JP7198971B2 - 部品実装装置およびトレースデータの取得方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板に部品を実装する部品実装装置および部品実装装置を含む部品実装システムにおいて生産履歴データを取得するトレースデータの取得方法に関する。

近年電子機器製造業界においては、製品の品質保証上の要請から個々の製品における品質管理とともに、生産履歴の遡及追跡を可能とするいわゆるトレーサビリティの確保が求められている。例えば実装基板を製造する部品実装システムでは、誤った部品を取り違えて実装する誤実装を防止することを目的として、部品実装前に実装対象の部品を認識して正しい部品であるか否かを判断することが提案されている（例えば特許文献１参照）。この特許文献例に示す先行技術では、部品実装装置において部品の表面に印字された文字や図形を撮像して認識し、認識結果に基づいてその部品が正しいか否かを判断するようにしている。これにより、当該部品が収納されていたトレイなどを識別するためのバーコードなどの識別情報を必要とすること無く、部品の正否を判定することができるという利点がある。

特開２０１３－１１５３３７号公報

しかしながら上述の特許文献例を含め、従来技術においては部品を認識することにより部品の正否判定を行うことはできるものの、部品認識結果を生産履歴データに反映させる方策については何ら考慮されていなかった。すなわち従来技術においては、トレーサビリティを確保するために生産履歴データを生成する方策としては、部品を供給する供給リールやトレイに識別情報として付されたバーコードをオペレータがバーコードリーダを用いた読み取り操作によって読み取って上位システムに送る必要があった。この読み取り操作は部品交換の都度高頻度で必要とされる煩雑な作業であることから、このような作業を行うことなく生産履歴データの生成が可能な方策が望まれていた。

そこで本発明は、バーコードなどの識別情報を手動で読み取ることなく、生産履歴データを取得することができる部品実装装置およびトレースデータの取得方法を提供することを目的とする。

本発明の部品実装装置は、基板に装着される前の部品の表面に印字された部品情報の文字を撮像して前記部品情報を認識する部品情報認識部と、前記部品情報認識部によって認識された部品情報をデータベースに出力するデータ出力部と、を備え、前記データ出力部は、認識された前記部品情報である文字列と、当該部品が装着された基板の基板情報と、基板に付された固有の番号と、基板が製造された年月日を特定する情報と、を対応付けて前記データベースに出力する。

本発明のトレースデータの取得方法は、部品実装装置を含む部品実装システムにおいて、生産履歴データを取得するトレースデータの取得方法であって、基板に装着される前の部品の表面に印加された部品情報の文字を撮像し、前記部品情報を認識する部品情報認識工程と、前記部品情報認識工程において認識された前記部品情報をデータベースに出力するデータ出力工程と、を含み、前記データベースは前記部品情報である文字列と、前記部品が装着された基板の基板情報と、基板に付された固有の番号と、基板が製造された年月日を特定する情報と、を紐付けて記憶する。

本発明によれば、バーコードなどの識別情報を手動で読み取ることなく、生産履歴データを取得することができる。

本発明の一実施の形態の部品実装装置が配置された部品実装システムの構成説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の構成を示す平面図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の機能説明図 本発明の一実施の形態の部品実装システムの制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の部品実装装置に使用される認識データ作成処理を示すフロー図 本発明の一実施の形態の部品実装装置による実装動作を示すフロー図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における部品品番文字検査のフロー図 本発明の一実施の形態の部品実装装置におけるロット番号文字認識のフロー図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における部品品番文字検査で実行される認識処理の説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置におけるロット番号文字認識処理の説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置によって生成されたトレースデータによるトレーサビリティ機能の説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、部品実装システム１の構成を説明する。部品実装システム１は、基板に電子部品を装着して実装基板を製造する機能を有している。部品実装システム１は、以下に説明する複数の部品実装用装置が連結された部品実装ライン１ａと、これらの複数の部品実装用装置と通信ネットワーク２を介して接続された上位システム３およびデータ作成装置４を備えている。上位システム３は部品実装ライン１ａとの間でデータを授受するサーバーとしての機能を有している。データ作成装置４は、部品実装ライン１ａの各装置で使用される実装データや認識データなどの生産データを作成する機能を有している。

部品実装ライン１ａの構成を説明する。部品実装ライン１ａは、基板供給装置Ｍ１、基板受渡装置Ｍ２、印刷装置Ｍ３、印刷検査装置Ｍ４、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６、装着状態検査装置Ｍ７、リフロー装置Ｍ８および基板回収装置Ｍ９を直列に接続して構成されている。

基板供給装置Ｍ１によって供給された基板は基板受渡装置Ｍ２を介して印刷装置Ｍ３に搬入され、ここで基板に部品接合用の半田をスクリーン印刷する半田印刷作業が行われる。半田印刷後の基板は印刷検査装置Ｍ４に受け渡され、ここで基板上に印刷された半田の印刷検査作業が行われる。印刷検査後の基板は部品実装装置Ｍ５、Ｍ６に順次受け渡され、ここで半田印刷後の基板に対して部品を装着する装着作業が実行される。

部品装着後の基板は装着状態検査装置Ｍ７に搬入され、ここで基板上に装着された部品の装着状態検査作業が行われる。そして装着状態検査が終わった基板はリフロー装置Ｍ８に搬入され、ここで所定の加熱プロファイルに従って加熱されることにより部品接合用の半田が融解固化する。これにより部品が基板に半田接合されて、基板に部品を実装した実装基板が完成し基板回収装置Ｍ９に回収される。

図２を参照して、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６の構成を説明する。図２において、基台５の上面には、基板搬送機構６がＸ方向（基板搬送方向）に配設されており、基板搬送機構６は部品実装対象となる基板７を搬送して、以下に説明する部品実装機構による作業位置に位置決め保持する。基板搬送機構６の両側方には、基板７に実装される部品を供給する部品供給部８Ａ、８Ｂが配設されている。

部品供給部８Ａにはトレイフィーダ９が、部品供給部８Ｂには複数のテープフィーダ１１が配置されている。トレイフィーダ９は部品２０が格子配列で格納されたトレイ１０を、部品実装機構による部品取出し位置に供給する。これにより、トレイ１０に保持された部品２０は部品実装機構の装着ヘッドによるピックアップ位置に送られる。またテープフィーダ１１は部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、部品を部品実装機構に供給する。

基台５のＸ方向の一端部には、リニアモータ駆動のＹ軸移動テーブル１３がＹ方向に配置されている。Ｙ軸移動テーブル１３には、２基のＸ軸移動テーブル１４Ａ、１４Ｂが、それぞれ部品供給部８Ａ、８Ｂに対応して、Ｙ方向に移動自在に結合されている。Ｘ軸移動テーブル１４Ａ、１４Ｂには装着ヘッド１５Ａ、１５Ｂが、リニア駆動機構によってＸ方向に移動自在に装着されている。装着ヘッド１５Ａ、１５Ｂはいずれも複数の単位移載ヘッド１６を備えた多連型ヘッドであり、それぞれの単位移載ヘッド１６の下端部には吸着ノズル１６ａ（図３参照）が交換自在に装着されている。

Ｙ軸移動テーブル１３およびＸ軸移動テーブル１４Ａを駆動することにより、装着ヘッド１５Ａは部品供給部８Ａと基板搬送機構６に保持された基板７との間で水平移動する。これにより、トレイ１０に格納された部品２０を吸着ノズル１６ａによって吸着保持してピックアップし、基板７に装着する。Ｙ軸移動テーブル１３およびＸ軸移動テーブル１４Ｂを駆動することにより、装着ヘッド１５Ｂは部品供給部８Ｂと基板７との間で水平移動する。これにより、テープフィーダ１１によってピッチ送りされたキャリアテープから部品を吸着ノズル１６ａによって吸着保持して取り出して、基板７に装着する。したがってＹ軸移動テーブル１３、Ｘ軸移動テーブル１４Ａ、１４Ｂ、装着ヘッド１５Ａ、１５Ｂは、単位移載ヘッド１６の吸着ノズル１６ａによって部品を吸着保持して基板７に実装する部品実装機構１２（図４参照）を構成する。

装着ヘッド１５Ａ、１５Ｂには、Ｘ軸移動テーブル１４Ａ、１４Ｂの下面側に位置して装着ヘッド１５Ａ、１５Ｂと一体的に移動する基板認識カメラ１７が設けられている。基板認識カメラ１７は装着ヘッド１５Ａ、１５Ｂとともに基板７の上方に移動し、ここで基板認識カメラ１７によって基板７を撮像することにより、基板７の位置認識が行われる。また部品供給部８Ａ、８Ｂにおいて基板認識カメラ１７によって部品２０を撮像することにより、後述する部品品番の文字、ロット番号の文字の認識が行われる。

部品供給部８Ａ、８Ｂと基板搬送機構６との間には、部品認識カメラ１８が配設されている。部品を保持した装着ヘッド１５Ａ、１５Ｂが部品認識カメラ１８の上方を移動することにより、部品認識カメラ１８はこれらの部品を撮像する。この撮像結果を認識処理することにより、装着ヘッド１５Ａ、１５Ｂに保持された状態における部品の識別や位置認識が行われる。

次に図３を参照して、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６における部品装着動作および部品装着動作に際して実行される部品認識動作について説明する。本実施の形態においては、部品供給部８Ａ、８Ｂから部品を取り出す際には、部品に印字された部品番号および当該部品を個別に識別する部品情報であるロット番号を認識する。

そして認識された部品番号を正規の部品番号と対比することにより異種部品を実装する誤実装を防止するとともに、認識されたロット番号を生産履歴を示すトレースデータとして上位システム３に転送するようにしている。なお、ここでは部品供給部８Ａを対象とする部品装着動作を例に説明しているが、部品供給部８Ｂを対象とする場合においても同様である。

部品取り出しに際しては、部品実装機構１２を駆動して、図３（ａ）に示すように、装着ヘッド１５Ａを部品供給部８Ａに移動させる。そしてトレイ１０に収納された取り出し対象の部品２０を単位移載ヘッド１６の吸着ノズル１６ａによって吸着する前に、基板認識カメラ１７を部品２０の上方に位置させて、部品２０を撮像する。

図３（ｂ）に示すように、部品２０の上面には極性マーク２０ａが設けられており、さらに部品品番文字列２２、ロット番号文字列２３が印字されている。部品品番文字列２２、ロット番号文字列２３は、トレイ１０の上面に予め設定された領域２２ａ、領域２３ａ内に印字されている。部品２０を撮像した画像において、領域２２ａ、領域２３ａ内の画像情報を取り込むことにより、部品品番文字列２２、ロット番号文字列２３の文字画像を取得することができる。

そして部品品番文字列２２の文字認識において正規の部品品番との一致が確認された部品２０は、部品装着の対象となる。すなわち単位移載ヘッド１６を当該部品２０の上方に移動させ、吸着ノズル１６ａによって部品２０を吸着保持する。そして部品２０を保持した単位移載ヘッド１６を、部品認識カメラ１８の上方に移動させ、装着ヘッド１５Ａにおけるトレイ１０の位置ずれを検出した後、図３（ｃ）に示すように、単位移載ヘッド１６を基板７の上方に移動させ、保持した部品２０を基板７の実装点に装着する。

次に図４を参照して、部品実装システム１の制御系の構成について説明する。なお、ここでは部品実装システム１を構成する設備のうち、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６に関連する要素のみについて説明している。図４において、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６の通信インターフェイスである通信部３０は、部品２０を介して上位システム３およびデータ作成装置４と接続されている。

上位システム３はトレースデータベース３ａを備えたサーバーであり、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６から転送される生産履歴情報、すなわち個々の基板を特定する基板情報や製造年月日および各基板に装着された部品の部品品番、ロット番号などのデータをトレースデータとして記憶する。データ作成装置４は、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６における実装基板の生産に使用されるデータ、すなわち実装データや認識データなどの生産データを作成する。作成されたデータは通信ネットワーク２を介して部品実装装置Ｍ５、Ｍ６にダウンロードされる。

部品実装装置Ｍ５、Ｍ６の構成を説明する。部品実装装置Ｍ５、Ｍ６は制御部３１、記憶部３２、機構駆動部３９、認識処理部４０を備えている。制御部３１は演算処理機能を備えたＣＰＵであり、記憶部３２に記憶された各種のデータに基づき、実装基板の生産のための各種の処理や動作を制御する。機構駆動部３９はドライバであり、基板搬送機構６、部品供給部８Ａ、部品実装機構１２を駆動する。認識処理部４０は、基板認識カメラ１７、部品認識カメラ１８によって撮像した画像を認識処理する。ここで、認識処理部４０は部品２０や基板７の位置認識を目的とした認識処理を実行し、部品２０に印字された部品品番文字列２２やロット番号文字列２３の認識処理は、制御部３１が備えた専用の認識処理機能によって行われる。

記憶部３２に記憶されるデータについて説明する。記憶部３２は生産データ記憶部３６、取得文字画像記憶部３８を備えている。生産データ記憶部３６には、データ作成装置４によって生成されたデータが転送される。生産データ記憶部３６は実装データ３６ａ、基板情報３６ｂ、認識データ３７を記憶する。基板情報３６ｂは、生産対象となる基板の種類やサイズ、基板ＩＤなどを含む情報である。実装データ３６ａは、各基板に実装される部品の部品名、部品品番文字列２２、ロット番号文字列２３や、基板における装着位置データ、部品供給部８Ａ、８Ｂにおける部品の供給形態などを示すデータである。なお本実施の形態では、以下に説明する認識データ３７を、生産データ記憶部３６に記憶される生産データの一部として定義している。

認識データ３７は、誤実装防止のための部品品番の認識、トレースデータ取得のためのロット番号の認識に用いられるデータである。認識データ３７には、認識対象データ３７ａ、部品品番文字タイプ情報３７ｂ、ロット番号文字タイプ情報３７ｃおよび認識パラメータ３７ｄが含まれている。認識対象データ３７ａは、個々の部品に印字された部品品番文字列２２が検査対象となる（品番検査ＯＮ）か否か、またロット番号文字列２３が認識対象となる（文字認識ＯＮ）か否かを特定する。これとともに、検査または認識対象となる場合には、部品品番文字列２２、ロット番号文字列２３が印字される領域２２ａ、領域２３ａ（図３（ｂ）参照）を特定する領域指定データを含んでいる。

部品品番文字タイプ情報３７ｂは、部品品番文字列２２を構成する各文字の桁位置ごとの文字タイプを規定する情報である。ここで文字タイプとしては、英大文字、英子文字、数字の３タイプが用いられている。すなわち、記憶部３２は、正規の部品品番の桁ごとの文字タイプの種別を規定する文字タイプ情報を記憶する。本実施の形態においては、後述する文字タイプ情報生成部３４ｃの処理機能により、ユーザが入力した正規の部品品番文字列２２に基づいて、自動的に文字タイプ情報を生成するようにしている。

ロット番号文字タイプ情報３７ｃは、ロット番号文字列２３を構成する各文字の桁位置ごとの文字タイプを規定する情報である。ここでも同様に、英大文字、英子文字、数字の３タイプが用いられている。なお必要がある場合には、これらの３タイプに加えてスラッシュやハイフンなどの記号を用いるようにしてもよい。すなわちここで用いられる文字タイプは、少なくとも数字とアルファベットである英大文字、英子文字とを含む形態となっている。

認識パラメータ３７ｄは、部品品番文字列２２、ロット番号文字列２３を構成する各文字を個別に認識するための認識条件を規定するパラメータである。この認識パラメータには、文字の向き、文字の明暗、サイズなどが含まれる。取得文字画像記憶部３８は、部品品番文字列２２、ロット番号文字列２３の文字認識のために撮像された複数の文字画像を記憶する。以下に述べる部品品番認識部３４ａ、ロット番号認識部３５ａによる認識処理では、取得文字画像記憶部３８に記憶された文字画像が読み出されて認識処理の対象となる。

制御部３１は、実装制御部３３、部品品番検査処理部３４、トレースデータ処理部３５を備えている。実装制御部３３が実装データ３６ａ、基板情報３６ｂに基づいて機構駆動部３９を制御することにより、基板搬送機構６、部品供給部８Ａ、部品実装機構１２が駆動され、これにより部品装着動作が実行される。

部品品番検査処理部３４は認識対象データ３７ａ、部品品番文字タイプ情報３７ｂ、認識パラメータ３７ｄに基づいて、部品品番検査、すなわち検査対象となる部品の部品品番が正規の部品品番と一致するか否かの検査を行う。部品品番検査処理部３４は、部品品番認識部３４ａ、正規部品判定部３４ｂ、文字タイプ情報生成部３４ｃを備えている。部品品番認識部３４ａは、部品の表面に印加された部品品番の文字を基板認識カメラ１７によって撮像し、撮像された桁ごとの文字画像を記憶部３２に記憶された部品品番文字タイプ情報３７ｂに基づいて認識処理することにより、部品品番を認識する機能を有している。

正規部品判定部３４ｂは、部品品番認識部３４ａによって認識された部品品番文字列２２が正規の部品品番と一致するか否かを判定する。そして、正規部品判定部３４ｂによって部品品番文字列２２が正規の部品品番と一致すると判定された場合に、装着ヘッド１５Ａ、１５Ｂは、当該部品２０を基板７に装着するようになっている。

文字タイプ情報生成部３４ｃは、ユーザによって入力された正規の部品品番を基に、自動的に文字タイプ情報を作成する処理を行う。すなわち、入力された部品品番の各桁の文字の識別結果から文字タイプを判断して、各桁ごとの文字タイプを規定する文字タイプ情報を作成する。

トレースデータ処理部３５は、認識対象データ３７ａ、ロット番号文字タイプ情報３７ｃ、認識パラメータ３７ｄに基づいて、トレースデータ処理、すなわちトレースデータの対象となる部品のロット番号文字列２３を認識し、認識結果を出力する処理を行う。トレースデータ処理部３５はロット番号認識部３５ａ、データ出力部３５ｂを備えている。

ロット番号認識部３５ａは部品情報認識部であり、部品２０の表面に印字された部品情報であるロット番号文字列２３の文字を基板認識カメラ１７によって撮像してロット番号文字列２３を認識する。この認識においてロット番号認識部３５ａは、記憶部３２に記憶されたロット番号文字タイプ情報３７ｃに基づいて、ロット番号文字列２３を認識するようになっている。ロット番号文字タイプ情報３７ｃは、ユーザによってデータ作成装置４を介して入力される。

そしてデータ出力部３５ｂは、ロット番号認識部３５ａによって認識されたロット番号文字列２３を、当該部品２０が装着された基板７の基板情報３６ｂとともに、サーバーである上位システム３に出力する。このデータ出力において、データ出力部３５ｂは、部品情報であるロット番号文字列２３や基板情報３６ｂとともに、当該基板７が製造された製造年月日の情報を上位システム３に出力するようになっている。これにより、製造履歴を製造年月日で特定するトレースデータを作成することができる。

次に認識データ３７に記憶される認識データをデータ作成装置４によって作成する認識データ作成処理を、図５のフローに即して説明する。先ず、部品品番文字検査、ロット番号文字認識のＯＮ／０ＦＦを設定する（ＳＴ１）。これにより、基板７に実装される実装対象部品のうち、誤実装防止のための検査が必要とされる部品、トレースデータに生産履歴を記録することが必要とされる部品が特定される。

次に、部品品番文字、ロット番号文字が印字された領域を指定する（ＳＴ２）。すなわち図３（ｂ）に示す領域２２ａ、領域２３ａの位置が入力され、取得文字画像において文字認識の対象となる領域が特定される。次に正しい部品品番文字およびロット番号文字列の文字タイプを入力する（ＳＴ３）。部品品番文字については、図９（ａ）に示すように、桁番号２２ｂの各番号ごとに個別の部品品番文字を対応させた部品品番文字列２２が入力される。この部品品番文字列、ロット番号文字列の文字タイプの入力は、ユーザによって行われる。

またロット番号文字列の文字タイプについては、図１０（ａ）に示すように、桁番号２２ｂの各番号ごとに英大文字、英子文字、数字の区分を対応させたロット番号文字タイプ情報３７ｃが入力される。なお、ロット番号文字列の文字タイプでは、桁番号２２ｂの同一番号に２種類の文字タイプ（例えば英大文字と数字）を対応させるようにしてもよい。これは、ロット番号文字列に製造月を含む場合において、１１月など２桁により月を特定する数字の替わりに、当該数字に英大文字を対応させて用いる場合があることなどによる。

次に、部品品番文字検査、ロット番号文字認識に用いられる認識パラメータの設定を行う（ＳＴ４）。ここでは、印字された状態における文字の向き、文字のサイズ、文字の明暗や色調など、画像認識時において識別条件となる項目が入力される。そしてこのようにして作成されたデータを部品実装装置へ転送し、認識データ３７に記憶する（ＳＴ５）。

次に本実施の形態に示す部品実装システム１において実行される実装動作について、図６のフローに則して説明する。実装動作が開始されると、先ず実装対象部品の部品品番文字検査を実行する（ＳＴ２０）。すなわち実装対象部品が正規の部品品番を有する正しい部品であるか否かを検査する。次いで検査結果はＯＫであるか否かが判断される（ＳＴ２１）。ここで検査結果がＮＧであれば、検査結果ＮＧ画面を部品実装装置Ｍ５、Ｍ６が備えた表示部に表示して、設備を一旦停止する（ＳＴ２２）。そして検査結果がＮＧの部品を正しい部品に交換した後、（ＳＴ２０）に戻って検査を再度実行する。

（ＳＴ２０）にて検査結果がＯＫであれば、実装対象部品のロット番号文字認識を実行する（ＳＴ２４）。この後、実装対象部品の吸着を行う（ＳＴ２５）。すなわち、単位移載ヘッド１６の吸着ノズル１６ａによって部品２０を吸着保持する。次いで実装対象部品の装着が行われる（ＳＴ２６）。すなわち、装着ヘッド１５Ａ、１５Ｂを基板７へ移動させて、図３（ｃ）に示すように、単位移載ヘッド１６に保持した部品２０を基板７の実装点に装着する（ＳＴ２６）。

次いで全ての実装対象部品の装着が完了したか否かを判断する（ＳＴ２７）。ここでＮＯであれば、（ＳＴ２０）以降の処理を反復実行する。（ＳＴ２７）にて全ての実装対象部品の装着完了を確認したならば、認識した全部品のロット番号認識文字列を、トレースデータ（生産履歴データ）として、データ出力部３５ｂによってサーバー（上位システム３）へデータ出力する。そして上位システム３に転送されたトレースデータはトレースデータベース３ａ（図４）に記憶される。これにより、実装動作を終了する。

次に図６にて（ＳＴ２０）に示す部品品番文字検査の詳細について、図７のフローおよび図９を参照して説明する。図７において、先ず認識対象データ３７ａに記憶されたデータを参照することにより、対象となる部品が品番検査ＯＮとして指定されているか否かを判断する（ＳＴ３０）。ここで品番検査ＯＮに該当する部品について、以下の処理が実行される。品番検査ＯＮでない部品については以下の処理をスキップする。

先ず、生産データ記憶部３６に記憶された生産データから、当該部品の部品品番文字列を取得する（ＳＴ３１）。これにより、図９（ａ）に示すように、桁番号２２ｂの各桁に品番番号を構成する文字を対応させた部品品番文字列２２が取得される。次に取得した部品品番文字列から、各桁位置の文字タイプ情報を生成する（ＳＴ３２）。これにより、図９（ｂ）に示すように、桁番号２２ｂの各桁に各桁位置の文字タイプを対応させた部品品番文字タイプ情報３７ｂが生成される。この処理は、制御部３１が備えた文字タイプ情報生成部３４ｃの処理機能により実行される。生成された部品品番文字タイプ情報３７ｂは、認識データ３７に記憶される。すなわち、ここでは正規の部品品番の桁ごとの文字タイプの種別を規定する文字タイプ情報を記憶する（記憶工程）。

次いで部品品番文字が印字された領域の画像を取得する（ＳＴ３３）。すなわち図９（ｃ）に示すように、部品２０の上面において部品品番文字列２２が印字された領域２２ａの撮像画像を、取得文字画像記憶部３８から取得する。ここでは、各桁位置の文字を複数回の認識処理によって確定するため、各回の認識処理に用いられる複数の候補分の画像を取得する。

図９（ｄ）は、このようにして取得された複数（ここでは２つ）の候補分の画像（「候補１」２２ｃ１、「候補２」２２ｃ２）を例示している。「候補１」２２ｃ１では、桁位置１～６に対応して、Ａ８ＣＯ１２の各文字が取得されている。また「候補２」２２ｃ２では、桁位置１～６に対応して、ＲＢＥ０Ｉ６の各文字が取得されている。

そして取得された撮像画像から各桁位置の文字候補を認識する（ＳＴ３４）。ここでは、各桁位置の文字を確定するための認識処理が各桁ごとに順次実行される。すなわち部品２０の表面に印加された部品品番の文字を撮像し、撮像された桁ごとの文字画像を記憶部３２に記憶された部品品番文字タイプ情報３７ｂに基づいて認識処理することにより、部品品番文字列２２を認識する（部品品番認識工程）。

この処理では、複数桁の文字を認識対象として複数の認識画像を認識文字候補として認識処理が実行される。このため、各桁位置を順次対象とするための処理順を示すインデックスＮが、また各認識文字候補を順次対象とするための処理順を示すインデックスＭが設定される。

まず最初に、Ｎ＝１に設定し（ＳＴ３５）、１桁目の文字タイプを取得する（ＳＴ３６）。ここでは、図９（ｂ）に示す部品品番文字タイプ情報３７ｂから、１桁目の文字タイプ「英大文字」が取得される。次いでＭ＝１に設定し（ＳＴ３７）、１桁目の第１番目の認識文字候補を取得する（ＳＴ３８）。ここでは、「候補１」２２ｃの１桁目の英大文字の「Ａ」が取得される。そして文字タイプの一致を判断する（ＳＴ３９）。すなわち取得した認識文字候補の文字タイプと文字タイプ情報に示される文字タイプを比較する。

ここで文字タイプが一致するならば、１桁目の認識文字を確定する（ＳＴ４０）。ここに示す例では、取得した認識文字候補の文字タイプ（英大文字）と文字タイプ情報に示される文字タイプ（英大文字）とが一致していることから、１桁目の認識文字は英大文字の「Ａ」であることが確定される（図９（ｄ）に示す「候補１」２２ｃ１にて、丸印を付された英大文字「Ａ」参照）。

（ＳＴ３９）にて文字タイプが一致しない場合には、Ｍを歩進させてＭ＝Ｍ＋１に設定し（ＳＴ４１）、次の第２番目の認識文字候補を取得する（ＳＴ３８）。例えば、「候補１」２２ｃ１の２桁目の認識文字候補では、文字タイプ情報に示される文字タイプ（英大文字）とは異なる数字の「８」が取得されて、（ＳＴ３９）の文字タイプの一致判断において不一致と判断される。

この場合には、「候補２」２２ｃ２の２桁目の英大文字の「Ｂ」が取得され、（ＳＴ３９）の文字タイプの一致判断において、取得した認識文字候補の文字タイプ（英大文字）と文字タイプ情報に示される文字タイプ（英大文字）を比較する。ここでは文字タイプが一致していることから、２桁目の認識文字は英大文字の「Ｂ」であることが確定される（図９（ｄ）に示す「候補２」２２ｃ２にて、丸印を付された英大文字「Ｂ」参照）。

上述の処理において、部品品番認識部３４ａは、認識処理に際し撮像されて取得文字画像記憶部３８に記憶された桁ごとの文字画像から、予め付された優先順位に従って複数の候補を順次抽出する。そして優先順位の最も高い第１の候補（「候補１」２２ｃ１）の認識文字の文字タイプが、記憶部３２に部品品番文字タイプ情報３７ｂとして記憶された該当する桁の文字タイプと一致する場合には、当該第１の候補の認識文字を部品品番の文字として採用する。

そして部品品番認識部３４ａは、優先順位の最も高い第１の候補（「候補１」２２ｃ１）の認識文字の文字タイプが記憶部３２に部品品番文字タイプ情報３７ｂとして記憶された該当する桁の文字タイプと一致せず、第１の候補の次に優先順位の高い第２の候補（「候補２」２２ｃ２）が、記憶部３２に部品品番文字タイプ情報３７ｂとして記憶された該当する桁の文字タイプと一致する場合には、第２の候補の認識文字を部品品番の文字として採用する。

このようにして対象となる各桁位置の文字候補について同様の認識処理を反復実行する。ここでは、図９（ｄ）に示す「候補１」２２ｃ１の認識文字候補のうち、１桁目、３桁目、５桁目および６桁目の認識文字候補が、部品品番文字タイプ情報３７ｂとして記憶された該当する桁の文字タイプと一致する場合を示している。すなわち「候補１」２２ｃ１においてそれぞれ丸印を付された１桁目（英大文字Ａ）、３桁目（英大文字Ｃ）、５桁目（数字１）および６桁目（数字２）の各文字の文字タイプが部品品番文字タイプ情報３７ｂに示される文字タイプと一致している。これにより、これらの認識文字が部品品番文字列２２の文字として採用される。

これに対し、「候補１」２２ｃ１の認識文字候補のうち、４桁目の認識文字候補（英大文字Ｏ）の文字タイプは、部品品番文字タイプ情報３７ｂとして記憶された該当する部品品番の桁の文字タイプ（数字）と異なっている。このため、次に優先順位の高い第２の候補（「候補２」２２ｃ２）において該当する４桁目の認識文字候補（数字０）の文字タイプが比較の対象となる。ここではいずれも文字タイプは数字であることから、認識文字候補（数字０）を認識した認識文字が部品品番文字列２２の文字として採用される。

すなわち上述の認識処理では、（ＳＴ３８）、（ＳＴ３９）を反復実行することにより、Ｎ桁目の認識文字を確定する（ＳＴ４０）。そして全ての桁の認識文字が確定したか否かを判断し（ＳＴ４２）、全ての桁の認識文字の確定が確認されることにより、図９（ｅ）に示すように、これらの認識文字よりなる認識文字列２２Ｒが確定する（ＳＴ４４）。

そしてこのようにして確定された認識文字列２２Ｒは、記憶部３２に記憶された部品品番文字列と一致するか否かの判断の対象となる（ＳＴ４５）。すなわち部品品番認識工程において認識された部品品番が、正規の部品品番と一致するか否かを判定する（正規部品判定工程）。ここで一致が確認されたならば検査結果ＯＫと判定され（ＳＴ４６）、図６の（ＳＴ２４）に進む。

そして以下に説明する（ＳＴ２４）を経た後、実装対象部品の吸着（ＳＴ２５）、実装対象部品の装着（ＳＴ１６）に至る。すなわち正規部品判定工程において部品品番が正規の部品品番と一致すると判定された場合に、部品２０を基板７に装着する（装着工程）。また不一致であれば検査結果ＮＧと判定され（ＳＴ４７）、図６の（ＳＴ２２）に進む。

次に図６にて（ＳＴ２４）に示すロット番号文字認識の詳細および部品実装装置Ｍ５、Ｍ６を含む部品実装システム１において生産履歴データを取得するトレースデータの取得方法について、図８のフローおよび図１０を参照して説明する。図８において、先ず認識対象データ３７ａに記憶されたデータを参照することにより、対象となる部品がロット番号文字認識ＯＮとして指定されているか否かを判断する（ＳＴ５０）。そしてここでロット番号文字認識ＯＮに該当する部品について、以下の処理が実行される。ロット番号文字認識ＯＮでない部品については以下の処理をスキップする。

先ず、生産データ記憶部３６に記憶された生産データから、当該部品のロット番号文字の各桁位置の文字タイプ情報を取得する（ＳＴ５１）。すなわち図１０（ａ）に示すように、桁番号２３ｂの各桁位置にロット番号を構成する文字の文字タイプを対応させたロット番号文字タイプ情報３７ｃが取得される。ロット番号文字タイプ情報３７ｃは予めユーザの入力によりデータ作成装置４を用いて作成され、記憶部３２に予め記憶されている。すなわち、ここでは正規の部品情報であるロット番号の桁ごとの文字タイプの種別を規定する文字タイプ情報を記憶する（記憶工程）。

次いでロット番号文字が印字された領域の画像を取得する（ＳＴ５２）。すなわち図１０（ｂ）に示すように、部品２０の上面においてロット番号文字列２３が印字された領域２３ａの撮像画像を取得文字画像記憶部３８から取得する。ここでは、各桁位置の文字を複数回の認識処理によって確定するため、各回の認識処理に用いられる複数の候補分の画像を取得する。

図１０（ｃ）は、このようにして取得された複数（ここでは２つ）の候補分の画像（「候補１」２３ｃ１、「候補２」２３ｃ２）を例示している。「候補１」２３ｃ１では、桁位置１～５に対応して、８Ｒ４６Ｂの各文字が取得されている。また「候補２」２２ｃ２では、桁位置１～５に対応して、ＢＢ６８８の各文字が取得されている。

そして取得された撮像画像から各桁位置の文字候補を認識する（ＳＴ５３）。ここでは、各桁位置の文字を確定するための認識処理が各桁ごとに順次実行される。すなわち部品２０の表面に印加されたロット番号の文字を撮像し、撮像された桁ごとの文字画像を記憶部３２に記憶されたロット番号文字タイプ情報３７ｃに基づいて認識処理することにより、ロット番号文字列２３を認識する（部品情報認識工程）。

この処理では、複数桁の文字を認識対象として複数の認識画像を認識文字候補として認識処理が実行される。このため、各桁位置を順次対象とするための処理順を示すインデックスＮが、また各認識文字候補を順次対象とするための処理順を示すインデックスＭが設定される。

まず最初に、Ｎ＝１に設定し（ＳＴ５４）、１桁目の文字タイプを取得する（ＳＴ５５）。ここでは、図１０（ａ）に示すロット番号文字タイプ情報３７ｃから、１桁目の文字タイプ「英大文字」が取得される。次いでＭ＝１に設定し（ＳＴ５６）、１桁目の第１番目の認識文字候補を取得する（ＳＴ５７）。ここでは、「候補１」２３ｃ１の１桁目の数字の「８」が取得される。そして文字タイプの一致を判断する（ＳＴ５８）。すなわち取得した認識文字候補の文字タイプと文字タイプ情報に示される文字タイプを比較する。

ここに示す例では、取得した認識文字候補の文字タイプ（数字）と文字タイプ情報に示される文字タイプ（英大文字）とが一致していないことから、Ｍを歩進させてＭ＝Ｍ＋１に設定し（ＳＴ６０）、次の第２番目の認識文字候補を取得する（ＳＴ５７）。すなわち図１０（ｃ）に示す「候補２」２３ｃ２の１桁目の英大文字の「Ｂ」が取得される。そして（ＳＴ５８）の文字タイプの一致判断において、取得した認識文字候補の文字タイプ（英大文字）と文字タイプ情報に示される文字タイプ（英大文字）を比較する。ここでは文字タイプが一致していることから、１桁目の認識文字は英大文字の「Ｂ」であることが確定される（図９（ｃ）に示す「候補２」２３ｃ２にて、丸印を付された英大文字「Ｂ」参照）。

上述の処理において、ロット番号認識部３５ａは、認識処理に際し撮像されて取得文字画像記憶部３８に記憶された桁ごとの文字画像から、予め付された優先順位に従って複数の候補を順次抽出する。そして優先順位の最も高い第１の候補（「候補１」２３ｃ１）の認識文字の文字タイプが記憶部３２にロット番号文字タイプ情報３７ｃとして記憶された該当する桁の文字タイプと一致する場合には、当該第１の候補の認識文字をロット番号の文字として採用する。

そしてロット番号認識部３５ａは、優先順位の最も高い第１の候補（「候補１」２３ｃ１）の認識文字の文字タイプが記憶部３２にロット番号文字タイプ情報３７ｃとして記憶された該当する桁の文字タイプと一致せず、第１の候補の次に優先順位の高い第２の候補（「候補２」２３ｃ２）が記憶部３２にロット番号文字タイプ情報３７ｃとして記憶された該当する桁の文字タイプと一致する場合には、第２の候補の認識文字をロット番号の文字として採用する。

このようにして対象となる各桁位置の認識文字候補について同様の認識処理を反復実行する。ここでは、図１０（ｃ）に示す「候補１」２３ｃ１の認識文字候補のうち、２桁目、３桁目および４桁目の認識文字候補が、ロット番号文字タイプ情報３７ｃとして記憶された該当する桁の文字タイプと一致する場合を示している。すなわち「候補１」２３ｃ１においてそれぞれ丸印を付された２桁目（英大文字Ｒ）、３桁目（数字４）および４桁目（数字６）の各文字の文字タイプがロット番号文字タイプ情報３７ｃに示される文字タイプと一致している。これにより、これらの認識文字がロット番号の文字として採用される。

これに対し、「候補１」２３ｃ１の認識文字候補のうち、５桁目の認識文字候補（英大文字Ｂ）の文字タイプは、ロット番号文字タイプ情報３７ｃとして記憶された該当するロット番号の桁の文字タイプ（数字）と異なっている。このため、次に優先順位の高い第２の候補（「候補２」２３ｃ２）において該当する５桁目の認識文字候補（数字８）の文字タイプが比較の対象となる。ここではいずれも文字タイプは数字であることから、認識文字候補（数字８）を認識した認識文字がロット番号の文字として採用される。

すなわち上述の認識処理では、（ＳＴ５７）、（ＳＴ５８）を反復実行することにより、Ｎ桁目の認識文字を確定する（ＳＴ５９）。そして全ての桁の認識文字が確定したか否かを判断し（ＳＴ６１）、全ての桁の認識文字の確定が確認されることにより、図１０（ｄ）に示すように、これらの認識文字よりなる認識文字列２３Ｒが確定する（ＳＴ６２）。

このようにして前述の部品情報認識工程において認識された全部品の部品情報であるロット番号の認識文字列は、当該部品が装着された基板７の基板情報３６ｂとともに、サーバーとしての上位システム３へデータ出力部３５ｂによって出力される（データ出力工程）。そして上位システム３においては、当該部品実装装置Ｍ５、Ｍ６による生産履歴情報であるトレースデータとしてトレースデータベース３ａに記憶される。

図１１を参照して、トレースデータベース３ａに記憶されるトレースデータについて説明する。トレースデータ５０は、製造対象となった実装基板の生産履歴を示すものであり、部品実装ラインごとに、または部品実装装置ごとに作成される。図１１（ａ）に示すように、トレースデータ５０は、生産された個々の基板を特定する基板ＩＤ５１に、製造年月日５２、製品シリアル番号５３、部品名５４、ロット番号５５などを紐付けしたデータ構成となっている。

製造年月日５２は当該基板が製造された年月日を特定する。製品シリアル番号５３は当該基板に付された固有の番号である。部品名５４は当該基板に実装された部品の名称を示すものであり、部品実装時における部品品番と対応している。そしてロット番号５５は、個々の部品を特定する部品情報であり、本実施の形態に示す部品実装システム１においては部品実装装置Ｍ５、Ｍ６より出力される。

製品の不具合が生じた場合の原因や影響の遡及追跡において、トレースデータ５０は以下のように活用される。市場に出荷された電子機器類において不具合が発生すると、先ず当該製品のメーカなどの関連部署によって不具合発生事象の実態と原因究明が行われる。その結果として、先ず当該不具合の原因となった原因部品が特定され、次いでその原因部品に対応するロット番号が特定される。

このようにして原因部品が特定されると、当該不具合の市場における広がりと影響を把握するための検索が、上位システム３が備えた検索機能によって実行される、すなわち、検索キー入力項目５６として部品名５６ａおよびロット番号５６ｂを入力する。この検索により、図１１（ｃ）に示す検索結果出力５７が得られる。検索結果出力５７では、基板ＩＤ５１に製造年月日５２、製品シリアル番号５３を紐付けした検索データ５０＊が得られる。この検索データ５０＊により、関連部署の当事者は、当該不具合の市場における実態を個々の製品ベースで把握することができ、有効な不具合対策を立案することが可能となる。

上記説明したように、本実施の形態に示す部品実装システム１は、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６とサーバーとしての上位システム３とを含む構成において、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６を、部品２０の表面に印字された部品情報としてのロット番号の文字を撮像してロット番号を認識するロット番号認識部３５ａと、ロット番号認識部３５ａによって認識されたロット番号を当該部品が装着された基板７の基板情報３６ｂとともにトレースデータとして上位システム３に出力するデータ出力部３５ｂとを備えた構成としている。これによりバーコードなどの識別情報を手動で読み取ることなく、生産履歴データを取得することができる。

また本実施の形態に示す部品実装装置Ｍ５、Ｍ６は、正規の部品品番の桁ごとの文字タイプの種別を規定する部品品番文字タイプ情報３７ｂを記憶する記憶部３２と、部品２０の表面に印加された部品品番の文字を撮像し撮像された桁ごとの文字画像を記憶部３２に記憶された文字タイプ情報に基づいて認識処理することにより、部品品番を認識する部品品番認識部３４ａと、部品品番認識部３４ａによって認識された部品品番が正規の部品品番と一致するか否かを判定する正規部品判定部３４ｂと、正規部品判定部３４ｂによって部品品番が正規の部品品番と一致すると判定された場合に、部品２０を基板７に装着する装着ヘッド１５Ａ、１５Ｂとを備えた構成としている。

これにより、認識対象の文字に図形として表記された場合に形状的に類似して紛らわしい数字やアルファベットの組み合わせが存在する場合にあっても、部品品番を精度よく認識して誤実装を防止することができる。

なお上記実施の形態においては、部品実装装置Ｍ５、Ｍ６においてロット番号の文字および部品品番の文字を撮像して認識する構成を示しているが、部品装着後の基板７を対象として検査を行う装着状態検査装置Ｍ７に同様の機能を持たせるように構成してもよい。この場合においても部品品番を精度よく認識して、誤った検査結果の出力を防止することができる。

本発明の部品実装装置およびトレースデータの取得方法は、バーコードなどの識別情報を手動で読み取ることなく、生産履歴データを取得することができるという効果を有し、部品を基板に実装して実装基板を製造する分野において有用である。

１ 部品実装システム
７ 基板
１５Ａ，１５Ｂ 装着ヘッド
１７ 基板認識カメラ
２０ 部品
２２ 部品品番文字列
２３ ロット番号文字列
Ｍ５、Ｍ６ 部品実装装置

Claims (12)

1. 基板に装着される前の部品の表面に印字された部品情報の文字を撮像して前記部品情報を認識する部品情報認識部と、
   前記部品情報認識部によって認識された部品情報をデータベースに出力するデータ出力部と、を備え、
   前記データ出力部は、認識された前記部品情報である文字列と、当該部品が装着された基板の基板情報と、基板に付された固有の番号と、基板が製造された年月日を特定する情報と、を対応付けて前記データベースに出力する、部品実装装置。
2. さらに、前記部品情報認識部によって認識された部品情報が、正規の部品品番と一致するか否かを判定する判定部を備える、請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記データ出力部は、前記正規の部品品番と一致しないと判定された部品の使用を禁止することを示す画像情報を出力する、請求項２に記載の部品実装装置。
4. さらに、前記部品の部品実装を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記正規の部品品番と一致しないと判定された部品の実装を停止する、請求項２に記載の部品実装装置。
5. さらに、前記部品情報の桁ごとの文字タイプの種別を規定する文字タイプ情報を記憶する記憶部を備え、
   前記部品情報認識部は、前記記憶部に記憶された前記文字タイプ情報に基づいて前記部品情報を認識する、請求項１から４のいずれかに記載の部品実装装置。
6. 前記記憶部に記憶された前記文字タイプ情報は、ユーザによって入力される、請求項５に記載の部品実装装置。
7. 前記部品情報認識部は、前記認識処理に際し前記撮像された桁ごとの文字画像から、予め付された優先順位に従って複数の候補を順次抽出し、
   優先順位の最も高い第１の候補が前記記憶部に記憶された該当する桁の文字タイプと一致する場合には、当該第１の候補を採用する、請求項５または６に記載の部品実装装置。
8. 前記部品情報認識部は、前記優先順位の最も高い第１の候補が前記記憶部に記憶された該当する桁の文字タイプと一致せず、前記第１の候補の次に優先順位の高い第２の候補が前記記憶部に記憶された該当する桁の文字タイプと一致する場合には、前記第２の候補を採用する、請求項７に記載の部品実装装置。
9. 前記文字タイプは、少なくとも数字とアルファベットを含む、請求項５から８のいずれかに記載の部品実装装置。
10. 前記部品情報はロット番号である、請求項１から９のいずれかに記載の部品実装装置。
11. 前記データ出力部は、前記部品情報や前記基板情報とともに製造年月日の情報を出力することを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載の部品実装装置。
12. 部品実装装置を含む部品実装システムにおいて、生産履歴データを取得するトレースデータの取得方法であって、
    基板に装着される前の部品の表面に印加された部品情報の文字を撮像し、前記部品情報を認識する部品情報認識工程と、
    前記部品情報認識工程において認識された前記部品情報をデータベースに出力するデータ出力工程と、を含み、
    前記データベースは前記部品情報である文字列と、前記部品が装着された基板の基板情報と、基板に付された固有の番号と、基板が製造された年月日を特定する情報と、を紐付けて記憶する、トレースデータの取得方法。

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