JP2010141118A - 基板種識別方法、部品実装機及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】識別精度の高い基板種識別方法を提供する。
【解決手段】部品実装機に搬入された基板の基板種を識別する基板種識別方法であって、搬入された基板の基板種が、所定の基板種であると仮決定する仮決定ステップ（Ｓ２）と、仮決定した前記所定の基板種の基板に付される基板マークの位置であって、基板種固有の位置を示す位置情報を取得する取得ステップ（Ｓ４）と、基板の搬入時に、前記位置情報で特定される位置へ、前記基板マークを認識するための基板カメラを移動させ、前記基板カメラにより当該位置を撮像する撮像ステップ（Ｓ６）と、前記撮像ステップで得られた画像に基づいて、前記位置情報で特定される位置における前記基板マークの有無を検知し、前記基板マークが有ると検知された場合には、搬入された前記基板の基板種が、仮決定した前記所定の基板種と同じであると判断する判断ステップ（Ｓ６〜Ｓ１０）とを含む。
【選択図】図１４

Description

本発明は、部品実装機に搬入された基板の基板種を識別する基板種識別方法に関し、特に、基板マークを利用して基板の基板種を識別する基板種識別方法に関する。

部品実装機において回路基板を生産するためには、部品実装機に搬入された基板の基板種が、これから部品が実装される予定の基板の基板種であるか否かを識別する必要がある。このような基板種の識別を行うことにより、誤った基板に部品が実装されるというミスを防ぐことができる。特に、基板の表面及び裏面の双方に部品を実装する場合には、いずれの面の基板が部品実装機に搬入されるか否か不明な場合がある。よって、このような状況では、基板種を識別することが重要である。なお、本明細書及び特許請求の範囲では、同一の基板であっても面が異なる場合には、基板種が異なるものと考える。

従来、基板種識別方法として、基板上に設けられた基板マークの形状を認識することにより、基板種を識別する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、他の識別方法として、基板上に設けられ、かつ基板種に固有のバーコードを読み取ることにより、基板種を識別する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００２−３１４２９９号公報 特開平４−５６３９８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法によると、基板マークの形状を誤認識した場合には、基板種の誤判定につながるという問題がある。基板マークの形状の誤認識は、例えば、画像処理時の２値化閾値が適切に設定されていない場合などに生じる。

また、特許文献２に記載の方法によると、基板種の識別のために、基板カメラをバーコードの位置に移動させたり、バーコードを読み込んだりするための時間が必要となる。この間、基板マークの認識又は部品実装をすることができないため、基板の生産性が低下するという問題がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、識別精度の高い基板種識別方法を提供することを目的とする。

また、基板の生産性を低下させることのない基板種識別方法を提供することも目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る基板種識別方法は、部品実装機に搬入された基板の基板種を識別する基板種識別方法であって、搬入された基板の基板種が、所定の基板種であると仮決定する仮決定ステップと、仮決定した前記所定の基板種の基板に付される基板マークの位置であって、基板種固有の位置を示す位置情報を取得する取得ステップと、基板の搬入時に、前記位置情報で特定される位置へ、前記基板マークを認識するための基板カメラを移動させ、前記基板カメラにより当該位置を撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップで得られた画像に基づいて、前記位置情報で特定される位置における前記基板マークの有無を検知し、前記基板マークが有ると検知された場合には、搬入された前記基板の基板種が、仮決定した前記所定の基板種と同じであると判断する判断ステップとを含む。

この方法によると、基板種毎に基板マークの位置を異ならせ、仮決定した所定の基板種の基板マークの位置における基板マークの有無を検知する。これにより、部品実装機に搬入された基板の基板種が仮決定した所定の基板種と等しいか否かを判断している。基板マークの認識処理は、基板マークの有無のみを検知する処理であるため、基板種の形状を認識する従来の処理に比べて認識精度が高い処理である。このため、基板種の誤判定を起こしにくい。

また、基板マークの認識処理は、部品実装に先立って必須の処理である。このため、特殊な処理を行うことなく、基板種を判別することができる。よって、基板の生産性を低下させることなく、基板種を判別することができる。

好ましくは、前記仮決定ステップにおいて、さらに、前記判断ステップにおいて前記基板マークが無いと検知された場合には、前記搬入された基板の基板種が、仮決定した前記所定の基板種とは異なる他の基板種であると仮決定しなおし、前記仮決定ステップにおいて前記他の基板種に仮決定しなおされた場合には、前記取得ステップ、前記撮像ステップ及び前記判断ステップを再度実行する。

さらに好ましくは、前記仮決定ステップにおいて、予め定められた基板種の優先順位に従って、前記搬入された基板の基板種を仮決定する。

さらに好ましくは、前記予め定められた基板種の優先順位は、生産枚数の計画値が多い基板種ほど高くなる優先順位である。

搬入された基板の基板種を、生産枚数の計画値が多い基板種に優先的に仮決定するように、優先順序が決められている。このため、生産枚数が多い基板ほど、早期に基板マークが有ると検知され、早期に基板種が決定される。よって、基板の生産性の低下を極力抑えることができる。

また、前記予め定められた基板種の優先順位は、基板１枚あたりの部品実装時間が長い基板種ほど高くなる優先順位であってもよい。

搬入された基板の基板種を、基板１枚あたりの部品実装時間が長い基板種に優先的に仮決定するように、優先順序が決められている。このため、部品が実装された実装基板を生産するのに要する合計時間のばらつきを基板種間で少なくすることができる。

また、前記仮決定ステップにおける初回の仮決定では、基板の搬入時に、前記基板カメラが、前記基板に付され、かつ基板種に固有のマークである判別マークを認識し、認識結果に基づいて、前記搬入された基板の基板種を仮決定してもよい。

判別マークの認識を行い、その結果に基づいて、基板種を仮決定することにより、搬入が想定されているいずれの基板種の基板が搬入されたとしても、早期に基板マークが有ると検知され、早期に基板種が決定される。このため、基板の生産性の低下を極力抑えることができる。

なお、本発明は、このような特徴的なステップを含む基板種識別方法として実現することができるだけでなく、基板種識別方法に含まれる特徴的なステップを処理部として備える部品実装機として実現することができる。また、基板種識別方法に含まれる特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現することもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）等の記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは言うまでもない。

本発明によると、識別精度の高い基板種識別方法を提供することができる。また、基板の生産性を低下させない基板種識別方法も提供することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る部品実装機について説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１では、基板マークの認識時に、基板の基板種を識別する方法について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る部品実装機の外観図である。
部品実装機１２０は、生産ラインの上流から下流に向けて基板を送りながら電子部品を実装していく装置である。

図２は、部品実装機１２０内部の主要な構成を示す平面図である。
部品実装機１２０は、その内部に基板２０の搬送方向（Ｘ軸方向）と直交する部品実装機１２０の前後方向（Ｙ軸方向）に前サブ設備１２０ａ及び後サブ設備１２０ｂを備えている。なお、本実施の形態及び以降の実施の形態では、前サブ設備１２０ａ、後サブ設備１２０ｂとあるように、装着ヘッド１２１が前側と後側とに備えられている部品実装機１２０の事例について説明するが、本発明が適用される部品実装機はそのようなものに限定されない。例えば、基板２０の搬送方向に上流側の装着ヘッド１２１と下流側の装着ヘッド１２１とが備わり、基板２０に対して交互に部品を実装する部品実装機であってもよい。また、装着ヘッド１２１が１つのみ又は３つ以上備えられている部品実装機であってもよい。

前サブ設備１２０ａ及び後サブ設備１２０ｂは、お互いが協調し１枚の基板２０に対して実装作業を行う。

前サブ設備１２０ａ及び後サブ設備１２０ｂは、部品供給部１２５ａ及び部品供給部１２５ｂをそれぞれ備えている。また、前サブ設備１２０ａ及び後サブ設備１２０ｂの各々は、ビーム１２２と、装着ヘッド１２１と、ノズルチェンジャ１２７とを備えている。さらに、部品実装機１２０には前後のサブ設備間に基板２０搬送用のレール１２９が一対備えられている。

部品供給部１２５ａ及び部品供給部１２５ｂの各々は、部品テープを収納する部品カセット１２３の配列である。

ここで、「部品テープ」とは、同一部品種の複数の部品がテープ（キャリアテープ）上に並べられたものであり、リール（供給リール）等に巻かれた状態で供給される。主に、チップ部品と呼ばれる比較的小さいサイズの部品を部品実装機に供給するのに使用される。

ノズルチェンジャ１２７は、交換用の複数の吸着ノズルを保持する。この交換用の吸着ノズルとは、装着ヘッド１２１が備えている吸着ノズルでは吸着できない部品があったり、吸着ノズルに異常があったりした場合などに、交換するための吸着ノズルである。

レール１２９は、固定レール１２９ａと可動レール１２９ｂとからなり、固定レール１２９ａの位置は予め固定されているものの、可動レール１２９ｂは、搬送される基板２０のＹ軸方向の長さに応じてＹ軸方向に移動可能な構成になっている。

なお、装着ヘッド１２１により吸着された部品を認識するための部品認識カメラ及びトレイ上に載置された部品を供給するためのトレイ供給部などは本願発明の主眼ではないため、同図においてその記載を省略している。

ビーム１２２は、Ｘ軸方向（基板２０の搬送方向）に延びた剛体であって、Ｙ軸方向（基板２０の搬送方向と垂直方向）に設けられた軌道（図示せず）上をＸ軸方向と平行を保ったままで移動することができるものである。また、ビーム１２２は、当該ビーム１２２に取り付けられた装着ヘッド１２１をビーム１２２に沿って、すなわちＸ軸方向に移動させることができるものであり、自己のＹ軸方向の移動と、これに伴ってＹ軸方向に移動する装着ヘッド１２１のＸ軸方向の移動とで装着ヘッド１２１をＸＹ平面内で自在に移動させることができる。また、これらを駆動させるためのモータ（図示せず）など複数のモータがビーム１２２に備えられており、ビーム１２２を介してこれらモータなどに電力が供給されている。

図３及び図４は、部品実装機１２０による部品実装について説明するための図である。
図３に示されるように、後サブ設備１２０ｂの装着ヘッド１２１は、部品供給部１２５ｂからの部品の「吸着」、吸着した部品の部品認識カメラ１２６による「認識」及び認識された部品の基板２０への「装着」という３つの動作を交互に繰り返すことにより、部品を基板２０上に実装していく。

なお、前サブ設備１２０ａの装着ヘッド１２１も同様に、「吸着」、「認識」及び「装着」という３つの動作を交互に繰り返すことにより、部品を基板２０上に実装していく。

なお、２つの装着ヘッド１２１が同時に部品の「装着」を行う場合において、装着ヘッド１２１同士の衝突を防ぐために、２つの装着ヘッド１２１は、協調動作を行ないながら部品を基板２０上に実装していく。具体的には、図４（ａ）に示されるように、後サブ設備１２０ｂの装着ヘッド１２１が「装着」動作を行なっている際には、前サブ設備１２０ａの装着ヘッド１２１は「吸着」動作及び「認識」動作を行なう。逆に、図４（ｂ）に示されるように、前サブ設備１２０ａの装着ヘッド１２１が「装着」動作を行なっている際には、後サブ設備１２０ｂの装着ヘッド１２１は「吸着」動作及び「認識」動作を行なう。このように、「装着」動作を２つの装着ヘッド１２１が交互に行なうことにより、装着ヘッド１２１同士の衝突を防ぐことができる。なお、理想的には、一方の装着ヘッド１２１による「装着」動作を行なっている間に、他方の装着ヘッド１２１による「吸着」動作及び「認識」動作が終了していれば、一方の装着ヘッド１２１による「装着」動作が完了した時点で、滞りなく他方の装着ヘッド１２１による「装着」動作に移ることができ、生産効率を向上させることができる。

図５は、装着ヘッド１２１及び部品カセット１２３の外観を示す斜視図である。
部品カセット１２３は、多数の部品を保持する部品テープが巻き付けられる部品リール１０７が取り付けられ、部品テープに保持される部品を順次装着ヘッド１２１による吸着位置に供給する装置である。

装着ヘッド１２１は、その先端に複数の吸着ノズル１２１ａを備える。各吸着ノズル１２１ａは、部品供給部１２５ａから供給される部品を真空吸引により吸着する。１本の吸着ノズル１２１ａにつき１つの部品を保持することが可能であり、装着ヘッド１２１は、吸着ノズル１２１ａの本数に応じた数量の部品を１度に保持することが可能となる。同図に示される装着ヘッド１２１は吸着ノズル１２１ａを１０本備えているため、最大１０個の部品を一度に保持することができる。吸着ノズル１２１ａには、形状又は大きさの異なる複数種類の吸着ノズル１２１ａが存在する。このため、吸着する部品の大きさ、重量又は形状に応じて、吸着ノズル１２１ａを変更することにより、さまざまな大きさや形状の部品を装着ヘッド１２１で保持することができる。

また、装着ヘッド１２１は、基板カメラ１２１ｂを備える。基板カメラ１２１ｂは、基板２０上に設けられた基板２０の位置決め用の基板マークを認識するためのカメラである。装着ヘッド１２１を基板マークの位置に移動させた後、基板カメラ１２１ｂで基板マークの位置を撮像することにより、基板マークの有無が検知される。

図６は、部品実装機１２０の機能的な構成を示すブロック図である。
部品実装機１２０は、機構部１３１と、機構制御部１３２と、表示部３０２、入力部３０３、メモリ部３０４、取得部３０５ａ、撮像指示部３０５ｂ、判断部３０５ｃ、仮決定部３０５ｄ及びデータベース部３０７等から構成される。

機構部１３１は、装着ヘッド１２１、ビーム１２２、部品供給部１２５ａ（１２５ｂ）等を含む機構関連の構成要素の集合である。

機構制御部１３２は、機構部１３１を制御する処理部である。
表示部３０２はＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等であり、入力部３０３はキーボードやマウス等であり、これらは、部品実装機１２０とオペレータとが対話する等のために用いられる。

仮決定部３０５ｄは、搬入された基板の基板種が、所定の基板種であると仮決定する処理部である。

取得部３０５ａは、仮決定した所定の基板種の基板に付される基板マークの位置であって、基板種固有の位置を示す位置情報を取得する処理部である。

撮像指示部３０５ｂは、基板の搬入時に、前記位置情報で特定される位置へ基板カメラ１２１ｂを移動させ、基板カメラ１２１ｂにより当該位置を撮像させる処理部である。

判断部３０５ｃは、基板カメラ１２１ｂにより得られた画像に基づいて、前記位置情報で特定される位置における基板マークの有無を検知し、基板マークが有ると検知された場合には、搬入された基板の基板種は、仮決定した所定の基板種と同じであると判断する処理部である。

メモリ部３０４は、取得部３０５ａ、撮像指示部３０５ｂ、判断部３０５ｃ及び機構制御部１３２による処理実行時の作業領域を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）等である。

データベース部３０７は、この部品実装機１２０による実装条件決定処理等に用いられる入力データ（実装点データ３０７ａ、部品ライブラリ３０７ｂ、実装装置情報３０７ｃ、実装点数情報３０７ｄ等）や、部品実装機１２０による基板種識別処理等に用いられる入力データ（基板マークデータ３０７ｅ、生産枚数データ３０７ｆ等）を記憶するハードディスク等である。

機構制御部１３２、取得部３０５ａ、撮像指示部３０５ｂ及び判断部３０５ｃは、本発明に係るプログラムを、ＣＰＵ上で実行することにより実現される。

図７〜図１０は、それぞれ、実装点データ３０７ａ、部品ライブラリ３０７ｂ、実装装置情報３０７ｃ及び実装点数情報３０７ｄの一例を示す図である。

実装点データ３０７ａは、実装の対象となる全ての部品の実装点を示す情報の集まりである。図７に示されるように、１つの実装点ｐｉは、部品種ｃｉ、Ｘ座標ｘｉ、Ｙ座標ｙｉ、実装角度θｉ、制御データφｉからなる。ここで、「部品種」は、図８に示される部品ライブラリ３０７ｂにおける部品名に相当し、「Ｘ座標」及び「Ｙ座標」は、実装点の座標（基板上の特定位置を示す座標）であり、「実装角度」は、部品を基板に実装する際の部品の回転角度であり、「制御データ」は、その部品の実装に関する制約情報（使用可能な吸着ノズルのタイプ、装着ヘッド１２１の最高移動速度等）である。なお、最終的に求めるべきＮＣ（Numeric Control）データは、ラインタクトが最小となるような実装点の並びである。

部品ライブラリ３０７ｂは、部品実装機１２０等が扱うことができる全ての部品種それぞれについての固有の情報を集めたライブラリであり、図８に示されるように、部品種ごとの部品サイズ、タクト（一定条件下における部品種に固有のタクト）、その他の制約情報（使用可能な吸着ノズルのタイプ、部品認識カメラ１２６による認識方式、装着ヘッド１２１の最高速度レベル等）からなる。なお、本図には、参考として、各部品種の部品の外観も併せて示されている。

実装装置情報３０７ｃは、部品実装機１２０を構成するサブ設備ごとの装置構成や上述の制約等を示す情報であり、図９に示されるように、装着ヘッド１２１のタイプ、すなわち装着ヘッド１２１に備えられている吸着ノズルの本数等に関するヘッド情報、装着ヘッド１２１に装着され得る吸着ノズルのタイプ等に関するノズル情報、部品カセット１２３の最大数等に関するカセット情報、トレイ供給部が収納しているトレイの段数等に関するトレイ情報等からなる。

実装点数情報３０７ｄは、基板２０上に実装される実装点の部品種と、その員数（実装点数）とが対応付けられている情報である。図１０に示されるように、部品実装機１２０で実装される部品種は、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥの５種類であり、それぞれの実装点数は、６、７、８、９及び２であることが示されている。

図１１は、基板マークデータ３０７ｅの一例を示す図である。
基板マークデータ３０７ｅは、部品の実装対象となる基板の基板種毎の基板マークの位置を示す情報であり、図１１に示されるように、基板種名や基板マークの位置等からなる情報である。例えば、図１１に示される基板マークデータ３０７ｅには、図１２Ａに示すように、基板種Ａの基板２０の座標（ｘ１，ｙ１）及び（ｘ２，ｙ２）の位置に基板マークが設けられていることが示されている。また、図１２Ｂに示すように、基板種Ｂの基板２０の座標（ｘ１，ｙ２）及び（ｘ２，ｙ１）の位置に基板マークが設けられていることが示されている。なお、本実施の形態では、部品実装の対象とされる基板の基板種として基板種Ａ及びＢの２種類を想定しているが、基板種数は１種類であってもよいし、３種類以上であっても良い。

図１３は、生産枚数データ３０７ｆの一例を示す図である。
生産枚数データ３０７ｆは、図１３に示されるように、基板種ごとの生産枚数の計画値を示す情報である。例えば、図１３に示される生産枚数データ３０７ｆには、基板種Ａの基板２０の生産枚数の計画値が３００枚であり、基板種Ｂの基板２０の生産枚数の計画値が１５０枚であることが示されている。

図１４は、部品実装機１２０による部品実装処理を説明するためのフローチャートである。

仮決定部３０５ｄは、部品実装機１２０に搬入されてくる基板の基板種が、基板種Ａであると仮決定する（Ｓ２）。例えば、仮決定部３０５ｄは、生産枚数データ３０７ｆを参照し、部品実装機１２０に搬入されてくる基板の基板種が、最も生産枚数の計画値が大きい基板種であると仮決定する。なお、仮決定した基板種の情報は、メモリ部３０４に書込まれる。

取得部３０５ａは、仮決定部３０５ｄにより仮決定した基板種Ａの基板マークの位置情報を基板マークデータ３０７ｅより取得し、メモリ部３０４に記憶する（Ｓ４）。つまり、図１１に示す基板マークデータ３０７ｅより、基板種Ａの基板マークの位置情報として、座標（ｘ１，ｙ１）及び（ｘ２，ｙ２）を取得する。

撮像指示部３０５ｂ及び判断部３０５ｃは、部品実装機１２０の定位置に基板２０が搬入されてくると、基板２０上に存在すべき基板種Ａの基板マークを認識する（Ｓ６）。つまり、図１５Ａに示すように、撮像指示部３０５ｂは、座標（ｘ２，ｙ２）で特定される基板マーク２２の位置を撮像しうる位置へ基板カメラ１２１ｂを移動させ、基板カメラ１２１ｂによりその位置周辺の領域２２ａを撮像する。判断部３０５ｃは、領域２２ａの画像中における基板マーク２２の有無を検知する。基板マーク２２が有ると検知された場合には、撮像指示部３０５ｂは、さらに、基板カメラ１２１ｂを操作し、座標（ｘ１，ｙ１）で特定される基板マーク２１の位置を撮像しうる位置へ基板カメラ１２１ｂを移動させ、基板カメラ１２１ｂによりその位置周辺の領域２１ａを撮像する。判断部３０５ｃは、領域２１ａの画像中における基板マーク２１の有無を検知する。

判断部３０５ｃは、基板２０上に基板マーク２２及び２１が有ることを検知した場合には、基板種Ａの基板マークの認識に成功したと判断し、基板マーク２２又は基板マーク２１が無いことを検知した場合には、基板種Ａの基板マークの認識に失敗したと判断する（Ｓ８）。例えば、図１５Ａに示すように、領域２２ａ及び２１ａにおいて基板マーク２２及び２１が有ることをそれぞれ検知した場合には、基板種Ａの基板マークの認識に成功したと判断する。また、図１５Ｂに示すように領域２２ａにおいて基板マークが無いことを検知した場合、又は領域２１ａにおいて基板マークが無いことを検知した場合には、基板種Ａの基板マークの認識に失敗したと判断する。

判断部３０５ｃが基板種Ａの基板マークの認識に成功した場合には（Ｓ８でＹＥＳ）、判断部３０５ｃは、部品実装機１２０に搬入された基板２０の基板種が基板種Ａであると判断する（Ｓ１０）。

その後、機構制御部１３２は、機構部１３１を制御して、基板２０上に、基板種Ａに実装すべき部品の実装を開始する（Ｓ１１）。部品実装は、実装点データ３０７ａ、部品ライブラリ３０７ｂ、実装装置情報３０７ｃ、実装点数情報３０７ｄ等に従って行われる。

一方、判断部３０５ｃが基板種Ａの基板マークの認識に失敗した場合には（Ｓ８でＮＯ）、仮決定部３０５ｄは、部品実装機１２０に搬入されてきた基板の基板種が、基板種Ｂであると仮決定する（Ｓ１２）。例えば、仮決定部３０５ｄは、生産枚数データ３０７ｆを参照し、部品実装機１２０に搬入されてきた基板の基板種が、基板種Ａの次に、生産枚数の計画値が大きい基板種Ｂであると仮決定する。

取得部３０５ａは、仮決定部３０５ｄにより仮決定した基板種Ｂの基板マークの位置情報を基板マークデータ３０７ｅより取得し、メモリ部３０４に記憶する（Ｓ１４）。つまり、図１１に示す基板マークデータ３０７ｅより、基板種Ｂの基板マークの位置情報として、座標（ｘ１，ｙ２）及び（ｘ２，ｙ１）を取得する。

撮像指示部３０５ｂ及び判断部３０５ｃは、部品実装機１２０に搬入されている基板２０上に存在すべき基板種Ｂの基板マークを認識する（Ｓ１６）。つまり、図１５Ｂに示すように、撮像指示部３０５ｂは、座標（ｘ２，ｙ１）で特定される基板マーク２４の位置を撮像しうる位置へ基板カメラ１２１ｂを移動させ、基板カメラ１２１ｂによりその位置周辺の領域２４ａを撮像する。判断部３０５ｃは、領域２４ａの画像中における基板マーク２４の有無を検知する。基板マーク２４が有ると検知された場合には、撮像指示部３０５ｂは、さらに、基板カメラ１２１ｂを操作し、座標（ｘ１，ｙ２）で特定される基板マーク２３の位置を撮像しうる位置へ基板カメラ１２１ｂを移動させ、基板カメラ１２１ｂによりその位置周辺の領域２３ａを撮像する。判断部３０５ｃは、領域２３ａの画像中における基板マーク２３の有無を検知する。

判断部３０５ｃは、基板２０上に基板マーク２４及び２３が有ることを検知した場合には、基板種Ｂの基板マークの認識に成功したと判断し、基板マーク２４又は基板マーク２３が無いことを検知した場合には、基板種Ｂの基板マークの認識に失敗したと判断する（Ｓ１８）。例えば、図１５Ｂに示すように、領域２４ａ及び２３ａにおいて基板マーク２４及び２３が有ることをそれぞれ検知した場合には、基板種Ｂの基板マークの認識に成功したと判断する。また、図１５Ｃに示すように領域２４ａにおいて基板マークが無いことを検知した場合、又は領域２３ａにおいて基板マークが無いことを検知した場合には、基板種Ｂの基板マークの認識に失敗したと判断する。

判断部３０５ｃが基板種Ｂの基板マークの認識に成功した場合には（Ｓ１８でＹＥＳ）、判断部３０５ｃは、部品実装機１２０に搬入された基板２０の基板種が基板種Ｂであると判断する（Ｓ２０）。

その後、機構制御部１３２は、機構部１３１を制御して、基板２０上に、基板種Ｂに実装すべき部品の実装を開始する（Ｓ２１）。

一方、判断部３０５ｃが基板種Ｂの基板マークの認識に失敗した場合には（Ｓ１８でＮＯ）、判断部３０５ｃは、想定外の基板種（基板種Ａ及びＢ以外の基板種）の基板２０が部品実装機１２０に搬入されたものと判断して、表示部３０２にエラー表示を行う（Ｓ２２）。例えば、図１５Ｃに示すように、基板種Ａの基板マーク２１及び２２、並びに基板種Ｂの基板マーク２３及び２４とは異なる位置に、基板マーク２５及び２６が印された基板２０が搬入された場合には、エラー表示が行われる。

以上説明したように、本実施の形態によると、基板種毎に基板マークの位置を異ならせ、仮決定した基板種の基板マークの位置における基板マークの有無を検知する。これにより、部品実装機に搬入された基板の基板種が仮決定した基板種と等しいか否かを判断している。基板マークの認識処理は、基板マークの有無のみを検知する処理であるため、基板種の形状を認識する従来の処理に比べて認識精度が高い処理である。このため、基板種の誤判定を起こしにくい。

また、基板マークの認識処理は、基板への部品実装に先立って必須の処理である。なぜならば、基板搬入時の基板の位置ずれに伴う、部品の実装位置を補正するためである。つまり、基板カメラにより基板マークの位置を認識して、基板マークの基準位置からのずれ量を検出し、その後、検出した位置ずれ量に基づいて、部品の実装位置を補正しなければならない。このような基板マークの認識処理の途中に基板種の判別を行うことができるため、特殊な処理を行うことなく、基板種を判別することができる。よって、基板の生産性を低下させることなく、基板種を判別することができる。

さらに、搬入される基板の基板種を生産枚数の計画値が多い基板種に優先的に仮決定するように、仮決定する基板種の優先順序を決定している。このため、生産枚数が多い基板ほど、早期に基板マークの認識に成功し、早期に基板種が決定される。このため、基板の生産性の低下を極力抑えることができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態１では、仮決定部３０５ｄが所定の規則に従って（例えば、生産枚数の計画値が多い基板種から順に）、基板種を仮決定していた。これに対して、実施の形態２では、基板に付された基板種に固有のマークである判別マークを認識し、その認識結果に基づいて基板種を仮決定する。

以下、実施の形態１と異なる点を中心に、本発明の実施の形態２について説明する。
実施の形態２に係る部品実装機の構成は、実施の形態１と同様である。ただし、図６に示す部品実装機１２０の機能的な構成において、データベース部３０７が、さらに、基板種判別用データを記憶している点が異なる。

図１６Ａ及び図１６Ｂは、基板種判別用データの一例を示す図である。基板種判別用データは、図１６Ａに示す判別マーク位置データと、図１６Ｂに示す判別データとを含む。ここで、判別マークとは、例えば、図１７Ａに示されるように、基板２０上に設けられたバーコードで示される判別マーク２７のことである。図１７Ａは、基板種Ａの基板２０の一例を示しており、図１７Ｂは、基板種Ｂの基板２０の一例を示している。基板種Ｂの基板２０にも、同様に判別マーク２８が設けられている。これらの判別マーク２７（２８）の位置は、基板種に共通な位置とする。

図１６Ａに示す判別マーク位置データは、基板種に共通な判別マーク２７（２８）の位置を示す情報であり、例えば、座標（ｘ３，ｙ３）の位置に判別マーク２７（２８）が設けられていることが示されている。

図１６Ｂに示す判別データは、基板種を判別するための基板種固有のデータである。例えば、基板種Ａに固有の判別データは「１ｅ０６３８２９」であり、基板種Ｂに固有の判別データは「３６ａｂ４８３１」である。これらの判別データは、各基板種の判別マーク２７（２８）のバーコードを読み取ることにより得られるデータである。例えば、図１７Ａに示される基板種Ａの判別マーク２７のバーコードを読み取ることにより得られるデータは、基板種Ａに固有の判別データ「１ｅ０６３８２９」である。

なお、各基板には、判別マークの他に、実施の形態１と同様の基板マークも設けられている。

図１８は、部品実装機１２０による部品実装処理を説明するためのフローチャートである。

撮像指示部３０５ｂ及び仮決定部３０５ｄは、部品実装機１２０に搬入されてきた基板２０の判別マークを認識する（Ｓ３２）。つまり、図１９Ａに示すように撮像指示部３０５ｂは、図１６Ａの判別マーク位置データで示される判別マークの位置（座標（ｘ３，ｙ３）の位置）へ基板カメラ１２１ｂを移動させ、基板カメラ１２１ｂによりその位置周辺の領域２７ａを撮像する。仮決定部３０５ｄは、領域２７ａに含まれる判別マークのバーコードを読み取り、図１６Ｂの判別データと照合することにより、部品実装機１２０に搬入されてきた基板２０の基板種を認識する。

認識結果が基板種Ａの場合には（Ｓ３４で基板種Ａ）、仮決定部３０５ｄは、部品実装機１２０に搬入されてきた基板の基板種が、基板種Ａであると仮決定する（Ｓ２）。仮決定した後は、実施の形態１と同様の処理を行う（Ｓ４〜Ｓ２２）。これらの処理は、実施の形態１で説明したとおりであるため、その詳細な説明はここでは繰り返さない。

なお、図１９Ａ、図１９Ｂ及び図１９Ｂは、基板種Ａ、Ｂ及びＣの各基板が搬入されてきた場合に、判別マーク認識処理（Ｓ３２）の認識結果が基板種Ａである場合の処理を説明するための図である。

図１９Ａに示すように、判別マーク２７に従い基板種Ａの基板を基板種Ａと認識した場合には（Ｓ３４で基板種Ａ）、図１５Ａに示したのと同様に、基板マーク２２及び２１の認識が行われ、部品実装機１２０に搬入された基板２０の基板種が基板種Ａであると判断される（Ｓ２〜Ｓ１０）。

図１９Ｂに示すように、判別マーク２８に従い基板種Ｂの基板を基板種Ａと誤認識した場合には（Ｓ３４で基板種Ａ）、図１５Ｂに示したのと同様に、領域２２ａにおいて基板マークの認識に失敗するため（Ｓ８でＮＯ）、搬入された基板２０の基板種が基板種Ｂであると仮決定され（Ｓ１２）、基板マーク２４及び２３の認識が行われる。その結果、部品実装機１２０に搬入された基板２０の基板種が基板種Ｂであると判断される（Ｓ１２〜Ｓ２０）。

図１９Ｃに示すように、判別マーク２９に従い基板種Ｃの基板を基板種Ａと誤認識した場合には（Ｓ３４で基板種Ａ）、図１５Ｃに示したのと同様に、領域２２ａ及び２４ａにおいて基板マークの認識に失敗する（Ｓ８でＮＯ、Ｓ１８でＮＯ）。このため、想定外の基板種（基板種Ａ及びＢ以外の基板種）の基板２０が部品実装機１２０に搬入されたものと判断して、表示部３０２にエラー表示を行う（Ｓ２２）。

一方、認識結果が基板種Ｂの場合には（Ｓ３４で基板種Ｂ）、搬入された基板２０の基板種が基板種Ｂであると優先的に仮決定され、基板種Ｂの基板マークの認識が行われた後に、基板種Ｂの基板マークの認識に失敗した場合には、基板種Ａの基板マークの認識処理が行われる（Ｓ１２〜Ｓ２０、Ｓ２〜Ｓ２２）。なお、判別マークに従った認識結果が基板種Ａの場合と、基板種Ｂの場合とでは、処理の順序が異なるだけであり、処理の内容は同じである。そのため、その詳細な説明はここでは繰り返さない。

以上説明したように、本実施の形態によると、基板種毎に基板マークの位置を異ならせ、仮決定した基板種の基板マークの位置における基板マークの有無を検知する。これにより、部品実装機に搬入された基板の基板種が仮決定した基板種と等しいか否かを判断している。基板マークの認識処理は、基板マークの有無のみを検知する処理であるため、基板種の形状を認識する従来の処理に比べて認識精度が高い処理である。このため、基板種の誤判定を起こしにくい。

また、実施の形態１では、仮決定する基板種を予め定められた優先順位に従って決定している。このため、優先順位が高い基板種の基板が搬入されてきた場合には、早期に基板マークの認識に成功し、基板種を決定することができるが、優先順位が低い基板種の基板が搬入されてきた場合には、基板マークの認識に失敗した後に、基板マークの認識に成功するため、早期に基板種を決定することができない。しかし、実施の形態２では、判別マークの認識を行い、その結果に基づいて、基板種の仮決定を行うことにより、搬入が想定されているいずれの基板種の基板が搬入されたとしても、早期に基板種を決定することができる。

以上、本発明の実施の形態に係る部品実装機について説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

例えば、実施の形態１では、搬入される基板の基板種を生産枚数の計画値が多い基板種に優先的に仮決定するように、仮決定する基板種の優先順序を決定しているが、優先順位の決定方法はこれに限定されるものではない。基板１枚あたりの部品実装時間が長い基板種ほど順位が高くなるように優先順位を決定してもよい。これにより、部品実装時間が長い基板種ほど基板種を識別するのに要する時間を短くすることができる。よって、基板種識別に要する時間を含めた実装基板を生産するのに要する合計時間のばらつきを基板種間で少なくすることができる。

また、実施の形態２では、判別マークとしてバーコードを用いたが、基板種を識別できるマークであれば、これに限られるものではなく、ＱＲコード（登録商標）や、位置や並びによって基板種を識別するための判別マークなどであってもよい。さらに、基板種毎に形状、寸法又は色が異なるマークを、基板種を識別するための判別マークとして用いてもよい。

また、本発明は、部品実装機以外であっても、基板種を識別することが必要な装置に適用することができ、例えば、半田印刷機、接着剤塗布機、リフロー炉などに適用することもできる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、基板上に部品を実装する部品実装機等に適用できる。

部品実装機の外観図である。 部品実装機内部の主要な構成を示す平面図である。 部品実装機による部品実装について説明するための図である。 部品実装機による部品実装について説明するための図である。 装着ヘッド及び部品カセットの外観を示す斜視図である。 部品実装機の機能的な構成を示すブロック図である。 実装点データの一例を示す図である。 部品ライブラリの一例を示す図である。 実装装置情報の一例を示す図である。 実装点数情報の一例を示す図である。 基板マークデータの一例を示す図である。 基板種Ａの基板の基板マークの位置を説明するための図である。 基板種Ｂの基板の基板マークの位置を説明するための図である。 生産枚数データの一例を示す図である。 部品実装機による部品実装処理を説明するためのフローチャートである。 基板種Ａの基板に対する基板マークの認識処理を説明するための図である。 基板種Ｂの基板に対する基板マークの認識処理を説明するための図である。 基板種Ａ及びＢ以外の基板種の基板に対する基板マークの認識処理を説明するための図である。 判別マーク位置データの一例を示す図である。 判別データの一例を示す図である。 基板種Ａの基板の判別マークの位置を説明するための図である。 基板種Ｂの基板の判別マークの位置を説明するための図である。 部品実装機による部品実装処理を説明するためのフローチャートである。 基板種Ａの基板に対する判別マーク及び基板マークの認識処理を説明するための図である。 基板種Ｂの基板に対する判別マーク及び基板マークの認識処理を説明するための図である。 基板種Ａ及びＢ以外の基板種の基板に対する判別マーク及び基板マークの認識処理を説明するための図である。

符号の説明

２０ 基板
２１〜２６ 基板マーク
２１ａ〜２４ａ、２７ａ 領域
２７〜２９ 判別マーク
１０７ 部品リール
１２０ 部品実装機
１２０ａ 前サブ設備
１２０ｂ 後サブ設備
１２１ 装着ヘッド
１２１ａ 吸着ノズル
１２１ｂ 基板カメラ
１２２ ビーム
１２３ 部品カセット
１２５ａ、１２５ｂ 部品供給部
１２６ 部品認識カメラ
１２７ ノズルチェンジャ
１２９ レール
１２９ａ 固定レール
１２９ｂ 可動レール
１３１ 機構部
１３２ 機構制御部
３０２ 表示部
３０３ 入力部
３０４ メモリ部
３０５ａ 取得部
３０５ｂ 撮像指示部
３０５ｃ 判断部
３０５ｄ 仮決定部
３０７ データベース部
３０７ａ 実装点データ
３０７ｂ 部品ライブラリ
３０７ｃ 実装装置情報
３０７ｄ 実装点数情報
３０７ｅ 基板マークデータ
３０７ｆ 生産枚数データ

Claims (8)

1. 部品実装機に搬入された基板の基板種を識別する基板種識別方法であって、
   搬入された基板の基板種が、所定の基板種であると仮決定する仮決定ステップと、
   仮決定した前記所定の基板種の基板に付される基板マークの位置であって、基板種固有の位置を示す位置情報を取得する取得ステップと、
   基板の搬入時に、前記位置情報で特定される位置へ、前記基板マークを認識するための基板カメラを移動させ、前記基板カメラにより当該位置を撮像する撮像ステップと、
   前記撮像ステップで得られた画像に基づいて、前記位置情報で特定される位置における前記基板マークの有無を検知し、前記基板マークが有ると検知された場合には、搬入された前記基板の基板種が、仮決定した前記所定の基板種と同じであると判断する判断ステップと
   を含む基板種識別方法。
2. 前記仮決定ステップにおいて、さらに、前記判断ステップにおいて前記基板マークが無いと検知された場合には、前記搬入された基板の基板種が、仮決定した前記所定の基板種とは異なる他の基板種であると仮決定しなおし、
   前記仮決定ステップにおいて前記他の基板種に仮決定しなおされた場合には、前記取得ステップ、前記撮像ステップ及び前記判断ステップを再度実行する
   請求項１記載の基板種識別方法。
3. 前記仮決定ステップにおいて、予め定められた基板種の優先順位に従って、前記搬入された基板の基板種を仮決定する
   請求項２記載の基板種識別方法。
4. 前記予め定められた基板種の優先順位は、生産枚数の計画値が多い基板種ほど高くなる優先順位である
   請求項３記載の基板種識別方法。
5. 前記予め定められた基板種の優先順位は、基板１枚あたりの部品実装時間が長い基板種ほど高くなる優先順位である
   請求項３記載の基板種識別方法。
6. 前記仮決定ステップにおける初回の仮決定では、基板の搬入時に、前記基板カメラが、前記基板に付され、かつ基板種に固有のマークである判別マークを認識し、認識結果に基づいて、前記搬入された基板の基板種を仮決定する
   請求項１又は請求項２記載の基板種識別方法。
7. 基板に付された基板マークを認識するための基板カメラを備える部品実装機であって、
   搬入された基板の基板種が、所定の基板種であると仮決定する仮決定部と、
   仮決定した前記所定の基板種の基板に付される基板マークの位置であって、基板種固有の位置を示す位置情報を取得する取得部と、
   基板の搬入時に、前記位置情報で特定される位置へ前記基板カメラを移動させ、前記基板カメラにより当該位置を撮像させる撮像指示部と、
   前記基板カメラにより得られた画像に基づいて、前記位置情報で特定される位置における前記基板マークの有無を検知し、前記基板マークが有ると検知された場合には、搬入された前記基板の基板種は、仮決定した前記所定の基板種と同じであると判断する判断部と
   を備える部品実装機。
8. 部品実装機に搬入された基板の基板種を識別するプログラムであって、
   搬入された基板の基板種が、所定の基板種であると仮決定する仮決定ステップと、
   仮決定した前記所定の基板種の基板に付される基板マークの位置であって、基板種固有の位置を示す位置情報を取得する取得ステップと、
   基板の搬入時に、前記位置情報で特定される位置へ、前記基板マークを認識するためのカメラを移動させ、前記基板カメラにより当該位置を撮像する撮像ステップと、
   前記撮像ステップで得られた画像に基づいて、前記位置情報で特定される位置における前記基板マークの有無を検知し、前記基板マークが有ると検知された場合には、搬入された前記基板の基板種は、仮決定した前記所定の基板種と同じであると判断する判断ステップと
   をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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