JP4080315B2 - 作業ヘッドの移動方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品実装用装置に用いられ、電子部品移載ヘッドなどの作業ヘッドを直動方向に移動させる作業ヘッドの移動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装用装置においては、電子部品を移送する移載ヘッドなどの各種の作業ヘッドが用いられ、これらの作業ヘッドは一般に移動テーブルによって駆動される。これらの移動テーブルの大部分は直線状のスライドガイドによる直動機構を備えている。この直動機構によって駆動される作業ヘッドなどの被駆動部が直動方向と直交する方向に長いスパンを有する場合には、直動機構には通常複数のスライドガイドが用いられる。そしてこの被駆動部を、ボールねじなどの直動駆動機構によって駆動することにより、作業ヘッドが複数のスライドガイドによってガイドされ直動方向に移動する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記複数のスライドガイドを用いた直動機構においては、直動駆動手段を必ずしも被駆動部の重心位置、すなわちスライドガイドに対する直動負荷が均一となる位置に配置できない場合が発生する。このような場合には、各スライドガイドに作用する荷重が不均一となる結果、直動方向に対して被駆動部は水平面内でわずかに傾いた状態で移動する。このため、直動駆動機構への位置指示値と作業ヘッドの実際の位置とは正しく一致せず、位置決め精度が低下することとなっていた。
【０００４】
そこで本発明は、位置決め精度を確保することができる作業ヘッドの移動方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の作業ヘッドの移動方法は、作業ヘッドをＸＹ方向へ移動させて電子部品の供給部の電子部品を取り出して搬送路に位置決めされた基板に実装する電子部品実装用装置において作業ヘッドを水平面内でＸＹ方向に移動させる作業ヘッドの移動方法であって、前記水平面内のＹ方向に相互に平行に配列された第１直動ガイド部および第２直動ガイド部に沿って水平面内で移動する第１直動スライド部および第２直動スライド部のＹ方向の位置ＹＬ，ＹＲをそれぞれ第１位置検出手段および第２位置検出手段によって検出し、作業ヘッドが結合され前記第１直動スライド部および第２直動スライド部を連結する連結部をこの連結部のＸ方向における一方の側に偏った位置に結合された第１直動駆動機構によって前記Ｙ方向に駆動する際に、前記第１位置検出手段と第２位置検出手段の配設ピッチＰ、前記作業ヘッドのＸ方向の位置である前記第１位置検出手段からの距離Ｘ、並びに前記第１位置検出手段および第２位置検出手段の位置検出結果ＹＬ，ＹＲに基づいて前記作業ヘッドのＹ方向の位置補正量ΔｙをΔｙ＝（ＹＬ−ＹＲ）×Ｘ／Ｐから求め、この位置補正量Δｙだけ前記作業ヘッドをＹ方向に移動させるように第１直動駆動機構を制御することにより前記作業ヘッドのＹ方向の位置ずれ誤差を補正する。
【０００６】
請求項２記載の作業ヘッドの移動方法は、請求項１記載の作業ヘッドの移動方法であって、前記作業ヘッドは前記連結部に備えられ前記第１方向と直交する第２方向に移動する第２直動駆動機構によってＸ方向に移動可能となっており、Ｙ方向の位置ずれ誤差補正量を作業ヘッドのＸ方向の位置に応じて変える。
請求項３記載の作業ヘッドの移動方法は、作業ヘッドをＸＹ方向へ移動させて電子部品の供給部の電子部品を取り出して搬送路に位置決めされた基板に実装する電子部品実装用装置において作業ヘッドを水平面内でＸＹ方向に移動させる作業ヘッドの移動方法であって、前記水平面内のＹ方向に相互に平行に配列された第１直動ガイド部および第２直動ガイド部に沿って水平面内で移動する第１直動スライド部および第２直動スライド部のＹ方向の位置ＹＬ’，ＹＲを位置検出手段によって検出し、作業ヘッドが結合され前記第１直動スライド部および第２直動スライド部を連結する連結部を前記第１直動スライド部に近接して設けられた第１直動駆動機構によってＹ方向に駆動する際に、前記位置検出手段と前記第１直動駆動機構の距離Ｐ’、前記作業ヘッドの前記第１直動駆動機構からのＸ方向の距離Ｘ’並びに前記第１直動駆動機構および前記位置検出手段の位置検出結果ＹＬ’，ＹＲに基づいて前記作業ヘッドのＹ方向の位置補正量Δｙ’をΔｙ’＝（ＹＬ’−ＹＲ）×Ｘ’／Ｐから求め、この位置補正量Δｙ’だけ前記作業ヘッドをＹ方向に移動させるように第１直動駆動機構を制御することにより前記作業ヘッドのＹ方向の位置ずれ誤差を補正する。
【０００７】
本発明によれば、相互に平行に配列された第１直動ガイド部および第２直動ガイド部に沿って水平面内で移動する第１直動スライド部および第２直動スライド部の位置をそれぞれ第１位置検出手段および第２位置検出手段によって検出し、作業ヘッドが結合され前記第１直動スライド部および第２直動スライド部を連結する連結部を第１直動駆動手段によってＹ方向に駆動する際に、位置検出結果に基づいて直動駆動手段を制御して前記作業ヘッドのＹ方向の位置ずれ誤差を補正することにより、直動駆動機構が被駆動部の重心位置に配置されていない場合においても作業ヘッドの位置決め精度を確保することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッド移動機構の位置補正の説明図である。
【０００９】
まず図１、図２を参照して電子部品実装装置について説明する。図１において、基台１の中央部には、Ｘ方向に搬送路２が配設されている。搬送路２は、基板３を搬送し位置決めする位置決め部となっている。搬送路２の手前側には、電子部品の供給部４が配置されており、供給部４にはテーピングされた電子部品を供給するテープフィーダ５が多数並設されている。
【００１０】
基台１上面の両端部には、それぞれガイドレール６Ａ，６ＢがＹ方向に水平に配設されている。ガイドレール６Ａ，６Ｂは、それぞれ第１方向（Ｙ方向）に相互に平行に配列された第１直動ガイド部および第２直動ガイド部となっている。ガイドレール６Ａ，６Ｂには、それぞれスライドブロック７Ａ，７Ｂが摺動自在に嵌合している。スライドブロック７Ａ，７Ｂは、第１直動ガイド部および第２直動ガイド部に沿って水平面内で移動する第１直動スライド部および第２直動スライド部となっている。
【００１１】
スライドブロック７Ａ，７Ｂは、連結部８によって連結されており、連結部８には中心線から左側に偏った位置に、ナット部材９が結合されており、ナット部材９にはモータ１０によって回転駆動される送りねじ１１が螺合している。したがって、モータ１０を駆動することにより連結部８はＹ方向に移動する。モータ１０、送りねじ１１及びナット部材９は、連結部８を第１方向に駆動する第１直動駆動機構となっている。
【００１２】
ガイドレール６Ａ，６Ｂに沿って、リニアスケール１７Ａ，１７Ｂが配設されており、リニアスケール１７Ａ，１７Ｂは、スライドブロック７Ａ，７ＢのＹ方向の位置をそれぞれ検出する。したがってリニアスケール１７Ａ，１７Ｂは、それぞれ第１直動スライド部および第２直動スライド部の第１方向の位置を検出する第１位置検出手段、第２位置検出手段となっている。リニアスケール１７Ａ，１７Ｂは、原点位置が厳密に一致するように設定され、機械座標系に対して正しいＹ方向の位置を検出できるようになっている。位置検出結果は、制御部１８（制御手段）に送られる。制御部１８は、これらの位置検出結果に基づいて、モータ１０を制御する。
【００１３】
連結部８にはＸ方向にスライド自在に移動ブロック１２が設けられており、移動ブロック１２には作業ヘッドである移載ヘッド１６が装着されている。移動ブロック１２を挿通して設けられたナット部材１３には、モータ１５によって回転駆動される送りねじ１４が螺合している。モータ１５を駆動することにより、移載ヘッド１６はＸ方向に移動する。したがって、モータ１５、送りねじ１４及びナット部材１３は、連結部８に備えられ、移載ヘッド１６をＸ方向（第２方向）に移動させる第２直動駆動機構となっている。
【００１４】
上記構成により、移載ヘッド１６は供給部４及び搬送路２上をＸＹ方向に移動し、供給部４のテープフィーダ５から電子部品を取り出して、搬送路２上に位置決めされた基板３上に移動し、基板３の実装点に電子部品を実装する実装動作が可能となっている。この実装動作において、移載ヘッド１６がＹ方向に移動する際には、連結部８のＸ方向における一方の側である左側部分に偏った位置に結合された第１直動駆動機構によって駆動される。このため、Ｙ方向の直動駆動力は、連結部８が連結されたスライドブロック７Ａ，７Ｂに対して左右対称には伝達されない。
【００１５】
この結果図２に示すように、スライドブロック７Ａ，７ＢのＹ方向の位置ＹＬ，ＹＲは必ずしも一致せず、連結部８に結合された移載ヘッド１６の実際の位置は、指令位置からΔｙだけずれる。この位置ずれは、スライドブロック７Ａ，７Ｂとガイドレール６Ａ，６Ｂとの嵌合隙間に起因するガタや、連結部８の撓み変形などによって生じるものである。
【００１６】
この位置ずれを補正するため、本実施の形態では以下に説明する方法で位置補正を行う。すなわち、モータ１０を駆動して移載ヘッド１６のＹ方向移動を行う際には、リニアスケール１７Ａ，１７Ｂによってスライドブロック７Ａ，７Ｂの位置ＹＬ，ＹＲを検出し、位置検出結果を制御部１８に送る。制御部１８は、モータ１５に設けられたエンコーダからのパルス信号によって移載ヘッド１６のＸ方向の位置（一方のリニアスケール１７Ａからの距離）Ｘを常に把握しており、Ｙ方向の位置計測点間寸法、すなわちリニアスケール１７Ａ，１７Ｂの配設ピッチＰと、これらの位置検出結果ＹＬ，ＹＲ，Ｘから、（数１）によって移載ヘッド１６のＹ方向の位置補正量Δｙを計算によって求める。
【００１７】
【数１】

【００１８】
そしてモータ１０を駆動して、求められた位置補正量Δｙだけスライドブロック７Ａ、７Ｂを移動させる。すなわち移載ヘッド１６が結合された連結部８をモータ１０を駆動してＹ方向に駆動する際に、前記位置検出結果に基づいてモータ１０を制御部１８によって制御することにより、移載ヘッド１６のＹ方向の位置ずれ誤差を補正する。これにより、駆動力の伝達位置が左右対称でないことによるＹ方向の位置ずれを正しく補正することができる。
【００１９】
上記実施の形態では、移載ヘッド１６は連結部８に備えられた第２直動駆動機構によってＸ方向に移動可能となっており、Ｙ方向の位置ずれ誤差の補正量は、移載ヘッド１６のＸ方向の位置に応じて自動的に変えられるようになっている。移載ヘッド１６が連結部８に固定的に結合されている場合には、上記Ｘ寸法は固定寸法となる。
【００２０】
なお、上記実施の形態では、位置検出手段として２つのリニアスケール１７Ａ，１７Ｂを用いる例を示したが、連結部８における第１直動駆動機構の配設位置が、いずれかのスライドブロックに近接して設けられている場合には、モータ１０のエンコーダからのパルス信号をＹ方向の位置検出手段からの検出信号の代用として用いてもよい。
【００２１】
すなわち、図３に示すように、送りねじ１１とリニアスケール１７Ｂとの距離Ｐ’、送りねじ１１からの移載ヘッド１６のＸ方向の距離Ｘ’を、それぞれ前述のＰ，Ｘとして置き換え、移載ヘッド１６のＹ方向の位置補正量Δｙ’を上記（数１）と同様にΔｙ’＝（ＹＬ’−ＹＲ）×Ｘ’／Ｐより求める。ＹＬ’は、上記のようにモータ１０のエンコーダからのパルス信号から求められた送りねじ１１の位置検出結果であって、図２に示すリニアスケール１７Ａによる上記検出結果ＹＬの代用となるものである。これにより、Ｙ方向位置検出用のリニアスケールはモータ１０による直動駆動機構の反対側のみに設ければよく、機構の簡略化を図ることができる。
【００２２】
なお、上記実施の形態では、作業ヘッドとして電子部品実装装置における移載ヘッドの例を示したが、本発明の適用対象はこれに限定されず、ボンド塗布装置や印刷装置など、直動機構を備えた装置であればよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、相互に平行に配列された第１直動ガイド部および第２直動ガイド部に沿って水平面内で移動する第１直動スライド部および第２直動スライド部の位置をそれぞれ第１位置検出手段および第２位置検出手段によって検出し、作業ヘッドが結合され第１直動スライド部および第２直動スライド部を連結する連結部を直動駆動手段によって第１方向に駆動する際に、位置検出結果に基づいて直動駆動手段を制御して作業ヘッドの第１方向の位置ずれ誤差を補正するようにしたので、直動駆動手段が被駆動部の重心位置に配置されていない場合においても作業ヘッドの位置決め精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッド移動機構の位置補正の説明図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッド移動機構の位置補正の説明図
【符号の説明】
６Ａ，６Ｂ ガイドレール
７Ａ，７Ｂ スライドブロック
８ 連結部
９ ナット
１０ モータ
１１ 送りねじ
１６ 移載ヘッド
１８ 制御部

Claims (3)

1. 作業ヘッドをＸＹ方向へ移動させて電子部品の供給部の電子部品を取り出して搬送路に位置決めされた基板に実装する電子部品実装用装置において作業ヘッドを水平面内でＸＹ方向に移動させる作業ヘッドの移動方法であって、前記水平面内のＹ方向に相互に平行に配列された第１直動ガイド部および第２直動ガイド部に沿って水平面内で移動する第１直動スライド部および第２直動スライド部のＹ方向の位置ＹＬ，ＹＲをそれぞれ第１位置検出手段および第２位置検出手段によって検出し、作業ヘッドが結合され前記第１直動スライド部および第２直動スライド部を連結する連結部をこの連結部のＸ方向における一方の側に偏った位置に結合された第１直動駆動機構によって前記Ｙ方向に駆動する際に、前記第１位置検出手段と第２位置検出手段の配設ピッチＰ、前記作業ヘッドのＸ方向の位置である前記第１位置検出手段からの距離Ｘ、並びに前記第１位置検出手段および第２位置検出手段の位置検出結果ＹＬ，ＹＲに基づいて前記作業ヘッドのＹ方向の位置補正量ΔｙをΔｙ＝（ＹＬ−ＹＲ）×Ｘ／Ｐから求め、この位置補正量Δｙだけ前記作業ヘッドをＹ方向に移動させるように第１直動駆動機構を制御することにより前記作業ヘッドのＹ方向の位置ずれ誤差を補正することを特徴とする作業ヘッドの移動方法。
2. 前記作業ヘッドは前記連結部に備えられ前記第１方向と直交する第２方向に移動する第２直動駆動機構によってＸ方向に移動可能となっており、Ｙ方向の位置ずれ誤差補正量を作業ヘッドのＸ方向の位置に応じて変えることを特徴とする請求項１記載の作業ヘッドの移動方法。
3. 作業ヘッドをＸＹ方向へ移動させて電子部品の供給部の電子部品を取り出して搬送路に位置決めされた基板に実装する電子部品実装用装置において作業ヘッドを水平面内でＸＹ方向に移動させる作業ヘッドの移動方法であって、前記水平面内のＹ方向に相互に平行に配列された第１直動ガイド部および第２直動ガイド部に沿って水平面内で移動する第１直動スライド部および第２直動スライド部のＹ方向の位置ＹＬ’，ＹＲを位置検出手段によって検出し、作業ヘッドが結合され前記第１直動スライド部および第２直動スライド部を連結する連結部を前記第１直動スライド部に近接して設けられた第１直動駆動機構によってＹ方向に駆動する際に、前記位置検出手段と前記第１直動駆動機構の距離Ｐ’、前記作業ヘッドの前記第１直動駆動機構からのＸ方向の距離Ｘ’並びに前記第１直動駆動機構および前記位置検出手段の位置検出結果ＹＬ’，ＹＲに基づいて前記作業ヘッドのＹ方向の位置補正量Δｙ’をΔｙ’＝（ＹＬ’−ＹＲ）×Ｘ’／Ｐから求め、この位置補正量Δｙ’だけ前記作業ヘッドをＹ方向に移動させるように第１直動駆動機構を制御することにより前記作業ヘッドのＹ方向の位置ずれ誤差を補正することを特徴とする作業ヘッドの移動方法。

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