JP2018124141A - 情報処理装置、情報処理方法、プログラム、 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば特許文献1には塗布液体を塗布する装置が開示されている。
このため電子回路基板に対する効率的なスプレーパスを設定する必要がある。スプレーパスとは、塗布装置(コーティング装置)のノズルの液体塗布時の移動経路である。
特に電子部品がマウントされた回路基板の塗布面は、各種部品によって高さが異なっているため、各所の高さを正確に認識して必要な設定を行わなければならない。そして設定のためには回路基板の撮像画像を用いているが、撮像画像は、カメラのレンズの光軸中心からみた被写体を平面化した画像であるため、画像平面に、各電子部品の上面が正しい位置状態で表現されているものではない。このため、撮像画像に基づいてオペレータが行う設定や確認の作業が不正確になりやすい。
そこで本発明では、撮像画像を用いながら、オペレータが塗布処理対象物の高さを正確な位置状態で把握できるようにすることを目的とする。
回路基板などの塗布処理対象物の撮像画像は、塗布処理に関する各種の設定のためにオペレータに対して表示される。この場合に、平面的な画像上で高さが例えば閾値以上などの条件に該当する箇所を明示するようにする。
高さ測定データにはスキャン方向のずれが発生し、そのずれが表示上で現れることがあるため、ずれを補正する。
高さに関する条件該当位置の情報とともに、スプレーパス設定情報を表示する。
オペレータが高さに関する条件該当位置を確認しながら禁止エリアを設定できるようにする。
これにより塗布処理対象物をそのまま認識できる撮像画像を用いながら高さに関しての条件該当位置を正確に提示する状態とする。
本発明のプログラムは、上記各ステップの処理を情報処理装置に実行させるプログラムである。
コンピュータ装置200、もしくはコーティング装置1に内蔵された演算処理装置(主制御部30)が、本発明の情報処理装置として構成可能である。
説明は次の順序で行う。
<1.実施の形態のコーティング装置の構成>
<2.コーティング装置の制御構成>
<3.コンピュータ装置の構成>
<4.各種設定及び表示>
<5.まとめ及び変形例>
<6.プログラム>
図1にコーティング装置1の外観例を示す。
このコーティング装置1は搬入されてきた回路基板100に対して、吐出部であるノズル3からコーティング剤を吐出して吹き付けるコーティング処理を行い、回路基板100に防湿や防錆のための保護薄膜を形成する装置である。
なお後述するが、ノズル3は塗布液体(コーティング剤)を扇状又は円錐状に吐出する吐出部である。
コンベア機構10は、Y方向に離隔したコンベア10a、10aと、コンベア10a、10aをそれぞれ支持するとともに搬送される回路基板100をガイドする搬送ガイド10b、10bとを有する。搬送ガイド10bの上面は高さ基準面10cとされている。
コンベア10a、10aには、回路基板100のY方向における両端部がそれぞれ載置される。回路基板100は、コンベア10a、10aの駆動により搬送される。回路基板100の搬入時、搬出時にコンベア10a、10aは図示しないモータにより駆動される。
なお搬送ガイド10b、10bのX方向における所定の位置には、位置決め部としてのストッパ20、20が設けられている。ストッパ20は、コンベア10a、10aの上方(Z方向)に張り出すように搬送ガイド10b、10bからY方向に突出されている。コンベア10a、10a上を搬送される回路基板100は、先端面がストッパ20、20に突き当てられることでその移動が規制され、コーティング処理が行われるコーティング位置に位置決めされる。
もちろん、コーティング装置1は、このようにラインを構成するだけでなく、個別に回路基板100等の処理対象物に対してコーティングを行う機器としてもよい。
ノズル3は、筒状先端部3aがノズルベース部3bに取り付けられた構造とされている。
ノズル3は、ホルダ4に取り付けられた状態で、搬入された回路基板100の上方空間をX方向、Y方向、Z方向に移動可能とされている。
レーザセンサ25がホルダ4に装着されていることで、レーザセンサ25はノズル3とともにX方向、Y方向、Z方向に移動可能とされている。
以上の構成により、ノズル3の位置は、Xモータ8、Yモータ7、ノズルZモータ5によってX方向、Y方向、Z方向に移動可能となる。X方向、Y方向、Z方向に移動することで、搬入された回路基板100上の各所を移動しながらのコーティング剤のスプレーを行うことができる。
またレーザセンサ25の位置はXモータ8、Yモータ7によりX方向、Y方向に移動可能となる。これにより回路基板100の平面をスキャンして、回路基板100の各部の高さを計測できる。
図2Aに示すように、回路基板100には、抵抗、コンデンサ、ICチップ等の各種の電子部品110,111,112,113がマウントされており、その各種電子部品の高さw,vや、電子部品間のサイズk,mなども多様である。本実施の形態では、例えばこのような回路基板100に対して、X方向、Y方向、Z方向にノズル3が移動されながら吹きつけを行うことで、回路基板100の形状や部品配置に応じた適切な薄膜形成を可能とする。
この図2Dのようなスプレーパターン90は、a−a断面線の位置よりさらに下方にいくと、霧化状になり、コーティングに適さなくなる。霧化状のパターンで塗布したコーティング剤は塗布されない部分やピンホールが多くなり、不良品になることがある。そのため、例えばa−a断面線の位置あたりで、回路基板100の表面に達することが適切である。
図2Aでは、上述のZ方向移動によりノズル3の回路基板100の表面からの高さ位置が、距離tの状態に調整され、コーティング剤の塗布が行われている様子を示している。この場合の塗布面からの距離tは、スプレーパターン90による塗布幅が、最も効率よく塗布ができる幅hとなる高さを得る距離である。この状態でX方向に移動されることで、幅hの状態でのX方向へ帯状に進行する塗布が行われることになる。
なお、最適な距離tは、塗布液体の粘度やノズル3のサイズ・形状等にもよるが、例えば本実施の形態では距離t=10mmとして説明する。
さらに回転角度位置により、進行させる塗布の帯の幅を調節することもできる。例えば図2Aの状態から45°回転角度位置を変化させてX方向に移動させれば、図示の幅hの半分の幅の状態でのX方向へ帯状に進行する塗布を行うことが可能になる。
図3A、図3B、図3Cには、各種回転角度位置θ1、θ2、θ3の場合に、例えばX方向側から見た場合のスプレーパターン90及び塗布領域92の塗布幅を示している。図のように、塗布幅を回転角度位置によって調整できる。
従って重ね塗り部分を考慮して塗布幅を調整したり、比較的狭い箇所にスプレーを行う場合などは、回転角度位置を調整して、進行方向からみたスプレーパターン幅を調整することで、適切な幅の塗布が可能となる。
コーティング剤は例えばポリオレフィン系若しくはアクリル系若しくはポリウレタン系の絶縁コーティング剤である。シンナーで希釈して液状で回路基板100に塗布した場合、10分程度乾燥させることで、回路基板100に基板遮蔽層としての薄膜が形成される。
光センサを構成する発光部21と受光部22は、X方向に対向するように配置されている。発光部21は例えば半導体レーザ等により構成され、例えば直径1.5mm程度のレーザ光を出力する。このレーザ光は受光部22によって受光される。受光部22では、受光光量に応じて、検出信号を出力する。
この場合、レーザ光の光線はX方向に伸びる線状となり、例えばノズル3がY方向に移動されてレーザ光の光線を横切ると、光線がノズル3によって妨げられ、受光部22に達しない。これによって受光部22では、受光光量が低下し、光量低下状態を示す検出信号を出力することとなる。
適切な塗布幅で塗布を行うために、ノズル3からの扇状のスプレーパターン90の幅を調整することが行われる。そのために、ノズル3のからスプレーパターン90を吐出させながら、センサの光線を横切る方向性でノズル3を移動させて、スプレーパターン90の幅を測定する。測定結果に応じて、コーティング剤のスプレー圧を調整することで、スプレーパターン幅を所望の幅に調整できる。
本例では、揮発性の高い溶剤で希釈されたコーティング剤を用いており、これが乾燥してノズル3の筒状先端部3a(吐出孔)で硬化し、吐出するスプレーパターン90を変化させてしまうことがある。
そこで不使用時には、希釈剤を入れた浸け置き部24にノズル3の先端が浸されるようにしておく。浸け置き部24には例えばシンナー系の溶剤を入れておく。これによりノズル3の詰まりを防ぐ。
また使用前には捨て打ち部23の上方にノズル3を位置させた状態で、捨て打ちとしての吐出を行って硬化部分を吹き飛ばしたり、ノズル3の先端をブラシ26に接触させるようにY方向に移動させて清掃できるようにしている。これらの作業により、実際のコーティング作業時には、安定したスプレーパターンが得られるようにしている。
また、捨て打ち部23の上方は、発光部21からのレーザ光の光線位置となる。従って、後述する測定処理としてスプレーパターン90を吐出しながらノズル3を移動させる動作は、捨て打ち部23の上方で行うことができる。つまり捨て打ち部23が測定処理の際に吐出されるスプレーパターン90の受け部としても機能する。
また捨て打ち部23には図示の様に斜面が形成されており、該斜面によって捨て打ちされたコーティング剤は一定方向に飛び散るように構成されている。この図1の場合、浸け置き部24の方向にコーティング剤が飛び散るようにされている。このため捨て打ちの際や、測定処理の際に、むやみにコーティング剤が飛散することがないようにできる。
この表示部9には、このコーティング装置1に取り込まれた回路基板100の画像(撮像画像)や撮像画像を加工した画像、操作アイコン、メッセージ表示、その他、ユーザインターフェースのための各種画像が表示される。
回路基板100の画像が表示されることで、オペレータは、画像上で、コーティングを行う部位を指定したり、あるいはコーティングを禁止する領域を指定したりすることも可能とされる。
図4にコーティング装置1の制御構成を示す。なおここでは特に電気系統を示し、コーティング剤の供給、加圧制御等の流体制御系についての説明は省略する。
メモリ部34は、主制御部30が各種制御で用いるROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、EEP−ROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)等の不揮発性メモリ等の記憶領域を総括的に示している。
なお、このメモリ部34としては、マイクロコンピュータ内部に形成される記憶領域(レジスタ、RAM、ROM、EEP−ROM等)や、マイクロコンピュータとしてのチップ外部で外付けされるメモリチップの領域の両方をまとめて示している。つまり、いずれの記憶領域が用いられても良いため区別せずに示したものである。
メモリ部34におけるRAM領域は、主制御部30としてのCPUが各種演算処理のためのワークメモリとして用いたり、画像データ等の一時的な記憶等に用いられる。
メモリ部34における不揮発性メモリ領域は、演算制御処理のための係数、定数等、必要な情報が格納される。
主制御部30は、メモリ部34に格納されるプログラムや、入力部31からのオペレータの操作入力に基づいて、或いは外部装置であるコンピュータ装置200等からの指示に基づいて、必要な演算処理、制御処理を行う。
入力部31からの入力情報は主制御部30に供給され、主制御部30は入力情報に応じた処理を行う。
例えば主制御部30は、回路基板100の撮像画像データを表示駆動部33に受け渡して、撮像画像を表示部9に表示させたり、撮像画像データを編集して表示部9に表示させたりすることができる。
なお主制御部30は、例えばコンピュータ装置200やデジタルスチルカメラ等の外部機器から撮像画像データを取り込んで、メモリ部34に格納する。そして主制御部30は、例えばスプレーパスの設定などのために必要に応じて撮像画像データを読み出して画像解析処理、拡大/縮小処理、画像編集処理、或いは外部送信処理等を行うことができる。
この通信により、外部機器から撮像画像データ等の供給を受けたり、或いはバージョンアッププログラムをロードしたり、各種処理係数、定数の変更設定を受け付けたりすることができる。また主制御部30がホスト機器に対し、エラーメッセージ、ワーニング等を送信したり、撮像画像データを送信することなども可能とされる。
また図示のようにコンピュータ装置200と通信可能とされた場合、コンピュータ装置200から撮像画像データ、動作プログラム、スプレーパスの設定データ等を取り込むことができる。
例えば主制御部30は、コーティング処理を開始する前に、回路基板100を撮像した撮像画像の解析、及びオペレータの操作入力による禁止エリア設定等に応じて、スプレーパスを作成する処理を行う。もしくはコンピュータ装置200側で設定したスプレーパスのデータを取得する。
実際のコーティング処理を開始した後は主制御部30は、スプレーパスに応じて、ノズル移動方向をモータコントローラ35に指示していくこととなる。
また、高さ測定の際にも、主制御部30は、モータコントローラ35に対してレーザセンサ25(ホルダ4)の所定の移動を指示する。
これらの移動のコマンドに応じて、モータコントローラ35は、各モータドライバ(36,37,38,39)を駆動制御することとなる。
Xモータドライバ38は、Xモータ8に正方向回転又は逆方向回転の駆動電流を与える。これによりXモータ8が駆動され、ホルダ4を支持するY方向ガイド11全体がX方向の正方向又は逆方向にスライド移動される。
ノズルZモータドライバ39は、ノズルZモータ5に正方向回転又は逆方向回転の駆動電流を与える。これによりノズルZモータ5が駆動され、ノズル3が垂直方向に繰り出されたり、引き上げられたりするように移動される。
ノズル回転モータドライバ37は、ノズル回転モータ6に正方向回転又は逆方向回転の駆動電流を与える。これによりノズル3の回転角度位置を変化させる回転動作が行われる。
モータコントローラ35は、主制御部30からのコマンドに応じて、各モータドライバ36,37,38,39に指示を出し、電流印加を実行させることで、各モータが連携してノズル3とレーザセンサ25の移動が実行される。
位置検出部52は、ノズル回転モータ6により回転駆動されるノズル3の回転角度位置を検出する。そして回転角度位置を主制御部30に通知する。
位置検出部53は、Xモータ8により移動されるホルダ4のX方向の位置を、X座標値として検知し、主制御部30に通知する。
位置検出部54は、ノズルZモータ5により上下移動されるノズル3のZ方向の位置を、Z座標値として検知し、主制御部30に通知する。
位置検出部51,53,54は、それぞれY方向ガイド11,X方向ガイド12、ホルダ4に機械的或いは光学的なセンサが設けられて位置を検出するようにしても良いし、或いはYモータ7,Xモータ8,ノズルZモータ5がステッピングモータの場合、位置検出部51,53,54は、正逆方向の駆動ステップ数をアップ/ダウンカウントするカウンタとし、そのカウント値を検出位置とするものでもよい。またYモータ7,Xモータ8,ノズルZモータ5に取り付けられたFG(Frequency Generator)やロータリエンコーダ等の信号を用いて、現在位置を計測するものでもよい。いずれにせよ位置検出部51,53,54は、ノズル3の現在位置としてX座標値、Y座標値、Z座標値が検出できる構成であればよく、その具体的手法は問われない。
また位置検出部52も同様に、ノズル回転位置を機械的或いは光学的に検出するセンサでもよいし、例えばノズル回転モータ6のFGやロータリエンコーダ、或いはステッピングモータの場合のステップ数のアップダウンカウンタなどとしてもよい。
モータコントローラ35は、位置検出部51,52,53,54からの位置情報を監視しながら、主制御部30から求められたノズル駆動を実行することになる。
また主制御部30は、モータコントローラ35を介して位置検出部51,52,53,54による位置情報の通知を受けることで、ノズル3とレーザセンサ25の現在位置を把握でき、正確かつ無駄のない移動制御が実行できる。
また吐出制御部40は、主制御部30の指示に応じて、吐出の際の圧力を調整することで、コーティング剤のスプレーパターン90の幅や量を調整することもできる。
例えば吐出機構41では、コーティング剤の吐出用の空気圧の調整に電空レギュレータを使用する。吐出制御部40は電空レギュレータを制御することで、噴射圧でコーティング剤のスプレーパターン90の幅を調整できる。電空レギュレータによって電気信号に比例して空気圧を無段階に制御できることで、スプレーパターン90の幅を無段階で変化させることができる。これにより、スプレーパターン90の調整、あるいは設定変更などが容易に実行できる。
このセンサ駆動部42は主制御部30の指示に応じてレーザ発光駆動を行い、またその際、検出信号を主制御部30に供給することになる。
図5にコンピュータ装置200の構成を示す。コーティング装置1と接続されるコンピュータ装置200は、例えば図5のようなハードウエア構成で実現される。
通信部260は、例えばLANなどによりコーティング装置1を含む周辺装置との間の通信を行う。
例えばコーティング装置1で必要とされる処理をコンピュータ装置200側で行うことでコーティング装置1の主制御部30の処理負担を軽減できる。
撮像データ取得部301は、塗布処理対象物である回路基板100の塗布面の撮像データを取得する機能である。例えば通信や記憶媒体からの読み出しなどにより撮像データを取得する。
測定データ取得部302は、塗布処理対象物である回路基板100の塗布面、つまり各種電子部品110等が装着された基板上面の各所の高さを測定した高さ測定データを取得する機能である。例えばコーティング装置1との通信により高さ測定データを取得する。
表示データ生成部303は、回路基板100の塗布面において高さ測定データと閾値の比較結果に基づく条件該当位置、例えば高さ測定データの値が閾値以上となっている位置などを判別し、撮像データ上で条件該当位置が識別可能に表示されるように表示するデータを生成する機能である。
表示制御部304は、表示データ生成処理で生成した表示データをディスプレイ256に表示させる制御を行う機能である。
これらの機能により、撮像画像上で条件該当部分、例えば高さが所定以上の部分を明確に識別できるような表示を実現する。詳細は後述する。
実施の形態のコーティング装置1とコンピュータ装置200によるシステムでは、コーティング装置1におけるコーティングを効率よくかつ正確に行うために、実際の塗布作業の前に、ノズル3による塗布作業時の移動経路(スプレーパス)の設定や、その他付随する各種の設定が行われる。
図7Aはコーティング処理対象物である回路基板100を示している。この回路基板100にはコーティングを行わない領域も存在するため、あらかじめ図7Bのように禁止エリアARを設定する。
禁止エリアARは、ノズル3によるスプレーパターン90の吐出を行わない領域であるとする。
図8Aは、例えば表示部9又はディスプレイ256に表示される回路基板100の撮像画像である。回路基板100や電子部品110、111、112、113等が画像として表示されている。
このような画像に対し、オペレータのタッチ入力、クリック操作、範囲指定走査、もしくは主制御部30又はCPU251の画像解析により図8Bのように禁止エリアARを設定する。主制御部30やCPU251はこの禁止エリアARを考慮してスプレーパスを設定する。即ち禁止エリアARを避けるようにノズル3を移動させる経路を算出する。
なお各パスマーカPMによっては、ノズル3がコーティング剤を吐出しながら移動する吐出移動経路が示される。各パスマーカPMで示されるのが、それぞれ1つの吐出移動経路となる。或る吐出移動経路から次の吐出移動経路に移動するときは、ノズル3からの吐出を継続させながら移動できる箇所もあれば、一旦コーティング剤の吐出を停止させて移動させる場合もある。例えば図8Cで「7番」のパスマーカPMの吐出移動経路で塗布を行った後、「8番」のパスマーカPMの吐出移動経路での塗布に移る場合、ノズル3は非吐出状態で移動される。このような非吐出状態で移動する経路(非吐出移動経路)は、パスマーカPMによって直接的には示されないが、実質的には塗布作業時のノズル移動経路であり、スプレーパスに含まれることになる。
なお、ここではコンピュータ装置200のCPU251が設定処理用のプログラムに応じて実行する設定処理として説明する。但し以下の設定処理は、例えばコーティング装置1の主制御部30が実行してもよい。
例えば処理対象とする回路基板100については、予め作業者がデジタルスチルカメラ等を用いて撮像し、コンピュータ装置200等に取り込んでおく。CPU251は、取り込んであった基板撮像データを補正してディスプレイ256に表示させる。ここでの補正とは、例えば回路基板100の撮像画像を実物と同じ大きさで表示部9に表示させるように、画像を縮小又は拡大する処理である。例えばディスプレイ256の表示上の基板画像上で原点aからX方向に1cmだけ仮想ノズルを移動させると、コーティング装置1に搬送された実物の回路基板100上でも同様に原点aからX方向に1cmだけ実際のノズル3が移動するように、画像と現物のサイズを合わせる。即ち現実の回路基板100の大きさとCPU251が管理する縮尺とが一致するように画像補正を行う。
図10A、図10Bのそれぞれは、コーティング装置1においてストッパ20で規定される位置に載置された回路基板100の平面を示しているとする。この回路基板100に対して、レーザセンサ25で測定スキャンを行う。
まずレーザセンサ25を原点aから破線矢印で示すように端辺bの位置までX方向に移動させるように第1ラインL1をスキャンする。
続いて端辺bに沿って1ライン分だけY方向に移動させ、破線矢印に示すようにX方向に逆移動させ、第2ラインL2をスキャンする。
このような1つのライン毎にレーザセンサ25を移動させて高さ測定値を取得していく動作を、最終ラインLnまで行う。
まずレーザセンサ25を原点aから破線矢印で示すように端辺cの位置までY方向に移動させるように第1ラインL1をスキャンする。
続いて端辺cに沿って1ライン分だけY方向に移動させ、破線矢印に示すようにY方向に逆移動させ、第2ラインL2をスキャンする。
このような1つのライン毎にレーザセンサ25を移動させて高さ測定値を取得していく動作を、最終ラインLmまで行う。
いずれにしても、回路基板100の平面上を第1ラインL1〜最終ラインLn(又はLm)までレーザセンサ25によりスキャンさせて、平面上の各部の高さ位置を測定する。
なお、各ラインL1,L2・・・Ln(又はLm)は、例えば1mm間隔などとして設定すればよい。ライン間隔を狭くするほど、回路基板100の平面上を精密に高さ測定できることになる。
このようなレーザスキャンにより測定された高さ測定データはメモリ部34に記憶される。コンピュータ装置200は、コーティング装置1に対してこのように測定した高さ測定データを要求して取得する。
高さ測定のための設定データとしては、走査方向(X方向/Y方向)、走査ピッチ(ライン間隔)、測定回数(ライン数)、測定速度(軸モータ速度)等がある。
つまりステップS103では、これらの設定データとともに高さ測定開始を主制御部30に指示している。そしてその測定によって得られた高さ測定データを受信することになる。
例えば基板撮像データ上で観察される電子部品等は、上方の或る点の光軸を中心として観察される斜視形状が二次元に投影された画像となる。このため電子部品の位置(X、Y座標値)には誤差が生ずる。しかし実際の各電子部品の範囲のX−Y座標値は、レーザセンサ25を用いた高さ測定データから正確に判定できる。
そこでCPU251は、高さ測定データを用いて基板撮像データの補正を行う。具体的には電子部品等の配置物の輪郭線が、高さデータの変化点に一致するように補正を行えば良い。
なお、この補正処理は、基板撮像データによる画像自体の補正を行っているものではなく、基板撮像データを解析して得た回路基板100上の各種部品の位置データについて行っている。即ちスプレーパスの設定に反映させる各種電子部品の位置が補正されるようにすればよい。
但し、画像における電子部品110等の位置がずれたままであると、禁止エリアAR等の適切な設定に不便である。そこで画像については後述するように図11の処理で高さ識別表示が行われるようにしている。
扇状のスプレーパターン90の幅は加圧液体の加圧力やノズル3の種別によって異なる。スプレーパターン90の幅が異なれば効率の良いスプレーパスも変わる。そこでスプレーパス作成のために扇状スプレーパターン90の幅を設定する。また塗布厚の設定はノズル3の移動速度や、隣のすでに塗布された部分への重ね塗り量に関わる。
塗布幅hで塗布する際に、隣の既に塗布された部分にどれだけ重ねて塗布するかを設定する。通常は重ね塗りしないでスプレーパスを設定しても、液化したコーティング剤の塗布後の僅かな拡張によって隣同士の塗布が合体し隙間のない塗布が完成する。しかし付着しない部分やピンホールを完全に防ぐための塗布作業ないし厚みのある塗布を必要とする場合は重ね塗り量を多く設定する必要がある。
回路基板100の端面までコーティング剤を塗布すると、コーティング剤が流れ落ちピンホールや付着しない部分を形成することがある。また、コーティング剤が流れ出して回路基板100の側面や裏面に付着すると粘着性が発生するともに厚みが変化し、後の搬送に支障をきたす恐れがある。また、無駄なコーティング剤の消費ともなる。そこで外周でコーティング剤を塗布しないのり代を設定できるようにしている。回路基板100の外周に数ミリ間隔の塗布しないのり代を設定すると、のり代の手前に塗布されたコーティング剤の表面張力によって、回路基板100上に塗装厚を保持しコーティング膜を作成することができる。この表面張力によってコーティング剤が流れ落ちることもない。
効率的で短時間に塗布作業を完成させる為に、回路基板100の横方向(X方向)か縦方向(Y方向)のどちらに主にノズル3を移動させたほうが良いかを設定する。なお、基本的には主に回路基板100長手方向に移動させることで、パスの数を少なくできる可能性が高い。従ってCPU251は、回路基板100のX方向が長手方向であればX方向、Y方向が長手方向であればY方向を、主な塗布方向と自動的に設定することが望ましい。
回路基板100上の電子部品110,111等の高さにも応じたノズル3の高さ位置の設定であって、扇状スプレーパターン90が霧化しないダブテイル状の部分を使って塗布するための高さ設定である。過去のデータが揃っていれば条件を入力するだけで自動的に効率よい塗布幅hに設定することができる。
例えば図2Aに示した距離tが塗布高さであり、例えばt=10mmとする。
上述のように塗布作業時の移動経路であるスプレーパスは、吐出移動経路と非吐出移動経路を含む。
非吐出移動経路においてコーティング剤の吐出を行わずに回路基板100上をノズル3が通過するときは、回路基板100上の電子部品110,111等の高さに考慮して移動しなくてはならない。そこでノズル3が電子部品等に当接して破損することがないように移動高さを設定する。具体的には、非吐出状態で移動が行われる非吐出移動経路でのノズル3の高さ位置を設定する。
ここでノズル移動高さは、塗布処理対象物である回路基板100に設けられた構造物(電子部品110,111)の高さを越える高さに設定することで、非吐出移動経路において、ノズル3が電子部品110,111に衝突することがないようにされる。
基本的には、移動高さとは、回路基板100上の電子部品110等に衝突しない十分な高さに設定される。例えば移動高さ=30mmなどとする。
もちろん、実際の電子部品110等の高さに応じて設定してもよい。例えば後述のようにスプレーパス設定を行った後、非吐出移動経路となる部分の高さに応じて、移動高さ設定を行ったり、非吐出移動経路毎に、移動高さを設定しても良い。
ノズル3の選定と吐出圧の設定と塗布速度の設定によってコーティング剤の塗布厚が決定する。塗布速度を下げるとコーティング剤が厚く塗布され、ひび割れの原因になったり、あふれて禁止エリアARに入ってしまうことがある。塗布速度を早くするとコーティング剤が薄く塗布され、塗布されない箇所ができてしまうと共に、飛沫量が大きくなり、禁止エリアARに飛沫が飛んでしまうことがある。そこで適切な塗布速度を設定する。
なお、設定する塗布速度としては、ノズル3による直線方向塗布速度、θ回転角度に応じた塗布速度、斜め方向移動のための塗布速度、円弧移動のための塗布速度などがある。
塗布方向にノズル3が移動する際、停止した状態から加速して一定速度に達するまでの期間に吐出したコーティング剤は厚く塗布されてしまう。同様にノズル3の速度が減速して停止するまでの間に吐出したコーティング剤も厚く塗布されてしまう。また、一定速度で移動していたノズル3が停止するまでコーティング剤が吐出されると、慣性力によって停止位置よりも先にコーティング剤が塗布されてしまう。そこでノズル3の移動が一定速度に達してからコーティング剤を塗布するとともに、一定速度より減速するとコーティング剤の塗布を中止するように、塗布タイミングを設定する。
続いてステップS106では、CPU251は禁止エリアARの設定を行う。
上述のように回路基板100の画像がディスプレイ256に表示されている際に、オペレータが塗布を禁止させたい領域範囲をマウスやタッチペンなどを用いて囲うなどの入力を行うことに応じて、CPU251は図7Bのように禁止エリアARの領域を設定する。
具体的なノズルパス作成処理は、全体の経路を設定するとともに、1つのパスマーカPMで示される1つ1つの吐出移動経路について、開始位置、終了位置、パス長、方向、ノズル回転角度(θ)、吐出時のノズル高さ(Z座標値)、移動速度などを設定する処理となる。また非吐出移動経路のノズル高さもスプレーパスの情報に含まれる。
このようなスプレーパス設定により、ノズル3の吐出移動経路の移動が禁止エリアARを含まず、また吐出移動経路及び非吐出移動経路の移動が適切な高さで行われ、さらに各種コーティング条件に応じて効率良く行われるようにする。
またオペレータが転送操作を行うことに応じて、設定されたスプレーパスの情報をコーティング装置1の主制御部30に転送する。
主制御部30はスプレーパスの情報を取得してメモリ部34に保存する。そして実際の塗布実行時にはスプレーパスの情報を参照して、塗布動作を制御する。
例えば主制御部30は、スプレーパスに応じた移動が実行されるようにモータコントローラ35に指示するとともに、吐出制御部40に指示してノズル3からのコーティング剤の吐出を実行させる。これによりスプレーパスの経路で回路基板100上に塗布が行われていく。
以上の設定処理に関して、オペレータはディスプレイ256に表示される基板100の画像を見ながら各種操作を行って設定値等の入力を行う。
実際の回路基板100の撮像画像を確認することは、回路基板100上の配置事情や部品種別なども明確で、禁止エリアARの指定やスプレーパスの確認等に好適である。しかしながら、撮像画像に写る電子部品110等は、必ずしも正確なX−Y座標で写っていない。
また設定操作領域82が用意されて、各種設定操作のための入力ウインドウを呼び出すことができる。例えば設定操作領域82のボタンクリックにより、禁止領域の設定操作、画像高さ表示の指示操作、塗布軌跡(スプレーパス)の表示指示などが可能とされている。
なお転送ボタン83は、上述のようにスプレーパス情報や高さ測定データの設定情報とうのコーティング装置1への転送を指示する操作子である。
各電子部品110等については、撮像が正確に真上から行われるものとはならない。撮像画像は、カメラのレンズの光軸中心からみた被写体を平面化した画像であるためである。このためわずかに斜視的に表示される。特に比較的高さのある電子部品110だと、その側面Sが明確に現れている状態である。つまり正確な平面図的な画像ではない。
そのため電子部品110等の配置(特に上面の位置)は、撮像画像上では、実際の回路基板100上でのX−Y座標値には、正確に一致はしていない。
塗布時のノズル3の高さ(図2のt)が10mmであるとすると、10mm以上の電子部品110の位置が正確に判断できないことは、オペレータによるスプレーパスを確認する際に都合が悪い。設定されたスプレーパスによって、ノズル3の電子部品110等への衝突が発生しないか否かが正確に判断できないためである。
なお閾値thZとは、その閾値以上の高さの部分を表示させるための値である。
閾値thZは、オペレータが任意に設定できるようにすることが望ましい。例えば設定用の入力部を設けて表示高さとしての値(閾値thZ)を入力可能とする。オペレータは、例えば任意の高さ以上の領域を確認したい場合に、その高さの値を入力すればよい。
また閾値thZは、スプレーパスで設定される塗布高さの値に基づいて自動設定されてもよい。例えば塗布高さt=10mmの場合に、閾値thZ=10mmとされたり、或いは少々余裕をもった値として固定値(例えば0.2mm)を減算し、閾値thZ=9.8mmに設定されるなどである。
上述した高さ測定の結果として、原点aを座標(0,0)としたX−Y座標の各点について得られた高さ測定データ(Z値)が対応して記憶されている。その各Z値と閾値thZと順次比較していき、Z値が閾値thZ以上の座標を全て条件該当位置として抽出する。
そしてステップS205でCPU251は、表示データに基づいた表示が撮像画像領域81において行われるように制御する。
このため、実際に閾値thZ以上となる特定色領域150は、電子部品110の画像とは微妙にずれた状態となっている。ところが、これはX−Y座標値に基づく表示となっているため、特定色領域150が、設定したスプレーパスに対応する状態で、閾値thZ以上のエリアを示すものとなっている。
禁止エリアARは、電子部品110の上面などとすることが多いため、特定色領域150により電子部品110の上面の位置を把握することで、望みの禁止エリアAR設定を容易に行うことができ、また禁止エリアAR設定を精密に行うことができる。
このように撮像画像上に、スプレーパスと特定色領域150をともに表示させることで、設定したスプレーパスの適格性をオペレータが確認しやすくなる。
即ち設定されたスプレーパスが、電子部品110等に衝突しないものであるか否かを正確に確認できる。また設定されたスプレーパスが、禁止エリアARを適切に設定したものであるか否かも正確に確認できる。
高さ測定データの値が閾値thZ以上となる位置を特定色領域150として表示させる場合、図14Aのようにヒゲ状に乱れた形状が生じることがある。これはレーザスキャンによる高さ測定の際のタイムラグによるものである。
例えば図10BのようにY方向にレーザスキャンを行う例で考える。コーティング装置1の主制御部30は、各ラインのスキャン開始タイミングをモータコントローラ35に指示するわけであるが、主制御部30が把握するスキャン開始タイミングに対して、実際にXモータ8,Yモータ7の移動開始タイミングにはわずかな遅れが生ずる。さらに主制御部30がレーザセンサ25からの高さ検出値を取得するまでの時間差も生ずる。
これらの事情で、スキャンの往路と復路で検出された高さ値とY座標値のズレが生ずる。
ところが上記の開始タイミングからの遅延により、ラインL1,L3・・・の往路では、実線矢印に示す範囲の高さ値が検出される。またラインL2,L4・・・の復路では、破線矢印に示す範囲の高さ値が検出される。
この結果、検出された高さ測定データをそのまま用いると、閾値thZ以上となる位置が、往路スキャンが行われた部分と復路スキャンが行われた部分とでずれてしまい、特定色領域150が図14Aのように、スキャン方向にヒゲが生じた状態となる。
或いは、ズレ幅Δyの1/2を所定値とし、往路LOについての高さ測定データは、Y座標値を−Δy/2の値に補正し、復路LEについての高さ測定データは、Y座標値を+Δy/2の値に補正するようにしてもよい。
これにより往路と復路での検出位置のズレを解消した状態で特定色領域150の表示に反映させる。例えば図14Aのような表示が行われる場合でも、補正により図13Aのような表示とすることができる。
以上の実施の形態では次のような効果が得られる。
実施の形態のコンピュータ装置200は、塗布処理対象物(回路基板100)の撮像画像を表示装置(ディスプレイ256)に表示させる情報処理装置である。そして、塗布処理対象物の塗布面の撮像データを取得する撮像データ取得部301と、塗布処理対象物の塗布面の各所の高さを測定した高さ測定データを取得する測定データ取得部302と、塗布面において高さ測定データが閾値の比較結果に基づく条件該当位置を判別し、撮像データ上で条件該当位置が特定色領域150として識別可能に表示されるように表示データを生成する表示データ生成部303と、生成した表示データを表示装置に表示させる表示制御部304とを備える。
回路基板100などの塗布処理対象物の撮像画像は、塗布処理に関する各種の設定のためにオペレータに対して表示される。この場合に、平面的な画像上で例えば高さが閾値thZ以上の箇所を明示するようにする。
撮像画像は、撮像時のレンズの光軸中心からみた被写体を平面化した画像であるため、基板の上面の全域の全てを真上から表しているものではない。このため撮像画像に写っている電子部品110等の上面は、画像上で正しい位置に現れているとは限らない。
一方、撮像画像でスプレーパスを確認したり、或いは撮像画像を用いて禁止エリアARを設定することは、オペレータにとってやりやすいものとなる。ところが上記の撮像画像の事情で、電子部品110等の位置がずれていると、禁止エリアARの設定やスプレーパスの確認に不適となる。そこで本実施の形態では、高さ測定データを用いて、正しい座標位置として閾値以上の高さの領域が識別できるような表示を行うようにしている。
これにより回路基板100をそのまま認識できる撮像画像を用いながら正確な高さ情報をオペレータに与えることができ、オペレータは高い箇所を正確に認識して設定や確認を行うことができるようになる。そしてこのため設定や確認の精度が向上し、塗布工程の正確性や効率が向上される。
なお、コーティング装置1の主制御部30が、表示部9に回路基板100の撮像画像を表示させる場合に、以上のような高さ識別表示を行うようにしてもよい。主制御部30が撮像データ取得部301、測定データ取得部302、表示データ生成部303、表示制御部304を備え図11の処理を行うようにすればよい。この場合も同様の効果が得られる。
高さ識別表示は、閾値との比較の結果で判定された条件該当位置を提示できるものであればよい。条件該当位置を抽出する場合の条件は、高さ測定データ値が閾値thZ以上という条件に限らず、他の条件でもよい。
例えば高さ測定データの値が閾値thZを越えることを条件としてその条件該当位置を提示することや、閾値thZ以下である条件該当位置とを提示すること、さらには閾値thZ未満という条件該当位置を提示することなども考えられる。いずれにしても高さに関する条件に該当する位置が表示されることで、オペレータは回路基板100上の各位置の高さを正確に把握できる。
これによりオペレータがレーザスキャン測定時のずれの影響のない状態で回路基板100上の高い箇所を確認できる。
これによりオペレータが高さの情報を確認しながら禁止エリアARを設定できるため、禁止エリアARを正確に設定できる。つまり電子部品110等を禁止エリアARとしたいときに、その電子部品110等の位置を高さ表示に基づいて正確に認識しながらエリア選択を行うことで、実際の電子部品110等の位置を正確に禁止エリアARに指定できる。換言すれば、撮像画像のみを頼りにした範囲指定を行って禁止エリアがずれてしまうということがなくなる。
また、より正確に禁止エリアARを反映したスプレーパス設定を実現できる。
例えば円錐状に広がるスプレーパターンを吐出するノズルであっても本発明は適用できる。
またノズル3とニードルという2つの吐出部を備えた液体吐出装置としても実現可能である。ニードルとは細径の吐出口を持つ針状ノズルであり、電子部品間の狭い領域等に塗布できるものである。その場合、ニードルについてもスプレーパスが設定されることが考えられる。
また実施の形態で説明したスプレーパスの設定処理は、膜形成、洗浄、塗装など、各種の目的で加圧液体の吐出を行う液体吐出装置のスプレーパス設定手法として広く適用できる。さらに基板接着装置やレーザ加工装置などに応用することもできる。
実施の形態のプログラムは、上述の図9及び図11の処理を、例えばCPU、DSP(Digital Signal Processor)等の演算処理装置に実行させるプログラムである。
即ち塗布処理対象物の塗布面の撮像データを取得する撮像データ取得ステップ(S101)と、塗布処理対象物の塗布面の各所の高さを測定した高さ測定データを取得する測定データ取得ステップ(S103)と、塗布面において高さ測定データと閾値の比較結果に基づく条件該当位置を判別し、撮像データ上で条件該当位置が識別可能に表示されるように表示データを生成する表示データ生成ステップ(S201〜S204)と、生成した表示データを表示装置に表示させる表示制御ステップ(S205)を情報処理装置に実行させるプログラムである。
このようなプログラムによれば、実施の形態のコンピュータ装置200やコーティング装置1等の塗布装置の広範な提供に適している。
あるいはまた、フレキシブルディスク、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、MO(Magneto optical)ディスク、DVD(Digital Versatile Disc)、ブルーレイディスク(Blu-ray Disc(登録商標))、磁気ディスク、半導体メモリ、メモリカードなどのリムーバブル記録媒体に、一時的あるいは永続的に格納(記録)しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウェアとして提供することができる。
また、このようなプログラムは、リムーバブル記録媒体からパーソナルコンピュータ等にインストールする他、ダウンロードサイトから、LAN(Local Area Network)、インターネットなどのネットワークを介してダウンロードすることもできる。
3…ノズル
5…ノズルZモータ
7…Yモータ
8…Xモータ
9…表示部
30…主制御部
100…回路基板
110,111,112,113…電子部品
150…特定色領域
200…コンピュータ装置
251…CPU
256…ディスプレイ
Claims (6)
- 塗布処理対象物の撮像画像を表示装置に表示させる情報処理装置として、
塗布処理対象物の塗布面の撮像データを取得する撮像データ取得部と、
塗布処理対象物の前記塗布面の各所の高さを測定した高さ測定データを取得する測定データ取得部と、
前記塗布面において高さ測定データと閾値の比較結果に基づく条件該当位置を判別し、前記撮像データ上で前記条件該当位置が識別可能に表示されるように表示データを生成する表示データ生成部と、
前記表示データ生成部で生成した表示データを表示装置に表示させる表示制御部と、を備えた
情報処理装置。 - 前記表示データ生成部は、高さ測定データについて測定時のスキャン方向に応じて発生したスキャン方向の座標値のずれを補正し、当該補正が反映された表示データを生成する
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記表示データ生成部は、さらにスプレーパス設定情報が重畳表示される表示データを生成する
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記表示データ生成部は、塗布禁止エリアの設定の際に、前記条件該当位置を前記撮像データ上で識別可能に表示される表示データを生成する
請求項1に記載の情報処理装置。 - 塗布処理対象物の撮像画像を表示装置に表示させる情報処理装置の情報処理方法として、
塗布処理対象物の塗布面の撮像データを取得する撮像データ取得ステップと、
塗布処理対象物の前記塗布面の各所の高さを測定した高さ測定データを取得する測定データ取得ステップと、
前記塗布面において高さ測定データと閾値の比較結果に基づく条件該当位置を判別し、前記撮像データ上で前記条件該当位置が識別可能に表示されるように表示データを生成する表示データ生成ステップと、
前記表示データ生成ステップで生成した表示データを表示装置に表示させる表示制御ステップと、を行う
情報処理方法。 - 塗布処理対象物の撮像画像を表示装置に表示させる情報処理装置に実行させるプログラムとして、
塗布処理対象物の塗布面の撮像データを取得する撮像データ取得ステップと、
塗布処理対象物の前記塗布面の各所の高さを測定した高さ測定データを取得する測定データ取得ステップと、
前記塗布面において高さ測定データと閾値の比較結果に基づく条件該当位置を判別し、前記撮像データ上で前記条件該当位置が識別可能に表示されるように表示データを生成する表示データ生成ステップと、
前記表示データ生成ステップで生成した表示データを表示装置に表示させる表示制御ステップと、
を情報処理装置に実行させるプログラム。
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