(57)【要約】  リード部品のリードを挿入するための挿入穴が形成された基板の画像データに基づいて、リード部品に関する情報を演算する情報処理装置。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リード部品のリードを挿入するための挿入穴が形成された基板の画像データに基づいて、前記リード部品に関する情報を演算する情報処理装置。
【請求項２】
前記基板の画像データに基づいて、前記リード部品の複数のリードの相対的な位置を、前記リード部品に関する情報として演算する請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記基板の画像データでの前記リード部品の装着予定位置と前記挿入穴の位置とに基づいて、前記リード部品の複数のリードの相対的な位置を、前記リード部品に関する情報として演算する請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記基板の画像データに基づいて、前記リード部品のリード径を、前記リード部品に関する情報として演算する請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の情報処理装置。
【請求項５】
撮像装置を備え、前記撮像装置による部品の撮像データに基づいて、部品の装着作業を行う作業機に設けられ、前記撮像装置による基板の撮影データに基づいて、前記リード部品に関する情報を演算する請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リード部品に関する情報を演算する情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リード部品は、下記特許文献に記載されているように、基板に形成された挿入穴にリードが挿入されることで、基板に装着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１０２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
リード部品のリードを、基板に形成された挿入穴に適切に挿入するために、リード部品に関する情報を適切に演算することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本明細書は、リード部品のリードを挿入するための挿入穴が形成された基板の画像データに基づいて、前記リード部品に関する情報を演算する情報処理装置を開示する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、基板の画像データに基づいて、リード部品に関する情報を適切に演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】部品実装機を示す斜視図である。
【図２】部品装着装置を示す斜視図である。
【図３】制御装置を示すブロック図である。
【図４】回路基材に装着された状態のリード部品を示す図である。
【図５】回路基材の一部を示す図である。
【図６】回路基材の全体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。
【０００９】
図１に、部品実装機１０を示す。部品実装機１０は、回路基材１２に対する部品の実装作業を実行するための装置である。部品実装機１０は、装置本体２０、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４、マークカメラ２６、パーツカメラ２８、部品供給装置３０、ばら部品供給装置３２、制御装置（図３参照）３６を備えている。なお、回路基材１２として、回路基板、三次元構造の基材等が挙げられ、回路基板として、プリント配線板、プリント回路板等が挙げられる。
【００１０】
装置本体２０は、フレーム４０と、そのフレーム４０に上架されたビーム４２とによって構成されている。基材搬送保持装置２２は、フレーム４０の前後方向の中央に配設されており、搬送装置５０とクランプ装置５２とを有している。搬送装置５０は、回路基材１２を搬送する装置であり、クランプ装置５２は、回路基材１２を保持する装置である。これにより、基材搬送保持装置２２は、回路基材１２を搬送するとともに、所定の位置において、回路基材１２を固定的に保持する。なお、以下の説明において、回路基材１２の搬送方向をＸ方向と称し、その方向に直角な水平の方向をＹ方向と称し、鉛直方向をＺ方向と称する。つまり、部品実装機１０の幅方向は、Ｘ方向であり、前後方向は、Ｙ方向である。
【００１１】
部品装着装置２４は、ビーム４２に配設されており、２台の作業ヘッド６０，６２と作業ヘッド移動装置６４とを有している。各作業ヘッド６０，６２の下端面には、図２に示すように、吸着ノズル６６が設けられており、その吸着ノズル６６によって部品を吸着保持する。また、作業ヘッド移動装置６４は、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とＺ方向移動装置７２とを有している。そして、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とによって、２台の作業ヘッド６０，６２は、一体的にフレーム４０上の任意の位置に移動させられる。また、各作業ヘッド６０，６２は、スライダ７４，７６に着脱可能に装着されており、Ｚ方向移動装置７２は、スライダ７４，７６を個別に上下方向に移動させる。つまり、作業ヘッド６０，６２は、Ｚ方向移動装置７２によって、個別に上下方向に移動させられる。
【００１２】
マークカメラ２６は、下方を向いた状態でスライダ７４に取り付けられており、作業ヘッド６０とともに、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に移動させられる。これにより、マークカメラ２６は、フレーム４０上の任意の位置を撮像する。パーツカメラ２８は、図１に示すように、フレーム４０上の基材搬送保持装置２２と部品供給装置３０との間に、上を向いた状態で配設されている。これにより、パーツカメラ２８は、作業ヘッド６０，６２の吸着ノズル６６に保持された部品を撮像する。
【００１３】
部品供給装置３０は、フレーム４０の前後方向での一方側の端部に配設されている。部品供給装置３０は、トレイ型部品供給装置７８とフィーダ型部品供給装置（図３参照）８０とを有している。トレイ型部品供給装置７８は、トレイ上に載置された状態の部品を供給する装置である。フィーダ型部品供給装置８０は、テープフィーダ、スティックフィーダ（図示省略）によって部品を供給する装置である。
【００１４】
ばら部品供給装置３２は、フレーム４０の前後方向での他方側の端部に配設されている。ばら部品供給装置３２は、ばらばらに散在された状態の複数の部品を整列させて、整列させた状態で部品を供給する装置である。つまり、任意の姿勢の複数の部品を、所定の姿勢に整列させて、所定の姿勢の部品を供給する装置である。なお、部品供給装置３０および、ばら部品供給装置３２によって供給される部品として、電子回路部品，太陽電池の構成部品，パワーモジュールの構成部品等が挙げられる。また、電子回路部品には、リードを有する部品，リードを有さない部品等が有る。
【００１５】
制御装置３６は、図３に示すように、コントローラ１００、複数の駆動回路１０２、画像処理装置１０６を備えている。複数の駆動回路１０２は、上記搬送装置５０、クランプ装置５２、作業ヘッド６０，６２、作業ヘッド移動装置６４、トレイ型部品供給装置７８、フィーダ型部品供給装置８０、ばら部品供給装置３２に接続されている。コントローラ１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１０２に接続されている。これにより、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４等の作動が、コントローラ１００によって制御される。さらに、コントローラ１００は、画像処理装置１０６にも接続されている。画像処理装置１０６は、マークカメラ２６およびパーツカメラ２８によって得られた画像データを処理するものであり、コントローラ１００は、画像データから各種情報を取得する。
【００１６】
部品実装機１０では、上述した構成によって、基材搬送保持装置２２に保持された回路基材１２に対して部品の装着作業が行われる。部品実装機１０では、種々の部品を回路基材１２に装着することが可能であるが、リード部品（図４参照）１１０を回路基材１２に装着する場合について、以下に説明する。
【００１７】
具体的には、回路基材１２が、作業位置まで搬送され、その位置において、クランプ装置５２によって固定的に保持される。次に、マークカメラ２６が、回路基材１２の上方に移動し、回路基材１２を撮像する。これにより、回路基材１２の保持位置等に関する情報が得られる。また、部品供給装置３０若しくは、ばら部品供給装置３２が、所定の供給位置において、リード部品１１０を供給する。そして、作業ヘッド６０，６２の何れかが、部品の供給位置の上方に移動し、吸着ノズル６６によって、リード部品１１０の部品本体部（図４参照）１１２を吸着保持する。
【００１８】
続いて、リード部品１１０を保持した作業ヘッド６０，６２が、パーツカメラ２８の上方に移動し、パーツカメラ２８によって、吸着ノズル６６に保持されたリード部品１１０が撮像される。これにより、部品の保持位置等に関する情報が得られる。詳しくは、パーツカメラ２８によるリード部品１１０の撮像データがコントローラ１００に送信され、コントローラ１００において、撮像データが分析される。この際、コントローラ１００は、撮像データに基づいて、リード部品１１０のリード（図４参照）１１４を認識し、リード１１４に関する情報（以下、「演算リード情報」と記載する）を演算する。演算リード情報には、リード１１４の本数，リード１１４の位置，リード１１４の線径を示す情報が含まれる。また、リード１１４の位置を示す情報には、リード１１４の先端位置，リード間ピッチ，リードの配列方向などを示す情報が含まれる。
【００１９】
そして、コントローラ１００は、演算リード情報を演算すると、演算リード情報を利用して、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の確認作業を行う。詳しくは、コントローラ１００には、基準となるリードに関する情報（以下、「基準リード情報」と記載する）が記憶されている。基準リード情報は、装着対象のリード部品の基準となるリードの本数，リード間ピッチ，リードの配列方向，リードの線径を示す情報が含まれている。そして、コントローラ１００は、演算リード情報のリードの本数，リード間ピッチ，リードの配列方向，リードの線径が、基準リード情報のリードの本数，リード間ピッチ，リードの配列方向，リードの線径と一致するか否かを判断する。
【００２０】
この際、吸着ノズル６６が装着対象の部品と異なる部品を保持している場合は、演算リード情報のリードの本数，リード間ピッチ，リードの配列方向，リードの線径の少なくとも１つが、基準リード情報のリードの本数，リード間ピッチ，リードの配列方向，リードの線径と異なる。このような場合には、エラー報知，保持している部品の廃棄などが行われ、吸着ノズル６６に保持されている部品の装着作業は実行されない。また、吸着ノズル６６が装着対象の部品を保持していても、リード１１４が欠損している場合，リード１１４が大きく曲がっている場合などには、演算リード情報のリードの本数，リード間ピッチ，リードの配列方向の少なくとも１つが、基準リード情報のリードの本数，リード間ピッチ，リードの配列方向と異なる。このような場合にも、エラー報知，保持している部品の廃棄などが行われ、吸着ノズル６６に保持されている部品の装着作業は実行されない。つまり、コントローラ１００は、演算リード情報と基準リード情報とを比較して、吸着ノズル６６に保持されている部品が、装着対象の部品であるか否か、及び、不良品でないか否かを判断している。そして、吸着ノズル６６に保持されている部品が、装着対象の部品であり、かつ、不良品でないと判断された場合に、以降の部品の装着作業が実行される。
【００２１】
吸着ノズル６６に保持されている部品が、装着対象の部品であり、かつ、不良品でないと判断されると、コントローラ１００は、リード部品１１０を保持する作業ヘッド６０，６２を、回路基材１２の上方に移動させる。この際、コントローラ１００は、回路基材１２に形成された挿入穴（図４参照）１２０と、吸着ノズル６６に保持されたリード部品１１０のリード１１４の先端とが上下方向において重なるように、作業ヘッド移動装置６４の作動が制御される。
【００２２】
詳しくは、回路基材１２に形成された挿入穴１２０の位置に関する情報は、予めコントローラ１００に記憶されている。そして、コントローラ１００は、マークカメラ２６の撮像データに基づいて演算された回路基材１２の保持位置の誤差に基づいて、コントローラ１００に記憶されている挿入穴１２０の位置を補正する。続いて、コントローラ１００は、補正した挿入穴１２０の位置を示す情報と、演算リード情報に含まれるリード１１４の先端位置を示す情報を利用して、挿入穴１２０とリード１１４の先端とが上下方向において重なるように、つまり、ＸＹ座標が一致するように、作業ヘッド移動装置６４の作動が制御される。そして、コントローラ１００が、作業ヘッド６０，６２を下降させることで、図４に示すように、リード部品１１０のリード１１４が、回路基材１２に形成された挿入穴１２０に挿入される。
【００２３】
このように、部品実装機１０では、マークカメラ２６及び、パーツカメラ２８の撮像データを利用して、リード部品１１０の回路基材１２への装着作業が実行される。また、リード部品１１０が回路基材１２に装着される前に、演算リード情報及び、基準リード情報を利用して、吸着ノズル６６に保持されている部品の確認作業が実行されることで、適切な部品、つまり、破損，曲がり等のない装着対象の部品を回路基材１２に装着することができる。
【００２４】
このため、部品実装機１０において、装着作業が実行される前に、コントローラ１００に基準リード情報を入力しておく必要がある。ただし、回路基材１２に装着される部品の数及び、種類は多いため、作業者が手動で基準リード情報をコントローラ１００に入力していては、作業者の負担が大きい。また、予め撮像された装着対象の部品の撮像データに基づいて基準リード情報を作成し、その作成した基準リード情報をコントローラ１００に入力するプログラムが近年、開発されている。このプログラムによれば、作業者の負担を軽減することはできるが、基準リード情報の作成時に用いられた撮像データが不良部品の撮像データであった場合を考慮すると、基準リード情報の正確性を担保できない。つまり、リードが大きく曲がった不良品のリード部品の撮像データに基づいて基準リード情報が作成されると、その基準リード情報でのピッチ間距離は、正常な部品のピッチ間距離と異なる。このように正確でない基準リード情報では、装着作業時において、吸着ノズル６６に保持されている部品の確認作業を適切に行うことができない。
【００２５】
そこで、部品実装機１０では、装着作業が実行される前に、回路基材１２がマークカメラ２６により撮像され、撮像データに基づいて基準リード情報が作成される。具体的には、部品の装着対象の回路基材１２が、搬送装置５０により作業位置まで搬送され、その位置において、クランプ装置５２によって固定的に保持される。次に、マークカメラ２６が、回路基材１２の上方に移動し、回路基材１２を撮像する。この際、任意の部品の装着予定位置が撮像され、例えば、図５に示す画像１５０の撮像データが作成される。
【００２６】
画像１５０は、リード部品Ａの装着予定位置を示す情報画像であり、リード部品Ａの装着予定位置を示す情報として、座標Ａ（Ｘ０，Ｙ０）がコントローラ１００に予め記憶されている。そして、コントローラ１００は、撮像データを分析し、回路基材１２に形成されている複数の挿入穴１５２の位置を認識する。これにより、コントローラ１００は、座標Ａ（Ｘ０，Ｙ０）を基準として、複数の挿入穴１５２の各々の座標を演算する。つまり、例えば、挿入穴１５２ａの座標（Ｘ１，Ｙ１）、挿入穴１５２ｂの座標（Ｘ２，Ｙ２）、挿入穴１５２ｃの座標（Ｘ３，Ｙ３）・・・が演算される。このように、座標Ａ（Ｘ０，Ｙ０）を基準として、複数の挿入穴１５２の各々の座標が演算されると、それら複数の挿入穴１５２の座標に基づいて、挿入穴１５２のピッチ間距離、挿入穴１５２の配列方向、挿入穴１５２の数が演算される。それら複数の挿入穴１５２は、リード部品Ａのリードを挿入するための穴であるため、挿入穴１５２のピッチ間距離，配列方向，数は、リード部品Ａのリードのピッチ間距離，配列方向，数と同じである。このため、演算された挿入穴１５２のピッチ間距離、挿入穴１５２の配列方向、挿入穴１５２の数が、リード部品Ａのリードのピッチ間距離，配列方向，数として、つまり、基準リード情報としてコントローラ１００に記憶される。
【００２７】
また、コントローラ１００は、撮像データに基づいて、複数の挿入穴１５２の各々の内径も演算する。挿入穴１５２は、リード部品Ａのリードを挿入するための穴であるため、挿入穴１５２の内径は、リード部品Ａのリードの線径、つまり、リード径より僅かに大きい。このため、演算された挿入穴１５２の内径に、クリアランスを考慮した縮小率、例えば、０．７を乗じた数値が、リード部品Ａのリード径として、つまり、基準リード情報としてコントローラ１００に記憶される。
【００２８】
このように、回路基材１２がマークカメラ２６により撮像され、撮像データに基づいて基準リード情報が作成されることで、作業者の負担を軽減することが可能となる。また、リード部品のリードは曲がる可能性があるが、回路基材１２に形成された挿入穴は、通常、正確な位置に形成されている。このため、回路基材１２の撮像データに基づいて、基準リード情報を作成することで、基準リード情報の正確性を担保することができる。
【００２９】
また、回路基材１２への複数のリード部品の装着予定位置が密集していれば、複数の挿入穴の何れの挿入穴が、１のリード部品に対応するかが分からない場合がある。具体的には、例えば、図６に示す回路基材１２では、７個のリード部品Ｂ１〜７の装着予定位置１６０ａ〜ｇが密集している。このような場合に、装着予定位置１６０ａの挿入穴１６２ａと、装着予定位置１６０ｂの挿入穴１６２ｂとが、１のリード部品に対応する挿入穴、例えば、リード部品Ｂ１のリードが挿入される挿入穴として、基準リード情報が演算されると、実際のリード部品Ｂ１と異なる基準リード情報が作成される。つまり、装着予定位置１６０ａの挿入穴１６２ａと、装着予定位置１６０ｂの挿入穴１６２ｂとが、リード部品Ｂ１に対応する挿入穴として、基準リード情報が演算されると、実際のリード部品Ｂ１のリード数は２であるが、演算された基準リード情報でのリード数は４となる。
【００３０】
そこで、複数の挿入穴のうちの任意の挿入穴を、ユーザ操作により、１のリード部品に対応するものとして設定することができる。つまり、例えば、２個の挿入穴１６２ａはリード部品Ｂ１に対応し、２個の挿入穴１６２ｂはリード部品Ｂ２に対応するものとして、ユーザ操作により、設定することができる。これにより、複数のリード部品の装着予定位置が密集している場合であっても、リード部品毎の基準リード情報を適切に作成することができる。
【００３１】
また、回路基材１２には、リード部品のリードを挿入するための挿入穴でなく、他の目的で穴が形成されている場合がある。例えば、図６に示すように、リード部品Ｃの装着予定位置１７０には、３個の挿入穴１７２が形成されているが、それら３個の挿入穴１７２の隣に、リードの挿入を目的としない穴１７４が形成されている。このような場合に、挿入穴１７２と、リードの挿入を目的としない穴１７４とが、リード部品Ｃのリードが挿入される挿入穴として、基準リード情報が演算されると、実際のリード部品Ｃと異なる基準リード情報が作成される。つまり、挿入穴１７２と、リードの挿入を目的としない穴１７４とが、リード部品Ｃに対応する挿入穴として、基準リード情報が演算されると、実際のリード部品Ｃのリード数は３であるが、演算された基準リード情報でのリード数は７となる。
【００３２】
そこで、任意の穴を、ユーザ操作により削除することができる。つまり、例えば、３個の挿入穴１７２の隣に形成されている４個の穴１７４を、ユーザ操作により削除する。これにより、リードの挿入を目的としない穴１７４を除いて、リード部品Ｃの基準リード情報を演算することが可能となる。
【００３３】
なお、回路基材１２の全ての装着予定位置に対して基準リード情報を、回路基材１２の撮像データに基づいて演算してもよく、回路基材１２の一部の装着予定位置に対して基準リード情報を、回路基材１２の撮像データに基づいて演算してもよい。例えば、回路基材１２の一部の装着予定位置に対して基準リード情報が撮像データに基づいて演算される場合には、リード数の多いリード部品の装着予定位置に対して基準リード情報が演算されることが好ましい。そして、リード数の少ないリード部品の基準リード情報は、作業者が手動で入力してもよい。これにより、作業者の負担を軽減することができる。
【００３４】
また、部品実装機１０は、作業機の一例である。回路基材１２は、基板の一例である。マークカメラ２６は、撮像装置の一例である。制御装置３６は、情報処理装置の一例である。リード部品１１０は、リード部品の一例である。リード１１４は、リードの一例である。挿入穴１２０，１５２，１６２は、挿入穴の一例である。
【００３５】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、回路基材１２の撮像データに基づいて、基準リード情報が演算されているが、回路基材１２を描画するための描画データ，ＣＡＤデータ等に基づいて、基準リード情報が演算されてもよい。つまり、回路基材１２の画像の基となる画像データに基づいて、基準リード情報が演算されればよく、撮像データ，描画データ，ＣＡＤデータ等は、画像データに含まれる。
【００３６】
また、上記実施例では、装着作業が実行される部品実装機１０において、装着作業が実行される前に、基準リード情報が演算されているが、装着作業が実行される部品実装機１０と異なる作業機において、基準リード情報が演算されてもよい。さらに言えば、作業機に限定されず、撮像装置を有する検査機などにおいて基準リード情報が演算されてもよい。また、撮像装置を有していないＰＣ等の情報処理装置において、撮像装置から回路基材１２の撮像データを取得し、基準リード情報が演算されてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０：部品実装機（作業機）    １２：回路基材（基板）    ２６：マークカメラ（撮像装置）    ３６：制御装置（情報処理装置）    １１０：リード部品    １１４：リード    １２０：挿入穴    １５２：挿入穴    １６２：挿入穴    １７２：挿入穴
【図１】
2020183515.tif 000003
【図２】
2020183515.tif 000004
【図３】
2020183515.tif 000005
【図４】
2020183515.tif 000006
【図５】
2020183515.tif 000007
【図６】
2020183515.tif 000008
【国際調査報告】
2020183515.tif 000009
2020183515.tif 000010
2020183515.tif 000011