JP2006302949A - 部品ライブラリデータの作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極の位置を１つずつ独立した定義で部品ライブラリデータを作成する方法を提供する。
【解決手段】電子部品を部品認識カメラで撮像してモニターに表示させ、前記モニターの画面上で対象部品の存在範囲を設定し、部品種別を選択し、この電子部品の寸法及び位置を抽出する。そして、前記モニターの画面上で対象部品の存在範囲内の電極を検出し、この検出された電極を実画像上に重ねてグラフィックスを描画し、作業者が目視で本当の電極であるか否かを確認して電極でないものを削除して電極数を確定し、個々の電極全てについて各電極の位置を求める。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータの作成方法に関する。

吸着ノズルに吸着された電子部品の部品画像をＣＲＴに表示すると共に、部品データに基づくグラフィックを表示させて、修正等したい部品データを特定して、これを寸法変更スイッチ部等を押圧することで、電子部品の認識用データにおける寸法データを変更する技術は知られている（特許文献１）。

従来は、表面実装部品の特徴を表す部品ライブラリデータを作成する際に、等ピッチで配置されている電極に基づいてグループ分けして定義するのが一般的である。具体的には、作業者が電子部品の画像や図面を見ながら、電極が等ピッチである部分（エリア）を抜粋して、ピッチ、行数、列数、電極が抜けている部分などを考慮しつつ作成する。
特開平１０−１３５６８６号公報

しかし、ＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）やＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージ）などの表面実装部品で、電極の配置が複雑なものにあっては、ピッチ、行数や列数などを考慮して部品ライブラリデータを作成するのが困難である。

そこで本発明は、等ピッチで配置されている電極に基づいてグループ分けして定義して部品ライブラリデータを作成するのではなく、電極の位置を１つずつ独立して定義して部品ライブラリデータを作成することを目的とする。

このため第１の発明は、複数の電極を有する電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータの作成方法において、各電極ごとにその位置を定義して作成することを特徴とする。

第２の発明は、複数の電極を有する電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータの作成方法において、
前記電子部品を部品認識カメラで撮像し、
この撮像結果に基づき前記電子部品の電極を検出し、
個々の電極全てについて前記電子部品の所定位置を原点とした各電極の位置を求める
ことを特徴とする。

第３の発明は、複数の電極を有する電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータの作成方法において、
前記電子部品を部品認識カメラで撮像してモニターに表示させ、
前記モニターの画面上で対象部品の存在範囲を設定し、
前記モニターの画面上で部品種別を選択し、
この電子部品の寸法及び位置を抽出し、
前記モニターの画面上で対象部品の存在範囲内の電極を検出し、
この検出された電極を実画像上に重ねてグラフィックスを描画し、作業者が目視で本当の電極であるか否かを確認して電極でないものを削除して電極数を確定し、
個々の電極全てについて各電極の位置を求める
ことを特徴とする。

第４の発明は、複数の電極を有する電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータの作成方法において、
前記電子部品を部品認識カメラで撮像してモニターに表示させ、
前記モニターの画面上で対象部品の存在範囲を設定し、
前記モニターの画面上で部品種別を選択し、
前記モニターの画面上で作業者が部品寸法を入力するか、又はグラフィックスを用いて設定し、
前記モニターの画面上で作業者が電極径を入力するか、又はグラフィックスを用いて設定し、
前記モニターの画面上で作業者が各電極の位置を入力するか、又はグラフィックスを用いて設定する
ことを特徴とする。

本発明は、等ピッチで配置されている電極に基づいてグループ分けして定義して部品ライブラリデータを作成するのではなく、電極の位置を１つずつ独立して定義して部品ライブラリデータを作成することにより、電極の配置が複雑なものにあっても容易に部品ライブラリデータを作成することができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。図１は電子部品装着装置１の平面図で、該装置１の基台２上には種々の電子部品を夫々その部品取出位置（部品吸着位置）に１個ずつ供給する部品供給ユニット３が複数並設されている。対向する供給ユニット３群の間には供給コンベア４、位置決め部５及び排出コンベア６が設けられている。前記供給コンベア４は上流側装置より受けたプリント基板Ｐを前記位置決め部５に搬送し、この位置決め部５で位置決め機構（図示せず）により位置決めされた該基板Ｐ上に電子部品が装着された後、排出コンベア６に搬送され、下流側装置に搬送される。

８はＸ方向に長い一対のビームであり、Ｙ軸駆動モータ９の駆動によりネジ軸１０を回転させ、左右一対のガイド１１に沿ってプリント基板Ｐや部品供給ユニット３の部品取出部（部品吸着位置）上方を個別にＹ方向に移動する。

各ビーム８にはその長手方向、即ちＸ方向にＸ軸駆動モータ１５によりガイドに沿って移動するヘッド取付体１２が設けられ、装着ヘッド７の底面図である図６に示すように、該取付体１２には例えば２本の吸着ノズル１３を有する装着ヘッド７が設けられる。そして、前記装着ヘッド７には前記吸着ノズル１３を上下動させるための上下軸駆動モータ１６が搭載され、また鉛直軸周りに回転させるためのθ軸駆動モータ１７が搭載されている。したが.って、装着ヘッド７の吸着ノズル１３はＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、鉛直軸回りに回転可能で、かつ上下動可能となっている。

１８は部品認識カメラで、電子部品Ｄが吸着ノズル１３に対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかＸＹ方向及び回転角度につき、位置認識するために電子部品Ｄを撮像する。そして、各電子部品Ｄが吸着ノズル１３に吸着保持された状態で部品認識カメラ１８により撮像されて後述する認識処理装置２４により認識処理され、認識不良とされたときには、回収箱１４に回収される。

次に、図２は本電子部品装着装置１の制御ブロック図である。２０は本装着装置の装着に係る動作を統括制御する制御部としてのＣＰＵ、２１は電子部品の装着順序毎（ステップ番号毎）にプリント基板Ｐ内でのＸ方向、Ｙ方向、角度の位置情報及び各部品供給ユニット３の配置番号情報及び装着ヘッドでの使用する吸着ノズルの位置を示すノズル位置情報から成る装着データや、前記各部品供給ユニット３の配置番号に対応した各電子部品の種類（部品ＩＤ）及びどんな吸着ノズル（ノズルＩＤ）を使用するかを示す部品配置データや、電子部品毎の電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータ等を格納するＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）、２２はプログラムを格納するＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）である。

そして、ＣＰＵ２０は前記ＲＡＭ２１に記憶されたデータに基づき、前記ＲＯＭ２１に格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置の部品装着動作に係る動作を統括制御する。即ち、ＣＰＵ２０は、駆動回路２３を介して前記Ｘ軸駆動モータ１５、前記Ｙ軸駆動モータ９、前記上下軸駆動モータ１６及び前記θ軸駆動モータ１７の駆動を制御する。

２４はインターフェース２５を介して前記ＣＰＵ２０に接続される認識処理装置で、前記部品認識カメラ１８により撮像して取込まれた画像の認識処理が該認識処理装置２４にて行われ、ＣＰＵ２０に処理結果が送出される。即ち、ＣＰＵ２０は、前記部品認識カメラ１８により撮像された画像を認識処理（位置ずれ量の算出など）するように指示を認識処理装置２４に出力すると共に、認識処理結果を認識処理装置２４から受取るものである。

即ち、前記認識処理装置２４の認識処理により電子部品Ｄの位置ずれ量が把握されると、その結果がＣＰＵ２０に送られ、ＣＰＵ２０は電子部品Ｄの位置ずれを補正すべく、前記ビーム８をＹ軸駆動モータ９の駆動によりＹ方向に、装着ヘッド７をＸ軸駆動モータ１５の駆動によりＸ方向に移動させることにより、また吸着ノズル１３をθ軸駆動モータ１７によりθ回転させ、Ｘ、Ｙ方向及び鉛直軸線回りへの回転角度位置の補正がなされるものである。

尚、前記部品認識カメラ１８より撮像された画像は表示装置としてのモニター２６に表示される。そして、前記モニター２６には種々のタッチパネルスイッチ２７が設けられ、作業者がタッチパネルスイッチ２７を操作することにより、種々の設定を行うことができる。

前記タッチパネルスイッチ２７はガラス基板の表面全体に透明導電膜がコーティングされ、四辺に電極が印刷されている。そのため、タッチパネルスイッチ２７の表面に極微小電流を流し、作業者がタッチすると四辺の電極に電流変化を起こし、電極と接続した回路基板によりタッチした座標値が計算される。従って、その座標値がある作業を行わせるスイッチ部として予め後述するＲＡＭ２１に記憶された座標値群の中の座標値と一致すれば、当該作業が行なわれることとなる。

次に、図３及び図４に基づき、例えばＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）の部品ライブラリデータの作成方法について説明する。先ず、モニター２６に表示されたタッチパネルスイッチ２７を操作することにより、ＢＧＡを吸着ノズル１３に吸着保持させ、ＣＰＵ２０はＹ方向については駆動回路２３を介してＹ軸駆動モータ９を駆動させて一対のガイド１１に沿ってビーム８を移動させ、Ｘ方向は駆動回路２３を介してＸ軸駆動モータ１５を駆動させて装着ヘッド７を移動させ、部品認識カメラ１８の上方に前記吸着ノズル１３を移動させて、部品認識カメラ１８で撮像して、ＢＧＡの画像をモニター２７に表示させる。

そして、部品ライブラリデータ作成プログラムにて対象部品の存在範囲を設定する。即ち、画面において、対象部品を囲むようにカーソルをドラッグして図５に示すように、点線で囲むことにより対象部品の存在範囲を設定する。その後、「次へ」スイッチ部３０をクリックすると、ＣＰＵ２０は図６に示す部品種別選択画面をモニター２７に表示させる。

次に、この図６の部品種別選択画面において、エリアアレイスイッチ部３１をクリックすることにより部品種別としてＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）を選択して、「次へ」スイッチ部３２をクリックすると、ＣＰＵ２０は図７に示すデータ作成方法選択画面をモニター２７に表示させる。

そして、図７に示す「教示」スイッチ部３３をクリックすると、認識処理装置２４の認識結果に基づき、ＣＰＵ２０は部品ライブラリデータ作成プログラムに従い、この電子部品の寸法及び位置を抽出する。これにより、電子部品の寸法が作成される。そして、部品認識時のアルゴリズムとは異なる重心検出アルゴリズムに従って、画像の基準位置に対する対象部品の存在範囲内の電極（画面上では白い丸）の位置を認識処理装置２４が個々に検出する。

更に、この検出結果に基づきＣＰＵ２０が動作し、各電極を実画像上に重ねてグラフィックスを描画し（図８参照）、作業者が目視で本当の電極であるか否かを確認して、電極でないもの（例えば、ゴミ）をカーソルで指示して「削除」スイッチ部３４をクリックして削除する。このとき、例えば図８に示すように、部品の右上部に電極でないものが存在した場合には、そのものをカーソルで指示して「削除」スイッチ部３４をクリックして削除する。従って、ゴミ等の電極以外のものの位置を電極の位置として含んだ部品ライブラリデータが作成されることが防止できる。そして、電極でないものを削除し終えると、「終了」スイッチ部３５をクリックする。これにより、電極数が確定する。

そして、ＣＰＵ２０は、個々の電極全てについて、各電極の位置を部品サイズと位置から求められた電子部品の中心位置（その他の位置、例えばコーナー部等でもよい）を原点とした位置（Ｘ、Ｙ座標）に変換する。これにより、各電極の位置が求められることとなる。

そして、ＣＰＵ２０は検出された電極の面積から径を算出し、全ての電極の径の平均値を求め、電極の径とする。これにより電極の径が求められることとなる。従って、以上のように、図９に示すような部品寸法、電極数、各電極の位置及び電極の径から構成された部品ライブラリデータが作成され、ＲＡＭ２１に格納されることとなる。この図９において、矢印スイッチ部２９をクリックすると、次ページとなり、電極５以降の位置が表示される。

なお、前述したように、モニター２７に表示されたデータ作成方法選択画面（図７参照）において、「編集」スイッチ部３６をクリックすると、図１０に示すような部品寸法編集画面がモニター２７に表示される。従って、作業者は部品寸法をこの部品寸法編集画面にてＸ方向及びＹ方向につき図示しないテンキーを用いて入力するか、又はグラフィックスを用いて設定する。後者の場合は、具体的にはカーソルをドラッグして対象部品と同様な大きさを点線で作成し、モニター２７に表示されている電子部品の実像（傾斜している）とグラフィックス（点線にて表す）とを重ね合わせて、寸法、位置及び角度を決定する。この場合、グラフィックスを各移動及び回転のスイッチ部３７をクリックすることにより、実像にグラフィックスを重ね合わせることができるが、マウスボタンのリリース毎に部品寸法は表示される。

その後、「次へ」スイッチ部３８をクリックすると、ＣＰＵ２０は図１１に示すような電極径編集画面をモニター２７に表示させる。従って、作業者は電極径をこの電極径編集画面にて図示しないテンキーを用いて入力するか、又はグラフィックスを用いて設定する。後者の場合は、具体的にはカーソルをドラッグして対象部品の電極と同様な径の円を点線で作成し、モニター２７に表示されている実像とグラフィックス（点線にて表す）とを重ね合わせて、電極の径を決定する。この場合、マウスボタンのリリース毎に電極の径が表示される。

次に、「次へ」スイッチ部３９をクリックすると、ＣＰＵ２０は図１２に示すような電極数、位置編集画面をモニター２７に表示させる。従って、作業者は電極の位置をこの電極数、位置編集画面にて図示しないテンキーを用いて入力するか、又はグラフィックスを用いて設定する。後者の場合は、具体的にはカーソルをドラッグして対象部品の電極と同様な径の円を点線で作成し、モニター２７に表示されている電極の実像と電極のグラフィックス（点線にて表す）とを重ね合わせて、電極の位置を決定する。この場合、グラフィックスを各移動スイッチ部４０をクリックすることにより移動させ、実像にグラフィックスを重ね合わせることができ、またマウスボタンのリリース毎に電極の位置（ＸＹ方向）が表示される。また、電極数は「増」又は「減」スイッチ部４１、４２をクリックすることにより、増加又は減少させることができる。即ち、１個目の電極の位置の設定が終了したら、「増」スイッチ部４１をクリックして２個目の電極の位置の設定をするというように、次々に全ての電極の位置を決定することができる。この場合、「増」スイッチ部４１のクリック毎に、電極の数は加算される。

そして、「終了」スイッチ部４３をクリックすると、前述の設定された部品の寸法、電極数、電極位置及び電極径から構成される部品ライブラリデータの作成は終了し、ＲＡＭ２１に格納される。

以上の構成により、作業者は始動スイッチ（図示せず）を押圧することにより部品装着装置の自動運転を行なうことができる。先ず、プリント基板Ｐが上流装置より供給コンベア４を介して位置決め部５に搬送され、図示しない位置決め機構により位置決め固定される。

次いで、ＲＡＭ２１に格納されたプリント基板の装着すべきＸＹ座標位置、鉛直軸線回りへの回転角度位置及び各部品供給ユニット３の配置番号等が指定された装着データに従い、次々に装着ヘッド７が移動して電子部品の部品種に対応した吸着ノズル１３が装着すべき電子部品を所定の部品供給ユニット３から吸着して取出す。

詳述すると、装着ヘッド７の吸着ノズル１３はステップ番号０００１の装着すべき電子部品を収納する部品供給ユニット３上方に位置するよう移動するが、Ｙ方向は駆動回路２３によりＹ軸駆動モータ９が駆動して一対のガイド１１に沿ってビーム８が移動し、Ｘ方向は駆動回路２３によりＸ軸駆動モータ１５が駆動して装着ヘッド７が移動し、既に所定の部品供給ユニット３は駆動されて部品吸着位置にて部品が取出し可能状態にあるため、上下軸駆動モータ１６が駆動回路２３により駆動して前記ノズル１３が下降して電子部品を吸着して取出し、次に装着ヘッド７は上昇し、ステップ番号０００２の装着すべき電子部品を収納する部品供給ユニット３上方に移動し、下降して取出すというように、ステップ番号０００２までの電子部品を取出す。

そして、吸着ノズル１３は位置決め部５にて位置決めされたプリント基板Ｐ上の所定位置に電子部品を装着するように移動するが、この装着ヘッド７の移動途中において、装着ヘッド７が移動しながら部品認識カメラ１８の上方位置を通過する際に２本の吸着ノズル１３に吸着保持された電子部品が部品認識カメラ１８により一括して撮像される（フライ認識）。そして、ＣＰＵ２０により部品認識実行命令がなされると、部品認識処理装置２４に画像を取込ませ、電子部品が当該吸着ノズル１３に対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかＸＹ方向及び回転角度につき認識処理装置２４により認識処理させる。そして、この電子部品の認識処理結果及び前述したプリント基板の認識処理結果に基づいて補正され、ＣＰＵ２０によりＹ軸駆動モータ９、Ｘ軸駆動モータ１５及びθ軸駆動モータ１７が制御され、次々にプリント基板Ｐの所定位置に装着されることとなる。

ここで、各電子部品Ｄが吸着ノズル１３に吸着保持された状態で部品認識カメラ１８により撮像されて認識処理装置２４により認識処理された場合に、例えば電子部品Ｄのリード曲りや所謂立ち吸着等により認識不良（姿勢不良や吸着異常を含む）とされたときには、回収箱１４に回収される。

この場合、この認識処理装置２４により認識処理された結果に基づいて、ＣＰＵ２０は前述のように作成された当該電子部品に係る部品ライブラリデータに基づき認識正常か異常かを判断する。

このようにして、プリント基板Ｐ上に電子部品Ｄを次々装着し、プリント基板Ｐ上に全ての電子部品Ｄが装着し終わると、排出コンベア６を介して下流側装置に受け渡される。

以上本発明の実施形態について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の代替例、修正又は変形を包含するものである。

電子部品装着装置の平面図である。 本電子部品装着装置の制御ブロック図である。 フローチャートを示す図である。 フローチャートを示す図である。 部品存在範囲指定画面を示す図である。 部品種別選択画面を示す図である。 データ作成方法選択画面を示す図である。 電極削除画面を示す図である。 部品ライブラリデータを示す図である。 部品寸法編集画面を示す図である。 電極径編集画面を示す図である。 電極数、位置編集画面を示す図である。

符号の説明

１８ 部品認識カメラ
２０ ＣＰＵ
２１ ＲＡＭ
２６ モニター

Claims (4)

1. 複数の電極を有する電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータの作成方法において、各電極ごとにその位置を定義して作成することを特徴とする部品ライブラリデータの作成方法。
2. 複数の電極を有する電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータの作成方法において、
   前記電子部品を部品認識カメラで撮像し、
   この撮像結果に基づき前記電子部品の電極を検出し、
   個々の電極全てについて前記電子部品の所定位置を原点とした各電極の位置を求める
   ことを特徴とする部品ライブラリデータの作成方法。
3. 複数の電極を有する電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータの作成方法において、
   前記電子部品を部品認識カメラで撮像してモニターに表示させ、
   前記モニターの画面上で対象部品の存在範囲を設定し、
   前記モニターの画面上で部品種別を選択し、
   この電子部品の寸法及び位置を抽出し、
   前記モニターの画面上で対象部品の存在範囲内の電極を検出し、
   この検出された電極を実画像上に重ねてグラフィックスを描画し、作業者が目視で本当の電極であるか否かを確認して電極でないものを削除して電極数を確定し、
   個々の電極全てについて各電極の位置を求める
   ことを特徴とする部品ライブラリデータの作成方法。
4. 複数の電極を有する電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータの作成方法において、
   前記電子部品を部品認識カメラで撮像してモニターに表示させ、
   前記モニターの画面上で対象部品の存在範囲を設定し、
   前記モニターの画面上で部品種別を選択し、
   前記モニターの画面上で作業者が部品寸法を入力するか、又はグラフィックスを用いて設定し、
   前記モニターの画面上で作業者が電極径を入力するか、又はグラフィックスを用いて設定し、
   前記モニターの画面上で作業者が各電極の位置を入力するか、又はグラフィックスを用いて設定する
   ことを特徴とする部品ライブラリデータの作成方法。
   

Images