(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被装着体上の実装位置へ実装される前の、部品保持部材に保持された電子部品の保持姿勢と、上記実装位置における実装姿勢とのズレを補正することで上記実装位置への上記電子部品の実装精度を向上させるために使用される、上記保持姿勢を撮像する電子部品認識装置であって、
上記部品保持部材に保持された電子部品の上記保持姿勢を撮像する撮像装置と、
上記撮像装置による上記保持姿勢の撮像のため上記電子部品を照明する照明装置と、
上記照明装置に対して上記電子部品に対する明るさを変化させる明るさ変更装置と、
上記撮像装置にて撮像された上記電子部品の撮像情報における解像度を向上させるため、上記明るさ変更装置を制御して、上記照明装置によって照らされた上記電子部品の電極の撮像情報に基づく寸法について、上記電極の実寸法との誤差を許容範囲内に設定可能とする寸法の領域である実装精度向上領域に設定させる認識制御部と、
を備えたことを特徴とする電子部品認識装置。
【請求項２】
上記認識制御部は、上記電極の延在方向及び厚み方向に直交する幅寸法が上記実装精度向上領域に存在するように上記明るさ変更装置を制御する、請求項１記載の電子部品認識装置。
【請求項３】
上記認識制御部は、上記電子部品の各部寸法を記憶する記憶部を有し、
上記実装精度向上領域は、上記電子部品の電極における実際の上記幅寸法に基づいて設定され、上記記憶部に記憶されている、請求項２記載の電子部品認識装置。
【請求項４】
上記撮像装置に対して上記電子部品の撮像感度を変化させるゲイン変更装置をさらに備え、
上記認識制御部は、さらに上記ゲイン変更装置を制御して、上記電極における寸法を上記実装精度向上領域に設定させる、請求項１から３のいずれかに記載の電子部品認識装置。
【請求項５】
上記請求項１から４のいずれかに記載の電子部品認識装置と、
上記認識制御部にて制御された上記電子部品の明るさに基づいて撮像された上記電子部品の上記保持姿勢と、上記実装位置における実装姿勢との上記ズレを求める制御装置と、
部品保持部材を有し保持している電子部品を被装着体上の実装位置へ実装する装着ヘッドであって、上記制御装置にて求めた上記ズレに応じて上記制御装置によって上記部品保持部材の動作が制御される装着ヘッドと、
上記装着ヘッドを有し該装着ヘッドを移動させる移動装置であって、上記制御装置にて求めた上記ズレに応じて上記制御装置によって上記装着ヘッドの移動量が制御される装着ヘッド移動装置と、
を備えたことを特徴とする電子部品実装機。
【請求項６】
被装着体上の実装位置へ実装される前の電子部品の保持姿勢と、上記実装位置における実装姿勢とのズレを補正することで上記実装位置への上記電子部品の実装精度を向上させるとき、上記ズレを求めるための上記保持姿勢を撮像により認識する電子部品認識方法であって、
上記電子部品を撮像したときの上記電子部品の撮像情報における解像度を向上させるため、上記電子部品を撮像するときの上記電子部品における明るさを制御して、照らされた上記電子部品の電極の撮像情報に基づく寸法について、上記電極の実寸法との誤差を許容範囲内に設定可能とする寸法の領域である実装精度向上領域に設定する、
ことを特徴とする電子部品認識方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば基板等の被装着体上に実装される電子部品を撮像し認識する電子部品認識装置及び該電子部品認識装置にて実行される電子部品認識方法、並びに上記電子部品認識装置を備えた電子部品実装機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板等の基板の所定位置に電子部品を装着していく電子部品実装機は、従来、例えば図１５に示すような構成を有する。即ち、従来の電子部品実装機５０は、大別して、当該電子部品実装機５０への基板１の搬入、当該電子部品実装機５０からの基板１の搬出を行う基板搬送装置２と、該基板搬送装置２における基板搬送路を挟み、該搬送路の例えば左、右両側に配置され、基板１へ実装する電子部品７の供給を行う部品供給装置４、８と、部品供給装置４、８から電子部品７を保持し基板１へ装着する装着ヘッド６と、装着ヘッド６が取り付けられ、互いに直交するＸ，Ｙ方向へ上記装着ヘッド６を移動させるＸ，Ｙロボット５と、装着ヘッド６にて保持された電子部品７の保持姿勢に基づいて基板１上における実装位置を補正するため上記保持姿勢を撮像する部品認識装置１０とを備える。
【０００３】
ここで、上記部品供給装置４は、電子部品７を保持したテープを巻回したリールを備え該リールから上記テープを繰り出して電子部品７の供給を行うリールタイプの部品供給装置であり、上記部品供給装置８は、格子状に区画された各位置に電子部品７を配列したトレイ３を格納部８ａに格納し、所望の電子部品７を有するトレイ３を上記格納部８ａより部品供給場所へ配置させることで部品供給を行うトレイタイプの部品供給装置である。又、装着ヘッド６には、例えば吸着動作にて電子部品７の保持を行うノズル６ａが、少なくとも１本設けられ、装着ヘッド６内に備わるノズル昇降装置にて、ノズル６ａは、基板１の厚み方向に移動可能であり、これにより上記部品供給装置４、８からの電子部品７の保持動作、及び基板１上への電子部品７の実装動作が可能となる。又、Ｘ，Ｙロボット５は、上記装着ヘッド６を有し該装着ヘッド６を上記Ｙ方向へ移動させるＹ方向移動部５ｙと、該Ｙ方向移動部５ｙが取り付けられＹ方向移動部５ｙを上記Ｘ方向へ移動させるＸ方向移動部５ｘとを有する。
【０００４】
このように構成される従来の電子部品実装機５０は以下のように動作する。
上記Ｘ,Ｙロボット５により位置決めされる装着ヘッド６は、例えば部品供給装置４から、装着する電子部品７を吸着し、Ｘ,Ｙロボット５により部品認識装置１０上に移動する。装着ヘッド６のノズル６ａにて吸着保持されている電子部品７は、部品認識装置１０に備わる照明部によって照らされ部品認識装置１０に備わるＣＣＤカメラにて撮像される。該撮像結果に基づいて、ノズル６ａに保持されている電子部品７の保持姿勢が求められ、保持されている電子部品７が基板１上の実装位置へ正確に実装できるように、電子部品７の位置補正が行われる。位置補正値は、装着ヘッド６の移動、つまりＸ,Ｙロボット５の駆動動作に反映され、電子部品７は、装着ヘッド６の移動により実装位置まで運ばれ、上記基板搬送装置２に備わるＸＹテーブルに保持された基板１上の上記実装位置に実装されていく。
又、電子部品実装機５０の部品認識装置１０は、大視野カメラ及び小視野カメラを有するが、部品認識装置１０の上記照明部は、上記大視野カメラ、小視野カメラの両方のカメラにおいて一つである。よって、上記照明部からの光は、カメラゲイン及び照明の２系統により決定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように部品認識装置１０にて電子部品７を認識するとき、電子部品７のサイズや形の違いにより、照らされる電子部品７における明るさのバラツキ、電子部品７の電極における明るさのバラツキ、電子部品７のボディにおける明るさのバラツキ等の電子部品７に起因するバラツキ、若しくは上記照明部への電力供給のバラツキ、若しくは上記ＣＣＤカメラのゲイン設定のバラツキによって、電子部品７における明るさが変化する。よって、この明るさを適確に把握していないことにより、部品認識つまり撮像の不具合が生じたり、電極部を確実に捕らえる程度に部品認識ができないという不具合が生じる。その結果、正確な実装位置へ電子部品７を実装できなくなるという問題や、部品認識率の低下、ひいては生産性の低下を来すという問題があった。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、部品認識の精度を向上させることで、実装位置に正確に電子部品を実装可能であり、認識率及び生産性の向上可能な、電子部品認識装置及び方法、並びに電子部品実装機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１態様における電子部品認識装置は、被装着体上の実装位置へ実装される前の、部品保持部材に保持された電子部品の保持姿勢と、上記実装位置における実装姿勢とのズレを補正することで上記実装位置への上記電子部品の実装精度を向上させるために使用される、上記保持姿勢を撮像する電子部品認識装置であって、
上記部品保持部材に保持された電子部品の上記保持姿勢を撮像する撮像装置と、
上記撮像装置による上記保持姿勢の撮像のため上記電子部品を照明する照明装置と、
上記照明装置に対して上記電子部品に対する明るさを変化させる明るさ変更装置と、
上記撮像装置にて撮像された上記電子部品の撮像情報における解像度を向上させるため、上記明るさ変更装置を制御して、上記照明装置によって照らされた上記電子部品の電極の撮像情報に基づく寸法について、上記電極の実寸法との誤差を許容範囲内に設定可能とする寸法の領域である実装精度向上領域に設定させる認識制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
又、本発明の第２態様における電子部品認識方法は、被装着体上の実装位置へ実装される前の電子部品の保持姿勢と、上記実装位置における実装姿勢とのズレを補正することで上記実装位置への上記電子部品の実装精度を向上させるとき、上記ズレを求めるための上記保持姿勢を撮像により認識する電子部品認識方法であって、
上記電子部品を撮像したときの上記電子部品の撮像情報における解像度を向上させるため、上記電子部品を撮像するときの上記電子部品における明るさを制御して、照らされた上記電子部品の電極の撮像情報に基づく寸法について、上記電極の実寸法との誤差を許容範囲内に設定可能とする寸法の領域である実装精度向上領域に設定する、
ことを特徴とする。
【０００８】
又、本発明の第３態様における電子部品実装機は、上記第１態様の電子部品認識装置と、
上記認識制御部にて制御された上記電子部品の明るさに基づいて撮像された上記電子部品の上記保持姿勢と、上記実装位置における実装姿勢との上記ズレを求める制御装置と、
部品保持部材を有し保持している電子部品を被装着体上の実装位置へ実装する装着ヘッドであって、上記制御装置にて求めた上記ズレに応じて上記制御装置によって上記部品保持部材の動作が制御される装着ヘッドと、
上記装着ヘッドを有し該装着ヘッドを移動させる移動装置であって、上記制御装置にて求めた上記ズレに応じて上記制御装置によって上記装着ヘッドの移動量が制御される装着ヘッド移動装置と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態である、電子部品認識装置、該電子部品認識装置にて実行される電子部品認識方法、及び上記電子部品認識装置を備えた電子部品実装機について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同じ構成部分については同じ符号を付している。又、上記「課題を解決するための手段」欄に記載した、「部品保持部材」の機能を果たす一例として本実施形態では装着ヘッド１０６に備わるノズル１０６ａを例に採り、「装着ヘッド移動装置」の機能を果たす一例として本実施形態ではＸ、Ｙロボット１０５を例に採り、「被装着体」の機能を果たす一例として本実施形態では基板を例に採っている。しかしながら、これらの形態に限定されるものではない。例えば上記被装着体としては、基板以外に、例えば液晶パネルや、電子部品等が考えられる。
【００１０】
まず、本実施形態の上記電子部品実装機について説明する。
図２に上記電子部品実装機１０１を示す。電子部品実装機１０１における基本的な構造は、図１５を参照して説明した従来の電子部品実装機５０の構造と変わるものではないが、電子部品実装機１０１では詳細後述する制御装置１８１、及び電子部品認識装置１８１０を有する点が特徴の一つである。
上記電子部品実装機１０１は、大別して、当該電子部品実装機１０１への基板１の搬入、電子部品実装機１０１からの基板１の搬出を行う基板搬送装置１０２と、該基板搬送装置１０２の基板搬送路を挟み、例えば左、右両側に配置され、基板１へ実装する電子部品７の供給を行う部品供給装置１０４、１０８と、部品供給装置１０４、１０８から電子部品７を保持し基板１へ装着する装着ヘッド１０６と、装着ヘッド１０６が取り付けられ、互いに直交するＸ，Ｙ方向へ上記装着ヘッド１０６を移動させるＸ，Ｙロボット１０５と、装着ヘッド１０６にて保持された電子部品７の保持姿勢を撮像する照明撮像装置１１０と、上述の各構成部分の動作制御を行う制御装置１８１とを備える。尚、制御装置１８１は、記憶部１８１１を有し、該記憶部１８１１には、少なくとも、部品供給装置１０４、１０８から供給される電子部品７の各部の寸法情報と、いずれの電子部品７を基板１上のいずれの実装位置へどのような順番で実装していくかを示す実装プログラムとが格納されている。又、制御装置１８１には、例えば実装動作に関する情報を作業者が入力するための操作盤１１１が接続されている。
【００１１】
ここで、上記部品供給装置１０４は、上述した部品供給装置４と同様のリールタイプの部品供給装置であり、上記部品供給装置１０８は、上述した部品供給装置８と同様のトレイタイプの部品供給装置である。
上記装着ヘッド１０６には、本実施形態では吸着動作にて電子部品７の保持を行うノズル１０６ａが、少なくとも１本設けられ、図１に示すように、装着ヘッド１０６内に備わり上記制御装置１８１にて動作制御されるノズル昇降装置１０６２にて、ノズル１０６ａは、基板１の厚み方向に移動可能であり、これにより上記部品供給装置１０４、１０８からの電子部品７の保持動作、及び基板１上への電子部品７の実装動作が可能となる。さらに、装着ヘッド１０６内には、図１に示すように、上記吸着動作用の吸引装置１０６１が備わるとともに、ノズル１０６ａをその軸回り方向へ回転させる回転装置１０６３が備わる。該回転装置１０６３は、ノズル１０６ａに保持された電子部品７の保持姿勢と、基板１上の実装位置における真の実装姿勢とにおける、上記軸回り方向のズレを補正するために、ノズル１０６ａの上記回転を行う。上記吸引装置１０６１及び回転装置１０６３は、制御装置１８１に接続され、制御装置１８１にてそれぞれ吸引動作及び回転角度が制御される。
尚、上記基板１上の実装位置における真の実装姿勢とは、当該電子部品実装機１０１に設定されている座標原点を基準として表した、基板１上の実装位置における実装姿勢であり、言わば設計上における実装姿勢である。
【００１２】
上記Ｘ，Ｙロボット１０５は、上記装着ヘッド１０６を有し、上述のＸ，Ｙロボット５と同様に、Ｙ方向移動部１０５ｙとＸ方向移動部１０５ｘとを有する。尚、これらＹ方向移動部１０５ｙ及びＸ方向移動部１０５ｘは、それぞれ上記制御装置１８１にてその移動量が制御される。
【００１３】
上記照明撮像装置１１０は、図１、図３及び図４に示すように、上記ノズル１０６ａに保持された電子部品７の保持姿勢を撮像する、例えばＣＣＤカメラを有する撮像装置１１０１と、２５６階調にて明るさの変更が可能であり本実施形態ではハロゲンランプにてなる光源を有し、上記撮像動作のときにノズル１０６ａに保持された電子部品７を照明する照明装置１１０２とを有する。尚、当該電子部品実装機１０１では、上記照明撮像装置１１０は、図３に示すように、いわゆる反射式の照明装置１１０２を有する。即ち、撮像装置１１０１への入射光入口の近傍において、撮像装置１１０１を中心としてその周辺部分に、上記照明装置１１０２が配置され、該照明装置１１０２から照射された光は、上記ノズル１０６ａに保持されている電子部品７のボディー部７ａ及び電極７ｂ、並びにノズル１０６ａに設けた反射板に当たり、主に、上記ボディー部７ａ及び電極７ｂから反射した光が入射光として撮像装置１１０１へ入射する。尚、上記反射板は、上記電極７ｂがより鮮明に撮像されるような色、例えば黒色にて塗装された板材である。
【００１４】
又、上述したように、従来の部品認識装置１０では電子部品７における明るさが変化することに起因して、実装位置に正確に電子部品を実装できない場合や、認識率及び生産性の低下を来す場合があった。これらの問題点を解決するために、本実施形態では、ノズル１０６ａに保持された電子部品７の保持姿勢をより明確に認識することで、上記保持姿勢と基板１上の実装位置における上記実装姿勢とのズレ量をより正確に求めることを可能とし、その結果、基板１上の実装位置へ電子部品７を正確に実装可能とし上記認識率及び生産性の向上を可能とする。ここで、従来に比べて上記保持姿勢をより明確に認識可能とするため、本実施形態では、部品認識のための明るさの最適化を図る。該最適化が図れるように、本実施形態では以下のように構成している。
【００１５】
即ち、上記照明装置１１０２には、例えば上記光源への電力供給を制御することで上記電子部品７に対する明るさを変化させる明るさ変更装置１８１２を接続し、撮像装置１１０１には、該撮像装置１１０１における上記ＣＣＤカメラのゲインを変化させるゲイン変更装置１８１３を接続するとともに、上記電子部品７を撮像して得られる撮像情報が供給され該撮像情報に基づいて上記明るさ変更装置１８１２及びゲイン変更装置１８１３の動作制御を行う認識制御部１８１４を接続している。
【００１６】
ここで、上記認識制御部１８１４は、上記撮像装置１１０１にて撮像された電子部品７の撮像情報における解像度を向上させるため、本実施形態では、上記保持姿勢の撮像情報を元に、上記明るさ変更装置１８１２を制御して電子部品７における明るさを改善し、該改善により、照明装置１１０２によって照らされた電子部品７の電極７ｂにおける明るさ、又は電極７ｂの撮像情報に基づく寸法を実装精度向上領域に設定させる。ここで、上記実装精度向上領域とは、上記ノズル１０６ａに保持されている電子部品７の上記保持姿勢と、基板１上の実装位置における上記実装姿勢とのズレを求めるときに上記保持姿勢の上記撮像情報における解像度を向上させて上記ズレを許容範囲内に設定可能とする上記明るさ又は寸法の領域である。
尚、上記撮像装置１１０１、照明装置１１０２、明るさ変更装置１８１２、ゲイン変更装置１８１３、及び認識制御部１８１４にて電子部品認識装置１８１０を構成する。又、上記認識制御部１８１４と上記制御装置１８１とは接続されている。
【００１７】
本実施形態では上述のように上記認識制御部１８１４は、上記撮像装置１１０１にて撮像された電子部品７の撮像情報における解像度を向上させるため、上記明るさ変更装置１８１２を制御したが、これに限定されず、上記ゲイン変更装置１８１３を制御してもよい。さらには、明るさ変更装置１８１２及びゲイン変更装置１８１３の両方を制御するようにしてもよい。
【００１８】
このように構成された上記電子部品認識装置１８１０は以下のように動作する。
図５に示すように、ステップ（図５では「Ｓ」にて示す）１にて、電子部品７の明るさ調整を行うことが指示され、ステップ２では、Ｘ，Ｙロボット１０５を駆動して装着ヘッド１０６のノズル１０６ａにて、例えば部品供給装置１０４から電子部品７を保持する。次のステップ３では、装着ヘッド１０６のノズル１０６ａに保持されている電子部品７を、Ｘ，Ｙロボット１０５を駆動して照明撮像装置１１０の上方へ移動し、ステップ４にて、照明装置１１０２から光を電子部品７へあて、電子部品７の認識動作を行う。
【００１９】
このとき、上記照明装置１１０２から発した光の、主に、電子部品７のボディー部７ａ及び電極７ｂにおける反射光が撮像装置１１０１に入る。撮像装置１１０１に入った光は、上記ＣＣＤカメラを構成するＣＣＤ素子にて電気信号に変換され、撮像情報として認識制御部１８１４へ送られる。認識制御部１８１４では、上記電気信号にてなる上記撮像情報を画像処理して上記ノズル１０６ａに保持されている電子部品７の輪郭若しくは明るさ、又は、輪郭及び明るさを求める。ステップ５では、上記撮像情報、つまり電子部品７の上記輪郭が明瞭か否か、上記明るさが十分か否かが判断される。
このとき、上記輪郭若しくは明るさ、又は、輪郭及び明るさが不明瞭なときには、以下に説明する種々の照度最適化手法の少なくとも一つを使用して、より明確に上記輪郭若しくは明るさ、又は、輪郭及び明るさが求まるように、認識制御部１８１４は上記明るさ変更装置１８１２を制御し、変更された明るさによって撮像された上記保持姿勢の撮像情報が認識制御部１８１４にフィードバックされる。このようなフィードバック制御動作を繰り返すことで、上記輪郭が最も明確になる明るさ、又は認識動作に十分な明るさが得られる。
【００２０】
認識制御部１８１４は、このように最適化された明るさに関する情報を上記ゲイン変更装置１８１３にも送出する。よって、ゲイン変更装置１８１３は、上記最適化された明るさに対応した最適ゲインにて上記撮像装置１１０１に撮像動作を行わせる。
よって、認識制御部１８１４は、最適化された明るさで、かつ上記最適ゲインにて撮像され得られた電子部品７の輪郭から電子部品７の中心位置を求める。このようにして求まる上記中心位置の精度は、従来に比べて高くなる。求まった上記中心位置の情報は、認識制御部１８１４から制御装置１８１へ送出される。
【００２１】
このようにして求まった、上記最適化された明るさ及び最適ゲインに関する情報は、撮像した電子部品７と関連付けて、制御装置１８１の記憶部１８１１に記憶される（ステップ６）。
尚、より明確に上記輪郭を求めるために、ステップ７では、上述したようにゲイン変更装置１８１３を、又は、明るさ変更装置１８１２及びゲイン変更装置１８１３の両方を制御するようにしてもよい。
【００２２】
そして、上記制御装置１８１では、供給された上記中心位置の情報と、当該電子部品実装機１０１に設定されている上記座標原点を基準としたときの絶対位置であって、ノズル１０６ａに保持されて電子部品７が照明撮像装置１１０の上方に配置されたときのノズル１０６ａにおける中心の絶対位置の情報とのズレ量を求める。このようにして求まる上記ズレ量は、電子部品７の中心位置の精度が従来に比べて高い分、従来に比べて高い精度にて求めることができる。
尚、ノズル１０６ａにて電子部品７を保持するとき、設計上、ノズル１０６ａの上記中心と、電子部品７の上記中心位置とが一致するように、ノズル１０６ａは電子部品７を保持可能である。又、ノズル１０６ａに保持されて電子部品７が照明撮像装置１１０の上方に配置されたときのノズル１０６ａにおける中心の上記絶対位置の情報は、予め制御装置１８１の上記記憶部１８１１に記憶されている。
【００２３】
以下には、上述した、種々の照度最適化手法について説明する。尚、照度最適化手法は以下のものに限定されるものではなく、当業者が通常行っている公知の種々の手法を使用することもできる。
第１の照度最適化手法では、図６ないし図８に示すように、制御装置１８１の記憶部１８１１に予め格納された電子部品７の真の寸法値と、上記撮像情報に基づき認識制御部１８１４にて求めた電子部品７の寸法値とを比較して、上記撮像情報に基づく寸法値が上記実装精度向上領域内に含まれるように、明るさ変更装置１８１２に対してフィードバック制御し電子部品７に対する明るさを調整する。
【００２４】
尚、図６には、一部の電極７ｂの図示を省略した、撮像される電子部品７が示されている。ここで、電極７ｂの延在方向及び厚み方向に直交する幅寸法であって、電極７ｂ−１の幅寸法を符号２０１にて、電極７ｂ−２の幅寸法を符号２０２にて表す。図７には、明るさ変更装置１８１２を制御する前において、図６に示す電子部品７を撮像したときの撮像情報が示されている。ここで、上記電極７ｂ−１について撮像情報に基づいた上記幅寸法を符号２０３にて示し、上記電極７ｂ−２について撮像情報に基づいた上記幅寸法を符号２０４にて示す。図８には、明るさ変更装置１８１２を制御した後において図６に示す電子部品７を撮像したときの撮像情報が示されている。ここで、上記電極７ｂ−１について撮像情報に基づいた上記幅寸法を符号２０５にて示し、上記電極７ｂ−２について撮像情報に基づいた上記幅寸法を符号２０６にて示す。
【００２５】
具体的に説明すると、認識制御部１８１４は、まず、上記幅寸法２０３と上記幅寸法２０１とを比較し、上記幅寸法２０４と上記幅寸法２０２とを比較する。この結果、上記幅寸法２０３及び幅寸法２０４は上記実装精度向上領域内に含まれないと、認識制御部１８１４は判断し、明るさ変更装置１８１２を制御して照明装置１１０２の光源の明るさを変化させる。
そして明るさ変更装置１８１２の制御後において、認識制御部１８１４は上記幅寸法２０５、２０６と、上記幅寸法２０１、２０２とを比較し、上記幅寸法２０５、２０６が上記実装精度向上領域に含まれるか否かを判断する。このようにして上記幅寸法２０５、２０６が上記実装精度向上領域に含まれるまで、認識制御部１８１４及び明るさ変更装置１８１２がフィードバック制御される。
尚、上述のような実装精度向上領域という概念を用いずに、上記幅寸法２０５、２０６が上記幅寸法２０１、２０２に最も近付くように、上記明るさ変更装置１８１２を制御してもよい。
又、本実施形態では、上述のように複数の電極７ｂの幅寸法について比較動作を行うが、いずれか一つの電極７ｂのみについて比較動作を行っても良い。
【００２６】
又、上述のように明るさ変更装置１８１２が制御され電子部品７に対する明るさが適切になるに従って、図７及び図８に示すように、電極７ｂ−１，７ｂ−２における明るさ、いわゆる照度のレベルが上昇する。この性質を利用して、電極７ｂにおける照度が実装精度向上領域に含まれるまで、認識制御部１８１４及び明るさ変更装置１８１２をフィードバック制御するように構成することもできる。
【００２７】
第２の照度最適化手法では、図９に示すように、撮像された電子部品７の複数の電極７ｂについて同位置におけるそれぞれの明るさがすべて実装精度向上領域に存在するように、認識制御部１８１４は上記明るさ変更装置１８１２を制御する。
具体的に説明すると、図９に示す各電極７ｂ−３、７ｂ−４、７ｂ−５、７ｂ−６、７ｂ−７について、仮想の直線２１６が通過している同位置の明るさがすべて実装精度向上領域に存在するように、認識制御部１８１４は上記明るさ変更装置１８１２を制御する。ここで、この第２の照度最適化手法の場合、上記実装精度向上領域とは、上記電極７ｂにおける明るさが基準値を超える領域である。
尚、本実施形態では、上述のように各電極７ｂ−３、７ｂ−４等における同位置の明るさがすべて実装精度向上領域に存在するように、上記明るさ変更装置１８１２を制御したが、これに限定されるものではない。即ち、上記制御のために着目している電極７ｂの数の、例えば過半数、若しくは８割以上、等の数の電極７ｂの上記同位置における明るさが実装精度向上領域に存在するように上記明るさ変更装置１８１２を制御するようにしてもよい。
【００２８】
第３の照度最適化手法では、図１０に示すように、電極７ｂの複数箇所における明るさの平均値が実装精度向上領域に存在するように、認識制御部１８１４は上記明るさ変更装置１８１２を制御する。
具体的に説明すると、図１０に示す電極７ｂ−８の複数の場所２２１における明るさの平均値が実装精度向上領域に存在するように、認識制御部１８１４は上記明るさ変更装置１８１２を制御する。ここで、この第３の照度最適化手法の場合、上記実装精度向上領域とは、上記場所２２１の明るさの平均値が基準値を超える領域である。
尚、本実施形態では、上述のように一つの電極７ｂ−８について複数の場所２２１の明るさを使用したが、これに限定するものではなく、例えば各電極７ｂ毎に一つずつ明るさ測定場所を設定してもよいし、各電極７ｂ毎に複数の明るさ測定場所を設定してもよい。
【００２９】
第４の照度最適化手法では、基板１上の所定の実装位置へ正確に電子部品７が実装された場合における、当該電子部品７の撮像情報内の電極７ｂにおける明るさ情報で、種々の形態の電子部品におけるいままでに得られた正常な明るさ情報と、検査対象である電子部品７の撮像情報内における電極７ｂの明るさ情報とを比較し、検査対象である電子部品７の電極７ｂの明るさのレベルが上記正常な明るさ情報に基づいて設定した実装精度向上領域に存在するように、認識制御部１８１４は上記明るさ変更装置１８１２を制御する。
具体的に説明すると、制御装置１８１の記憶部１８１１に、予め、種々の形態の電子部品について、いままでに得られた、図１４に示すような正常な明るさ情報を格納しておく。そして、ノズル１０６ａに保持された電子部品７と同じ電子部品における上記正常な明るさ情報と、ノズル１０６ａに保持された電子部品７を撮像して得られた、例えば図１３に示すような当該電子部品７の電極７ｂの明るさとを認識制御部１８１４は比較し、当該電子部品７の電極７ｂの明るさのレベルが上記実装精度向上領域に存在するように、上記明るさ変更装置１８１２を制御する。
尚、このとき、上記正常な明るさ情報とともに、撮像時の電子部品における明るさの情報、若しくは照明装置１１０２の輝度の情報を記憶しておくことで、新たな電子部品７を撮像するに当たり、認識制御部１８１４が明るさ変更装置１８１２を制御するとき、上述のような比較動作を行うことなく、上記明るさの情報、若しくは上記輝度の情報を参照して、明るさ変更装置１８１２を制御するようにしてもよい。
【００３０】
又、電子部品７によっては、撮像されるときの、照明撮像装置１１０に対するノズル１０６ａの軸回り方向における電子部品７の回転角度により、電子部品７の認識の良否が変化する場合がある。よって、第５の照度最適化手法では、図１１、１２に示すように、ノズル１０６ａに保持された電子部品７を、上記軸回り方向へー定角度毎に変化させながら撮像を行い、上述の第１〜第４のいずれかの照度最適化手法を用いて、認識制御部１８１４は明るさ変更装置１８１２を制御して、各回転動作毎の認識結果を得る。そして、これらの認識結果について、制御装置１８１は、ノズル１０６ａにおける電子部品７の上記保持姿勢と基板１上の実装位置における上記実装姿勢とのズレ量が最も小さくなる場合を選択し、その場合に対応した回転角度を記憶する。よって、当該電子部品７については、記憶した回転角度にノズル１０６ａを回転させて認識動作を行うことになる。
尚、このように撮像時に電子部品７を回転した場合、基板１への実装時には上記回転角度を考慮する必要があるので、最適な認識が行われたときの角度情報が制御装置１８１の記憶部１８１１へ格納される。よって、実装時には、制御装置１８１は、記憶部１８１１から上記角度情報を読み出し、該角度を考慮した実装制御を行う。
【００３１】
上記第１〜第５の照度最適化手法を実行して得られた、照明装置１１０２の光源の最適な明るさの情報は、各種の電子部品７毎に、制御装置１８１の記憶部１８１１に自動的に記憶される。又、作業者が例えば経験から得た最適な明るさの情報を、作業者が操作盤１１１から直接、制御装置１８１へ入力することも可能である。このように、制御装置１８１へ供給された上記最適な明るさの情報は、以後の部品認識動作に活用される。
【００３２】
上記第１〜第５の照度最適化手法において、上述したように明るさ変更装置１８１２に代えて、若しくは明るさ変更装置１８１２とともに、ゲイン変更装置１８１３に対して制御を施しても良い。この場合、撮像装置１１０１に備わるカメラのゲインを上げると、当該カメラ内部のノイズも同時に上がるというデメリットがある。又、照明装置１１０２の光源の明るさを増すと上記カメラの感度が飽和し、電極７ｂの上記幅寸法が１の値よりも太くなる現象（ブルーミング）がある。
そこで、本実施形態の電子部品認識装置１８１０及び制御装置１８１では、上記ブルーミングのチェック機能を搭載している。つまり、電子部品７の電極７ｂについて撮像情報から求めた上記幅寸法値が、設定した基準値を超えたときには照明装置１１０２の光源の明るさを１段階下げ、かつ上記カメラのゲインを１段階上げることにより、上記ブルーミングの補正処理を行う。
本実施形態の電子部品認識装置１８１０及び制御装置１８１では、照明装置１１０２の光源の明るさを上記基準値に対して飽和状態になるまで調整し、その上で、より最適な撮像情報を得るように、上記カメラゲインによる微調整を自動的に行う。
【００３３】
以上説明したような電子部品認識装置１８１０を有する電子部品実装機１０１では、以下のように実装動作が行われる。
即ち、図５を参照して上述したように、上記ステップ１〜ステップ６の動作を行うことで、基板１上に実装される電子部品７について適切な、本実施形態では、照明装置１１０２の光源の明るさが設定され、その設定値が電子部品７と対応付けて上記記憶部１８１１に記憶されていく。
撮像後、ノズル１０６ａに保持された電子部品７は、制御装置１８１にて動作制御されることで移動量が制御されるＸ、Ｙロボット１０５にて基板１上の上記実装位置へ運ばれ、かつ必要に応じてノズル１０６ａがその軸回り方向へ回転される。このとき、上記移動量及び回転角度量は、電子部品認識装置１８１０の認識制御部１８１４から制御装置１８１に送出された上記撮像情報に基づいて、上記実装位置への電子部品７の実装精度を向上させるように制御装置１８１が求めた値である。
【００３４】
このように本実施形態の電子部品実装機１０１によれば、電子部品７の認識動作時における照明装置１１０２の光源の明るさが自動調整されることから、従来に比べてより正確に部品保持姿勢を認識することができ、又、電子部品７の各電極７ｂの寸法のバラツキや、電極７ｂの位置のバラツキ等が存在する場合であっても従来に比べてより正確に部品保持姿勢を認識することができる。したがって、基板１上の実装位置へ電子部品７を移動させるときの移動補正量が従来に比べて正確になる。よって、従来に比べて上記実装位置へより正確に電子部品７を実装可能であり、実装位置に関係する不具合が減少することから実装済み基板の生産性の向上を図ることもできる。
【００３５】
又、電子部品認識装置１８１０を用いることで、基板１のそりの影響や、それぞれの電子部品７のばらつきの影響を補償するための圧力センサなどのハード的な構成要素を使用することなく、最適な実装を行うことができる。このように電子部品認識装置１８１０を用いることは、電子部品実装機１０１の寿命、コストに対しても効果を奏する。
【００３６】
尚、上述した実装動作では、製品となる回路基板へ電子部品７を実装しながらその都度、照明装置１１０２の光源の明るさを調整する旨の説明をした。しかしながら、実際的には以下の構成を採るのが好ましい。
予め求めた、実装される各種の電子部品７毎における照明装置１１０２の光源の適切な明るさの情報が、製品となる回路基板への実装動作開始前に、制御装置１８１へ供給される。又、上述のように制御装置１８１には上記実装プログラムが供給されるので、制御装置１８１より制御される上記認識制御部１８１４は、これらの上記明るさの情報と、実装プログラムとに基づいて、ノズル１０６ａに保持され照明撮像装置１１０上に配置された各電子部品７に対応して照明装置１１０２の光源を適切な明るさに制御する。
このような動作により、様々な種類の電子部品７に対する対応力が増し、生産性を向上させることができる。
【００３７】
又、本実施形態の電子部品実装機１０１は、以下のような変形例として構成することもできる。
本実施形態における照明撮像装置１１０は、上述のように、いわゆる反射式の照明装置１１０２を有するが、図４に示すような、いわゆる透過式の照明装置１１０３を有する照明撮像装置も知られている。このような透過式の照明撮像装置では、ノズル１０６ａに保持された電子部品７が撮像装置１１０１の上方に配置されたとき、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として備えたシャッター１１０３が、シャッター駆動装置１１０４にて、ノズル１０６ａを左右より挟むように移動してくる。このとき、図４に示すように電子部品７が撮像装置１１０１とシャッター１１０３との間に位置し、かつシャッター１１０３の上記ＬＥＤの発光面が撮像装置１１０１に対向するように、シャッター１１０３は配置される。
【００３８】
一方、最適な撮像情報を得るために、電子部品７の種類に応じて、上記反射型又は上記透過型が好ましいのか、適正がある。
そこで、上記反射型の照明装置１１０２及び上記透過型の照明装置１１０３の両方を備えた電子部品認識装置を構成することもできる。このような電子部品認識装置では、一つの電子部品７に対して両方の照明装置１１０２、１１０３を順次使用してそれぞれ撮像を行い、上述した第１〜第５の照度最適化手法の少なくとも一つを使用してそれぞれの撮像情報を得る。そして、上記認識制御部１８１４にて、それぞれの上記撮像情報の内、上記実装精度向上領域に含まれたものの中で最適な撮像情報を提供した場合における光を提供した上記反射型又は透過型の一方を選択する。
よって、このように二つの照明装置１１０２、１１０３を備えた電子部品認識装置では、いずれか一方の照明装置を備えた電子部品認識装置に比べて、より高い精度で電子部品７の上記保持姿勢の認識が行えることから、基板１上の実装位置に、より正確に電子部品を実装可能な場合があり、認識率及び生産性の向上を図ることができる場合がある。
【００３９】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明の第１態様の電子部品認識装置、及び第２態様の電子部品認識方法、さらには本発明の第３態様の電子部品実装機によれば、撮像装置、照明装置、明るさ変更装置、及び認識制御部を備え、上記撮像装置にて撮像された電子部品の撮像情報における解像度を向上させるため、上記認識制御部にて上記明るさ変更装置を制御して、上記電子部品における明るさを適切に設定するようにした。したがって、部品保持部材に保持された電子部品の保持姿勢の認識を従来に比べてより高精度にて行うことができる。よって、上記保持姿勢と、被装着体上の実装位置における実装姿勢とのズレを従来に比べてより正確に求めることができ、上記実装位置へ電子部品を移動させるときの移動補正量を従来に比べてより高い精度にて求めることができる。よって、従来に比べて上記実装位置へより正確に電子部品を実装可能であり、実装位置に関係する不具合が減少することから実装済み被装着体の生産性の向上を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の電子部品認識装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  図１の電子部品認識装置を備えた、本発明の実施形態における電子部品実装機の斜視図である。
【図３】  図１の電子部品認識装置に備わる反射式の照明装置及び撮像装置における撮像動作を説明するための図である。
【図４】  図１の電子部品認識装置の変形例における透過式の照明装置及び撮像装置での撮像動作を説明するための図である。
【図５】  図１の電子部品認識装置を用いた部品認識動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】  図１の電子部品認識装置にて実行される第１の照度最適化手法にて撮像される電子部品の平面図である。
【図７】  図６に示す電子部品について、明るさの制御を行う前に撮像した場合における電極の明るさを説明するための図である。
【図８】  図６に示す電子部品について、明るさの制御を行った後に撮像した場合における電極の明るさを説明するための図である。
【図９】  図１の電子部品認識装置にて実行される第２の照度最適化手法にて電子部品を撮像した場合における電極の明るさを説明するための図である。
【図１０】  図１の電子部品認識装置にて実行される第３の照度最適化手法を説明するための図である。
【図１１】  図１の電子部品認識装置にて実行される第５の照度最適化手法を説明するための図である。
【図１２】  図１の電子部品認識装置にて実行される第５の照度最適化手法を説明するための図であって、図１１に示す電子部品を回転させた後の状態を示す図である。
【図１３】  図１の電子部品認識装置にて実行される第４の照度最適化手法を説明するための図であって、撮像が不適切な場合を示す図である。
【図１４】  図１の電子部品認識装置にて実行される第４の照度最適化手法を説明するための図であって、撮像が適切な場合を示す図である。
【図１５】  従来の電子部品実装機の斜視図である。
【符号の説明】
１…基板、７…電子部品、７ｂ…電極、
１０１…電子部品実装機、１０６…装着ヘッド、１０６ａ…ノズル、
１８１…制御装置、
１１０１…撮像装置、１１０２…照明装置、１１０３…照明装置、
１８１０…電子部品認識装置、１８１１…記憶部、１８１２…明るさ変更装置、
１８１３…ゲイン変更装置、１８１４…認識制御部。
【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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