JP3715472B2 - 電子部品認識装置及びライン型画像読取装置を用いた画像データの速度ムラ補正方法。 - Google Patents
電子部品認識装置及びライン型画像読取装置を用いた画像データの速度ムラ補正方法。 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の実装装置に設けられ、搬送途中の電子部品を認識する電子部品認識装置に係り、特に、搬送経路中にライン状の認識部が設けられ、この認識部を通過する際における搬送速度に変化があっても電子部品を正確に認識することができる電子部品認識装置及びライン型画像読取装置を用いた画像データの速度ムラ補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装装置は、電子部品がストックされている供給部から、搬送部の吸着ノズルで電子部品を吸着し、実装部まで移動させて自動的にプリント基板等に装着する装置である。
この電子部品実装装置には、供給部と実装部の間に認識部が設けられ、電子部品の端子状態等を認識するようになっている。
特に、電子部品の小型化に伴いリード端子や、ＢＧＡ等が狭ピッチ化されている。したがって、高速かつ高密度な実装を達成するためには、電子部品の各部の位置を高精度に検出し、端子やＢＧＡの状態を正確に認識する必要が生じている。
【０００３】
例えば、特開平１０−５１１９５号公報に開示されている装置の認識部は、電子部品に対してレーザ光を照射するものであり、レーザ光はポリゴンミラーによって電子部品を搬送方向Ｙと直交する方向Ｘに向けてライン状に走査し電子部品を認識する。
そして、電子部品が認識部を通過する際の搬送部の移動状態を検出して、ポリゴンミラーの回転量と比較することにより、認識時における速度ムラを得て、この認識時のデータの有効、無効を判断する構成である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の装置は、ポリゴンミラーが一定な速度で回転する構成であり、回転の慣性等により瞬時に回転速度を可変させることができないため、レーザ光の走査と、電子部品の搬送速度とを同期させることができない。
したがって、認識部を通過する際に速度ムラが生じて電子部品の認識時のデータが無効であった際には、このデータを活かすことができず、この電子部品をそのまま実装部で実装することができなかった。
【０００５】
即ち、認識部を通過する際に電子部品に速度ムラが生じると、ライン状に走査した各ライン間の間隔が一定とならない。これにより、２次元化したデータのうち、電子部品の搬送方向のデータ間隔が実際の電子部品の状態と一致しなくなる。よって、電子部品の各部（例えば端子やＢＧＡ等）の座標を正確に認識することができないためこのデータを無効にしていた。
【０００６】
この場合、電子部品が良品であっても搬送部の速度ムラによって、この電子部品を戻して再度搬送させて認識させるか、あるいはこの電子部品を不良品扱いとする等、何らかの不良時動作を行わねばならなかった。
【０００７】
上記構成によれば、電子部品自体に不良箇所がない場合であっても、この電子部品を実装できない不都合が生じた。
また、この電子部品を不良時制御するための時間が必要となり、電子部品の実装タクトタイムの短縮化も図ることができない。
【０００８】
上記問題点は、搬送部における搬送ムラを解消する構成、例えばベルト駆動に代えてボールネジ機構を使用する等により、機構的に搬送ムラの度合いを低減化させることができる。しかし、ボールネジ機構を用いたとしても搬送ムラを無くすことはできず、電子部品の高精度な認識は行えなかった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するものであり、電子部品を搬送させながら認識する際に、電子部品のデータと搬送速度とを同期させることができない場合であっても、電子部品の各部の座標を正確に得ることができる電子部品認識装置の提供を目的とする。また、ライン型画像読取装置を用いた画像データの生成時に電子部品の搬送速度にムラが生じてもこの速度ムラを補正できる補正方法の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品認識装置は、請求項１記載のように、電子部品（Ｗ）を直線状の搬送方向（Ｙ）に一定速度で搬送させながら、電子部品通過時に前記搬送方向と直交する方向（Ｘ）に該電子部品を読み取るライン型の画像読取部（４）と、
前記電子部品の搬送に伴って前記画像読取部が読み取った該電子部品の画像データに基づき、前記電子部品に設けられる各端子の座標位置を抽出し座標データとして出力する端子抽出手段（３２）と、
前記座標位置の抽出に並行して前記電子部品の読み取り時におけるライン数に対する該電子部品の搬送速度の変化を検出し、該各ラインでの変化に基づき、速度ムラが生じていない場合の直線状の理想特性線を基準とした偏差を得て搬送方向（Ｙ）に対する速度ムラ補正用のデータを作成する速度ムラ補正手段（３１）と、
前記座標データの各端子の搬送方向の座標位置を前記速度ムラ補正用のデータに基づき該搬送方向に対し補正して出力する座標変換手段（３５）と、
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２記載のように、前記端子抽出手段（３２）で抽出された電子部品の各端子の座標データを記憶する記憶手段（２３）を備え、
前記座標変換手段（３５）は、前記記憶手段から座標データを読み出して前記速度ムラ補正用のデータに基づき該座標データの各端子の座標位置を補正して前記記憶手段に更新して書き込む構成としてもよい。
【００１４】
また、請求項３記載のように、前記画像読取部（４）は、電子部品にレーザ光を照射させ該レーザ光を一定な速度で前記走査方向（Ｘ）に沿って偏向させる偏向手段（１６）を備え、前記電子部品の高さ方向（Ｚ）の変位を検出可能な構成としてもよい。
【００１５】
本発明の方法は、請求項４記載のように、電子部品（Ｗ）を直線状の搬送方向（Ｙ）に一定速度で搬送させながら、電子部品通過時に前記搬送方向と直交する方向（Ｘ）に読み取るライン型の画像読取装置（４）を用いた画像データの速度ムラ補正方法であって、
前記画像読取装置から出力される画像データに基づき、前記電子部品に設けられる各端子の座標位置を抽出し座標データとして出力するステップと、
前記座標位置の抽出に並行して前記電子部品の読み取り時におけるライン数に対する該電子部品の搬送速度の変化を検出し、該各ラインでの変化に基づき、速度ムラが生じていない場合の直線状の理想特性線を基準とした偏差を得て搬送方向（Ｙ）に対する速度ムラ補正用のデータを作成するステップと、
前記座標データの各端子の搬送方向の座標位置を前記速度ムラ補正用のデータに基づき該搬送方向に対し補正して出力するステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、搬送部２は、電子部品Ｗを直線状の搬送方向Ｙに一定速度で搬送させる。電子部品Ｗは、搬送途中に設けられた画像読取部４にて搬送方向Ｙと直交する方向Ｘに沿って読み取られる。このとき、移動検出手段２４は、搬送時における電子部品Ｗの搬送量を検出する。
画像生成手段２０は、画像読取部４からの画像データを受け、電子部品Ｗの２次元の画像データを生成する。同時に、移動検出手段２４からの検出信号に基づき、２次元の画像データについて搬送方向Ｙに沿った搬送量を算出する。
処理手段２６は、得られた画像データと搬送量から速度ムラを算出し補正する。具体的には、処理手段２６に設けられる端子抽出手段３２は、画像データに基づき、電子部品Ｗの各端子の座標位置を抽出し座標データにする。速度ムラ補正手段３１は、電子部品Ｗの読み取り時におけるライン数に対する電子部品Ｗの搬送速度の変化を検出し、各ラインでの変化に基づき、速度ムラが生じていない場合の直線状の理想特性線を基準とした偏差を得て搬送方向（Ｙ）に対する速度ムラ補正用のデータを作成する。座標変換手段３５は、座標データが示す搬送方向Ｙに沿った座標位置を、速度ムラ補正用のデータに基づき補正して出力する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の電子部品認識装置が適用される実装装置の要部を示す斜視図である。この実装装置は、電子部品Ｗをプリント基板上に実装させる搬送部２を有し、実装する電子部品Ｗを供給部から取り出して実装部まで搬送する。
搬送部２は、先端に電子部品Ｗを吸着する吸着ノズルが設けられたアーム３と、アーム３を実装部側のＹ方向に移動させる移動手段（不図示）で大略構成され、電子部品Ｗを吸着してＹ方向に搬送する。この搬送途中位置には、画像読取部４が設けられている。
【００１８】
図２は、電子部品Ｗの裏面を示す図である。図示のように電子部品Ｗの裏面Ｗｂには、Ｘ，Ｙ方向に所定の配列で実装用のＢＧＡ(Ball Grid Array) が突出形成されている。
【００１９】
電子部品Ｗは、１次元の方向Ｘに直線走査するライン型の画像読取部４で読み取られる。本実施の形態では画像読取部４として変位測定器を用いる。この変位測定器４は、電子部品Ｗを搬送する搬送経路の途中位置に設けられる。
具体的には、実装装置に設けられた電子部品Ｗの供給部と、プリント基板に電子部品Ｗを実装する実装部との間の位置に設けられる。
【００２０】
そして、変位測定器４は、搬送されている電子部品Ｗの裏面Ｗｂの画像データを順次読み取る。
即ち、変位測定器４は、搬送方向（Ｙ方向）に直交するＸ方向に光を走査して電子部品Ｗの主走査方向の画像データを得る。そして、電子部品ＷのＹ方向への搬送により副走査方向の画像データを得る。これにより、電子部品Ｗの２次元の画像データが得られる。なお、後述するが、変位測定器４は電子部品Ｗの裏面Ｗｂの高さ方向Ｚへの変位（即ち、ＢＧＡの突出量）を検出することができ、３次元の画像データを出力するようになっている。
【００２１】
図３は、変位測定器４の測定原理を示す概要図である。この変位測定器４は、前記主走査時、同時に電子部品Ｗの高さ方向Ｚ方向の変位（凹凸）を測定し画像データとして出力する。
即ち、図示の如く三角測量の原理により、投光部１０からレーザ光を電子部品Ｗの表面に照射し、その照射点Ｐの像Ｋを受光部１１の結像レンズ１２によって受光素子１３の受光面上に結像させる。
この受光素子１３は、受光面１３ａ上の結像点Ｋの位置からＫ’，Ｋ”へ移動すると、移動量ｚに対応した信号を出力する。
【００２２】
この変位測定器４では、電子部品Ｗ上の凹凸（ＢＧＡの凹凸）により照射点Ｐが高さ方向Ｚに移動して照射点Ｐ’，Ｐ”に位置する。これにより、受光素子１３の受光面１３ａの結像点Ｋがｚ方向に移動する。この信号の変化量から電子部品Ｗの高さ方向Ｚの変位が得られる。
【００２３】
そして、図４は、変位測定器４の全体構成を示す斜視図である。
この変位測定器４の投光部１０は、レーザー光を出射する光源１５と、回転するポリゴンミラー等を備えた偏向手段１６と、収束レンズ１７で構成されている。
光源１５から照射された照射光は、偏向手段１６内のポリゴンミラーの一定速度の回転によって一定角度の範囲で偏向される。偏向された照射光は、収束レンズ１７によってその光軸が１平面上で平行に移動する。そして、照射光は電子部品Ｗの表面（ＢＧＡが設けられた裏面）Ｗｂに所定の入射角度を有して照射される。照射光により形成された照射点Ｐは、直線的に往復走査又は片道走査される。また、偏向手段１６は、１ラインの走査を開始する都度、走査開始信号を出力する。
【００２４】
照射光は、照射点Ｐの位置で受光部１１に正反射される。照射点Ｐの像は、第１，第２の結像レンズ１４ａ，１４ｂによって受光素子１３の受光面１３ａに結像される。
このようにして、電子部品Ｗに対しレーザ光を走査することにより、電子部品Ｗの変位を同走査方向Ｘに連続して得ることができる。出力される１走査分の画像データの各画素はそれぞれ電子部品Ｗの裏面Ｗｂの変位情報を有している。
【００２５】
以上のように電子部品Ｗに対しＸ方向に走査する変位測定器４を用い、図１記載の搬送部２で電子部品をＹ方向に搬送させることにより、電子部品Ｗの幅、長さ、高さ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の各方向の座標がそれぞれ得られ、３次元の画像データが得られる。
なお、図１記載の電子部品Ｗの裏面Ｗｂが下方を向いている状態に対応して、図３，４に記載した変位測定器４は全体が上下逆に向く状態で用いられる。
【００２６】
図５は、本発明の電子部品認識装置に設けられる画像生成手段２０の構成を示すブロック図、図６は、画像読み取り時の信号を示すタイミングチャートである。
画像生成手段２０は、カウンタ２１と、画像生成部（ＣＰＵ）２２、ＣＰＵ２２制御用のプログラムを格納するＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるメモリ、及び電子部品の画像データを格納する記憶手段２３等により構成されている。
【００２７】
移動検出手段２４は、アーム３がＹ方向に移動した際の移動量を検出する（図６（ｄ））。この移動検出手段２４は、駆動源（モータ）に設けられたエンコーダ等で構成される。
移動検出手段２４は、この他、アーム３の移動方向Ｙに沿って設けられるリニアスケールを用いることもできる。このエンコ−ダ２４の出力は、カウンタ２１に入力される。
【００２８】
実装装置は、１個の電子部品Ｗを搬送する都度、測定開始信号を出力する（図６（ａ））。
カウンタ２１は、測定開始信号（図６（ａ））の入力によりカウント値を０クリアする（図６の時期ｔ０）。そして、偏向手段１６の走査開始信号（図６（ｂ））が入力される都度（時期ｔ１，ｔ２，…）カウント値を画像生成部２２に出力する（図６（ｅ））。
【００２９】
画像生成部２２は、変位測定器４から入力される画像データを順次記憶手段２３に格納していく（図６（ｃ））。
図７は、記憶手段２３の記憶内容を示す図である。図示のように、画像データは１走査による複数ｎの画素からなり、各画素は変位情報を含んでいる。そして、画像生成部２２は、画像データの１走査の終端毎にカウンタ２１のカウント値を付加して格納していく。
【００３０】
電子部品ＷがＹ方向に搬送されることにより、所定時期が経過すると電子部品Ｗ全体に対応したＮラインの走査分の画像データが記憶手段２３に格納される。これにより電子部品Ｗの２次元の画像データが格納されることになる。
なお、画像データの走査周期は、偏向装置１６のポリゴンミラーの回転速度に対応するものであり、ポリゴンミラーは一定な速度で回転し一定な走査周期となっている。
【００３１】
次に、図８は、処理手段２６の内部構成を示すブロック図である。処理手段２６は、画像データの速度ムラ補正処理を実行する。図９に示す速度ムラの状態を説明する図を併用して説明する。この速度ムラ補正の処理は、電子部品Ｗを１個搬送する毎に実行される。
処理手段２６は、記憶手段２３の画像データに基づき、電子部品ＷのＢＧＡの配列状態を求める。そして、搬送部２に速度ムラが生じても搬送方向Ｙに沿ったＢＧＡの配列状態が正確となるよう補正する。
そして、処理手段２６は大別して画像データを扱う画像処理手段３０と、速度ムラを補正する速度ムラ補正手段３１で構成されている。
なお、上記記憶手段２３は、速度ムラ補正前後の各データに対応する２つの記憶領域２３ａ，２３ｂからなるものとして説明する。記憶手段２３ａには、前記画像生成手段２０が出力するカウント値が付加された画像データが格納されている。
【００３２】
端子抽出手段３２は、記憶手段２３ａに格納された電子部品Ｗの画像データを読み出し、各画素が有する変位情報（変位量）に基づき、電子部品Ｗ上の各ＢＧＡの座標位置を抽出する。具体的には、各画素の変位量に対し、所定の閾値を用いて比較処理することにより電子部品Ｗの裏面Ｗｂ部分（パッケージあるいはダイ）から突出形成されているＢＧＡの座標位置を抽出する。
図９（ａ）は、元画像データを示す図、図９（ｂ）は元画像データから抽出したＢＧＡの座標位置を示す図である。
【００３３】
速度ムラ補正手段３１は、換算手段３３と、速度変化検出手段３４で構成されている。
換算手段３３は、記憶手段２３ａの各ラインに格納されているカウント値を読み出し、搬送部２（アーム３）のＹ方向への時間当たりの移動量に換算する。図９（ｃ）は各ライン毎のカウント値を示す図である。
【００３４】
速度変化検出手段３４は、換算手段３３で換算されたライン数に対する移動量の変化を検出する。
【００３５】
座標変換手段３５は、端子抽出手段３２で抽出された各ＢＧＡの端子の座標位置を、速度ムラ補正手段３１で得られた速度ムラ補正用データを用いて搬送方向Ｙに沿った走査ピッチを補正する。補正後の画像データは、記憶手段２３ｂに書込まれる。
【００３６】
図１０は、処理手段２６の処理内容を示すフローチャートである。
始めに、画像処理手段３０側では、端子抽出手段３２が記憶手段２３ａから電子部品Ｗの画像データを読み出して２次元配列させ（Ｓ１）、各画素が有する変位情報（変位量）に基づき、電子部品Ｗ上の各ＢＧＡの座標位置を抽出した画像データ（座標データ）を作成する（Ｓ２）。
【００３７】
２次元配列した画像データのうち、Ｙ軸方向の各ラインの間隔は、搬送部２の速度ムラに対応して異なることとなる。
この速度ムラは、搬送部２のアーム３を移動させる機構の精度に起因して発生する。特に、アーム３を移動させる機構にベルトが用いられた実装装置の場合に発生する。また、ボールネジ機構であっても速度ムラを完全に無くすことはできない。
【００３８】
例えば、図９（ａ）には、変位測定器４上を搬送部２のアーム３が通過した際の速度ムラが表されている。図上では便宜上、主走査を５ラインとし各ライン上にＢＧＡが位置している。そして、３ライン目がほぼ規定の速度であるが、１，２ライン目は速度がやや早く（＋の偏位）、４，５ライン目は速度がやや遅い（−の偏位）状態であったとする。
これにより、抽出されたＢＧＡの各座標位置は、図９（ａ），（ｂ）に示す如く、Ｙ軸方向に対し１，２，４，５ラインがそれぞれ規定位置から外れる方向に偏位している。
【００３９】
そして、上記の画像処理手段３０による座標位置の抽出処理（Ｓ１，Ｓ２）と並行して、速度ムラ補正手段３１は、速度ムラ補正用データの作成を実行する。換算手段３３は、記憶手段２３ａの各ラインに格納されているカウント値を読み出し（Ｓ３）、アーム３の移動量に換算する（Ｓ４）（図９（ｃ）参照）。
【００４０】
次に、速度変化検出手段３４は、ライン数に対する移動量の変化を検出し、各ラインでの移動量の変化から速度ムラ補正用データを作成する（Ｓ５）。この速度ムラ補正用データを、図９（ｄ）に示す。速度ムラが生じていない場合には点線で示す直線状の理想特性線ｙ＝ｘとなるが、搬送部２に速度ムラが生じると、実線で示す如く速度の変動に対応した曲線となる。
【００４１】
座標変換手段３５は、端子抽出手段３２で抽出された各ＢＧＡの端子の搬送方向Ｙに沿った座標位置を、速度ムラ補正手段３１で得られた速度ムラ補正用データを用いて補正する（Ｓ６）。
具体的には、理想特性線を基準として速度ムラの曲線の偏差を得る。そして、この偏差が発生したラインを検出し、このラインに含まれる画素全体の座標位置Ｙ（副走査ピッチに相当）を偏差が発生している方向と逆方向（絶対値±の逆方向）に移動させる（図９（ｄ）の矢印方向）。
【００４２】
これにより、図９（ｂ）に示す如く、搬送方向ＹのＢＧＡの座標位置は、図中点線から実線位置へと移動され、図９（ｅ）に示すように速度ムラを補正した各ＢＧＡの座標位置を正確に得ることができるようになる。そして、Ｙ軸方向の座標位置を補正した画像データを記憶手段２３ｂに書込む。
【００４３】
上記の速度ムラ補正は、電子部品Ｗを１個搬送する都度実行されるものであり、画像データの処理と、速度ムラの検出を並行することにより、短時間での速度ムラ補正が可能である。即ち、画像データ自体を画像処理するものではなく、抽出されたＢＧＡの座標位置を書き換える簡単な構成であるため処理手段２６に演算処理の負担をかけることなく処理の高速化を達成できる。
【００４４】
また、上記実施形態では、１個の電子部品Ｗの幅及び長さに相当する２次元の画像データが揃った時点で速度ムラの補正演算を実行する構成としたが、これに限らず、より短時間で速度ムラの補正演算を実行することができる。
即ち、搬送速度の変化をより短時間で検出してその都度各ラインの画像データのＹ軸位置を補正していく構成としてもよい。この場合、速度変化検出手段３４では、例えば２ライン分以上のカウント値に基づき移動量の変化を逐次検出し、座標変換手段３５はその都度対応するラインのＹ軸位置を補正すればよい。
【００４５】
そして、電子部品Ｗの画像を読み取る際に搬送部２のアーム３に速度ムラが生じてもＢＧＡの配列状態を正確に得ることができるようになる。
例えば、搬送部２のアーム３を移動させる機構にベルトを用いた実装装置に適用した場合に、このアーム３の移動速度に速度ムラが生じてもこれを補正してＢＧＡの座標位置を正確に得ることができるようになる。
【００４６】
実装装置は、基本的に実装部においてプリント基板上で所定の精度で電子部品Ｗを位置決め実装できればよいとされていた。しかし、上記構成によれば、画像読み取り時に搬送速度に速度ムラが生じたとしても各ＢＧＡの座標位置を正確に得ることができるようになる。
【００４７】
特に、変位測定器４等に設けられる偏向手段１６が固定の走査速度である場合に有効である。偏向手段１６は、上述したポリゴンミラーを用いた構成に限らず、音叉偏向器、ガルバノ偏向器、音響光学偏向器であっても同様に適用できる。このような偏向手段を用いた構成において、従来は速度ムラによって電子部品Ｗの画像データを正確に得ることができなかったが、本発明によれば、速度ムラが生じても正確な座標位置を得られるようになった。これに伴い、電子部品Ｗ搬送時の速度ムラの発生で実装が行えないといった従来の問題を解消できる。
【００４８】
このように速度ムラが補正されたＢＧＡの座標位置Ｘ，Ｙは、実装装置の実装制御部（不図示）に出力される。実装制御部は、入力された画像データに基づき、電子部品Ｗの良否（各ＢＧＡの有無等）を判定する。そして、ＢＧＡの欠損時にはプリント基板への実装を中止する等の制御を行なう。
また、ＢＧＡの座標位置に基づき電子部品Ｗの重心を求めて実装のための位置決めデータを求め、この位置決めデータを用いてプリント基板に実装する。
【００４９】
ところで、上記説明した画像データは、各画素が変位情報を含む３次元画像データである。これにより、各ＢＧＡの有無、ＢＧＡを構成する半田ボールの高さと範囲が得られ、電子部品のＢＧＡの状態を３次元で判断することができるようになっている。これにより、上記のように実装装置に適用した場合に、電子部品Ｗの実装の可否をより精度良く判断できるようになる。
なお、本発明は、画像データが３次元であることに限らず２次元画像データであっても速度ムラを補正した画像データを得られることは言うまでもない。
【００５０】
上記実施形態では電子部品の裏面にＢＧＡが設けられた構成を例に説明したが、この電子部品に限らず、他に、リード端子が延出して設けられた電子部品について、各リード端子を認識する構成であっても同様の作用効果を得ることができる。この場合、変位測定器４を用いることによって、各リード端子の変位量を測定しリードのエッジ、高さを得て、リードの曲がりや欠損を検出できるようになる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の電子部品認識装置によれば、端子抽出手段が電子部品を読み取った画像データに基づき各端子の座標位置を抽出し、この座標位置の抽出に並行して、速度ムラ補正手段により電子部品の読み取り時における搬送速度の変化を検出して速度ムラが生じていない場合の直線状の理想特性線を基準とした偏差を得て速度ムラ補正用のデータを作成する。そして、座標変換手段により座標データの各端子の搬送方向の座標位置を前記速度ムラ補正用のデータに基づき該搬送方向に対し補正して出力する構成である。このように、画像データから抽出された端子の座標位置を補正することにより、電子部品に設けられた各端子の位置を簡単かつ精度良く速度ムラ補正できるようになる。しかも、画像データを読取ながら、画像データの搬送方向に沿った座標位置を補正していくことができ、速度ムラ補正の高速化を達成できるようになる。
【００５２】
また、請求項２記載のように、記憶手段に対して抽出された電子部品の各端子の座標データを記憶させる構成とすれば、速度ムラ補正時に補正した座標データを記憶手段に更新して書き込むだけでよく、補正処理の負担を軽減できる。
本発明の装置を構成する画像読取部は、請求項３記載のように、電子部品の高さ方向の変位を検出可能な構成としてもよく、この場合電子部品の３次元の画像データを得ることができるようになる。この場合に用いられる偏向手段は、レーザ光を偏向させて画像を読み取る際の走査速度が一定であり可変できない為、搬送部の速度ムラに対応した走査制御が実行できないものであるが、画像データ取得後における上記速度ムラ補正によってこのような構成の画像読取部を用いて電子部品を認識できるようになる。
【００５３】
本発明の方法は、請求項４記載のように、画像読取部での画像データの読み取りによる電子部品の各端子の搬送方向の座標位置の抽出と並行して電子部品の搬送速度の変化を検出する構成であり、画像データを読取ながら、画像データの搬送方向に沿った座標位置を補正していくことができ、速度ムラ補正の高速化を達成できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品認識装置が適用される実装装置の要部を示す斜視図。
【図２】電子部品の裏面を示す図。
【図３】変位測定器の測定原理を示す概要図。
【図４】変位測定器の全体構成を示す斜視図。
【図５】画像生成手段の内部構成を示すブロック図。
【図６】各部の信号を示すタイミングチャート。
【図７】記憶手段の記憶内容を示す図。
【図８】処理手段の内部機能を示すブロック図。
【図９】速度ムラの状態を説明するための図。
【図１０】速度ムラ補正の処理動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
２…搬送部、３…アーム、４…画像読取部（変位測定器）、１６…偏向手段、２０…画像生成手段、２１…カウンタ、２２…画像生成部、２３（２３ａ，２３ｂ）…記憶手段、２４…移動検出手段（エンコーダ）、２６…処理手段、３０…画像処理手段、３１…速度ムラ補正手段、３２…端子抽出手段、３３…換算手段、３４…速度変化検出手段、３５…座標変換手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の実装装置に設けられ、搬送途中の電子部品を認識する電子部品認識装置に係り、特に、搬送経路中にライン状の認識部が設けられ、この認識部を通過する際における搬送速度に変化があっても電子部品を正確に認識することができる電子部品認識装置及びライン型画像読取装置を用いた画像データの速度ムラ補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装装置は、電子部品がストックされている供給部から、搬送部の吸着ノズルで電子部品を吸着し、実装部まで移動させて自動的にプリント基板等に装着する装置である。
この電子部品実装装置には、供給部と実装部の間に認識部が設けられ、電子部品の端子状態等を認識するようになっている。
特に、電子部品の小型化に伴いリード端子や、ＢＧＡ等が狭ピッチ化されている。したがって、高速かつ高密度な実装を達成するためには、電子部品の各部の位置を高精度に検出し、端子やＢＧＡの状態を正確に認識する必要が生じている。
【０００３】
例えば、特開平１０−５１１９５号公報に開示されている装置の認識部は、電子部品に対してレーザ光を照射するものであり、レーザ光はポリゴンミラーによって電子部品を搬送方向Ｙと直交する方向Ｘに向けてライン状に走査し電子部品を認識する。
そして、電子部品が認識部を通過する際の搬送部の移動状態を検出して、ポリゴンミラーの回転量と比較することにより、認識時における速度ムラを得て、この認識時のデータの有効、無効を判断する構成である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の装置は、ポリゴンミラーが一定な速度で回転する構成であり、回転の慣性等により瞬時に回転速度を可変させることができないため、レーザ光の走査と、電子部品の搬送速度とを同期させることができない。
したがって、認識部を通過する際に速度ムラが生じて電子部品の認識時のデータが無効であった際には、このデータを活かすことができず、この電子部品をそのまま実装部で実装することができなかった。
【０００５】
即ち、認識部を通過する際に電子部品に速度ムラが生じると、ライン状に走査した各ライン間の間隔が一定とならない。これにより、２次元化したデータのうち、電子部品の搬送方向のデータ間隔が実際の電子部品の状態と一致しなくなる。よって、電子部品の各部（例えば端子やＢＧＡ等）の座標を正確に認識することができないためこのデータを無効にしていた。
【０００６】
この場合、電子部品が良品であっても搬送部の速度ムラによって、この電子部品を戻して再度搬送させて認識させるか、あるいはこの電子部品を不良品扱いとする等、何らかの不良時動作を行わねばならなかった。
【０００７】
上記構成によれば、電子部品自体に不良箇所がない場合であっても、この電子部品を実装できない不都合が生じた。
また、この電子部品を不良時制御するための時間が必要となり、電子部品の実装タクトタイムの短縮化も図ることができない。
【０００８】
上記問題点は、搬送部における搬送ムラを解消する構成、例えばベルト駆動に代えてボールネジ機構を使用する等により、機構的に搬送ムラの度合いを低減化させることができる。しかし、ボールネジ機構を用いたとしても搬送ムラを無くすことはできず、電子部品の高精度な認識は行えなかった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するものであり、電子部品を搬送させながら認識する際に、電子部品のデータと搬送速度とを同期させることができない場合であっても、電子部品の各部の座標を正確に得ることができる電子部品認識装置の提供を目的とする。また、ライン型画像読取装置を用いた画像データの生成時に電子部品の搬送速度にムラが生じてもこの速度ムラを補正できる補正方法の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品認識装置は、請求項１記載のように、電子部品（Ｗ）を直線状の搬送方向（Ｙ）に一定速度で搬送させながら、電子部品通過時に前記搬送方向と直交する方向（Ｘ）に該電子部品を読み取るライン型の画像読取部（４）と、
前記電子部品の搬送に伴って前記画像読取部が読み取った該電子部品の画像データに基づき、前記電子部品に設けられる各端子の座標位置を抽出し座標データとして出力する端子抽出手段（３２）と、
前記座標位置の抽出に並行して前記電子部品の読み取り時におけるライン数に対する該電子部品の搬送速度の変化を検出し、該各ラインでの変化に基づき、速度ムラが生じていない場合の直線状の理想特性線を基準とした偏差を得て搬送方向（Ｙ）に対する速度ムラ補正用のデータを作成する速度ムラ補正手段（３１）と、
前記座標データの各端子の搬送方向の座標位置を前記速度ムラ補正用のデータに基づき該搬送方向に対し補正して出力する座標変換手段（３５）と、
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２記載のように、前記端子抽出手段（３２）で抽出された電子部品の各端子の座標データを記憶する記憶手段（２３）を備え、
前記座標変換手段（３５）は、前記記憶手段から座標データを読み出して前記速度ムラ補正用のデータに基づき該座標データの各端子の座標位置を補正して前記記憶手段に更新して書き込む構成としてもよい。
【００１４】
また、請求項３記載のように、前記画像読取部（４）は、電子部品にレーザ光を照射させ該レーザ光を一定な速度で前記走査方向（Ｘ）に沿って偏向させる偏向手段（１６）を備え、前記電子部品の高さ方向（Ｚ）の変位を検出可能な構成としてもよい。
【００１５】
本発明の方法は、請求項４記載のように、電子部品（Ｗ）を直線状の搬送方向（Ｙ）に一定速度で搬送させながら、電子部品通過時に前記搬送方向と直交する方向（Ｘ）に読み取るライン型の画像読取装置（４）を用いた画像データの速度ムラ補正方法であって、
前記画像読取装置から出力される画像データに基づき、前記電子部品に設けられる各端子の座標位置を抽出し座標データとして出力するステップと、
前記座標位置の抽出に並行して前記電子部品の読み取り時におけるライン数に対する該電子部品の搬送速度の変化を検出し、該各ラインでの変化に基づき、速度ムラが生じていない場合の直線状の理想特性線を基準とした偏差を得て搬送方向（Ｙ）に対する速度ムラ補正用のデータを作成するステップと、
前記座標データの各端子の搬送方向の座標位置を前記速度ムラ補正用のデータに基づき該搬送方向に対し補正して出力するステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、搬送部２は、電子部品Ｗを直線状の搬送方向Ｙに一定速度で搬送させる。電子部品Ｗは、搬送途中に設けられた画像読取部４にて搬送方向Ｙと直交する方向Ｘに沿って読み取られる。このとき、移動検出手段２４は、搬送時における電子部品Ｗの搬送量を検出する。
画像生成手段２０は、画像読取部４からの画像データを受け、電子部品Ｗの２次元の画像データを生成する。同時に、移動検出手段２４からの検出信号に基づき、２次元の画像データについて搬送方向Ｙに沿った搬送量を算出する。
処理手段２６は、得られた画像データと搬送量から速度ムラを算出し補正する。具体的には、処理手段２６に設けられる端子抽出手段３２は、画像データに基づき、電子部品Ｗの各端子の座標位置を抽出し座標データにする。速度ムラ補正手段３１は、電子部品Ｗの読み取り時におけるライン数に対する電子部品Ｗの搬送速度の変化を検出し、各ラインでの変化に基づき、速度ムラが生じていない場合の直線状の理想特性線を基準とした偏差を得て搬送方向（Ｙ）に対する速度ムラ補正用のデータを作成する。座標変換手段３５は、座標データが示す搬送方向Ｙに沿った座標位置を、速度ムラ補正用のデータに基づき補正して出力する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の電子部品認識装置が適用される実装装置の要部を示す斜視図である。この実装装置は、電子部品Ｗをプリント基板上に実装させる搬送部２を有し、実装する電子部品Ｗを供給部から取り出して実装部まで搬送する。
搬送部２は、先端に電子部品Ｗを吸着する吸着ノズルが設けられたアーム３と、アーム３を実装部側のＹ方向に移動させる移動手段（不図示）で大略構成され、電子部品Ｗを吸着してＹ方向に搬送する。この搬送途中位置には、画像読取部４が設けられている。
【００１８】
図２は、電子部品Ｗの裏面を示す図である。図示のように電子部品Ｗの裏面Ｗｂには、Ｘ，Ｙ方向に所定の配列で実装用のＢＧＡ(Ball Grid Array) が突出形成されている。
【００１９】
電子部品Ｗは、１次元の方向Ｘに直線走査するライン型の画像読取部４で読み取られる。本実施の形態では画像読取部４として変位測定器を用いる。この変位測定器４は、電子部品Ｗを搬送する搬送経路の途中位置に設けられる。
具体的には、実装装置に設けられた電子部品Ｗの供給部と、プリント基板に電子部品Ｗを実装する実装部との間の位置に設けられる。
【００２０】
そして、変位測定器４は、搬送されている電子部品Ｗの裏面Ｗｂの画像データを順次読み取る。
即ち、変位測定器４は、搬送方向（Ｙ方向）に直交するＸ方向に光を走査して電子部品Ｗの主走査方向の画像データを得る。そして、電子部品ＷのＹ方向への搬送により副走査方向の画像データを得る。これにより、電子部品Ｗの２次元の画像データが得られる。なお、後述するが、変位測定器４は電子部品Ｗの裏面Ｗｂの高さ方向Ｚへの変位（即ち、ＢＧＡの突出量）を検出することができ、３次元の画像データを出力するようになっている。
【００２１】
図３は、変位測定器４の測定原理を示す概要図である。この変位測定器４は、前記主走査時、同時に電子部品Ｗの高さ方向Ｚ方向の変位（凹凸）を測定し画像データとして出力する。
即ち、図示の如く三角測量の原理により、投光部１０からレーザ光を電子部品Ｗの表面に照射し、その照射点Ｐの像Ｋを受光部１１の結像レンズ１２によって受光素子１３の受光面上に結像させる。
この受光素子１３は、受光面１３ａ上の結像点Ｋの位置からＫ’，Ｋ”へ移動すると、移動量ｚに対応した信号を出力する。
【００２２】
この変位測定器４では、電子部品Ｗ上の凹凸（ＢＧＡの凹凸）により照射点Ｐが高さ方向Ｚに移動して照射点Ｐ’，Ｐ”に位置する。これにより、受光素子１３の受光面１３ａの結像点Ｋがｚ方向に移動する。この信号の変化量から電子部品Ｗの高さ方向Ｚの変位が得られる。
【００２３】
そして、図４は、変位測定器４の全体構成を示す斜視図である。
この変位測定器４の投光部１０は、レーザー光を出射する光源１５と、回転するポリゴンミラー等を備えた偏向手段１６と、収束レンズ１７で構成されている。
光源１５から照射された照射光は、偏向手段１６内のポリゴンミラーの一定速度の回転によって一定角度の範囲で偏向される。偏向された照射光は、収束レンズ１７によってその光軸が１平面上で平行に移動する。そして、照射光は電子部品Ｗの表面（ＢＧＡが設けられた裏面）Ｗｂに所定の入射角度を有して照射される。照射光により形成された照射点Ｐは、直線的に往復走査又は片道走査される。また、偏向手段１６は、１ラインの走査を開始する都度、走査開始信号を出力する。
【００２４】
照射光は、照射点Ｐの位置で受光部１１に正反射される。照射点Ｐの像は、第１，第２の結像レンズ１４ａ，１４ｂによって受光素子１３の受光面１３ａに結像される。
このようにして、電子部品Ｗに対しレーザ光を走査することにより、電子部品Ｗの変位を同走査方向Ｘに連続して得ることができる。出力される１走査分の画像データの各画素はそれぞれ電子部品Ｗの裏面Ｗｂの変位情報を有している。
【００２５】
以上のように電子部品Ｗに対しＸ方向に走査する変位測定器４を用い、図１記載の搬送部２で電子部品をＹ方向に搬送させることにより、電子部品Ｗの幅、長さ、高さ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の各方向の座標がそれぞれ得られ、３次元の画像データが得られる。
なお、図１記載の電子部品Ｗの裏面Ｗｂが下方を向いている状態に対応して、図３，４に記載した変位測定器４は全体が上下逆に向く状態で用いられる。
【００２６】
図５は、本発明の電子部品認識装置に設けられる画像生成手段２０の構成を示すブロック図、図６は、画像読み取り時の信号を示すタイミングチャートである。
画像生成手段２０は、カウンタ２１と、画像生成部（ＣＰＵ）２２、ＣＰＵ２２制御用のプログラムを格納するＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるメモリ、及び電子部品の画像データを格納する記憶手段２３等により構成されている。
【００２７】
移動検出手段２４は、アーム３がＹ方向に移動した際の移動量を検出する（図６（ｄ））。この移動検出手段２４は、駆動源（モータ）に設けられたエンコーダ等で構成される。
移動検出手段２４は、この他、アーム３の移動方向Ｙに沿って設けられるリニアスケールを用いることもできる。このエンコ−ダ２４の出力は、カウンタ２１に入力される。
【００２８】
実装装置は、１個の電子部品Ｗを搬送する都度、測定開始信号を出力する（図６（ａ））。
カウンタ２１は、測定開始信号（図６（ａ））の入力によりカウント値を０クリアする（図６の時期ｔ０）。そして、偏向手段１６の走査開始信号（図６（ｂ））が入力される都度（時期ｔ１，ｔ２，…）カウント値を画像生成部２２に出力する（図６（ｅ））。
【００２９】
画像生成部２２は、変位測定器４から入力される画像データを順次記憶手段２３に格納していく（図６（ｃ））。
図７は、記憶手段２３の記憶内容を示す図である。図示のように、画像データは１走査による複数ｎの画素からなり、各画素は変位情報を含んでいる。そして、画像生成部２２は、画像データの１走査の終端毎にカウンタ２１のカウント値を付加して格納していく。
【００３０】
電子部品ＷがＹ方向に搬送されることにより、所定時期が経過すると電子部品Ｗ全体に対応したＮラインの走査分の画像データが記憶手段２３に格納される。これにより電子部品Ｗの２次元の画像データが格納されることになる。
なお、画像データの走査周期は、偏向装置１６のポリゴンミラーの回転速度に対応するものであり、ポリゴンミラーは一定な速度で回転し一定な走査周期となっている。
【００３１】
次に、図８は、処理手段２６の内部構成を示すブロック図である。処理手段２６は、画像データの速度ムラ補正処理を実行する。図９に示す速度ムラの状態を説明する図を併用して説明する。この速度ムラ補正の処理は、電子部品Ｗを１個搬送する毎に実行される。
処理手段２６は、記憶手段２３の画像データに基づき、電子部品ＷのＢＧＡの配列状態を求める。そして、搬送部２に速度ムラが生じても搬送方向Ｙに沿ったＢＧＡの配列状態が正確となるよう補正する。
そして、処理手段２６は大別して画像データを扱う画像処理手段３０と、速度ムラを補正する速度ムラ補正手段３１で構成されている。
なお、上記記憶手段２３は、速度ムラ補正前後の各データに対応する２つの記憶領域２３ａ，２３ｂからなるものとして説明する。記憶手段２３ａには、前記画像生成手段２０が出力するカウント値が付加された画像データが格納されている。
【００３２】
端子抽出手段３２は、記憶手段２３ａに格納された電子部品Ｗの画像データを読み出し、各画素が有する変位情報（変位量）に基づき、電子部品Ｗ上の各ＢＧＡの座標位置を抽出する。具体的には、各画素の変位量に対し、所定の閾値を用いて比較処理することにより電子部品Ｗの裏面Ｗｂ部分（パッケージあるいはダイ）から突出形成されているＢＧＡの座標位置を抽出する。
図９（ａ）は、元画像データを示す図、図９（ｂ）は元画像データから抽出したＢＧＡの座標位置を示す図である。
【００３３】
速度ムラ補正手段３１は、換算手段３３と、速度変化検出手段３４で構成されている。
換算手段３３は、記憶手段２３ａの各ラインに格納されているカウント値を読み出し、搬送部２（アーム３）のＹ方向への時間当たりの移動量に換算する。図９（ｃ）は各ライン毎のカウント値を示す図である。
【００３４】
速度変化検出手段３４は、換算手段３３で換算されたライン数に対する移動量の変化を検出する。
【００３５】
座標変換手段３５は、端子抽出手段３２で抽出された各ＢＧＡの端子の座標位置を、速度ムラ補正手段３１で得られた速度ムラ補正用データを用いて搬送方向Ｙに沿った走査ピッチを補正する。補正後の画像データは、記憶手段２３ｂに書込まれる。
【００３６】
図１０は、処理手段２６の処理内容を示すフローチャートである。
始めに、画像処理手段３０側では、端子抽出手段３２が記憶手段２３ａから電子部品Ｗの画像データを読み出して２次元配列させ（Ｓ１）、各画素が有する変位情報（変位量）に基づき、電子部品Ｗ上の各ＢＧＡの座標位置を抽出した画像データ（座標データ）を作成する（Ｓ２）。
【００３７】
２次元配列した画像データのうち、Ｙ軸方向の各ラインの間隔は、搬送部２の速度ムラに対応して異なることとなる。
この速度ムラは、搬送部２のアーム３を移動させる機構の精度に起因して発生する。特に、アーム３を移動させる機構にベルトが用いられた実装装置の場合に発生する。また、ボールネジ機構であっても速度ムラを完全に無くすことはできない。
【００３８】
例えば、図９（ａ）には、変位測定器４上を搬送部２のアーム３が通過した際の速度ムラが表されている。図上では便宜上、主走査を５ラインとし各ライン上にＢＧＡが位置している。そして、３ライン目がほぼ規定の速度であるが、１，２ライン目は速度がやや早く（＋の偏位）、４，５ライン目は速度がやや遅い（−の偏位）状態であったとする。
これにより、抽出されたＢＧＡの各座標位置は、図９（ａ），（ｂ）に示す如く、Ｙ軸方向に対し１，２，４，５ラインがそれぞれ規定位置から外れる方向に偏位している。
【００３９】
そして、上記の画像処理手段３０による座標位置の抽出処理（Ｓ１，Ｓ２）と並行して、速度ムラ補正手段３１は、速度ムラ補正用データの作成を実行する。換算手段３３は、記憶手段２３ａの各ラインに格納されているカウント値を読み出し（Ｓ３）、アーム３の移動量に換算する（Ｓ４）（図９（ｃ）参照）。
【００４０】
次に、速度変化検出手段３４は、ライン数に対する移動量の変化を検出し、各ラインでの移動量の変化から速度ムラ補正用データを作成する（Ｓ５）。この速度ムラ補正用データを、図９（ｄ）に示す。速度ムラが生じていない場合には点線で示す直線状の理想特性線ｙ＝ｘとなるが、搬送部２に速度ムラが生じると、実線で示す如く速度の変動に対応した曲線となる。
【００４１】
座標変換手段３５は、端子抽出手段３２で抽出された各ＢＧＡの端子の搬送方向Ｙに沿った座標位置を、速度ムラ補正手段３１で得られた速度ムラ補正用データを用いて補正する（Ｓ６）。
具体的には、理想特性線を基準として速度ムラの曲線の偏差を得る。そして、この偏差が発生したラインを検出し、このラインに含まれる画素全体の座標位置Ｙ（副走査ピッチに相当）を偏差が発生している方向と逆方向（絶対値±の逆方向）に移動させる（図９（ｄ）の矢印方向）。
【００４２】
これにより、図９（ｂ）に示す如く、搬送方向ＹのＢＧＡの座標位置は、図中点線から実線位置へと移動され、図９（ｅ）に示すように速度ムラを補正した各ＢＧＡの座標位置を正確に得ることができるようになる。そして、Ｙ軸方向の座標位置を補正した画像データを記憶手段２３ｂに書込む。
【００４３】
上記の速度ムラ補正は、電子部品Ｗを１個搬送する都度実行されるものであり、画像データの処理と、速度ムラの検出を並行することにより、短時間での速度ムラ補正が可能である。即ち、画像データ自体を画像処理するものではなく、抽出されたＢＧＡの座標位置を書き換える簡単な構成であるため処理手段２６に演算処理の負担をかけることなく処理の高速化を達成できる。
【００４４】
また、上記実施形態では、１個の電子部品Ｗの幅及び長さに相当する２次元の画像データが揃った時点で速度ムラの補正演算を実行する構成としたが、これに限らず、より短時間で速度ムラの補正演算を実行することができる。
即ち、搬送速度の変化をより短時間で検出してその都度各ラインの画像データのＹ軸位置を補正していく構成としてもよい。この場合、速度変化検出手段３４では、例えば２ライン分以上のカウント値に基づき移動量の変化を逐次検出し、座標変換手段３５はその都度対応するラインのＹ軸位置を補正すればよい。
【００４５】
そして、電子部品Ｗの画像を読み取る際に搬送部２のアーム３に速度ムラが生じてもＢＧＡの配列状態を正確に得ることができるようになる。
例えば、搬送部２のアーム３を移動させる機構にベルトを用いた実装装置に適用した場合に、このアーム３の移動速度に速度ムラが生じてもこれを補正してＢＧＡの座標位置を正確に得ることができるようになる。
【００４６】
実装装置は、基本的に実装部においてプリント基板上で所定の精度で電子部品Ｗを位置決め実装できればよいとされていた。しかし、上記構成によれば、画像読み取り時に搬送速度に速度ムラが生じたとしても各ＢＧＡの座標位置を正確に得ることができるようになる。
【００４７】
特に、変位測定器４等に設けられる偏向手段１６が固定の走査速度である場合に有効である。偏向手段１６は、上述したポリゴンミラーを用いた構成に限らず、音叉偏向器、ガルバノ偏向器、音響光学偏向器であっても同様に適用できる。このような偏向手段を用いた構成において、従来は速度ムラによって電子部品Ｗの画像データを正確に得ることができなかったが、本発明によれば、速度ムラが生じても正確な座標位置を得られるようになった。これに伴い、電子部品Ｗ搬送時の速度ムラの発生で実装が行えないといった従来の問題を解消できる。
【００４８】
このように速度ムラが補正されたＢＧＡの座標位置Ｘ，Ｙは、実装装置の実装制御部（不図示）に出力される。実装制御部は、入力された画像データに基づき、電子部品Ｗの良否（各ＢＧＡの有無等）を判定する。そして、ＢＧＡの欠損時にはプリント基板への実装を中止する等の制御を行なう。
また、ＢＧＡの座標位置に基づき電子部品Ｗの重心を求めて実装のための位置決めデータを求め、この位置決めデータを用いてプリント基板に実装する。
【００４９】
ところで、上記説明した画像データは、各画素が変位情報を含む３次元画像データである。これにより、各ＢＧＡの有無、ＢＧＡを構成する半田ボールの高さと範囲が得られ、電子部品のＢＧＡの状態を３次元で判断することができるようになっている。これにより、上記のように実装装置に適用した場合に、電子部品Ｗの実装の可否をより精度良く判断できるようになる。
なお、本発明は、画像データが３次元であることに限らず２次元画像データであっても速度ムラを補正した画像データを得られることは言うまでもない。
【００５０】
上記実施形態では電子部品の裏面にＢＧＡが設けられた構成を例に説明したが、この電子部品に限らず、他に、リード端子が延出して設けられた電子部品について、各リード端子を認識する構成であっても同様の作用効果を得ることができる。この場合、変位測定器４を用いることによって、各リード端子の変位量を測定しリードのエッジ、高さを得て、リードの曲がりや欠損を検出できるようになる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の電子部品認識装置によれば、端子抽出手段が電子部品を読み取った画像データに基づき各端子の座標位置を抽出し、この座標位置の抽出に並行して、速度ムラ補正手段により電子部品の読み取り時における搬送速度の変化を検出して速度ムラが生じていない場合の直線状の理想特性線を基準とした偏差を得て速度ムラ補正用のデータを作成する。そして、座標変換手段により座標データの各端子の搬送方向の座標位置を前記速度ムラ補正用のデータに基づき該搬送方向に対し補正して出力する構成である。このように、画像データから抽出された端子の座標位置を補正することにより、電子部品に設けられた各端子の位置を簡単かつ精度良く速度ムラ補正できるようになる。しかも、画像データを読取ながら、画像データの搬送方向に沿った座標位置を補正していくことができ、速度ムラ補正の高速化を達成できるようになる。
【００５２】
また、請求項２記載のように、記憶手段に対して抽出された電子部品の各端子の座標データを記憶させる構成とすれば、速度ムラ補正時に補正した座標データを記憶手段に更新して書き込むだけでよく、補正処理の負担を軽減できる。
本発明の装置を構成する画像読取部は、請求項３記載のように、電子部品の高さ方向の変位を検出可能な構成としてもよく、この場合電子部品の３次元の画像データを得ることができるようになる。この場合に用いられる偏向手段は、レーザ光を偏向させて画像を読み取る際の走査速度が一定であり可変できない為、搬送部の速度ムラに対応した走査制御が実行できないものであるが、画像データ取得後における上記速度ムラ補正によってこのような構成の画像読取部を用いて電子部品を認識できるようになる。
【００５３】
本発明の方法は、請求項４記載のように、画像読取部での画像データの読み取りによる電子部品の各端子の搬送方向の座標位置の抽出と並行して電子部品の搬送速度の変化を検出する構成であり、画像データを読取ながら、画像データの搬送方向に沿った座標位置を補正していくことができ、速度ムラ補正の高速化を達成できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品認識装置が適用される実装装置の要部を示す斜視図。
【図２】電子部品の裏面を示す図。
【図３】変位測定器の測定原理を示す概要図。
【図４】変位測定器の全体構成を示す斜視図。
【図５】画像生成手段の内部構成を示すブロック図。
【図６】各部の信号を示すタイミングチャート。
【図７】記憶手段の記憶内容を示す図。
【図８】処理手段の内部機能を示すブロック図。
【図９】速度ムラの状態を説明するための図。
【図１０】速度ムラ補正の処理動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
２…搬送部、３…アーム、４…画像読取部（変位測定器）、１６…偏向手段、２０…画像生成手段、２１…カウンタ、２２…画像生成部、２３（２３ａ，２３ｂ）…記憶手段、２４…移動検出手段（エンコーダ）、２６…処理手段、３０…画像処理手段、３１…速度ムラ補正手段、３２…端子抽出手段、３３…換算手段、３４…速度変化検出手段、３５…座標変換手段。
Claims (4)
- 電子部品（Ｗ）を直線状の搬送方向（Ｙ）に一定速度で搬送させながら、電子部品通過時に前記搬送方向と直交する方向（Ｘ）に該電子部品を読み取るライン型の画像読取部（４）と、
前記電子部品の搬送に伴って前記画像読取部が読み取った該電子部品の画像データに基づき、前記電子部品に設けられる各端子の座標位置を抽出し座標データとして出力する端子抽出手段（３２）と、
前記座標位置の抽出に並行して前記電子部品の読み取り時におけるライン数に対する該電子部品の搬送速度の変化を検出し、該各ラインでの変化に基づき、速度ムラが生じていない場合の直線状の理想特性線を基準とした偏差を得て搬送方向（Ｙ）に対する速度ムラ補正用のデータを作成する速度ムラ補正手段（３１）と、
前記座標データの各端子の搬送方向の座標位置を前記速度ムラ補正用のデータに基づき該搬送方向に対し補正して出力する座標変換手段（３５）と、
を備えたことを特徴とする電子部品認識装置。 - 前記端子抽出手段（３２）で抽出された電子部品の各端子の座標データを記憶する記憶手段（２３）を備え、
前記座標変換手段（３５）は、前記記憶手段から座標データを読み出して前記速度ムラ補正用のデータに基づき該座標データの各端子の座標位置を補正して前記記憶手段に更新して書き込む構成である請求項１記載の電子部品認識装置。 - 前記画像読取部（４）は、電子部品にレーザ光を照射させ該レーザ光を一定な速度で前記走査方向（Ｘ）に沿って偏向させる偏向手段（１６）を備え、前記電子部品の高さ方向（Ｚ）の変位を検出可能な請求項１記載の電子部品認識装置。
- 電子部品（Ｗ）を直線状の搬送方向（Ｙ）に一定速度で搬送させながら、電子部品通過時に前記搬送方向と直交する方向（Ｘ）に読み取るライン型の画像読取装置（４）を用いた画像データの速度ムラ補正方法であって、
前記画像読取装置から出力される画像データに基づき、前記電子部品に設けられる各端子の座標位置を抽出し座標データとして出力するステップと、
前記座標位置の抽出に並行して前記電子部品の読み取り時におけるライン数に対する該電子部品の搬送速度の変化を検出し、該各ラインでの変化に基づき、速度ムラが生じていない場合の直線状の理想特性線を基準とした偏差を得て搬送方向（Ｙ）に対する速度ムラ補正用のデータを作成するステップと、
前記座標データの各端子の搬送方向の座標位置を前記速度ムラ補正用のデータに基づき該搬送方向に対し補正して出力するステップとを含むことを特徴とするライン型画像読取装置を用いた画像データの速度ムラ補正方法。
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| JP20933899A JP3715472B2 (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | 電子部品認識装置及びライン型画像読取装置を用いた画像データの速度ムラ補正方法。 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP20933899A JP3715472B2 (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | 電子部品認識装置及びライン型画像読取装置を用いた画像データの速度ムラ補正方法。 |
Publications (2)
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