JP2006140519A - 実装機の部品認識装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ノズル部材に吸着された部品に対して照明手段から光を照射つつ撮像手段で撮像し、部品認識を行なう場合に、吸着部品に照射する光の明るさを適正に調整することができ、これにより部品認識精度を向上する。
【解決手段】撮像用ユニットの照明部23からノズル部材に吸着された部品に照射される光の明るさを検出するフォトセンサ30を備えるとともに、この光の明るさの目標値を設定し、この目標値と上記センサ30による検出値とを比較し、両者の偏差に応じて上記照明部23の光量を制御する照明制御ブロック37を有する。
【選択図】図8
【解決手段】撮像用ユニットの照明部23からノズル部材に吸着された部品に照射される光の明るさを検出するフォトセンサ30を備えるとともに、この光の明るさの目標値を設定し、この目標値と上記センサ30による検出値とを比較し、両者の偏差に応じて上記照明部23の光量を制御する照明制御ブロック37を有する。
【選択図】図8
Description
本発明は、ノズル部材を備えたヘッドユニットにより電子部品を吸着してプリント基板上の所定位置に装着するように構成された実装機において、ノズル部材に吸着された部品の認識を行うための撮像手段及び照明手段を備えた部品認識装置に関するものである。
従来、部品装着用のノズル部材を有するヘッドユニットにより、IC等の部品を部品供給部から吸着して、位置決めされているプリント基板上に移送し、プリント基板の所定の位置に装着するようにした実装機が一般に知られている。
このような実装機においては、ノズル部材で部品を吸着したときの部品の位置にはある程度のバラツキがあり、部品の吸着位置ズレに応じて装着位置を補正することが要求される。そのため、吸着された部品を認識してノズル部材に対する吸着位置ズレを検知したり、また部品の異常、例えばリードを有する部品であれば、このリードの折れ等を検知するようにしている。
このような部品認識を行う装置として、例えば、ラインセンサ等からなる撮像手段と照明手段とを実装機の基台上に設置し、部品吸着後のヘッドユニットを撮像手段上に移動させ、照明手段により部品認識用の所要の光を吸着部品に照射ししつつ撮像手段により撮像を行って部品画像を取込み、この取込み画像に基づいて部品認識を行うようにした装置が提案されている。
一般にこの種の部品認識装置における照明手段としてはLEDランプが使用されており、明るさの変動を抑制するため定電流回路によりLEDランプへの供給電流を一定にしていた。しかし、このようにしても、LEDランプが点灯後に自己発熱で温度変化した場合、その温度変化により明るさが大きく変化する。このため、撮像された部品の画像の鮮明度等に影響を及ぼし、画像認識率が悪化する場合があった。
また、このような温度変化による明るさの変動を避けるため、画像認識を行なわないときにもLEDランプを常に点灯させることで温度を安定させることも行われているが、この場合、常に点灯させた状態で温度が過度に高くならないように格別に放熱を考慮する必要があるとともに、無駄な電力を消費し、しかも、外気温の変動等による温度変化を完全に排除することは困難であるため明るさを微妙に調整することができなかった。
さらに、吸着部品の種類によって画像認識のための最適な明るさが異なるので、照明からの光の明るさを吸着部品に応じて調整することが好ましいが、従来ではこのような調整も困難であった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、照明手段から吸着部品に照射する光の明るさを適正に調整することができ、これにより部品認識精度を向上することができる実装機の部品認識装置を提供することを目的としている。
本発明の実装機の部品認識装置は、部品吸着用のノズル部材を有するヘッドユニットと、上記ノズル部材に吸着された部品を撮像する撮像手段と、この部品の撮像時に部品に光を照射する照明手段とを備え、上記撮像手段により取り込まれた部品の画像に基づいてノズル部材に吸着された部品の認識を行うように構成された実装機の部品認識装置において、上記照明手段から上記部品に照射される光の明るさを検出する照明光検出手段と、この光の明るさの目標値を設定し、この目標値と上記照明光検出手段による検出値とを比較し、両者の偏差に応じて上記照明装置の光量を制御する制御手段とを備えたものである。
この構成によると、照明光検出手段の検出データに基づいて上記制御手段によりフィードバック制御が行われ、このフィードバック制御により、上記部品に照射される光の明るさが目標値となるように調整され、撮像された部品画像の明るさが適正に保たれる。
また、本発明の装置において、上記撮像手段は上記ヘッドユニットの移動経路内に配置されたラインセンサからなり、このラインセンサに対してヘッドユニットが相対的に移動する間に撮像が行なわれるように構成されるとともに、上記ラインセンサに対するヘッドユニットの移動速度を検出する移動速度検出手段を備え、上記制御手段はこの移動速度に応じて上記目標値を調整するようになっていることが好ましい。
このようにラインセンサが用いられる場合はヘッドユニットが移動する間に画像が取り込まれることから、照明が同じ明るさでは移動速度が速くなるにつれて画像が暗くなるというように、移動速度が画像の明るさに影響するが、これを加味して目標値が設定されることにより、定速移動時以外の加速時や減速時でも、適正に部品画像の明るさが調整される。
上記制御手段は、上記ラインセンサに対してヘッドユニットが所定位置まで近づいたときに照明手段を点灯し、ヘッドユニットがラインセンサを通過したとき照明手段を消灯するように制御する手段を含むようにしておけばよく、このようにすると電力が節減される。そしてこのようにしても、フィードバック制御で明るさは適正に調整される。
上記制御手段は、上記ノズル部材に吸着される部品の種類に応じて上記目標値を設定するものであることが好ましく、このようにすれば、部品毎にそれに応じた適正な明るさが与えられる。
また、上記照明光検出手段は、例えば、上記照明手段の近傍で、かつ、照明手段から上記部品に向かう光の経路外に設けられる。このようにすれば、部品に照射される光の明るさに略比例した明るさが検出される。
あるいはまた、上記照明光検出手段は、ヘッドユニットにおけるノズルの近傍に設けられる。このようにすれば、部品に照射される光の明るさが直接的に検出される。
以上説明したように、本発明は、照明手段によりノズル部材に吸着された部品に光を照射しつつ撮像手段により吸着部品を撮像し、その画像に基づいて部品の認識を行う実装機の部品認識装置において、上記照明手段から上記部品に照射される光の明るさを検出し、その検出値と目標値とを比較し、両者の偏差に応じて上記照明装置の光量を制御するようにしているため、吸着部品に照射される光の明るさをフィードバック制御により精度良く調整し、撮像された部品画像の明るさを適正に保つことができる。従って、部品認識の精度を大幅に向上することができる。
また、撮像手段がラインセンサからなり、このラインセンサに対してヘッドユニットが相対的に移動する間に撮像が行なわれるようになっている場合において、ラインセンサに対するヘッドユニットの移動速度を検出し、この移動速度に応じて上記目標値を調整するようにしておけば、定速移動時以外の加速時や減速時でも、適正に部品画像の明るさを調整することができる。
本発明に係る部品認識装置の一例について図面に基づいて説明する。
図1及び図2は、本発明に係る部品認識装置が搭載された実装機の構造を示している。同図に示すように、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で停止されるようになっている。上記コンベア2の側方には、部品供給部4が配置されている。この部品供給部4は部品供給用のフィーダーを備え、例えば多数列のテープフィーダー4aを備えている。
また、上記基台1の上方には、部品装着用のヘッドユニット5が装備されている。このヘッドユニット5は、部品供給部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、当実施例ではX軸方向(コンベア2の方向)およびY軸方向(水平面上でX軸と直交する方向)に移動することができるようになっている。
すなわち、上記基台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5が移動可能に保持され、このヘッドユニット5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5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。
また、上記Y軸サーボモータ9及びX軸サーボモータ15には、それぞれロータリエンコーダからなる位置検出手段10,16が設けられており、これによって上記ヘッドユニット5の移動位置検出がなされるようになっている。
上記ヘッドユニット5には、チップ部品吸着用のノズル部材20が設けられ、図2に示すように当実施形態ではX軸方向に8つのノズル部材20が並べて設けられている。各ノズル部材20は、それぞれ、ヘッドユニット5のフレームに対して昇降及びノズル中心軸回りの回転が可能とされ、図外の昇降駆動機構及び回転駆動機構により作動されるようになっている。なお、上記昇降駆動機構は、例えば、各ノズル部材20を同時に上下動させる全体昇降用サーボモータと、各ノズル部材20を個別に一定ストロークだけ昇降させる所定数(8個)のエアシリンダとを備え、それらを併用することにより、各ノズル部材20を所定の上昇位置と下降位置とにわたって昇降させるように構成されている。また、回転駆動手段は、1個の回転用サーボモータと、このサーボモータの回転を各ノズル部材に伝える伝動機構とからなっている。
また、上記部品供給部4の側方には、上記ヘッドユニット5の各ノズル部材20に吸着された部品を認識するための撮像用ユニット21が配設されている。
上記撮像用ユニット21は、図3に示すように、ノズル部材20に吸着された部品(吸着部品)を撮像するカメラ22(撮像手段)を備えるとともに、このカメラ22の上方に、撮像時に部品に光を照射する照明部23(照明手段)を備えている。上記カメラ22は、例えばラインセンサからなっている。このラインセンサは、CCD固体撮像素子が上記ノズル部材20の配列方向と直交する方向(Y軸方向)に並設されてなるものであり、スリット部を介して一次元的に部品画像を取り込むようになっている。
そして、実装時には、ヘッドユニット5の各ノズル部材20によって部品が吸着された後、ラインセンサの素子の配列方向(主走査方向;Y軸方向)と直交する方向(副走査方向;X軸方向)にヘッドユニット5が移動させられることによって、上記カメラ22により、各ノズル部材20に吸着された部品の主走査方向の画像が、副走査方向に順次取込まれて所定の画像信号が得られるようになっている。
上記照明部23は、LED等の発光体を備え、図3に示す例では、カメラ22への像入射用の空間の片側に位置して縦基板に多数のLED24aを配設したLEDボード24、上記LED24aからの光を上記吸着部品に向けるとともに吸着部品からカメラ22に向かう光を透過させるように上記空間に介装されたハーフミラー25、これらの上方で上記空間の両側に位置して横基板に多数のLED26aを配設したLEDボード26、LED26aからの光を上記吸着部品に向けるプリズム27等を有している。さらに空冷ファン28が照明部23に組み込まれている。そしてこの照明部23とカメラ22とが、実装機の基板に固定されるフレーム29に取り付けられている。
さらに撮像用ユニット21には、吸着部品に照射される光の明るさを検出するフォトセンサ30(照明光検出手段)が組み込まれている。このセンサ30は、上記カメラ22とほぼ同じ特性をもったフォトダイオードからなり、照明部23のLED配設部分の近傍で、かつ、上記吸着部品に向かう光の経路外に設けられ、当実施形態ではLEDボード26の側端部に設けられている。
また、上記実装機の基台1上において、上記撮像用ユニット21の近傍には、ヘッドユニット5が撮像用ユニット21に近づいたことを検知するヘッド検知センサ31(図4に示す)が設けられており、部品認識時には、このヘッド検知センサ31によりヘッドユニット5が検知されることによって上記ラインセンサ24による部品画像の取込み開始タイミングが計られるようになっている。
以上のように構成された実装機は、全体構成を省略しているが、マイクロコンピュータを構成要素とする制御装置を備えており、上記Y軸及びX軸サーボモータ9,15、ヘッドユニット5の吸着ノズル20に対する昇降駆動機構及び回転駆動機構、撮像用ユニット21のカメラ22及び照明部23等はすべてこの制御装置に電気的に接続されて統括制御されるようになっている。
この制御装置には、図4に示すように、画像認識部32、クロック信号生成手段33、開始信号発生手段34、一部品終了信号発生手段35、全部品終了信号発生手段36及び照明制御ブロック37(制御手段)を含んでいる。
上記クロック信号生成手段33は、分周カウンタ40、コンパレータ41、分周レジスタ42及び第1、第2ゲート回路43,44から構成されており、上記位置検出手段16から出力されるパルス列信号を分周することによってクロック信号を生成、出力するものである。
具体的には、位置検出手段16から出力されるパルス列信号のパルス数を分周カウンタ40でカウントし、コンパレータ41において、分周レジスタ42に予め設定されているカウント数Nと比較する。そして、設定されたカウント数Nに達するとコンパレータ41から1パルスの信号を出力するようになっている。
すなわち、ヘッドユニット5をラインセンサからなるカメラ22に相対応させた状態で、X軸サーボモータ15の駆動によりヘッドユニット5を上記カメラ22に対して相対的に移動させ、このときのヘッドユニット5のX軸方向の移動に伴い位置検出手段16から出力されるパルス列信号が1/N倍に分周されることによってクロック信号が生成されるようになっている。
生成されたクロック信号は、コンパレータ41から第1及び第2ゲート回路43,44に出力される。第1ゲート回路43には、上記ヘッド検知センサ31からの検知信号が入力されるようになっており、この信号の入力に応じて第1ゲート回路43からクロック信号を開始信号発生手段34に出力するようになっている。また、第2ゲート回路44には、開始信号発生手段34から出力される後記取込み開始信号が入力されるようになっており、この信号の入力に応じて第2ゲート回路44からクロック信号を撮像用ユニット21及び一部品終了信号発生手段35に出力するようになっている。
上記開始信号発生手段34は、取込み開始カウンタ46、コンパレータ47及び取込み開始レジスタ48から構成されており、上記第1ゲート回路43から出力される上記クロック信号を取込み開始カウンタ46でカウントし、コンパレータ47において、取込み開始レジスタ48に予め設定されているカウント数と比較するようになっている。このカウント数は、ヘッドユニット5がヘッド検知センサ31により検出されてから撮像用ユニット21の直前に達するまでの移動距離に対応するうように設定されている。そして、設定されたカウント数に達するとコンパレータ47から上記第2ゲート回路44に取込開始信号を出力するようになっている。このように取込開始信号が第2ゲート回路44に出力されることにより上述のように撮像用ユニット21へのクロック信号の出力が開始され、このクロック信号に同期したタイミングで上記カメラ22による部品画像の取込みが開始されるようになっている。
上記一部品終了信号発生手段35は、ライン数カウンタ49、コンパレータ50及びライン数レジスタ51から構成されており、上記第2ゲート回路44から出力される上記クロック信号をライン数カウンタ49でカウントし、コンパレータ50において、ライン数レジスタ51に予め設定されているカウント数と比較するようになっている。そして、設定されたカウント数に達するとコンパレータ50から全部品終了信号発生手段36及び照明制御ブロック37へ一部品終了信号、すなわち上記カメラ22による一部品の部品画像の取込みが終了した旨を示す信号を出力するようになっている。
なお、上記ライン数レジスタ51に設定されるカウント数は、認識対象となる部品の種類等に基づいて、一部品画像を取込むことができる値に設定されている。
上記全部品終了信号発生手段36は、部品数カウンタ52、コンパレータ53及び部品数レジスタ54から構成されており、上記一部品終了信号発生手段34から出力される一部品終了信号を部品数カウンタ52でカウントし、コンパレータ53において、部品数レジスタ54に予め設定されているカウント数と比較するようになっている。そして、設定されたカウント数に達するとコンパレータ53から画像認識部32及び照明制御ブロック37へ全部品終了信号、すなわちカメラ22による全部品の部品画像の取込みが終了した旨を示す信号を出力するようになっている。
上記画像認識部32は、上記クロック信号に同期して上記カメラ22によって取込まれた画像データを画像メモリに書き込み、この画像データに所定の画像処理を施すことによって部品を認識するものである。
一方、上記照明制御ブロック37は、位置検出手段16から出力されるパルス列信号、ヘッド検知センサ31からの検知信号、撮像用ユニット21に設けられたフォトセンサ30からの検知信号、上記一部品終了信号及び全部品終了信号等を入力し、これらの信号に基づいて光量を制御する信号を撮像用ユニット21の照明部23に対して出力するようになっている。
上記照明制御ブロック37の具体的構成を図5によって説明すると、この照明制御ブロック37は、明るさ検出回路61、比較回路62、誤差積分回路63及び照明ドライブ回路64によって構成されるフィードバック制御系を有し、このフィードバック制御系により、フォトセンサ30で検出される光の明るさを目標値とするように照明部23の光量が制御されるようになっている。すなわち、上記明るさ検出回路61により、フォトセンサ30からの検知信号に基づいて、照明部22から吸着部品に照射される光の明度が検出され、その明度信号と、明るさの目標値に相当する明度基準信号とが比較回路62に入力される。
そして、上記明度基準信号の対する明度信号の誤差(偏差)を示す誤差信号が比較回路62から出力され、上記誤差積分回路63により、誤差信号を積分した値に応じた電流指令信号が照明ドライブ回路64に与えられる。一方、照明制御ブロック37に含まれる図外のCPUからの照明オン・オフ指令も照明ドライブ回路64に与えられる。
照明ドライブ回路64は、照明オン指令があったときに、上記電流指令信号に応じたドライブ出力(電流制御信号)を撮像用ユニット21の照明部23に出力し、また、照明オフ指令があったときには照明を消灯すべくドライブ出力を停止するようになっている。
なお、上記明度基準信号は、当実施形態では部品に応じた明度指令と、ヘッドユニット5の移動速度とに応じて設定されるようになっている。すなわち、最適な画像の明るさは部品毎に異なることから、予め記憶されている部品データに基づいて図外のCPUにより吸着部品に応じた明度指令が定められる。また、ヘッドユニット5の移動速度が画像の明るさに影響することから、移動速度パルス(位置検出手段16からのパルス列信号)がF/V変換部65(移動速度検出手段)で電圧に変換されることにより上記移動速度が検出される。そして、この移動速度と上記明度指令とが乗算器66で乗算されることにより明度基準信号が与えられるようになっている。従って、図7のようにヘッドユニット5の移動速度に比例して照明部23の照度が変化するように、明度基準信号が変えられる。
図6は上記照明制御ブロック37に含まれるCPU等による動作フローを示している。この動作フローがスタートすると、先ずヘッド検知センサ31からの信号に基づいて照明を点灯すべきか否かが判定される(ステップS1)。そして、ヘッドユニット5が撮像用ユニット21に対して所定位置まで近づいたことをヘッド検知センサ31が検知したときに照明を点灯すべきであると判定され、吸着部品に応じた明度指令が出力されるとともに、照明オン信号が出力され、これにより、図5に示したフィードバック制御系による照明部23の明るさのフィードバック制御が行われる(ステップS2,S3)。
それから、全部品終了信号等に基づいて照明を消灯すべきか否かが判別され(ステップS4)、ヘッドユニット5の各ノズル部材20に吸着されている全部品の認識が終了したときに照明を消灯すべきであると判定されて、照明オフ信号が出力される(ステップS5)。
以上のように構成された部品認識装置の作用を、実装機の実装動作とともに説明する。
上記実装機において実装動作が開始されると、上記ヘッドユニット5が部品供給部4に移動させられ、各ノズル部材20による部品の吸着が行われる。部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット5が撮像用ユニット21上に移動する。そして、当実施形態のように撮像用ユニット21のカメラ22がラインセンサからなる場合、部品認識のためのカメラ22に対するヘッドユニット5の移動が行われる。具体的には、ヘッドユニット5が撮像用ユニット21に対する移動経路の一方から他方に向かってX軸方向に移動させられる。
部品認識のための移動が開始されてからヘッドユニット5がヘッド検知センサ31によって検知されると、上記照明ドライブ回路64に照明オン信号が与えられることにより、照明部22への通電が行われて照明の点灯が行われる。一方、上記クロック信号生成手段33から出力されるクロック信号のカウントが開始され、これが所定のカウント数に達すると開始信号発生手段34から部品画像取込み開始信号が出力されてカメラ22による部品画像の取込みが開始される。
そして、上記クロック信号に同期したタイミングで、吸着部品の主走査方向の画像が、副走査方向に順次取込まれ、この画像データが画像認識部32のメモリに記憶されるとともに、一つの部品の画像取込みが完了すると一部品終了信号発生手段35から一部品終了信号が出力されて、次の部品の画像取込みが同様に行われる。こうして、全部品の部品画像の取込みが完了するまで、各部品の画像が順次取込まれていく。
このようにヘッドユニット5が移動しつつカメラ22により吸着部品の画像が取り込まれていくが、その間に照明制御ブロック37では、フォトセンサ30からの信号による明度信号と明度基準信号との比較に基づいたフィードバック制御により、明度信号が明度基準信号と一致するように照明部23に対する供給電流が制御される。これにより、照明部23におけるLED24a,26aの温度の変動等があった場合でも、それに伴う明るさの変動を打ち消すように照明部23の光量が制御されて、カメラ22で取り込まれる画像の明るさが適正に調整される。このため、部品認識の精度が高められる。
とくに、上記フォトセンサ30をカメラ22とほぼ同じ特性をもったフォトダイオードで形成しておけば、温度変化等に対して明るさの制御が効果的に行われる。つまり、一般にLEDランプは、温度が変化した場合に、明るさが変わるとともに、発光波長も変化する傾向があり、一方、カメラ22の感度は波長によって異なるため、LEDランプの光量を同じにしても発光波長の変化によってカメラ22の画面での明るさが変わる可能性があるが、カメラ22と同種の素材からなるフォトセンサ30を用いて制御を行なえば、波長の変化に伴う感度変化もカメラ22と同様に生じるので、カメラ22で取り込まれる画像の明るさが適正に制御されることとなる。
また、上記のような照明の制御において、吸着部品の種類に応じた明度指令を与えるようになっていれば、部品に応じた最適な画像の明るさが得られ、種々の部品の画像を連続的に取り込んでいくような場合でも各部品画像の認識の安定性及び精度が良好に保たれる。
さらに、当実施形態では、図5及び図7に示すように、ヘッドユニット5の移動速度に応じて照明部23の照度を変えるように明度基準信号を設定しているため、ヘッドユニット5の移動速度が変化した場合でも、カメラ22で取り込まれる画像が適正な明るさとなるように照明が調整される。従って、ヘッドユニット5は必ずしも定速で移動している必要はなく、加速中や減速中にも適正な明るさの画像を取り込んで認識を行なうことができる。
このため、従来のようなヘッドユニットを一定速度にするための助走動作が不要となり、助走スペースの短縮化を図れるとともに、これによりラインセンサの配置場所の自由度が高められ、実装機の省スペース化を効果的に図ることができ、また、助走動作が不要となる分だけ実装時間を短縮することができることから、これによって実装効率も高められることになる。
また、上記のように照明部23におけるLED24a,26aの温度が変動しているときでも明るさを適正に保つように制御し得るので、従来のように照明部におけるLEDを一定温度に保つべく常時点灯しておく必要はない。そこで、当実施形態では、ヘッドユニット5が撮像用ユニット21に近づいて部品認識が開始される直前に照明部23が点灯され、全部品認識終了時に照明部23が消灯されるようにしており、これにより、従来のように常時点灯しておく場合と比べて消費電力が節減される。
なお、本発明の装置の具体的構造は種々変更可能である。
例えば、上記実施形態ではカメラ22をラインセンサで構成しているが、エリアセンサで構成してもよい。そして、部品認識のための動作としては、各ノズル部材20の吸着部品をエリアセンサからなるカメラ上で停止させて撮像すべく、ヘッドユニット5を断続的に移動させればよい。このようにする場合、照明制御ブロック37においてヘッドユニット5の移動速度に応じた制御は不要となるので、図8のように、制御系統を前記の図5に示した制御系統からF/V変換器65及び乗算器66を除いた構成とし、明度指令を直接比較回路62に入力すればよい。
また、照明光検出手段として、上記実施形態ではフォトセンサ30をLEDボード26の側端部に設けているが、図9に示すように、ハーフミラー25によりLEDボード24のLED24aから放射された光の一部が上方(吸着部品に照射されるべき方向)に反射されて残りが透過されることを利用し、ハーフミラー25を挟んでLEDボード24と対向する位置にフォトセンサ30を設けてもよい。
あるいは、図10に示すように、ヘッドユニット5における各ノズル部材20の近傍にそれぞれフォトセンサ30を配設してもよい。このようにした場合、各ノズル部材20の吸着部品に照射される光が直接的に検出されて、検出精度の面では好ましい。ただし、ノズル部材20と同数だけ配設する必要があり、部品点数削減のためには図3または図9のように撮像用ユニット21に設けておく方が有利である。
あるいはまた、カメラ22で吸着部品を撮像するときに背景部分に一定明度の部分が存在するようにしておき、その部分の画面上の明るさを検出することにより、上記カメラを利用して照明光検出手段を構成するようにしてもよい。
また、本発明の部品認識装置が適用される実装機は、例えば図11〜図13に示すような構造であってもよい。これらの図に示す実装機は、ヘッドユニットがX軸方向に直線的に移動可能とされる一方、プリント基板を保持する作業ステーションがY軸方向に移動可能となっている。そしてこれらの図に示す例では、2つのヘッドユニット105A,105Bが設けられるとともに、2個所に作業ステーション110A,110Bが設けられている。
具体的に説明すると、基台101上に、プリント基板103を搬送するコンベア102からなる搬送ラインLが設けられるとともに、この搬送ラインLの上方には、X軸方向に延びる支持部材106が配設され、この支持部材106に、X軸方向に延びる固定レール104と、X軸サーボモータ107により回転駆動されるボールネジ軸108とが配設され、上記固定レール104にヘッドユニット105Aが移動自在に装着されるとともに、このヘッドユニット105Aに設けられたナット部分(図示せず)が上記ボールねじ軸108に螺合している。そして、X軸サーボモータ107の作動によってボールねじ軸108が回転することにより、ヘッドユニット105AがX軸方向に移動することができるようになっている。なお、以上は一方のヘッドユニット105Aの駆動系についての説明であるが、他方のヘッドユニット105Bの駆動系も同様の構成となっている。
また、上記支持部材106の外側方であって、搬送ラインLに対して点対称的な位置に作業ステーション110A,110Bが配設され、各作業ステーション110A,110Bにそれぞれプリント基板103を保持する基板保持装置111A,111Bが装備されている。
上記各作業ステーション配設個所には、点対称的にそれぞれ、上記基台101上にY軸方向に延びる固定レール112と、Y軸サーボモータ113により回転駆動されるボールねじ軸114とが配設され、上記固定レール112上に上記作業ステーション110A,110Bがそれぞれ移動可能に装着されるとともに、これら作業ステーション110A,110Bに設けられたナット部分(図示せず)が上記ボールねじ軸114に螺合している。そして、Y軸サーボモータ113の作動によってボールねじ軸114が回転することにより作業ステーション110A,110BがそれぞれY軸方向に移動することができるようになっている。
さらに、上記搬送ラインL上には、搬送ラインLと作業ステーション110A,110Bとの間でプリント基板103を受け渡すための移載装置115が設けられている。また、上記各作業ステーション110A,110Bのそれぞれ両側には、部品供給部116A,116B及び117A,117Bが配置されている。
このような実装機の構造において、作業ステーション110A,110Bと部品供給部116A,117Aとの間で、ヘッドユニット105A,105Bの移動経路の途中個所に対応する位置に、撮像用ユニット21が配置されている。撮像用ユニット21の構造及びこの撮像用ユニット21を含む部品認識装置の構成は、前記実施形態と同様である。
この実装機によると、ヘッドユニット105A,105Bが部品供給部で部品を吸着した後、X軸方向に移動し、その移動途中において上記撮像用ユニット21を通過するときに部品認識が行われ。そして、部品認識後にヘッドユニット105A,105Bがさらに作業ステーション110A,110B上まで移動し、かつ、ヘッドユニット105A,105BのX軸方向の位置調節と作業ステーション110A,110BのY軸方向の位置調節とで装着位置が調節されて、プリント基板103への部品の装着が行われることとなる。
3 プリント基板
5 ヘッドユニット
15 X軸サーボモータ
16 位置検出手段
20 ノズル部材
21 撮像用ユニット
22 カメラ
23 照明部
24a,26a LED
30 フォトセンサ
31 ヘッド検知センサ
37 照明制御ブロック
5 ヘッドユニット
15 X軸サーボモータ
16 位置検出手段
20 ノズル部材
21 撮像用ユニット
22 カメラ
23 照明部
24a,26a LED
30 フォトセンサ
31 ヘッド検知センサ
37 照明制御ブロック
Claims (6)
- 部品吸着用のノズル部材を有するヘッドユニットと、上記ノズル部材に吸着された部品を撮像する撮像手段と、この部品の撮像時に部品に光を照射する照明手段とを備え、上記撮像手段により取り込まれた部品の画像に基づいてノズル部材に吸着された部品の認識を行うように構成された実装機の部品認識装置において、上記照明手段から上記部品に照射される光の明るさを検出する照明光検出手段と、この光の明るさの目標値を設定し、この目標値と上記照明光検出手段による検出値とを比較し、両者の偏差に応じて上記照明装置の光量を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする実装機の部品認識装置。
- 上記撮像手段は上記ヘッドユニットの移動経路内に配置されたラインセンサからなり、このラインセンサに対してヘッドユニットが相対的に移動する間に撮像が行なわれるように構成されるとともに、上記ラインセンサに対するヘッドユニットの移動速度を検出する移動速度検出手段を備え、上記制御手段はこの移動速度に応じて上記目標値を調整するようになっていることを特徴とする請求項1記載の実装機の部品認識装置。
- 上記制御手段は、上記ラインセンサに対してヘッドユニットが所定位置まで近づいたときに照明手段を点灯し、ヘッドユニットがラインセンサを通過したとき照明手段を消灯するように制御する手段を含むことを特徴とする請求項1または2記載の実装機の部品認識装置。
- 上記制御手段は、上記ノズル部材に吸着される部品の種類に応じて上記目標値を設定するものであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の実装機の部品認識装置。
- 上記照明光検出手段は、上記照明手段の近傍で、かつ、照明手段から上記部品に向かう光の経路外に設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の実装機の部品認識装置。
- 上記照明光検出手段は、ヘッドユニットにおけるノズルの近傍に設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の実装機の部品認識装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005380060A JP2006140519A (ja) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | 実装機の部品認識装置 |
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JP2005380060A JP2006140519A (ja) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | 実装機の部品認識装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2005
- 2005-12-28 JP JP2005380060A patent/JP2006140519A/ja active Pending
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