JP2005520332A - カメラを用いたフィーダ検証 - Google Patents

Abstract

部品実装機（１０１）の運転中における部品検証方法であって、当該部品実装機はフィーダマーカを付された部品フィーダ（１０４）を保持するための一組のフィーダスロット（１０３）を有し、各フィーダマーカはユニークなフィーダＩＤを有し、また各フィーダスロット（１０３）はユニークなスロットＩＤ（２０８）を有するものである。フィーダスロットのカメラによって撮影された画像において、スロット内の実際のフィーダがこれらスロットに配置されるよう指定されたフィーダと一致するかどうかを確認するために、画像解析が実行される。

Description

本発明は、例えば電子部品のための、部品実装機における部品フィーダの配置の監視に関するものである。

電子基板の組み立てにおいて、自動化された部品の実装により、部品の取り付けは１時間あたり数万という、とてつもない高速におよぶことが可能となっている。これらの部品は、典型的には、部品実装機上の対応するフィーダスロットに取り付ける個々のフィーダに装填する部品のテープリールとして、部品業者により供給される。これらの部品リールは、その装填されるフィーダをフィーダスロットに配置した後、例えばストックルームのような、特殊な装填ユニットでフィーダに装填されることもある。

部品実装機は、スロット内のフィーダから個々の部品を取り出し、プリント回路基板上で予め定められた位置にそれら部品を配置する、ピッキング機構によってそれぞれアクセス可能な100以上のスロットを有することが可能である。また、柔軟に使用するために、一般的に各フィーダ及びスロットは多数の異なる部品について互換性をもてるよう構成される。

部品、フィーダ及びスロットの物理的な配列は、その実装機においてプログラムされ、予定される配列と一致していなければならない。その配列のどのような誤りも、基板上での部品の実装において、配列の誤りに対応する誤りを引き起こす可能性がある。大量で、混在が低い組み立て環境下では、部品の装填誤りは、短期間に欠陥のあるプリント回路基板を大量に生み出してしまう可能性がある。一方、少量で、混在が多い環境においては、製品変更に伴う頻繁なフィーダ操作のために、部品の装填誤りを生ずる機会が増大する。

装填誤りを無くすために、部品リストと呼ばれるものに従って、正しい部品が真に正しいスロットに配置されていることを管理する手動スキャンのために、個々のフィーダ及びスロットに、バーコードラベルを取り付けることが知られている。そして部品リストはそれぞれのスロットで想定される部品とスロットとのリストを含む。この手順は、その実装機が実装運転を始める前に実行される。

部品実装機では、このようなタイプの実装機のユーザにとって望まれるような、正しい部品の供給を確認する十分な制御機構を備えていないことが往々にしてある。そこで異なる対策が提案され、実装機に後から取り付ける追加的な製品が、実装機の製造者と異なる製造者より供給されている。そのような後取り付けのためには、機械的構造のような、その実装機に関する一定の条件が考慮されていなければならない。しばしば、その課題は一般的に最適な対策を見つけることではなく、部品実装機についてわかっている機械構造に対して最適な対策を見つけるといった、与えられた状況下で最適な対策を見つけることにある。例えば、幾つかの部品実装機はピックアップシステムと連動して動くテーブルやプラットフォームに取り付けられたフィーダを有し、一方で静止したテーブルと動くピックアップシステムを有するものもある。その制御対策は、これら二つの異なるタイプの装置に対して典型的に異なるものとなる。

集中制御システムを有する実装機が、角田陽により、特開2000−22392号報で開示されている。このシステムは、ヤマハ発動機によって製造されたフィーダシステムのために設計されており、ピックアップ装置にカメラが取り付けられており、部品が取り出される位置に密接したフィーダ識別表示を画像化する。当該システムは、フィーダが実装された後、製品組み立ての工業過程を開始する以前の段階で用いられる。使用においては、ピックアップ機構がフィーダテーブルに沿って移動し、そして全てのフィーダＩＤが走査されるまで、一つずつフィーダＩＤを画像化する。当該システムによって、誤りが発見された場合、セットアップの修正のために、操作者に対して警報が送信される。セットアップが正しい場合、当該システムは、管理が当該フィーダの設置が正しいということを明確にするまで、その管理のために再び使用される。このシステムは、幾つかの欠点を含む。第一に、このシステムは動くピックアップ機構にカメラを取り付けるのに十分なスペースを有する装置にのみ適している。第二に、フィーダＩＤは、カメラが当該ＩＤを画像化できるようにするため、取り出しを行う領域付近に比較的正確に配置されなければならない。特定の機械で統合されたシステムでは、これでも適合するが、いくつかの既存のフィーダ装置によっては、その取り出しを行う領域にはＩＤを取り付けるためのスペースがない。そのため、このシステムは後取り付けをするには適さない。第三に、このシステムはスロット位置の機械情報を利用することである。機械が制御システムを備えていれば、このような利用を行うことは可能であるが、そのような位置情報は、後取り付けシステムではたいてい利用不能である。第四に、その手順が当該実装機の運転開始以前に実行されること、および誤りが確定した場合、実装機の運転開始以前にその手順が繰り返されることである。その結果、製造開始以前に貴重な時間が費やされてしまう。第五に、当該実装機に、幾つかのフィーダが誤って配置された場合、当該フィーダの再配置に用いられる時間および継続的走査が積算されることになる。これは、以下に示すことにより理解できる；誤って配置された最初のフィーダによる、一つ目の誤りが検出されると、その後再配置を行われなければならず、また次の誤った配置を見つけるために新たな走査が実施されなければならない。このことは、当該実装機が運転準備完了となる以前に長い時間を加えていくことになる。このような不利益を有さないシステムを提供することが望まれる。

後取り付けされる制御システムも米国特許第6027019号において開示されている。このシステムでは、実装機の運転中において、部品実装機中のスロットマーカ及びフィーダマーカの配置を監視するために、2個のスキャナが適用されている。そのスロットマーカ及びフィーダマーカは、デバイスリスト内のデータと比較される。そのような制御システムは、ピックアップが静止している間にテーブルが移動可能な、既存の実装機にのみ適している。なぜなら、ピックアップシステムが動く、多くの既存の実装機においては、ピックアップにスキャナを取り付けるための十分なスペースがピックアップ上には存在しないためである。米国特許第6027019号に記述されたこのシステムは、実装機が運転開始する以前には、間違った部品を持つフィーダを検出できないという、他の欠点も有する。結果として起こる誤りが最初に検出されるのは、最初の部品が取り出された後である。部品が誤っている場合、実装機を停止して再配置がなされるまで、貴重な時間が浪費されてしまう。第三の欠点もまた、このシステムにおいて見受けられる。テーブルが動くために、特定のフィーダからの部品が、フィーダの中央部から部品が取り出される場合よりもフィーダの位置に差異のあるようなフィーダの一端より取り出される状況下では、フィーダＩＤの読み取りに、問題を生ずる可能性がある。

固定フィーダプラットフォームを有する実装機において、各々のフィーダが、フィーダと鎖で結合されるトランスポンダ（ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ）を備えるシステムが知られている。フィーダが正しいスロットに配置されているかどうかを手動で確認するために、当該トランスポンダは、フィーダ後方の該当するアレイプラットフォームに挿入される。しかしながら、このシステムもまた、トランスポンダの配置誤りを予防できないという欠点を有する。後者は、フィーダが相当にスリムなため、プラットフォームでの二つの近接したフィーダ位置から正しい位置をほとんど識別することができないことになるという事実によるものである。

既存の実装機において、フィーダがテープ上に残された２，３の部品しか有さない、スプライシング（ｓｐｌｉｃｉｎｇ）と呼ばれる状況を考慮に入れた制御方法は今まで提案されていない。スプライシングになると、フィーダ内のテープ上に残った少ない部品を移動することなしに、フィーダから空のリールが取り外される。少ない部品が残ったテープは、新しいリールに部品が巻かれている新しいテープと固定され、継ぎ合わされ、それからフィーダに挿入される。その利点は実装機の運転を停止したり、フィーダを交換したりする必要なくリールを交換できることにある。しかし、少ない部品の残ったテープに、正しい部品を持つテープが繋ぎ合わされるかどうかについて管理するシステムはこれまで提供されていない。

本発明の目的は、安価で、速く、かつ信頼性の高い、後取り付けに適したシステムおよび部品実装機の部品フィーダの配置をモニタする方法を提供することにある。そして、そのシステムおよび方法は、部品実装機が移動可能なプラットフォームまたはピックアップを有するかどうかに依存しない。さらに優れた点として、本発明はスプライシングといった状況も考慮したものに、拡張可能である。

この目的は、フィーダマーカを付された部品フィーダを保持するための一連のフィーダスロットを有し、各フィーダマーカはユニークなフィーダＩＤを有する部品実装機の運転に関する部品検証方法であって、各フィーダスロットはユニークなスロットＩＤを有するものであり、一連のフィーダスロットに実際に実装されたフィーダが保持する実際のフィーダＩＤを決定し、及び配列の誤りを確認するために記憶された配列情報との比較にこの情報を用いること、一連のフィーダスロットを見渡す画像を得るための少なくとも一つのカメラを提供すること、その画像を提供し、及び一連のフィーダスロットに実際に実装されたフィーダが保持する実際のフィーダＩＤを決定するために画像解析を実行すること、を含む部品検証方法で達成される。

画像解析を提供するために、商業ベースでデジタル画像に対する異なる種類の画像解析システムが存在する。

本発明による方法は幾つかの利点を有する。既存の実装機に対して用いてもよく、そしてそれは重要な特徴である。例えばＣＣＤ(チャージカップルドデバイス)検出器を用いた１台のカメラが、適正な解像度で全てのフィーダスロットを光学的に画像化する適切な位置に固定されて実装される。そのため、ピックアップヘッドへのカメラの取り付けは避けられる。特に多数のフィーダが使用される場合には、上記の代わりに、複数のカメラが用いられ、そして各カメラは一群のフィーダを画像化し、最後にこれらカメラによる画像を結合して画像解析用に一つの画像を作成する。このような画像結合は異なる応用分野における先行技術として知られている。全てのフィーダを一斉に画像化し、その画像を解析することにより、全ての配置誤りは１回で検出され、操作者に示される。そしてそれは、前述した角田による日本のシステムと関連して説明した、フィーダを連続してスキャンする他の実装機と比較して非常に大きな利点である。

本発明による方法を実施し得る、本発明による後取り付けシステムのために必要とする製品は安価であり、主として一または複数の低コストカメラ、幾本かのケーブル、プログラムされたコンピュータ、及び画像解析プログラムを含む。そのため、そのようなシステムは非常に魅力的である。他の利点は、本発明による方法は、幾つかのタイプの実装機において適用可能であるということにある。フィーダスロットが静止したプラットフォームに取り付けられ、動くピックアップによって部品が取り出される実装機に用いてもよい。また、ピックアップが固定されており、フィーダスロットが取り付けられたプラットフォームが移動可能な実装機に用いてもよい。

本発明による方法を用いると、手動による確認手順が避けられるために、操作者によるミスを減じ、それ故運転中の実装機の停止が減少する。

本方法の手順は、実装機が運転を開始する以前の、スロットにフィーダを取り付けている間にすでに用いてもよい。このように、一旦全てのフィーダが実装されると、すでに確認が終えられており、その部品実装機は直ちに運転を開始することもできる。前述した、角田陽により特開2000-22392号報で開示された方法に対して、フィーダの設置後に可動ハードウェア部品を用いて走査に費やす時間を必要としない。本発明によれば、取り付け手順において誤りが生じているか否かを短時間で明らかにするために単一画像が処理されるようにしてもよい。

角田による日本のシステムと比較して省ける時間は各スキャンにおいて10秒から30秒の範囲と評価できる。それは一見たいしたことがないように見える。しかし、例えばフィーダが空になったとき、運転中に誤りが観察されたとき、または実装機が他の理由によって停止されたとき、誤ったフィーダが検出される度に省かれる時間、フィーダを交換する度の時間の総量は、ストレスにならざるを得ない。全体として、これは角田のシステムや他の公知のシステムと比較して、本発明によって価値のある時間の総量が得られることを意味する。特に、電話機のように収益が低い商品にとっては、製造速度の高さが重要であり、わずか数パーセントの時間省略も非常に重要である。

高速な確認及び、高い安全性を確実なものとするために、本発明に係る方法の手順を実装機の運転開始前に、例えば、フィーダの取り付けの間、フィーダが実装されるとすぐに全てのフィーダが受容されることを示し、運転を直ちに開始してもよいように、連続して繰り返してもよい。この方法で、確認のために使用される時間は最適化される。さらに、さらなる安全性を確保するために、実装機の運転中にも連続して本発明に係る方法の手順を繰り返してもよい。

指定フィーダ（ｉｎｔｅｎｄｅｄ ｆｅｅｄｅｒ）ＩＤとは、記憶された配列情報によって実際にスロットで見つけられることが想定されるフィーダを示し、一方、実際のフィーダ（ａｃｔｕａｌ ｆｅｅｄｅｒ）ＩＤとは、現実にスロットにあるフィーダを示す。これら二つのＩＤは比較され、指定フィーダＩＤと実際のフィーダＩＤとの間に不一致のある場合、例えば実装機の操作者に対する警報によって示され、または他の手段によって保存されまたは評価される。

フィーダＩＤが実際にフィーダを示し、また読み出しに用いられる一方で、スロットＩＤは当該スロット自身を示す必要はない。しかし、スロットＩＤはユニークであり、該当するスロットからの部品取り出しのためのアドレスとしてデータベース上に記憶される。そのようなスロットＩＤには、フィーダとの関連位置を含めたり、リンクさせてもよい。

前記記憶された配列情報は、各指定フィーダＩＤを対応するフィーダに含まれる部品のタイプを示す部品ＩＤと関連付ける第一のリストと、フィーダスロットＩＤ（２０８）を部品ＩＤと関連付ける第二のリストとを有することが好ましい。

これらのリストは実装機のプログラム操作に使用されるため、これらデータリストは通常入手可能である。

同じ装置タイプであっても、多くの異なるフィーダタイプが存在するため、全てのフィーダの完全に同一の位置にフィーダ識別表示を配置するのは難しい場合もある。たいていの場合、異なるフィーダタイプでは、異なる位置に識別表示を付す。これは後述する実施態様においても考慮され、後述する方法では、フィーダへの部品リールの取り付けに関して、さらなるカメラで前記フィーダのフィーダＩＤを画像化すること、そのフィーダに関する参照点と関連するフィーダＩＤの位置を示すデータを計算すること、配列情報として使用するためにそのデータをデータベースに保存すること、をさらに含む。

このように、本発明はフィーダでのフィーダ識別表示の位置について、いくらかのオフセットさえ許容する。本発明に従えば、フィーダが配置され、フィーダＩＤ及びフィーダＩＤの位置がカメラで読み出されるキッティングステーション（ｋｉｔｔｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ）と呼ばれるところにおいて、オフセットが保持されることによって、これは考慮される。それから、上記オフセットは、固定参照点との比較されたフィーダ識別表示の位置として、２次元的に計算される。フィーダＩＤのオフセットは較正のために用いてもよい配列情報として、後の使用のためにデータベースに保存される。それ故、本発明の要求事項は既存のシステムと比較して非常に緩やかであり、それは本発明による方法やシステムをより柔軟にする。

よく知られたシステムでは、異なるフィーダスロットは等間隔で配置される。しかしながら、本発明に係る方法およびシステムでは、このことは不要であり、後述する実施態様に示すように、本発明ではスロットの位置を較正する手順を想定しているためである。当該較正により、後述するように一連のフィーダスロット内におけるフィーダスロットのスロットＩＤと関連付けされる、一連の位置座標を得る。

そのような較正には、さらなる利点がある。フィーダステーション上では、スロットの各位置は、完全に等間隔で区分されていたとしても、カメラによって撮影された画像上では必ずしも等間隔として表されないこともある。カメラレンズのタイプによって、その画像は歪曲され、画像中央部のスロット間距離より、画像端部の当該距離の方が広くなることもある。そのため、カメラ画像において各スロット位置の座標を記述する位置データをもって較正する本システムには利点がある。

この種の較正は、本システムによって認識可能な特殊なフィーダＩＤを含むフィーダ識別表示が取り付けられる特定の較正用フィーダを用いることによって実現される。較正用フィーダは、フィーダステーション上で全てのスロット位置におけるスロット毎に配置され、そして各位置のために、例えばキーボードから入力されるスロット番号について本システムは指示される。そして本システムは各スロット位置に関する位置座標を含む較正データを保存することが可能となる。

この較正方法のさらなる発展形が、２個ないしそれ以上のフィーダＩＤを付した特定の較正用フィーダを持たせることで構成する。フィーダステーション上でのスロット位置間の距離が、完全に等間隔となるようこれらのフィーダＩＤを配置する。そして、当該較正手順中、スロット内にフィーダが配置される度、二つのスロット位置が較正され、したがって較正手順は高速である。

本較正方法のさらなる発展形としては、カメラ画像の中央部と周辺部のスロットにのみ２(またはそれ以上)のフィーダ識別表示を有する較正用フィーダを配置するものもある。画像中央部でのスロット間の距離および画像端部でのスロット間の距離を計測し、カメラ画像中の残りのスロットについての較正データは、画像中央部から端部へ線形もしくは放物線状にスロット間距離が変化すると仮定することにより、近似できる。

別の較正方法を以下に示す；一連のフィーダスロットにおける隣接スロット間の距離が一定と仮定する。この場合、各フィーダスロットのスロットＩＤに対する位置座標と関連付けていく本較正は、各個々のフィーダスロットに対し、第一のスロットから個々のフィーダスロットへのスロット番号を決定すること、第一のスロットの位置座標に対して、隣接スロット間の距離を第一のスロットから個々のフィーダスロットまでの番号だけ倍したものとして計算される第一のスロットから個々のフィーダスロットまでの距離と等価な座標を加えること、を含む。これは、とても簡単な手順であり、かつ安全で高速である。

本方法において、各フィーダスロットのスロットＩＤに対する位置座標を関連付ける本較正が、一連のフィーダスロットに対してある固定長で位置マークを準備すること、その位置マークを一連のフィーダスロットとともに画像化すること、を含むことが、その位置マークに関連してスロットＩＤに対する位置座標を計算することのために用いられる場合もある。この手順の価値は、以下に示すことによって認識され得る。プラットフォームが可動タイプであって、そのプラットフォームの休止または始動位置がよく定義されていない、もしくは十分に正確でないものもある。このような場合において、画像解析プログラムが、位置マークによってフィーダとともにスロットの座標を容易く計算し得るともに、その位置マークを認識し得ることは有利である。位置マークの利点が顕著となり得るのは、運転中に、カメラがゴミを露光し、画像解析プログラムはもはや正確に機能せず、第一のスロットを正確に決定しないような場合である。同様な困難は、カメラが突発的に動かされた場合においても発生し得る。

予め、十分によく定義された休止位置、もしくは予め決定された始動位置を有する移動可能なプラットフォームに取り付けられた一連のフィーダスロットの場合、スロットＩＤに対して位置座標を対応付けていく較正方法を、当該プラットフォームの休止位置もしくは始動位置で撮影された画像を用いて実行してもよい。

各々の実際のフィーダＩＤを対応するスロットＩＤに対応付けるために、各々の実際のフィーダＩＤに対して、実際の位置座標が割り当てられる、さらなるステップとともに用いられるそのような較正方法は有利である。

本発明のある実施態様では、配列誤りに対する確認には、記憶された配列情報から、一連のフィーダスロット中の個々のスロットに実装されることを示すこれらフィーダの指定フィーダＩＤを決定し、個々のフィーダスロット中の実際に実装されたフィーダが指定フィーダと一致するか否かについて、それぞれのスロットにおいて実際のフィーダＩＤと指定フィーダＩＤとを比較することにより確認し、一致しない場合にはこの不一致を示すこと、を含む。この実施態様については、後に実際的なアプローチでより詳細に描写し得る。

一連のフィーダスロットの画像と関連して、一連の位置座標が与えられ、そして各位置座標は、この一連のフィーダスロットにおけるフィーダスロットのスロットＩＤと関連付けられる。これら位置座標は全てのスロットについて与えることもでき、またはこれらスロットのうち、フィーダが実装され、部品のピックアップに使用されているものだけに与えることもできる。得られた画像に対する画像解析を実行することにより、一連のフィーダスロット中、実際に実装されたフィーダの実際のフィーダＩＤが決定され、実際の位置座標が、これら実際のフィーダＩＤそれぞれについて割り当てられる。そのような実際の位置座標は一連の位置座標から取得される。記憶された位置情報、代表的にはデバイスリストおよびフィーダ/部品リストより、一連のフィーダスロットに実装されたことが示されたこれらフィーダより、指定フィーダＩＤが決定される。さらに、これら特定されたフィーダの各々について、一連の位置座標から取得されて、特定の位置座標が決定される。そして、各指定された位置座標において、実際のフィーダＩＤが当該位置に割り当てられているか否かが確認され、そして割り当てられていない場合、部品実装機の操作者に対し、例えば警告メッセージとして示される。一方、割り当てられている場合には、指定フィーダＩＤと、当該位置座標における実際のフィーダＩＤとが一致するか否かを確認し、一致しない場合には、例えば操作者に対する警報によって、この不一致を知らしめる。

この実用的アプローチにおいて、中間ステップで、本方法がさらにこれら指定されたフィーダそれぞれに対して、前記一連の位置座標から取得した前記指定の位置座標を決定し、各指定の位置座標について、実際のフィーダＩＤが前記位置に割り当てられているか否かを確認し、割り当てられていない場合には指示を出すこと、を含むと仮定されている。

一連のスロット内の指定されたフィーダの指定ＩＤと、画像化された実際のフィーダＩＤとを比較する代わりに、前述したように、指定された部品と実際の部品とを比較するという、別の実施態様も用いられる。この実施態様は、実際わずかな差異を有するものの、前述した実施態様と原理的に等価である。このもう一つの実施態様では、実際の各フィーダについて記憶された配列情報から実際のフィーダに実際含まれる部品のタイプについての第一の部品ＩＤを決定し、記憶された配列情報は、各指定フィーダＩＤと、該当するフィーダに含まれる部品のタイプを示す部品ＩＤとを対応付ける第一のリストを有し、フィーダを含むことが定義された各スロットについて、記憶された配列情報から、スロット中のフィーダに含まれると想定される部品についての第二の部品ＩＤを決定し、また記憶された配列情報はフィーダスロットと部品ＩＤとを対応付ける第二のリストを有し、第一の部品ＩＤと第二の部品ＩＤとが等しいか否かを確認し、等しくない場合には、この不一致を示すこと、を含む。

距離を計測すること、およびスロットやフィーダに座標を割り付けることは、本発明のさらなる改良のために用いられる。この場合において、フィーダのタイプを、例えばフィーダの幅を計測することによって特定するようにしてもよい。このような特徴は、失敗のリスクをさらに減少させる。

以下に述べる本発明の実施例は、ある実装機においてスプライシングの状況を考慮に入れている。スプライシングはマニュアルで実行され、間違った部品リールを繋ぎ合わせ、フィーダに実装してしまうことがあるからであるため、人為的ミスで欠陥を含む最終製品をもたらす可能性がある。間違って繋ぎ合わされたリールからの間違った部品を追跡するために、本発明は以下のさらなる実施態様を想定する。色づけまたはパターンづけされたバンドといったラベルをフィーダ中の部品リールの繋ぎ合わせ部分に組み込むことによって、スプライシングを行うようにしてもよい。フィーダ（１０４）における部品リールの繋ぎ合わせ部分のラベルを画像認識し、繋ぎ合わされたリールからの部品が使用された期間の日付と時間をデータベースに保存するようにしてもよい。欠陥製品が後で見つかり、品質管理で不良品を検出した場合、保存された日付と時間が他の欠陥製品を見つけることの役に立つ。

ここで、あるフィーダスロット中のフィーダからの部品が、当該フィーダから取得されるよう指定された部品と一致するか否かを決定するために、フィーダからピックアップされる部品が、画像解析システムによって認識されてもよいような解像度と精確さをもって、結像系と画像解析プログラムを配するようにしてもよい。この場合では、間違った部品のリールをスプライシングすることを早期に認識することができ、欠陥製品の製造が防止される。

カメラが正確に動作することを一般的に保証するため、例えばＣＣＤチップや対物レンズが損傷する原因となるものを有さないことや、ケーブルや画像処理システムが正確に動作することを保障するため、カメラの性能を決定するための画像管理は、なるべく自動的に実行される。例えば、そのような管理が、部品実装機が停止する各製造工程の前に、定期的に実行されるようにしてもよい。そのような管理は、好ましくは前述した位置マークと併用させてもよい。

フィーダにおけるリールのピッチは調整可能である。例えば、当該フィーダ中のリールからピックアップされる部品の間隔を４ｍｍとする。当該フィーダにおけるそのピッチが８ｍｍの場合、当該リールからは各2番目の部品のみがピックアップされる。製造工程それ自体は正常に動作し、ただ各2番目の部品のみが消費されるだけであるので、そのような失敗を操作者が認識することは困難である。結像系を有する本発明に係る方法では、正しいリールピッチの認識のために得られた画像を解析するという、さらなる実施態様によって、このような問題も考慮される。認識されたリールピッチが、記憶された配列情報と一致しない場合、操作者に警告が与えられる。

さらに、画像解析プログラムは、フィーダスロットに装填された欠陥フィーダを認識するように配するのも好ましい。

本願発明が、図を参照することにより詳細に説明される。

図１に示されているように、実装機１０１は複数のスロット１０３が配されたプラットフォーム１０２を有する。各スロット１０３には、フィーダ１０４が設置されている。いくらかのタイプのフィーダ１０４が、いくつかのスロット１０３に張り渡されていてもよい。プラットフォーム１０２は、異なるスロット１０３から部品をピックアップするための部品ピックアップアーム１０５に対して移動する。代わりに、当該部品ピックアップアーム１０５が、プラットフォーム１０２に対して移動するようにしてもよい。

各フィーダ１０４には、識別マーカ、フィーダＩＤが与えられる。それらは、例えば適切なスキャナによって読み取り可能に設計されたバーコードが該当する。本願発明によると、フィーダＩＤはカメラ１０７によって画像化され、コンピュータ１０８において画像解析用コンピュータプログラムによって解析される。本願発明によると、カメラ１０７を用いることにより、前記フィーダのマーカはバーコードと異なるようにしてもよいし、フィーダについて付加的情報、結果的に含まれる部品のタイプに関する情報を含むようにしてもよい。

カメラ１０７はプラットフォーム１０２上のフィーダを有する一連のスロット１０３を画像化する。カメラ１０７は、プラットフォーム１０２全体をカバーする視野１１０を有する対物レンズ１０９を備えるようにしてもよい。代わりに、長いプラットフォーム１０２をカバーするためにその後いくつかのカメラ１０７を用いコンピュータ１０８において、適切なコンピュータルーチンで結合された画像を取得するようにしてもよい。

固定プラットフォーム１０２では、カメラ１０２は固定された位置に取り付けてもよい。移動するプラットフォームでは、カメラをプラットフォーム１０２に沿って移動するようにしてもよい。代わりに、カメラ１０７及び画像解析プログラムを、プラットフォーム１０２が、始動位置のような特定の位置にある時の画像のみを評価するようにプログラムしてもよい。さらなる正確さおよび利便性のために、例えばプラットフォーム１０２に対してしっかりと接合されたマーク１１１によって、位置マーク１１１をスロット１０３に対して固定距離で提供するようにしてもよい。後者の場合では、位置マーク１１１がスロット１０３に対する座標較正の役割を果たし得ることから、プラットフォーム１０２は、画像化のための確定位置を有する必要がない。代わりに、当該マーク１１１をプラットフォーム１０２と独立して配置してもよい。プラットフォーム１０２が移動する場合では、距離は決定されないが、プラットフォーム１０２が休止または始動位置にあるときによく定義される。

通常、部品リールがフィーダ１０４に装填されるとき、フィーダマーカが読み出され、且つフィーダＩＤ２０３がフィーダ１０４における部品リールの第一の部品ＩＤ２０４’とともに第一のリストに保存され、それはキッティングステーションと呼ばれるところで行われる。コンピュータ１０８は、フィーダ/部品リスト２０１として図２中に示されたリスト中のこれらデータにアクセスを持つよう構成される。デバイスリスト２０７として示された第二のリストである他の記憶された配列情報から、スロットＩＤ２０８を有するスロットに想定されている部品のタイプの第２の部品ＩＤ２０４を見つけることができる。これら二つのリスト２０１、２０７からのデータを結合し、任意のフィーダスロット２０８中に、指定フィーダＩＤ２０３−フィードＮ−を有する指定フィーダを見つけ得る（２１２）。製造工程において全てのスロット１０３が使用されていないこともあるため、全てのスロット１０３がフィーダ１０４を含まないこともある。前記デバイスリストにおけるフィーダ／部品リストからスロットへのフィーダの関連付けは、較正を通じて計測されたスロットの位置およびカメラによって得られた画像について実行された画像解析２０５によってフィーダに割り当てられた位置とにより、行われる。

本願発明による方法を実行するコンピュータプログラムにおいて、スロットに含まれた各フィーダについての指定フィーダＩＤ２０３は、それぞれのスロットについてカメラにより読み出された実際のフィーダＩＤと対照して確認される。このため、カメラ１０７はプラットフォーム１０２を画像化し（２０２）、そこでは各スロットＩＤ２０８が較正によって完成された位置座標とともに与えられる。これは、一連の位置座標が全スロットのために得られるように、望ましくは全てのスロット１０３についてなされるが、フィーダ１０３を含むことが示されているスロットについてのみなされるようにしてもよい。画像解析（２０５）によって、例えば、位置マーク１１１を用いることにより、第一のスロットが自動的に検出され、座標がこの第一のスロットに割り当てられる。隣接するスロット間の距離が全てのスロット１０３に対して一定である場合には、続くスロットに対する距離は積算又は加算によって容易に求められ、該当する座標が得られる。スロット１０３間の距離が一定でない場合、画像解析プログラムに対し自動的にスロット１０３を検出するようプログラミングすることが可能であり、また画像解析プログラムは、画像から決定したように、スロットに対する適切な位置座標を割り当てることが可能である。

上述したように、リスト２０１、２０７から、フィーダ１０４を含むこれらスロット１０３は、フィーダ１０４が全てこれらスロット１０３に含まれるか否かのチェック（２０６）が行われることによって、さらに評価される。これが正しくない場合、警報（２０９）が操作者に与えられる。得られた画像から、実際のフィーダマーカが読み出され、実際のフィーダＩＤ−フィードＮ’−が決定される（２１０）。次のステップにおいて、指定フィーダＩＤ−フィードＮ−と実際のフィーダＩＤ−フィードＮ’−とが比較され（２１１）、対応しない場合には、警報（２０９）が操作者に与えられる。

一連のスロット２０８における指定フィーダの指定ＩＤ２０３と、画像化された実際のフィーダＩＤ（２１０）とを比較（２１１）する代わりに、実質的にわずかな差異があるものの、原理的に等価である別の実施態様を使用してもよい。図３において、この別のアプローチを示す。較正されたスロット２０８の位置にフィーダＩＤを関連付けるうえで、当該フィーダＩＤ２０３に位置を割り当てるために、解析された（２０５）取得画像（２０２）から、スロット１０３中の実際のフィーダ１０４が決定される（２１０）。この実施態様では、実際のフィーダ２０３に含まれる部品のタイプに関する第一の部品ＩＤ２０４’は、フィーダ／部品リスト２０１から決定される。フィーダを含むとされる各スロット２０８について、当該スロット２０４に含まれると仮定された部品に関する、第二の部品ＩＤ２０４がデバイスリスト２０７から決定される。最後のステップとして、第一と第二の部品ＩＤが等しいか否かチェックされ、等しくない場合には、この不一致が示される（２０９）。

操作者に対する警報（２０９）は、別途、誤りを認識した後の制御や動作が、いかなる部品実装も防止するような、実装機を自動的に停止するルーチンと組み合わされてもよい。本願発明による方法は、部品実装機が運転を開始する以前の機能としてのみ実装されてもよい。また最高の安全性を得るために、部品実装機の運転中、絶え間なく本方法が実行されるような実装を行ってもよい。

カメラとともに後取り付けされた実装機の原理を示した図である。 本願発明に係る方法を示した図である。 別の実施態様を示した図である。

Claims (15)

1. フィーダマーカを付された部品フィーダ（１０４）を保持するための一連のフィーダスロット（１０３）を有し、各フィーダマーカはユニークなフィーダＩＤを有する部品実装機（１０１）の運転に関する部品検証方法であって、各フィーダスロット（１０３）はユニークなスロットＩＤ（２０８）を有するものであり、
   前記一連のフィーダスロット（１０３）に実際に実装されたフィーダ（１０４）が保持する実際のフィーダＩＤを決定し（２１０）、及び配列の誤りを確認するために記憶された配列情報（２０１、２０７）との比較にこの情報を用いること、
   前記一連のフィーダスロット（１０３）を見渡す画像（２０２）を得るための少なくとも一つのカメラ（１０７）を提供すること、
   前記画像を提供し、及び前記一連のフィーダスロット（１０３）に実際に実装されたフィーダ（１０４）が保持する実際のフィーダＩＤを決定する（２１０）ために画像解析（２０５）を実行すること、
   を含む部品検証方法。
2. 前記部品実装機の運転開始前、前記部品実装機の運転中、又は前記部品実装機の運転開始前及び運転中に、連続的に前記方法のステップを繰り返す、請求項１に記載の部品検証方法。
3. 前記記憶された配列情報は、各指定フィーダＩＤを対応するフィーダ（２０３）に含まれる部品のタイプを示す部品ＩＤ（２０４’）と関連付ける第一のリスト（２０１）と、フィーダスロットＩＤ（２０８）を部品ＩＤ（２０４）と関連付ける第二のリスト（２０７）とを有する、請求項１又は２に記載の部品検証方法。
4. フィーダへの部品リールの取り付けに関して、
   さらなるカメラで前記フィーダのフィーダＩＤを画像化すること、
   前記フィーダに関する参照点と関連する前記フィーダＩＤの位置を示すデータを計算すること、
   配列情報として使用するために前記データをデータベースに保存すること、
   をさらに含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の部品検証方法。
5. 画像解析に対して、各位置座標が前記一連のフィーダスロット中の前記フィーダスロット（１０３）のスロットＩＤ（２０８）に関連付けられるような、一連の位置座標を較正により提供すること、
   実際のフィーダＩＤそれぞれに対して実際の位置座標を割り当て且つ、関連するスロットＩＤに対して各実際のフィーダＩＤを関連付けること、
   をさらに含む請求項１〜４の何れか一項に記載の部品検証方法。
6. 前記一連のフィーダスロット中の隣接するスロット（１０３）におけるスロット間距離が一定であり、各フィーダスロット（１０３）のスロットＩＤ（２０８）に位置座標を関連付ける前記較正が、
   各個々のフィーダスロット（１０３）に対し、第一のスロットから個々のフィーダスロットへのスロット番号を決定すること、
   第一のスロットの位置座標に対して、隣接スロット間の距離を第一のスロットから個々のフィーダスロットまでの番号だけ倍したものとして計算される、第一のスロットから個々のフィーダスロットまでの距離と等価な座標を加えること、
   を含む、請求項５に記載の部品検証方法。
7. 各フィーダスロット（１０３）のスロットＩＤ（２０８）に対して位置座標を関連付けるための前記較正が、前記一連のフィーダスロットに対してある固定長で位置マーク（１１１）を準備すること、前記位置マークを前記一連のフィーダスロットとともに画像化すること、前記位置マークに関連してスロットＩＤに対する位置座標を計算すること、を含む請求項５又は６に記載の部品検証方法。
8. 前記一連のフィーダスロットが、予め定められた休止位置または予め定められた始動位置を有する移動可能なプラットフォーム（１０２）に取り付けられ、前記スロットＩＤに対して位置座標を対応付けるための前記較正が、前記プラットフォーム（１０２）の休止位置もしくは始動位置での画像を用いて実行される、請求項６又は７に記載の部品検証方法。
9. 配列誤りに対する前記確認では、
   記憶された配列情報（２０１，２０７）から、前記一連のフィーダスロット（１０３）中の個々のスロットに実装されることを示すこれらフィーダの指定フィーダＩＤ（２０３）を決定すること、
   個々のフィーダスロット中の実際に実装されたフィーダが指定フィーダと一致するか否かについて、それぞれのスロットにおいて実際のフィーダＩＤと指定フィーダＩＤ（２０３）とを比較することにより確認し、一致しない場合にはこの不一致を示す（２０９）こと、を含む、請求項１〜８の何れか一項に記載の部品検証方法。
10. 指定されたフィーダそれぞれに対して、前記一連の位置座標から取得した前記指定の位置座標を決定すること、
    各指定の位置座標について、実際のフィーダＩＤが前記位置に割り当てられているか否かを確認し、割り当てられていない場合には指示を出す（２０９）こと、
    をさらに含む、請求項９に記載の部品検証方法。
11. 実際の各フィーダについて記憶された配列情報（２０１）から前記実際のフィーダに実際含まれる部品のタイプについての第一の部品ＩＤ（２０４’）を決定し、前記記憶された配列情報は、各指定フィーダＩＤと、該当するフィーダ（２０３）に含まれる部品のタイプを示す部品ＩＤ（２０４’）とを対応付ける第一のリスト（２０１）を有し、
    フィーダを含むことが定義された各スロット（２０８）について、記憶された配列情報（２０７）から、前記スロット（１０３）中のフィーダ（１０４）に含まれると想定される部品についての第二の部品ＩＤ（２０４）を決定し、また前記記憶された配列情報はフィーダスロットと部品ＩＤとを対応付ける第二のリストを有し、第一の部品ＩＤ（２０４’）と第二の部品ＩＤ（２０４）とが等しいか否かを確認すること、
    等しくない場合には、この不一致を示す（２０９）こと、
    をさらに含む請求項１〜１０の何れか一項に記載の部品検証方法。
12. スプライシングが適用できるタイプの部品実装機において、フィーダ（１０４）における部品リールの繋ぎ合わせ部分のラベルを画像認識し、繋ぎ合わされたリールからの部品が使用された期間の日付と時間を保存すること、をさらに含む請求項１〜１１の何れか一項に記載の部品検証方法。
13. フィーダからの部品の認識、およびフィーダスロット中のフィーダから部品が当該フィーダから取得されるべく指定された部品と対応するか否かを決定するために得られた画像を解析する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の部品検証方法。
14. リールピッチの認識のために、得られた画像を解析する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の部品検証方法。
15. フィーダマーカを付された部品フィーダ（１０４）を保持するための一連のフィーダスロット（１０３）を有する部品実装機を含み、各フィーダマーカはユニークなフィーダＩＤを有する請求項１〜１４のいずれか一項に記載された部品検証方法のためのシステムであって、各フィーダスロット（１０３）はユニークなスロットＩＤ（２０８）を有し、
    前記一連のフィーダスロット（１０３）を見渡すデジタル画像（２０２）を提供するための少なくとも一つのデジタルカメラ（１０７）と、
    前記カメラと機能的に接続され、かつ前記一連のフィーダスロット（１０３）に実際に実装されたフィーダ（１１４）が所持する実際のフィーダＩＤを決定する（２１０）ために、前記画像について画像解析を実行するために配された画像解析システムと、
    前記画像解析システムと機能的に接続され、かつ配列誤りを確認するために記憶された配列情報（２０１，２０７）との比較において、前記画像解析システムによって決定される情報を用いるために構成されるコンピュータと、
    を有することを特徴とする部品検証システム。

Images