CN104541596A - 部件安装装置以及位置修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种部件安装装置以及位置修正方法，具备：箱体部(3)；在上下方向上能够伸缩的喷嘴(4)；拍摄与电子部件(20)对应的部件安装部位(31)的第一图像传感器(5)；拍摄由喷嘴(4)保持的电子部件(20)的第二图像传感器(6)；使用由第一图像传感器(5)拍摄的部件安装部位(31)的图像和由第二图像传感器(6)的拍摄的电子部件(20)的图像来算出修正量的数据处理部；根据由数据处理部算出的上述修正量来生成指令信号的控制部；以及按照从控制部输入的指令信号进行驱动，使箱体部(3)以及喷嘴(4)移动的驱动部。根据该部件安装装置以及位置修正方法能够将部件相对于安装部位高精度地进行定位。

Description

部件安装装置以及位置修正方法

技术领域

本发明涉及使用图像传感器来安装部件的部件安装装置以及位置修正方法。

背景技术

在电子设备所使用的印制电路板上安装有电阻、IC芯片等的许多电子部件。这些电子部件由部件安装装置(装置)自动地安装于规定的安装部位。

但是，近年来急速推进着电子部件的细化，需要提高在安装电子部件时的定位精度。为了将电子部件向设于印制电路板的安装部位准确进行定位，例如已知有在部件安装装置搭载图像传感器的技术。

专利文献1记载了如下的部件安装机：其具备在吸附喷嘴到达安装位置的上方的状态从斜上方拍摄由该吸附喷嘴吸附的部件和安装位置。另外，该部件安装机具备：基于来自拍摄装置的图像信号来算出部件相对于安装位置的相对位置偏离的算出运算单元；根据算出的位置偏离来使吸附喷嘴在水平面内移动并修正部件的位置的控制单元。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平7－115296号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1记载的技术中，由一个拍摄单元从斜上方拍摄被吸附喷嘴吸附的部件和安装位置。因此，在设定拍摄单元的焦距等时，需要使部件和安装位置的双方进入视野(也就是，拍摄画面)。

这样，如果想要拍摄部件和安装位置的双方，则部件以及其安装位置所占拍摄画面的比例变小。该倾向伴随着部件(例如、电子部件)细化而变得显著，因而存在很难将部件向安装位置准确进行定位的问题。

于是，本发明的技术问题在于提供能够将部件向安装部位高精度地进行定位的部件安装装置以及位置修正方法。

用于解决技术课题的方案

为了解决上述技术课题，本发明的特征在于，具备：固定于箱体部且拍摄与部件对应的部件安装部位的第一图像传感器；固定于上述箱体部且拍摄保持于部件保持部的上述部件的第二图像传感器；使用由上述第一图像传感器拍摄的上述部件安装部位的图像和由上述第二图像传感器拍摄的上述部件的图像来算出上述部件相对于上述部件安装部位的位置以及角度的修正量的数据处理部。

另外，关于详细内容在用于实施发明的方式中进行说明。

发明的效果

根据本发明，能够提供能够将部件相对于安装部位高精度地定位的部件安装装置以及位置修正方法。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的部件安装装置的结构图。

图2是由第一图像传感器拍摄部件安装部位并在图像转换后的VGA图像的说明图。

图3是由第二图像传感器拍摄的电子部件的图像的说明图。

图4是表示部件安装装置所具备的数据处理部、控制部以及驱动部的结构的说明图。

图5是表示部件安装装置的位置修正处理流程的流程图。

图6是电子部件位于第一区域的情况的说明图，(a)是从y轴方向观察的情况的说明图，(b)是从z轴方向观察的情况的说明图。

图7(a)是表示部件安装部位和喷嘴的位置的关系的说明图，(b)是表示理想位置和由第一图像传感器拍摄的部件安装部位的关系的说明图。

图8是表示电子部件位于第一区域的情况的修正量的算出处理的流程的流程图。

图9(a)是关于图7(b)的图像执行边缘抽出处理后的图像，(b)是表示安装部位图像的重心和理想位置的重心的说明图。

图10(a)是使部件安装图像的重心与理想位置的重心一致地使箱体部移动的情况的说明图，(b)是表示安装部位图像的重心与理想位置的重心大致一致的状态的说明图。

图11是在电子部件位于第二区域的状态下从y轴方向观察的说明图。

图12是表示电子部件位于第二区域的情况的修正量的算出处理的流程的流程图。

图13(a)是前处理后的安装部位图像以及电子部件图像的说明图，(b)是关于(a)的图像执行边缘抽出处理后的图像。

图14(a)是表示安装部位图像的重心和电子部件图像的重心的说明图，(b)是使电子部件图像与安装部位图像一致地使箱体部移动的情况的说明图，(c)是表示电子部件图像与安装部位图像大致一致的状态的说明图。

图15是电子部件位于第三区域的状态下从y轴方向观察的说明图。

图16是本发明的第二实施方式的部件安装装置的结构图。

图17是本发明的第三实施方式的部件安装装置的结构图。

图18是本发明的第四实施方式的部件安装装置的结构图。

图19是本发明的变形例的部件安装装置的模式图。

图20是本发明的变形例的部件安装装置的俯视结构图。

具体实施方式

关于用于实施本发明的方式(以下称为实施方式)，参照适当的附图进行详细说明。

《第一实施方式》

部件安装装置100是用于在印制电路板30(被安装部件)的部件安装部位31上安装电子部件20(部件)的装置。在本实施方式中，对将一个电子部件20(俯视为矩形状)安装于印制电路板30的情况进行说明，但实际上将许多电子部件20依次安装于印制电路板30。

＜部件安装装置的结构＞

图1是本实施方式的部件安装装置的结构图。如图1所示，部件安装装置100具备：支撑部1；臂2；箱体部3；喷嘴4；第一图像传感器5；以及第二图像传感器6。

就支撑部1而言，其下部固定于固定座(未图示)并且朝向上方立起，并在侧面固定有臂2的一端。

就臂2而言，其一端(纸面右侧的端部)固定于支撑部1的侧面，并与x-y平面平行地延伸。臂2的外形为方形板状，内装有使箱体部3在x轴方向、y轴方向移动的多个马达(未图示：相当于如图4所示的驱动部9)。另外，臂2的高度(z坐标)与箱体部3的位置(x坐标、y坐标)无关，是固定的。

箱体部3的外形为长方体状，设于臂2的下部。箱体部3成为通过上述驱动部9而能够在x轴方向(纸面的左右方向)、y轴方向(纸面的跟前、进深方向)平行移动的结构。另外，在箱体部3内装有相当于后述数据处理部7(参照图4)以及控制部8的电路(未图示)。

喷嘴4(部件保持部)的上侧端部固定于箱体部3，并朝向下方突出。喷嘴4按照来自控制部8(参照图4)的指令而能够在z轴方向上伸缩，并且能够以z轴为中心轴旋转规定角度。而且，喷嘴4具有按照来自控制部8的指令并在其前端(下侧的端部)真空吸附电子部件20的功能。

顺便说一下，如果电子部件20到达印制电路板30的部件安装部位31(也就是，应安装电子部件20的部位)，则解除喷嘴4的上述吸附。图1所示的印制电路板30载置于载置台(未图示)的规定位置。

另外，与电子部件20对应的部件安装部位31的位置信息(x坐标、y坐标、安装时的朝向)与成为安装对象的印制电路板30对应，并预先储存于存储单元(未图示)。

(第一图像传感器)

第一图像传感器5是拍摄与电子部件20对应的部件安装部位31的拍摄单元。第一图像传感器5是例如具有镜头(未图示)的相机，并固定于箱体部3的下表面。

另外，在图1中，以第一图像传感器5的光轴沿着z轴方向的方式进行了记载，但上述光轴也可以设置成在与z轴之间具有规定角度。

就第一图像传感器5而言，通过使镜头(未图示)的位置沿着光轴方向移动，从而能够调整焦距、拍摄图像幅度、景深等。

这里，“图像幅度”是指与由第一图像传感器5(或者后述第二图像传感器6)拍摄的画面对应的实空间的纵向、横向长度。图像幅度例如为横向长度A1＝6.4mm、纵向长度B1＝4.8mm(参照图2)。

而且，“景深”的意思是指能够在光轴方向清晰地拍摄对象物的在实空间的距离范围。

图2是由第一图像传感器拍摄部件安装部位并在图像转换后的VGA(Video Graphics Array：视频图形阵列)图像的说明图。在图2所示的例子中，在具有横向长度A1、纵向长度B1的图像幅度的拍摄画面G中，设于印制电路板30的部件安装部位31(图1参照)作为图像31a而被拍摄。

另外，第一图像传感器5的焦距预先设定为，能够清晰地拍摄部件安装部位31。以下，将由图像传感器而能够清晰地拍摄拍摄对象的(也就是轮廓不模糊)状态记作为“焦点对准”。

但是，为了提高安装电子部件20时的定位精度，需要使第一图像传感器5(以及第二图像传感器6)为高分辨率。即、需要增加在第一图像传感器5的拍摄画面所占的部件安装部位31的像素数。

但是，如果想要成为高分辨率，则与其相伴地，图像幅度变狭(换言之，能够拍摄的实空间的区域变小)，景深变浅。这样，如果图像幅度变狭、景深变浅，则很难用一个图像传感器同时拍摄部件安装部位31和电子部件20。

为了解决该问题，在本实施方式中，第一图像传感器5拍摄部件安装部位31，第二图像传感器6拍摄电子部件20，便会将各自的拍摄对象缩减成一个。由此，即使第一图像传感器5、第二图像传感器6的景深浅，也能够以高分辨率清晰地拍摄各自的拍摄对象。

如上所述，箱体部3能够在x-y平面(水平面)内移动，且z轴方向的高度固定。而且，载置有印制电路板30的载置部(未图示)的高度也是固定的。因此，与箱体部3的移动以及喷嘴4的伸缩无关地，第一图像传感器5可维持焦点对准印制电路板30的状态。

根据这样的结构，如果部件安装部位31进入第一图像传感器5的视场，则可非常清晰地拍摄其轮廓。另外，图2的图像幅度A1×B1中，例如如果A1＝6.4mm、B1＝4.8mm，则VGA图像是640×480的像素数，因而能够得到每像素为10μm(＝A1、B1)的高分辨率。

(第二图像传感器)

第二图像传感器6是用于拍摄朝向部件安装部位31移动的电子部件20的拍摄单元。第二图像传感器6是例如具有镜头(未图示)的相机，并固定于箱体部3的下表面。第二图像传感器6通过使镜头的位置在光轴方向移动从而能够调整拍摄的图像幅度、景深等。

图3是由第二图像传感器拍摄的电子部件的图像的说明图。详细内容后述，第二图像传感器6预先设定为，在电子部件20位于z轴方向中的规定区域(图6所示的第二区域)时焦点对准于该电子部件20。即、如果被喷嘴4吸附的电子部件20朝向下方移动，并到达第二区域(参照图6(A))，则由第二图像传感器6以高分辨率拍摄电子部件20。

在本实施方式中，第二图像传感器6从斜上方拍摄被喷嘴4吸附的电子部件20(参照图1)。因此，如图3所示，在第二图像传感器6的视场，除了电子部件20以外，还存在喷嘴4。

另外，在上述的图1中，记载了第一图像传感器5的光轴沿着z轴方向，但上述光轴还可以设置成在与z轴之间具有规定角度。

以下，将由第一图像传感器5拍摄的部件安装部位31的图像(包含进行规定的转换处理的部件)记作为安装部位图像。而且，将由第二图像传感器6拍摄的电子部件20的图像(包含进行规定的处理的部件)记作为电子部件图像。

(数据处理部)

图4表示部件安装装置所具备的数据处理部、控制部、以及驱动部的结构的说明图。如上所述，相当于数据处理部7以及控制部8的电路(未图示)内装于箱体部3。而且，相当于驱动部9的马达(未图示)等设于臂2以及喷嘴4。

数据处理部7构成为具备CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、各种接口等的电路，按照存储于其内部的程序发挥各种功能。数据处理部7具有如下功能，即、基于从图像取得部71输入的安装部位图像以及电子部件图像来算出电子部件20的位置以及角度的修正量，将该修正量输出到控制部8。

数据处理部7具备图像取得部71和图像处理部72。

图像取得部71具有如下功能，即、将由第一图像传感器5以及第二图像传感器6拍摄的图像分别作为图像信息而取得并向数据处理部72输出。即、图像取得部71将从第一图像传感器5以及第二图像传感器6以模拟信号输入的图像信息转换为数字信息并向图像处理部72输出。

另外，相当于图像取得部71的电路(未图示)和相当于数据处理部7的电路(未图示)设于共用的印制电路板(未图示)。由此，能够将由图像取得部71取得的图像信息向图像处理部72高速转送，并且实现***的小型化。

图像处理部72具有：前处理部72a；边缘抽出部72b；重心算出部72c；以及修正量算出部72d。

前处理部72a具有如下功能，即、对于从图像取得部71输入的安装部位图像以及电子部件图像的各图像，进行用于比较二者的相对位置的坐标转换等。

边缘抽出部72b具有如下功能，即、从前处理部72a输入的图像抽出边缘。

重心算出部72c具有如下功能，即、基于从边缘抽出部72b输入的图像信息来算出安装部位图像的重心坐标、以及电子部件图像的重心坐标。顺便说一下，上述“重心”的意思是，用由边缘抽出部72b抽出的边缘包围的区域(本实施方式中，矩形区域)的重心。

修正量算出部72d具有如下功能，即、基于从重心算出部72c输入的安装部位图像的重心坐标和电子部件图像的重心坐标的差分来算出修正量并向控制部8输出。顺便说一下，上述修正量包含箱体的移动量(x轴方向、y轴方向)和以z轴为中心轴的喷嘴4的旋转角度，并以消除上述差分的方式算出。

这样，数据处理部7算出修正量并向控制部8仅转送电子部件20的位置修正所需的数据(也就是修正量)。因此，第一图像传感器5、第二图像传感器6即使是高速拍摄图像的情况下，也能够抑制数据的转送速率。

另外，图像处理部72是例如能够改写程序的FPGA(Field ProgrammableGate Array：现场可编程门阵列)，能够经由电缆连接器K1来变更内部处理。该变更处理能够基于经由电缆连接器K1(例如、JTAG：Joint Test ActionGroup：联合测试工作组)并从计算机K2输入的信息来执行。

通过这样变更图像处理部72的内部处理，便容易抽出拍摄到的图像的边缘。例如，能够在图像处理部72所具有的前处理部72a追加矩形图拉伸、对比改善的处理，或者使边缘抽出部72b的程序最佳化。而且，为了对拍摄的图像的位置进行分度，还能够追加模式匹配处理。

顺便说一下，上述内部处理的变更在使部件安装装置100工作前由管理员操作计算机K2来进行。

(控制部)

控制部8与上述数据处理部7电连接，并具备CPU、RAM、ROM、各种接口等的电路。控制部8具有如下功能，即、生成基于从数据处理部7转送的数据(上述修正量)的指令信号并向驱动部9输出。

(驱动部)

驱动部9具有如下功能，即、按照从控制部8输入的指令信号进行驱动来使箱体部3以及/或喷嘴4移动。另外，上述移动包含在水平面(x-y平面)内的箱体部3的平行移动和绕z轴的喷嘴4的旋转移动。这样，驱动部9具有如下功能，即、按照从控制部8输入的指令信号来驱动马达(未图示)，从而修正电子部件20的位置、角度且进行定位。

＜位置修正处理＞

图5是表示部件安装装置进行的位置修正处理的流程的流程图。另外，图5的开始时，是指如下状态，即、印制电路板30载置于支撑台(未图示)的规定位置，在喷嘴4的前端吸附有电子部件20。

在步骤S101中，控制部8向驱动部9输出指令信号，使箱体部3移动直至部件安装部位31(参照图1)的大致正上方。另外，关于印制电路板30的种类、部件安装部位31的位置、与部件安装部位31相对应的电子部件20的规格等信息预先储存于存储单元(未图示)。

控制部8从存储单元读取上述信息，使箱体部3在x轴方向、y轴方向移动，以使电子部件20来到部件安装部位31的大致正上方。

在步骤S102中，控制部8使喷嘴4向下伸长，使电子部件20朝向部件安装部位31下降。该处理连续执行直至电子部件20安装在部件安装部位31上(S112)。

在步骤103以下的处理中，控制部8以规定的周期依次执行使喷嘴4伸长来使电子部件2下降，并且使电子部件20的位置、以及绕z轴的角度与部件安装部位31对应的位置修正处理。

图6(a)是电子部件位于第一区域的情况下从y轴方向观察时的说明图。

另外，将在z轴方向上位于印制电路板30与第一图像传感器5(第二图像传感器6)之间且第二图像传感器6的焦点对准于电子部件20的区域作为第二区域。而且，将在z轴方向上位于第二区域与第一图像传感器5(第二图像传感器6)之间的区域作为第一区域。而且，将在z轴方向上位于第二区域与印制电路板30之间的区域作为第三区域。

也就是，第一区域相比第二区域位于上方，第三区域相比第二区域位于下方。

如上述，在z轴方向上，第一图像传感器5与部件安装部位31的距离是固定的。而且，第一图像传感器5预先设定成，焦点对准位于其正下方的印制电路板30的上表面。

因此，在第一图像传感器5中，与箱体部3的移动、喷嘴4的伸缩无关的(也就是即使电子部件20存在于第一、第二、第三区域的任一区域)、也可维持焦点对准于部件安装部位31的状态。

另一方面，第二图像传感器6预先设定成，在电子部件20如图6(a)所示存在于第二区域的状态下，焦点对准于电子部件20。换言之，在电子部件20存在于第一区域或者第三区域的状态下，电子部件20未进入第二图像传感器6的拍摄范围(或者、即使进入到拍摄范围，焦点也未对准)。

顺便说一下，第二图像传感器6的焦点对准的第二区域的位置(z坐标)依存于第二图像传感器6的景深和向箱体部3的安装位置。

控制部8在使电子部件20下降时，由第一图像传感器5以高速(例如、每几msec一次拍摄)来拍摄部件安装部位31。而且，控制部8在电子部件20位于第二区域的情况下，由第二图像传感器6以高速拍摄电子部件20(拍摄工序)。

图6(b)是表示在电子部件位于第一区域的情况下，从z轴方向观察的位置关系的说明图。另外，实际上，由于电子部件20被箱体部3、喷嘴4等遮挡，因而无法从正上方俯视电子部件20，在图6(b)中省略箱体部3、喷嘴4。

如图6(b)所示，电子部件20相对于部件安装部位31在x轴方向仅偏移ΔX1、在y轴方向仅偏移ΔY1。另外，电子部件20相对于部件安装部位31绕z轴仅偏移角度θ1。

其次，在图5的步骤S103中，数据处理部7基于由第一图像传感器5取得的安装部位图像来算出修正量。顺便说一下，在该时刻，电子部件20存在于第一区域(参照图6(a))，所以未进入第二图像传感器6的拍摄范围(或者、即使进入拍摄范围，焦点也未对准)。另一方面，部件安装部位31由第一图像传感器5清晰地拍摄。

图7(a)是表示理想位置和部件安装部位的关系的说明图。如上所述，第一图像传感器5固定在箱体部3的下表面。因此，在x-y平面中，第一图像传感器5相对于喷嘴4的相对位置被固定(也就是，图7(a)所示的距离ΔX_F总是固定)。另外，喷嘴4与z轴方向平行地移动。

于是，在第一图像传感器5的拍摄画面G中，部件安装部位31应存在的理想位置31p由喷嘴4和第一图像传感器5的位置关系决定。这里，理想位置是指如下的位置，即、如果在拍摄画面G中部件安装部位31映在该位置，则电子部件20的x坐标、y坐标与部件安装部位31的x坐标、y坐标一致。

例如，图7(a)所示，如果仍然使喷嘴4伸长，则电子部件20载置于用符号31g表示的位置，并成为相比部件安装部位31向右侧仅偏移ΔX1、向跟前侧仅偏移ΔY1的状态。

图7(b)是表示理想位置和由第一图像传感器拍摄的安装部位图像的关系的说明图。如图7(b)所示，由第一图像传感器5拍摄并图像转换后的安装部位图像31a相比理想位置31p向右侧仅偏移ΔX1、向跟前侧(纸面下侧)仅偏移ΔY1。

因此，数据处理部7算出x轴方向、y轴方向的修正量(修正量算出工序)，以使实际上由第一图像传感器5拍摄的安装部位图像31a与拍摄画面G内的理想位置31p一致。

控制部8根据从数据处理部7输入的上述修正量使箱体部移动，从而进行电子部件20的位置修正。图7(a)、图7(b)所示的例中，控制部8使箱体部3在x轴方向上向左仅移动ΔX1、在y轴方向上向进深方向仅移动ΔY1。

顺便说一下，由第一图像传感器5拍摄的部件安装部位31的位置(x坐标、y坐标)能够从箱体部3的位置坐标、第一图像传感器5的安装位置的坐标、以及拍摄到的图像的分辨率求出。例如，在喷嘴4的位置坐标是(X_A，Y_A)、喷嘴4与第一图像传感器5的距离为ΔX_F的情况下，由第一图像传感器5拍摄的拍摄画面G的中心位置成为は(X_A-ΔX_F，Y_A)。基于该中心位置的坐标和图像幅度、分辨率能够求出部件安装部位31的位置。

图8是表示使用由第一图像传感器拍摄的图像执行的修正量的算出处理的流程的流程图。

在步骤S1031中，数据处理部7(边缘抽出部72b：参照图4)执行边缘抽出处理。边缘抽出处理能够使用微分边缘、索贝尔滤波法、Canny边缘检测法等。

图9(a)是关于图7(b)的图像执行边缘抽出处理的图像。数据处理部7通过进行上述边缘抽出处理来抽出图9(a)所示的部件安装部位31的边缘31b(矩形状的轮廓)和上述理想位置的边缘31p。

接着，在图8的步骤S1032中，数据处理部7(重心算出部72c：参照图4)执行重心坐标的算出处理。图9(b)是表示部件安装部位的重心和理想位置的重心的说明图。数据处理部7基于在步骤S1031的处理抽出的部件安装部位31的边缘31b算出重心坐标B1(Xb、Yb)。同样地，数据处理部7算出上述理想位置31p的重心坐标p1(Xp、Yp)。

其次，在图8的步骤S1033中，数据处理部7(修正量算出部72d：参照图4)算出电子部件20的位置的修正量。即、数据处理部7算出修正量，以使部件安装部位31的重心坐标(Xb、Yb)与在步骤S1032算出的理想位置的重心坐标(Xp、Yp)一致。

上述例的情况下，数据处理部7算出(Xp-Xb)作为X轴方向的修正量，并算出(Yp－Yb)作为Y轴方向的修正量。

再次返回到图5的流程图继续说明。在步骤S104中，数据处理部7(修正量算出部72d：参照图4)将在步骤S1033算出的修正量反馈到控制部8。

图10(a)是使箱体部移动以使安装部位图像的重心与理想位置的重心一致的情况的说明图。如果从数据处理部7输入修正量，则控制部8将与该修正量向对应的指令信号输出到驱动部9，使箱体部3移动(定位工序)。也就是，控制部8使箱体部3在x轴方向移动(Xp－Xb＝ΔX1：参照图7(a))、在y轴方向移动(Yp－Yb＝Y1：参照图7(a))。

于是，由第一图像传感器5拍摄的图像成为图10(b)所示的那样。图10(b)是表示安装部位图像的重心与理想位置的重心大致一致的状态的说明图。由于上述箱体部3的移动，电子部件20的在x-y平面内的位置接近部件安装部位31。

顺便说一下，因步骤S104的处理而使电子部件20的x坐标、y坐标接近部件安装部位31的x坐标、y坐标，但不限于完全一致。这是起因于箱体部3移动时产生的误差等(参照图10(B)的距离ΔL)。

另外，步骤S104的处理进行电子部件20的x轴方向、y轴方向的定位，在该阶段并未求出要修正的绕z轴的旋转角(图6(b)所示的角度θ1)。

其次，在图5的步骤S105中，数据处理部7判定电子部件20是否存在于第一区域。该判定例如基于z轴方向上的喷嘴4的移动量来进行。

电子部件20存在于第一区域的情况(S105→是)下，数据处理部7的处理返回到步骤S103。另一方面，电子部件20不存在于第一区域，也就是存在于第二区域的情况(S105→否)下，数据处理部7的处理进入步骤S106。也就是，数据处理部7(以及控制部8)只要是电子部件20存在于第一区域，便反复上述步骤S103～S105的处理。

图11是电子部件位于第二区域的状态下从y轴方向观察的情况的说明图。如果吸附于喷嘴4的前端的电子部件20进入第二区域，则成为第二图像传感器6的焦点对准于电子部件20的状态。另一方面，由于第一图像传感器5与部件安装部位31的距离(z轴方向的距离)不变化，所以第一图像传感器5的焦点以与部件安装部位31对准的状态维持。

也就是，在电子部件20存在于第二区域的情况下，由第一图像传感器5能够清晰地拍摄部件安装部位31，并且由第二图像传感器6能够清晰地拍摄电子部件20。

图5的步骤S106中，数据处理部7基于由第一图像传感器5拍摄的部件安装部位31的图像和由第二图像传感器6拍摄的电子部件20的图像来算出修正量。

顺便说一下，由第二图像传感器6拍摄的电子部件20的位置坐标与第一图像传感器5同样地能够基于箱体部3的位置坐标、第二图像传感器6的安装位置的坐标以及拍摄到的图像的分辨率来求出。

图12是表示电子部件位于第二区域的情况的修正量的算出处理的流程的流程图。

步骤S1061中，数据处理部7(前处理部72a)执行坐标转换处理。如上述，第二图像传感器6从斜上方拍摄电子部件20。因此，即使电子部件20俯视为矩形状，由第二图像传感器6拍摄的图像也不成为矩形状(参照图3)。

如上所述，在存储单元(未图示)储存有预先输入的电子部件20的规格信息。因此，数据处理部7基于上述规格信息(俯视的纵向、横向的长度等)执行坐标转换处理。

步骤S1062中，数据处理部7(前处理部72a)执行图像转换处理。即、数据处理部7从坐标转换后的图像除去喷嘴4的部分，并仅再现电子部件20的图像。

图13(a)是前处理后的安装部位图像以及电子部件图像的说明图。图13(a)所示的图像31c是将由第一图像传感器5拍摄的安装部位图像进行坐标转换处理、图像转换处理后的图像。同样地，图像20c是将由第二图像传感器6拍摄的电子部件图像进行坐标转换处理、图像转换处理后的图像。

另外，电子部件20的图像20c和部件安装部位31的图像31c的相对位置能够通过使第一图像传感器5的拍摄画面的区域和第二图像传感器的拍摄画面的区域的坐标一致来取得。

图12的步骤S1063中，数据处理部7(边缘抽出部72b)抽出电子部件图像20c的边缘和安装部位图像31c的边缘。于是，可取得图13(b)所示的图像。

接着，图12的步骤S1064中，数据处理部7(重心算出部72c)使用在步骤S1063抽出的边缘图像20c、31c来算出电子部件图像20c的重心20g和安装部位图像31c的重心31g。另外，数据处理部7使用上述边缘图像20c、31c来算出电子部件20相对于部件安装部位31绕z轴所成的角度θ2(参照图13(a))。

步骤S1065中，数据处理部7(修正量算出部72d)基于在步骤S1064算出的重心坐标和角度θ2来算出修正量。

其次，图5的步骤S107中，数据处理部7将步骤S1065算出的修正量反馈到控制部8。

如果从数据处理部7输入修正量，则控制部8将与该修正量相对应的指令信号输出到驱动部9。也就是，控制部8使箱体部3移动，以便消除电子部件图像20c相对于安装部位图像31c的位置偏移。另外，使喷嘴4绕z轴仅旋转角度(－θ2)(参照图14(b))。

于是，由于箱体部3的移动而使电子部件20的位置进一步接近部件安装部位31的位置(参照图14(c))。另外，由于喷嘴4的旋转而使电子部件20相对于部件安装部位31绕z轴所成的角度大致成为零。

其次，图5的步骤S108中，数据处理部7判定电子部件20是否存在于第二区域。

在电子部件20存在于第二区域的情况(S108→是)下，数据处理部7的处理返回到步骤S106。另一方面，在电子部件20不存在于第二区域、即存在于第三区域的情况(S108→否)下，数据处理部7的处理进入步骤S109。

步骤S109中，数据处理部7基于由第一图像传感器5拍摄的安装部位图像31c来算出修正量。顺便说一下，在该时刻中，电子部件20存在于第三区域(参照图15)，因此由第二图像传感器6得到的电子部件20的像模糊(或者不被拍摄)。另一方面，如上所述，部件安装部位31由第一图像传感器5清晰地拍摄。

因此，数据处理部7使用与电子部件20位于第一区域的情况相同的方法算出修正量。也就是，图5的步骤S109、S110的处理由于与上述步骤S103、S104的处理相同，所以省略说明。

步骤S111中，数据处理部7判定电子部件20是否存在于第三区域。在电子部件20存在于第三区域的情况(S111→是)下，数据处理部7的处理返回到步骤S109。另一方面，在电子部件20不存在于第三区域的情况(S111→否)下，数据处理部7的处理进入步骤S112。

其次，步骤S112中，控制部8将电子部件20安装于部件安装部位31。该安装处理包含解除喷嘴4对电子部件20的真空吸附的处理。

这样，在电子部件20下降到第一、第二、第三区域的过程中，通过依次修正电子部件20的位置(以及方向)，从而能够将电子部件20准确地安装于部件安装部位31。

＜效果＞

根据本实施方式的部件安装装置100，由第一图像传感器5拍摄部件安装部位31，由第二图像传感器6拍摄电子部件20，从而能够较窄地取得拍摄图像幅度(也就是，使对应于1像素的实空间的距离非常小)。也就是，即使第一图像传感器5、第二图像传感器6的景深浅，也能够以高分辨率拍摄拍摄对象。

因此，能够准确把握部件安装部位31的位置以及电子部件20的位置并将电子部件20高精度地定位。

另外，将相当于图像取得部71的电路(未图示)和相当于数据处理部7的电路(未图示)设于共用的印制电路板(未图示)，从而能够将由图像取得部71取得的图像信息高速地转送到图像处理部72。而且，无需在图像取得部71和图像处理部72之间设置连接器等，能够实现***的小型化。

另外，在算出部件相对于安装部位图像的偏移时，通过使用各自的重心坐标，从而能够恰当且容易地算出修正量。

另外，通常，在使用图像传感器进行高速拍摄(每1sec的拍摄次数多)的情况下，为了转送拍摄到的数据，需要数据转送速率高的布线。但是，本实施方式中，数据处理部7仅将控制部8所需的数据(也就是上述修正量)向控制部8转送。这样，由于在数据处理部7仅转送所需的数据，因而能够抑制数据转送速率，并且高速地拍摄。换言之，利用较细的布线(低转送速率)与控制部8进行通信，因而能够削减部件安装装置100的制作成本。

另外，由于将数据处理部7内装于箱体部3，因而将从第一图像传感器5以及第二图像传感器6输入的图像信息向数据处理部7转送的布线的布局变得容易。

另外，在上述第一、第二、第三区域中，依次进行电子部件20的在x轴方向、y轴方向的位置修正，从而能够使电子部件20的重心与部件搭载部位的重心一致。尤其是在第二区域中，使用高分辨率的电子部件图像以及安装部位图像来进行位置修正、角度修正。因此，能够相对于部件安装部位31将电子部件20高速且高精度地进行定位。

另外，在本实施方式中，使用由设于箱体部3的第一图像传感器5以及第二图像传感器6拍摄的图像的相对位置关系来进行修正，从而能够不受驱动部9、喷嘴4的经时变化的影响地进行位置修正。

《第二实施方式》

第二实施方式与第一实施方式相比不同方面在于，拍摄电子部件20的第二图像传感器6A与喷嘴4一起进行上下，其它方面与第一实施方式相同。因此，对该不同部分进行说明，对于与第一实施方式重复部分，省略说明。

图16是本实施方式的部件安装装置的结构图。如图16所示，构成为，拍摄电子部件20的第二图像传感器6A设于喷嘴4，并与喷嘴4一起进行上下移动。这种情况下，电子部件20和第二图像传感器6的在z轴方向的距离固定。而且，关于第一图像传感器5，与第一实施方式一样设于箱体部3的下部。

本实施方式中，电子部件20的x轴方向、y轴方向的位置能够从向驱动部9输出指令信号的控制部8等取得。另外，电子部件20的相对于部件安装部位31的倾斜度(绕z轴的角度)能够利用由第一图像传感器5拍摄的部件安装部位31和由第二图像传感器6拍摄的电子部件20来求出。

控制部8根据从数据处理部7输入的修正量使箱体部3移动，使喷嘴4绕z轴旋转规定角度，从而修正电子部件20的位置。另外，关于电子部件20位于第一、第二、或者第三区域的情况的控制，由于与第一实施方式相同，因此省略说明。

＜效果＞

根据本实施方式，在电子部件20到达部件安装部位31为止的全部区域(也就是，上述第一、第二、第三区域)中，继续第二图像传感器6的焦点与电子部件20对准的状态。因此，能够总是使用第一图像传感器5和第二图像传感器6相对于部件安装部位31高精度地修正电子部件20的位置。

《第三实施方式》

第三实施方式与第一实施方式相比不同方面在于，使用支撑于反射部件支撑部11B的反射部件12从斜下方拍摄电子部件20，其它方面与第一实施方式相同。因此，对该不同部分进行说明，对于与第一实施方式重复的部分，省略说明。

图17是本实施方式的部件安装装置的结构图。如图17所示，在箱体部3利用焊接或者螺栓紧固等牢固地连接反射部件支撑部11B。反射部件支撑部11B相比箱体部3向更下方延伸，与箱体部3一起在x轴方向、y轴方向上移动。

另外，在反射部件支撑部11B的下端设置有反射部件12。反射部件12的反射面相对于水平面仅倾斜规定角度，在第一实施方式说明的第二区域中，设定成，焦点对准于电子部件20。而且，在反射部件12的上方设置有第二图像传感器6，用反射部件12反射后的光(相当于电子部件20的像)入射到第二图像传感器6。

＜效果＞

根据本实施方式的部件安装装置100B，在利用第二图像传感器6拍摄电子部件20时，能够拍摄电子部件20的底面。也就是，能够防止喷嘴4等对象物以外的映入。由此，能够省略图像转换处理(从画面去除喷嘴4，并对电子部件20的图像进行再现处理)，能够简化数据处理部7所进行的处理。

《第四实施方式》

第四实施方式与第一实施方式相比不同方面在于，利用被第二图像传感器支撑部11C支撑的第二图像传感器6从斜下方拍摄电子部件20，其它方面与第一实施方式相同。因此，对该不同部分进行说明，对于与第一实施方式重复的部分，省略说明。

图18是本实施方式的部件安装装置的结构图。如图18所示，在箱体部3上，通过焊接或者螺栓紧固等牢固地连接第二图像传感器支撑部11C，且相比箱体部3更向下方延伸。即、第二图像传感器支撑部11C与箱体部3一起在x轴方向、y轴方向上移动。

在第二图像传感器支撑部11C的下端设置第二图像传感器6。第二图像传感器6设置成，其光轴相对于水平面以规定角度朝向上方，并设定成，在第一实施方式说明的第二区域中焦点对准于电子部件20。

＜效果＞

根据本实施方式的部件安装装置100C，在用第二图像传感器6拍摄电子部件20时，能够拍摄电子部件20的底面。也就是，能够防止喷嘴4等对象物以外的映入。由此，能够省略图像转换处理，并能简化数据处理部7的处理。

《变形例》

以上，对本发明的部件安装装置利用各实施方式进行了说明，但本发明的实施方式不限于这些记载，能够进行各种变更。

例如，如图19所示，上述各实施方式中，还可以取代吸附保持电子部件20的喷嘴4，而使用机器手13。另外，部件40也可以是电子部件以外的物体。这种情况下，也能够利用与上述各实施方式相同的方法相对于设置部位来对物体高精度地进行定位。

另外，上述各实施方式中，箱体部3构成为，其一端侧由支撑部1支撑，通过驱动部9x而能够在x轴方向、y轴方向上移动，但不限于此。

例如，如图20所示的俯视平面模式图所示，还可以是箱体部3安装在X轴导向件61，X轴导向件61安装在Y轴导向件62上的结构。在该情况下，箱体部3能够沿着X轴导向件61在x轴方向上移动。而且，Y轴导向件62架设于X轴导向件62上。箱体部3还能够沿着Y轴导向件62在y轴方向上移动。另外，上述各移动通过驱动从控制部8接受指令信号的驱动部9(马达等)来执行。根据这种结构，即使部件安装部位31存在于印制电路板30上的任意位置，也使箱体部3移动到对应的位置，能够恰当且准确地安装电子部件20。

另外，在上述各实施方式中，就数据处理部7而言，对第一图像传感器5和第二图像传感器6与相同的印制电路板(未图示)连接的情况进行了说明，但不限于此。例如，也可以是第一图像传感器5以及第二图像传感器6分别单独持有数据处理部。这种情况下，修正量算出部72d是共用的，基于从各自的数据处理部输入的重心坐标等来算出修正量。

另外，上述各实施方式中，向第一图像传感器5、第二图像传感器6移入识别对象以外的物体的情况下，有很难使用边缘抽出后的图像来计算重心坐标的可能性。这种情况下，例如，还可以进行识别对象的模式匹配来特定识别对象。

另外，在上述各实施方式中，在进行图像的边缘抽出处理之前，数据处理部7还可以进行对由第一图像传感器5拍摄的安装部位图像和由第二图像传感器6拍摄的电子部件图像的矩形图进行拉伸的矩形图拉伸处理。

另外，在进行图像的边缘抽出处理之前，数据处理部7还可以进行对由第一图像传感器5拍摄的安装部位图像和由第二图像传感器6拍摄的电子部件图像的对比进行改善的对比改善处理。而且，还可以适当组合这些处理。

由此，能够更恰当的抽出安装部位图像或电子部件图像的边缘，并能够对电子部件20准确进行定位。

另外，在上述各实施方式中，对在箱体部3设置一个拍摄电子部件的第二图像传感器6的情况进行了说明，但不限于此。例如，除了在电子部件20位于第二区域的情况下对准焦点的第二图像传感器5之外还能够追加在电子部件20位于第一区域的情况下对准焦点的图像传感器和电子部件20位于第三区的情况下对准焦点的图像传感器来作为第二图像传感器。这种情况下，通过伴随着该电子部件20的移动来切换拍摄电子部件20的第二图像传感器，能够在z轴方向上的所有区域清晰地拍摄电子部件20。

即、在z轴方向上的所有区域，通过使用电子部件图像和安装部位图像的双方来算出修正量，从而能够更准确地进行定位。

另外，还可以是与第一区域、第二区域、以及第三区域中的任意的两个区域对应地设置两个第二图像传感器的结构。

另外，在上述各实施方式中，表示了作为拍摄单元而使用第一图像传感器5以及第二图像传感器6的例子，但不限于此。即、如果是能够取得物体的位置信息或者距离信息的传感器，则还可以使用图像传感器以外的传感器(例如，激光式传感器、光电传感器)。

符号的说明

100、100A、100B、100C、100D、100E—部件安装装置，3—箱体部，4—喷嘴(部件保持部)，5—第一图像传感器，6—第二图像传感器，7—数据处理部，71—图像取得部，72—图像处理部，72a—前处理部，72b—边缘抽出部，72c—重心算出部，72d—修正量算出部，8—控制部，9—驱动部，20—电子部件(部件)，30—印制电路板(被安装部件)，31—部件安装部位。

Claims (10)

1.一种部件安装装置，其特征在于，具备：

在设有一个或者多个部件安装部位的被安装部件的上方，在水平面内能够移动的箱体部；

上部设于上述箱体部，保持部件并且在上下方向上能够伸缩的部件保持部；

固定于上述箱体部，且拍摄与上述部件对应的上述部件安装部位的第一图像传感器；

固定于上述箱体部，且拍摄保持于上述部件保持部的上述部件的第二图像传感器；

使用由上述第一图像传感器拍摄的上述部件安装部位的图像和由上述第二图像传感器拍摄的上述部件的图像来算出上述部件相对于上述部件安装部位的位置以及角度的修正量的数据处理部；

根据由上述数据处理部算出的上述修正量生成指令信号的控制部；以及

按照从上述控制部输入的上述指令信号进行驱动，使上述箱体部以及上述部件保持部移动的驱动部。

2.根据权利要求1所述的部件安装装置，其特征在于，

上述第一图像传感器预先设定成焦点对准于上述部件安装部位，

上述第二图像传感器预先设定成，在上述部件位于该第二图像传感器与上述被安装部件之间的上下方向的规定区域的情况下，焦点对准于该部件，

上述数据处理部在上述部件位于上述规定区域的情况下，基于由上述第一图像传感器拍摄的上述部件安装部位的坐标值和由上述第二图像传感器拍摄的上述部件的坐标值来算出上述修正量，

在上述部件位于比上述规定区域靠上方或下方的情况下，基于由上述第一图像传感器拍摄的上述部件安装部位的坐标值和在上述第一图像传感器的拍摄画面中上述部件安装部位应存在的理想位置的坐标值来算出上述修正量。

3.根据权利要求2所述的部件安装装置，其特征在于，

上述数据处理部在上述部件位于上述规定区域的情况下，执行坐标转换处理，该坐标转换处理用于算出由上述第一图像传感器拍摄的上述部件安装部位和由上述第二图像传感器拍摄的上述部件的相对位置，

分别抽出进行了上述坐标转换处理的上述部件安装部位的图像以及上述部件的图像的边缘，

以使上述部件的边缘与上述部件安装部位的边缘一致的方式来算出上述修正量。

4.根据权利要求2所述的部件安装装置，其特征在于，

上述数据处理部在上述部件位于比上述规定区域靠上方或下方的情况下，算出由上述第一图像传感器拍摄的上述部件安装部位的重心坐标与在上述理想位置拍摄上述部件安装部位的情况的该部件安装部位的重心坐标的差分，并以消除上述差分的方式来算出上述修正量。

5.根据权利要求1所述的部件安装装置，其特征在于，

上述数据处理部仅将上述修正量输出到上述控制部。

6.根据权利要求1所述的部件安装装置，其特征在于，

具备图像信息取得部，该图像信息取得部取得由上述第一图像传感器以及上述第二图像传感器拍摄的图像作为图像信息，并输出到上述数据处理部，

上述图像信息取得部和上述数据处理部设于共用的印制电路板。

7.根据权利要求1所述的部件安装装置，其特征在于，

上述数据处理部作为算出上述修正量的前处理，而执行对包含由上述第一图像传感器拍摄的上述部件安装部位和由上述第二图像传感器拍摄的上述部件的图像的矩形图进行拉伸的矩形图拉伸处理、和对上述图像的对比进行改善的对比改善处理中的至少一个。

8.根据权利要求1所述的部件安装装置，其特征在于，

上述数据处理部内装于上述箱体部。

9.一种位置修正方法，其特征在于，包括：

拍摄工序，该工序中，由固定于在水平面内能够移动的箱体部的第一图像传感器对载置于比上述箱体部靠下方的被安装部件的部件安装部位进行拍摄，并且由固定于上述箱体部的第二图像传感器对保持于在上下方向上能够伸缩的部件保持部且与上述部件安装部位对应的部件进行拍摄；

修正量算出工序，该工序中，使用由上述第一图像传感器拍摄的上述部件安装部位的图像和由上述第二图像传感器拍摄的上述部件的图像来算出上述部件相对于上述部件安装部位的位置以及角度的修正量；以及

定位工序，该工序中，根据上述修正量使上述箱体部以及/或上述部件保持部移动来对上述部件进行定位。

10.根据权利要求9所述的位置修正方法，其特征在于，

上述第一图像传感器预先设定成焦点对准于上述部件安装部位，

上述第二图像传感器预先设定成，在上述部件在上下方向上位于该第二图像传感器与上述被安装部件之间的规定区域的情况下，焦点对准于该部件，

上述修正量算出工序中，

在上述部件位于上述规定区域的情况下，基于由上述第一图像传感器拍摄的上述部件安装部位的坐标值和由上述第二图像传感器拍摄的上述部件的坐标值来算出上述修正量，

在上述部件位于比上述规定区域靠上方或下方的情况下，基于由上述第一图像传感器拍摄的上述部件安装部位的坐标值和在上述第一图像传感器的拍摄画面中上述部件安装部位应存在的理想位置的坐标值来算出上述修正量。