WO2010061524A1 - 電力監視装置および電力監視方法ならびに部品実装用装置 - Google Patents

Abstract

　本発明の課題は、電力の監視結果を消費電力量を低減させるための有用な情報として活用することができる電力監視装置および電力監視方法ならびに部品実装用装置を提供することである。 　部品実装用装置の装置稼働状態を示す稼働情報を稼働情報収集部（２３）によって時系列的に収集して作成された稼働情報時系列データ（４２）と、部品実装用装置において消費される電力の量を示す消費電力量を電力計測部（２４）によって時系列的に計測して作成された電力量時系列データ（４１）とを、同期出力部（２５）によってそれぞれの時系列における時間軸を相互に同期させて可動消費電力データとして出力し、表示処理部（２６）によって表示させる。これにより、電力の監視結果を消費電力量を低減させるための有用な情報として活用することができる。

Description

電力監視装置および電力監視方法ならびに部品実装用装置

　本発明は、部品を基板に実装して実装基板を製作する部品実装ラインに使用される部品実装用装置において消費される電力量を監視する電力監視装置および電力監視方法ならびに電力監視装置が組み込まれた部品実装用装置に関するものである。

　部品を基板に実装して実装基板を製作する部品実装ラインは、スクリーン印刷装置、部品実装装置、リフロー装置などの各種の部品実装用装置によって構成される。これらの部品実装用装置は電力によって作動し、電動モータを駆動源とする基板搬送機構、部品搭載機構などの可動機構や、電気ヒータなどによって基板を加熱する加熱機構など、電力を消費することによって所定の機能を実行する作動部を備えている。

　ところで近年地球環境保護の観点から、部品実装ラインなどの生産現場においても使用電力量を抑制することが求められている。このため、従来より個々の生産設備によって使用される電力量を計測して消費電力量を経時的に監視することが行われている（特許文献１参照）。この特許文献に示す先行技術においては、所定期間に個々の設備によって消費される電力量の目安となる設定電力量を予め登録しておき、その所定期間内に試用された実際の消費電力量を計測した結果と設定電力量とを併せて表示するようにしている。

日本国特開２００６－２７７１３１号公報

　しかしながら上述の先行技術には、取得された情報の有効活用という観点において次のような難点があった。すなわち先行技術においては、消費電力量が設定電力量の範囲内であるか否かを判断することはできるものの、消費電力量が設定電力値を上回った場合に、どのような要因によって消費電力量が増加したかを解析することができず、監視結果を消費電力量を低減させるための有用な情報として活用することが困難であるという問題点があった。

　そこで本発明は、電力の監視結果を消費電力量を低減させるための有用な情報として活用することができる電力監視装置および電力監視方法ならびに部品実装用装置を提供することを目的とする。

　本発明の電力監視装置は、部品実装ラインを構成する部品実装用装置において消費される電力を監視する電力監視装置であって、前記部品実装用装置の装置稼働状態を示す稼働情報を時系列的に収集して稼働情報時系列データを作成する稼働情報収集部と、前記部品実装用装置において消費される電力の量を示す消費電力量を時系列的に計測して電力量時系列データを作成する電力計測部と、前記稼働情報時系列データおよび前記電力量時系列データを、それぞれの時系列における時間軸を相互に同期させて出力する同期出力部とを備えた。

　本発明の電力監視方法は、部品実装ラインを構成する部品実装用装置において消費される電力を監視する電力監視方法であって、前記部品実装用装置の装置稼働状態を示す稼働情報を時系列的に収集して稼働情報時系列データを作成する稼働情報収集工程と、前記部品実装用装置において消費される電力の量を示す消費電力量を時系列的に計測して電力量時系列データを作成する電力計測工程と、前記稼働情報時系列データおよび前記電力量時系列データを、それぞれの時系列における時間軸を相互に同期させて出力する同期出力工程とを含む。

　本発明の部品実装用装置は、部品を基板に実装して実装基板を製作する部品実装ラインを構成する部品実装用装置であって、前記部品実装用装置において電力を消費して作動する要素作動部と、請求項１乃至７のいずれかに記載の電力監視装置とを備えた。

　本発明によれば、部品実装用装置の装置稼働状態を示す稼働情報を時系列的に収集して作成された稼働情報時系列データと、部品実装用装置において消費される電力の量を示す消費電力量を時系列的に計測して作成された電力量時系列データとを、それぞれの時系列における時間軸を相互に同期させて稼働消費電力データとして出力することにより、電力の監視結果を消費電力量を低減させるための有用な情報として活用することができる。

本発明の実施の形態１の部品実装システムの構成説明図 本発明の実施の形態１の部品実装用装置の構成を説明するブロック図 本発明の実施の形態１の部品実装用装置における電力監視処理ユニットの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１の電力監視処理ユニットにより出力される稼働情報のデータ構成の説明図 本発明の実施の形態１の電力監視処理ユニットにより出力される稼働情報のデータ構成の説明図 （ａ）および（ｂ）は本発明の実施の形態１の電力監視処理ユニットにより出力される稼働情報の出力例を示す説明図 （ａ）および（ｂ）は本発明の実施の形態１の電力監視処理ユニットにより出力される稼働情報の出力例を示す説明図 本発明の実施の形態１の電力監視方法を示す処理フロー図 （ａ）～（ｃ）は本発明の実施の形態１の電力監視処理ユニットにより出力される稼働消費電力データの表示例を示す説明図 本発明の実施の形態１の電力監視処理ユニットにより出力される稼働消費電力データの表示例を示す説明図 （ａ）および（ｂ）は本発明の実施の形態１の電力監視処理ユニットにより出力される稼働消費電力データの表示例を示す説明図 本発明の実施の形態１の部品実装システムの構成説明図 本発明の実施の形態２の部品実装用装置における電力監視処理ユニットの構成を示すブロック図 図１０における消費電力の推移グラフにおいて、消費電力のピーク時のその最大要因となる要素作動部の出力を低下させるように調整する手順を示すフロー図 （ａ）および（ｂ）は図１４におけるＳＴ１４の判断の具体例を説明するための図 図１１における作業プロセス毎の消費電力の割合を示したグラフにおいて、消費電力の最大となる作業プロセスにおける要素作動部の出力を低下させるように調整する手順を示すフロー図

　（実施の形態１）
　次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態１の部品実装システムの構成説明図、図２は本発明の実施の形態１の部品実装用装置の構成を説明するブロック図、図３は本発明の実施の形態１の部品実装用装置における電力監視処理ユニットの構成を示すブロック図、図４、図５は本発明の実施の形態１の電力監視処理ユニットにより出力される稼働情報のデータ構成の説明図、図６、図７は本発明の実施の形態１の電力監視処理ユニットにより出力される稼働情報の出力例を示す説明図、図８は本発明の実施の形態１の電力監視方法を示す処理フロー図、図９、図１０、図１１は本発明の実施の形態１の電力監視処理ユニットにより出力される稼働消費電力データの表示例を示す説明図、図１２は本発明の実施の形態１の部品実装システムの構成説明図である。

　まず図１を参照して、部品実装ライン１の構成を説明する。部品実装ライン１は、電子部品が実装された実装基板を製造する機能を有するものであり、上流側（図１において左側）から、ローダＭ１、印刷機Ｍ２、部品搭載機Ｍ３、検査機Ｍ４、リフロー炉Ｍ５、アンローダＭ６の各装置を直線状に基板搬送方向（Ｘ方向）に連結して構成されている。これらの各装置は部品を基板に実装して実装基板を製作する部品実装ライン１を構成する部品実装用装置である。これらの部品実装用装置は、いずれもＬＡＮ回線２を介して管理コンピュータ３に接続され、電力線４から供給される電力によって駆動されて、所定の作業を実行する。管理コンピュータ３は、各設備によって実行される作業を統括して制御する機能を有するとともに、本実施の形態においては後述する電力監視ユニット１６から出力される稼働消費電力データを表示させて解析するために用いられる。

　最上流に位置するローダＭ１は基板供給装置であり、ローダＭ１から供給された基板は印刷機Ｍ２に搬入されて、ここで部品接合用のペーストであるクリーム半田の印刷が行われる。印刷後の基板は部品搭載機Ｍ３に搬入され、ここで半導体チップなどの部品搭載が行われ、部品搭載後の基板は検査機Ｍ４による検査の対象となる。検査後の基板はリフロー炉Ｍ５に搬入され、ここで基板を加熱することによりクリーム半田を加熱して電子部品を基板に半田接合する。半田接合が行われた後の基板は、基板回収装置であるアンローダＭ６に回収される。

　次に図２を参照して、部品実装ライン１に使用される印刷機Ｍ２、部品搭載機Ｍ３、検査機Ｍ４、リフロー炉Ｍ５の構成を説明する。印刷機Ｍ２、部品搭載機Ｍ３、検査機Ｍ４、リフロー炉Ｍ５は、各装置に割り当てられた所定の作業処理を実行するための作動部１０を備えている。それぞれの作動部１０は、当該装置が有する作業処理機能を構成する要素となる電動アクチュエータや電気加熱装置などの要素作動部機構より構成される。例えば、基板に部品を搭載する部品搭載機Ｍ３には、基板を搬送するコンベアを駆動するためのモータ１、部品を移送搭載するための搭載ヘッドをＸ，Ｙ，Ｚ方向に駆動するモータ２、３、４などの電動アクチュエータを要素作動部１０ａとして含む作動部１０が備えられており、またクリーム半田を溶融させて部品を基板に半田接合するリフロー炉Ｍ５には、基板を加熱するための予熱用や本加熱用の電気加熱装置を要素作動部１０ａとして含む作動部１０が備えられている。同様に、印刷機Ｍ２や検査機Ｍ４には、それぞれの装置が有する作業処理機能を構成する要素となる要素作動部１０ａが備えられている。

　すなわち、本実施の形態に示す例においては、これらの要素作動部１０ａが、基板に部品接合用のペーストを印刷する印刷部としての印刷機Ｍ２、ペーストが印刷された基板に部品を搭載する部品搭載部としての部品搭載機Ｍ３、部品搭載前または後の基板を撮像して所定の検査を実行する検査部としての検査機Ｍ４および部品搭載後の基板を加熱することにより部品を基板に半田接合するリフロー部としてのリフロー炉Ｍ５のいずれかに含まれる形態となっている。

　次に、各装置において作動部１０に所定の作業処理を実行させるための駆動・制御系の構成を説明する。制御部１１はＣＰＵであり、以下に説明する各部を制御することにより作動部１０に作業処理を実行させる。記憶部１２は制御部１１による制御に必要な各種のプログラムやデータを記憶する。操作・入力部１３はキーボードやマウスなどの入力手段であり、当該装置への操作指示のためのコマンドやデータなどの指示入力を行う。表示部１４は液晶パネルなどの表示装置であり、操作・入力部１３による入力操作のための案内画面や、装置稼働時における各種の警告や報知などの表示、さらには電力監視処理ユニット１６によって出力されたデータの表示を行う。駆動部１５は作動部１０を構成する要素作動部１０ａを作動させるための各種のドライバであり、電力線４から電源配線４ａを介して供給される電力によって、制御部１１からの制御指令に基づき各要素作動部１０ａを作動させる。電力監視処理ユニット１６は、電源配線４ａを介して駆動部１５に供給され各要素作動部１０ａによって消費される電力量を、当該装置の稼働状態と関連付けて監視する機能を有している。通信部１７は、ＬＡＮ回線２と接続されており、管理コンピュータ３や他装置との間でＬＡＮ回線２を介して信号の授受を行う。

　図３を参照して、電力監視処理ユニット１６（電力監視装置）の構成および機能を説明する。電力監視処理ユニット１６は、稼働情報収集部２３、電力計測部２４、同期出力部２５および表示処理部２６を備えている。稼働情報収集部２３は、当該装置の装置稼働状態を示す稼働情報を時系列的に収集して稼働情報時系列データを作成する処理を行う。すなわち稼働情報収集部２３は制御部１１から随時出力される制御信号を個別稼働情報として常に受信し、受信したタイミングと内蔵された計時タイマ２３ａの時間軸上の時刻とを関連付けて稼働情報時系列データ４２として出力する。

　電力計測部２４は、当該装置において消費される電力の量を示す消費電力量を時系列的に計測して電力量時系列データ４１を作成する処理を行う。すなわち電力計測部２４は、計時タイマ２４ａおよび電力計２４ｂを内蔵しており、電力線４から電源配線４ａを介して駆動部１５へ供給される電力の量を電力計２４ｂによって常に計測し、計測値と計時タイマ２４ａの時間軸上の時刻とを関連付けて電力量時系列データ４１として出力する。電力量時系列データ４１のデータ形式としては、消費電力量の経時変化をグラフ４１ｃの形で示すグラフィックデータ４１ａ、電力量４１ｅを日付時刻４１ｄと対応させた形式の表形式データ４１ｂのいずれでもよい。

　同期出力部２５は、稼働情報時系列データ４２および電力量時系列データ４１を、それぞれの時系列における時間軸を相互に同期させて稼働消費電力データとして出力する機能を有している。同期出力部２５は固有の計時タイマ２５ａを内蔵しており、計時タイマ２３ａ、計時タイマ２４ａの時間軸をそれぞれ計時タイマ２５ａの時間軸と関連付けることにより、稼働情報時系列データ４２および電力量時系列データ４１を計時タイマ２５ａの時間軸と同期させる処理を行う。すなわち同期出力部２５は固有の時間軸を有しており、稼働情報時系列データ４２および電力量時系列データ４１のそれぞれの時系列における時間軸を、同期出力部２５の固有の時間軸に同期させる。表示処理部２６は、出力された稼働消費電力データを、表示部１４または管理コンピュータ３に備えられた表示装置に表示させる処理を行う。

　なお上記構成においては、稼働情報収集部２３、電力計測部２４、同期出力部２５のそれぞれに個別の計時タイマ２３ａ、２４ａ、２５ａを内蔵させた構成を示したが、実際上の構成としては必ずしも個別に専用の計時タイマを備える必要はない。例えば電力監視処理ユニット１６全体として共通の計時タイマを備え、稼働情報収集部２３、電力計測部２４、同期出力部２５が共通の計時タイマを参照するようにしてもよい。

　ここで、図４、図５を参照して、稼働情報の意義およびデータ構成について説明する。前述のように稼働情報とは当該装置の装置稼働状態を示すものであり、本実施の形態においては、当該装置全体としてみた場合にこの装置が所定の作業を実行するための操作手順上でどのような状態にあるかを示す操作情報と、装置に内蔵された作動部１０を構成する要素作動部１０ａが個々にどのような動作状態にあるかを示す内部稼働情報の２つの観点から稼働情報を構成している。

　まず図４は、上述の操作情報と内部稼働情報とを個別に並列させて稼働情報を構成した例を示している。すなわちこの場合には、図４に示すように、稼働情報３０は、操作情報３１と内部稼働情報３４の両方を並列させた形で示される。操作情報３１は当該装置が所定の作業機能を実行するために所定順序で規定された複数の作業プロセス３２のうち、どのプロセスが実行されたかを示す情報である。図４に示す例では、複数の作業プロセス３２として、設備起動、起動チェック、ノズルチェック、フィーダティーチ、基板搬入、部品実装にそれぞれ対応した作業プロセス３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆなどが規定された例が示されており、操作情報３１はこれらの作業プロセスのうちどれが実行されたかを示す実行状態３３と組み合わされて構成される。換言すれば操作情報３１は、装置の稼働状態を作業プロセス別に示す作業プロセス別稼働情報である。

　内部稼働情報３４は、当該装置の作動部１０が備える要素作動部１０ａをリストアップした要素作動部データ３５と、オンオフ情報３６，電力指標情報３７とを組み合わせた構成となっている。オンオフ情報３６は、個々の要素作動部１０ａが作動しているか否か（オンオフ状態）を示すものであり、電力指標情報３７は、要素作動部１０ａが作動している場合において、当該要素作動部１０ａが消費している電力量を推定する指標となるものである。電力指標情報３７としては、要素作動部１０ａが電動のモータである場合には、モータの回転数（ｒｐｍ）や角加速度をそのまま電力指標情報３７として用いてもよく、またモータの回転数や角加速度と関連づけられる駆動対象物の移動速度や加速度を電力指標情報３７として用いてもよい。また要素作動部１０ａがヒータなどの電気加熱装置の場合には、ヒータ出力が電力指標情報３７として用いられる。

　図４に示す例では、部品搭載機Ｍ３の基板搬送機構に備えられたコンベア駆動用のモータ１、部品搭載機構に備えられた搭載ヘッド駆動用のモータ２（ヘッドＸ軸）、モータ３（ヘッドＹ軸）、モータ４（ヘッドＺ軸）などが要素作動部データ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄとしてリストアップされている。なおオンオフ情報３６、電力指標情報３７の双方を必ずしも稼動情報３０に含める必要はなく、いずれか１つのみでもよい。すなわち本実施の形態においては、稼働情報３０は、部品実装用装置において電力を消費して作動する要素作動部１０ａのオンオフ状態を示すオンオフ情報３６および要素作動部によって消費される電力量の指標となる電力指標情報３７の少なくともいずれか１つを含む形態となっている。

　このように稼働情報３０として、操作情報３１および内部稼働情報３４を個別のデータとして取り扱う場合には、稼働情報時系列データ４２は、操作情報３１および内部稼働情報３４にそれぞれ対応して、図６（ａ）、（ｂ）に示すような形態のデータとして稼働情報収集部２３から出力される。すなわち操作情報３１に対応した稼働情報時系列データ４２では、図６（ａ）に示すように、各作業プロセス３２（ここでは設備起動、起動チェックに対応した作業プロセス３２ａ、３２ｂのみ図示）について、操作コード４２ｃ、操作分類４２ｂおよび日付時刻４２ａの各項目が組み合わされて出力される。操作コード４２ｃは、当該装置の制御部１１から出力され、それぞれの作業プロセスの開始、終了を示すデータであり、操作分類４２ｂは当該操作が手動か自動かを示すものである。日付時刻４２ａは、それぞれの操作コード４２ｃが制御部１１から出力されたタイミングを示している。

　また内部稼働情報３４に対応した稼働情報時系列データ４２では、図６（ｂ）に示すように、各要素作動部１０ａ（ここではモータ１のみ図示）について、内部稼働コード４２ｄ、日付時刻４２ａおよび出力値４２ｅが組み合わされて出力される。内部稼働コード４２ｄは、当該装置の制御部１１から出力され当該モータの始動、加速、停止などの稼働状態を示すデータであり、日付時刻４２ａは内部稼働コード４２ｄが制御部１１から出力されたタイミングを示している。そして出力値４２ｅは、当該稼働状態における要素作動部データ３５の消費電力量の指標となる電力指標情報３７としての意義を有するものである。このようにして作成された稼働情報時系列データ４２と、図３に示す電力量時系列データ４１とを対比することにより、当該装置における稼働状態と電力消費量との関係を正確に把握することができる。

　なお図５に示すように、図４に示す内部稼働情報３４を、予め各作業プロセス３２にリンクさせておくようにしてもよい。すなわち各作業プロセス３２毎に当該プロセス実行時に稼働状態となる要素作動部１０ａを特定しておき、データ上で予め各作業プロセス３２と要素作動部データ３５とをリンクさせておく。図５に示す例では、「設備起動」に対応する作業プロセス３２ａに、コンベア駆動用のモータ１、搭載ヘッド駆動用のモータ２、モータ３、モータ４にそれぞれ対応する要素作動部データ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが予めリンクされている。そして後続の作業プロセス３２ｂ，３２ｃ，・・・についても同様に、当該作業プロセスにおいて作動する要素作動部１０ａに対応した要素作動部データ３５がリンクされている。

　図７（ａ）は、図５に示すデータ構成で定義された稼働情報についての稼働情報時系列データ４２の構成例を示している。すなわちここでは、日付時刻４２ａ、操作分類４２ｂ、操作コード４２ｃ、内部稼働コード４２ｄ、および出力値４２ｅが、１つの稼働情報時系列データ４２内に組み合わされている。このような構成の稼働情報時系列データ４２と図３に示す電力量時系列データ４１とを対比することにより、特定の作業プロセス３２における個々の要素作動部１０ａの稼働状態と電力消費量との相関関係を明確に把握することが可能となる。なお、図７（ｂ）に示すように、図７（ａ）に示す稼働情報時系列データ４２と、図３に示す電力量時系列データ４１とを単一のデータにおいて直接関連づけて、稼働消費電力データとして作成するようにしてもよい。

　次に電力監視処理ユニット１６によって実行される電力監視方法の処理手順について、図８を参照して説明する。この電力監視方法は、部品実装ライン１を構成する部品実装用装置である印刷機Ｍ２、部品搭載機Ｍ３、検査機Ｍ４、リフロー炉Ｍ５において消費される電力を監視することを目的として実行されるものである。まず、各装置を起動する起動操作が行われると、電力監視処理ユニット１６は直ちに、稼働情報収集および消費電力情報の収集を開始する。すなわち、稼働情報収集部２３により、制御部１１から出力される個別の稼働情報（図６に示す操作コード４２ｃ、内部稼働コード４２ｄ参照）を継続的に受信し、これらの稼働情報を受信したタイミングを時間軸と対応させて時系列的に収集し、稼働情報時系列データを作成する（ＳＴ１Ａ）（稼働情報収集工程）。これとともに、電力計測部２４において電力計２４ｂによって消費電力量を時系列的に計測し、電力量時系列データを作成する（ＳＴ１Ｂ）（電力計測工程）。

　次いで、稼働情報収集部２３から稼働情報時系列データ４２を出力し（ＳＴ２Ａ）、電力計測部２４から電力量時系列データ４１を出力する（ＳＴ２Ｂ）。出力された稼働情報時系列データ４２および電力量時系列データ４１は、それぞれ同期出力部２５によって受信される（ＳＴ３Ａ，ＳＴ３Ｂ）。そして同期出力部２５によって稼働情報・消費電力の時間軸における同期化が行われる（ＳＴ４）。これにより稼働情報時系列データおよび電力量時系列データを組み合わせた稼働消費電力データが作成される。すなわち（ＳＴ４）においては、稼働情報時系列データおよび電力量時系列データを、それぞれの時系列における時間軸を相互に同期させて出力する（同期出力工程）。

　次いで、作成された稼働消費電力データの編集・集計・グラフ化が行われる（ＳＴ５）。この処理は、電力監視処理ユニット１６に内蔵された表示処理部２６によって行ってもよく、管理コンピュータ３に備えられたデータ処理機能を用いて行ってもよい。次いで、編集・集計・グラフ化された稼働消費電力データを表示する（ＳＴ６）。このデータ表示は、各装置が備えた表示部１４によって行ってもよく、管理コンピュータ３に備えられた表示装置に表示させるようにしてもよい。そしてこのようにして表示された稼働消費電力データを当該部品実装ライン１のライン管理技術者が分析することにより、消費電力量の低減を目的とした解析作業が実行される。なお、解析作業の具体的内容については、後述する実施の形態２において説明する。

　次に、図９、図１０、図１１を参照して、稼働消費電力データの表示例について説明する。まず図９（ａ）に示す表示画面５１は、作業プロセス３２毎の消費電力の経時変動を示すものである。すなわち、ここでは装置稼働状態において順次実行される個別の作業プロセス３２（作業プロセス３２ａ，３２ｂ，３２ｃ・・・）を時間軸５１ａ上に時系列的に配列し、この間に当該装置において消費される電力量の計時変動を示すグラフ５１ｂを時間軸５１ａに同期させて表示している。この表示画面において、時間軸５１ａ上に時系列的に配列された個別の作業プロセス３２ａ，３２ｂ，３２ｃ・・・は稼働情報時系列データ４２に該当し、消費される電力量を時間軸５１ａに同期させて表示したグラフ５１ｂは電力量時系列データ４１に該当する。すなわち、上述の表示例は、稼働情報時系列データ４２および電力量時系列データ４１を、それぞれの時系列における時間軸を相互に同期させて表示画面に表示した形態となっている。このような表示を行うことにより、消費電力量の経時的変動と作業プロセスとの相関を容易に把握することが可能となる。

　なお図９（ｂ）に示すように、各作業プロセス３２において消費される消費電力の時間的平均値を作業プロセス３２毎に個別に計算した結果を時間軸５１ａ上の棒グラフ５１ｃとして表示するようにしてもよい。作業プロセス３２毎の消費電力の変動を大まかに把握したい場合には、このような表示方式がより直感的な理解に容易である。さらには、図９（ｃ）に示すように、消費電力の時間的平均値が大きい順に各作業プロセス３２を並び替えるようにしてもよい。また、さらに細かな観点から消費電力量の変動を解析したい場合には、図９において作業プロセス３２の代わりに要素作動部データ３５毎の消費電力量を算出して表示させるようにしてもよい。

　次に図１０に示す表示画面５２は、初期画面に電力量時系列データ４１のみを表示させておき、データ解析者の操作によって任意の時点における所望の稼働情報を表示させるようにした例を示している。すなわち、表示画面５２においては、予め電力量時系列データ４１（ここでは時間軸５２ａの各時刻における消費電力量を示すグラフ５２ｂ）のみが図示されている。この状態において、データ解析者がポインタ５２ｃによって時間軸５２ａの任意の時点を指示して、マウスによるクリック操作など所定の指示操作を行うことにより、画面にはその時点における稼働情報を示す表示ウインドウ５３が自動的に表示される。なお、時間軸５２ａを指示する代わりに、消費電力量を示すグラフ５２ｂにおける任意の時点を指示することによって指示操作を行ってもよい。

　表示ウインドウ５３内には、当該時点において実行中の作業プロセスを表示するプロセス表示枠５３ａとともに、作動中の要素作動部１０ａを表示する作動部表示枠５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ・・・が表示される。図１０に示す例では、プロセス表示枠５３ａに「部品実装」が表示されて、作業プロセスとして部品実装が実行中であることが示されており、作動部表示枠５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ・・・には「モータ１」、「モータ２」、「モータ３」・・が表示されて、これらのモータが作動中であることが示されている。このような表示処理は、同期出力部２５によって作成された稼働消費電力データに基づいて、表示処理部２６または管理コンピュータ３が所定のデータ処理を行うことにより実行される。

　すなわち図１０に示す例は、電力量時系列データ４２を表示する表示画面上において、電力量時系列データ４２の時系列における時間軸５２ａの特定時点を指示することにより、この特定時点に対応した稼働情報を表示画面上に表示させる形態となっている。さらに、作動部表示枠５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ・・を画面上でクリック操作することにより、モータ１、モータ２、モータ３・・に対応したより詳細な電力量時系列データ４１をグラフ５５ａ，５５ｂ，５５ｃによって示す表示ウインドウ５４ｂ，５４ｃ，５４ｄを、同一の表示画面に重ねて表示させるようにしてもよい。ここで、グラフ５５ａ，５５ｂ，５５ｃは、各モータの回転速度（単位時間毎の回転数）の変動を時系列に示すグラフ（指定した時間軸５２ａにおける特定時点の前後の所定スパン（例えば、隣の目盛との間のスパン）におけるグラフ）である。用いるデータとしては、上記以外でも、各モータ毎の消費電力と相関関係にある出力の時系列変動データ（前述した電力指標情報３７に該当するデータ）であれば良い。また、各モータの中で、消費電力が最大のモータを特定し、その特定したモータがわかるように表示するものでも構わない。例えば、図１０の表示ウインドウ５３中の特定したモータに対応する作動部表示枠５３ｂ，５３ｃ，５３ｄの色を変える、点滅表示させるなどが考えられる。なお、「消費電力が最大のモータ」とは、例えば、時系列に表示したモータ回転速度のグラフの時間軸との間の面積（消費電力に対応）が最大であるモータのことである。

　さらに図１１は、上述画面以外に電力監視処理ユニット１６によって出力される稼働消費電力データに基づいて表示可能な画面の例を示している。図１１（ａ）に示す表示画面５６は、ある監視インターバル（例えば１日）における消費電力の作業プロセス３２毎の内訳を、直感的な把握が容易となるように円グラフの形で表示した例を示している。また図１１（ｂ）に示す表示画面５７は、消費電力量の経時変動を示すグラフ５７ｂと、当該装置の時間的な設備稼働率（稼働情報時系列データ４２から導出される）を示す棒グラフ５８を、共通の時間軸５７ａ上で重ねて表示した例を示している。これにより、設備稼働率と消費電力量との相関関係を容易に把握することができる。なお、図１１のグラフにおいて、作業プロセス３２を指定し、その指定された作業プロセス３２における各要素作動部（モータ）１０ａ毎に消費電力量の割合を表示するものでも構わない。ここで、「各要素作動部（モータ）１０ａ毎の消費電力量の割合」を表示するとは、例えば、当該作業プロセス３２における各モータのモータ回転数のグラフの時間軸との間の面積を消費電力量として算出し、この面積の割合を表示するということである。

　なお、稼働消費電力データに基づいて表示される表示画面については、各種のバリエーションが可能である。すなわち稼働情報時系列データ、電力量時系列データを同期させることにより派生可能なデータに基づくものであれば、図９～図１１に示す表示例以外のものであってもよい。さらに上記実施例においては、電力計測工程において電力計測部２４によって計測された消費電力量をそのまま電力量として出力して表示させるようにしているが、この消費電力量に相当する電力を発生させる過程において排出される二酸化炭素の量を、消費電力量と置き換えて表示させるようにしてもよい。ここで、消費電力量と置き換えた二酸化炭素の量も、請求項１における「消費電力量」の一例であることを付記しておく。この置き換えに際しては、電力量を二酸化炭素排出量に換算するための換算式を用いる。すなわちこの場合には、図８にて説明する電力計測工程において計測された消費電力量を二酸化炭素排出量に換算した二酸化炭素排出量時系列データを作成し、同期出力工程において稼働情報時系列データ４２および二酸化炭素排出量時系列データを、それぞれの時系列における時間軸を相互に同期させて出力する形態となっている。

　また図１に示す部品実装ライン１においては、部品実装ライン１を構成する部品実装用装置としての印刷機Ｍ２、部品搭載機Ｍ３、検査機Ｍ４、リフロー炉Ｍ５に電力監視処理ユニット１６を内蔵させて、各装置において個別に当該装置の稼働情報時系列データ、電力量時系列データを作成するようにしているが、本発明はこのような形態に限定されるものではなく、電力監視処理ユニット１６を各装置から独立させた構成としてもよい。このような構成例について、図１２を参照して説明する。

　図１２において部品実装ライン１Ａは、図１に示す部品実装ライン１と同様に、部品実装用装置であるローダＭ１、印刷機Ｍ２、部品搭載機Ｍ３、検査機Ｍ４、リフロー炉Ｍ５、アンローダＭ６の各装置を直線状に基板搬送方向（Ｘ方向）に連結して構成されている。これらの部品実装用装置は、いずれもＬＡＮ回線２を介して管理コンピュータ３に接続され、電力線４から供給される電力によって駆動されて、所定の作業を実行する。

　電力線４には、電力監視処理ユニット１６と同様の機能を複数の処理チャンネルで有する電力監視処理ユニット１６Ａが設置されている。電力監視処理ユニット１６Ａの各処理チャンネルには、印刷機Ｍ２、部品搭載機Ｍ３、検査機Ｍ４、リフロー炉Ｍ５が監視対象装置として割り当てられており、電力監視装置としての電力監視処理ユニット１６Ａは、これらの監視対象装置について前述の電力監視処理を集合的に実行する。このため印刷機Ｍ２～リフロー炉Ｍ５については、図２に示す構成から電力監視処理ユニット１６が除かれている。

　すなわち電力監視処理ユニット１６Ａは、稼働情報収集部２３によって各装置の制御部１１から伝送される個別稼働情報を時系列的に収集して稼働情報時系列データ４２を作成するとともに、電力計測部２４によって各装置の消費電力量を時系列的に計測して電力量時系列データ４１を作成する。各装置の制御部１１から出力される個別稼働情報は、ＬＡＮ回線２を介して電力監視処理ユニット１６Ａに伝送するようにしてもよく、また電力線４を介して電力監視処理ユニット１６Ａに伝送するようにしてもよい。そして同期出力部２５によって、稼働情報時系列データ４２と電力量時系列データ４１とをそれぞれの時系列における時間軸を相互に同期させて稼働消費電力データとして出力する。このような構成によっても、図１～図３に示す構成によるものと同様の効果を得る。

　上記説明したように本発明は、部品実装用装置の装置稼働状態を示す稼働情報を時系列的に収集して作成された稼働情報時系列データと、部品実装用装置において消費される電力の量を示す消費電力量を時系列的に計測して作成された電力量時系列データとを、それぞれの時系列における時間軸を相互に同期させて稼働消費電力データとして出力するようにしたものである。これにより、稼働消費電力データから派生する情報を組み合わせて、多様な目的に応じた形態のデータを２次的に作成することができ、電力の監視結果を消費電力量を低減させるための有用な情報として活用することができる。

　（実施の形態２）
　図１３は本発明の実施の形態２の部品実装用装置における電力監視処理ユニットの構成を示すブロック図、図１４は図１０における消費電力の推移グラフにおいて、消費電力のピーク時のその最大要因となる要素作動部の出力を低下させるように調整する手順を示すフロー図、図１５（ａ）および（ｂ）は図１４におけるＳＴ１４の判断の具体例を説明するための図、図１６は図１１における作業プロセス毎の消費電力の割合を示したグラフにおいて、消費電力の最大となる作業プロセスにおける要素作動部の出力を低下させるように調整する手順を示すフロー図である。

　まず図１３を参照して、本実施の形態の電力監視処理ユニット１６Ａ（電力監視装置）の構成および機能を説明する。電力監視処理ユニット１６Ａは、稼働情報収集部２３、電力計測部２４、同期出力部２５、表示処理部２６、作業特定部２７および出力調整部２８を備えている。稼働情報収集部２３は、当該装置の装置稼働状態を示す稼働情報を時系列的に収集して稼働情報時系列データを作成する処理を行う。すなわち稼働情報収集部２３は制御部１１から随時出力される制御信号を個別稼働情報として常に受信し、受信したタイミングと内蔵された計時タイマ２３ａの時間軸上の時刻とを関連付けて稼働情報時系列データ４２として出力する。

　電力計測部２４は、当該装置において消費される電力の量を示す消費電力量を時系列的に計測して電力量時系列データ４１を作成する処理を行う。すなわち電力計測部２４は、計時タイマ２４ａおよび電力計２４ｂを内蔵しており、電力線４から電源配線４ａを介して駆動部１５へ供給される電力の量を電力計２４ｂによって常に計測し、計測値と計時タイマ２４ａの時間軸上の時刻とを関連付けて電力量時系列データ４１として出力する。電力量時系列データ４１のデータ形式としては、消費電力量の経時変化をグラフ４１ｃの形で示すグラフィックデータ４１ａ、電力量４１ｅを日付時刻４１ｄと対応させた形式の表形式データ４１ｂのいずれでもよい（図３参照）。

　同期出力部２５は、稼働情報時系列データ４２および電力量時系列データ４１を、それぞれの時系列における時間軸を相互に同期させて稼働消費電力データとして出力する機能を有している。同期出力部２５は固有の計時タイマ２５ａを内蔵しており、計時タイマ２３ａ、計時タイマ２４ａの時間軸をそれぞれ計時タイマ２５ａの時間軸と関連付けることにより、稼働情報時系列データ４２および電力量時系列データ４１を計時タイマ２５ａの時間軸と同期させる処理を行う。すなわち同期出力部２５は固有の時間軸を有しており、稼働情報時系列データ４２および電力量時系列データ４１のそれぞれの時系列における時間軸を、同期出力部２５の固有の時間軸に同期させる。表示処理部２６は、出力された稼働消費電力データを、表示部１４または管理コンピュータ３に備えられた表示装置に表示させる処理を行う（図１および図２参照）。

　作業特定部２７は、電力消費の最大要因となる作業プロセス３２、もしくは、要素作動部１０ａを特定する。出力調整部２８は、作業特定部２７により特定された要素作動部１０ａ、もしくは、特定された作業プロセス３２で消費電力の最大要因である要素作動部１０ａにおいて、消費電力を削減するようにその要素作動部１０ａの出力を低下させるように調整する。

　次に図１０における消費電力の推移グラフにおいて、消費電力のピーク時のその最大要因となる要素作動部１０ａの出力を低下させるように調整する手順（ピーク電力を抑える方法）について、図１４を参照して説明する。ここで、ＳＴ１１～ＳＴ１３は作業特定部２７が行う処理であり、ＳＴ１４～ＳＴ１５は出力調整部２８が行う処理である。まず、電力ピーク時点における入力受付けを行う（ＳＴ１１）。次いで、各モータの出力状況（電力指標情報）を表示する（ＳＴ１２）。次いで、最大出力のモータを特定する（ＳＴ１３）。なお、ＳＴ１３は、画面表示した各モータの出力状況をオペレータが見て、オペレータが消費電力の最大要因であるモータを特定し、オペレータがそのモータを入力する操作を受けて、作業特定部２７がその入力結果に従って特定するものでも構わない。

　次いで、モータの出力を下げる事が可能か否かを判断する（ＳＴ１４）。ＳＴ１４の可能か否かの判断については、以下の具体例が考えられる。
　ア）モータの回転速度（段落００１５に記載の搭載ヘッドのＸ、Ｙ軸方向の駆動モータであれば、搭載ヘッドの移動速度）を低下させても生産効率上問題ないか否かで判断する。例えば、生産タクトが低下しても、許容範囲であるか否かで判断する。
　イ）モータの加減速回数を減少可能か否かで判断する。例えば、図１５に示すように、プリント基板上の各部品実装位置に部品を実装する場合、（ａ）の実装順序であれば、Ｙ軸方向の移動回数（加減速回数）が８回発生するが、（ｂ）の実装順序にすると、Ｙ軸方向の移動回数（加減速回数）を１回に減少させることができる（なお、Ｘ方向の加減速回数は、いずれも８回で変わらない）。

　ＳＴ１４でモータの出力を下げる事が不可能であると判断した場合には処理を終了するが、可能であると判断した場合には、モータの出力について可能な量だけ低下させる（ＳＴ１５）。ＳＴ１５について、決定した可能な量だけ低下させる旨、表示画面に表示する。それにより、オペレータは要素作動部１０ａの出力を低下させる操作が可能になる。ただし、出力調整部２８が部品実装用装置の制御部にその旨を示す指令信号を送信しても良い。出力低下の効果が大きいので、最大出力のモータを特定し、モータの出力を低下させるようにしたが、効果があるのであれば（特に、最大出力のモータの出力の低下が不可能な場合）、最大出力のモータ以外のモータの出力を低下させるものでも構わない。

　次に図１１における作業プロセス毎の消費電力の割合を示したグラフにおいて、消費電力が最大となる作業プロセス３２における要素作動部１０ａの出力を低下させるように調整する手順（監視インターバルにおけるトータル電力を抑える方法）について、図１６を参照して説明する。ここで、ＳＴ２１～ＳＴ２２は作業特定部２７が行う処理であり、ＳＴ２３～ＳＴ２４は出力調整部２８が行う処理である。まず、消費電力が最大の作業プロセス３２を特定する（ＳＴ２１）。次いで、作業プロセス３２におけるトータル出力量が最大のモータを特定する（ＳＴ２２）。なお、ＳＴ２１およびＳＴ２２は、画面表示した各作業プロセス毎の消費電力量の割合、各モータの出力状況をオペレータが見て、オペレータが消費電力の最大要因である作業プロセス、モータを特定し、オペレータがそのモータを入力する操作を受けて、作業特定部２７がその入力結果に従って特定するものでも構わない。

　次いで、モータの出力を下げる事が可能か否かを判断する（ＳＴ２３）。ＳＴ２３は、前述した図１４のＳＴ１４と同じである。ＳＴ２３でモータの出力を下げる事が不可能であると判断した場合には処理を終了するが、可能であると判断した場合には、モータの出力について可能な量だけ低下させる（ＳＴ２４）。ＳＴ２４は、前述した図１４のＳＴ１５と同じである。出力低下の効果が大きいので、最大出力のモータを特定し、モータの出力を低下させるようにしたが、効果があるのであれば（特に、最大出力のモータの出力の低下が不可能な場合）、最大出力のモータ以外のモータの出力を低下させるものでも構わない。

　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

　本出願は、２００８年１１月２８日出願の日本特許出願（特願２００８－３０３９６９）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本発明の電力監視装置および電力監視方法ならびに部品実装用装置は、消費電力の監視結果を消費電力量を低減させるための有用な情報として活用することができるという効果を有し、部品を基板に実装して実装基板を製作する部品実装分野において有用である。

　１，１Ａ　部品実装ライン
　２　ＬＡＮ回線
　３　管理コンピュータ
　４　電力線
　１０　作動部
　１０ａ　要素作動部
　２３ａ，２４ａ，２５ａ　計時タイマ
　２４ｂ　電力計

Claims (9)

1. 　部品実装ラインを構成する部品実装用装置において消費される電力を監視する電力監視装置であって、
   　前記部品実装用装置の装置稼働状態を示す稼働情報を時系列的に収集して稼働情報時系列データを作成する稼働情報収集部と、
   　前記部品実装用装置において消費される電力の量を示す消費電力量を時系列的に計測して電力量時系列データを作成する電力計測部と、
   　前記稼働情報時系列データおよび前記電力量時系列データを、それぞれの時系列における時間軸を相互に同期させて出力する同期出力部とを備えたことを特徴とする電力監視装置。
2. 　前記電力量時系列データは、計測された消費電力量を二酸化炭素排出量に換算した二酸化炭素排出量時系列データを作成して収集したデータであることを特徴とする請求項１に記載の電力監視装置。
3. 　前記稼働情報は、前記部品実装用装置において電力を消費して作動する要素作動部のオンオフ状態を示すオンオフ情報および前記要素作動部によって消費される電力量の指標となる電力指標情報の少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の電力監視装置。
4. 　前記稼働情報時系列データおよび前記電力量時系列データを、それぞれの時系列における時間軸を相互に同期させて、各時点における消費電力量と動作中の要素作動部の電力指標情報との関係がわかるように表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項３に記載の電力監視装置。
5. 　前記電力量時系列データを表示する前記表示部の表示画面上において前記電力量時系列データの時系列における時間軸の特定時点を指示することにより、この特定時点に対応した前記稼働情報を前記表示画面上に表示させることを特徴とする請求項４に記載の電力監視装置。
6. 　電力消費の最大要因となる作業プロセス、もしくは、要素作動部を特定する作業特定部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電力監視装置。
7. 　前記作業特定部により特定された要素作動部、もしくは、特定された作業プロセスで消費電力の最大要因である要素作動部において、消費電力を削減するようにその要素作動部の出力を低下させるように調整する出力調整部を備えたことを特徴とする請求項６に記載の電力監視装置。
8. 　部品実装ラインを構成する部品実装用装置において消費される電力を監視する電力監視方法であって、
   　前記部品実装用装置の装置稼働状態を示す稼働情報を時系列的に収集して稼働情報時系列データを作成する稼働情報収集工程と、
   　前記部品実装用装置において消費される電力の量を示す消費電力量を時系列的に計測して電力量時系列データを作成する電力計測工程と、
   　前記稼働情報時系列データおよび前記電力量時系列データを、それぞれの時系列における時間軸を相互に同期させて出力する同期出力工程とを含むことを特徴とする電力監視方法。
9. 　部品を基板に実装して実装基板を製作する部品実装ラインを構成する部品実装用装置であって、前記部品実装用装置において電力を消費して作動する要素作動部と、請求項１乃至７のいずれかに記載の電力監視装置とを備えたことを特徴とする部品実装用装置。

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