(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定方向に間隔を設けて同時に移動する複数の認識対象物を認識する認識処理方法であって、
上記複数の認識対象物を少なくとも２つの撮像装置を用いて同時、または順次撮像し、
上記各撮像装置につき少なくとも２つのラインメモリを用いて上記撮像された各撮像画の画像データをライン毎に順次一時格納し、
上記一時格納された画像データを、上記各ラインメモリへの書き込み完了のタイミングに応じた順番で順次選択してメインメモリに転送し、
上記メインメモリに記憶された撮像画を処理する各ステップからなることを特徴とする認識処理方法。
【請求項２】
相互に間隔を設けて特定方向に同時に移動する複数の認識対象物を撮像し、上記撮像された撮像画を処理する認識処理装置であって、
少なくとも２つの撮像装置と、
上記少なくとも２つの撮像装置により撮像された撮像画をライン毎に一時格納する、上記各撮像装置に対して少なくとも２つのラインメモリと、
上記少なくとも２つラインメモリへの書き込みタイミングを制御する第１のタイミング制御部と、
上記各ラインメモリへの書き込み完了のタイミングに応じた順番で上記少なくとも２つのラインメモリの読み出しタイミングを制御する第２のタイミング制御部と、
上記第２のタイミング制御部による制御に応じて上記少なくとも２つラインメモリの中から１つのラインメモリを選択するセレクタと、
上記セレクタで選択されたラインメモリに格納された撮像画の画像データを所定のメモリ領域へ転送する転送部と、
上記転送された画像データを格納するメインメモリと、
上記メインメモリに格納された画像データによる撮像画を基に認識対象物の状態を求める計算部とを備えたことを特徴とする認識処理装置。
【請求項３】
特定方向に間隔をあけて同時に移動する複数の認識対象物を撮像する撮像装置と、上記撮像装置で撮像された撮像画を処理する画像処理装置とから構成され、上記認識対象物の状態を認識する認識処理装置において、
上記撮像装置が複数の撮像装置から構成され、
前記複数の撮像装置の各々が、得られた撮像画の画像データをライン毎に保存するラインメモリを少なくとも２つ備え、
上記複数の撮像装置で得られた撮像画の画像データをライン毎に上記各撮像装置について用意された少なくとも２つのラインメモリに順番に転送する第１のタイミング制御部と、上記各ラインメモリへの画像データの書き込みが完了したか否かを監視し、画像データの書き込みが完了したことが検出されたラインメモリから順番に前記画像データを前記画像処理装置に出力する第２のタイミング制御部とを備え、
上記複数の撮像装置の数が、前記撮像画の画像データを前記ラインメモリに転送する転送速度によって前記認識対象物の移動速度が制限されることがない数に設定されていることを特徴とする認識処理装置。
【請求項４】
部品を供給する部品供給部と、
上記部品供給部から部品を取り出して回路形成体の実装位置へ実装する複数の吸着ノズルを備えたヘッド部と、
上記ヘッド部を部品供給部から実装位置まで移動させるロボットと、
上記複数の吸着ノズルに保持された複数の部品の保持状態を認識する認識処理装置とを備えた部品実装装置であって、
上記認識処理装置が、請求項２または請求項３に記載の認識処理装置から構成されることを特徴とする部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同時に移動する複数の認識対象物の状態を認識する認識処理装置及び方法に関し、特には吸着ノズルによって搬送される部品の状態認識等に使用される認識処理装置、認識処理方法、及び当該認識処理装置を備えた部品実装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の部品実装装置１の概略構成を示す。この部品実装装置１は、実装すべき部品を供給する部品供給部２と、部品供給部２から部品を取り出して回路形成体８に実装する実装ヘッド４と、実装ヘッド４を所定位置に搬送するロボット５と、実装ヘッド４に保持された部品を撮像する撮像装置６を備えた認識処理装置と、部品実装装置１に回路形成体８を搬入して保持する回路形成体保持装置７と、部品実装装置１全体の動作を制御する制御装置９とを備えている。
【０００３】
部品実装装置１の動作を、図８に示す主要構成要素の概略図を参照して説明する。実装ヘッド４は、部品供給部２から部品を取り上げて実装する複数の吸着ノズル３（図示の例では４つの吸着ノズル３ａ〜３ｄ）を備えており、部品供給部２の真上から各吸着ノズル３ａ〜３ｄを順番に下降させて部品１１を吸着する。部品を取り上げた実装ヘッド４は、各吸着ノズル３ａ〜３ｄにそれぞれ部品１１を吸着保持したまま、ロボット５によって撮像装置６と対向する位置に搬送される。撮像装置６は、実装ヘッド４が撮像装置６に対向する位置を通過する際、各吸着ノズル３ａ〜３ｄに吸着保持された部品１１を撮像する。撮像装置６は、シャッタ機構を備えており、移動中の部品１１を瞬間に撮像可能である。したがって、実装ヘッド４は、撮像装置６上で停止することなく、撮像装置６の対向部を一定速度で通過する。
【０００４】
撮像された画像データは画像処理装置４０に送られる。画像処理装置４０は、予め決められた部品の位置情報（すなわち、位置及び角度）と、撮像された部品１１の位置及び角度とを比較し、両者間のずれを計算する。ここで計算されたずれをもとに、実装ヘッド４の移動量と吸着ノズルの角度とを補正する。補正後、実装ヘッド４は、各吸着ノズル３ａ〜３ｄを下降し、吸着部品１１を回路形成体８の所定の実装位置に実装する。以上の部品吸着から部品実装までの間、位置検出部１２はロボット５に対する実装ヘッド４の位置を検出する。
【０００５】
次に、撮像から画像処理までの動作について、図９のブロック図を参照して更に詳細に説明する。タイミング制御部１３は、破線で示す位置検出部１２から出力される信号（エンコーダ信号１４）をもとに実装ヘッド４（図８参照）の位置を認識し、撮像装置６の撮像タイミングを決める。タイミング制御部１３はまた、撮像装置６への撮像指令（リセット信号１６）を出力する。
【０００６】
Ａ／Ｄ変換部１８は、撮像装置６で撮像したアナログ映像信号１７をＡ／Ｄ変換する。ラインメモリ２０、２１は、Ａ／Ｄ変換部１８で変換された映像信号を撮像画の画像データとして１ライン毎に交互に格納する。ＤＭＡ（Direct Memory Access）コントローラ２２（転送部）は、ラインメモリ２０、２１に格納された画像データを画像処理装置４０へ転送する。画像処理装置４０では、転送された画像データをメインメモリ２４の所定位置に格納し、計算部（ＣＰＵ）２３がこの撮像画を基に画像処理を行う。なお、本明細書では、図９に破線で示す位置検出部１２を除き、他の実線で示す撮像装置６のほか、この撮像装置６から出力された画像データを画像処理するまでの一連の処理を分担する複数の構成要素をまとめて「認識処理装置」と呼ぶ。
【０００７】
位置検出部１２は、各吸着ノズル３ａ〜３ｄが部品撮影位置にあるときの、ロボット５に対する実装ヘッド４の位置座標を記憶している。そして、最初の吸着ノズル３ａが撮像装置６の中心上にきたことが位置検出部１２によって検出されると、タイミング制御部１３は最初のリセット信号１６を撮像装置６に出力する。撮像装置６はこのリセット信号１６を受けてＣＣＤを起動し、吸着ノズル３ａに保持された部品１１を瞬時に撮像し、撮影された画像に対応するアナログ映像信号１７を出力する。撮像装置６による撮像画は、例えば横方向に５１２画素、縦方向に４８０ライン（画素）を有し、１ライン（５１２画素）づつ映像信号を出力する。
【０００８】
具体的に、１番目のラインの映像信号は、Ａ／Ｄ変換部１８でデジタル映像信号に変換された後に、一方のラインメモリ２０に画像データとして書き込まれる。ラインメモリ２０への書き込みが完了すると、上記画像データはＤＭＡコントローラ２２によりメインメモリ２４の所定の領域へと転送される。２番目のラインの映像信号は、Ａ／Ｄ変換部１８でＡ／Ｄ変換された後に、他方のラインメモリ２１に画像データとして書き込まれる。このように２つのラインメモリ２０、２１を交互に使うのは、一方のラインメモリから画像処理装置４０へ映像信号を送信している間、この一方のラインメモリに映像信号を書き込むことができないからである。
【０００９】
以下同様に、奇数ラインの映像信号をラインメモリ２０に、偶数ラインの映像信号をラインメモリ２１に交互に書き込む。最終ライン（上記例では４８０ライン目）の映像信号が画像処理装置４０に転送されると、１つの撮像画像の画像データ転送が終了する。このようにして一つの撮影画像について全てのラインの画像データがメインメモリ２４に格納される。そして、ＣＰＵ２３は、このメインメモリ２４に保存された画像データによる撮像画を用い、対応する部品１１の位置ずれ等を計算する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の構成によれば、１つの吸着ノズル３ａに保持された部品１１を撮影してから次の吸着ノズル３ｂに保持された部品１１を撮像するまでの時間は、撮像装置６が撮影画の画像データをすべて出力するために要する時間（映像信号出力時間）よりも短くすることができない。したがって、撮像装置６に対向する実装ヘッド４の移動速度は、この映像信号出力時間によって制約される。そして、この制約は部品実装装置が１つの部品を吸着してから次の部品を吸着するまでの時間（タクト）を短縮するための阻害要因となっていた。
【００１１】
本発明はこのような問題点を解決し、撮像装置の移動速度を上げ、部品実装のタクト短縮、生産性向上を図ることができる認識処理装置、認識処理方法、ならびに当該認識処理装置を備えた部品実装装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係る認識処理装置は、特定方向に間隔をあけて同時に移動する複数の認識対象物を撮像する撮像装置と、上記撮像装置で撮像された撮像画を処理する画像処理装置とから構成される、上記認識対象物の状態を認識する認識処理装置であって、上記撮像装置が少なくとも２つの撮像装置から構成されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明の他の形態の認識処理装置は、各撮影装置で得られる撮像画の画像データをライン毎に保存するラインメモリを各撮影装置に対して少なくとも２つ備えていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の形態の認識処理装置は、上記各撮影装置で得られた撮像画の画像データを上記各撮影装置について用意された少なくとも２つのラインメモリに順番に転送する第１のタイミング制御部を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の他の形態の認識処理装置は、上記少なくとも２つの撮影装置について用意された各ラインメモリへの画像データの書き込みが完了したか否かを監視し、画像データの書き込みが完了したことが検出されたラインメモリから順番に画像データを出力する第２のタイミング制御部を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の他の形態の認識処理装置は、上記少なくとも２つの撮影装置が光学的に同軸上に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の形態の認識処理装置は、上記少なくとも２つの撮影装置が映像分配器を用いて光学的に同軸上に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の他の形態の認識処理装置は、上記映像分配器が、ハーフミラーから構成されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の他の形態の認識処理装置は、上記少なくとも２つの撮影装置が、上記複数の部品吸着ノズルに保持されている複数の部品の一部もしくは全部を同時に撮影できるように配置されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の他の形態の認識処理装置は、相互に間隔をあけて特定方向に同時に移動する複数の認識対象物を撮像し、上記撮像された撮像画を処理する認識処理装置であって、
少なくとも２つの撮像装置と、
上記少なくとも２つの撮像装置により撮像された撮像画の画像データをライン毎に一時格納する、上記各撮像装置に対して少なくとも２つのラインメモリと、上記各撮像装置に対して少なくとも２つラインメモリへの書き込みタイミングを制御する第１のタイミング制御部と、
上記各撮像装置に対して少なくとも２つのラインメモリの読み出しタイミングを制御する第２のタイミング制御部と、
上記各撮像装置に対して少なくとも２つラインメモリの中から１つのラインメモリを選択するセレクタと、
上記セレクタで選択されたラインメモリに格納された撮像画の画像データを所定のメモリ領域へ転送する転送部と、
上記転送された画像データを格納するメインメモリと、
上記メインメモリに格納された画像データによる撮像画を基に認識対象物の状態を求める計算部とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の部品実装装置は、
部品を供給する部品供給部と、
上記部品供給部から部品を取り出して回路形成体の実装位置へ実装する複数の吸着ノズルを備えたヘッド部と、
上記ヘッド部を部品供給部から実装位置まで移動させるロボットと、
上記複数の吸着ノズルに保持された複数の部品の保持状態を認識する認識処理装置とを備えた部品実装装置であって、
上記認識処理装置が、上述した各認識処理装置のいずれか一により構成されることを特徴とする。
【００２２】
本発明の認識処理方法は、相互に間隔をあけて特定方向に同時に移動する複数の認識対象物を認識するものであって、
上記複数の認識対象物を少なくとも２つの撮像装置を用いて撮像し、
上記各撮像装置につき少なくとも２つのラインメモリを用いて上記撮像された各撮像画の画像データをライン毎に順次一時格納し、
上記各撮像装置につき少なくとも２つのラインメモリに一時格納された画像データを順次選択してメインメモリに転送し、
上記メインメモリに記憶された画像データによる撮像画を処理する各ステップからなることを特徴とする。
【００２３】
本発明の他の形態の認識処理方法は、上記複数の認識対象物を、上記少なくとも２つの撮像装置が順次撮像することを特徴とする。撮像装置が２つの場合には、上記複数の認識対象物を交互に撮像することを特徴とする。
【００２４】
本発明の他の形態の認識処理方法は、上記複数の認識対象物の一部または全部を、上記少なくとも２つの撮像装置が同時に撮像することを特徴とする。
【００２５】
本発明の他の形態の認識処理装置は、上記各撮像装置につき少なくとも２つのラインメモリにそれぞれ一時格納された撮像画の画像データを上記メインメモリに転送する順番が、上記各ラインメモリへの書き込み完了のタイミングに応じた順番であることを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる各実施の形態の認識処理装置、認識処理方法、及び当該認識処理装置を備えた部品実装装置について図面を参照して説明する。なお、従来の部品実装装置に含まれる構成要素と同一又は類似の構成要素には同一の符号を付し、同一又は類似の構成要素が複数存在する場合、必要に応じて符号の後にアルファベットの添字ａ、ｂ、…を付して区別する。
【００２７】
Ｉ．実施の形態１：
（１）部品実装装置の概略構成及び概略動作：
図１は、部品実装装置に含まれる複数の構成のうち、本発明に係る認識処理装置及びそれに関連する装置だけを模式的に示したものである。この図に示すように、部品実装装置１の実装ヘッド４は、部品供給位置Ｐ１から部品撮影位置Ｐ２を通って部品実装位置Ｐ３へと搬送され、また部品実装位置Ｐ３から部品供給位置Ｐ１へと返送されるように搬送ロボット５に支持されている。部品供給位置Ｐ１には、実装ヘッド４に対して部品１１を供給する部品供給部２が設けてある。部品撮影位置Ｐ２の下には、実装ヘッド３に保持された部品を認識する認識処理装置３０が配置されている。そして、部品実装位置Ｐ３には、部品１１を実装する回路形成体８（例えば、回路基板）が配置される。
【００２８】
実装ヘッド４は、部品撮影位置Ｐ２における実装ヘッド４の移動方向（矢印Ｘ方向）に一定の間隔をあけて複数の吸着ノズル３ａ〜３ｄを備えており、搬送ロボット５によって実装ヘッド４が部品供給位置Ｐ１から部品実装位置Ｐ３へと搬送される過程で、各吸着ノズル３ａ〜３ｄが順番に部品撮影位置Ｐ２上を通過するようにしてある。また、各吸着ノズル３ａ〜３ｄは、それぞれの鉛直方向長軸を中心に回転自在としてあり、これにより、各吸着ノズル３ａ〜３ｄに保持された部品１１の角度（方向）が調整できるようにしてある。
【００２９】
搬送ロボット５は、各吸着ノズル３ａ〜３ｄが丁度部品撮影位置Ｐ２にあること（すなわち部品撮影タイミング）を認識処理装置３０に知らせるために、位置検出部１２を備えている。通常、位置検出部１２は、搬送ロボット５に組み込まれている２つのモータ、すなわち実装ヘッド４をＸ方向に搬送するための駆動モータとこれに直交する水平方向（Ｙ方向）に搬送するための駆動モータにそれぞれ取り付けたエンコーダが利用される。
【００３０】
このように構成された部品実装装置１による部品実装時、搬送ロボット５は、位置検出部１２の出力に基づいて実装ヘッド４の吸着ノズル３ａ〜３ｄを順次部品供給位置Ｐ１に位置させる。部品供給位置Ｐ１に配置された吸着ノズル３ａ〜３ｄは、順次目的の部品１１（各吸着ノズル３ａ〜３ｄに対応してそれぞれ部品１１ａ〜１１ｄとする）を吸着する。部品１１を吸着した吸着ノズル３ａ〜３ｄは、搬送ロボット５によって順次部品撮影位置Ｐ２に搬送される。上述のように位置検出部１２は実装ヘッド４の位置を検出しており、その検出信号は逐次認識処理装置３０に出力されている。したがって、認識処理装置３０は、位置検出部１２からの出力に基づいて各吸着ノズル３ａ〜３ｄが部品撮影位置Ｐ２に到達したタイミングを検出し、各吸着ノズル３ａ〜３ｄに保持されている部品１１を上記タイミングに同期して撮影する。認識処理装置３０は、各部品１１の撮影画像から該部品１１の位置情報である現実の位置（Ｘ、Ｙ方向の位置）及び角度（Ｚ方向の傾き）と、予め記憶されている基準位置及び基準角度との誤差（位置誤差と角度誤差）を計算し、角度誤差を実装ヘッド４に送信し、位置誤差を搬送ロボット５に送信する。角度誤差を受信した実装ヘッド４は、該実装ヘッド４が部品実装位置Ｐ３に到達するまでに、対応する部品を吸着している吸着ノズル３を長軸回りに回転してその角度誤差を消去する。一方、位置誤差を受信した搬送ロボット５は、各吸着ノズル３ａ〜３ｄについて部品実装位置Ｐ３までの移動量（Ｘ方向移動量とＹ方向移動量）を補正する。その結果、各吸着ノズル３ａ〜３ｄに保持された部品１１は、部品実装位置Ｐ３で回路形成体８上の所定位置に実装される。
【００３１】
（２）認識処理装置：
認識処理装置３０の構成を説明する。図１に示すように、認識処理装置３０は、部品撮影位置Ｐ２の鉛直方向に配置された第１の撮像装置６ａと、第１の撮像装置６ａの斜め上方に配置された第２の撮像装置６ｂを有する。これらの撮像装置６ａ、６ｂには種々の撮影機を用いることができるが、本実施の形態では、横方向に５１２画素、縦方向に４８０ライン（画素）の解像度を有するＣＣＤを備えたシャッタ機能付き撮影機が使用されている。第１の撮像装置６ａから部品撮影位置Ｐ２に向かう光軸上には、映像分配器であるハーフミラー３１が配置されており、部品撮影位置Ｐ２から第１の撮像装置６ａに向かう光の一部が、撮像装置６ａの光軸と直交する方向に分配され、第２の撮像装置６ｂに入射されるようにしてある。このように、第１の撮像装置６ａと第２の撮像装置６ｂは光学的に同軸上に配置されているため、部品撮影位置Ｐ２にある部品１１の画像は、ハーフミラー３１を透過した第１の撮像装置６ａで受像されると共に、ハーフミラー３１で反射されて第２の撮像装置６ｂで受像される。
【００３２】
図２に示すように、認識処理装置３０は、第１と第２の撮像装置６ａ、６ｂから出力されたアナログ映像信号１７ａ、１７ｂをそれぞれデジタル映像信号に変換するＡ／Ｄ変換器１８ａ、１８ｂを有する。一方のＡ／Ｄ変換器１８ａは２つのラインメモリ２０ａ、２１ａが接続され、他方のＡ／Ｄ変換器１８ｂは２つのラインメモリ２０ｂ、２１ｂが接続され、各Ａ／Ｄ変換器から出力されたデジタル映像信号による画像データが対応する２つのラインメモリに格納されるようにしてある。これら４つのラインメモリ２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂは、各ラインメモリ２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂの出力を選択するセレクタ３４に接続されている。セレクタ３４はまた、ＤＭＡ（Direct Memory Access）コントローラ２２を介してＣＰＵ２３に接続されている。また、ＣＰＵ２３にメインメモリ２４が付設されている。ＣＰＵ２３とメインメモリ２４は画像処理装置４０を構成している。
【００３３】
第１のタイミング制御部３２は、位置検出部１２から出力される信号（実装ヘッド４の位置を示す信号）に基づいて第１の撮像装置６ａ及び第２の撮像装置６ｂに対して撮像を指示するとともに、ラインメモリ２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂに対して画像データの書き込みを指示するために、これら第１の撮像装置６ａ、第２の撮像装置６ｂ、ラインメモリ２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂに接続されている。また、第２のタイミング制御部（ラインメモリ制御部）３３は、ラインメモリ２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂに書き込まれた画像データの出力を指示するとともに、セレクタ３４に選択すべきラインメモリ２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂを指示するよう、これらラインメモリ２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂとセレクタ３４に接続されている。
【００３４】
（３）動作：
以上の構成を備えた画像処理装置３０では、部品撮影位置Ｐ２を通過する４つの吸着ノズル３ａ〜３ｄに保持された部品１１ａ〜１１ｄが撮像装置６ａ、６ｂによって撮影される。撮像装置６ａ、６ｂが部品１１を撮影するタイミング（すなわち、シャッタを開放するタイミング）は、位置検出部１２から出力されたエンコーダ信号１４を基に第１のタイミング制御部３２で決定される。第１のタイミング制御部３２からは撮像装置６ａ、６ｂにリセット信号１６ａ、１６ｂが交互に送信され、第１の撮像装置６ａが吸着ノズル３ａと３ｃに保持された部品１１ａと１１ｃを撮影し、第２の撮像装置６ｂが吸着ノズル３ｂと３ｄに保持された部品１１ｂと１１ｄを撮影する。図３は、撮像装置６ａ、６ｂで撮影された部品１１ａ〜１１ｄの各画像３６〜３９の例と、経過時間（縦軸）との関係を示している。撮像はまず、吸着ノズル３ａが部品撮影位置Ｐ２に来た瞬間に第１のタイミング制御部３２がリセット信号１６ａを撮像装置６ａへ出力してすることによって行われ、撮像装置６ａは吸着ノズル３ａに吸着保持された部品１１ａの撮像画３６を蓄積する。
【００３５】
蓄積された撮像画３６の画像データの転送は、撮像画３６の撮像直後、まず、撮像画３６の１ライン目のアナログ映像信号１７ａがＡ／Ｄ変換部１８ａでデジタル映像信号に変換され、ラインメモリ２０ａに書き込まれる。第２のタイミング制御部３３はラインメモリ２０ａが書き込みを完了し次第、セレクタ３４をラインメモリ２０ａに接続し、ＤＭＡコントローラ２２によりラインメモリ２０ａに書き込まれた画像データを画像処理装置４０のメインメモリ２４にある所定の空間へ転送する。次に、撮像画３６の２ライン目の映像信号がＡ／Ｄ変換された後に、他方のラインメモリ２１ａに書き込まれ、第２のタイミング制御部３３は、セレクタ３４をラインメモリ２１ａに接続し、ＤＭＡコントローラ２２により画像データをメインメモリ２４の所定の空間へデータ転送する。以下同様に、撮像画３６の各ラインの内、奇数ラインの画像データがラインメモリ２０ａへ、偶数ラインの画像データがラインメモリ２１ａへと書き込まれ、順次メインメモリ２４の所定の空間へ転送される。
【００３６】
この間、実装ヘッド４の更なる移動により、吸着ノズル３ｂが部品撮影位置Ｐ２に来た時に第１のタイミング制御部３２がもう一方の撮像装置６ｂにリセット信号１６ｂを出力し、撮像装置６ｂがハーフミラー３１（図１参照）を介して吸着ノズル３ｂに吸着保持された部品１１ｂを撮像して撮像画３７を蓄積する。この蓄積された撮像画３７の１ライン目の映像信号１７ｂが、Ａ／Ｄ変換部１８ｂでデジタル信号に変換され、画像データとしてラインメモリ２０ｂに書き込まれる。
【００３７】
この時、先に撮像された撮像画３６では、図３に示すラインＡ（Ａ＜４８０）の映像信号をラインメモリ２０ａに書き込んでいるとする。このとき第２のタイミング制御部３３は、両ラインメモリ２０ａと２０ｂとの内、先に書き込み完了した方のラインメモリ（例えば２０ａ）を検出し、このラインメモリ（同、２０ａ）にセレクタ３４を接続て格納された画像データをＤＭＡコントローラ２２を介してメインメモリ２４に転送する。後に書き込みを完了したことが検出されたラインメモリ（同、２０ｂ）方は、先のラインメモリ（同、２０ａ）のデータ転送が完了するまで待ってからメインメモリ２４へのデータ転送を行う。
【００３８】
次に、撮像装置６ｂでは、撮像画３７の２ライン目の映像信号１７ｂがＡ／Ｄ変換部１８ｂによってＡ／Ｄ変換された後、他方のラインメモリ２１ｂに書き込まれる。以下、撮像画３７の奇数ラインの映像信号はラインメモリ２０ｂへ、偶数ラインの映像信号はラインメモリ２１ｂへと順次書き込まれる。
【００３９】
撮像画３６と撮像画３７とはその後、並行して各ライン毎の映像信号がそれぞれのラインメモリ２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂに順次書き込まれ、書き込み完了が先に検出されたものから順次その画像データがメインメモリ２４に転送される。撮像画３６では、４８０ライン目（最終ライン）の画像データ転送が完了した時に撮像画３６全体のメインメモリ２４への転送が完了する。撮像画３６の全てのデータ転送が完了すると、ＣＰＵ２３が転送された撮像画に基いて位置情報を求める画像処理を開始する。この間、撮像画３７の方は更なる後続ラインの画像データ転送を継続している。
【００４０】
次に、実装ヘッド４の更なる移動により、吸着ノズル３ｃが部品撮影位置Ｐ２に来た時に、第１のタイミング制御部３２が撮像装置６ａにリセット信号１６ａを出力し、撮像画３６の転送を終えた撮像装置６ａは、このリセット信号１６ａを受けて吸着ノズル３ｃに吸着された部品１１ｃを撮像して撮像画３８を蓄積する。この蓄積された撮像画３８の１ライン目の映像信号１７ａをラインメモリ２０ａに出力する時、撮像画３７の方では、図３に示すラインＢ（Ｂ＜４８０）の映像信号をラインメモリ２０ｂに書き込んでいるものとする。第２のタイミング制御部３３が両ラインメモリ２０ａ、２０ｂの内、先に書き込み完了を検出した方のラインメモリ（例えば２０ｂ）にセレクタ３４を接続し、そのラインメモリ（同、２０ｂ）に書き込まれた画像データをＤＭＡコントローラ２２でメインメモリ２４にデータ転送する。後に書き込みを完了したラインメモリ（同、２０ａ）方は先のラインメモリ（同、２０ｂ）のデータ転送が完了するまで待ってからデータ転送を行う。撮像画３７と撮像画３８では、以降同様に画像データが順次メインメモリに転送され、先行する撮像画３７の方は４８０ライン目（最終ライン）までを転送して撮像画３７のデータ転送を完了する。一方の撮像画３８は、その後も画像データの転送を継続している。
【００４１】
実装ヘッド４の更なる移動により、次に吸着ノズル３ｄが部品撮影位置Ｐ２に来た時も同様に、撮像画３７の転送を終えた撮像装置６ｂが吸着ノズル３ｄに保持された部品１１ｄを撮像し、その撮像画３９の１ライン目の映像信号１７ｂをラインメモリ２０ｂに出力する。このとき、撮像画３８では、ラインＣ（Ｃ＜４８０）の映像信号をラインメモリ２０ａ（もしくは２０ｂ）に書き込んでおり、いずれか書き込み完了が先に検出された方の画像データがメインメモリ２４に転送される。以下、撮像画３８と撮像画３９の各画像データが順次転送され、上述と同様に先行する撮像画３８が４８０ライン目（最終ライン）までを転送して撮像画３８のデータ転送を完了し、その後、撮像画３９についても４８０ライン目（最終ライン）までを転送して撮像画３９のデータ転送完了する。転送完了後は、メインメモリ２４の撮像画を基にＣＰＵ２３が画像処理し、位置情報を求める。
【００４２】
上述の画像データの転送手順につき、図４のフローチャートを参照して説明する。第２のタイミング制御部３３は、ステップ＃１〜＃４で順次ラインメモリ２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂに対する画像データの書き込みが終了したか否かを監視している。この結果、ある一つのラインメモリについて画像データの書き込みが終了したことを検出すると、第２のタイミング制御部３３はセレクタ３４を介して当該ラインメモリとＤＭＡコントローラ２２とをデータ転送可能に接続し（ステップ＃５〜＃８）、当該ラインメモリからＤＭＡコントローラ２２を介して画像データをメインメモリ２４に転送する（ステップ＃９〜＃１２）。第２のタイミング制御部３３は画像転送時を除いて常時ステップ＃１〜＃４を繰り返しており、したがって書き込みが完了したラインメモリの画像データは瞬時にメインメモリ２４に転送されるので、全体としての画像データ転送時間が極めて短くなる。
【００４３】
ＣＰＵ２３は、メインメモリ２４に転送された画像データによる撮像画を基に部品１１ａ〜１１ｄの位置誤差と角度誤差を計算し、それらの誤差又は該誤差に対応する補正値をロボット５と実装ヘッド４に送る。そして、位置誤差又は位置補正値を受けたロボット５は対応する部品１１について実装ヘッド４の搬送量を補正して誤差を消去し、実装ヘッド４は対応する部品１１について対応する吸着ノズル３を長軸回り回転して角度誤差を消去する。
【００４４】
（４）作用効果：
以上の説明から明らかなように、本実施の形態の認識処理装置３０では、部品撮影位置Ｐ２を通過していく複数の部品１１を２つの撮像装置６ａ、６ｂで交互に撮影するので、一方の撮像装置（例えば、６ａ）がデータ転送に時間を要しても、そのデータ転送が完了するまで次の撮像を待つ必要が無く、他方の撮像装置（同、６ｂ）によって次の部品１１の撮像が可能となるため、実装ヘッド４の部品搬送速度が撮像装置６のデータ転送速度によって制限を受けることが少ない。一方、実装ヘッド４の移動速度がデータ転送速度の制限を受けなければ、２台の撮像装置６ａ、６ｂを用いたときの部品搬送速度を、一台の撮像装置６だけを用いたときの部品搬送速度の２倍にすることができる。また、部品搬送速度の高速化により、部品実装装置１の部品実装タクトが短縮する。
【００４５】
（５）変形例：
本実施の形態では、２台の撮像装置６ａ、６ｂを用いたが、撮像装置６の数は本発明にとって限定的なものでない。例えば、Ｎ（＞２）台の撮像装置６を用いる場合、一つの撮像装置６と部品撮影位置Ｐ２とを結ぶ光軸上に（Ｎ−１）個のハーフミラー３１を配置し、これらのハーフミラー３１で反射した光像を他の（Ｎ−１）台の撮像装置６で受像するようにしてもよい。この場合、光学的に同軸上に配置されたＮ台の撮像装置６によって複数の部品１１が順番に撮影されるので、上述した実施の形態と同様に、部品実装タクトを大幅に短縮できる。また、構成の点から見れば、撮像装置６の数に応じてＡ／Ｄ変換器１８とラインメモリ２０、２１を増設し、対応するソフトウェアを修正するだけ済む。
【００４６】
ただし、撮像装置６の台数には適当な範囲がある。例えば、ＣＰＵ２３のメインバスのクロックを３３ＭＨｚ、バス幅を３２ｂｉｔとした場合、最大転送レートは３３×３２＝１３２Ｍバイト／秒になる。ＮＴＳＣ規格撮像装置の１ライン転送時間が約６３．５μ秒、データ量が５１２画素、１画素１バイトとすると、転送レートは５１２／６３．５≒８Ｍバイト／秒になる。従って１３２／８＝１６．５、すなわち最大１６台の撮像装置６を用いて部品１１を撮影できる。しかし、１６台の撮像装置６を用いた場合、ＤＭＡコントローラ２２等での転送ロスが大きくなる。したがって、実用的には、撮像装置６の台数は最大でも１２台とするのが好ましい。また、１２台を越える撮像装置６を用いる場合、メインバスのバスクロックを上げるか、バス幅を増やす等の対応が必要である。
【００４７】
また、実装ヘッド４に取り付けた複数の吸着ノズル３は、本実施の形態のように、等間隔に配置するのが好ましい。吸着ノズル３が等間隔の場合、撮像タイミングも等間隔にできるからである。ただし、複数の吸着ノズル３を等間隔に配置することは本発明にとって限定的な事項でなく、第１のタイミング制御部３２から撮像装置６に送信するリセット信号１６の出力タイミングを制御するだけで、複数の吸着ノズル３が等間隔に配置されていない装置にも本発明は適用できる。
【００４８】
さらに、本実施の形態では映像分配器としてハーフミラー３１を用いたが、撮影対象の光像を複数の経路に分配できる手段であれば、これに限るものでない。例えば、一つの撮像装置６と部品撮影位置Ｐ２とを結ぶ光軸上に進退自在にミラーを配置することで他の撮像装置６に光像を分配できる。または、回転可能に支持されたミラーを用い、このミラーを回転することで複数の撮像装置６に光像を分配してもよい。
【００４９】
さらにまた、本実施の形態では撮像装置６としてアナログ信号を出力するものを用いているが、デジタル信号を出力する撮像装置を用いてもよい。また、撮像装置に接続されるインターフェイスとしては種々の公知のインターフェイスを用いることができる。
【００５０】
ＩＩ．実施の形態２：
本発明にかかる第２の実施の形態の認識処理装置、認識処理方法、及び当該認識処理装置を備えた部品実装装置につき図面を参照して説明する。図５は、本実施の形態にかかる部品実装装置１ａと認識処理装置３０ａとを示す。この部品実装装置１ａでは、第１の実施の形態にかかる部品実装装置１からハーフミラー３１が除かれ、吸着ノズル３ａ〜３ｄが部品撮影位置を通過していく方向と平行に撮像装置６ａ、６ｂ配置されており、撮像装置６ａ、６ｂの間隔が吸着ノズル３ａ〜３ｄ間の間隔と等しくしてある。その他の機械的構成は第１の実施の形態と同一である。
【００５１】
このように構成された部品実装装置１ａの部品実装時、部品供給位置Ｐ１で部品１１ａ〜１１ｄを吸着した実装ヘッド４は撮像装置６ａ、６ｂに対向する部品撮影位置Ｐ２を通過する。このとき、両撮像装置６ａ、６ｂが部品１１ａ、１１ｂを同時に撮影する。図６は、撮影装置６ａ、６ｂで撮影された撮像画３６〜３９を経過時間（縦軸）と共に示したもので、上述の最初の撮像により、まず部品１１ａの撮像画３６と部品１１ｂの撮像画３７とがそれぞれ撮像装置６ａ、６ｂに同時に蓄積される。
【００５２】
これら蓄積された両撮像画３６、３７の画像データが、それぞれのラインメモリ２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂに書き込まれた後、順次メインメモリ２４の所定の空間に転送され、各４８０ライン目（最終ライン）までの転送を行って両撮像画３６、３７のデータ転送を完了する。次に、実装ヘッド４の更なる移動により部品１１ｃ、１１ｄが部品撮影位置Ｐ２を通過し、この瞬間に撮像装置６ａ、６ｂが今度は移動してきた部品１１ｃ、１１ｄを同時に撮像して撮像画３８、３９をそれぞれ蓄積する。これら両撮像画３８、３９の画像データについても同様にして、各ライン毎に順次メインメモリ２４の所定の空間に転送され、各４８０ライン目（最終ライン）までの転送をして両撮像画３８、３９のデータ送信が完了する。
【００５３】
撮像装置６ａ、６ｂで撮影された撮像画３６〜３９の画像データは画像処理装置４０によってそれぞれ画像処理され、各部品１１ａ〜１１ｄについて位置誤差と角度誤差が計算され、その計算値に基づいて実装ヘッド４の移動量及び各吸着ノズル３ａ〜３ｄの回転量が補正される。
【００５４】
認識処理装置３０ａは図２に示す構成を有する。すなわち、撮像装置６ａ、６ｂで撮影された撮像画３６〜３９のデジタル映像信号は、順次対応するＡ／Ｄ変換部１８ａ又は１８ｂに送られてアナログ映像信号に変換され、対応するラインメモリ２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂに画像データとして転送される。このとき、部品１１ａ、１１ｃの画像データはライン毎にラインメモリ２０ａ、２１ａに交互に書き込まれ、部品１１ｂ、１１ｄの画像データはライン毎にラインメモリ２０ｂ、２１ｂに交互に書き込まれる。
【００５５】
ラインメモリ２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂからメインメモリ２４への画像データの転送処理は、図４にフローチャートを参照して説明した実施の形態１と同様で、第２のタイミング制御部３３が、ステップ＃１〜＃４で順次ラインメモリ２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂに対する画像データの書き込みが終了したかを監視する。一つのラインメモリについて画像データの書き込みが終了したことを検出すると当該ラインメモリとＤＭＡコントローラ２２とをデータ転送可能に接続し（ステップ＃５〜＃８）、その画像データをメインメモリ２４に転送する（ステップ＃９〜＃１２）。このように、書き込みが完了したラインメモリの画像データから順次メインメモリ２４に転送されるので、全体としての画像データ転送時間が極めて短くなる。
【００５６】
実施の形態２の認識処理装置では、部品撮影位置Ｐ２を通過する複数の部品を２つの撮像装置６ａ、６ｂで同時に撮影するので、例えば部品１１ａ、１１ｂを撮像した後、次の部品１１ｃ、１１ｄが部品撮影位置に到着するまでに時間的余裕が生じ、実装ヘッド４の部品搬送速度が撮像装置６のデータ転送速度によって制限を受けることが少ない。一方、実装ヘッド４の移動速度がデータ転送速度の制限を受けなければ、例えば２台の撮像装置６を用いることにより、部品搬送速度の２倍にすることができる。また、部品搬送速度の高速化により、部品実装装置１ａの部品実装タクトが短縮する。
【００５７】
なお、本実施の形態では、２台の撮像装置６を用いたが、撮像装置６の数が限定的なものでないことは、第１の実施の形態と同様である。また、実装ヘッド４に取り付けた複数の吸着ノズル３間の間隔と２つの撮像装置６ａ、６ｂの間隔とは、本実施の形態のように一致していることが好ましい。吸着ノズル４と撮像装置６の両者の間隔が同一である場合、２つの撮像装置６ａ、６ｂで同時に撮影できるからである。ただし、両者の間隔を同一に配置することは本発明にとって限定的な事項でなく、第１のタイミング制御部３２から撮像装置６に送信するリセット信号１６の出力タイミングを制御するだけで、両者の間隔が同一に配置されていない装置にも本発明は適用できる。
【００５８】
以上、本発明に係る各実施の形態の認識処理装置、認識処理方法つき、部品実装装置の吸着ノズルに保持された部品を認識対象物の例として説明してきた。しかしながら、本発明にかかる認識処理装置及び認識処理方法の適用は、この部品実装の分野に限定されるものではない。一般に、相互に間隔をあけて特定方向に同時に移動する複数の認識対象物を撮像し、その撮像画を画像処理して認識対象物の状態を認識する認識処理装置並びに認識処理方法に対し、広く適用することが可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、撮影位置を通過していく複数の認識対象物を複数の撮像装置で撮影するので、各撮像装置のデータ転送速度又は該撮像装置から画像データを受信した別の処理装置のデータ処理速度が遅い場合でも、撮像装置等のデータ転送速度によって認識対象物の移動速度に制限を受けることが少ない。一方、認識対象物の移動速度がデータ転送速度の制限を受けなければ、複数の撮像装置を用いたときの認識対象物の移動速度を、一台の撮像装置だけを用いたときよりも上げることができる。
【００６０】
上述の認識処理装置を部品実装装置に適用した場合、部品を吸着保持した実装ヘッドの搬送速度が撮像装置等のデータ転送速度によって制限を受けることが少ない。したがって、実装ヘッドの移動速度を速めることができ、あるいは実装ヘッドに装着される吸着ノズル間の間隔を短縮することができる。また、部品搬送速度の高速化により、部品実装装置の部品実装タクトを短縮することができる。あるいは吸着ノズル間のピッチ短縮により、実装ヘッドを小型化し、搬送動力を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる実施の形態の部品実装装置を示す概略構成図である。
【図２】  図１に示す部品実装装置が備える認識処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】  図２に示す認識処理装置の各撮像装置による撮像画を時系列で示す説明図である。
【図４】  図２に示す認識処理装置の制御フローチャートである。
【図５】  本発明にかかる他の実施の形態の部品実装装置を示す概略構成図である。
【図６】  図５に示す部品実装装置に使用される各撮像装置による撮像画を時系列で示す説明図である。
【図７】  部品実装装置の外観を示す斜視図である。
【図８】  従来の部品実装装置を示す概略構成図である。
【図９】  図８に示す部品実装装置が備える認識処理装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１．部品実装装置、  ２．部品供給部、  ３．吸着ノズル、  ４．実装ヘッド、５．ロボット、  ６．撮像装置、  ７．回路形成体保持装置、  ８．回路形成体、  ９．制御装置、  １０．パーツカセット、  １１．部品、  １２．位置検出部、  １３．タイミング制御部、  １４．エンコーダ信号、  １６．リセット信号、  １７．アナログ映像信号、  １８．Ａ／Ｄ変換部、  ２０、２１．ラインメモリ、  ２２．ＤＭＡコントローラ、  ２３．ＣＰＵ（計算部）、  ２４．メインメモリ、  ３０．認識処理装置、  ３１．ハーフミラー、  ３２．第１のタイミング制御部、  ３３．第２のタイミング制御部、  ３４．セレクタ、  ３６〜３９．撮像画、  ４０．画像処理装置。
【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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