特開 2024-16364 基板作業装置および基板作業方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024016364

(43)【公開日】2024-02-07

(54)【発明の名称】基板作業装置および基板作業方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20240131BHJP

   H05K 13/08 20060101ALI20240131BHJP

【ＦＩ】

H05K13/04 Z

H05K13/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022118423

(22)【出願日】2022-07-26

(71)【出願人】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105935

【弁理士】

【氏名又は名称】振角 正一

(74)【代理人】

【識別番号】100136836

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 一正

(72)【発明者】

【氏名】東野 昌記

【テーマコード（参考）】

5E353

【Ｆターム（参考）】

5E353CC17

5E353CC23

5E353EE89

5E353LL04

5E353LL06

5E353MM04

5E353MM08

5E353QQ01

5E353QQ08

(57)【要約】

【課題】作業ユニットにより実行される所定作業の進捗の遅れの抑制と、作業ユニットを駆動する駆動機構の動作不良の発生の抑制との両立を可能とする。
【解決手段】ヘッドユニット１３を駆動する駆動機構１４の動作状態を示す駆動電流Ｉｄｘ、Ｉｄｙが検出される。駆動電流Ｉｄｘ、Ｉｄｙがトリガ閾値Ｉｈｔ以下の範囲から外れると、駆動電流Ｉｄｘ、Ｉｄｙがトリガ閾値Ｉｈｔ以下の範囲に収まるまで駆動機構１４がヘッドユニット１３を駆動する速度を低下させる減速制御を実行しつつ、駆動機構１４によるヘッドユニット１３の駆動が継続さされる（ステップＳ１０５～Ｓ１０７）。したがって、駆動機構１４の動作状態を示す駆動電流Ｉｄｘ、Ｉｄｙをトリガ閾値Ｉｈｔ以下の範囲に収めた状態で、駆動機構１４によるヘッドユニット１３の駆動を継続することができる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を搬入する基板搬入部と、
前記基板搬入部によって搬入された前記基板に所定作業を実行する作業ユニットと、
前記作業ユニットに前記所定作業を実行させるために前記作業ユニットを駆動する駆動機構と、
前記駆動機構の動作状態を示す状態指標値を検出する状態検知部と、
前記状態検知部から出力される前記状態指標値に応じて前記駆動機構が前記作業ユニットを駆動する速度を制御する駆動制御部と
を備え、
前記駆動制御部は、前記状態指標値が正常範囲から外れると、前記状態指標値が前記正常範囲に収まるまで前記駆動機構が前記作業ユニットを駆動する速度を低下させる減速制御を実行して、前記駆動機構による前記作業ユニットの駆動を継続させる基板作業装置。

【請求項2】

前記基板に所定作業を実行することで作業済み基板を生産する生産計画を確認する計画確認部と、
前記減速制御を実行後の速度である第１速度で前記駆動機構による前記作業ユニットの駆動を継続した場合に前記生産計画が完了するタイミングである第１予測タイミングを予測する第１予測部と、
前記第１予測部により予測された前記第１予測タイミングが、前記生産計画を完了すべきタイミングである完了目標タイミングの後か否かを判定する第１タイミング判定部と、
前記第１予測タイミングが前記完了目標タイミングの後であると判定されると、前記第１速度より速い第２速度で前記駆動機構による前記作業ユニットの駆動を実行した場合に前記生産計画が完了するタイミングである第２予測タイミングを予測する第２予測部と、
前記第２予測部により予測された前記第２予測タイミングが、前記完了目標タイミングの以前か否かを判定する第２タイミング判定部と
をさらに備え、
前記第２予測タイミングが前記完了目標タイミングの以前であると判定されると、前記駆動制御部は、前記駆動機構が前記作業ユニットを駆動する速度を前記第１速度から前記第２速度に増加させることで、前記状態指標値が前記正常範囲から外れた状態で、前記駆動機構による前記作業ユニットの駆動を実行させる請求項１に記載の基板作業装置。

【請求項3】

前記基板に所定作業を実行することで作業済み基板を生産する生産計画を確認する計画確認部と、
前記減速制御を実行後の速度である第１速度で前記駆動機構による前記作業ユニットの駆動を継続した場合に前記生産計画が完了するタイミングである第１予測タイミングを予測する第１予測部と、
前記第１予測部により予測された前記第１予測タイミングが、前記生産計画を完了すべきタイミングである完了目標タイミングの後か否かを判定する第１タイミング判定部と、
前記第１予測タイミングが前記完了目標タイミングの後であると判定されると、前記第１速度より速い第２速度で前記駆動機構による前記作業ユニットの駆動を実行した場合に前記生産計画が完了するタイミングである第２予測タイミングを予測する第２予測部と、
前記第２予測部により予測された前記第２予測タイミングが、前記完了目標タイミングの以前か否かを判定する第２タイミング判定部と、
前記第２予測タイミングが前記完了目標タイミングの以前であるとの判定結果が前記第２タイミング判定部により得られると、前記駆動機構が前記作業ユニットを駆動する速度を前記第１速度から前記第２速度に増加させるか否かをユーザに確認するユーザ操作部と
をさらに備え、
前記駆動機構が前記作業ユニットを駆動する速度を前記第１速度から前記第２速度に増加させるとの指令が前記ユーザ操作部に入力されると、前記駆動制御部は、前記駆動機構が前記作業ユニットを駆動する速度を前記第１速度から前記第２速度に増加させることで、前記状態指標値が前記正常範囲から外れた状態で、前記駆動機構による前記作業ユニットの駆動を実行させる請求項１に記載の基板作業装置。

【請求項4】

前記減速制御がＮ回（Ｎは２以上の整数）発生すると、ユーザにメンテナンスの実行が必要であると報知するユーザ報知部をさらに備える請求項１に記載の基板作業装置。

【請求項5】

前記駆動制御部は、前記減速制御がＮ回（Ｎは２以上の整数）発生すると、前記駆動機構に前記作業ユニットを停止させる請求項１に記載の基板作業装置。

【請求項6】

前記状態指標値は、前記駆動制御部が備える前記作業ユニットを駆動するモータに印加される電流、前記駆動制御部の振動、前記駆動制御部の温度あるいは前記駆動制御部から生じる音を示す請求項１ないし５のいずれか一項に記載の基板作業装置。

【請求項7】

基板を搬入する工程と、
搬入された前記基板に所定作業を実行する作業ユニットに前記所定作業を実行させるために前記作業ユニットを駆動機構により駆動する工程と、
前記駆動機構の動作状態を示す状態指標値を検出する工程と、
前記状態指標値に応じて前記駆動機構が前記作業ユニットを駆動する速度を制御する工程と
を備え、
前記状態指標値が正常範囲から外れると、前記状態指標値が前記正常範囲に収まるまで前記駆動機構が前記作業ユニットを駆動する速度を低下させる減速制御を実行して、前記駆動機構による前記作業ユニットの駆動を継続させる基板作業方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、基板への部品の実装、基板への半田の印刷あるいは基板の検査といった基板に対する所定作業を作業ユニットに実行させるために当該作業ユニットを駆動する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

基板に部品を実装する部品実装機では、フィーダにより供給された部品を基板に実装するヘッドユニットと、ヘッドユニットを駆動するＸＹ駆動機構とが具備される。基板に半田を印刷する半田印刷機では、上面に半田が供給されたマスクの上面をＸ方向に摺動することでマスクの下面の基板に半田を印刷するスキージと、スキージを駆動するＸ駆動機構とが具備される。また、基板を検査する基板検査機では、基板を撮像するカメラと、当該カメラを駆動するＸＹ駆動機構とが具備される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】ＷＯ２０１６／１０３３１０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、基板作業装置（部品実装機、半田印刷機あるいは基板検査機）で使用される駆動機構には衰えが生じうる。このような衰えが生じた状況で、駆動機構に作業ユニット（ヘッドユニット、スキージあるいはカメラ）を駆動させると、駆動機構の動作に不良が生じるおそれがある。これに対して、特許文献１では、劣化指標パラメータが閾値を超えると、駆動機構を停止させるといった制御が提案されている。そこで、駆動機構の衰えの発生に応じて駆動機構による作業ユニットの駆動を停止させることで、駆動機構の動作の改善を図ることができる。しかしながら、作業ユニットの停止は、当該作業ユニットにより実行される所定作業の進捗の遅れの原因となる。

【0005】

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、作業ユニットにより実行される所定作業の進捗の遅れの抑制と、作業ユニットを駆動する駆動機構の動作不良の発生の抑制との両立を可能とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る基板作業装置は、基板を搬入する基板搬入部と、基板搬入部によって搬入された基板に所定作業を実行する作業ユニットと、作業ユニットに所定作業を実行させるために作業ユニットを駆動する駆動機構と、駆動機構の動作状態を示す状態指標値を検出する状態検知部と、状態検知部から出力される状態指標値に応じて駆動機構が作業ユニットを駆動する速度を制御する駆動制御部とを備え、駆動制御部は、状態指標値が正常範囲から外れると、状態指標値が正常範囲に収まるまで駆動機構が作業ユニットを駆動する速度を低下させる減速制御を実行して、駆動機構による作業ユニットの駆動を継続させる。

【0007】

本発明に係る基板作業方法は、基板を搬入する工程と、搬入された基板に所定作業を実行する作業ユニットに所定作業を実行させるために作業ユニットを駆動機構により駆動する工程と、駆動機構の動作状態を示す状態指標値を検出する工程と、状態指標値に応じて駆動機構が作業ユニットを駆動する速度を制御する工程とを備え、状態指標値が正常範囲から外れると、状態指標値が正常範囲に収まるまで駆動機構が作業ユニットを駆動する速度を低下させる減速制御を実行して、駆動機構による作業ユニットの駆動を継続させる。

【0008】

このように構成された本発明（基板作業装置、基板作業方法）では、作業ユニットを駆動する駆動機構の動作状態を示す状態指標値が検出される。そして、状態指標値が正常範囲から外れると、状態指標値が正常範囲に収まるまで駆動機構が作業ユニットを駆動する速度を低下させる減速制御を実行しつつ、駆動機構による作業ユニットの駆動が継続さされる。したがって、駆動機構の動作状態を示す状態指標値を正常範囲に収めた状態で、駆動機構による作業ユニットの駆動を継続することができる。その結果、作業ユニットにより実行される所定作業の進捗の遅れの抑制と、作業ユニットを駆動する駆動機構の動作不良の発生の抑制とを両立させることが可能となっている。

【0009】

また、基板に所定作業を実行することで作業済み基板を生産する生産計画を確認する計画確認部と、減速制御を実行後の速度である第１速度で駆動機構による作業ユニットの駆動を継続した場合に生産計画が完了するタイミングである第１予測タイミングを予測する第１予測部と、第１予測部により予測された第１予測タイミングが、生産計画を完了すべきタイミングである完了目標タイミングの後か否かを判定する第１タイミング判定部と、第１予測タイミングが完了目標タイミングの後であると判定されると、第１速度より速い第２速度で駆動機構による作業ユニットの駆動を実行した場合に生産計画が完了するタイミングである第２予測タイミングを予測する第２予測部と、第２予測部により予測された第２予測タイミングが、完了目標タイミングの以前か否かを判定する第２タイミング判定部とをさらに備え、第２予測タイミングが完了目標タイミングの以前であると判定されると、駆動制御部は、駆動機構が作業ユニットを駆動する速度を第１速度から第２速度に増加させることで、状態指標値が正常範囲から外れた状態で、駆動機構による作業ユニットの駆動を実行させるように、基板作業装置を構成してもよい。

【0010】

かかる構成では、駆動機構の動作状態を示す状態指標値が正常範囲から外れると、上記の減速制御が実行される。これによって、駆動機構の動作の改善を図ることができる。さらに、この減速制御の実行後において、駆動機構が作業ユニットを駆動する速度を減速制御後の第１速度から第２速度に増加させることで、完了目標タイミングにおいて生産計画を完了できると判定された場合には、第１速度から第２速度への増加が実行される。こうして、減速制御の実行により駆動機構の動作の改善を図った上で、駆動機構が作業ユニットを駆動する速度を増加させて、完了目標タイミングまでに生産計画を完了させることが可能となっている。

【0011】

また、基板に所定作業を実行することで作業済み基板を生産する生産計画を確認する計画確認部と、減速制御を実行後の速度である第１速度で駆動機構による作業ユニットの駆動を継続した場合に生産計画が完了するタイミングである第１予測タイミングを予測する第１予測部と、第１予測部により予測された第１予測タイミングが、生産計画を完了すべきタイミングである完了目標タイミングの後か否かを判定する第１タイミング判定部と、第１予測タイミングが完了目標タイミングの後であると判定されると、第１速度より速い第２速度で駆動機構による作業ユニットの駆動を実行した場合に生産計画が完了するタイミングである第２予測タイミングを予測する第２予測部と、第２予測部により予測された第２予測タイミングが、完了目標タイミングの以前か否かを判定する第２タイミング判定部と、第２予測タイミングが完了目標タイミングの以前であるとの判定結果が第２タイミング判定部により得られると、駆動機構が作業ユニットを駆動する速度を第１速度から第２速度に増加させるか否かをユーザに確認するユーザ操作部とをさらに備え、駆動機構が作業ユニットを駆動する速度を第１速度から第２速度に増加させるとの指令がユーザ操作部に入力されると、駆動制御部は、駆動機構が作業ユニットを駆動する速度を第１速度から第２速度に増加させることで、状態指標値が正常範囲から外れた状態で、駆動機構による作業ユニットの駆動を実行させるように、基板作業装置を構成してもよい。

【0012】

かかる構成では、駆動機構の動作状態を示す状態指標値が正常範囲から外れると、上記の減速制御が実行される。これによって、駆動機構の動作の改善を図ることができる。さらに、この減速制御の実行後において、駆動機構が作業ユニットを駆動する速度を減速制御後の第１速度から第２速度に増加させることで、完了目標タイミングにおいて生産計画を完了できると判定された場合には、第１速度から第２速度への増加を実行するか否かがユーザに確認される。そして、第１速度から第２速度への増加の指令がユーザによって入力されると、第１速度から第２速度への増加が実行される。こうして、減速制御の実行により駆動機構の動作の改善を図った上で、駆動機構が作業ユニットを駆動する速度を増加させて、完了目標タイミングまでに生産計画を完了させることが可能となっている。

【0013】

また、減速制御がＮ回（Ｎは２以上の整数）発生すると、ユーザにメンテナンスの実行が必要であると報知するユーザ報知部をさらに備えるように、基板作業装置を構成してもよい。かかる構成では、駆動機構の衰えが酷い場合には、駆動機構のメンテナンスをユーザに促すことができる。

【0014】

また、駆動制御部は、減速制御がＮ回（Ｎは２以上の整数）発生すると、駆動機構に作業ユニットを停止させるように、基板作業装置を構成してもよい。かかる構成では、駆動機構の衰えが酷い状態で駆動機構による作業ユニットの駆動が実行されたことで、駆動機構が故障するのを抑制できる。

【0015】

なお、状態指標値の具体例は種々考えられる。例えば、状態指標値は、駆動制御部が備える作業ユニットを駆動するモータに印加される電流、駆動制御部の振動、駆動制御部の温度あるいは駆動制御部から生じる音を示すように、基板作業装置を構成してもよい。

【発明の効果】

【0016】

以上のように、本発明によれば、作業ユニットにより実行される所定作業の進捗の遅れの抑制と、作業ユニットを駆動する駆動機構の動作不良の発生の抑制との両立が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】部品実装機を模式的に示す平面図。

【図2】図１の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図。

【図3】図２の部品実装機において実行される速度最適化制御の一例を示すフローチャート。

【図4】図３で実行される動作を模式的に示す図。

【図5】図２の部品実装機において実行される生産効率制御の第１例を示すフローチャート。

【図6】図２の部品実装機において実行される生産効率制御の第２例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は部品実装機を模式的に示す平面図である。図１では、水平方向であるＸ方向、Ｘ方向に直交する水平方向であるＹ方向および鉛直方向であるＺ方向を適宜示す。この部品実装機１は、基板Ｂに設けられた実装箇所に部品Ｐを実装する。基板Ｂは例えばプリント基板であり、実装箇所は例えばプリント基板に設けられたランドである。また、部品Ｐは、集積回路、トランジスタあるいはコンデンサ等の電子部品である。

【0019】

部品実装機１は、Ｘ方向に基板Ｂを搬送する基板搬送部１１を備える。基板搬送部１１は、Ｘ方向に並列に配列された一対のコンベア１１１を有し、これらコンベア１１１によって基板ＢをＸ方向に搬送する。そして、基板搬送部１１によりＸ方向（基板搬送方向）の上流側（図１の左側）から作業位置Ｌｏ（図１の基板Ｂの位置）に搬入された基板Ｂに対して部品Ｐが実装され、部品Ｐの実装が完了した基板Ｂ（部品実装基板Ｂ）が基板搬送部１１により作業位置ＬｏからＸ方向の下流側へ搬出される。

【0020】

また、部品実装機１は、基板搬送部１１のＹ方向の両側に配置された部品供給部１２を備える。各部品供給部１２においては、複数のテープフィーダ１２１がＸ方向に配列されており、各テープフィーダ１２１に対しては、一列に配列された複数のポケットのそれぞれに部品Ｐを収納する部品収納テープが装着されている。テープフィーダ１２１は、Ｙ方向における基板搬送部１１側の先端部に部品供給個所１２２を有し、部品収納テープを部品供給個所１２２に向けてＹ方向に送り出すことで、部品収納テープ内の部品Ｐを部品供給個所１２２に供給する。

【0021】

さらに、部品実装機１は、テープフィーダ１２１によって部品供給個所１２２に供給された部品Ｐを、基板搬送部１１によって作業位置Ｌｏに支持される基板Ｂに実装するヘッドユニット１３を備える。図１の例では、ヘッドユニット１３は、ロータリタイプの実装ヘッド１３１を有し、ロータリ型の実装ヘッド１３１は、円周状に配列された複数のノズル１３２を有する。ただし、基板Ｂに部品Ｐを実装する実装ヘッドのタイプは、ロータリタイプに限られず、Ｘ方向に一列に配列された複数のノズル１３２を有するインラインタイプでもよい。

【0022】

この実装ヘッド１３１は、テープフィーダ１２１の上方へ移動して、テープフィーダ１２１により部品供給個所１２２に供給された部品Ｐにノズル１３２を当接させる。そして、実装ヘッド４３１は、ノズル１３２に与えられた負圧によって、部品Ｐを吸着（ピックアップ）する。実装ヘッド１３１は、こうしてノズル１３２により吸着した部品Ｐを、作業位置Ｌｏの基板Ｂの実装箇所（ランド）に移載する（部品実装作業）。

【0023】

また、部品実装機１は、ヘッドユニット１３をＸ方向およびＹ方向に駆動する駆動機構１４を備える。駆動機構１４は、Ｘ方向に平行に設けられたＸ軸レール１４１と、Ｘ方向に平行にＸ軸レール１４１に取り付けられたＸ軸ボールネジ１４２と、Ｘ軸ボールネジ１４２を回転させるＸ軸モータＭｘとを有する。Ｘ軸モータＭｘは、図２を用いて後述するＸ軸モータ制御部１６２から印加された駆動電流Ｉｄｘの電流値に応じたトルクでＸ軸ボールネジ１４２を回転させる。Ｘ軸レール１４１は、Ｘ方向に移動可能にヘッドユニット１３を支持し、Ｘ軸ボールネジ１４２のナットにヘッドユニット１３が取り付けられている。また、駆動機構１４は、Ｙ方向に平行に設けられた一対のＹ軸レール１４４と、Ｙ方向に平行に設けられたＹ軸ボールネジ１４５と、Ｙ軸ボールネジ１４５を回転させるＹ軸モータＭｙとを有する。Ｙ軸モータＭｙは、図２を用いて後述するＹ軸モータ制御部１６３から印加された駆動電流Ｉｄｙの電流値に応じたトルクでＹ軸ボールネジ１４５を回転させる。一対のＹ軸レール１４４は、Ｙ方向に移動可能にＸ軸レール１４１を支持し、Ｙ軸ボールネジ１４５のナットにＸ軸レール１４１が取り付けられている。かかる駆動機構１４は、いわゆるＸＹ駆動機構として機能する。つまり、駆動機構１４によれば、Ｘ軸モータＭｘによってＸ軸ボールネジ１４２を回転させることでヘッドユニット１３をＸ方向に駆動し、Ｙ軸モータＭｙによってＹ軸ボールネジ１４５を回転させることでヘッドユニット１３をＹ方向に駆動することができる。

【0024】

図２は図１の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図である。図２が示すように、部品実装機１は、ＵＩ(User Interface)１５および制御部１６を備える。ＵＩ１５は、マウスやキーボード等の入力機器と、ディスプレイ等の出力機器とを備える。ただし、入力機器と出力機器とを別体で構成する必要はなく、タッチパネルディスプレイによってこれらを一体的に構成してもよい。

【0025】

制御部１６は、主制御部１６１、Ｘ軸モータ制御部１６２、Ｙ軸モータ制御部１６３および記憶部１６４を有する。主制御部１６１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)等で構成されたプロセッサであり、Ｘ軸モータ制御部１６２、Ｙ軸モータ制御部１６３および記憶部１６４を制御する。記憶部１６４は、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)あるいはＳＳＤ(Solid State Drive)等の記憶装置であり、生産計画ＰＬを保存する。この生産計画ＰＬは、基板Ｂのランドのそれぞれに所定の部品Ｐの実装を完了した基板Ｂである部品実装基板Ｂの生産計画を示し、部品実装基板Ｂの種類や生産枚数に関する情報を含む。

【0026】

Ｘ軸モータ制御部１６２は、Ｘ軸モータＭｘによるヘッドユニット１３のＸ方向への駆動を制御する。部品実装機１では、Ｘ軸モータＭｘの回転位置を検知するＸ軸エンコーダＥｘが具備されており、Ｘ軸モータ制御部１６２は、Ｘ軸モータＭｘによるヘッドユニット１３の駆動速度Ｖｄｘを、Ｘ軸エンコーダＥｘの検知結果に基づき測定する。そして、Ｘ軸モータ制御部１６２は、所定の目標速度Ｖｔｘと駆動速度Ｖｄｘとの差に基づきＸ軸モータＭｘに与える駆動電流Ｉｄｘをフィードバック制御することで、駆動速度Ｖｄｘを目標速度Ｖｔｘに収束させて、ヘッドユニット１３を目標速度ＶｔｘでＸ方向に等速移動させる。

【0027】

Ｙ軸モータ制御部１６３は、Ｙ軸モータＭｙによるヘッドユニット１３のＹ方向への駆動を制御する。部品実装機１では、Ｙ軸モータＭｙの回転位置を検知するＹ軸エンコーダＥｙが具備されており、Ｙ軸モータ制御部１６３は、Ｙ軸モータＭｙによるヘッドユニット１３の駆動速度Ｖｄｙを、Ｙ軸エンコーダＥｙの検知結果に基づき測定する。そして、Ｙ軸モータ制御部１６３は、所定の目標速度Ｖｔｙと駆動速度Ｖｄｙとの差に基づきＹ軸モータＭｙに与える駆動電流Ｉｄｙをフィードバック制御することで、駆動速度Ｖｄｙを目標速度Ｖｔｙに収束させて、ヘッドユニット１３を目標速度ＶｔｙでＹ方向に等速移動させる。

【0028】

図３は図２の部品実装機において実行される速度最適化制御の一例を示すフローチャートであり、図４は図３で実行される動作を模式的に示す図である。図３の速度最適化制御は、ヘッドユニット１３のＸ方向への速度およびＹ方向の速度のいずれに対しても同様に実行可能である。ここでは、ヘッドユニット１３のＸ方向への速度に対して、図３の速度最適化制御を実行する場合について説明する。

【0029】

図４では、時間を横軸として駆動電流を縦軸とするグラフが示されている。特に図４では、トリガ閾値Ｉｈｔと、当該トリガ閾値Ｉｈｔより大きい限界閾値Ｉｈｌとが示されており、図３の速度最適化制御は、トリガ閾値Ｉｈｔおよび限界閾値Ｉｈｌを用いて実行される。ここで、限界閾値Ｉｈｌは、例えばＸ軸モータＭｘの定格電流値である。また、トリガ閾値Ｉｈｔは、例えばＵＩ１５への操作によってユーザにより設定される。

【0030】

ステップＳ１０１では、Ｘ軸モータ制御部１６２は、Ｘ軸モータＭｘに印加している駆動電流Ｉｄｘを確認する。ステップＳ１０２では、Ｘ軸モータ制御部１６２は、ステップＳ１０１で確認した駆動電流Ｉｄｘが限界閾値Ｉｈｌ以下であるかを判定する。そして、駆動電流Ｉｄｘが限界閾値Ｉｈｌより大きい場合（ステップＳ１０２で「ＮＯ」の場合）には、Ｘ軸モータ制御部１６２は、Ｘ軸モータＭｘを停止させる（ステップＳ１０３）。つまり、駆動機構１４に重大な故障が発生して、Ｘ軸モータＭｘにかかる負荷が急激に増大したおそれがあるため、Ｘ軸モータＭｘが緊急的に停止される。

【0031】

駆動電流Ｉｄｘが限界閾値Ｉｈｌ以下である場合（ステップＳ１０２で「ＹＥＳ」の場合）には、Ｘ軸モータ制御部１６２は、駆動電流Ｉｄｘがトリガ閾値Ｉｈｔ以下であるかを判定する（ステップＳ１０４）。そして、駆動電流Ｉｄｘがトリガ閾値Ｉｈｔ以下である場合（ステップＳ１０４で「ＹＥＳ」の場合）には、Ｘ軸モータ制御部１６２は、ステップＳ１０１に戻る。

【0032】

一方、駆動電流Ｉｄｘがトリガ閾値Ｉｈｔより大きい場合（ステップＳ１０４で「ＮＯ」の場合）には、Ｘ軸モータ制御部１６２は、Ｘ軸モータＭｘによってＸ方向に駆動されるヘッドユニット１３の速度を減少させる（ステップＳ１０５）。ヘッドユニット１３の減速は、例えばＸ軸モータＭｘのフィードバック制御における目標速度Ｖｔｘを所定の減速幅だけ減少させることで実行できる。そして、Ｘ軸モータ制御部１６２は、Ｘ軸モータＭｘに印加される駆動電流Ｉｄｘを確認して（ステップＳ１０６）、駆動電流Ｉｄｘがトリガ閾値Ｉｈｔ以下であるかを判定する（ステップＳ１０７）。駆動電流Ｉｄｘがトリガ閾値Ｉｈｔより大きい場合（ステップＳ１０７で「ＮＯ」の場合）には、ステップＳ１０５～Ｓ１０６が繰り返される。

【0033】

こうして、駆動電流Ｉｄｘがトリガ閾値Ｉｈｔ以下になるまで、ステップＳ１０５～Ｓ１０７（減速制御）によるヘッドユニット１３の減速が繰り返される。そして、駆動電流Ｉｄｘがトリガ閾値Ｉｈｔ以下になると、ステップＳ１０１に戻って、駆動機構１４によるヘッドユニット１３の駆動は、減速後の速度で継続される
以上に説明する実施形態では、ヘッドユニット１３（作業ユニット）を駆動する駆動機構１４の動作状態を示す駆動電流Ｉｄｘ、Ｉｄｙ（状態指標値）が検出される。そして、駆動電流Ｉｄｘ、Ｉｄｙがトリガ閾値Ｉｈｔ以下の範囲から外れると、駆動電流Ｉｄｘ、Ｉｄｙがトリガ閾値Ｉｈｔ以下の範囲に収まるまで駆動機構１４がヘッドユニット１３を駆動する速度を低下させる減速制御を実行しつつ、駆動機構１４によるヘッドユニット１３の駆動が継続さされる（ステップＳ１０５～Ｓ１０７）。したがって、駆動機構１４の動作状態を示す駆動電流Ｉｄｘ、Ｉｄｙをトリガ閾値Ｉｈｔ以下の範囲に収めた状態で、駆動機構１４によるヘッドユニット１３の駆動を継続することができる。その結果、ヘッドユニット１３により実行される部品実装作業（所定作業）の進捗の遅れの抑制と、ヘッドユニット１３を駆動する駆動機構１４の動作不良の発生の抑制とを両立させることが可能となっている。

【0034】

図５は図２の部品実装機において実行される生産効率制御の第１例を示すフローチャートである。図５の生産効率制御は、図３の速度最適化制御のステップＳ１０５～Ｓ１０７（減速制御）によるヘッドユニット１３の減速の後に実行され、減速制御の後のヘッドユニット１３の速度によって、生産計画ＰＬに基づき生産される部品実装基板Ｂの納期が達成可能であるかを判定した結果に基づき、ヘッドユニット１３の速度を制御する。なお、図５の生産効率制御は、ヘッドユニット１３のＸ方向への速度およびＹ方向の速度のいずれに対しても同様に実行可能である。ここでは、ヘッドユニット１３のＸ方向への速度に対して、図５の生産効率制御を実行する場合について説明する。

【0035】

ステップＳ２０１では、Ｘ軸モータ制御部１６２は、減速制御（ステップＳ１０５～Ｓ１０７）を実行後の速度Ｖｘ１（すなわち、現在の速度Ｖｘ１）で駆動機構１４によるヘッドユニット１３の駆動を継続した場合に生産計画ＰＬが完了する第１予測タイミングＴｐ１を予測する。ステップＳ２０２では、Ｘ軸モータ制御部１６２は、納期達成のために生産計画ＰＬを完了すべき完了目標タイミングＴｔと第１予測タイミングＴｐ１とを比較して、第１予測タイミングＴｐ１が完了目標タイミングＴｔの以前であるか否かを判定することで、納期が達成できるか否かを判定する。そして、第１予測タイミングＴｐ１が完了目標タイミングＴｔ以前であって、納期が達成できる場合（ステップＳ２０２で「ＹＥＳ」の場合）には、図５の生産効率制御を終了する。

【0036】

一方、第１予測タイミングＴｐ１が完了目標タイミングＴｔより後であって、納期が達成できない場合（ステップＳ２０２で「ＮＯ」の場合）には、Ｘ軸モータ制御部１６２は、速度Ｖｘ１より速い速度Ｖｘ２で駆動機構１４によるヘッドユニット１３の駆動を実行した場合に生産計画ＰＬが完了する第２予測タイミングＴｐ２を予測する。ここで、速度Ｖｘ２は、速度Ｖｘ１より速い適当な速度に設定でき、例えば、減速制御（ステップＳ１０５～Ｓ１０７）を実行する前の目標速度Ｖｔｘに設定でき、あるいは当該目標速度Ｖｔｘより低くて速度Ｖｘ１より高い速度に設定できる。

【0037】

ステップＳ２０４では、Ｘ軸モータ制御部１６２は、完了目標タイミングＴｔと第２予測タイミングＴｐ２とを比較して、第２予測タイミングＴｐ２が完了目標タイミングＴｔの以前であるか否かを判定することで、納期が達成できるか否かを判定する。そして、第２予測タイミングＴｐ２が完了目標タイミングＴｔの後であって、納期が達成できない場合（ステップＳ２０４で「ＮＯ」の場合）には、図５の生産効率制御を終了する。一方、第２予測タイミングＴｐ２が完了目標タイミングＴｔ以前であって、納期が達成できる場合（ステップＳ２０４で「ＹＥＳ」の場合）には、Ｘ軸モータＭｘによってＸ方向にヘッドユニット１３を駆動する速度を、速度Ｖｘ１から速度Ｖｘ２に増大させる（ステップＳ２０５）。

【0038】

これによって、Ｘ軸モータ制御部１６２は、Ｘ軸モータＭｘによりヘッドユニット１３を駆動する目標速度Ｖｔｘを速度Ｖｘ１から速度Ｖｘ２に変更する。このように、目標速度Ｖｔｘが増大された結果、Ｘ軸モータ制御部１６２がＸ軸モータＭｘに印加する駆動電流Ｉｄｘは、トリガ閾値Ｉｈｔより大きくなる。ただし、Ｘ軸モータ制御部１６２は、生産計画ＰＬが完了するまでは、減速制御（ステップＳ１０５～Ｓ１０７）の実行を禁止する。

【0039】

このように図５の生産効率制御の第１例では、Ｘ軸モータ制御部１６２（計画確認部）は、基板Ｂに部品実装作業（所定作業）を実行することで部品実装基板Ｂを生産する生産計画ＰＬを確認する。また、Ｘ軸モータ制御部１６２（第１予測部）は、減速制御（ステップＳ１０５～Ｓ１０７）の実行後の速度である速度Ｖｘ１（第１速度）で駆動機構１４によるヘッドユニット１３の駆動を継続した場合に生産計画ＰＬが完了するタイミングである第１予測タイミングＴｐ１を予測する（ステップＳ２０１）。そして、Ｘ軸モータ制御部１６２（第１タイミング判定部）は、第１予測タイミングＴｐ１が、生産計画ＰＬを完了すべきタイミングである完了目標タイミングＴｔの後か否かを判定する（ステップＳ２０２）。第１予測タイミングＴｐ１が完了目標タイミングＴｔの後であると判定されると（ステップＳ２０２で「ＮＯ」）、Ｘ軸モータ制御部１６２（第２予測部）は、速度Ｖｘ１より速い速度Ｖｘ２で駆動機構１４によるヘッドユニット１３の駆動を実行した場合に生産計画ＰＬが完了するタイミングである第２予測タイミングＴｐ２を予測する（ステップＳ２０３）。そして、Ｘ軸モータ制御部１６２（第２タイミング判定部）は、第２予測タイミングＴｐ２が、完了目標タイミングＴｔの以前か否かを判定する（ステップＳ２０４）。第２予測タイミングＴｐ２が完了目標タイミングＴｔの以前であると判定されると（ステップＳ２０４で「ＹＥＳ」）、Ｘ軸モータ制御部１６２（駆動制御部）は、駆動機構１４がヘッドユニット１３を駆動する速度を速度Ｖｘ１から速度Ｖｘ２に増加させる。これによって、駆動電流Ｉｄｘ（状態指標値）がトリガ閾値Ｉｈｔ以下の範囲（正常範囲）から外れた状態で、駆動機構１４によるヘッドユニット１３の駆動が実行される。なお、駆動電流Ｉｄ（状態指標値）は、限界閾値Ｉｈｌ以下である。つまり、駆動電流Ｉｄ（状態閾値）は、トリガ閾値Ｉｈｔより大きく限界閾値Ｉｈｌ以下となる。

【0040】

かかる構成では、駆動機構１４の動作状態を示す駆動電流Ｉｄｘ（状態指標値）がトリガ閾値Ｉｈｔ以下の範囲（正常範囲）から外れると、上記の減速制御（ステップＳ１０５～Ｓ１０７）が実行される。これによって、駆動機構１４の動作の改善を図ることができる。さらに、この減速制御（ステップＳ１０５～Ｓ１０７）の実行後において、駆動機構１４がヘッドユニット１３を駆動する速度を減速制御後の速度Ｖｘ１（第１速度）から速度Ｖｘ２（第２速度）に増加させることで、完了目標タイミングＴｔおいて生産計画ＰＬを完了できると判定された場合（ステップＳ２０４で「ＹＥＳ」の場合）には、速度Ｖｘ１から速度Ｖｘ２への増加が実行される（ステップＳ２０５）。こうして、減速制御（ステップＳ１０５～Ｓ１０７）の実行により駆動機構１４の動作の改善を図った上で、駆動機構１４がヘッドユニット１３を駆動する速度を増加させて、完了目標タイミングＴｔまでに生産計画ＰＬを完了させることが可能となっている。

【0041】

図６は図２の部品実装機において実行される生産効率制御の第２例を示すフローチャートである。図６の生産効率制御は、図３の速度最適化制御のステップＳ１０５～Ｓ１０７（減速制御）によるヘッドユニット１３の減速の後に実行される。ここでは、図５の第１例との差異点を中心に説明することとし、第１例との共通点については相当符号を付して適宜説明を省略する。また、第１例と同様に、ここでは、ヘッドユニット１３のＸ方向への速度に対して、図６の生産効率制御を実行する場合について説明する。

【0042】

図６の第２例では、図５の第１例と同様に、ステップＳ２０１～Ｓ２０４が実行される。そして、ステップＳ２０４において、駆動機構１４がヘッドユニット１３を駆動する速度を減速制御後の速度Ｖｘ１から速度Ｖｘ２に増加させることで、完了目標タイミングＴｔおいて生産計画ＰＬを完了できると判定された場合（「ＹＥＳ」簿判定された場合）には、Ｘ軸モータ制御部１６２は、ヘッドユニット１３の速度を速度Ｖｘ１から速度Ｖｘ２に増大させることを提案する提案画面を、ＵＩ１５のディスプレイに表示する。そして、Ｘ軸モータ制御部１６２は、ヘッドユニット１３の速度の速度Ｖｘ１から速度Ｖｘ２への増大を指示する入力をユーザがＵＩ１５に実行したのを確認すると（ステップＳ２０７で「ＹＥＳ」）、Ｘ軸モータＭｘによってＸ方向にヘッドユニット１３を駆動する速度を、速度Ｖｘ１から速度Ｖｘ２に増大させる（ステップＳ２０５）。

【0043】

このように図６の生産効率制御の第２例では、第２予測タイミングＴｐ２が、完了目標タイミングＴｔの以前であるとの判定結果が得られると（ステップＳ２０４で「ＹＥＳ」）、駆動機構１４がヘッドユニット１３を駆動する速度を速度Ｖｘ１から速度Ｖｘ２に増加させるか否かを、ＵＩ１５（ユーザ操作部）がユーザに確認する（ステップＳ２０６）。そして、速度Ｖｘ１から速度Ｖｘ２に増加させる指令がＵＩ１５に入力されると（ステップＳ２０７で「ＹＥＳ」）、Ｘ軸モータ制御部１６２（駆動制御部）は、駆動機構１４がヘッドユニット１３を駆動する速度を速度Ｖｘ１から速度Ｖｘ２に増加させる（ステップＳ２０５）。これによって、駆動電流Ｉｄｘ（状態指標値）がトリガ閾値Ｉｈｔ以下の範囲（正常範囲）から外れた状態で、駆動機構１４によるヘッドユニット１３の駆動が実行される。

【0044】

かかる構成では、駆動機構１４の動作状態を示す駆動電流Ｉｄｘ（状態指標値）がトリガ閾値Ｉｈｔ以下の範囲（正常範囲）から外れると、上記の減速制御（ステップＳ１０５～Ｓ１０７）が実行される。これによって、駆動機構１４の動作の改善を図ることができる。さらに、この減速制御（ステップＳ１０５～Ｓ１０７）の実行後において、駆動機構１４がヘッドユニット１３を駆動する速度を減速制御後の速度Ｖｘ１（第１速度）から速度Ｖｘ２（第２速度）に増加させることで、完了目標タイミングＴｔにおいて生産計画ＰＬを完了できると判定された場合（ステップＳ２０４で「ＹＥＳ」の場合）には、速度Ｖｘ１から速度Ｖｘ２への増加を実行するか否かがユーザに確認される（ステップＳ２０６）。そして、速度Ｖｘ１から速度Ｖｘ２への増加の指令がユーザによって入力されると（ステップＳ２０７で「ＹＥＳ」）、速度Ｖｘ１から速度Ｖｘ２への増加が実行される（ステップＳ２０５）。こうして、減速制御（ステップＳ１０５～Ｓ１０７）の実行により駆動機構１４の動作の改善を図った上で、駆動機構１４がヘッドユニット１３を駆動する速度を増加させて、完了目標タイミングＴｔまでに生産計画ＰＬを完了させることが可能となっている。

【0045】

以上に説明したように本実施形態では、部品実装機１が本発明の「基板作業装置」の一例に相当し、基板搬送部１１が本発明の「基板搬入部」の一例に相当し、ヘッドユニット１３が本発明の「作業ユニット」の一例に相当し、駆動機構１４が本発明の「駆動機構」の一例に相当し、ＵＩ１５が本発明の「ユーザ操作部」の一例に相当し、Ｘ軸モータ制御部１６２が本発明の「状態検知部」の一例に相当し、Ｘ軸モータ制御部１６２が本発明の「駆動制御部」の一例に相当し、Ｘ軸モータ制御部１６２が本発明の「計画確認部」の一例に相当し、Ｘ軸モータ制御部１６２が本発明の「第１予測部」の一例に相当し、Ｘ軸モータ制御部１６２が本発明の「第１タイミング判定部」の一例に相当し、Ｘ軸モータ制御部１６２が本発明の「第２タイミング判定部」の一例に相当し、基板Ｂが本発明の「基板」の一例に相当し、駆動電流Ｉｄｘが本発明の「状態指標値」の一例に相当し、トリガ閾値Ｉｈｔ以下の範囲が本発明の「正常範囲」の一例に相当し、生産計画ＰＬが本発明の「生産計画」の一例に相当し、第１予測タイミングＴｐ１が本発明の「第１予測タイミング」の一例に相当し、第２予測タイミングＴｐ２が本発明の「第２予測タイミング」の一例に相当し、完了目標タイミングＴｔが本発明の「完了目標タイミング」の一例に相当し、速度Ｖｘ１が本発明の「第１速度」の一例に相当し、速度Ｖｘ２が本発明の「第２速度」の一例に相当し、ステップＳ１０５～Ｓ１０７が本発明の「速度制御」の位置利絵に相当する。

【0046】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、生産計画ＰＬに基づき基板Ｂへの部品Ｐの実装を開始してから、駆動電流Ｉｄｘがトリガ閾値Ｉｈｔ以下になるまでＸ軸モータＭｘによるヘッドユニット１３の駆動速度を低下させる減速制御（ステップＳ１０５～Ｓ１０７）を実行した回数に基づき、種々の制御を実行してもよい。

【0047】

例えば、減速制御の回数がＮ回（Ｎは２以上の整数）発生した場合には、ＵＩ１５がユーザに駆動機構１４のメンテナンスの実行が必要であることを報知してもよい。かかる構成では、駆動機構１４の衰えが酷い場合には、駆動機構１４のメンテナンスをユーザに促すことができる。なお、Ｙ軸モータＭｙによるヘッドユニット１３の駆動速度についても、同様の制御を適用できる。

【0048】

あるいは、減速制御がＮ回（Ｎは２以上の整数）発生すると、Ｘ軸モータ制御部１６２は、Ｘ軸モータＭｘを停止させることで、ヘッドユニット１３のＸ方向への移動を駆動機構１４に停止させてもよい。また、これに応じて、Ｙ軸モータ制御部１６３は、Ｙ軸モータＭｙを停止させることで、ヘッドユニット１３のＹ方向への移動を駆動機構１４に停止させてもよい。かかる構成では、駆動機構１４の衰えが酷い状態で駆動機構１４によるヘッドユニット１３の駆動が実行されたことで、駆動機構１４が故障するのを抑制できる。

【0049】

なお、駆動機構１４の動作状態を示す状態指標値の具体例は上記の駆動電流Ｉｄｘ、Ｉｄｙに限られない。そこで、Ｘ軸モータＭｘ、Ｍｙの振動、温度あるいは音を検知する振動センサ、温度センサあるいは音量センサを設けて、当該センサの検出結果について、図３に示す速度最適化制御を実行してもよい。例えば、音量センサを設けた場合には、ステップＳ１０１で音量センサの出力値が確認される。そして、当該出力値がトリガ閾値より大きい場合（ステップＳ１０４で「ＮＯ」場合）には、音量センサの出力値がトリガ閾値以下となるまで、Ｘ軸モータＭｘの速度を低下させればよい（ステップＳ１０５～Ｓ１０７）。

【0050】

また、本発明の適用対象は部品実装機１に限られず、基板Ｂに作業を行う作業ユニットを駆動機構によって駆動する各種の基板作業装置に本発明を適用可能である。例えば、特開２０２０－１１６８２４号公報に記載の印刷装置において、スキージを駆動するＹ軸モータの制御に本発明を適用してもよい。あるいは、ＷＯ２０１６/１６６８０７に記載の外観検査装置において、検査ヘッドを駆動する駆動機構の制御に本発明を適用してもよい。

【符号の説明】

【0051】

１…部品実装機（基板作業装置）
１１…基板搬送部（基板搬入部）
１３…ヘッドユニット（作業ユニット）
１４…駆動機構
１５…ＵＩ（ユーザ操作部）
１６２…Ｘ軸モータ制御部（状態検知部、駆動制御部、計画確認部、第１予測部、第１タイミング判定部、第２タイミング判定部）
Ｂ…基板
Ｉｄｘ…駆動電流（状態指標値）
Ｉｈｔ…トリガ閾値
ＰＬ…生産計画
Ｔｐ１…第１予測タイミング
Ｔｐ２…第２予測タイミング
Ｔｔ…完了目標タイミング
Ｖｘ１…速度（第１速度）
Ｖｘ２…速度（第２速度）
Ｓ１０５～Ｓ１０７…ステップ（速度制御）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】