JP5781834B2 - 対基板作業検査支援装置 - Google Patents
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Description
前記検査装置の検査において対象となる作業部位である検査対象部位を決定する検査対象部位決定部と、
その検査対象部位決定部によって決定された前記検査対象部位に関する情報を前記検査装置に通知する通知部と
を備えた対基板作業検査支援装置。
前記検査対象部位決定部が、少なくともその要検査部位を、前記検査対象部位に決定するように構成された(1)項ないし(3)項のいずれか1つに記載の対基板作業検査支援装置。
前記要検査部位認定部が、受け取った前記検査結果情報に基づき前記要検査部位を認定する検査結果依拠認定部を有する(11)項に記載の対基板作業検査支援装置。
前記検査結果情報に基づいて得られる個々の作業部位についての作業結果の安定度に基づいて、前記要検査部位の認定を行うように構成された(12)項に記載の対基板作業検査支援装置。
前記通知部が、その検査手順決定部によって決定された前記検査手順をも、前記検査装置に通知するように構成された(1)項ないし(20)項のいずれか1つに記載の対基板作業検査支援装置。
前記検査手順決定部が、前記検査対象部位に基づいて、前記撮像装置の前記停止位置を決定するように構成された(21)項または(22)項に記載の対基板作業検査支援装置。
前記検査対象部位決定部が、1の検査装置による前記検査対象部位の検査に必要な時間が対基板作業の作業タクトを超える場合に、前記検査対象部位の一部を、別の検査装置に振り分ける検査対象部位振分部を有する(1)項ないし(23)項のいずれか1つに記載の対基板作業検査支援装置。
i)電気回路製造ラインの全体構成
図1に示すように、電気回路製造ライン20は、上流側から順に、基板投入器22,はんだ印刷機24,印刷作業結果検査機26,第1搬送経路切換器28,部品装着機30,第2搬送経路切換器32,装着作業結果検査機34,リフロー炉36が、並んで配置されており、複数の回路基板(以下、単に「基板」という場合がある)が、それら機器を順次通過して、電気回路の製造が行われる。印刷作業結果検査機26,装着作業結果検査機34の各々が検査装置として機能し、支援装置10は、それら検査機26,34の各々を支援する。
はんだ印刷機24は、図2に示すように、角パイプを主体に構成されたベースフレーム50を有しており、そのベースフレーム50に支持されて配設された基板コンベア装置52,基板保持・昇降装置54(図では、スクリーン56に隠れて一部しか現われていない),スクリーン保持装置58,スキージ装置60,クリーニング装置62等によって構成されている。
印刷作業結果検査機26は、内部構造の図示は省略するが、基板コンベア装置と、検査ヘッドと、その検査ヘッドを移動させるヘッド移動装置とを含んで構成されている。基板コンベア装置は、はんだが印刷された基板を上流側から搬入して下流側搬出するとともに、所定の検査位置に定置させる機能を有している。検査ヘッドは、検査位置に定置させられた基板の表面の情報を得るための作業ヘッドである。ヘッド移動装置は、いわゆるXY型の移動装置であり、検査ヘッドを基板搬送方向に平行な方向(X方向)に移動させるX方向移動機構と、その機構自体をX方向に直角な方向(Y方向)に移動させるY方向移動機構とを含んで構成されており、基板の上方において、検査ヘッドを、基板の表面に平行な一平面に沿って移動させる。
部品装着機30は、基板に部品を装着するための作業機であり、先に説明したように、ベース40と、6つの装着モジュール42と、モジュール統括コントローラ44とを含んで構成されている。図4は外装パネルを外した状態の装着モジュール42を示しており、この図を参照しつつ説明すれば、装着モジュール42は、モジュールベース100と、モジュールベース100に上架されたビーム102と、モジュールベース100に配設された基板コンベア装置104と、当該モジュール42の正面側においてモジュールベース100に交換可能に取り付けられてそれぞれが部品供給装置として機能する複数の部品フィーダ106と、基板コンベア装置104と複数の部品フィーダ106との間においてモジュールベース100に固定されたベース固定式の部品カメラ108と、複数の部品フィーダ106のいずれかから供給される部品を保持してその部品を基板Sに装着するために離脱させる装着ヘッド110(「作業ヘッド」の一種である)と、ビーム102に配設されて装着ヘッド110を移動させるヘッド移動装置112とを含んで構成されている。
装着作業結果検査機34は、内部構造の図示は省略するが、印刷作業結果検査機26と同様、基板コンベア装置と、検査ヘッドと、その検査ヘッドを移動させるヘッド移動装置とを含んで構成されている。基板コンベア装置は、部品が装着された基板を上流側から搬入して下流側搬出するとともに、所定の検査位置に定置させる機能を有している。基板コンベア装置およびヘッド移動装置は、印刷作業結果検査機26のものと同様の構成となっているが、検査ヘッドは、印刷作業結果検査機26のものとは異なる構成となっている。装着検査結果検査機34が備える検査ヘッド、つまり、装着検査ヘッドは、基板表面と基板に装着された部品の上面とを上方から撮像する撮像装置としての基板カメラを主要構成要素として構成されたものであり、その基板カメラによって、二次元的な撮像データが取得される。
支援装置10は、汎用コンピュータがそれにインストールされたアプリケーションによって作動することで、実現される。支援装置10は、図1に示すように、LAN140を介して、印刷作業結果検査機26,装着作業結果検査機34に接続され、それらを支援する。また、その支援のための各種情報の入手等のため、LAN140を介して、はんだ印刷機24,部品装着機30(詳しくは、それのモジュール統括コントローラ44)に接続されている。なお、先に説明したように、部品装着機30の一部の装着モジュール42が検査モジュール42とされた場合に、装着作業結果検査機34と同様に支援を行う。
装着作業結果検査機34等の検査対象部位の決定は、設定された以下の3つの規則に基づいて行われる。
〈第1規則〉装着作業結果検査機34等(以下、単に、「検査機34等」と言う場合がある)によって検査を行うべき作業部位である要検査部位については、少なくとも検査を行なう。
〈第2規則〉要検査部位を装着作業結果検査機34だけで検査した場合の検査時間が、部品装着機30の作業タクト(部品が装着された基板が最下流の装着モジュール42から搬出されてくる時間間隔、すなわち、作業ピッチ)以内となるまでは、最下流の装着モジュール42を検査モジュール42として、要検査部位の一部の検査をそのモジュールに振り分ける。
〈第3規則〉部品装着機30の作業タクト内で、要検査部位以外の作業部位を、まんべんなく、かつ、可及的に多く検査する。
装着検査支援処理では、以下の3つの作業部位が、検査を行うべき作業部位である要検査部位に認定される。
(a) 作業結果の安定度が設定程度以下の作業部位(非安定部位)
(b) 不良が発生した作業部位(不良部位)
(c) 条件変動事象により作業結果が影響を受ける作業部位(変動事象部位)
本装着検査支援処理では、検査機34等が検査対象部位の検査を行う際の検査手順の適切化が行われる。検査機34等は、基板カメラで、装着された部品を撮像し、その撮像によって得られた撮像データを基に、装着位置ズレ量(Δx,Δy,Δθ)等を取得し、検査を行う。先に説明したように、基板カメラは、複数の部品を一視野に収めて撮像可能であり、その一視野に収まる部品を一度に検査可能である。したがって、検査対象部位であるいくつかの部品を検査する場合には、いくつかの停止位置に検査ヘッドを停止させて撮像し、検査を行う。本支援装置10は、データ格納部に各部品の位置(x,y)を格納している一方で、基板カメラの視野を把握しており、支援装置10が行う適切化では、その把握されている視野に基づき、検査ヘッドの停止位置が最も少なくなるように、かつ、各停止位置を巡って移動する検査ヘッドの移動経路が最も短くなるように、それら停止位置および検査順序が決定される。具体的には、例えば、図7に示すように決定される。なお、この適切化の手法は、純粋に数学的な手法であるため、その手法の説明は省略する。
本支援装置10は、先に説明したように、装着作業結果検査機34と、検査モジュール42との両者が装着作業の結果を検査することを想定し、それらの両者の支援が可能である。そして、本支援装置10は、装着作業結果検査機34と検査モジュール42との両者が検査を行う場合において、検査対象部位のそれらへの振り分けを許容する「振分許容モード」と、装着作業結果検査機34のみが検査を行う場合において、検査対象部位の振り分けを禁止する「振分禁止モード」との2つのモードで処理を実行するようにされており、検査対象部位の振り分けは、振分モードが振分許容モードに設定されているときにだけ行われる。
上記要検査部位は、作業結果が安定するまで、その作業結果を重点的に監視すべき作業部位、つまり、いわゆる「全数検査」を行う作業部位であると考えることができる。それに対し、要検査部位以外の作業部位は、作業結果が安定しており、時々の監視を行えばよい作業部位、つまり、いわゆる「抜取検査」を行えばよい部位と考えることができる。したがって、要検査部位以外の部位も、ある程度の頻度で検査を行うことが求められ、また、生産性を阻害しない限り、できるだけ高い頻度で検査することが望まれる。そのことに鑑み、本装着検査支援処理では、要検査部位以外の部位も、以下の設定された規則に従って検査対象部位に追加される。
印刷作業結果検査機26の検査対象部位の決定は、設定された以下の2つの規則に基づいて行われる。
〈第1規則〉印刷作業結果検査機26によって検査を行うべき作業部位である要検査部位については、少なくとも検査を行なう。
〈第2規則〉はんだ印刷機の作業タクト内で、要検査部位以外の作業部位を、まんべんなく、かつ、可及的に多く検査する。
印刷検査支援処理では、以下の3つの作業部位が、検査を行うべき作業部位である要検査部位に認定される。
(a) 作業結果の安定度が設定程度以下の作業部位(非安定部位)
(b) 不良が発生した作業部位(不良部位)
(c) 条件変動事象が発生した場合のすべての作業部位(変動事象部位)
なお、装着検査支援処理の場合と異なり、作業変動事象によってすべてのはんだランドの作業結果が影響を受けるため、変動事象部位についてのはんだランドごとの認定は、本印刷検査支援処理においては行われない。
本印刷検査支援処理では、装着結果支援処理における場合と同様に、印刷作業結果検査機26が検査対象部位の検査を行う際の検査手順の適切化を行う。印刷作業結果検査機26は、検査ヘッドが有するカメラで、印刷されたはんだランドに照射された光の線を撮像し、その撮像によって得られた撮像データを基に、各はんだランドの面積変動量Δs,体積変動量ΔvLを取得し、検査を行う。先に説明したように、そのカメラは、複数のはんだランドを一視野に収めて撮像可能であり、印刷作業結果検査機26は、その一視野に収まるはんだランドを一度に検査可能である。したがって、検査対象部位であるいくつかのはんだランドを検査する場合には、装着作業結果検査機34等による検査と同様、いくつかの停止位置に検査ヘッドを停止させて撮像し、検査を行う。本支援装置10は、データ格納部に各はんだランドの位置(x,y)が格納されるとともに、カメラの視野を把握しており、装着検査支援処理における場合と同様に、その把握されている視野に基づき、検査ヘッドの停止位置が最も少なくなるように、かつ、各停止位置を巡って移動する検査ヘッドの移動経路が最も短くなるように、それら停止位置および検査順序が決定される。
印刷検査支援処理においても、上記要検査部位は、いわゆる「全数検査」を行う作業部位であり、いわゆる「抜取検査」を行う作業部位として、要検査部位以外の作業部位が、設定された規則に従って検査対象部位として追加される。
支援装置10による検査装置の支援のための処理は、支援装置10が、特定のプログラムを実行することによって行われる。以下にそのプログラムに従った処理を、プログラムのフローチャートに沿って説明する。その説明は、先の説明と同様、装着作業結果検査機34等に対する支援のための処理(装着検査支援処理)と、印刷作業結果検査機26に対する支援のための処理(印刷検査支援処理)とに分けて行うこととする。なお、いずれの処理の説明ついても、処理自体の説明に先立って、それらの処理に使用されるデータ等についての説明を行うこととする。また、いずれの処理も、大きくは、検査結果情報に基づいて要検査部位を認定する検査結果依拠要検査部位認定処理と、主に検査対象部位および検査手順を決定する検査対象部位・検査手順決定処理とに分けられているため、それらの2つ処理について別個に説明する。
i)装着検査支援処理において使用されるデータ
装着検査支援処理において使用されるデータは、前述の支援装置10のデータ格納部に格納される。この格納されるデータは、図8に示すようなものである。部品情報マスターデーブルのデータは、シリアル番号で規定されたすべての部品の各々の部品Noと、その部品Noに関連付けられたその部品の基板上の基板座標系における位置(いわゆる座標位置(x,y)である),各方向のズレに対する工程能力指数(CpKx,CpKy,CpKθ),それらの設定閾値(CpKx0,CpKy0,CpKθ0),各方向にズレに対する限界値(ΔxL,ΔyL,ΔθL),その部品が要検査部位であるか否かを示す要検査フラグFs,検査を行った回数をカウントするための検査回数カウンタCn,安定部位を判断するのに必要な検査数である設定必要検査数Cn0,回数の連続して検査を行っていない回数をカウントするための未検査回数カウンタCmとによって構成されている。座標位置(x,y),工程能力指数についての設定閾値(CpKx0,CpKy0,CpKθ0),限界値(ΔxL,ΔyL,ΔθL),設定必要検査数Cn0は、部品に応じて予め設定された値が格納されており、その他のものは、支援処理の進行に連れて、都度、変更・更新される。なお、要検査フラグは、その値が“1”である場合に、その部品が要検査部位であることを示し、“0”である場合に、要検査部位ではないことを示すフラグであり、初期値は、“1”とされている。
装着検査支援処理の一部をなす検査結果依拠要検査部位認定処理は、装着作業結果検査機34,検査モジュール42が1つの基板に対する検査が終了した都度行われる処理である。この処理は、図9にフローチャートを示す検査結果依拠要検査部位認定プログラムが検査機34等から送信される検査終了の信号をトリガとして実行されることによって、行われる。以下に、そのフローチャートを参照しつつ、その処理を説明する。
装着検査支援処理の一部をなす検査対象部位・検査手順決定処理は、装着作業結果検査機34,検査モジュール42が1つの基板に対する検査を開始する時点に行われる処理である。この処理は、図10にフローチャートを示す検査対象部位・検査手順決定プログラムが、検査機34等から送信される検査開始準備完了の信号をトリガとして、実行されることによって行われる。詳しく言えば、装着作業結果検査機34だけが検査を行う場合には、その検査機34が検査を開始する時点で、その検査が開始される基板についての検査対象部位・検査手順が決定され、検査機34と検査モジュール42との両者によって検査が行われる場合には、検査モジュール42が検査を開始する時点で、その検査が開始される基板についての、検査モジュール42による検査における検査対象部位・検査手順と、その検査に引き続いて行われる検査機34による検査における検査対象部位・検査順位との両者が、決定される。以下、フローチャートを参照しつつ、その処理を説明する。
i)印刷検査支援処理において使用されるデータ
印刷検査支援処理において使用されるデータは、装着検査支援処理の場合と同様に、支援装置10のデータ格納部に格納される。この格納されるデータは、図12に示すようなものである。はんだランド情報マスターテーブルのデータは、先の部品情報マスタテーブルのデータと同様に、シリアル番号で規定されたすべてのはんだランドの各々のはんだランドNoと、そのはんだランドNoに関連付けられたそのはんだランドの座標位置(x,y),面積変動量Δs,体積変動量Δvに対する工程能力指数(CpKs,CpKv),それらの設定閾値(CpKs0,CpKv0),面積変動量Δs,体積変動量Δvに対する限界値(ΔsL,ΔvL),そのはんだランドが要検査部位であるか否かを示す要検査フラグFs,検査回数カウンタCn,設定必要検査数Cn0,未検査回数カウンタCmとによって構成されている。
ii)検査結果依拠要検査部位認定処理
印刷検査支援処理における検査結果依拠要検査部位認定処理は、装着検査支援処理の場合と同様、印刷作業結果検査機26が1つの基板に対する検査が終了した都度行われる処理である。この処理は、図13にフローチャートを示す検査結果依拠要検査部位認定プログラムが印刷作業結果検査機26から送信される検査終了の信号をトリガとして実行されることによって、行われる。この検査結果依拠要検査部位認定処理は、装着検査支援処理の場合における処理と略同様である。
本印刷検査支援処理における検査対象部位・検査手順決定処理は、印刷作業結果検査機26が1つの基板に対する検査を開始する時点に行われる処理である。この処理は、図14にフローチャートを示す検査対象部位・検査手順決定プログラムが、印刷作業結果検査機26から送信される検査開始準備完了の信号をトリガとして、実行されることによって行われる。以下、フローチャートを参照しつつ、その処理を説明する。
対基板検査支援装置10は、上記のような装着検査支援処理および印刷検査支援処理を行うことから、図15に示すような機能構成を有していると考えることができる。具体的に言えば、支援装置10は、それぞれが仮想的な内部バス150によって互いに繋がる複数の機能部である情報入手部152,検査結果依拠認定部154および変動事象依拠認定部156を有する要検査部位認定部158,検査対象部位追加部160および検査対象部位振分部162を有する検査対象部位決定部164,検査手順決定部166,通知部168,データ格納部170を有している。そして、支援装置10は、LAN140を介して、それぞれが検査装置である印刷作業結果検査機26,部品装着機30において検査モジュール42,装着作業結果検査機34と繋がっており、また、それぞれが対基板作業機であるはんだ印刷機24,部品装着機30と繋がっている。
Claims (13)
- 回路基板に対して行う対基板作業の結果を検査する検査装置を支援する対基板作業検査支援装置であって、
前記検査装置から検査結果情報を受け取る情報入手部と
検査を行うべき作業部位である要検査部位を認定する要検査部位認定部と、
少なくともその要検査部位を、前記検査装置の検査において対象となる作業部位である検査対象部位に決定する検査対象部位決定部と、
その検査対象部位決定部によって決定された前記検査対象部位に関する情報を前記検査装置に通知する通知部と
を備え、
前記要検査部位認定部が、
受け取った前記検査結果情報に基づき前記要検査部位を認定する検査結果依拠認定部と、
作業条件が変動する事象である条件変動事象に基づいて、前記要検査部位の認定を行う変動事象依拠認定部と
の少なくとも一方を有し、
ある作業部位を要検査部位であると認定した際、その作業部位の作業結果の安定度の値をリセットし、その後、その作業部位についての前記作業結果の安定度が設定程度を上回った場合に、その作業部位の要検査部位であるとの認定を解除するように構成された対基板作業検査支援装置。 - 前記要検査部位認定部が、少なくとも前記検査結果依拠認定部を有する請求項1に記載の対基板作業検査支援装置。
- 前記検査結果依拠認定部が、
前記検査結果情報に基づいて得られる個々の作業部位についての前記作業結果の安定度に基づいて、前記要検査部位の認定を行うように構成された請求項2に記載の対基板作業検査支援装置。 - 前記検査結果依拠認定部が、前記作業結果の安定度が設定程度以下のものを、前記要検査部位として認定するように構成された請求項3に記載の対基板作業検査支援装置。
- 前記検査結果依拠認定部が、前記検査結果情報に基づいて不良部位の発生が確認された場合、その不良部位を、前記要検査部位として認定するように構成された請求項2ないし請求項4のいずれか1つに記載の対基板作業検査支援装置。
- 前記要検査部位認定部が、少なくとも前記変動事象依拠認定部を有し、
その変動事象依拠認定部が、特定の条件変動事象が発生した場合に、その事象によって作業結果が影響を受ける作業部位を、前記要検査部位として認定するように構成された請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載の対基板作業検査支援装置。 - 前記検査対象部位決定部が、設定された規則に基づいて、前記要検査部位以外の作業部位を前記検査対象部位として追加する検査対象部位追加部を有する請求項1ないし請求項6のいずれか1つに記載の対基板作業検査支援装置。
- 前記検査対象部位追加部が、前記要検査部位以外の作業部位の検査がまんべんなく行われるように、それらの一部を、順次変更しつつ前記検査対象部位として追加するように構成された請求項7に記載の対基板作業検査支援装置。
- 前記検査対象部位追加部が、前記検査装置による前記検査対象部位の検査に必要な時間が対基板作業の作業タクトを超えない範囲で、前記要検査部位以外の作業部位の一部を前記検査対象部位として追加するように構成された請求項7または請求項8に記載の対基板作業検査支援装置。
- 当該対基板作業検査支援装置が、前記検査装置が前記検査対象部位の検査を行う際の検査手順を決定する検査手順決定部を有し、
前記通知部が、その検査手順決定部によって決定された前記検査手順をも、前記検査装置に通知するように構成された請求項1ないし請求項9のいずれか1つに記載の対基板作業検査支援装置。 - 前記検査手順決定部が、前記検査装置による検査時間を最短とすべく前記検査対象部位の検査順序を決定するように構成された請求項10に記載の対基板作業検査支援装置。
- 前記検査装置が、複数の作業部位を一視野に収めて撮像可能な撮像装置を有して、その撮像装置が任意の停止位置に停止した状態で1以上の作業部位を撮像し、その撮像によって得られた撮像データを基に検査を実行するものであり、
前記検査手順決定部が、前記検査対象部位に基づいて、前記撮像装置の前記停止位置を決定するように構成された請求項10または請求項11に記載の対基板作業検査支援装置。 - 当該対基板作業検査支援装置が、それぞれが前記検査装置となる複数の検査装置を支援可能なものであり、
前記検査対象部位決定部が、1の検査装置による前記検査対象部位の検査に必要な時間が対基板作業の作業タクトを超える場合に、前記検査対象部位の一部を、別の検査装置に振り分ける検査対象部位振分部を有する請求項1ないし請求項12のいずれか1つに記載の対基板作業検査支援装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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