KR20140012986A

KR20140012986A - 동작 프로그램의 자동 생성 프로그램 및 장치

Info

Publication number: KR20140012986A
Application number: KR1020137023032A
Authority: KR
Inventors: 가즈마사 이쿠시마
Original assignee: 무사시 엔지니어링 가부시키가이샤
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2014-02-04
Also published as: WO2012105465A1; JP5675393B2; CN103339577B; US20130345836A1; EP2672352B1; US9483040B2; ES2743176T3; EP2672352A4; EP2672352A1; TW201237578A; TWI554858B; KR101940592B1; PL2672352T3; CN103339577A; HK1185960A1; JP2012159911A; HUE044596T2

Abstract

카메라 등의 화상 데이터 입력 장치를 작업 헤드 근방에 구비하지 않고, 간이하고도 정확하게 동작 프로그램을 작성할 수 있는 자동 생성 프로그램 및 장치를 제공한다. 작업 헤드를 작업 대상물에 대하여 상대 이동시켜 원하는 작업을 행하게 하기 위한 동작 프로그램을 자동 생성하는 프로그램으로서, 작업 대상물 또는 영역의 형상 데이터를 입력 가능하게 하는 기준 데이터 입력 화면을 표시하는 제1 단계(STEP201); 작업 대상물 또는 영역의 화상 데이터를 읽어들이는 제2 단계(STEP202); 상기 읽어들인 화상 데이터의 왜곡을 보정하는 제3 단계(STEP203); 상기 보정된 화상 데이터를 배경으로 하여 이동 경로를 지정 가능하게 하는 이동 경로 입력 화면을 표시하는 제4 단계(STEP204); 및 상기 입력 화면에서 지정된 이동 경로에 기초하여 동작 프로그램을 자동 생성하는 제5 단계(STEP205)를 가진다.

Description

동작 프로그램의 자동 생성 프로그램 및 장치 {PROGRAM AND DEVICE WHICH AUTOMATICALLY GENERATE OPERATION PROGRAM}

작업 헤드를 작업 대상물에 대하여 상대 이동시켜 원하는 작업을 행하게 하기 위한 동작 프로그램의 자동 생성 프로그램 및 장치에 관한 것이며, 특히, 액체 재료를 토출(吐出)하는 토출 장치를 도포 대상물에 대하여 상대 이동시켜 도포 작업을 행하게 하기 위한 동작 프로그램의 자동 생성 프로그램 및 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 동작 프로그램 및 자동 생성 프로그램은, 컴퓨터상에서 실행 가능한 소프트웨어이며, CD-ROM, DVD 등의 컴퓨터로 판독 가능한 기억 매체에 저장 가능하다.

작업 헤드를 작업 대상물에 대하여 상대 이동시켜 원하는 작업을 행하게 하는 장치에는 많은 종류가 있다. 예를 들면, 절삭, 용접 등을 행하는 기계 가공 장치; 접착, 나사 체결 등을 행하는 조립 장치; 카메라, 레이저 등을 사용하여 대상의 관찰이나 계측을 행하는 검사 장치; 액체 재료를 대상물에 적용하는 도포 장치 등이 있다. 도포 장치는, 공기압이나 기계적 압력의 작용에 의해 용기에 저장된 액체 재료를 간헐적 또는 연속적으로 토출하는 토출 장치, 및 토출 장치와 작업 대상물을 상대 이동시키는 구동 기구로 주로 구성된다.

이 종류의 장치는, 동작 프로그램에 기초하여 작업이 행해지는 것이 대부분이다. 이 동작 프로그램을 작성하기 위해서는, 기본적으로 작업 대상물에 관한 설계 정보가 필요하다. 여기서 설계 정보란, 작업 대상물의 치수나 실시하는 가공의 종류 등의 정보를 모은 CAD/CAM 데이터, 거버 데이터(Gerber data) 등이다. 이에 대해, 설계 정보를 이용하지 않고 카메라로 촬상한 실제의 작업 대상물의 영상에 기초하여 동작 프로그램을 작성하는 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 및 2).

특허문헌 1에는, 내부에 액체가 저장된 시린지(syringe)와 촬상 카메라를 연동하도록 설치하고, 촬상 카메라로부터의 화상에 기초하여 구동 수단을 작동시켜 촬상 카메라를 액체 도포 경로를 따라 이동시키고, 촬상 카메라가 이동할 때의 작동량을 기억하고, 촬상 카메라와 시린지의 상대 관계로부터, 시린지를 액체 도포 경로를 따라 이동시키기 위해 필요한 작동량을 연산하며, 이 작동량에 따라 구동 수단을 작동시키는 동시에 시린지로부터 액체를 토출시킴으로써, 피도포 부재의 액체 도포 경로를 따라 액체를 도포하는 것을 특징으로 하는 액체 도포 장치가 개시된다.

특허문헌 2에는, 도포제를 도포하기 위한 디스펜서와, 도포 대상을 촬상하여 화면에 표시하는 수단을 포함하고, 그 화면상에서 입력 장치를 사용하여 도포 위치를 지정하면, 지정된 위치에 디스펜서의 토출구를 이동시키는 것, 또한, 도포제의 종류, 도포 속도 또는 도포 폭 등의 데이터를 입력하면, 이동 수단의 이동 속도 및 디스펜서의 토출압의 최적값을 계산하여 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 도포 장치가 개시된다.

그런데, 출원인은, 작업 장치의 이동 정보를 도형 정보에 따라 입력하고, 그에 대응하는 경로 등의 정보를 화면상에 캐릭터 베이스(character base)로 실시간 출력하면서 이동 프로그램을 자동 생성하는 기술을 제안하였다. 즉, 특허문헌 3에는, 작업 장치의 이동 정보를 캐릭터 베이스로 입력 가능하게 하는 텍스트 입력 화면을 표시하는 단계; 작업 장치의 이동 정보를 높이 정보와 관련지은 2차원 평면상의 경로로서 입력 가능하게 하는 도형 입력 화면을 표시하는 단계; 상기 텍스트 입력 화면으로부터 입력된 작업 장치의 이동 정보를, 상기 도형 입력 화면에 2차원 평면상의 경로 및 그 높이 정보로서 실시간 출력하는 단계; 상기 도면 입력 화면으로부터 입력된 작업 장치의 이동 정보를, 상기 텍스트 입력 화면에 캐릭터 베이스로 실시간 출력하는 단계; 작업 장치의 경로의 3D 표시 화면을 표시하는 단계; 및 작업 장치의 이동 프로그램을 자동 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램 및 장치가 개시된다.

특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 평4-349966호 특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 평10-52664호 특허문헌 3 : 국제공개 제2009/031305호 팜플렛

특허문헌 1 및 2의 도포 장치는 토출구로부터 일정한 거리에 고정된 카메라를 구비하고 있으므로, 다음과 같은 문제가 있었다.

·좌표 연산 중에는 도포 장치에서 도포 작업을 할 수 없다는 문제.

·도포 장치가 커지는, 제어가 복잡해지는, 부품 수가 증가하는, 등의 문제.

·카메라의 배치에 기인하는 영상의 기울어짐, 촬상 범위의 문제.

·렌즈에 기인하는 화상의 왜곡 문제.

동작 프로그램의 작성 결과를 확인하는 것과 관련하여, 특허문헌 1은, 도포 경로의 작성 결과를 표시하지는 않고, 실제로 동작시키기까지는 확인할 수 없었다. 한편, 특허문헌 2는, 도포 경로의 작성 결과로서, 단일의 동작선(動作線)에 대하여 개시점과 종료점을 연결한다는 표시는 가능하였지만, 복수의 동작선의 중첩 등에는 대응할 수 없어, 도포 경로의 작성 결과를 확인하기 위한 기능은 불충분하였다.

그래서, 본 발명은, 카메라 등의 화상 데이터 입력 장치를 작업 헤드 근방에 구비하지 않고, 간이(簡易)하고도 정확하게 동작 프로그램을 작성할 수 있는 자동 생성 프로그램 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1 발명은, 작업 헤드를 작업 대상물에 대하여 상대 이동시켜 원하는 작업을 행하게 하기 위한 동작 프로그램을 자동 생성하는 프로그램으로서, 작업 대상물 또는 영역의 형상 데이터를 입력 가능하게 하는 기준 데이터 입력 화면을 표시하는 제1 단계; 작업 대상물 또는 영역의 화상 데이터를 읽어들이는 제2 단계; 상기 읽어들인 화상 데이터의 왜곡을 보정하는 제3 단계; 상기 보정된 화상 데이터를 배경으로 하여 이동 경로를 지정 가능하게 하는 이동 경로 입력 화면을 표시하는 제4 단계; 및 상기 입력 화면에서 지정된 이동 경로에 기초하여 동작 프로그램을 자동 생성하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 생성 프로그램에 관한 것이다. 여기서, 작업 대상 영역에는, 예를 들면, 기판상의 배선 패턴 영역이 포함된다. 또한, 형상 데이터의 예로서는, 작업 대상물 또는 영역의 바깥쪽 에지의 형상(삼각형, 사각형, 오각형, 원 등), 바깥쪽 에지의 치수를 들 수 있다.

제2 발명은, 제1 발명에 있어서, 상기 제1 단계에서, 상기 기준 데이터 입력 화면에서 작업 헤드의 기준 좌표를 입력 가능하게 하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 기준 좌표는 작업 헤드와 작업 대상물 또는 영역과의 상대 위치 관계를 나타낸 좌표인 것이 바람직하다.

제3 발명은, 제1 또는 제2 발명에 있어서, 상기 제3 단계에서, 작업 대상물 또는 영역의 형상과 동일 또는 유사한 형상의 형상 기준선을 작성하고, 형상 기준선과 작업 대상물 또는 영역을 중첩시킴으로써 화상 데이터의 왜곡을 검출하고, 입력된 형상 데이터에 기초하여 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 한다.

제4 발명은, 제3 발명에 있어서, 상기 작업 대상물 또는 영역이 사각 형상이며, 상기 형상 기준선이 사각 형상인 것을 특징으로 한다.

제5 발명은, 제4 발명에 있어서, 상기 제3 단계에서, 작업 대상물 또는 영역의 코너부를 자동 검출하고, 형상 기준선과 작업 대상물 또는 영역의 코너부를 자동으로 중첩시키는 것을 특징으로 한다.

제6 발명은, 제1 또는 제2 발명에 있어서, 상기 제4 단계에서, 미리 설정된 폭 값에 기초하여, 지정된 이동 경로를 화면상에 실시간 표시하는 것을 특징으로 한다.

제7 발명은, 제1 또는 제2 발명에 있어서, 상기 제4 단계에서, 지정된 이동 경로에 비정상적인 곳이 있는 경우에, 비정상적인 곳을 상이한 색으로 착색하여 화면상에 실시간 표시하는 것을 특징으로 한다.

제8 발명은, 제1 또는 제2 발명에 있어서, 또한 교정용(較正用) 기판의 화상 데이터를 읽어, 입력된 교정 값에 기초하여 렌즈의 수차를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

제9 발명은, 제1 또는 제2 발명에 따른 자동 생성 프로그램이 기억된 기억 장치; 입력 장치; 표시 장치; 및 처리 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 프로그램 작성 장치에 관한 것이다.

제10 발명은, 작업 헤드; 작업 대상물을 유지하는 유지부; 작업 헤드와 유지부를 상대 이동시키는 구동 기구; 판독 장치; 표시 장치; 입력 장치; 및 제어부를 포함하고, 판독 장치로부터 읽어들인 작업 대상물 또는 영역의 화상 데이터에 기초하여 작업 헤드를 작업 대상물에 대하여 상대 이동시키면서 원하는 작업을 행하는 작업 장치로서, 제어부가, 입력 장치에 의해 입력된 작업 대상물 또는 영역의 형상 데이터에 기초하여 판독 장치로부터 읽어들인 작업 대상물 또는 영역의 화상 데이터의 왜곡을 보정하는 과정; 보정된 화상 데이터를 배경으로 하여 이동 경로를 지정 가능하게 하는 이동 경로 입력 화면을 표시 장치에 표시하는 과정; 및 입력 화면에서 지정된 이동 경로에 기초하여 동작 프로그램을 자동 생성하는 과정을 실행하는 것을 특징으로 하는 작업 장치에 관한 것이다.

제11 발명은, 제10 발명에 있어서, 상기 제어부가, 입력 장치에 의해 입력된 작업 헤드의 기준 좌표에 기초하여 동작 프로그램을 자동 생성하는 것을 특징으로 한다.

제12 발명은, 제10 또는 제11 발명에 있어서, 상기 제어부가, 작업 대상물 또는 영역의 형상과 동일 또는 유사한 형상의 형상 기준선을 작성하고, 형상 기준선과 작업 대상물 또는 영역을 중첩시킴으로써 화상 데이터의 왜곡을 검출하고, 입력된 형상 데이터에 기초하여 왜곡을 보정하는 기능을 가지는 것을 특징으로 한다.

제13 발명은, 제10 또는 제11 발명에 있어서, 상기 작업 대상물 또는 영역이 사각 형상이며, 상기 형상 기준선이 사각 형상인 것을 특징으로 한다.

제14 발명은, 제13 발명에 있어서, 상기 제어부가, 작업 대상물 또는 영역의 코너부를 자동 검출하고, 형상 기준선과 작업 대상물 또는 영역의 코너부를 자동으로 중첩시키는 기능을 가지는 것을 특징으로 한다.

제15 발명은, 제10 또는 제11 발명에 있어서, 상기 작업 헤드가, 액체 재료를 토출하는 토출 장치인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 카메라 등의 화상 데이터 입력 장치를 작업 헤드 근방에 구비하지 않고, 외부로부터 입수한 화상에 기초하여, 간이하고도 정확하게 동작 프로그램을 자동 생성할 수 있다. 또한, 작업 헤드의 동작선끼리의 중첩이나, 동작선과 작업 대상물 위의 탑재 물건과의 중첩 등의 비정상적인 곳을 화면상에 표시하고 확인하면서 동작 프로그램을 자동 생성할 수 있으므로, 동작 프로그램의 작성을 단시간이라도 양호한 정밀도로 행할 수 있다.

도 1은 준비 단계의 흐름도이다.
도 2는 동작 프로그램 작성 단계의 흐름도이다.
도 3은 실제 작업 단계의 흐름도이다.
도 4는 화상 데이터 작성의 상황을 설명하는 설명도이다.
도 5는 왜곡 보정의 절차를 설명하는 설명도이다. (a)는 보정 전, (b)은 프레임선을 맞추었을 때, (c)는 보정 후를 나타낸다.
도 6은 동작 프로그램 작성의 상황을 설명하는 설명도이다.
도 7은 실시예에 따른 도포 장치의 개략 사시도이다.
도 8은 선폭 표시를 설명하는 설명도이다. (a)는 중첩이 없는 경우, (b)는 중첩이 있는 경우이다.
도 9는 수차의 종류를 설명하는 설명도이다. (a)는 원(元) 화상, (b)는 배럴형(barrel shape), (c)은 실패형(pincushion shape)을 나타낸다.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 일 형태를, 작업 헤드를 작업 대상물에 대하여 상대 이동시키면서 인쇄 회로 기판 위의 전자 부품에 액상(液狀)의 보호재를 도포하는 도포 장치(도 7 참조)의 예로 설명한다. 이하에서는, 작업 헤드를 토출 장치라고 하고, 작업 대상물을 공작물(workpiece) 또는 기판이라고 하며, 토출 장치와 기판을 상대 이동시키는 구동 기구를 구비하는 장치를 도포 장치라고 하는 경우가 있다.

[1] 준비 단계

동작 프로그램을 작성하기 전에, 동작 프로그램 작성에 필요한 데이터를 준비한다. 그 절차의 흐름도를 도 1에 나타낸다. 동작 프로그램이란, 토출 장치를 작업 대상물에 대하여 상대 이동시켜 원하는 작업을 실행하게 하기 위한 프로그램으로서, 주로 토출 장치의 이동 경로, 이동 속도, 토출 ON/OFF 등의 동작 명령 등을 제어하는 프로그램이다.

(i) 화상 데이터의 작성

처음에, 공작물 화상(기판 화상)의 디지털 데이터를 작성한다(STEP101). 본 실시형태에서는, 기판(1)의 작업면을 디지털 카메라(2)로 촬상한다. 그리고, 기판 화상의 디지털 데이터는, 인쇄되어 있는 기판(1)의 사진이나 도면 등을 스캐너로 판독함으로써 작성해도 된다. 후술하는 바와 같이, 동작 프로그램 작성 단계 전에, 공작물 화상의 보정을 행하므로, 디지털 카메라(2)에서의 촬상은 기판 작업면에 대하여 수직이 아니어도 된다. 예를 들면, 도 4에 나타낸 바와 같이 기판(1)을 비스듬히 위에서 부감(俯瞰)하는 구도로 촬상해도 된다.

카메라에서의 촬상은 기판 작업면에 대하여 수직이 아니어도 되므로, 흔들리거나, 초점이 맞지 않거나 하지 않도록 주의할 필요는 있지만, 디지털 카메라(2) 등을 손에 들고 촬상한 화상이라도 충분히 이용 가능하다. 즉, 본 발명에서는, 카메라를 설치하기 위한 특별한 구성이나 구조는 필요하지 않다.

(ii) 기준 좌표값의 설정

이어서, 공작물(기판)과 도포 장치의 구동 기구와의 위치 관계를 조사하여, 기준 좌표값을 설정한다.

먼저, 공작물(기판)(1)을 X 구동 기구(17)와 대략 평행하게 되도록 테이블(23) 위에 탑재한다(STEP102). 기판(1)을 손으로 탑재하는 경우에는, 언제 누가 탑재해도 동일한 위치가 되도록, 테이블(23)에 위치결정 핀 등을 설치하여 평행하게 탑재할 수 있도록 하면 된다. 이어서, 구동 기구(10)를 수동 조작하여, 노즐(13)의 선단(중심축)을 도포 개시 위치나 기판 위의 특징적인 위치[기판(1)의 코너, 전자 부품의 단자 등)에 맞추고(STEP103), 그때의 좌표값을 기록한다(STEP104). 이것이 기준 좌표값이 된다.

[2] 동작 프로그램 작성 단계

필요한 데이터의 준비를 마치면, 자동 생성 프로그램에 의해, 동작 프로그램의 작성을 행한다. 그 절차의 흐름도를 도 2에 나타낸다. 그리고, 본 실시형태의 자동 생성 프로그램은, 입력 장치(25), 처리 장치(28), 기억 장치(26), 표시 장치(27)를 구비한, 도포 장치(8)와는 별개의 동작 프로그램 작성 장치(11)상에서 실행한다. 동작 프로그램 작성 장치(11)에는 시판 중인 퍼스널 컴퓨터를 사용할 수 있다.

(i) 화상 데이터와 실물과의 대응

주로 크기와 관련하여, 화상 데이터와 실물의 공작물을 대응시키는 동시에, 화상의 왜곡을 다음과 같은 절차로 보정한다.

먼저, 본 발명에 따른 자동 생성 프로그램을 기동한다(STEP201). 이어서, 공작물(기판)(1)의 형상 데이터로서 외형 치수를 입력한다(STEP202). 이어서, 상기 [1](i)에서 작성한 기판(1)의 화상 데이터를 읽어들인다(STEP203). 이어서, STEP203에서 입수된 화상 데이터의 왜곡 보정을 실행한다(STEP204). 상세하게는, 도 5와 같이 행한다. 도 5의 (a)와 같이 화면 위에 직사각형의 형상 기준선(프레임선)(3)을 표시하고, (b)와 같이 기판 화상(4)의 외형에 맞추어 변형시킨다. 여기서, 형상 기준선은 점선, 실선, 이중선 등 임의의 선으로 표시할 수 있고, 임의의 색으로 착색 표시해도 된다. 또한, 형상 기준선의 크기는 임의이며, 작업 대상물 또는 영역과 종횡비가 상이해도 된다. 또한, 연속선으로 이루어지는 형상이 아니어도 되고, 예를 들면, 코너부를 나타낸 4세트의 L자형의 선에 의해 형상 기준선을 구성해도 된다.

본 실시형태에서는, 프레임선(3)의 변형은, 프레임선(3)의 네 모퉁이를 포인팅 디바이스(pointing device)로 드래그 앤드 드롭(drag and drop, 끌어다 놓기) 하여 수동으로 맞추고 있다. 여기서, 프레임선(3)의 변형을 자동으로 행해도 된다. 즉, 기판 화상(4)을 화상 처리하여 4개의 코너부를 검출하고, 프레임선(3)의 네 모퉁이를 기판 화상(4)의 네 모퉁이에 자동으로 맞추도록 해도 된다. 이어서, 보정을 실행하면, 도 5의 (c)와 같이, 프레임선(3)이 STEP202에서 입력한 외형 치수에 기초한 직사각형이 되도록, 프레임선(3)에 의해 지정된 기판 화상(4)의 각 화소를, 평행 이동, 회전, 확대축소(신축) 등의 일반적인 기하학적 변환 방법에 의해 좌표 변환하여 정렬시킴으로써, 기판 화상(4)이 왜곡이 없는 직사각형으로 보정된다. 마지막으로, 도포 개시 위치(또는 특징적 위치)를 설정한다(STEP205). 상세하게는, 전술한 [1](ii)에서 노즐(13)을 맞춘 위치(도포 개시 위치 또는 특징적 위치)를 화면 위에 표시된 보정 후의 화상(4) 위에서 지정하고, 동일하게 전술한 [1](ii)에서 기록한 좌표값을 입력한다.

상기한 바와 같이, 입수된 화상 데이터의 왜곡을 보정하고, 실물 크기와 대응시키므로, 수치의 입력 없이, 포인팅 디바이스로 점을 지정하는 것만으로, 간단하게 이동 경로의 데이터를 작성할 수 있다.

(ii) 동작 프로그램의 작성

도 6에 나타낸 바와 같이, 화면(5)에 출력된 윈도우 프레임(이동 경로 입력 화면)에는 상기 [2](i)에서 왜곡을 보정한 화상(4)이 표시되어 있다. 이 화상(4)을 배경으로 하여, 그 윈도우 프레임 위에서 마우스 등의 포인팅 디바이스[화면 상에서는 커서(7)로 표시됨]를 사용하여 노즐 이동 경로(6)를 지정한다(STEP206). 본 발명에 따른 자동 생성 프로그램에서는, 이동 경로(6)를 지정하면, 자동으로 도포 장치에 대한 명령군으로 변환된다. 이동 경로(6)를 지정하면 그에 연동하여, 실시간으로 명령군의 텍스트 정보가 표시되도록 해도 된다. 여기서, 좌표값을 알고 있는 이동 경로에 대하여는, 텍스트 입력(캐릭터 베이스 입력)을 병용할 수도 있다. 이 경우에는, 텍스트 입력에 대응하는 이동 경로(6)의 정보가 화면(5) 위에 실시간으로 표시되도록 하는 것이 바람직하다.

사용자가 입력하는 정보로서는, 이동 경로(6)의 개시점, 종료점, 통과점 이외에, 경로 중에서의 토출 ON/OFF 등의 동작 명령, 토출 장치의 이동 속도 등이 있다.

상기한 절차로 입력된 이동 경로 좌표, 동작 명령이나 이동 속도 등에 기초하여, 동작 프로그램이 자동 생성된다.

상기한 바와 같이, 배경으로서 실제의 기판 화상(4)이 화면에 표시되어 있으므로, 동작 프로그램을 수정하면서 작성하는 작업이 용이하게 된다. 또한, 배경으로서 실제의 기판 화상(4)이 화면에 표시되어 있으므로, 작업 금지 영역이나 이동 경로(6)와 부품과의 간섭 등을 한눈에 판별할 수 있고, 이로써, 사고를 미리 방지할 수 있다.

[3] 실제 작업 단계

동작 프로그램이 완성되면, 실제로 도포 장치를 동작시킨다. 이하에서는 2가지 절차를 설명한다. 도 3에 그 절차의 흐름도를 나타낸다.

(i) 절차 A

먼저, 자동 생성 프로그램을 기동하여, 화면(5)상에서 시뮬레이션을 행하고, 동작을 확인한다(STEP301). 여기서 오류가 있으면, 전술한 [2](ii)로 돌아가 이동 경로 등의 입력 정보를 수정한다. 동작 프로그램의 동작 확인 테스트가 완료되면, 자동 생성한 동작 프로그램의 데이터를 도포 장치(8)에 전송한다(STEP302). 그리고, 실제 작업을 개시한다(STEP305).

절차 A에서는, 자동 생성 프로그램의 실행 화면과 같은 화면상에서, 도포 동작을 확인 가능하므로, 동작 프로그램의 수정을 간이하고도 정확하게 행할 수 있다.

(ii) 절차 B

먼저, 동작 프로그램의 데이터를 도포 장치(8)에 전송한다(STEP303). 이어서, 액체 재료를 토출시키지 않고 도포 장치(8)를 공(空)운전하고, 동작을 확인한다(STEP304). 여기서 오류가 있으면, 전술한 [2](ii)로 돌아가 동작 프로그램을 수정한다. 동작 프로그램의 데이터를 도포 장치(8)에 재전송하고, 실제 작업을 개시한다(STEP305).

절차 B에서는, 도포 장치(8)가 실제로 동작한 상태를 볼 수 있으므로, 실제의 도포 작업을 이미지화하기 쉽다는 장점이 있다. 그리고, 절차 A와 B를 조합하여 동작 확인 테스트를 행해도 되는 것은 당연하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 설계 정보가 없어도 되는 것은 물론이지만, 별도로 작성한 화상 데이터를 기초로 동작 프로그램을 작성하므로, 작업 장치의 작업 헤드에 카메라를 설치할 필요는 없고, 별도 취득한 화상 데이터를 사용할 수 있다. 그러므로, 예를 들면, 시판 중인 디지털 카메라 등에 의한 촬상 데이터를 사용하는 것도 충분히 가능하다. 또한, 디지털 데이터이면 되므로, 인쇄되어 있는 사진이나 도 등을 스캐너 등으로 판독해도 된다.

작업 장치에 카메라 등을 설치하지 않으므로, 동작 프로그램 작성 시에 작업 장치를 사용할 필요가 없다. 그러므로, 동작 프로그램 작성 시에도 작업 장치는 다른 작업이 가능하다.

또한, 본 발명에서는 동작 프로그램의 작성 전에, 읽어들인 화상의 보정을 행하므로, 기울어진 화상도 사용할 수 있다. 그러므로, 예를 들면, 카메라를 손에 들고 촬상한 화상이라도 충분히 대응 가능하다. 바꾸어 말하면, 카메라를 설치하기 위한 특별한 구성은 필요 없고, 설계나 장착 작업에 시간이 걸리지도 않는다.

본 발명은, 사각 형상의 공작물에 한정되지 않고, 실리콘 웨이퍼와 같은 원 형상의 기판이나 다각 형상의 기판에도 적용할 수 있다. 여기서, 공작물의 형상이 복잡한 경우나 바깥쪽 에지에 요철이 있는 경우에는, [2](i)에서 설명한 바와 같이, 프레임선(3)의 변형을 수동으로(또는 자동과 병용하여) 행할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 화상 데이터의 왜곡의 보정은, 공작물의 바깥쪽 에지뿐 만아니라, 공작물에 형성된 작업 대상 영역(예를 들면, 배선 패턴 영역)의 형상에 기초하여 행하도록 해도 된다.

이하에서는, 본 발명의 상세한 내용을 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명은 어떤 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예

[도포 장치]

본 실시예에서 나타내는 작업 장치는, 액체 재료를 토출하는 토출 장치를 도포 대상물에 대하여 상대 이동시켜 도포 작업을 행하게 하는 도포 장치이다.

도포 장치(8)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 토출 장치(9), 구동 기구(10)로 주로 구성된다. 도포 장치(8)는 동작 프로그램 작성 장치(11)와 접속되고, 동작 프로그램 작성 장치(11)는 화상 데이터 입력 장치(2)로부터 화상 데이터를 읽어들인다. 또한, 동작 프로그램 작성 장치(11)에서는 동작 프로그램 자동 생성 프로그램이 실행된다.

토출 장치(9)는, 액체 재료를 저류(貯留)하는 저류 용기(12); 저류 용기(12)의 일단에 장착되고, 저류 용기(12) 내의 액체 재료를 배출하는 토출구를 가지는 노즐(13); 및 튜브(14)를 통하여 원하는 압력, 원하는 시간에 압축 기체를 저류 용기(12)에 공급하는 디스펜스 컨트롤러(15)로 구성된다. 디스펜스 컨트롤러(15)는, 동작 프로그램에 기초한 구동 기구(10)로부터의 신호를 받기 위한 통신 케이블(16)에 의해 접속되어 있다. 본 실시예에서는, 에어식(air type) 토출 장치를 예로 들었지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 밸브 시트(valve seat)에 밸브 바디(valve body)를 충돌시켜 액체 재료를 노즐 선단으로부터 비상(飛翔) 토출시키는 제트식, 플런저 타입(plunger type)의 플런저를 이동시키고, 이어서, 급격하게 정지하여, 동일하게 노즐 선단으로부터 비상 토출시키는 플런저 제트식, 연속 분사 방식 또는 온디맨드(on demand) 방식의 잉크젯식 등을 사용할 수도 있다.

구동 기구(10)는 부호 20 향으로 이동 가능하게 하는 X 구동 기구(17), 부호 21 방향으로 이동 가능하게 하는 Y 구동 기구(18), 부호 22 방향으로 이동 가능하게 하는 Z 구동 기구(19)로 구성되고, 이들의 동작을 제어하는 로봇 컨트롤러(24)를 하우징 내부에 구비한다. 토출 장치(9)의 저류 용기(12) 및 노즐(13)은 Z 구동 기구(19)에 설치하는 유지부에 지지되어 있고, Z 구동 기구(19)는 X 구동 기구(17) 위에 설치된다. Y 구동 기구(18)에는 기판(1)을 탑재, 고정시키는 테이블(23)을 설치한다. 이로써, 토출 장치(9)를 기판(1)에 대하여 XYZ 방향(20, 21, 22)에 상대 이동시킬 수 있다.

동작 프로그램 작성 장치(11)는, 수치의 입력 등을 행하는 키보드 및 화면상에서 이동 경로 등을 지정하는 마우스로 이루어지는 입력 장치(25), 동작 프로그램이나 화상 데이터 등을 기억하는 기억 장치(26), 화면상에 입수한 화상(4)이나 작성한 이동 경로(6) 등을 표시하는 표시 장치(27), 및 처리 장치(28)로 구성된다. 이 동작 프로그램 작성 장치(11)는, 도포 장치의 크기의 관점에서는, 시판 중인 퍼스널 컴퓨터 등을 사용하여 별개로 하는 것이 바람직하다. 동작 프로그램 작성 장치(11)를 도포 장치(8)와 일체로 설치해도 되고, 그 경우에는 도포 작업과 병행하여 동작 프로그램 작성을 할 수 있도록 구성한다. 동작 프로그램 작성 장치(11)는 동작 프로그램을 전송하기 위한 전송 케이블(29)을 통하여 도포 장치(8)에 접속되어 있다.

화상 데이터 입력 장치(2)는, 기판의 화상(4)을 촬상하는 디지털 카메라나, 인쇄되어 있는 기판(1)의 사진이나 도 등을 읽어들이는 스캐너 등을 사용한다. 본 실시예에서는, 디지털 카메라를 사용한다. 전술한 바와 같이, 동작 프로그램 작성전에 화상의 보정을 행하므로, 화상의 방향이나 기울어짐 등을 걱정할 필요가 없고, 카메라를 손에 가지고 촬상해도 된다.

이상에서 설명한 각각의 장치를 사용하여, 기판 화상(4)이나 기준 좌표값 등으로부터 동작 프로그램을 자동 생성하고, 그리고 도포 작업을 실시한다. 동작 프로그램의 작성 절차는, 실시형태 [2]에서 설명한 단계와 같으므로, 여기서는 설명을 생략한다.

이상에서 설명한 본 실시예의 도포 장치에 의하면, 카메라 등의 화상 데이터 입력 장치를 토출 장치 근방에 구비하지 않고, 외부로부터 입수된 화상에 기초하여, 간이하고도 정확하게 동작 프로그램을 자동 생성할 수 있다.

[그 외에 기능]

본 실시예에 따른 자동 생성 프로그램은 동작 프로그램 작성을 지원하는 이하의 기능을 구비하고 있다.

(i) 이동 경로 강조 표시

본 실시예의 자동 생성 프로그램에는, 전술한 실시형태 [2](ii)의 동작 프로그램의 작성 시, 이동 경로를 강조 표시하게 하는 기능이 있다(도 8).

먼저, 키보드 등의 디바이스로 선폭 치수를 입력한다. 그러면, 이동 경로(6)가 입력한 선폭 치수로 화면상에 표시된다[도 8의 (a)의 부호 30].

또한, 복수의 이동 경로가 중첩될 때, 중첩되어 있는 범위가 설정한 상이한 색으로 표시된다[도 8의 (b)의 부호 31]. 여기서, 중첩되어 있는 영역(31)이 여러 개 있을 때는, 영역(31)의 수의 증감에 따라 색이 변경되는 사양(仕樣)으로 하였다. 본 실시예에서는 사중(즉 4색)까지 설정 가능하지만, 이 수로 한정되는 것은 아니다. 단지, 영역(31)의 하나의 상이한 색으로 바꾸는 것만으로, 영역(31)의 수의 증감에 따라 색을 변경하지 않아도 된다.

상기한 바와 같이, 중첩되어 있는 영역(31)의 색을 바꾸어 표시하므로, 시각적으로 알기 쉽다. 이것은, 중첩시키고 싶지 않을 때, 또는 의도적으로 중첩시킬 때, 어느 쪽이라도 유용하다. 이와 같이, 이동 경로끼리의 중첩이나, 이동 경로와 작업 대상물 위의 탑재물과의 중첩 등의 비정상적인 곳을 화면상에 표시하고 확인할 수 있으므로, 동작 프로그램의 작성 작업을 단시간에 행할 수 있다.

(ii) 렌즈 수차 교정

입수한 공작물 화상에는, 정도의 차이는 있지만, 촬상을 행하는 카메라의 렌즈에 기인하는 수차가 존재한다. 수차란, 한 점으로부터 방사된 광이 렌즈나 거울 등을 통과한 후, 정확하게 힌 점에 모이지 않아 상을 맺지 못하는 현상을 말한다. 수차에는 몇 가지 종류가 있지만, 그 중에서도, 정확한 치수를 재현하려고 하는 화상에서는 가장 문제가 되는 왜곡 수차라고 하는 것이 있다. 왜곡 수차란, 상이 희미해지는 것이 아니라, 상이 비뚤어져 변형되는 현상이다. 왜곡 수차에는, 화면의 주변으로 갈수록 상이 줄어드는 배럴형[도 9의 (b)], 화면의 주변으로 갈수록 상이 넓어지는 실패형[도 9의 (c)]이 있다. 이 왜곡 수차가 있는 렌즈를 통하여 촬상한 화상에 기초하여 동작 프로그램을 작성하면, 클 때는 수 밀리미터의 어긋남이 생기는 경우가 있다. 그래서, 이 왜곡 수차에 대한 교정을 행한다.

본 실시예에서는, Brown의 왜곡 모델에 기초한 공지의 교정 방법을 이용한다. 이 모델은 원주 방향 왜곡과 접선 방향 왜곡을 포함하도록 모델화한 것으로, 왜곡을 가진 화상점과 왜곡이 없는 화상점과의 대응 관계를 광학적 중심과의 관계로부터 정식화(定式化)한 것이다. 교정은, 모델식 중의 계수를 조정하여 행한다.

또한, 교정에는, 교정용 기판의 화상을 사용한다. 교정용 기판은 종횡으로 일정 간격으로 매트릭스형으로 복수의 구멍이 뚫어진 얇은 판이다. 종횡의 구멍의 수는 같은 수이고, 정사각형인 것이 바람직하다.

교정을 실행하는 타이밍으로서는, 렌즈가 바뀌면 왜곡 수차의 정도도 변하므로, 렌즈를 바꾸었을 때, 또는 렌즈마다 카메라를 바꾸었을 때 교정을 실행한다.

이하, 교정 절차의 일례를 설명한다.

먼저, 교정용 기판의 화상을 작성하고, 그것을 자동 생성 프로그램의 기능에 의해 읽어들인다. 이어서, 교정 값(상기 모델에 기초한 계수)을 입력하여, 교정을 실행한다. 이어서, 교정 후의 교정용 기판 화상을 배경으로 하여 화면상에서 직선을 그려, 교정 후 화상의 구멍의 열과 비교한다. 그리고, 직선과 구멍의 열이 일치하면 종료한다. 일치하지 않으면, 교정 값을 다시 입력하여 교정과 확인을 반복한다.

그리고, 위의 예에서는 수치의 입력이나 확인을 수동으로 행하였으나, 이것을 자동으로 행하도록 해도 된다.

이 수차는, 작업면에 대하여 수직으로 촬상하였다고 해도 발생하는 것이므로, 본 실시예와 같은 경우뿐 아니라, 상기 특허문헌 1 및 2와 같은 경우에도 효과를 얻을 수 있는 것이다.

이와 같이, 렌즈의 수차에 기인하는 화상의 왜곡을 교정하므로, 왜곡이 없는 화상에 기초하여, 정확한 동작 프로그램을 작성할 수 있다. 또한, 수차를 교정할 수 있으므로, 카메라의 종류, 바꾸어 말하면 렌즈의 종류를 불문하고 다양한 기기로 촬상한 화상 데이터를 사용할 수 있다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명은, 인쇄 회로 기판에의 액체 재료의 도포에 적용한 전술한 예뿐 아니라, 절삭, 용접 등을 행하는 기계 가공, 접착, 나사 체결 등을 행하는 조립, 카메라, 레이저 등을 사용하여 대상의 관찰이나 계측을 행하는 검사 등의 작업에도 적용할 수 있다.

1: 기판(공작물), 2: 화상 데이터 입력 장치(카메라), 3: 프레임선(형상 기준선), 4: 기판 화상, 5: 조작 화면, 6: 이동 경로, 7: 커서, 8: 도포 장치, 9: 토출 장치, 10: 구동 기구, 11: 동작 프로그램 작성 장치, 12: 저류 용기, 13: 노즐, 14: 튜브, 15: 디스펜스 컨트롤러, 16: 통신 케이블, 17: X 구동 기구, 18: Y 구동 기구, 19: Z 구동 기구, 20: X 이동 방향, 21: Y 이동 방향, 22: Z 이동 방향, 23: 테이블, 24: 로봇 컨트롤러, 25: 입력 장치(마우스, 키보드), 26: 기억 장치, 27: 표시 장치, 28: 처리 장치, 29: 전송 케이블, 30: 폭 영역, 31: 중첩된 영역

Claims

작업 헤드를 작업 대상물에 대하여 상대 이동시켜 원하는 작업을 행하게 하기 위한 동작 프로그램을 자동 생성하는 프로그램으로서,
작업 대상물 또는 영역의 형상 데이터를 입력 가능하게 하는 기준 데이터 입력 화면을 표시하는 제1 단계;
상기 작업 대상물 또는 영역의 화상 데이터를 읽어들이는 제2 단계;
상기 읽어들인 화상 데이터의 왜곡을 보정하는 제3 단계;
상기 보정된 화상 데이터를 배경으로 하여 이동 경로를 지정 가능하게 하는 이동 경로 입력 화면을 표시하는 제4 단계; 및
상기 입력 화면에서 지정된 이동 경로에 기초하여 동작 프로그램을 자동 생성하는 제5 단계
를 포함하는 자동 생성 프로그램.
제1항에 있어서,
상기 제1 단계에서, 상기 기준 데이터 입력 화면에서 상기 작업 헤드의 기준 좌표를 입력 가능하게 하는, 자동 생성 프로그램.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제3 단계에서, 상기 작업 대상물 또는 영역의 형상과 동일 또는 유사한 형상의 형상 기준선을 작성하고, 상기 형상 기준선과 상기 작업 대상물 또는 영역을 중첩시킴으로써 상기 화상 데이터의 왜곡을 검출하고, 상기 입력된 형상 데이터에 기초하여 왜곡을 보정하는, 자동 생성 프로그램.
제3항에 있어서,
상기 작업 대상물 또는 영역이 사각 형상이며, 상기 형상 기준선이 사각 형상인, 자동 생성 프로그램.
제4항에 있어서,
상기 제3 단계에서, 상기 작업 대상물 또는 영역의 코너부를 자동 검출하고, 상기 형상 기준선과 상기 작업 대상물 또는 영역의 코너부를 자동으로 중첩시키는, 자동 생성 프로그램.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제4 단계에서, 미리 설정된 폭 값에 기초하여, 상기 지정된 이동 경로를 화면상에 실시간 표시하는, 자동 생성 프로그램.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제4 단계에서, 상기 지정된 이동 경로에 비정상적인 곳이 있는 경우에, 상기 비정상적인 곳을 상이한 색으로 착색하여 화면상에 실시간 표시하는, 자동 생성 프로그램.
제1항 또는 제2항에 있어서,
교정용 기판의 화상 데이터를 읽어, 입력된 교정 값에 기초하여 렌즈의 수차를 보정하는 단계를 더 포함하는 자동 생성 프로그램.
제1항 또는 제2항에 기재된 자동 생성 프로그램이 기억된 기억 장치;
입력 장치;
표시 장치; 및
처리 장치
를 포함하는 동작 프로그램 작성 장치.
작업 헤드; 작업 대상물을 유지하는 유지부; 상기 작업 헤드와 상기 유지부를 상대 이동시키는 구동 기구; 판독 장치; 표시 장치; 입력 장치; 및 제어부를 포함하고, 상기 판독 장치로부터 읽어들인 작업 대상물 또는 영역의 화상 데이터에 기초하여 상기 작업 헤드를 작업 대상물에 대하여 상대 이동시키면서 원하는 작업을 행하는 작업 장치로서,
상기 제어부가, 상기 입력 장치에 의해 입력된 작업 대상물 또는 영역의 형상 데이터에 기초하여 상기 판독 장치로부터 읽어들인 상기 작업 대상물 또는 영역의 화상 데이터의 왜곡을 보정하는 과정; 상기 보정된 화상 데이터를 배경으로 하여 이동 경로를 지정 가능하게 하는 이동 경로 입력 화면을 상기 표시 장치에 표시하는 과정; 및 상기 입력 화면에서 지정된 이동 경로에 기초하여 동작 프로그램을 자동 생성하는 과정을 실행하는,
작업 장치.
제10항에 있어서,
상기 제어부가, 상기 입력 장치에 의해 입력된 상기 작업 헤드의 기준 좌표에 기초하여 동작 프로그램을 자동 생성하는, 작업 장치.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 제어부가, 상기 작업 대상물 또는 영역의 형상과 동일 또는 유사한 형상의 형상 기준선을 작성하고, 상기 형상 기준선과 상기 작업 대상물 또는 영역을 중첩시킴으로써 화상 데이터의 왜곡을 검출하고, 상기 입력된 형상 데이터에 기초하여 왜곡을 보정하는 기능을 가지는, 작업 장치.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 작업 대상물 또는 영역이 사각 형상이며, 상기 형상 기준선이 사각 형상인, 작업 장치.
제13항에 있어서,
상기 제어부가, 상기 작업 대상물 또는 영역의 코너부를 자동 검출하고, 상기 형상 기준선과 상기 작업 대상물 또는 영역의 코너부를 자동으로 중첩시키는 기능을 가지는, 작업 장치.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 작업 헤드가, 액체 재료를 토출하는 토출 장치인, 작업 장치.