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WO2019111291A1 - 電子部品装着向き確認システム及び電子部品装着向き確認方法 - Google Patents

電子部品装着向き確認システム及び電子部品装着向き確認方法 Download PDF

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WO2019111291A1
WO2019111291A1 PCT/JP2017/043426 JP2017043426W WO2019111291A1 WO 2019111291 A1 WO2019111291 A1 WO 2019111291A1 JP 2017043426 W JP2017043426 W JP 2017043426W WO 2019111291 A1 WO2019111291 A1 WO 2019111291A1
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WO
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mounting
electronic component
image
pad pattern
mounting area
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/043426
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English (en)
French (fr)
Inventor
勇太 横井
貴紘 小林
秀一郎 鬼頭
Original Assignee
株式会社Fuji
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Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Fuji filed Critical 株式会社Fuji
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Priority to PCT/JP2017/043426 priority patent/WO2019111291A1/ja
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Priority to JP2019557716A priority patent/JP6948406B2/ja
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/0882Control systems for mounting machines or assembly lines, e.g. centralized control, remote links, programming of apparatus and processes as such
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/0002Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004Industrial image inspection
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0815Controlling of component placement on the substrate during or after manufacturing
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3431Leadless components
    • H05K3/3436Leadless components having an array of bottom contacts, e.g. pad grid array or ball grid array components
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108Industrial image inspection
    • G06T2207/30141Printed circuit board [PCB]

Definitions

  • This specification discloses a technology related to an electronic component mounting direction confirmation system and an electronic component mounting direction confirmation method for confirming the mounting direction of an electronic component mounted on a circuit board according to a production program (production job) before the start of production. .
  • an electronic component mounting machine for mounting an electronic component on a circuit board has a production program for a plurality of types of electronic components supplied from a plurality of feeders. It picks up in the designated order and is attached to the designated position of the circuit board.
  • the electronic components to be mounted on the circuit board are not limited to those having the same mounting orientation, and electronic components having different mounting orientations coexist, so that the mounting orientation of the electronic components is also designated by the production program.
  • the mounting position of the electronic component designated by the production program may be deviated from the position of the pad pattern of the actual circuit board used for production due to a manufacturing error of the circuit board. Therefore, before the start of production, the camera of the electronic component mounting machine captures the mounting area including the pad pattern (land pattern) of the circuit board, and an image of the mounting area is displayed on the display device of the electronic component mounting machine.
  • the production program there is a system in which the mounting image of the electronic component to be mounted according to the production program is superimposed on the image of the mounting area so that the operator can visually check the presence or absence of the displacement of the mounting position of the electronic component.
  • the operator when the operator determines that the mounting position of the electronic component is deviated from the position of the pad pattern of the circuit board, the operator operates the input device such as a keyboard and a mouse to operate the electronic component.
  • the input device such as a keyboard and a mouse to operate the electronic component.
  • Electronic parts have directionality except for some parts such as resistance, and if the mounting direction is wrong, they will produce defective products.
  • the arrangement of terminals such as leads and bumps is symmetrical with respect to the center line of the component body. It is not possible to determine whether the mounting direction is correct or 180 ° inverted only by looking at the image of the mounting image of such a symmetrical terminal arrangement electronic component. In the case of a square electronic component, it is not possible to determine whether the mounting orientation is correct or whether it is rotated 90 °, 180 °, or 270 ° just by looking at the image of the mounted image.
  • test production is carried out before the start of production, and all electronic components are mounted on the circuit board in a test to produce a test product, and the worker is asked to attach all electronic components of the test product. It may be checked visually. However, the operation of visually confirming the mounting orientations of all the electronic components of the test product takes a lot of time and effort, which causes a decrease in productivity.
  • An electronic component mounting direction confirmation system for confirming the mounting direction of an electronic component mounted on a circuit board according to a production program in order to solve the above problems, and mounting the electronic component of the circuit board
  • a camera for imaging a mounting area including a pad pattern, a display device for displaying an image of the mounting area captured by the camera, and an mounting image of an electronic component to be mounted according to the production program are superimposed on the image of the mounting area
  • the electronic component mounting image drawing unit to be displayed on a display device, and the electronic component specified by the production program in view of the mounting image of the electronic component displayed by the operator superimposed on the image of the mounting area on the display device If the mounting orientation of the electronic component does not match the orientation of the pad pattern of the mounting area, the mounting orientation of the electronic component is And an editing function unit for editing the production program to match the direction of the pad pattern, and a pad pattern direction display unit indicating the direction of the pad pattern is formed in the mounting area of the circuit board;
  • the image drawing unit is configured to display the mounting image of the electronic component displayed
  • the pad pattern direction display unit indicates the direction of the pad pattern in the mounting area, and the mounting direction of the electronic component
  • the operator visually checks the pad pattern direction display unit and the component mounting direction display unit displayed on the display device, and the electronic specified by the production program It can be easily visually confirmed whether the mounting direction of the component is correct or 180 ° inverted (in the case of a square electronic component, it is rotated 90 °, 180 °, 270 °).
  • the worker determines that the mounting direction of the electronic component does not match the direction of the pad pattern in the mounting area by this visual check, the worker operates the editing function unit to set the mounting direction of the electronic component
  • the production program can be edited to match the orientation of the pattern. For this reason, it is not necessary to perform test production for confirming the mounting orientation of the electronic component before the start of production, and productivity can be improved.
  • FIG. 1 is a side view showing the configuration of the main part of an electronic component mounting machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control system of the electronic component mounting machine.
  • FIG. 3 is a view showing an example of the electronic component mounting position / mounting direction editing screen.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the flow of processing of the electronic component mounting position / mounting direction editing program.
  • a conveyor 13 for conveying the circuit board 12 is provided on the base 11 of the electronic component mounting machine (hereinafter, the conveying direction of the circuit board 12 by the conveyor 13 is taken as the X direction, and the orthogonal direction is taken as the Y direction. To do).
  • the conveying direction of the circuit board 12 by the conveyor 13 is taken as the X direction
  • the orthogonal direction is taken as the Y direction.
  • the two conveyor rails 13a and 13b that constitute the conveyor 13 and the support members 15a and 15b that support the conveyor belts 14a and 14b one of the support members 15a is fixed at a fixed position, and the other support member Adjust the width of the conveyor 13 (the interval between the conveyor rails 13a and 13b) to the width of the circuit board 12 by adjusting the Y-direction position of the 15b along the guide rail 16 with a feed screw mechanism (not shown) or the like It can be done.
  • a feeder setting table 22 is provided on the side of the conveyor 13 on the base table 11, and a plurality of feeders 23 are detachably set in the Y direction on the feeder setting table 22.
  • a reel 20 on which is wound a component supply tape containing a large number of electronic components at equal pitches is set in each feeder 23, and a leading electronic component of the component supply tape pulled out from the reel 20 is a component suction position ( It is set so as to be located at a position where the electronic component is sucked by the suction nozzle 26).
  • the electronic component mounting machine is provided with a head moving device 25 (see FIG. 2) for moving the mounting head 24 in the horizontal direction (XY direction) and in the vertical direction (Z direction).
  • the mounting head 24 holds one or more suction nozzles 26 for suctioning the electronic components sent to the component suction position by the feeder 23 downward.
  • a camera 36 for mark imaging that moves integrally with the mounting head 24 by the head moving device 25 (moving device) and picks up the reference mark of the circuit board 12 from above
  • a camera 35 (see FIG. 2) for imaging a component is provided, which images the electronic component adsorbed at 26 from below from below.
  • the control device 31 of the electronic component mounting machine stores an input device 32 such as a keyboard, a mouse, and a touch panel, and an electronic component mounting position / mounting direction editing program and image data etc.
  • a storage device 33 such as a hard disk, a RAM, and a ROM, and a display device 34 such as a liquid crystal display and a CRT are connected.
  • the control device 31 of the electronic component mounting machine is constituted by one or a plurality of computers (one or more CPUs), and mounting positions (X, Y) of each electronic component mounted on the circuit board 12
  • the operation of each function of the electronic component mounting machine is controlled according to the production program in which the production job data such as the orientation and the mounting order are registered, and the images taken by the camera 36 for mark imaging and the camera 35 for component imaging are processed. It also functions as an image processing apparatus that recognizes each recognition target.
  • control device 31 of the electronic component placement machine uses the camera 36 for mark imaging from above the reference mark that is the recognition target of the circuit board 12 carried in and clamped at a predetermined work position by the conveyor 13
  • the image is picked up, the picked up image is processed to recognize the reference mark, and the component mounting positions of the circuit board 12 (the positions of the pad patterns on which the electronic components are mounted) are measured on the basis of the position of the reference mark.
  • the mounting head 24 is moved along the path of component suction position ⁇ component imaging position ⁇ component mounting position, the electronic component supplied from the feeder 23 is absorbed by the suction nozzle 26 of the mounting head 24, and the electronic component is for component imaging Of the electronic component by measuring the suction position (X, Y) and the angle ⁇ of the electronic component, and the suction position (X, Y) of the electronic component or the angle ⁇
  • the operation of correcting the deviation and mounting the electronic component on the pad pattern of the circuit board 12 is controlled.
  • the mounting position of the electronic component designated by the production program may be deviated from the position of the pad pattern (land pattern) of the actual circuit board 12 used for production due to a manufacturing error of the circuit board 12 or the like.
  • a worker who creates a production program creates a production program incorrectly in the mounting direction of the electronic component.
  • the control device 31 of the electronic component mounting machine displays the mounting image (refer to FIG. 3) of the electronic component C mounted according to the production program on the image of the circuit board 12 mounting area Function as an electronic component mounting image drawing unit. Furthermore, according to the electronic component mounting position / mounting direction editing program of FIG. 4 described later, the control device 31 of the electronic component mounting machine performs mounting including the pattern of the pads P of the circuit board 12 with the camera 36 for mark imaging before production starts. The area is imaged, and as shown in FIG.
  • the image of the pattern of the pad P of the imaged mounting area is displayed on the display device 34, and the mounting image of the electronic component C mounted according to the production program is the pad P of the mounting area Of the electronic component C on the screen of the display unit 34 (misalignment between the terminal T and the pad P of the electronic component C) and the electronic component C It is possible to visually check whether the mounting direction is correct.
  • the arrangement of terminals T such as leads and bumps is symmetrical with respect to the center line of the component body.
  • the electronic components C with such a symmetrical terminal arrangement have the correct mounting orientation or 180 ° just by looking at the image of the mounting image (in the case of square electronic components, 90 °, 180 °) , I can not determine whether it is rotated 270 °).
  • a pad pattern direction display unit 41 indicating the direction of the pattern of the pad P is formed in the mounting area of the circuit board 12 and the mounting area of the circuit board 12 captured by the mark imaging camera 36.
  • the pad pattern direction display section 41 is shown together with the pattern of the pad P.
  • the control device 31 of the electronic component mounting machine mounts the electronic component C in the mounting image of the electronic component C to be displayed superimposed on the image of the mounting area of the circuit board 12 on the display device 34.
  • the component mounting direction display unit 42 is displayed to display.
  • the pad pattern direction display unit 41 distinguishes the pad P specifying the direction of the pattern of the pad P from the other pads P. It is designed to be displayed in characters, symbols, marks, or colors.
  • the pad P for identifying the direction of the pattern of the pad P the first pad P for soldering the first terminal T (No. 1 pin) located on the upper right end of the electronic component C is used.
  • a terminal number “1” is printed as a pad pattern direction display section 41.
  • the terminal T for specifying the mounting direction of the electronic component C among the plurality of terminals T of the electronic component C the first terminal T (No. 1 pin) located on the upper right end of the electronic component C is used.
  • a terminal number “1” is displayed as the component mounting direction display unit 42 near the second terminal T.
  • the display example of FIG. 3 shows a state in which the mounting direction of the electronic component C is inverted by 180 °.
  • the mounting image of the electronic component C and the information as to which of the terminals T specifying the mounting direction of the electronic component C are based on part data storing information on the electronic component C used in production.
  • the part data may be stored in the control device 31 or may be stored in a computer that can communicate with the control device 31 by a computer external to the electronic component mounting machine.
  • the pad pattern direction display unit 41, the pad P for attaching the component mounting direction display unit 42, and the terminals T may be pads P other than the first and terminals T other than the first.
  • the final terminal T may be used, or the pad P at the upper left end, the terminal T at the upper left end, the pad P at the lower left end, the terminal T at the lower left end, the pad P at the lower right end, the right end
  • the lower terminal T may be used.
  • the pad pattern direction display unit 41 and the component mounting direction display unit 42 may be attached to the pad P and the terminal T which can specify the direction of the pattern of the pad P and the mounting direction of the electronic component C.
  • the display mode of the pad pattern direction display unit 41 and the component mounting direction display unit 42 is not limited to numbers indicating terminal numbers, and characters other than numerals (for example, "upper”, “lower”, “left”, “right Or the like, or the symbol or mark, or the color of a specific pad P or a specific terminal T different from the others, to visually confirm the specific pad P or a specific terminal T in color. It may be possible.
  • the control unit 31 of the electronic component mounting machine executes the electronic component mounting position / mounting direction editing program of FIG. 4 before the start of production, so that the mounting position and / or mounting direction of the electronic component C designated by the production program is
  • the operator corrects the mounting position and / or mounting direction of the electronic component C when it is out of the position of the pattern of the pad P of the actual circuit board 12 used for production or is different from the direction of the pattern of the pad P Function as an editing function unit for editing the production program.
  • processing contents of the electronic component mounting position / mounting direction editing program of FIG. 4 will be described.
  • the electronic component mounting position and mounting direction editing program shown in FIG. 4 is for the electronic component mounting machine when the operator operates the input device 32 to start editing the electronic component mounting position and mounting direction before the start of production. It is executed by the controller 31.
  • the control device 31 of the electronic component mounting machine starts the program, first, in step 101, a list of the electronic components C used for production is displayed on the display device 34. Thereafter, the process proceeds to step 102 and waits for the operator to select the electronic component C to be confirmed in the displayed list of electronic components C.
  • step 103 the operation waits until the operator operates the input device 32 to start the imaging. Then, when the operator performs an operation to start imaging, the process proceeds to step 104, in the circuit board 12 used for production, the mounting area for mounting the selected electronic component C is detected by the camera 36 for mark imaging Take an image.
  • step 105 the image of the mounting area of the circuit board 12 taken is displayed on the display unit 34.
  • the pad pattern direction display unit 41 is shown together with the pattern of the pad P.
  • step 106 the mounting image of the selected electronic component C is superimposed on the image of the mounting area of the circuit board 12 and displayed on the display device 34.
  • the component mounting direction display section 42 showing the mounting direction of the electronic component C is displayed in the mounting image of the electronic component C displayed on the display 34 as superimposed on the image of the mounting area of the circuit board 12. Display.
  • the production program can be performed by visually checking the positions of the pad pattern direction display unit 41 and the component mounting direction display unit 42 displayed on the display device 34 by the operator and judging whether or not the positions coincide with each other.
  • the mounting image of the electronic component C is superimposed on the image of the mounting area of the circuit board 12 so that the worker shifts the mounting position of the electronic component C on the screen of the display device 34 (terminal T of the electronic component C). It is possible to easily visually check the presence or absence of positional deviation between the and the pads P).
  • step 107 the operator is inquired by display, voice or the like as to whether “correct” or “do not correct” the mounting position and / or mounting direction of the selected electronic component C.
  • the process proceeds to step 108, and the worker operates the input device 32 to mount the electronic component C and / or the mounting direction. Wait until the operation to fix the is complete.
  • step 109 production is performed using data on the mounting position and / or the mounting direction of the electronic component C corrected by the operator.
  • the data of the mounting position and / or mounting direction of the electronic component C in the program is edited (corrected), and the process proceeds to the next step 110.
  • step 107 the process skips steps 108 and 109 and proceeds to step 110.
  • the process proceeds to step 110 without editing (correcting) data relating to the mounting position and mounting direction of the electronic component C in the production program.
  • step 110 the operator is inquired by display, voice or the like whether the editing of the production program is "continue” or "end". As a result, when the worker operates the input device 32 and selects "continue”, the processing after step 101 described above is executed again, and the production program of the electronic component C selected next by the worker is performed. Continue editing. On the other hand, if the worker selects "end editing" of the production program in step 110, the program is ended.
  • a pad indicating the direction of the pattern of the pads P of the mounting area In order to display the pattern direction display unit 41 and the component mounting direction display unit 42 indicating the mounting direction of the electronic component C, the pad pattern direction display unit 41 displayed on the display device 34 and the component mounting direction display displayed by the operator By visually checking the part 42, is the mounting direction of the electronic component C specified in the production program correct or 180 ° inverted (in the case of a square electronic component, 90 °, 180 °, 270 ° rotation) Can be easily visually checked.
  • the worker determines that the mounting direction of the electronic component C does not match the direction of the pattern of the pad P in the mounting area by this visual check, the worker determines the mounting direction of the electronic component C the pattern of the pad P You can edit the production program to match the orientation of the. Therefore, it is not necessary to perform test production for confirming the mounting direction of the electronic component C before the start of production, and productivity can be improved.
  • positional deviation between the pattern of the pad P in the mounting area displayed on the display device 34 and the mounting image of the electronic component C by the operator positional misalignment between the terminal T of the electronic component C and the pad P
  • positional misalignment between the terminal T of the electronic component C and the pad P positional misalignment between the terminal T of the electronic component C and the pad P
  • the mounting position of the electronic component C is combined with editing of the mounting direction of the electronic component C. Can also be edited.
  • the electronic component mounting direction confirmation system is mounted on the electronic component mounting machine
  • the electronic component shape data creating system for creating shape data of electronic components for image processing Equipped with a function as a mounting orientation check system
  • the camera of the electronic component shape data creation system captures an image of the mounting area of the circuit board 12 and the worker uses the electronic component shape data creation system to produce a production program. It may be made editable.
  • a production control computer that controls production of an electronic component mounting line in which a plurality of electronic component mounting machines are arranged is equipped with a function as an electronic component mounting direction confirmation system, and a worker uses the production management computer
  • the production program executed by each electronic component placement machine of the electronic component placement line may be edited.
  • the image of the mounting area of the circuit board 12 may be taken by the camera 36 for mark imaging of each electronic component mounting machine.
  • a system dedicated to production program editing may be configured, and the system may be equipped with a function as an electronic component mounting direction confirmation system.
  • the present invention may change the configuration of the electronic component mounting machine or change the processing procedure and processing contents of the electronic component mounting position / mounting direction editing program of FIG. It goes without saying that various modifications can be made.

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Abstract

回路基板(12)のうちの電子部品(C)を装着するパッドパターンを含む装着エリアを撮像するカメラ(36)と、前記カメラで撮像した装着エリアの画像を表示する表示装置(34)とを備える。生産プログラムに従って装着する電子部品の装着イメージを前記装着エリアの画像に重ねて表示装置に表示すると共に、作業者が表示装置に装着エリアの画像に重ねて表示された電子部品の装着イメージを見て生産プログラムで指定された電子部品の装着向きが装着エリアのパッドパターンの向きと一致しない場合に当該電子部品の装着向きを当該パッドパターンの向きと一致させるように生産プログラムを編集する。回路基板の装着エリアには、パッドパターンの向きを示すパッドパターン向き表示部(41)が形成され、表示装置に装着エリアの画像に重ねて表示する電子部品の装着イメージに当該電子部品の装着向きを示す部品装着向き表示部(42)を付けて表示する。

Description

電子部品装着向き確認システム及び電子部品装着向き確認方法
 本明細書は、生産プログラム(生産ジョブ)に従って回路基板に装着する電子部品の装着向きを生産開始前に確認する電子部品装着向き確認システム及び電子部品装着向き確認方法に関する技術を開示したものである。
 回路基板に電子部品を装着する電子部品装着機は、特許文献1(特開2010-73958号公報)に記載されているように、複数のフィーダから供給される複数種の電子部品を生産プログラムで指定された順序でピックアップして回路基板の指定された位置に装着するようにしている。この際、回路基板に装着する電子部品は装着向きが同じものだけではなく、異なる装着向きの電子部品が混在するため、電子部品の装着向きについても生産プログラムで指定するようにしている。
 また、回路基板の製造誤差等によって、生産プログラムで指定された電子部品の装着位置が、生産に使用する実際の回路基板のパッドパターンの位置からずれている可能性がある。このため、生産開始前に電子部品装着機のカメラで回路基板のパッドパターン(ランドパターン)を含む装着エリアを撮像して、その装着エリアの画像を電子部品装着機の表示装置に表示すると共に、生産プログラムに従って装着する電子部品の装着イメージを装着エリアの画像に重ねて表示し、作業者が電子部品の装着位置のずれの有無を目視確認できるようにしたものがある。このようなシステムでは、電子部品の装着位置が回路基板のパッドパターンの位置からずれていると作業者が判断した場合には、作業者がキーボード、マウス等の入力装置を操作して当該電子部品の装着位置を当該パッドパターンの位置と一致させるように生産プログラムを編集(修正)する機能が搭載されている。
特開2010-73958号公報
 電子部品は、抵抗等の一部の部品を除いて、方向性があり、装着向きが間違っていると、不良品を生産してしまう。電子部品は、リード、バンプ等の端子の配列が部品ボディ部の中心線に関して対称なものが多い。このような対称な端子配列の電子部品は、その装着イメージの画像を見ただけでは、装着向きが正しいのか180°反転しているのかを判別できない。正方形の電子部品の場合は、その装着イメージの画像を見ただけでは、装着向きが正しいのか、90°、180°、270°回転しているのかを判別できない。
 また、生産プログラムを作成する作業者が電子部品の装着向きを間違えて生産プログラムを作成してしまう可能性があるため、電子部品の装着向きが間違った生産プログラムを使用して不良品を生産してしまう可能性もある。
 この対策として、生産開始前にテスト生産を行って、試験的に回路基板に全ての電子部品を装着してテスト生産品を生産し、作業者がテスト生産品の全ての電子部品の装着向きを目視確認することがある。しかし、テスト生産品の全ての電子部品の装着向きを目視確認する作業は、多大の手間と時間がかかり、生産性を低下させる要因となる。
 上記課題を解決するために、生産プログラムに従って回路基板に装着する電子部品の装着向きを生産開始前に確認する電子部品装着向き確認システムであって、前記回路基板のうちの前記電子部品を装着するパッドパターンを含む装着エリアを撮像するカメラと、前記カメラで撮像した前記装着エリアの画像を表示する表示装置と、前記生産プログラムに従って装着する電子部品の装着イメージを前記装着エリアの画像に重ねて前記表示装置に表示する電子部品装着イメージ描画部と、作業者が前記表示装置に前記装着エリアの画像に重ねて表示された前記電子部品の装着イメージを見て前記生産プログラムで指定された前記電子部品の装着向きが前記装着エリアのパッドパターンの向きと一致しない場合に当該電子部品の装着向きを当該パッドパターンの向きと一致させるように前記生産プログラムを編集する編集機能部とを備え、前記回路基板の装着エリアには、前記パッドパターンの向きを示すパッドパターン向き表示部が形成され、前記電子部品装着イメージ描画部は、前記表示装置に前記装着エリアの画像に重ねて表示する前記電子部品の装着イメージに当該電子部品の装着向きを示す部品装着向き表示部を付けて表示するようにしたものである。
 この構成では、表示装置に回路基板の装着エリアの画像と電子部品の装着イメージとを重ねて表示する際に、装着エリアのパッドパターンの向きを示すパッドパターン向き表示部と、電子部品の装着向きを示す部品装着向き表示部とを付けて表示するため、作業者が表示装置に表示されたパッドパターン向き表示部と部品装着向き表示部とを目視確認することで、生産プログラムで指定された電子部品の装着向きが正しいのか180°反転しているのか(正方形の電子部品の場合は、90°、180°、270°回転しているのか)を容易に目視確認することができる。この目視確認により、作業者が電子部品の装着向きが装着エリアのパッドパターンの向きと一致しないと判断した場合には、作業者が編集機能部を操作して当該電子部品の装着向きを当該パッドパターンの向きと一致させるように生産プログラムを編集することができる。このため、生産開始前に電子部品の装着向きを確認するためのテスト生産を行う必要がなくなり、生産性を向上できる。
図1は本発明の一実施例の電子部品装着機の主要部の構成を示す側面図である。 図2は電子部品装着機の制御系の構成を示すブロック図である。 図3は電子部品装着位置・装着向き編集画面の一例を示す図である。 図4は電子部品装着位置・装着向き編集プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
 以下、一実施例を説明する。
 まず、電子部品装着向き確認システムを搭載した電子部品装着機の構成を図1に基づいて説明する。
 電子部品装着機のベース台11上には、回路基板12を搬送するコンベア13が設けられている(以下、このコンベア13による回路基板12の搬送方向をX方向とし、その直角方向をY方向とする)。このコンベア13を構成する2本のコンベアレール13a,13bとコンベアベルト14a,14bを支持する支持部材15a,15bのうち、片方の支持部材15aを、一定位置に固定し、その反対側の支持部材15bのY方向位置を送りねじ機構(図示せず)等によってガイドレール16に沿って調整することで、コンベア13の幅(コンベアレール13a,13bの間隔)を回路基板12の幅に合わせて調整できるようになっている。
 また、ベース台11上のコンベア13の側方には、フィーダセット台22が設けられ、このフィーダセット台22に複数のフィーダ23がY方向に着脱可能にセットされている。各フィーダ23には、多数の電子部品を等ピッチで収容した部品供給テープが巻回されたリール20がセットされ、このリール20から引き出された部品供給テープの先頭の電子部品が部品吸着位置(吸着ノズル26で電子部品を吸着する位置)に位置するようにセットされる。
 この電子部品装着機には、装着ヘッド24を水平方向(XY方向)及び上下方向(Z方向)に移動させるヘッド移動装置25(図2参照)が設けられている。装着ヘッド24には、フィーダ23により部品吸着位置に送られた電子部品を吸着する1本又は複数本の吸着ノズル26が下向きに保持されている。また、電子部品装着機には、ヘッド移動装置25(移動装置)によって装着ヘッド24と一体的に移動して回路基板12の基準マークをその上方から撮像するマーク撮像用のカメラ36と、吸着ノズル26に吸着した電子部品をその下方から撮像する部品撮像用のカメラ35(図2参照)とが設けられている。
 図2に示すように、電子部品装着機の制御装置31には、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置32と、後述する図4の電子部品装着位置・装着向き編集プログラムや画像データ等を記憶するハードディスク、RAM、ROM等の記憶装置33と、液晶ディスプレイ、CRT等の表示装置34等が接続されている。
 この電子部品装着機の制御装置31は、1台又は複数台のコンピュータ(1個又は複数個のCPU)によって構成され、回路基板12に装着する各電子部品の装着位置(X,Y)、装着向き、装着順序等の生産ジョブデータが登録された生産プログラムに従って電子部品装着機の各機能の動作を制御すると共に、マーク撮像用のカメラ36や部品撮像用のカメラ35で撮像した画像を処理して各々の認識対象を認識する画像処理装置としても機能する。具体的には、電子部品装着機の制御装置31は、コンベア13により所定の作業位置に搬入されてクランプされた回路基板12の認識対象である基準マークをその上方からマーク撮像用のカメラ36で撮像して、その撮像画像を処理して基準マークを認識し、この基準マークの位置を基準にして回路基板12の各部品装着位置(各電子部品を装着するパッドパターンの位置)を計測すると共に、装着ヘッド24を部品吸着位置→部品撮像位置→部品装着位置の経路で移動させて、フィーダ23から供給される電子部品を装着ヘッド24の吸着ノズル26で吸着して当該電子部品を部品撮像用のカメラ35で撮像して、その撮像画像を処理して当該電子部品の吸着位置(X,Y)と角度θを計測し、当該電子部品の吸着位置(X,Y)や角度θのずれを補正して当該電子部品を回路基板12のパッドパターンに装着するという動作を制御する。
 ところで、回路基板12の製造誤差等によって、生産プログラムで指定された電子部品の装着位置が、生産に使用する実際の回路基板12のパッドパターン(ランドパターン)の位置からずれている可能性がある。また、生産プログラムを作成する作業者が電子部品の装着向きを間違えて生産プログラムを作成してしまう可能性もある。
 そこで、本実施例では、電子部品装着機の制御装置31は、生産プログラムに従って装着する電子部品Cの装着イメージ(図3参照)を回路基板12の装着エリアの画像に重ねて表示装置34に表示する電子部品装着イメージ描画部として機能する。更に、電子部品装着機の制御装置31は、後述する図4の電子部品装着位置・装着向き編集プログラムに従って、生産開始前にマーク撮像用のカメラ36で回路基板12のパッドPのパターンを含む装着エリアを撮像して、図3に示すように、撮像した装着エリアのパッドPのパターンの画像を表示装置34に表示すると共に、生産プログラムに従って装着する電子部品Cの装着イメージを装着エリアのパッドPのパターンの画像に重ねて表示し、作業者が表示装置34の画面上で電子部品Cの装着位置のずれ(電子部品Cの端子TとパッドPとの位置ずれ)の有無と電子部品Cの装着向きの正否を目視確認できるようにしている。
 しかし、電子部品Cは、リード、バンプ等の端子Tの配列が部品ボディ部の中心線に関して対称なものが多い。このような対称な端子配列の電子部品Cは、その装着イメージの画像を見ただけでは、装着向きが正しいのか180°反転しているのか(正方形の電子部品の場合は、90°、180°、270°回転しているのか)を判別できない。
 そこで、本実施例では、回路基板12の装着エリアには、パッドPのパターンの向きを示すパッドパターン向き表示部41が形成され、マーク撮像用のカメラ36で撮像した回路基板12の装着エリアの画像には、パッドPのパターンと共にパッドパターン向き表示部41が写るようになっている。更に、電子部品装着機の制御装置31は、図3に示すように、表示装置34に回路基板12の装着エリアの画像に重ねて表示する電子部品Cの装着イメージに当該電子部品Cの装着向きを示す部品装着向き表示部42を付けて表示するようにしている。
 ここで、パッドパターン向き表示部41は、電子部品Cの複数の端子Tを半田付けする複数のパッドPのうち、パッドPのパターンの向きを特定するパッドPを、他のパッドPと区別する文字、記号、マーク、色のいずれかで表示するようにしている。図3の表示例では、パッドPのパターンの向きを特定するパッドPとして、電子部品Cの右端上側に位置する1番目の端子T(1番ピン)を半田付けする1番目のパッドPを使用し、この1番目のパッドPの近くに、パッドパターン向き表示部41として、端子番号「1」を印字している。また、電子部品Cの複数の端子Tのうち当該電子部品Cの装着向きを特定する端子Tとして、電子部品Cの右端上側に位置する1番目の端子T(1番ピン)を使用し、1番目の端子Tの近くに、部品装着向き表示部42として端子番号「1」を表示するようにしている。図3の表示例は、電子部品Cの装着向きが180°反転した状態を示している。
 電子部品Cの装着イメージと、電子部品Cの装着向きを特定する端子Tがどれであるかの情報は、生産で使用される電子部品Cに関する情報を記憶したパートデータに基づくものである。パートデータは、制御装置31に記憶されてもよく、電子部品装着機の外部のコンピュータで、制御装置31と通信可能なコンピュータに記憶されてもよい。
 この場合、パッドパターン向き表示部41、部品装着向き表示部42を付けるパッドP、端子Tは、1番目以外のパッドP、1番目以外の端子Tとしても良く、例えば、最終番目のパッドP、最終番目の端子Tとしても良く、或は、左端上側のパッドP、左端上側の端子Tとしたり、左端下側のパッドP、左端下側の端子Tとしたり、右端下側のパッドP、右端下側の端子Tとしても良い。要は、パッドPのパターンの向きと電子部品Cの装着向きを特定できるパッドP、端子Tにパッドパターン向き表示部41、部品装着向き表示部42を付けるようにすれば良い。また、パッドパターン向き表示部41、部品装着向き表示部42の表示態様も端子番号を示す数字に限定されず、数字以外の文字(例えば、「上」、「下」、「左」、「右」等)で示したり、記号又はマークで示したり、特定のパッドPの色や特定の端子Tの色を他のものと異ならせることで特定のパッドPや特定の端子Tを色で目視確認できるようにしても良い。
 電子部品装着機の制御装置31は、生産開始前に図4の電子部品装着位置・装着向き編集プログラムを実行することで、生産プログラムで指定された電子部品Cの装着位置及び/又は装着向きが生産に使用する実際の回路基板12のパッドPのパターンの位置からずれていたり、パッドPのパターンの向きと異なっている場合に、作業者が電子部品Cの装着位置及び/又は装着向きを修正して生産プログラムを編集する編集機能部として機能する。以下、図4の電子部品装着位置・装着向き編集プログラムの処理内容を説明する。
 図4の電子部品装着位置・装着向き編集プログラムは、生産開始前に作業者が入力装置32を操作して電子部品装着位置・装着向き編集を開始する操作を行ったときに電子部品装着機の制御装置31によって実行される。電子部品装着機の制御装置31は、本プログラムを起動すると、まず、ステップ101で、生産に使用する電子部品Cの一覧を表示装置34に表示する。この後、ステップ102に進み、表示された電子部品Cの一覧の中で、作業者が確認する電子部品Cを選択するまで待機する。
 その後、作業者が確認する電子部品Cを選択した時点で、ステップ103に進み、作業者が入力装置32を操作して撮像を開始する操作を行うまで待機する。そして、作業者が撮像を開始する操作を行った時点で、ステップ104に進み、生産に使用する回路基板12のうち、選択された電子部品Cを装着する装着エリアをマーク撮像用のカメラ36で撮像する。
 この後、ステップ105に進み、撮像した回路基板12の装着エリアの画像を表示装置34に表示する。この装着エリアの画像には、パッドPのパターンと共にパッドパターン向き表示部41が写っている。そして、次のステップ106で、選択された電子部品Cの装着イメージを回路基板12の装着エリアの画像に重ねて表示装置34に表示する。この際、図3に示すように、表示装置34に回路基板12の装着エリアの画像に重ねて表示する電子部品Cの装着イメージに当該電子部品Cの装着向きを示す部品装着向き表示部42を付けて表示する。これにより、作業者が表示装置34に表示されたパッドパターン向き表示部41と部品装着向き表示部42の位置を目視確認して両者の位置が一致するか否かを判断することで、生産プログラムで指定された電子部品Cの装着向きが正しいのか180°反転しているのか(正方形の電子部品の場合は、90°、180°、270°回転しているのか)を容易に目視確認することができる。また、電子部品Cの装着イメージを回路基板12の装着エリアの画像に重ねて表示することで、作業者が表示装置34の画面上で電子部品Cの装着位置のずれ(電子部品Cの端子TとパッドPとの位置ずれ)の有無を容易に目視確認することができる。
 この後、ステップ107に進み、選択された電子部品Cの装着位置及び/又は装着向きを「修正する」か「修正しない」かを表示や音声等で作業者に問い合わせる。その結果、作業者が入力装置32を操作して「修正する」を選択した場合には、ステップ108に進み、作業者が入力装置32を操作して電子部品Cの装着位置及び/又は装着向きを修正する操作が完了するまで待機する。その後、電子部品Cの装着位置及び/又は装着向きを修正する操作が完了した時点で、ステップ109に進み、作業者が修正した電子部品Cの装着位置及び/又は装着向きのデータを用いて生産プログラムの当該電子部品Cの装着位置及び/又は装着向きのデータを編集(修正)して、次のステップ110に進む。
 一方、前述したステップ107で、作業者が電子部品Cの装着位置及び/又は装着向きを「修正しない」を選択した場合には、ステップ108及び109の処理を飛び越してステップ110に進む。これにより、作業者が「修正しない」を選択した電子部品Cについては、生産プログラムの当該電子部品Cの装着位置及び装着向きに関するデータを編集(修正)せずにステップ110に進む。
 このステップ110では、生産プログラムの編集を「続ける」か「終了する」かを表示や音声等で作業者に問い合わせる。その結果、作業者が入力装置32を操作して「続ける」を選択した場合には、前述したステップ101以降の処理を再度実行して、作業者が次に選択した電子部品Cについて生産プログラムの編集を続ける。一方、上記ステップ110で、作業者が生産プログラムの編集を「終了する」を選択した場合には、本プログラムを終了する。
 以上説明した本実施例によれば、表示装置34に回路基板12の装着エリアの画像と電子部品Cの装着イメージとを重ねて表示する際に、装着エリアのパッドPのパターンの向きを示すパッドパターン向き表示部41と、電子部品Cの装着向きを示す部品装着向き表示部42とを付けて表示するため、作業者が表示装置34に表示されたパッドパターン向き表示部41と部品装着向き表示部42とを目視確認することで、生産プログラムで指定された電子部品Cの装着向きが正しいのか180°反転しているのか(正方形の電子部品の場合は、90°、180°、270°回転しているのか)を容易に目視確認することができる。この目視確認により、作業者が電子部品Cの装着向きが装着エリアのパッドPのパターンの向きと一致しないと判断した場合には、作業者が当該電子部品Cの装着向きを当該パッドPのパターンの向きと一致させるように生産プログラムを編集することができる。このため、生産開始前に電子部品Cの装着向きを確認するためのテスト生産を行う必要がなくなり、生産性を向上できる。
 しかも、本実施例では、作業者が表示装置34に表示された装着エリアのパッドPのパターンと電子部品Cの装着イメージとの位置ずれ(電子部品Cの端子TとパッドPとの位置ずれ)を見て当該電子部品Cの装着位置を当該パッドPのパターンの位置と一致させるように生産プログラムを編集する機能も有するため、電子部品Cの装着向きの編集と併せて電子部品Cの装着位置も編集することができる。
 尚、本実施例では、電子部品装着向き確認システムを電子部品装着機に搭載した例について説明したが、例えば、画像処理用の電子部品の形状データを作成する電子部品形状データ作成システムに電子部品装着向き確認システムとしての機能を搭載して、電子部品形状データ作成システムのカメラで回路基板12の装着エリアの画像を撮像して、作業者が電子部品形状データ作成システムを使用して生産プログラムを編集できるようにしても良い。或は、複数台の電子部品装着機を配列した電子部品装着ラインの生産を管理する生産管理用コンピュータに電子部品装着向き確認システムとしての機能を搭載して、作業者が生産管理用コンピュータを使用して、電子部品装着ラインの各電子部品装着機が実行する生産プログラムを編集できるようにしても良い。この際、回路基板12の装着エリアの画像は、各電子部品装着機のマーク撮像用のカメラ36で撮像すれば良い。
 或は、生産プログラム編集専用のシステムを構成して、そのシステムに電子部品装着向き確認システムとしての機能を搭載しても良い。
 その他、本発明は、電子部品装着機の構成を変更したり、図4の電子部品装着位置・装着向き編集プログラムの処理手順や処理内容を変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。
 12…回路基板、13…コンベア、24…装着ヘッド、25…ヘッド移動装置、26…吸着ノズル、31…電子部品装着機の制御装置(電子部品装着イメージ描画部,編集機能部)、32…入力装置、34…表示装置、36…マーク撮像用のカメラ、41…パッドパターン向き表示部、42…部品装着向き表示部、C…電子部品、P…パッド、T…端子

Claims (5)

  1.  生産プログラムに従って回路基板に装着する電子部品の装着向きを生産開始前に確認する電子部品装着向き確認システムであって、
     前記回路基板のうちの前記電子部品を装着するパッドパターンを含む装着エリアを撮像するカメラと、
     前記カメラで撮像した前記装着エリアの画像を表示する表示装置と、
     前記生産プログラムに従って装着する電子部品の装着イメージを前記装着エリアの画像に重ねて前記表示装置に表示する電子部品装着イメージ描画部と、
     作業者が前記表示装置に前記装着エリアの画像に重ねて表示された前記電子部品の装着イメージを見て前記生産プログラムで指定された前記電子部品の装着向きが前記装着エリアのパッドパターンの向きと一致しない場合に当該電子部品の装着向きを当該パッドパターンの向きと一致させるように前記生産プログラムを編集する編集機能部とを備え、
     前記回路基板の装着エリアには、前記パッドパターンの向きを示すパッドパターン向き表示部が形成され、
     前記電子部品装着イメージ描画部は、前記表示装置に前記装着エリアの画像に重ねて表示する前記電子部品の装着イメージに当該電子部品の装着向きを示す部品装着向き表示部を付けて表示する、電子部品装着向き確認システム。
  2.  電子部品装着機に搭載された電子部品装着向き確認システムであって、
     前記カメラは、前記回路基板の基準位置マークを撮像するマーク撮像用のカメラである、請求項1に記載の電子部品装着向き確認システム。
  3.  前記電子部品装着イメージ描画部は、前記部品装着向き表示部として、前記電子部品の複数の端子のうち当該電子部品の装着向きを特定する端子を、他の端子と区別する文字、記号、マーク、色のいずれかで表示する、請求項1又は2に記載の電子部品装着向き確認システム。
  4.  前記編集機能部は、作業者が前記表示装置に表示された前記装着エリアのパッドパターンと前記電子部品の装着イメージとの位置ずれを見て当該電子部品の装着位置を当該パッドパターンの位置と一致させるように前記生産プログラムを編集する機能も有する、請求項1乃至3のいずれかに記載の電子部品装着向き確認システム。
  5.  生産プログラムに従って回路基板に装着する電子部品の装着向きを生産開始前に確認する電子部品装着向き確認方法であって、
     前記回路基板のうちの前記電子部品を装着するパッドパターンを含む装着エリアには、当該パッドパターンの向きを示すパッドパターン向き表示部が形成され、
     前記回路基板の装着エリアをカメラで撮像する工程と、
     前記カメラで撮像した前記装着エリアの画像を表示装置に表示する工程と、
     前記生産プログラムに従って装着する電子部品の装着イメージを前記表示装置に前記装着エリアの画像に重ねて表示する電子部品装着イメージ描画工程と、
     作業者が前記表示装置に前記装着エリアの画像に重ねて表示された前記電子部品の装着イメージを見て前記生産プログラムで指定された前記電子部品の装着向きが前記装着エリアのパッドパターンの向きと一致しない場合に当該電子部品の装着向きを当該パッドパターンの向きと一致させるように前記生産プログラムを編集する工程とを含み、
     前記電子部品装着イメージ描画工程では、前記表示装置に前記装着エリアの画像に重ねて表示する前記電子部品の装着イメージに当該電子部品の装着向きを示す部品装着向き表示部を付けて表示する、電子部品装着向き確認方法。
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