(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側から搬入される基板を受け取ってこの基板を下流側に搬送する搬送手段を備え、この搬送手段によって搬送される前記基板に所定の処理を実行する基板処理装置であって、
前記搬送手段によって搬送される前記基板の搬送経路を一定の位置から連続的に撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された前記基板の遠近画像に基づいて基板位置を認識する画像処理手段と、
前記画像処理手段によって認識された前記基板位置に基づいて前記基板の搬送状態が異常と判定した場合に停止信号を出力する判定手段と、
前記判定手段によって出力された前記停止信号を受けて前記搬送手段による搬送を停止させる搬送制御手段とを備えた基板処理装置。
【請求項２】
前記画像処理手段は、前記基板位置に基づいて前記搬送手段によって搬送される前記各基板の間隔を算出し、前記判定手段は、この算出された前記各基板の間隔が所定の間隔より小さい場合に異常と判定する請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記画像処理手段は、前記基板位置に基づいて前記搬送手段によって搬送される前記基板の搬送方向における基板サイズを算出し、前記判定手段は、この算出された前記基板サイズが所定のサイズと一致しない場合に異常と判定する請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、前記基板位置に基づいて前記搬送手段によって搬送される前記基板の移動量を算出し、前記判定手段は、この算出された前記基板の移動量が所定の移動量と一致しない場合に異常と判定する請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記撮像手段は前記搬送手段によって搬送される前記基板の搬送面よりも下方に位置して設けられている請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記撮像手段を基準として前記基板の手前側もしくは背面側には、前記基板に向けて光を照射する照明手段が前記基板の搬送方向に沿って設けられている請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記搬送手段は、固定側コンベアと、前記基板の搬送方向と直交する幅方向における基板サイズに応じて前記固定側コンベアとの間隔を自在に調整可能な可動側コンベアとを備え、前記照明手段は、前記固定側コンベアに一体に設けられている請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記照明手段は、前記基板の搬送方向に沿って連続して配置された複数の点光源を備えている請求項６又は請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記照明手段は、前記基板の搬送方向に沿って所定の間隔を空けて複数配置され、前記基板の搬送方向に沿って延びる棒状発光体を備えている請求項６又は請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記棒状発光体は、アクリル棒と、このアクリル棒の端部から光を照射することで前記アクリル棒全体を発光させる点光源とを備えている請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記点光源は、発光ダイオードである請求項８又は請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記撮像手段は、前記搬送手段による前記基板の搬送方向に沿って複数設けられ、前記画像処理手段は、前記各撮像手段によって撮像された各遠近画像を平面画像にそれぞれ変換し、各平面画像を一つの画像に結合することで変換画像を取得する請求項１ないし請求項１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記画像処理手段は、前記基板の搬送方向における長さが既知である被写体と前記平面画像において前記被写体の搬送方向における画素数とに基づいて一画素当たりの長さを取得し、その一画素当たりの長さに基づいてスケール画像を形成し、このスケール画像を前記変換画像に合成することでスケール付き変換画像を取得する請求項１２に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記画像処理手段は、前記基板の平面画像と前記スケール画像とに基づいて前記基板の搬送方向における前記基板サイズを算出する請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記画像処理手段は、前記基板の平面画像と前記スケール画像とに基づいて前記基板の前端位置及びこの基板より搬送方向前方に位置する前記基板の後端位置を取得し、前記前端位置と前記後端位置との差分に基づいて前記基板の間隔を算出する請求項１３又は請求項１４に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記搬送制御手段は、前記スケール付き変換画像に基づいて前記基板が所定の停止位置より手前に設定された所定の減速位置に達したときに前記基板の搬送速度を減速させ、前記基板が前記所定の停止位置に達したときに減速された前記基板の搬送を停止させる請求項１３ないし請求項１５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１７】
前記画像処理手段は、所定時間を空けて撮像された２つの前記変換画像をそれぞれ二値化及びグレースケール化してグレースケール画像を形成し、これらのグレースケール画像を合成することで平均画像を形成し、前記算出手段は、前記平均画像に基づいて前記所定時間における前記基板の移動量を算出する請求項１２ないし請求項１６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１８】
請求項１ないし請求項１７のいずれか一項に記載の前記基板処理装置と、前記搬送手段によって搬送される前記基板の表面に電子部品を実装する実装ユニットとを備えた表面実装機。
【請求項１９】
請求項１ないし請求項１７のいずれか一項に記載の前記基板処理装置と、前記搬送手段によって搬送される前記基板の表面に半田ペーストを印刷する印刷ユニットとを備えた印刷機。
【請求項２０】
請求項１ないし請求項１７のいずれか一項に記載の前記基板処理装置と、前記搬送手段によって搬送される前記基板の表面に印刷された半田の印刷状態、前記基板の表面に実装された電子部品の実装状態等を検査する検査ユニットとを備えた検査機。
【請求項２１】
請求項１ないし請求項１７のいずれか一項に記載の前記基板処理装置と、表面に電子部品を固定するための塗布剤を塗布する塗布ユニットとを備えた塗布機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送手段によって搬送される基板に所定の処理を実行する基板処理装置、表面実装機、印刷機、検査機、及び塗布機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の基板処理装置では、基板の搬送経路に基板を認識する複数のセンサを設置しておき、基板を搬送させてセンサによって認識されたことを条件に、この基板の搬送を停止させ、この基板を停止させた状態で次の基板を搬送していた。これらの基板は共通のコンベアによって搬送され、現在搬送中の基板以外の基板については、搬送面下方から上方に突出させたストッパに基板の先端を突き当てることで、停止させるようにしている。例えば、下記特許文献１には、基板ストッパ近傍に設けられた光学センサを用いて、停止位置に到着した基板を検出する方法が開示されている。また、下記特許文献２には、複数の投光部と、投光部に対応した複数の受光部とを備え、基板を検知するセンサが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−９３７６５公報
【特許文献２】特開２００２−１５１８９７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１及び２では、基板が所定の停止位置に到達しセンサによって検出されなければ、基板を検知することができないため、センサの手前で基板が滞留していた場合には、センサで基板を検知することができない。また、複数の基板をコンベアで同時に搬送するものではなく、現在搬送中の基板以外の基板については待ち時間が発生し、全体として搬送に要する時間が長くなる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、基板の搬送状態を検知し、かつ、搬送に要する時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上流側から搬入される基板を受け取ってこの基板を下流側に搬送する搬送手段を備え、この搬送手段によって搬送される基板に所定の処理を実行する基板処理装置であって、搬送手段によって搬送される基板の搬送経路を一定の位置から連続的に撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された基板の遠近画像に基づいて基板位置を認識する画像処理手段と、画像処理手段によって認識された基板位置に基づいて基板の搬送状態が異常と判定した場合に停止信号を出力する判定手段と、判定手段によって出力された停止信号を受けて搬送手段による搬送を停止させる搬送制御手段とを備えた構成としたところに特徴を有する。
【０００５】
このような構成によると、上流側から搬入された基板を搬送手段によって下流側に搬送し撮像手段によって連続的に撮像することができる。基板の遠近画像に基づいて画像処理手段により基板位置が認識され、この基板位置に基づいて判定手段により基板の搬送状態が異常と判定されると、搬送制御手段により基板の搬送を停止させることができる。すなわち、センサ等のように点あるいは線で基板を検出するものではなく、基板全体を検出することができるから、例えば基板の一部にスリット等が設けられている特殊形状の基板であっても誤検出することなく正確に検出することができる。また、複数の基板を同時に搬送した場合であってもこれらの基板をまとめて検出することができる。よって、各基板を個別に搬送する場合よりも搬送に要する時間を短縮することも可能である。さらに、撮像手段により連続的に撮像することで基板の搬送状態を監視し、異常発生時に迅速かつ適切に対応することができる。
【０００６】
画像処理手段は、基板位置に基づいて搬送手段によって搬送される各基板の間隔を算出し、判定手段は、この算出された各基板の間隔が所定の間隔より小さい場合に異常と判定してもよい。このようにすると、各基板の間隔が所定の間隔より小さい場合に各基板の搬送の停止させることができる。すなわち、複数の基板を同時に搬送した場合に、基板同士が接触することを未然に防ぐことができる。
【０００７】
画像処理手段は、基板位置に基づいて搬送手段によって搬送される基板の搬送方向における基板サイズを算出し、判定手段は、この算出された基板サイズが所定のサイズと一致しない場合に異常と判定してもよい。このようにすると、基板サイズが所定のサイズと一致しない場合に基板の搬送を停止させることができる。すなわち、基板サイズが所定のサイズと異なる基板を上流側から間違って搬入した場合に、この基板に所定の処理が実行されることを未然に防ぐことができる。
【０００８】
画像処理手段は、基板位置に基づいて搬送手段によって搬送される基板の移動量を算出し、判定手段は、この算出された基板の移動量が所定の移動量と一致しない場合に異常と判定してもよい。このようにすると、基板の移動量が所定の移動量と一致しない場合に基板の搬送を停止させることができる。すなわち、基板が滑ったりあるいは引っ掛かる等して基板が搬送途上で滞留することを検知することができる。
【０００９】
本発明の実施の態様として、以下の構成が好ましい。
【００１０】
撮像手段は搬送手段によって搬送される基板の搬送面よりも下方に位置して設けられている構成としてもよい。基板処理装置の一般的構成として、基板の搬送面よりも上方には、基板に処理を施すヘッドユニットが設けられていることが多く、撮像手段を設置するスペースを十分に確保することができない場合がある。その点上記の構成によると、撮像手段を基板の搬送面よりも下方に位置して設けたから、撮像手段がヘッドユニットと干渉することを防ぐことができる。
【００１１】
撮像手段を基準として基板の手前側もしくは背面側には、基板に向けて光を照射する照明手段が基板の搬送方向に沿って設けられている構成としてもよい。このような構成によると、照明手段によって基板に光を照射することができるから、暗い場所でも確実に基板を撮像することができる。
【００１２】
搬送手段は、固定側コンベアと、基板の搬送方向と直交する幅方向における基板サイズに応じて固定側コンベアとの間隔を自在に調整可能な可動側コンベアとを備え、照明手段は、固定側コンベアに一体に設けられている構成としてもよい。このような構成によると、撮像手段から照明手段までの距離が一定となるため、基板サイズを変更して可動側コンベアが移動した場合であっても遠近画像を平面画像に変換するアルゴリズムを変更しなくてもよい。
【００１３】
照明手段は、基板の搬送方向に沿って連続して配置された複数の点光源を備えている構成としてもよい。このような構成によると、複数の点光源によって基板を照射することができる。また、点光源を用いているため、大きな設置スペースを必要とせず、設置場所に応じた柔軟な配置が可能である。
【００１４】
照明手段は、基板の搬送方向に沿って所定の間隔を空けて複数配置され、基板の搬送方向に沿って延びる棒状発光体を備えている構成としてもよい。このような構成によると、棒状発光体によって基板を照射することができる。
【００１５】
棒状発光体は、アクリル棒と、このアクリル棒の端部から光を照射することでアクリル棒全体を発光させる点光源とを備えている構成としてもよい。このような構成によると、一つの点光源でアクリル棒全体を発光させることができるから、少ない点光源で効率良く光を照射することができる。
【００１６】
点光源は、発光ダイオードである構成としてもよい。このような構成によると、安価で長寿命の発光ダイオードを点光源として用いることができる。
【００１７】
撮像手段は、搬送手段による基板の搬送方向に沿って複数設けられ、画像処理手段は、各撮像手段によって撮像された各遠近画像を平面画像にそれぞれ変換し、各平面画像を一つの画像に結合することで変換画像を取得してもよい。このようにすると、複数の撮像手段によって基板の搬送経路を撮像することができるから、基板の搬送経路が長い場合であっても搬送経路全体を一つの変換画像として得ることができる。
【００１８】
画像処理手段は、基板の搬送方向における長さが既知である被写体と平面画像において被写体の搬送方向における画素数とに基づいて一画素当たりの長さを取得し、その一画素当たりの長さに基づいてスケール画像を形成し、このスケール画像を変換画像に合成することでスケール付き変換画像を取得してもよい。このようにすると、スケール付き変換画像に基づいて基板サイズ等を算出することができる。尚、基板の搬送方向における長さが既知である被写体としては、長さが既知である基板を用いてもよいし、配置間隔が既知である各点光源を用いてもよいし、長さが既知である棒状発光体を用いてもよい。
【００１９】
画像処理手段は、基板の平面画像とスケール画像とに基づいて基板の搬送方向における基板サイズを算出してもよい。例えば、画像処理手段により基板の一端をスケールのゼロ点に一致させておき、基板の他端と一致するスケールの目盛を読むことにより基板のサイズを算出してもよい。
【００２０】
画像処理手段は、基板の平面画像とスケール画像とに基づいて基板の前端位置及びこの基板より搬送方向前方に位置する基板の後端位置を取得し、前端位置と後端位置との差分に基づいて基板の間隔を算出してもよい。このようにすると、基板の前端位置と一致する目盛から、この基板より搬送方向前方に位置する基板の後端位置と一致する目盛までの距離を基板の間隔として算出することができる。
【００２１】
搬送制御手段は、スケール付き変換画像に基づいて基板が所定の停止位置より手前に設定された所定の減速位置に達したときに基板の搬送速度を減速させ、基板が所定の停止位置に達したときに減速された基板の搬送を停止させてもよい。このような構成によると、基板が所定の減速位置に達すると基板の搬送速度を減速させ、基板が所定の停止位置に達すると減速された基板の搬送を停止させることができる。これにより、基板の搬送を急停止させた場合にその慣性力によって基板が所定の停止位置よりやや前方で停止する等のおそれがない。したがって、ストッパ等を使用しなくても基板を所定の停止位置で停止させることができる。
【００２２】
画像処理手段は、所定時間を空けて撮像された２つの変換画像をそれぞれ二値化及びグレースケール化してグレースケール画像を形成し、これらのグレースケール画像を合成することで平均画像を形成し、算出手段は、平均画像に基づいて所定時間における基板の移動量を算出してもよい。このようにすると、平均画像において基板の移動量に相当する部分は、グレースケール画像における白と黒が合成されることで灰色となって表示されるから、灰色部分の長さあるいは面積に基づいて基板の移動量を算出することができる。
【００２３】
本発明は、上記の基板処理装置と、前記搬送手段によって搬送される前記基板の表面に電子部品を実装する実装ユニットとを備えた表面実装機に適用してもよい。
【００２４】
また、本発明は、上記の基板処理装置と、搬送手段によって搬送される基板の表面に半田ペーストを印刷する印刷ユニットとを備えた印刷機に適用してもよい。
【００２５】
また、本発明は、上記の基板処理装置と、搬送手段によって搬送される基板の表面に印刷された半田の印刷状態、基板の表面に実装された電子部品の実装状態等を検査する検査ユニットとを備えた検査機に適用してもよい。
【００２６】
また、本発明は、上記の基板処理装置と、表面に電子部品を固定するための塗布剤を塗布する塗布ユニットとを備えた塗布機に適用してもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、基板の搬送状態を検知し、かつ、搬送に要する時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
＜実施形態１＞
＜全体構成＞
本発明の実施形態１について図１〜図１１の図面を参照しながら説明する。本実施形態における表面実装機１０は基台１１を備え、この基台１１上に一対のコンベア（本発明の「搬送手段」の一例）２０が設けられている。コンベア２０による搬送経路の上流側には、上流装置（図示せず）が設けられており、コンベア２０は、上流装置から搬入された基板Ｂを受け取って下流側に搬送可能である。コンベア２０による搬送経路には、図１に示すように、上流側（図示右側）から順に待機位置Ｗ、実装位置Ｍ、出口位置Ｅが設定されている。
【００２９】
両コンベア２０の両側には部品供給部（図示せず）が配置されており、基台１１の上方には図示しない電子部品実装用のヘッドユニット（本発明の「実装ユニット」の一例）が設けられている。ヘッドユニットは、部品供給装置から電子部品Ｐを吸着保持してコンベア２０によって実装位置Ｍに搬送されたプリント基板（以下「基板」という）Ｂに向けて搬送し、基板Ｂの所定の位置に電子部品Ｐを実装可能である。
【００３０】
両コンベア２０のうち一方（図示下側）は固定側コンベアであり、他方（図示上側）は基板Ｂの基板幅に応じて固定側コンベアとの間隔を自在に調整可能な可動側コンベアである。図１において固定側コンベアに最も接近した可動側コンベアの位置を２０Ａとし、固定側コンベアから最も離れた可動側コンベアの位置を２０Ｂとする。コンベア２０による搬送面の下方であって基台１１上には、基板Ｂを支持する基板バックアップ装置９０が設けられている。この基板バックアップ装置９０には、複数のバックアップピン（図示せず）が立設されたバックアッププレート（図示せず）が載置可能であり、このバックアップピンの先端に基板Ｂの下面が支持されるようになっている。
【００３１】
コンベア２０は、図２に示すように、コンベア支持部材２１によって支持されている。コンベア支持部材２１は、基板バックアップ装置９０の両側に一対設けられている。両コンベア支持部材２１には、一対のコンベアカメラ（本発明の「撮像手段」の一例）５１が設置されている。両コンベアカメラ５１は、コンベア２０の搬送面よりも下方に位置して設けられ、互いに向き合うようにしてやや上方を見上げる姿勢とされている。このため、両コンベアカメラ５１がヘッドユニットと干渉することを防ぐことができる。尚、以下の説明においては両コンベアカメラ５１のうち図示右側のカメラをカメラ１といい、図示左側のカメラをカメラ２という場合がある。
【００３２】
両コンベアカメラ５１は、図１に示すように、コンベア２０による基板Ｂの搬送方向に沿って設けられている。両コンベアカメラ５１による撮像視野は、コンベア２０による基板Ｂの搬送経路を全て撮像可能に設定されている。また、各コンベアカメラ５１は、可動側コンベアが最も固定側コンベアに接近した位置２０Ａにあるときに、可動側コンベアと固定側コンベアとの間に位置してこれらに干渉しない位置に設定されている。尚、コンベアカメラ５１は光電変換素子を含んで構成され、得られた画像信号を後述する画像処理部５０に出力する。
【００３３】
＜表面実装機の電気的構成＞
次に、表面実装機１０のコントローラ４０を中心とした電気的構成について図３を参照しながら説明する。コントローラ４０は、演算処理部４１、実装プログラム記憶手段４２、装置情報記憶手段４３、モータ制御部４４、外部入出力部４５、画像処理部（本発明の「画像処理手段」の一例）５０を備えている。尚、コントローラ４０は、本発明の「判定手段」、「搬送制御手段」に相当する。
【００３４】
演算処理部４１には、同演算処理部４１によって基板の搬送状態が異常である判定された場合にその異常内容等を表示させる表示ユニット４６が接続されている。モータ制御部４４には、実装ユニットをＸ方向に移動させるＸ軸モータや、実装ユニットをＹ方向に駆動させるＹ軸モータ等が接続されている。外部入出力部４５には、コンベア照明４７、コンベアモータ４８、センサ類４９等が接続されている。
【００３５】
画像処理部５０には、コンベアカメラ５１、部品認識カメラ５２、マーク認識カメラ５３が接続されている。コンベアカメラ５１で得られた基板Ｂの画像は、被写体である基板Ｂまでの距離が遠くなるにつれて画像が小さくなる遠近画像であり、画像処理部５０により基板Ｂまでの距離が一定となる平面画像に変換しこの画像を変換画像として演算処理部４１に出力する。ここで、平面画像とは、被写体までの距離が一定で、かつ、被写体に対する撮像方向が同一平面内で全て同じとなるように撮像した場合における画像、すなわち平面図に相当する。
【００３６】
＜表面実装機における基板検出フローの動作説明＞
続いて、表面実装機１０における基板検出フローの動作について図４〜図１１を参照しながら説明する。
まず、これから生産する基板Ｂに対応した生産プログラムに切り換える（Ｓ１０）。実装プログラム記憶手段４１から所定の生産プログラムが読み出されると、所定のメモリ（図示せず）上に書き込まれる。この生産プログラム中のコンベア幅データに基づいて両コンベア２０のコンベア幅が所定のコンベア幅に変更される（Ｓ２０）。
【００３７】
次に、スケール画像の取得を行う（Ｓ３０）。スケール画像の取得については、図５を参照しながら説明する。まず、待機位置Ｗ、実装位置Ｍ、出口位置Ｅにそれぞれ基板Ｂを配置し、コンベア照明４７を点灯し（Ｓ３１）、各コンベアカメラ５１（カメラ１及びカメラ２）で各基板Ｂを撮像する（Ｓ３２）。尚、待機位置Ｗに配置された基板Ｂを基板１とし、実装位置Ｍに配置された基板Ｂを基板２とし、出口位置に配置された基板Ｂを基板３とする。
【００３８】
図６において左上の画像は、カメラ１によって撮像された画像（以下「カメラ１の画像」という）である。カメラ１の画像には、基板２と基板３が表示されている。基板２は、カメラ１からの距離が基板３よりも近いため、基板３よりも大きく表示されている。一方、図６において右上の画像は、カメラ２によって撮像された画像（以下「カメラ２の画像」という）である。カメラ２の画像には、基板２と基板１が表示されている。基板２は、カメラ２からの距離が基板１よりも近いため、基板１よりも大きく表示されている。すなわち、各カメラ１，２の画像は共に遠近画像であって、被写体までの距離が遠くなるにつれて画像が小さくなっている。
【００３９】
次に、各カメラ１，２の画像を、画像処理部５０において基板２の大きさが同じになるように拡大及び縮尺を行うことで、平面画像に変換する。そして、各カメラ１，２の平面画像を二値化し（Ｓ３３）、これらの二値化された各平面画像を結合してパノラマ画像（本発明の「変換画像」の一例）を形成する（Ｓ３４）。図７及び図８は、上流側から順次搬入された基板１〜３を同時に搬送したときにおけるパノラマ画像を経時的に示したものである。図７の上図に、上流側から搬入された基板１及び基板２が描かれている。この後、図７の下図、図８の上図、図８の下図の順に、基板１〜３が下流側に同時に搬送されていく様子が描かれている。
【００４０】
この後、複数の目盛が付されたスケール画像を上記パノラマ画像に合成してスケール付きパノラマ画像（本発明の「スケール付き変換画像」の一例）を形成する（図６下図参照）。ここで、基板１〜３のサイズは既知であるため、基板１〜３の搬送方向における長さと基板１〜３の搬送方向における画素数とに基づいて一画素当たりの長さ（スケール）を取得し、スケール画像を形成する（Ｓ３５）。さらに、基板１は待機位置Ｗに配置してあるので、基板１の前端位置を待機位置（本発明の「所定の停止位置」の一例）とし、この待機位置より搬送方向やや後方を減速位置として指定する。同様に、基板２の前端位置を実装位置（本発明の「所定の停止位置」の一例）とし、この実装位置より搬送方向やや後方を減速位置として指定する。同様に、基板３の前端位置を出口位置（本発明の「所定の停止位置」の一例）と指定する。
【００４１】
スケール画像の取得が完了すると、前記基板１〜３を搬送経路から取り出して生産を開始する。「生産開始」の入力があり（Ｓ４０）、上流装置から基板Ｂが搬入されたら（Ｓ５０でＹｅｓ）、コンベアモータ４８を高速回転させる（Ｓ６０）。これと共に、コンベアカメラ５１によって基板Ｂの搬送経路を連続的に撮像する（Ｓ７０）。尚、「連続的」に撮像するとは、「所定のサンプリングタイム」で撮像することを意味する。例えば、所定のサンプリングタイムを１秒に設定したときは、コンベアカメラ５１によって１秒おきに基板Ｂの搬送経路を撮像する。
【００４２】
次に、基板Ｂの基板サイズの照合を行う（Ｓ８０）。基板サイズの照合は、図９に示した要領で行う。両コンベアカメラ５１で基板Ｂを撮像し（Ｓ８１）、これらの撮像画像を画像処理部５０で平面画像とした後、二値化し（Ｓ８２）、さらに結合してパノラマ画像を形成する（Ｓ８３）。このパノラマ画像をスケール画像と対比させることで基板サイズを測定する（Ｓ８４）。こうして得られた基板サイズのうち搬送方向（すなわちプログラムのＸ方向）における基板サイズを確認する（Ｓ８５）。そして、搬送方向における基板サイズが所定の基板サイズと一致するか否かを判定する（Ｓ８６）。ここで、基板サイズが一致しなければ（Ｓ８６のＮｏ）、異常と判定され（Ｓ８７）、停止信号を出力し、この停止信号に基づいてコンベアモータ４８を停止させコンベア２０による搬送を停止させる。一方、基板サイズが一致すれば（Ｓ８６でＹｅｓ）、そのままコンベア２０による搬送及びコンベアカメラ５１による撮像を継続する。
【００４３】
仮に、基板サイズの間違った基板が搬入された場合には、図１０に示すように、正規の基板Ａと間違った基板Ｂとが撮像されてこれらのパノラマ画像が形成される。図１０の例では、正規の基板Ａの基板サイズは２４０ｍｍであって、間違った基板Ｂの基板サイズは３００ｍｍとしてある。間違った基板Ｂが搬入された場合には、スケール画像に基づいて基板サイズが３００ｍｍと算出され、基板サイズが異常であると検知される。尚、所定の基板サイズとは、基準値に対して所定の許容値を含んだものであって、例えば基準値が２４０ｍｍの場合には、所定の基板サイズを２４０±０．５ｍｍと設定してもよい。
【００４４】
次に、基板Ｂの滞留検知を行う（Ｓ９０）。基板Ｂの滞留検知は、基板Ｂの単位時間当たりの移動量を求め、この移動量が所定の移動量に達していないときに異常であると判定し、異常と判定された場合には、コンベア２０による搬送を停止させることにより行う。具体的には、基板Ｂについてスケール画像に基づいて基板Ｂの前端位置を検出し、これより所定時間経過後に同じ基板Ｂの前端位置を検出し、これらの前端位置の差分を求めて移動量を算出し、この移動量を前記所定時間で除することにより単位時間当たりの移動量を算出する。一方、単位時間当たりの移動量が所定の移動量と一致している場合には、そのままコンベア２０による搬送を継続する。尚、所定の移動量とは、所定の基板サイズと同様に、基準値に対して所定の許容値を含んだものである。
【００４５】
次に、基板Ｂの停止判定処理を行う（Ｓ１００）。基板Ｂの停止判定処理は、図１１に示した要領で行う。まず、スケール画像に基づいて基板Ｂの前端位置Fiを取得し（Ｓ１０１）、この基板Ｂより搬送方向前方に位置する基板Ｂの後端位置Ri-1を取得する（Ｓ１０２）。これにより、各基板Ｂの間隔は、｜(Fi)−(Ri-1)｜で算出され、各基板Ｂの間隔が所定の間隔以上であれば正常と判定され（Ｓ１０３でＹｅｓ）、そのままコンベア２０による搬送を継続する。一方、各基板Ｂの間隔が所定の間隔より小さければ異常と判定され（Ｓ１０３のＮｏ）、コンベアモータ４８を停止させてコンベア２０による搬送を停止させると共に（Ｓ１０７）、警報音を鳴らしたり表示ユニット４６に異常発生と表示させたりすることにより異常が発生したことを報知する（Ｓ１０８）。
【００４６】
ステップＳ１０３で正常と判定された場合には、基板Ｂの前端位置Fiが減速位置に達したか否かを判定する（Ｓ１０４）。基板Ｂの前端位置Fiが減速位置に達すると（Ｓ１０４でＹｅｓ）、コンベアモータ４８を低速回転に切り替えて（Ｓ１０５）、さらに基板Ｂの前端位置Fiが停止位置に達すると（Ｓ１０６でＹｅｓ）、コンベアモータ４８を停止させてコンベア２０による搬送を停止させる。そして、基板検出フローの後に、例えば部品の実装が開始される（Ｓ１１０）。
【００４７】
以上のように本実施形態では、基板Ｂの搬送経路全体を一対のコンベアカメラ５１によって連続的に撮像することで、基板Ｂの搬送状態を監視することができる。両コンベアカメラ５１によって得られた画像は、パノラマ画像に結合され、一の画像として把握することで、複数の基板Ｂを同時に搬送しても、各基板Ｂの搬送状態をまとめて監視することができる。このため、各基板Ｂを個別に搬送する場合よりも搬送に要する時間を大幅に短縮することができる。また、スケール付きパノラマ画像を形成することで、基板Ｂの基板サイズ、基板Ｂの滞留検知、基板Ｂの間隔等を検知することができる。さらに、スケール付きパノラマ画像に減速位置を設定しておき、基板Ｂの前端位置Fiを監視することで、ストッパ等を使用しなくても目標停止位置で正確にかつ緩やかに停止させることができる。
【００４８】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について図１２ないし図２０の図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態の説明は、実施形態１と異なる構成、作用及び効果についてのみ説明を行い、重複する部分については説明を省略する。
【００４９】
本実施形態の表面実装機１００では、図１２に示すように、コンベアカメラ１１０が待機位置Ｗ、実装位置Ｍ、出口位置Ｅの３箇所に設置されている。各コンベアカメラ１１０は実施形態１のコンベアカメラ５１よりも小型のカメラ（例えば携帯電話用カメラ等）であって、固定側コンベア側に設置されており、各コンベアカメラ１１０の撮像方向は、コンベア２０による搬送方向と直交する方向である。また、各コンベアカメラ１１０は、図１３に示すように、コンベア２０によって搬送される基板Ｂの搬送面の下方に位置しており、ここから搬送面に向けて斜め上方に撮像可能である。尚、以下の説明において各コンベアカメラ１１０は、上流側から順にカメラ３、カメラ２、カメラ１という場合もある。
【００５０】
一方、可動側コンベアには、基板Ｂの搬送経路に光を照射する照明装置（本発明の「照明手段」の一例）６０が設けられている。照明装置６０は、基板Ｂの搬送方向に沿って延びるアクリル棒（本発明の「棒状発光体」の一例）６１と、このアクリル棒６１の端部から光を照射してアクリル棒６１全体を発光させる発光ダイオード（本発明の「点光源」の一例）６２とを備えている。アクリル棒６１は、基板Ｂの搬送面と平行で、かつ、各コンベアカメラ１１０と対向する位置に３箇所配置され、基板Ｂの搬送方向に並んで所定間隔を空けて設置されている。
【００５１】
照明装置６０は、可動側コンベアと一体に設けられているため、可動側コンベアの移動と共に移動する。尚、各コンベアカメラ１１０による撮像視野は、全てのアクリル棒６１を撮像可能に設定されている。図１２においては、可動側コンベアが固定側コンベアから最も離れた位置２０Ｂにあるときの撮像視野を例示しているものの、最も接近した位置２０Ａにあるときには、視野角度をさらに広角度に設定することで全てのアクリル棒６１を撮像可能である。
【００５２】
各コンベアカメラ１１０は、図１４上図に示すように、カメラ１の画像とカメラ２の画像とカメラ３の画像とを取得してこれらを画像処理部５０に出力する。画像処理部５０は、３つの画像を結合してパノラマ画像を形成する。ここで、アクリル棒６１のサイズは既知であるから、アクリル棒６１の搬送方向における長さとアクリル棒６１の搬送方向における画素数とに基づいて、一画素当たりの長さ（スケール）を取得することができる。そして、一画素当たりの長さからスケール画像を形成し、図１４下図に示すように、パノラマ画像とスケール画像とを合成することでスケール付きパノラマ画像が形成される。
【００５３】
照明装置６０は、コンベアカメラ１１０を基準として基板Ｂの背面側に設けられているため、上流側から順に基板１〜基板３が搬入されると、図１５及び図１６に示すように、基板１〜３によって光が遮られる。すなわち、基板１〜３の存在する部分は、パノラマ画像においては黒色として表示される。図１５の上図、同下図、図１６の上図、同下図の順に基板１〜３が上流側から下流側に搬送される様子が描かれている。
【００５４】
次に、基板Ｂの基板サイズの照合について、実施形態１と同様の方法で行う。仮に、基板サイズの間違った基板が搬入された場合には、図１７に示すように、正規の基板Ａと間違った基板Ｂとが撮像されてこれらのパノラマ画像が形成される。図１７の例では、正規の基板Ａの基板サイズは２４０ｍｍであって、間違った基板Ｂの基板サイズは３００ｍｍとしてある。間違った基板Ｂが搬入された場合には、スケール画像に基づいて基板サイズが３００ｍｍと算出され、基板サイズが異常であると検知される。尚、所定の基板サイズとは、基準値に対して所定の許容値を含んだものであって、例えば基準値が２４０ｍｍの場合には、所定の基板サイズを２４０±０．５ｍｍと設定してもよい。
【００５５】
次に、基板Ｂの滞留検知について図１８及び図１９を参照しながら説明する。まず、画像処理部５０で基板Ｂのパノラマ画像を二値化し、さらに、グレースケール化を行う（Ｓ２１０）。図１９の上段は、ある時刻kにおけるグレースケール画像G[k]及びこの画像G[k]から得られる濃度分布F[k]を示したものであり、同中段は、時刻kから数サンプリング時間d前の時刻k-dにおけるグレースケール画像G[k-d]及びこの画像G[k-d]から得られる濃度分布F[k-d]を示したものである。尚、濃度分布図において縦軸は濃度を示し、横軸は基板Ｂの搬送位置を示している。したがって、基板Ｂの存在しない部分は白色で表示されるため、基板有り部分F1として濃度分布が高く表示されるものの、基板Ｂが存在する部分は黒色で表示されるため、基板無し部分F2として濃度分布が低く表示される。
【００５６】
画像処理部５０は、両画像G[k]，G[k-d]のグレースケール化が完了した後に、両画像G[k]，G[k-d]を合成して平均画像G*[k]を形成する（Ｓ２２０）。図１９の下段は、平均画像G*[k]及びこの画像G*[k]から得られる平均濃度分布F*[k]を示している。平均画像G*[k]において基板Ｂの移動量xは、基板Ｂが存在しなかった部分である白色と基板Ｂが存在する部分である黒色とを平均化することにより灰色として表示される。このため、平均濃度分布F*[k]において基板Ｂの移動量xに相当する部分は、基板有り部分F1と基板無し部分F2との中間位置F3として表示される。このように、グレースケール画像を数値化して濃度分布として把握しておけば、濃度分布図の縦軸方向で基板Ｂの移動量xに相当する部分を特定することが可能となり、この部分の横軸の長さを求めることで基板Ｂの移動量xを算出することができる（Ｓ２３０）。
【００５７】
そして、モータ回転速度とサンプリング時間ｄとから仮想移動量vxを算出し（Ｓ２４０）、基板Ｂの移動量xと仮想移動量vxとが一致しなければ（Ｓ２５０のＮｏ）、コンベアモータ４８を停止させてコンベア２０による搬送を停止させると共に、警報音を鳴らしたり表示ユニット４６に異常発生と表示させたりすることにより異常が発生したことを報知する（Ｓ２６０）。一方、基板Ｂの移動量xと仮想移動量vxとが一致すれば（Ｓ２５０でＹｅｓ）、そのままコンベア２０による搬送を継続する。尚、基準値となる仮想移動量vxは、所定の許容値αを含んだ値vx-α〜vx+αに設定してもよい。
【００５８】
次に、基板Ｂの停止処理について、図２０を参照しながら説明する。まず、複数の目盛が付されたスケール画像をパノラマ画像に合成してスケール付きパノラマ画像を形成する。このスケール付きパノラマ画像に、待機位置、実装位置等の位置指定を行い、画像処理部５０により基板Ｂの前端位置Fiがこれらの位置に達したか否かを判定する。例えば、上流側から高速で搬入された基板Ｂの前端位置Fiが減速位置に達すると、コンベアモータ４８を低速回転に切り替えて、さらに基板Ｂの前端位置Fiが待機位置に達すると、コンベアモータ４８を停止させてコンベア２０による搬送を停止させる。
【００５９】
以上のように本実施形態では、照明装置６０によって基板Ｂの背面側から光を照射して透過光によって基板Ｂを検出しているから、反射光で検出する場合よりも基板Ｂの検出精度を高めることができる。また、アクリル棒６１と発光ダイオード６２を用いた安価な組み合わせで照明装置６０を構成しているため、低コスト化が可能であると共に、少ない発光ダイオード６２で効率良く光を照射することができる。さらに、アクリル棒６１のサイズが既知であるため、生産開始前にダミー基板を流す等して一画素当たりの長さを算出しなくてもよい。
【００６０】
＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３について図２１及び図２２を参照しながら説明する。尚、本実施形態は実施形態２とほぼ同じ構成であり、実施形態２と異なる構成、作用、及び効果についてのみ説明を行い、その他の重複する部分については説明を省略する。本実施形態の表面実装機１２０では、コンベアカメラ１１０が固定側コンベアの両端に配置され、可動側コンベアが固定側コンベアから最も離れた位置２０Ｂにあるときに、全てのアクリル棒６１を撮像可能に設定されている。具体的には、各コンベアカメラ１１０の撮像視野の一端側を表す線を１１１としたときに、これらの線１１１の交点１１２が最も離れた位置２０Ｂにある可動側コンベアよりもさらに幅方向外側（図示上側）に位置するように設定されている。このため、可動側コンベアを固定側コンベアに最も接近した位置２０Ａに配置したときでも、コンベアカメラ１１０の配置（撮像方向や視野角度等）を変更しなくてよい。
【００６１】
＜実施形態４＞
次に、本発明の実施形態４について図２３ないし図２７を参照しながら説明する。尚、本実施形態は実施形態３とほぼ同じ構成であり、実施形態３と異なる構成、作用、及び効果についてのみ説明を行い、その他の重複する部分については説明を省略する。本実施形態の表面実装機１３０では、図２３に示すように、実施形態３におけるアクリル棒６１の代わりとして複数の発光ダイオード６２が、基板Ｂの搬送面と平行に配置され、基板Ｂの搬送方向に沿って連続して配置されている。
【００６２】
固定側コンベアの両端には、一対のコンベアカメラ１１０が向かい合うように設置されている。各コンベアカメラ１１０は、コンベア２０によって搬送される基板Ｂの搬送面の下方に位置しており、ここから搬送面に向けて斜め上方に撮像可能である。尚、以下の説明において各コンベアカメラ１１０は、上流側から順にカメラ１、カメラ２という。カメラ１により撮像された画像（以下「カメラ１の画像」という）は、図２５の左上に示すように、左上から右下にかけて発光ダイオード６２が徐々に大きくなる遠近画像として取得される。一方、カメラ２により撮像された画像（以下「カメラ２の画像」という）は、図２５の右上に示すように、右上から左下にかけて発光ダイオード６２が徐々に大きくなる遠近画像として取得される。そして、画像処理部５０でカメラ１の画像とカメラ２の画像をそれぞれ変換して平面画像を形成し、これらの平面画像を結合させることで、図２５の下図に示すように、パノラマ画像が形成される。
【００６３】
ここで、発光ダイオード６２の位置は既知であるため、各発光ダイオード６２はスケール画像における目盛の役割を果たすことができる。また、発光ダイオード６２は、コンベアカメラ１１０を基準として基板Ｂの背面側に設けられているため、上流側から順に基板１〜基板３が搬入されると、図２６及び図２７に示すように、基板１〜３によって光が遮られる。すなわち、基板１〜３の存在する部分は、パノラマ画像においては黒色として表示される。図２６の上図、同下図、図２７の上図、同下図の順に基板１〜３が上流側から下流側に搬送される様子が描かれている。
【００６４】
以上のように本実施形態では、安価で長寿命の発光ダイオード６２を用いて基板Ｂに光を照射することができる。発光ダイオード６２は基板Ｂの搬送方向に沿って複数配置されており、各発光ダイオード６２の位置も既知であるから、発光ダイオード６２をスケール画像における目盛としてそのまま利用することができる。よって、スケール画像を形成する手間を省くことが可能になる。
【００６５】
＜実施形態５＞
次に、本発明の実施形態５について図２８及び図２９を参照しながら説明する。尚、本実施形態は実施形態２とほぼ同じ構成であり、実施形態２と異なる構成、作用、及び効果についてのみ説明を行い、その他の重複する部分については説明を省略する。すなわち、本実施形態の表面実装機１４０は、実施形態２におけるアクリル棒６１の代わりに複数の発光ダイオード６２を、基板Ｂの搬送面と平行に配置し、基板Ｂの搬送方向に沿って連続して配置したものである。
【００６６】
＜実施形態６＞
最後に、本発明のベストモードである実施形態６について図３０及び図３１を参照しながら説明する。本実施形態の表面実装機１５０は実施形態４及び５とは異なり、発光ダイオード６２を固定側コンベアに配置したものであり、その他の重複する構成、作用、及び効果については説明を省略する。固定側コンベアには、一対のコンベアカメラ１１０が向かい合うように設置されている。各コンベアカメラ１１０は、コンベア２０によって搬送される基板Ｂの搬送面の下方に位置しており、ここから搬送面に向けて斜め上方に撮像可能である。また、各コンベアカメラ１１０は、基板Ｂの搬送方向においてコンベア支持部材２１が設けられている位置に設置されている。
【００６７】
本実施形態の表面実装機１５０では、各コンベアカメラ１１０により全ての発光ダイオード６２を撮像可能な位置に配置されている。具体的には、各コンベアカメラ１１０の撮像視野の一端側を表す線を１１１としたときに、これらの線１１１の交点１１２が固定側コンベアよりもさらに幅方向外側（図示下側）に位置するように設定されている。このため、コンベアカメラ１１０の配置（撮像方向や視野角度等）を変更しなくても全ての発光ダイオード６２を撮像可能である。さらに、本実施形態では発光ダイオード６２が固定側コンベアに配置されているため、コンベアカメラ１１０から発光ダイオード６２までの距離及び撮像方向を一定に保つことができ、コンベアカメラ１１０によって撮像された遠近画像を平面画像に変換する際のアルゴリズムを変更しなくてもよい等のメリットがある。
【００６８】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６９】
（１）本実施形態ではコンベアカメラを基板Ｂの搬送面よりも下方に設置しているものの、本発明によると、コンベアカメラを基板Ｂの搬送面よりも上方から下を向く姿勢で設置してもよい。
【００７０】
（２）本実施形態ではコンベア幅を調整可能なコンベア２０を例示しているものの、本発明によると、コンベア幅が固定されたコンベアとしてもよい。
【００７１】
（３）本実施形態では複数のコンベアカメラを設置しているものの、本発明によると、基板Ｂの搬送経路全体を撮像可能な一つのコンベアカメラを設置してもよい。
【００７２】
（４）本実施形態ではコンベアカメラを基準として照明手段（照明装置６０，発光ダイオード６２）を基板Ｂの背面側に設けているものの、本発明によると、照明手段を基板Ｂの手前側に設けて、基板Ｂの表面で反射された反射光をコンベアカメラによって受光してもよい。
【００７３】
（５）本実施形態では被写体（基板Ｂ，アクリル棒６１等）の長さを用いて一画素当たりの長さを算出しているものの、本発明によると、各アクリル棒６１の配置間隔や各発光ダイオード６２の配置間隔等を利用して一画素当たりの長さを算出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施形態１における表面実装機の平面図
【図２】その正面図
【図３】そのブロック図
【図４】その基板検出フローの動作説明を示したフローチャート
【図５】そのスケール画像を取得する手順を示したフローチャート
【図６】そのスケール付きパノラマ画像を形成する様子を示した図
【図７】その複数の基板が搬送される様子を示したパノラマ画像１
【図８】その複数の基板が搬送される様子を示したパノラマ画像２
【図９】その基板サイズの照合を行う手順を示したフローチャート
【図１０】その基板サイズの照合を行う様子を示したスケール付きパノラマ画像
【図１１】その基板の停止処理を行う手順を示したフローチャート
【図１２】実施形態２における表面実装機の平面図
【図１３】その正面図
【図１４】そのスケール付きパノラマ画像を形成する様子を示した図
【図１５】その複数の基板が搬送される様子を示したパノラマ画像１
【図１６】その複数の基板が搬送される様子を示したパノラマ画像２
【図１７】その基板サイズの照合を行う様子を示したスケール付きパノラマ画像
【図１８】その基板の滞留検知を行う手順を示したフローチャート
【図１９】その基板の移動量を算出する様子を示した図
【図２０】その基板の停止処理を行う様子を示した図
【図２１】実施形態３における表面実装機の平面図
【図２２】その正面図
【図２３】実施形態４における表面実装機の平面図
【図２４】その正面図
【図２５】そのスケール付きパノラマ画像を形成する様子を示した図
【図２６】その複数の基板が搬送される様子を示したパノラマ画像１
【図２７】その複数の基板が搬送される様子を示したパノラマ画像２
【図２８】実施形態５における表面実装機の平面図
【図２９】その正面図
【図３０】実施形態６における表面実装機の平面図
【図３１】その正面図
【符号の説明】
【００７５】
１０…表面実装機
２０…コンベア（搬送手段）
４０…コントローラ（判定手段、搬送制御手段）
５０…画像処理部（画像処理手段）
５１…コンベアカメラ（撮像手段）
６０…照明装置（照明手段）
６１…アクリル棒（棒状発光体）
６２…発光ダイオード（点光源）
１００…表面実装機
１１０…コンベアカメラ
１２０…表面実装機
１３０…表面実装機
１４０…表面実装機
１５０…表面実装機
Ｂ…プリント基板
Ｐ…電子部品
【図１】
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【図２】
0004870054.tif 000003
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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