JP2022091169A - 状態検出装置、実装システム、状態検出方法、及び、プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動系の異常状態を従来より精度よく検出できる状態検出装置等を提供する。【解決手段】状態検出装置100は、モータ210によって移動される駆動機械220が移動中に繰り返し検出される出力データであって、モータ210に関する複数の出力データを取得する取得部110と、取得部110が取得した複数の出力データが示す値の時間変化に基づいて、モータ210と駆動機械220とを含む駆動系200の異常状態を検出する状態検出部120と、を備える。【選択図】図3
Description
本発明は、モータと当該モータによって駆動される駆動機械とを含む駆動系の異常状態を検出する状態検出装置、実装システム、状態検出方法、及び、プログラムに関する。
従来、部品等を移動させるための駆動機械及びモータ等を含む駆動系の状態を検出する状態検出装置がある。(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に開示されている状態検出装置の一例である状態監視装置は、駆動系の駆動状態を検知する駆動状態検知手段と、検知された駆動系の駆動状態が正常状態、異常状態、及び、異常状態に至る前の異常予兆状態のいずれの状態にあるかの状態判定を行う判定手段と、を備える。
特許文献1に開示されている状態監視装置では、例えば、駆動状態検知手段によって駆動系に含まれる駆動機械を移動するモータから出力されるトルク(トルク値)を検知し、所定期間おきに検知されたトルクに基づいて、駆動系の駆動状態の状態判定を行う。
しかしながら、特許文献1に開示されている状態監視装置が行う異常状態の判定では、駆動系の一部の異常状態しか検出できず、検出しきれない異常状態がある。
本発明は、駆動系の異常状態を従来より精度よく検出できる状態検出装置等を提供する。
本発明の一態様に係る状態検出装置は、モータによって移動される駆動機械が移動中に繰り返し検出される出力データであって、前記モータに関する複数の出力データを取得する取得部と、前記取得部が取得した前記複数の出力データが示す値の時間変化に基づいて、前記モータと前記駆動機械とを含む駆動系の異常状態を検出する状態検出部と、を備える。
また、本発明の一態様に係る実装システムは、上記状態検出装置と、部品実装装置と、を備え、前記部品実装装置は、基板を搬送する基板搬送装置と、部品を供給する部品供給装置と、前記部品供給装置により供給された前記部品を保持して前記基板搬送装置により搬送された前記基板に実装するヘッドと、前記ヘッドを移動させる前記駆動系と、前記駆動系を制御する制御装置と、を有し、前記状態検出装置は、前記制御装置から前記複数の出力データを取得し、前記複数の出力データが示す値の時間変化に基づいて、前記駆動系の異常状態を検出し、検出結果を前記制御装置に出力する。
また、本発明の一態様に係る状態検出方法は、モータによって移動される駆動機械が移動中に繰り返し検出される出力データであって、前記モータに関する複数の出力データを取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得した前記複数の出力データが示す値の時間変化に基づいて、前記モータと前記駆動機械とを含む駆動系の異常状態を検出する状態検出ステップと、を含む。
また、本発明は、上記状態検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現されてもよい。
なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なCD-ROM等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本発明は、駆動系の異常状態を従来より精度よく検出できる状態検出装置等を提供する。
(本発明に至った経緯)
従来の状態検出装置が行うトルクに基づく異常状態の判定では、経年劣化を主な原因とした駆動系の一部の異常状態しか検出できず、他の異常状態は検出しきれない問題がある。
従来の状態検出装置が行うトルクに基づく異常状態の判定では、経年劣化を主な原因とした駆動系の一部の異常状態しか検出できず、他の異常状態は検出しきれない問題がある。
本願発明者らは、モータと駆動機械とを含む駆動系の異常状態が、モータによって駆動機械が駆動される間の非常に短い時間におけるモータのトルクの変動として現れることを見出した。駆動系の異常状態を示すトルクの変動は、例えば、駆動機械の位置が変化する間、つまり、駆動機械がモータによって移動中における、駆動機械が異常になっている場所に位置する非常に短い時間に発生すると考えられる。
そこで、本発明に係る状態検出装置は、駆動機械の移動中におけるモータに関する出力データ(例えば、モータの回転位置、回転速度、又は、トルク値等のモータの状態を示す情報)の値の変動(時間変化)を検出し、検出した変動に基づいて、駆動系の異常状態を検出する。
これによれば、本発明に係る状態検出装置は、駆動系の駆動状態についての従来では検出できない様々な異常状態を検出することができる。そのため、本発明に係る状態検出装置によれば、例えば、駆動系に異常状態が検出された場合に駆動系(より具体的には、モータの駆動)を停止することで、駆動系に対してメンテナンスが行われないままモータが駆動することによる駆動系の性能低下、又は、駆動系の故障を早めることを抑制できる。
以下、本発明の実施の形態に係る状態検出装置等について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ及びステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、各図は、模式図であり、縮尺、寸法等必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
また、本明細書及び図面において、X軸、Y軸、及び、Z軸は、三次元直交座標系の三軸を表している。X軸及びY軸は、互いに直交し、且つ、いずれもZ軸に直交する軸である。また、以下の実施の形態では、Z軸正方向を上方とし、Z軸負方向を下方とし、Z軸方向に直交する方向を側方として説明する場合がある。
また、以下の説明において、「~より大きい」、「~以下」等と記載をする場合があるが、厳密な意味で記載するものではない。例えば、「閾値より大きい」、「閾値以下」と対比して記載する場合に、当該閾値を境に区別されることを意味し、それぞれ、「閾値以上」、「閾値未満」であることを意味してもよい。
(実施の形態)
[構成]
図1は、実施の形態に係る実装システム400を示す概略側面図である。図2は、実施の形態に係る実装システム400が備えるヘッド360を示す概略側面図である。なお、図2においては、送りねじ230、231等の構成要素の一部については断面を示しており、基台70等の実装システム400が備える構成要素の一部の図示を省略している。
[構成]
図1は、実施の形態に係る実装システム400を示す概略側面図である。図2は、実施の形態に係る実装システム400が備えるヘッド360を示す概略側面図である。なお、図2においては、送りねじ230、231等の構成要素の一部については断面を示しており、基台70等の実装システム400が備える構成要素の一部の図示を省略している。
実装システム400は、基板30に部品40を実装することでディスプレイパネル等を製造するための部品実装システムである。
部品40としては、例えば、TCP(Tape Carrier Package)、FPC(Flexible Printed Circuits)等のフレキシブル基板が例示される。
基板30としては、例えば、樹脂基板、ガラス基板等が例示される。
なお、部品40、基板30、及び、部品実装システムが製造する物は、上記の例に限定されない。
実装システム400は、コンピュータ10と、ドライバ20と、カメラ50と、基台70と、X軸ステージ240、241と、Y軸ステージ250と、モータ211、212、213と、送りねじ230、231、232と、基板搬送装置310と、部品供給装置320と、ヘッド360と、を備える。
コンピュータ10は、実装システム400の動作を制御するための制御装置(コンピュータ)である。具体的には、コンピュータ10は、ドライバ20、カメラ50、基板搬送装置310、部品供給装置320、及び、ヘッド360と、無線通信可能に、又は、制御線等により有線通信可能に接続されており、各装置を制御する。
コンピュータ10は、例えば、各装置と通信するための通信インターフェース、プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、信号の送受信をするための入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサ等で実現される。
コンピュータ10は、部品40を基板30に接合する場合、ヘッド360に基板30を保持させ、モータ211、212、213及び基板搬送装置310を制御することで部品40を保持したヘッド360の下方に基板30を位置させる。基板30において部品40が接合される箇所には、予め半田が塗布されている。コンピュータ10は、その後、ヘッド360を制御することで部品40を基板30に押し付けさせることで、基板30に部品40を実装させる。
ドライバ20は、モータ211、212、213を回転させるタイミング、回転速度等を制御するための制御回路である。コンピュータ10は、例えば、ドライバ20を介してモータ211、212、213と接続されており、ドライバ20を制御することで、モータ211、212、213を制御する。
カメラ50は、画像を生成する撮像装置である。具体的には、カメラ50は、コンピュータ10が部品40を認識するために用いられる。例えば、コンピュータ10は、ヘッド360に部品40を保持させた状態で、カメラ50に部品40を撮像させることで、部品40の位置を認識する。
カメラ50は、上面視で基板搬送装置310と部品供給装置320との間に配設されている。
基台70は、X軸ステージ240、241、Y軸ステージ250等が載置される台である。
X軸ステージ240、241は、ヘッド360を第一方向(本実施の形態では、X軸方向)に移動させるための可動ステージである。
X軸ステージ240は、フレーム260と、ガイドレール270と、を備える。
フレーム260は、X軸方向に延在し、基台70に載置される台である。フレーム260の上部には、フレーム260の上面から突出した凸状のガイドレール270が設けられている。
ガイドレール270は、X軸方向に延在し、Y軸ステージ250をX軸方向に沿って移動させるためのガイドである。ガイドレール270は、Y軸ステージ250に設けられた凹状のスライダ280に嵌合されている。
X軸ステージ241は、X軸ステージ240と同様の構成であり、フレーム261と、フレーム261の上面から突出した凸状のガイドレール271と、を備える。ガイドレール271は、Y軸ステージ250に設けられた凹状のスライダ281に嵌合されている。
Y軸ステージ250は、ヘッド360を第一方向と直行する第二方向(本実施の形態では、Y軸方向)に移動させるための可動ステージである。
Y軸ステージ250は、Y軸方向に延在しており、一端をX軸ステージ240に支持され、他端をX軸ステージ241に支持されている。Y軸ステージ250の両端部は、送りねじ230、231と直接又は間接的に接続されている。
送りねじ230、231は、X軸方向に延在し、モータ211、212によって回転される棒状部材である。送りねじ230、231の表面には、螺旋状に切り込み(凹部)が設けられている。
モータ211、212は、送りねじ230、231を、送りねじ230、231の延在方向に平行な軸(本実施の形態では、X軸)周りに回転させるモータである。モータ211、212は、例えば、サーボモータである。モータ211、212は、送りねじ230、231を回転させることで、Y軸ステージ250をX軸方向に移動させる。このように、本実施の形態では、Y軸ステージ250を2つのモータ211、212で駆動させるツイン駆動となっている。
Y軸ステージ250は、フレーム262と、ガイドレール272と、を備える。
フレーム262は、Y軸方向に延在する板体である。フレーム262には、一端にスライダ280が設けられており、他端にスライダ281が設けられている。また、フレーム260には、フレーム260の側面から突出した凸状のガイドレール272が設けられている。
ガイドレール272は、Y軸方向に延在し、ヘッド360をY軸方向に沿って移動させるためのガイドである。ガイドレール272は、ヘッド360に設けられた凹状のスライダ(不図示)に嵌合されている。
ヘッド360は、部品40を支持し、支持した部品40を基板30に実装するヘッドである。具体的には、ヘッド360には、ノズル361が設けられており、ノズル361が、部品40を支持し、支持した部品40を基板30に実装する。
なお、本実施の形態では、ヘッド360には、ノズル361が複数設けられているが、ヘッド360に設けられるノズル361の数は、1つでもよいし、複数でもよく、特に限定されない。
ヘッド360は、送りねじ232と直接又は間接的に接続されている。
送りねじ232は、Y軸方向に延在し、モータ213によって回転される棒状部材である。送りねじ232の表面には、螺旋状に切り込み(凹部)が設けられている。
モータ213は、送りねじ232を、送りねじ232の延在方向に平行な軸(本実施の形態では、Y軸)周りに回転させるモータである。モータ213は、例えば、サーボモータである。モータ213は、送りねじ232を回転させることで、ヘッド360をY軸方向に移動させる。
また、ヘッド360には、モータ302と、カメラ303とが設けられている。
モータ302は、ヘッド360を回動させるためのモータである。モータ302は、例えば、ヘッド360を、第1方向及び第二方向に直交する第3方向(本実施の形態では、Z軸方向)に平行な軸(つまり、Z軸)周りに回動させる。モータ302は、例えば、サーボモータである。
カメラ303は、基板30を撮像するためのカメラである。コンピュータ10は、例えば、モータ302及びカメラ303と通信可能に接続されており、カメラ303から得られる画像に基づいて基板30の位置を認識し、モータ302を制御することでヘッド360を適切な位置に制御させてから、ヘッド360が支持している部品40を基板30に実装させる。具体的には、コンピュータ10は、カメラ50、303から得られる画像に基づいて部品40及び基板30の位置を認識し、モータ211、212、213、302を回転させることでヘッド360を適切な位置に移動させてから、ヘッド360に設けられたノズル361が支持している部品40を基板30に実装させる。
ここで、コンピュータ10は、図1では図示を省略しているエンコーダ340(図3参照)と通信可能に接続されており、エンコーダ340からモータ211、212、213、302に関するデータを取得する。コンピュータ10は、取得したモータ211、212、213、302に関するデータに基づいて、モータ211、212、213、302の回転速度等を制御することで、ヘッド360の位置を制御する。
また、例えば、コンピュータ10は、モータ211、212、213、302に関するデータに異常がみられる場合、モータ211、212、213、302の動作を停止させたり、表示装置又は音響装置等の通知装置350(図3参照)を制御することで、ユーザに異常がみられた(検出された)旨を通知する。
図3は、実施の形態に係る実装システム400の機能構成を示すブロック図である。
実装システム400は、状態検出装置100と、部品実装装置300と、を備える。部品実装装置300は、駆動系200と、ヘッド360と、基板搬送装置310と、部品供給装置320と、制御装置330と、通知装置350と、を備える。
状態検出装置100は、モータ210から出力される(より具体的には、モータ210の状態を検出するエンコーダ340から出力される)出力データであって、モータ210に関する出力データに基づいて、モータ210と、モータ210が駆動する駆動機械220とを含む駆動系200の異常状態を検出する装置である。状態検出装置100は、例えば、コンピュータ10により実現される。
出力データとは、例えば、モータ210の位置を示すデータ、モータ210の速度を示すデータ、及び、モータ210のトルク値を示すデータの少なくとも1つを含むデータである。つまり、以下で説明する出力データが示す値とは、例えば、モータ210の位置を示す値(例えば、座標を示す値)、モータ210の速度を示す値、及び、モータ210のトルク値の少なくとも1つである。
状態検出装置100は、例えば、取得部110と、状態検出部120と、出力部130と、記憶部140と、を備える。
取得部110は、モータ210によって移動される駆動機械220が所定距離を移動中に繰り返し検出される出力データであって、モータ210の動作に関する複数の出力データを取得する。
出力データは、例えば、エンコーダ340によって繰り返し検出され、検出結果が繰り返し制御装置330に入力される。取得部110は、例えば、制御装置330から、エンコーダ340によって繰り返し検出された出力データを複数取得する。
なお、取得部110は、複数の出力データをまとめて制御装置330から取得してもよいし、複数回に渡って繰り返し制御装置330から取得してもよい。
また、取得部110は、制御装置330を介さずにエンコーダ340から出力データを直接取得してもよい。
また、所定距離とは、例えば、駆動機械220がY軸ステージ250である場合であって、モータ210がモータ211、212である場合、Y軸ステージ250が移動可能なX軸ステージ240、241の一端から他端までの距離である。取得部110は、Y軸ステージ250がX軸ステージ240、241の一端から他端までモータ211、212によって移動されている間に、モータ211、212の動作を検出して上記した出力データを繰り返し生成するエンコーダ340から、当該出力データを繰り返し取得する。
なお、取得部110が出力データを取得する時間間隔は、任意でよい。
取得部110は、例えば、プロセッサ及び当該プロセッサが実行する、記憶部140に記憶された制御プログラム等を含む処理部、並びに、制御装置330から出力データを取得するためのアダプタ等の通信インターフェースにより実現される。
状態検出部120は、取得部110が取得した複数の出力データの時間変化(経時変化)に基づいて、モータ210と駆動機械220とを含む駆動系200の異常状態を検出する処理部である。具体的には、状態検出部120は、取得部110が取得した複数の出力データの時間変化に基づいて、駆動系200の状態が異常状態であるか否かを判定することで、駆動系200の異常状態を検出する。
なお、異常状態とは、駆動系200が故障した状態(故障状態ともいう)だけでなく、駆動系200が故障していない状態である予兆状態も含む。予兆状態は、駆動機械220の組付けに不良がある状態や、モータ210の故障の予兆を示す状態(故障予兆状態ともいう)を含む。例えば、状態検出部120が駆動系200の異常状態を検出するとは、駆動系200が故障状態及び予兆状態の少なくとも一方であると判定することを意味する。
状態検出部120は、複数の出力データの時間変化に基づいて、駆動系200が、故障していない予兆状態であるか、故障状態であるか、予兆状態と故障状態のいずれでもない正常状態であるか、を判定する。
例えば、状態検出部120は、取得部110が取得した複数の出力データの周波数ピークの位置(ピークがみられる周波数)が所定値ではない場合、駆動系200の異常状態を検出する。
また、例えば、状態検出部120は、取得部110が取得した複数の出力データが示す値の標準偏差(σ)を算出し、算出した標準偏差に基づいて、駆動系200の異常状態を検出する。
また、例えば、状態検出部120は、算出した標準偏差が第1閾値に比べて大きい場合、駆動系200の異常状態を検出する。
また、例えば、状態検出部120は、取得部110が取得した複数の出力データが示す値の標準偏差に対する、当該複数の出力データが示す値のうちの最大値と最小値との差である振れ幅が第2閾値に比べて大きい場合、駆動系200の異常状態を検出する。
なお、標準偏差に対する最大値と最小値との差とは、例えば、最大値及び最小値の差と、標準偏差との商でもよいし差でもよい。また、例えば、状態検出部120は、最大値及び最小値の差と、標準偏差との商が第2閾値に比べて大きい場合であって、且つ、最大値及び最小値の差と、標準偏差との差が閾値(第6閾値)に比べて大きい場合、異常状態を検出してもよい。
例えば、第2閾値を7.0とし、第6閾値を15.0とした場合、状態検出部120は、
(最大値-最小値)÷(標準偏差)>7.0 式(1)
且つ
(最大値-最小値)-(標準偏差)>15.0 式(2)
の場合、異常状態を検出してもよい。
(最大値-最小値)÷(標準偏差)>7.0 式(1)
且つ
(最大値-最小値)-(標準偏差)>15.0 式(2)
の場合、異常状態を検出してもよい。
上記式(1)で表している、正規分布からの外れ値の考え方のみでは、異常状態とはいえない出力データについても、異常状態であると判定され得る場合がある。例えば、複数の出力データが示す値のばらつきが小さい(言い換えると、標準偏差の値が小さい)場合に、一の出力データが示す値が他の出力データが示す値より相対的に値が大きいときに、状態検出部120は、駆動系200が異常状態であると判定する場合がある。そこで、状態検出部120は、上記式(2)のように、差(つまり、絶対値)についても考慮することで、駆動系200が異常状態であるか否かをさらに精度よく判定できる。
また、例えば、状態検出部120は、取得部110が取得した複数の出力データにおける所定の時間領域を複数に時分割して得られる所定区間(所定期間)ごとの、複数の出力データが示す値のうちの最大値と最小値との差である振れ幅を算出し、複数の所定区間のうちの一の所定区間における振れ幅が、複数の所定区間のうちの他の所定区間における振れ幅に比べて第3閾値より大きい場合、駆動系200の異常状態を検出する。言い換えると、状態検出部120は、一の所定区間における振れ幅が、他の所定区間における振れ幅に第3閾値を加えた値より大きい場合、駆動系200の異常状態を検出する。
このように、例えば、状態検出部120は、一定区間毎に周期性が確認できる場合は、区間毎に統計量を算出して、相互に比較することで、駆動系200の状態を検出する。状態検出部120は、所定区間ごとの出力データが示す値の振れ幅に周期性がある場合、駆動系200の異常状態を検出してもよい。
なお、所定の時間領域及び所定区間は、任意に定められてよい。例えば、所定の時間領域は、所定距離を駆動機械220が移動する時間である。また、所定区間は、所定の時間領域をN等分(Nは、2以上の整数)した時間長である。本実施の形態では、所定区間の時間長を61msecとしている。例えば、所定区間の時間長は、特徴的な周波数(例えば、ピークが見られる周波数)の整数倍として算出される。例えば、所定区間の時間長は、1÷130.9(Hz)×1000(msec.)×8倍≒61(msec.)として算出される。また、例えば、所定の時間領域は、Y軸ステージ250がX軸ステージ240、241の一端から他端までを移動する時間長である。
また、例えば、状態検出部120は、取得部110が取得した複数の出力データが示す値の移動平均の単位時間当たりの変動率が第4閾値より大きい場合、駆動系200の異常状態を検出する。例えば、第4閾値は10%等と定められ、一の所定区間の振幅と他の所定区間の振幅とで、10%以上差異がある場合、駆動系200の異常状態を検出する。
なお、単位時間は、予め任意に定められた時間長でよく、特に限定されない。また、上記した各閾値は、それぞれ予め任意に定められてよく、特に限定されない。
状態検出部120は、例えば、プロセッサ及び当該プロセッサが実行する、記憶部140に記憶された制御プログラムにより実現される。
出力部130は、状態検出部120の判定結果に基づいて、当該判定結果を出力したり、モータ210の動作を停止させたりする。本実施の形態では、例えば、出力部130が、状態検出部120の判定結果を制御装置330に出力することで、制御装置330が、通知装置350に当該判定結果をユーザに通知させたり、モータ210の動作を停止させたりする。出力部130が、制御装置330を介さずにモータ210及び通知装置350と通信可能に接続されており、通知装置350に当該判定結果をユーザに通知させたり、モータ210の動作を停止させたりしてもよい。
出力部130は、例えば、プロセッサ及び当該プロセッサが実行する、記憶部140に記憶された制御プログラム等を含む処理部、並びに、制御装置330と通信するためのアダプタ等の通信インターフェースにより実現される。
記憶部140は、状態検出部120が実行する制御プログラム等を記憶するメモリである。また、記憶部140は、例えば、状態検出部120が判定に用いる各閾値等のデータを記憶する。
部品実装装置300は、基板30に部品40を実装する装置である。
駆動系200は、実装システム400において、部品40を基板30に実装する際に駆動(移動)したり、他の装置を駆動させたりする装置である。駆動系200は、例えば、X軸ステージ240、241、Y軸ステージ250、モータ211、212、213、送りねじ230、231、232、及び、エンコーダ340等により実現される。
駆動系200は、モータ210と、駆動機械220と、エンコーダ340と、を備える。
モータ210は、駆動機械220を駆動(移動)させるためのモータである。モータ210は、例えば、サーボモータである。本実施の形態では、モータ210は、例えば、モータ211、212、213である。
駆動機械220は、モータ210によって駆動(移動)させる機械である。本実施の形態では、駆動機械220は、例えば、X軸ステージ240、241、及び、Y軸ステージ250である。
エンコーダ340は、モータ210の動作(より具体的には、モータ210の回転角度等のモータ210の位置、及び、モータ210の回転速度等)を検出する検出器である。エンコーダ340は、例えば、モータ210に内蔵されている。制御装置330は、例えば、エンコーダ340からの出力データに基づいて、モータ210をフィードバック制御する。
ヘッド360は、ノズル361を有し、部品供給装置320により供給された部品40をノズル361に保持して基板搬送装置310により搬送された基板30に実装するヘッドである。ノズル361が部品40を保持する方法は、特に限定されない。例えば、ノズル361が真空吸着により部品40を保持する場合、制御装置330は、ノズル361が真空吸着するためのポンプ等を制御する。
基板搬送装置310は、基板30を搬送する装置である。基板搬送装置310は、例えば、実装システム400の上流側から実装システム400に基板30を搬送し、部品40が実装された基板30を実装システム400の下流に搬送する。基板搬送装置310は、例えば、載置された基板30を搬送するコンベアである。基板搬送装置310は、例えば、制御装置330によって制御される。
部品供給装置320は、部品40を供給する装置である。部品供給装置320は、複数の部品40が保持されたテープを供給可能に支持するフィーダ321(図1参照)を複数備える。制御装置330は、例えば、モータ210及びヘッド360を制御することで、ヘッド360(より具体的には、ノズル361)にフィーダ321から部品40をピックアップさせて保持させ、保持させた部品40を基板30に実装させる。
制御装置330は、実装システム400が備える各装置の動作を制御する装置である。制御装置330は、例えば、プロセッサ及び当該プロセッサが実行する、記憶部140に記憶された制御プログラムにより実現される。本実施の形態では、制御装置330は、コンピュータ10である。
通知装置350は、実装システム400の各装置に状態を通知する装置である。通知装置350は、例えば、駆動系200の異常状態を状態検出部120が検出した場合、制御装置330に制御されて検出結果をユーザに通知する。通知装置350は、例えば、ディスプレイ等の表示装置、又は、スピーカ及びアンプ等の音響装置等である。
[処理手順]
続いて、状態検出装置100の処理手順について説明する。
続いて、状態検出装置100の処理手順について説明する。
図4は、実施の形態に係る状態検出装置100の処理手順を説明するためのフローチャートである。
まず、取得部110は、制御装置330から複数の出力データを取得する(S101)。具体的には、まず、制御装置330は、モータ210を駆動することで、駆動機械220を移動させる。次に、エンコーダ340は、モータ210によって駆動機械220を移動させている間に、時刻に対するモータ210に関するデータ(値)を繰り返し検出し、検出結果を出力データとして制御装置330に出力する。制御装置330は、エンコーダ340から入力される出力データを繰り返し取得部110に出力する。これにより、取得部110は、複数の出力データを取得する。
次に、状態検出部120は、取得部110が取得した複数の出力データの周波数ピークの位置が所定値であるか否かを判定する(S102)。
図5は、実施の形態に係る実装システム400が備えるモータ210に入力されるトルク値の第1例を示す図である。図5は、例えば、経過時間に対する、外部商用電源等から供給される電力を図示しない電源回路を介して制御装置330がモータ210に入力させる電流に応じたトルク値を示す図であり、駆動系200が正常状態である場合の経過時間に対するトルク値の一例を示す図である。具体的には、図5の(a)は、Y軸ステージ250をX軸ステージ240、241の一端から他端まで移動させた場合に、モータ211、212に入力される電流に応じたトルク値を示す。また、図5の(b)は、図5の(a)に示すデータをフーリエ変換(より具体的には、FFT(Fast Fourier Transform))したグラフである。
なお、図5の(a)の縦軸には、所定のトルク値を100%とした場合の当該トルク値に対する比率を示し、図5の(a)の横軸には、エンコーダ340が検出を開始してからの経過時間を示している。また、図5の(b)の縦軸には、強度(任意単位)を示しており、図5の(b)の横軸には、周波数を示している。
制御装置330は、エンコーダ340の検出結果に基づいてモータ210を制御(つまり、フィードバック制御)する。そのため、図5の(a)に示すデータは、エンコーダ340から得られる出力データが反映されたデータとなっている。以降では、図5~図9に示すグラフを出力データの一例として説明する。
図5の(a)に示すように、例えば、駆動機械220をモータ210によって所定距離移動させると、トルク値は振動(値が変動)する。駆動系200が正常状態である場合、駆動機械220は、同じ経路を繰り返し移動するため、図5の(b)で見られる周波数のピーク値(例えば、グラフに見られるピークでの周波数の値)は、所定値となる。そこで、状態検出部120は、複数の出力データから得られる周波数のピークが所定値(所定の周波数)であるか否かを判定する。
なお、当該判定においては、ピーク値が所定値に完全一致している場合だけでなく、5%程度の差異がある場合についても、ピーク値が所定値であると判定されてもよい。
状態検出部120は、複数の出力データから得られる周波数のピークが所定値でないと判定した場合(S102でNo)、駆動系200が故障状態であると判定する(S103)。つまり、この場合、状態検出部120は、駆動系200の異常状態として、故障状態を検出する。
次に、出力部130は、状態検出部120の検出結果を出力する(S115)。例えば、出力部130は、駆動系200が故障状態であることを示す情報を検出結果として制御装置330に出力する。制御装置330は、検出結果を示す情報を取得した場合、取得した情報に基づいて、駆動系200の動作を停止させたり、通知装置350を制御することでユーザに対して通知装置350に検出結果を通知させる。
例えば、ステップS103で駆動系200の故障状態が検出された場合には、部品実装装置300が備える各種設備の組付け不良、各種設備の配置不良、又は、モータ210の故障等が考えらえる。制御装置330は、部品実装装置300が備える各種設備の組み立ての見直し、各種設備の配置の見直し、又は、モータ210の交換等を促す通知を通知装置350にさせてもよい。
一方、状態検出部120は、複数の出力データから得られる周波数のピークが所定値であると判定した場合(S102でYes)、複数の出力データの最大値(瞬間最大値)が閾値(第5閾値)より大きいか否かを判定する(S104)。
状態検出部120は、複数の出力データが示す値のうちの最大値が第5閾値より大きいと判定した場合(S104でYes)、取得部110が取得した複数の出力データが示す値の移動平均の単位時間当たりの変動率が閾値(第4閾値)より大きいか否かを判定する(S105)。
図6は、実施の形態に係る実装システム400が備えるモータ210に入力されるトルク値の第2例を示す図である。図6は、例えば、図5に対応するグラフの別の一例を示す図である。図6の(a)は、Y軸ステージ250をX軸ステージ240、241の一端から他端まで移動させた場合に、モータ211、212に入力される電流に応じたトルク値を示す。また、図6の(b)は、図6の(a)に示すデータをフーリエ変換(より具体的には、FFT)したグラフである。
なお、移動平均とは、例えば、図6の(a)に一点鎖線で示すように、グラフの縦軸の値が時間変化に伴い振動する出力データの中央値である。
状態検出部120は、取得部110が取得した複数の出力データが示す値の移動平均の単位時間当たりの変動率(例えば、単位時間当たりの図6の(a)に示す最大値-最小値)が第4閾値以下であると判定した場合(S105でNo)、駆動系200が故障状態であると判定し(S106)、出力部130は、当該検出結果を出力する(S115)。つまり、この場合、状態検出部120は、駆動系200の異常状態として、故障状態を検出する。
例えば、ステップS106で駆動系200の故障状態が検出された場合には、モータ210の故障等が考えらえる。制御装置330は、モータ210の交換等を促す通知を通知装置350にさせてもよい。
一方、状態検出部120は、取得部110が取得した複数の出力データが示す値の移動平均の単位時間当たりの変動率が第4閾値より大きいと判定した場合(S105でYes)、駆動系200が予兆状態であると判定し(S107)、出力部130は、当該検出結果を出力する(S115)。つまり、この場合、状態検出部120は、駆動系200の異常状態として、予兆状態を検出する。
例えば、ステップS107で駆動系200の予兆状態が検出された場合には、部品実装装置300が備える各種設備の組付け不良であり、モータ210の故障ではない場合が考えらえる。制御装置330は、X軸ステージ240、241の組付けの修正(例えば、真直度の向上)を促す通知を通知装置350にさせてもよい。
例えば、図6の(a)に示すようなグラフでは、標準偏差等の統計値、及び、振幅(複数の出力データが示す値のうちの最大値と最小値との差)は、比較的大きな値として算出される。しかしながら、実際には移動平均が経時変化しているだけで、出力データが示す値の標準偏差及び振幅は、これらを算出する区間を小さくすると、問題ない場合がある。これでは、駆動系200が故障状態であり(例えば、S106)、例えば、駆動系200を急ぎ停止させる必要があるのか、駆動系200が予兆状態であり(例えば、S107)、例えば、駆動系200を急ぎ停止させる必要がないのかが区別できない。そこで、状態検出部120は、ステップS105を実行することで、駆動系200が故障状態であるのか予兆状態であるのかを判定する。これにより、通知装置350は、より適切な駆動系200の状態をユーザに通知できる。
また、状態検出部120は、複数の出力データが示す値のうちの最大値が第5閾値以下であると判定した場合(S104でNo)、取得部110が取得した複数の出力データが示す値の標準偏差を算出し、算出した標準偏差に基づいて、駆動系200の状態を判定する。具体的には、状態検出部120は、複数の出力データが示す値のうちの最大値が第5閾値以下であると判定した場合(S104でNo)、算出した標準偏差に対する振幅(複数の出力データが示す値のうちの最大値と最小値との差)が閾値(第2閾値)より大きいか否かを判定する(S108)。例えば、状態検出部120は、上記した式(1)及び式(2)を満たすか否かを判定する。
状態検出部120は、算出した標準偏差に対する振幅が第2閾値より大きいと判定した場合(S108でYes)、駆動系200が予兆状態であると判定し(S109)、出力部130は、当該検出結果を出力する(S115)。つまり、この場合、状態検出部120は、駆動系200の異常状態として、予兆状態を検出する。
図7は、実施の形態に係る実装システム400が備えるモータ210に入力されるトルク値の第3例を示す図である。図7は、例えば、図5に対応するグラフの別の一例を示す図である。図7の(a)は、Y軸ステージ250をX軸ステージ240、241の一端から他端まで移動させた場合に、モータ211、212に入力される電流に応じたトルク値を示す。また、図7の(b)は、図7の(a)に示すデータをフーリエ変換(より具体的には、FFT)したグラフである。
図7の(a)に示すように、複数の出力データが示す値は、部分的に振幅が大きくなる場合がある。このような場合には、状態検出部120は、例えば、駆動系200が予兆状態であると検出する。
例えば、ステップS109で駆動系200の予兆状態が検出された場合には、モータ210の異常が考えられる。例えば、X軸ステージ240、241を駆動するモータがリニアモータである場合、当該リニアモータ内のマグネット間の設置幅に異常があることが考えられる。制御装置330は、モータ210の調整、又は、X軸ステージ240、241を駆動するモータがリニアモータである場合、当該リニアモータ内のマグネット間の設置幅の調整を促す通知を通知装置350にさせてもよい。
或いは、ステップS109で駆動系200の予兆状態が検出された場合には、グリスが局所的に足りていない(グリス不足)、リニアガイド(例えば、ガイドレール270、271、272)又は図示しない保持器が局所的(例えば、内部)に摩耗し始めている(偏摩耗)、ガイドレール270、271、272を締結している図示しないねじの緩み等が考えられる。制御装置330は、これらの状態のうちの1又は複数について、ユーザへの通知を通知装置350にさせてもよい。
一方、状態検出部120は、算出した標準偏差に対する振幅が第2閾値以下であると判定した場合(S108でNo)、算出した標準偏差が閾値(第1閾値)より大きいか否かを判定する(S110)。
状態検出部120は、算出した標準偏差が第1閾値より大きいと判定した場合(S110でYes)、駆動系200が予兆状態であると判定し(S111)、出力部130は、当該検出結果を出力する(S115)。つまり、この場合、状態検出部120は、駆動系200の異常状態として、予兆状態を検出する。
図8は、実施の形態に係る実装システム400が備えるモータ210に入力されるトルク値の第4例を示す図である。図8は、例えば、図5に対応するグラフの別の一例を示す図である。図8の(a)は、Y軸ステージ250をX軸ステージ240、241の一端から他端まで移動させた場合に、モータ211、212に入力される電流に応じたトルク値を示す。また、図8の(b)は、図8の(a)に示すデータをフーリエ変換(より具体的には、FFT)したグラフである。
図8の(a)に示すように、複数の出力データが示す値は、部分的に振幅が大きくなる場合がある。例えば、所定区間Aにおける標準偏差と、所定区間Bにおける標準偏差とで、値が大きく異なる場合がある。このような場合、状態検出部120は、例えば、駆動系200が予兆状態であると検出する。
例えば、ステップS111で駆動系200の予兆状態が検出された場合には、駆動系200に付けられるグリスの不足が考えられる。特に、ステップS111で駆動系200の予兆状態が検出された場合には、X軸ステージ240、241及びY軸ステージ250の端部(ストロークエンド)におけるグリスの不足が考えられる。制御装置330は、グリスの追加を促す通知を通知装置350にさせてもよい。
一方、状態検出部120は、算出した標準偏差が第1閾値以下であると判定した場合(S110でNo)、取得部110が取得した複数の出力データにおける所定の時間領域を複数に時分割して得られる所定区間ごとの振幅(最大値と最小値との差である振れ幅)を算出し、複数の所定区間のうちの一の所定区間における振幅(振れ幅)が、複数の所定区間のうちの他の所定区間における振幅(振れ幅)に比べて閾値(第3閾値)より大きいか否かを判定する(S112)。つまり、状態検出部120は、所定区間ごとの振幅を算出し、一の所定区間における振幅と、他の所定区間における振幅との差が第3閾値より大きいか否かを判定する。
状態検出部120は、複数の所定区間のうちの一の所定区間における振幅が、複数の所定区間のうちの他の所定区間における振幅に比べて第3閾値より大きいと判定した場合(S112でYes)、駆動系200が予兆状態であると判定し(S113)、出力部130は、当該検出結果を出力する(S115)。つまり、この場合、状態検出部120は、駆動系200の異常状態として、予兆状態を検出する。
図9は、実施の形態に係る実装システム400が備えるモータ210に入力されるトルク値の第5例を示す図である。図9は、例えば、図5に対応するグラフの別の一例を示す図である。図9の(a)は、Y軸ステージ250をX軸ステージ240、241の一端から他端まで移動させた場合に、モータ211、212に入力される電流に応じたトルク値を示す。また、図9の(b)は、図9の(a)に示すデータをフーリエ変換(より具体的には、FFT)したグラフである。
図9の(a)に示すように、複数の出力データが示す値は、時間経過に伴い振幅が大きく変化する場合がある。例えば、所定区間A1から所定区間A2に向けて時間が経過するにつれて、振幅は大きくなり、所定区間A3から所定区間A4に向けて時間が経過するにつれて、振幅は小さくなる。さらに、所定区間A5から所定区間A6に向けて時間が経過するにつれて、振幅は大きくなり、所定区間A6から所定区間A7に向けて時間が経過するにつれて、振幅は小さくなる。さらに、所定区間A8から所定区間A9に向けて時間が経過するにつれて、振幅は大きくなり、所定区間A9から所定区間A10に向けて時間が経過するにつれて、振幅は小さくなる。このように、所定の時間領域を複数に時分割して得られる所定区間ごとに、振幅が互いに異なる場合がある。このような場合、状態検出部120は、例えば、駆動系200が予兆状態であると検出する。
例えば、ステップS113で駆動系200の予兆状態が検出された場合には、原因不明な場合も多いが、例えば、各種設備の組付け不良、駆動系200に付けられるグリスの不足等が考えられる。制御装置330は、部品実装装置300が備える各種設備の共振対策、グリスアップ、又は、オーバーホール等を促す通知を通知装置350にさせてもよい。
一方、状態検出部120は、複数の所定区間のうちの一の所定区間における振幅が、複数の所定区間のうちの他の所定区間における振幅に比べて第3閾値以下であると判定した場合(S112でNo)、駆動系200が正常状態であると判定し(S114)、出力部130は、当該検出結果を出力する(S115)。
なお、出力部130は、状態検出部120の検出結果が正常状態である場合、検出結果を出力しなくてもよい。
[効果等]
以上説明したように、実施の形態に係る状態検出装置100は、モータ210によって移動される駆動機械220が移動中に繰り返し検出される出力データであって、モータ210に関する複数の出力データを取得する取得部110と、取得部110が取得した複数の出力データが示す値の時間変化に基づいて、モータ210と駆動機械220とを含む駆動系200の異常状態を検出する状態検出部120と、を備える。
以上説明したように、実施の形態に係る状態検出装置100は、モータ210によって移動される駆動機械220が移動中に繰り返し検出される出力データであって、モータ210に関する複数の出力データを取得する取得部110と、取得部110が取得した複数の出力データが示す値の時間変化に基づいて、モータ210と駆動機械220とを含む駆動系200の異常状態を検出する状態検出部120と、を備える。
従来、この種の状態検出装置は、駆動系に含まれる駆動機械を移動するモータから出力されるトルク値等を検出し、検出されたトルク値に基づいて、駆動系の駆動状態の状態判定を行う。ここで、従来では、例えば、状態検知装置は、モータを駆動させてトルク値を検出し、モータを一度停止させた後に再度モータを駆動させた際にトルク値を検出する等、モータを駆動させる毎に1度ずつ検出した複数のトルク値に基づいて、つまり、比較的広い時間間隔を設けて検出された複数のトルク値に基づいて駆動系の状態を検出する。本願発明者らは、例えば、エンコーダ340等のモータ210の状態を検出する検出器から検出結果である出力データであって、X軸ステージ240、241等のように所定の範囲(距離)を駆動機械220が停止せずに連続して移動している間に繰り返し検出される出力データに基づいて、つまり、従来と比較して狭い時間間隔で検出される出力データに基づいて、駆動系200の状態を検出することで、従来では検出できない様々な異常状態を検出することができることを見出した。つまり、状態検出装置100によれば、駆動系200の異常状態を従来より精度よく検出できる。そのため、状態検出装置100によれば、例えば、駆動系200に異常状態が検出された場合に駆動系200(より具体的には、モータ210の駆動)を停止することで、駆動系200に対してメンテナンスが行われないままモータ210が駆動することによる駆動系200の性能低下、又は、駆動系200の故障を早めることを抑制できる。
また、例えば、状態検出部120は、取得部110が取得した複数の出力データが示す値の標準偏差を算出し、算出した標準偏差に基づいて、駆動系200の異常状態を検出する。
このように、本願発明者らは、従来用いられていない標準偏差を用いることで、駆動系200の異常状態を精度よく検出できることを見出した。つまり、これによれば、状態検出部120は、駆動系200の異常状態を従来より精度よく検出できる。
また、例えば、状態検出部120は、算出した標準偏差が第1閾値に比べて大きい場合、駆動系200の異常状態を検出する。
或いは、例えば、状態検出部120は、取得部110が取得した複数の出力データが示す値の標準偏差に対する、当該複数の出力データが示す値のうちの最大値と最小値との差である振れ幅が第2閾値に比べて大きい場合、駆動系200の異常状態を検出する。
これらによれば、状態検出部120は、標準偏差を用いて、駆動系200の異常状態を、従来より精度よく、且つ、閾値比較をするだけで簡便に検出できる。
また、例えば、状態検出部120は、取得部110が取得した複数の出力データにおける所定の時間領域を複数に時分割して得られる所定区間ごとの、複数の出力データが示す値のうちの最大値と最小値との差である振れ幅を算出し、複数の所定区間のうちの一の所定区間における振れ幅が、複数の所定区間のうちの他の所定区間における振れ幅に比べて第3閾値より大きい場合、駆動系200の異常状態を検出する。
これによれば、状態検出部120は、区間ごとに振れ幅を算出して区間ごとの変化量を用いることで、駆動系200の異常状態を従来よりさらに精度よく検出できる。
また、例えば、状態検出部120は、取得部110が取得した複数の出力データが示す値の移動平均の単位時間当たりの変動率が第4閾値より大きい場合、駆動系200の異常状態を検出する。
これによれば、状態検出部120は、移動平均を用いることで、駆動系200の異常状態を従来よりさらに精度よく検出できる。
また、例えば、出力データは、モータ210の位置を示すデータ、モータ210の速度を示すデータ、及び、モータ210のトルク値を示すデータの少なくとも1つを含む。
これらの出力データによれば、状態検出部120は、駆動系200の異常状態を適切に検出できる。
また、例えば、状態検出部120は、取得部110が取得した複数の出力データにおける所定の時間領域を複数に時分割して得られる所定区間ごとの最大値と最小値との差である振れ幅を算出し、複数の所定区間のうちの一の所定区間における振れ幅が、複数の所定区間のうちの他の所定区間における振れ幅に比べて第3閾値より大きいか否かを判定し、第3閾値より大きいと判定した場合、駆動系200の異常状態(より具体的には、予兆状態)を検出し、第3閾値以下と判定した場合、駆動系200が正常な状態であると判定する。
また、例えば、状態検出部120は、取得部110が取得した複数の出力データが示す値の標準偏差が第1閾値に比べて大きいか否かを判定し、第1閾値に比べて大きいと判定した場合、駆動系200の異常状態(より具体的には、予兆状態)を検出し、第1閾値以下と判定した場合、取得部110が取得した複数の出力データにおける所定の時間領域を複数に時分割して得られる所定区間ごとの、複数の出力データが示す値のうちの最大値と最小値との差である振れ幅を算出し、複数の所定区間のうちの一の所定区間における振れ幅が、複数の所定区間のうちの他の所定区間における振れ幅に比べて第3閾値より大きいか否かを判定する。
また、例えば、状態検出部120は、取得部110が取得した複数の出力データが示す値の標準偏差に対する、当該複数の出力データが示す値のうちの最大値と最小値との差である振れ幅が第2閾値に比べて大きいか否かを判定し、第2閾値より大きいと判定した場合、駆動系200の異常状態(より具体的には、予兆状態)を検出し、第2閾値以下と判定した場合、標準偏差が第1閾値より大きいか否かを判定する。
これらによれば、状態検出部120は、駆動系200が正常状態であるか異常状態であるかを適切に判定できる。
また、実施の形態に係る実装システム400は、状態検出装置100と、部品実装装置300と、を備える。部品実装装置300は、基板30を搬送する基板搬送装置310と、部品40を供給する部品供給装置320と、部品供給装置320により供給された部品40を保持して基板搬送装置310により搬送された基板30に実装するヘッド360と、ヘッド360を移動させる駆動系200と、駆動系200を制御する制御装置330と、を有する。状態検出装置100は、制御装置330から複数の出力データを取得し、複数の出力データが示す値の時間変化に基づいて、駆動系200の異常状態を検出し、検出結果を制御装置330に出力する。
これによれば、例えば、X軸ステージ240、241等のように所定の範囲(距離)を駆動機械220が停止せずに連続して移動している間に繰り返し検出される出力データに基づいて、駆動系200の駆動状態についての従来では検出できない様々な異常状態を検出することができる。つまり、状態検出装置100によれば、駆動系200の異常状態を従来より精度よく検出できる。そのため、実装システム400によれば、例えば、駆動系200に異常状態が検出された場合に駆動系200(より具体的には、モータ210の駆動)を停止することで、駆動系200に対してメンテナンスが行われないままモータ210が駆動することによる駆動系200の性能低下、又は、駆動系200の故障を早めることを抑制できる。
また、実施の形態に係る状態検出方法は、モータ210によって移動される駆動機械220が移動中に繰り返し検出される出力データであって、モータ210に関する複数の出力データを取得する取得ステップ(S101)と、取得ステップで取得した複数の出力データが示す値の時間変化に基づいて、モータ210と駆動機械220とを含む駆動系200の異常状態を検出する状態検出ステップ(S102~S114)と、を含む。
これによれば、状態検出装置100と同様の効果を奏する。
また、実施の形態に係るプログラムは、上記状態検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現されてもよい。
なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なCD-ROM等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
(その他の実施の形態)
以上、本実施の形態に係る状態検出装置等について、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
以上、本実施の形態に係る状態検出装置等について、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記した状態検出部120の判定は、あくまで一例であり、閾値を用いた判定ではなく、クラスタリング、機械学習、又は、マハラノビス距離等の統計的な手法が用いられてもよい。
また、例えば、上記実施の形態では、コンピュータ10の状態検出装置100等の構成要素の全部又は一部は、専用のハードウェアで構成されてもよく、或いは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPU(Central Processing Unit)又はプロセッサ等のプログラム実行部が、HDD(Hard Disk Drive)又は半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
また、コンピュータ10の構成要素は、1つ又は複数の電子回路で構成されてもよい。1つ又は複数の電子回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
1つ又は複数の電子回路には、例えば、半導体装置、IC(Integrated Circuit)又はLSI(Large Scale Integration)等が含まれてもよい。IC又はLSIは、1つのチップに集積されてもよく、複数のチップに集積されてもよい。ここでは、IC又はLSIと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又は、ULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれるかもしれない。また、LSIの製造後にプログラムされるFPGA(Field Programmable Gate Array)も同じ目的で使うことができる。
その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
本発明に係る状態検出装置は、ディスプレイパネルを生産する部品実装システム等が備える、基板に部品を実装する際に移動する駆動系の状態を検出する装置に適用できる。
10 コンピュータ
20 ドライバ
30 基板
40 部品
50、303 カメラ
70 基台
100 状態検出装置
110 取得部
120 状態検出部
130 出力部
140 記憶部
200 駆動系
210、211、212、213、302 モータ
220 駆動機械
230、231、232 送りねじ
240、241 X軸ステージ
250 Y軸ステージ
260、261、262 フレーム
270、271、272 ガイドレール
280、281 スライダ
300 部品実装装置
310 基板搬送装置
320 部品供給装置
321 フィーダ
330 制御装置
340 エンコーダ
350 通知装置
360 ヘッド
361 ノズル
400 実装システム
A、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、B 所定区間
20 ドライバ
30 基板
40 部品
50、303 カメラ
70 基台
100 状態検出装置
110 取得部
120 状態検出部
130 出力部
140 記憶部
200 駆動系
210、211、212、213、302 モータ
220 駆動機械
230、231、232 送りねじ
240、241 X軸ステージ
250 Y軸ステージ
260、261、262 フレーム
270、271、272 ガイドレール
280、281 スライダ
300 部品実装装置
310 基板搬送装置
320 部品供給装置
321 フィーダ
330 制御装置
340 エンコーダ
350 通知装置
360 ヘッド
361 ノズル
400 実装システム
A、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、B 所定区間
Claims (13)
- モータによって移動される駆動機械が移動中に繰り返し検出される出力データであって、前記モータに関する複数の出力データを取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記複数の出力データが示す値の時間変化に基づいて、前記モータと前記駆動機械とを含む駆動系の異常状態を検出する状態検出部と、を備える、
状態検出装置。 - 前記状態検出部は、
前記取得部が取得した前記複数の出力データが示す値の標準偏差を算出し、算出した標準偏差に基づいて、前記異常状態を検出する、
請求項1に記載の状態検出装置。 - 前記状態検出部は、算出した標準偏差が第1閾値に比べて大きい場合、前記異常状態を検出する、
請求項2に記載の状態検出装置。 - 前記状態検出部は、前記取得部が取得した前記複数の出力データが示す値の標準偏差に対する、前記複数の出力データが示す値のうちの最大値と最小値との差である振れ幅が第2閾値に比べて大きい場合、前記異常状態を検出する、
請求項2に記載の状態検出装置。 - 前記状態検出部は、
前記取得部が取得した前記複数の出力データにおける所定の時間領域を複数に時分割して得られる所定区間ごとの、前記複数の出力データが示す値のうちの最大値と最小値との差である振れ幅を算出し、
複数の前記所定区間のうちの一の所定区間における振れ幅が、複数の前記所定区間のうちの他の前記所定区間における振れ幅に比べて第3閾値より大きい場合、前記異常状態を検出する、
請求項1に記載の状態検出装置。 - 前記状態検出部は、前記取得部が取得した前駆複数の出力データが示す値の移動平均の単位時間当たりの変動率が第4閾値より大きい場合、前記異常状態を検出する、
請求項1に記載の状態検出装置。 - 前記出力データは、前記モータの位置を示すデータ、前記モータの速度を示すデータ、及び、前記モータのトルク値を示すデータの少なくとも1つを含む、
請求項1から6のいずれか1項に記載の状態検出装置。 - 前記状態検出部は、
前記取得部が取得した前記複数の出力データにおける所定の時間領域を複数に時分割して得られる所定区間ごとの、前記複数の出力データが示す値のうちの最大値と最小値との差である振れ幅を算出し、
複数の前記所定区間のうちの一の前記所定区間における振れ幅が、複数の前記所定区間のうちの他の前記所定区間における振れ幅に比べて第3閾値より大きいか否かを判定し、
前記第3閾値より大きいと判定した場合、前記異常状態を検出し、
前記第3閾値以下と判定した場合、前記駆動系が正常な状態であると判定する、
請求項1に記載の状態検出装置。 - 前記状態検出部は、
前記取得部が取得した前記複数の出力データが示す値の標準偏差が第1閾値に比べて大きいか否かを判定し、
前記第1閾値に比べて大きいと判定した場合、前記駆動系の異常状態を検出し、
前記第1閾値以下と判定した場合、前記取得部が取得した前記複数の出力データにおける前記所定の時間領域を複数に時分割して得られる前記所定区間ごとの、前記複数の出力データが示す値のうちの最大値と最小値との差である振れ幅を算出し、
複数の前記所定区間のうちの一の前記所定区間における振れ幅が、複数の前記所定区間のうちの他の前記所定区間における振れ幅に比べて前記第3閾値より大きいか否かを判定する、
請求項8に記載の状態検出装置。 - 前記状態検出部は、前記取得部が取得した前記複数の出力データが示す値の標準偏差に対する、前記複数の出力データが示す値のうちの最大値と最小値との差である振れ幅が第2閾値に比べて大きいか否かを判定し、
前記第2閾値より大きいと判定した場合、前記駆動系の異常状態を検出し、
前記第2閾値以下と判定した場合、前記標準偏差が前記第1閾値より大きいか否かを判定する、
請求項9に記載の状態検出装置。 - 請求項1~10のいずれか1項に記載の状態検出装置と、
部品実装装置と、を備え、
前記部品実装装置は、
基板を搬送する基板搬送装置と、
部品を供給する部品供給装置と、
前記部品供給装置により供給された前記部品を保持して前記基板搬送装置により搬送された前記基板に実装するヘッドと、
前記ヘッドを移動させる前記駆動系と、
前記駆動系を制御する制御装置と、を有し、
前記状態検出装置は、前記制御装置から
前記複数の出力データを取得し、
前記複数の出力データが示す値の時間変化に基づいて、前記駆動系の異常状態を検出し、
検出結果を前記制御装置に出力する、
実装システム。 - モータによって移動される駆動機械が移動中に繰り返し検出される出力データであって、前記モータに関する複数の出力データを取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した前記複数の出力データが示す値の時間変化に基づいて、前記モータと前記駆動機械とを含む駆動系の異常状態を検出する状態検出ステップと、を含む、
状態検出方法。 - 請求項12に記載の状態検出方法をコンピュータに実行させるための
プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020203809A JP2022091169A (ja) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | 状態検出装置、実装システム、状態検出方法、及び、プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020203809A JP2022091169A (ja) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | 状態検出装置、実装システム、状態検出方法、及び、プログラム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022091169A true JP2022091169A (ja) | 2022-06-21 |
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ID=82067335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2020203809A Pending JP2022091169A (ja) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | 状態検出装置、実装システム、状態検出方法、及び、プログラム |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2022091169A (ja) |
-
2020
- 2020-12-09 JP JP2020203809A patent/JP2022091169A/ja active Pending
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A977 | Report on retrieval |
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