專利名稱：表面安裝裝置及頭部驅(qū)動(dòng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面安裝裝置及頭部驅(qū)動(dòng)控制方法，特別是涉及具備頭部的表面安裝裝置及頭部驅(qū)動(dòng)控制方法。
背景技術(shù)：
以往已知有具備頭部的表面安裝裝置(例如參照日本專利公開公報(bào)特許第4708449號(hào)(以下稱作專利文獻(xiàn)I))。上述專利文獻(xiàn)I所公開的表面安裝裝置包括:元件安裝用頭部；驅(qū)動(dòng)頭部升降的Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(馬達(dá))；通過控制Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)而控制頭部的驅(qū)動(dòng)的控制器(控制部)。該表面安裝裝置中，通過對(duì)Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)施加一定的驅(qū)動(dòng)電流而進(jìn)行對(duì)元件給予適當(dāng)?shù)呢?fù)荷的控制亦即頭部的負(fù)荷控制。然而，上述專利文獻(xiàn)I所記載的表面安裝裝置中，在通過施加一定的驅(qū)動(dòng)電流而進(jìn)行頭部的負(fù)荷控制的情況下，由于Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的齒槽效應(yīng)(cogging)、齒輪偏心等的影響，存在難以高精度地進(jìn)行頭部的負(fù)荷控制的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述問題而作，其目的在于提供一種能夠高精度地進(jìn)行頭部的負(fù)荷控制的表面安裝裝置及頭部驅(qū)動(dòng)控制方法。本發(fā)明所涉及的表面安裝裝置包括:元件安裝用頭部；馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)所述頭部升降；控制部，控制供應(yīng)給所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電流，以便控制所述頭部給予元件的負(fù)荷；其中，所述控制部根據(jù)所述頭部的升降位置可變地控制(variable control)用于將所述頭部給予元件的負(fù)荷予以控制的所述驅(qū)動(dòng)電流的上限值，從而進(jìn)行所述頭部的負(fù)荷控制。本發(fā)明的表面安裝裝置中，如上所述，由于控制部根據(jù)頭部的升降位置可變地控制用于將頭部給予元件的負(fù)荷予以控制的驅(qū)動(dòng)電流的上限值來(lái)進(jìn)行頭部的負(fù)荷控制，因而即使在因馬達(dá)的齒槽效應(yīng)、齒輪偏心等而產(chǎn)生的外部干擾隨著頭部的升降位置的變動(dòng)而變化的情況下，也能夠使馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力對(duì)應(yīng)于頭部的升降位置來(lái)變動(dòng)從而對(duì)應(yīng)于頭部的升降位置的變動(dòng)而抵消上述影響，因此，能夠高精度地進(jìn)行頭部的負(fù)荷控制。特別是在對(duì)頭部施加低負(fù)荷的控制中，由于馬達(dá)的齒槽效應(yīng)、齒輪偏心等對(duì)負(fù)荷的影響相對(duì)增大，因此能夠高精度地進(jìn)行頭部的負(fù)荷控制的本發(fā)明效果良好。本發(fā)明的表面安裝裝置中較為理想的是，所述控制部根據(jù)與所述頭部的升降位置對(duì)應(yīng)的所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的損失量，可變地控制所述驅(qū)動(dòng)電流的上限值，從而進(jìn)行所述頭部的負(fù)荷控制。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使在因由于頭部的升降位置而變動(dòng)的馬達(dá)的齒槽效應(yīng)等引起的驅(qū)動(dòng)力的損失量隨著頭部的升降位置的變動(dòng)而變化的情況下，由于能夠可變地控制驅(qū)動(dòng)電流的上限值以使對(duì)應(yīng)于頭部的升降位置的變動(dòng)而減去了該損失量的馬達(dá)的實(shí)際的驅(qū)動(dòng)力成為指定的大小，因此能夠更高精度地進(jìn)行頭部的負(fù)荷控制。在該情況下較為理想的是，所述控制部以使所述負(fù)荷與所述頭部的升降位置無(wú)關(guān)地為一定的方式，根據(jù)與所述頭部的升降位置對(duì)應(yīng)的所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的損失量，可變地控制所述驅(qū)動(dòng)電流的上限值，從而進(jìn)行頭部的負(fù)荷控制。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠與頭部的升降位置無(wú)關(guān)地將作用于元件的頭部的負(fù)荷控制為一定，因此，對(duì)高度不同的多種元件施加的負(fù)荷能夠維持在必要且充分的大小。在上述控制部根據(jù)與所述頭部的升降位置對(duì)應(yīng)的所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的損失量來(lái)可變地控制馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，所述控制部預(yù)先運(yùn)算與所述頭部的升降位置對(duì)應(yīng)的所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的損失量，基于所述損失量的運(yùn)算結(jié)果，設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)電流的上限值。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于還能夠基于預(yù)先獲得的運(yùn)算結(jié)果而修正反饋量，因此能夠更高精度地進(jìn)行頭部的負(fù)荷控制。在該情況下較為理想的是還包括:存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)所述運(yùn)算結(jié)果；其中，所述控制部基于存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)部的所述運(yùn)算結(jié)果，設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)電流的上限值。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠基于存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部的運(yùn)算結(jié)果高精度地進(jìn)行頭部的負(fù)荷控制，而無(wú)需在頭部的每次升降進(jìn)行測(cè)定。在包括所述存儲(chǔ)部的結(jié)構(gòu)中較為理想的是，所述控制部運(yùn)算所述表面安裝裝置運(yùn)轉(zhuǎn)中與所述頭部的升降位置對(duì)應(yīng)的所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的損失量，在所述表面安裝裝置運(yùn)轉(zhuǎn)中的所述運(yùn)算結(jié)果與存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)部的所述運(yùn)算結(jié)果之差大于指定的量的情況下，進(jìn)行更新所述運(yùn)算結(jié)果的控制和將所述運(yùn)算結(jié)果通知用戶的控制中的至少一種控制。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使表面安裝裝置運(yùn)轉(zhuǎn)中因溫度變化等而在同一位置的損失量發(fā)生變化時(shí)，也能夠?qū)?yīng)于損失量的變化來(lái)高精度地進(jìn)行頭部的負(fù)荷控制。在上述控制部預(yù)先運(yùn)算與頭部的升降位置對(duì)應(yīng)的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的損失量的結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，所述控制部在使所述頭部以一定的速度移動(dòng)的情況下運(yùn)算與所述頭部的升降位置對(duì)應(yīng)的所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的損失量。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于頭部以一定的速度移動(dòng)，因此可以不考慮因頭部的加速度產(chǎn)生的力。由此，能夠容易地測(cè)定與頭部的升降位置對(duì)應(yīng)的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的損失量。此外，由于僅使頭部以一定的速度移動(dòng)就能夠運(yùn)算損失量，因此無(wú)需使用專用測(cè)定工具。此外，在表面安裝裝置運(yùn)轉(zhuǎn)中能夠容易地進(jìn)行損失量的測(cè)定。在上述控制部預(yù)先運(yùn)算與頭部的升降位置對(duì)應(yīng)的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的損失量的結(jié)構(gòu)中，較為理想的是，所述控制部通過多次運(yùn)算與所述頭部的升降位置對(duì)應(yīng)的所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的損失量來(lái)取得平均值，并且基于所述損失量的平均值，設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)電流的上限值。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過獲得進(jìn)行了多次損失量測(cè)定后的平均值，能夠更準(zhǔn)確地算出損失量，因此能夠更高精度地進(jìn)行頭部的負(fù)荷控制。本發(fā)明所涉及的頭部驅(qū)動(dòng)控制方法包括以下步驟:根據(jù)頭部的升降位置可變地控制供應(yīng)給馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電流的上限值，從而進(jìn)行所述頭部的負(fù)荷控制。本發(fā)明的頭部驅(qū)動(dòng)控制方法中，如上所述，由于根據(jù)頭部的升降位置可變地控制用于控制頭部的負(fù)荷的驅(qū)動(dòng)電流的上限值來(lái)進(jìn)行頭部的負(fù)荷控制，因而即使在隨著頭部的升降位置的變動(dòng)而產(chǎn)生馬達(dá)的齒槽效應(yīng)、齒輪偏心等情況下，也能夠使馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力對(duì)應(yīng)于頭部的升降位置來(lái)變動(dòng)從而抵消這些影響，因此，能夠高精度地進(jìn)行頭部的負(fù)荷控制。特別是在對(duì)頭部施加低負(fù)荷的控制中，由于馬達(dá)的齒槽效應(yīng)、齒輪偏心等對(duì)負(fù)荷的影響相對(duì)增大，因此能夠高精度地進(jìn)行頭部的負(fù)荷控制的本發(fā)明效果良好。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠高精度地進(jìn)行頭部的負(fù)荷控制。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的表面安裝裝置的概略的俯視圖。圖2是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的表面安裝裝置的概略的側(cè)視圖。圖3是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的表面安裝裝置的控制上的結(jié)構(gòu)的框圖。圖4是用于說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的表面安裝裝置的頭部的驅(qū)動(dòng)控制的框線圖。圖5是用于說明作用于本發(fā)明的第一實(shí)施方式的表面安裝裝置的頭部的力的圖。圖6是用于說明用于進(jìn)行本發(fā)明的第一實(shí)施方式的表面安裝裝置的頭部的負(fù)荷控制的控制電流的圖。圖7是用于說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的表面安裝裝置的頭部的負(fù)荷控制的力的圖。圖8是用于說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的表面安裝裝置的控制器對(duì)頭部的驅(qū)動(dòng)控制的處理的流程圖。圖9是用于說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的表面安裝裝置的頭部的驅(qū)動(dòng)的時(shí)序圖。圖10是用于說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的表面安裝裝置的控制器對(duì)損失電流的測(cè)定處理的流程圖。圖11是表示用于進(jìn)行本發(fā)明的第一實(shí)施方式的表面安裝裝置的頭部的低負(fù)荷控制的控制電流的圖。圖12是用于說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的表面安裝裝置的控制器對(duì)頭部的驅(qū)動(dòng)控制的處理的流程圖。圖13是用于說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的表面安裝裝置的頭部的驅(qū)動(dòng)的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式下面，基于

本發(fā)明的實(shí)施方式。(第一實(shí)施方式)首先，參照?qǐng)D1至圖5，對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的表面安裝裝置100的構(gòu)造進(jìn)行說明。如圖1和圖2所示，表面安裝裝置100是利用一對(duì)搬送帶2將印刷電路板3從X2方向側(cè)向Xl方向側(cè)搬送，在指定的作業(yè)位置，將元件4a安裝到印刷電路板3上的裝置。此外，如圖1所示，表面安裝裝置100包括基座1、一對(duì)搬送帶2、頭部組件5、支撐部6、軌道部7、攝像組件8和控制器9 (參照?qǐng)D3)。此外，在搬送帶2的兩側(cè)(Yl方向側(cè)、Y2方向側(cè))，設(shè)置有用于供應(yīng)元件4a的多個(gè)帶式送料器4。頭部組件5具有從帶式送料器4獲取元件4a并且將元件4a安裝到搬送帶2上的印刷電路板3上的功能。另外，控制器9是本發(fā)明的“控制部”的一例。一對(duì)搬送帶2具有沿水平方向(X方向)搬送印刷電路板3的功能。此外，搬送帶2在使搬送中的印刷電路板3在安裝作業(yè)位置停止的狀態(tài)下保持該印刷電路板3。帶式送料器4保持著卷盤(未圖示)，該卷盤上卷繞有將多個(gè)元件4a以指定的間隔保持的料帶。帶式送料器4通過使卷盤旋轉(zhuǎn)而送出保持元件4a的料帶，從而從帶式送料器4的遠(yuǎn)端供應(yīng)元件4a。在此，元件4a例如是1C、晶體管、電容器及電阻等小型的電子元件。如圖1所示，頭部組件5包括滾珠螺母51、6個(gè)頭部52、Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53 (參照?qǐng)D3)。此外，如圖5所示，頭部組件5包括滾珠螺桿軸54、滾珠螺母55、彈簧56。此外，頭部組件5沿支撐部6在X方向上能夠移動(dòng)。具體而言，支撐部6具有滾珠螺桿軸61、使?jié)L珠螺桿軸61旋轉(zhuǎn)的X軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)62、沿X方向延伸的導(dǎo)軌(未圖示)。由此，頭部組件5與螺合滾珠螺桿軸61的滾珠螺母51 —起沿X方向移動(dòng)。另外，Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53是本發(fā)明的“馬達(dá)”的一例。如圖2所示，6個(gè)頭部52在頭部組件5的下表面?zhèn)?Zl方向側(cè))沿著X方向呈列狀設(shè)置。在各頭部52的遠(yuǎn)端(Zl方向側(cè)的端)，分別安裝有吸嘴52a。各吸嘴52a通過利用負(fù)壓發(fā)生機(jī)(未圖示)產(chǎn)生于吸嘴52a的遠(yuǎn)端部的負(fù)壓，能夠吸附并保持從帶式送料器4供應(yīng)的元件4a。此外，各頭部52能夠相對(duì)于頭部組件5升降(Z軸方向的移動(dòng))。具體而言，頭部52能夠在吸附或裝載(安裝)元件4a時(shí)的下降位置與搬送、拍攝元件4a時(shí)的上升位置之間升降。此外，如圖5所示，頭部52通過Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53驅(qū)動(dòng)，從而與螺合于滾珠螺桿軸54的滾珠螺母55 —起沿Z方向移動(dòng)。此外，頭部52被彈簧56向上側(cè)(Z2方向側(cè))提拉。由此，頭部52在表面安裝裝置100停止了的情況下等，被彈簧56向上側(cè)(Z2方向側(cè))拉引。此夕卜，頭部52利用設(shè)于每個(gè)頭部52的Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53單獨(dú)地升降驅(qū)動(dòng)。此外，頭部52利用R軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(未圖示)，能夠繞吸嘴52a的中心軸線旋轉(zhuǎn)。 支撐部6沿著固定于基座I上的一對(duì)軌道部7沿與X方向正交的Y方向能夠移動(dòng)。具體而言，如圖1所示，軌道部7 包括以使支撐部6沿Y方向能夠移動(dòng)的方式支撐該支撐部6的兩端部(X方向)的導(dǎo)軌71、沿Y方向延伸的滾珠螺桿軸72、和使?jié)L珠螺桿軸72旋轉(zhuǎn)的Y軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)73。此外，在支撐部6上，設(shè)有螺合滾珠螺桿軸72的滾珠螺母63。由此，頭部組件5在基座I上沿Y方向移動(dòng)。因此，頭部組件5能夠在基座I上沿X-Y面移動(dòng)到任意的位置。攝像組件8固定地設(shè)置于基座I的上表面上。此外，攝像組件8為了在安裝元件4a之前識(shí)別元件4a的吸附，從吸附于各頭部52的吸嘴52a的元件4a的下側(cè)拍攝該元件
4a0控制器9以計(jì)算機(jī)為構(gòu)成要素，搭載于表面安裝裝置100。此外，控制器9按照預(yù)先存儲(chǔ)的程序驅(qū)動(dòng)控制X軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)62、γ軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)73和Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53，在印刷電路板3上進(jìn)行元件4a的安裝作業(yè)。具體而言，控制器9使頭部組件5移動(dòng)到帶式送料器4的上方，利用各頭部52的吸嘴52a吸附元件4a。換言之，在頭部52 (吸嘴52a)被設(shè)置到帶式送料器4的上方后，頭部52被升降驅(qū)動(dòng)，并且在指定時(shí)刻對(duì)吸嘴52a的遠(yuǎn)端供應(yīng)負(fù)壓，從而元件4a在吸附于吸嘴52a遠(yuǎn)端的狀態(tài)下被取出。然后，控制器9使頭部組件5向印刷電路板3上移動(dòng)。在該移動(dòng)途中，使頭部組件5經(jīng)由元件識(shí)別用攝像組件8的上方，利用攝像組件8分別拍攝吸附于各頭部52的吸嘴52a的元件4a?；谒臄z的圖像，對(duì)吸附于各頭部52 (吸嘴52a)的元件4的安裝位置進(jìn)行修正。然后，在頭部組件5到達(dá)印刷電路板3上時(shí)，通過各頭部52被升降驅(qū)動(dòng)并且在指定時(shí)刻停止對(duì)吸嘴52a供應(yīng)負(fù)壓，將所吸附的元件4a向印刷電路板3上安裝。這里，在第一實(shí)施方式中，控制器9根據(jù)頭部52的升降位置(Z方向位置)可變地控制驅(qū)動(dòng)電流I的上限值(后述的第二電流極限值LT2),從而進(jìn)行頭部52的負(fù)荷控制，該驅(qū)動(dòng)電流I用于控制吸嘴52a作用于電子元件的負(fù)荷。這里，在本實(shí)施方式中，負(fù)荷控制是指在頭部52從帶式送料器4提起元件4a的情況下、或?qū)⒃?a對(duì)印刷電路板3安裝時(shí)，為了對(duì)元件4a施加適當(dāng)?shù)呢?fù)荷而進(jìn)行的控制。關(guān)于該負(fù)荷控制，下面就作為控制系統(tǒng)的控制器的參數(shù)(或各信號(hào))進(jìn)行說明。所謂驅(qū)動(dòng)電流I，是指由控 制器9控制，而對(duì)Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)流過Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53的電流。所謂損失電流Iy是指與對(duì)應(yīng)于頭部52的升降位置的Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53的驅(qū)動(dòng)力的損失量對(duì)應(yīng)的電流。本實(shí)施方式所涉及的存儲(chǔ)部92中，與每個(gè)頭部52的升降位置對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)有損失電流L的值(以下，將所存儲(chǔ)的損失電流L稱為保存值)。所謂負(fù)荷電流Iu，是指驅(qū)動(dòng)電流I中的、實(shí)質(zhì)上有助于頭部52作用于元件4a的負(fù)荷的電流，該電流以下式(I)表示。ILd = I — Ils(I)電流指令值Iin，是指作為控制系統(tǒng)的控制器9發(fā)出輸出驅(qū)動(dòng)電流I的指令時(shí)的目標(biāo)值。所謂第一電流極限值LT1，是用于防止過電流的供應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流I的上限值，且是為了按照被程序化了的通常的升降動(dòng)作驅(qū)動(dòng)頭部52而所需的電流值，被設(shè)定為比加速驅(qū)動(dòng)時(shí)的電流值稍高的值。該第一極限值是在加速方向以及減速方向上通用的電流值。所謂第二電流極限值LT2，是指在頭部52下降時(shí)，為了判定頭部52是否到達(dá)下降目標(biāo)位置，用于與驅(qū)動(dòng)電流I比較的上限值(或閾值)。如詳細(xì)地后述那樣，作為控制系統(tǒng)的控制器9基于損失電流L的值，可變地控制第二電流極限值LT2,從而進(jìn)行頭部52的負(fù)荷控制。該負(fù)荷控制在該負(fù)荷控制的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中，使用第二電流極限值1^2來(lái)進(jìn)行。S卩，在負(fù)荷控制時(shí)，第二電流極限值LT2供應(yīng)給Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53。第二電流極限值LT2是本發(fā)明的“驅(qū)動(dòng)電流的上限值”的一例。另外，在以下的說明中，在將第一、第二電流極限值LI\、LT2S稱時(shí)，表述為“極限值LT”。如圖3所示，控制器9包括CPU (中央處理裝置)91、存儲(chǔ)部92、電流放大部93、驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)部94、速度讀取部95和位置讀取部96。此外，CPU91邏輯地包括馬達(dá)控制運(yùn)算部91a、電流控制部91b、速度控制部91d、以及位置控制部91e。馬達(dá)控制運(yùn)算部91a為了按照指定的安裝程序驅(qū)動(dòng)頭部52而控制Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53。具體而言，馬達(dá)控制運(yùn)算部91a基于存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部92的元件數(shù)據(jù)(例如厚度)等各種數(shù)據(jù)，進(jìn)行就元件4a的吸附以及安裝時(shí)的頭部52的下降目標(biāo)位置的運(yùn)算、設(shè)定等的處理，并且進(jìn)行各種判定處理，根據(jù)其結(jié)果，對(duì)應(yīng)于所需的損失電流Iw負(fù)荷電流Ιω、電流極限值LT將用于位置控制以及速度控制的控制信號(hào)輸出給電流控制部91b。此外，馬達(dá)控制運(yùn)算部91a包括圖外的計(jì)數(shù)器，在頭部52下降時(shí)，在經(jīng)過了頭部52的移動(dòng)預(yù)定的所需時(shí)間(理論P(yáng)TP時(shí)間)后，基于來(lái)自驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)部94的信號(hào)，通過比較驅(qū)動(dòng)電流I的值與第二電流極限值LT2,從而判定頭部52是否到達(dá)下降目標(biāo)位置，基于其判定結(jié)果，使Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53停止。
此外，馬達(dá)控制運(yùn)算部91a運(yùn)算與Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53的驅(qū)動(dòng)力的損失量對(duì)應(yīng)的損失電流U，并將其存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部92，該Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53的驅(qū)動(dòng)力的損失量與頭部52的升降位置對(duì)應(yīng)。電流控制部91b基于來(lái)自馬達(dá)控制運(yùn)算部91a的與速度、位置相關(guān)的控制信號(hào)，決定電流指令值Iin。電流控制部91b決定并輸出了的電流指令值Iin被輸入電流放大部93。然后，電流放大部93基于預(yù)先設(shè)定的電流增益，通過驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)部94向Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53供應(yīng)與自電流控制部91b輸出的信號(hào)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流I (參照?qǐng)D4)。電流指令值Iin基于存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部92的Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53的損失電流I&的值而被設(shè)定，以適合向Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53供應(yīng)的電流的上限值(電流極限值LT)。具體而言，電流控制部91b在與自電流控制部91b輸出的信號(hào)對(duì)應(yīng)的電流值超過電流極限值LT的情況下，取代自電流控制部91b輸出的信號(hào)，向電流放大部93輸出與電流極限值LT對(duì)應(yīng)的電流指令值Iin。由此，自電流放大部93向Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53供應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流被限制。即，防止比預(yù)定的上限值大的驅(qū)動(dòng)電流I向Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53供應(yīng)。作為電流極限值LT，包括作為基準(zhǔn)極限值的第一電流極限值LT1和比該第一電流極限值LT1低值的第二電流極限值LT2這兩個(gè)上限值。電流控制部91b在頭部的動(dòng)作中，在指定的時(shí)刻切換上述兩個(gè)電流極限值LT。由此，能夠防止過度地向Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53供應(yīng)電流，防止頭部52的負(fù)荷變得過大，另一方面，如詳細(xì)地后述那樣，在負(fù)荷控制時(shí)，即使在隨著頭部的升降位置的變動(dòng)而產(chǎn)生馬達(dá)的齒槽效應(yīng)、齒輪偏心的情況下，也能夠使馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力對(duì)應(yīng)于頭部的升降位置來(lái)變動(dòng)以抵消上述的影響，能夠高精度地進(jìn)行頭部52的負(fù)荷控制。第一電流極限值LT1是為了按照被程序化了的通常的升降動(dòng)作驅(qū)動(dòng)頭部52而所需的電流值。第二電流極限值LT2是在指定的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中基于負(fù)荷電流Iu的上限值的閾值。這里，負(fù)荷電流Ιω的上限值是比定速驅(qū)動(dòng)Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53時(shí)的電流值稍高的值，例如被設(shè)定為在吸嘴遠(yuǎn)端抵接元件等而頭部52的變位被限制的狀態(tài)下，對(duì)頭部52不會(huì)作用過剩的轉(zhuǎn)矩的程度的值。并且，第二電流極限值LT2被設(shè)定為，在執(zhí)行負(fù)荷控制時(shí)通過充分地補(bǔ)充與損失量對(duì)應(yīng)的損失電流L從而與頭部52的負(fù)荷控制所需的電流值相對(duì)應(yīng)。在第二電流極限值LT2被設(shè)定為單純地與負(fù)荷電流Iu的上限值對(duì)應(yīng)的常數(shù)的情況下，在執(zhí)行如圖4那樣的電流反饋控制時(shí)，即使對(duì)應(yīng)于基于旋轉(zhuǎn)編碼器53a獲得的速度信息或位置信息而供應(yīng)充分的(應(yīng)該的)驅(qū)動(dòng)電流I來(lái)進(jìn)行控制，實(shí)際上也無(wú)法充分地補(bǔ)充與損失量對(duì)應(yīng)的損失電流U，有可能造成頭部52到達(dá)目標(biāo)位置為止的時(shí)間變長(zhǎng)，處理能力下降。相對(duì)于此，通過將第二電流極限值LT2設(shè)定為考慮了損失量的變量，由于能夠供給充分地考慮了因下降位置而變動(dòng)的損失電流L的驅(qū)動(dòng)電流，因此能夠進(jìn)行響應(yīng)性高的高精度控制。關(guān)于該第二電流極限值LT2，在后面與負(fù)荷控制的說明一起進(jìn)一步詳細(xì)敘述。速度讀取部95以及位置讀取部96基于從設(shè)于Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53的旋轉(zhuǎn)編碼器53a輸出的電壓或脈沖，分別檢測(cè)并輸出與現(xiàn)在的驅(qū)動(dòng)速度對(duì)應(yīng)的速度信號(hào)以及與驅(qū)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。速度控制部91d輸出速度讀取部95所輸出的速度信號(hào)與基于電流指令值Iin的目標(biāo)值的偏差，輸入馬達(dá)控制運(yùn)算部91a。此外，位置控制部91e輸出位置讀取部96所檢測(cè)的位置信號(hào)與基于電流指令值Iin的目標(biāo)值的偏差，輸入馬達(dá)控制運(yùn)算部91a。馬達(dá)控制運(yùn)算部91a通過向電流控制部91b輸出控制信號(hào)，對(duì)Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53進(jìn)行反饋控制，以消除分別從速度控制部91d以及位置控制部91e輸出的偏差。驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)部94通過檢測(cè)Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53的驅(qū)動(dòng)電流I的值，向馬達(dá)控制運(yùn)算部91a輸出與該電流值對(duì)應(yīng)的信號(hào)。如圖3、圖4和圖9所示，控制器9的電流控制部91b為了在使頭部52升降的各運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)間驅(qū)動(dòng)頭部52 (吸嘴52a)，對(duì)根據(jù)與應(yīng)作用于元件的負(fù)荷對(duì)應(yīng)的由電流控制部91b決定的負(fù)荷電流Iu的電流指令值Iin與電流極限值LT進(jìn)行比較，以輸出較小者的值的驅(qū)動(dòng)電流I的方式輸出電流指令值Iin。另外，在電流指令值Iin與電流極限值LT相等的情況下，電流控制部91b以輸出該相等的值的驅(qū)動(dòng)電流I的方式輸出電流指令值Iin。這里，作為頭部52升降的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)間，基于從其開始位置到到達(dá)位置的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(PTP)，來(lái)決定從預(yù)先設(shè)定的上端位置起下降的下降PTP區(qū)間和從下降PTP區(qū)間的下端位置起上升的上升PTP區(qū)間。在本實(shí)施方式中，在各區(qū)間中，電流控制部91b被設(shè)定為使用不同的電流極限值LT。首先，在下降PTP區(qū)間，從開始位置(從圖9的TO開始的位置)到指定區(qū)間，執(zhí)行加速驅(qū)動(dòng)，之后，被切換為定速驅(qū)動(dòng)后，從到達(dá)位置(圖9的Th時(shí)邏輯上認(rèn)為到達(dá)的位置)的緊前的位置起執(zhí)行負(fù)荷控制。然后，負(fù)荷控制后，在上升PTP區(qū)間，從到達(dá)位置朝向開始位置上升。電流控制部91b在下降PTP區(qū)間，在執(zhí)行加速驅(qū)動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域(從TO到Tl)使用第一電流極限值LT1，從定速驅(qū)動(dòng)開始到結(jié)束為止(從超過Tl的時(shí)刻起到Th為止)使用第二電流極限值LT2。然后，在上升PTP區(qū)間，僅使用第一電流極限值LT1輸出電流指令值Iin。接著，參照?qǐng)D4至圖7，說明表面安裝裝置100的控制器9進(jìn)行的頭部52的負(fù)荷控制。另外，負(fù)荷控制在頭部52自帶式送料器4吸附元件4a時(shí)以及向印刷電路板3裝載(安裝)元件4a時(shí)進(jìn)行。電流控制部91b運(yùn)算基于與應(yīng)作用于元件的負(fù)荷對(duì)應(yīng)的負(fù)荷電流Ιω (負(fù)荷電流ILd > O)的第二電流極限值LT2。該第二電流極限值LT2通過下式(2)算出。第二電流極限值LT2 =負(fù)荷電流Ιω的上限值+損失電流Iu(2)由此，第二電流極限值％成為反映因頭部52的升降位置而不同的損失電流L的特性的值。電流控制部91b比較第二電流極限值1^2與基于馬達(dá)控制運(yùn)算部91a輸出的參數(shù)的目標(biāo)值，以根據(jù)較小一者的值輸出驅(qū)動(dòng)電流I的方式來(lái)輸出電流指令值Iin。另外，在電流指令值Iin與第二電流極限值LT2相等的情況下，電流控制部91b以輸出該相等的值的驅(qū)動(dòng)電流I來(lái)進(jìn)行控制。在頭部52 (吸嘴52a)的遠(yuǎn)端抵接元件4a而限制頭部52的變位的狀態(tài)下，因?yàn)轵?qū)動(dòng)電流I隨著元件抵接產(chǎn)生的阻力而增大，所以電流指令值Iin被控制為負(fù)荷電流Ιω加上損失電流Ik而成的值。另外，如圖6所示，損失電流Iu基于頭部52的升降位置(Ζ方向位置)而不同。這是因?yàn)楹笫龅腪軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53的驅(qū)動(dòng)力的損失量基于頭部52的升降位置而不同(參照?qǐng)D7)。另一方面，若頭部52的負(fù)荷為一定,貝U負(fù)荷電流Ιω(參照?qǐng)D6)為一定。由此，電流指令值Iin成為反映因 頭部52的升降位置而不同的損失電流L的特性的值。然后，控制器9基于驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)部94檢測(cè)到的驅(qū)動(dòng)電流I，執(zhí)行電流反饋控制以追隨所輸出的驅(qū)動(dòng)電流I，向Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53供應(yīng)驅(qū)動(dòng)電流I。由此，Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)53以與所供應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流I相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力(在滾珠螺桿驅(qū)動(dòng)的情況下參照下式(3))驅(qū)動(dòng)頭部52。
權(quán)利要求
1.一種表面安裝裝置，其特征在于包括: 元件安裝用頭部； 馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)所述頭部升降； 控制部，控制供應(yīng)給所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電流，以便控制所述頭部給予元件的負(fù)荷；其中， 所述控制部根據(jù)所述頭部的升降位置可變地控制用于將所述頭部給予元件的負(fù)荷予以控制的所述驅(qū)動(dòng)電流的上限值，從而進(jìn)行所述頭部的負(fù)荷控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面安裝裝置，其特征在于: 所述控制部根據(jù)與所述頭部的升降位置對(duì)應(yīng)的所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的損失量，可變地控制所述驅(qū)動(dòng)電流的上限值，從而進(jìn)行所述頭部的負(fù)荷控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面安裝裝置，其特征在于: 所述控制部以使所述負(fù)荷與所述頭部的升降位置無(wú)關(guān)地為一定的方式，根據(jù)與所述頭部的升降位置對(duì)應(yīng)的所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的損失量，可變地控制所述驅(qū)動(dòng)電流的上限值，從而進(jìn)行所述頭部的負(fù)荷控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面安裝裝置，其特征在于: 所述控制部預(yù)先運(yùn)算與所述頭部的升降位置對(duì)應(yīng)的所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的損失量，基于所述損失量的運(yùn)算結(jié)果，設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)電流的上限值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面安裝裝置，其特征在于還包括: 存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)所述運(yùn)算結(jié)果；其中， 所述控制部基于存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)部的所述運(yùn)算結(jié)果，設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)電流的上限值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的表面安裝裝置，其特征在于: 所述控制部運(yùn)算所述表面安裝裝置運(yùn)轉(zhuǎn)中與所述頭部的升降位置對(duì)應(yīng)的所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的損失量，在所述表面安裝裝置運(yùn)轉(zhuǎn)中的所述運(yùn)算結(jié)果與存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)部的所述運(yùn)算結(jié)果之差大于指定的量的情況下，進(jìn)行更新所述運(yùn)算結(jié)果的控制和將所述運(yùn)算結(jié)果通知用戶的控制中的至少一種控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面安裝裝置，其特征在于: 所述控制部在使所述頭部以一定的速度移動(dòng)的情況下運(yùn)算與所述頭部的升降位置對(duì)應(yīng)的所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的損失量。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面安裝裝置，其特征在于: 所述控制部通過多次運(yùn)算與所述頭部的升降位置對(duì)應(yīng)的所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的損失量來(lái)取得平均值，并且基于所述損失量的平均值，設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)電流的上限值。
9.一種頭部驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于包括以下步驟: 根據(jù)頭部的升降位置可變地控制供應(yīng)給馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電流的上限值，從而進(jìn)行所述頭部的負(fù)荷控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及表面安裝裝置以及頭部驅(qū)動(dòng)控制方法，所述表面安裝裝置(100)包括元件安裝用頭部(52)、驅(qū)動(dòng)該頭部(52)升降的Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(53)、以及通過控制供應(yīng)給Z軸驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(53)的驅(qū)動(dòng)電流(I)來(lái)控制該頭部(52)給予元件(4a)的負(fù)荷的控制器(9)。控制器(9)以基于對(duì)應(yīng)于頭部(52)的升降位置而變化的損失量(損失電流(ILs))修正負(fù)荷控制時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流(I)的上限值的方式來(lái)可變地控制該驅(qū)動(dòng)電流(I)的上限值，從而進(jìn)行所述頭部(52)的負(fù)荷控制。由此，能夠與所述頭部(52)的升降位置無(wú)關(guān)地高精度地進(jìn)行負(fù)荷控制。
文檔編號(hào)H05K13/04GK103140129SQ201210240548
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者中村亮介, 荒井智康 申請(qǐng)人:雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)株式會(huì)社