JP6651312B2 - 装着ヘッドの検査装置 - Google Patents
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Description
前記検査装置は、前記保持部材を規定の昇降位置または規定の回転角度とする規定動作において、当該規定動作のフィードバック制御における指令値とフィードバックされた検出値との偏差を取得する偏差取得部と、取得された前記偏差に基づいて、前記装着ヘッドの前記規定動作に伴う負荷を測定する負荷測定部と、を備える。前記偏差取得部は、異なる複数の制御ゲインを用いて、前記装着ヘッドが前記規定動作をフィードバック制御された場合における各前記偏差を取得する。前記負荷測定部は、各前記偏差の差分に基づいて、前記装着ヘッドの前記規定動作に伴う負荷を測定する。
前記検査装置は、異なる複数の制御ゲインを用いて、前記装着ヘッドが前記保持部材を規定の昇降位置または規定の回転角度とする規定動作をフィードバック制御された場合において、前記装着ヘッドの動作時間をそれぞれ計測する時間計測部と、計測された各前記動作時間の差分に基づいて、前記装着ヘッドの前記規定動作に伴う負荷を測定する負荷測定部と、を備える。
前記検査装置は、異なる複数の制御ゲインを用いて、前記装着ヘッドが前記保持部材を規定の昇降位置または規定の回転角度とする規定動作をフィードバック制御された場合において、前記装着ヘッド側への供給電力をそれぞれ計測する電力計測部と、計測された各前記供給電力の差分に基づいて、前記装着ヘッドの前記規定動作に伴う負荷を測定する負荷測定部と、を備える。
(1.部品実装機1の構成)
部品実装機1は、図1および図4に示すように、基板搬送装置10と、部品供給装置20と、部品移載装置30と、部品カメラ71と、基板カメラ72と、制御装置80とを備えて構成される。以下の説明において、部品実装機1の水平幅方向(図1の左上から右下に向かう方向)をX軸方向、部品実装機1の水平長手方向(図1の左下から右上に向かう方向)をY軸方向、鉛直高さ方向(図1の上下方向)をZ軸方向とする。
基板搬送装置10は、回路基板BdをX軸方向に搬送するとともに、回路基板Bdを所定の位置に位置決めする。基板搬送装置10は、基台2にY軸方向に並設された複数の搬送機構11により構成される。搬送機構11は、図略のコンベアベルトに載置されて搬送される回路基板Bdを案内する一対のガイドレール12,13を有する。搬送機構11は、電子部品の装着処理に際して、回路基板Bdを所定のX軸方向位置まで搬入して、クランプ装置により回路基板Bdをクランプする。そして、搬送機構11は、回路基板Bdに電子部品が装着されると、回路基板Bdをアンクランプして、部品実装機1の機外に回路基板Bdを搬出する。
部品供給装置20は、回路基板Bdに実装される電子部品を供給する装置である。部品供給装置20は、部品実装機1のY軸方向の前部側(図1の左下側)に配置されている。この部品供給装置20は、本実施形態において、複数のカセット式のフィーダ21を用いたフィーダ方式としている。フィーダ21は、基台2に対して着脱可能に取り付けられるフィーダ本体部21aとフィーダ本体部21aの後端側に設けられたリール収容部21bとを有する。フィーダ21は、リール収容部21bにより部品包装テープが巻回された供給リール22を保持している。
部品移載装置30は、供給位置に供給された電子部品を保持して、回路基板Bd上の装着位置まで電子部品を移載する。本実施形態において、部品移載装置30は、基板搬送装置10および部品供給装置20の上方に配置された直交座標型としている。この部品移載装置30は、Y軸方向に延在する一対のY軸レール31にY軸方向に移動可能にY軸スライド32が設けられている。
部品カメラ71および基板カメラ72は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。部品カメラ71および基板カメラ72は、通信可能に接続された制御装置80による制御信号に基づいてカメラ視野に収まる範囲の撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを制御装置80に送出する。
制御装置80は、主として、CPUや各種メモリ、制御回路により構成され、部品実装機1を動作させるための制御プログラム、部品カメラ71および基板カメラ72の撮像により取得した画像データに基づいて、回路基板Bdへの電子部品の装着処理を制御する。この制御装置80は、図4に示すように、実装制御部81、画像処理部82、偏差取得部83、負荷測定部84、判定部85、および記憶装置86に、バスを介して入出力インターフェース87が接続されている。入出力インターフェース87には、モータ制御回路88および撮像制御回路89が接続されている。
制御装置80のモータ制御回路88は、上記のように各推進軸(XYZ軸)モータおよび各回転軸(Rθ軸)モータの駆動をフィードバック制御する。ここでは、モータ制御回路88の動作制御のうち吸着ノズル46のZ軸方向の制御に関する部分について説明する。モータ制御回路88は、図5に示すように、プロファイル生成部91と、位置制御部92と、速度制御部93と、電流制御部94と、微分器95とを有する。
上記のように、装着ヘッド40は、制御装置80の制御によって各軸の動作を制御される。ここで、装着ヘッド40において、ノズル軸45に取り付けられた吸着ノズル46の昇降動作または回転動作がなされると、ロータリヘッド44に対してノズル軸45が摺動する。この摺動部にエア通路60など介して吸引された粉塵が付着すると、摺動部における摺動抵抗が増加して、吸着ノズル46の昇降動作や回転動作に影響が及ぶことがある。
上記の装着ヘッド40の検査装置80による検査処理について説明する。なお、本実施形態においては、装着ヘッド40の昇降動作および回転動作のうちZ軸方向に吸着ノズル46を昇降させる昇降動作の負荷を検査する態様を例示する。以下において、モータ制御回路88の動作制御のうち吸着ノズル46のZ軸方向の制御に関する部分(図5を参照)を、単に「モータ制御回路88」と称する。
検査装置80は、部品を保持する保持部材(吸着ノズル46)と、保持部材(吸着ノズル46)を着脱可能に取り付けられる動作軸(ノズル軸45)と、を有し、動作軸(ノズル軸45)を昇降可能に且つ回転可能に保持する装着ヘッド40を対象として、当該装着ヘッド40の動作を検査する。装着ヘッド40は、動作軸(ノズル軸45)に取り付けられた保持部材(吸着ノズル46)の昇降動作および回転動作をフィードバック制御される。
検査装置80は、保持部材(吸着ノズル46)を規定の昇降位置または規定の回転角度とする規定動作において、当該規定動作のフィードバック制御における指令値とフィードバックされた検出値との偏差を取得する偏差取得部83と、取得された偏差に基づいて、装着ヘッド40の規定動作に伴う負荷を測定する負荷測定部84と、を備える。
このような構成によると、装着ヘッド40における吸着ノズル46の昇降動作の負荷を測定できる。装着ヘッド40において吸着ノズル46の昇降動作に不良があると、部品実装機による実装制御への影響が大きい。そのため、昇降動作の負荷を測定して、装着ヘッド40の不良を早期に発見することは特に有用である。
(制御ゲインおよび偏差について)
実施形態において、異なる2つの制御ゲインを用いたフィードバック制御を実行するものとし、第一の制御ゲインが通常の装着処理に用いられる値に設定され、第二の制御ゲインが第一の制御ゲインよりも低い値に設定されるものとした。これに対して、複数の制御ゲインについては、互いに異なる値であれば偏差の差分が生じるため、これらを適宜設定することができる。
実施形態において、検査装置80の検査処理により、装着ヘッド40の昇降動作および回転動作のうちZ軸方向に吸着ノズル46を昇降させる昇降動作の負荷を検査するものとした。これに対して、検査装置80は、装着ヘッド40の回転動作、即ちθ軸を中心にノズル軸45を自転させる回転動作、またはR軸を中心にノズル軸45を公転させるロータリヘッド44の回転動作の負荷を検査するものとしてもよい。
実施形態において、部品を保持する保持部材は、供給される負圧エアにより部品を吸着する吸着ノズル46であるものとした。これに対して、保持部材は、複数の爪部材を相対移動させて部品を把持するチャックとしてもよい。チャックは、装着ヘッドに保持される動作軸に着脱可能に取り付けられる。このような構成においても、実施形態と同様の効果を奏する。
10:基板搬送装置、 11:搬送機構、 12,13:ガイドレール
20:部品供給装置
21:フィーダ、 21a:フィーダ本体部、 21b:リール収容部
22:供給リール
30:部品移載装置
31:Y軸レール、 32:Y軸スライド、 33:Y軸モータ
34:移動台、 35:X軸モータ
40:装着ヘッド
41:ヘッド本体、 42:R軸モータ、 43:インデックス軸
44:ロータリヘッド、 45:ノズル軸(動作軸)
46:吸着ノズル(保持部材)、 47:従動ギヤ、 48:θ軸ギヤ
49:回転体、 51:θ軸モータ、 52:駆動ギヤ、 53:ノズルギヤ
54:ノズル作動部材、 55:ガイドバー、 56:Z軸モータ
57:ボールねじ機構、 58:ノズルレバー
60:エア通路、 61:軸内通路、 62:ヘッド内通路
65:メカバルブ
71:部品カメラ、 72:基板カメラ、 75:位置検出器、 76:電流検出器
80:制御装置(検査装置)
81:実装制御部、 82:画像処理部、 83:偏差取得部
84:負荷測定部、 85:判定部、 86:記憶装置
87:入出力インターフェース、 88:モータ制御回路、 89:撮像制御回路
91:プロファイル生成部、 92:位置制御部、 93:速度制御部
94:電流制御部、 95:微分器
Bd:回路基板
Claims (9)
- 部品を保持する保持部材と、前記保持部材を着脱可能に取り付けられる動作軸と、を有し、前記動作軸を昇降可能に且つ回転可能に保持する装着ヘッドを対象として、当該装着ヘッドの動作を検査する検査装置であって、
前記装着ヘッドは、前記動作軸に取り付けられた前記保持部材の昇降動作および回転動作をフィードバック制御され、
前記検査装置は、
前記保持部材を規定の昇降位置または規定の回転角度とする規定動作において、当該規定動作のフィードバック制御における指令値とフィードバックされた検出値との偏差を取得する偏差取得部と、
取得された前記偏差に基づいて、前記装着ヘッドの前記規定動作に伴う負荷を測定する負荷測定部と、
を備え、
前記偏差取得部は、異なる複数の制御ゲインを用いて、前記装着ヘッドが前記規定動作をフィードバック制御された場合における各前記偏差を取得し、
前記負荷測定部は、各前記偏差の差分に基づいて、前記装着ヘッドの前記規定動作に伴う負荷を測定する装着ヘッドの検査装置。 - 前記偏差取得部は、前記規定動作のフィードバック制御において、前記保持部材の動作が所定速度に達してから減速を開始するまでの期間における前記偏差を有効であるものとして取得する、請求項1に記載の装着ヘッドの検査装置。
- 部品を保持する保持部材と、前記保持部材を着脱可能に取り付けられる動作軸と、を有し、前記動作軸を昇降可能に且つ回転可能に保持する装着ヘッドを対象として、当該装着ヘッドの動作を検査する検査装置であって、
前記装着ヘッドは、前記動作軸に取り付けられた前記保持部材の昇降動作および回転動作をフィードバック制御され、
前記検査装置は、
異なる複数の制御ゲインを用いて、前記装着ヘッドが前記保持部材を規定の昇降位置または規定の回転角度とする規定動作をフィードバック制御された場合において、前記装着ヘッドの動作時間をそれぞれ計測する時間計測部と、
計測された各前記動作時間の差分に基づいて、前記装着ヘッドの前記規定動作に伴う負荷を測定する負荷測定部と、
を備える装着ヘッドの検査装置。 - 部品を保持する保持部材と、前記保持部材を着脱可能に取り付けられる動作軸と、を有し、前記動作軸を昇降可能に且つ回転可能に保持する装着ヘッドを対象として、当該装着ヘッドの動作を検査する検査装置であって、
前記装着ヘッドは、前記動作軸に取り付けられた前記保持部材の昇降動作および回転動作をフィードバック制御され、
前記検査装置は、
異なる複数の制御ゲインを用いて、前記装着ヘッドが前記保持部材を規定の昇降位置または規定の回転角度とする規定動作をフィードバック制御された場合において、前記装着ヘッド側への供給電力をそれぞれ計測する電力計測部と、
計測された各前記供給電力の差分に基づいて、前記装着ヘッドの前記規定動作に伴う負荷を測定する負荷測定部と、
を備える装着ヘッドの検査装置。 - 前記装着ヘッドの前記規定動作は、前記保持部材を規定の昇降位置とする動作である、請求項1−4の何れか一項に記載の装着ヘッドの検査装置。
- 前記装着ヘッドは、前記規定動作をフィードバック制御される場合に、前記保持部材を所定の回転方向および回転数で回転動作させる、請求項5に記載の装着ヘッドの検査装置。
- 前記装着ヘッドの前記規定動作は、前記保持部材を規定の回転角度とする動作である、請求項1−4の何れか一項に記載の装着ヘッドの検査装置。
- 前記保持部材は、供給される負圧エアにより前記部品を吸着する吸着ノズルであり、
前記装着ヘッドは、前記規定動作をフィードバック制御される場合に、前記吸着ノズルに前記負圧エアを供給する、請求項1−7の何れか一項に記載の装着ヘッドの検査装置。 - 前記動作軸は、前記装着ヘッドにおける前記保持部材の昇降動作および回転動作に伴って前記装着ヘッドの本体部に対して摺動し、
前記検査装置は、測定された前記規定動作に伴う前記負荷に基づいて、前記装着ヘッドの前記本体部と前記動作軸との間の洗浄の要否を判定する判定部をさらに備える、請求項1−8の何れか一項に記載の装着ヘッドの検査装置。
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