JP2006269927A - 基板認識方法、基板認識装置、表面実装機、基板検査装置および印刷機 - Google Patents

Abstract

【課題】より確実に基板を認識することができる基板認識方法、基板認識装置、表面実装機、基板検査装置および印刷機を提供する。
【解決手段】基板認識部５は、撮像装置５１によりプリント基板を撮像し、この画像信号の周波数特性に基づいて、プリント基板の有無や種類を認識する。プリント基板の画像信号は、プリント基板の有無やプリント基板の種類によって、周波数特性が異なる。このような特性を利用して、基板認識部５は、プリント基板の有無や種類を認識する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、基板の有無の検出や種類の判定を行う基板認識方法、基板認識装置、並びに、この基板認識装置を備えた表面実装機、基板検査装置および印刷機に関するものである。

従来より、部品吸着用のノズルを移動可能に支持するヘッドによってＩＣ等の電子部品を一の位置から吸着し、プリント基板の所定の位置に電子部品を装着する表面実装機が知られている。このような表面実装機では、図１１に示すように、プリント基板Ｐをコンベア等の搬送装置３００によって外部から表面実装機の所定の位置に搬送し、プリント基板Ｐが所定の位置に搬送されたか否かを、その所定の位置の下方に設けたセンサ３１０によって検出している。

このセンサ３１０には、従来より光学式センサを用いている（例えば、非特許文献１参照。）。この光学式センサは、発光素子から光をプリント基板Ｐに照射し、この反射光に基づいて基板の有無を検出するものである。このような光学式センサは、プリント基板の検出が容易であり、装置構成が簡単なため、使い勝手がよい。

SUNX（サンクス）株式会社、［online］、［平成１７年３月１０日検索］、インターネット＜http://www.sunx.co.jp/japanese/productindex.jsp?productid=a000000＞

しかしながら、光学式センサは、図１２に示すように、プリント基板Ｐに開口部Ｈが存在する場合、発光素子からの光がその開口部Ｈを透過してしまうため、反射光が生成されず、結果としてプリント基板の検出に失敗する恐れがある。これを防ぐには、発光素子からの光をプリント基板の平面に対してより鋭角に照射したり、発光素子および反射光を受光する受光素子を多数設けるなどの方法が挙げられる。ところが、前者の場合には、スリット状の開口部がプリント基板に存在する場合に検出に失敗する恐れがある。また、後者の場合には、装置構成が複雑になり使い勝手が悪くなるとともに、高コストとなる。

そこで、本願発明は上述したような課題を解決するためになされたものであり、より確実に基板を認識することができる基板認識方法、基板認識装置、表面実装機、基板検査装置および印刷機を提供することを目的とする。

上述したような課題を解決するために、本発明にかかる基板認識方法は、基板を撮像し画像信号を生成する撮像ステップと、画像信号の周波数成分に基づいて、基板の有無を判定する第１の判定ステップとを有することを特徴とする。

上記基板認識方法において、第１の判定ステップは、画像信号の所定の帯域の周波数成分に基づいて、基板の有無を判定するようにしてもよい。ここで、第１の判定ステップは、画像信号の所定の帯域の周波数成分を透過させる第１の透過ステップと、この第１の透過ステップにより生成された画像信号の信号強度と、予め設定されたしきい値とを比較して基板の有無を判定する第２の判定ステップとを有するようにしてもよい。

また、上記基板認識方法において、画像信号の周波数成分に基づいて、基板の種類を判定する第３の判定ステップをさらに有するようにしてもよい。この第３の判定ステップは、画像信号から複数の所定の帯域の周波数成分を透過させる第２の透過ステップと、複数の所定の帯域の周波数成分のうち、最も信号強度が高い周波数成分に基づいて、基板の種類を判定する第４の判定ステップとを有するようにしてもよい。

また、本発明にかかる基板認識装置は、基板を撮像し画像信号を生成する撮像手段と、画像信号の周波数成分に基づいて、基板の有無を判定する第１の判定手段とを備えたことを特徴とする。

上記基板認識装置において、第１の判定手段は、画像信号の所定の帯域の周波数成分に基づいて、基板の有無を判定するようにしてもよい。ここで、第１の判定手段は、画像信号の所定の帯域の周波数を透過させる第１の透過手段と、しきい値を記憶する記憶手段と、第１の透過手段を透過した画像信号の信号強度と、しきい値とを比較して基板の有無を判定する比較手段とから構成されるようにしてもよい。

上記基板認識装置において、画像信号の周波数成分に基づいて、基板の種類を判定する第２の判定手段をさらに備えるようにしてもよい。この第２の判定手段は、画像信号から複数の所定の帯域の周波数成分を透過させる第２の透過手段と、複数の所定の帯域の周波数成分のうち、最も信号強度が高い周波数成分に基づいて、基板の種類を判定する第３の判定手段とから構成されるようにしてもよい。

また、本発明にかかる表面実装機は、基板を所定の位置に搬送する搬送手段と、所定の位置を撮像し、基板を認識する基板認識装置と、移動可能に支持されたヘッドユニットと、このヘッドユニットに支持され、部品吸着用のノズルを有するヘッドとを備え、ヘッドユニットにより基板に部品を実装する表面実装機において、基板認識装置は、上記基板認識装置であることを特徴とする。

また、本発明にかかる基板検査装置は、基板を所定の位置に搬送する搬送手段と、所定の位置を撮像し、基板を認識する基板認識装置と、所定の位置に搬送された基板の状態を検査する検査手段とを備えた基板検査装置において、基板認識装置は、上記基板認識装置であることを特徴とする。

また、本発明にかかる印刷機は、基板を印刷位置および検査位置に搬送する搬送手段と、印刷位置または検査位置を撮像し、基板を認識する基板認識装置と、印刷位置に搬送された基板に、所定の印刷材料をスクリーンマスクに穿設された開口部を介して印刷する印刷手段と、この印刷手段により印刷され、検査位置に搬送された基板を検査する検査手段とを備えた印刷機において、基板認識装置は、上記基板認識装置であることを特徴とする。

本発明によれば、基板を撮像し、この画像信号の周波数特性に基づいて基板を認識することにより、基板をより確実に認識することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかる表面実装機の構成を示す平面図、図２は、図１の側面図である。

図１，２に示す表面実装機は、平面視略矩形の基台１と、この基台１の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って基台１上に配設され、プリント基板Ｐを搬送するコンベア２と、このコンベア２の両側の基台１上に設けられ、電子部品を供給する部品供給部３と、基台１の上方に設けられ、部品吸着用のノズル４６が装着された複数のヘッド４５を支持するヘッドユニット４４をＸおよびＹ軸方向に移動可能に支持し、このヘッドユニット４４により部品供給部３の電子部品をコンベア２上のプリント基板Ｐに移載するヘッド機構４と、コンベア２の下方に設けられた撮像装置５１によりプリント基板Ｐを認識する基板認識部５と、基台１内部または基台１から離間した位置に配設された表面実装機の動作を制御する制御装置６とを有する。

ここで、基板認識部５は、図３（ａ）に示すように、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の固体撮像素子を用いたデジタルカメラカメラやラインセンサからなる撮像装置５１と、この撮像装置５１の画像信号の周波数特性に基づいてプリント基板の有無を検出する有無検出部５２と、撮像装置５１の画像信号の周波数特性に基づいてプリント基板の種類を判別する種類判定部５３とから構成される。

有無検出部５２は、図４（ａ）に示すように、撮像装置５１からの画像信号のうち高い周波数成分を透過させるＨＰＦ(High Pass Filter)５２ａと、予め設定された画像信号の出力電圧の基準値を格納する基準値記憶部５２ｂと、ＨＰＦ５２ａからの出力電圧と基準値格納部５２ｂに格納された基準値とを比較し基板の有無を検出する検出部５２ｃとから構成される。

種類判定部５３は、図５（ａ）に示すように、撮像装置５１からの画像信号のうち所定帯域の周波数成分を通過させるＢＰＦ(Band Pass Filter)５３ａと、このＢＰＦ５３ａからの出力電圧の最大値を検出する最大値検出部５３ｂと、ＢＰＦ５３ａに偏移電圧を入力しＢＰＦ５３ａが抽出する所定の帯域の中心となる周波数（以下、中心周波数という）を偏移させ、ＢＰＦ５３ａからの出力電圧が最大となるときの偏移電圧を検出する中心周波数偏移部５３ｃと、ＢＰＦ５３ａからの出力電圧が最大となるときの偏移電圧をプリント基板毎に記憶する特性記憶部５３ｄと、中心周波数偏移部５３ｃが検出した偏移電圧と特性記憶部５３ｄに記憶された偏移電圧とに基づいてプリント基板の種類を判別する判別部５３ｅとから構成される。

制御装置６は、コンベア２およびヘッド機構４の各サーボモータの駆動を制御する軸制御部（ドライバ）と、表面実装機の動作プログラムや各種データを記憶する記憶部と、搬送したプリント基板Ｐを認識しそのプリント基板Ｐに電子部品を装着する際のヘッド機構４や基板認識部５の駆動を制御する主演算部とを少なくとも備える。このような制御装置６は、ＣＰＵ等の演算装置と、メモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の記憶装置と、キーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、タッチパネル等の外部から情報の入力を検出する入力装置と、外部との情報の送受を行うＩ/Ｆ装置と、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)またはＦＥＤ(Field Emission Display)等の表示装置を備えたコンピュータまたはコントローラーと、このコンピュータまたはコントローラーにインストールされたプログラムとから構成される。すなわちハードウェア装置とソフトウェアとが協働することによって、上記ハードウェア資源がプログラムによって制御され、軸制御部、記憶部および主演算部が実現される。

このような表面実装機は、次のように動作する。まず、制御装置６は、コンベア２により外部から所定の位置にプリント基板を搬送させる。このとき、基板認識部５は、その所定の位置を撮像装置５１によって撮像しており、この撮像装置５１の画像信号に基づいてプリント基板の有無や種類を認識する。

基板認識部５によりプリント基板が表面実装機の所定の位置に搬送されたことが認識されると、制御装置６は、ヘッドユニット４４のノズル４６により部品供給部３から電子部品を取り上げ、この電子部品をプリント基板Ｐまで搬送させ、電子部品をプリント基板Ｐの所定に位置に搭載させる。

次に、上述した表面実装機の動作のうち、基板認識部５によるプリント基板の有無検出動作および種類判定動作について、図３〜５を参照して説明する。

［有無検出動作］
本実施の形態において、撮像装置５１は、焦点がプリント基板の位置に合うように設定される。したがって、プリント基板が表面実装機の所定の位置にない場合、撮像装置５１は、プリント基板のあるべき位置を通り越してさらに遠方を映すことになるため、撮像装置５１の画像信号による画像は焦点が合っていないものとなる。このときの撮像装置５１の画像信号は、図３（ｂ）の点線に示すように、周波数の低い成分の方が周波数の高い成分よりも相対的に電圧値が高くなる。一方、プリント基板が表面実装機の所定の位置にある場合、撮像装置５１は、プリント基板のパターン，部品, 文字などを鮮明に映し出す。このため、撮像装置５１の画像信号は、図３（ｂ）の実線に示すように、それらパターン，部品、文字などのエッジ成分によって、周波数の高い成分の方が周波数の低い成分よりも相対的に電圧値が高くなる。このように、プリント基板の有無によって撮像装置５１の画像信号の周波数特性が変化することを利用して、基板認識部５の有無検出部５２は、プリント基板の有無を検出する。

まず、制御装置６の指示に基づいて撮像装置５１によりプリント基板の撮像が行われると、ＨＰＦ５２ａは、撮像装置５１の画像信号のうち高域周波数成分を透過させ、低域周波数成分を除去する。ここで、ＨＰＦ５２ａは、図４（ｂ）に示すように、プリント基板がある場合（図４（ｂ）の実線）の出力のピークと、プリント基板がない場合（図４（ｂ）の点線）の出力のピークとの中間の周波数ｆよりも低い周波数成分を画像信号から除去するように設定する。これにより、プリント基板がある場合は、ＨＰＦ５２ａから比較的大きな電圧値が得られ、プリント基板がない場合は、ＨＰＦ５２ａから小さな電圧値しか得られないことになる。

次いで、比較部５２ｃは、ＨＰＦ５２ａにより低域周波数成分が除去された画像信号と、基準値記憶部５２ｂに記憶されている基準値とを比較することにより、プリント基板の有無を検出する。上述したように、ＨＰＦ５２ａからは、プリント基板がある場合は大きな電圧値、プリント基板がない場合は小さな電圧値が得られる。このため、比較部５２ｃは、基準値記憶部５２ｂの基準値をしきい値とし、ＨＰＦ５２ａの出力が基準値を上回る場合はプリント基板があると判定し、ＨＰＦ５２ａの出力が基準値を下回る場合はプリント基板がないと判定する。この判定結果は、制御装置６に送出される。

このように本実施の形態によれば、撮像装置５１の画像信号の周波数成分に基づいてプリント基板を認識することにより、プリント基板に開口部等がある場合でも、確実にプリント基板の有無を検出することが可能となる。

なお、ＨＰＦ５２ａが除去する高周波数成分の設定および上記基準値の設定は、表面実装機の動作の前に予め行われる。例えば、表面実装機の動作の前に、プリント基板がある場合とない場合について撮像装置５１により撮像を行い、このときの画像信号の周波数成分に基づいて設定するようにしてもよい。

また、ＨＰＦ５２ａの代わりにＬＰＦ(Law Pass Filter)を用いるようにしてもよい。この場合、ＬＰＦの出力が上記基準値を上回る場合は、プリント基板がないと判定し、ＬＰＦの出力が上記基準値を下回る場合は、プリント基板があると判定する。

［種類判定動作］
撮像装置５１の画像信号は、プリント基板の有無のみならず、プリント基板のパターン、文字、部品などによって周波数成分が変化する。このため、本実施の形態では、撮像装置５１の画像信号の周波数成分を細かく分析することにより、プリント基板の種類を判定する。

まず、制御装置６の指示に基づいて撮像装置５１によりプリント基板の撮像が行われると、ＢＰＦ５３ａは、中心周波数偏移部５３ｃから入力される偏移電圧に基づく周波数（中心周波数）を中心とする所定の帯域の周波数成分を、撮像装置５１の画像信号から抽出する。ＢＰＦ５３ａは、スイッチドキャパシタ等から構成されており、図５（ｂ）に示すように、中心周波数偏移部５３ｃから入力される偏移電圧に基づいて、中心周波数が変化する。

次いで、最大値検出部５３ｂは、ＢＰＦ５３ａにより所定の周波数帯域が抽出された画像信号の出力電圧の最大値（ピーク）を検出する。このピークは、中心周波数偏移部５３ｃに送出される。

次いで、最大値検出部５３ｂから画像信号の出力のピークを受け取ると、中心周波数偏移部５３ｃは、ＢＰＦ５３ａに入力する偏移電圧を変化させ、ＢＰＦ５３ａの中心周波数を偏移させる。中心周波数が偏移したＢＰＦ５３ａは、再度、その中心周波数に基づく所定の帯域の周波数成分を画像信号から抽出する。このように中心周波数偏移部５３ｃは、ＢＰＦ５３ａに入力する偏移電圧を繰り返し変化させることによりＢＰＦ５３ａの中心周波数を所定の周波数毎（例えば、１ｋＨｚごと）に所定の範囲（例えば、１ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）に亘って偏移させ、最大値検出部５３ｂから各中心周波数における画像信号のピークを取得し、このピークが最大となるときの中心周波数に対応する偏移電圧を検出する。この偏移電圧は、判別部５３ｅに送出される。

次いで、判別部５３ｅは、中心周波数偏移部５３ｃから取得した偏移電圧と、特性記憶部５３ｄに記憶されている特性値とを比較することにより、プリント基板の種類を判定する。

上述したように、画像信号の周波数特性は、搭載されている部品やパターンの違いによりプリント基板毎に出力電圧がピークとなる中心周波数が異なる。例えば、プリント基板Ａと、このプリント基板Ａよりもパターンが複雑なプリント基板Ｂとは、プリント基板Ａの画像信号の周波数特性が図６（ａ）中の実線、プリント基板Ｂの画像信号の周波数特性が図６（ａ）の点線となる。このため、出力電圧がピークとなるＢＰＦ５３ａの透過範囲（透過周波数範囲）は、出力電圧がピークとなる中心周波数がａとなるプリント基板Ａの場合は、透過範囲の中心周波数がａとなる図６（ｂ）の実線で示す透過範囲に、出力電圧がピークとなる中心周波数がｂとなるプリント基板Ｂの場合は、透過範囲の中心周波数がｂとなる図６（ｂ）の破線で示す透過範囲となる。このように、プリント基板毎に画像信号の出力電圧がピークとなる中心周波数が異なり、そのピークとなる中心周波数に基づいてプリント基板の種別を区別することが可能となる。プリント基板の種別に対応した複数のＢＰＦ５３ａの透過範囲を設定し、画像信号の出力電圧がピークとなるＢＰＦ５３ａの透過範囲が、どの透過範囲になるかを求めることで、プリント基板の種別を判断できる。

そこで、特性記憶部５３ｄには、予めプリント基板毎に出力電圧がピークとなる中心周波数に対応する偏移電圧を記憶させておく。判別部５３ｅは、中心周波数偏移部５３ｃから取得した偏移電圧と一致または近似する偏移電圧のプリント基板を特性記憶部５３ｄの中から抽出し、この抽出したプリント基板が撮像装置５１が撮像したプリント基板であると判定する。この判定結果は、制御装置６に送出される。

このように、本実施の形態によれば、撮像装置５１の画像信号の周波数成分に基づいてプリント基板を認識するので、プリント基板に開口部等がある場合でも、プリント基板の有無のみならず、プリント基板の種類を判定することが可能となる。

なお、特性記憶部５３ｄへのプリント基板毎の偏移電圧の格納は、表面実装機の動作の前に予め行われる。例えば、表面実装機の動作の前に、この表面実装機によって電子部品を実装する全てのプリント基板を撮像装置５１により撮像し、この画像信号の周波数成分から出力電圧がピークとなる中心周波数に対応する偏移電圧を検出するようにしてもよい。
また、撮像装置５１からの画像信号は不図示の記憶装置に格納され、ＢＰＦ５３ｂの中心周波数が偏移される度に、記憶装置から取り出される画像信号がＢＰＦ５３ｂに入力される。中心周波数が異なる複数のＢＰＦ５３ｂが配置される場合には、撮像装置５１からの画像信号は同時に各ＢＰＦ５３ｂに入力されて、各ＢＰＦ５３ｂ通過後の画像信号の出力電圧が最大値となるＢＰＦ５３ｂが検出されて、プリント基板の種別が判断される。

また、本実施の形態において、撮像装置５１による画像信号は、撮像装置５１から有無検出部５２および種類判定部５３に直接入力するようにしたが、図７（ａ）に示す微分回路５４を介して、有無検出部５２および種類判定部５３に入力するようにしてもよい。

撮像装置５１による画像信号は、微分回路５４ａにより微分されると、画像中のエッジ成分が強調され、高域の周波数成分がより強調されることとなる。例えば、図７（ｂ）において、符号ａ，ｂで示す画像信号を微分回路５４により微分すると、それぞれ符号ｃ、ｄに示す周波数特性が得られる。ここで、符号ａの画像信号は、もともと高域の周波数成分が少ないので、微分しても符号ｃに示すように高域の周波数成分が強調されない。一方、符号ｂの画像信号は、高域の周波数成分が多いので、微分回路５４により微分すると、符号ｄに示すように高域の周波数成分が強調される。このように、撮像装置５１の画像信号を微分回路５４ａにより微分することにより、周波数成分の違いを明確にすることが可能となる。したがって、特に、有無検出部５２においては、より確実にプリント基板の有無を検出することができる。

また、本実施の形態において、撮像装置５１による画像信号は、撮像装置５１から有無検出部５２および種類判定部５３に直接入力するようにしたが、図８（ａ）に示す分析回路５５を介して、有無検出部５２および種類判定部５３に入力するようにしてもよい。この場合について、以下に説明する。

図８（ａ）に示す分析回路５５は、微分回路５５ａと、クリッパ回路５５ｂと、積分回路５５ｃとから構成される。このような分析回路５５は、微分回路５５ａにより撮像装置５１の画像信号を微分して高域の周波数成分を強調し、クリッパ回路５５ｂにより微分回路５５ａの出力を増幅してクリッピングし、積分回路５５ｃによってクリッパ回路５５ｂの出力を積分する。これにより、撮像装置５１の画像信号は、高域の周波数成分に応じた電圧値に変換される。

例えば、図８（ｂ）の符号ａで示す画像信号は、もともと高域の周波数成分が少ないので、微分回路５５ａにより微分しても、符号ｂに示すように高域の周波数成分が強調されない。このため、微分された符号ｂの画像信号をクリッパ回路５５ｂにより増幅してクリッピングしても、符号ｃに示すように矩形状の信号が殆ど出力されない。

一方、図８（ｃ）の符号ａで示す画像信号は、高域の周波数成分が多いので、微分回路５５ａにより微分すると、符号ｂに示すように高域の周波数成分が強調される。したがって、微分された符号ｂの画像信号をクリッパ回路５５ｂにより増幅してクリッピングすると、符号ｃに示すように複数の矩形状の信号が出力される。この信号を積分回路５５ｃによって積分することにより得られる電圧値に基づいて、有無検出部５２および種類判定部５３は、プリント基板の有無の検出またはプリント基板の種類の判定を行う。

具体的には、有無検出部５２の場合は、比較部５２ｃが分析回路５５による画像信号の直流電圧と、基準値記憶部５２に記憶された基準値とを比較することにより、プリント基板の有無を検出する。

一方、種類判定部５３の場合は、表面実装機の動作の前に、この表面実装機によって電子部品を実装する全てのプリント基板を撮像装置５１により撮像し、この画像信号の周波数成分から上記電圧値を検出し、この電圧値を偏移電圧の代わりに特性記憶部５３ｄに格納しておく。この特性記憶部５３ｄに格納された電圧値と分析回路５５からの電圧値とを判別部５３ｅが比較することによって、種類判定部５３は、プリント基板の種類を判定する。

このように、分析回路５５によって撮像装置５１の画像信号から生成される直流電圧に基づいてプリント基板を認識するようにしても、プリント基板に開口部等がある場合であっても、プリント基板の有無やプリント基板の種類を判定することが可能となる。

なお、上記積分回路５５ｃの代わりに、クリッパ回路５５ｂの出力の平均値を算出する平均値回路を設けるようにしてもよい。このようにしても、撮像装置５１の画像信号からプリント基板の認識が可能となる。

また、本実施の形態において、撮像装置５１は、図１，２に示すように、プリント基板Ｐの下方からプリント基板Ｐを撮像するようにしたが、プリント基板Ｐの上方からプリント基板Ｐを撮像するようにしてもよい。この場合、ヘッドユニット４４に電子部品撮像用のカメラやプリント基板のフィデューシャルマーク撮像用のカメラが既に設けられている場合は、それらのカメラによりプリント基板Ｐを撮像するようにすればよい。また、ヘッドユニット４４にカメラが設けられていない場合は、撮像装置５１をヘッドユニット４４に設けることにより実現することができる。

また、上述した基板認識部５は、本実施の形態で説明した表面実装機のみならず、各種装置に用いることが可能である。例えば、電子部品を検査エリア内の所定の経路を移載して部品の検査を行う実装基板検査機や、プリント基板から離間した位置を移動してプリント基板上に印刷された接着剤や半田等の塗布状態を検査する印刷基板検査機などに用いることが可能である。このような検査装置の一例を図９に示す。

図１４に示す検査装置１００は、Ｚ方向に移動可能に支持されプリント基板Ｐを支持する基板支持装置１１０と、この基板支持装置１１０を搬送するコンベア１２０と、基板支持装置１１０上方に設けられＸ方向およびＹ方向に移動可能に支持された撮像装置５１を含む不図示の基板認識部５と、検査装置１００の動作を制御する不図示の制御装置６とを有する。

このような検査装置１００は、検査を行うプリント基板Ｐを外部から所定の位置まで搬送し、その所定の位置でプリント基板Ｐの検査動作を行う。このとき、検査装置１００の基板認識部５は、撮像装置５１により上記所定の位置を撮像しており、この画像信号に基づいてプリント基板Ｐを認識する。基板認識部５によってプリント基板の有無や種類が認識されると、検査装置１００は、上記検査動作を行う。このような検査装置１００においても、撮像装置５１の画像信号の周波数成分に基づいてプリント基板を認識するので、プリント基板に開口部等がある場合でも、プリント基板の有無のみならず、プリント基板の種類を判定することが可能となる。

なお、検査装置１００において、撮像装置５１は、基板支持装置１１０の下方に設けるようにしてもよい。

また、上述した基板認識部５は、例えば、プリント基板から離間した位置を移動してプリント基板の所定の位置に接着剤や半田等の印刷材料を塗布し、印刷されたプリント基板を検査する印刷基板検査機能付き印刷機に用いることもできる。この印刷基板検査機能付き印刷機を図１５に示す。

図１５に示す印刷機２００は、Ｚ方向に移動可能に支持されプリント基板Ｐを支持する基板支持装置１１０と、この基板支持装置１１０を印刷位置から検査位置まで搬送するコンベア１２０と、プリント基板Ｐの印刷位置上方に設けられたマスク１３０と、Ｘ方向およびＺ方向に移動可能に支持されたスキージ１４０と、プリント基板Ｐの印刷位置および検査位置上方に設けられＸ方向およびＹ方向に移動可能に支持された撮像装置５１を含む不図示の基板認識部５と、印刷機２００の動作を制御する不図示の制御装置６とを有する。

このような印刷機２００は、印刷を行うプリント基板Ｐを外部から印刷位置まで搬送し、その印刷位置において、プリント基板Ｐ上に所定のマスクパターンの開口が穿設されたマスク１３０を載置し、このマスク上に接着剤や半田を不図示のノズルから供給し、供給された接着剤や半田をスキージ１４０でかいてマスク１３０のパターンに埋め込むことにより、プリント基板Ｐ上に接着剤や半田を印刷する。このとき、印刷機２００の基板認識部５は、撮像装置５１によりその印刷位置を撮像しており、この画像信号に基づいてプリント基板Ｐを認識する。基板認識部５によってプリント基板の有無や種類が認識されると、印刷機２００は、上述したような印刷動作を行う。

また、印刷機２００は、プリント基板Ｐに印刷が行われると、そのプリント基板Ｐを検査位置まで搬送し、印刷状態等を検査する。このとき、印刷機２００の基板認識部５は、撮像装置５１によりその検査位置を撮像しており、この画像信号に基づいてプリント基板Ｐを認識する。基板認識部５によってプリント基板の有無や種類が認識されると、印刷機２００は、上述したような検査動作を行う。

このような印刷機２００においても、撮像装置５１の画像信号の周波数成分に基づいてプリント基板を認識するので、プリント基板に開口部等がある場合でも、プリント基板の有無のみならず、プリント基板の種類を判定することが可能となる。

なお、印刷機２００において、撮像装置５１は、基板支持装置１１０の下方に設けるようにしてもよい。

本発明の表面実装機の平面図である。 本発明の表面実装機の側面図である。 （ａ）本発明にかかる基板認識部の構成を示すブロック図、（ｂ）画像信号の周波数特性を説明する図である。 （ａ）有無検出部の構成を示すブロック図、（ｂ）プリント基板の有無による画像信号の周波数特性を説明する図である。 （ａ）種類判定部の構成を示すブロック図、（ｂ）中心周波数と偏移電圧との関係を説明する図である。 （ａ）プリント基板の種類による画像信号の周波数特性を説明する図、（ｂ）ＢＰＦの透過範囲を説明する図である。 微分回路を有する基板認識部の構成を示すブロック図、（ｂ）微分した画像信号の周波数特性を説明する図である。 （ａ）分析回路の構成を示すブロック図、（ｂ）高域の周波数成分が少ない画像信号の分析回路による処理結果を説明する図、（ｃ）高域の周波数成分が多い画像信号の分析回路による処理結果を説明する図である。 検査装置の構成を示す模式図である。 印刷機の構成を示す模式図である。 従来の表面実装機によるプリント基板の検出動作を説明する図である。 光学式センサによるプリント基板Ｐの検出動作を説明する図である。

符号の説明

１…基台、２…コンベア、３…部品供給部、４…ヘッド機構、５…基板認識部、６…制御装置、４４…ヘッドユニット、４５…ヘッド、４６…ノズル、５１…撮像装置、５２…有無検出部、５２ａ…ＨＰＦ、５２ｂ…基準値記憶部、５２ｃ…比較部、５３…種類判定部、５３ａ…ＢＰＦ、５３ｂ…最大値検出部、５３ｃ…中心周波数偏移部、５３ｄ…特性記憶部、５３ｅ…判別部、５４…微分回路、５５…分析回路、５５ａ…微分回路、５５ｂ…クリッパ回路、５５ｃ…積分回路、１００…検査装置、１１０…基板支持装置、１２０…コンベア、１３０…マスク、１４０…スキージ、２００…印刷機。

Claims (11)

1. 基板を撮像し画像信号を生成する撮像ステップと、
   前記画像信号の周波数成分に基づいて、前記基板の有無を判定する第１の判定ステップと
   を有することを特徴とする基板認識方法。
2. 前記第１の判定ステップは、
   前記画像信号の所定の帯域の周波数成分を透過させる第１の透過ステップと、
   この第１の透過ステップにより生成された画像信号の信号強度と、予め設定されたしきい値とを比較して前記基板の有無を判定する第２の判定ステップと
   を有することを特徴とする請求項１記載の基板認識方法。
3. 前記画像信号の周波数成分に基づいて、前記基板の種類を判定する第３の判定ステップ
   をさらに有することを特徴とする請求項１または２記載の基板認識方法。
4. 前記第３の判定ステップは、
   前記画像信号から複数の所定の帯域の周波数成分を透過させる第２の透過ステップと、
   前記複数の所定の帯域の周波数成分のうち、最も信号強度が高い周波数成分に基づいて、前記基板の種類を判定する第４の判定ステップと
   を有することを特徴とする請求項３記載の基板認識方法。
5. 基板を撮像し画像信号を生成する撮像手段と、
   前記画像信号の周波数成分に基づいて、前記基板の有無を判定する第１の判定手段と
   を備えたことを特徴とする基板認識装置。
6. 前記第１の判定手段は、
   前記画像信号の所定の帯域の周波数を透過させる第１の透過手段と、
   しきい値を記憶する記憶手段と、
   前記第１の透過手段を透過した前記画像信号の信号強度と、前記しきい値とを比較して前記基板の有無を判定する比較手段と
   から構成されることを特徴とする請求項５記載の基板認識装置。
7. 前記画像信号の周波数成分に基づいて、前記基板の種類を判定する第２の判定手段
   をさらに備えたことを特徴とする請求項５または６記載の基板認識装置。
8. 前記第２の判定手段は、
   前記画像信号から複数の所定の帯域の周波数成分を透過させる第２の透過手段と、
   前記複数の所定の帯域の周波数成分のうち、最も信号強度が高い周波数成分に基づいて、前記基板の種類を判定する第３の判定手段と
   から構成されることを特徴とする請求項７記載の基板認識装置。
9. 基板を所定の位置に搬送する搬送手段と、
   前記所定の位置を撮像し、前記基板を認識する基板認識装置と、
   移動可能に支持されたヘッドユニットと、
   このヘッドユニットに支持され、部品吸着用のノズルを有するヘッドと
   を備え、前記ヘッドユニットにより前記基板に部品を実装する表面実装機において、
   前記基板認識装置は、請求項５乃至８の何れか１項に記載された基板認識装置である
   ことを特徴とする表面実装機。
10. 基板を所定の位置に搬送する搬送手段と、
    前記所定の位置を撮像し、前記基板を認識する基板認識装置と、
    前記所定の位置に搬送された前記基板の状態を検査する検査手段と
    を備えた基板検査装置において、
    前記基板認識装置は、請求項５乃至８の何れか１項に記載された基板認識装置である
    ことを特徴とする基板検査装置。
11. 基板を印刷位置および検査位置に搬送する搬送手段と、
    前記印刷位置または前記検査位置を撮像し、前記基板を認識する基板認識装置と、
    前記印刷位置に搬送された前記基板に、所定の印刷材料をスクリーンマスクに穿設された開口部を介して印刷する印刷手段と、
    この印刷手段により印刷され、前記検査位置に搬送された前記基板を検査する検査手段と
    を備えた印刷機において、
    前記基板認識装置は、請求項５乃至８の何れか１項に記載された基板認識装置である
    ことを特徴とする印刷機。
    

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