JP6459613B2 - プリント配線板作業支援方法及びプリント配線板作業支援システム - Google Patents
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Description
位置及び傾きを特定するために用いられる、前記プリント配線板と対応付けられた複数個のマーカを撮影し、前記複数個のマーカの撮像画像データを出力する撮影手段と、前記撮像画像データから前記撮影手段により撮影された撮像画面上の各マーカの2次元位座標を検出し、前記各マーカの2次元座標と予め記録されているプリント配線板内の部品の実装位置情報をもとに、前記作業空間内でのプリント配線板上の前記部品の3次元座標を算出する信号処理手段と、前記部品の3次元座標に対応する前記プリント配線板上の位置に、前記部品と関連付けられた部品情報を投影する投影手段とを備え、前記信号処理手段は、前記各マーカの2次元座標が特定されている場合は、前記撮像画像データのうち、前記各マーカを含み全ての前記撮像画像データより小さい範囲を走査して前記各マーカの2次元位置座標を検出するようにしたものである。
以下、この発明の実施の形態1について説明する。図1はこの発明の実施の形態1に係るプリント配線板作業支援システムの構成を示す図である。図2は作業机上でのプリント配線板作業支援システムを用いた作業の運用形態を説明する図である。図1、2において、1は部品実装や実装後の外観検査等の対象となるプリント配線板である。2はプリント配線板作業を行う作業空間内でのプリント配線板の位置や傾きを計測する際のマーカとなる発光部品である。3は発光部品2が所定の位置に設置され、またプリント配線板1を固定するプリント配線板固定板(以下、「固定板」ともいう。)である。4は後述する部品位置映像7等を投影する映像投影装置である。5は発光部品2を含む固定板3及びその近傍の映像を撮影する映像撮影装置である。
初期部品位置調整工程について説明する。図6は、この発明の実施の形態1に係わるプリント配線板作業支援システムの初期部品位置調整工程におけるシステム動作のフローチャートである。本システムを使用する際、まず作業者はプリント配線板1を固定板3に搭載し、映像投影装置4と映像撮影装置5の投影・撮影記録範囲に固定板3を配置する(ステップS0)。しかし、システムを動作させた最初の時点では、映像投影装置4で、部品情報等を映像投影する位置について、本システムが認識できておらず、前述の変換行列Mcを算出するための基準3次元位置座標、基準2次元位置座標の正確な情報が取得されていないため、目的の位置に部品情報を映像投影することが出来ない。そのため、システム内で位置調整を行い目的の位置に投影できるように初期補正する必要がある。この初期補正は、映像投影装置4の初期の投影誤差を補正するもので、例えば、位置の分かっている発光部品2の位置に調整用のマークとなる映像を投影し、実際に投影された位置を映像撮影装置5で位置を特定し、実際の発光部品2の位置と撮像して特定した位置との差から調整用の補正値を算出するものである。そこで、発光部品2を発光させ(ステップS1)、映像投影装置4から調整用映像を投影する(ステップS2)。
次に部品位置認識工程について説明する。図7は、この発明の実施の形態1に係わる作業者が実作業を行う際の固定板3の位置・傾きを認識する部品位置認識工程におけるシステム動作のフローチャートである。実装作業、外観検査作業時には、作業者はプリント配線板1を手に持ち、作業空間内で移動させて作業を行う。従って、発光部品2はシステムが起動してから常に発光(ステップS6)させておき、映像撮影装置5で発光位置を常に撮影(ステップS7)し続ける。それに伴い、連続して複数個の各発光部品2を識別し(ステップS8)、位置を電子計算機6により求める(ステップS9)。
部品位置投影工程について説明する。図8は、この発明の実施の形態1に係わる作業者が実作業を行う際の部品の位置情報を投影する部品位置投影工程におけるシステム動作のフローチャートである。実運用では、作業者が作業の対象となるプリント配線板1の種類を電子計算機6上で選択する(ステップS11)。電子計算機6は指定されたプリント配線板1に実装される部品のプリント配線板1上での位置データや、実装・検査作業上の注意すべき事項などの製造情報のデータを部品座標情報記録部64、部品情報記録部66より読み出してくる(ステップS12)。これらの情報はCADデータをあらかじめ変換して記録されており、読み込み速度の向上を行う。次に、作業者が実装・検査したい部品を電子計算機6上で指定する(ステップS13)。ステップS6〜ステップS10で求めた発光部品2の位置と固定板3の傾きから対象部品の位置を計算する(ステップS14)。
文字表示エリア位置認識工程について説明する。図9は、この発明の実施の形態1に係わる文字表示エリアの位置・傾きを認識する文字表示エリア位置認識工程におけるシステム動作のフローチャートである。システムが起動してから常に映像撮影装置5で文字表示エリア8を撮影(ステップS18)し続け、電子計算機6での画像処理により文字情報エリア8を識別する(ステップS19)。文字表示エリアを識別する際は、角のように特徴がある3箇所以上の点を電子計算機6で識別する。その識別した特徴がある点から、文字情報エリア8の位置を計算する(ステップS20)。
文字表示エリア投影工程について説明する。図10は、この発明の実施の形態1に係わる作業者が実作業を行う際の注意事項等の情報を文字表示エリアに投影する文字表示エリア投影工程におけるシステム動作のフローチャートである。製造情報投影機能の実運用では、作業者が作業するプリント配線板1の種類を電子計算機6上で選択する(ステップS22)。電子計算機6は指定されたプリント配線板1の位置データや、実装・検査作業上の注意すべき事項などの製造情報のデータを部品座標情報記録部64、部品情報記録部65より読み出してくる(ステップS23)。ステップS12と同様に、これらの製造情報はCADデータをあらかじめ変換して読み込み速度の向上を行う。
2 発光部品
3 プリント配線板固定板
4 映像投影装置
5 映像撮影装置
6 電子計算機
7 投影映像
8 文字表示エリア
9 位置固定ピン
61 発光位置検出部
62 基板発光位置記録部
63 変換行列算出部
64 部品座標情報記録部
65 指示部品座標変換部
66 部品情報記録部
67 投影画像作成部
Claims (4)
- 作業空間内でのプリント配線板の位置及び傾きを特定するために用いられる、前記プリント配線板と対応付けられた複数個のマーカを撮影し、前記複数個のマーカの撮像画像データを出力する撮影ステップと、
前記撮像画像データから前記撮影ステップにて撮影された撮像画面上の各マーカの2次元位座標を検出し、前記各マーカの2次元座標と予め記録されているプリント配線板内の部品の実装位置情報をもとに、前記作業空間内でのプリント配線板上の前記部品の3次元座標を算出する信号処理ステップと、
前記信号処理ステップにて算出された前記部品の3次元座標に対応する前記プリント配線
板上の位置に、前記部品と関連付けられた部品情報を投影する投影ステップと、
を備え、
前記信号処理ステップは、前記各マーカの2次元座標が特定されている場合は、前記撮像画像データのうち、前記各マーカを含み全ての前記撮像画像データより小さい範囲を走査して前記各マーカの2次元位置座標を検出する
ことを特徴とするプリント配線板作業支援方法。 - 作業空間内でのプリント配線板の位置及び傾きを特定するために用いられる、前記プリント配線板と対応付けられた複数個のマーカを撮影し、前記複数個のマーカの撮像画像データを出力する撮影手段と、
前記撮像画像データから前記撮影手段により撮影された撮像画面上の各マーカの2次元位座標を検出し、前記各マーカの2次元座標と予め記録されているプリント配線板内の部品の実装位置情報をもとに、前記作業空間内でのプリント配線板上の前記部品の3次元座標を算出する信号処理手段と、
前記部品の3次元座標に対応する前記プリント配線板上の位置に、前記部品と関連付けられた部品情報を投影する投影手段とを備え、
前記信号処理手段は、前記各マーカの2次元座標が特定されている場合は、前記撮像画像データのうち、前記各マーカを含み全ての前記撮像画像データより小さい範囲を走査して前記各マーカの2次元位置座標を検出することを特徴とするプリント配線板作業支援システム。 - プリント配線板を固定する固定部、前記プリント配線板の位置及び傾きを特定するためのマーカとなる複数個の発光部を有する固定板を有し、
前記撮影手段は、前記固定板を撮像し、前記複数個の発光部の撮像画像データを出力する
映像撮影装置を備え、
前記信号処理手段は、前記撮像画像データから前記撮像画面上での各発光部の2次元位置
情報を検出する発光位置検出部、前記各発光部の2次元位置情報と、前記固定板を作業空
間内の基準位置に設置したときの各発光部の基準2次元位置情報及び前記撮像装置を原点
とする前記作業空間内での前記各発光部の基準3次元位置情報とを用いて、前記プリント
配線板の前記作業空間内での3次元位置情報を前記撮像画面上の2次元位置情報に変換する変換行列を算出する変換行列算出部、前記プリント配線板に実装される部品のプリント
配線板上の部品座標情報を記憶する部品座標情報記憶部、前記プリント配線板に実装され
る部品の属性である部品情報を記憶する部品情報記憶部、指示された部品に対応して、前
記部品座標情報記憶部より読み出した部品座標情報と前記変換行列より算出される逆変換
行列を用いて、前記作業空間内での部品の3次元位置情報を算出する指示部品座標変換部
を備え、
前記撮像手段は、前記3次元位置情報に基づく位置に前記部品情報記憶部より読み出した
部品情報を投影する映像投影装置を備え、
たことを特徴とする請求項2に記載のプリント配線板作業支援システム。 - 前記映像撮影装置が撮影した文字表示エリアの撮像画像データをもとに、文字表示エリアの3次元位置情報を算出し、この3次元位置情報に基づく位置に予め記録された作業支援情報を表示するようにしたことを特徴とする請求項3に記載のプリント配線板作業支援システム。
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