JP2019139347A - 配線板の部品確認システムおよびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シルク表示の無いプリント配線板に対して、部品を確認しやすくする技術を提供する。【解決手段】配線板の部品確認システムは、部品を識別する部品識別子と部品の座標を有するＣＡＤデータを、取得するＣＡＤデータ取得部と、部品識別子と部品に関するデータを有する部品データを、取得する部品データ取得部と、部品を搭載する配線板の画像データである配線板画像データを取得し、取得したＣＡＤデータと画像データとを合成する画像データ合成部と、合成した画像データの表示に対して指定を受けた部品について、部品に関するデータを表示する部品情報確認部とを有することを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、配線板の部品確認する技術に関し、特に、シルク表示の無いプリント配線板の部品を確認する技術に関する。

特許文献１には、ユーザの指定操作に応じて所定の検査機からの画像を読み出すとともに、設計データサーバから該当する基板の設計データの供給を受け、設計データによる設計図と画像との倍率および方向を合わせ、両者を重ね合わせた合成画像を作成し、モニタに表示する技術が開示されている。そのような構成により、基板の製造工程に不具合がないかどうかや、設計に問題がないかどうかなどの分析を、簡単かつ正確に行えることが記載されている。

特開２００７−５３５８号公報

近年、プリント配線板上に実装する部品密度は上がり、かつ製品の小型化によりプリント配線板の小型化も求められている。このため、高密度のプリント配線板では限られた部品実装範囲に多くの部品を実装しなければならない。プリント配線板上に多くの部品を実装するには、部品と部品の間隔を狭く実装する必要がある。このことにより多くの部品を実装できるがシルクを表示する領域が無くなってしまう。ここで、シルクとは部品を実装するためにプリント配線板上に部品名や部品外形、回路記号などを印刷したものである。

このシルク表示が無いと、プリント配線板上の部品名や部品の位置、実装方向などを確認することができない。シルク表示の無いプリント配線板で部品を確認する場合、部品名と部品外形が記載されたシルク作業図面を別途作成し、実際のプリント配線板と図面を見比べる必要があるため、手間のかかる作業であった。

特許文献１では、ＣＡＤデータからの設計図と基板の画像とを重ねて合成する技術は開示されているが、設計図と基板上の配線との位置関係による不良を分析することにとどまる。従って、基板における部品を確認することについては配慮が十分になされてはいない。

本発明の目的は、シルク表示の無い配線板に対して、部品を確認しやすくする技術を提供することにある。

本発明の好ましい一例は、部品を識別する部品識別子と前記部品の座標を有するＣＡＤデータを、取得するＣＡＤデータ取得部と、前記部品識別子と前記部品に関するデータを有する部品データを、取得する部品データ取得部と、前記部品を搭載する配線板の画像データである配線板画像データを取得し、取得した前記ＣＡＤデータと前記画像データとを合成する画像データ合成部と、合成した前記画像データの表示に対して指定を受けた部品について、前記部品に関するデータを表示する部品情報確認部とを有する配線板の部品確認システムである。

本発明によれば、シルク表示の無い配線板に対して、部品を確認しやすくできる。

実施例である配線板の部品確認システムの構成を示す図。 演算処理装置の処理部を示す図。 部品データの内容を示す図。 受付画面を示す図。 撮影した画像データとＣＡＤデータを示す図。 撮影した画像データとＣＡＤデータを合成しモニタに表示した例を示す図。 部品情報の表示例を示す図。 配線板の部品確認システムの処理フローを示す図。 製品別部品情報を合成した画像を示す図。 シルク表示の無いプリント配線板に、部品実装をした例を示す図。 シルク表示の無いプリント配線板用に、部品名を表示した例を示す図。 作業指示情報を合成した画像を示す図。

以下、図面を用いて実施例を、詳細に説明する。

図１は、プリント配線板を対象にした配線板の部品確認システムの構成図である。ここで、プリント配線板とは、銅箔パターン（導体パターン）を絶縁された板の表面または内部に形成したもので、電子部品を基板上に実装し、部品間を接続するために使用される。

プリント配線板の部品確認システム１００は、カメラ１０１、入力装置１０２、演算処理装置１０３、表示装置１０４、記憶装置１０５、サーバ２００を有する。演算処理装置１０３は、ＣＰＵなどのプロセッサーであり、記憶装置１０５に記憶したプログラムを読み出して、プログラムを実行する。部品確認システム１００は、例えば、スマホ、タブレットなどの携帯型の端末でもよい。

カメラ１０１にてプリント配線板全体を撮影し画像データを、記憶装置１０５のプリント配線板画像データ２０８または、サーバ２００のプリント配線板画像データ２０９へ保存する。

入力装置１０２はキーボード、マウス、ＱＲコードリーダ（ＱＲコードは登録商標）、バーコードリーダ等であり、プリント配線板の種類を特定するための、プリント配線板個々に付けられたプリント配線板の図番入力や、各ファイルの場所を入力する。

図２は、演算処理装置１０３の処理部を示す。以下の各処理は、演算処理装置１０３がプログラムを読み出すことで、演算処理装置１０３の各処理部が実行する。各処理部は、受付部３０１、ＣＡＤデータ取得部３０２、部品データ取得部３０３、画像データ合成部３０４、合成画像表示部３０５、部品情報確認部３０６、製品別部品情報確認部３０７、作業指示部品確認部３０８である。

図３は、部品データ２０２の内容を示す。図番ごとに、部品名に対応して、部品型式、部品メーカのデータが保持されている。部品の種類としては、図３に例示したように、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３などがある。

受付部３０１は、受付画面１１０を表示する。図４は、受付画面の例を示す図である。ＣＡＤデータを特定する図番を取得するため、Ｎ１にキーボードやＱＲコードリーダ等の入力装置１０２より図番についてのデータが格納されたフォルダ名などの格納場所を入力する。画像データ入力領域Ｎ２に、カメラ１０１で撮影した画像データファイルの場所を入力する。図１では、カメラは、部品確認システム１００に備えられているが、必ずしもその必要は無い。撮像装置から取得しておいた画像データを、サーバ２００に、プリント配線板画像データ２０９として記憶しておき、それを利用するようにしてもよい。

次に、ユーザからの表示方法の選択を受付ける。設計時の部品表示Ｎ３と製品別部品表示Ｎ４と作業指示部品表示Ｎ５のどれかの選択を受ける。表示ボタンＮ６が押されると、表示装置１０４に合成された画像が表示される。終了ボタンＮ７が押されるとシステム終了となる。

ＣＡＤデータ取得部３０２は、受付部３０１から取得した図番をキーに、サーバ２００に記憶したＣＡＤデータ２０１のうち該当するＣＡＤデータを取得する。ＣＡＤデータ２０１は、図番で特定した図５のＣＡＤデータ画像１２１に関するデータが保持されている。各部品名と部品名に対応した形状や位置情報の座標を含む。ＣＡＤデータ２０１は、図５のＣＡＤデータ画像１２１が表示できるようなデータを保持する。

部品データ取得部３０３は、受付部３０１から取得した図番をキーに、サーバ２００に記憶した部品データ２０２から図番に対応したプリント配線板に搭載する部品データの識別子を特定し、部品型式、部品メーカ名等を取得する。

画像データ合成部３０４は、Ｎ２で入力された画像データの格納場所に基づいて、プリント配線板画像データ２０８、もしくはプリント配線板画像データ２０９から、対象となるプリント配線板の画像データを取得し、取得したプリント配線板の画像と、サーバ２００より取得したＣＡＤデータとを合成する。撮影した画像にＣＡＤデータは、部品名を部品中心に表示、部品外形部は塗りつぶして透過表示する。合成した画像データに、部品データ取得部３０３が取得した部品型式、部品メーカを、部品名ごとに付加する。それにより、ＣＡＤデータ・部品データ・画像データの合成が実行される。

ここで、透過とは、部品を搭載した位置もしくは部品を搭載すべき位置に、部品の名称などの部品の型式などの属性の情報、もしくは、部品に対して色情報を付加して、プリント基板の画像上に、透過させて表示することをいう。

図５は、プリント配線板の画像データ１２０とＣＡＤデータ画像１２１を示す。
位置決めマーク１３０に基づいて、画像データ合成部３０４は、画像データ１２０とＣＡＤデータ画像１２１を合成する。３点の位置決めマークの位置を合わせることで回転角度と倍率を合わせる。Ｒ１などの部品の種類に対応して、プリント配線板における部品の配置位置は定められている。

合成画像表示部３０５は、画像データ合成部３０４が作成した画像データを、表示装置１０４に表示するように制御する。合成された画像データは、ピッチイン・ピッチアウト、キーボードの+-キーの指示を受けて、画像の拡大縮小が可能である。よって、小さい部品も拡大して確認することができる。合成された画像データは、スワイプ、キーボードの矢印キーにより画面のスクロールが可能である。

図６は、画像データ合成部３０４で合成され、合成画像表示部３０５が表示した画像データを示す。画像データ１２０の部品パッド部１３１、ＣＡＤデータ画像１２１の部品名部１３２と部品外形部１３３を塗りつぶして透過表示する。

部品情報確認部３０６は、合成した画像データを表示した画像の部品外形部を、ダブルクリック、ダブルタップという指示を受けると、ＣＡＤデータ２０１から取得した部品名、部品座標と、部品データ２０２から取得した部品名に対応した部品型式、部品メーカ名を、表示装置１０４にポップアップ表示するように制御する。図７は、部品情報確認部３０６の画面表示の例を示す。部品名、部品形式、部品メーカ名といった部品情報１３４を、ポップアップ表示する。

ＣＡＤデータに保持された、プリント配線基板における各種類の部品Ｒ１は、製品ごとに、同じではない場合がある。例えば、ＣＡＤデータの部品Ｒ１と製品Ａにおけるプリント配線板上に搭載するＲ１は、部品型式、もしくは部品メーカが異なる場合がある。あるいは、図５のＣＡＤデータ画像１２１に示すＲ１を搭載する位置には、製品Ｂでは、部品Ｒ１を搭載しない場合がある。各製品のプリント配線板ごとに、例えば、部品Ｒ１は変更されているのか、削除されているのか、といった製品別の部品に関する情報を視認して確認するためには、製品別部品情報確認部３０７は、有効である。

作業指示部品確認部３０８は、シルク表示の無いプリント配線板１２２の部品名Ｒ１を部品交換する場合は、どの部品を交換してよいか視認できるように、プリント配線板の画像上の位置を、透過して、表示する機能である。具体的には、後述する。

図８は、シルク無しプリント配線板の部品確認システムの処理フローを示す。各処理は、演算処理装置１０３としてのプロセッサーが実行する。
受付部３０１が、図番、画像データの場所、表示方法の選択を受付けた後、表示ボタンを受付けると、表示装置１０４に合成された画像が、表示装置１０４に表示されるように制御する。

受付部３０１が、受付内容に不備があるかどうかを判断する（Ｐ１１）。受付内容に不備がある場合は、受付Ｐ１に戻る。受付内容に不備が無い場合には、Ｐ２に進む。ＣＡＤデータ取得部３０２が、入力された図番から特定したＣＡＤデータを取得し、部品データ取得部３０３が、部品データを取得し、と 受付部が受付画面から受付けたプリント配線板の画像データファイルの場所より、画像データを取得する（Ｐ２）。

図４における受付画面から、設計時の部品表示Ｎ３の選択を受けた場合（Ｐ１２）、画像データ合成部３０４が、ＣＡＤデータ・部品データ・画像データの合成をする（Ｐ３）。そして、合成画像表示部３０５が、表示装置１０４に、表示する。
部品情報確認ステップ（Ｐ４）では、合成した画像データの部品外形部を、ユーザからダブルクリック、ダブルタップといった部品選択の指示を受ける。そうすると、部品情報確認部３０６が、ＣＡＤデータ２０１から取得した、選択された部品の部品名、部品座標と、部品データ２０２から取得した部品型式、部品メーカ名をポップアップ表示する（Ｐ４）。終了ボタンＮ７を受けた場合（Ｐ１３でＹ）は、部品情報確認処理は、終了する。さらに別の部品外形部をダブルクリックなどの指示を受けた場合（Ｐ１３でＮ）には、部品情報確認ステップにＰ４に戻る。

図４における受付画面から、製品別部品表示Ｎ４の選択を受けた場合（Ｐ１２）の、製品別部品実装の確認方法を説明する。同一のプリント配線板で部品実装の有無や部品型式の変更で製品の機能を変え別製品としている。例えば、製品Ａでは部品データＡの部品を実装し、製品Ｂでは部品データＢの部品を実装する。プリント配線板は製品Ａ、Ｂ両方に対応した設計を行っている。
サーバ２００に記憶した製品別部品データ２０３には、製品Ａなどの製品を識別する製品識別子とともに、部品データ２０２と同様に、製品に対応した部品、部品型式、部品メーカのデータが保持される。

図８におけるＣＡＤデータ・部品データ・画像データ・製品別部品情報合成ステップ（Ｐ５）では、製品別部品表示Ｎ４に、フォルダなどの格納場所が指定されることで、画像データ合成部３０４が、記憶装置１０５における製品別合成画像データ２０６を取得する。表示装置１０４に、合成画像表示部３０５が、合成された画像を表示する。

製品別部品情報確認部３０７が、ＣＡＤデータ２０１と、製品別部品データ２０３の比較をする。製品別部品データ２０３における各部品が、ＣＡＤデータ２０１にあるか、変更されたか、削除された部品があるかを、部品名称などの部品識別子に基づいて判断する、そして、部品が同じであるか、変更されたか、削除されたかに応じて、表示方法を変更して表示するように制御する（Ｐ６）。

図９は、製品別部品情報確認部３０７が、製品別に表示方法を変更した画像データの例を示す。例えば、製品Ａについては、ＣＡＤデータと比較して、部品変更なしの部品名はＲ１、型式などが変更された、部品変更があった部品名はＲ２、部品が削除された部品はＲ３の場合を示す。それぞれ透過表示の色を変えて（１３５、１３６、１３７）識別する。
終了ボタンＮ７を受けた場合（Ｐ１４でＹ）は、製品別部品情報確認処理は、終了する。さらに別の製品の製品別部品確認表示などをする場合（Ｐ１４でＮ）には、製品別部品情報確認ステップにＰ６に戻る。

図４における受付画面から、作業指示部品表示Ｎ５の選択を受けた場合（Ｐ１２）の、プリント配線板に搭載された部品を交換する際に対象となる部品を探す方法を説明する。 図１０は、シルク表示の無いプリント配線板に部品を実装した配線板上の部品などの配置例１２２を示す。
図１１は、シルク表示の無いプリント配線板用の部品名を表示した配線図面１２３の例を示す。

例えば、図１０のシルク表示の無いプリント配線板１２２の部品名Ｒ１を、部品交換する場合は、プリント配線板に部品名Ｒ１がシルク印字されていないためＲ１の位置は不明である。このため図１１のような配線図面１２３を作成できれば、その中からＲ１を探し場所を特定することになる。部品数が数百あるプリント配線板では、図１１のような図面があったとしても部品の位置を特定するのは困難である。

作業指示データ２０４には、部品データ２０２と同様に、部品名に対応し、部品形式、部品メーカのデータが保持されるとともに、部品交換する対象となる部品に対しては、管理者などが記録したフラグが保持される。図８において、製品を交換する部品に関するデータが保持される格納場所を、作業指示部品表示Ｎ５に入力してもらうことで、作業指示合成画像データ２０７を取得できる。

そして、画像データ合成部３０４が、交換部品の部品識別子に対応したＣＡＤデータ２０１、部品データ２０２、プリント配線板画像データ２０８を取得して、ＣＡＤデータ・部品データ・画像データ・作業指示データの合成をする（Ｐ７）。その後、合成画像表示部３０５が、表示装置１０４に、合成画像を表示する。

作業指示部品確認部３０８は、作業指示データ２０４から、作業対象の前記部品を特定する作業指示データであるフラグに基づいて、交換する部品名を取得し、交換する部品であるＲ１については、例えば、色を変えて透過表示をする（Ｐ８）。

図１２は、図８の作業指示部品確認ステップ（Ｐ８）にて確認される画像データ１２４を示す。交換部品であるＲ１は、色を変えて表示しており、部品名Ｒ１が対象部品として視認しやすい。
図８において、終了ボタンＮ７を受けた場合（Ｐ１５でＹ）は、作業指示部品確認処理は、終了する。さらに別の作業指示部品を確認表示する場合（Ｐ１５でＮ）には、作業指示部品確認ステップＰ８に戻る。

３０２：ＣＡＤデータ取得部、３０３：部品データ取得部、３０４：画像データ合成部、３０６：部品情報確認部、３０７：製品別部品情報確認部、３０８：作業指示部品確認部

Claims (7)

1. 部品を識別する部品識別子と前記部品の座標を有するＣＡＤデータを、取得するＣＡＤデータ取得部と、
   前記部品識別子と前記部品に関するデータを有する部品データを、取得する部品データ取得部と、
   前記部品を実装する配線板の画像データである配線板画像データを取得し、取得した前記ＣＡＤデータと前記配線板画像データとを合成する画像データ合成部と、
   合成した前記画像データの表示に対して指定を受けた前記部品について、前記部品に関するデータを表示する部品情報確認部とを有することを特徴とする配線板の部品確認システム。
2. 請求項１に記載の配線板の部品確認システムにおいて、
   受付部は、部品表示の選択を受け、
   前記部品情報確認部は、
   前記部品を選択する指示を受けることで、指定する前記部品を特定し、前記ＣＡＤデータと前記部品データから前記指定を受けた前記部品の部品名、部品型式、もしくは部品メーカ名を、表示装置に、ポップアップ表示することを特徴とする配線板の部品確認システム。
3. 請求項１に記載の配線板の部品確認システムにおいて、
   受付部は、製品別部品表示の選択を受け、
   製品別部品情報確認部は、
   製品毎の部品データを有する製品別部品データと前記ＣＡＤデータとの比較に基づいて、製品別部品の表示方法を変更することを特徴とする配線板の部品確認システム。
4. 請求項３に記載の配線板の部品確認システムにおいて、
   前記製品別部品情報確認部は、
   前記製品別部品データが、前記ＣＡＤデータの前記部品と異なる場合と、同じ場合とで、前記表示方法が異なることを特徴とする配線板の部品確認システム。
5. 請求項３に記載の配線板の部品確認システムにおいて、
   前記受付部は、作業指示部品表示の選択を受け、
   作業指示部品確認部は、
   前記配線板における作業対象の前記部品を特定する作業指示データに基づいて、作業対象となる前記部品の表示方法を変更することを特徴とする配線板の部品確認システム。
6. 請求項１に記載の配線板の部品確認システムにおいて、
   前記配線板には、複数の位置決めマーカが配置されており、
   前記画像データ合成部は、
   前記位置決めマーカに基づいて、前記ＣＡＤデータと前記配線板画像データとを合成し、
   合成画像表示部は、合成した前記画像データを表示し、指示を受けて、拡大、縮小、画面のスクロールを可能とすることを特徴とする配線板の部品確認システム。
7. プロセッサーが、
   部品を識別する部品識別子と前記部品の座標を有するＣＡＤデータを取得し、
   前記部品識別子と前記部品に関するデータを有する部品データを取得し、
   前記部品を実装する配線板の画像データである配線板画像データを取得し、取得した前記ＣＡＤデータと前記配線板画像データとを合成し、
   合成した前記画像データの表示に対して、前記部品を選択する指示を受けた場合に、選択された前記部品について、前記部品に関するデータを表示することを特徴とする配線板の部品確認方法。

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