(57)【要約】【課題】簡易かつ安価な構成で、部品実装のタクトタイムを短縮すると共に、搭載ヘッド同士の衝突を回避できる電子部品実装装置を提供すること。【解決手段】Ｘ軸部１３に支持されたＬヘッド５ａをＸ軸方向に移動させるＸ１モータ１４ａと、Ｘ軸部１３に支持されたＲヘッド５ｂをＸ軸方向に移動させるＸ２モータ１４ｂとを、Ｌヘッド５ａとＲヘッド５ｂとのＸ軸方向における中間位置を示す和動モード位置指令と、Ｌヘッド５ａとＲヘッド５ｂとのＸ軸方向における間隔を示す差動モード位置指令とで駆動制御し、和動モード位置指令によりＬヘッド５ａおよびＲヘッド５ｂのＸ軸方向における中間位置制御を行い、差動モード位置指令によりＬヘッド５ａおよびＲヘッド５ｂのＸ軸方向における間隔制御を行うよう構成した。【選択図】図１
2012079924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持するステーションと、
前記ステーションをＹ軸方向に移動させるステーション移動機構と、
電子部品を前記基板に対して搭載する一対の搭載ヘッドと、
前記一対の搭載ヘッドをＸ軸方向に離間して支持するＸ軸部と、前記Ｘ軸部において前記各搭載ヘッドをＸ軸方向に移動させる一対のＸ軸モータとを有するＸ軸移動機構とを備え、
前記一対のＸ軸モータを、前記Ｘ軸方向における前記一対の搭載ヘッドの中間位置を示す和動モード位置指令と、前記Ｘ軸方向における前記一対の搭載ヘッドの間隔を示す差動モード位置指令とで駆動制御し、
前記和動モード位置指令により前記一対の搭載ヘッドの前記Ｘ軸方向における中間位置制御を行い、前記差動モード位置指令により前記一対の搭載ヘッドの前記Ｘ軸方向における間隔制御を行うことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
前記一対のＸ軸モータのそれぞれに対する位置指令を、前記和動モード位置指令および前記差動モード位置指令に変換して、前記一対の搭載ヘッドを制御することを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装装置。
【請求項３】
前記一対のＸ軸モータのそれぞれに対する位置指令を、２次アダマール行列に基づいて前記和動モード位置指令および前記差動モード位置指令に変換することを特徴とする請求項２に記載の電子部品実装装置。
【請求項４】
前記差動モード位置指令で示される値が所定値よりも小さい場合には、当該所定値よりも大きくなるように前記差動モード位置指令の値を調整することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子部品実装装置。
【請求項５】
前記搭載ヘッドに対し、前記基板に搭載される前記電子部品を供給する電子部品供給装置を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子部品実装装置。
【請求項６】
電子部品を基板に対して搭載する搭載ヘッドをＹ軸方向に離間して支持する一対のＸ軸部と、前記一対のＸ軸部のそれぞれにおいて、前記各搭載ヘッドをＸ軸方向に移動させるＸ軸モータとを有するＸ軸移動機構と、
前記一対のＸ軸部を支持するＹ軸部と、前記Ｙ軸部において前記一対のＸ軸部の各々をＹ軸方向に移動させる一対のＹ軸モータとを有するＹ軸移動機構とを備え、
前記一対のＹ軸モータを、前記Ｙ軸方向における前記一対のＸ軸部の中間位置を示す和動モード位置指令と、前記Ｙ軸方向における前記一対のＸ軸部の間隔を示す差動モード位置指令とで駆動制御し、
前記和動モード位置指令により前記一対のＸ軸部の前記Ｙ軸方向における中間位置制御を行い、前記差動モード位置指令により前記一対のＸ軸部の前記Ｙ軸方向における間隔制御を行うことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項７】
前記一対のＹ軸モータのそれぞれに対する位置指令を、前記和動モード位置指令および前記差動モード位置指令に変換して、前記一対のＸ軸部を制御することを特徴とする請求項６に記載の電子部品実装装置。
【請求項８】
前記一対のＹ軸モータのそれぞれに対する位置指令を、２次アダマール行列に基づいて前記和動モード位置指令および前記差動モード位置指令に変換することを特徴とする請求項７に記載の電子部品実装装置。
【請求項９】
前記差動モード位置指令で示される値が所定値よりも小さい場合には、当該所定値よりも大きくなるように前記差動モード位置指令の値を調整することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の電子部品実装装置。
【請求項１０】
前記搭載ヘッドに対し、前記基板に搭載される前記電子部品を供給する電子部品供給装置を備えたことを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の電子部品実装装置。
【請求項１１】
前記Ｙ軸移動機構は、前記一対のＸ軸部の一方の端部および他方の端部を支持する一対のＹ軸部と、前記一対のＸ軸部の一方の端部を支持するＹ軸部において前記一対のＸ軸部の各々をＹ軸方向に移動させる一対のＹ軸モータと、前記一対のＸ軸部の他方の端部を支持するＹ軸部において前記一対のＸ軸部の各々をＹ軸方向に移動させる他方の一対のＹ軸モータとを有し、
前記一方の一対のＹ軸モータおよび前記他方の一対のＹ軸モータを、前記和動モード位置指令および前記差動モード位置指令とで駆動制御することを特徴とする請求項６から請求項１０のいずれかに記載の電子部品実装装置。
【請求項１２】
前記一対のＸ軸部のそれぞれに２つの搭載ヘッドが支持され、
前記一対のＸ軸部においてＸ軸方向に位置する２つのＸ軸モータを、前記Ｘ軸方向における２つの搭載ヘッドの中間位置を示すヘッド和動モード位置指令と、前記Ｘ軸方向における２つの搭載ヘッドの間隔を示すヘッド差動モード位置指令とで駆動制御し、
前記ヘッド和動モード位置指令により２つの搭載ヘッドの前記Ｘ軸方向における中間位置制御を行い、前記ヘッド差動モード位置指令により２つの搭載ヘッドの前記Ｘ軸方向における間隔制御を行うことを特徴とする請求項１１に記載の電子部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品実装装置に関し、特に、複数の搭載ヘッドにより基板に対して電子部品を実装する電子部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の搭載ヘッドを用いて部品実装のタクトタイムを短縮する電子部品実装装置が知られている。図８（ａ）に示すように、この電子部品実装装置８１は、Ｘ軸方向に離間してＹＬ軸部８２ａおよびＹＲ軸部８２ｂを配置し、ＹＬ軸部８２ａおよびＹＲ軸部８２ｂ上にＹ軸方向に移動可能にＸＦ軸部８３ａおよびＸＲ軸部８３ｂを支持して構成される。ＸＦ軸部８３ａは、搭載ヘッドとしてのＸＦヘッド８４ａをＸ軸方向に移動可能に支持し、ＸＲ軸部８３ｂは、搭載ヘッドとしてのＸＲヘッド８４ｂをＸ軸方向に移動可能に支持している。
【０００３】
電子部品実装装置８１においては、ＸＦ軸部８３ａおよびＸＲ軸部８３ｂがＹ軸方向に駆動されると共に、ＸＦヘッド８４ａおよびＸＲヘッド８４ｂがＸ軸方向に駆動されることで、基板Ｗの所定の位置に電子部品が実装される。このように２つの搭載ヘッドにより電子部品が実装されることで、１つの搭載ヘッドにより電子部品を実装する構成と比べてタクトタイムが短縮されると共に、１つの搭載ヘッドを有する電子部品実装装置を２台配置する構成と比べて設置スペースおよびコストが低減される。
【０００４】
また、このような複数の搭載ヘッドを有する電子部品実装装置では、搭載ヘッド同士の衝突を回避するような制御が行われている。例えば、図８に示す電子部品実装装置８１では、ＸＦヘッド８４ａとＸＲヘッド８４ｂとが同時に基板Ｗ上に侵入しないように制御される。具体的には、図８（ｂ）に示すように、一方の搭載ヘッド（ＸＦヘッド８４ａ）が基板Ｗに電子部品を搭載している間に、他方の搭載ヘッド（ＸＲヘッド８４ｂ）が基板Ｗの手前で待機するように制御される。
【０００５】
そして、一方の搭載ヘッドにより電子部品の搭載が完了すると、他方の搭載ヘッドが基板Ｗ上に侵入する前に、一方の搭載ヘッドが基板Ｗ上から高速で退避される。このような制御により、一方の搭載ヘッドと他方の搭載ヘッドとの衝突が回避されている。また、２つの搭載ヘッドの衝突を回避する制御として、搭載ヘッドの衝突を予測するものが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の電子部品実装装置では、２つの搭載ヘッドの位置、速度、加速度から搭載ヘッドの衝突が予測される場合に、２つの搭載ヘッドに制動を掛けることで衝突が回避される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２３１７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図８（ｂ）に示す電子部品実装装置では、一方の搭載ヘッドによる電子部品の搭載時に、他方の搭載ヘッドが基板手前で待機しなければならず、さらに、搭載ヘッドが常に高速で移動できるとは限らないため、タクトタイム上は不利となっている。また、２つの搭載ヘッドの移動が個別制御されるため、２つの搭載ヘッドの衝突を確実に回避することが困難となっていた。
【０００８】
特許文献１に記載の電子部品実装装置では、２つの搭載ヘッドの位置、速度、加速度を算出し、衝突の判定および制動指令を算出するため、制御構成が煩雑となると共に、高性能の演算器が必要である。また、制動関数を元に停止距離が判断されるが、停止距離の摩擦による変化や経年変化等の影響を考慮して、実際の停止距離については余裕を見越した距離を取らざるを得ない。このため、２つの搭載ヘッド間の距離が広く設定され、タクトタイム上は不利になるという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、簡易かつ安価な構成で、部品実装のタクトタイムを短縮すると共に、搭載ヘッド同士の衝突を回避できる電子部品実装装置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】
【００１０】
本発明の電子部品実装装置は、基板を保持するステーションと、前記ステーションをＹ軸方向に移動させるステーション移動機構と、電子部品を前記基板に対して搭載する一対の搭載ヘッドと、前記一対の搭載ヘッドをＸ軸方向に離間して支持するＸ軸部と、前記Ｘ軸部において前記各搭載ヘッドをＸ軸方向に移動させる一対のＸ軸モータとを有するＸ軸移動機構とを備え、前記一対のＸ軸モータを、前記Ｘ軸方向における前記一対の搭載ヘッドの中間位置を示す和動モード位置指令と、前記Ｘ軸方向における前記一対の搭載ヘッドの間隔を示す差動モード位置指令とで駆動制御し、前記和動モード位置指令により前記一対の搭載ヘッドの前記Ｘ軸方向における中間位置制御を行い、前記差動モード位置指令により前記一対の搭載ヘッドの前記Ｘ軸方向における間隔制御を行うことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、和動モード位置指令および差動モード位置指令により一対のＸ軸モータが相互に関連して駆動され、Ｘ軸方向において一対の搭載ヘッドが位置制御および間隔制御される。このように、一対の搭載ヘッドが相互に関連して駆動されるため、一対の搭載ヘッドが個別に駆動制御される構成と比べて、搭載ヘッド同士の衝突の危険を回避しつつ高速駆動が可能となる。また、差動モード位置指令の値が一定以上となるように設定されることで、一対の搭載ヘッドに所定以上の間隔を維持させた状態を容易に制御できる。さらに、衝突判定等の複雑な演算処理がないため、高性能な演算器が不要である。したがって、簡易かつ安価な構成で、一対の搭載ヘッドによりタクトタイムを短縮すると共に、搭載ヘッド同士の衝突を回避できる。
【００１２】
また本発明は、上記電子部品実装装置において、前記一対のＸ軸モータのそれぞれに対する位置指令を、前記和動モード位置指令および前記差動モード位置指令に変換して、前記一対の搭載ヘッドを制御することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、一対のＸ軸モータに対する通常の位置指令が和動モード位置指令および差動モード位置指令に変換されるため、上位のコントローラを変更することなく、既存のコントローラを使用できる。
【００１４】
また本発明は、上記電子部品実装装置において、前記一対のＸ軸モータのそれぞれに対する位置指令を、２次アダマール行列に基づいて前記和動モード位置指令および前記差動モード位置指令に変換することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、簡易な処理により、一対のＸ軸モータに対する通常の位置指令を和動モード位置指令および差動モード位置指令に変換できる。
【００１６】
また本発明は、上記電子部品実装装置において、前記差動モード位置指令で示される値が所定値よりも小さい場合には、当該所定値よりも大きくなるように前記差動モード位置指令の値を調整することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、差動モード位置指令の値が、常に所定値よりも大きくなるように調整されるため、一対の搭載ヘッドの間隔を常に所定以上に維持し、搭載ヘッド同士の衝突を確実に回避できる。
【００１８】
また本発明は、上記電子部品実装装置において、前記搭載ヘッドに対し、前記基板に搭載される前記電子部品を供給する電子部品供給装置を備えることができる。
【００１９】
本発明の他の電子部品実装装置は、電子部品を基板に対して搭載する搭載ヘッドをＹ軸方向に離間して支持する一対のＸ軸部と、前記一対のＸ軸部のそれぞれにおいて、前記各搭載ヘッドをＸ軸方向に移動させる一対のＸ軸モータとを有するＸ軸移動機構と、前記一対のＸ軸部を支持するＹ軸部と、前記Ｙ軸部において前記一対のＸ軸部をＹ軸方向に移動させる一対のＹ軸モータとを有するＹ軸移動機構とを備え、前記一対のＹ軸モータを、前記Ｙ軸方向における前記一対のＸ軸部の中間位置を示す和動モード位置指令と、前記Ｙ軸方向における前記一対のＸ軸部の間隔を示す差動モード位置指令とで駆動制御し、前記和動モード位置指令により前記一対のＸ軸部の前記Ｙ軸方向における中間位置制御を行い、前記差動モード位置指令により前記一対のＸ軸部の前記Ｙ軸方向における間隔制御を行うことを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、和動モード位置指令および差動モード位置指令により一対のＹ軸モータが相互に関連して駆動され、Ｙ軸方向において一対のＸ軸部が位置制御および間隔制御される。このように、一対のＸ軸部が相互に関連して駆動されるため、一対のＸ軸部が個別に駆動制御される構成と比べて、搭載ヘッド同士の衝突の危険を回避しつつ高速駆動が可能となる。また、差動モード位置指令の値が一定以上となるように設定されることで、一対のＸ軸部に所定以上の間隔を維持させた状態を容易に制御できる。さらに、衝突判定等の複雑な演算処理がないため、高性能な演算器が不要である。したがって、簡易かつ安価な構成で、一対の搭載ヘッドによりタクトタイムを短縮すると共に、搭載ヘッド同士の衝突を回避できる。
【００２１】
また本発明は、上記他の電子部品実装装置において、前記一対のＹ軸モータのそれぞれに対する位置指令を、前記和動モード位置指令および前記差動モード位置指令に変換して、前記一対のＸ軸部を制御することを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、一対のＹ軸モータに対する通常の位置指令が和動モード位置指令および差動モード位置指令に変換されるため、上位のコントローラを変更することなく、既存のコントローラを使用できる。
【００２３】
また本発明は、上記他の電子部品実装装置において、前記一対のＹ軸モータのそれぞれに対する位置指令を、２次アダマール行列に基づいて前記和動モード位置指令および前記差動モード位置指令に変換することを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、簡易な処理により、一対のＹ軸モータに対する通常の位置指令を和動モード位置指令および差動モード位置指令に変換できる。
【００２５】
また本発明は、上記他の電子部品実装装置において、前記差動モード位置指令で示される値が所定値よりも小さい場合には、当該所定値よりも大きくなるように前記差動モード位置指令の値を調整することを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、差動モード位置指令の値が、常に所定値よりも大きくなるように調整されるため、一対のＸ軸部の間隔を常に所定以上に維持し、搭載ヘッド同士の衝突を確実に回避できる。
【００２７】
また本発明は、上記他の電子部品実装装置において、前記搭載ヘッドに対し、前記基板に搭載される前記電子部品を供給する電子部品供給装置を備えることができる。
【００２８】
また本発明は、上記他の電子部品実装装置において、前記Ｙ軸移動機構は、前記一対のＸ軸部の一方の端部および他方の端部を支持する一対のＹ軸部と、前記一対のＸ軸部の一方の端部を支持するＹ軸部において前記一対のＸ軸部をＹ軸方向に移動させる一対のＹ軸モータと、前記一対のＸ軸部の他方の端部を支持するＹ軸部において前記一対のＸ軸部をＹ軸方向に移動させる他の一対のＹ軸モータとを有し、前記一対のＹ軸モータおよび前記他の一対のＹ軸モータを、前記和動モード位置指令および前記差動モード位置指令とで駆動制御することを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、搭載ヘッドが支持されたＸ軸部の両端側が、一対のＹ軸部により両持ち支持されることで、Ｘ軸部を安定した状態でＹ軸方向に移動させることができる。
【００３０】
また本発明は、上記他の電子部品実装装置において、前記一対のＸ軸部のそれぞれに２つの搭載ヘッドが支持され、前記一対のＸ軸部においてＸ軸方向に位置する２つのＸ軸モータを、前記Ｘ軸方向における２つの搭載ヘッドの中間位置を示すヘッド和動モード位置指令と、前記Ｘ軸方向における２つの搭載ヘッドの間隔を示すヘッド差動モード位置指令とで駆動制御し、前記ヘッド和動モード位置指令により２つの搭載ヘッドの前記Ｘ軸方向における中間位置制御を行い、前記ヘッド差動モード位置指令により２つの搭載ヘッドの前記Ｘ軸方向における間隔制御を行うことを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、各Ｘ軸部にそれぞれ２つの搭載ヘッドが支持され、計４つの搭載ヘッドによりタクトタイムをさらに短縮することができる。また、ヘッド和動モード位置指令およびヘッド差動モード位置指令により各Ｘ軸部に支持された２つＸ軸モータが相互に関連して駆動され、Ｘ軸方向において２つの搭載ヘッドが位置制御および間隔制御される。このように、Ｘ軸方向およびＹ軸方向において、各搭載ヘッドが位置制御および間隔制御されるため、Ｘ軸方向およびＹ軸方向における搭載ヘッド同士の衝突の危険を回避しつつ高速移動が可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、簡易かつ安価な構成で、部品実装のタクトタイムを短縮すると共に、搭載ヘッド同士の衝突を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る電子部品実装装置の第１の実施の形態を示す図であり、電子部品実装装置の上面模式図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電子部品実装装置における位置指令の変換処理の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る電子部品実装装置の制御系のブロック線図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電子部品実装装置の上面模式図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る電子部品実装装置の制御系のブロック線図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る電子部品実装装置における位置指令の変換処理の説明図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る電子部品実装装置の上面模式図である。
【図８】本発明に係る電子部品実装装置の従来例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の第１の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
第１の実施の形態は、１つの軸上を移動する２つの搭載ヘッドの各モータに与えられる通常の位置指令を、搭載ヘッド間の重心位置（中間位置）と搭載ヘッド間の間隔とを目標値として制御する仮想モード座標系の和動モード位置指令と差動モード位置指令に変換し、仮想モードでのモータ駆動制御を行うように構成されている。
【００３５】
図１は、第１の実施の形態に係る電子部品実装装置の上面模式図である。先ず、電子部品実装装置の概略構成について説明する。本実施の形態に係る電子部品実装装置１は、上面視矩形状のベースフレーム２の略中央に、基板Ｗが保持されるステーション３が設けられている。ステーション３は、図示しない移動機構によりＹ軸方向に移動可能に構成されている。ステーション３の上方には２つの搭載ヘッドをＹ軸方向と直交するＸ軸方向へ独立に移動させるＸ軸移動機構４が配設されている。Ｌヘッド５ａおよびＲヘッド５ｂが、Ｘ軸移動機構４によってＸ軸方向へ移動する２つの搭載ヘッドである。ベースフレーム２のＸ軸方向の両側に、Ｙ軸方向に延在する一対の支持台１１ａ、１１ｂが設けられている。
【００３６】
Ｘ軸移動機構４は、一対の支持台１１ａ、１１ｂに両持ちで支持されたＸ軸部１３と、Ｘ軸部１３に移動可能に支持されたＸ１モータ１４ａおよびＸ２モータ１４ｂとを有している。Ｘ１モータ１４ａは、Ｌヘッド５ａを支持し、Ｘ２モータ１４ｂは、Ｒヘッド５ｂを支持している。Ｌヘッド５ａおよびＲヘッド５ｂは、Ｘ１モータ１４ａおよびＸ２モータ１４ｂによりそれぞれＸ軸方向に移動される。なお、上記した各種モータは、一軸方向に移動可能であればよく、例えば、サーボモータやリニアモータでもよい。この場合、各軸部は、各種モータに対応して構成され、例えば、ボールネジやガイド等で構成される。
【００３７】
また、ベースフレーム２上には、ステーション３に対して基板Ｗを搬入する搬入部６と、ステーション３から基板Ｗを搬出する搬出部７とが設けられている。搬入部６は、電子部品の実装時には、Ｘ軸方向における一方の端部から基板Ｗを取り込み、Ｌヘッド５ａおよびＲヘッド５ｂの下方に位置させる。また、搬出部７は、電子部品の実装完了時には、Ｘ軸方向における他方の端部から基板Ｗを搬出する。
【００３８】
ベースフレーム２上のＹ軸方向の両端位置には、複数のフィーダ（部品供給装置）８からなるフィーダ群が配置されている。複数のフィーダ８は、Ｘ軸方向に並んでおり、Ｌヘッド５ａおよびＲヘッド５ｂに対して電子部品を連続的に供給する。なお、電子部品は、例えば、ＩＣ、抵抗器、コンデンサ等であり、基板Ｗに実装可能なであれば、どのようなものでもよい。また、フィーダ８は、テープフィーダやバルクフィーダ等、基板Ｗに実装する電子部品に応じて変更可能である。
【００３９】
Ｌヘッド５ａおよびＲヘッド５ｂは、それぞれ複数の吸着ノズル１６を有し、これら吸着ノズル１６により各フィーダ８から電子部品を吸着保持する。この場合、複数の吸着ノズル１６は、Ｘ軸方向に一列に設けられており、各吸着ノズル１６間の間隔が各フィーダ８間の間隔に略一致されている。このため、Ｌヘッド５ａおよびＲヘッド５ｂは、各フィーダ８から一度に複数の電子部品を吸着可能となっている。なお、各吸着ノズル１６間の間隔は、各フィーダ８間の間隔に必ずしも略一致している必要がなく、フィーダ８から電子部品が吸着できれば、どのように構成されていてもよい。
【００４０】
また、ベースフレーム２内には、電子部品実装装置１の各部を統括制御する制御部９が設けられている。制御部９は、各種処理を実行するプロセッサや、メモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ(Read  Only  Memory)、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。また、メモリには、搭載ヘッドやモータ等の各部の動作を制御する制御プログラム等が記憶されている。
【００４１】
ここで、本実施の形態における仮想モードでのモータ駆動制御の内容について詳しく説明する。本実施の形態に係る電子部品実装装置１では、Ｘ１モータ１４ａ、Ｘ２モータ１４ｂに与えられる通常の位置指令が、Ｌヘッド５ａおよびＲヘッド５ｂを１ヘッドとみなした仮想モードにおける和動モード位置指令と差動モード位置指令とに変換される。和動モード位置指令は、Ｌヘッド５ａとＲヘッド５ｂとの重心位置（中間位置）を示し、差動モード位置指令は、Ｌヘッド５ａとＲヘッド５ｂとの間隔を示す。仮想モードでは、２つの搭載ヘッドの「重心位置」と「間隔」とで位置指令がなされるので、指示する「間隔」を零以下とはならないようにすることで、本質的に衝突成分を含まない制御を実現でき、Ｌヘッド５ａとＲヘッド５ｂとの衝突を確実に回避して、Ｘ１モータ１４ａ、Ｘ２モータ１４ｂを同時に駆動することができる。
【００４２】
和動モード位置指令および差動モード位置指令は、Ｘ１モータ１４ａに入力される通常の位置指令をＸ1、Ｘ２モータ１４ｂに入力される通常の位置指令をＸ2とした場合、以下の式（１）、（２）により算出される。
和動モード位置指令  ｃｏｍ＝（Ｘ1＋Ｘ2）／２  …（１）
差動モード位置指令  ｄｉｆ＝Ｘ2−Ｘ1  …（２）
【００４３】
具体的には、図２（ａ）に示すように、通常の位置指令Ｘ1＝０、通常の位置指令Ｘ2＝１０００が入力されると、和動モード位置指令ｃｏｍ＝５００、差動モード位置指令ｄｉｆ＝１０００に変換される。また、図２（ｂ）に示すように、通常の位置指令Ｘ1＝２００、通常の位置指令Ｘ2＝６００が入力されると、和動モード位置指令ｃｏｍ＝４００、差動モード位置指令ｄｉｆ＝４００に変換される。
【００４４】
さらに、図２（ｃ）に示すように、通常の位置指令Ｘ1＝５００、通常の位置指令Ｘ2＝８００が入力されると、和動モード位置指令ｃｏｍ＝６５０、差動モード位置指令ｄｉｆ＝３００に変換される。このようにして変換された和動モード位置指令で示されるＬヘッド５ａとＲヘッド５ｂとの中間位置、および差動モード位置指令で示されるＬヘッド５ａとＲヘッド５ｂとの間隔を満たすように、Ｘ１モータ１４ａ、Ｘ２モータ１４ｂの駆動が制御される。
【００４５】
通常の位置指令は、２次アダマール行列を用いて、和動モード位置指令、差動モード位置指令に変換することができる。ただし、通常の位置指令を仮想モードの和動モード位置指令および差動モード位置指令に変換する関数は、２次アダマール行列に限定されるものではない。通常の位置指令から和動モード位置指令および差動モード位置指令に変換可能であれば、どのような方法を用いて変換してもよい。
【００４６】
本実施の形態では、衝突成分を含まない制御を実現する観点から、差動モード位置指令の値が、常に所定値よりも大きく（例えば、ｄｉｆ＞０）なるように制御される。Ｘ２-Ｘ1＞（０＋α）であれば、Ｌヘッド５ａとＲヘッド５ｂとの間隔が常に所定距離α以上に維持されるため、衝突成分を含まない制御が可能となる。なお、差動モード位置指令の値を所定値以上とする方法としては、例えば、差動モード位置指令の値が所定値以下（ｄｉｆ≦０）の場合に、所定値よりも大きくなるような任意の値を付加してもよい。
【００４７】
次に、以上のような仮想モードでモータ駆動制御する制御系の構成について説明する。
図３は仮想モードでモータ駆動制御する制御系の構成図である。Ｘ１モータ１４ａに対して通常の位置指令Ｘ1が入力され、Ｘ２モータ１４ｂに対して通常の位置指令Ｘ2が入力される。加算要素ｐ５１は、位置指令Ｘ1に、引き出し点ｐ５２を介して入力された位置指令Ｘ2を加算し、その加算結果（Ｘ1＋Ｘ2）を１／２演算要素ｅ５１に入力して１／２を乗算する。すなわち、通常の位置指令（Ｘ1、Ｘ2）から和動モード位置指令（ｃｏｍ＝（Ｘ1＋Ｘ2）／２）が演算されたことになる。一方、減算要素ｐ５３は、位置指令Ｘ2から、引き出し点ｐ５４を介して入力された位置指令Ｘ1を減算する。その減算結果が差動モード位置指令（ｄｉｆ＝Ｘ2-Ｘ1）になる。
【００４８】
減算要素ｐ６１は、和動モード位置指令からＸ１モータ１４ａおよびＸ２モータ１４ｂからフィードバックされた位置制御量を減算して位置偏差を求め、その位置偏差に比例要素ｅ６２で位置ゲインＫｐを乗算して、Ｘ１モータ１４ａに対する速度指令に変換する。
【００４９】
減算要素ｐ６２は、Ｘ１モータ１４ａに対する速度指令から、Ｘ１モータ１４ａおよびＸ２モータ１４ｂからフィードバックされた速度制御量を減算して速度偏差を求める。加算要素ｐ６３は、１／２演算要素ｅ６３から入力された速度偏差に、Ｘ２モータ１４ｂに対する速度偏差に＋１／２が乗算されたものを加算する。すなわち、加算要素ｐ６３において速度偏差（和動モード位置指令ｃｏｍ）に差動モード位置指令（ｄｉｆ）に＋１／２を乗算した＋ｄｉｆ／２を加算して、Ｘ１モータ１４ａに対するトルク指令を演算する。
【００５０】
一方、差動モード位置指令は、リミッタｅ５２に入力される。リミッタｅ５２は、差動モード位置指令が所定値以下の場合には所定値より大きくなるように調整し、減算要素ｐ７１に出力する。減算要素ｐ７１は、差動モード位置指令から、Ｘ１モータ１４ａおよびＸ２モータ１４ｂからフィードバックされた位置制御量の差分を減算して位置偏差を求める。比例要素ｅ７２は、位置偏差に位置ゲインＫｐを乗算し、速度指令として減算要素ｐ７２に出力する。
【００５１】
減算要素ｐ７２は、速度指令から、Ｘ１モータ１４ａおよびＸ２モータ１４ｂからフィードバックされた速度制御量の差分を減算して速度偏差を求める。１／２演算要素ｅ７３は、速度偏差（ｄｉｆ）に−１／２を乗算し、減算要素ｐ７３に出力する。減算要素ｐ７３は、１つのモータに対する速度偏差（和動モード位置指令ｃｏｍに相当）から＋１／２を乗算した速度偏差を減算する。すなわち、減算要素ｐ７３において速度偏差から差動モード位置指令に＋１／２を乗算した＋ｄｉｆ／２を減算して、Ｘ２モータ１４ｂに対するトルク指令を演算する。
【００５２】
以上のようにして、仮想モード座標系でＸ１モータ１４ａに対するトルク指令、およびＸ２モータ１４ｂに対するトルク指令が求められた。演算要素ｅ６４は、Ｘ１モータ１４ａに対するトルク指令の単位を変換して、加算要素ｐ６４に出力する。加算要素ｐ６４は、トルク指令に外乱オブザーバｅ６６からの推定量を加算し、比例要素ｅ６５および外乱オブザーバｅ６６に出力する。比例要素ｅ６５は、トルク指令にトルク定数Ｋｔを乗算し、減算要素ｐ６５に出力する。減算要素ｐ６５は、比例要素ｅ６５の出力から外乱τdism1を減算し、Ｘ１モータ１４ａに入力する。Ｘ１モータ１４ａの出力は、フィードバック用の速度制御量として、外乱オブザーバｅ６６、加算要素ｐ６６、積分要素ｅ６７に出力される。
【００５３】
外乱オブザーバｅ６６は、加算要素ｐ６４からのトルク指令とＸ１モータ１４ａからの速度制御量とを入力として、外乱τdism1を推定し、演算要素ｅ６８に出力する。演算要素ｅ６８は、外乱オブザーバｅ６６からの外乱τdism1の推定量の単位を変換して、加算要素ｐ６４に出力する。また、加算要素ｐ６６は、Ｘ１モータ１４ａからのフィードバック用の速度制御量に、Ｘ２モータ１４ｂからのフィードバック用の速度制御量を加算し、比例要素ｅ６９に出力する。比例要素ｅ６９は、速度制御量に速度ゲインＫｖを乗算し、速度偏差を求めるために減算要素ｐ６２に出力する。
【００５４】
積分要素ｅ６７は、速度制御量を位置制御量に変換し、加算要素ｐ６７に出力する。加算要素ｐ６７は、このフィードバック用の位置制御量に、Ｘ２モータ１４ｂからのフィードバック用の位置制御量を加算し、位置偏差を求めるために減算要素ｐ６１に出力する。
【００５５】
一方、演算要素ｅ７４は、トルク指令の単位を変換して、加算要素ｐ７４に出力する。加算要素ｐ７４は、トルク指令に外乱オブザーバｅ７６からの推定量を加算し、比例要素ｅ７５および外乱オブザーバｅ７６に出力する。比例要素ｅ７５は、トルク指令にトルク定数Ｋｔを乗算し、減算要素ｐ７５に出力する。減算要素ｐ７５は、比例要素ｅ７５の出力から外乱τdism3を減算し、Ｘ２モータ１４ｂに入力する。Ｘ２モータ１４ｂの出力は、フィードバック用の速度制御量として、外乱オブザーバｅ７６、減算要素ｐ７６、積分要素ｅ７７に出力される。
【００５６】
外乱オブザーバｅ７６は、加算要素ｐ７４からのトルク指令とＸ２モータ１４ｂからの速度制御量とを入力として、外乱τdism3を推定し、演算要素ｅ７８に出力する。演算要素ｅ７８は、外乱オブザーバｅ７６からの外乱τdism3の推定量の単位を変換して、加算要素ｐ７４に出力する。また、減算要素ｐ７６は、Ｘ１モータ１４ａからのフィードバック用の速度制御量から、Ｘ２モータ１４ｂからのフィードバック用の速度制御量を減算し、比例要素ｅ７９に出力する。比例要素ｅ７９は、速度制御量に速度ゲインＫｖを乗算し、速度偏差を求めるために減算要素ｐ７２に出力する。
【００５７】
積分要素ｅ７７は、速度制御量を位置制御量に変換し、減算要素ｐ７７に出力する。減算要素ｐ７７は、Ｘ１モータ１４ａからのフィードバック用の位置制御量から、このフィードバック用の位置制御量を減算し、位置偏差を求めるために減算要素ｐ７１に出力する。
【００５８】
図３に示す制御系では、通常の位置指令Ｘ1、Ｘ2が和動モード位置指令および差動モード位置指令に変換され、この和動モード位置指令および差動モード位置指令に応じて、Ｘ１モータ１４ａおよびＸ２モータ１４ｂが駆動制御される。具体的には、Ｘ１モータ１４ａの実際の制御量をＣ3、Ｘ２モータ１４ｂの実際の制御量をＣ4とした場合、以下の式（６）を満たすように制御される。
【数１】
2012079924.tif 000003
【００５９】
すなわち、Ｘ１モータ１４ａおよびＸ２モータ１４ｂは、Ｌヘッド５ａとＲヘッド５ｂとを離間させた状態で、Ｌヘッド５ａとＲヘッド５ｂとの中間位置を基準として駆動制御される。この場合、Ｌヘッド５ａおよびＲヘッド５ｂが衝突することがないため、Ｌヘッド５ａとＲヘッド５ｂとを近づけた状態で動作させることも可能である。よって、基板Ｗに対する電子部品の実装時に、Ｌヘッド５ａとＲヘッド５ｂとの間隔を余分に広げる必要がなく、Ｌヘッド５ａおよびＲヘッド５ｂの移動量を小さくできる。また、上記した制御系では、外乱オブザーバｅ６６、ｅ７６が用いられるため、Ｘ１モータ１４ａおよびＸ２モータ１４ｂに対する各種外乱の影響を除去して、ロバストな制御系となっている。
【００６０】
また、上記した制御系では、差動モード位置指令（ｄｉｆ＝Ｘ２-Ｘ１）が所定値以下の場合には、差動モード位置指令が所定値より大きく調整される構成としたが、この構成に限定されるものではない。差動モード位置指令が所定値以下の場合には、上位コントローラにエラーを出力し、モータをエラー停止する構成としてもよい。なお、所定値とは、例えば「０」に設定されていてもよいし、Ｌヘッド５ａとＲヘッド５ｂとの間隔に余裕を持たせた値に設定されていてもよい。また、上記した制御系では、速度演算にＰ制御を用いているが、ＰＩ制御、ＰＤ制御、ＰＩＤ制御を用いてもよい。
【００６１】
以上のように、本実施の形態に係る電子部品実装装置１によれば、和動モード位置指令および差動モード位置指令によりＸ１モータ１４ａおよびＸ２モータ１４ｂが相互に関連して駆動され、Ｘ軸方向においてＬヘッド５ａおよびＲヘッド５ｂが位置制御および間隔制御される。このように、Ｌヘッド５ａおよびＲヘッド５ｂが所定以上の間隔を維持した状態で同時に駆動されるため、搭載ヘッド同士の衝突の危険を回避しつつ高速駆動が可能となる。さらに、衝突判定等の複雑な演算処理がないため、高性能な演算器が不要である。したがって、簡易かつ安価な構成で、一対の搭載ヘッドによりタクトタイムを短縮すると共に、Ｌヘッド５ａおよびＲヘッド５ｂの衝突を回避できる。
【００６２】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態に係る電子部品実装装置は、平行に配置される一対のＸ軸部のそれぞれに搭載ヘッドを支持させ、一対のＸ軸部の各モータに与えられる通常の位置指令を、Ｘ軸部間の重心位置（中間位置）とＸ軸部間の間隔とを目標値として制御する仮想モード座標系の和動モード位置指令と差動モード位置指令に変換し、仮想モードでのモータ駆動制御を行うように構成されている。
【００６３】
図４は第２の実施の形態に係る電子部品実装装置の構成図である。図４に示すように、電子部品実装装置２１は、搭載ヘッドとしての一対のＸＦヘッド２５ａおよびＸＲヘッド２５ｂをＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動することにより、基板Ｗの所定の位置に電子部品を実装するように構成されている。この電子部品実装装置２１は、上面視矩形状のベースフレーム２２上に、ＸＦヘッド２５ａおよびＸＲヘッド２５ｂをＹ軸方向に移動するＹ軸移動機構２３と、ＸＦヘッド２５ａおよびＸＲヘッド２５ｂをＸ軸方向に移動するＸ軸移動機構２４とを設けて構成される。
【００６４】
Ｙ軸移動機構２３は、ベースフレーム２２上に配置されたＹ軸方向に平行なＹＬ軸部３１ａおよびＹＲ軸部３１ｂと、ＹＬ軸部３１ａに移動可能に支持されたＹ１モータ３２ａおよびＹ３モータ３２ｃと、ＹＲ軸部３１ｂに移動可能に支持されたＹ２モータ３２ｂおよびＹ４モータ３２ｄとを有している。Ｙ１モータ３２ａおよびＹ２モータ３２ｂ、Ｙ３モータ３２ｃおよびＹ４モータ３２ｄは、それぞれＸ軸方向に対向して配置されている。
【００６５】
Ｘ軸移動機構２４は、Ｙ１モータ３２ａおよびＹ２モータ３２ｂに支持されたＸＦ軸部３３ａと、Ｙ３モータ３２ｃおよびＹ４モータ３２ｄに支持されたＸＲ軸部３３ｂと、ＸＦ軸部３３ａに移動可能に支持されたＸ１モータ３４ａと、ＸＲ軸部３３ｂに移動可能に支持されたＸ２モータ３４ｂとを有している。ＸＦ軸部３３ａは、Ｘ軸方向に延在し、両端側においてＹ１モータ３２ａおよびＹ２モータ３２ｂに両持ちで支持されている。ＸＲ軸部３３ｂは、ＸＦ軸部３３ａの後方においてＸ軸方向に延在し、両端側においてＹ３モータ３２ｃおよびＹ４モータ３２ｄに両持ちで支持されている。
【００６６】
この場合、ＸＦ軸部３３ａおよびＸＲ軸部３３ｂは、同期制御されたＹ１−Ｙ４モータ３２ａ−３２ｄにより平行状態でＹ軸方向に移動される。Ｘ１モータ３４ａは、ＸＦヘッド２５ａを支持し、Ｘ２モータ３４ｂは、ＸＲヘッド２５ｂを支持している。このように、ＸＦヘッド２５ａおよびＸＲヘッド２５ｂは、ＸＦ軸部３３ａおよびＸＲ軸部３３ｂがＹ軸方向に移動されると共に、Ｘ１モータ３４ａおよびＸ２モータ３４ｂがＸ軸移動されることで、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動される。なお、上記した各種モータは、一軸方向に移動可能であればよく、例えば、サーボモータやリニアモータでもよい。この場合、各軸部は、各種モータに対応して構成され、例えば、ボールネジやガイド等で構成される。
【００６７】
ベースフレーム２２上のＹ軸方向の略中間位置には、ベースフレーム２２に基板Ｗを取り込む基板搬送部２６が設けられている。基板搬送部２６は、Ｘ軸方向に延在しており、図示しない搬送ベルト等により基板Ｗを搬送可能に構成されている。基板搬送部２６は、電子部品の実装時には、Ｘ軸方向における一方の端部から基板Ｗを取り込み、ＸＦヘッド２５ａおよびＸＲヘッド２５ｂの下方に位置させる。また、基板搬送部２６は、電子部品の実装完了時には、Ｘ軸方向における他方の端部から基板Ｗを搬出する。
【００６８】
ベースフレーム２２上のＹ軸方向の両端位置には、複数のフィーダ（部品供給装置）２７からなるフィーダ群が配置されている。複数のフィーダ２７は、Ｘ軸方向に並んでおり、ＸＦヘッド２５ａおよびＸＲヘッド２５ｂに対して電子部品を連続的に供給する。なお、電子部品は、例えば、ＩＣ、抵抗器、コンデンサ等であり、基板Ｗに実装可能なであれば、どのようなものでもよい。また、フィーダ２７は、テープフィーダやバルクフィーダ等、基板Ｗに実装する電子部品に応じて変更可能である。
【００６９】
ＸＦヘッド２５ａおよびＸＲヘッド２５ｂは、それぞれ複数の吸着ノズル３６を有し、これら吸着ノズル３６により各フィーダ２７から電子部品を吸着保持する。この場合、複数の吸着ノズル３６は、Ｘ軸方向に一列に設けられており、各吸着ノズル３６間の間隔が各フィーダ２７間の間隔に略一致されている。このため、ＸＦヘッド２５ａおよびＸＲヘッド２５ｂは、各フィーダ２７から一度に複数の電子部品を吸着可能となっている。なお、各吸着ノズル３６間の間隔は、各フィーダ２７間の間隔に必ずしも略一致している必要がなく、フィーダ２７から電子部品が吸着できれば、どのように構成されていてもよい。
【００７０】
また、ベースフレーム２２内には、電子部品実装装置２１の各部を統括制御する制御部２９が設けられている。なお、制御部２９は、各種処理を実行するプロセッサや、メモリ等により構成されている。メモリには、搭載ヘッドやモータ等の各部の動作を制御する制御プログラム等が記憶されている。
【００７１】
本実施の形態に係る電子部品実装装置２１では、Ｙ１−Ｙ４モータ３２ａ−３２ｄに与えられる通常の位置指令が、ＸＦ軸部３３ａとＸＲ軸部３３ｂとを１つの軸とみなした仮想モードにおける和動モード位置指令と差動モード位置指令とに変換される。和動モード位置指令は、ＸＦ軸部３３ａとＸＲ軸部３３ｂとの中間位置（重心位置）を示し、差動モード位置指令は、ＸＦ軸部３３ａとＸＲ軸部３３ｂとの間隔を示している。ＸＦヘッド２５ａおよびＸＲヘッド２５ｂは、Ｙ１−Ｙ４モータ３２ａ−３２ｄが和動モード位置指令および差動モード位置指令で駆動制御されることで、衝突することなく同時に駆動される。
【００７２】
和動モード位置指令および差動モード位置指令は、Ｙ１モータ３２ａおよびＹ２モータ３２ｂに入力される通常の位置指令をＹ1、Ｙ３モータ３２ｃおよびＹ４モータ３２ｄに入力される通常の位置指令をＹ2とした場合、以下の式（４）、（５）により算出される。
和動モード位置指令  ｃｏｍ＝（Ｙ1＋Ｙ2）／２  …（４）
差動モード位置指令  ｄｉｆ＝Ｙ2−Ｙ1  …（５）
【００７３】
具体的には、図６（ａ）に示すように、通常の位置指令Ｙ1＝０、通常の位置指令Ｙ2＝１０００が入力されると、和動モード位置指令ｃｏｍ＝５００、差動モード位置指令ｄｉｆ＝１０００に変換される。また、図６（ｂ）に示すように、通常の位置指令Ｙ1＝２００、通常の位置指令Ｙ2＝６００が入力されると、和動モード位置指令ｃｏｍ＝４００、差動モード位置指令ｄｉｆ＝４００に変換される。
【００７４】
さらに、図６（ｃ）に示すように、通常の位置指令Ｙ1＝５００、通常の位置指令Ｙ2＝８００が入力されると、和動モード位置指令ｃｏｍ＝６５０、差動モード位置指令ｄｉｆ＝３００に変換される。このようにして変換された和動モード位置指令で示されるＸＦ軸部３３ａとＸＲ軸部３３ｂとの中間位置、および差動モード位置指令で示されるＸＦ軸部３３ａとＸＲ軸部３３ｂとの間隔を満たすように、Ｙ１−Ｙ４モータ３２ａ−３２ｄの駆動が制御される。
【００７５】
なお、本実施の形態では、通常の位置指令が２次アダマール行列を用いて和動モード位置指令、差動モード位置指令に変換されるが、この構成に限定されるものではない。通常の位置指令から和動モード位置指令および差動モード位置指令に変換可能であれば、どのような方法を用いて変換してもよい。
【００７６】
この仮想モードにおいて、差動モード位置指令の値が、常に所定値よりも大きく（例えば、ｄｉｆ＞０）なるように制御されてもよい。この制御により、ＸＦヘッド２５ａとＸＲヘッド２５ｂとの間隔が常に所定以上に維持されるため、衝突成分を含まない制御が可能となる。なお、差動モード位置指令の値を所定値以上とする方法としては、例えば、差動モード位置指令の値が所定値以下（ｄｉｆ≦０）の場合に、所定値よりも大きくなるような任意の値を付加してもよい。
【００７７】
以上のように、Ｙ１−Ｙ４モータ３２ａ−３２ｄが和動モード位置指令および差動モード位置指令により制御されることで、ＸＦヘッド２５ａおよびＸＲヘッド２５ｂに所定以上の間隔を維持させた状態で、ＸＦヘッド２５ａおよびＸＲヘッド２５ｂを同時駆動させることが可能となる。よって、ＸＦヘッド２５ａとＸＲヘッド２５ｂとの衝突の危険を回避しつつ、ＸＦヘッド２５ａおよびＸＲヘッド２５ｂを高速で同時駆動でき、部品実装のタクトタイムを短縮できる。
【００７８】
ここで、図５を参照して、本実施の形態に係る電子部品実装装置の制御系について説明する。図５は、第２の実施の形態に係る電子部品実装装置の制御系のブロック線図である。なお、図５において、Ｋｐが位置ゲイン、Ｋｖが速度ゲイン、Ｋｔがトルク定数、Ｊｍがモータイナーシャ、Ｊｌが負荷イナーシャ、Ｓがラプラス演算子を示す。
【００７９】
図５に示すように、この制御系においては、Ｙ１モータ３２ａ（Ｙ２モータ３２ｂ）に対して通常の位置指令Ｙ1が入力されると共に、Ｙ３モータ３２ｃ（Ｙ４モータ３２ｄ）に対して通常の位置指令Ｙ2が入力される。このとき、加算要素ｐ１は、位置指令Ｙ1に、引き出し点ｐ２を介して入力された位置指令Ｙ2を加算して、１／２演算要素ｅ１に出力する。１／２演算要素ｅ１は、加算要素ｐ１からの出力に１／２を乗算して、和動モード位置指令に変換する。一方、減算要素ｐ３は、位置指令Ｙ2から、引き出し点ｐ４を介して入力された位置指令Ｙ1を減算して、差動モード位置指令に変換する。
【００８０】
減算要素ｐ１１は、和動モード位置指令からＹ１モータ３２ａおよびＹ３モータ３２ｃからフィードバックされた位置制御量を減算し、位置偏差として比例要素ｅ１２に出力する。比例要素ｅ１２は、位置偏差に位置ゲインＫｐを乗算し、速度指令として減算要素ｐ１２に出力する。
【００８１】
減算要素ｐ１２は、速度指令から、Ｙ１モータ３２ａおよびＹ３モータ３２ｃからフィードバックされた速度制御量を減算し、速度偏差として１／２演算要素ｅ１３に出力する。加算要素ｐ１３は、１／２演算要素ｅ１３から入力された速度偏差に、Ｙ３モータ３２ｃに対する速度偏差に１／２が乗算されたものを加算し、トルク指令として演算要素ｅ１４に出力する。
【００８２】
演算要素ｅ１４は、トルク指令の単位を変換して、加算要素ｐ１４に出力する。加算要素ｐ１４は、トルク指令に外乱オブザーバｅ１６からの推定量を加算し、比例要素ｅ１５および外乱オブザーバｅ１６に出力する。比例要素ｅ１５は、トルク指令にトルク定数Ｋｔを乗算し、減算要素ｐ１５に出力する。減算要素ｐ１５は、比例要素ｅ１５の出力から外乱τdism1を減算し、Ｙ１モータ３２ａに入力する。Ｙ１モータ３２ａの出力は、フィードバック用の速度制御量として、外乱オブザーバｅ１６、加算要素ｐ１６、積分要素ｅ１７に出力される。
【００８３】
外乱オブザーバｅ１６は、加算要素ｐ１４からのトルク指令とＹ１モータ３２ａからの速度制御量とを入力として、外乱τdism1を推定し、演算要素ｅ１８に出力する。演算要素ｅ１８は、外乱オブザーバｅ１６からの外乱τdism1の推定量の単位を変換して、加算要素ｐ１４に出力する。また、加算要素ｐ１６は、Ｙ１モータ３２ａからのフィードバック用の速度制御量に、Ｙ３モータ３２ｃからのフィードバック用の速度制御量を加算し、比例要素ｅ１９に出力する。比例要素ｅ１９は、速度制御量に速度ゲインＫｖを乗算し、速度偏差を求めるために減算要素ｐ１２に出力する。
【００８４】
積分要素ｅ１７は、速度制御量を位置制御量に変換し、加算要素ｐ１７に出力する。加算要素ｐ１７は、このフィードバック用の位置制御量に、Ｙ３モータ３２ｃからのフィードバック用の位置制御量を加算し、位置偏差を求めるために減算要素ｐ１１に出力する。なお、和動モード位置指令は、引き出し点ｐ５を介してＹ２モータ３２ｂの制御系に入力されるが、Ｙ１モータ３２ａの制御系と同様な構成なためＹ２モータ３２ｂの制御系の説明は省略する。
【００８５】
一方、差動モード位置指令は、リミッタｅ２に入力される。リミッタｅ２は、差動モード位置指令が所定値以下の場合には所定値より大きくなるように調整し、減算要素ｐ３１に出力する。減算要素ｐ３１は、差動モード位置指令から、Ｙ１モータ３２ａおよびＹ３モータ３２ｃからフィードバックされた位置制御量の差分を減算し、位置偏差として比例要素ｅ３２に出力する。比例要素ｅ３２は、位置偏差に位置ゲインＫｐを乗算し、速度指令として減算要素ｐ３２に出力する。
【００８６】
減算要素ｐ３２は、速度指令から、Ｙ１モータ３２ａおよびＹ３モータ３２ｃからフィードバックされた速度制御量の差分を減算し、速度偏差として１／２演算要素ｅ３３に出力する。１／２演算要素ｅ３３は、速度偏差に１／２を乗算し、減算要素ｐ３３に出力する。減算要素ｐ３３は、Ｙ１モータ３２ａに対する速度偏差から１／２乗算要素ｅ３３から入力された速度偏差を減算し、トルク指令として演算要素ｅ３４に出力する。
【００８７】
演算要素ｅ３４は、トルク指令の単位を変換して、加算要素ｐ３４に出力する。加算要素ｐ３４は、トルク指令に外乱オブザーバｅ３６からの推定量を加算し、比例要素ｅ３５および外乱オブザーバｅ３６に出力する。比例要素ｅ３５は、トルク指令にトルク定数Ｋｔを乗算し、減算要素ｐ３５に出力する。減算要素ｐ３５は、比例要素ｅ３５の出力から外乱τdism3を減算し、Ｙ３モータ３２ｃに入力する。Ｙ３モータ３２ｃの出力は、フィードバック用の速度制御量として、外乱オブザーバｅ３６、減算要素ｐ３６、積分要素ｅ３７に出力される。
【００８８】
外乱オブザーバｅ３６は、加算要素ｐ３４からのトルク指令とＹ３モータ３２ｃからの速度制御量とを入力として、外乱τdism3を推定し、演算要素ｅ３８に出力する。演算要素ｅ３８は、外乱オブザーバｅ３６からの外乱τdism3の推定量の単位を変換して、加算要素ｐ３４に出力する。また、減算要素ｐ３６は、Ｙ１モータ３２ａからのフィードバック用の速度制御量から、Ｙ３モータ３２ｃからのフィードバック用の速度制御量を減算し、比例要素ｅ３９に出力する。比例要素ｅ３９は、速度制御量に速度ゲインＫｖを乗算し、速度偏差を求めるために減算要素ｐ３２に出力する。
【００８９】
積分要素ｅ３７は、速度制御量を位置制御量に変換し、減算要素ｐ３７に出力する。減算要素ｐ３７は、Ｙ１モータ３２ａからのフィードバック用の位置制御量から、このフィードバック用の位置制御量を減算し、位置偏差を求めるために減算要素ｐ３１に出力する。なお、差動モード位置指令は、引き出し点ｐ６を介してＹ４モータ３２ｄの制御系に入力されるが、Ｙ２モータ３２ｂの制御系と同様な構成なためＹ４モータ３２ｄの制御系の説明は省略する。
【００９０】
このように構成された電子部品実装装置２１の制御系では、通常の位置指令Ｙ1、Ｙ2が和動モード位置指令および差動モード位置指令に変換され、この和動モード位置指令および差動モード位置指令に応じて、Ｙ１−Ｙ４モータ３２ａ−３２ｄが駆動制御される。具体的には、Ｙ１モータ３２ａ（Ｙ２モータ３２ｂ）の実際の制御量をＣ1、Ｙ３モータ３２ｃ（Ｙ４モータ３２ｄ）の実際の制御量をＣ2とした場合、以下の式（３）を満たすように制御される。
【数２】
2012079924.tif 000004
【００９１】
すなわち、Ｙ１−Ｙ４モータ３２ａ−３２ｄは、ＸＦ軸部３３ａとＸＲ軸部３３ｂとを離間させた状態で、ＸＦ軸部３３ａとＸＲ軸部３３ｂとの中間位置を基準として駆動制御される。この場合、ＸＦヘッド２５ａおよびＸＲヘッド２５ｂが衝突することがないため、ＸＦヘッド２５ａとＸＲヘッド２５ｂとを近づけた状態で動作させることも可能である。よって、基板Ｗに対する電子部品の実装時に、ＸＦヘッド２５ａとＸＲヘッド２５ｂとの間隔を広くとる必要がなく、ＸＦヘッド２５ａおよびＸＲヘッド２５ｂの移動量を小さくできる。また、上記した制御系では、外乱オブザーバｅ１６、ｅ２６、ｅ３６、ｅ４６が用いられるため、Ｙ１−Ｙ４モータ３２ａ−３２ｄに対する各種外乱の影響を除去して、ロバストな制御系となっている。
【００９２】
なお、上記した制御系では、差動モード位置指令が所定値以下の場合には、差動モード位置指令が所定値より大きく調整される構成としたが、この構成に限定されるものではない。差動モード位置指令が所定値以下の場合には、上位コントローラにエラーを出力し、モータをエラー停止する構成としてもよい。なお、所定値とは、例えば「０」に設定されていてもよいし、ＸＦヘッド２５ａとＸＲヘッド２５ｂとの間隔に余裕を持たせた値に設定されていてもよい。また、上記した制御系では、速度演算にＰ制御を用いているが、ＰＩ制御、ＰＤ制御、ＰＩＤ制御を用いてもよい。
【００９３】
以上のように、本実施の形態に係る電子部品実装装置２１によれば、和動モード位置指令および差動モード位置指令によりＹ１−Ｙ４モータ３２ａ−３２ｄが相互に関連して駆動され、Ｙ軸方向においてＸＦヘッド２５ａおよびＸＲヘッド２５ｂが位置制御および間隔制御される。このように、ＸＦヘッド２５ａおよびＸＲヘッド２５ｂが所定以上の間隔を維持した状態で同時に駆動されるため、搭載ヘッド同士の衝突の危険を回避しつつ高速駆動が可能となる。さらに、衝突判定等の複雑な演算がないため、高性能な演算器が不要である。したがって、簡易かつ安価な構成で、タクトタイムを短縮すると共に、ＸＦヘッド２５ａおよびＸＲヘッド２５ｂの衝突を回避できる。
【００９４】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本発明の第３の実施の形態に係る電子部品実装装置は、Ｘ軸部に移動可能に配置された一対の搭載ヘッドと、この一対の搭載ヘッドに対しＹ軸方向に離間した他の一対の搭載ヘッドとに対し、位置制御および間隔制御を行う点について相違する。したがって、第１の実施の形態と同様な構成についての説明は省略し、相違点について説明する。図７は、本発明の第３の実施の形態に係る電子部品実装装置の上面模式図である。
【００９５】
図７に示すように、本実施の形態に係る電子部品実装装置４１は、４つの搭載ヘッドをＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動することにより、基板Ｗの所定の位置に電子部品を実装するように構成されている。この電子部品実装装置４１は、上面視矩形状のベースフレーム４２上に、各搭載ヘッドをＹ軸方向に移動するＹ軸移動機構４３と、各搭載ヘッドをＸ軸方向に移動するＸ軸移動機構４４とを設けて構成される。
【００９６】
Ｙ軸移動機構４３は、ベースフレーム４２上に配置されたＹ軸方向に平行なＹＬ軸部５１ａおよびＹＲ軸部５１ｂと、ＹＬ軸部５１ａに移動可能に支持されたＹ１モータ５２ａおよびＹ３モータ５２ｃと、ＹＲ軸部５１ｂに移動可能に支持されたＹ２モータ５２ｂおよびＹ４モータ５２ｄとを有している。Ｙ１モータ５２ａおよびＹ２モータ５２ｂ、Ｙ３モータ５２ｃおよびＹ４モータ５２ｄは、それぞれＸ軸方向に対向して配置されている。
【００９７】
Ｘ軸移動機構４４は、Ｙ１モータ５２ａおよびＹ２モータ５２ｂに支持されたＸＦ軸部５３ａと、Ｙ３モータ５２ｃおよびＹ４モータ５２ｄに支持されたＸＲ軸部５３ｂと、ＸＦ軸部５３ａに移動可能に支持されたＸ１モータ５４ａおよびＸ２モータ５４ｂと、ＸＲ軸部５３ｂに移動可能に支持されたＸ３モータ５４ｃおよびＸ４モータ５４ｄとを有している。ＸＦ軸部５３ａは、Ｘ軸方向に延在し、両端側においてＹ１モータ５２ａおよびＹ２モータ５２ｂに両持ちで支持されている。ＸＲ軸部５３ｂは、ＸＦ軸部５３ａの後方においてＸ軸方向に延在し、両端側においてＹ３モータ５２ｃおよびＹ４モータ５２ｄに両持ちで支持されている。
【００９８】
この場合、ＸＦ軸部５３ａおよびＸＲ軸部５３ｂは、同期制御されたＹ１−Ｙ４モータ５２ａ−５２ｄにより平行状態でＹ軸方向に移動される。Ｘ１−Ｘ４モータ５４ａ−５４ｄは、それぞれ搭載ヘッドとしてのＦＬヘッド４５ａ、ＦＲヘッド４５ｂ、ＲＬヘッド４５ｃ、ＲＲヘッド４５ｄを支持している。なお、上記した各種モータは、一軸方向に移動可能であればよく、例えば、サーボモータやリニアモータでもよい。この場合、各軸部は、各種モータに対応して構成され、例えば、ボールネジやガイド等で構成される。
【００９９】
また、ベースフレーム４２上のＹ軸方向の略中間位置には、ベースフレーム４２に基板Ｗを取り込む基板搬送部４６が設けられ、ベースフレーム４２上のＹ軸方向の両端位置には、複数のフィーダ４７からなるフィーダ群が配置されている。
【０１００】
そして、各ヘッド４５ａ−４５ｄが、Ｙ１−Ｙ４モータ５２ａ−５２ｄによりＸＦ軸部５３ａおよびＸＲ軸部５３ｂを介してＹ軸方向に移動されると共に、Ｘ１−Ｘ４モータ５４ａ−５４ｄによりＸ軸方向に移動されることで、基板Ｗ上の所定の位置に電子部品が実装される。これら電子部品実装装置４１の各部は、ベースフレーム４２内に設けられた制御部４９により制御される。
【０１０１】
本実施の形態に係る電子部品実装装置４１の制御系では、Ｙ１−Ｙ４モータ５２ａ−５２ｄに与えられる通常の位置指令が、ＸＦ軸部５３ａとＸＲ軸部５３ｂとを１つの軸とみなした仮想モードにおける和動モード位置指令と差動モード位置指令とに変換される。和動モード位置指令は、ＸＦ軸部５３ａとＸＲ軸部５３ｂとの中間位置（重心位置）を示し、差動モード位置指令は、ＸＦ軸部５３ａとＸＲ軸部５３ｂとの間隔を示している。和動モード位置指令および差動モード位置指令は、上記した式（４）、（５）により算出される。
【０１０２】
また、Ｘ１モータ５４ａおよびＸ２モータ５４ｂに与えられる通常の位置指令が、ＦＬヘッド４５ａとＦＲヘッド４５ｂとを１つの搭載ヘッドとみなした仮想モードにおけるヘッド和動モード位置指令とヘッド差動モード位置指令とに変換される。ヘッド和動モード位置指令は、ＦＬヘッド４５ａとＦＲヘッド４５ｂとの中間位置（重心位置）を示し、ヘッド差動モード位置指令は、ＦＬヘッド４５ａとＦＲヘッド４５ｂとの間隔を示している。ヘッド和動モード位置指令およびヘッド差動モード位置指令は、上記した式（１）、（２）により算出される。また、Ｘ３モータ５４ｃおよびＸ４モータ５４ｄについても同様に、ヘッド和動モード位置指令およびヘッド差動モード位置指令により制御される。
【０１０３】
本実施の形態に係る制御系は、Ｙ１−Ｙ４モータ５２ａ−５２ｄに対しては、図５に示す制御系が用いられる。また、Ｘ１モータ５４ａおよびＸ２モータ５４ｂ、Ｘ３モータ５４ｃおよびＸ４モータ５４ｄに対しては、それぞれ図３に示す制御系が用いられる。したがって、Ｘ軸方向において対向する搭載ヘッドが、所定以上の間隔を維持した状態で同時に駆動されると共に、Ｙ軸方向において対向する搭載ヘッドが、所定以上の間隔を維持した状態で同時に駆動される。
【０１０４】
以上のように、本実施の形態に係る電子部品実装装置４１によれば、ＸＦ軸部５３ａおよびＸＲ軸部５３ｂにそれぞれ２つの搭載ヘッドが支持され、計４つの搭載ヘッドによりタクトタイムをさらに短縮することができる。また、和動モード位置指令および差動モード位置指令により、Ｙ１−Ｙ４モータ５２ａ−５２ｄが相互に関連して駆動され、Ｙ軸方向において対向する搭載ヘッドが位置制御および間隔制御される。さらに、ヘッド和動モード位置指令およびヘッド差動モード位置指令により、Ｘ１−Ｘ４モータ５４ａ−５４ｄが相互に関連して駆動され、Ｘ軸方向において対向する搭載ヘッドが位置制御および間隔制御される。このように、Ｘ軸方向およびＹ軸方向において、各搭載ヘッドが位置制御および間隔制御されるため、Ｘ軸方向およびＹ軸方向における搭載ヘッド同士の衝突の危険を回避しつつ高速移動が可能となる。
【０１０５】
なお、上記した各実施の形態においては、電子部品実装装置が電子部品供給装置としてのフィーダを備える構成としたが、この構成に限定されるものではない。電子部品実装装置は、装置外に配置された電子部品供給装置から電子部品を取得する構成としてもよい。
【０１０６】
また、上記した各実施の形態においては、通常の位置指令が和動モード位置指令と差動モード位置指令に変換される構成としたが、この構成に限定されるものではない。和動モード位置指令および差動モード位置指令は、制御系に対して直に入力される構成としてもよい。
【０１０７】
また、上記した第１、第３の実施の形態においては、搭載ヘッドを支持したＸ軸部が、両端側に位置する一対のモータにより移動可能に支持される構成としたが、この構成に限定されるものではない。Ｘ軸部は、Ｙ軸方向に移動可能に支持されていればよく、例えば、片側のモータにより片持ちで支持されてもよし、モータとガイドとにより両持ちで支持されてもよい。この構成により、制御構成を簡略化することが可能である。
【０１０８】
また、上記した実施の形態においては、電子部品が基板に実装される構成としたが、この構成に限定されるものではない。電子部品は、基板以外の基材に実装される構成としてもよい。
【０１０９】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
以上説明したように、本発明は、簡易かつ安価な構成で、部品実装のタクトタイムを短縮すると共に、搭載ヘッド同士の衝突を回避できるという効果を有し、特に、複数の搭載ヘッドにより基板に対して電子部品を実装する電子部品実装装置に有用である。
【符号の説明】
【０１１１】
１、２１、４１  電子部品実装装置
３  ステーション
２３、４３  Ｙ軸移動機構
４、２４、４４  Ｘ軸移動機構
５ａ  Ｌヘッド（搭載ヘッド）
５ｂ  Ｒヘッド（搭載ヘッド）
８、２７、４７  フィーダ（部品供給装置）
３１ａ、５１ａ  ＹＬ軸部（Ｙ軸部）
３１ｂ、５１ｂ  ＹＲ軸部（Ｙ軸部）
３２ａ、５２ａ  Ｙ１モータ（Ｙ軸モータ）
３２ｂ、５２ｂ  Ｙ２モータ（Ｙ軸モータ）
３２ｃ、５２ｃ  Ｙ３モータ（Ｙ軸モータ）
３２ｄ、５２ｄ  Ｙ４モータ（Ｙ軸モータ）
３３ａ、５３ａ  ＸＦ軸部（Ｘ軸部）
３３ｂ、５３ｂ  ＸＲ軸部（Ｘ軸部）
１４ａ、３４ａ、５４ａ  Ｘ１モータ（Ｘ軸モータ）
１４ｂ、３４ｂ、５４ｂ  Ｘ２モータ（Ｘ軸モータ）
２５ａ  ＸＦヘッド（搭載ヘッド）
２５ｂ  ＸＲヘッド（搭載ヘッド）
１３  Ｘ軸部
４５ａ  ＦＬヘッド（搭載ヘッド）
４５ｂ  ＦＲヘッド（搭載ヘッド）
４５ｃ  ＲＬヘッド（搭載ヘッド）
４５ｄ  ＲＲヘッド（搭載ヘッド）
５４ｃ  Ｘ３モータ（Ｘ軸モータ）
５４ｄ  Ｘ４モータ（Ｘ軸モータ）
【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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