(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板に付されたマークを撮像する基板認識カメラと吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像する部品認識カメラの相対位置を部品認識オフセットデータとして教示する部品認識カメラ位置オフセット教示方法において、
部品認識装置の天面部上にドットマトリックスを有する教示用治具を載置し、
前記教示用治具の反射像を前記部品認識カメラが撮像してドットマトリックスの位置を認識して、撮像結果に基づくドットマトリックスセンタ−位置座標と前記部品認識カメラのピント位置ずれによる倍率とにより、ドットマトリックスセンタ−位置を算出し、
前記基板認識カメラを前記教示用治具上方に位置させ、該治具の透過像を該基板認識カメラが撮像し、ドットマトリックスの位置を認識して、撮像結果に基づくドットマトリックスセンタ−位置座標と前記基板認識カメラのピント位置ずれによる倍率とにより、ドットマトリックスセンタ−位置を算出し、
前記部品認識オフセットデ−タを両ドットマトリックスセンタ−位置から算出しメモリに格納するようにしたことを特徴とする部品認識カメラ位置オフセット教示方法。
【請求項２】
プリント基板に付されたマークを撮像する基板認識カメラと吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像する部品認識カメラの相対位置を部品認識オフセットデータとして教示する部品認識カメラ位置オフセット教示装置において、
ドットマトリックスを有し部品認識装置の天面部上に載置される教示用治具と、
該教示用治具の反射像を前記部品認識カメラが撮像してドットマトリックスの位置を認識して、撮像結果に基づくドットマトリックスセンタ−位置座標と前記部品認識カメラのピント位置ずれによる倍率とにより、ドットマトリックスセンタ−位置を算出する第1の算出手段と、
前記教示用治具の透過像を該基板認識カメラが撮像してドットマトリックスの位置を認識して、撮像結果に基づくドットマトリックスセンタ−位置座標と前記基板認識カメラのピント位置ずれによる倍率とにより、ドットマトリックスセンタ−位置を算出する第２の算出手段と、
前記部品認識オフセットデ−タを両ドットマトリックスセンタ−位置から算出する第３の算出手段と、
該第３の算出手段による算出結果を格納するメモリとから成ることを特徴とする部品認識カメラ位置オフセット教示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板に付されたマークを撮像する基板認識カメラと吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像する部品認識カメラの相対位置をオフセットとして教示する部品認識カメラ位置オフセット教示方法及び教示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、基板認識カメラと部品認識カメラの相対位置をオフセットとして教示する場合には、以下の方法を行なっていた。即ち、先ず初めに吸着ノズルに教示用治具を吸着させて、部品認識カメラ位置まで該吸着ノズルを移動させて、前記治具の位置を部品認識カメラで撮像して位置認識する。次に、前記治具を面発光照明（教示専用照明）上に吸着ノズルから外して載置して、基板認識カメラを前記面発光照明上方に移動させて、基板認識カメラで撮像して認識する。そして、その結果を基にオフセット値を計算していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来方法によれば、治具を面発光照明（教示専用照明）の上に置き直した時にズレが発生するため、その分精度に悪影響を与えていた。
【０００４】
そこで本発明は、教示専用照明を設けることなく、基板認識カメラと部品認識カメラの相対位置をオフセットとして教示する際の精度を向上させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため第１の発明は、プリント基板に付されたマークを撮像する基板認識カメラと吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像する部品認識カメラの相対位置をオフセットとして教示する部品認識カメラ位置オフセット教示方法において、部品認識装置の天面部上にドットマトリックスを有する教示用治具を載置し、前記教示用治具の反射像を前記部品認識カメラが撮像してドットマトリックスの位置を認識して、ドットマトリックスセンタ−位置を算出し、前記基板認識カメラを前記教示用治具上方に位置させ、該治具の透過像を該基板認識カメラが撮像し、ドットマトリックスの位置を認識して、ドットマトリックスセンタ−位置を算出し、部品認識オフセットデ−タを両ドットマトリックスセンタ−位置から算出しメモリに格納するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
また第２の発明は、プリント基板に付されたマークを撮像する基板認識カメラと吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像する部品認識カメラの相対位置をオフセットとして教示する部品認識カメラ位置オフセット教示装置において、ドットマトリックスを有し部品認識装置の天面部上に載置される教示用治具と、該教示用治具の反射像を前記部品認識カメラが撮像してドットマトリックスの位置を認識してドットマトリックスセンタ−位置を算出する第1の算出手段と、前記教示用治具の透過像を該基板認識カメラが撮像してドットマトリックスの位置を認識してドットマトリックスセンタ−位置を算出する第２の算出手段と、部品認識オフセットデ−タを両ドットマトリックスセンタ−位置から算出する第３の算出手段と、該第３の算出手段による算出結果を格納するメモリとから成ることを特徴とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため第１の発明は、プリント基板に付されたマークを撮像する基板認識カメラと吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像する部品認識カメラの相対位置を部品認識オフセットデータとして教示する部品認識カメラ位置オフセット教示方法において、部品認識装置の天面部上にドットマトリックスを有する教示用治具を載置し、前記教示用治具の反射像を前記部品認識カメラが撮像してドットマトリックスの位置を認識して、撮像結果に基づくドットマトリックスセンタ−位置座標と前記部品認識カメラのピント位置ずれによる倍率とにより、ドットマトリックスセンタ−位置を算出し、前記基板認識カメラを前記教示用治具上方に位置させ、該治具の透過像を該基板認識カメラが撮像し、ドットマトリックスの位置を認識して、撮像結果に基づくドットマトリックスセンタ−位置座標と前記基板認識カメラのピント位置ずれによる倍率とにより、ドットマトリックスセンタ−位置を算出し、前記部品認識オフセットデ−タを両ドットマトリックスセンタ−位置から算出しメモリに格納するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また第２の発明は、プリント基板に付されたマークを撮像する基板認識カメラと吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像する部品認識カメラの相対位置を部品認識オフセットデータとして教示する部品認識カメラ位置オフセット教示装置において、ドットマトリックスを有し部品認識装置の天面部上に載置される教示用治具と、該教示用治具の反射像を前記部品認識カメラが撮像してドットマトリックスの位置を認識して、撮像結果に基づくドットマトリックスセンタ−位置座標と前記部品認識カメラのピント位置ずれによる倍率とにより、ドットマトリックスセンタ−位置を算出する第1の算出手段と、前記教示用治具の透過像を該基板認識カメラが撮像してドットマトリックスの位置を認識して、撮像結果に基づくドットマトリックスセンタ−位置座標と前記基板認識カメラのピント位置ずれによる倍率とにより、ドットマトリックスセンタ−位置を算出する第２の算出手段と、前記部品認識オフセットデ−タを両ドットマトリックスセンタ−位置から算出する第３の算出手段と、該第３の算出手段による算出結果を格納するメモリとから成ることを特徴とする。
【００１０】
各ビ−ム８にはその長手方向、即ちＸ方向にＸ軸駆動モ−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には吸着ノズル７Ａを上下動させるための上下軸駆動モ−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軸駆動モ−タ１５が搭載されている。したがって、各装着ヘッド７の吸着ノズル７Ａ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。
【００１１】
１７は吸着ノズル７Ａ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。
【００１２】
１８は基板認識装置１９の基板位置認識用の基板認識カメラで、前記装着ヘッド７に設けられ、前記位置決め部５で位置決め機構により位置決めされたプリント基板Ｐの位置ずれを認識するためにその位置決めマ−クを撮像するものである。
【００１３】
２０は前記吸着ノズル７Ａの上部に固定された円板状の拡散板である。２１は基板認識用スコ−プ２２を内蔵せる筒体で、該筒体２１の外周下部には照明点灯回路２４により点灯する基板認識用照明装置２３が固定されている。
【００１４】
３０は部品認識装置３１の透過部品位置認識用の部品認識カメラで、該部品認識カメラ３０の直上方には部品認識用スコ−プ３２が配設され、更に内筒３３内で前記部品認識用スコ−プ３２の上方には照明点灯回路２４により点灯する部品認識用照明装置３４が配設される。前記部品認識カメラ３１は、前記各装着ヘッド７に対応してそれぞれ設けられ、電子部品が吸着ノズル７Ａ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。
【００１５】
また、部品認識装置３１の天面部３１Ａには、図３に示すような教示用治具３５が載置される。該教示用治具３５は、例えば透明ガラス製でその上面にドットがマトリックス状に付されている。詳述すれば、中央部の複数のドットマトリックス３６は基板認識用であり、このドットマトリックス３６とはエリアを存してその周りに部品認識用のドットマトリックス３７が付されている。
【００１６】
図４は本電子部品装着装置１の制御ブロック図である。４０は本装着装置の装着に係る動作を統括制御する制御部としてのＣＰＵ、４１は電子部品の装着順序毎にプリント基板Ｐ内でのＸ方向、Ｙ方向及び角度位置情報や、各部品供給ユニットの配置番号情報等から成る装着デ−タ、パ−ツライブラリデ−タ等を格納するＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）、４２はプログラムを格納するＲＯＭ（リ−ド・オンリ−・メモリ）である。
【００１７】
そして、ＣＰＵ４０は前記ＲＡＭ４１に記憶されたデ−タに基づき、前記ＲＯＭ４２に格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置の部品装着動作に係る動作を統括制御する。即ち、ＣＰＵ４０は、駆動回路４３を介して前記Ｘ軸駆動モ−タ１２、前記Ｙ軸駆動モ−タ９、前記上下軸駆動モ−タ１４及び前記θ軸駆動モ−タ１５の駆動を制御する。
【００１８】
４４はインタ−フェ−ス４５を介して前記ＣＰＵ４０に接続される部品認識処理部で、前記部品認識カメラ３０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４４にて行われ、ＣＰＵ４０に処理結果が送出される。即ち、ＣＰＵ４０は、部品認識カメラ３０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４４に出力すると共に、認識処理結果を認識処理部４４から受取るものである。
【００１９】
また、４６はインタ−フェ−ス４５を介して前記ＣＰＵ４０に接続される基板認識処理部で、前記基板認識カメラ１８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４６にて行われ、ＣＰＵ４０に処理結果が送出される。即ち、ＣＰＵ４０は、基板認識カメラ１８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４６に出力すると共に、認識処理結果を認識処理部４６から受取るものである。
【００２０】
従って、前記認識処理部４４及び４６の認識処理により位置ずれ量が把握されると、その結果がＣＰＵ４０に送られ、ＣＰＵ４０は前記ビ−ム８をＹ軸駆動モ−タ９の駆動によりＹ方向に、装着ヘッド７をＸ軸駆動モ−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軸駆動モ−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るものである。
【００２１】
尚、前記部品認識カメラ３０、基板認識カメラ１８で撮像されると、撮像された画像が表示回路４７を介してモニタ４８に表示される。
【００２２】
５２は操作部で、数字をキ−インするテンキ−５３、カ−ソルキ−５４、モ−ドの設定等をするＳＥＴキ−５５、電子部品装着装置を教示モ−ドにするための教示キ−５６、同装置を自動運転モ−ドにするための自動キ−５７、同装置を手動運転モ−ドにするための手動キ−５８、始動キ−５９、作動キ−６０及び停止キ−６１とを備えている。
【００２３】
以上の構成により、以下特に図５のフロ−チャ−トに基づき教示動作について説明する。先ず、作業者が前記部品認識装置３１の天面部３１Ａ上に、教示用治具３５を載置するが、吸着ノズル７Ａで吸着して自動的に載置してもよい。そして、作業者が教示キ−５６を押圧すると、ＣＰＵ４０は照明点灯回路２４を介して部品認識用照明装置３４を点灯させる。
【００２４】
次に、ＣＰＵ４０は教示用治具３５の反射像を部品認識カメラ３０に撮像させ、部品認識処理部４４のメモリにその画像を取込ませる。そして、教示用治具３５のドットマトリックス３７の位置を認識して、部品認識処理部４４はモニタ４８における画像センタ−からマトリックスセンタ−位置座標（Ｘ１、Ｙ１、θ１）及び部品認識カメラ３０のピント位置Ｐ１がずれるので倍率（Ｘａ、Ｙａ）を測定する。そして、ＣＰＵ４０はドットマトリックスセンタ−位置をＸａ１＝Ｘ１×Ｘａ及びＹａ１＝Ｙ１×Ｙａから算出する。
【００２５】
次に、ＣＰＵ４０Ａが、ビ−ムＹ軸駆動モ−タ９及びＸ軸駆動モ−タ１２を駆動させることにより、装着ヘッド７を移動させることにより、基板認識カメラ１８が部品認識カメラ３０、部品認識照明装置３４や教示用治具３５の上方に来るように移動させる。このように、教示用治具３５は載置したままであり、置き直したりする必要がないため、ずれを回避でき、以下に記述するオフセットデータの精度を向上することができる。
【００２６】
そして、ＣＰＵ４０は教示用治具３５の透過像を基板認識カメラ１８に撮像させ、基板認識処理部４６のメモリに画像を取込み、部品認識用照明装置３４を消灯させる。
【００２７】
次に、ドットマトリックス３６の位置を認識して、画像センタ−からマトリックスセンタ−位置座標（Ｘ２、Ｙ２、θ２）及び基板認識カメラ１８のピント位置Ｐ２がずれるので倍率（Ｘｂ、Ｙｂ）を測定する。そして、ＣＰＵ４０はドットマトリックスセンタ−位置をＸｂ２＝Ｘ２×Ｘｂ及びＹｂ２＝Ｙ２×Ｙｂから算出する。
【００２８】
以上から、ＣＰＵ４０は部品認識オフセットデ−タを、Ｘ＝Ｘａ１−Ｘｂ２、Ｙ＝Ｙａ１−Ｙｂ２及びθ＝θ１−θ２から算出し、その算出結果をＲＡＭ４１に格納させ教示する。このように、部品認識オフセットデータを求めるために、専用の照明を設ける必要がないため、コストダウンを図ることが可能となる。
【００２９】
そして、このＲＡＭ４１に格納された算出結果を、ＣＰＵ４０は実際の電子部品装着時に補正データとして加味して使用するものである。即ち、作業者は自動キ−５７を押圧して部品装着装置を自動運転モ−ドとし、始動キ−５９を押圧することにより部品装着装置の自動運転を行なう際に、前記算出結果は使用されることとなる。
【００３０】
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。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明は、教示専用照明を設けることなく、基板認識カメラと部品認識カメラの相対位置を部品認識オフセットデータとして教示する際の精度を向上させることができ、しかも、教示用治具が認識カメラのピントから外れた位置であっても、精度を一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【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要部正面図である。
【図３】教示用治具の平面図である。
【図４】制御ブロック図である。
【図５】フローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１                  電子部品装着装置
９                  装着ヘッド
１８                基板認識カメラ
２３                基板認識用照明装置
３０                部品認識カメラ
３４                部品認識用照明装置
３５                教示用治具
３６                ドットマトリックス
３７                ドットマトリックス
４０                ＣＰＵ
４１                ＲＡＭ
４４                部品認識処理部
４６                基板認識処理部
【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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