JP2021052120A

JP2021052120A - 搭載データの作成方法および搭載データ作成装置

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Publication number: JP2021052120A
Application number: JP2019174972A
Authority: JP
Inventors: 正道小峯; Masamichi Komine
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2021-04-01
Anticipated expiration: 2039-09-26
Also published as: JP7340398B2

Abstract

【課題】搭載座標のＣＡＤデータがなくても、オペレータのスキルに依存せず、簡単に正確な搭載データを作成する。【解決手段】搭載データの作成方法は、部品が搭載されるパターンの周辺に表示された識別情報とパターンに搭載される部品を紐付けた搭載情報を作成する搭載情報作成ステップと、部品の形状情報を含む部品データを作成する部品データ作成ステップと、パターンと識別情報を含む被写体の画像を取得する画像取得ステップと、画像から識別情報を取得し、取得した識別情報に紐付いた部品番号を搭載情報から検索し、検索した部品番号に対応する部品の定義形状を部品データから作成し、識別情報の周辺で検索する検索ステップと、部品の定義形状と画像のパターンとを重ね合わせることで、搭載座標を搭載情報の搭載座標として設定する設定ステップと、を備える。【選択図】図３

Description

本開示は、搭載データの作成方法および搭載データ作成装置に関する。

従来、部品を搭載する搭載データの作成方法として、例えば特開平９−１９０５３１号公報（下記特許文献１）に記載の実装データ作成方法が知られている。この実装データ作成方法は、基板をイメージスキャナにて読み取った画像データにて基板を画面表示し、この表示画面にて基板の各ランドの形状および大きさ、中心位置等の必要なランドデータを画像認識処理により取得する。次に、このランドデータに対応する部品を部品ライブラリから検索処理して選択することにより実装部品データを作成する。次に、選択した各部品について、部品の中心位置が対応するランドの中心位置に一致する実装位置データをデータ処理にて作成する。

また、下記特許文献１とは別の搭載データの作成方法として、例えば特開平９−３０７２９６号公報（下記特許文献２）に記載の実装データ作成方法が知られている。この実装データ作成方法は、基板の画像からフットパターン、位置決めマーク、ＩＤ文字等が画像有効部として抽出され、抽出された有効画像部が、その有効画像部をそれに対応する基板の部品搭載座標とともに格納したデータベースに登録されているかが検索される。有効画像部が検索できた場合には、その有効画像部に対応する基板の部品搭載座標を実装データとして出力し、一方、検索されない場合には、その有効画像部をそれに関連する基板の部品搭載座標とともにインデックス化してデータベースに登録する。したがって、有効画像部が登録されている場合には、対応する基板の部品搭載座標が実装データとして出力されるので、実装データの作成を自動化できる。

特開平９−１９０５３１号公報特開平９−３０７２９６号公報

しかしながら、上記特許文献１では部品の形状、大きさ等に基づいてランドデータに対応する部品を部品ライブラリから検索処理しているため、常に正しい部品を選択できるとは限らない。例えば、同じ形状、大きさでも異なる部品が存在する場合には、正しい部品を選択できない。また、上記特許文献２では基板画像の有効画像部とこれに対応する部品搭載座標とがデータベースに登録されている場合に、有効画像部を検索できて実装データとして出力できるようになっているものの、データベースに登録されていない場合には、有効画像部を検索できず実装データを出力できない。したがって、上記特許文献１と２のいずれにおいても簡単に正確な搭載データを作成できないという問題があった。

本開示の搭載データの作成方法は、部品が搭載されるパターンの周辺に表示された識別情報と前記パターンに搭載される部品の部品番号とを紐付けた搭載情報を作成する搭載情報作成ステップと、前記部品の形状情報を含む部品データを作成する部品データ作成ステップと、前記パターンと前記識別情報を含む被写体を撮像することで画像を取得する画像取得ステップと、前記画像から前記識別情報を取得し、取得した前記識別情報に紐付いた前記部品番号を前記搭載情報から検索し、検索した前記部品番号に対応する前記部品の定義形状を前記部品データから作成し、作成した前記部品の定義形状が搭載可能な前記パターンを、前記画像のうち前記識別情報の周辺で検索する検索ステップと、前記部品の定義形状と前記画像のパターンとを重ね合わせることで前記部品の搭載座標を算出し、算出した前記搭載座標を前記搭載情報の搭載座標として設定する設定ステップと、を備える、搭載データの作成方法である。

本開示によれば、搭載座標のＣＡＤデータがなくても、オペレータのスキルに依存せず、簡単に正確な搭載データを作成することができる。

図１は搭載データ作成装置の電気的構成を示すブロック図である。図２は基板の平面図である。図３は搭載データの作成方法の手順を示したフローチャートである。図４はビジュアルエディターを示す画面の一例である。図５は部品ライブラリを示す画面の一例である。図６は基板を撮像する様子を示した搭載データ作成装置の全体図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の搭載データの作成方法は、部品が搭載されるパターンの周辺に表示された識別情報と前記パターンに搭載される部品の部品番号とを紐付けた搭載情報を作成する搭載情報作成ステップと、前記部品の形状情報を含む部品データを作成する部品データ作成ステップと、前記パターンと前記識別情報を含む被写体を撮像することで画像を取得する画像取得ステップと、前記画像から前記識別情報を取得し、取得した前記識別情報に紐付いた前記部品番号を前記搭載データから検索し、検索した前記部品番号に対応する前記部品の定義形状を前記部品データから作成し、作成した前記部品の定義形状が搭載可能な前記パターンを、前記画像のうち前記識別情報の周辺で検索する検索ステップと、前記部品の定義形状と前記画像のパターンとを重ね合わせることで前記部品の搭載座標を算出し、算出した前記搭載座標を前記搭載情報の搭載座標として設定する設定ステップと、を備える、搭載データの作成方法である。

本開示におけるパターンとは、基板を構成する回路のうち、部品が実装されるランドのことをいうものとする。パターンは１つのランドまたは複数のランドで構成される。
識別情報と部品番号が紐付いているから、画像からパターンを検索する際に識別情報の周辺を検索すればよく、部品の定義形状と画像のパターンとを重ね合わせることで部品の搭載座標を算出でき、同一パターンが複数存在する場合、正しい搭載座標を自動的に絞り込むことができる。したがって、搭載座標のＣＡＤデータがなくても、オペレータのスキルに依存せず、簡単に正確な搭載データを作成することができる。

（２）前記識別情報は、前記被写体としての基板の表面に印刷されるシルク名であることが好ましい。
基板に印刷されているシルク名を利用して搭載データを作成できる。

（３）前記部品が搭載可能な搭載座標が複数存在する場合、オペレータに正しい前記搭載座標を選択させることが好ましい。
自動的に絞り込むことができなかった場合、オペレータの作業が必要になるが、その作業を簡単にすることができる。

（４）本開示の搭載データ作成装置は、部品が搭載されるパターンの周辺に表示された識別情報と前記パターンに搭載される部品の部品番号とを紐付けた搭載情報を作成する搭載情報作成部と、前記部品の形状情報を含む部品データを作成する部品データ作成部と、前記パターンと前記識別情報を含む被写体を撮像することで画像を取得する画像取得部と、前記画像から前記識別情報を取得し、取得した前記識別情報に紐付いた前記部品番号を前記搭載情報から検索し、検索した前記部品番号に対応する前記部品の定義形状を前記部品データから作成し、作成した前記部品の定義形状が搭載可能な前記パターンを、前記画像のうち前記識別情報の周辺で検索する検索部と、前記部品の定義形状と前記画像のパターンとを重ね合わせることで前記部品の搭載座標を算出し、算出した前記搭載座標を前記搭載情報の搭載座標として設定する設定部と、を備える、搭載データ作成装置としてもよい。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の搭載データの作成方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、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およ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。

本開示の搭載データの作成方法は、例えば図１に示す搭載データ作成装置１０によって実現することができる。本開示では、ＩＣ、抵抗、コンデンサなどの部品６０を図２に示す基板Ｂに搭載するのに使用される搭載データの作成方法を例示している。

基板Ｂは複数のパターンＰを有しており、基板ＢのＣＡＤデータを入手できる場合には、ＣＡＤデータからパターンＰの位置データを取得できる。しかしながら、基板ＢのＣＡＤデータを入手できない場合にはパターンＰの位置データを取得できない。そのため、基板Ｂそのものを用いてパターンＰの位置を把握し、搭載データを作成する必要がある。そのような場合に、本開示の搭載データの作成方法は有用である。

搭載データ作成装置１０は、図６に示すように、モニタ２０と、パーソナルコンピュータ（以下「ＰＣ」という）３０と、キーボード４０と、スキャナ５０と、を備えて構成されている。モニタ２０は、図４に示す基板エディター２１や図５に示す部品データ２２などを表示する表示部２３を備えている。キーボード４０は、ＰＣ３０に必要な情報などを入力する入力部４１を備えている。

スキャナ５０は、図６に示すように、撮像部５１と、画像出力部５２と、ステージ５３と、を備えている。撮像部５１は、視野５４の範囲内で基板Ｂの一部を撮像可能とされているものの、ステージ５３を矢線方向に移動させながら撮像を行うことで基板Ｂの全体を撮像可能とされている。二点鎖線で示したステージ５３と基板Ｂの位置は移動開始位置であり、実線で示したステージ５３と基板Ｂの位置は移動終了位置である。

ＰＣ３０は、図１に示すように、演算処理部３１と、画像処理部３２と、記憶部３３と、を備えている。撮像部５１は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサを有する。撮像部５１のレンズから入ってきた光はイメージセンサによって画像信号に変換され、画像出力部５２からＰＣ３０の記憶部３３に取り込まれて記憶される。記憶部３３に記憶された画像信号は画像処理部３２に送られ、画像処理部３２は画像信号に基づいて画像を生成する。本開示ではスキャナ５０の撮像部５１により基板Ｂが撮像され、ＰＣ３０の画像処理部３２により基板Ｂの基板画像Ｂ１が取得される。

図４に示す基板エディター２１は、基板Ｂの全体画像としての基板画像Ｂ１を表示する基板表示部２１１と、基板Ｂの一部を拡大して表示した拡大表示部２１２と、搭載情報２１３と、部品情報２１４と、を備えている。拡大表示部２１２には、基板Ｂの表面にＩＣ２と印刷されているシルク名Ｓに対応するパターンＰの外形を表した正方形状の外形線２１５と、外形線２１５の中心点２１６と、が表示されている。

搭載情報２１３には、ＮＯ、シルク名、搭載座標２１７、部品番号２１８、部品厚さ、使用ノズルなどの項目が設けてあり、シルク名の欄にはシルク名Ｓが表示されている。図４においては、搭載情報のＮＯ．２１２の行にはシルク名Ｓである「ＩＣ２」と、部品番号である「５６」と、が表示されているものを例示している。

部品情報２１４には、部品番号２１８、部品名称などの項目が設けてある。図４においては、部品番号２１４である「５６」の部品名称として「ＸＹＺ」が表示されているものを例示している。

図５に示す部品データ２２は、部品名称２２１と、部品６０の形状情報２２２と、荷姿情報２２３と、を備えている。形状情報２２２には、部品６０の外形寸法、部品６０のボディサイズなどが表示されている。部品画像２２５は、部品６０の全体画像である。部品画像２２５に基づいて、部品６０の定義形状２２６が生成される。

部品６０の定義形状２２６は、例えば図４の拡大表示部２１２に表示された一点鎖線部分であり、符号２２７は定義形状２２６の中心点を示している。演算処理部３１は、部品６０の定義形状２２６の中心点２２７を、パターンＰの外形線２１５の中心点２１６に近づけて定義形状２２６と外形線２１５とを重ね合わせることで部品６０の搭載位置を決定し、搭載位置における定義形状２２６の中心点２２７の座標を搭載座標として算出する。

次に、搭載データの作成方法について図３のフローチャートを参照しながら説明する。まず、どの部品６０をどのパターンＰに実装するかの情報（ＢＯＭ）に基づいて、シルク名Ｓと搭載する部品６０の部品番号２１８とを紐付けた搭載情報２１３を作成する（ステップＳ１０）。

次に、キーボード４０を用いてＰＣ３０に入力することで搭載する各部品６０の形状・寸法等の形状情報２２２、各部品６０の部品画像２２５などの部品データ２２を作成する（ステップＳ２０）。次に、サンプル基板などの基板Ｂをスキャナ５０によって撮像し、画像処理することで基板画像Ｂ１を作成し、この基板画像Ｂ１をモニタ２０の基板表示部２１１に表示する（ステップＳ３０）。次に、タッチパネル、マウスなどを用いて搭載情報２１３の先頭行を選択する（ステップＳ４０）。

次に、基板画像Ｂ１を撮像する際にＯＣＲ処理を行うことで全てのシルク名Ｓの部分を文字認識しておく。次に、先頭行に記載されたシルク名Ｓを基板画像Ｂ１から検索し（ステップＳ５０）、検索されたシルク名Ｓの周辺に位置するパターンＰを拡大表示部２１２に表示しておく。

次に、シルク名Ｓに紐付いた部品番号２１８に対応する部品６０の定義形状２２６を、形状情報２２２、部品画像２２５などの部品データ２２から作成する。次に、部品６０の定義形状２２６が搭載可能なパターンＰを、基板画像Ｂ１のうち上記で見つかったシルク名Ｓの周辺で検索する（ステップＳ６０）。次に、部品６０の定義形状２２６と基板ＢのパターンＰの外形線２１５とを重ね合わせ、搭載座標２１７の候補を全て算出する（ステップＳ７０）。

搭載座標の候補が１個であれば（ステップＳ８０でＹＥＳ）、算出した搭載座標２１７を搭載情報２１３の搭載座標２１７として設定する（ステップＳ９０）。一方、搭載座標２１７の候補が１個でなく２個以上であれば（ステップＳ８０でＮＯ）、全候補をモニタ２０に表示し、オペレータに正しい搭載座標２１７を選択させる（ステップＳ１００）。次に、選択した搭載座標２１７を搭載情報２１３の搭載座標２１７として設定する（ステップＳ１１０）。

搭載情報２１３の最終行まで設定が完了したら（ステップＳ１２０でＹＥＳ）、搭載データの作成を終了し、最終行まで設定が完了していなければ（ステップＳ１２０でＮＯ）、次の行の搭載情報２１３を選択し（ステップＳ１３０）、ステップＳ５０に戻って、次の行のシルク名Ｓを基板画像Ｂ１から検索する。このように本開示によれば、サンプル基板などの基板ＢのＣＡＤデータがない場合でも、基板Ｂから搭載データを作成できる。

以上のように本開示の搭載データの作成方法によれば、識別情報と部品番号２１８が紐付いているから、画像からパターンＰを検索する際に識別情報の周辺を検索すればよく、部品６０の定義形状と画像のパターンＰとを重ね合わせることで部品６０の搭載座標を算出でき、同一パターンＰが複数存在する場合、正しい搭載座標を自動的に絞り込むことができる。したがって、搭載座標のＣＡＤデータがなくても、オペレータのスキルに依存せず、簡単に正確な搭載データを作成することができる。

また、識別情報は、被写体としての基板Ｂの表面に印刷されるシルク名Ｓであることから、シルク名Ｓを利用して搭載データを作成できる。

また、部品６０が搭載可能な搭載座標が複数存在する場合、オペレータに正しい搭載座標を選択させるようにしてもよい。そのようにすれば、自動的に絞り込むことができなかった場合、オペレータの作業が必要になるが、その作業を簡単にすることができる。

本開示の搭載データ作成装置１０は、部品６０が搭載されるパターンＰの周辺に表示されたシルク名ＳとパターンＰに搭載される部品６０の部品番号２１８とを紐付けた搭載情報２１３を作成する搭載情報作成部と、部品６０の形状情報を含む部品データ２２を作成する部品データ作成部と、パターンＰとシルク名Ｓを含む基板Ｂを撮像することで基板画像Ｂ１を取得する画像取得部と、基板画像Ｂ１からシルク名Ｓを取得し、取得したシルク名Ｓに紐付いた部品番号２１８を搭載情報２１３から検索し、検索した部品番号２１８に対応する部品６０の定義形状を部品データ２２から作成し、作成した部品６０の定義形状が搭載可能なパターンＰを、基板画像Ｂ１のうちシルク名Ｓの周辺で検索する検索部と、部品６０の定義形状と基板画像Ｂ１のパターンＰとを重ね合わせることで部品６０の搭載座標２１７を算出し、算出した搭載座標２１７を搭載情報２１３の搭載座標２１７として設定する設定部と、を備える、搭載データ作成装置１０としてもよい。

＜他の実施形態＞
（１）上記実施形態ではサンプル基板などの基板Ｂをスキャナ５０で撮像することで基板画像Ｂ１を取得しているものの、基板の設計図面をスキャナ５０で撮像することで画像を取得してもよい。

（２）上記実施形態では基板Ｂに印刷されたシルク名Ｓを識別情報として利用していたが、基板Ｂの回路を形成する際に銅箔をエッチングすることによって識別情報を形成してもよい。

１０…搭載データ作成装置
２０…モニタ
２１…ビジュアルエディター２２…部品ライブラリエディター２３…表示部
３０…パーソナルコンピュータ
３１…演算処理部（搭載情報作成部、部品データ作成部、検索部、設定部）３２…画像処理部（画像取得部、検索部）３３…記憶部
４０…キーボード
４１…入力部
５０…スキャナ（画像取得部）
５１…撮像部５２…画像出力部５３…ステージ５４…視野
６０…部品
２１１…基板表示部２１２…拡大表示部２１３…搭載情報２１４…部品情報２１５…外形線２１６…中心点２１７…搭載座標２１８…部品番号
２２１…部品ライブラリ名２２２…形状情報（部品データ）２２３…荷姿・極性情報２２４…吸・装着情報２２５…部品画像（部品データ）２２６…定義形状２２７…中心点
Ｂ…基板（被写体）Ｂ１…基板画像（画像）
Ｐ…パターン
Ｓ…シルク名（識別情報）

Claims

部品が搭載されるパターンの周辺に表示された識別情報と前記パターンに搭載される部品の部品番号とを紐付けた搭載情報を作成する搭載情報作成ステップと、
前記部品の形状情報を含む部品データを作成する部品データ作成ステップと、
前記パターンと前記識別情報を含む被写体を撮像することで画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像から前記識別情報を取得し、取得した前記識別情報に紐付いた前記部品番号を前記搭載情報から検索し、検索した前記部品番号に対応する前記部品の定義形状を前記部品データから作成し、作成した前記部品の定義形状が搭載可能な前記パターンを、前記画像のうち前記識別情報の周辺で検索する検索ステップと、
前記部品の定義形状と前記画像のパターンとを重ね合わせることで前記部品の搭載座標を算出し、算出した前記搭載座標を前記搭載情報の搭載座標として設定する設定ステップと、を備える、搭載データの作成方法。
前記識別情報は、前記被写体としての基板の表面に印刷されるシルク名である、請求項１に記載の搭載データの作成方法。
前記部品が搭載可能な搭載座標が複数存在する場合、オペレータに正しい前記搭載座標を選択させる、請求項１または請求項２に記載の搭載データの作成方法。
部品が搭載されるパターンの周辺に表示された識別情報と前記パターンに搭載される部品の部品番号とを紐付けた搭載情報を作成する搭載情報作成部と、
前記部品の形状情報を含む部品データを作成する部品データ作成部と、
前記パターンと前記識別情報を含む被写体を撮像することで画像を取得する画像取得部と、
前記画像から前記識別情報を取得し、取得した前記識別情報に紐付いた前記部品番号を前記搭載情報から検索し、検索した前記部品番号に対応する前記部品の定義形状を前記部品データから作成し、作成した前記部品の定義形状が搭載可能な前記パターンを、前記画像のうち前記識別情報の周辺で検索する検索部と、
前記部品の定義形状と前記画像のパターンとを重ね合わせることで前記部品の搭載座標を算出し、算出した前記搭載座標を前記搭載情報の搭載座標として設定する設定部と、を備える、搭載データ作成装置。
前記識別情報は、前記被写体としての基板の表面に印刷されるシルク名である、請求項４に記載の搭載データ作成装置。
前記設定部は、前記部品が搭載可能な搭載座標が複数存在する場合、オペレータに正しい前記搭載座標を選択させ、選択した前記搭載座標を前記搭載情報の搭載座標として設定する、請求項４または請求項５に記載の搭載データ作成装置。