JP2006073959A - 部品認識装置及び表面実装機並びに部品試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像ブレが生じている場合であっても、精緻に電子部品を認識することができる部品認識装置及び表面実装機並びに部品試験装置を提供すること。
【解決手段】 吸着ノズル１６ａを有するヘッドユニット６と、このヘッドユニット６に対して移動可能に取り付けられているとともに、吸着ノズル１６ａに吸着されている電子部品Ｃの底面を撮像可能な撮像装置１９と、ヘッドユニット６に対して直線的に相対移動させつつ電子部品Ｃを撮像するように撮像装置１９の駆動を制御する制御手段とを備えた部品認識装置であって、上記制御手段は、カメラ２６の画像取込時間内における撮像装置１９とヘッドユニット６との相対移動距離に基づいて、画像内における電子部品Ｃの像を補正するように構成されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、吸着ノズルによって吸着された電子部品の姿勢等を認識するための部品認識装置に関するものである。

従来から、特定の平面上を移動可能なヘッドユニットと、このヘッドユニットに設けられた吸着ノズルとを備え、この吸着ノズルに吸着されているＩＣチップ等の電子部品をプリント基板等に搬送して実装する表面実装機が知られている。

このような表面実装機においては、吸着ノズルと電子部品との間に生じた吸着時の位置ずれ等を検出するために、当該吸着ノズルに吸着されている電子部品の姿勢や位置ずれ等を認識する部品認識装置を備えているのが一般である。

この種の部品認識装置としては、部品撮像用のＣＣＤカメラ及びミラーを有する取付体が、ヘッドユニットに設けられているものがある（例えば、特許文献１）。

上記特許文献１の部品認識装置では、取付体とヘッドユニットとを相対変位させることにより、吸着ノズル（電子部品）の下方を移動するミラーに映し出された電子部品の底面像をＣＣＤカメラによって撮像するようになっている。
特許第２８６３７３１号明細書

しかしながら、上記特許文献１の部品認識装置では、ＣＣＤカメラ（ミラー）と電子部品とを相対変位させながら、当該電子部品の底面を撮像するようにしているので、このように取り込まれた底面画像には、画像ブレが生じていた。

そのため、上記底面画像に基づいて電子部品と吸着ノズルとの位置ずれ等を検出する場合、その検出精度が悪くなり、これに伴いプリント基板に対する電子部品の位置決め精度も悪くなるおそれがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、画像ブレが生じている場合であっても、精緻に電子部品を認識することができる部品認識装置及び表面実装機並びに部品試験装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、電子部品を吸着可能な吸着部材を有し、特定平面上で移動可能なヘッドユニットと、このヘッドユニットに対して移動可能に取り付けられているとともに、上記吸着部材に吸着されている電子部品を撮像可能な撮像装置と、上記ヘッドユニットに対して直線的に相対移動させつつ電子部品を撮像するように上記撮像装置の駆動を制御する制御手段とを備えた部品認識装置であって、上記撮像装置は、エリアセンサからなる撮像手段を備え、上記制御手段は、撮像手段の画像取込時間内における撮像装置とヘッドユニットとの相対移動距離に基づいて、画像内における電子部品の像を補正するものである。

また、請求項２に係る発明は、電子部品を吸着可能な吸着部材を有し、特定平面上で移動可能なヘッドユニットと、上記吸着部材に吸着されている電子部品を撮像可能な撮像装置と、この撮像装置に対して直線的に相対移動させるように上記ヘッドユニットの駆動を制御するとともに、この移動の過程において電子部品を撮像するように上記撮像装置の駆動を制御する制御手段とを備えた部品認識装置であって、上記撮像装置は、エリアセンサからなる撮像手段を備え、上記制御手段は、撮像手段の画像取込時間内における撮像装置とヘッドユニットとの相対移動距離に基づいて、画像内における電子部品の像を補正するものである。

請求項１及び請求項２に係る発明によれば、撮像手段による画像取込時間内におけるヘッドユニットと撮像装置との相対移動距離に応じて、電子部品の像が画像内で伸張してしまっている場合（画像ブレが生じている場合）に、当該電子部品の像を補正することができる。

ここで、「電子部品の像を補正する」とは、画像内における電子部品の位置の補正、電子部品の形状についての補正のことである。

すなわち、上記相対移動距離をｄとした場合、画像ブレした電子部品の像の中心（重心）位置を、その位置からｄ／２だけヘッドユニットと撮像装置との相対移動経路における手前側に補正することにより、撮像手段による画像取込開始時の電子部品の中心（重心）位置を特定することができる。

また、撮像された電子部品の像における移動方向手前側の端部（画像取込時に撮像された像の端部）に、移動方向奥側の端部（画像取込終了時に撮像された像の端部）を、上記相対移動距離だけ上記相対移動経路の手前側の位置で重ね合わせた合成画像を作成（電子部品の像を補正）することで、撮像手段による画像取込開始時に撮像された電子部品の輪郭の像を得ることができ、これにより電子部品の形状等を特定することができる。

したがって、本発明によれば、画像ブレが生じている場合であっても、画像内の電子部品の像を補正することができるので、当該電子部品を精緻に認識することができる。

上記制御手段は、ヘッドユニットと撮像装置との相対移動速度と、上記画像取込時間とに基づいて、上記相対移動距離を算出するものであること（請求項３）が好ましい。

このようにすれば、ヘッドユニットと撮像装置との相対移動速度を利用して上記相対移動距離を算出することができるので、上記相対移動距離を実際に測定する場合と異なり、画像取込時間が終了するのを待機することなく相対移動距離を算出することができ、部品認識に要する処理速度を向上させることができる。

なお、上記相対移動速度としては、予め設定されたもの、相対移動の過程において検出されたものの何れを利用してもよい。

また、上記撮像装置とヘッドユニットとの相対位置を検出可能な位置検出手段をさらに備え、上記制御手段は、この位置検出手段により検出された、撮像手段による画像取込の開始時の相対位置と、撮像手段による画像取込の終了時の相対位置とに基づいて、電子部品の像を補正するものであってもよい（請求項４）。

このようにすれば、画像取込の開始時及び終了時におけるヘッドユニットと撮像装置との相対位置に基づいて上記相対移動距離を実測値として算出することができるので、より精緻に電子部品の位置を認識することができる。

さらに、上記制御手段は、撮像装置とヘッドユニットとを略一定の相対移動速度で駆動している場合、及び相対移動速度が変化している加減速中にある場合の双方の場合において、撮像手段による画像取込を実行するものであってもよい（請求項５）。

このようにすれば、上記相対移動速度が変化している場合にも、画像取込を実行するようにしているので、当該相対移動速度が予め設定された速度となるまで加速した状態で画像取込を実行する場合と比較して、加速に要する時間を省略することができ、部品認識に要する処理時間を短縮することができるだけでなく、当該加速に要するヘッドユニット又は撮像装置の助走距離を設定することが不要となり、コンパクトな部品認識装置とすることができる。

このようにする場合において、上記吸着部材に吸着されている電子部品を照明可能な照明手段をさらに備え、上記制御手段は、上記加減速中にある場合に、上記相対移動速度の変化に応じて電子部品の明るさを調整するように、上記照明手段による光量を制御すること（請求項６）が好ましい。

このようにすれば、上記相対移動速度の変化に応じて照明手段による光量を調整することができるので、より鮮明に電子部品を撮像することができる。つまり、ヘッドユニットと撮像装置との相対移動速度が大きくなることに伴い、撮像装置により取込まれた電子部品の像は暗く映し出されることになるが、このときに電子部品に対する光量を多くして、電子部品を明るくすることができる。

また、上記ヘッドユニットには、撮像手段の撮像可能となる範囲内に基準マークが設けられ、上記制御手段は、上記基準マークと電子部品とを同一の画像として取り込むとともに、上記相対移動距離に基づいて画像内における基準マークの位置を補正して、この補正位置と、予め記憶された基準マークと吸着部材との相対位置に関する情報とに基づいて、吸着部材の位置を算出し、この吸着部材の位置と補正後の電子部品の位置とから吸着部材に対する電子部品の位置ずれを算出するものであってもよい（請求項７）。

このようにすれば、電子部品の像だけでなく基準マークの像も補正することができるので、この基準マークの画像内の位置から電子部品に隠れている吸着部材の位置を特定することができ、当該吸着部材に対する電子部品の位置ずれ等をより正確に認識することができる。

また、本発明は、上記部品認識装置を備え、上記電子部品が供給される供給位置からこの電子部品が搭載されるプリント基板が配置される基板配置位置に上記電子部品を搬送し、この電子部品を上記プリント基板上に実装する表面実装機であって、上記電子部品を吸着するヘッドを備えたヘッドユニットと、このヘッドユニットを上記供給位置と上記基板配置位置との間を移動させるヘッドユニット移動手段とを備えたもの（請求項８）である。

さらに、本発明は、上記部品認識装置を備え、上記電子部品が供給される供給位置からこの電子部品を検査する検査位置まで上記電子部品を搬送し、この電子部品を上記検査位置に配置された検査用電気回路に接触させる部品試験装置であって、上記電子部品を吸着するヘッドを備えたヘッドユニットと、このヘッドユニットを上記供給位置と上記検査位置との間を移動させるヘッドユニット移動手段とを備えたもの（請求項９）である。

本発明によれば、画像ブレが生じている場合であっても、画像取込時間内におけるヘッドユニットと撮像装置との相対移動距離に基づいて画像内の電子部品の像を補正することができるので、当該電子部品を精緻に認識することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る部品認識装置が搭載される表面実装機を概略的に示しており、図２は、図１のヘッドユニットの底面図であり、図３は、図２のIII−III線断面図である。

各図を参照して、表面実装機の基台１上には、プリント基板搬送用のコンベア２が配置され、プリント基板３がこのコンベア２上を搬送されて所定の装着作業位置（基板配置位置）で停止されるようになっている。

上記コンベア２の両側には、部品供給部４、４が配置されている。これらの部品供給部４、４には、多数列のテープフィーダー４ａが設けられている。各テープフィーダー４ａは、各々、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品（以下、電子部品Ｃと称す）を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されており、後述のヘッドユニット６により電子部品Ｃが間欠的に取り出されるようになっている。

上記基台１の上方には、部品装着用のヘッドユニット６が装備されている。このヘッドユニット６は、部品供給部４、４とプリント基板３が位置する部品装着部とにわたって移動可能とされ、特定平面（コンベア２に沿ったＸ軸方向と、水平面上でＸ軸と直交するＹ軸方向とを含む平面：本実施形態では水平面）上で移動可能となっている。

すなわち、基台１上には、Ｙ軸方向の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置されて、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向のガイド部材１３と、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１４とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット６が移動可能に保持され、このヘッドユニット６に設けられたナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１４に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動により上記支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動によりヘッドユニット６が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。

上記ヘッドユニット６には、それぞれ吸着ノズル（吸着部材）１６ａを先端に備えた複数のヘッド１６が設けられている。これらヘッド１６は、図４に示すＺ軸サーボモータ１７及び図略のＲ軸サーボモータ等の回転駆動手段によって、ヘッドユニット６のフレームに対して昇降（Ｚ軸方向の移動：軸線方向）及びノズル中心軸（Ｒ軸）回りの回転が可能とされている。なお、本実施形態では、上記ヘッド１６がＸ軸方向で一列に４個配設された構成を示している。また、上記ヘッドユニット６には、各吸着ノズル１６ａに対応して４本の基準マーク１８が垂下している。

さらに、上記ヘッドユニット６には、撮像装置１９がＸ軸方向に沿って相対変位可能に取り付けられている。すなわち、撮像装置１９は、ヘッドユニット６底面のレール２０に沿って摺動自在に取り付けられたスライダ２１のナット部分２１ａに対して螺合するボールねじ軸２２が撮像装置移動モータ２３（図４参照）によって回転駆動することにより、上記レール２０及びボールねじ軸２２に沿ってＸ軸方向へ駆動するようになっている。換言すると、撮像装置１９は、水平面上における各吸着ノズル１６ａの下方位置をＸ軸方向に沿ってヘッドユニット６に対して移動可能とされている。

上記撮像装置１９のスライダ２１は、各吸着ノズル１６ａからＹ軸方向に離間して配設され、その底面には、フレーム２４が取り付けられている。このフレーム２４は、上方へ開く容器状に形成され、その先端部は、吸着ノズル１６ａの下方位置までに延びるとともに、上方へ向かって傾斜しており、この傾斜上面２４ａには、反射ミラー２５が貼着されている。一方上記フレーム２４内の根元部分には、エリアセンサからなるカメラ２６が格納され、このカメラ２６は、吸着ノズル１６ａに吸着されている電子部品Ｃ及び上記基準マーク１８の底面を上記反射ミラー２５を介して撮像可能となるようにその撮像範囲が設定されている。

さらに、上記フレーム２４内には、カメラ２６とＸ軸方向（図３では紙面奥行き方向）に並んで照明手段２７（図４参照）が格納され、この照明手段２７は、上記反射ミラー２５を介して吸着ノズル１６ａに吸着されている電子部品Ｃの底面に光を照射するようになっている。

つまり、撮像装置１９は、撮像対象となる吸着ノズル１６ａの下方位置を直線的に通過しつつ、反射ミラー２５に映し出された電子部品Ｃ及び基準マーク１８の底面像をカメラ２６によって撮像することが可能となっている。一方、電子部品Ｃを吸着する場合、撮像装置１９は、ヘッドユニット６から下降する吸着ノズル１６ａと干渉しないように、当該吸着ノズル１６ａの下方位置から退避することになる。なお、本実施形態では、ヘッドユニット６の４本の吸着ノズル１６ａを一単位として４個の電子部品Ｃを吸着して、これら部品Ｃをプリント基板３に実装することになるが、これら吸着ノズル１６ａの吸着動作又は実装動作の開始前においては、撮像装置１９を各吸着ノズル１６ａの昇降位置からＸ軸方向に外れた退避位置Ｐ１、Ｐ２の何れかに退避させるようにしている。

ところで、上述した表面実装機には、図４に示す制御手段２８が設けられている。この制御手段２８は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵによる制御プログラムなどを予め記憶するＲＯＭ及び様々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成されている。

具体的に、上記制御手段２８は、軸制御手段２９と、撮像装置制御手段３０と、搭載情報記憶手段３１と、演算手段３２とを備えている。

軸制御手段２９は、後述する搭載情報記憶手段３１に記憶されている実装順序等の情報に基づいて、サーボモータ９、１５、１７の駆動を制御して、電子部品Ｃの吸着動作及びプリント基板３に対する電子部品Ｃの実装動作を実行するようになっている。

撮像装置制御手段３０は、撮像装置１９が撮像対象となる吸着ノズル１６ａの下方位置を通過するように上記撮像装置移動モータ２３を駆動することにより、当該吸着ノズル１６ａに吸着されている電子部品Ｃの底面をカメラ２６によって撮像するようになっている。さらに、撮像装置制御手段３０は、ロータリーエンコーダ等からなる撮像装置位置検出手段３３とも電気的に接続されており、この撮像装置位置検出手段３３によって、撮像装置１９の現在位置（Ｘ軸方向の位置）を検知するようになっている。また、撮像装置制御手段３０は、カメラ２６による撮像データを保存する画像メモリとしても機能するようになっている。

また、撮像装置制御手段３０は、撮像装置１９の駆動速度（相対移動速度）、カメラ２６のシャッタスピード（画像取込時間）、照明手段２７による照明の光量を含む撮像条件に基づいて撮像装置１９の駆動を制御するようになっている。

搭載情報記憶手段３１は、各吸着ノズル１６ａによる吸着動作の実行順序、基準マーク１８と吸着ノズル１６ａとの位置関係に関する情報及び、吸着対象となる電子部品Ｃの形状等の情報等を記憶している。

演算手段３２は、上記カメラ２６のシャッタ開放時からシャッタ閉鎖時までの撮像装置１９の移動距離（相対移動距離）を、上記撮像装置位置検出手段３３の検出結果に基づいて算出し、上記相対移動距離に基づいて画像内における電子部品の像を補正するようになっている。

次に、図５に基づいて、制御手段２８の処理について説明する。

まず、各吸着ノズル１６ａによる電子部品Ｃの吸着動作を実行し（ステップＳ１）、これら電子部品Ｃに対応するプリント基板３上の装着位置に対するヘッドユニット６の移動を開始する（ステップＳ２）。

次いで、撮像装置１９の撮像条件を設定する（ステップＳ３）。本実施形態において、上記撮像条件は、図７に示すように、撮像装置１９が速度Ｈ１まで加速した後に吸着ノズル１６ａの下方を通過するように、撮像装置１９の移動速度が設定されているとともに、この通過の過程において、画像取込時間Ｔ１内に吸着ノズル１６ａの底面を撮像するように画像取込タイミングが設定されている。

そして、撮像条件が設定されると、この撮像条件に基づいて撮像装置１９の移動を開始して（ステップＳ４）、電子部品Ｃの撮像動作に際し、対象となる吸着ノズル１６ａを選定するためのカウンタＮ１を１（初期値）に設定する（ステップＳ５）。

次いで、上記カメラ２６による画像取込が開始されたか否かを判定し（ステップＳ６）、ここで、開始されていないと判定されると、当該ステップＳ６を繰り返し実行する。

一方、画像読込が開始されたと判定されると（ステップＳ６でＹＥＳ）、カメラ２６によって取込まれた画像を制御手段２８（撮像装置制御手段３０）に転送するとともに（ステップＳ７）、図７に示すように、撮像装置位置検出手段３３によって現時点における撮像装置１９の位置（ヘッドユニット６に対する相対位置）を検出し（ステップＳ８）、次に画像取込が終了したか否かを判定する（ステップＳ９）。

ここで、画像読込が終了していないと判定されると（ステップＳ９でＮＯ）、繰り返しステップＳ９を実行する一方、画像読込が終了したと判定されると（ステップＳ９でＹＥＳ）、上記撮像装置位置検出手段３３によって撮像装置１９の現在位置を検出する（ステップＳ１０）。

次いで、Ｎ１番目の吸着ノズル１６ａについて、後述する部品認識処理を開始し（ステップＳ１１）、全ての吸着ノズル１６ａの撮像が終了したか否かを判定する（ステップＳ１２）。

ここで、未だ撮像が終了していない吸着ノズル１６ａがあると判定されると（ステップＳ１２でＮＯ）、上記カウンタＮ１に１を加算して（ステップＳ１３）、上記ステップＳ６を繰り返し実行する一方、全ての吸着ノズル１６ａの撮像が終了したと判定されると（ステップＳ１２でＹＥＳ）、当該処理を終了する。

図６は、図５に示す部品認識処理を示すフローチャートである。

図６を参照して、上記部品認識処理では、まず、カメラ２６によって取込まれた画像に基づいて電子部品Ｃの姿勢等を認識する（ステップＳ２１）。

つまり、上記カメラ２６の画像取込時間Ｔ１において、撮像装置１９が図８の（ａ）に示す位置から図８の（ｂ）に示す位置まで移動した場合、取込まれた画像には、図９の（ａ）に示すように、電子部品Ｃの像が撮像装置１９の移動方向に伸張した画像ブレが生じてしまうことになるが、上記ステップＳ２１では、この画像における電子部品Ｃの姿勢等を検出する。

具体的に、上記ステップＳ２１では、まず、画像取込時間Ｔ１内における撮像装置１９の移動距離ｄを、撮像装置位置検出手段３３の検出結果（ステップＳ８、Ｓ１０）に基づいて算出する。そして、画像内の電子部品Ｃの像の中心Ｃ１（重心）を算出し、この中心Ｃ１をｄ／２だけ撮像装置１９の移動方向の手前側へシフトすることにより、画像取込開始時（図８の（ａ）の位置）における電子部品Ｃの中心Ｃ２を特定することになる。

また、ステップＳ２１では、画像内における伸張した電子部品Ｃの端部Ｅ１を、移動距離ｄだけ撮像装置１９の手前側にシフトすることにより、画像取込開始時における電子部品Ｃの形状（輪郭）を特定することもできる。

さらに、ステップＳ２１では、画像内における吸着ノズル１６ａの中心Ｃ３も特定するようにしている。つまり、図９の（ｂ）に示すように、吸着ノズル１６ａは、電子部品Ｃの影に隠れて画像には現れていないが、当該画像内における基準マーク１８の中心Ｃ４を、上記電子部品Ｃの中心を算出する場合と同様にｄ／２だけ撮像装置１９の移動方向の手前側へシフトすることにより、画像取込開始時における基準マーク１８の中心Ｃ５を特定することができるので、予め記憶された基準マーク１８と吸着ノズル１６ａとの間の距離Ｒを利用して、基準マーク１８の中心Ｃ５から吸着ノズル１６ａの中心Ｃ３を特定することができる。

そして、上記のように電子部品Ｃの姿勢、及び吸着ノズル１６ａと電子部品Ｃとの位置関係等の認識が終了すると、これらの情報に基づいてプリント基板３に対する電子部品Ｃの補正量を算出し、この補正量に基づいて実装位置を補正する（ステップＳ２２）。

次いで、Ｎ１番目の吸着ノズル１６ａがプリント基板３上の装着位置へ到着したか否かを判定し（ステップＳ２３）、未だ到着していないと判定されると、当該ステップＳ２３を繰り返し実行する。

一方、吸着ノズル１６ａが装着位置へ到着したと判定されると（ステップＳ２３でＹＥＳ）、当該吸着ノズル１６ａに吸着されている電子部品Ｃをプリント基板３上に実装して（ステップＳ２４）、当該処理を終了する。

なお、上記実施形態では、撮像装置１９が一定の速度で駆動しているときに吸着ノズル１６ａを撮像するようにしているが、これに限定されることはなく、撮像装置１９の加速又は減速時に撮像するようにすることもできる。

すなわち、図１１に示すように、ヘッドユニット６に搭載された４本の吸着ノズル１６ａの内、撮像装置１９と直近の吸着ノズル１６ａについては、撮像装置１９の加速時に撮像する一方、撮像装置１９から最も離間した吸着ノズル１６ａについては、撮像装置１９の減速時に撮像することにより、一定の速度Ｈ２まで加速するための助走距離、及び当該速度Ｈ２から停止するまでの駆動距離を別途設定することが不要となるので、ヘッドユニット６のサイズを小さくすることができる。

このときの制御手段２８の処理としては、図１０に示すように、まず、上記ステップＳ６を実行した後、照明手段２７の駆動制御を開始する（ステップＳ６１）。つまり、カメラ２６により取り込まれる画像は、撮像装置１９の速度が速くなることに伴い、暗く映し出されてしまうため、この速度変化に応じて電子部品Ｃに対する光量を調整するように照明手段２７の駆動制御を開始する。

具体的には、図１１に示すように、撮像装置１９の加速に伴い照明手段２７に対する供給電流を大きくし、撮像装置１９の減速に伴い照明手段２７に対する供給電流を小さくすることにより、取り込まれた画像における明るさを略均一にすることができる。

なお、照明手段２７の光量の調整としては供給電流の増減だけでなく、照明手段２７を点滅させ、この点滅間隔を撮像装置１９の加速に伴い短くし、撮像装置１９の減速に伴い長くするようにすることもできる。

上記照明手段２７の駆動制御を開始すると、制御手段２８は、上記ステップＳ７〜Ｓ９を順次実行した後、上記照明手段２７の駆動制御を停止して（ステップＳ９１）、上記ステップＳ１０を実行することになる。

なお、上記実施形態では、撮像装置位置検出手段３３により画像取込時間Ｔ１内における撮像装置１９の移動距離ｄを算出するようにしているが、これに限定されることはなく、上記撮像条件（図７及び図１１参照）で設定される撮像装置１９の移動速度及び、シャッタスピードによって撮像装置１９の移動距離ｄを算出するようにしてもよい。

さらに、上記撮像装置１９の移動速度は、撮像装置位置検出手段３３によって画像取込過程における特定の２個所について撮像装置１９の位置を検出し、このときの移動距離と移動に要した時間とを利用して算出してもよい。

また、上記実施形態では、ヘッドユニット６に対して相対移動自在に撮像装置１９を設けているが、これに限定されることはなく、上記基台１上に撮像装置１９ａ（図１及び図３参照）を設けることも可能である。この実施形態では、ヘッドユニット６が撮像装置１９ａ上を通過する際に、当該撮像装置１９ａによって各吸着ノズル１６ａに吸着されている電子部品Ｃの底面を撮像することになる。

以上説明したように、上記表面実装機によれば、カメラ２６による画像取込時間内におけるヘッドユニット６と撮像装置１９との相対移動距離に応じて画像ブレが生じている場合に、電子部品Ｃの像を補正することができる。

すなわち、上記相対移動距離をｄとした場合、画像ブレした電子部品Ｃの像の中心位置を、その位置からｄ／２だけヘッドユニット６と撮像装置１９との相対移動経路における手前側に補正することにより、カメラ２６による画像取込開始時の電子部品Ｃの中心位置を特定することができる。

また、撮像された電子部品Ｃの像における移動方向手前側の端部（画像取込時に撮像された像の端部）に、移動方向奥側の端部（画像取込終了時に撮像された像の端部）を、上記相対移動距離ｄだけ上記相対移動経路の手前側の位置で重ね合わせた合成画像を作成（電子部品の像を補正）することで、カメラ２６による画像取込開始時に撮像された電子部品Ｃの輪郭の像を得ることができ、これにより電子部品Ｃの形状等を特定することができる。

したがって、上記表面実装機によれば、画像ブレが生じている場合であっても、画像内の電子部品Ｃの像を補正することができるので、当該電子部品Ｃを精緻に認識することができる。

ヘッドユニット６と撮像装置１９との相対移動速度を利用して相対移動距離ｄを算出するようにした構成によれば、上記相対移動距離ｄを実際に測定する場合と異なり、画像取込時間が終了するのを待機することなく相対移動距離ｄを算出することができるので、部品認識に要する処理速度を向上させることができる。

撮像装置位置検出手段３３によって画像取込の開始時及び終了時におけるヘッドユニット６と撮像装置１９との相対位置に基づいて上記相対移動速度を実測値として算出する構成によれば、より精緻に電子部品の位置を認識することができる。

上記相対移動速度が変化している場合にも、画像取込を実行するようにした構成によれば、当該相対移動速度が予め設定された速度になるまで加速した状態で画像取込を実行する場合と比較して、加速に要する時間を省略することができ、部品認識に要する処理時間を短縮することができるだけでなく、当該加速に要するヘッドユニット６又は撮像装置１９の助走距離を設定することが不要となり、コンパクトな部品認識装置とすることができる。

上記相対移動速度の変化に応じて照明手段２７による光量を調整する構成によれば、より鮮明に電子部品Ｃを撮像することができる。

電子部品Ｃとともに基準マーク１８も撮像する構成によれば、電子部品Ｃの像だけでなく基準マーク１８の像も補正することができるので、この基準マーク１８の画像内の位置から電子部品Ｃに隠れている吸着ノズル１６ａの位置を特定することができ、当該吸着ノズル１６ａに対する電子部品Ｃの位置ずれ等をより正確に認識することができる。

なお、上記実施形態においては、表面実装機を例に挙げて説明しているが、表面実装機に限定されることはなく、部品認識装置は、例えば、電子部品Ｃを供給する部品供給部と、この電子部品Ｃを検査する検査用電気回路と、この電子部品Ｃを上記部品供給部から上記検査用電気回路に搬送するヘッドユニットとを備えた部品試験装置に対して装着することも可能である。

また、上記実施形態においては、撮像装置１９が電子部品Ｃの底面を撮像するものであったが、図３において二点鎖線で示すようにフレーム２４の形状を変更するとともに、傾斜上面２４ａを省略し、照明装置２７ａを配置した立上り面２４ｂを設けるようにしてもよい。

この場合、ヘッド１６を下降させ、電子部品Ｃがフレーム２４内となる状態で撮像装置１９を移動させれば、照明装置２７ａによる電子部品Ｃの透過側面画像、あるいは、上記照明手段２７による電子部品Ｃの反射側面画像を得ることができる。

そして、この実施形態において、画像メモリ（撮像装置制御手段３０）に保存されている電子部品Ｃの側面の画像に画像ブレが生じている場合には、電子部品Ｃの底面の画像ブレの場合と同様に、側面画像を補正することができる。これにより、電子部品Ｃの吸着ノズル１６ａ先端平面（水平面、Ｘ−Ｙ平面）における電子部品Ｃの位置ずれのみでなく、電子部品ＣのＸ−Ｚ平面における姿勢の傾き等を正確に把握することができる。

電子部品Ｃの側面の撮像に際しては、底面撮像の場合と同様に、撮像装置１９の移動速度を調整することや、撮像装置１９の速度変化に応じて照明手段２７、２７ａの光量を調整することもできる。

なおさらに、電子部品Ｃの底面及び側面の両方を撮像することができるようにした構成（例えば、底面用と側面用の二台の撮像装置１９を備えた構成）とすれば、画像メモリ（撮像装置制御手段３０）に保存されている電子部品Ｃの底面及び側面画像の双方について、上記のような補正を実行することもできる。

本発明に係る部品認識装置が搭載される表面実装機を概略的に示す平面図である。 図１のヘッドユニットの底面図である。 図２のIII−III線断面図である。 図１の表面実装機の制御手段の電気的構成を示すブロック図である。 図４の制御手段による処理を示すフローチャートである。 図５の部品認識処理を示すフローチャートである。 撮像装置の撮像条件を示すタイミングチャートである。 カメラにより取り込まれる画像を仮想的に示す図であり、（ａ）は画像取込開始時における吸着ノズルの位置を示すもの、（ｂ）は画像取込終了時における吸着ノズルの位置を示すものである。 （ａ）はカメラにより取り込まれた画像を示し、（ｂ）は取り込まれた画像における吸着ノズルの位置を仮想的に示したものである。 図４の制御手段による処理の別の実施形態を示すフローチャートである。 図１０の処理を実行する際に採用される撮像条件を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ 基台
６ ヘッドユニット
１６ａ 吸着ノズル（吸着部材）
１９ 撮像装置
２６ カメラ（撮像手段）
２８ 制御手段
Ｃ 電子部品

Claims (9)

1. 電子部品を吸着可能な吸着部材を有し、特定平面上で移動可能なヘッドユニットと、このヘッドユニットに対して移動可能に取り付けられているとともに、上記吸着部材に吸着されている電子部品を撮像可能な撮像装置と、上記ヘッドユニットに対して直線的に相対移動させつつ電子部品を撮像するように上記撮像装置の駆動を制御する制御手段とを備えた部品認識装置であって、
   上記撮像装置は、エリアセンサからなる撮像手段を備え、
   上記制御手段は、撮像手段の画像取込時間内における撮像装置とヘッドユニットとの相対移動距離に基づいて、画像内における電子部品の像を補正するように構成されていることを特徴とする部品認識装置。
2. 電子部品を吸着可能な吸着部材を有し、特定平面上で移動可能なヘッドユニットと、上記吸着部材に吸着されている電子部品を撮像可能な撮像装置と、この撮像装置に対して直線的に相対移動させるように上記ヘッドユニットの駆動を制御するとともに、この移動の過程において電子部品を撮像するように上記撮像装置の駆動を制御する制御手段とを備えた部品認識装置であって、
   上記撮像装置は、エリアセンサからなる撮像手段を備え、
   上記制御手段は、撮像手段の画像取込時間内における撮像装置とヘッドユニットとの相対移動距離に基づいて、画像内における電子部品の像を補正するように構成されていることを特徴とする部品認識装置。
3. 上記制御手段は、ヘッドユニットと撮像装置との相対移動速度と、上記画像取込時間とに基づいて、上記相対移動距離を算出するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品認識装置。
4. 上記撮像装置とヘッドユニットとの相対位置を検出可能な位置検出手段をさらに備え、上記制御手段は、この位置検出手段により検出された、撮像手段による画像取込の開始時の相対位置と、撮像手段による画像取込の終了時の相対位置とに基づいて、電子部品の像を補正するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品認識装置。
5. 上記制御手段は、撮像装置とヘッドユニットとを略一定の相対移動速度で駆動している場合、及び相対移動速度が変化している加減速中にある場合の双方の場合において、撮像手段による画像取込を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の部品認識装置。
6. 上記吸着部材に吸着されている電子部品を照明可能な照明手段をさらに備え、上記制御手段は、上記加減速中にある場合に、上記相対移動速度の変化に応じて電子部品の明るさを調整するように、上記照明手段による光量を制御することを特徴とする請求項５に記載の部品認識装置。
7. 上記ヘッドユニットには、撮像手段の撮像可能となる範囲内に基準マークが設けられ、上記制御手段は、上記基準マークと電子部品とを同一の画像として取り込むとともに、上記相対移動距離に基づいて画像内における基準マークの位置を補正して、この補正位置と、予め記憶された基準マークと吸着部材との相対位置に関する情報とに基づいて、吸着部材の位置を算出し、この吸着部材の位置と補正後の電子部品の位置とから吸着部材に対する電子部品の位置ずれを算出するように構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の部品認識装置。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の部品認識装置を備え、上記電子部品が供給される供給位置からこの電子部品が搭載されるプリント基板が配置される基板配置位置に上記電子部品を搬送し、この電子部品を上記プリント基板上に実装する表面実装機であって、
   上記電子部品を吸着するヘッドを備えたヘッドユニットと、
   このヘッドユニットを上記供給位置と上記基板配置位置との間を移動させるヘッドユニット移動手段とを備えたことを特徴とする表面実装機。
9. 請求項１〜７の何れか１項に記載の部品認識装置を備え、上記電子部品が供給される供給位置からこの電子部品を検査する検査位置まで上記電子部品を搬送し、この電子部品を上記検査位置に配置された検査用電気回路に接触させる部品試験装置であって、
   上記電子部品を吸着するヘッドを備えたヘッドユニットと、
   このヘッドユニットを上記供給位置と上記検査位置との間を移動させるヘッドユニット移動手段とを備えたことを特徴とする部品試験装置。

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