(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持具で保持され搬送される部品の当該保持具に対する位置ずれを認識する部品認識装置において、
部品画像を撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した画像を取り込み記憶する画像記憶手段と、撮像手段が撮像した部品画像を該画像記憶手段へ取り込むよう指令する取り込み指令手段と、該取り込み指令と部品画像が撮像手段に撮像された時間差を検出する検出手段と、該検出手段の検出した時間差に基づき撮像手段に部品画像が撮像されたときの保持具の位置を算出する位置算出手段と、前記画像記憶手段に記憶された部品画像及び該位置算出手段に算出された保持具の位置に基づき前記部品の位置認識を行なう認識処理手段とを設けたことを特徴とする部品認識装置。
【請求項２】
前記検出手段は前記画像記憶手段に画像の取り込みが終了した時点と取り込み指令手段の取り込み指令の時点との時間差を測定することにより撮像手段に撮像された時間差を検出することを特徴とする請求項１に記載の部品認識装置。
【請求項３】
前記撮像手段は撮像した部品画像の走査をする際に撮像のタイミングと垂直同期信号とを同期して発生させており、前記検出手段は該画像記憶手段に送出された垂直同期信号に基づき撮像の時点と取り込み指令の時点との時間差を検出することを特徴とする請求項２に記載の部品認識装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、保持具で保持され搬送される部品の当該保持具に対する位置ずれを認識する部品認識装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種部品認識装置では従来部品を保持した保持具が部品認識カメラに撮像される位置で停止して撮像されその後その撮像された部品画像に基づき保持具に対する部品の位置ずれが認識され、プリント基板等の所望の位置に装着する場合に補正されて装着されていた。この場合、保持具が一旦カメラに撮像される位置で停止すると部品装着に要する時間が長く掛かってしまう問題点があった。このため、特開平７−２６３８９７号公報に記載された技術のように、移送ヘッドの移動中に部品画像を撮像することが考えられる。移動中に撮像すると部品を保持する保持具が部品に隠れてしまうため保持具との位置関係を認識することができないがこれを解決するために認識マークを移送ヘッドの吸着ノズルとは離れた位置に設けてこのマークの位置を認識することにより保持具であるノズルの位置と部品の位置ずれの認識処理をしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術では、部品とともにマークを認識しなければならず、認識処理に時間が掛かり、また、大きな部品を認識しようとするとそれよりも外側にマークをつけなければならないため、部品の大きさが制限されるか、マークを含めた認識処理画像の範囲が大きくなってしまう問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、保持具を停止させることなく保持具に保持された部品の位置認識を確実に行うことができるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、保持具で保持され搬送される部品の当該保持具に対する位置ずれを認識する部品認識装置において、部品画像を撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した画像を取り込み記憶する画像記憶手段と、撮像手段が撮像した部品画像を該画像記憶手段へ取り込むよう指令する取り込み指令手段と、該取り込み指令と部品画像が撮像手段に撮像された時間差を検出する検出手段と、該検出手段の検出した時間差に基づき撮像手段に部品画像が撮像されたときの保持具の位置を算出する位置算出手段と、前記画像記憶手段に記憶された部品画像及び該位置算出手段に算出された保持具の位置に基づき前記部品の位置認識を行なう認識処理手段とを設けたものである。
【０００６】
このようにしたので、実際に部品画像が撮像されたときの保持具の位置を知ることができ、保持具の位置が取り込み指令を行なったときと違うことの誤差を補正して部品の位置認識をすることができる。
【０００７】
また本発明は、請求項１に記載の部品認識装置において、前記検出手段は前記画像記憶手段に画像の取り込みが終了した時点と取り込み指令手段の取り込み指令の時点との時間差を測定することにより撮像手段に撮像された時間差を検出するものである。
【０００８】
また本発明は、請求項２に記載の部品認識装置において、前記撮像手段は撮像した部品画像の走査をする際に撮像のタイミングと垂直同期信号とを同期して発生させており、前記検出手段は該画像記憶手段に送出された垂直同期信号に基づき撮像の時点と取り込み指令の時点との時間差を検出するようにしたものである。
【０００９】
【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。
【００１０】
図２において、電子部品自動装着装置１の基台２上には一対のコンベア３が設けられ、該コンベア３はプリント基板４を上流の装置より搬送する。該基板４は所定の位置で位置決めされ、ＸＹ方向に移動する装着ヘッド５に設けられた吸着ノズル６が吸着するチップ状電子部品７（図３参照）が該基板４上に装着される。
【００１１】
装着ヘッド５はアーム７上でＸ方向に移動可能に設けられ、またアーム８はガイド９に沿ってＹ方向に移動可能に設けられている。また、基台２上にはテープ部品供給部１０、トレイ部品供給部１１及びスティック部品供給部１２が設けられており、夫々が供給する種々の部品７がＸＹ移動するヘッド５に設けられた吸着ノズル６に真空吸着され、前述のように基板４に装着されるものである。
【００１２】
基台２上には撮像手段としてのＣＣＤカメラである部品撮像カメラ１４が設置されており、各部品供給部から部品７を取出したヘッド５が該カメラ１４上に搬送する。
【００１３】
次に、図３に基づき電子部品自動装着装置１の制御ブロックについて説明する。
【００１４】
２５はＣＰＵであり、バスライン２４を通じてＲＡＭ２６に記憶されたデータに基づき、ＲＯＭ２７に記憶されたプログラムに従って電子部品自動装着装置の部品装着に係る動作を統括制御する。バスライン２４にはさらにモータコントロールインターフェース２８、画像記憶装置としてのフレームメモリ２９及び認識処理ユニット３０が接続されている。モータコントロールインターフェース２８には装着ヘッド移動モータ３２が接続され、装着ヘッド５の移動を駆動している。尚、モータは水平のＸＹ方向に装着ヘッド５が移動できるようにＸＹの２軸用に２個設けられているが図３では１個のみを示す。また、前記フレームメモリ２９は部品撮像カメラ１４が撮像した部品画像を記憶するものであり、ＣＰＵ２５からの画像の取り込み指令に応じて、カメラ１４が撮像した画像を格納する。認識処理ユニット３０は該画像についての認識処理を行なうものである。フレームメモリ２９には部品撮像カメラ１４からの画像の取り込みの状態を示す取り込み状態レジスタ３３が設けられており、カメラ１４の画像信号の取り込み中であるか取り込みが終了しているかの状態を示し、ＣＰＵ２５が確認できるようになされている。部品撮像カメラ１４、ＣＰＵ２５、フレームメモリ２９、認識処理ユニット３０等により部品認識装置が構成されている。
【００１５】
以下、動作について説明する。
【００１６】
先ず、電子部品自動装着装置１の生産運転が行われると、吸着ノズル６が部品供給部１０より図示しない装着データに示される電子部品７を吸着して搬送する。
【００１７】
この搬送はモータ３２の駆動により装着ヘッド５が移動することにより行われ、モータ３２はモータコントロールインターフェース２８の制御により回転するが、ＣＰＵ２５はモータコントロールインターフェース２８から情報を得ることにより装着ヘッド５即ち、保持具としての吸着ノズル６の位置が把握できる。
【００１８】
次に、部品７を保持した装着ヘッド５は部品撮像カメラ１４上を通過する。
【００１９】
この通過時に電子部品７のカメラ１４による撮像及び電子部品７の保持具である吸着ノズル６に対する位置ずれが認識されるが、この認識処理動作について以下に詳述する。
【００２０】
ＣＰＵ２５はカメラ１４上のカメラ１４が部品７を撮像できる所定の位置の位置に装着ヘッド５が達したときに部品撮像カメラ１４が撮像した部品７の画像を取り込むようフレームメモリ２９に取り込み指令を発する。図１のステージ移動のＡ点で取り込み指令がなされる。
【００２１】
部品撮像カメラ１４においては、図１に示すように常にシャッタ（電子シャッタ）が開放されたときにＣＣＤカメラの受光素子の露光により撮像される。この露光状態が垂直同期信号毎に走査され、その映像出力信号がカメラ１４よりフレームメモリ２９に取込まれる。カメラ１４のシャッタは図１に示すようにこの垂直同期信号に同期して開放される。図１では取り込み指令があったＡ点の次のＢ点から開始される垂直同期信号から開始する１フィールド（図１のフィールド１）の映像出力信号がフレームメモリ２９に取込まれる。
【００２２】
さらに詳細に言うならば、垂直同期信号と同期してＤ点でシャッタの開放が開始され（シャッタの開放時間は１／１００００秒であり、この間隔は装着ヘッド５の移動速度からすれば略停止していると考えられる。）、シャッタの開放の終了時点が垂直同期信号の終了（立ち上がる位置）時点と略同じに設定されており、この時点から次の垂直同期信号の開始時点（Ｃ点）までの間で露光している各受光素子が走査され同時に映像出力信号がフレームメモリ２９に１フィールド（１／６０秒）の映像信号として取込まれるのである。
【００２３】
ここで、ＣＰＵ２５の取り込み指令とカメラ１４の垂直同期信号とは別個に出力され同期していないため取り込み指令がされる時点（図１のＡ点）と垂直同期信号（図１のＢ点）との時間差は一定でなく、シャッタが開放されるＤ点との時間差を一定のものとしてＤ点の装着ヘッド５の位置を計算することができない。
【００２４】
一方、フレームメモリ２９にＤ点での撮像画像が取り込まれている間は取り込み状態レジスタ３３が「１」に設定されており、取り込みが終了する次の垂直同期信号の開始時点であるＣ点で「０」となる。
【００２５】
このとき、ＣＰＵ２５は取り込み状態レジスタ３３が「０」に変わったＣ点の時間をとらえ、すでにＲＡＭ２６に記憶してある取り込み指令を出したＡ点の時間とからその時間差を算出し、ＤＣ点間の時間差が一定であることからＡＤ点間の時間差を算出する。即ち、取り込み指令富む部品画像が撮像手段に撮像された時間差が検出されることになる。この検出手段はＣＰＵ２５、フレームメモリ２９中の取り込み状態レジスタ３３により構成されることになる。
【００２６】
また、ＡＤ点間に装着ヘッドが移動する速度は略一定と考えられ、この速度もわかっていることから、Ｄ点での装着ヘッド５の位置が算出される。この位置算出手段はＣＰＵ２５である。
【００２７】
一方、フレームメモリ２９に部品画像の映像出力信号が格納されると、認識処理ユニット３０は電子部品７の画像と画面センターとの位置ずれを認識処理してその結果をＣＰＵ２５に転送する。
【００２８】
次に、算出してある装着ヘッド５即ち吸着ノズル６の位置と認識された電子部品の位置ずれが算出される。
【００２９】
位置ずれの算出には水平方向即ちＸＹ方向の位置ずれのみならず鉛直軸線まわりの回転角度の位置ずれも含まれる。但し、吸着ノズル６の取り込み指令時と部品撮像時の位置のずれが影響するのは水平方向の位置ずれである。
【００３０】
次に、部品装着カメラ１４上を通過した装着ヘッド５はプリント基板４の図示しないデータで示される位置に部品７が装着できるように算出した位置ずれを補正した位置に装着ヘッド５を停止させ、図示しないノズル回転機構により吸着ノズル６を回動させる。
【００３１】
次に、吸着ノズル６の下降により電子部品７をプリント基板４上に装着する。
【００３２】
以下、同様にして次に吸着すべき部品７を部品供給部より吸着して同様に装着ヘッド５がカメラ１４上を通過中に撮像及び認識をしてプリント基板に装着する動作を繰り返す。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明は、部品画像が撮像された時点の保持具の位置と画像の取り込み指令をした時点の保持具の位置との誤差を補正して部品の保持具に対する位置認識をすることができ、部品のサイズによらず正確な位置認識ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】部品認識に関する部品撮像カメラ及び取り込み指令等の信号のタイミングを示す図である。
【図２】電子部品自動装着装置の斜視図である。
【図３】電子部品自動装着装置の制御ブロック図である。
【符号の説明】
５                    チップ状電子部品
６                    吸着ノズル（保持具）
７                    チップ状電子部品
１４                部品撮像カメラ（撮像手段）
２５                ＣＰＵ（取り込み指令手段）（位置算出手段）（認識処理手段）
２９                フレームメモリ（画像記憶手段）
３０        認識処理ユニット（認識処理手段）
【図１】
0003564263.tif 000002
【図２】
0003564263.tif 000003
【図３】
0003564263.tif 000004