JP5934938B2 - 部品実装機及び部品実装機制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品実装基板を生産する部品実装機に関し、特に部品実装機が備える、動作制御のための通信方法に関する。

従来、基板に電子部品（以下、単に「部品」という）を実装することで部品実装基板を生産する装置として部品実装機が存在する。

部品実装機は、吸着した部品を基板に装着するノズル、ノズルを複数備えるヘッド、部品の状態等を検出する各種のセンサ、および、基板の搬入および搬出を行う搬送コンベア等の複数の機器を備えている。

これら、一台の部品実装機が備える、部品実装基板の生産のための動作を行う機器（以下、「個別機器」という。）は、多種多様であり、またその数も多く、部品実装機が備える数多くの個別機器の制御は、大変煩雑である。

そこで、これら数多くの個別機器と、部品実装機の全体の動作を制御する主制御部との間の情報のやり取りを効率よく行うために、例えば、複数の個別機器ごとに、当該複数の個別機器と接続された１つの副制御部が配置されること等が考えられる。

一方、複数の通信プロトコルが存在する場合のデータの送受信についての技術が特許文献１に開示されている。

特許文献１記載の技術によれば、主局と複数の従局とが混在する通信システムにおいて、主局が、従局ごとに当該従局が利用可能な最新の通信プロトコルに従ってデータの送受信を行うことで、複数の通信プロトコルが存在する場合のデータの送受信を行っている。

特開昭６３−２８３２５０号公報

しかし、特許文献１記載の技術を部品実装機に適用して、主局及び従局をそれぞれ主制御部及び副制御部とした場合には、主制御部（主局）は、副制御部（従局）ごとに通信プロトコルを変更しながらデータの送受信を行わなければならず、主制御部によるデータ送受信の制御が煩雑になるという課題がある。

この場合、副制御部は、部品実装機内の各所に配置されるため、主制御部と複数の副制御部とは、リング型ネットワークやバス型ネットワークなどのネットワークを介して接続されることが想定される。

ここで、主制御部は、例えば副制御部に対する指示を含むデータを、ネットワークを介して副制御部に送信する。各副制御部は、当該データをネットワークから順次受信し、自身宛の指示を読み出し、指示に基づいて個別機器の動作を制御する。

このように、主制御部から送信されたデータは、複数の副制御部によって処理される。また、各副制御部の個別機器の状態等が主制御部に受信される。主制御部は、受信したデータに書き込まれた個別機器の状態等を、その後の部品実装機の制御に反映させる。

このような主制御部と副制御部との間の通信においては、通信速度等の通信プロトコルを一旦確定させた後は、その通信プロトコルに従ってデータの送受信が行われ、その後に通信プロトコルの改定が発生した場合には、全ての主制御部および副制御部を改定後の通信プロトコルに対応したものに置き換える必要がある。しかし、このような制御部の置き換えには時間および労力が要求される。また、費用面から、一斉に全ての制御部を置き換えることができない場合があり、徐々に新しい通信プロトコルに対応した制御部へ置き換えることが要求される。このため、古い通信プロトコルから新しい通信プロトコルへの過渡期においては、利用可能な通信プロトコルが異なる複数の制御部が混在することが想定される。

また、１つのネットワーク内に複数の通信プロトコルのデータが流れる。このため、ある副制御部宛てに主制御部から送信されたデータを、通信プロトコルの異なる他の副制御部が自身宛のデータと解釈してしまう場合がある。このような場合には、自身宛のデータであると誤って解釈した副制御部が個別機器を誤って制御する可能性があるという課題がある。

この課題の一例について図１を用いて説明する。例えば、通信速度が１Ｍｂｐｓの通信プロトコルでデータの送受信を行う第１副制御部と、通信速度が２Ｍｂｐｓの通信プロトコルでデータの送受信を行う第２副制御部とが同一のネットワークに接続されているものとする。ここで、主制御部から図１（ａ）に示すような通信データ（０１１０００１１…）が、２Ｍｂｐｓの通信速度で第２副制御部に向けて送信されたとする。このとき、第２副制御部は、主制御部から送信された通信データを２Ｍｂｐｓで正確に受信する。一方、第１副制御部は、同一の通信データを１Ｍｂｐｓの通信速度で受信する。２Ｍｂｐｓで送信された通信データを１Ｍｂｐｓで受信すると、当該通信データを１ビット置きに受信することになる。つまり、第１副制御部は、図１（ａ）に示した通信データ（０１１０００１１…）を、１ビットごとに間引いた図１（ｂ）に示すような通信データ（０１０１…）として受信する。図１（ｂ）において、ハッチングを施しているデータについては、第１副制御部が読み飛ばしたデータを示している。このとき第１副制御部は、受信した通信データ（０１０１…）を解釈することにより、偶然にも自身宛の通信データであると判断してしまった場合には、誤った通信データに基づいて、個別機器を制御する可能性がある。これにより、個別機器が誤動作してしまう可能性がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、通信データ送受信の制御が簡易であり、かつ、個別機器の誤った制御が発生しない部品実装機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る部品実装機は、部品実装基板を生産する部品実装機であって、前記部品実装機の全体の動作を制御する主制御部と、各々が、前記主制御部とネットワークを介して接続され、かつ少なくとも１つの通信プロトコルに従い前記主制御部との間で通信データの送受信を行う複数の副制御部と、前記部品実装基板の生産のための動作を行う複数の個別機器であって、複数の前記副制御部のうちのいずれかと、情報の伝送が可能に接続された複数の個別機器とを備え、複数の前記副制御部のそれぞれは、当該副制御部が利用可能な通信プロトコルを前記主制御部に対して通知し、前記主制御部は、前記主制御部及び複数の前記副制御部が利用可能な全ての通信プロトコルのうち、前記主制御部及び複数の前記副制御部が共通して利用可能な、最新の通信プロトコルあるいは通信速度が最も大きい通信プロトコルを共通プロトコルとして決定し、決定した前記共通プロトコルを複数の前記副制御部に通知し、前記主制御部及び複数の前記副制御部は、前記共通プロトコルに従って通信データの送受信を行う。

この構成によると、主制御部と複数の副制御部とは、共通プロトコルに従って通信データの送受信を行う。このため、主制御部は、通信データ送受信時に、通信データの送受信先の副制御部ごとに通信プロトコルを変更する必要が無く、通信データの送受信の制御を簡易にすることができる。また、ある副制御部が他の副制御部宛ての通信データを受信した場合に、自身宛の通信データであると誤って解釈することはない。このため、個別機器の誤った制御も発生しない。よって、主制御部及び複数の副制御部の通信プロトコルを一斉にバージョンアップすることができない場合であっても、通信データの送受信を行うことが可能となる。

具体的には、前記主制御部は、さらに、利用可能な通信プロトコルを問い合わせるための質問パケットを、複数の前記副制御部に対して送信し、複数の前記副制御部のそれぞれは、さらに、前記主制御部から送信された前記質問パケットの受信に応答して、当該副制御部が利用可能な通信プロトコルを前記主制御部に対して通知してもよい。

この構成によると、副制御部が置き換えられることにより、当該副制御部が利用可能な通信プロトコルが変更された場合であっても、主制御部が共通プロトコルを決定しなおすことができる。

また、複数の前記副制御部のそれぞれは、当該副制御部に接続された個別機器の状態に関連する情報である個別情報を、前記主制御部及び複数の前記副制御部が共通して利用可能な、最新の通信プロトコルあるいは通信速度が最も大きい通信プロトコルからなる前記共通プロトコルに従って前記主制御部に対して送信してもよい。

この構成によると、主制御部は、各副制御部から送信された個別情報を、部品実装機の動作制御に反映させることができる。

また、通信プロトコルには、少なくとも、通信データの通信速度が規定されてしてもよい。

なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本発明によれば、通信データ送受信の制御が簡易であり、かつ、個別機器の誤った制御が発生しない部品実装機を提供することができる。

図１は、通信速度の異なる通信プロトコルを有する複数の副制御部が混在する場合に生じる課題について説明するための図である。 図２は、実施の形態における部品実装機の構成を示す外観図である。 図３は、実施の形態における部品実装機の内部の主要な構成を示す平面図である。 図４は、実施の形態におけるヘッド、カメラおよび発光部を模式的に示す図である。 図５は、実施の形態における部品実装機が備える、動作制御のための通信ネットワーク構成を示す模式図である。 図６は、実施の形態における副制御部に接続された個別機器の例を示す図である。 図７は、実施の形態における主制御部および副制御部が生成する通信データのデータ構成の一例を示す図である。 図８は、実施の形態における主制御部および複数の副制御部が共通して利用可能な通信プロトコルである共通プロトコルの決定方法を説明するための図である。 図９は、実施の形態における主制御部と複数の副制御部との間で行われるデータの送受信処理を示すフロー図である。

以下、本発明の実施の形態に係る部品実装機について、図面を参照しながら説明する。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。

また、以下で説明する実施の形態は、本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

まず、図２〜図４を用いて、実施の形態における部品実装機２０の基本的な構成および動作について説明する。

図２は、実施の形態における部品実装機２０の構成を示す外観図である。

図３は、実施の形態における部品実装機２０の内部の主要な構成を示す平面図である。

部品実装機２０は、図２に示すように、基板３０に１以上の部品４０を実装することで、部品実装基板を生産する装置である。

部品実装機２０は、図３に示すように、基板３０に対して部品４０を実装する２つの実装ユニットを備えている。２つの実装ユニットは、お互いが協調し１枚の基板３０に対して実装作業を行う。当該実装ユニットは、Ｘビーム１２０Ｘ及びＹビーム１２０Ｙを有するＸＹロボット１２１、ヘッド１００、カメラ４００ならびに部品供給部３００等によって構成されている。

部品供給部３００は、例えば、部品テープを収納する複数の部品カセット３１０の配列からなる。なお、部品テープとは、例えば、同一部品種の複数の部品４０がテープ（キャリアテープ）上に均等に並べられたものであり、リール等に巻かれた状態で供給される。また、部品テープに並べられる部品４０は、例えばＢＧＡまたはチップ部品等である。

ヘッド１００は、複数のノズル１１０を備えており、部品カセット３１０に収容された部品テープの部品４０を当該ノズル１１０で吸着して、吸着した部品４０を基板３０上に搬送し、基板３０に当該部品４０を装着する。

具体的には、ヘッド１００は、ＸＹロボット１２１によって、ＸＹロボット１２１が備えるＸビーム１２０Ｘに沿ってＸ軸方向に移動される。またＸビーム１２０Ｘは、ＸＹロボット１２１によって、Ｘ軸方向と平行を保ちながらＹビーム１２０Ｙに沿ってＹ軸方向に移動される。これにより、ヘッド１００は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動する。

図４は、実施の形態におけるヘッド１００、カメラ４００および発光部１３０を模式的に示す図である。

ヘッド１００は、図４に示すように、部品４０を保持する複数のノズル１１０を備えており、本実施の形態の場合、ノズル１１０は、真空吸着により部品４０を保持する。また、ヘッド１００は、ノズル１１０をそれぞれ独立してＺ軸方向に上下動させる機構を備えており、部品４０を保持して搬送し、基板３０に部品４０を装着する機能を備えている。

つまり、ヘッド１００は、部品供給部３００に配置されている部品４０をノズル１１０に吸着保持させ、ノズル１１０がカメラ４００の上方を通過するように移動する。

そして、カメラ４００は、発光部１３０からの光が照射された、ノズル１１０およびノズル１１０が保持している部品４０を撮像することで、ノズル１１０および部品４０の位置等を認識する。

なお、カメラ４００は、例えば、撮像のための画素が行列状に並ぶエリアイメージセンサ４１０と、エリアイメージセンサ４１０表面に結像するための光学系（例えばテレセントリックレンズ、図示せず）とを備えている。

その後、ヘッド１００は、部品４０を保持したノズル１１０を基板３０の装着位置に移動させ、カメラ４００の撮像結果を用いて、ノズル１１０に保持されている部品４０の位置を補正し、基板３０に部品４０を装着する。

部品実装機２０は、このような基本的な動作により、１以上の部品４０が実装された基板３０である部品実装基板を生産する。

次に、図５〜図９を用いて、実施の形態における部品実装機２０の特徴的な構成および動作について説明する。

図５は、実施の形態における部品実装機２０の内部の通信ネットワーク構成を示す模式図である。

図５に示すように、部品実装機２０は、主制御部１５０と、複数の副制御部２００と、複数の個別機器２３０とを備える。

主制御部１５０は、本実施の形態では、部品実装機２０の全体の動作を制御する制御部である。主制御部１５０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、記憶装置、および情報の入出力を行うインターフェース等を有するコンピュータにより実現される。

主制御部１５０は、特徴的な機能構成として、生成部１５１と、通信部１５３と、取得部１５５とを有する。

主制御部１５０の生成部１５１は、複数の副制御部２００との情報のやり取りのためのコマンド（指示情報）等を含む通信データ１８０を生成する。

通信データ１８０のデータ構成例については、図７を用いて後述する。

主制御部１５０の通信部１５３は、生成部１５１が生成した通信データ１８０をリング型ネットワーク１６０を介していずれかの副制御部２００に送信し、かつ、リング型ネットワーク１６０を介していずれかの副制御部２００から送信される通信データ１８０を受信する。

なお、リング型ネットワーク１６０は、例えば、光ケーブルを情報の伝送媒体として有するリング型のネットワークであり、高速な情報の伝送が可能である。本実施の形態では、一例としてネットワーク構成をリング型ネットワーク１６０としているが、ネットワーク構成はリング型ネットワーク１６０に限定されるものではなく、バス型ネットワークやスター型ネットワーク等の他のネットワーク構成であっても良い。

主制御部１５０における取得部１５５は、通信部１５３がリング型ネットワーク１６０を介して受信した通信データ１８０に書き込まれている情報を取得する。取得部１５５により取得された情報は、主制御部１５０による、部品実装機２０の動作の制御に反映される。

なお、主制御部１５０は、通信部１５３がリング型ネットワーク１６０を介して受信した通信データ１８０に書き込まれた情報の処理等も行うが、このような、部品実装機２０の動作の制御のための一般的な処理についての詳細な説明は省略する。

複数の副制御部２００のそれぞれは、主制御部１５０とリング型ネットワーク１６０を介して接続されている。

副制御部２００は、例えば、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）またはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、および記憶装置等を有し、主制御部１５０から送信される通信データ１８０を処理する。

例えば、副制御部２００は、リング型ネットワーク１６０を介して受信した自身宛の通信データ１８０に含まれるコマンドに従って自身に接続された個別機器２３０の動作を制御する。

つまり、副制御部２００は、主制御部１５０と協働して、自身に接続された個別機器２３０の動作を制御する。また、副制御部２００は、個別機器２３０から得られる情報を主制御部１５０に送信する役目も有する。

すなわち、副制御部２００は、主制御部１５０と個別機器２３０との間の情報のやり取りを中継する中継器またはゲートウェイとしての機能も有する。

副制御部２００は、特徴的な機能構成として、受信部２２２と、生成部２２４と、送信部２２６とを有する。

副制御部２００の受信部２２２は、リング型ネットワーク１６０を介して主制御部１５０から通信データ１８０を受信する。

副制御部２００の生成部２２４は、主制御部１５０に送り返す通信データ１８０を生成する。具体的には、生成部２２４は、例えば、当該副制御部２００に接続された個別機器２３０の状態に関する情報（状態情報）である個別情報を含む通信データ１８０を生成する。

なお、個別情報は、個別機器２３０が生成して副制御部２００に取得されてもよく、副制御部２００が個別機器２３０から受信した情報に基づいて生成してもよい。また、副制御部２００が、個別機器２３０との間での情報の送信または受信が不可であることを検出することで、例えば当該個別機器２３０のエラーを示す個別情報を副制御部２００が生成してもよい。

副制御部２００の送信部２２６は、副制御部２００の生成部２２４によって生成された通信データ１８０を、リング型ネットワーク１６０を介して主制御部１５０に送信する。

なお、副制御部２００は、上述のように通信データ１８０に含まれるコマンドの処理等も行うが、このような、部品実装機２０の動作の制御のための一般的な処理についての詳細な説明は省略する。

また、図５では、副制御部２００のそれぞれを区別するために＜１＞〜＜ｎ＞の整数を付している。以下、＜ｍ＞（ｍは１〜ｎのいずれかの整数）が付された副制御部２００を特定して説明する場合、副制御部＿ｍと表記する。

部品実装基板の生産のための動作を行う機器である実装部としての機能部である、上述のノズル１１０、ヘッド１００、およびカメラ４００等は、それぞれ、個別機器２３０としての機能部として構成される場合もある。これらは個別機器２３０の例示であり、部品実装機２０が備える、部品実装基板の生産のための動作を行う各種の機器は個別機器２３０として扱うことが可能である。

なお、図５では、個別機器２３０のそれぞれを区別するために“ａ”、“ｂ”等のアルファベットを付している。

これら複数の個別機器２３０は、それぞれが、複数の副制御部２００うちのいずれかと、情報の伝送が可能に接続されている。

例えば、互いに近い位置に配置されている２以上の個別機器２３０が、１つの副制御部２００に接続されている。

本実施の形態では、例えば実装部としてのヘッド１００の１つのノズル１１０に対応して、１つの副制御部２００が設けられ、当該副制御部２００に、当該ノズル１１０の動作に関連する複数の個別機器２３０が接続される。

図６は、実施の形態における副制御部２００に接続された個別機器２３０の例を示す図である。

上述のように、ヘッド１００には独立して動作可能な複数のノズル１１０が備えられており、ヘッド１００は、これらノズル１１０のそれぞれを用いて、部品４０の吸着および吸着した部品４０の基板３０への装着を行うことができる。

また、部品実装機２０では、このような動作を実現するためのノズル１１０ごとの個別機器２３０として、Ｚ軸サーボモータ２３１、θ軸サーボモータ２３２、バルブ２３３、および流量センサ２３４等を備えている。

また、これらＺ軸サーボモータ２３１等の複数の個別機器２３０は、１つの副制御部２００に接続されている。例えば、１つのヘッド１００に１６本のノズル１１０が備えられている場合、当該ヘッド１００には１６個の副制御部２００が配置される。

Ｚ軸サーボモータ２３１は、ノズル１１０の上下方向（Ｚ軸方向）の移動を駆動するモータであり、エンコーダ等の、Ｚ軸サーボモータ２３１の状態（パルスまたは位置情報）を検出する検出器を有する。

θ軸サーボモータ２３２は、ノズル１１０のＺ軸回りの方向（θ軸方向）の回転を駆動するモータであり、エンコーダ等の、θ軸サーボモータ２３２の状態（パルスまたは位置情報）を検出する検出器を有する。

これら、個別機器２３０としてのＺ軸サーボモータ２３１およびθ軸サーボモータ２３２のそれぞれは、図６に示す副制御部２００からの制御信号に従って、当該ノズル１１０のＺ軸方向の移動およびθ軸方向の回転を行う。これにより、例えば、部品４０の吸着および部品４０の基板３０への装着が精度よく実行される。

また、Ｚ軸サーボモータ２３１は、当該ノズル１１０をＺ軸方向のどの位置まで移動させたかを示す情報（パルスまたは位置情報）等の、Ｚ軸サーボモータ２３１についての個別情報を、当該副制御部２００に送信する。また、θ軸サーボモータ２３２も同様に、当該ノズル１１０をθ軸方向に何度回転させたかを示す情報（パルスまたは位置情報）等の、θ軸サーボモータ２３２についての個別情報を、当該副制御部２００に送信する。

バルブ２３３は、例えば電磁式のバルブであり、部品４０の吸着のための負圧を当該ノズル１１０に与える真空発生装置（図示せず）と当該ノズル１１０、の間に形成された真空吸引回路に設けられている。

バルブ２３３は、図６に示す副制御部２００からの制御信号に従って、真空吸引回路の遮断および開放を行う。例えば当該ノズル１１０が部品４０を吸着する際に、バルブ２３３は、遮断していた真空吸引回路を、当該副制御部２００からの制御信号に従って開放する。これにより、当該ノズル１１０の先端に部品４０が吸着保持される。

また、例えば当該ノズル１１０が部品４０を基板３０に装着する際に、バルブ２３３は、開放していた真空吸引回路を、当該副制御部２００からの制御信号に従って遮断する。

なお、このとき、当該ノズル１１０に接続された大気開放バルブ（図示せず）が開けられ、当該ノズル１１０内部の圧力が少なくとも大気圧まで上昇する。これにより、当該ノズル１１０に吸着保持されていた部品４０が、当該ノズル１１０から離れ、基板３０に装着される。

また、バルブ２３３は、真空吸引回路を遮断しているかまたは開放しているか等を示す、バルブ２３３についての個別情報を、当該副制御部２００に送信する。

流量センサ２３４は、上記の真空吸引回路を流れる空気の量（空気流量）を検出するセンサである。

流量センサ２３４は、例えば、部品４０が当該ノズル１１０によって吸着保持されているべき期間に当該空気流量の所定の値以上の上昇を検出した場合、当該上昇を示す情報を当該副制御部２００に送信する。つまり、当該副制御部２００は、当該ノズル１１０における吸着エラーの発生を示す情報を、流量センサ２３４からの個別情報として受信する。

なお、以上説明した、Ｚ軸サーボモータ２３１、θ軸サーボモータ２３２、バルブ２３３、および流量センサ２３４のそれぞれは、実装部としてのヘッド１００の１つのノズル１１０に対応して設けられる個別機器２３０の一例である。つまり、これらの例示によって、１つのノズル１１０に対応して設けられる個別機器２３０の個数および種類は限定されない。

また、各個別機器２３０から副制御部２００への個別情報の送信は、副制御部２００からの要求の応答として実行されてもよく、各個別機器２３０が自発的に実行してもよい。

このような個別機器２３０が１以上接続された副制御部２００は、リング型ネットワーク１６０から通信データ１８０を受信する。副制御部２００は受信した通信データ１８０に基づく当該１以上の個別機器２３０の制御、および、個別機器２３０の個別情報の主制御部１５０への当該通信データ１８０を用いた伝達の少なくとも一方を行う。

図７は、実施の形態における主制御部１５０および副制御部２００が生成する通信データ１８０のデータ構成の一例を示す図である。

図７に示す通信データ１８０は、ヘッダ部１８１と、データ部１８２と、誤り検出符号部１８３とを含んでいる。なお、リング型ネットワーク１６０を介して送受信される通信データ１８０のデータサイズは、固定長であるか可変長であるかについて限定されない。

ヘッダ部１８１は、通信データ１８０の送信元及び送信先を示すアドレス等の情報を格納する領域である。データ部１８２は、主制御部１５０から当該宛先の副制御部２００に対するコマンド、または、当該副制御部２００に接続された個別機器２３０の個別情報（状態情報）等を格納する領域である。誤り検出符号部１８３は、ヘッダ部１８１およびデータ部１８２に格納された情報の誤りを検出して訂正するための符号であり、例えば、パリティ符号やＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）符号等の誤り検出符号を格納する領域である。

例えば、主制御部１５０の生成部１５１は、副制御部＿１宛ての通信データ１８０を生成する。つまり、主制御部１５０の生成部１５１は、当該通信データ１８０のヘッダ部１８１に、送信先として副制御部＿１のアドレスを書き込み、送信元として主制御部１５０のアドレスを書き込む。また、主制御部１５０の生成部１５１は、当該通信データ１８０のデータ部１８２に、副制御部＿１に対するコマンドを書き込む。さらに、主制御部１５０の生成部１５１は、ヘッダ部１８１およびデータ部１８２に格納された情報の誤り検出符号を誤り検出符号部１８３に書き込む。主制御部１５０の通信部１５３は、主制御部１５０の生成部１５１が生成した通信データ１８０をリング型ネットワーク１６０に送信する。

各副制御部２００の受信部２２２は、通信データ１８０をリング型ネットワーク１６０を介して受信し、通信データ１８０のヘッダ部１８１を参照することにより、受信した通信データ１８０が自身宛のものか否かを判断する。自身宛の通信データ１８０ではないと判断した場合には、受信部２２２は、受信した通信データ１８０を破棄する。自身宛の通信データ１８０を受信した副制御部＿１は、当該通信データ１８０のデータ部１８２に示されるコマンドを実行する。また、副制御部＿１の生成部２２４は、主制御部１５０に返信する通信データ１８０を新たに作成する。つまり、副制御部＿１の生成部２２４は、当該通信データ１８０のヘッダ部１８１に、送信先として主制御部１５０のアドレスを書き込み、送信元として副制御部＿１のアドレスを書き込む。また、副制御部＿１の生成部２２４は、当該通信データ１８０のデータ部１８２に、副制御部＿１に接続された個別機器２３０についての個別情報（状態情報）を書き込む。さらに、副制御部＿１の生成部２２４は、ヘッダ部１８１およびデータ部１８２に格納された情報の誤り検出符号を通信データ１８０の誤り検出符号部１８３に書き込む。

例えば、図６に示す副制御部２００が、副制御部＿１である場合を想定する。この場合、副制御部＿１は、主制御部１５０からリング型ネットワーク１６０を介して受信した通信データ１８０のデータ部１８２に、ノズル１１０を所定量だけ下方に移動させるコマンドが含まれている場合、当該コマンドに従って、対応する個別機器２３０としてのＺ軸サーボモータ２３１等を制御する。これにより、ノズル１１０が当該所定量だけ下方に移動する。

また、副制御部＿１の生成部２２４は、Ｚ軸サーボモータ２３１等の、副制御部＿１に接続された各個別機器２３０についての個別情報（状態情報）を、データ部１８２に書き込んだ新たな通信データ１８０を生成する。

例えば、副制御部＿１の生成部２２４は、上述のように、当該ノズル１１０のＺ軸方向の位置を示す個別情報をＺ軸サーボモータ２３１から取得し、当該個別情報をデータ部１８２に書き込む。

このようにして、副制御部＿１の生成部２２４によって新たに生成された通信データ１８０は、送信部２２６により、リング型ネットワーク１６０を介して主制御部１５０に送信される。なお、副制御部＿１の生成部２２４は、新たに通信データ１８０を生成するとしたが、新たな通信データの生成ではなく、リング型ネットワーク１６０を介して受信する通信データ１８０に個別情報等を書き込んで生成するものであっても良い。

このように、主制御部１５０によって生成されリング型ネットワーク１６０に送出された通信データ１８０は、副制御部＿１〜１６のいずれかによって処理される。

また、これら副制御部＿１〜１６のそれぞれは、データ部１８２に個別情報を書き込んだ通信データ１８０を生成し、主制御部１５０に送信する。主制御部１５０は、副制御部＿１〜１６のそれぞれから受信した通信データ１８０のデータ部１８２に書き込まれた個別情報等を読み出して処理する。このようにして得られた個別情報等は、主制御部１５０による部品実装機２０の動作制御に反映される。

ここで、本実施の形態では、主制御部１５０および複数の副制御部２００の全ては、共通して利用可能な最新の通信プロトコルあるいは通信速度が最も大きい通信プロトコルである共通プロトコルを用いてデータの送受信を行うことを特徴とする。

図８は、主制御部１５０および複数の副制御部２００が利用可能な通信プロトコルを示す表である。ここで、説明の簡単化のため、通信プロトコルとして、第１プロトコル、第２プロトコルおよび第３プロトコルの３つの通信プロトコルが存在するものとし、このうち、第１プロトコルが最も古い時期に制定され、第３プロトコルが最も新しい時期に制定されたものとする。また、複数の副制御部２００は、副制御部＿１〜３を含むものとする。ここで、通信プロトコルが異なると、通信速度、通信データ１８０のデータ長、または使用する誤り訂正符号等が異なる。なお、通信速度に関して言えば、新しい通信プロトコルほど、通信速度が大きいのが一般的である。

図８に示すように、主制御部１５０、副制御部＿１および副制御部＿３は、第１プロトコル、第２プロトコルおよび第３プロトコルの全ての通信プロトコルに従ってデータの送受信を行うことができるものとする。これに対して、副制御部＿２は、第１プロトコルおよび第２プロトコルに従ってデータの送受信を行うことができるものの、第３プロトコルに従ってデータの送受信を行うことができないものとする。このため、主制御部１５０および複数の副制御部＿１〜３は、共通して利用可能な第１プロトコルおよび第２プロトコルのうちの最新の通信プロトコルあるいは通信速度が最も大きい通信プロトコルである、第２プロトコルを共通プロトコルとして、共通プロトコルに従ってデータの送受信を行う。

次に、図９のフロー図に従って、主制御部１５０と複数の副制御部２００との間のデータの送受信について説明する。ここでは、説明の簡単化のために複数の副制御部２００として、副制御部＿１およびｎのみを示している。図示しない他の副制御部２００も、副制御部＿１およびｎと同様の動作を行う。

主制御部１５０は、複数の副制御部＿１〜ｎに対して質問パケットを送信する（Ｓ１１）。質問パケットとは、各副制御部２００が利用可能な通信プロトコルを問い合わせるための通信データ１８０である。つまり、主制御部１５０の生成部１５１は、データ部１８２に、利用可能な通信プロトコルを問い合わせるためのコマンドを書き込んだ質問パケットを、宛先である副制御部２００のアドレスごとに生成する。通信部１５３は、質問パケットを、リング型ネットワーク１６０を介して副制御部＿１〜ｎに送信する。このとき、質問パケットの送信および受信に利用される通信プロトコルは、主制御部１５０および副制御部＿１〜ｎが必ず利用可能なベースとなる通信プロトコルとし、例えば、共通して利用可能な最も古い通信プロトコル（図８の例では第１プロトコル）である。部品実装機２０の電源投入後から、主制御部１５０および副制御部＿１〜ｎは、この通信プロトコルに従ってデータの送受信を行うことが予め定められているものとする。

副制御部＿１の受信部２２２は、自身宛の質問パケットを受信する（Ｓ２１ａ）。つまり、受信部２２２は、ヘッダ部１８１に副制御部＿１のアドレスが宛先として示されている質問パケットを受信し、それ以外の質問パケットを破棄する。このとき利用する通信プロトコルは、質問パケットの送信時に利用されたのと同じ通信プロトコルである。

副制御部＿１の生成部２２４は、受信部２２２が受信した質問パケットに示されるコマンドに従って、副制御部＿１が利用可能な通信プロトコルの情報をデータ部１８２に書き込んだ通信データ１８０であって、宛先を主制御部１５０とする通信データ１８０を生成する。また、副制御部＿１の送信部２２６は、生成部２２４が生成した当該通信データ１８０を、主制御部１５０に送信する（Ｓ２２ａ）。図８に示した表によると、当該通信データ１８０には、副制御部＿１が利用可能な通信プロトコルの情報として、第１プロトコル、第２プロトコルおよび第３プロトコルを示す情報が含まれる。

副制御部＿ｎも、副制御部＿１と同様に、質問パケットを受信し、副制御部＿ｎが利用可能な通信プロトコルの情報を含む通信データ１８０を主制御部１５０に送信する（Ｓ２１ｂ、Ｓ２２ｂ）。

主制御部１５０の通信部１５３は、各副制御部２００に送信した質問パケットに応答して各副制御部２００から送信された通信データ１８０を、受信する（Ｓ１２）。つまり、通信部１５３は、各副制御部２００から、利用可能な通信プロトコルの情報を受信する。

主制御部１５０の生成部１５１は、受信した各副制御部２００が利用可能な通信プロトコルの情報に従って、主制御部１５０および副制御部＿１〜ｎの共通プロトコルを決定する（Ｓ１３）。共通プロトコルの決定方法については、図８の例を用いて説明したとおりである。

主制御部１５０の生成部１５１は、データ部１８２に共通プロトコルの情報を書き込んだ通信データ１８０を、宛先である副制御部２００のアドレスごとに生成する。通信部１５３は、生成した通信データ１８０を、リング型ネットワーク１６０を介して副制御部＿１〜ｎに送信する（Ｓ１４）。

副制御部＿１の受信部２２２は、主制御部１５０から送信された共通プロトコルの情報を含む通信データ１８０を受信する（Ｓ２３ａ）。同様に、副制御部＿ｎの受信部２２２は、主制御部１５０から送信された共通プロトコルの情報を含む通信データ１８０を受信する（Ｓ２３ｂ）。

共通プロトコルが各副制御部２００に通知された後は、主制御部１５０および複数の副制御部＿１〜ｎは、共通して利用可能な、最新の通信プロトコルあるいは通信速度が最も大きい通信プロトコルである、共通プロトコルに従ってデータの送受信を行う。

例えば、主制御部１５０の通信部１５３は、副制御部＿１の個別機器２３０を制御するためのコマンドをデータ部１８２に含む通信データ１８０を、共通プロトコルに従って、リング型ネットワーク１６０を介して副制御部＿１に送信する（Ｓ１５ａ）。

副制御部＿１の受信部２２２は、共通プロトコルに従って、主制御部１５０から送信された副制御部＿１宛ての通信データ１８０を受信する（Ｓ２４ａ）。

副制御部＿１は、受信部２２２が受信した通信データ１８０のデータ部１８２に示されるコマンドに従って、個別機器２３０を制御する（Ｓ２５ａ）。

副制御部＿１の生成部２２４は、主制御部１５０に送り返す通信データ１８０を生成する（Ｓ２６ａ）。つまり、生成部２２４は、例えば、当該副制御部２００に接続された個別機器２３０の状態に関する情報である個別情報を含む通信データ１８０を生成する。

副制御部＿１の送信部２２６は、生成部２２４によって生成された通信データ１８０を、共通プロトコルに従って、リング型ネットワーク１６０を介して主制御部１５０に送信する（Ｓ２７ａ）。

主制御部１５０の通信部１５３は、Ｓ２７ａにおいて副制御部＿１から送信された通信データ１８０を、共通プロトコルに従って受信する（Ｓ１６ａ）。取得部１５５は、受信した通信データ１８０から個別情報を取得する。取得部１５５により取得された情報は、主制御部１５０による、部品実装機２０の動作の制御に反映される。

主制御部１５０は、他の副制御部２００との間でも、共通プロトコルに従って、通信データ１８０の送受信を行う（Ｓ１５ｂ、Ｓ１６ｂ、Ｓ２４ｂ〜Ｓ２７ｂ）。これらの処理は、上述した主制御部１５０と副制御部＿１との間の通信データ１８０の送受信の処理（Ｓ１５ａ、Ｓ１６ａ、Ｓ２４ａ〜Ｓ２７ａ）と同様である。このため、その詳細な説明は省略する。

以上説明したように、本実施の形態に係る部品実装機２０によると、主制御部１５０と複数の副制御部２００とは、共通して利用可能な、最新の通信プロトコルあるいは通信速度が最も大きい通信プロトコルである、共通プロトコルに従って通信データ１８０の送受信を行う。このため、長期間、製造現場で使用される部品実装機２０に接続される副制御部２００の通信プロトコルが様々に変わった場合であっても、主制御部１５０は、通信データ１８０送受信時に、通信データ１８０の送受信先の副制御部２００ごとに通信プロトコルを変更する必要が無く、通信データ１８０の送受信の制御を簡易にすることができる。また、ある副制御部２００が他の副制御部２００宛ての通信データを受信した場合に、自身宛の通信データ１８０であると誤って解釈することはない。このため、個別機器２３０の誤った制御も発生しない。よって、主制御部１５０及び複数の副制御部２００の通信プロトコルを一斉にバージョンアップすることができない場合であっても、通信データ１８０の送受信を行うことが可能となる。

また、主制御部１５０は、質問パケットを複数の副制御部２００に送信し、各副制御部２００から受信した利用可能な通信プロトコルの情報に基づいて共通プロトコルを決定している。このため、副制御部２００が置き換えられることにより、当該副制御部２００が利用可能な通信プロトコルが変更された場合であっても、主制御部１５０が共通プロトコルを決定しなおすことができる。

また、各副制御部２００は、個別情報を共通プロトコルに従って主制御部１５０に送信している。このため、主制御部１５０は、各副制御部２００から送信された個別情報を、部品実装機２０の動作制御に反映させることができる。

以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る部品実装機について、実施の形態に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、および、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

例えば、主制御部１５０は、部品実装機２０の全ての動作の制御を行わなくてもよく、部品実装機２０の少なくとも一部の動作を制御すればよい。つまり、部品実装機２０は、複数の主制御部１５０を有する場合等では、少なくとも主制御部１５０は、複数の副制御部２００を介して、部品実装機２０が備える全ての個別機器２３０のうちの一部の個別機器２３０と情報のやり取りを行えばよい。

また、例えば、副制御部２００と個別機器２３０とは、少なくともいずれか一方から他方への情報の伝送が可能に接続されていればよい。つまり、副制御部２００と個別機器２３０とは双方向の情報伝送を行わなくてもよい。

また、副制御部２００と個別機器２３０とは、１つの筐体に含まれていてもよい。つまり、副制御部２００と個別機器２３０とが一体の機器として、リング型ネットワーク１６０に接続されていてもよい。

つまり、副制御部２００としての機能を備える個別機器２３０、または、個別機器２３０としての機能を備える副制御部２００が、リング型ネットワーク１６０に接続されていてもよい。

また、本実施の形態における、“主制御部”および“副制御部”等の名称についても、部品実装機２０が備える機器としての名称の一例である。例えば、“主制御部”および“副制御部”は、“親局”および“子局”であってもよく、また、“主局”および“従局”であってもよい。

また、本実施の形態では、リング型ネットワーク１６０に対してデータを送受信する構成部として、主制御部１５０においては、通信データ１８０のリング型ネットワーク１６０への送信およびリング型ネットワーク１６０からの受信の双方を通信部１５３が行うとした。また、副制御部２００においては、通信データ１８０のリング型ネットワーク１６０への送信は送信部２２６が行い、通信データ１８０のリング型ネットワーク１６０からの受信は受信部２２２が行うとした。

しかしながら、例えば、主制御部１５０における通信部１５３を、通信データ１８０を送信する送信部と通信データ１８０を受信する受信部とに分けてもよい。また、副制御部２００における送信部２２６と受信部２２２とをまとめて１つの通信部としてもよい。

すなわち、リング型ネットワーク１６０に対してデータを送受信する機能である送受信の構成部を、送信および受信のそれぞれの機能を有する送信部と受信部とに分け扱うか、または、送信および受信の双方の機能を有する通信部として扱うかについては限定されない。このことは、主制御部１５０および副制御部２００のいずれにおいても同じである。

本発明は、部品実装基板を生産する部品実装機であって、動作の制御のための情報の伝達にネットワークを用いる部品実装機等として有用である。

２０ 部品実装機
３０ 基板
４０ 部品
１００ ヘッド
１１０ ノズル
１２０Ｘ Ｘビーム
１２０Ｙ Ｙビーム
１２１ ＸＹロボット
１３０ 発光部
１５０ 主制御部
１５１、２２４ 生成部
１５３ 通信部
１５５ 取得部
１６０ リング型ネットワーク
１８０ 通信データ
１８１ ヘッダ部
１８２ データ部
１８３ 誤り検出符号部
２００ 副制御部
２２２ 受信部
２２６ 送信部
２３０ 個別機器
２３１ Ｚ軸サーボモータ
２３２ θ軸サーボモータ
２３３ バルブ
２３４ 流量センサ
３００ 部品供給部
３１０ 部品カセット
４００ カメラ
４１０ エリアイメージセンサ

Claims (5)

1. 部品実装基板を生産する部品実装機であって、
   前記部品実装機の全体の動作を制御する主制御部と、
   各々が、前記主制御部とネットワークを介して接続され、かつ少なくとも１つの通信プロトコルに従い前記主制御部との間で通信データの送受信を行う複数の副制御部と、
   前記部品実装基板の生産のための動作を行う複数の個別機器であって、複数の前記副制御部のうちのいずれかと、情報の伝送が可能に接続された複数の個別機器とを備え、
   前記複数の副制御部のそれぞれは、当該副制御部が利用可能な通信プロトコルを前記主制御部に対して通知し、
   前記主制御部は、前記主制御部及び前記複数の副制御部が利用可能な全ての通信プロトコルのうち、前記主制御部及び前記複数の副制御部が共通して利用可能な、最新の通信プロトコルあるいは通信速度が最も大きい通信プロトコルを共通プロトコルとして決定し、決定した前記共通プロトコルを前記複数の副制御部に通知し、
   前記主制御部及び前記複数の副制御部は、前記共通プロトコルに従って通信データの送受信を行うとともに、
   前記複数の副制御部のそれぞれは、当該副制御部に接続された個別機器の状態に関連する情報である個別情報を、前記主制御部及び前記複数の副制御部が共通して利用可能な、最新の通信プロトコルあるいは通信速度が最も大きい通信プロトコルからなる前記共通プロトコルに従って前記主制御部に対して送信する
   部品実装機。
2. 前記ネットワークはリング型である
   請求項１記載の部品実装機。
3. 前記主制御部は、さらに、利用可能な通信プロトコルを問い合わせるための質問パケットを、前記複数の副制御部に対して送信し、
   前記複数の副制御部のそれぞれは、さらに、前記主制御部から送信された前記質問パケットの受信に応答して、当該副制御部が利用可能な通信プロトコルを前記主制御部に対して通知する
   請求項１または２に記載の部品実装機。
4. 前記通信プロトコルには、少なくとも、通信データの通信速度が規定されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品実装機。
5. 部品実装基板を生産する部品実装機を制御するための部品実装機制御方法であって、
   前記部品実装機は、
   部品実装機の全体の動作を制御する主制御部と、
   各々が、前記主制御部とネットワークを介して接続され、かつ少なくとも１つの通信プロトコルに従い前記主制御部との間で通信データの送受信を行う複数の副制御部と、
   前記部品実装基板の生産のための動作を行う複数の個別機器であって、前記複数の副制御部のうちのいずれかと、情報の伝送が可能に接続された複数の個別機器とを備え、
   前記部品実装機制御方法は、
   前記複数の副制御部のそれぞれが、当該副制御部が利用可能な通信プロトコルを前記主制御部に対して通知し、
   前記主制御部が、前記主制御部及び前記複数の副制御部が利用可能な全ての通信プロトコルのうち、前記主制御部及び前記複数の副制御部が共通して利用可能な、最新の通信プロトコルあるいは通信速度が最も大きい通信プロトコルを共通プロトコルとして決定し、
   前記主制御部が、決定した前記共通プロトコルを前記複数の副制御部に通知し、
   前記主制御部及び前記複数の副制御部が、前記共通プロトコルに従って通信データの送受信を行うとともに、
   前記複数の副制御部のそれぞれは、当該副制御部に接続された個別機器の状態に関連する情報である個別情報を、前記主制御部及び前記複数の副制御部が共通して利用可能な、最新の通信プロトコルあるいは通信速度が最も大きい通信プロトコルからなる前記共通プロトコルに従って前記主制御部に対して送信する
   部品実装機制御方法。

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