JPH11251797A - 部品認識方法及び装置 - Google Patents
部品認識方法及び装置Info
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- JPH11251797A JPH11251797A JP10047849A JP4784998A JPH11251797A JP H11251797 A JPH11251797 A JP H11251797A JP 10047849 A JP10047849 A JP 10047849A JP 4784998 A JP4784998 A JP 4784998A JP H11251797 A JPH11251797 A JP H11251797A
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Abstract
の接合部の付近に存在する突起などを誤って接合部とし
て認識することなく接合部の位置情報を正確に得る部品
認識方法及び装置並びにそれにより得られた情報に基づ
き電子部品を正確に実装する電子部品実装方法及び装置
を提供する。 【解決手段】 高さ検出センサー8で検出できる高さ計
測領域を接合部のみ検出し他のノイズ物体は検出しない
ように限定する。
Description
ト基板又は液晶やプラズマディスプレイパネル基板など
に自動的に実装する電子部品実装において実装すべき電
子部品の装着面に存在するリードや電極などの接合部の
位置検出を行う部品認識方法及び装置、並びに、上記部
品認識方法により検出された、上記電子部品の装着面に
存在するリードや電極などの接合部の位置情報に基づ
き、上記電子部品を基板上に実装するようにした電子部
品実装方法、及び上記部品認識装置により検出された、
上記電子部品の装着面に存在するリードや電極などの接
合部の位置情報に基づき、上記電子部品を基板上に実装
するようにした電子部品実装装置に関する。
々の構造のものが知られている。例えば、電子部品に対
して可視光を照射し、対象物で反射した反射光をCCD
カメラで受けて、電子部品の装着面に存在するリードや
電極などの接合部の位置検出を行うようにしたものが考
えられている。
造のものでは、電子部品の装着面に存在するリードや電
極等の付近に突起などが存在して可視光を該突起で反射
されると、リードや電極等からの反射光のほかに突起等
からの反射光もCCDカメラに入り、突起などがリード
や電極等の認識すべき接合部に対してノイズとなり、突
起が誤ってリード又は電極として認識されてしまうとい
った問題があった。従って、本発明の目的は、上記問題
を解決することにあって、電子部品の装着面に存在する
リードや電極等の接合部の付近の突起などを誤って接合
部として認識することなく、上記電子部品の接合部の位
置情報を正確に得ることができる部品認識方法及び装
置、並びに、正確に得られた上記接合部の位置情報に基
づき上記電子部品をより正確に実装することができる電
子部品実装方法及び装置を提供することにある。
に、本発明は以下のように構成する。本発明の第1態様
によれば、電子部品の装着面に存在するリードや電極な
どの接合部に光を照射し、上記接合部からの反射光を基
に高さ検出部で上記接合部の位置検出を行う部品認識方
法であって、上記接合部の背後あるいは近接位置に存在
しかつ上記光を反射するノイズ物体が上記高さ検出部で
検出する反射光の高さ計測領域外となるように上記高さ
検出部の高さ計測領域を限定して、上記ノイズ物体を除
去するようにしたことを特徴とする部品認識方法を提供
する。本発明の第2態様によれば、上記高さ検出部は、
高さ検出センサーとして半導***置検出素子により上記
接合部の高さを検出する第1態様に記載の部品認識方法
を提供する。本発明の第3態様によれば、上記ノイズ除
去は、高さ計測可能領域内において高さ計測基準面を中
心に上記接合部の高さ位置を検出しうる上記高さ計測領
域を予め設定しておき、この高さ計測領域の範囲内での
み上記接合部の高さ検出を行うようにした第1又は2態
様に記載の部品認識方法を提供する。本発明の第4態様
によれば、上記ノイズ除去は、上記計測可能領域内にお
いて高さ計測基準面を中心に上記接合部の高さ位置を検
出しうる上記高さ計測領域を高さ変換テーブルをとして
予め設定しておき、上記高さ変換テーブルにより、上記
接合部の高さデータのうち上記高さ計測領域外にある高
さデータを無効な高さデータとして取り扱い、上記高さ
計測領域の範囲内にある高さデータを有効な高さデータ
として取り扱い、上記有効な高さデータを基に上記接合
部の高さ検出を行うようにした第1〜3態様のいずれか
に記載の部品認識方法を提供する。本発明の第5態様に
よれば、高さ計測領域の範囲内でのみ検出された上記電
子部品の画像に対して上記電子部品の大きさから処理エ
リアを決定し、上記電子部品の画像において上記決定さ
れた処理エリアのウィンドウ内をサンプリングして上記
電子部品の中心及び傾きを大まかに検出し、上記部品の
大きさと上記電子部品の大まかな位置とを基に、上記電
子部品の画像において全ての上記接合部の位置を検出
し、全ての上記接合部の位置から上記電子部品の画像に
おける上記電子部品の正確な位置を検出するようにした
第1〜4態様のいずれかに記載の部品認識方法を提供す
る。本発明の第6態様によれば、第1〜5態様のいずれ
かに記載の部品認識方法により検出された、上記電子部
品の上記接合部の位置情報に基づき、上記電子部品を基
板上に実装するようにした電子部品実装方法を提供す
る。本発明の第7態様によれば、ヘッド部の部品保持部
材で上記電子部品を保持し、上記高さ計測領域の調整が
必要か否かを判断し、上記高さ計測領域の調節が必要な
場合には上記高さ計測領域の調整を行い、上記高さ計測
領域に基づき上記部品保持部材の高さを調整し、上記部
品の高さデータを取り込み、上記高さ検出部により上記
電子部品の位置を検出し、上記高さ検出部により認識さ
れた高さ位置情報に基づき、上記ヘッド部を駆動して上
記部品保持部材により上記電子部品を上記基板の所定の
位置に装着するようにした第6態様に記載の電子部品実
装方法を提供する。本発明の第8態様によれば、電子部
品の装着面に存在するリードや電極などの接合部に光を
照射する照射装置と、上記照射装置から照射された光が
上記接合部で反射した反射光を基に上記接合部の位置検
出をする高さ検出部と、上記接合部の背後あるいは近接
位置に存在しかつ上記光を反射するノイズ物体が上記高
さ検出部で検出する反射光の計測領域外となるように上
記高さ検出部の計測領域を限定して、上記ノイズ物体を
除去するノイズ除去部とを備えるようにしたことを特徴
とする部品認識装置を提供する。本発明の第9態様によ
れば、上記高さ検出部は、高さ検出センサーとして半導
***置検出素子により上記接合部の位置を検出する第8
態様に記載の部品認識装置を提供する。本発明の第10
態様によれば、上記ノイズ除去部は、高さ計測可能領域
内において高さ計測基準面を中心に上記接合部の高さ位
置を検出しうる高さ計測領域を予め設定しておき、この
高さ計測領域の範囲内でのみ上記接合部の高さ検出を行
うようにした第8又は9態様に記載の部品認識装置を提
供する。本発明の第11態様によれば、上記ノイズ除去
部は、上記計測可能領域内において高さ計測基準面を中
心に上記接合部の高さ位置を検出しうる上記高さ計測領
域を高さ変換テーブルをとして予め設定しておき、上記
高さ変換テーブルにより、上記接合部の高さデータのう
ち上記高さ計測領域外にある高さデータを無効な高さデ
ータとして取り扱い、上記高さ計測領域の範囲内にある
高さデータを有効な高さデータとして取り扱い、上記有
効な高さデータを基に上記接合部の高さ検出を行うよう
にした第8〜10態様のいずれかに記載の部品認識装置
を提供する。本発明の第12態様によれば、高さ計測領
域の範囲内でのみ検出された上記電子部品の画像に対し
て上記電子部品の大きさから処理エリアを決定する処理
エリア決定手段と、上記電子部品の画像において上記決
定された処理エリアのウィンドウ内をサンプリングして
上記電子部品の中心及び傾きを大まかに検出する重心及
び傾き検出手段と、上記部品の大きさと上記電子部品の
大まかな位置とを基に、上記電子部品の画像において全
ての上記接合部の位置を検出する接合部位置検出手段
と、全ての上記接合部の位置から上記電子部品の画像に
おける上記電子部品の正確な位置を検出する接合部中心
及び傾き検出手段とを備えるようにした第8〜11態様
のいずれかに記載の部品認識装置を提供する。本発明の
第13態様によれば、第8〜12態様のいずれかに記載
の部品認識装置により検出された、上記電子部品の上記
接合部の位置情報に基づき、上記電子部品を基板上に実
装するようにした電子部品実装装置を提供する。本発明
の第14態様によれば、部品保持部材で上記電子部品を
保持するとともに、上記高さ計測領域に基づき上記部品
保持部材の高さを調整するヘッド部と、上記高さ検出部
により認識された高さ位置情報に基づき、上記ヘッド部
を駆動して上記部品保持部材により上記電子部品を上記
基板の所定の位置に装着する制御部とを備えるようにし
た第13態様に記載の電子部品実装装置を提供する。
態を図面に基づいて詳細に説明する。本発明にかかる第
1実施形態の部品認識方法は、電子部品の装着面に存在
するリードや電極などの接合部の位置情報を正確に得る
ために、高さ検出センサーで検出できる高さ計測領域を
上記接合部のみ検出し、他のノイズ物体は検出しないよ
うに限定するものである。すなわち、第1実施形態とし
ては、上記接合部に対して高さ検出したい計測領域が予
めわかっている場合に、高さデータ入力時に、計測領域
外にある高さデータを、高さ変換テーブルで、正常な高
さデータとして認識されない特定の値に変換するように
している。具体的には、例として、8ビットで表す高さ
計測領域内にノイズとなる物体が含まれている場合に適
用する。なお、事前に高さ位置関係を算出して、高さ計
測領域を限定しておくのが好ましい。
認識方法を実施することができる部品認識装置を備えた
電子部品実装装置の全体概略図であり、対象物の一例と
して電子部品2をノズル7aで吸着したヘッド部7が、
電子部品2の装着面に存在するリード2aや電極等の接
合部の高さを検出する高さ検出部602の高さ検出セン
サー8上をX軸方向に等速で移動することにより電子部
品2の高さデータを得る状態を示している。すなわち、
図1,14において、1は電子部品実装装置の実装装置
本体、2は本装置で実装される電子部品(以下、部品と
略記する)、3は部品2が載っているトレー、4はトレ
ー3に載った部品2を自動供給する部品供給部としての
トレー供給部、7は実装時に部品2をノズル7aで吸着
したのちノズル7aを支持するノズル高さ軸をノズル高
さ軸上下用サーボモーター7mにより駆動して上下動さ
せて上記吸着した部品2を基板に装着するヘッド部、5
はヘッド部7をx軸方向に移動させるものであって、X
Yロボット600の一部を構成するx軸側のロボット
(以下、x軸ロボットと略記する)、6a及び6bはヘ
ッド部7をx軸ロボット5とともにy軸方向に移動させ
るXYロボット600の一部を構成するy軸側のロボッ
ト(以下、y軸ロボットと略記する)、8は図14の高
さ検出部602の高さ検出センサーの一例としての3次
元(以下、3Dと略記する)センサーであり、部品2の
高さ画像を撮像する。9は部品2が実装されるプリント
基板である。
で吸着され3Dセンサー8上をx軸ロボット5に沿って
移動するときに、3Dセンサー8によって部品2の3D
(高さ)画像が取り込まれる。3Dセンサー8によって
得られた(高さ)画像をソフトウェア処理して、部品2
のリード等の高さ(位置)検査を行い、位置決め情報に
従って、部品2がプリント基板9上の所定の位置に装着
される。
ついて、以下に詳細に説明する。図2は3Dセンサー8
の検出素子として半導***置検出素子(Position Sens
itive Detector)(以下、PSDと略記する)17
a,17bが2系統設置されていることを示すものであ
って、3Dセンサー8をx軸方向に見た構成図(断面
図)であり、図3はレーザー光を反射するポリゴンミラ
ー12の反射面が変わる毎に受光素子19にレーザー光
が入射してポリゴン面原点信号20を発生させる状態を
示すものであって、3Dセンサー8をy軸方向に見た構
成図(断面図)である。図2および図3において、5は
x軸ロボット、7はヘッド部、2は吸着された部品、1
0はレーザー光を発光する半導体レーザー、11はこの
レーザー光を集光整形する集光整形レンズ、12はミラ
ー面に当たったレーザー光を機械的回転によって走査さ
せるポリゴンミラー、13はレーザー光の一部を通過さ
せ一部を反射させるハーフミラー、14は光を反射させ
るミラーである。
に振られたレーザー光を被写体である部品2に垂直に投
射させるように光路変換させるF−θレンズ、16a,
16bは部品2に当たったレーザー光の反射(散乱光)
を結像させる結像レンズ、17a,17bは部品2に当
たったレーザー光の反射光が結像レンズ16a、16b
を通して結像される位置検出素子としてのPSDであ
り、結像した光の位置と相関のある電気信号を発生する
機能を有する。18a,18bはPSD17a,17b
の出力信号である。
レーザー光は、集光整形レンズ11でビーム形状を集光
整形された後、ハーフミラー13を通過し、ミラー14
を反射して、ポリゴンミラー12に当たる。ポリゴンミ
ラー12は定速回転運動をしており、ミラー面に当たっ
たレーザー光は振られることとなる。更に、F−θレン
ズ15で光路変換されたレーザー光は部品2に垂直に当
てられ、この反射光が結像レンズ16a,16bを介し
てPSD17a,17bに結像され、PSD17a,1
7bが部品2のレーザー反射面の高さを計測し得る出力
信号18a,18bを発生する。
る受光素子(光センサー)、20は光センサー19に光
が入力されたことを外部に知らせる信号であり、この信
号はポリゴンミラー12の各ミラー面が所定の角度に来
たとき変化するもので、いわば、ポリゴンミラー12の
各面の原点信号(面原点)にあたる。更に、例えば18
面のポリゴンミラー12であれば一回転に18回の信号
が、各々等間隔(18面であれば20度毎)の角度だけ
回転したとき出力されることとなる。これをポリゴンミ
ラー12の回転量信号と呼ぶ。
は、2系統のPSD回路を有しているが、これは1系統
ではレーザー光が部品に当たったときに、角度的にPS
Dに反射光が帰ってこない場合があるため、これを補う
のが主な目的で設けている。3系統以上設けるほうが有
効な場合もあるが、技術的には同じことであり、ここで
は2系統で説明する。ここで、前記の半導***置検出素
子(PSD)17a,17bによる計測対象物である部
品2上の高さの測定方法の一例を、半導***置検出素子
17aの場合について代表して、図5に基づいて説明す
る。図5において、F−θレンズ15から紙面に垂直方
向に走査して部品2上に投射されるレーザビームは、部
品2から乱反射する。この場合、投射された点が、部品
2の底面上の高さ0のA1点と前記底面から高さHのB1
点とであるとすると、乱反射したレーザビームは結像レ
ンズ16aによって集光され、それぞれが半導***置検
出素子17a上のA2点とB2点とに結像する。その結
果、A2点とB2点とに起電力が発生し、それぞれC点か
ら電流I1,I2、D点から電流I3,I4が取り出され
る。電流I1,I3は、A2点とC点との間の距離xAとA
2点とD点との間の距離に比例する抵抗成分によって決
まり、電流I2,I4は、B2点とC点との間の距離xBと
B2点とD点との間の距離とに比例する抵抗成分によっ
て決まるので、半導***置検出素子17aの長さをLと
すると、図5のxA,xBは次式のようにして決まる。 xA=LI3/(I1+I3) xB=LI4/(I2+I4) 従って、図5の半導***置検出素子17a上でのA2点
とB2点との間の距離H’は次式で決まる。 H’=xA−xB このようにして求められたPSD上の高さH’に基づい
て前記高さHが決定される。
置における3D画像を撮像する仕組みについて、図4を
用いて説明する。図4は上記第1実施形態の電子部品認
識装置の3Dセンサー8からの出力信号の説明図であ
る。図4において、2は部品、5はx軸ロボット、7は
ヘッド部、8は3Dセンサー、18a,18bはPSD
出力、20はポリゴン面原点信号(回転量信号)、21
は画像処理制御部、22はx軸ロボット5上で3D画像
の撮像のための基準位置を画像処理制御部21に知らせ
る基準位置センサー、23はヘッド部7がこの基準位置
センサー22を通過したときに、これを画像処理制御部
21に知らせる基準位置信号、24はx軸ロボット5を
移動させるサーボモーター、24aはサーボモーター2
4のエンコーダー、601はサーボモーター24を制御
するサーボコントローラー、25はエンコーダー24a
の出力するエンコーダー信号である。又、図14におい
て、200は電子部品認識装置の主制御部である。な
お、y軸ロボット6a,6bもそれぞれ基本的にはx軸
ロボット5と同様な構造となっており、y軸ロボット駆
動用のサーボモーターを駆動してヘッド部7の代わりに
x軸ロボット5を移動させ、このサーボモーターはサー
ボコントローラー601で動作制御される。また、公知
のように、ヘッド部7のノズル7aをその中心軸回りに
θ方向に回転させるときも、サーボコントローラー60
1でθ方向回転用サーボモーターを動作制御する。ま
た、公知のように、ヘッド部7のノズル7aの高さ調整
のためノズル7aを支持するノズル高さ軸を上下動させ
るときも、サーボコントローラー601で上下動用のサ
ーボモーター7mを動作制御する。
x軸ロボット5上を移動するとき、エンコーダー24a
は常にエンコーダー信号(AB相、Z相またはこれと等
価な信号)25を画像処理制御部21に与えており、基
準位置センサー22を部品2が通過するとき、基準位置
信号23が画像処理制御部21に与えられることから、
この両方の信号で部品2のx軸ロボット5上の基準位置
からの相対位置を画像処理制御部21が算出できる。
ラー12の回転量は、これが回転している間、ポリゴン
面原点信号(回転量信号)20として常に画像処理制御
部21に与えられており、これと基準位置信号23とか
らポリゴンミラー12の基準位置通過後の回転量を算出
することができる。
の速度に比例して増加し、x軸ロボット5の移動量も同
様のことが言える。一方、上記第1実施形態における3
Dセンサー8では、ポリゴンミラー12と3D画像撮像
時のx軸ロボット5は各々等速に回転・直進することを
前提としている。もしも、この条件が乱れる場合には、
撮像される3D画像の水平・垂直方向の一画素当たりの
分解能(画素サイズ)が速度ムラに応じてバラつくこと
となる。これは、計測精度上の誤差要因である。そこで
上記第1実施形態の電子部品認識装置では、上記構成の
3Dセンサー8で3D画像を画像処理制御部21内にあ
る画像メモリ(図14参照)に取り込むとともに、基本
的に等速回転運動しているポリゴンミラー12と、サー
ボモーター24等のモーターで駆動されているヘッド部
7の間の動作の整合性を監視・制御するために、ポリゴ
ンミラー12のポリゴン面原点信号(回転量信号)20
とモーターのエンコーダー信号25とを用いるものであ
る。
認識方法において3次元センサー8を使用して位置検出
することが有効な電子部品の斜視図である。この電子部
品2は、ボディ2pから横方向に突出して下方に屈曲し
て延びる左右4本ずつのリード2aを備え、平面的に見
れば、右側の4本のリード2aのうち手前から1本目と
2本目のリード2aの間及び2本目と3本目のリード2
aにそれぞれ突起2cが横方向に突出しており、かつ、
後端のリード2aの上方に上下方向に重なるように大き
な突起2bが横方向に突出しているものである。このよ
うな電子部品2は、通常の電子部品の組立では、ごくま
れにしか装着しない特殊な部品と考えることができる。
しかし、問題は、このような電子部品2を装着しなけれ
ばならなくなったとき、どれくらい短時間で実現可能に
するかということである。例えば、携帯電話やパーソナ
ルコンピュータに代表されるように3カ月〜6カ月程度
の短い寿命の商品に使用する基板では、通常は、特殊な
部品対応のために、新たに画像処理プログラムを作成し
て使用するといった1週間以上の時間を要するような対
応は許されないものである。よって、このような図6に
示すような部品2でもそのリード2aの位置を正確に検
出することが要求されるようになってきている。
びノイズとなる突起2b,2cの位置と上記第1実施形
態である電子部品認識方法における高さ計測領域との関
係を説明するための図である。この上記第1実施形態で
は、8ビット画像処理を採用しているため、高さデータ
としては0〜255までの256通りの数値を扱うこと
ができる。上記第1実施形態では、便宜上、レーザー光
のビーム径が最小となる位置である高さ計測の基準面を
128の数値の位置とし、この128の数値を基準にし
て、高さの座標軸を上下方向において電子部品2から3
Dセンサー8の方向に取り、上端の0から高さ計測の基
準面を128の数値を通過して下端の255までの数値
を与えて、高さ計測可能領域を0から255までの25
6通りの数値の位置として表し、高さ計測中心位置を1
28で表すようにする。また、高さデータとして0や2
55などの値は、「高さデータが正しく得られなかっ
た」などのエラーを表現するために使用している。尚、
3Dセンサーの高さ計測可能領域及びその中心位置は、
3Dセンサーの光学系設計によって物理的に決まる。通
常、電子部品を認識させるときには、電子部品の装着面
が、3Dセンサーの高さ計測中心位置になるように、高
さ方向の位置決めをして、電子部品の高さ画像を取り込
むようにしている。本実施形態では、高さ方向の分解能
を10μmにとるようにすれば、高さ計測可能領域は約
±1.2mmとなる。従って、電子部品のノイズリード
がこの領域外にある場合には、高さ計測領域の範囲を調
整する必要はない。一方、後記するように高さ計測領域
の範囲を調整する必要があるのは、ノイズ物体がこの約
±1.2mm内に入り込んでしまい、接合部と異なる高
さを持つときである。
品認識方法を使用して電子部品を装着する手順を示すフ
ローチャートである。まず、ステップS1において、主
制御部200の制御の下にヘッド部7のノズル7aでト
レー3から電子部品2を吸着する。次いで、ステップS
2において、高さ計測領域の調整が必要か否かを作業者
が部品形状などを見て判断する。高さ検出したい高さ計
測領域が予めわかっており、高さ計測領域の調節が必要
な場合には、ステップS3に進む。高さ計測領域の調整
が不要ならばステップS4に進む。 ステップS3にお
いては、高さ検出したい高さ計測領域が予めわかってい
る場合のみ実施し、高さ計測領域の調整を行う。この高
さ計測領域の調整は、例えば、作業者が電子部品2のリ
ード2aとノイズ物体となり得る突起2b,2cとの距
離を見て、リード2aの高さ計測領域内に突起2b,2
cが入り込むとステップS2で判断した場合に、突起2
b,2cがリード2aの高さ計測領域外となるように高
さ計測領域を狭くすることにより行う。
測領域に基づき、主制御部200によりサーボコントロ
ーラ601を制御してノズル7aの高さを調整する。ノ
ズル7aの高さをどの程度の高さに調整するかは、電子
部品2の形状から作業者が判断して、主制御部200の
部品形状情報記憶部620内に格納されかつ実装プログ
ラムに必要な実装情報の中の部品形状情報内に事前に組
み込んでおけばよい(なお、部品形状情報については、
図14の説明を参照。)。通常の部品2の場合には、調
整量ゼロ、つまり高さ計測領域の高さ計測基準面と電子
部品2の実装面とが一致するように、主制御部200を
介してサーボコントローラー601の制御によりノズル
高さ軸上下用サーボモーター7mを駆動してノズル7a
を支持するノズル高さ軸を、上下動させてノズル7aの
下端の高さを調整して部品装着面を高さ計測領域の高さ
計測基準面に位置決めし、高さ計測を行うことが好まし
い。一般には、高さ調整が必要な部品は、図6に示され
るような特殊な部品のみであると考えられる。次いで、
ステップS5において、主制御部200の制御の下に、
実装プログラムに必要な実装情報の部品形状情報中から
部品2の高さデータを図14に示す画像メモリ305に
取り込む。この画像メモリ305には、8ビットの高さ
データが格納されるようになっており、X軸側のとY軸
側のアドレスを別々に指定することにより、特定の位置
の高さデータを画像メモリ305から読み出すことがで
きるようになっている。
サー8により部品2の位置を検出する。詳しくは、下記
する図10のステップS6AからステップS6Eに示
す。次いで、ステップS7において、主制御部200の
制御の下に、3Dセンサー8により認識された高さ位置
情報に基づき、部品2をプリント基板9の所定の位置に
装着する。
さデータからの部品2の位置検出手順を詳細に示すもの
である。まず、ステップS6Aでは、部品形状情報の中
に格納されている部品2の大きさから処理エリアを決定
する。たとえば、処理エリアのX及びY方向のサイズ
を、画面上での部品2の大きさの2倍に設定する。図1
1(A)に、一例として、部品2の大きさから決定され
た処理エリアを矩形のウィンドウ500で示す。図11
(A)によれば、処理エリアである矩形のウィンドウ5
00が、部品2の画像202に対してその大きさの大略
2倍に設定することにより、部品2のリード2aの画像
202aがウィンドウ500内に余裕を持って入ること
を示している。
に示すような処理エリア内をサンプリングして各位置で
の高さデータを示す輝度を基に図18に示すように輝度
ヒストグラムを作成したのち、この輝度ヒストグラムに
おいて、高さ検出すべき対象物である接合部例えばリー
ド2aの高さデータとノイズ物体の高さデータとを分離
させるためにしきい値をヒストグラム法を用いて算出し
て設定する。ここで、ヒストグラムのしきい値より左側
の棒グラフ部分としきい値より右側の棒グラフ部分の面
積の割合は、図17の処理エリアの背景領域の面積と対
象物の面積の割合に等しくなる。よって、ヒストグラム
法によるしきい値の算出は以下のように行っている。ま
ず、画像メモリ内で、対象物が含まれる領域を定める。
次に、X方向、Y方向、それぞれ等間隔にサンプリング
して、画像データを読み出し、画像データのヒストグラ
ムを作成する。対象物の接合部のように、相対的に高い
値を持つ画像データの出現率は、予め定めたサンプリン
グ領域(ここでは、この面積を面積Aとする。)に占め
る接合部(ここでは、この面積を面積Bとする。)の、
面積の割合(S%=100*B/A)に等しい。従っ
て、輝度ヒストグラムを右端の頻度から順に加算し、ヒ
ストグラムの面積のS%になるところまでがリードに相
当する画像データを表している。従って、S%を示す画
像データの値をしきい値とする。
リアのウィンドウ500内をサンプリングして、上記し
きい値を使用して高さ計測領域内で検出される有効な高
さデータを基に部品2の中心及び傾き(処理エリア内の
ウィンドウの横軸のX軸と縦軸のY軸に対する傾斜角
度)を大まかに検出する。たとえば、以下の(数1)及
び(数2)の算出式に従うことで部品2の中心及び傾き
を求めることができる。図11(B)は上記処理エリア
500内をサンプリングして部品2の大まかな中心と傾
きが求めることを示す図である。サンプリングの例とし
ては、X軸方向に1画素おきに高さデータをサンプリン
グしてX軸方向の最後の画素の高さデータまで取り込む
と、次にY軸方向に1画素を飛ばして2画素目まで進
み、先ほどと同様にX軸方向に1画素おきに高さデータ
をサンプリングしてX軸方向の最後の画素の高さデータ
まで取り込むことをウィンドウ500内の全てのエリア
に対して行う。
求めるためには、処理エリア500内をサンプリングし
て高さデータH(x,y)を画像メモリ305から読み
出す。前述したように、画像メモリ305には、8ビッ
トの高さデータが格納されており、X,Yアドレスを別
々に指定することにより、特定の位置の高さデータを画
像メモリ305から読み出すことができる。そして、次
の(数1)によって中心位置(Xc,Yc)を算出す
る。
1とする。また、H(x,y)≦THLのとき、ρ
(x,y)=0とする。ここで、THLは、各位置での
高さデータを示す輝度を基に、図15のプログラムメモ
リ301に格納されているしきい値算出手段408によ
り輝度ヒストグラムを作成したのち、この輝度ヒストグ
ラムにおいて高さ検出すべき接合部例えばリード2aと
ノイズ物体とを分離させるためにしきい値算出手段40
8内に設定するしきい値であり、処理エリアであるウィ
ンドウ500内をサンプリングして、認識対象物と思わ
れるリード2aの高さを推定し、それよりも若干低い値
に設定する。あるいは、固定値を設定しても良い。例え
ば、上記第1実施形態では、高さ計測の基準面の128
の数値が部品2の装着面に相当するので、しきい値TH
Lは80の数値(装着面から0.48mm上の位置)と
する。
より求める。
1とする。また、H(x,y)≦THLのとき、ρ
(x,y)=0とする。
状情報と部品2の大まかな位置とを基にリード2aの位
置を検出する。すなわち、図12(A)に示すように、
ステップS6Cで求めた上記部品2の大まかな中心及び
傾きと、メインコントローラ200から送られてきた部
品形状情報のうちのボディ2pの幅と奥行きとを使用し
て、個々のリード2aが存在する位置を推定し、各リー
ド2aを包含する小さな小ウィンドウ501を設定す
る。この小ウィンドウ501は、例えば、リード2aの
画像202aに対してその大きさの大略2倍に設定す
る。この小ウィンドウ501内をサンプリングして、各
リード2aの中心位置502を検出する。サンプリング
の例としては、X軸方向に1画素おきに高さデータをサ
ンプリングしてX軸方向の最後の画素の高さデータまで
取り込むと、次にY軸方向に1画素を飛ばして2画素目
まで進み、先ほどと同様にX軸方向に1画素おきに高さ
データをサンプリングしてX軸方向の最後の画素の高さ
データまで取り込むことを小ウィンドウ501内の全て
のエリアに対して行う。上記部品形状情報には、部品2
の2pの大きさ(ボディ高さ、ボディ幅、ボディ奥行
き)、リード本数、リード長さ、リード幅、リードピッ
チなど、個々のリード2aが存在する位置を計算するの
に必要な情報を予め格納しておく。
リード位置(リード中心位置の座標)から部品2の正確
な位置を検出する。図12(B)は全てのリード位置か
ら部品2の正確な中心と傾きを算出する状態を説明する
ための図である。例えば、中心位置は、全てのリード位
置の加算平均で求め、傾きは、ボディ2pを挟んで向か
い合うリード2aの各リード中心位置間の中点を算出
し、4つの中点を近似する十字の直線503で表すこと
ができる。図13は、このようにして求めた部品2の正
確な中心と傾きの算出結果の例を示す。図13におい
て、直線504は部品2の傾きを示し、直線504と直
交する4本の直線505と左右4個ずつのリード2aの
画像202aの中心線との交点506がリード2aの中
心位置座標となる。
比較のため、図6の電子部品2を従来技術であるCCD
カメラで撮影したときの画像102を図8(A)に模式
的に示す。突起2cに対応するノイズ102cが2本の
リード2aの画像102aの間に存在するため、リード
2aの画像102aを検出するときに、ノイズ102c
の影響を受けないようにノイズ102cを除去する「ノ
イズリード除去処理」を施す必要がある。また、最後端
のリード2aの画像102aが突起2bに対応するノイ
ズ102bに完全に包含されるため、最後端のリード2
aの位置検出を行うためには「低コントラストリード検
出処理」(画像強調処理)が必要になる。また、「ノイ
ズリード除去処理」や「低コントラストリード検出処
理」の能力によっては、認識位置ずれや認識不可などの
事態も予想され、信頼性も低下するといった問題があ
る。ただし、ここでは、ノイズ102cもノイズ102
bもリード2aの画像102aと同じくらい明るい物体
であると想定している。
さ計測可能領域内において高さ計測基準面である128
の数値を中心にリード2aの高さ位置を検出しうる高さ
計測領域を予め設定しておき、この高さ計測領域の範囲
内でのみ高さ検出を行うようにするので、高さ計測領域
内に位置するリード2aの高さのみ検出することがで
き、高さ計測領域外の突起2b,2cの高さを検出しな
いため、図8(B)に示すように、リード2aの画像2
02aのみを持つ電子部品2の画像202を取り込むこ
とができる。すなわち、従来技術で検出されてしまった
ノイズ102cとノイズ102bが、上記第1実施形態
の部品認識方法では3Dセンサー8の高さ計測領域外に
あるため、3Dセンサー8では、ノイズ102cとノイ
ズ102bが全く検出されない。つまり、従来技術で必
要だった、「ノイズリード除去処理」や、「低コントラ
ストリード検出処理」は全く必要はない。したがって、
従来の方法に比べて、上記第1実施形態によれば、画像
処理時間を短縮できるだけでなく、認識の信頼性も大幅
に向上するという効果がある。
識方法によれば、高さ計測可能領域内において高さ計測
基準面を中心にリード2aの高さ位置を検出しうる高さ
計測領域を予め設定しておき、この高さ計測領域の範囲
内でのみ高さ検出を行うようにしたので、高さ計測領域
内に位置するリード2aの高さのみ検出することがで
き、高さ計測領域外の突起2b,2cの高さを検出する
ことがない。よって、電子部品2の装着面に存在するリ
ード2aや電極等の付近にノイズとなる突起2b,2c
などが存在しても、突起2b,2cなどを誤ってリード
2aや電極等として認識することなく正確に認識するこ
とができて、上記電子部品2の装着面に存在するリード
2aや電極などの接合部の位置情報を正確に得ることが
できる。よって、この正確に得られた上記接合部の位置
情報に基づき上記電子部品2の実装を行えば、電子部品
2をより一層正確に実装することができる。
方法を実施するための部品認識装置の詳細なブロック図
である。図14において、主制御部200は、図1に示
される電子部品実装装置全体の動作を制御する。たとえ
ば、サーボコントローラー601を介して電子部品実装
装置のヘッド部7の位置を制御し、電子部品2の吸着、
移動、プリント基板9への装着を行う。また、装着を行
う電子部品2の部品形状情報(部品ボディ2pの大きさ
(ボディ高さ、ボディ幅、ボディ奥行き)、リード本
数、リード長さ、リード幅、リードピッチなど)を主制
御部200の部品形状情報記憶部620からシステムバ
ス201及び2ポートメモリ306を介して部品認識装
置のワークメモリ302に転送し、電子部品2の高さ画
像入力、電子部品2の位置検出を行わせる。また、電子
部品2の位置検出結果は、画像処理制御部21からその
2ポートメモリ306を介して主制御部200に入力
し、主制御部200により電子部品実装装置全体の動作
を制御して、電子部品2をプリント基板9に装着する際
のX,Y,θ方向の位置補正計算に用いる。そして、位
置(X,Y,θ)補正計算結果に基づいて、主制御部2
00により、ノズル7aをθ方向に回転させて電子部品
2の回転位置を補正するとともに、XY方向については
電子部品2の装着位置に補正計算結果を加味して、ヘッ
ド部7をXY方向に移動させ、電子部品2をプリント基
板9の所定位置に装着する。
5では、電子部品2を吸着したヘッド部7は、サーボモ
ーター24の回転によりX軸5上を移動する。電子部品
2の高さデータ入力は、電子部品2を吸着したヘッド部
7が、基準位置センサー22の左側から右側に向かっ
て、3Dセンサー8上を等速で移動することでなされ
る。ヘッド部7が基準位置センサー22を通過すると基
準位置信号23が出力されて、画像処理制御部21に通
知される。 このx軸ロボット5を含むXYロボット6
00では、サーボコントローラ601が、X軸・Y軸・
θ軸・ノズル高さ軸の位置制御を行う。特に、X軸のモ
ータエンコーダ信号は、ヘッド部7のX軸上での位置を
教えるため、また、X軸からの基準位置信号は、ヘッド
部7が高さ計測開始位置に来たことを教えるため、それ
ぞれ、画像処理制御部21のタイミング制御部307に
入力され、タイミング制御部307において高さデータ
を画像メモリ305に取り込むスタートタイミングを測
るのに用いられる。
高さ検出センサー8では、対象物から反射してきたレー
ザー光を計測する受光系は、レーザー光の反射ばらつき
を考慮して2系統(チャネルAとチャネルB)設け、信
頼性を確保している。各受光系では、PSD17a,1
7bで検出した微弱な信号を、プリアンプ310a,3
10bで増幅し、ADコンバーター(アナログ?デジタ
ルコンバーター)311a,311bで12ビットのデ
ジタルデータに変換し(高さ演算の精度を確保するた
め、ここでは12ビットのデジタルデータに変換してい
る)、画像処理制御部21の高さ演算部312a,31
2bへ入力している。また、ポリゴンミラー12は常時
回転しており、図5で示される機構によって、ポリゴン
面原点信号をクロック発生部309に入力している。ク
ロック発生部309では、高さデータをメモリに書き込
む際に必要になる基準クロック(CLK)を発生させる
と共に、ポリゴン面原点信号20を基にして、高さデー
タ取り込みに必要な水平同期信号(HCLR)を発生さ
せ、それぞれ画像処理制御部21のタイミング制御部3
07に入力している。
リアンプ310a,310b及びADコンバーター31
1a,311bによりデジタル化されたPSD信号は、
高さ演算部312a,312bで8ビットの高さデータ
に変換される。チャネル選択部303は、2系統(チャ
ネルAとチャネルB)ある高さデータをリアルタイムで
比較し、それぞれのタイミングで確からしい方の高さデ
ータを選択している。たとえば、チャネルAの高さ計算
時にゼロによる割り算が発生すれば、チャネルAの高さ
データには異常を表す255が与えられるので、このよ
うな場合には、チャネルBの値を選択する。もし両チャ
ネルが255の異常値を示せば、高さデータとして25
5が出力される。また、両チャネルの高さデータが正常
値であれば、両チャネルの高さデータの加算平均値が出
力される。チャネル選択部303から出力された高さデ
ータは、高さ変換部304で高さ計測領域外にある高さ
データを無効値(例えばゼロ)に変換して画像メモリ3
05に格納される。高さデータの画像メモリ305への
格納は、タイミング制御部307によって制御されてお
り、タイミング制御部307では、XYロボット600
から基準位置信号を受けた後、予め定めておいたヘッド
部移動距離としてエンコーダ信号25をカウントしたの
ち垂直同期信号(VCLR)を生成し、高さデータ取り
込み開始信号として画像メモリ305へ入力している。
垂直同期信号(VCLR)を生成するのに、基準位置信
号を受けた後、予め定めておいたヘッド部移動距離をエ
ンコーダ信号でカウントするのは、通常基準位置センサ
ー22を高さデータ取り込み開始位置に正確に取り付け
るのは不可能なためである。画像メモリ305に格納さ
れた高さデータは、プログラムに従って動作するCPU
300によって画像処理され、認識対象物である電子部
品2の位置検出などが行われる。プログラムは、プログ
ラムメモリ301に格納されている。電子部品2の幾何
特徴を格納している部品形状情報記憶部620の部品形
状情報(部品のボディの大きさ(ボディ高さ、ボディ
幅、ボディ奥行き)、リード本数、リード長さ、リード
幅など)は、高さ画像入力に先立ち、2ポートメモリ3
06を介して主制御部200側から事前に送られてく
る。認識対象物の位置検出は、上記したように、この部
品形状情報を基に行われる。尚、ワークメモリ302
は、認識対象物の位置検出を行う上で、中間結果を格納
する場所として使用される。このように、ノイズ除去部
の例としての高さ変換部304において高さ変換テーブ
ルを使用した場合、変換速度が速く、部品認識速度を向
上させることができる。
に含まれる機能的な手段を示しており、処理エリア決定
手段401と、重心検出手段402と、傾き検出手段4
03と、接合部位置検出手段として機能するリード位置
検出手段404と、接合部中心及び傾き検出手段として
機能する対象物中心・傾き検出手段405と、高さデー
タクリップ手段406と、高さ変換テーブル設定手段4
07と、しきい値算出手段408とを備えている。これ
らは、通常はソフトウェアでそれぞれ構成される。処理
エリア決定手段401は、図10のステップS6Aの動
作を行うものであって、部品2の大きさから画像メモリ
305中の処理エリアを決定する。重心検出手段402
は、図10のステップS6Cの中心算出を行う。傾き検
出手段403は、図10のステップS6Cの傾き算出式
を行う。リード位置検出手段404は、図10のステッ
プS6Dの動作を行うものであって、与えられた中心及
び傾きと対象物の部品形状情報からからリード2aの存
在する位置を計算し、リード2aの中心位置を検出す
る。
0のステップS6Eの動作を行うものであって、全ての
リード位置から、正確な対象物の中心・傾きを算出す
る。高さデータクリップ手段406は、ある領域をサー
チしてクリップする高さレベルを算出する手段である。
例えば、図12(A)に示されるリード2aを含む小ウ
ィンドウ501内で、リード2aを検出する前に、高さ
データクリップ手段406によりクリップ値を求めてお
く。そうすると、このクリップ値を用いてノイズ高さを
除去することで、リード位置を正確に検出することがで
きる。ここで、クリップする高さレベル算出はリード毎
に行うので、クリップレベルはリード毎で異なる値を持
つ。したがって、各リード2aに応じた最適なノイズ高
さ除去を行うことができる。高さ変換テーブル設定手段
407は、作業者からの指示に基づき、高さ変換部30
4内の高さ変換テーブルを書き換えるものである。しき
い値算出手段408は、上記したように、各位置での高
さデータを示す輝度を基に輝度ヒストグラムを作成した
のち、この輝度ヒストグラムにおいて高さ検出すべき接
合部例えばリード2aとノイズ物体とを分離させるため
にしきい値を設定する。
出範囲の設定例を示す高さ変換テーブルである。ここ
で、部品形状情報には、高さ検出領域の調整に関した検
出高さデータが格納されている。CPU300は、この
情報に基づいて高さ変換テーブルを書き換えることがで
きるCPU300からみれば、高さ変換テーブルはメモ
リと同じようにみるとができ、CPU300がアドレス
を指定しながら8ビットのデータを書き込むことによ
り、高さ変換テーブルを設定することができる。よっ
て、高さ変換部304は、高さ計測可能領域内において
高さ計測基準面を中心にリード2aの高さ位置を検出し
うる高さ計測領域を予め設定しておくことができ、この
高さ計測領域の範囲内を通過する高さデータのみを後続
の処理に出力するようにして、高さ計測領域の範囲内の
みでの高さ検出を行うようにするものである。ここで
は、8ビット画像処理なので、高さデータとしては0〜
255までの256通りの数値を扱うことができる。上
記第1実施形態では便宜上、高さ計測の基準面の数値を
128として高さ座標軸を対象物から3Dセンサー方向
に取っており、高さ方向の分解能を10μmとすると、
計測可能な領域は約±1.2mmとなる。図16では、
この条件で高さ計測領域を例えば±0.5mmに限定す
る高さ変換部304の設定を表している。すなわち、図
16においては、高さデータとしての78から178の
間の数値(デジタル値)が高さ変換部304に入力され
ると、入力値と同じ値に変換されて78から178の間
の数値(デジタル値)がそれぞれ出力される。しかしな
がら、高さデータとしての0以上78未満の数値(デジ
タル値)及び178を超えて255以下の数値(デジタ
ル値)が高さ変換部304にそれぞれ入力されると、変
換されて0の数値がそれぞれ出力されることを示してい
る。よって、図9のステップS3において、高さ検出し
たい高さ計測領域が予めわかっている場合に高さ計測領
域の調整を行うときには、この高さ変換テーブルを変更
すればよい。具体的には、例えば、図9のステップS2
で高さ計測領域内にノイズ物体が入り込むと作業者が判
断した場合に、ステップS3でノイズ物体が高さ計測領
域外から外れるように高さ計測領域を狭くするように調
整することが必要になる。このため、高さ計測領域を狭
くするように作業者が、高さ変換部304内の高さ変換
テーブルの入力値に対する出力値を変更する指示を操作
盤650から部品形状情報記憶部620内に格納してお
き、主制御部200及び2ポートメモリ306を介し
て、図15のプログラムメモリ301内の高さ変換テー
ブル設定手段407が部品形状情報記憶部620内の上
記調整指示に基づき、高さ変換部304内の高さ変換テ
ーブルを書き換えるようにすればよい。
識装置によれば、高さ変換部304により、高さ計測可
能領域内において高さ計測基準面を中心にリード2aの
高さ位置を検出しうる高さ計測領域を予め設定してお
き、この高さ計測領域の範囲内でのみ高さ検出を行うよ
うにしたので、高さ計測領域内に位置するリード2aの
高さのみ検出することができ、高さ計測領域外の突起2
b,2cの高さを検出することがない。よって、電子部
品2の装着面に存在するリード2aや電極等の付近にノ
イズとなる突起2b,2cなどが存在しても、突起2
b,2cなどを誤ってリード2aや電極等として認識す
ることなく正確に認識することができて、上記電子部品
2の装着面に存在するリード2aや電極などの接合部の
位置情報を正確に得ることができる。よって、この正確
に得られた上記接合部の位置情報に基づき上記電子部品
2の実装を行えば、電子部品2をより一層正確に実装す
ることができる。
ものではなく、その他種々の態様で実施できる。例え
ば、第1実施形態において、高さ変換部304をソフト
ウェアで実施するのではなく、高さ変換部を回路的な構
成、例えば、2種類の比較器で構成するようにしてもよ
い。この場合、2種類の比較器のうちの一方の比較器で
はリード2aとノイズ物体とを分離するためのしきい値
よりノイズ物体側の高さデータはすべて無効とする一
方、他方の比較器では上記しきい値以下のリード側の高
さデータはすべて有効として取り扱うことにより同様な
機能を発揮するようにしてもよい。また、第1実施形態
の代わりに、本発明の第2実施形態として、高さ検出し
たい計測領域を予め決めておくことができない場合に
は、高さデータを一旦、画像メモリに格納した後、高さ
データを解析して高さ計測領域を設定し、計測領域外に
ある高さデータを特定の値に置き換える方法がある。具
体的には、例として、8ビットで表す高さ計測領域内に
ノイズとなる物体が含まれているが、ノイズの高さが安
定しないために、第1実施形態が採用されない場合に適
用する。 又、本発明の第3実施形態として、高さ変換
部304を備える代わりに、計測可能な範囲内にノイズ
となる物体が入らないようにPSD17a,17bに結
像させる受光系のレンズ16a,16bの倍率を変更し
て高さ計測領域の幅を狭くして、リード2aからの反射
光のみを結像させ、ノイズとなる突起2b,2cからの
反射光は結像させないようにする。ただし、この第3実
施形態では、対象物に合わせてフレキシブルに高さ計測
領域を設定するためには、特別な調整機構が必要とな
る。
測可能領域内において高さ計測基準面を中心に接合部の
高さ位置を検出しうる高さ計測領域を予め設定してお
き、この高さ計測領域の範囲内でのみ接合部の高さ検出
を行うようにしたので、高さ計測領域内に位置する接合
部の高さのみ検出することができ、高さ計測領域外の突
起等のノイズ物体の高さを検出することがない。よっ
て、電子部品の装着面に存在するリードや電極等の接合
部の付近にノイズ物体となる突起などが存在しても、突
起などを誤って接合部として認識することなく接合部を
正確に認識することができて、上記電子部品の装着面の
接合部の位置情報を正確に得ることができる。よって、
この正確に得られた上記接合部の位置情報に基づき上記
電子部品の実装を行えば、電子部品をより一層正確に実
装することができる。また、本発明の部品認識装置によ
れば、ノイズ除去部により、高さ計測可能領域内におい
て高さ計測基準面を中心に接合部の高さ位置を検出しう
る高さ計測領域を予め設定しておき、この高さ計測領域
の範囲内でのみ接合部の高さ検出を行うようにしたの
で、高さ計測領域内に位置する接合部の高さのみ検出す
ることができ、高さ計測領域外の突起などのノイズ物体
の高さを検出することがない。よって、電子部品の装着
面に存在するリードや電極等の接合部の付近にノイズ物
体などが存在しても、ノイズ物体などを誤って接合部と
して認識することなく正確に認識することができて、上
記電子部品の装着面に存在するリードや電極などの接合
部の位置情報を正確に得ることができる。よって、この
正確に得られた上記接合部の位置情報に基づき上記電子
部品の実装を行えば、電子部品をより一層正確に実装す
ることができる。
識方法を実施することができる電子部品実装機の外観図
である。
する高さ検出センサーのY軸方向に見た側面図である。
面図である。
の出力信号の説明図である。
を示す説明図である。
おいて3次元センサーを使用して位置検出することが有
効な電子部品の斜視図である。
なる突起の位置と上記第1実施形態である電子部品認識
方法における高さ計測領域との関係を説明するための図
である。
品を従来技術であるCCDカメラで撮影したときの画像
の模式的な説明図及び上記第1実施形態による電子部品
認識方法で認識したときの電子部品の画像の模式的な説
明図である。
を使用して電子部品を装着する手順を示すフローチャー
トである。
からの部品の位置検出手順を詳細に示すフローチャート
である。
置検出手順において部品の大きさから決定された処理エ
リアをウィンドウで示す模式的な説明図及び上記処理エ
リア内をサンプリングして部品の大まかな中心と傾きを
求めることを示す模式的な説明図である。
置検出手順において、上記部品の大まかな中心及び傾き
とメインコントローラから送られてきた部品形状情報を
使って、個々のリードが存在する位置を推定し、リード
を包含する小さなウィンドウを設定し、このウィンドウ
内をサンプリングして、リードの中心位置を検出する状
態を示す模式的な説明図及び全てのリード位置から部品
の正確な中心と傾きを算出する状態を示す模式的な説明
図である。
な中心と傾きの算出結果の例を示す模式的な説明図であ
る。
るための部品認識装置のブロック図である。
に含まれるソフトウェアの機能的な手段のブロック図で
ある。
示すテーブルの図である。
理エリアを示す図である。
図である。
2a…リード、2b…突起、2c…突起、3…トレー、
4…トレー供給部、5…x軸側のロボット、6a,6b
…y軸側のロボット、7…ヘッド部、7a…ノズル、7
m…ノズル高さ軸上下用サーボモーター、8…3次元
(3D)センサー、9…プリント基板、10…半導体レ
ーザー、11…集光整形レンズ、12…ポリゴンミラ
ー、13…ハーフミラー、14…ミラー、15…F−θ
レンズ、16a,16b…結像レンズ、17a,17b
…半導***置検出素子(PSD)、18a,18b…P
SD17a,17bの出力信号、19…受光素子(光セ
ンサー)、20…ポリゴン面原点信号、21…電子部品
認識装置の画像処理制御部、22…基準位置センサー、
23…基準位置信号、24…サーボモータ、24a…エ
ンコーダー、25…エンコーダー信号、102,202
…部品の画像、102a,202a…リード部分の画
像、102b,102c…ノイズとなる突起の画像、1
28…高さ計測の基準面、200…主制御部、201…
システムバス、300…CPU、301…プログラムメ
モリ、302…ワークメモリ、303…チャンネル選択
部、304…高さ変換部、305…画像メモリ、306
…2ポートメモリ、307…タイミング制御部、309
…クロック発生部、310a,310b…プリアンプ、
311a,311b…ADコンバーター、312a,3
12b…高さ演算部、401…処理エリア決定手段、4
02…重心検出手段、403…傾き検出手段、404…
リード位置検出手段、405…対象物中心・傾き検出手
段、406…高さデータクリップ手段、407…高さ変
換テーブル設定手段、408…しきい値算出手段、50
0…処理エリアのウィンドウ、501…小ウィンドウ、
502…中心位置、503,504,505…直線、5
06…交点、600…XYロボット、601…サーボコ
ントローラー、602…高さ検出部、620…部品形状
情報記憶部。
Claims (14)
- 【請求項1】 電子部品(2)の装着面に存在するリー
ド(2a)や電極などの接合部に光を照射し、上記接合
部からの反射光を基に高さ検出部(8)で上記接合部の
位置検出を行う部品認識方法であって、 上記接合部の背後あるいは近接位置に存在しかつ上記光
を反射するノイズ物体(2b,2c)が上記高さ検出部
で検出する反射光の高さ計測領域外となるように上記高
さ検出部の高さ計測領域を限定して、上記ノイズ物体を
除去するようにしたことを特徴とする部品認識方法。 - 【請求項2】 上記高さ検出部は、高さ検出センサー
(8)として半導***置検出素子により上記接合部の高
さを検出する請求項1に記載の部品認識方法。 - 【請求項3】 上記ノイズ除去は、高さ計測可能領域内
において高さ計測基準面を中心に上記接合部の高さ位置
を検出しうる上記高さ計測領域を予め設定しておき、こ
の高さ計測領域の範囲内でのみ上記接合部の高さ検出を
行うようにした請求項1又は2に記載の部品認識方法。 - 【請求項4】 上記ノイズ除去は、上記計測可能領域内
において高さ計測基準面を中心に上記接合部の高さ位置
を検出しうる上記高さ計測領域を高さ変換テーブルをと
して予め設定しておき、上記高さ変換テーブルにより、
上記接合部の高さデータのうち上記高さ計測領域外にあ
る高さデータを無効な高さデータとして取り扱い、上記
高さ計測領域の範囲内にある高さデータを有効な高さデ
ータとして取り扱い、上記有効な高さデータを基に上記
接合部の高さ検出を行うようにした請求項1〜3のいず
れかに記載の部品認識方法。 - 【請求項5】 高さ計測領域の範囲内でのみ検出された
上記電子部品の画像に対して上記電子部品の大きさから
処理エリアを決定し(S6A)、 上記電子部品の画像において上記決定された処理エリア
のウィンドウ(500)内をサンプリングして上記電子
部品の中心及び傾きを大まかに検出し(S6B,S6
C)、 上記部品の大きさと上記電子部品の大まかな位置とを基
に、上記電子部品の画像において全ての上記接合部の位
置を検出し(S6D)、 全ての上記接合部の位置から上記電子部品の画像におけ
る上記電子部品の正確な位置を検出する(S6E)よう
にした請求項1〜4のいずれかに記載の部品認識方法。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の部品認
識方法により検出された、上記電子部品の上記接合部の
位置情報に基づき、上記電子部品を基板上に実装するよ
うにした電子部品実装方法。 - 【請求項7】 ヘッド部(7)の部品保持部材(7a)
で上記電子部品を保持し(S1)、 上記高さ計測領域の調整が必要か否かを判断し、上記高
さ計測領域の調節が必要な場合には上記高さ計測領域の
調整を行い(S2,S3)、 上記高さ計測領域に基づき上記部品保持部材の高さを調
整し(S4)、 上記部品の高さデータを取り込み(S5)、 上記高さ検出部により上記電子部品の位置を検出し(S
6)、 上記高さ検出部により認識された高さ位置情報に基づ
き、上記ヘッド部を駆動して上記部品保持部材により上
記電子部品を上記基板の所定の位置に装着する(S7)
ようにした請求項6に記載の電子部品実装方法。 - 【請求項8】 電子部品(2)の装着面に存在するリー
ドや電極などの接合部(2a)に光を照射する照射装置
(10)と、 上記照射装置から照射された光が上記接合部で反射した
反射光を基に上記接合部の位置検出をする高さ検出部
(602)と、 上記接合部の背後あるいは近接位置に存在しかつ上記光
を反射するノイズ物体(2b,2c)が上記高さ検出部
で検出する反射光の計測領域外となるように上記高さ検
出部の計測領域を限定して、上記ノイズ物体を除去する
ノイズ除去部(304)とを備えるようにしたことを特
徴とする部品認識装置。 - 【請求項9】 上記高さ検出部は、高さ検出センサー
(8)として半導***置検出素子により上記接合部の位
置を検出する請求項8に記載の部品認識装置。 - 【請求項10】 上記ノイズ除去部は、高さ計測可能領
域内において高さ計測基準面を中心に上記接合部の高さ
位置を検出しうる高さ計測領域を予め設定しておき、こ
の高さ計測領域の範囲内でのみ上記接合部の高さ検出を
行うようにした請求項8又は9に記載の部品認識装置。 - 【請求項11】 上記ノイズ除去部は、上記計測可能領
域内において高さ計測基準面を中心に上記接合部の高さ
位置を検出しうる上記高さ計測領域を高さ変換テーブル
をとして予め設定しておき、上記高さ変換テーブルによ
り、上記接合部の高さデータのうち上記高さ計測領域外
にある高さデータを無効な高さデータとして取り扱い、
上記高さ計測領域の範囲内にある高さデータを有効な高
さデータとして取り扱い、上記有効な高さデータを基に
上記接合部の高さ検出を行うようにした請求項8〜10
のいずれかに記載の部品認識装置。 - 【請求項12】 高さ計測領域の範囲内でのみ検出され
た上記電子部品の画像に対して上記電子部品の大きさか
ら処理エリアを決定する処理エリア決定手段(401)
と、 上記電子部品の画像において上記決定された処理エリア
のウィンドウ(500)内をサンプリングして上記電子
部品の中心及び傾きを大まかに検出する重心及び傾き検
出手段(402,403)と、 上記部品の大きさと上記電子部品の大まかな位置とを基
に、上記電子部品の画像において全ての上記接合部の位
置を検出する接合部位置検出手段(404)と、 全ての上記接合部の位置から上記電子部品の画像におけ
る上記電子部品の正確な位置を検出する接合部中心及び
傾き検出手段(405)とを備えるようにした請求項8
〜11のいずれかに記載の部品認識装置。 - 【請求項13】 請求項8〜12のいずれかに記載の部
品認識装置により検出された、上記電子部品の上記接合
部の位置情報に基づき、上記電子部品を基板上に実装す
るようにした電子部品実装装置。 - 【請求項14】 部品保持部材(7a)で上記電子部品
を保持するとともに、上記高さ計測領域に基づき上記部
品保持部材の高さを調整するヘッド部(7)と、 上記高さ検出部により認識された高さ位置情報に基づ
き、上記ヘッド部を駆動して上記部品保持部材により上
記電子部品を上記基板の所定の位置に装着する制御部
(200)とを備えるようにした請求項13に記載の電
子部品実装装置。
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---|---|---|---|
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EP99909178A EP1062853B1 (en) | 1998-02-27 | 1999-02-25 | Component recognizing method and apparatus |
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SG200005492A SG108814A1 (en) | 1998-02-27 | 1999-02-25 | Component recognizing method and apparatus |
DE69934116T DE69934116T2 (de) | 1998-02-27 | 1999-02-25 | Bauteilerkennungsverfahren und -vorrichtung |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6909515B2 (en) | 2001-01-22 | 2005-06-21 | Cyberoptics Corporation | Multiple source alignment sensor with improved optics |
JP2011228583A (ja) * | 2010-04-22 | 2011-11-10 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | 電子部品の撮像判定方法及び部品実装機 |
-
1998
- 1998-02-27 JP JP04784998A patent/JP3883279B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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