JP2000180119A - Component recognizing device and component mounting device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、認識する対象部品
としての例えば電子部品について、撮像動作により得ら
れた映像情報に基づき上記電子部品の位置及び姿勢を認
識する部品認識装置、及び該部品認識装置を備え上記電
子部品を回路基板上に装着する部品装着装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a component recognizing apparatus for recognizing the position and orientation of an electronic component as an object component to be recognized, based on video information obtained by an imaging operation. The present invention relates to a component mounting device that includes a device and mounts the electronic component on a circuit board.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、例えば上記部品装着装置におい
て、より高密度で精密な回路基板を高速に生産する目的
で、回路基板とその上に実装する電子部品の位置及び姿
勢をリアルタイムに計測し、設備動作のフィードバック
制御を行うためのセンシング技術として、上記部品認識
装置は、数多く利用されている。このような部品認識装
置の一従来例について、図面を参照しながら以下に説明
する。図１０には従来の部品認識装置１の概略構成を示
し、該部品認識装置１は以下の構成を備える。２３は吸
着ノズルであり、実装対象である電子部品２４を吸着
し、吸着している位置及び吸着されている電子部品２４
の姿勢を変えることができる。２５は照明装置であり、
電子部品２４を照明し電子カメラ２７にて撮影するに十
分な照度を与える。２６は光学系であり、電子部品２４
を含む矩形領域の映像を電子カメラ２７の受像部に結像
させる。電子カメラ２７は、上記受像部で受像した映像
をＮＴＳＣ等の映像信号に変換し出力する。現在のとこ
ろ産業用の電子カメラとしては、受像素子の解像度が中
程度の２５万画素を有する電子カメラが最も多く使われ
ているが、将来はより高解像度を有するディジタル電子
カメラが一般的に使われる可能性が高い。２８は画像記
録装置であり、電子カメラ２７が出力する映像信号を２
次元ディジタル画像に復元して記録する。２９は画像処
理装置で、画像記録装置２８に記録された画像について
画像処理を実行する。2. Description of the Related Art In recent years, for example, in the above-mentioned component mounting apparatus, in order to produce a high-density and precise circuit board at high speed, the position and orientation of a circuit board and electronic components mounted thereon are measured in real time. Many of the above-described component recognition devices are used as a sensing technology for performing feedback control of equipment operation. A conventional example of such a component recognition device will be described below with reference to the drawings. FIG. 10 shows a schematic configuration of a conventional component recognition device 1. The component recognition device 1 has the following configuration. Reference numeral 23 denotes a suction nozzle which sucks the electronic component 24 to be mounted, and the position where the electronic component 24 is sucked and the electronic component 24 which is sucked.
Posture can be changed. 25 is a lighting device,
The electronic component 24 is illuminated to provide sufficient illuminance for photographing by the electronic camera 27. Reference numeral 26 denotes an optical system,
Is formed on the image receiving section of the electronic camera 27. The electronic camera 27 converts the video image received by the image receiving unit into a video signal such as NTSC and outputs it. At present, most electronic cameras for industrial use have an image receiving element having a medium resolution of 250,000 pixels, but in the future digital electronic cameras having higher resolution will generally be used. It is likely to be used. Reference numeral 28 denotes an image recording device which converts a video signal output from the electronic camera 27 into two.
It is restored to a two-dimensional digital image and recorded. An image processing device 29 performs image processing on an image recorded in the image recording device 28.
【０００３】以上のように構成された従来の部品認識装
置１の動作について図１０を用いて以下に説明する。ま
ず、吸着ノズル２３は、上記部品装着装置に備わり上記
電子部品２４の供給を行う供給部（不図示）にて、実装
対象である電子部品２４を吸着保持し、電子カメラ２７
で撮影可能な位置まで移動する。その後、電子部品２４
の撮影が完了するまでその位置に静止している。次に、
照明装置２５を点灯し、電子部品２４を電子カメラ２７
で撮影するのに十分かつ適正な露光が得られるように、
電子部品２４に向かって照明を行う。光学系２６は、電
子部品２４を含む矩形領域、つまり視野内の全ての映像
を電子カメラ２７の受像部に結像させる。電子カメラ２
７は、上記受像部の結像した映像の全てを電気信号に変
換し、ＮＴＳＣ等の映像信号フォーマットを利用して直
列信号として出力する。電子カメラ２７から出力された
映像信号は、画像記録装置２８に供給され、２次元のデ
ィジタル画像として画像記録装置２８内の画像メモリに
記憶される。最後に、画像処理装置２９は、画像記録装
置２８への画像の入力完了を待って、画像記録装置２８
の上記画像メモリ上で所定の画像処理を実行し、電子部
品２４の位置及び姿勢の計測を行う。該計測にて得られ
た認識結果は、上記部品装着装置に備わる動作制御部に
通知され、電子部品２４を装着する回路基板上における
電子部品２４の位置決め補正用の制御値として利用され
る。The operation of the conventional component recognition apparatus 1 configured as described above will be described below with reference to FIG. First, the suction nozzle 23 sucks and holds the electronic component 24 to be mounted on a supply unit (not shown) provided in the component mounting apparatus and supplies the electronic component 24.
Use to move to a position where shooting is possible. Then, the electronic components 24
Is still in that position until the shooting is completed. next,
The lighting device 25 is turned on, and the electronic component 24 is connected to the electronic camera 27.
In order to get enough and proper exposure for shooting with
Lighting is performed toward the electronic component 24. The optical system 26 forms a rectangular area including the electronic component 24, that is, all images in the visual field on the image receiving unit of the electronic camera 27. Electronic camera 2
Reference numeral 7 converts all of the images formed by the image receiving unit into electrical signals and outputs the signals as serial signals using a video signal format such as NTSC. The video signal output from the electronic camera 27 is supplied to an image recording device 28 and stored as a two-dimensional digital image in an image memory in the image recording device 28. Finally, the image processing device 29 waits for the completion of the input of the image to the image recording device 28,
The predetermined image processing is executed on the image memory described above, and the position and orientation of the electronic component 24 are measured. The recognition result obtained by the measurement is notified to an operation control unit provided in the component mounting apparatus, and is used as a control value for correcting the positioning of the electronic component 24 on the circuit board on which the electronic component 24 is mounted.
【０００４】上述した、産業用電子カメラとして通常使
用される２５万画素電子カメラの場合、一秒間に撮影可
能な画像の枚数を示すフレームレートは３０フレーム／
秒であるので、画像１枚分の映像信号を電子カメラから
画像メモリに通信するために要する時間は約３３ｍｓと
なる。又、近年、電子部品２４のパッケージとして多用
される傾向にあるＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ
（Chip Size Package）を視覚認識するために必要不可
欠となる１００万画素を有する電子カメラの場合では、
上記フレームレートは１５フレーム／秒であるため映像
信号の通信には約６７ｍｓを要することになる。さらに
将来の利用が見込まれる、より高解像度の電子カメラで
はますます映像信号の通信時間が長くなる傾向が強くな
る。[0004] In the case of the above-mentioned 250,000 pixel electronic camera usually used as an industrial electronic camera, the frame rate indicating the number of images that can be taken per second is 30 frames / frame.
Since this is seconds, the time required for communicating a video signal for one image from the electronic camera to the image memory is about 33 ms. In recent years, BGAs (Ball Grid Arrays) and CSPs which have been frequently used as packages for the electronic components 24 have been used.
In the case of an electronic camera with 1 million pixels, which is indispensable for visually recognizing (Chip Size Package),
Since the frame rate is 15 frames / second, it takes about 67 ms to communicate a video signal. In addition, a higher resolution electronic camera, which is expected to be used in the future, tends to have a longer communication time of a video signal.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の部品認識装置の構成では、画像１枚分の映
像信号を電子カメラから画像メモリに通信するために２
５万画素電子カメラでは約３３ｍｓ、１００万画素電子
カメラでは約６７ｍｓ、より解像度の高い電子カメラで
はさらに長い時間が必要となるため、従来に比べて画素
数が多い解像度の高い電子カメラを備えた部品認識装置
は、超高速にて装着動作を行う電子部品装着装置には適
さないという問題がある。なぜなら、通常ターレット方
式の高速電子部品装着装置では、電子部品１点につい
て、認識するために許される時間は電子部品１点当たり
の実装タクトに等しくなるが、その中には、吸着ノズル
を電子カメラの上方に移動したときにおける設備の振動
減衰待ち時間、電子カメラの露光時間、映像信号の上記
通信時間、画像処理時間等が含まれている。そのため、
実装タクトが０．０８ｓ以下となる超高速電子部品装着
装置では、認識時間全体に占める映像信号の通信時間の
比率が大きくなり、特に１００万画素以上の高解像度電
子カメラでは通信時間が上述のように約６７ｍｓ以上必
要となるため、設備が目指す高速な実装タクトを実現す
ることはできなくなる。本発明は、このような問題点を
解決するためになされたもので、現在安価に入手可能で
あるが映像信号の通信に比較的時間が掛かる電子カメラ
を使用したときでも、実装タクトが例えば０．０８ｓ以
下のような、超高速部品装着装置にて使用可能な部品認
識装置、及び該部品認識装置を備えた部品装着装置を提
供することを目的とする。However, in the configuration of the conventional component recognition apparatus as described above, in order to transmit a video signal for one image from an electronic camera to an image memory, two components are required.
Approximately 33 ms for a 50,000-pixel electronic camera and about 67 ms for a 1-megapixel electronic camera. An even longer time is required for a higher-resolution electronic camera. There is a problem that the component recognition device is not suitable for an electronic component mounting device that performs a mounting operation at a very high speed. The reason is that in a high-speed electronic component mounting apparatus of the turret type, the time allowed for recognition of one electronic component is equal to the mounting tact per electronic component. , The vibration attenuation waiting time of the equipment when moving upward, the exposure time of the electronic camera, the communication time of the video signal, the image processing time, and the like. for that reason,
In an ultra-high-speed electronic component mounting apparatus in which the mounting tact is 0.08 s or less, the ratio of the communication time of a video signal to the entire recognition time becomes large. Requires about 67 ms or more, so that the high-speed mounting tact that the equipment aims for cannot be realized. The present invention has been made in order to solve such a problem. Even when an electronic camera which is currently available at a low cost but requires a relatively long time for communication of a video signal is used, the mounting tact time is, for example, 0%. It is an object of the present invention to provide a component recognition device that can be used in an ultra-high-speed component mounting device and that can be used in an ultra-high-speed component mounting device and a component mounting device provided with the component recognition device.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下のように構成する。本発明の第１態様
の部品認識装置によれば、撮像対象である部品を撮像す
る撮像装置の撮像視野全体内における上記部品全体を含
む任意の領域部分の映像のみを送出する信号制御装置
と、上記信号制御装置に対して上記任意の領域部分の設
定を行う制御装置と、を備えたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. According to the component recognition device of the first aspect of the present invention, a signal control device that transmits only an image of an arbitrary area portion including the entire component in the entire imaging field of view of the imaging device that captures the component to be imaged, A control device for setting the arbitrary area portion with respect to the signal control device.
【０００７】又、本発明の第２態様の部品装着装置によ
れば、上記第１態様の部品認識装置と、上記部品を保持
し上記部品認識装置による撮像後、装着対象へ上記部品
を装着する部品保持装置と、を備えたことを特徴とす
る。According to the component mounting apparatus of the second aspect of the present invention, the component recognition apparatus of the first aspect, the component is held on the component, and after mounting the component recognition apparatus, the component is mounted on the mounting target. And a component holding device.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる実施の形
態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、各図におい
て、同じ構成部分については同じ符号を付している。
又、上記「課題を解決するための手段」に記載した「部
品」の一実施形態としてここでは電子部品を例に採り、
又、上記部品の「装着対象」の一実施形態としてここで
は回路基板を例に採り、又、「撮像装置」の機能を果た
す一実施形態としてここでは光学系部分及び電子カメラ
を例に採っている。しかしながら、勿論これらの具体的
物品に限定されるものではない。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals.
Also, as an embodiment of the “parts” described in the above “Means for Solving the Problems”, an electronic component is taken as an example here,
In addition, a circuit board is taken as an example of one embodiment of the “mounting target” of the above-described components, and an optical system part and an electronic camera are taken here as an embodiment that fulfills the function of the “imaging device”. I have. However, of course, the invention is not limited to these specific articles.
【０００９】図１に示すように、本発明の実施形態にか
かる部品認識装置２００は、図７に示す電子部品装着装
置１００に備わる。該電子部品装着装置１００には、上
記部品認識装置２００の他に、回路基板１０１へ装着さ
れる電子部品１１１を供給する電子部品供給装置１０
３、１０４と、上記回路基板１０１の搬送を行う基板搬
送装置１０２と、上記電子部品供給装置１０３，１０４
にて上記電子部品１１１を保持して上記回路基板１０１
へ装着する部品保持装置１０６と、該部品保持装置１０
６をＸ，Ｙ方向に移動させるＸ，Ｙロボット１０５と、
当該電子部品装着装置１００の動作制御を行う制御装置
１１５とが備わる。As shown in FIG. 1, a component recognition apparatus 200 according to an embodiment of the present invention is provided in an electronic component mounting apparatus 100 shown in FIG. The electronic component mounting device 100 includes an electronic component supply device 10 for supplying an electronic component 111 mounted on the circuit board 101, in addition to the component recognition device 200.
3, 104; a board transfer device 102 for transferring the circuit board 101; and the electronic component supply devices 103, 104.
The electronic component 111 is held in the circuit board 101
The component holding device 106 to be mounted on the
An X, Y robot 105 for moving X6 in the X, Y directions;
A control device 115 for controlling the operation of the electronic component mounting apparatus 100 is provided.
【００１０】尚、上記電子部品供給装置１０３は、電子
部品１１１を収納したテープを巻回したリールを有し上
記テープを繰り出すことで電子部品１１１の供給を行う
リール式の電子部品供給装置であり、電子部品供給装置
１０４は、格子状に区切られた各区画に電子部品１１１
を収納したトレイを格納し所望の電子部品を収納するト
レイを選択して部品供給に供するトレイ式の電子部品供
給装置である。The electronic component supply device 103 is a reel-type electronic component supply device that has a reel around which a tape containing the electronic component 111 is wound, and supplies the electronic component 111 by feeding the tape. The electronic component supply device 104 includes an electronic component 111 in each section partitioned in a lattice shape.
This is a tray-type electronic component supply device that stores a tray that stores electronic components, selects a tray that stores desired electronic components, and supplies the selected component to component supply.
【００１１】又、上記部品保持装置１０６には、本実施
形態では吸着動作により電子部品１１１の保持を行い、
かつ上記回路基板１０１の厚み方向へ昇降する吸着ノズ
ル１１０を備えている。尚、上記吸着動作のため、吸着
ノズル１１０には吸引装置１１６が接続されている。よ
って、Ｘ，Ｙロボット１０５により、例えば電子部品供
給装置１０３の上方に配置された部品保持装置１０６に
て、吸着ノズル１１０を下降させかつ吸引により電子部
品供給装置１０３から電子部品１１１を保持した後、吸
着ノズル１１０を上昇し、再びＸ，Ｙロボット１０５を
動作させて吸着ノズル１１０に保持されている電子部品
１１１を上記部品認識装置２００の上方へ配置すること
ができる。In the present embodiment, the electronic component 111 is held by the component holding device 106 by a suction operation.
Further, a suction nozzle 110 that moves up and down in the thickness direction of the circuit board 101 is provided. Note that a suction device 116 is connected to the suction nozzle 110 for the suction operation. Therefore, after the suction nozzle 110 is lowered and the electronic component 111 is held from the electronic component supply device 103 by suction by the X, Y robot 105 in the component holding device 106 disposed above the electronic component supply device 103, for example. Then, the suction nozzle 110 is moved up, and the X, Y robot 105 is operated again to dispose the electronic component 111 held by the suction nozzle 110 above the component recognition device 200.
【００１２】上記部品認識装置２００は、照明装置２０
３と、光学系部分２０４と、電子カメラ２０５と、信号
制御装置２０６と、画像記録装置２０７と、画像処理装
置２０８と、制御装置１１５とを備える。ここで、上記
照明装置２０３は、上述のようにして吸着ノズル１１０
に保持された状態にて部品認識装置２００の上方に配置
された電子部品１１１を、電子カメラ２０５が撮像する
に十分な照度にて照らす。電子カメラ２０５は、上述し
た従来の電子カメラ５に比べてより高い解像度を有し、
画素数にして１００万画素のＣＣＤ（電荷結合素子）２
１２を有する受像部２１３を備える。該高解像度電子カ
メラ２０５は、上記ＣＣＤ２１２で受像した映像をＮＴ
ＳＣ等の映像信号に変換し出力する。又、高解像度電子
カメラ２０５は、図２に示すように、撮像視野の左上端
から右下端まで順次走査して上記映像信号を出力し、か
つ上記撮像視野内の任意の領域における映像信号のみを
選択的に出力することはできず上記映像信号の通信に常
に一定時間を要するものである。光学系部分２０４は、
図８に示すように、レンズ２１１を備え電子部品１１１
を含む矩形の視野領域２１０の撮影像を上記高解像度電
子カメラ２０５の上記ＣＣＤ２１２に結像させる。又、
該光学系部分２０４は、例えば□３２ｍｍ程度の比較的
大型の電子部品１１１を撮影できるように、低倍率で、
十分な大きさの上記視野領域２１０を持っている。The component recognition device 200 includes a lighting device 20
3, an optical system part 204, an electronic camera 205, a signal control device 206, an image recording device 207, an image processing device 208, and a control device 115. Here, the illuminating device 203 is connected to the suction nozzle 110 as described above.
The electronic component 111 disposed above the component recognition device 200 is illuminated with illuminance sufficient for the electronic camera 205 to capture an image. The electronic camera 205 has a higher resolution than the conventional electronic camera 5 described above,
1 million pixel CCD (Charge Coupled Device) 2
12 is provided. The high-resolution electronic camera 205 converts the image received by the CCD 212
It converts it to a video signal such as SC and outputs it. Also, as shown in FIG. 2, the high-resolution electronic camera 205 sequentially scans from the upper left end to the lower right end of the imaging field of view to output the video signal, and outputs only the video signal in an arbitrary area in the imaging field of view. The video signal cannot be selectively output, and communication of the video signal always requires a certain time. The optical system part 204
As shown in FIG. 8, the electronic component 111 including the lens 211 is provided.
Is formed on the CCD 212 of the high-resolution electronic camera 205. or,
The optical system portion 204 has a low magnification so that a relatively large electronic component 111 of, for example, about □ 32 mm can be photographed.
The viewing area 210 has a sufficiently large size.
【００１３】尚、上述のように電子カメラ２０５のＣＣ
Ｄ２１２は１００万画素を有することから、上記視野領
域２１０全体の１枚分の映像についてその映像信号を上
記画像記録装置２０７へ通信した場合、該通信に要する
時間は、上述のように約６７ｍｓとなり従来の約３３ｍ
ｓを超えることになる。As described above, the CC of the electronic camera 205
Since D212 has one million pixels, when a video signal is transmitted to the image recording device 207 for one image of the entire view area 210, the time required for the communication is about 67 ms as described above. Conventional 33m
s.
【００１４】上記信号制御装置２０６は、上記視野領域
２１０全体内の領域であって電子部品１１１の全体を含
む任意の領域部分における映像信号のみを送出するもの
である。ここで、上記任意の領域部分は上記制御装置１
１５にて設定される。本実施形態では、上記任意の領域
部分は、電子カメラ２０５が送出する上記映像信号の水
平ラインの数に基づき設定される。よって、本実施形態
における信号処理装置２０６は、図２に示すように、設
定情報記憶回路２３１と、ライン計数回路２３２と、映
像開始点検出回路２３３と、入力開閉回路２３４とを備
える。尚、本実施形態では、図２に示すように、信号処
理装置２０６は、上記画像記録装置２０７における信号
入力部を構成するように画像記録装置２０７と一体的に
構成している。The signal control unit 206 transmits only a video signal in an arbitrary area including the entire electronic component 111 within the entire view area 210. Here, the arbitrary area portion is the control device 1
15 is set. In the present embodiment, the arbitrary area portion is set based on the number of horizontal lines of the video signal transmitted by the electronic camera 205. Therefore, as shown in FIG. 2, the signal processing device 206 according to the present embodiment includes a setting information storage circuit 231, a line counting circuit 232, a video start point detection circuit 233, and an input switching circuit 234. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the signal processing device 206 is integrally formed with the image recording device 207 so as to constitute a signal input section of the image recording device 207.
【００１５】上記設定情報記憶回路２３１は、上記任意
の領域部分を規定するための、制御装置１１５から供給
される設定情報を記憶する回路であり、本実施形態では
上述のように水平ラインの数を設定値として記憶し、該
設定値を上記入力開閉回路２３４に送出する。上記映像
開始点検出回路２３３には、上記電子カメラ２０５が送
出するＮＴＳＣ方式の映像信号２１７が供給され、映像
開始点検出回路２３３は、各電子部品１１１に対する認
識動作のそれぞれにおいて、最初に供給された映像信号
２１７の垂直同期信号を開始点として検出し、該検出が
行われた時点で上記ライン計数回路２３２へ計数開始信
号を送出する。一方、ライン計数回路２３２にも上記映
像信号２１７が供給され、ライン計数回路２３２は、映
像開始点検出回路２３３から上記計数開始信号が供給さ
れた時点より、供給される映像信号２１７に基づき水平
ラインの数を計数し、該計数値、及び映像信号２１７を
上記入力開閉回路２３４へ送出する。The setting information storage circuit 231 is a circuit for storing setting information supplied from the control device 115 for defining the arbitrary area portion. In the present embodiment, the number of horizontal lines is set as described above. Is stored as a set value, and the set value is sent to the input switching circuit 234. The video start point detection circuit 233 is supplied with an NTSC video signal 217 transmitted by the electronic camera 205. The video start point detection circuit 233 is supplied first in each of the recognition operations for each electronic component 111. A vertical synchronization signal of the video signal 217 is detected as a start point, and a count start signal is sent to the line counting circuit 232 when the detection is performed. On the other hand, the video signal 217 is also supplied to the line counting circuit 232, and the line counting circuit 232 starts the horizontal line based on the supplied video signal 217 from the time when the counting start signal is supplied from the video starting point detection circuit 233. , And sends the counted value and the video signal 217 to the input switching circuit 234.
【００１６】入力開閉回路２３４は、ライン計数回路２
３２から供給される上記計数値と、設定情報記憶回路２
３１から供給される上記設定値との比較を行い、上記計
数値が上記設定値に一致するまで、ライン計数回路２３
２から供給される映像信号２１７を画像記録装置２０７
へ送出し、上記計数値が上記設定値を超えた後では、画
像記録装置２０７への映像信号２１７の送出を行わな
い。よって、画像記録装置２０７には、上記視野領域２
１０の内、上記設定値にて設定される領域部分の映像の
みが供給されることになる。The input switching circuit 234 includes a line counting circuit 2
32 and the setting information storage circuit 2
The line count circuit 23 compares the count value with the set value supplied from the line counter 31 until the count value matches the set value.
2 is supplied to the image recording device 207.
After the count value exceeds the set value, the video signal 217 is not transmitted to the image recording device 207. Therefore, the image recording device 207 has the view area 2
Out of 10, only the video of the area set by the set value is supplied.
【００１７】上記画像記録装置２０７は、画像メモリ２
２１を備え、信号制御装置２０６が送出する上記任意の
領域部分における上記映像信号を２次元のディジタル画
像に復元して画像メモリ２２１へ記録する。上記画像処
理装置２０８は、画像メモリ２２１上に復元された画像
上に対し所定の画像処理を実行する。本実施形態では、
部品装着装置１００に備わる制御装置１１５は、部品認
識装置２００に備わる上述の各構成部分の動作制御を行
う。尚、部品認識装置２００に備わる上述の各構成部分
の動作制御のみを行う制御装置を設けるようにしてもよ
い。The image recording device 207 includes an image memory 2
21 for restoring the video signal in the arbitrary area portion transmitted by the signal control device 206 into a two-dimensional digital image and recording it in the image memory 221. The image processing device 208 performs predetermined image processing on the image restored on the image memory 221. In this embodiment,
The control device 115 included in the component mounting device 100 controls the operation of each of the above-described components included in the component recognition device 200. Note that a control device provided only in the component recognition device 200 and only for controlling the operation of each of the above-described components may be provided.
【００１８】以上のように構成された部品認識装置２０
０の動作を以下に説明する。該動作は、上述のように制
御装置１１５の制御により実行される。既に説明したよ
うに、部品装着装置１００に備わるＸ，Ｙロボット１０
５及び部品保持装置１０６を動作させて、上記吸着ノズ
ル１１０は実装対象である電子部品１１１を例えば上記
部品供給装置１０３にて吸着保持し、高解像度電子カメ
ラ２０５にて撮像可能な撮像位置に移動し停止する。そ
の後、吸着ノズル１１０は、高解像度電子カメラ２０５
による撮像が完了するまでその位置に静止し続ける。
尚、図６に示すように、吸着ノズル１１０、即ち上記
Ｘ，Ｙロボット１０５及び部品保持装置１０６が上記撮
像位置に停止した直後では、Ｘ，Ｙロボット１０５等の
動作により、吸着ノズル１１０や、さらには光学系部分
２０４などの部品装着装置１００に固定されたユニット
部分は振動している。よって、通常、その振動の減衰を
待つために適切な待ち時間、例えば１０ｍｓ前後の時間
を置いてから電子部品１１１の撮像が行われる。The component recognition device 20 constructed as described above
The operation of 0 will be described below. This operation is executed under the control of the control device 115 as described above. As already described, the X, Y robot 10 provided in the component mounting apparatus 100
5 and the component holding device 106, the suction nozzle 110 sucks and holds the electronic component 111 to be mounted, for example, by the component supply device 103, and moves to an imaging position where the high-resolution electronic camera 205 can image. And stop. Thereafter, the suction nozzle 110 is moved to the high-resolution electronic camera 205.
Until the completion of the imaging by, the camera remains stationary at that position.
As shown in FIG. 6, immediately after the suction nozzle 110, that is, the X, Y robot 105 and the component holding device 106 stop at the imaging position, the operation of the X, Y robot 105 and the like causes the suction nozzle 110, Further, a unit portion such as the optical system portion 204 fixed to the component mounting apparatus 100 is vibrating. Therefore, usually, an image of the electronic component 111 is taken after an appropriate waiting time for waiting for the attenuation of the vibration, for example, a time of about 10 ms.
【００１９】次に、照明装置２０３を点灯し、電子部品
１１１を高解像度電子カメラ２０５で撮像するのに十分
な照度でかつ電子部品１１１の像とその背景とのコント
ラストが際立つように、照明装置２０３における光量・
照射角・色調等が制御装置１１５にて調整されて電子部
品１１１は照らされる。照明装置２０３によって照明さ
れた電子部品１１１とその背景を含む矩形の上記視野領
域２１０は光学系部分２０４によって、高解像度電子カ
メラ２０５の上記ＣＣＤ２１２に映像として写し出され
る。高解像度電子カメラ２０５は、ＣＣＤ２１２に結像
した映像の全てを電気信号に変換し、本実施形態ではＮ
ＴＳＣの映像信号フォーマットを利用して直列信号とし
て出力する。この場合、図９に示すように、ＢＧＡやＣ
ＳＰのような電子部品１１１における電極のように、他
の種類の電子部品の電極に比べて大きさが小さな電極
は、電子カメラ２０５の受像部２１３上では微細な像２
１４となる。そのため、通常、産業用電子カメラとして
使用される２５万画素を有する電子カメラでは、カメラ
解像度不足のため、上記電極が見えなかったり、隣接す
る電極同士の像がつながったような画像２１５となり、
電子部品の認識が不可能となる。そこで本実施形態で
は、２５万画素を有する従来使用の電子カメラと比較す
ると上記フレームレートは遅いが、解像度が高く微細な
像２１４も明瞭な画像２１６として撮像できる１００万
画素を有する電子カメラ等の高解像度電子カメラ２０５
を使用している。Next, the illuminating device 203 is turned on so that the illuminance is sufficient to image the electronic component 111 with the high-resolution electronic camera 205 and the contrast between the image of the electronic component 111 and its background is outstanding. Light intensity at 203
The illumination angle, the color tone, and the like are adjusted by the control device 115 and the electronic component 111 is illuminated. The rectangular visual field region 210 including the electronic component 111 illuminated by the illuminating device 203 and its background is projected as an image on the CCD 212 of the high-resolution electronic camera 205 by the optical system portion 204. The high-resolution electronic camera 205 converts all of the images formed on the CCD 212 into electric signals.
It is output as a serial signal using the TSC video signal format. In this case, as shown in FIG.
An electrode having a smaller size than an electrode of another type of electronic component, such as an electrode of the electronic component 111 such as SP, has a fine image 2 on the image receiving unit 213 of the electronic camera 205.
It becomes 14. Therefore, in an electronic camera having 250,000 pixels, which is usually used as an industrial electronic camera, due to insufficient camera resolution, the electrodes cannot be seen or an image 215 appears as if images of adjacent electrodes were connected.
Recognition of electronic components becomes impossible. Therefore, in the present embodiment, although the frame rate is slower than that of a conventional electronic camera having 250,000 pixels, an electronic camera having 1 million pixels that can capture a fine image 214 as a clear image 216 with a high resolution is high. High-resolution electronic camera 205
You are using
【００２０】高解像度電子カメラ２０５から出力された
映像信号２１７は上記信号制御装置２０６に供給され、
信号制御装置２０６は予め制御装置１１５にて設定され
た領域部分のみの映像信号２１７を上記画像記録装置２
０７へ送出する。即ち、映像開始点検出回路２３３は、
現在認識動作を行っている電子部品１１１について電子
カメラ２０５から送出された映像信号２１７の内の第１
番目の映像信号２１７の上記開始点を検出した時点で上
記計数開始信号をライン計数回路２３２へ送出する。ラ
イン計数回路２３２は、計数開始信号の供給にてカウン
タをゼロにリセットし、その旨を入力開閉回路２３４に
送出する。これに応じて入力開閉回路２３４は画像メモ
リ２２１へのデータ入力を可能とする。そして、ライン
計数回路２３２は、１水平ライン分の映像信号２１７が
供給される毎に計数値を１ずつ増加し、該計数値及び供
給される上記映像信号２１７を入力開閉回路２３４へ送
出する。入力開閉回路２３４は、ライン計数回路２３２
から供給される上記計数値と、設定情報記憶回路２３１
から供給された設定値との比較を行い、上記計数値が上
記設定値を超えた時点でそれ以後における画像メモリ２
２１へのデータ入力を停止し、画像メモリ２２１又は画
像処理装置２０８へ画像入力の完了を通知する。The video signal 217 output from the high-resolution electronic camera 205 is supplied to the signal control device 206,
The signal control unit 206 converts the video signal 217 of only the area set in advance by the control unit 115 into the image recording device 2.
07. That is, the video start point detection circuit 233
The first of the video signals 217 transmitted from the electronic camera 205 for the electronic component 111 that is currently performing the recognition operation.
When the start point of the second video signal 217 is detected, the counting start signal is sent to the line counting circuit 232. The line counting circuit 232 resets the counter to zero by supplying the count start signal, and sends the reset to the input switching circuit 234. In response, the input switching circuit 234 enables data input to the image memory 221. Then, the line counting circuit 232 increments the count value by one every time the video signal 217 for one horizontal line is supplied, and sends the count value and the supplied video signal 217 to the input opening / closing circuit 234. The input switching circuit 234 includes a line counting circuit 232.
The count value supplied from the storage device and the setting information storage circuit 231
Is compared with the set value supplied from the image memory 2 when the count value exceeds the set value.
The input of data to the memory 21 is stopped, and the completion of the image input is notified to the image memory 221 or the image processing device 208.
【００２１】制御装置１１５から設定情報記憶回路２３
１へ供給される上記設定値としての、本実施形態では上
記水平ラインのライン数は、図３〜図５に示すように電
子部品１１１毎に、それぞれの寸法に基づき各電子部品
１１１の画像が欠けない十分なライン数を指定すれば良
い。尚、図４及び図５に示す斜線部分は、上記視野領域
２１０の内、画像メモリ２２１へ供給されない映像部分
を表す。上記画像処理装置２０８は、画像メモリ２２１
への画像入力の完了を待って、画像メモリ２２１上で所
定の画像処理を実行し、得られた処理画像に基づいて、
吸着ノズル１１０に保持されている電子部品１１１の位
置及び姿勢の計測を行う。以上の動作にて得られた電子
部品１１１の認識結果情報は、電子部品装着装置１００
の制御装置１１５に通知され、回路基板１０１上へ装着
される電子部品１１１の装着位置を補正するための補正
制御値として利用される。From the control device 115 to the setting information storage circuit 23
In the present embodiment, the number of horizontal lines as the set value supplied to 1 is, as shown in FIG. 3 to FIG. 5, an image of each electronic component 111 based on the size of each electronic component 111. What is necessary is just to specify a sufficient number of lines not missing. Note that the hatched portions shown in FIG. 4 and FIG. 5 represent video portions of the visual field region 210 which are not supplied to the image memory 221. The image processing device 208 includes an image memory 221
After the completion of the image input to the image memory 221, predetermined image processing is executed on the image memory 221, and based on the obtained processed image,
The position and orientation of the electronic component 111 held by the suction nozzle 110 are measured. The recognition result information of the electronic component 111 obtained by the above operation is
Is used as a correction control value for correcting the mounting position of the electronic component 111 mounted on the circuit board 101.
【００２２】以上のように本実施形態の部品認識装置２
００によれば、電子カメラ２０５自体は、撮像視野の左
上端から右下端まで順次走査して上記映像信号を出力
し、かつ上記撮像視野内の任意の領域における映像信号
のみを選択的に出力することはできず上記映像信号の通
信に常に一定時間を要するものであっても、信号制御装
置２０６を備えることで、認識対象物である電子部品１
１１の種類、寸法、姿勢、電子部品１１１の荷姿、及び
吸着ノズル１１０の寸法から予測される吸着位置のず
れ、さらに電子カメラ２０５の倍率の情報に基づき、電
子カメラ２０５にて撮像された映像信号２１７の内、電
子部品１１１の像を含む領域部分であって、本実施形態
では上記補正制御値を得るために必要な最低限の領域部
分に相当する映像信号のみを通過させ、通過し終わった
時点で残りの映像信号の通信を中断することから、後続
する画像処理において不要な部分の画像の通信を削除す
ることができる。よって、従来に比べて高解像度の電子
カメラ２０５を使用しても、電子カメラ２０５から画像
記録装置２０７への映像信号の通信時間を短縮できる。
したがって、上記高解像度の電子カメラ２０５を備えた
部品認識装置２００においても、超高速にて電子部品１
１１の装着を行うことができる。As described above, the component recognition device 2 of the present embodiment
According to 00, the electronic camera 205 itself sequentially scans from the upper left end to the lower right end of the imaging visual field to output the video signal, and selectively outputs only the video signal in an arbitrary area in the imaging visual field. Even if the communication of the video signal always takes a certain period of time, the provision of the signal control device 206 enables the electronic component 1 to be recognized.
Image picked up by the electronic camera 205 based on the information on the type, size, posture, packing position of the electronic component 111, the suction position predicted from the size of the suction nozzle 110, and the magnification of the electronic camera 205. In the present embodiment, only the video signal corresponding to the minimum area required for obtaining the correction control value, which is an area portion including the image of the electronic component 111 among the signals 217, is passed, and the signal is completely passed. Since the communication of the remaining video signals is interrupted at the point in time, the communication of the unnecessary part of the image in the subsequent image processing can be deleted. Therefore, even when the electronic camera 205 having a higher resolution than the conventional one is used, the communication time of the video signal from the electronic camera 205 to the image recording device 207 can be reduced.
Therefore, even in the component recognition device 200 including the high-resolution electronic camera 205, the electronic components 1
11 can be mounted.
【００２３】尚、上述の実施形態では、信号制御装置２
０６が画像記録装置２０７の入力回路と一体となった例
を示したが、信号制御装置２０６が単独に、又は上述の
電子カメラと一体的に構成することも可能である。In the above embodiment, the signal control device 2
Although reference numeral 06 shows an example integrated with the input circuit of the image recording device 207, the signal control device 206 can be configured alone or integrally with the electronic camera described above.
【００２４】又、電子カメラ２０５が送出する上記映像
信号の上記画像メモリ２２１への送信エリアを信号制御
装置２０６にて制御する方法として以下の方法も考えら
れる。つまり、図４及び図５の点線枠で示すように、上
記視野領域２１０よりも小さく、かつ認識対象の電子部
品１１１の全体を含むような仮想的な視野２３６の大き
さを、電子部品１１１の大きさに対応させて予め定め、
制御装置１１５内に格納しておく。そして、制御装置１
１５は、認識対象の電子部品１１１の大きさに基づいて
どの仮想視野２３６にて撮像可能かを判定し、その仮想
視野２３６となるのに必要なライン数を上記設定値とし
て与えるようにしても良い。The following method is also conceivable as a method for controlling the transmission area of the video signal sent from the electronic camera 205 to the image memory 221 by the signal control device 206. In other words, as shown by the dotted frame in FIGS. 4 and 5, the size of the virtual visual field 236 that is smaller than the visual field area 210 and includes the entire electronic component 111 to be recognized is set to the size of the electronic component 111. Predetermined according to the size,
It is stored in the control device 115. And the control device 1
15 determines which virtual field of view 236 can be imaged based on the size of the electronic component 111 to be recognized, and gives the number of lines required to form the virtual field of view 236 as the set value. good.
【００２５】又、上述の実施形態では、電子カメラ２０
５は、アナログの映像信号を出力し、信号制御装置２０
６もアナログ信号を処理するものであるが、電子カメラ
２０５に対応する撮像装置がデジタル信号を出力するよ
うな場合には、撮像装置側に撮像視野内の任意の領域を
選択的に出力可能な信号制御装置を備えるのが好まし
い。In the above embodiment, the electronic camera 20
5 outputs an analog video signal, and the signal control device 20
6 also processes analog signals, but when an imaging device corresponding to the electronic camera 205 outputs a digital signal, an arbitrary region in the imaging field of view can be selectively output to the imaging device. Preferably, a signal control device is provided.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上、詳述したように本発明の第１態様
の部品認識装置によれば、撮像視野内の任意の領域部分
における映像信号のみを送出する信号制御装置を備えた
ことで、認識対象物である部品の例えば寸法等の情報に
基づき、上記映像信号の内、上記部品の像を含む上記任
意の領域における映像信号のみを送出することができ
る。よって、後続する画像処理において不要な部分の画
像の通信を削除することができ、映像信号の通信時間
を、上記撮像装置から送出される全ての映像信号を送出
する場合に比べて短縮することができる。As described above, according to the component recognition device of the first aspect of the present invention, the signal control device for transmitting only the video signal in an arbitrary area in the imaging field of view is provided. Based on information such as the dimensions of the component to be recognized, only the video signal in the arbitrary area including the image of the component can be transmitted from the video signals. Therefore, communication of an unnecessary portion of the image can be eliminated in the subsequent image processing, and the communication time of the video signal can be reduced as compared with the case where all the video signals transmitted from the imaging device are transmitted. it can.
【００２７】したがって、本発明の第２態様である部品
装着装置によれば、上記第１態様の部品認識装置を備え
たことにより上述のように通信時間の短縮が図れるの
で、高解像度の上記撮像装置を備えた場合であっても、
部品装着に要するタクトが部品認識動作に起因して遅延
することを防ぐことができる。Therefore, according to the component mounting apparatus of the second aspect of the present invention, the provision of the component recognition apparatus of the first aspect can shorten the communication time as described above. Even with equipment,
It is possible to prevent the tact required for component mounting from being delayed due to the component recognition operation.
【図１】 本発明の一実施形態にかかる部品認識装置の
構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a component recognition device according to an embodiment of the present invention.
【図２】 図１に示す信号制御装置の構成を主に示した
ブロック図である。FIG. 2 is a block diagram mainly showing a configuration of a signal control device shown in FIG. 1;
【図３】 図１に示す入力開閉回路から画像メモリへ送
出される画像の領域を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining an area of an image transmitted from the input switching circuit shown in FIG. 1 to an image memory;
【図４】 図１に示す入力開閉回路から画像メモリへ送
出される画像の領域を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an area of an image transmitted from the input switching circuit shown in FIG. 1 to an image memory;
【図５】 図１に示す入力開閉回路から画像メモリへ送
出される画像の領域を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an area of an image transmitted from the input switching circuit shown in FIG. 1 to an image memory;
【図６】 図１に示す部品認識装置の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the component recognition device shown in FIG. 1;
【図７】 図１に示す部品認識装置を備えた部品装着装
置の斜視図である。7 is a perspective view of a component mounting device provided with the component recognition device shown in FIG.
【図８】 図１に示す光学系部分の構成を示す斜視図で
ある。FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of an optical system shown in FIG.
【図９】 電子カメラの受像部にて得られる画像であっ
て、画素数の違いによる画像の変化を示した図である。FIG. 9 is an image obtained by the image receiving unit of the electronic camera, showing a change in the image due to a difference in the number of pixels.
【図１０】 従来の部品認識装置の構成を示すブロック
図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional component recognition device.
１００…部品装着装置、１０６…部品保持装置、１１５
…制御装置、２００…部品認識装置、２０４…光学系部
分、２０５…電子カメラ、２０６…信号制御装置、２０
７…画像記録装置、２３２…ライン計数回路、２３３…
映像開始点検出回路、２３４…入力開閉回路。100: Component mounting device, 106: Component holding device, 115
... Control device, 200 ... Component recognition device, 204 ... Optical system part, 205 ... Electronic camera, 206 ... Signal control device, 20
7 image recording device, 232 line counting circuit, 233
Video start point detection circuit, 234 ... input switching circuit.
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA01 AA37 CC25 DD06 EE00 FF01 FF04 HH12 HH14 JJ03 JJ09 JJ26 MM22 NN02 PP11 QQ24 QQ25 QQ31 QQ51 5E313 AA02 AA11 AA15 CC03 CC04 DD02 DD03 DD05 DD13 EE02 EE03 EE05 EE24 EE37 FF24 FF26 FF28 FF29 FF33 FF40 FG10 Continuation of the front page F term (reference) 2F065 AA01 AA37 CC25 DD06 EE00 FF01 FF04 HH12 HH14 JJ03 JJ09 JJ26 MM22 NN02 PP11 QQ24 QQ25 QQ31 QQ51 5E313 AA02 AA11 AA15 CC03 CC04 DD02 DD03 FF29 FF29 FF33 EE29 FG10
Claims (4)
る撮像装置の撮像視野全体内における上記部品全体を含
む任意の領域部分の映像のみを送出する信号制御装置
（２０６）と、 上記信号制御装置に対して上記任意の領域部分の設定を
行う制御装置（１１５）と、を備えたことを特徴とする
部品認識装置。1. A signal control device (206) for transmitting only an image of an arbitrary area portion including the entire component within an entire field of view of an imaging device for imaging a component (111) to be imaged, and the signal control And a control device (115) for setting the arbitrary area portion for the device.
記憶する画像記録装置（２０７）をさらに備え、 上記任意の領域部分は、上記撮像装置が送出する映像信
号の水平ラインの数に基づき設定され、上記信号制御装
置は、上記水平ラインの数を計数する計数装置（２３
２）と、該計数装置の計数値が上記制御装置にて設定さ
れた設定値を超えるまで上記映像信号を上記画像記録装
置へ送出する開閉回路（２３４）とを備えた、請求項１
記載の部品認識装置。2. An image recording device (207) for storing the video as a two-dimensional digital image, wherein the arbitrary area portion is set based on the number of horizontal lines of a video signal transmitted by the imaging device. , The signal control device includes a counting device (23) for counting the number of the horizontal lines.
2. An opening / closing circuit (234) for sending the video signal to the image recording device until the count value of the counting device exceeds a set value set by the control device.
Component recognition device as described.
装置が送出する上記映像信号の内、最初の映像信号を検
出する映像開始点検出回路（２３３）を備え、上記計数
装置は、上記映像開始点検出回路が上記最初の映像信号
を検出した時点から上記水平ラインの計数を開始する、
請求項２記載の部品認識装置。3. The signal control device further includes a video start point detection circuit (233) for detecting a first video signal among the video signals transmitted by the imaging device, and the counting device includes: Starting counting the horizontal lines from the time when the start point detection circuit detects the first video signal,
The component recognition device according to claim 2.
品認識装置と、 上記部品を保持し上記部品認識装置による撮像後、装着
対象へ上記部品を装着する部品保持装置（１０６）と、
を備えたことを特徴とする部品装着装置。4. A component recognition device according to claim 1, further comprising: a component holding device configured to hold the component and mount the component on a mounting target after imaging by the component recognition device.
A component mounting device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10351249A JP2000180119A (en) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | Component recognizing device and component mounting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10351249A JP2000180119A (en) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | Component recognizing device and component mounting device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000180119A true JP2000180119A (en) | 2000-06-30 |
Family
ID=18416059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10351249A Pending JP2000180119A (en) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | Component recognizing device and component mounting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000180119A (en) |
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