圧力検出手段の取り付け構造の影響、或いは使用時の気温，湿度等の使用環境による影響等を排除し、より高精度で加圧力を設定することが可能となる。
【００５７】
請求項５記載の発明は、第一の上下動手段による移動体の下降移動に際して第二の上下動手段の移動対象物たる吸着ノズル含む構成が移動体上においてその移動を規制され固定されるので、移動体の移動による慣性力によって不慮の振動の発生が防止され、吸着ノズルの先端位置が固定され、加圧力の安定化が図られる。また、吸着ノズル含む構成を振動や衝撃から効果的に保護することが可能である。
【００５８】
請求項６記載の発明は、第一の上下動手段による移動体の上昇移動に際して第二の上下動手段の移動対象物たる吸着ノズル含む構成が移動体上においてその移動を規制され固定されるので、移動体の移動による慣性力によって不慮の振動の発生が防止され、吸着ノズルの先端位置が固定され、吸着ノズル含む構成を振動や衝撃から効果的に保護することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施形態たる電子部品保持装置を示す断面図である。
【図２】図１に開示した電子部品保持装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】電子部品保持装置の吸着ノズル下降動作を示すフローチャートである。
【図４】電子部品保持装置の吸着ノズル下降動作を示すフローチャートである。
【図５】従来例の構成図である。
【符号の説明】
１０  電子部品保持装置（部品保持装置）
１２  吸着ノズル
１３ａ  鍔部（過荷重防止用ストッパ）
１４  可動ブラケット（移動体）
１５  ロードセル（加圧力検出手段）
１７  圧縮バネ（弾性体）
２０  第一の上下動手段
３０  第二の上下動手段
３５  上下移動範囲設定手段（移動規制手段）
５０  回転角度調節手段
６０  動作制御手段
Ｃ  電子部品
【図１】
2004158743.tif 000003
【図２】
2004158743.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004158743.tif 000006
【図５】
2004158743.tif 000007