(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着ノズルに保持された電子部品を撮像装置で撮像してその画像の認識結果を基に位置決めをしてプリント基板に装着する電子部品装着装置において、電子部品の寸法・形状等に関する部品データを記憶する記憶手段と、前記撮像装置に撮像された電子部品の画像を拡大して表示すると共に拡大された部品の画像に合わせて前記記憶手段に記憶された前記部品データに基づくグラフィックイメージを表示する表示手段と、前記記憶手段に記憶された部品データを変更する変更手段とを備え、該変更手段は前記表示手段による前記画像及びグラフィックイメージの拡大表示に伴い前記部品データを変更するステップを細かい値にし前記部品データを変更することを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項２】
前記表示手段は電子部品の画像の大きさを複数段階の倍率で表示することを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。
【請求項３】
前記グラフィックイメージを前記表示手段が表示する画面中で移動する移動手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。
【請求項４】
前記表示手段が表示する画面内で画像を拡大する範囲を指定する指定手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子部品装着装置。
【請求項５】
前記表示手段がした拡大した画像を表示した後画像を縮小して表示させる縮小表示手段を設けたことを特徴とする請求項２乃至４に記載の電子部品装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の寸法・形状等に関する部品データを処理するデータ処理装置及び、吸着ノズルに保持された電子部品を撮像装置で撮像してその画像の認識結果を基に位置決めをしてプリント基板に装着する電子部品装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種データ処理装置として、特開平５−３３３９１５号公報に記載されたものが知られている。この従来技術によれば、電子部品の認識処理用のデータが自動的に作成されて電子部品装着装置に利用可能になされる。また、部品各部の寸法をノギス等により測定することによりこのようなデータが作成される場合もあった。
【０００３】
このようなデータに間違いがある場合に自動教示の場合であれば、自動教示のやり方に問題があるかどうかを見付けだし、それを修正して自動教示のやり直しをおこなわなければならずに大変であった。
【０００４】
また手作業などで測定してデータの数値を直接キーインする作業も大変手間のかかる作業であった。
【０００５】
このため、カメラで撮像した電子部品の画像にこの電子部品のデータから生成されたグラフィックイメージを重ね合わせて、ＣＲＴ等の表示画面に表示させて、目合わせによりデータの変更を行い、部品データの作成あるいは修正を行う技術が考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術では、部品の画像の大きさによっては画面に表示されるグラフィックイメージと一致しているかどうかの見極めが難しい場合がある。
【０００７】
例えば、部品によっては大きさが１ｍｍ程度で、撮像した原寸大の大きさではグラフィックとのずれが分からない場合があったり、リード付きの部品の場合にモールド部分は全体がモニタ画面に入り判別がつくが、リードピッチが狭く、リードの部分がグラフィックと一致しているか判別できない場合がある。
【０００８】
そこで本発明は、部品データ編集時の部品の画像とグラフィックイメージとの判別を容易にすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、吸着ノズルに保持された電子部品を撮像装置で撮像してその画像の認識結果を基に位置決めをしてプリント基板に装着する電子部品装着装置において、電子部品の寸法・形状等に関する部品データを記憶する記憶手段と、前記撮像装置に撮像された電子部品の画像を拡大して表示すると共に拡大された部品の画像に合わせて前記記憶手段に記憶された前記部品データに基づくグラフィックイメージを表示する表示手段と、前記記憶手段に記憶された部品データを変更する変更手段とを備え、該変更手段は前記画像及びグラフィックイメージの拡大表示に伴い前記部品データを変更するステップを細かい値にし前記部品データを変更するものである。
【００１０】
このように構成することで、電子部品装着装置にて吸着ノズルに保持された状態で撮像装置により撮像された電子部品の画像が小さすぎるときには画像を拡大してグラフィックとの一致の程度を確認することができ、記憶手段に記憶された部品データを変更手段により細かく且つ容易に変更し、精度の高い部品データを得ることができる。
【００１１】
またこの場合、前記表示手段は電子部品の画像の大きさを複数段階の倍率で表示する表示手段を設けたものである。
【００１２】
またこれらの場合、前記グラフィックイメージを前記表示手段が表示する画面中で移動する移動手段を設けたものである。
【００１４】
またこれらの場合、前記表示手段が表示する画面内で画像を拡大する範囲を指定する指定手段を設けたものである。
【００１５】
このようにすることで、拡大したい範囲を拡大することができる。
【００１６】
またこれらの場合、前記表示手段がした拡大した画像を表示した後画像を縮小して表示させる縮小表示手段を設けたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図に基づき詳述する。
【００２０】
図１に基づきデータ処理装置の制御ブロックについて説明する。
【００２１】
吸着ノズル１は処理対象の電子部品２を吸着して撮像カメラ３上をＸＹ移動即ち、水平移動可能になされている。このＸＹ移動は所定の分解能でされることが可能である。
【００２２】
撮像カメラ３が撮像した部品２の画像は所定の画素数の画像メモリ４に記憶される。該画像メモリ４に記憶された画像データはデジタルズーム制御回路５を介して表示画像メモリ７に記憶され、該画像メモリ７の画像がＣＲＴモニタ８の画面に表示される。デジタルズーム制御回路５は画像メモリ４に記憶された画像の指定された一部について表示画像メモリ７に記憶させるように制御する。
【００２３】
画像メモリ４に記憶可能な画素数と表示画像メモリ７に記憶可能な画素数は同一であり、画像メモリ４の一部が表示画像メモリ７全体に拡大されて記憶されるため、指定された画像がモニタ８の画面いっぱいに拡大されて表示されることとなる。画像メモリ４の画像データがそのまま、表示画像メモリ７に格納されればカメラ３で撮像した等倍の画像がモニタ８に表示されることとなる。
【００２４】
デジタルズーム制御回路５が画像メモリのどの部分を表示画像メモリ７に格納させるかはＣＰＵ１０の制御による。
【００２５】
また、ＣＰＵ１０はグラフィック・アイコン発生回路１１を制御し、モニタ８に表示させるための、電子部品２のグラフィックイメージまたは種々のアイコンの画像のデータを発生させる。種々のアイコンはデータ処理装置の種々の操作をするため等に使用される。電子部品２のグラフィックイメージはデジタルズーム制御回路５により拡大される部品２の画像の拡大率と同一の拡大率で拡大され、重ね合わせて一致するようになされている。
【００２６】
また、ＣＰＵ１０にはカーソル位置表示回路１２を介してマウスカーソル表示回路１４が接続されており、後述するマウスカーソル３０（図１１参照）をモニタ８の画面に表示させている。マウスカーソル２３の表示位置はカーソル位置表示回路１２に記憶されＣＰＵ１０が把握できるようにされており、また、ドラッグボール等のポインティングデバイス１５の操作によりインターフェース１６を介して位置の移動がなされる。
【００２７】
表示画像メモリ７の部品画像、グラフィック・アイコン発生回路１１が発生する画像及びマウスカーソルの画像の信号はＯＲ回路１７を通して、重ね合わせられ、モニタ８の画面に表示される。撮像された部品２の画像は例えば図８のように表示され、グラフィック・アイコン発生回路１１で発生されるこの部品のグラフィックイメージは図９に示すように発生され、これらにグラフィック・アイコン発生回路１１で発生されたマウスカーソルが重ね合わされて図１０のように表示される。
【００２８】
また、ＣＰＵ１０にはＲＡＭ１９及びＲＯＭ２０が接続されており、ＲＡＭ１９には作成されたあるいは修正される部品データが記憶されている。ＲＯＭ２０にはデータ処理装置の所与の動作をさせるためのプログラムが記憶されている。
【００２９】
次に、データ処理装置で作成された部品データを使用する電子部品装着装置２３について図２及び図３に基づき説明する。該電子部品装着装置２３はデータ処理装置の機能も有する。
【００３０】
３１はＹ軸モータ３２の回動によりＹ方向に移動するＹテーブルであり、３３はＸ軸モータ３４の回動によりＹテーブル３１上でＸ方向に移動することにより結果的にＸＹ方向に移動するＸＹテーブルであり、チップ状電子部品２が装着されるプリント基板３６が図示しない固定手段に固定されて載置される。
【００３１】
３７は供給台であり、チップ部品２を供給する部品供給装置３８が多数台配設されている。３９は供給台駆動モータであり、ボールネジ４０を回動させることにより、該ボールネジ４０が嵌合し供給台３７に固定されたナット４１を介して、供給台７がリニアガイド４２に案内されてＸ方向に移動する。４３は間欠回動するロータリテーブルであり、該テーブル４３の外縁部には取り出しノズルとしての吸着ノズル４４を複数本有する装着ヘッド４５が間欠ピッチに合わせて等間隔に配設されている。
【００３２】
Ｉはロータリテーブル４３の間欠回転により吸着ノズル４４が供給装置８より部品２を吸着し取出す装着ヘッド４５の停止位置である吸着ステーションであり、該吸着ステーションＩにて吸着ノズル４４が部品２を吸着する。
【００３３】
４６は吸着ノズル４４が吸着する部品２の位置ずれを部品２の下面をカメラにて所定の視野範囲で撮像しその撮像画面を認識処理して認識する部品認識装置であり、認識ステ−ションＩＩに設けられている。
【００３４】
認識ステーションＩＩの次の装着ヘッド４５の停止する位置が角度補正ステーションＩＩＩであり、認識装置４６の認識結果によるチップ部品２の角度位置ずれを補正する角度量を予め決められた図示しない装着データに示される角度量に加味した角度量だけヘッド回動装置４７が装着ヘッド４５をθ方向に回動させる。θ方向とはノズル４４の軸の回りに回転する方向である。
【００３５】
角度補正ステーションＩＩＩの次の次の停止位置が、装着ステーションＩＶであり、前記基板３６に該ステーションＩＶの吸着ノズル４４の吸着する部品２が装着ヘッド４５の下降により装着される。
【００３６】
５０は上下動する昇降棒であり、部品供給装置３８の揺動レバー５１に係合して揺動させチップ部品２を所定間隔に封入した図示しない部品収納テープを該間隔に合わせて間欠送りさせ吸着ノズル４４の部品吸着位置にチップ部品２を供給する。５２は該図示しない部品収納テープを巻回するテープリールである。
【００３７】
次に、電子部品装着装置２３内にも図１と同様な制御ブロック回路が内臓されており、後述する電子部品の部品データの編集作成する機能及び、作成され図示しないＲＡＭに記憶されている部品データが正しいかを確認する機能をも有する。
【００３８】
電子部品装着装置２３で使用するＮＣデータ及び部品データについて説明する。
【００３９】
ＮＣデータは図４に示されるような装着データ、図５に表示されるような部品配置データより構成されており、さらに図示しないＲＡＭ等には図６に示されるような部品データが記憶され、該部品データは後述するようにＮＣデータと共に用いられる。
【００４０】
装着データは図４に示すように部品２の装着順を示すステップ番号の順に部品２を装着すべき基板３６上のＸＹ方向の位置、θ方向の装着すべき角度位置を示すデータ及び装着すべき部品種の部品２を供給する部品供給装置３８が取り付けられた供給台３７上の位置を示すリール番号が格納されたデータである。
【００４１】
図５に示す前記部品配置データは供給台３７上にどのように部品供給装置３８が配設されているかを示すものであり、リール番号毎に部品供給装置３８が供給する部品２の種類を示す部品品種（部品ＩＤ）が格納されている。
【００４２】
図６に示す前記部品データは部品ＩＤで区別される部品品種毎に作成され図示しないＲＡＭ内に記憶されており、当該部品品種のチップ部品２をプリント基板３６に装着するために各ステ−ションの各装置がなすべき作業を該部品２に合わせて制御できるようにするための種々のデータが格納されている。例えば、部品厚みのデータは図示しない立ち状態検出センサがチップ部品２の正常な面を吸着されているかどうかを検出する場合、この厚さより厚いことを検出したときに立ち状態であることを検出できるようにするために使われる。
【００４３】
また部品認識装置１６で部品認識をするためには図７に示すように部品寸法ＳＸ及び部品寸法ＳＹが必要であり、またリード長ＬＳ、リード幅ＬＷ及びリード本数の情報も部品データを構成するデータである。
【００４４】
電子部品装着装置の図示しないＣＰＵは装着データでステップ番号毎にリール番号を読み込むと部品配置データの同じリール番号の部品ＩＤを読み込み、部品データの当該部品ＩＤの各データを読み込み必要な制御をするものである。
【００４５】
これらのデータは他のバソコン等のデータ作成装置で作成されて、当該電子部品装着装置２３に通信回路を介して転送されるものであるが、当該装置２３でも簡易的に作成することができ、また特に部品データを構成する各データのうちのいくつかのデータは認識装置１６が部品２を認識することによって装置２３内で自動作成することができる。このように、電子部品装着装置２３は部品データを作成、編集して処理するデータ処理装置としての機能も有する。
【００４６】
以下図１に示すデータ処理装置動作による部品データの確認または修正等の編集動作について説明する。
【００４７】
先ず、吸着ノズル１が編集対象の電子部品２を真空吸着して撮像カメラ３の撮像位置に移動する。
【００４８】
次に、カメラ３が撮像した図８に示す画像が画像メモリ４に記憶される。この記憶はＮＴＳＣ方式のカメラであれば所定のタイミングで走査され撮像された１フレームの画像が画像メモリに取込まれて行われる。カメラは逐次走査をしてリアルタイムで画像信号を発生しているのであるが、画像メモリ４には所定のタイミングで取込まれた画像データが保持される。
【００４９】
次に、デジタルズーム制御回路５は撮像されたままの大きさの部品画像を表示させるべく、画像メモリ４の画像データをそのまま表示画像メモリ７に格納する。
【００５０】
また、グラフィック・アイコン発生回路１１は図９に示される原寸大の部品２のグラフィックイメージを当該部品ＩＤのＲＡＭ１９に格納された部品データに基づいて発生してこれら画像信号はＯＲ回路１７を介してモニタ８に送られ、図１０に示す画像が表示される。操作者は図１０の画面を見てグラフィックと部品像とが一致しているかどうかを判断するのであるが、このままではリード部分等の細かな部分がわからないと判断した場合、図１０のように表示されている任意拡大アイコン２５にマウスカーソル表示回路１４が発生したマウスカーソル２２を移動させてポインティングデバイス１５の図示しないクリックボタンをクリックする。
【００５１】
この結果、カーソル位置表示回路１２が把握している位置よりＣＰＵ１０は任意拡大アイコン２５が選択されたことを判断する。
【００５２】
次に、操作者がカーソル２２を画面上の所定の始点位置に移動させてポインティングデバイス１５の図示しないクリックボタンをクリックする。
【００５３】
次にクリックボタンのクリックをし続けながら、カーソル２２を移動させることにより拡大枠２４が設定される。図１０の拡大枠２４のカーソル２２に接している角の対角の角が始点位置であり、この拡大枠２４で囲まれた部分が拡大して表示される範囲となる。該拡大枠２４もグラフィック・アイコン発生回路により発生された画像である。また、カーソル２２の位置はポインティングデバイス１５により移動されるものである。クリックボタンのクリックを離した時点で拡大枠２４の設定がなされるが、設定したい範囲はこの始点及び終点（クリックを離した時点の位置）の取り方で選択できる。拡大枠２４の大きさにより拡大される率（拡大率）が変更できる。
【００５４】
次に、クリックボタンのクリックが離された時点（解除された時点）で、デジタルズーム制御回路５の制御により設定された拡大枠２４の範囲の画像データが表示画像メモリ７に格納され、またグラフィック・アイコン発生回路１１はこの拡大された部品画像の大きさに合わせて部品データに基づき同一の拡大率で部品のグラフィックイメージを発生させる。
【００５５】
この結果、モニタには図１１のように図１０で拡大枠２４で設定された範囲が拡大されて表示される。即ち、部品画像が２倍に表示されるならば、グラフィックイメージは原寸に対して２倍の大きさのものが描画（表示）される。
【００５６】
このように拡大されたことにより、部品画像とグラフィックイメージのずれが明瞭に判別できるようになり、操作者の操作によりマウスカーソル２２をグラフィック移動アイコン２７のうち移動したい方向を示す矢印のものをクリックすることによりグラフィックが移動し、例えば図１２に示すように一致することが確認できる。
【００５７】
このように一致することが確認されると現在の部品データが正しいことが確認できる。
【００５８】
この後、任意拡大アイコン２５を再度クリックすることでモニタ８の画面は縮小表示されて図１０に示す最初の画面となる。このとき任意拡大アイコン２５は縮小表示手段としての役割を果たす。
【００５９】
また、グラフィックを移動させた結果図１３に示すようにグラフィックと部品２の画像が一致しない場合は（図１３ではリードの長さが部品２とグラフィックで異なる。）、データキー５４にカーソル２２を移動させて図示しないクリックボタンをクリックすることで部品データの変更ができ、その変更されたデータに基づいて、グラフィックイメージが修正されて表示される。この結果、グラフィックと部品画像が一致したところで部品データの修正が完了する。この修正操作においても、画面が拡大されていることにより、グラフィックイメージの解像度が上げられるため、部品データを変更していくステップを細かい値にすることができる。
【００６０】
次に、部品種を変更してリードのないチップ部品２を吸着ノズル１に吸着させ例えば、図１４に示す原寸大の部品画像が得られる。この場合、グラフィック・アイコン発生回路１１が発生するグラフィックイメージは原寸大の部品データに基づいて発生された図１５に示すものとなっている。即ち、部品データが示す寸法で表示される。
【００６１】
この場合も前述と同様にして拡大枠２４をモニタ８の画面中に図１６のように設定して拡大させることにより、図１７に示すように拡大された画面を表示できる。
【００６２】
次に、前述と同様にグラフィック移動アイコン２５にカーソル２２を合わせてクリックすることにより図１８に示すように部品画像とグラフィックの画像を一致させ部品データが正しいことを確認することができる。
【００６３】
また、このとき、画面内最拡大アイコン２６にカーソル２２を合わせてクリックすることにより図１９に示すようにモニタ８の画面いっぱいに部品画像を拡大して表示する。この最大に拡大するアイコン２６は図１６の画面の場合にも表示されるものであり、図１６の画面からいきなり図１９の画面に画像を拡大することも可能である。また、図１０の画面の場合でもこのアイコン２６は機能する。
【００６４】
また、図１９の画面で画面内最拡大アイコン２６をクリックするとその前に表示されていた画面である図１８の画面が表示される。このとき画面内最拡大アイコン２６は縮小表示手段としての役割を果たす。または、図１９の画面から画面内最拡大アイコン２６のクリックにより図１６の原寸大の大きさの画面に戻るようにしてもよい。
【００６５】
以上のようにして、部品種毎に部品データが実際の部品２と合っているかが確認され、または部品データの修正がなされる。このような確認及び修正は電子部品装着装置２３の吸着ノズル４４に部品２を吸着させて部品認識装置４６で撮像させる場合にも同様にして図示しないモニタに部品画像及びグラフィックイメージを表示させて実行することができる。
【００６６】
次に、このようにして確認された部品データは電子部品装着装置２３外のデータ処理装置により確認された場合は通信されて、電子部品装着装置２３内の図示しないＲＡＭの所定領域に格納される。
【００６７】
次に、電子部品装着装置２３の部品装着動作について簡単に説明する。
【００６８】
先ず、自動運転が開始され、装着ヘッド４５が吸着ステーションＩで所望の部品供給装置３８から部品２を取出す。
【００６９】
次に、ロータリテーブル４３は間欠的に回転して認識ステ−ションＩＩに装着ヘッド４５が達し、部品認識装置４６により部品２の位置ずれが認識される。このとき、認識処理に図６に示すような部品データが使用される。
【００７０】
その後角度位置及びＸＹ方向の位置が補正され、プリント基板３６上の所望の位置に装着される。
【００７１】
尚、本実施形態では部品画像とグラフィックイメージを相対的に移動させて目合わせするのにイメージ像を移動させたが、画像メモリ４にカメラ３が走査して撮像する画像のフレーム毎に更新して記憶してモニタ８にリアルタイムの部品画像が表示できるようにして、吸着ノズル１をＸＹ方向に移動させてグラフィックと一致させるようにしてもよい。また、本実施形態では画像メモリ４の一部を表示画像メモリ７に記憶させ拡大して表示させるデジタルズーム制御を行ったが、このようにリアルタイムの画像を表示させ、カメラ３の光学的な倍率を上げて撮像して（即ち、光学的ズームにより）部品画像を拡大するようにしてもよい。このようにしたときには、その倍率をＣＰＵ１０が把握してグラフィックの画像の大きさを制御するようにすることが必要である。
【００７２】
また、本実施形態ではカーソル２２をアイコンに移動させてクリックボタンのクリックによる操作を行ったが、ＣＲＴ画面にタッチパネルの機能を設けて、画面上に適宜表示された各種のスイッチ部を押圧することにより種々の操作が行われるようにしてもよい。
【００７３】
また、ＮＴＳＣ方式のカメラを用いて撮像する場合について説明したが、ハイビジョン用のカメラ等、より解像度の高いカメラを用いてもよく、このような場合には目合わせをしても部品２が小さすぎる等してグラフィックとの違いが判別できないが、画像を拡大することによって部品画像も粗い画像とならずグラフィックとのずれが良く分かるようにできる。また、部品認識装置４６に用いているカメラもハイビジョン用のカメラ等を用いてもよく、この場合は部品データの編集時のみならず通常の自動運転の部品２の位置ずれの認識時にも用いられ、精度が高い認識が可能となる。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように本発明は、電子部品装着装置にて部品データに基づくグラフィックイメージを拡大された電子部品の画像に合わせた大きさで表示し、記憶手段に記憶された部品データを変更手段により変更するようにしたのでグラフィックイメージと電子部品の画像が一致しているかどうかの判断が容易になり、また、グラフィックイメージと電子部品の画像との拡大に伴い部品データの変更を細かくすることができ、精度の高い部品データを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】データ処理装置の制御ブロック図である。
【図２】電子部品自動装着装置の平面図である。
【図３】電子部品自動装着装置の側面図である。
【図４】装着データを示す図である。
【図５】部品配置データを示す図である。
【図６】部品データを示す図である。
【図７】電子部品の画像を示す図である。
【図８】電子部品の画像を示す図である。
【図９】グラフィックイメージを示す図である。
【図１０】モニタに部品画像とグラフィックイメージが表示された図である。
【図１１】モニタに部品画像とグラフィックイメージが表示された図である。
【図１２】モニタに部品画像とグラフィックイメージが表示された図である。
【図１３】モニタに部品画像とグラフィックイメージが表示された図である。
【図１４】電子部品の画像を示す図である。
【図１５】グラフィックイメージを示す図である。
【図１６】モニタに部品画像とグラフィックイメージが表示された図である。
【図１７】モニタに部品画像とグラフィックイメージが表示された図である。
【図１８】モニタに部品画像とグラフィックイメージが表示された図である。
【図１９】モニタに部品画像とグラフィックイメージが表示された図である。
【符号の説明】
２          チップ状電子部品
３          撮像カメラ（撮像手段）
４          画像メモリ
５          デジタルズーム制御回路
７          表示画像メモリ
８          ＣＲＴモニタ（表示手段）
１１        グラフィック・アイコン発生回路
１９        ＲＡＭ（記憶手段）
２４        拡大枠（指定手段）
２５        任意拡大アイコン（縮小表示手段）
２６        画面内最拡大アイコン（縮小表示手段）
２７        グラフィック移動アイコン（移動手段）
３６        プリント基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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