(57)【要約】      （修正有）【課題】コントラストに差がないエッジ候補が発生した場合においても、極力実際の部品に近いエッジ候補を決定するようにすること。【解決手段】ＣＰＵがエッジ候補が２つあると判断し、さらに、コントラストの変化の度合いが少ないエッジ候補同士であれば、これらのエッジ候補を用いて算出した長辺方向の長さとこの長さの次に算出長さが部品寸法（サイズ）に近いエッジ候補同士の長さとの差が部品寸法の例えば１割未満かどうかが判断され、１割未満でなければパーツライブラリに示す部品寸法に１番近いエッジ候補に決定し、１割未満であればその次にパーツライブラリに示す部品寸法に近いエッジ候補に決定する。【選択図】図６
2006279070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板上に電子部品を装着する前に吸着ノズルに吸着保持された電子部品を照明装置で照射してその反射像を認識処理する電子部品装着装置の認識処理装置において、電子部品の長辺方向の両側の各電極のエッジを認識する長辺認識手段と、電子部品の短辺方向の両側の各電極のエッジを認識する短辺認識手段と、前記長辺認識手段の認識により少なくとも一方の電極のエッジ候補が複数あるときに、コントラストに差がないエッジ候補がある場合にはこのエッジ候補を用いて長辺方向の長さを算出する算出手段と、該算出手段が算出した長辺方向の長さと部品寸法との差が当該部品寸法の所定範囲内かどうかを判断する判断手段と、所定範囲内になければ部品寸法に１番近いエッジ候補に決定する決定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の認識処理装置。
【請求項２】
プリント基板上に電子部品を装着する前に吸着ノズルに吸着保持された電子部品を照明装置で照射してその反射像を認識処理する電子部品装着装置の認識処理装置において、電子部品の長辺方向の両側の各電極のエッジを認識する長辺認識手段と、電子部品の短辺方向の両側の各電極のエッジを認識する短辺認識手段と、前記長辺認識手段の認識により少なくとも一方の電極のエッジ候補が複数あるときに、コントラストに差がないエッジ候補がある場合にはこのエッジ候補を用いて長辺方向の長さを算出する算出手段と、該算出手段が算出した長辺方向の長さと部品寸法との差が当該部品寸法の所定範囲内かどうかを判断する判断手段と、所定範囲内にあればその次に部品寸法に近いエッジ候補に決定する決定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の認識処理装置。
【請求項３】
プリント基板上に電子部品を装着する前に吸着ノズルに吸着保持された電子部品を照明装置で照射してその反射像を認識処理する電子部品装着装置の認識処理装置において、電子部品の長辺方向の両側の各電極のエッジを認識する長辺認識手段と、電子部品の短辺方向の両側の各電極のエッジを認識する短辺認識手段と、前記長辺認識手段の認識により両方の電極のエッジ候補が複数あるときに、これらのエッジ候補を用いて長辺方向の長さを算出する算出手段と、該算出手段が算出した長辺方向の長さのうちコントラストに差がないエッジ候補同士による第１の長辺方向の長さが部品寸法に一番近かった場合にはこの第１の長辺方向の長さと次に部品寸法に近いエッジ候補同士の第２の長辺方向の長さとの差が部品寸法の所定範囲内であれば次に部品寸法に近いエッジ候補同士に決定し、所定範囲外であればコントラストに差がないエッジ候補同士に決定する決定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の認識処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板上に電子部品を装着する前に吸着ノズルに吸着保持された電子部品を照明装置で照射してその反射像を認識処理する電子部品装着装置の認識処理装置及びその認識処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の認識処理装置は、例えば特許文献１などに開示され、従来のこの種の認識処理装置及び認識処理方法において、図９に示すように、抵抗やコンデンサなどの直方体形状で反射型認識で処理する電子部品１００にあっては、当該電子部品１００の電極１０１が欠けている状態、また電子部品１００よりも外径が大きく吸着面にはコーティングが施されている吸着ノズル１０２の一部が欠けていたり、又は吸着面に電子部品１００の電極１０１が付着していて当該吸着ノズル１０２のコーナー部分１０３が光る状態で撮像されると（背景１０４は暗い）、「認識異常」が発生することとなる。
【特許文献１】特開平１０−３１３１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
即ち、従来の認識処理装置では、電子部品１０２のコーナー部分１０３を検出するため、前述したような電子部品１００のコーナー部分１０３の電極１０１の欠けや吸着ノズル１０２の光りが邪魔となるため、位置検出ができないという問題があった。
【０００４】
そこで本発明は、電子部品のコーナー部分における電極に欠けがある状態、吸着ノズルの一部が光る状態でも、その影響を受けることなく、部品の位置、角度を正確に認識処理でき、特に、コントラストに差がないエッジ候補が発生した場合においても、極力実際の部品に近いエッジ候補を決定するようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため第１の発明は、プリント基板上に電子部品を装着する前に吸着ノズルに吸着保持された電子部品を照明装置で照射してその反射像を認識処理する電子部品装着装置の認識処理装置において、電子部品の長辺方向の両側の各電極のエッジを認識する長辺認識手段と、電子部品の短辺方向の両側の各電極のエッジを認識する短辺認識手段と、前記長辺認識手段の認識により少なくとも一方の電極のエッジ候補が複数あるときに、コントラストに差がないエッジ候補がある場合にはこのエッジ候補を用いて長辺方向の長さを算出する算出手段と、該算出手段が算出した長辺方向の長さと部品寸法との差が当該部品寸法の所定範囲内かどうかを判断する判断手段と、所定範囲内になければ部品寸法に１番近いエッジ候補に決定する決定手段とを設けたことを特徴とする。
【０００６】
第２の発明は、プリント基板上に電子部品を装着する前に吸着ノズルに吸着保持された電子部品を照明装置で照射してその反射像を認識処理する電子部品装着装置の認識処理装置において、電子部品の長辺方向の両側の各電極のエッジを認識する長辺認識手段と、電子部品の短辺方向の両側の各電極のエッジを認識する短辺認識手段と、前記長辺認識手段の認識により少なくとも一方の電極のエッジ候補が複数あるときに、コントラストに差がないエッジ候補がある場合にはこのエッジ候補を用いて長辺方向の長さを算出する算出手段と、該算出手段が算出した長辺方向の長さと部品寸法との差が当該部品寸法の所定範囲内かどうかを判断する判断手段と、所定範囲内にあればその次に部品寸法に近いエッジ候補に決定する決定手段とを設けたことを特徴とする。
【０００７】
第３の発明は、プリント基板上に電子部品を装着する前に吸着ノズルに吸着保持された電子部品を照明装置で照射してその反射像を認識処理する電子部品装着装置の認識処理装置において、電子部品の長辺方向の両側の各電極のエッジを認識する長辺認識手段と、電子部品の短辺方向の両側の各電極のエッジを認識する短辺認識手段と、前記長辺認識手段の認識により両方の電極のエッジ候補が複数あるときに、これらのエッジ候補を用いて長辺方向の長さを算出する算出手段と、該算出手段が算出した長辺方向の長さのうちコントラストに差がないエッジ候補同士による第１の長辺方向の長さが部品寸法に一番近かった場合にはこの第１の長辺方向の長さと次に部品寸法に近いエッジ候補同士の第２の長辺方向の長さとの差が部品寸法の所定範囲内であれば次に部品寸法に近いエッジ候補同士に決定し、所定範囲外であればコントラストに差がないエッジ候補同士に決定する決定手段とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、コントラストに差がないエッジ候補が発生した場合においても、極力実際の部品に近いエッジ候補を決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図に基づき、本発明の実施の形態を以下説明する。図１は電子部品装着装置１の平面図で、該装置１の基台２上には種々の電子部品を夫々その部品取出部（部品吸着位置）に１個ずつ供給する部品供給ユニット３が複数並設されている。対向する供給ユニット３群の間には、供給コンベア４、位置決め部５及び排出コンベア６が設けられている。供給コンベア４は上流側装置より受けたプリント基板Ｐを前記位置決め部５に搬送し、位置決め部５で図示しない位置決め機構により位置決めされた該基板Ｐ上に電子部品が装着された後、排出コンベア６に搬送され、下流側装置に搬送される。
【００１０】
８はＸ方向に長い一対のビームであり、Ｙ軸モータ９の駆動によりネジ軸１０を回転させ、左右一対のガイド１１に沿ってプリント基板Ｐや部品供給ユニット３の部品取出部（部品吸着位置）上方を個別にＹ方向に移動する。
【００１１】
各ビーム８にはその長手方向、即ちＸ方向にＸ軸モータ１２によりガイド(図示せず)に沿って移動する装着ヘッド７が夫々設けられている。夫々の装着ヘッド７には２本の吸着ノズル１３を上下動させるための上下軸モータ１４が２個搭載され、また鉛直軸周りに回転させるためのθ軸モータ１５が２個搭載されている。したがって、２個の装着ヘッド７の各吸着ノズル１３はＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、垂直線回りに回転可能で、かつ上下動可能となっている。
【００１２】
１６は部品位置認識用の部品認識カメラで、前記各装着ヘッド７に対応してそれぞれ２個ずつ計４個設けられ、電子部品が吸着ノズル１３に対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかＸＹ方向及び回転角度につき、位置認識するために電子部品を撮像するが、それぞれ同時に２個の電子部品を撮像可能である。１７はノズルを収納するノズルストッカで、最大１０本収納可能であるが９本収納している。
【００１３】
図２において、反射型認識方法に使用する吸着ノズル１３Ａの底面には、反射用リング照明１８により光が照射された場合に光らないように、吸着保持される反射型認識により処理される電子部品１９の吸着面を避けた外側部にはコーティングが施されている。また、前記吸着ノズル１３Ａの底面積は、認識処理される電子部品１９の上面積より広く形成されている。
【００１４】
図３において、２０は本装着装置１を統括制御する制御部としてのＣＰＵ（装着制御部）で、該ＣＰＵ２０にはバスラインを介して、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）２２及びＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）２３が接続されている。そして、ＣＰＵ２０は前記ＲＡＭ２２に記憶されたデータに基づき、前記ＲＯＭ２３に格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置１の部品装着動作に係る動作を統括制御する。
【００１５】
即ち、ＣＰＵ２０は、インターフェース２４及び駆動回路２５を介して前記Ｘ軸モータ１２の駆動を、インターフェース２４及び駆動回路２８を介して前記Ｙ軸モータ９の駆動を、またインターフェース２４及び駆動回路３２を介して前記θ軸モータ１５の駆動を、更にインターフェース２４及び駆動回路３０を介して前記上下軸モータ１４の駆動を制御している。
【００１６】
前記ＲＡＭ２２には、部品装着に係る装着データが記憶されており、その装着順序毎（ステップ番号毎）に、プリント基板内でのＸ方向（Ｘで示す）、Ｙ方向（Ｙで示す）及び角度（Ｚで示す）情報や、各部品供給ユニット３の配置番号情報等が記憶されている。また前記ＲＡＭ２２には、前記各部品供給ユニット３の配置番号に対応して各電子部品の種類（部品ＩＤ）が記憶されている。更に前記ＲＡＭ２２には、図４の部品ライブラリデータに示すように、各電子部品の部品ＩＤ毎にＸ方向及びＹ方向における部品寸法や部品寸法許容値が記憶されている。
【００１７】
３３はインターフェース２４を介して前記ＣＰＵ２０に接続される認識処理部で、前記部品認識カメラ１６により撮像して取込まれた画像の認識処理が該認識処理部３３にて行われ、ＣＰＵ２０に処理結果が送出される。即ち、ＣＰＵ２０は、認識カメラ１６に撮像された画像を認識処理（位置ずれ量の算出など）するように指示を認識処理部３３に出力すると共に、認識処理結果を認識処理部３３から受取るものである。
【００１８】
３４はキーボードドライバー３５及びインターフェース２４を介して前記ＣＰＵ２０に接続されるデータ登録手段としてのキーボードで、３６は部品画像などを表示するモニターである。また、前記データ登録手段としてのキーボード３４に代えてタッチパネルなどの手段を用いても良い。
【００１９】
以上の構成により、以下図５及び図６のフローチャートに基づき動作について説明する。先ず、プリント基板Ｐが図示しないコンベアにより上流側装置より供給コンベア４を介して位置決め部５に搬送され、位置決め機構により位置決め固定される。
【００２０】
次に、ＣＰＵ２０はＲＡＭ２２に格納された装着データを確認し、即ちＲＡＭ２２にステップ番号毎に格納されたプリント基板Ｐの装着すべきＸＹ座標位置、鉛直軸線回りへの回転角度位置及び配置番号等が指定された装着データに従い、装着ステップ番号００１の反射型認識で処理される電子部品１９の部品種に対応した吸着ノズル１３Ａが装着ヘッド７に装着保持されていれば、この吸着ノズル１３Ａで装着すべき該電子部品１９を所定の部品供給ユニット３から吸着して取出す。即ち、各装着ヘッド７が装着すべき電子部品を収納する各部品供給ユニット３上方に位置するよう移動するが、Ｙ方向は駆動回路２８によりＹ軸モータ９が駆動して一対のガイド１１に沿ってビーム８が移動し、Ｘ方向は駆動回路２５によりＸ軸モータ１２が駆動して装着ヘッド７が移動する。そして、既に所定の各供給ユニット３は駆動されて部品吸着位置にて部品が取出し可能状態にあるため、駆動回路３０により上下軸モータ１４が駆動して前記各吸着ノズル１３Ａが下降して吸着し取出す。
【００２１】
次に、各上下軸モータ１４が駆動してノズル１３Ａが上昇し、Ｙ方向は一対のガイド１１に沿ってビーム８が移動し、Ｘ方向はＸ軸モータ１２の駆動によりガイド１１に沿って装着ヘッド７が移動することにより、装着ヘッド７はプリント基板Ｐの上方位置まで移動する。この移動途中で、認識カメラ１６上方位置において停止し、反射用リング照明１８により光が照射され、認識カメラ１６が電子部品１９を撮像し、該電子部品１９が該ノズル１３Ａに対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかＸＹ方向及び回転角度につき、撮像された反射像に基づき認識処理部３３により粗認識処理が実行される。
【００２２】
次に、詳細認識が開始されるが、先ず電子部品１９の長辺方向における左側のエッジ（電極１９Ｂの外側エッジ）を認識し、更に長辺方向における右側のエッジ（電極１９Ａの外側エッジ）を認識する。
【００２３】
ここで、長辺方向において、エッジ候補が２つあるか否かがＣＰＵ２０により判断される。即ち、通常の場合には、前記反射像において、背景及び吸着ノズル１３Ａは暗い部分で電極１９Ａは明るい部分なので、その暗い部分から明るい部分に反転（黒から白への反転）したところがエッジである。しかし、図７に示すように、例えば右の電極１９Ａの一部に欠けがあると、その欠けた部分は暗い部分となるので前記反転箇所が２ケ所となり、この場合にはＣＰＵ２０はエッジ候補が２つあると判断し、図６に示すようなエッジ選択ルールのルーチンに移る。
【００２４】
即ち、長辺で反転箇所が２つ見つかり、現在の認識処理が長辺のエッジ選択のルーチンであるので、全ての組み合わせで認識処理部３３からの情報に基づき、電子部品１９の長さをＣＰＵ２０は算出する。即ち、初めの反転箇所も、また次の反転箇所もエッジとして、電子部品１９の長辺方向の長さを算出する。
【００２５】
そして、前述した２つのエッジをもとに算出した電子部品１９の長辺方向の各長さのうち、図４に示すパーツライブラリに示す部品寸法（例えば、０．６ｍｍ）に近いエッジ候補をＣＰＵ２０は選択する。
【００２６】
また次に、長辺のエッジ選択のルーチンであり、暗い部分と明るい部分とのコントラストに差がない、即ち黒から白への変化の度合いが少ないエッジ候補があるかどうかをＣＰＵ２０が判断し、変化の度合いが少ないエッジ候補がなければパーツライブラリに示す部品寸法に１番近いエッジ候補に決定する。そして、変化の度合いが少ないエッジ候補があればこのエッジ候補を用いて算出した長辺方向の長さとパーツライブラリに示す部品寸法との差が当該部品寸法の例えば１割未満かどうかが判断され、１割未満でなければパーツライブラリに示す部品寸法に１番近いエッジ候補に決定し、１割未満であればその次にパーツライブラリに示す部品寸法に近いエッジ候補に決定する。
【００２７】
また更に、長辺のエッジ選択のルーチンであり、暗い部分と明るい部分とのコントラストに差がない、即ち黒から白への変化の度合いが少ないエッジ候補同士であるかどうかをＣＰＵ２０が判断し、変化の度合いが少ないエッジ候補同士でなければパーツライブラリに示す部品寸法に１番近いエッジ候補に決定してもよい。そして、変化の度合いが少ないエッジ候補同士であればこれらのエッジ候補を用いて算出した長辺方向の長さとこの長さの次に算出長さがパーツライブラリに示す部品寸法（サイズ）に近いエッジ候補同士の長さとの差が前記部品寸法の例えば１割未満かどうかが判断され、１割未満でなければパーツライブラリに示す部品寸法に１番近いエッジ候補に決定し、１割未満であればその次にパーツライブラリに示す部品寸法に近いエッジ候補に決定してもよい。
【００２８】
以上のように、エッジ候補を決定することにより、コントラストに差がないエッジ候補が発生した場合においても、極力実際の部品に近いエッジ候補を決定することができる。特に、後述した決定においては、変化が少ないエッジ候補同士の場合でも、極力正確にエッジ候補を決定することができる。
【００２９】
一方、この長辺のエッジ選択ルールのルーチン終了か前述したエッジ候補が２つ無いとＣＰＵ２０により判断されると、電子部品１９の両電極１９Ａ部分の短辺方向における下側のエッジを認識し、更に両電極１９Ａ部分の短辺方向における上側のエッジを認識する。
【００３０】
ここで、短辺方向において、エッジ候補が２つあるか否かがＣＰＵ２０により判断される。即ち、通常の場合には、前記反射像において、背景及び吸着ノズル１３Ａは暗い部分で電極１９Ａは明るい部分なので、その暗い部分から明るい部分に反転（黒から白への反転）したところがエッジである。しかし、図７に示すように、例えば電極１９Ａの一部に欠けがあると、その欠けた部分は暗い部分となるので前記反転箇所が２ケ所となり、この場合には図６に示すようなエッジ選択ルールのルーチンに移る。
【００３１】
即ち、短辺であって長辺のエッジ選択のルーチンではないので、暗い部分と明るい部分とのコントラストに差がない、即ち黒から白への変化の度合いが少ないエッジ候補は除かれる。この場合、コントラストが低いものはエッジでないことが濃厚であり、除かれるものである。そして、ＣＰＵ２０はパーツライブラリに示す部品寸法に近いエッジ候補を選択し、再び長辺のエッジ選択のルーチンかどうかが判断される。
【００３２】
そして、前述したように、短辺であって長辺のエッジ選択のルーチンではないので、各電極１９Ａの対辺のエッジが１ケ所づつしか見つかってないかが判断される。１ケ所づつでなくそれ以上見つかっていれば、各左右のエッジ候補を結んだ線同士の角度が対辺の角度に近いエッジ候補に決定し、見つかっていなければパーツライブラリに示す部品寸法に近いエッジ候補に決定する。
【００３３】
そして、この短辺のエッジ選択ルールのルーチン終了か各短辺においてエッジ候補が２つなければ、短辺方向の上下のエッジが４箇所とも見つかったかがＣＰＵ２０により判断され、４箇所とも見つかった場合には長辺方向の２箇所と短辺方向の４箇所から部品の位置及び角度を算出しサイズのチェックをする。また、４箇所見つからなかった場合には次に短辺方向の上下のエッジが３箇所見つかったかがＣＰＵ２０により判断され、３箇所見つからなかった場合には最大２箇所しか見つからなかったこととなりエッジ検出の異常と判断され、図８に示すように、３箇所見つかった場合には長辺方向の２箇所と短辺方向の３箇所から部品の位置及び角度を算出しサイズのチェックをして終了する。
【００３４】
従って、前述したように、長辺及び短辺において見つかったエッジ候補に基づき、各エッジを定め、電子部品１９が装着ヘッド７に対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかＸＹ方向及び回転角度につき、認識処理されることとなる。
【００３５】
このため、再びビーム８及び装着ヘッド７を移動させ、吸着ノズル１３がプリント基板Ｐ上に前記認識結果を加味して位置ずれを補正しつつ各電子部品１９を装着する。即ち、ＣＰＵ２０はビーム８がＹ軸モータ９の駆動によりＹ方向に、装着ヘッド７がＸ軸モータ１２の駆動によりＸ方向に移動させることにより、またθ軸モータ１５によりθ回転させ、Ｘ，Ｙ方向及び鉛直軸線回りへの回転角度位置の補正がなされ、この補正後に上下軸モータ１４が駆動して前記吸着ノズル１３Ａが下降してプリント基板Ｐ上の所定位置に一方の電子部品が装着され、同様に他方の電子部品も補正した後装着される。
【００３６】
以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】電子部品装着装置の平面図である。
【図２】電子部品装着装置の認識に係る要部の側面図である。
【図３】制御ブロック図である。
【図４】パーツライブラリデータを示す図である。
【図５】エッジ選択ルールのフローチャート図である。
【図６】エッジ選択ルールのフローチャート図である。
【図７】電極の一部に欠けがある電子部品の平面図である。
【図８】電極のエッジがはっきりしない電子部品の平面図である。
【図９】吸着ノズルの一部が欠けている場合の電子部品などの反射像を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１              電子部品装着装置
７              装着ヘッド
１３、１３Ａ    吸着ノズル
１６            部品認識カメラ
１８            反射用リング照明
１９            電子部品
１９Ａ、１９Ｂ  電極
２０            ＣＰＵ
２２            ＲＡＭ
【図１】
2006279070.tif 000003
【図２】
2006279070.tif 000004
【図３】
2006279070.tif 000005
【図４】
2006279070.tif 000006
【図５】
2006279070.tif 000007
【図６】
2006279070.tif 000008
【図７】
2006279070.tif 000009
【図８】
2006279070.tif 000010
【図９】
2006279070.tif 000011