(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルとこのノズルに吸着された部品を認識カメラで撮像し、この画像データに基づいて前記部品の厚みを計算するに際し、認識カメラの一画面中の予め必要として設定された特定領域の画像の取り込みが終了したことを検出すると、認識カメラの一画面の全ての画像の取り込みの終了前に前記の特定領域の画像に基づいて前記部品の厚みの計算を開始する部品厚み計測方法。
【請求項２】
必要となる画像信号領域を計算する転送領域算出工程（Ｓ３）と、被写体画像を所定のタイミングで取り込むためのタイミング信号を受信する信号受信工程（Ｓ４）と、認識カメラから転送される画像信号の前記受信工程にて信号が受信されてからの垂直同期信号を検出する垂直同期信号検出工程（Ｓ５）と、垂直同期信号が検出されてからの水平同期信号をカウントする水平同期信号カウント工程（Ｓ６）と、前記垂直同期信号が検出された直後からの画像信号を有効とし、メモリに転送する転送工程（Ｓ７）と、カウントされた水平同期信号と前記転送領域算出工程で計算された転送領域とを比較し一致の場合にメモリへの画像データの転送を終了させる転送終了工程（Ｓ８）と、転送された画像信号から目的とする画像情報を認識する認識演算工程（Ｓ９）とを有し、認識演算工程（Ｓ９）で計算された部品の厚みの計算結果を出力する請求項１記載の部品厚み計測方法。
【請求項３】
ノズルとこのノズルに吸着された部品を撮像する認識カメラと、認識カメラで撮像した画像データに基づいて前記部品の厚みを計算する演算処理装置と、演算処理装置の演算結果に基づいて部品実装位置での前記ノズルの高さを変更する装着高さ調整機とを設け、かつ前記演算処理装置を、認識カメラの一画面中の予め必要として設定された特定領域の画像の取り込みが終了したことを検出すると、認識カメラの一画面の全ての画像の取り込みの終了前に前記の特定領域の画像に基づいて前記部品の厚みの計算を実施するよう構成した電子部品実装機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を吸着し回路基板上に装着する電子部品実装機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装機はノズルに吸着された電子部品を撮像する認識カメラを備えている。実装機は認識カメラから画像を取り込み、認識演算により部品厚みを測定し吸着良否の判定、装着高さの決定を行っている。
【０００３】
従来では図６と図７に示すようにして部品厚み計測を実施している。図６は認識カメラにより撮像される画像とその取り込み方法を示しており、５は認識カメラの撮像範囲、２は実装機のノズル、３はノズル２に吸着されている電子部品、４は走査線である。
【０００４】
図７は部品厚み計測処理装置のフローチャートを示す。
この処理装置は、画像取り込み処理（Ｓ１）を実施して得た画像に基づいて認識演算処理（Ｓ２）を実施して結果が転送される。
【０００５】
画像取り込み処理（Ｓ１）はステップ〔ａ−１〕〔ａ−２〕〔ａ−３〕で形成されている。計測スタート信号を受けた後、ステップ〔ａ−１〕では図６に示した画像取り込み開始点１かどうか検出し、画像取り込み開始点１を検出するとステップ〔ａ−２〕で画像取り込み処理を開始し、ステップ〔ａ−３〕で取り込み終了点かどうかを検出し、取り込み終了点でない場合にはステップ〔ａ−２〕を繰り返し実行する。
【０００６】
ステップ〔ａ−３〕で取り込み終了点を検出すると認識演算処理（Ｓ２）が開始される。認識演算処理（Ｓ２）はステップ〔ａ−４〕〔ａ−５〕で形成されている。ステップ〔ａ−４〕では１画面分の画像データに基づいて電子部品３の厚みを計算し、ステップ〔ａ−５〕でその計算結果を出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来では、画像取り込み工程（Ｓ１）において画像データが取り込み開始点１より１画面分の全てが取り込まれた後に、認識演算工程（Ｓ２）が開始される。
【０００８】
さらに、ノズル２の動作と認識カメラの駆動は非同期で行われるため、画像取り込みが完了するまで最大２ＶＤ必要とされる。このことが電子部品実装機の高速化の問題となっている。
【０００９】
本発明は画像取り込み工程（Ｓ１）を高速化し電子部品実装機の装着タクトを高速化できる部品厚み計測方法とこれを採用した電子部品実装機を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の部品厚み計測方法においては、ノズルとこのノズルに吸着された部品を認識カメラで撮像し、この画像データに基づいて前記部品の厚みを計算するに際し、認識カメラの一画面中の予め必要として設定された特定領域の画像の取り込みが終了したことを検出すると、認識カメラの一画面の全ての画像の取り込みの終了前に前記の特定領域の画像に基づいて前記部品の厚みの計算を開始するものである。
【００１１】
この発明によれば、認識カメラの撮影した画像データから迅速に部品厚みを計測することができ、これを電子部品実装機に採用した場合には装着タクトを高速化できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の部品厚み計測方法は、ノズルとこのノズルに吸着された部品を認識カメラで撮像し、この画像データに基づいて前記部品の厚みを計算するに際し、認識カメラの一画面中の予め必要として設定された特定領域の画像の取り込みが終了したことを検出すると、認識カメラの一画面の全ての画像の取り込みの終了前に前記の特定領域の画像に基づいて前記部品の厚みの計算を開始することを特徴とし、画像取り込みに必要とされる時間の短縮により、部品厚み計測処理に必要とされる時間の短縮が可能となり、電子部品実装機の装着タクトの高速化が図れることになる。
【００１３】
本発明の電子部品実装機は、ノズルとこのノズルに吸着された部品を撮像する認識カメラと、認識カメラで撮像した画像データに基づいて前記部品の厚みを計算する演算処理装置と、演算処理装置の演算結果に基づいて部品実装位置での前記ノズルの高さを変更する装着高さ調整機とを設け、かつ前記演算処理装置を、認識カメラの一画面中の予め必要として設定された特定領域の画像の取り込みが終了したことを検出すると、認識カメラの一画面の全ての画像の取り込みの終了前に前記の特定領域の画像に基づいて前記部品の厚みの計算を実施するよう構成したことを特徴とし、画像取り込みに必要とされる時間の短縮により、部品厚み計測処理に必要とされる時間の短縮が可能となり、電子部品実装機の装着タクトの高速化が図れることになる。
【００１４】
以下、本発明の部品厚み計測方法を図１〜図５に示す具体的な実施の形態に基づいて説明する。
図１と図２は電子部品実装機を示す。図１において、移動テーブル９は多数の部品供給ユニット７が並列配置されており、任意の部品供給ユニット７を所定の部品吸着位置８に位置決め可能なように矢印（Ｚ方向）に移動可能となっている。
【００１５】
電子部品３を吸着するためのノズル２は、矢印Ａの方向に間欠回転が可能な回転テーブル１０に等間隔で複数が配置されており、回転テーブルポジションＰ１の部品吸着位置８で上下動作を行い電子部品を吸着し、ＸＹテーブル１５にセットされた回路基板１４に対して回転テーブルポジションＰ５の部品装着位置１６で上下動作を行い電子部品の装着を行なう。
【００１６】
電子部品３の種類に応じてのノズル２の装着高さの調整は装着高さ調整機１３により行われる。電子部品３の種類に応じてのノズル２の吸着高さの調整は吸着高さ調整機１８により行われる。
【００１７】
部品装着位置１６の手前の回転テーブルポジションＰ４には、ノズル２の吸着している電子部品３を撮像する認識カメラとこの画像データから計算処理して電子部品３の厚みを算出する部品厚み計測処理装置とからなる部品厚み計測器１２が据え付けられている。
【００１８】
図２は部品厚み計測器１２とこの出力に基づいて制御される装着高さ調整機１３の駆動モータＭ１の関係を示しており、Ｍ３，Ｍ４はＸＹテーブルの駆動モータ，Ｍ５は回転テーブル１０の駆動モータ、２１はＮＣボードである。１７は照明装置である。
【００１９】
サイクルタイマ２４は、回転テーブル１０が停止してノズル２が部品厚み測定器１２の撮像位置に停止すると回転テーブル停止信号を発生し、この信号はメインコントロールボード２０に送られる。
【００２０】
メインコントロールボード２０は、サイクルタイマ２４からの回転テーブル停止信号を検出すると部品厚み測定器１２へ測定スタート信号と画像転送領域を送信する。
【００２１】
部品厚み計測器１２は、メインコントロールボード２０からの測定スタート信号を検出すると計測を開始し、計測の終了後にメインコントロールボード２０へ計測の結果を返す。
【００２２】
次に本発明における部品厚み計測器１２の動作について説明する。
部品厚み計測器１２は、メインコントロールボード２０からの画像転送領域の指示を受け取って転送領域算出工程（Ｓ３）で画像転送領域を設定する。なお、本実施の形態では、画像転送領域はノズル２および吸着された電子部品３の高さ（厚み）情報に応じて変更される構成としているが、あらかじめ画像転送領域を固定し１画面取り込みと高速画像取り込みとの２種類のうちの一方を選択する構成としても良い。
【００２３】
信号受信工程（Ｓ４）において部品厚み計測スタート信号を待ち、計測スタート信号受信後は最初に入力される垂直同期信号（ＶＤ信号）の検出待ちの垂直同期信号検出工程（Ｓ５）となる。
【００２４】
垂直同期信号検出工程（Ｓ５）においてＶＤ信号を検出すると、水平同期信号（ＨＤ信号）カウント工程（Ｓ６）に入り、ＨＤ信号が検出されるごとにカウンタのカウントアップを行う。
【００２５】
水平同期信号カウント工程（Ｓ６）の終了後、転送工程（Ｓ７）に入り、ＨＤ信号に続いて入力される画像信号をメモリへ転送する。１ＨＤ周期分の画像信号の転送完了後、転送終了工程（Ｓ８）に入る。
【００２６】
転送終了工程（Ｓ８）では、転送領域計算工程（Ｓ３）であらかじめ設定された値と現在のカウンタの値を比較し、両者が一致していれば画像信号の取り込みを終了して認識演算工程（Ｓ９）へ入る。比較した結果が一致しない場合は水平同期信号カウント工程（Ｓ６）と転送工程（Ｓ７）を繰り返す。
【００２７】
転送終了工程（Ｓ８）で画像信号の取り込み終了後、認識演算工程（Ｓ９）に入り、前工程で取り込まれた画像信号を基に電子部品の高さを求め、結果をメインコントロールボード２０へ転送する。
【００２８】
図３は転送領域算出工程（Ｓ３）における画像取り込み範囲の計算方法を示している。
図３において、Ｒは画像取込範囲を表しており、メインコントロールボード２０から部品厚み測定器１２へ送られるデータであり、ＨＤ信号の数で表される。Ｒは以下の式で算出される。
【００２９】
Ｒ  ＝  Ｌn   ＋（  ｔ  ＋  ｔ0   ）  ＋  α
ここで、“  Ｌn   ”は撮像範囲５に映されるノズル２の高さを表しており、ノズル２ごとにあらかじめ測定してメインコントロールボード２０に記憶されている。“  ｔ  ”は電子部品３の高さを、“  ｔ0   ”は“  ｔ  ”に対する高さバラツキ許容範囲を表しており、使用する電子部品３の種別に応じた情報をあらかじめライブラリとしてメインコントロールボード２０に記憶させてある。“
α  ”は余裕度である。
【００３０】
図４の（ａ）は部品厚み計測器１２の画像取り込みの模式図、図４の（ｂ）は図５の工程をタイミングチャートで現したものである。図４の（ａ）は認識カメラで撮像された画像を表しており、画像は走査線４のように走査される。図５の転送領域算出工程（Ｓ３）で設定される領域が図４の“  Ｒ  ”にあたる。図５の垂直同期信号検出工程（Ｓ５）では画像取り込み開始点１が検出される。
【００３１】
画像取り込み開始点１の以降に画像信号転送が開始され、図４の画像取り込み終了点６が図５の転送終了工程（Ｓ８）で検出されるまで継続される。
このようにして、位置画面分の全ての画像の取り込みの終了を待たずに、図４の“  Ｒ  ”の領域の画像を取り込みを検出すると認識演算工程（Ｓ９）を実行して電子部品３の高さを求め、部品厚み計測器１２よりメインコントロールボード２０へ返された結果を用いてノズル２の部品吸着状態のチェックを迅速に行える。図４の（ｂ）では、領域Ｒ１の取り込みが完了するとその直後の期間Ｃ１で認識演算を実施し、また領域Ｒ２の取り込みが完了するとその直後の期間Ｃ２で認識演算を実施している。
【００３２】
ポジションＰ５において前記Ｐ４で計測されたデータに基づき装着高さ調整機１３により装着高さ調整後ＸＹテーブル１５で位置決めされる回路基板１４の所定位置へ電子部品３を迅速に実装できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明の部品厚み計測方法によれば、ノズルとこのノズルに吸着された部品を認識カメラで撮像し、この画像データに基づいて前記部品の厚みを計算するに際し、認識カメラの一画面中の予め必要として設定された特定領域の画像の取り込みが終了したことを検出すると、認識カメラの一画面の全ての画像の取り込みの終了前に前記の特定領域の画像に基づいて前記部品の厚みの計算を開始することを特徴とし、撮像される被写体のサイズに応じて画像取り込み領域の変更が可能となり、必要とされる領域のみ画像取り込みが行われるため、画像取り込みに必要とされる時間が短縮され部品厚み計測に必要な時間が減少する。したがって、画像取り込みに必要とされる時間の短縮により、部品厚み計測処理に必要とされる時間の短縮が可能となり、電子部品実装機の装着タクトの高速化が図れることになる。
【００３４】
また、本発明の電子部品実装機によれば、ノズルとこのノズルに吸着された部品を撮像する認識カメラと、認識カメラで撮像した画像データに基づいて前記部品の厚みを計算する演算処理装置と、演算処理装置の演算結果に基づいて部品実装位置での前記ノズルの高さを変更する装着高さ調整機とを設け、かつ前記演算処理装置を、認識カメラの一画面中の予め必要として設定された特定領域の画像の取り込みが終了したことを検出すると、認識カメラの一画面の全ての画像の取り込みの終了前に前記の特定領域の画像に基づいて前記部品の厚みの計算を実施するよう構成したことを特徴とし、部品厚み計測位置での停止時間の短縮が可能となり電子部品の装着タクトの高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の電子部品実装機の模式平面図
【図２】同実施の形態の電子部品実装機の要部の構成図
【図３】同実施の形態の部品厚み計測器の画像取り込みの設定領域の説明図
【図４】同実施の形態の画像取り込み説明図とタイミングチャート
【図５】同実施の形態の部品厚み計測器のフローチャート
【図６】従来の部品厚み計測器の画像取り込み方法の模式図
【図７】従来の部品厚み計測器の計測方法のフローチャート
【符号の説明】
１    画像取り込み開始点
２    ノズル
３    電子部品
４    走査線
５    認識カメラ撮像範囲
７    部品供給ユニット
８    部品吸着位置
９    移動テーブル
１０    回転テーブル
１２    部品厚み計測器
１３    装着高さ調整機
１４    回路基板
１５    ＸＹテーブル
１６    部品装着位置
１８    吸着高さ調整機
Ｓ３    転送領域算出工程
Ｓ４    信号受信工程
Ｓ５    垂直同期信号検出工程
Ｓ６    水平同期信号カウント工程
Ｓ７    転送工程
Ｓ８    転送終了工程
Ｓ９    認識演算工程
【図１】
0003678489.tif 000002
【図２】
0003678489.tif 000003
【図３】
0003678489.tif 000004
【図４】
0003678489.tif 000005
【図５】
0003678489.tif 000006
【図６】
0003678489.tif 000007
【図７】
0003678489.tif 000008