(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板の撮像により取得された画像中の像のエッジと比較することにより回路基板上の基準マーク部を検索するために使用される標準線を設定する方法であって、
回路基板上の配線パターンを表示画面に表示させ、表示された配線パターンのうち基準マークとして機能させるべき部分である基準マーク部に対して、予め設定されて候補標準線データメモリに記憶させられている複数の候補標準線のうちから前記基準マーク部を特定するのに十分な１つ以上の標準線を選定標準線として選定し、その選定標準線のデータを選定標準線データメモリに記憶させる標準線選定工程を含むことを特徴とする基準マーク部検索用標準線設定方法。
【請求項２】
前記標準線選定工程が、前記基準マーク部を指定した上で、その指定した基準マーク部に対して前記選定標準線の選定を行い、その選定標準線の種類を表す選定標準線種類データを前記選定標準線データメモリに記憶させるとともに、前記指定した基準マーク部の位置のデータを前記選定標準線の位置を規定する選定基準線位置規定データとして、前記選定標準線種類データと対応付けて前記選定標準線データメモリに記憶させる工程を含む請求項１に記載の基準マーク部検索用標準線設定方法。
【請求項３】
さらに、前記標準線選定工程において選定した選定標準線の寸法を規定する選定標準線寸法データを前記選定標準線データメモリに記憶させる選定標準線寸法指定工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の基準マーク部検索用標準線設定方法。
【請求項４】
前記標準線選定工程において１つの前記基準マーク部について選定された選定標準線が複数である場合に、それら複数の選定標準線の相対位置を設定する選定標準線相対位置設定工程を含む請求項１ないし３のいずれかに記載の基準マーク部検索用標準線設定方法。
【請求項５】
前記選定標準線相対位置設定工程が、前記複数の選定標準線の各々の位置を前記基準マーク部に基づいて決定し、決定した位置を表す選定標準線位置データを前記選定標準線種類データと対応付けて前記選定標準線データメモリに記憶させる選定標準線位置決定工程を含む請求項４に記載の基準マーク部検索用標準線設定方法。
【請求項６】
前記選定標準線相対位置設定工程が、前記選定標準線の向きを前記基準マーク部の像に基づいて決定し、決定した向きを表す選定標準線向きデータを、前記選定標準線種類データと対応付けて前記選定標準線データメモリに記憶させる選定標準線向き決定工程を含む請求項４または５に記載の基準マーク部検索用標準線設定方法。
【請求項７】
１枚の回路基板の配線パターンに対して、前記基準マーク部として、形状と寸法との少なくとも一方を異にする複数の部分を選定し、それら複数の基準マーク部の各々について前記標準線選定工程を実行する請求項１ないし６のいずれかに記載の基準マーク部検索用標準線設定方法。
【請求項８】
前記標準線選定工程が、円周，円弧，多角形，線分，折れ線を含む群から少なくとも１つを選定する工程を含む請求項１ないし７のいずれかに記載の基準マーク部検索用標準線設定方法。
【請求項９】
さらに、前記回路基板の撮像により取得された画像中の像のエッジが前記選定標準線と一致すると判定するための、前記エッジの前記選定標準線に対する許容拡大率と許容縮小率との少なくとも一方を設定する許容倍率設定工程を含む請求項１ないし８のいずれかに記載の基準マーク部検索用標準線設定方法。
【請求項１０】
回路基板を撮像装置により撮像し、得られた画像のデータを処理することにより、前記回路基板上の配線パターンの一部である基準マーク部を検索する方法であって、
請求項１ないし９のいずれかに記載の基準マーク部検索用標準線設定方法により前記基準マーク部検索用標準線を設定する標準線設定工程と、
前記撮像装置により撮像された前記配線パターンの画像から光学的特性が急変する点の集合であるエッジを取得するエッジ取得工程と、
取得したエッジと前記基準マーク部検索用標準線とが設定率以上で一致する前記配線パターンの一部を前記基準マーク部と判定する判定工程と
を含むことを特徴とする基準マーク部検索方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板の基準マーク部を検索するための標準線の設定方法および基準マーク部検索方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基準マークは、例えば、電気部品（電子部品を含む）が装着される回路基板に設けられ、基板保持装置による回路基板の保持位置誤差の検出に用いられる。電気部品装着システムにおいては、撮像装置が設けられ、回路基板に設けられた基準マークが撮像され、基準マークの画像データに基づいてその位置が検出されるとともに、基準マークの誤差のない正規の位置との比較により回路基板の保持位置誤差が検出されるのであるが、基準マークと共にその周辺部も撮像される。そのため、撮像により得られた画像から基準マークの像を探すことが必要であり、従来は、検索パターンを用いて検索されていた。
【０００３】
基準マークの形状は一定ではなく、それぞれ形状が異なる基本パターンを複数種類用意し、オペレータは、それら基本パターンの中から検索する基準マークと同じ形状の基本パターンを選択するとともに、その基本パターンの予め設定された部分について寸法等を設定する。そして、基準マークの検索時には、選択された基本パターンおよび設定された寸法等のデータに基づいて検索パターンが作成され、その検索パターンを用いて基準マークが検索される。撮像により得られた画像の中で検索パターンと最もよく一致する像が基準マークの像とされるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
しかしながら、基準マークの形状が比較的少数の限られた種類のもの（定形マークと称する）であれば、基本パターンを用いて検索パターンを作成することができるが、基準マークが基本パターンにない形状のものであれば、検索パターンを作成することができない。かといって、多様な基準マークのすべてに対応する基本パターンを準備することは困難である。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景とし、回路基板上の配線パターンの一部を基準マーク部として利用することを可能にすることを課題として為されたものであり、本発明によって、回路基板の撮像により取得された画像中の像のエッジと比較することにより回路基板上の基準マークを検索するために使用される標準線を設定する方法であって、回路基板上の配線パターンを表示画面に表示させ、表示された配線パターンのうち前記基準マークとして機能させるべき部分である基準マーク部に対して、予め設定されて候補標準線データメモリに記憶させられている複数の候補標準線のうちから前記基準マーク部を特定するのに十分な１つ以上の標準線を選定標準線として選定し、その選定標準線のデータを選定標準線データメモリに記憶させる標準線選定工程を含むことを特徴とする基準マーク部検索用標準線設定方法が得られる。
また、回路基板を撮像装置により撮像し、得られた画像のデータを処理することにより、前記回路基板上の配線パターンの一部である基準マーク部を検索する方法であって、(a)上記基準マーク部検索用標準線設定方法により基準マーク部検索用標準線を設定する標準線設定工程と、(b)前記撮像装置により撮像された前記配線パターンの画像から光学的特性が急変する点の集合であるエッジを取得するエッジ取得工程と、(c)取得したエッジと前記基準マーク部検索用標準線とが設定率以上で一致する前記配線パターンの一部を前記基準マーク部と判定する判定工程とを含むことを特徴とする基準マーク部検索方法が得られる。
本発明によって、さらに、下記各態様の基準マーク検索方法，装置および基準マーク位置検出方法が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能なのである。
【０００６】
なお、以下の各項の中には、補正によって特許請求の範囲に記載の発明でも、その下位概念の発明でもなくなったものがあるが、特許請求の範囲に記載の発明を理解する上で有用な記載を含んでいつため、そのまま残すこととする。
【０００７】
（１）基準マークとその周辺部とを撮像装置により撮像し、得られた画像のデータを処理することにより、基準マークを検索する方法であって、
前記基準マークのエッジの少なくとも一部であり、基準マークを特定するのに十分な１つ以上の標準線を設定する標準線設定工程と、
前記撮像装置により撮像された画像から光学的特性が急変する点の集合であるエッジを取得するエッジ取得工程と、
取得したエッジと前記標準線とに基づいて基準マークを検索する検索工程と
を含む基準マーク検索方法。
基準マークは、例えば、回路基板，スクリーン印刷用のスクリーンを保持するスクリーン枠，電気部品供給装置のフィーダ等、種々の部材に設けられる。
基準マークは、撮像されたとき、そのエッジにおいて光学的特性が急変するように設けられればよく、例えば、印刷あるいはシールの貼付により設けられ、凸部でもよく、凹部でもよく、背景との段差のないものでもよい。光学的特性は、例えば、輝度あるいは色相により規定される。撮像装置をカラーの撮像装置とすれば、色相の変化により基準マークのエッジを得ることができるのである。
標準線は、基準マークのエッジ全部に相当する形状を有する線でもよく、一部に相当する形状を有する線でもよい。
基準マークのエッジは、少なくとも１つの線素により構成され、その形状は、必ずしもエッジ全部に相当する形状を有する線でなくても特定することができる。基準マークのエッジ全部に相当する形状を有する標準線であれば、１つで基準マークを特定することができることは勿論であるが、基準マークの輪郭の一部に相当する形状を有する標準線であっても、１つで基準マークを特定することができ、あるいは複数の標準線の組み合わせである標準線群によって基準マークを特定することができる。そのため、基準マークのエッジ全部に相当する形状の標準線がなくても、そのエッジの一部に相当する形状を有する１つの標準線により、あるいは複数の標準線の組合わせにより、基準マークを特定し、検索することができ、基準マークの種類が多くてもそれらを支障なくを検索することができる。
（２）前記標準線設定工程が、１つの基準マークに対して前記標準線を複数設定する工程を含む (1)項に記載の基準マーク検索方法。
（３）前記標準線設定工程が、円周，円弧，多角形，線分，折れ線を含む群から少なくとも１つを選定する選定工程を含む (1)項または (2)項に記載の基準マーク検索方法。
（４）前記標準線設定工程が、１つの基準マークに対して設定された前記複数の標準線の相対位置を設定する相対位置設定工程を含む (2)項または (3)項に記載の基準マーク検索方法。
複数の標準線の相対位置は、例えば、標準線について予め設定された点の位置を設定することにより設定され、あるいは標準線の向きあるいは角度を設定することにより設定され、あるいは標準線の予め設定された位置間の距離を設定することにより設定される。
（５）前記標準線設定工程が、前記基準マークに対して設定された標準線の寸法を設定する寸法設定工程を含む  (1)項ないし (4)項のいずれかに記載の基準マーク検索方法。
標準線の寸法の設定は、標準線の大きさを一義的に設定し得る態様で為されればよく、例えば、標準線が正方形状を為すのであれば、１辺の長さが設定されればよく、円周であれば直径が設定されればよい。また、寸法は、予め設定された単位、あるいは複数種類から選択可能な単位による長さを表す数値で設定されてもよく、撮像装置の撮像画面を構成する画素の数で設定されてもよい。
（６）前記標準線設定工程が、前記エッジ取得工程において取得されるエッジの、前記標準線に対する許容拡大率と許容縮小率との少なくとも一方を設定する許容倍率設定工程を含む (1)項ないし (5)項のいずれかに記載の基準マーク検索方法。
本項の特徴によれば、エッジ取得工程において取得されるエッジにより規定される基準マークと、１以上の標準線により規定される標準マークとの寸法に多少の違いがある場合でも、基準マークと標準マークとの一致判定を行うことが可能となる。実際には、例えば、(a)標準線を予め設定された倍率変化量ずつ徐々に拡大あるいは縮小し、許容拡大率あるいは許容縮小率に達する以前に標準線とエッジとが一致すれば、エッジは標準線と一致すると判定されるようにしたり、(b)標準線を許容縮小率で縮小したものと、許容拡大率で拡大したものとの間に、エッジ取得工程において取得されたエッジが存在すれば、そのエッジは標準線と一致すると判定されるようにしたりすることができる。なお、エッジ取得工程において取得されたエッジと１以上の標準線により規定される輪郭線とを重ね合わせた状態を想定した場合に、エッジが標準線上または標準線より外側に位置する場合に実倍率が１または１より大きいとし、標準線より内側に位置する場合に実倍率が１より小さいとし、許容倍率が１以上の場合に許容拡大率と称し、１より小さい場合に許容縮小率と称することとする。
（７）前記検索工程が、前記エッジ取得工程において取得されたエッジが、予め定められた設定率以上の率で前記標準線と一致する場合にそれらエッジと標準線とが一致すると判定する判定工程を含む (1)項ないし (６)項のいずれかに記載の基準マーク検索方法。
一つの基準マークについて標準線が複数設定される場合には、エッジと標準線とがほぼ完全に一致することが期待できるため、上記設定率が１００％に近い値、例えば、９０，９５，９８，９９％等に設定される。それに対し、一つの基準マークについて標準線が１つ、例えば多角形，円周等の閉曲線として設定される場合には、エッジと標準線とが一部において一致しないことが当初から予定されていることが多く、その場合には設定率が比較的小さい値、例えば、８０，８５，９０，９５％等に設定される。なお、本項の特徴が、上記 (6)項に記載の特徴と合わせて採用される場合には、エッジ取得工程において取得されたエッジの各部分のうち、標準線と許容倍率以内で一致する部分は、標準線と一致すると判定されるようにすればよい。
（８）前記基準マークが回路基板に形成された基準マークである (1)項ないし (7)項のいずれかに記載の基準マーク検索方法。
回路基板には、例えば、絶縁基板に設けられたプリント配線の全部に電気部品が搭載されていないプリント配線板、プリント配線の一部に既に電気部品が搭載されたプリント配線板、プリント配線に電気部品が搭載されるとともに、半田付け接合を終えて一方の面への実装が完了したプリント回路板等が含まれる。
（９） (1)項ないし (8)項のいずれかに記載の基準マーク検索方法と、
その基準マーク検索方法により検索された基準マークの位置を取得する位置取得工程と
を含む基準マーク位置検出方法。
基準マークの位置を取得すれば、例えば、基準マークが形成された部材の位置誤差，製造誤差等を取得することが可能である。
（１０）基準マークとその周辺部とを撮像する撮像装置と、その撮像装置により撮像された画像のデータを処理する画像データ処理装置とを含み、かつ、画像データ処理装置が、
前記基準マークのエッジの一部であり、基準マークを特定するのに十分な１つ以上の標準線を規定するデータである標準線データを記憶する標準線データ記憶部と、
前記撮像装置により撮像された画像から光学的特性が急変する点の集合であるエッジのデータを取得するエッジデータ取得部と、
取得したエッジデータと前記標準線データとに基づいて基準マークを検索する検索部と
を含む基準マーク検索装置。
撮像装置は、対象物の二次元像を一挙に取得する面撮像装置により構成してもよく、ラインセンサにより構成してもよい。ラインセンサは、一直線状に並べられた多数の撮像素子を有し、被写体と相対移動させられつつ繰り返し撮像を行うことによって二次元像を取得するものである。撮像装置は、カラーでもよく、白黒でもよい。
本項に記載の基準マーク検索装置によれば、例えば、 (1)項に記載の作用，効果が得られる。
(2)項ないし (9)項のいずれかに記載の特徴を本項の検索装置にも適用可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、電気部品装着システムにおいて、回路基板の配線パターンの一部を基準マーク部（以下、単に基準マークという）として検索する本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１において１０は電気部品装着システムの一種である電子部品装着システム１１のシステム本体としてのベースである。ベース１０上には、回路基板の一種であるプリント配線板１２をＸ軸方向（図１においては左右方向）に搬送する配線板コンベヤ１４，プリント配線板１２を保持する基板保持装置としての配線板保持装置１５，プリント配線板１２に電気部品の一種である電子部品１６（図３参照）を装着する部品装着装置１８および部品装着装置１８に電子部品１６を供給する部品供給装置２０，２２等が設けられている。
【０００９】
本実施形態においてプリント配線板１２は、配線板コンベヤ１４により水平な姿勢で搬送され、図示を省略する停止装置によって予め定められた作業位置において停止させられるとともに、ベース１０の作業位置に対応する部分に設けられた配線板保持装置１５により保持される。本実施形態においてプリント配線板１２は、その電子部品１６が装着される被装着面であって上面である表面２８（図４参照）が水平な姿勢で支持される。前記Ｘ軸方向は、電子部品装着システム１１全体について設定されたＸＹ座標面の一座標軸に平行な方向であり、本実施形態においては、このＸＹ座標面は水平面である。
【００１０】
配線板コンベヤ１４は、図１に概略的に示すように、一対のガイドレール３０，３２を備えている。一対のガイドレール３０，３２にはそれぞれ、無端の巻掛体たるコンベヤベルト（図示省略）が巻き掛けられており、プリント配線板１２はコンベヤベルト上に載せられ、これら１対のコンベヤベルトがベルト駆動装置（図示省略）によって同期して周回させられることにより、プリント配線板１２が搬送される。
【００１１】
部品供給装置２０，２２は、図１および図２に示すように、ＸＹ座標面内においてＸ軸方向と直交するＹ軸方向に互いに隔たって、配線板コンベヤ１４の両側に位置を固定して静止して設けられている。図示の例においては、部品供給装置２０がフィーダ型部品供給装置とされ、部品供給装置２２がトレイ型部品供給装置とされている。
【００１２】
フィーダ型部品供給装置２０は、多数のフィーダ７０がフィーダ支持テーブル７２上に、各部品供給部が一線上、例えばＸ軸方向に平行な方向に一直線状に並べて配列された部品供給テーブル７４を有する。各フィーダ７０にはテーピング電子部品がセットされる。テーピング電子部品は、キャリヤテープに等間隔に形成された部品収容凹部の各々に電子部品が収容され、それら部品収容凹部の開口がキャリヤテープに貼り付けられたカバーフィルムによって塞がれることにより、キャリヤテープ送り時等における電子部品の部品収容凹部からの飛び出しが防止されたものである。このキャリヤテープがＹ軸方向に所定ピッチずつ送られ、カバーフィルムが剥がされるとともに、部品供給部へ送られる。
【００１３】
トレイ型部品供給装置２２は、電子部品を部品トレイ７６（図１参照）に収容して供給する。部品トレイ７６は、上下方向に配設された多数の部品トレイ収容箱７８内にそれぞれ１枚ずつ支持されている。これら部品トレイ収容箱７８はそれぞれ図示しない支持部材により支持され、コラム８０内に設けられた昇降装置により順次部品供給位置へ上昇させられるのであるが、部品供給位置の上方には後述する装着ヘッドが電子部品を取り出すためのスペースを確保することが必要である。そのため、電子部品を供給し終わった部品トレイ収容箱７８は、次の部品トレイ収容箱７８が部品供給位置へ上昇させられるのと同時に、上記スペース分上昇させられ、上方の退避領域へ退避させられる。このように上方にスペースが形成された部品トレイ収容箱７８内の部品トレイ７６から部品装着装置１８が１個ずつ電子部品を取り出す。このトレイ型部品供給装置２２は、特公平２−５７７１９号公報に記載の部品供給装置と同じであり、説明は省略する。
【００１４】
部品装着装置１８は、図４に示す部品保持ヘッドとしての装着ヘッド１００が互いに直交するＸ軸とＹ軸とによって規定される前記ＸＹ座標面内の任意の位置へ直線移動して電子部品１６を搬送し、プリント配線板１２の表面２８に装着するものとされている。そのため、図１に示すように、ベース１０の配線板コンベヤ１４のＹ軸方向における両側にはそれぞれボールねじ１０４がＸ軸方向に平行に設けられるとともに、Ｘ軸スライド１０６に設けられたナット１０８（図１には１個のみ図示されている）の各々に螺合されており、これらボールねじ１０４がそれぞれ、Ｘ軸スライド移動用モータ１１０によって回転させられることにより、Ｘ軸スライド１０６がＸ軸に平行な方向の任意の位置へ移動させられる。
【００１５】
Ｘ軸スライド１０６は、図１に示すように、フィーダ型部品供給装置２０から配線板コンベヤ１４を越えてトレイ型部品供給装置２２にわたる長さを有する。なお、ベース１０上には、２つのボールねじ１０４の下側にそれぞれ案内部材たるガイドレール１１２（図３参照）が設けられており、Ｘ軸スライド１０６は被案部材たるガイドブロック１１４においてガイドレール１１２に摺動可能に嵌合され、移動が案内される。以上、ナット１０８，ボールねじ１０４およびＸ軸スライド駆動用モータ１１０等がＸ軸スライド移動装置１１６を構成している。
【００１６】
Ｘ軸スライド１０６上には、ボールねじ１２０（図３参照）がＹ軸方向に平行に設けられるとともに、Ｙ軸スライド１２２がナット１２４において螺合されている。このボールねじ１２０がＹ軸スライド移動用モータ１２６（図１参照）によりギヤ１２８，１３０を介して回転させられることにより、Ｙ軸スライド１２２は案内部材たる一対のガイドレール１３２に案内されてＹ軸方向に平行な任意の位置に移動させられる。以上、ナット１２４，ボールねじ１２０およびＹ軸スライド駆動用モータ１２６等がＹ軸スライド移動装置１３４を構成し、前記Ｘ軸スライド１０６，Ｘ軸スライド移動装置１１６およびＹ軸スライド１２２と共にＸＹロボット１３６を構成しており、装着ヘッド１００は、ＸＹロボット１３６により、水平面内の任意の位置へ移動させられる。
【００１７】
Ｙ軸スライド１２２に設けられた支持部１４０には、図３および図４に示すように、装着ヘッド１００，装着ヘッド１００を昇降させるヘッド軸方向移動装置たるヘッド昇降装置１４４，装着ヘッド１００をその軸線まわりに回転させるヘッド回転装置１４６が設けられており、これら装着ヘッド１００等が部品装着ユニット１４８を構成している。本実施形態では、部品装着ユニット１４８は１組設けられているのであるが、複数組設けてもよい。
【００１８】
本実施形態の部品装着ユニット１４８は、特許第３０９３３３９号公報に記載の部品装着ユニットと同様に構成されており、簡単に説明する。
支持部１４０には、軸１５０がＺ軸方向に平行な方向に移動可能かつ軸線まわりに回転可能に設けられ、その下端部に設けられたホルダ１５２によって部品保持具たる吸着ノズル１５４が着脱可能に保持されている。本実施形態においては、これらホルダ１５２および軸１５０が装着ヘッド１００を構成している。Ｚ軸方向は、Ｘ軸およびＹ軸方向と直交する方向であり、本実施形態においては垂直方向である。
【００１９】
ヘッド昇降装置１４４は、ヘッド昇降用モータ１６０を駆動源とし、ヘッド昇降用モータ１６０の回転がギヤ１６２，１６４を含む回転伝達装置によりナット１６６に伝達され、ナット１６６が回転させられることにより、ナット１６６に螺合された軸１５０が昇降させられ、装着ヘッド１００が昇降させられる。ヘッド回転装置１４６は、ヘッド回転用モータ１７０（図７参照）を駆動源とし、その回転がギヤ１７２およびスプライン部材（図示省略）を含む回転伝達装置により軸１５０に伝達され、軸１５０が軸線まわりに回転させられて、装着ヘッド１００が回転軸線まわりに回転させられる。
【００２０】
吸着ノズル１５４は電子部品１６を負圧により吸着し、プリント配線板１２に装着する。吸着ノズル１５４は、ノズル本体１７４および吸着管１７６を有する。吸着ノズル１５４は、図示を省略する負圧源，正圧源および大気に接続されており、電磁方向切換弁装置（図示省略）の切換えにより、吸着管１７６が負圧源，正圧源および大気に択一的に連通させられて電子部品１６を保持し、解放する。
【００２１】
Ｙ軸スライド１２２にはまた、図４に示すように、プリント配線板１２に設けられた基準マークを撮像する基準マーク撮像システム１８８が設けられている。基準マーク撮像システム１８８は、撮像装置たる基準マークカメラ１９０および照明装置１９２を備えている。基準マークカメラ１９０は、本実施形態においては、固体イメージセンサの一種であるＣＣＤ（電荷結合素子）と、結像レンズを含むレンズ系とを備え、被写体の二次元像を一挙に取得する撮像装置の一種である面撮像装置であって、白黒のカメラとされており、図示を省略する保持部材によりＹ軸スライド１２２に、その中心軸線が垂直となり、かつ下向きの姿勢で設けられている。ＣＣＤは、一平面上に多数の微小な受光素子が配列されたものであり、各受光素子の受光状態に応じた電気信号を発生させる。多数の受光素子により撮像領域ないし撮像画面１９４（図１２参照）が形成されている。
【００２２】
本実施形態においては、後述するように、プリント配線板１２に形成されたランドパターンのランドが基準マークとして使用される。プリント配線板１２の表面２８には、図５および図６にそれぞれ一部を示すように、配線パターン２００が設けられ、複数種類のランドパターン等が設けられている。
【００２３】
ランドパターンを構成するランドには、電子部品のリード等の端子が接合され、ランドは、電子部品のプリント配線板１２への取付態様や、電子部品の端子の形状等に応じて設けられる。例えば、電子部品のリードがプリント配線板を厚さ方向に貫通して形成された挿入孔に挿入されて、プリント配線板１２の裏面において半田付けされる挿入形電子部品である場合には、例えば、図５に示すように、ランドパターン２０２は、少なくとも１つのランド２０４を含む。ランド２０４は、円形を成すとともに、その中心部に横断面形状が円形の挿入孔２０８が設けられ、配線２０６はランド２０４から延び出させられている。
【００２４】
電子部品１６のように、本体の側面から延び出させられた複数のリードがプリント配線板１２の表面２８において半田付けされる表面実装部品については、図６に示すランドパターン２２０のランド２２２のように、例えば、正方形状とされ、ランド２２２から配線２２４が延び出させられている。
【００２５】
本実施形態においては、複数、例えば、プリント配線板１２の表面２８上の対角線上に隔たった２個所にそれぞれ位置する２個のランドが基準マークとして用いられる。プリント配線板１２については、基準マークとして用いる２個のランドの一方は、図５に示すランド２０４であり、他方は図６に示すランド２２２であるとする。以後、ランド２０４，２２２を基準マーク２０４，２２２とも称する。
【００２６】
Ｘ軸スライド１０６には、図１に示すように、ちょうどＸ軸スライド１０６を移動させる２つのボールねじ１０４にそれぞれ対応する位置であって、フィーダ型部品供給装置２０と配線板コンベヤ１４との間およびトレイ型部品供給装置２２と配線板コンベヤ１４との間の位置にそれぞれ、部品撮像システム２７６が移動不能に取り付けられている。これら部品撮像システム２７６の構成は同じであり、一方を代表的に説明する。
【００２７】
部品撮像システム２７６は、図３に示すように、撮像装置２７８および照明装置２８０を備えている。本実施形態において撮像装置２７８は、電子部品１６等を撮像する部品カメラ２８２および導光装置２８４を備え、導光装置２８４は、反射装置としての反射鏡２８６，２８８を有している。反射鏡２８６，２８８は、図示しないブラケットによりＸ軸スライド１０６の下部に固定されており、一方の反射鏡２８６は、装着ヘッド１００のＹ軸方向の移動経路の真下において、吸着ノズル１５４の中心線を含む垂直面に対して約４５度傾斜させられ、それのＸ軸スライド１０６に近い側の端部が下方に位置する反射面２９０を有する。
【００２８】
それに対して他方の反射鏡２８８は、Ｘ軸スライド１０６を挟んだ反対側に反射鏡２８６の反射面２９０と垂直面に対して対称に傾斜し、Ｘ軸スライド１０６に近い側の端部が下方に位置する反射面２９２を有する。Ｘ軸スライド１０６の装着ヘッド１００が設けられた側とは反対側であって、前記反射鏡２８８の反射面２９２に対向する位置において、吸着ノズル１５４に保持された電子部品１６を撮像する部品カメラ２８２が保持部材２９４により下向きに固定されている。
【００２９】
したがって、装着ヘッド１００がＸＹロボット１３６によって移動させられ、Ｙ軸方向においてボールねじ１０４に対応する位置であって、反射鏡２８６上に位置する位置に至れば、部品カメラ２８２は電子部品１６を撮像することができる。撮像装置２７８は、Ｙ軸スライド１２２がＸ軸スライド１０６に対して移動する際における電子部品１６の移動軌跡上において、その電子部品１６の像を撮像可能な位置に配設されているのであり、部品カメラ２８２は電子部品１６等、撮像対象物を下方から撮像する。本実施形態においては、部品カメラ２８２は、前記基準マークカメラ１９０と同様に、面撮像装置であって、ＣＣＤカメラとされている。
【００３０】
反射鏡２８６の近傍には、紫外線照射装置としてのストロボ３００が設けられ、吸着ノズル１５４の発光板３０２に向かって紫外線を照射するようにされている。発光板３０２は紫外線を吸収して可視光線を放射し、部品カメラ２８２は電子部品１６の投影像を下方から撮像する。
【００３１】
また、上記ストロボ３００に比較して吸着ノズル１５４に近い位置に可視光線を照射する可視光線照射装置たる別のストロボ３０４が設けられており、電子部品１６の底面（プリント配線板１２に装着される装着面）からの反射光により、部品カメラ２８２は電子部品１６の正面像を下方から撮像する。本実施形態においては、発光板３０２，紫外線照射装置および可視光線照射装置が照明装置２８０ないし光源装置を構成している。
【００３２】
本電子部品装着システム１２は、図７に示す制御装置４００によって制御される。ただし、図７は本システム１２のうち本発明に関連の深い部分を含む一部を取り出して示したものである。制御装置４００は、ＰＵ４０２，ＲＯＭ４０４，ＲＡＭ４０６およびそれらを接続するバスを有するコンピュータ４１０を主体とするものである。バスには入出力インタフェース４１２が接続され、エンコーダ４１４等、各種センサおよび入力装置４２０等が接続されている。入力装置４２０は、アルファベットキー，数字キー，各種ファンクションキー等を備えている。
【００３３】
入出力インタフェース４１２にはまた、駆動回路４１６を介してＸ軸スライド駆動用モータ１１０等の各種アクチュエータおよび表示装置４２２が接続されている。これらモータ１１０等はそれぞれ駆動源を構成し、本実施形態では、サーボモータにより構成されている。サーボモータに代えてステップモータを用いてもよい。また、Ｘ軸スライド移動用モータ１１０等、各モータの回転角度はそれぞれ、回転角度検出装置としてのエンコーダにより検出され、その検出結果に基づいてモータ１１０等が制御される。図７においては、Ｘ軸スライド駆動用モータ１１０について設けられたエンコーダ４１４を代表的に示す。表示装置４２２は、表示画面を備えている。
【００３４】
入出力インタフェース４１２にはさらに、制御回路４１８を介して前記基準マークカメラ１９０，部品カメラ２８２が接続されている。これら駆動回路４１６，制御回路４１８およびコンピュータ４１０が制御装置４００を構成している。さらに、ＲＡＭ４０６には、図８に示すように、選定標準線データメモリ等がワーキングメモリと共に設けられており、ＲＡＭ４０６のプログラムメモリには、図示を省略するメインルーチンを始めとし、図９，図１０にそれぞれフローチャートで表す標準線設定ルーチン，位置誤差検出ルーチン，電子部品１６をプリント配線板１２に装着するためのルーチン等、種々のプログラムおよびデータ等が記憶させられている。
【００３５】
次に作動を説明する。
プリント配線板１２への電子部品１６の装着時には、プリント配線板１２が配線板コンベヤ１４により搬入され、配線板保持装置１５により保持される。そして、電子部品１６の装着開始に先立って基準マーク２０４，２２２が基準マークカメラ１９０によって撮像され、配線板保持装置１５によるプリント配線板１２の保持位置誤差が検出されるとともに、プリント配線板１２の表面２８に予定された複数の被装着位置の各々について位置誤差が検出される。
【００３６】
基準マークカメラ１９０によって基準マーク２０４，２２２が撮像されるとき、基準マーク２０４，２２２のみならず、その周辺部も撮像される。例えば、図１２および図１３に示すように、基準マーク２０４，２２２と共にランドパターン２０２，２２０の配線２０６，２２４および配線パターン２００を構成する配線が撮像されるのである。そのため、撮像により得られた画像の中から基準マーク２０４，２２２の像を探すことが必要であり、基準マーク２０４，２２２の像の検索は、基準マーク２０４，２２２についてそれぞれ予め設定された標準線であって、基準マーク２０４，２２２を特定するのに十分な１つ以上の標準線を用いて行われる。
【００３７】
図９に示すフローチャートに基づいて標準線の設定を説明する。
まず、ステップ１（以後、Ｓ１と記載する。他のステップについても同じ。）において、ＲＡＭ４０６の候補標準線データメモリに記憶された複数種類の標準線の全部を含む候補標準線群が表示装置４２２の表示画面に表示される。標準線は種々の形状を成し、閉曲線であることもあれば、開いた線であることもあり、直線であることもあれば、曲線であることもあり、それらの組合わせであることもある。ここでは、図１１に示すように、一線分状を成す標準線，円周状を成す標準線，Ｌ字形を成す標準線，正方形，長方形，三角形等の多角形を成す標準線，円弧を成す標準線あるいは折れ線を成す標準線が候補標準線データメモリに記憶されているものとする。
【００３８】
表示画面には、標準線が表示されるとともに、プリント配線板の種類の入力実行を指示する表示が為され、オペレータは入力装置４２０を用いてプリント配線板１２の種類を入力する。それによりプリント配線板１２における配線パターンおよびランドパターン等の設計データであって、ＣＡＤシステムにより作成された回路図が表示される。表示画面にはまた、基準マークとして用いるランドの指定および標準線の選定を行うべきことを指示する表示が為される。
【００３９】
オペレータは、表示された回路図を見て、基準マークとして使用したいランドを指定するとともに、表示画面に表示された標準線の候補の中から標準線を選定する。ここでは、基準マークとして使用したいランドとして、図１１に示すランド２０４が指定されたとする。このランド２０４により構成される基準マーク２０４のエッジは、一部が切れた円形を成しているため、オペレータは、基準マーク２０４を特定するのに十分な標準線として、複数種類の標準線の中から円周状の標準線を１個選定するのが普通である。この選定は入力装置４２０を用いて行われ、選定された標準線は、基準マーク２０４に関するデータ、すなわち基準マーク２０４が設けられたプリント配線板１２の種類および回路図データから得られる基準マーク２０４の位置のデータと対応付けて選定標準線データメモリに記憶される。標準線の選定方法は標準線の種類に応じて予め定められており、例えば、標準線の種類および数を設定することにより行われる。なお、標準線が多角形状を成すのであれば、その角数が設定され、円弧であれば、その中心角が設定される。円弧状の標準線は、中心角が異なる複数種類の標準線が用意され、その中から選定されるようにしてもよく、あるいはオペレータが中心角を任意に設定し得るようにしてもよい。また、折れ線状の標準線については、折れ点の数が設定される。
【００４０】
オペレータは次に、基準マークとして使用する別のランドを指定するとともに、指定したランドにより構成される基準マークの標準線を選定する。ここでは、図１１に示すランド２２２が基準マーク２２２に指定され、その基準マーク２２２のエッジの一部が切れた正方形を成す標準線が選定されるものとする。その場合、オペレータはＬ字形の標準線を４個選定する。Ｌ字形の標準線が４個あれば、正方形を特定でき、基準マーク２２２は４個の標準線を含む標準線群により特定される。選定された標準線は、プリント配線板１２の種類および基準マーク２２２の位置データと対応付けて選定標準線データメモリに記憶される。基準マーク２０４，２２２についてそれぞれ選定された１以上の標準線はそれぞれ、標準マークを規定する。
【００４１】
Ｓ１の実行後、Ｓ２が実行され、標準線の選定が終了したか否かの判定が行われる。Ｓ１およびＳ２は、標準線の選定が終了するまで繰り返し実行される。オペレータが標準線の選定終了を入力すれば、Ｓ２の判定がＹＥＳになってＳ３以下のステップが実行され、選定された標準線について配置の設定等が行われる。この設定等は、ここでは基準マークの指定順に行われるとする。そのため、Ｓ３においては、プリント配線板１２について設定された基準マークの数をカウントするカウンタのカウント値Ｃが１増加させられる。カウンタはＲＡＭ４０６に設けられており、カウント値Ｃはメインルーチンの初期設定においてリセットされている。したがって、Ｓ３が１回目に行われるとき、カウント値Ｃは１になり、１番目に指定された基準マーク２０４について選定された標準線についてＳ４が実行される。
【００４２】
Ｓ４においては、標準線が複数あるか否かが判定される。配置の設定は、１つの基準マークについて標準線が複数設定された場合に行われるからである。基準マーク２０４の場合、選定された標準線は１個であるため、Ｓ４の判定はＮＯになり、Ｓ５およびＳ６がスキップされてＳ７が実行され、選定された標準線の寸法入力の実行指示が表示画面に表示される。標準線の形状に応じて、寸法が入力される箇所は設定されており、その箇所についての寸法の入力指示が表示画面に表示される。オペレータが画面に表示された回路図中において基準マーク２０４を指定すれば、回路の設計データにおいて設定されたランド２０４の直径が表示され、オペレータはその直径を円周状の標準線の寸法として入力し、入力された寸法は、選定された標準線データと共に選定標準線データメモリに記憶される。オペレータが基準マーク２０４を指定すれば、その直径が標準線の寸法として自動的にメモリに記憶されるようにしてもよい。
【００４３】
次いでＳ８が実行され、寸法の入力が終了したか否かの判定が行われる。寸法の入力が終了するまでＳ７およびＳ８が繰り返し実行され、オペレータが寸法の入力終了を入力すれば、Ｓ８の判定はＹＥＳになってＳ９が実行され、カウント値Ｃが設定値ＣA 以上であるか否かが判定される。設定値ＣA は、プリント配線板１２について設定された基準マークの数であり、選定標準線データメモリに記憶された１つのプリント配線板に対する基準マークの数から得られる。基準マーク２０４について設定された標準線のみについて寸法入力が終了した状態では、Ｓ９の判定はＮＯになってＳ３が実行され、カウント値Ｃが１増加させられて、次に基準マーク２２２について選定された標準線の配置設定等が行われる。
【００４４】
基準マーク２２２については、Ｌ字形の標準線が４個選定されているため、Ｓ４の判定はＹＥＳになってＳ５が実行され、表示画面に配置設定の実行が表示される。オペレータは、表示画面に表示されたプリント配線板１２の回路図に基づいて配置を設定する。配置は、標準線の種類に応じて、標準線の予め決められた箇所について設定される。Ｌ字形の標準線については、Ｌ字の屈曲点について位置が設定される。基準マーク２２２を構成するランド２２２を指定すれば、その４個の頂点の基準点に対する位置を規定する座標が表示され、オペレータはそれを見ながら４つの標準線の各々について位置を入力する。ランド２２２が指定されれば、その４個の頂点の座標が自動的に４つの標準線の位置として記憶されるようにしてもよい。Ｌ字形の標準線の場合、更に、４個のＬ字形の標準線についてそれぞれ、内向きであるか外向きであるかが設定される。内向きとは、Ｌ字の２本のアーム部が、４個のＬ字形の標準線により構成される図形の中心側に向かって開いた状態となる向きであり、外向きとは、中心とは逆向きに開いた状態となる向きである。これら４個の標準線の配置データ、すなわち位置および向きの各データは、標準線データと共に選定標準線データメモリに記憶される。
【００４５】
Ｓ５の実行後、Ｓ６が実行され、配置設定が終了したか否かの判定が行われる。配置の設定が終了するまでＳ５およびＳ６が繰り返し実行される。配置の設定が終了し、オペレータが設定終了を入力すれば、Ｓ６の判定がＹＥＳになってＳ７が実行され、４個のＬ字形の標準線の各々について寸法が入力される。Ｌ字形の標準線の場合、Ｌ字の２本のアーム部の各々について長さが入力される。基準マーク２２２については、４本の標準線の寸法は同じであって、２本のアーム部の長さは同じにされている。基準マーク２２２が指定されれば、ランドパターンの設計データに基づいて、正方形状の基準マーク２２２の１辺の長さおよび配線２２４の幅が表示され、オペレータは、表示画面に表示された基準マーク２２２を見て、その１辺の長さから配線２２４の幅を引いた部分の長さの半分の長さを１つのアーム部の長さとして入力する。入力は全部のＬ字形の標準線の各アーム部について行われ、入力された寸法は、標準線データおよび配置データと共に選定標準線データメモリに記憶される。基準マーク２２２の１辺の長さおよび配線２２４の幅に基づいてアーム部の長さが自動的に演算され、メモリに記憶されるようにしてもよい。
【００４６】
Ｌ字形の標準線について寸法の入力が終了すれば、オペレータは入力終了を入力し、それによりＳ８の判定がＹＥＳになってＳ９が実行される。２つの基準マークについて寸法設定等が終了し、基準マーク２０４，２２２を特定するための標準線が設定され、選定標準線データメモリに記憶されて登録されたため、Ｓ９の判定がＹＥＳになってＳ１０が実行され、標準線の設定が終了したか否かの判定が行われる。表示画面に標準線の設定が終了であるか否かの問いが表示され、終了であれば、オペレータは終了を入力する。標準線を設定するプリント配線板の種類が１種類であれば、オペレータは終了を入力し、複数種類のプリント配線板について標準線を設定するのであれば、オペレータは標準線の設定を続けて行う指示を入力し、それによりＳ１０の判定がＮＯになってＳ１〜Ｓ９が実行される。ここでは、標準線が設定されるのは、プリント配線板１２のみであるとすれば、オペレータは設定終了を入力し、それによりＳ１０の判定がＹＥＳになり、Ｓ１１においてカウンタが０にリセットされてルーチンの実行が終了する。
【００４７】
図１０にフローチャートで示す位置誤差検出ルーチンに基づいて、プリント配線板１２の複数の被装着位置の各位置誤差の検出を説明する。
位置誤差検出ルーチンのＳ２１においては、まず、基準マーク２０４，２２２が撮像される。基準マークカメラ１９０がＸＹロボット１３６により、予め設定された移動データに従って移動させられ、基準マーク２０４，２２２を撮像する。移動データは、標準線設定ルーチンにおいて標準線と共に記憶された基準マーク２０４，２２２の位置に基づいて設定される。撮像により、それぞれ図１２，図１３に示す画像が得られたとする。なお、理解を容易にするために、基準マーク２２２等の撮像により得られた像についても、基準マーク２２２等と同じ符号を付すこととする。また、基準マーク２０４，２２２，配線パターン２００，配線２０６，２２４には斜線を付して示す。
【００４８】
撮像後、Ｓ２２が実行され、像データが画像処理されて画像のエッジのデータが取得される。エッジは、光学的特性、例えば輝度が急変する点の集合である。配線パターン２００等が設けられたプリント配線板１２の少なくとも表面２８と配線パターン２００等とは光学的特性が異ならされ、例えば、表面２８は暗い色（例えば、緑色）とされ、導体製の配線パターン２００の配線およびランドパターン２０２，２２０の像は明るく、表面２８の像は暗く、配線パターン２００の配線およびランドパターン２０２，２２０の各像と表面２８の像との間において輝度が急変する。エッジは、例えば、撮像画面を構成する画素を単位として取得され、あるいは補間演算により取得される。前者の場合、輝度の急変は、撮像画面の隣接する２個の画素の輝度の差が設定値以上となることであり、後者の場合、輝度の変化勾配が設定勾配以上となることである。エッジの取得方法は既に知られており、説明を省略する。
【００４９】
次いでＳ２３以下のステップが実行され、エッジデータと標準線データとに基づいて基準マークが検索される。基準マークは複数、ここでは２個撮像されており、検索は、基準マーク１個ずつについて順番に、例えば、撮像順に行われる。そのため、Ｓ２３において基準マークの数をカウントするカウンタのカウント値Ｃが１増加させられる。カウンタはＲＡＭ６０４に設けられ、図示を省略するメインルーチンの初期設定において０にリセットされており、Ｓ２３が１回目に行われるとき、カウント値Ｃは１になり、１番目に撮像された基準マーク、ここでは基準マーク２０４についてまず、検索が行われる。１番目に撮像された基準マークが基準マーク２０４であるか基準マーク２２２であるかは、その位置および基準マークカメラ１９０の移動経路からわかる。
【００５０】
検索時にはまず、Ｓ２４において基準マーク２０４について設定された標準線が複数であるか否かが判定される。この判定はＮＯであり、Ｓ３５が実行され、基準マーク２０４について選定された１つの標準線を用いて検索が行われる。検索は、基準マーク２０４について選定された標準線のデータおよび標準線について設定された寸法のデータが選定標準線データメモリから読み出され、Ｓ２２において取得されたエッジ中に、予め定められた設定率以上の率で、選定された形状および設定された寸法を有する標準線ないし標準マークと一致する部分があるか否かを判定することにより行われる。この一致，不一致は、標準線とエッジとの相対位置ずれ量が予め定められた許容相対位置ずれ量以内であるか否かにより判定される。後述するＳ２５およびＳ２９においても同様である。
【００５１】
Ｓ２２において取得されたエッジの全部が順に走査され、エッジ中、標準線と設定率以上で一致する部分が有るか否かが判定されるのであり、この判定方法は既に知られており、説明を省略する。基準マーク２０４の場合、その一部から配線２０６が延び出させられており、そのエッジは完全な円周ではなく、一部が切れた円周である。したがって、標準線と基準マーク２０４のエッジとの一致を判定するための設定率は、本実施形態では９５％とされている。設定率は標準線の選定時にオペレータにより設定され、標準線データ等と共に選定標準線データメモリに記憶されている。
【００５２】
そして、Ｓ３６において基準マーク２０４が検索できたか否か、すなわち全部のエッジについて検索が行われ、かつ、エッジ中に、一致率が設定率以上である部分が１つ見つけられたか否かが判定される。この判定は、当初はＮＯであり、Ｓ３７において基準マーク２０４の検索開始、すなわちＳ３５の実行開始から設定時間が経過したか否かが判定される。設定時間は、標準線の種類に応じて異ならせてもよく、同じにしてもよい。設定時間はまた、検索の態様に応じて設定してもよい。例えば、標準線を多数の点の集合により画定し、その標準線画定点を単位として一致の判定を行うのであれば、設定時間は長く設定し、標準線を最小限必要な点により画定し、その標準線確定点について一致の判定を行うのであれば、時間は短く設定すればよい。標準線の種類に応じて設定時間を異ならせれば、例えば、短い標準線あるいは形状が単純な標準線については検索に要する時間が短くて済むことが多く、検索不能であるか否かが迅速にわかる。
【００５３】
設定時間が経過する前に検索ができた場合、すなわち全部のエッジについて検索が終了するとともに、一致率が設定率以上であるエッジが１つ見つけられれば、Ｓ３６の判定はＹＥＳになってＳ３２が実行される。それに対し、検索することができずに設定時間が経過すれば、すなわちエッジ全部について検索が終了する前に設定時間が経過した場合、あるいは設定時間が経過する前に全部のエッジについて検索が終了したが、一致率が設定率以上である部分がエッジ中に複数見つけられた場合、あるいは設定時間が経過する前に全部のエッジについて検索が終了したが、一致率が設定率以上である部分がエッジ中になかった場合には、Ｓ３６の判定がＮＯ、Ｓ３７の判定がＹＥＳになってＳ２８が実行され、検索不能であることが表示され、位置誤差検出ルーチンが終了する。この場合、表示画面には、検索不能と判定された理由も表示される。表示装置４２０が検索不能であることを報知する報知装置を構成しているのであり、表示装置４２０による報知と共に他の報知装置、例えば、音声，光等により検索不能の発生を報知する報知装置を設けてもよい。
【００５４】
設定時間を設け、検索不能な場合には位置誤差検出ルーチンを終了することにより、エッジデータが異常に多いにもかかわらず、検索が行われ、オペレータの作業が遅延されることが回避される。エッジデータが多くても、全部のエッジについて検索を行うことは可能であるが、異常に長く時間がかかるため、その場合には検索を終了し、異常の原因を除去するようにした方がよいのである。また、一致率が設定率以上であるエッジが複数ある場合、あるいは１つもない場合には、基準マークの位置を取得することができないため、位置誤差検出ルーチンが終了させられる。
【００５５】
オペレータは検出不能およびその理由の表示に基づいて、検出不能の原因を除去すればよい。設定時間内に検索を終了できないほどエッジデータが多い場合には、その原因として、例えば、基準マークカメラ１９０のレンズに傷がついていて、その傷が画像を形成する等、基準マークカメラ１９０に何らかの異常があると考えられ、オペレータは基準マークカメラ１９０を調べる。一致率が設定率以上であるエッジが複数ある場合、あるいは１つもない場合には、その原因として、例えば、プリント配線板１２の製造ミス，配線板保持装置１５によるプリント配線板１２の保持ミス，搬送板コンベヤ１４によるプリント配線板１２の搬送を作業位置において停止させる停止装置の異常，基準マークカメラ１９０を移動させるＸＹロボット１３６の作動異常等が考えられ、オペレータは、プリント配線板１２やＸＹロボット１３６等を調べる等、適宜の処理を行う。
【００５６】
検索開始から設定時間が経過する前に、全部のエッジが検索され、かつ、一致率が設定率以上であるエッジが１つ検出されれば、そのエッジが基準マーク２０４の像を画定するエッジとされ、Ｓ３６の判定結果がＹＥＳになってＳ３２が実行される。Ｓ３２においては、カウンタのカウント値Ｃが設定値ＣA 以上になったか否かが判定される。プリント配線板１２について設けられた全部の基準マークについて検索が行われたか否かが判定されるのである。基準マーク２０４について検索が行われ、基準マーク２２２の検索が行われていない状態では、Ｓ３２の判定はＮＯになってＳ２３以下のステップが実行される。
【００５７】
Ｓ２３においては、カウンタのカウント値Ｃが１増加させられ、次に基準マーク２２２について検索が行われる。基準マーク２２２については４個のＬ字形の標準線が設定されているため、Ｓ２４の判定がＹＥＳになる。そして、取得されたエッジ中に４個の標準線により規定される標準マークと設定率以上で一致する部分があるか否かが判定されるのであるが、Ｓ２５が実行され、まず、４個の標準線のうちの１個を用いて検索が行われる。始めから４個の標準線を用いて検索を行ってもよい。
【００５８】
Ｓ２５では、４個の標準線のうち、例えば、それらの位置を規定する座標のＸ，Ｙ座標値が最小のＬ字形の標準線を用いて検索が行われる。この際、検索に用いられる標準線について設定された向きおよび寸法がＲＡＭ４０６から読み出され、Ｓ２２において取得されたエッジの全部が順に走査され、Ｌ字形の標準線との一致率が設定率以上である部分が、エッジ中にあるか否かが判定される。Ｌ字形の標準線の場合、設定率はオペレータにより９９％に設定されている。図１１に示すように、基準マーク２２２は、その一部から配線２２４が延び出させられ、エッジの一部が切れた正方形状を成すが、Ｌ字形の標準線が複数設定されているため、標準線の各々についてエッジとほぼ完全に一致することが期待できるからである。
【００５９】
そして、Ｓ２６において検索できたか否かが判定される。Ｓ２６においては、基準マーク２２２の撮像に基づいて取得された全部のエッジについて検索が行われ、かつ、そのエッジ中に、Ｌ字形の標準線と一致率が設定値以上である部分が少なくとも１つあるか否かが判定されるのである。基準マーク２２２については４つの標準線が設定されており、１つの標準線のみによる検索では、基準マーク２２２を見つけることはできないのが普通であり、Ｓ２５では、基準マーク２２２の像を画定するエッジの一部分の候補であるマークエッジ候補が検索される。Ｓ２６の判定は当初はＮＯであり、Ｓ２７において検索開始から設定時間が経過したか否かが判定される。この判定も当初はＮＯであり、Ｓ２５が実行される。なお、設定時間は、Ｓ３７の設定時間と同様に設定される。
【００６０】
設定時間が経過する前に、基準マーク２２２の撮像に基づいて取得された全部のエッジについて検索が終了し、かつ、そのエッジ中にマークエッジ候補が少なくとも１つあれば、Ｓ２６の判定がＹＥＳになってＳ２９が実行され、基準マーク２２２について設定された残りの標準線、すなわち３つのＬ字形の標準線を用いて検索が行われる。
【００６１】
この検索は、４つのＬ字形の標準線の各々について設定された配置データに基づいて、Ｓ２５の検索により得られた少なくとも１つのマークエッジ候補に対して（マークエッジ候補が複数あれば、全部のマークエッジ候補の各々に対して）、そのマークエッジ候補の検索に用いられたＬ字形の標準線以外の３つのＬ字形の標準線が、マークエッジ候補の検索に用いられたＬ字形の標準線に対する位置と同様の位置に、それぞれについて設定された向きで配置され、その配置において、３つの標準線の各々について一致率がいずれも設定率以上であるエッジがあるか否かが判定されるのである。
【００６２】
そして、Ｓ３０が実行され、検索できたか否かが判定される。全部のマークエッジ候補についてそれぞれ設定された３つの標準線について検索が行われ、かつ、エッジ中に、３つのＬ字形の標準線の各々に対する一致率がいずれも設定率以上となる部分が１つ見つけられたか否かが判定されるのである。Ｓ３０の判定は当初はＮＯであり、Ｓ３１が実行されて設定時間が経過したか否かが判定される。この設定時間は、Ｓ２５においてマークエッジ候補を見つける際の設定時間と同じでもよく、それより短くしてもよい。
【００６３】
設定時間が経過する前に検索できた場合、すなわち全部のマークエッジ候補についてそれぞれ設定された３つの標準線について検索が行われ、かつ、エッジ中に、３つのＬ字形の標準線の各々に対する一致率がいずれも設定率以上となる部分が１つ見つけられたならば、Ｓ３０の判定がＹＥＳになってＳ３２が実行される。プリント配線板１２について設定された全部の基準マーク２０４，２２２について検索が行われ、カウント値Ｃが２であるため、Ｓ３２の判定はＹＥＳになってＳ３３が実行され、カウンタが０にリセットされるとともに、取得された基準マーク２０４，２２２の像に基づいてその位置が検出される。基準マーク２０４は円形であり、円の中心が求められ、基準マーク２０４の位置とされる。基準マーク２２２は正方形状を成し、正方形の中心が求められ、基準マーク２２２の像の中心の位置とされる。そして、Ｓ３４が実行され、取得された２個の基準マーク２０４，２２２の各位置に基づいて、基準マーク２０４，２２２のＸ軸方向およびＹ軸方向における各位置誤差が求められ、それに基づいて配線板保持装置１５によるプリント配線板１２の保持位置誤差が演算されるとともに、複数の被装着位置の各々の位置誤差ΔＸP ，ΔＹP が演算される。
【００６４】
Ｓ２５において１つの標準線を用いて検索を行ったが、検索できずに設定時間が経過した場合、すなわち全部のエッジについて検索が終了する前に設定時間が経過した場合、あるいは設定時間が経過する前に全部のエッジについて検索が終了したが、マークエッジ候補が１つも見つけられなかった場合には、Ｓ２７の判定がＹＥＳになってＳ２８が実行され、前述の検索不能時の処理が行われる。また、Ｓ２９においてマークエッジ候補について設定した３つの標準線を用いて検索を行ったが、検索できずに設定時間が経過した場合、すなわち全部のマークエッジ候補についてそれぞれ設定された３つの標準線の全部について検索が終了する前に設定時間が経過した場合、あるいは設定時間が経過する前に全部の検索が終了したが、３つの標準線との各一致率がいずれも設定率以上であるエッジが見つけられなかった場合、あるいは複数見つけられた場合には検索不能であり、Ｓ２８が実行され、検索不能時の処理が行われる。
【００６５】
プリント配線板１２への電子部品１６の装着時には、装着ヘッド１００は、Ｘ軸スライド１０６およびＹ軸スライド１２２の移動によりフィーダ型部品供給装置２０またはトレイ型部品供給装置２２の部品供給位置へ移動させられ、ヘッド昇降装置１４４により昇降させられ、吸着ノズル１５４が負圧により電子部品１６を保持する。ここでは、フィーダ型部品供給装置２０から電子部品１６を受け取る場合を説明する。
【００６６】
電子部品１６を保持した装着ヘッド１００は、フィーダ７０の電子部品１６を供給する部品供給位置であって、フィーダ７０から電子部品１６を受け取る部品受取位置から、プリント配線板１２に電子部品１６を装着する部品装着位置へ移動させられるのであるが、この際、Ｘ軸スライド１０６の部品受取位置と部品装着位置との間の位置に固定されている反射鏡２８６上を通過する。部品供給位置および部品装着位置がフィーダ型部品供給装置２０およびプリント配線板１２のいずれの位置にあっても、装着ヘッド１００が部品供給位置から部品装着位置へ移動するためには必ず、Ｘ軸スライド１０６上をＹ軸方向へ移動してフィーダ型部品供給装置２０とプリント配線板１２との間の部分を通る。したがって、装着ヘッド１００は、Ｘ軸スライド１０６の部品供給位置と部品装着位置との間に位置する部分に固定されている反射鏡２８６を必ず通り、部品カメラ２８２により電子部品１６が撮像される。装着ヘッド１００が反射鏡２８６上に位置し、部品カメラ２８２によって撮像される位置を部品保持姿勢検出位置ないし撮像位置と称する。
【００６７】
なお、電子部品１６の回転位置が吸着時と装着時とで異なる場合には、吸着後、撮像が行われるまでの間に装着ヘッド１００がヘッド回転装置１４６により回転させられ、電子部品１６が回転させられて装着時の姿勢に変更された状態で撮像される。
【００６８】
そして、装着ヘッド１００が部品保持姿勢検出位置に到達すれば、電子部品１６が部品カメラ２８２により撮像される。撮像装置２７８はＸ軸スライド１０６上に設けられているため、装着ヘッド１００は、Ｙ軸方向においてはその移動を停止させられるが、Ｘ軸方向においては移動させられたままの状態で電子部品１６が撮像される。
【００６９】
このように撮像された電子部品１６の像が画像処理され、制御装置４００において保持位置誤差のない正規の像のデータと比較され、水平位置誤差ΔＸE ，ΔＹE および回転位置誤差Δθが算出される。
【００７０】
撮像後、装着ヘッド１００はＹ軸方向においても移動させられてプリント配線板１２の被装着位置上へ移動させられるが、装着ヘッド１００の移動距離は、プリント配線板１２の被装着位置の位置誤差ΔＸP ，ΔＹP ，電子部品１６の中心の位置誤差ΔＸE ，ΔＹE ，回転位置誤差Δθの修正により生ずる電子部品１６の中心位置のずれが修正されるように修正される。また、装着ヘッド１００がヘッド回転装置１４６により回転させられて回転位置誤差Δθが修正され、電子部品１６はプリント配線板１２の正確な被装着位置に正しい姿勢で装着される。装着ヘッド１００は、誤差の演算等と並行して、プリント配線板１２の被装着位置上へ移動させられるとともに下降させられ、電子部品１６を被装着位置に装着する。以上で１サイクルの装着作業が終了する。
【００７１】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、選定標準線データメモリが標準線データ記憶部を構成し、候補標準線データメモリが候補標準線記憶部を構成し、制御装置４００のＳ２２を実行する部分がエッジデータ取得部を構成し、Ｓ２５，Ｓ２９，Ｓ３５を実行する部分が検索部を構成し、これらが画像データ処理装置を構成している。また、制御装置４００のＳ３３を実行する部分が基準マークの位置を取得する位置取得部を構成し、Ｓ３４を実行する部分が基準マーク，プリント配線板，プリント配線板の被装着位置の位置誤差取得部を構成している。さらに、制御装置４００のＳ１ないしＳ７を実行する部分が標準線設定部を構成している。入力装置４２０，表示装置４２２も標準線設定部を構成していると考えてもよい。
【００７２】
基準マークの検索は、標準線を許容縮小率で縮小したものと、許容拡大率で拡大したものとを用いて行ってもよい。その実施形態を図１４および図１５に基づいて説明する。
本実施形態において基準マーク５００は、図１４に示すように、その輪郭が一部が切れた正方形を成す。そのため、基準マーク５００を特定する標準線として、Ｌ字形を成す標準線が４つ選定されるとともに、配置の設定および寸法の入力が行われる。これら４つの標準線が標準線群を構成し、標準マークを規定する。
【００７３】
基準マーク５００の検索時には、前記実施形態におけると同様に、基準マーク５００が撮像されるとともに、撮像データが画像処理され、画像のエッジのデータが取得される。基準マーク５００の検索は、基準マーク５００の輪郭線の４隅の部分の各々とちょうど一致する４つの標準線がそれぞれ、予め設定された許容拡大率により拡大されるとともに許容縮小率で縮小され、拡大により得られる拡大標準線と縮小により得られる縮小標準線との間にエッジが存在するか否かにより行われる。本実施形態においては、拡大は、標準線をＸ軸方向およびＹ軸方向において同じ距離（図１５中、＋ｔで表される）ずつ外側へ移動させることにより行われ、縮小は、標準線をＸ軸方向およびＹ軸方向において同じ距離（図１５中、−ｔで表される）ずつ内側へ移動させることにより行われる。基準マークと標準線との間に許容されるずれ量であって、標準線を拡大する側に許容される許容拡大量と、標準線を縮小する側に許容される許容縮小量とが同じにされているのである。本実施形態では、許容拡大率および許容縮小率は標準線の選定時にオペレータにより設定されて入力され、それらに基づいて許容拡大量＋ｔ，許容縮小量−ｔが得られる。
【００７４】
そして、４つの標準線がそれぞれ拡大および縮小されることにより得られる拡縮標準図形（図１４に斜線を付して示す）が、取得されたエッジに対して相対的に移動させられて、全部のエッジが順に走査され、４つの拡縮標準図形を規定する各拡大標準線と縮小標準線との間に同時に位置するエッジが探される。このようなエッジが設定時間内に１つ見つけられ、設定時間内に全部のエッジが走査されれば、そのエッジが基準マーク５００のエッジとされる。前記実施形態と同様に、まず、４つの拡縮標準図形のうちの１つを用いて、基準マーク５００のエッジの候補であるマークエッジ候補を探し、マークエッジ候補が得られれば、それについて残り３つの拡縮標準図形を配置して基準マーク５００を検索するようにしてもよい。
【００７５】
許容拡大率と許容縮小率とは、許容拡大量と許容縮小量とが異なる大きさになるように設定してもよく、許容拡大量と許容縮小量との少なくとも一方が、Ｘ軸方向とＹ軸方向とにおいて互いに異なる大きさとなるように設定してもよい。
【００７６】
標準線とエッジとの一致，不一致の判定を行うに当たり、両者の相対位置ずれを許容する場合、標準線と共に複数のシークラインを用いて検索してもよい。その実施形態を図１６に基づいて説明する。シークラインを用いた画像の検索は、例えば、特開平８−１８０１９１号公報に記載されているように既に知られている。
【００７７】
本実施形態の基準マーク５２０は、その輪郭が一部が切れた正方形であり、この基準マーク５２０について４つのＬ字形の標準線が選定され、配置，寸法が設定される。配置は基準マーク５２０に対して予め設定され、本実施形態では、正規の基準マーク５２０と等しい正方形を構成するものとされる。基準マーク５２０が撮像され、エッジが取得された後、基準マーク５２０が検索されるとき、４つの標準線の各々について多数のシークライン５２２が設定される。
【００７８】
シークライン５２２は標準線に対して直角に設定される。標準線がＸ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ平行に配置されるとすれば、シークライン５２２はＹ軸，Ｘ軸にそれぞれ平行に設定されるとともに、Ｘ軸方向に隣接する標準線については、Ｘ軸方向に平行なシークライン５２２はＹ軸方向の位置が同じに設定され、Ｙ軸方向に隣接する標準線については、Ｙ軸方向に平行なシークライン５２２はＸ軸方向の位置が同じに設定される。
【００７９】
基準マーク５２０の検索時には、４つの標準線がシークラインを伴って基準マーク５００に対して移動させられ、シークライン上における標準線とエッジとの距離が求められる。そして、Ｘ軸方向において対を成すシークライン、すなわちＹ座標値が同じである２つのシークライン上におけるエッジと標準線との距離の和の絶対値｜ｘ11＋ｘ21｜・・・｜ｘ43＋ｘ33｜およびＹ軸方向において対を成すシークライン、すなわちＸ座標値が同じである２つのシークライン上におけるエッジと標準線との距離の和の絶対値｜ｙ11＋ｙ41｜・・・｜ｙ23＋ｙ33｜が求められる。
【００８０】
これらＸ軸方向およびＹ軸方向においてそれぞれ求められる和の絶対値の全部が設定値ｔ以下であれば、そのエッジにより規定される像が基準マーク５２０の像とされる。設定値ｔは、エッジと標準線との間に許容されるずれ量の２倍であり、予め設定されている。図１６に示すように、基準マーク５２０のエッジと標準線とがずれていても、上記和の絶対値の全部が設定値ｔ以下であれば、その状態から４つの標準線を基準マークに対して移動させれば、基準マーク５２０のエッジが４つの標準線の十分近くに位置する状態が得られるため、基準マーク５２０が検索されたとするのである。本実施形態では、設定値ｔは、標準線の選定時にオペレータにより設定されて入力される。なお、図１６においては、図示および理解を容易にするためにシークラインの数が少なく示されているが、実際には微小なピッチで設定した多数のシークラインを用いて基準マーク５２０が検索される。
【００８１】
図１ないし図１３に示す実施形態は、上記設定値ｔが小さい値にされて基準マークの検索が行われる実施形態であると言うことができる。
【００８２】
また、基準マークの検索は、設定された全部の標準線により画定される面を想定し、その面と基準マークとが殆ど全体において重なり合うか否かによって行うようにしてもよい。
【００８３】
基準マークを特定する標準線は、基準マークの形状等に応じて種々に設定することが可能である。例えば、図１７に示すように、プリント配線板５４０に設けられた配線パターン５４２の一部である配線を基準マークとして使用してもよく、例えば、配線パターン５４０の２つの配線５４４が交差する十字形の部分を基準マーク５４６として使用するのであれば、オペレータは標準線として４個のＬ字形の標準線を選定するとともに、その配置を設定し、寸法を入力する。配置は、４個のＬ字形の標準線がいずれも外向きとなるように設定される。
【００８４】
１つの基準マークを特定するために、複数種類の標準線を設定してもよい。
【００８５】
また、基準マーク２０２のように、エッジが一部が切れた円周状を成す場合、円弧状を成す少なくとも１つの標準線により特定するようにしてもよい。例えば、円周の１／３の円弧を複数用いて特定してもよく、円周の３／４の円弧を１つ用いて特定してもよい。いずれにしても、円周状の標準線を設定する場合より設定率を高くすることができる。設定する標準線の形状によって、エッジと標準線との一致を判定する設定率を異ならせることができるのである。円弧状の標準線を複数設定する場合、基準マークの検索は、Ｌ字形の標準線を複数設定する場合と同様にまず、１つの標準線について検索し、マークエッジ候補があれば、残りの標準線を用いて検索すればよい。
【００８６】
さらに、上記各実施形態においては、エッジが予め設定された設定率以上の率で標準線と一致するか否かにより基準マークが検索されるようにされていたが、設定率以下の率で不一致であるか否かにより検索するようにしてもよい。
【００８７】
また、標準線の位置，寸法等の設定は、オペレータが回路基板における基準マークの位置，寸法等を実測し、その測定値に基づいて行うようにしてもよい。この場合、同じ種類の複数のプリント配線板について、複数の基準マークの各々の位置を測定し、その平均値を用いて設定することが望ましい。
【００８８】
さらに、上記実施形態においては、１種類のプリント配線板について設けられた複数、例えば、２個の基準マークはそれぞれ異なるマークとされていたが、ランドパターン等、プリント配線板に設けられたパターン等を利用して基準マークとする場合、基準マークの複数の設置位置近傍にそれぞれ、同じ形状を有するパターンがあるのであれば、複数の基準マークは形状の同じものとすることが望ましい。
【００８９】
また、基準マークは、プリント配線板に設けられたランドパターンや配線パターン等のパターン等、既存の設置物を利用するのに限らず、専用の基準マークを設けてもよい。専用の基準マークを複数設ける場合、それら基準マークの形状は、いずれも同じにしてもよく、一部を同じにしてもよく、全部を異ならせてもよい。
【００９０】
さらに、上記実施形態においては基準マークの検索に基づいて基準マークの位置が取得されるようにされていたが、例えば、基準マークの検索に基づいて、基準マークが設けられた部材の種類の判別，適否の判定を行うようにしてもよい。基準マークを、基準マークが設けられた部材の種類等を特定するマークとして利用するのである。
【００９１】
また、上記実施形態の電子部品装着システムは、部品保持ヘッドがＸＹ座標面の任意の位置へ移動させられて電子部品を回路基板に装着するシステムとされていたが、複数の部品保持ヘッドが部品保持ヘッド旋回装置により一軸線まわりに旋回させられ、部品受取位置，部品装着位置等の停止位置に順次停止させられて、部品供給装置からの電気部品の受取りおよび回路基板への装着を行う電気部品装着システム等、別の形態の電気部品装着システムや、スクリーン印刷システムおよび高粘性流体塗布装置等、基準マークが利用される種々のシステムにおける基準マークの検索に本発明に係る基準マーク検索装置および方法を用いることができる。
【００９２】
以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である基準マーク検索装置を備え、基準マーク検索方法が実施される電子部品装着システムを示す平面図である。
【図２】上記電子部品装着システムを示す側面図である。
【図３】上記電子部品装着システムを示す正面図（一部断面）である。
【図４】上記電子部品装着システムの部品装着装置を示す側面図である。
【図５】上記電子部品装着システムにおいて電子部品が装着されるプリント配線板に設けられた基準マークを示す平面図である。
【図６】上記プリント配線板に設けられた別の基準マークを示す平面図である。
【図７】上記電子部品装着システムを制御する制御装置のうち、本発明に関連の深い部分を示すブロック図である。
【図８】上記制御装置の主体を成すコンピュータのＲＡＭの構成を示すブロック図である。
【図９】上記コンピュータのＲＡＭに記憶された標準線設定ルーチンを表すフローチャートである。
【図１０】上記コンピュータのＲＡＭに記憶された位置誤差検出ルーチンを表すフローチャートである。
【図１１】図５および図６にそれぞれ示す基準マークを検索するための標準線の設定を説明する図である。
【図１２】図５に示す基準マークの検索を説明する図である。
【図１３】図６に示す基準マークの検索を説明する図である。
【図１４】本発明の別の実施形態である基準マーク検索方法を説明する図である。
【図１５】図１４に示す基準マーク検索方法における標準線の拡大および縮小を説明する図である。
【図１６】本発明の別の実施形態である基準マーク検索方法を説明する図である。
【図１７】基準マークに対する標準線の設定の別の態様を説明する図である。
【符号の説明】
１２：プリント配線板    １００：装着ヘッド    １５４：吸着ノズル    １９０：基準マークカメラ     ２００：配線パターン    ２０４，２２２：ランド（基準マーク）    ４００：制御装置    ５００，５２０：基準マーク    ５４０：プリント配線板    ５４２：配線パターン    ５４４：配線    ５４６：基準マーク
【図１】
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【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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