JP6407433B2 - モデルデータ作成装置、モデルデータの作成方法、搭載基準点決定装置、搭載基準点の決定方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板に電子部品を搭載する技術に関する。

プリント基板に実装する電子部品には、例えばＳＯＰ（small outline package）のように、部品中心が全端子の中心であるような定形型の電子部品がある。こうした定形型の電子部品は、電子部品の中心を搭載基準点としてプリント基板上の搭載位置に搭載することで、電子部品の各端子がプリント基板の各パットに位置ずれなく重なる場合が多い。

また、下記特許文献１には、基板の検査データを作成方法として、次の記載がある。各部品の種類ごとに、該部品の検査情報を記憶しておき、プリント基板を撮像して基板画像を獲得し、該基板画像から部品の電極部分を示す電極画像を抽出し、抽出された電極画像に基づいて各部品の位置および種類を決定し、決定された部品の位置に、当該部品の種類に対応する前記検査情報を合成することにより、基板の検査データを作成する。

特開２００１−２４３２１号公報

（発明が解決しようとする課題）
ところで、電子部品には、部品外形が非対称で、部品中心と全端子の中心が一致しない異形部品がある。異形部品は、どこを搭載基準点として、プリント基板上の搭載位置に搭載すればよいのか、不明な場合が多い。こうした異形部品の搭載時の搭載基準点を設定するには、異形部品をプリント基板に対して搭載するテストを行って、各パットに対して各端子が重なる位置を探す作業を行う必要があり、手間がかかっていた。また、搭載テストによる搭載基準点の設定方法では、各パットに各端子が完全に一致する位置を探すことは難しく、精度の面でも改善の余地があった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電子部品の搭載基準点を高精度かつ簡単に設定することを目的とする。

（課題を解決するための手段）
本発明は、プリント基板に実装する電子部品のモデルデータを作成するモデルデータ作成装置であって、前記モデルデータは端子のデータと前記プリント基板に対する搭載基準点のデータとを含み、カメラで撮影した電子部品の第１イメージデータと、前記電子部品の端子と重なる前記プリント基板のパットの情報及び前記プリント基板に対する電子部品の搭載位置の情報を含む第２イメージデータと、に基づいて、前記モデルデータの搭載基準点を決定する。尚、「パットの情報」は、パットの位置、形状に関する情報を含む。「イメージデータ」とは、コンピュータで静止画像として表示可能なデータであり、これには、カメラで撮影した画像や、コンピュータで作図された画像が含まれる。

（発明の効果）
この発明では、電子部品の搭載基準点を高精度かつ簡単に設定することが出来る。

一実施形態に適用された表面実装機の平面図である。 ヘッドユニットの支持構造を示す図である。 表面実装機の電気的構成を示すブロック図 ＳＯＰの平面図 コネクタの平面図 プリント基板の平面図 モデルデータを示す図 モデルデータの作成処理の流れを示すフローチャート図 第１イメージデータ、第２イメージデータを示す図 第２イメージデータ上の搭載位置Ｐｒを示す図 第２イメージデータのスケール調整を示す図 第１イメージデータの一部（第２メージデータに合わせる領域）を示す図 第１イメージデータを第２イメージデータに重ねた第１合成画像を示す図 図１３のＡ部を拡大した図 第１合成画像上の搭載基準点Ｐｓを示す図 モデルデータに対して第１イメージデータを重ねた第２合成画像を示す図

１...表面実装機
１１...基台
１７...部品認識カメラ
３０...駆動装置
６０...ヘッドユニット
６３...実装ヘッド
６５...基板認識カメラ
２１０...コントローラ
２１１...演算処理部
２１８...モデルデータ作成部
３００...コネクタ
４００...プリント基板
５００...モデルデータ
６００...第１イメージデータ
７００...第２イメージデータ
８００...第１合成画像
Ｐｏ...プリント基板上の搭載位置
Ｐｒ...第２イメージデータ上の搭載位置
Ｐｓ...モデルデータ上の搭載基準点
１０００...第２合成画像

＜一実施形態＞
１．表面実装機１の全体構成
表面実装機１は、図１に示すように、基台１１と、プリント基板４００を搬送する搬送コンベア２０と、ヘッドユニット６０と、ヘッドユニット６０を基台１１上にて平面方向（ＸＹ方向）に移動させる駆動装置３０とを備えている。尚、以下の説明において、基台１１の長手方向（図１の左右方向）をＸ方向と呼ぶものとし、基台１１の奥行方向（図１の上下方向）をＹ方向、図２の上下方向をＺ方向とする。また、「イメージデータ」とは、コンピュータで静止画像として表示可能なデータであり、これには、カメラで撮影した画像や、コンピュータで作図された画像が含まれる。

搬送コンベア２０は、基台１１の中央に配置されている。搬送コンベア２０はＸ方向に循環駆動する一対の搬送ベルト２１を備えており、搬送ベルト２１上のプリント基板４００を、ベルトとの摩擦によりＸ方向に搬送する。

本実施形態では、図１に示す左側が入り口となっており、プリント基板４００は、図１に示す左側より搬送コンベア２０を通じて機内へと搬入される。搬入されたプリント基板４００は、搬送コンベア２０により基台中央の実装作業位置まで運ばれ、そこで停止される。

一方、基台１１上には、実装作業位置の周囲を囲むようにして、部品供給部１３が４箇所設けられている。これら各部品供給部１３には、電子部品を供給するフィーダ１５が横並び状に多数設置されている。また、部品供給部１３には、大型の電子部品（一例として、コネクタ３００）を供給する供給エリア１３Ａが設けられている。

そして実装作業位置では、上記フィーダ１５を通じて供給された電子部品やコネクタ３００を、プリント基板４００上に実装する実装処理が、ヘッドユニット６０に搭載された実装ヘッド６３により行われるとともに、その後、実装処理を終えたプリント基板４００はコンベア２０を通じて図１における右方向に運ばれ、機外に搬出される構成になっている。

駆動装置３０は、大まかには一対の支持脚４１、ヘッド支持体５１、Ｙ軸ボールネジ４５、Ｙ軸モータ４７、Ｘ軸ボールネジ５５、Ｘ軸モータ５７から構成される。具体的に説明してゆくと、図１に示すように基台１１上には一対の支持脚４１が設置されている。両支持脚４１は実装作業位置の両側に位置しており、共にＹ方向にまっすぐに延びている。

両支持脚４１にはＹ方向に延びるガイドレール４２が支持脚上面に設置されると共に、これら左右のガイドレール４２に長手方向の両端部を嵌合させつつヘッド支持体５１が取り付けられている。

また、右側の支持脚４１にはＹ方向に延びるＹ軸ボールねじ４５が装着され、更にＹ軸ボールねじ４５にはボールナット（不図示）が螺合されている。そして、Ｙ軸ボールねじ４５にはＹ軸モータ４７が付設されている。

Ｙ軸モータ４７を通電操作すると、Ｙ軸ボールねじ４５に沿ってボールナットが進退する結果、ボールナットに固定されたヘッド支持体５１、ひいては次述するヘッドユニット６０がガイドレール４２に沿ってＹ方向に移動する（Ｙ軸サーボ機構）。

ヘッド支持体５１は、Ｘ方向に長い形状である。ヘッド支持体５１には、図２に示すように、Ｘ方向に延びるガイド部材５３が設置され、更に、ガイド部材５３に対してヘッドユニット６０が、ガイド部材５３の軸に沿って移動自在に取り付けられている。このヘッド支持体５１には、Ｘ方向に延びるＸ軸ボールねじ５５が装着されており、更にＸ軸ボールねじ５５にはボールナットが螺合されている。

そして、Ｘ軸ボールねじ５５にはＸ軸モータ５７が付設されており、同モータ５７を通電操作すると、Ｘ軸ボールねじ５５に沿ってボールナットが進退する結果、ボールナットに固定されたヘッドユニット６０がガイド部材５３に沿ってＸ方向に移動する（Ｘ軸サーボ機構）。

従って、Ｘ軸モータ５７、Ｙ軸モータ４７を複合的に制御することで、基台１１上においてヘッドユニット６０を平面方向（ＸＹ方向）に移動操作出来る構成となっている。

係るヘッドユニット６０には、電子部品の実装作業を行う実装ヘッド６３が列をなして複数個搭載されている。各実装ヘッド６３はＲ軸モータによる軸回りの回転と、Ｚ軸モータの駆動によりヘッドユニット６０に対して昇降可能な構成となっている。また、各実装ヘッド６３には図外の負圧手段から負圧が供給されるように構成されており、ヘッド先端に吸引力を生じさせるようになっている。

このような構成とすることで、Ｘ軸モータ５７、Ｙ軸モータ４７、Ｚ軸モータを所定のタイミングで作動させることにより、フィーダ１５を通じて供給される電子部品やコネクタ３００等の大型電子部品を実装ヘッド６３により取り出して、プリント基板４００上に実装する処理を実行することが出来る。

尚、図１に示す符号「１７」は部品認識カメラ、図３に示す符号６５は基板認識カメラである。部品認識カメラ１７は、基台１１上において撮像面を上に向けて固定されている。この部品認識カメラ１７は、実装ヘッド６３により取り出された電子部品の画像（下面画像）を撮像して、実装ヘッド６３による電子部品の吸着姿勢を検出するものである。基板認識カメラ６５はヘッドユニット６０に撮像面を下に向けた状態で固定されており、ヘッドユニット６０とともに一体的に移動する構成とされている。これにより、上述のＸ軸サーボ機構、Ｙ軸サーボ機構を駆動させることで、プリント基板４００上の任意の位置の画像を、基板認識カメラ６５により撮像することが出来る。

２．表面実装機１の電気的構成
次に、表面実装機１の電気的構成を、図３を参照して説明する。表面実装機１はコントローラ２１０により装置全体が制御統括されている。コントローラ２１０はＣＰＵ等により構成される演算処理部２１１を備える他、実装プログラム記憶手段２１３、モータ制御部２１５、画像処理部２１６、記憶部２１７、モデルデータ作成部２１８、入出力部２１９を設けている。演算処理部２１１には、操作パネル２２０が接続されていて、操作パネル２２０を介して、各種の入力操作ができるようになっている。

実装プログラム記憶手段２１３にはＸ軸モータ５７、Ｙ軸モータ４７、Ｚ軸モータ、Ｒ軸モータなどからなるサーボ機構を制御するための実装プログラムが格納されている。

モータ制御部２１５は演算処理部２１１と共に、実装プログラムに従って各種モータを駆動させるものであり、同モータ制御部２１５には各種モータが電気的に連なっている。

また、画像処理部２１６には部品認識カメラ１７、基板認識カメラ６５が電気的に連なっており、これら各カメラ１７、６５から出力される画像データがそれぞれ取込まれるようになっている。そして、画像処理部２１６では、取り込まれた画像データに基づいて、部品画像の解析並びに基板画像の解析がそれぞれ行われるようになっている。記憶部２１７は、実装プログラムや、後述するモデルデータ５００の作成に必要となるデータを記憶しておくものである。尚、モデルデータ５００の作成に必要なデータには、電子部品の搭載位置情報が含まれる。「電子部品の搭載位置情報」は、プリント基板４００に対する電子部品の搭載位置を示すデータ、すなわちプリント基板４００の基準点Ｑを基準とした電子部品の搭載位置Ｐｏの座標データである。「電子部品の搭載位置情報」は、プリント基板４００の設計図等から得られる既知情報である。

モデルデータ作成部２１８は、電子部品のモデルデータ５００を作成する機能を担う。尚、モデルデータ作成部が、本発明の「モデルデータ作成装置」の一例である。また、入出力部２１９はいわゆるインターフェースであって、表面実装機１０に設けられる各種センサ類から出力される検出信号が取り込まれるように構成されている。また、入出力部２１９には、センサ以外の機器も接続可能であり、外部から各種のデータを入力することが出来る。

３．モデルデータ５００とその作成手順
プリント基板４００に対して搭載される電子部品には、例えば、図４に示すＳＯＰ（small outline package）３５０のように、部品外形の中心である部品中心Ｏが全端子３７０の中心Ｏであるような定形型の電子部品がある。こうした定形型の電子部品は、全端子の中心Ｏを基準としてプリント基板４００上の搭載位置に搭載することで、電子部品の各端子がプリント基板の各パットに位置ずれなく重なる場合が多い。

一方、電子部品には、図５に示すコネクタ３００など、部品外形が非対称で部品中心と全端子の中心が一致しない異形部品が存在する。異形部品はプリント基板４００に搭載する際に、どのポイントを基準にしてよいのか不明な事が多い。モデルデータ５００は、そうした異形部品をプリント基板４００に搭載する時に、異形部品の搭載基準点を付与するデータである。

以下、コネクタ３００を例にとって、モデルデータ５００の作成処理を図５〜図１５を参照して説明する。
コネクタ３００は、図５に示すように、コネクタ本体３１０と、複数の端子３３０Ａ〜３３０Ｉを有している。コネクタ本体３１０は合成樹脂製であり、図５の左側に開口する凹部３２０を有している。コネクタ本体３１０は複数の開口３１１を有している。

凹部３２０の側面３２１にはカード挿入部（いわゆるスロット）が設けられており、図５に示す左側からメモリーカード（図略）を挿入することが出来る。端子３３０は、金属製であって、３３０Ａ〜３３０Ｉの９本設けられており、コネクタ本体３１０の凹部３２０内に概ね一列状（図５に示す上下方向）に配置されている。また、これら端子３３０Ａ〜３３０Ｉの左右方向の位置は概ね一致しているが、一部の端子３０Ａ、３０Ｂは一致しておらず、端子３０Ａは左方向にやや突出しているのに対し、端子３０Ｂはやや右方向に後退している。

また、図６は、上記したコネクタ３００が実装されるプリント基板４００の平面図である。プリント基板４００は、コネクタ３００の９つの端子３３０Ａ〜３３０Ｉに対応して９つのパット４３０Ａ〜４３０Ｉを有している。プリント基板４００は、他のパットも有しているが、ここでは省略している。

モデルデータ５００は、図７に示すように、９つの端子５３０Ａ〜５３０Ｉのデータと搭載基準点Ｐｓのデータとを含んで構成されており、図８に示すＳ１０〜Ｓ８０の８つのステップにより作成することが出来る。尚、モデルデータ５００の作成処理は、例えば、プリント基板の品種切り換え時に行うことが出来る。

Ｓ１０では、モデルデータ５００の作成に必要となる「コネクタ３００の第１イメージデータ６００」と「プリント基板４００のパット部分の第２イメージデータ７００」を取得する処理が行われる。本例では、これらのイメージデータ６００、７００の取得に、表面実装機１に搭載された部品認識カメラ１７と基板認識カメラ６５を使用する。そのため、Ｓ１０では、データ取得のため、部品認識カメラ１７でコネクタ３００を撮影する処理と、プリント基板４００のパット部分を基板認識カメラ６５で撮影する処理とが行われる。

具体的には、ヘッドユニット６０を移動させて、実装ヘッド６３によりコネクタ３００を吸着保持する。その後、吸着保持したコネクタ３００を部品認識カメラ１７の上方に移動させ、部品認識カメラ１７でコネクタ３００を撮影する。部品認識カメラ１７で撮影した画像データは画像処理部２１６に送られ、所定の画像処理が行われる。

これにより、図９の（ａ）に示すように、コネクタ３００のイメージデータである第１イメージデータ６００を取得することが出来る。尚、コネクタ３００の撮影時、端子で光が強く反射し、それ以外は光の反射が弱いので、第１イメージデータ６００は端子が白く、それ以外の部分は黒い画像となる。

また、搬送コンベア２０でプリント基板４００を実装作業位置まで搬送した後、ヘッドユニット６０を実装作業位置の上方に移動させ、ヘッドユニット６０に搭載された基板認識カメラ６５で、プリント基板４００のパット４３０Ａ〜４３０Ｉを含む所定領域の画像を撮影する。基板認識カメラ６５で撮影した画像データは画像処理部２１６に送られ、所定の画像処理が行われる。これにより、図９の（ｂ）に示すように、プリント基板４００の各パット４３０のパット画像７３０Ａ〜７３０Ｉを含んだ第２イメージデータ７００を取得することが出来る。尚、プリント基板４００の撮影時、パットで光が強く反射し、それ以外は光の反射が弱いので、第２イメージデータ７００は、パットは白く、それ以外の部分は黒い画像となる。

Ｓ２０では、記憶部２１７から「電子部品の搭載位置情報」を読み出す処理が、モデルデータ作成部２１８により行われる。

本例では、コネクタ３００のモデルデータ５００を作成するため、Ｓ２０では、電子部品の搭載位置情報として、記憶部２１７からプリント基板４００の基準点Ｑを基準としたコネクタ３００の搭載位置Ｐｏの座標（Ｘｏ、Ｙｏ）のデータが読み出される。

続く、Ｓ３０では、モデルデータ作成部２１８により、第２イメージデータ７００上のコネクタ３００の搭載位置Ｐｒの座標（Ｘｒ、Ｙｒ）を算出する処理が実行される。具体的に説明すると、モデルデータ作成部２１８は、まず、プリント基板４００の基準点Ｑを原点とした座標系を作成し、作成した座標系に対して、Ｓ２０で読み出したコネクタ３００の搭載位置Ｐｏのデータと、Ｓ１０で取得した第２イメージデータ７００のデータを配置する。これにより、図１０に示すように、第２イメージデータ７００に対してコネクタ３００の搭載位置Ｐｏが重なったイメージデータ４００Ａが得られる。

そして、搭載位置Ｐｏの座標データを「プリント基板４００上の座標」から「第２イメージデータ７００上の座標」に座標変換することで、第２イメージデータ７００上の搭載位置Ｐｒの座標（Ｘｒ、Ｙｒ）が算出される。

これにより、各パット画像７３０Ａ〜７３０Ｉとプリント基板４００に対するコネクタ３００の搭載位置Ｐｒの情報を含む、第２イメージデータ７００が得られる。尚、パット画像７３０が本発明のパットの情報に相当する。

また、上記処理を数式で表すと、第２イメージデータ７００上のコネクタ３００の搭載位置Ｐｒの座標（Ｘｒ、Ｙｒ）は、プリント基板４００上の搭載位置Ｐｏの座標（Ｘｏ、Ｙｏ）と、プリント基板４００上における第２イメージデータ７００の基準点Ｒの座標（Ｒｘ、Ｒｙ）に基づいて、以下の（１）、（２）式により表すことが出来る。

Ｘｒ＝Ｘｏ−Ｒｘ・・・・（１）式
Ｙｒ＝Ｙｏ−Ｒｙ・・・・（２）式

尚、プリント基板４００上の座標とは、プリント基板４００上の基準点Ｑを原点（０、０）とした座標であり、第２イメージデータ７００上の座標とは、第２イメージデータ７００上の基準点Ｒを原点（０、０）とした座標である。

また、図１０において、位置ベクトル「Ａ１」は、プリント基板４００の基準点Ｑを原点とした搭載位置Ｐｏの位置ベクトルを示している。また、位置べクトル「Ａ２」は、第２イメージデータ７００の基準点Ｒを原点とした搭載位置Ｐｒの位置ベクトルを示し、位置ベクトル「Ａ３」は、プリント基板４００の基準点Ｑを原点とした第２イメージデータ７００の基準点Ｒの位置ベクトルを示している。これら３つの位置ベクトル「Ａ１」、「Ａ２」、「Ａ３」には、次の関係が成り立つ。

Ａ２＝Ａ１−Ａ３・・・・（３）式

その後、Ｓ４０では、モデルデータ作成部２１８により、第２イメージデータ７００のスケール（倍率）と第１イメージデータ６００の（倍率）のスケールを調整する処理が実行される。すなわち、部品認識カメラ１７と基板認識カメラ６５は倍率が異なっている。そのため、カメラ１７、６５により撮影された２つのイメージデータ６００、７００の倍率が等しくなるようにスケールを調整する処理が実行される。

本例では、基板認識カメラ６５の倍率が、部品認識カメラ１７の倍率よりも小さいことから、図１１の（ａ）、（ｂ）に示すように、第２イメージデータ７００を拡大することにより、スケールを一致させている。尚、このスケールを調整する際に、第２イメージデータ７００上の搭載位置Ｐｒもスケールの変更に合わせてその位置を変更している。

その後、Ｓ５０では、モデルデータ作成部２１８により、第２イメージデータ７００に合わせる領域を第１イメージデータ６００から切り出す処理が実行される。これにより、例えば、図１２に示すように、９つの端子画像６３０Ａ〜６３０Ｉを含む長方形の領域が第１イメージデータ６００から切り出される。尚、切り出した第１イメージデータ６１０のアウトライン６２０は、モデルデータ５００のアウトライン５２０として使用される。

その後、Ｓ６０では、モデルデータ作成部２１８により、切り出た第１イメージデータ６１０を、第２イメージデータ７００に合成する処理が実行される。具体的には、切り出した第１イメージデータ６１０を半透明化する処理がまず行われる。

そして、第１イメージデータ６１０に含まれる９つの端子画像６３０Ａ〜６３０Ｉと、第２イメージデータ７００に含まれる９つのパット画像７３０Ａ〜７３０Ｉが重なるように、２つのイメージデータ６１０、７００をパターンマッチングする。具体的には、各端子画像６３０Ａ〜６３０Ｉの先端部が、各パット画像７３０Ａ〜７３０Ｉが重なるように、２つのイメージデータ６１０、７００をパターンマッチングする。これにより、図１３に示すように、半透明にした第１イメージデータ６１０と第２イメージデータ７００を重ねた第１合成画像８００が得られる。

その後、Ｓ７０では、モデルデータ作成部２１８により、モデルデータ５００の端子５３０のデータが作成される。具体的には、第１合成画像８００について、第２イメージデータ７００の各パット画像７３０と切り出した第１イメージデータ６１０の各端子画像６３０の論理積を取ることにより、端子５３０のデータが作成する。尚、論理積を取るとは、「パット画像７３０」と「端子画像６３０」の重複する領域を抽出すると言う意味である。例えば、図１４に示すように、第２イメージデータ７００のパット７３０Ａ画像と第１イメージデータ６１０の端子画像６３０Ａの重複する領域（ハッチングで示す領域）が、モデルデータ５００の端子５３０Ａとして、抽出されることになる。

Ｓ７０では、このような処理を各パット画像７３０Ａ〜７３０Ｉと各端子画像６３０Ａ〜６３０Ｉのそれぞれについて行う。これにより、図７に示すように、モデルデータ５００のうち、９つの端子５３０Ａ〜５３０Ｉのデータが作成されることになる。

その後、Ｓ８０では、モデルデータ作成部２１８により、モデルデータ５００上の搭載基準点Ｐｓの座標（Ｘｓ、Ｙｓ）を算出する処理が実行される。具体的には、図１５に示すように、Ｓ６０で作成した第１合成画像８００を利用して、搭載位置Ｐｒの座標を「第２イメージデータ７００上の座標」から「モデルデータ５００上の座標」に座標変換することで、モデルデータ５００上の搭載基準点Ｐｓの座標（Ｘｓ、Ｙｓ）が算出される。

上記処理を数式で表すと、モデルデータ５００上の搭載基準点Ｐｓの座標（Ｘｓ、Ｙｓ）は、第２イメージデータ７００上の搭載位置Ｐｒの座標（Ｘｒ、Ｙｒ）と、第２イメージデータ７００の基準点Ｒの座標（Ｒｘ、Ｒｙ）と、モデルデータ５００の基準点Ｓの座標（Ｓｘ、Ｓｙ）に基づいて、以下の（４）、（５）式より、算出することが出来る。

Ｘｓ＝（Ｒｘ−Ｓｘ）＋（Ｘｒ）＝（Ｒｘ−Ｓｘ）＋（Ｘｏ−Ｒｘ）・・・（４）式
Ｙｓ＝（Ｒｙ−Ｓｙ）＋（Ｙｒ）＝（Ｒｙ−Ｓｙ）＋（Ｙｏ−Ｒｙ）・・・（５）式

尚、モデルデータ５００上の座標とは、モデルデータ５００上の基準点Ｓを原点（０、０）とした座標データであり、本例では、モデルデータ５００の基準点Ｓを第１イメージデータ６１０の左下隅のポイントに設定している。

また、図１５において、位置べクトル「Ａ２」は、第２イメージデータ７００の基準点Ｒを原点とした搭載位置Ｐｒの位置ベクトルを示している。また、位置べクトルＡ４は、モデルデータ５００上の基準点Ｓを原点とした搭載基準点Ｐｓの位置ベクトルを示し、位置ベクトルＡ５は、第２イメージデータ７００の基準点Ｒを原点とした第１イメージデータ６１０の基準点Ｓの位置ベクトルを示している。これら３つの位置ベクトルＡ２、Ａ４、Ａ５には、次の関係が成り立つ。

Ａ４＝Ａ２−Ａ５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）式

上記によりモデルデータ５００を構成する「端子５３０Ａ〜５３０Ｉ」のデータと「搭載基準点Ｐｓ」の座標のデータを決定することが出来る。尚、こうしたモデルデータ５００は、異形部品の種類ごとにそれぞれ作成される。

４．モデルデータ５００を用いたコネクタ３００の実装処理
コネクタ３００をプリント基板４００に対して実装する場合、まず、コネクタ３００を実装ヘッド６３で吸着保持する処理を実行する。その後、ヘッドユニット６０を移動させて、実装ヘッド６３により吸着保持されたコネクタ３００を部品認識カメラ１７の上方に移動させる。そして、部品認識カメラ１７でコネクタ３００を撮影する。

これにより、コネクタ３００の第３イメージデータ９００を取得することが出来る。尚、第３イメージデータ９００は、コネクタ３００を部品認識カメラ１７で撮影した画像であるため、図９に示す第１イメージデータ６００とほぼ同一のイメージデータである。

そして、演算処理部２１１は、モデルデータ５００に対して第３イメージデータ９００を重ねた第２合成画像１０００を作成する。具体的には、モデルデータ５００の各端子５３０Ａ〜５３０Ｉに対して第３イメージデータ９００の各端子画像９３０Ａ〜９３０Ｉの先端部が一致するようにパターンマッチングを行い、図１６に示すように、モデルデータ５００に対して第３イメージデータ９００を重ねた第２合成画像１０００を作成する。

そして、演算処理部２１１は、作成された第２合成画像１０００より、コネクタ３００の搭載基準点Ｐｓを認識することが出来る。すなわち、第２合成画像１０００に含まれるモデルデータ５００の搭載基準点Ｐｓが、コネクタ３００の搭載基準点Ｐｓである。尚、本例では、コネクタ３００の部品中心（外形中心）Ｏを吸着中心としており、コネクタ３００の搭載基準点Ｐｓは、部品中心Ｏを基準（原点）とした座標として認識される。

そして、プリント基板４００上の搭載位置Ｐｏにコネクタ３００の搭載基準点Ｐｓが一致するように、プリント基板４００に対してコネクタ３００を実装することで、プリント基板４００に対してコネクタ３００を位置ずれなく実装することが出来る。すなわち、プリント基板４００の各パット４３０Ａ〜４３０Ｉに対して各端子３３０Ａ〜３３０Ｉが重なるようにコネクタ３００を実装することが出来る。

尚、モデルデータ５００に対して第３イメージデータ９００に傾きがある場合、その傾きを調整しつつ、第２合成画像１０００は作成される。そして、搭載時、コネクタ３００は、その傾きを補正しつつ、搭載位置Ｐｏに搭載基準点Ｐｓが一致するように、プリント基板４００に実装される。

５．効果説明
異形部品の搭載基準点Ｐｓは、異形部品をプリント基板４００に対して搭載する搭載テストを行い、各パット４３０Ａ〜４３０Ｉに対して各端子３３０Ａ〜３３０Ｉが重なる位置を探す方法も考えられるが、そうした方法では、搭載基準点Ｐｓを見つけるまでに、搭載テストを数回行う必要があり、手間がかかっていた。また、プリント基板４００上の搭載位置Ｐｏと搭載基準点Ｐｓを完全に一致させることが難しく精度の面でも問題があった。

この点に関し、本実施形態では、モデルデータ５００の搭載基準点Ｐｓを、第１イメージデータ６００と、第２イメージデータ７００と、プリント基板４００上の搭載位置Ｐｏのデータと、に基づいて決定している。そのため、上記の搭載テストを行う必要がなく、手間がかからない。しかも、プリント基板４００上の搭載位置Ｐｏとコネクタ３００の搭載基準点Ｐｓを正確に一致させることが出来るため、プリント基板４００に対する異形部品の実装位置精度が高まる。

また、本実施形態では、端子画像６３０Ａ〜６３０Ｉのうち、パット画像７３０Ａ〜７３０Ｉに重なる部分のデータだけを抽出して、モデルデータ５００の端子５３０Ａ〜５３０Ｉとした。このようにすれば、第２合成画像１０００の作成時に、モデルデータ５００の各端子５３０Ａ〜５３０Ｉに対して第３イメージデータ９００の各端子画像９３０Ａ〜９３０Ｈが正しく重なっていれば、実装処理後、コネクタ３００の各端子３３０Ａ〜３３０Ｉがプリント基板４００の各パット４３０Ａ〜４３０Ｉに対して重なることになる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、「第２イメージデータ７００」の一例として、基板認識カメラ６５で撮影したイメージデータを使用した例を示した。「第２イメージデータ」は、「プリント基板上における各パットの位置や形状に関する情報及び、電子部品の搭載位置の情報を認識することが出来るイメージデータ（コンピュータで静止画像として表示できるデータ）」であればよく、プリント基板４００の作成に使用されるガーバーデータやプリント基板４００の設計データから作図したデータであってもよい。また、プリント基板４００に半田を印刷する時に使用するメタルマスクの開口部分の設計データから作図したデータであってもよい。

（２）上記実施形態では、表面実装機１に搭載された部品認識カメラ１７や基板認識カメラ６５を利用して、「第１イメージデータ６００」と「第２イメージデータ７００」を取得した例を示した。「第１イメージデータ６００」と「第２イメージデータ７００」は、表面実装機１に搭載されていないカメラで取得したデータであってもよい。

（３）上記実施形態では、切り出た第１イメージデータ６１０と第２イメージデータ７００を合成する処理（パターンマッチング）を、モデルデータ作成部２１８にて、実行する例を示した（Ｓ６０、図１３）。２つのイメージデータ６１０、７００を合成する処理（パターンマッチング）は、モデルデータ作成部２１８で必ずしも行う必要はなく、合成する処理はオペレータが行うようにしてもよい。

（４）上記実施形態では、モデルデータ作成部２１８を表面実装機１の一部に組み込んだ構成を例示したが、モデルデータ作成部２１８は、表面実装機１から独立した装置であってもよい。

（５）上記実施形態では、図１３、図１５に示す第１合成画像８００からモデルデータ５００の搭載基準点Ｐｓを認識した例を示した。モデルデータ５００は、コネクタ３００をモデル化したデータであり、モデルデータ５００の搭載基準点Ｐｓとコネクタ３００の搭載基準点Ｐｓは同一である。従って、第１合成画像８００からコネクタ３００の搭載基準点Ｐｓを認識することも可能である。具体的には、図１５に示す第１合成画像８００において、搭載位置Ｐｒの座標を「第２イメージデータ７００上の座標」から「コネクタ３００の第１イメージデータ６１０上の座標」に座標変換することで、コネクタ３００上の搭載基準点Ｐｓの座標（Ｘｓ、Ｙｓ）を決定することが出来る。尚、コネクタ３００の搭載基準点Ｐｓを決定する場合、モデルデータ５００を作成する必要はなく、決定した搭載基準点Ｐｓがプリント基板上の搭載位置に一致するようにコネクタ３００を実装すればよい。ただし、この場合、各コネクタ３００のそれぞれについて搭載基準点Ｐｓを算出する処理を行う必要がある。

要するところ、上記実施形態では、部品認識カメラ１７で撮影したコネクタ３００の第１イメージデータ６００と、プリント基板４００の第２イメージデータ７００と、前記プリント基板４００に対するコネクタ３００の搭載位置Ｐｏとに基づいて、モデルデータ５００の搭載基準点Ｐｓを決定する例を説明したが、同様の方法（Ｓ１０〜Ｓ６０、Ｓ８０）で、コネクタ３００の搭載基準点Ｐｓを決定するようにしてもよい。なお、コネクタ３００の搭載基準点Ｐｓの決定する搭載基準点決定装置は、モデルデータ作成部２１８と同様に、「搭載基準点決定部」として、表面実装機１のコントローラ２１０の一部に組み込むことが可能（例えば、図３に示す表面実装機１のブロック図において、モデルデータ作成部２１８に代えて搭載基準点決定部を設ける構成とする）である他、表面実装機１とは独立した装置とすることも可能である。

（６）上記実施形態では、プリント基板４００の左下隅、第１イメージデータ６１０の左下隅、モデルデータ５００の左下隅をそれぞれ基準点Ｑ、Ｓ、Ｒとした例を示したが、基準点Ｑ、Ｓ、Ｒは、それぞれプリント基板４００、第１イメージデータ６１０、モデルデータ５００上のポイントであれば、左下隅以外の部位であってもよい。

（７）上記実施形態では、異形部品を対象にモデルデータ５００を作成した例を示したが、ＳＯＰ等、定形型の電子部品を対象にモデルデータ５００を作成してもよい。

Claims (6)

1. プリント基板に実装する電子部品のモデルデータを作成するモデルデータ作成装置であって、
   前記モデルデータは端子のデータと、前記プリント基板に対する搭載基準点のデータとを含み、
   カメラで撮影した電子部品の第１イメージデータと前記電子部品の端子と重なる前記プリント基板のパットの情報及び前記プリント基板に対する前記電子部品の搭載位置の情報を含む第２イメージデータの２つのイメージデータを前記電子部品の前記端子と前記プリント基板の前記パットが重なるように合成した合成画像上で、前記搭載位置の座標を、前記第２イメージデータ上の座標から前記モデルデータ上の座標に座標変換することにより、前記プリント基板の前記搭載位置と対応する前記モデルデータの前記搭載基準点を決定するモデルデータ作成装置。
2. 前記合成画像について、前記第１イメージデータの端子画像と前記第２イメージデータのパット画像の重複する領域に基づいて、前記モデルデータの前記端子のデータを作成する請求項１に記載のモデルデータ作成装置。
3. プリント基板に実装する電子部品のモデルデータの作成方法であって、
   前記モデルデータは端子のデータと前記プリント基板に対する搭載基準点のデータとを含み、
   カメラで撮影した電子部品の第１イメージデータと前記電子部品の端子と重なる前記プリント基板のパットの情報及び前記プリント基板に対する前記電子部品の搭載位置の情報を含む第２イメージデータの２つのイメージデータを前記電子部品の前記端子と前記プリント基板の前記パットが重なるように合成した合成画像上で、前記搭載位置の座標を、前記第２イメージデータ上の座標から前記モデルデータ上の座標に座標変換することにより、前記プリント基板の前記搭載位置と対応する前記モデルデータの前記搭載基準点を決定するモデルデータ作成方法。
4. 前記合成画像について、前記第１イメージデータの端子画像と前記第２イメージデータのパット画像の重複する領域に基づいて、前記モデルデータの前記端子のデータを作成する請求項４に記載のモデルデータの作成方法。
5. プリント基板に実装する電子部品の搭載基準点を決定する搭載基準点決定装置であって、
   カメラで撮影した電子部品の第１イメージデータと前記電子部品の端子と重なる前記プリント基板のパットの情報及び前記プリント基板に対する前記電子部品の搭載位置の情報を含む第２イメージデータの２つのイメージデータを前記電子部品の前記端子と前記プリント基板の前記パットが重なるように合成した合成画像上で、前記搭載位置の座標を、前記第２イメージデータ上の座標から前記第１イメージデータ上の座標に座標変換することにより、前記プリント基板の前記搭載位置と対応する前記電子部品の前記搭載基準点を決定する搭載基準点決定装置。
6. プリント基板に実装する電子部品の搭載基準点を決定する搭載基準点の決定方法であって、
   カメラで撮影した電子部品の第１イメージデータと前記電子部品の端子と重なる前記プリント基板のパットの情報及び前記プリント基板に対する前記電子部品の搭載位置の情報を含む第２イメージデータの２つのイメージデータを前記電子部品の前記端子と前記プリント基板の前記パットが重なるように合成した合成画像上で、前記搭載位置の座標を、前記第２イメージデータ上の座標から前記第１イメージデータ上の座標に座標変換することにより、前記プリント基板の前記搭載位置と対応する前記電子部品の前記搭載基準点を決定する搭載基準点の決定方法。

Images