JP3987730B2 - Component imaging method and component mounting method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、保持された複数の部品の画像により保持状態を認識し、上記認識結果に基づいて上記複数の部品を回路基板に装着する場合において、上記複数の部品の保持状態の画像を撮像する部品撮像方法及び部品装着方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、複数の電子部品を吸着保持して、各電子部品を回路基板に装着する電子部品の装着方法においては、吸着保持された各電子部品の吸着保持状態の画像を撮像することにより、上記吸着保持状態の認識処理を行い、その結果得られた吸着保持状態に基づいて、上記各電子部品の回路基板への装着作業を行っている。このような電子部品の画像の撮像方法は種々の方法のものが知られており、従来における電子部品の撮像方法の一例として、図6を用いて説明する。
【0003】
図6は、従来における電子部品の撮像方法を模式的に示した模式説明図である。図6において、複数の電子部品1の回路基板への装着動作を行う電子部品装着装置が備えるヘッド部53は、電子部品1を吸着保持可能なノズル部52を5本一列にして備えており、図示左側より右側へ順にノズル部52−1、52−2、52−3、52−4、52−5となっている。また、四角形プレート状の電子部品1は、一方の面である吸着保持面1aを上面として各ノズル部52に吸着保持されており、ノズル部52−1に電子部品1−1が、ノズル部52−2に電子部品1−2が、・・・、ノズル部52−5に電子部品1−5が吸着保持されている。
【0004】
また、上記電子部品装着装置は各ノズル52に吸着保持れた電子部品1の吸着保持状態の画像を撮像可能な撮像カメラ54を各ノズル部52と同数の5個一列にして備えており、ヘッド部53における各ノズル部52の配列ピッチと各撮像カメラ54の配列ピッチは同じ配列ピッチにて互いに配列されている。各撮像カメラ54は、図示左側より右側へ順に、撮像カメラ54−1、54−2、54−3、54−4、54−5となっている。
【0005】
これにより、上記電子部品装着装置において、各ノズル部52に吸着保持された電子部品1は、ヘッド部53を各撮像カメラ54の上方に移動させることにより、撮像カメラ54−1の上方に電子部品1−1を、撮像カメラ54−2の上方に電子部品1−2を、・・・、撮像カメラ54−5の上方に電子部品1−5を位置させて、各撮像カメラ54の撮像平面60において各電子部品1の吸着保持状態の画像の撮像を同時的に行うことが可能となっている。上記撮像された各画像の認識処理を行うことにより、各電子部品1のノズル部52による吸着保持状態が認識され、この認識結果に基づいて、吸着姿勢を補正して各電子部品1の回路基板1への装着動作が行われることとなる。
【0006】
また、電子部品1の吸着保持面1aと逆の面である下面は、電子部品1の回路基板の装着面でもあり、かつ撮像カメラ54により画像が撮像される撮像面1bでもある。電子部品1における吸着保持面1aと撮像面1bとの間の寸法が、電子部品1の部品厚さとなっており、図6においては、一例として、電子部品1−1、1−2、及び1−3は部品厚さAを有しており、電子部品1−4は部品厚さBを、電子部品1−5は部品厚さCを有している。
【0007】
次に、上記において説明した状態において各電子部品1の画像を撮像して、各電子部品1の吸着保持状態の認識処理を行う具体的な手順について説明すると、まず、図6に示すように、撮像カメラ54−1の上方に電子部品1−1を、撮像カメラ54−2の上方に電子部品1−2を、・・・、撮像カメラ54−5の上方に電子部品1−5を位置させて、各電子部品1の吸着保持状態の画像の同時的な撮像が各撮像カメラ54により可能な状態とさせる。
【0008】
その後、各電子部品1における部品厚さの相加平均、つまり部品厚さA、B及びCの電子部品1の個数(合計5個)に対する平均値である平均部品厚さTを算出し、各電子部品1がこの平均部品厚さTを備えるものと仮定した場合の撮像面1bの高さ位置に撮像カメラ54の撮像平面60が位置するように、ヘッド部53の昇降動作により各ノズル部52を昇降動作させ、上記撮像面1bの高さ位置に撮像平面60を位置させる。このとき、各電子部品1における吸着保持面1aは全て同じ高さ位置とされる。その後、撮像平面60において各撮像カメラ54により、各電子部品1の実際の撮像面1bにおける画像の撮像を行い、撮像された各画像により各電子部品1の吸着保持状態の認識処理を行う。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような電子部品の撮像方法においては、上記各電子部品1の部品厚さより平均部品厚さTを算出し、この平均部品厚さTにおける撮像面1bの高さ位置に撮像平面60を位置させて画像の撮像が行われるため、各電子部品1の部品厚さのばらつきや撮像カメラ54の撮像精度等により、撮像された画像に撮像不良が発生し、当該画像の認識処理を正常に行うことができない場合が発生する、つまり、撮像エラーの発生頻度が多くなるという問題点がある。
【0010】
また、このように撮像エラーが発生した場合においては、撮像エラーが発生した電子部品1に対して、再び個別に画像の撮像を行い、撮像を行う等の作業を行う場合があり、このような場合にあっては、再び個別に画像の撮像を行う時間だけ撮像の時間ロスが生じて、電子部品の撮像の作業効率を低下させてしまうという問題点があった。
【0011】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、保持された複数の部品の保持状態の画像を撮像して上記各画像の認識処理を行い、上記認識処理の結果に基づいて上記複数の部品を回路基板に装着する場合において、上記複数の部品の上記保持状態の画像の認識を行う際に、上記部品の画像の撮像エラーの発生頻度を抑えて、上記部品の画像の撮像の作業効率を向上させた部品撮像方法及び部品装着方法を提供することにある。
【0012】
【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。
【0013】
本発明の第1態様によれば、部品における撮像面の画像を撮像手段により撮像平面において撮像する部品撮像方法において、
上記複数の部品の互いの相対位置(上記複数の部品において上記撮像面と上記撮像手段との距離の方向における夫々の上記撮像面の互いの相対位置)を保ちながら、上記全部品と上記撮像手段とを相対的に移動させ、
上記複数の部品の上記撮像面に対する夫々の撮像可能範囲の重複領域に上記撮像手段の上記撮像平面を位置させて、上記複数の部品のうちの上記夫々の撮像可能範囲の上記重複領域を有する複数の部品を1つの部品グループとして、1又は複数の部品グループを作成し、上記部品グループ毎に上記各部品の画像の撮像を行い、
上記部品グループに対する上記部品の撮像において撮像エラーが発生した場合に、上記撮像エラーが発生した部品グループをさらに複数の部品グループに分化して、上記分化された部品グループ毎に上記撮像を行い、上記全ての部品の画像を撮像することを特徴とする部品撮像方法を提供する。
【0016】
本発明の第2態様によれば、上記部品グループ化は、上記全ての部品の画像の撮像回数が最小となるように行われる第1態様に記載の部品撮像方法を提供する。
【0017】
本発明の第3態様によれば、上記部品と上記撮像手段との上記相対的な移動を一方向に行い、複数の上記部品グループ毎に順次上記撮像を行う第1態様又は第2態様に記載の部品撮像方法を提供する。
【0019】
本発明の第4態様によれば、第1態様から第3態様のいずれか1つに記載の部品撮像方法により撮像された上記部品の上記撮像面の画像に基づいて、上記部品の良否判定を行い、良品であると判定された上記部品のみを対象物に装着することを特徴とする部品装着方法を提供する。
【0022】
【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。
【0023】
本発明の一実施形態にかかる部品撮像方法、部品撮像装置及び部品装着装置は、複数の部品を保持して、上記保持された各部品の画像を撮像して各画像の認識処理を行うことにより、上記各部品の保持状態の認識を行い、その結果得られた保持状態に基づいて、上記各部品を回路基板へ装着する部品装着方法における部品撮像方法、部品撮像装置及び部品装着装置であり、上記部品の一例である電子部品の撮像方法を模式的に説明する模式説明図を図1に、このような撮像方法を行う撮像系を備える部品撮像装置の一例である撮像カメラ4を備える部品装着装置の一例である電子部品装着装置101の斜視図を図2示す。
【0024】
なお、本実施形態の説明にあたり、電子部品装着装置101の構成部が複数の部材により構成されている部材の説明においては、上記複数の部材のうちの個々の部材を特定する場合には、上記部材の符号を例えば、部材X−1、X−2というように用い、上記複数の部材のうちの個々の部材を特定しない場合には部材Xというように用いている。ここでXは、部材の符号として用いられる数字である。
【0025】
まず、電子部品装着装置101の構成を説明すると、図2に示すように、電子部品装着装置101は、電子部品1を吸着保持可能な部品保持部材の一例である5本のノズル部2を備える部品保持装置の一例であるヘッド部3を備えている。各ノズル部2は、個々に電子部品1の吸着時及び装着時に独立して昇降可能となっており、また、ヘッド部3は、これら各ノズル部2を下面に一列にして備えている。さらに、電子部品装着装置101は、ヘッド部3の昇降動作を行う相対位置変化装置の一例であるヘッド昇降装置6と、ヘッド部3の略水平方向の移動を行うヘッド移動装置13と、ノズル部2により吸着取出可能に複数の電子部品1が収納されている複数のパーツカセット12と、ノズル部2に吸着保持された電子部品1の吸着保持状態の画像の撮像を行う撮像カメラ4と、及び電子部品装着装置101の機台上に固定され、電子部品1が装着される対称物に一例である回路基板11が解除可能に固定されたステージ14とを備えている。また、電子部品装着装置101は、電子部品装着装置101の構成部である各ノズル部2、ヘッド部3、ヘッド昇降装置6、ヘッド移動装置13、撮像カメラ4の各動作制御を行う制御部9を備えている。なお、制御部9が電子部品装着装置101に備えれている場合に代えて、制御部9が電子部品装着装置101と撮像カメラ4に分割されて備えられている場合、例えば、各ノズル部2、ヘッド部3及びヘッド移動装置13の各動作制御を行う制御部が電子部品装着装置101に備えられ、ヘッド昇降装置6及び撮像カメラ4の各動作制御を行う別の制御部が撮像カメラ4に備えられているような場合であってもよい。
【0026】
このような構成の電子部品装着装置101において、パーツカセット12よりの電子部品1の吸着取出しから、電子部品1の回路基板11への装着までの動作を説明する。まず、図2において、ヘッド部3が備えるノズル部2が回路基板11に装着される電子部品1を収納しているパーツカセット12における部品供給位置12aの上方へ位置するように、ヘッド部3がヘッド移動装置13により移動され、各ノズル部2により電子部品1が吸着保持されて、複数のパーツカセット12よりの電子部品1の吸着取出しが行われる。
【0027】
その後、電子部品1を吸着保持している各ノズル部2は、ヘッド移動装置13によりヘッド部3とともに移動されて、撮像カメラ4の上方に移動される。この移動の後、又は同時に撮像カメラ4の上方へと位置された各ノズル部2は、吸着保持している各電子部品1が撮像カメラ4における撮像カメラ4の上面からの高さ位置であり、撮像カメラ4により各電子部品1の画像が撮像可能な高さ位置に位置するように、ヘッド昇降装置6によりヘッド部3が昇降される。各電子部品1が撮像カメラ4の上方でかつ上記高さ位置に位置された後、撮像カメラ4により各電子部品1の吸着保持状態の画像が撮像され、撮像された各画像が認識処理されて、各電子部品1の吸着保持状態が認識される。
【0028】
撮像カメラ4による画像の撮像後、ヘッド移動装置13によりヘッド部3はステージ14上に固定されている回路基板11の上方に移動される。その後、又はそれとともに各ノズル部2は、上記認識処理の結果に基づき電子部品1の吸着姿勢の補正を行い、各電子部品1の回路基板11への装着を行う。なお、上記撮像された各画像の認識処理を行うことにより、各電子部品1の吸着保持状態が認識される場合に加えて、撮像された画像の認識処理結果に基づいて、各電子部品1の良否判定を行い、良品であると判断された電子部品1のみに対して上記吸着姿勢の補正を行い、回路基板11への装着動作を行う場合であってもよい。
【0029】
次に、このような電子部品装着装置101における電子部品の装着作業における電子部品1の画像の撮像方法について詳細に説明する。
【0030】
図1に示すように、ヘッド部3が備える各ノズル部2は、図示左側より右側へ順にノズル部2−1、2−2、2−3、2−4、2−5となっており、各ノズル部2は全て同じ構造となっている。また、四角形プレート状の電子部品1は、一方の面である吸着保持面1aを上面として、ノズル部2の下方先端面2aにて5個吸着保持されており、ノズル部2−1に電子部品1−1が、ノズル部2−2に電子部品1−2が、・・・、ノズル部2−5に電子部品1−5が吸着保持されている。また、各ノズル部2における先端面2aは、夫々の高さ位置が揃えられており、これにより、各電子部品1における吸着保持面1aの夫々の高さ位置も揃えられた状態となっている。また、電子部品1の吸着保持面1aと逆の面である下面は、電子部品1の回路基板11への装着面となっており、撮像カメラ4により画像が撮像される撮像面1bとなっている。なお、各ノズル部2における先端面2aの高さ位置が揃えられている場合に代えて、上記高さ位置が揃っていないような場合であってもよい。ノズル部2の構造が異なるような場合にあっては、上記高さ位置が異なる場合もあるからである。
【0031】
なお、各電子部品1のうちの個々の電子部品1を特定する場合には、電子部品1−1、1−2というように用い、各電子部品1のうちの個々の電子部品1を特定しない場合には、電子部品1というように用いている。同様に、各ノズル部2のうちの個々のノズル部2を特定する場合には、ノズル部2−1、2−2というように用い、各ノズル部2のうちの個々のノズル部2を特定しない場合には、ノズル部2というように用いている。
【0032】
また、電子部品装着装置101は各ノズル2に吸着保持された電子部品1の吸着保持状態の画像を撮像可能な撮像カメラ4を、例えば、各ノズル部2と同数の5個一列にして備えており、ヘッド部3における各ノズル部2の配列ピッチと各撮像カメラ4の配列ピッチは同じ配列ピッチにて互いに配列されている。各撮像カメラ4は、図示左側より右側へ順に、撮像カメラ4−1、4−2、4−3、4−4、4−5となっている。また、各撮像カメラ4の上面は、全て同じ高さ位置となっている。なお、各撮像カメラ4のうちの個々の撮像カメラ4を特定する場合には、撮像カメラ4−1、4−2というように用い、各撮像カメラ4のうちの個々の撮像カメラ4を特定しない場合には、撮像カメラ4というように用いている。
【0033】
また、撮像カメラ4は、撮像カメラ4の撮像における焦点を含みかつその焦点距離の方向(すなわち、図1における高さ方向)に直交する平面である撮像平面10を有しており、この撮像平面10において電子部品1の撮像面1bにおける画像の撮像を行う。なお、上記において説明した「各電子部品1の画像を撮像可能な高さ位置」とは、この撮像平面10の高さ位置のことである。また、夫々の撮像カメラ4は個別に上記焦点を有しているが、上記焦点距離が全て同じに構成されているため、撮像平面10は全撮像カメラ4に対して1つのみ備えられている。
【0034】
また、電子部品1における吸着保持面1aと撮像面1bとの間の寸法が、電子部品1の部品厚さとなっており、図1においては、一例として、電子部品1−1、1−2、及び1−3は部品厚さAを有しており、電子部品1−4は部品厚さBを、電子部品1−5は部品厚さCを有している。
【0035】
さらに、各電子部品1はその撮像面1bにおける画像を鮮鋭に撮像することができる撮像可能範囲Sが個別に設定されて備えられている。ここで、撮像可能範囲Sとは、電子部品1がその特性上有する回路基板11への装着位置精度や撮像カメラ4の焦点深度等により設定されるものであり、電子部品1の撮像面1bに対して撮像カメラ4との距離の方向である高さ方向に設定される高さ範囲である。電子部品1の撮像可能範囲S内に撮像カメラ4の撮像平面10を位置させて撮像を行うことにより、撮像面1bにおける電子部品1の鮮鋭な画像を得ることができ、確実な画像の認識処理を行うことができる。電子部品1−1には撮像可能範囲S1が、電子部品1−2には撮像可能範囲S2が、電子部品1−3には撮像可能範囲S3が、電子部品1−4には撮像可能範囲S4が、電子部品1−5には撮像可能範囲S5が、夫々個別に設定されている。
【0036】
次に、上記において説明した状態において各電子部品1の画像を撮像して吸着保持状態の認識処理を行う具体的な手順について説明すると、まず、図1に示すように、撮像カメラ4−1の上方に電子部品1−1を、撮像カメラ4−2の上方に電子部品1−2を、・・・、撮像カメラ4−5の上方に電子部品1−5を位置させて、各撮像カメラ4により各電子部品1の吸着保持状態の画像が同時的に撮像可能な状態とさせる。
【0037】
その後、各電子部品1に個別に設定されている夫々の撮像可能範囲Sの高さ方向における重複する領域である重複領域R内に、撮像カメラ4の撮像平面10が位置するように、ヘッド昇降装置6によるヘッド部3の昇降移動を行い、ヘッド部3とともに各ノズル部2を昇降させ、撮像平面10を重複領域R内に位置させる。このとき、夫々の電子部品1においては、夫々の撮像面1bと個別に対応している夫々の撮像カメラ4との距離の方向、つまり、上記夫々の撮像面1bと上記夫々の撮像カメラ4とを結ぶ最短距離に方向である高さ方向における上記夫々の撮像面1bの互いの相対位置を保ちながらのヘッド部3の昇降動作が行われる。すなわち、各ノズル部2の先端面2aは全て同じ高さ位置とされて、各電子部品1における吸着保持面1aが全て同じ高さ位置とされた状態においての上記昇降動作が行われる。その後、各撮像カメラ4により撮像平面10における各電子部品1の撮像面1bにおける画像の撮像を同時的に行い、撮像された各画像により各電子部品1の吸着保持状態の認識処理を行う。
【0038】
具体的な数値例を用いて説明すると、例えば、電子部品1−1、1−2、及び電子部品1−3の部品厚さAを1.5mm、電子部品1−4の部品厚さBを2.5mm、電子部品1−5の部品厚さCを3.0mmとする。また、図1において、同じ高さ位置に揃えられている各ノズル部2の先端面2a、つまり、各電子部品1の吸着保持面1aの高さ位置を原点として、高さ方向下向きに高さ位置座標(以降、Z軸座標とする)をとると、各電子部品1の吸着保持面1aはZ軸座標0mmに位置し、電子部品1−1、1−2、及び1−3の夫々の撮像面1bはZ軸座標1.5mmに、電子部品1−4の撮像面1bはZ軸座標2.5mmに、電子部品1−5の撮像面1bはZ軸座標3.0mmに位置する。
【0039】
また、例えば、電子部品1−1の撮像可能範囲S1を撮像面1bに対して±1.3mmとし、同様に電子部品1−2の撮像可能範囲S2を±1.3mmと、電子部品1−3の撮像可能範囲S3を±1.3mmと、電子部品1−4の撮像可能範囲S4を±0.6mmと、電子部品1−5の撮像可能範囲S5を±0.8mmとすると、夫々の電子部品1の撮像面1bと撮像可能範囲SとのZ軸座標における関係は表1に示すようになる。
【0040】
【表1】
注記:表中の数値はZ軸座標位置(mm)を示す。
【0041】
表1に示すように、夫々の撮像可能範囲Sは重複領域Rを有しており、重複領域RはZ軸座標2.2〜2.8mmとなる。従って、この重複領域R内に撮像カメラ4の撮像平面10を位置させることにより画像の撮像を行うことができ、例えば、重複領域Rの中間位置であるZ軸座標2.5mmに撮像平面10を位置させるように、ヘッド昇降装置6によるヘッド部3の昇降移動を行い、ヘッド部3とともに各ノズル部2を昇降させ、撮像平面10をZ軸座標2.5mmに位置させる。その後、撮像カメラ4により撮像平面10における各電子部品1の撮像面1bの画像の撮像を行う。
【0042】
また、ヘッド部3の各ノズル部2に吸着保持された夫々の電子部品2における撮像可能範囲Sは、全ての電子部品1について重複領域Rを常に有しているとは限らない。そのため、撮像可能範囲Sの重複領域Rを有している電子部品1を1つの電子部品グループとして、1又は複数の電子部品1のグループ化を行い、これら電子部品グループ単位にて電子部品1の画像の撮像を行う。これにより、電子部品1の画像の撮像時において、撮像カメラ4の撮像平面10を撮像可能範囲10の重複領域R内に常に位置させることができ、画像撮像における撮像エラーの発生を無くすことができる。また、それとともに、撮像カメラ4による撮像の回数を最小回数とすることができ、無駄のない効率的な電子部品の画像の撮像を行うことができる。
【0043】
ここで、上記において説明した電子部品装着装置101における電子部品1の画像の撮像動作に関する制御系統について、図5を用いて説明する。
【0044】
図5において、電子部品装着装置101における各構成部の動作を制御する制御部9は、ヘッド部3の昇降動作を制御するヘッド制御部17及び撮像カメラ4における撮像動作の制御を行う撮像カメラ制御部18を備えており、さらに、撮像が行われる各電子部品1の撮像可能範囲Sより重複領域Rを判断して重複領域R内における撮像平面10の設定位置を算出する撮像平面設定位置決定手段の一例である演算部8を備えている。また、電子部品装着装置101は、回路基板11への装着動作が施される電子部品1の種類、部品厚さ、及び撮像可能範囲S等の特性データを制御部9により読み取り可能に収納されている電子部品特性データベース15と、制御部9における演算部8による演算結果等を記憶可能なメモリ部16とを備えている。これにより、電子部品装着装置101において、各ノズル部2に吸着保持された電子部品1の撮像可能範囲Sのデータが制御部9により、電子部品特性データベース15から読み取られ、この撮像可能範囲Sのデータに基づいて演算部8にて重複領域R内における撮像平面10の設定位置が演算されて、この演算結果がメモリ部16に記憶され、この演算結果に基づき、ヘッド制御部17によりヘッド部3の動作が、撮像カメラ制御部18により撮像カメラ4の撮像動作が制御されて、電子部品1の画像が撮像される。
【0045】
次に、上記において説明した本実施形態の電子部品の画像の撮像方法の手順の一例を、図3に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図3のフローチャートにおいて説明する各ステップにおける動作及び判断は、制御部9により行われる。
【0046】
まず、図3に示すように、ステップS1において、制御部9は、複数のノズル部2により吸着保持された各電子部品1の撮像可能範囲Sのデータを電子部品特性データベース15より読み取る。その後、ステップS2において、夫々の撮像可能範囲Sの重複領域Rが判断されて、同じ重複領域Rを有する電子部品1を1つの電子部品グループとして、各電子部品1の1又は複数の電子部品グループへのグループ化を行う。
【0047】
次に、ステップS3において、ノズル部2により吸着保持された全ての電子部品1が1又は複数の電子部品グループにグループ化されたかどうかが確認され、全ての電子部品1のグループ化が確認されるまでステップS2におけるグループ化処理が行われる。
【0048】
ステップS3において、全ての電子部品1のグループ化が行われたことが確認された後、ステップS4において、はじめのグループとして1つの電子部品グループが選択される。次に、ステップS5において、演算部8において、上記選択された電子部品グループの撮像可能範囲Sの重複領域R内における撮像平面10の設定位置の一例として、重複領域Rの中間位置を算出する。
【0049】
その後、ステップS6において、上記選択された電子部品グループにおける上記中間位置に、撮像カメラ4の撮像平面10が位置するように、ヘッド昇降装置6によりヘッド部3の昇降動作を行い、各ノズル部2をヘッド部3とともに昇降動作させ、撮像平面10を上記中間位置に位置させる。
【0050】
その後、ステップS7において、撮像平面10が上記中間位置に位置された状態において、各撮像カメラ4により撮像平面10における各電子部品1の撮像面1bの画像の撮像を同時的に行う。ステップS8において、撮像の結果、撮像エラーの発生が無かった場合には、ステップS9において、全ての電子部品グループについて完了したかどうかが確認されて、上記完了の確認がされない場合には、ステップS13において上記選択された電子部品グループとは別のまだ選択されていない電子部品グループが選択されて、ステップS5からS8までの作業が繰り返して行われる。一方、ステップS9において、全ての電子部品グループについて撮像が完了したことが確認された場合、全ての電子部品1の撮像が完了する。
【0051】
また、ステップS8において、撮像の結果、撮像エラーが発生した場合においては、ステップS10において、上記撮像エラーが発生した電子部品グループ内の電子部品1の部品数量が1個又は複数個であるかどうかが判断され、部品数量が1個である場合にあっては、ステップS12において、上記撮像エラーが発生した電子部品1を撮像不良部品と判断し、この電子部品1は回路基板11に装着されることなく回収されて廃棄される。一方、部品数量が複数個である場合にあっては、ステップS11において、上記電子部品グループ内における複数の電子部品1をさらに複数のグループに分化を行う。例えば、電子部品1の部品厚さのデータ等に基づいて、上記電子部品グループ内の電子部品1における部品厚さの相加平均を算出し、相加平均の部品厚さを基準として部品厚さの大小により、2つの電子部品グループへの分化を行う。その後、上記2つの電子部品グループ夫々に対して、ステップS5からS8までの作業が繰り返して行われる。なお、この場合、ステップS1において、制御部9は、複数のノズル部2により吸着保持された各電子部品1の撮像可能範囲Sのデータとともに部品厚さのデータを電子部品特性データベース15より読み取っているものとする。
【0052】
なお、各電子部品グループにおける各電子部品1の画像の撮像時において、各画像が同時的に撮像される場合に代えて、各画像が順次撮像される場合であってもよい。
【0053】
ここで、図3の撮像方法のフローチャートにおけるステップS2からステップS3までの電子部品1のグループ分けについて、図4に示す模式説明図に基づいて説明を補足する。
【0054】
図4に示すように、ノズル部2−1に電子部品1−1、ノズル部2−2に電子部品1−2、・・・、ノズル部2−5に電子部品1−5が吸着保持されており、電子部品1−1は撮像可能範囲S1を、電子部品1−2は撮像可能範囲S2を、電子部品1−3は撮像可能範囲S3を、電子部品1−4は撮像可能範囲S4を、電子部品1−5は撮像可能範囲S5を有している。
【0055】
図3におけるステップS2において、各電子部品が有する夫々の撮像可能範囲Sに基づいて撮像可能範囲Sの重複領域Rが判断され、この重複領域Rに基づいて電子部品1のグループ化が行われる。例えば、図4において、撮像可能範囲S1、S2、及びS3が重複領域R1を有しており、また、撮像可能範囲S4及びS5が重複領域R2を有している場合には、電子部品1−1、1−2及び1−3が1つの電子部品グループG1とされ、電子部品1−4及び1−5が別の1つの電子部品グループG2とされる。
【0056】
その後、ステップS3において、全ての電子部品1についてのグループ化が完了したかどうかが確認され、ステップS4以降において、電子部品グループG1及び電子部品グループG2に属する電子部品1に対して、夫々の電子部品グループ毎に電子部品1の画像の撮像が行われる。なお、この場合、図4に示すように、電子部品グループG1に対しては、重複領域R1内における撮像平面10aの位置において各電子部品1の画像の撮像が行われ、電子部品グループG2に対しては、重複領域R2内における撮像平面10bの位置において各電子部品1の画像の撮像が行われる。
【0057】
なお、各電子部品1の撮像可能範囲Sの重複領域R内に撮像カメラ4の撮像平面10を位置させて撮像を行う場合における撮像平面10の設定位置は、上記において説明したように重複領域Rの中間位置に撮像平面10を位置させる場合に限定されるものではない。例えば、同時に撮像が行われる各電子部品1のうちの最大の部品厚さを有する電子部品1と最小の部品厚さを有する電子部品1の夫々の部品厚さの中間的な部品厚さ、例えば、上記最大の部品厚さと上記最小の部品厚さの中間値である中間部品厚さを算出し、この中間部品厚さにおける撮像面1bの位置に撮像カメラ4における撮像平面10を位置させて撮像を行う場合であってもよい。ただし、この場合、上記中間部品厚さにおける撮像面1bの位置が、重複領域R内に位置していることが条件となる。
【0058】
また、ノズル部2に吸着保持された複数の電子部品1の上記グループ化を行い、複数の電子部品グループに対して順次撮像を行う場合においては、上記夫々の電子部品グループにおける重複領域R内の撮像平面10の設定位置が高い位置にある又は低い位置のある電子部品グループより順に撮像を行っていくような場合であってもよい。このような場合にあっては、夫々の電子部品グループに対する重複領域R内の上記設定位置と撮像平面10との位置合せにおいて、ヘッド昇降装置6によるヘッド部3の昇降動作を、下降動作のみ又は上昇動作のみというように一方向のみの移動でもって行うことができるため、無駄のない効率的なヘッド部の上記昇降動作を行うことができる。
【0059】
なお、夫々の電子部品グループに対する重複領域R内の上記設定位置と撮像カメラ4の撮像平面10との位置合せを、ヘッド昇降装置6によるヘッド部3の昇降動作により行う場合に代えて、撮像カメラ4が撮像平面10を高さ方向に移動させる移動機構を備えている場合にあっては、上記移動機構により行う場合であってもよく、また、上記移動機構とヘッド昇降装置6との両者により行う場合であってもよい。上記設定位置と撮像平面10との位置合せは、上記設定位置と撮像平面10との相対的な移動により行うことができるからである。
【0060】
上記実施形態によれば、従来の電子部品の撮像方法のように、吸着保持された夫々の電子部品1の部品厚さのデータのみでもって、上記部品厚さの相加平均である平均部品厚さCに基づいて撮像を行うのではなく、上記夫々の電子部品1が個別に設定されて備える撮像可能範囲Sに基いて、撮像可能範囲Sの重複領域Rを算出し、重複領域R内に撮像カメラ4の撮像平面10を位置させて各電子部品1の画像の撮像を行うため、撮像対象となる夫々の電子部品1においては、確実に撮像平面10を夫々の撮像可能範囲S内に位置させた状態で撮像を行うことができる。これにより、画像の撮像の際における撮像エラーの発生頻度を抑えることができ、電子部品の撮像における作業効率を向上させることが可能となる。
【0061】
また、ノズル部2により吸着保持された複数の電子部品1の中において、夫々の撮像可能範囲Sのデータに基づいて、同じ重複領域Rを有する電子部品同士を1つの電子部品グループとして1又は複数の電子部品グループにグループ化を行い、上記電子部品グループ毎に電子部品1の画像の撮像を行うことにより、各電子部品グループにおいて、撮像可能範囲Sの重複領域Rに撮像平面10を確実に位置させた状態にて電子部品1の画像の撮像を行うことができるため、電子部品1の画像の撮像時において、撮像エラーの発生頻度を少なくすることができ、電子部品の撮像の作業効率の向上化を図ることが可能となる。
【0062】
また、吸着保持された各電子部品1に対しグループ分けを行い、各電子部品グループにおいて電子部品1の画像の撮像を行った結果、撮像エラーが発生した場合においては、電子部品グループ内の電子部品1の部品数量が1個又は複数個であるかどうかの判断を行い、部品数量が1個である場合にあっては、上記撮像エラーが発生した電子部品1を撮像不良部品と判断し、この電子部品1を回路基板に装着することなく回収して廃棄させ、一方、部品数量が複数個である場合にあっては、上記電子部品グループ内の各電子部品1をさらに複数の電子部品グループ(例えば、2つの電子部品グループ)にグループの分化を行い、上記分化された夫々の電子部品グループに対して、再び電子部品の画像の撮像を施すことにより、撮像カメラ4による撮像精度等に基づく画像の撮像エラーの発生頻度を少なくすることができ、電子部品の撮像の作業効率の向上化を図ることが可能となる。
【0063】
また、各電子部品1の撮像可能範囲Sの重複領域R内に撮像カメラ4の撮像平面10を位置させて撮像を行う場合における撮像平面10の設定位置を、重複領域Rの中間位置とする、又は、同時に撮像が行われる各電子部品1のうちの最大の部品厚さを有する電子部品1と最小の部品厚さを有する電子部品1の夫々の部品厚さの中間的な部品厚さ、例えば、上記最大の部品厚さと上記最小の部品厚さの中間値である中間部品厚さを算出し、この中間部品厚さにおける撮像面1bの位置とすることにより、重複領域R内における撮像平面10の上記設定位置を容易に決定することができ、電子部品の撮像の作業効率の向上化を図ることが可能となる。
【0064】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【0065】
【発明の効果】
本発明の部品撮像方法、部品撮像装置又は部品装着装置によれば、従来の部品撮像方法のように、夫々の部品の部品厚さのデータのみでもって上記夫々の部品厚さの相加平均である平均部品厚さに基づいて撮像を行うのではなく、上記夫々の部品に個別に設定されて備えられている撮像可能範囲に基づいて、夫々の上記撮像可能範囲の重複領域を算出し、上記重複領域内に撮像系(若しくは撮像装置)の撮像平面を位置させて上記各部品の画像の撮像を行うため、撮像対象となる上記夫々の部品においては、確実に上記撮像平面を上記夫々の撮像可能範囲内に位置させた状態で撮像を行うことができる。これにより、確実に上記各部品の鮮鋭な画像を得ることができるため、画像の撮像の際における撮像エラーの発生頻度を抑えることができ、部品の撮像における作業効率を向上させることが可能となる。
【0066】
また、撮像を行う上記複数の部品の中において、上記夫々の撮像可能範囲のデータに基づいて、同じ上記重複領域を有する上記部品同士を1つの部品グループとして1又は複数の部品グループにグループ化を行い、上記部品グループ毎に部品の画像の撮像を行うことにより、上記各部品グループにおいて、上記撮像可能範囲の上記重複領域に上記撮像平面を確実に位置させた状態にて最小の撮像回数にて上記部品の画像の撮像を行うことができるため、上記部品の画像の撮像時において、撮像エラーの発生頻度を少なくすることができ、部品の撮像の作業効率の向上化を図ることが可能となる。
【0067】
また、上記各部品グループにおいて上記部品の画像の撮像を行った結果、撮像エラーが発生した場合においては、上記部品グループ内の上記各部品をさらに複数の上記部品グループへの上記部品グループの分化を行い、上記分化された夫々の部品グループに対して、再び上記部品の画像の撮像を施すことにより、上記撮像系(若しくは撮像装置)による撮像精度等に基づく画像の撮像エラーの発生頻度を少なくすることができ、部品の撮像の作業効率の向上化を図ることが可能となる。
【0068】
また、上記夫々の撮像可能範囲の上記重複領域内に上記撮像平面を位置させて上記複数の部品の画像の撮像を行う場合において、上記複数の部品の画像の撮像を同時に行うことにより、上記撮像に要する時間を短縮化することができ、さらに、部品の撮像における作業効率の向上化を図ることが可能となる。
【0069】
また、上記複数の部品の上記グループ化を行い、上記複数の部品グループに対して順次撮像を行う場合においては、上記夫々の部品グループにおける上記重複領域内の上記撮像平面の設定位置が、例えば、高い位置にある又は低い位置のある上記部品グループより順次撮像を行っていくことにより、上記夫々の部品グループに対する上記重複領域内の上記設定位置と上記撮像平面との位置合せにおいて、上記部品と上記撮像系との相対位置を一方向、例えば、下方向のみ又は上方向のみの移動させることでもって行うことができるため、上記位置合せを効率的に行って上記撮像に要する時間を短縮化することができ、部品の撮像における作業効率の向上化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態にかかる電子部品の撮像方法の模式説明図である。
【図2】 上記実施形態の電子部品の撮像方法を行う撮像装置を備えた電子部品装着装置の斜視図である。
【図3】 上記実施形態の電子部品の撮像方法の手順を示すフローチャートである。
【図4】 図3のフローチャートに基づく手順を補足的に説明する模式説明図である。
【図5】 上記実施形態にかかる電子部品装着装置における制御系統を示す図である。
【図6】 従来の電子部品の撮像方法の模式説明図である。
【符号の説明】
1…電子部品、1a…吸着保持面、1b…撮像面、2…ノズル部、2a…先端面、3…ヘッド部、4…撮像カメラ、6…ヘッド昇降装置、8…演算部、9…制御部、10…撮像平面、11…回路基板、12…パーツカセット、13…ヘッド移動装置、14…ステージ、15…電子部品特性データベース、16…メモリ部、17…ヘッド制御部、18…撮像カメラ制御部、101…電子部品装着装置、A、B及びC…部品厚さ、S…撮像可能範囲、R…重複領域。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention recognizes a holding state from images of a plurality of held components, and captures an image of the holding state of the plurality of components when the plurality of components are mounted on a circuit board based on the recognition result. Component imaging methodAnd component mounting methodIt is about.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an electronic component mounting method in which a plurality of electronic components are suction-held and each electronic component is mounted on a circuit board, the above-described suction is performed by taking an image of the suction-holding state of each electronic component held by suction. A holding state recognition process is performed, and the mounting operation of each electronic component on the circuit board is performed based on the suction holding state obtained as a result. There are various known methods for capturing an image of such an electronic component, and an example of a conventional method for capturing an electronic component will be described with reference to FIG.
[0003]
FIG. 6 is a schematic explanatory view schematically showing a conventional imaging method of an electronic component. In FIG. 6, the
[0004]
In addition, the electronic component mounting apparatus includes the
[0005]
Thereby, in the electronic component mounting apparatus, the
[0006]
Further, the lower surface opposite to the suction holding surface 1 a of the
[0007]
Next, a specific procedure for capturing an image of each
[0008]
Thereafter, an arithmetic average of component thicknesses in each
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such an electronic component imaging method, the average component thickness T is calculated from the component thickness of each
[0010]
In addition, when an imaging error occurs in this way, there may be a case where the
[0011]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problem, and captures images of the held states of a plurality of held parts, performs recognition processing of each image, and based on the result of the recognition processing. When mounting the plurality of components on the circuit board, when recognizing the image of the holding state of the plurality of components, the frequency of occurrence of imaging errors of the images of the components is suppressed and the imaging of the images of the components is performed. Imaging method with improved work efficiencyAnd component mounting methodIs to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
[0013]
According to the first aspect of the present invention, an image of the imaging surface of the component is captured.meansIn the component imaging method for imaging in the imaging plane by
The relative positions of the plurality of parts relative to each other (in the plurality of parts, the imaging surface and the imagingmeansWhile maintaining the relative positions of the respective imaging planes in the direction of the distance from each othermeansAnd move relative to each other,
The imaging in the overlapping area of the respective imaging possible ranges with respect to the imaging surface of the plurality of partsmeansPosition the above imaging plane ofOne or a plurality of component groups are created by using a plurality of components having the overlapping regions in the respective imageable ranges of the plurality of components as one component group, and an image of each component for each component group Image
When an imaging error occurs in imaging of the component with respect to the component group, the component group in which the imaging error has occurred is further divided into a plurality of component groups, and the imaging is performed for each of the differentiated component groups,Provided is a component imaging method characterized by capturing images of all the components.
[0016]
Of the present inventionSecond aspectAccording to the component grouping, the number of times of capturing images of all the components is minimized.First mode to be performedThe component imaging method described in 1. is provided.
[0017]
Of the present inventionThird aspectAccording to the above parts and above imagingmeansThe relative movement is performed in one direction, and the imaging is sequentially performed for each of the plurality of component groups.1st aspect or 2nd aspectThe component imaging method described in 1. is provided.
[0019]
Of the present inventionFourth aspectAccording to the first aspectThird aspectAny one ofDescribed inA component that performs pass / fail determination of the component based on an image of the imaging surface of the component imaged by the component imaging method, and attaches only the component determined to be non-defective to an object. Provide a mounting method.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0023]
A component imaging method, a component imaging device, and a component mounting device according to an embodiment of the present invention hold a plurality of components, capture an image of each held component, and perform recognition processing for each image. Recognizing the holding state of each component, and based on the holding state obtained as a result, a component imaging method, a component imaging device, and a component mounting device in a component mounting method for mounting each component on a circuit board, FIG. 1 is a schematic explanatory view schematically illustrating an imaging method of an electronic component which is an example of the above component, and component mounting including an
[0024]
In the description of the present embodiment, in the description of the member in which the constituent part of the electronic
[0025]
First, the configuration of the electronic
[0026]
In the electronic
[0027]
Thereafter, each
[0028]
After the image is captured by the
[0029]
Next, a method for capturing an image of the
[0030]
As shown in FIG. 1, each
[0031]
In addition, when specifying each
[0032]
In addition, the electronic
[0033]
The
[0034]
In addition, the dimension between the suction holding surface 1a and the
[0035]
Furthermore, each
[0036]
Next, a specific procedure for picking up an image of each
[0037]
Thereafter, the head is moved up and down so that the
[0038]
If it demonstrates using a specific numerical example, for example, the component thickness A of the electronic components 1-1 and 1-2 and the electronic component 1-3 will be 1.5 mm, and the component thickness B of the electronic component 1-4 may be The component thickness C of the electronic component 1-5 is set to 2.5 mm. Further, in FIG. 1, the height of the tip surface 2 a of each
[0039]
Further, for example, the imageable range S1 of the electronic component 1-1 is set to ± 1.3 mm with respect to the
[0040]
[Table 1]
Note: The numerical values in the table indicate the Z-axis coordinate position (mm).
[0041]
As shown in Table 1, each imageable range S has an overlapping area R, and the overlapping area R has Z-axis coordinates of 2.2 to 2.8 mm. Accordingly, an image can be taken by positioning the
[0042]
Further, the imageable range S of each
[0043]
Here, a control system related to an image capturing operation of the
[0044]
In FIG. 5, the
[0045]
Next, an example of the procedure of the method for capturing an image of the electronic component according to the present embodiment described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Note that the operation and determination at each step described in the flowchart of FIG.
[0046]
First, as shown in FIG. 3, in step S <b> 1, the
[0047]
Next, in step S3, it is confirmed whether all the
[0048]
After confirming that all the
[0049]
Thereafter, in step S6, the
[0050]
Thereafter, in step S7, in a state where the
[0051]
If an imaging error occurs as a result of imaging in step S8, whether or not the number of
[0052]
Note that, when images of each
[0053]
Here, the grouping of the
[0054]
As shown in FIG. 4, the electronic component 1-1 is attracted and held by the nozzle portion 2-1, the electronic component 1-2 by the nozzle portion 2-2, and the electronic component 1-5 by the nozzle portion 2-5. The electronic component 1-1 has an imageable range S1, the electronic component 1-2 has an imageable range S2, the electronic component 1-3 has an imageable range S3, and the electronic component 1-4 has an imageable range S4. The electronic component 1-5 has an imageable range S5.
[0055]
In step S <b> 2 in FIG. 3, the overlapping region R of the imageable range S is determined based on the respective imageable range S of each electronic component, and the
[0056]
Thereafter, in step S3, it is confirmed whether or not grouping for all the
[0057]
Note that when the
[0058]
Further, when the above-described grouping of the plurality of
[0059]
In addition, it replaces with the case where alignment with the said setting position in the duplication area | region R with respect to each electronic component group and the
[0060]
According to the above embodiment, as in the conventional electronic component imaging method, the average component thickness that is an arithmetic average of the component thicknesses is obtained only with the component thickness data of each
[0061]
In addition, among a plurality of
[0062]
In addition, when the
[0063]
In addition, when the
[0064]
It is to be noted that, by appropriately combining arbitrary embodiments of the various embodiments described above, the effects possessed by them can be produced.
[0065]
【The invention's effect】
According to the component imaging method, the component imaging device, or the component mounting device of the present invention, as in the conventional component imaging method, only the component thickness data of each component is used as an arithmetic average of the respective component thicknesses. Rather than taking an image based on an average part thickness, calculate the overlapping area of each of the above imageable ranges based on the imageable ranges that are individually set and provided for each of the above parts, Since the imaging plane of the imaging system (or imaging device) is positioned in the overlapping region and the image of each of the components is captured, the imaging plane is reliably captured in each of the components to be imaged. Imaging can be performed in a state where it is positioned within the possible range. As a result, sharp images of the respective components can be obtained with certainty, so that it is possible to reduce the frequency of occurrence of imaging errors during imaging, and to improve work efficiency in imaging the components. .
[0066]
Further, among the plurality of parts to be imaged, the parts having the same overlapping area are grouped into one or a plurality of parts groups based on the data of the respective imageable ranges. And capturing an image of the component for each component group, so that in each component group, the imaging plane is reliably positioned in the overlapping region of the imageable range with the minimum number of imaging times. Since the image of the component can be captured, the frequency of occurrence of an imaging error can be reduced when capturing the image of the component, and the work efficiency of imaging the component can be improved. .
[0067]
Further, when an imaging error occurs as a result of taking an image of the component in each component group, the component group in the component group is further divided into a plurality of component groups. And imaging the image of the component again for each of the differentiated component groups, thereby reducing the frequency of image imaging errors based on the imaging accuracy of the imaging system (or imaging device). Therefore, it is possible to improve the work efficiency of imaging of parts.
[0068]
Further, in the case where the imaging plane is positioned within the overlapping region of the respective imaging possible ranges and the imaging of the plurality of components is performed, the imaging of the plurality of components is performed simultaneously, thereby capturing the imaging It is possible to shorten the time required for the operation, and it is possible to improve the work efficiency in imaging the parts.
[0069]
In the case where the plurality of parts are grouped and the plurality of parts groups are sequentially imaged, the set position of the imaging plane in the overlapping region in each of the part groups is, for example, By sequentially capturing images from the component group at a high position or at a low position, the component and the component in the alignment between the set position in the overlap region and the imaging plane with respect to each component group. Since the relative position with respect to the imaging system can be moved by moving in one direction, for example, only in the downward direction or only in the upward direction, the alignment is efficiently performed and the time required for the imaging is shortened. Therefore, it is possible to improve the work efficiency in imaging the parts.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view of an electronic component imaging method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of an electronic component mounting apparatus including an imaging device that performs the electronic component imaging method of the embodiment.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure of an electronic component imaging method according to the embodiment.
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram for supplementarily explaining a procedure based on the flowchart of FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram showing a control system in the electronic component mounting apparatus according to the embodiment.
FIG. 6 is a schematic explanatory diagram of a conventional imaging method for electronic components.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記複数の部品の互いの相対位置を保ちながら、上記全部品と上記撮像手段とを相対的に移動させ、
上記複数の部品の上記撮像面に対する夫々の撮像可能範囲の重複領域に上記撮像手段の上記撮像平面を位置させて、上記複数の部品のうちの上記夫々の撮像可能範囲の上記重複領域を有する複数の部品を1つの部品グループとして、1又は複数の部品グループを作成し、上記部品グループ毎に上記各部品の画像の撮像を行い、
上記部品グループに対する上記部品の撮像において撮像エラーが発生した場合に、上記撮像エラーが発生した部品グループをさらに複数の部品グループに分化して、上記分化された部品グループ毎に上記撮像を行い、上記全ての部品の画像を撮像することを特徴とする部品撮像方法。In a component imaging method of imaging an image of an imaging surface of a component on an imaging plane by an imaging means ,
While relatively maintaining the relative position of the plurality of parts, move all the parts and the imaging means relatively,
A plurality of the plurality of parts having the image pickup planes of the image pickup means positioned in an overlap region of the image pickup ranges of the plurality of parts with respect to the image pickup surface and having the overlap regions of the image pickup ranges of the parts. One part group is created as one part group, and an image of each part is taken for each part group,
When an imaging error occurs during imaging of the component with respect to the component group, the component group in which the imaging error has occurred is further divided into a plurality of component groups, and the imaging is performed for each of the differentiated component groups. A component imaging method, wherein images of all components are captured.
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