步进电动机控制装置、具备该步进电动机控制装置的元件安装机及步进电动机控制方法
【专利摘要】本发明提供能够将步进电动机定位于所希望的目标位置并且能够降低定位的保持状态被解除的待机状态下的步进电动机的消耗电力的步进电动机控制装置等。本发明的步进电动机控制装置(1)具备停止位置判断部(12)及驱动控制部(11)。停止位置判断部(12)判断保持状态时的动子停止位置为稳定相及准稳定相中的哪一个。在由停止位置判断部(12)判断出保持状态时的动子停止位置为准稳定相、并且通过来自设备的触发信号或者保持状态持续了一定时间而使步进电动机的控制状态从保持状态迁移至动子被解除保持的待机状态时，驱动控制部(11)将动子停止位置变更为与保持状态时的动子停止位置相邻的稳定相中的一方。
【专利说明】
步进电动机控制装置、具备该步进电动机控制装置的元件安装机及步进电动机控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及步进电动机控制装置、具备该步进电动机控制装置的元件安装机及步进电动机控制方法，更详细来说，涉及一种待机状态下的步进电动机的控制。
【背景技术】
[0002]作为上述步进电动机控制装置的一个例子，举出专利文献I所记载的发明。专利文献I所记载的电动机驱动装置具备在多个励磁模式中共用地供转子移动的位置(两相励磁位置)对转子进行停止控制的停止控制单元。由此，专利文献I所记载的发明中，将再度起动转子时距离转子停止位置的移动量设为恒定，不会使转子的动作变得不规格。
[0003]专利文献I:日本特开2008-259403号公报
【发明内容】
[0004]然而，专利文献I所记载的发明使转子停止于两相励磁位置，在转子停止后的预定时机，不会变更转子停止位置。另外，专利文献I所记载的发明没有考虑待机状态下的步进电动机的消耗电力(待机电力)。
[0005]本发明是鉴于这样的情况而作出的，其课题在于，提供步进电动机控制装置、具备该步进电动机控制装置的元件安装机及步进电动机控制方法，能够将步进电动机定位于所希望的目标位置，并且能够降低定位的保持状态被解除的待机状态下的步进电动机的消耗电力。
[0006]本发明的步进电动机控制装置通过半步驱动或者微步驱动来控制步进电动机，上述步进电动机控制装置具备:停止位置判断部，在将上述步进电动机的动子停止位置中的与定子磁极相向的位置设为稳定相、且将相邻的上述稳定相的中间位置设为准稳定相时，该停止位置判断部判断动子到达被指示的目标位置且被保持于上述目标位置的保持状态时的动子停止位置为上述稳定相及上述准稳定相中的哪一个;及驱动控制部，在由上述停止位置判断部判断出上述保持状态时的动子停止位置为上述准稳定相、并且通过来自设备的触发信号或者上述保持状态持续了一定时间而使上述步进电动机的控制状态从上述保持状态迀移至上述动子被解除保持的待机状态时，将上述动子停止位置变更为与上述保持状态时的动子停止位置相邻的上述稳定相中的一方。
[0007]本发明的步进电动机控制装置具备停止位置判断部及驱动控制部。因此，驱动控制部基于停止位置判断部的判断结果而能够在与准稳定相相比消耗电力较少的稳定相中将步进电动机设为待机状态。因而，本发明的步进电动机控制装置能够将步进电动机定位于所希望的目标位置，并且降低定位的保持状态被解除的待机状态下的步进电动机的消耗电力。
[0008]本发明的元件安装机具备将基板向安装位置搬入或从安装位置搬出的基板搬运装置、具有供给向上述基板上安装的元件的供料器的元件供给装置及从上述供料器吸附上述元件并向被搬入至上述安装位置的上述基板上安装的元件移载装置，上述供料器具备:供料器主体部;元件供给带盘，卷绕有收容多个元件的元件带；带齿卷盘，对上述元件带进行间距进给;步进电动机，使上述带齿卷盘旋转;及步进电动机控制装置，控制上述步进电动机。
[0009]根据本发明的元件安装机，步进电动机控制装置设于供料器。因此，步进电动机控制装置能够降低供料器的待机电力。另外，步进电动机控制装置能够降低供料器的待机电力，因此能够降低供料器的待机时的发热量，并抑制在供料器上产生的静电。因此，本发明的元件安装机可以降低供料器的待机电力，并且减轻供料器的发热对策及静电对策。
[00?0]本发明的步进电动机控制方法通过半步驱动或者微步驱动来控制步进电动机，上述步进电动机控制方法具备以下步骤:停止位置判断步骤，在将上述步进电动机的动子停止位置中的与定子磁极相向的位置设为稳定相、且将相邻的上述稳定相的中间位置设为准稳定相时，判断动子到达被指示的目标位置且被保持于上述目标位置的保持状态时的动子停止位置为上述稳定相及上述准稳定相中的哪一个;及驱动控制步骤，在通过上述停止位置判断步骤判断出上述保持状态时的动子停止位置为上述准稳定相、并且通过来自设备的触发信号或者上述保持状态持续了一定时间而使上述步进电动机的控制状态从上述保持状态迀移至上述动子被解除保持的待机状态时，将上述动子停止位置变更为与上述保持状态时的动子停止位置相邻的上述稳定相中的一方。
[0011]本发明的步进电动机控制方法具备停止位置判断步骤及驱动控制步骤。因此，驱动控制步骤基于停止位置判断步骤的判断结果而能够在与准稳定相相比消耗电力较少的稳定相中将步进电动机设为待机状态。因而，本发明的步进电动机控制方法能够将步进电动机定位于所希望的目标位置，并且降低定位的保持状态被解除的待机状态下的步进电动机的消耗电力。
【附图说明】
[0012]图1是表示元件安装机2的一个例子的立体图。
[0013]图2是示意性地表示供料器41与插槽42的连接部分的示意图。
[0014]图3是表示步进电动机控制装置1、控制装置7、元件相机6及主计算机9的关系的框图。
[0015]图4是说明步进电动机Ml的轴AZl方向观察下的动子停止位置的说明图。
[0016]图5是表示步进电动机控制装置I的控制模块的一个例子的框图。
[0017]图6是说明励磁图案的一个例子的说明图。
[0018]图7是说明基于半步驱动的步距角的说明图。
[0019]图8是说明基于微步驱动的步距角的说明图。
[0020]图9是表示步进电动机控制装置I的控制流程的一个例子的流程图。
[0021]图10是表示控制装置7的控制流程的一个例子的流程图。
【具体实施方式】
[0022]本实施方式的步进电动机控制装置I设于元件安装机2的供料器41。
[0023]<元件安装机2>
[0024]图1是表示元件安装机2的一个例子的立体图。在该图中，横向(箭头X方向)表示基板的搬运方向，纵向(箭头Y方向)表示在水平面内与横向(箭头X方向)正交的方向。另外，高度方向(箭头Z方向)表示水平面的法线方向。元件安装机2具有基板搬运装置3、元件供给装置4、元件移载装置5、元件相机6及控制装置7，将这些部件组装于基台8。此外，基台8架设为能够相对于系统基底2B沿纵向(箭头Y方向)移动。
[0025]基板搬运装置3将基板在安装位置处搬入搬出。基板搬运装置3配设在元件安装机2的纵向(箭头Y方向)的中央附近，是并排设置有第一搬运装置31及第二搬运装置32的所谓的双传送类型的搬运装置。第一搬运装置31具有在基台8上与横向(箭头X方向)平行地并排设置的一对导轨及被一对导轨引导且载置基板进行搬运的一对传送带。另外，在第一搬运装置31上设有从基台8侧抬起被搬运至安装位置的基板并进行定位的夹持装置。第二搬运装置32具有与第一搬运装置31相同的结构。
[0026]元件供给装置4设于元件安装机2的纵向(箭头Y方向)的前部(该图的纸面左方向侧)，具有供给在基板上安装的元件的供料器41。而且，盒式的多个供料器41以能够装卸的方式安装于插槽42。插槽42以直列的方式沿元件安装机2的横向(箭头X方向)设置多个，通过将供料器41相对于插槽42沿纵向(箭头Y方向)滑动而与插槽42卡合，将供料器41装配于插槽42。
[0027]图2是示意性地表示供料器41与插槽42的连接部分的示意图。供料器41具备供料器主体部411、元件供给带盘43、带齿卷盘44、步进电动机Ml、步进电动机控制装置I。
[0028]元件供给带盘43是元件供给介质，在元件供给带盘43上卷绕有将多个元件以预定间隔收容为一列的元件带431。在本实施方式中，元件供给带盘43以能够旋转且能够装卸的方式装配于供料器主体部411。此外，元件供给带盘43也能够设置于与供料器主体部411不同的部件。元件带431的前端部被拉出至设于供料器41的前端部的元件取出部47而供给元件。供料器41例如能够供给芯片元件等比较小型的元件。
[0029]带齿卷盘44对元件供给带盘43的元件带431进行间距进给。带齿卷盘44被供料器主体部411支撑为能够旋转。另外，在步进电动机Ml与带齿卷盘44之间夹有一个或者多个齿轮(未图示)，步进电动机Ml的旋转经由齿轮向带齿卷盘44传递而使带齿卷盘44旋转。具体来说，在元件带431上，沿间距进给方向形成有进给孔，元件带431的进给孔与带齿卷盘44的突起部卡合而使元件带431进行间距进给。其结果是，向元件取出部47依次供给元件。如后述那样，步进电动机Ml被步进电动机控制装置I控制。
[0030]另外，在供料器41的前端部设有通信连接器481。通信连接器481在供料器41装配于插槽42时与设于插槽42的通信连接器482连接。通信连接器482与后述的控制装置7连接，能够从插槽42侧向供料器41供给电源，供料器41能够在与控制装置7之间接收发送各种数据及控制信号。
[0031]元件移载装置5从供料器41吸附元件，向搬入到安装位置的基板上安装元件。元件移载装置5是能够沿横向(箭头X方向)及纵向(箭头Y方向)移动的所谓的XY机器人类型的移载装置。元件移载装置5从元件安装机2的纵向(箭头Y方向)的后部(图1的纸面右方向里侧)朝向前部(该图的纸面左方向近前侧)的元件供给装置4的上方配设。元件移载装置5具有头驱动机构51及元件装配头52。
[0032]头驱动机构51能够将元件装配头52沿横向(箭头X方向)及纵向(箭头Y方向)驱动。元件装配头52具有多个吸嘴53。多个吸嘴53分别利用吸嘴53的前端部来吸附元件，并向搬入定位于安装位置的基板上安装元件。
[0033]元件相机6配设在元件供给装置4的元件取出部47与基板搬运装置3的第一搬运装置31之间的基台8上。元件相机6拍摄被元件装配头52的吸嘴53吸附保持的元件。元件相机6也能够一次拍摄被多个吸嘴53分别吸附保持的多个元件。
[0034]将由元件相机6拍摄到的图像数据向图像处理装置发送。在本实施方式中，图像处理装置设于控制装置7，但也可以设于与控制装置7不同的运算装置。图像处理装置根据由元件相机6拍摄到的图像而取得元件的吸附状态。另外，图像处理装置能够根据拍摄到的图像来判定元件是否合适，能够判定元件的吸附状态的优劣。例如，图像处理装置能够检测元件相对于吸嘴53的位置偏差及角度偏差，检测结果能够在校正元件的安装位置时进行使用。
[0035]图3是表示步进电动机控制装置1、控制装置7、元件相机6及主计算机9的关系的框图。该图主要记载有与后述的步进电动机控制装置I相关的连接状态。如该图所示，步进电动机控制装置I具有公知的微型计算机1H。微型计算机IH具备CPUlHl、存储器1H2及通信接Ρ1Η3ο
[0036]CPUlHl是中央运算装置，能够进行各种运算。存储器1H2是能够读取及写入的存储装置，能够存储各种电子信息。通信接口 1H3是在与控制装置7之间进行通信的接口，例如能够使用公知的LAN接口。
[0037]元件安装机2的控制装置7配设在图1所示的罩前侧上部，具有与步进电动机控制装置I相同的微型计算机7H。具体来说，微型计算机7H具备CPU7H1、存储器7H2及通信接口7H3XPU7H1的功能与CPUlHl的功能相同，存储器7H2的功能与存储器1H2的功能相同。通信接口 7H3是与元件安装机2的各设备之间进行通信的接口，例如能够使用公知的LAN接口。
[0038]在元件安装机2上设有控制元件安装机2的主计算机9。在主计算机9与元件安装机2的控制装置7之间，通过有线或者无线的通信线路ICl连接为能够通信。通信线路ICl例如能够使用LAN，经由通信线路ICl接收发送各种数据及控制信号。同样，步进电动机控制装置I与元件安装机2的控制装置7之间、及控制装置7与元件安装机2的各搭载设备(在图3中记载元件相机6)之间，通过通信线路ICl连接为能够通信。
[0039]元件安装机2的控制装置7能够经由通信线路ICl来下载主计算机9生成的生产程序。元件安装机2的控制装置7被看作控制模块而具有对元件的安装进行控制的安装控制部。安装控制部根据向自身的元件安装机分配的生产程序，向基板安装元件。此外，关于元件安装机2，也能够将元件安装机2多级直列配设而构成元件安装组件，与其它元件安装机2配合而安装元件。
[0040]安装控制部基于生产程序而使基板搬运装置3、元件供给装置4、元件移载装置5及元件相机6工作并向基板安装元件。具体来说，根据安装控制部的指令，元件移载装置5的元件装配头52首先向元件供给装置4的供料器41移动而吸附元件。然后，元件装配头52向元件相机6的上方移动，元件相机6对被吸嘴53吸附保持的元件进行拍摄。
[0041]控制装置7(图像处理装置)检测元件相对于吸嘴53的位置偏差及角度偏差，校正元件的安装位置。另外，元件装配头52使吸嘴53旋转而将元件的安装角度校正与检测出的角度偏差相应的量。接下来，元件装配头52向被基板搬运装置3搬入定位于安装位置的基板的元件的安装位置移动而安装元件，并返回到元件供给装置4。元件安装机2通过重复该一系列的动作，能够向基板安装多个元件。
[0042]<步进电动机控制装置I >
[0043](步进电动机Ml)
[0044]步进电动机控制装置I对步进电动机Ml进行驱动控制。作为步进电动机Ml，能够使用公知的可变磁阻型(VR型)步进电动机、永磁铁型(PM型)步进电动机、复合型(HB型)步进电动机等。在本实施方式中，为了方便说明，作为步进电动机Ml而以PM型步进电动机为例进行说明，但本发明也能够同样地应用其它步进电动机。
[0045]图4是说明步进电动机Ml的轴AZl方向观察下的动子停止位置的说明图。步进电动机Ml具备动子Rl与定子SI，动子Rl被支撑为相对于定子SI能够旋转。定子SI具备芯体、在形成于芯体的插槽中收容的多个绕组。芯体是通过将薄板状的电磁钢板沿定子SI的轴AZl方向层叠多片而形成的。作为电磁钢板，例如能够使用硅钢板。此外，该图示出轴AZl方向观察下的定子SI与动子Rl的电位置关系，省略了芯体、插槽及绕组等的记载。
[0046]绕组是通过使导体表面被漆包线等绝缘层覆盖而成的。绕组的截面形状没有特别限定，能够设为任意的截面形状。例如，作为绕组而能够使用截面圆形的圆线、截面多边形的角线等各种截面形状的导体。另外，绕组能够以集中卷绕方式进行卷绕安装。通过向绕组施加直流电压，使绕组励磁，励磁后的绕组形成定子磁极SCl、SC2、SC3、SC4。
[0047]动子Rl是通过使薄板状的电磁钢板沿动子Rl的旋转轴向(轴AZl方向)层叠多片而形成为圆柱状的。在动子Rl的外周面，沿着动子Rl的周向设有多个(与预定磁极数量相应的)永磁铁。多个永磁铁分别沿旋转轴向(轴AZI方向)延伸。PM型步进电动机通过磁化的动子磁极来增大磁通密度，与VR型步进电动机相比而提高转矩特性。这些情况对于HB型步进电动机也是相同的。
[0048](步进电动机Ml的控制)
[0049]图5是表示步进电动机控制装置I的控制模块的一个例子的框图。步进电动机控制装置I被看作控制模块而具备驱动控制部11、停止位置判断部12、移动量存储部13及驱动脉冲数计算部14。
[0050](驱动控制部11及停止位置判断部12)
[0051]驱动控制部11通过半步驱动或者微步驱动对步进电动机Ml进行驱动控制。图6是说明励磁图案的一个例子的说明图。该图示出半步驱动的励磁图案的一个例子。另外，图7是说明基于半步驱动的步距角的说明图。
[0052 ]例如，图6所示的N0.1的励磁图案中，向与定子磁极SC 1、SC3对应的绕组(A相绕组)施加直流电压。其结果是，在定子磁极SCl侧形成S极，在定子磁极SC3侧形成N极。此时，与定子磁极SC2、SC4对应的绕组(B相绕组)没有被施加直流电压。即，N0.1的励磁图案是仅单相(A相绕组)被励磁的励磁图案。另外，在该图中，“0N(极性)”表示向对应的绕组施加直流电压而形成磁极，“OFF"表示没有向对应的绕组施加直流电压，没有形成磁极。
[0053]在N0.1的励磁图案时，动子Rl旋转为在图4所示的位置Pl配置N极、在位置P5配置S极，在该状态下动子Rl被保持。在本说明书中，为了方便说明，将动子Rl的停止位置称为供动子Rl的N极配置的位置。此外，动子磁极数量并非限定于两个。
[0054]图6所示的N0.2的励磁图案中，向与定子磁极SC1、SC3对应的绕组(A相绕组)施加直流电压。其结果是，在定子磁极SCl侧形成S极，在定子磁极SC3侧形成N极。另外，N0.2的励磁图案中，向与定子磁极SC2、SC4对应的绕组(B相绕组)施加直流电压。其结果是，在定子磁极SC2侧形成S极，在定子磁极SC4侧形成N极。即，N0.2的励磁图案是两相(A相绕组及B相绕组)被励磁的励磁图案。
[0055]在N0.2的励磁图案时，动子Rl旋转为在图4所示的位置P2配置N极、在位置P6配置S极，在该状态下动子Rl被保持。即，动子Rl从基于N0.1的励磁图案的保持状态向箭头CWl方向旋转45° (电角度)。图4所示的箭头CWl方向表示动子Rl的移动方向，箭头CCWl方向表示与动子Rl的移动方向相反的方向。
[0056]关于图6所示的N0.3?N0.8的励磁图案也是相同的，重复仅单相的绕组被励磁的励磁图案与两相的绕组被励磁的励磁图案。另外，每次切换励磁图案，动子Rl沿箭头CWl方向旋转45° (电角度)。即，如图7所示，驱动控制部11能够使一个步距进行45° (电角度)的1-2相励磁。
[0057]如图4所示，将步进电动机Ml的动子停止位置Pl?P8中的、与定子磁极SC1、SC2、SC3、SC4相向的位置分别称为稳定相P1、P3、P5、P7，是仅单相的绕组被励磁的励磁图案时的动子停止位置(参照图6)。另一方面，将相邻的稳定相的中间位置称为准稳定相，是两相的绕组被励磁的励磁图案时的动子停止位置(参照图6)。
[0058]具体来说，相邻的稳定相(P1、P3)的中间位置是准稳定相P2，相邻的稳定相(P3、P5)的中间位置是准稳定相P4。同样，相邻的稳定相(P5、P7)的中间位置是准稳定相P6，相邻的稳定相(P7、P1)的中间位置是准稳定相P8。
[0059]此外，驱动控制部11也能够通过微步驱动对步进电动机Ml进行驱动控制。图8是说明基于微步驱动的步距角的说明图。微步驱动在图6所示的半步驱动的励磁图案中，对A相绕组及B相绕组的电流比率进行细分，由此使励磁图案增加。其结果是，微步驱动与半步驱动相比而能够减小步距角。
[0060]如图8所示，例如，稳定相Pl与准稳定相P2之间被四等分。在其它区间中也是相同的，一个步距被设定为11.25° (电角度)。此外，在微步驱动中，也需要使步进电动机Ml的动子停止位置为稳定相(？1、？3、？5、？7)或者准稳定相斤2、？4、？6、？8)。
[0061]步进电动机Ml的控制状态具有移动状态、保持状态及待机状态。移动状态是指动子Rl朝向被指示的目标位置进行移动(在本实施方式中为旋转。以下相同。)的状态。保持状态是指动子Rl到达被指示的目标位置且被保持于目标位置的状态。待机状态是指动子Rl的保持被解除的状态。在本实施方式中，步进电动机Ml的控制状态按照移动状态、保持状态、待机状态的顺序进行迀移并重复，但控制状态的迀移顺序不限于此。
[0062]停止位置判断部12判断保持状态时的动子停止位置为稳定相(P1、P3、P5、P7)及准稳定相(P2、P4、P6、P8)中的哪一个。例如，停止位置判断部12能够从驱动控制部11取得保持状态时的绕组的励磁图案(图6所示的绕组的励磁图案)，从而判断保持状态时的动子停止位置。
[0063]具体来说，在仅单相被励磁的励磁图案(例如为图6所示的N0.1的励磁图案)时，停止位置判断部12判断出保持状态时的动子停止位置为稳定相P1。另一方面，在两相被励磁的励磁图案(例如为图6所示的N0.2的励磁图案)时，停止位置判断部12判断出保持状态时的动子停止位置为准稳定相P2 ο上述情况对于其它稳定相(P3、P5、P7)及准稳定相(P4、P6、P8)也是相同的。
[0064]另外，在由停止位置判断部12判断出保持状态时的动子停止位置为准稳定相时，驱动控制部11在动子Rl的保持被解除的预定时机将动子停止位置变更为与保持状态时的动子停止位置相邻的稳定相中的一方。例如，通过停止位置判断部12判断出保持状态时的动子停止位置为准稳定相P2。此时，驱动控制部11将动子停止位置变更为相邻的稳定相Pl及稳定相P3中的一方。上述情况对于保持状态时的动子停止位置为其它准稳定相(P4、P6、P8)的情况也是相同的。
[0065]如上述那样，稳定相(P1、P3、P5、P7)是基于仅一相(A相绕组或者B相绕组)被励磁的励磁图案的动子停止位置。另一方面，准稳定相(P2、P4、P6、P8)是基于两相(A相绕组及B相绕组)被励磁的励磁图案的动子停止位置。仅一相(A相绕组或者B相绕组)被励磁的励磁图案与两相(A相绕组及B相绕组)被励磁的励磁图案相比，励磁时的消耗电力较少。
[0066]本实施方式的步进电动机控制装置I具备停止位置判断部12及驱动控制部U。因此，驱动控制部11能够基于停止位置判断部12的判断结果在与准稳定相(P2、P4、P6、P8)相比消耗电力较少的稳定相(P1、P3、P5、P7)中将步进电动机Ml设为待机状态。由此，本实施方式的步进电动机控制装置I能够将步进电动机Ml定位于所希望的目标位置，并且能够降低定位的保持状态被解除的待机状态下的步进电动机Ml的消耗电力。
[0067]此外，预定时机是指，通过来自设备的触发信号或者从保持状态持续了一定时间，使步进电动机Ml的控制状态从保持状态向动子Rl的保持被解除的待机状态迀移时。例如，驱动控制部11中，作为来自设备的触发信号而优选使用从图像处理装置(在本实施方式中为控制装置7)发送的触发信号。
[0068]图像处理装置可以在开始读取由元件相机6拍摄到的图像时将表示步进电动机Ml的控制状态从保持状态向待机状态迀移的触发信号向驱动控制部11发送。在这种情况下，步进电动机控制装置I根据来自图像处理装置的触发信号的发送，能够得知元件的吸附结束。
[0069]根据本实施方式，作为来自设备的触发信号，驱动控制部11使用从图像处理装置发送的上述触发信号。因此，步进电动机控制装置I能够在元件的吸附结束的适当时机使步进电动机Ml的控制状态从保持状态向待机状态迀移。因此，步进电动机控制装置I能够在元件的吸附结束的适当时机降低步进电动机Ml的消耗电力。
[0070]此外，设备不限定于图像处理装置等外部设备，也可以是设于供料器41的内部设备。例如，供料器41能够在元件取出部47附近设置检测元件的检测器(例如为公知的接近传感器等)。在这种情况下，检测器检测元件的吸附结束，驱动控制部11通过来自检测器的检测信号的接收，能够得知元件的吸附结束。
[0071]另外，步进电动机控制装置I能够具备公知的计时部。计时部可以在保持状态持续一定时间时对驱动控制部11发送中断信号。一定时间例如可以被设定为从动子Rl到达被指示的目标位置至元件的吸附结束为止所需的时间。在这种情况下，驱动控制部11通过接收来自计时部的中断信号，能够得知元件的吸附结束。
[0072]例如，驱动控制部11将动子停止位置变更为与保持状态时的动子停止位置相邻的稳定相Pl及稳定相P3中的、与动子Rl的移动方向(箭头CWl方向)相同的方向的稳定相P3。在这种情况下，动子Rl的移动为，使与步进电动机Ml卡合的齿轮(未图示)旋转与动子Rl的移动相当的量。齿轮的旋转使带齿卷盘44旋转。带齿卷盘44的旋转使元件带431移动。即，使元件带431沿间距进给方向移动与基于动子Rl的朝向箭头CWl方向的移动相当的量。其中，期望使元件带431尽可能地静止。
[0073]因此，驱动控制部11优选将动子停止位置变更为与保持状态时的动子停止位置相邻的稳定相中的、与动子Rl的移动方向(箭头CWl方向)相反的方向(箭头CCWl方向)的稳定相。例如，将保持状态时的动子停止位置设为准稳定相P2。此时，驱动控制部11可以将动子停止位置变更为相邻的稳定相Pl及稳定相P3中的、与动子Rl的移动方向(箭头CWl方向)相反的方向(箭头CCWl方向)的稳定相Pl。上述情况对于其它准稳定相(P4、P6、P8)也是相同的。
[0074]本实施方式的驱动控制部11将动子停止位置变更为与保持状态时的动子停止位置相邻的稳定相中的、与动子Rl的移动方向(箭头CWl方向)相反的方向(箭头CCWl方向)的稳定相。在这种情况下，利用步进电动机Ml及与其卡合的齿轮之间的齿隙，吸收或者降低动子Rl的移动量。因此，即使动子Rl朝箭头CCWl方向移动，与步进电动机Ml卡合的齿轮也不会旋转与动子Rl的移动相当的量。此外，即使在动子Rl的移动量没有被与上述齿轮之间的齿隙完全吸收的情况下，通过介于上述齿轮与带齿卷盘44之间的其它齿轮等的齿隙、带齿卷盘44与元件带431的齿隙等，也能吸收或者降低动子Rl的移动量。因此，步进电动机控制装置I即便使动子Rl向稳定相移动，也能够将元件带431的移动抑制为最小限度。
[0075](移动量存储部13)
[0076]移动量存储部13存储待机时移动量。待机时移动量是动子Rl从保持状态的动子停止位置移动至待机状态的动子停止位置时的驱动脉冲数。例如，利用停止位置判断部12，将保持状态时的动子停止位置判断为准稳定相P2。然后，驱动控制部11将动子停止位置变更为稳定相Pl。
[0077]在半步驱动时，动子Rl从保持状态的动子停止位置(准稳定相P2)移动至待机状态的动子停止位置(稳定相Pl)时的移动量为I步距量。因此，移动量存储部13将I步距量的驱动脉冲数(I个脉冲)存储为待机时移动量。另一方面，在微步驱动时，动子Rl从保持状态的动子停止位置(准稳定相P2)移动至待机状态的动子停止位置(稳定相PI)时的移动量为4步距量。因此，移动量存储部13将4步距量的驱动脉冲数(4个脉冲)存储为待机时移动量。
[0078](驱动脉冲数计算部14)
[0079]驱动脉冲数计算部14计算动子Rl从待机状态的动子停止位置移动至下一个目标位置所需的驱动脉冲数。在上述的例子中，下一个目标位置为稳定相P7。在半步驱动时，动子Rl从保持状态的动子停止位置(准稳定相P2)移动至下一个目标位置(稳定相P7)所需的驱动脉冲数为5个脉冲。
[0080]在半步驱动时，驱动脉冲数计算部14向上述驱动脉冲数5加上存储于移动量存储部13的待机时移动量(I个脉冲)，计算动子Rl从待机状态的动子停止位置(稳定相Pl)移动至下一个目标位置(稳定相P7)所需的驱动脉冲数(6个脉冲)。
[0081]另一方面，在微步驱动时，动子Rl从保持状态的动子停止位置(准稳定相P2)移动至下一个目标位置(稳定相P7)所需的驱动脉冲数为20个脉冲。因此，驱动脉冲数计算部14向驱动脉冲数20加上存储于移动量存储部13的待机时移动量(4个脉冲)，计算动子Rl从待机状态的动子停止位置(稳定相Pl)移动至下一个目标位置(稳定相P7)所需的驱动脉冲数(24个脉冲)。
[0082]另外，假设驱动控制部11将动子停止位置变更为与保持状态时的动子停止位置相邻的稳定相中的、与动子Rl的移动方向(箭头CWl方向)相同的方向(箭头CWl方向)的稳定相。例如，通过停止位置判断部12，判断出保持状态时的动子停止位置为准稳定相P2。然后，驱动控制部11将动子停止位置变更为稳定相P3。此外，下一个目标位置为稳定相P7。
[0083]在这种情况下，在半步驱动时，动子Rl从保持状态的动子停止位置(准稳定相P2)移动至待机状态的动子停止位置(稳定相P3)时的移动量也为I步距量。因此，移动量存储部13将I步距量的驱动脉冲数(I个脉冲)存储为待机时移动量。针对微步驱动也是相同的，移动量存储部13将4步距量的驱动脉冲数(4个脉冲)存储为待机时移动量。
[0084]在半步驱动时，动子Rl从保持状态的动子停止位置(准稳定相P2)移动至下一个目标位置(稳定相P7)所需的驱动脉冲数为5个脉冲。因此，驱动脉冲数计算部14在驱动脉冲数5中减去存储于移动量存储部13的待机时移动量(I个脉冲)，计算动子Rl从待机状态的动子停止位置(稳定相P3)移动至下一个目标位置(稳定相P7)所需的驱动脉冲数(4个脉冲)。
[0085]另一方面，在微步驱动时，动子Rl从保持状态的动子停止位置(准稳定相P2)移动至下一个目标位置(稳定相P7)所需的驱动脉冲数为20个脉冲。因此，驱动脉冲数计算部14在驱动脉冲数20中减去存储于移动量存储部13的待机时移动量(4个脉冲)，计算动子Rl从待机状态的动子停止位置(稳定相P3)移动至下一个目标位置(稳定相P7)所需的驱动脉冲数(16个脉冲)。
[0086]将由驱动脉冲数计算部14计算出的驱动脉冲数向驱动控制部11发送。驱动控制部11基于励磁图案向对应的绕组施加与驱动脉冲数对应的量的直流电压。由此，动子Rl从待机状态的动子停止位置(例如为稳定相Pl或者稳定相P3)移动至下一个目标位置(例如为稳定相P7)。
[0087]本实施方式的步进电动机控制装置I具备移动量存储部13及驱动脉冲数计算部14。因此，驱动脉冲数计算部14能够对存储于移动量存储部13的待机时移动量进行加法或者减法，计算动子Rl从待机状态的动子停止位置移动至下一个目标位置所需的驱动脉冲数。由此，步进电动机控制装置I在从保持状态时的动子停止位置朝向待机状态时的动子停止位置变更了动子停止位置的情况下，能够计算动子Rl移动至下一个目标位置所需的驱动脉冲数。
[0088]图9是表示步进电动机控制装置I的控制流程的一个例子的流程图。驱动控制部
11、停止位置判断部12、移动量存储部13及驱动脉冲数计算部14作为程序而存储于存储器1H2，在生产开始前从存储器1H2被读取。步进电动机控制装置I通过按照该图所示的流程而执行程序，对设于供料器41的步进电动机Ml进行驱动控制。
[0089]首先，驱动控制部11确认是否具有来自控制装置7的元件带431的输送指示(步骤S11)。在具有元件带431的输送指示的情况(“是”的情况)下，控制进入下一步骤S12。在没有元件带431的输送指示的情况(“否”的情况)下，驱动控制部11待机至具有来自控制装置7的元件带431的输送指示。
[0090]接下来，驱动控制部11使动子Rl移动至被指示的目标位置，使带齿卷盘44旋转。其结果是，元件带431被间距进给(步骤S12)。当元件带431的间距进给结束时，步进电动机Ml的控制状态从移动状态向保持状态迀移。此时，驱动控制部11将表示元件带431的间距进给结束的带输送结束信号向控制装置7发送(步骤S13)。
[0091]然后，停止位置判断部12判断保持状态时的动子停止位置为稳定相及准稳定相中的哪一个(步骤S14)。在保持状态时的动子停止位置为稳定相的情况(“是”的情况)下，控制暂时结束。在保持状态时的动子停止位置为准稳定相的情况(“否”的情况)下，控制进入下一步骤S15。
[0092]然后，驱动控制部11确认是否从控制装置7(图像处理装置)接收到触发信号(步骤S15)。如上述那样，触发信号表示步进电动机Ml的控制状态从保持状态向待机状态迀移。在接收到触发信号的情况(“是”的情况)下，控制进入下一步骤S16。在没有接收到触发信号的情况(“否”的情况)下，驱动控制部11待机至从控制装置7(图像处理装置)接收到触发信号为止。此外，在保持状态持续一定时间的情况下，也能够使控制进入下一步骤S16。
[0093]接下来，驱动控制部11将动子停止位置变更为与保持状态时的动子停止位置相邻的稳定相中的一方(步骤S16)。在本实施方式中，驱动控制部11将动子停止位置变更为相邻的稳定相中的、与动子Rl的移动方向(箭头CWl方向)相反的方向(箭头CCWl方向)的稳定相。
[0094]然后，移动量存储部13存储待机时移动量(步骤S17)。另外，驱动脉冲数计算部14计算动子Rl从待机状态的动子停止位置移动至下一个目标位置所需的驱动脉冲数(步骤S18)。然后，控制暂时结束。此外，本流程图所示的控制以预定间隔反复执行。
[0095]图10是表示控制装置7的控制流程的一个例子的流程图。控制装置7的安装控制部作为程序而存储于存储器7H2，在生产开始前从存储器7H2被读取。控制装置7按照该图所示的流程而执行生产程序，由此使基板搬运装置3、元件供给装置4、元件移载装置5及元件相机6工作而向基板安装元件。
[0096]首先，控制装置7将元件带431的输送指示向供料器41发送(步骤S21)。然后，控制装置7确认是否从供料器41的驱动控制部11接收到带输送结束信号(步骤S22)。在接收到带输送结束信号的情况(“是”的情况)下，控制进入下一步骤S23。在没有接收到带输送结束信号的情况(“否”的情况)下，控制装置7待机至接收到带输送结束信号。
[0097]接下来，通过来自控制装置7的指令，元件移载装置5的元件装配头52向元件供给装置4的供料器41移动而吸附元件(步骤S23)。然后，元件装配头52向元件相机6的上方移动(步骤S24)，元件相机6拍摄被吸嘴53吸附保持的元件(步骤S25)。
[0098]控制装置7(图像处理装置)确认是否开始读取由元件相机6拍摄到的图像(步骤S26)。在开始图像的读取的情况(“是”的情况)下，图像处理装置将表示步进电动机Ml的控制状态从保持状态向待机状态迀移的触发信号向驱动控制部11发送(步骤S27)。在没有开始图像的读取的情况(“否”的情况)下，图像处理装置待机至开始图像的读取为止。
[0099]接下来，元件装配头52向被基板搬运装置3搬入定位于安装位置的基板的元件的安装位置移动而安装元件(步骤S28)。然后，控制暂时结束。此外，本流程图所示的控制以预定间隔反复执行。
[0100]本实施方式的元件安装机2的供料器41具备供料器主体部411、供收容多个元件的元件带431卷绕的元件供给带盘43、将元件带431间距进给的带齿卷盘44、使带齿卷盘44旋转的步进电动机Ml及控制步进电动机Ml的步进电动机控制装置I。即，步进电动机控制装置I设于供料器41。因此，步进电动机控制装置I能够降低供料器41的待机电力。
[0101]通常，若供料器41的待机电力增多，则待机时的发热量增多。当待机时的发热量增多时，在供料器41上容易产生静电。供料器41有时在高温、静电下供给较弱的电子元件。另夕卜，在供料器41产生静电时，有时使电子元件从元件带431飞出，使吸嘴53无法正常地吸附电子元件。由此，需要一并降低待机电力，抑制待机时的发热量及静电。本实施方式的步进电动机控制装置I能够降低供料器41的待机电力，因此能够降低供料器41的待机时的发热量并抑制供料器41所产生的静电。因此，本实施方式的元件安装机2能够降低供料器41的待机电力，并且减轻供料器41的发热对策及静电对策。
[0102]此外，在步进电动机Ml使用PM型步进电动机或者HB型步进电动机时，能够利用定位转矩来减小电源断开时的动子Rl的位置偏差，较为理想。
[0103]<步进电动机控制方法>
[0104]本发明也能够被看作步进电动机控制方法。另外，本发明也能够被看作使微型计算机IH发挥功能而执行步进电动机控制方法的步进电动机控制程序。步进电动机控制方法及步进电动机控制程序只要将在步进电动机控制装置I中所述的“〇〇部”替换为“??步骤”即可。即，驱动控制部11被替换为驱动控制步骤，停止位置判断部12被替换为停止位置判断步骤。另外，移动量存储部13被替换为移动量存储步骤，驱动脉冲数计算部14被替换为驱动脉冲数计算步骤。针对各步骤的说明与上述的说明相同，因此省略重复的说明。
[0105]本实施方式的步进电动机控制方法是通过半步驱动或者微步驱动来控制步进电动机的步进电动机控制方法，具备停止位置判断步骤与驱动控制步骤。停止位置判断步骤是判断动子Rl到达被指示的目标位置且保持于目标位置的保持状态时的动子停止位置为稳定相(？1、？3、？5、？7)及准稳定相斤2、？4、？6、？8)中的哪一个的工序。
[0106]稳定相(？1、？3、？5、？7)是指，步进电动机肌的动子停止位置?1??8中的、与定子磁极3(:1、302、303、304相向的位置。准稳定相(？2、？4、？6、？8)是指，步进电动机祖的动子停止位置Pl?P8中的、相邻的稳定相的中间位置。
[0107]驱动控制步骤是通过停止位置判断步骤判断为保持状态时的动子停止位置为准稳定相(P2、P4、P6、P8)、并且通过来自设备的触发信号或者保持状态持续了一定时间而使步进电动机Ml的控制状态从保持状态向动子Rl的保持被解除的待机状态迀移时，将动子停止位置变更为与保持状态时的动子停止位置相邻的稳定相中的一方的工序。
[0108]本实施方式的步进电动机控制方法具备停止位置判断步骤及驱动控制步骤。因此，驱动控制步骤能够基于停止位置判断步骤的判断结果，在与准稳定相(P2、P4、P6、P8)相比而消耗电力较少的稳定相(P1、P3、P5、P7)中将步进电动机Ml设为待机状态。由此，本实施方式的步进电动机控制方法能够将步进电动机Ml定位于所希望的目标位置，并且降低定位的保持状态被解除的待机状态下的步进电动机Ml的消耗电力。
[0109]<附加说明项>
[0110]根据上述记载而把握如下技术思想。
[0111](附加说明项I)
[0112]根据技术方案6所述的步进电动机控制方法，上述驱动控制步骤将上述动子停止位置变更为与上述保持状态时的动子停止位置相邻的上述稳定相中的、与上述动子的移动方向相反的方向的上述稳定相。
[0113](附加说明项2)
[0114]根据技术特征6或者附加说明项I所述的步进电动机控制方法，具备:移动量存储步骤，存储上述动子从上述保持状态的动子停止位置移动至上述待机状态的动子停止位置时的驱动脉冲数、即待机时移动量;及驱动脉冲数计算步骤，向上述动子从上述保持状态的动子停止位置移动至下一个目标位置所需的驱动脉冲数加上或者减去在上述移动量存储步骤中存储的上述待机时移动量，计算上述动子从上述待机状态的动子停止位置移动至上述下一个目标位置所需的驱动脉冲数。
[0115]< 其它 >
[0116]本发明并非仅限于上述且附图所示的实施方式，能够在不脱离主旨的范围内适当地变更并实施。例如，步进电动机Ml不限于两相励磁的步进电动机，能够使用N相励磁的步进电动机。其中，N为2以上的自然数。在这种情况下，驱动控制部11能够进行(N-1)-N相励磁。即，作为励磁图案而重复(N-1)相的绕组被励磁的励磁图案与N相的绕组被励磁的励磁图案。因此，步进电动机控制装置I相对于N相励磁的步进电动机也能够获得与在实施方式中上述的的作用效果相同的作用效果。
[0117]另外，在实施方式中，步进电动机Ml及步进电动机控制装置I设于供料器41，但不限于此。本发明能够广泛适用于以搭载于元件安装机的搭载设备的控制用电动机为代表、期待待机电力的降低的各种电动机的控制。
[0118]另外，在实施方式中，步进电动机Ml为将动子Rl及定子SI沿定子SI的径向设为同心的径向间隙型的圆筒状电动机，但不限于此。例如，步进电动机Ml也可以是使动子Rl相对于定子SI呈直线状移动的线性步进电动机。
[0119]附图标记说明
[0120]1:步进电动机控制装置
[0121]Ml:步进电动机
[0122]Rl:动子
[0123]SC1、SC2、SC3、SC4:定子磁极
[0124]P1、P3、P5、P7:稳定相
[0125]P2、P4、P6、P8:准稳定相
[0126]11:驱动控制部
[0127]12:停止位置判断部
[0128]13:移动量存储部
[0129]14:驱动脉冲数计算部
[0130]2:元件安装机
[0131]3:基板搬运装置
[0132]4:元件供给装置
[0133]41:供料器
[0134]411:供料器主体部
[0135]43:元件供给带盘
[0136]431:元件带
[0137]44:带齿卷盘
[0138]5:元件移载装置
[0139]53:吸嘴
[0140]6:元件相机
[0141]7:控制装置(图像处理装置)
【主权项】
1.一种步进电动机控制装置，通过半步驱动或者微步驱动来控制步进电动机，所述步进电动机控制装置具备: 停止位置判断部，在将所述步进电动机的动子停止位置中的与定子磁极相向的位置设为稳定相、且将相邻的所述稳定相的中间位置设为准稳定相时，该停止位置判断部判断动子到达被指示的目标位置且被保持于所述目标位置的保持状态时的动子停止位置为所述稳定相及所述准稳定相中的哪一个;及 驱动控制部，在由所述停止位置判断部判断出所述保持状态时的动子停止位置为所述准稳定相、并且通过来自设备的触发信号或者所述保持状态持续了一定时间而使所述步进电动机的控制状态从所述保持状态迀移至所述动子被解除保持的待机状态时，将所述动子停止位置变更为与所述保持状态时的动子停止位置相邻的所述稳定相中的一方。2.根据权利要求1所述的步进电动机控制装置，其中， 所述驱动控制部将所述动子停止位置变更为与所述保持状态时的动子停止位置相邻的所述稳定相中的与所述动子的移动方向相反的方向的所述稳定相。3.根据权利要求1或2所述的步进电动机控制装置，其中， 所述步进电动机控制装置具备: 移动量存储部，存储所述动子从所述保持状态的动子停止位置移动至所述待机状态的动子停止位置时的驱动脉冲数即待机时移动量;及 驱动脉冲数计算部，向所述动子从所述保持状态的动子停止位置移动至下一个目标位置所需的驱动脉冲数加上或者减去存储于所述移动量存储部的所述待机时移动量，计算所述动子从所述待机状态的动子停止位置移动至所述下一个目标位置所需的驱动脉冲数。4.一种元件安装机，具备将基板向安装位置搬入或从安装位置搬出的基板搬运装置、具有供给向所述基板上安装的元件的供料器的元件供给装置及从所述供料器吸附所述元件并向被搬入至所述安装位置的所述基板上安装的元件移载装置， 所述供料器具备: 供料器主体部； 元件供给带盘，卷绕有收容多个元件的元件带； 带齿卷盘，对所述元件带进行间距进给； 步进电动机，使所述带齿卷盘旋转;及 权利要求1?3中任一项所述的步进电动机控制装置，控制所述步进电动机。5.根据权利要求4所述的元件安装机，其中， 所述元件安装机具备: 元件相机，设于所述元件供给装置与所述基板搬运装置之间，并拍摄被吸附并保持于所述元件移载装置的吸嘴的元件;及 图像处理装置，根据由所述元件相机拍摄到的图像来取得所述元件的吸附状态， 所述图像处理装置在开始读取由所述元件相机拍摄到的所述图像时，将表示所述步进电动机的控制状态从所述保持状态迀移至所述待机状态的所述触发信号向所述驱动控制部发送。6.—种步进电动机控制方法，通过半步驱动或者微步驱动来控制步进电动机，所述步进电动机控制方法具备以下步骤: 停止位置判断步骤，在将所述步进电动机的动子停止位置中的与定子磁极相向的位置设为稳定相、且将相邻的所述稳定相的中间位置设为准稳定相时，判断动子到达被指示的目标位置且被保持于所述目标位置的保持状态时的动子停止位置为所述稳定相及所述准稳定相中的哪一个;及 驱动控制步骤，在通过所述停止位置判断步骤判断出所述保持状态时的动子停止位置为所述准稳定相、并且通过来自设备的触发信号或者所述保持状态持续了一定时间而使所述步进电动机的控制状态从所述保持状态迀移至所述动子被解除保持的待机状态时，将所述动子停止位置变更为与所述保持状态时的动子停止位置相邻的所述稳定相中的一方。
【文档编号】H02P8/30GK106063117SQ201480076208
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2014年2月25日
【发明人】中村大佑, 原朗, 大崎聪士
【申请人】富士机械制造株式会社