WO2018207313A1 - 情報処理装置、３次元実装関連装置、実装システム及び情報処理方法 - Google Patents

情報処理装置、３次元実装関連装置、実装システム及び情報処理方法 Download PDF

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WO2018207313A1
WO2018207313A1 PCT/JP2017/017880 JP2017017880W WO2018207313A1 WO 2018207313 A1 WO2018207313 A1 WO 2018207313A1 JP 2017017880 W JP2017017880 W JP 2017017880W WO 2018207313 A1 WO2018207313 A1 WO 2018207313A1
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dimensional
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mounting
information processing
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PCT/JP2017/017880
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Inventor
稔 頼木
Original Assignee
株式会社Ｆｕｊｉ
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components

Definitions

  • the invention disclosed in this specification relates to an information processing device, a three-dimensional mounting related device, a mounting system, and an information processing method.
  • an information processing apparatus having a three-dimensional CAD system that generates electronic structure data corresponding to a work including shape layer data indicating the shape of the work and machining data indicating the content of machining performed on the work Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • NC processing is performed on the NC processing device side that processes the workpiece based on the shape layer data and processing data, so the 3D CAD system and the NC processing device are smoothly linked to input the target value.
  • the work is said to be simplified.
  • Patent Document 1 While the electronic structure data is generated on the three-dimensional CAD system side, the workpiece is moved and fixed on the processing apparatus side, but the workpiece fixing position may be shifted. It was. In the apparatus of Patent Document 1, it has not been sufficiently studied to deal with such a positional deviation of the workpiece, and it is required to increase the positional accuracy when performing predetermined processing on a three-dimensional processing object. It was done.
  • the present disclosure has been made in view of such problems, and is an information processing apparatus, a three-dimensional mounting related apparatus, and a mounting system that can perform predetermined processing on a three-dimensional processing object with higher positional accuracy. And providing an information processing method.
  • the information processing apparatus disclosed in this specification is: An information processing apparatus used in a mounting system including a three-dimensional mounting related apparatus that performs predetermined processing related to mounting processing on a three-dimensional processing object, 3D shape data of the three-dimensional processing object and position data including a processing position on the processing object for performing a predetermined process are acquired, and a surface pattern corresponding to the acquired processing position is obtained as the 3D shape data.
  • An information processing control unit that generates a planar reference pattern corresponding to the processing position from the acquired surface pattern, It is equipped with.
  • this information processing apparatus three-dimensional shape data of a three-dimensional processing object and position data including a processing position on the processing object are acquired, and a surface pattern corresponding to the acquired processing position is acquired from the three-dimensional shape data. Then, a planar reference pattern corresponding to the processing position is generated from the acquired surface pattern.
  • the processing position of the processing object can be corrected using the reference pattern generated from the three-dimensional shape data. Therefore, in this information processing apparatus, in the three-dimensional mounting related apparatus, it is possible to perform predetermined processing on the three-dimensional processing object with higher positional accuracy.
  • examples of the “predetermined process” include an application process in which a viscous fluid is applied to a processing target, and a mounting process in which components are arranged on the processing target.
  • examples of the viscous fluid include an adhesive, a solder paste, and a conductive paste.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of a schematic configuration of a mounting system 10.
  • FIG. FIG. 3 is a block diagram illustrating an outline of configurations of a three-dimensional mounting apparatus 11 and an information processing apparatus 60. Explanatory drawing showing an example of the three-dimensional board
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a reference pattern generation processing routine. Explanatory drawing of the process which produces
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of a schematic configuration of a mounting system 10 that is an example of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an outline of the configuration of the three-dimensional mounting apparatus 11 and the information processing apparatus 60.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of the three-dimensional substrate 50 as a processing target.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of the three-dimensional substrate 55 as a processing target.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the three-dimensional shape data 65 and the formation pattern data 66.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the processing position data 67 stored in the information processing storage unit 63. As illustrated in FIG.
  • the mounting system 10 includes a three-dimensional mounting device 11, a reflow device (not shown), and an information processing device 60.
  • the three-dimensional mounting apparatus 11 is an apparatus that applies viscous fluid and arranges members such as components P on the three-dimensional substrates 50 and 55 (see FIGS. 3 and 4) as three-dimensional processing objects.
  • the viscous fluid includes solder paste, conductive paste, adhesive, grease, and the like.
  • the reflow apparatus is an apparatus that performs a reflow process of heating a three-dimensional substrate having components arranged on a viscous fluid.
  • the information processing device 60 is a management server that manages production of a three-dimensional board. In the present embodiment, the left-right direction (X-axis), the front-rear direction (Y-axis), and the up-down direction (Z-axis) are as shown in FIG.
  • the three-dimensional substrate 50 as a processing target is a three-dimensional object having a formation surface 51 including a plurality of formation surfaces 51 a and formation surfaces 51 b on which circuit formation patterns 52 are formed.
  • the three-dimensional board 50 has a step-shaped formation surface 51a, a formation surface 51b, and the like, and a mounting position (arrangement position) where the component P is disposed is defined on these surfaces.
  • the three-dimensional substrate 50 has a shape in which the formation surface 51a and the formation surface 51b are inclined with respect to the horizontal plane when placed on the horizontal plane.
  • the mounting position of the formation surface 51a is different from the height of the mounting position of the formation surface 51b.
  • the three-dimensional substrate 55 is a three-dimensional object having a formation surface 56 including a plurality of formation surfaces 56 a, 56 b, 56 c on which circuit formation patterns 57 are formed.
  • the three-dimensional substrates 50 and 55 are collectively referred to as a three-dimensional substrate, the formation surfaces 51 and 56 are collectively referred to as a formation surface, and the formation patterns 52 and 57 and the like are collectively referred to as a formation pattern.
  • the processing object may be a curved surface or a flat surface, and the mounting position may be on the top surface side, the side surface side, or the bottom surface side.
  • the three-dimensional mounting apparatus 11 is an apparatus that performs a process of applying a viscous fluid and a process of mounting a component P on a three-dimensional board having a three-dimensional mounting surface. As illustrated in FIG. 2, the three-dimensional mounting apparatus 11 includes a component supply unit 12, a parts camera 13, an imaging unit 14, an execution control unit 15, a support transport unit 20, a coating unit 30, a mounting unit 35, and the like.
  • the component supply unit 12 is a unit that supplies the component P to the mounting unit 35.
  • the component supply unit 12 includes, for example, a feeder on which a tape holding the component P is mounted, a tray on which the component P is arranged and mounted, and the like.
  • the parts camera 13 images one or more components P collected by the mounting head 37 of the mounting unit 35 from below.
  • the upper part of the parts camera 13 is an imaging range.
  • the imaging unit 14 captures an image of a three-dimensional board that is a processing target.
  • the imaging unit 14 is disposed on the lower surface side of either the coating head 32 or the mounting head 37, and moves inside the apparatus in the X and Y directions in accordance with these movements.
  • the lower side of the imaging unit 14 is an imaging range.
  • the execution control unit 15 is configured as a microprocessor centered on the CPU 16, and includes an execution storage unit 17 for storing various data.
  • the execution control unit 15 exchanges information with the component supply unit 12, the parts camera 13, the imaging unit 14, the support conveyance unit 20, the coating unit 30, the mounting unit 35, and the like, and controls them.
  • the execution control unit 15 includes an imaging process for causing the imaging unit 14 to image the formation surface of the three-dimensional substrate, a coating process for applying a viscous fluid to the formation surface of the three-dimensional substrate by the application unit 30, and a mounting process.
  • the mounting process for placing the component P on the formation surface of the three-dimensional board is performed by the unit 35.
  • the execution storage unit 17 stores mounting condition information. In the mounting condition information, which parts are mounted on which three-dimensional board in which order and the number of such three-dimensional boards required for production are determined.
  • the mounting condition information includes processing position data that is information on which position on the inclined surface of the three-dimensional board is to be processed.
  • the support transport unit 20 is a unit that can transport and fix the three-dimensional substrate and adjust the inclination angle of the three-dimensional substrate.
  • the support transport unit 20 includes a first transport unit 21, a second transport unit 22, an articulated robot 24, and a drive unit 28.
  • the 1st conveyance part 21 is a conveyor which carries the conveyance pallet 40 which fixed the solid board
  • the 1st conveyance part 21 has a pair of conveyor belt provided in the front-back direction of FIG. 1 at intervals, and was spanned in the left-right direction.
  • the conveyance pallet 40 is conveyed by this conveyor belt.
  • the 2nd conveyance part 22 is a conveyor which discharges
  • the second transport unit 22 has the same configuration as the first transport unit 21.
  • the transport pallet 40 includes a fixing portion 41 that fixes the three-dimensional substrate, and a pallet side mounting portion 42 that is held by the articulated robot 24.
  • the articulated robot 24 is a support unit capable of fixing the three-dimensional substrate, and is disposed in the movable space 29 between the first transport unit 21 and the second transport unit 22.
  • the articulated robot 24 grips a transport pallet 40 to which a three-dimensional substrate is fixed, and moves the transport pallet 40 to an introduction position, a processing position, and a discharge position.
  • the articulated robot 24 has a plurality of tilt axes and can tilt the three-dimensional substrate in a plurality of directions, and holds the three-dimensional substrate so that the posture of the three-dimensional substrate can be changed with respect to the coating head 32 and the mounting head 37.
  • the articulated robot 24 includes a base 25, an arm part 26, and a robot side mounting part 27.
  • the base portion 25 is fixed to the apparatus housing while supporting the arm portion 26.
  • the articulated robot 24 is a vertical articulated robot, and the axial direction of the base portion 25 is fixed in a direction along the horizontal direction, for example, a direction (X axis) along the moving direction of the three-dimensional substrate.
  • the arm portion 26 has first to fifth arms, each of which is supported so as to be capable of rotating and swinging (see FIG. 1).
  • the robot side mounting portion 27 is a mechanical chuck that is disposed at the tip of the arm portion 26 and holds and fixes the pallet side mounting portion 42 (clamp plate).
  • the robot-side mounting portion 27 opens and closes by pressure supplied from the main body.
  • the drive unit 28 includes, for example, a motor that drives the conveyor belt of the first transport unit 21 and the second transport unit 22, a motor that rotates and swings each member of the arm unit 26, and the like.
  • the articulated robot 24 transports the three-dimensional board between the introduction position, the processing position, and the discharge position with the transport pallet 40 mounted. At this time, the articulated robot 24 moves the transport pallet 40 by mounting the pallet side mounting part 42 of the transport pallet 40 by the first transport unit 21 and releases the mounting of the pallet side mounting part 42 by the second transport unit 22. To do.
  • the coating unit 30 is a coating unit that applies a viscous fluid to the three-dimensional substrate fixed to the support conveyance unit 20.
  • the coating unit 30 includes a head moving unit 31, a coating head 32, and a coating nozzle 33.
  • the head moving unit 31 includes a slider that is guided by the guide rail and moves in the XY direction, and a motor that drives the slider.
  • the coating unit 30 is configured as an XY robot that moves the coating head 32 in the XY plane direction.
  • the application nozzle 33 is detachably mounted on the lower surface side of the application head 32.
  • the application nozzle 33 is a nozzle that applies a predetermined amount of viscous fluid from the tip of the application nozzle 33 by applying pressure to the accommodating portion that contains the viscous fluid.
  • the mounting unit 35 is a mounting unit that collects the component P from the component supply unit 12 and arranges the component P on a three-dimensional board fixed to the support conveyance unit 20.
  • the mounting unit 35 includes a head moving unit 36, a mounting head 37, and a sampling unit 38.
  • the head moving unit 36 includes a slider that is guided by the guide rail and moves in the XY directions, and a motor that drives the slider.
  • the mounting unit 35 is configured as an XY robot that moves the mounting head 37 in the XY plane direction.
  • the collection unit 38 is a member that is detachably mounted on the lower surface side of the mounting head 37 and collects the component P.
  • the collection unit 38 may be a suction nozzle that collects the component P using negative pressure, or may be a mechanical chuck that mechanically grips the component P.
  • the mounting head 37 is configured so that one or more sampling portions 38 can be mounted.
  • the head moving unit 36 may share a part of the slider with the head moving unit 31.
  • the coating head 32 and the mounting head 37 may have the same structure, and the coating nozzle 33 and the sampling unit 38 as tools may be freely attached.
  • the information processing device 60 is a computer that manages information of each device of the mounting system 10. As illustrated in FIG. 2, the information processing device 60 includes an information processing control unit 61, an information processing storage unit 63, a display 68, and an input device 69.
  • the information processing control unit 61 is configured as a microprocessor centered on the CPU 62.
  • the information processing storage unit 63 is a device that stores various data such as a processing program such as an HDD.
  • the display 68 is a liquid crystal screen that displays various types of information.
  • the input device 69 includes a keyboard, a mouse, and the like through which an operator inputs various commands.
  • the information processing storage unit 63 stores processing object data 64 including information on a three-dimensional board that is a processing object.
  • the processing object data 64 is data of a three-dimensional board, for example, design data created by software such as CAD.
  • the processing object data 64 includes three-dimensional shape data 65, formation pattern data 66, processing position data 67, and the like.
  • the three-dimensional shape data 65 is data including information on the outer shape of the three-dimensional board (see FIG. 5).
  • the three-dimensional shape data 65 is data including information on the three-dimensional structure of a three-dimensional object such as a three-dimensional board created by, for example, CAD.
  • the three-dimensional shape data 65 includes, for example, three-dimensional coordinates (X, Y, Z) with a predetermined origin as a reference, and the direction of the outer surface at the coordinates (for example, a normal vector with respect to the tangent plane of the coordinates). Contains information about.
  • the formation pattern data 66 is data including information on a three-dimensional structure of a formation pattern such as a circuit formed on the surface of the three-dimensional object (see FIG. 5).
  • the formation pattern data 66 includes the shape of the electrode pad and the shape of the wiring.
  • the three-dimensional shape data 65 and the formation pattern data 66 may be stored in a general-purpose format such as STEP, IGES, or STL.
  • the processing position data 67 is data including information on which position on the surface of the three-dimensional substrate is to be processed.
  • the processing position data 67 includes processing object identification information (ID), processing position ID of the processing object, processing coordinates (X, Y, Z), and processing position. It includes identification information (ID) of the forming surface, position inclination information including inclination RX due to rotation about the X axis direction of the tangent plane of the processing position and inclination RY due to rotation about the Y axis direction as the central axis.
  • ID identification information
  • the processing position includes, for example, the application position of the viscous fluid, the arrangement position of the component P, and the like.
  • the information processing apparatus 60 executes processing for creating the processing object data 64 and outputs mounting condition information including the created processing object data 64 to the three-dimensional mounting apparatus 11.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a reference pattern generation processing routine executed by the CPU 62 of the information processing apparatus 60. This routine is stored in the information processing storage unit 63 and executed based on a start instruction by the worker.
  • the CPU 62 acquires three-dimensional shape data 65, formation pattern data 66, and processing position data 67 from the processing object data 64 (S100).
  • an engine capable of reading a general-purpose format of CAD is used, and a three-dimensional shape of a three-dimensional board or a formation pattern can be acquired by this engine.
  • the processing position for creating the current reference pattern is set based on the processing position data 67 (S110).
  • the setting of the processing position may be based on the processing order, for example.
  • the CPU 62 acquires a surface pattern including the surface shape and the formation pattern around the set processing position using the three-dimensional shape data 65 and the formation pattern data 66 (S120).
  • the periphery of the processing position may be the entire forming surface including the processing position, or may be a part of the forming surface including the processing position.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of an example of processing for generating the reference patterns 71 and 72.
  • FIG. 8A is an image of the processing target
  • FIG. 8B is an image of the surface pattern 70
  • FIG. 8C is an image of the reference patterns 71 and 72. It is an example.
  • the CPU 62 acquires a surface pattern 70 around the processing position from the three-dimensional shape data 65 and the formation pattern data 66 of the processing object data 64, and uses the surface pattern 70 as a reference according to the processing position. Patterns 71 and 72 are generated.
  • the CPU 62 generates a reference pattern including a configuration that is as close as possible to the processing position and can serve as a reference for the position so that the processing position can be easily determined.
  • the reference patterns 71 and 72 include an electrode pad 75 and a wiring 76, which can be used as a position correction reference.
  • the three-dimensional substrate is fixed by the support conveyance unit 20 so that the processing position is horizontal, and imaging processing at the processing position is performed.
  • an image obtained by planarly viewing the three-dimensional board from above is captured, so that a reference pattern close to the captured image can be generated.
  • the CPU 62 determines whether or not there is a next processing position (S140). If there is a next processing position, the CPU 62 executes the processes after S110. That is, the CPU 62 sets the next processing position, acquires the surface pattern from the processing object data 64, and generates a reference pattern. On the other hand, when there is no next processing position in S140, the CPU 62 stores the generated reference pattern in the mounting condition information (S150), and ends this routine as it is. The CPU 62 outputs the mounting condition information to the three-dimensional mounting apparatus 11 before the mounting process is executed by the three-dimensional mounting apparatus 11.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of a coating and mounting process routine executed by the CPU 16 of the three-dimensional mounting apparatus 11.
  • This routine is stored in the execution storage unit 17 and is executed based on the worker's mounting start input.
  • the CPU 16 first obtains mounting condition information including a reference pattern of a three-dimensional board that is a processing target from the information processing device 60 (S200), and carries the transport pallet 40 to which the three-dimensional board is fixed. Then, the transfer pallet 40 is mounted and moved to the processing position (S210).
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of the support conveyance unit 20 that fixes the conveyance pallet 40 at the processing position.
  • the CPU 16 controls the articulated robot 24 to move the transfer pallet 40.
  • the CPU 16 sets a processing target forming surface based on the processing order of the mounting condition information (S220), and adjusts the inclination of the three-dimensional board as necessary so that the processing target forming surface becomes a horizontal processing surface.
  • Correct and fix (S230).
  • the CPU 16 controls the articulated robot 24 based on the inclination information included in the processing position data 67 of the processing target so that the formation surface becomes a horizontal plane. As shown in FIG. 10, when the forming surface 51 is inclined, the CPU 16 corrects the angle of the transport pallet 40 so that the forming surface 51 is horizontal.
  • To be a horizontal surface means that the orientation of the three-dimensional substrate is changed so that the processing position is horizontal, and when the formation surface is a curved surface, the central portion of the formation surface or a portion with high processing density It is good also as what changes the attitude
  • the CPU 16 causes the imaging unit 14 to image the processing target forming surface (S240), and sets a processing position included in the forming surface (S250). Note that the CPU 16 may perform the imaging process once or twice or more on one forming surface.
  • the CPU 16 calculates the amount of displacement of the fixed position of the three-dimensional board using the captured image and the reference pattern corresponding to the processing position (S260). At this time, the CPU 16 may calculate the amount of displacement using the electrode pad or wiring formed at the position where the component P is disposed as a reference position. Subsequently, the CPU 16 performs position correction (coordinate correction) using the calculated displacement amount, causes the application unit 30 to apply the viscous fluid, and causes the mounting unit 35 to mount the component P (S270).
  • Such misregistration correction is generally performed with reference marks formed on the substrate as a reference in a flat substrate, but in a three-dimensional object, an area in which the reference marks are provided on all formation surfaces is secured. There are cases where it is not possible.
  • the CPU 16 performs coordinate correction of the application position or the mounting position using the position of the electrode pad and the position of the wiring obtained by imaging instead of the reference mark as the reference position.
  • the CPU 16 determines whether or not there is a next processing position on the current forming surface (S280), and when there is a next processing position, executes the processing after S250. That is, the CPU 16 sets the next processing position, calculates the amount of positional deviation, and causes the application process and the mounting process to be executed at the position where the positional deviation is corrected.
  • the CPU 16 determines whether or not there is a forming surface to be processed next (S290), and when there is a next forming surface, executes the processing after S220. .
  • the CPU 16 ejects the transport pallet 40 (S300) and determines whether or not there is a next three-dimensional substrate (processing object). When there is a next three-dimensional board, the CPU 16 executes the processing after S210, and when there is no next three-dimensional board, this routine is finished as it is.
  • the information processing control unit 61 of this embodiment corresponds to the information processing control unit
  • the three-dimensional shape data 65 corresponds to the three-dimensional shape data
  • the formation pattern data 66 corresponds to the formation pattern data
  • the processing position data 67 corresponds to the position.
  • the articulated robot 24 corresponds to a support unit
  • the application unit 30 corresponds to an application unit
  • the mounting unit 35 corresponds to a mounting unit
  • the imaging unit 14 corresponds to an imaging unit
  • the mounting unit 35 corresponds to the execution unit
  • the execution control unit 15 corresponds to the execution control unit.
  • an example of the information processing method of the present disclosure is also clarified by describing the operation of the information processing apparatus 60.
  • the three-dimensional shape data 65 of the three-dimensional processing object, the formation pattern data 66 including the formation pattern formed on the surface of the three-dimensional processing object, and the processing object The processing position data 67 including the upper processing position is acquired, the surface pattern 70 corresponding to the acquired processing position is acquired from the three-dimensional shape data 65 and the formation pattern data 66, and the processing position is corresponded from the acquired surface pattern 70.
  • Planar reference patterns 71 and 72 to be generated are generated.
  • the three-dimensional mounting apparatus 11 can correct the processing position of the processing object using the generated reference patterns 71 and 72.
  • the three-dimensional mounting apparatus 11 can perform the application process and the mounting process (predetermined process) on the three-dimensional processing object with higher positional accuracy.
  • a more appropriate reference pattern can be generated including a formation pattern that is more likely to be a reference than the surface shape alone. Can do.
  • the three-dimensional mounting apparatus 11 since it is not necessary to provide a reference mark or the like on the three-dimensional board, the number of manufacturing steps of the three-dimensional board can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
  • the reference mark is automatically generated in the information processing apparatus 60, the number of processing program creation steps can be greatly reduced, and the production of the three-dimensional board can be quickly started.
  • the information processing control unit 61 acquires information regarding the surface inclination of the processing position, and generates a reference pattern viewed in plan from above the processing position. Since the information processing device 60 generates a reference pattern in a plan view from vertically above the processing position, it can be easily compared with an image obtained by imaging the processing position by the three-dimensional mounting device 11, and position accuracy can be further improved. Furthermore, the information processing control unit 61 acquires a surface pattern including one or more of electrodes and wirings as a formation pattern, and generates a reference pattern based on one or more positions and / or shapes of the acquired electrodes and wirings. For example, in the vicinity of the processing position, there may be an electrode or a wiring having a characteristic in shape or the like.
  • the information processing control unit 61 acquires the surface pattern around the processing position including the processing position from the three-dimensional shape data 65 and the formation pattern data 66.
  • the reference pattern is preferably as close as possible to the processing position.
  • position correction can be performed with higher accuracy.
  • the three-dimensional mounting apparatus 11 captures an image including the processing position of the processing target supported by the articulated robot 24 (support unit), The positional deviation of the processing object is corrected using the reference pattern, and a predetermined process is performed on the processing object.
  • the articulated robot 24 has a plurality of tilt axes and can tilt the processing object in a plurality of directions.
  • the execution control unit 15 includes a processing object including a processing position. The articulated robot 24 is controlled so that its surface becomes a horizontal plane. In the three-dimensional mounting apparatus 11, the multi-joint robot 24 can level the processing position and perform imaging or predetermined processing.
  • mounting system 10 of the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various modes as long as it belongs to the technical scope of the present disclosure.
  • the formation pattern data 66 is also acquired to acquire the surface pattern, but this may be omitted.
  • Such a three-dimensional mounting apparatus 11 can also perform position correction based on a three-dimensional structure such as a step (see, for example, the three-dimensional board 50) included in the three-dimensional shape data 65.
  • the CPU 16 may generate a reference pattern when the processing target is tilted at a predetermined angle, capture an image of the processing target tilted at the predetermined angle, and perform position correction.
  • a formation pattern including electrodes and wirings is acquired and a reference pattern including these is generated.
  • the present invention is not particularly limited thereto, and a formation pattern including other configurations may be acquired. Good.
  • the reference pattern is generated from the surface pattern around the processing position including the processing position.
  • the present invention is not limited to this, and the reference pattern is generated from the surface pattern including the part away from the processing position. May be.
  • the surface pattern may be at any position as long as it can detect displacement. It is more desirable to generate the reference pattern from the surface pattern around the processing position.
  • the support unit that fixes the three-dimensional board is the articulated robot 24, but is not particularly limited as long as the inclination of the three-dimensional board can be changed.
  • the three-dimensional mounting apparatus 11 includes the coating head 32 and the mounting head 37 and performs the coating process and the component P placement process on the three-dimensional substrate. Good. Even in this apparatus, it is possible to perform the coating process and the mounting process (predetermined process) on the three-dimensional processing object with higher positional accuracy.
  • the three-dimensional substrate is moved by the articulated robot 24.
  • the present invention is not particularly limited to this, and the three-dimensional substrate may be moved by an XY robot.
  • the angle of the processing object is changed.
  • a plurality of tilt axes are provided in the application unit 30, the mounting unit 35, the imaging unit 14, and the like, and any one of the angles can be changed. Also good.
  • the present disclosure has been described as the three-dimensional mounting apparatus 11 or the information processing apparatus 60.
  • a mounting-related method or an information processing method may be used, or a program that a computer executes the above-described processing may be used. .
  • the information processing control unit may acquire information related to the inclination of the surface of the processing position and generate the reference pattern viewed in plan from above the processing position. Good.
  • a reference pattern in plan view is generated from vertically above the processing position, it is easy to compare with an image obtained by capturing the processing position with the three-dimensional mounting related apparatus, and position accuracy can be further improved.
  • the information processing control unit also acquires formation pattern data including a formation pattern formed on a surface of the three-dimensional processing object, and includes a surface shape and a formation pattern corresponding to the processing position, It is good also as what acquires the said surface pattern containing. Since this information processing apparatus includes a formation pattern that is more likely to be a reference than the surface shape alone, a more appropriate reference pattern can be generated.
  • the information processing control unit acquires the surface pattern including one or more of electrodes and wirings as the formation pattern, and one or more positions and / or of the acquired electrodes and wirings.
  • the reference pattern based on the shape may be generated. For example, in the vicinity of the processing position, there may be an electrode or a wiring having a characteristic in shape or the like. In this information processing apparatus, since a reference pattern is generated using electrodes and wirings having a characteristic shape, a more appropriate reference pattern can be generated.
  • the information processing control unit may acquire the surface pattern around the processing position including the processing position from the three-dimensional shape data.
  • the shape of a characteristic part may change as the distance from the processing position increases.
  • the reference pattern is preferably as close as possible to the processing position. In this information processing apparatus, since the reference pattern is generated from the surface pattern around the processing position, position correction can be performed with higher accuracy.
  • the three-dimensional mounting related device disclosed in this specification is: A three-dimensional mounting related device that performs a predetermined process related to mounting processing on a three-dimensional processing object, A support part capable of fixing the object to be processed; An execution unit that performs the predetermined process on the processing object; An imaging unit that captures an image of the processing object; An execution control unit that controls a processing unit including the support unit, the execution unit, and the imaging unit; One or more of the support unit, the execution unit, and the imaging unit have a plurality of tilt axes, and can operate to tilt the processing object and / or the processing unit in a plurality of directions.
  • the execution control unit obtains the reference pattern from the information processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, and then supports the processing object on the support unit and the process supported on the support unit.
  • the processing position of the object is fixed so that it can be imaged, and the imaging unit and the processing unit are controlled to capture an image including the processing position, and the processing target is used using the captured image and the reference pattern.
  • the execution unit is controlled to correct the positional deviation of the object and perform the predetermined processing on the processing object.
  • the image including the processing position of the processing object supported by the support unit is captured, and the captured image and the reference pattern are used.
  • the positional deviation of the processing object is corrected, and a predetermined process is performed on the processing object.
  • this apparatus by using the reference pattern generated from the three-dimensional shape data, it is possible to perform a predetermined process on the three-dimensional processing object with higher positional accuracy.
  • the support unit has a plurality of tilt axes and is capable of tilting the processing object in a plurality of directions
  • the execution control unit includes the processing position.
  • the support portion may be controlled so that the surface of the processing object is a horizontal plane.
  • the processing position can be leveled by the support portion, and imaging, predetermined processing, and the like can be performed.
  • the execution unit includes an application unit that applies a viscous fluid to the processing target as the predetermined process, and a component that places components on the processing target as the predetermined process. It may be one or more of the parts.
  • the mounting system disclosed in this specification includes any one of the information processing apparatuses described above and any one of the three-dimensional mounting related apparatuses described above.
  • this mounting system as with the information processing apparatus and the three-dimensional mounting related apparatus described above, it is possible to perform predetermined processing on a three-dimensional processing object with higher positional accuracy.
  • the information processing method disclosed in this specification is: An information processing method used in a mounting system including a three-dimensional mounting related device that performs predetermined processing related to mounting processing on a three-dimensional processing object, (A) obtaining three-dimensional shape data of the three-dimensional processing object and position data including a processing position on the processing object for performing a predetermined process; (B) obtaining a surface pattern corresponding to the processing position obtained in the step (a) from the three-dimensional shape data; (C) generating a planar reference pattern corresponding to the processing position from the surface pattern acquired in step (b); Is included.
  • a reference pattern can be generated from three-dimensional shape data, and the three-dimensional mounting related apparatus can correct the processing position using this reference pattern. Therefore, in this information processing apparatus, in the three-dimensional mounting related apparatus, it is possible to perform predetermined processing on the three-dimensional processing object with higher positional accuracy.
  • various aspects of the information processing apparatus described above may be adopted, and steps for realizing each function of the information processing apparatus described above may be added.
  • the three-dimensional mounting apparatus of the present disclosure can be used in the technical field of apparatuses that perform processing such as collection and arrangement of processing objects that are three-dimensional objects.
  • 10 mounting system 11 3D mounting device, 12 parts supply unit, 13 parts camera, 14 shooting unit, 15 execution control unit, 16 CPU, 17 execution storage unit, 20 support transport unit, 21 first transport unit, 22 second Transport unit, 24 articulated robot, 25 base, 26 arm unit, 27 robot side mounting unit, 28 drive unit, 29 movable space, 30 coating unit, 31 head moving unit, 32 coating head, 33 coating nozzle, 35 mounting unit, 36 head moving part, 37 mounting head, 38 picking part, 40 transport pallet, 41 fixing part, 42 pallet side mounting part, 50 solid board, 51 forming surface, 52 forming pattern, 55 solid board, 56 forming surface, 57 forming pattern , 60 Information processing device, 61 Information processing control unit, 62 CPU, 63 Information processing Memory part, 64 processing object data, 65 3D shape data, 66 formation pattern data, 67 processing position data, 68 display, 69 input device, 70 surface pattern, 71, 72 reference pattern, 75 electrode pad, 76 wiring, P parts.

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Abstract

情報処理装置は、立体の処理対象物に対して実装処理に関する所定の処理を行う３次元実装関連装置を含む実装システムに用いられる。この情報処理装置は、立体の処理対象物の３次元形状データと所定の処理を行う処理対象物上の処理位置を含む位置データとを取得し、取得した処理位置に対応する表面パターンを３次元形状データから取得し、取得した表面パターンから処理位置に対応する平面状の基準パターンを生成する情報処理制御部を備える。

Description

情報処理装置、３次元実装関連装置、実装システム及び情報処理方法
　本明細書で開示する発明は、情報処理装置、３次元実装関連装置、実装システム及び情報処理方法に関する。
　従来、情報処理装置としては、例えば、ワークの形状を示す形状レイヤデータとワークになされる加工内容を示す加工データとを含みワークに対応する電子構造データを生成する３次元ＣＡＤシステムを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、ワークに加工を行うＮＣ加工装置側で、形状レイヤデータと加工データとに基づいてＮＣ加工を行うから、３次元ＣＡＤシステムとＮＣ加工装置とが円滑にリンクされ、目標値の入力作業が簡略化されるとしている。
特開２００３－２９８１０号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の装置では、３次元ＣＡＤシステム側では電子構造データを生成する一方、加工装置側ではワークの移動や固定を行うが、そのワークの固定位置にずれが生じることがあった。特許文献１の装置では、そのようなワークの位置ずれに対処することは十分検討されておらず、立体の処理対象物に対して所定の処理を行う際に、より位置精度を高めることが求められていた。
　本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、位置精度をより高めて立体の処理対象物に対して所定の処理を行うことができる情報処理装置、３次元実装関連装置、実装システム及び情報処理方法を提供することを主目的とする。
　本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
　本明細書で開示する情報処理装置は、
　立体の処理対象物に対して実装処理に関する所定の処理を行う３次元実装関連装置を含む実装システムに用いられる情報処理装置であって、
　前記立体の処理対象物の３次元形状データと所定の処理を行う前記処理対象物上の処理位置を含む位置データとを取得し、取得した前記処理位置に対応する表面パターンを前記３次元形状データから取得し、取得した前記表面パターンから前記処理位置に対応する平面状の基準パターンを生成する情報処理制御部、
　を備えたものである。
　この情報処理装置では、立体の処理対象物の３次元形状データと処理対象物上の処理位置を含む位置データとを取得し、取得した処理位置に対応する表面パターンを３次元形状データから取得し、取得した表面パターンから処理位置に対応する平面状の基準パターンを生成する。そして、３次元実装関連装置では、この３次元形状データから生成した基準パターンを用いて、処理対象物の処理位置の補正を行うことができる。したがって、この情報処理装置では、３次元実装関連装置において、位置精度をより高めて立体の処理対象物に対して所定の処理を行うことができる。ここで、「所定の処理」としては、例えば、処理対象物に粘性流体の塗布を行う塗布処理や、処理対象物に部品の配置を行う実装処理などが挙げられる。粘性流体としては、例えば、接着剤やはんだペースト、導電ペーストなどが挙げられる。
実装システム１０の構成の概略の一例を示す説明図。 ３次元実装装置１１及び情報処理装置６０の構成の概略を表すブロック図。 処理対象物としての立体基板５０の一例を表す説明図。 処理対象物としての立体基板５５の一例を表す説明図。 ３次元形状データ６５及び形成パターンデータ６６の説明図。 情報処理記憶部６３に記憶された処理位置データ６７の説明図。 基準パターン生成処理ルーチンの一例を示すフローチャート。 基準パターン７１，７２を生成する処理の説明図。 塗布実装処理ルーチンの一例を示すフローチャート。 処理位置で搬送パレット４０を固定する支持搬送部２０の説明図。
　本実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本開示の一例である実装システム１０の構成の概略の一例を示す説明図である。図２は、３次元実装装置１１及び情報処理装置６０の構成の概略を表すブロック図である。図３は、処理対象物としての立体基板５０の一例を表す説明図である。図４は、処理対象物としての立体基板５５の一例を表す説明図である。図５は、３次元形状データ６５及び形成パターンデータ６６の説明図である。図６は、情報処理記憶部６３に記憶された処理位置データ６７の説明図である。実装システム１０は、図１に示すように、３次元実装装置１１と、図示しないリフロー装置と、情報処理装置６０とを備えている。３次元実装装置１１は、立体の処理対象物としての立体基板５０，５５（図３、４参照）などに対して粘性流体の塗布及び部品Ｐなどの部材の配置を行う装置である。なお、粘性流体には、はんだペーストや導電性ペースト、接着剤、グリスなどが含まれる。リフロー装置は、粘性流体上に部品が配置された立体基板を加熱するリフロー処理を行う装置である。情報処理装置６０は、立体基板の生産を管理する管理サーバである。なお、本実施形態において、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１に示した通りとする。
　処理対象物としての立体基板５０は、図３に示すように、回路の形成パターン５２が形成された形成面５１ａや形成面５１ｂなどを複数含む形成面５１を有する立体物である。立体基板５０は、階段状の形成面５１ａ、形成面５１ｂなどを有し、それらの面には、部品Ｐが配置される実装位置（配置位置）が定められている。この立体基板５０は、水平面に載置されると形成面５１ａや形成面５１ｂが水平面に対して傾斜する形状を有している。また、この立体基板５０は、水平面に載置された状態では、形成面５１ａの実装位置と、形成面５１ｂの実装位置などの高さが異なる。立体基板５５は、図４に示すように、回路の形成パターン５７が形成された形成面５６ａ，５６ｂ，５６ｃなどを複数含む形成面５６を有する立体物である。なお、立体基板５０，５５などは立体基板と総称し、形成面５１，５６などは形成面と総称し、形成パターン５２，５７などは形成パターンと総称する。また、回路の形成パターン５７が形成された曲面の形成面５６では、同一曲面上であっても、高さや角度の違いにより立体基板５５の傾きを変更して塗布及び実装しなければならない場合は、複数の形成面５６として取り扱うものとする。また、処理対象物は、形成面が曲面であってもよいし平面であってもよいし、実装位置は上面側、側面側、底面側のいずれにあるものとしてもよい。
　３次元実装装置１１は、３次元の実装面を有する立体基板などに、粘性流体を塗布する処理及び部品Ｐを実装する処理を行う装置である。この３次元実装装置１１は、図２に示すように、部品供給部１２、パーツカメラ１３、撮像部１４、実行制御部１５、支持搬送部２０、塗布部３０及び実装部３５などを備える。
　部品供給部１２は、実装部３５へ部品Ｐを供給するユニットである。この部品供給部１２は、例えば、部品Ｐが保持されたテープを装着したフィーダや部品Ｐが配列載置されたトレイなどを備えている。パーツカメラ１３は、実装部３５の実装ヘッド３７に採取された１以上の部品Ｐを下方から撮像するものである。パーツカメラ１３は、その上方が撮像範囲である。撮像部１４は、処理対象物である立体基板の画像を撮像するものである。この撮像部１４は、例えば、塗布ヘッド３２や実装ヘッド３７のうちいずれかの下面側に配設されており、これらの移動に伴って装置内部をＸＹ方向に移動する。この撮像部１４は、その下方が撮像範囲である。
　実行制御部１５は、ＣＰＵ１６を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、各種データを記憶する実行記憶部１７などを備えている。この実行制御部１５は、部品供給部１２、パーツカメラ１３、撮像部１４、支持搬送部２０、塗布部３０、実装部３５などと情報のやりとりを行い、これらを制御する。この３次元実装装置１１では、実行制御部１５は、立体基板の形成面を撮像部１４に撮像させる撮像処理と、塗布部３０により立体基板の形成面に粘性流体を塗布させる塗布処理と、実装部３５により立体基板の形成面に部品Ｐを配置させる実装処理とを実行させる。実行記憶部１７には、実装条件情報が記憶されている。実装条件情報には、どの部品をどの順番でどのような立体基板へ実装するか、また、そのような立体基板の生産必要数などが定められている。この実装条件情報には、立体基板の傾いた表面のどの位置に処理を施すかの情報である処理位置データなどが含まれる。
　支持搬送部２０は、立体基板を搬送すると共に立体基板の傾斜角を調整して固定することができるユニットである。この支持搬送部２０は、第１搬送部２１と、第２搬送部２２と、多関節ロボット２４と、駆動部２８とを備える。第１搬送部２１は、立体基板を固定した搬送パレット４０を装置入口から導入位置へ搬入するコンベアである。第１搬送部２１は、図１の前後に間隔を開けて設けられ左右方向に架け渡された１対のコンベアベルトを有している。搬送パレット４０はこのコンベアベルトにより搬送される。第２搬送部２２は、立体基板を保持した搬送パレット４０（台座）を排出位置から装置出口へ排出するコンベアである。第２搬送部２２は、第１搬送部２１と同様の構成を有している。搬送パレット４０は、立体基板を固定する固定部４１と、多関節ロボット２４により保持されるパレット側取付部４２とを備えている。
　多関節ロボット２４は、立体基板を固定する動作が可能な支持部であり、第１搬送部２１と第２搬送部２２との間の可動空間２９に配設されている。この多関節ロボット２４は、立体基板を固定した搬送パレット４０を把持し、この搬送パレット４０を導入位置、処理位置及び排出位置へ移動させるものである。多関節ロボット２４は、複数のチルト軸を有し立体基板を複数の方向へ傾ける動作が可能であり、塗布ヘッド３２や実装ヘッド３７に対して立体基板の姿勢を変更可能に保持する。この多関節ロボット２４は、基部２５と、アーム部２６と、ロボット側取付部２７とを有している。基部２５は、アーム部２６を支持した状態で装置筐体へ固定されるものである。多関節ロボット２４は、垂直多関節ロボットであり、その基部２５の軸方向が水平方向に沿った方向、例えば、立体基板の移動方向に沿った方向（Ｘ軸）に固定されている。アーム部２６は、第１～第５アームを有しており、各々が軸回転や揺動動作可能に支持されている（図１参照）。ロボット側取付部２７は、アーム部２６の先端に配設され、パレット側取付部４２（クランププレート）を把持して固定するメカニカルチャックである。このロボット側取付部２７は、本体から供給される圧力により開閉動作する。駆動部２８は、例えば、第１搬送部２１や第２搬送部２２のコンベアベルトを駆動するモータやアーム部２６の各部材を軸回転や揺動させるモータなどを含む。この多関節ロボット２４は、搬送パレット４０を装着した状態で立体基板を導入位置、処理位置及び排出位置の間で搬送する。このとき、この多関節ロボット２４は、第１搬送部２１で搬送パレット４０のパレット側取付部４２を装着して搬送パレット４０を移動させ、第２搬送部２２でパレット側取付部４２を装着解除する。
　塗布部３０は、支持搬送部２０に固定された立体基板へ粘性流体を塗布する塗布ユニットである。この塗布部３０は、ヘッド移動部３１と、塗布ヘッド３２と、塗布ノズル３３とを備えている。ヘッド移動部３１は、ガイドレールに導かれてＸＹ方向へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータとを備えている。この塗布部３０は、塗布ヘッド３２をＸＹ平面方向に移動させるＸＹロボットとして構成されている。塗布ノズル３３は、塗布ヘッド３２の下面側に取り外し可能に装着されている。この塗布ノズル３３は、粘性流体を収容した収容部に圧力を加えて塗布ノズル３３の先端から粘性流体を所定量供給するノズルである。
　実装部３５は、部品Ｐを部品供給部１２から採取し、支持搬送部２０に固定された立体基板へ配置する実装ユニットである。この実装部３５は、ヘッド移動部３６と、実装ヘッド３７と、採取部３８とを備えている。ヘッド移動部３６は、ガイドレールに導かれてＸＹ方向へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータとを備えている。この実装部３５は、実装ヘッド３７をＸＹ平面方向に移動させるＸＹロボットとして構成されている。採取部３８は、実装ヘッド３７の下面側に取り外し可能に装着され、部品Ｐを採取する部材である。この採取部３８は、負圧を利用して部品Ｐを採取する吸着ノズルとしてもよいし、部品Ｐを機械的に把持するメカニカルチャックとしてもよい。この実装ヘッド３７では、１以上の採取部３８を装着可能に構成されている。なお、ヘッド移動部３６は、スライダの一部をヘッド移動部３１と共用してもよい。また、塗布ヘッド３２と実装ヘッド３７は、同様の構造を有するものとしてもよく、ツールとしての塗布ノズル３３や採取部３８を自由に取り付け可能としてもよい。
　情報処理装置６０は、実装システム１０の各装置の情報を管理するコンピュータである。情報処理装置６０は、図２に示すように、情報処理制御部６１と、情報処理記憶部６３と、ディスプレイ６８と、入力装置６９とを備えている。情報処理制御部６１は、ＣＰＵ６２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されている。情報処理記憶部６３は、例えばＨＤＤなど、処理プログラムなど各種データを記憶する装置である。ディスプレイ６８は、各種情報を表示する液晶画面である。入力装置６９は、作業者が各種指令を入力するキーボード及びマウス等を含む。情報処理記憶部６３には、処理対象物である立体基板の情報が含まれている処理対象物データ６４が記憶されている。処理対象物データ６４は、立体基板のデータであり、例えばＣＡＤなどのソフトウエアにより作成された設計データである。処理対象物データ６４には、３次元形状データ６５と、形成パターンデータ６６と、処理位置データ６７などが含まれている。３次元形状データ６５は、立体基板の外形の情報を含むデータである（図５参照）。この３次元形状データ６５は、例えばＣＡＤなどで作成された、立体基板などの立体物の３次元構造の情報を含むデータである。この３次元形状データ６５には、例えば、所定の原点を基準とした３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）や、その座標における外表面の方向（例えばその座標の接平面に対する法線ベクトルなど）に関する情報などが含まれている。形成パターンデータ６６は、上記立体物の表面に形成された回路などの形成パターンの３次元構造の情報を含むデータである（図５参照）。この形成パターンデータ６６には、電極パッドの形状や配線の形状などが含まれる。この３次元形状データ６５や形成パターンデータ６６は、例えば、ＳＴＥＰ、ＩＧＥＳ、ＳＴＬなどの汎用フォーマットで保存されるものとしてもよい。処理位置データ６７は、立体基板の表面のどの位置に処理を施すかの情報を含むデータである。処理位置データ６７には、図６に示すように、処理対象物の識別情報（ＩＤ）と、その処理対象物の処理位置ＩＤ、処理座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、その処理位置が含まれる形成面の識別情報（ＩＤ）、その処理位置の接平面のＸ軸方向を中心軸とする回転による傾きＲＸとＹ軸方向を中心軸とする回転による傾きＲＹを含む位置傾き情報などが含まれている。処理位置は、例えば、粘性流体の塗布位置や部品Ｐの配置位置などを含む。処理位置データ６７では、部品Ｐの配置位置として、部品Ｐの中央の座標などが規定されている（後述図８の「×」参照）。情報処理装置６０は、処理対象物データ６４を作成する処理を実行し作成した処理対象物データ６４を含む実装条件情報を３次元実装装置１１へ出力する。
　次に、こうして構成された本実施形態の実装システム１０の動作、まず、情報処理装置６０で基準パターンを生成する処理について説明する。この基準パターンは、３次元実装装置１１において立体基板の固定位置のずれを補正する際に用いられるデータであり、実物ではなくＣＡＤなどで作成された３次元形状データ６５や形成パターンデータ６６などから生成される。図７は、情報処理装置６０のＣＰＵ６２により実行される基準パターン生成処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、情報処理記憶部６３に記憶され、作業者による開始指示に基づいて実行される。このルーチンが開始されると、ＣＰＵ６２は、処理対象物データ６４から３次元形状データ６５、形成パターンデータ６６及び処理位置データ６７を取得する（Ｓ１００）。このプログラムでは、ＣＡＤの汎用フォーマットを読み出すことができるエンジンを用いており、このエンジンにより立体基板や形成パターンの３次元形状を取得することができる。次に、処理位置データ６７に基づいて今回基準パターンを作成する処理位置を設定する（Ｓ１１０）。処理位置の設定は、例えば、処理順に基づいてもよい。次に、ＣＰＵ６２は、３次元形状データ６５及び形成パターンデータ６６を用い、設定された処理位置周辺の表面形状及び形成パターンを含む表面パターンを取得する（Ｓ１２０）。処理位置周辺とは、処理位置を含む形成面全体としてもよいし、処理位置を含む形成面の一部としてもよい。
　次に、ＣＰＵ６２は、処理位置データ６７に含まれる傾き情報に基づいて、処理位置の鉛直上方から平面視した画像である基準パターンを生成する（Ｓ１３０）。図８は、基準パターン７１，７２を生成する処理の一例の説明図であり、図８Ａが処理対象物の画像、図８Ｂが表面パターン７０の画像、図８Ｃが基準パターン７１，７２の画像の一例である。ＣＰＵ６２は、図８に示すように、処理対象物データ６４の３次元形状データ６５及び形成パターンデータ６６から、処理位置の周辺の表面パターン７０を取得し、この表面パターン７０から処理位置に応じ基準パターン７１，７２を生成する。ＣＰＵ６２は、処理位置の判別が行いやすいように、処理位置にできるだけ近く且つ位置の基準になり得る構成を含める基準パターンを生成する。この基準パターン７１，７２には、電極パッド７５や配線７６が含まれており、これを処理位置の位置補正の基準とすることができる。また、３次元実装装置１１では、処理位置が水平になるよう支持搬送部２０で立体基板を固定し、処理位置の撮像処理を行うよう設定されている。この３次元実装装置１１では、立体基板を鉛直上方から平面視した画像が撮像されるため、撮像画像に近い基準パターンを生成することができる。
　基準パターンを生成すると、ＣＰＵ６２は、次の処理位置があるか否かを判定し（Ｓ１４０）、次の処理位置があるときには、Ｓ１１０以降の処理を実行する。即ち、ＣＰＵ６２は、次の処理位置を設定し、表面パターンを処理対象物データ６４から取得し、基準パターンを生成する。一方、Ｓ１４０で、次の処理位置がないときには、ＣＰＵ６２は、生成した基準パターンを実装条件情報に記憶させ（Ｓ１５０）、そのままこのルーチンを終了する。ＣＰＵ６２は、実装処理が３次元実装装置１１で実行される前までにこの実装条件情報を３次元実装装置１１へ出力する。
　次に、ここで生成した基準パターンを用いて立体基板への実装処理を行う処理について説明する。図９は、３次元実装装置１１のＣＰＵ１６により実行される塗布実装処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、実行記憶部１７に記憶され、作業者の実装開始入力に基づいて実行される。このルーチンが開始されると、ＣＰＵ１６は、まず、処理対象物である立体基板の基準パターンを含む実装条件情報を情報処理装置６０から取得し（Ｓ２００）、立体基板を固定した搬送パレット４０を搬入させ、搬送パレット４０を装着させて処理位置へ移動させる（Ｓ２１０）。図１０は、処理位置で搬送パレット４０を固定する支持搬送部２０の説明図である。ＣＰＵ１６は、搬送パレット４０を移動するよう多関節ロボット２４を制御する。
　次に、ＣＰＵ１６は、実装条件情報の処理順番に基づいて処理対象の形成面を設定し（Ｓ２２０）、処理対象の形成面が水平な処理面になるよう、必要に応じて立体基板の傾きを矯正して、固定させる（Ｓ２３０）。ＣＰＵ１６は、処理対象物の処理位置データ６７に含まれる傾き情報に基づいてこの形成面が水平面になるよう多関節ロボット２４を制御する。ＣＰＵ１６は、図１０に示すように、形成面５１が傾いている際には、この形成面５１が水平になるよう搬送パレット４０の角度を矯正する。なお、「水平な面になるよう」とは、処理位置が水平になるよう立体基板の姿勢を変更するものとし、形成面が曲面の場合は、その形成面の中央部分や処理密度の高い部分などが水平面になるよう立体基板の姿勢を変更するものとしてもよい。
　次に、ＣＰＵ１６は、処理対象の形成面を撮像部１４に撮像させ（Ｓ２４０）、形成面に含まれる処理位置を設定する（Ｓ２５０）。なお、ＣＰＵ１６は、１つの形成面に対して撮像処理を１回又は２回以上行うものとしてもよい。次に、ＣＰＵ１６は、撮像した画像と、処理位置に対応する基準パターンとを用いて、立体基板の固定位置の位置ずれ量を算出する（Ｓ２６０）。このとき、ＣＰＵ１６は、部品Ｐの配置位置に形成された電極パッドや配線を基準位置として位置ずれ量の算出を行うものとしてもよい。続いて、ＣＰＵ１６は、算出した位置ずれ量を用いて位置補正（座標補正）を行い、塗布部３０に粘性流体を塗布処理させると共に実装部３５に部品Ｐを実装処理させる（Ｓ２７０）。このような位置ずれ補正は、平板状の基板では、基板に形成された基準マークを基準として行われることが一般的であるが、立体物では、全ての形成面に基準マークを設ける領域を確保できない場合がある。ＣＰＵ１６は、基準マークの代わりに、撮像して得られた電極パッドの位置や配線の位置を基準位置として塗布位置又は実装位置の座標補正を行うのである。
　そして、ＣＰＵ１６は、現形成面に次の処理位置があるか否かを判定し（Ｓ２８０）、次の処理位置があるときには、Ｓ２５０以降の処理を実行する。即ち、ＣＰＵ１６は、次の処理位置を設定し、位置ずれ量を算出し、位置ずれを補正した位置に塗布処理、実装処理を実行させる。Ｓ２８０で現形成面に次の処理位置がないときには、ＣＰＵ１６は、次に処理する形成面があるか否かを判定し（Ｓ２９０）、次の形成面があるときには、Ｓ２２０以降の処理を実行する。一方、Ｓ２９０で次の形成面がないときには、ＣＰＵ１６は、搬送パレット４０を排出させ（Ｓ３００）、次の立体基板（処理対象物）があるか否かを判定する。次の立体基板があるときには、ＣＰＵ１６は、Ｓ２１０以降の処理を実行し、次の立体基板がないときには、そのままこのルーチンを終了する。
　ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の情報処理制御部６１が情報処理制御部に相当し、３次元形状データ６５が３次元形状データに相当し、形成パターンデータ６６が形成パターンデータに相当し、処理位置データ６７が位置データに相当する。また、多関節ロボット２４が支持部に相当し、塗布部３０が塗布部に相当し、実装部３５が実装部に相当し、撮像部１４が撮像部に相当し、撮像部１４、塗布部３０および実装部３５が実行部に相当し、実行制御部１５が実行制御部に相当する。なお、本実施形態では、情報処理装置６０の動作を説明することにより本開示の情報処理方法の一例も明らかにしている。
　以上説明した本実施形態の情報処理装置６０では、立体の処理対象物の３次元形状データ６５と、立体の処理対象物の表面に形成された形成パターンを含む形成パターンデータ６６と、処理対象物上の処理位置を含む処理位置データ６７とを取得し、取得した処理位置に対応する表面パターン７０を３次元形状データ６５及び形成パターンデータ６６から取得し、取得した表面パターン７０から処理位置に対応する平面状の基準パターン７１，７２を生成する。そして、３次元実装装置１１では、この生成した基準パターン７１，７２を用いて、処理対象物の処理位置の補正を行うことができる。したがって、この情報処理装置６０では、３次元実装装置１１において、位置精度をより高めて立体の処理対象物に対して塗布処理や実装処理（所定の処理）を行うことができる。また、この情報処理装置では、処理位置に対応する表面形状と形成パターンとを含む表面パターンを取得するため、表面形状のみよりも基準となりやすい形成パターンも含み、より適正な基準パターンを生成することができる。また、３次元実装装置１１では、立体基板に基準マークなどを設ける必要が無いため、立体基板の作製工程数を低減でき、作製コストを削減することができる。また、この情報処理装置６０では、基準マークを自動生成するため、処理プログラムの作成工数を大幅に短縮することができ、立体基板の生産の立ち上げを迅速に行うことができる。
　また、情報処理制御部６１は、処理位置の表面の傾きに関する情報を取得し、処理位置の鉛直上方から平面視した基準パターンを生成する。この情報処理装置６０では、処理位置の鉛直上方から平面視した基準パターンを生成するため、３次元実装装置１１で処理位置を撮像した画像との対比を行いやすく、位置精度をより高めやすい。更に、情報処理制御部６１は、形成パターンとして電極及び配線のうち１以上を含む表面パターンを取得し、取得した電極及び配線のうち１以上の位置及び／又は形状に基づく基準パターンを生成する。例えば、処理位置の近傍には、形状などに特徴がある電極や配線などがある場合がある。この情報処理装置６０では、形状に特徴のある電極や配線を用いて基準パターンを生成するため、より適正な基準パターンを生成することができる。更にまた、情報処理制御部６１は、処理位置を含む処理位置周辺の表面パターンを３次元形状データ６５や形成パターンデータ６６から取得する。立体の処理対象物では、例えば固定されている傾斜角に誤差が生じると、処理位置から離れれば離れるほど、特徴的な部位の形状が変化してしまうことがある。このため、基準パターンは、処理位置にできるだけ近い方が好ましい。この情報処理装置６０では、処理位置周辺の表面パターンから基準パターンを生成するから、より高い精度で位置補正を行うことができる。
　また、３次元実装装置１１は、情報処理装置６０から基準パターンを取得したのち、多関節ロボット２４（支持部）に支持された処理対象物の処理位置を含む画像を撮像し、撮像した画像と基準パターンとを用いて処理対象物の位置ずれを補正し、所定の処理を処理対象物に行う。このように、この３次元実装装置１１では、３次元形状データ６５や形成パターンデータ６６から生成した基準パターンを用いることによって、位置精度をより高めて立体の処理対象物に対して所定の処理を行うことができる。更に、３次元実装装置１１において、多関節ロボット２４は、複数のチルト軸を有し処理対象物を複数の方向へ傾ける動作が可能であり、実行制御部１５は、処理位置を含む処理対象物の表面が水平面になるよう多関節ロボット２４を制御する。この３次元実装装置１１では、多関節ロボット２４により処理位置を水平にして、撮像や所定の処理などを行うことができる。
　なお、本開示の実装システム１０は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
　例えば、上述した実施形態では、形成パターンデータ６６をも取得して表面パターンを取得するものとしたが、これを省略してもよい。このような３次元実装装置１１としても、３次元形状データ６５に含まれる、段差などの３次元構造（例えば立体基板５０参照）を基準として位置補正を行うことはできる。
　上述した実施形態では、処理位置の表面の傾きに関する情報を取得し、処理位置の鉛直上方から平面視した基準パターンを生成するものとしたが、撮像画像と基準パターンとのマッチングが行えるものとすれば、特にこれに限定されない。例えば、ＣＰＵ１６は、処理対象物を所定角度で傾けたときの基準パターンを生成し、この所定角度で傾けた処理対象物の画像を撮像し、位置補正を行うものとしてもよい。
　上述した実施形態では、電極や配線を含む形成パターンを取得し、これらを含む基準パターンを生成するものとしたが、特にこれに限定されず、他の構成を含む形成パターンを取得するものとしてもよい。
　上述した実施形態では、処理位置を含む処理位置周辺の表面パターンから基準パターンを生成するものとしたが、特にこれに限定されず、処理位置から離れた部位を含む表面パターンから基準パターンを生成してもよい。位置ずれを検出できるものであれば、表面パターンはいずれの位置でもよい。なお、処理位置周辺の表面パターンから基準パターンを生成する方が、より望ましい。
　上述した実施形態では、立体基板を固定する支持部は多関節ロボット２４であるものとしたが、立体基板の傾きを変更可能であれば、特にこれに限定されない。
　上述した実施形態では、３次元実装装置１１は、塗布ヘッド３２及び実装ヘッド３７を備え、立体基板に対し塗布処理及び部品Ｐの配置処理を行うものとしたが、いずれか一方を省略してもよい。この装置においても、位置精度をより高めて立体の処理対象物に対して塗布処理や実装処理（所定の処理）を行うことができる。
　上述した実施形態では、多関節ロボット２４により立体基板を移動するものとしたが、特にこれに限定されず、ＸＹロボットにより立体基板を移動するものとしてもよい。また、上述した実施形態では、処理対象物の角度を変更するものとしたが、塗布部３０や実装部３５、撮像部１４などに複数のチルト軸を設け、そのいずれかの角度を変更可能としてもよい。
　上述した実施形態では、本開示を３次元実装装置１１や情報処理装置６０として説明したが、例えば、実装関連方法や情報処理方法としてもよいし、上述した処理をコンピュータが実行するプログラムとしてもよい。
　ここで、本開示の情報処理装置において、前記情報処理制御部は、前記処理位置の表面の傾きに関する情報を取得し、前記処理位置の鉛直上方から平面視した前記基準パターンを生成するものとしてもよい。この情報処理装置では、処理位置の鉛直上方から平面視した基準パターンを生成するため、３次元実装関連装置で処理位置を撮像した画像との対比を行いやすく、位置精度をより高めやすい。
　本開示の情報処理装置において、前記情報処理制御部は、前記立体の処理対象物の表面に形成された形成パターンを含む形成パターンデータも取得し、前記処理位置に対応する表面形状と形成パターンとを含む前記表面パターンを取得するものとしてもよい。この情報処理装置では、表面形状のみよりも基準となりやすい形成パターンも含むため、より適正な基準パターンを生成することができる。
　本開示の情報処理装置において、前記情報処理制御部は、前記形成パターンとして電極及び配線のうち１以上を含む前記表面パターンを取得し、取得した該電極及び配線のうち１以上の位置及び／又は形状に基づく前記基準パターンを生成するものとしてもよい。例えば、処理位置の近傍には、形状などに特徴がある電極や配線などがある場合がある。この情報処理装置では、形状に特徴のある電極や配線を用いて基準パターンを生成するため、より適正な基準パターンを生成することができる。
　本開示の情報処理装置において、前記情報処理制御部は、前記処理位置を含む処理位置周辺の前記表面パターンを前記３次元形状データから取得するものとしてもよい。立体の処理対象物では、例えば固定されている傾斜角に誤差が生じると、処理位置から離れれば離れるほど、特徴的な部位の形状が変化してしまうことがある。このため、基準パターンは、処理位置にできるだけ近い方が好ましい。この情報処理装置では、処理位置周辺の表面パターンから基準パターンを生成するから、より高い精度で位置補正を行うことができる。
　本明細書で開示する３次元実装関連装置は、
　立体の処理対象物に対して実装処理に関する所定の処理を行う３次元実装関連装置であって、
　処理対象物を固定する動作が可能である支持部と、
　前記処理対象物に前記所定の処理を行う実行部と、
　前記処理対象物の画像を撮像する撮像部と、
　前記支持部と前記実行部と前記撮像部とを含む処理部を制御する実行制御部と、を備え、
　前記支持部と前記実行部と前記撮像部とのうち１以上は、複数のチルト軸を有し前記処理対象物及び／又は前記処理部を複数の方向へ傾ける動作が可能であり、
　前記実行制御部は、請求項１～５のいずれか１項に記載の情報処理装置から前記基準パターンを取得したのち、前記処理対象物を前記支持部に支持させ該支持部に支持された処理対象物の処理位置が撮像可能となるよう固定して該処理位置を含む画像を撮像するよう前記撮像部と前記処理部とを制御し、撮像した画像と前記基準パターンとを用いて前記処理対象物の位置ずれを補正し、前記所定の処理を前記処理対象物に行うよう前記実行部を制御するものである。
　本開示の３次元実装関連装置では、情報処理装置から基準パターンを取得したのち、支持部に支持された処理対象物の処理位置を含む画像を撮像し、撮像した画像と基準パターンとを用いて処理対象物の位置ずれを補正し、所定の処理を処理対象物に行う。このように、この装置では、３次元形状データから生成した基準パターンを用いることによって、位置精度をより高めて立体の処理対象物に対して所定の処理を行うことができる。
　本開示の３次元実装関連装置において、前記支持部は、複数のチルト軸を有し前記処理対象物を複数の方向へ傾ける動作が可能であり、前記実行制御部は、前記処理位置を含む前記処理対象物の表面が水平面になるよう前記支持部を制御するものとしてもよい。この３次元実装関連装置では、支持部により処理位置を水平にして、撮像や所定の処理などを行うことができる。
　本開示の３次元実装関連装置において、前記実行部は、前記所定の処理として前記処理対象物に粘性流体の塗布を行う塗布部及び前記所定の処理として前記処理対象物に部品の配置を行う実装部のうち１以上であるものとしてもよい。
　本明細書で開示する実装システムは、上述したいずれかの情報処理装置と、上述したいずれかの３次元実装関連装置と、を備えたものである。この実装システムでは、上述した情報処理装置及び３次元実装関連装置と同様に、位置精度をより高めて立体の処理対象物に対して所定の処理を行うことができる。
　本明細書で開示する情報処理方法は、
　立体の処理対象物に対して実装処理に関する所定の処理を行う３次元実装関連装置を含む実装システムに用いられる情報処理方法であって、
（ａ）前記立体の処理対象物の３次元形状データと所定の処理を行う前記処理対象物上の処理位置を含む位置データとを取得するステップと、
（ｂ）前記ステップ（ａ）で取得した前記処理位置に対応する表面パターンを前記３次元形状データから取得するステップと、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）で取得した前記表面パターンから前記処理位置に対応する平面状の基準パターンを生成するステップと、
　を含むものである。
　この情報処理方法では、上述した情報処理装置と同様に、３次元形状データから基準パターンを生成し、３次元実装関連装置ではこの基準パターンを用いて処理位置の補正を行うことができる。したがって、この情報処理装置では、３次元実装関連装置において、位置精度をより高めて立体の処理対象物に対して所定の処理を行うことができる。なお、この情報処理方法において、上述した情報処理装置の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した情報処理装置の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。
　本開示の３次元実装装置は、立体物である処理対象物を採取、配置などの処理を行う装置の技術分野に利用可能である。
１０　実装システム、１１　３次元実装装置、１２　部品供給部、１３　パーツカメラ、１４　撮影部、１５　実行制御部、１６　ＣＰＵ、１７　実行記憶部、２０　支持搬送部、２１　第１搬送部、２２　第２搬送部、２４　多関節ロボット、２５　基部、２６　アーム部、２７　ロボット側取付部、２８　駆動部、２９　可動空間、３０　塗布部、３１　ヘッド移動部、３２　塗布ヘッド、３３　塗布ノズル、３５　実装部、３６　ヘッド移動部、３７　実装ヘッド、３８　採取部、４０　搬送パレット、４１　固定部、４２　パレット側取付部、５０　立体基板、５１　形成面、５２　形成パターン、５５　立体基板、５６　形成面、５７　形成パターン、６０　情報処理装置、６１　情報処理制御部、６２　ＣＰＵ、６３　情報処理記憶部、６４　処理対象物データ、６５　３次元形状データ、６６　形成パターンデータ、６７　処理位置データ、６８　ディスプレイ、６９　入力装置、７０　表面パターン、７１，７２　基準パターン、７５　電極パッド、７６　配線、Ｐ　部品。

Claims (10)

  1. 　立体の処理対象物に対して実装処理に関する所定の処理を行う３次元実装関連装置を含む実装システムに用いられる情報処理装置であって、
    　前記立体の処理対象物の３次元形状データと所定の処理を行う前記処理対象物上の処理位置を含む位置データとを取得し、取得した前記処理位置に対応する表面パターンを前記３次元形状データから取得し、取得した前記表面パターンから前記処理位置に対応する平面状の基準パターンを生成する情報処理制御部、
    　を備えた情報処理装置。
  2. 　前記情報処理制御部は、前記処理位置の表面の傾きに関する情報を取得し、前記処理位置の鉛直上方から平面視した前記基準パターンを生成する、請求項１に記載の情報処理装置。
  3. 　前記情報処理制御部は、前記立体の処理対象物の表面に形成された形成パターンを含む形成パターンデータも取得し、前記処理位置に対応する表面形状と形成パターンとを含む前記表面パターンを取得する、請求項１又は２に記載の情報処理装置。
  4. 　前記情報処理制御部は、前記形成パターンとして電極及び配線のうち１以上を含む前記表面パターンを取得し、取得した該電極及び配線のうち１以上の位置及び／又は形状に基づく前記基準パターンを生成する、請求項３に記載の情報処理装置。
  5. 　前記情報処理制御部は、前記処理位置を含む処理位置周辺の前記表面パターンを前記３次元形状データから取得する、請求項１～４のいずれか１項に記載の情報処理装置。
  6. 　立体の処理対象物に対して実装処理に関する所定の処理を行う３次元実装関連装置であって、
    　処理対象物を固定する動作が可能である支持部と、
    　前記処理対象物に前記所定の処理を行う実行部と、
    　前記処理対象物の画像を撮像する撮像部と、
    　前記支持部と前記実行部と前記撮像部とを含む処理部を制御する実行制御部と、を備え、
    　前記支持部と前記実行部と前記撮像部とのうち１以上は、複数のチルト軸を有し前記処理対象物及び／又は前記処理部を複数の方向へ傾ける動作が可能であり、
    　前記実行制御部は、請求項１～５のいずれか１項に記載の情報処理装置から前記基準パターンを取得したのち、前記処理対象物を前記支持部に支持させ該支持部に支持された処理対象物の処理位置が撮像可能となるよう固定して該処理位置を含む画像を撮像するよう前記撮像部と前記処理部とを制御し、撮像した画像と前記基準パターンとを用いて前記処理対象物の位置ずれを補正し、前記所定の処理を前記処理対象物に行うよう前記実行部を制御する、
    　３次元実装関連装置。
  7. 　前記支持部は、複数のチルト軸を有し前記処理対象物を複数の方向へ傾ける動作が可能であり、
    　前記実行制御部は、前記処理位置を含む前記処理対象物の表面が水平面になるよう前記支持部を制御する、請求項６に記載の３次元実装関連装置。
  8. 　前記実行部は、前記所定の処理として前記処理対象物に粘性流体の塗布を行う塗布部及び前記所定の処理として前記処理対象物に部品の配置を行う実装部のうち１以上である、請求項６又は７に記載の３次元実装関連装置。
  9. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の情報処理装置と、
    　請求項６～８のいずれか１項に記載の３次元実装関連装置と、
    　を備えた実装システム。
  10. 　立体の処理対象物に対して実装処理に関する所定の処理を行う３次元実装関連装置を含む実装システムに用いられる情報処理方法であって、
    （ａ）前記立体の処理対象物の３次元形状データと所定の処理を行う前記処理対象物上の処理位置を含む位置データとを取得するステップと、
    （ｂ）前記ステップ（ａ）で取得した前記処理位置に対応する表面パターンを前記３次元形状データから取得するステップと、
    （ｃ）前記ステップ（ｂ）で取得した前記表面パターンから前記処理位置に対応する平面状の基準パターンを生成するステップと、
    　を含む情報処理方法。
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