JP4324442B2

JP4324442B2 - Component data generation device and electronic component mounting device

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Publication number: JP4324442B2
Application number: JP2003355781A
Authority: JP
Inventors: 豊小倉; 隆弘大橋
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2023-10-16
Also published as: CN100566538C; CN1610499A; JP2005123352A

Description

本発明は、部品データ生成装置及び電子部品実装装置、更に詳細には、不規則に配置された電極を配列した電子部品を位置決めするための部品データを生成する装置、及び該データ生成装置を備えた電子部品実装装置に関するものである。 The present invention relates to a component data generation device and an electronic component mounting device, and more specifically, includes a device that generates component data for positioning an electronic component in which irregularly arranged electrodes are arranged, and the data generation device. The present invention relates to an electronic component mounting apparatus.

従来から、部品供給装置から供給される電子部品（以下単に部品という）を吸着ノズルで吸着して回路基板の所定位置に搭載し基板を生産する電子部品実装装置が知られている。実装される各部品に関して搭載位置などの搭載に必要な部品データが予め作成されており、実装機は、その部品データに基づいて部品認識、すなわち部品の吸着姿勢（位置ずれ、角度ずれ）を認識して、部品の位置決めを行い部品を所定の基板位置に実装している。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an electronic component mounting apparatus that produces a substrate by sucking an electronic component (hereinafter simply referred to as a component) supplied from a component supply device with a suction nozzle and mounting it on a predetermined position of a circuit board. Component data required for mounting, such as mounting position, is created in advance for each component to be mounted, and the mounter recognizes the component based on the component data, that is, the component's suction posture (positional deviation, angular deviation). Then, the components are positioned and the components are mounted on a predetermined board position.

部品が、例えば、図７（Ａ）に示すように、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）部品４０である場合には、半田電極４０ａが縦横方向に等ピッチにて格子状に配置されており、実装機において部品データを作成する際には、電極数、電極直径、縦横方向の電極ピッチ間隔などの諸元を入力し、電極の配置パターン有無を設定することにより部品データを生成することができ、実装機において該データを用いて部品認識、部品搭載を行っている。また、図７（Ｂ）に示すように、電極４１ａの配列が格子配列上にない部品４１の場合には、例えば、部品４１の中心位置座標を（０、０）として各電極の中心位置座標を定義することにより部品データを生成し、実装機において該部品データを用いて部品認識、搭載を行っていた。 When the component is, for example, a BGA (ball grid array) component 40 as shown in FIG. 7A, the solder electrodes 40a are arranged in a grid at equal pitches in the vertical and horizontal directions. When creating component data, you can generate the component data by inputting specifications such as the number of electrodes, electrode diameter, and electrode pitch interval in the vertical and horizontal directions, and setting the presence or absence of the electrode arrangement pattern. The machine recognizes and mounts parts using the data. Further, as shown in FIG. 7B, in the case of the component 41 in which the arrangement of the electrodes 41a is not on the lattice arrangement, for example, the center position coordinates of each electrode is set to (0, 0) as the center position coordinates of the component 41. The component data is generated by defining the component, and the component is recognized and mounted by using the component data in the mounting machine.

また、部品データを作成するとき、入力された部品の諸元に基づいて部品の画像を寸法値とともに表示し、生成される部品データが正確なものであるかを検証できるようにすることが知られている（特許文献１）。
特開２００３−１１５７００号公報（請求項１、図３） It is also known that when creating part data, an image of the part is displayed along with the dimension value based on the entered part specifications so that the generated part data can be verified to be accurate. (Patent Document 1).
JP 2003-115700 A (Claim 1, FIG. 3)

しかしながら、図８に示されるように格子配列上にない電極４２ａの数が多い部品４２のような場合には、（図８には１００個の電極を示すが１０００個を超える電極をもつ部品も実在する）、各電極座標の位置を各々入力する場合はデータ作成に非常に時間がかかり、データ作成の効率が非常に悪いという問題点があった。 However, in the case of a component 42 having a large number of electrodes 42a that are not on the grid array as shown in FIG. 8 (FIG. 8 shows 100 electrodes, but a component having more than 1000 electrodes may be included. In reality, when the positions of the respective electrode coordinates are input, it takes a very long time to create data, and there is a problem that the efficiency of data creation is very poor.

また、電極の座標データがＣＡＤデータなどのように既知である場合はよいが、座標データすら存在しない場合は、３次元計測などを用い座標を計測してから入力するなどの必要があり、データ作成にかなりの時間を必要としていた。また、データ入力ミス、計測ミスにより正しく認識ができない場合は、データ作成を最初から実施しなければならずデータ生成における時間のロスが発生するという問題があった。 In addition, the electrode coordinate data may be known as CAD data or the like. However, if even the coordinate data does not exist, it is necessary to input the coordinates after measuring the coordinates using three-dimensional measurement. It took a considerable amount of time to create. In addition, when data cannot be correctly recognized due to a data input error or a measurement error, there is a problem in that data generation must be performed from the beginning, resulting in a loss of time in data generation.

本発明は、このような問題点を解決するもので、複雑な電極配列をもつ電子部品でも、確実にしかも正確に部品データを作成することができ、高精度の部品認識や部品の位置決めが可能な部品データ作成装置、及び該部品データ作成装置を備えた電子部品実装装置を提供することを課題とする。 The present invention solves such a problem, and even electronic parts having complicated electrode arrangements can create part data reliably and accurately, enabling high-precision part recognition and part positioning. It is an object of the present invention to provide a component data creation device and an electronic component mounting device including the component data creation device.

本発明（請求項１）は、
電極を配列した電子部品を認識するための部品データを生成する部品データ生成装置において、
電子部品を撮像する撮像手段と、
撮像された電子部品の画像上でカーソルにより少なくとも２点の位置を教示して、基準角度０°での画像に変換し、該基準角度０°での画像に対して電極の諸元を計測する領域を設定する設定手段と、
設定された領域にある電極の諸元を計測し、電極の諸元に関するデータを生成するデータ生成手段と、
生成された電極の諸元に関するデータを記憶する記憶装置と、
該電子部品の画像を処理して部品認識が可能かどうか確認する手段とを備え、
電子部品を回路基板に搭載するとき記憶装置から前記データが読み出され、読み出されたデータに基づき電子部品の認識が行われることを特徴とする。 The present invention (Claim 1)
In a component data generation device that generates component data for recognizing an electronic component in which electrodes are arranged,
Imaging means for imaging electronic components;
Teach the position of at least two points by a cursor on the image electronic components of the image, into image at the reference angle 0 °, to measure the specifications of the electrode with respect to the image at the reference angle 0 ° Setting means for setting the area;
Data generation means for measuring the specifications of the electrodes in the set area and generating data relating to the specifications of the electrodes;
A storage device for storing data relating to the specifications of the generated electrodes ;
Means for processing the image of the electronic component and confirming whether the component can be recognized,
When the electronic component is mounted on the circuit board, the data is read from the storage device, and the electronic component is recognized based on the read data.

また、本発明（請求項３）は、
電極を配列した電子部品を吸着ノズルで吸着して回路基板に実装し基板を生産する電子部品実装装置において、
基板生産開始前に電子部品を吸着ノズルで吸着して電子部品を撮像する撮像手段と、
撮像された電子部品の画像上でカーソルにより少なくとも２点の位置を教示して、基準角度０°での画像に変換し、該基準角度０°での画像に対して電極の諸元を計測する領域を設定する設定手段と、
設定された領域にある電極の諸元を計測し、電極の諸元に関するデータを生成するデータ生成装置と、
生成された電極の諸元に関するデータを記憶する記憶装置と、
該電子部品の画像を処理し部品認識が可能かどうかを確認する手段と、
基板生産時、前記生成されたデータを記憶装置から読み出し、読み出されたデータに基づいて電子部品の認識を行い電子部品の回路基板への搭載を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。 The present invention (Claim 3)
In an electronic component mounting apparatus that produces electronic circuit boards by adsorbing electronic components with electrodes arranged by suction nozzles,
Imaging means for picking up an electronic component by picking up the electronic component with a suction nozzle before the start of substrate production;
Teach the position of at least two points by a cursor on the image electronic components of the image, into image at the reference angle 0 °, to measure the specifications of the electrode with respect to the image at the reference angle 0 ° Setting means for setting the area;
A data generation device that measures the specifications of the electrodes in the set area and generates data relating to the specifications of the electrodes;
A storage device for storing data relating to the specifications of the generated electrodes;
Means for processing the image of the electronic component and confirming whether the component can be recognized;
Control means for reading the generated data from the storage device during board production, recognizing the electronic component based on the read data, and controlling the mounting of the electronic component on the circuit board;
It is provided with.

本発明によれば、電子部品を直接撮像手段で撮像し、その画像を処理して電極の座標位置や寸法などの諸元を測定し、部品認識や部品位置決めのための部品データを作成しているので、配置に規則性がない電極を多数有する部品であっても、その部品の認識に必要なデータを容易に生成することが可能となる。 According to the present invention, an electronic component is directly imaged by an imaging means, the image is processed to measure specifications such as the coordinate position and dimensions of the electrode, and component data for component recognition and component positioning is created. Therefore, even for a part having a large number of electrodes with no regular arrangement, data necessary for recognition of the part can be easily generated.

また、本発明では、実際の部品を吸着ノズルで吸着して、その吸着された部品の画像から当該部品を認識するためのデータを生成しているので、データ作成と同時に、該データに基づいて部品の認識が可能かどうかを検証することができ、データの信頼性を高めることができる。 Further, in the present invention, the actual part is sucked by the suction nozzle, and data for recognizing the part is generated from the image of the sucked part. Whether or not the component can be recognized can be verified, and the reliability of the data can be improved.

本発明は、電極配置に規則性のない部品のデータを自動的に生成することを可能とし、作業者によるデータ生成時間を大幅に削減し、また、ミスせずにデータ生成することを可能にするデータ生成装置であり、電子部品実装機に本データ生成装置を備えることにより、不規則な電極配置の部品でも容易にしかも確実に部品認識を行って部品の搭載を可能にするものである。以下に、本発明を、図面に示す実施例に従って詳細に説明する。 The present invention makes it possible to automatically generate data of parts having no regularity in electrode arrangement, greatly reducing data generation time by an operator, and enabling data generation without mistakes. By providing this data generation device in an electronic component mounting machine, even a component having an irregular electrode arrangement can be easily and reliably recognized and mounted. Hereinafter, the present invention will be described in detail according to embodiments shown in the drawings.

図１は、部品データ生成装置を備えた電子部品実装装置の概略図であり、同図に示すように、電子部品実装装置１は、中央部から少し後方で左右方向に延在する回路基板搬送路１５と、装置１の前部（図示の下側）に配設され、回路基板１０に実装される部品を供給する部品供給部１１と、装置１の前部に配設されたＸ軸移動機構１２とＹ軸移動機構１３を備えている。 FIG. 1 is a schematic diagram of an electronic component mounting apparatus provided with a component data generation apparatus. As shown in FIG. 1, the electronic component mounting apparatus 1 is configured to carry a circuit board that extends in the left-right direction slightly behind the center. A path 15, a component supply unit 11 that is disposed on the front portion (lower side in the drawing) of the device 1 and supplies components mounted on the circuit board 10, and an X-axis movement disposed on the front portion of the device 1 A mechanism 12 and a Y-axis moving mechanism 13 are provided.

Ｘ軸移動機構１２は、部品を吸着する吸着ノズル１３ａを備えた吸着ヘッド部１３をＸ軸方向に移動させ、またＹ軸移動機構１３は、Ｘ軸移動機構１２並びに吸着ヘッド部１３をＹ軸方向に移動させる。また装着ヘッド部１３は、吸着ノズル１３ａを垂直方向（Ｚ軸方向）に昇降可能に移動させるＺ軸移動機構を備え、また吸着ノズルをノズル軸（吸着軸）を中心に回転させるθ軸移動機構を備えている。また、吸着ヘッド部１３には、支持部材に取り付けるようにして、回路基板１０上に形成された基板マークを撮像する基板認識カメラ１７が搭載されている。また、部品供給部１１の側部には、吸着ノズル１３ａに吸着された部品を下方から撮像する部品認識カメラ（撮像手段）１６が配置されている。 The X-axis moving mechanism 12 moves the suction head unit 13 including the suction nozzle 13a for sucking parts in the X-axis direction, and the Y-axis moving mechanism 13 moves the X-axis moving mechanism 12 and the suction head unit 13 to the Y-axis. Move in the direction. The mounting head unit 13 includes a Z-axis moving mechanism that moves the suction nozzle 13a up and down in the vertical direction (Z-axis direction), and a θ-axis movement mechanism that rotates the suction nozzle about the nozzle axis (suction axis). It has. In addition, the suction head unit 13 is mounted with a substrate recognition camera 17 that images a substrate mark formed on the circuit substrate 10 so as to be attached to a support member. In addition, a component recognition camera (imaging unit) 16 that images the component sucked by the suction nozzle 13a from below is disposed on the side of the component supply unit 11.

図２は電子部品実装装置の制御系の構成を示している。２０は、装置全体を制御するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、並びにＲＡＭ、ＲＯＭなどからなるコントローラ（制御手段）であり、これに以下の２１〜３１の構成が接続され、それぞれを制御している。 FIG. 2 shows the configuration of the control system of the electronic component mounting apparatus. Reference numeral 20 denotes a microcomputer (CPU) that controls the entire apparatus, and a controller (control means) that includes a RAM, a ROM, and the like. The following configurations 21 to 31 are connected to the controller to control each.

Ｘ軸モータ２１は、Ｘ軸移動機構１２の駆動源で、吸着ヘッド部１３をＸ軸方向に移動させ、また、Ｙ軸モータ２２は、Ｙ軸移動機構１３の駆動源で、Ｘ軸移動機構１２をＹ軸方向に駆動し、それにより吸着ヘッド部１３はＸ軸方向とＹ軸方向に移動可能となる。 The X-axis motor 21 is a driving source for the X-axis moving mechanism 12 and moves the suction head unit 13 in the X-axis direction. The Y-axis motor 22 is a driving source for the Y-axis moving mechanism 13 and is an X-axis moving mechanism. 12 is driven in the Y-axis direction, so that the suction head unit 13 can move in the X-axis direction and the Y-axis direction.

Ｚ軸モータ２３は、吸着ノズル１３ａを昇降させるＺ軸駆動機構（不図示）の駆動源で、吸着ノズル１３ａをＺ軸方向（高さ方向）に昇降させる。また、θ軸モータ２４は、吸着ノズル１３ａのθ軸回転機構（不図示）の駆動源で、吸着ノズル１３ａをそのノズル中心軸（吸着軸）を中心にして回転させる。 The Z-axis motor 23 is a drive source for a Z-axis drive mechanism (not shown) that moves the suction nozzle 13a up and down, and moves the suction nozzle 13a up and down in the Z-axis direction (height direction). The θ-axis motor 24 is a drive source for a θ-axis rotation mechanism (not shown) of the suction nozzle 13a, and rotates the suction nozzle 13a around the nozzle center axis (suction axis).

画像認識装置２７は、吸着ノズル１３ａに吸着された部品１８の画像認識を行うもので、Ａ／Ｄ変換器２７ａ、メモリ２７ｂ及びＣＰＵ２７ｃから構成される。そして、吸着された部品１８を撮像した部品認識カメラ１６から出力されるアナログの画像信号をＡ／Ｄ変換器２７ａによりデジタル信号に変換してメモリ２７ｂに格納し、ＣＰＵ２７ｃがその画像データに基づいて吸着された部品の認識を行う。すなわち、画像認識装置２７は、部品中心と吸着角度を演算し、部品の吸着姿勢を認識する。また、画像認識装置２７は、基板認識カメラ１７で撮像された基板マークの画像を処理して基板マーク位置を演算する。 The image recognition device 27 performs image recognition of the component 18 sucked by the suction nozzle 13a, and includes an A / D converter 27a, a memory 27b, and a CPU 27c. The analog image signal output from the component recognition camera 16 that captured the picked-up component 18 is converted into a digital signal by the A / D converter 27a and stored in the memory 27b, and the CPU 27c is based on the image data. Recognize sucked parts. That is, the image recognition device 27 calculates the component center and the suction angle, and recognizes the suction posture of the component. In addition, the image recognition device 27 calculates the substrate mark position by processing the image of the substrate mark captured by the substrate recognition camera 17.

また、画像認識装置２７は、部品認識カメラ１６で撮像された部品１８の画像データを処理して、部品に配列された電極の座標値（座標位置）や電極の寸法など部品の諸元を計測し、部品搭載時に行われる部品認識のためのデータを生成するデータ生成手段の機能も有する。 Further, the image recognition device 27 processes the image data of the component 18 imaged by the component recognition camera 16 and measures the component specifications such as the coordinate values (coordinate positions) of the electrodes arranged on the component and the dimensions of the electrodes. It also has a function of data generation means for generating data for component recognition performed at the time of component mounting.

キーボード２８とマウス２９は、部品データなどのデータを入力するために用いられる。 The keyboard 28 and mouse 29 are used for inputting data such as component data.

記憶装置３０は、フラッシュメモリなどで構成され、データ生成手段で生成された部品データ、キーボード２８とマウス２９により入力された部品データ、及び不図示のホストコンピュータから供給される部品データなどを格納するのに用いられる。 The storage device 30 is configured by a flash memory or the like, and stores component data generated by the data generation unit, component data input by the keyboard 28 and the mouse 29, component data supplied from a host computer (not shown), and the like. Used for

表示装置（モニタ）３１は、部品データ、演算データ、及び部品認識カメラ１６で撮像した部品１８の画像などをその表示面３１ａに表示する。 The display device (monitor) 31 displays component data, calculation data, an image of the component 18 captured by the component recognition camera 16, and the like on the display surface 31a.

以下に、部品実装機において、複雑な電極配置（規則性のない電極配置）を有する部品のデータを生成する生成手順を、図３の流れに従って説明する。この手順は、基板生産開始前にコントローラ２０のＲＯＭ、あるいはＲＡＭに格納されたデータ生成プログラムにより順次実行される。 Hereinafter, a generation procedure for generating data of a component having a complicated electrode arrangement (electrode arrangement without regularity) in the component mounting machine will be described according to the flow of FIG. This procedure is sequentially executed by a data generation program stored in the ROM or RAM of the controller 20 before the start of board production.

電子部品実装装置１において、吸着ヘッド部１３は、コントローラ２０の制御の元に部品供給部１１へ移動し、吸着ノズル１３ａがデータを作成すべき部品１８を吸着したあと、部品認識カメラ１６へ移動し、部品１８が部品認識カメラ１６で撮像され、その画像が表示装置３１の画面３１ａに表示される。 In the electronic component mounting apparatus 1, the suction head unit 13 moves to the component supply unit 11 under the control of the controller 20, and moves to the component recognition camera 16 after the suction nozzle 13 a sucks the component 18 for which data is to be created. The component 18 is picked up by the component recognition camera 16, and the image is displayed on the screen 31 a of the display device 31.

データ生成プログラムが起動されると、表示装置３１には、パラメータ選択画面が表示されるので、ボール電極か、ランド電極かなどのパラメータを入力する（ステップＳ１）。 When the data generation program is activated, a parameter selection screen is displayed on the display device 31, and parameters such as a ball electrode or a land electrode are input (step S1).

表示装置３１の画面３１ａには、図４に示すように、部品１８の画像とクロスカーソル３１ｂ、３１ｃが表示されるので（ステップＳ２）、このクロスカーソルにより、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、部品１８の傾きが０°に整えられる少なくとも２点（電極）１８ａと１８ｂの位置を教示し、図４（Ｃ）に示すように、この２点１８ａ、１８ｂを結ぶ線３１ｄを部品の画像の傾き（吸着ノズルによる部品の吸着傾きに相当）としてティーチングする（ステップＳ３）。そして、線３１ｄが水平のカーソル線３１ｂと一致するように、θ軸モータ２４を回転させることにより吸着ノズル１３ａを回転して部品の画像を回転させる。これにより、部品１８の画像は、傾きが０°、すなわち基準角度の画像に補正され、部品が基板に搭載されるとき吸着された部品の辺が基準線（例えば基板の１辺）に対してなす角度が０°となる角度（基準角度）の画像に変換される。この基準角度となる位置を基準位置として画像データに基づいて部品データが生成される。なお、部品の画像データは、部品１８を回転させずにその画像データを回転させてもよい。 Since the image of the component 18 and the cross cursors 31b and 31c are displayed on the screen 31a of the display device 31 as shown in FIG. 4 (step S2), the cross cursors are used to display FIGS. 4A and 4B. As shown in FIG. 4, the position of at least two points (electrodes) 18a and 18b at which the inclination of the component 18 is adjusted to 0 ° is taught, and as shown in FIG. 4C, a line 31d connecting these two points 18a and 18b. Is taught as the inclination of the image of the part (corresponding to the suction inclination of the part by the suction nozzle) (step S3). Then, by rotating the θ-axis motor 24 so that the line 31d coincides with the horizontal cursor line 31b, the suction nozzle 13a is rotated to rotate the component image. As a result, the image of the component 18 is corrected to an image having an inclination of 0 °, that is, a reference angle, and the side of the component sucked when the component is mounted on the substrate is relative to the reference line (for example, one side of the substrate). The image is converted into an image having an angle (reference angle) at which the formed angle is 0 °. Component data is generated based on the image data with the position serving as the reference angle as a reference position. The image data of a part may be rotated without rotating the part 18.

部品がこのように基準角度（傾き０°）に整えられた後に、図５（Ａ）に示すようにクロスカーソルにおいて部品１８の中心位置１８’を教示する（ステップＳ４）。この場合、ウィンドウカーソルや実際の部品の移動により部品中心を設定するようにしてもよい。 After the component is thus adjusted to the reference angle (inclination 0 °), the center position 18 'of the component 18 is taught by the cross cursor as shown in FIG. 5A (step S4). In this case, the part center may be set by moving the window cursor or the actual part.

部品中心位置１８’が確定した後、測定開始命令を実行して（ステップＳ５）、ウィンドウカーソル３２を画面に表示し（ステップＳ６）、図５（Ｂ）に示すように、電極座標を計測する領域をウィンドウカーソル３２にて選択し、計測領域をティーチングし、設定する（ステップＳ７、領域設定手段）。この時、ウィンドウカーソルは複数回表示させ座標計測を必要とする電極のみが選択されるように設定してもよいし、また、計測対象外としたい部分がある場合、除外する領域を設定できるようにしてもよい。このような、処理がステップＳ６からＳ９に図示されている。 After the component center position 18 ′ is determined, a measurement start command is executed (step S5), the window cursor 32 is displayed on the screen (step S6), and the electrode coordinates are measured as shown in FIG. 5B. An area is selected by the window cursor 32, and the measurement area is taught and set (step S7, area setting means). At this time, the window cursor may be set to be displayed multiple times so that only electrodes that require coordinate measurement are selected, and if there is a part that is not to be measured, an area to be excluded can be set It may be. Such a process is illustrated in steps S6 to S9.

以上のようにして、部品の中心位置及び、電極の座標を計測する領域が設定された後に、計測開始コマンドを実行する（ステップＳ１０）。これにより、画像認識装置２７のＣＰＵ２７ｃは、メモリ２７ｂに取り込まれた部品の画像（基準角度の画像に変換されている）のうち、ウィンドウカーソル３２で設定された画像内のデータを処理して、各電極の位置座標と電極サイズを計測し、各電極の座標値と電極サイズのデータを生成する。 As described above, the measurement start command is executed after setting the center position of the component and the area for measuring the coordinates of the electrodes (step S10). Thereby, the CPU 27c of the image recognition device 27 processes the data in the image set by the window cursor 32 among the component images (converted to the reference angle image) captured in the memory 27b, and The position coordinate and electrode size of each electrode are measured, and the coordinate value and electrode size data of each electrode are generated.

以下に、電極がボール電極である部品（ＢＧＡ）であるときに、ボール電極の座標、そのボール径の計測方法を説明する。 Hereinafter, when the electrode is a component (BGA) which is a ball electrode, a method of measuring the coordinates of the ball electrode and the ball diameter will be described.

画像認識装置２７は、ウィンドウカーソル３２で設定された計測領域の画像データを、図６（Ａ）で矢印線３３で示すように、画像データの１ラインにそって画素ごとに左側から順次読み出し、その画素の濃度データが、予め設定されたしきい値より高い値が検出されると、その画素データの座標値を記録し、また該しきい値より低くなったらその画素データの座標値も記録する。一つのラインについてこのような処理が終了すると、次のラインについても同様な処理を行い、順次各ラインの各画素ごとに、その濃度データを調べる。 The image recognition device 27 sequentially reads the image data of the measurement region set by the window cursor 32 from the left side for each pixel along one line of the image data, as indicated by the arrow line 33 in FIG. When the density data of the pixel is detected to be higher than a preset threshold value, the coordinate value of the pixel data is recorded, and when the value is lower than the threshold value, the coordinate value of the pixel data is also recorded. To do. When such processing is completed for one line, the same processing is performed for the next line, and the density data is sequentially examined for each pixel of each line.

例えば、図６（Ｂ）に示したように、ライン３３ａにある画素データで、最初に濃度データがしきい値を超えるのは、ボール電極１８ｃの上端部エッジにある画素が処理されるときである。従って、最初にボール電極１８ｃのエッジが検出される。例えば、ライン３３ｂの各画素を読み出すと、ボール電極１８ｄのエッジを検出するが、このエッジの画素の座標値は、電極１８ｃのものとかなり離れているので、記録しないようにする。このような処理を各ラインの各画素ごとにその濃度データをしきい値と比較することにより、ボール電極１８ｃの円周（エッジ）に沿った各画素の座標値を求め、それを記録することができる。 For example, as shown in FIG. 6B, in the pixel data on the line 33a, the density data first exceeds the threshold when the pixel at the upper edge of the ball electrode 18c is processed. is there. Therefore, first, the edge of the ball electrode 18c is detected. For example, when each pixel on the line 33b is read, the edge of the ball electrode 18d is detected, but the coordinate value of the pixel on this edge is far away from that of the electrode 18c, so that it is not recorded. By comparing the density data for each pixel of each line with a threshold value in such a process, the coordinate value of each pixel along the circumference (edge) of the ball electrode 18c is obtained and recorded. Can do.

このように電極のエッジ位置が検出されると、各エッジの画素のうち、縦方向（Ｙ方向）に最大の座標値Ｙ２をもつ画素位置が電極の上端であり、また、最小の座標値Ｙ１をもつ画素位置が電極の下端であり、また横方向（Ｘ方向）に最大の座標値Ｘ２をもつ画素位置が電極の右端であり、最小の座標値Ｘ１をもつ画素位置が電極の左端である。従って、Ｙ１とＹ２の平均値を、電極の中心のＹ座標とし、Ｘ１とＸ２の平均値を電極の中心のＸ座標とする。また、電極の直径は、（Ｙ２―Ｙ１）あるいは（Ｘ２―Ｘ１）、あるいは（Ｙ２―Ｙ１）と（Ｘ２―Ｘ１）の平均値とする。 When the edge position of the electrode is detected in this way, the pixel position having the maximum coordinate value Y2 in the vertical direction (Y direction) is the upper end of the electrode and the minimum coordinate value Y1 among the pixels of each edge. Is the lower end of the electrode, the pixel position having the maximum coordinate value X2 in the horizontal direction (X direction) is the right end of the electrode, and the pixel position having the minimum coordinate value X1 is the left end of the electrode . Therefore, the average value of Y1 and Y2 is the Y coordinate of the center of the electrode, and the average value of X1 and X2 is the X coordinate of the center of the electrode. The diameter of the electrode is (Y2-Y1) or (X2-X1), or the average value of (Y2-Y1) and (X2-X1).

このようにして一つのボール電極の中心位置、直径が求まると、再び、最初のラインから各画素ごとにその濃度データをしきい値と比較し、電極のエッジ検出を行う。なお、この時、既に検出した電極のデータ（電極の諸元）は塗りつぶし、２度と同じ位置を検出しないようにしておくと、誤検出することがない。 When the center position and diameter of one ball electrode are obtained in this way, the edge data of the electrode is detected again by comparing the density data with the threshold value for each pixel from the first line. At this time, if the electrode data (electrode specifications) already detected is filled and the same position is not detected twice, it will not be erroneously detected.

また、電極のエッジ位置検出では、射影を用いる方法もある。まず画像に細線化処理を施すことにより、画像の電極が圧縮されて、電極の中心にほぼ一画素だけ濃度を持つ画像を作成する。細線化処理によって濃度を持った画素は、電極のおおよその中心位置を指し示しているので、その画素の位置から、元の画像において上下左右方向に画像を走査し、濃度変化から射影を作成する領域を決定する。この領域において縦横の射影を用いて電極のサイズ及び中心位置を求める。この時、予め設定した領域でエッジが検出できなかった場合、エッジを検出できるまで射影領域を拡張してもよい。 There is also a method using projection for detecting the edge position of the electrode. First, by thinning the image, the electrode of the image is compressed, and an image having a density of approximately one pixel at the center of the electrode is created. The pixel having the density by the thinning process points to the approximate center position of the electrode, so the area where the image is scanned from the pixel position in the vertical and horizontal directions in the original image, and the projection is created from the density change To decide. In this region, the size and center position of the electrode are obtained using vertical and horizontal projections. At this time, if the edge cannot be detected in the preset area, the projection area may be expanded until the edge can be detected.

以上のように、計測が全て終了すると、測定完了コマンドが出力され（ステップＳ１１）、画像認識装置２７は、計測した電極の座標値や寸法を、部品認識が可能なデータ形式に変換し、部品データとして記憶装置３０に保存する。また、部品データ生成後に、画像認識装置２７は、部品１８の画像を処理し、生成された部品データに基づいて、公知のアルゴリズムに従って部品１８の中心位置、傾きを演算し、部品認識が可能かどうかを確認する（ステップＳ１２）。この部品認識の際、中心位置及び傾きは予めティーチングした位置、及び傾き（基準角度）を検出するので、位置ずれ（部品中心と吸着中心の位置ずれ）並びに角度ずれがほぼ０となれば、生成した部品データは、正しいものであり（ステップＳ１３のＹＥＳ、ステップＳ１４）、この段階で、部品データ生成プログラムが終了する。尚、正常に画像認識ができない場合（ステップＳ１３のＮＯ）、すなわち、位置ずれあるいは角度ずれが発生する場合には、データ生成を最初から実行し認識しやすい電極を選択するなどしてデータ生成を再び実行する。 As described above, when all measurements are completed, a measurement completion command is output (step S11), and the image recognition device 27 converts the coordinate values and dimensions of the measured electrodes into a data format that allows component recognition, and The data is stored in the storage device 30. In addition, after the component data is generated, the image recognition device 27 processes the image of the component 18 and calculates the center position and inclination of the component 18 according to a known algorithm based on the generated component data. Whether or not is confirmed (step S12). At the time of component recognition, the center position and inclination are detected in advance as the teaching position and inclination (reference angle) are detected. If the position deviation (position deviation between the center of the component and the suction center) and the angle deviation are almost zero, they are generated. The part data thus obtained is correct (YES in step S13, step S14), and at this stage, the part data generation program ends. If image recognition cannot be performed normally (NO in step S13), that is, if a positional deviation or angular deviation occurs, data generation is performed by selecting an electrode that is easy to recognize by executing data generation from the beginning. Run again.

以上は、基板生産開始前の処理であったが、実際に、基板の生産を開始し、部品を回路基板に搭載する段階では、部品供給装置１１から供給される部品を吸着ノズル１３ａで吸着し、吸着ヘッド部１３を部品認識カメラ１６上部に移動させて、部品を同カメラで撮像する。撮像された部品の画像は、画像認識装置２７で画像処理され、記憶装置３０から当該部品の部品データが読み出されて、この部品データに基づいて部品中心と部品の傾きが演算され、部品の吸着姿勢が認識される。部品中心と吸着中心間に位置ずれがあり、また角度ずれが検出されると、これらの位置ずれと角度ずれがＸ軸モータ２１、Ｙ軸モータ２２、θ軸モータ２４を駆動することにより、補正され、部品が所定の回路基板位置に正しい姿勢（基準角度）で搭載される。 The above is the process before the start of board production, but in the stage where the production of the board is actually started and the parts are mounted on the circuit board, the parts supplied from the part supply device 11 are sucked by the suction nozzle 13a. The suction head unit 13 is moved to the upper part of the component recognition camera 16, and the component is imaged by the camera. The captured image of the component is subjected to image processing by the image recognition device 27, the component data of the component is read from the storage device 30, and the component center and the inclination of the component are calculated based on the component data. The suction posture is recognized. When there is a positional deviation between the component center and the suction center and an angular deviation is detected, these positional deviation and angular deviation are corrected by driving the X-axis motor 21, Y-axis motor 22, and θ-axis motor 24. Then, the component is mounted in a correct posture (reference angle) at a predetermined circuit board position.

なお、上述した実施例では、部品実装機におけるデータ生成を示したが、部品認識用のデータは、実装機で作成する以外に、部品撮像を行う撮像装置と画像入力装置及びパソコンの構成による専用のデータ生成装置で生成することもでき、この専用のデータ生成装置から作成された部品データを実装機で用いることも可能である。 In the above-described embodiment, the data generation in the component mounting machine is shown. However, the data for component recognition is dedicated to the configuration of the imaging device, the image input device, and the personal computer that captures the component in addition to the creation of the component recognition data. It is also possible to generate the data by using the data generator, and it is also possible to use the component data created from the dedicated data generator with the mounting machine.

電子部品実装装置の全体の概略構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the schematic structure of the whole electronic component mounting apparatus. 電子部品実装装置の制御系の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the control system of an electronic component mounting apparatus. 部品データの生成の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of production | generation of component data. 画像を基準角度に変換する流れを示した画面図である。It is the screen figure which showed the flow which converts an image into a reference angle. （Ａ）は部品の中心位置をティーチングする状態を示した画面図、（Ｂ）は計測領域を設定する状態を示した画面図である。(A) is the screen figure which showed the state which teaches the center position of components, (B) is the screen figure which showed the state which sets a measurement area | region. （Ａ）は画像を走査して電極を検出する状態を示した画面図、（Ｂ）はその拡大図である。(A) is the screen figure which showed the state which scans an image and detects an electrode, (B) is the enlarged view. （Ａ）は電極を規則的に配列した部品の平面図、（Ｂ）は電極を不規則に配列した部品の平面図である。(A) is a plan view of a component in which electrodes are regularly arranged, and (B) is a plan view of a component in which electrodes are irregularly arranged. 多数の電極を不規則に配列した部品の平面図である。It is a top view of the components which arranged many electrodes irregularly.

符号の説明Explanation of symbols

１３吸着ヘッド部
１３ａ吸着ノズル
１６部品認識カメラ
２０コントローラ
２７画像認識装置
３０記憶装置 13 Suction head
13a Suction nozzle 16 Component recognition camera 20 Controller 27 Image recognition device 30 Storage device

Claims

電極を配列した電子部品を認識するための部品データを生成する部品データ生成装置において、
電子部品を撮像する撮像手段と、
撮像された電子部品の画像上でカーソルにより少なくとも２点の位置を教示して、基準角度０°での画像に変換し、該基準角度０°での画像に対して電極の諸元を計測する領域を設定する設定手段と、
設定された領域にある電極の諸元を計測し、電極の諸元に関するデータを生成するデータ生成手段と、
生成された電極の諸元に関するデータを記憶する記憶装置と、
該電子部品の画像を処理して部品認識が可能かどうか確認する手段とを備え、
電子部品を回路基板に搭載するとき記憶装置から前記データが読み出され、読み出されたデータに基づき電子部品の認識が行われることを特徴とする部品データ生成装置。 In a component data generation device that generates component data for recognizing an electronic component in which electrodes are arranged,
Imaging means for imaging electronic components;
Teach the position of at least two points by a cursor on the image electronic components of the image, into image at the reference angle 0 °, to measure the specifications of the electrode with respect to the image at the reference angle 0 ° Setting means for setting the area;
Data generation means for measuring the specifications of the electrodes in the set area and generating data relating to the specifications of the electrodes;
A storage device for storing data relating to the specifications of the generated electrodes ;
Means for processing the image of the electronic component and confirming whether the component can be recognized,
A component data generation device, wherein when the electronic component is mounted on a circuit board, the data is read from a storage device, and the electronic component is recognized based on the read data.

前記電極の諸元が、電極の座標値及び／又は電極の寸法であることを特徴とする請求項１に記載の部品データ生成装置。 The component data generation apparatus according to claim 1, wherein the specification of the electrode is an electrode coordinate value and / or an electrode dimension.

電極を配列した電子部品を吸着ノズルで吸着して回路基板に実装し基板を生産する電子部品実装装置において、
基板生産開始前に電子部品を吸着ノズルで吸着して電子部品を撮像する撮像手段と、
撮像された電子部品の画像上でカーソルにより少なくとも２点の位置を教示して、基準角度０°での画像に変換し、該基準角度０°での画像に対して電極の諸元を計測する領域を設定する設定手段と、
設定された領域にある電極の諸元を計測し、電極の諸元に関するデータを生成するデータ生成装置と、
生成された電極の諸元に関するデータを記憶する記憶装置と、
該電子部品の画像を処理し部品認識が可能かどうかを確認する手段と、
基板生産時、前記生成されたデータを記憶装置から読み出し、読み出されたデータに基づいて電子部品の認識を行い電子部品の回路基板への搭載を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする電子部品実装装置。 In an electronic component mounting device that produces electronic circuit boards by adsorbing electronic components with electrodes arranged with a suction nozzle and mounting them on a circuit board,
Imaging means for picking up an electronic component by picking up the electronic component with a suction nozzle before the start of substrate production;
Teach the position of at least two points by a cursor on the image electronic components of the image, into image at the reference angle 0 °, to measure the specifications of the electrode with respect to the image at the reference angle 0 ° Setting means for setting the area;
A data generation device that measures the specifications of the electrodes in the set area and generates data relating to the specifications of the electrodes;
A storage device for storing data relating to the specifications of the generated electrodes;
Means for processing the image of the electronic component and confirming whether the component can be recognized;
Control means for reading the generated data from the storage device during board production, recognizing the electronic component based on the read data, and controlling the mounting of the electronic component on the circuit board;
An electronic component mounting apparatus comprising:

前記電極の諸元が、電極の座標値及び／又は電極の寸法であることを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装装置。 4. The electronic component mounting apparatus according to claim 3, wherein the specification of the electrode is an electrode coordinate value and / or an electrode dimension.