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発明の名称 電子部品装着装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−204392
公開日 平成8年(1996)8月9日
出願番号 特願平7−10320
出願日 平成7年(1995)1月26日
代理人
発明者 首藤博一
要約 目的
インデックステーブルの周縁部に装着ヘッドを多数配置し、駆動モータが歯車を介して該インデックステーブルを間歇回転駆動する電子部品装着装置において、歯車のバックラッシの影響を除去して装着ヘッドの間歇回動における停止位置精度を向上するとともに、駆動モータ制御のより高ゲイン設定を可能として間歇回動時間の短縮をはかる。

構成
インデックステーブルに固着されて一体に回転する歯車107の外歯108に駆動モータと結合する歯車135を噛み合わせて間歇回転駆動する。一方、歯車107の内歯109にトルク制御モータの出力回転軸と一体に回転する歯車154を噛み合わせて前記間歇回転駆動と対抗するトルクを伝える、この対抗するトルクはインデックステーブルを逆転させてしまうことがない程度に設定する。
特許請求の範囲
【請求項1】部品吸着ノズルを有する装着ヘッドを、間歇回転するインデックステーブルの周縁部に複数個配置して設け、前記インデックステーブルの間歇回転に伴い前記装着ヘッドが停止する位置に対応して、装着ヘッドの部品吸着ノズルが電子部品をピックアップする供給装置を配置する部品供給部と、装着ヘッドの部品吸着ノズルを昇降して位置決めされたプリント基板面に該部品吸着ノズルがピックアップしてきた電子部品を載置する装着作業位置とを有する電子部品装着装置において、前記インデックステーブルに回転中心を共有して従動歯車を固着し、前記従動歯車に駆動モータと結合する駆動歯車を噛み合わせて間歇回転駆動するとともに、前記従動歯車に対して前記駆動歯車と対抗するトルクを伝えるトルク制御手段を備えたことを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項2】前記トルク制御手段を、前記従動歯車にトルク制御モータの出力回転軸と一体に回転する伝達歯車を噛み合わせて、前記駆動モータの間歇回転駆動と反対の方向に前記トルク制御モータを回転駆動して対抗するトルクを前記従動歯車に伝える構成とする請求項1記載の電子部品装着装置。
【請求項3】前記装着ヘッドを、前記インデックステーブルの周縁部に複数個等間隔に配置して取付ける構成とする請求項1記載の電子部品装着装置。
【請求項4】前記トルク制御手段は、前記駆動モータの間歇回転駆動に合わせて、前記従動歯車に伝える対抗するトルクの作動と無作動を切り換え制御する請求項1又は2記載の電子部品装着装置。
【請求項5】前記トルク制御手段は、前記従動歯車に伝える対抗するトルクの大きさを設定可能に構成する請求項1又は2記載の電子部品装着装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基板に対して多品種のチップ状の電子部品を装着可能な電子部品装着装置に係り、特にインデックステーブルの周縁部に装着ヘッドを多数配置し、電動機が歯車を介して駆動するインデックステーブルの間歇回転に伴って、固定的に配置された供給ユニットから電子部品を装着順に拾い上げて移送するいわゆるシーケンス方式に適した電子部品装着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、本出願人の提案による特公平3−63840号において、インデックステーブルに該当し間歇回動するローターと、ローターの同心円上で全周に沿う定間隔毎に複数本装備された電子部品の装着ヘッドと、これら各装着ヘッドの部品吸着ノズルがローターの間歇回動で移動する軌跡の下方に位置させてローターの周回り定位置に設置された部品装着用基板の載置テーブルと、各装着ヘッドの部品吸着ノズルがローターの間歇回動で移動する軌跡の下方に位置合わせさせて電子部品の各送り出し部をローターの回動中心に向かって固定位置させると共に、基板載置テーブルの配設位置から離れたローターの周回り所定の領域内に複数放射状に並べて設置された電子部品の供給装置とを備え、各装着ヘッドが供給装置の複数並べられた電子部品の供給領域内を移動する途上に供給装置のいずれか所定の送り出し部から電子部品を夫々受け取り、且つ、電子部品の供給領域から離れた位置に設置された基板載置テーブル上に持ち運んで電子部品を基板に順次に装着する機構に組み立てたことを特徴とするチップ部品の自動装着機であって、前記ローターの支軸はギヤーボックスに収容されたギヤーを介して駆動モータと連繁され、その駆動モータを駆動源として基本的にはローターを所定のサイクルで間歇回動するよう構成されている電子部品装着装置が示されている。
【0003】また、特開平1−19440号において、複数の装着ヘッドを有し間歇回転されるインデックステーブルを具備し、部品供給装置からチップ形の電子部品を装着ヘッドに吸着し、プリント基板上に装着するようにした電子部品装着装置において、該インデックステーブルの回転軸にこれに同軸的に角度位置決め用モータのロータを直結して成ることを特徴とする電子部品装着装置が示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のような、インデックステーブルに該当するローターの支軸はギヤー(歯車)を介して駆動モータと連繁され、その駆動モータは電子部品装着装置のNC制御装置により駆動制御されるサーボモータであり、該サーボモータの回転を所定の角度になるように駆動制御してインデックステーブルの回転角度を割り出して、インデックステーブルの周縁部に配置した多数の装着ヘッドを各々順次に所定の供給装置やプリント基板の載置テーブルに位置付ける構成では、サーボモータの出力回転軸に結合して一体に回転する歯車と、インデックステーブルに固着あるいは支軸に嵌合して一体に回転する歯車とを噛み合わせた減速機構にする。そうして、多数の装着ヘッドをその周縁部に配置したインデックステーブルは大きくなると共に重くなるが、回転角度の割り出しも細かくなり減速比は大きくなる、大きい減速比はサーボモータ出力軸換算のインデックステーブル側の負荷イナーシャを小さくする。しかし、歯車の噛み合わせにはバックラッシが必要であり、歯車による減速機構はバックラッシの存在を避けることが出来ない。
【0005】多数の装着ヘッドを配置したインデックステーブルの回転軸にサーボモータの出力回転軸を直結する構成も考えられるが、前述する如く、インデックステーブルが大きく重いとか回転角度の割り出しが細かいとかの理由で困難である。そこで、歯車による減速機構を用いて歯車によるバックラッシ量は適切に設定し、そのうえで新規な構成を工夫してバックラッシの影響を除去し、回転角度の割り出し繰り返し精度を向上させる。また、NC制御装置によるサーボモータの駆動制御は、サーボモータの出力回転軸に検出器を設けてフィードバック信号を得るか、インデックステーブルの角度位置を直接検出してフィードバック信号を得るかによってフィードバックループに含まれる範囲が異なるが、バックラッシやねじり剛性や運動部分の質量等による機械的共振性がループの中に影響することになり、フィードバックループにおけるサーボ増幅器のゲインを大きくするに従い安定性が悪くなる、そこで新規な構成を工夫してバックラッシの影響を除去することで、より高ゲイン設定を可能として、回転角度の割り出し時間の短縮と低振動化をはかる。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明によれば、部品吸着ノズルを有する装着ヘッドを、間歇回転するインデックステーブルの周縁部に複数個配置して設け、前記インデックステーブルの間歇回転に伴い前記装着ヘッドが停止する位置に対応して、装着ヘッドの部品吸着ノズルが電子部品をピックアップする供給装置を配置する部品供給部と、装着ヘッドの部品吸着ノズルを昇降して位置決めされたプリント基板面に該部品吸着ノズルがピックアップしてきた電子部品を載置する装着作業位置とを有する電子部品装着装置において、前記インデックステーブルに回転中心を共有して従動歯車を固着し、前記従動歯車に駆動モータと結合する駆動歯車を噛み合わせて間歇回転駆動するとともに、前記従動歯車に対して前記駆動歯車と対抗するトルクを伝えるトルク制御手段を備えたことを特徴とする電子部品装着装置が提供される。
【0007】また本発明によれば、上記において、前記トルク制御手段を、前記従動歯車にトルク制御モータの出力回転軸と一体に回転する伝達歯車を噛み合わせて、前記駆動モータの間歇回転駆動と反対の方向に前記トルク制御モータを回転駆動して対抗するトルクを前記従動歯車に伝える構成とする電子部品装着装置が提供される。
【0008】
【作用】本発明の電子部品装着装置においては、インデックステーブルの間歇回転は駆動モータで回転駆動されるが、駆動モータの回転は駆動歯車を経てインデックステーブルに固着の従動歯車の外歯に伝わる。トルク制御機構のトルク制御モータの回転は伝達歯車を経てインデックステーブルに固着の従動歯車の内歯に伝わり、駆動モータが従動歯車を回転駆動させる方向と対抗するトルクを作用させる。該トルク制御モータの対抗するトルクは駆動モータの回転駆動を逆転させてしまうことがない程度に設定するとともに、駆動モータの回転駆動に合わせて作用させたり作用させない制御をする。駆動モータが減速をしたり停止状態を維持する時に作用させて、従動歯車の外歯と駆動歯車のバックラッシを一定の側に片寄せて外歯と駆動歯車との噛み合いを常に一定の歯面で接触するよう維持する。
【0009】
【実施例】以下、本発明に係る電子部品装着装置の実施例を図面に従って説明する。
【0010】図9は本発明を実施する電子部品装着装置の一例として装着装置全体の概要を示す。図7と図8は概観を示す、1はインデックステーブル、2は装着ヘッドである。3はX−Yテーブルであり、本体架台4に対して基板の搬入搬出方向であるX方向に移動自在なXテーブル31と、Xテーブル31に対して基板搬送面に平行でX方向に垂直なY方向に移動自在なYテーブル32とで構成され、Yテーブル32は本体架台4に対してはXテーブル31の移動と合成してX−Y方向に移動自在である。Yテーブル32の上には基板支えピン用板321と、搬送ガイド基台322とその上に取付けられた奥側ガイド323と前側ガイド324と、さらに基板の位置決め穴に挿入する基準ピン325と準基準ピン326を有する。
【0011】5は基板搬入コンベア、6は基板搬出コンベアである、前工程から送られたプリント基板は基板搬入コンベア5から取り込まれて搬送され、続いて、X−Yテーブル3の移動で基板搬入コンベア5に位置を合わせて連続する奥側ガイド323と前側ガイド324で両側を支持搬送されて所定の位置でストッパに阻止されると、基準ピン325と準基準ピン326が上昇してプリント基板の位置決め穴に嵌入してYテーブル32に対して固定する。7は電子部品の供給装置を複数個有する部品供給部である。インデックステーブル1の周縁部には装着ヘッド2が複数個等間隔に配置して取付けられ、装着ヘッド2の各々はインデックステーブル1の回転に伴って、電子部品をピックアップする部品供給部7上から該電子部品を装着するプリント基板をYテーブル32に固定するX−Yテーブル3上を経て再び部品供給部7上にと循環する。なお、基板搬入コンベア5の間隔と、奥側ガイド323と前側ガイド324の間隔と、基板搬出コンベア6の間隔とは搬送すべきプリント基板の幅に合わせてあらかじめ設定する。また、搬送する手段は例えばプリント基板の両側の各々を支持して移送する無端ベルトの構成が知られている。他の構成としてX方向に直線往復移動する部材にプリント基板の後端を押す爪を備え、搬送方向で押す働きをして戻りには退避する構成とすることも知られる。8は操作パネルである。装着ヘッド2の部品吸着ノズル21は各々インデックステーブル1に対して昇降自在であり、インデックステーブル1の回転に伴って、所定の装着ヘッド2の部品吸着ノズル21が所定の供給装置に至ると昇降して所定の電子部品を吸着し保持する。各々所定の電子部品を保持した装着ヘッド2はインデックステーブル1の回転に伴って、次々とX−Yテーブル3上の装着作業位置Mに至る。Yテーブル32に固定されたプリント基板はXテーブル31の移動と合成してX−Y方向に移動し、所定の電子部品を装着すべきプリント基板面上の位置を装着作業位置Mに位置決めされる。電子部品を保持した装着ヘッド2の部品吸着ノズルは装着作業位置Mで昇降してプリント基板面に電子部品を載置する。電子部品はあらかじめプリント基板面に塗布されている接着剤により保持される。所定の電子部品を全て装着されたプリント基板は基板搬出コンベア6に送り出されて後工程に送られる。
【0012】図1は回転駆動機構の主要な構成を平面で示す。図2はインデックステーブル1と該インデックステーブル1を回転駆動する回転駆動機構の側面からの断面図で、本体架台4の上面41に固定されたベース100に組み立てられる。中空の軸101はベース100の二段になって各々が本体架台4の上面に平行な取付け面の上段面113に、取付け板102を介して取付け面と垂直に固定される、従って、本体架台4の上面41に対しても垂直となる。なお軸101の上端は支持板103に固定され、該支持板103は他に図示しない部材を介して本体架台4に支えられる。 軸101に嵌合する軸受104と軸受105の外径 部分に鍔付円筒体106の内径部分が嵌合し外径部分が軸101と同心で回転自在に支持されている。インデックステーブル1は円盤状であり、インデックステーブル1の中心には円盤面に垂直な穴111を有し、鍔付円筒体106の外径部分と嵌合し鍔部分にボルト締めして固着する。インデックステーブル1は軸101を中心にして円盤面を本体架台4の上面41に平行な姿勢で回転自在となる。107はリング形状の歯車である、歯車107の外径部分には歯車の外歯108を加工し、外径部分と同心の内径部分には内歯109を加工するとともに歯車と厚み方向を分け合って歯車部分より大きい径の穴110を加工する。インデックステーブル1の下面側に出張ったボスを設けて穴111と同心円のボス外径部分112を設け、前記リング形状の歯車107の穴110を嵌合しインデックステーブル1と歯車107をボルト締めして固着する。歯車107は軸101を中心にインデックステーブル1と一体になって外歯108及び内歯109ともに同心で回転自在となる。
【0013】前記ベース100の二段になって各々が本体架台4の上面41に平行な取付け面の下段面114の本体架台4の上面41からの高さと、同一の高さの取付け面121を有する補助ベース120を本体架台4の上面41に固定する。フランジ付円筒体122はフランジ面123をベース100の下段面114と補助ベース120の取付け面121の双方に渡して4個のボルト138で固定される、下段面114と取付け面121は本体架台4の上面41に対して同一の高さであるのでフランジ面123は本体架台4の上面41に平行になる。前記フランジ付円筒体122の下端面124はフランジ面123に平行であり駆動モータであるサーボモータ129の取付けフランジをボルト締めして固定する。フランジ付円筒体122の内径穴部125の下端にはやや内径の大きい段付穴部が設けられ、前記サーボモータ129の取付けボス外径部分が嵌合してフランジ付円筒体122に確実に位置決め固定される。サーボモータ129の出力回転軸126は内径穴部125の内部空間に突出する。
【0014】歯車ブロック130は下端面131を前記フランジ付円筒体122の上端面に合わせてボルト締めし固定する、フランジ付円筒体122の上端面はフランジ面123と平行であり本体架台4の上面41にも平行になる。歯車ブロック130の内部は二段の空間になっており、下部空間132はフランジ付円筒体122の内部穴部125の上部開口と連続して空間を形成する。上部空間133は一部が歯車ブロック130の側面で切り欠き開口となっており、上部空間133の内部に組み付ける歯車付軸134の歯車135が前記歯車107の外歯108とこの切り欠き開口を通して噛み合う場所となる。下部空間132と上部空間133の間には中間壁があり、上部空間133の上には上部壁がある。歯車ブロック130を下端面131と垂直に貫通して歯車付軸134を組み付けるため、中間壁に穿った穴に軸受136を嵌入して取付け、同心になるよう上部壁に穿った穴に軸受137を嵌入して取付ける。軸受136のスラスト方向を固定するため歯車ブロック130の中間壁に穿った穴を二段階の径にして上部に鍔部を形成し、軸受136を組み入れてから下部面に蓋をボルト締めして取付けると、鍔部と蓋とで軸受136のスラスト方向を固定する。上部壁に穿った穴はストレートである。歯車付軸134は歯車135部分が一番径が大きくて、続いて大きいのは下部の径部分で軸受136と嵌合する部分と、次は、その下部の径部分でサーボモータ129の出力回転軸126と同じ径である、軸受137と嵌合する上端部分は最も小さい径部分である、軸受137のスラスト方向の止め方は歯車ブロック130の上部壁面から押さえ蓋をボルト締めして取付けると、歯車付軸134と押さえ蓋でスラスト方向を固定する。
【0015】サーボモータ129の出力回転軸126と歯車付軸134の下部の径部分は高精度の同軸にリジッドカプリングで結合する、リジッドカプリングは円筒体127と2個の圧縮ブシュ128で構成される。円筒体127は内径部に歯車付軸134の最下部径および出力回転軸126を同軸に嵌合する穴と、該穴より大きい径で圧縮ブシュ128のブシュ外径部を嵌合する穴を両端から段付きに設け、さらに大きい外径部とを有している。圧縮ブシュ128の穴の内径は歯車付軸134の最下部径および出力回転軸126に嵌合する径で、上下対称に各々歯車付軸134の最下部径と出力回転軸126とに1個づつ嵌合しており、円筒体127の内径部に歯車付軸134の最下部径および出力回転軸126を嵌入した状態で、該円筒体127の両端から段付きに設けた穴に各々両端からブシュ外径部を挿入し、この状態で圧縮ブシュ128内に密封されている圧力媒体(液体)を加圧ボルトを締め込んで加圧すると、ブシュ外径部と内径部は夫々外径を拡大と内径を縮小する方向に働き、歯車付軸134と出力回転軸を円筒体127を介して固着し同軸に結合する。
【0016】インデックステーブル1は前記中空の軸101を中心として回転する。該中心を同じくする円周でインデックステーブル1の周縁部に装着ヘッド2を等角度間隔に配置し取付けた状態を図1に想像線で示す。図1はインデックステーブル1の回転駆動機構の主要な構成を示す平面図である。該平面図はインデックステーブル1を描かない状態でリング状の歯車107の外歯108と歯車付軸134の歯車135との噛み合い、歯車107の内歯109とトルク制御機構の歯車154との噛み合い配置を示す。
【0017】補助ベース120の取付け面121にはフランジ付円筒体122の位置調整ボルト143の受けブロック140をボルト締めし固定する。受けブロック140はU形溝141を備え位置調整ボルト143を延長した軸部分142が嵌まり込む、該軸部分142は受けブロック140の厚み方向を挟み込むように軸部分142と一体のボルト頭144と軸部分142に嵌合するリング145を備える、該リング145はスプリングキー等の締結部材で軸部分142に固定され前記ボルト頭144との間で受けブロック140に対して位置調整ボルト143のスラスト方向を拘束する。該位置調整ボルト143の先端はフランジ付円筒体122のフランジ側面に加工したねじ穴139に螺合する。サーボモータ129から歯車135に至る機構はフランジ付円筒体122に一体であり、4個のボルト138を緩めるとベース100の下段面114と補助ベース120の取付け面121の上でフランジに穿ったボルト138を通す穴の余裕の範囲で移動可能である。外歯108と歯車135を噛み合わせた状態で4個のボルト138を適度に緩めてから、前記位置調整ボルト143のボルト頭144にスパナ等を掛けて回すと受けブロック140に対してフランジ付円筒体122を移動可能であり、その結果、外歯108と歯車135の噛み合わせ隙間を変化することが出きる、言い換えると外歯108と歯車135とのバックラッシを加減することができることになる、こうして、外歯108とサーボモータ129の出力回転軸126に結合する歯車135とのバックラッシを加減しながら4個のボルト138を締め込めばバックラッシ量Gは適切に設定可能である。
【0018】図1に歯車107の一部を切り欠いて示すのがトルク制御機構である、図2では裏側にあたる位置になり見えないことになる。図3は該トルク制御機構の部分を横から見た断面図である、ベース100の側面にL字形の取付け具150を該取付け具150の上面が本体架台4の上面41と平行にしてボルト締めし取付ける。トルク制御モータであるサーボモータ160は取付け板151の中央に加工した穴に該サーボモータ160の取付けボス外径部分が嵌合する、さらにサーボモータ160のフランジ部分を4個のボルト152で取付け板151に固定する。前記取付け具150の上面に垂直な穴を設けて、該穴の径はサーボモータ160の本体の外径が通過可能な寸法にする、そうして前記取付け板151に固定したサーボモータ160の本体を上から通過させると、取付け板151はサーボモータ160をつり下げた状態で取付け具150の上面に載る、この状態で取付け具150に設けた穴の側から2個のボルト153を取付け板151に設けたねじ穴に螺合してボルト締めする。該ボルト153を緩めると取付け具150に設けた穴の余裕の範囲で取付け板151は取付け具150の上面に載った状態で移動する、取付け板151に固定するサーボモータ160も一体に移動する、その結果、内歯109とサーボモータ160の出力回転軸155に嵌合して一体に回転する歯車154とのバックラッシを加減することができることになる、こうして、内歯109と歯車154とのバックラッシを加減しながら2個のボルト153を締め込めばバックラッシ量G’は適切に設定可能である。
【0019】上述の実施例で説明した電子部品装着装置は次のように動作する。基板搬入コンベア5は前工程から送られたプリント基板を受け取りX−Yテーブル3のYテーブル32のガイド上に受け渡す、ガイド上のプリント基板はYテーブル32に対して位置決め固定される。Yテーブル32に固定されたプリント基板はXテーブル31の移動と合成してX−Y方向に移動する、前記XとY方向各々の駆動モータは電子部品装着装置のNC制御装置に接続されてその回転駆動が制御される、そうして、X−Yテーブル3は装着ヘッド2の装着作業位置Mにプリント基板面の所定の電子部品を装着すべき位置を位置決めする。搬出コンベア6はYテーブル32のガイド上からプリント基板を受け取り後工程に送り出す。
【0020】インデックステーブル1の周縁部には装着ヘッド2が複数個等間隔に配置し取付けられ、装着ヘッド2の各々はインデックステーブル1の回転に伴って、所定の電子部品をピックアップする部品供給部7上から前記X−Yテーブル3上の前記装着作業位置Mを経て再び部品供給部7上に循環する。インデックステーブル1の回転は電子部品装着装置のNC制御装置に接続されて回転駆動が制御されるサーボモータ129で駆動される。すなわち、サーボモータ129の回転は歯車135を経て歯車107の外歯108に伝わる、歯車107はインデックステーブル1に固着されており一体に軸101を中心にして回転する、NC制御装置には装着プログラムが記憶してあり、装着プログラムでインデックステーブル1の回転駆動を制御して所定の装着ヘッド2が所定の供給装置の上で停止すると部品吸着ノズル21を昇降して所定の電子部品をピックアップして吸着し保持する、所定の電子部品を吸着保持した装着ヘッド2はインデックステーブル1が回転するのにともないやがて装着作業位置Mに至る、同期してNC制御装置は上述のX−Yテーブル3の図示しない駆動手段を駆動制御してプリント基板の所定の電子部品を装着すべき位置を前記装着作業位置Mに位置決めする、続いて所定の電子部品を吸着し保持した装着ヘッド2の部品吸着ノズル21を昇降してプリント基板面に電子部品を載置し吸着を解除する。
【0021】図4は歯車135と歯車107の外歯108との噛み合い部分を拡大して示す、双方の歯が片側に寄って接触している状態を示し、適切に噛み合わされた状態でバックラッシが生じることを示している、本実施例の場合はバックラッシ量Gは15〜20μmが生じる。歯車107の径はインデックステーブル1の周縁部に取付けられて回動する装着ヘッド2の回動軌跡の径に近い大きい径にして、なるべくバックラッシの影響が拡大しないように構成しても限界がある。またバックラッシの存在は双方の歯車の噛み合いに遊びが存在することであり、本実施例におけるようにサーボモータ129に回転角度信号を発生する回転検出器を内蔵してNC制御装置側にフィードバックする場合、歯車135と外歯108の噛み合いはフィードバックループの外になるが、サーボモータ129の回転角度の位置決めは高精度を確保できても、装着ヘッド2の回動方向の位置決めには前記遊びが介在する。またインデックステーブル1の回転角度の位置を直接検出する構成として、インデックステーブル1に回転角度の検出器の磁気スケールを取付けてセンサーからの信号をフィードバックするとか、インデックステーブル1に直結して回転する軸に回転検出器を取付けて回転角度信号をフィードバックすると、歯車135と外歯108の噛み合いはフィードバックループの内になる。このフィードバックループの応答性はNC制御装置のループゲインにより決まるが、フィードバックループ内の回転角度信号を検出している部分の応答時間がループゲインで決められる応答時間より十分短い必要がある。もし検出の応答時間が遅いとフィードバックループの安定性を確保するためにはループゲインを下げなければならず、結果として電子部品装着装置のタクトタイムを短くできないことになる。主な原因はインデックステーブル1を含む可動部分の質量と駆動系の弾性変形に加えて、バックラッシの存在も影響する。バックラッシがフィードバックループの外であっても影響は免れない。またインデックステーブル1がバックラッシの範囲内で動き続けることがある、この動きが大きいとハンチングを起こすことがある。
【0022】図5と図6は電子部品装着装置のNC制御装置の制御によりサーボモータ129が停止している状態から回転駆動を開始して所定の上昇経過を辿って回転速度を上げて定速回転を維持し、続いて所定の下降経過を辿って回転速度を下げてやがて停止するまでを時間経過に従って示すグラフである。グラフはサーボモータ129の回転速度の変化と装着ヘッド2がひとつの停止位置に対して回動軌跡上を近づいてきてやがて停止する距離の変化とを各々線グラフとして示す。サーボモータ129の回転速度はNC制御装置の制御に従って正確な反応をしていることを示す。
【0023】図5に示す装着ヘッド2の移動距離の線グラフはサーボモータ129が停止しても装着ヘッド2は一旦10μm程戻ってから10μm程オーバーランして再び戻る動きを繰り返すケース(ケース1)、サーボモータ129が停止しても装着ヘッド2は移動を継続して一旦オーバーランしてから戻り過ぎて再びオーバーランして減衰して行くケース(ケース2)、サーボモータ129が減速して停止する直前あたりから装着ヘッド2の動きが追従しなくなって、サーボモータ129が停止してからも移動を継続し遅れて所定の位置に至り一旦戻って落ち着いてしまうケース(ケース3)、等が実測の結果で確認される。時間経過に従って装着作業を実行する時点での装着ヘッド2の位置は各々のケースで異なることがわかる。いずれかのケースしか出現しないならば問題は生じない筈であるがそのようなことは望めない。
【0024】図6はトルク制御機構を動作させる場合を示す。サーボモータ160の出力回転軸155に嵌合して一体に回転する歯車154はインデックステーブル1に固着されて一体に回転する歯車107の内歯109と噛み合っており、サーボモータ129が外歯108の噛み合いを介して歯車107を回転駆動する方向と反対の方向にサーボモータ160を回転駆動して対抗するトルクを歯車107に伝える。この対抗するトルクの大きさはサーボモータ129の回転駆動を停止あるいは対抗して逆転させてしまうことがない程度に設定する。またサーボモータ160の回転駆動はサーボモータ129の回転駆動に合わせて間歇的に作動と無作動の制御をして無駄に対抗するトルクを作用させない。図6に示すサーボモータ129の回転速度と装着ヘッド2の移動距離の線グラフにはサーボモータ160の対抗するトルクの作動(トルクON)と無作動(トルクOFF)を切り換え制御する線グラフを含み、サーボモータ129が減速を開始する時点でサーボモータ160を作動させることを示す、この場合はサーボモータ129が停止すると装着ヘッド2は所定の位置に至り一旦戻って落ち着いてしまうケース(ケース1)、サーボモータ129が停止しても装着ヘッド2は所定の位置にまで至らないで一旦戻ってケース1に示すほぼ同じ位置に落ち着いてしまうケース(ケース2)、等が実測の結果で確認される。時間経過に従って装着作業を実行する時点での装着ヘッド2の位置は図5で示すトルク制御機構がない場合に比較して一定の位置に安定することがわかる。サーボモータ129は停止を維持するように制御されサーボモータ160は対抗するトルクを維持する、装着作業を実行する時点を過ぎて再びサーボモータ129が回転駆動を開始する前にサーボモータ160の作動を停止して対抗するトルクをなくす。これらの動作は電子部品装着装置のNC制御装置で制御される。
【0025】
【発明の効果】本発明の電子部品装着装置によれば、以上に説明したトルク制御機構の働きで、歯車135と歯車107の外歯108の噛み合いで生じるバックラッシの影響に対して、装着ヘッド2の間歇回動における停止位置のバラツキを小さくして装着ヘッド2の停止位置の精度を向上させる。トルク制御機構のサーボモータ160を回転駆動して対抗するトルクを作用させると、図4に示す如く、歯車107の外歯108には歯車154から歯車107の内歯109を介して矢印F方向の対抗するトルクが伝わる、一方、サーボモータ129の回転駆動あるいは停止を維持するトルクは歯車135に矢印D方向のトルクとして作用する。従って、インデックステーブル1と一体になって回転する歯車107とサーボモータ129の回転駆動を伝える歯車135との噛み合いは一定の歯面Pで接触して停止状態を維持する。その結果、バックラッシは一定の側に片寄ることになりバックラッシの影響を除去して装着ヘッド2の間歇回動における停止位置のバラツキを小さくする。装着ヘッド2の停止精度の向上は、供給装置に対する停止精度を上げ該装着ヘッド2による部品供給部7の所定の供給装置からの電子部品のピックアップを確実にする。さらに、該装着ヘッド2の装着作業位置Mにおけるプリント基板への電子部品の装着位置精度を向上させる。また、バックラッシがフィードバックループ内になってもループゲインを下げなくてフィードバックループの安定性を確保することが可能になり、結果として電子部品装着装置のタクトタイムを短くすることが可能になる。バックラッシがフィードバックループの外であっても同様のフィードバックループの安定性を確保する効果がある。
【0026】




 

 


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