(57)【要約】【課題】装着不良を招きかねない異常部位を有する電子部品への対処を支援する。【解決手段】実装機が備える撮影角度の異なる複数台の撮影手段によって、プリント基板に実装前の電子部品を撮影し、この撮影結果に基づいて当該電子部品に設けられたリード等のプリント基板に対する複数の接合部の高さ位置を算出する。この結果、高さが許容範囲を逸脱する異常部位が存在すれば、当該電子部品を撮影した画像上にこの異常部位を明示して所定の画像出力手段に表示する。これにより、オペレータは、実物の電子部品におけるこの異常部位の位置を容易に認識することができ、異常部位の修復等の対処を速やかに進めることができる。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品をプリント基板上に実装する実装機における部品識別支援方法であって、
前記実装機に備えられた撮影手段によって前記プリント基板に実装前の電子部品を撮影し、
この撮影結果に基づいて当該電子部品に設けられた前記プリント基板に対する複数の接合部から異常部位を検出し、
異常部位が存在する場合には、当該電子部品を示す画像上に当該異常部位の位置を明示して所定の画像出力手段に表示することを特徴とする実装機における部品認識支援方法。
【請求項２】
前記撮影手段として前記電子部品に対する撮影角度の異なる複数の撮影部を備え、
前記複数の撮影部による撮影結果に基づいて、当該電子部品の複数の接合部の高さ方向の異常を検出することを特徴とする請求項１に記載の実装機における部品識別支援方法。
【請求項３】
前記電子部品を示す画像として、前記撮影によって得られた当該電子部品の画像を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の部品認識支援方法。
【請求項４】
電子部品をプリント基板上に実装する実装機であって、
前記プリント基板に実装前の電子部品を撮影する撮影手段と、
この撮影結果に基づいて当該電子部品に設けられた前記プリント基板に対する複数の接合部から異常部位を検出する異常部位検出手段と、
異常部位が存在する場合には、当該電子部品を示す画像上に当該異常部位の位置を明示して表示する画像出力手段と、を備えたことを特徴とする実装機。
【請求項５】
請求項４に記載の実装機を備えたことを特徴とする実装ライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品をプリント基板上に実装する実装機における部品認識支援方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プリント基板上に電子部品を実装する実装機として、部品供給部にセットされたＩＣ等の電子部品を、ヘッドユニットに装備された吸着ヘッドで吸着して、プリント基板上の装着位置に移送して装着するようにしたものが知られている。
【０００３】
このような実装機において、プリント基板との接合部として多数のリード等を有している集積回路等の電子部品の装着を行う場合、すべての接合部をプリント基板上の所定位置に正確に接触させることが求められる。このため、電子部品に設けられたリード等の接合部をＣＣＤカメラ等で撮影して各接合部の位置を検出し、この検出された各接合部の位置情報に基づいて当該電子部品の装着動作を制御する方法が提案されている（下記特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−２５１７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の方法では、電子部品の接合部に装着動作の制御によって吸収できる適正範囲を逸脱した異常部位が含まれている場合には対応できない。ところが、多数のリード等の接合部を有する電子部品には高価なものも多く、装着不良を招きかねない異常部位が含まれていても即座に廃棄することはできない場合があるため、このような異常部位を持っている電子部品への対処については改善の余地があった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、装着不良を招きかねない異常部位を有する電子部品への対処を支援することができる部品認識支援方法等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】
本発明は、下記の手段を提供する。すなわち、
［１］電子部品をプリント基板上に実装する実装機における部品識別支援方法であって、
前記実装機に備えられた撮影手段によって前記プリント基板に実装前の電子部品を撮影し、
この撮影結果に基づいて当該電子部品に設けられた前記プリント基板に対する複数の接合部から異常部位を検出し、
異常部位が存在する場合には、当該電子部品を示す画像上に当該異常部位の位置を明示して所定の画像出力手段に表示することを特徴とする実装機における部品認識支援方法。
【０００７】
［２］前記撮影手段として前記電子部品に対する撮影角度の異なる複数の撮影部を備え、
前記複数の撮影部による撮影結果に基づいて、当該電子部品の複数の接合部の高さ方向の異常を検出することを特徴とする前項１に記載の実装機における部品識別支援方法。
【０００８】
［３］前記電子部品を示す画像として、前記撮影によって得られた当該電子部品の画像を用いることを特徴とする前項１または２に記載の部品認識支援方法。
【０００９】
［４］電子部品をプリント基板上に実装する実装機であって、
前記プリント基板に実装前の電子部品を撮影する撮影手段と、
この撮影結果に基づいて当該電子部品に設けられた前記プリント基板に対する複数の接合部から異常部位を検出する異常部位検出手段と、
異常部位が存在する場合には、当該電子部品を示す画像上に当該異常部位の位置を明示して表示する画像出力手段と、を備えたことを特徴とする実装機。
【００１０】
［５］前項４に記載の実装機を備えたことを特徴とする実装ライン。
【発明の効果】
【００１１】
上記発明［１］，［４］，［５］によると、電子部品の接合部に異常部位が存在すれば、この異常部位の位置が電子部品の画像上に明示されて表示されるため、オペレータは、実物の電子部品におけるこの異常部位の位置を容易に認識することができ、これにより、この異常部位の修復等の対処を速やかに進めることができる。
【００１２】
上記発明［２］によると、電子部品の接合部の高さ方向についての異常を有する異常部位が表示されるため、オペレータは、高さ方向についての異常部位の位置を容易に把握することができる。
【００１３】
上記発明［３］によると、当該電子部品自身を実際に撮影した画像上に異常部位が明示されるため、さらに容易に実物の電子部品における異常部位を見出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明にかかる部品認識支援方法が実行される実装機を含む実装ラインの全体説明図である。この図に示すように、実装ライン９０は、ラインにプリント基板を供給するローダー９１、基板上にクリームはんだを塗布するはんだ印刷機９２、基板上に接着剤等を塗布するディスペンサ９３、基板上に電子部品を実装する複数台の実装機１０…、実装機１０外から電子部品を供給する外部供給装置９４、クリームはんだを溶融させるリフロー炉９５、生産された基板をラインから搬出するアンローダ９６等を備えている。
【００１５】
この実装ライン９０には、電子部品実装データ（基板データ）を作成し、ライン全体を統括的に制御する総括コントローラ６０が設けられており、この総括コントローラ６０およびライン９０を構成する各装置９２，９３，１０…は、電子部品実装データや作業の進行情報等の各種情報を互いに伝達できるようにハブ９７を介してケーブルで接続されている。
【００１６】
図２は、実装機の一例を示す平面図である。
【００１７】
この図に示すように、この実装機１０は、基台１１上に配置されてプリント基板Ｐを搬送するコンベア２０と、このコンベア２０の両側に配置された部品供給部３０と、基台１１の上方に設けられた電子部品実装用のヘッドユニット４０とを備えている。
【００１８】
部品供給部３０は、多数の電子部品が所定間隔で収納したテープを順次繰り出すテープフィーダ３１…を備えている。このテープフィーダ３１…は、コンベア２０の両側の上流側と下流側とにそれぞれ着脱自在に装着されるフィーダ交換台車３２…に、複数個が並列配置された状態で、実装機１０にセットされるようになっている。また、部品供給部３０は、必要に応じてバルクフィーダ、トレイフィーダ等も装着することができるようになっている。そして、コンベア２０の両側にはそれぞれ、上流側と下流側のフィーダ交換台車３２…の装着位置３７，３７の間に、部品の種類や吸着状態等を認識する第１、第２部品認識装置３３１，３３２が設けられている。
【００１９】
ヘッドユニット４０は、部品供給部３０から部品をピックアップしてプリント基板Ｐ上に装着し得るように、部品供給部３０とプリント基板Ｐ上の実装位置とにわたって移動可能となっている。具体的には、ヘッドユニット４０は、Ｘ軸方向（コンベア２０の基板搬送方向）に延びるヘッドユニット支持部材４２にＸ軸方向に移動可能に支持され、このヘッドユニット支持部材４２はその両端部においてＹ軸方向（水平面内でＸ軸と直交する方向）に延びるガイドレール４３，４３にＹ軸方向に移動可能に支持されている。そして、ヘッドユニット４０は、Ｘ軸サーボモータ４４によりボールネジ４５を介してＸ軸方向の駆動が行われ、ヘッドユニット支持部材４２は、Ｙ軸サーボモータ４６によりボールネジ４７を介してＹ軸方向の駆動が行われるようになっている。
【００２０】
また、ヘッドユニット４０には、電子部品を吸着して基板に装着するための複数のヘッド４１…がＸ軸方向に並んで搭載されている。各ヘッド４１…は、Ｚ軸サーボモータを駆動源とする昇降機構により上下方向（Ｚ軸方向）に駆動されるとともに、Ｒ軸サーボモータを駆動源とする回転駆動機構により回転方向（Ｒ軸方向）に駆動されるようになっている。各ヘッド４１…の先端には吸着ノズルが設けられており、部品吸着時には図外の負圧供給手段から吸着ノズルに負圧が供給されて、その負圧による吸引力で電子部品を吸着できるようになっている。
【００２１】
第１、第２部品認識装置３３１，３３２は、ともにヘッドユニット４０の移動範囲内に設けられ、ヘッドユニット４０が備える各ヘッド４１に吸着された電子部品の下側の基板Ｐに対する装着面側を撮影するようになっている。
【００２２】
図３は、第１部品認識装置３３１の断面図である。この図に示すように、第１部品認識装置３３１は、撮影角度が鉛直上向きにセットされたラインセンサカメラ３３３を備えており、このラインセンサカメラ３３３により、上部に設けられた照明装置３３４，３３４から照射される光が電子部品の下面で反射した反射光を受光するようになっている。そして撮影時には、ヘッドユニット４０によって撮影対象である電子部品をラインセンサカメラ３３３の主走査方向と垂直な方向に移動させることにより、電子部品の下側全体の画像を真下から撮影できるようになっている。
【００２３】
図４は、第２部品認識装置３３２の断面図である。この図に示すように、第２部品認識カメラ３３２は、反射ミラー３３６を介して撮影角度が斜め上方に傾けてセットされたラインセンサカメラ３３５を備えており、このラインセンサカメラ３３５により、上部に設けられた２つの照明装置３３７，３３７から照射される光が電子部品の下面で反射した反射光を受光するようになっている。そして、撮影時には、ヘッドユニット４０によって撮影対象である電子部品をラインセンサカメラ３３５の主走査方向と垂直な方向に移動させることにより、電子部品の下側全体の画像を斜め下方から撮影できるようになっている。
【００２４】
これら第１，第２部品認識装置３３１，３３２は、ともに、プリント基板に実装前の電子部品を撮影する撮影手段として機能するものである。
【００２５】
また、実装機１０には、図１に示すように、実装作業に関する指示情報等をオペレータに報知するためのディスプレイ装置５９が設けられている。
【００２６】
図５は、実装機１０が備える制御ユニット５０の構成を示す機能ブロック図である。
【００２７】
この制御ユニット５０は、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク装置等の外部記憶部、キーボードやマウス等の入力部、ＣＲＴや液晶表示装置等の表示部、総括コントローラ６０等とのインタフェース部等を備えたコンピュータ等から構成され、図５に示すように、実装動作制御手段５１、撮影制御手段５２、部品識別手段５３、吸着状態識別手段５４、高さ位置算出手段５５、異常部位検出手段５６、および画像出力制御手段５７等としての機能がこのコンピュータ上に構成されている。
【００２８】
これら各機能は、この制御ユニット５０を構成するコンピュータにおいて読み取り可能なプログラムによって提供される。このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭまたはフロッピーディスク等の記録媒体や、ＬＡＮやインターネット等のネットワーク回線を介してこのコンピュータに取り込まれるようになっている。
【００２９】
実装動作制御手段５１は、所定の基板データ（生産プログラム）にしたがって、各サーボモータを制御し、多数の電子部品をプリント基板Ｐに実装する実装動作を制御するものである。
【００３０】
撮影制御手段５２は、上記第１，第２部品認識装置３３１，３３２を制御して、ヘッドユニット４０によって部品供給部２０からピックアップされた電子部品を、基板Ｐ上に移送される前に撮影するものである。
【００３１】
部品識別手段５３は、第１，第２部品認識装置３３１，３３２によって撮影された電子部品の撮影結果に基づいて、各電子部品の種類等を識別するものである。
【００３２】
吸着状態識別手段５４は、第１，第２部品認識装置３３１，３３２によって撮影された電子部品の撮影結果に基づいて、各電子部品の吸着状態を識別するものである。
【００３３】
高さ位置算出手段５５は、第１，第２部品認識装置３３１，３３２によって撮影された電子部品の撮影結果に基づいて、当該電子部品に設けられたプリント基板Ｐに対する複数の接合部の高さ位置を算出するものである。
【００３４】
電子部品の接合部は、たとえば電子部品の側面から突出するリード端子や、電子部品の下面に設けられたボール端子の他、プリント基板Ｐと接触させることが求められる種々の部位を含む。また、接合部は、プリント基板との電気的接続が求められない部位でもよい。
【００３５】
この高さ位置算出手段５５による算出は、具体的には、所定の三次元認識アルゴリズムに基づき、撮影角度の異なる第１、第２の部品認識装置３３１、３３２によって得られた撮影結果を比較することにより、両撮影結果の差異に応じて行われる。また、電子部品の種類や吸着状態に応じて、当該電子部品の各接合部の数や正常位置を把握しておき、各接合部が存在すべき範囲内で各接合部を認識し、この高さ位置を算出するようにすることが望ましい。
【００３６】
この高さ位置算出手段５５は、第１，第２部品認識装置３３１，３３２とともに、電子部品の接合部の高さ位置を検出する高さ位置検出手段を構成している。
【００３７】
異常部位検出手段５６は、前記高さ位置算出手段５５による各接合部の高さ位置算出結果に基づいて、高さ位置が所定の適正範囲を逸脱した異常部位である接合部の有無と、その位置を検出するものである。所定の適正範囲は、部品の種類等に応じて予め設定された値が適用される。この適正範囲は、当該電子部品をそのままプリント基板Ｐに実装しても装着不良が発生する可能性がない範囲が予め設定されている。すなわち、そのままプリント基板Ｐに実装すると装着不良を発生するおそれのある場合は、異常部位と判断するようになっている。
【００３８】
画像出力制御手段５７は、第１部品認識装置３３１または第２部品認識装置３３１による撮影によって得られた当該電子部品の画像を、実装機１０に設けられたディスプレイ装置５９に表示出力するとともに、当該電子部品に異常部位が存在することが検出された場合には、前記電子部品の画像上に異常部位の位置を明示して表示出力するものである。
【００３９】
なお、この画像表示制御手段５７による表示は、実装機１０が備えるディスプレイ装置５９以外の表示手段に対して行ってもよく、この画像表示制御手段は任意の表示手段に対して上記表示動作を行わせる画像出力手段として機能する。
【００４０】
図６は、部品認識支援方法の手順を示すフローチャートである。
【００４１】
この図に示すように、この部品認識支援方法では、部品供給部２０にセットされた電子部品がヘッドユニット４０によって吸着される（Ｓ１１）。
【００４２】
吸着された電子部品は、ヘッドユニット４０によって第１部品認識装置３３１上を移動し、このとき第１部品認識装置３３１によってその下面側が、まず真下から撮影される（Ｓ１２）。引き続きこの電子部品はヘッドユニット４０によって第２部品認識装置３３２上を移動し、このとき第２部品認識装置３３２によってその下面側が、今度は斜め下方から撮影される（Ｓ１３）。
【００４３】
電子部品が第１，第２部品認識装置３３１，３３２によって撮影されれば、部品識別手段５３によって当該部品の種類が識別され、吸着状態識別手段５４によって吸着状態が識別される（Ｓ１４）。
【００４４】
当該電子部品の種類および吸着状態が判明すれば、高さ位置検出手段５５により、この電子部品の種類や吸着状態に応じて、当該電子部品のリード等の各接合部が認識され、それぞれの高さ位置が算出される（Ｓ１５）。
【００４５】
こうして当該電子部品の各接合部の高さ位置が算出されれば、異常部位検出手段５６により、当該電子部品の接合部の中に、当該電子部品の種類および吸着状態に応じた高さ位置の適正範囲を逸脱する異常部位の有無が判断される（Ｓ１６）。
【００４６】
この結果、異常部位がなければ（Ｓ１６でＮＯ）、画像出力制御手段５７により、第１部品認識装置３３１または第２部品認識装置３３１による撮影によって得られた当該電子部品の画像だけがディスプレイ装置５９に表示出力され、また、この電子部品がヘッドユニット４０によりプリント基板Ｐ上の所定の装着位置に移送されて装着され（Ｓ１８）、当該電子部品についての部品認識支援を伴う実装動作は終了する。
【００４７】
一方、この電子部品に異常部位があれば（Ｓ１６でＹＥＳ）、画像出力制御手段５７により、この電子部品の撮影画像上に当該異常部位の位置を明示してディスプレイ装置５９に表示され（Ｓ１９）、当該電子部品の実装動作は一旦終了される。
【００４８】
図７は、電子部品の画像上に異常部位の位置を明示して表示した画面例である。この図に示すように、ディスプレイ装置５９の画面７０には、第１部品認識装置３３１または第２部品認識装置３３１による撮影によって得られた当該電子部品の画像７１が、この電子部品の画像に含まれる多数のリード（接合部）７２…とともに表示されている。そして、高さ位置に異常が検出された異常部位は、当該異常部位であるリード（接合部）を他と識別可能に明示するように、丸印で囲まれている。
【００４９】
この表示を見たオペレータは、実物の当該電子部品について装着不良を招くおそれのある異常部位とされたリード（接合部）の位置を容易に認識することができ、たとえばリードであればその曲がりをピンセット等で修正することによって解消できるものであるかを判断して、この異常部位の修復等の対処を速やかに進めることができる。
【００５０】
特に、このディスプレイ装置５９に表示されている電子部品の画像は、異常部位が認められた電子部品自身を撮影して得られた画像であるから、この表示を見たオペレータは異常部位の位置を容易に認識することができる。
【００５１】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は以下のように構成してもよい。
【００５２】
（１）上記実施形態では、電子部品を示す画像上に異常部位の位置を明示する手法として、当該異常部位を丸印で囲んだが、異常部位の位置を明示することができる手法であれば、たとえば異常部位を矢印で指し示したり、異常部位自身あるいはその周囲の色を他と変えて表示したりするようにしてもよい。
【００５３】
また、電子部品を示す画像上に異常部位を明示するとともに、当該異常部位の説明等を表示してもよい。異常部位の説明としては、上側の左から何番目のリードである等の異常部位の位置や、リードの高さ位置が高すぎるのか低すぎるのかと言った異常の内容や、さらにどの程度高すぎるのかと言った異常の程度などを挙げることができる。
【００５４】
（２）上記実施形態では、電子部品の接合部の高さ方向の異常を検出したが、異常部位としては、水平方向の曲がりが所定の適正範囲を逸脱するものを検出するようにしてもよい。
【００５５】
（３）上記実施形態では、撮影角度の異なる２台の撮影部を有する撮影手段を用いたが、撮影手段は１つの撮影角度しか持たないものであってもよい。
【００５６】
（４）上記実施形態では、電子部品の異常部位を検出するための画像を撮影する撮影手段によって撮影された画像を、当該電子部品に存在する異常部位を明示するためのベースとなる画像として利用したが、異常部位を明示するベースとする画像は、別途作成された同種の電子部品の画像等を用いてもよい。
【００５７】
（５）上記実施形態では、第１，第２部品認識装置３３１，３３２と高さ位置算出手段５５とによって、電子部品の接合部の高さ位置を検出する高さ位置検出手段を構成したが、電子部品の接合部の高さ位置を検出する高さ位置検出手段は、他の構成によってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明にかかる部品認識支援方法が実行される実装機を含む実装ラインの全体説明図である。
【図２】実装機の一例を示す平面図である。
【図３】第１部品認識装置の断面図である。
【図４】第２部品認識装置の断面図である。
【図５】実装機の制御ユニットの構成を示す機能ブロック図である。
【図６】部品認識支援方法の手順を示すフローチャートである。
【図７】電子部品の画像上に異常部位の位置を明示して表示した画面例である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  実装機
２０  コンベア
３０  部品供給部
３３１  第１部品認識装置（撮影手段）
３３２  第２部品認識装置（撮影手段）
４０  ヘッドユニット
５０  制御ユニット
５５  高さ位置算出手段
５６  異常部位検出手段
５９  画像出力手段
６０  総括コントローラ
【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１】
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【図７】
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