JP2004221165A - 支持部材配置作業支援装置，それを備える対基板作業システムおよび支持部材配置方法 - Google Patents
支持部材配置作業支援装置，それを備える対基板作業システムおよび支持部材配置方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】回路基板の裏面を支持する支持部材の配置を容易にかつ正確に行う。
【解決手段】部品３４が装着される回路基板２４の種類が変わり、段取替えが行われる毎に、回路基板２４の種類に応じて支持板７２に支持ピンを取り付ける。その際、画像投影装置によって、回路基板の裏面に部品３４が装着された状態を、回路基板の表面側から透視したものに相当する画像（透視相当画像）２７０を支持板７２の支持面１２４に投影し、作業者はその投影像を見ながら支持ピンを支持面１２４上の部品３４と干渉しない部分に配置する。透視相当画像２７０は、回路基板の設計データに基づいてコンピュータグラフィックスにより作成してもよいし、実際に部品３４が装着された裏面の画像を撮像装置により取得し、その画像を表裏反転させたものとしてもよい。また、透視相当画像２７０に、支持ピンによる支持に適した領域として推奨される領域支持推奨領域像２７６を付加してもよい。
【選択図】 図１０
【解決手段】部品３４が装着される回路基板２４の種類が変わり、段取替えが行われる毎に、回路基板２４の種類に応じて支持板７２に支持ピンを取り付ける。その際、画像投影装置によって、回路基板の裏面に部品３４が装着された状態を、回路基板の表面側から透視したものに相当する画像（透視相当画像）２７０を支持板７２の支持面１２４に投影し、作業者はその投影像を見ながら支持ピンを支持面１２４上の部品３４と干渉しない部分に配置する。透視相当画像２７０は、回路基板の設計データに基づいてコンピュータグラフィックスにより作成してもよいし、実際に部品３４が装着された裏面の画像を撮像装置により取得し、その画像を表裏反転させたものとしてもよい。また、透視相当画像２７０に、支持ピンによる支持に適した領域として推奨される領域支持推奨領域像２７６を付加してもよい。
【選択図】 図１０
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板（プリント配線板を含む）を支持する支持部材を１つ以上備える基板支持装置における支持部材の支持面への配置を容易にする技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回路基板には、電子回路の構成部品である電子回路部品の装着や接着剤等高粘性流体の塗布等、種々の作業が施される。これらの作業が行われる場合、回路基板が裏面側へ撓むことを防止するために、回路基板を裏面側から支持部材に支持させることが行われている。その際、回路基板の裏面側の配線パターンに既に電子回路部品が装着されている場合のように、回路基板が裏面の限られた部分においてのみ支持可能である場合がある。そのような場合には、支持部材は基板支持装置の支持板に、電子回路部品等を避けて回路基板を支持するように配置され、場合によっては配線パターンも避けるように配置される。
【０００３】
従来、例えば、特許文献１に記載のように、回路基板の既に電子回路部品の装着されている裏面を撮像手段により撮像し、その撮像により得られた画像データと、予め記憶手段に記憶された支持部材の配設位置のデータとの表す２つの画像を重ね合わせ、その合成画像をディスプレイに表示させることが行われていた。作業者は、その合成画像を見ながら、実際の支持板上において上記配設位置データの表す、電子回路部品と干渉しない部分に支持部材を配置していた。
しかしながら、合成画像を見ることにより表示画面上のどの位置に支持部材を配置すべきかは判別できても、その合成画像における支持部材の位置が、実際に支持部材が配置される支持板のどこに対応するかを判断することは容易ではなく、また、表示画面を確認しつつ支持部材配置作業を行うため、配置に時間を要したり、配置の位置精度が低下する問題があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３２３８９７号公報
【特許文献２】
特開平６−１６９１９８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
本発明は、以上の事情を背景とし、回路基板を裏面において支持する支持部材の配置を容易にかつ正確に行い得るようにすることを課題としてなされたものであり、本発明によって、下記各態様の支持部材配置作業支援装置，それを備える対基板作業システム，および支持部材配置方法が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組み合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能なのである。
【０００６】
なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、（２）項および（３）項を合わせたものが請求項２に、（４）項が請求項３に、（５）項が請求項４に、（６）項が請求項５に、（７）項が請求項６に、（８）項が請求項７に、（９）項が請求項８にそれぞれ相当する。
【０００７】
（１）裏面に電子回路部品が装着された回路基板を裏面において支持する１つ以上の支持部材と、その支持部材を支持面において支持する支持板とを含む基板支持装置における支持部材の支持面への配置を支援する支持部材配置作業支援装置であって、
前記回路基板の裏面に前記電子回路部品が装着された状態を、回路基板の表面側から透視したものに相当する透視相当画像を、前記支持板の支持面に投影する画像投影装置を含むことを特徴とする支持部材配置作業支援装置。
支持部材が回路基板を裏面において支持するとき、裏面と支持板とは互いに対向する。そのため、回路基板の裏面の状況を回路基板の表面側から透視したものに相当する透視相当画像を支持板の支持面に投影すれば、あたかも支持台の支持面上に回路基板の裏面の状況が転写されたような画像が投影されることとなり、作業者等による支持部材の配置が容易となる。回路基板の裏面をその裏面に対向する方向から見た状態の画像をそのまま支持面に投影すれば、それは回路基板の裏面が表面として機能する状態、すなわち電子回路部品が装着される状態での投影であり、支持部材によって支持される場合とは表裏反転させられた状態であることを考慮して支持部材の配置を行うことが必要であるのに対し、そのような考慮が不要になるからである。また、ディスプレイに表示された画像を参照しながら支持板に支持部材を配置する場合と比較して、実際に支持部材が配置されるべき支持板の支持面に上記画像を投影することにより、電子回路部品と干渉しない部分に正確に支持部材を配置することができる。支持面に投影されるべき画像は、後述のように、撮像装置により撮像された回路基板の裏面の画像から作成されたものとしてもよいし、回路基板の設計データに基づいてコンピュータグラフィックス等により作成されたものとしてもよい。
【０００８】
（２）前記電子回路部品が装着された前記回路基板の裏面を撮像する撮像装置を含む （１）項に記載の支持部材配置作業支援装置。
（３）前記撮像装置により撮像された画像を表裏反転させて前記透視相当画像を得る反転部を含み、かつ、前記画像投影装置が、その反転部により取得された透視相当画像を前記支持面にその支持面に対向する側から投影するものである （２）項に記載の支持部材配置作業支援装置。
撮像装置により撮像された画像が表裏反転されれば、画像投影装置によって支持板の支持面にその支持面に対向する側から投影される画像は、丁度回路基板の表面側から裏面の状況を透視したものに相当する透視相当画像となり、その画像に従って容易に支持部材を配置できる。
なお、付言すれば、支持板を半透明板により作製し、その支持板に、支持面とは反対側から、前記回路基板の裏面を撮像した画像を投影すれば、支持板に透視相当画像を形成することができ、前記 （１）項に記載の支持部材配置作業支援装置にはこの態様も包含される。しかし、この態様には、支持板の材質に制約があり、かつ、投影装置を支持板の下方に設けなければならないという制約もあるため、一般には、本項に記載の態様の方が望ましい。
（４）前記透視相当画像に、前記支持部材による支持に適した領域として推奨される支持推奨領域の像を付加する支持推奨領域像付加部と、支持部材を配置すべき位置を指示する支持位置指示像を付加する支持位置指示像付加部との少なくとも一方を含む （１）項ないし（３）項のいずれかに記載の支持部材配置作業支援装置。
支持推奨領域の像は、回路基板の電子回路部品が装着されていない空いている領域であって、支持部材による支持位置として適した領域を表す像である。撮像装置により撮像された回路基板の裏面の画像に、上記支持推奨領域の像を付加すれば、支持部材の配置個所として適した個所を支持面上により的確に示すことができる。支持位置指示像を付加すれば一層的確に示すことができる。
【０００９】
（５）前記対回路基板作業機から取り外された前記支持板を前記画像投影装置に対して位置決めして着脱可能に保持する支持板保持装置を含む （１）項ないし （４）項のいずれかに記載の支持部材配置作業支援装置。
支持板を画像投影装置に対して位置決めして支持板保持装置に保持させることにより、支持板の支持面に透視相当画像を正確に投影することができ、支持部材の配置の精度を向上させることが容易となる。
（６）前記基板支持装置による回路基板の支持機能を検出する支持機能検出装置を含む （１）項ないし （５）項のいずれかに記載の支持部材配置作業支援装置。
例えば、基板支持装置により支持された回路基板に接触子を予め設定した設定力で接触させ、回路基板の撓み量が設定値を超える場合には、その部分において、基板支持装置による回路基板の支持機能が不足していることが判り、その支持機能不足部分あるいはその近傍を支持する支持部材を追加し、あるいは支持部材の位置を変更する等の調整作業を行うことが可能となる。
【００１０】
（７）（ａ）裏面に電子回路部品が装着された回路基板を裏面において支持する１つ以上の支持部材と、その支持部材を支持面において支持する支持板とを含む基板支持装置と、（ｂ）その基板支持装置により支持された回路基板に、予め定められた作業を行う対基板作業装置と、（ｃ）前記支持板を着脱可能に保持する第１支持板保持装置とを備えた対回路基板作業機と、
その対回路基板作業機の機外に設けられ、（ｄ）前記支持板を位置決めして着脱可能に保持する第２支持板保持装置と、（ｅ）その第２支持板保持装置に保持された前記支持板の支持面に、前記回路基板の裏面に前記電子回路部品が装着された状態を、回路基板の表面側から透視したものに相当する透視相当画像を投影する画像投影装置とを備えた支持部材配置作業支援装置と
を含む対基板作業システム。
（１）項に記載の特徴を有する支持部材配置作業支援装置を備える対基板作業システムが得られる。画像投影装置を対回路基板作業機の機外に設け、画像投影を機外にて行うこととすれば、対回路基板作業機の稼働率を低下させることなく、支持部材の支持板への配置を行うことが可能となる。
（８）前記第１支持板保持装置が、前記支持板をほぼ水平な姿勢で保持し、そのほぼ水平な姿勢のまま前記機外へ取り出されることを許容する支持板保持部を含む（７）項に記載の対基板作業システム。
支持板を上方へ取り出したりする場合と比較して、機外への取出し、および対回路基板作業機への戻し作業が容易となる場合が多い。
【００１１】
（９）裏面に電子回路部品が装着された回路基板を裏面において支持する１つ以上の支持部材と、その支持部材を支持面において支持する支持板とを含む基板支持装置において支持部材を支持面へ配置する方法であって、
前記回路基板の裏面に前記電子回路部品が装着された状態を、回路基板の表面側から透視したものに相当する透視相当画像を、前記支持板の支持面に投影して形成する画像形成工程と、
その画像形成工程において形成された透視相当画像に基づいて前記支持部材を前記支持面に配置する配置工程と
を含むことを特徴とする支持部材配置方法。
（１）項に記載の支持部材配置作業支援装置は本項の支持部材配置方法の実施に適したものである。（１）項の説明は本項にもそのまま当てはまる。
（１０）前記電子回路部品が装着された回路基板の裏面を撮像装置により撮像する撮像工程とを含む （９）項に記載の支持部材配置方法。
（１１）前記撮像工程において撮像された画像を表裏反転させることにより、前記透視相当画像を取得する反転工程を含む（１０）項に記載の支持部材配置方法。
（３）項の説明は本項にも当てはまる。
（１２）前記支持面に投影すべき画像を、前記回路基板の設計データに基づいてコンピュータグラフィックスにより作成する画像作成工程を含む （９）項に記載の支持部材配置方法。
（１３）前記透視相当画像に、前記支持部材による支持に適した領域として推奨される支持推奨領域の像を付加する支持推奨領域像付加工程と、支持部材を配置すべき位置を指示する支持位置指示像を付加する支持位置指示像付加工程との少なくとも一方を含む （９）項ないし（１２）項のいずれかに記載の支持部材配置方法。
（４）項の説明がそのまま本項にも当てはまる。
（１４）前記支持板を対回路基板作業機から取り外し、対回路基板作業機の機外において、前記支持部材の配置を行う （９）項ないし（１３）項のいずれかに記載の支持部材配置方法。
支持部材の配置を機外にて行うこととすれば、対回路基板作業機の稼働率を低下させることなく、支持部材の支持板への配置を行うことが可能となる。
（１５）前記基板支持装置による回路基板の支持機能を検出する支持機能検出工程を含む （９）項ないし（１４）項のいずれかに記載の支持部材配置方法。
（６）項の説明がそのまま本項にも当てはまる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施形態である対基板作業システムとしての基板製造システムが図示されている。本システムは、上流側（図１においては左側）から順に、（ａ）回路基板にクリーム状半田を印刷するマスク印刷機２と、（ｂ）比較的小型の電子回路部品を回路基板に装着する第一電子回路部品装着機３と、（ｃ）回路基板に接着剤を塗布する接着剤塗布機４と、（ｄ）比較的大型の電子回路部品を回路基板に装着する第二電子回路部品装着機５と、（ｅ）仮止めされた電子回路部品などを固定するためのリフロー炉６とを含む。これらマスク印刷機２等はそれぞれ対回路基板作業機であり、本システムの各作業機２ないし６の間には、回路基板を搬送する基板搬送装置が設けられ、各作業機２ないし６における各作業が終了する毎に、下流側の作業機へ搬送されるようにされている。本システムはさらに、上記各作業機２ないし６を統括するホストコンピュータ７を備えている。これら作業機２ないし６およびホストコンピュータ７の各構成は既に知られており、第二電子回路部品装着機５（以下、「部品装着機５」と略称する。）を代表的に図面に基づいて説明する。
【００１３】
図２において、部品装着機５のベース１０上には、作業装置としての部品装着装置１６，部品供給装置１８，基板支持装置２０および基板コンベヤ２２等が設けられている。回路基板２４は基板コンベヤ２２により搬送されるとともに、予め定められた作業位置である部品装着位置に位置決めされ、基板支持装置２０により支持される。基板搬送・保持システムは、上記基板支持装置２０および基板コンベヤ２２を含むものである。回路基板２４は、絶縁基板に導電性の配線パターンが設けられたものである。基板支持装置２０については後に詳しく説明する。
【００１４】
基板コンベヤ２２の一側には部品供給装置１８が設けられている。部品供給装置１８は、フィーダ支持台２６上に配列された多数のフィーダ２８を有する。
本部品装着機５においては、その全体についてＸＹ座標面が水平に設定されている。このＸＹ座標面内において互いに直交する２方向の一方をＸ軸方向（図２においては左右方向）とし、他方をＹ軸方向（図２においては上下方向）とする。基板コンベヤ２２はＸ軸方向に平行に配設されている。
【００１５】
部品装着装置１６は、作業ヘッドの一種である部品保持ヘッドとしての装着ヘッド３０がヘッド移動装置としてのＸＹ移動装置３２により、互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に平行移動させられて電子回路部品（以下、「部品」と略称する。）３４（図５参照）を搬送し、回路基板２４の被装着面（図５の場合表面３５）に装着するものとされている。
【００１６】
基準マーク撮像システム５８は、回路基板２４に設けられた複数の基準マーク５７を撮像するものであり、撮像装置たるＣＣＤカメラである基準マークカメラおよび照明装置を備えている。基準マーク撮像システム５８は、装着ヘッド３０とともにＸＹ移動装置３２の構成要素である保持部材６０に保持され、互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に平行移動させられる。また、Ｙ軸方向において部品供給装置１８と基板支持装置２０との間の位置には、部品の保持姿勢を撮像する部品撮像システム６８が設けられている。
【００１７】
基板支持装置２０は、図４に示すように、支持部材の一例としての複数の支持ピン７０および支持ピン７１と、それら支持ピン７０等を支持する支持板７２とを備え、図３に示す支持装置昇降装置７４により昇降させられる。支持装置昇降装置７４は、保持板７６を有し、図５に示すように、保持板７６上に支持板７２が着脱可能に保持される。保持板７６の下面からは一対のガイドロッド７８が延び出させられ、ベース１０に固定の案内筒８０に昇降可能に嵌合されている。保持板７６の下面にはまた、ボールねじ８２が固定され、ベース１０に垂直軸線まわりに回転可能かつ軸方向に移動不能に取り付けられたナット８４に螺合されており、ナット８４が昇降用モータ８６（図９参照）によって回転させられることによりボールねじ８２が上下方向に移動し、保持板７６が、ガイドロッド７８および案内筒８０を含む案内装置８８により案内されて昇降させられる。支持装置昇降装置７４によって、基板支持装置２０は、支持ピン７０，７１によって回路基板２４を下方から支持する作用位置と、作用位置から退避させられた退避位置とに昇降可能である。
【００１８】
基板支持装置２０および支持装置昇降装置７４と共に、基板クランプ装置９０が設けられている。基板クランプ装置９０は、基板搬送方向（Ｘ軸方向）に平行に設けられた固定ガイド９２（図２参照）と可動ガイド９４（図２，図３参照）とを備えている。これら固定ガイド９２および可動ガイド９４の互いに対向する面に前述の基板コンベヤ２２が設けられ、回路基板２４を搬送するようにされている。固定ガイド９２および可動ガイド９４にはそれぞれ位置決め面９６（図３に可動ガイド９４についてのみ示す）が設けられ、回路基板２４はそれら位置決め面９６により幅方向において位置決めされた状態で搬送される。
【００１９】
回路基板２４は、図２に示す停止装置９８により予め設定された停止位置ないし作業位置である部品装着位置において停止させられる。停止装置９８は、ストッパ部材１００と、ストッパ部材１００を昇降させ、回路基板２４の搬送経路内に進入して回路基板２４の移動を止める作用位置と、搬送経路から退避して回路基板２４の移動を許容する非作用位置とに移動させるストッパ部材駆動装置（図示省略）とを含む。回路基板２４は、部品装着位置に停止させられた状態において、固定ガイド９２および可動ガイド９４にそれぞれ設けられた上向きの支持面（図示省略）と、基板搬送方向に平行な回動軸線まわりに回動可能に設けられたクランプ部材（図示省略）とによって上下両側から挟まれてクランプされる。
【００２０】
可動ガイド９４は、基板搬送方向と直交する水平方向（本実施形態においてはＹ軸方向）に移動可能に設けられている。図３に示すように、ベース１０に固定の支持ブロック１０２の上端面には、基板搬送方向と直交する方向に延びる案内部材としてのガイドレール１０４が設けられており、可動ガイド９４はその下面に固定の被案内部材としてのガイドブロック１０６においてガイドレール１０４に嵌合されている。可動ガイド９４はこれらガイドレール１０４およびガイドブロック１０６を含む案内装置により案内されて、図示しない送りねじおよびナットを含む移動装置により移動させられ、固定ガイド９２に対して接近，離間させられる。それにより固定ガイド９２，可動ガイド９４の間隔が変更され、基板コンベヤ２２の基板搬送幅が変更される。
前述の基板搬送・保持システムは、基板支持装置２０および基板コンベヤ２２とともに、上記支持装置昇降装置７４，基板クランプ装置９０および停止装置９８を含むものと考えることができる。
【００２１】
基板支持装置２０を説明する。基板支持装置２０を構成する前記支持板７２は板状を成し、保持板７６に固定装置（図示省略）によって着脱可能に、かつ水平に固定されており、回路基板２４を水平な姿勢で支持する。図５の場合、回路基板２４の上面が、回路基板２４が装着される被作業面としての被装着面であり、前記表面３５である。回路基板２４の表面３５とは反対側の面が下面ないし被支持面であって、裏面１１０である。支持板７２は、本実施形態においては、大きさが異なる複数種類の回路基板２４に共通に用いられ、大きさが最大である回路基板２４を支持可能な大きさを有する。なお、前記可動ガイド９４は、基板コンベヤ２２の幅変更時に保持板７６と干渉しないように設けられており、支持板７２とも干渉することはない。
【００２２】
前記支持板７２には、図４に示すように、その上面に開口して複数個の雌ねじ穴１２２がＸ軸，Ｙ軸両方向に等間隔に形成されている。支持板７２の上面ないし表面である支持面１２４には支持ピン７０等が支持される。支持面１２４においてはまた、支持される支持ピン７０等と干渉しない位置に、複数の基準マーク１２６が設けられている。これら基準マーク１２６は、例えば、支持板７２の一対角線上の互いに可及的に隔たった２個所に設けられている。
【００２３】
支持ピン７０，７１は、ピン固定装置１３０により支持板７２に固定され、支持面１２４により支持される。支持ピン７０，７１の支持面である先端面１３１の形状は、本実施形態においては、円形あるいは長方形，正方形等の四角形とされているが、種々の形状を採用可能である。ピン固定装置１３０は、図４および図５に示すように、第一支持部材１３２および第二支持部材１３４を有する。第一支持部材１３２には、第一支持部材１３２の長手方向に平行に延びる長穴１３６が形成されており、第一支持部材１３２は支持板７２上に載置され、長穴１３６を貫通して固定手段としてのボルト１３８が支持板７２の雌ねじ穴１２２に螺合され、第一支持部材１３２が支持板７２に固定される。支持ピン７０，７１は、第二支持部材１３４の回動軸線を中心とする円弧上の位置に位置決めされる。第二支持部材１３４の回動軸線は、第一支持部材１３２のボルト１３８のまわりの回動と長穴１３６に沿った移動との組み合わせにより、雌ねじ穴１２２を囲む円環状の領域内の任意の位置に位置させられる。したがって、支持ピン７０等は、第一支持部材１３２の長穴１３６に沿った相対移動の長さと、第二支持部材１３４の回動軸線と支持ピン７０の軸線との距離との和を半径とし、雌ねじ穴１２２を囲む円環状の領域内の任意の位置に位置決め可能である。この円環状の領域は、ボルト１３８を螺合させる雌ねじ穴１２２を変更することにより移動可能であり、支持板７２に形成されたすべての雌ねじ穴１２２を囲む円環状の領域を重ねれば、支持板７２の上面全体を覆い得るようにされており、そのため、支持ピン７０，７１は支持板７２の上面の任意の位置に位置決め可能である。
【００２４】
基板支持装置２０は、図７および図８に示すように、支持板保持装置１４０の支持板保持部によって、支持板７２をほぼ水平な姿勢で保持するとともに、そのほぼ水平な姿勢のまま部品装着機５の機外へ取り出されることが許容されている。具体的には、支持板保持部は、前記保持板７６を含むとともに、支持板７２を、機内において回路基板２４を支持するための位置である設定位置に位置決めする位置決め装置１４２と、基板製造システムの基板搬送方向と直交する方向であって、かつ、水平な方向への移動を案内する案内装置１４４とを備えている。案内装置１４４は、支持板７２の基板搬送方向における両端部を支持するとともに、ほぼ水平な方向に案内する一対のガイド１４６を備えている。一対のガイド１４６は、保持板７６上に設けられ、横断面形状がコの字形を成し、基板搬送方向と交差する方向に平行に延びる状態で互いに距離を隔てて設けられ、かつ、コの字の開口部が互いに対向する向きに設けられている。本実施形態では、支持板７２は、支持装置昇降装置７４が前記退避位置にある状態で機外へ取り出されるようになっている。一対のガイド１４６は本実施形態では保持板７６に固定されているが、少なくとも一方を他方のガイドに対して接近，離間可能な可動ガイドとしてもよい。なお、上記位置決め装置１４２および案内装置１４４は、後述する機外に設けられた位置決め装置および案内装置と同様に構成されるものであるため、後に説明することとする。
【００２５】
回路基板２４への部品３４の一連の装着作業が開始されるのに先立って、回路基板２４の種類に応じて複数の支持ピン７０，７１が支持板７２に取り付けられる。本実施形態においては、支持板７２は複数種類の回路基板２４に共用されるため、作業者は、部品３４が装着される回路基板２４の種類が変わり、段取替えが行われる毎に、回路基板２４の種類に応じて支持板７２に支持ピン７０，７１を取り付ける。
【００２６】
本実施形態における基板支持装置２０においては、支持板７２における複数の支持ピン７０，７１の配置（セッティング）が機外にて行い得るようになっている。そのため、部品装着機５の機外には、部品装着機５から取り外された支持板７２を設定位置である機外セッティング位置に位置決め保持するための支持板保持装置１５０が設けられている。支持板保持装置１５０は、前記部品装着機５の機内に設けられる支持板保持装置１４０と同様に構成されており、図７および図８に示すように、前記ガイド１４２に案内されて部品装着機５から取り外された支持板７２を機外セッティング位置へ位置決めする位置決め装置１５２と、その位置決めを案内する案内装置１５４とを含んでいる。案内装置１５４は、案内装置１４０と同様、ほぼ水平な方向の移動を案内する一対のガイド１５６を備えている。一対のガイド１５６も、横断面形状がコの字形を成し、コの字の開口部が互いに対向する向きに設けられている。コの字形の上向きの面が案内面１５８とされるとともに、一対のガイド１５６の互いに対向する側面が案内面１５９とされ、支持板７２の移動がこれら案内面１５８，１５９によって案内される。一対のガイド１５６は保持板７６に相当する保持板１５９に固定されているが、少なくとも一方を他方のガイドに対して接近，離間可能な可動ガイドとしてもよいことも前記支持板保持装置１４０におけると同様である。
【００２７】
位置決め装置１５２は、複数（本実施形態の場合２個）の係合装置１６０，１６２を備えている。係合装置１６０，１６２は、それぞれ一対のガイド１５４に、ガイド１５４の長手方向における位置を互いに異にして設けられている。係合装置１６０，１６２は、支持板７２の支持面１２４とは反対側の下面に設けられた被係合部（例えば係合凹部）１６４に係合可能な係合部１６６と、係合部１６６を昇降させる移動装置１７０とを備えている。係合部１６６は、移動装置１７０によって、その係合部１６６を係合凹部１６４に係合させた状態でさらに上昇して支持板７２の支持面１２４とガイド１５４の下向きの面である位置決め面１７１とを当接させる係合位置（図８に実線で図示）と、係合凹部１６４から退避させらた位置であり、ガイド１５４の案内面１５８から引っ込まされた位置である退避位置（図８に二点鎖線で図示）とに移動させられる。係合部１６６は、先端に向かうほど直径が漸減させられたテーパ形状を成しており、係合凹部１６４は、底部に向かうにつれて直径が漸減させられた円錐状を成している。
【００２８】
移動装置１７０は、例えば、流体圧シリンダとしてエアシリンダ１７２と、エアシリンダ１７２のエア圧室１７３にエア圧を供給するエア圧源１７４と、エア圧源１７４とエアシリンダ１７２とを接続する通路１７６の途中に設けられた制御弁装置としての電磁開閉弁１７８とを含むものとすることができる。本実施形態のエアシリンダ１７２は単動シリンダとされ、通常は電磁開閉弁１７８によってエア圧源１７４とエアシリンダ１７２とが遮断され、付勢装置の一種である弾性部材としての圧縮コイルスプリング１８０の付勢力によって係合部１６６と連結されたピストン１８２が前進させられ、係合部１６６が上記係合位置に位置させられる。電磁開閉弁１７８が励磁されて開状態とされれば、エア圧源１７４からエア圧室１７３にエア圧が供給され、ピストン１８２が後退させられることにより係合部１６６が上記退避位置に移動させられる。ピストン１８２の前進限度および後退限度は、それぞれ図示を省略する移動限度規定装置によって規定される。
【００２９】
部品装着機５から取り外された支持板７２は、支持板保持装置１５０の案内装置１５４に案内されて機外セッティング位置まで移動させられ、位置決め装置１５２によって、係合部１６６が支持板７２の係合凹部１６４に係合させられ、係合部１６６がさらに上昇させられて支持板７２の支持面１２４がガイド１５６の位置決め面１７１に当接させられることにより、支持板７２が支持板保持装置１５０に上下方向および水平方向に強固に位置決めされた状態で保持されることになる。
【００３０】
なお、エアシリンダ１７２は複動シリンダでもよい。また、位置決め装置は、上述の構成に限らず、係合部１６６の移動装置（作動装置）を流体圧シリンダに代えて、ばね部材等の付勢装置により構成することも可能である。あるいは、付勢装置あるいは作業者等により支持板を互いに直交する２つの位置決め面に押さえ付けることにより、セッティング位置に位置決めすることも可能である。
【００３１】
本部品装着機５は、図９に示す制御装置２００により制御される。制御装置２００は、制御コンピュータ２０２を主体とするものであり、制御コンピュータ２０２は、ＣＰＵ２０４，ＲＯＭ２０６，ＲＡＭ２０８，入・出力ポート２１０がバスライン２１２により接続されたものである。入・出力ポート２１０には、前記基準マーク撮像システム５８の基準マークカメラ，部品撮像システム６８の部品カメラにより撮像された画像のデータを解析する画像処理コンピュータ２１６，前記ホストコンピュータ７，入力装置２２０等、各種コンピュータ，検出器等が接続されている。本実施形態においては、入力装置２２０はキーボードを備えている。入・出力ポート２１０にはまた、駆動回路２３０を介してＸＹ移動装置３２の駆動源たるＸ軸駆動用モータおよびＹ軸駆動用モータや昇降用モータ８６等の各種アクチュエータが接続されるとともに、駆動回路２３０を介してエアシリンダ１７２の電磁開閉弁１７８が接続されている。
なお、支持板保持装置１５０（の電磁開閉弁１７８）は、ホストコンピュータ７により制御される（図１参照）。
【００３２】
上述のようにして支持板７２が支持板保持装置１５０に保持された状態で、支持板７２の支持面１２４の適宜の位置に支持ピン７０，７１が取り付けられるのであるが、その際に、画像投影装置２５０（図１，図６参照）が利用される。画像投影装置２５０は、回路基板２４の裏面１１０に部品３４が装着された状態を、回路基板２４の表面３５側から透視したものに相当する画像（透視相当画像）を、支持板７２の支持面１２４に投影する装置である。画像投影装置２５０は、機外（例えば、機外セッティング位置）に設けられ、画像投影装置２５０は、投影装置移動装置としてのＸＹ移動装置２５４により、水平面内の互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に平行移動させられて機外セッティング位置に位置決めされた支持板７２の上方に位置決めされる。画像投影装置２５０およびＸＹ移動装置２５４は、ホストコンピュータ７により制御される。画像投影装置２５０により支持面１２４に投影された画像に基づいて、作業者が部品３４と干渉しない位置であって、支持位置として適した位置に支持ピン７０，７１の先端面１３１が位置するように配置する。
【００３３】
画像投影装置２５０は、例えば、一般に知られる液晶プロジェクタと同様な構成とすることができる。ホストコンピュータ７から送信された画像データを装置内の液晶パネルに表示させ、そのパネルを透過させた光源からの光をレンズ系により支持面１２４に集光させ、透視相当画像（図１０参照）を支持面１２４に投影するものである。画像投影装置２５０は、部分的に縮尺が異なる画像を補正する手段（ひずみ補正手段）を有する高精度の装置であることが望ましい。あるいは、スライド等のフィルムを含む記録媒体に透視相当画像を記録し、その記録媒体を透過した光源からの光をレンズ系により支持面１２４に集光させて、透視相当画像を支持面１２４に投影する装置とすることも可能である。
【００３４】
画像投影装置２５０により支持面１２４に投影される透視相当画像は、回路基板２４の設計データに基づいてコンピュータグラフィックスにより作成してもよいし、実際に部品３４が装着された裏面１１０の画像を撮像装置２６０により取得して表裏反転させてもよい。撮像装置２６０は、ＣＣＤデジタルカメラ（ビデオ）を含む構成とすることができ、画像投影装置２５０と同様、機外に設けられ、ＸＹ移動装置２５４と同様に構成されるＸＹ移動装置２６２により移動させられる。撮像装置２６０およびＸＹ移動装置２６２もホストコンピュータ７により制御される。なお、基板製造システムにおいて作業が行われる回路基板２４が初めての種類のものである場合には、その回路基板２４の裏面（装着時には表面であるが）に部品３４が装着されるのを待って、実際に部品３４が装着された裏面１１０の画像を取得しなければならない。そのため、回路基板２４の裏面への部品３４の装着作業と、その回路基板２４の表面への部品３４の装着作業との間の時間が短い場合には、透視相当画像の準備が間に合わず、待ち時間が生じる可能性がある。それに対し、対基板作業の全工程において、コンピュータグラフィックスにより作成された透視相当画像を投影して支持ピン７０，７１を配置する場合にはその可能性がなく、また、撮像装置２６０を設ける必要もなくなる。
【００３５】
なお、画像投影装置２５０は、基板製造システムにより構成されるライン、あるいは上記ラインを複数備えたライン群について１台設けられることが望ましい。言い換えれば、複数の作業者および管理者から成る１グループが管理するライン毎に１台設けられることが望ましいのである。撮像装置２６０は、１工場につき１台でも十分その機能を果たし得る。ただし、画像投影装置２５０と同様に複数ライン毎に１台設けることも可能である。
【００３６】
支持板７２の支持面１２４に投影すべき画像が、回路基板２４の設計データに基づいて作成され、ホストコンピュータ７のＲＡＭあるいは外部記憶装置に記憶される場合について説明する。上記設計データは、本実施形態においては、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）システムにより作成されたＣＡＤデータであり、これはコンピュータグラフィックスの一種である。設計データは、回路基板２４の裏面１１０の配線パターンデータ、裏面１１０に装着される部品３４の装着位置データおよび装着される部品３４に関するデータ等を含み、回路基板２４の種類毎に作成され、ホストコンピュータ７のＲＡＭあるいは外部記憶装置に記憶されている。部品３４に関するデータには、例えば、部品３４の種類，寸法，形状，装着姿勢等が含まれる。本実施形態では、設計データは、回路基板の種類を特定するためのデータ、例えば、コードデータを付してホストコンピュータ７の外部記憶装置に記憶させられている。なお、支持ピン７０，７１は回路基板２４を裏面１１０側から支持するため、それを考慮して回路基板２４の裏面１１０の状況の表示が為される。設計データに基づいて、図１０に示すように回路基板２４の裏面１１０の状況を表面側から透視したものに相当する透視相当画像２７０が投影されるのである。透視相当画像２７０は、回路基板２４の種類の入力に基づいてホストコンピュータ７から供給され、支持面１２４に投影される。透視相当画像２７０には、前述の支持面１２４に設けられた基準マーク１２６に対応する位置に複数の基準マーク２７２が設けられている。また、透視相当画像２７０は、裏面１１０に部品３４が装着される部分と部品３４がない部分とでコントラストがつけられるように作成されている。部品３４がある部分が強調されれば、その部分を避けて支持ピン７０等を配置することがより容易となるからである。ただし、このことは不可欠ではない。以上の工程が画像作成工程である。
【００３７】
本実施形態では、画像投影装置２５０によって、上記透視相当画像２７０に、支持推奨領域像２７６が付加されたものが支持面１２４に投影される。支持推奨領域像２７６は、支持ピン７０，７１による支持に適した領域として推奨される領域であり、コンピュータによって自動で作成することも可能であるが、本実施形態では、透視相当画像２７０を参照しつつ管理者，プログラム作成者等によって作成される。透視相当画像２７０に支持推奨領域像２７６が付加されたものは、それに対応する回路基板２４に対して作業が行われる前に予め作成され、ホストコンピュータ７のＲＡＭあるいは外部記憶装置に回路基板２４の種類を規定するコードデータと対応付けて記憶される。支持推奨領域像２７６は、回路基板２４の種類に応じた寸法，材質，剛性等の性質に精通した管理者等によって作成されることが望ましい。図示を省略する表示装置の画面に上記透視相当画像２７０を表示させ、管理者等は、裏面１１０の状態を見て、空いている領域であって、支持位置として適した領域を探し、マウス等の入力装置を用いて画面上に指定する。支持位置は、図１０に斜線を施して示すように、四角形の領域で指定され、あるいは点で指定される。四角形には長方形および正方形が含まれる。以上が支持推奨領域像付加工程である。
【００３８】
作業者が回路基板２４の種類を入力し、その入力を確定させる操作部材の操作を行えば、入力された回路基板２４について作成された設計データに基づいて、回路基板２４の裏面１１０の状態、すなわち裏面１１０に部品３４が装着された状態が、配線パターン等（図１０では配線パターンの図示は省略されている）と共に画像投影装置２５０によって回路基板２４の支持面１２４に投影される。また、その透視相当画像２７０と共に、上記支持推奨領域像２７６が支持面１２４に投影される。この時、支持板７２上に設けられた基準マーク１２６と、透視相当画像２７０に設けられた基準マーク２７２との各位置が合致するように透視相当画像２７０および支持推奨領域像２７６の倍率が合わされた状態で投影されるようにされる。以上が画像形成工程である。この投影された透視相当画像２７０および支持推奨領域像２７６に基づいて、配置工程において、基板支持ピン７０，７１が部品３４と干渉せず、かつ、支持するのに適した部分に配置される。そして、ボルト１３８が第一支持部材１３２に形成された長穴１３６を貫通して支持板７２の雌ねじ穴１２２に螺合されることにより、支持ピン７０，７１が支持板７２上に位置決めされた状態で固定される。
【００３９】
以上のようにして支持板７２上に支持ピン７０，７１が配置された状態で、それら支持ピン７０等を含む基板支持装置２０による回路基板２４の支持機能が検出される。この工程が支持機能検出工程である。回路基板２４の支持機能の検出のために、例えば、図１１に概略的に示すように、実際の回路基板２４と同様に、裏面に電子回路部品の装着された支持機能検出用回路基板３００を基板支持装置２０に支持させ、支持ピン７０等が部品３４と干渉する等により回路基板３００が上向きに凸に突出している部分や、支持機能が不足して下向きに凹んだりして反っている部分がないかどうかが検査される。そして、調整工程において、支持機能が不足している部分に新たに支持ピン７０，７１を追加したり、支持ピン７０，７１による支持位置を変更する等して、基板支持装置２０による支持状態が適切となるように調整される。
【００４０】
上記のように支持機能を検出することに代えて、あるいは、それと共に、支持機能検出装置により支持機能を検出してもよい。支持機能検出装置の一例を図１２に概略的に示す。本実施形態における支持機能検出装置３１０は、本体３１２と、本体３１２に昇降可能に保持される接触子３１４と、接触子３１４を本体３１２から突出する向き（回路基板に接触する向き）に付勢する付勢装置たるばね部材３１６と、接触子３１４の移動量を検出する検出ヘッドたるセンサ３１８とを備えている。センサ３１８は、例えば、差動トランスにより構成することができる。支持機能検出装置３１０は、本実施形態の場合機外に設けられ、ＸＹ移動装置３２０により、水平面内の互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に平行移動させられるとともに、昇降装置３２２によって、回路基板２４（あるいは回路基板３００）に対して接近，離間させられる。このように構成される支持機能検出装置３１０によって、基板支持装置２０に支持された回路基板２４（あるいは回路基板３００）の上面である表面３５の複数個所に接触子３１４を予め設定された設定力（ばね部材３１６の付勢力）で順次接触させ、それぞれにおける接触子３１４の上向きの移動量（回路基板の撓み量を含む高さ位置に対応する）を検出する。接触子３１４の位置が低いほど（接触子３１４の上向きの移動量が小さいほど）、回路基板２４のその部分の高さが低いか、あるいは下方への撓み量が大きいことになる。したがって、検出された各所における接触子３１４の位置のうち、設定限度を超えて低いものがあれば、その部分の支持機能が不足していることが判り、その部分あるいはその近傍に新たに支持ピン７０，７１を追加したり、支持ピン７０，７１による支持位置を変更する等の調整作業が行われる。逆に、接触子３１４の位置が設定限度を超えて高い場合には、支持ピン７０等が部品３４と干渉していることを意味するため、支持ピン７０等の位置が変更される。
【００４１】
以上のようにして支持ピン７０，７１が適正位置に配置された支持板７２は、係合装置１６０，１６２による係合が解除されることにより移動可能な状態とされ、支持板保持装置１５０から外されて部品装着機５の保持板７６上に戻され、支持板保持装置１４０に位置決め保持される。
【００４２】
次に、実際に部品３４が装着された回路基板２４の裏面１１０が撮像装置２６０によって撮像される場合について説明する。この工程が撮像工程である。本実施形態では、裏面１１０の撮像は、機外であって、前記セッティング位置とは異なる場所で実施される。その際、前記位置決め装置１５２と同様に構成される位置決め装置（図示省略）によって回路基板２４が位置決め保持された状態で、撮像装置２６０が回路基板２４の上方に位置させられて裏面１１０が撮像される。
【００４３】
撮像装置２６０により取得された画像のデータは、図６に示すように、ホストコンピュータ７に送られ、ホストコンピュータ７の反転部３３０において、上記画像を表裏反転させて前記透視相当画像２７０と同様の透視相当画像２７０が取得される。この工程が反転工程である。その透視相当画像２７０にも、複数の基準マーク２７２が設けられている。そして、得られた透視相当画像２７０がホストコンピュータ７から画像投影装置２５０に送られ、前述の画像形成工程および配置工程と同様に、機外のセッティング位置に位置決め保持された支持板７２に透視相当画像２７０が投影され、その投影像に基づいて作業者が支持面１２４に支持ピン７０等を配置する。前記支持機能検出工程および必要であれば調整工程を経、前述の場合と同様に再び部品装着機５に戻される。
【００４４】
以上、部品装着機５における支持板７２への支持ピン７０，７１の配置について代表的に説明したが、これ以外の対回路基板作業機、例えば、第一電子回路部品装着機３および接着剤塗布機４についても支持ピンの配置は同様に行われるものであるため説明は省略する。
【００４５】
本実施形態において、対回路基板作業機の一例である部品装着機５の部品装着装置１６が対基板作業装置を構成している。また、基板支持装置２０が第１支持板保持装置を構成し、支持板保持装置１５０が第２支持板保持装置を構成している。さらに、ホストコンピュータ７において、撮像装置２６０により撮像された画像を表裏反転させて透視相当画像２７０を得る部分（反転部３３０）が反転部を構成し、透視相当画像２７０に支持推奨領域像２７６を付加する部分が支持推奨領域像付加部を構成している。これら反転部，支持推奨領域像付加部，画像投影装置２２０，撮像装置２６０，支持機能検出装置３１０等がそれぞれ支持部材配置作業支援装置を構成している。
【００４６】
本実施形態によれば、透視相当画像２７０を支持板７２の支持面１２４に投影すれば、あたかも支持面１２４上に回路基板２４の裏面１１０の状況が転写されたような画像が投影されることとなり、その透視相当画像２７０に基づいて、部品３４との干渉を確実に回避する部分に支持ピン７０等を作業者が容易に配置できる。その透視相当画像２７０に加えて、支持推奨領域像２７６をも投影させることとすれば、その支持推奨領域像２７６がガイドとなって、回路基板２４の剛性等の性質に精通していない作業者が支持ピン配置を行う場合でも、支持するのに適した位置に支持ピン７０等を配置できる。また、本実施形態では、支持ピン７０等の配置後に支持機能検出工程（および調整工程）を実施することにより、支持ピン７０等を回路基板２４の支持に最適な配置とすることを精度良く実現できる。
【００４７】
前記反転工程の前あるいは後において、撮像により取得された画像（あるいは透視相当画像２７０）における部品３４が装着された部分と部品３４がない部分とにコントラストをつけて、部品３４がある部分を強調するように補正（加工）する補正工程（加工工程）を実施してもよい。この場合、ホストコンピュータ７は、上記補正工程（加工工程）を実行する補正部（加工部）を備えることとなる。
【００４８】
前記反転工程の後に、上記透視相当画像２７０に前述の支持推奨領域像２７６を付加する支持推奨領域像付加工程を実施してもよい。
【００４９】
なお、前記実施形態においては、コンピュータグラフィックスにより作成された透視相当画像２７０と、実際に部品３４が装着された裏面１１０を撮像装置２６０により撮像し、表裏反転させた透視相当画像２７０との両方が利用可能とされているが、いずれか一方のみを利用可能としてもよい。
【００５０】
前記実施形態においては、機外で支持部材の配置を行う形態について説明したが、機内で支持部材の配置を行うことも可能である。その場合、部品装着機５等の対回路基板作業機が、画像投影装置や撮像装置を備えるものとされる。また、機外で支持板を位置決め保持する支持板保持装置は省略できる。
【００５１】
また、前記実施形態においては、透視相当画像２７０と共に支持推奨領域像２７６が投影されるようになっていたが、支持推奨領域像２７６に代えて支持ピンを配置すべき位置を指示する支持位置指示像が投影されるようにすることも可能である。支持位置指示像は、支持推奨領域像２７６を利用して支持ピン７０等が配置され、支持機能検出工程や調整工程が実施されて支持ピン７０等の配設位置が決定された後に、支持推奨領域像２７６の代わりに投影されるようにすることも、当初から支持推奨領域像２７６の代わりに投影されるようにすることも可能である。支持位置指示像が透視相当画像２７０と共に投影されるようにすれば、例えば、作業者が、周辺の部品３４の像に基づいて支持ピン７０等に要求される位置精度を確認しつつ、支持位置指示像の位置に支持ピン７０等を配設することが可能となる等の効果が得られる。ホストコンピュータ７において、透視相当画像２７０に支持位置指示像を付加する部分が支持位置指示像付加部を構成している。
【００５２】
以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である対基板作業システムとしての基板製造システムの構成を概略的に示す図である。
【図２】上記基板製造システムを構成する対回路基板作業機としての電子回路部品装着機を概略的に示す平面図である。
【図３】上記電子回路部品装着機の基板支持装置および支持装置昇降装置等を示す正面図（一部断面）である。
【図４】上記基板支持装置を示す平面図である。
【図５】上記基板支持装置が回路基板を支持した状態の一部を示す正面図である。
【図６】前記基板製造システムの撮像装置および画像投影装置を概略的に示す図である。
【図７】上記基板製造システムの支持部材配置作業支援装置の支持板保持装置を示す平面図である。
【図８】上記支持板保持装置の一部を示す正面断面図である。
【図９】前記電子回路部品装着機を制御する制御装置のうち本発明に関連の深い部分を示すブロック図である。
【図１０】支持板の支持面に投影された透視相当画像および支持推奨領域像を示す平面図である。
【図１１】基板支持装置によって支持機能検出用回路基板が支持された状態を概略的に示す正面図である。
【図１２】前記支持部材配置作業支援装置の支持機能検出装置を概略的に示す図である。
【符号の説明】
２：マスク印刷機 ３：第一電子回路部品装着機 ４：接着剤塗布機 ５：第二電子回路部品装着機 ７：ホストコンピュータ ２０：基板支持装置２４：回路基板 ３４：電子回路部品 ３５：表面 ７０，７１：支持ピン ７２：支持板 ７６：保持板 １１０：裏面 １２４：支持面１４０：支持板保持装置 １５０：支持板保持装置 ２５０：画像投影装置 ２６０：撮像装置 ２７０：透視相当画像 ２７６：支持推奨領域像 ３１０：支持機能検出装置 ３３０：反転部
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板（プリント配線板を含む）を支持する支持部材を１つ以上備える基板支持装置における支持部材の支持面への配置を容易にする技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回路基板には、電子回路の構成部品である電子回路部品の装着や接着剤等高粘性流体の塗布等、種々の作業が施される。これらの作業が行われる場合、回路基板が裏面側へ撓むことを防止するために、回路基板を裏面側から支持部材に支持させることが行われている。その際、回路基板の裏面側の配線パターンに既に電子回路部品が装着されている場合のように、回路基板が裏面の限られた部分においてのみ支持可能である場合がある。そのような場合には、支持部材は基板支持装置の支持板に、電子回路部品等を避けて回路基板を支持するように配置され、場合によっては配線パターンも避けるように配置される。
【０００３】
従来、例えば、特許文献１に記載のように、回路基板の既に電子回路部品の装着されている裏面を撮像手段により撮像し、その撮像により得られた画像データと、予め記憶手段に記憶された支持部材の配設位置のデータとの表す２つの画像を重ね合わせ、その合成画像をディスプレイに表示させることが行われていた。作業者は、その合成画像を見ながら、実際の支持板上において上記配設位置データの表す、電子回路部品と干渉しない部分に支持部材を配置していた。
しかしながら、合成画像を見ることにより表示画面上のどの位置に支持部材を配置すべきかは判別できても、その合成画像における支持部材の位置が、実際に支持部材が配置される支持板のどこに対応するかを判断することは容易ではなく、また、表示画面を確認しつつ支持部材配置作業を行うため、配置に時間を要したり、配置の位置精度が低下する問題があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３２３８９７号公報
【特許文献２】
特開平６−１６９１９８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
本発明は、以上の事情を背景とし、回路基板を裏面において支持する支持部材の配置を容易にかつ正確に行い得るようにすることを課題としてなされたものであり、本発明によって、下記各態様の支持部材配置作業支援装置，それを備える対基板作業システム，および支持部材配置方法が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組み合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能なのである。
【０００６】
なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、（２）項および（３）項を合わせたものが請求項２に、（４）項が請求項３に、（５）項が請求項４に、（６）項が請求項５に、（７）項が請求項６に、（８）項が請求項７に、（９）項が請求項８にそれぞれ相当する。
【０００７】
（１）裏面に電子回路部品が装着された回路基板を裏面において支持する１つ以上の支持部材と、その支持部材を支持面において支持する支持板とを含む基板支持装置における支持部材の支持面への配置を支援する支持部材配置作業支援装置であって、
前記回路基板の裏面に前記電子回路部品が装着された状態を、回路基板の表面側から透視したものに相当する透視相当画像を、前記支持板の支持面に投影する画像投影装置を含むことを特徴とする支持部材配置作業支援装置。
支持部材が回路基板を裏面において支持するとき、裏面と支持板とは互いに対向する。そのため、回路基板の裏面の状況を回路基板の表面側から透視したものに相当する透視相当画像を支持板の支持面に投影すれば、あたかも支持台の支持面上に回路基板の裏面の状況が転写されたような画像が投影されることとなり、作業者等による支持部材の配置が容易となる。回路基板の裏面をその裏面に対向する方向から見た状態の画像をそのまま支持面に投影すれば、それは回路基板の裏面が表面として機能する状態、すなわち電子回路部品が装着される状態での投影であり、支持部材によって支持される場合とは表裏反転させられた状態であることを考慮して支持部材の配置を行うことが必要であるのに対し、そのような考慮が不要になるからである。また、ディスプレイに表示された画像を参照しながら支持板に支持部材を配置する場合と比較して、実際に支持部材が配置されるべき支持板の支持面に上記画像を投影することにより、電子回路部品と干渉しない部分に正確に支持部材を配置することができる。支持面に投影されるべき画像は、後述のように、撮像装置により撮像された回路基板の裏面の画像から作成されたものとしてもよいし、回路基板の設計データに基づいてコンピュータグラフィックス等により作成されたものとしてもよい。
【０００８】
（２）前記電子回路部品が装着された前記回路基板の裏面を撮像する撮像装置を含む （１）項に記載の支持部材配置作業支援装置。
（３）前記撮像装置により撮像された画像を表裏反転させて前記透視相当画像を得る反転部を含み、かつ、前記画像投影装置が、その反転部により取得された透視相当画像を前記支持面にその支持面に対向する側から投影するものである （２）項に記載の支持部材配置作業支援装置。
撮像装置により撮像された画像が表裏反転されれば、画像投影装置によって支持板の支持面にその支持面に対向する側から投影される画像は、丁度回路基板の表面側から裏面の状況を透視したものに相当する透視相当画像となり、その画像に従って容易に支持部材を配置できる。
なお、付言すれば、支持板を半透明板により作製し、その支持板に、支持面とは反対側から、前記回路基板の裏面を撮像した画像を投影すれば、支持板に透視相当画像を形成することができ、前記 （１）項に記載の支持部材配置作業支援装置にはこの態様も包含される。しかし、この態様には、支持板の材質に制約があり、かつ、投影装置を支持板の下方に設けなければならないという制約もあるため、一般には、本項に記載の態様の方が望ましい。
（４）前記透視相当画像に、前記支持部材による支持に適した領域として推奨される支持推奨領域の像を付加する支持推奨領域像付加部と、支持部材を配置すべき位置を指示する支持位置指示像を付加する支持位置指示像付加部との少なくとも一方を含む （１）項ないし（３）項のいずれかに記載の支持部材配置作業支援装置。
支持推奨領域の像は、回路基板の電子回路部品が装着されていない空いている領域であって、支持部材による支持位置として適した領域を表す像である。撮像装置により撮像された回路基板の裏面の画像に、上記支持推奨領域の像を付加すれば、支持部材の配置個所として適した個所を支持面上により的確に示すことができる。支持位置指示像を付加すれば一層的確に示すことができる。
【０００９】
（５）前記対回路基板作業機から取り外された前記支持板を前記画像投影装置に対して位置決めして着脱可能に保持する支持板保持装置を含む （１）項ないし （４）項のいずれかに記載の支持部材配置作業支援装置。
支持板を画像投影装置に対して位置決めして支持板保持装置に保持させることにより、支持板の支持面に透視相当画像を正確に投影することができ、支持部材の配置の精度を向上させることが容易となる。
（６）前記基板支持装置による回路基板の支持機能を検出する支持機能検出装置を含む （１）項ないし （５）項のいずれかに記載の支持部材配置作業支援装置。
例えば、基板支持装置により支持された回路基板に接触子を予め設定した設定力で接触させ、回路基板の撓み量が設定値を超える場合には、その部分において、基板支持装置による回路基板の支持機能が不足していることが判り、その支持機能不足部分あるいはその近傍を支持する支持部材を追加し、あるいは支持部材の位置を変更する等の調整作業を行うことが可能となる。
【００１０】
（７）（ａ）裏面に電子回路部品が装着された回路基板を裏面において支持する１つ以上の支持部材と、その支持部材を支持面において支持する支持板とを含む基板支持装置と、（ｂ）その基板支持装置により支持された回路基板に、予め定められた作業を行う対基板作業装置と、（ｃ）前記支持板を着脱可能に保持する第１支持板保持装置とを備えた対回路基板作業機と、
その対回路基板作業機の機外に設けられ、（ｄ）前記支持板を位置決めして着脱可能に保持する第２支持板保持装置と、（ｅ）その第２支持板保持装置に保持された前記支持板の支持面に、前記回路基板の裏面に前記電子回路部品が装着された状態を、回路基板の表面側から透視したものに相当する透視相当画像を投影する画像投影装置とを備えた支持部材配置作業支援装置と
を含む対基板作業システム。
（１）項に記載の特徴を有する支持部材配置作業支援装置を備える対基板作業システムが得られる。画像投影装置を対回路基板作業機の機外に設け、画像投影を機外にて行うこととすれば、対回路基板作業機の稼働率を低下させることなく、支持部材の支持板への配置を行うことが可能となる。
（８）前記第１支持板保持装置が、前記支持板をほぼ水平な姿勢で保持し、そのほぼ水平な姿勢のまま前記機外へ取り出されることを許容する支持板保持部を含む（７）項に記載の対基板作業システム。
支持板を上方へ取り出したりする場合と比較して、機外への取出し、および対回路基板作業機への戻し作業が容易となる場合が多い。
【００１１】
（９）裏面に電子回路部品が装着された回路基板を裏面において支持する１つ以上の支持部材と、その支持部材を支持面において支持する支持板とを含む基板支持装置において支持部材を支持面へ配置する方法であって、
前記回路基板の裏面に前記電子回路部品が装着された状態を、回路基板の表面側から透視したものに相当する透視相当画像を、前記支持板の支持面に投影して形成する画像形成工程と、
その画像形成工程において形成された透視相当画像に基づいて前記支持部材を前記支持面に配置する配置工程と
を含むことを特徴とする支持部材配置方法。
（１）項に記載の支持部材配置作業支援装置は本項の支持部材配置方法の実施に適したものである。（１）項の説明は本項にもそのまま当てはまる。
（１０）前記電子回路部品が装着された回路基板の裏面を撮像装置により撮像する撮像工程とを含む （９）項に記載の支持部材配置方法。
（１１）前記撮像工程において撮像された画像を表裏反転させることにより、前記透視相当画像を取得する反転工程を含む（１０）項に記載の支持部材配置方法。
（３）項の説明は本項にも当てはまる。
（１２）前記支持面に投影すべき画像を、前記回路基板の設計データに基づいてコンピュータグラフィックスにより作成する画像作成工程を含む （９）項に記載の支持部材配置方法。
（１３）前記透視相当画像に、前記支持部材による支持に適した領域として推奨される支持推奨領域の像を付加する支持推奨領域像付加工程と、支持部材を配置すべき位置を指示する支持位置指示像を付加する支持位置指示像付加工程との少なくとも一方を含む （９）項ないし（１２）項のいずれかに記載の支持部材配置方法。
（４）項の説明がそのまま本項にも当てはまる。
（１４）前記支持板を対回路基板作業機から取り外し、対回路基板作業機の機外において、前記支持部材の配置を行う （９）項ないし（１３）項のいずれかに記載の支持部材配置方法。
支持部材の配置を機外にて行うこととすれば、対回路基板作業機の稼働率を低下させることなく、支持部材の支持板への配置を行うことが可能となる。
（１５）前記基板支持装置による回路基板の支持機能を検出する支持機能検出工程を含む （９）項ないし（１４）項のいずれかに記載の支持部材配置方法。
（６）項の説明がそのまま本項にも当てはまる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施形態である対基板作業システムとしての基板製造システムが図示されている。本システムは、上流側（図１においては左側）から順に、（ａ）回路基板にクリーム状半田を印刷するマスク印刷機２と、（ｂ）比較的小型の電子回路部品を回路基板に装着する第一電子回路部品装着機３と、（ｃ）回路基板に接着剤を塗布する接着剤塗布機４と、（ｄ）比較的大型の電子回路部品を回路基板に装着する第二電子回路部品装着機５と、（ｅ）仮止めされた電子回路部品などを固定するためのリフロー炉６とを含む。これらマスク印刷機２等はそれぞれ対回路基板作業機であり、本システムの各作業機２ないし６の間には、回路基板を搬送する基板搬送装置が設けられ、各作業機２ないし６における各作業が終了する毎に、下流側の作業機へ搬送されるようにされている。本システムはさらに、上記各作業機２ないし６を統括するホストコンピュータ７を備えている。これら作業機２ないし６およびホストコンピュータ７の各構成は既に知られており、第二電子回路部品装着機５（以下、「部品装着機５」と略称する。）を代表的に図面に基づいて説明する。
【００１３】
図２において、部品装着機５のベース１０上には、作業装置としての部品装着装置１６，部品供給装置１８，基板支持装置２０および基板コンベヤ２２等が設けられている。回路基板２４は基板コンベヤ２２により搬送されるとともに、予め定められた作業位置である部品装着位置に位置決めされ、基板支持装置２０により支持される。基板搬送・保持システムは、上記基板支持装置２０および基板コンベヤ２２を含むものである。回路基板２４は、絶縁基板に導電性の配線パターンが設けられたものである。基板支持装置２０については後に詳しく説明する。
【００１４】
基板コンベヤ２２の一側には部品供給装置１８が設けられている。部品供給装置１８は、フィーダ支持台２６上に配列された多数のフィーダ２８を有する。
本部品装着機５においては、その全体についてＸＹ座標面が水平に設定されている。このＸＹ座標面内において互いに直交する２方向の一方をＸ軸方向（図２においては左右方向）とし、他方をＹ軸方向（図２においては上下方向）とする。基板コンベヤ２２はＸ軸方向に平行に配設されている。
【００１５】
部品装着装置１６は、作業ヘッドの一種である部品保持ヘッドとしての装着ヘッド３０がヘッド移動装置としてのＸＹ移動装置３２により、互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に平行移動させられて電子回路部品（以下、「部品」と略称する。）３４（図５参照）を搬送し、回路基板２４の被装着面（図５の場合表面３５）に装着するものとされている。
【００１６】
基準マーク撮像システム５８は、回路基板２４に設けられた複数の基準マーク５７を撮像するものであり、撮像装置たるＣＣＤカメラである基準マークカメラおよび照明装置を備えている。基準マーク撮像システム５８は、装着ヘッド３０とともにＸＹ移動装置３２の構成要素である保持部材６０に保持され、互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に平行移動させられる。また、Ｙ軸方向において部品供給装置１８と基板支持装置２０との間の位置には、部品の保持姿勢を撮像する部品撮像システム６８が設けられている。
【００１７】
基板支持装置２０は、図４に示すように、支持部材の一例としての複数の支持ピン７０および支持ピン７１と、それら支持ピン７０等を支持する支持板７２とを備え、図３に示す支持装置昇降装置７４により昇降させられる。支持装置昇降装置７４は、保持板７６を有し、図５に示すように、保持板７６上に支持板７２が着脱可能に保持される。保持板７６の下面からは一対のガイドロッド７８が延び出させられ、ベース１０に固定の案内筒８０に昇降可能に嵌合されている。保持板７６の下面にはまた、ボールねじ８２が固定され、ベース１０に垂直軸線まわりに回転可能かつ軸方向に移動不能に取り付けられたナット８４に螺合されており、ナット８４が昇降用モータ８６（図９参照）によって回転させられることによりボールねじ８２が上下方向に移動し、保持板７６が、ガイドロッド７８および案内筒８０を含む案内装置８８により案内されて昇降させられる。支持装置昇降装置７４によって、基板支持装置２０は、支持ピン７０，７１によって回路基板２４を下方から支持する作用位置と、作用位置から退避させられた退避位置とに昇降可能である。
【００１８】
基板支持装置２０および支持装置昇降装置７４と共に、基板クランプ装置９０が設けられている。基板クランプ装置９０は、基板搬送方向（Ｘ軸方向）に平行に設けられた固定ガイド９２（図２参照）と可動ガイド９４（図２，図３参照）とを備えている。これら固定ガイド９２および可動ガイド９４の互いに対向する面に前述の基板コンベヤ２２が設けられ、回路基板２４を搬送するようにされている。固定ガイド９２および可動ガイド９４にはそれぞれ位置決め面９６（図３に可動ガイド９４についてのみ示す）が設けられ、回路基板２４はそれら位置決め面９６により幅方向において位置決めされた状態で搬送される。
【００１９】
回路基板２４は、図２に示す停止装置９８により予め設定された停止位置ないし作業位置である部品装着位置において停止させられる。停止装置９８は、ストッパ部材１００と、ストッパ部材１００を昇降させ、回路基板２４の搬送経路内に進入して回路基板２４の移動を止める作用位置と、搬送経路から退避して回路基板２４の移動を許容する非作用位置とに移動させるストッパ部材駆動装置（図示省略）とを含む。回路基板２４は、部品装着位置に停止させられた状態において、固定ガイド９２および可動ガイド９４にそれぞれ設けられた上向きの支持面（図示省略）と、基板搬送方向に平行な回動軸線まわりに回動可能に設けられたクランプ部材（図示省略）とによって上下両側から挟まれてクランプされる。
【００２０】
可動ガイド９４は、基板搬送方向と直交する水平方向（本実施形態においてはＹ軸方向）に移動可能に設けられている。図３に示すように、ベース１０に固定の支持ブロック１０２の上端面には、基板搬送方向と直交する方向に延びる案内部材としてのガイドレール１０４が設けられており、可動ガイド９４はその下面に固定の被案内部材としてのガイドブロック１０６においてガイドレール１０４に嵌合されている。可動ガイド９４はこれらガイドレール１０４およびガイドブロック１０６を含む案内装置により案内されて、図示しない送りねじおよびナットを含む移動装置により移動させられ、固定ガイド９２に対して接近，離間させられる。それにより固定ガイド９２，可動ガイド９４の間隔が変更され、基板コンベヤ２２の基板搬送幅が変更される。
前述の基板搬送・保持システムは、基板支持装置２０および基板コンベヤ２２とともに、上記支持装置昇降装置７４，基板クランプ装置９０および停止装置９８を含むものと考えることができる。
【００２１】
基板支持装置２０を説明する。基板支持装置２０を構成する前記支持板７２は板状を成し、保持板７６に固定装置（図示省略）によって着脱可能に、かつ水平に固定されており、回路基板２４を水平な姿勢で支持する。図５の場合、回路基板２４の上面が、回路基板２４が装着される被作業面としての被装着面であり、前記表面３５である。回路基板２４の表面３５とは反対側の面が下面ないし被支持面であって、裏面１１０である。支持板７２は、本実施形態においては、大きさが異なる複数種類の回路基板２４に共通に用いられ、大きさが最大である回路基板２４を支持可能な大きさを有する。なお、前記可動ガイド９４は、基板コンベヤ２２の幅変更時に保持板７６と干渉しないように設けられており、支持板７２とも干渉することはない。
【００２２】
前記支持板７２には、図４に示すように、その上面に開口して複数個の雌ねじ穴１２２がＸ軸，Ｙ軸両方向に等間隔に形成されている。支持板７２の上面ないし表面である支持面１２４には支持ピン７０等が支持される。支持面１２４においてはまた、支持される支持ピン７０等と干渉しない位置に、複数の基準マーク１２６が設けられている。これら基準マーク１２６は、例えば、支持板７２の一対角線上の互いに可及的に隔たった２個所に設けられている。
【００２３】
支持ピン７０，７１は、ピン固定装置１３０により支持板７２に固定され、支持面１２４により支持される。支持ピン７０，７１の支持面である先端面１３１の形状は、本実施形態においては、円形あるいは長方形，正方形等の四角形とされているが、種々の形状を採用可能である。ピン固定装置１３０は、図４および図５に示すように、第一支持部材１３２および第二支持部材１３４を有する。第一支持部材１３２には、第一支持部材１３２の長手方向に平行に延びる長穴１３６が形成されており、第一支持部材１３２は支持板７２上に載置され、長穴１３６を貫通して固定手段としてのボルト１３８が支持板７２の雌ねじ穴１２２に螺合され、第一支持部材１３２が支持板７２に固定される。支持ピン７０，７１は、第二支持部材１３４の回動軸線を中心とする円弧上の位置に位置決めされる。第二支持部材１３４の回動軸線は、第一支持部材１３２のボルト１３８のまわりの回動と長穴１３６に沿った移動との組み合わせにより、雌ねじ穴１２２を囲む円環状の領域内の任意の位置に位置させられる。したがって、支持ピン７０等は、第一支持部材１３２の長穴１３６に沿った相対移動の長さと、第二支持部材１３４の回動軸線と支持ピン７０の軸線との距離との和を半径とし、雌ねじ穴１２２を囲む円環状の領域内の任意の位置に位置決め可能である。この円環状の領域は、ボルト１３８を螺合させる雌ねじ穴１２２を変更することにより移動可能であり、支持板７２に形成されたすべての雌ねじ穴１２２を囲む円環状の領域を重ねれば、支持板７２の上面全体を覆い得るようにされており、そのため、支持ピン７０，７１は支持板７２の上面の任意の位置に位置決め可能である。
【００２４】
基板支持装置２０は、図７および図８に示すように、支持板保持装置１４０の支持板保持部によって、支持板７２をほぼ水平な姿勢で保持するとともに、そのほぼ水平な姿勢のまま部品装着機５の機外へ取り出されることが許容されている。具体的には、支持板保持部は、前記保持板７６を含むとともに、支持板７２を、機内において回路基板２４を支持するための位置である設定位置に位置決めする位置決め装置１４２と、基板製造システムの基板搬送方向と直交する方向であって、かつ、水平な方向への移動を案内する案内装置１４４とを備えている。案内装置１４４は、支持板７２の基板搬送方向における両端部を支持するとともに、ほぼ水平な方向に案内する一対のガイド１４６を備えている。一対のガイド１４６は、保持板７６上に設けられ、横断面形状がコの字形を成し、基板搬送方向と交差する方向に平行に延びる状態で互いに距離を隔てて設けられ、かつ、コの字の開口部が互いに対向する向きに設けられている。本実施形態では、支持板７２は、支持装置昇降装置７４が前記退避位置にある状態で機外へ取り出されるようになっている。一対のガイド１４６は本実施形態では保持板７６に固定されているが、少なくとも一方を他方のガイドに対して接近，離間可能な可動ガイドとしてもよい。なお、上記位置決め装置１４２および案内装置１４４は、後述する機外に設けられた位置決め装置および案内装置と同様に構成されるものであるため、後に説明することとする。
【００２５】
回路基板２４への部品３４の一連の装着作業が開始されるのに先立って、回路基板２４の種類に応じて複数の支持ピン７０，７１が支持板７２に取り付けられる。本実施形態においては、支持板７２は複数種類の回路基板２４に共用されるため、作業者は、部品３４が装着される回路基板２４の種類が変わり、段取替えが行われる毎に、回路基板２４の種類に応じて支持板７２に支持ピン７０，７１を取り付ける。
【００２６】
本実施形態における基板支持装置２０においては、支持板７２における複数の支持ピン７０，７１の配置（セッティング）が機外にて行い得るようになっている。そのため、部品装着機５の機外には、部品装着機５から取り外された支持板７２を設定位置である機外セッティング位置に位置決め保持するための支持板保持装置１５０が設けられている。支持板保持装置１５０は、前記部品装着機５の機内に設けられる支持板保持装置１４０と同様に構成されており、図７および図８に示すように、前記ガイド１４２に案内されて部品装着機５から取り外された支持板７２を機外セッティング位置へ位置決めする位置決め装置１５２と、その位置決めを案内する案内装置１５４とを含んでいる。案内装置１５４は、案内装置１４０と同様、ほぼ水平な方向の移動を案内する一対のガイド１５６を備えている。一対のガイド１５６も、横断面形状がコの字形を成し、コの字の開口部が互いに対向する向きに設けられている。コの字形の上向きの面が案内面１５８とされるとともに、一対のガイド１５６の互いに対向する側面が案内面１５９とされ、支持板７２の移動がこれら案内面１５８，１５９によって案内される。一対のガイド１５６は保持板７６に相当する保持板１５９に固定されているが、少なくとも一方を他方のガイドに対して接近，離間可能な可動ガイドとしてもよいことも前記支持板保持装置１４０におけると同様である。
【００２７】
位置決め装置１５２は、複数（本実施形態の場合２個）の係合装置１６０，１６２を備えている。係合装置１６０，１６２は、それぞれ一対のガイド１５４に、ガイド１５４の長手方向における位置を互いに異にして設けられている。係合装置１６０，１６２は、支持板７２の支持面１２４とは反対側の下面に設けられた被係合部（例えば係合凹部）１６４に係合可能な係合部１６６と、係合部１６６を昇降させる移動装置１７０とを備えている。係合部１６６は、移動装置１７０によって、その係合部１６６を係合凹部１６４に係合させた状態でさらに上昇して支持板７２の支持面１２４とガイド１５４の下向きの面である位置決め面１７１とを当接させる係合位置（図８に実線で図示）と、係合凹部１６４から退避させらた位置であり、ガイド１５４の案内面１５８から引っ込まされた位置である退避位置（図８に二点鎖線で図示）とに移動させられる。係合部１６６は、先端に向かうほど直径が漸減させられたテーパ形状を成しており、係合凹部１６４は、底部に向かうにつれて直径が漸減させられた円錐状を成している。
【００２８】
移動装置１７０は、例えば、流体圧シリンダとしてエアシリンダ１７２と、エアシリンダ１７２のエア圧室１７３にエア圧を供給するエア圧源１７４と、エア圧源１７４とエアシリンダ１７２とを接続する通路１７６の途中に設けられた制御弁装置としての電磁開閉弁１７８とを含むものとすることができる。本実施形態のエアシリンダ１７２は単動シリンダとされ、通常は電磁開閉弁１７８によってエア圧源１７４とエアシリンダ１７２とが遮断され、付勢装置の一種である弾性部材としての圧縮コイルスプリング１８０の付勢力によって係合部１６６と連結されたピストン１８２が前進させられ、係合部１６６が上記係合位置に位置させられる。電磁開閉弁１７８が励磁されて開状態とされれば、エア圧源１７４からエア圧室１７３にエア圧が供給され、ピストン１８２が後退させられることにより係合部１６６が上記退避位置に移動させられる。ピストン１８２の前進限度および後退限度は、それぞれ図示を省略する移動限度規定装置によって規定される。
【００２９】
部品装着機５から取り外された支持板７２は、支持板保持装置１５０の案内装置１５４に案内されて機外セッティング位置まで移動させられ、位置決め装置１５２によって、係合部１６６が支持板７２の係合凹部１６４に係合させられ、係合部１６６がさらに上昇させられて支持板７２の支持面１２４がガイド１５６の位置決め面１７１に当接させられることにより、支持板７２が支持板保持装置１５０に上下方向および水平方向に強固に位置決めされた状態で保持されることになる。
【００３０】
なお、エアシリンダ１７２は複動シリンダでもよい。また、位置決め装置は、上述の構成に限らず、係合部１６６の移動装置（作動装置）を流体圧シリンダに代えて、ばね部材等の付勢装置により構成することも可能である。あるいは、付勢装置あるいは作業者等により支持板を互いに直交する２つの位置決め面に押さえ付けることにより、セッティング位置に位置決めすることも可能である。
【００３１】
本部品装着機５は、図９に示す制御装置２００により制御される。制御装置２００は、制御コンピュータ２０２を主体とするものであり、制御コンピュータ２０２は、ＣＰＵ２０４，ＲＯＭ２０６，ＲＡＭ２０８，入・出力ポート２１０がバスライン２１２により接続されたものである。入・出力ポート２１０には、前記基準マーク撮像システム５８の基準マークカメラ，部品撮像システム６８の部品カメラにより撮像された画像のデータを解析する画像処理コンピュータ２１６，前記ホストコンピュータ７，入力装置２２０等、各種コンピュータ，検出器等が接続されている。本実施形態においては、入力装置２２０はキーボードを備えている。入・出力ポート２１０にはまた、駆動回路２３０を介してＸＹ移動装置３２の駆動源たるＸ軸駆動用モータおよびＹ軸駆動用モータや昇降用モータ８６等の各種アクチュエータが接続されるとともに、駆動回路２３０を介してエアシリンダ１７２の電磁開閉弁１７８が接続されている。
なお、支持板保持装置１５０（の電磁開閉弁１７８）は、ホストコンピュータ７により制御される（図１参照）。
【００３２】
上述のようにして支持板７２が支持板保持装置１５０に保持された状態で、支持板７２の支持面１２４の適宜の位置に支持ピン７０，７１が取り付けられるのであるが、その際に、画像投影装置２５０（図１，図６参照）が利用される。画像投影装置２５０は、回路基板２４の裏面１１０に部品３４が装着された状態を、回路基板２４の表面３５側から透視したものに相当する画像（透視相当画像）を、支持板７２の支持面１２４に投影する装置である。画像投影装置２５０は、機外（例えば、機外セッティング位置）に設けられ、画像投影装置２５０は、投影装置移動装置としてのＸＹ移動装置２５４により、水平面内の互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に平行移動させられて機外セッティング位置に位置決めされた支持板７２の上方に位置決めされる。画像投影装置２５０およびＸＹ移動装置２５４は、ホストコンピュータ７により制御される。画像投影装置２５０により支持面１２４に投影された画像に基づいて、作業者が部品３４と干渉しない位置であって、支持位置として適した位置に支持ピン７０，７１の先端面１３１が位置するように配置する。
【００３３】
画像投影装置２５０は、例えば、一般に知られる液晶プロジェクタと同様な構成とすることができる。ホストコンピュータ７から送信された画像データを装置内の液晶パネルに表示させ、そのパネルを透過させた光源からの光をレンズ系により支持面１２４に集光させ、透視相当画像（図１０参照）を支持面１２４に投影するものである。画像投影装置２５０は、部分的に縮尺が異なる画像を補正する手段（ひずみ補正手段）を有する高精度の装置であることが望ましい。あるいは、スライド等のフィルムを含む記録媒体に透視相当画像を記録し、その記録媒体を透過した光源からの光をレンズ系により支持面１２４に集光させて、透視相当画像を支持面１２４に投影する装置とすることも可能である。
【００３４】
画像投影装置２５０により支持面１２４に投影される透視相当画像は、回路基板２４の設計データに基づいてコンピュータグラフィックスにより作成してもよいし、実際に部品３４が装着された裏面１１０の画像を撮像装置２６０により取得して表裏反転させてもよい。撮像装置２６０は、ＣＣＤデジタルカメラ（ビデオ）を含む構成とすることができ、画像投影装置２５０と同様、機外に設けられ、ＸＹ移動装置２５４と同様に構成されるＸＹ移動装置２６２により移動させられる。撮像装置２６０およびＸＹ移動装置２６２もホストコンピュータ７により制御される。なお、基板製造システムにおいて作業が行われる回路基板２４が初めての種類のものである場合には、その回路基板２４の裏面（装着時には表面であるが）に部品３４が装着されるのを待って、実際に部品３４が装着された裏面１１０の画像を取得しなければならない。そのため、回路基板２４の裏面への部品３４の装着作業と、その回路基板２４の表面への部品３４の装着作業との間の時間が短い場合には、透視相当画像の準備が間に合わず、待ち時間が生じる可能性がある。それに対し、対基板作業の全工程において、コンピュータグラフィックスにより作成された透視相当画像を投影して支持ピン７０，７１を配置する場合にはその可能性がなく、また、撮像装置２６０を設ける必要もなくなる。
【００３５】
なお、画像投影装置２５０は、基板製造システムにより構成されるライン、あるいは上記ラインを複数備えたライン群について１台設けられることが望ましい。言い換えれば、複数の作業者および管理者から成る１グループが管理するライン毎に１台設けられることが望ましいのである。撮像装置２６０は、１工場につき１台でも十分その機能を果たし得る。ただし、画像投影装置２５０と同様に複数ライン毎に１台設けることも可能である。
【００３６】
支持板７２の支持面１２４に投影すべき画像が、回路基板２４の設計データに基づいて作成され、ホストコンピュータ７のＲＡＭあるいは外部記憶装置に記憶される場合について説明する。上記設計データは、本実施形態においては、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）システムにより作成されたＣＡＤデータであり、これはコンピュータグラフィックスの一種である。設計データは、回路基板２４の裏面１１０の配線パターンデータ、裏面１１０に装着される部品３４の装着位置データおよび装着される部品３４に関するデータ等を含み、回路基板２４の種類毎に作成され、ホストコンピュータ７のＲＡＭあるいは外部記憶装置に記憶されている。部品３４に関するデータには、例えば、部品３４の種類，寸法，形状，装着姿勢等が含まれる。本実施形態では、設計データは、回路基板の種類を特定するためのデータ、例えば、コードデータを付してホストコンピュータ７の外部記憶装置に記憶させられている。なお、支持ピン７０，７１は回路基板２４を裏面１１０側から支持するため、それを考慮して回路基板２４の裏面１１０の状況の表示が為される。設計データに基づいて、図１０に示すように回路基板２４の裏面１１０の状況を表面側から透視したものに相当する透視相当画像２７０が投影されるのである。透視相当画像２７０は、回路基板２４の種類の入力に基づいてホストコンピュータ７から供給され、支持面１２４に投影される。透視相当画像２７０には、前述の支持面１２４に設けられた基準マーク１２６に対応する位置に複数の基準マーク２７２が設けられている。また、透視相当画像２７０は、裏面１１０に部品３４が装着される部分と部品３４がない部分とでコントラストがつけられるように作成されている。部品３４がある部分が強調されれば、その部分を避けて支持ピン７０等を配置することがより容易となるからである。ただし、このことは不可欠ではない。以上の工程が画像作成工程である。
【００３７】
本実施形態では、画像投影装置２５０によって、上記透視相当画像２７０に、支持推奨領域像２７６が付加されたものが支持面１２４に投影される。支持推奨領域像２７６は、支持ピン７０，７１による支持に適した領域として推奨される領域であり、コンピュータによって自動で作成することも可能であるが、本実施形態では、透視相当画像２７０を参照しつつ管理者，プログラム作成者等によって作成される。透視相当画像２７０に支持推奨領域像２７６が付加されたものは、それに対応する回路基板２４に対して作業が行われる前に予め作成され、ホストコンピュータ７のＲＡＭあるいは外部記憶装置に回路基板２４の種類を規定するコードデータと対応付けて記憶される。支持推奨領域像２７６は、回路基板２４の種類に応じた寸法，材質，剛性等の性質に精通した管理者等によって作成されることが望ましい。図示を省略する表示装置の画面に上記透視相当画像２７０を表示させ、管理者等は、裏面１１０の状態を見て、空いている領域であって、支持位置として適した領域を探し、マウス等の入力装置を用いて画面上に指定する。支持位置は、図１０に斜線を施して示すように、四角形の領域で指定され、あるいは点で指定される。四角形には長方形および正方形が含まれる。以上が支持推奨領域像付加工程である。
【００３８】
作業者が回路基板２４の種類を入力し、その入力を確定させる操作部材の操作を行えば、入力された回路基板２４について作成された設計データに基づいて、回路基板２４の裏面１１０の状態、すなわち裏面１１０に部品３４が装着された状態が、配線パターン等（図１０では配線パターンの図示は省略されている）と共に画像投影装置２５０によって回路基板２４の支持面１２４に投影される。また、その透視相当画像２７０と共に、上記支持推奨領域像２７６が支持面１２４に投影される。この時、支持板７２上に設けられた基準マーク１２６と、透視相当画像２７０に設けられた基準マーク２７２との各位置が合致するように透視相当画像２７０および支持推奨領域像２７６の倍率が合わされた状態で投影されるようにされる。以上が画像形成工程である。この投影された透視相当画像２７０および支持推奨領域像２７６に基づいて、配置工程において、基板支持ピン７０，７１が部品３４と干渉せず、かつ、支持するのに適した部分に配置される。そして、ボルト１３８が第一支持部材１３２に形成された長穴１３６を貫通して支持板７２の雌ねじ穴１２２に螺合されることにより、支持ピン７０，７１が支持板７２上に位置決めされた状態で固定される。
【００３９】
以上のようにして支持板７２上に支持ピン７０，７１が配置された状態で、それら支持ピン７０等を含む基板支持装置２０による回路基板２４の支持機能が検出される。この工程が支持機能検出工程である。回路基板２４の支持機能の検出のために、例えば、図１１に概略的に示すように、実際の回路基板２４と同様に、裏面に電子回路部品の装着された支持機能検出用回路基板３００を基板支持装置２０に支持させ、支持ピン７０等が部品３４と干渉する等により回路基板３００が上向きに凸に突出している部分や、支持機能が不足して下向きに凹んだりして反っている部分がないかどうかが検査される。そして、調整工程において、支持機能が不足している部分に新たに支持ピン７０，７１を追加したり、支持ピン７０，７１による支持位置を変更する等して、基板支持装置２０による支持状態が適切となるように調整される。
【００４０】
上記のように支持機能を検出することに代えて、あるいは、それと共に、支持機能検出装置により支持機能を検出してもよい。支持機能検出装置の一例を図１２に概略的に示す。本実施形態における支持機能検出装置３１０は、本体３１２と、本体３１２に昇降可能に保持される接触子３１４と、接触子３１４を本体３１２から突出する向き（回路基板に接触する向き）に付勢する付勢装置たるばね部材３１６と、接触子３１４の移動量を検出する検出ヘッドたるセンサ３１８とを備えている。センサ３１８は、例えば、差動トランスにより構成することができる。支持機能検出装置３１０は、本実施形態の場合機外に設けられ、ＸＹ移動装置３２０により、水平面内の互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に平行移動させられるとともに、昇降装置３２２によって、回路基板２４（あるいは回路基板３００）に対して接近，離間させられる。このように構成される支持機能検出装置３１０によって、基板支持装置２０に支持された回路基板２４（あるいは回路基板３００）の上面である表面３５の複数個所に接触子３１４を予め設定された設定力（ばね部材３１６の付勢力）で順次接触させ、それぞれにおける接触子３１４の上向きの移動量（回路基板の撓み量を含む高さ位置に対応する）を検出する。接触子３１４の位置が低いほど（接触子３１４の上向きの移動量が小さいほど）、回路基板２４のその部分の高さが低いか、あるいは下方への撓み量が大きいことになる。したがって、検出された各所における接触子３１４の位置のうち、設定限度を超えて低いものがあれば、その部分の支持機能が不足していることが判り、その部分あるいはその近傍に新たに支持ピン７０，７１を追加したり、支持ピン７０，７１による支持位置を変更する等の調整作業が行われる。逆に、接触子３１４の位置が設定限度を超えて高い場合には、支持ピン７０等が部品３４と干渉していることを意味するため、支持ピン７０等の位置が変更される。
【００４１】
以上のようにして支持ピン７０，７１が適正位置に配置された支持板７２は、係合装置１６０，１６２による係合が解除されることにより移動可能な状態とされ、支持板保持装置１５０から外されて部品装着機５の保持板７６上に戻され、支持板保持装置１４０に位置決め保持される。
【００４２】
次に、実際に部品３４が装着された回路基板２４の裏面１１０が撮像装置２６０によって撮像される場合について説明する。この工程が撮像工程である。本実施形態では、裏面１１０の撮像は、機外であって、前記セッティング位置とは異なる場所で実施される。その際、前記位置決め装置１５２と同様に構成される位置決め装置（図示省略）によって回路基板２４が位置決め保持された状態で、撮像装置２６０が回路基板２４の上方に位置させられて裏面１１０が撮像される。
【００４３】
撮像装置２６０により取得された画像のデータは、図６に示すように、ホストコンピュータ７に送られ、ホストコンピュータ７の反転部３３０において、上記画像を表裏反転させて前記透視相当画像２７０と同様の透視相当画像２７０が取得される。この工程が反転工程である。その透視相当画像２７０にも、複数の基準マーク２７２が設けられている。そして、得られた透視相当画像２７０がホストコンピュータ７から画像投影装置２５０に送られ、前述の画像形成工程および配置工程と同様に、機外のセッティング位置に位置決め保持された支持板７２に透視相当画像２７０が投影され、その投影像に基づいて作業者が支持面１２４に支持ピン７０等を配置する。前記支持機能検出工程および必要であれば調整工程を経、前述の場合と同様に再び部品装着機５に戻される。
【００４４】
以上、部品装着機５における支持板７２への支持ピン７０，７１の配置について代表的に説明したが、これ以外の対回路基板作業機、例えば、第一電子回路部品装着機３および接着剤塗布機４についても支持ピンの配置は同様に行われるものであるため説明は省略する。
【００４５】
本実施形態において、対回路基板作業機の一例である部品装着機５の部品装着装置１６が対基板作業装置を構成している。また、基板支持装置２０が第１支持板保持装置を構成し、支持板保持装置１５０が第２支持板保持装置を構成している。さらに、ホストコンピュータ７において、撮像装置２６０により撮像された画像を表裏反転させて透視相当画像２７０を得る部分（反転部３３０）が反転部を構成し、透視相当画像２７０に支持推奨領域像２７６を付加する部分が支持推奨領域像付加部を構成している。これら反転部，支持推奨領域像付加部，画像投影装置２２０，撮像装置２６０，支持機能検出装置３１０等がそれぞれ支持部材配置作業支援装置を構成している。
【００４６】
本実施形態によれば、透視相当画像２７０を支持板７２の支持面１２４に投影すれば、あたかも支持面１２４上に回路基板２４の裏面１１０の状況が転写されたような画像が投影されることとなり、その透視相当画像２７０に基づいて、部品３４との干渉を確実に回避する部分に支持ピン７０等を作業者が容易に配置できる。その透視相当画像２７０に加えて、支持推奨領域像２７６をも投影させることとすれば、その支持推奨領域像２７６がガイドとなって、回路基板２４の剛性等の性質に精通していない作業者が支持ピン配置を行う場合でも、支持するのに適した位置に支持ピン７０等を配置できる。また、本実施形態では、支持ピン７０等の配置後に支持機能検出工程（および調整工程）を実施することにより、支持ピン７０等を回路基板２４の支持に最適な配置とすることを精度良く実現できる。
【００４７】
前記反転工程の前あるいは後において、撮像により取得された画像（あるいは透視相当画像２７０）における部品３４が装着された部分と部品３４がない部分とにコントラストをつけて、部品３４がある部分を強調するように補正（加工）する補正工程（加工工程）を実施してもよい。この場合、ホストコンピュータ７は、上記補正工程（加工工程）を実行する補正部（加工部）を備えることとなる。
【００４８】
前記反転工程の後に、上記透視相当画像２７０に前述の支持推奨領域像２７６を付加する支持推奨領域像付加工程を実施してもよい。
【００４９】
なお、前記実施形態においては、コンピュータグラフィックスにより作成された透視相当画像２７０と、実際に部品３４が装着された裏面１１０を撮像装置２６０により撮像し、表裏反転させた透視相当画像２７０との両方が利用可能とされているが、いずれか一方のみを利用可能としてもよい。
【００５０】
前記実施形態においては、機外で支持部材の配置を行う形態について説明したが、機内で支持部材の配置を行うことも可能である。その場合、部品装着機５等の対回路基板作業機が、画像投影装置や撮像装置を備えるものとされる。また、機外で支持板を位置決め保持する支持板保持装置は省略できる。
【００５１】
また、前記実施形態においては、透視相当画像２７０と共に支持推奨領域像２７６が投影されるようになっていたが、支持推奨領域像２７６に代えて支持ピンを配置すべき位置を指示する支持位置指示像が投影されるようにすることも可能である。支持位置指示像は、支持推奨領域像２７６を利用して支持ピン７０等が配置され、支持機能検出工程や調整工程が実施されて支持ピン７０等の配設位置が決定された後に、支持推奨領域像２７６の代わりに投影されるようにすることも、当初から支持推奨領域像２７６の代わりに投影されるようにすることも可能である。支持位置指示像が透視相当画像２７０と共に投影されるようにすれば、例えば、作業者が、周辺の部品３４の像に基づいて支持ピン７０等に要求される位置精度を確認しつつ、支持位置指示像の位置に支持ピン７０等を配設することが可能となる等の効果が得られる。ホストコンピュータ７において、透視相当画像２７０に支持位置指示像を付加する部分が支持位置指示像付加部を構成している。
【００５２】
以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である対基板作業システムとしての基板製造システムの構成を概略的に示す図である。
【図２】上記基板製造システムを構成する対回路基板作業機としての電子回路部品装着機を概略的に示す平面図である。
【図３】上記電子回路部品装着機の基板支持装置および支持装置昇降装置等を示す正面図（一部断面）である。
【図４】上記基板支持装置を示す平面図である。
【図５】上記基板支持装置が回路基板を支持した状態の一部を示す正面図である。
【図６】前記基板製造システムの撮像装置および画像投影装置を概略的に示す図である。
【図７】上記基板製造システムの支持部材配置作業支援装置の支持板保持装置を示す平面図である。
【図８】上記支持板保持装置の一部を示す正面断面図である。
【図９】前記電子回路部品装着機を制御する制御装置のうち本発明に関連の深い部分を示すブロック図である。
【図１０】支持板の支持面に投影された透視相当画像および支持推奨領域像を示す平面図である。
【図１１】基板支持装置によって支持機能検出用回路基板が支持された状態を概略的に示す正面図である。
【図１２】前記支持部材配置作業支援装置の支持機能検出装置を概略的に示す図である。
【符号の説明】
２：マスク印刷機 ３：第一電子回路部品装着機 ４：接着剤塗布機 ５：第二電子回路部品装着機 ７：ホストコンピュータ ２０：基板支持装置２４：回路基板 ３４：電子回路部品 ３５：表面 ７０，７１：支持ピン ７２：支持板 ７６：保持板 １１０：裏面 １２４：支持面１４０：支持板保持装置 １５０：支持板保持装置 ２５０：画像投影装置 ２６０：撮像装置 ２７０：透視相当画像 ２７６：支持推奨領域像 ３１０：支持機能検出装置 ３３０：反転部
Claims (8)
- 裏面に電子回路部品が装着された回路基板を裏面において支持する１つ以上の支持部材と、その支持部材を支持面において支持する支持板とを含む基板支持装置における支持部材の支持面への配置を支援する支持部材配置作業支援装置であって、
前記回路基板の裏面に前記電子回路部品が装着された状態を、回路基板の表面側から透視したものに相当する透視相当画像を、前記支持板の支持面に投影する画像投影装置を含むことを特徴とする支持部材配置作業支援装置。 - 前記電子回路部品が装着された前記回路基板の裏面を撮像する撮像装置と、その撮像装置により撮像された画像を表裏反転させて前記透視相当画像を得る反転部とを含み、かつ、前記画像投影装置が、その反転部により取得された透視相当画像を前記支持面にその支持面に対向する側から投影するものである請求項１に記載の支持部材配置作業支援装置。
- 前記透視相当画像に、前記支持部材による支持に適した領域として推奨される支持推奨領域の像を付加する支持推奨領域像付加部と、支持部材を配置すべき位置を指示する支持位置指示像を付加する支持位置指示像付加部との少なくとも一方を含む請求項１または２に記載の支持部材配置作業支援装置。
- 前記対回路基板作業機から取り外された前記支持板を前記画像投影装置に対して位置決めして着脱可能に保持する支持板保持装置を含む請求項１ないし３のいずれかに記載の支持部材配置作業支援装置。
- 前記基板支持装置による回路基板の支持機能を検出する支持機能検出装置を含む請求項１ないし４のいずれかに記載の支持部材配置作業支援装置。
- （ａ）裏面に電子回路部品が装着された回路基板を裏面において支持する１つ以上の支持部材と、その支持部材を支持面において支持する支持板とを含む基板支持装置と、（ｂ）その基板支持装置により支持された回路基板に、予め定められた作業を行う対基板作業装置と、（ｃ）前記支持板を着脱可能に保持する第１支持板保持装置とを備えた対回路基板作業機と、
その対回路基板作業機の機外に設けられ、（ｄ）前記支持板を位置決めして着脱可能に保持する第２支持板保持装置と、（ｅ）その第２支持板保持装置に保持された前記支持板の支持面に、前記回路基板の裏面に前記電子回路部品が装着された状態を、回路基板の表面側から透視したものに相当する透視相当画像を投影する画像投影装置とを備えた支持部材配置作業支援装置と
を含む対基板作業システム。 - 前記第１支持板保持装置が、前記支持板をほぼ水平な姿勢で保持し、そのほぼ水平な姿勢のまま前記機外へ取り出されることを許容する支持板保持部を含む請求項６に記載の対基板作業システム。
- 裏面に電子回路部品が装着された回路基板を裏面において支持する１つ以上の支持部材と、その支持部材を支持面において支持する支持板とを含む基板支持装置において支持部材を支持面へ配置する方法であって、
前記回路基板の裏面に前記電子回路部品が装着された状態を、回路基板の表面側から透視したものに相当する透視相当画像を、前記支持板の支持面に投影して形成する画像形成工程と、
その画像形成工程において形成された透視相当画像に基づいて前記支持部材を前記支持面に配置する配置工程と
を含むことを特徴とする支持部材配置方法。
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