(57)【要約】【課題】  バックアップピンの画像認識を効率よく行うことにより基板の生産性を高める。【解決手段】  バックアッププレート３６のうち作業対象となる基板のサイズに応じた使用エリアＵ０を特定し、さらにこの使用エリアＵ０を、互いに近接する複数のセット孔を同時に撮像可能な広角視野をもつカメラの当該視野に対応する複数の単位エリアＵ１に割付け、前記のカメラによりこの単位エリアＵ１毎にセット孔３６ａを撮像し、その画像から各セット孔３６ａにおけるバックアップピンの有無を判別することにより使用エリアＵ０内のバックアップピンの配列を認識する。【選択図】      図６
2005302833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセット孔をもつバックアッププレートの前記セット孔にバックアップピンが抜差し可能に挿着されてなる基板支持機構の前記バックアップピンにより基板を支持して各種作業を施す際に、この作業に先立ち前記バックアップピンの配列を認識する方法において、
前記バックアッププレートのうち作業対象となる基板のサイズに応じた使用エリアを特定し、互いに近接する複数のセット孔を同時に撮像可能な視野をもち、かつ前記バックアッププレートに対して相対的に移動可能な撮像手段を用いて前記使用エリアに含まれるセット孔を前記視野に入る複数のセット孔毎に同時に撮像し、その画像から各セット孔におけるバックアップピンの有無を判別することにより前記使用エリア内のバックアップピンの配列を認識することを特徴とするバックアップピン認識方法。
【請求項２】
複数のセット孔をもつバックアッププレートの前記セット孔にバックアップピンが抜差し可能に挿着されてなる基板支持機構を有し、この基板支持機構の前記バックアップピンにより基板を支持して当該基板に所定の作業を施す作業装置に組込まれて前記バックアップピンの配列を認識する装置であって、
前記バックアッププレートの前記セット孔の配列情報および作業対象となる基板のサイズ情報を記憶する記憶手段と、
前記バックアッププレートに対して相対的に移動可能に設けられ、かつ互いに近接する複数の前記セット孔を同時に撮像可能な視野をもつ撮像手段と、
作業対象となる基板の前記サイズ情報に基づいて前記バックアッププレートの使用エリアを抽出し、かつこの使用エリアをさらに前記撮像装置の視野に対応する複数の単位エリアに割付ける割付け手段と、
割付けられた各単位エリアを撮像すべく前記撮像手段をバックアッププレートに対して相対的に移動させる移動制御手段と、
前記撮像手段により撮像された各単位エリアの画像に基づき前記使用エリア内の各セット孔におけるバックアップピンの有無を判別するとともにその判別結果から同使用エリア内のバックアップピンの配列を認識するピン配列認識手段と
を備えていることを特徴とするバックアップピン認識装置。
【請求項３】
請求項２に記載のバックアップピン認識装置において、
前記割付け手段は、一の単位エリアに可及的に多数のセット孔が含まれるように前記単位エリアを割付けることを特徴とするバックアップピン認識装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のバックアップピン認識装置において、
割付けられた単位エリアの撮像順序を設定する順序設定手段をさらに有し、
この順序設定手段は、前記単位エリアのうち一の単位エリアを最初の撮像エリアとして設定し、この単位エリアに対して撮像手段の相対的な移動量が可及的に小さくなる単位エリアを次の撮像エリアに設定することにより、順次、先に撮像が行われる単位エリアに対して撮像手段の相対的な移動量が可及的に小さくなる単位エリアを次の撮像エリアに設定することにより前記各単位エリアの撮像順序を設定することを特徴とするバックアップピン認識装置。
【請求項５】
複数のセット孔をもつバックアッププレートの前記セット孔にバックアップピンが抜差し可能に挿着されてなる基板支持機構を有し、この基板支持機構により基板を支持した状態で、当該基板に重ねたマスクシートの上からクリーム半田等のペーストを供給してスキージの作動により同ペーストを延ばして基板に塗布するスクリーン印刷装置において、
前記バックアッププレートに挿着されたバックアップピンの配列を画像認識する装置として、請求項２乃至４のいずれかに記載のバックアップピン認識装置を備えていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項６】
複数のセット孔をもつバックアッププレートの前記セット孔にバックアップピンが抜差し可能に挿着されてなる基板支持機構を有し、この基板支持機構により基板を支持した状態で、移動可能な実装用ヘッドにより当該基板上に部品を搬送して実装する表面実装機において、
前記バックアッププレートに挿着されたバックアップピンの配列を画像認識する装置として、請求項２乃至４のいずれかに記載のバックアップピン認識装置を備えていることを特徴とする表面実装機。
【請求項７】
請求項６に記載の表面実装機において、
前記基板支持機構に対して相対的に移動可能なヘッドユニットを有し、このヘッドユニットに前記実装用ヘッドが搭載されるとともに前記基板に記される基板認識用のマークを撮像可能な第１カメラとこの第１カメラよりも視野サイズが広いカメラからなる前記撮像手段としての第２カメラとが搭載されていることを特徴とする表面実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板等の基板にクリーム半田等のペーストを塗布するスクリーン印刷装置、あるいは同基板に部品を実装する表面実装機など、基板をその背面側からバックアップピンにより支持して作業を行うように構成された装置の前記パックアップピンの認識方法および同認識装置、さらにこのバックアップピン認識装置を備えたスクリーン印刷装置および表面実装機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板の表裏に電子部品を実装する場合には、実装ラインにおいて基板の一方側の面に印刷（ペーストを塗布）、電子部品の実装、さらにリフロー炉による電子部品の導通固定等の処理を行った後、基板を反転させて再び実装ラインにおいて当該基板の他方側の面への印刷、実装および導通固定等の処理を実施する。この他方面側に対して各種作業を行うスクリーン印刷装置や表面実装機などの装置においては、先付け部品を避けつつ基板を支持する必要があるため、バックアップピンを立設したバックアップテーブル（プレート）により基板をその背面側（作業面と反対側の面）から支持した状態で基板に対して各種処理を施す。なお、基板の表裏への電子部品の実装は、同一の実装ラインを利用して段取り替えを行うことにより対応することが多い。そのため、基板の片面のみに電子部品を実装する場合でも、実装ラインを構成する例えばスクリーン印刷装置、ディスペンサ、ペースト塗布状態を検査する検査装置、表面実装機、さらに電子部品の実装状態を検査する実装検査装置などにおいてもバックアップピンを用いて基板を支持することが多い。
【０００３】
バックアップピンの数や配列は、基板のサイズや厚み、あるいは基板の背面に先付け部品があるか等の種々の条件により異なるため、この種の多くの装置では、バックアップテーブルにマトリックス状のセット孔を設けておき、バックアップピンをこのセット孔に対して手動で、あるいは自動的に抜き差しすることにより、基板の種類などに応じてバックアップピンの数や配列を変更することが行われている。
【０００４】
また、バックアップピンの並び替えにミスが生じた場合に、そのまま作業が続行されるのを防止するために、例えば特許文献１には、部品実装用のヘッドに搭載される基板認識用のカメラを使ってバックアップピンの配列を画像認識することにより並び替え後のピン配列を確認するようにした表面実装機が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３４０６９３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
表面実装機等においては、近年の多品種少量生産への対応により稼動中にバックアップピンの並べ変えを頻繁に行う場合があり、バックアップピンの並べかえ作業は勿論のこと、その後のピン認識も効率的に行うことが生産性を高める上で求められている。
【０００６】
ところが、上記特許文献１に開示される従来装置では、基板上に記される微小なマーク（フィデューシャルマーク）を撮像する視野の狭い基板認識用カメラをそのまま使ってバックアップテーブル上のセット孔を一つずつ撮像するので、バックアップピンの画像認識に時間を要することとなり効率が良いものとは言えない。従って、この点を改善する必要がある。
【０００７】
なお、表面実装機などでは、後発的に新たなサイズの基板が作業対象となったり、バックアップピンのサイズや配列ピッチを変更すべくバックアップテーブルそのものを交換することが行われるので、このような場合にも、交換後のバックアップテーブルに対してバックアップピンの画像認識を効率良く行えるようにする必要がある。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、バックアップピンの画像認識を効率よく行うことにより基板の生産性を高めることができるバックアップピン認識方法および同装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るバックアップピン認識方法は、複数のセット孔をもつバックアッププレートの前記セット孔にバックアップピンが抜差し可能に挿着されてなる基板支持機構の前記バックアップピンにより基板を支持して各種作業を施す際に、この作業に先立ち前記バックアップピンの配列を認識する方法において、前記バックアッププレートのうち作業対象となる基板のサイズに応じた使用エリアを特定し、互いに近接する複数のセット孔を同時に撮像可能な視野をもち、かつ前記バックアッププレートに対して相対的に移動可能な撮像手段を用いて前記使用エリアに含まれるセット孔を前記視野に入る複数のセット孔毎に同時に撮像し、その画像から各セット孔におけるバックアップピンの有無を判別することにより前記使用エリア内のバックアップピンの配列を認識するようにしたものである。
【００１０】
この方法によると、使用エリア内に含まれるセット孔のうち近接する複数のセット孔を同時に撮像するので、バックアップピンの配列を効率的に画像認識することが可能となる。
【００１１】
一方、本発明に係るバックアップピン認識装置は、複数のセット孔をもつバックアッププレートの前記セット孔にバックアップピンが抜差し可能に挿着されてなる基板支持機構を有し、この基板支持機構の前記バックアップピンにより基板を支持して当該基板に所定の作業を施す作業装置に組込まれて前記バックアップピンの配列を認識する装置であって、前記バックアッププレートの前記セット孔の配列情報および作業対象となる基板のサイズ情報を記憶する記憶手段と、前記バックアッププレートに対して相対的に移動可能に設けられ、かつ互いに近接する複数の前記セット孔を同時に撮像可能な視野をもつ撮像手段と、作業対象となる基板の前記サイズ情報に基づいて前記バックアッププレートの使用エリアを抽出し、かつこの使用エリアをさらに前記撮像装置の視野に対応する複数の単位エリアに割付ける割付け手段と、割付けられた各単位エリアを撮像すべく前記撮像手段をバックアッププレートに対して相対的に移動させる移動制御手段と、前記撮像手段により撮像された各単位エリアの画像に基づき前記使用エリア内の各セット孔におけるバックアップピンの有無を判別するとともにその判別結果から同使用エリア内のバックアップピンの配列を認識するピン配列認識手段とを備えているものである（請求項２）。
【００１２】
この装置によると、基板のサイズ情報に基づいてバックアッププレートの使用エリアが抽出され、この抽出エリアがさらに撮像手段の視野に対応する単位エリアに割付けられる。そして、撮像手段によりこれら単位エリアが順次撮像されることにより、各単エリアに含まれる複数のセット孔が同時に撮像されることとなる。従って、請求項１に係る認識方法を良好に実施することができ、セット孔を複数個ずつ効率的に撮像してバックアップピンの配列を画像認識することが可能となる。
【００１３】
この装置において、前記割付け手段は、一の単位エリアに可及的に多数のセット孔が含まれるように前記単位エリアを割付けるように構成されているのが好ましい（請求項３）。
【００１４】
この構成によれば、割付けられる単位エリアの数が可及的に低減される。換言すれば撮像手段による撮像回数が可及的に低減されるため、バックアップピンの配列をより効率良く認識することが可能となる。
【００１５】
また、上記の各装置においては、さらに、割付けられた単位エリアの撮像順序を設定する順序設定手段を有し、この順序設定手段が、前記単位エリアのうち一の単位エリアを最初の撮像エリアとして設定し、この単位エリアに対して撮像手段の相対的な移動量が可及的に小さくなる単位エリアを次の撮像エリアに設定することにより、順次、先に撮像が行われる単位エリアに対して撮像手段の相対的な移動量が可及的に小さくなる単位エリアを次の撮像エリアに設定することにより前記各単位エリアの撮像順序を設定するように構成されているのがより好ましい（請求項４）。
【００１６】
この構成によると、各単位エリアを撮像する際のバックアッププレートに対する撮像手段の相対的な移動量が小さくなる。そのため、より一層効率良くバックアップピンの配列を画像認識することが可能となる。
【００１７】
一方、本発明に係るスクリーン印刷装置は、複数のセット孔をもつバックアッププレートの前記セット孔にバックアップピンが抜差し可能に挿着されてなる基板支持機構を有し、この基板支持機構により基板を支持した状態で、当該基板に重ねたマスクシートの上からクリーム半田等のペーストを供給してスキージの作動により同ペーストを延ばして基板に塗布するスクリーン印刷装置において、前記バックアッププレートに挿着されたバックアップピンの配列を画像認識する装置として、請求項２乃至４のいずれかに記載のバックアップピン認識装置を備えているものである（請求項５）。
【００１８】
また、本発明に係る表面実装機は、複数のセット孔をもつバックアッププレートの前記セット孔にバックアップピンが抜差し可能に挿着されてなる基板支持機構を有し、この基板支持機構により基板を支持した状態で、移動可能なヘッドにより当該基板上に部品を搬送して実装する表面実装機において、前記バックアッププレートに挿着されたバックアップピンの配列を画像認識する装置として、請求項２乃至４のいずれかに記載のバックアップピン認識装置を備えているものである（請求項６）。
【００１９】
これらのスクリーン印刷装置および表面実装機によると、請求項２乃至４のいずれかに記載のバックアップピン認識装置を備えているので、基板支持機構におけるバックアップピンの配列認識を効率的に行うことが可能となる。例えば、バックアッププレートを後発的に交換する場合、あるいは新種の基板を生産する場合には、交換後のバックアッププレートにおけるセット孔の配列情報、あるいは基板（新種の基板）のサイズ情報をそれぞれ前記記憶部に記憶させることにより、いずれの場合もバックアップピンの配列を効率的に画像認識することが可能となる。
【００２０】
なお、請求項６に記載の表面実装機のより具体的な構成としては、基板支持機構に対して相対的に移動可能なヘッドユニットを有し、このヘッドユニットに前記実装用ヘッドが搭載されるとともに前記基板に記される基板認識用のマークを撮像可能な第１カメラとこの第１カメラよりも視野サイズが広いカメラからなる前記撮像手段としての第２カメラとが搭載されている構成とすることができる（請求項７）。
【００２１】
この構成によると、ヘッドユニットの移動を利用してバックアッププレート上のセット孔をカメラ（第２カメラ）によって撮像することが可能となる。すなわち、撮像手段としての第２カメラを移動させるための特別の構成を設けることなくバックアッププレート上を走査することが可能となるため合理的な構成が達成される。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に係るバックアップピン認識方法、および請求項２〜４に係るバックアップピン認識装置によると、バックアッププレートのうち基板のサイズに対応する使用エリア内に含まれるセット孔を複数個ずつ同時に撮像するので、バックアップピンの配列を効率的に認識することが可能となる。特に、請求項３の認識装置によれば、撮像手段による撮像回数を可及的に低減することができ、また請求項４の認識装置によれば、撮像時の移動距離を可及的に低減することができるので、バックアップピンの配列をより一層効率良く認識することが可能となる。
【００２３】
また、請求項５に係るスクリーン印刷装置、および請求項６，７に係る表面実装機によると、請求項２〜４に係るバックアップピン認識装置を備えているので、バックアップピンの一連の認識処理を効率的に行うことができ、その結果、基板の生産性を高めることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の最良の実施形態の一例を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１および図２は、本発明に係るスクリーン印刷装置（本発明に係るバックアップピン認識装置が適用されるスクリーン印刷装置）を概略的に示しており、図１は同印刷装置を正面図で、図２は同印刷装置を平面図でそれぞれ示している。なお、方向を明確にするために図中にはＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を示している。
【００２６】
これらの図に示すスクリーン印刷装置（以下、単に印刷装置という）は、プリント基板Ｗ（以下、基板Ｗと略す）の所定位置にクリーム半田等のペーストを塗布するとともにその塗布状態を検査する検査機能を兼ね備えた装置であって、フレーム１０、スクリーンマスク１５、印刷ユニット２０、テーブルユニット３０および撮像手段４０等を備えている。
【００２７】
前記フレーム１０は、印刷装置の外枠をなすもので、基台１１と、この基台１１の上面四隅に立設される柱１２と、これら柱のうちＹ軸方向に並ぶ柱同士をその上部で接続する二本の上部フレーム１３と、これら上部フレーム１３同士をその長手方向中央部分よりも若干右側寄りの部分でＸ軸方向に接続するクロスバー１４とを有している。なお、この印刷装置では、このフレーム１０のうち主にその左半分が印刷領域ＰＡとなり、前記クロスバー１４を含む右半分が検査領域ＣＡとなっている。
【００２８】
前記スクリーンマスク１５は、印刷パターンに応じた開口部分を有する金属性の薄板で、印刷領域ＰＡにおいて上部フレーム１３に着脱可能に固定されている。このスクリーンマスク１５は、図外のアタッチメントに組付けられた状態で上部フレーム１３の係止部に係脱可能に係止されており、基板Ｗの種類に応じて交換できるようになっている。
【００２９】
前記印刷ユニット２０は、左右一対のスキージ２１、およびスキージ２１を昇降駆動するエアシリンダ２２等を有しており、前記スクリーンマスク１５の上方に配設されている。
【００３０】
前記印刷ユニット２０は、送りねじ２４およびこれを駆動するサーボモータ２５からなる移動機構に連結されており、前記モータ２５の駆動により上部フレーム１３に固定されたレール２３に沿ってＹ軸方向に移動するようになっている。
【００３１】
前記テーブルユニット３０は、印刷領域ＰＡにおいてスクリーンマスク１５の下方に設けられており、下側から順にＹ軸テーブル３１、Ｘ軸テーブル３２、Ｒ軸テーブル３３、昇降テーブル３４および基板支持機構３５を備えた多層構造を有している。
【００３２】
前記Ｙ軸テーブル３１は、送りねじ３１ａおよびこれを駆動するサーボモータ６１からなる移動機構に連結されており、前記モータ６１の駆動により基台１１に固定されたレール３１ｂに沿ってＹ軸方向に移動し、この移動によりテーブルユニット３０を一体的に同図に実線で示す印刷領域ＰＡ内の作業位置と同二点鎖線で示す検査領域ＣＡ内の作業位置とに亘って移動させるようになっている。
【００３３】
前記Ｘ軸テーブル３２は、Ｘ軸サーボモータ６２（図３に示す）を駆動源とする移動機構に連結され、このモータ６２の作動によりＹ軸テーブル３１に対してＹ軸方向に移動し、また、Ｒ軸テーブル３３は、Ｒ軸サーボモータ６３（図３に示す）を駆動源とする回転機構に連結され、このモータ６３の作動によりＹ軸テーブル３１に対してＺ軸回りに回転するようになっている。また、昇降テーブル３４は、Ｚ軸サーボモータ６４（図３に示す）を駆動源とする昇降機構に連結され、このモータ６４の作動によりＲ軸テーブル３３に対してＺ軸方向に移動（昇降）するようになっている。
【００３４】
前記基板支持機構３５は、昇降テーブル３４に設けられており、基板Ｗをその下側（被印刷面の背面側）から支持するバックアッププレート３６と、基板Ｗを同プレート３６に対して固定するクランプ３７とを有している。
【００３５】
図示を省略しているがプレート３６上には複数本のバックアップピン（以下、ピンと略す）が立設されており、このピンにより基板Ｗを支持するようになっている。ピンは、基板Ｗの種類に応じてその数や位置が変更されるようになっている。すなわち、プレート３６には、図６（ａ）に示すように略マトリックス状に多数のセット孔３６ａが設けられており、ピンがこれらのセット孔３６ａに対して手動で、あるいは自動的に抜き差しされることによりその数や配列が変更されるようになっている。
【００３６】
なお、クランプ３７は、図外のアクチュエータの作動によりクランプ状態と非クランプ状態とに切換え可能に構成されており、クランプ状態で、基板Ｗを前記プレート３６に対して位置決めした状態で固定するように構成されている。
【００３７】
図１および図２に戻って、前記撮像手段４０は、検査領域ＣＡに設けられている。この撮像手段４０は、基板認識用の第１カメラ４１、検査用の第２カメラ４２および図外の照明装置を有している。
【００３８】
カメラ４１，４２は、共にＣＣＤエリアセンサを備えたカメラでクロスバー１４に下向きに固定されている。そして、第１カメラ４１により基板Ｗに記されたフィデューシャルマークを、第２カメラ４２により基板Ｗ上のペースト塗布部分をそれぞれ撮像し、その画像信号を後記制御装置５０に出力するようになっている。特に、第２カメラ４２は、前記プレート３６（基板支持機構３５）のピン配列検査用のカメラ（本発明の撮像手段）として兼用されており、基板Ｗの種類の変更に伴いプレート３６の段取り替え、すなわちピンの並び替えが行われた場合には、第２カメラ４２によりプレート３６の前記セット孔３６ａを撮像し、その画像信号を制御装置５０に出力するようになっている。
【００３９】
なお、これらカメラ４１，４２のうち、検査用の第２カメラ４２は、フィデューシャルマークを認識する第１カメラ４１に比べて広角のレンズを有しており、第１カメラ４１よりも十分に大きな視野サイズ、少なくともプレート３６の前記セット孔３６ａのうち近接する複数のセット孔３６ａを同時に撮像できる視野サイズを有している。
【００４０】
次に、上記印刷装置の制御系の構成について図３のブロック図を用いて説明する。
【００４１】
上記の印刷装置には、図３に示すような制御装置５０が設けられている。制御装置５０は、主制御部５１、モータ制御回路５２、撮像手段制御回路５３、印刷ユニット制御回路５４および入出力装置制御回路５５等を有している。
【００４２】
主制御部５１は、論理演算を実行する周知のＣＰＵからなる演算部５１ａ、この演算部５１ａを制御する種々のプログラム、あるいは各種データを予め記憶するＨＤＤ等からなる記憶部５１ｂおよび動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成されており、各制御回路５２〜５５は全てこの主制御部５１に電気的に接続されている。
【００４３】
この主制御部５１は、必要に応じて前記記憶部５１ｂから演算部５１ａにプログラムやデータを読み込み、各制御回路５２〜５６から入力される情報をこのプログラム等を用いて演算し、この演算結果を、各制御回路５２〜５６を通じて前記モータ等の機械要素に送信することにより、制御装置５０の動作、あるいは各種処理を統括的に制御する。
【００４４】
モータ制御回路５２は、前記主制御部５１からの制御信号に基づいて前記サーボモータ６１，６２，６３，６４等を駆動制御するものである。
【００４５】
撮像手段制御回路５３は、前記主制御部５１からの制御信号に基づいて前記カメラ４１等を駆動制御するとともに、カメラ４１，４２から出力される画像信号（画像データ）を主制御部５１に送信する。なお、主制御部５１に送信された画像データは主制御部５１の図外の画像メモリに一旦記憶される。演算部５１ａは、この画像メモリ内のテータを読出して各種画像処理を施し、これにより基板Ｗの認識、印刷処理の良否判定、後述するピン配列の良否（一致）判定、あるいはこの判定を行うためのピン認識用データ作成などの処理を行うようになっている。
【００４６】
印刷ユニット制御回路５４は、前記主制御部５１からの制御信号に基づいて印刷ユニット２０の各種モータおよびアクチュエータ（例えば前記エアシリンダ２２）を駆動制御するものである。
【００４７】
入出力装置制御回路５５は、モニタ（ＣＲＴ）６８、キーボード等の各種入出力装置を前記主制御部５１に対して通信可能に接続するものである。
【００４８】
図４は、前記演算部５１ａに含まれる機能構成のうち、本発明に関連する機能構成、すなわち前記プレート３６のピン配列認識、および同配列の良否（一致）判定の処理を担う部分をブロック図で示している。
【００４９】
この図に示すように、演算部５１ａは上記の機能構成として、割付け手段７０、順序設定手段７１、ピン配列認識手段７２および判定手段７３を有している。
【００５０】
割付け手段７０は、作業対象となる基板Ｗのサイズに基づいて前記プレート３６のうち実際に使用するエリア（使用エリアという）を抽出し、さらにこの使用エリアを前記第２カメラ４２の視野に応じた複数の単位エリア、つまり第２カメラ４２により撮像するための複数のエリアに割付けるもので、予め記憶部５１ｂに記憶されているプレートデータ、基板データおよび視野サイズデータに基づき上記の割付けを行う。
【００５１】
なお、プレートデータとはプレート３６のサイズ、セット孔３６ａの配列およびそのピッチに関するデータ（セット孔の配列情報）であり、基板データとは作業対象となる基板Ｗの形状およびサイズに関するデータ（基板のサイズ情報）である。また、視野サイズデータとは第２カメラ４２により撮像可能なエリアに関するデータである。何れのデータもオペレータによるキーボード等の操作によって予め前記記憶部５１ｂに格納されている。
【００５２】
順序設定手段７１は、割付け手段７０において割付けられた各単位エリアについてその撮像順序を設定するものである。なお、割付け手段７０において割付けられた使用エリア、単位エリア、および順序設定手段７１において設定された撮像順序は、その基板Ｗのサイズに対応するピン認識用データとして前記記憶部５１ｂに記憶される。
【００５３】
ピン配列認識手段７２は、上記のピン認識用データに従って実際に第２カメラ４２により撮像したセット孔３６ａの画像（画像データ）に基づいてセット孔３６ａにおけるピンの有無判別を行うとともに、その判別結果から前記使用エリアにおいて前記セット孔３６ａに挿着されているピンの配列を認識するものである。
【００５４】
判定手段７３は、ピン配列認識手段７２において認識されたピンの配列と、作業対象となる基板Ｗのピン配列データとを対比することにより、画像認識されたピンの配列が記憶されているピン配列データと一致するか否かを判定するものである。なお、ピン配列データとは、作業対象となる基板Ｗに使用するピンの配列に関するデータであって、オペレータによるキーボード等の操作によって予め前記記憶部５１ｂに格納されている。
【００５５】
次に、演算部５１ａ（割付け手段７０，順序設定手段７１）によるピン認識用データの作成処理フローについて図６を参照しながら図５のフローチャートに従って具体的に説明する。なお、ここでは矩形（長方形）の基板Ｗを対象とする場合について説明する。
【００５６】
作成処理がスタートすると、まず、図６（ａ）に示すように、作業対象となる基板Ｗのサイズに応じてプレート３６のち実際に使用するエリア（使用エリアＵ０）を抽出する。具体的には、クランプ３７により基板Ｗをプレート３６に対して位置決めしたときに当該基板Ｗが占有するエリア、つまりプレート３６のうち基板Ｗと重なる部分を使用エリアＵ０として抽出する（ステップＳ１）。この例ではプレート３６の左下コーナを基準として使用エリアＵ０を抽出している。
【００５７】
次に、この使用エリアＵ０をさらに第２カメラ４２の視野サイズに応じて単位エリアＵ１に割付ける。
【００５８】
具体的には、まず、使用エリアＵ０に含まれるセット孔３６ａのうち基準にするセット孔３６ａの割付けを行う（ステップＳ２）。この割付は、同図中に黒塗りで示すように、使用エリアＵ０の四隅に位置するセット孔３６ａのうち位置決め基準（左下コーナ）に最も近い位置のセット孔３６ａに対して行う。次に、第２カメラ４２の視野に基準セット孔３６ａを含み、かつ可及的に多くのセット孔３６ａが同視野内に含まれるような第２カメラ４２の撮像領域を単位エリアＵ１として割付ける（ステップＳ３）。
【００５９】
そして、使用エリアＵ０の全域について単位エリアＵ１の割付けが完了したか、すなわち使用エリアＵ０に含まれる全てのセット孔３６ａが何れかの単位エリアＵ１に含まれるか否かを判断し（ステップＳ４）、ここでＮＯと判断した場合には、ステップＳ７に移行して次の基準セット孔３６ａを割付けた後、ステップＳ３に移行する。これにより、図６（ｂ）に示すように次の単位エリアＵ１の割付けを行う。なお、ステップＳ７での基準セット孔３６ａの割付は、既に割付けられた単位エリアＵ１に属するセット孔３６ａ以外のセット孔３６ａであって、かつ直前の割付けで基準とした基準セット孔３６ａに対して直線距離が最も短くなる位置のセット孔３６ａに対して行う。
【００６０】
一方ステップＳ４でＹＥＳと判断した場合には、各単位エリアＵ１に対して撮像順序を設定する（ステップＳ５）。撮像順序は、最初に割付けた単位エリアＵ１を最初の撮像エリアとして、この単位エリアＵ１に対する第２カメラ４２の相対的な移動量が可及的に小さくなる単位エリアＵ１を次の撮像エリアに設定し、以降、同様に第２カメラ４２の相対的な移動量が可及的に小さくなる単位エリアＵ１を順次、次の撮像エリアとして設定することにより行う。
【００６１】
こうして使用エリアＵ０および単位エリアＵ１の割付け、単位エリアＵ１の撮像順序の設定が完了すると、これらのデータを前記基板Ｗのサイズに対応するピン認識用データとして記憶部５１ｂに格納し（ステップＳ６）、本フローチャートを終了する。
【００６２】
次に、以上のように構成された印刷装置の前記制御装置５０による動作制御について図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００６３】
この印刷装置において生産が開始されると、まず、生産ロットの変更などに伴い生産基板（作業対象となる基板Ｗ）に変更があるか否かを判断する（ステップＳ１１）。
【００６４】
ここでＹＥＳと判断した場合には、生産基板の変更に伴うプレート３６の段取り替えが完了したか否か、例えばオペレータ等により段取り替え作業が完了したことを指示する情報の入力が行われたか否かをさらに判断する（ステップＳ１２）。なお、ステップＳ１１においてＮＯと判断した場合には、ステップＳ２３に移行する。
【００６５】
ステップＳ１２において、段取り替えが完了したと判断した場合には、ピン配列の変更が有ったか否か、つまりプレート３６のピンの配列が作業対象となる基板Ｗに対応したもに変更されたか否かを判断する（ステップＳ１３）。ここでＮＯと判断した場合にはステップＳ１５に移行する。これに対してＹＥＳと判断した場合には、ピン認識用データが既に作成されているか否かをさらに判断し（ステップＳ１４）、ここでＮＯと判断した場合にはステップＳ２２に移行してピン認識用データを作成する。具体的には、上述した図５のフローチャートに従って変更後の基板Ｗの基板データに基づいてピン認識用データを作成する。
【００６６】
ステップＳ１４でＹＥＳと判断した場合には、対象となる基板Ｗのピン認識用データを記憶部５１ｂから読出し、このデータに従ってプレート３６の前記各単位エリアＵ１を第２カメラ４２により撮像する（ステップＳ１５）。具体的には、Ｙ軸テーブル３１の駆動によりテーブルユニット３０を検査領域ＣＡへ移動させ、さらに各テーブル３２，３３，３４を駆動制御することにより、プレート３６に割付けられた単位エリアＵ１のうち最初の撮像エリアに第２カメラ４２が対向するようにプレート３６を配置する。そして、この単位エリアＵ１を撮像した後、プレート３６を相対的に第２カメラ４２に対して移動させることにより、順次、設定された順序（すなわち図５のステップＳ５で設定された順序）に従って各単位エリアＵ１を撮像する。
【００６７】
全ての単位エリアＵ１の撮像が完了すると、各画像に基づいて各セット孔３６ａにおけるピンの有無判別を行い、その判別結果から使用エリアＵ０におけるピンの配列状態を認識するとともに、記憶部５１ｂに記憶されている当該基板Ｗのピン配列データを読み出し、この配列データと画像認識に基づく実際のピン配列が一致するか否かを判断する（ステップＳ１６，１７）。
【００６８】
そして、ここでＮＯと判断した場合には、その旨（エラー表示）をモニタ６８に表示する（ステップＳ１８）。この場合、例えばピンの過不足数とその場所、あるいは配列にミスが生じているピンの位置を具体的に表示する。そして、オペレータがモニタ６８のエラー表示に基づきピン配列の修正を行った後、オペレータの入力操作に応じてその入力内容に応じた処理を実行する（ステップＳ１９）。すなわち、再度ピン配列の全体認識を実行する指示入力Ａ、修正した部分のみの部分認識を実行する指示入力Ｂ、又は再度認識を行うことなく直ちに印刷動作に移行する指示入力Ｃのうち何れの指示入力があったかを判断し、入力の内容が指示入力Ａであると判断した場合にはステップＳ１５に、指示入力Ｂであると判断した場合にはステップＳ２０に、指示入力Ｃであると判断した場合にはステップＳ２３にそれぞれ移行する。なお、図示を省略しているが、所定時間内にいずれの指示入力も行われない場合にはスクリーン印刷装置を待機状態に保持するとともに、モニタ６８に催促表示を行うことによりオペレータに対して指示入力を促す。
【００６９】
ステップＳ２０では、エラー部分のみの部分認識と、その部分のエラー部分のピン配列とピン配列データとを対比する。そして、エラーが解消されているか否か、すなわちエラー処理部分のピン配列がピン配列データと一致するか否かを判断し、ここで解消されていると判断した場合にはステップＳ２３に移行する。一方、解消されていないと判断した場合には、所定時間だけスクリーン印刷装置を待機状態に保持するとともにモニタ６８にその旨（エラー未解消）を表示することによりオペレータに対して再修正を促し、前記所定時間経過の後にステップＳ２０に移行する。
【００７０】
これに対してステップＳ１７でＹＥＳと判断した場合には、ステップＳ２３に移行する。ここでは、基板Ｗの印刷動作および検査動作を実行する。具体的には以下の通りである。
【００７１】
まず、Ｙ軸テーブル３１を駆動してテーブルユニット３０を検査領域ＣＡから印刷領域ＰＡに移動させ、図外のコンベアにより搬入されてくる基板Ｗを印刷領域ＰＡの所定位置にセットされたテーブルユニット３０にセットする。具体的には基板支持機構３５の前記プレート３６のピンにより基板Ｗを支持し、クランプ３７により固定する。そして、各テーブル３１，３２，３３，３４を駆動し、基板ＷをＸ，Ｙ，Ｒ軸方向に位置合わせした状態でスクリーンマスク１５に対してその下側から重ね合わせる。
【００７２】
こうしてスクリーンマスク１５に基板Ｗを重ね合わせた後、図外の供給手段を駆動してクリーム半田等のペーストをスクリーンマスク１５上に供給し、さらに印刷ユニット２０を駆動してスクリーンマスク１５上でペーストを拡張させる。詳しくは、印刷ユニット２０をＹ軸方向に往復移動させる一方で、前記一対のスキージ２１を交互に昇降させることによりスクリーンマスク１５に対して交互に摺接させ、これによりスキージ２１によりペーストを拡張させる。そして、この拡張によりマスク開口を介して基板Ｗ上にペーストを塗布する。
【００７３】
基板Ｗに対するペーストの塗布が完了すると、昇降テーブル３４を駆動して基板Ｗをスクリーンマスク１５から下方に引き離し、さらにＹ軸テーブル３１を駆動してテーブルユニット３０を移動させることにより基板Ｗを印刷領域ＰＡから検査領域ＣＡへと移す。
【００７４】
検査領域ＣＡに基板Ｗを移した後、第１カメラ４１による撮像に基づきフィデューシャルマークを画像認識するとともに、その認識結果に応じて各テーブル３１，３２，３３，３４を駆動することにより基板Ｗを所定の検査位置にセットする。そして、第２カメラ４２により基板Ｗ上のペースト塗布部分を撮像することにより当該塗布部分を画像認識し、この画像認識に基づいて基板Ｗの良否を判定する。この際、前記テーブル３１，３２を駆動して第２カメラ４２を基板Ｗに対して相対的に移動させることにより、基板Ｗ上に塗布された全てのペースト塗布部分を撮像し、その塗布部分の状態を画像認識する。
【００７５】
こうして基板Ｗの検査が終了すると、テーブルユニット３０を印刷領域ＰＡにリセットし、図外のコンベアによって基板Ｗをテーブルユニット３０から次工程へと搬出する。これにより当該基板Ｗに対する一連の作業が終了することとなる。
【００７６】
以上説明した印刷装置によると、生産基板の変更に伴いプレート３６において段取り替えが行われた場合には、第２カメラ４２によりプレート３６を撮像してピンの配列を画像認識し、ピン配列にミスがある場合にはその旨をモニタ表示することによりオペレータに報知するようにしているので、ピンの配列にミスが生じた場合に、そのまま作業が続行されるといった事態を未然に防止することができる。
【００７７】
しかも、この装置では、プレート３６に形成されるセット孔３６ａのうち、互いに近接する複数のセット孔３６ａを同時に撮像可能な広角視野をもつ第２カメラ４２を使ってセット孔３６ａを複数個ずつ同時に撮像するので、従来のこの種の装置、すなわち視野の狭いカメラを使ってセット孔を一つずつ撮像する装置に比べると短時間でセット孔３６ａを撮像することができる。従って、ピン配列の画像認識を効率良く行うことができ、その分、基板Ｗの生産性を高めることが可能になる。
【００７８】
特に、この装置では、第２カメラ４２の撮像エリア（単位エリアＵ１）の割付けに際して、上記のように第２カメラ４２の視野内に可及的に多くのセット孔３６ａが含まれるように単位エリアＵ１を割付けるので、認識する単位エリアの数が可及的に低減される。換言すれば第２カメラ４２による撮像回数を可及的に低減させることができる。その上、撮像順序の設定に際しては、先に撮像を行う単位エリアＵ１に対して第２カメラ４２の相対的な移動量が可及的に小さくなる単位エリアＵ１を次の撮像エリアに設定するという手順で各単位エリアＵ１の撮像順序を設定しているので、セット孔３６ａの撮像に用するプレート３６と第２カメラ４２との相対的な移動量を可及的に小さくすることができる。従って、このような方法を採らない場合に比べるとセット孔３６ａに要する時間を効果的に短縮することが可能であり、より一層効率良くピン配列の画像認識を行うことができるというメリットがある。
【００７９】
また、後発的に新たなサイズの生産基板が追加された場合には、新たな生産基板の基板データおよびピン配列データを入力し、またバックアップピンのサイズや配列ピッチを変更すべくプレート３６が変更された場合には、新たなプレート３６のプレートデータを入力しさえしておけば、上述したような手順で自動的にピン配列の画像認識が行われる。従って、後発的にプレート３６が交換等された場合でもピン配列の画像認識を効率良く行うことができるというメリットもある。
【００８０】
また、この印刷装置では、プレート３６のピン配列を画像認識するための撮像手段としてペーストの塗布状態を画像認識するための第２カメラ４２を兼用しているので、既存のカメラ４２を使った合理的な構成で、ピン配列の画像認識を効率良く行うことができるというメリットもある。
【００８１】
なお、以上説明したスクリーン印刷装置は、本発明に係る印刷装置（本発明に係るバックアップピン認識装置が適用されるスクリーン印刷装置）の一例であって、その具体的な構成は適宜変更可能である。
【００８２】
例えば、実施形態のスクリーン印刷装置では、フレーム１０（クロスバー１４）に固定的に設けられた第２カメラ４２に対してテーブルユニット３０を移動させることにより各単位エリアＵ１を撮像するようにしているが、例えばフレーム１０に対して第２カメラ４２を移動可能に設け、基板Ｗに対して第２カメラ４２側を移動させながらセット孔３６ａを撮像するように構成してもよい。この場合、基板Ｗと第２カメラ４２の双方を互いに反対方向に移動させることにより、単位エリアＵ１に対する第２カメラ４２の位置決めをより速やかに行えるようにしてもよい。
【００８３】
また、実施形態では、基板Ｗのフィデューシャルマークを認識するための第１カメラ４１と基板Ｗのペーストの塗布状態を認識する第２カメラ４２を別々に設け、一方のカメラ（第２カメラ４２）をピン配列認識用のカメラとして共用しているが、例えばズーム機能を有する一のカメラを設け、撮像対象（すなわちフィデューシャルマーク、ペースト塗布箇所およびセット孔３６ａ）に応じてズームを切換えることによりカメラを一つに集約するようにしてもよい。この場合、必要に応じてテーブルユニット３０を駆動して基板Ｗとカメラとの間隔を調整するようにすればよい。このような構成によれば、検査領域ＣＡのカメラを一つに集約したより合理的な構成を達成することができる。
【００８４】
なお、実施形態では、本発明に係るバックアップピン認識装置をスクリーン印刷装置に適用した例について説明したが、例えば表面実装機についてもこのバックアップピン認識装置を適用することは可能である。以下、その例について説明する。
【００８５】
図８は、本発明に係るバックアップピン認識装置を適用した表面実装機の一例を概略的に示している。同図に示すように、表面実装機の基台１０１上には、プリント基板搬送用の搬送路１０２が配置され、プリント基板Ｗ（以下、基板Ｗと略す）がこの搬送路１０２を構成するコンベア上を搬送されて所定の実装作業位置で停止されるようになっている。
【００８６】
実装作業位置には、基板Ｗを位置決めするためのリフトアップ機構１０５が設けられている。このリフトアップ機構１０５は、バックアップピン（以下、単にピンという）を備えた昇降可能なバックアッププレート１０５ａ（以下、プレート１０５ａと略す）を有しており、実装作業位置に基板Ｗが搬入されるとこのプレート１０５ａが上昇して基板Ｗを上記コンベアから持上げ、コンベア上方に配設されるガイド板に基板Ｗを下側から押付けることにより位置決めするように構成されている。
【００８７】
なお、図示を省略しているが、プレート１０５ａには上述したスクリーン印刷装置の基板支持機構３５（プレート３６）と同様に、略マトリックス状に多数のセット孔が設けられており、ピンがこれらのセット孔に対して手動で、あるいは自動的に抜き差しされることによりその数や配列が変更されるようになっている。
【００８８】
搬送路１０２の両側には部品供給部１０４が配置されている。これらの部品供給部１０４には、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を供給するための複数列のテープフィーダー１０４ａがＸ軸方向に並べて設けられている。
【００８９】
さらに、上記基台１０１の上方には、部品装着用の複数本の実装用ヘッド１０６ａを備えたヘッドユニット１０６が装備されている。このヘッドユニット１０６は、部品供給部１０４と実装作業位置とにわたって移動可能とされ、Ｘ軸方向（搬送路１０２の方向）及びＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるようになっている。すなわち、基台１０１上には、Ｙ軸方向の固定レール１０７と、Ｙ軸サーボモータ１０９により回転駆動されるボールねじ軸１０８とが配設され、上記固定レール１０７上にヘッドユニット支持部材１１１が配置されて、この支持部材１１１に設けられたナット部分１１２が上記ボールねじ軸１０８に螺合している。また、上記支持部材１１１には、Ｘ軸方向のガイド部材１１３と、Ｘ軸サーボモータ１１５により駆動されるボールねじ軸１１４とが配設され、上記ガイド部材１１３にヘッドユニット１０６が移動可能に保持され、このヘッドユニット１０６に設けられたナット部分（図示省略）が上記ボールねじ軸１１４に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ１０９の作動により上記支持部材１１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１１５の作動によりヘッドユニット１０６が支持部材１１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。
【００９０】
ヘッドユニット１０６には、さらに基板認識用の第１カメラ１２０とプレート認識用の第２カメラ１２１とが設けられている。これらのカメラ１２０，１２１は共にＣＣＤエリアセンサを備えたカメラで、第１カメラ１２０は基板Ｗに記されるフィデューシャルマークを撮像する。一方、第２カメラ１２１は前記プレート１０５ａのセット孔を撮像するもので、第１カメラ１２０よりも広い視野サイズ、具体的にはプレート１０５ａのセット孔のうち近接する複数のセット孔を同時に撮像できる視野サイズを有している。
【００９１】
なお、この表面実装機には、図示を省略するが論理演算を実行するＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭおよび装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成される制御装置が設けられており、前記ヘッドユニット１０６等の動作がこの制御装置により統括的に制御されるようになっている。そして、この制御装置に、上記スクリーン印刷装置と同様の機能構成、すなわちプレート１０５ａのピン認識用データを作成するための機能構成、およびプレート１０５ａのピン配列の良否を判定するための機能構成（図４参照）が組込まれている。
【００９２】
以上のような表面実装機によると、実装動作中には、ヘッドユニット１０６が部品供給部１０４と実装作業位置との間を移動しながら、実装用ヘッド１０６ａによりテープフィーダー１０４ａから部品を吸着し、この部品を実装作業位置の基板Ｗ上に搬送して同基板上の所定位置に実装することとなる。そして、このような動作中、例えば生産ロットの変更により生産基板Ｗの種類が変更され、これによりプレート１０５ａのピンの並び替えが行われると、そのピン配列の良否判定が自動的に実施される。具体的には、スクリーン印刷装置で説明したフロー（図７；ステップＳ２３を除く部分）と同様の手順で良否判定が実施される。すなわち、ピン認識用データに従ってヘッドユニット１０６が駆動制御されることにより、第２カメラ１２１がプレート１０５ａに対して相対的に移動し、これによりレート１０５のうち、変更後の生産基板に対応したエリア（使用エリア）のセット孔が複数個ずつ同時に撮像される。そして、その撮像結果に基づいてピンの配列が認識されるとともにその配列の良否判定（画像認識された配列が予め記憶されたピン配列データと一致するか否かの判定）が行われる。なお、このようなピン配列の良否判定の処理において、変更後の生産基板Ｗのピン認識用データが作成されていない場合には、スクリーン印刷装置で説明したフロー（図５）と同様の処理が前記制御装置において実行されることにより当該変更後の生産基板Ｗのピン認識用フローが作成されることとなる。
【００９３】
このような表面実装機によると、上述したスクリーン印刷装置と同様に、生産基板Ｗの変更に伴いリフトアップ機構１０５（プレート１０５ａ）で段取り替えが行われた場合には、プレート１０５ａ上のピンの配列を画像認識し、その配列にミスがある場合にはその旨をモニタ表示することにより、ミスが生じたままで作業が続行されるといった事態を未然に防止することができる。しかも、プレート１０５ａに形成されるセット孔のうち、互いに近接する複数のセット孔を同時に撮像するので、ピン配列の画像認識を効率良く行うことができ、その分、実装基板の生産性を高めることが可能になる。
【００９４】
なお、スクリーン印刷装置や表面実装機以外のいわゆるディスペンサ、ペースト塗布状態を検査する検査装置、あるいは電子部品の実装状態を検査する実装検査装置などにおいても本発明のバックアップピン認識装置を適用することは可能であり、同バックアップピン認識装置を適用した場合には、これらの装置においてもバックアッププレートにおけるバックアップピンの配列を効率良く認識することが可能となり、実装基板の生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明に係るスクリーン印刷装置（本発明に係るバックアップピンの認識装置が適用されるスクリーン印刷装置）を示す正面図である。
【図２】スクリーン印刷装置を示す平面図である。
【図３】スクリーン印刷装置の制御系を示すブロック図である。
【図４】演算部の機能構成（本発明に関連する部分の機能構成）を示すブロック図である。
【図５】ピン認識用データの作成処理手順を説明するフローチャートである。
【図６】ピン認識用データの作成手順を説明する概念図であって、（ａ）はバックアッププレートに使用エリア、および最初の単位エリアを割付けた段階、（ｂ）は２番目の単位エリアを割付けた段階をそれぞれ概念的に示している。
【図７】制御装置によるスクリーン印刷装置の動作制御の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る表面実装機（本発明に係るバックアップピンの認識装置が適用される表面実装機）を示す平面図である。
【符号の説明】
【００９６】
２０  印刷ユニット
３０  テーブルユニット
４０  撮像手段
３５  基板支持機構
３６  バックアッププレート
３６ａ  セット孔
３７  クランプ
４１  第１カメラ
４２  第２カメラ
Ｗ  基板
ＰＡ  印刷領域
ＣＡ  検査領域
Ｕ０  使用エリア
Ｕ１  単位エリア
【図１】
2005302833.tif 000003
【図２】
2005302833.tif 000004
【図３】
2005302833.tif 000005
【図４】
2005302833.tif 000006
【図５】
2005302833.tif 000007
【図６】
2005302833.tif 000008
【図７】
2005302833.tif 000009
【図８】
2005302833.tif 000010