JP7047183B2 - 情報処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、リード部品に関する情報を演算する情報処理装置に関するものである。

リード部品は、下記特許文献に記載されているように、基板に形成された挿入穴にリードが挿入されることで、基板に装着される。

特開平２－１０２０３号公報

リード部品のリードを、基板に形成された挿入穴に適切に挿入するために、リード部品に関する情報を適切に演算することが望まれている。

上記課題を解決するために、本明細書は、リード部品のリードを挿入するための挿入穴が形成された基板の画像データを作成する画像データ作成部と、予め記憶された前記リード部品の装着予定位置を基準として、前記画像データに基づいて複数の前記挿入穴の各位置、前記挿入穴の数、前記挿入穴のピッチ間距離を求める演算部と、求めた前記挿入穴の各位置、前記挿入穴の数、前記挿入穴のピッチ間距離を、前記リード部品のリードの位置、リードの数、リードのピッチ間距離として記憶する記憶部と、を備える情報処理装置を開示する。

本開示によれば、基板の画像データに基づいて、リード部品に関する情報を適切に演算することができる。

部品実装機を示す斜視図である。 部品装着装置を示す斜視図である。 制御装置を示すブロック図である。 回路基材に装着された状態のリード部品を示す図である。 回路基材の一部を示す図である。 回路基材の全体を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

図１に、部品実装機１０を示す。部品実装機１０は、回路基材１２に対する部品の実装作業を実行するための装置である。部品実装機１０は、装置本体２０、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４、マークカメラ２６、パーツカメラ２８、部品供給装置３０、ばら部品供給装置３２、制御装置（図３参照）３６を備えている。なお、回路基材１２として、回路基板、三次元構造の基材等が挙げられ、回路基板として、プリント配線板、プリント回路板等が挙げられる。

装置本体２０は、フレーム４０と、そのフレーム４０に上架されたビーム４２とによって構成されている。基材搬送保持装置２２は、フレーム４０の前後方向の中央に配設されており、搬送装置５０とクランプ装置５２とを有している。搬送装置５０は、回路基材１２を搬送する装置であり、クランプ装置５２は、回路基材１２を保持する装置である。これにより、基材搬送保持装置２２は、回路基材１２を搬送するとともに、所定の位置において、回路基材１２を固定的に保持する。なお、以下の説明において、回路基材１２の搬送方向をＸ方向と称し、その方向に直角な水平の方向をＹ方向と称し、鉛直方向をＺ方向と称する。つまり、部品実装機１０の幅方向は、Ｘ方向であり、前後方向は、Ｙ方向である。

部品装着装置２４は、ビーム４２に配設されており、２台の作業ヘッド６０，６２と作業ヘッド移動装置６４とを有している。各作業ヘッド６０，６２の下端面には、図２に示すように、吸着ノズル６６が設けられており、その吸着ノズル６６によって部品を吸着保持する。また、作業ヘッド移動装置６４は、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とＺ方向移動装置７２とを有している。そして、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とによって、２台の作業ヘッド６０，６２は、一体的にフレーム４０上の任意の位置に移動させられる。また、各作業ヘッド６０，６２は、スライダ７４，７６に着脱可能に装着されており、Ｚ方向移動装置７２は、スライダ７４，７６を個別に上下方向に移動させる。つまり、作業ヘッド６０，６２は、Ｚ方向移動装置７２によって、個別に上下方向に移動させられる。

マークカメラ２６は、下方を向いた状態でスライダ７４に取り付けられており、作業ヘッド６０とともに、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に移動させられる。これにより、マークカメラ２６は、フレーム４０上の任意の位置を撮像する。パーツカメラ２８は、図１に示すように、フレーム４０上の基材搬送保持装置２２と部品供給装置３０との間に、上を向いた状態で配設されている。これにより、パーツカメラ２８は、作業ヘッド６０，６２の吸着ノズル６６に保持された部品を撮像する。

部品供給装置３０は、フレーム４０の前後方向での一方側の端部に配設されている。部品供給装置３０は、トレイ型部品供給装置７８とフィーダ型部品供給装置（図３参照）８０とを有している。トレイ型部品供給装置７８は、トレイ上に載置された状態の部品を供給する装置である。フィーダ型部品供給装置８０は、テープフィーダ、スティックフィーダ（図示省略）によって部品を供給する装置である。

ばら部品供給装置３２は、フレーム４０の前後方向での他方側の端部に配設されている。ばら部品供給装置３２は、ばらばらに散在された状態の複数の部品を整列させて、整列させた状態で部品を供給する装置である。つまり、任意の姿勢の複数の部品を、所定の姿勢に整列させて、所定の姿勢の部品を供給する装置である。なお、部品供給装置３０および、ばら部品供給装置３２によって供給される部品として、電子回路部品，太陽電池の構成部品，パワーモジュールの構成部品等が挙げられる。また、電子回路部品には、リードを有する部品，リードを有さない部品等が有る。

制御装置３６は、図３に示すように、コントローラ１００、複数の駆動回路１０２、画像処理装置１０６を備えている。複数の駆動回路１０２は、上記搬送装置５０、クランプ装置５２、作業ヘッド６０，６２、作業ヘッド移動装置６４、トレイ型部品供給装置７８、フィーダ型部品供給装置８０、ばら部品供給装置３２に接続されている。コントローラ１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１０２に接続されている。これにより、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４等の作動が、コントローラ１００によって制御される。さらに、コントローラ１００は、画像処理装置１０６にも接続されている。画像処理装置１０６は、マークカメラ２６およびパーツカメラ２８によって得られた画像データを処理するものであり、コントローラ１００は、画像データから各種情報を取得する。

部品実装機１０では、上述した構成によって、基材搬送保持装置２２に保持された回路基材１２に対して部品の装着作業が行われる。部品実装機１０では、種々の部品を回路基材１２に装着することが可能であるが、リード部品（図４参照）１１０を回路基材１２に装着する場合について、以下に説明する。

具体的には、回路基材１２が、作業位置まで搬送され、その位置において、クランプ装置５２によって固定的に保持される。次に、マークカメラ２６が、回路基材１２の上方に移動し、回路基材１２を撮像する。これにより、回路基材１２の保持位置等に関する情報が得られる。また、部品供給装置３０若しくは、ばら部品供給装置３２が、所定の供給位置において、リード部品１１０を供給する。そして、作業ヘッド６０，６２の何れかが、部品の供給位置の上方に移動し、吸着ノズル６６によって、リード部品１１０の部品本体部（図４参照）１１２を吸着保持する。

続いて、リード部品１１０を保持した作業ヘッド６０，６２が、パーツカメラ２８の上方に移動し、パーツカメラ２８によって、吸着ノズル６６に保持されたリード部品１１０が撮像される。これにより、部品の保持位置等に関する情報が得られる。詳しくは、パーツカメラ２８によるリード部品１１０の撮像データがコントローラ１００に送信され、コントローラ１００において、撮像データが分析される。この際、コントローラ１００は、撮像データに基づいて、リード部品１１０のリード（図４参照）１１４を認識し、リード１１４に関する情報（以下、「演算リード情報」と記載する）を演算する。演算リード情報には、リード１１４の本数，リード１１４の位置，リード１１４の線径を示す情報が含まれる。また、リード１１４の位置を示す情報には、リード１１４の先端位置，リード間ピッチ，リードの配列方向などを示す情報が含まれる。

そして、コントローラ１００は、演算リード情報を演算すると、演算リード情報を利用して、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の確認作業を行う。詳しくは、コントローラ１００には、基準となるリードに関する情報（以下、「基準リード情報」と記載する）が記憶されている。基準リード情報は、装着対象のリード部品の基準となるリードの本数，リード間ピッチ，リードの配列方向，リードの線径を示す情報が含まれている。そして、コントローラ１００は、演算リード情報のリードの本数，リード間ピッチ，リードの配列方向，リードの線径が、基準リード情報のリードの本数，リード間ピッチ，リードの配列方向，リードの線径と一致するか否かを判断する。

この際、吸着ノズル６６が装着対象の部品と異なる部品を保持している場合は、演算リード情報のリードの本数，リード間ピッチ，リードの配列方向，リードの線径の少なくとも１つが、基準リード情報のリードの本数，リード間ピッチ，リードの配列方向，リードの線径と異なる。このような場合には、エラー報知，保持している部品の廃棄などが行われ、吸着ノズル６６に保持されている部品の装着作業は実行されない。また、吸着ノズル６６が装着対象の部品を保持していても、リード１１４が欠損している場合，リード１１４が大きく曲がっている場合などには、演算リード情報のリードの本数，リード間ピッチ，リードの配列方向の少なくとも１つが、基準リード情報のリードの本数，リード間ピッチ，リードの配列方向と異なる。このような場合にも、エラー報知，保持している部品の廃棄などが行われ、吸着ノズル６６に保持されている部品の装着作業は実行されない。つまり、コントローラ１００は、演算リード情報と基準リード情報とを比較して、吸着ノズル６６に保持されている部品が、装着対象の部品であるか否か、及び、不良品でないか否かを判断している。そして、吸着ノズル６６に保持されている部品が、装着対象の部品であり、かつ、不良品でないと判断された場合に、以降の部品の装着作業が実行される。

吸着ノズル６６に保持されている部品が、装着対象の部品であり、かつ、不良品でないと判断されると、コントローラ１００は、リード部品１１０を保持する作業ヘッド６０，６２を、回路基材１２の上方に移動させる。この際、コントローラ１００は、回路基材１２に形成された挿入穴（図４参照）１２０と、吸着ノズル６６に保持されたリード部品１１０のリード１１４の先端とが上下方向において重なるように、作業ヘッド移動装置６４の作動が制御される。

詳しくは、回路基材１２に形成された挿入穴１２０の位置に関する情報は、予めコントローラ１００に記憶されている。そして、コントローラ１００は、マークカメラ２６の撮像データに基づいて演算された回路基材１２の保持位置の誤差に基づいて、コントローラ１００に記憶されている挿入穴１２０の位置を補正する。続いて、コントローラ１００は、補正した挿入穴１２０の位置を示す情報と、演算リード情報に含まれるリード１１４の先端位置を示す情報を利用して、挿入穴１２０とリード１１４の先端とが上下方向において重なるように、つまり、ＸＹ座標が一致するように、作業ヘッド移動装置６４の作動が制御される。そして、コントローラ１００が、作業ヘッド６０，６２を下降させることで、図４に示すように、リード部品１１０のリード１１４が、回路基材１２に形成された挿入穴１２０に挿入される。

このように、部品実装機１０では、マークカメラ２６及び、パーツカメラ２８の撮像データを利用して、リード部品１１０の回路基材１２への装着作業が実行される。また、リード部品１１０が回路基材１２に装着される前に、演算リード情報及び、基準リード情報を利用して、吸着ノズル６６に保持されている部品の確認作業が実行されることで、適切な部品、つまり、破損，曲がり等のない装着対象の部品を回路基材１２に装着することができる。

このため、部品実装機１０において、装着作業が実行される前に、コントローラ１００に基準リード情報を入力しておく必要がある。ただし、回路基材１２に装着される部品の数及び、種類は多いため、作業者が手動で基準リード情報をコントローラ１００に入力していては、作業者の負担が大きい。また、予め撮像された装着対象の部品の撮像データに基づいて基準リード情報を作成し、その作成した基準リード情報をコントローラ１００に入力するプログラムが近年、開発されている。このプログラムによれば、作業者の負担を軽減することはできるが、基準リード情報の作成時に用いられた撮像データが不良部品の撮像データであった場合を考慮すると、基準リード情報の正確性を担保できない。つまり、リードが大きく曲がった不良品のリード部品の撮像データに基づいて基準リード情報が作成されると、その基準リード情報でのピッチ間距離は、正常な部品のピッチ間距離と異なる。このように正確でない基準リード情報では、装着作業時において、吸着ノズル６６に保持されている部品の確認作業を適切に行うことができない。

そこで、部品実装機１０では、装着作業が実行される前に、回路基材１２がマークカメラ２６により撮像され、撮像データに基づいて基準リード情報が作成される。具体的には、部品の装着対象の回路基材１２が、搬送装置５０により作業位置まで搬送され、その位置において、クランプ装置５２によって固定的に保持される。次に、マークカメラ２６が、回路基材１２の上方に移動し、回路基材１２を撮像する。この際、任意の部品の装着予定位置が撮像され、例えば、図５に示す画像１５０の撮像データが作成される。

画像１５０は、リード部品Ａの装着予定位置を示す情報画像であり、リード部品Ａの装着予定位置を示す情報として、座標Ａ（Ｘ０，Ｙ０）がコントローラ１００に予め記憶されている。そして、コントローラ１００は、撮像データを分析し、回路基材１２に形成されている複数の挿入穴１５２の位置を認識する。これにより、コントローラ１００は、座標Ａ（Ｘ０，Ｙ０）を基準として、複数の挿入穴１５２の各々の座標を演算する。つまり、例えば、挿入穴１５２ａの座標（Ｘ１，Ｙ１）、挿入穴１５２ｂの座標（Ｘ２，Ｙ２）、挿入穴１５２ｃの座標（Ｘ３，Ｙ３）・・・が演算される。このように、座標Ａ（Ｘ０，Ｙ０）を基準として、複数の挿入穴１５２の各々の座標が演算されると、それら複数の挿入穴１５２の座標に基づいて、挿入穴１５２のピッチ間距離、挿入穴１５２の配列方向、挿入穴１５２の数が演算される。それら複数の挿入穴１５２は、リード部品Ａのリードを挿入するための穴であるため、挿入穴１５２のピッチ間距離，配列方向，数は、リード部品Ａのリードのピッチ間距離，配列方向，数と同じである。このため、演算された挿入穴１５２のピッチ間距離、挿入穴１５２の配列方向、挿入穴１５２の数が、リード部品Ａのリードのピッチ間距離，配列方向，数として、つまり、基準リード情報としてコントローラ１００に記憶される。

また、コントローラ１００は、撮像データに基づいて、複数の挿入穴１５２の各々の内径も演算する。挿入穴１５２は、リード部品Ａのリードを挿入するための穴であるため、挿入穴１５２の内径は、リード部品Ａのリードの線径、つまり、リード径より僅かに大きい。このため、演算された挿入穴１５２の内径に、クリアランスを考慮した縮小率、例えば、０．７を乗じた数値が、リード部品Ａのリード径として、つまり、基準リード情報としてコントローラ１００に記憶される。

このように、回路基材１２がマークカメラ２６により撮像され、撮像データに基づいて基準リード情報が作成されることで、作業者の負担を軽減することが可能となる。また、リード部品のリードは曲がる可能性があるが、回路基材１２に形成された挿入穴は、通常、正確な位置に形成されている。このため、回路基材１２の撮像データに基づいて、基準リード情報を作成することで、基準リード情報の正確性を担保することができる。

また、回路基材１２への複数のリード部品の装着予定位置が密集していれば、複数の挿入穴の何れの挿入穴が、１のリード部品に対応するかが分からない場合がある。具体的には、例えば、図６に示す回路基材１２では、７個のリード部品Ｂ１～７の装着予定位置１６０ａ～ｇが密集している。このような場合に、装着予定位置１６０ａの挿入穴１６２ａと、装着予定位置１６０ｂの挿入穴１６２ｂとが、１のリード部品に対応する挿入穴、例えば、リード部品Ｂ１のリードが挿入される挿入穴として、基準リード情報が演算されると、実際のリード部品Ｂ１と異なる基準リード情報が作成される。つまり、装着予定位置１６０ａの挿入穴１６２ａと、装着予定位置１６０ｂの挿入穴１６２ｂとが、リード部品Ｂ１に対応する挿入穴として、基準リード情報が演算されると、実際のリード部品Ｂ１のリード数は２であるが、演算された基準リード情報でのリード数は４となる。

そこで、複数の挿入穴のうちの任意の挿入穴を、ユーザ操作により、１のリード部品に対応するものとして設定することができる。つまり、例えば、２個の挿入穴１６２ａはリード部品Ｂ１に対応し、２個の挿入穴１６２ｂはリード部品Ｂ２に対応するものとして、ユーザ操作により、設定することができる。これにより、複数のリード部品の装着予定位置が密集している場合であっても、リード部品毎の基準リード情報を適切に作成することができる。

また、回路基材１２には、リード部品のリードを挿入するための挿入穴でなく、他の目的で穴が形成されている場合がある。例えば、図６に示すように、リード部品Ｃの装着予定位置１７０には、３個の挿入穴１７２が形成されているが、それら３個の挿入穴１７２の隣に、リードの挿入を目的としない穴１７４が形成されている。このような場合に、挿入穴１７２と、リードの挿入を目的としない穴１７４とが、リード部品Ｃのリードが挿入される挿入穴として、基準リード情報が演算されると、実際のリード部品Ｃと異なる基準リード情報が作成される。つまり、挿入穴１７２と、リードの挿入を目的としない穴１７４とが、リード部品Ｃに対応する挿入穴として、基準リード情報が演算されると、実際のリード部品Ｃのリード数は３であるが、演算された基準リード情報でのリード数は７となる。

そこで、任意の穴を、ユーザ操作により削除することができる。つまり、例えば、３個の挿入穴１７２の隣に形成されている４個の穴１７４を、ユーザ操作により削除する。これにより、リードの挿入を目的としない穴１７４を除いて、リード部品Ｃの基準リード情報を演算することが可能となる。

なお、回路基材１２の全ての装着予定位置に対して基準リード情報を、回路基材１２の撮像データに基づいて演算してもよく、回路基材１２の一部の装着予定位置に対して基準リード情報を、回路基材１２の撮像データに基づいて演算してもよい。例えば、回路基材１２の一部の装着予定位置に対して基準リード情報が撮像データに基づいて演算される場合には、リード数の多いリード部品の装着予定位置に対して基準リード情報が演算されることが好ましい。そして、リード数の少ないリード部品の基準リード情報は、作業者が手動で入力してもよい。これにより、作業者の負担を軽減することができる。

また、部品実装機１０は、作業機の一例である。回路基材１２は、基板の一例である。マークカメラ２６は、撮像装置の一例である。制御装置３６は、情報処理装置の一例である。リード部品１１０は、リード部品の一例である。リード１１４は、リードの一例である。挿入穴１２０，１５２，１６２は、挿入穴の一例である。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、回路基材１２の撮像データに基づいて、基準リード情報が演算されているが、回路基材１２を描画するための描画データ，ＣＡＤデータ等に基づいて、基準リード情報が演算されてもよい。つまり、回路基材１２の画像の基となる画像データに基づいて、基準リード情報が演算されればよく、撮像データ，描画データ，ＣＡＤデータ等は、画像データに含まれる。

また、上記実施例では、装着作業が実行される部品実装機１０において、装着作業が実行される前に、基準リード情報が演算されているが、装着作業が実行される部品実装機１０と異なる作業機において、基準リード情報が演算されてもよい。さらに言えば、作業機に限定されず、撮像装置を有する検査機などにおいて基準リード情報が演算されてもよい。また、撮像装置を有していないＰＣ等の情報処理装置において、撮像装置から回路基材１２の撮像データを取得し、基準リード情報が演算されてもよい。

１０：部品実装機（作業機） １２：回路基材（基板） ２６：マークカメラ（撮像装置） ３６：制御装置（情報処理装置） １１０：リード部品 １１４：リード １２０：挿入穴 １５２：挿入穴 １６２：挿入穴 １７２：挿入穴

Claims (3)

1. リード部品のリードを挿入するための挿入穴が形成された基板の画像データを作成する画像データ作成部と、
   予め記憶された前記リード部品の装着予定位置を基準として、前記画像データに基づいて複数の前記挿入穴の各位置、前記挿入穴の数、前記挿入穴のピッチ間距離を求める演算部と、
   求めた前記挿入穴の各位置、前記挿入穴の数、前記挿入穴のピッチ間距離を、前記リード部品のリードの位置、リードの数、リードのピッチ間距離として記憶する記憶部と、
   を備える情報処理装置。
2. 前記演算部は、
   前記画像データに基づいて前記挿入穴の内径を求め、
   前記記憶部は、
   求めた前記挿入穴の内径に応じた値を、前記リード部品のリード径として記憶する請求項１に記載の情報処理装置。
3. 撮像装置を備え、前記撮像装置による部品の撮像データに基づいて、部品の装着作業を行う作業機に設けられ、
   前記作成部は、
   前記撮像装置による基板の撮影データを前記画像データとして作成する請求項１または請求項２に記載の情報処理装置。
   

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