(57)【要約】  トレース装置は、対基板作業機による基板製品の生産処理において実行された画像処理の結果が正常と判定される許容範囲にある場合に、画像処理の結果の信頼性を示す適合条件を画像処理が満たすか否かを判定する適合判定部と、適合判定部による判定結果に応じて画像処理に用いられた画像データをトレーサビリティ情報として記録する情報管理部と、を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対基板作業機による基板製品の生産処理において実行された画像処理の結果が正常と判定される許容範囲にある場合に、前記画像処理の結果の信頼性を示す適合条件を前記画像処理が満たすか否かを判定する適合判定部と、
前記適合判定部による判定結果に応じて前記画像処理に用いられた画像データをトレーサビリティ情報として記録する情報管理部と、
を備えるトレース装置。
【請求項２】
前記画像処理は、前記基板製品を構成する構成品の状態を認識する処理であり、
前記適合条件には、前記構成品が位置する座標値または角度の予定範囲に収まることが含まれる、請求項１に記載のトレース装置。
【請求項３】
前記対基板作業機は、供給された部品を装着ヘッドにより保持し、回路基板に前記部品を装着することにより前記基板製品を生産する部品装着機であり、
前記構成品には、前記部品が含まれ、
前記画像処理は、前記部品装着機において採取可能に供給された前記部品、または前記装着ヘッドに保持された前記部品の状態を認識する処理である、請求項２に記載のトレース装置。
【請求項４】
前記構成品には、回路基板が含まれ、
前記画像処理は、前記対基板作業機において位置決めされた前記回路基板、または前記対基板作業機の機内において搬送中の前記回路基板の状態を認識する処理である、請求項２に記載のトレース装置。
【請求項５】
前記トレース装置は、複数回に亘って実行された前記画像処理の結果に基づいて、統計的な前記適合条件を設定する条件設定部をさらに備える、請求項２−４の何れか一項に記載のトレース装置。
【請求項６】
前記条件設定部は、前記画像処理の結果の平均値、中央値、または最頻値に基づいて、統計的な前記適合条件を設定する、請求項５に記載のトレース装置。
【請求項７】
前記条件設定部は、作業者による前記予定範囲の指定を受け付け、前記画像処理の実行回数に応じて、前記予定範囲の指定に基づく前記適合条件と統計的な前記適合条件とを切り換えて設定する、請求項５または６に記載のトレース装置。
【請求項８】
前記画像処理は、前記基板製品を構成する構成品に付された識別コードを読み取る処理である、請求項１−７の何れか一項に記載のトレース装置。
【請求項９】
前記適合条件には、前記識別コードに記録された文字列が規定の文字を有すること、または規定の文字数であることが含まれる、請求項８に記載のトレース装置。
【請求項１０】
前記識別コードは、複数のセルが配列された二次元コードであり、
前記適合条件には、前記複数のセルの数、または前記二次元コードのサイズが規定値であり、または前記二次元コードの印字方向が規定方向であることが含まれる、請求項８または９に記載のトレース装置。
【請求項１１】
前記適合条件には、前記画像処理の所要時間が規定範囲内であることが含まれる、請求項１−１０の何れか一項に記載のトレース装置。
【請求項１２】
前記情報管理部は、前記適合判定部により前記画像処理が前記適合条件を満たさないと判定された場合に、前記画像処理に用いられた前記画像データをトレーサビリティ情報として記録する、請求項１−１１の何れか一項に記載のトレース装置。
【請求項１３】
前記情報管理部は、前記画像処理に用いられたパラメータを前記画像データに関連付けて前記トレーサビリティ情報として記録する、請求項１−１２の何れか一項に記載のトレース装置。
【請求項１４】
前記画像処理には、前記基板製品を構成する構成品を撮像して取得された前記画像データを用いた一次画像処理と、前記一次画像処理の後に同一の前記構成品を対象として実行される二次画像処理とが含まれ、
前記適合条件には、前記二次画像処理が一定の信頼性を有することが含まれる、請求項１−１３の何れか一項に記載のトレース装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレース装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
対基板作業機は、基板製品を生産する生産処理において、作業の確実性を向上させるために画像処理を実行する。対基板作業機に適用されるトレース装置は、対基板作業機による生産処理をトレースできるように、トレーサビリティ情報を記録する。特許文献１には、生産処理の実行中に異常が検出された場合に、トレーサビリティ情報として画像処理に用いられた画像データを記録する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６９３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、異常と判定すべき画像処理において、種々の原因により誤って正常と判定した場合には、その画像処理に用いられた画像データは、トレース装置による記録の対象とはならない。そのため、検査工程などの後工程において異常が検出されても生産処理をトレースすることができないことがあった。また、画像処理の結果に関わらず全ての画像データを記録する構成では、記録された多量の画像データに基づいて異常の原因となる画像処理を特定することは容易ではない。【０００５】
本明細書は、対基板作業機の生産処理を対象としたトレーサビリティを向上できるトレース装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書は、対基板作業機による基板製品の生産処理において実行された画像処理の結果が正常と判定される許容範囲にある場合に、前記画像処理の結果の信頼性を示す適合条件を前記画像処理が満たすか否かを判定する適合判定部と、前記適合判定部による判定結果に応じて前記画像処理に用いられた画像データをトレーサビリティ情報として記録する情報管理部と、を備えるトレース装置を開示する。
【発明の効果】
【０００７】
このような構成によると、画像処理の結果が正常であっても一定の信頼性を有しない場合には、その画像処理に用いられた画像データは、トレーサビリティ情報として記録される。つまり、トレース装置は、画像処理において異常が疑われる画像データを記録の対象とする。これにより、画像処理において誤って正常と判定し、後工程において異常が検出された場合に、トレーサビリティ情報として記録された画像データに基づいて、異常の原因となる画像処理を特定することが可能となる。よって、部品装着機の生産処理を対象としたトレーサビリティを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態におけるトレース装置が適用された部品装着機を示す模式図である。
【図２】装着ヘッドおよびヘッドカメラユニットの一部を拡大して示す側面図である。
【図３】部品装着機による生産処理を示すフローチャートである。
【図４】画像処理の結果、および画像処理における許容範囲と適合条件との対応を示す図である。
【図５】画像処理を示すフローチャートである。
【図６】画像処理および適合判定の結果と画像データの記録の要否との対応を示す図である。
【図７】適合条件の設定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
１．実施形態
以下、トレース装置を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。トレース装置は、対基板作業機による生産処理をトレースできるように、トレーサビリティ情報を記録する。本実施形態において、トレース装置が対基板作業機としての部品装着機に適用された態様を例示する。
【００１０】
１−１．部品装着機１の構成
部品装着機１は、回路基板（以下、単に「基板」と称する）９０に複数の部品Ｐ（図２を参照）を装着して基板製品を生産する。部品装着機１は、図１に示すように、基板搬送装置１０、部品供給装置２０、部品移載装置３０、部品カメラ５１、基板カメラ５２、ヘッドカメラユニット６０、および制御装置７０を備える。
【００１１】
基板搬送装置１０は、ベルトコンベアおよび位置決め装置などにより構成される。基板搬送装置１０は、基板９０を搬送方向へと順次搬送する搬送処理、および基板９０を機内の所定位置に位置決めする位置決め処理を実行する。基板搬送装置１０は、生産処理の実行前に部品装着機１の機内に基板９０を搬入した後に位置決めする。基板搬送装置１０は、部品装着機１による部品の生産処理が終了した後に、基板９０を部品装着機１の機外に搬出する。
【００１２】
部品供給装置２０は、基板９０に装着される部品を供給する。部品供給装置２０は、複数のスロット２１にセットされたフィーダ２２を備える。フィーダ２２は、多数の部品が収納されたキャリアテープを送り移動させて、部品を採取可能に供給する。また、部品供給装置２０は、例えば比較的大型の部品を、パレット２４に載置されたトレイ２５上に並べた状態で供給する。部品供給装置２０は、収納棚２３に複数のパレット２４を収納し、装着処理に応じて所定のパレット２４を引き出して部品を供給する。
【００１３】
部品移載装置３０は、部品供給装置２０により供給された部品を、基板搬送装置１０により機内に搬入された基板９０上の所定の装着位置まで移載する。部品移載装置３０のヘッド駆動装置３１は、直動機構により移動台３２を水平方向（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）に移動させる。移動台３２には、図示しないクランプ部材により装着ヘッド４０が交換可能に固定されている。
【００１４】
装着ヘッド４０は、図２に示すように、Ｚ軸と平行なＲ軸回りに回転可能なロータリヘッド４１を有する。ロータリヘッド４１は、Ｒ軸と同心の円周上において周方向に等間隔に配置された複数のホルダ４２をＺ軸方向に摺動可能に支持する。複数のホルダ４２の下端部には、吸着ノズル４３が交換可能にそれぞれ取り付けられる。装着ヘッド４０は、ホルダ４２と吸着ノズル４３を一体的に昇降させるとともに、Ｚ軸と平行で且つホルダ４２の中心を通るθ軸周りに回転させる。
【００１５】
複数の吸着ノズル４３のそれぞれには、負圧エア供給源からホルダ４２を介して負圧エアが供給される。これにより、複数の吸着ノズル４３のそれぞれは、先端部において部品Ｐを吸着して保持する。なお、上記の負圧エア供給源は、例えば装着ヘッド４０の内部に設けられたエアポンプ等により構成される。上記のように、装着ヘッド４０は、部品供給装置２０により供給された部品Ｐを保持する。また、装着ヘッド４０は、部品Ｐを保持する吸着ノズル４３のθ軸周りの角度、およびＺ軸方向の高さを制御する。
【００１６】
部品カメラ５１、基板カメラ５２、およびヘッドカメラユニット６０は、ＣＭＯＳなどの撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。部品カメラ５１、基板カメラ５２、およびヘッドカメラユニット６０は、通信可能に接続された制御装置７０による制御信号に基づいて撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを制御装置７０に送出する。
【００１７】
部品カメラ５１は、図１に示すように、光軸がＺ軸方向の上向きとなるように部品装着機１の基台に固定されている。部品カメラ５１は、装着ヘッド４０の吸着ノズル４３に保持された部品を下方から撮像可能に構成されている。基板カメラ５２は、光軸がＺ軸方向の下向きとなるように部品移載装置３０の移動台３２に設けられる。基板カメラ５２は、基板９０を上方から撮像可能に構成されている。
【００１８】
ヘッドカメラユニット６０は、図２に示すように、装着ヘッド４０に設けられ、移動台３２の移動に伴って装着ヘッド４０と一体的に移動する。ヘッドカメラユニット６０は、装着ヘッド４０に取り付けられた吸着ノズル４３および吸着ノズル４３に保持された部品Ｐを側方から撮像する。ヘッドカメラユニット６０の撮像による画像データは、制御装置７０において画像処理され、部品Ｐの各種検査などに用いられる。上記の各種検査には、例えば部品Ｐがリード部品である場合に、リード部の平坦度検査やリード部の高さ検査などが含まれる。
【００１９】
ヘッドカメラユニット６０は、図２に示すように、光源６１と、反射部材６２と、カメラ装置６３とを備える。光源６１は、ロータリヘッド４１の中心方向（Ｒ軸方向）に光を放射する複数の発光ダイオードなどにより構成される。反射部材６２は、円柱状に形成され、ロータリヘッド４１の下端にＲ軸と同軸となるように配置される。反射部材６２は、光源６１が照射した光を、円筒状の外周面において反射する。
【００２０】
カメラ装置６３は、光源６１および反射部材６２により光を照射されたホルダ４２、吸着ノズル４３、および部品Ｐを撮像する。ヘッドカメラユニット６０の撮像により取得された画像データは、反射部材６２を背景とし、ホルダ４２や吸着ノズル４３、部品Ｐが存在する範囲が影となるように生成される。なお、画像データは、制御装置７０において、例えば二値化などの画像処理を実行されて、背景とのコントラストを強調される。
【００２１】
制御装置７０は、主として、ＣＰＵや各種メモリ、制御回路により構成される。制御装置７０は、基板９０に部品を装着する装着処理を生産処理として実行する。制御装置７０は、外部のホストコンピュータと通信し、各種情報に基づいて部品移載装置３０などの動作を制御する。制御装置７０は、図１に示すように、記憶部７１、装着制御部７２、およびトレース装置８０を有する。
【００２２】
記憶部７１は、ハードディスク装置などの光学ドライブ装置、またはフラッシュメモリなどにより構成される。この記憶部７１には、部品装着機１を動作させるための制御プログラム、部品カメラ５１、基板カメラ５２、およびヘッドカメラユニット６０から制御装置７０に送出された画像データ、後述するトレース装置８０により記録されたトレーサビリティ情報などが記憶される。トレース装置８０の詳細については後述する。
【００２３】
装着制御部７２は、吸着ノズル４３に保持された部品Ｐを基板９０に装着させる装着処理を実行する。より詳細には、装着制御部７２は、装着処理において、部品装着機１に複数設けられた各種センサから出力される情報、画像処理の結果などを入力する。そして、装着制御部７２は、記憶部７１に記憶された制御プログラム、各種センサによる情報、画像処理の結果などに基づき、部品移載装置３０などに制御信号を送出する。これにより、装着ヘッド４０に支持された複数の吸着ノズル４３の位置および角度が制御される。
【００２４】
１−２．トレース装置８０の概要および詳細構成
トレース装置８０は、部品装着機１による装着処理をトレースできるように、トレーサビリティ情報を記録する。上記の「トレーサビリティ情報」とは、装着処理の実行中または実行後に部品が適切に装着されていないような異常が検出された場合に、装着処理における各工程をトレースしてその原因を特定するのに用いられる情報である。本実施形態において、トレーサビリティ情報には、各種の画像処理に用いられた画像データ、および画像処理に用いられたパラメータが含まれる。
【００２５】
本実施形態において、トレース装置８０は、図１に示すように、適合判定部８１と、情報管理部８２と、条件設定部８３とを備える。適合判定部８１は、部品装着機１による装着処理において実行された画像処理の結果が正常と判定される許容範囲にある場合に、画像処理の結果の信頼性を示す適合条件を画像処理が満たすか否かを判定する。ここで、「画像処理の結果の信頼性」とは、正常と判定された画像処理の結果について、真に正常である度合いに相当する。
【００２６】
換言すると、画像処理の結果が一定の信頼性を有しない場合には、画像処理の結果に対して誤って正常と判定した可能性がある。一方で、例えば画像処理の結果が理想値に近く、または想定範囲に収まるなどの事実により、画像処理の結果が一定の信頼性を有する場合には、正常と判定された画像処理の結果は、十分に確からしい状態にある。適合判定部８１は、画像処理の結果が一定の信頼性を有するか否かを判定する指標としての適合条件を用いて、画像処理の適合判定を行う。
【００２７】
情報管理部８２は、適合判定部８１による判定結果に応じて画像処理に用いられた画像データをトレーサビリティ情報として記録する。本実施形態において、情報管理部８２は、画像処理の結果が異常であった場合に加えて、適合判定部８１により画像処理が適合条件を満たさないと判定された場合に、画像処理に用いられた画像データをトレーサビリティ情報として記録する。さらに、情報管理部８２は、画像処理に用いられたパラメータを画像データに関連付けてトレーサビリティ情報として記録する。
【００２８】
上記の適合条件は、例えば画像処理の結果が部品の座標値であれば、正常と判定される許容範囲において部品が位置する座標値の予定範囲に設定され得る。つまり、適合判定部８１は、画像処理の結果として取得された部品の座標値が予定範囲内であれば、その座標値を算出した画像処理は適合条件を満たし、画像処理の結果が一定の信頼性を有すると判定する。
【００２９】
なお、適合条件は、上記のように画像処理の結果と比較される条件の他に、画像処理の進行を評価する条件（例えば、画像処理の所要時間）や、一連で実行される後工程の画像処理の結果と比較される条件を設定され得る。また、上記のような種別の適合条件は、任意の値を設定される他に、同一の画像処理が既に複数回に亘り実行されている場合には、統計的な値に設定してもよい。
【００３０】
また、上記のような構成によると、トレーサビリティ情報としての画像データにどのような画像処理が実行されたかを示すパラメータ（画像処理の種別、各工程の種別、各工程の実行順序、各工程の設定値など）が含まれる。これにより、トレーサビリティ情報に基づいて装着処理における各工程をトレースする際に、最終的な画像処理後の画像データを再現して画像処理自体の適否を判定することができる。これにより、異常の原因となる画像処理を特定することができる。
【００３１】
条件設定部８３は、生産処理を管理する作業者による適合条件の入力を受け付ける。さらに、本実施形態において、条件設定部８３は、複数回に亘って実行された画像処理の結果に基づいて、統計的な適合条件を設定する。具体的には、条件設定部８３は、画像処理の結果の平均値、中央値、または最頻値に基づいて、統計的な適合条件を設定する。つまり、条件設定部８３は、例えば統計値が有意となる程度に画像処理が実行されているのであれば、これらの画像処理の結果に基づいて想定される範囲を自動で設定する。
【００３２】
なお、条件設定部８３は、統計的な適合条件の有意性に応じて採用するか否かを切り換えてもよい。つまり、条件設定部８３は、作業者による予定範囲の指定を受け付け、画像処理の実行回数に応じて、予定範囲の指定に基づく適合条件と統計的な適合条件とを切り換えて設定する。このような構成では、条件設定部８３は、先ず作業者による予定範囲を適合条件の初期値として適合判定に採用する。そして、条件設定部８３は、正常な画像処理の実行回数が所定回数を上回った時点で統計的な適合条件が有意であるとして、その統計的な適合条件を適合判定に採用する。
【００３３】
１−３．部品装着機１による装着処理
部品装着機１による装着処理について図３を参照して説明する。制御装置７０の装着制御部７２は、装着処理において、先ず、基板９０の搬入処理を実行する（ステップ１１（以下、「ステップ」を「Ｓ」と表記する））。基板９０の搬入処理において、基板搬送装置１０は、部品装着機１の機内に基板９０を搬入するとともに、機内の所定位置に位置決めする。
【００３４】
次に、装着制御部７２は、複数の吸着ノズル４３に部品Ｐを順次吸着させる吸着サイクルを実行する（Ｓ１２）。より詳細には、装着制御部７２は、部品供給装置２０において所定種類の部品Ｐを供給するフィーダ２２またはトレイ２５の上方まで装着ヘッド４０を移動させる。そして、装着制御部７２は、吸着ノズル４３を下降させて部品Ｐを吸着した後に、再び吸着ノズル４３を上昇させる。吸着サイクルにおいて、上記のような装着ヘッド４０の移動と吸着ノズル４３の下降および上昇が繰り返されて、複数の部品Ｐが吸着ノズル４３にそれぞれ保持される。
【００３５】
続いて、装着制御部７２は、複数の吸着ノズル４３にそれぞれ保持された部品Ｐの保持状態を認識する状態認識処理を実行する（Ｓ１３）。より詳細には、装着制御部７２は、装着ヘッド４０を部品カメラ５１の上方に移動させ、部品カメラ５１に撮像指令を送出する。装着制御部７２は、部品カメラ５１の撮像により取得された画像データを画像処理して、複数の吸着ノズル４３のそれぞれに保持された部品Ｐの姿勢（位置および角度）を認識する。
【００３６】
そして、装着制御部７２は、複数の吸着ノズル４３に部品Ｐを基板９０に順次装着させる装着サイクルを実行する（Ｓ１４）。より詳細には、装着制御部７２は、基板９０における所定の装着位置の上方まで装着ヘッド４０を移動させる。このとき、装着制御部７２は、状態認識処理（Ｓ１３）の結果に基づいて、吸着ノズル４３の位置および角度を補正する。そして、装着制御部７２は、吸着ノズル４３を下降させて部品Ｐを装着した後に、再び吸着ノズル４３を上昇させる。装着サイクルにおいて、上記のような装着ヘッド４０の移動と吸着ノズル４３の下降および上昇が繰り返されて、複数の部品Ｐが基板９０にそれぞれ装着される。
【００３７】
制御装置７０は、現在の基板９０に対して装着する全ての部品Ｐの装着が終了したか否かを判定し（Ｓ１５）、装着が終了するまでピックアンドプレースサイクル（Ｓ１２−Ｓ１４）を繰り返し実行する。全ての部品Ｐの装着が終了した場合に（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、装着制御部７２は、基板９０の搬出処理を実行する（Ｓ１６）。基板９０の搬出処理において、基板搬送装置１０は、位置決めされていた基板９０を開放するとともに、部品装着機１の機外に基板９０を搬出する。
【００３８】
１−４．装着処理における画像処理
部品装着機１による装着処理の実行中においては、部品の状態認識処理（Ｓ１３）を含む種々の画像処理が実行される。ここで、「画像処理」には、二値化やエッジ処理のような１つの工程が含まれるとともに、これらを組み合わせて基板製品の構成品の状態などを結果として出力する処理（例えば、部品Ｐの状態認識処理（Ｓ１３）、検査処理）や識別コードの読み取り処理が含まれる。ここで、基板製品の「構成品」には、基板９０や基板９０に印刷されたクリームはんだ、基板９０に装着された部品Ｐが含まれる。
【００３９】
なお、部品装着機１による装着処理において実行される状態認識処理には、上記のような部品の状態認識処理（Ｓ１３）の他に、種々の対象物（部品Ｐや基板９０など）の状態を認識する処理が含まれる。また、種々の状態認識処理、検査処理、および識別コードの読み取り処理は、吸着サイクル（Ｓ１２）や装着処理（Ｓ１４）、基板搬送処理（Ｓ１１，Ｓ１６）に並行して実行することができる。さらに、種々の状態認識処理、検査処理、および識別コードの読み取り処理に用いられる画像データには、部品カメラ５１の撮像により取得されたものの他に、基板カメラ５２やヘッドカメラユニット６０、図示しない専用カメラの撮像により取得された画像データを適用することができる。
【００４０】
１−４−１．部品Ｐの状態認識処理および検査処理
部品Ｐを対象物とした状態認識処理（Ｓ１３）では、装着ヘッド４０の吸着ノズル４３に保持された部品Ｐを、部品カメラ５１により下方から撮像して取得された画像データに基づいて、部品Ｐの有無、装着ヘッド４０に対する部品Ｐの中心の座標値および角度が結果として出力される。なお、下記のような状態認識処理または検査処理が実行された場合に、情報管理部８２は、図４の表１に示すように、画像処理を実行した時刻、結果、所要時間、処理の正否、および処理結果の信頼性を記録する。
【００４１】
また、部品Ｐを対象物とした状態認識処理には、例えばフィーダ２２やトレイ２５により採取可能に供給された部品Ｐの状態を認識する処理が含まれることがある。例えば、スロット２１へのフィーダ２２のセット状態によっては、供給された部品Ｐの位置が理想位置からずれることがある。そのため、例えばフィーダ２２がスロット２１にセットされた後に、吸着サイクル（Ｓ１２）において、そのフィーダ２２から供給された部品Ｐを採取する前に上記のような状態認識処理が実行される。ただし、フィーダ２２やトレイ２５により供給された部品Ｐの状態を認識する場合は、部品カメラ５１でなく、基板カメラ５２が部品Ｐを上方から撮像して取得された画像データに基づいて、状態認識処理が行なわれる。
【００４２】
さらに、例えばＬＥＤ部品の発光部など部品Ｐにおける特定の部位を基準に採取を試行する場合には、吸着サイクル（Ｓ１２）において、部品Ｐの特定の部位の位置を認識すべく上記のような状態認識処理が実行される。詳細には、制御装置７０は、移動台３２に設けられた基板カメラ５２を部品Ｐの撮像に流用し、部品供給装置２０により供給された部品を撮像する。そして、この撮像により取得された画像データが画像処理され、供給された状態の部品Ｐの座標値、角度、および特定の部位の座標値が結果として出力される。
【００４３】
また、ヘッドカメラユニット６０の撮像により取得された画像データに基づく部品Ｐの状態認識処理には、部品Ｐの三次元形状の認識や、部品Ｐを対象とする各種検査（部品Ｐがリード部品である場合の平坦度検査、リード部の高さ検査など）が含まれる。ここで、本実施形態の「画像処理」には、同一の対象物を別のカメラで撮像し、第一の画像データを用いた一次画像処理（例えば、状態認識処理）と、第二の画像データを用いた二次画像処理（例えば、各種の検査処理）とが含まれる場合がある。
【００４４】
１−４−２．基板９０の状態認識処理および検査処理
基板製品の構成品である基板９０を対象物とした状態認識処理には、例えば基板搬送装置１０により位置決めされた基板９０の状態を認識する処理が含まれる。具体的には、制御装置７０は、基板９０の搬入処理（Ｓ１１）において、基板９０の上面に付された複数の基準マークを基板カメラ５２により撮像して取得した画像データを処理して、基板９０の位置および角度を取得する。制御装置７０は、このような状態認識処理の結果に基づいて、部品移載装置３０の動作を制御する。
【００４５】
また、基板９０を対象物とした状態認識処理には、例えば部品装着機１の機内において搬送中の基板９０の状態を認識する処理が含まれる。具体的には、制御装置７０は、基板の搬入処理（Ｓ１１）において、基板９０のＸ軸方向の端部を基板カメラ５２により撮像して取得した画像データを処理して、搬入または搬出されている基板９０の現在の位置を認識する。制御装置７０は、このような状態認識処理の結果に基づいて、基板搬送装置１０の動作を制御する。
【００４６】
さらに、制御装置７０は、上記のように複数の基準マークを用いた基板９０の状態認識処理を一次画像処理として、複数の基準マークの間隔が規定範囲に収まっているかのピッチ間検査を二次画像処理として実行する。これにより、例えば基板９０のスルーホールを基準マークと誤認した場合に、複数の基準マークの間隔が規定範囲に収まらず、基板９０の状態認識処理の結果の信頼性が低い（即ち、二次画像処理が一定の信頼性を有しない）ことを認識することができる。
【００４７】
１−４−３．識別コードの読み取り処理
制御装置７０による画像処理には、基板９０や部品Ｐを供給するトレイ２５、吸着ノズル４３などに付された識別コードを読み取る処理（以下、「コード読み取り処理」と称する）が含まれる。識別コードは、基板９０などの対象物の固有情報である識別符号（ＩＤ）を文字列により記録する。識別コードとしては、バーコードや、複数のセルが配列された二次元コードなどを適用し得る。
【００４８】
識別コードは、基板９０やトレイ２５の縁部、吸着ノズル４３のフランジ部などに貼付され、または直接的に印刷される。制御装置７０は、新たな基板９０が部品装着機１に搬入されたとき、収納棚２３の内外でトレイ２５を交換したとき、吸着ノズル４３を自動交換するときなどに、コード読み取り処理を実行する。
【００４９】
詳細には、制御装置７０は、移動台３２に設けられた基板カメラ５２を識別コードの撮像に流用し、対象物に付された識別コードを撮像する。そして、この撮像により取得された画像データが画像処理され、識別コードに記録された識別符号が結果として出力される。なお、このようなコード読み取り処理が実行された場合に、情報管理部８２は、状態認識処理および検査処理が実行された場合と同様に、画像処理を実行した時刻、結果（読み取った文字列など）、所要時間、処理の正否、および処理結果の信頼性を記録する。
【００５０】
１−５．トレース装置８０によるトレーサビリティ情報の記録処理
制御装置７０による各種の画像処理と、トレース装置８０によるトレーサビリティ情報の記録処理との関係について、図４−図７を参照して説明する。ここでは、一次画像処理として部品カメラ５１を用いた部品Ｐの状態認識処理を実行し、二次画像処理としてヘッドカメラユニット６０を用いた部品Ｐの検査処理を実行するものとする。
【００５１】
制御装置７０は、図５に示すように、先ず部品カメラ５１に撮像指令を送出し、部品カメラ５１の撮像による画像データ（以下、「一次画像データ」と称する）を取得する（Ｓ２１）。次に、制御装置７０は、一次画像データを画像処理して、部品Ｐの状態（座標値および角度）を算出する（Ｓ２２）。続いて、制御装置７０は、一次画像処理の結果である部品Ｐの状態が正常であるか否かを判定する（Ｓ２３）。
【００５２】
具体的には、制御装置７０は、部品Ｐの座標値および角度が許容範囲（図４の表２を参照）に収まっている場合には、一次画像処理の結果が正常であると判定する（Ｓ２３：Ｙｅｓ）。この場合に（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、適合判定部８１は、一次画像処理の結果の信頼性を示す適合条件を一次画像処理が満たすか否かを判定する（Ｓ２４）。なお、この適合条件は、例えば作業者により予め指定された予定範囲であって、部品Ｐが位置する座標値および角度の予定範囲に収まることが初期条件として設定されている。
【００５３】
情報管理部８２は、一次画像処理が適合条件を満たさない場合に（Ｓ２４：Ｎｏ）、トレーサビリティ情報の記録処理を実行する（Ｓ２５）。詳細には、情報管理部８２は、一次画像処理に用いられた一次画像データ、および一次画像処理に用いられたパラメータを一次画像データに関連付けて、トレーサビリティ情報として記録する。このように、一次画像データは、一次画像処理の結果が正常と判定されたにもかかわらず、その結果が一定の信頼性を有しないことから記録の対象とされる。
【００５４】
一方で、情報管理部８２は、一次画像処理が適合条件を満たす場合に（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、その結果が一定の信頼性を有することから、一次画像データのトレーサビリティ情報としての記録処理（Ｓ２５）の実行を省略する。このとき、情報管理部８２は、一次画像処データおよびパラメータについて、例えばリングバッファとして記憶部７１に確保された記憶領域に一時的に記憶させてもよい。なお、上記の一連の処理において、情報管理部８２は、図４の表１に示すように、一次画像処理を実行した時刻や結果（部品Ｐの状態）などを記録する。
【００５５】
また、一次画像処理の結果についての正否判定（Ｓ２３）において、部品Ｐの座標値または角度が許容範囲に収まっていない場合には、制御装置７０は、一次画像処理の結果が異常であると判定する（Ｓ２３：Ｎｏ）。この場合に（Ｓ２３：Ｎｏ）、情報管理部８２は、トレーサビリティ情報の記録処理を実行する（Ｓ２６）。詳細には、情報管理部８２は、一次画像処理に用いられた一次画像データをトレーサビリティ情報として記録する。このとき、情報管理部８２は、一次画像処理に用いられたパラメータを一次画像データに関連付けてトレーサビリティ情報として記録する。
【００５６】
そして、制御装置７０は、エラー処理を実行する（Ｓ２７）。上記のエラー処理としては、一次画像処理の結果が異常となったことを作業者に報知することが想定される。これにより、異常の原因の除去作業を促すことができる。また、エラー処理としては、上記の他に、再度の位置画像処理を試行したり、再度の部品Ｐの吸着を試行したりするリカバリー処理を実行することが想定される。
【００５７】
一次画像処理の結果が正常である場合には（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、制御装置７０は、二次画像処理に移行する。制御装置７０は、先ずヘッドカメラユニット６０に撮像指令を送出し、ヘッドカメラユニット６０の撮像による画像データ（以下、「二次画像データ」と称する）を取得する（Ｓ３１）。次に、制御装置７０は、二次画像データを画像処理して、部品Ｐの検査処理を実行する（Ｓ３２）。続いて、制御装置７０は、二次画像処理の結果の正否判定（Ｓ３３）、および必要に応じて適合判定（Ｓ３４）を実行する。
【００５８】
二次画像処理の結果の正否判定（Ｓ３３）および適合判定（Ｓ３４）は、一次画像処理の結果の正否判定（Ｓ２３）および適合判定（Ｓ２４）と実質的に同様であるため、詳細な説明を省略する。情報管理部８２は、二次画像処理が適合条件を満たさない場合に（Ｓ３４：Ｎｏ）、トレーサビリティ情報の記録処理を実行する（Ｓ３５）。詳細には、情報管理部８２は、二次画像データおよび二次画像処理に用いられたパラメータをトレーサビリティ情報として記録する。このとき、情報管理部８２は、さらに、前工程である一次画像処理の結果の信頼性に関わらず、一次画像データおよび一次画像処理に用いられたパラメータをトレーサビリティ情報として記録する。但し、Ｓ２５において、一次画像データおよび一次画像処理に用いられたパラメータがトレーサビリティ情報として既に記録されている場合には、情報が重複するため、上記の処理を省略してもよい。
【００５９】
また、二次画像処理の結果が異常である場合には（Ｓ３３：Ｎｏ）、情報管理部８２は、トレーサビリティ情報の記録処理を実行し（Ｓ３６）、二次画像処理に用いられた二次画像データをトレーサビリティ情報として記録する。このとき、情報管理部８２は、二次画像処理に用いられたパラメータを二次画像データに関連付けてトレーサビリティ情報として記録する。また、情報管理部８２は、さらに、前工程である一次画像処理の結果の信頼性に関わらず、一次画像データおよび一次画像処理に用いられたパラメータをトレーサビリティ情報として記録する。また、二次画像処理におけるエラー処理（Ｓ３７）は、一次画像処理におけるエラー処理（Ｓ２７）と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。
【００６０】
上記のように、画像処理に一連で実行される一次画像処理および二次画像処理が含まれる場合に、情報管理部８２は、一次画像データや二次画像データなどをトレーサビリティ情報として適宜記録する（Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ３５，Ｓ３６）。結果として、図６に示すように、一次画像データおよび二次画像データは、画像処理の正否判定（Ｓ２３，Ｓ３３）で異常と判定された場合のみならず、正常と判定された場合にもその画像処理が適合条件を満たさなければ（Ｓ２４：Ｎｏ，Ｓ３４：Ｎｏ）、一定の信頼性を有していないとして記録の対象となる。
【００６１】
さらに、一次画像データは、後工程の二次画像処理の結果が異常（Ｓ３３：Ｎｏ）または適合条件を満たさない（Ｓ３４：Ｎｏ）に、一次画像処理が適合条件を満たさないとして、即ち一次画像処理の結果が一定の信頼性を有していないとして記録の対象となる（Ｓ３５，Ｓ３６）。これにより、例えば二次画像処理の異常が、一次画像処理において本来異常と判定すべきであった場合に、トレーサビリティ情報に基づいて異常の原因を特定することが可能となる。
【００６２】
１−６．適合条件の設定処理
画像処理の適合判定（Ｓ２４，Ｓ３４）に用いられる適合条件は、画像処理の種類に応じて適宜設定される。具体的には、例えば画像処理が部品Ｐの状態認識処理ならば部品Ｐが位置する座標値および角度の予定範囲に設定され得る。なお、この予定範囲は、作業者により予め指定された範囲であってもよいし、条件設定部８３が自動で設定してもよい。
【００６３】
具体的には、条件設定部８３は、複数回に亘って実行された画像処理の結果（図４の表１を参照）の平均値、中央値、または最頻値に基づいて、統計的な適合条件を設定してもよい。例えば、条件設定部８３は、正常と判定された画像処理の結果の９０％が含まれる範囲を適合条件として設定する。これにより、以降の適合判定において画像処理の結果が同様の分布を示す場合には、画像処理の結果の１０％が一定の信頼性を有しないと判定される。
【００６４】
このような統計的な適合条件を自動で設定するには、統計値が有意となる程度に画像処理が実行されている必要がある。そこで、条件設定部８３は、統計的な適合条件の有意性に応じて採用するか否かを切り換えてもよい。具体的には、図７に示すように、条件設定部８３は、先ず作業者による予定範囲の指定を受け付ける（Ｓ４１）。
【００６５】
次に、条件設定部８３は、正常と判定された画像処理の実行回数が規定回数に到達したかを判定する（Ｓ４２）。この規定回数は、作業者などが任意に指定してもよい。画像処理の実行回数が規定回数に到達していない場合には（Ｓ４２：Ｎｏ）、条件設定部８３は、作業者により指定された予定範囲を適合条件に設定する（Ｓ４３）。
【００６６】
一方で、画像処理の実行回数が規定回数に到達している場合には（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、条件設定部８３は、統計値（平均値など）を算出し（Ｓ４４）、この算出結果に基づいて統計的な適合条件を設置する（Ｓ４５）。このように、条件設定部８３は、画像処理の実行回数に応じて、予定範囲の指定に基づく適合条件と統計的な適合条件とを切り換えて設定する。
【００６７】
なお、画像処理の実行回数が規定回数に到達した後に、条件設定部８３は、適合条件を固定としてもよいし、画像処理が実行される度に更新してもよい。また、画像処理の実行回数が規定回数に到達した後に、条件設定部８３は、例えば作業者などに統計値を提示し、任意に指定された予定範囲を受け付けてもよい。このような構成によると、より適切な適合条件を設定することが可能となる。
【００６８】
また、条件設定部８３は、画像処理がコード読み取り処理である場合に、適合条件には、識別コードに記録された文字列が規定の文字を有すること、または規定の文字数であることが含まれるように、適合条件を設定してもよい。ここで、識別コードが記録する識別符号は、対象物が類似の属性を有する場合には規定の文字を有し、また一般に規定の文字数で示される。そこで、条件設定部８３は、上記のように適合条件を設定する構成としてもよい。
【００６９】
さらに、条件設定部８３は、識別コードが二次元コードである場合に、適合条件には、複数のセルの数、または二次元コードのサイズが規定値であり、または二次元コードの印字方向が規定方向であることが含まれるように、適合条件を設定してもよい。このような構成によると、適合判定において、セルの数や二次元コードのサイズに基づいて、画像処理（コード読み取り処理）の結果が一定の信頼性を有するかを判定できる。
【００７０】
このような構成によると、種々の原因により識別コードを読み取れたものと誤認し、この誤って正常と判定した結果に基づいて装着処理が行われたとしても、その画像処理（コード読み取り処理）に用いられた画像データがトレーサビリティ情報として記録の対象とされる。これにより、装着処理をトレースして、異常の原因となる画像処理を特定することができる。結果として、原因（識別コードの読み込み異常など）を特定することができるので、原因の除去作業を促し、生産効率の維持を図ることができる。
【００７１】
さらに、条件設定部８３は、上記のような適合条件に加えて、または換えて、画像処理の進行の評価を適合条件としてもよい。画像処理の進行の評価には、画像処理の所要時間、画像処理に含まれる特定の工程の実行回数などが含まれる。例えば、画像データにおける部品Ｐの位置および角度を検出する画像処理では、理想位置からテンプレートを走査することから、理想位置から遠いほど所持時間が長くなり、またテンプレートを走査するためのループ処理の実行回数が多くなる。
【００７２】
このような適合条件の設定手法は、対象物やその付近に異物が付着していたり、対象物に擦り傷が付いていたりすると、これらが画像データに含まれて、画像処理の進行および画像処理の結果に影響を及ぼすことを利用したものである。また、画像処理がコード読み取り処理である場合には、種々の識別コードに対応するため複数種類の読み取りを試行することがあり、誤った種類の読み取りで正常と判定すると所要時間が予定より短くなったり長くなったりすることがある。そこで、上記の構成のように、所要時間が規定範囲内であることを適合条件とすることにより、画像処理の結果の信頼性を判定することができる。
【００７３】
１−７．実施形態の構成による効果
実施形態のトレース装置８０は、部品装着機１による基板製品の生産処理において実行された画像処理の結果が正常と判定される許容範囲にある場合に、画像処理の結果の信頼性を示す適合条件を画像処理が満たすか否かを判定する適合判定部８１と、適合判定部８１による判定結果に応じて画像処理に用いられた画像データをトレーサビリティ情報として記録する情報管理部８２と、を備える。
【００７４】
このような構成によると、画像処理の結果が正常であっても一定の信頼性を有しない場合には、その画像処理に用いられた画像データは、トレーサビリティ情報として記録される（Ｓ２５，Ｓ３５）。つまり、トレース装置８０は、画像処理において異常が疑われる画像データを記録の対象とする。これにより、画像処理において誤って正常と判定し、後工程において異常が検出された場合に、トレーサビリティ情報として記録された画像データに基づいて、異常の原因となる画像処理を特定することが可能となる。よって、部品装着機１の生産処理を対象としたトレーサビリティを向上できる。
【００７５】
また、実施形態において、条件設定部８３は、複数回に亘って実行された画像処理の結果に基づいて、統計的な適合条件を設定する。このような構成によると、過去に実行された画像処理の結果に基づいて、どのような画像処理の結果が一定の信頼性を有するのかを示す適合条件を適切に設定することができる。これにより、信頼性の低い結果を判定した画像処理に用いられた画像データを確実に記録の対象にすることができる。また、適合条件を満たす場合に画像データを記録しない構成とすれば（一定の容量を超えると古いものから順削除する態様を含む）、必要以上に画像処理の結果の信頼性が低いとして画像データが過剰に記録されることを防止できる。
【００７６】
また、実施形態において、情報管理部８２は、適合判定部８１により画像処理が適合条件を満たさないと判定された場合に（Ｓ２４：Ｎｏ、Ｓ３４：Ｎｏ）、画像処理に用いられた画像データをトレーサビリティ情報として記録する（Ｓ２５，Ｓ３５）。このような構成によると、適合条件を満たす場合に（Ｓ２４：Ｙｅｓ、Ｓ３４：Ｙｅｓ）、画像データを記録しない構成（リングバッファに一次的に記憶する構成を含む）とすれば、画像データが過剰に記録されることを防止でき、記憶部７１の記憶領域を効率的に使用することができる。
【００７７】
２．実施形態の変形態様
２−１．適合判定処理について
実施形態において、トレース装置８０は、画像処理の適合判定（Ｓ２４，Ｓ３４）の結果に応じてトレーサビリティ情報の記録処理を実行する（Ｓ２５，Ｓ３５）。トレース装置８０は、適用された対基板作業機（部品装着機１）において実行される画像処理の全てを対象として適合判定および記録処理を実行してもよい。また、トレース装置８０は、実行される画像処理の一部を対象として適合判定および記録処理を実行してもよい。
【００７８】
具体的には、トレース装置８０は、例えばトレーサビリティ情報の記録対象情報に基づいて、適合判定および記録処理を実行する構成としてもよい。上記の記録対象情報には、例えば適合判定を実行する画像処理、または画像処理で撮像される対象物に、トレーサビリティ情報を記録するか否かが関連付けられた情報であり、記憶部７１に予め記憶されている。適合判定部８１は、記録対象情報に基づいて適合判定の実行の要否を判定し、必要な場合にのみ適合判定を実行する。
【００７９】
上記のような構成によると、情報管理部８２は、記録対象情報において適合判定の実行が必要であり、且つ画像処理が適合条件を満たさない場合にトレーサビリティ情報の記録処理を実行する。これにより、特定の画像処理または対象物に係るトレーサビリティ情報のみが蓄積されることになる。結果として、不要なトレーサビリティ情報が記録されることを防止できるとともに、処理負荷の軽減を図ることができる。
【００８０】
上記の記録対象情報は、適合判定を実行する画像処理、または対象物を具体的に設定される他に、画像処理や対象物の特性により適合処理の実行の要否を設定してもよい。例えば、対象物の特性として対象物の寸法を設定し、適合判定部８１は、対象物の寸法が設定値を超えるか否かに基づいて、適合判定の実行の要否を判定し、必要な場合にのみ適合判定を実行する。
【００８１】
なお、上記の対象物の特性は、例えば対象物（基板、部品、識別コードなど）の全体または特定部位の寸法、形状、画像データにおける占有面積であってもよい。また、上記の対象物の特性を適合条件として設定してもよい。適合判定部８１は、画像処理が対象物の特性を含む適合条件を満たすか否かを判定してもよい。
【００８２】
２−２．トレーサビリティ情報について
実施形態において、情報管理部８２は、画像処理の結果が異常である場合（Ｓ２３：Ｎｏ、Ｓ３３：Ｎｏ）、および適合条件を画像処理が満たさない場合に（Ｓ２４：Ｎｏ、Ｓ３４：Ｎｏ）、画像データおよびパラメータをトレーサビリティ情報として記録する構成とした。
【００８３】
これに対して、情報管理部８２は、上記のように画像データなどをトレーサビリティ情報として分類可能に記録するのであれば、画像処理に用いられた画像データの全てを記録する構成としてもよい。また、情報管理部８２は、少なくとも画像処理に用いられた画像データをトレーサビリティ情報として記録するのであれば、必ずしもパラメータをトレーサビリティ情報に含ませなくてもよい。
【００８４】
２−３．トレース装置について
実施形態において、トレース装置８０が部品装着機１に組み込まれた構成を例示した。これに対して、トレース装置８０は、部品装着機１を構成するヘッドカメラユニット６０などにおいて画像処理が実行される場合には、ヘッドカメラユニット６０などに組み込まれた構成としてもよい。また、トレース装置８０は、部品装着機１の外部装置、例えば部品装着機１が構成する生産ラインを統括制御するホストＰＣに組み込まれた構成としてもよい。
【００８５】
実施形態において、対基板作業機は、部品装着機１である構成とした。これに対して、トレース装置８０は、基板製品の生産処理を実行する際に画像処理を実行するものであれば、部品装着機１以外の対基板作業機に適用することができる。具体的には、対基板作業機は、部品装着機１とともに生産ラインを構成するはんだ印刷機、部品を装着された回路基板を検査する検査装置であってもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１：部品装着機（対基板作業機）、  ４０：装着ヘッド、  ５１：部品カメラ、  ５２：基板カメラ、  ６０：ヘッドカメラユニット、  ７０：制御装置、  ７１：記憶部、  ７２：装着制御部、  ８０：トレース装置、  ８１：適合判定部、  ８２：情報管理部、  ８３：条件設定部、  ９０：基板（回路基板、構成品）、  Ｐ：部品（構成品）
【図１】
2019130537.tif 000003
【図２】
2019130537.tif 000004
【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】
2019130537.tif 000009
【国際調査報告】
2019130537.tif 000010
2019130537.tif 000011
2019130537.tif 000012
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