JP7181292B2 - Flatness acquisition system and mounter - Google Patents

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Description

本開示は、平坦度を取得する平坦度取得システムおよび実装機に関するものである。 The present disclosure relates to a flatness acquisition system and a mounter for acquiring flatness.

特許文献１には、部品本体と、部品本体の４つの側面からそれぞれ並んで伸び出した複数本ずつのリード線とを含む部品のリード線の各々の浮き上がりの有無を検出する浮き上がり検出装置が記載されている。浮き上がり検出装置は、部品保持具に保持された部品の一側面から一列に並んで伸び出した複数本のリード線にスリット光を照射するスリット光源と、スリット光が照射された複数本のリード線を撮像するカメラとを含み、撮像画像に基づいて複数本のリード線の各々の浮き上がりの有無を検出する。部品は、複数本のリード線の浮き上がりの有無が検出された後に回転させられ、別の側面から伸び出した複数本のリード線の各々の浮き上がりの有無が検出される。 Patent Literature 1 describes a lifting detection device that detects whether or not each lead wire of a component including a component body and a plurality of lead wires extending side by side from four side surfaces of the component body is lifted. It is The floating detection device includes a slit light source that irradiates a slit light on a plurality of lead wires extending in a row from one side surface of the component held by the component holder, and the plurality of lead wires irradiated with the slit light. , and detects whether or not each of the plurality of lead wires is lifted based on the captured image. The component is rotated after the presence or absence of floating of the plurality of lead wires is detected, and the presence or absence of lifting of each of the plurality of lead wires extending from another side is detected.

特開２００８－２８８３３６号Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-288336

本開示が解決しようとする課題Problems to be Solved by the Present Disclosure

本開示の課題は、平坦度取得システムの改良であり、物体の対象部の一部が撮像装置の被写界深度から外れている場合であっても、物体の対象部の平坦度を良好に取得することである。 An object of the present disclosure is to improve the flatness acquisition system so that the flatness of the target portion of the object can be obtained even if the portion of the target portion of the object is outside the depth of field of the imaging device. is to acquire.

課題を解決するための手段、作用および効果Means, actions and effects for solving problems

本開示に係る平坦度取得システムにおいては、物体を保持する物体保持具と撮像装置との間の、撮像装置の軸線と平行な方向である第１方向の相対位置が、物体の対象部の第１部分を撮像する場合と第２部分を撮像する場合とで変更させられる。例えば、物体の対象部の一部が撮像装置の被写界深度から外れている場合において、その一部を含む第１部分が撮像される場合には、第１部分が被写界深度内に位置するように物体保持具と撮像装置との第１方向の相対位置を変更させることができる。その結果、物体の対象部のうちの第１部分が撮像される場合と、第１部分を除く第２部分が撮像される場合とで、物体保持具と撮像装置との第１方向における相対位置が変更させられることになり、第１部分についても良好な撮像画像を取得することができ、対象部の平坦度を良好に取得することができる。 In the flatness acquisition system according to the present disclosure, the relative position in the first direction, which is the direction parallel to the axis of the imaging device, between the object holder that holds the object and the imaging device is the It is changed between the case of imaging one part and the case of imaging the second part. For example, when part of the target part of the object is out of the depth of field of the imaging device, and the first part including the part is captured, the first part is within the depth of field. A relative position in the first direction between the object holder and the imaging device can be changed so as to be positioned. As a result, the relative positions of the object holder and the imaging device in the first direction are determined when the first portion of the target portion of the object is imaged and when the second portion excluding the first portion is imaged. is changed, a good captured image can be obtained for the first portion as well, and a good flatness of the target portion can be obtained.

本実施形態に係る実装機の斜視図である。1 is a perspective view of a mounting machine according to this embodiment; FIG. 上記実装機の部品装着装置を示す図である。It is a figure which shows the components mounting apparatus of the said mounter. 上記実装機の撮像ユニットの正面図である。It is a front view of the imaging unit of the said mounter. 上記撮像ユニットの平面図である。It is a top view of the said imaging unit. 上記実装機の制御装置の周辺を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the periphery of the control apparatus of the said mounter. 上記制御装置の記憶部に記憶された平坦度取得プログラムを表すフローチャートである。4 is a flow chart showing a flatness acquisition program stored in a storage unit of the control device; 上記プログラムの一部を表すフローチャートである。It is a flow chart showing a part of said program. 上記撮像ユニットによって部品の部分Ｂ１が撮像される状態を示す図である。It is a figure which shows the state in which part B1 of components is imaged by the said imaging unit. 上記部品の部分Ｂ２が撮像される状態を示す図である。It is a figure which shows the state which part B2 of the said component is imaged. 上記部品に設定された複数の部分を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally several parts set to the said components. 上記撮像ユニットによって部品の部分Ｂ１が撮像される状態を示す図である。It is a figure which shows the state in which part B1 of components is imaged by the said imaging unit. 上記部品の部分Ｂ２が撮像される状態を示す図である。It is a figure which shows the state which part B2 of the said component is imaged. (13A)(13B)上記部品を概念的に示す図である。(13A) and (13B) are diagrams conceptually showing the components.

開示を実施するための形態Form for Carrying Out the Disclosure

以下、本開示の一実施形態である実装機について、図面に基づいて詳細に説明する。本実装機には、平坦度取得システムが含まれる。 A mounter that is an embodiment of the present disclosure will be described in detail below with reference to the drawings. The mounter includes a flatness acquisition system.

実装機４は、図１に示すように、電子部品(以下、部品と略称する)を回路基板Ｓ（以後、基板Ｓと略称する）に装着するものであり、本体１０，基板搬送支持装置１２，部品供給装置１４，部品装着装置１６，撮像ユニット１８等を含む。
基板搬送支持装置１２は、基板Ｓを搬送して保持するものである。図１において、ｘは基板搬送支持装置１２による基板Ｓの搬送方向であり、ｙは基板Ｓの幅方向であり、ｚは基板Ｓの厚み方向である。ｙは実装機４の前後方向、ｚは上下方向であり、これら、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は互いに直交する。As shown in FIG. 1, the mounter 4 mounts electronic components (hereinafter abbreviated as components) on a circuit board S (hereinafter abbreviated as the board S). , a component supply device 14, a component mounting device 16, an imaging unit 18, and the like.
The substrate transport support device 12 transports and holds the substrate S. As shown in FIG. In FIG. 1, x is the transport direction of the substrate S by the substrate transport support device 12, y is the width direction of the substrate S, and z is the thickness direction of the substrate S. As shown in FIG. y is the front-back direction of the mounter 4, z is the up-down direction, and these x-, y-, and z-directions are orthogonal to each other.

部品供給装置１４は、基板Ｓに装着される部品を、部品装着装置１６に受け渡し可能な状態で供給するものである。本実施例において、部品供給装置１４は、トレイ２０を備えたトレイ型供給装置、図示しないテープフィーダを備えたテープフィーダ型供給装置およびばら部品供給装置２１のうちの１つ以上を含む。
部品供給装置１４によって供給される部品には、図１３Ａに示すように、部品本体２６と、部品本体２６に形成された電極部としての複数のはんだボール２８とを含む部品３０であるＢＧＡ(Ball Grid Arraｙ)、図１３Ｂに示すように、部品本体３２と、その部品本体３２の側面から延び出し、Ｊ字状に曲げられた電極部としての複数のリード線３４を含むリード部品３６であるＳＯＪ（Small Out Line J Lead）等が含まれる。The component supply device 14 supplies components to be mounted on the board S in a state that they can be delivered to the component mounting device 16 . In this embodiment, the component feeder 14 includes one or more of a tray type feeder having a tray 20 , a tape feeder type feeder having a tape feeder (not shown), and a bulk component feeder 21 .
As shown in FIG. 13A, the components supplied by the component supply device 14 include a BGA (Ball) component 30 including a component body 26 and a plurality of solder balls 28 as electrode portions formed on the component body 26 . Grid Array), as shown in FIG. 13B, an SOJ that is a lead component 36 that includes a component body 32 and a plurality of lead wires 34 that extend from the side surface of the component body 32 and are bent in a J-shape. (Small Out Line J Lead), etc.

部品装着装置１６は、部品供給装置１４によって供給された部品をピックアップして保持して、基板搬送支持装置１２によって搬送されて支持された基板Ｓに装着するものである。部品装着装置１６は、図２に示すように、２つのヘッド４０，４１、２つのヘッド４０，４１を移動させるヘッド移動装置４２等を含む。ヘッド移動装置４２は、２つのヘッド４０，４１を、同時にｘ方向に移動させるｘ方向移動装置５０およびｙ方向に移動させるｙ方向移動装置５２、個別にｚ方向に移動させるｚ方向移動装置５３，５４等を含む。ｙ方向移動装置５２は、ｙスライダ５５、リニアモータであるｙモータ５６等を含む。ｘ方向移動装置５０は、ｙスライダ５５に設けられ、ｘスライダ６０、駆動源たるｘモータ６２、ｘモータ６２の回転を直線移動に変換してｘスライダ６０に伝達する運動変換機構６４等を含む。ｚ方向移動装置５３，５４は、ｘスライダ６０に設けられ、それぞれ、ｚスライダ６８，６９、駆動源たるｚモータ７０，７１、ｚモータ７０，７１の回転を直線運動に変換してｚスライダ６８，６９に伝達する図示しない運動変換機構等を含む。 The component mounting device 16 picks up and holds the components supplied by the component supply device 14 and mounts them on the board S transported and supported by the board transport support device 12 . The component mounting device 16 includes, as shown in FIG. 2, two heads 40 and 41, a head moving device 42 for moving the two heads 40 and 41, and the like. The head moving device 42 includes an x-direction moving device 50 that simultaneously moves the two heads 40 and 41 in the x-direction, a y-direction moving device 52 that moves them in the y-direction, and a z-direction moving device 53 that individually moves them in the z-direction. 54, etc. The y-direction moving device 52 includes a y-slider 55, a y-motor 56 which is a linear motor, and the like. The x-direction moving device 50 is provided on the y-slider 55 and includes an x-slider 60, an x-motor 62 as a drive source, a motion conversion mechanism 64 that converts the rotation of the x-motor 62 into linear movement and transmits the linear movement to the x-slider 60, and the like. . The z-direction moving devices 53 and 54 are provided on the x-slider 60, respectively, z-sliders 68 and 69, z-motors 70 and 71 as driving sources, and z-movements 70 and 71 by converting the rotations of the z-motors 70 and 71 into linear motion to move the z-slider 68. , 69 and a motion conversion mechanism (not shown).

２つのヘッド４０，４１のうちのヘッド４０は、部品保持具８０を１つ有する。部品保持具８０は、例えば、負圧により部品を吸着して保持する吸着ノズルとしたり、一対の爪部により部品を保持するチャックとしたりすること等ができる。 The head 40 of the two heads 40 and 41 has one component holder 80 . The component holder 80 can be, for example, a suction nozzle that sucks and holds the component by negative pressure, or a chuck that holds the component with a pair of claws.

撮像ユニット１８は、上方に位置する部品保持具８０によって保持された部品の三次元形状を取得するものであり、図３，４に示すように、２つのプロジェクタ９０，９１と、撮像装置としてのカメラ９２と、コンピュータを主体とし、プロジェクタ９０，９１、カメラ９２を制御するとともに、物体の対象部の三次元形状を取得する三次元形状取得部９４とを含む。
カメラ９２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device），ＣＭＯＳ(Complementarｙ Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を有する撮像装置である。カメラ９２は、軸線Ｌｚがｚ方向に延びた姿勢で設けられ、プロジェクタ９０，９１は、軸線Ｌｚの回りに９０°隔たった位置に設けられる。プロジェクタ９０，９１は、それぞれ、一方向に正弦波的に強度が変化する平面状に広がるパターンを、ｚ方向に対しても、ｘ方向、ｙ方向に対しても傾いた向きに照射する。また、カメラ９２によって画像を撮像可能な領域である撮像領域Ｒｃは、プロジェクタ９０，９１によってパターンが照射される領域である照射領域Ｒｐに含まれる。The imaging unit 18 acquires the three-dimensional shape of the component held by the component holder 80 located above, and as shown in FIGS. It includes a camera 92 and a three-dimensional shape obtaining section 94 which is mainly composed of a computer and controls the projectors 90 and 91 and the camera 92 and obtains the three-dimensional shape of the target portion of the object.
The camera 92 is an imaging device having an imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). The camera 92 is provided in a posture with the axis Lz extending in the z direction, and the projectors 90 and 91 are provided at positions separated by 90° around the axis Lz. Each of the projectors 90 and 91 irradiates a planar pattern whose intensity varies sinusoidally in one direction in a direction tilted with respect to the z direction, the x direction, and the y direction. An imaging region Rc, which is a region where an image can be captured by the camera 92, is included in the irradiation region Rp, which is a region where patterns are irradiated by the projectors 90 and 91. FIG.

撮像ユニット１８において、プロジェクタ９０，９１によってパターンが照射された部品の部分がカメラ９２によって撮像され、三次元形状取得部９４によって、取得された撮像画像に基づいて、撮像領域Ｒｃの内側に位置する部品の部分（一部）の三次元形状が位相シフト法により取得される。 In the image pickup unit 18, the portion of the component irradiated with the pattern by the projectors 90 and 91 is imaged by the camera 92, and is positioned inside the image pickup region Rc based on the image pickup image acquired by the three-dimensional shape acquisition unit 94. A three-dimensional shape of a part (part) of the part is obtained by a phase shift method.

プロジェクタ９０，９１によって、それぞれ、一方向に正弦波的に強度が変化するパターンが、位相をずらして複数回照射される。また、パターンが照射される毎に、カメラ９２によって撮像領域Ｒｃ内の画像である撮像画像が取得される。三次元形状取得部９４において、撮像画像の各々において、撮像画像を構成する画素の各々における輝度が取得され、複数の撮像画像における同一の画素における輝度の値に基づいて、その画素における位相が取得される。そして、位相が同じ画素を連結することにより等位相線が得られる。一方、その位相の光（パターンを構成する１ライン）の照射角度、カメラ９２の撮像素子上の画素の位置、撮像ユニット１８の光学的または幾何学的パラメータ(プロジェクタ９０，９１の光学中心座標、カメラ９２の光学中心座標、焦点距離)等に基づいて、カメラ９２の撮像素子とその等位相線で連結された画素の各々に対応する部品上の点との間の距離が取得される。そして、これら部品上の複数の点とカメラ９２の撮像素子との間の距離に基づいて、部品の対象部の三次元形状が取得される。 Projectors 90 and 91 irradiate a plurality of times with phase-shifted patterns in which the intensity varies sinusoidally in one direction. Also, every time the pattern is irradiated, a captured image, which is an image within the imaging region Rc, is acquired by the camera 92 . In each captured image, the three-dimensional shape acquisition unit 94 acquires the brightness of each pixel constituting the captured image, and acquires the phase of the pixel based on the brightness value of the same pixel in the plurality of captured images. be done. Then, isophase lines are obtained by connecting pixels having the same phase. On the other hand, the irradiation angle of the light of that phase (one line constituting the pattern), the position of the pixel on the imaging element of the camera 92, the optical or geometric parameters of the imaging unit 18 (the optical center coordinates of the projectors 90 and 91, Based on the optical center coordinates of the camera 92, the focal length, etc., the distance between the imaging device of the camera 92 and the points on the part corresponding to the pixels connected by the equiphase lines is obtained. Based on the distances between these points on the part and the imaging element of the camera 92, the three-dimensional shape of the target part of the part is obtained.

なお、三次元形状の取得方法、プロジェクタ９０，９１によって照射されるパターンは、限定されない。例えば、位相シフト法に限らず広くパターン投影法により三次元形状が取得されるようにしたり、ステレオ画像法、等高線法等により三次元形状が取得されるようにしたりすること等ができる。また、本実施例においては、予め定められた二次元的(平面的)に広がる設定領域内に位置する部品の三次元的形状が取得されればよい。例えば、ステレオ画像法による場合には、プロジェクタは不要であり、複数のカメラによる撮像画像に基づいて、撮像領域Ｒｃ内に位置する部品の三次元形状が取得される。 The method of acquiring the three-dimensional shape and the pattern irradiated by the projectors 90 and 91 are not limited. For example, it is possible to acquire a three-dimensional shape not only by the phase shift method, but also by a wide range of pattern projection methods, or acquire a three-dimensional shape by a stereo image method, a contour method, or the like. In addition, in the present embodiment, the three-dimensional shape of a component located within a predetermined two-dimensional (planar) set area may be acquired. For example, in the case of the stereo imaging method, a projector is not required, and the three-dimensional shape of the part positioned within the imaging region Rc is obtained based on images captured by a plurality of cameras.

制御装置１００は、コンピュータを主体とするものであり、図５に示すように、実行部１１０、記憶部１１２、入出力部１１４等を含み、入出力部１１４には、撮像ユニット１８の三次元形状取得部９４が接続されるとともに、駆動回路１２０を介して基板搬送支持装置１２、部品供給装置１４、部品装着装置１６等が接続される。 The control device 100 is mainly composed of a computer, and as shown in FIG. The shape obtaining unit 94 is connected, and the board transfer support device 12, the component supply device 14, the component mounting device 16, and the like are connected via the drive circuit 120. FIG.

以上のように構成された実装機４における作動について説明する。
実装機４おいて、部品保持具８０が撮像ユニット１８の上方に移動させられ、部品保持具８０に保持された部品の対象部の三次元形状が撮像ユニット１８によって取得される。部品の対象部とは、部品の部品保持具８０に対向する面とは反対側の部分、換言すると、部品の基板Ｓに装着される側の部分をいう。The operation of the mounting machine 4 configured as above will be described.
In the mounting machine 4 , the component holder 80 is moved above the imaging unit 18 , and the three-dimensional shape of the target portion of the component held by the component holder 80 is acquired by the imaging unit 18 . The target portion of the component refers to the portion of the component opposite to the surface facing the component holder 80 , in other words, the portion of the component on the substrate S side.

例えば、製造上の欠陥、搬送中のトラブルにより、はんだボール２８の一部が欠けていたり、リード線３４が曲がっていたりする場合がある。このように、はんだボール２８の一部が欠けた部品３０やリード線３４が曲がった部品３６が基板Ｓに装着された場合には、部品３０，３６への通電不良が生じる等の問題が生じる。そこで、本実施例においては、部品３０，３６の対象部の平坦度が取得され、部品３０，３６についてのチェックが行われる。 For example, due to a manufacturing defect or trouble during transportation, a part of the solder ball 28 may be missing or the lead wire 34 may be bent. Thus, when a component 30 with a part of the solder ball 28 missing or a component 36 with a bent lead wire 34 is mounted on the board S, problems such as failure of the current flow to the components 30 and 36 occur. . Therefore, in this embodiment, the flatness of the target portions of the parts 30 and 36 is obtained, and the parts 30 and 36 are checked.

本実施例において、例えば、図１３Ａに示す部品３０においては、複数のはんだボール２８等を含む部分が対象部Ｔａとされ、対象部Ｔａの三次元形状に基づいて、複数のはんだボール２８の先端（点）の集合によって形成される仮想平面Ｐａの平坦度が取得される。また、図１３Ｂに示す部品３６においては、複数のリード線３４の部品本体３２の下方に位置する部分等を含む部分が対象部Ｔｂとされ、対象部Ｔｂの三次元形状に基づいて、リード線３４の部品本体３２の下方に位置する部分の下側面上の予め定められた点の集合によって形成される仮想平面Ｐｂの平坦度が取得される。 In this embodiment, for example, in a component 30 shown in FIG. 13A, a portion including a plurality of solder balls 28 is set as the target portion Ta, and based on the three-dimensional shape of the target portion Ta, the tips of the plurality of solder balls 28 are A flatness of a virtual plane Pa formed by a set of (points) is obtained. Further, in the component 36 shown in FIG. 13B , a portion including portions of the plurality of lead wires 34 located below the component body 32 is set as the target portion Tb, and based on the three-dimensional shape of the target portion Tb, the lead wires The flatness of a virtual plane Pb formed by a set of predetermined points on the lower surface of the lower portion of the component body 32 of 34 is obtained.

しかし、部品保持具８０によって保持された部品（例えば、部品３０が保持されている場合について説明する）の対象部Ｔａが撮像ユニット１８の撮像領域Ｒｃより広い場合には、図８に示すように、部品３０の対象部Ｔａ全体を含む撮像画像を取得することができない。
それに対して、本実施例においては、図８，９に示すように、部品保持具８０がｘ方向移動装置５０とｙ方向移動装置５２とにより水平方向に移動させられる。それによって、部品３０の対象部Ｔａの撮像領域Ｒｃ内に位置する部分が移動させられ、撮像領域Ｒｃ内に位置する部分が変更される。撮像領域Ｒｃ内に位置する部分は変更される毎に、それぞれ、カメラ９２によって撮像されて、三次元形状が取得される。例えば、図１０に示すように、予め、部品３０の対象部Ｔａに複数の部分Ｂ１～Ｂ９が設定され、撮像の順番等が決定される。部品保持具８０は、部分Ｂ１～Ｂ９が、それぞれ、順番に撮像領域Ｒｃ内に位置するように、ｘ方向移動装置５０とｙ方向移動装置５２とにより移動させられる。なお、部分Ｂ１～Ｂ９は、互いに重複部分Ｂｓを有する。また、図１０は、部品３０を対象部Ｔａから見た状態を示す図であり、黒矢印は、撮像領域Ｒｃ内に位置する部分Ｂ１～Ｂ９の移動方向を示す。However, when the target portion Ta of the component held by the component holder 80 (for example, the case where the component 30 is held will be described) is wider than the imaging region Rc of the imaging unit 18, as shown in FIG. , a captured image including the entire target portion Ta of the component 30 cannot be obtained.
In contrast, in this embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the component holder 80 is horizontally moved by the x-direction moving device 50 and the y-direction moving device 52 . As a result, the portion of the target portion Ta of the component 30 located within the imaging region Rc is moved, and the portion located within the imaging region Rc is changed. Each time the portion located within the imaging region Rc is changed, it is imaged by the camera 92 to acquire the three-dimensional shape. For example, as shown in FIG. 10, a plurality of portions B1 to B9 are set in advance in the target portion Ta of the component 30, and the order of imaging and the like are determined. The component holder 80 is moved by the x-direction moving device 50 and the y-direction moving device 52 so that the parts B1 to B9 are positioned in the imaging region Rc in order. Note that the portions B1 to B9 each have an overlapping portion Bs. Also, FIG. 10 is a diagram showing the state of the component 30 viewed from the target portion Ta, and the black arrows indicate the moving directions of the portions B1 to B9 positioned within the imaging region Rc.

一方、部品装着装置１６の製造上、組み付け時の誤差、撮像ユニット１８の製造上、取付け時の誤差、部品保持具８０の部品３０の保持位置のずれ、部品３０の製造上の誤差等に起因して、図１１，１２に示すように、部品保持具８０に保持された部品３０の対象部Ｔａがカメラ９２の軸線Ｌｚと直交する方向（水平方向に伸びている場合が多い）に対して傾いている場合がある。この場合において、図１２の破線が示すように、部品保持具８０が水平方向に移動させられることにより、撮像領域Ｒｃ内に位置する部分が部分Ｂ１から部分Ｂ２に変更された場合には、部分Ｂ２の一部Ｂｘがカメラ９２の被写界深度Ｃから外れる。被写界深度Ｃとは、カメラ９２において焦点を合わせた被写体の前後で撮像画像として鮮明な画像が得られる範囲をいい、カメラ９２の特性によって決まる。被写界深度Ｃから外れた一部Ｂｘについては撮像画像が不鮮明となり、三次元形状を正確に取得することが困難である。 On the other hand, it is caused by manufacturing and assembling errors of the component mounting device 16, manufacturing and mounting errors of the imaging unit 18, misalignment of the holding position of the component 30 in the component holder 80, manufacturing error of the component 30, and the like. Then, as shown in FIGS. 11 and 12, the target portion Ta of the component 30 held by the component holder 80 is perpendicular to the axis Lz of the camera 92 (in many cases, extends horizontally). It may be tilted. In this case, as indicated by the dashed line in FIG. 12, when the portion positioned within the imaging region Rc is changed from the portion B1 to the portion B2 by moving the component holder 80 in the horizontal direction, the portion A portion Bx of B2 is outside the depth of field C of the camera 92 . The depth of field C is a range in which a clear image can be obtained as a captured image in front of and behind an object focused on by the camera 92 , and is determined by the characteristics of the camera 92 . The picked-up image becomes unclear for a part Bx outside the depth of field C, and it is difficult to accurately acquire the three-dimensional shape.

そこで、本実施例においては、部品３０の対象部Ｔａの部分Ｂ１の三次元形状が取得される際に取得された２点Ｑ１，Ｑ２の各々のカメラ９２の撮像素子からの高さｈ１，ｈ２、２点Ｑ１，Ｑ２間の水平方向の距離ｗとに基づいて、部分Ｂ１の傾きｋ１を取得する。
ｋ１＝（ｈ２－ｈ１）／ｗ
この場合において、図１０に示すように、２点Ｑ１，Ｑ２は、矢印Ｆ１が示す方向、すなわち、部品保持具８０とカメラ９２との相対移動の方向に隔たった２点とされ、２点Ｑ１，Ｑ２の間の距離ｗは、矢印Ｆ１と平行な方向の距離とされ、傾きｋは、部分Ｂ１の、矢印Ｆ１と平行な方向の傾きとされる。Therefore, in this embodiment, the heights h1 and h2 of the two points Q1 and Q2 obtained when the three-dimensional shape of the portion B1 of the target portion Ta of the part 30 is obtained from the imaging element of the camera 92 are , and the horizontal distance w between the two points Q1 and Q2, the slope k1 of the portion B1 is obtained.
k1=(h2-h1)/w
In this case, as shown in FIG. 10, the two points Q1 and Q2 are two points separated in the direction indicated by the arrow F1, that is, the direction of relative movement between the component holder 80 and the camera 92. , Q2 is the distance in the direction parallel to the arrow F1, and the slope k is the slope of the portion B1 in the direction parallel to the arrow F1.

また、(a)傾きｋ１と、(b)２点Ｑ１，Ｑ２のうち部分Ｂ２に近い方の点Ｑ２の高さｈ２と、(c)点Ｑ２と部分Ｂ２の部分Ｂ１から遠い側の端部Ｅ２との間の距離ｘ１とに基づいて、撮像領域Ｒｃ内に部分Ｂ２が位置するように部品保持具８０が水平方向に移動させられた場合の、部分Ｂ２の端部Ｅ２の高さｈ２*を取得する。
ｈ２*＝ｈ２＋ｋ１×ｘ１
そして、部分Ｂ２の端部Ｅ２の高さｈ２*がカメラ９２の被写界深度Ｃ内にある場合、換言すると、図１２の高さｈｃ１と高さｈｃ２との間にある場合（ｈｃ１＜ｈ２*＜ｈｃ２）には、部分Ｂ２全体は被写界深度Ｃ内に位置する可能性が高いと判定される。この場合には、部品保持具８０が昇降させられることなく水平方向に移動させられ、部分Ｂ２が撮像領域Ｒｃ内に位置させられる。それに対して、部分Ｂ２の端部Ｅ２の高さｈ２*が被写体深度Ｃから外れる場合（ｈ２*＞ｈｃ２、ｈ２*＜ｈｃ１）には、部分Ｂ２の少なくとも一部が被写界深度から外れる可能性が高いと判定される。この場合には、図１２に示すように、部分Ｂ２全体が被写界深度Ｃ内に位置するように部品保持具８０が水平方向に移動させられつつ昇降させられる。その後、部分Ｂ２の三次元形状が取得される。In addition, (a) the slope k1, (b) the height h2 of the point Q2 closer to the portion B2 among the two points Q1 and Q2, and (c) the end of the point Q2 and the portion B2 farther from the portion B1 height h2* of the end E2 of the portion B2 when the component holder 80 is horizontally moved so that the portion B2 is positioned within the imaging region Rc based on the distance x1 between the portion B2 and the distance x1 to get
h2*=h2+k1×x1
Then, when the height h2* of the end E2 of the portion B2 is within the depth of field C of the camera 92, in other words, when it is between the height hc1 and the height hc2 in FIG. 12 (hc1<h2 *<hc2), it is determined that the entire portion B2 is likely to lie within the depth of field C. In this case, the component holder 80 is horizontally moved without being moved up and down, and the portion B2 is positioned within the imaging region Rc. On the other hand, when the height h2* of the end E2 of the portion B2 is out of the depth of field C (h2*>hc2, h2*<hc1), at least part of the portion B2 can be out of the depth of field. judged to be of high quality. In this case, as shown in FIG. 12, the component holder 80 is horizontally moved and lifted so that the entire portion B2 is positioned within the depth of field C. As shown in FIG. After that, the three-dimensional shape of the portion B2 is obtained.

また、例えば、部品保持具８０の水平方向の移動により、撮像領域Ｒｃ内に位置する部分が図１０に示す部分Ｂ３から部分Ｂ４に変更される場合には、部分Ｂ３において、矢印Ｆ４が示す方向に隔たった２つの点Ｑ５，Ｑ６の各々の高さｈ５，ｈ６と、点Ｑ５，Ｑ６との間の矢印Ｆ４と平行な方向の距離ｗ３とに基づいて矢印Ｆ４方向の傾きｋ３が取得される。また、傾きｋ３と、点Ｑ６と部分Ｂ４の部分Ｂ３から遠い側の端部Ｅ４との間の矢印Ｆ４と平行な方向の距離ｘ３とに基づいて、端部Ｅ４の高さｈ４*が取得され、被写界深度内Ｃに位置するか否かが判定される。判定結果により、部品保持具８０が水平方向に移動させられたり、水平方向および上下方向に移動させられたりするのである。 Further, for example, when the portion located within the imaging region Rc is changed from the portion B3 shown in FIG. The inclination k3 in the direction of the arrow F4 is obtained based on the heights h5 and h6 of the two points Q5 and Q6 that are separated from each other and the distance w3 in the direction parallel to the arrow F4 between the points Q5 and Q6. . Also, the height h4* of the end E4 is obtained based on the inclination k3 and the distance x3 in the direction parallel to the arrow F4 between the point Q6 and the end E4 of the portion B4 farther from the portion B3. , within the depth of field C. Depending on the determination result, the component holder 80 is moved horizontally or moved horizontally and vertically.

このようにして、部分Ｂ１～Ｂ９の各々について、それぞれ、三次元形状が取得されるが、それぞれ取得された三次元形状が合体させられて、対象部全体の三次元形状が取得される。 In this way, a three-dimensional shape is obtained for each of the portions B1 to B9, and the obtained three-dimensional shapes are combined to obtain the three-dimensional shape of the entire target portion.

例えば、複数の部分毎に取得された三次元形状を、部品保持具８０の昇降量ΔＨに基づいて合体させることができる。例えば、部分Ｂ２が撮像される場合に部品保持具８０がΔＨ昇降させられた場合には、部分Ｂ１について取得された三次元形状と、部分Ｂ２について取得された三次元形状を昇降量ΔＨシフトさせた三次元形状とを合体させるのである。 For example, three-dimensional shapes acquired for each of a plurality of portions can be united based on the elevation amount ΔH of the component holder 80 . For example, when the part holder 80 is moved up and down by ΔH when the part B2 is imaged, the three-dimensional shape acquired for the part B1 and the three-dimensional shape acquired for the part B2 are shifted by an amount of movement ΔH. It combines the three-dimensional shape and

また、部分Ｂ１のうちの重複部分Ｂｓ１の三次元形状と、部分Ｂ２のうちの重複部分Ｂｓ１の三次元形状とが一致するように、部分Ｂ１について取得された三次元形状と部分Ｂ２について取得された三次元形状とを合体させることもできる。例えば、重複部分Ｂｓ１に含まれる１つ以上の点の高さが部分Ｂ１を含む撮像画像に基づいて取得される（ｈｄ１）とともに、部分Ｂ２を含む撮像画像に基づいて取得され（ｈｄ２）、それら高さｈｄ１，ｈｄ２が一致するように、部分Ｂ２において取得された三次元形状をシフトさせるのである。これら高さｈｄ１，ｈｄ２の間には、式（ｈｄ１＝ｈｄ２＋ΔＨ）の関係が成立するはずであるが、それ以外の誤差を含むことがある。そのため、これら重複部分の高さｈｄ１，ｈｄ２の差に基づいて、シフトさせる値を補正することにより、より正確に対象部Ｔａの三次元形状を取得することができる。 Further, the three-dimensional shape acquired for the portion B1 and the three-dimensional shape acquired for the portion B2 are arranged so that the three-dimensional shape of the overlapping portion Bs1 of the portion B1 and the three-dimensional shape of the overlapping portion Bs1 of the portion B2 match. It is also possible to combine three-dimensional shapes. For example, the heights of one or more points included in the overlapping portion Bs1 are obtained based on the captured image including the portion B1 (hd1), and obtained based on the captured image including the portion B2 (hd2). The three-dimensional shape obtained in the portion B2 is shifted so that the heights hd1 and hd2 are the same. The relationship of the formula (hd1=hd2+ΔH) should be established between these heights hd1 and hd2, but other errors may be included. Therefore, by correcting the shift value based on the difference between the heights hd1 and hd2 of these overlapped portions, the three-dimensional shape of the target portion Ta can be acquired more accurately.

その場合の平坦度取得プログラムを図６のフローチャートに基づいて説明する。本プログラムは、制御装置１００において実行され、部品保持具８０が水平方向に移動させられる毎に、三次元形状取得部９４に三次元形状の取得指令が出力される。撮像ユニット１８において、三次元形状取得部９４の制御により、プロジェクタ９０，９１によってパターンが照射され、カメラ９２によって撮像画像が取得される。そして、撮像画像に基づいて三次元形状が取得され、制御装置１００に供給される。 A flatness acquisition program in that case will be described based on the flowchart of FIG. This program is executed by the control device 100, and a three-dimensional shape obtaining command is output to the three-dimensional shape obtaining section 94 each time the component holder 80 is moved in the horizontal direction. In the imaging unit 18 , under the control of the three-dimensional shape acquisition section 94 , the patterns are projected by the projectors 90 and 91 and the captured image is acquired by the camera 92 . Then, a three-dimensional shape is acquired based on the captured image and supplied to the control device 100 .

ステップ１(以下、Ｓ１と略称する。他のステップについても同様とする)において、三次元形状が取得された部分の数をカウントするカウンタのカウント値ｎが初期化（０とされ）され、Ｓ２において、部品保持具８０を撮像ユニット１８の上方の予め定められた三次元形状取得開始位置へ移動させる。例えば、部品３０について、図１０の部分Ｂ１が撮像領域Ｒｃ内に位置する部品保持具８０の位置を三次元形状取得開始位置とすることができる。Ｓ３において、撮像ユニット１８に三次元形状取得指令を出力する。それによって、部分Ｂ１について三次元形状が取得されて、制御装置１００に供給されて記憶される。次に、Ｓ４において、部分の数をカウントするカウンタのカウント値が１増加させられ、Ｓ５において、カウント値が設定値Ｎｓ以上であるか否かが判定される。設定値Ｎｓは、部品３０の対象部Ｔａに設定された部分Ｂ１～Ｂ９の数であり、例えば、図１０に示す部品３０については９である。 In step 1 (hereinafter abbreviated as S1; the same applies to other steps), the count value n of a counter that counts the number of portions for which three-dimensional shapes have been acquired is initialized (set to 0), and in step S2 , the component holder 80 is moved to a predetermined three-dimensional shape acquisition start position above the imaging unit 18 . For example, for the component 30, the position of the component holder 80 where the part B1 in FIG. 10 is located within the imaging region Rc can be set as the three-dimensional shape acquisition start position. At S<b>3 , a three-dimensional shape acquisition command is output to the imaging unit 18 . Thereby, a three-dimensional shape is obtained for the portion B1, supplied to the control device 100, and stored. Next, in S4, the count value of the counter that counts the number of portions is incremented by 1, and in S5, it is determined whether or not the count value is equal to or greater than the set value Ns. The set value Ns is the number of portions B1 to B9 set in the target portion Ta of the component 30, and is nine for the component 30 shown in FIG. 10, for example.

Ｓ５の判定がＮＯである場合には、Ｓ６において、部分Ｂ１の三次元形状に基づいて上述のように傾きｋが取得され、Ｓ７において、次に三次元形状が取得される部分Ｂ２の端部Ｅ２の高さｈ２*が取得される。そして、Ｓ８において、部分Ｂ２全体が被写界深度内に位置する可能性が高いか否かが判定される。判定がＹＥＳである場合には、Ｓ９において、部品保持具８０が水平方向へ、部分Ｂ２が撮像領域Ｒｃ内に位置するように移動させられ、Ｓ３以降が同様に実行される。部分Ｂ２が撮像領域Ｒｃ内に位置し、部分Ｂ２について三次元形状が取得される。
それに対して、Ｓ８の判定がＮＯである場合には、Ｓ１０において、部品保持具８０が水平方向に移動させられるとともに、昇降させられる。昇降量は、部分Ｂ２の端部Ｅ２の高さｈ２*が被写界深度Ｃ内となるように決定される。その後、Ｓ３以降が同様に実行されるのであり、Ｓ３～１１が繰り返し実行される。そのうちに、三次元形状が取得された部分の数がＮｓ以上になった場合にはＳ５の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１２において、部品の平坦度が取得される。If the determination in S5 is NO, in S6 the slope k is obtained as described above based on the three-dimensional shape of the portion B1, and in S7 the end portion of the portion B2 whose three-dimensional shape is next obtained. The height h2* of E2 is obtained. Then, in S8, it is determined whether or not there is a high possibility that the entire portion B2 is positioned within the depth of field. If the determination is YES, in S9, the component holder 80 is moved horizontally so that the portion B2 is positioned within the imaging region Rc, and S3 and subsequent steps are similarly executed. The portion B2 is positioned within the imaging region Rc, and the three-dimensional shape of the portion B2 is acquired.
On the other hand, when the determination in S8 is NO, in S10, the component holder 80 is horizontally moved and raised/lowered. The amount of elevation is determined so that the height h2* of the end E2 of the portion B2 is within the depth of field C. After that, S3 and subsequent steps are similarly executed, and S3 to S11 are repeatedly executed. In the meantime, if the number of parts for which the three-dimensional shape has been acquired reaches Ns or more, the determination in S5 becomes YES, and the flatness of the part is acquired in S12.

Ｓ１２の実行を、図７のフローチャートに従って説明する。
Ｓ２１において、撮像領域Ｒｃ内に位置する部分が変更される際に、部品保持具８０が昇降させられた場合の昇降量ΔＨがそれぞれ読み込まれ、Ｓ２２において、部分Ｂ１～Ｂ９の各々の重複部分Ｂｓ１～Ｂｓ９の各々の少なくとも１点ずつの高さが読み込まれる。Ｓ２３において、部分Ｂ１～Ｂ９の各々の三次元形状がヘッド４０の昇降量ΔＨと、重複部分Ｂｓ１～Ｂｓ９の各々の少なくとも１点の高さとに基づいて合体させられる。そして、Ｓ２４において、合体させられた三次元形状に基づいて、仮想平面Ｐａの平坦度が取得されるのである。Execution of S12 will be described according to the flowchart of FIG.
In S21, when the portion located within the imaging region Rc is changed, the amount of elevation ΔH when the component holder 80 is moved up and down is read. The height of at least one point for each of .about.Bs9 is read. In S23, the three-dimensional shapes of each of the portions B1-B9 are combined based on the elevation amount ΔH of the head 40 and the height of at least one point of each of the overlapping portions Bs1-Bs9. Then, in S24, the flatness of the virtual plane Pa is obtained based on the combined three-dimensional shape.

このように、本実施例においては、部品３０の対象部Ｔａが撮像領域Ｒｃより広く、かつ、対象部Ｔａがカメラ９２の軸線Ｌｚと直交する面に対して傾斜している場合であっても、部品保持具８０を昇降させて、撮像領域Ｒｃ内に位置する部分を、被写界深度内に位置させる。それにより、部品３０の対象部Ｔａの三次元形状を正確に取得することが可能となり、平坦度を正確に取得することができる。 Thus, in this embodiment, even if the target portion Ta of the component 30 is wider than the imaging region Rc and is inclined with respect to the plane perpendicular to the axis Lz of the camera 92, , the component holder 80 is moved up and down to position the portion positioned within the imaging region Rc within the depth of field. As a result, the three-dimensional shape of the target portion Ta of the component 30 can be accurately obtained, and the flatness can be accurately obtained.

以上のように構成された実装機において、物体が部品３０，３６に対応し、物体保持具が部品保持具８０に対応する。第１方向が上下方向に対応し、第２方向が水平方向に対応する。第２方向は、部品保持具８０（ヘッド４０）とカメラ９２との相対移動方向とすることもできる。機能部が電極部に対応し、第１部分が部分Ｂ１に対応し、第２部分が部分Ｂ２に対応する。
また、距離取得部、高さ取得部が、三次元形状取得部９４の対象部の部分の三次元形状を取得する部分等により構成される。平坦度取得部が制御装置１００の平坦度取得プログラムのＳ１２を記憶する部分、実行する部分等により構成され、第１方向相対位置変更部、相対高さ制御部がＳ１１を記憶する部分、実行する部分等により構成され、第２方向相対位置変更部がＳ９，１０を記憶する部分、実行する部分等により構成され、これら第１方向相対位置変更部、第２方向相対位置変更部を含んで相対位置変更部が構成される。なお、ｘ方向移動装置５０およびｙ方向移動装置５２等により水平方向移動装置が構成され、ｚ方向移動装置５３等により上下方向移動装置が構成される。さらに、距離取得部制御部、高さ取得制御部がＳ３を記憶する部分、実行する部分等により構成され、傾き取得部がＳ６を記憶する部分、実行する部分等により構成され、判定部がＳ８を記憶する部分、実行する部分等により構成される。なお、撮像ユニット１８、制御装置１００の図６のフローチャートで表される平坦度取得プログラムを記憶する部分、実行する部分等により平坦度取得システムが構成される。In the mounting machine configured as described above, the objects correspond to the components 30 and 36 and the object holder corresponds to the component holder 80 . The first direction corresponds to the vertical direction, and the second direction corresponds to the horizontal direction. The second direction can also be the direction of relative movement between component holder 80 (head 40 ) and camera 92 . The functional portion corresponds to the electrode portion, the first portion corresponds to portion B1, and the second portion corresponds to portion B2.
Also, the distance acquisition section and the height acquisition section are configured by a section that acquires the three-dimensional shape of the target portion of the three-dimensional shape acquisition section 94, and the like. The flatness acquisition unit includes a portion that stores and executes S12 of the flatness acquisition program of the control device 100, and the first direction relative position change unit and the relative height control unit store and execute S11. The second direction relative position change unit is composed of a portion for storing S9 and S10, a portion for executing S9 and S10, and the like. A repositioning unit is configured. Note that the x-direction moving device 50, the y-direction moving device 52 and the like constitute a horizontal direction moving device, and the z-direction moving device 53 and the like constitute a vertical direction moving device. Furthermore, the distance acquisition unit control unit and the height acquisition control unit are configured by a portion that stores and executes S3, the tilt acquisition unit is configured by a portion that stores and executes S6, and the determination unit is configured by S8. It consists of a part that stores and a part that executes. A flatness acquisition system is configured by the imaging unit 18, the portion for storing the flatness acquisition program represented by the flowchart in FIG.

なお、上記実施例においては、部分Ｂ１の傾きｋ１に基づいて部分Ｂ２の端部Ｅ２の高さｈ２*を取得して、高さｈ２*が被写界深度から外れている場合に、部品保持具８０を水平方向に移動させるとともに上下方向に移動させるようにされていたが、端部Ｅ２の高さｈ２*を取得することは不可欠ではない。例えば、部分Ｂ１の傾きｋ１を取得するが、端部Ｅ２の高さｈ２*を取得することなく、部品保持部８０を水平移動させる。そして、部分Ｂ２をカメラ９２で撮像した結果、部分Ｂ２の少なくとも一部が被写界深度から外れている場合に、部分Ｂ１の傾きｋ１に基づいて部分Ｂ２の端部Ｅ２の高さｈ２*を取得して、端部Ｅ２の高さｈ２*が被写界深度内に位置するように、部品保持具８０を昇降させることができる。また、部分Ｂ１の傾きｋ１を取得することも不可欠ではない。例えば、撮像領域Ｒｃ内に位置する部分が部分Ｂ１から部分Ｂ２に変更されるように部品保持具８０を水平方向に移動させ、部分Ｂ２をカメラ９２で撮像した結果、部分Ｂ２の少なくとも一部が被写界深度から外れている場合に、部品保持具８０を適宜昇降させて部分Ｂ２を被写界深度内に位置させることもできる。 In the above embodiment, the height h2* of the end E2 of the portion B2 is obtained based on the inclination k1 of the portion B1, and when the height h2* is outside the depth of field, the component holding position is determined. Although the tool 80 was moved horizontally and moved vertically, it is not essential to obtain the height h2* of the end E2. For example, the inclination k1 of the portion B1 is obtained, but the component holding section 80 is moved horizontally without obtaining the height h2* of the end E2. As a result of imaging the portion B2 with the camera 92, when at least a portion of the portion B2 is out of the depth of field, the height h2* of the end portion E2 of the portion B2 is calculated based on the inclination k1 of the portion B1. obtained, the component holder 80 can be raised or lowered so that the height h2* of the end E2 is positioned within the depth of field. It is also not essential to obtain the slope k1 of the portion B1. For example, the component holder 80 is horizontally moved so that the portion positioned within the imaging region Rc is changed from the portion B1 to the portion B2, and the image of the portion B2 is captured by the camera 92. As a result, at least a portion of the portion B2 is If it is out of the depth of field, the component holder 80 can be moved up and down as appropriate to position the portion B2 within the depth of field.

また、撮像ユニット１８によって、部品の対象部の部分の三次元形状が取得されることは不可欠ではなく、部分の複数の点のカメラ９２の撮像素子からの高さが取得されるだけでもよい。例えば、部品３０のはんだボール２８の先端（点）の各々のカメラ９２の撮像素子からの高さに基づけば、仮想平面Ｐａの平坦度が取得されるようにすることもできる。 In addition, it is not essential that the imaging unit 18 acquires the three-dimensional shape of the target part of the part, and the heights of a plurality of points of the part from the imaging element of the camera 92 may be acquired. For example, the flatness of the virtual plane Pa can be obtained based on the height of each tip (point) of the solder ball 28 of the component 30 from the imaging element of the camera 92 .

さらに、対象部に複数の部分が設定される場合において、部分同士が重複部分を有することは不可欠ではない。さらに、平坦度取得システムを実装機４に適用することは不可欠ではなく、平坦度が取得されるシステム単体において実行されるようにすることもできる等、その他、本発明は、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。 Furthermore, when a plurality of portions are set in the target portion, it is not essential that the portions have overlapping portions. Furthermore, it is not essential to apply the flatness acquisition system to the mounting machine 4, and it is also possible to implement it in a single system that acquires flatness. It can be implemented in a mode with various modifications based on it.

４：実装機 １０：制御装置 １８：撮像ユニット ４０：ヘッド ４２：ヘッド移動装置 ５０：ｘ方向移動装置 ５２：ｙ方向移動装置 ５４：ｚ方向移動装置 ８０：部品保持具 ９０，９１：プロジェクタ ９２：カメラ ９４：三次元形状取得部 １００：制御装置 １１０：実行部 １１２：記憶部 4: Mounting machine 10: Control device 18: Imaging unit 40: Head 42: Head moving device 50: X-direction moving device 52: Y-direction moving device 54: Z-direction moving device 80: Component holder 90, 91: Projector 92: Camera 94: Three-dimensional shape acquisition unit 100: Control device 110: Execution unit 112: Storage unit

Claims (8)

予め定められた撮像領域の画像を取得する撮像装置を備えた撮像ユニットと、
物体保持具に保持された物体の前記物体保持具に対向する側とは反対側の対象部の、前記撮像領域内に位置する部分の複数の点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離を、それぞれ、前記撮像装置による撮像画像に基づいて取得する距離取得部と、
前記物体の前記対象部に前記部分が予め複数設定され、前記複数の前記部分の各々における前記距離取得部によって取得された複数の点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離に基づいて前記対象部の平坦度を取得する平坦度取得部と、
前記撮像領域内に位置する部分が前記物体の前記対象部の第１部分である場合と前記第１部分とは異なる第２部分である場合とで、前記物体保持具と前記撮像装置との、前記撮像装置の軸線と平行な方向である第１方向における相対位置を変更させる第１方向相対位置変更部を備えた相対位置変更部と
を含む平坦度取得システムであって、
前記距離取得部は、前記第１方向に直交する第２方向に沿って並んだ前記複数の点のうちの２つ以上の各々と前記撮像装置との間の各々の距離と、前記第１方向に直交しかつ前記第２方向に直交する第３方向に沿って並んだ前記複数の点のうちの２つ以上の各々と前記撮像装置との間の各々の距離とを、それぞれ、前記撮像装置による撮像画像に基づいて取得する手段を含み、
前記相対位置変更部が、前記対象部に設定された前記複数の部分の各々が、予め定められた順番で前記撮像領域内に位置するように、前記物体保持具と前記撮像装置との相対位置を、前記第２方向または第３方向に変更させる手段を含むとともに、
(a)前記相対位置変更部の前記手段によって、前記物体保持具と前記撮像装置との相対位置が前記第２方向に変更させられる場合に、前記距離取得部によって取得された前記部分の前記第２方向に沿って並んだ前記複数の点のうちの２つ以上の各々と前記撮像装置との間の各々の距離に基づいて、前記対象部の前記部分の前記第２方向の傾きを取得する第１傾き取得部と、(b)その第１傾き取得部によって取得された前記第２方向の傾きに基づいて、前記物体保持具と前記撮像装置との前記第２方向の相対位置の変更により次に前記撮像領域内に位置する前記対象部の部分の少なくとも一部が被写界深度から外れる可能性が高いか否かを判定する第１判定部とを含み、前記第１判定部によって前記次の前記撮像領域内に位置する前記対象部の前記部分の少なくとも一部が前記被写界深度から外れる可能性が高いと判定された場合には、前記物体保持具と前記撮像装置との前記第２方向の相対位置を変更させるとともに前記第１方向における相対位置を変更させ、前記次の前記部分の少なくとも一部が前記被写界深度から外れる可能性が低いと判定された場合には、前記物体保持具と前記撮像装置との前記第１方向における相対位置を変更させることなく前記第２方向の相対位置を変更させ、
(ｉ)前記相対位置変更部の前記手段によって前記物体保持具と前記撮像装置との相対位置が、前記第３方向に変更させられる場合に、前記距離取得部によって取得された前記部分の前記第３方向に沿って並んだ前記複数の点のうちの２つ以上の各々と前記撮像装置との間の各々の距離に基づいて、前記対象部の前記部分の前記第３方向の傾きを取得する第２傾き取得部と、(ii)その第２傾き取得部によって取得された前記第３方向の傾きに基づいて、前記物体保持具と前記撮像装置との前記第３方向の相対位置の変更により次に前記撮像領域内に位置する前記対象部の部分の少なくとも一部が被写界深度から外れる可能性が高いか否かを判定する第２判定部とを含み、前記第２判定部によって前記次の前記撮像領域内に位置する前記対象部の前記部分の少なくとも一部が前記被写界深度から外れる可能性が高いと判定された場合には、前記物体保持具と前記撮像装置との前記第３方向の相対位置を変更させるとともに前記第１方向における相対位置を変更させ、前記次の前記部分の少なくとも一部が前記被写界深度から外れる可能性が低いと判定された場合には、前記物体保持具と前記撮像装置との前記第１方向における相対位置を変更させることなく前記第３方向の相対位置を変更させる平坦度取得システム。 an imaging unit including an imaging device that acquires an image of a predetermined imaging area;
Each of a plurality of points of a portion of the object held by the object holder opposite to the side facing the object holder located within the imaging region and between each of the plurality of points and the imaging device a distance acquisition unit that acquires a distance based on an image captured by the imaging device;
A plurality of the portions are set in advance in the target portion of the object, and based on the distance between each of the plurality of points acquired by the distance acquisition unit in each of the plurality of portions and the imaging device. a flatness acquisition unit that acquires the flatness of the target portion;
When the portion positioned within the imaging region is the first portion of the target portion of the object or when the portion is the second portion different from the first portion, the object holder and the imaging device a relative position changing unit including a first direction relative position changing unit that changes the relative position in a first direction parallel to the axis of the imaging device, wherein
The distance acquisition unit obtains distances between each of two or more of the plurality of points arranged along a second direction orthogonal to the first direction and the imaging device, and the first direction. each distance between each of two or more of the plurality of points arranged along a third direction orthogonal to the second direction and the imaging device, respectively, the imaging device comprising means for acquiring based on an image captured by
The relative position changing unit adjusts the relative position between the object holder and the imaging device such that each of the plurality of portions set as the target portion is positioned within the imaging region in a predetermined order. to the second direction or the third direction, and
(a) when the relative position between the object holder and the imaging device is changed in the second direction by the means of the relative position changing unit, the distance of the portion acquired by the distance acquiring unit is changed in the second direction; Obtaining an inclination of the part of the target part in the second direction based on each distance between each of two or more of the plurality of points arranged along two directions and the imaging device. and (b) changing the relative position of the object holder and the imaging device in the second direction based on the tilt in the second direction obtained by the first tilt obtaining unit. a first determination unit that determines whether or not there is a high possibility that at least part of the portion of the target part located within the imaging area is out of the depth of field; When it is determined that at least part of the portion of the target portion located within the next imaging area is likely to be out of the depth of field, the object holder and the imaging device When it is determined that the relative position in the second direction is changed and the relative position in the first direction is changed, and at least part of the next portion is unlikely to be out of the depth of field, changing the relative position in the second direction without changing the relative position in the first direction between the object holder and the imaging device;
(i) when the relative position between the object holder and the imaging device is changed in the third direction by the means of the relative position changing unit, the distance of the portion obtained by the distance obtaining unit is changed in the third direction; Obtaining an inclination of the part of the target part in the third direction based on each distance between each of two or more of the plurality of points arranged along three directions and the imaging device. and (ii) changing the relative position of the object holder and the imaging device in the third direction based on the tilt in the third direction obtained by the second tilt obtaining unit. a second determination unit that determines whether or not there is a high possibility that at least part of the portion of the target part located within the imaging area is out of the depth of field; When it is determined that at least part of the portion of the target portion located within the next imaging area is likely to be out of the depth of field, the object holder and the imaging device When it is determined that the relative position in the third direction is changed and the relative position in the first direction is changed, and at least part of the next portion is unlikely to be out of the depth of field, A flatness acquisition system for changing the relative position in the third direction without changing the relative position in the first direction between the object holder and the imaging device. 前記第１方向相対位置変更部が、前記第１部分が前記撮像装置の被写界深度内に位置し、かつ、前記第２部分が前記撮像装置の被写界深度内に位置するように、前記物体保持具と前記撮像装置とを前記第１方向において接近・離間させることにより、前記物体保持具と前記撮像装置との前記第１方向における相対位置を変更させるものである請求項１に記載の平坦度取得システム。 The first direction relative position changing unit is configured such that the first portion is positioned within the depth of field of the imaging device and the second portion is positioned within the depth of field of the imaging device, 2. The apparatus according to claim 1, wherein a relative position of said object holder and said imaging device in said first direction is changed by moving said object holder and said imaging device closer to or away from said imaging device in said first direction. flatness acquisition system. 前記相対位置変更部が、前記物体保持具と前記撮像装置との前記第１方向と直交する第２方向における相対位置を変更させることにより、前記撮像領域内に位置する前記物体の部分を変更させる第２方向相対位置変更部を含み、
当該平坦度取得システムが、前記第２方向相対位置変更部によって前記撮像領域内に位置する前記部分が変更させられる毎に、前記変更させられた前記部分の複数の点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離を、それぞれ、前記距離取得部に取得させる距離取得部制御部を含む請求項１または２に記載の平坦度取得システム。 The relative position changing section changes the portion of the object positioned within the imaging area by changing the relative positions of the object holder and the imaging device in a second direction orthogonal to the first direction. including a second direction relative position changing unit;
Each time the portion positioned within the imaging region is changed by the second direction relative position changing unit, the flatness acquisition system changes each of the plurality of points of the changed portion and the imaging device. 3. The flatness acquisition system according to claim 1 or 2, further comprising a distance acquisition unit control unit that causes the distance acquisition unit to acquire each distance between. 前記複数の前記部分が、互いに重複部分を含む請求項１ないし３のいずれか１つに記載の平坦度取得システム。 4. The flatness acquisition system according to any one of claims 1 to 3 , wherein the plurality of portions includes overlapping portions. 前記平坦度取得部が、前記複数の部分の各々において前記距離取得部によって取得された前記複数の点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離と、前記第１方向相対位置変更部によって変更させられた前記物体保持具と前記撮像装置との前記第１方向における相対位置の変更量とに基づいて、前記物体の前記対象部の平坦度を取得するものである請求項１ないし４のいずれか１つに記載の平坦度取得システム。 The flatness acquisition unit determines the distance between each of the plurality of points acquired by the distance acquisition unit in each of the plurality of portions and the imaging device, and the first direction relative position change unit 5. The flatness of the target portion of the object is obtained based on the amount of change in relative position in the first direction between the object holder and the imaging device that has been changed. A flatness acquisition system according to any one of the preceding claims. 前記物体が、本体と、その本体に設けられた複数の機能部とを含み、
前記対象部が、前記複数の機能部の少なくとも一部を含み、
前記平坦度取得部が、前記複数の機能部の少なくとも一部の予め定められた点の集合である仮想平面の平坦度を取得するものである請求項１ないし５のいずれか１つに記載の平坦度取得システム。 the object includes a main body and a plurality of functional units provided on the main body,
the target part includes at least part of the plurality of functional parts,
6. The flatness acquisition unit according to any one of claims 1 to 5 , wherein the flatness acquisition unit acquires the flatness of a virtual plane that is a set of predetermined points of at least part of the plurality of functional units. Flatness acquisition system. 予め定められた撮像領域の画像を取得する撮像装置を備えた撮像ユニットと、
物体保持具に保持された物体の前記物体保持具に対向する側とは反対側の対象部の、前記撮像領域内に位置する部分の複数の点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離を、それぞれ、前記撮像装置によって撮像された前記部分の撮像画像に基づいて取得する距離取得部と、
前記物体保持具を移動させることにより前記物体保持具と前記撮像装置との相対位置を変更する相対位置変更部と、
前記相対位置変更部によって、前記物体保持具が前記撮像装置の軸線と平行な方向である第１方向と直交する第２方向に移動させられることに起因して前記対象部の前記撮像領域内に位置する部分が変更させられる毎に、前記距離取得部に、前記変更させられた前記撮像領域内に位置する部分の複数の点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離を取得させる距離取得制御部と、
前記物体の前記対象部に前記部分を予め複数設定し、それら複数の前記部分の各々において前記距離取得部によって取得された前記複数の点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離に基づいて、前記対象部の平坦度を取得する平坦度取得部と
を含み、
前記相対位置変更部が、前記距離取得部によって取得された前記部分の前記複数の点のうちの少なくとも２点の各々と前記撮像装置との間の各々の距離に基づいて、前記物体保持具を前記第２方向に移動させるとともに前記第１方向に移動させることにより、前記物体保持具に保持された前記物体の前記撮像領域内に位置する部分を、前記撮像装置の被写界深度内に位置させるものであり、
前記距離取得部は、前記第１方向に直交する第２方向に沿って並んだ前記複数の点のうちの２つ以上の各々と前記撮像装置との間の各々の距離と、前記第１方向に直交しかつ前記第２方向に直交する第３方向に沿って並んだ前記複数の点のうちの２つ以上の各々と前記撮像装置との間の各々の距離とを、それぞれ、前記撮像装置による撮像画像に基づいて取得する手段を含み、
前記相対位置変更部が、前記対象部に設定された前記複数の部分の各々が予め定められた順番で前記撮像領域内に位置するように、前記前記物体保持具を、前記第２方向または第３方向に移動させる手段を含むとともに、
(a)前記相対位置変更部の前記手段によって前記物体保持具が、前記第２方向に移動させられる場合に、前記距離取得部によって取得された前記部分の前記第２方向に沿って並んだ前記複数の点のうちの２つ以上の各々と前記撮像装置との間の各々の距離に基づいて、前記対象部の前記部分の前記第２方向の傾きを取得する第１傾き取得部と、(b)その第１傾き取得部によって取得された前記第２方向の傾きに基づいて、前記物体保持具の前記第２方向の移動により次に前記撮像領域内に位置する前記対象部の部分の少なくとも一部が被写界深度から外れる可能性が高いか否かを判定する第１判定部とを含み、前記第１判定部によって前記次の前記撮像領域内に位置する前記対象部の前記部分の少なくとも一部が前記被写界深度から外れる可能性が高いと判定された場合には、前記物体保持具を前記第２方向に移動させるとともに前記第１方向に移動させ、前記次の前記部分の少なくとも一部が前記被写界深度から外れる可能性が低いと判定された場合には、前記物体保持具を前記第１方向に移動させることなく前記第２方向へ移動させ、
(ｉ)前記相対位置変更部の前記手段によって前記物体保持具が、前記第３方向に移動させられる場合に、前記距離取得部によって取得された前記部分の前記第３方向に沿って並んだ前記複数の点のうちの２つ以上の各々と前記撮像装置との間の各々の距離に基づいて、前記対象部の前記部分の前記第３方向の傾きを取得する第２傾き取得部と、(ii)その第２傾き取得部によって取得された前記第３方向の傾きに基づいて、前記物体保持具の前記第３方向の移動により次に前記撮像領域内に位置する前記対象部の部分の少なくとも一部が被写界深度から外れる可能性が高いか否かを判定する第２判定部とを含み、前記第２判定部によって前記次の前記撮像領域内に位置する前記対象部の前記部分の少なくとも一部が前記被写界深度から外れる可能性が高いと判定された場合には、前記物体保持具を前記第３方向へ移動させるとともに前記第１方向に移動させ、前記次の前記部分の少なくとも一部が前記被写界深度から外れる可能性が低いと判定された場合には、前記物体保持具を前記第１方向に移動させることなく前記第３方向に移動させる平坦度取得システム。 an imaging unit including an imaging device that acquires an image of a predetermined imaging area;
Each of a plurality of points of a portion of the object held by the object holder opposite to the side facing the object holder located within the imaging region and between each of the plurality of points and the imaging device a distance acquisition unit that acquires the distance based on the captured image of the portion captured by the imaging device;
a relative position changing unit that changes a relative position between the object holder and the imaging device by moving the object holder;
By the relative position changing section, the object holder is moved in a second direction perpendicular to the first direction parallel to the axis of the imaging device, causing Each time the position portion is changed, the distance acquisition unit acquires each distance between each of a plurality of points of the portion positioned within the changed imaging region and the imaging device. an acquisition control unit;
setting a plurality of the portions in advance in the target portion of the object, and based on each distance between each of the plurality of points acquired by the distance acquisition unit and the imaging device in each of the plurality of portions; and a flatness acquisition unit that acquires the flatness of the target portion,
The relative position changing unit adjusts the object holder based on each distance between each of at least two of the plurality of points of the portion acquired by the distance acquisition unit and the imaging device. By moving in the second direction and moving in the first direction, a portion of the object held by the object holder, which is located within the imaging region, is positioned within the depth of field of the imaging device. and
The distance acquisition unit obtains distances between each of two or more of the plurality of points arranged along a second direction orthogonal to the first direction and the imaging device, and the first direction. each distance between each of two or more of the plurality of points arranged along a third direction orthogonal to the second direction and the imaging device, respectively, the imaging device comprising means for acquiring based on an image captured by
The relative position changing unit moves the object holder in the second direction or the second direction so that each of the plurality of portions set in the target portion is positioned within the imaging region in a predetermined order. including means for moving in three directions,
(a) when the object holder is moved in the second direction by the means of the relative position changing unit, the part obtained by the distance obtaining unit is aligned along the second direction; ( b) based on the inclination in the second direction acquired by the first inclination acquiring section, at least a portion of the target portion positioned next within the imaging region by movement of the object holder in the second direction; and a first determination unit that determines whether or not there is a high possibility that a part of the object part is out of the depth of field, wherein the first determination unit determines whether the part of the target part located within the next imaging area is determined. When it is determined that there is a high possibility that at least a part of the part will be out of the depth of field, the object holder is moved in the second direction and in the first direction to move the next part. moving the object holder in the second direction without moving the object holder in the first direction when it is determined that at least a portion of the object holder is unlikely to deviate from the depth of field;
(i) when the object holder is moved in the third direction by the means of the relative position changing unit, the part obtained by the distance obtaining unit is aligned along the third direction; ( ii) based on the inclination in the third direction acquired by the second inclination acquiring section, at least a portion of the target portion next positioned within the imaging region due to the movement of the object holder in the third direction; and a second determination unit that determines whether or not there is a high possibility that a part of the object part is out of the depth of field, wherein the second determination unit determines whether the part of the target part located within the next imaging area is determined. When it is determined that there is a high possibility that at least a part of the part is out of the depth of field, the object holder is moved in the third direction and in the first direction to move the next part. A flatness acquisition system that moves the object holder in the third direction without moving the object holder in the first direction when it is determined that at least a portion of the object holder is unlikely to be out of the depth of field. 電子部品を回路基板に装着する実装機であって、
前記電子部品を保持する部品保持具と、
その部品保持具を水平方向に移動させる水平方向移動装置と、前記部品保持具を上下方向に移動させる上下方向移動装置とを備えた保持具移動装置と、
少なくとも、上下方向に伸びた軸線を有し、予め定められた撮像領域の画像を取得する撮像装置を備え、前記部品保持具の下方に位置する撮像ユニットと、
前記部品保持具に保持された前記電子部品の前記回路基板に装着される側の底部の、前記撮像領域内に位置する部分の複数の点の各々の前記撮像装置からの高さをそれぞれ取得する高さ取得部と、
前記保持具移動装置を制御することにより、前記部品保持具と前記撮像装置との相対位置を制御する相対位置制御部と、
前記相対位置制御部による前記水平方向移動装置の制御により、前記部品保持具と前記撮像装置との水平方向における相対位置の変更により、前記撮像領域内に位置する前記底部の部分が変更させられる毎に、前記高さ取得部に、前記部分の複数の点の各々の前記高さを取得させる高さ取得制御部と、
前記電子部品の底部に前記部分を予め複数設定し、それら複数の部分の各々において前記高さ取得部によって取得された前記複数の点の各々の前記高さに基づいて、前記底部の平坦度を取得する平坦度取得部と
を含み、
前記相対位置制御部が、前記部分の前記複数の点のうちの少なくとも２点の各々の前記高さ取得部によって取得された前記高さに基づいて、前記保持具移動装置を制御することにより、前記部品保持具を水平方向に移動させるとともに上下方向に移動させて、前記部品保持具に保持された前記電子部品の前記底部の前記撮像領域内に位置する部分を、前記撮像装置の被写界深度内に位置させる相対高さ制御部を含み、
前記高さ取得部は、前記軸線と平行な方向である第１方向に直交する第２方向に沿って並んだ前記複数の点のうちの２つ以上の各々の前記撮像装置からの高さと、前記第１方向に直交しかつ前記第２方向に直交する第３方向に沿って並んだ前記複数の点のうちの２つ以上の各々の前記撮像装置からの高さとを、それぞれ取得する手段を含み、
前記相対位置制御部が、前記対象部に設定された前記複数の部分の各々が予め定められた順番で前記撮像領域内に位置するように、前記保持具移動装置を制御して、前記部品保持具と前記撮像装置との相対位置を、前記第２方向または第３方向に移動させる手段を含むとともに、
(a)前記相対位置制御部の手段により前記部品保持具が、前記第２方向に移動させられる場合に、前記距離取得部によって取得された前記部分の前記第２方向に沿って並んだ前記複数の点のうちの２つ以上の各々と前記撮像装置との間の各々の距離に基づいて、前記対象部の前記部分の前記第２方向に対する傾きを取得する第１傾き取得部と、(b)その第１傾き取得部によって取得された前記第２方向の傾きに基づいて、前記部品保持具の前記第２方向の移動により次に前記撮像領域内に位置する前記対象部の部分の少なくとも一部が被写界深度から外れる可能性が高いか否かを判定する第１判定部とを含み、前記第１判定部によって前記次の前記撮像領域内に位置する前記対象部の前記部分の少なくとも一部が前記被写界深度から外れる可能性が高いと判定された場合には、前記部品保持具を前記第２方向に移動させるとともに前記第１方向に移動させ、前記次の前記部分の少なくとも一部が前記被写界深度から外れる可能性が低いと判定された場合には、前記部品保持具を前記第１方向に移動させることなく前記第２方向へ移動させ、
(ｉ)前記相対位置制御部の手段により前記部品保持具が、前記第３方向に移動させられる場合に、前記距離取得部によって取得された前記部分の前記第３方向に沿って並んだ前記複数の点のうちの２つ以上の各々と前記撮像装置との間の各々の距離に基づいて、前記対象部の前記部分の前記第３方向の傾きを取得する第２傾き取得部と、(ii)その第２傾き取得部によって取得された前記第３方向の傾きに基づいて、前記部品保持具の前記第３方向の移動により次に前記撮像領域内に位置する前記対象部の部分の少なくとも一部が被写界深度から外れる可能性が高いか否かを判定する第２判定部とを含み、前記第２判定部によって前記次の前記撮像領域内に位置する前記対象部の前記部分の少なくとも一部が前記被写界深度から外れる可能性が高いと判定された場合には、前記部品保持具を前記第３方向へ移動させるとともに前記第１方向に移動させ、前記次の前記部分の少なくとも一部が前記被写界深度から外れる可能性が低いと判定された場合には、前記部品保持具を前記第１方向に移動させることなく前記第３方向に移動させる実装機。 A mounting machine for mounting electronic components on a circuit board,
a component holder that holds the electronic component;
a holder moving device comprising: a horizontal direction moving device for horizontally moving the component holder; and a vertical direction moving device for vertically moving the component holder;
an imaging unit positioned below the component holder, the imaging unit having at least an axis extending in the vertical direction and including an imaging device for acquiring an image of a predetermined imaging area;
A height from the imaging device of each of a plurality of points of a portion located within the imaging area of a bottom portion of the electronic component held by the component holder on a side mounted on the circuit board is obtained. a height acquisition unit;
a relative position control unit that controls the relative position between the component holder and the imaging device by controlling the holder moving device;
Each time the portion of the bottom positioned within the imaging area is changed by changing the relative position in the horizontal direction between the component holder and the imaging device by controlling the horizontal movement device by the relative position control unit. a height acquisition control unit that causes the height acquisition unit to acquire the height of each of the plurality of points of the portion;
A plurality of the portions are set in advance on the bottom portion of the electronic component, and the flatness of the bottom portion is determined based on the height of each of the plurality of points acquired by the height acquisition unit in each of the plurality of portions. and a flatness acquiring unit for acquiring,
By the relative position control unit controlling the holder moving device based on the height of each of at least two of the plurality of points of the portion acquired by the height acquisition unit, By moving the component holder in the horizontal direction and in the vertical direction, the part of the bottom portion of the electronic component held by the component holder located within the imaging area is moved to the field of the imaging device. including a relative height control for positioning in depth;
The height obtaining unit obtains heights from the imaging device of each of two or more of the plurality of points arranged along a second direction orthogonal to a first direction that is a direction parallel to the axis, and means for acquiring heights from the imaging device of each of two or more of the plurality of points arranged along a third direction orthogonal to the first direction and orthogonal to the second direction; including
The relative position control unit controls the holder moving device so that each of the plurality of portions set in the target portion is positioned within the imaging region in a predetermined order, thereby holding the component. means for moving the relative position of the tool and the imaging device in the second direction or the third direction,
(a) when the component holder is moved in the second direction by the means of the relative position control unit, the plurality of parts aligned along the second direction of the part acquired by the distance acquisition unit; (b ) Based on the inclination in the second direction acquired by the first inclination acquisition section, at least one of the portions of the target portion next positioned within the imaging area due to the movement of the component holder in the second direction. and a first determination unit that determines whether or not there is a high possibility that the portion of the target portion will be out of the depth of field, wherein at least the portion of the target portion positioned within the next imaging region by the first determination unit When it is determined that there is a high possibility that part of the part is out of the depth of field, the component holder is moved in the second direction and in the first direction, and at least the next part is moved. when it is determined that the possibility of part of the part being out of the depth of field is low, moving the component holder in the second direction without moving the component holder in the first direction;
(i) when the component holder is moved in the third direction by means of the relative position control unit, the plurality of parts aligned along the third direction of the part obtained by the distance obtaining unit; (ii ) Based on the inclination in the third direction acquired by the second inclination acquiring section, at least one of the portions of the target portion next positioned within the imaging area due to the movement of the component holder in the third direction and a second determination unit that determines whether or not there is a high possibility that the part of the target part will be out of the depth of field, wherein at least the part of the target part positioned within the next imaging region by the second determination part When it is determined that there is a high possibility that part of the part will be out of the depth of field, the component holder is moved in the third direction and in the first direction to move at least the next part. A mounter that moves the component holder in the third direction without moving the component holder in the first direction when it is determined that the possibility of part of the component deviating from the depth of field is low.
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