JP2014220269A - 電子部品装着装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータ制御回路26から出力されるエンコーダシグナルが認識制御回路28内に記憶された撮像角度位置となったことを認識回路28が検出したとき、認識制御回路28が照明駆動回路29にトリガー信号を出力してLED照明を点灯させると共に撮像カメラにトリガー信号を出力して電子部品Dの画像を撮像させる。
【選択図】図4
Description
また、画像を撮像する場合、常に光を露光して電荷をチャージする撮像素子の場合には本来の電子部品等を撮像するタイミングの前に撮像素子に蓄えた電荷を出力して電荷が蓄えられていない状態(画像としては黒一色の状態)にリセットする必要がある。また、いつそのようなリセットを行うかを正確に制御することは難しかった。
そこで、本発明は回転する装着ヘッドに設けられた保持具が保持する部品の画像をカメラで撮像するときのタイミングを確実に制御することを目的とする。
また、露光して電荷をチャージする撮像素子を使用して画像を撮像をする前の撮像素子のリセットを適切なタイミングで行うことを目的とする。
また、カメラで装着ヘッドに設けられた保持具が保持する部品の撮像をする前の撮像素子のリセットを適切なタイミングで行い、部品の撮像を良好な画質で行うことができる。
撮像素子22は常にレンズ21から入射する光で露光されている。即ち、撮像素子22は画素に対応して単位となる撮像単位素子が2次元的に縦横に多数配置され構成されているが、入射した光の明るさに応じた電荷が撮像単位素子毎に蓄えられている。撮像指令が認識カメラ20になされると、この指令に応じて撮像単位素子毎に蓄えられた(チャージされた)電荷が認識カメラ20内の画像データを生成する図示しない回路に出力される。この回路にて出力された撮像単位素子毎即ち画素(ピクセル)毎の電荷の大きさにより画像データであるイメージデータ(Image data)が生成される。こうして認識カメラ20の撮像が実施されることとなる。この画像データは画素毎の照度情報を含むデジタルデータとして生成される(色の情報をさらに含んでもよい。)。撮像素子22にはCMOSセンサやCCDセンサが用いられ得る。
また、撮像素子22の電荷は撮像指令を受けて放出されると0となりリセットされることとなる。即ち、電荷が出力された後は新たな光がレンズ21から入射されない限り撮像素子22の電荷量はゼロで、その画像は「真黒(黒一色)」である。
図5のデータで撮像角度位置のデータは照明駆動回路29へのLED点灯のためのトリガー信号を送信すると共に撮像素子22に撮像開始のトリガー信号を送信するためのタイミングを装着ヘッド6Bの回転角度位置として記憶するものである。ノズル番号毎にトリガー信号を出力すべき回転角度位置のデータが保存される。
捨て撮像オフセットは、撮像角度位置のデータに設定された角度位置での電子部品Dの撮像(本撮像)を実施する前に撮像素子22の電荷を放出させてリセットするための捨て撮像を行わせるタイミングを指定する。本撮像を実施するタイミングより所定時間前に捨て撮像が実施されるように回転角度のオフセット値として設定され記憶される。本撮像よりも前にするのでマイナスの角度位置で記憶され、本撮像の角度位置にこのオフセット角度を加算した角度位置(マイナスなので減算される。)で捨て撮像を実施させるためのデータである。
撮像有無のデータは電子部品Dの撮像を実施するかどうかのデータが格納され、次に当該ノズル番号の吸着ノズル5では部品Dの吸着を行わない場合には「0」を入力しておく。
計測値(最下端)には撮像された画像データを認識制御回路28が認識処理し図2のように吸着ノズル5に吸着保持された電子部品Dの最下端位置を記憶する。
また、計測値(横サイズ)は画像データを認識処理し、電子部品の横方向のデータを記憶する。
認識処理して得たその他の結果データを適宜保存することもできる。例えば、画像データよい電子部品Dの側面にキズやクラック(ヒビ)等があることを検出してその結果を記憶することもできる。
装着ヘッド6Bが電子部品Dの装着を開始する前に図5の記憶エリアはリセットされる。但し、撮像角度位置のデータは消去されず同じデータ内容にて保存されている。
また、図5の記憶内容は同じ内容が制御装置25の記憶装置にも設定され、制御装置25と認識制御回路28の間で一方が設定または生成したデータは瞬時にインターフェース回路27を介して転送され他方の記憶装置で対応する領域に保存される。
具体的には、先ず、装着ヘッド体6による電子部品Dの吸着動作に先立って側面部品認識関連データ(図5参照)の撮像角度位置のデータを除くデータを制御装置25及び認識制御回路28の両方について消去してリセットする。次に、制御装置25は今回の装着ヘッド体6について部品吸着をする吸着ノズル5について撮像有無に1を格納し、部品吸着をしない吸着ノズル5のノズル番号には「0」を制御装置25内の記憶装置に保存すると共にそのデータを、インターフェース回路27を介して認識制御回路28に転送する。認識制御回路28内では転送されたデータを記憶装置に保存して側面部品認識関連データを制御装置25内と同じ状態にする。
次に、前記X方向移動駆動源及び前記Y方向移動駆動源によりXY方向に移動させて前記装着ヘッド体6を移動させ、前記駆動モータ11により前記装着ヘッド6Bを図3における反時計方向に回転させて、前記各吸着ノズル5の前記上下軸駆動源及び前記θ軸駆動源を駆動させて、図2における白抜きの矢印の位置において、前記各部品供給ユニット8から各吸着ノズル5がそれぞれ電子部品を取出す。最初にノズル番号1の吸着ノズル5が電子部品Dの吸着を行い、順次ノズル番号2からノズル番号の順番の吸着ノズル5により電子部品Dの吸着・取出しが実行されるものとする。この場合、前記各吸着ノズル5が下降して部品供給ユニット8から電子部品を取出した後は、上昇する。この場合、記憶部に格納された部品ライブラリデータを構成する厚さデータに基づいて、前記吸着ノズル5の下端レベルは前記上下軸駆動源により前記導光体13の下端レベルと同一の高さレベルになるように、前記制御装置25により制御される。
このとき(捨て撮像の場合)照明駆動回路にはトリガー信号を送出せず、照明の点灯はない。こうして、撮像素子22の電荷は「0」となり、真黒の状態となり次の部品Dの撮像に備えた状態となる(捨て撮像の場合に照明を点灯させても撮像をしてしまえば撮像素子22の電荷は「0」となるので、本撮像の場合と同様に照明を点灯するよう制御してもよい。)。
このように次に回転移動する駆動波形を決めた時に捨て撮像オフセットを算出するので、当初の回転速度より減速する制御をすることとなった場合でも的確に十分に撮像素子22の電荷を放出ができる時間で捨て撮像のタイミングを設定することができる。
次に、装着ヘッド6Bのさらなる回転により捨て撮像の指令がされてからt1秒経過するとモータ制御回路26からエンコーダが36°の角度位置を出力し、この36°の角度位置を回転角度位置検出手段としての認識制御回路28が検出すると、撮像制御手段としての認識制御回路28は側面部品認識関連データのノズル番号1の36°になったことを判断し電子部品Dの撮像をする制御を開始する。
この場合、駆動モータ11の回転に伴い、所定角度回転するとモータ制御回路26から回転角度位置情報を認識制御回路28が受けて、この認識制御回路28は前記LED12を点灯させるためのトリガー信号を照明駆動回路29に送信して点灯させる。
即ち、撮像制御手段としての認識処理回路28はエンコーダが36°になったことを検出すると直ちに図8(a)に示すように照明駆動回路29に照明を点灯させるトリガー信号を出力すると共に図8(b)に示すように撮像カメラ22に撮像を開始するようトリガー信号を出力する。
認識カメラ20内では撮像指令を受けて直ちに照明点灯により露光した撮像素子22の画像情報を示す電荷が出力され部品透過像の画像データに変換される。露光した電荷の撮像素子22からの出力はLEDのストロボ照明が終了した後には追加される露光がほとんどないため継続されていてもよい。あるいは、ストロボ照明が終了した直後から撮像素子22から電荷の出力そして画像データの生成が開始されてもよい。このようにして撮像カメラ20内で生成された画像データは直ちに認識制御回路28に送信され認識制御回路28内にて認識処理が行われる。
このようにして、装着ヘッド6Bに装着されたすべての部品Dについて側面部品認識関連データの撮像角度位置及び捨て撮像オフセットに基づき、部品側面の認識処理が終了すると図5に示すように制御装置25及び認識制御回路28内の記憶装置に側面部品認識関連データが保存されることとなる。
尚、ノズル番号4のように撮像有無データが「0」で撮像されない場合は捨て撮像オフセットは算出されず次の撮像されるノズル番号のノズル5が保持する部品Dの撮像のためにその撮像位置を通過する移動波形の決定の際に捨て撮像オフセットが算出される。
そして、夫々の部品Dについて得られた下面レベルに基づいて、正規の姿勢で保持しているか否かの判別を行うので、一層確実に判別を行うことができる。
すべての部品Dが正規の姿勢であると判別した場合には、前記装着ヘッド体6をXY方向に移動させて、前記吸着ノズル5に吸着保持された電子部品を部品認識カメラ10の上方に移動させて、吸着部品の撮像及びその画像取込を実行し、前記認識制御回路28により電子部品の位置認識処理をする。次に、プリント基板Pに付された位置決めマークを基板認識カメラが撮像し、前記認識制御回路28によりプリント基板Pの位置認識処理をする。そして、これらの認識処理結果に基づき、前記制御装置25は前記装着ヘッド体1のX方向移動駆動源及びY方向移動駆動源、前記吸着ノズル5のθ軸駆動源を制御してXYθ補正して、電子部品を前記位置決め部2Bにあるプリント基板P上に装着する。
部品Dの最下端位置(あるいは同一部品Dの画像のいくつかの下端位置の情報により)の情報により部品Dが斜めに吸着されていることが判別された場合や、部品Dの側面にキズやクラックがあることが認識された場合には部品認識カメラ10により認識処理することなく、またプリント基板Pに装着することなくこれらの部品Dを廃棄ボックス等に廃棄することができる。装着ヘッド6Bに同時に保持している他の部品Dにてキズ等がなく装着できる良部品がある場合には先ず斜めに吸着されている部品D及びキズ等がある部品Dを廃棄してから部品認識カメラ10の認識処理あるいは良部品の装着をしてもよいし、他の良部品を装着してから廃棄するようにしてもよい。但し、キズやクラックは認識カメラ20のレンズ21に隣接した位置等(上下或いは左右両側等)から部品Dに向けて照射される照明光による反射光を認識カメラ20により撮像することで明暗により判別が容易となる。反射光による撮像によっても部品Dの横サイズ及び下端位置を認識することは可能である。
6B 装着ヘッド
11 駆動モータ
12 LED
20 部品保持姿勢認識カメラ
25 制御装置
26 モータ制御回路
28 認識制御回路
29 照明駆動回路
Claims (3)
- 装着ヘッド体に駆動手段に駆動されて回転可能に設けられた装着ヘッドの周辺に設けられた複数本の保持具により電子部品を部品供給部より取出し保持して基板に装着する電子部品装着装置であって、
前記装着ヘッドの外方の装着ヘッド体に固定され保持具に保持された電子部品の側面画像を内蔵する撮像素子に露光させて撮像する撮像カメラと、
前記保持具に保持される電子部品を照明する照明手段と、
前記装着ヘッドの所定の回転角度位置を記憶する記憶手段と、
前記装着ヘッドの回転角度位置を検出する回転角度位置検出手段と、
前記回転角度検出手段による前記装着ヘッドが前記記憶手段に記憶された回転角度位置に達したことの検出に基づき前記照明を点灯させ前記撮像素子を露光させ電子部品の側面画像を撮像させるよう前記照明手段及び前記撮像カメラを制御する撮像制御手段とを設けたことを特徴とする電子部品装着装置。 - 前記撮像制御手段は前記記憶手段に記憶された回転角度位置における電子部品の側面画像の撮像に先立って所定時間前に撮像カメラに撮像動作をさせるよう制御することを特徴とする請求項1に記載の電子部品装着装置。
- 装着ヘッドの次の回転角度位置とこれから前記装着ヘッドの回転のため前記駆動手段に指令される駆動波形に基づき次の回転角度位置から所定時間前の撮像用の回転角度位置を算出する算出手段を備え、前記撮像制御手段は前記算出手段の算出した撮像用の回転角度位置を検出手段が検出したことに基づき撮像カメラに撮像をさせるよう制御することを特徴とする請求項2に記載の電子部品装着装置。
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