WO2023218606A1 - 部品実装システム - Google Patents

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WO2023218606A1
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WO
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board
imaging condition
circuit boards
image
process information
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PCT/JP2022/020082
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English (en)
French (fr)
Inventor
有城 神谷
永梨花 佐藤
Original Assignee
株式会社Fuji
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/02Feeding of components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components

Definitions

  • the technology disclosed herein relates to a component mounting system for mounting components on a board.
  • Patent Document 1 discloses an automatic mounting machine that includes a plurality of lighting units and a camera. In the learning phase, the automatic mounting machine determines the intensity settings for each of the plurality of lighting units. The intensity setting optimizes the contrast between the marking and the substrate.
  • the automatic mounting machine and its surroundings may change from the situation in the learning phase.
  • the intensity settings are only determined during the learning phase. It is not possible to change the strength setting depending on the situation when actually manufacturing the circuit board.
  • This specification provides a technique for considering the situation when actually manufacturing N circuit boards.
  • the component mounting system disclosed in this specification includes a manufacturing unit that manufactures a circuit board by mounting components on a board, and a manufacturing unit that manufactures N circuit boards from N (N is an integer of 2 or more) boards.
  • a storage unit that stores first process information indicating a process to be performed; and when the first process information stored in the storage unit is specified, the process indicated by the first process information is a control unit that causes a manufacturing unit to execute the process;
  • the manufacturing unit includes a conveyor that conveys the substrate; and a camera that captures an image of the substrate on the conveyor;
  • the Mth circuit board (M is 1 or more and N
  • the Mth circuit board is imaged by the camera under the first imaging condition
  • the imaging conditions of the camera are changed from the first image capture condition to the first image capture condition. changing to a second imaging condition different from the first imaging condition
  • the imaging conditions of the camera are changed. That is, the imaging conditions of the camera can be changed in consideration of the situation when actually manufacturing N circuit boards.
  • a schematic diagram of a component mounting system is shown.
  • a block diagram of the component mounting system is shown.
  • the situation in which the board is transported is shown.
  • a flowchart of condition determination processing in the first embodiment is shown.
  • the flowchart of the condition determination process in 2nd Example is shown.
  • the predetermined process is a process of extracting an edge of the substrate from an image showing the substrate, and the control unit further extracts the edge of the substrate from the edge of the substrate extracted by the predetermined process.
  • the conveyor may be controlled such that the relative distance to the jig that supports the conveyor is a predetermined distance.
  • the color difference between the color of the substrate and the color of the recording jig may be less than or equal to a predetermined value.
  • the (M+1)th The imaging condition may be maintained at the second imaging condition for each of the substrates from N to Nth.
  • the second image stored in the storage unit is When process information is specified, among the K circuit boards (K is an integer of 2 or more) manufactured in the process indicated by the second process information, the circuit board is the source of the K circuit boards.
  • the first substrate among the K substrates may be imaged by the camera under the second imaging condition.
  • the second imaging condition in which the predetermined process was successful is used from the beginning, instead of the first imaging condition in which the predetermined process failed. .
  • the number of times a predetermined process fails can be reduced.
  • a component mounting system 10 shown in FIG. 1 is a system for manufacturing a circuit board by mounting electronic components on a board.
  • the component mounting system 10 includes a component feeder 12, a conveyor 14, a moving mechanism 16, a mounting unit 18, a camera 20, a control section 30, and a storage section 40.
  • Each of the parts 12 to 40 is housed in the casing 50 or fixed to the outer wall of the casing 50. Note that in FIG. 1, XYZ coordinates are defined.
  • the component feeder 12 accommodates a plurality of electronic components 200.
  • the component feeder 12 supplies electronic components 200 to the mounting unit 18.
  • the specific configuration of the component feeder 12 is not particularly limited.
  • the component feeder 12 may be, for example, a tape-type feeder that stores a plurality of electronic components 200 in the form of a rolled tape, a tray-type feeder that stores a plurality of electronic components 200 on a tray, or a container that stores a plurality of electronic components 200 at random. It may be any type of bulk feeder that accommodates the feeder.
  • the mounting unit 18 and camera 20 are supported by the base 16a of the moving mechanism 16.
  • the moving mechanism 16 is a robot that moves the base 16a in the X direction and the Y direction (that is, in the horizontal direction).
  • the moving mechanism 16 includes a guide rail that guides the base 16a, an actuator that moves the base 16a along the guide rail, and the like.
  • the moving mechanism 16 is arranged above the component feeder 12 and the conveyor 14.
  • the mounting unit 18 includes a suction nozzle 18a that suctions the electronic component 200.
  • the suction nozzle 18a is movable in the Z-axis direction (that is, in the vertical direction).
  • the camera 20 images the substrate 100 on the conveyor 14 and its surroundings from above. By moving the base 16a of the moving mechanism 16 in the horizontal direction (X direction and Y direction), the camera 20 moves in the horizontal direction.
  • the conveyor 14 carries a jig 300 (described later) into the component mounting system 10, fixes the jig 300 to a jig stand 310, places the board 100 on the jig 300, and transports the board 100 and the jig 300. is carried out to the outside of the component mounting system 10.
  • the conveyor 14 is a belt type conveyor. The substrate 100 and the jig 300 are transported in the Y-axis direction.
  • the jig 300 supports the substrate 100 from the back side.
  • a plurality of pins 302 are arranged on the jig 300 to support the back surface of the substrate 100 at their tips.
  • a plurality of holes for arranging a plurality of pins 302 are provided on the surface of the jig 300 (ie, the surface facing the back surface of the substrate 100).
  • a plurality of pins 302 are arranged in jig 300 by inserting each pin 302 into a desired hole.
  • the control unit 30 controls each device of the component mounting system 10 according to the program 42 stored in the storage unit 40.
  • Control unit 30 includes a CPU. As shown in FIG. 2, the control section 30 is communicably connected to each section 12 to 20.
  • the control unit 30 controls each unit to mount the electronic component 200 on the board 100, transport the jig 300, photograph the board 100 and its surroundings, and the like.
  • the control section 30 To mount the electronic component 200 at a predetermined position on the board 100, the control section 30 first moves the base 16a and moves the mounting unit 18 above the component feeder 12. Next, the control unit 30 moves the suction nozzle 18a downward until the lower surface (suction surface) of the suction nozzle 18a comes into contact with the electronic component 200 in the component feeder 12. Next, the control unit 30 causes the suction nozzle 18a to suction the electronic component 200, and moves the suction nozzle 18a upward. Next, the control unit 30 moves the base 16a to move the mounting unit 18 to above the board 100. Next, the control unit 30 lowers the suction nozzle 18a toward the substrate 100. As a result, the electronic component 200 is mounted on the board 100.
  • the storage unit 40 is composed of a storage medium such as a memory or an HDD, for example.
  • the storage unit 40 further stores a plurality of pieces of process information 44 and an imaging condition list 46.
  • Each piece of process information 44 indicates a process executed by the component mounting system 10.
  • Each process information 44 includes component information indicating one or more types of electronic components 200 to be mounted in the process, board information indicating the type of board 100 to be used in the process, and jig 300 to be used in the process. jig information indicating the type of the circuit board, layout information indicating the layout on the board 100 of one or more types of electronic components 200 to be mounted in the process, the number of circuit boards to be manufactured in the process (hereinafter, "manufacturing number") ), and other information.
  • Each process information 44 is generated by a user of the component mounting system 10 and stored in the storage unit 40.
  • the imaging condition list 46 is a list of combinations of imaging conditions of the camera 20, such as the color of the light source, the irradiation angle of the light source, and the exposure time. Each combination in the imaging condition list 46 is determined by the vendor of the component mounting system 10. Note that in a modification, each combination in the imaging condition list 46 may be determined by the user of the component mounting system 10.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a situation in which the substrate 100 is transported to a target position on the jig 300 by the conveyor 14.
  • FIG. 3 is a diagram seen from above of the conveyor 14, and the substrate 100 is conveyed from the left side of the page of FIG. 3 to the right side of the page of FIG. Note that in FIG. 3, illustration of the conveyor 14 and other devices is omitted.
  • the electronic components 200 are sometimes mounted not only on the front surface of the board 100 but also on the back surface of the board 100.
  • a plurality of electronic components 200 are already mounted on the back surface of the board 100 shown in FIG.
  • the substrate 100 is fixed onto a plurality of pins 302 arranged on the jig 300.
  • the plurality of pins 302 are arranged so as to avoid the plurality of electronic components 200 mounted on the back surface of the board 100. If the relative distance of the edge 102 of the board 100 to the target position exceeds a predetermined distance and the board 100 is fixed to the pin 302, there is a possibility that the pin 302 will come into contact with the electronic component 200 mounted on the back surface of the board 100. There is.
  • the control unit 30 executes edge extraction processing during the circuit board manufacturing process.
  • the edge extraction process is image processing that extracts the edge 102 of the substrate 100 from an image showing the substrate 100 and its surroundings.
  • the control unit 30 measures the distance between the target position and the edge 102 using the edge 102 extracted in the edge extraction process.
  • the control unit 30 controls the conveyor 14 so that the distance between the target position and the edge 102 is a predetermined distance.
  • condition determination process executed by the control unit 30 according to the program 42 will be described.
  • the user of the component mounting system 10 specifies desired process information 44 from among the plural pieces of process information 44 in the storage unit 40 in order to start manufacturing a circuit board.
  • the control unit 30 starts manufacturing a plurality of circuit boards according to process information 44 (hereinafter referred to as "specified process information 44") specified by the user.
  • process information 44 hereinafter referred to as "specified process information 44”
  • the process shown in FIG. 4 is started when the first board 100 is conveyed to the vicinity of the jig 300 by the conveyor 14 after the start of manufacturing a plurality of circuit boards.
  • the trigger is detected using, for example, a position sensor on the conveyor 14.
  • the specified process information 44 includes default imaging conditions.
  • the default imaging conditions are written into the process information 44 specified by the user, for example.
  • the control unit 30 acquires default imaging conditions from the specified process information 44. Then, the control unit 30 sets imaging conditions (hereinafter referred to as “set imaging conditions") used in imaging in S12, which will be described later, as default imaging conditions.
  • set imaging conditions imaging conditions
  • control unit 30 moves the base 16a to move the camera 20 to above the jig 300.
  • the control unit 30 causes the camera 20 to image the substrate 100 and the jig 300 under the set imaging conditions. Then, the control unit 30 acquires an image (hereinafter referred to as a “captured image”) showing the substrate 100 and the jig 300 from the camera 20.
  • the control unit 30 attempts edge extraction processing on the captured image.
  • the control unit 30 determines whether the edge extraction process in S14 was successful. For example, the control unit 30 determines that the edge extraction process is successful when a straight line of a predetermined length corresponding to the edge 102 is extracted. On the other hand, if the straight line of the predetermined length is not extracted, the control unit 30 determines that the edge extraction process has failed. For example, if the color difference between the color of the substrate 100 and the color of the jig 300 is less than a predetermined value, the edge extraction process may fail.
  • the edge extraction process may be delayed due to, for example, the state of the camera 20 (for example, a change in settings), a malfunction in the lighting inside the housing of the component mounting system 10, etc. There is a possibility of failure.
  • control unit 30 determines that the edge extraction process has failed (NO in S16) If the control unit 30 determines that the edge extraction process has failed (NO in S16), it proceeds to S18. In S18, the control unit 30 selects an imaging condition different from the currently set imaging condition from the imaging condition list 46 in the storage unit 40. Then, the control unit 30 changes the set imaging condition to the selected imaging condition.
  • control unit 30 returns to S12 and causes the camera 20 to image the substrate 100 and the jig 300 under the set imaging conditions changed in S18. Then, in S14, the control unit 30 attempts the edge extraction process on the captured image again. The control unit 30 repeatedly changes the set imaging conditions until the edge extraction process in S14 is successful.
  • control unit 30 determines that the edge extraction process has been successful (YES in S16) If the control unit 30 determines that the edge extraction process has been successful (YES in S16), it proceeds to S20.
  • the control unit 30 changes the default imaging conditions in the specified process information 44 to the currently set imaging conditions. As a result, when the specified process information 44 is specified again after the current manufacturing is completed, the current setting imaging condition where the edge extraction process was successful is used instead of the default imaging condition where the edge extraction process has failed. Conditions are used from the beginning. When the already specified process information 44 is specified again, it is possible to reduce the number of times the edge extraction process fails.
  • the control unit 30 may change the imaging conditions in specific process information 44 that is different from the designated process information 44 among the plurality of process information 44 to the currently set imaging conditions.
  • the specific process information 44 includes, for example, the same substrate information as the specified process information 44 and the same jig information as the specified process information 44.
  • the number of sheets to be manufactured included in the specific process information 44 may be the same as or different from the number of sheets to be manufactured included in the specified process information 44. Even if the layout of the electronic components 200 to be mounted is different, if the type of board 100 and the type of jig 300 are the same, the process indicated by the specific process information 44 will be the same as the process indicated by the specified process information 44. There is a possibility that the edge extraction process may fail, similar to the process in which It is possible to prevent the edge extraction process from failing in the process indicated by the specific process information 44.
  • control unit 30 ends the process of FIG. 4.
  • the above-mentioned condition determination process is executed at the timing when the process information 44 is designated by the user and the manufacturing of a plurality of circuit boards is started. That is, when actually manufacturing a plurality of circuit boards, if the edge extraction process for the captured image showing the first board 100 fails (NO in S16), the imaging conditions of the camera 20 are changed. That is, the imaging conditions of the camera 20 used in the edge extraction process can be changed in consideration of the situation when actually manufacturing a plurality of circuit boards.
  • a comparative example is assumed in which optimal imaging conditions are determined in advance before the actual manufacturing of a plurality of circuit boards (that is, before the process information 44 is specified by the user).
  • the user needs to perform a task (for example, a learning task) to optimize the imaging conditions in the process information 44 at a timing different from actual manufacturing for each of the plurality of pieces of process information 44.
  • a task for example, a learning task
  • the number of process information 44 becomes enormous, and furthermore, the number of combinations of substrates 100 and jigs 300 becomes enormous.
  • the number of such combinations becomes enormous, the color difference between the color of the substrate 100 and the color of the jig 300 is diverse, and the optimal imaging conditions are different for each color difference.
  • the control unit 30 controls the second and subsequent circuit boards 100.
  • the set imaging conditions are maintained at the set imaging conditions determined in the condition determination process for the first substrate 100. It is possible to omit trials of edge extraction processing for each of the second and subsequent substrates. In addition, in a modified example, a trial of edge extraction processing may be performed for each of the second and subsequent substrates.
  • the component mounting system 10 is an example of a "component mounting system.”
  • Each department 12 to 20 is an example of a “manufacturing department.”
  • the control unit 30, the storage unit 40, the conveyor 14, and the camera 20 are examples of a “control unit”, a “storage unit”, a “conveyor”, and a “camera”, respectively.
  • the edge extraction process in S14 in FIG. 4 is an example of the "predetermined process.”
  • the default imaging condition and the imaging condition changed in S18 of FIG. 4 are examples of the "first imaging condition” and the "second imaging condition", respectively.
  • the first board 100 is an example of the "Mth board".
  • the specified process information 44 is an example of "first process information.”
  • the designated process information 44 or specific process information 44 whose imaging conditions have been changed in S20 of FIG. 4 is an example of "second process information.”
  • the edge 102 and the jig 300 are examples of an “edge” and a "jig", respectively.
  • the condition determination process is used to determine the imaging conditions used in the edge extraction process, but in the second example, it is used to determine the imaging conditions used in the decoding process.
  • the decoding process is a process of decoding a captured image including the information code 104 (for example, a two-dimensional code, barcode, etc., see FIG. 5) on the board 100.
  • the information code on the board 100 a board number (for example, "s01") for identifying the board 100 is recorded.
  • the control unit 30 transmits the acquired board number to an external device (for example, a server, not shown) that manages the inventory of the board 100 and the like.
  • condition determination process (Condition determination process; Figure 5)
  • the condition determination process of this embodiment is similar to the process of FIG. 4, except that the decoding process of S114 is attempted instead of the edge extraction process of S14 of FIG.
  • the control unit 30 determines whether the decoding process of S114 was successful. If the control unit 30 determines that the decoding process has been successful (YES in S16), the process proceeds to S20, and if it determines that the decoding process has failed (NO in S16), the process proceeds to S18.
  • the imaging conditions of the camera 20 used in the decoding process can be changed in consideration of the situation when actually manufacturing a plurality of circuit boards.
  • the decoding process in S114 is an example of a "predetermined process.”
  • the "predetermined process” is not limited to the edge extraction process in S12 of FIG. 4 and the decoding process in S114 of FIG. ), processing to decode the information code on the surface of the electronic component 200, image processing to analyze the mounting status (for example, position, orientation, etc.) of the plurality of electronic components 200 mounted on the board 100, etc. good.
  • condition determination process (for example, FIG. 4) is not limited to the first board 100, but may be performed for, for example, the board 100 in any order (for example, the 20th) specified by the user. In this modification, an arbitrary order is an example of the "Mth".
  • the process of S20 in FIGS. 4 and 5 may not be executed.
  • the "second process information" can be omitted.
  • At least one of the control unit 30 and the storage unit 40 may be a device (for example, a PC, etc.) provided separately from the housing 50.
  • a system including each part 12 to 20 housed in a casing 50 and at least one of a control unit 30 and a storage unit 40 that are separate from the casing 50 is a "component mounting system". This is an example.
  • the imaging condition list 46 can be omitted.
  • the control unit 30 may generate a new set imaging condition by adding or subtracting a specific value to one or more set values (for example, exposure time) of the set imaging conditions.
  • the new set imaging condition is an example of a "second imaging condition.”

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Abstract

部品実装システムは、部品を基板に実装して回路基板を製造する製造部と、N個の基板からN個の回路基板を製造する工程を示す第1の工程情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶されている第1の工程情報が指定される場合に、第1の工程情報によって示される工程を製造部に実行させる制御部と、を備え、製造部は、基板を搬送するコンベアと、コンベア上の基板を撮像するカメラと、を備え、制御部は、記憶部に記憶されている第1の工程情報が指定された後に、第1の工程情報によって示される工程によって製造されるべきN個の回路基板のうちの、M番目の回路基板が製造部によって製造されるときに、第1の撮像条件でM番目の基板をカメラに撮像させ、第1の撮像条件で撮像されたM番目の基板を示す第1の画像に対して所定の処理を試行し、第1の画像に対する所定の処理が失敗する場合に、カメラの撮像条件を、第1の撮像条件から第1の撮像条件とは異なる第2の撮像条件に変更し、第2の撮像条件でM番目の基板をカメラに撮像させ、第2の撮像条件で撮像されたM番目の基板を示す第2の画像に対して所定の処理を再び試行する。

Description

部品実装システム
 本明細書に開示する技術は、部品を基板に実装するための部品実装システムに関する。
 特許文献1には、複数の照明ユニットと、カメラと、を備える自動実装機が開示されている。自動実装機は、学習フェーズにおいて、複数の照明ユニットのそれぞれの強度設定を求める。当該強度設定により、マーキングと基板の間のコントラストが最適化される。
特表2001-520392号公報
 例えば、回路基板を実際に製造するときに、自動実装機及びその周囲の状況が、学習フェーズの状況から変化する場合がある。上記の技術では、強度設定は学習フェーズで求められるに過ぎない。回路基板を実際に製造するときの状況に応じて強度設定を変更することができない。
 本明細書では、N個の回路基板を実際に製造するときの状況を考慮するための技術を提供する。
 本明細書で開示する部品実装システムは、部品を基板に実装して回路基板を製造する製造部と、N個(Nは、2以上の整数)の前記基板からN個の前記回路基板を製造する工程を示す第1の工程情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている前記第1の工程情報が指定される場合に、前記第1の工程情報によって示される前記工程を前記製造部に実行させる制御部と、を備え、前記製造部は、前記基板を搬送するコンベアと、前記コンベア上の前記基板を撮像するカメラと、を備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記第1の工程情報が指定された後に、前記第1の工程情報によって示される前記工程によって製造されるべき前記N個の回路基板のうちの、M番目(Mは、1以上N未満の整数)の前記回路基板が前記製造部によって製造されるときに、第1の撮像条件でM番目の前記基板を前記カメラに撮像させ、前記第1の撮像条件で撮像された前記M番目の基板を示す第1の画像に対して所定の処理を試行し、前記第1の画像に対する前記所定の処理が失敗する場合に、前記カメラの撮像条件を、前記第1の撮像条件から前記第1の撮像条件とは異なる第2の撮像条件に変更し、前記第2の撮像条件で前記M番目の基板を前記カメラに撮像させ、前記第2の撮像条件で撮像された前記M番目の基板を示す第2の画像に対して前記所定の処理を再び試行する。
 上記の構成によれば、N個の回路基板を実際に製造するときに、M番目の基板を撮像した画像に対する所定の処理が失敗する場合に、カメラの撮像条件を変更する。即ち、N個の回路基板を実際に製造するときの状況を考慮して、カメラの撮像条件を変更することができる。
部品実装システムの概略図を示す。 部品実装システムのブロック図を示す。 基板を搬送する状況を示す。 第1実施例における条件決定処理のフローチャートを示す。 第2実施例における条件決定処理のフローチャートを示す。
 以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。
(特徴1) 前記所定の処理は、前記基板を示す画像から前記基板の端辺を抽出する処理であり、前記制御部は、さらに、前記所定の処理によって抽出された前記端辺の、前記基板を支持する治具に対する相対距離が所定の距離となるように前記コンベアを制御してもよい。
 上記の構成によれば、N個の回路基板を実際に製造するときの状況を考慮して、基板の端辺を抽出する処理で利用される画像の撮像条件を変更することができる。
(特徴2) 前記基板の色と記治具の色の間の色差は、所定値以下であってもよい。
 上記の構成によれば、基板の色と治具の色の間の色差が所定値以下である状況に適合する撮像条件に変更することができる。
(特徴3) 前記第2の撮像条件における前記第2の画像に対する前記所定の処理が成功する場合において、(M+1)番目以降の前記回路基板が製造されるときに、(M+1)番目の前記基板からN番目の前記基板までのそれぞれについて、前記撮像条件は、前記第2の撮像条件に維持されてもよい。
 上記の構成によれば、(M+1)番目の基板からN番目の基板までのそれぞれについて、第1の撮像条件で撮像された画像に対する所定の処理の試行を省略することができる。
(特徴4) 前記第2の撮像条件における前記第2の画像に対する前記所定の処理が成功して、前記N個の回路基板の製造が完了した後に、前記記憶部に記憶されている第2の工程情報が指定される場合に、前記第2の工程情報によって示される工程で製造されるK個(Kは、2以上の整数)の前記回路基板において、前記K個の回路基板の元であるK個の前記基板のうちの1番目の前記基板を前記第2の撮像条件で前記カメラに撮像させてもよい。
 上記の構成によれば、第2の工程情報が指定される場合に、所定の処理が失敗した第1の撮像条件ではなく、所定の処理が成功した第2の撮像条件が最初から利用される。第2の工程情報によって示される工程において、所定の処理が失敗する回数を低減することができる。
(第1実施例)
(部品実装システム10;図1、図2)
 図1に示す部品実装システム10は、電子部品を基板に実装して回路基板を製造するシステムである。部品実装システム10は、部品フィーダ12と、コンベア14と、移動機構16と、実装ユニット18と、カメラ20と、制御部30と、記憶部40と、を備える。各部12~40は、筐体50に収容されるか、若しくは、筐体50の外壁に固定される。なお、図1には、XYZ座標が定義されている。
 部品フィーダ12は、複数の電子部品200を収容している。部品フィーダ12は、実装ユニット18へ電子部品200を供給する。部品フィーダ12の具体的な構成は特に限定されない。部品フィーダ12は、例えば、巻テープ状に複数の電子部品200を収容するテープ式フィーダ、トレイ上に複数の電子部品200を収容するトレイ式フィーダ、または、容器内に複数の電子部品200をランダムに収容するバルク式フィーダのいずれであってもよい。
 実装ユニット18とカメラ20は、移動機構16のベース16aに支持されている。移動機構16は、ベース16aをX方向及びY方向(即ち水平方向)に移動させるロボットである。移動機構16は、ベース16aを案内するガイドレールや、ベース16aをガイドレールに沿って移動させるアクチュエータ等によって構成される。移動機構16は、部品フィーダ12及びコンベア14の上方に配置されている。
 実装ユニット18は、電子部品200を吸着する吸着ノズル18aを備える。吸着ノズル18aは、Z軸方向(即ち上下方向)に移動可能である。
 カメラ20は、コンベア14上の基板100及びその周囲を上方から撮像する。移動機構16のベース16aが水平方向(X方向及びY方向)に移動することで、カメラ20が水平方向に移動する。
 コンベア14は、後述する治具300の部品実装システム10内への搬入、治具300の治具台310への固定、基板100の治具300上への配置、及び、基板100と治具300の部品実装システム10外への搬出を実行する。コンベア14は、ベルト式のコンベアである。基板100及び治具300は、Y軸方向に搬送される。
 治具300は、基板100を裏側から支持する。治具300には、基板100の裏面をその先端で支持する複数個のピン302が配置されている。なお、図示は省略するが、治具300の表面(即ち基板100の裏面と対向する面)には、複数個のピン302を配置するための複数個の孔が設けられている。各ピン302を所望の孔に挿入することによって、複数個のピン302が治具300に配置される。
 制御部30は、記憶部40に記憶されているプログラム42に従って、部品実装システム10の各装置を制御する。制御部30は、CPUを含む。図2に示すように、制御部30は、各部12~20と通信可能に接続されている。制御部30は、各部を制御して、電子部品200の基板100への実装、治具300の搬送、基板100及びその周囲の撮影等を実行する。
 基板100の所定の位置に電子部品200を実装するには、まず、制御部30は、ベース16aを移動させて、実装ユニット18を部品フィーダ12の上方まで移動させる。次に、制御部30は、吸着ノズル18aの下面(吸着面)が部品フィーダ12内の電子部品200に当接するまで、吸着ノズル18aを下方に移動させる。次に、制御部30は、吸着ノズル18aに電子部品200を吸着させ、吸着ノズル18aを上方に移動させる。次に、制御部30は、ベース16aを移動させて、実装ユニット18を基板100の上方まで移動させる。次に、制御部30は、吸着ノズル18aを基板100に向かって下降させる。これにより、基板100に電子部品200が実装される。
 記憶部40は、例えば、メモリ、HDD等の記憶媒体で構成される。記憶部40は、さらに、複数個の工程情報44と、撮像条件リスト46と、を記憶する。
 複数個の工程情報44のそれぞれは、部品実装システム10によって実行される工程を示す。各工程情報44は、当該工程で実装すべき1種類以上の電子部品200を示す部品情報、当該工程で利用されるべき基板100の種類を示す基板情報、当該工程で利用されるべき治具300の種類を示す治具情報、当該工程で実装すべき1種類以上の電子部品200の基板100上のレイアウトを示すレイアウト情報、当該工程で製造されるべき回路基板の枚数(以下、「製造枚数」と記載)、及び、その他情報を含む。各工程情報44は、部品実装システム10のユーザによって生成されて記憶部40に記憶される。
 撮像条件リスト46は、光源の色、光源の照射角度、露光時間等のカメラ20の撮像条件の組み合わせのリストである。撮像条件リスト46内の各組み合わせは、部品実装システム10のベンダによって決定されている。なお、変形例では、撮像条件リスト46内の各組み合わせは、部品実装システム10のユーザによって決定されてもよい。
(基板100の搬送;図3)
 図3は、コンベア14によって治具300上の目標位置まで基板100を搬送する状況を示す概略図である。図3は、コンベア14の上方から見た図であり、基板100は、図3の紙面左側から図3の紙面右側へと搬送される。なお、図3では、コンベア14及び他の装置の図示が省略されている。
 近年、1枚の基板100に多数の電子部品200を実装するために、基板100の表面だけでなく、基板100の裏面にも電子部品200を実装する場合がある。図3に示す基板100の裏面には、複数個の電子部品200が既に実装されている。
 基板100の紙面右側の端辺102が、図3に示す目標位置に到達すると、基板100は、治具300に配置されている複数個のピン302上に固定される。複数個のピン302は、基板100の裏面に実装されている複数個の電子部品200を避けるように配置されている。基板100の端辺102の目標位置に対する相対距離が所定の距離を超えて基板100がピン302に固定されると、ピン302が基板100の裏面に実装されている電子部品200に接触する可能性がある。
 制御部30は、回路基板の製造の工程の中で、端辺抽出処理を実行する。端辺抽出処理は、基板100及びその周囲を示す画像から基板100の端辺102を抽出する画像処理である。制御部30は、端辺抽出処理で抽出された端辺102を利用して、目標位置と端辺102との間の距離を計測する。制御部30は、目標位置と端辺102との間の距離が所定の距離となるように、コンベア14を制御する。
(条件決定処理;図4)
 図4を参照して、制御部30がプログラム42に従って実行する条件決定処理について説明する。部品実装システム10のユーザは、回路基板の製造を開始するために、記憶部40内の複数個の工程情報44の中から所望の工程情報44を指定する。制御部30は、ユーザによって指定された工程情報44(以下では、「指定済みの工程情報44」と記載)に従って、複数個の回路基板の製造を開始する。図4の処理は、複数個の回路基板の製造の開始後に1番目の基板100がコンベア14によって治具300の近傍まで搬送されることをトリガとして開始される。当該トリガは、例えば、コンベア14上の位置センサ等を利用して検出される。
 指定済みの工程情報44には、デフォルトの撮像条件が含まれる。デフォルトの撮像条件は、例えば、ユーザによって指定済みの工程情報44に書き込まれる。
 S10では、制御部30は、指定済みの工程情報44からデフォルトの撮像条件を取得する。そして、制御部30は、後述するS12の撮像で利用される撮像条件(以下では、「設定撮像条件」と記載)をデフォルトの撮像条件に設定する。
 S12では、制御部30は、ベース16aを移動させて、カメラ20を治具300の上方まで移動させる。制御部30は、設定撮像条件で基板100及び治具300をカメラ20に撮像させる。そして、制御部30は、カメラ20から基板100及び治具300を示す画像(以下では「撮像画像」と記載)を取得する。
 S14では、制御部30は、撮像画像に対する端辺抽出処理を試行する。S16では、制御部30は、S14の端辺抽出処理が成功したのか否かを判断する。例えば、制御部30は、端辺102に相当する所定の長さの直線が抽出される場合に、端辺抽出処理が成功したと判断する。一方、制御部30は、当該所定の長さの直線が抽出されない場合に、端辺抽出処理が失敗したと判断する。例えば、基板100の色と治具300の色の間の色差が所定値以下である場合には、端辺抽出処理が失敗する可能性がある。また、当該色差が所定値より大きい場合であっても、例えば、カメラ20の状態(例えば設定の変更)、部品実装システム10の筐体内の照明の不具合等に起因して、端辺抽出処理が失敗する可能性もある。
 制御部30は、端辺抽出処理が失敗したと判断する場合(S16でNO)に、S18に進む。S18では、制御部30は、記憶部40内の撮像条件リスト46の中から、現在の設定撮像条件とは異なる撮像条件を選択する。そして、制御部30は、設定撮像条件を選択済みの撮像条件に変更する。
 S18が終了すると、制御部30は、S12に戻り、S18で変更された設定撮像条件で基板100及び治具300をカメラ20に撮像させる。そして、制御部30は、S14において、撮像画像に対する端辺抽出処理を再び試行する。制御部30は、S14の端辺抽出処理が成功するまで設定撮像条件を繰り返し変更する。
 制御部30は、端辺抽出処理が成功したと判断する場合(S16でYES)に、S20に進む。S20では、制御部30は、指定済みの工程情報44内のデフォルトの撮像条件を現在の設定撮像条件に変更する。これにより、現在の製造が完了した後に、指定済みの工程情報44が再び指定される場合に、端辺抽出処理が失敗したデフォルトの撮像条件ではなく、端辺抽出処理が成功した現在の設定撮像条件が最初から利用される。指定済みの工程情報44が再び指定される場合において、端辺抽出処理が失敗する回数を低減することができる。
 さらに、制御部30は、S20において、複数個の工程情報44のうち、指定済みの工程情報44とは異なる特定の工程情報44内の撮像条件を現在の設定撮像条件に変更してもよい。特定の工程情報44は、例えば、指定済みの工程情報44と同じ基板情報と、指定済みの工程情報44と同じ治具情報と、を含む。特定の工程情報44に含まれる製造枚数は、指定済みの工程情報44に含まれる製造枚数と同じでもよいし、異なってもよい。実装する電子部品200のレイアウトが違う場合であっても、基板100の種類及び治具300の種類が同一であれば、特定の工程情報44によって示される工程でも、指定済みの工程情報44によって示される工程と同様に端辺抽出処理が失敗する可能性がある。特定の工程情報44によって示される工程において端辺抽出処理が失敗ことを未然に防ぐことができる。
 S20の処理が終了すると、制御部30は、図4の処理を終了する。
(実施例の効果)
 上記の条件決定処理は、ユーザによって工程情報44が指定されて、複数個の回路基板の製造が開始されるタイミングに実行される。即ち、複数個の回路基板を実際に製造するときに、1番目の基板100を示す撮像画像に対する端辺抽出処理が失敗する場合(S16でNO)に、カメラ20の撮像条件を変更する。即ち、複数個の回路基板を実際に製造するときの状況を考慮して、端辺抽出処理で利用されるカメラ20の撮像条件を変更することができる。
 例えば、複数個の回路基板の実際の製造の前(即ち工程情報44がユーザによって指定される前)に、最適な撮像条件を事前に決定する比較例が想定される。この比較例では、ユーザは、複数個の工程情報44のそれぞれについて、実際の製造とは別のタイミングで工程情報44内の撮像条件を最適化する作業(例えば学習の作業)を実行する必要がある。特に、多品種少量生産の場合には、工程情報44の個数が膨大となり、さらには、基板100と治具300との組み合わせも膨大となる。当該組み合わせが膨大となると、基板100の色と治具300の色の間の色差は多様であり、色差毎に最適な撮像条件も異なる。膨大な組み合わせ毎に、実際の製造とは別のタイミングで撮像条件を最適化する作業を行うことをユーザは煩わしく感じ得る。これに対して、本実施例の構成によれば、別のタイミングによる作業を必要とせず、複数個の回路基板の実際の製造を開始するときに撮像条件を最適化することができる。別のタイミングによる作業が不要となり、ユーザの利便性が向上する。
 また、本実施例では、制御部30は、1番目の基板100に対する条件決定処理において設定撮像条件が決定された後に、2番目以降の回路基板が製造されるときに、2番目以降の基板100のそれぞれについて、設定撮像条件は、1番目の基板100に対する条件決定処理において決定された設定撮像条件に維持される。2番目以降の基板のそれぞれについて、端辺抽出処理の試行を省略することができる。なお、変形例では、2番目以降の基板のそれぞれについても、端辺抽出処理の試行が実行されてもよい。
(対応関係)
 部品実装システム10が、「部品実装システム」の一例である。各部12~20が、「製造部」の一例である。制御部30、記憶部40、コンベア14、カメラ20が、それぞれ、「制御部」、「記憶部」、「コンベア」、「カメラ」の一例である。図4のS14の端辺抽出処理が、「所定の処理」の一例である。デフォルトの撮像条件、図4のS18で変更された撮像条件が、それぞれ、「第1の撮像条件」、「第2の撮像条件」の一例である。1番目の基板100が、「M番目の基板」の一例である。指定済みの工程情報44が、「第1の工程情報」の一例である。図4のS20で撮像条件が変更された指定済みの工程情報44又は特定の工程情報44が、「第2の工程情報」の一例である。端辺102、治具300が、それぞれ、「端辺」、「治具」の一例である。
(第2実施例)
 第1実施例では、条件決定処理が、端辺抽出処理で利用される撮像条件の決定に利用されたが、第2実施例では、デコード処理で利用される撮像条件の決定に利用される。デコード処理は、基板100上の情報コード104(例えば、2次元コード、バーコード等、図5参照)を含む撮像画像をデコードする処理である。基板100上の情報コードには、基板100を識別するための基板番号(例えば「s01」)が記録されている。例えば、制御部30は、デコード処理によって基板番号を取得すると、取得済みの基板番号を基板100の在庫等を管理する外部装置(例えばサーバ、図示省略)に送信する。
(条件決定処理;図5)
 本実施例の条件決定処理は、図4のS14の端辺抽出処理に代えて、S114のデコード処理が試行される点を除いて、図4の処理と同様である。図5のS16では、制御部30は、S114のデコード処理が成功したのか否かを判断する。制御部30は、デコード処理が成功したと判断する場合(S16でYES)に、S20に進み、デコード処理が失敗したと判断する場合(S16でNO)に、S18に進む。
 本実施例では、複数個の回路基板を実際に製造するときの状況を考慮して、デコード処理で利用されるカメラ20の撮像条件を変更することができる。S114のデコード処理が、「所定の処理」の一例である。
 実施例で説明した制御装置に関する留意点を述べる。「所定の処理」は、図4のS12の端辺抽出処理、図5のS114のデコード処理に限らず、例えば、基板100上に実装された電子部品200の表面の刻印を読み取る処理(例えばOCR)、当該電子部品200の表面の情報コードをデコードする処理、基板100上に実装された複数個の電子部品200の実装状況(例えば、位置、姿勢等)を分析する画像処理等であってもよい。
 条件決定処理(例えば図4)は、1枚目の基板100に限らず、例えば、ユーザが指定した任意の順番(例えば20番目)の基板100に対して実行されてもよい。本変形例では、任意の順番が、「M番目」の一例である。
 図4及び図5のS20の処理は実行されなくてもよい。本変形例では、「第2の工程情報」を省略可能である。
 制御部30及び記憶部40の少なくとも一方は、筐体50とは別体に設けられている装置(例えばPC等)であってもよい。本変形例では、筐体50に収容されている各部12~20と、筐体50とは別体の制御部30及び記憶部40の少なくとも一方と、を備えるシステムが、「部品実装システム」の一例である。
 撮像条件リスト46は、省略可能である。例えば、制御部30は、図4のS18において、設定撮像条件のうちの1以上の設定値(例えば露光時間)に特定の値を加算又は減算して、新しい設定撮像条件を生成してもよい。本変形例では、新しい設定撮像条件が、「第2の撮像条件」の一例である。
 本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
 例えば、本明細書では、請求項5において「請求項1から3のいずれか一項に記載の部品実装システム」を「請求項1から4のいずれか一項に記載の部品実装システム」に変更した技術思想も開示されている。
10  :部品実装システム
12  :部品フィーダ
14  :コンベア
16  :移動機構
16a :ベース
18  :実装ユニット
18a :吸着ノズル
20  :カメラ
30  :制御部
40  :記憶部
42  :プログラム
44  :複数個の工程情報
46  :撮像条件リスト
50  :筐体
100 :基板
102 :端辺
200 :電子部品
300 :治具
302 :ピン
310 :治具台

Claims (5)

  1.  部品を基板に実装して回路基板を製造する製造部と、
     N個(Nは、2以上の整数)の前記基板からN個の前記回路基板を製造する工程を示す第1の工程情報を記憶する記憶部と、
     前記記憶部に記憶されている前記第1の工程情報が指定される場合に、前記第1の工程情報によって示される前記工程を前記製造部に実行させる制御部と、
     を備え、
     前記製造部は、
     前記基板を搬送するコンベアと、
     前記コンベア上の前記基板を撮像するカメラと、
     を備え、
     前記制御部は、
     前記記憶部に記憶されている前記第1の工程情報が指定された後に、前記第1の工程情報によって示される前記工程によって製造されるべき前記N個の回路基板のうちの、M番目(Mは、1以上N未満の整数)の前記回路基板が前記製造部によって製造されるときに、第1の撮像条件でM番目の前記基板を前記カメラに撮像させ、
     前記第1の撮像条件で撮像された前記M番目の基板を示す第1の画像に対して所定の処理を試行し、
     前記第1の画像に対する前記所定の処理が失敗する場合に、前記カメラの撮像条件を、前記第1の撮像条件から前記第1の撮像条件とは異なる第2の撮像条件に変更し、
     前記第2の撮像条件で前記M番目の基板を前記カメラに撮像させ、
     前記第2の撮像条件で撮像された前記M番目の基板を示す第2の画像に対して前記所定の処理を再び試行する、部品実装システム。
  2.  前記所定の処理は、前記基板を示す画像から前記基板の端辺を抽出する処理であり、
     前記制御部は、さらに、
     前記所定の処理によって抽出された前記端辺の、前記基板を支持する治具に対する相対距離が所定の距離となるように前記コンベアを制御する、請求項1に記載の部品実装システム。
  3.  前記基板の色と記治具の色の間の色差は、所定値以下である、請求項2に記載の部品実装システム。
  4.  前記第2の撮像条件における前記第2の画像に対する前記所定の処理が成功する場合において、(M+1)番目以降の前記回路基板が製造されるときに、(M+1)番目の前記基板からN番目の前記基板までのそれぞれについて、前記撮像条件は、前記第2の撮像条件に維持される、請求項1から3のいずれか一項に記載の部品実装システム。
  5.  前記第2の撮像条件における前記第2の画像に対する前記所定の処理が成功して、前記N個の回路基板の製造が完了した後に、前記記憶部に記憶されている第2の工程情報が指定される場合に、前記第2の工程情報によって示される工程で製造されるK個(Kは、2以上の整数)の前記回路基板において、前記K個の回路基板の元であるK個の前記基板のうちの1番目の前記基板を前記第2の撮像条件で前記カメラに撮像させる、請求項1から3のいずれか一項に記載の部品実装システム。
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