(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板を撮像して得られた画像データに基づいて所定の検査を行う外観検査装置を複数備え同一の実装基板の外観検査をこれら複数の外観検査装置によって分担して行う実装基板の外観検査システムであって、前記外観検査装置は、実装基板を撮像する撮像手段と、この撮像手段を撮像対象の実装基板に対して相対的に移動させることにより撮像視野を実装基板上で移動させる視野移動手段と、撮像手段によって入手された画像データを処理して所定の検査を行う検査処理手段と、当該外観検査装置によって１枚の実装基板の外観検査を行うのに要するタクトタイムを実測するタクト実測手段と、実装基板上での検査対象となる撮像視野を示す検査視野についてのデータを実装基板毎に記憶する検査視野データ記憶手段と、前記タクト実測手段の実測結果に基づいて各外観検査装置が分担する検査範囲を設定する分担範囲設定手段とを備え、
前記分担範囲設定手段による前記検査範囲の設定は、先ず分担検査範囲の初期設定を行って分担視野を割付け、次いで実際の実装基板について所定枚数だけ外観検査を行って、初期設定に基づいた分担検査範囲の外観検査を実行するのに要した実測タクトタイムを求め、次いでそれぞれの外観検査装置の実測タクトタイムが等しくなるように分担視野の再割付を行い、この再割付を実測タクトタイム間の差が許容ばらつき範囲内に収束するまで反復するものであり、前記検査範囲の設定は、管理コンピュータまたは管理コンピュータの機能を有する前記外観検査装置の検査範囲設定処理部によってデータを更新する処理を反復して行うことを特徴とする実装基板の外観検査システム。
【請求項２】
実装基板を撮像して得られた画像データに基づいて所定の検査を行う外観検査装置を複数備え同一の実装基板の外観検査をこれら複数の外観検査装置によって分担して行う実装基板の外観検査方法であって、外観検査装置によって１枚の実装基板の外観検査を行うのに要するタクトタイムを各外観検査装置毎に実測し、このタクトタイムの実測結果に基づいて各外観検査装置が分担する検査範囲を設定するものであり、
前記検査範囲の設定は、先ず分担検査範囲の初期設定を行って分担視野を割付け、次いで実際の実装基板について所定枚数だけ外観検査を行って、初期設定に基づいた分担検査範囲の外観検査を実行するのに要した実測タクトタイムを求め、次いでそれぞれの外観検査装置の実測タクトタイムが等しくなるように分担視野の再割付を行い、この再割付を実測タクトタイム間の差が許容ばらつき範囲内に収束するまで反復するものであり、前記検査範囲の設定は、管理コンピュータまたは管理コンピュータの機能を有する前記外観検査装置の検査範囲設定処理部によってデータを更新する処理を反復して行うことを特徴とする実装基板の外観検査方法。
【請求項３】
所定のインターバルで前記分担検査範囲のデータ更新を反復して行う分担検査範囲の動的設定を行うことを特徴とする請求項２記載の実装基板の外観検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品が実装された実装基板の外観検査を行う実装基板の外観検査システムおよび外観検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を実装した後の実装基板は、外観検査ラインにて電子部品の位置ずれや半田付けの良否などを検査するための検査が行われる。この実装基板の外観検査において、同一実装基板について検査部位が多数存在する場合には、１つの実装基板の検査処理時間が過大にならないよう、これらの検査部位を分割して複数の外観検査装置に振り分けることが行われる。
【０００３】
この場合、実装基板は複数の外観検査装置によって分担して順次検査されることから、各外観検査装置が分担する検査範囲を適正に設定し、各装置での検査処理に要する時間（タクトタイム）が均等になるようにすることが求められる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実装基板に実装される電子部品は多様であり、部品種類毎に検査に要する時間が異なることから、上記検査タクトタイムのバランスを取ることは必ずしも容易ではなく、一般に多大の手間と労力を要する。また、一旦分担範囲を適切に設定した後においても、適用する検査手法が変更されたような場合や、検査部品が追加・削除された場合にはもはや適正な設定とはいえず、再設定を必要とする。そしてバランスが保たれないまま検査作業を行うと、装置毎に所要時間が異なることから装置によっては無駄な手待ち時間が発生し、全体としてのタクトタイムの遅延・生産性の低下を招く結果となっていた。
【０００５】
そこで本発明は、複数の外観検査装置によって検査を実行する場合においてタクトバランスを良好に保ち、生産性を向上させることができる実装基板の外観検査システムおよび外観検査方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の実装基板の外観検査システムは、実装基板を撮像して得られた画像データに基づいて所定の検査を行う外観検査装置を複数備え同一の実装基板の外観検査をこれら複数の外観検査装置によって分担して行う実装基板の外観検査システムであって、前記外観検査装置は、実装基板を撮像する撮像手段と、この撮像手段を撮像対象の実装基板に対して相対的に移動させることにより撮像視野を実装基板上で移動させる視野移動手段と、撮像手段によって入手された画像データを処理して所定の検査を行う検査処理手段と、当該外観検査装置によって１枚の実装基板の外観検査を行うのに要するタクトタイムを実測するタクト実測手段と、実装基板上での検査対象となる撮像視野を示す検査視野についてのデータを実装基板毎に記憶する検査視野データ記憶手段と、前記タクト実測手段の実測結果に基づいて各外観検査装置が分担する検査範囲を設定する分担範囲設定手段とを備え、前記分担範囲設定手段による前記検査範囲の設定は、先ず分担検査範囲の初期設定を行って分担視野を割付け、次いで実際の実装基板について所定枚数だけ外観検査を行って、初期設定に基づいた分担検査範囲の外観検査を実行するのに要した実測タクトタイムを求め、次いでそれぞれの外観検査装置の実測タクトタイムが等しくなるように分担視野の再割付を行い、この再割付を実測タクトタイム間の差が許容ばらつき範囲内に収束するまで反復するものであり、前記検査範囲の設定は、管理コンピュータまたは管理コンピュータの機能を有する前記外観検査装置の検査範囲設定処理部によってデータを更新する処理を反復して行う。
【０００７】
請求項２記載の実装基板の外観検査方法は、実装基板を撮像して得られた画像データに基づいて所定の検査を行う外観検査装置を複数備え同一の実装基板の外観検査をこれら複数の外観検査装置によって分担して行う実装基板の外観検査方法であって、外観検査装置によって１枚の実装基板の外観検査を行うのに要するタクトタイムを各外観検査装置毎に実測し、このタクトタイムの実測結果に基づいて各外観検査装置が分担する検査範囲を設定するものであり、前記検査範囲の設定は、先ず分担検査範囲の初期設定を行って分担視野を割付け、次いで実際の実装基板について所定枚数だけ外観検査を行って、初期設定に基づいた分担検査範囲の外観検査を実行するのに要した実測タクトタイムを求め、次いでそれぞれの外観検査装置の実測タクトタイムが等しくなるように分担視野の再割付を行い、この再割付を実測タクトタイム間の差が許容ばらつき範囲内に収束するまで反復するものであり、前記検査範囲の設定は、管理コンピュータまたは管理コンピュータの機能を有する前記外観検査装置の検査範囲設定処理部によってデータを更新する処理を反復して行うものである。
請求項３記載の実装基板の外観検査方法は、請求項２記載の実装基板の外観検査方法において、所定のインターバルで前記分担検査範囲のデータ更新を反復して行う分担検査範囲の動的設定を行うものである。
【０００８】
本発明によれば、外観検査装置によって１枚の実装基板の外観検査を行うのに要するタクトタイムを各外観検査装置毎に実測し、このタクトタイムの実測結果に基づいて各外観検査装置が分担する検査範囲を設定することにより、タクトバランス設定作業を容易にするとともに、各装置毎のタクトタイムのばらつきを排して生産性を向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次の本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の実装基板の外観検査システムの構成を示す斜視図、図２は本発明の一実施の形態の外観検査装置の構成を示すブロック図、図３（ａ）は本発明の一実施の形態の外観検査の対象となる基板の平面図、図３（ｂ）は本発明の一実施の形態の外観検査における検査視野データのデータテーブルを示す図、図４は本発明の一実施の形態の外観検査システムの検査分担範囲設定の説明図である。
【００１０】
まず図１を参照して外観検査システムについて説明する。図１において電子部品の外観検査ライン１は、複数（本実施の形態１では３）の外観検査装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃより構成されている。それぞれの外観検査装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃはネットワーク手段であるＬＡＮシステム３によって相互に接続されている。
【００１１】
ＬＡＮシステム３には外観検査ライン１の管理コンピュータであるパソコン４が接続されている。パソコン４は、同一の実装基板の外観検査を各外観検査装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃによって分担して行う外観検査システムにおいて、各外観検査装置によって行われる検査範囲の分担設定や、各外観検査装置から送られる検査結果の情報を受信して記憶し、必要に応じてそれらの情報をモニタ画面に表示する管理機能を担っている。
【００１２】
次に図２を参照して外観検査装置２Ａについて説明する。なお外観検査装置２Ｂ，２Ｃも同様の構成となっている。図２において、移動テーブル１０上には基板保持部１１が装着されており、基板保持部１１は電子部品１３が多数実装された検査対象の実装基板１２を保持している。
【００１３】
移動テーブル１０の上方には、実装基板１２を撮像する撮像手段であるカメラ１５が配設されている。カメラ１５によって実装基板１２を撮像する際に、テーブル駆動部１４によって移動テーブル１０を駆動することにより、実装基板１２はカメラ１５に対して水平方向に相対移動する。これにより、カメラ１５の撮像視野は実装基板１２上で移動する。したがって移動テーブル１０は、撮像視野を実装基板１２上で移動させる視野移動手段となっている。
【００１４】
カメラ１５には検査処理部１６が接続されており、検査処理部１６（検査処理手段）はカメラ１５によって取得された実装基板１２の画像データを画像処理し、所定のアルゴリズムに基づいて判定処理することにより、実装基板１２上における電子部品１３の有無や実装状態などについての外観検査を行う。タクト計測部１７（タクト実測手段）は、テーブル駆動部１４による移動テーブル１０の動作状態や、検査処理部１６による処理状態を監視して、当該装置において１枚の実装基板１２の外観検査を行うのに要するタクトタイムを実測する。
【００１５】
制御部１８は、外観検査装置２Ａの全体制御を行う。記憶部１９は、検査処理に必用な各種プログラムや、個別実装基板の外観検査に必用とされるデータを記憶する。これらのデータには、１枚の実装基板の外観検査を他の外観検査装置と分担して行う際に、当該外観検査装置が分担する検査範囲を示す分担範囲データが含まれる。通信部２０は、当該外観検査装置と他の外観検査装置やパソコン４との間でのデータの授受をＬＡＮシステム３を介して行う。
【００１６】
次に管理コンピュータであるパソコン４の機能について説明する。ここでは、パソコン４の管理機能のうち、外観検査についての機能のみを示している。検査視野データ記憶部２１は、検査視野データ、すなわち実装基板１２上での検査対象となる撮像視野を示す検査視野についてのデータを記憶する。図３（ａ）に示すように、検査対象の実装基板１２には、検査部位を示す多数の撮像視野が設定されており、各撮像視野には視野番号ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４・・・が付されている。
【００１７】
図３（ｂ）は検査視野データを示しており、検査視野データでは各実装基板１２毎に、視野番号ｗｉと、この視野番号ｗｉに対応する撮像視野をカメラ１５によって撮像するための移動テーブル１０の位置座標データｘｉ，ｙｉが記憶されている。すなわち、視野番号ｗｉが指示されることにより、移動テーブル１０が位置座標データｘｉ，ｙｉに基づいて駆動され、実装基板１２の当該検査部位がカメラ１５による撮像位置に移動する。
【００１８】
検査範囲設定処理部２２は、１枚の実装基板１２に設定された多数の検査部位の検査を３台の外観検査装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃによって行う際において、各外観検査装置が分担する検査範囲を設定する。通信部２３は、外観検査装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃとの間でのデータの授受を行う。検査結果記憶部２４は、外観検査装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃによって行われた外観検査結果を各実装基板毎に記憶する。
【００１９】
次に図４を参照して、検査範囲設定処理について説明する。上述のように複数台の外観検査装置から構成される外観検査システムにおいては、同一の実装基板の多数の検査部位を各外観検査装置によって分担することにより行われるが、このとき適用される画像処理や判定処理のアルゴリズムが各検査部位によって異なることから、１つの検査部位を検査処理するのに要する時間は一般に一定とはならずばらついている。さらに、実装基板１２上での検査部位の位置の分布は多様であることから、１つの検査部位から次の検査部位へ撮像視野を相対移動させるのに要する時間も一定ではない。
【００２０】
このため、１枚の実装基板１２の検査視野データに示された視野番号ｗｉを各外観検査装置に振り分ける検査範囲設定に際して、各外観検査装置が当該実装基板の検査を行うのに要する時間がほぼ等しくなるようにするには多くの手間と試行錯誤が伴う。本実施の形態では、この検査範囲設定を以下に示す方法によって行うことにより、ラインバランス設定作業を効率よく行うとともに良好なラインバランスを実現するようにしている。
【００２１】
先ず、分担検査範囲の初期設定を行う。図４（ａ）に示すように、各外観検査装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃについて、分担視野をそれぞれ、ｗａ１〜ｗａｎ、ｗｂ１〜ｗｂｎ、ｗｃ１〜ｗｃｎのように割り付ける。このとき、最も単純な割付方法として、ｗａｎ，ｗｂｎ，ｗｃｎが全て同一数となるよう均等割付をしてもよく、また予め求めておいた重み付け係数を考慮に入れ所要時間の合計が極力均等になることをねらって割付をしてもよい。この分担検査範囲を示すデータは各外観検査装置の記憶部１９に記憶され、各装置において外観検査を実行する際には、このデータに示す視野番号のみが検査対象となる。
【００２２】
そして初期設定が行われたならば、実際の実装基板１２を所定枚数だけ外観検査ラインに流して外観検査をおこなう。このとき、各外観検査装置毎に前述の初期設定に基づいた分担検査範囲の外観検査を実行するのに要した時間（実測タクトタイム）ｔａ，ｔｂ，ｔｃを、各装置のタクト計測部１７によって求める。求められた実測タクトタイムｔａ，ｔｂ，ｔｃは、パソコン４の検査範囲設定処理部２２に送られ、ここで分担検査範囲の修正処理が行われる。
【００２３】
すなわち、それぞれの外観検査装置の実測タクトタイムが極力等しくなるように、分担検査範囲の再割付を行う。例えば、ｔａ＝２２ｓｅｃ．ｔｂ＝２０ｓｅｃ．ｔｃ＝１８ｓｅｃ．の計測結果が得られた場合には、外観検査装置２Ａの検査負荷が他の装置と比較して過大であったことを示しており、このような場合には前述の分担検査範囲の割付（ｗａ１〜ｗａｎ、ｗｂ１〜ｗｂｎ、ｗｃ１〜ｗｃｎ）を変更する。前述の場合には、ｗａ１〜ｗａｎのうち１０％相当の視野番号を削除して、この削除分をｗｃ１〜ｗｃｎに追加する修正を行う。
【００２４】
このような分担検査範囲の再割付により、図４（ｂ）に示すように、各外観検査装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃには、新たに分担検査範囲がそれぞれ、ｗａ１〜ｗａｎ’、ｗｂ１〜ｗｂｎ’、ｗｃ１〜ｗｃｎ’のように割り付けられる。そしてこの修正に基づき、各外観検査装置の記憶部１９の分担検査範囲のデータが更新される。次いで再び実装基板１２を外観検査ラインに流して更新されたデータに基づき外観検査を実行し、各装置毎の実測タクトタイムを求める。そして、求められた実測タクトタイム間の差が許容ばらつき範囲内に収束し、ｔａ’≒ｔｂ’≒ｔｃ’となるまで前述の再割付を反復する。
【００２５】
上記分担範囲の設定においては、パソコン４の検査範囲設定処理部２２によって単にデータを更新する処理が行われるのみであり、人手を要する段取り替え作業は必用とされない。そしてデータ更新は、実測タクトタイムに基づいて各外観検査装置毎の検査負荷を再配分するという単純な内容であり、このデータ更新を複数回反復することによって、短時間で所要精度のタクトバランスを実現することができる。
【００２６】
上記外観検査方法における分担範囲の設定においては、実用上幾種類かの異なる適用形態が可能である。最も単純な適用例は、新たな品種の基板を外観検査ラインに投入する際に、分担検査範囲を固定的に設定する例である。この場合には、最初の所定枚数の実装基板について上述のデータ更新の反復を行い、これにより求められた分担検査範囲を以後固定的に用いる。
【００２７】
また、同一品種の実装基板に対して、外観検査結果の傾向に応じて画像処理の解像度設定や判定処理のアルゴリズム上のパラメータ設定を変更する必用が生じる場合がある。このような場合には従来はこれらの変動要因によって処理時間が常に変動してタクトバランスが崩れる結果、全体の検査効率が低下することとなっていたが、本実施の形態においては、所定のインターバルで常に分担検査範囲のデータ更新を反復して行う分担検査範囲の動的設定が可能であることから、最適な検査条件の維持と検査効率の向上とを両立させることができる。
【００２８】
なお上記実施の形態では、外観検査システムを複数の外観検査装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、管理コンピュータとして機能するパソコン４とで構成する例を示しているが、管理コンピュータの機能を複数の外観検査装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃのいずれかに持たせるようにしてもよい。もちろん、全ての外観検査装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃにこの機能を備え、この中の特定の外観検査装置のみがこの機能を担うような運用を行ってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、外観検査装置によって１枚の実装基板の外観検査を行うのに要するタクトタイムを各外観検査装置毎に実測し、このタクトタイムの実測結果に基づいて各外観検査装置が分担する検査範囲を設定するようにしたので、タクトバランス設定作業を容易にするとともに、各装置毎のタクトタイムのばらつきを排して生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の実装基板の外観検査システムの構成を示す斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の外観検査装置の構成を示すブロック図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態の外観検査の対象となる基板の平面図
（ｂ）本発明の一実施の形態の外観検査における検査視野データのデータテーブルを示す図
【図４】本発明の一実施の形態の外観検査システムの検査分担範囲設定の説明図
【符号の説明】
１  外観検査ライン
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ  外観検査装置
３  ＬＡＮシステム
４  パソコン
１０  移動テーブル
１２  実装基板
１４  テーブル駆動部
１５  カメラ
１６  検査処理部
１７  タクト計測部
２１  検査視野データ記憶部
２２  検査範囲設定処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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