CN112313659B - 光学式标记读取装置及具备其的电子设备制造装置 - Google Patents

Abstract

本说明书所公开的光学式标记读取装置具备：拍摄装置，拍摄标记；读取部，执行从由拍摄装置拍摄到的图像读取信息的读取处理；位置调整装置，相对于标记调整拍摄装置的位置；及控制部，控制位置调整装置。位置调整装置构成为能够调整标记设置面与拍摄装置的光轴所成的角度。控制部构成为能够执行如下的处理：定位处理，通过驱动位置调整装置，而相对于标记将拍摄装置定位于预先设定的设定位置；及角度调整处理，在读取部从由定位于设定位置的拍摄装置拍摄到的图像中读取标记失败了的情况下，通过位置调整装置来调整标记设置面与拍摄装置的光轴所成的拍摄角度。

Description

光学式标记读取装置及具备其的电子设备制造装置

技术领域

本说明书所公开的技术涉及光学式标记读取装置及具备该光学式标记读取装置的电子设备制造装置。

背景技术

通常，对于构成电子设备的元件，为了可追溯性，有时附设有能够光学读取的标记。附设于元件的标记在制造电子设备的制造设备中被读取。在标记的读取中，使用用于拍摄标记并从该拍摄图像中识别标记所保持的信息的读取装置。专利文献1(日本特开2005-165802号公报)公开了光学式标记读取装置的一个例子。

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1的光学式标记读取装置中，构成为能够移动设于拍摄装置的成像部的位置。通过移动成像部的位置来调整拍摄装置的焦距。在标记的读取失败了的情况下，通过调整焦距来实现标记的读取精度的提高。然而，由于在专利文献1的技术中仅调整焦距，因此附设有标记的标记设置面与拍摄装置的光轴所成的拍摄角度不发生变化。因此，例如在标记的打印状态较差、标记产生变形的情况下，有时难以仅通过调整焦距来提高标记的读取精度。在本说明书中，提供能够提高光学式标记的读取精度的新颖且有用的技术。

用于解决课题的技术方案

本说明书公开一种读取装置，配置于制造电子设备的制造设备，在该制造设备中读取附设于构成电子设备的元件的标记设置面的光学式的标记。该光学式标记读取装置具备：拍摄装置，拍摄标记；读取部，执行从由拍摄装置拍摄到的图像读取信息的读取处理；位置调整装置，相对于标记调整拍摄装置的位置；及控制部，控制位置调整装置。位置调整装置构成为能够调整标记设置面与拍摄装置的光轴所成的角度。控制部构成为能够执行如下的处理：定位处理，通过驱动位置调整装置，而相对于标记将拍摄装置定位于预先设定的设定位置。另外，控制部构成为能够执行如下的处理：在读取部从由定位于设定位置的拍摄装置拍摄到的图像中读取标记失败了的情况下，通过位置调整装置来调整标记设置面与拍摄装置的光轴所成的拍摄角度。

上述光学式标记读取装置具备位置调整装置，该位置调整装置构成为能够调整标记设置面与拍摄装置的光轴所成的拍摄角度。因此，通过位置调整装置，能够调整标记设置面与拍摄装置的光轴所成的拍摄角度。因此，例如，即使在附设于标记设置面的标记产生变形的情况下，也能够通过调整拍摄角度来提高标记的读取概率。

附图说明

图1是表示实施例的电子设备制造装置100的结构的示意图。

图2是表示通过光学式标记读取装置10来读取附设于基板12的标记14时的光学式标记读取装置10与基板12之间的位置关系的示意图。

图3是表示光学式标记的读取顺序的流程图。

图4是说明光学式标记读取装置10的角度调整处理的图。

具体实施方式

在本技术的一个实施方式中，也可以是，控制部在执行角度调整处理时，与标记的读取失败的图像的状态无关地将拍摄角度调整为预先设定的角度。根据这样的结构，由于仅将拍摄角度调整为预先设定的角度，因此无需对标记的读取失败的图像进行分析，能够简化控制部的结构。另外，在标记的读取失败了的情况下，大多通过在预定的角度范围内对拍摄角度进行微调来使标记的读取成功。因此，即使不对标记的读取失败的图像进行分析，标记的读取概率也不会大幅地变化。

在本技术的一个实施方式中，也可以是，拍摄装置在通过角度调整处理来调整拍摄角度的期间，以预定的时间间隔拍摄标记。也可以是，读取部对由拍摄装置以预定的时间间隔拍摄的图像分别执行读取处理。也可以是，控制部在角度调整处理的执行期间由读取部成功读取了标记的情况下，结束角度调整处理。根据这样的结构，调整拍摄角度并执行标记的拍摄及读取处理，直到标记的读取成功为止。

在本技术的一个实施方式中，也可以是，光学式标记读取装置还具备存储部，在成功读取了标记的情况下，该存储部存储对读取成功时的元件与拍摄装置的相对位置及拍摄角度进行规定的相对位置数据。也可以是，在角度调整处理中，控制部基于存储于存储部的相对位置数据来调整拍摄角度。在附设有标记的元件的制造履历所涉及的属性(例如制造批次或生产线)为同种的情况下，附设于元件的标记的状态(例如标记的变形方式的特征)也大多类似。因此，通过基于标记的读取成功时的相对位置数据来实施角度调整处理，能够缩短读取标记所需的时间。

除了上述结构以外、或者取代上述结构，还可以具备数据分析部，该数据分析部根据存储部的相对位置数据的统计结果，导出相对位置数据的标记的读取概率。也可以是，在角度调整处理中，控制部按照相对位置数据的读取概率从高到低的顺序来调整拍摄角度。由此，能够进一步缩短读取标记所需的时间。

在本技术的一个实施方式中，也可以是，位置调整装置具备：透镜，能够配置在拍摄装置的光轴上；及致动器，针对拍摄装置的光轴调整上述透镜的位置。也可以是，致动器通过调整透镜的位置来调整拍摄角度。由于仅通过致动器来调整透镜的位置，因此能够缩小可动部，能够使装置小型化。

在本技术的一个实施方式中，也可以是，位置调整装置是多关节型机器人。也可以是，通过使该位置调整装置相对于标记设置面调整拍摄装置的姿势来调整拍摄角度。

在本技术的一个实施方式中，标记也可以是二维码。

在本技术的一个实施方式中，也可以是，电子设备制造装置具备：组装装置，进行构成电子设备的元件的组装；及上述光学式标记读取装置，读取附设于构成电子设备的元件的标记设置面的光学式的标记。

实施例

参照附图来说明本实施例的电子设备制造装置100。本实施例的电子设备制造装置100是设置于制造具备电子元件的基板12(电子设备的一个例子)的生产线，向基板12安装电子元件的元件安装机。如图2所示，向基板12安装多个电子元件。在基板12的上表面(xy平面)的预先设定的位置设有标记设置面12a，在标记设置面12a上附设有光学式的标记14。标记14是矩阵型的二维码，保持用于确定基板12的信息(例如制造编号等)。电子设备制造装置100通过读取基板12的标记14来确定基板12，并且存储对基板12进行的作业。标记14例如能够采用QR码(注册商标)或者数据矩阵等二维码。

如图1所示，电子设备制造装置100具备组装装置50及输送装置60。组装装置50将从元件供给送料器供给的元件向基板12上的预定的位置安装。组装装置50由例如设有吸嘴的头和在xy方向上驱动头的xy机器人机构构成。通过吸嘴来吸附从元件供料器供给的元件，将头相对于基板12定位于预定的位置，从而将吸附于吸嘴的元件向基板12安装。输送装置60进行基板12向电子设备制造装置100的搬入及从电子设备制造装置100的搬出。当输送装置60将基板12搬入电子设备制造装置100内的元件安装位置时，组装装置50对基板12进行元件的安装，另外，由后述的光学式标记读取装置10进行标记14的读取。输送装置60例如能够由一对带式输送机62、安装于带式输送机62并且从下方支撑基板12的支撑装置(未图示)及驱动带式输送机62的驱动装置(未图示)构成。

如上所述，电子设备制造装置100具备光学式标记读取装置10。光学式标记读取装置10具备：拍摄装置20、位置调整装置30及控制装置40。拍摄装置20是拍摄标记14的装置，能够使用在公知的二维码读取器中装备的拍摄装置20。拍摄装置20例如能够由对标记14进行照明的照明器、对标记14进行拍摄的相机及配置于相机与标记14之间的透镜构成。拍摄装置20安装于支撑轴34(图2所示)的前端，以能够从基板12的上方拍摄附设于基板12的标记设置面12a的标记14的方式配置。

位置调整装置30是相对于标记14调整拍摄装置20的位置的装置。位置调整装置30具备使拍摄装置20沿着xy方向移动的xy移动机构(参照图2)。能够通过驱动位置调整装置30的xy移动机构，而使拍摄装置20相对于标记14向预定的位置移动。在基于位置调整装置30的xy移动机构的位置调整中，拍摄装置20相对于标记设置面12a平行地移动。

如图2所示，位置调整装置30还具备使拍摄装置20绕着支撑轴34的轴线(x轴a1)旋转的第一旋转机构和使拍摄装置20绕着y轴a2旋转的第二旋转机构。通过驱动位置调整装置30的第一旋转机构而使拍摄装置20绕着x轴a1旋转，来调整标记设置面12a与拍摄装置20的光轴A所成的拍摄角度θ。即，如图4所示，拍摄装置20在y-z平面内旋转，相对于标记设置面12a的拍摄角度θ发生变化。因此，通过驱动xy移动机构及第一旋转机构，而能够通过拍摄装置20来拍摄标记14(图4所示的状态)。例如，在标记14在y方向上变形而标记14的沿着x方向延伸的两边的长度不同的情况下，通过使拍摄装置20绕x轴(图2中的a1)旋转，能够修正标记14的变形。另外，通过驱动位置调整装置30的第二旋转机构，拍摄装置20绕着y轴(图2中的a2)旋转，拍摄装置20在x-z平面内旋转，相对于标记设置面12a的拍摄角度θ发生变化。因此，例如，在标记14在x方向上变形而标记14的沿着y方向延伸的两边的长度不同的情况下，通过使拍摄装置20绕着y轴(图2中的a2)旋转，能够修正标记14的变形。根据上述说明可知，位置调整装置30使用具有多个自由度的移动机器人。

另外，位置调整装置30的xy移动机构、第一旋转机构及第二旋转机构的驱动由控制装置40来控制。即，位置调整装置30和控制装置40通过线缆32(图示于图2)连接，通过从控制装置40发送的控制信号来控制位置调整装置30。

控制装置40由具备CPU、ROM、RAM的计算机构成。控制装置40具备控制部42、读取部44及存储部46，通过执行预先安装的程序而被赋予各种功能。作为一个例子，作为驱动位置调整装置30而相对于标记14定位于预定的位置(拍摄角度)及驱动位置调整装置30来调整标记设置面12a与拍摄装置20的光轴A所成的拍摄角度的控制部42发挥功能。控制装置40作为执行从由拍摄装置20拍摄到的图像读取信息的读取处理的读取部44发挥功能。控制装置40作为存储对读取成功时的基板12与拍摄装置20的相对位置及拍摄角度进行规定的相对位置数据的存储部46发挥功能。

参照图3，说明使用光学式标记读取装置10来读取附设于基板12的标记14的顺序。首先，在步骤S12中，执行拍摄装置20相对于标记14的定位处理。具体而言，控制装置40的控制部42驱动位置调整装置30的xy移动机构，将拍摄装置20定位于预定的拍摄位置X。即，标记14被附设于基板12的上表面的预先设定的位置是已知的，另外，在电子设备制造装置100内对基板12进行了定位的位置(即，元件安装位置)也是已知的。因此，控制装置40以使拍摄装置20与附设于基板12的标记14相向的方式对拍摄装置20进行定位。另外，对拍摄装置20进行定位的拍摄位置X的位置信息被存储于控制装置40的存储部46。

接着，在步骤S14中，控制装置40通过拍摄装置20来拍摄标记14。当拍摄了标记14时，在步骤S16中，控制装置40执行从在步骤S14中拍摄到的标记14的拍摄图像读取信息的处理。能够将步骤S16的读取处理设为由公知的二维码读取器执行的读取处理。

在步骤S18中，控制装置40判定基于读取部44的读取处理是否成功。即，在通过步骤S12相对于标记14定位了拍摄装置20的状态下，标记设置面12a与拍摄装置20的光轴A所成的拍摄角度θ正交。因此，在标记14的打印状态较好的情况下，标记14的读取成功，但是在标记14的打印状态较差，例如，在附设于标记设置面12a的标记14发生了变形的情况下，有时无法读取标记14。因此，在本实施例中，在步骤S18中判定标记14的读取是否成功。在读取部44读取失败了的情况下，向步骤S20移动。在读取部44成功读取的情况下，向步骤S22移动。

在步骤S20中，控制装置40的控制部42执行拍摄装置20的角度调整处理。例如图4所示，控制部42驱动位置调整装置30的xy移动机构和第一旋转机构，从预定的拍摄位置X(之前进行拍摄的拍摄位置)向预定的拍摄位置Y(调整后的拍摄位置)进行拍摄装置20的位置调整。由此，基板12的标记设置面12a与拍摄装置20的光轴A的拍摄角度θ变化Δθ。另外，对拍摄装置20进行定位的拍摄位置Y被预先存储在控制装置40的存储部46中。因此，与标记14的读取失败的图像的状态无关地执行步骤S20的处理。即，不进行对标记14的读取失败的图像进行分析来确定失败的原因等的处理而使拍摄装置20向预定的拍摄位置Y移动。因此，无需装备对拍摄到的图像进行分析的程序，另外，也无需提高标记14的读取程序的性能。

当在步骤S20中将拍摄装置20定位于预定的拍摄位置Y时，向步骤S14移动，进行步骤S16、S18，直到标记14的读取成功为止重复上述步骤。由此，拍摄装置20变更拍摄角度θ并拍摄标记14，并且对拍摄到的图像执行读取处理。在标记14的读取失败了的情况下，大多通过对拍摄角度θ进行微调而成功读取标记14。因此，能够通过重复步骤S14～S20的步骤，而成功读取标记14。

在步骤S22中，在控制装置40的存储部46中存储基板12(标记设置面12a)与拍摄装置20的相对位置数据。具体而言，控制装置40将成功读取了标记14时的拍摄装置20的位置(xy移动机构、第一旋转机构、第二旋转机构的位置)作为拍摄装置20相对于基板12的相对位置数据而存储于存储部46。另外，在读取附设于之后生产的基板12的标记14时，能够将存储于存储部46的位置数据用作步骤S12的预定的拍摄位置X。

通过以上的一系列步骤，使用光学式标记读取装置10，完成附设于基板12的标记14的读取。

在上述实施例中，在步骤S20中执行了拍摄装置20的角度调整处理之后，执行从步骤S14起的处理，但不限定于此，控制部42也可以在执行步骤S20的角度调整处理的期间进行步骤S16、S18的处理。并且，也可以构成为在由读取部44成功读取了标记14的情况下，结束执行中的角度调整处理。即，在拍摄装置20基于轨道数据向预定的拍摄位置Y移动的过程中，拍摄装置20也以预先编程的预定的时间间隔拍摄标记14，对拍摄到的图像执行读取处理。由此，能够缩短读取标记14所需的时间。

另外，在元件(基板12等)的制造履历所涉及的属性(例如制造批次或生产线)为同种的情况下，附设于元件的标记14的状态(例如标记14的变形方式的特征)大多类似。因此，控制部42也可以基于对成功读取了标记14时的基板12与拍摄装置20的相对位置及拍摄角度θ进行规定的相对位置数据，实施步骤S12的定位处理或者步骤S20的角度调整处理。由此，能够缩短读取标记14所需的时间。在这样的情况下，光学式标记读取装置10的控制装置40还可以具备数据分析部48。数据分析部48根据存储部46的相对位置数据的统计结果，导出相对位置数据的标记14的读取概率。控制部42也可以在角度调整处理中按照相对位置数据的上述读取概率从高到低的顺序来调整拍摄角度θ。由此，能够进一步缩短读取标记14所需的时间。

本实施例的电子设备制造装置100是向基板12安装电子元件的元件安装机，但是本说明书所公开的技术除了元件安装机之外，例如也能够应用于在收容基板12的壳体的开口部安装罩的装置。在该情况下，在罩、壳体的表面附设二维码，通过光学式标记读取装置10读取该附设的二维码。另外，在本实施例中，由光学式标记读取装置10读取的标记14是二维码，但是不限于此，例如也可以使用一维码。另外，标记14既可以通过打印机直接印刷在基板12上，也可以粘贴附设有标记14的贴纸等。

在本实施例的角度调整处理中，在基板12的位置被固定的状态下，调整拍摄装置20的位置，但是不限于这样的实施方式。例如，也可以通过固定拍摄装置20的位置并调整基板12的位置来调整拍摄角度θ。或者，也可以通过调整基板12及拍摄装置20这两者的位置来调整拍摄角度θ。

在本说明书所记载的技术中，作为调整拍摄装置20的位置的位置调整装置30，也可以使用多关节型的机器人。通过在拍摄装置20的位置调整中使用多关节型的机器人，能够将拍摄装置20定位为多种位置及姿势，能够提高标记14的读取概率。

在本说明书所记载的技术中，拍摄角度θ的调整也可以通过配置于拍摄装置20的光轴A上的透镜(未图示)和使透镜的位置在与光轴A正交的平面内移动的致动器(未图示)来进行。由于仅使透镜在与光轴A正交的平面内移动即可，因此能够抑制光学式标记读取装置10大型化。

以上，详细地说明了几个具体例，但是这些只不过是例示，不限定权利要求的范围。在权利要求书所记载的技术中，包含对以上示例的具体例进行各种变形、变更而得到的结构。在本说明书或者附图中说明的技术要素单独或者通过各种组合来发挥技术上的有用性。

附图标记说明

10、光学式标记读取装置；12、基板；12a、标记设置面；14、标记；20、拍摄装置；30、位置调整装置；32、线缆；34、支撑轴；40、控制装置；42、控制部；44、读取部；46、存储部；48、数据分析部；50、组装装置；60、输送装置；100、电子设备制造装置；A、光轴。

Claims (10)

1.一种光学式标记读取装置，配置于制造电子设备的制造设备，在所述制造设备中读取附设于构成所述电子设备的元件的标记设置面的光学式的标记，

所述光学式标记读取装置具备：

拍摄装置，拍摄所述标记；

读取部，执行从由所述拍摄装置拍摄到的图像读取信息的读取处理；

位置调整装置，相对于所述标记调整所述拍摄装置的位置；及

控制部，控制所述位置调整装置，

所述位置调整装置构成为能够调整所述标记设置面与所述拍摄装置的光轴所成的角度，

所述控制部构成为能够执行如下的处理：

定位处理，通过驱动所述位置调整装置，而相对于所述标记将所述拍摄装置定位于预先设定的设定位置；及

角度调整处理，在所述读取部从由定位于所述设定位置的所述拍摄装置拍摄到的图像中读取所述标记失败了的情况下，通过所述位置调整装置来调整所述标记设置面与所述拍摄装置的光轴所成的拍摄角度，

所述拍摄装置在通过所述角度调整处理调整所述拍摄角度的期间，以预定的时间间隔拍摄所述标记，

所述读取部对由所述拍摄装置以预定的时间间隔拍摄的图像分别执行所述读取处理，

所述控制部在所述角度调整处理的执行期间由所述读取部成功读取了所述标记的情况下结束所述角度调整处理。

2.根据权利要求1所述的光学式标记读取装置，其中，

所述控制部在执行所述角度调整处理时，与所述标记的读取失败了的图像的状态无关地将所述拍摄角度调整为预先设定的角度。

3.根据权利要求1所述的光学式标记读取装置，其中，

所述光学式标记读取装置还具备存储部，在成功读取了所述标记的情况下，所述存储部存储对读取成功时的所述元件与所述拍摄装置的相对位置及拍摄角度进行规定的相对位置数据，

在所述角度调整处理中，所述控制部基于存储于所述存储部的所述相对位置数据来调整所述拍摄角度。

4.根据权利要求2所述的光学式标记读取装置，其中，

所述光学式标记读取装置还具备存储部，在成功读取了所述标记的情况下，所述存储部存储对读取成功时的所述元件与所述拍摄装置的相对位置及拍摄角度进行规定的相对位置数据，

在所述角度调整处理中，所述控制部基于存储于所述存储部的所述相对位置数据来调整所述拍摄角度。

5.根据权利要求3所述的光学式标记读取装置，其中，

所述光学式标记读取装置还具备数据分析部，所述数据分析部根据所述存储部的所述相对位置数据的统计结果，导出所述相对位置数据的标记的读取概率，

在所述角度调整处理中，所述控制部按照所述相对位置数据的所述读取概率从高到低的顺序来调整所述拍摄角度。

6.根据权利要求4所述的光学式标记读取装置，其中，

所述光学式标记读取装置还具备数据分析部，所述数据分析部根据所述存储部的所述相对位置数据的统计结果，导出所述相对位置数据的标记的读取概率，

在所述角度调整处理中，所述控制部按照所述相对位置数据的所述读取概率从高到低的顺序来调整所述拍摄角度。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的光学式标记读取装置，其中，

所述位置调整装置具备：透镜，能够配置在所述拍摄装置的光轴上；及致动器，相对于所述拍摄装置的光轴调整所述透镜的位置，

所述致动器通过调整所述透镜的位置来调整所述拍摄角度。

8.根据权利要求1～6中任一项所述的光学式标记读取装置，其中，

所述位置调整装置是多关节型机器人，

通过使所述位置调整装置相对于所述标记设置面调整所述拍摄装置的姿势来调整所述拍摄角度。

9.根据权利要求1～6中任一项所述的光学式标记读取装置，其中，

所述标记为二维码。

10.一种电子设备制造装置，具备：

组装装置，进行构成电子设备的元件的组装；及

权利要求1～9中任一项所述的读取装置，读取附设于构成所述电子设备的元件的标记设置面的光学式的标记。