(57)【要約】  本発明の基板位置検索装置（２）は、基板（Ｋ）上の所定位置に配置された任意形状の特徴部（３）を撮像した撮像画像（４Ｘ）を記憶する撮像画像記憶手段（２１）と、特徴部が有する複数の特徴点の相対位置関係を模擬する複数の模擬点を含んだテンプレート（５）を記憶するテンプレート記憶手段（２２）と、撮像画像の中で特徴部の位置を検索する画像中検索手段（２３）と、テンプレートの複数の模擬点（中点５２）を認識できるように表示しつつ、撮像画像にテンプレートを重ねて表示する表示手段（２４）と、を備えた。これによれば、オペレータは、撮像画像中の特徴部（３Ｘ）とテンプレートとの重なり具合が良好状態であるか否かを視覚的に容易に認識でき、特徴部の形状の変化を認識できる。したがって、本発明の基板位置検索装置は、基板上の任意形状の特徴部の位置を検索する用途に好適である。
2017072908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の所定位置に配置された任意形状の特徴部を撮像した撮像画像を記憶する撮像画像記憶手段と、
前記特徴部が有する複数の特徴点の相対位置関係を模擬する複数の模擬点を含んだテンプレートを記憶するテンプレート記憶手段と、
前記撮像画像の中で前記特徴部の位置を検索する画像中検索手段と、
前記テンプレートの前記複数の模擬点を認識できるように表示しつつ、前記撮像画像に前記テンプレートを重ねて表示する表示手段と、を備えた基板位置検索装置。
【請求項２】
前記表示手段は、前記画像中検索手段が前記特徴部の位置を自動で検索できなかったときに動作する請求項１に記載の基板位置検索装置。
【請求項３】
前記複数の特徴点は、前記特徴部の外形線上に離散的に位置する請求項１または２に記載の基板位置検索装置。
【請求項４】
前記テンプレートは、前記特徴部の各前記特徴点を通って前記外形線に交差する線分を模擬した線分テンプレートの集合体からなり、前記テンプレートの前記複数の模擬点は、各前記線分テンプレートの中点とされている請求項３に記載の基板位置検索装置。
【請求項５】
各前記線分テンプレートは、各々の前記中点を境にして前記外形線の内側と外側とで表示色が異なる請求項４に記載の基板位置検索装置。
【請求項６】
各前記線分テンプレートは、各々の前記中点を表示する記号をもつ請求項４に記載の基板位置検索装置。
【請求項７】
前記テンプレートは、前記特徴部の各前記特徴点を通って前記外形線に接する接線を模擬した接線テンプレートの集合体からなり、前記テンプレートの前記複数の模擬点は、各前記接線テンプレートの接点とされている請求項３に記載の基板位置検索装置。
【請求項８】
前記テンプレートは、前記特徴部の各前記特徴点を記号化してそれぞれ前記模擬点とした記号テンプレートの集合体からなる請求項３に記載の基板位置検索装置。
【請求項９】
前記表示手段は、前記撮像画像中の前記特徴部に対して前記テンプレートが相対移動した場合に、前記線分テンプレート、前記接線テンプレート、および前記記号テンプレートの少なくとも一部の表示色を、前記撮像画像中の前記特徴点との位置関係に応じて変化させる請求項４〜８のいずれか一項に記載の基板位置検索装置。
【請求項１０】
前記特徴部が有する複数の特徴点は、前記特徴部の外形線上の点のうち第１方向に最も離れた第１組の２点、および前記第１方向と直交する第２方向に最も離れた第２組の２点の合計４点であり、
前記テンプレートは、前記第１組の２点および前記第２組の２点を通って前記第１方向および第２方向に平行配置される矩形を模擬した矩形テンプレートとされ、前記テンプレートの前記複数の模擬点は、前記矩形テンプレートの各辺とされている請求項１または２に記載の基板位置検索装置。
【請求項１１】
前記特徴部が有する複数の特徴点は、前記特徴部に設定された基準点、前記基準点を挟んで第１方向に対称に配置された第３組の２点、および前記基準点を挟んで前記第１方向と直交する第２方向に対称に配置された第４組の２点の合計５点であり、
前記テンプレートは、前記第１方向および第２方向に平行配置される矩形を模擬した大きさ可変の可変矩形テンプレートとされ、前記テンプレートの前記複数の模擬点は、前記可変矩形テンプレートの各辺および中心とされている請求項１または２に記載の基板位置検索装置。
【請求項１２】
前記画像中検索手段が前記特徴部の位置を自動で検索できなかったときに、オペレータの操作により前記撮像画像中の前記特徴部に対して前記テンプレートを相対移動させる手動操作手段と、
前記撮像画像中の前記複数の特徴点に前記テンプレートの前記複数の模擬点が最もよく重なっている、または最もよく接近していると前記オペレータが判定したときに、前記テンプレートの相対移動量を取得する移動量取得手段と、
取得した前記テンプレートの相対移動量、または前記画像中検索手段が前記特徴部の位置を自動で検索できたときの検索結果に基づいて、前記基板の位置を決定する基板位置決定手段と、をさらに備えた請求項１〜１１のいずれか一項に記載の基板位置検索装置。
【請求項１３】
基板を搬入し、保持し、搬出する基板搬送装置と、
保持された前記基板の位置を決定する請求項１２に記載の基板位置検索装置と、
部品供給装置から供給された部品を保持された前記基板に装着するときに、決定された前記基板の位置に基づいて前記部品の装着位置を補正する部品移載装置と、を備えた部品実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板生産設備などに保持された基板の位置を検索する基板位置検索装置、および、この基板位置検索装置を備えた部品実装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の部品が実装された基板を生産する設備として、はんだ印刷機、部品実装機、リフロー機、基板検査機などがある。これらの設備を連結して基板生産ラインを構成することが一般的になっている。上記したうちリフロー機以外の基板生産設備は、搬入して保持した基板の位置を検出し、検出した位置に基づいて所定の工程作業を実施する。基板の位置検出では、基板上に付設された位置基準マークを撮像し、取得した撮像画像に画像処理を施して位置基準マークを検索することが一般的に行われている。この種の基板の位置検出に関する技術例が、特許文献１および２に開示されている。【０００３】
特許文献１の電子部品実装装置は、回路基板上に配置された２カ所の認識マーク（位置基準マーク）を認識カメラにより撮像して画像処理部により画像処理を行い、回路基板の位置および回転を補正するための補正値を求める。そして、補正値を求めることができなかった場合に、作業者がモニターテレビ上に表示される認識マークを見ながらＪＯＧスイッチを操作して、認識マークをモニターテレビの中心位置に合わせ、ＮＣ制御部から座標位置を読み取らせることにより、手動で補正値を求めようにしている。これによれば、認識マークの汚れや欠け、照明の不備等の原因で補正値を求めることができなかった場合でも、高精度に回路基板の位置および回転を補正できる、とされている。【０００４】
また、特許文献２の電子部品装着装置は、部品吸着ノズルが部品供給部から取り出した電子部品の位置のずれ量を認識カメラで撮像した結果に基づいて把握する認識処理部を備えている。そして、認識処理部で認識エラーが発生したときに、当該電子部品装着装置の運転を休止するとともに部品認識目合わせモードを起動して、目合わせ用グラフィックを表示する。これによれば、認識エラーとなっても良品部品である場合には、廃棄するか装着するかの判断をオペレータに委ねるようにして装着可能にできる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２８３９９４号公報
【特許文献２】特開２００１−３０８６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年の軽薄短小化の趨勢により基板の小型化および部品実装の高密度化の要請が多く寄せられ、位置基準マークを付設するわずかなスペースも節約することが望まれている。この対応策として、基板上に専用の位置基準マークを付設せず、印刷された識別コードなどの文字、部品の種類をシンボル表示する部品記号や、はんだ付け用のランドなどを位置基準マークに代わる特徴部とする方法が考えられている。この場合、特許文献１および２に例示される従来技術では、円形や正方形などの認識しやすい位置基準マークが用いられるのに対して、特徴部は不特定の任意形状となる。このため、特徴部の位置を検出する精度が低下したり、自動検出できなくなったりするおそれが増大しがちである。【０００７】
換言すると、従来技術では、円形や正方形などの位置基準マークを撮像して取得した撮像画像の中で、位置基準マークと同一形状のマークフレームを移動させて、両者の重なる位置を検索していた。したがって、位置基準マークおよびマークフレームの中心位置は明瞭であり、仮に位置基準マークに印刷の欠けやかすれ、はんだの付着などが有っても、位置の検索は比較的容易であった。しかしながら、位置基準マークの代用になる文字、回路記号やランドなどの特徴部は、通常は中心位置が不明瞭であり、かつ外形線の形状が複雑化しているため、位置の検索が相対的に難しくなりがちである。【０００８】
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、基板上で位置基準マークの代用になる任意形状の特徴部の位置を検索する用途に好適な基板位置検索装置、および部品実装機を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の基板位置検索装置は、基板上の所定位置に配置された任意形状の特徴部を撮像した撮像画像を記憶する撮像画像記憶手段と、前記特徴部が有する複数の特徴点の相対位置関係を模擬する複数の模擬点を含んだテンプレートを記憶するテンプレート記憶手段と、前記撮像画像の中で前記特徴部の位置を検索する画像中検索手段と、前記テンプレートの前記複数の模擬点を認識できるように表示しつつ、前記撮像画像に前記テンプレートを重ねて表示する表示手段と、を備えた。【００１０】
また、本発明の部品実装機は、基板を搬入し、保持し、搬出する基板搬送装置と、保持された基板の位置を決定する本発明の基板位置検索装置と、部品供給装置から供給された部品を保持された前記基板に装着するときに、決定された前記基板の位置に基づいて前記部品の装着位置を補正する部品移載装置と、を備えた。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の基板位置検索装置において、表示手段は、特徴部が有する複数の特徴点の相対位置関係を模擬する複数の模擬点をオペレータが認識できるように表示しつつ、特徴部を撮像した撮像画像に複数の模擬点を含んだテンプレートを重ねて表示する。このため、基板上で位置基準マークの代用になる特徴部が任意形状であっても、オペレータは、撮像画像中の特徴部とテンプレートとの重なり具合が良好状態であるか否かを視覚的に容易に認識できる。また、仮に印刷の欠けやかすれ、はんだの付着などに起因して特徴部の形状が変化しても、オペレータは、撮像画像を視認して形状の変化を認識できる。したがって、本発明の基板位置検索装置は、基板上の任意形状の特徴部の位置を検索する用途に好適である。【００１２】
また、本発明の部品実装機によれば、本発明の基板位置検索装置の画像中検索手段による自動検索で基板の位置が決定されている間、基板の生産が継続される。そして、画像中検索手段による自動検索ができなかったときには、オペレータが手動操作で基板の位置を検索する状況が整えられる。したがって、基板の生産効率が総合的に高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の基板位置検索装置の構成を、基板生産ラインおよび部品実装機とともに模式的に示した図である。
【図２】表示手段が撮像画像にテンプレートを重ねて表示した表示部の画面の図であり、画像中検索手段の検索結果が良好であるときの画面が例示されている。
【図３】第１実施形態の基板位置検索装置の動作を表す動作フローの図である。
【図４】画像中検索手段の検索結果が不良であるときに、表示手段が撮像画像にテンプレートを重ねて表示した表示部の画面の図である。
【図５】第１実施形態の第１変形例のテンプレートを説明する表示部の画面の図である。
【図６】第１実施形態の第２変形例のテンプレートを説明する表示部の画面の図である。
【図７】第２実施形態における特徴部の特徴点の設定、およびテンプレートの形状を説明する表示部の画面の図である。
【図８】第３実施形態における特徴部の特徴点の設定、およびテンプレートの形状を説明する表示部の画面の図である。
【図９】第４実施形態の基板位置検索装置の構成を、基板生産ラインおよび実施形態の部品実装機とともに模式的に示した図である。
【図１０】第４実施形態の基板位置検索装置、および実施形態の部品実装機の動作を表す動作フローの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（１．基板生産ライン９および部品実装機１の構成）
本発明の第１実施形態の基板位置検索装置２について、図１〜図４を参考にして説明する。第１実施形態の基板位置検索装置２は、基板生産ライン９を構成する部品実装機１で基板Ｋの位置を検索する用途に用いられる。図１は、第１実施形態の基板位置検索装置２の構成を、基板生産ライン９および部品実装機１とともに模式的に示した図である。基板生産ライン９は、部品実装機１を始めとする複数の基板生産設備、および、ネットワーク９１を介して各基板生産設備に通信接続されたホストコンピュータ９２などにより構成されている。基板位置検索装置２は、ホストコンピュータ９２に組み込まれている。なお、基板位置検索装置２は、部品実装機１の一機能部と捉えることができる。
【００１５】
部品実装機１は、基板搬送装置１２、部品供給装置１３、部品移載装置１４、部品カメラ１５、および制御装置１６などが機台１９に組み付けられて構成されている。図１の左右方向は、基板搬送装置１２が基板Ｋを搬送するＸ軸方向であり、図１の上下方向はＹ軸方向である。基板搬送装置１２、部品供給装置１３、部品移載装置１４、および部品カメラ１５は、制御装置１６から制御され、それぞれが所定の工程作業を行うようになっている。基板位置検索装置２は、制御装置１６に組み込んで構成することも可能である。
【００１６】
基板搬送装置１２は、基板Ｋを装着実施位置に搬入し、保持し、搬出する。基板搬送装置１２は、搬送用の一対のガイドレールおよび一対のコンベアベルト、および保持用のバックアップ装置などで構成されている。部品供給装置１３は、機台１９の上面に着脱されるパレット台１３２上に複数のフィーダ装置１３１が列設されて構成されている。各フィーダ装置１３１は、それぞれテープリールからキャリアテープを繰り出して部品を供給する。
【００１７】
部品移載装置１４は、複数のフィーダ装置１３１から部品を吸着採取し、保持された基板Ｋまで搬送して装着する。部品移載装置１４は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に水平移動可能なＸＹロボットタイプの装置である。部品移載装置１４は、ヘッド駆動機構を構成する一対のＹ軸レール１４１、１４２およびＹ軸スライダ１４３、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に駆動される実装ヘッド１４４、ノズルツール１４５、吸着ノズル１４６、ならびに基板カメラ１４７などで構成されている。ノズルツール１４５は、実装ヘッド１４４に交換可能に保持される一方で、部品を吸着して基板Ｋに装着する吸着ノズル１４６を有する。基板カメラ１４７は、実装ヘッド１４４に設けられており、基板Ｋの上面を撮像する。
【００１８】
部品カメラ１５は、部品供給装置１３の近傍の機台１９の上面に、上向きに設けられている。部品カメラ１５は、実装ヘッド１４４が部品供給装置１３から基板Ｋ上に移動する途中で、吸着ノズル１４６に吸着されている部品の状態を撮像する。制御装置１６は、機台１９に組み付けられており、その配設位置は特に限定されない。制御装置１６は、ネットワーク９１を経由して、ホストコンピュータ９２や、上流側および下流側の基板生産設備と通信接続されている。制御装置１６は、予め保持した装着シーケンスにしたがって部品装着動作を制御する。
【００１９】
ホストコンピュータ９２は、部品実装機１を始めとする各基板生産設備の動作状況を監視するとともに、生産工程の実施を制御する。ホストコンピュータ９２は、一般的なコンピュータ装置であり、演算部９３、記憶部９４、入力部９５、および表示部９６などを備える。ホストコンピュータ９２は、演算部９３にＣＰＵを有し、ソフトウェアによって動作する。ホストコンピュータ９２は、必要に応じて、入力部９５でオペレータの指令を受け付け、表示部９６でオペレータに向けて案内情報を表示し、記憶部９４の内部データや外部のデータベースを参照する。
【００２０】
（２．第１実施形態の基板位置検索装置２の構成）
第１実施形態の基板位置検索装置２は、ホストコンピュータ９２のソフトウェアにより実現されている。このソフトウェアは、演算部９３、記憶部９４、入力部９５、および表示部９６が動作することによって実行される。基板位置検索装置２は、撮像画像記憶手段２１、テンプレート記憶手段２２、画像中検索手段２３、および表示手段２４を備える。
【００２１】
撮像画像記憶手段２１は、任意形状の特徴部３を撮像した撮像画像４を記憶する。詳述すると、撮像画像記憶手段２１は、部品実装機１の基板カメラ１４７を用いて保持された基板Ｋの上面の特徴部３を含む範囲を撮像する。次に、撮像画像記憶手段２１は、取得した撮像画像４の画像データをホストコンピュータ９２に転送して、記憶部９４に記憶する。図２は、撮像画像４の画像データを用いて、表示手段２４が撮像画像４にテンプレート５を重ねて表示した表示部９６の画面の図である。
【００２２】
特徴部３は、基板Ｋが保持される装着実施位置を正確に検出するために、予め設定される。特徴部３は、基板Ｋに印刷された識別コードなどの文字、部品の種類をシンボル表示する部品記号や、はんだ付け用のランドなどとされ、位置基準マークの代用となる。特徴部３は、基板Ｋ上の離れた２箇所、例えば対角線上の２隅に近い位置に設定されることが好ましい。これにより、基板ＫのＸ軸方向およびＹ軸方向の移動、および回転が認識される。特徴部３の基板Ｋ上の位置は、既知であって、基板上の座標系で表される。特徴部３の形状は任意であるが、形状自体は予め分かっている。ただし、特徴部３の実際の形状は、印刷の欠けやかすれ、はんだの付着などに起因して、変形することも生じ得る。図２には、２つの丸形が連結されたひょうたん形状の特徴部３の外形線を破線で表した撮像画像４が例示されている。
【００２３】
特徴部３の形状を代表する複数の特徴点は、外形線上に離散的に設定されている。特徴点の相互間の離隔距離は、全箇所で同一であってもよいし、各箇所で異なっていてもよい。本第１実施形態において、特徴点の相互間の離隔距離は、外形線が急峻に屈曲した箇所で短距離とされ、外形線が緩やかに屈曲した箇所で長距離とされている。これにより、限られた個数の特徴点であっても、特徴部３の形状を高精度に表すことができる。また、位置基準マークの形状に一致したマークフレームを用いる従来技術と比較して、重なり具合を検索する点数が限定されているので、短時間での位置検索が可能になる。
【００２４】
テンプレート記憶手段２２は、特徴部３が有する複数の特徴点の相対位置関係を模擬する複数の模擬点を含んだテンプレート５を記憶する。図２の例で、テンプレート５は、１７個の特徴点に対応して、１７個の線分テンプレート５１の集合体からなる。線分テンプレート５１は、特徴部３の各特徴点を通って外形線に直角に交差する線分を模擬したものである。そして、各特徴点に対応する各模擬点は、各線分テンプレート５１の中点５２とされている。
【００２５】
また、各線分テンプレート５１は、各々の中点５２を境にして外形線の内側５３と外側５４とで表示色が異なるものとされている。図２において、線分テンプレート５１の内側５３は白線で表示され、外側５４は黒線で表示されている。当然ながら、カラー表示方式の表示部９６では、線分テンプレート５１の外形線の内側５３および外側５４は、見分けやすい２色を用いて表示されることが好ましい。
【００２６】
テンプレート５は、特徴部３の設計データ、または良好な形状の特徴部３を良好な条件で撮像した撮像画像を元にして、ホストコンピュータ９２または別のコンピュータにより形状データのイメージとして作成される。テンプレート記憶手段２２は、作成されたテンプレート５の形状データを記憶部９４に記憶する。なお、テンプレート５の表示サイズは、撮像画像４の中の特徴部３の表示サイズに合わせて予め設定され、あるいは自動調整される。
【００２７】
画像中検索手段２３は、撮像画像４の中で特徴部３の位置を検索する。この検索は、主に演算部９３の画像処理機能によって自動で実行される。画像中検索手段２３は、例えば、上記したテンプレート５を撮像画像４の中で相対移動させ、各特徴点と各中点５２との距離をそれぞれ求める。そして、画像中検索手段２３は、距離の総和が所定値以下で最も小さくなる位置関係を以って、特徴部３にテンプレート５が重なったと判定する。この場合、テンプレート５の相対移動量に基づいて、基板Ｋ上の特徴部３の位置を求めることができる。さらに、２箇所の特徴部３の位置に基づいて、基板Ｋの位置および回転を求めることができる。また、画像中検索手段２３は、どのような相対位置関係でも距離の総和が所定値以下にならない場合に、検索エラーと判定する。
【００２８】
なお、画像中検索手段２３は、上述したテンプレート５とは異なるテンプレート、例えば従来技術のマークフレームを用いてもよいし、テンプレートを用いない全く別の方法を実行してもよい。
【００２９】
表示手段２４は、図２に示されるように、テンプレート５の複数の模擬点（各線分テンプレート５１の中点５２）を認識できるように表示しつつ、撮像画像４にテンプレート５を重ねて表示する。表示手段２４は、画像中検索手段２３が特徴部３の位置を検索している途中経過を逐次表示してもよいし、検索結果に対応する表示を行ってもよい。さらに、過去に実施した特徴部３の位置検索の実施内容を蓄積してデータベース化し、表示手段２４が過去の実施内容を表示するようにしてもよい。
【００３０】
（３．第１実施形態の基板位置検索装置２の動作および作用）
次に、第１実施形態の基板位置検索装置２の動作および作用について説明する。図３は、第１実施形態の基板位置検索装置２の動作を表す動作フローの図である。図３の撮像画像記憶ステップＳ１で、まず、撮像画像記憶手段２１が動作する。これにより、図２の中の特徴部３を含む撮像画像４の画像データが記憶部９４に記憶される。次のテンプレート記憶ステップＳ２で、テンプレート記憶憶手段２２が動作する。これにより、図２の中の１７個の線分テンプレート５１の集合体からなるテンプレート５の形状データが記憶部９４に記憶される。なお、撮像画像記憶ステップＳ１とテンプレート記憶ステップＳ２とで、実行順序が入れ替わってもよい。
【００３１】
次の画像中検索ステップＳ３で、画像中検索手段２３が動作し、撮像画像４の中で特徴部３の位置を自動検索する。次の表示ステップＳ４で表示手段２４が動作する。ここでは、表示手段２４は、画像中検索手段２３の検索結果に対応する表示を行うものとする。図２には、検索結果が良好であるときに、表示手段２４によって表示部９６に表示された画面が例示されている。一方、図４は、画像中検索手段２３の検索結果が不良であるときに、表示手段２４が撮像画像４Ｘにテンプレート５を重ねて表示した表示部９６の画面の図である。
【００３２】
図２において、全部の線分テンプレート５１の中点５２は、撮像画像４の中の特徴部３の外形線に概ね重なっている。したがって、画像中検索手段２３は、特徴部３の位置を自動で検索でき、テンプレート５の相対移動量に基づいて、実際の特徴部３の位置を決定できる。これに対し図４において、撮像画像４Ｘの中の特徴部３Ｘは、外形線の図中の左側の部分がへこんで変形している。変形の原因として、特徴部３の印刷の欠けやかすれ、はんだの付着、さらには、基板カメラ１４７による撮像時の照明不良などが考えられる。結果として、２個の線分テンプレート５１Ｘの中点５２Ｘは、撮像画像４Ｘの中の特徴部３Ｘの外形線から大きく外れている。このため、画像中検索手段２３は特徴部３Ｘの位置を自動で検索できず、検索エラーとなる。
【００３３】
表示手段２４の表示内容、すなわち図２や図４に例示された画面を視認することにより、オペレータは、撮像画像４、４Ｘ中の特徴部３、３Ｘとテンプレート５との重なり具合が良好状態であるか否かを視覚的に容易に認識できる。換言すると、オペレータは、画像中検索手段２３における検索精度の良否を容易に認識できる。また、オペレータは、表示手段２４の表示内容を視認することにより、検索エラー発生時の状況、およびその原因なども容易に認識できる。
【００３４】
なお、表示手段２１は、撮像画像４、４Ｘ中の特徴部３、３Ｘに対してテンプレート５が相対移動した場合に、線分テンプレート５１の２色の表示色を撮像画像４、４Ｘ中の特徴点との位置関係に応じて変化させてもよい。例えば、線分テンプレート５１の中点５２が特徴点に対して所定の誤差以内で重なったときに、当該の線分テンプレート５１を２色で表示せず、緑色のみで表示してもよい。また例えば、線分テンプレート５１の中点５２が特徴部３、３Ｘの外形線の内側に位置する場合と、外側に位置する場合とで、使用する２色を互いに異なる組合せにしてもよい。このように、線分テンプレート５１の表示色を可変とすることで、オペレータの視認性がさらに一層向上する。
【００３５】
（４．第１実施形態の基板位置検索装置２の態様および効果）
第１実施形態の基板位置検索装置２は、基板Ｋ上の所定位置に配置された任意形状の特徴部３を撮像した撮像画像４、４Ｘを記憶する撮像画像記憶手段２１と、特徴部３が有する複数の特徴点の相対位置関係を模擬する複数の模擬点（中点５２）を含んだテンプレート５を記憶するテンプレート記憶手段２２と、撮像画像４、４Ｘの中で特徴部３、３Ｘの位置を検索する画像中検索手段２３と、テンプレート５の複数の模擬点（中点５２)を認識できるように表示しつつ、撮像画像４にテンプレート５を重ねて表示する表示手段２４と、を備えた。
【００３６】
第１実施形態において、基板上Ｋで位置基準マークの代用になる特徴部３が任意形状であっても、オペレータは、撮像画像４、４Ｘ中の特徴部３、３Ｘとテンプレート５との重なり具合が良好状態であるか否かを視覚的に容易に認識できる。また、仮に印刷の欠けやかすれ、はんだの付着などに起因して特徴部３Ｘの形状が変化しても、オペレータは、撮像画像４、４Ｘを視認して形状の変化を認識できる。したがって、第１実施形態の基板位置検索装置２は、基板Ｋ上の任意形状の特徴部３の位置を検索する用途に好適である。
【００３７】
さらに、複数の特徴点は、特徴部３の外形線上に離散的に位置している。これによれば、限られた個数の特徴点であっても、特徴部３の形状を高精度に表すことができる。また、位置基準マークの形状に一致したマークフレームを用いる従来技術と比較して、重なり具合を検索する点数が限定されている。したがって、画像中検索手段２３がテンプレート５を用いて自動で特徴部３の位置を検索する場合に、検索所要時間が削減される。また、オペレータがテンプレート５を用いて手動で特徴部３の位置を検索する場合に、重なり具合の判定が容易になる。
【００３８】
さらに、テンプレート５は、特徴部３の各特徴点を通って外形線に交差する線分を模擬した線分テンプレート５１の集合体からなり、テンプレート５の複数の模擬点は、各線分テンプレート５１の中点５２とされている。これによれば、面積も長さも有さない模擬点が線分テンプレート５１の中点５２によって見易く表示されるので、オペレータの視認性が良好になる。
【００３９】
さらに、各線分テンプレート５１は、各々の中点５２を境にして外形線の内側５３と外側５４とで表示色が異なる。これによれば、線分テンプレート５１の中点５２が撮像画像４、４Ｘ中の特徴部３、３Ｘの外形線の内側に位置するかそれとも外側に位置するかの見分けが容易になり、確実に視認される。したがって、オペレータは、特徴部３、３Ｘとテンプレート５との重なり具合を精度よくかつ容易に認識できる。
【００４０】
さらに、表示手段２１は、撮像画像４、４Ｘ中の特徴部３、３Ｘに対してテンプレート５が相対移動した場合に、線分テンプレート５１の表示色を撮像画像４、４Ｘ中の特徴点との位置関係に応じて変化させてもよい。この態様では、オペレータの視認性がさらに一層向上する。
【００４１】
（５．第１実施形態の基板位置検索装置２の変形例）
第１実施形態の基板位置検索装置２におけるテンプレート５は、変形可能であり、以下に詳細説明する。図５は、第１実施形態の第１変形例のテンプレート５Ａを説明する表示部９６の画面の図であり、図６は、第１実施形態の第２変形例のテンプレート５Ｂを説明する表示部９６の画面の図である。
【００４２】
図５の第１変形例において、テンプレート５Ａの各線分テンプレート５５は、各々の中点を表示する記号５６をもつ。記号５６としては、図５に例示されるように、線分テンプレート５５に直交する交線を用いることができる。これに限定されず、記号５６として黒丸などを用いてもよい。
【００４３】
第１実施形態の第１変形例では、テンプレート５Ａの各線分テンプレート５５は、各々の中点を表示する記号５６をもつ。第１変形例においても、２色で表示される線分テンプレート５１と同様に、オペレータの視認性が良好になる。
【００４４】
図６の第２変形例において、テンプレート５Ｂは、特徴部３の各特徴点を通って外形線に接する接線を模擬した接線テンプレート５７の集合体からなり、テンプレート５Ｂの複数の模擬点は、各接線テンプレート５７の接点とされている。第２変形例においても、２色で表示される線分テンプレート５１と同様に、オペレータの視認性が良好になる。
【００４５】
さらに、テンプレートは、特徴部３の各特徴点を記号化してそれぞれ模擬点とした記号テンプレートの集合体からなるようにしてもよい。記号テンプレートとして、各特徴点を記号化した丸印や×印、矢印などを用いても、オペレータの視認性が良好になるという効果は同様である。
【００４６】
（６．第２実施形態の基板位置検索装置）
次に、第２実施形態の基板位置検索装置について、第１実施形態およびその変形例と異なる点を主に説明する。第２実施形態において、基板生産ライン９および部品実装機１の構成は、第１実施形態と同様であり、特徴部３が有する複数の特徴点の設定、およびテンプレートの形状が、第１実施形態と異なる。図７は、第２実施形態における特徴部３の特徴点の設定、およびテンプレートの形状を説明する表示部９６の画面の図である。
【００４７】
第２実施形態において、特徴部３が有する複数の特徴点は、合計４点が設定されている。すなわち、特徴部３の外形線上の点のうちＸ軸方向（第１方向）に最も離れた第１組の２つの特徴点３１、３２、およびＹ軸方向（第２方向）に最も離れた第２組の２つの特徴点３３、３４が設定されている。
【００４８】
一方、テンプレートは、第１組の２つの特徴点３１、３２および第２組の２つの特徴点３３、３４を通ってＸ軸方向およびＹ軸方向に平行配置される矩形を模擬した矩形テンプレート６１とされている。矩形テンプレート６１の各辺は、４つの特徴点３１〜３４にそれぞれ重なるべき模擬点に相当する。矩形テンプレート６１は、矩形の中心位置を表す十字型の中心テンプレート６２を含んでいる。中心テンプレート６２の撮像画像４Ｘ上における座標値Ｃ（ｘ，ｙ）は、画面の右上に常時表示される。
【００４９】
さらに、第２実施形態の基板位置検索装置は、手動操作手段２５を備えている。手動操作手段２５として、画面上に表示される上移動用カーソル２５１、下移動用カーソル２５２、左移動用カーソル２５３、および右移動用カーソル２５４を例示できる。オペレータは、入力部９５のマウスのポインタをいずれかの移動用カーソル２５１〜２５４に重ねてクリックすることにより、矩形テンプレート６１を撮像画像の中の特徴部３Ｘに対して相対移動することができる。
【００５０】
図７において、画像中検索手段２３の検索結果が不首尾となり、矩形テンプレート６１は、当初破線で示された位置に表示されていた。オペレータは、下移動用カーソル２５２および右移動用カーソル２５４を用いることにより、矩形テンプレート６１を実線で示される位置に移動できる。実線で示される位置の矩形テンプレート６１は、各辺がそれぞれ特徴点３１〜３４に重なっている。このときの中心テンプレート６２の座標値Ｃ（ｘ，ｙ）に基づいて、オペレータは、特徴部３の位置を演算することができる。
【００５１】
第２実施形態の基板位置検索装置において、特徴部３が有する複数の特徴点は、特徴部３の外形線上の点のうちＸ軸方向（第１方向）に最も離れた第１組の２つの特徴点３１、３２、およびＹ軸方向（第２方向）に最も離れた第２組の２つの特徴点３３、３４の合計４点であり、テンプレートは、第１組の２つの特徴点３１、３２および第２組の２つの特徴点３３、３４を通ってＸ軸方向およびＹ軸方向に平行配置される矩形を模擬した矩形テンプレート６１とされ、テンプレートの複数の模擬点は、矩形テンプレート６１の各辺とされている。
【００５２】
これによれば、重なり具合を検索する点数が４点に限定されているので、画像中検索手段２３が矩形テンプレート６１を用いて自動で特徴部３の位置を検索する場合に、検索所要時間が顕著に削減される。また、オペレータが矩形テンプレート６１を用いて手動で特徴部３の位置を検索する場合に、重なり具合の判定が極めて容易になる。ただし、撮像画像４Ｘの中の特徴部３Ｘが変形して、撮像画像４Ｘの中の特徴点３１〜３４のいずれかが消失している場合には、オペレータの判断が必要になる。
【００５３】
（７．第３実施形態の基板位置検索装置）
次に、第３実施形態の基板位置検索装置について、第１および第２実施形態と異なる点を主に説明する。第３実施形態において、基板生産ライン９および部品実装機１の構成は、第１実施形態と同様であり、特徴部３が有する複数の特徴点の設定、およびテンプレートの形状が、第１および第２実施形態と異なる。図８は、第３実施形態における特徴部３の特徴点の設定、およびテンプレートの形状を説明する表示部９６の画面の図である。
【００５４】
第３実施形態において、特徴部３が有する複数の特徴点は、合計５点が設定されている。すなわち、特徴部３に設定された基準点に相当する特徴点３５、特徴点３５を挟んでＸ軸方向（第１方向）に対称に配置された第３組の２つの特徴点３６、３７、および特徴点３５を挟んでＹ軸方向（第２方向）に対称に配置された第４組の２つの特徴点３８、３９が設定されている。本第３実施形態において、簡易な例として、特徴点３６〜３９は、第２実施形態の特徴点３１〜３４と同じ設定とし、特徴部３が存在するＸ軸方向およびＹ軸方向の中央位置を基準点に相当する特徴点３５に設定している。これに限定されず、特徴部３の形状に応じて、位置を特定しやすい任意の特徴点を自由に設定できる。
【００５５】
一方、テンプレートは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に平行配置される矩形を模擬した大きさ可変の可変矩形テンプレート６５とされている。可変矩形テンプレート６５の各辺は、４つの特徴点３６〜３９にそれぞれ重なるべき模擬点に相当する。可変矩形テンプレート６５は、矩形の中心位置を表す十字型の中心テンプレート６６を含んでいる。中心テンプレート６６の撮像画像４Ｘ上における座標値Ｃ（ｘ，ｙ）は、画面の右上に常時表示される。
【００５６】
さらに、第３実施形態の基板位置検索装置は、第２実施形態と同じ手動操作手段２５を備えている。オペレータは、入力部９５のマウスのポインタを可変矩形テンプレート６５のいずれかの辺に重ねてクリックすることで当該の辺を選択し、次いでポインタを移動用カーソル２５１〜２５４に重ねてクリックする。これにより、選択した辺だけを移動させて、可変矩形テンプレート６５の大きさを変更することができる。
【００５７】
図８において、画像中検索手段２３の検索結果が不首尾となり、可変矩形テンプレート６５は、当初破線で示された位置に表示されていた。オペレータは、可変矩形テンプレート６５の左辺を選択し、右移動用カーソル２５４を用いることにより、可変矩形テンプレート６５を実線で示される形状にすることができる。実線で示される形状の可変矩形テンプレート６５は、各辺がそれぞれ特徴点３６〜３９に重なっている。さらに、中心テンプレート６６は、自動的に特徴点３５に重なる。このときの中心テンプレート６６の座標値Ｃ（ｘ，ｙ）に基づいて、オペレータは、特徴部３の位置を演算することができる。
【００５８】
第３実施形態の基板位置検索装置において、特徴部３が有する複数の特徴点は、特徴部３に設定された基準点に相当する特徴点３５、特徴点３５を挟んでＸ軸方向（第１方向）に対称に配置された第３組の２つの特徴点３６、３７、および特徴点３５を挟んでＹ軸方向（第２方向）に対称に配置された第４組の２つの特徴点３８、３９の合計５点であり、テンプレートは、Ｘ方向およびＹ軸方向に平行配置される矩形を模擬した大きさ可変の可変矩形テンプレート６５とされ、テンプレートの複数の模擬点は、可変矩形テンプレート６５の各辺および中心テンプレート６６とされている。
【００５９】
これによれば、第２実施形態と同様に、重なり具合を検索する点数が４点に限定されているので、画像中検索手段２３が可変矩形テンプレート６５を用いて自動で特徴部３の位置を検索する場合に、検索所要時間が顕著に削減される。また、オペレータが可変矩形テンプレート６５を用いて手動で特徴部３の位置を検索する場合に、重なり具合の判定が極めて容易になる。ただし、撮像画像４Ｘの中の特徴部３Ｘが変形して、撮像画像４Ｘの中の特徴点３５〜３９のいずれかが消失している場合には、オペレータの判断が必要になる。
【００６０】
（８．第４実施形態の基板位置検索装置２Ｄおよび実施形態の部品実装機１Ｄ）
次に、第４実施形態の基板位置検索装置２Ｄおよび実施形態の部品実装機１Ｄについて、第１〜第３実施形態と異なる点を主に説明する。図９は、第４実施形態の基板位置検索装置２Ｄの構成を、基板生産ライン９および実施形態の部品実装機１Ｄとともに模式的に示した図である。第４実施形態で用いるテンプレートは、第１実施形態のテンプレート５、その変形例のテンプレート５Ａ、５Ｂ、第２実施形態の矩形テンプレート６１、および第３実施形態の可変矩形テンプレート６５のいずれでもよい。
【００６１】
第４実施形態の基板位置検索装置２Ｄは、ホストコンピュータ９２内のソフトウェアにより実現されている。基板位置検索装置２Ｄは、第１実施形態で説明した４手段２１〜２４に加え、手動操作手段２５、移動量取得手段２６、および基板位置決定手段２７をさらに備えている。基板位置検索装置２Ｄは、実施形態の部品実装機１Ｄの一機能部と捉えることができる。
【００６２】
手動操作手段２５は、画像中検索手段２３が特徴部３の位置を自動で検索できなかったときに、オペレータの操作により撮像画像４Ｘ中の特徴部３Ｘに対してテンプレート５、５Ａ、５Ｂ、６１、６５を相対移動させる。手動操作手段２５は、第２および第３実施形態で説明した４種類の移動用カーソル２５１〜２５４であってもよいし、入力部９５のキーボードの移動ボタンや、その他のオペレータの操作手段であってもよい。また、手動操作手段２５は、テンプレート５、５Ａ、５Ｂ、６１、６５の位置を画面上に固定して、撮像画像４、４Ｘを相対移動させてもよい。
【００６３】
移動量取得手段２６は、撮像画像４、４Ｘ中の複数の特徴点にテンプレート５、５Ａ、５Ｂ、６１、６５の複数の模擬点（中点５２他）が最もよく重なっている、または最もよく接近しているとオペレータが判定したときに、テンプレート５、５Ａ、５Ｂ、６１、６５の相対移動量を取得する。第２および第３実施形態において、相対移動量は、中心テンプレート６２、６６の移動量から求めることができる。また、第１実施形態およびその変形例においても、テンプレート５、５Ａ、５Ｂは単に平行移動するだけであるので、相対移動量の取得は容易である。
【００６４】
基板位置決定手段２７は、移動量取得手段２６が取得したテンプレート５、５Ａ、５Ｂ、６１、６５の相対移動量に基づいて、基板Ｋの位置を決定する。あるいは、基板位置決定手段２７は、画像中検索手段２３が特徴部３の位置を自動で検索できたときの検索結果に基づいて、基板Ｋの位置を決定する。
【００６５】
実施形態の部品実装機１Ｄは、ハードウェアの構成が第１実施形態と同じであり、一機能部としての基板位置検索装置２Ｄが第１実施形態と異なる。
【００６６】
図１０は、第４実施形態の基板位置検索装置２Ｄ、および実施形態の部品実装機１Ｄの動作を表す動作フローの図である。基板位置検索装置２Ｄは、基板Ｋ上の２箇所の特徴部３について、撮像画像記憶ステップＳ１１から移動量取得ステップＳ１８までの範囲を繰り返す。図１０の撮像画像記憶ステップＳ１１、テンプレート記憶ステップＳ１２、および画像中検索ステップＳ１３は、第１実施形態のステップＳ１〜Ｓ３と同じであるので説明は省略する。画像中検索ステップＳ１３の後のステップＳ１４で、基板位置検索装置２Ｄは、画像中検索手段２３が特徴部３の位置を自動で検索できたか否か判定する。基板位置検索装置２Ｄは、自動で検索できたときに制御の実行を基板位置決定ステップＳ１９に進め、自動で検索できなかったときに制御の実行を表示ステップＳ１５に進める。
【００６７】
表示ステップＳ１５で、表示手段２４が動作して、テンプレート５、５Ａ、５Ｂ、６１、６５の複数の模擬点（中点５２他）を認識できるように表示しつつ、撮像画像４、４Ｘにテンプレート５、５Ａ、５Ｂ、６１、６５を重ねて表示部９６に表示する。次のステップＳ１６で、オペレータは、表示部９６の画面を見て、撮像画像４、４Ｘ中の複数の特徴点にテンプレート５、５Ａ、５Ｂ、６１、６５の複数の模擬点が最もよく重なっている良好状態、または最もよく接近している良好状態であるか否かを判定する。オペレータは、判定結果の良否を入力部９５から入力する。基板位置検索装置２Ｄは、良好状態であるときに制御の実行を移動量取得ステップＳ１８に進め、良好状態でないときに制御の実行を手動操作ステップＳ１７に進める。
【００６８】
手動操作ステップＳ１７で、手動操作手段２５が動作して、オペレータの操作を受け付ける。手動操作手段２５は、オペレータの操作にしたがい、撮像画像４Ｘ中の特徴部３Ｘに対してテンプレート５、５Ａ、５Ｂ、６１、６５を相対移動させる。その後に表示ステップＳ１５に戻り、表示手段２４は、相対移動後の最新状態を更新表示する。ステップＳ１５〜Ｓ１７は、ステップＳ１６でオペレータが良好状態と判定するまで繰り返して実行される。
【００６９】
良好状態と判定された後の移動量取得ステップＳ１８で、移動量取得手段２６が動作して、テンプレート５、５Ａ、５Ｂ、６１、６５の相対移動量を取得する。ステップＳ１４または移動量取得ステップＳ１８に続く基板位置決定ステップＳ１９で、基板位置決定手段２７が動作して、基板Ｋの位置を決定する。換言すると、基板位置決定手段２７は、２箇所の特徴部３の自動検索の結果、または２箇所の特徴部３の手動検索の結果、または、自動検索および手動検索を併用した結果に基づいて、基板Ｋの位置および回転を求める。基板位置決定手段２７は、決定された基板Ｋの位置の情報を部品実装機１Ｄの制御装置１６に伝送する。
【００７０】
次の装着位置補正ステップＳ２０は、実施形態の部品実装機１Ｄの動作である。制御装置１６は、基板Ｋの位置および回転の情報を部品移載装置１４に伝送する。部品移載装置１４は、基板Ｋの位置および回転の情報に基づいて、部品の装着位置を補正する。これにより、部品移載装置１４は、部品供給装置１３から供給された部品を保持された基板Ｋに装着するときに、装着位置の精度を高く維持できる。
【００７１】
第４実施形態の基板位置検索装置２Ｄにおいて、表示手段２４は、画像中検索手段２３が特徴部３の位置を自動で検索できなかったときに動作する。これによれば、自動検索ができなかったときに、自動的に表示手段２４が動作してオペレータによる認識が可能になり、自動検索ができたときには、必要のない表示動作が省略される。したがって、基板位置検索装置２Ｄは、動作効率が高く、かつ使い勝手が良い。
【００７２】
さらに、第４実施形態の基板位置検索装置２Ｄは、画像中検索手段２３が特徴部３の位置を自動で検索できなかったときに、オペレータの操作により撮像画像４Ｘ中の特徴部３Ｘに対してテンプレート５、５Ａ、５Ｂ、６１、６５を相対移動させる手動操作手段２５と、撮像画像４Ｘ中の複数の特徴点にテンプレート５、５Ａ、５Ｂ、６１、６５の複数の模擬点が最もよく重なっている、または最もよく接近しているとオペレータが判定したときに、テンプレートの相対移動量を取得する移動量取得手段２６と、取得したテンプレート５、５Ａ、５Ｂ、６１、６５の相対移動量、または画像中検索手段２３が特徴部３の位置を自動で検索できたときの検索結果に基づいて、基板Ｋの位置を決定する基板位置決定手段２７と、をさらに備えた。
【００７３】
これによれば、基板Ｋ上で位置基準マークの代用になる特徴部３が任意形状であっても、画像中検索手段２３による自動検索により、あるいは、表示手段２４および手動操作手段２５などで実現される手動検索により、基板Ｋの位置を決定することができる。
【００７４】
また、実施形態の部品実装機１Ｄは、基板Ｋを搬入し、保持し、搬出する基板搬送装置１２と、保持された基板Ｋの位置を決定する第４実施形態の基板位置検索装置２Ｄと、部品供給装置１３から供給された部品を保持された基板Ｋに装着するときに、決定された基板Ｋの位置に基づいて部品の装着位置を補正する部品移載装置１４と、を備えている。
【００７５】
これによれば、基板位置検索装置２Ｄの画像中検索手段２３による自動検索で基板Ｋの位置が決定されている間、基板Ｋの生産が継続される。そして、画像中検索手段２３による自動検索ができなかったときには、オペレータが手動操作で基板Ｋの位置を検索する状況が整えられる。したがって、基板Ｋの生産効率が総合的に高められる。
【００７６】
（９．実施形態の応用および変形）
なお、基板Ｋ上の位置基準マークに代わる特徴部の形状として、図２に示されたひょうたん形状の特徴部３以外の任意形状を採用できる。また、基板Ｋの回転を考慮しない場合、特徴部３は、基板Ｋ上に１箇所設定すればよい。さらに、第４実施形態の基板位置検索装置２Ｄは、部品実装機１、１Ｄ以外の基板生産装置、例えば、はんだ印刷機や基板検査機に組み込むことも可能である。本発明は、その他にも様々な応用や変形が可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１、１Ｄ：部品実装機    １２：基板搬送装置    １３：部品供給装置
１４：部品移載装置    １４７：基板カメラ    １６：制御装置
２、２Ｄ：基板位置検索装置    ２１：撮像画像記憶手段
２２：テンプレート記憶手段    ２３：画像中検索手段
２４：表示手段    ２５：手動操作手段
２６：移動量取得手段    ２７：基板位置決定手段
３、３Ｘ：特徴部    ３１〜３９：特徴点
４、４Ｘ：撮像画像
５、５Ａ、５Ｂ：テンプレート
５１：線分テンプレート    ５２：中点    ５３：内側
５４：外側    ５５：線分テンプレート    ５６：記号
５７：接線テンプレート
６１：矩形テンプレート    ６２：中心テンプレート
６５：可変矩形テンプレート    ６６：中心テンプレート
９：基板生産ライン    ９２：ホストコンピュータ
【図１】
2017072908.tif 000003
【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】
2017072908.tif 000012
【国際調査報告】
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2017072908.tif 000014
2017072908.tif 000015
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