(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体（２８）を互いに交差する方向に移動させる複数の駆動部（５Ｍ，６Ｍ）を独立的に駆動し、上記移動体の通過を回避する通過回避領域（ＰＡＲ）を回避しつつ、上記移動体を起点位置（Ｐ０）から目標位置（Ｐ２）まで移動制御する位置決め制御方法であって、
上記移動体の移動経路途中に上記通過回避領域を回避するための通過点となる動作通過位置（Ｐ１）を設定し、
上記起点位置から上記動作通過位置までの間で、移動距離が短い方の上記駆動部を、上記移動距離が長い方の上記駆動部の駆動開始タイミングより遅延させて駆動開始する位置決め制御方法。
【請求項２】
上記移動体が上記起点位置から上記動作通過位置に移動するために、それぞれの駆動方向における上記移動距離に対する駆動の必要時間を算出して、
上記起点位置から上記動作通過位置までの間で、上記移動距離が短いほうの上記駆動部を、上記移動距離が長いほうの上記駆動部の動作タイミングより、上記算出したそれぞれの駆動部(５Ｍ，６Ｍ)と駆動する必要時間に基づいて遅延させて駆動開始する請求項１に記載の位置決め制御方法。
【請求項３】
上記起点位置から上記動作通過位置までの間で、上記移動距離が短いほうの上記駆動部を、上記移動距離が長いほうの上記駆動部の動作タイミングより、算出したそれぞれの上記駆動部と、駆動する必要時間の差分を遅延させて駆動開始する請求項２に記載の位置決め制御方法。
【請求項４】
上記駆動部は、上記起点位置から上記目標位置までの間で、加減速動作をそれぞれ１回だけ行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置決め制御方法。
【請求項５】
上記駆動部は、上記加減速動作を等加速度で行う請求項４に記載の位置決め制御方法。
【請求項６】
上記駆動部は、上記加減速動作を予め設定された速度変化パターンに基づいて行う請求項４に記載の位置決め制御方法。
【請求項７】
上記駆動部は、上記加減速動作を予め設定された曲線状速度変化を含む速度変化パターンに基づいて行う請求項４に記載の位置決め制御方法。
【請求項８】
上記速度変化パターンによる上記加減速動作は、駆動時間と該駆動時間内の移動量との関係を規定した変換テーブル（７）を参照して速度が設定される請求項６に記載の位置決め制御方法。
【請求項９】
上記速度変化パターンで上記駆動部が上記起点位置から上記動作通過位置へ駆動する必要時間を、上記移動量と上記駆動時間との関係を規定した変換テーブル（７）を参照して設定する請求項６に記載の位置決め方法。
【請求項１０】
上記移動体が上記動作通過位置を通過するときに、各駆動部が共に最大速度で上記移動体を移動駆動する請求項５に記載の位置決め制御方法。
【請求項１１】
上記移動体が上記動作通過位置を通過する時に、上記駆動部の上記加減速動作中に上記移動体を移動駆動する請求項５に記載の位置決め制御方法。
【請求項１２】
移動体（２８）を移動させるために互いに交差する方向に駆動する複数の駆動部（５Ｍ，６Ｍ）を独立的に駆動し、上記移動体の通過を回避する通過回避領域（ＰＡＲ）を回避しつつ、上記移動体を起点位置（Ｐ０）から目標位置（Ｐ２）まで移動制御する位置決め制御装置であって、
上記移動体の移動経路途中に上記通過領域を回避するための通過点となる動作通過位置（Ｐ１）を設定する設定部（１２０）と、
上記移動体が上記起点位置から上記動作通過位置に移動するために、それぞれの駆動部の方向における移動距離に対する駆動の必要時間をそれぞれ算出する算出部（１２１）と、
上記起点位置から上記動作通過位置での間で、上記移動距離が短い方の上記駆動部を、上記移動距離が長い方の上記駆動部の駆動開始タイミングより、上記算出したそれぞれの上記駆動部を駆動する必要時間の差分を遅延させて駆動開始する指令を出力する指令部（１２２）と、
を備えた位置決め制御装置。
【請求項１３】
部品を供給する部品供給部（３０、３２）と、
上記部品に上記部品供給部から取り出した部品を回路基板（１２）へ装着する移載ヘッド（２８）と、
上記移載ヘッドを移動させるために、互いに交差する方向に駆動する複数の駆動部（５Ｍ，６Ｍ）と、
上記駆動部を各々独立的に駆動制御し、上記移載ヘッドの通過を回避する通過回避領域（ＰＡＲ）を回避しつつ、上記移載ヘッドを起点位置から目標位置（Ｐ２）まで移動制御する位置決め制御装置（６０）と、
を備えた部品実装装置であって、
上記位置決め制御装置は、上記移載ヘッドの移動経路途中に上記通過領域を回避するための通過点となる動作通過位置（Ｐ１）を設定する設定部（１２０）と、
上記移載ヘッドが上記起点位置から上記動作通過位置に移動するために、それぞれの駆動部の方向における移動距離に対する駆動の必要時間をそれぞれ算出する算出部（１２１）と、
上記起点位置から上記動作通過位置（Ｐ１）での間で、上記移動距離が短い方の上記駆動部を、上記移動距離が長い方の上記駆動部の駆動開始タイミングより、上記算出したそれぞれの上記駆動部を駆動する必要時間の差分を遅延させて駆動開始する指令を出力する指令部（１２２）と、
を備えた部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、位置決め制御方法及び位置決め制御装置、並びにこれを用いた電子部品実装装置に関し、例えば複数のアクチュエータを駆動して、移動体の位置を制御する際に、通過不能領域を回避しつつ高速に且つ消費電力を抑えて位置決めを行う際に好適に適用できる位置決め制御技術に関する。
【０００２】
（背景技術）
例えば、電子部品実装装置においては、図３２に示すような複数のサーボモータ等のアクチュエータ８１，８２を駆動し、ボールネジ等により移動体の一例である移載ヘッド８５の位置を制御する位置決め制御装置８０を用いて、移載ヘッド８５を起点位置から任意の目標位置まで移動させている。その際、最大速度及び最大加速度等の各パラメータにより速度変化パターンを作成し、この速度変化パターンに基づいて移載ヘッド８５を移動させ位置決め制御を行っている。
【０００３】
このような従来の移動体の位置決め制御は、位置決め対象である移載ヘッド８５が搭載された機構部と、この機構部を駆動するサーボモータ８１，８２と、移動体の一例である移載ヘッド８５移動の目標位置Ｐ２、移動時の最大速度Ｖｍａｘ、最大加速度αｍａｘ、及び動作開始指令Ｃを出力するメインコントローラ９０と、与えられた上記指令に基づき速度指令を出力する位置決めコントローラ９１と、与えられた速度指令に基づきサーボモータ８１，８２を駆動制御するサーボドライバ９２、９３とから構成される位置決め制御装置８０によって行われている。
【０００４】
この位置決め制御装置８０の搭載された電子部品実装装置においては、複数のサーボモータ等のアクチュエータ８１，８２によって、平面座標上の任意の位置に移載ヘッド８５の位置決めを行う。例えば、平面座標Ｐ０（起点位置）から平面座標Ｐ２（目標位置）へ移載ヘッド８５を移動させる際に、その起点位置と目標位置までの直線移動経路の途中に移載ヘッド８５が通過を回避する領域ＰＡＲが存在する場合は、図３２、図３３に示すように平面座標Ｐ０から動作通過位置であるＰ１と、動作通過位置Ｐ１から目標位置Ｐ２とに移動経路を分割して、位置決め動作を行っていた。
【０００５】
ここで、Ｐ０−Ｐ１間のＸ方向移動距離をＸ１とし、Ｐ０−Ｐ１間のＹ方向移動距離をＹ１とし、Ｐ１−Ｐ２間のＸ方向移動距離をＸ２とし、Ｐ１−Ｐ２間のＹ方向移動距離をＹ２とする。
【０００６】
図３４は、この場合の移載ヘッド８５の駆動パターンを示すものである。図３４に示すように、Ｐ０−Ｐ１間、Ｐ１−Ｐ２間のそれぞれにおいて、Ｘ方向とＹ方向の移動開始及び移動終了のタイミングが同じになるように、それぞれのサーボモータ等のアクチュエータを同調制御する。また、Ｙ方向の移動量が大きいＰ０−Ｐ１間では、Ｙ方向へは最大速度Ｖｍａｘに達するまで最大加速度αｍａｘで駆動され移動するのに対して、Ｘ方向へはそれより遅いＶｍａｘ×（Ｘ１／Ｙ１）で移動するように、また、Ｘ方向の移動量が大きいＰ１−Ｐ２間では、Ｘ方向へは最大速度Ｖｍａｘに達するまで最大加速度αｍａｘで駆動され移動するのに対して、Ｙ方向へはそれより遅いＶｍａｘ×（Ｙ２／Ｘ２）で移動するように制御されている。したがって、移載ヘッド８５のいずれか一方方向の移動を敢えて減速させた状態で駆動することになり、駆動時間が長くなると共に、移動通過位置Ｐ１において加減速動作を行うために消費電力が増大することになる。
【０００７】
また、他の位置決め方式としては、図３５及び図３６に示すように、Ｐ０−Ｐ１間、Ｐ１−Ｐ２間のそれぞれにおいて、Ｘ方向とＹ方向の移動終了のタイミングの同期をとらずに、それぞれのサーボモータ等のアクチュエータを独立的に制御することにより、起点位置Ｐ０から中間通過位置Ｐ１ｐ、動作通過位置Ｐ１、中間通過位置Ｐ２ｐを経由して目標位置Ｐ２へ移動する方式も用いられていた。この方式では、起点位置Ｐ０から中間通過位置Ｐ１ｐまではＸ、Ｙ方向共に最大速度Ｖｍａｘに達するまで最大加速度αｍａｘで駆動して、Ｐ１ｐからさらにＹ方向へ移動させるＰ１まではＹ方向のみ続けて駆動して、動作通過位置Ｐ１でＸ、Ｙ方向共に一旦停止させる。次いで、Ｐ１からＰ２ｐまではＸ、Ｙ方向共に最大速度Ｖｍａｘに達するまで最大加速度αｍａｘで駆動して、Ｐ２ｐからさらにＸ方向へ移動させるＰ２まではＹ方向のみ続けて駆動することで目標位置Ｐ２に移動するように制御される。したがって、各移動時に最大加速度で駆動速度を最大速度とすることができる代わりに、停止や起動の回数が増加することになり、上述の方式と同様に駆動時間が長くなり、また、消費電力も増大する。
【０００８】
上記の従来技術は、いずれも移動途中において２回以上の加減速動作、あるいは停止、起動動作が行われ、移動速度も最大速度まで加速しない場合があるので、移動体の移動動作時間や駆動のための消費電力が増大することになり、高速化や省電力化の妨げとなっていた。また、後者のように、複数のアクチュエータを独立的に制御するためには、高価な位置決め制御装置を必要とするという問題もあった。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題を解消するため、起点位置から目標位置までの移動に際し、２回以上加減速動作を繰り返すことなく、高速で且つ消費電力を抑えた位置決めを行える位置決め制御方法及び位置決め制御装置を提供することを第１の目的としている。
【００１０】
また、本発明は、高速で且つ消費電力を抑えた位置決めを行えることにより、電子部品を短時間で実装することができる電子部品実装装置を提供することを第２の目的としている。
【００１１】
（発明の開示）
本発明は、上記目的を達成するため、以下のように構成している。
【００１２】
上記目的達成のため、本発明の第１態様によれば、移動体を互いに交差する方向に移動させる複数の駆動部を独立的に駆動し、上記移動体の通過が不可能となる通過回避領域を回避しつつ、上記移動体を起点位置から目標位置まで移動制御する位置決め制御方法であって、
上記移動体の移動経路途中に上記通過回避領域を回避するための通過点となる動作通過位置を設定し、
上記起点位置から上記動作通過位置までの間で、移動距離が短い方の上記駆動部を、上記移動距離が長い方の上記駆動部の駆動開始タイミングより遅延させて駆動開始する位置決め制御方法を提供する。
【００１３】
本発明の第２態様によれば、上記移動体が上記起点位置から上記動作通過位置に移動するために、それぞれの駆動方向における上記移動距離に対する駆動の必要時間を算出して、
上記起点位置から上記動作通過位置までの間で、上記移動距離が短いほうの上記駆動部を、上記移動距離が長いほうの上記駆動部の動作タイミングより、上記算出したそれぞれの駆動部と駆動する必要時間に基づいて遅延させて駆動開始する第１の態様に記載の位置決め制御方法を提供する。
【００１４】
本発明の第３態様によれば、上記起点位置から上記動作通過位置までの間で、上記移動距離が短いほうの上記駆動部を、上記移動距離が長いほうの上記駆動部の動作タイミングより、算出したそれぞれの上記駆動部と、駆動する必要時間の差分を遅延させて駆動開始する第２の態様に記載の位置決め制御方法を提供する。
【００１５】
この位置決め制御方法では、起点位置から動作通過位置までの間で、移動距離が短い方の駆動部を、移動距離が長い方の駆動部の駆動開始時間より駆動の開始タイミングを所定時間遅延させることにより、動作通過位置を加減速動作させることなく最大速度で通過させることが可能となり、高速で且つ消費電力を抑えた位置決め制御を行える。
【００１６】
本発明の第４態様によれば、上記駆動部は、上記起点位置から上記目標位置までの間で、加減速動作をそれぞれ１回だけ行う第１〜３のいずれか１項の態様に記載の位置決め制御方法を提供する。
【００１７】
この位置決め制御方法では、１回の加減速動作を行うだけで目標位置に到達できるため、複数の加減速動作を行う場合と比較して駆動効率が高まり、消費電力を抑えることができる。
【００１８】
本発明の第５態様によれば、上記駆動部は、上記加減速動作を等加速度で行う第４の態様に記載の位置決め制御方法を提供する。
【００１９】
この位置決め制御方法では、目標位置までの加減速動作が等加速度で駆動制御される。
【００２０】
本発明の第６態様によれば、上記駆動部は、上記加減速動作を予め設定された速度変化パターンに基づいて行う第４の態様に記載の位置決め制御方法を提供する。
【００２１】
本発明の第７態様によれば、上記駆動部は、上記加減速動作を予め設定された曲線状速度変化を含む速度変化パターンに基づいて行う第４の態様に記載の位置決め制御方法を提供する。
【００２２】
この位置決め制御方法では、目標位置までの加減速動作を任意の速度変化パターンに基づいて行うことができ、所望の加減速動作を容易に設定できる。
【００２３】
本発明の第８態様によれば、上記速度変化パターンによる上記加減速動作は、駆動時間と該駆動時間内の移動量との関係を規定した変換テーブルを参照して速度が設定される第６又は第７の態様に記載の位置決め制御方法を提供する。
【００２４】
本発明の第９態様によれば、上記速度変化パターンで上記駆動部が上記起点位置から上記動作通過位置へ駆動する必要時間を、上記移動量と上記駆動時間との関係を規定した変換テーブルを参照して設定する第６又は７の態様に記載の位置決め方法を提供する。
【００２５】
本発明の第１０態様によれば、上記移動体が上記動作通過位置を通過するときに、各駆動部が共に最大速度で上記移動体を移動駆動する第５又は７の態様に記載の位置決め制御方法を提供する。
【００２６】
本発明の第１１態様によれば、上記移動体が上記動作通過位置を通過する時に、上記駆動部の上記加減速動作中に上記移動体を移動駆動する第５又は７の態様に記載の位置決め制御方法を提供する。
【００２７】
この位置決め制御方法では、駆動時間と移動量との関係を規定した変換テーブルを参照して速度を設定することにより、煩雑な計算をすることなく駆動制御を容易にでき、駆動制御の簡略化を図ることができる。
【００２８】
本発明の第１２態様によれば、移動体を移動させるために互いに交差する方向に駆動する複数の駆動部を独立的に駆動し、上記移動体の通過が不可能となる通過回避領域を回避しつつ、上記移動体を起点位置から目標位置まで移動制御する位置決め制御装置であって、
上記移動体の移動経路途中に上記通過領域を回避するための通過点となる動作通過位置を設定する設定部と、
上記移動体が上記起点位置から上記動作通過位置に移動するために、それぞれの駆動部の方向における移動距離に対する駆動の必要時間をそれぞれ算出する算出部と、
上記起点位置から上記動作通過位置での間で、上記移動距離が短い方の上記駆動部を、上記移動距離が長い方の上記駆動部の駆動開始タイミングより、上記算出したそれぞれの上記駆動部を駆動する必要時間の差分を遅延させて駆動開始する指令を出力する指令部と、
を備えた位置決め制御装置を提供する。
【００２９】
この位置決め制御装置では、起点位置から動作通過位置までの間で、移動距離が短い方の駆動部を、移動距離が長い方の駆動部の駆動開始時間より駆動の開始タイミングを所定時間遅延させることにより、動作通過位置を加減速動作させることなく最大速度で通過させることが可能となり、高速で且つ消費電力を抑えた位置決め制御を行える。
【００３０】
本発明の第１３態様によれば、部品を供給する部品供給部と、
上記部品に上記部品供給部から取り出した部品を回路基板へ装着する移載ヘッドと、
上記移載ヘッドを移動させるために、互いに交差する方向に駆動する複数の駆動部と、
上記駆動部を各々独立的に駆動制御し、上記移載ヘッドの通過が不可能となる通過回避領域を回避しつつ、上記移載ヘッドを起点位置から目標位置まで移動制御する位置決め制御装置と、
を備えた部品実装装置であって、
上記位置決め制御装置は、上記移載ヘッドの移動経路途中に上記通過領域を回避するための通過点となる動作通過位置を設定する設定部と、
上記移載ヘッドが上記起点位置から上記動作通過位置に移動するために、それぞれの駆動部の方向における移動距離に対する駆動の必要時間をそれぞれ算出する算出部と、
上記起点位置から上記動作通過位置での間で、上記移動距離が短い方の上記駆動部を、上記移動距離が長い方の上記駆動部の駆動開始タイミングより、上記算出したそれぞれの上記駆動部を駆動する必要時間の差分を遅延させて駆動開始する指令を出力する指令部と、
を備えた部品実装装置を提供する。
【００３１】
この電子部品実装装置では、設定部と算出部と指令部により、通過回避領域を回避するために設定部で設定された動作通過位置を、加減速動作させることなく、最大速度で通過できるよう駆動制御して、高速で且つ消費電力を抑えた位置決めが行え、以て、電子部品を短時間に位置決めし、装着することが可能になり、部品の実装効率を高めることができる。
【００３２】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。
【００３３】
以下、図面を参照して本発明における第１実施形態を詳細に説明する。
【００３４】
以下、本発明の第１実施形態に係る位置決め制御方法及び位置決め制御装置並びにこれ用いた電子部品実装装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明の第１実施形態に係る、位置決め制御装置が搭載された電子部品実装装置の斜視図、図２は、その一部である移載ヘッドの斜視図である。なお、第１実施形態においては位置決め制御方法を電子部品実装装置に適用した一例を示しているが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、移載ヘッドが部品を保持し、移載することにより組立てを行う組立て装置に適用しても構わない。
【００３６】
まず、第１実施形態の電子部品実装装置１００の構成を説明する。
【００３７】
図１に示すように、電子部品実装装置１００の基台１０の上面中央の基板搬送方向沿いの基板搬送経路には、回路基板１２を搬送する一対の搬送べルトをそれぞれ有する第１、第２、第３の各対のガイドレール１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが設けられ、上記基板搬送経路の一端側のローダ部１６の第１ガイドレール１４Ａの搬送ベルトによって、回路基板１２は、上記ローダ部１６から電子部品の実装位置のＸＹテーブル１８の一対の第２ガイドレール１４Ｂに搬送され、また、実装後の回路基板１２は、実装位置のＸＹテーブル１８の一対の第２ガイドレール１４Ｂにより、一対の第２ガイドレール１４Ｂから基板搬送経路の他端側のアンローダ部２０の一対の第３ガイドレール１４Ｃへと搬送される。上記一対の第２ガイドレール１４Ｂを有する上記ＸＹテーブル１８は、基板保持装置の一例として機能するものであり、直交するＸＹ方向に回路基板１２を移動可能としている。
【００３８】
上記基台１０には、さらにＸＹロボット１０１が設けられている。ＸＹロボット１０１は、Ｙ軸に平行な一対のＹ軸ロボット２２、２４がそれぞれ設けられ、これら２つのＹ軸ロボット２２、２４には、Ｘ軸に平行なＸ軸ロボット２６が懸架されている。Ｙ軸ロボット２２、２４を駆動することにより、Ｘ軸ロボット２６がＹ軸ロボット２２、２４上をＹ方向に移動する。また、Ｘ軸ロボット２６には、移動体の一例としての移載ヘッド２８が取り付けられており、Ｘ軸ロボット２６を駆動することにより、移載ヘッド２８はＸ軸ロボット上をＸ方向に移動する。これにより、移載ヘッド２８をＸ‐Ｙ平面内で移動可能にしている。
【００３９】
上記Ｘ軸ロボット２６及びＹ軸ロボット２２、２４からなるＸＹロボット１０１上に搭載され、Ｘ‐Ｙ平面（水平面）上を自在移動する移載ヘッド２８は、例えば抵抗チップやチップコンデンサ等の電子部品が供給されるパーツフィーダ３０又はＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）やＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）等のＩＣや、コネクタ等の比較的大型の電子部品が供給されるパーツトレイ部３２（ここで、パーツフィーダ３０やパーツトレイ部３２等をまとめて部品供給部という。）から、所望の電子部品を、複数の（例えば４本の）吸着ノズル３４により１個ずつ吸着又は一括して同時に吸着して、回路基板１２の指定した位置にそれぞれ装着できるように構成されている。このような電子部品の実装動作は、図３に示す記憶部５５に予め設定された実装プログラム５６（図３参照）で指示された動作手順に基づいて、図３の制御装置５０によって制御される。
【００４０】
パーツフィーダ３０は、第２及び第３ガイドレール１４Ｂ，１４Ｃの基板搬送方向に向かって図１の左下側に多数個併設されており、各パーツフィーダ３０には、例えば抵抗チップやチップコンデンサ等の電子部品が収納されたテープ状の部品ロール３０ａがそれぞれ取り付けられている。
【００４１】
また、パーツトレイ部３２は、第２及び第３ガイドレール１４Ｂ，１４Ｃの基板搬送方向に向かって図１の右上側に設けられており、第２及び第３ガイドレール１４Ｂ，１４Ｃと直交する方向が長尺となるトレイ３２ａが一例として計２個載置可能で、各トレイ３２ａは部品の供給個数に応じて第２及び第３ガイドレール１４Ｂ，１４Ｃ側にスライドして、移載ヘッド２８がパーツトレイ部３２から部品を吸着するＹ方向の位置が一定になるために、Ｙ方向の部品取り出し位置を一定位置に保つ構成となっている。このトレイ３２ａ上には、ＳＯＰやＱＦＰ等のＩＣや、コネクタ等の比較的大型の電子部品が載置される。
【００４２】
第２ガイドレール１４Ｂに位置決めされた回路基板１２の側部には、吸着ノズル３４に吸着された電子部品の二次元的な位置ずれ（吸着姿勢）を検出して、この位置ずれをキャンセルするように、移載ヘッド２８側で補正させるための部品認識装置３６が設けられている。
【００４３】
電子部品実装装置１００の制御系の構成について、図３を用いて説明する。
【００４４】
制御装置５０は、電子部品実装装置１００の全体の制御を行うものであり、位置決め制御装置６０、移載ヘッド２８に設けた吸着ノズル３４を上下方向であるＺ方向にエアシリンダなどにより動作させる吸着ノズルＺ方向駆動機構５１、ガイドレール１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃのそれぞれの搬送ベルト駆動機構５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ、パーツフィーダ３０の部品ロール３０ａを間欠的に回転させてパーツフィーダ３０に部品供給動作をさせるパーツフィーダ供給駆動機構５３、及びパーツトレイ部３２のトレイ３２ａがスライドしてパーツトレイ部３２に部品供給動作をさせるパーツトレイ供給駆動機構５４に対する制御を行う。位置決め制御装置６０は、メインコントローラ１、位置決めコントローラ２、Ｘ軸用ドライバ３、Ｙ軸用ドライバ４、Ｘ軸ロボット２６を駆動するＸ軸駆動機構５、及びＹ軸ロボット２２，２４を駆動するＹ軸駆動機構６により構成される。
【００４５】
また、制御装置５０は、記憶部５５を有しており、制御に必要な情報を記憶部５５に記憶させ、それらを読み出して制御を行う。例えば、実装プログラム５６を記憶部５５に記憶させており、実装プログラム５６を読み出して、実装プログラム５６中で指定した各電子部品の回路基板上へのＸ、Ｙ方向の実装座標への部品の実装動作を行うように制御する。そのために、実装プログラム５６で指定されたＸ、Ｙ座標へ移載ヘッド２８を移動させるように位置決め制御装置６０に対して指示する。
【００４６】
また、制御装置５０は、部品認識装置３６が検出しかつ吸着ノズル３４で吸着した電子部品の位置ずれに基づき、実装プログラム５６で指定されたＸ、Ｙ座標に対する補正を行い、その補正したＸ、Ｙ座標へ移載ヘッド２８を移動させるように位置決め制御装置６０に対して指示する。
【００４７】
さらに、制御装置５０には、電子部品実装装置１００の操作を行うためのＣＲＴ、キーボード等からなる操作部５７、実装プログラム５６等のデータを外部装置とやりとりを行う入出力部５８が備えられている。
【００４８】
上述のように構成された電子部品実装装置１００の一般的な動作の概要を、以下に説明する。
【００４９】
ローダ部１６の第１ガイドレール１４Ａから搬入された回路基板１２が所定の実装位置のＸＹテーブル１８に搬送されると、移載ヘッド２８はＸＹロボット１０１によりＸＹ平面内で移動して、パーツフィーダ３０又はパーツトレイ部３２から所望の電子部品を吸着し、部品認識装置３６の姿勢認識カメラ上に移動して、電子部品の吸着姿勢を確認して吸着姿勢の補正動作を行う。その後、回路基板１２の所定位置に電子部品を装着する。
【００５０】
各装着ヘッドがパーツフィーダ３０又はパーツトレイ部３２から吸着ノズル３４により電子部品を吸着するとき、及び、回路基板１２の所定の位置に電子部品を装着するとき、吸着ノズル３４をＸＹ平面上から上下方向（Ｚ方向）に下降させる。また、電子部品の種類に応じて、吸着ノズル３４を適宜交換して、装着動作が行われる。
【００５１】
上述の電子部品の吸着、部品認識、回路基板１２への装着動作といった一連の実装動作の繰り返しにより、回路基板１２に対する電子部品の実装を完了させる。実装が完了した回路基板１２は、実装位置１８のＸＹテーブル１０１の第２ガイドレール１４Ｂからアンローダ部２０の第３ガイドレール１４Ｃへ搬出される一方、新たな回路基板１２が、ローダ部１６の第１ガイドレール１４Ａから実装位置１８のＸＹテーブル１０１の第２ガイドレール１４Ｂに搬入され、上記実装動作が繰り返される。
【００５２】
第１実施形態の電子部品実装装置１００においては、図２に示すように、移載ヘッド２８がパーツトレイ部３２から取り出した部品を回路基板１２に装着する際に、例えばパーツトレイ部３２自体が移載ヘッド２８の直線的な移動の妨げとなる場合があり、この場合は、パーツトレイ部３２の占める領域が通過回避領域ＰＡＲとなる。そのため、移載ヘッド２８は、図２に示したＰ０→Ｐ１→Ｐ２というように、パーツトレイ部３２を回避して移動させる必要がある。この屈曲した移動経路に沿った移載ヘッド２８の移動を、より高速化するために次のように位置決め制御を行う。
【００５３】
ここで、通過回避領域ＰＡＲの一例として、パーツトレイ部３２が占める領域を紹介したが、それに限るものではなく、実装タクト削減の観点から移載ヘッド２８の上昇動作を伴わない直線的な移動の妨げとなる領域であればどのようなものでも構わない。
【００５４】
例えば、通過回避領域ＰＡＲは、移載ヘッド２８の吸着ノズル３４の交換ポジションが占める領域であっても構わない。吸着ノズル３４の交換ポジションには、交換用に待機しているノズル３４が配列されており、移載ヘッド２８の直線的な移動の妨げとなる場合がある。
【００５５】
また、通過回避領域ＰＡＲは、既に、回路基板１２上に実装した部品が占める領域であっても構わない。背の高い部品の場合は、移載ヘッド２８の直線的な移動の妨げとなり、吸着ノズル３４を上下動させて、上記部品をまたぎながら直線移動するよりも、上記部品を避けた軌道で移載ヘッド２８を移動させる方が早く実装できることがある。
【００５６】
また、通過回避領域ＰＡＲは、パーツフィーダが占める領域であっても構わない。
【００５７】
また、他の移載ヘッド２８が存在する部品実装装置の場合、他の移載ヘッド２８と干渉しないために、又は、他の移載ヘッドが故障で立ち往生した場合に、通過回避領域ＰＡＲを設けるものであっても構わない。
【００５８】
上記電子部品実装装置１００における移載ヘッド２８の位置決め制御について、以下に説明する。
【００５９】
図４（Ａ）は、第１実施形態の電子部品実装装置１００に用いられる位置決め制御装置６０の構成を示すブロック図である。図４（Ａ）に示すように、第１実施形態の位置決め制御装置６０は、互いに直交するＸ、Ｙ方向に移動可能な移載ヘッド２８の位置決め制御を行う制御装置であって、移載ヘッド２８の移動目標位置Ｐ２、移載ヘッド２８の動作可能な最大速度Ｖｍａｘ、移載ヘッド２８の動作可能な最大加速度αｍａｘ、移載ヘッド２８の通過回避領域ＰＡＲを回避するための動作通過位置Ｐ１、移載ヘッド２８の後述する動作開始遅延時間に基づき動作開始を遅延するように指定する指定軸Ａ、移載ヘッド２８の駆動開始タイミングである動作開始指令Ｃの各指令を出力するメインコントローラ１と、メインコントローラ１からの指令に基づいて移載ヘッド２８を移動させる速度値を演算し、得られた速度値により速度指令を出力する位置決めコントローラ２と、位置決めコントローラ２からの指令に基づき移載ヘッド用駆動部の一例としてのＸ軸用サーボモータ５Ｍを独立的に駆動・制御するＸ軸用ドライバ３と、位置決めコントローラ２からの指令に基づき移載ヘッド用駆動部の一例としての一対のＹ軸用サーボモータ６Ｍを同期して駆動・制御するＹ軸用ドライバ４と、図３７に示すようにＸ軸ロボット２６のＸ軸用サーボドライバ３により駆動されるＸ軸用サーボモータ５ＭとＸ軸用サーボモータ５Ｍにより正逆回転させれるネジ軸５Ｓとネジ軸５Ｓに螺合されかつ移載ヘッド２８と固定されたナット部材５Ｎとを備えたＸ軸駆動機構５と、Ｙ軸用サーボドライバ４により駆動されるＹ軸用サーボモータ６ＭとＹ軸用サーボモータ６Ｍにより正逆回転させれるネジ軸６Ｓとネジ軸６Ｓに螺合されかつＸ軸ロボット２６を備えたナット部材６Ｎとを備えたＹ軸駆動機構６とを具備している。
【００６０】
上記位置決めコントローラ２の構成を、図４（Ｂ）に示す。
【００６１】
１２０は、メインコントローラ１から入力された移載ヘッド２８の動作通過位置Ｐ１を設定する設定部、１２１は、移載ヘッド２８が動作通過位置Ｐ１を通過するまでに、Ｘ軸ロボット２６、Ｙ軸ロボット２２，２４のそれぞれを駆動する必要がある時間をそれぞれ算出する（詳細内容は後述する）算出部、１２２は、算出部１２１で算出された必要時間に基づき、Ｘ軸、Ｙ軸それぞれの駆動開始タイミングを考慮した速度指令を行う指令部を示す。
【００６２】
まず、上述の位置決めコントローラ２により行われる速度値の演算、及び速度指令の出力動作の概要を、図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００６３】
まず、メインコントローラ１が、移載ヘッド２８の動作通過位置Ｐ１、指定軸Ａ、移載ヘッド２８の移動における目標位置Ｐ２、最大速度Ｖｍａｘ、最大加速度αｍａｘを出力し、電子部品実装装置１００からの実装プログラム５６に基づく動作指令により動作開始指令Ｃを出力する（ステップ１１、以降、Ｓ１１と記す）。
【００６４】
次に、位置決めコントローラ２は指定軸が設定されているか否かを判別する（Ｓ１２）。ここでいう指定軸とは、詳細は後述するが、移載ヘッド２８の起点位置Ｐ０から動作通過位置Ｐ１まで移載ヘッド２８を移動させるときに駆動されるＸ軸ロボット２６とＹ軸ロボット２２，２４とのうちの移動距離の短い方のロボットの軸である。この指定軸が設定されていないときは、従来通りの例えば図３５に示す最大速度Ｖｍａｘと最大加速度αｍａｘによる速度指令を出力する位置決め制御がなされる（Ｓ１３）。
【００６５】
一方、指定軸が設定されているときは、第１実施形態に係る位置決め制御方法により各軸が駆動されて移載ヘッド２８の位置決め制御が行われる。
【００６６】
概略的には、移載ヘッド２８が動作通過位置Ｐ１まで移動する必要時間を、後述する計算式に基づいて、Ｘ軸及びＹ軸についてそれぞれ算出し、得られた各必要時間の差から動作開始遅延時間Ｔを決定する（Ｓ１４）。この動作については、後に詳細に説明する。そして、上述の動作開始遅延時間Ｔと、最大速度Ｖｍａｘ及び最大加速度αｍａｘによる速度指令を出力する（Ｓ１５）。
【００６７】
このような制御を行うことにより、Ｘ軸駆動機構５、Ｙ軸駆動機構６が、動作通過位置Ｐ１において加減速動作すること無しに、最大加速度αｍａｘで加速して最大速度Ｖｍａｘに達した状態で同時に通過することが可能になり、起点位置Ｐ０から目標位置Ｐ２までの間で１回だけの加減速動作により目標位置Ｐ２に到達させることができ、高速で且つ消費電力を抑えた位置決め制御を行うことが可能になる。
【００６８】
以下、上述の位置決め制御の詳細な動作を順次説明する。
【００６９】
ここでは一例として、図６に示すような通過回避領域ＰＡＲを有し、移載ヘッド２８を起点位置Ｐ０から動作通過位置Ｐ１経由で目標位置Ｐ２まで移動させる場合を考える。起点位置Ｐ０と動作通過位置Ｐ１との間、及び動作通過位置Ｐ１と目標位置Ｐ２との間には、それぞれ中間通過位置としてＰ１ｐ、Ｐ２ｐが設定される。即ち、移載ヘッド２８は、Ｐ０→Ｐ１ｐ→Ｐ１→Ｐ２ｐ→Ｐ２という経路で移動する。
【００７０】
ここで、上記Ｓ１４における動作開始遅延時間の決定手順を図７のフローチャートに示す。図７によれば、まず、起点位置Ｐ０と動作通過位置Ｐ１との間のＸ方向移動距離及びＹ方向移動距離と、Ｘ軸及びＹ軸それぞれの最大加速度αｍａｘ（詳細にはＸ方向最大加速度：α１ｍａｘ、Ｙ方向最大加速度：α２ｍａｘ）、最大速度Ｖｍａｘ（詳細にはＸ方向最大速度：Ｖ１ｍａｘ、Ｙ方向最大速度：Ｖ２ｍａｘ）との関係に応じて、起点位置Ｐ０から動作通過位置Ｐ１までのＸ方向移動距離に対する駆動の必要時間ｔ１を算出し（Ｓ２１）、同様にＹ方向移動距離に対する必要時間ｔ２を算出する（Ｓ２２）。
【００７１】
次いで、得られた各必要時間ｔ１、ｔ２からその差Ｔ＝（ｔ１−ｔ２）を求め（Ｓ２３）、これを動作開始遅延時間Ｔとする。
【００７２】
図８に具体的な位置決め制御の様子を示す。上記の経路で移載ヘッドを移動させるために、図８に時間と移動速度との関係を示すように、移載ヘッド２８をＸ軸（Ｘ軸ロボット２６）とＹ軸（Ｙ軸ロボット２２，２４）とで個別に制御する。図６に示すように、起点位置Ｐ０から動作通過位置Ｐ１までの移動距離がＹ方向より長いＸ方向に対しては、起点位置Ｐ０から動作通過位置Ｐ１までの移動のための必要時間はｔ１であり、Ｘ方向より移動距離が短いＹ方向に対する起点位置Ｐ０から動作通過位置Ｐ１までの移動のための必要時間はｔ２となる。
【００７３】
移載ヘッド２８が動作通過位置Ｐ１を通過するときに、Ｘ軸及びＹ軸が共に最大速度Ｖｍａｘとなるようにするためには、Ｘ軸に対しては動作開始指令のあったときから駆動を開始し、また、Ｙ軸に対してはＸ方向に関して動作通過位置Ｐ１を通過する時点でＹ方向に関しても同時に通過させるため、動作開始指令のあったときから所定時間遅延させて駆動を開始する。この動作開始遅延時間Ｔは｜ｔ１−ｔ２｜で求められる。
【００７４】
以上が、第１実施形態における駆動開始遅延時間の算出方法の基本的な考え方である。実際には、起点位置、動作通過位置、目標位置、通過回避領域ＰＡＲ等の条件によって、具体的な駆動開始遅延時間の算出方法が異なるので、以下に各ケースについて詳細に説明する。
【００７５】
図９は、移載ヘッド２８を、図８に示すような加減速時には等加速度で、加減速時以外は等速度で、起点位置Ｐ０から動作通過位置Ｐ１まで移動させるときの必要時間ｔ１、ｔ２の算出方法を、想定される各種のケースに対して纏めて示したものである。
【００７６】
ここで、図１０に示すように、Ｓａは移載ヘッド２８の動作開始位置から動作通過位置Ｐ１までの速度の積分値、即ち移動距離を表し、同様にＳｂは移載ヘッド２８の動作通過位置から動作終了位置までの移動距離を表している。Ｖは移載ヘッド２８の最大速度Ｖｍａｘを、αは移載ヘッド２８の最大加速度αｍａｘを表している。
【００７７】
以下に各ケースついて順次説明する。
【００７８】
第１のケース：Ｓａ≦Ｓｂ  且つ  ｛Ｖ２／（２α）｝≦Ｓａ
この第１のケースは、移載ヘッド２８の起点位置Ｐ０、動作通過位置Ｐ１、目標位置Ｐ２、通過回避領域ＰＡＲが、例えば図１１に示す位置関係にあるとき、図１２に示す速度変化パターンで位置決め制御を行う場合に相当する。即ち、動作通過位置Ｐ１が全移動距離の中間点の手前の位置で、且つ動作通過位置Ｐ１を加速完了後に通過する場合である。
【００７９】
図１１に示すように、この場合の移載ヘッド２８の移動速度の変化パターンは、Ｙ軸に関しては、動作開始指令があったときから最大加速度αｍａｘで加速され、最大速度Ｖｍａｘに達した状態で動作通過位置Ｐ１を通過し、そして、動作終了位置Ｐ２ｐの手前から減速してＰ２ｐの位置で停止するものである。また、Ｘ軸に関しては、動作開始指令があったときから動作開始遅延時間Ｔ経過後に最大加速度αｍａｘで加速され、最大速度Ｖｍａｘに達した状態で動作通過位置Ｐ１を通過し、そして、目標位置Ｐ２の手前から減速してＰ２の位置で停止するものである。なお、この減速時の加速度は−αｍａｘであり、動作開始遅延時間Ｔは｜ｔ１−ｔ２｜で求めることができる。
【００８０】
以下、図９中の式（１）について説明する。
【００８１】
図１３は、図１２のＹ軸における必要時間ｔ２内の速度変化パターンを部分拡大した図である。ここでは、必要時間ｔ２を求めるために、ｔ２を加速期間の時間ｔ５と等速期間のｔ６とに分割して考える。また、加速期間の移動距離をＳａ１とし、等速期間の移動距離をＳａ２とする。
【００８２】
まず、加速期間の移動距離Ｓａ１は（Ｖ／２）・ｔ５で表され、また、Ｖ＝αｔ５の関係からＳａ１＝Ｖ２／２αと表せる。一方、等速期間の移動距離Ｓａ２はＶ×ｔ６で表され、また、移動距離ＳａからＳａ１を差し引いた値であるためＳａ２＝Ｓａ−（Ｖ２／２α）と表せる。
【００８３】
これらの関係により、移動距離Ｓａ１から時間ｔ５を求め、移動距離Ｓａ２から時間ｔ６を求め、必要時間ｔ２であるｔ５＋ｔ６を求めると、
【数１】
ｔ＝Ｖ／α＋［Ｓａ−Ｖ２／（２α）］／Ｖ      ．．．（１）
となる。ただし、ｔ＝ｔ２である。
【００８４】
また、図１１のＸ軸における必要時間ｔ１に対しても、上記同様に（１）式により求めることができる。
【００８５】
第２のケース：Ｓａ≦Ｓｂ  且つ  Ｖ２／（２α）＞Ｓａ
この第２のケースでは、移載ヘッド２８の起点位置Ｐ０、動作通過位置Ｐ１、目標位置Ｐ２、通過回避領域ＰＡＲが、例えば図１４に示す位置関係にあるとき、図１４に示す速度の変化パターンで位置決め制御を行う場合に相当する。即ち、動作通過位置Ｐ１が全移動距離の中間点の手前の位置で、且つ動作通過位置Ｐ１を加速完了前に通過する場合である。
【００８６】
図１５に示すように、この場合の移載ヘッド２８の移動速度の変化パターンは、Ｙ軸に関しては、動作開始指令があったときから最大加速度αｍａｘで加速され、最大速度Ｖｍａｘに達する前に動作通過位置Ｐ１を通過して、その後、最大速度Ｖｍａｘに達し、動作終了位置であるＰ２ｐの手前から減速してＰ２ｐの位置で停止するものである。また、Ｘ軸に関しては、動作開始指令があったときから動作開始遅延時間Ｔ経過後に最大加速度αｍａｘで加速され、最大速度Ｖｍａｘに達する前に動作通過位置Ｐ１を通過して、その後、最大速度Ｖｍａｘに達し、そして、目標位置Ｐ２の手前から減速してＰ２の位置で停止するものである。
【００８７】
次に、図９中の式（２）について説明する。
【００８８】
図１６は、図１５のＹ軸における必要時間ｔ２内の速度変化パターンを部分拡大した図である。図１６に示すように、加速期間の移動距離Ｓａは（Ｖａ／２）・ｔ２で表され、また、Ｖａ＝αｔ２の関係を導入すると、Ｓａ＝αｔ２２／２となる。この式から時間ｔ２について解くと、
【数２】
ｔ＝√（２Ｓａ／α）      ．．．（２）
となる。ただし、ｔ＝ｔ２である。
【００８９】
また、図１５のＸ軸における必要時間ｔ１に対しても、上記同様に（２）式により求めることができる。
【００９０】
第３のケース：Ｓａ＞Ｓｂ  且つ  ｛Ｖ２／（２α）｝≦Ｓｂ
この第３のケースは、移載ヘッド２８の起点位置Ｐ０、動作通過位置Ｐ１、目標位置Ｐ２、通過回避領域ＰＡＲが、例えば図１７に示す位置関係にあるとき図１８に示す速度の変化パターンで位置決め制御を行う場合に相当する。即ち、動作通過位置Ｐ１が全移動距離の中間点より先の位置で、且つ動作通過位置Ｐ１を減速開始前に通過する場合である。
【００９１】
図１８に示すように、この場合の移載ヘッド２８の移動速度の変化パターンは、Ｙ軸に関しては、動作開始指令があったときから最大加速度αｍａｘで加速され、最大速度Ｖｍａｘに達した状態で動作通過位置Ｐ１を通過し、そして、動作終了位置であるＰ２ｐの手前から減速してＰ２ｐの位置で停止するものである。また、Ｘ軸に関しては、動作開始指令があったときから動作開始遅延時間Ｔ経過後に最大加速度αｍａｘで加速され、最大速度Ｖｍａｘに達した状態で動作通過位置Ｐ１を通過し、そして、目標位置Ｐ２の手前から減速してＰ２の位置で停止するものである。
【００９２】
以下、図９中の式（３）について説明する。
【００９３】
図１９は、図１８のＹ軸における速度変化パターンを示した図である。ここでも、必要時間ｔ２を求めるために、ｔ２を加速期間の時間ｔ５と等速期間のｔ６とに分割して考える。また、加速期間の移動距離をＳａ１とし、等速期間の移動距離をＳａ２とする。
【００９４】
まず、加速期間の移動距離Ｓａ１は（Ｖ／２）・ｔ５で表され、また、Ｖ＝αｔ５の関係からＳａ１＝Ｖ２／２αと表せる。一方、等速期間の移動距離Ｓａ２はＶ×ｔ６で表され、また、移動距離ＳａからＳａ１を差し引いた値であるためＳａ２＝Ｓａ−（Ｖ２／２α）と表せる。
【００９５】
これらの関係により、移動距離Ｓａ１から時間ｔ５を求め、移動距離Ｓａ２から時間ｔ６を求め、必要時間ｔ２であるｔ５＋ｔ６を求めると、
【数３】
ｔ＝（Ｖ／α）＋［Ｓａ−Ｖ２／（２α）］／Ｖ      ．．．（３）
となる。ただし、ｔ＝ｔ２である。
【００９６】
また、図１８のＸ軸における必要時間ｔ１に対しても、上記同様に（３）式により求めることができる。
【００９７】
第４のケース：Ｓａ＞Ｓｂ  且つ  ｛Ｖ２／（２α）｝＞Ｓｂ  且つ  （Ｖ２／α）＞Ｓ
（ここで、Ｓ＝Ｓａ＋Ｓｂ）
この第４のケースは、移載ヘッド２８の起点位置Ｐ０、動作通過位置Ｐ１、目標位置Ｐ２、通過回避領域ＰＡＲが、例えば図２０に示す位置関係にあるとき図２１に示すＸ軸に対する速度の変化パターンで位置決め制御を行う場合に相当する。即ち、動作通過位置Ｐ１が全移動距離の中間点より先の位置で、且つ動作通過位置Ｐ１を最大速度より遅い速度で通過して減速され、且つ駆動開始から最大加速度で駆動して最大速度に達する前に減速を開始する必要のある場合である。
【００９８】
図２１に示すように、この場合の移載ヘッド２８のＸ軸の移動速度の変化パターンは、動作開始指令があったときから動作開始遅延時間Ｔ経過後に最大加速度αｍａｘで加速され、最大速度Ｖｍａｘに達する前に動作通過位置Ｐ１を通過し、そして、動作通過位置Ｐ１を通過したときに減速を開始してＰ２ｐの位置で停止するものである。
【００９９】
以下、図９中の式（４）について説明する。
【０１００】
図２２は、図２１のＸ軸における速度変化パターンを示した図である。ここでは、必要時間ｔ１を求めるために、加速期間と減速期間をそれぞれｔ７とし、動作通過位置Ｐ１から動作終了位置Ｐ２ｐまでの時間をｔ８とする。すると必要時間ｔ１は、２ｔ７−ｔ８で表される。
【０１０１】
ここで、移動時間ｔ７は、全移動距離Ｓ＝Ｖａｔ７と、Ｖａ＝αｔ７との関係から、ｔ７＝√（Ｓ／α）で表される。また、移動時間ｔ８は、Ｓｂ＝Ｖｂｔ８／２と、Ｖｂ＝αｔ８との関係から、ｔ８＝√（２Ｓｂ／α）で表される。
【０１０２】
したがって、必要時間ｔ１は、
【数４】
ｔ＝２√（Ｓ／α）−√（２Ｓｂ／α）      ．．．（４）
となる。ただし、ｔ＝ｔ１である。
【０１０３】
第５のケース：Ｓａ＞Ｓｂ  且つ  ｛Ｖ２／（２α）｝＞Ｓｂ  且つ  （Ｖ２／α）≦Ｓ
（ここで、Ｓ＝Ｓａ＋Ｓｂ）
この第５のケースは、第４のケースと同様に移載ヘッド２８の起点位置Ｐ０、動作通過位置Ｐ１、目標位置Ｐ２、通過回避領域ＰＡＲが図２０に示す位置関係にあるときに、図２１に示すＹ軸に対する速度の変化パターンで位置決め制御を行う場合に相当する。即ち、動作通過位置Ｐ１が全移動距離の中間点より先の位置で、且つ動作通過位置Ｐ１を最大速度より遅い速度で減速しつつ通過し、且つ駆動開始から最大加速度で駆動して最大速度に達した後に減速を開始する場合である。
【０１０４】
図２１に示すように、この場合の移載ヘッド２８のＹ軸の移動速度の変化パターンは、動作開始指令があったときから最大加速度αｍａｘで加速され、最大速度Ｖｍａｘに達し、その後減速が開始された後に動作通過位置Ｐ１を通過してＰ２の位置で停止するものである。
【０１０５】
以下、図９中の式（５）について説明する。
【０１０６】
図２３は、図２１のＹ軸における速度変化パターンを示す図である。ここでは、必要時間ｔ２を求めるために、加速期間をｔ５、等速期間をｔ９、減速期間をｔ１０とし、動作通過位置Ｐ１から動作終了位置Ｐ２までの時間をｔ１１とする。すると必要時間ｔ２は、ｔ５＋ｔ９＋ｔ１０−ｔ１１で表される。
【０１０７】
ここで、移動時間ｔ５及びｔ１０は、Ｖ／αで表され、移動時間ｔ９は［Ｓ−２｛Ｖ２／（２α）｝］／Ｖで表される。また、ｔ１１は、Ｓｂ＝Ｖａｔ１１／２と、Ｖａ＝αｔ１１との関係から、ｔ１１＝√（２Ｓｂ／α）で表される。
【０１０８】
したがって、必要時間ｔ２は、
【数５】
ｔ＝２（Ｖ／α）＋［Ｓ−（Ｖ２／α）］／Ｖ−√（２Ｓｂ／α）
．．．（５）
となる。ただし、ｔ＝ｔ２である。
【０１０９】
以上説明した式（１）〜式（５）のいずれかを用いて、必要時間ｔ１、ｔ２を求め、これにより駆動開始遅延時間Ｔ（＝｜ｔ１−ｔ２｜）を求めることができる。そして、この駆動開始遅延時間Ｔに基づいて、指定軸の駆動開始時間を遅延させることにより、移載ヘッド２８は、Ｘ方向、Ｙ方向それぞれに対して１回だけ加減速動作することで目標位置に到達でき、このときの加減速動作は最大加速度で行われ、さらに定速動作中は最大速度で移動することになる。
【０１１０】
このように、第１実施形態に係る位置決め制御方法によれば、駆動開始を遅延するように指定する指定軸として設定された軸の駆動開始時間を、必要時間ｔ１、ｔ２の差である駆動開始遅延時間Ｔだけ遅延させることにより、駆動開始及び駆動終了のタイミングが制御され、駆動開始後は最大加速度で最大速度に向けて加速駆動され、動作通過位置Ｐ１を最大速度で通過可能に制御される（ただし、移動距離が短い場合は最大速度に達する以前に減速されることがある）。以て、位置決め時間を短縮し、省電力化を図ることができる。このため、電子部品実装装置１００は、吸着ノズル３４で吸着した電子部品を短時間に回路基板１２の装着位置に位置決めして装着することが可能になり、実装効率が向上しタクトアップを図ることができる。
【０１１１】
次に、本発明の第２実施形態にかかる位置決め制御方法を以下に説明する。第２実施形態の電子部品実装装置に用いられる位置決め制御装置の構成を、図２４（Ａ），（Ｂ）のブロック図に示す。
【０１１２】
図２４（Ａ），（Ｂ）に示す第２実施形態の位置決め制御装置には、先に図４（Ａ）及び（Ｂ）に示した第１実施形態の位置決め制御装置の構成と同一の部分には同一の符号を付けており、その説明はここでは省略する。この第２実施形態の位置決め制御装置は、移動量と移動時間との関係を規定した変換テーブル７が位置決めコントローラ２と入出力可能に接続されており、この変換テーブル７により、移載ヘッド２８の駆動を簡単にして、例えば、図２５に示すＳ字駆動型等の任意の速度変化パターンで行え、ゆるやかな速度の立上がり、立下りにより振動、騒音の少ない位置決めができるようになる。
【０１１３】
この変換テーブル７は、図２４（Ａ），（Ｂ）に示すように、Ｘ、Ｙ両軸のロボット２６，２２，２４のそれぞれに対し、移載ヘッド２８の駆動開始から最大速度に達するまで、及び、移載ヘッド２８の最大速度から停止に至るまでの速度変化パターンをＳ字駆動型等に設定する場合に用いられる。即ち、駆動信号生成のための演算処理を簡単化して駆動制御を簡単化するために、Ｓ字駆動型の速度変化パターンで加速又は減速途中における移載ヘッド２８の移動量と移動時間とを予めテーブル化して記憶しておき、これを適宜参照しながら所望の速度変化パターンの駆動を容易に実現する。
【０１１４】
第２実施形態の位置決め制御装置は、移載ヘッド２８の動作通過位置までの既知の移動距離に対する必要時間を演算する際に、変換テーブル７を参照することにより、移載ヘッド２８の駆動時間と該駆動による移動距離との関係が明確にでき、簡単にして移動距離に対する駆動時間を設定することができる。
【０１１５】
以下、先の第１実施形態に係る位置決め制御装置の場合に準じて、各ケースについて、移載ヘッド２８の起点位置Ｐ０、動作通過位置Ｐ１、目標位置Ｐ２、通過回避領域ＰＡＲの具体的な位置関係と、その場合における図２５に示すような移載ヘッド２８の移動速度の変化パターンを示し、それに対応する駆動開始の遅延時間Ｔ（＝｜ｔ１−ｔ２｜）の算出方法を説明する。
【０１１６】
図２６は、移載ヘッド２８を任意の加速度曲線で起点位置Ｐ０から動作通過位置Ｐ１までの移動させるときの、必要時間ｔ（ｔ１，ｔ２）の算出方法を、想定される各種のケースに対して纏めて示したものである。
【０１１７】
なお、図中、ＲａＳ、ＲａＮは変換テーブル７から得られる移載ヘッド２８の加速移動量及び加速時間であり、ＲｄＳ、ＲｄＮは同じく変換テーブル７から得られる移載ヘッド２８の減速移動量及び減速時間である。また、Ｔｂｌ［  ］は、上記変換テーブル７から得られる値であることを意味している。
【０１１８】
以下に各ケースについて順次説明するが、いずれのケースも図９と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【０１１９】
第１のケース：Ｓａ≦Ｓｂ  且つ  ＲａＳ≦Ｓａ
この場合の移載ヘッド２８の移動速度の変化パターンは、例えば図２７に１軸に対してのみ示すように、動作通過位置Ｐ１において、移載ヘッド２８の移動速度が最大速度Ｖｍａｘになっている。駆動開始位置Ｐ０から動作通過位置Ｐ１までの必要時間ｔは、ＲａＮ＋ｔ６で求めることができる。ここで、ｔ６＝（Ｓａ−ＲａＳ）／Ｖであるから、必要時間ｔは、
【数６】
ｔ＝ＲａＮ＋（Ｓａ−ＲａＳ）／Ｖ      ．．．（６）
となる。
【０１２０】
第２のケース：Ｓａ≦Ｓｂ  且つ  ＲａＳ＞Ｓａ
この場合の移載ヘッド２８の移動速度の変化パターンは、例えば図２８に示すように、動作通過位置Ｐ１では、移載ヘッド２８の移動速度がまだ最大速度Ｖｍａｘに達していない。駆動開始位置から動作通過位置Ｐ１までの必要時間ｔは、加速時間ＲａＮに対して（Ｓａ／ＲａＳ）倍として表され、前述の変換テーブル７を参照して求める。したがって、必要時間ｔは、
【数７】
ｔ＝ＲａＮ・Ｔｂｌ［（Ｓａ／ＲａＳ）］      ．．．（７）
となる。
【０１２１】
このように、図２８のグラフ上の面積比Ｓａ／ＲａＳ、即ち移動距離の比からＲａＮに対する移動時間の比をを変換テーブル７より求めることで、所謂Ｓ字駆動制御時の移動時間を積分処理等の煩雑な処理を施すことなく簡単に求めることができる。
【０１２２】
第３のケース：Ｓａ＞Ｓｂ  且つ  ＲｄＳ≦Ｓｂ
この場合の移載ヘッド２８の移動速度の変化パターンは、例えば図２９に示すように、動作通過位置Ｐ１では、移載ヘッド２８の移動速度が最大速度Ｖｍａｘになっている。駆動開始位置から動作通過位置Ｐ１までの必要時間ｔは、ＲａＮ＋ｔ６で求めることができる。ここで、ｔ６は（Ｓａ−ＲａＳ）／Ｖであるから、必要時間ｔは、
【数８】
ｔ＝ＲａＮ＋（Ｓａ−ＲａＳ）／Ｖ      ．．．（８）
となる。
【０１２３】
第４のケース：Ｓａ＞Ｓｂ  且つ  ＲｄＳ＞Ｓｂ  且つ  ＲａＳ＋ＲｄＳ＞Ｓ  この場合の移載ヘッド２８の移動速度の変化パターンは、例えば図３０に示すように、最大速度まで加速される前に減速が始まり、動作通過位置Ｐ１では、移載ヘッド２８の移動速度が減速状態になっている。駆動開始位置から動作通過位置Ｐ１までの必要時間ｔは、２ｔ７−ｔ８で求めることができる。ここで、ｔ７は、ＲａＮとＲｄＮとの和に対応する時間のＳａ／（ＲａＳ＋ＲｄＳ）倍であり、また、ｔ８はＲｄＮに対応する時間のＳｂ／ＲｄＳ倍であるので、これらを前述の変換テーブル７を参照して求めると、必要時間ｔは、
【数９】
ｔ＝（ＲａＮ＋ＲｄＮ）・Ｔｂｌ［Ｓａ／（ＲａＳ＋ＲｄＳ）］
−ＲｄＮ・Ｔｂｌ［Ｓｂ／（ＲｄＳ）］      ．．．（９）
となる。
【０１２４】
第５のケース：Ｓａ＞Ｓｂ  且つ  ＲｄＳ＞Ｓｂ  且つ  ＲａＳ＋ＲｄＳ≦Ｓ  この場合の移載ヘッド２８の移動速度の変化パターンは、例えば図３１に示すように、動作通過位置Ｐ１では、移載ヘッド２８の移動速度が減速状態になっている。駆動開始位置から動作通過位置Ｐ１までの必要時間ｔは、ＲａＮ＋ｔ９＋ＲｄＮ−ｔ１１となり、ｔ９＝（Ｓ−ＲａＳ−ＲｄＳ）／Ｖであり、また、ｔ１１はＲｄＮに対応する時間のＳｂ／ＲｄＳ倍であるので、これを前述の変換テーブル７を参照して求めると、必要時間ｔは、
【数１０】
ｔ＝ＲａＮ＋ＲｄＮ＋（Ｓ−ＲａＳ−ＲｄＳ）／Ｖ
−ＲｄＮ・Ｔｂｌ［Ｓｂ／（ＲｄＳ）］      ．．．（１０）
となる。
【０１２５】
以上詳細に説明したように、第２実施形態に係る電子部品実装装置の位置決め制御装置によれば、駆動開始を遅延するように指定する指定軸として設定された軸の駆動開始タイミングを、必要時間ｔ１とｔ２との差の分だけ遅延させることにより、駆動開始後は、予め設定された任意の速度パターンに基づいて移動動作が行なわれ、加減速時の振動が大幅に低減され、位置決め時間が短縮して省電力化を図ることができる。また、これにより、第２実施形態に係る電子部品実装装置は、吸着ノズル３４で吸着した電子部品を短時間に回路基板１２の装着位置に位置決めして装着することが可能になる。
【０１２６】
なお、上記各実施形態では２軸制御の場合を例にとり説明したが、３軸以上の駆動軸を有する場合であっても同様に本発明を適用することができる。
【０１２７】
本発明の位置決め制御方法及び位置決め制御装置では、移動体の起点位置から動作通過位置までの間で、移動距離が短い方の駆動部を、移動距離が長い方の駆動部の駆動開始タイミングより駆動開始タイミングを所定時間遅延させることで、通過回避領域ＰＡＲを回避するために設定された動作通過位置を、最大速度で移動体が通過することを可能にできる。これにより、高速で且つ消費電力を抑えた位置決め制御が可能となる。
【０１２８】
また、本発明の電子部品実装装置では、駆動制御手段により、通過回避領域ＰＡＲを回避するために設定された動作通過位置を、加減速動作させることなく、最大速度で通過できるよう駆動制御することで、高速で且つ消費電力を抑えた位置決めが可能となり、以て、吸着ノズル３４で吸着した電子部品を短時間に回路基板１２の装着位置に位置決めして装着することができ、部品の実装効率を向上できる。
【０１２９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、上記吸着から装着動作までの移載ヘッド２８の移動動作に本発明を適用する場合に限らず、回路基板１２の装着位置に電子部品を装着した後、次に吸着すべき電子部品の吸着位置まで移載ヘッド２８が移動する場合にも本発明を適用することもできる。
【０１３０】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【０１３１】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。
【図１】  本発明の第１実施形態に係る、位置決め制御装置が搭載された電子部品実装装置の透視的な斜視図である。
【図２】  図１に示した電子部品実装装置の移載ヘッドと回路基板とがパーツトレイに対して約９０度位相を回転させた状態での移載ヘッドと回路基板とパーツトレイの斜視図である。
【図３】  図１の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】  （Ａ），（Ｂ）は、それぞれ、図１の電子部品実装装置に用いられる位置決め制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】  図１の電子部品実装装置の位置決めコントローラにより行われる速度曲線の演算、及び速度指令の出力動作の概要を示すフローチャートである。
【図６】  図１の電子部品実装装置において、通過回避領域を有する場において、移載ヘッドを起点位置Ｐ０から動作通過位置Ｐ１経由で目標位置Ｐ２まで移動させる場合を示す図である。
【図７】  図１の電子部品実装装置の動作開始遅延時間の決定手順を示すフローチャートである。
【図８】  図１の電子部品実装装置における具体的な位置決め制御の様子であって、移載ヘッドを移動させるための時間と移動速度との関係を示した図である。
【図９】  図１の電子部品実装装置における移載ヘッドを等加速度で起点位置Ｐ０から動作通過位置Ｐ１まで移動させるときの必要時間ｔ１、ｔ２の算出方法を、想定される各種のケースに対して纏めて示した図である。
【図１０】  図１の電子部品実装装置における動作開始位置から動作通過位置Ｐ１までの速度の積分値である移動距離Ｓａ、動作通過位置から動作終了位置までの移動距離Ｓｂを説明する図である。
【図１１】  図１の電子部品実装装置における第１のケースにおける起点位置Ｐ０、動作通過位置Ｐ１、目標位置Ｐ２、通過回避領域の位置関係を示す図である。
【図１２】  図１１に示した位置関係の場合の移載ヘッドの移動速度の変化パターンを示す図である。
【図１３】  図１２のＹ軸における必要時間ｔ２内の速度変化パターンを部分拡大した図である。
【図１４】  図１の電子部品実装装置における第２のケースにおける起点位置Ｐ０、動作通過位置Ｐ１、目標位置Ｐ２、通過回避領域の位置関係を示す図である。
【図１５】  図１４に示した位置関係の場合の移載ヘッドの移動速度の変化パターンを示す図である。
【図１６】  図１５のＹ軸における必要時間ｔ２内の速度変化パターンを部分拡大した図である。
【図１７】  図１の電子部品実装装置における第３のケースにおける起点位置Ｐ０、動作通過位置Ｐ１、目標位置Ｐ２、通過回避領域の位置関係を示す図である。
【図１８】  図１７に示した位置関係の場合の移載ヘッドの移動速度の変化パターンを示す図である。
【図１９】  図１８のＹ軸における速度変化パターンを示した図である。
【図２０】  図図１の電子部品実装装置における第４、第５のケースにおける起点位置Ｐ０、動作通過位置Ｐ１、目標位置Ｐ２、通過回避領域の位置関係を示す図である。
【図２１】  図２０に示した位置関係の場合の移載ヘッドの移動速度の変化パターンを示す図である。
【図２２】  図２１のＸ軸における速度変化パターンを示した図である。
【図２３】  図２１のＹ軸における速度変化パターンを示す図である。
【図２４】  （Ａ），（Ｂ）は、それぞれ、本発明の位置決め制御装置の第２実施形態における構成を示すブロック図である。
【図２５】  本発明の第２実施形態における電子部品実装装置における移載ヘッドの移動速度の変化パターンの一例を示す図である。
【図２６】  第２実施形態にかかる電子部品実装装置における移載ヘッドを任意の加速度曲線で起点位置Ｐ０から動作通過位置Ｐ１までの移動させるときの、必要時間ｔ（ｔ１，ｔ２）の算出方法を、想定される各種のケースに対して纏めて示した図である。
【図２７】  第２実施形態にかかる電子部品実装装置における第１のケースにおける移載ヘッドの移動速度の変化パターンを示す図である。
【図２８】  第２実施形態にかかる電子部品実装装置における第２のケースにおける移載ヘッドの移動速度の変化パターンを示す図である。
【図２９】  第２実施形態にかかる電子部品実装装置における第３のケースにおける移載ヘッドの移動速度の変化パターンを示す図である。
【図３０】  第２実施形態にかかる電子部品実装装置における第４のケースにおける移載ヘッドの移動速度の変化パターンを示す図である。
【図３１】  第２実施形態にかかる電子部品実装装置における第５のケースにおける移載ヘッドの移動速度の変化パターンを示す図である。
【図３２】  従来の電子部品実装装置の移載ヘッドの駆動機構の構成を示す図である。
【図３３】  従来の位置決め制御装置における、通過回避領域を避けるための位置決め動作の説明図である。
【図３４】  図３３に示す場合の移載ヘッドの駆動パターンを示す図である。
【図３５】  他の従来例における通過回避領域を避けるための位置決め動作の説明図である。
【図３６】  図３５に示す場合の移載ヘッドの駆動パターンを示す図である。
【図３７】  上記第１実施形態の電子部品実装装置の移載ヘッドの駆動機構の構成を示す図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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