JP7664773B2 - Component insertion method and component insertion system - Google Patents
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Description
本願は、部品挿入方法および部品挿入システムに関するものである。 This application relates to a component insertion method and a component insertion system.
従来技術として、作業者がプリント基板に部品を挿入する場合に、投影ユニットでプリント基板上に組立てるべき部品の所要位置を作業員に可視的に指示するための装置を提供するものがある(例えば、特許文献1参照)。 In the prior art, there is a device that uses a projection unit to visually indicate to a worker the required positions of components to be assembled on a printed circuit board when the worker is inserting the components into the printed circuit board (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1は、プリント基板上にプロジェクタで可視化することに特化した技術であるため、近年のプリント基板の高密度化および部品の微細化に伴い、プリント基板表面上への投影がずれることにより、実際に挿入する部品とは別の部品を指示し、誤挿入が発生する問題が生じる。
However, because the technology in
本願は、上述のような問題を解決するためになされたもので、プリント基板に部品を挿入する作業において、投影ユニットにてプリント基板表面に部品挿入位置を可視的に指示するシステムに加え、プリント基板と投影画像の位置合わせを行うものである。これにより、誤挿入防止と作業効率向上を目的とする。 This application was made to solve the problems mentioned above, and in addition to providing a system that uses a projection unit to visually indicate the component insertion position on the surface of the printed circuit board when inserting a component into the printed circuit board, it also aligns the printed circuit board with the projected image. This aims to prevent erroneous insertion and improve work efficiency.
本願に開示される部品挿入方法は、
プリント基板の図面情報を演算制御装置に入力し、プリント基板上の部品配置を示した部品配置情報を記憶装置から抽出し、部品配置情報を画像としてプリント基板上に投影し、投影された画像の中心とプリント基板の中心とを一致させる位置補正を投影画像の回転移動と平行移動とにより行い、演算制御装置に入力された挿入する部品の画像を部品配置情報の画像上に重畳して投影し、投影された位置に前記部品を挿入することを特徴とする。
The component insertion method disclosed in the present application includes:
The method is characterized in that drawing information of the printed circuit board is input into an arithmetic and control device, component layout information showing the layout of components on the printed circuit board is extracted from a storage device, the component layout information is projected as an image onto the printed circuit board, position correction is performed by rotating and translating the projected image to match the center of the projected image with the center of the printed circuit board, the image of the component to be inserted input into the arithmetic and control device is projected while being superimposed on the image of the component layout information, and the component is inserted at the projected position.
本願に開示される部品挿入方法によれば、プリント基板上に部品配置情報の投影画像を正確に位置合わせできるとともに、挿入する部品の外形を、部品配置情報の画像上に投影するので、部品の誤挿入防止と作業効率向上を実現できる。 The component insertion method disclosed in this application allows the projected image of component placement information to be accurately aligned on the printed circuit board, and the outline of the component to be inserted is projected onto the image of the component placement information, preventing erroneous component insertion and improving work efficiency.
以下、本願に係る部品挿入システムおよび部品挿入方法の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、同一内容および相当部については同一符号を配し、その詳しい説明は省略する。 Below, preferred embodiments of the component insertion system and the component insertion method according to the present application will be described with reference to the drawings. Note that the same reference numerals are used to designate the same contents and corresponding parts, and detailed descriptions thereof will be omitted.
実施の形態1.
図1は、部品挿入システムの構成概念図である。部品挿入システムは、部品挿入支援装置1と作業台制御機構2とから構成される。それぞれにつき以下に説明する。
部品挿入支援装置1は、演算制御装置40と、入力装置10、11と、出力装置20、21と、記憶装置30とで構成されている。演算制御装置40と記憶装置30はネットワークケーブルで接続され、入力装置10、11は、演算制御装置40と有線または無線で接続されている。さらに演算制御装置40は出力装置20、21と有線または無線で接続されている。
1 is a conceptual diagram of the configuration of a component insertion system. The component insertion system is composed of a component
The component
入力装置10は、作業台制御機構2に装着するプリント基板50の図面番号または部品型名の情報を入力する。具体的には、キーボード、音声認識により図面番号および部品型名を認識可能とするためのマイク、バーコードリーダなどが例として挙げられる。本実施の形態では、図面番号または部品型名を例として説明するが、図面または部品を特定できる情報であれば図面番号または部品型名に限るものではない。
The
入力装置11は、出力装置20によりプリント基板50上に投影された画像を回転させ、あるいは、上下左右に平行移動させるためのものである。十字キーおよびマウスが例として挙げられる。
The
出力装置20は、モニタなどの液晶表示装置であり、出力装置21は、プロジェクタなどの投影表示装置である。
記憶装置30は、プリント基板50のCAD(Computer Aided Design)データを格納しており、固定磁気ディスクまたは光学式ディスクが例として挙げられる。
The
演算制御装置40は、例えばマイコンであり、図2に示すようなハードウエアで構成されている。プロセッサ100と記憶装置200から構成され、図示していないが、記憶装置200はランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ100は、例えば、記憶装置200から入力されたプログラムを実行することにより、記憶装置30からCADデータを読み出し、読み出したデータに基づいて出力装置20または出力装置21にデータを出力する。さらに、後述するように、作業台制御機構2の駆動制御部3から駆動完了信号を受信し、出力装置21から基板上に部品配置図を投影するなどの処理を行う。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ100にプログラムが入力される。また、プロセッサ100は、演算結果等のデータを記憶装置200の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。なお、駆動制御部3も上述同様、プロセッサ100と記憶装置200により構成してもよい。
The arithmetic and
作業台制御機構2は、作業台5上に配置され、図1中、両矢印で示すように、基板固定治具4a、4bが、上下左右に可動して、図3に示すようにプリント基板50を挟み込む。基板固定治具4a、4bは、駆動制御部3により駆動制御される。基板固定治具4aの上下の動きと基板固定治具4bの左右の動きは連動しているので、基板サイズに関係なく、基板固定治具原点である点Pに基板中心を合わせることが可能である。
The
プリント基板50を基板固定治具4a、4bにより固定した後、駆動制御部3は、演算正業装置40に、固定完了の信号を出力する。この信号の出力を出力装置20で液晶表示装置に表示し、操作者に通知してもよい。また、信号の出力に応じて、部品挿入支援装置1を操作可能としてもよい。図4は、部品挿入支援装置1による部品挿入方法を説明するフローチャートである。以下順を追って説明する。
After the printed
まず、部品挿入支援装置1のメニュー画面が出力装置20の液晶表示装置に表示される(ステップS1)。
First, the menu screen of the component
このメニュー画面から入力装置10であるキーボードにて部品を実装するプリント基板の図面番号を入力する(ステップS2)。その図面番号をキーに、記憶装置30に保存しているCADデータを検索し、演算制御装置40がCADデータ内の部品配置情報である、部品配置図を取得する(ステップS3)。
From this menu screen, the drawing number of the printed circuit board on which the components are to be mounted is input using the keyboard, which is the input device 10 (step S2). Using that drawing number as a key, the CAD data stored in the
演算制御装置40は部品配置図を出力装置20の液晶表示装置に表示し、操作者に認知させるとともに、出力装置21の投影表示装置でプリント基板50上に部品配置図を投影する(ステップS4)。
The arithmetic and
投影された部品配置図とプリント基板50との位置がずれている場合、プリント基板中心と、投影画像の中心との位置合わせを行う、この位置合わせの方法として、プリント基板の中心には目印となる十字(プリント基板が基板固定治具上に配置されているとき、基板固定治具原点の点Pと十字の位置は同じなので、以下、十字Pで説明する)が印刷されており、投影した画像の中心と十字Pの位置がずれているかを検出し、ずれが誤差以上のとき位置補正が必要と判断する(ステップS5)。
If there is a misalignment between the projected component layout diagram and the
位置のずれは、印刷された十字Pと投影した画像の中心とを目視で判断することも可能であるが、プリント基板50の画像を出力装置20の液晶表示装置上にモニタするとともに、プリント基板50上に投影された部品配置図も液晶表示装置上に表示する。表示されたそれぞれの中心の位置のずれを演算制御装置40で算出し、位置補正の必要性を判断させてもよい。
The positional deviation can be determined by visually checking the relationship between the printed cross P and the center of the projected image, but the image of the printed
ずれが誤差以上と判断されたときに位置補正を行う(ステップS6)。入力装置11による位置補正は以下の手順で行う。
(1)例えば、マウス操作により、投影された部品配置図の画像の中心を1度単位で回転させ、十字Pとおおまかに位置合わせを行う(粗調整)。回転中心は、基板固定治具原点とする。
(2)粗調整終了後、例えば十字キーにより、上下左右方向に0.1mm単位で投影画像の中心を平行移動させ、十字Pと一致させる(微調整)。
補正のための移動の単位距離は、本実施の形態では1度および0.1mmとしているが、投影画像の大きさ、部品の大きさ、部品配置の複雑さなどによって変化させてもよい。
When it is determined that the deviation is equal to or larger than the error, position correction is performed (step S6). The position correction by the
(1) For example, by operating the mouse, the center of the projected image of the component layout diagram is rotated in units of 1 degree to roughly align it with the cross P (coarse adjustment). The center of rotation is set to the origin of the board fixing jig.
(2) After the rough adjustment is completed, the center of the projected image is translated in 0.1 mm increments up, down, left and right directions using, for example, the cross key until it coincides with the cross P (fine adjustment).
In this embodiment, the unit distance of movement for correction is 1 degree and 0.1 mm, but may be changed depending on the size of the projected image, the size of the component, the complexity of the component arrangement, and the like.
また、位置補正が完了したことを文字または色彩などで出力装置20の液晶表示上に表示してもよいし、出力装置21で投影された画像上に表示してもよい。
上述の説明では、マウスおよび十字キーにより操作者が位置合わせを行うが、演算制御装置40により、部品配置図を上述の調整の手順で自動的に移動させてもよい。
また、上述の説明では、プリント基板の中心と投影した画像の中心とのずれを検出し、位置補正を行うが、ずれの検出はプリント基板上にあらかじめ印刷または機械的に形成された目印と投影画像上の目印とを比較する方法でもよい。しかし、中心を検出する方が、目視による認識は容易であり、演算制御装置40に算出させる際の設定も単純化できる。
Furthermore, the completion of position correction may be indicated on the liquid crystal display of the
In the above description, the operator performs positioning using the mouse and cross keys, but the component layout drawing may be automatically moved by the arithmetic and
In the above explanation, the deviation between the center of the printed circuit board and the center of the projected image is detected and the position is corrected, but the deviation can also be detected by a method of comparing a mark on the projected image with a mark that is printed or mechanically formed on the printed circuit board in advance. However, detecting the center makes it easier to recognize visually, and also simplifies the settings when making the
位置補正終了後、入力装置10により部品型名を入力し(ステップS7)、その部品型名が記憶装置30内のCADデータ内に存在するかを演算制御装置40にて判断し、同一型名の部品が存在すれば(ステップS8)、対象部品の部品外形線をハイライトした対象部品の表示を、部品配置図上に重畳して投影する(ステップS9)。作業者は、投影された部品配置図上に重ねて投影された部品外形線により、対象部品の位置が可視化された状態で部品挿入を実施することができる(ステップS10)。この作業を部品全てが挿入されるまで行う(ステップS11)。部品外形のみを線で示すことにより、部品の形状認識を容易にすることができる。なお、部品外形線の表示は、1つの部品に限らず、複数の部品により1つの回路を構成する場合、1つの回路の外形とそれを構成する複数の部品の外形線をハイライトして表示してもよい。
After the position correction is completed, the part type name is input by the input device 10 (step S7), and the arithmetic and
このような方法により、基板固定治具の中心、基板中心、および投影画像の中心を一致させることにより、部品挿入前に部品配置図をプリント基板上に正確に位置決めを行うことができ、誤挿入の要因を挿入開始前に確実に排除することができる。
さらに、挿入する対象部品の部品外形線を、部品配置図に重ねて1つ1つプリント基板上に表示させて、部品挿入を誘導することにより、作業者の部品挿入時の作業手順を単純化でき、挿入する1つの部品に集中させることで誤挿入を防止することができる。
By using this method, the center of the board fixing jig, the center of the board, and the center of the projected image can be aligned, allowing the component layout diagram to be accurately positioned on the printed board before the components are inserted, and factors that could cause incorrect insertion can be reliably eliminated before insertion begins.
Furthermore, by displaying the component outlines of the components to be inserted one by one on the printed circuit board, superimposed on the component layout diagram, and guiding the operator in inserting the components, the work procedure for the operator in inserting the components can be simplified, and by concentrating on the single component to be inserted, erroneous insertion can be prevented.
本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。
Although exemplary embodiments are described herein, the various features, aspects, and functions described in the embodiments are not limited to application to a particular embodiment, but may be applied to the embodiments alone or in various combinations.
Therefore, countless modifications not illustrated are expected within the scope of the technology disclosed in the present specification, including, for example, modifying, adding, or omitting at least one component.
1:部品挿入支援装置、2:作業台制御機構、3:駆動制御部、4a、4b:基板固定治具、5:作業台、10、11:入力装置、20、21:出力装置、30:記憶装置、40:演算制御装置、50:プリント基板、100:プロセッサ、200:記憶装置。 1: component insertion support device, 2: workbench control mechanism, 3: drive control unit, 4a, 4b: board fixing jig, 5: workbench, 10, 11: input device, 20, 21: output device, 30: storage device, 40: arithmetic and control device, 50: printed circuit board, 100: processor, 200: storage device.
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