JPS62240871A - プリント板測定装置のプロービング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 本発明は、処理装置上に設定された板状の処理対象物体
に記された複数の基準マークを夫々個別の固定の撮像装
置にて撮像して該処理対象物体の該処理装置上における
設定位置を認識する方法であって、予め求めた基準マー
クと撮像した基準マークとのずれ量、及び予め求めた基
準マークの絶対位置情報から処理装置上に設定された板
状体処理対象物体の設定位置を認識するようにし、短時
間で高精度の認識を可能としたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、例えば、電子部品回路の実装、自動配線、自
動プロービングを行なう自動装置（処理装置）に設定さ
れたプリント板等の板状の処理対象物体の設定位置認識
方法に関するものである。

プリント板は多層プリント基板上にＬＳＩや抵抗、コン
デンサなどの電子部品を実装し、コネクタを取付けた回
路モジュールで、電子計３３：機の重要な構成要素の一
つである。

多品種のプリント板を高品質に、かつ低コストで製造す
るためには、組み立ての自動化と共に、試験の自動化が
重要である。

試験にはプリント板の良否を判定する良否判定試験と、
不良と判定されたプリント板の故障位置を指摘する故障
診断とがある。

良否判定試験では入試から、拭清の捺印に至る全工程を
無人で行なうことは既に実現されているが、故障診断で
は故障位置を調べるためのプリント板内部へのプロービ
ング作業だけは人手に鯨っているのが現状である。

ところが、プリント板を搭載する電子部品の微細化やプ
リント板実装の高密度化等により、人手によるプロービ
ング作業はもはや不可能となってきており、プローブで
の不良箇所の探索作業の自動化が要望されている。

また、５０ミル・グリッドのフ゛リント（反の）゛ロー
ビングでは、被試験プリント板の取付誤差やプリント板
の歪みが大きく影響してくるために、ロボットの移動精
度を向上させただけでは精度良く目標位置にプロービン
グさせることはできない。

そこで、自動試験機上へのプリント仮取付状態やプリン
ト基板の歪み量を検出し、そのずれ分を補正する必要が
ある。

〔従来技術〕

第９図は従来のプリント板の設定位置認！装置を説明す
るための図である。

■は被測定プリント板であり、図示しない自動試験装置
に取付けられるものであり、その４隅に基準位置を示す
しマークが予め銅パターンで印刷されているもの、２は
プローブであり、被測定プリント板ｌ上の所望の探索位
置における電子部品回路の特性を測定するためのもの、
３はプローブ保持体であり、プローブ２をＺ軸方向に往
復動可能に支持するもの、４はＸＹテーブルであり、プ
ローブ保持体３をＸＹ平面内の所定の探索位置に位置決
めするもの、５はマークセンサであり、プローブ保持体
３に設けられ、被測定プリント板１上のしマークを認識
するための１次元センサである。

以上説明した構成において、被測定プリント板１の設定
位置の認識は、ＸＹテーブル４を駆動してＬマークのス
トロークを横切るようにマークセンサ５を移動させなが
らマークセンサ５の出力電圧を読取る。

そして、ピーク値となった座標位置をＬマークの中心位
置とする。この操作をＸ軸、Ｙ軸方向のストロークにつ
いて行なうことにより、ＬマークのＸＹ座標を求める。

さらにこれらの１儀作を４隅のしマークのすべてについ
て行なう、このようにして４個のしマークの座標位置を
読取り、被測定プリント板の設定位置及び歪み等を測定
する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述したように、マークセンサ５がＬマークの上空を機
械的に移動しながらＬマークの座標を読取るようにして
いたので、座標位置の読取りに長時間を要するといった
問題があった。

本発明は、被測定プリント板の設定位置の認識を短時間
で且つ高精度に行なうことのできる方法の提供を目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

そして、この目的は、処理装置上に設定された板状の処
理対象物体に記された複数の基準マークを夫々個別の該
基準マークの上方に固定された撮像装置にて撮像して該
処理対象物体の該処理装置上における設定位置を認識す
る方法であって、前記処理対象物体が設定された際に前
記基準マークが存在すべき位置を、位置設定用処理対象
物体上に記されたマークを撮像して算出し、各撮像装置
毎に格納し、認識すべき処理対象物体の基準マークの位
置を撮像して算出し、位置設定用処理対象物体の基準マ
ーク位置情報からの認識すべき処理対象物体の基準マー
ク位置情報のずれ量を各固定撮像装置毎に算出し、該固
定撮像装置毎のずれ量と法準マーク位置の絶対位置情報
との位置関係から前記処理対象物体と前記処理装置との
位置関係を認識することを特徴とする板状体の設定位置
認識方法により達成される。

〔作　用〕

前述したように、本発明においては、プリント板上のし
マークの上空に設置された固定の撮像装置で、Ｌマーク
全体を撮像してその濃度情報から基準位置を算出し、そ
して予め求めておいた基準位置とのずれ量からしマーク
の絶対座標を求めているので、板状の処理対象物体の設
定位置を短時間で且つ高精度に認識することが可能とな
る。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る板状体の設定位置認識方法が適用
されるプリント板故障診断装置の全体構成図である。

図において、１は被測定プリント板であり、４隅に銅パ
ターンで印刷されたしマークを有するもの、１０ａ〜１
０ｄはそれぞれＴＶカメラであり、被測定プリント板ｌ
の４隅のしマークにそれぞれ対応して設けられているも
の、１１はＬマークセンサ制御部であり、各ＴＶカメラ
ｔＯａ〜１０ｄからの撮像信号に基づいて各Ｌマークの
基準位置を認、蟲するためのもの、１２はロボット制御
部であり、上位装置からの移動指令に基づいてロボット
１３を駆動し、先端に保持しているプローブ１４を被測
定プリント板ｌ上の所定のブロービング位置に位置付け
るためのもの、１５はプローブ測定ユニットであり、ロ
ボット１３により被測定プリン日反ｌ上に位置付けされ
るプローブ１４からの信号に基づいて探索箇所の動作状
態を測定するためのもの、１６はプリント板測定ユニッ
トであり、被測定プリント板ｌの端子部とアダプタ１６
ａを介して接続され、このプリント板１に試験信号を供
給して所定の動作をするか否かをを測定するためのもの
、１７は制ｉＴＩ計算機であり、前記各制御部、測定ユ
ニットを動作制御するためのものであ第２図はＬマーク
センサ制御部の説明図であり、各ＴＶカメラｌｏａ〜１
０ｄから撮像信号を切替で入力する切替器Ｉ８、切替器
１日を介して入力されてくるＴＶカメラからの撮像信号
を２値化処理する２値化処理部１９．２値化処理部１９
の処理結果を、各ＴＶカメラ毎に格納する画像メモリ２
０、各ＴＶカメラ１０ａ　〜１０ｃ毎の基準Ｌマーク座
標を格納する基準座標格納メモリ２１、及び切替器１日
乃至基準座標格納メモリ２１を制御するプロセッサ２２
とから構成されている。

第３図はロボット制御部の説明図であり、ロボット１３
の各関節に設けられたモータに対応して設けられるモー
タ駆動回路２３、各モータ駆動回路２３に駆動パルス信
号を供給するモータ駆動パルス制御部２４、制御計算４
ｉ１１７からの移動量指示が人力され、この移動量を校
正座標格納メモリ２６に格納された校正量で校正した値
をモータ駆動パルス制御部に指示する移動量補正回路２
５、制御計算［１７により予め求められた校正座標位置
を格納する校正座標格納メモリ２６とから構成されてい
るものである。

第４図はテストステーションの説明図であり、同図ｔａ
＋はプリント板試験動作時を示す図、同図ｆｂｌはロボ
−／　ト座標位置等の校正動作時を示す図である。

図において、２７はフレームであり、上側の取付枠２７
ａには、４つのＴＶカメラ１０ａ〜１０ｄが設定される
被測定プリント板１上のしマーク位置に対応して取付け
られており、また、プローブ１４を位置付けするための
多関節型ロボット１３が取付られている。

同図＋ａ＋に示すプリント板試験動作時には、下側のス
テージ部分２７ｂに設けられたプリント板測定ユニット
１６を用い、被測定プリント板ｌの端子部と結合するア
ダプタ１６ａを介して試験信号等を供給して試験を行な
う、アダプタ１６ａは往復動可能に設けられており、順
次搬送されてくる被測定プリント板１の端子部との挿抜
動作を自動的に行なうことによって交換動作を行なう。

また、同図ｉｂ）に示すロボット座標系置等の校正動作
時には、ステージ２７ｂ上に位置決めビン２Ｂ、２９．
３０により位置決めされる校正用治具３１を用いて校正
動作を行なう。

第５図は校正用冶具の説明図であり、同図ｆａｔは平面
図、同図（ｂｌは正面図である。

図において、校正用冶具３１には被測定プリント板ｌと
同一の位置関係となるようにＬマーク（−Ｌｌ−Ｌ４）
が４隅に印刷されており、また、ロボット座標校正用の
校正ピンＰ１乃至Ｐ４が取付けられている。

この校正用治具３１は、第６図に示されるように位置決
め用足３１ａ、３１ｂ及び支持足３１Ｃ。

３１ｄを備え、ステージ２７ｂ上に植立された位置決め
ピン２８，２９．３０に対して位置決め用足３１ａ、３
１ｂを当接させることによってステージ２７ｂ上の所定
の校正位置に位置付ける。

更に、校正用ピンＰＩ乃至Ｐ４は第７図に示すように、
円錐形状を存し、ロボット１３が保持しているプローブ
１４の先端と突き合わせることによりロボット１３の位
置決めを行なう。

尚、前述した校正用冶具３１は前以って治具単体で別の
測定器により、Ｌマーク相互及び校正ビン相互および両
Ｈ間の位置関係（座標）を正確に測定しておく。

以上説明した（ｌ！成を用いて本発明に係る板状体の設
定位置認識方法を説明する。

まず、第４図（ｂ）に示す状態において、ロボット１３
に保持させたプローブ１４の先端を校正用ビンＰＩ乃至
Ｐ４に突き合わせる。この動作は図示しないティーチン
グボックスからの指示を制御計算機１７に入力し、制御
計算ｌ１１７がロボット制御部Ｉ２に対して移動指示を
発することにより行なう。そして、突き合わせた時のロ
ボット１３の各関節位置を各校圧用ピンＰ１乃至Ｐ４毎
に認識してプローブ１４の先端の座標位置を算出する。

そして、突き合わせした校正用ピンの内の一つの座標値
をブロービングする際の原点とすることにより、原点登
録されたことになる。

また、予め別の測定器で求めておいた治具３１上におけ
る校正用ピンＰＩ乃至Ｐ４座標の相対関係（相対距＃）
とこの座標位置との関係がら校正用データを作成して校
正座標格納メモリ２６に格納する。すなわち、ロボット
での測定データはかならず誤差を含むものであるから、
校正用ピンの内の一つを原点とし、この原点座標からの
相対距離でロボットの測定データを補正する。

これにより、現在位置から別の指示された位置へ移動す
る場合、移動の方向、移動量を補正することができる。

次に、第４図（ｂｌに示す状態において、Ｌマークセン
サ制御部を動作させ、校正用治具３１上の４つのしマー
クの読取りを順次行なう。

そして、第８図のＴＶカメラの視野説明図に示すように
、撮像したしマークＬｋの基準点Ｏｋを画像メモリ２０
内におけるＴＶカメラの視野の基準点ＯＬｖからの画素
数で算出する。尚、第８図において、基準点Ｏｋは、座
標ＸＬＩ、ＹＬＩで示す。

このようにして、各ＴＶカメラ毎にＬマークの基準点を
算出し、得られた座標を法卓座標格納メモリ２１に格納
して保持する。

次いで、第４図［１１）に示す状態において、被測定プ
リント板１の４つのしマークＬｕを順次読取り、前述と
同様にしてＬマークＬｕの基準点Ｑｕを画像メモリ２０
内におけるＴＶカメラの視野の基準点Ｑｔｖからの画素
数で算出する。そして、対応するしマーク毎に基準点Ｏ
ｋとＯｕとの座標値の差（相対座標値）ΔＸ、ΔＹを算
出し、制御計算４１１１７へ送出する。制御計算機エフ
では、Ｌマークセンサ制御部１１から送られて来た各Ｌ
マーク毎の相対座標値（ΔＸＩ　、ΔＹ１〜ΔＸ４　、
ΔＹ４）に基づいて、被測定プリント板ｌが基準位置か
らどれだけずれているか、どれ位置転しているか、どの
位プリント仮１が歪んでいるか等を求める。

また、予め測定しである校正用治具上の校正用ピンＰ１
と各Ｌマークとの相対距離とこの相対座標値とを加算す
ることにより、被測定プリント板１のロボット座標系に
おける絶対座標値を算出することができる。

次に、被測定プリント板１の所定の箇所をプロービング
する際、制御計１７機Ｉ７は、前述した各１、マーク毎
の相対座標値から、理論的な座標（被測定プリント板Ｉ
が位置付けられるべき座＋５）を現実の座標へ変換して
ロボット１３へ移動量を指示する。

〔発明の効果〕

以−ヒ説明したように、本発明によれば、被測定プリン
ト板上の複数個のしマークの位置を固定の撮像装置で描
像するようにし、予め求めておいた基準Ｌマーク情報と
のずれ量によって被測定プリント板の位置を認識するよ
うにしているので、高速な認識処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるプリント板故障診断装置の
全体構成図、第２図はしマークセンサ制御部の説明図、
第３図はロボット制御部の説明図、第４図はテストステ
ーションの説明図、第５図は校正用治具の説明図、第６
図は位置決め用足の説明図、第７図は校正用ビンの説明
図、第８図はＴ■カメラの視野説明図、第９図は従来の
プリント板の設定位置認識装置の説明図である。 図において、ｌは被測定プリント板、１０ａ〜１０ｄは
ＴＶカメラ、１１はＬマークセンサ制御部、１２はロボ
ット制御部、１３はロボット、１４はプローブ、１５は
プローブ測定ユニット、１６はプリント板測定ユニット
、１７は制御計算機、２１は基準座標格納メモリである
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　処理装置上に設定された板状の処理対象物体に記され
   た複数の基準マークを夫々個別の該基準マークの上方に
   固定された撮像装置にて撮像して該処理対象物体の該処
   理装置上における設定位置を認識する方法であって、 前記処理対象物体が設定された際に前記基準マークが存
   在すべき位置を、位置設定用処理対象物体上に記された
   マークを撮像して算出し、各撮像装置毎に格納し、 認識すべき処理対象物体の基準マークの位置を撮像して
   算出し、 位置設定用処理対象物体の基準マーク位置情報からの認
   識すべき処理対象物体の基準マーク位置情報のずれ量を
   各固定撮像装置毎に算出し、該固定撮像装置毎のずれ量
   と基準マーク位置の絶対位置情報との位置関係から前記
   処理対象物体と前記処理装置との位置関係を認識するこ
   とを特徴とする板状体の設定位置認識方法。