JP2014195827A - 位置設定装置、位置設定方法および位置設定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】はんだ付けの位置の設定を容易に行うことができる位置設定装置、位置設定方法および位置設定プログラムを提供する。
【解決手段】はんだ付け装置によりはんだ付けがなされる基板の画像を表示部に表示させる表示制御部と、基板の画像上におけるはんだ付け位置を基板の画像上における座標に変換する座標変換部と、座標を通過する最適経路を算出する経路算出部と、該経路算出部により求められた最適経路と、座標をはんだ付け装置に出力する出力部とを備える位置設定装置。
である。
【選択図】図１

Description

本発明は、位置設定装置、位置設定方法および位置設定プログラムに関する。

基板を搬送するコンベヤに沿ってフラックスを塗布するフラクサと、フラックス塗布された基板を予加熱するプリヒータと、プリヒータにより予加熱された基板をノズルから噴流する溶融はんだ波によりはんだ付けするはんだ槽とが順次配列され、局所的なはんだ付けが可能なはんだ付け装置が提案されている（特許文献１）。

特開２００５−１４０７３号公報

そのようなはんだ付け装置の利用において、座標を数値入力し、その入力された座標に基づいてはんだ付けのポイント設定を行うシステムがある。しかし、そのようなはんだ付けのポイントの設定を数値入力のみで行うのは、直感的ではなく、入力に多くの時間を費やすこととなる。また、設定したポイントに対して繰り返し実動作を実行し、その設定を確かめる必要がある。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、容易にはんだ付けの位置の設定を行うことができる位置設定装置、位置設定方法および位置設定プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、第１の発明は、はんだ付け装置によりはんだ付けがなされる基板の画像を表示部に表示させる表示制御部と、基板の画像上におけるはんだ付け位置を基板の画像上における座標に変換する座標変換部と、座標を通過する最適経路を算出する経路算出部と、経路算出部により求められた最適経路と、座標をはんだ付け装置に出力する出力部とを備える位置設定装置である。

また、第２の発明は、はんだ付け装置によりはんだ付けがなされる基板の画像を表示部に表示させ、基板の画像上におけるはんだ付け位置を基板の画像上における座標に変換し、座標を通過する最適経路を算出し、求められた最適経路と、座標をはんだ付け装置に出力する位置設定方法である。

さらに、第３の発明は、はんだ付け装置によりはんだ付けがなされる基板の画像を表示部に表示させ、基板の画像上におけるはんだ付け位置を基板の画像上における座標に変換し、座標を通過する最適経路を算出し、求められた最適経路と、座標をはんだ付け装置に出力する位置設定方法をコンピュータに実行させる位置設定プログラムである。

本発明によれば、はんだ付けの位置の設定を容易に行うことができる。

図１は、位置設定装置の構成を示すブロック図である。 図２は、表示部に表示される位置設定画面の構成の一例を示す図である。 図３は、基板画像上における座標の説明を行うための図である。 図４は、経路算出部によって行われる最適経路算出について説明するための図である。 図５は、経路算出部によって行われる最適経路算出について説明するための図である。 図６は、経路算出部によって行われる最適経路算出について説明するための図である。 図７は、位置設定装置による処理の流れを示すフローチャートである。 図８は、本発明の変形例に係る位置設定装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
＜１．実施の形態＞
［１−１．位置設定装置の構成］
［１−２．位置設定装置における処理］
＜２．変形例＞

＜１．実施の形態＞
［１−１．位置設定装置の構成］
まず、図１を参照して、位置設定装置１０の構成について説明する。図１は、位置設定装置１０の構成を示すブロック図である。位置設定装置１０は、表示制御部１１、座標変換部１２、経路算出部１３および出力部１４とから構成されている。位置設定装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン、サーバなどの機器において動作するものである。ただし、位置設定装置１０は、位置設定装置単体で動作する装置として構成されてもよい。

位置設定装置１０には、上述した他の機器などが備える表示部２０、入力部３０が接続されている。ただし、位置設定装置１０自体が表示部２０および入力部３０を備える構成であってもよい。

表示部２０は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ(Plasma Display Panel)、有機ＥＬ(Electro Luminescence)パネルなどにより構成された画像表示手段である。表示部２０には、表示制御部１１の制御のもと、はんだ付け位置設定の対象である基板の画像（以下、基板画像と称する。）、ユーザによるはんだ付け位置入力のためのＵＩ（User Interface）である位置入力画面などが表示される。位置入力画面の構成については後述する。

入力部３０は、ユーザからの操作入力を受け付ける入力手段である。入力部３０は、例えば、マウス、トラックボール、キーボード、スタイラスペン、表示部２０と一体に構成されたタッチパネルなどのポインティングデバイスである。タッチパネルは、例えば静電容量方式タッチパネル、感圧式タッチパネルなどである。位置設定装置１０には、入力部３０からユーザによる入力内容を示す入力情報が供給される。

また、位置設定装置１０は、はんだ付け装置４０に接続されている。はんだ付け装置４０は、位置設定装置１０からはんだ付け位置を示す情報を受けて、その情報に基づいて基板に対してはんだ付けを行う。位置設定装置１０とはんだ付け装置４０の接続は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル、光ファイバケーブルなどの有線接続を利用してもよいし、Ｗｉ−Ｆｉ、無線ＬＡＮ、ＬＴＥ（Long Term Evolution）などの無線接続を利用してもよい。

はんだ付け装置４０は、一例として、基板の移送機構、フラクサ、プリヒータ、はんだ槽、冷却機構等を備え、基板に対しはんだ付けを行う装置である。移送機構ははんだ付けの対象となる基板を移送し、フラクサは移送機構に沿って基板にフラックスを塗布する。プリヒータは、フラクサにてフラックス塗布された基板を予加熱する。はんだ槽は、プリヒータの次工程に配置され、プリヒータにより予加熱された基板を波高制御自在の噴流はんだによりはんだ付けされる。はんだ槽は、移動可能なはんだ噴流ノズルを備え、そのノズルから溶融はんだを基板に当てることにより、局所はんだ付け（ポイントディップ）を行うことが可能である、冷却機構は、はんだ槽の次工程に配置され、はんだ付け後の基板の冷却を行うものである。なお、このはんだ付け装置４０の構成はあくまで一例であるため、はんだ付け装置４０の構成はこれに限られるものではない。局所はんだ付けを行うことができるはんだ付け装置であればどのような構成のものであってもよい。

位置設定装置１０には、基板画像が入力される。基板画像は、位置設定装置１０とは別個のスキャナなどで基板を読み取ることにより作成されたものでもよいし、デジタルカメラなどの撮像装置により基板を撮影することにより取得されたものでもよい。基板画像は、位置設定装置１０が動作するパーソナルコンピュータなどの機器から位置設定装置１０に供給するようにしてもよいし、直接、位置設定装置１０に入力されるようにしてもよい。

表示制御部１１は、表示部２０における表示を制御するものである。表示制御部１１は、基板画像が入力されると、その基板画像の表示を含めた位置入力画面を表示部２０に表示させる。図２に位置入力画面の一例を示す。

位置入力画面には、基板サイズ表示２１、はんだ付け位置リスト表示２２、基板画像表示２３、値入力ウィンドウ２４などが含まれている。基板のサイズ表示２１は、例えば、基板のサイズをｍｍ単位で表示する。基板のサイズは、ユーザが入力するようにしてもよいし、画像解析により算出されるようにしてもよい。

はんだ付け位置リスト表示２２は、ユーザにより入力されたはんだ付け位置を、そのはんだ付け位置におけるはんだ付けの詳細情報と共にリスト形式で表示するものである。これにより、ユーザは自身が入力し、基板に対して設定されたはんだ付け位置を容易に確認することができる。はんだ付けの詳細情報としては、例えば、部品名、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標、はんだ付け用ノズルのＸ方向の移動距離、はんだ付け用ノズルのＹ方向の移動距離、はんだ付け用ノズルのＺ方向の移動距離、はんだ付け用ノズルの停止時間、塗布の有無および種類、などがある。ただし、はんだ付けの詳細情報はこれに限られるものではない。これらの情報の一部を表示しないようにしてもよいし、さらに他の情報を表示するようにしてもよい。

基板画像表示２３において、基板画像が大きく表示されている。ユーザは、マウスなどの入力部３０を用いて、表示されている基板画像上の所望の位置にカーソル３１を合わせることにより、容易にはんだ付け位置の入力を行うことができる。入力部３０が表示部２０と一体に構成されたタッチパネルである場合には、基板画像上の所望の位置に指などを接触させることにより、容易にはんだ付け位置の入力を行うことができる。はんだ付け位置の入力が行われると、その入力情報は座標変換部１２に供給される。

また、ユーザは、基板画像上において、はんだ付けを行う範囲を入力することも可能である。例えば、入力部３０がマウスである場合には、ユーザがマウスをクリックした位置がはんだ付け範囲の始点となり、一旦クリック状態を解除してマウスを移動させ、ユーザが再度クリックした位置がはんだ付け範囲の終点となる。入力部３０がタッチパネルである場合には、ユーザが指などをタッチパネルに接触させた位置がはんだ付け範囲の始点となり、一旦指をタッチパネルから離間させ、再び指などをタッチパネルに接触させた位置がはんだ付け範囲の終点となる。

なお、入力部３０がマウスである場合、ユーザがマウスをクリックした位置がはんだ付け範囲の始点となり、そのままクリック状態を維持してマウスを移動させた軌跡がはんだ付け範囲となるようにしてもよい。そして、ユーザがクリックを解除した位置がはんだ付け範囲の終点となるようにしてもよい。また、入力部３０がタッチパネルである場合には、ユーザが指などをタッチパネルに接触させた位置がはんだ付け範囲の始点となり、ユーザが指などをタッチパネルに接触させた状態でなぞった軌跡がはんだ付け範囲となるようにしてもよい。そして、ユーザが指などをタッチパネルから離間させた位置がはんだ付け範囲の終点となるようにしてもよい。

値入力ウィンドウ２４は、ユーザによるはんだ付け位置の入力が行われた後に、そのはんだ付け位置におけるはんだ付けの詳細なパラメータを入力するためのものである。なお、値入力ウィンドウの表示は必須のものではなく、はんだ付け位置以外のパラメータがデフォルト設定である場合には表示させなくともよい。

座標変換部１２は、ユーザにより入力された入力情報を基板画像に対応させた座標情報に変換するものである。この点について図３を参照して説明する。図３は、はんだ付けの対象となる基板の画像である基板画像とその基板画像上に対応付けられた座標である。座標は、Ｘ軸とＹ軸とからなるものである。なお、図３における基板画像はあくまで基板の一例であり、基板の構成はそれに限れられるものではない。

座標変換部１２はまず、基板画像が供給されると、その基板画像上にＸ軸とＹ軸からなる座標軸を対応付ける。そして、供給されたユーザの入力情報を座標情報に変換する。図３は、基板画像と対応付けられた座標を示す図である。例えば、図３に示されるように、ユーザによる入力位置が位置Ａである場合、座標変換部１２は、その位置Ａを（Ｘ、Ｙ）＝（３、２）という座標情報に変換する。また、ユーザによる入力位置が位置Ｂである場合、座標変換部１２は、その位置Ｂを（Ｘ、Ｙ）＝（４、２）という座標情報に変換する。また、また、ユーザによる入力位置が位置Ｃである場合、座標変換部１２は、その位置Ｂを（Ｘ、Ｙ）＝（９、１５）情報という座標に変換する。そして、座標変換部１２は変換することにより得られた座標情報を経路算出部１３および出力部１４に供給する。

また、座標変換部１２は、ユーザにより連続はんだ付け範囲の入力が行われた場合、その連続はんだ付け範囲、連続はんだ付け範囲の始点および終点を示す入力情報を座標情報に変換する。

経路算出部１３は、はんだ付け装置のノズルが基板上の全てのはんだ付け位置を通過するのに最適な経路を算出するものである。最適な経路とは、例えば、最短距離で全てのはんだ付け位置を通過する経路である。経路算出部１３の動作について図４を参照して説明する。図４は、基板画像上におけるはんだ付け位置の例を示したものである。

まず、経路算出部１３は、図４に示されるように、連続して位置するはんだ付け位置からなる範囲または連続はんだ付け範囲を一つのグループとして設定する。図４においては、（１）、（２）、（３）、（４）という４つのグループ（斜線で示される範囲）が設定されている。このグループとして設定された範囲は、連続するはんだ付け位置からなるものであるため、連続するはんだ付け動作ではんだ付けを行うことができる。なお、連続しておらず、単独で存在する位置はその位置のみで１つのグループとして扱われる。

次に経路算出部１３は、設定されたグループを経由する経路を算出する。図４の例においては、ユーザにより入力された複数のグループ（１）、（２）、（３）、（４）がある。この場合、基準点（０、０）を経路の開始地点および終了地点とし、全てのグループを通過する動作経路の全組み合わせを求め、その動作経路の全組み合わせを移動距離の長さに基づいて比較する。そして、経路算出部１３は、移動距離が最も短い経路をはんだ付けに最適な経路として決定する。なお、最適経路は、基準点（０、０）に最も近いグループをはんだ付けの順序の先頭となるように設定するとよい。この決定された最短経路に沿ってはんだ付け装置４０ははんだ付けを行うことにより、はんだ付けを効率よく行うことができる。

例えば、図４のように４つのグループが設定されている場合、最適経路は図５に示されるように算出される。この最適経路は、図６に示される別の動作経路例と比較してはんだ付けのためのノズルの移動距離が短くなっている。はんだ付けのためのノズルの動作経路を短くすることにより、はんだ付けの効率化、はんだ付け作業時間の短縮を図ることができる。

経路算出部１３は、求めた最適経路を示す情報を出力部１４に供給する。出力部１４は、座標変換部１２から供給された座標情報、経路算出部１３から供給された最適経路情報と基板画像に対応付けて外部のはんだ付け装置４０に出力する。そして、はんだ付け装置４０により、座標情報および最適経路情報に基づいてはんだ付けが行われる。はんだ付け装置４０は、はんだ槽において、最適経路情報に基づいてノズルを移動させて、座標情報に示される位置でノズルから溶融はんだ波を基板に噴流することによりはんだ付けを行う。

以上のようにして、位置設定装置１０が構成されている。なお、位置設定装置１０の処理機能はコンピュータなどの各種機器によって実現することができる。その場合、位置設定装置１０が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そして、そのプログラムを機器で実行することにより、上述の処理機能が機器上で実現される。

処理内容を記述したプログラムは、光ディスク、半導体メモリなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。このような記録媒体は、パッケージソフトウェアとして販売／提供することができる。また、プログラムをサーバに格納しておき、アプリケーションとしてネットワークを介して販売／提供することもできる。

プログラムを実行する各種機器は、例えば、記録媒体に記録されたプログラムまたはサーバから転送されたプログラムを自己の記憶装置に格納する。そして、機器は、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。また、プログラムを、機器の制御部のメモリにインストールして実行させることもできる。

また、機器は、記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。さらに、機器は、サーバからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。

ただし、位置設定装置１０は、プログラムによって実現されるのみでなく、それぞれの機能を有するハードウェアによる専用の装置を組み合わせて実現してもよい。

また、位置設定装置１０は、はんだ付け装置４０とは別個のパーソナルコンピュータなどの機器において動作するだけでなく、はんだ付け装置４０が位置設定装置１０の機能を備えるようにしてもよい。

［１−２．位置設定装置における処理］
次に、位置設定装置１０において行われる処理の流れについて説明する。図７は、位置設定装置１０による処理の流れを示すフローチャートである。

まずステップＳ１で、位置設定装置１０は基板画像の入力を受け付ける。次にステップＳ２で、表示制御部１１は、表示部２０において位置入力画面の表示がなされるよう表示制御処理を行う。位置入力画面は、図２を参照して説明したものである。

次にステップＳ３で、位置設定装置１０はユーザからのはんだ付け位置の入力を受け付ける。この入力は、表示部２０に表示された位置入力画面を見ながらユーザが行ったものである。入力情報は座標変換部１２に供給される。次にステップＳ４で、経路算出部１３により、入力されたはんだ付け位置のグループ化が行われる。

次にステップＳ５で、経路算出部１３により動作経路の最適化が行われる。動作経路の最適化は、図４乃至図６を参照して上述したように、グループ化されたはんだ付け位置間を移動するのに最短距離となる移動経路を求める処理である。

次にステップＳ６で、求められた最適経路を実際に採用する動作経路として登録する。そして、ステップＳ７で、出力部１４により、その最適経路およびはんだ付け位置を示す座標情報がはんだ付け位置に出力される。

以上のようにして位置設定装置１０による処理が行われる。なお、ステップＳ３におけるはんだ付け位置の入力の際に、図２を参照して説明した値入力ウィンドウを表示し、詳細な設定を行うことを可能にしてもよい。詳細設定が入力された場合、その入力内容は出力部１４に供給され、出力部１４により、はんだ付け位置、動作経路とともにはんだ付け位置装置に出力される。

本発明によれば、ユーザは基板画像において、所望の位置に対してマウスなどによる入力を行うだけではんだ付け位置を設定することができる。これにより、はんだ付け位置の設定作業が簡略化されるため、基板を用いた製品の製造時間の大幅な短縮を図ることができる。また、位置設定装置１０をはんだ付け装置４０とは別個のパーソナルコンピュータなどにおいて実行させることにより、はんだ付け装置４０が稼働中であっても新たなはんだ付け位置の設定が可能となる。これにより、はんだ付け作業の効率化を図ることができる。

なお、本発明は、実施の形態で上述した局所はんだ付け以外にも、スプレーノズルが移動可能で、局所的にフラックスを塗布することができるフラクサを搭載しているはんだ付け装置におけるフラックス塗布に関する位置設定、パラメータ設定にも適用することが可能である。

また、本発明は、レーザー光によるはんだ付け装置にも適用可能である。いわゆるレーザーはんだ付け装置には、はんだ付け部分にレーザー光を照射し、その部分に糸はんだを供給することによりはんだ付けを行う装置がある。また、事前にはんだ付けを行う電極に印刷工法や、ディスペンサーなどでペースト状のはんだ材料を供給しておき、その部分にレーザー光を照射させはんだ付けを行う装置もある。本発明はいずれにも適用可能である。

さらに、本発明は、ハロゲンランプなどを光源とするいわゆる光ビームはんだ付け装置にも適用可能である。

＜２．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

図８は、本発明の変形例に係る位置設定装置１００の構成を示すブロック図である。変形例に係る位置設定装置１００は、管理部１０１を備える点で実施の形態と異なっている。その他の構成については実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。

管理部１０１は、例えば、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）、記憶媒体と、記憶媒体に記憶されたデータの管理処理を行うＣＰＵなどにより構成されている。管理部１０１は、出力部１４から、はんだ付け位置と最適経路、さらに詳細設定情報の供給を受け、それら情報を記憶管理するものである。管理部１０１においてはんだ付け位置と動作経路などを管理しておき、表示制御部１１の制御のもとそれら情報を表示してユーザに提示することを可能とするとよい。これにより、ユーザは、常に過去のはんだ付けの履歴などを確認することができ、はんだ付け作業の効率化などに利用することができる。

また、位置設定装置１００からの情報に基づいてはんだ付け装置４０においてはんだ付けが行われる場合、ユーザからの入力によりはんだ付け装置４０側ではんだ付け位置の修正が行われる場合がある。これは、例えば、設定されたはんだ付け位置と基板との間に誤差があった場合、直前にはんだ付け位置の変更があった場合などである。

この場合、管理部１０１は、はんだ付け装置４０から実際に行われたはんだ付けの内容を示す情報をフィードバックとして受け、それをはんだ付け装置４０に出力した情報と対応付けて保存するようにしてもよい。これらの情報を用いて、例えば、位置設定装置１００がはんだ付け装置４０に出力した情報と、実際のはんだ付けの内容の比較などを行うことにより、将来のはんだ付け位置設定の精度の向上などを図ることができる。

１１・・・・・・表示制御部
１２・・・・・・座標変換部
１３・・・・・・経路算出部
１４・・・・・・出力部
１０、１００・・位置設定装置
４０・・・・・・はんだ付け装置

Claims (8)

1. はんだ付け装置によりはんだ付けがなされる基板の画像を表示部に表示させる表示制御部と、
   前記基板の画像上におけるはんだ付け位置を前記基板の画像上における座標に変換する座標変換部と、
   前記座標を通過する最適経路を算出する経路算出部と、
   該経路算出部により求められた前記最適経路と、前記座標を前記はんだ付け装置に出力する出力部と
   を備える
   位置設定装置。
2. 前記最適経路は、前記座標が複数ある場合に、該複数の座標を通過する最短の経路である
   請求項１に記載の位置設定装置。
3. 前記経路算出部は、経路ごとの長さを比較することにより前記最短経路を求める
   請求項１に記載の位置設定装置。
4. 前記表示制御部は、前記座標変換部により求められた座標情報を前記表示部に表示させる
   請求項１に記載の位置設定装置。
5. 前記表示制御部は、はんだ付け位置情報のリストを表示させる
   請求項１に記載の位置設定装置。
6. 前記位置情報は、ポインティングデバイスにより入力されたものである
   請求項１に記載の位置設定装置。
7. はんだ付け装置によりはんだ付けがなされる基板の画像を表示部に表示させ、
   前記基板の画像上におけるはんだ付け位置を前記基板の画像上における座標に変換し、
   前記座標を通過する最適経路を算出し、
   求められた前記最適経路と、前記座標を前記はんだ付け装置に出力する
   位置設定方法。
8. はんだ付け装置によりはんだ付けがなされる基板の画像を表示部に表示させ、
   前記基板の画像上におけるはんだ付け位置を前記基板の画像上における座標に変換し、
   前記座標を通過する最適経路を算出し、
   求められた前記最適経路と、前記座標を前記はんだ付け装置に出力する
   位置設定方法をコンピュータに実行させる位置設定プログラム。

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