(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給部から部品を吸着してプリント基板上の所定位置に装着する制御のために必要な実装データを作成する実装機のデータ作成方法であって、
複数種類の部品についてそれぞれ部品自体の特徴及び荷姿を含む部品情報並びに部品の吸着、認識の条件を含む部品実装関連情報を有する実装用基本データを作成したデータベースと、プリント基板における部品実装位置を示す実装位置データとに基づき、実装機において実装データを作成するものとし、
データベースに実装用基本データが既に作成されている部品以外の部品であって、実装用基本データの作成が要求されるデータ作成対象部品については、各種部品の部品情報を記録した部品電子カタログから該当する部品情報を読み出し、当該部品情報に適合する部品実装関連情報を上記データベース内の既存のデータに基づいて求め、これら部品情報及び部品実装関連情報を組み合わせて新たな実装用基本データを作成し、そのデータを上記データベースに追加することとし、
上記部品電子カタログから読み出した部品情報に適合する部品実装関連情報を求める処理としては、部品の形状を表す特徴量についての上記部品情報による値とデータベース内の既存の実装用基本データによる値との差に基づいて両者の相違の評価値を演算し、この評価値の演算を上記部品情報とデータベース内の複数種類の実装用基本データのそれぞれとの間で行って、評価値がもっとも小さくなる実装用基本データの部品実装関連情報を選出することを特徴とする実装機のデータ作成方法。
【請求項２】
部品供給部から部品を吸着してプリント基板上の所定位置に装着する制御のために必要な実装データを作成する実装機のデータ作成装置であって、
部品自体の特徴及び荷姿を含む部品情報並びに部品の吸着、認識の条件を含む部品実装関連情報を有するデータを実装用基本データとして、複数の部品の実装用基本データからなるデータベースを記憶するデータベース記憶手段と、
実装されるプリント基板に応じて部品実装位置を示すデータを作成する実装位置データ作成手段と、
実装部品に対応する実装用基本データをデータベース記憶手段から読み出してこのデータと実装位置データ作成手段により作成されたデータとに応じて実装データを作成する実装データ作成手段と、
各種部品の部品情報を記録した部品電子カタログからデータ作成対象部品についての部品情報を読み出すとともに、上記データベース内の既存のデータから当該部品情報に適合する部品実装関連情報を探索し、これら部品情報及び部品実装関連情報を組み合わせて新たな実装用基本データを作成し、そのデータを上記データベースに追加するデータベース更新手段とを備え、
このデータベース更新手段は、上記部品情報に適合する部品実装関連情報を探索する処理として、部品の形状を表す特徴量についての上記部品情報による値とデータベース内の既存の実装用基本データによる値との差に基づいて両者の相違の評価値を演算し、この評価値の演算を上記部品情報とデータベース内の複数種類の実装用基本データのそれぞれとの間で行って、評価値がもっとも小さくなる実装用基本データの部品実装関連情報を選出することを特徴とする実装機のデータ作成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品供給部から部品を吸着してプリント基板上の所定位置に装着する制御のために必要な実装データを作成する実装機のデータ作成方法及び同装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、プリント基板上に電子部品を実装するための実装機は種々知られている。例えば、プリント基板を搬送するコンベア等の搬送手段と、テープフィーダー等を装備した部品供給部と、吸着ノズルを有する移動可能なヘッドとを装備し、プリント基板を実装機の基台上の所定位置に設置した状態で、先ず上記ヘッドを部品供給部上に移動させて部品を吸着させた後、ヘッドをプリント基板上に移動させて、部品を装着するようにした実装機が一般に知られている。
【０００３】
また、この実装機において、上記吸着ノズルによる部品吸着状態を認識する認識装置を設け、吸着不良を判別するとともに、吸着位置のずれを検出してそれに応じた装着位置の補正量を求めるようにすることも行われている。上記認識装置としては、ラインセンサカメラもしくはエリアセンサカメラによる撮像に基づき画像処理により認識を行うもの、あるいは吸着部品に平行光線を照射する照射部と受光部とを備えて部品の投影の検知に基づき認識を行うもの等が知られている。
【０００４】
この種の実装機では、実装対象基板に応じ、実装される部品の種類、数及び実装位置等を定めるとともに、その部品の種類に応じて部品の吸着、認識、装着の制御のための諸条件を定める実装データを作成し、その実装データに従って制御を実行することが必要であり、その実装データの作成を効率良く行うことが要求される。
【０００５】
そのための方法としては、例えば特開平９−２０４４５４号公報に示されるように、各種部品について形状、寸法、荷姿（テープ、トレイ、スティック等の部品供給形態及び部品収納ピッチ等を含めた要素）等の部品情報からなる部品テキストデータをイメージデータとともに記録媒体に記録することにより部品電子カタログを作成し、実装対象基板等に応じ、上記部品電子カタログから必要な部品のテキストデータを読み出すとともにＣＡＤ装置から装着位置及び装着角度等を示す実装位置データを読み出し、これらのデータに基づいてデータ処理装置により、部品情報及び装着位置等の情報を含む実装データを作成するようにしたものが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に示された従来技術によると、実装データを作成するためのデータ処理装置に部品電子カタログの部品テキストデータとＣＡＤ装置からのデータとが入力され、部品電子カタログのデータに含まれる部品の形状、寸法、荷姿等の部品情報と、ＣＡＤ装置からのデータに含まれる装着位置及び装着角度等の実装位置情報とが組み合わされるが、これらの情報以外で実装機の制御に必要な情報の処理について、課題が残されている。
【０００７】
すなわち、実装機の制御に必要な情報としては、上記部品情報及び実装位置情報のほかに、部品に応じて使用する吸着ノズルの種類や、認識装置の種類、認識の仕方等の部品実装関連情報があり、このような部品関連情報は部品電子カタログのデータやＣＡＤ装置からのデータには含まれていない。従って、このような部品関連情報を実装データに含ませるようにするには、データ処理装置での実装データ作成の際に、その都度、手入力等で部品関連情報をデータに組み込む必要があり、実装データ作成作業の効率が悪くなる。
【０００８】
なお、実装データ作成の別の手法としては、部品情報と部品実装関連情報とを含む実装用基本データを複数種類の部品について作成し、これをデータベースとしてパーソナルコンピュータ等のメモリに記憶させておき、このデータベースから得られる実装用基本データとＣＡＤ装置からのデータとによって実装データを作成することが考えられる。しかしこの場合、データベースの作成や、新たにデータベースに実装用基本データを追加すべき部品が出てきた場合のデータ追加等が面倒であった。
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑み、部品情報と部品実装関連情報とを含むデータベースを容易に効率良く作成することができ、このデータベースに基づいて実装データの作成及びこの実装データに従った実装機の制御を効果的に行うことができる実装機のデータ作成方法及び同装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の実装機のデータ作成方法は、部品供給部から部品を吸着してプリント基板上の所定位置に装着する制御のために必要な実装データを作成する実装機のデータ作成方法であって、複数種類の部品についてそれぞれ部品自体の特徴及び荷姿を含む部品情報並びに部品の吸着、認識の条件を含む部品実装関連情報を有する実装用基本データを作成したデータベースと、プリント基板における部品実装位置を示す実装位置データとに基づき、実装機において実装データを作成するものとし、データベースに実装用基本データが既に作成されている部品以外の部品であって、実装用基本データの作成が要求されるデータ作成対象部品については、各種部品の部品情報を記録した部品電子カタログから該当する部品情報を読み出し、当該部品情報に適合する部品実装関連情報を上記データベース内の既存のデータに基づいて求め、これら部品情報及び部品実装関連情報を組み合わせて新たな実装用基本データを作成し、そのデータを上記データベースに追加することとし、上記部品電子カタログから読み出した部品情報に適合する部品実装関連情報を求める処理としては、部品の形状を表す特徴量についての上記部品情報による値とデータベース内の既存の実装用基本データによる値との差に基づいて両者の相違の評価値を演算し、この評価値の演算を上記部品情報とデータベース内の複数種類の実装用基本データのそれぞれとの間で行って、評価値がもっとも小さくなる実装用基本データの部品実装関連情報を選出するようにしたものである。
【００１１】
この方法によると、実装用基本データをデータベースに追加する必要が生じた場合に、部品電子カタログが利用されて、このカタログから得られる部品情報とこれに適合する部品関連情報とが組み合わされることにより、追加すべき実装用基本データが容易に作成される。そして、このように必要に応じてデータの追加が行われながら、各種部品の実装用基本データがデータベースとして保存され、実装に際しては、実装対象基板に応じて読み出される実装用基本データと実装位置データとに基づいて実装データが作成され、その実装データに従って実装機が制御される。
【００１３】
とくに、新たなデータ作成対象部品について実装用基本データを作成する際に、部品電子カタログから部品情報が得られるとともに、データベース内の既存のデータが利用されて部品実装関連情報が求められ、実装用基本データの作成が容易に行われる。
【００１４】
また、本発明の実装機のデータ作成装置は、部品供給部から部品を吸着してプリント基板上の所定位置に装着する制御のために必要な実装データを作成する実装機のデータ作成装置であって、部品自体の特徴及び荷姿を含む部品情報並びに部品の吸着、認識の条件を含む部品実装関連情報を有するデータを実装用基本データとして、複数の部品の実装用基本データからなるデータベースを記憶するデータベース記憶手段と、実装されるプリント基板に応じて部品実装位置を示すデータを作成する実装位置データ作成手段と、実装部品に対応する実装用基本データをデータベース記憶手段から読み出してこのデータと実装位置データ作成手段により作成されたデータとに応じて実装データを作成する実装データ作成手段と、各種部品の部品情報を記録した部品電子カタログからデータ作成対象部品についての部品情報を読み出すとともに、上記データベース内の既存のデータから当該部品情報に適合する部品実装関連情報を探索し、これら部品情報及び部品実装関連情報を組み合わせて新たな実装用基本データを作成し、そのデータを上記データベースに追加するデータベース更新手段とを備え、このデータベース更新手段は、上記部品情報に適合する部品実装関連情報を探索する処理として、部品の形状を表す特徴量についての上記部品情報による値とデータベース内の既存の実装用基本データによる値との差に基づいて両者の相違の評価値を演算し、この評価値の演算を上記部品情報とデータベース内の複数種類の実装用基本データのそれぞれとの間で行って、評価値がもっとも小さくなる実装用基本データの部品実装関連情報を選出するようにしたものである。
【００１５】
この装置によると、上記実装用データ作成方法が効果的に実行される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は実装機及びデータ作成装置の概略を示している。この図において、１は実装機であり、基台２と、この基台２上に配置されてプリント基板３を搬送するコンベア４と、このコンベア４の両側に配置された部品供給部５と、基台２の上方に設けられた実装用のヘッドユニット６とを備えている。上記部品供給部５には、例えば多数列のテープフィーダーが装備され、また、必要に応じ、バルクフィーダー、トレーフィーダー等も装備される。
【００１７】
上記ヘッドユニット６は、部品供給部５から部品をピックアップしてプリント基板３上に装着し得るように、部品供給部５とプリント基板３の設置箇所とにわたり移動可能となっており、図示の例ではヘッドユニット６が所定範囲にわたりＸ軸方向（コンベア４の方向）及びＹ軸方向（Ｘ軸方向と直交する方向）に移動可能となっている。
【００１８】
すなわち、Ｘ軸方向に延びるヘッドユニット支持部材７の両端部がＹ軸方向のガイドレール８に支持され、このガイドレール８に沿ってヘッドユニット支持部材７が移動可能に支持されるとともに、このヘッドユニット支持部材７に対してヘッドユニット６がＸ軸に沿って移動可能に支持されている。そして、Ｙ軸サーボモータ１１によりボールねじ１２を介してヘッドユニット支持部材７のＹ軸方向の駆動が行われるとともに、Ｘ軸サーボモータ１３によりボールねじ１４を介してヘッドユニット６のＸ軸方向の駆動が行われるようになっている。
【００１９】
上記ヘッドユニット６には、部品を吸着するための一乃至複数のノズル１５と、このノズル１５を昇降させるＺ軸駆動手段及びノズルを回転させる回転駆動手段等が設けられている。
【００２０】
また、実装機１には、通常、上記ヘッドユニット６のノズル１５に吸着された部品を認識する部品認識装置が装備される。例えば、基台上のヘッドユニット可動範囲内の所定位置に部品認識用のカメラ１６が設けられ、このカメラ１６と画像処理装置等で部品認識装置が構成され、カメラ１６で撮像された吸着部品の画像に基づき部品吸着状態が調べられて、吸着不良が判別されるとともに、吸着位置のずれが検出されてそれに応じた補正が行われるようになっている。
【００２１】
なお、実装機によっては、平行光の照射部と受光部とからなる光学的検知ユニットを、その照射部と受光部とがノズルを挟んで対向するようにヘッドユニットに装備し、この光学的検知ユニットによる部品の投影の検出に基づいて吸着部品の認識を行うように部品認識装置を構成したものもある。また、この光学的検知ユニットを用いた認識装置と上記カメラを用いた認識装置とを併備し、使い分け得るようにした実装機もある。
【００２２】
上記実装機１に対するデータ作成装置は、実装機制御のためのデータベースの記憶、更新等を行う処理装置２０と、部品装着位置のデータを与えるＣＡＤ装置３０と、実装機１自体に設けられた制御ユニット４０とを有しており、上記処理装置２０には、部品電子カタログ５０から必要な部品データが取込まれるようになっている。上記部品電子カタログ５０は、後に詳述するような各種部品の部品情報を記録したものであり、予め部品メーカー側において作成され、インターネット等を介して利用者に提供されるようになっている。
【００２３】
上記処理装置２０は、パーソナルコンピュータ等からなり、データベース記憶手段としてのメモリ２１と、データベース更新手段としての処理等を行う演算処理部２２と、キーボード等の入力手段２３と、図外のインターフェース、ディスプレー等を有している。上記メモリ２１には、複数種類の部品についてそれぞれ部品自体の特徴及び荷姿を含む部品情報並びに部品の吸着、認識の条件を含む部品実装関連情報を有する実装用基本データからなるデータベースが記憶されており、当初は、予め知られている代表的な数種類の部品の実装用基本データが入力手段等による入力等に基づいて作成されている。
【００２４】
上記演算処理部２２は、データベースに実装用基本データが既に作成されている部品以外の部品であって、実装用基本データの作成が要求される部品をデータ作成対象部品とし、入力操作等により一乃至複数のデータ作成対象部品が指定されたとき、上記部品電子カタログ５０の中からデータ作成対象部品の部品情報を読み出すとともに、当該部品情報に適合する部品実装関連情報を求め、これらの部品情報及び部品実装関連情報に基づいて新たな実装用基本データを作成し、これを上記データベースに追加していくようになっている。データ作成対象部品の部品情報に適合する部品実装関連情報は、後に詳述するような手法で上記データベース内の既存のデータから求めるようになっている。
【００２５】
上記ＣＡＤ装置３０は、実装対象のプリント基板３に応じ、当該プリント基板３における部品装着位置（Ｘ，Ｙ座標で表した位置）及び装着角度を含む実装位置データを作成し、これを制御ユニット４０に対して出力するようになっている。
【００２６】
実装機に具備された制御ユニット４０は、実装データ作成手段４１と、制御手段４２とを有している。上記実装データ作成手段４１は、実装対象のプリント基板３に応じ、上記ＣＡＤ装置３０から与えられる実装位置データと、当該プリント基板３に実装される部品について上記データベースから読み出した実装用基本データとに基づき、当該プリント基板３に実装される部品の部品情報、部品実装関連情報及び実装位置を対応づけて示す実装データを作成するようになっている。
【００２７】
また、上記制御手段４２は、上記実装データ作成手段４１により作成された実装データに基づき、実装効率を高める最適化処理等で実装順序を定めた上で、プリント基板３に実装すべき所定数の部品につき、ヘッドユニット６のノズル１５による吸着、部品認識装置による認識及びプリント基板３への装着の一連の実装処理を順次行うように、サーボモータ１１，１３等を制御するようになっている。
【００２８】
図２は上記部品電子カタログに含まれるデータを示している。この図のように、部品電子カタログには、部品情報として、部品の種類を示す名称及びコード、部品の特徴を示す順電圧、逆電圧、熱抵抗、抵抗値などの定格及び幅、長さ、高さ等の部品サイズ、フィーダーによる部品の荷姿を示すフィーダー種類、テープ幅、送りピッチ、エンボス深さ、テーピング方向、収納部品数等が記録されている。
【００２９】
図3は上記メモリ２１に記憶される実装用基本データである部品ライブラリを示している。この部品ライブラリには、部品電子カタログと共通する情報として部品の種類、部品サイズ、フィーダーによる部品の荷姿等が含まれるとともに、部品電子カタログに含まれなくて実装機に関係する部品実装関連情報が含まる。この部品実装関連情報としては例えば使用ノズル、認識装置の種類、吸着位置補正の要否、リード浮き検出の要否、部品グループ番号、吸着角度、吸着タイマー、吸着高さ、廃棄方法、、真空センサチェックの要否等がある。
【００３０】
図４は上記処理装置の具体的構成を示しており、この図において、処理装置のメモリ２１には、データベースとして複数種類の部品の部品ライブラリ（実装用基本データ）２１ａが記憶されている。処理装置２０内の演算処理部２２とメモリ２１との間には、部品ライブラリ２１ａの読み出し及び書き込みを行う部品ライブラリ読み書き手段２４が設けられ、また、部品電子カタログ５０のデータを読み取るカタログ読取り手段２５が処理装置２０に設けられている。
【００３１】
処理装置２０の演算処理部２２は、カタログ読取り手段２５を介して読取った部品電子カタログ５０のデータを解釈して特定形式に変換するデータ解釈、変換手段２６と、ライブラリ検索、決定手段２７と、マージ手段２８とを備えている。上記ライブラリ検索、決定手段２７は、データ解釈、変換手段２６を介して取込まれた部品情報（電子カタログデータ）に適合する部品実装関連情報を、メモリ内の部品ライブラリ２１ａの中から求めるものであって、取込まれた電子カタログデータと部品特徴量が類似するライブラリーデータを検索する。また、マージ手段２８は、データ解釈、変換手段２６を介して取込まれた電子カタログデータと検索された類似ライブラリデータの部品実装関連情報とをマージすることにより、新たな部品ライブラリを作成し、これを、部品ライブラリ読み書き手段２４を介してメモリ２１に記憶させるようになっている。
【００３２】
図5は上記処理装置２０によって行われるデータベース作成等の処理を示すフローチャートである。
【００３３】
このフローチャートの処理がスタートすると、先ずステップＳ1ではデータ作成対象部品が決定される。このデータ作成対象部品としては、メモリ２１内に既に部品ライブラリ（実装用基本データ）が作成されている部品以外の部品であって、部品ライブラリの作成が要求される所要数の部品が、入力手段２３の入力操作等により指定される。
【００３４】
ステップＳ2では、上記データ作成対象部品の中で、データ未処理のもの（後述のステップＳ3以降の処理が行われていないもの）が残っているか否かが判定され、その判定がＹＥＳであればステップＳ3以降の処理に移る。
【００３５】
ステップＳ3では、部品電子カタログから部品情報のデータが１部品ずつ読み込まれる。続いてステップＳ４で、部品電子カタログから読み込まれたデータが特定形式に変換される。次に、ステップＳ５で、メモリ２１内の複数部品の部品ライブラリの中から、上記ステップＳ３，Ｓ４で読み込まれて変換されたデータに対して類似するライブラリーが検索され、そのデータがワークエリアにセットされる。
【００３６】
この場合の「類似するライブラリーの検索」は、次のように行われる。すなわち、部品電子カタログに含まれる部品情報と部品ライブラリに含まれる情報とにおける共通項目であって、部品の形状を表す特徴量につき、上記部品情報による値と部品ライブラリによる値との偏差が求められ、それに基づいて両者の相違の評価値が演算される。
【００３７】
例えば部品Ｘサイズの偏差ΔＸ、部品Ｙサイズの偏差ΔＹ、部品厚みの偏差Δｔ、リード本数の偏差ΔＮ及びリードピッチの偏差ΔＰが求められ、これらの偏差と、部品の大まかな種類（ＳＯＰ、抵抗、コンデンサ等）別に求められる定数β，γ，δ，ε，ζとから、評価値αが次式のように演算される。
【００３８】
α＝β×ΔＸ2＋γ×ΔＹ2＋δ×Δｔ2＋ε×ΔＮ2＋ζ×ΔＰ2
このような評価値の演算が、部品電子カタログから読み出した１部品の情報とメモリ内の複数種類の部品ライブラリとの間で行われ、上記評価値αが最も小さくなったライブラリが類似するライブラリとされる。そして、この類似するライブラリのデータがワークエリアにセットされるのである。
【００３９】
上記ステップＳ５に続くステップＳ６では、部品電子カタログから変換できた項目がワークエリアにセットされることにより、部品電子カタログによる部品情報と類似部品ライブラリの中の部品実装関連情報とが組み合わされ、これが部品ライブラリに追加されてメモリに記憶される（ステップＳ７）。そして、ステップＳ２に戻り、データ未処理のものが残っていればステップＳ２〜Ｓ７の処理を繰り返し、データ未処理のものがなくなればこのフローチャートの処理を終了する。
【００４０】
以上のような当実施形態の実装データ作成方法及び同装置によると、データベースとして予め代表的な複数種類の部品についての部品ライブラリが作成されていれば、それ以外の部品であって部品ライブラリの作成が要求される部品が出てきた場合でも、その部品についての部品情報が部品電子カタログ５０から得られるとともに、上記処理装置２０のメモリ２１内に既に記憶されている複数種類の部品ライブラリの中から類似する部品ライブラリが検索され、その部品ライブラリの部品実装関連情報と上記部品情報とが組み合わされる。
【００４１】
こうして、新たなデータ作成対象部品についても容易に部品ライブラリが作成され、データベースの追加が効率良く、且つ有効に行われる。
【００４２】
そして、実装対象基板が特定されれば、それに応じ、上記処理装置２０のメモリ２１から実装される部品の部品ライブラリが読み出されるとともに、ＣＡＤ装置３０から実装位置データが読み出される。そして、実装機１の制御ユニット４０に設けられた実装データ作成手段４１及び制御手段４２により、上記部品ライブラリのデータと実装位置データとを組み合わせることによる実装データの作成、及びこの実装データに従った実装機の制御が、自動的に行われることとなる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、複数種類の部品の部品情報並びに部品実装関連情報を有する実装用基本データを作成したデータベースと、実装位置データとに基づき、実装機において実装データを作成することにより、実装データの作成及びこの実装データに従った実装機の制御を効果的に行うことができる。
【００４４】
そして、新たに実装用基本データの作成が要求されるデータ作成対象部品については、部品電子カタログから部品情報を読み出し、当該部品情報に適合する部品実装関連情報を求め、これら部品情報及び部品実装関連情報を組み合わせて新たな実装用基本データを作成し、そのデータを上記データベースに追加するようにしているため、データベースとして保存する実装用データの作成を容易に効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による実装機及びデータ作成装置の概略図である。
【図２】電子部品カタログに含まれるデータを示す図表である。
【図３】部品ライブラリに含まれるデータを示す図表である。
【図４】データベースの記憶、更新等を行う処理装置の構成を示すブロック図である。
【図５】上記処理装置によって行われるデータベース作成等の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  実装機
３  プリント基板
６  ヘッドユニット
２０  処理装置
２１  メモリ（データベース記憶手段）
２２  演算処理部（データベース更新手段）
３０  ＣＡＤ装置
４０  制御ユニット
４１  実装データ作成手段
５０  部品電子カタログ
【図１】
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【図２】
0004357646.tif 000003
【図３】
0004357646.tif 000004
【図４】
0004357646.tif 000005
【図５】
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