线性电动机装置的制作方法

文档序号:12728527阅读:196来源:国知局
线性电动机装置的制作方法

技术领域

本发明涉及线性电动机装置以及控制方法。

本申请基于2011年9月7日在日本递交的特愿2011-194729号来主张优先权,并将其援引与此。



背景技术:

使用在将电子部件等安装在印刷基板时,从给定的位置取得电子部件等并配置在印刷基板上的安装位置的部件安装装置(拾取放置构件,pick and place unit)(专利文献1)。

图25是表示部件安装装置9的构成的图。如图25所示,部件安装装置9具备:伺服电动机91;安装在伺服电动机91的旋转轴的滚珠螺杆92A;固定在滚珠螺母92B的臂93;引导臂93的直线移动的线性导向件94;安装在臂93的一端的缓冲机构95;和经由缓冲机构95而安装在臂93的吸附衬垫96。

部件安装装置9通过控制伺服电动机91来使臂93上下运动,将电子部件等按压在吸附衬垫96而拾取,并将该电子部件配置在印刷基板上的安装位置。

为了缩短将电子部件安装在印刷基板的工序所需要的时间,在电子部件接触吸附衬垫96之前使臂93高速移动,在即将接触前减速后以不破坏电子部件的程度的力按压吸附衬垫96,拾取(Pick)电子部件。另外,在将电子部件配置在印刷基板上时,直到电子部件与印刷基板接触前为止都使臂93高速移动,在即将接触前减速后以不破坏电子部件程度的力将电子部件按压在印刷基板,从而将电子部件安装(Place)在印刷基板。如此,使臂尽可能高速地移动来缩短安装电子部件的工序所需要的时间。

先行技术文献

专利文献

专利文献1:JP特开2004-088024号公报

发明的概要

发明要解决的课题

在上述那样动作的部件安装装置9中,切换使臂93移动的速度的位置期望在吸附衬垫96即将与电子部件接触前、和电子部件即将与印刷基板接触前。但是,由于需要由用户根据电子部件的高度来设定切换速度的位置(切换位置),因此有时会出现未设定最佳位置的情况,有在安装电子部件的工序所需要的时间中产生无谓的时间的问题。即,有直到为了拾取电子部件而开始对作为加压对象物的电子部件的加压之前需要无谓的时间这样的问题。



技术实现要素:

本发明为了解决上述问题而提出,其目的在于,提供能削减直到开始加压对象物加压之前所需的时间的线性电动机装置以及控制方法。

用于解决课题的手段

本发明的线性电动机装置具备:线性电动机;和使该线性电动机所具备的动子移动来对加压对象物施加压力的控制部,其特征在于,所述控制部具备:速度切换位置决定部,其基于使所述动子移动的速度从第1速度减速到比所述第1速度慢的第2速度所需的距离、和开始对所述加压对象物加压的位置,来算出使所述动子移动的速度开始从所述第1速度向所述第2速度减速的位置即减速开始位置,所述第2速度使得所述动子与所述加压对象物接触时对所述加压对象物施加的压力成为给定的压力以下;和位置判定部,其在使所述动子从给定的位置向所述加压对象物移动时以所述第1速度驱动所述线性电动机的动子,在所述动子到达所述减速开始位置时以所述第2速度来使所述动子移动。

另外,本发明的控制方法是线性电动机装置中的控制方法,该线性电动机装置具备:线性电动机;和使该线性电动机所具备的动子移动来对加压对象物施加压力的控制部,所述控制方法的特征在于,包括:速度切换位置决定步骤,基于使所述动子移动的速度从第1速度减速到比所述第1速度慢的第2速度所需的距离、和开始对所述加压对象物加压的位置来算出使所述动子移动的速度开始从所述第1速度向所述第2速度的减速的位置即减速开始位置,所述第2速度使得所述动子与所述加压对象物接触时施加在所述加压对象物的压力成为给定的压力以下;和位置判定步骤,在使所述动子从给定的位置向所述加压对象物移动时以所述第1速度驱动所述线性电动机的动子,在所述动子到达所述减速开始位置时以所述第2速度使所述动子移动。

发明的效果

根据本发明,基于开始对加压对象物加压的位置、和从第1速度向第2速度的减速所需的距离来算出减速开始位置,使用算出的减速开始位置来驱动线性电动机。由此,与用户基于经验来决定从第1速度向第2速度切换的位置的情况相比,由于能对应于所具备的线性电动机的减速特性来决定减速开始位置,因此能缩短以第2速度驱动线性电动机的时间,能削减直到开始对加压对象物加压为止所需要的时间。

附图说明

图1是表示本实施方式中的部件安装装置1的构成的概略框图。

图2是本实施方式中的线性电动机10的立体图(部分截面图)。

图3是表示保持在本实施方式中的线圈架105的线圈构件的立体图。

图4是表示本实施方式中的线性电动机10的磁铁103与线圈104的位置关系的图。

图5是表示磁传感器的原理的立体图。

图6是表示AMR传感器中的磁场的方向与电阻值的关系的图表。

图7是表示在磁场强度为饱和灵敏度以上的情况下也检测磁场的方向的磁传感器112的强磁性薄膜金属的形状例的图。

图8是表示磁传感器的等效电路(半桥)的图。

图9是表示检测磁场的方向的磁传感器的强磁性薄膜金属的形状例的图。

图10是表示磁传感器112与杆101的位置关系的图。

图11是表示磁传感器112所输出的信号例的图。

图12是表示使用了2组全桥构成的磁传感器的图。

图13是表示图12的磁传感器所输出的信号的图表。

图14是表示杆101与磁传感器112的位置关系以及磁传感器112所输出的信号的概念图。

图15是表示由磁传感器112的输出VoutA和VoutB所描绘的利萨如图形的图。

图16是表示安装在端部盒109的磁传感器112的图。

图17是表示安装在端部盒109的作为轴承的轴衬108的图。

图18是表示本实施方式中的控制部20的构成的概略框图。

图19是表示本实施方式中的部件安装装置1最初拾取工件P时的动作的流程图。

图20是表示本实施方式中的部件安装装置1使用更新的FL模式开始位置来将工件P安装在印刷基板B的动作、以及拾取工件P的动作的流程图。

图21是表示从图20的步骤202到步骤208的动作中的速度、电流、以及动作完成信号的变化的波形图。

图22是表示图20的步骤209到步骤215的动作中的速度、电流、以及动作完成信号的变化的波形图。在该图中,纵轴表示吸附衬垫11的位置。

图23是表示部件安装装置1取得初始切换位置的动作的流程图。

图24是表示图23的步骤302到步骤304的动作中的速度、以及电流的变化的波形图。

图25是表示部件安装装置9的构成的图。

具体实施方式

下面参考附图来说明本发明的实施方式中的线性电动机装置以及控制方法。

图1是表示本实施方式中的部件安装装置1的构成的概略框图。如图1所示,线性电动机装置即部件安装装置1具备:杆型的线性电动机10;安装线性电动机10的线性导向件30;和控制线性电动机10的控制部20。

线性导向件(直线运动引导装置)30具有滑块31和轨道32。滑块31沿轨道32能移动地组装。另外,在滑块31上安装线性电动机10,线性电动机10能与滑块31一起在水平方向上移动。滑块31能使用未图示的驱动装置来进行位置控制。即,线性导向件30左右地引导线性电动机10。

线性电动机10具有作为能上下动的动子的杆101,在杆101的一端安装吸附衬垫11。

部件安装装置1使线性电动机10移动到将电子部件等工件P排成列一个一个地提供的零件供给器的正上方,控制部20控制线性电动机10使杆101向工件P驱动。此时,控制部20通过使杆101下降来将吸附衬垫11按压在工件P,并使工件P吸附在衬垫11。控制部20在吸附工件P后使杆101上升来从零件供给器拾取工件P并保持。

控制部20在线性导向件30上引导线性电动机10,通过在移动到安装工件P的印刷基板B的正上方后,使杆101降下来将工件P按压在印刷基板B,从而将工件P安装在印刷基板B,之后使杆101上升。

部件安装装置1通过进行上述的动作将从零件供给器等提供的电子部件(工件P)安装在印刷基板B。

下面说明线性电动机10和控制部20的构成。

图2是本实施方式中的线性电动机10的立体图(部分截面图)。该线性电动机10是杆101相对于线圈收容容器102在轴线方向上移动的杆型的线性电动机。

在线圈收容容器102内层叠(排列)保持在线圈架105的多个线圈104。在线圈收容容器102的两端面分别安装端部盒109。在端部盒109安装用于引导杆101的直线运动的作为轴承的轴衬(bush)108。

另外,在2个端部盒109中的任一方设置检测杆101使之产生的磁场的磁传感器112。

杆101例如由不锈钢等非磁性材构成,如管那样地具有中空的空间。在杆101的中空空间彼此同极对置地层叠圆柱状的多个磁铁103(扇形磁铁)。即,N极与N极、S极与S极对置地层叠。在磁铁103间插入将例如由铁等的磁性体构成的极靴(pole shoe)107(磁极块)。杆101贯通被层叠的线圈104内并且在轴线方向上移动地被线圈收容容器102支承。

图3是表示保存在本实施方式中的线圈架105的线圈构件的立体图。如图3所示,线圈104是将铜线卷绕成螺旋状而成,保持在线圈架105。即,多个线圈104以杆101的磁铁103排列的方向为中心而沿杆101的外周卷绕铜线,各线圈104排列在与磁铁103被排列的方向相同的方向上。

由于需要使相邻的线圈104绝缘,因此在线圈104间插入环状的树脂制隔离片105a。在线圈架105上设置印刷基板106。线圈104的绕组的端部104a与印刷基板106接线,经由印刷基板106被提供电力。

在本实施方式中,通过将线圈104以及线圈架105置于金属模,将熔融的树脂或特殊陶瓷注入到金属模内来注塑成形,由此将线圈收容容器102与线圈104一体成形。如图2所示,为了提高线圈104的散热性而在线圈收容容器102形成多个散热片102a。另外,也可以将被线圈架105保持的线圈104收纳在铝制的线圈收容容器102中,用粘接剂填埋线圈104与线圈收容容器102间的缝隙,将线圈104以及线圈架105固定在线圈收容容器102。

图4是表示本实施方式中的线性电动机10的磁铁103与线圈104的位置关系的图。在杆101内的中空空间彼此同极对置地排列圆盘状的多个磁铁103(扇形磁铁)。线圈104成为由3个U、V、W相构成的1组三相线圈。将1组的三相线圈组合多组来构成线圈构件。在分为U、V、W相的三相的多个线圈104流过相位相差120°的三相电流时,产生在线圈104的轴线方向上移动的移动磁场。杆101通过移动磁场而获得推力,与移动磁场的快慢同步地相对于线圈104进行相对直线运动。

如图2所示,在作为磁传感器收容容器的端部盒109的一方安装用于检测杆101的位置的磁传感器112。磁传感器112与杆101隔开给定的缝隙配置,检测因杆101的直线运动而产生的杆101的磁场的方向(磁向量的方向)的变化。

如图5所示,磁传感器112具有:Si或玻璃基板121、以及形成于其上的由以Ni、Fe等强磁性金属为主成分的合金的强磁性薄膜金属构成的磁阻元件122。磁传感器112由于在特定的磁场方向下电阻值发生变化,因此被称作AMR(Anisotropic-Magnetro-Resistance)传感器(各向异性磁阻元件)(参考文献:「垂直型MR传感器技术资料」、[online]、2005年10月1日、滨松光电株式会社、「2011年7月20日检索」、因特网<URL;http://www.hkd.co.jp/technique/img/amr-notel.pdf>)。

图6是表示AMR传感器中的磁场的方向与电阻值的关系的图表。

在磁阻元件122流过电流,施加电阻变化量饱和的磁场强度,使该磁场(H)的方向相对于电流方向Y赋予角度变化θ。此时,如图所示,电阻变化量(ΔR)在电流方向与磁场的方向垂直(θ=90°,270°)时成为最大,在电流方向与磁场的方向平行(θ=0°,180°)时成为最小。电阻值R根据电流方向与磁场方向的角度分量如下述式(1)那样变化。

另外,若磁场强度为饱和灵敏度以上,ΔR成为常数,电阻值R不会对磁场的强度带来影响。

R=R0-ΔRsin2θ…(1)

R0:无磁场中的强磁性薄膜金属的电阻值

ΔR:电阻变化量

θ:表示磁场方向的角度

图7是表示在磁场强度为饱和灵敏度以上的情况下也检测磁场的方向的磁传感器112的强磁性薄膜金属的形状例的图。如图7所示,成为在纵向形成的强磁性薄膜金属要素(R1)、与横向的要素(R2)串联接线的形状。

促成对要素(R1)而言最大的电阻变化的垂直方向的磁场成为对要素(R2)而言最小的电阻变化。电阻值R1和R2用下式(2)、(3)给出。

R1=R0-ΔRsin2θ…(2)

R2=R0-ΔRcos2θ…(3)

图8是表示磁传感器的等效电路(半桥)的图。该等效电路的输出Vout用下式(4)给出。

Vout=R1·Vcc/(R1+R2)…(4)

将式(2)、(3)代入到式(4)并整理,得到下式(5-1)、(5-2)。

Vout=Vcc/2+αcos2θ…(5-1)

α=ΔR·Vcc/2(2R0-ΔR)…(5-2)

图9是表示检测磁场的方向的磁传感器的强磁性薄膜金属的形状例的图。如图9所示,若形成强磁性薄膜金属的形状,则能使用输出Vout+和Vout-这2个输出来进行中点电位的稳定性的提升和放大。

说明杆101直线运动时的磁场方向的变化和磁传感器112的输出。

图10是表示磁传感器112与杆101的位置关系的图。如图10所示,将磁传感器112配置在施加饱和灵敏度以上的磁场强度的间隙1的位置,且配置成磁场的方向变化贡献于传感器面。

此时,磁传感器112在沿杆101相对移动了位置A~E的距离λ的情况下,磁传感器112的输出成为如下那样。

图11是表示磁传感器112所输出的信号例的图。如图11所示,在杆101直线移动了距离λ时,在传感器面磁场的方向转1圈。此时电压的信号成为1个周期的正弦波信号。更正确来说,式(5-1)所表征的电压Vout成为2个周期份的正弦波信号。但是,若施加相对于磁传感器112的要素的延伸方向偏置45°的磁场,则周期减半,在杆101直线移动了λ时得到1个周期的输出波形。

为了获知运动的方向,如图12所示那样,将2组全桥构成的要素彼此倾斜45°地形成在1个基板上即可。由2组全桥电路得到的输出VoutA和VoutB如图13所示,成为彼此具有90°的相位差的余弦波信号以及正弦波信号。

在本实施方式中,由于图12所示的将2组全桥构成的要素彼此倾斜45°地形成在1个基板上的磁传感器112检测杆101的磁场的方向的变化,因此即使如图14所示那样使磁传感器112的安装位置从(1)偏移到(2),在磁传感器112所输出的正弦波信号以及余弦波信号(输出VoutA以及VoutB)中变化也少。

图15是表示由磁传感器112的输出VoutA和VoutB所描绘的利萨如图形(Lissajous′figure)的图。由于磁传感器112的输出的变化少,因此图15所示的圆的大小难以变化。由此,能正确地检测磁向量24的方向θ。由于即使不高精度地管理杆101与磁传感器112间的间隙1也能检测杆101的正确的位置,因此磁传感器112的安装调整变得容易。不仅如此,还能使由轴衬108引导的杆101持有松动,还能容许杆101的少许的弯曲。

图16是表示安装在端部盒109的磁传感器112的图。在端部盒109设有由用于收容磁传感器112的空间构成的磁传感器收容部126。

在磁传感器收容部126内配置磁传感器112后,用填充材料127填埋磁传感器112的周围。由此,磁传感器112被固定在端部盒109。磁传感器112具有温度特性,因温度的变化而输出发生变化。为了降低从线圈104受到的热的影响,在端部盒109以及填充材料127中使用热传导率低于线圈收容容器102的材料。例如,在线圈收容容器102中使用环氧系的树脂,在端部盒109以及填充材料127中使用聚苯硫醚(PPS)。

图17是表示安装在端部盒109的轴承即轴衬108的图。通过使端部盒109具有轴承功能,能防止杆101与磁传感器112间的间隙变动。

图18是表示本实施方式中的控制部20的构成的概略框图。如图18所示,控制部20具备:位置控制部201、开关部202、速度控制部203、开关部204、电流控制部205、电力变换器206、变流器(Current Transformer;CT)207、速度算出部208、位置算出部209、速度切换位置决定部210、位置判定部211、以及完成信号生成部212。

位置控制部201基于从外部输入的位置指令、和位置算出部209所算出的表示线性电动机10所具备的杆101的位置的信息来算出速度指令。另外,位置控制部201预先存储第1~第4速度(FL1SPD~FL4SPD),基于该第1~第4速度输出4个速度指令(第1速度指令~第4速度指令)。

第1速度指令是表示安装在杆101的一端的吸附衬垫11从杆101被预先确定的原点移动到工件P的近旁(FL(Force Limit,限力)模式开始位置)时杆101移动的速度的指令。在第1速度指令中,使杆101移动的速度的上限值被预先确定为第1速度(FL1SPD)。例如,将线性电动机10使杆101移动时的最高速度设为第1速度(FL1SPD)。

第2速度指令是表示吸附衬垫11从工件P的近旁移动到与工件P接触时的杆101移动的速度的指令。在第2速度指令中,使杆101移动的速度被预先确定为第2速度(FL2SPD)。第2速度(FL2SPD)是比第1速度(FL1SPD)慢的速度,设定为在吸附衬垫11与工件P接触时不发生不需要的碰撞的速度以下。换言之,将吸附衬垫11与工件P接触时加在工件P的压力为在工件P产生损坏或变形的压力以下的速度设为第2速度(FL2SPD)。

第3速度指令是表示使工件P吸附在吸附衬垫11后、以及将工件P安装在印刷基板B后使杆101向原点移动时的速度的指令。在第3速度指令中,使杆101移动的速度被预先确定为第3速度(FL3PSD)。

第4速度指令是表示在使工件P吸附在吸附衬垫11后、以及将工件P安装在印刷基板B后使杆101向原点移动时的速度的指令。在第4速度指令中,使杆101移动的速度的上限值被预先确定为第4速度(FL4SPD)。另外,第4速度(FL4SPD)设定为比第3速度(FL3SPD)快的速度。例如,与第1速度(FL1SPD)同样,将第4速度(FL4SPD)设为线性电动机10使杆101移动时的最高速度。

开关部202基于位置判定部211的控制来选择位置控制部201所输出的4个速度指令中的任一者。

对速度控制部203输入开关部202所选择的速度指令、和速度算出部208所算出的表示线性电动机10所具备的杆101的速度的速度信息。速度控制部203基于速度指令所示的速度、和速度信息所示的速度的偏差,来算出用于使杆101移动的速度成为速度指令所示的速度的电流值。

另外,速度控制部203输出算出的电流值作为非限制电流指令,并输出以预先确定的电流限制值(FL2I)为上限值的电流指令即限制电流指令。在算出的电流值为电流限制值(FL2I)以下的情况下,非限制电流指令和限制电流指令表示相同的电流值。另一方面,在算出的电流值大于电流限制值(FL2I)的情况下,非限制电流指令表示算出的电流值,限制电流指令表示电流限制值(FL2I)。电流限制值基于线性电动机10的推力、和拾取工件P时将吸附衬垫11按压在工件P的力来确定。

开关部204基于位置判定部211的控制来选择速度控制部203所输出的限制电流指令以及非限制电流指令中的任一方。电流控制部205基于开关部204所选择的电流指令、和变流器207所测定的流过线性电动机10的电流值来算出电压指令。电力变换器206将与电流控制部205所算出的电压指令相应的电压提供给线性电动机10。

变流器207安装在连接电力变换器206和线性电动机10的电力线。另外,变流器207测定流过该电力线的电流值。另外,变流器207对电流控制部205、速度切换位置决定部210、完成信号生成部212输出表示测定出的电流值的信号。

速度算出部208基于从安装在线性电动机10的磁传感器112输出的正弦波信号以及余弦波信号(输出VoutA以及VoutB)的变化量,算出线性电动机10所具备的杆101的移动速度。

位置算出部209基于从磁传感器112输出的正弦波信号以及余弦波信号(输出VoutA以及VoutB)的变化量,算出杆101从原点起的移动量。位置算出部209对位置控制部201、速度切换位置决定部210、以及位置判定部211输出表示杆101的位置的位置信息。

速度切换位置决定部210在线性电动机10所具备的杆101以及吸附衬垫11向工件P或印刷基板B移动时,将表示从第1速度指令切换到第2速度指令的位置即FL模式开始位置的信号输出给位置判定部211。另外,速度切换位置决定部210在吸附工件P后、或者将工件P安装在印刷基板B后使杆101向原点移动时,将从第3速度指令切换到第4速度指令的位置即速度切换位置(FL3POS)输出给位置判定部211。

另外,速度切换位置决定部210在最初拾取工件P时,将预先存储的初始切换位置(FL2POSSUB)作为FL模式开始位置输出给位置判定部211。速度切换位置决定部210基于最初拾取工件P时的杆101移动的速度以及位置、和流过线性电动机10的电流来更新FL模式开始位置,以缩短工件P的拾取以及向印刷基板B的安装的工序所需要的时间。之后,速度切换位置决定部210将更新的FL模式开始位置输出给位置判定部211。初始切换位置是对应于工件P的高度而预先确定的位置,是在使吸附衬垫11与工件P接触时不带给工件P不需要的碰撞地开始吸附衬垫11(线性电动机10的杆101)的减速的位置。速度切换位置(FL3POS)例如预先设定与初始切换位置(FL2POSSUB)相同的位置。

位置判定部211基于从外部输入的位置指令以及动作开始信号、和位置算出部209所输出的位置信息,进行使开关部202从位置控制部201所输出的4个速度指令中选择任一个的控制。另外,位置判定部211基于位置指令以及动作开始信号、和位置信息,进行使开关部204选择速度控制部203所输出的2个电流指令中的任一方的控制。

完成信号生成部212在吸附衬垫11对工件P加压时,若变流器207测定的电流值到达预先确定的电流限制值(FL2I),则向外部输出动作完成信号(UO2)。

接下来,说明部件安装装置1从零件供给器最初拾取工件P时的动作。

图19是表示本实施方式中的部件安装装置1最初拾取工件P时的动作的流程图。在此,将杆101接近工件P或印刷基板B的向设为CW方向,将杆101远离工件P或印刷基板B的方向设为CCW方向。

控制部20在从外部输入基于工件P的位置的位置指令时,开始线性电动机10的驱动,进行使吸附衬垫11移动到原点的原点回归(步骤101)。在本实施方式中的吸附衬垫11的原点例如预先确定使杆101上升到最高时的吸附衬垫11的位置。

位置判定部211在完成原点回归时判定来自外部的动作开始信号(UI2)是否成为有效(步骤102),直到动作开始信号成为有效为止都待机(步骤101:“否”)。

在步骤102,在动作开始信号成为有效时(步骤101:“是”),位置判定部211使开关部202选择第1速度指令(FL1SPD),并使开关部204选择非限制电流指令(步骤103),使线性电动机10的杆101向工件P(CW方向)移动(步骤104)。

位置判定部211判定吸附衬垫11的位置是否到达初始切换位置(FL2POSSUB)(步骤105),直到吸附衬垫11到达初始切换位置(FL2POSSUB)为止都使用第1速度指令来驱动线性电动机10(步骤105:“否”)。

在步骤105,在吸附衬垫11到达初始切换位置(FL2POSSUB)时(步骤105:“是”),位置判定部211使开关部202选择第2速度指令,并使开关部204选择限制电流指令(步骤106),使杆101的移动速度减速。

速度切换位置决定部210在选择第2速度指令后,判定杆101的移动速度是否为第2速度指令(FL2SPD)所示的速度以下(步骤107),直到杆101的移动速度成为第2速度指令以下为止都反复进行判定(步骤107:“否”)。

在步骤107,在杆101的移动速度成为第2速度指令以下时(步骤107:“是”),速度切换位置决定部210算出当前的吸附衬垫11的位置与初始切换位置(FL2POSSUB)的差分(FL2POSMAIN1),存储算出的差分(FL2POSMAIN1)(步骤108)。

速度切换位置决定部210判定变流器207所测定的电流值是否为电流限制值(FL2I)以上(步骤109),直到电流值到达电流限制值(FL2I)为止进行待机(步骤109:“否”)。

在步骤109,速度切换位置决定部210判定变流器207所测定的电流值达到电流限制值(FL2I)、测定出的电流值为电流限制值(FL2I)以上(步骤109:“是”)时,将从当前的吸附衬垫11的位置减去在步骤108算出的差分(FL2POSMAIN1)而得到位置作为新的FL模式开始位置(FL2POSMAIN2)进行存储(步骤110)。此时,完成信号生成部212使动作完成信号(UO2)有效并输出到外部(步骤111)。

另外,在步骤110,也可以在算出新的FL模式开始位置(FL2POSMAIN2)时,将给定的距离Δd设为富余量。具体地,也可以将从当前的吸附衬垫11的位置减去差分(FL2POSMAIN1)和距离Δd而得到的位置设为新的FL模式开始位置(FL2POSMAIN2)。

位置判定部211判定从外部输入的动作开始信号是否为无效(步骤112),直到动作开始信号成为无效为止进行待机(步骤112:“否”)。

在步骤112,在动作开始信号成为无效时(步骤112:“是”),位置控制部201根据以原点为移动目标的位置指令来算出速度指令,位置判定部211使开关部202选择第3速度指令,并使开关部204选择限制电流指令(步骤113),从而使杆101向原点(CCW方向)移动(步骤114)。

位置判定部211判定吸附衬垫11是否到达速度切换位置(FL3POS)(步骤115),直到吸附衬垫11到达速度切换位置(FL3POS)为止进行待机(步骤115:“否”)。

在步骤115,在吸附衬垫11到达速度切换位置(FL3POS)时(步骤115:“是”),位置判定部211使开关部202选择第4速度指令(步骤116)。

接下来,位置判定部211判定吸附衬垫11是否到达原点(步骤117),直到吸附衬垫11到达原点为止进行待机(步骤117:“否”)。

在步骤117,在吸附衬垫11到达原点时,位置判定部211将表示吸附衬垫11已到达原点这一情况的信号输出给完成信号生成部212,完成信号生成部212使动作完成信号无效(步骤118),从而结束最初拾取工件P时的动作。

图20是表示本实施方式中的部件安装装置1使用更新后的FL模式开始位置来将工件P安装在印刷基板B的动作、以及拾取工件P的动作的流程图。

控制部20在从外部输入安装工件P的印刷基板B的位置、或基于工件P的位置的位置指令时,开始线性电动机10的驱动,进行使吸附衬垫11移动到原点的原点回归(步骤201)。

位置判定部211在完成原点回归时,判定来自外部的动作开始信号(UI2)是否成为有效(步骤202),直到动作开始信号成为有效为止进行待机(步骤202:“否”)。

在步骤202,在动作开始信号成为有效时(步骤202:“是”),位置判定部211使开关部202选择第1速度指令(FL1SPD),并使开关部204选择非限制电流指令(步骤203),使线性电动机10的杆101向印刷基板B或工件P(CW方向)移动(步骤204)。

位置判定部211判定吸附衬垫11的位置是否到达FL模式开始位置(FL2POSMAIN2)(步骤205),直到吸附衬垫11到达FL模式开始位置(FL2POSMAIN2)为止都使用第1速度指令来驱动线性电动机10(步骤205:“否”)。

在步骤205,在吸附衬垫11到达FL模式开始位置(FL2POSMAIN2)时(步骤205:“是”),位置判定部211使开关部202选择第2速度指令,并使开关部204选择限制电流指令(步骤206),使杆101的移动速度减速。

位置判定部211判定变流器207所测定的电流值是否为电流限制值(FL2I)以上(步骤207),直到电流值到达电流限制值(FL2I)为止进行待机(步骤207:“否”)。

在步骤207,位置判定部211在判定为电流值到达电流限制值(FL2I)、测定出的电流值为电流限制值(FL2I)以上时(步骤207:“是”),将表示电流值到达电流限制值(FL2I)这一情况的信号输出给完成信号生成部212。完成信号生成部212使动作完成信号(UO2)有效并输出到外部(步骤208)。

位置判定部211判定从外部输入的动作开始信号是否为无效(步骤209),直到动作开始信号成为无效为止都待机(步骤209:“否”)。

在步骤209,在动作开始信号成为无效时(步骤209:“是”),位置控制部201根据以原点为移动目标的位置指令来算出速度指令,位置判定部211使开关部202选择第3速度指令,并使开关部204选择限制电流指令(步骤210),从而使杆101向原点(CCW方向)移动(步骤211)。

位置判定部211判定吸附衬垫11是否到达速度切换位置(FL3POS)(步骤212),直到吸附衬垫11到达速度切换位置(FL3POS)为止进行待机(步骤212:“否”)。

在步骤212,在吸附衬垫11到达速度切换位置(FL3POS)时(步骤212:“是”),位置判定部211使开关部202选择第4速度指令(步骤213)。

接下来,位置判定部211判定吸附衬垫11是否到达原点(步骤214),直到吸附衬垫11到达原点为止进行待机(步骤214:“否”)。

在步骤214,在吸附衬垫11到达原点时,位置判定部211将表示吸附衬垫11已到达原点这一情况的信号输出给完成信号生成部212,完成信号生成部212使动作信号无效(步骤215)来结束将工件P安装在印刷基板、或拾取工件P的动作。

图21是表示图20的步骤202到步骤208的动作中的速度、电流、以及动作完成信号的变化的波形图。在图21中,纵轴表示吸附衬垫11的位置。

控制部20在动作开始信号成为有效时,使吸附衬垫11以第1速度(FL1SPD)向工件P移动。控制部20在吸附衬垫11到达FL模式开始位置(FL2POSMAIN2)时,使吸附衬垫11从第1速度(FL1SPD)减速到第2速度(FL2SPD)。

控制部20使吸附衬垫11以第2速度(FL2SPD)向零件供给器上的工件P移动,将吸附衬垫11推碰到工件P。此时,若将吸附衬垫11推碰到工件P的力大于与电流限制值(FL2I)对应的力,则控制部20使动作完成信号有效。

在此,说明从零件供给器拾取工件P(直到吸附为止的)工序,但将拾取的工件P安装在印刷基板B的工序也是相同的动作。

图22是表示图20的从步骤209到步骤215的动作中的速度、电流、以及动作完成信号的变化的波形图。在图22中,纵轴表示吸附衬垫11的位置。

控制部20在将工件P按压在吸附衬垫11后,以第3速度(FL3SPD)使拾取了(吸附了)工件P的吸附衬垫11向原点移动、上升。控制部20在吸附衬垫11到达速度切换位置时,以快于第3速度(FL3SPD)的第4速度(FL4SPD)使吸附衬垫11向原点移动。

控制部20使线性电动机10的杆101的移动速度减速,以使得在原点吸附衬垫11的速度成为零,在吸附衬垫11到达原点时使动作完成信号无效。

在此,说明了将拾取到的工件P提起的工序,但将工件P安装在印刷基板B后的工序也是相同的动作。

如上述那样,部件安装装置1在最初拾取工件P时、拾取工件P时,检测减速所需要的距离(差分(FL2POSMAIN1)),根据吸附衬垫11与工件P接触的位置和差分(FL2POSMAIN1),算出新的FL模式开始位置(FL2POSMAIN2)。

另外,部件安装装置1使用最初拾取工件P时算出的FL模式开始位置(PS2POSMAIN2),来进行将拾取的工件P安装在印刷基板B的动作、以及拾取工件P的动作。

即,部件安装装置1基于最初拾取工件P时检测的工件P的位置、和从第1速度减速到第2速度所需要的距离,来算出在处置该工件P时使安装时间最短的FL模式开始位置,使用算出的FL模式开始位置来进行工件P的安装。

由此,部件安装装置1算出与处置的工件P的高度相应的FL模式开始位置,通过使用算出的FL模式开始位置,能够缩短拾取工件P的工序、以及将工件P安装在印刷基板B的工序所需要的时间,能够削减工件P的安装工序所需要的时间。特别在依次进行水平驱动轴上的线性电动机10的移动、和线性电动机10的驱动的情况下,通过削减各工序所需要的时间,能提升生产效率。

另外,在上述的实施方式中,说明了部件安装装置1将1个种类的电子部件(工件P)安装在印刷基板B的示例。但是,并不限于此,部件安装装置1也可以将n个种类的电子部件(工件P1、P2、…Pn:n≥2)安装在印刷基板B。该情况下,每当改变部件的种类,就进行图19所示的更新FL模式开始位置的处理。进而,也可以在上级的装置中对所处置的工件P1、P2、…、Pn各自的数量进行计数,每当改变部件的种类就从外部将改变了部件的种类这一情况通知给速度切换位置决定部210,从而进行更新FL模式开始位置的处理。另外,通过安装在零件供给器的接近传感器来检测工件P1、P2、…、Pn各自形状的差异并通知给速度切换位置决定部210,从而进行更新FL模式开始位置的处理。

由此,部件安装装置1能缩短将多个工件P1、P2、…、Pn安装在印刷基板B的工序所需的时间(间歇时间),能提升生产效率。

另外,在上述实施方式中,也可以每当拾取工件P,就测定从减速到第2速度起直到将吸附衬垫11按压在工件P、电流值到达限制电流值(FL2I)为止的时间,使测定出的时间(T)成为预先确定的设定时间范围(t1≤t≤t2)内地变更FL模式开始位置(FL2POSMAIN2)。即,也可以使减速到第2速度起直到将吸附衬垫11以给定的力按压在工件P为止的时间(T)成为预先确定的设定时间范围(t1≤t≤t2)内地变更FL模式开始位置(FL2POSMAIN2)。

具体地,速度切换位置决定部210在测定出的时间(T)大于时间(t2)时(T>t2),为了缩短间歇时间而将在步骤110算出的FL模式开始位置(FL2POSMAIN2)靠向工件P地变更微小距离ΔP份。另外,在时间(T)小于时间(t1)时(T<t1),为了避免吸附衬垫11和工件P的碰撞,将在步骤110算出的FL模式开始位置(FL2POSMAIN2)靠向原点地变更微小距离ΔP份。在此,微小距离ΔP是对应于线性电动机10的位置控制的分辨率而预先确定的距离。另外,设定时间范围(t1≤t≤t2)对应于线性电动机10的特性、和工件P的高度的偏差而确定。

由此,能防止工件P和印刷基板B的损坏,并能进一步缩短间歇时间,提升生产效率。

(变形例)

在上述的实施方式中,说明了将初始切换位置(FL2POSSUB)预先存储在速度切换位置决定部210中的构成。但是,部件安装装置1也可以如以下说明那样动作来取得初始切换位置(FL2POSSUB)。

图23是表示部件安装装置1取得初始切换位置的动作的流程图。在将指示初始切换位置的取得的指令从外部输入到控制部20时,控制部20进行使吸附衬垫11向原点移动的原点回归(步骤301)。

位置判定部211使开关部202选择第2速度指令(FL2SPD),并使开关部204选择限制电流指令(步骤302),使线性电动机10的杆101向印刷基板B或工件P(CW方向)移动(步骤303)。

位置判定部211判定变流器207所测定的电流值是否为电流限制值(FL2I)以上(步骤304),直到电流值到达电流限制值(FL2I)为止都待机(步骤304:“否”)。

在步骤304,若判定为电流值到达电流限制值(FL2I)、测定的电流为电流限制值(FL2I)以上(步骤304:“是”),则速度切换位置决定部210基于从当前的吸附衬垫11的位置到原点间的距离(FLPOS)来算出并取得初始切换位置(FL2POSSUB)(步骤305)。

例如,将「到原点为止的距离(FLPOS)/2」、即原点回归后移动的距离的一半的位置设为初始切换位置(FL2POSSUB)。此时,速度切换位置决定部210也可以将「到原点为止的距离(FLPOS)/2」设定为速度切换位置(FL3POS)。

另外,也可以基于到原点为止的距离(FLPOS)、和从第1速度向第2速度减速所需要的距离来算出初始切换位置(FL2POSSUB)。

位置判定部211在速度切换位置决定部210取得初始切换位置(FL2POSSUB)时,使开关部202选择第3速度指令(FL3SPD),并使开关部204选择限制电流指令(步骤306),使杆101向原点移动(CCW方向)直到原点为止(步骤307),在吸附衬垫11到达原点使使线性电动机10停止而结束处理。

图24是表示图23的步骤302到步骤304的动作中的速度、以及电流的变化的波形图。在图24中,纵轴表示吸附衬垫11的位置。

控制部20在被输入指示初始切换位置的取得的指令时,使吸附衬垫11以第2速度(FL2SPD)向工件P移动。控制部20检测吸附衬垫11被推碰到工件P时流过线性电动机10的电流的变化,取得工件P的推碰面的位置(FLPOS)。控制部20基于推碰面的位置(FLPOS)来取得初始切换位置(FL2POSSUB)。

变形例中的部件安装装置1如上述那样,能通过取得初始切换位置(FL2POSSUB)来省去用户设定初始切换位置(FL2POSSUB)的工夫以及时间。例如,在工件P的尺寸频繁改变、或基板B的位置改变的情况下,由于用户不再需要设定初始切换位置(FL2POSSUB),因此能缩短将工件P安装在基板B的形成所需要的时间。

另外,在上述实施方式中,也可以使速度切换位置(FL3POS)与FL模式开始位置(FL2POSMAIN2)相同。另外,在上述实施方式中,也可以在使线性电动机10的杆101向原点(CCW方向)移动时不使用第3速度指令而使用第4速度指令来使其移动。

另外,在上述实施方式中,也可以不在线性电动机10的杆101安装吸附衬垫11,而是通过杆101上下移动来进行对工件P施加压力的动作。即,也可以将部件安装装置1用作对工件P进行加压的线性电动机装置。

另外,本发明记载的加压对象物与实施方式中的工件P对应。另外,本发明记载的减速开始位置与实施方式中的FL模式开始位置对应。

上述控制部20也可以在内部具有计算机系统。这种情况下,上述位置控制部201、开关部202、速度控制部203、开关部204、电流控制部205、速度算出部208、位置算出部209、速度切换位置决定部210、位置判定部211、以及完成信号生成部212所进行的处理的过程以程序的形式存储在计算机可读的记录介质,通过由计算机读出并执行该程序来进行各功能部的处理。在此,所谓计算机可读的记录介质是指磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。另外,也可以通过通信线路将该计算机程序分发给计算机,由接受该分发的计算机执行该程序。

产业上的利用可能性

根据本发明,能缩短使用电动机对对象物进行加压时所需要的时间。

符号的说明

1 部件安装装置

10 线性电动机

11 吸附衬垫

20 控制部

210 速度切换位置决定部

211 位置判定部

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1