本發(fā)明涉及將移動體相對于目標點進行定位的電動機控制裝置。

背景技術(shù)：

1、在電子設(shè)備、半導體的制造裝置中，需要以短時間且高精度地進行使裝置所具有的移動體移動至目標點為止并使其停止的定位。例如在將電子部件、ic(integratedcircuit)芯片安裝于基板上的目標安裝位置的貼片機及芯片接合機這樣的裝置中，將通過移動體前端抓持的電子部件、ic芯片高精度地定位于基板上的目標安裝位置而安裝于基板上。在該裝置中，具有對電子部件、ic芯片進行吸附的吸附吸嘴的安裝頭相當于移動體，移動體通過旋轉(zhuǎn)型電動機和直動機構(gòu)或者線性電動機機構(gòu)，而在裝置中的規(guī)定范圍進行移動。安裝頭移動至供給電子部件、ic芯片的區(qū)域而通過吸附吸嘴對電子部件、ic芯片進行吸附，接下來，移動至基板上的目標安裝位置上，從吸附吸嘴將電子部件、ic芯片放開，由此安裝于基板上。

2、安裝頭的定位是基于由對在移動中使用的電動機的旋轉(zhuǎn)位置或者線性電動機的位置進行檢測的編碼器檢測出的值，通過反饋控制進行的。即，不是對安裝頭所具有的吸附吸嘴或者吸附吸嘴所吸附的電子部件等和基板上的目標安裝位置之間的位置關(guān)系進行直接檢測而進行反饋控制。

3、近年，電子部件、ic芯片的微細化不斷發(fā)展，要求定位的高精度化。但是，所要安裝的基板由于基板設(shè)置位置的偏移、變形等，有時基板上的目標安裝位置針對每個個體而不同。因此，如果僅基于基板的設(shè)計值、以及前述的編碼器的檢測值信號而進行定位，則有可能在電子部件、ic芯片的安裝位置和基板上的規(guī)定位置產(chǎn)生偏差。

4、另外，在貼片機、芯片接合機中，為了提高生產(chǎn)率，不僅要求定位的精度，還要求縮短直至吸附電子部件、ic芯片而將其放開為止的時間。例如在專利文獻1中記載的控制裝置，對拍攝包含定位控制的對象物和目標點在內(nèi)的范圍而得到的圖像進行解析，創(chuàng)建控制對象物和目標點之間的位置關(guān)系的測量數(shù)據(jù)，使用該測量數(shù)據(jù)和電動機的編碼器值而進行定位。在為了取得測量數(shù)據(jù)而對圖像進行解析的圖像處理中，從得到圖像至取得測量數(shù)據(jù)為止需要規(guī)定的時間，該時間成為無用時間而妨礙高速控制的實現(xiàn)。因此，在專利文獻1中記載的控制裝置，在無法同時取得測量數(shù)據(jù)和編碼器值的定時，使用過去計算完成的目標點和控制對象物的位置偏差的數(shù)據(jù)、在該數(shù)據(jù)的計算時使用的編碼器值和最新的編碼器值，對目標點和控制對象物的最新的位置偏差進行計算。

5、專利文獻1：日本特開2019－3388號公報

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、在專利文獻1所記載的控制裝置中，能夠?qū)崿F(xiàn)高速且高精度的定位控制。但是，在加入比無用時間短的周期的干擾等的情況下，在目標點和控制對象物的位置偏差的推定值產(chǎn)生誤差，使用了推定值的反饋控制系統(tǒng)有可能不穩(wěn)定。

2、另外，在使用了圖像處理的位置偏差的檢測中能夠檢測的范圍被限定的情況成為課題。例如關(guān)于在圖像取得時所使用的照相機，如果1個像素為1μm而能夠?qū)?00mm見方的范圍進行拍攝，則需要100億像素，需要非常高性能的照相機、圖像處理。在專利文獻1所記載的控制裝置中，通過固定照相機對目標點進行拍攝，由此限定了必要的拍攝范圍。但是，在貼片機中，需要針對基板上的多個目標點進行定位，難以通過固定照相機應對多個部位的目標點。因此，考慮通過在移動體搭載照相機而使照相機與移動體一起移動，從而將多個部位的目標點分別收進拍攝范圍。在設(shè)為如上所述的結(jié)構(gòu)的情況下，直至移動體接近目標點為止目標點不會進入拍攝范圍，因此無法實現(xiàn)使用通過圖像處理得到的檢測結(jié)果的控制，在目標點處于拍攝范圍外的狀態(tài)下，進行僅使用了通過編碼器得到的檢測結(jié)果的控制。而且，在移動體接近目標點后，需要切換為使用通過圖像處理得到的檢測結(jié)果的控制。在切換時，有時通過編碼器得到的檢測結(jié)果和通過圖像處理得到的檢測結(jié)果，由于無用時間的影響而大幅偏離，有可能由于切換而移動體進行急劇的移動方式。

3、另外，在使用照相機以外的傳感器，取得目標點和移動體的相對位置關(guān)系而進行控制的情況下，也會產(chǎn)生相同的課題。例如在設(shè)置于機械前端而能夠進行位置檢測的線性標尺中，有時標尺安裝位置受到限制、根據(jù)設(shè)備而位置信息的取得花費時間，產(chǎn)生相同的課題。在使用激光位移傳感器的情況下，也會產(chǎn)生相同的課題。

4、本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于，得到能夠進行高速且高精度的定位的電動機控制裝置。

5、為了解決上述課題，并達到目的，本發(fā)明是一種電動機控制裝置，其基于位置指令使電動機進行驅(qū)動，使移動體移動至位置指令所指定的目標點為止，該電動機控制裝置具有：前饋控制器，其基于位置指令而生成電動機轉(zhuǎn)矩指令及電動機位置指令；編碼器，其對電動機的位置進行檢測，輸出表示位置的電動機位置檢測值信號；機械端傳感器，其對在包含移動體的一定范圍內(nèi)存在的對象物進行檢測，輸出表示檢測結(jié)果的測量值信號；信號處理器，其基于測量值信號對以目標點為基準的移動體的位置進行計算，輸出表示計算結(jié)果的機械端位置檢測值信號；反饋轉(zhuǎn)矩指令生成部，其基于機械端位置檢測值信號、電動機位置檢測值信號及電動機位置指令，生成用于對電動機轉(zhuǎn)矩指令進行校正的反饋轉(zhuǎn)矩指令；以及轉(zhuǎn)矩信號加法器，其使電動機轉(zhuǎn)矩指令和反饋轉(zhuǎn)矩指令相加而生成針對電動機的轉(zhuǎn)矩指令。反饋轉(zhuǎn)矩指令生成部在機械端傳感器無法對移動體和目標點的相對性的位置關(guān)系進行檢測的狀態(tài)即第1狀態(tài)的情況下，基于電動機位置檢測值信號及電動機位置指令而生成反饋轉(zhuǎn)矩指令，在機械端傳感器能夠?qū)σ苿芋w和目標點的相對性的位置關(guān)系進行檢測的狀態(tài)即第2狀態(tài)的情況下，基于電動機位置檢測值信號、機械端位置檢測值信號、電動機位置指令及對電動機位置指令施加了延遲時間的信號而生成反饋轉(zhuǎn)矩指令。

6、發(fā)明的效果

7、本發(fā)明所涉及的電動機控制裝置，具有能夠進行高速且高精度的定位這一效果。

技術(shù)特征：

1.一種電動機控制裝置，其基于位置指令使電動機進行驅(qū)動，使移動體移動至所述位置指令所指定的目標點為止，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機控制裝置，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動機控制裝置，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機控制裝置，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動機控制裝置，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機控制裝置，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動機控制裝置，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機控制裝置，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電動機控制裝置，其特征在于，

10.根據(jù)權(quán)利要求2至9中任一項所述的電動機控制裝置，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
電動機控制裝置(300)具有：前饋控制器(7)，其生成電動機轉(zhuǎn)矩指令及電動機位置指令；編碼器(4)，其輸出電動機位置檢測值；機械端傳感器(2)，其對對象物進行檢測，輸出測量值；信號處理器(11)，其基于測量值對移動體的位置進行計算，輸出機械端位置檢測值；以及反饋轉(zhuǎn)矩指令生成部(50)，其基于機械端位置檢測值、電動機位置檢測值及電動機位置指令而生成反饋轉(zhuǎn)矩指令，反饋轉(zhuǎn)矩指令生成部在機械端傳感器無法對移動體和目標點之間的位置關(guān)系進行檢測的情況下，基于電動機位置檢測值及電動機位置指令而生成反饋轉(zhuǎn)矩指令，在機械端傳感器能夠?qū)σ苿芋w和目標點之間的位置關(guān)系進行檢測的情況下，基于電動機位置檢測值、機械端位置檢測值、電動機位置指令及對電動機位置指令施加了延遲時間的信號而生成反饋轉(zhuǎn)矩指令。

技術(shù)研發(fā)人員：關(guān)口裕幸,甲斐孝志,池田英俊,上野將
受保護的技術(shù)使用者：三菱電機株式會社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6