JPWO2015040755A1 - ソフトバックアップピンの状態確認装置 - Google Patents

Abstract

ソフトバックアップピン１１は、下部側のホルダ部１２と、該ホルダ部１２に交換可能に保持される上部側のソフトピン部１３とから構成されている。ソフトバックアップピン１１のホルダ部１２のうちのソフトピン部１３の外周囲にはみ出した円筒状の嵌合部１７の上端面には、画像処理で該ソフトピン部１３と区別して認識可能な円環状の背景部２９が設けられている。ソフトバックアップピン１１のソフトピン部１３の状態を確認する際に、ソフトバックアップピン１１のソフトピン部１３とその外周囲の背景部２９をカメラ５４の視野に収めて該カメラ５４で撮像し、その画像を画像処理ユニット５７で処理してソフトバックアップピン１１のソフトピン部１３の外周囲の円環状の背景部２９を認識することで、該背景部２９の内周縁を該ソフトバックアップピン１１のソフトピン部１３の外周縁として認識する。

Description

本発明は、部品実装機の部品実装ステーションで部品を実装する回路基板を下方から支える軟質弾性材料製のソフトバックアップピンの状態を確認するソフトバックアップピンの状態確認装置に関する発明である。

近年の部品実装基板は薄型化が進み、曲りやすくなっているため、部品実装機で回路基板に部品を実装する場合は、回路基板を下方からバックアップピンで支えて回路基板の曲りを防ぐようにしている。また、近年の高密度実装化・小型化の要求を満たすために、回路基板の両面に部品を実装した両面実装基板の需要も多い。この両面実装基板を部品実装機で生産する場合は、まず基板の片面に部品を実装した後、当該基板を裏返して部品実装機に再投入して基板の残りの片面に部品を実装するようにしている。

基板の残りの片面に部品を実装する際に、基板を下方から支えるバックアップピンが基板下面の先付け部品に当たると、その先付け部品が損傷したり、基板が押し上げられる可能性があるため、特許文献１（特開２００４−３３５９７３号公報）に記載されているように、バックアップピンをウレタン等の軟質弾性材料で形成して、ピン先端部が先付け部品に当たったときに、弾性変形して先付け部品の損傷や基板の押し上げを防ぐようにしている。一般に、このような弾性変形可能なバックアップピンは、「ソフトバックアップピン」と呼ばれている。

ソフトバックアップピンを使用して両面実装基板を生産する場合は、ブロック板上に多数のソフトバックアップピンがマトリックス状に一体に形成されたピンブロックを使用し、生産する基板種毎に先付け部品の配置に応じて作業者がピンブロックから不要なソフトバックアップピンをちぎり取るようにしたものがある。或は、特許文献１に記載されているように、バックアッププレート（ピン支持板）に多数の取付孔をマトリックス状に形成すると共に、ソフトバックアップピンの下端に取付孔に嵌合する嵌合凸部を形成し、生産する基板種毎に先付け部品の配置に応じて作業者がソフトバックアップピン下端の嵌合凸部を嵌合する取付孔を選択してソフトバックアップピンをバックアッププレートに取り付けるようにしたものがある。

一般に、部品実装機では、カメラで回路基板の基準マークを撮像して、その画像を処理して基準マークを認識し、該基準マークの位置を基準にして回路基板上の部品実装位置を決めるようにしている。そこで、特許文献２（特許第４０１４２７０号公報）に記載されているように、上記回路基板の基準位置検出技術をバックアップピンの位置検出技術に適用して、バックアップピンの上端面に基準マークを設け、カメラでバックアップピンの上端面の基準マークを撮像して、その画像を処理して基準マークを認識することで、バックアップピンの位置を検出するようにしたものがある。

特開２００４−３３５９７３号公報 特許第４０１４２７０号公報

ところで、ソフトバックアップピンはスポンジの成形品であるため、形状が不安定であり、また、図１０に示すように、複数のソフトバックアップピン（６１）をブロック板（６２）上に一体成形したブロック成形品では、ソフトバックアップピンの上端とブロック板の色が同一で両者のコントラストの差が小さいため、ソフトバックアップピンの上端を画像処理で正確に認識することは困難である。このため、上述した特許文献２の回路基板の基準位置検出技術をソフトバックアップピンの位置検出技術に適用して、ソフトバックアップピンの上端面に基準マークを設けて、カメラでソフトバックアップピンの上端面の基準マークを撮像して、その画像を処理して基準マークを認識することで、ソフトバックアップピンの位置を検出することが考えられる。

しかし、ソフトバックアップピンは、曲り等の変形が発生しやすいため、曲り等の変形によってソフトバックアップピンの上端の基準マークの位置がずれることがある。このため、ソフトバックアップピンの上端の基準マークを画像処理で認識する方法では、ソフトバックアップピン全体の位置ずれと曲り等の変形による基準マークの位置ずれとを区別できない。また、ソフトバックアップピンに曲り等の変形が発生すると、回路基板を正しい位置で安定して受け支えることができないため、ソフトバックアップピンの曲り等の変形を早期に検出する技術を開発する必要がある。

また、回路基板のスルーホールから漏れた半田がソフトバックアップピンの上端に付着することがあるが、ソフトバックアップピンの上端に半田が付着したまま生産を続けると、回路基板の下面側に半田が付着して回路基板をショートさせてしまう可能性があるため、ソフトバックアップピンの上端への半田等の付着物を早期に検出する技術を開発する必要がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ソフトバックアップピンの状態（外周縁の形状、位置、曲り等の変形、半田等の付着物の少なくとも１つ）を精度良く認識できるソフトバックアップピンの状態確認装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、部品実装機の部品実装ステーションで部品を実装する回路基板を下方から支える軟質弾性材料製のソフトバックアップピンの状態を確認するソフトバックアップピンの状態確認装置において、前記ソフトバックアップピンを含む領域を上方から撮像するカメラと、前記カメラの撮像画像を処理する画像処理手段とを備え、前記ソフトバックアップピンの外周囲には、前記画像処理手段により該ソフトバックアップピンと区別して認識可能な背景部を設け、前記画像処理手段によって前記カメラの撮像画像を処理して前記ソフトバックアップピンの外周囲の前記背景部を認識することで、該背景部の内周縁を該ソフトバックアップピンの外周縁として認識することを特徴とするものである。このようにすれば、ソフトバックアップピンの上端部を画像処理で正確に認識することが困難であるという事情があっても、ソフトバックアップピンの外周囲に画像処理で認識可能な背景部を設けることで、画像処理で認識した背景部の内周縁をソフトバックアップピンの外周縁として認識することができ、ソフトバックアップピンの外周縁の形状を精度良く認識できる。

従って、前記画像処理手段によって認識した背景部の内周縁の位置をソフトバックアップピンの位置として計測すれば良い。これにより、ソフトバックアップピンの位置を精度良く検出できる。

また、前記画像処理手段によって認識した背景部の内側領域の画像処理結果に基づいてソフトバックアップピンへの半田等の付着物の有無を判定するようにすると良い。例えば、ソフトバックアップピンの上端に半田が付着していると、カメラで撮像した画像には、半田の付着部分が光って写るため、背景部の内側のソフトバックアップピンの存在領域に光って写った部分が存在すれば、その部分を半田付着部分と判定することができる。

また、前記画像処理手段によって認識した背景部の内周縁の形状に変形した部分が存在するときにソフトバックアップピンが変形していると判定するようにすると良い。ソフトバックアップピンに曲り等の変形が発生すると、ソフトバックアップピンの上端の位置がずれるため、カメラで撮像した背景部の画像は、ソフトバックアップピンの上端が背景部にはみ出して、背景部の内周縁の形状が部分的に変形した画像となる。従って、画像処理で認識した背景部の内周縁の形状に変形した部分が存在するか否かを判定することで、ソフトバックアップピンの曲り等の変形を精度良く認識できる。

この場合、背景部を円環状に形成して、ソフトバックアップピンが変形していると判定された場合に、前記背景部の外周縁（外周円）を認識して該ソフトバックアップピンの位置を確認するようにしても良い。このようにすれば、曲り等の変形が生じたソフトバックアップピンを別のソフトバックアップピンと自動交換することが可能となり、部品実装機を停止させることなく生産を継続できる。

また、前記画像処理手段により前記ソフトバックアップピンへの付着物又は前記ソフトバックアップピンの変形が認識されたときにそれを表示及び／又は音声で作業者に警告する警告手段を設けるようにすると良い。このようにすれば、ソフトバックアップピンへの付着物又は前記ソフトバックアップピンの変形が認識されたときに、作業者にソフトバックアップピンを取り替えるように促すことができる。

また、部品実装機に、ソフトバックアップピンを自動交換する機能が搭載されている場合には、前記画像処理手段により前記ソフトバックアップピンへの付着物又は前記ソフトバックアップピンの変形が認識されたときに前記部品実装機は前記ソフトバックアップピンを自動交換するようにすれば良い。このようにすれば、ソフトバックアップピンへの付着物又は前記ソフトバックアップピンの変形が認識されたときに、そのソフトバックアップピンを自動交換することができる。

本発明を実施する場合、前記ソフトバックアップピンは、下部側のホルダ部と、該ホルダ部に交換可能に保持される上部側のソフトピン部とから構成され、前記ホルダ部のうちの前記ソフトピン部の外周囲にはみ出した部分に前記背景部が設けられた構成としても良い。このようにすれば、材質や形状の異なる複数種類のバックアップピンの間でホルダ部と背景部を共通化することができる。

また、複数のソフトバックアップピンがブロック板上に形成されたピンブロックを使用する場合は、ブロック板上に重ね合わせるカバープレートを、画像処理手段によりソフトバックアップピンと区別して認識できるように形成し、該カバープレートに形成した挿通孔を前記ソフトバックアップピンに挿通して該カバープレートを前記ブロック板上に重ね合わせて該ブロック板の上面を該カバープレートで覆うことで、該カバープレートを前記背景部として使用するようにしても良い。このようにすれば、複数のソフトバックアップピンがブロック板上に形成されたピンブロックを使用する場合でも、カバープレートをブロック板上に重ね合わせるだけで、本発明を実施することができる。

或は、カバープレートに代えて、ブロック板の上面を、画像処理手段によりソフトバックアップピンと区別して認識できるように着色して前記背景部として使用するようにしても良い。このようにすれば、ピンブロックを使用する場合でも、ブロック板の上面を前記背景部として使用できるように着色するだけで、本発明を実施することができる。

図１は本発明の実施例１におけるソフトバックアップピンとそれを撮像するカメラを示す斜視図である。 図２（ａ）〜（ｄ）は実施例１のソフトバックアップピンの組み立てを説明する図である。 図３はハードバックアップピンを示す斜視図である。 図４（ａ）、（ｂ）はハードバックアップピンの組み立てを説明する図である。 図５は部品実装機の部品実装ステーションを示す斜視図である。 図６（ａ）は基板アンクランプ時の状態を示すストッカーの周辺部分の縦断面図、同図（ｂ）は基板クランプ時の状態を示すストッカーの周辺部分の縦断面図である。 図７はソフトバックアップピンが曲った状態を示す正面図である。 図８（ａ）は正常なソフトバックアップピンをカメラで撮像した画像を示す図、同図（ｂ）は曲ったソフトバックアップピンをカメラで撮像した画像を示す図である。 図９は部品実装機の制御系の構成を示すブロック図である。 図１０は本発明の実施例２のソフトバックアップピンのブロックからカバープレートを取り外した状態を示す斜視図である。 図１１はソフトバックアップピンのブロックにカバープレートを重ね合わせてソフトバックアップピンの外周囲に背景部を形成した状態を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した２つの実施例１，２を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図９に基づいて説明する。
まず、図１及び図２に基づいてソフトバックアップピン１１の構成を説明する。

ソフトバックアップピン１１は、下部側のホルダ部１２と、該ホルダ部１２に交換可能に保持される上部側のソフトピン部１３とから構成されている。ソフトピン部１３は、ウレタン、ゴム等の軟質弾性材料で弾性変形可能に形成され、その下部には、円柱形状を保持する円筒状のサポート金具１４が装着、固定されている。

一方、ホルダ部１２は、ホルダ本体１５とプラグ部１６とからなる２ピース構造であり、プラグ部１６の上部側に円筒状の嵌合部１７が上向きに形成され、この嵌合部１７にソフトピン部１３のサポート金具１４の部分が着脱可能に嵌合されている。プラグ部１６には、ねじ孔１８（図１参照）が嵌合部１７内に貫通するように形成され、このねじ孔１８に固定ねじ１９を締め込んで、該固定ねじ１９の先端をソフトピン部１３のサポート金具１４に圧接させることで、ソフトピン部１３をプラグ部１６に固定するようにしている。ここで、ソフトピン部１３をプラグ部１６に固定する理由は、ソフトピン部１３の上端部が回路基板３５に粘着してソフトピン部１３がプラグ部１６から抜けることを防止するためである。プラグ部１６の下部側には、突起部２０が下向きに形成され、この突起部２０がホルダ本体１５の上部側に形成された嵌合穴（図示せず）に着脱可能に嵌合されるようになっている。

ソフトピン部１３が半田等で汚れたり、傷んだりした場合には、固定ねじ１９を緩めてプラグ部１６の嵌合部１７からソフトピン部１３を取り外し可能な状態にして、ソフトピン部１３のみを交換すれば良い。

一方、ソフトバックアップピン１１のホルダ本体１５は、図３及び図４に示すハードバックアップピン２５のホルダ本体１５としても使用される。ハードバックアップピン２５は、ハードピン部２６とホルダ本体１５とから構成されている。ハードピン部２６は、金属、プラスチック等の硬質材料で形成され、その下部側には、突起部２７が下向きに形成され、この突起部２７がホルダ本体１５の上部側に形成された嵌合穴（図示せず）に着脱可能に嵌合されるようになっている。ハードピン部２６の上端面には、画像処理で認識可能な円形の認識マーク３０が設けられている。ソフトピン部１３とハードピン部２６は、それぞれ、交換時に形状や材質の異なる複数種類のピン部の中から選択できるようにしても良い。

ホルダ本体１５の下部側には、後述するバックアッププレート４０上に該ホルダ本体１５を磁力により保持する磁石２８が設けられている。

更に、ソフトバックアップピン１１のホルダ部１２のうちのソフトピン部１３の外周囲にはみ出した部分である円筒状の嵌合部１７の上端面には、後述する画像処理で該ソフトピン部１３と区別して認識可能な円環状の背景部２９が設けられ、この円環状の背景部２９がソフトバックアップピン１１の認識マークとしても機能する。このソフトバックアップピン１１の認識マークである円環状の背景部２９の形状がハードバックアップピン２５の認識マーク３０の形状と異なるため、画像処理でマーク形状を認識することで、ソフトバックアップピン１１とハードバックアップピン２５とを判別できるようになっている。

次に、図５及び図６を用いて部品実装機の部品実装ステーション３２の構成を説明する。部品実装ステーション３２は、コンベア３３，３４で搬入されてきた回路基板３５に部品実装機の実装ヘッド（図示せず）で部品を実装する場所である。コンベア３３，３４は、回路基板３５の左右両辺部を載せて搬送するように該回路基板３５の搬送方向と平行に配置され、右側のコンベア３３を保持するレール３７は、位置が固定された基準レールであり、左側のコンベア３４を保持するレール３８は、回路基板３５の幅に応じてその幅方向に移動する可動レールとなっている。

部品実装ステーション３２には、ソフトバックアップピン１１又はハードバックアップピン２５を載せるバックアッププレート４０が水平に設けられている。このバックアッププレート４０は、鉄等の磁性材料で形成され、各バックアップピン１１，２５がそのホルダ本体１５の磁石２８によりバックアッププレート４０上に吸着保持されるようになっている。図６に示すように、バックアッププレート４０は、昇降機構４１によって昇降するように構成され、下降動作時の下限位置が図６（ａ）に示す基板アンクランプ位置となり、上昇動作時の上限位置が図６（ｂ）に示す基板クランプ位置となる。

図６（ａ）に示すように、バックアッププレート４０が基板アンクランプ位置に下降した状態では、バックアッププレート４０上の各バックアップピン１１，２５の上端がコンベア３３，３４上の回路基板３５の下面よりも低い位置にあり、且つ、コンベア３３，３４上の回路基板３５の下面に先付け部品４２が実装されている場合は、バックアッププレート４０上のソフトバックアップピン１１の上端が該回路基板３５の下面の先付け部品４２の下端よりも低くなるように設定されている。

一方、図６（ｂ）に示すように、バックアッププレート４０が基板クランプ位置に上昇した状態では、バックアッププレート４０上の各バックアップピン１１，２５の上端がコンベア３３，３４上の回路基板３５の下面に当接して該回路基板３５を下方から支えて該回路基板３５の曲りを防止する。バックアッププレート４０が基板クランプ位置に上昇する際に、コンベア３３，３４の内側に位置するクランプ部材４３が上昇して、各レール３７，３８の上端内側に設けられたフランジ部３７ａ，３８ａとクランプ部材４３との間に回路基板３５の左右両辺部を挟み込んでクランプするようになっている。

図５及び図６に示すように、バックアッププレート４０の側縁部のうちの基準レール３７の内側近傍には、切欠部４０ａが形成され、該切欠部４０ａの縁部に複数本のバックアップピン１１，２５を収納するストッカー４４が取付具４５（図６参照）を介して取り付けられている。ストッカー４４は、基準レール３７の内側に沿って複数本のバックアップピン１１，２５を一列に並べて載置できるように形成されている。ストッカー４４の上面には、複数本のバックアップピン１１，１２のホルダ部１３を１個ずつ嵌合して収納する複数の収納凹部４６（図６参照）が一列に形成され、各収納凹部４６に収納したバックアップピン１１，２５がバックアッププレート４０の切欠部４０ａから上方に露出するようになっている。

本実施例１では、基準レール３７の内側近傍の２箇所にストッカー４４が設けられ、一方のストッカー４４にソフトバックアップピン１１が収納され、他方のストッカー４４にハードバックアップピン２５が収納される。尚、ハードバックアップピン２５のみを使用する片面実装基板の生産では、２箇所のストッカー４４にハードバックアップピン２５のみを収納し、ソフトバックアップピン１１のみを使用する両面実装基板の生産では、２箇所のストッカー４４にソフトバックアップピン１１のみを収納するようにすれば良い。

次に、部品実装機の実装ヘッドに保持されたチャック（図示せず）を用いて、バックアッププレート４０上のバックアップピン１１又は２５を載せ替える動作を説明する。

実装ヘッドの移動動作とチャックの開閉動作は、部品実装機の制御装置５１（図９参照）によって制御される。バックアッププレート４０上の各バックアップピン１１又は２５を載せ替える動作は、バックアッププレート４０の上方に回路基板３５が存在しない状態で行われる。この際、バックアッププレート４０を基板クランプ位置へ上昇させても良いし、上昇させずに基板アンクランプ位置で各バックアップピン１１又は２５を載せ替える動作を行うようにしても良い。

バックアッププレート４０上のバックアップピン１１又は２５を取り外してストッカー４４に収納する場合は、バックアッププレート４０上の取り外しの対象となるバックアップピン１１又は２５の上方へ実装ヘッドを実装ヘッド移動装置５２（図９参照）によって移動させて、当該バックアップピン１１又は２５のホルダ本体１５を当該実装ヘッドのチャックで掴んで、当該バックアップピン１１又は２５をバックアッププレート４０から引き剥がした後、当該バックアップピン１１又は２５をストッカー４４の空いている収納凹部４６の上方へ移動させて、当該収納凹部４６内に収納する。

尚、バックアッププレート４０上に載せたバックアップピン１１又は２５の位置を、当該バックアッププレート４０上の別の位置に移し替える場合は、移し替えの対象となるバックアップピン１１又は２５のホルダ本体１５をチャックで掴んで、当該バックアップピン１１又は２５をバックアッププレート４０から引き剥がした後、当該バックアップピン１１又は２５をバックアッププレート４０の目標とする載せ替え位置の上方へ移動させて、当該バックアップピン１１又は２５を下降してバックアッププレート４０上に載せる。これにより、バックアップピン１１又は２５は、そのホルダ本体１５の磁石２８の磁力によりバックアッププレート４０上の目標とする載せ替え位置に吸着保持される。

一方、ストッカー４４に収納したバックアップピン１１又は２５をバックアッププレート４０上の目標とするピン載置位置に載せる場合は、ストッカー４４に収納した複数本のバックアップピン１１又は２５の中から、バックアッププレート４０上に載せるバックアップピン１１又は２５を選択して、当該バックアップピン１１又は２５のホルダ本体１５をチャックで掴んでストッカー４４から引き上げた後、当該バックアップピン１１又は２５をバックアッププレート４０の目標とするピン載置位置の上方へ移動させて、当該バックアップピン１１又は２５を下降してバックアッププレート４０上に載せる。これにより、バックアップピン１１又は２５は、そのホルダ本体１５の磁石２８の磁力によりバックアッププレート４０上の目標とするピン載置位置に吸着保持される。

部品実装機には、実装ヘッドの吸着ノズルに吸着した部品をその下面側から撮像する部品撮像用のカメラ５３（図９参照）と、回路基板３５の基準位置マーク（図示せず）を撮像するマーク撮像用のカメラ５４（図９参照）とが設けられている。マーク撮像用のカメラ５４は、実装ヘッド移動装置５２（図９参照）によって実装ヘッドと一体的に移動し、バックアッププレート４０上のソフトバックアップピン１１とその外周囲の背景部２９を含む領域を上方から撮像するカメラとしても用いられる。

尚、バックアッププレート４０上にハードバックアップピン２５が載置されている場合は、カメラ５４でハードバックアップピン２５を撮像して、その撮像画像からハードバックアップピン２５の上端の認識マーク３０を認識する。また、ソフトバックアップピン１１とハードバックアップピン２５とでは、認識マーク（背景部）２９，３０の形状が異なるため、撮像画像から認識マーク２９，３０の形状を認識することで、ソフトバックアップピン１１とハードバックアップピン２５との判別が可能である。

図９に示すように、部品実装機の制御装置５１には、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置５５と、ＬＣＤ、ＥＬ、ＣＲＴ等の表示装置５６等が接続されている。更に、制御装置５１には、部品撮像用のカメラ５３やマーク撮像用のカメラ５４で撮像した画像を処理する画像処理ユニット５７（画像処理手段）が内蔵されている。制御装置５１は、バックアッププレート４０上のソフトバックアップピン１１の状態を確認する際に、図１に示すように、実装ヘッド移動装置５２によってカメラ５４をバックアッププレート４０上のソフトバックアップピン１１の上方へ移動させて、ソフトバックアップピン１１のソフトピン部１３とその外周囲の背景部２９をカメラ５４の視野に収めて該カメラ５４で撮像し、該カメラ５４の撮像画像を画像処理ユニット５７で処理してソフトバックアップピン１１のソフトピン部１３の外周囲の背景部２９を認識することで、該背景部２９の内周縁を該ソフトバックアップピン１１のソフトピン部１３の外周縁として認識する。

この際、ソフトバックアップピン１１のソフトピン部１３に曲り等の変形が無く、ソフトピン部１３が真っ直ぐに立っている場合（つまり正常なソフトバックアップピン１１の場合）は、図８（ａ）に示すように、カメラ５４で撮像した画像には、背景部２９の内周縁が完全な円となって写る。

これに対して、図７に示すように、ソフトバックアップピン１１のソフトピン部１３に曲り等の変形が発生している場合は、ソフトピン部１３の上端の位置がずれるため、図８（ｂ）に示すように、カメラ５４で撮像した背景部２９の画像は、ソフトピン部１３の上端が背景部２９にはみ出して、背景部２９の内周縁の形状が完全な円と認識できず、背景部２９の内周縁の形状が部分的に変形した画像となる。この関係を利用して、制御装置５１は、画像処理ユニット５７の画像処理で認識した背景部２９の内周縁の形状に変形した部分が存在するか否か（完全な円と認識できないか否か）を判定し、認識した背景部２９の内周縁の形状に変形した部分が存在した場合（完全な円と認識できない場合）には、ソフトバックアップピン１１の曲り等の変形が生じていると判定する。この場合は、制御装置５１は、ソフトピン部１３の異常を作業者に表示や音声で警告すると共に、画像処理ユニット５７の画像処理結果に基づいて背景部２９の外周縁（外周円）を認識して、当該背景部２９の内周側のソフトピン部１３の位置を認識して、当該ソフトピン部１３を自動交換する。これにより、曲り等の変形が生じたソフトバックアップピン１１を別のソフトバックアップピンと自動交換することが可能となり、部品実装機を停止させることなく生産を継続できる。一方、制御装置５１は、画像処理ユニット５７の画像処理で認識した背景部２９の内周縁の形状に変形した部分が存在しないと判定すれば、曲り等の変形が無い正常なソフトバックアップピン１１と判定する。

また、ソフトバックアップピン１１の上端に半田が付着していると、カメラ５４で撮像した画像には、半田の付着部分が光って写る。そこで、制御装置５１は、画像処理ユニット５７の画像処理で認識した円環状の背景部２９の内側のソフトバックアップピン１１の存在領域に光って写った部分（又は暗く写った部分）が存在するか否かを判定し、円環状の背景部２９の内側のソフトバックアップピン１１の存在領域に光って写った部分（又は暗く写った部分）が存在すれば、その部分を半田等の付着部分と判定し、光って写った部分（又は暗く写った部分）が存在しなければ、ソフトバックアップピン１１に半田等の異物が付着していないと判定する。尚、半田を観察する際に、カメラ５４のライティングパターンを回路基板３５の基準位置マークの撮像時と変更しても良い。

また、制御装置５１は、画像処理ユニット５７の画像処理によりソフトバックアップピン１１への半田等の付着物又はソフトバックアップピン１１の変形が認識されたときに、それを表示装置５６（警告手段）の表示や音声で作業者に警告する。このようにすれば、ソフトバックアップピン１１への半田等の付着物又はソフトバックアップピン１１の変形が認識されたときに、作業者にソフトバックアップピン１１を取り替えるように促すことができる。ソフトバックアップピン１１の取り替えは、ソフトバックアップピン１１全体を取り替えても良いし、或は、固定ねじ１９を緩めてプラグ部１６の嵌合部１７からソフトピン部１３を取り外して、ソフトピン部１３のみを交換するようにしても良い。

また、制御装置５１は、画像処理ユニット５７の画像処理によりソフトバックアップピン１１への半田等の付着物又はソフトバックアップピン１１の変形が認識されたときに、そのソフトバックアップピン１１を前述したソフトバックアップピン１１の自動交換動作により自動交換するようにしても良い。

また、制御装置５１は、画像処理ユニット５７の画像処理によりソフトバックアップピン１１の変形が認識されず、背景部２９の内周縁の形状が完全な円形に認識された場合は、認識した背景部２９の内周縁の中心位置のＸＹ座標をソフトバックアップピン１１の中心位置のＸＹ座標として計測し、ソフトバックアップピン１１の中心位置のＸＹ座標が生産ジョブで指定されたピン位置のＸＹ座標と許容誤差の範囲内で合致するか否かで、ソフトバックアップピン１１が指定されたピン位置に配置されているか否かを判定する。その結果、ソフトバックアップピン１１が指定された位置に配置されていないと判定されれば、前述したソフトバックアップピン１１の自動移し替え動作により当該ソフトバックアップピン１１を指定されたピン位置に写し替える。この後、再度、当該ソフトバックアップピン１１の位置を画像処理により認識して、当該ソフトバックアップピン１１が指定されたピン位置に移し替えられたことを確認する。これにより、生産ジョブに合わせてソフトバックアップピン１１を自動的にバックアッププレート４０上に配置することができる。

以上説明した本実施例１によれば、バックアッププレート４０上のソフトバックアップピン１１とその外周囲の背景部２９を部品実装機のカメラ５４で撮像し、該カメラ５４の撮像画像を画像処理ユニット５７によって処理してソフトバックアップピン１１の外周囲の円環状の背景部２９を認識することで、該背景部２９の内周縁を該ソフトバックアップピン１１の外周縁として認識するようにしたので、ソフトバックアップピン１１の上端部を画像処理で正確に認識することが困難であるという事情があっても、ソフトバックアップピン１１の外周囲に画像処理で認識可能な背景部２９を設けることで、画像処理で認識した背景部２９の内周縁をソフトバックアップピン１１の外周縁として認識することができ、ソフトバックアップピン１１の外周縁の形状を精度良く認識できる。これにより、ソフトバックアップピン１１の位置を精度良く検出でき、ソフトバックアップピン１１の自動配置が可能となると共に、ソフトバックアップピン１１への半田等の付着物やソフトバックアップピン１１の曲り等の変形を画像認識することができ、ソフトバックアップピン１１への半田等の付着物やソフトバックアップピン１１の曲り等の変形が認識されたときに、速やかに当該ソフトバックアップピン１１（ソフトバックアップピン１１全体又はソフトピン部１３のみ）を取り替えることができる。

尚、ソフトバックアップピン１１の連結構造や形状は、上記実施例１のものに限定されず、例えば、ソフトピン部１３とホルダ部１２との連結をねじ止めから係合方式に変更したり、或は、ホルダ部１２を２ピース構造から１ピース構造に変更しても良い等、ソフトバックアップピン１１の連結構造や形状を種々変更しても良いことは言うまでもない。

尚、ソフトバックアップピン１１の背景部２９の形状は、円環状に限定されず、背景部２９の内周縁の形状が円形であれば良く、背景部２９の外周縁の形状は、円形でなくても良く、例えば、背景部２９の内周縁（内周縁）と中心が一致する正四角形等の正多角形や、それ以外の形状であっても良い。背景部２９の外周縁の形状が円形や正多角形であれば、背景部２９の外周縁の中心位置が背景部２９の内周側に位置するソフトバックアップピン１１の中心位置と一致するため、ソフトバックアップピン１１のソフトピン部１３の上端が背景部２９にはみ出して、背景部２９の内周縁の形状が完全な円と認識できない場合（ソフトバックアップピン１１が変形していると判定された場合）に、背景部２９の外周縁を認識して該ソフトバックアップピン１１の位置を確認することができる。

また、ハードバックアップピン２５の上端の認識マーク３０の形状も円形に限定されず、他の形状に変更しても良いことは言うまでもない。

その他、本発明は、上記実施例１に限定されず、ストッカー４４の位置を変更したり、ストッカー４４に収納したソフトバックアップピン１１の位置を画像処理で認識するようにしても良く、また、ストッカー４４が無い構成の部品実装機にも本発明を適用して実施できる。

次に、図１０及び図１１を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、上記実施例１と実質的に同じ部分については、同じ符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として異なる部分について説明する。

上記実施例１では、ソフトバックアップピン１１を、下部側のホルダ部１２と、該ホルダ部１２に交換可能に保持される上部側のソフトピン部１３とから構成したが、図１０及び図１１に示す本発明の実施例２では、ウレタン、ゴム等の軟質弾性材料で複数のソフトバックアップピン６１をブロック板６２上に一体に形成し、このブロック板６２上にカバープレート６３を重ね合わせる。カバープレート６３は、金属、プラスチック等で形成され、画像処理によりソフトバックアップピン６１と区別して認識できるように構成されている。カバープレート６３には、ブロック板６２上のソフトバックアップピン６１の配置と同じ配置で、ソフトバックアップピン６１とほぼ同一径又は僅かに大きい径の挿通孔６４が形成されている。このカバープレート６３の各挿通孔６４をブロック板６２上の各ソフトバックアップピン６１に挿通して該カバープレート６３をブロック板６２上に重ね合わせて該ブロック板６２の上面を該カバープレート６３で覆うことで、該カバープレート６３を各ソフトバックアップピン６１の外周囲の背景部として機能させる。この状態で、ソフトバックアップピン６１のブロックをバックアッププレート４０上に載置して使用する。

尚、カバープレート６３の上面の所定位置（例えば角部）には、該カバープレート６３の方向性と基準位置を示す基準マーク（図示せず）が設けられ、この基準マークをカメラ５４で撮像して、その画像を画像処理ユニット５７で処理して該基準マークを認識することで、カバープレート６３の方向性と基準位置を確認できるようになっている。

本実施例２でも、ソフトバックアップピン６１の状態を確認する場合は、実装ヘッド移動装置５２によってカメラ５４をソフトバックアップピン６１の上方へ移動させて、ソフトバックアップピン６１とその外周囲の背景部となるカバープレート６３をカメラ５４の視野に収めて該カメラ５４で撮像し、該カメラ５４の撮像画像を画像処理ユニット５７で処理してソフトバックアップピン６１の外周囲のカバープレート６３を認識することで、該カバープレート６３の挿通孔６４の内周縁を該ソフトバックアップピン６１の外周縁として認識する。このようにすれば、複数のソフトバックアップピン６１がブロック板６２上に形成されたピンブロックを使用する場合でも、カバープレート６３をブロック板６２上に重ね合わせるだけで、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。

尚、複数のソフトバックアップピン６１がブロック板６２上に一体に形成されたピンブロックを使用する場合、カバープレート６３に代えて、ブロック板６２の上面を、画像処理でソフトバックアップピン６１と区別して認識できるように着色して、各ソフトバックアップピン６１の外周囲の背景部として機能させるようにしても良い。このようにすれば、ピンブロックを使用する場合でも、ブロック板６２の上面を背景部として使用できるように着色するだけで、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。

その他、本発明は、上記各実施例に限定されず、種々変更して実施できることは言うまでもない。

１１…ソフトバックアップピン、１２…ホルダ部、１３…ソフトピン部、１５…ホルダ本体、１６…プラグ部、１７…嵌合部、１８…ねじ孔、１９…固定ねじ、２５…ハードバックアップピン、２６…ハードピン部、２８…磁石、２９…背景部、３０…認識マーク、３２…部品実装ステーション、３３，３４…コンベア、３５…回路基板、４０…バックアッププレート、４２…先付け部品、４３…クランプ部材、４４…ストッカー、５１…制御装置、５２…実装ヘッド移動装置、５４…マーク撮像用のカメラ、５６…表示装置（警告手段）、５７…画像処理ユニット（画像処理手段）、６１…ソフトバックアップピン、６２…ブロック板、６３…カバープレート（背景部）、６４…挿通孔

Claims (10)

1. 部品実装機の部品実装ステーションで部品を実装する回路基板を下方から支える軟質弾性材料製のソフトバックアップピンの状態を確認するソフトバックアップピンの状態確認装置において、
   前記ソフトバックアップピンを含む領域を上方から撮像するカメラと、
   前記カメラの撮像画像を処理する画像処理手段とを備え、
   前記ソフトバックアップピンの外周囲には、前記画像処理手段により該ソフトバックアップピンと区別して認識可能な背景部が設けられ、
   前記画像処理手段は、前記カメラの撮像画像を処理して前記ソフトバックアップピンの外周囲の前記背景部を認識することで該背景部の内周縁を該ソフトバックアップピンの外周縁として認識することを特徴とするソフトバックアップピンの状態確認装置。
2. 前記画像処理手段は、認識した前記背景部の内周縁の位置を前記ソフトバックアップピンの位置として計測することを特徴とする請求項１に記載のソフトバックアップピンの状態確認装置。
3. 前記画像処理手段は、認識した前記背景部の内側領域の画像処理結果に基づいて前記ソフトバックアップピンへの付着物の有無を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のソフトバックアップピンの状態確認装置。
4. 前記画像処理手段は、認識した前記背景部の内周縁の形状に変形した部分が存在するときに前記ソフトバックアップピンが変形していると判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のソフトバックアップピンの状態確認装置。
5. 前記背景部は円環状に形成され、
   前記画像処理手段は、前記ソフトバックアップピンが変形していると判定したときに、前記背景部の外周縁を認識して該ソフトバックアップピンの位置を確認することを特徴とする請求項４に記載のソフトバックアップピンの状態確認装置。
6. 前記画像処理手段により前記ソフトバックアップピンへの付着物又は前記ソフトバックアップピンの変形が認識されたときにそれを表示及び／又は音声で作業者に警告する警告手段を有することを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のソフトバックアップピンの状態確認装置。
7. 前記部品実装機には、前記ソフトバックアップピンを自動交換する機能が搭載され、
   前記画像処理手段により前記ソフトバックアップピンへの付着物又は前記ソフトバックアップピンの変形が認識されたときに前記部品実装機は前記ソフトバックアップピンを自動交換することを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載のソフトバックアップピンの状態確認装置。
8. 前記ソフトバックアップピンは、下部側のホルダ部と、該ホルダ部に交換可能に保持される上部側のソフトピン部とから構成され、
   前記ホルダ部のうちの前記ソフトピン部の外周囲にはみ出した部分に前記背景部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のソフトバックアップピンの状態確認装置。
9. 前記ソフトバックアップピンは、ブロック板上に複数形成され、
   前記ブロック板上に重ね合わせるカバープレートを備え、
   前記カバープレートは、前記画像処理手段により前記ソフトバックアップピンと区別して認識されるように形成され、
   前記カバープレートに形成した挿通孔を前記ソフトバックアップピンに挿通して該カバープレートを前記ブロック板上に重ね合わせて該ブロック板の上面を該カバープレートで覆うことで、該カバープレートを前記背景部として使用することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のソフトバックアップピンの状態確認装置。
10. 前記ソフトバックアップピンは、ブロック板上に複数形成され、
    前記ブロック板の上面は、前記画像処理手段により前記ソフトバックアップピンと区別して認識されるように着色されて前記背景部として使用されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のソフトバックアップピンの状態確認装置。

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