JP4361312B2

JP4361312B2 - Component recognition method and apparatus for surface mounter

Info

Publication number: JP4361312B2
Application number: JP2003116020A
Authority: JP
Inventors: 伸章田端
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2023-04-21
Also published as: JP2004327495A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動可能なヘッドユニットにより電子部品を吸着してプリント基板等の基板上に自動的に実装する表面実装機に適用されるものであって、ヘッドユニットにより吸着された電子部品を実装に先立って認識するための部品認識方法および同装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、移動可能なヘッドユニットによりＩＣ等の電子部品（以下、部品と略す）を部品供給部から取出してプリント基板上の所定位置に実装する表面実装機（以下、実装機と略す）が一般に知られている。
【０００３】
この種の実装機では、通常、不良部品の実装を防止し、また実装時の位置ずれを防止するために、部品の実装に先立って搬送途中の吸着部品を画像認識し、その認識結果に基づいて不良部品の選別や実装位置の補正が行われている。
【０００４】
部品の認識は、吸着部品の一面（主に下面）を撮像して行うのが主流であったが、近年では、リードの折れ等をより正確に検知すべく、吸着部品を複数の異なる方向から撮像し、例えば得られた画像を合成して３次元画像を形成して部品を認識することが行われている（例えば特許文献１）。この場合、吸着部品を撮像する手段としてリニアセンサ（ラインセンサ）を用い、これにより部品の搬送を中断させる（一時的に停止させる）ことなく吸着部品を画像認識することも行われている。
【０００５】
【特許文献】
特開平７−１５１５２２号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
リニアセンサを用いて部品を認識する従来の方法では、主走査方向（撮像素子の配列方向）と副走査方向の解像度が同一となるように副走査方向の移動ステップ（撮像ピッチ）が設定されるのが一般的であり、従って、高い認識精度が要求される部品を実装する場合には、通常、素子（画素）数の多いリニアセンサを用い、その素子数に応じて副操作方向の撮像ピッチを短く設定することが行われている。
【０００７】
しかし、実装機において実装される部品の大部分は比較的解像度の低いセンサであっても正確に認識できるものであり、従って、高い認識精度が要求される一部の部品のために素子数の多い高価なセンサを搭載して部品認識を行うのではスペック的にもコスト的にも無駄が多いと考えられる。また、この場合には、処理する画像データ数が一律に増大するため、認識容易な単純な形状を有する部品についても部品認識処理に時間を要することになり必ずしも合理的な方法とは言えない。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、部品認識を、安価な構成でより精度良く、かつ効率的に部品を認識できるようにすることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、主走査方向に複数の撮像素子が並ぶリニアセンサをもつ撮像手段に対し、部品吸着用のヘッドユニットに吸着された部品を前記主走査方向と直交する副走査方向に相対的に移動させることにより前記吸着部品を撮像し、その画像に基づいて部品を認識する表面実装機の部品認識方法において、前記撮像手段による副走査方向における画像の撮像ピッチとして、予め部品の種類に応じて、主走査方向における画像の解像度と副走査方向における同解像度とがほぼ等しくなる第１の撮像ピッチ及び副走査方向における画像の解像度が主走査方向における同解像度よりも高くなる第２の撮像ピッチのうち何れかの撮像ピッチを設定しておき、前記ヘッドユニットに吸着された部品の認識の際には、その吸着部品の種類に応じた撮像ピッチで部品を撮像するようにしたものである。
【００１０】
このように部品の種類に応じて副走査方向の撮像ピッチを切換えるようにすれば、例えば形状が複雑で認識が困難な部品、あるいは微細な変形等に基づいて部品不良を判別する必要がある部品については副走査方向の撮像ピッチを第２の撮像ピッチに設定しておくことによって解像度の高い副走査方向の画像データを得ることが可能となり、この画像データに基づいて部品を認識することにより精度良く部品を認識することが可能となる。一方、形状が単純で認識容易な部品については、副走査方向の撮像ピッチを第１の撮像ピッチに設定して少ない画像データ量で部品を認識することにより、部品を正確に認識しながらも画像処理等、部品の認識処理に要する時間を短縮することができる。つまり、部品の種類に応じて副走査方向の撮像ピッチを切換えることによって、比較的素子数の少ない安価なセンサを用いながらも全ての種類の部品を精度良く認識できるようになる。
【００１１】
なお、パッケージの周囲にリードをもつ所謂リード付き部品については、リードに僅かな変形があっても不良部品として扱われるものがあるため、この種のリード付き部品は無リード部品に比べて高い認識精度が要求される。従って、上記の方法においては、周囲にリードをもつリード付き部品については第２の撮像ピッチを設定する一方、リードを持たない無リード部品については第１の撮像ピッチを設定しておくのが、好ましい。
【００１２】
また、この場合、無リード部品についてはその吸着面とは反対側の面を一方向からのみ撮像し、前記リード付き部品については前記一方向を含む複数の方向から部品を撮像するのが、より好ましい。このようにリード付き部品については複数の方向から部品を撮像することにより、一方向からだけでは認識し難いリードの変形等を確実に検知できるようになる。
【００１３】
一方、本発明に係る部品認識装置は、主走査方向に複数の撮像素子が並ぶリニアセンサをもつ撮像手段と、部品吸着用のヘッドユニットに吸着された部品と撮像手段とを副走査方向に相対的に移動させる副走査方向駆動手段と、撮像手段により撮像される画像に基づいて部品を認識する部品認識手段とを備えた表面実装機の部品認識装置において、前記撮像手段による副走査方向における画像の撮像ピッチとして、部品の種類に応じて、主走査方向における画像の解像度と副走査方向における同解像度とがほぼ等しくなる第１の撮像ピッチ及び副走査方向における画像の解像度が主走査方向における同解像度よりも高くなる第２の撮像ピッチのうち何れかの撮像ピッチを設定する撮像ピッチ設定手段と、この撮像ピッチ設定手段で設定された撮像ピッチで前記ヘッドユニットに吸着された吸着部品を撮像させるべく前記撮像手段と前記副走査方向駆動手段とを駆動制御する制御手段とを備えているものである。
【００１４】
この装置によると、副走査方向駆動手段の作動によりヘッドユニットと撮像手段とが相対的に副走査方向に移動し、この移動中に吸着部品の像が撮像手段のリニアセンサにより主走査方向および副走査方向に取り込まれる。この際、撮像ピッチ設定手段により設定された当該吸着部品に対応する撮像ピッチで吸着部品の像が副走査方向に取り込まれ、その画像に基づき部品認識手段において吸着部品の認識処理が行われることとなる。従って、上述したような方法に基づく部品認識の自動化を進めることが可能となる。
【００１５】
この装置においては、前記撮像手段として、前記吸着部品をその吸着面の反対側から撮像する第１撮像手段と、前記吸着部品を境にして該部品の位置よりも副走査方向における一方側に偏った位置であって、かつ部品の吸着面又はそれとは反対の面の何れかの側から斜め方向に吸着部品を撮像する第２撮像手段とを備え、さらに部品の種類に応じて第１撮像手段のみにより部品を撮像するモードと、両撮像手段により部品を撮像するモードとに切換えるモード切換手段とを備えているのが、好ましい。
【００１６】
この構成によれば、例えば形状が複雑で認識が困難な部品、あるいは微細な変形等に基づいて部品不良を判別する必要がある部品については第１及び第２の両撮像手段を使って部品を撮像することにより、複数方向の画像に基づいて精度良く部品を認識できる。一方、形状が単純で認識が容易な部品については、第１撮像手段のみにより部品を撮像することにより、少ない画像データ量で部品を認識することが可能となり、部品を正確に認識する一方で画像処理等、部品の認識処理に要する時間を短縮することができる。従って、部品の種類に応じて合理的に部品認識を進めることが可能となる。
【００１７】
なお、より具体的な構成として、前記ヘッドユニットは、前記副走査方向に延び、かつ前記主走査方向に移動可能に設けられた支持部材に支持され、この支持部材に沿って前記副走査方向に移動可能に構成されているものであればよい。
【００１８】
この構成によると、支持部材の移動およびこの支持部材に対するヘッドユニットの移動により吸着部品が平面的に搬送されながら部品の実装が行われる。そして、部品認識時には、ヘッドユニットが支持部材に沿って移動することにより吸着部品が撮像手段に対して相対的に副走査方向に移動させられ、これにより撮像手段により各吸着部品の撮像が行われる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１及び図２は、本発明に係る部品認識装置（方法）が適用される表面実装機を概略的に示している。なお、同図中には、方向を明確にするためにＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を示している。
【００２１】
同図に示すように、実装機の基台１上には、プリント基板搬送用のコンベア２がＸ軸方向に配置され、プリント基板３がこのコンベア２上を搬送されて所定の装着作業位置で停止されるようになっている。上記コンベア２の側方には、部品供給部４が配置されている。この部品供給部４は部品供給用のフィーダーを備え、例えば多数列のテープフィーダー４ａを備えている。
【００２２】
また、上記基台１の上方には、部品装着用のヘッドユニット５が装備されている。このヘッドユニット５は、部品供給部４とプリント基板３が位置する部品装着部とにわたって移動可能とされ、当実施形態ではＸ軸方向およびＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるようになっている。
【００２３】
すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置されて、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向のガイド部材１３と、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１４とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット５が移動可能に保持され、このヘッドユニット５に設けられたナット部分（図示せず）がボールねじ軸１４に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動により上記支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動によりヘッドユニット５が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。
【００２４】
また、Ｙ軸サーボモータ９及びＸ軸サーボモータ１５には、それぞれロータリエンコーダ１０，１６が設けられており、これによって上記ヘッドユニット５の移動位置検出がなされるようになっている。
【００２５】
上記ヘッドユニット５には、部品吸着用のノズル２０ａを先端に備えた吸着ヘッド２０が設けられ、図２に示すように当実施形態ではＸ軸方向に８つの吸着ヘッド２０が並べて設けられている。各吸着ヘッド２０は、それぞれ、ヘッドユニット５のフレームに対して昇降及びノズル中心軸回りの回転が可能とされ、図外の昇降駆動機構及び回転駆動機構により作動されるようになっている。なお、上記昇降駆動機構は、例えば、各吸着ヘッド２０を同時に上下動させる全体昇降用サーボモータと、各吸着ヘッド２０を個別に一定ストロークだけ昇降させる所定数（８個）のエアシリンダとを備え、それらを併用することにより、各吸着ヘッド２０を所定の上昇位置と下降位置とにわたって昇降させるように構成されている。また、回転駆動手段は、１個の回転用サーボモータとこのサーボモータの回転を各ヘッドに伝える伝動機構とから構成されている。
【００２６】
また、部品供給部４の側方には、ヘッドユニット５の各吸着ヘッド２０に吸着された部品をプリント基板３への実装に先だって認識するための２つの撮像ユニット２１，２２が配設されている。
【００２７】
撮像ユニット２１，２２（第１撮像ユニット２１、第２撮像ユニット２２という）は、同図に示すようにＸ軸方向に間隔を隔てて配設されており、それぞれ吸着ヘッド２０に吸着された部品（吸着部品）を撮像するカメラ２３と部品撮像用の照明を提供する照明装置２４とを備えている。
【００２８】
各カメラ２３は、それぞれＹ軸方向に複数の撮像素子が並ぶリニアセンサ（ラインセンサ）を備えたカメラで、Ｘ軸方向に所定間隔を隔てて配置されており、各ラインセンサの素子の配列方向（主走査方向；Ｙ軸方向）と直交する方向（副走査方向；Ｘ軸方向）にヘッドユニット５が移動することにより、各カメラ２３により、各吸着ヘッド２０に吸着された部品の主走査方向の画像を副走査方向に順次取込むようになっている。なお、各カメラ２３のリニアセンサは素子数が同じ同一構成のセンサで、各カメラ２３はリニアセンサの対応する素子同士がＹ軸方向に並ぶように基台１上に固定されている。
【００２９】
各カメラ２３は、互いに視差が出るように配置されている。具体的に説明すると、図３に示すように、第１撮像ユニット２１のカメラ２３（第１撮像手段）は、吸着部品をその真下から撮像するようにＺ軸方向上向きに配置されており、撮像ユニット２２のカメラ２３（第２撮像手段）は、第２撮像ユニット２１のカメラ２３の撮像位置に対して斜めに、すなわち第１撮像ユニット２１のカメラ２３により撮像される吸着部品を斜め方向から撮像し得るようにＺ軸に対して４５°傾いた状態で上向きに配置されている。これにより共通の部品を各カメラ２３によりそれぞれ異なる方向から同時に撮像するようになっている。
【００３０】
上記照明装置２４は、光源としてＬＥＤランプを備えており、詳しく図示していないが、像入射用の空間を有した筒形のフレーム内に、多数のＬＥＤランプ等を備えた構成となっている。
【００３１】
図４は上記実装機の制御系をブロック図で示している。実装機は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭおよび装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成される制御装置３０を有している。
【００３２】
この制御装置３０は、その機能構成として主制御部３１、記憶部３２、照明制御部３３、カメラ制御部３４、タイミング発生部３５、画像処理部３６および軸制御部３７を含んでいる。なお、主制御部３１には、制御プログラム等の各種情報を入力するための図外の入力手段が接続されている。
【００３３】
主制御部３１は、実装機の動作を統括的に制御するもので、予め記憶されたプログラムに従ってヘッドユニット５等を作動させるべく軸制御部３７を介してサーボモータ９，１５等の駆動を制御する。また、撮像ユニット２１，２２により撮像される部品画像に基づいて吸着ヘッド２０による部品の吸着ずれ量（実装位置に関する補正値）を演算するとともに部品の良否判定等を行う。特に、撮像ユニット２１，２２による部品の撮像に際しては、部品の種類に応じて通常認識モード又は３Ｄ認識モードの何れかのモードで部品認識を実行すべく照明制御部３３およびカメラ制御部３４に向けて制御信号を出力する。ここで、通常認識モードとは、例えば実装部品が矩形のチップ部品等、単純形状の部品に対して実施される認識モードで、吸着ヘッド２０に吸着された部品を一方側の第１撮像ユニット２１のみで撮像し、その画像データに基づいて部品を認識するモードである。すなわち吸着部品をその真下（Ｚ軸方向）からのみ撮像して部品を認識するモードである。一方、３Ｄ認識モードとは、吸着ヘッド２０に吸着された部品を両撮像ユニット２１，２２により同時に撮像することにより、二方向からの画像データに基づいて部品を認識するモードで、例えば周囲にリードをもつリード付き部品等、形状の複雑な部品の認識に適用される。
【００３４】
なお、主制御部３１は、部品認識を３Ｄ認識モードで行う場合には、各カメラ２３による副走査方向の撮像ピッチを通常認識モードよりも短いピッチで行わせるべくタイミング発生部３５に撮像ピッチ切換え制御信号を出力する。
【００３５】
記憶部３２は、実装部品の種類とその種類に対応する部品認識モードとの関係、および各部品認識モードの撮像ピッチに関するデータを記憶するものである。
【００３６】
照明制御部３３およびカメラ制御部３４は、それぞれ前記撮像ユニット２１，２２の照明装置２４およびカメラ２３の駆動を制御するものである。
【００３７】
タイミング発生部３５は、画像の取り込みタイミング信号をカメラ制御部３４に出力するもので、Ｘ軸サーボモータ１５のエンコーダ１６から出力されるパルス信号を前記撮像ピッチに対応する分周比で分周し、そのタイミングで前記カメラ制御部３４にタイミング信号を出力するもので、カメラ制御部３４はこのタイミング信号に同期して副走走査方向に画像を取り込む。
【００３８】
なお、タイミング発生部３５は、通常は、上記通常認識モードに対応した所定のタイミングでカメラ制御部３４にタイミング信号を出力するが、上記のように主制御部３１から撮像ピッチ切換え制御信号が出力されると、これに応じて２倍の分周比を設定し、これにより通常認識モード時の１/２の間隔でタイミング信号を出力する。すなわち、このタイミング信号に基づいてカメラ２３が制御されることにより副走査方向の撮像ピッチが通常認識モード時の１/２に切換えられるようになっている。なお、具体的な撮像ピッチは当実施形態において限定されるものではないが、例えば当実施形態では、通常認識モード時には、主走査方向の画像データの解像度と副走査方向の画像データの解像度とが略等しくなるように撮像ピッチが設定されており（第１の撮像ピッチ）、従って、３Ｄ認識モード時には、主走査方向の画像データの解像度に対して副走査方向の画像データの解像度が２倍となるように撮像ピッチが設定されている（第２の撮像ピッチ）。
【００３９】
画像処理部３６は、撮像ユニット２１，２２の各カメラ２３から出力される画像信号に所定の処理を施すことにより部品認識に適した画像データを生成して主制御部３１に出力するものである。
【００４０】
なお、この制御装置３０の構成については、Ｘ軸サーボモータ１５及びエンコーダ１６等により本発明の副走査方向駆動手段が構成され、主制御部３１及び画像処理部３６等により本発明の部品認識手段が構成され、主制御部３１、記憶部３２により本発明の撮像ピッチ設定手段およびモード切換手段が構成され、主制御部３１、カメラ制御部３４及びタイミング発生部３５により本発明の制御手段が構成されている。
【００４１】
次に、上記制御装置３０の制御による実装動作について説明する。
【００４２】
実装動作が開始されると、まずヘッドユニット５が部品供給部４に移動し、各吸着ヘッド２０によりテープフィーダー４ａから部品を吸着する。部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット５が撮像ユニット２１、２２上に移動して各カメラ２３に対して相対的に移動する。具体的には、ヘッドユニット５が撮像ユニット２１、２２に対してＸ軸方向一方側から他方に向かって（図１では左側から右側に向かって）移動する。これによりヘッドユニット５の各吸着ヘッド２０に吸着された部品が撮像ユニット２１，２２の各カメラ２３により順次撮像される。
【００４３】
各カメラ２３により各吸着部品が撮像されると、撮像された各部品の画像データに基づいて吸着部品の認識が行われ、吸着ヘッド２０に対する部品の吸着位置ずれ、および良否判定が行われる。
【００４４】
そして、部品認識結果に基づき、吸着ずれが生じている場合には、そのずれを是正するようにヘッドユニット５が移動してプリント基板３上に部品を実装する。一方、不良部品が含まれている場合には、他の部品をプリント基板３上に実装した後、当該不良部品を廃棄すべくヘッドユニット５が所定の廃棄部品収納部（図示省略）に移動する。これにより一連の実装動作が完了することとなる。
【００４５】
ここで、上記の実装動作中に行われる部品認識のための動作制御について図５のフローチャートを用いて具体的に説明する。
【００４６】
まず、ステップＳ１において３Ｄ認識モードを実行するか否かが判断される。ここで、３Ｄ認識モードを実行しないと判断された場合には、ステップＳ６に移行され、ここで通常認識モードが実行される（ステップＳ６）。
【００４７】
通常認識モードでは、第１撮像ユニット２１のみが駆動され、上記のように撮像ユニット２１、２２の上方をヘッドユニット５が通過する間に、第１撮像ユニット２１のみによって各吸着ヘッド２０に吸着された部品が撮像され、その画像データに基づいて部品の認識が行われる（ステップＳ５）。
【００４８】
一方、３Ｄ認識モードを実行すると判断された場合には（ステップＳ１でＹＥＳ）、主制御部３１からタイミング発生部３５に撮像ピッチ切換え制御信号が出力されてタイミング信号の発信間隔が切換えられるとともに、照明装置２４による照明点灯時間が、変更後の撮像ピッチに対応した時間に変更される（ステップＳ２，Ｓ３）、そして、その後ステップＳ４に移行され、ここで３Ｄ認識モードが実行される（ステップＳ４）。
【００４９】
３Ｄ認識モードでは、第１及び第２の両撮像ユニット２１，２２が駆動され、上記のように撮像ユニット２１、２２の上方をヘッドユニット５が通過する間に、各吸着ヘッド２０に吸着された部品が通常認識モード時の１/２の撮像ピッチで両撮像ユニット２１，２２によって撮像され、各撮像ユニット２１，２２によって撮像された部品の画像データに基づいて部品の認識が行われる（ステップＳ５）。こうして部品の認識が終了すると、本フローチャートを終了する。
【００５０】
以上のようにこの実装機では、リニアセンサをもつ各カメラ２３を備えた撮像ユニット２１，２２を設け、これら撮像ユニット２１，２２に対して吸着部品を移動させながら部品を撮像するので、効率良く部品を認識することができる。
【００５１】
しかも、この実装機では、実装部品の種類に応じて吸着部品をその真下からのみ撮像して認識する通常認識モードと、吸着部品をその真下および斜め方向の２方向から撮像する３Ｄ認識モードとに切換えるようにしているため、部品の認識をその種類に応じて合理的に行うことができる。すなわち、矩形のチップ部品等、単純形状の部品については通常認識モードで部品認識を行うことにより、少ない画像データ数で部品の認識を行うことができ、その結果、部品を正確に認識しながらもの認識時間を短縮することができる。一方、周囲にリードをもつリード付き部品等については３Ｄ認識モードで部品認識を行うことにより、リードの浮き等、真下からの部品画像のみでは検出できない部品不良等を精度良く検出することができる。従って、部品認識を精度良く、かつ可及的速やかに行うことが可能となり、部品の認識処理を合理的に進めることができる。
【００５２】
特に、３Ｄ認識モード時には、副走査方向の撮像ピッチを通常認識モード時の１/２に切換えて部品を撮像するので、比較的安価な構成で精度良く部品を認識できるという利点がある。つまり、副走査方向の撮像ピッチを１/２にすることによって３Ｄ認識モードでは通常認識モード時の2倍の解像度で副走査方向に画像を取り込むことができる。そのため、カメラ２３として比較的素子数の少ないものを使用しながらも、必要に応じて撮像モードを３Ｄ認識モードに切換えて解像度の高い画像データを取得することにより、解像度の高い画像に基づいて部品を精度良く認識することが可能となる。例えばリードの浮き具合（浮き量）は、吸着部品を斜め方向に撮像した画像（第２撮像ユニットのカメラ２３により撮像した画像）において隣接するリードとの間隔として表れるため、通常認識モード時の2倍の解像度でその間隔を認識することによって異常なリードの浮きを精度良く検知することが可能となる。従って、比較的素子数の少ない安価なカメラ２３を使って全ての部品を精度良く認識することができるようになる。
【００５３】
なお、以上説明した実装機は、本発明にかかる部品認識装置（方法）が適用される実装機の一実施形態であって、部品認識装置（方法）や実装機の具体的な構成等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、以下のような態様を採用することもできる。
（１）実施形態では、タイミング発生部３５におけるタイミング信号の出力間隔を変更することにより吸着部品の撮像ピッチを変更するようにしているが、例えば、タイミング信号の出力間隔は一定で、吸着部品（ヘッドユニット５）の移動速度を変えることにより吸着部品の撮像ピッチを変更するようにしてもよい。この場合には、主制御部３１及び軸制御部３７により本発明の制御手段が構成されることとなる。
（２）実施形態では、吸着部品の撮像ピッチが二段階に切換可能に構成されているが、３段階、あるいはそれ以上の複数段階に切換可能な構成としてもよい。なお、撮像ピッチを短くすると光量が不足しがちになるため、撮像ピッチをより短く設定する場合には、予備の照明装置を搭載してこれを必要に応じて使用したり、あるいは照明装置の構成はそのままで吸着部品（ヘッドユニット５）の移動速度を調整することにより必要な照明を確保するようにすればよい。
（３）また、通常認識モードおよび３Ｄ認識モードの各モードで、それぞれ撮像ピッチを切換可能に構成してもよい。これによれば部品認識時に取得できる画像（副走査方向の解像度）の自由を高めることができるため、部品認識の精度を高める上で有効となる。
（４）撮像ユニットの数、配置、撮像角度等は、実施形態に示したものに限られるものではなく、実装部品をより精度良く認識できるように適宜設定すればよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、主走査方向に複数の撮像素子が並ぶリニアセンサをもつ撮像手段に対し、吸着部品を副走査方向に相対的に移動させることにより該吸着部品を撮像し、その画像に基づいて部品を認識する表面実装機の部品認識方法において、前記撮像手段による副走査方向における画像の撮像ピッチとして、予め部品の種類に応じて、主走査方向における画像の解像度と副走査方向における同解像度とがほぼ等しくなる第１の撮像ピッチ及び副走査方向における画像の解像度が主走査方向における同解像度よりも高くなる第２の撮像ピッチのうち何れかの撮像ピッチを設定しておき、ヘッドユニットに吸着された部品の認識の際には、その吸着部品の種類に応じた撮像ピッチで部品を撮像するようにしたので、例えば形状が複雑で認識が困難な部品、あるいは微細な変形等に基づいて不良を判別する必要がある部品については第２の撮像ピッチを設定しておくことにより、副走査方向について解像度の高い画像データを得ることが可能となり、この画像データに基づいて部品を認識することにより部品の認識精度を高めることができる。一方、形状が単純で認識が容易な部品については、第１の撮像ピッチを設定して少ない画像データ量で部品を認識することにより、正確に部品を認識しながらも画像処理等、部品の認識処理に要する時間を短縮することができる。従って、比較的素子数の少ないリニアセンサをもつ安価な撮像手段を使いながら効率的に、かつ精度良く全ての部品を認識することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る部品認識装置（方法）が適用される表面実装機の一例を示す平面図である。
【図２】上記表面実装機を示す正面図である。
【図３】第１及び第２の撮像ユニットの各カメラの配置関係を示す模式図である。
【図４】表面実装機の制御系（主に部品認識動作を司る部分）を示すブロック構成図である。
【図５】上記制御系による部品認識の動作制御を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
５ヘッドユニット
２０吸着ヘッド
２０ａノズル
２１，２２撮像ユニット
２３カメラ
２４照明装置
３０制御装置
３１主制御部
３３照明制御部
３４カメラ制御部
３５タイミング発生部
３６画像処理部
３７軸制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is applied to a surface mounter that picks up an electronic component by a movable head unit and automatically mounts the electronic component on a printed circuit board or the like, and mounts the electronic component sucked by the head unit. The present invention relates to a component recognition method and apparatus for recognizing prior to the operation.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a surface mounting machine (hereinafter abbreviated as a mounting machine) that takes out an electronic component such as an IC (hereinafter abbreviated as a part) from a component supply unit and mounts it at a predetermined position on a printed circuit board by a movable head unit is generally used. Are known.
[0003]
In this type of mounting machine, in order to prevent the mounting of defective parts and to prevent misalignment during mounting, the suction parts in the middle of conveyance are image-recognized prior to mounting the parts, and based on the recognition results. Thus, defective parts are selected and mounting positions are corrected.
[0004]
The main part of component recognition is to pick up one surface (mainly the lower surface) of the suction component. However, in recent years, the suction component can be detected from a plurality of different directions in order to detect lead breakage more accurately. For example, a part is recognized by forming a three-dimensional image by synthesizing the obtained images and combining the obtained images (for example, Patent Document 1). In this case, a linear sensor (line sensor) is used as means for imaging the suction component, and thereby, the suction component is image-recognized without interrupting (temporarily stopping) the conveyance of the component.
[0005]
[Patent Literature]
JP 7-151522 A
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional method of recognizing a component using a linear sensor, the moving step (imaging pitch) in the sub-scanning direction is set so that the resolution in the main scanning direction (imaging element arrangement direction) and the sub-scanning direction are the same. Therefore, when mounting components that require high recognition accuracy, a linear sensor with a large number of elements (pixels) is usually used, and the imaging pitch in the sub-operation direction depends on the number of elements. Is set to be short.
[0007]
However, most of the components mounted on the mounting machine can be accurately recognized even with a relatively low resolution sensor. Therefore, the number of elements for some components that require high recognition accuracy. It is thought that there is a lot of waste in terms of specifications and cost if parts are recognized by mounting many expensive sensors. In this case, since the number of image data to be processed increases uniformly, it takes time for the component recognition processing even for a component having a simple shape that can be easily recognized, which is not necessarily a rational method.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to make it possible to recognize a component more accurately and efficiently with an inexpensive configuration.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention is directed to an imaging unit having a linear sensor in which a plurality of imaging elements are arranged in the main scanning direction, and a component sucked by a component suction head unit is orthogonal to the main scanning direction. In the component recognition method of the surface mounter that images the suction component by moving it relatively in the sub-scanning direction and recognizes the component based on the image, as the imaging pitch of the image in the sub-scanning direction by the imaging means, in advance in accordance with the type of part, than the resolution in the main-resolution in the scanning direction and the resolution of the image and the resolution in the sub-scanning direction substantially equal Na Ru first imaging pitch and the image in the sub-scanning direction is the main scanning direction have set up either imaging pitch of the higher becomes the second imaging pitch at the time of recognition of component sucked to the head unit, the suction unit Imaging pitch corresponding to the type is obtained so as to image the parts.
[0010]
Thus, if the imaging pitch in the sub-scanning direction is switched according to the type of component, for example, a component whose shape is complicated and difficult to recognize, or a component that needs to determine a component defect based on minute deformation, etc. for it is possible to obtain an image data of higher resolution sub-scanning direction by the setting the imaging pitch of the sub-scanning direction in the second imaging pitch accuracy by recognizing the part based on the image data It becomes possible to recognize parts well. On the other hand, for parts that are simple in shape and easy to recognize, the image can be recognized while accurately recognizing the part by setting the imaging pitch in the sub-scanning direction to the first imaging pitch and recognizing the part with a small amount of image data. Time required for component recognition processing such as processing can be shortened. In other words, by switching the imaging pitch in the sub-scanning direction according to the type of component, all types of components can be accurately recognized while using an inexpensive sensor with a relatively small number of elements.
[0011]
In addition, some so-called leaded parts with leads around the package are treated as defective parts even if the lead is slightly deformed, so this kind of leaded part is highly recognized compared to non-leaded parts. Accuracy is required. Therefore, in the above method, the second imaging pitch is set for a leaded part having a lead around, while the first imaging pitch is set for a non-leaded part having no lead. preferable.
[0012]
Also, in this case, for the lead-free component, the surface opposite to the suction surface is imaged only from one direction, and for the leaded component, the component is imaged from a plurality of directions including the one direction. preferable. As described above, by imaging the component from a plurality of directions, it is possible to reliably detect the deformation of the lead that is difficult to recognize from only one direction.
[0013]
On the other hand, the component recognition apparatus according to the present invention relates to an imaging unit having a linear sensor in which a plurality of imaging elements are arranged in the main scanning direction, a component adsorbed by a component adsorption head unit, and the imaging unit relative to each other in the sub-scanning direction. In a component recognition apparatus for a surface mounter comprising: a sub-scanning direction driving unit that moves the image automatically; and a component recognition unit that recognizes a component based on an image captured by the imaging unit. As the imaging pitch of the first imaging pitch and the resolution of the image in the sub-scanning direction are substantially the same in the main scanning direction, the resolution of the image in the main scanning direction and the same resolution in the sub-scanning direction are the same. An imaging pitch setting means for setting any one of the second imaging pitches higher than the resolution, and the imaging pitch setting means In which and a control means for driving and controlling said sub-scanning direction driving means and before Symbol IMAGING means in order to image the adsorbed component adsorbed on the head unit in the image pitch.
[0014]
According to this apparatus, the head unit and the imaging unit move relatively in the sub-scanning direction by the operation of the sub-scanning direction driving unit, and during this movement, the image of the suction component is detected by the linear sensor of the imaging unit. Captured in the scanning direction. At this time, an image of the suction component is captured in the sub-scanning direction at the imaging pitch corresponding to the suction component set by the imaging pitch setting means, and the suction component recognition processing is performed in the component recognition means based on the image. Become. Therefore, it is possible to advance automation of component recognition based on the method as described above.
[0015]
In this apparatus, as the imaging means, the first imaging means for imaging the suction component from the opposite side of the suction surface, and the position of the component biased to one side in the sub-scanning direction with the suction component as a boundary. And a second imaging means for imaging the suction component in an oblique direction from either side of the suction surface of the component or the surface opposite thereto, and further, the first imaging means according to the type of the component It is preferable to include a mode switching unit that switches between a mode in which the component is imaged only and a mode in which the component is imaged by both imaging units.
[0016]
According to this configuration, for example, for parts that are complicated in shape and difficult to recognize, or for parts that need to be identified as part defects based on minute deformations, the parts are detected using both the first and second imaging means. By capturing an image, the component can be recognized with high accuracy based on images in a plurality of directions. On the other hand, for a component that is simple in shape and easy to recognize, it is possible to recognize the component with a small amount of image data by imaging the component only with the first imaging means, and the image can be recognized while accurately recognizing the component. Time required for component recognition processing such as processing can be shortened. Therefore, it is possible to reasonably proceed with component recognition according to the type of component.
[0017]
As a more specific configuration, the head unit is supported by a support member that extends in the sub-scanning direction and is movable in the main-scanning direction, and extends in the sub-scanning direction along the support member. Any device that is configured to be movable may be used.
[0018]
According to this configuration, the components are mounted while the suction component is transported in a plane by the movement of the support member and the movement of the head unit relative to the support member. At the time of component recognition, the suction unit is moved in the sub-scanning direction relative to the imaging unit by moving the head unit along the support member, whereby the imaging unit performs imaging of each suction component. .
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
1 and 2 schematically show a surface mounter to which a component recognition apparatus (method) according to the present invention is applied. In the figure, the X axis, the Y axis, and the Z axis are shown to clarify the direction.
[0021]
As shown in the figure, on the base 1 of the mounting machine, a printed circuit board conveying conveyor 2 is arranged in the X-axis direction, and the printed circuit board 3 is conveyed on the conveyor 2 at a predetermined mounting work position. It is supposed to be stopped. A component supply unit 4 is disposed on the side of the conveyor 2. The component supply unit 4 includes a component supply feeder, for example, a multi-row tape feeder 4a.
[0022]
A head unit 5 for mounting components is provided above the base 1. The head unit 5 is movable across the component supply unit 4 and the component mounting unit on which the printed circuit board 3 is located. In the present embodiment, the head unit 5 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction (direction orthogonal to the X-axis on the horizontal plane). It can be moved.
[0023]
That is, a fixed rail 7 in the Y-axis direction and a ball screw shaft 8 that is rotationally driven by a Y-axis servomotor 9 are disposed on the base 1, and a head unit support member 11 is disposed on the fixed rail 7. And a nut portion 12 provided on the support member 11 is screwed onto the ball screw shaft 8. The support member 11 is provided with a guide member 13 in the X-axis direction and a ball screw shaft 14 driven by an X-axis servo motor 15, and the head unit 5 is movably held by the guide member 13. A nut portion (not shown) provided on the head unit 5 is screwed onto the ball screw shaft 14. The support member 11 is moved in the Y-axis direction by the operation of the Y-axis servo motor 9, and the head unit 5 is moved in the X-axis direction with respect to the support member 11 by the operation of the X-axis servo motor 15. ing.
[0024]
The Y-axis servo motor 9 and the X-axis servo motor 15 are respectively provided with rotary encoders 10 and 16 so that the moving position of the head unit 5 can be detected.
[0025]
The head unit 5 is provided with a suction head 20 having a component suction nozzle 20a at its tip, and in this embodiment, eight suction heads 20 are provided side by side in the X-axis direction as shown in FIG. . Each suction head 20 can be moved up and down and rotated around the central axis of the nozzle with respect to the frame of the head unit 5 and is operated by a lift drive mechanism and a rotation drive mechanism (not shown). The lifting drive mechanism includes, for example, an entire lifting servo motor that moves the suction heads 20 up and down simultaneously, and a predetermined number (eight) of air cylinders that lift and lower the suction heads 20 individually by a fixed stroke. By using them in combination, each suction head 20 is configured to move up and down between a predetermined ascending position and a descending position. The rotation driving means is composed of one rotation servo motor and a transmission mechanism that transmits the rotation of the servo motor to each head.
[0026]
Further, two image pickup units 21 and 22 for recognizing components sucked by the respective suction heads 20 of the head unit 5 prior to mounting on the printed circuit board 3 are disposed on the side of the component supply unit 4. Yes.
[0027]
The imaging units 21 and 22 (referred to as the first imaging unit 21 and the second imaging unit 22) are arranged at intervals in the X-axis direction as shown in FIG. A camera 23 for imaging (sucking parts) and an illuminating device 24 for providing illumination for imaging the parts are provided.
[0028]
Each camera 23 is a camera provided with a linear sensor (line sensor) in which a plurality of imaging elements are arranged in the Y-axis direction, and is arranged at a predetermined interval in the X-axis direction. When the head unit 5 moves in a direction (sub-scanning direction; X-axis direction) orthogonal to the (main-scanning direction; Y-axis direction), the main scanning direction of the components sucked by the suction heads 20 by the cameras 23 The images are sequentially taken in the sub-scanning direction. The linear sensor of each camera 23 is a sensor having the same number of elements, and each camera 23 is fixed on the base 1 so that corresponding elements of the linear sensor are arranged in the Y-axis direction.
[0029]
The cameras 23 are arranged so that parallax appears between them. Specifically, as shown in FIG. 3, the camera 23 (first imaging means) of the first imaging unit 21 is arranged upward in the Z-axis direction so as to image the suction component from directly below, and the imaging is performed. The camera 23 (second imaging means) of the unit 22 images the suction component imaged by the camera 23 of the first imaging unit 21 obliquely with respect to the imaging position of the camera 23 of the second imaging unit 21 from the oblique direction. In order to be able to do so, it is arranged upward with a 45 ° inclination with respect to the Z axis. As a result, common parts are imaged simultaneously from different directions by the cameras 23.
[0030]
The illuminating device 24 includes an LED lamp as a light source. Although not shown in detail, the illuminating device 24 includes a large number of LED lamps and the like in a cylindrical frame having a space for image incidence. .
[0031]
FIG. 4 is a block diagram showing the control system of the mounting machine. The mounting machine is a control device 30 including a well-known CPU that executes logical operations, a ROM that stores various programs for controlling the CPU in advance, a RAM that temporarily stores various data during operation of the device, and the like. have.
[0032]
The control device 30 includes a main control unit 31, a storage unit 32, an illumination control unit 33, a camera control unit 34, a timing generation unit 35, an image processing unit 36, and an axis control unit 37 as functional configurations. The main control unit 31 is connected to an input unit (not shown) for inputting various information such as a control program.
[0033]
The main control unit 31 controls the operation of the mounting machine in an integrated manner, and controls the drive of the servo motors 9 and 15 and the like via the axis control unit 37 to operate the head unit 5 and the like according to a program stored in advance. To do. Further, based on the component images picked up by the imaging units 21 and 22, the component suction displacement amount (correction value related to the mounting position) by the suction head 20 is calculated and the component quality determination is performed. In particular, when imaging the parts by the imaging units 21 and 22, the illumination control unit 33 and the camera control unit 34 are directed to execute the component recognition in either the normal recognition mode or the 3D recognition mode depending on the type of the component. Output a control signal. Here, the normal recognition mode is a recognition mode that is performed on a simple-shaped component such as a chip component whose mounting component is a rectangle, for example, and the component picked up by the suction head 20 is used for the first imaging unit 21 on one side. In this mode, the image is picked up only, and the component is recognized based on the image data. That is, in this mode, the picked-up component is imaged only from directly below (Z-axis direction) to recognize the component. On the other hand, the 3D recognition mode is a mode for recognizing a part based on image data from two directions by simultaneously picking up the part sucked by the suction head 20 by the two imaging units 21 and 22, and for example, leading to the surroundings. It is applied to the recognition of parts with complicated shapes such as parts with leads.
[0034]
Note that, when the component recognition is performed in the 3D recognition mode, the main control unit 31 switches the imaging pitch to the timing generation unit 35 so that the imaging pitch in the sub-scanning direction by each camera 23 is shorter than the normal recognition mode. Output a control signal.
[0035]
The storage unit 32 stores data relating to the relationship between the type of mounted component and the component recognition mode corresponding to the type, and the imaging pitch of each component recognition mode.
[0036]
The illumination control unit 33 and the camera control unit 34 control the driving of the illumination device 24 and the camera 23 of the imaging units 21 and 22, respectively.
[0037]
The timing generation unit 35 outputs an image capture timing signal to the camera control unit 34, and divides the pulse signal output from the encoder 16 of the X-axis servo motor 15 by a frequency division ratio corresponding to the imaging pitch. A timing signal is output to the camera control unit 34 at that timing, and the camera control unit 34 captures an image in the secondary scanning direction in synchronization with the timing signal.
[0038]
The timing generator 35 normally outputs a timing signal to the camera controller 34 at a predetermined timing corresponding to the normal recognition mode. However, as described above, the imaging pitch switching control signal is output from the main controller 31. Then, a frequency division ratio of 2 is set according to this, thereby outputting a timing signal at an interval of 1/2 in the normal recognition mode. That is, by controlling the camera 23 based on this timing signal, the imaging pitch in the sub-scanning direction is switched to 1/2 of the normal recognition mode. Note that the specific imaging pitch is not limited in the present embodiment. For example, in the present embodiment, in the normal recognition mode, the resolution of the image data in the main scanning direction and the resolution of the image data in the sub scanning direction are different. The imaging pitch is set to be substantially equal (first imaging pitch) . Therefore, in the 3D recognition mode, the resolution of the image data in the sub-scanning direction is twice the resolution of the image data in the main scanning direction. The imaging pitch is set so as to be (second imaging pitch) .
[0039]
The image processing unit 36 performs predetermined processing on the image signals output from the cameras 23 of the imaging units 21 and 22 to generate image data suitable for component recognition and outputs the image data to the main control unit 31. .
[0040]
As for the configuration of the control device 30, the X-axis servo motor 15 and the encoder 16 constitute the sub-scanning direction driving means of the present invention, and the main control section 31, the image processing section 36 and the like constitute the component recognition means of the present invention. The image pickup pitch setting means and the mode switching means of the present invention are configured by the main control unit 31 and the storage unit 32, and the control means of the present invention is configured by the main control unit 31, the camera control unit 34, and the timing generation unit 35. Has been.
[0041]
Next, the mounting operation by the control of the control device 30 will be described.
[0042]
When the mounting operation is started, the head unit 5 first moves to the component supply unit 4, and the components are sucked from the tape feeder 4 a by the suction heads 20. When the suction of the components is completed, the head unit 5 moves on the imaging units 21 and 22 and moves relative to each camera 23. Specifically, the head unit 5 moves relative to the imaging units 21 and 22 from one side to the other in the X-axis direction (from the left side to the right side in FIG. 1). As a result, the components sucked by the suction heads 20 of the head unit 5 are sequentially imaged by the cameras 23 of the imaging units 21 and 22.
[0043]
When each suction component is imaged by each camera 23, the suction component is recognized based on the captured image data of each component, and the suction position shift of the component with respect to the suction head 20 and pass / fail determination are performed.
[0044]
Then, based on the component recognition result, if a suction deviation has occurred, the head unit 5 moves to mount the component on the printed circuit board 3 so as to correct the deviation. On the other hand, if a defective part is included, after mounting other parts on the printed circuit board 3, the head unit 5 moves to a predetermined waste part storage (not shown) to discard the defective part. . This completes a series of mounting operations.
[0045]
Here, the operation control for component recognition performed during the mounting operation will be specifically described with reference to the flowchart of FIG.
[0046]
First, in step S1, it is determined whether or not to execute the 3D recognition mode. If it is determined that the 3D recognition mode is not to be executed, the process proceeds to step S6, where the normal recognition mode is executed (step S6).
[0047]
In the normal recognition mode, only the first imaging unit 21 is driven, and while the head unit 5 passes above the imaging units 21 and 22 as described above, the first imaging unit 21 alone is attracted to each suction head 20. The captured part is imaged, and the part is recognized based on the image data (step S5).
[0048]
On the other hand, when it is determined to execute the 3D recognition mode (YES in step S1), an imaging pitch switching control signal is output from the main control unit 31 to the timing generation unit 35, and the timing signal transmission interval is switched. The illumination lighting time by the illuminating device 24 is changed to a time corresponding to the changed imaging pitch (steps S2 and S3), and then the process proceeds to step S4, where the 3D recognition mode is executed (step S4). ).
[0049]
In the 3D recognition mode, both the first and second imaging units 21 and 22 are driven, and are sucked by the suction heads 20 while the head unit 5 passes above the imaging units 21 and 22 as described above. The component is imaged by both imaging units 21 and 22 at an imaging pitch of 1/2 in the normal recognition mode, and the component is recognized based on the image data of the components imaged by each imaging unit 21 and 22 (step S5). ). When the component recognition is completed in this manner, this flowchart is ended.
[0050]
As described above, in this mounting machine, the imaging units 21 and 22 including the cameras 23 having the linear sensors are provided, and the components are imaged while moving the suction components with respect to the imaging units 21 and 22, so that it is efficient. Can recognize parts.
[0051]
In addition, in this mounting machine, there are a normal recognition mode for picking up and recognizing the picked-up component only from directly below and a 3D recognition mode for picking up the picked-up component from two directions, directly below and obliquely, depending on the type of mounted component. Since switching is performed, it is possible to rationally recognize parts according to their types. In other words, for simple shaped parts such as rectangular chip parts, parts can be recognized with a small number of image data by performing part recognition in the normal recognition mode. Recognition time can be shortened. On the other hand, by performing component recognition in the 3D recognition mode for components with leads around the periphery, it is possible to accurately detect component defects that cannot be detected only by component images from directly below, such as floating of the leads. Accordingly, the component recognition can be performed with high accuracy and as quickly as possible, and the component recognition process can be rationally advanced.
[0052]
In particular, in the 3D recognition mode, the image is picked up by switching the imaging pitch in the sub-scanning direction to 1/2 that in the normal recognition mode. That is, by setting the imaging pitch in the sub-scanning direction to ½, in the 3D recognition mode, an image can be captured in the sub-scanning direction with twice the resolution as in the normal recognition mode. For this reason, while using a camera 23 having a relatively small number of elements, the imaging mode is switched to the 3D recognition mode as necessary to obtain high-resolution image data, so that a component based on the high-resolution image can be obtained. Can be recognized with high accuracy. For example, the degree of floating of the lead (the amount of floating) appears as an interval between adjacent leads in an image obtained by imaging the suction component in an oblique direction (an image taken by the camera 23 of the second imaging unit). By recognizing the interval at double resolution, it is possible to accurately detect abnormal lead floating. Accordingly, it is possible to accurately recognize all the parts using the inexpensive camera 23 having a relatively small number of elements.
[0053]
The mounting machine described above is an embodiment of a mounting machine to which the component recognition apparatus (method) according to the present invention is applied. The specific configuration of the component recognition apparatus (method) and the mounting machine is as follows. Modifications can be made as appropriate without departing from the scope of the present invention. For example, the following aspects can also be adopted.
(1) In the embodiment, the imaging pitch of the suction component is changed by changing the output interval of the timing signal in the timing generator 35. For example, the output interval of the timing signal is constant, and the suction component ( You may make it change the imaging pitch of an adsorption | suction component by changing the moving speed of the head unit 5). In this case, the main control unit 31 and the axis control unit 37 constitute the control means of the present invention.
(2) In the embodiment, the imaging pitch of the suction component is configured to be switchable in two stages, but may be configured to be switchable in three stages or more than a plurality of stages. Note that if the imaging pitch is shortened, the amount of light tends to be insufficient. Therefore, when setting the imaging pitch shorter, a spare illumination device is installed and used as necessary, or the illumination device is configured. The necessary illumination may be ensured by adjusting the moving speed of the suction component (head unit 5) as it is.
(3) The imaging pitch may be switched in each of the normal recognition mode and the 3D recognition mode. According to this, since freedom of an image (resolution in the sub-scanning direction) that can be acquired at the time of component recognition can be increased, it is effective in improving the accuracy of component recognition.
(4) The number, arrangement, imaging angle, and the like of the imaging units are not limited to those shown in the embodiment, and may be set as appropriate so that the mounted components can be recognized with higher accuracy.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, the present invention images the suction component by relatively moving the suction component in the sub-scanning direction with respect to the imaging means having a linear sensor in which a plurality of imaging elements are arranged in the main scanning direction. In the component recognition method for a surface mounter that recognizes a component based on the image, the image resolution in the main scanning direction and the sub-scanning according to the type of the component in advance as the imaging pitch of the image in the sub-scanning direction by the imaging means set one of the imaging pitch of the second imaging pitch image resolution of the first image pickup pitch and the sub-scanning direction ing the same resolution substantially equal in the direction is higher than the resolution in the main scanning direction placed, upon recognition of the component adsorbed on the head unit. Thus imaging the component by the imaging pitch corresponding to the type of the adsorption components, for example, shapes By setting the second imaging pitch for parts that need to determine the defect based on coarse in the hard component recognition or fine deformation, to obtain resolution higher image data in the sub-scanning direction Thus, the recognition accuracy of the component can be increased by recognizing the component based on the image data. On the other hand, for parts that are simple in shape and easy to recognize, the first image pickup pitch is set and the parts are recognized with a small amount of image data. The time required for processing can be shortened. Accordingly, it is possible to recognize all components efficiently and accurately while using an inexpensive imaging means having a linear sensor with a relatively small number of elements.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an example of a surface mounter to which a component recognition apparatus (method) according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a front view showing the surface mounter.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a positional relationship between the cameras of the first and second imaging units.
FIG. 4 is a block configuration diagram showing a control system of a surface mounter (mainly a part responsible for component recognition operation).
FIG. 5 is a flowchart illustrating operation control for component recognition by the control system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Head unit 20 Adsorption head 20a Nozzle 21,22 Imaging unit 23 Camera 24 Illumination apparatus 30 Control apparatus 31 Main control part 33 Illumination control part 34 Camera control part 35 Timing generation part 36 Image processing part 37 Axis control part

Claims

主走査方向に複数の撮像素子が並ぶリニアセンサをもつ撮像手段に対し、部品吸着用のヘッドユニットに吸着された部品を前記主走査方向と直交する副走査方向に相対的に移動させることにより前記吸着部品を撮像し、その画像に基づいて部品を認識する表面実装機の部品認識方法において、
前記撮像手段による副走査方向における画像の撮像ピッチとして、予め部品の種類に応じて、主走査方向における画像の解像度と副走査方向における同解像度とがほぼ等しくなる第１の撮像ピッチ及び副走査方向における画像の解像度が主走査方向における同解像度よりも高くなる第２の撮像ピッチのうち何れかの撮像ピッチを設定しておき、前記ヘッドユニットに吸着された部品の認識の際には、その吸着部品の種類に応じた撮像ピッチで部品を撮像することを特徴とする部品認識方法。The image pickup means having a linear sensor in which a plurality of image pickup elements are arranged in the main scanning direction moves the component adsorbed by the component adsorbing head unit relatively in the sub-scanning direction perpendicular to the main scanning direction. In the component recognition method of the surface mounter that picks up the suction component and recognizes the component based on the image,
As the imaging pitch of the image in the sub-scanning direction by the imaging means, the first imaging pitch and the sub-scanning direction in which the image resolution in the main scanning direction and the same resolution in the sub-scanning direction are approximately equal to each other in advance according to the type of component. Any one of the second imaging pitches in which the resolution of the image in the main scanning direction is higher than the same resolution in the main scanning direction is set, and at the time of recognizing the component sucked in the head unit, the suction A component recognition method, wherein a component is imaged at an imaging pitch corresponding to the type of component.

請求項１に記載の部品認識方法において、
周囲にリードをもつリード付き部品については前記第２の撮像ピッチを設定する一方、リードを持たない無リード部品については前記第１の撮像ピッチを設定しておくことを特徴とする部品認識方法。The component recognition method according to claim 1,
A component recognition method, wherein the second imaging pitch is set for a leaded part having a lead around, and the first imaging pitch is set for a lead-free part having no lead.

請求項２に記載の部品認識方法において、
前記無リード部品についてはその吸着面とは反対側の面を一方向からのみ撮像し、前記リード付き部品については前記一方向を含む複数の方向から部品を撮像することを特徴とする部品認識方法。In the component recognition method according to claim 2,
The non-leaded component images the surface opposite to the suction surface only from one direction, and the leaded component images the component from a plurality of directions including the one direction. .

主走査方向に複数の撮像素子が並ぶリニアセンサをもつ撮像手段と、部品吸着用のヘッドユニットに吸着された部品と撮像手段とを副走査方向に相対的に移動させる副走査方向駆動手段と、撮像手段により撮像される画像に基づいて部品を認識する部品認識手段とを備えた表面実装機の部品認識装置において、
前記撮像手段による副走査方向における画像の撮像ピッチとして、部品の種類に応じて、主走査方向における画像の解像度と副走査方向における同解像度とがほぼ等しくなる第１の撮像ピッチ及び副走査方向における画像の解像度が主走査方向における同解像度よりも高くなる第２の撮像ピッチのうち何れかの撮像ピッチを設定する撮像ピッチ設定手段と、
この撮像ピッチ設定手段で設定された撮像ピッチで前記ヘッドユニットに吸着された吸着部品を撮像させるべく前記撮像手段と前記副走査方向駆動手段とを駆動制御する制御手段とを備えていることを特徴とする部品認識装置。An imaging unit having a linear sensor in which a plurality of imaging elements are arranged in the main scanning direction; a sub-scanning direction driving unit that relatively moves the component and the imaging unit adsorbed by the component adsorption head unit in the sub-scanning direction; In a component recognition device for a surface mounter comprising component recognition means for recognizing a component based on an image picked up by an image pickup means,
As the imaging pitch of the image in the sub-scanning direction by the imaging means, the first imaging pitch and the sub-scanning direction in which the resolution of the image in the main scanning direction and the same resolution in the sub-scanning direction are substantially equal according to the type of component. Imaging pitch setting means for setting any imaging pitch among the second imaging pitches in which the resolution of the image is higher than the same resolution in the main scanning direction;
That a control means for driving and controlling the pre-Symbol IMAGING means and the sub-scanning direction driving means so as to image the adsorbed component adsorbed on the head unit in set image pickup pitch the imaging pitch setting means A component recognition device characterized by the above.

請求項４に記載の部品認識装置において、
前記撮像手段として、前記吸着部品をその吸着面の反対側から撮像する第１撮像手段と、前記吸着部品を境にして該部品の位置よりも副走査方向における一方側に偏った位置であって、かつ部品の吸着面又はそれとは反対の面の何れかの側から斜め方向に吸着部品を撮像する第２撮像手段とを備え、さらに部品の種類に応じて第１撮像手段のみにより部品を撮像するモードと、両撮像手段により部品を撮像するモードとに切換えるモード切換手段とを備えていることを特徴とする部品認識装置。The component recognition apparatus according to claim 4,
As the imaging means, a first imaging means for imaging the suction component from the opposite side of the suction surface, and a position biased to one side in the sub-scanning direction with respect to the suction component as a boundary, And a second image pickup means for picking up the picked-up component in an oblique direction from either the pick-up surface of the component or the surface opposite to the pick-up surface, and picking up the component by only the first image pickup means according to the type of the component And a mode switching means for switching to a mode for imaging a part by both imaging means.

請求項４又は５に記載の部品認識装置において、
ヘッドユニットは、前記副走査方向に延び、かつ前記主走査方向に移動可能に設けられた支持部材に支持され、この支持部材に沿って前記副走査方向に移動可能に構成されていることを特徴とする部品認識装置。In the component recognition apparatus according to claim 4 or 5,
The head unit is supported by a support member that extends in the sub-scanning direction and is movable in the main-scanning direction, and is configured to be movable in the sub-scanning direction along the support member. A component recognition device.