(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置検出用のドグが取り付けられた移動体を軸方向に移動自在に構成したロボットに対し、前記ドグを検出する原点検出センサを設け、この原点検出センサの出力に基づいて前記移動体を原点位置に復帰させるロボットの原点復帰方法であって、
前記移動体を所定の一定量移動させたときの前記原点検出センサからの出力の変化状態から、前記移動体のドグと前記原点検出センサとの相対位置を判定し、この判定された相対位置に応じた原点復帰動作手順を選択的に実行し、
前記原点復帰動作手順が、
前記移動体を所定の一定量移動させている間に、
前記原点検出センサが、２つの検出部を一定の間隔で配置してなる前記ドグの検出部を検出しなかった場合に、前記移動体の移動を続行して、最初に前記ドグの検出部を検出し、その後検出部間を検出したときに前記移動体を停止させて、前記移動体が静止した位置を原点位置に設定する一方、
前記原点検出センサが前記ドグの検出部を検出した場合に、前記移動体を前記ロボットの一端側まで移動させて移動方向を反転させてから、最初に前記ドグの検出部を検出し、その後検出部間を検出したときに前記移動体を停止させて、前記移動体が静止した位置を原点位置に設定する手順であることを特徴とするロボットの原点復帰方法。
【請求項２】
位置検出用のドグが取り付けられた移動体を軸方向に移動自在に構成したロボットに対し、前記ドグを検出する原点検出センサを設け、この原点検出センサの出力に基づいて前記移動体を原点位置に復帰させるロボットの原点復帰方法であって、
前記移動体を所定の一定量移動させたときの前記原点検出センサからの出力の変化状態から、前記移動体のドグと前記原点検出センサとの相対位置を判定し、この判定された相対位置に応じた原点復帰動作手順を選択的に実行し、
前記原点復帰動作手順が、
前記移動体の移動開始時と所定の一定量移動させた後とで、
前記原点検出センサが、２つの検出部を一定の間隔で配置してなる前記ドグの検出部を検出しなかった場合に、前記移動体の移動を続行して、最初に前記ドグの検出部を検出し、その後検出部間を検出したときに前記移動体を停止させて、前記移動体が静止した位置を原点位置に設定する一方、
前記原点検出センサが前記ドグの検出部を検出した場合に、前記移動体を前記ロボットの一端側まで移動させて移動方向を反転させてから、最初に前記ドグの検出部を検出し、その後検出部間を検出したときに前記移動体を停止させて、前記移動体が静止した位置を原点位置に設定する手順であることを特徴とするロボットの原点復帰方法。
【請求項３】
前記ロボットに移動体の移動量を検出するエンコーダを接続し、前記移動体を前記エンコーダからのパルス信号と同期した位置で停止させて原点位置に設定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のロボットの原点復帰方法。
【請求項４】
２つの検出部を一定の間隔で配置してなるドグを取り付けた移動体と、該移動体を軸方向に移動自在に支持するガイド部材と、前記ガイド部材に対して前記移動体を移動させる駆動源と、前記移動体のドグを検出する原点検出センサとを備えたロボットの原点復帰装置であって、
前記移動体を所定の一定量移動させたときの前記原点検出センサからの出力の変化状態から、前記移動体のドグと前記原点検出センサとの相対位置を判定し、この判定された相対位置に応じた原点復帰動作手順を選択的に実行する制御部を備えたことを特徴とするロボットの原点復帰装置。
【請求項５】
前記制御部が、請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のロボットの原点復帰方法に基づいて原点復帰動作を制御することを特徴とする請求項４記載のロボットの原点復帰装置。
【請求項６】
基板への実装部品を移載する移載ヘッドを、請求項４又は請求項５記載のロボットの原点復帰装置を用いて駆動することを特徴とする部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロボットを原点位置に復帰させるための原点復帰方法及び原点復帰装置並びに部品実装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器は高密度実装が行われ、回路基板（プリント基板）には各種ＩＣはもとより多数の抵抗やコンデンサ等の電子部品が実装される。これら電子部品の実装は、部品実装数が多いこと、正確さが要求されること、生産効率の向上等の理由から部品実装装置により行われている。
以下、従来の部品実装装置の一例を説明する。
図１３に斜視図で示すように、部品実装装置１００は、その基台１０の上部にローダ部１６、基板固定部１８、アンローダ部２０、回路基板１２を搬送する一対のガイドレール１４が設けられ、一対のガイドレール１４に設けた搬送ベルトを同期駆動することによって、回路基板１２をローダ部１６から電子部品を実装する位置に設けた基板固定部１８に、更に基板固定部１８からアンローダ部２０に搬送するようになっている。
【０００３】
また、基台１０の上方両側部にはＹ軸ロボット２２，２４がそれぞれ設けられ、２つのＹ軸ロボット２２，２４間にはＸ軸ロボット２６が懸架されて、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軸方向に進退するように構成されている。Ｘ軸ロボット２６には、移載ヘッド２８がＸ軸方向に進退可能に取り付けられている。これにより移載ヘッド２８は、Ｙ軸ロボット２２，２４とＸ軸ロボット２６とを駆動することで、Ｘ−Ｙ平面内を自在に移動することができる。
各ロボットは、例えばモータによりボールネジを正逆回転させ、前記ボールネジに螺合したナット部材が軸方向に沿って進退するように構成すると共に、前記ナット部材に進退させるべき部材を固定した構造になっている。
【０００４】
移載ヘッド２８は、前記のようにＸ軸ロボット２６，Ｙ軸ロボット２２，２４からなるＸＹロボット上に載置され、Ｘ−Ｙ平面（例えば、水平面または基台１０の上面に大略平行な面）上を自在に移動する。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部品供給部として例示した複数のパーツフィーダ３０、又はＳＯＰ（「ＳＯＰ」はSmall Outline Packageの略）やＱＦＰ（「ＱＦＰ」はQuad Flat Packageの略）等のＩＣやコネクタのように比較的大型の電子部品が供給される部品供給部として例示したパーツトレイ３２から、吸着ノズル３４により所望の電子部品を吸着し、回路基板１２の部品装着位置に装着できるように構成されている。
前記電子部品の実装動作は、制御部３６の記憶部に記憶され予め設定された実装プログラムに基づいて、制御部３６によって制御される。
【０００５】
ところで、前記した部品実装装置１００によって部品実装を行う場合、実装に先立って移載ヘッド２８を原点位置に復帰させておき、原点位置からスタートさせる必要がある。このような原点復帰動作は、図１に概念的に示した原点復帰装置１により行われる。
なお、原点復帰装置１は、前記部品実装装置１００におけるＹ軸ロボット２２，２４、或いはＸ軸ロボット２６の何れにも適用できるものであり、移動体２は移載ヘッド２８に相当するものである。
【０００６】
次に、上記の原点復帰動作について図１４、図１５に基づいて説明する。
図１に示すように移動体２が原点検出センサ８から離れた位置にいるとき、ドグ６と原点検出センサ８との位置も図１４（ａ）に示すように離れている。この状態では、原点検出センサ８はドグ６を検出しないので、原点位置検出信号Ｓの出力レベルはＬｏとなる（図１５のＴ1）。そして、移動体２は制御部５によってモータＭが高速回転駆動されることで、図中Ａ方向に高速に移動される。
【０００７】
移動体２が原点検出センサ８に接近し、図１４（ｂ）に示すようにドグ６の一端となる突起部（検出部）６ａが原点検出センサ８の直上位置に差し掛かると（図１５のＴ2）、原点位置検出信号ＳがＬｏからＨｉに変化する。このとき、モータＭが高速回転から低速回転駆動に移行して、移動体２はＡ方向に低速移動する。
そして、図１４（ｃ）に示すようにドグ６の凹部（検出部間）６ｃが原点検出センサ８の直上位置に差し掛かったとき（図１５のＴ3）、原点位置検出信号ＳがＨｉからＬｏに変化する。さらに、ドグ６は矢印Ａ方向に低速移動し続けているので、図１４（ｄ）に示すようにドグ６の他方の突起部６ｂが原点検出センサ８の直上位置に到達する（図１５のＴ4）。この時、原点位置検出信号ＳはＬｏからＨｉに変化する。この出力レベルの変化に応じてモータＭは一旦回転停止になり、次いで図１４（ｅ）に示すように回転駆動方向を逆方向に変化させる。
【０００８】
すると、図１４（ｅ）に示すようにドグ６は図中Ｂ方向に低速で移動し、ドグ６の凹部６ｃが図１４（ｆ）に示すように再び原点検出センサ８の直上位置に差し掛かるようになる（図１５のＴ5）。このとき、原点位置検出信号ＳはＨｉからＬｏに変化し、これを受けてモータＭを回転停止させる。これにより、移動体２は惰走動作の後に停止する。この停止位置が原点位置となり、この原点位置を始点として部品実装位置等へ駆動されるようになる。
【０００９】
なお、原点復帰動作を行う場合、移動体２が原点検出センサ８を通過して反転センサ９側に位置していることもある。この場合は、反転センサ９によりドグ６を検出し、移動体２の移動方向をＡ方向からＢ方向に変換する。そして、移動体２が原点検出センサ８上に移動した時点で、前記同様にドグ６と原点検出センサ８との位置関係によって、移動体２を原点位置に位置決めする。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このような原点復帰装置では、確実にドグ６の凹部６ｃを検出するために、原点検出センサ８上を一旦凹部６ｃが通過した後、モータＭを反転駆動して再度凹部６ｃを検出しなければならず、原点復帰の動作に長い時間を要することになる。仮に、最初に凹部６ｃを検出したときに原点とすると、電源投入時等にはドグ６の現在位置は不定であるため、原点検出センサ８がドグの凹部を検出しても、これが確実にドグ６の凹部なのか、ドグ６外の範囲であるのかを判別できない。従って、原点位置を誤って設定するおそれが生じる。
このため、複数のロボットを有する部品実装装置等では、部品実装に先立って行われる原点復帰動作に多大な時間を要し、部品実装作業の効率を低下させていた。
【００１１】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ロボットの原点復帰動作を高速に且つ正確に行い得るロボットの原点復帰方法及び原点復帰装置並びに部品実装装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため本発明に係る請求項１のロボットの原点復帰方法は、位置検出用のドグが取り付けられた移動体を軸方向に移動自在に構成したロボットに対し、前記ドグを検出する原点検出センサを設け、この原点検出センサの出力に基づいて前記移動体を原点位置に復帰させるロボットの原点復帰方法であって、前記移動体を所定の一定量移動させたときの前記原点検出センサからの出力の変化状態から、前記移動体のドグと前記原点検出センサとの相対位置を判定し、この判定された相対位置に応じた原点復帰動作手順を選択的に実行し、前記原点復帰動作手順が、前記移動体を所定の一定量移動させている間に、前記原点検出センサが、２つの検出部を一定の間隔で配置してなる前記ドグの検出部を検出しなかった場合に、前記移動体の移動を続行して、最初に前記ドグの検出部を検出し、その後検出部間を検出したときに前記移動体を停止させて、前記移動体が静止した位置を原点位置に設定する一方、前記原点検出センサが前記ドグの検出部を検出した場合に、前記移動体を前記ロボットの一端側まで移動させて移動方向を反転させてから、最初に前記ドグの検出部を検出し、その後検出部間を検出したときに前記移動体を停止させて、前記移動体が静止した位置を原点位置に設定する手順であることを特徴とする。
【００１５】
このロボットの原点復帰方法では、移動体が所定の一定量を移動している間に原点検出センサによるドグの検出が無かった場合は、そのまま移動を続行してドグの検出を行う。その際は、最初にドグの検出部を検出し、その後、続けてドグの検出部間を検出したときに移動体を停止させて、移動体が静止した位置を原点位置として設定する。また、所定の一定量を移動する間にドグを検出した場合は、移動を継続した後に反転させてからドグの検出を行う。その際は、移動体をロボットの一端側まで移動させて移動方向を反転させてから、最初にドグの検出部を検出し、その後、続けてドグの検出部間を検出したときに移動体を停止させて、移動体が静止した位置を原点位置として設定する。これにより、移動体が原点検出センサの位置から離れている場合に、いち早く移動体を原点検出センサに近づけることができ、また、確実且つ正確に移動体の位置を把握できる。
【００１６】
請求項２のロボットの原点復帰方法は、位置検出用のドグが取り付けられた移動体を軸方向に移動自在に構成したロボットに対し、前記ドグを検出する原点検出センサを設け、この原点検出センサの出力に基づいて前記移動体を原点位置に復帰させるロボットの原点復帰方法であって、前記移動体を所定の一定量移動させたときの前記原点検出センサからの出力の変化状態から、前記移動体のドグと前記原点検出センサとの相対位置を判定し、この判定された相対位置に応じた原点復帰動作手順を選択的に実行し、前記原点復帰動作手順が、前記移動体の移動開始時と所定の一定量移動させた後とで、前記原点検出センサが、２つの検出部を一定の間隔で配置してなる前記ドグの検出部を検出しなかった場合に、前記移動体の移動を続行して、最初に前記ドグの検出部を検出し、その後検出部間を検出したときに前記移動体を停止させて、前記移動体が静止した位置を原点位置に設定する一方、前記原点検出センサが前記ドグの検出部を検出した場合に、前記移動体を前記ロボットの一端側まで移動させて移動方向を反転させてから、最初に前記ドグの検出部を検出し、その後検出部間を検出したときに前記移動体を停止させて、前記移動体が静止した位置を原点位置に設定する手順であることを特徴とする。
【００１７】
このロボットの原点復帰方法では、移動体の移動開始時と所定の一定量移動させた後とで原点検出センサの出力を検出する。その際、原点検出センサがドグの検出部を検出しなかった場合には、移動体の移動を続行して、最初に前記ドグの検出部を検出し、その後にドグの検出部間を続けて検出したときに移動体を停止させて、移動体が静止した位置を原点位置として設定する。また、原点検出センサがドグの検出部を検出した場合には、移動体をロボットの一端側まで移動させて移動方向を反転させてから、最初にドグの検出部を検出し、その後、続けて検出部間を検出したときに移動体を停止させて、移動体が静止した位置を原点位置として設定する。このように、所定距離を隔てた２点で原点検出センサの出力を検出し、移動体の位置を判定するため、その判定処理が簡略化され、原点復帰動作に要する時間をより短縮することができる。
【００１８】
請求項３記載のロボットの原点復帰方法は、前記ロボットに移動体の移動量を検出するエンコーダを接続し、前記移動体を前記エンコーダからのパルス信号と同期した位置で停止させて原点位置に設定することを特徴とする。
【００１９】
このロボットの原点復帰方法では、移動体をエンコーダからのパルス信号と同期した位置で停止させて原点位置を設定することにより、移動体の位置管理が容易となり、正確な原点復帰を行うことができる。
【００２０】
請求項４記載のロボットの原点復帰装置は、２つの検出部を一定の間隔で配置してなるドグを取り付けた移動体と、該移動体を軸方向に移動自在に支持するガイド部材と、前記ガイド部材に対して前記移動体を移動させる駆動源と、前記移動体のドグを検出する原点検出センサとを備えたロボットの原点復帰装置であって、前記移動体を所定の一定量移動させたときの前記原点検出センサからの出力の変化状態から、前記移動体のドグと前記原点検出センサとの相対位置を判定し、この判定された相対位置に応じた原点復帰動作手順を選択的に実行する制御部を備えたことを特徴とする。
【００２１】
このロボットの原点復帰装置では、制御部が、移動体を所定の一定量に移動させたときの原点検出センサからの出力の変化状態を検出し、この変化状態から移動体と原点検出センサとの相対位置関係を判定する。この判定結果に応じて、制御部がそれぞれの相対位置に応じた原点復帰動作手順を選択的に実行することで、ロボットを原点位置に復帰させる。これにより、移動体の位置によらずにロボットの原点復帰動作を高速に且つ正確に行うことができる。
【００２２】
請求項５記載のロボットの原点復帰装置は、前記制御部が、請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のロボットの原点復帰方法に基づいて原点復帰動作を制御することを特徴とする。
【００２３】
このロボットの原点復帰装置では、制御部が前述のロボットの原点復帰方法に基づいて原点復帰動作を制御することで、高速に且つ確実に移動体を原点位置に復帰させることが可能となる。
【００２４】
請求項６記載の部品実装装置は、基板への実装部品を移載する移載ヘッドを、請求項４又は請求項５記載のロボットの原点復帰装置を用いて駆動することを特徴とする。
【００２５】
この部品実装装置では、部品実装装置に搭載されるロボットが、請求項４又は請求項５記載のロボットの原点復帰装置から構成されることで、各ロボットの原点復帰時間を大幅に短縮することが可能となる。これにより、移載ヘッドによる電子部品の実装や生産準備動作が迅速に行われ、タクトアップに寄与することができ、生産効率が飛躍的に向上する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係るロボットの原点復帰方法及び原点復帰装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
ここで、図１は本発明に係るロボットの原点復帰装置の構成を概念的に示す構成図、図２はロボットの原点復帰方法を示すフローチャート、図３は詳細を後述する原点検出センサがエリア判定距離内にない場合の原点復帰動作を説明するタイミングチャート、図４は原点検出センサ及び反転センサがエリア判定距離内にある場合の原点復帰動作を説明するタイミングチャートである。
【００２７】
本実施形態における原点復帰装置１は、図１に示すように、移動体２が、駆動源であるモータＭによって回転駆動されるガイド部材としての回転シャフト４に螺合され、回転シャフト４の回転方向の切り換えによって矢印Ａ，Ｂ方向に移動するようになっている。移動体２の一部には、移動体２の位置を検出するための、２つの検出部を一定の間隔で配置してなる凹字型のドグ６が取り付けられている。そして、回転シャフト４の一方の端部近傍には原点検出センサ８が配設され、移動体２が原点検出センサ８に接近したとき、ドグ６の凹字形形状に対応して出力レベルが変化する原点位置検出信号Ｓを発生し、制御部５に供給するようになっている。制御部５は、原点位置検出信号Ｓの出力レベルの変化に対応して、モータＭの回転方向（正逆方向）や回転速度（高速・低速）等を制御する。
【００２８】
また、原点検出センサ８のさらに回転シャフト４端部側には反転センサ９が配設されている。反転センサ９は、移動体２が検出されたときに、移動体２の移動方向を反転させるためのものであり、反転信号Ｒは原点位置検出信号Ｓと共に制御部５に供給される。なお、この反転センサ９は、原点検出センサ８からは、ドグ６の幅よりもやや距離をおいた位置に配設されている。
【００２９】
次に、原点復帰方法を図２を参照しつつ説明する。
原点復帰動作は、原点検出センサ８の位置と移動体２の位置との関係を判定するエリア判定動作から開始される。このエリア判定動作は、ドグ６の突起部（検出部）６ａ，６ｂの幅ｗa，ｗb（ここではｗa＝ｗbとする）と、凹み部分（検出部間）６ｃの幅ｗcに応じて行われる。ここで、ｗa＋ｗc（又はｗb＋ｗc）の間隔をエリア判定距離Ｅとする。なお、エリア判定距離Ｅは、幅ｗc以上で、且つ、ドグ６の突起部６ａ，６ｂのうちいずれか短い方の幅とｗcとの和以下に設定する。
まず、移動体２を高速でエリア判定距離Ｅを移動させる（ステップ１、以降はＳ１と略記する）。移動を完了するまでの間に、移動体２のドグ６が原点検出センサ８に到達しない場合、即ち、原点検出センサ８からの出力レベルがＬｏのままであるときには、移動体２が原点検出センサ８から所定の距離以上離れていると判定し、高速移動を継続するように制御する。
【００３０】
これに対し、移動体２がエリア判定距離Ｅ移動する間に原点検出センサ８の位置に到達した場合、即ち、原点検出センサ８からの出力レベルがＬｏからＨｉに変化したときには、移動体２が原点検出センサ８の近傍に在るものと判定し、その移動速度を低速にする。
【００３１】
さらに、図３を参照して説明すると、スタート時点Ｔ11では、図３（ｃ），（ｄ）に示すようにモータＭが高速で動作する。これにより、移動体２はドグ６と一体に図１の矢印Ａ方向に高速移動し、エリア判定距離Ｅを移動するまでの間（Ｔ11〜Ｔ12の間）にエリア判定動作が行われる。この場合、図３（ａ）に示すように原点位置検出信号ＳはＬｏのままであるから、移動体２は原点検出センサ８の近傍にないものと判定し、矢印Ａ方向への高速移動が継続される（Ｓ３）。
【００３２】
そして、図１に点線で示したようにドグ６が原点検出センサ８に到達すると、図３のＴ13の時点に示したように原点位置検出信号Ｓの出力レベルがＬｏからＨｉに変化する（Ｓ４）。この時点から、図３（ｃ）に示すようにモータＭの回転速度が高速から低速に制御され（Ｓ５）、ドグ６が低速で原点検出センサ８上を移動するようになる（Ｓ６）。このとき、ドグ６の凹み部分６ｃが原点検出センサ８上に差し掛かると、図３（ａ）のＴ14時点に示すように原点位置検出信号Ｓの出力レベルがＨｉからＬｏに変化する（Ｓ７）。これを受けて、制御部５は図３（ｃ）に示すようにモータＭを回転停止させる（Ｓ８）。すると、回転シャフト４が回転停止され、移動体２が惰走後に停止する。この停止位置が原点位置となる（Ｓ９）。このとき、モータＭの回転を低速にしておくことにより、原点を検出したときから数パルス以内に移動体２を確実に停止させることができる。なお、このときの原点検出センサ８直上のドグ６の位置は、領域ａからＴ13の時点で領域ｂとなり、Ｔ14の時点で領域ｃとなる。以上のようにして原点復帰動作が完了する。
【００３３】
次に、上記Ｓ２において、移動体２のドグ６がエリア判定距離Ｅ内に在ると判定した場合の動作について図４を用いて説明する。
この場合、図４のＴ21の時点に示したように、エリア判定距離Ｅ内で原点位置検出信号Ｓの出力レベルがＬｏからＨｉに変化すると、この出力レベルの変化を受けて、図４（ｄ）に示すようにモータＭを高速回転から低速回転に切り換え（Ｓ１０）、移動体２を反転センサ９の位置まで低速で移動させ、移動方向を反転させる（Ｓ１１）。即ち、ドグ６の一方の突起部６ａが反転センサ９の直上に差し掛かり、反転センサ９からの反転信号Ｒが図４（ｅ）に示すようにＬｏからＨｏへと変化すると、この出力レベルの変化を受けて、図４（ｂ）に示すようにモータＭの回転方向を正方向から逆方向に切り換える。
【００３４】
モータＭの回転方向を切り換えると、回転シャフト４の回転方向が切り換わり、移動体２のドグ６が矢印Ｂ方向、即ち原点検出センサ８の方向へと復動する。そして、Ｔ22の時点で原点検出センサ８の直上にドグ６の一方の突起部６ａが差し掛かると、原点位置検出信号ＳがＬｏからＨｉとなり、さらに、Ｔ23の時点で原点検出センサ８の直上に凹み部分６ｃが到達すると、原点位置検出信号Ｓは再びＨｉからＬｏに変化する。このＨｉからＬｏへの変化を受けて、図４（ｃ）に示すようにモータＭを回転停止させる。これにより、移動体２は惰走の後、停止する。この停止位置が原点位置となる。なお、このときの原点検出センサ８直上のドグ６の位置は、領域ｃからＴ21の時点で領域ｄとなり、Ｔ12の時点で領域ｅとなり、Ｔ22の時点で領域ｄとなり、Ｔ23の時点で領域ｃとなる。以上のようにして原点復帰動作が完了する。
【００３５】
以上のように、本実施形態のロボットの原点復帰装置１によれば、原点復帰時における移動体２の初期位置が、原点位置から所定の距離離れているか否かのエリア判定を行い、その結果に応じて異なる原点復帰動作を選択的に切り換えて実行することにより、効率よく原点復帰が行える。即ち、移動体２がエリア判定距離より離れているときには、高速でしかも原点位置の近傍での往復動なしに原点位置に復帰させることができる一方、移動体２がエリア判定距離以内に在るときには、移動体２を確実に原点位置へ復帰させることができる。従って、移動体２の原点復帰時間を大幅に短縮することができ、ロボットの作業効率を向上させることができる。
【００３６】
次に、本発明に係るロボットの原点復帰装置の第２の実施形態を説明する。
図５は本実施形態におけるロボットの原点復帰方法を示すフローチャート、図６は原点検出センサがエリア判定距離内にない場合の原点復帰動作を説明するタイミングチャート、図７は反転センサがエリア判定距離内にある場合の原点復帰動作を説明するタイミングチャート、図８は原点検出センサがエリア判定距離内にあり、且つ、ドグの一方の突起が原点検出センサを通過している場合の原点復帰動作を説明するタイミングチャートである。
【００３７】
本実施形態の原点復帰方法では、前述のエリア判定距離を隔てた２点で移動体のエリア判定を行っている。なお、原点復帰装置の構成は前述の構成と同様であるため、ここではその説明は省略する。
図５及び図６に示すように、まず、スタート時点Ｔ31とエリア判定距離Ｅを隔てた時点Ｔ32の２点において、それぞれ各センサからの出力信号を検出する（Ｓ２１）。原点検出センサ８からの出力がＬｏのままで（Ｓ２２）、反転センサ９の出力もＬｏのままで（Ｓ２３）あるときは、ドグ６を高速で移動させ（Ｓ２４）、原点検出センサ８からの出力がＨｉになるまで移動を続ける（Ｓ２５）。そして、図６（ａ）に示すようにＴ33の時点にて原点検出センサ８からの出力がＨｉに変化したことを受けて、図６（ｄ）に示すようにモータＭを低速回転に切り換える（Ｓ２６）。さらに、図６（ａ）に示すＴ34の時点にて原点検出センサ８からの出力がＨｉからＬｏに変化したときに、図６（ｃ）に示すようにモータＭの回転を停止する（Ｓ２８）。これにより、移動体２は惰走の後、停止する。この停止位置が原点位置となる（Ｓ２９）。なお、このときの原点検出センサ８直上のドグ６の位置は、領域ａからＴ33の時点で領域ｂとなり、Ｔ34の時点で領域ｃとなる。
【００３８】
一方、Ｓ２３において、図７（ｅ）に示すようにＴ32の時点にて反転センサ９の出力がＬｏからＨｉに変化していたときは、図７（ｂ）に示すようにモータＭの回転方向を反転させる（Ｓ３０）。その後は、上記のＳ２４〜Ｓ２９のステップが同様にして実行される。
【００３９】
また、Ｓ２２において、図８（ａ）に示すようにＴ32の時点にて原点検出センサ８の出力がＬｏからＨｉに変化したとき、即ち、ドグの一方の突起が原点検出センサ８を通過しているときには、図８（ｄ）に示すようにモータＭを低速回転に切り換え（Ｓ３１）、ドグ６を反転センサ９の位置まで移動させる。そして、Ｔ35の時点にて反転センサ９の出力がＬｏからＨｉに変化したことを受けて、図８（ｂ）に示すようにモータＭの回転方向を反転させる（Ｓ３２）。さらに、ドグ６を低速で移動させると（Ｓ３３）、図８（ａ）に示すＴ33の時点にて原点検出センサ８からの出力がＬｏからＨｉとなり、その後、Ｔ34の時点にてＨｉからＬｏに変化する（Ｓ３４）。このときに、図８（ｃ）に示すようにモータＭの回転を停止する（Ｓ２８）。これにより、移動体２は惰走の後、停止する。この停止位置が原点位置となる（Ｓ２９）。なお、このときの原点検出センサ８直上のドグ６の位置は、領域ｃからＴ32の時点で領域ｄとなり、Ｔ36の時点で領域ｅとなり、Ｔ33の時点で領域ｄとなり、Ｔ34の時点で領域ｃとなる。
【００４０】
以上のように、本実施形態の原点復帰方法では、エリア判定距離Ｅを隔てた２点で移動体２のエリア判定を行うため、判定処理が簡略化されて制御部の処理負担が軽減される。また、この場合も移動体２を常に往復動させることがなくなり、原点復帰動作に要する時間を短縮することができる。
【００４１】
次に、本発明に係るロボットの原点復帰装置の第３実施形態を説明する。
図９は本実施形態の原点復帰装置の概念的な構成図、図１０は原点検出センサ８がエリア判定距離内にない場合の原点復帰動作を説明するタイミングチャート、図１１は反転センサ９がエリア判定距離内にある場合の原点復帰動作を説明するタイミングチャート、図１２は原点検出センサがエリア判定距離内にあり、且つ、ドグの一方の突起が原点検出センサを通過している場合の原点復帰動作を説明するタイミングチャートである。なお、前述の実施形態と同一の機能を有する部材等に対しては同一の符号を付与することで、その説明は省略するものとする。
【００４２】
本実施形態の原点復帰装置３は、モータＭの回転を検出するエンコーダ７が取り付けられており、エンコーダ７から出力されるパルス信号Ｐを、制御部５に入力している。一般に、エンコーダ７からのパルス信号Ｐには、所定角度の位相差を有するＡ相とＢ相の２つの信号と、１回転当たり１パルスのＺ相パルス信号とがあるが、ここでは、Ｚ相パルス信号を用いて原点復帰動作を行っている。
【００４３】
以下、この原点復帰装置３による原点復帰方法を説明する。本実施形態においては、第２実施形態の原点復帰方法におけるモータＭの停止させるタイミングをエンコーダ７からのパルス信号Ｐに同期させる点以外は、第２実施形態と同一の手順で原点復帰を行うので、ここでは、モータＭを停止させるタイミングについて詳細に説明する。
【００４４】
まず、原点検出センサ８がエリア判定距離内にない場合の原点復帰動作では、図１０（ａ）に示すように、原点検出センサ８の出力がＨｉからＬｏへ変化するＴ34の時点から、図１０（ｆ）に示す最初に出力のあったパルス信号Ｐを受けて、図１０（ｃ）に示すモータＭの動作を停止させる。これにより、モータＭはエンコーダ７のパルス信号Ｐに同期して回転停止され、パルス信号Ｐの生じた位置に略一致して原点位置が設定される。
【００４５】
また、反転センサ９がエリア判定距離内にある場合の原点復帰動作では、図１１（ａ）に示すように、原点検出センサ８の出力がＨｉからＬｏへ変化するＴ34の時点から、図１１（ｆ）に示す最初に出力のあったパルス信号Ｐを受けて、図１１（ｃ）に示すモータＭの動作を停止させる。
さらに、原点検出センサ８がエリア判定距離内にあり、且つ、ドグの一方の突起が原点検出センサ８を通過している場合の原点復帰動作では、図１２（ａ）に示すように、原点検出センサ８の出力がＨｉからＬｏへ変化するＴ34の時点から、図１２（ｆ）に示す最初に出力のあったパルス信号Ｐを受けて、図１２（ｃ）に示すモータＭの動作を停止させる。
このようにして、それぞれ原点位置がパルス信号Ｐの生じた位置に略一致して設定される。
【００４６】
本実施形態の原点復帰装置３による原点復帰方法によれば、モータＭや回転シャフト４の回転に対応してエンコーダ７から出力されるパルス信号Ｐに同期して原点位置が設定されるため、移動体２の位置管理が容易となり、正確な原点復帰を行うことができる。このため、より高精度に位置決めが必要な軸に対しても、この原点復帰装置３を適用することができる。
【００４７】
以上説明した各実施形態のロボットの原点復帰装置は、図１３に示すような部品実装装置１００におけるＹ軸ロボット２２，２４、或いはＸ軸ロボット２６の何れにも適用できるものであり、各ロボットの原点復帰時間を大幅に短縮することが可能となる。これにより、移載ヘッドによる電子部品の実装や生産準備動作が迅速に行われ、タクトアップに寄与することができ、生産効率が飛躍的に向上する。
【００４８】
特に、搬送される基板の幅に応じてコンベヤの搬送幅が可変となる構成においては、このコンベヤの搬送幅を変更するロボットに好適に適用できる。具体的には、このコンベヤの搬送幅切り換えは、生産準備中にのみ行われるため稼動回数が低く、コストを極力抑えて実現することが必須とされている。従って、小容量のモータで駆動されることが多く、また、減速開始点検出用のセンサを取り付けられない等、他の軸とは異なった構成となっている。このように、コンベヤの搬送幅切り換え動作は、減速開始点検出用のセンサがないために、減速の開始を原点検出で代用せざるを得ず、その動作に時間がかかっていた。そこで、本発明のロボットの原点復帰装置をこのコンベヤに適用することで、上記した問題が解消され、高速で且つ正確な搬送幅切り換え動作が可能となる。
【００４９】
なお、上記の各実施形態においては、凹字型のドグを用いて説明したが、本発明はこれに限らず、２つの検出部が一定の間隔で配置してなるドグであれば、どのような形状のドグであっても同様に適用することができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明に係るロボットの原点復帰方法によれば、移動体を所定の一定量移動させたときの原点検出センサからの出力の変化状態から、移動体のドグと原点検出センサとの相対位置を判定し、この判定された相対位置に応じた原点復帰動作手順を選択的に実行することで、移動体の位置によらずにロボットの原点復帰動作を高速に且つ正確に行うことができる。
また、本発明に係るロボットの原点復帰装置によれば、移動体を所定の一定量移動させたときの原点検出センサからの出力の変化状態から、移動体のドグと原点検出センサとの相対位置を判定し、この判定された相対位置に応じた原点復帰動作手順を選択的に実行する制御部を備えることで、移動体の位置によらずにロボットの原点復帰動作を高速に且つ正確に行うことができる。
さらに、本発明に係る部品実装装置によれば、上記ロボットの原点復帰装置を適用することにより、各ロボットの原点復帰時間を大幅に短縮することが可能となり、これにより、移載ヘッドによる電子部品の実装が迅速に行われ、タクトアップに寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロボットの原点復帰装置の第１実施形態における構成を概念的に示す構成図である。
【図２】第１実施形態におけるロボットの原点復帰方法を示すフローチャートである。
【図３】原点検出センサがエリア判定距離内にない場合の原点復帰動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】原点検出センサ及び反転センサがエリア判定距離内にある場合の原点復帰動作を説明するタイミングチャートである。
【図５】第２実施形態におけるロボットの原点復帰方法を示すフローチャートである。
【図６】原点検出センサがエリア判定距離内にない場合の原点復帰動作を説明するタイミングチャートである。
【図７】反転センサがエリア判定距離内にある場合の原点復帰動作を説明するタイミングチャートである。
【図８】原点検出センサがエリア判定距離内にあり、且つ、ドグの一方の突起が原点検出センサを通過している場合の原点復帰動作を説明するタイミングチャートである。
【図９】第３実施形態におけるロボットの原点復帰装置の概念的な構成図である。
【図１０】原点検出センサがエリア判定距離内にない場合の原点復帰動作を説明するタイミングチャートである。
【図１１】反転センサがエリア判定距離内にある場合の原点復帰動作を説明するタイミングチャートである。
【図１２】原点検出センサがエリア判定距離内にあり、且つ、ドグの一方の突起が原点検出センサを通過している場合の原点復帰動作を説明するタイミングチャートである。
【図１３】部品実装装置の構成を示す斜視図である。
【図１４】従来の原点復帰動作を示す原点検出センサとドグとの位置関係を示す説明図である。
【図１５】従来の原点復帰動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１，３  原点復帰装置
２  移動体
４  回転シャフト
５  制御部
６  位置合わせドグ
７  エンコーダ
８  原点検出センサ
９  反転センサ
Ｍ  モータ
Ａ，Ｂ  移動方向
【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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