JP3738982B2 - 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 - Google Patents
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Description
【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
Claims (6)
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
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