(57)【要約】【課題】  処理能力の低いセントラル・プロセッシング・ユニットから処理能力の高いものに変更した場合に、極力プリント基板の生産時間の短縮を図ること。【解決手段】  起動時にＣＰＵ２０は自ＣＰＵ２０のクロックを読み出して、先ずクロックが８００ＭＨｚ以下か否かを判定し、８００ＭＨｚ以下であれば、ＣＰＵ２０は処理周期を速度１モードに設定する。そして、８００ＭＨｚより大きければ、次にＣＰＵ２０は１ＧＨｚ以下か否かを判定し、１ＧＨｚ以下であれば、ＣＰＵ２０は処理周期を速度２モードに設定する。そして、１ＧＨｚより大きければ、次にＣＰＵ２０はＸＧＨｚ以下か否かを判定し、ＸＧＨｚ以下であれば、ＣＰＵ２０は処理周期を速度Ｘモードに設定する。そして、ＸＧＨｚより大きければ、ＣＰＵ２０は処理周期を速度Ｙモードに設定する。この設定の後、ＣＰＵ２０は該当する処理周期のモードでモータ駆動を処理する。【選択図】  図３
2007067186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部品供給ユニットのうちの所定の部品供給ユニットから部品吸着位置に供給された電子部品を吸着ノズルにより吸着して、プリント基板上に装着する電子部品装着装置において、電子部品の装着に係る統括的制御を司るセントラル・プロセッシング・ユニットが自身の処理能力を判断し、この判断結果に基づいて対応する設定された処理周期で電子部品の装着動作を行う各種の駆動源を制御することを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項２】
前記処理周期は、前記駆動源の駆動回路の基本クロックの整数倍に設定されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の部品供給ユニットのうちの所定の部品供給ユニットから部品吸着位置に供給された電子部品を吸着ノズルにより吸着して、プリント基板上に装着する電子部品装着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電子部品装着装置は、特許文献１などに開示されているが、一般に処理能力が高いセントラル・プロセッシング・ユニットが出現すると、それまでに使用していた処理能力の低いセントラル・プロセッシング・ユニットから処理能力の高い当該セントラル・プロセッシング・ユニットに変更することとなる。
【特許文献１】特開２００５−１３６２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、処理能力が高いセントラル・プロセッシング・ユニットに変更して使用しても、処理周期をその処理能力に応じて変更しなければ、プリント基板１枚当りの生産時間の短縮に貢献できないという問題があった。
【０００４】
そこで本発明は、処理能力の低いセントラル・プロセッシング・ユニットから処理能力の高いものに変更した場合に、極力プリント基板の生産時間の短縮を図ることができる電子部品装着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため第１の発明は、複数の部品供給ユニットのうちの所定の部品供給ユニットから部品吸着位置に供給された電子部品を吸着ノズルにより吸着して、プリント基板上に装着する電子部品装着装置において、電子部品の装着に係る統括的制御を司るセントラル・プロセッシング・ユニットが自身の処理能力を判断し、この判断結果に基づいて対応する設定された処理周期で電子部品の装着動作を行う各種の駆動源を制御することを特徴とする。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明において、前記処理周期は、前記駆動源の駆動回路の基本クロックの整数倍に設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、処理能力の低いセントラル・プロセッシング・ユニットから処理能力の高いものに変更した場合に、極力プリント基板の生産時間の短縮を図ることができる電子部品装着装置を提供することができる。また、セントラル・プロセッシング・ユニットの処理周期は、前記駆動源の駆動回路の基本クロックの整数倍に設定されるから、セントラル・プロセッシング・ユニットと駆動回路とが極力同期を取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、部品供給装置と電子部品装着装置本体とから構成される電子部品装着装置について説明する。この電子部品装着装置は、いわゆる多機能型チップマウンタであり、各種電子部品をプリント基板Ｐに実装できる。
【０００９】
図１は電子部品装着装置の平面図であり、電子部品装着装置本体１は、機台２と、この機台２の中央部に左右方向に延在するコンベア部３と、機台２の前部（図示の下側）および後部（図示の上側）にそれぞれ配設した２組の部品装着部４、４および２組の部品供給部５、５とを備えている。そして、部品供給部５には、電子部品供給装置である複数本の部品供給ユニット６が着脱自在に組み込まれて電子部品装着装置が構成される。
【００１０】
なお、前記部品供給ユニット６はユニットフレームと、このユニットフレームに回転自在に装着した収納テープリールと、収納テープリールに巻回した状態で順次繰り出された収納テープを電子部品のピックアップ位置（吸着取出位置）まで間欠送りするテープ送り機構と、ピックアップ位置の手前で収納テープのカバーテープを引き剥がすカバーテープ剥離機構と、ピックアップ位置に送り込まれた電子部品の上方を開放して電子部品のピックアップを可能にするシャッタ機構とを備えている。
【００１１】
前記コンベア部３は、中央のセットテーブル８と、左側の供給コンベア９と、右側の排出コンベア１０とを有している。プリント基板Ｐは、供給コンベア９からセットテーブル８に供給され、このセットテーブル８の上面にはプリント基板Ｐの下面を支持して水平となるように支持する複数のバックアップピン（図示せず）が抜き差し可能に設けられ、プリント基板Ｐの支持の際には不動に且つ所定の高さにセットされる。そして、電子部品の装着が完了した基板Ｐは、セットテーブル８から排出コンベア１０を介して下流側装置に排出される。
【００１２】
各部品装着部４には、ヘッドユニット１３を移動自在に搭載したＸＹステージ１２が配設されると共に、部品認識カメラ１４およびノズルストッカ１５が配設されている。ヘッドユニット１３には、電子部品を吸着および装着するための２の装着ヘッド１６、１６と、プリント基板Ｐの位置を認識するための１台の基板認識カメラ１７とが搭載されている。なお、通常、両部品装着部４、４のＸＹステージ１２、１２は交互運転となる。
【００１３】
前記各ＸＹステージ１２はＹ軸駆動モータ１２Ｙによりビーム１２ＡがＹ方向に移動し、Ｘ軸駆動モータ１２Ｘにより前記ヘッドユニット１３がＸ方向に移動し、結果としてヘッドユニット１３はＸＹ方向に移動することとなる。
【００１４】
各部品供給部５は、ユニットベース１９上に多数の部品供給ユニット６を、横並びに且つ着脱自在に備えている。各部品供給ユニット６には、多数の電子部品を一定の間隔で収容した収納テープＣが搭載されており、カバーテープが剥離された収納テープＣを間欠送りすることで、部品供給ユニット６の先端から部品装着部４に電子部品が１個ずつ供給される。なお、この電子部品装着装置本体１では、表面実装部品などの比較的小さな電子部品は、主として部品供給ユニット６から供給され、比較的大きな電子部品は、主として図示しないトレイ形式の部品供給装置から供給される。
【００１５】
前記装着ヘッド１６には複数の吸着ノズル１８が設けられ、θ軸駆動モータ１８Ａを駆動させることにより前記吸着ノズル１８をθ回転させることができ、また上下軸駆動モータ１８Ｂにて前記吸着ノズル１８を下降させることができる。なお、吸着ノズル１８の昇降に関して、初めに前記装着ヘッド１６をヘッド昇降モータで昇降させた後、次いでノズル昇降モータで昇降させるような構成でもよい。
【００１６】
次に、図２の電子部品装着装置本体１の制御ブロック図について説明する。２０は電子部品装着装置の電子部品の取出し及び装着に係る動作を統括制御する制御装置としてのＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）、２１は記憶装置としてのＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）と、２２はＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）で、ＣＰＵ２０は前記ＲＡＭ２１に記憶されたデータに基づき、前記ＲＯＭ２２に格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置の電子部品の取出し及び装着に係る動作についてインターフェース２３及び駆動回路２４を介して各駆動源を統括制御する。
【００１７】
２５はインターフェース２３を介して前記ＣＰＵ２０に接続される認識処理装置で、前記部品認識カメラ１４により撮像されて取込まれた画像の認識処理や前記基板認識カメラ１７により撮像されて取込まれた画像の認識処理が該認識処理装置２５にて行われ、ＣＰＵ２０に処理結果が送出される。即ち、ＣＰＵ２０は、部品認識カメラ１４に撮像された画像を認識処理（位置ずれ量の算出など）したり基板認識カメラ１７により撮像された画像を認識処理するように指示を認識処理装置２５に出力すると共に認識処理結果を認識処理装置２５から受取るものである。
【００１８】
即ち、前記認識処理装置２５の認識処理により位置ずれ量が把握されると、その結果がＣＰＵ２０に送られ、部品認識処理及び基板認識処理結果に基づき、ＣＰＵ２０はＸ軸駆動モータ１２Ｘ及びＹ軸駆動モータ１２Ｙの駆動によりＸＹ方向に吸着ノズル１８を移動させることにより、またθ軸駆動モータ１８Ａによりθ回転させ、Ｘ，Ｙ方向及び鉛直軸線回りへの回転角度位置の補正がなさ、上下軸駆動モータ１８Ｂにより下降してプリント基板Ｐ上に電子部品を装着するものである。
【００１９】
尚、前記部品認識カメラ１４より撮像された画像は表示装置としてのモニター２６に表示される。そして、前記モニター２６には種々のタッチパネルスイッチ２７が設けられ、作業者がタッチパネルスイッチ２７を操作することにより、種々の設定を行うことができる。
【００２０】
前記タッチパネルスイッチ２７はガラス基板の表面全体に透明導電膜がコーティングされ、四辺に電極が印刷されている。そのため、タッチパネルスイッチ２７の表面に極微小電流を流し、作業者がタッチすると四辺の電極に電流変化を起こし、電極と接続した回路基板によりタッチした座標値が計算される。従って、その座標値がある作業を行わせるスイッチ部として予めＲＡＭ２１に記憶された座標値群の中の座標値と一致すれば、当該作業が行なわれることとなる。
【００２１】
以上の構成により、電子部品装着装置１の自動運転が開始されると、プリント基板Ｐが上流側装置より供給コンベア９を介してセットテーブル８に搬送されて位置決めされ、ＲＡＭ２１に格納されたプリント基板の装着すべきＸＹ座標位置、鉛直軸線回りへの回転角度位置及び各部品供給ユニット６の配置番号等が指定された装着データに従い、Ｙ軸駆動モータ１２Ｙによりビーム１２ＡがＹ方向に移動し、Ｘ軸駆動モータ１２Ｘによりヘッドユニット１３がＸ方向に移動し、結果として装着ヘッド１６が移動して電子部品の部品種に対応した吸着ノズル１８が装着すべき電子部品を所定の部品供給ユニット６から吸着して取出す。
【００２２】
詳述すると、装着ヘッド１６の吸着ノズル１３は装着ステップ番号０００１の装着すべき電子部品を収納する部品供給ユニット６上方に位置するよう移動するが、Ｙ方向は駆動回路２４によりＹ軸駆動モータ１２Ｙが駆動して一対のガイドに沿ってビーム１２Ａが移動し、Ｘ方向は駆動回路２４によりＸ軸駆動モータ１２Ｘが駆動して装着ヘッド１６が移動し、既に所定の部品供給ユニット６は駆動されて部品吸着位置にて部品が取出し可能状態にあるため、上下軸駆動モータ１８Ｂが駆動回路２４により駆動して前記吸着ノズル１８が下降して、次々と電子部品を吸着して取出した後、上昇する。
【００２３】
そして、吸着ノズル１８はセットテーブル８にて位置決めされたプリント基板Ｐ上の所定位置に電子部品を装着するように移動するが、この装着ヘッド１６の移動途中において、装着ヘッド１６が移動しながら部品認識カメラ１４の上方位置を通過する際に吸着ノズル１８に吸着保持された電子部品が部品認識カメラ１４により撮像される（フライ認識）。
【００２４】
そして、電子部品が当該吸着ノズル１８に対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかＸＹ方向及び回転角度につき認識処理装置２５により認識処理される。
【００２５】
そして、この電子部品の中心位置をＣＰＵ２０が算出し、この算出された中心位置と本来の装着データとのずれがＣＰＵ２０により算出される。そして、装着ヘッド１６がプリント基板Ｐの上方位置に移動して、基板認識カメラ１７がプリント基板Ｐに付された位置決めマークを撮像し、認識処理装置２５によりプリント基板Ｐの位置が認識される。
【００２６】
従って、前記電子部品の認識処理結果及びプリント基板Ｐの認識処理結果に基づき、ずれ量を加味して、ＣＰＵ２０がＹ軸駆動モータ１２Ｙ、Ｘ軸駆動モータ１２Ｘ及びθ軸駆動モータ１８Ａを補正移動するよう制御し、上下軸駆動モータ１８Ｂにより下降し、プリント基板Ｐの所定位置に装着する。以下装着ステップ番号０００２以降の電子部品に対しても、同様に補正して装着するものである。
【００２７】
以下同様に、プリント基板Ｐ上に全ての電子部品が装着されると、セットテーブル８から排出コンベア１０を介して、下流側装置へ排出される。
【００２８】
ここで、電子部品装着装置１の各モータを遅延なく動かすためには、各モータをコントロール（制御）しているモータコントロールユニットである駆動回路２４の指令を受け付ける基本クロックと同期してＣＰＵ２０が指令を出す必要がある。ＣＰＵ２０と駆動回路２４が完全な同期が取れることは困難であるが、極力同期を取れるようにプログラム処理されている。
【００２９】
電子部品を吸着ノズル１８が吸着した後、この吸着した電子部品をプリント基板Ｐに装着する場合、例えばＸ軸駆動モータ１２Ｘ及びＹ軸駆動モータ１２Ｙを動かすためにＣＰＵ２０は以下の処理を行う。
【００３０】
即ち、Ａ１「装着座標の算出」、Ａ２「モータ駆動波形の算出」、Ａ３「駆動回路２４へモータ駆動波形のデータのセット」、Ａ４「駆動回路へ移動開始指令の送出」、Ａ５「駆動回路へ目的位置到達の確認動作指令の送出」、Ａ６「電子部品装着動作開始指令の送出」という処理を行う。そして、ＣＰＵ２０は、上記例以外の処理も平行して処理しているために、駆動回路２４に対する処理だけに専従することは出来ない。そして、ＣＰＵ２０の駆動回路２４に対する処理を上述のＡ１〜Ａ６（夫々を総称して、「Ａ」ともいう。）、それ以外の処理をＢとすると、Ａ１・Ａ２・Ａ３・Ａ４・Ｂ・Ａ５・Ｂ・Ａ５・Ｂ・Ａ５・Ｂ・Ａ５・Ｂ・Ａ５・Ｂ・Ａ５・Ｂ・Ａ５・Ａ６（枠内は、モータの動作完了待ちの部分）という流れとなる。
【００３１】
この枠で囲われた部分の時間は、モータの移動時間なので、ＣＰＵ２０の処理能力により変化することはないが、それ以外の部分は、ＣＰＵ２０の処理能力に応じて変化する。この部分の同期を改善することにより、モータの起動から次の処理起動時間が短縮できる。
【００３２】
以下、図３のフローチャートに基づき、説明する。電子部品装着装置１は、起動時に自ＣＰＵ２０のクロックを読み出して、ソフトウエアの処理能力の判定を行うが、クロックに応じたソフトウエア処理能力は事前に検証をしておき、クロックに応じてＣＰＵ２０の処理周期をクロック毎にＲＡＭ２１に格納しておき、また今まで使用していたＣＰＵ２０に代えて新たなクロックの速度が高速なＣＰＵを搭載した場合、それに応じた判定を追加する。
【００３３】
先ず、起動時にＣＰＵ２０は自ＣＰＵ２０のクロックを読み出して、先ずクロックが８００ＭＨｚ以下か否かを判定し、８００ＭＨｚ以下であれば、ＣＰＵ２０はソフトクロック（処理周期）を予めＲＡＭ２１に格納されていた速度１モードに設定する。この速度１モードは、ＣＰＵ２０と駆動回路２４とが極力同期を取れるように駆動回路２４の指令入出力タイミングの周期（基本クロック）の２倍に設定されている。そして、８００ＭＨｚより大きければ、次にＣＰＵ２０は１ＧＨｚ以下か否かを判定し、１ＧＨｚ以下であれば、ＣＰＵ２０はソフトクロック（処理周期）をＲＡＭ２１に格納されており速度１モードより処理周期が短い速度２モードに設定する。この速度２モードは、ＣＰＵ２０と駆動回路２４とが極力同期を取れるように駆動回路２４の指令入出力タイミングの周期と同じに設定されている。
【００３４】
そして、１ＧＨｚより大きければ、次にＣＰＵ２０はＸＧＨｚ以下か否かを判定し、ＸＧＨｚ以下であれば、ＣＰＵ２０はソフトクロック（処理周期）をＲＡＭ２１に格納されていた速度Ｘモードに設定する。そして、ＸＧＨｚより大きければ、ＣＰＵ２０はソフトクロック（処理周期）をＲＡＭ２１に格納されていた速度Ｙモードに設定する。この設定の後、ＣＰＵ２０は該当するソフトクロック（処理周期）のモードでモータ駆動を処理する。
【００３５】
なお、速度１モード、速度２モード、速度Ｘモード、速度Ｙモードの順に、処理周期は短く設定されている。
【００３６】
ここで、例えば速度１モード（処理能力の低い低クロックＣＰＵ）が選択された場合と、速度２モード（処理能力の高い高クロックのＣＰＵ）が選択された場合の処理サイクルを図４に示し、以下説明する。この場合、Ｂ（駆動回路２４に対する処理以外の処理）は、ソフトクロック（処理周期）であるＡを処理する間隔からＡの処理時間を引いたものである。「Ａを処理する間隔」とは、「Ａ１〜Ａ４」あるいは「Ａ５」というＡの一まとまり毎の処理を処理するために、割り当てられた時間間隔である。
【００３７】
図４において、上段は速度１モード（処理能力の低い低クロックＣＰＵ）が選択された場合におけるＣＰＵ２０の処理と駆動回路２４の指令の入出力のタイミングを、また下段は速度１モードより処理周期が短い速度２モード（処理能力の高い高クロックＣＰＵ）が選択された場合におけるＣＰＵ２０の処理と駆動回路２４の指令の入出力のタイミングを表している。
【００３８】
先ず、上段に示すように、駆動回路２４の指令入力及び指令出力のタイミングは、所定間隔毎に発生しており、ＣＰＵ２０はＡ１「装着座標の算出」、Ａ２「モータ駆動波形の算出」、Ａ３「駆動回路２４へモータ駆動波形のデータのセット」、Ａ４「駆動回路へ移動開始指令の送出」の処理をした後に、ＣＰＵ２０は駆動回路２４に対する処理以外の処理Ｂをする。
【００３９】
そして、ＣＰＵ２０のこのＢの処理中に駆動回路２４の指令入出力タイミングとなると、駆動回路２４はＣＰＵ２０の指令を受け、モータの動作を開始する。このＢの処理途中でも、このタイミングより少し遅れて、処理周期が終わると、ＣＰＵ２０は次の処理周期のＡ５「駆動回路へ目的位置到達の確認動作指令の送出」及びＢの処理を行い、その後、速度１モードの処理周期毎にＡ５「駆動回路へ目的位置到達の確認動作指令の送出」及びＢを繰り返す。
【００４０】
この繰り返している途中で、モータ、例えばＸ軸駆動モータ１２Ｘ、Ｙ軸駆動モータ１２Ｙの動作時間が経過した後の駆動回路２４の指令入出力タイミングとなると、駆動回路２４に設けられた図示しないＣＰＵはモータの停止を認識し、このＢの処理途中でも、このタイミングより少し遅れて、ＣＰＵ２０はＸ軸駆動モータ１２Ｘ、Ｙ軸駆動モータ１２Ｙの停止の判定処理を行って目的位置への確認が取れると、次の処理周期の際にＡ６「電子部品装着動作開始指令の送出」処理をし、電子部品の装着処理が開始されることとなる。
【００４１】
次に下段について説明すると、上段と同様に、駆動回路２４の指令入力及び指令出力のタイミングは、所定間隔毎に発生しており、ＣＰＵ２０はＡ１「装着座標の算出」、Ａ２「モータ駆動波形の算出」、Ａ３「駆動回路２４へモータ駆動波形のデータのセット」、Ａ４「駆動回路へ移動開始指令の送出」の処理をした後に、ＣＰＵ２０は駆動回路２４に対する処理以外の処理Ｂをする。上段より下段の方が処理周期が短いので、駆動回路２４は基本クロック１周期分早くモータ動作を開始させることができる。
【００４２】
そして、ＣＰＵ２０のこのＢの処理中に駆動回路２４の指令入出力タイミングとなると、駆動回路２４はＣＰＵ２０の指令を受け、モータの動作を開始する。このＢの処理途中でも、このタイミングより少し遅れて、処理周期が終わると、ＣＰＵ２０は次の処理周期のＡ５「駆動回路へ目的位置到達の確認動作指令の送出」及びＢの処理を行い、その後、ＣＰＵ２０は速度２モードの処理周期毎にＡ５「駆動回路へ目的位置到達の確認動作指令の送出」及びＢを繰り返す。
【００４３】
この繰り返している途中で、モータ、例えばＸ軸駆動モータ１２Ｘ、Ｙ軸駆動モータ１２Ｙの動作時間が経過した後の駆動回路２４の指令入出力タイミングとなると、駆動回路２４に設けられた図示しないＣＰＵはモータの停止を認識し、このＢの処理途中でも、このタイミングより少し遅れて、ＣＰＵ２０はＸ軸駆動モータ１２Ｘ、Ｙ軸駆動モータ１２Ｙの停止の判定処理を行って目的位置への確認が取れると、次の処理周期の際にＡ６「電子部品装着動作開始指令の送出」処理をし、電子部品の装着処理が開始されることとなる。
【００４４】
なお、高速クロックのＣＰＵを搭載した場合、駆動回路２４の処理能力以上に、Ａを処理する間隔を縮めても効果は発揮されないため、この場合、Ａを処理する間隔内でのＢへの割り当て時間を増やした方が有利となる。また、駆動回路の性能が上がり、指令入出力タイミングが短くなった場合、更にその条件をソフトクロック判定に加え、指令入出力タイミングが短くなった場合には、ソフトクロック（処理周期）を一層短くすることにより、１つのプログラムで複数の処理能力を持つＣＰＵを搭載した場合、そのＣＰＵの性能を最大限使用し、かつ高速応答のモータ動作処理が可能となる。
【００４５】
また、モータを、吸着ノズル１８の平面方向への移動に使用するＸ軸駆動モータ１２Ｘ、Ｙ軸駆動モータ１２Ｙを例として説明したが、これに限らず他の駆動源に使用できる。
【００４６】
更には、この電子部品装着装置として、いわゆる多機能チップマウンタを例にして説明したが、これに限らずロータリテーブル型などの高速型チップマウンタに適用してもよい。
【００４７】
以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】電子部品装着装置の平面図である。
【図２】電子部品装着装置の制御ブロック図である。
【図３】フローチャートを示す図である。
【図４】速度１モード、速度２モードが選択された場合の処理サイクルを示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１        電子部品装着装置
５        部品供給部
６        部品供給ユニット
２０      ＣＰＵ
２１      ＲＡＭ
【図１】
2007067186.tif 000003
【図２】
2007067186.tif 000004
【図３】
2007067186.tif 000005
【図４】
2007067186.tif 000006