(57)【要約】【課題】はんだ付け不良を防止する。【解決手段】はんだこて制御装置１００は、はんだこて２００と電気的接続が可能であり、はんだこてのこて先２２１の温度を制御する。はんだこて制御装置は、第１記憶部１１０、測定部１１１、判定部１１２および報知部１１４を備える。第１記憶部は、こて先が非接触であり、かつ、こて先の温度が設定温度を含む所定範囲内に保たれたアイドリング状態において、はんだこてに供給される第１電力量を予め記憶する。測定部は、こて先がワークに接触することにより、こて先の温度が設定温度から所定量以上低下した負荷状態になったとき、負荷状態においてはんだこてに供給される第２電力量から第１電力量を引いた第３電力量を測定する。判定部は、第３電力量が、しきい値を超えるか否かを判定する。報知部は、第３電力量がしきい値を超えたと判定されたとき、報知する。【選択図】図１
2020006430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだこてと電気的接続が可能であり、前記はんだこてのこて先の温度を制御するはんだこて制御装置であって、
前記こて先が非接触であり、かつ、前記こて先の温度が設定温度を含む所定範囲内に保たれたアイドリング状態において、前記はんだこてに供給される第１電力量を予め記憶する第１記憶部と、
前記こて先がワークに接触することにより、前記こて先の温度が前記設定温度から所定量以上低下した負荷状態になったとき、前記負荷状態において前記はんだこてに供給される第２電力量から前記第１電力量を引いた第３電力量を測定する測定部と、
前記第３電力量が、予め定められたしきい値を超えるか否かを判定する判定部と、
前記第３電力量が前記しきい値を超えたと判定されたとき、報知する報知部と、を備える、はんだこて制御装置。
【請求項２】
前記しきい値は、前記ワークと前記はんだが加熱不足か否かの判定に用いられる第１しきい値、および、前記ワークと前記はんだが過加熱か否かの判定に用いられる第２しきい値の少なくとも１つである、請求項１に記載のはんだこて制御装置。
【請求項３】
はんだ付けの条件と前記しきい値とを対応付けたテーブルを入力可能な入力部と、
前記入力部を用いて入力された前記テーブルを予め記憶する第２記憶部と、をさらに備え、
前記判定部は、前記入力部を用いて前記条件が入力されたとき、入力された前記条件に対応する前記しきい値を前記第２記憶部から読み出し、前記第３電力量が前記しきい値を超えるか否かを判定する、請求項１または２に記載のはんだこて制御装置。
【請求項４】
前記はんだこては、ハンドル部と、前記ハンドル部に対して取り付けおよび取り外し可能にされ、前記こて先および不揮発性メモリを有するカートリッジと、を含み、
前記しきい値は、前記不揮発性メモリに予め記憶されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のはんだこて制御装置。
【請求項５】
前記測定部は、前記第１電力量の算出に用いた期間の単位で前記第２電力量を繰り返し測定し、前記第２電力量から前記第１電力量を引いた値を前記期間の単位で繰り返し算出し、前記値を積算することにより前記第３電力量を測定する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のはんだこて制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだこてと電気的接続が可能であり、こて先の温度を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクス業界では、電子部品のはんだ付け作業が手作業で行われることが多い。はんだ付け機能は、作業台の作業領域を設定することで行われる。作業者は、作業領域に面している、はんだ付け装置を操作する。はんだ付け装置は、はんだこて、はんだ除去器、ツイーザーを含むが、これらに限らない。個々のはんだ付け装置は、電源制御装置に接続されている。電源制御装置は、はんだ付け装置に印加される電力を調整することにより、はんだ付け装置の発熱を制御する。従来の電源制御装置は、はんだ付け装置に電力を供給する電源部、電源部から出力される電圧を制御する電源制御部、電源制御部の制御ターゲットである設定温度を入力する温度設定部、温度設定部の設定情報を表示する表示部、そして回路を収納もしくは取り囲むハウジングを含む。作業者またはオペレータは、表示部に表示される情報を見ながら、温度設定部を操作する。この操作は、設定情報を温度設定部に更新または設定する処理を含む。設定情報は、はんだ付け装置の設定温度を決定する条件と、はんだ付けされるワークの物理的特性とに関する情報である。工業用途では、同一セットのはんだ付け機能はオペレータが実施し、監督者は、はんだ付け作業に条件を課して効率と均一性を促進する。例えば、監督者は、はんだ付け動作中の作業の過加熱を防止するために、電源制御装置の最大動作温度を設定することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
はんだ付けにおいて、はんだが十分に加熱されなかったり、逆に、はんだが加熱され過ぎたりすることがある。いずれも、はんだ付け不良となる。はんだが加熱不足か否か、はんだが過加熱か否かの判断は、オペレータの経験と勘に頼っている。このため、はんだ付けの経験が少ないオペレータの場合、はんだ付け不良が発生しやすい。
【０００４】
本発明の目的は、はんだ付け不良を防止できる、はんだこて制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るはんだこて制御装置は、はんだこてと電気的接続が可能であり、前記はんだこてのこて先の温度を制御するはんだこて制御装置であって、前記こて先が非接触であり、かつ、前記こて先の温度が設定温度を含む所定範囲内に保たれたアイドリング状態において、前記はんだこてに供給される第１電力量を予め記憶する第１記憶部と、前記こて先がワークに接触することにより、前記こて先の温度が前記設定温度から所定量以上低下した負荷状態になったとき、前記負荷状態において前記はんだこてに供給される第２電力量から前記第１電力量を引いた第３電力量を測定する測定部と、前記第３電力量が、予め定められたしきい値を超えるか否かを判定する判定部と、前記第３電力量が前記しきい値を超えたと判定されたとき、報知する報知部と、を備える。
【０００６】
はんだ付けをするとき、まず、こて先をワークに接触させて、ワークを加温し、この状態で、はんだをこて先に接触させてはんだを溶かす。はんだ付けを終了するとき、こて先をワークとはんだから離す。なお、ワークとは、はんだ付けの対象となる電子部品および基板のランド（電子部品がはんだ付けされる部分）少なくとも一方を含む意味である。以下のワークもこの意味である。
【０００７】
第１電力量は、アイドリング状態のときに、はんだこてに供給される電力量である。第２電力量は、負荷状態のときに、はんだこてに供給される電力量である。第３電力量は、第２電力量から第１電力量を引いた電力量である。従って、負荷状態のとき、ワークとはんだには、第３電力量で発生した熱エネルギーが加えられることになる（正確には、第３電力量で発生した熱エネルギーから、ワークとはんだから空気中に放射した熱エネルギーを引いた熱エネルギーが加えられる）。言い換えれば、第３電力量は、負荷状態において、ワークとはんだに対する熱負荷である。第３電力量が少なすぎれば、ワークとはんだが加熱不足となり、第３電力量が多すぎれば、ワークとはんだが過加熱となる。本発明に係るはんだこて制御装置によれば、第３電力量を測定できるので、はんだ付けのトレーサビリティを確保したい要請に応えることができる。
【０００８】
しきい値として、例えば、ワークとはんだが加熱不足か否かの判定に用いられる第１しきい値、ワークとはんだが過加熱か否かの判定に用いられる第２しきい値がある。第１しきい値は、ワークとはんだが加熱不足か否かの境界値より大きい（僅かに大きい）。このような値によれば、第３電力量が第１しきい値を超えたことが報知されたときに、こて先がワークとはんだから離れても、ワークとはんだが加熱不足になることはない。第２しきい値は、ワークとはんだが過加熱か否かの境界値より小さい（僅かに小さい）。このような値によれば、第３電力量が第２しきい値を超えたことが報知されたときに、こて先がワークとはんだから離れれば、ワークとはんだが過加熱になることはない。第１しきい値のみ設定されてもよいし、第２しきい値のみ設定されてもよい。
【０００９】
報知部は、第３電力量がしきい値を超えたと判定されたとき、報知する。従って、本発明に係るはんだこて制御装置によれば、はんだ付け不良を防止することができる。このようなはんだこて制御装置によれば、オペレータの経験と勘に頼らないはんだ付けを実現することができる。
【００１０】
上記構成において、前記はんだこては、ハンドル部と、前記ハンドル部に対して取り付けおよび取り外し可能にされ、前記こて先および不揮発性メモリを有するカートリッジと、を含み、前記しきい値は、前記不揮発性メモリに予め記憶されている。
【００１１】
カートリッジに備えられる不揮発性メモリは、しきい値を記憶する手段の一例である。この不揮発性メモリは、情報を繰り返し書き込みできるタイプが望ましい。
【００１２】
上記構成において、はんだ付けの条件と前記しきい値とを対応付けたテーブルを入力可能な入力部と、前記入力部を用いて入力された前記テーブルを予め記憶する第２記憶部と、をさらに備え、前記判定部は、前記入力部を用いて前記条件が入力されたとき、入力された前記条件に対応する前記しきい値を前記第２記憶部から読み出し、前記第３電力量が前記しきい値を超えるか否かを判定する。
【００１３】
この構成によれば、ユーザ（オペレータ、オペレータの管理者等）が、はんだ付けの条件に応じて、しきい値を設定することができる。
【００１４】
上記構成において、前記測定部は、前記第１電力量の算出に用いた期間の単位で前記第２電力量を繰り返し測定し、前記第２電力量から前記第１電力量を引いた値を前記期間の単位で繰り返し算出し、前記値を積算することにより前記第３電力量を測定する。
【００１５】
この構成は、第３電力量の測定方法の具体例である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、はんだ付け不良を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係るはんだこて管理システムの構成を示すブロック図である。
【図２】はんだこての電気的構成を示すブロック図である。
【図３】はんだこて制御装置の機能ブロック図である。
【図４】アイドリング状態および負荷状態において、温度制御部の制御に従って、ヒータ部に供給されるパルス数の例を説明する説明図である。
【図５Ａ】第３電力量の測定動作を説明するフローチャートの前半である。
【図５Ｂ】第３電力量の測定動作を説明するフローチャートの後半である。
【図６】本発明のシステムのブロックおよび概略図を提供する。
【図７】カートリッジの通電または通電サイクルを図式的に示す。
【図８】負荷検出回路の概略図である。
【図９】負荷検出機能のためのソフトウェアのプログラム論理図である。
【図１０Ａ】カートリッジチップ管理プログラムのプログラム論理図（前半）である。
【図１０Ｂ】カートリッジチップ管理プログラムのプログラム論理図（後半）である。
【図１１】カートリッジのオフセット温度を更新するための基本的なプログラム論理図のステップを示す。
【図１２】スリープまたはシャットオフモードを制御するため加速度センサのデータを使用するための基本プログラム論理図のステップを示す。
【図１３】本発明のシステムのサブコンポーネントを示すシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。各図において、同一符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その構成について、既に説明している内容については、その説明を省略する。
【００１９】
図１は、実施形態に係るはんだこて管理システム１０００の構成を示すブロック図である。はんだこて管理システム１０００は、複数のはんだこて制御装置１００と、複数のはんだこて２００と、複数の温度測定装置３００と、コンピュータ装置４００と、を備える。
【００２０】
はんだこて２００は、ハンドル部２１０と、カートリッジ２２０と、を備える。カートリッジ２２０は、ハンドル部２１０に対して取り付けおよび取り外し可能にされている。カートリッジ２２０の先端がこて先２２１である。
【００２１】
はんだこて２００の用途は、はんだ付けに限らない。はんだこて２００は、はんだ吸取器ではんだを吸い取るために、はんだを溶かすことに用いられてもよいし、基板にはんだ付けされた電子部品に対して、はんだを溶かして、電子部品を基板から取り外すことに用いられてもよい。後者の用途のはんだこて２００は、ホットツイーザー（ｈｏｔ  ｔｗｅｅｚｅｒｓ）と称される。
【００２２】
温度測定装置３００は、こて先２２１の温度を測定する。温度測定装置３００は、オペレータがこて先２２１の温度を管理するために用いられる。温度測定装置３００の数は、はんだこて制御装置１００の数より少なくてもよい。例えば、複数のはんだこて制御装置１００が１つの温度測定装置３００を共用してもよい。
【００２３】
はんだこて制御装置１００は、ケーブルＣＢによって、ハンドル部２１０と接続されている。このように、はんだこて制御装置１００は、はんだこて２００と電気的接続可能に、はんだこて２００と分離して設けらている。はんだこて制御装置１００は、こて先２２１の温度を制御する機能等を有する。
【００２４】
コンピュータ装置４００は、複数のはんだこて制御装置１００とネットワークＮＷによって接続されている。コンピュータ装置４００は、例えば、ディスクトップ型、ノート型、タブレット型などのパーソナルコンピュータ、スマートフォンである。ネットワークＮＷは、例えば、インターネット、イントラネットである。コンピュータ装置４００は、カートリッジ２２０に備えられる不揮発性メモリ２２４（図２）に記録されている情報を収集する機能等を有する。
【００２５】
図２は、はんだこて２００の電気的構成を示すブロック図である。カートリッジ２２０は、こて先２２１と、ヒータ部２２２と、温度センサ２２３と、不揮発性メモリ２２４と、を備える。
【００２６】
ヒータ部２２２は、こて先２２１を加熱する。ヒータ部２２２の方式は、例えば、発熱体（ニクロム線、セラミックス等）によって、こて先２２１を加熱する方式でもよいし（抵抗加熱方式）、こて先２２１を発熱させる方式でもよい（高周波誘導加熱方式）。
【００２７】
温度センサ２２３は、こて先２２１の付近に配置され、こて先２２１の温度の測定に用いられるセンサである。温度センサ２２３は、例えば、熱電対である。温度センサ２２３を用いて測定されたこて先２２１の温度を管理するために、温度測定装置３００が用いられる。
【００２８】
不揮発性メモリ２２４は、情報を繰り返し書き込みが可能であり、カートリッジ２２０のＩＤ等の所定の情報（以下、カートリッジ情報ＣＩ）を記憶する。カートリッジ情報ＣＩは、カートリッジ２２０のＩＤに加えて、例えば、こて先２２１の形状、こて先２２１のサイズ等である。不揮発性メモリ２２４は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
【００２９】
ハンドル部２１０は、マイコン２１１を備える。マイコン２１１は、例えば、はんだこて制御装置１００からの命令に従って、不揮発性メモリ２２４に記憶されているカートリッジ情報ＣＩを不揮発性メモリ２２４から読み出して、はんだこて制御装置１００へ送信する機能、はんだこて制御装置１００からの命令に従って、不揮発性メモリ２２４にカートリッジ情報ＣＩを書き込む機能を有する。
【００３０】
ハンドル部２１０とはんだこて制御装置１００とは、ケーブルＣＢによって接続されている。ケーブルＣＢは、ヒータ部２２２に電力を供給する電力線と、温度センサ２２３の出力信号を送る信号線と、マイコン２１１との通信に用いられる通信線と、を含む。電力線搬送通信を用いれば、信号線および通信線が不要となる。
【００３１】
図３は、はんだこて制御装置１００の機能ブロック図である。はんだこて制御装置１００は、制御処理部１０１と、通信部１０２と、温度制御部１０３と、電圧測定部１０４と、電流測定部１０５と、入力部１０６と、表示制御部１０７と、表示部１０８と、識別部１０９と、第１記憶部１１０と、測定部１１１と、判定部１１２と、第２記憶部１１３と、報知部１１４と、を備える。
【００３２】
制御処理部１０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及び、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等のハードウェアプロセッサ、並びに、制御処理部１０１の機能を実行するためのプログラムおよびデータ等によって実現される。以上説明したことは、温度制御部１０３、表示制御部１０７、識別部１０９、測定部１１１、判定部１１２についても同様のことが言える。
【００３３】
通信部１０２は、ハンドル部２１０に備えられるマイコン２１１（図２）と通信する機能を有する。詳しくは、通信部１０２は、マイコン２１１とシリアル通信をするために、例えば、ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）を備える。実施形態では有線通信を例にしているが、無線通信でもよい（例えば、ＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）規格などの赤外線通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））。
【００３４】
通信部１０２は、ネットワークＮＷと通信する機能を有する。詳しくは、通信部１０２は、例えば、産業用イーサネット用のインターフェースを備える（イーサネットは登録商標である）。実施形態では有線通信を例にしているが、無線通信でもよい（例えば、無線ＬＡＮ）。
【００３５】
通信部１０２は、温度測定装置３００と通信する機能を有する。詳しくは、通信部１０２は、温度測定装置３００のマイコン３０２とシリアル通信をするために、例えば、ＵＡＲＴを備える。実施形態では有線通信を例にしているが、無線通信でもよい（例えば、ＩｒＤＡ規格などの赤外線通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））。
【００３６】
電圧測定部１０４は、ヒータ部２２２に印加されている電圧を測定する回路である。電流測定部１０５は、ヒータ部２２２に供給されている電流を測定する回路である。ヒータ部２２２と、電圧測定部１０４と、電流測定部１０５との接続関係が、図８によって示されている。図８のヒーターは、ヒータ部２２２と対応し、電圧計Ｖは、電圧測定部１０４と対応し、電流計Ｉは、電流測定部１０５と対応する。
【００３７】
図３を参照して、電圧測定部１０４および電流測定部１０５は、ヒータ部２２２に電力を供給する電力線（この電力線は、ケーブルＣＢに含まれている）にそれぞれ接続されている。電流測定部１０５は、ヒータ部２２２のアース端子とアースとの間に直列接続されている。電圧測定部１０４は、ヒータ部２２２の電源端子とアースとの間に直列に接続されている。
【００３８】
温度制御部１０３は、フィードバック制御によって、ヒータ部２２２の温度を制御し、これにより、こて先２２１の温度を設定温度にする。詳しくは、温度制御部１０３は、カートリッジ２２０に備えられる温度センサ２２３が示す温度と、電圧測定部１０４が測定した電圧と、電流測定部１０５が測定した電流と、を基にして、温度センサ２２３が示す温度を設定温度にするための電力量を算出し、この電力量をヒータ部２２２に与える制御をする。
【００３９】
電力量の制御について詳しく説明する。温度制御部１０３は、外部ＡＣ電源からの交流を全波整流し、全波整流で得られたパルスのうち、ヒータ部２２２に供給するパルスの数を調節し、これにより、ヒータ部２２２に供給する電力を制御する。所定数のパルスの生成に要する時間が１サイクルとする。例えば、所定数が２１パルスとする。６０Ｈｚの交流の場合、交流が全波整流されると、１秒間に１２０パルスが生成される。１パルスの生成に要する時間は、０．００８３３・・・秒となる。よって、２１パルスの生成に要する時間（１サイクル）は、０．１７５秒（＝２１×０．００８３３・・・）となる。
【００４０】
５０Ｈｚの交流の場合、交流が全波整流されると、１秒間に１００パルスが生成される。１パルスの生成に要する時間は、０．０１秒となる。よって、２１パルスの生成に要する時間（１サイクル）は、０．２１秒（＝２１×０．０１）となる。
【００４１】
電力量の制御は、上記方式に限定されず、他の方式でもよい（例えば、ＰＷＭ制御（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ））。
【００４２】
入力部１０６は、オペレータが、はんだこて制御装置１００に各種の入力をするための装置である。各種の入力の具体例を説明する。オペレータは、入力部１０６を操作して、設定温度をはんだこて制御装置１００に入力する。オペレータは、入力部１０６を操作して、カートリッジ２２０に備えられる不揮発性メモリ２２４に記憶されているカートリッジ情報ＣＩの読み出し、書き込みをする命令を入力する。入力部１０６は、ハードキー（ボタン、スイッチ等）およびソフトキー（タッチパネル）の少なくとも一方によって実現される。
【００４３】
表示制御部１０７は、表示部１０８に各種のデータ、情報を表示する。例えば、表示制御部１０７は、表示部１０８に、設定温度を表示させたり、カートリッジ情報ＣＩを表示させたりする。表示部１０８は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ  ｄｉｓｐｌａｙ）である。
【００４４】
識別部１０９は、こて先２２１が負荷状態か否かを識別する。ワークをはんだ付けするために、こて先２２１がワークに接触したとき、こて先２２１の熱が、ワークおよびはんだに伝導し、こて先２２１の温度が設定温度より低くなる。こて先２２１の温度が設定温度から所定量（例えば、５度）以上低下したとき、これを負荷状態と称する。これに対して、アイドリング状態がある。アイドリング状態とは、こて先２２１が非接触であり（こて先２２１がワークと接触していない）、かつ、こて先２２１の温度が設定温度を含む所定範囲内に保たれた状態である。こて先２２１の温度が設定温度にされるとは、こて先２２１の温度が設定温度に到達し、アイドリング状態にされることである。なお、ワークとは、はんだ付けの対象となる電子部品および基板のランド（電子部品がはんだ付けされる部分）少なくとも一方を含む意味である。
【００４５】
図４は、アイドリング状態および負荷状態において、温度制御部１０３の制御に従って、ヒータ部２２２に供給されるパルス数の例を説明する説明図である。１サイクルが０．１７５秒とする。アイドリング状態のとき、ヒータ部２２２に供給される電力量は比較的少ない（室温に応じて、ヒータ部２２２に供給される電力量は異なる）。図４の（ａ）は、アイドリング状態において、ヒータ部２２２に供給されるパルス数の例である。温度制御部１０３は、アイドリング状態を保つために、例えば、８パルスをヒータ部２２２に供給するサイクルと、０パルスをヒータ部２２２に供給するサイクルとを交互に繰り返す。
【００４６】
温度制御部１０３は、負荷状態のとき、アイドリング状態よりもヒータ部２２２に供給する電力量を多くして、アイドリング状態に戻す制御をする。温度制御部１０３は、負荷状態が大きくなるにしたがって（こて先２２１の温度と設定温度との差が大きくなる）、ヒータ部２２２に供給する電力量を多くし、負荷状態が小さくなるにしたがって（こて先２２１の温度と設定温度との差が小さくなる）、ヒータ部２２２に供給する電力量を少なくする。
【００４７】
例えば、２つの負荷状態を例にして説明する。図４の（ｂ）は、比較的小さい負荷状態において（こて先２２１の温度と設定温度との差が比較的小さい）、ヒータ部２２２に供給されるパルス数の例である。温度制御部１０３は、例えば、８パルスをヒータ部２２２に供給するサイクルを繰り返す。図４の（ｃ）は、比較的大きい負荷状態において（こて先２２１の温度と設定温度との差が比較的大きい）、ヒータ部２２２に供給されるパルス数の例である。温度制御部１０３は、例えば、１６パルスをヒータ部２２２に供給するサイクルを繰り返す。
【００４８】
なお、１サイクルで２１パルスをヒータ部２２２に供給された状態で、１サイクルの電力量が測定され、これを２１で割ることにより、１パルスの電力量が分かる。
【００４９】
図３を参照して、第１記憶部１１０は、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等によって実現され、第１電力量を予め記憶する。第１電力量は、アイドリング状態において、はんだこて２００に供給される電力量である。はんだこて２００に供給される電力量とは、ヒータ部２２２に供給される電力量である。第１電力量の計算に用いる期間（時間）は、１サイクルとする。
【００５０】
第１電力量の測定方法について詳しく説明する。図３および図４を参照して、測定部１１１は、アイドリング状態において、電流測定部１０５が測定した電流と電圧測定部１０４が測定した電圧とを用いて、１サイクルの電力量ｅ１を、下記式を用いて算出する。
【００５１】
ｅ１＝Ｉ１×Ｖ２×Ｓ
【００５２】
Ｉ１は、アイドリング状態において、電流測定部１０５が測定した電流である。Ｖ１は、アイドリング状態において、電圧測定部１０４が測定した電圧である。Ｓは、１サイクルである。
【００５３】
アイドリング状態では、１サイクルにおいて、２１パルスの全部がヒータ部２２２に供給されるのではなく、所定数Ｎ（例えば、８）のパルスが、ヒータ部２２２に供給される。また、アイドリング状態では、ヒータ部２２２にパルスが供給されないサイクルがある。ここでは、ヒータ部２２２にパルスを供給するサイクルと供給しないサイクルとが交互に繰り返されるとする。測定部１１１は、以下の式を用いて、第１電力量Ｅ１を算出する。
【００５４】
Ｅ１＝（Ｎ÷２１×ｅ１）÷２
【００５５】
測定部１１１によって、設定温度毎に第１電力量Ｅ１が予め測定されている。第１記憶部１１０は、各設定温度について、第１電力量Ｅ１と対応付けたテーブルを予め記憶している。
【００５６】
測定部１１１は、第２電力量から第１電力量を引いた第３電力量を測定する。第２電力量は、こて先２２１が負荷状態のときに、はんだこて２００に供給される電力量である。第１電力量は、こて先２２１がアイドリング状態のときに、はんだこて２００に供給される電力量である。第３電力量は、第２電力量から第１電力量を引いた電力量である。従って、負荷状態のとき、ワークとはんだには、第３電力量で発生した熱エネルギーが加えられることになる（正確には、第３電力量で発生した熱エネルギーから、ワークとはんだから空気中に放射した熱エネルギーを引いた熱エネルギーが加えられる）。言い換えれば、第３電力量は、負荷状態において、ワークとはんだに対する熱負荷である。
【００５７】
第３電力量が少なすぎれば、ワークとはんだが加熱不足となり、第３電力量が多すぎれば、ワークとはんだが過加熱となる。実施形態に係るはんだこて制御装置１００によれば、第３電力量を測定できるので、はんだ付けのトレーサビリティを確保したい要請に応えることができる。
【００５８】
なお、電力量（第１電力量、第２電力量、第３電力量）は、電気によるエネルギーであり、電力量の単位はジュールである。
【００５９】
第２電力量の計算に用いる時間（期間）は、１サイクルとする。第２電力量の測定方法について詳しく説明する。
【００６０】
測定部１１１は、負荷状態のとき、電流測定部１０５が測定した電流と電圧測定部１０４が測定した電圧とを用いて、１サイクルの電力量ｅ２を、下記式を用いて算出する。
【００６１】
ｅ２＝Ｉ２×Ｖ２×Ｓ
【００６２】
Ｉ２は、負荷状態において、電流測定部１０５が測定した電流である。Ｖ２は、負荷状態において、電圧測定部１０４が測定した電圧である。Ｓは、１サイクルである。
【００６３】
負荷状態では、１サイクルにおいて、２１パルスの全部がヒータ部２２２に供給されるではなく、所定数Ｎ（例えば、８、１６）のパルスが、ヒータ部２２２に供給される。測定部１１１は、以下の式を用いて、第２電力量Ｅ２を算出する。
【００６４】
Ｅ２＝Ｎ÷２１×ｅ２
【００６５】
測定部１１１は、負荷状態が解消されるまで、第２電力量を１サイクル（所定期間）の単位で繰り返し測定し、第２電力量から第１電力量を引いた値を、１サイクル（所定期間）の単位で繰り返し算出し、この値を積算する。この積算値が第３電力量となる。第３電力量の測定が終了する前に、表示制御部１０７が表示部１０８に積算値を表示させてもよい。これにより、オペレータは、第３電力量の途中経過を知ることができる。
【００６６】
例えば、負荷状態からアイドリング状態に戻ったタイミングが、負荷状態の解消としてもよいし、こて先２２１がワークとはんだから離れたタイミングが、負荷状態の解消としてもよい。こて先２２１がワークとはんだから離れるとは、例えば、こて先２２１の温度の低下が止まり、こて先２２１の温度が小刻みに変動した状態から、設定温度に向けて上昇を開始するタイミングである。
【００６７】
測定部１１１は、負荷状態が解消したとき、第３電力量の測定を終了する。測定部１１１は、この時点での上記積算値を第３電力量と確定する。
【００６８】
判定部１１２は、測定部１１１が測定している第３電力量が、しきい値を超えるか否かを判定する。しきい値は、第１しきい値と第２しきい値とがある。第１しきい値は、ワークとはんだが加熱不足か否かの判定に用いられる。第１しきい値は、ワークとはんだが加熱不足か否かの境界値より大きい（僅かに大きい）。このような値によれば、第３電力量が第１しきい値を超えたことが報知されたときに、こて先２２１がワークとはんだから離れても、ワークとはんだが加熱不足になることはない。
【００６９】
第２しきい値は、ワークとはんだが過加熱か否かの判定に用いられる。第２しきい値は、第１しきい値より大きい。第２しきい値は、ワークとはんだが過加熱か否かの境界値より小さい（僅かに小さい）。このような値によれば、第３電力量が第２しきい値を超えたことが報知されたときに、こて先２２１がワークとはんだから離れれば、ワークとはんだが過加熱になることはない。
【００７０】
２つのしきい値（第１しきい値、第２しきい値）で説明するが、第１しきい値だけでもよいし、第２しきい値でけでもよい。
【００７１】
しきい値（第１しきい値、第２しきい値）は、はんだ付けの条件によって異なるので、はんだ付けの条件に応じて、しきい値を予め決める必要がある。はんだ付けの条件を構成するパラメータとして、例えば、こて先２２１のサイズ、こて先２２１の形状、ワークのサイズ、ワークの材質、はんだの種類、こて先２２１の設定温度がある。これらのパラメータの１つでも異なれば、異なる条件のはんだ付けとなる。
【００７２】
しきい値は、熟練オペレータによって調べられる。詳しく説明する。熟練オペレータが、はんだこて制御装置１００を用いて、同じ条件の下で、はんだ付けを繰り返し、第１しきい値となる第３電力量、第２しきい値となる第３電力量をそれぞれ調べる。オペレータは、はんだ付けの条件を異ならせ、第１しきい値となる第３電力量、第２しきい値となる第３電力量をそれぞれ調べる。
【００７３】
第２記憶部１１３には、複数の条件のそれぞれについて、条件としきい値（第１しきい値、第２しきい値）とが対応付けられたテーブル１１３１が予め記憶される。条件Ａ、条件Ｂ、条件Ｃを例にして説明する。条件Ａと、条件Ａの下で調べられたしきい値（第１しきい値、第２しきい値）とが対応付けられており、条件Ｂと、条件Ｂの下で調べられたしきい値（第１しきい値、第２しきい値）とが対応付けられており、条件Ｃと条件Ｃの下で調べられたしきい値（第１しきい値、第２しきい値）とが対応付けられている。第２記憶部１１３は、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等によって実現される。
【００７４】
第２の記憶部１１３の替わりに、カートリッジ２２０に備えられる不揮発性メモリ２２４に、テーブル１１３１が予め記憶されていてもよい。
【００７５】
報知部１１４は、第３電力量がしきい値（第１しきい値、第２しきい値）を超えたと判定されたとき、報知する。オペレータは、作業中、こて先２２１に視線を集中させているので、音声で報知することが好ましい。音声の場合、報知部１１４は、スピーカとアンプとにより実現される。オペレータが第１しきい値と第２しきい値とを区別できるために、第３電力量が第１しきい値を超えたときに鳴らされる音と、第３電力量が第２しきい値を超えたときに鳴らされる音とは、異ならせることがが好ましい。報知は、音声でなく画像ですることもできる。画像の場合、報知部１１４は、表示制御部１０７と表示部１０８とにより実現される。
【００７６】
第３電力量の測定動作について説明する。図５Ａおよび図５Ｂは、これを説明するフローチャートである。図２、図３および図５Ａを参照して、オペレータは、はんだ付け作業をする前に、入力部１０６を用いて、はんだ付けの条件をはんだこて制御装置１００に入力する。判定部１１２は、テーブル１１３１を参照して、入力された条件に対応付けられた第１しきい値および第２しきい値を第２記憶部１１３から読み出す（ステップＳ１）。判定部１１２は、第３電力量が、これらのしきい値を超えるか否かを判定する。
【００７７】
テーブル１１３１が不揮発性メモリ２２４に記憶されている態様では、ステップＳ１の前に次の処理をする。制御処理部１０１は、所定のタイミングで、ハンドル部２１０に備えられるマイコン２１１に対して、不揮発性メモリ２２４に記憶されているテーブル１１３１を読み出す命令をする。通信部１０２は、この命令に従って、マイコン２１１へテーブル１１３１の読出命令を送信し、読出命令に応じてマイコン２１１から送信されてきたテーブル１１３１を受信する。制御処理部１０１は、テーブル１１３１を第２記憶部１１３に記憶させる。
【００７８】
第３電力量の測定動作の説明に戻る。温度制御部１０３は、こて先２２１の温度を設定温度にするフィードバック制御を実行している。測定部１１１は、このフィードバック制御の設定温度に対応付けられた第１電力量を第１記憶部１１０から読み出す（ステップＳ２）。識別部１０９は、フィードバック制御の状態で、アイドリング状態から負荷状態へ遷移したか否かを判定する（ステップＳ３）。識別部１０９は、遷移していないと判定したとき（ステップＳ３でＮｏ）、ステップＳ３の処理を繰り返す。
【００７９】
識別部１０９は、アイドリング状態から負荷状態へ遷移したと判定したとき（ステップＳ３でＹｅｓ）、測定部１１１は、第３電力量の測定を開始する（ステップＳ４）。
【００８０】
図２、図３および図５Ｂを参照して、識別部１０９は、負荷状態から負荷状態の解消へ遷移したか否かを判定する（ステップＳ５）。識別部１０９が、遷移したと判定したとき（ステップＳ５でＹｅｓ）、測定部１１１は、第３電力量の測定を終了する（ステップＳ６）。測定部１１１は、この時点での上記積算値を第３電力量として確定する。表示制御部１０７は、確定された第３電力量を表示部１０８に表示させる（ステップＳ７）。  
【００８１】
識別部１０９が、負荷状態から負荷状態の解消へ遷移していないと判定したとき（ステップＳ５でＮｏ）、判定部１１２は、測定部１１１が測定した第３電力量が第１しきい値を超えたか否かを判定する（ステップＳ８）。判定部１１２は、第３電力量が第１しきい値を超えていないと判定したとき（ステップＳ８でＮｏ）、識別部１０９はステップＳ５の処理をする。
【００８２】
判定部１１２は、第３電力量が第１しきい値を超えたと判定したとき（ステップＳ８でＹｅｓ）、オペレータに報知する（ステップＳ９）。これにより、オペレータは、はんだこて２００によって加熱されているワークとはんだが、加熱不足でないことを認識できる。
【００８３】
ステップＳ９後、識別部１０９は、こて先が負荷状態から負荷状態の解消へ遷移したか否かを判定する（ステップＳ１０）。識別部１０９が、遷移したと判定したとき（ステップＳ１０でＹｅｓ）、測定部１１１は、第３電力量の測定を終了する（ステップＳ６）。測定部１１１は、この時点での上記積算値を第３電力量として確定する。表示制御部１０７は、確定された第３電力量を表示部１０８に表示させる（ステップＳ７）。  
【００８４】
識別部１０９が、負荷状態から負荷状態の解消へ遷移していないと判定したとき（ステップＳ１０でＮｏ）、判定部１１２は、測定部１１１が測定した第３電力量が第２しきい値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１１）。判定部１１２は、第３電力量が第２しきい値を超えていないと判定したとき（ステップＳ１１でＮｏ）、識別部１０９はステップＳ１０の処理をする。
【００８５】
判定部１１２は、第３電力量が第２しきい値を超えたと判定したとき（ステップＳ１１でＹｅｓ）、オペレータに報知する（ステップＳ１２）。これにより、オペレータは、こて先２２１をワークとはんだから離さなければ、ワークとはんだが過加熱になることを認識できる。
【００８６】
ステップＳ１２後、識別部１０９は、こて先が負荷状態から負荷状態の解消へ遷移したか否かを判定する（ステップＳ１３）。識別部１０９は、遷移していないと判定したとき（ステップＳ１２でＮｏ）、識別部１０９は、ステップＳ１３の処理を繰り返す。
【００８７】
識別部１０９が、遷移したと判定したとき（ステップＳ１３でＹｅｓ）、測定部１１１は、第３電力量の測定を終了する（ステップＳ６）。測定部１１１は、この時点での上記積算値を第３電力量として確定する。表示制御部１０７は、確定された第３電力量を表示部１０８に表示させる（ステップＳ７）。  
【００８８】
実施形態の主な効果を説明する。はんだこて制御装置１００は、第１しきい値および第２しきい値を用いて、第３電力量を監視する（図５ＢのステップＳ８、ステップＳ９、ステップＳ１１、ステップＳ１２）。これにより、はんだ付け不良を防止することができる。このようなはんだこて制御装置１００によれば、オペレータの経験と勘に頼らないはんだ付けを実現することができる。
【００８９】
以下は、本発明の創作の基になった米国仮出願（ＵＳ６２／５４３，７９７）の内容である。この米国仮出願は、図６に示すように、システム１０、制御ステーション２０、センサ装置２８、ホストマシン４０、メモリ素子９２が含まれる。システム１０は、はんだこて管理システム１０００と対応し、制御ステーション２０は、はんだこて制御装置１００と対応し、センサ装置２８は、温度測定装置３００と対応し、ホストマシン４０は、コンピュータ装置４００と対応し、メモリ素子９２は、不揮発性メモリ２２４と対応する。
【００９０】
米国仮出願において、発明の名称は、コンポジットはんだ付け、はんだ除去ステーション・システムとされている。
【００９１】
米国仮出願において、概要として、以下の記載がされている。はんだ付け加熱具、負荷検出機能、チップ管理、自動チップ温度校正、カートリッジ/ハンドル位置・移動検知、インタラクティブ機能の拡張機能を含むはんだ付けおよびはんだ除去ステーションおよびシステム。
【００９２】
米国仮出願において、発明の要約として、以下の記載がされている。本発明は、制御ステーションを含む交換可能システムの構成要素、ハンドルおよびカートリッジを含む加熱ツール、関連するセンサ装置およびコンポーネントに関してであり、コンポーネントは、イントラネットまたはインターネット経由でホストまたはサーバに接続を可能にする。制御ステーションは、はんだ付け加熱具、負荷検出機能、チップ管理、自動チップ温度校正、カートリッジ/ハンドル位置・移動検知の制御と相互作業、及び、ゲートウエイまたはホストシステムの双方向機能の拡張機能を含む。
【００９３】
米国仮出願の発明の詳細な説明には、以下の記載がされている。
【００９４】
図６は、本発明のシステム１０のブロックおよび概略図を提供する。システム１０は、制御ステーション２０の周囲に構成され、ケーブルアセンブリ２２を介してハンドル２４およびカートリッジ２６に接続される。制御ステーション２０は、カートリッジ２６に制御信号および電力を供給し、オペレータがはんだ付けまたははんだ除去操作を行うために使用する。制御ステーション２０は、ゲートウェイボックス３０およびホストマシン４０と同様に、様々なセンサ装置２８と通信するように構成されている。ホストマシン４０は、保護されたイントラネットシステムの構成要素であってもよく、代替的にインターネットに接続することもできる。
【００９５】
制御ステーション２０は、フロントパネル２０Ａおよびリアパネル２０Ｂを有し、図６に横向に示されている。フロントパネル２０Ａでは、制御ステーション２０は表示部５０、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を有するが、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイを使用することもできる。フロントパネル２０Ａは、また、ケーブルアセンブリ２２への接続を可能にするソケット５２と、制御ステーション２０の電力供給をオン／オフするための電源スイッチ５４とを含む。フロントパネル２０Ａは、また、操作ボタン５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄとして示される多数の制御またはデータ入力部品を含む。データ入力部品は、例えばトグルスイッチ、ノブ、ダイアル、およびタッチまたは光学センサを含む任意の数の電気部品であってもよい。
【００９６】
制御ステーション２０のリアパネル２０Ｂは、電源ソケット６０、回路基板ドック６２および１つ以上のコネクタポート６４を含む。図６は、例えばカバープレート７０、ＲＳ２３２Ｃ用ボード７２、変換用ボード７４、ＵＳＢ用ボード７６およびＬＡＮ用ボード７８を含む回路基板ドック６２に取り付けられる種々の項目を図式的に示す。これらのボード７２、７４、７６、７８の各々は、制御ステーション２０をゲートウェイボックス３０またはホストマシン４０に接続するために適切なケーブルで使用することができる。また、ボードは、制御自動化テクノロジーのイーサネット（ＥｔｈｅｒＮｅｔＣＡＴ）、産業用イーサネットプロトコル（ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ）、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＵＡＲＴ（（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ／Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）やＩ２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）のいずれかでも使用できる。
【００９７】
センサ装置２８は、１つ以上の温度計８０、バーコードリーダー８２、及び／またはＲＦＩＤリーダー８４を含んでもよい。システム１０は、有線温度計８０、バーコードリーダー８２およびＲＦＩＤリーダー８４が、制御ステーション２０によって使用され得るデータに変換される変換ボックス８６に結合されてもよい。
【００９８】
図６は、また、カートリッジ２６を固定するハンドル２４を概略的に示す。ハンドル２４は、加速度センサ９０を含み、カートリッジ２６は、例えば、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭなどのメモリ素子９２を含むことができる。メモリ素子９２は、変更できない（固定データ）カートリッジ２６のタイプに特有の情報を格納するために使用され、制御ステーション２０（可変データ）によってメモリに書き込まれる情報を格納することができる。固定データは、例えば、それぞれのカートリッジ２６のシリアル番号、チップ形状データ、および、工場の設定温度データを含むことができる。可変データは、プログラムされた設定温度データ、温度のオフセット値、累積負荷回数、累積通電時間、累積はんだ操作、および、鉛はんだでの使用を含むことができる。累積負荷回数は、非はんだ操作を考慮することや（したがって累積はんだ操作より数が多い）、電力時間の合計となることができる。
【００９９】
［負荷検出機能］
制御ステーション２０は、好ましくは各はんだ付け作業中にカートリッジ２６の熱負荷を識別および定量化するための負荷検出機能を含む。はんだが液化した温度まで部品を加熱したときに生じる熱負荷と、はんだを液化するめに必要な負荷を検出し、負荷の時間を計ることにより、各はんだ付けの各負荷サイクルを測定、カウント、監視することができる。特定のカートリッジ２６に関連する負荷サイクルをカウントすることにより、カートリッジ寿命を監視することができる。加えて、負荷サイクルを測定することにより、各はんだ付け動作のはんだ負荷を記録し、以下に更に説明するように作業のトレーサビリティに使用することができる。また、制御ステーション２０が特定のはんだ付けに対して定義された負荷サイクルを記録すると、制御ステーション２０は、後続のはんだ付けの負荷サイクルが定義された負荷サイクルの許容範囲外であるときにオペレータに指示を与えることができる。
【０１００】
図７は、はんだ付けカートリッジ２６の使用に応じた、時間間隔ブロックにおけるカートリッジ２６の通電または通電サイクルを図式的に示す。図７に示すように、カートリッジ２６は、６０Ｈｚサイクルで電力を供給され、負荷または電力量は、０．１７５秒すなわち２１パルス毎に決定される。通電の長さは、サイクルによって変化する。例えばカートリッジ２６が５０Ｈｚで電力を供給された時、負荷あるいは通電量は、０．２１秒すなわち２１パルス毎に決定される。通電負荷量は、カートリッジチップに設置された温度センサによって測定される実際の温度と設定温度の差に応じて決定される。通常、チップ温度が設定温度点の電力レベルでアイドリングしている場合、設定温度と温度センサで測定された実際の温度との差は小さくなり、負荷量は最小であると判断される。はんだ付け動作が開始されると、カートリッジ２６からワークに熱が転送され、制御ステーション２０がカートリッジ２６への出力を増加させるため、カートリッジ２６の負荷は増加する。カートリッジ２６に通電するエネルギーの量が増加したり、量が同じであっても、通電サイクルの回数が増加すると、システム１０は、はんだ付け負荷が加えられていると判断する。カートリッジ２６への通電のために供給されるエネルギー量がアイドリング状態に近づくと、制御ステーション２０は、はんだ付け負荷が終了したと判断する。はんだ付け負荷は、１サイクル（０．１７５秒、２１パルス）では検出されず、熱負荷が印加される期間内の総エネルギーに基づいて決定される。
【０１０１】
負荷判定の前述の説明は、この方法の例示として提供される。負荷の識別方法は、変化するかもしれず、また、ヒータ性能などの回路部品の他の要素の変化に対応するように適合する必要がある場合もある。しかしながら負荷を検出するには、設定温度と温度センサによって測定された実際のチップ温度の温度差を識別することが好ましい。
【０１０２】
図８は、負荷検出回路の簡略化された概略図である。この実施形態では、制御ステーション２０は、供給電圧Ｖおよび供給電流Ｉを検出する。検出されたＶおよびＩから、投入エネルギーＷを計算することができる（Ｖ×Ｉ＝Ｗ）。制御ステーション２０は、次のように、時間Ｓにわたる投入エネルギーＷの積として、ジュールＪでの熱負荷を計算する（Ｗ×Ｓ＝Ｊ）。カートリッジチップにはんだ付け負荷がない場合のアイドル状態では、制御ステーション２０は、所定の時間間隔でアイドル負荷Ｊｉを測定する。負荷が検出されると、制御ステーション２０は、はんだ付け負荷が加えられるＳｓの期間にわたって、はんだ付け熱負荷エネルギーＪｓを算出する。
【０１０３】
Ｗ×Ｓｓ＝Ｊｓ
【０１０４】
負荷中のエネルギーＪｓおよびアイドル状態のエネルギーＪｉから、制御ステーション２０は、はんだ付け動作に使用されるジュールＪｔｌの熱負荷を算出することができる（Ｊｓ−Ｊｉ＝Ｊｔｌ）。この算出されたＪｔｌは負荷に対する投入エネルギーであり、定義された負荷サイクルとして設定され得る。
【０１０５】
図９は、負荷検出機能のためのソフトウェアのプログラム論理図である。負荷検出サイクルの“ＳＴＡＲＴ”１００は、制御ステーション２０がオンになっており、カートリッジ２６が電力供給されているときはいつでも、負荷検出機能が作動するように、すべての制御サイクルで開始される。ステップ１０２で、カートリッジチップ温度センサの温度が低下したか否かを判定する。Ｙｅｓの場合、ステップ１０４において、制御ステーション２０は、カートリッジヒータ駆動電圧Ｖを測定する。ステップ１０６において、制御ステーション２０は、カートリッジヒータ駆動電流Ｉを測定する。ステップ１０８において、制御ステーション２０は、カートリッジ２６の必要な追加の投入エネルギーを算出する。ステップ１１０で、追加の投入エネルギーＥがカートリッジ２６に送られる。ステップ１１２において、制御ステーション２０は、負荷が除去またはクリアされたかどうか、すなわちはんだ付け機能が完了したか否かを判定する。ステップ１１２において、判定がＹｅｓである場合、制御ステーション２０は、はんだ付け動作のためにカートリッジ２６に供給される総負荷時間と総投入エネルギーを決定する。次に、ステップ１１６において、制御ステーション２０は、負荷のためのメモリフィールドの値を増加させる。サイクル完了後、制御ステーション２０は、ＥＮＤステップ１１８に進む。ステップ１０２の判定がＮｏである場合、制御ステーション２０は、ＥＮＤステップ１１８に進む。また、ステップ１１２において負荷状態が解除されないと、制御ステーション２０は、ＥＮＤステップ１１８に進む。
【０１０６】
［チップ管理機能］
図６に関して前述したように、カートリッジ２６は、例えばＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭなどのメモリ素子９２を含むことができる。メモリ素子９２は、変更できないカートリッジ２６のタイプ（固定データ）に特有の情報を記憶するために使用され、制御ステーション２０（可変データ）によってメモリに書き込まれる情報を記憶することができる。固定データは、特定のカートリッジ２６の識別およびデザイン要求に固有の情報を含む。はんだカートリッジチップは、特定のはんだ付け作業のために多くの異なるデザインを持つ事ができる。したがって、カートリッジチップは、例えば、尖っていても、丸くても、三角形の、面取りされた円錐形、正方形長方形またはのみ型であってもよく、様々なサイズおよび寸法のものであってもよい。チップのデザインおよびチップの熱質量の両方は、カートリッジ２６内の発熱体からカートリッジチップを介してハンダ付けされるワークへの熱の供給に影響を与える。
【０１０７】
非常に小さいチップは、カートリッジ２６の発熱体から熱エネルギーを効率的に伝達するが、その熱質量が低いということは、チップが最初にワークに接触すると、チップ温度が急速に低下し、容易に感知され、制御ステーション２０に供給される電力を増加させる。比較すると、より大きいチップは、チップ温度を維持するためにより高い電力レベルを必要とするが、そのより大きなサイズ、したがってより大きな熱質量バランスによりチップがワークに接触し熱のワークへの伝達が始まった時にチップ温度はそれほど低下しない。
【０１０８】
本発明のシステム１０は、かなりの数の異なるはんだ付けおよびはんだ除去ツール、したがって多種多様な異なるヒーター形状およびカートリッジチップデザインとともに使用されるように構成されている。したがって、カートリッジ２６およびカートリッジチップに関する特定の情報を記憶するカートリッジ２６内のメモリ素子９２のオプションを提供することが有益である。例えば、各カートリッジ２６には、カートリッジ２６がハンドル２４に挿入され、制御ステーション２０の電源が投入されたときに制御ステーション２０によって読み取られる固有のシリアル番号が割り当てられてもよい。シリアル番号の第１の部分は、特定のカートリッジシリーズのモデル番号を識別し、シリアル番号の第２の部分は、モデル番号内の個々のカートリッジ２６を一意に識別することができる。制御ステーション２０は、制御ステーション２０のメモリに記憶されたルックアップテーブルを参照して、シリアル番号の第１の部分を読み取ることができ、カートリッジ２６の特定のモデル番号に共通の特性を識別することができる。例えば、特性には、設定温度ならびに最小および最大動作温度が含まれてもよい。あるいは、制御ステーション２０は、カートリッジ２６のシリアル番号を読み取ってもよく、次いで、制御ステーション２０は、特定のカートリッジ２６に関する特定の情報または操作指示のために、ホストマシン４０に直接またはゲートウェイボックス３０を介して問い合わせることができる。
【０１０９】
カートリッジ２６のメモリ素子９２は、カートリッジ２６およびそのこて先に関する様々な情報でプログラムされてもよい。例えば、メモリ素子９２は、先端形状、制御ステーション２０が特定のカートリッジモデルに対してカートリッジ２６に使用すべき設定温度、カートリッジ２６に特有のオフセット温度、「使用した負荷」はカートリッジ２６がコンポーネントをはんだ付けするために使用された回数を反映した数、カートリッジ２６のために合計の“電源投入”時間をメモリにプログラムされてもよい。メモリ素子９２は、また、はんだ付け作業に使用される平均エネルギーを記録するようにプログラムされてもよく、制御ステーション２０が特定のはんだ付け動作を監視するために使用されるはんだ付けパラメータのユーザプログラミングを可能にしてもよい。
【０１１０】
制御ステーション２０は、それ自体のプログラミングに基づいて、または、ホストマシン４０に命令を問い合わせることによって、カートリッジ２６のメモリ素子９２の情報を読み取ることができ、メモリ素子９２からプログラムされたデータを利用して、特定のカートリッジ２６へ電力の供給制御や使用を制御する。例えば、制御ステーション２０は、カートリッジ２６の設定温度データを読み取り、オペレータの設定温度を設定して表示することができる。設定温度は、カートリッジ２６が製造されるときに設定されてもよいし、特定のはんだ付け作業またははんだのために制御ステーション２０を使用してオペレータによってプログラムされてもよい。設定温度は、制御ステーション２０に指示を与えるホストマシン４０によって設定することもできる。カートリッジ２６の特定のモデルシリーズは全て同様の設定温度を有することができるが、それぞれのこて先は特有である可能性もあり、例えば、その使用履歴のために、電源投入時の先端の温度が設定温度と異なる場合がある。したがって、こて先温度センサまたは外部温度計に基づいて実際の先端温度を比較することによって、制御ステーション２０は、特定のカートリッジ２６のオフセット温度を決定することができる。オフセット温度は、メモリ素子９２に記録され、標準チップ温度電力レベルをオフセットチップ温度電力レベルに調整する事に用いられる。
【０１１１】
メモリ素子９２は、また、カートリッジ２６に加えられた全負荷時間およびカートリッジ２６の総作動時間の記録を維持してもよい。これらのカウントのデータを使用してホストマシン４０にアップロードすることができる。この情報は、繰り返しはんだ付け作業に使用される特定のカートリッジ２６に対する寿命予測のベースラインを確立し、カートリッジ２６が早期に故障する時を認識するのに有用であり得る。特定のカートリッジモデルに対してベースラインが確立されると、制御ステーション２０またはホストマシン４０は、交換カートリッジが予想される耐用年数の終わりに近づいていることを認識することができる。
【０１１２】
メモリ素子９２は、また、カートリッジ２６が最初に鉛入りはんだを使用した時に作動する「鉛はんだ」フラグを含み得る。「鉛はんだ」フラグは、鉛フリーでなければならないワークの相互汚染を回避するように、鉛を含有するはんだを以前に使用した特定のカートリッジ２６を使用しないように作業者に警告するため、制御ステーション２０によって使用されてもよい。メモリ素子９２の情報は、制御ステーション２０に、視覚信号またはオーディオ信号のいずれかによってオペレータに警告を出力させるために使用されてもよく、オペレータが警告信号に肯定的に肯定応答するまで、オペレータが特定のカートリッジ２６を使用するのを防止するために使用されてもよい。例えば、制御ステーション２０は、警告を出すことができ、制御ステーション２０によって「鉛はんだ」フラグが読み取られた場合、カートリッジ２６に電力を供給することができない。その場合、オペレータは、「鉛はんだ」警告を確認し、ボタン５６Ａ〜５６Ｄのいずれかを有効にしてカートリッジ２６の電源を入れても良いことを制御ステーション２０に確認する。「鉛はんだ」フラグは、どの制御ステーション２０でも読み取られる事が特に重要で、制御ステーション２０が最初にフラグを作動させてなかったとしても、ワークステーション（作業場所）の間でカートリッジ２６を借りた場合や交換した場合に偶然にワークを相互に汚染する事がない。好ましくは、「鉛はんだ」フラグは、一旦作動されると、偶然または意図的にリセットすることができないメモリ素子９２内のメモリの一部に書き込まれることが好ましい。
【０１１３】
制御ステーション２０またはホストマシン４０のための例示的なカートリッジチップ管理プログラムが図１０Ａおよび図１０Ｂに示されている。カートリッジチップ管理プログラムの「開始」２００は、新しいカートリッジ２６がハンドル２４に挿入されると開始され、制御ステーション２０の電源が入る。カートリッジチップ管理プログラムの「開始」２００は、制御ステーション２０またはホストマシン４０にプログラムされたスケジュールで定期的に起動することもできる。
【０１１４】
ステップ２０２では、カートリッジこて先が取り外されたか交換されたかあるいはグリップが制御ステーション２０に接続されていないかを検出するハンドルエラーまたはカートリッジセンサーエラーの結果、制御ステーション２０がリセットされているかどうかが判定される。ハンドルエラーやセンサーエラーが発生し、その後エラーが訂正されシステムがエラーから復帰し、制御ステーション２０を最初に電源が入った時、プログラムはステップ２０４に進み、制御ステーション２０はメモリ素子９２に記憶されたデータを問い合わせる。ステップ２０６において、制御プログラムは、メモリ素子９２からのデータが、“鉛はんだ”フラグが含まれているかを決定する。イエスならば、プログラムはステップ２０８に進み、プログラムは制御ステーション２０上に表示または警報を出力して、カートリッジ２６が鉛はんだと共に使用されたことをオペレータに知らせる。
【０１１５】
ステップ２０２またはステップ２０６において、判定が否定である場合、ステップ２０８の後、プログラムはステップ２１０に進む。ステップ２１０で、プログラムは、カートリッジ２６の設定温度を読み取るコマンドがあるかどうかを判定する。ステップ２１０での判定がイエスであれば、プログラムはステップ２１２に進み、プログラムは制御ステーション２０の設定温度をカートリッジ２６のメモリ素子９２から検索された設定温度に変更する。ステップ２１２の後、またはステップ２１０での判定が否定である場合、プログラムはステップ２１４に進む。
【０１１６】
ステップ２１４で、プログラムは、オフセット温度を読み取る命令があるかどうかを判定する。そのようなコマンドがあれば、メモリ素子９２からオフセット温度が読み取られ、次いでプログラムはステップ２１６に進み、プログラムはメモリ素子９２から検索されたオフセット温度値を用いて制御設定温度を変更する。ステップ２１６の後、またはステップ２１４の否定判定のときには、ステップ２１８に進む。ステップ２１８で、プログラムは、更新された設定温度をメモリ素子９２に書き込むコマンドがあるかどうかを判定する。判定がＹＥＳである場合、プログラムはステップ２２０に進み、制御ステーション２０は、ハンドル２４を介してコマンドを送信する  メモリ素子９２に記憶されているカートリッジ２６の設定温度を更新するようにカートリッジ２６に指示する。ステップ２２０の後、または、ステップ２１８の否定判定の後、プログラムはステップ２２２に進む。ステップ２２２において、プログラムは、新しいオフセット温度値を書き込むよう指示があるかどうかを判定する。そのような指示があれば、プログラムはステップ２２４に進み、プログラムはオフセット温度の新しいデータをハンドル２４を介してカートリッジ２６内のメモリ素子９２に送る。ステップ２２４の後、または、ステップ２２２で否定の判定の後、プログラムはステップ２２６に進む。
【０１１７】
ステップ２２６では、タイミング機能が開始され、プログラムは１分が経過したかどうかを判断する。１分が経過したと判断し、カートリッジ２６が制御ステーション２０によって電源が投入された１分毎に、プログラムはステップ２２８で機能を実行して、メモリ素子９２の「電源投入」データフィールドの次の１分の増加を更新する。ステップ２２８の後、または、ステップ２２６で否定の判定の後（１分がタイムアウトしていないとき）には、プログラムはステップ２３０に進む。ステップ２３０では、カートリッジ２６ははんだ付け事象に等しい負荷がかかったかが判断される。はんだ付け事象が発生したと判定された場合、カートリッジ２６が経験したエネルギー負荷に基づき、プログラムはステップ２３２へと進む。ステップ２３２において、プログラムはメモリ素子９２に負荷回数を更新する。ステップ２３２の後、または、ステップ２３０における否定の判定の後、プログラムはステップ２３４に進み、チップ管理プログラムを終了する。
【０１１８】
前述のプログラム記述は単なる例示であり、メモリ素子９２に格納された他のデータ要素を利用するためにチップ管理プログラムの追加の機能を組み込むためのサブルーチンを補足することができる。
【０１１９】
［自動温度調整および校正記録］
図６のシステム１０は、制御ステーション２０に接続されたハンドル２４内に取り外し可能に挿入されるカートリッジ２６を示す。上述のように、カートリッジ２６は、任意の数のこて先形状を有することができる。しかしながら、一般に、各カートリッジ２６は、加熱要素と温度センサとを含む。温度センサは、こて先温度を正確に監視しようとするために、一般にこて先の内側および近傍に位置する熱電対であってもよい。温度センサにおける温度は、熱電対の起電力に基づいて制御ステーション２０によって決定される。
【０１２０】
図６は、また、制御ステーション２０およびカートリッジ２６の外部の一対の温度計８０を示す。温度計は、図６に示すように、変換ボックス８６を介して制御ステーション２０に直接接続された配線であってもよい。あるいは、温度計８０は、赤外線、光学的、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）または無線周波数データリンクを介して制御ステーション２０に送信する。外部温度計８０によって感知された温度は、カートリッジ２６のチップ内部の温度センサの精度を監視するために使用されてもよい。電源が投入されたチップカートリッジの温度計８０によって測定された温度が、カートリッジ２６内の温度センサによって決定される温度と異なる場合、制御ステーション２０はカートリッジ２６の設定温度を更新する。
【０１２１】
さらに、２つの温度測定値の差によって、制御ステーション２０がカートリッジ２６内のメモリ素子９２に記録することができる調整値が提供される。制御ステーション２０は、また、カートリッジ２６内のメモリ素子９２に校正結果データを記録し、校正結果データをホストマシン４０に報告することもできる。
【０１２２】
制御ステーション２０は、受け入れ可能なオフセットの大きさに関するプログラムされた制限パラメータを含むことができる。したがって、制御ステーション２０は、固定された数、例えば１０度、５０度またはさらには１００度よりも大きなオフセットを許容しないことができる。
【０１２３】
図１１は、カートリッジ２６のオフセット温度を更新するための基本的なプログラム論理図のステップを示す。開始ステップ３００において、制御ステーション２０は、オフセット温度決定モードで動作するように制御され、カートリッジ２６は制御されたレベルで電力供給され、プログラムはステップ３０２に進む。ステップ３０２において、  制御ステーション２０は、温度計８０からカートリッジチップ温度信号を受信しているか決定する。ステップ３０２での判定がＹＥＳの場合、プログラムはステップ３０４に直接進むか、任意のステップ３０３に進む（不図示）。ステップ３０３（不図示）のケースは、温度計８０が制御ステーション２０に接続されているとき温度計８０からの温度信号がカートリッジ２６内の温度センサで接続された温度の許容範囲にあるかを判定する。
【０１２４】
温度計８０からの温度信号が、許容範囲内にない場合、制御ステーション２０は、温度計８０がこて先カートリッジ温度を実際に測定していないことを感知し、ステップ３１２まで進む。しかし、ステップ３０２において、温度計８０が測定したチップ温度が適切な範囲内にある場合、温度計測定値は受け入れられ、プログラムはステップ３０４に進む。ステップ３０４において、制御ステーションは、温度計８０によって決定されたチップ温度を、カートリッジ温度センサから求めた温度と比較しオフセット値を算出する。カートリッジ温度センサの性能および精度が経時的に低下する可能性があるので、オフセット値は正数または負数であってもよいことに留意されたい。
【０１２５】
ステップ３０４の後、プログラムはステップ３０６に進み、オフセット値が許容範囲内にあるかどうかの判定が行われる。ステップ３０６でオフセット値が許容範囲内にある場合、プログラムはステップ３０８に進み、制御ステーション２０は新しいオフセット値を確認し、カートリッジ２６のメモリ素子９２に新しいオフセット値を書き込む。ステップ３０６でオフセット値が許容範囲外であると判定された場合、プログラムはステップ３１０に進む。ステップ３１０では、範囲外オフセット値は破棄され、制御ステーション２０はオフセット値が許容できないことをオペレータに警告する。例えば、５０度を超えるオフセット値は、許容範囲外であるとみなされ、制御ステーション２０は、カートリッジ２６が不良であるという表示を表示することができる。３０８または３１２の完了後、および、ステップ３０２で否定の判定が行われた後、プログラムはステップ３１２に進み、そこでプログラムは終了する。
【０１２６】
前述のプログラム記述は単に例示的なものであり、温度計８０およびメモリ素子９２に記憶されたデータ構成要素の追加の機能を組み込むためのサブルーチンを補足することができる。
【０１２７】
［モーションセンサ］
図６に表されるシステム１０のハンドル２４は、好ましくは加速度センサ３４を含む。加速度センサ３４は、好ましくは６軸加速度センサで、ハンドル２４、すなわちカートリッジ２６のあらゆる動きを反映させて制御ステーション２０に出力信号を提供する。制御ステーション２０は、加速度センサ３４により提供されたデータ信号を使用し、カートリッジ２６の動作やオペレータの使用をモニターできる。故に、予め決められた時間（たとえば１分）に制御ステーション２０が加速度センサ３４の動きを示す信号を受けなかった場合、制御ステーション２０は工具が使用されていないと判断し、電力保存の為、あるいはこて先寿命を延ばすためパワーを下げるか「スリープ」モードに移行できる。
【０１２８】
代替的に、加速度センサ３４がハンドル２４の自由落下を示す信号を提供した場合、制御ステーション２０は、直ちにカートリッジ２６への電力を切ることができる。あるいはさらに、制御ステーション２０は、加速度センサ３４から提供されたデータを使用し、オペレータがカートリッジ２６のこて先をクリーニングしていると結論付けることができる。これは加速度センサ３４の動きが典型的な半田付けの動作と違い、クリーニングパッドへのブラシストロークを示すからである。
【０１２９】
図１２はスリープまたはシャットオフモードに制御するため加速度センサのデータを使用する、基本的なプログラムの論理ダイアグラムのステップを表す。加速度センサプログラムは、制御ステーション２０がＯＮになっている間、定期的に起動する。代替的に、プログラムは一定の時間間隔（例えば３０秒）、制御ステーション２０が加速度センサ３４からデータ信号を受信しなかった場合起動することができる。プログラムは「スタート」ステップ４００で開始し、ステップ４０２に進む。ステップ４０２では加速度センサ３４が実行可能な状態かを確認する出力信号を提供するため、制御ステーション２０が加速度センサ３４にコマンドクエリ信号（問合せ指令信号）を送る。プログラムは次にステップ４０４に進み、加速度センサ３４から実行信号を受信したかを判断する。
【０１３０】
信号が受信されない場合、プログラムは実行信号を受信するまでステップ４０４を繰り返し行い、受信するとステップ４０６に移行する。ステップ４０６では、制御プログラムは加速度センサ３４のハンドル２４の動きを示す信号をモニターする。ハンドル２４の動きを示す信号を受信すると、プログラムはステップ４０８に進み、プログラムはスリープまたは自動シャットオフタイマーを再起動させ、プログラムは終了ステップ４１４に進む。しかしながら、ステップ４０６で制御ステーション２０がハンドル２４の動きを示す信号を一定時間受信しなかった場合（例えば３０秒や６０秒）、プログラムはステップ４１０に進んでもよく、一定時間のタイマーがタイムアウトしたかどうかの判定が行われる。
【０１３１】
タイムアウトしていない場合、システムはステップ４０６に戻り、タイムアウトした場合、動きがないため使用していないと仮定され、プログラムはステップ４１２にすすみ、カートリッジ２６への電力をオフにする。ステップ４１２からステップ４１４に進み、ステップ４０６でカートリッジ２６への電力を再開する加速度センサ３４により一定時間スリープモードから起動されなかった場合、スリープを継続する。
【０１３２】
上記のプログラムの記述は単に説明的で、加速度センサ３４の更なる機能を取り入れるサブルーチンにより補足されうる。例えば、９．８ｍ／ｓ２に等しい加速度センサ３４の信号をモニターし、ハンドル２４の自由落下を反映し、直ちにカートリッジ２６の電力を停止するなどである。
【０１３３】
［モノのインターネット（ＩｏＴ）適合性］
図６に示されるシステム１０は、制御ステーション２０、ゲートウェイボックス３０およびホストマシン４０を含む。図示されるように、システム１０は、バーコードリーダ８２およびＲＦＩＤリーダー８４を含むセンサ装置２８を含むこともできる。
【０１３４】
リーダー８２および８４は、例えば、回路基板、電気部品、またはオペレータがはんだ付けしている電気部品または装置のワークと同様、はんだ付け装置上または内部のバーコードまたはＲＦＩＤタグをスキャンまたは読み取るために使用されてもよい。ワークは、リーダー８２および８４のうちの１つによって読み取り可能な固有のシリアル番号を有し、シリアル番号が制御ステーション２０およびホストマシン４０に報告されてもよい。ホストマシン４０、および必要に応じて制御ステーション２０は、ワークのシリアル番号に関連するはんだ付けの記録を保持することができる。
【０１３５】
ゲートウェイボックス３０は、ホストマシン４０への多数の個々の制御ステーション２０の相互接続を可能にする。図示のように、ゲートウェイボックス３０は、８つのデータポートを含み、８つの制御ステーション２０、２０−２、２０−３、２０−４などへの接続を可能にする。ホストマシン４０に報告される制御ステーション２０の数が増加すると、ホストマシン４０は、制御ステーション２０、カートリッジ２６内のメモリ素子９２、およびセンサ装置２８から相当量の情報を収集することができる。
【０１３６】
図１３は、システム１０のコンポーネントおよびシステム１０内の通信を提供するそれらの主要サブコンポーネントのブロック図を提供する。図示のように、制御ステーション２０は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）５００、インターフェースコンバーター５０２、赤外線受信機５０４、ＲＦＩＤリーダー５０６、および少なくとも１つのデータポート５０８を含むことができる。ゲートウェイボックス３０は、ＣＰＵ５１０と、インターフェースコンバーター５１２と、イーサネットインターフェース５１４とを含む。インターフェースコンバーター５１２は、複数のデータポート５０８に接続されるように構成されており、これにより、多数の制御ステーション２０や、例えばブロワー、排気ファンおよび除去器などの関連するはんだ付けシステム装置との接続が可能になる。ホストマシン４０は、関連メモリを伴うＣＰＵ５２０、インターフェースボード５２２、出力ボード５２４、データポート５２６、および、モニタ５３０、キーボード５３２、マウスまたはトラックパッド５３４、オーディオシステム５３６などのインタラクティブ装置５２８も含む。
【０１３７】
図１３のブロック図に概略的に示されるように、制御ステーション２０のＣＰＵ５００は、制御ステーション２０のインターフェースコンバーター５０２、データポート５０８、データポート５０８に接続されたワイヤーハーネス、および、ゲートウェイボックス３０のインターフェースコンバーター５１２を介してゲートウェイボックス３０のＣＰＵ５１０に接続されてもよい。ゲートウェイボックス３０は、ＣＰＵ５１０内で多数の制御ステーション２０からの信号を処理し、イーサネットインターフェース５１４、データポート５１６、ホストマシン４０のデータポート５２６につながるイーサネットケーブル、ホストマシン４０のインターフェースボード５２２を介してホストマシン４０にデータを出力する。インターフェースボード５２２はＣＰＵ５２０に接続され、制御ステーション２０からのデータを処理し、そのデータをその関連メモリに格納する。インタラクティブ装置５２８は、オペレータがホストマシン４０にしたがって制御ステーション２０と相互作用することを可能にする。
【０１３８】
図１３に概略的に示されているように、カートリッジ２６のハンドル２４、またはカートリッジ２６自体は、インターフェース５５２を介したハードワイヤ接続を通じるか、制御ステーション２０の赤外線受信機５０４と通信する赤外線送信機５５４を使用して制御ステーション２０との通信を許可するため、インターフェース５５２を通じての有線接続または赤外線送信機５５４に接続されたＣＰＵ５５０を含むことができる。上記のカートリッジ２６のハンドル２４またはカートリッジ２６自体の制御ステーション２０とのデータ通信は赤外線以外のＲＦＩＤなどの他の無線通信手段であってもよい。同様に、温度計８０はインターフェース５６２を介したハードワイヤ接続か、または制御ステーション２０の赤外線受信機５０４と通信する赤外線送信機５６４使用して、制御ステーション２０との通信を許可するため、ＣＰＵ５６０とインターフェース５６２または赤外線送信機５６４を含むことができる。温度計８０の無線通信も赤外線以外の無線通信手段であってもよい。
【０１３９】
制御ステーションバーコードリーダー８２およびＲＦＩＤリーダー８４および温度計８０の外部は、変換ボックス８６を介して制御ステーション２０に接続されると、図１３に概略的に示される。ただし、変換装置８６は制御ステーション２０内の基板であってもよい。
【０１４０】
図１３のシステム１０の概略図は、システム１０の相互通信能力、およびシステム１０によってサポートされ、ＩｏＴと相互作用するはんだ付け動作および構成要素に関するデータの通信を示す。例えば、オペレータがバーコードまたはＲＦＩＤデバイスを含むワークまたはデバイス上で作業を開始すると、オペレータは、適切なスキャナ８２または８４でワークまたはデバイスをスキャンし、制御ステーション２０がデバイス識別し、ホストマシン４０に報告できる。ホストマシン４０が、ワークまたはデバイスに８つのはんだ付けがあることを予測するようにプログラムされている場合、ホストマシン４０は、オペレータに直接または制御ステーション２０を介して警告を出力し、８つのはんだ付け作業の各セットの後に次のワークまたはデバイスをスキャンするようオペレータに促す。  
【０１４１】
ホストマシン４０がはんだ付けされるワークまたはデバイスを識別するデータを備えている場合、ホストマシン４０は、特定のワークに必要なはんだ付けステップを通じてオペレータをガイドするワークステーションのモニタ５３０に出力を提供することができる。はんだ付け動作中、制御ステーション２０は、各はんだ付け動作に関する情報を記録し、ホストマシン４０に情報を報告する。例えば、制御ステーション２０は、上述のようにカートリッジ２６に加えられた負荷に基づいて８つのはんだ付けイベントを識別し、各はんだ付けが成功したことを確認することができる。また制御ステーション２０は、例えば、バーコードまたはＲＦＩＤデバイスによって識別された特定カートリッジ２６の使用をホストマシン４０に報告し、データを記録し、カートリッジ２６のメモリ素子９２内の使用データを更新するため、制御ステーション２０に出力命令を与える。オペレータがワークまたはデバイス上のはんだ付けを完了し、はんだ付けされる次のワークをスキャンすると、ホストマシン４０は、８つの必要なはんだ付けが完了したことを確認するデータを持つ。
【０１４２】
後続ワークのはんだ付けプロセス中に、制御ステーション２０が７つのはんだ付けのみをホストマシン４０に提供する場合、ホストマシン４０は、例えば、８つのはんだ付けタスクを実行するよう、画面または音声で促し、オペレータに警告するようプログラムされてもよい。また、ホストマシン４０は、シリアル番号に基づいて特定のワークに関連する各はんだ付けタスクのデータを記録することができ、そのため、その後の試験や使用の際に不具合やサービスの問題が発生した場合には、ワークに行われたはんだ付け作業をリコールすることができる。
【０１４３】
制御ステーション２０およびホストマシン４０の通信能力は、予想されるはんだ付け、使用されるまたははんだ付けされる材料、カートリッジ２６に関する情報と共に制御ステーション２０を効率的にプログラムするために使用されてもよい。
【０１４４】
例えば、新規プロジェクトまたは生産サイクルの開始時に、ホストマシン４０は、はんだ付けされるワークの回路上の設計制約により、特定のタイプのカートリッジ設計を使用するように各制御ステーションを指示し、カートリッジ２６の最小および最大動作温度だけでなく、特定の設定温度を提供することもできる。
【０１４５】
また、ホストマシン４０は、各カートリッジ２６のオフセット温度要件の記録を保持することができるので、例えばシリアルナンバーに基づき、カートリッジ２６が制御ステーション２０間で共有される場合、各制御ステーション２０は、カートリッジ２６にメモリ素子９２がない場合でも、特定のカートリッジ２６のオフセット温度要件に対する更新を受け取ることができる。あるいは、ホストマシン４０はチップシリアル番号またはチップ形状を受信または認識することによって、特定のチップに対するオフセット温度要件の記録を維持し、回収することができる。あるいは、ホストマシン４０は、特定のはんだ付けタスクと特定のカートリッジ設計に必要な電力量が５〜１０ジュールの範囲であることを制御ステーション２０に通知することができる。制御ステーション２０またはホストマシン４０が、はんだ付け動作中にその範囲外の電力使用を識別する場合、制御ステーション２０は、はんだ付け動作もしくはカートリッジ２６自体の欠陥をオペレータに警告することができる。また、所定の電力使用量は、制御ステーション２０に表示されてもよく、トレーニングプロセスにおいても有益であり、新人オペレータは、はんだ付け動作の進行状況を確認できる。
【０１４６】
システム１０のＩｏＴ互換性とホストマシン４０によって管理されるデータとは、オペレータおよびエンドユーザに大きな利益を提供する。例えば、前述の例の８つのはんだ付けの各々に関連するはんだ付けデータがホストマシン４０に記録される場合、データは、バーコードまたはＲＦＩＤデバイスによって特定された特定のデバイスに後続の欠陥や不良が発生した場合にリコールおよびレビューされ得る。制御ステーション２０が使用されている施設については、システム１０のＩｏＴ互換性を使用して、特定の制御ステーション２０またはオペレータの生産速度を監視することができる。この情報はまた、有能なオペレータが訓練を提供することによって新人オペレータの訓練を支援するために使用される。また、ホストマシン４０は、種々の異なるカートリッジ２６のライフサイクルに関する情報を保持し、交換を命じるべきタイミングを識別することができる。上記の例で述べたように、ホストマシン４０は、ワークが新しい要求、要件または制限を有する場合、多数の制御ステーション２０を効率的に更新して、設定温度および温度範囲などの制御パラメータを書き換えることができる。ホストマシン４０は、多数の制御ステーション２０に接続し、データを受信することができるので、ホストマシン４０は、非効率的または不適切に動作する制御ステーション２０を識別するようプログラムされてもよい。
【０１４７】
システム１０のＩｏＴ互換性とホストマシン４０によって管理されるデータはまた、システムコンポーネントのサプライヤーに大きな利益を提供する。例えば、ホストマシン４０がインターネットに接続されている場合、ホストマシン４０は、カートリッジ使用データをシステムのサプライヤーに報告し、製造プロセスにおいて有用であり得るフィードバックを提供し、カートリッジ交換要件を識別することができる。また、制御ステーション２０のソフトウェア更新は、更新を効率的に実施するため、インターネットを使用してホストマシン４０に配信されることができる。
【０１４８】
図１３に示されるシステム１０の制御ステーション２０、ゲートウェイボックス３０、ホストマシン４０、インタラクティブ装置５２８、変換ボックス８６、温度計８０、及びハンドル２４とカートリッジ２６のデータの相互通信は有線であってもよいし、無線であってもよい。
【０１４９】
本発明は、図に関連して詳細に説明されてきたが、システムは他の構成要素を含み、他の機能を可能にすることができることを理解すべきである。当業者は、上述の開示は、例示及び仕様のためのものであり、図は本発明を説明するために提供され、本発明を実施する可能性のあるモードを制限するものではないと理解するであろう。本発明の範囲は、添付の請求項およびそれに相当する等価物によってのみ定義される。
【０１５０】
米国仮出願のクレームには、以下の記載がされている。
【０１５１】
（１）電気装置の半田付け及び半田除去に使用するシステムで、以下を含むシステム：
中央プロセスユニットとオペレーションプログラムを含む制御ステーションであって、前記制御ステーションは、さらに、前記制御ステーションをホストマシンに接続されることを可能にする出力インターフェイスを含み、それが前記制御ステーションがホストマシンに操作データを出力し、指令をホストマシンから受け取ることを可能にし；
ケーブルアセンブリ；
前記ケーブルアセンブリにより前記制御ステーションに接続されるハンドル；
前記ハンドルにより通電され、前記ハンドルに着脱可能に挿入されるカートリッジで、前記カートリッジはカートリッジの使用に特有の情報を保存するメモリ要素を含む。
【０１５２】
（２）上記（１）によるシステムであって、前記制御ステーションは、さらに
ディスプレイ、制御ボタン、電源スイッチおよびソケットを含むフロントパネルと電源ソケット、コネクタポート、回路基板ドックを有するリアパネルとを有するケースからなり、
前記回路基板ドックは標準コネクタ基板、変換用ボード、ＵＳＢ用ボードまたはＬＡＮ用ボードのうち少なくとも１つの、または制御自動化テクノロジーのイーサネット、産業用イーサネットプロトコル、ＣＡＮ、ＵＡＲＴやＩ２Ｃ、ＳＰＩのいずれかのボードを受けるよう形成されている。
【０１５３】
（３）上記（１）によるシステムであって、複数の第一コミュニケーションポートと少なくとも一つの第二コミュニケーションポートを有するゲートウェイボックスからなり、前記複数の第一コミュニケーションポートの少なくとも一つは前記制御ステーションと前記ゲートウェイボックスに接続され、第二コミュニケーションポートはホストマシンに接続され、それにより前記ゲートウェイボックスは制御ステーションからホストマシンに接続される。
【０１５４】
（４）上記（１）によるシステムで、前記ハンドルは加速度センサを含み、前記加速度センサは前記ケーブルアセンブリを通じて前記制御ステーションに加速度データを出力し、前記制御ステーションはカートリッジの不使用や動きをモニタするために前記加速度データを使用するプログラムを含み、制御ステーションが予め決められた時間の間、前記加速度センサから動きを示す信号を受信しなかった場合、制御ステーションはカートリッジが使用されていないと判断し、加速度センサが前記ハンドルの自由落下を示す加速度データを提供した場合、前記制御ステーションはカートリッジへのパワーを直ちに遮断し、加速度センサにより提供された加速度データが典型的な半田付け操作の動きとは違いブラシストロークを示した場合、制御ステーションはクリーニング操作を認識する。
【０１５５】
（５）上記（１）によるシステムで、カートリッジ特有の情報を保存する前記メモリ要素は以下のグループのみ（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）から選択されるカートリッジ特有の前記情報のためのデータフィールドを含む；カートリッジシリアルナンバー、カートリッジこて先形状データ、工場設定温度データ、プログラムされた設定温度データ、温度オフセット値データ、与えられた負荷カウントデータ、合計通電時間データ、合計はんだオペレーションデータ、鉛入りはんだ使用のデータ。
【０１５６】
（６）上記（１）によるシステムで、さらに前記制御ステーションに温度データを提供するよう形成された温度計からなり、特定のカートリッジのオフセット温度を計算するため前記制御ステーションは前記温度計からの前記温度データを使用するためのプログラムを有する。
【０１５７】
（７）上記（１）によるシステムで、前記制御ステーションに接続された少なくとも１つのセンサ装置を更に含み、前記少なくとも１つのセンサ装置は温度計、バーコードリーダー、ＲＦＩＤリーダーのみの（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）グループから選択される。
【０１５８】
（８）上記（１）によるシステムで、半田付けされるワークピースに関連する半田付けオペレーションデータをホストマシンに報告するため、前記制御ステーション内のプログラムに半田付けされるワークピースのバーコードまたはＲＦＩＤタグをスキャンする、前記制御ステーションに接続されたバーコードリーダーまたはＲＦＩＤリーダーをさらに備える。
【０１５９】
（９）上記（１）によるシステムで、前記制御ステーションは前記カートリッジに送られるパワーをモニターするプログラムをさらに備え、前記カートリッジにより経験されたエネルギー負荷に基づきそれぞれの半田付けオペレーションの完了を識別する。
【０１６０】
（１０）はんだ付け作業に使用するためのシステムであって、以下の構成を持つ。
少なくとも１つの制御ステーションであって中央処理装置と関連回路と、ディスプレイ、制御ボタン、電源スイッチとソケットを含むフロントパネルおよび電源ソケット、コネクタポートと基板ドックを持つリアパネルを備えたケースを有し、前記回路基板ドックは、少なくとも一つの標準コネクタボード、変換ボード、ＵＳＢ接続ボードまたはＬＡＮボード、または制御自動化テクノロジーのイーサネット、産業用イーサネットプロトコル、ＣＡＮ、ＵＡＲＴやＩ２Ｃ、ＳＰＩのいずれかのボードのうち少なくとも１つを受け入れるように構成され、
ゲートウェイボックスであって、中央演算処理装置、インターフェース変換器とイーサネットインターフェースとを有し、双方は中央処理装置と協働し、前記ゲートウェイボックスは複数の制御ステーションへの接続を可能にする複数のデータポートを備え、
ホストマシンであって前記ゲートウェイボックスに電気的に接続され、前記ホストマシンは、はんだ付け作業およびカートリッジ使用に関する情報を受信、処理および記憶するための中央処理装置および関連メモリを備え、
前記制御ステーションの前記ソケットに係合するように構成された基端部と、カートリッジを受け入れるためのハンドルに終端する先端部とを有し、前記ハンドルが前記ケーブルアセンブリによって前記制御ステーションに接続されているケーブルアセンブリと、
少なくとも１つのはんだ付けカートリッジであってハンドル内に着脱可能に挿入及び電力供給され、前記カートリッジに固有の情報を記憶する記憶素子を含み、前記記憶素子に記憶するカートリッジに特有の前記情報は、カートリッジシリアル番号、カートリッジ  チップ形状データ、工場設定温度データ、プログラム設定温度データ、温度オフセット値データ、適用負荷カウントデータ、総電力時間データ、総はんだ作業データ、および鉛はんだ使用のデータ（のみ）からなるグループから選択される。
【０１６１】
（１１）上記（１０）によるシステムであって、前記カートリッジの前記メモリ要素は、カートリッジシリアル番号、カートリッジ先端形状データ、および工場設定温度データ（のみ）からなるグループから選択された前記カートリッジに固有の情報の固定データメモリと；プログラム設定温度データ、温度オフセット値データ、適用負荷カウントデータ、総通電時間データ、総はんだ付け作業データ、及び鉛はんだ使用データ（のみ）からなるグループから選択されたカートリッジの使用履歴に特有の情報の可変データメモリとを含む。
【０１６２】
（１２）上記（１０）によるシステムであって、前記カートリッジの前記メモリ要素は、カートリッジのシリアル番号、カートリッジ先端形状データ、を含む前記カートリッジに固有の情報のためのデータフィールドを有する固定データメモリを含み、プログラムされた設定温度データ、温度オフセット値データ、適用負荷カウントデータ、総電力時間データ、総はんだ付け作業データ、および鉛はんだデータの使用を含むカートリッジの使用履歴に特有の情報のためのデータフィールドを有する可変データメモリを含む。
【０１６３】
（１３）上記（１０）によるシステムであって、前記ハンドルは加速度センサを含み、前記加速度センサは、前記ケーブルアセンブリを介して前記制御ステーションに加速度データを出力し、前記制御ステーションは、前記加速度データを使用して前記カートリッジの不使用および動きを監視するプログラムを含み、前記制御ステーションが、前記加速度センサからの所定の時間の動きを示す信号を受信しない場合、前記カートリッジが使用されていないと判断し、前記カートリッジをパワーダウンするか、前記加速度センサが前記ハンドルの自由落下を示す加速度データを提供する場合、前記制御ステーションは、前記カートリッジへの電力を直ちに遮断するか、または前記加速度センサによって提供される加速度データが、はんだ付け動作の典型的な動作に対抗してブラシで拭う動きである場合、制御ステーションはクリーニング動作を認識する。
【０１６４】
（１４）上記（１０）によるシステムであって、前記制御ステーションは、前記カートリッジに供給される電力を監視し、前記カートリッジが受けるエネルギー負荷に基づいて各はんだ付け作業の完了を識別するプログラムをさらに備え、前記プログラムは、前記メモリ素子に、適用された負荷カウントデータ、合計電力供給時間データおよび合計はんだ付け作業データのうちの１つまたは複数を更新する書き込み命令をさらに提供する。
【０１６５】
（１５）上記（１４）によるシステムであって、前記制御ステーションの前記プログラムは、各はんだ付け作業の完了を示すカートリッジ使用データ信号を前記ホストマシンに出力する。
【０１６６】
（１６）上記（１０）によるシステムであって、前記制御ステーションに温度データを提供するように構成された温度計をさらに備え、前記制御ステーションは、前記温度計からの前記温度データを使用して特定のカートリッジのオフセット温度を計算するプログラムを有する。
【０１６７】
（１７）上記（１０）によるシステムであって、前記制御ステーションに接続された少なくとも１つのセンサデバイスをさらに備え、前記少なくとも１つのセンサデバイスは、温度計、バーコードリーダ、およびＲＦＩＤリーダからなるグループから選択される。
【０１６８】
（１８）上記（１０）によるシステムであって、さらに前記はんだ付けされるべきワークピースのバーコードやＲＦＩＤタグをスキャンするための前記制御ステーションに接続されたバーコードリーダーまたはＲＦＩＤリーダーを持ち、前記制御ステーション内のプログラムが、ワークピースに関連したはんだ付け作業のデータをホストマシンに報告する事を可能にする。
【０１６９】
（１９）はんだ付けシステムで使用するための制御ステーションであって、
中央処理装置（ＣＰＵ）であって、ディスプレイ、制御ボタン、電源スイッチとソケットを有するフロントパネルおよび電源ソケット、コネクタポート、回路基板ドックとを有するリアパネルを有するケース内の動作プログラム及び関連する回路を持ち、  前記回路基板ドックは、標準コネクタボード、変換ボード、ＵＳＢコネクタボードまたはＬＡＮボードまたは制御自動化テクノロジーのイーサネット、産業用イーサネットプロトコル、ＣＡＮ、ＵＡＲＴやＩ２Ｃ、ＳＰＩのいずれかのボードのうちの少なくとも１つを受け入れる様に構成され、
前記制御ステーションがホストマシンに接続され、前記制御ステーションが前記ホストマシンにはんだ付け作業データを出力し、前記ホストマシンから命令を受け取ることを可能にする出力インターフェースと、
前記動作プログラムには、カートリッジの不使用および移動を監視するための加速度データを利用するプログラム、外部温度計からの温度データを使用して特定のカートリッジのオフセット温度を計算するプログラム、カートリッジに伝達された電力を監視し、カートリッジによって経験されたエネルギー負荷に基づいて各はんだ付け作業の完了を特定するプログラム、カートリッジのメモリ要素に書き込み命令を提供して、適用された負荷カウントデータ、合計電力供給時間データおよび合計はんだ付け作業データを記憶素子に書き込む命令をするプログラムを有する。
【０１７０】
（２０）上記（１９）による制御ステーションであって、赤外線温度計からの温度データ提供するために前記ＣＰＵに接続された赤外線受信器、バーコードを読み取る為のバーコードリーダー、およびＲＦＩＤデータを読み取る為のＲＦＩＤリーダーをさらに備え、前記ＲＦＩＤリーダは前記ＣＰＵに接続されていることを特徴とする。
【符号の説明】
【０１７１】
１００  はんだこて制御装置
２００  はんだこて
２１０  ハンドル部
２２０  カートリッジ
２２１  こて先
３００  温度測定装置
４００  コンピュータ装置
１０００  はんだこて管理システム
ＮＷ  ネットワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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