JP3564263B2 - 部品認識装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、保持具で保持され搬送される部品の当該保持具に対する位置ずれを認識する部品認識装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種部品認識装置では従来部品を保持した保持具が部品認識カメラに撮像される位置で停止して撮像されその後その撮像された部品画像に基づき保持具に対する部品の位置ずれが認識され、プリント基板等の所望の位置に装着する場合に補正されて装着されていた。この場合、保持具が一旦カメラに撮像される位置で停止すると部品装着に要する時間が長く掛かってしまう問題点があった。このため、特開平7−263897号公報に記載された技術のように、移送ヘッドの移動中に部品画像を撮像することが考えられる。移動中に撮像すると部品を保持する保持具が部品に隠れてしまうため保持具との位置関係を認識することができないがこれを解決するために認識マークを移送ヘッドの吸着ノズルとは離れた位置に設けてこのマークの位置を認識することにより保持具であるノズルの位置と部品の位置ずれの認識処理をしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術では、部品とともにマークを認識しなければならず、認識処理に時間が掛かり、また、大きな部品を認識しようとするとそれよりも外側にマークをつけなければならないため、部品の大きさが制限されるか、マークを含めた認識処理画像の範囲が大きくなってしまう問題点があった。
【0004】
そこで本発明は、保持具を停止させることなく保持具に保持された部品の位置認識を確実に行うことができるようにすることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、保持具で保持され搬送される部品の当該保持具に対する位置ずれを認識する部品認識装置において、部品画像を撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した画像を取り込み記憶する画像記憶手段と、撮像手段が撮像した部品画像を該画像記憶手段へ取り込むよう指令する取り込み指令手段と、該取り込み指令と部品画像が撮像手段に撮像された時間差を検出する検出手段と、該検出手段の検出した時間差に基づき撮像手段に部品画像が撮像されたときの保持具の位置を算出する位置算出手段と、前記画像記憶手段に記憶された部品画像及び該位置算出手段に算出された保持具の位置に基づき前記部品の位置認識を行なう認識処理手段とを設けたものである。
【0006】
このようにしたので、実際に部品画像が撮像されたときの保持具の位置を知ることができ、保持具の位置が取り込み指令を行なったときと違うことの誤差を補正して部品の位置認識をすることができる。
【0007】
また本発明は、請求項1に記載の部品認識装置において、前記検出手段は前記画像記憶手段に画像の取り込みが終了した時点と取り込み指令手段の取り込み指令の時点との時間差を測定することにより撮像手段に撮像された時間差を検出するものである。
【0008】
また本発明は、請求項2に記載の部品認識装置において、前記撮像手段は撮像した部品画像の走査をする際に撮像のタイミングと垂直同期信号とを同期して発生させており、前記検出手段は該画像記憶手段に送出された垂直同期信号に基づき撮像の時点と取り込み指令の時点との時間差を検出するようにしたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図に基づき詳述する。
【0010】
図2において、電子部品自動装着装置1の基台2上には一対のコンベア3が設けられ、該コンベア3はプリント基板4を上流の装置より搬送する。該基板4は所定の位置で位置決めされ、XY方向に移動する装着ヘッド5に設けられた吸着ノズル6が吸着するチップ状電子部品7(図3参照)が該基板4上に装着される。
【0011】
装着ヘッド5はアーム7上でX方向に移動可能に設けられ、またアーム8はガイド9に沿ってY方向に移動可能に設けられている。また、基台2上にはテープ部品供給部10、トレイ部品供給部11及びスティック部品供給部12が設けられており、夫々が供給する種々の部品7がXY移動するヘッド5に設けられた吸着ノズル6に真空吸着され、前述のように基板4に装着されるものである。
【0012】
基台2上には撮像手段としてのCCDカメラである部品撮像カメラ14が設置されており、各部品供給部から部品7を取出したヘッド5が該カメラ14上に搬送する。
【0013】
次に、図3に基づき電子部品自動装着装置1の制御ブロックについて説明する。
【0014】
25はCPUであり、バスライン24を通じてRAM26に記憶されたデータに基づき、ROM27に記憶されたプログラムに従って電子部品自動装着装置の部品装着に係る動作を統括制御する。バスライン24にはさらにモータコントロールインターフェース28、画像記憶装置としてのフレームメモリ29及び認識処理ユニット30が接続されている。モータコントロールインターフェース28には装着ヘッド移動モータ32が接続され、装着ヘッド5の移動を駆動している。尚、モータは水平のXY方向に装着ヘッド5が移動できるようにXYの2軸用に2個設けられているが図3では1個のみを示す。また、前記フレームメモリ29は部品撮像カメラ14が撮像した部品画像を記憶するものであり、CPU25からの画像の取り込み指令に応じて、カメラ14が撮像した画像を格納する。認識処理ユニット30は該画像についての認識処理を行なうものである。フレームメモリ29には部品撮像カメラ14からの画像の取り込みの状態を示す取り込み状態レジスタ33が設けられており、カメラ14の画像信号の取り込み中であるか取り込みが終了しているかの状態を示し、CPU25が確認できるようになされている。部品撮像カメラ14、CPU25、フレームメモリ29、認識処理ユニット30等により部品認識装置が構成されている。
【0015】
以下、動作について説明する。
【0016】
先ず、電子部品自動装着装置1の生産運転が行われると、吸着ノズル6が部品供給部10より図示しない装着データに示される電子部品7を吸着して搬送する。
【0017】
この搬送はモータ32の駆動により装着ヘッド5が移動することにより行われ、モータ32はモータコントロールインターフェース28の制御により回転するが、CPU25はモータコントロールインターフェース28から情報を得ることにより装着ヘッド5即ち、保持具としての吸着ノズル6の位置が把握できる。
【0018】
次に、部品7を保持した装着ヘッド5は部品撮像カメラ14上を通過する。
【0019】
この通過時に電子部品7のカメラ14による撮像及び電子部品7の保持具である吸着ノズル6に対する位置ずれが認識されるが、この認識処理動作について以下に詳述する。
【0020】
CPU25はカメラ14上のカメラ14が部品7を撮像できる所定の位置の位置に装着ヘッド5が達したときに部品撮像カメラ14が撮像した部品7の画像を取り込むようフレームメモリ29に取り込み指令を発する。図1のステージ移動のA点で取り込み指令がなされる。
【0021】
部品撮像カメラ14においては、図1に示すように常にシャッタ(電子シャッタ)が開放されたときにCCDカメラの受光素子の露光により撮像される。この露光状態が垂直同期信号毎に走査され、その映像出力信号がカメラ14よりフレームメモリ29に取込まれる。カメラ14のシャッタは図1に示すようにこの垂直同期信号に同期して開放される。図1では取り込み指令があったA点の次のB点から開始される垂直同期信号から開始する1フィールド(図1のフィールド1)の映像出力信号がフレームメモリ29に取込まれる。
【0022】
さらに詳細に言うならば、垂直同期信号と同期してD点でシャッタの開放が開始され(シャッタの開放時間は1/10000秒であり、この間隔は装着ヘッド5の移動速度からすれば略停止していると考えられる。)、シャッタの開放の終了時点が垂直同期信号の終了(立ち上がる位置)時点と略同じに設定されており、この時点から次の垂直同期信号の開始時点(C点)までの間で露光している各受光素子が走査され同時に映像出力信号がフレームメモリ29に1フィールド(1/60秒)の映像信号として取込まれるのである。
【0023】
ここで、CPU25の取り込み指令とカメラ14の垂直同期信号とは別個に出力され同期していないため取り込み指令がされる時点(図1のA点)と垂直同期信号(図1のB点)との時間差は一定でなく、シャッタが開放されるD点との時間差を一定のものとしてD点の装着ヘッド5の位置を計算することができない。
【0024】
一方、フレームメモリ29にD点での撮像画像が取り込まれている間は取り込み状態レジスタ33が「1」に設定されており、取り込みが終了する次の垂直同期信号の開始時点であるC点で「0」となる。
【0025】
このとき、CPU25は取り込み状態レジスタ33が「0」に変わったC点の時間をとらえ、すでにRAM26に記憶してある取り込み指令を出したA点の時間とからその時間差を算出し、DC点間の時間差が一定であることからAD点間の時間差を算出する。即ち、取り込み指令富む部品画像が撮像手段に撮像された時間差が検出されることになる。この検出手段はCPU25、フレームメモリ29中の取り込み状態レジスタ33により構成されることになる。
【0026】
また、AD点間に装着ヘッドが移動する速度は略一定と考えられ、この速度もわかっていることから、D点での装着ヘッド5の位置が算出される。この位置算出手段はCPU25である。
【0027】
一方、フレームメモリ29に部品画像の映像出力信号が格納されると、認識処理ユニット30は電子部品7の画像と画面センターとの位置ずれを認識処理してその結果をCPU25に転送する。
【0028】
次に、算出してある装着ヘッド5即ち吸着ノズル6の位置と認識された電子部品の位置ずれが算出される。
【0029】
位置ずれの算出には水平方向即ちXY方向の位置ずれのみならず鉛直軸線まわりの回転角度の位置ずれも含まれる。但し、吸着ノズル6の取り込み指令時と部品撮像時の位置のずれが影響するのは水平方向の位置ずれである。
【0030】
次に、部品装着カメラ14上を通過した装着ヘッド5はプリント基板4の図示しないデータで示される位置に部品7が装着できるように算出した位置ずれを補正した位置に装着ヘッド5を停止させ、図示しないノズル回転機構により吸着ノズル6を回動させる。
【0031】
次に、吸着ノズル6の下降により電子部品7をプリント基板4上に装着する。
【0032】
以下、同様にして次に吸着すべき部品7を部品供給部より吸着して同様に装着ヘッド5がカメラ14上を通過中に撮像及び認識をしてプリント基板に装着する動作を繰り返す。
【0033】
【発明の効果】
以上のように本発明は、部品画像が撮像された時点の保持具の位置と画像の取り込み指令をした時点の保持具の位置との誤差を補正して部品の保持具に対する位置認識をすることができ、部品のサイズによらず正確な位置認識ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】部品認識に関する部品撮像カメラ及び取り込み指令等の信号のタイミングを示す図である。
【図2】電子部品自動装着装置の斜視図である。
【図3】電子部品自動装着装置の制御ブロック図である。
【符号の説明】
5 チップ状電子部品
6 吸着ノズル(保持具)
7 チップ状電子部品
14 部品撮像カメラ(撮像手段)
25 CPU(取り込み指令手段)(位置算出手段)(認識処理手段)
29 フレームメモリ(画像記憶手段)
30 認識処理ユニット(認識処理手段)
Claims (3)
- 保持具で保持され搬送される部品の当該保持具に対する位置ずれを認識する部品認識装置において、
部品画像を撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した画像を取り込み記憶する画像記憶手段と、撮像手段が撮像した部品画像を該画像記憶手段へ取り込むよう指令する取り込み指令手段と、該取り込み指令と部品画像が撮像手段に撮像された時間差を検出する検出手段と、該検出手段の検出した時間差に基づき撮像手段に部品画像が撮像されたときの保持具の位置を算出する位置算出手段と、前記画像記憶手段に記憶された部品画像及び該位置算出手段に算出された保持具の位置に基づき前記部品の位置認識を行なう認識処理手段とを設けたことを特徴とする部品認識装置。 - 前記検出手段は前記画像記憶手段に画像の取り込みが終了した時点と取り込み指令手段の取り込み指令の時点との時間差を測定することにより撮像手段に撮像された時間差を検出することを特徴とする請求項1に記載の部品認識装置。
- 前記撮像手段は撮像した部品画像の走査をする際に撮像のタイミングと垂直同期信号とを同期して発生させており、前記検出手段は該画像記憶手段に送出された垂直同期信号に基づき撮像の時点と取り込み指令の時点との時間差を検出することを特徴とする請求項2に記載の部品認識装置。
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JP17020697A JP3564263B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 部品認識装置 |
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JP17020697A Expired - Fee Related JP3564263B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 部品認識装置 |
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JP4578892B2 (ja) * | 2004-08-19 | 2010-11-10 | 株式会社ダイヘン | 被搬送物の選別方法 |
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1997
- 1997-06-26 JP JP17020697A patent/JP3564263B2/ja not_active Expired - Fee Related
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