JP5051714B2

JP5051714B2 - 保持手段駆動装置、その制御方法及び制御プログラム

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Publication number: JP5051714B2
Application number: JP2007314086A
Authority: JP
Inventors: 英瑞岩本
Original assignee: Ueno Seiki Co Ltd
Current assignee: Ueno Seiki Co Ltd
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2027-12-04
Also published as: JP2009136951A

Description

本発明は、電子部品に対して各種の工程処理を施す電子部品製造装置に関するものであり、特に、電子部品を保持する電子部品保持手段を駆動制御するための保持手段駆動装置、その制御方法及び制御プログラムに関する。

従来、半導体素子等の電子部品は、電極切断、電極加工、電気特性測定、マーキング、外観検査、テープ梱包等の複数の工程処理を順次施して製造される。このような各種の工程処理を施す電子部品製造装置としては、例えば、ダイレクトドライブモータによって間欠的に駆動されるターンテーブルの周囲に複数の工程処理機構を順次配置し、電子部品を個別に保持する複数の電子部品保持手段を複数の工程処理機構に順次移動させることにより工程処理を施すタイプのものがある。

このタイプの電子部品製造装置における動作の概略は以下の通りである。まず、ターンテーブルを駆動するダイレクトドライブモータと別駆動の回転モータ又はサーボモータによって同時に上下に駆動される電子部品保持手段は、電子部品搬入部から電子部品を受け取り、搬送機構であるターンテーブルを介して工程処理機構に搬送する。電子部品が工程処理機構に達すると搬送が停止され、この工程処理機構により電子部品に所定の工程処理が施される。

所定の工程処理機構による工程処理の完了後、電子部品は電子部品保持手段により再び保持され、次の工程処理機構に搬送される。繰り返しこの動作が行われることによって電子部品には所定の工程が順次施され、すべての工程が終了した電子部品が電子部品搬出部から搬出される。

また、このタイプの電子部品製造装置においては、電子部品が搬送中に衝突してダメージを受けないよう、工程処理機構により工程処理を施される電子部品の処理位置は、電子部品のターンテーブルから上下方向、または水平方向に離して設けられる。従って、工程処理機構により電子部品に工程処理を施すためには、電子部品をターンテーブル上の搬送位置から工程処理機構による処理位置に移動させ、工程処理完了後、再びターンテーブルに戻す必要がある。

このように電子部品を搬送位置と処理位置との間で移動させるために、ターンテーブルにより移動する電子部品保持手段では、電子部品を保持する可動保持部を備え、この可動保持部を移動させるための駆動機構を、各電子部品保持手段または各工程処理機構側に設けた装置が、特許文献１及び２に開示されている。この可動保持部を移動させる駆動機構は、カム、レバー、ロッド等の手段を用いて構成されており、すべての駆動機構は一定のタイミングで、一定の移動量、移動速度で制御されている。

例えば、特許文献１の記載では、電子部品保持手段である吸着ノズルを駆動する駆動機構としてカム機構を採用し、このカム機構を、ターンテーブルと連動させることにより、ターンテーブルの動作に連動して吸着ノズルを上下動させる構成が開示されている。また、特許文献２の記載においては、ターンテーブルを駆動するダイレクトドライブモータとは別に設けたサーボモータにより吸着ノズルを上下動させる構成が開示されている。
特許第２６２０６４６号公報特開２００２−１２７０６４公報

ところで、複数の工程処理を順次行う場合、工程によって要求される荷重が異なることがあり、例えば、電子部品の電極切断、加工工程においては、電子部品を固定するために大きな荷重が必要であるが、電気特性測定工程にはそれほど大きな荷重は必要ない。また、テープ梱包、マーキング、外観検査工程などでは荷重はほとんど必要ない。

そのため、上記のような従来の装置では、駆動機構により電子部品を固定するための荷重は、複数の工程にわたって一定であるので、例えば、大きな荷重が必要でない工程に対して必要以上に大きな荷重を加えてしまう等の問題が生じる。また、このような過度の荷重を与えることによる不良品の発生を防止するために、工程ごとに電子部品固定用の荷重を制御し、大きな荷重が必要ない工程には小さな荷重で処理するといった柔軟な処理が行えないといった問題があった。

具体的には、処理機構が電子部品のリード切断などを行う工程である場合、駆動機構が電子部品を保持し、ダイに一定荷重を加えクランプを行う際、その可動保持部や電子部品に対して、その工程に適した荷重を制御することができなかった。従って、全く別の機構を用いたり、複雑な機構で実現させる等の必要が生じ、機構の簡素化が図れなかったり、一定の荷重を加えることができないという問題が生じた。

また、処理機構が電気特性検査を行う工程である場合は、測定用の電極に対する電子部品の位置決め停止位置は、もちろんのこと、その電極に加わる荷重に対しても、その工程に適した一定に制御を行うことができなかった。このため、電子部品等に必要以上に荷重が加わり、電極自身及び電子部品のリードに損傷を与え、不良品の発生及び誤測定の要因となっていた。

さらに、例えば処理機構部に金型を採用するケース等において、処理機構部に電子部品を完全に接触させる工程を有する場合では、接触し始める位置に到達する前に速度を低下させ、接触による衝撃荷重を抑制または緩和させる等の制御ができないため、電子部品に対して衝撃によるダメージを与え、不良品を発生させる要因となっていた。

また、近年、電子部品の小型化が急速に加速している状況においては、搬送や位置決めに対してより一層の精密さが要求されるようになった。しかしながら、製作上、可動保持部を厳密に同一寸法に製作することは困難であり、また、摩耗に起因する位置精度のバラツキにより一つの処理機構に対して全ての可動保持部を一定の位置に位置決めすることはできない。

そのため、従来の電子部品製造装置においては、電子部品の位置決め位置も可動保持部の製作寸法のバラツキに左右されることとなる。その結果、例えば電子部品の受け渡しを行う処理機構及びその工程では、位置決めのバラツキ等から電子部品に衝撃荷重が加わることで不良品発生の要因となり、受け渡しそのものが支障をきたすハンドリングミスを誘発することとなっていた。

また、このような電子部品製造装置においては、電子部品の位置決め完了を検出できないことから、電子部品の位置決め不良が判定できない状態で処理機構等の動作を行ってしまい、結果として不良品を発生させてしまったり、処理機構の動作開始タイミングを必要以上に遅延させることで生産性を低下させる要因となっていた。

一方で、他のセンサを用いて、電子部品の位置決め完了を検出することは非常にコストがかかるので困難であり、同時に誤検出となる可能性が高いという問題があった。

本発明の目的は、電子部品を順次移動させ工程処理を施すにあたり、センサ等を使用しなくても、電子部品に対するより小さい荷重管理を可能とし、荷重制御の高精度化を実現可能な保持手段駆動装置、その制御方法及び制御プログラムを提供することにある。また、本発明は、電子部品の搬送位置−処理位置間の移動時間、移動量、移動速度、移動タイミング、荷重、位置等を、各工程処理ごとに独立駆動させる駆動制御パターンを設け、この小さい荷重管理を可能とする保持手段駆動装置により電子部品を工程処理機構に受け渡す制御を各工程処理ごとに独立に行うことで、装置全体としての処理効率、電子部品の生産性、品質の向上に貢献可能とする点も目的とする。

請求項１に記載の発明は、搬送機構に設けられ電子部品を保持する可動保持部を備えた複数の電子部品保持手段の当該各可動保持部に対し、上下方向に駆動する操作ロッドが押下することにより、この搬送経路上の位置と工程処理機構による処理位置との間で前記可動保持部に保持された前記電子部品を上下方向に移動させる保持手段駆動装置であって、前記操作ロッドを上下方向に駆動させる駆動源と、前記操作ロッドの位置情報を取得する位置検出部と、前記駆動源を通じて前記操作ロッドを下方駆動させ、前記位置検出部により前記操作ロッドが所定の停止位置にあると判断される場合に、前記駆動源のトルクを制御する制御部と、を備え、前記操作ロッドと前記可動保持部との間には、前記可動保持部から加えられた荷重に応じて上下方向に伸縮する弾性体が配設され、前記制御部は、前記駆動源のトルクを制限した際に、前記可動保持部から荷重が加えられて収縮した前記弾性体が通常の状態に復帰することで前記操作ロッドを所定の停止位置より上方に移動させた場合に、前記位置検出部から取得した前記操作ロッドの位置情報に基づいて、前記可動保持部から前記操作ロッドに加わる荷重が異常状態にあると判定することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の保持手段駆動装置において、前記制御部は、前記可動保持部から前記操作ロッドに加わる荷重が異常であると判定する場合に、アラーム通知をすることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の保持手段駆動装置において、前記駆動源は、サーボモータからなることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１に記載の保持手段駆動装置において、前記弾性体は、バネ定数の低いバネからなることを特徴とする。

以上のような態様では、操作ロッドが下方駆動することにより所定の停止位置に到達した場合には、トルクを制限することで、必要以上の荷重が当該操作ロッドに加わった際に、配設したバネの収縮状態から通常状態への復帰に伴って操作ロッドを押し上げることができるので、可動保持部から電子部品に与える荷重を軽減させることが可能となる。また、これにより、操作ロッドの位置情報に基づいて電子部品に加わるより小さい荷重に対しても管理することが可能となり、荷重制御の高精度化を実現することができる。

これにより、電子部品に対して必要以上の荷重が加えられることを防止し、電子部品等に必要以上に荷重が加わることで生じる不良品の発生及び誤測定の要因ともなる電極自身及び電子部品への損傷を抑制することができる。そのため、電子部品の生産性、品質の向上に貢献することが可能となる。また、衝撃荷重が低荷重のうちに荷重制御を行うことができるので、電子部品へのダメージを抑え、不良品の発生を防止することが可能となる。なお、この保持手段駆動装置では、電子部品の位置情報を検出する際に、センサ等を使用していないので、安価に製造することが可能となり、同時に誤検出を防止することもできる。

また、操作ロッドにバネ定数の低いバネを配設しているため、正常状態では当該バネが収縮しないので、容易に異常状態との判別が可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項１又は３に記載の保持手段駆動装置において、前記駆動源は、各工程処理機構に対応する個別の駆動制御パターンにより制御されるように構成されたことを特徴とする。

以上のような態様では、工程処理機構ごとに個別に設けた駆動装置により、各工程処理機構に対応する停止位置に停止した複数の電子部品保持手段を、互いに独立かつ個別の駆動制御パターンで駆動制御できるため、各工程に対する電子部品の受渡時における搬送位置−処理位置間の移動を最適に調節することができる。すなわち、電子部品の搬送位置−処理位置間の移動時間、移動量、移動速度、移動タイミング、荷重等を、工程ごとに最適に設定できるため、電子部品の生産性、品質を向上することができる。また、各電子部品保持手段を個別に独立して制御できるため、電子部品の寸法変更に応じた移動量や移動速度の変更等が容易になり、多品種生産への対応が容易になる。

なお、本発明は、保持手段駆動装置としてのみならず、保持手段駆動装置の制御方法やコンピュータを用いて保持手段駆動装置を制御する制御プログラムとしても把握可能である。

以上説明したように、本発明によれば、操作ロッドが下方駆動することにより所定の停止位置に到達した場合には、トルクを制限することで、必要以上の荷重が当該操作ロッドに加わった際に、配設したバネの収縮状態から通常状態への復帰に伴って操作ロッドを押し上げることができるので、可動保持部から電子部品に与える荷重を軽減させることが可能となる。また、これにより、操作ロッドの位置情報に基づいて電子部品に加わるより小さい荷重に対しても管理することが可能となり、荷重制御の高精度化を実現することができる。

なお、この保持手段駆動装置では、電子部品の位置情報を検出する際に、センサ等を使用していないので、安価に製造することが可能となり、同時に誤検出を防止することもできる。

また、本発明によれば、工程処理機構ごとに個別に設けた駆動装置により、各工程処理機構に対応する停止位置に停止した複数の電子部品保持手段を、互いに独立かつ個別の駆動制御パターンで駆動制御できるため、各工程に対する電子部品の受渡時における搬送位置−処理位置間の移動を最適に調節することができる。すなわち、電子部品の搬送位置−処理位置間の移動時間、移動量、移動速度、移動タイミング、荷重等を、工程ごとに最適に設定できるため、電子部品の生産性、品質を向上することができる。また、各電子部品保持手段を個別に独立して制御できるため、電子部品の寸法変更に応じた移動量や移動速度の変更等が容易になり、多品種生産への対応が容易になる。

次に、本発明の電子部品保持手段の保持手段駆動装置、その制御方法並びに制御プログラムを実施するための最良の実施形態（以下「本実施形態」と呼ぶ）について図１〜３を参照して説明する。なお、背景技術や課題で既に示した内容と共通の前提事項の説明は省略する。

［１．実施形態の構成］
［１．１．全体構成］
図１に示す保持手段駆動装置１５を備えた電子部品製造装置１は、円弧状に等間隔で順次配置された複数の工程処理ユニット（工程処理機構）２に対して、複数の電子部品３を順次搬送するための装置である。ここで、この電子部品製造装置１は、図１に示すように、まず、電子部品３を保持する可動の吸着ノズル（可動保持部）１１をそれぞれ有する複数の保持ユニット（電子部品保持手段）１２と、保持ユニット１２を工程処理ユニット２に搬送するターンテーブル（搬送機構）１３を備えている。

電子部品製造装置１は、また、ターンテーブル１３を駆動するダイレクトドライブモータ（搬送用の駆動源）１４、保持ユニット１２を個別に駆動するように互いに独立して設けられた複数の駆動ユニット（保持手段駆動装置）１５、等を備えている。各部の詳細は次の通りである。

まず、保持ユニット１２は、図１に示すように、吸着ノズル１１と、この吸着ノズル１１を上下方向に可動に支持する支持部１２ａとから構成されており、この支持部１２ａがターンテーブル１３に取り付けられている。また、ターンテーブル１３は、円弧状に配置された複数の工程処理ユニット２の上方に、工程処理ユニット２と離間し、かつ、その外周部で工程処理ユニット２と重なるようにして水平配置されており、ターンテーブル１３の外周部には、複数の保持ユニット１２が複数の工程処理ユニット２と同じ間隔で配置されている。

この場合、複数の保持ユニット１２は、図１（ｂ）に示すように、１つの保持ユニット１２が１つの工程処理ユニット２と重なる場合に、他の保持ユニット１２も、いずれかの工程処理ユニット２とそれぞれ重なるようにして、ターンテーブル１３の外周部に配置されている。

より詳細には、複数の工程処理ユニット２は、図１に示すように、電子部品３に工程処理を施す工程処理部２ａを備えており、工程処理部２ａの水平面上における中心が、ターンテーブル１３と同軸の１つの円上に等間隔で位置するようにして配置されている。そして、複数の保持ユニット１２は、その吸着ノズル１１のノズル先端部１１ａの水平面上における中心が、工程処理部２ａの水平面上における中心に位置するようにして配置されている。

また、この工程処理ユニット２は、ボールフィーダ並びにリニアフィーダから整列搬送されてくる電子部品はエスケープから保持ユニット１２に受け渡すエスケープ工程２Ａと、電子部品の極性を判別する極性判別工程２Ｂと、この極性判別に基づいて、電子部品を極性を入れ替えるように回転させる左右反転工程２Ｃと、電子部品の電気特性を検査するテストコンタクト工程２Ｄと、マーキング工程２Ｅと、外観検査工程２Ｆと、前記工程において不良品と判定された電子部品を取り除くソート工程２Ｇと、テーピング工程２Ｈと、残留部品を取り除く不良品除去工程２Ｉとから構成される。

吸着ノズル１１に保持されて、上記工程２Ａ〜２Ｉの順で回転搬送されるようになっている。なお、ダイレクトドライブモータ１４は、図１に示すように、ターンテーブル１３の下方に同軸上に配置されており、ターンテーブル１３を直接駆動するようになっている。

一方、複数の駆動ユニット１５は、複数の工程処理ユニット２の各々に対応して設けられており、図１に示すように、ターンテーブル１３の上方に、保持ユニット１２の搬送経路から離間し、かつ、このターンテーブル１３を介して、対応する工程処理ユニット２の上方にそれぞれ重なるようにして配置されている。

この駆動ユニット１５は、後述するが、図２に示すように、保持ユニット１２の吸着ノズル１１の上端部に当接して吸着ノズル１１を下方に押下する操作ロッド１６とそれを駆動する駆動部１７を備えている。また、駆動源としてサーボモータ１８を有し、制御装置２０が接続されている。なお、各駆動ユニット１５において、その操作ロッド１６の水平面上における中心が、対応する各工程処理ユニット２の工程処理部２ａの水平面上における中心と重なるようにして配置されている。

ここで、複数の駆動ユニット１５は、図２の通り、制御装置２０の制御により、駆動部１７によって操作ロッド１６を上下動させることにより、吸着ノズル１１を上方位置と下方位置との間で昇降させ、吸着ノズル１１のノズル先端部１１ａに保持した電子部品３を、搬送経路上の搬送位置と工程処理ユニット２の工程処理部２ａ上の処理位置との間で移動させるよう構成されている。

なお、複数の駆動ユニット１５による吸着ノズル１１の駆動制御パターン、すなわち、操作ロッド１６の動作による吸着ノズル１１の上方位置−下方位置間の移動時間、移動量、移動速度、移動タイミング、荷重等の駆動制御パターンは、各駆動ユニット１５に対応する工程処理ユニット２に応じて、工程ごとに個別に設定されている。

［１．２．駆動ユニット及び保持ユニットの構成］
次に、上記駆動ユニット１５及び保持ユニット１２のより詳細な構成を図２を参照して説明する。駆動ユニット１５は、上述した通り、操作ロッド１６を備え、当該操作ロッド１６には、図２の通り、可動接触部１６ａ、バネ１６及びロッド１６ｃが下端部から順に配設されている。

すなわち、操作ロッド１６内には、下降端部に吸着ノズル１１の上端部と当接する可動接触部１６ａが設けられ、その上にこの操作ロッド１６の動作方向と伸縮方向を共通にするバネ１６ｂが設けられ、さらにその上に駆動部１７を介して駆動源であるサーボモータ１８と接続されるロッド１６ｃが設けられている。なお、可動接触部１６ａを介して吸着ノズルから荷重が加えられない場合には、このバネ１６ｂは、収縮せずに通常状態にあるものとする。

また、この駆動ユニット１５は、図２の通り、サーボモータ１８による送り用の駆動源と、サーボモータ１８の回転に合わせて回転するエンコーダ１９を備えており、この送り用の駆動源のサーボモータ１８の駆動力により操作ロッド１６が電子部品３のＺ軸方向、すなわち上下方向に動作する。そして、エンコーダ１９は、回転角度によりこの上下方向の操作ロッド１６の位置情報を取得する。

さらに、駆動ユニット１５は制御装置２０を備え、この制御装置２０がエンコーダ１９にて取得した操作ロッド１６の位置情報に基づいて、駆動源であるサーボモータ１８のトルクを制御する。なお、サーボモータ１８のトルクと駆動電流は正比例の関係にあることを利用し、制御装置２０を介して駆動電流をある値に制限することでトルクを制御している。

また、制御装置２０は、このようなエンコーダ１９により取得する操作ロッド１６の上下方向の位置情報及びサーボモータ１８の回転始動からの経過時間と、予め設定されたエンコーダ１９の回転角度に基づく位置情報及び経過時間の制御パターンと、を比較し、解析することにより最適な位置制御・速度制御・トルク制御を行うように設定されている。なお、この制御装置２０が、接続部２１を介して工程処理ユニット２と接続されることにより、同様のプログラムにより制御されるように構成することも可能である。

このように、本実施形態では、サーボモータ１８の駆動によって、操作ロッド１６を上下動させることにより、吸着ノズル１１を上方位置と下方位置との間で昇降させているが、吸着ノズル１１の下降時、すなわち、電子部品３を工程処理部２ａに位置決めする際には、制御装置２０は、下記のようにサーボモータ１８のトルクを制御している。

例えば、工程処理部２ａが金型等の場合に電子部品３を接触させたりすることによって衝撃荷重が発生するため、操作ロッド１６を充分に減速させた後、電子部品３を工程処理部２ａに接触させることにより、衝撃荷重は緩和するよう駆動源であるサーボモータ１８のトルクが制御される。また、吸着ノズル１１の上昇時、すなわち、吸着ノズル１１を工程処理ユニット２から離す際には、サーボモータ１８のトルクが制御されることで、操作ロッド１６を上方駆動させて当該吸着ノズル１１を上昇させている。

なお、上述した通り、操作ロッド１６にはバネ１６ｂが装着されているが、このバネ１６ｂは、バネ定数の低いものを採用している。この駆動ユニット１５において、駆動源であるサーボモータ１８により操作ロッド１６を下方駆動させ吸着ノズル１１を押し下げることで電子部品３が工程処理部２ａに位置決めされる際には、このバネ１６ｂが、操作ロッド１６の可動接触部１６ａを介して吸着ノズル１１から電子部品３に加わる必要以上の荷重を吸収するので当該荷重を緩和することができる。

また、この吸着ノズル１１は、電子部品の小型化に伴う吸着ノズル１１の製作寸法のバラツキに対応して、一つの工程処理ユニット２に対してすべての吸着ノズル１１を一定の位置に位置決めするべく、以下のように構成されている。すなわち、各吸着ノズル１１は、ストローク長さを測定するようになっており、上述した通り、吸着ノズル１１の下降端部が工程処理部２ａに当接して停止した位置をエンコーダ１９にて読み取り、固有の吸着ノズル１１停止ストローク値を得る。

この際、サーボモータ１８の最大トルクにより当接を行うと吸着ノズル１１の変形やたわみ量まで加わり、正常なセンシングは行えないので、サーボモータ１８のトルクと駆動電流とが正比例の関係にあることを利用して、駆動電流をある値に制限することでトルクを制御する。これにより、吸着ノズル１１の変形やたわみ量による誤差要因の発生を防止している。また、一定の電流にて駆動部１７が拘束されている状態を確認後、機械系のガタ等で計測誤差とならない様にセンシングを行うこととしている。これらを全吸着ノズル１１に対して行っている。

［２．実施形態の作用］
以上のような構成を有する本実施形態の電子部品保持手段の保持手段駆動装置１５の作用は、次の通りである。

［２．１．全体作用］
まず、複数の保持ユニット１２の吸着ノズル１１により複数の電子部品３を保持した状態で、ターンテーブル１３を回転させることにより、複数の電子部品３を複数の工程処理ユニット２に順次搬送する。電子部品３を保持した各保持ユニット１２が個々の工程処理ユニット２に対応する各停止位置に達した時点で、ターンテーブル１３を停止させる。

この場合、個々の工程処理ユニット２に対応する各停止位置にある各保持ユニット１２の吸着ノズル１１の水平面上における中心は、当該工程処理ユニット２の水平面上における中心、及びその工程処理ユニット２に対応する駆動ユニット１５の操作ロッド１６の水平面上における中心と重なる。すなわち、各停止位置にある各保持ユニット１２の吸着ノズル１１を、各駆動ユニット１５の操作ロッド１６によって駆動できる状態となる。

このような状態から、各駆動ユニット１５において、後述する図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、操作ロッド１６を上下動させることにより、電子部品３を、ターンテーブル１３による搬送経路上の搬送位置と工程処理ユニット２の工程処理部２ａ上の処理位置との間で移動させる。

そして、各工程処理ユニット２により各電子部品３に工程処理を施した後、各保持ユニット１２の吸着ノズル１１により各電子部品３を保持した状態で、各駆動ユニット１５において、駆動源であるサーボモータ１８を駆動させることにより操作ロッド１６を上昇させ、吸着ノズル１１を下方位置から上方位置に押し上げる。
以上のような作用により、電子部品３を各工程処理２に対して順次搬送し、各種工程処理を施す。

［２．２．Ｚ軸の荷重制御］
ここで、制御装置２０による駆動ユニット１５の操作ロッド１６のＺ軸、すなわち上下方向の制御態様について、図３（ａ）〜（ｃ）及び図４のフローチャートを参照して、以下に説明する。

まず、図３（ａ）のように、各保持ユニット１２の吸着ノズル１１の水平面上における中心が操作ロッド１６の水平面上における中心と重なり、各停止位置にある吸着ノズル１１を各駆動ユニット１５の操作ロッド１６により駆動できる状態になると、サーボモータ１８のトルク制御により、駆動部１７を介して操作ロッド１６を高速で下方駆動させ、吸着ノズルを押し下げる（ＳＴＥＰ４０１）。

そして、上述した所定の制御パターンに基づいて、操作ロッド１６が移動速度が低速となる位置に到達したことエンコーダ１９にて取得した場合には（ＳＴＥＰ４０２のＹＥＳ）、当該操作ロッド１６の移動速度が低速に制御される（ＳＴＥＰ４０３）。この際、サーボモータ１８のトルク制限はＯＦＦの状態で操作ロッド１６が下降するため、操作ロッド１６に加わる必要以上の荷重は、可動接触部１６ａを介してバネ１６ｂにより制限される。

そして、所定の制御パターンに基づいて、ロッド１６ｃが下降停止位置に到達したか、すなわち、ロッド１６ｃが下降停止したかが、当該ロッド１６ｃの位置情報をエンコーダ１９にて取得することにより判断される（ＳＴＥＰ４０４）。ロッド１６ｃが下降停止している場合には（ＳＴＥＰ４０４のＹＥＳ）、図３（ｂ）に示すような必要以上に荷重がかかる場合を踏まえ、操作ロッドの１６の可動接触部１６ａを介してバネ１６ｂが荷重を制限する状態となり、制御装置２０によりサーボモータ１８のトルク制限機能がＯＮされる（ＳＴＥＰ４０５）。

なお、このバネ１６ｂには、バネ定数の低いものを使用しているので、可動保持部１６ａにより受け取る荷重が正常である場合には、荷重を吸収することで図３（ｂ）のような収縮状態とはならないが、必要以上の荷重が加わった場合には、当該バネ１６ｂがこの荷重を吸収することで収縮する。

一方、ＳＴＥＰ４０４において、ロッド１６ｃが下降停止していない場合には（ＳＴＥＰ４０４のＮＯ）、常時エンコーダ１９にて当該ロッド１６ｃの位置情報を取得することで下降停止位置に到達したかが判断される。また、ロッド１６ｃが下降停止していない場合をアラームにより通知させることも可能である。

そして、ＳＴＥＰ４０５により、サーボモータ１８のトルクを制限した状態が一定時間経過し（ＳＴＥＰ４０６）、この一定時間経過後に、制御装置２０は、エンコーダ１９を通じてロッド１６ｃが荷重が正常状態における下降位置に到達しているか否かを検出する（ＳＴＥＰ４０７）。すなわち、可動保持部１６ａが必要以上の大きな荷重を吸収ノズル１１を介して受けているか否かが、ロッド１６ｃの位置情報に基づいて判断される。

ロッド１６ｃが正常状態における下降位置に到達している場合には（ＳＴＥＰ４０７のＹＥＳ）、可動保持部１６ａが受け取る荷重は正常であると判定され、本処理は終了する（ＳＴＥＰ４０８）。すなわち、荷重が正常であるため操作ロッド１６が有するバネ１６ｂは、図３（ｂ）に示すような収縮状態とはならず、ロッド１６ｃがこのバネ１６ｂにより押し上げられることもないので、正常状態における下降位置への到達を実現する。

これに対し、大きな荷重を可動保持部１６ａが受けている場合は、バネ１６ｂは図３（ｂ）に示すように収縮し、トルク制限がＯＮされる（ＳＴＥＰ４０５）とともに、ロッド１６ｃを押し下げるサーボモータ１８の力がバネの伸張力に負けるため、ロッド１６ｃが当該バネ１６ｂにより上方向に押し返された状態となる（図３（ｃ））。このとき、ロッド１６ｃは正常状態の下降位置にないため（ＳＴＥＰ４０７のＮＯ）、荷重が正常でない状態と判断され、アラーム通知がされて本処理は終了する（ＳＴＥＰ４０９）。

すなわち、トルク制限がＯＮであることにより、収縮したバネ１６ｂを通常の状態に戻ることで操作ロッド１６のロッド１６ｃを上方駆動させ、操作ロッド１６を介した吸着ノズル１１への荷重を緩和させる。つまり、吸着ノズル１１を押し下げることで、電子部品３へ加える荷重を緩和させる。なお、バネ１６ｂを通常の状態に戻ることによりロッド１６ｃを上昇させるのは、工程処理部２ａに位置する電子部品３に一定以上の荷重を加えないためである。

このような駆動ユニット１５の制御態様により、吸着ノズル１１の先端部１１ａに吸着した電子部品３に対して、より低い荷重管理が可能となり、荷重制御の高精度化を実現することができる。

［２．３．駆動制御パターン］
本実施形態において、このような保持ユニット１２の停止状態における駆動ユニット１５による吸着ノズル１１の駆動制御パターン、すなわち、吸着ノズル１１の上方位置−下方位置間の移動時間、移動量、移動速度、移動タイミング、荷重等の駆動制御パターンは、各駆動ユニット１５に対応する工程処理ユニット２に応じて、工程ごとに個別に設定されている。

例えば、第１の工程を行う工程処理ユニット２における吸着ノズル１１の駆動制御パターンがＰ１であるとすると、別の第２の工程を行う工程処理ユニット２における駆動制御パターンＰ２は、駆動制御パターンＰ１に何ら制約されることなく、独自に設定される。従って、工程ごとに電子部品３の受渡時間や工程処理部における停止時間に応じて決まる工程処理時間等は、保持ユニット１２の停止時間の範囲内で自由に設定される。また、駆動ユニット１５により保持ユニット１２を介して電子部品３を工程処理ユニット２上に固定するための荷重もまた、各工程に応じて自由に設定される。

そして、以上のような、ターンテーブル１３の回転による保持ユニット１２の各停止位置への移動、電子部品３の処理位置への移動、電子部品３の搬送位置への復帰、を繰り返すことにより、各電子部品３に対して、複数の工程処理ユニット２による複数の工程を順次施すことができる。

上記のような本実施形態の保持手段駆動装置の効果は、次の通りである。
本実施形態によれば、操作ロッドが下方駆動することにより所定の停止位置に到達した場合には、トルクを制限することで、必要以上の荷重が当該操作ロッドに加わった際に、配設したバネの収縮状態から通常状態への復帰に伴って操作ロッドを押し上げることができるので、可動保持部から電子部品に与える荷重を軽減させることが可能となる。また、これにより、操作ロッドの位置情報に基づいて電子部品に加わるより小さい荷重に対しても管理することが可能となり、荷重制御の高精度化を実現することができる。

また、本実施形態によれば、工程処理機構ごとに個別に設けた駆動装置により、各工程処理機構に対応する停止位置に停止した複数の電子部品保持手段を、互いに独立かつ個別の駆動制御パターンで駆動制御できるため、各工程に対する電子部品の受渡時における搬送位置−処理位置間の移動を最適に調節することができる。すなわち、電子部品の搬送位置−処理位置間の移動時間、移動量、移動速度、移動タイミング、荷重等を、工程ごとに最適に設定できるため、電子部品の生産性、品質を向上することができる。また、各電子部品保持手段を個別に独立して制御できるため、電子部品の寸法変更に応じた移動量や移動速度の変更等が容易になり、多品種生産への対応が容易になる。

［３．他の実施形態］
なお、本発明は、上記のような電子部品保持手段の可動保持部を吸着ノズルから構成する実施形態に限定されるものではなく、例えば、可動保持部の具体的な構成は自由に変更可能な実施形態も包含する。また、搬送機構についても、ターンテーブルは一例にすぎず、本発明は、複数の電子部品保持手段を搬送可能な各種の搬送機構に同様に対応可能であり、同様に優れた効果が得られるものである。

本発明の実施形態における保持手段駆動装置を含む電子部品製造装置の全体構成を示す模式図。本発明の実施形態における保持手段駆動装置の構成を示す拡大図。本発明の実施形態における保持手段駆動装置の荷重制御作用を示す模式図。本発明の実施形態における保持手段駆動装置の荷重制御作用を示すフローチャート。

符号の説明

１…電子部品製造装置
２…工程処理ユニット
２ａ…工程処理部
２Ａ…エスケープ工程
２Ｂ…極性判別工程
２Ｃ…左右反転工程
２Ｄ…テストコンタクト工程
２Ｅ…マーキング工程
２Ｆ…外観検査工程
２Ｇ…ソート工程
２Ｈ…テーピング工程
２Ｉ…不良品除去工程
３…電子部品
１１…吸着ノズル
１１ａ…先端部
１２…保持ユニット
１２ａ…支持部
１３…ターンテーブル
１４…ダイレクトドライブモータ
１５…駆動ユニット（保持手段駆動装置）
１６…操作ロッド
１６ａ…可動接触部
１６ｂ…バネ
１６ｃ…ロッド
１７…駆動部
１８…サーボモータ
１９…エンコーダ
２０…制御装置
２１…接続部

Claims

搬送機構に設けられ電子部品を保持する可動保持部を備えた複数の電子部品保持手段の当該各可動保持部に対し、上下方向に駆動する操作ロッドが押下することにより、この搬送経路上の位置と工程処理機構による処理位置との間で前記可動保持部に保持された前記電子部品を上下方向に移動させる保持手段駆動装置であって、
前記操作ロッドを上下方向に駆動させる駆動源と、
前記操作ロッドの位置情報を取得する位置検出部と、
前記駆動源を通じて前記操作ロッドを下方駆動させ、前記位置検出部により前記操作ロッドが所定の停止位置にあると判断される場合に、前記駆動源のトルクを制御する制御部と、を備え、
前記操作ロッドと前記可動保持部との間には、前記可動保持部から加えられた荷重に応じて上下方向に伸縮する弾性体が配設され、
前記制御部は、
前記駆動源のトルクを制限した際に、前記可動保持部から荷重が加えられて収縮した前記弾性体が通常の状態に復帰することで前記操作ロッドを所定の停止位置より上方に移動させた場合に、前記位置検出部から取得した前記操作ロッドの位置情報に基づいて、前記可動保持部から前記操作ロッドに加わる荷重が異常状態にあると判定することを特徴とする保持手段駆動装置。
前記制御部は、前記可動保持部から前記操作ロッドに加わる荷重が異常であると判定する場合に、アラーム通知をすることを特徴とする請求項１に記載の保持手段駆動装置。
前記駆動源は、サーボモータからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の保持手段駆動装置。
前記弾性体は、バネ定数の低いバネからなることを特徴とする請求項１に記載の保持手段駆動装置。
前記駆動源は、各工程処理機構に対応する個別の駆動制御パターンにより制御されるように構成されたことを特徴とする請求項１又は３に記載の保持手段駆動装置。
コンピュータ又は電子回路が、搬送機構に設けられ電子部品を保持する可動保持部を備えた複数の電子部品保持手段の当該各可動保持部に対し、上下方向に駆動する操作ロッドが押下することにより、この搬送経路上の位置と工程処理機構による処理位置との間で前記可動保持部に保持された前記電子部品を上下方向に移動させる保持手段駆動装置の制御方法であって、
前記操作ロッドを上下方向に駆動させる駆動源と、
前記操作ロッドの位置情報を取得する位置検出部と、
前記駆動源を通じて前記操作ロッドを下方駆動させ、前記位置検出部により前記操作ロッドが所定の停止位置にあると判断される場合に、前記駆動源のトルクを制御する制御部と、を備え、
前記操作ロッドと前記可動保持部との間には、前記可動保持部から加えられた荷重に応じて上下方向に伸縮する弾性体が配設され、
前記コンピュータ又は電子回路は、
前記駆動源のトルクを制限した際に、前記可動保持部から荷重が加えられて収縮した前記弾性体が通常の状態に復帰することで前記操作ロッドを所定の停止位置より上方に移動させた場合に、前記位置検出部から取得した前記操作ロッドの位置情報に基づいて、前記可動保持部から前記操作ロッドに加わる荷重が異常状態にあると判定する制御ステップを実行することを特徴とする保持手段駆動装置の制御方法。
コンピュータを用いて、搬送機構に設けられ電子部品を保持する可動保持部を備えた複数の電子部品保持手段の当該各可動保持部に対し、上下方向に駆動する操作ロッドが押下することにより、この搬送経路上の位置と工程処理機構による処理位置との間で前記可動保持部に保持された前記電子部品を上下方向に移動させる保持手段駆動装置の制御プログラムであって、
前記操作ロッドを上下方向に駆動させる駆動源と、
前記操作ロッドの位置情報を取得する位置検出部と、
前記駆動源を通じて前記操作ロッドを下方駆動させ、前記位置検出部により前記操作ロッドが所定の停止位置にあると判断される場合に、前記駆動源のトルクを制御する制御部と、を備え、
前記操作ロッドと前記可動保持部との間には、前記可動保持部から加えられた荷重に応じて上下方向に伸縮する弾性体が配設され、
前記プログラムは前記コンピュータに、
前記駆動源のトルクを制限した際に、前記可動保持部から荷重が加えられて収縮した前記弾性体が通常の状態に復帰することで前記操作ロッドを所定の停止位置より上方に移動させた場合に、前記位置検出部から取得した前記操作ロッドの位置情報に基づいて、前記可動保持部から前記操作ロッドに加わる荷重が異常状態にあると判定する制御処理を実行させることを特徴とする保持手段駆動装置の制御プログラム。