| 【発明の名称】 |
プリント基板組立装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】福島 秀明
|
| 【要約】 |
【課題】目合わせによるプリント基板の位置の教示の際に基板に付された位置決めマークの画像とアウトライン表示の判別を容易にする。
【解決手段】基板認識カメラ１９がプリント基板５に付された位置決めマーク２２を撮像した画像データが画像メモリ２４に記憶される。この画像データが認識できない場合に目合わせモードに移行するが、モニタ２８に表示されたマーク２２の画像５０がかすれ等があり、見えにくい場合にはモニタ２８に表示されたズームアイコン４５をクリックするとデジタルズーム制御回路２５の働きによりモニタに拡大されたマーク２２の画像が表示される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 プリント基板に付された位置決めマークを撮像する撮像手段と、該撮像手段に撮像された画像を表示する表示手段と、位置決めマークの画像と目合わせすべく該画像と重ねて前記表示手段に表示されるアウトライン表示を発生するアウトライン表示発生手段と、前記位置決めマークと前記アウトライン表示との目合わせによりプリント基板の位置を記憶する記憶手段とを設けると共に、該記憶手段に記憶された前記基板の所望の位置に所望の作業を施して組立てるプリント基板組立装置において、撮像された位置決めマークの画像を拡大して前記表示手段に表示させる画像拡大手段を設けたことを特徴とするプリント基板組立装置。
【請求項２】 前記アウトライン表示発生手段は前記画像拡大手段が拡大した倍率で前記アウトライン表示を拡大して発生させることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板組立装置。
【請求項３】 前記アウトライン表示発生手段が発生するアウトライン表示は位置決めマークの外形と同一の形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載のプリント基板組立装置。
【請求項４】 プリント基板に付された位置決めマークを撮像する撮像手段と、該撮像手段に撮像された画像を表示する表示手段と、位置決めマークの画像と目合わせすべく該画像と重ねて前記表示手段に表示されるアウトライン表示を発生するアウトライン表示発生手段と、前記位置決めマークと前記アウトライン表示との目合わせによりプリント基板の位置を記憶する記憶手段とを設けると共に、該記憶手段に記憶された前記基板の所望の位置に所望の作業を施して組立てるプリント基板組立装置において、前記撮像手段は位置決めマークを等倍又は光学的に拡大して撮像できるように光学的ズーム手段を有することを特徴とするプリント基板組立装置。
【請求項５】 前記アウトライン表示発生手段は前記画像拡大手段が拡大した倍率で前記アウトライン表示を拡大して発生させることを特徴とする請求項４に記載のプリント基板組立装置。
【請求項６】 前記アウトライン表示を前記表示手段が表示する画面中で移動する移動手段とを設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプリント基板組立装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板に付された位置決めマークを撮像する撮像手段と、該撮像手段に撮像された画像を表示する表示手段と、位置決めマークの画像と目合わせすべく該画像と重ねて前記表示手段に表示されるアウトライン表示を発生するアウトライン表示発生手段と、前記位置決めマークと前記アウトライン表示との目合わせによりプリント基板の位置を記憶する記憶手段とを設けると共に、該記憶手段に記憶された前記基板の所望の位置に所望の作業を施して組立てるプリント基板組立装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種プリント基板組立装置として、特開平２−１９８７２３号公報に記載されたものが知られている。この従来技術によれば、プリント基板に接着剤を塗布するというプリント基板の組立装置にてはプリント基板が位置決めされた後、基板に付された位置決めマークを認識カメラで認識して基板の位置を確認していた。
【０００３】基板の位置はその原点と水平面内での回転角度ずれで決定される。
【０００４】この確認された位置は装置に記憶され、この記憶された所定の原点位置からの所望の位置に接着剤が塗布されるという動作がなされた。この場合、プリント基板の反り、汚れ等により位置決めマークの写りが悪いときには、マークの位置の認識ができないか、誤って認識する恐れがあった。
【０００５】このような場合には、モニタに写し出された位置決めマークの画像にマークのアウトラインを表示するグラフィックイメージを重ね合わせて表示して、プリント基板の載置されたＸＹテーブルを水平方向に寸動させ（微少距離ずつ移動させ）、操作者の目合わせで一致する位置からマークの位置を把握していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術では、基板の大きさ等による位置決めマークの大きさによっては画面に表示されるアウトライン表示と一致しているかどうかの見極めが難しい場合がある。
【０００７】そこで本発明は、目合わせによるプリント基板の位置の教示の際に基板に付された位置決めマークの画像とアウトライン表示の判別を容易にすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、プリント基板に付された位置決めマークを撮像する撮像手段と、該撮像手段に撮像された画像を表示する表示手段と、位置決めマークの画像と目合わせすべく該画像と重ねて前記表示手段に表示されるアウトライン表示を発生するアウトライン表示発生手段と、前記位置決めマークと前記アウトライン表示との目合わせによりプリント基板の位置を記憶する記憶手段とを設けると共に、該記憶手段に記憶された前記基板の所望の位置に所望の作業を施して組立てるプリント基板組立装置において、撮像された位置決めマークの画像を拡大して前記表示手段に表示させる画像拡大手段を設けたものである。
【０００９】このように構成することで、位置決めマークの画像が小さすぎるときには画像を拡大してアウトライン表示との一致の程度を容易に確認することができる。
【００１０】また、本発明は好ましくは前記アウトライン表示発生手段は前記画像拡大手段が拡大した倍率で前記アウトライン表示を拡大して発生させるものである。
【００１１】また、本発明は好ましくは前記アウトライン表示発生手段が発生するアウトライン表示は位置決めマークの外形と同一の形状としたものである。
【００１２】このようにすることで、マークとアウトライン表示の位置を一致させることがさらに容易となる。
【００１３】また、本発明はプリント基板に付された位置決めマークを撮像する撮像手段と、該撮像手段に撮像された画像を表示する表示手段と、位置決めマークの画像と目合わせすべく該画像と重ねて前記表示手段に表示されるアウトライン表示を発生するアウトライン表示発生手段と、前記位置決めマークと前記アウトライン表示との目合わせによりプリント基板の位置を記憶する記憶手段とを設けると共に、該記憶手段に記憶された前記基板の所望の位置に所望の作業を施して組立てるプリント基板組立装置において、前記撮像手段は位置決めマークを等倍又は光学的に拡大して撮像できるように光学的ズーム手段を有するものである。
【００１４】また、本発明は請求項４に記載のプリント基板組立装置において、前記アウトライン表示発生手段は前記画像拡大手段が拡大した倍率で前記アウトライン表示を拡大して発生させるものである。
【００１５】また、本発明は前記アウトライン表示を前記表示手段が表示する画面中で移動する移動手段とを設けたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態を図に基づき詳述する。
【００１７】図２及び３に基づき電子部品装着装置の構成について説明する。
【００１８】本実施形態の電子部品装着装置は基台１上にプリント基板５を位置決めして載置するＸＹテーブル４を搭載し、さらに装着ヘッド３をその周縁に有するロータリテーブル２が設けられている。装着ヘッド３が図示しない部品供給部からチップ状電子部品１１を負圧により吸着して取出し、ロータリテーブル２の間欠的な回転により該部品を搬送してＸＹテーブル４の移動により所望の位置に位置決めされたプリント基板５上に該部品１１を装着するものである。
【００１９】ＸＹテーブル４はＸ軸モータ８及びＹ軸モータ９の回動により駆動され水平方向に移動するものである。
【００２０】また、上流装置から受け渡されたプリント基板５は供給コンベア６に搬送されてＸＹテーブル４上に移載され、ＸＹテーブル４上で部品１１の装着が終了したプリント基板５は排出コンベア７上に移載され下流装置側に排出搬送される。
【００２１】プリント基板５はＸＹテーブル４上に図示しない固定部材で位置決めされ固定されるがその位置は取付けフレーム２０に取り付けられた基板認識カメラ１９により認識される。プリント基板５には位置決めマーク２２（フィデューシャルマークとも言う。）が通常対角をなす２隅に付されている。３つの隅に設けられる場合もある。本実施形態の場合、２隅に形成され円形である。このマーク２２はプリント基板のパターンと共に形成されるため、このマーク２２の位置でパターンの実際の位置が把握できる。このマーク２２の位置からプリント基板５の原点の位置及び水平面内での回転方向（θ方向）の傾きが分かるため原点及びＸＹ座標位置が分かるものである。
【００２２】次に、図１に基づいて電子部品装着装置の制御ブロックについて説明する。
【００２３】基板認識カメラ１９が撮像した位置決めマーク２２のマーク画像５０（図４参照）は所定の画素数の画像メモリ２４に記憶される。該画像メモリ２４に記憶された画像データはデジタルズーム制御回路２５を介して表示画像メモリ２７に記憶され、該画像メモリ２７の画像がＣＲＴモニタ２８の画面に表示される。デジタルズーム制御回路２５は画像メモリ２４に記憶された画像の指定された一部について表示画像メモリ２７に記憶させるように制御する。
【００２４】画像メモリ２４に記憶可能な画素数と表示画像メモリ２７に記憶可能な画素数は同一であり、画像メモリ２４の一部が表示画像メモリ２７全体に拡大されて記憶されるため、指定された画像がモニタ２８の画面いっぱいに拡大されて表示されることとなる。画像メモリ２４の画像データがそのまま、表示画像メモリ２７に格納されればカメラ１９で撮像した等倍の画像がモニタ２８に表示されることとなる。
【００２５】デジタルズーム制御回路２５が画像メモリ２４のどの部分を表示画像メモリ２７に格納させるかはＣＰＵ３０の制御による。
【００２６】また、ＣＰＵ３０はグラフィック・アイコン発生回路３１を制御し、モニタ２８に表示させるための、アウトライン表示５１（図５参照）または種々のアイコンの画像のデータを発生させる。アウトライン表示５１はマーク画像５０の外形である円形状であり、マーク画像５０と目合わせするために表示される。種々のアイコンは電子部品装着装置の種々の操作をするため等に使用される。アウトライン表示５１はデジタルズーム制御回路２５により拡大される位置決めマーク２２の画像５０の拡大率と同一の拡大率で拡大され、重ね合わせて一致するようになされている。
【００２７】また、ＣＰＵ３０にはカーソル位置表示回路３２を介してマウスカーソル表示回路３４が接続されており、後述するマウスカーソル４２（図６参照）をモニタ２８の画面に表示させている。マウスカーソル４２の表示位置はカーソル位置表示回路３２に記憶されＣＰＵ３０が把握できるようにされており、また、トラッグボール等のポインティングデバイス３５の操作によりインターフェース３６を介して位置の移動がなされる。
【００２８】表示画像メモリ２７の部品画像、グラフィック・アイコン発生回路３１が発生する画像及びマウスカーソル４２の画像のデータ信号はＯＲ回路３７を通して、重ね合わせられ、モニタ２８の画面に表示される。撮像された位置決めマーク２２の画像５０、グラフィック・アイコン発生回路３１で発生されるアウトライン表示５１は、マウスカーソル表示回路３４で発生されたマウスカーソル４２と重ね合わされて図６のように表示される。
【００２９】また、ＣＰＵ３０にはＲＡＭ３９及びＲＯＭ４０が接続されており、ＲＡＭ３９には図７に示すような装着データ、図８に示すような部品配置データ及びプリント基板５の位置を示すデータが記憶されている。プリント基板５の位置を示すデータとしては部品配置データのプリント基板５上での原点の装置の原点に対する位置を示すデータ及び、部品装着データのＸＹ座標の装置の持つＸＹ座標との回転方向（θ方向）のずれ角度とがある。また、ＲＯＭ４０には電子部品装着装置の所与の動作をさせるためのプログラムが記憶されている。
【００３０】図７に示す前記装着データは部品２の装着順を示すステップ番号の順に部品２を装着すべき基板５上のＸＹ方向の位置、θ方向の装着すべき角度位置を示すデータ及び装着すべき部品種の部品１１を供給する図示しない部品供給装置が取り付けられた図示しない供給台上の位置を示すリール番号が格納されたデータである。
【００３１】図８に示す前記部品配置データは図示しない供給台上にどのように図示しない部品供給装置が配設されているかを示すものであり、リール番号毎に部品供給装置が供給する部品１１の種類を示す部品品種（部品ＩＤ）が格納されている。
【００３２】ＣＰＵ３０は装着データでステップ番号毎にリール番号を読み込むと部品配置データの同じリール番号の部品ＩＤを読み込み、部品データの当該部品ＩＤの各データを読み込み必要な制御をするものである。
【００３３】前記Ｘ軸モータ８はインターフェース５３を介してＣＰＵ３０に接続されたドライバ５４に駆動され、前記Ｙ軸モータ９はインターフェース５５を介してＣＰＵ３０に接続されたドライバ５６に駆動される。
【００３４】以下、電子部品装着装置の動作について説明する。
【００３５】供給コンベア６がプリント基板５を搬送してＸＹテーブル４上に移載すると、ＸＹテーブル４上で該基板５は位置決め固定される。
【００３６】次に、基板５上の当該基板種の位置決めマーク２２の設計上（理論上）の位置はＲＡＭ３９に記憶されてるため、マーク２２がカメラ１９の撮像画面の中央位置になるべくＸＹテーブル４が移動される。この移動はＣＰＵ３０がドライバ５４、５５を制御してモータ８、９を駆動することによりなされる。
【００３７】次に、カメラ１９が撮像した画像（例えば図４）は画像メモリ２４に記憶され、ＣＰＵ３０により認識処理がなされ、マーク画像５１の画面中央よりの位置ずれよりマーク２２の実際の位置が認識される。
【００３８】次に、カメラ１９の中央にプリント基板５の対向する隅に付された位置決めマーク２２が位置するようにＸＹテーブル４が移動して、同様にして実際のマーク２２の位置が認識される。
【００３９】次に、この認識された２点の位置からプリント基板５のパターンの位置ずれ及びθ方向の角度ずれが算出され記憶手段としてのＲＡＭ３９記憶される。即ち、プリント基板５のパターンの実際の原点位置及び角度ずれがＲＡＭ３９に記憶されることになる。即ち、プリント基板５の位置がＲＡＭ３９に記憶されたこととなる。
【００４０】次に、図７及び図８に示すような装着データ及び部品配置データに基づいて、電子部品１１が装着ヘッド３に吸着されロータリテーブル２の間欠的な回転により搬送される。
【００４１】装着ヘッド３が装着すべき停止位置にプリント基板５の装着データで示す装着位置が臨むように、前述する基板５の位置ずれが補正されてＸＹテーブル４が移動し、この停止位置に達した装着ヘッド３が下降して電子部品１１を基板５上に装着する。
【００４２】装着データの装着ステップ毎にこの装着動作が繰り返され、１枚のプリント基板５への部品１１の装着が完了すると、基板５は排出コンベア７により下流の装置に排出搬送される。
【００４３】次に、次の基板５がＸＹテーブル４に移載される。
【００４４】このようにして、基板５の位置決めマーク２２の認識処理を行った場合に、マーク２２にかすれがあったり、基板５のマーク２２の位置が汚れていたりした場合には、その程度により認識処理ができないことがある。このようなとき、ＣＰＵ３０が認識処理ができないと判断すると、目合わせモードに移行する。
【００４５】即ち、図示しない警報装置により目合わせモードになったことが操作者に報知され、モニタ２８上には図６に示すような画面が表示される。同時に目合わせモードとなったことが表示されてもよい。但し、後述する拡大枠４４の表示はまだなされていない。
【００４６】次に、操作者は移動アイコン４７にマウスカーソル４２を合わせて適宜クリックすることにより、その示す矢印方向にマーク画像５０が移動する。この移動はＸＹテーブル４が移動してもよいし、アウトライン表示５１がグラフィックアイコン発生回路３１の作動により移動してもよい。画像メモリ２４はＸＹテーブル４を移動させる場合であれば、カメラ１９の走査毎にリアルタイムの画像を更新しながら取り込み表示画像メモリ２７を介してモニタ２８に表示させる必要があるが、アウトライン表示５１を移動させるのであれば、一度取り込んだ画像をそのまま記憶してモニタに表示させるようにしてもよい。
【００４７】このようにして、操作者が目合わせでマーク画像５０とアウトライン表示５１が一致したと判断したときに、「完了」と表示されたデータ取込みアイコン４９にカーソル４２を合わせてクリックすることにより、マーク２２の位置が認識される。
【００４８】また、このときに操作者が目合わせしにくいと感じた場合には、図６のように表示されているズームアイコン４５にマウスカーソル表示回路３４が発生したマウスカーソル２２を移動させてポインティングデバイス３５の図示しないクリックボタンをクリックする。
【００４９】この結果、カーソル位置表示回路１２が把握している位置よりＣＰＵ３０はズームアイコン４５が選択されたことを判断する。
【００５０】次に、操作者がカーソル２２を画面上の所定の始点位置に移動させてポインティングデバイス３５の図示しないクリックボタンをクリックする。
【００５１】次にクリックボタンのクリックをし続けながら、カーソル２２を移動させることにより拡大枠４４が設定される。図６の拡大枠４４のカーソル２２に接している角の対角の角が始点位置であり、この拡大枠４４で囲まれた部分が拡大して表示される範囲となる。該拡大枠４４もグラフィック・アイコン発生回路３１により発生された画像である。また、カーソル２２の位置はポインティングデバイス３５により移動されるものである。クリックボタンのクリックを離した時点で拡大枠４４の設定がなされるが、設定したい範囲はこの始点及び終点（クリックを離した時点の位置）の取り方で選択できる。拡大枠４４の大きさにより拡大される率（拡大率）が変更できる。
【００５２】次に、クリックボタンのクリックが離された時点（解除された時点）で、デジタルズーム制御回路２５の制御により設定された拡大枠４４の範囲の画像データが表示画像メモリ２７に格納され、またグラフィック・アイコン発生回路３１はこの拡大されたマーク画像５０の大きさに合わせて同一の拡大率でアウトライン表示５１を発生させる。
【００５３】この結果、モニタ２８には図９のように図６で拡大枠４４で設定された範囲が拡大されて表示される。即ち、マーク画像５０が２倍に表示されるならば、はアウトライン表示５１も原寸に対して２倍の大きさのものが描画（表示）される。
【００５４】このように拡大されたことにより、画像５０とアウトライン表示５１のずれが明瞭に判別できるようになり、操作者の操作によりマウスカーソル２２を移動アイコン４７のうち移動したい方向を示す矢印のものをクリックすることによりアウトライン表示５１が移動し、例えば図１０に示すように一致することが確認できる。
【００５５】次に、同様にデータ取込みアイコン４９のクリックによりこの確認された位置でのマーク２２の位置ずれが認識される。
【００５６】このようにして、２点のマーク２２位置の認識により前述するように基板５の位置ずれ及び角度ずれ即ち、基板に付されたパターンの位置ずれ及び角度ずれが把握される。
【００５７】次に、前述と同様にして部品１１の装着がなされる。
【００５８】尚、本実施形態ではカーソル２２をアイコンに移動させてクリックボタンのクリックによる操作を行ったが、ＣＲＴ画面にタッチパネルの機能を設けて、画面上に適宜表示された各種のスイッチ部を押圧することにより種々の操作が行われるようにしてもよい。
【００５９】また、モニタ２８に表示させる画像を拡大するための画像拡大手段としてデジタルズーム制御回路２５を設けて所謂デジタルズームの手法を用いたが、カメラ１９の光学的な倍率を上げることで画像メモリ２４に格納される画像データ自体が拡大された高精度の画像となるようにしてモニタ２８に表示させるようにしてもよい。この場合はカメラ１９自体が画像拡大手段であり、また光学的ズーム手段である。
【００６０】また、ＮＴＳＣ方式のカメラを用いて撮像する場合について説明したが、ハイビジョン用のカメラ等、より解像度の高いカメラを用いてもよい。
【００６１】
【発明の効果】以上のように本発明は、プリント基板に付された位置決めマークを拡大して表示するようにしたので位置決めマークの位置を目合わせにてアウトライン表示と一致させ易くなり、位置決めマークに汚れ等の不備があってもプリント基板の位置決めマークの位置の確認が確実に行える。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
|
| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月３１日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】安富 耕二 （外１名）
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−１３５９９６ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）５月２１日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３００５７５ |
|