(57)【要約】【課題】搭載パターンを、メカ系への負荷という視点から、１つのパラメータ値で評価できるようにする。【解決手段】所定の搭載パターンに従って、電子部品４１ａ〜４１ｄを基板２０、２５上に搭載するための電子部品搭載装置３０の搭載パターン評価方法において、搭載パターンの加速度波形を周波数分析し、実効値化したデータを積分処理するに際し、積分する範囲に、機械系への負荷に対応した閾値（周波数Ｘ）を設定する。加速度波形は、電流指令や加速度センサ出力から得ることができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の搭載パターンに従って、電子部品を基板上に搭載するための電子部品搭載装置の搭載パターン評価方法において、
搭載パターンの加速度波形を周波数分析し、実効値化したデータを積分処理するに際し、
積分する範囲に、機械系への負荷に対応した閾値を設定することを特徴とする電子部品搭載装置の搭載パターン評価方法。
【請求項２】
前記加速度波形を電流指令から得ることを特徴とする請求項１に記載の電子部品搭載装置の搭載パターン評価方法。
【請求項３】
前記加速度波形を、注目部品に配設した加速度センサ出力から得ることを特徴とする請求項１に記載の電子部品搭載装置の搭載パターン評価方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の方法に従って評価された搭載パターンに従って、電子部品を基板上に搭載することを特徴とする電子部品搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品搭載装置の搭載パターン評価方法及び電子部品搭載装置に係り、特に、機械系（メカ系とも称する）への負荷を考慮して搭載パターンを決定することが可能な、電子部品搭載装置の搭載パターン評価方法、及び、この搭載パターン評価方法を用いた電子部品搭載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品（単に部品とも称する）を回路基板に実装する電子部品搭載装置においては、基板生産（部品実装）は、基板種類毎にその基板を生産する生産プログラムを作成して行なわれる。各生産プログラムは、電子部品搭載装置上で基板を生産するための各種データを含み、例えば、基板に関するデータ、搭載位置に関するデータ、部品に関するデータ（例えば縦横高さの寸法）、吸着位置に関するデータ、画像認識用の情報、接着剤の塗布に関するデータ等から構成されている。
【０００３】
従来から、基板生産効率を向上するために、生産プログラムの最適化が行われており、例えば、部品の吸着及び搭載順（搭載パターンとも称する）を最適化して生産タクトが短くなるようにすることが行なわれている。例えば特許文献１の図８には、図１に示す如く、搭載サイクルにおける搭載ヘッドの移動距離の総和が最短となるような組合せを検索するアルゴリズムが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３５３７７６号公報（図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、最終的な搭載パターンを決定する際の、搭載ヘッドの移動距離の総和が短い上位の候補群においては、一枚の基板を搭載するタクトの差は、例えば１ｍｍ程度と既に小さく、いずれのパターンを選定したとしても、装置の仕様に明らかな有意差は見られない場合がある。
【０００６】
一方、搭載パターンの候補群内の搭載ヘッドの一移動毎の移動距離は、搭載パターン毎にそれぞれ異なるため、移動で消費する電力やメカ系への負荷は、各搭載パターンで異なる。消費電力は、装置のランニングコストや環境に影響し、メカ系への負荷は、装置の耐久寿命やメンテナンスに影響するが、従来は、これらを適切に反映して搭載パターンを評価することができなかった。
【０００７】
本発明は、前記従来の問題点を解消するためのもので、メカ系への負荷という視点から搭載パターンを評価できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
まず、本発明の原理を説明する。
【０００９】
図２に、一例として、一定速度の区間（定速区間）が存在せず、加速／減速区間のみで微小距離駆動を繰返し行なう移動パターンのモータへの電流指令波形を示す。この電流指令波形は、電子部品搭載部品の搭載パターンを構築した時点で、シミュレートすることが可能であり、図２の例に限定されず、例えば定速区間を含んでいても良い。
【００１０】
図２の電流指令波形に対して周波数分析を行なった結果が図３であり、各周波数（横軸）に対応するスペクトルを示す。
【００１１】
更に、図３の波形を実効値化して２乗プロットした波形が図４であり、周波数に対するパワースペクトルのプロットになる。この図４のパワースペクトルに対して積分処理を行なった合計が、消費電力に相当し、これは、移動距離（即ち仕事量）に対応する。
【００１２】
そこで、図４において、メカ系への実際のダメージとして負荷される臨界の周波数Ｘを設定し、〜ＸＨｚまでの積分和を算出すると、メカ系への実負荷という観点から搭載パターンを数値化するパラメータが得られる。
【００１３】
例えば、図５の波形ａ〜波形ｃのような電流指令のパワースペクトル波形ｆ（ａ）、ｆ（ｂ）、ｆ（ｃ）があり、波形の積分和が等しい場合（Ｅ（ａ）＝Ｅ（ｂ）＝Ｅ（ｃ））、駆動に要する消費電力は等しい。
【００１４】
しかし、例えば数百Ｈｚ以上の高周波側のスペクトルは、駆動するメカ系が追従できないため、実負荷としては寄与し難い。そこで、例えば数百Ｈｚの周波数以上はカットして評価する。具体的には、メカ系への負荷に影響する臨界の周波数をＸＨｚとし、図６に示す如く、〜ＸＨｚまでの積分和をそれぞれＥ´（ａ）、Ｅ´（ｂ）、Ｅ´（ｃ）とすると、Ｅ´（ａ）＞Ｅ´（ｂ）＞Ｅ´（ｃ）となり、駆動パターンとしては、波形ａの駆動パターンが、一番メカ系への負荷が大きいことが分かる。各波形ａ、ｂ、ｃの一例を図７に示す。
【００１５】
本発明は、このようなアイディアに基づいてなされたもので、所定の搭載パターンに従って、電子部品を基板上に搭載するための電子部品搭載装置の搭載パターン評価方法において、搭載パターンの加速度波形を周波数分析し、実効値化したデータを積分処理するに際し、積分する範囲に、機械系への負荷に対応した閾値を設定することにより、前記課題を解決したものである。
【００１６】
ここで、前記加速度波形を電流指令から得るようにした場合には、搭載動作を行なう前に評価することができる。
【００１７】
あるいは、前記加速度波形を、注目部品に配設した加速度センサ出力から得るようにした場合には、注目部品の負荷を局所的に評価することができる。
【００１８】
本発明は、又、前記の方法に従って評価された搭載パターンに従って、電子部品を基板上に搭載することを特徴とする電子部品搭載装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、一枚の搭載基板に対して無限に存在する搭載パターンを、メカ系への負荷という視点から、１つのパラメータ値で評価することが可能となる。従って、例えば搭載タクトという時間のパラメータで評価してきた従来の搭載パターンの最適化手法に本発明を組み入れることにより、より付加価値の高い搭載パターンを選択し、実装を行なうことが可能となり、結果として、電子部品搭載装置の付加価値が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２１】
図８に、電子部品搭載装置３０がホストコンピュータ（制御装置）２６によって制御され、基板を生産する構成を示す。電子部品搭載装置３０のフィーダバンク２３には、複数のフィーダ２３ａが取り付けられる。各フィーダは、矢印の方向に搬送路２４に沿って搬送される基板２０、２５に搭載するための各種電子部品を収納し、電子部品搭載装置３０の吸着ヘッド（搭載ヘッドとも称する）が、これらのフィーダから部品を吸着して、基板２０、２５の所定個所に実装し、基板を生産する。通常、基板の生産は、複数台の搭載装置により分担して生産されるので、他の電子部品搭載装置３０´が仮想線で図８に示されている。
【００２２】
図９に、電子部品搭載装置３０の詳細な構成を示す。ラインに設置される他の電子部品搭載装置も同様な構成となっている。電子部品搭載装置３０は、全体の部品実装を制御するＣＰＵ３１ａ、各種制御プログラムやデータを格納したＲＯＭ３１ｃ、制御データ、処理データを格納し作業領域を提供するＲＡＭ３１ｂから構成される制御部３１を有している。
【００２３】
又、電子部品搭載装置３０には、ホストコンピュータ２６との間でデータ送受信が可能なデータ送受信部３６が設けられており、ホストコンピュータ２６から送信されてくる生産プログラムは、このデータ送受信部３６を介して受信され、データ記憶部３５に格納される。制御部３１は、ホストコンピュータ２６から送信される生産プログラムのデータ並びにデータ入力部３７を介して入力されるデータに従って、吸着ヘッドをＸ、Ｙ方向に移動させるＸ／Ｙ駆動部３２と、吸着ノズルをＺ軸方向（高さ方向）並びに吸着軸（θ）を中心に回転される他の駆動部３３を制御する。
【００２４】
図１０に示すように、吸着ヘッド４０は、複数の吸着ノズル４０ａ〜４０ｅを備えており、Ｘ／Ｙ駆動部３２により駆動されて、フィーダ２３ａを移動し、そこでフィーダから供給される部品４１ａ〜４１ｄを複数の吸着ノズルにより同時にあるいは順次に吸着する。吸着された各部品は、カメラ３４ａを備えた画像認識部３４で吸着姿勢が認識され、部品中心位置と吸着位置間の位置ずれ、並びに、吸着角度ずれが補正された後、搬送路２４に沿って搬送される基板２０、２５の所定個所に実装され、基板が生産される。
【００２５】
この基板生産は、生産プログラムに従って、部品吸着から次の部品吸着までの動作を１搭載サイクルとするサイクルを繰り返して実行される。又、データ記憶部３５に記憶されている部品データには、基板に関するデータ、搭載位置（搭載点）に関するデータ、部品に関するデータ（例えば横縦高さの寸法）、吸着位置に関するデータ、部品の搭載精度に関するデータ、画像認識用の情報、それに、部品搭載に必要な他のデータが、各部品毎に記録されている。
【００２６】
本実施形態は、搭載タクトという時間のパラメータで評価してきた従来の搭載パターンの最適化手法に、本発明を組み入れることにより、より付加価値の高い搭載パターンを選択し、実装を行なうことを可能としたものである。
【００２７】
具体的には、まず図１１のステップ１００で、例えば特許文献１に記載された方法で、移動距離が短くなる搭載パターンを作成する。
【００２８】
次いで、ステップ１１０で、作成した搭載パターン群に対し、一番短いパターンから、例えば１０番目までや、＋５秒以内という上位の候補群を抽出する。
【００２９】
次いで、ステップ１２０で、上位の候補群に対して、本発明による図６を用いた搭載パターン評価を行ない、上位群の順位を付ける。
【００３０】
このようにして、ステップ１００とステップ１２０の２段階の搭載パターン評価により、搭載タクトとメカ的な負荷を考慮した、搭載パターンを選択することができる。
【００３１】
なお、前記実施形態においては、本発明を移動距離による評価と併用していたが、本発明によるパターン評価を単独で行なうことも可能である。
【００３２】
又、前記実施形態においては、モータへの電流指令波形により加速度波形を見ていたが、実際に各搭載パターンを駆動させて比較する場合は、電流フィードバック波形や、速度波形の微分波形を使用することが可能であり、より現実に即した評価が可能となる。
【００３３】
又、特定部位に焦点を当てる場合、例えば特定箇所（例えば搭載ヘッド先端）に加速度ピックアップや歪みゲージ等を設けて、そこの局所的な加速度を実測し、これらに対して前記と同様な処理を施すことにより、特定部位に関する搭載パターンの評価が可能となる。この場合には、弱い部分を保護して、例えば搭載ヘッド先端の振動を抑えること等が可能となる。
【００３４】
又、電子部品搭載装置に、メカ的な負荷を考慮した搭載パターンの評価を行なうか否かを選択する手段を設け、搭載パターン作成時に、ユーザが、メカ的な負荷を考慮した搭載パターンの評価の有効／無効を選択可能とすることもできる。この場合には、例えば移動距離の差が小さい場合のみメカ的な負荷を考慮した搭載パターンの評価をＯＮとし、そうでない場合にはＯＦＦとして、計算機の負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】特許文献１に記載された従来の移動距離による搭載パターンの評価手順を示す流れ図
【図２】本発明の原理を示す電流指令波形の一例を示す図
【図３】図２の波形に対して周波数分析を行なった結果を示す図
【図４】図３の波形を実効値化し２乗プロットした波形を示す図
【図５】電流指令のパワースペクトル波形の例を示す図
【図６】図５に対する本発明による積分範囲を示す図
【図７】各波形に対応する速度の例を示す図
【図８】本発明が実施される電子部品搭載装置の実施形態の構成を示す平面図
【図９】同じく制御構成を示すブロック図
【図１０】同じく複数の吸着ノズルを備えた吸着ヘッドの構成を示した構成図
【図１１】本発明による搭載パターン評価手順を示す流れ図
【符号の説明】
【００３６】
２０、２５…基板
２６…ホストコンピュータ
３０、３０´…電子部品搭載装置
４０…吸着ヘッド（搭載ヘッド）
４０ａ〜４０ｄ…吸着ノズル
４１ａ〜４１ｄ…電子部品
【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５】
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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１０】
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【図１１】
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