JP2021174420A - はんだ補給位置教示システム - Google Patents

Abstract

【課題】作業者にはんだを補給すべき位置を教示可能なはんだ補給位置教示システムを開示する。【解決手段】はんだ補給位置教示システムは、撮像部と、生成部と、表示部とを備える。撮像部は、作業者が視認している現実世界に合わせて仮想情報を表示可能な拡張現実デバイスを用いて、スキージがマスクを摺動してマスクを介して基板にはんだを印刷する印刷機に設けられている認識対象物を作業者が視認したときに、作業者の視野に含まれる印刷機を撮像して作業者の視野画像を取得する。生成部は、撮像部によって取得された視野画像に含まれる認識対象物に基づいて、拡張現実デバイスを介して作業者が視認する現実のマスクにおいて作業者がはんだを補給すべき位置を含む仮想情報を生成する。表示部は、拡張現実デバイスを介して作業者が視認する現実のマスクの上に、生成部によって生成された仮想情報を重ねて表示する。【選択図】図３

Description

本明細書は、はんだ補給位置教示システムに関する技術を開示する。

特許文献１に記載の基板生産支援システムは、生産情報管理装置と、拡張現実端末装置とを備えている。生産情報管理装置は、認識対象の生産情報を管理する。拡張現実端末装置は、撮像部と、マーカー認識部と、拡張現実表示部とを備えている。撮像部は、作業者の視野に入る認識対象を撮像して視野画像を取得する。マーカー認識部は、視野画像中にある識別マーカーであって認識対象に設けられた固有の識別マーカーを認識する。拡張現実表示部は、視野画像中にある識別マーカーによって特定された認識対象の生産情報を視野画像または作業者の視野に重ねて表示する。

特開２０１４−２３５７０４号公報

しかしながら、特許文献１には、作業者がはんだを補給する際に、作業者にはんだを補給すべき位置を教示することについて、記載も示唆もされていない。

このような事情に鑑みて、本明細書は、作業者にはんだを補給すべき位置を教示可能なはんだ補給位置教示システムを開示する。

本明細書は、撮像部と、生成部と、表示部とを備えるはんだ補給位置教示システムを開示する。前記撮像部は、作業者が視認している現実世界に合わせて仮想情報を表示可能な拡張現実デバイスを用いて、スキージがマスクを摺動して前記マスクを介して基板にはんだを印刷する印刷機に設けられている認識対象物を前記作業者が視認したときに、前記作業者の視野に含まれる前記印刷機を撮像して前記作業者の視野画像を取得する。前記生成部は、前記撮像部によって取得された前記視野画像に含まれる前記認識対象物に基づいて、前記拡張現実デバイスを介して前記作業者が視認する現実の前記マスクにおいて前記作業者が前記はんだを補給すべき位置を含む前記仮想情報を生成する。前記表示部は、前記拡張現実デバイスを介して前記作業者が視認する現実の前記マスクの上に、前記生成部によって生成された前記仮想情報を重ねて表示する。

上記のはんだ補給位置教示システムによれば、撮像部、生成部および表示部を備えるので、拡張現実デバイスを介して作業者が視認する現実のマスクの上に、はんだを補給すべき位置を含む仮想情報を重ねて表示することができる。つまり、上記のはんだ補給位置教示システムは、作業者にはんだを補給すべき位置を教示することができる。

印刷機の構成例を示す一部断面図である。 はんだを補給すべき位置と、スキージおよびマスクとの関係の一例を示す斜視図である。 はんだ補給位置教示システムの制御ブロックの一例を示すブロック図である。 はんだ補給位置教示システムによる制御手順の一例を示すフローチャートである。 拡張現実デバイスの構成例を示す斜視図である。 視野画像の一例を示す模式図である。 識別マーカーの一例を示す模式図である。 拡張現実デバイスの位置および作業者の視認方向を特定する方法の一例を示す模式図である。 拡張現実デバイスを介して作業者が視認するマスクにおけるスキージの当接位置を算出する方法の一例を示す模式図である。 表示部による表示例を示す模式図である。 表示部による他の表示例を示す模式図である。

１．実施形態
１−１．印刷機ＷＭ１の構成例
はんだ補給位置教示システム５０は、印刷機ＷＭ１に適用される。印刷機ＷＭ１は、スキージ３４がマスク７０を摺動してマスク７０を介して基板９０にはんだ８０を印刷する印刷処理を実行する。印刷機ＷＭ１は、基板９０に所定の対基板作業を行って基板製品を生産する対基板作業機に含まれる。印刷機ＷＭ１は、印刷検査機、部品装着機、リフロー炉および外観検査機などの対基板作業機と共に、基板生産ラインを構成している。

図１に示すように、本実施形態の印刷機ＷＭ１は、基板搬送装置１０と、マスク支持装置２０と、スキージ移動装置３０と、制御装置４０とを備えている。本明細書では、基板９０の搬送方向（図１の紙面に垂直な方向）をＸ軸方向とする。また、水平面においてＸ軸方向に直交する印刷機ＷＭ１の前後方向（図１の紙面において左右方向）であり印刷方向をＹ軸方向とする。さらに、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交する鉛直方向（図１の紙面において上下方向）をＺ軸方向とする。

基板搬送装置１０は、印刷対象の基板９０を搬送する。基板９０は、回路基板であり、電子回路、電気回路、磁気回路などが形成される。基板搬送装置１０は、印刷機ＷＭ１の基台ＢＳ０に設けられる。基板搬送装置１０は、例えば、基板９０の搬送方向（Ｘ軸方向）に延びるベルトコンベアによって、基板９０を搬送する。基板搬送装置１０は、印刷機ＷＭ１に搬入された基板９０を保持する基板保持部１１を備えている。基板保持部１１は、マスク７０の下面側の所定の位置において、マスク７０の下面に基板９０の上面を密着させた状態で基板９０を保持する。

マスク支持装置２０は、基板搬送装置１０の上方に配置される。マスク支持装置２０は、一対のクランプ部材（図１では、一のクランプ部材が図示されている。）によって、マスク７０を支持する。一対のクランプ部材は、正面方向視の印刷機ＷＭ１の左側（図１の紙面奥側であり、図示されている。）および右側（図１の紙面手前側であり、同図において図示されていない。）に配置され、印刷方向（Ｙ軸方向）に沿って延びるように形成されている。

なお、図１は、印刷機ＷＭ１を印刷方向（Ｙ軸方向）に沿って切断した一部断面図であり、側面方向視の印刷機ＷＭ１の内部と、マスク７０および基板９０の断面とが模式的に示されている。マスク７０には、基板９０の配線パターンに対応した位置において貫通する開口部７１が形成されている。マスク７０は、例えば、外周縁に設けられた枠部材を介して、マスク支持装置２０に支持される。

スキージ移動装置３０は、スキージ３４をマスク７０と垂直な鉛直方向（Ｚ軸方向）に昇降させると共に、スキージ３４をマスク７０の上面において印刷方向（Ｙ軸方向）に移動させる。スキージ移動装置３０は、ヘッド駆動装置３１と、スキージヘッド３２と、一対の昇降装置３３，３３と、一対のスキージ３４，３４とを備えている。ヘッド駆動装置３１は、印刷機ＷＭ１の上部に配置されている。ヘッド駆動装置３１は、例えば、送りねじ機構などの直動機構によって、スキージヘッド３２を印刷方向（Ｙ軸方向）に移動させることができる。

スキージヘッド３２は、ヘッド駆動装置３１の直動機構を構成する移動体にクランプして固定される。スキージヘッド３２は、一対の昇降装置３３，３３を保持する。一対の昇降装置３３，３３の各々は、スキージホルダ３３ｆによってスキージ３４を保持し、互いに独立して駆動することができる。一対の昇降装置３３，３３の各々は、例えば、サーボモータ、エアーシリンダなどのアクチュエータを駆動させて、スキージホルダ３３ｆを昇降させ、スキージホルダ３３ｆに保持されているスキージ３４を昇降させる。

スキージ３４は、マスク７０の上面を摺動して、マスク７０の上面に供給されたはんだ８０をマスク７０に沿って移動させる。はんだ８０は、クリームはんだ（はんだペースト）を用いることができる。はんだ８０がマスク７０の開口部７１から基板９０に刷り込まれて、マスク７０の下面側に配置された基板９０に、はんだ８０が印刷される。本実施形態では、一対のスキージ３４，３４の各々は、印刷方向（Ｙ軸方向）に直交する基板９０の搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って延びるように形成されている板状部材である。

一対のスキージ３４，３４のうちの前側（図１の紙面左側）のスキージ３４は、前側から後側に向かってはんだ８０を移動させる印刷処理に用いられ、印刷機ＷＭ１の前側から後側に向かう方向を進行方向とする。一対のスキージ３４，３４のうちの後側（図１の紙面右側）のスキージ３４は、後側から前側に向かってはんだ８０を移動させる印刷処理に用いられ、印刷機ＷＭ１の後側から前側に向かう方向を進行方向とする。また、いずれのスキージ３４においても、進行方向と反対の方向を後退方向とする。

一対のスキージ３４，３４の各々は、進行側に位置する前面部が下方を向くように傾斜してスキージホルダ３３ｆに保持されている。換言すれば、一対のスキージ３４，３４の各々は、後退側に位置する背面部が上方を向くように傾斜してスキージホルダ３３ｆに保持されている。一対のスキージ３４，３４の各々の傾斜角度は、昇降装置３３の下部に設けられている調整機構によって調整される。

制御装置４０は、公知の演算装置と、図３に示す記憶装置４０ｍを備えており、制御回路が構成されている。制御装置４０は、ネットワークを介して管理装置と通信可能に接続されており、各種データを送受信することができる。制御装置４０は、生産プログラム、各種センサによって検出された検出結果などに基づいて、基板搬送装置１０、マスク支持装置２０およびスキージ移動装置３０を駆動制御する。

制御装置４０は、例えば、スキージ移動装置３０を駆動制御する。制御装置４０は、記憶装置４０ｍに記憶されている各種情報および印刷機ＷＭ１に設けられている各種センサの検出結果を取得する。記憶装置４０ｍは、例えば、ハードディスク装置などの磁気記憶装置、フラッシュメモリなどの半導体素子を使用した記憶装置を用いることができる。記憶装置４０ｍには、印刷機ＷＭ１を駆動させる生産プログラムなどが記憶される。

制御装置４０は、上記の各種情報および検出結果などに基づいて、スキージ移動装置３０に制御信号を送出する。これにより、スキージヘッド３２に保持されている一対のスキージ３４，３４の印刷方向（Ｙ軸方向）の位置および鉛直方向（Ｚ軸方向）の位置（高さ）、並びに、移動速度および傾斜角度が制御される。なお、図１に示すように、制御装置４０は、表示装置４１を備えている。表示装置４１は、印刷機ＷＭ１の作業状況を表示することができる。また、表示装置４１は、タッチパネルにより構成されており、作業者による種々の操作を受け付ける入力装置としても機能する。

１−２．はんだ８０の練り合わせ処理の一例
基板搬送装置１０によって基板９０が搬入され、基板９０がマスク７０の下面側の所定位置に配置されると、はんだ８０の練り合わせ処理が実行される。具体的には、印刷処理の開始時には、マスク７０の上面に、はんだ８０が供給される。図１に示すように、はんだ８０が供給されると、練り合わせ処理によって、はんだロールが形成される。

はんだロールは、一対のスキージ３４，３４が交互に進行方向に移動して、ペースト状のクリームはんだが練り合わされた状態をいう。はんだ８０は、練り合わせ処理によって、スキージ３４の長さ方向（基板９０の搬送方向であり、Ｘ軸方向）に延伸し、且つ、印刷方向（Ｙ軸方向）の幅が概ね均一になり、はんだロールが形成される。はんだ８０の練り合わせ処理が完了すると、既述した印刷処理が実行される。

１−３．はんだ補給位置教示システム５０の構成例
スキージ３４がマスク７０を摺動してマスク７０を介して基板９０にはんだ８０を印刷する印刷機ＷＭ１では、作業者がはんだ８０を補給する場合がある。図２は、はんだ８０を補給すべき位置５０ｓと、スキージ３４およびマスク７０との関係の一例を示している。

マスク７０上の適切な位置にはんだ８０が補給されないと、はんだ８０の練り合わせ処理に必要なはんだ８０からマスク７０の開口部７１までの離間距離Ｌ０が確保されない可能性がある。また、マスク７０上の適切な位置にはんだ８０が補給されないと、はんだ８０の練り合わせ処理を開始する際に下降した破線で示すスキージ３４によって補給されたはんだ８０が分断され、印刷処理に用いられるはんだ８０の量が減少する可能性がある。これらの結果、印刷品質の低下が生じる可能性がある。

そこで、本実施形態の印刷機ＷＭ１には、はんだ補給位置教示システム５０が設けられている。はんだ補給位置教示システム５０は、作業者にはんだ８０を補給すべき位置５０ｓを教示する。図３に示すように、はんだ補給位置教示システム５０は、撮像部５１と、生成部５２と、表示部５３とを備えている。撮像部５１および表示部５３は、拡張現実デバイス６０に設けられる。生成部５２は、種々の制御装置に設けることができる。本実施形態の生成部５２は、印刷機ＷＭ１の制御装置４０に設けられている。生成部５２は、印刷機ＷＭ１を含む複数の対基板作業機を管理する管理装置に設けることもできる。生成部５２は、クラウド上に形成することもできる。

また、本実施形態のはんだ補給位置教示システム５０は、図４に示すフローチャートに従って、制御を実行する。撮像部５１は、ステップＳ１１に示す処理を行う。生成部５２は、ステップＳ１２およびステップＳ１３に示す処理を行う。表示部５３は、ステップＳ１４に示す処理を行う。

１−３−１．撮像部５１
撮像部５１は、拡張現実デバイス６０を用いて、印刷機ＷＭ１に設けられている認識対象物５０ｍを作業者が視認したときに、作業者の視野に含まれる印刷機ＷＭ１を撮像して作業者の視野画像５０ｐを取得する（図４に示すステップＳ１１）。

拡張現実デバイス６０は、作業者が視認している現実世界に合わせて仮想情報を表示可能な機器をいう。作業者が視認している現実世界に合わせて仮想情報を表示する技術は、例えば、拡張現実（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）、複合現実（Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）などと呼ばれている。拡張現実デバイス６０は、作業者が視認している現実世界に合わせて仮想情報を表示することができれば良く、上記技術で採用される公知の機器を用いることができる。

図５は、拡張現実デバイス６０の構成例を示している。同図に示すように、本実施形態の拡張現実デバイス６０は、眼鏡状に形成されている。作業者は、眼鏡と同様に拡張現実デバイス６０を身につける（以下、拡張現実デバイス６０を装備するという。）ことにより、拡張現実デバイス６０を使用することができる。拡張現実デバイス６０は、少なくとも一つの撮像部５１（同図では、一つの撮像部５１）と、少なくとも一つの表示部５３（同図では、二つの表示部５３，５３）と、無線通信部６０ｗとを備えている。

撮像部５１は、公知の撮像装置を用いることができる。本実施形態の撮像部５１は、二つの表示部５３，５３の間に設けられており、撮像範囲は、作業者の視野に合わせて設定されている。撮像部５１は、印刷機ＷＭ１に設けられている認識対象物５０ｍを作業者が視認したときに、作業者の視野に含まれる印刷機ＷＭ１を撮像して作業者の視野画像５０ｐを取得する。

図６は、作業者の視野画像５０ｐの一例を示している。例えば、同図に示す視野画像５０ｐには、実線で示すスキージ３４を保持するスキージホルダ３３ｆと、マスク７０とが撮像されている。スキージ３４およびスキージホルダ３３ｆは、作業者によるはんだ８０の補給作業時に、マスク７０に対して鉛直方向（Ｚ軸方向）の上方に退避している。スキージ３４を保持するスキージホルダ３３ｆに設けられる識別マーカー５０ｋは、認識対象物５０ｍに含まれる。

図６および図７に示すように、本実施形態の識別マーカー５０ｋには、白色の四角形５０ｋ１と黒色の四角形５０ｋ２が交互に配置される市松模様が付されている。識別マーカー５０ｋは、例えば、一次元コード、二次元コードなどであっても良い。また、図１に示すように、認識対象物５０ｍには、スキージ３４を移動させるスキージヘッド３２に設けられる識別マーカー５０ｋが含まれても良い。さらに、認識対象物５０ｍには、基板９０を保持する基板保持部１１に設けられる識別マーカー５０ｋが含まれても良い。

このように、識別マーカー５０ｋは、スキージ３４とマスク７０の位置関係を特定可能な部位に設けることができる。また、撮像部５１は、上記の複数の識別マーカー５０ｋを同時に撮像することもできる。これにより、スキージ３４とマスク７０の位置関係を特定する際の精度が向上する。このように、認識対象物５０ｍには、スキージ３４を保持するスキージホルダ３３ｆ、スキージ３４を移動させるスキージヘッド３２、および、基板９０を保持する基板保持部１１のうちの少なくとも一つに設けられる識別マーカー５０ｋが含まれると良い。

また、図６に示すように、認識対象物５０ｍには、マスク７０に設けられている複数の開口部７１、または、スキージ３４が含まれても良い。この形態では、生成部５２は、撮像部５１によって取得された視野画像５０ｐに含まれる複数の開口部７１の配置に基づいて、識別マーカー５０ｋと同様にして、スキージ３４とマスク７０の位置関係を特定することができる。また、生成部５２は、撮像部５１によって取得された視野画像５０ｐに含まれるスキージ３４の特徴部位の配置に基づいて、識別マーカー５０ｋと同様にして、スキージ３４とマスク７０の位置関係を特定することができる。

図５に示すように、二つの表示部５３，５３は、作業者が拡張現実デバイス６０を装備したときに、作業者の両目に対応する位置に、それぞれ設けられている。作業者は、拡張現実デバイス６０を装備した状態で、二つの表示部５３，５３を介して、現実世界を視認することができる。また、作業者は、拡張現実デバイス６０を装備した状態で、二つの表示部５３，５３を介して、二つの表示部５３，５３が表示する仮想情報を視認することができる。

無線通信部６０ｗは、例えば、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの公知の無線通信を用いて、撮像部５１によって撮像された視野画像５０ｐの画像データを制御装置４０に送信することができる。また、無線通信部６０ｗは、公知の無線通信を用いて、生成部５２によって生成された仮想情報を制御装置４０から受信することができる。このように、無線通信部６０ｗは、制御装置４０と拡張現実デバイス６０との間で、視野画像５０ｐの画像データおよび仮想情報を含む種々の情報、制御装置４０と拡張現実デバイス６０との間の種々の制御情報などを送受信することができる。

１−３−２．生成部５２
生成部５２は、撮像部５１によって取得された視野画像５０ｐに含まれる認識対象物５０ｍに基づいて、拡張現実デバイス６０を介して作業者が視認する現実のマスク７０において作業者がはんだ８０を補給すべき位置５０ｓを含む仮想情報を生成する。

例えば、認識対象物５０ｍと拡張現実デバイス６０との間の距離が短くなるほど、視野画像５０ｐに含まれる認識対象物５０ｍの大きさは、大きくなる。逆に、認識対象物５０ｍと拡張現実デバイス６０との間の距離が長くなるほど、視野画像５０ｐに含まれる認識対象物５０ｍの大きさは、小さくなる。また、認識対象物５０ｍと拡張現実デバイス６０との間の距離が同じであっても、作業者の視認方向によって、視野画像５０ｐに含まれる認識対象物５０ｍの形状および大きさが変動する。

そこで、生成部５２は、視野画像５０ｐに含まれる認識対象物５０ｍの外観（例えば、所定部位の配置、大きさ、形状など）に基づいて、拡張現実デバイス６０の位置および作業者の視認方向を特定することができる。具体的には、生成部５２は、視野画像５０ｐに含まれる認識対象物５０ｍの外観と、予め取得されている認識対象物５０ｍの外観情報とを比較して、拡張現実デバイス６０の位置および作業者の視認方向を特定することができる（図４に示すステップＳ１２）。

認識対象物５０ｍの種別は、認識対象物５０ｍの外観情報に含まれる。本実施形態の認識対象物５０ｍには、識別マーカー５０ｋが含まれる。例えば、図７に示す白色の四角形５０ｋ１と黒色の四角形５０ｋ２が交互に配置される市松模様が識別マーカー５０ｋに付されていることは、認識対象物５０ｍの外観情報に含まれる。また、例えば、視野画像５０ｐに含まれる認識対象物５０ｍの外観と比較するテンプレート（拡張現実デバイス６０の位置および作業者の視認方向ごとの外観情報）は、認識対象物５０ｍの外観情報に含まれる。さらに、視野画像５０ｐに含まれる認識対象物５０ｍの所定部位の配置と、基準となる拡張現実デバイス６０の位置および作業者の視認方向との関係は、認識対象物５０ｍの外観情報に含まれる。

これらの認識対象物５０ｍの外観情報は、種々の記憶装置に予め記憶させておくことができる。本実施形態では、認識対象物５０ｍの外観情報は、制御装置４０の記憶装置４０ｍに記憶されている。また、記憶装置４０ｍには、認識対象物５０ｍを識別する識別情報と、認識対象物５０ｍが設けられている印刷機ＷＭ１を識別する識別情報との組み合わせに関する情報（ペアリング情報）が予め記憶されている。

例えば、生成部５２は、視野画像５０ｐに含まれる認識対象物５０ｍの外観と、既述したテンプレートを比較して、視野画像５０ｐに含まれる認識対象物５０ｍの外観と一致するテンプレートを抽出する。また、生成部５２は、ペアリング情報から認識対象物５０ｍが設けられている印刷機ＷＭ１を認識することができる。さらに、生成部５２は、抽出したテンプレートに規定されている拡張現実デバイス６０の位置および作業者の視認方向に基づいて、拡張現実デバイス６０の位置および作業者の視認方向を特定することができる。上述した特定方法は、テンプレートマッチングと呼ばれる。

生成部５２は、視野画像５０ｐに含まれる認識対象物５０ｍの所定部位の配置と、基準となる拡張現実デバイス６０の位置および作業者の視認方向との関係に基づいて、拡張現実デバイス６０の位置および作業者の視認方向を特定することもできる。例えば、図７に示す識別マーカー５０ｋから所定距離、離れた作業者が、拡張現実デバイス６０を用いて一の方向から識別マーカー５０ｋを視認したと仮定する。生成部５２は、このときの作業者の視野画像５０ｐに基づいて、白色の四角形５０ｋ１および黒色の四角形５０ｋ２の外形線を抽出し、複数（同図では、四つ）の交点５０ｋ３を取得する。図８の実線で示す四角形は、生成部５２によって取得された四つの交点５０ｋ３を直線で接続した四角形を示している。

次に、識別マーカー５０ｋから所定距離より短い距離、離れた作業者が、拡張現実デバイス６０を用いて他の一の方向から識別マーカー５０ｋを視認したと仮定する。生成部５２は、このときの作業者の視野画像５０ｐに基づいて、白色の四角形５０ｋ１および黒色の四角形５０ｋ２の外形線を抽出し、同様に四つの交点５０ｋ３を取得する。図８の破線で示す四角形は、生成部５２によって取得された四つの交点５０ｋ３を直線で接続した四角形を示している。

例えば、図８の実線で示す四角形を基準にすると、図８の破線で示す四角形の大きさは、実線で示す四角形と比べて大きく、拡張現実デバイス６０の位置は、基準と比べて、識別マーカー５０ｋに近いことが分かる。また、図８の実線で示す四角形を含む平面の法線と、破線で示す四角形を含む平面の法線とのなす角度から、基準に対する作業者の視認方向のずれが分かる。このように、生成部５２は、視野画像５０ｐに含まれる認識対象物５０ｍの所定部位（上記の例では、四つの交点５０ｋ３）の配置と、基準となる拡張現実デバイス６０の位置および作業者の視認方向との関係に基づいて、拡張現実デバイス６０の位置および作業者の視認方向を特定することができる。

本実施形態の識別マーカー５０ｋには、白色の四角形５０ｋ１と黒色の四角形５０ｋ２が交互に配置される市松模様が付されている。白色の四角形５０ｋ１と黒色の四角形５０ｋ２は、輝度の差が最も大きい。そのため、生成部５２は、白色の四角形５０ｋ１および黒色の四角形５０ｋ２の外形線を抽出し易く、視野画像５０ｐに含まれる認識対象物５０ｍの所定部位（複数の交点５０ｋ３）の配置を取得し易い。

なお、識別マーカー５０ｋについて上述されていることは、マスク７０に設けられている複数の開口部７１についても同様に言える。つまり、複数の開口部７１の配置は、複数の交点５０ｋ３の配置に相当する。また、識別マーカー５０ｋについて上述されていることは、スキージ３４についても同様に言える。つまり、スキージ３４の特徴部位の配置は、複数の交点５０ｋ３の配置に相当する。例えば、スキージ３４の形状、模様、色彩およびこれらの結合のうちの少なくとも一つが他の部位と顕著に異なる部位は、スキージ３４の特徴部位に含まれる。

生成部５２は、はんだ８０の練り合わせ処理に必要なはんだ８０からマスク７０の開口部７１までの離間距離Ｌ０が確保され、且つ、はんだ８０の練り合わせ処理を開始する際に下降したスキージ３４によって補給されたはんだ８０が分断されないように、作業者がはんだ８０を補給すべき位置５０ｓを設定する（図４に示すステップＳ１３）。なお、離間距離Ｌ０は、シミュレーション、実機による検証などによって予め取得しておくことができる。離間距離Ｌ０は、はんだ８０の種類（例えば、粘度など）に応じて設定することもできる。例えば、生成部５２は、はんだ８０の粘度が高くなるほど、離間距離Ｌ０を長くする。

また、例えば、生成部５２は、印刷機ＷＭ１を駆動させる生産プログラムから取得したはんだ８０の練り合わせ処理を開始する際の印刷機ＷＭ１の座標系におけるマスク７０とスキージ３４の位置関係を、拡張現実デバイス６０の座標系におけるマスク７０とスキージ３４の位置関係に変換する。そして、生成部５２は、拡張現実デバイス６０を介して作業者が視認するマスク７０におけるスキージ３４の当接位置Ｐ０を算出する。生成部５２は、算出したスキージ３４の当接位置Ｐ０を、作業者がはんだ８０を補給すべき位置５０ｓのスキージ３４側の限界とすることができる。

図９に示すように、スキージ３４およびスキージホルダ３３ｆは、作業者によるはんだ８０の補給作業時に、マスク７０に対して鉛直方向（Ｚ軸方向）の上方に退避している。はんだ８０の補給作業が終了すると、スキージ３４およびスキージホルダ３３ｆは、破線の矢印で示すように印刷方向（Ｙ軸方向）に移動し、鉛直方向（Ｚ軸方向）の下方に移動して、マスク７０に当接する。そして、はんだ８０の練り合わせ処理が開始される。上記のスキージ３４およびスキージホルダ３３ｆの移動は、印刷機ＷＭ１を駆動させる生産プログラムに規定されている。

そこで、生成部５２は、例えば、記憶装置４０ｍに記憶されている生産プログラムから、はんだ８０の練り合わせ処理を開始する際の印刷機ＷＭ１の座標系におけるマスク７０とスキージ３４の位置関係を取得する。図９に示す例では、印刷機ＷＭ１の座標系は、Ｘ軸方向（基板９０の搬送方向）、Ｙ軸方向（印刷方向）およびＺ軸方向（鉛直方向）によって規定されている。

また、撮像部５１によって視野画像５０ｐが取得されたときのスキージ３４の所定部位の位置Ｐ１１は、Ｘ軸方向の座標Ｘ１１、Ｙ軸方向の座標Ｙ１１およびＺ軸方向の座標Ｚ１１によって表されている。さらに、はんだ８０の練り合わせ処理を開始する際のスキージ３４の所定部位の位置Ｐ１２は、Ｘ軸方向の座標Ｘ１２、Ｙ軸方向の座標Ｙ１２およびＺ軸方向の座標Ｚ１２によって表されている。

この場合、生成部５２は、生産プログラムから印刷機ＷＭ１の座標系における位置Ｐ１２を取得する。また、生成部５２は、生産プログラムに規定されているスキージ３４の情報からスキージ３４の長さＤ０（基板９０の搬送方向（Ｘ軸方向）の長さ）を取得する。これらにより、生成部５２は、はんだ８０の練り合わせ処理を開始する際の印刷機ＷＭ１の座標系におけるマスク７０とスキージ３４の位置関係を取得することができる。

生成部５２は、はんだ８０の練り合わせ処理を開始する際の印刷機ＷＭ１の座標系におけるマスク７０とスキージ３４の位置関係を、拡張現実デバイス６０の座標系におけるマスク７０とスキージ３４の位置関係に変換する。図９に示す例では、拡張現実デバイス６０の座標系は、Ｘ０軸方向（基板９０の搬送方向）、Ｙ０軸方向（印刷方向）およびＺ０軸方向（鉛直方向）によって規定されている。

生成部５２は、印刷機ＷＭ１の座標系と拡張現実デバイス６０の座標系の位置関係に基づいて、印刷機ＷＭ１の座標系における位置Ｐ１２を、拡張現実デバイス６０の座標系における位置Ｐ１２に変換する。具体的には、拡張現実デバイス６０の座標系における位置Ｐ１２は、拡張現実デバイス６０の座標系の原点０から印刷機ＷＭ１の座標系の原点０に延びるベクトルと、印刷機ＷＭ１の座標系の原点０から位置Ｐ１２に延びるベクトルとを加算したベクトルによって表される。

図９では、生成部５２によって変換された位置Ｐ１２は、Ｘ０軸方向の座標Ｘ２２、Ｙ０軸方向の座標Ｙ２２およびＺ０軸方向の座標Ｚ２２によって表されている。また、生成部５２は、特定した拡張現実デバイス６０の位置および作業者の視認方向に合わせて、スキージ３４の長さＤ０（基板９０の搬送方向（Ｘ軸方向）の長さ）およびマスク７０に対する傾きを調整する。

これらにより、生成部５２は、拡張現実デバイス６０の座標系におけるマスク７０とスキージ３４の位置関係を取得することができ、拡張現実デバイス６０を介して作業者が視認するマスク７０におけるスキージ３４の当接位置Ｐ０を算出することができる。図９に示すように、スキージ３４の当接位置Ｐ０は、はんだ８０の練り合わせ処理を開始する際に下降した破線で示すスキージ３４によって補給されたはんだ８０が分断されない境界線になる。よって、生成部５２は、算出したスキージ３４の当接位置Ｐ０を、作業者がはんだ８０を補給すべき位置５０ｓのスキージ３４側の限界とすることができる。

なお、生産プログラムに規定されている上記のスキージ３４およびスキージホルダ３３ｆの移動経路および位置は、指令値（目標値）である。そのため、生成部５２は、例えば、スキージヘッド３２の位置検出情報（例えば、エンコーダの出力信号）などに基づいて、生産プログラムから取得したはんだ８０の練り合わせ処理を開始する際のマスク７０とスキージ３４の位置関係を補正することもできる。

生成部５２は、視野画像５０ｐに含まれる認識対象物５０ｍの位置に基づいて、拡張現実デバイス６０を介して作業者が視認するマスク７０におけるスキージ３４の当接位置Ｐ０を算出し、算出したスキージ３４の当接位置Ｐ０を、作業者がはんだ８０を補給すべき位置５０ｓのスキージ３４側の限界とすることもできる。但し、この形態のスキージ３４は、はんだ８０の練り合わせ処理を開始する際にマスク７０と当接する当接位置Ｐ０から鉛直方向（Ｚ軸方向）の上方に退避しているものとする。

この形態では、はんだ８０の補給作業から、はんだ８０の練り合わせ処理に移行する際に、スキージ３４の印刷方向（Ｙ軸方向）の移動が生じない。そのため、生成部５２は、視野画像５０ｐに含まれる認識対象物５０ｍの位置に基づいて、既述した位置Ｐ１１を鉛直方向（Ｚ軸方向）の下方に移動させることにより、拡張現実デバイス６０を介して作業者が視認するマスク７０におけるスキージ３４の当接位置Ｐ０を算出することができる。

なお、この形態では、認識対象物５０ｍは、スキージ３４の長さＤ０（基板９０の搬送方向（Ｘ軸方向）の長さ）を推定可能に設けられる。例えば、認識対象物５０ｍである識別マーカー５０ｋは、スキージ３４において基板９０の搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って延びるように形成されていると良い。また、生成部５２は、視野画像５０ｐに含まれる複数の認識対象物５０ｍの位置関係に基づいて、拡張現実デバイス６０を介して作業者が視認するマスク７０におけるスキージ３４の当接位置Ｐ０を算出すると良い。これにより、スキージ３４の当接位置Ｐ０の算出誤差が低減される。

１−３−３．表示部５３
表示部５３は、拡張現実デバイス６０を介して作業者が視認する現実のマスク７０の上に、生成部５２によって生成された仮想情報を重ねて表示する（図４に示すステップＳ１４）。

例えば、図１０に示すように、表示部５３は、拡張現実デバイス６０を介して作業者が視認するマスク７０の上に平面状の領域ＡＲ０を表示して、作業者がはんだ８０を補給すべき位置５０ｓを案内する。また、図１１に示すように、表示部５３は、拡張現実デバイス６０を介して作業者が視認するマスク７０の上にはんだ８０が補給された状態を表示して、作業者がはんだ８０を補給すべき位置５０ｓ、および、作業者が補給すべきはんだ８０の量を案内することもできる。

さらに、印刷処理の終了時に残存するはんだ８０に合わせて、はんだ８０の補給作業を行う場合がある。この場合、表示部５３は、拡張現実デバイス６０を介して作業者が視認するマスク７０の上に作業者がはんだ８０の補給作業を行う直前の印刷処理の終了時のスキージ３４の位置５０ｎを表示して、作業者がはんだ８０を補給すべき位置５０ｓを少なくとも案内することができる。また、図１０および図１１に示すように、表示部５３は、既述した表示と合わせて、スキージ３４の位置５０ｎを表示することもできる。

表示部５３は、拡張現実デバイス６０を介して作業者が視認するマスク７０にはんだ８０の練り合わせ処理を開始する際に当接するスキージ３４を表示して、作業者がはんだ８０を補給すべき位置５０ｓのスキージ３４側の限界を案内することもできる。また、表示部５３は、はんだ８０の練り合わせ処理に必要なはんだ８０からマスク７０の開口部７１までの最短距離を直線５０ｌで表示して、作業者がはんだ８０を補給すべき位置５０ｓのマスク７０の開口部７１側の限界を案内することもできる。上記最短距離は、既述した離間距離Ｌ０に相当する。図１０および図１１に示すように、いずれの場合も、表示部５３は、既述した表示と合わせて、上述した表示を行うこともできる。

２．その他
既述したように、生成部５２は、拡張現実デバイス６０を介して作業者が視認する現実のマスク７０において作業者がはんだ８０を補給すべき位置５０ｓを含む仮想情報を生成する。そして、表示部５３は、拡張現実デバイス６０を介して作業者が視認する現実のマスク７０の上に、生成部５２によって生成された仮想情報を重ねて表示する。

しかしながら、生成部５２は、種々の仮想情報を生成することができる。例えば、マスク７０の清掃が行われた後に、はんだ８０を補給する場合が想定される。この場合、生成部５２は、撮像部５１によって取得された視野画像５０ｐに基づいて、マスク７０にはんだ８０が残存しているか否かを判断する。はんだ８０が残存する場合、生成部５２は、拡張現実デバイス６０を介して作業者が視認する現実のマスク７０において、マスク７０の清掃を案内する仮想情報を生成する。

例えば、生成部５２は、拡張現実デバイス６０を介して作業者が視認する現実のマスク７０において、はんだ８０が残存する領域を示す仮想情報を生成する。そして、表示部５３は、拡張現実デバイス６０を介して作業者が視認する現実のマスク７０の上に、はんだ８０が残存する領域を示す仮想情報を重ねて表示する。また、表示部５３は、マスク７０の清掃が必要である旨を表示することができる。これにより、作業者は、マスク７０の清掃を行うことができ、マスク７０の清掃が行われた後に、はんだ８０を補給することができる。

３．はんだ補給位置教示方法
はんだ補給位置教示システム５０について既述されていることは、はんだ補給位置教示方法についても同様に言える。具体的には、はんだ補給位置教示方法は、撮像工程と、生成工程と、表示工程とを備えている。撮像工程は、撮像部５１が行う制御に相当する。生成工程は、生成部５２が行う制御に相当する。表示工程は、表示部５３が行う制御に相当する。

４．実施形態の効果の一例
はんだ補給位置教示システム５０によれば、撮像部５１、生成部５２および表示部５３を備えるので、拡張現実デバイス６０を介して作業者が視認する現実のマスク７０の上に、はんだ８０を補給すべき位置５０ｓを含む仮想情報を重ねて表示することができる。つまり、はんだ補給位置教示システム５０は、作業者にはんだ８０を補給すべき位置５０ｓを教示することができる。

１１：基板保持部、３２：スキージヘッド、３３ｆ：スキージホルダ、
３４：スキージ、５０：はんだ補給位置教示システム、
５０ｍ：認識対象物、５０ｋ：識別マーカー、５０ｋ１：白色の四角形、
５０ｋ２：黒色の四角形、５０ｐ：視野画像、５０ｌ：直線、
５０ｓ：作業者がはんだを補給すべき位置、
５０ｎ：印刷処理の終了時のスキージの位置、
５１：撮像部、５２：生成部、５３：表示部、６０：拡張現実デバイス、
７０：マスク、７１：開口部、８０：はんだ、９０：基板、ＡＲ０：領域、
Ｌ０：離間距離、Ｐ０：当接位置、ＷＭ１：印刷機。

Claims (13)

1. 作業者が視認している現実世界に合わせて仮想情報を表示可能な拡張現実デバイスを用いて、スキージがマスクを摺動して前記マスクを介して基板にはんだを印刷する印刷機に設けられている認識対象物を前記作業者が視認したときに、前記作業者の視野に含まれる前記印刷機を撮像して前記作業者の視野画像を取得する撮像部と、
   前記撮像部によって取得された前記視野画像に含まれる前記認識対象物に基づいて、前記拡張現実デバイスを介して前記作業者が視認する現実の前記マスクにおいて前記作業者が前記はんだを補給すべき位置を含む前記仮想情報を生成する生成部と、
   前記拡張現実デバイスを介して前記作業者が視認する現実の前記マスクの上に、前記生成部によって生成された前記仮想情報を重ねて表示する表示部と、
   を備えるはんだ補給位置教示システム。
2. 前記認識対象物は、前記スキージを保持するスキージホルダ、前記スキージを移動させるスキージヘッド、および、前記基板を保持する基板保持部のうちの少なくとも一つに設けられる識別マーカーである請求項１に記載のはんだ補給位置教示システム。
3. 前記識別マーカーには、白色の四角形と黒色の四角形が交互に配置される市松模様が付されている請求項２に記載のはんだ補給位置教示システム。
4. 前記認識対象物は、前記マスクに設けられている複数の開口部、または、前記スキージである請求項１に記載のはんだ補給位置教示システム。
5. 前記生成部は、前記視野画像に含まれる前記認識対象物の外観と、予め取得されている前記認識対象物の外観情報とを比較して、前記拡張現実デバイスの位置および前記作業者の視認方向を特定する請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のはんだ補給位置教示システム。
6. 前記生成部は、前記はんだの練り合わせ処理に必要な前記はんだから前記マスクの開口部までの離間距離が確保され、且つ、前記はんだの練り合わせ処理を開始する際に下降した前記スキージによって補給された前記はんだが分断されないように、前記作業者が前記はんだを補給すべき位置を設定する請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のはんだ補給位置教示システム。
7. 前記生成部は、前記印刷機を駆動させる生産プログラムから取得した前記はんだの練り合わせ処理を開始する際の前記印刷機の座標系における前記マスクと前記スキージの位置関係を、前記拡張現実デバイスの座標系における前記マスクと前記スキージの位置関係に変換して、前記拡張現実デバイスを介して前記作業者が視認する前記マスクにおける前記スキージの当接位置を算出し、算出した前記スキージの当接位置を、前記作業者が前記はんだを補給すべき位置のスキージ側の限界とする請求項６に記載のはんだ補給位置教示システム。
8. 前記スキージは、前記はんだの練り合わせ処理を開始する際に前記マスクと当接する当接位置から鉛直方向の上方に退避しており、
   前記生成部は、前記視野画像に含まれる前記認識対象物の位置に基づいて、前記拡張現実デバイスを介して前記作業者が視認する前記マスクにおける前記スキージの当接位置を算出し、算出した前記スキージの当接位置を、前記作業者が前記はんだを補給すべき位置のスキージ側の限界とする請求項６に記載のはんだ補給位置教示システム。
9. 前記表示部は、前記拡張現実デバイスを介して前記作業者が視認する前記マスクの上に平面状の領域を表示して、前記作業者が前記はんだを補給すべき位置を案内する請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のはんだ補給位置教示システム。
10. 前記表示部は、前記拡張現実デバイスを介して前記作業者が視認する前記マスクの上に前記はんだが補給された状態を表示して、前記作業者が前記はんだを補給すべき位置、および、前記作業者が補給すべき前記はんだの量を案内する請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のはんだ補給位置教示システム。
11. 前記表示部は、前記拡張現実デバイスを介して前記作業者が視認する前記マスクの上に前記作業者が前記はんだの補給作業を行う直前の印刷処理の終了時の前記スキージの位置を表示して、前記作業者が前記はんだを補給すべき位置を少なくとも案内する請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載のはんだ補給位置教示システム。
12. 前記表示部は、前記拡張現実デバイスを介して前記作業者が視認する前記マスクに前記はんだの練り合わせ処理を開始する際に当接する前記スキージを表示して、前記作業者が前記はんだを補給すべき位置のスキージ側の限界を案内する請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載のはんだ補給位置教示システム。
13. 前記表示部は、前記はんだの練り合わせ処理に必要な前記はんだから前記マスクの開口部までの最短距離を直線で表示して、前記作業者が前記はんだを補給すべき位置の前記マスクの開口部側の限界を案内する請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載のはんだ補給位置教示システム。

Images