JPH09214197A - 部品装着装置及びその部品位置計測手段の校正使用方法 - Google Patents
部品装着装置及びその部品位置計測手段の校正使用方法Info
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- JPH09214197A JPH09214197A JP8013661A JP1366196A JPH09214197A JP H09214197 A JPH09214197 A JP H09214197A JP 8013661 A JP8013661 A JP 8013661A JP 1366196 A JP1366196 A JP 1366196A JP H09214197 A JPH09214197 A JP H09214197A
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Abstract
ケールとカメラ中心オフセット計測を正確に行い、電子
部品の装着精度を管理する。 【解決手段】 コントラストの差があるスケール治具2
5とオフセット治具26を一体化した専用治具ノズル2
3を用いて部品認識カメラ7のカメラ回転角とカメラ分
解能スケールとカメラ中心オフセットを正確に且つ簡単
に計測でき、電子部品の装着を正確に行える。この治具
ノズル23はノズルステーション8に常時収納されてい
るので随時再計測でき、また治具の管理保管性も優れて
いる。
Description
路基板上に装着する装置に関する。
装着し実装品質を向上する事を要求されている。
の電子部品装着装置の一例について説明する。図8は、
従来の電子部品装着装置の全体概略図である。図8に
て、41は電子回路基板40を搬入・搬出する搬送部、
34はXYロボットで供給部42より電子部品37を吸
着・装着するノズル35及び電子回路基板40の位置を
計測する基板認識カメラ36を任意の位置に位置決めす
る。38は電子部品37の吸着姿勢を撮像計測する部品
認識カメラである。43は部品認識カメラ38の分解能
と傾きスケールを計測するスケール治具であり、44は
部品カメラ38の中心位置を計測するオフセット治具で
ある。
8の分解能と傾きスケール計測及び中心位置計測につい
て説明する。図9にてスケール治具43は小ノズル45
を用いて吸着される。図11は認識カメラ38のモニタ
ー画像で分解能と傾きスケール計測を示しており、図の
ように視野の外枠付近のX−Yに直角に移動し治具の認
識カメラ38上での移動量と実際のXYロボット34の
移動量からカメラ分解能を計算し、またカメラ傾きを計
算する。次に図10に示すように大ノズル46にてオフ
セット治具44を吸着する。図12は認識カメラ38の
モニター画像であり、図12の様にオフセット治具44
の中心位置の計測を90°回転しながら4回求めその中
心をノズルの中心としている。
する。電子回路基板40は搬送部41により装着位置に
搬入する。XYロボット34は基板認識カメラ36を電
子回路基板40上に移動し基板マーク39を計測し実装
すべき位置を調べる。次に、XYロボット34は吸着ノ
ズル35を部品供給部42上に移動し吸着ノズル35は
電子部品25を吸着し、部品認識カメラ38にて吸着姿
勢を撮像し、この情報をもとに位置補正後、電子部品3
7は電子回路基板40上に装着される。
以下の様な課題を有する。電子部品装着装置にて正確に
装着するためには部品認識カメラ38を分解能と傾きス
ケール管理及び中心位置即ちオフセット管理が重要であ
る。スケール治具43は部品認識カメラ38の視野内を
なるべく広く移動したほうが正確な計測を行えるのでス
ケール治具43の大きさは比較的小さい方が良い。逆に
オフセット治具44は視野ぎりぎりいっぱいまでの大き
さの方が正確な計測を行えるので比較的大きくなる。ま
ずスケール校正を行うためにスケール治具43冶具を吸
着しするが、スケール治具43は小さいため吸着位置が
微妙で安定しない。またオフセット校正を行うためにオ
フセット治具44を吸着する場合、オフセット治具44
は部品認識カメラ38の視野範囲に対して余裕が少ない
ため大ノズル46はオフセット治具44の中心付近に吸
着せねばならず非常に時間がかかる。またスケールと中
心位置オフセット計測では治具とそれを吸着するノズル
が異なるため、ノズル交換が必要になり計測が非常に面
倒であった。また、スケール治具43もオフセット治具
44も大変精密で小さい部品であり、計測終了後に外し
て別途保管しなければならなかった。
測校正は長時間の慎重な作業時間と治具の管理が必要で
あった。ところが実生産中では、温度湿度等の環境変化
により部品認識カメラのオフセット値,スケール値は多
少変化するため、装着位置の精密度維持のため実生産の
途中にて随時再計測する必要にせまられている。
装置の部品認識カメラのオフセット及びスケールを実生
産の途中でも正確に計測し、電子部品装着装置の装着精
度を安定せしめ、電子回路基板の実装品質を向上する方
法を提供するものである。
決するために、電子部品を吸着するノズルが対象とする
電子部品に応じて交換可能であるヘッド部と、ヘッド部
を任意の位置に位置決めする機構と、吸着ノズルを交換
収納する機構と、吸着ノズルに吸着された電子部品を下
方向から撮像し位置を計測する手段とからなる部品装着
装置において、計測手段の中心位置及び分解能と傾きの
スケール校正にて、スケール校正手段(スケール治具)
と中心位置を校正する手段(オフセット治具)とが視覚
認識時のコントラスト比が高く且つ一体で構成されてお
り、更にそれが構成専用の治具ノズルに固定され一体化
されており、計測手段の中心位置オフセット及び分解能
と傾きのスケール構成を一つの治具で計測することを特
徴とする。
段(スケール治具)と中心位置を校正する手段(オフセ
ット治具)とが視覚認識時のコントラスト比が高く且つ
一体型で固定された治具ノズルにて、部品位置計測手段
の分解能及び傾きスケール値の計測と中心位置オフセッ
トの計測を行い校正する。
照しながら説明する。図1及び2にて本発明の電子部品
装着装置の構成を述べる。
概略図である。図1にて、2は電子回路基板1を搬入搬
出する搬送部、5はXYロボットで供給部3・4より電
子部品を吸着・装着する吸着ノズルを含むヘッド部6を
任意の位置に位置決めする。7は電子部品の吸着姿勢を
撮像計測する部品認識カメラで、8は吸着ノズル及び治
具ノズルを備えたノズルステーションである。
部品認識カメラ7及びノズルステーション8の詳細図で
ある。図2にて電子回路基板1には電子部品21を実装
されるランド9と、ランド9の位置を計測するためにラ
ンド9に対して正確に配置された基板マーク10a及び
10bを有する。また図2にてヘッド部6にて吸着ノズ
ル11は上下に昇降し且つ回転方向に自由に位置決めで
き、照明14及びレンズ13及びカメラ12からなる基
板認識カメラ15を有している。また図2にて部品認識
カメラ7は反射ミラーを備えた鏡筒20に対し鏡筒18
及びレンズ17及びカメラ16が取り付けられ、LED
照明28を備えた照明部19が取り付けられている。ま
た図2にてノズルステーション8には装着する電子部品
に応じて交換される吸着ノズル(22a、22b et
c...)及び治具ノズル23を備えている。
の断面図であり、治具ノズル23は吸着ノズル11や2
2a、22bのようにヘッド部6に交換取り付けできる
同一コレットを持つノズルシャンク24と、中心オフセ
ット計測の治具25と、カメラ分解能と傾きスケール計
測の治具26から構成される。
する。まず図3〜7にて本発明の電子部品装着装置の部
品認識カメラ7のカメラ中心位置オフセットと、XYロ
ボットと成すカメラ回転角及びカメラの倍率を示すカメ
ラ分解能のスケール計測方法について述べる。図3にて
ヘッド図6は治具ノズル23をドッキングし部品認識カ
メラ7上に移動する。治具ノズル23は照明部19内の
LED28にて照射され、その光像は反射ミラー29及
びレンズ17をへてカメラ16にて撮像される。
部分のコントラストの差が高いほうが明確に認識でき正
確な計測が行える。ここで図4は治具ノズル23を部品
認識カメラ7から見ている画像であり、図5は図4の画
像を30−30ラインで切った線上での画像の明るさを
示す輝度レベルであり、暗い部分0から一番明るくて2
55までで表される。治具ノズル23は計測撮像された
時にオフセット治具25及が認識されやすいように、シ
ャンク部24が黒色に塗装され図5の輝度レベルで約5
0を示している。つぎにオフセット治具25は白色に塗
装され且つ外周部分が角錐状に形成されている。これは
撮像画像にてオフセット治具25のエッジ31が明瞭な
りオフセット治具25の中心計測を正確に行うためであ
る。図5にて背景であるシャンク24とオフセット治具
25のエッジ31の輝度レベル差は約150あり十分正
確に認識処理できる。またオフセット治具25の中心に
スケール治具26が固定されている。両者の間に円錐状
に堀込んである部分はオフセット治具25とスケール治
具26のフォーカス高さを統一するための溝27であ
り、円錐状であるがゆえ図27にあるような円形でやや
低い輝度レベルの線が見える。ただし、図5にあるよう
に輝度レベルの分布では円錐溝27の輝度レベルは図5
の32の部分であり約180と差約20で、前述のシャ
ンク24の背景とオフセット治具25との差約150に
比べ十分小さくこの部分を治具のエッジと誤認識するこ
とはない。一方スケール治具26は黒色に塗装されてお
り輝度レベルは図5にて約70であり、オフセット治具
25の円錐溝27輝度レベルは図5の33にて約190
でその差約120でありこれも十分認識され得る。
では治具の外形エッジ部分を結んだ四角形の面積中心を
治具中心と定義とする。図6は部品カメラ7の視野であ
り、XYロボット5が治具ノズル23を移動したときの
撮像結果を示す。図6にて、最初のスケール治具26の
位置は視野の第3象元の26aにあり、元々の撮像画像
の中ではオフセット治具25の外形部分も現れている
が、治具計測の認識画像処理を第3象元の範囲内だけで
行い、その結果得られた治具中心がOaである。つぎに
XYロボット5はX方向に一定距離移動し26bにての
治具中心がObである。同様にXYロボット5はY方向
に一定距離移動し26cにての治具中心がOcである。
いずれも視野の第4象元、第1象元で範囲指定で画像処
理を行っている。OaとObを結ぶ線と部品認識カメラ
7の水平ラインの成す角度θが部品認識カメラ7のカメ
ラ回転角とする。Oa・Obの距離LxとXYロボット
5のX方向の移動距離の比率、Ob・Ocの距離Lyと
XYロボット5のY方向の移動距離の比率を部品認識カ
メラ7のカメラ分解能スケールとする。
具ノズル23を部品認識カメラ7の中心に移動する。ま
ず治具ノズル23の回転角度0度にて治具中心Odを計
測する。ここでは元々治具ノズルの中心部分にオフセッ
ト治具26の画像が映っているが、視野の外周から治具
のエッジを探しにいくため必ず外側であるオフセット治
具の外形を捕らえる。次に治具ノズル23を90度づつ
回転させ治具中心Oe、Of、Ogを計測する。以上4
点の平均中心Ohがヘッド部6の回転中心である。本実
施例に電子部品装着装置では、装置の座標系はヘッド部
6の回転中心を基準としている。従って”計測した時点
でのXYロボット5の座標”と、”Oh− 部品認識カ
メラ7の視野中心0cam”との和をもって部品認識カ
メラ7のカメラ中心オフセットとしている。以上で部品
認識カメラ7のカメラ中心オフセットが計測される。
セット及びスケール計測後の実運用動作について図1を
用いて説明する。電子回路基板1は搬送部2により装着
位置に搬入される。XYロボット5はヘッド部6を電子
回路基板1上に移動し、基板認識カメラ27が基板マー
ク10a・10bを計測し実装すべき位置を調べる。次
に、XYロボット5はヘッド部6を部品供給部4上に移
動し、吸着ノズル11は電子部品21を吸着し、部品認
識カメラ7に移動後吸着ノズル11は電子部品21を部
品認識カメラ7のフォーカス面まで下降する。電子部品
21は照明部19内のLED28に照射され、その光像
は反射ミラー29及びレンズ17をへてカメラ16にて
撮像される。この情報をもとに位置補正後、電子部品2
5は電子回路基板1上に装着される。
治具とオフセット治具を一体化した専用治具ノズルを用
いて部品認識カメラ7のカメラ回転角とカメラ分解能ス
ケールとカメラ中心オフセットを正確に且つ簡単に計測
でき、電子部品の装着を正確に行える。また、治具の位
置は治具ノズルに固定により治具とヘッド部との相対位
置関係が決まっているため安定して計測できる。この治
具ノズルはノズルステーションに常時収納されているの
で随時再計測でき、また治具の管理保管性も優れてい
る。
ノズルシャンク24を黒色、サイズの大きいオフセット
治具25を白色、サイズの小さいスケール治具26を黒
色と組み合せとしたが、逆にノズルシャンク24を白
色、オフセット治具25を黒色、スケール治具26を白
色の組み合わせとしても有効である。
概略図
品認識カメラ及びノズルステーションの詳細図
面図
ら見ている画像を示す図
を切った線上の明るさを示す輝度レベルの状態を示す図
ルを示す図
ズルを示す図
視野を示す図
視野を示す図
Claims (3)
- 【請求項1】 電子部品を吸着する吸着ノズルが対象と
する電子部品に応じて交換可能であるヘッド部と、ヘッ
ド部を任意の位置に位置決めする機構と、吸着ノズルを
交換し収納する機構と、吸着ノズルに吸着された電子部
品を下方向から撮像し位置を計測する手段とからなる部
品装着装置において、計測手段の中心位置及び分解能と
傾きのスケール校正にて、スケール校正手段(スケール
治具)と中心位置を校正する手段(オフセット治具)と
が視覚認識時のコントラスト比が高く且つ一体で構成さ
れており、計測手段の中心位置及び分解能と傾きのスケ
ール校正を一つの治具で計測することを特徴とする部品
装着装置。 - 【請求項2】 前記部品装着装置において、前記一体で
構成された校正手段(治具)が校正専用の治具ノズルに
固定され一体化されており、吸着ノズルと同一の交換収
納手段内に保持されていることを特徴とする請求項1記
載の部品装着装置。 - 【請求項3】 前記部品装着装置において、前記ヘッド
部が前記吸着ノズルと同一の交換収納手段内から前記一
体化された校正手段(治具ノズル)に交換し、計測手段
の中心位置及び分解能と傾きのスケール校正を実施する
ことを特徴とする請求項1記載の部品装着装置の部品位
置計測手段の校正使用方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01366196A JP3687167B2 (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 部品装着装置及びその部品位置計測手段の校正使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01366196A JP3687167B2 (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 部品装着装置及びその部品位置計測手段の校正使用方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09214197A true JPH09214197A (ja) | 1997-08-15 |
JP3687167B2 JP3687167B2 (ja) | 2005-08-24 |
Family
ID=11839394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01366196A Expired - Lifetime JP3687167B2 (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 部品装着装置及びその部品位置計測手段の校正使用方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3687167B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004191104A (ja) * | 2002-12-09 | 2004-07-08 | Tokyo Electron Ltd | 膜厚測定用プローブの位置合わせ用治具及び位置合わせ方法 |
JP2007273519A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 認識対象の中心位置を認識する方法および装置 |
JP2008171866A (ja) * | 2007-01-09 | 2008-07-24 | Juki Corp | 実装機カメラのピント調整方法及びスケーリング取得方法 |
JP2009103499A (ja) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Meidensha Corp | トロリー線の摩耗量計測装置 |
JP2015172575A (ja) * | 2014-03-05 | 2015-10-01 | タイコ エレクトロニクス (シャンハイ) カンパニー リミテッド | プログラマブルデジタル機械画像検査システム |
-
1996
- 1996-01-30 JP JP01366196A patent/JP3687167B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4622912B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2011-02-02 | パナソニック株式会社 | 認識対象の中心位置を認識する方法および装置 |
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JP2015172575A (ja) * | 2014-03-05 | 2015-10-01 | タイコ エレクトロニクス (シャンハイ) カンパニー リミテッド | プログラマブルデジタル機械画像検査システム |
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JP3687167B2 (ja) | 2005-08-24 |
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