JP2003086996A - 基準マーク検索方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基準マークが不定形であっても撮像に基づい
て検索し得る方法，装置を提供する。 【解決手段】 線分，円周，Ｌ字形，多角形，円弧，折
れ線を成す標準線を候補標準線データメモリに記憶し、
その中から基準マーク２０４，２２２の各々についてそ
れらを特定する標準線を選定するとともに、選定した標
準線の配置，寸法を設定する。基準マークカメラにより
基準マーク２０４，２２２を撮像して画像のエッジを取
得し、エッジ中、基準マーク２０４，２２２の各々につ
いて設定した標準線とそれぞれ設定された設定率以上で
一致する部分を探し、基準マーク２０４，２２２を検索
する。基準マーク２０４，２２２が検索されれば、その
位置を求め、プリント配線板の複数の被装着位置の各位
置誤差を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基準マークを検索
する方法および装置に関するものであり、特に、撮像に
基づく検索に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】基準マークは、例えば、電気部品（電子
部品を含む）が装着される回路基板に設けられ、基板保
持装置による回路基板の保持位置誤差の検出に用いられ
る。電気部品装着システムにおいては、撮像装置が設け
られ、回路基板に設けられた基準マークが撮像され、基
準マークの画像データに基づいてその位置が検出される
とともに、基準マークの誤差のない正規の位置との比較
により回路基板の保持位置誤差が検出されるのである
が、基準マークと共にその周辺部も撮像される。そのた
め、撮像により得られた画像から基準マークの像を探す
ことが必要であり、従来は、検索パターンを用いて検索
されていた。

【０００３】基準マークの形状は一定ではなく、それぞ
れ形状が異なる基本パターンを複数種類用意し、オペレ
ータは、それら基本パターンの中から検索する基準マー
クと同じ形状の基本パターンを選択するとともに、その
基本パターンの予め設定された部分について寸法等を設
定する。そして、基準マークの検索時には、選択された
基本パターンおよび設定された寸法等のデータに基づい
て検索パターンが作成され、その検索パターンを用いて
基準マークが検索される。撮像により得られた画像の中
で検索パターンと最もよく一致する像が基準マークの像
とされるのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効
果】しかしながら、基準マークの形状が比較的少数の限
られた種類のもの（定形マークと称する）であれば、基
本パターンを用いて検索パターンを作成することができ
るが、基準マークが基本パターンにない形状のものであ
れば、検索パターンを作成することができない。かとい
って、多様な基準マークのすべてに対応する基本パター
ンを準備することは困難である。

【０００５】本発明は、以上の事情を背景とし、基準マ
ークが不定形マークであっても検索し得るようにするこ
とを課題としてなされたものであり、本発明によって、
下記各態様の基準マーク検索方法，装置および基準マー
ク位置検出方法が得られる。各態様は請求項と同様に、
項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の
番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本
発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の
技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載
のものに限定されると解釈されるべきではない。また、
一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複
数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけでは
ない。一部の事項のみを選択して採用することも可能な
のである。

【０００６】なお、以下の各項において、 (1)項が請求
項１に相当し、 (2)項が請求項２に、 (8)項が請求項３
に、(10)項が請求項４にそれぞれ相当する。

【０００７】（１）基準マークとその周辺部とを撮像装
置により撮像し、得られた画像のデータを処理すること
により、基準マークを検索する方法であって、前記基準
マークのエッジの少なくとも一部であり、基準マークを
特定するのに十分な１つ以上の標準線を設定する標準線
設定工程と、前記撮像装置により撮像された画像から光
学的特性が急変する点の集合であるエッジを取得するエ
ッジ取得工程と、取得したエッジと前記標準線とに基づ
いて基準マークを検索する検索工程とを含む基準マーク
検索方法。基準マークは、例えば、回路基板，スクリー
ン印刷用のスクリーンを保持するスクリーン枠，電気部
品供給装置のフィーダ等、種々の部材に設けられる。基
準マークは、撮像されたとき、そのエッジにおいて光学
的特性が急変するように設けられればよく、例えば、印
刷あるいはシールの貼付により設けられ、凸部でもよ
く、凹部でもよく、背景との段差のないものでもよい。
光学的特性は、例えば、輝度あるいは色相により規定さ
れる。撮像装置をカラーの撮像装置とすれば、色相の変
化により基準マークのエッジを得ることができるのであ
る。標準線は、基準マークのエッジ全部に相当する形状
を有する線でもよく、一部に相当する形状を有する線で
もよい。基準マークのエッジは、少なくとも１つの線素
により構成され、その形状は、必ずしもエッジ全部に相
当する形状を有する線でなくても特定することができ
る。基準マークのエッジ全部に相当する形状を有する標
準線であれば、１つで基準マークを特定することができ
ることは勿論であるが、基準マークの輪郭の一部に相当
する形状を有する標準線であっても、１つで基準マーク
を特定することができ、あるいは複数の標準線の組み合
わせである標準線群によって基準マークを特定すること
ができる。そのため、基準マークのエッジ全部に相当す
る形状の標準線がなくても、そのエッジの一部に相当す
る形状を有する１つの標準線により、あるいは複数の標
準線の組合わせにより、基準マークを特定し、検索する
ことができ、基準マークの種類が多くてもそれらを支障
なくを検索することができる。 （２）前記標準線設定工程が、１つの基準マークに対し
て前記標準線を複数設定する工程を含む (1)項に記載の
基準マーク検索方法。 （３）前記標準線設定工程が、円周，円弧，多角形，線
分，折れ線を含む群から少なくとも１つを選定する選定
工程を含む (1)項または (2)項に記載の基準マーク検索
方法。 （４）前記標準線設定工程が、１つの基準マークに対し
て設定された前記複数の標準線の相対位置を設定する相
対位置設定工程を含む (2)項または (3)項に記載の基準
マーク検索方法。複数の標準線の相対位置は、例えば、
標準線について予め設定された点の位置を設定すること
により設定され、あるいは標準線の向きあるいは角度を
設定することにより設定され、あるいは標準線の予め設
定された位置間の距離を設定することにより設定され
る。 （５）前記標準線設定工程が、前記基準マークに対して
設定された標準線の寸法を設定する寸法設定工程を含む
(1)項ないし (4)項のいずれかに記載の基準マーク検
索方法。標準線の寸法の設定は、標準線の大きさを一義
的に設定し得る態様で為されればよく、例えば、標準線
が正方形状を為すのであれば、１辺の長さが設定されれ
ばよく、円周であれば直径が設定されればよい。また、
寸法は、予め設定された単位、あるいは複数種類から選
択可能な単位による長さを表す数値で設定されてもよ
く、撮像装置の撮像画面を構成する画素の数で設定され
てもよい。 （６）前記標準線設定工程が、前記エッジ取得工程にお
いて取得されるエッジの、前記標準線に対する許容拡大
率と許容縮小率との少なくとも一方を設定する許容倍率
設定工程を含む (1)項ないし (5)項のいずれかに記載の
基準マーク検索方法。本項の特徴によれば、エッジ取得
工程において取得されるエッジにより規定される基準マ
ークと、１以上の標準線により規定される標準マークと
の寸法に多少の違いがある場合でも、基準マークと標準
マークとの一致判定を行うことが可能となる。実際に
は、例えば、(a)標準線を予め設定された倍率変化量ず
つ徐々に拡大あるいは縮小し、許容拡大率あるいは許容
縮小率に達する以前に標準線とエッジとが一致すれば、
エッジは標準線と一致すると判定されるようにしたり、
(b)標準線を許容縮小率で縮小したものと、許容拡大率
で拡大したものとの間に、エッジ取得工程において取得
されたエッジが存在すれば、そのエッジは標準線と一致
すると判定されるようにしたりすることができる。な
お、エッジ取得工程において取得されたエッジと１以上
の標準線により規定される輪郭線とを重ね合わせた状態
を想定した場合に、エッジが標準線上または標準線より
外側に位置する場合に実倍率が１または１より大きいと
し、標準線より内側に位置する場合に実倍率が１より小
さいとし、許容倍率が１以上の場合に許容拡大率と称
し、１より小さい場合に許容縮小率と称することとす
る。 （７）前記検索工程が、前記エッジ取得工程において取
得されたエッジが、予め定められた設定率以上の率で前
記標準線と一致する場合にそれらエッジと標準線とが一
致すると判定する判定工程を含む (1)項ないし (６)項
のいずれかに記載の基準マーク検索方法。一つの基準マ
ークについて標準線が複数設定される場合には、エッジ
と標準線とがほぼ完全に一致することが期待できるた
め、上記設定率が１００％に近い値、例えば、９０，９
５，９８，９９％等に設定される。それに対し、一つの
基準マークについて標準線が１つ、例えば多角形，円周
等の閉曲線として設定される場合には、エッジと標準線
とが一部において一致しないことが当初から予定されて
いることが多く、その場合には設定率が比較的小さい
値、例えば、８０，８５，９０，９５％等に設定され
る。なお、本項の特徴が、上記 (6)項に記載の特徴と合
わせて採用される場合には、エッジ取得工程において取
得されたエッジの各部分のうち、標準線と許容倍率以内
で一致する部分は、標準線と一致すると判定されるよう
にすればよい。 （８）前記基準マークが回路基板に形成された基準マー
クである (1)項ないし (7)項のいずれかに記載の基準マ
ーク検索方法。回路基板には、例えば、絶縁基板に設け
られたプリント配線の全部に電気部品が搭載されていな
いプリント配線板、プリント配線の一部に既に電気部品
が搭載されたプリント配線板、プリント配線に電気部品
が搭載されるとともに、半田付け接合を終えて一方の面
への実装が完了したプリント回路板等が含まれる。 （９） (1)項ないし (8)項のいずれかに記載の基準マー
ク検索方法と、その基準マーク検索方法により検索され
た基準マークの位置を取得する位置取得工程とを含む基
準マーク位置検出方法。基準マークの位置を取得すれ
ば、例えば、基準マークが形成された部材の位置誤差，
製造誤差等を取得することが可能である。 （１０）基準マークとその周辺部とを撮像する撮像装置
と、その撮像装置により撮像された画像のデータを処理
する画像データ処理装置とを含み、かつ、画像データ処
理装置が、前記基準マークのエッジの一部であり、基準
マークを特定するのに十分な１つ以上の標準線を規定す
るデータである標準線データを記憶する標準線データ記
憶部と、前記撮像装置により撮像された画像から光学的
特性が急変する点の集合であるエッジのデータを取得す
るエッジデータ取得部と、取得したエッジデータと前記
標準線データとに基づいて基準マークを検索する検索部
とを含む基準マーク検索装置。撮像装置は、対象物の二
次元像を一挙に取得する面撮像装置により構成してもよ
く、ラインセンサにより構成してもよい。ラインセンサ
は、一直線状に並べられた多数の撮像素子を有し、被写
体と相対移動させられつつ繰り返し撮像を行うことによ
って二次元像を取得するものである。撮像装置は、カラ
ーでもよく、白黒でもよい。本項に記載の基準マーク検
索装置によれば、例えば、 (1)項に記載の作用，効果が
得られる。(2)項ないし (9)項のいずれかに記載の特徴
を本項の検索装置にも適用可能である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、電気部品装着システムにお
いて回路基板に設けられた基準マークを検索する場合を
例に取り、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説
明する。図１において１０は電気部品装着システムの一
種である電子部品装着システム１１のシステム本体とし
てのベースである。ベース１０上には、回路基板の一種
であるプリント配線板１２をＸ軸方向（図１においては
左右方向）に搬送する配線板コンベヤ１４，プリント配
線板１２を保持する基板保持装置としての配線板保持装
置１５，プリント配線板１２に電気部品の一種である電
子部品１６（図３参照）を装着する部品装着装置１８お
よび部品装着装置１８に電子部品１６を供給する部品供
給装置２０，２２等が設けられている。

【０００９】本実施形態においてプリント配線板１２
は、配線板コンベヤ１４により水平な姿勢で搬送され、
図示を省略する停止装置によって予め定められた作業位
置において停止させられるとともに、ベース１０の作業
位置に対応する部分に設けられた配線板保持装置１５に
より保持される。本実施形態においてプリント配線板１
２は、その電子部品１６が装着される被装着面であって
上面である表面２８（図４参照）が水平な姿勢で支持さ
れる。前記Ｘ軸方向は、電子部品装着システム１１全体
について設定されたＸＹ座標面の一座標軸に平行な方向
であり、本実施形態においては、このＸＹ座標面は水平
面である。

【００１０】配線板コンベヤ１４は、図１に概略的に示
すように、一対のガイドレール３０，３２を備えてい
る。一対のガイドレール３０，３２にはそれぞれ、無端
の巻掛体たるコンベヤベルト（図示省略）が巻き掛けら
れており、プリント配線板１２はコンベヤベルト上に載
せられ、これら１対のコンベヤベルトがベルト駆動装置
（図示省略）によって同期して周回させられることによ
り、プリント配線板１２が搬送される。

【００１１】部品供給装置２０，２２は、図１および図
２に示すように、ＸＹ座標面内においてＸ軸方向と直交
するＹ軸方向に互いに隔たって、配線板コンベヤ１４の
両側に位置を固定して静止して設けられている。図示の
例においては、部品供給装置２０がフィーダ型部品供給
装置とされ、部品供給装置２２がトレイ型部品供給装置
とされている。

【００１２】フィーダ型部品供給装置２０は、多数のフ
ィーダ７０がフィーダ支持テーブル７２上に、各部品供
給部が一線上、例えばＸ軸方向に平行な方向に一直線状
に並べて配列された部品供給テーブル７４を有する。各
フィーダ７０にはテーピング電子部品がセットされる。
テーピング電子部品は、キャリヤテープに等間隔に形成
された部品収容凹部の各々に電子部品が収容され、それ
ら部品収容凹部の開口がキャリヤテープに貼り付けられ
たカバーフィルムによって塞がれることにより、キャリ
ヤテープ送り時等における電子部品の部品収容凹部から
の飛び出しが防止されたものである。このキャリヤテー
プがＹ軸方向に所定ピッチずつ送られ、カバーフィルム
が剥がされるとともに、部品供給部へ送られる。

【００１３】トレイ型部品供給装置２２は、電子部品を
部品トレイ７６（図１参照）に収容して供給する。部品
トレイ７６は、上下方向に配設された多数の部品トレイ
収容箱７８内にそれぞれ１枚ずつ支持されている。これ
ら部品トレイ収容箱７８はそれぞれ図示しない支持部材
により支持され、コラム８０内に設けられた昇降装置に
より順次部品供給位置へ上昇させられるのであるが、部
品供給位置の上方には後述する装着ヘッドが電子部品を
取り出すためのスペースを確保することが必要である。
そのため、電子部品を供給し終わった部品トレイ収容箱
７８は、次の部品トレイ収容箱７８が部品供給位置へ上
昇させられるのと同時に、上記スペース分上昇させら
れ、上方の退避領域へ退避させられる。このように上方
にスペースが形成された部品トレイ収容箱７８内の部品
トレイ７６から部品装着装置１８が１個ずつ電子部品を
取り出す。このトレイ型部品供給装置２２は、特公平２
−５７７１９号公報に記載の部品供給装置と同じであ
り、説明は省略する。

【００１４】部品装着装置１８は、図４に示す部品保持
ヘッドとしての装着ヘッド１００が互いに直交するＸ軸
とＹ軸とによって規定される前記ＸＹ座標面内の任意の
位置へ直線移動して電子部品１６を搬送し、プリント配
線板１２の表面２８に装着するものとされている。その
ため、図１に示すように、ベース１０の配線板コンベヤ
１４のＹ軸方向における両側にはそれぞれボールねじ１
０４がＸ軸方向に平行に設けられるとともに、Ｘ軸スラ
イド１０６に設けられたナット１０８（図１には１個の
み図示されている）の各々に螺合されており、これらボ
ールねじ１０４がそれぞれ、Ｘ軸スライド移動用モータ
１１０によって回転させられることにより、Ｘ軸スライ
ド１０６がＸ軸に平行な方向の任意の位置へ移動させら
れる。

【００１５】Ｘ軸スライド１０６は、図１に示すよう
に、フィーダ型部品供給装置２０から配線板コンベヤ１
４を越えてトレイ型部品供給装置２２にわたる長さを有
する。なお、ベース１０上には、２つのボールねじ１０
４の下側にそれぞれ案内部材たるガイドレール１１２
（図３参照）が設けられており、Ｘ軸スライド１０６は
被案部材たるガイドブロック１１４においてガイドレー
ル１１２に摺動可能に嵌合され、移動が案内される。以
上、ナット１０８，ボールねじ１０４およびＸ軸スライ
ド駆動用モータ１１０等がＸ軸スライド移動装置１１６
を構成している。

【００１６】Ｘ軸スライド１０６上には、ボールねじ１
２０（図３参照）がＹ軸方向に平行に設けられるととも
に、Ｙ軸スライド１２２がナット１２４において螺合さ
れている。このボールねじ１２０がＹ軸スライド移動用
モータ１２６（図１参照）によりギヤ１２８，１３０を
介して回転させられることにより、Ｙ軸スライド１２２
は案内部材たる一対のガイドレール１３２に案内されて
Ｙ軸方向に平行な任意の位置に移動させられる。以上、
ナット１２４，ボールねじ１２０およびＹ軸スライド駆
動用モータ１２６等がＹ軸スライド移動装置１３４を構
成し、前記Ｘ軸スライド１０６，Ｘ軸スライド移動装置
１１６およびＹ軸スライド１２２と共にＸＹロボット１
３６を構成しており、装着ヘッド１００は、ＸＹロボッ
ト１３６により、水平面内の任意の位置へ移動させられ
る。

【００１７】Ｙ軸スライド１２２に設けられた支持部１
４０には、図３および図４に示すように、装着ヘッド１
００，装着ヘッド１００を昇降させるヘッド軸方向移動
装置たるヘッド昇降装置１４４，装着ヘッド１００をそ
の軸線まわりに回転させるヘッド回転装置１４６が設け
られており、これら装着ヘッド１００等が部品装着ユニ
ット１４８を構成している。本実施形態では、部品装着
ユニット１４８は１組設けられているのであるが、複数
組設けてもよい。

【００１８】本実施形態の部品装着ユニット１４８は、
特許第３０９３３３９号公報に記載の部品装着ユニット
と同様に構成されており、簡単に説明する。支持部１４
０には、軸１５０がＺ軸方向に平行な方向に移動可能か
つ軸線まわりに回転可能に設けられ、その下端部に設け
られたホルダ１５２によって部品保持具たる吸着ノズル
１５４が着脱可能に保持されている。本実施形態におい
ては、これらホルダ１５２および軸１５０が装着ヘッド
１００を構成している。Ｚ軸方向は、Ｘ軸およびＹ軸方
向と直交する方向であり、本実施形態においては垂直方
向である。

【００１９】ヘッド昇降装置１４４は、ヘッド昇降用モ
ータ１６０を駆動源とし、ヘッド昇降用モータ１６０の
回転がギヤ１６２，１６４を含む回転伝達装置によりナ
ット１６６に伝達され、ナット１６６が回転させられる
ことにより、ナット１６６に螺合された軸１５０が昇降
させられ、装着ヘッド１００が昇降させられる。ヘッド
回転装置１４６は、ヘッド回転用モータ１７０（図７参
照）を駆動源とし、その回転がギヤ１７２およびスプラ
イン部材（図示省略）を含む回転伝達装置により軸１５
０に伝達され、軸１５０が軸線まわりに回転させられ
て、装着ヘッド１００が回転軸線まわりに回転させられ
る。

【００２０】吸着ノズル１５４は電子部品１６を負圧に
より吸着し、プリント配線板１２に装着する。吸着ノズ
ル１５４は、ノズル本体１７４および吸着管１７６を有
する。吸着ノズル１５４は、図示を省略する負圧源，正
圧源および大気に接続されており、電磁方向切換弁装置
（図示省略）の切換えにより、吸着管１７６が負圧源，
正圧源および大気に択一的に連通させられて電子部品１
６を保持し、解放する。

【００２１】Ｙ軸スライド１２２にはまた、図４に示す
ように、プリント配線板１２に設けられた基準マークを
撮像する基準マーク撮像システム１８８が設けられてい
る。基準マーク撮像システム１８８は、撮像装置たる基
準マークカメラ１９０および照明装置１９２を備えてい
る。基準マークカメラ１９０は、本実施形態において
は、固体イメージセンサの一種であるＣＣＤ（電荷結合
素子）と、結像レンズを含むレンズ系とを備え、被写体
の二次元像を一挙に取得する撮像装置の一種である面撮
像装置であって、白黒のカメラとされており、図示を省
略する保持部材によりＹ軸スライド１２２に、その中心
軸線が垂直となり、かつ下向きの姿勢で設けられてい
る。ＣＣＤは、一平面上に多数の微小な受光素子が配列
されたものであり、各受光素子の受光状態に応じた電気
信号を発生させる。多数の受光素子により撮像領域ない
し撮像画面１９４（図１２参照）が形成されている。

【００２２】本実施形態においては、後述するように、
プリント配線板１２に形成されたランドパターンのラン
ドが基準マークとして使用される。プリント配線板１２
の表面２８には、図５および図６にそれぞれ一部を示す
ように、配線パターン２００が設けられ、複数種類のラ
ンドパターン等が設けられている。

【００２３】ランドパターンを構成するランドには、電
子部品のリード等の端子が接合され、ランドは、電子部
品のプリント配線板１２への取付態様や、電子部品の端
子の形状等に応じて設けられる。例えば、電子部品のリ
ードがプリント配線板を厚さ方向に貫通して形成された
挿入孔に挿入されて、プリント配線板１２の裏面におい
て半田付けされる挿入形電子部品である場合には、例え
ば、図５に示すように、ランドパターン２０２は、少な
くとも１つのランド２０４を含む。ランド２０４は、円
形を成すとともに、その中心部に横断面形状が円形の挿
入孔２０８が設けられ、配線２０６はランド２０４から
延び出させられている。

【００２４】電子部品１６のように、本体の側面から延
び出させられた複数のリードがプリント配線板１２の表
面２８において半田付けされる表面実装部品について
は、図６に示すランドパターン２２０のランド２２２の
ように、例えば、正方形状とされ、ランド２２２から配
線２２４が延び出させられている。

【００２５】本実施形態においては、複数、例えば、プ
リント配線板１２の表面２８上の対角線上に隔たった２
個所にそれぞれ位置する２個のランドが基準マークとし
て用いられる。プリント配線板１２については、基準マ
ークとして用いる２個のランドの一方は、図５に示すラ
ンド２０４であり、他方は図６に示すランド２２２であ
るとする。以後、ランド２０４，２２２を基準マーク２
０４，２２２とも称する。

【００２６】Ｘ軸スライド１０６には、図１に示すよう
に、ちょうどＸ軸スライド１０６を移動させる２つのボ
ールねじ１０４にそれぞれ対応する位置であって、フィ
ーダ型部品供給装置２０と配線板コンベヤ１４との間お
よびトレイ型部品供給装置２２と配線板コンベヤ１４と
の間の位置にそれぞれ、部品撮像システム２７６が移動
不能に取り付けられている。これら部品撮像システム２
７６の構成は同じであり、一方を代表的に説明する。

【００２７】部品撮像システム２７６は、図３に示すよ
うに、撮像装置２７８および照明装置２８０を備えてい
る。本実施形態において撮像装置２７８は、電子部品１
６等を撮像する部品カメラ２８２および導光装置２８４
を備え、導光装置２８４は、反射装置としての反射鏡２
８６，２８８を有している。反射鏡２８６，２８８は、
図示しないブラケットによりＸ軸スライド１０６の下部
に固定されており、一方の反射鏡２８６は、装着ヘッド
１００のＹ軸方向の移動経路の真下において、吸着ノズ
ル１５４の中心線を含む垂直面に対して約４５度傾斜さ
せられ、それのＸ軸スライド１０６に近い側の端部が下
方に位置する反射面２９０を有する。

【００２８】それに対して他方の反射鏡２８８は、Ｘ軸
スライド１０６を挟んだ反対側に反射鏡２８６の反射面
２９０と垂直面に対して対称に傾斜し、Ｘ軸スライド１
０６に近い側の端部が下方に位置する反射面２９２を有
する。Ｘ軸スライド１０６の装着ヘッド１００が設けら
れた側とは反対側であって、前記反射鏡２８８の反射面
２９２に対向する位置において、吸着ノズル１５４に保
持された電子部品１６を撮像する部品カメラ２８２が保
持部材２９４により下向きに固定されている。

【００２９】したがって、装着ヘッド１００がＸＹロボ
ット１３６によって移動させられ、Ｙ軸方向においてボ
ールねじ１０４に対応する位置であって、反射鏡２８６
上に位置する位置に至れば、部品カメラ２８２は電子部
品１６を撮像することができる。撮像装置２７８は、Ｙ
軸スライド１２２がＸ軸スライド１０６に対して移動す
る際における電子部品１６の移動軌跡上において、その
電子部品１６の像を撮像可能な位置に配設されているの
であり、部品カメラ２８２は電子部品１６等、撮像対象
物を下方から撮像する。本実施形態においては、部品カ
メラ２８２は、前記基準マークカメラ１９０と同様に、
面撮像装置であって、ＣＣＤカメラとされている。

【００３０】反射鏡２８６の近傍には、紫外線照射装置
としてのストロボ３００が設けられ、吸着ノズル１５４
の発光板３０２に向かって紫外線を照射するようにされ
ている。発光板３０２は紫外線を吸収して可視光線を放
射し、部品カメラ２８２は電子部品１６の投影像を下方
から撮像する。

【００３１】また、上記ストロボ３００に比較して吸着
ノズル１５４に近い位置に可視光線を照射する可視光線
照射装置たる別のストロボ３０４が設けられており、電
子部品１６の底面（プリント配線板１２に装着される装
着面）からの反射光により、部品カメラ２８２は電子部
品１６の正面像を下方から撮像する。本実施形態におい
ては、発光板３０２，紫外線照射装置および可視光線照
射装置が照明装置２８０ないし光源装置を構成してい
る。

【００３２】本電子部品装着システム１２は、図７に示
す制御装置４００によって制御される。ただし、図７は
本システム１２のうち本発明に関連の深い部分を含む一
部を取り出して示したものである。制御装置４００は、
ＰＵ４０２，ＲＯＭ４０４，ＲＡＭ４０６およびそれら
を接続するバスを有するコンピュータ４１０を主体とす
るものである。バスには入出力インタフェース４１２が
接続され、エンコーダ４１４等、各種センサおよび入力
装置４２０等が接続されている。入力装置４２０は、ア
ルファベットキー，数字キー，各種ファンクションキー
等を備えている。

【００３３】入出力インタフェース４１２にはまた、駆
動回路４１６を介してＸ軸スライド駆動用モータ１１０
等の各種アクチュエータおよび表示装置４２２が接続さ
れている。これらモータ１１０等はそれぞれ駆動源を構
成し、本実施形態では、サーボモータにより構成されて
いる。サーボモータに代えてステップモータを用いても
よい。また、Ｘ軸スライド移動用モータ１１０等、各モ
ータの回転角度はそれぞれ、回転角度検出装置としての
エンコーダにより検出され、その検出結果に基づいてモ
ータ１１０等が制御される。図７においては、Ｘ軸スラ
イド駆動用モータ１１０について設けられたエンコーダ
４１４を代表的に示す。表示装置４２２は、表示画面を
備えている。

【００３４】入出力インタフェース４１２にはさらに、
制御回路４１８を介して前記基準マークカメラ１９０，
部品カメラ２８２が接続されている。これら駆動回路４
１６，制御回路４１８およびコンピュータ４１０が制御
装置４００を構成している。さらに、ＲＡＭ４０６に
は、図８に示すように、選定標準線データメモリ等がワ
ーキングメモリと共に設けられており、ＲＡＭ４０６の
プログラムメモリには、図示を省略するメインルーチン
を始めとし、図９，図１０にそれぞれフローチャートで
表す標準線設定ルーチン，位置誤差検出ルーチン，電子
部品１６をプリント配線板１２に装着するためのルーチ
ン等、種々のプログラムおよびデータ等が記憶させられ
ている。

【００３５】次に作動を説明する。プリント配線板１２
への電子部品１６の装着時には、プリント配線板１２が
配線板コンベヤ１４により搬入され、配線板保持装置１
５により保持される。そして、電子部品１６の装着開始
に先立って基準マーク２０４，２２２が基準マークカメ
ラ１９０によって撮像され、配線板保持装置１５による
プリント配線板１２の保持位置誤差が検出されるととも
に、プリント配線板１２の表面２８に予定された複数の
被装着位置の各々について位置誤差が検出される。

【００３６】基準マークカメラ１９０によって基準マー
ク２０４，２２２が撮像されるとき、基準マーク２０
４，２２２のみならず、その周辺部も撮像される。例え
ば、図１２および図１３に示すように、基準マーク２０
４，２２２と共にランドパターン２０２，２２０の配線
２０６，２２４および配線パターン２００を構成する配
線が撮像されるのである。そのため、撮像により得られ
た画像の中から基準マーク２０４，２２２の像を探すこ
とが必要であり、基準マーク２０４，２２２の像の検索
は、基準マーク２０４，２２２についてそれぞれ予め設
定された標準線であって、基準マーク２０４，２２２を
特定するのに十分な１つ以上の標準線を用いて行われ
る。

【００３７】図９に示すフローチャートに基づいて標準
線の設定を説明する。まず、ステップ１（以後、Ｓ１と
記載する。他のステップについても同じ。）において、
ＲＡＭ４０６の候補標準線データメモリに記憶された複
数種類の標準線の全部を含む候補標準線群が表示装置４
２２の表示画面に表示される。標準線は種々の形状を成
し、閉曲線であることもあれば、開いた線であることも
あり、直線であることもあれば、曲線であることもあ
り、それらの組合わせであることもある。ここでは、図
１１に示すように、一線分状を成す標準線，円周状を成
す標準線，Ｌ字形を成す標準線，正方形，長方形，三角
形等の多角形を成す標準線，円弧を成す標準線あるいは
折れ線を成す標準線が候補標準線データメモリに記憶さ
れているものとする。

【００３８】表示画面には、標準線が表示されるととも
に、プリント配線板の種類の入力実行を指示する表示が
為され、オペレータは入力装置４２０を用いてプリント
配線板１２の種類を入力する。それによりプリント配線
板１２における配線パターンおよびランドパターン等の
設計データであって、ＣＡＤシステムにより作成された
回路図が表示される。表示画面にはまた、基準マークと
して用いるランドの指定および標準線の選定を行うべき
ことを指示する表示が為される。

【００３９】オペレータは、表示された回路図を見て、
基準マークとして使用したいランドを指定するととも
に、表示画面に表示された標準線の候補の中から標準線
を選定する。ここでは、基準マークとして使用したいラ
ンドとして、図１１に示すランド２０４が指定されたと
する。このランド２０４により構成される基準マーク２
０４のエッジは、一部が切れた円形を成しているため、
オペレータは、基準マーク２０４を特定するのに十分な
標準線として、複数種類の標準線の中から円周状の標準
線を１個選定するのが普通である。この選定は入力装置
４２０を用いて行われ、選定された標準線は、基準マー
ク２０４に関するデータ、すなわち基準マーク２０４が
設けられたプリント配線板１２の種類および回路図デー
タから得られる基準マーク２０４の位置のデータと対応
付けて選定標準線データメモリに記憶される。標準線の
選定方法は標準線の種類に応じて予め定められており、
例えば、標準線の種類および数を設定することにより行
われる。なお、標準線が多角形状を成すのであれば、そ
の角数が設定され、円弧であれば、その中心角が設定さ
れる。円弧状の標準線は、中心角が異なる複数種類の標
準線が用意され、その中から選定されるようにしてもよ
く、あるいはオペレータが中心角を任意に設定し得るよ
うにしてもよい。また、折れ線状の標準線については、
折れ点の数が設定される。

【００４０】オペレータは次に、基準マークとして使用
する別のランドを指定するとともに、指定したランドに
より構成される基準マークの標準線を選定する。ここで
は、図１１に示すランド２２２が基準マーク２２２に指
定され、その基準マーク２２２のエッジの一部が切れた
正方形を成す標準線が選定されるものとする。その場
合、オペレータはＬ字形の標準線を４個選定する。Ｌ字
形の標準線が４個あれば、正方形を特定でき、基準マー
ク２２２は４個の標準線を含む標準線群により特定され
る。選定された標準線は、プリント配線板１２の種類お
よび基準マーク２２２の位置データと対応付けて選定標
準線データメモリに記憶される。基準マーク２０４，２
２２についてそれぞれ選定された１以上の標準線はそれ
ぞれ、標準マークを規定する。

【００４１】Ｓ１の実行後、Ｓ２が実行され、標準線の
選定が終了したか否かの判定が行われる。Ｓ１およびＳ
２は、標準線の選定が終了するまで繰り返し実行され
る。オペレータが標準線の選定終了を入力すれば、Ｓ２
の判定がＹＥＳになってＳ３以下のステップが実行さ
れ、選定された標準線について配置の設定等が行われ
る。この設定等は、ここでは基準マークの指定順に行わ
れるとする。そのため、Ｓ３においては、プリント配線
板１２について設定された基準マークの数をカウントす
るカウンタのカウント値Ｃが１増加させられる。カウン
タはＲＡＭ４０６に設けられており、カウント値Ｃはメ
インルーチンの初期設定においてリセットされている。
したがって、Ｓ３が１回目に行われるとき、カウント値
Ｃは１になり、１番目に指定された基準マーク２０４に
ついて選定された標準線についてＳ４が実行される。

【００４２】Ｓ４においては、標準線が複数あるか否か
が判定される。配置の設定は、１つの基準マークについ
て標準線が複数設定された場合に行われるからである。
基準マーク２０４の場合、選定された標準線は１個であ
るため、Ｓ４の判定はＮＯになり、Ｓ５およびＳ６がス
キップされてＳ７が実行され、選定された標準線の寸法
入力の実行指示が表示画面に表示される。標準線の形状
に応じて、寸法が入力される箇所は設定されており、そ
の箇所についての寸法の入力指示が表示画面に表示され
る。オペレータが画面に表示された回路図中において基
準マーク２０４を指定すれば、回路の設計データにおい
て設定されたランド２０４の直径が表示され、オペレー
タはその直径を円周状の標準線の寸法として入力し、入
力された寸法は、選定された標準線データと共に選定標
準線データメモリに記憶される。オペレータが基準マー
ク２０４を指定すれば、その直径が標準線の寸法として
自動的にメモリに記憶されるようにしてもよい。

【００４３】次いでＳ８が実行され、寸法の入力が終了
したか否かの判定が行われる。寸法の入力が終了するま
でＳ７およびＳ８が繰り返し実行され、オペレータが寸
法の入力終了を入力すれば、Ｓ８の判定はＹＥＳになっ
てＳ９が実行され、カウント値Ｃが設定値ＣA 以上であ
るか否かが判定される。設定値ＣA は、プリント配線板
１２について設定された基準マークの数であり、選定標
準線データメモリに記憶された１つのプリント配線板に
対する基準マークの数から得られる。基準マーク２０４
について設定された標準線のみについて寸法入力が終了
した状態では、Ｓ９の判定はＮＯになってＳ３が実行さ
れ、カウント値Ｃが１増加させられて、次に基準マーク
２２２について選定された標準線の配置設定等が行われ
る。

【００４４】基準マーク２２２については、Ｌ字形の標
準線が４個選定されているため、Ｓ４の判定はＹＥＳに
なってＳ５が実行され、表示画面に配置設定の実行が表
示される。オペレータは、表示画面に表示されたプリン
ト配線板１２の回路図に基づいて配置を設定する。配置
は、標準線の種類に応じて、標準線の予め決められた箇
所について設定される。Ｌ字形の標準線については、Ｌ
字の屈曲点について位置が設定される。基準マーク２２
２を構成するランド２２２を指定すれば、その４個の頂
点の基準点に対する位置を規定する座標が表示され、オ
ペレータはそれを見ながら４つの標準線の各々について
位置を入力する。ランド２２２が指定されれば、その４
個の頂点の座標が自動的に４つの標準線の位置として記
憶されるようにしてもよい。Ｌ字形の標準線の場合、更
に、４個のＬ字形の標準線についてそれぞれ、内向きで
あるか外向きであるかが設定される。内向きとは、Ｌ字
の２本のアーム部が、４個のＬ字形の標準線により構成
される図形の中心側に向かって開いた状態となる向きで
あり、外向きとは、中心とは逆向きに開いた状態となる
向きである。これら４個の標準線の配置データ、すなわ
ち位置および向きの各データは、標準線データと共に選
定標準線データメモリに記憶される。

【００４５】Ｓ５の実行後、Ｓ６が実行され、配置設定
が終了したか否かの判定が行われる。配置の設定が終了
するまでＳ５およびＳ６が繰り返し実行される。配置の
設定が終了し、オペレータが設定終了を入力すれば、Ｓ
６の判定がＹＥＳになってＳ７が実行され、４個のＬ字
形の標準線の各々について寸法が入力される。Ｌ字形の
標準線の場合、Ｌ字の２本のアーム部の各々について長
さが入力される。基準マーク２２２については、４本の
標準線の寸法は同じであって、２本のアーム部の長さは
同じにされている。基準マーク２２２が指定されれば、
ランドパターンの設計データに基づいて、正方形状の基
準マーク２２２の１辺の長さおよび配線２２４の幅が表
示され、オペレータは、表示画面に表示された基準マー
ク２２２を見て、その１辺の長さから配線２２４の幅を
引いた部分の長さの半分の長さを１つのアーム部の長さ
として入力する。入力は全部のＬ字形の標準線の各アー
ム部について行われ、入力された寸法は、標準線データ
および配置データと共に選定標準線データメモリに記憶
される。基準マーク２２２の１辺の長さおよび配線２２
４の幅に基づいてアーム部の長さが自動的に演算され、
メモリに記憶されるようにしてもよい。

【００４６】Ｌ字形の標準線について寸法の入力が終了
すれば、オペレータは入力終了を入力し、それによりＳ
８の判定がＹＥＳになってＳ９が実行される。２つの基
準マークについて寸法設定等が終了し、基準マーク２０
４，２２２を特定するための標準線が設定され、選定標
準線データメモリに記憶されて登録されたため、Ｓ９の
判定がＹＥＳになってＳ１０が実行され、標準線の設定
が終了したか否かの判定が行われる。表示画面に標準線
の設定が終了であるか否かの問いが表示され、終了であ
れば、オペレータは終了を入力する。標準線を設定する
プリント配線板の種類が１種類であれば、オペレータは
終了を入力し、複数種類のプリント配線板について標準
線を設定するのであれば、オペレータは標準線の設定を
続けて行う指示を入力し、それによりＳ１０の判定がＮ
ＯになってＳ１〜Ｓ９が実行される。ここでは、標準線
が設定されるのは、プリント配線板１２のみであるとす
れば、オペレータは設定終了を入力し、それによりＳ１
０の判定がＹＥＳになり、Ｓ１１においてカウンタが０
にリセットされてルーチンの実行が終了する。

【００４７】図１０にフローチャートで示す位置誤差検
出ルーチンに基づいて、プリント配線板１２の複数の被
装着位置の各位置誤差の検出を説明する。位置誤差検出
ルーチンのＳ２１においては、まず、基準マーク２０
４，２２２が撮像される。基準マークカメラ１９０がＸ
Ｙロボット１３６により、予め設定された移動データに
従って移動させられ、基準マーク２０４，２２２を撮像
する。移動データは、標準線設定ルーチンにおいて標準
線と共に記憶された基準マーク２０４，２２２の位置に
基づいて設定される。撮像により、それぞれ図１２，図
１３に示す画像が得られたとする。なお、理解を容易に
するために、基準マーク２２２等の撮像により得られた
像についても、基準マーク２２２等と同じ符号を付すこ
ととする。また、基準マーク２０４，２２２，配線パタ
ーン２００，配線２０６，２２４には斜線を付して示
す。

【００４８】撮像後、Ｓ２２が実行され、像データが画
像処理されて画像のエッジのデータが取得される。エッ
ジは、光学的特性、例えば輝度が急変する点の集合であ
る。配線パターン２００等が設けられたプリント配線板
１２の少なくとも表面２８と配線パターン２００等とは
光学的特性が異ならされ、例えば、表面２８は暗い色
（例えば、緑色）とされ、導体製の配線パターン２００
の配線およびランドパターン２０２，２２０の像は明る
く、表面２８の像は暗く、配線パターン２００の配線お
よびランドパターン２０２，２２０の各像と表面２８の
像との間において輝度が急変する。エッジは、例えば、
撮像画面を構成する画素を単位として取得され、あるい
は補間演算により取得される。前者の場合、輝度の急変
は、撮像画面の隣接する２個の画素の輝度の差が設定値
以上となることであり、後者の場合、輝度の変化勾配が
設定勾配以上となることである。エッジの取得方法は既
に知られており、説明を省略する。

【００４９】次いでＳ２３以下のステップが実行され、
エッジデータと標準線データとに基づいて基準マークが
検索される。基準マークは複数、ここでは２個撮像され
ており、検索は、基準マーク１個ずつについて順番に、
例えば、撮像順に行われる。そのため、Ｓ２３において
基準マークの数をカウントするカウンタのカウント値Ｃ
が１増加させられる。カウンタはＲＡＭ６０４に設けら
れ、図示を省略するメインルーチンの初期設定において
０にリセットされており、Ｓ２３が１回目に行われると
き、カウント値Ｃは１になり、１番目に撮像された基準
マーク、ここでは基準マーク２０４についてまず、検索
が行われる。１番目に撮像された基準マークが基準マー
ク２０４であるか基準マーク２２２であるかは、その位
置および基準マークカメラ１９０の移動経路からわか
る。

【００５０】検索時にはまず、Ｓ２４において基準マー
ク２０４について設定された標準線が複数であるか否か
が判定される。この判定はＮＯであり、Ｓ３５が実行さ
れ、基準マーク２０４について選定された１つの標準線
を用いて検索が行われる。検索は、基準マーク２０４に
ついて選定された標準線のデータおよび標準線について
設定された寸法のデータが選定標準線データメモリから
読み出され、Ｓ２２において取得されたエッジ中に、予
め定められた設定率以上の率で、選定された形状および
設定された寸法を有する標準線ないし標準マークと一致
する部分があるか否かを判定することにより行われる。
この一致，不一致は、標準線とエッジとの相対位置ずれ
量が予め定められた許容相対位置ずれ量以内であるか否
かにより判定される。後述するＳ２５およびＳ２９にお
いても同様である。

【００５１】Ｓ２２において取得されたエッジの全部が
順に走査され、エッジ中、標準線と設定率以上で一致す
る部分が有るか否かが判定されるのであり、この判定方
法は既に知られており、説明を省略する。基準マーク２
０４の場合、その一部から配線２０６が延び出させられ
ており、そのエッジは完全な円周ではなく、一部が切れ
た円周である。したがって、標準線と基準マーク２０４
のエッジとの一致を判定するための設定率は、本実施形
態では９５％とされている。設定率は標準線の選定時に
オペレータにより設定され、標準線データ等と共に選定
標準線データメモリに記憶されている。

【００５２】そして、Ｓ３６において基準マーク２０４
が検索できたか否か、すなわち全部のエッジについて検
索が行われ、かつ、エッジ中に、一致率が設定率以上で
ある部分が１つ見つけられたか否かが判定される。この
判定は、当初はＮＯであり、Ｓ３７において基準マーク
２０４の検索開始、すなわちＳ３５の実行開始から設定
時間が経過したか否かが判定される。設定時間は、標準
線の種類に応じて異ならせてもよく、同じにしてもよ
い。設定時間はまた、検索の態様に応じて設定してもよ
い。例えば、標準線を多数の点の集合により画定し、そ
の標準線画定点を単位として一致の判定を行うのであれ
ば、設定時間は長く設定し、標準線を最小限必要な点に
より画定し、その標準線確定点について一致の判定を行
うのであれば、時間は短く設定すればよい。標準線の種
類に応じて設定時間を異ならせれば、例えば、短い標準
線あるいは形状が単純な標準線については検索に要する
時間が短くて済むことが多く、検索不能であるか否かが
迅速にわかる。

【００５３】設定時間が経過する前に検索ができた場
合、すなわち全部のエッジについて検索が終了するとと
もに、一致率が設定率以上であるエッジが１つ見つけら
れれば、Ｓ３６の判定はＹＥＳになってＳ３２が実行さ
れる。それに対し、検索することができずに設定時間が
経過すれば、すなわちエッジ全部について検索が終了す
る前に設定時間が経過した場合、あるいは設定時間が経
過する前に全部のエッジについて検索が終了したが、一
致率が設定率以上である部分がエッジ中に複数見つけら
れた場合、あるいは設定時間が経過する前に全部のエッ
ジについて検索が終了したが、一致率が設定率以上であ
る部分がエッジ中になかった場合には、Ｓ３６の判定が
ＮＯ、Ｓ３７の判定がＹＥＳになってＳ２８が実行さ
れ、検索不能であることが表示され、位置誤差検出ルー
チンが終了する。この場合、表示画面には、検索不能と
判定された理由も表示される。表示装置４２０が検索不
能であることを報知する報知装置を構成しているのであ
り、表示装置４２０による報知と共に他の報知装置、例
えば、音声，光等により検索不能の発生を報知する報知
装置を設けてもよい。

【００５４】設定時間を設け、検索不能な場合には位置
誤差検出ルーチンを終了することにより、エッジデータ
が異常に多いにもかかわらず、検索が行われ、オペレー
タの作業が遅延されることが回避される。エッジデータ
が多くても、全部のエッジについて検索を行うことは可
能であるが、異常に長く時間がかかるため、その場合に
は検索を終了し、異常の原因を除去するようにした方が
よいのである。また、一致率が設定率以上であるエッジ
が複数ある場合、あるいは１つもない場合には、基準マ
ークの位置を取得することができないため、位置誤差検
出ルーチンが終了させられる。

【００５５】オペレータは検出不能およびその理由の表
示に基づいて、検出不能の原因を除去すればよい。設定
時間内に検索を終了できないほどエッジデータが多い場
合には、その原因として、例えば、基準マークカメラ１
９０のレンズに傷がついていて、その傷が画像を形成す
る等、基準マークカメラ１９０に何らかの異常があると
考えられ、オペレータは基準マークカメラ１９０を調べ
る。一致率が設定率以上であるエッジが複数ある場合、
あるいは１つもない場合には、その原因として、例え
ば、プリント配線板１２の製造ミス，配線板保持装置１
５によるプリント配線板１２の保持ミス，搬送板コンベ
ヤ１４によるプリント配線板１２の搬送を作業位置にお
いて停止させる停止装置の異常，基準マークカメラ１９
０を移動させるＸＹロボット１３６の作動異常等が考え
られ、オペレータは、プリント配線板１２やＸＹロボッ
ト１３６等を調べる等、適宜の処理を行う。

【００５６】検索開始から設定時間が経過する前に、全
部のエッジが検索され、かつ、一致率が設定率以上であ
るエッジが１つ検出されれば、そのエッジが基準マーク
２０４の像を画定するエッジとされ、Ｓ３６の判定結果
がＹＥＳになってＳ３２が実行される。Ｓ３２において
は、カウンタのカウント値Ｃが設定値ＣA 以上になった
か否かが判定される。プリント配線板１２について設け
られた全部の基準マークについて検索が行われたか否か
が判定されるのである。基準マーク２０４について検索
が行われ、基準マーク２２２の検索が行われていない状
態では、Ｓ３２の判定はＮＯになってＳ２３以下のステ
ップが実行される。

【００５７】Ｓ２３においては、カウンタのカウント値
Ｃが１増加させられ、次に基準マーク２２２について検
索が行われる。基準マーク２２２については４個のＬ字
形の標準線が設定されているため、Ｓ２４の判定がＹＥ
Ｓになる。そして、取得されたエッジ中に４個の標準線
により規定される標準マークと設定率以上で一致する部
分があるか否かが判定されるのであるが、Ｓ２５が実行
され、まず、４個の標準線のうちの１個を用いて検索が
行われる。始めから４個の標準線を用いて検索を行って
もよい。

【００５８】Ｓ２５では、４個の標準線のうち、例え
ば、それらの位置を規定する座標のＸ，Ｙ座標値が最小
のＬ字形の標準線を用いて検索が行われる。この際、検
索に用いられる標準線について設定された向きおよび寸
法がＲＡＭ４０６から読み出され、Ｓ２２において取得
されたエッジの全部が順に走査され、Ｌ字形の標準線と
の一致率が設定率以上である部分が、エッジ中にあるか
否かが判定される。Ｌ字形の標準線の場合、設定率はオ
ペレータにより９９％に設定されている。図１１に示す
ように、基準マーク２２２は、その一部から配線２２４
が延び出させられ、エッジの一部が切れた正方形状を成
すが、Ｌ字形の標準線が複数設定されているため、標準
線の各々についてエッジとほぼ完全に一致することが期
待できるからである。

【００５９】そして、Ｓ２６において検索できたか否か
が判定される。Ｓ２６においては、基準マーク２２２の
撮像に基づいて取得された全部のエッジについて検索が
行われ、かつ、そのエッジ中に、Ｌ字形の標準線と一致
率が設定値以上である部分が少なくとも１つあるか否か
が判定されるのである。基準マーク２２２については４
つの標準線が設定されており、１つの標準線のみによる
検索では、基準マーク２２２を見つけることはできない
のが普通であり、Ｓ２５では、基準マーク２２２の像を
画定するエッジの一部分の候補であるマークエッジ候補
が検索される。Ｓ２６の判定は当初はＮＯであり、Ｓ２
７において検索開始から設定時間が経過したか否かが判
定される。この判定も当初はＮＯであり、Ｓ２５が実行
される。なお、設定時間は、Ｓ３７の設定時間と同様に
設定される。

【００６０】設定時間が経過する前に、基準マーク２２
２の撮像に基づいて取得された全部のエッジについて検
索が終了し、かつ、そのエッジ中にマークエッジ候補が
少なくとも１つあれば、Ｓ２６の判定がＹＥＳになって
Ｓ２９が実行され、基準マーク２２２について設定され
た残りの標準線、すなわち３つのＬ字形の標準線を用い
て検索が行われる。

【００６１】この検索は、４つのＬ字形の標準線の各々
について設定された配置データに基づいて、Ｓ２５の検
索により得られた少なくとも１つのマークエッジ候補に
対して（マークエッジ候補が複数あれば、全部のマーク
エッジ候補の各々に対して）、そのマークエッジ候補の
検索に用いられたＬ字形の標準線以外の３つのＬ字形の
標準線が、マークエッジ候補の検索に用いられたＬ字形
の標準線に対する位置と同様の位置に、それぞれについ
て設定された向きで配置され、その配置において、３つ
の標準線の各々について一致率がいずれも設定率以上で
あるエッジがあるか否かが判定されるのである。

【００６２】そして、Ｓ３０が実行され、検索できたか
否かが判定される。全部のマークエッジ候補についてそ
れぞれ設定された３つの標準線について検索が行われ、
かつ、エッジ中に、３つのＬ字形の標準線の各々に対す
る一致率がいずれも設定率以上となる部分が１つ見つけ
られたか否かが判定されるのである。Ｓ３０の判定は当
初はＮＯであり、Ｓ３１が実行されて設定時間が経過し
たか否かが判定される。この設定時間は、Ｓ２５におい
てマークエッジ候補を見つける際の設定時間と同じでも
よく、それより短くしてもよい。

【００６３】設定時間が経過する前に検索できた場合、
すなわち全部のマークエッジ候補についてそれぞれ設定
された３つの標準線について検索が行われ、かつ、エッ
ジ中に、３つのＬ字形の標準線の各々に対する一致率が
いずれも設定率以上となる部分が１つ見つけられたなら
ば、Ｓ３０の判定がＹＥＳになってＳ３２が実行され
る。プリント配線板１２について設定された全部の基準
マーク２０４，２２２について検索が行われ、カウント
値Ｃが２であるため、Ｓ３２の判定はＹＥＳになってＳ
３３が実行され、カウンタが０にリセットされるととも
に、取得された基準マーク２０４，２２２の像に基づい
てその位置が検出される。基準マーク２０４は円形であ
り、円の中心が求められ、基準マーク２０４の位置とさ
れる。基準マーク２２２は正方形状を成し、正方形の中
心が求められ、基準マーク２２２の像の中心の位置とさ
れる。そして、Ｓ３４が実行され、取得された２個の基
準マーク２０４，２２２の各位置に基づいて、基準マー
ク２０４，２２２のＸ軸方向およびＹ軸方向における各
位置誤差が求められ、それに基づいて配線板保持装置１
５によるプリント配線板１２の保持位置誤差が演算され
るとともに、複数の被装着位置の各々の位置誤差ΔＸP
，ΔＹP が演算される。

【００６４】Ｓ２５において１つの標準線を用いて検索
を行ったが、検索できずに設定時間が経過した場合、す
なわち全部のエッジについて検索が終了する前に設定時
間が経過した場合、あるいは設定時間が経過する前に全
部のエッジについて検索が終了したが、マークエッジ候
補が１つも見つけられなかった場合には、Ｓ２７の判定
がＹＥＳになってＳ２８が実行され、前述の検索不能時
の処理が行われる。また、Ｓ２９においてマークエッジ
候補について設定した３つの標準線を用いて検索を行っ
たが、検索できずに設定時間が経過した場合、すなわち
全部のマークエッジ候補についてそれぞれ設定された３
つの標準線の全部について検索が終了する前に設定時間
が経過した場合、あるいは設定時間が経過する前に全部
の検索が終了したが、３つの標準線との各一致率がいず
れも設定率以上であるエッジが見つけられなかった場
合、あるいは複数見つけられた場合には検索不能であ
り、Ｓ２８が実行され、検索不能時の処理が行われる。

【００６５】プリント配線板１２への電子部品１６の装
着時には、装着ヘッド１００は、Ｘ軸スライド１０６お
よびＹ軸スライド１２２の移動によりフィーダ型部品供
給装置２０またはトレイ型部品供給装置２２の部品供給
位置へ移動させられ、ヘッド昇降装置１４４により昇降
させられ、吸着ノズル１５４が負圧により電子部品１６
を保持する。ここでは、フィーダ型部品供給装置２０か
ら電子部品１６を受け取る場合を説明する。

【００６６】電子部品１６を保持した装着ヘッド１００
は、フィーダ７０の電子部品１６を供給する部品供給位
置であって、フィーダ７０から電子部品１６を受け取る
部品受取位置から、プリント配線板１２に電子部品１６
を装着する部品装着位置へ移動させられるのであるが、
この際、Ｘ軸スライド１０６の部品受取位置と部品装着
位置との間の位置に固定されている反射鏡２８６上を通
過する。部品供給位置および部品装着位置がフィーダ型
部品供給装置２０およびプリント配線板１２のいずれの
位置にあっても、装着ヘッド１００が部品供給位置から
部品装着位置へ移動するためには必ず、Ｘ軸スライド１
０６上をＹ軸方向へ移動してフィーダ型部品供給装置２
０とプリント配線板１２との間の部分を通る。したがっ
て、装着ヘッド１００は、Ｘ軸スライド１０６の部品供
給位置と部品装着位置との間に位置する部分に固定され
ている反射鏡２８６を必ず通り、部品カメラ２８２によ
り電子部品１６が撮像される。装着ヘッド１００が反射
鏡２８６上に位置し、部品カメラ２８２によって撮像さ
れる位置を部品保持姿勢検出位置ないし撮像位置と称す
る。

【００６７】なお、電子部品１６の回転位置が吸着時と
装着時とで異なる場合には、吸着後、撮像が行われるま
での間に装着ヘッド１００がヘッド回転装置１４６によ
り回転させられ、電子部品１６が回転させられて装着時
の姿勢に変更された状態で撮像される。

【００６８】そして、装着ヘッド１００が部品保持姿勢
検出位置に到達すれば、電子部品１６が部品カメラ２８
２により撮像される。撮像装置２７８はＸ軸スライド１
０６上に設けられているため、装着ヘッド１００は、Ｙ
軸方向においてはその移動を停止させられるが、Ｘ軸方
向においては移動させられたままの状態で電子部品１６
が撮像される。

【００６９】このように撮像された電子部品１６の像が
画像処理され、制御装置４００において保持位置誤差の
ない正規の像のデータと比較され、水平位置誤差ΔＸE
，ΔＹE および回転位置誤差Δθが算出される。

【００７０】撮像後、装着ヘッド１００はＹ軸方向にお
いても移動させられてプリント配線板１２の被装着位置
上へ移動させられるが、装着ヘッド１００の移動距離
は、プリント配線板１２の被装着位置の位置誤差ΔＸP
，ΔＹP ，電子部品１６の中心の位置誤差ΔＸE ，Δ
ＹE ，回転位置誤差Δθの修正により生ずる電子部品１
６の中心位置のずれが修正されるように修正される。ま
た、装着ヘッド１００がヘッド回転装置１４６により回
転させられて回転位置誤差Δθが修正され、電子部品１
６はプリント配線板１２の正確な被装着位置に正しい姿
勢で装着される。装着ヘッド１００は、誤差の演算等と
並行して、プリント配線板１２の被装着位置上へ移動さ
せられるとともに下降させられ、電子部品１６を被装着
位置に装着する。以上で１サイクルの装着作業が終了す
る。

【００７１】以上の説明から明らかなように、本実施形
態においては、選定標準線データメモリが標準線データ
記憶部を構成し、候補標準線データメモリが候補標準線
記憶部を構成し、制御装置４００のＳ２２を実行する部
分がエッジデータ取得部を構成し、Ｓ２５，Ｓ２９，Ｓ
３５を実行する部分が検索部を構成し、これらが画像デ
ータ処理装置を構成している。また、制御装置４００の
Ｓ３３を実行する部分が基準マークの位置を取得する位
置取得部を構成し、Ｓ３４を実行する部分が基準マー
ク，プリント配線板，プリント配線板の被装着位置の位
置誤差取得部を構成している。さらに、制御装置４００
のＳ１ないしＳ７を実行する部分が標準線設定部を構成
している。入力装置４２０，表示装置４２２も標準線設
定部を構成していると考えてもよい。

【００７２】基準マークの検索は、標準線を許容縮小率
で縮小したものと、許容拡大率で拡大したものとを用い
て行ってもよい。その実施形態を図１４および図１５に
基づいて説明する。本実施形態において基準マーク５０
０は、図１４に示すように、その輪郭が一部が切れた正
方形を成す。そのため、基準マーク５００を特定する標
準線として、Ｌ字形を成す標準線が４つ選定されるとと
もに、配置の設定および寸法の入力が行われる。これら
４つの標準線が標準線群を構成し、標準マークを規定す
る。

【００７３】基準マーク５００の検索時には、前記実施
形態におけると同様に、基準マーク５００が撮像される
とともに、撮像データが画像処理され、画像のエッジの
データが取得される。基準マーク５００の検索は、基準
マーク５００の輪郭線の４隅の部分の各々とちょうど一
致する４つの標準線がそれぞれ、予め設定された許容拡
大率により拡大されるとともに許容縮小率で縮小され、
拡大により得られる拡大標準線と縮小により得られる縮
小標準線との間にエッジが存在するか否かにより行われ
る。本実施形態においては、拡大は、標準線をＸ軸方向
およびＹ軸方向において同じ距離（図１５中、＋ｔで表
される）ずつ外側へ移動させることにより行われ、縮小
は、標準線をＸ軸方向およびＹ軸方向において同じ距離
（図１５中、−ｔで表される）ずつ内側へ移動させるこ
とにより行われる。基準マークと標準線との間に許容さ
れるずれ量であって、標準線を拡大する側に許容される
許容拡大量と、標準線を縮小する側に許容される許容縮
小量とが同じにされているのである。本実施形態では、
許容拡大率および許容縮小率は標準線の選定時にオペレ
ータにより設定されて入力され、それらに基づいて許容
拡大量＋ｔ，許容縮小量−ｔが得られる。

【００７４】そして、４つの標準線がそれぞれ拡大およ
び縮小されることにより得られる拡縮標準図形（図１４
に斜線を付して示す）が、取得されたエッジに対して相
対的に移動させられて、全部のエッジが順に走査され、
４つの拡縮標準図形を規定する各拡大標準線と縮小標準
線との間に同時に位置するエッジが探される。このよう
なエッジが設定時間内に１つ見つけられ、設定時間内に
全部のエッジが走査されれば、そのエッジが基準マーク
５００のエッジとされる。前記実施形態と同様に、ま
ず、４つの拡縮標準図形のうちの１つを用いて、基準マ
ーク５００のエッジの候補であるマークエッジ候補を探
し、マークエッジ候補が得られれば、それについて残り
３つの拡縮標準図形を配置して基準マーク５００を検索
するようにしてもよい。

【００７５】許容拡大率と許容縮小率とは、許容拡大量
と許容縮小量とが異なる大きさになるように設定しても
よく、許容拡大量と許容縮小量との少なくとも一方が、
Ｘ軸方向とＹ軸方向とにおいて互いに異なる大きさとな
るように設定してもよい。

【００７６】標準線とエッジとの一致，不一致の判定を
行うに当たり、両者の相対位置ずれを許容する場合、標
準線と共に複数のシークラインを用いて検索してもよ
い。その実施形態を図１６に基づいて説明する。シーク
ラインを用いた画像の検索は、例えば、特開平８−１８
０１９１号公報に記載されているように既に知られてい
る。

【００７７】本実施形態の基準マーク５２０は、その輪
郭が一部が切れた正方形であり、この基準マーク５２０
について４つのＬ字形の標準線が選定され、配置，寸法
が設定される。配置は基準マーク５２０に対して予め設
定され、本実施形態では、正規の基準マーク５２０と等
しい正方形を構成するものとされる。基準マーク５２０
が撮像され、エッジが取得された後、基準マーク５２０
が検索されるとき、４つの標準線の各々について多数の
シークライン５２２が設定される。

【００７８】シークライン５２２は標準線に対して直角
に設定される。標準線がＸ軸方向とＹ軸方向とにそれぞ
れ平行に配置されるとすれば、シークライン５２２はＹ
軸，Ｘ軸にそれぞれ平行に設定されるとともに、Ｘ軸方
向に隣接する標準線については、Ｘ軸方向に平行なシー
クライン５２２はＹ軸方向の位置が同じに設定され、Ｙ
軸方向に隣接する標準線については、Ｙ軸方向に平行な
シークライン５２２はＸ軸方向の位置が同じに設定され
る。

【００７９】基準マーク５２０の検索時には、４つの標
準線がシークラインを伴って基準マーク５００に対して
移動させられ、シークライン上における標準線とエッジ
との距離が求められる。そして、Ｘ軸方向において対を
成すシークライン、すなわちＹ座標値が同じである２つ
のシークライン上におけるエッジと標準線との距離の和
の絶対値｜ｘ11＋ｘ21｜・・・｜ｘ43＋ｘ33｜およびＹ
軸方向において対を成すシークライン、すなわちＸ座標
値が同じである２つのシークライン上におけるエッジと
標準線との距離の和の絶対値｜ｙ11＋ｙ41｜・・・｜ｙ
23＋ｙ33｜が求められる。

【００８０】これらＸ軸方向およびＹ軸方向においてそ
れぞれ求められる和の絶対値の全部が設定値ｔ以下であ
れば、そのエッジにより規定される像が基準マーク５２
０の像とされる。設定値ｔは、エッジと標準線との間に
許容されるずれ量の２倍であり、予め設定されている。
図１６に示すように、基準マーク５２０のエッジと標準
線とがずれていても、上記和の絶対値の全部が設定値ｔ
以下であれば、その状態から４つの標準線を基準マーク
に対して移動させれば、基準マーク５２０のエッジが４
つの標準線の十分近くに位置する状態が得られるため、
基準マーク５２０が検索されたとするのである。本実施
形態では、設定値ｔは、標準線の選定時にオペレータに
より設定されて入力される。なお、図１６においては、
図示および理解を容易にするためにシークラインの数が
少なく示されているが、実際には微小なピッチで設定し
た多数のシークラインを用いて基準マーク５２０が検索
される。

【００８１】図１ないし図１３に示す実施形態は、上記
設定値ｔが小さい値にされて基準マークの検索が行われ
る実施形態であると言うことができる。

【００８２】また、基準マークの検索は、設定された全
部の標準線により画定される面を想定し、その面と基準
マークとが殆ど全体において重なり合うか否かによって
行うようにしてもよい。

【００８３】基準マークを特定する標準線は、基準マー
クの形状等に応じて種々に設定することが可能である。
例えば、図１７に示すように、プリント配線板５４０に
設けられた配線パターン５４２の一部である配線を基準
マークとして使用してもよく、例えば、配線パターン５
４０の２つの配線５４４が交差する十字形の部分を基準
マーク５４６として使用するのであれば、オペレータは
標準線として４個のＬ字形の標準線を選定するととも
に、その配置を設定し、寸法を入力する。配置は、４個
のＬ字形の標準線がいずれも外向きとなるように設定さ
れる。

【００８４】１つの基準マークを特定するために、複数
種類の標準線を設定してもよい。

【００８５】また、基準マーク２０２のように、エッジ
が一部が切れた円周状を成す場合、円弧状を成す少なく
とも１つの標準線により特定するようにしてもよい。例
えば、円周の１／３の円弧を複数用いて特定してもよ
く、円周の３／４の円弧を１つ用いて特定してもよい。
いずれにしても、円周状の標準線を設定する場合より設
定率を高くすることができる。設定する標準線の形状に
よって、エッジと標準線との一致を判定する設定率を異
ならせることができるのである。円弧状の標準線を複数
設定する場合、基準マークの検索は、Ｌ字形の標準線を
複数設定する場合と同様にまず、１つの標準線について
検索し、マークエッジ候補があれば、残りの標準線を用
いて検索すればよい。

【００８６】さらに、上記各実施形態においては、エッ
ジが予め設定された設定率以上の率で標準線と一致する
か否かにより基準マークが検索されるようにされていた
が、設定率以下の率で不一致であるか否かにより検索す
るようにしてもよい。

【００８７】また、標準線の位置，寸法等の設定は、オ
ペレータが回路基板における基準マークの位置，寸法等
を実測し、その測定値に基づいて行うようにしてもよ
い。この場合、同じ種類の複数のプリント配線板につい
て、複数の基準マークの各々の位置を測定し、その平均
値を用いて設定することが望ましい。

【００８８】さらに、上記実施形態においては、１種類
のプリント配線板について設けられた複数、例えば、２
個の基準マークはそれぞれ異なるマークとされていた
が、ランドパターン等、プリント配線板に設けられたパ
ターン等を利用して基準マークとする場合、基準マーク
の複数の設置位置近傍にそれぞれ、同じ形状を有するパ
ターンがあるのであれば、複数の基準マークは形状の同
じものとすることが望ましい。

【００８９】また、基準マークは、プリント配線板に設
けられたランドパターンや配線パターン等のパターン
等、既存の設置物を利用するのに限らず、専用の基準マ
ークを設けてもよい。専用の基準マークを複数設ける場
合、それら基準マークの形状は、いずれも同じにしても
よく、一部を同じにしてもよく、全部を異ならせてもよ
い。

【００９０】さらに、上記実施形態においては基準マー
クの検索に基づいて基準マークの位置が取得されるよう
にされていたが、例えば、基準マークの検索に基づい
て、基準マークが設けられた部材の種類の判別，適否の
判定を行うようにしてもよい。基準マークを、基準マー
クが設けられた部材の種類等を特定するマークとして利
用するのである。

【００９１】また、上記実施形態の電子部品装着システ
ムは、部品保持ヘッドがＸＹ座標面の任意の位置へ移動
させられて電子部品を回路基板に装着するシステムとさ
れていたが、複数の部品保持ヘッドが部品保持ヘッド旋
回装置により一軸線まわりに旋回させられ、部品受取位
置，部品装着位置等の停止位置に順次停止させられて、
部品供給装置からの電気部品の受取りおよび回路基板へ
の装着を行う電気部品装着システム等、別の形態の電気
部品装着システムや、スクリーン印刷システムおよび高
粘性流体塗布装置等、基準マークが利用される種々のシ
ステムにおける基準マークの検索に本発明に係る基準マ
ーク検索装置および方法を用いることができる。

【００９２】以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細
に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記
〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効
果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識
に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態である基準マーク検索装置を
備え、基準マーク検索方法が実施される電子部品装着シ
ステムを示す平面図である。

【図２】上記電子部品装着システムを示す側面図であ
る。

【図３】上記電子部品装着システムを示す正面図（一部
断面）である。

【図４】上記電子部品装着システムの部品装着装置を示
す側面図である。

【図５】上記電子部品装着システムにおいて電子部品が
装着されるプリント配線板に設けられた基準マークを示
す平面図である。

【図６】上記プリント配線板に設けられた別の基準マー
クを示す平面図である。

【図７】上記電子部品装着システムを制御する制御装置
のうち、本発明に関連の深い部分を示すブロック図であ
る。

【図８】上記制御装置の主体を成すコンピュータのＲＡ
Ｍの構成を示すブロック図である。

【図９】上記コンピュータのＲＡＭに記憶された標準線
設定ルーチンを表すフローチャートである。

【図１０】上記コンピュータのＲＡＭに記憶された位置
誤差検出ルーチンを表すフローチャートである。

【図１１】図５および図６にそれぞれ示す基準マークを
検索するための標準線の設定を説明する図である。

【図１２】図５に示す基準マークの検索を説明する図で
ある。

【図１３】図６に示す基準マークの検索を説明する図で
ある。

【図１４】本発明の別の実施形態である基準マーク検索
方法を説明する図である。

【図１５】図１４に示す基準マーク検索方法における標
準線の拡大および縮小を説明する図である。

【図１６】本発明の別の実施形態である基準マーク検索
方法を説明する図である。

【図１７】基準マークに対する標準線の設定の別の態様
を説明する図である。

【符号の説明】

１２：プリント配線板 １００：装着ヘッド １５
４：吸着ノズル １９０：基準マークカメラ ２
００：配線パターン ２０４，２２２：ランド（基準
マーク） ４００：制御装置 ５００，５２０：基
準マーク ５４０：プリント配線板 ５４２：配線
パターン ５４４：配線 ５４６：基準マーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA12 AA16 AA37 BB02 BB27 CC01 CC25 FF42 FF61 JJ03 JJ26 PP03 PP11 PP12 PP13 PP15 PP25 QQ03 QQ13 QQ23 QQ38 QQ41 QQ51 SS03 SS13 TT01 TT02 5B057 CA12 CA16 DA07 DB02 DC16 5E313 AA03 AA11 CC04 DD03 EE03 EE24 EE35 FF24 FF26 FF28 FF32 FG10 5L096 BA03 FA06 JA11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準マークとその周辺部とを撮像装置に
   より撮像し、得られた画像のデータを処理することによ
   り、基準マークを検索する方法であって、 前記基準マークのエッジの少なくとも一部であり、基準
   マークを特定するのに十分な１つ以上の標準線を設定す
   る標準線設定工程と、 前記撮像装置により撮像された画像から光学的特性が急
   変する点の集合であるエッジを取得するエッジ取得工程
   と、 取得したエッジと前記標準線とに基づいて基準マークを
   検索する検索工程とを含むことを特徴とする基準マーク
   検索方法。
2. 【請求項２】 前記標準線設定工程が、一つの基準マー
   クに対して前記標準線を複数設定する工程を含むことを
   特徴とする請求項１に記載の基準マーク検索方法。
3. 【請求項３】 前記基準マークが回路基板に形成された
   基準マークであることを特徴とする請求項１または２に
   記載の基準マーク検索方法。
4. 【請求項４】 基準マークとその周辺部とを撮像する撮
   像装置と、その撮像装置により撮像された画像のデータ
   を処理する画像データ処理装置とを含み、かつ、画像デ
   ータ処理装置が、 前記基準マークのエッジの一部であり、基準マークを特
   定するのに十分な１つ以上の標準線を規定するデータで
   ある標準線データを記憶する標準線データ記憶部と、 前記撮像装置により撮像された画像から光学的特性が急
   変する点の集合であるエッジのデータを取得するエッジ
   データ取得部と、 取得したエッジデータと前記標準線データとに基づいて
   基準マークを検索する検索部とを含むことを特徴とする
   基準マーク検索装置。