JP2006269992A - Image data forming method and components mounting apparatus using it - Google Patents

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昇 金内
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image data forming method of generating high resolution image data by a technique of pixel staggering without preparing an additional optical moving mechanism within an imaging apparatus, and a components mounting apparatus using it. <P>SOLUTION: In the case of a fine sized component insufficient in recognition at image pick-up in standard resolution (S1 is NO), first, the image pick-up is performed at a reference position (S4); next, a loading head 36 is moved in X direction and Y direction by a half resolution from the reference position (S5). When a size of 1 pixel of imaging device 74 is 7 μm×7 μm, a moving amount F toward X axis and Y axis of the loading head 36 corresponding to 25 μm of the half resolution is 25 μm, and it can be solved by a fine moving function prepared in the loading head 36 originally. High fine image data can be obtained by the technique of pixel staggering in such a way that an image shifted in X axis direction and Y axis direction by the half resolution is picturized (S6), and that the image data of the 2 kinds are composed (S7). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像素子が有する実際の解像度よりも高い解像度の画像データを生成する画像データ生成方法及びそれを用いた部品搭載装置に関する。   The present invention relates to an image data generation method for generating image data having a resolution higher than the actual resolution of an image sensor, and a component mounting apparatus using the image data generation method.

従来、生産ライン上流側の基板供給装置やディスペンサ、生産ライン下流側のリフロー炉などと共に生産ラインを構成し、自装置内に搬入されるプリント回路基板(以下、単に基板という)に電子部品(以下、単に部品という)を自動搭載して基板ユニットを生産する電子部品搭載装置(以下、単に部品搭載装置という)がある。   Conventionally, a production line is configured with a substrate supply device and dispenser on the upstream side of the production line, a reflow furnace on the downstream side of the production line, etc., and an electronic component (hereinafter referred to simply as a substrate) is carried into the own device. There is an electronic component mounting apparatus (hereinafter simply referred to as a component mounting apparatus) that automatically mounts a component and produces a board unit.

通常そのような部品搭載装置は、天井カバーに、CRT又は液晶のディスプレイとタッチ式入力装置からなるモニタ入力装置や稼動状態を報知する警報ランプ等を備え、内部の基台には、中央に搬送ベルト付きの基板案内レールを備え、基板案内レールの上方には前後左右に移動自在な作業ヘッドが備えられてている。作業ヘッドには、通常複数の搭載ヘッドが昇降自在かつ回転自在に備えられている。   Usually, such a component mounting device is provided with a monitor input device comprising a CRT or liquid crystal display and a touch input device on the ceiling cover, an alarm lamp for notifying the operation state, etc., and is transported to the center on the internal base. A substrate guide rail with a belt is provided, and a work head that is movable forward and backward and left and right is provided above the substrate guide rail. The working head is usually provided with a plurality of mounting heads that can be raised and lowered and rotated.

また、装置本体の、生産ライン上ではラインの両側となる前後に、部品供給ステージを備え、この部品供給ステージには、例えばテープ式部品供給装置が多数装着されている。
基板案内レールは、生産ライン上流側から基板を装置本体(部品搭載装置)内に搬入する。作業ヘッドの搭載ヘッドは、先端に吸着ノズルを装着しており、その吸着ノズルにより部品供給ステージ上のテープ式部品供給装置から部品を吸着し、その部品をカメラで画像認識して位置の補正を行い、その部品を基板に搭載する。このようにして基板ユニットが生産される。(例えば、特許文献1参照。)
ところで、このような部品搭載装置において、部品をカメラで画像認識する撮像装置に用いられる撮像素子は、それほど解像度の高いものではない。しかし、近年のように、部品が小型化されてくると、撮像装置の機能としては、より高い解像度の撮像画像データが要求されるようになる。
In addition, a component supply stage is provided before and after the apparatus main body on both sides of the production line, and a number of, for example, tape-type component supply devices are mounted on the component supply stage.
The board guide rail carries the board into the apparatus main body (component mounting apparatus) from the upstream side of the production line. The work head mounting head is equipped with a suction nozzle at the tip, which picks up the component from the tape-type component supply device on the component supply stage, recognizes the image of the component with a camera, and corrects the position. And mount the component on the board. In this way, the substrate unit is produced. (For example, refer to Patent Document 1.)
By the way, in such a component mounting apparatus, the imaging element used for the imaging device which recognizes an image of a component with a camera is not so high in resolution. However, as components become smaller as in recent years, higher-resolution captured image data is required as a function of the imaging device.

しかし、撮像素子(CCD:Charge Coupled Device)は極めて高価なものであるので、なかなか高解像度の撮像素子を部品搭載装置に使用することができない。ところが、撮像素子が有する実際の解像度よりも高い解像度の画像データを生成する画像データ生成方法が知られている。   However, since an image pickup device (CCD: Charge Coupled Device) is extremely expensive, a high-resolution image pickup device cannot be used in a component mounting apparatus. However, an image data generation method for generating image data having a resolution higher than the actual resolution of the image sensor is known.

例えば、コストアップを避けた上で、ビデオカメラにより撮影される静止画の画質の向上を図るものとして、CCDにより撮像して得られる撮像画像を静止画として取り込むときに、いわゆる空間画素ずらしの手法を利用し、その光軸を偏向した複数の画像を得る際にアクティブプリズム又はアクティブレンズを物理的に移動制御するというものである。(例えば、特許文献2参照。)
図8は、そのような光学系を物理的に移動制御する方法により、撮像素子が有する実際の解像度よりも高い解像度の画像データを生成する画像データ生成方法を採用した部品搭載装置の部品認識方法を説明する図である。尚、図8は、主要部の構成として部品搭載装置の作業ヘッドと部品を画像認識するための撮像装置とを示している。
For example, in order to improve the image quality of a still image captured by a video camera while avoiding an increase in cost, a so-called spatial pixel shifting method is used when capturing a captured image obtained by imaging with a CCD as a still image. Is used to physically move and control the active prism or active lens when obtaining a plurality of images whose optical axes are deflected. (For example, see Patent Document 2.)
FIG. 8 shows a component recognition method for a component mounting apparatus that employs an image data generation method that generates image data having a resolution higher than the actual resolution of the image sensor by a method of physically controlling the movement of such an optical system. FIG. FIG. 8 shows a work head of a component mounting apparatus and an imaging apparatus for recognizing components as the main components.

同図に示すように、作業ヘッド1は、搭載ヘッド2の先端に装着されている吸着ノズル3に部品4を吸着して保持している。また、搭載ヘッド2の近傍には基準レーザー光5を照射するレーザー光源6を備えている。そして、作業ヘッド1に保持されている部品4は撮像装置(部品認識用カメラ装置)7の直上に静止している。   As shown in the figure, the work head 1 sucks and holds the component 4 on the suction nozzle 3 attached to the tip of the mounting head 2. Further, a laser light source 6 for irradiating the reference laser beam 5 is provided in the vicinity of the mounting head 2. The component 4 held by the work head 1 is stationary immediately above the imaging device (component recognition camera device) 7.

撮像装置7は、部品4を照明する照明装置8と、部品を撮像するレンズ9と、レンズ9に上から下に入射する光軸を図のほぼ右横直角方向に変更する反射鏡11と、この反射鏡11の傾き角度を所定の方向へ微動させる圧電素子12と、反射鏡11からの反射光路を直進と下直角方向とに分岐させるハーフミラー13とを備えている。   The imaging device 7 includes an illuminating device 8 that illuminates the component 4, a lens 9 that images the component, a reflecting mirror 11 that changes the optical axis incident on the lens 9 from top to bottom in a direction substantially right to right in the figure, A piezoelectric element 12 that finely moves the tilt angle of the reflecting mirror 11 in a predetermined direction, and a half mirror 13 that branches the reflected light path from the reflecting mirror 11 in a straight line and a lower right-angle direction.

更に、撮像装置7は、ハーフミラー13からの直進光が結像される部品認識用撮像素子14と、ハーフミラー13からの下直角分岐光を受光する基準光検出用撮像素子15と、この基準光検出用撮像素子15からの出力に基づいて、上記の圧電素子12を駆動すると共に部品認識用撮像素子14の撮像タイミングを制御する制御部16とを備えている。   Further, the imaging device 7 includes a component recognition imaging element 14 on which straight light from the half mirror 13 is imaged, a reference light detection imaging element 15 that receives the lower right-angled branched light from the half mirror 13, and the reference. A control unit 16 that drives the piezoelectric element 12 based on the output from the light detection imaging element 15 and controls the imaging timing of the component recognition imaging element 14 is provided.

上記の制御部16は、部品搭載装置本体制御部17にり制御され、また部品認識用撮像素子14による撮像画像データは部品搭載装置本体制御部17に送信される。
部品搭載装置本体制御部17は、圧電素子12の駆動によって傾き角度を変更された反射鏡11により、撮像光軸を1/2画素分ずらして撮像した3枚分の画像データを合成して、部品認識用撮像素子14が本来有する実際の解像度よりも高い解像度の画像データを生成する。
The control unit 16 is controlled by the component mounting apparatus main body control unit 17, and captured image data from the component recognition imaging element 14 is transmitted to the component mounting apparatus main body control unit 17.
The component mounting apparatus main body control unit 17 synthesizes the image data for three images obtained by shifting the imaging optical axis by ½ pixel by the reflecting mirror 11 whose inclination angle is changed by driving the piezoelectric element 12. Image data having a resolution higher than the actual resolution inherent in the component recognition imaging element 14 is generated.

図9(a),(b),(c) は、空間画素ずらしにより撮像素子の実際の解像度よりも高い解像度の画像データを生成する原理を説明する図である。尚、図9(a),(b) においては、説明の便宜上、部品認識用撮像素子14を、撮像画素数が縦4個、横4個、合計16個で構成される小型の撮像素子18に置き換えて示している。   FIGS. 9A, 9B, and 9C are diagrams illustrating the principle of generating image data with a resolution higher than the actual resolution of the image sensor by shifting the spatial pixels. 9 (a) and 9 (b), for convenience of explanation, the component-recognizing image sensor 14 is a small image sensor 18 having a total of 16 image pickup pixels of 4 in the vertical direction and 4 in the horizontal direction. It is replaced with.

この撮像素子18により、図9(a) に示す文字「A」の左一部と上一部を除いた右下部分を、通常の解像度で撮像すると、図9(b) に示す画像データが得られる。
この撮像対象の文字「A」を固定したまま、撮像素子18を同図(b) に示す基準位置から、図9(a) に示す上(Y)方向に1/2画素分、右(X)方向に1/2画素分移動させた位置18−2で撮像する。
When the imaging element 18 captures the lower right portion of the character “A” shown in FIG. 9A except for the left part and the upper part with normal resolution, the image data shown in FIG. 9B is obtained. can get.
While the character “A” to be imaged is fixed, the image sensor 18 is moved from the reference position shown in FIG. 9B to the right (X) by ½ pixel in the upward (Y) direction shown in FIG. The image is picked up at a position 18-2 moved by ½ pixel in the direction).

尚、実際には、上記の図8に示す例では、撮像素子18の位置を1/2画素分移動させるのではなく、光学系を移動駆動することによって、相対的に撮像素子18の結像面に結像する光路を1/2画素分移動させている。   Actually, in the example shown in FIG. 8, the position of the image sensor 18 is not moved by ½ pixel, but the image of the image sensor 18 is relatively moved by driving the optical system. The optical path imaged on the surface is moved by ½ pixel.

そして、図9(b) に示す画像データ、図9(a) に示す位置18−1で得られた画像データ、及び位置18−2で得られた画像データを合成すると、図9(c) に示す高精細な画像データが得られる。   Then, when the image data shown in FIG. 9B, the image data obtained at the position 18-1 shown in FIG. 9A, and the image data obtained at the position 18-2 are combined, FIG. High-definition image data shown in FIG.

この画像データは、あたかも撮像素子18が縦8個、横8個、合計64個の画素で構成された撮像素子であるかのように、実際の解像度よりも2倍の解像度の高精細な画像データである。
特開平11−186794号公報([要約]、図1) 特開2001−111879号公報([要約]、図1)
This image data is a high-definition image having a resolution twice as high as the actual resolution, as if the image sensor 18 is an image sensor composed of a total of 64 pixels of 8 pixels by 8 pixels. It is data.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-186794 ([Summary], FIG. 1) JP 2001-111879 ([Summary], FIG. 1)

このように、上述した従来の空間画素ずらしの方法は、光学系又はCCDを機械的に移動させて撮像光路の合焦位置とCCDの受光面の画素位置とを相対的に1/2画素ずらすことによって、実際の解像度よりも例えば2倍の解像度の高精細な画像データを得ようとするものである。   As described above, the above-described conventional spatial pixel shifting method mechanically moves the optical system or the CCD to relatively shift the focusing position of the imaging optical path and the pixel position of the light receiving surface of the CCD by 1/2 pixel. Thus, it is intended to obtain high-definition image data having a resolution that is, for example, twice the actual resolution.

しかしながら、図8にも示したように、部品搭載装置に使用される部品認識用のデジタルカメラで、高解像度化のために空間画素ずらしを行うためには、撮像装置内に、1/2画素ずらすための光軸移動の機構を、CCD側又は光学系側に新たに設けなくてはならない。そして、このような光軸移動の機構の追加は、部品搭載装置の価格上昇を招くことが避けられず、好ましくないという問題を有していた。   However, as shown in FIG. 8, in order to perform spatial pixel shifting for higher resolution in a digital camera for component recognition used in a component mounting device, a half pixel is included in the imaging device. An optical axis moving mechanism for shifting must be newly provided on the CCD side or the optical system side. The addition of such a mechanism for moving the optical axis inevitably increases the price of the component mounting apparatus, which is not preferable.

本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、撮像装置内に画素ずらしのための光軸移動機構を追加装備することなく、従来からある装置の機能のみを用いて画素ずらしの手法を実現して高い解像度を得る画像データ生成方法及びそれを用いた部品搭載装置を提供することである。   An object of the present invention is to realize a pixel shifting method using only the function of a conventional device without adding an optical axis moving mechanism for pixel shifting in the imaging device in view of the above-described conventional situation. It is another object of the present invention to provide an image data generation method for obtaining a high resolution and a component mounting apparatus using the image data generation method.

以下に、本発明に係わる画像データ生成方法及びそれを用いた部品搭載装置の構成を述べる。
先ず、第1の発明の画像データ生成方法は、部品搭載装置本体側に固定配置されている電子部品認識用カメラのCCD(Charge Coupled Device)により搭載ヘッドの吸着ノズルに吸着されて保持される電子部品の所望の部位を撮像して電子部品への画像認識用の画像データを生成する画像データ生成方法であって、搭載ヘッドが電子部品撮像の基準位置にあるとき上記電子部品を撮像して基準の画像データを生成し、搭載ヘッドが上記基準位置よりもX方向とY方向へ所定の距離移動した位置にあるとき上記電子部品を撮像して撮像画像データを生成し、上記基準の画像データ、及び上記撮像画像データを合成して上記CCDが有する解像度よりも高い解像度の画像データを得るように構成される。
Hereinafter, an image data generation method according to the present invention and a configuration of a component mounting apparatus using the method will be described.
First, an image data generation method according to a first aspect of the present invention is an electronic device that is held by being sucked and held by a suction nozzle of a mounting head by a CCD (Charge Coupled Device) of an electronic component recognition camera fixedly arranged on the component mounting apparatus main body side. An image data generation method for imaging a desired part of a component and generating image data for image recognition on the electronic component, wherein the electronic component is imaged when the mounting head is at a reference position for imaging the electronic component. When the mounting head is at a position moved by a predetermined distance in the X direction and the Y direction from the reference position, the electronic component is imaged to generate captured image data, and the reference image data, The captured image data is combined to obtain image data having a resolution higher than that of the CCD.

上記X方向又はY方向への所定の移動距離は、例えば上記電子部品の撮像光路の合焦位置が上記CCDの受光面を1/2画素分移動することに対応する移動距離であるように構成される。   The predetermined movement distance in the X direction or the Y direction is configured to be a movement distance corresponding to, for example, a movement of the focusing position of the imaging optical path of the electronic component by 1/2 pixel on the light receiving surface of the CCD. Is done.

次に、第2の発明の画像データ生成方法は、搭載ヘッドに保持される基板認識用カメラのCCD(Charge Coupled Device)により基板の所望の部位を撮像して基板への画像認識用の画像データを生成する画像データ生成方法であって、搭載ヘッドが基板撮像の基準位置にあるとき上記基板を撮像して基準の画像データを生成し、搭載ヘッドが上記基準位置よりもX方向とY方向へ所定の距離移動した位置にあるとき上記基板を撮像して撮像画像データを生成し、上記基準の画像データ、及び上記撮像画像データを合成して上記CCDが有する解像度よりも高い解像度の画像データを得るように構成される。   Next, in the image data generation method of the second invention, a desired part of the substrate is imaged by a CCD (Charge Coupled Device) of the substrate recognition camera held by the mounting head, and image data for image recognition on the substrate is obtained. Image data generating method for generating a reference image data by imaging the substrate when the mounting head is at a substrate imaging reference position, and the mounting head is moved in the X and Y directions from the reference position. When at a position moved by a predetermined distance, the substrate is imaged to generate captured image data, and the reference image data and the captured image data are combined to generate image data with a resolution higher than the resolution of the CCD. Configured to get.

上記X方向又はY方向への所定の移動距離は、例えば上記基板の撮像光路の合焦位置が上記CCDの受光面を1/2画素分移動することに対応する移動距離であるように構成される。   The predetermined movement distance in the X direction or the Y direction is configured to be a movement distance corresponding to, for example, that the in-focus position of the imaging optical path of the substrate moves by 1/2 pixel on the light receiving surface of the CCD. The

更に、第3の発明の部品搭載装置は、上記第1及び/又は第2の発明の画像データ生成方法により電子部品認識用及び/又は基板認識用の画像データを生成するように構成される。   Further, the component mounting apparatus of the third invention is configured to generate image data for electronic component recognition and / or board recognition by the image data generation method of the first and / or second invention.

本発明によれば、部品搭載装置本体側に固定配置される電子部品撮像用の撮像装置内部に画素ずらしの機構を設けずに、撮像される電子部品を保持する搭載ヘッドを、電子部品撮像光路の合焦位置が1/2画素分ずれる距離だけX方向とY方向に微小移動させて撮像を行うことにより高解像度の画像データを得るので、撮像装置内部に画素ずらしのための移動機構の追加装備によるコストアップを避けて画素ずらしの手法を使用して高解像度の電子部品の画像を得られる利点がある。   According to the present invention, the mounting head for holding the electronic component to be imaged without providing the pixel shifting mechanism inside the imaging device for imaging the electronic component fixedly arranged on the component mounting apparatus main body side is provided with the electronic component imaging optical path. Since the high-resolution image data is obtained by imaging by moving the in-focus position slightly by a distance that is shifted by 1/2 pixel in the X and Y directions, a moving mechanism for shifting the pixels is added inside the imaging apparatus. There is an advantage that a high-resolution electronic component image can be obtained by using a pixel shifting method while avoiding the cost increase due to the equipment.

また、搭載ヘッド側に配設される基板認識用の撮像装置内部に画素ずらしの機構をもうけずに、基板を撮像する撮像装置を保持する搭載ヘッドを、基板撮像光路の合焦位置が1/2画素分ずれる距離だけX方向とY方向に微小移動させて撮像を行うことにより高解像度の画像データを得るので、撮像装置内部に画素ずらしのための移動機構の追加装備によるコストアップを避けて画素ずらしの手法を使用して高解像度の基板の画像を得られる利点がある。   In addition, the mounting position for holding the imaging device that images the substrate without the pixel shifting mechanism inside the imaging device for substrate recognition disposed on the mounting head side is set to 1 /. Since high-resolution image data is obtained by moving the image by moving it in the X and Y directions by a distance that is shifted by two pixels, avoid an increase in cost due to the addition of a moving mechanism for shifting pixels inside the imaging device. There is an advantage that a high-resolution image of the substrate can be obtained by using the pixel shifting method.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1(a) は、本発明の画像データ生成方法を用いる一実施例における部品搭載装置の例を示す外観斜視図であり、図1(b) は、その上下の保護カバーを取り除いて内部の構成を模式的に示す斜視図である。   FIG. 1 (a) is an external perspective view showing an example of a component mounting apparatus in an embodiment using the image data generation method of the present invention, and FIG. 1 (b) is an internal view with the upper and lower protective covers removed. It is a perspective view which shows a structure typically.

図1(a) に示すように、部品搭載装置20は、天井カバー上の前後にそれぞれCRT(cathode ray tube:ブラウン管)からなるモニタ装置22と、同じく天井カバー上の左右に、それぞれ稼動状態を報知する警報ランプ23を備えている。また、上部保護カバー24の前部と後部の面には、液晶ディスプレイとタッチ式入力装置からなり外部からの操作により各種の指示を入力することができる操作入力用表示装置25が配設されている(図1の右斜め上方向になる後部の操作入力用表示装置25は陰になって見えない)。   As shown in FIG. 1 (a), the component mounting device 20 has an operating state on the front and rear of the ceiling cover, respectively, on the monitor device 22 made of CRT (cathode ray tube) and on the left and right on the ceiling cover. An alarm lamp 23 for notifying is provided. Further, on the front and rear surfaces of the upper protective cover 24, an operation input display device 25 which is composed of a liquid crystal display and a touch input device and can input various instructions by external operation is disposed. (The display device 25 for operation input at the rear in the diagonally upward direction in FIG. 1 is shaded and cannot be seen).

下部の基台26の上には、中央に、固定と可動の1対の平行する基板案内レール27が図1(b) に示す基板28の搬送方向(X軸方向、図の斜め右下から斜め左上方向)に水平に延在して配設される。これらの基板案内レール27の下部に接して、図には見えないループ状の搬送ベルト(コンベアベルト)が走行可能に配設される。   A pair of parallel and fixed substrate guide rails 27 are fixed and movable on the lower base 26 in the center, in the direction of transporting the substrate 28 shown in FIG. (Slanting upper left direction) and extends horizontally. A loop-shaped transport belt (conveyor belt) that is not visible in the drawing is disposed so as to be in contact with the lower portion of the board guide rails 27.

搬送ベルトは、それぞれ数ミリ幅のベルト脇部を基板案内レール27の下から基板搬送路に覗かせて、不図示のベルト駆動モータにより駆動され、基板搬送方向に走行し、基板8の裏面両側を下から支持しながら装置本体内に部品搭載前の基板28をライン上流側から搬入し、部品搭載済みの基板28を順次ライン下流側に搬出する。この部品搭載装置20内には、常時2枚の基板28が搬入され、位置決めされて、電子部品の搭載が終了するまで固定されている。   The conveyor belt is driven by a belt drive motor (not shown) with the side of the belt having a width of several millimeters seen from the bottom of the substrate guide rail 27 to the substrate conveyance path, and travels in the substrate conveyance direction. The board 28 before component mounting is carried into the apparatus main body from the upstream side of the line while supporting the board from below, and the board 28 with the components mounted thereon is sequentially carried out to the downstream side of the line. In this component mounting apparatus 20, two substrates 28 are always carried in, positioned, and fixed until the mounting of the electronic components is completed.

基台26の前後には、それぞれ部品供給ステージ29が形成されている(図1(a) では図の右斜め上方向になる後部の部品供給ステージ29は陰になって見えない。また、図1(b) では、後部の部品供給ステージ29は図示を省略している)。   A component supply stage 29 is formed on the front and rear sides of the base 26, respectively (in FIG. 1A, the rear component supply stage 29 which is obliquely upward to the right in the figure is hidden and cannot be seen. In FIG. 1 (b), the rear part supply stage 29 is not shown).

部品供給ステージ29には、テープ式部品供給装置31(一般には単に、テープフィーダ、テープカセットなどと簡略に呼ばれている)が、50個〜70個と多数配置される。テープ式部品供給装置31には、その後端部に、部品を収容したテープを捲着したテープリール32が着脱自在に装着されている。   On the component supply stage 29, a large number of tape-type component supply devices 31 (generally simply referred to as tape feeders, tape cassettes, etc.), 50 to 70, are arranged. The tape-type component supply device 31 is detachably mounted at its rear end with a tape reel 32 on which a tape containing components is attached.

また、基台26の上方には本体フレームの左右(X軸方向)に分かれて固定された二本のY軸レール33と、これら二本のY軸レール33にそれぞれ摺動自在に支持される二本(装置全体で合計四本)のX軸レール34が配置されている。   Also, above the base 26, two Y-axis rails 33 that are separately fixed to the left and right (X-axis direction) of the main body frame, and are slidably supported by these two Y-axis rails 33, respectively. Two (a total of four in total) are arranged on the X-axis rail 34.

X軸レール34は、Y軸レール33に沿ってY軸方向に摺動でき、これらのX軸レール34には、それぞれ1台(装置全体で合計4台)の作業ヘッド35(35−1、35−2及び35−3、35−4)がX軸レール34に沿ってX軸方向に摺動自在に懸架されている。そして、これらの各作業ヘッド35には、同図(b) に示す例では2個の搭載ヘッド36が配設されている。つまりこの部品搭載装置20には合計8個の搭載ヘッド36が配設されている。   The X-axis rails 34 can slide in the Y-axis direction along the Y-axis rails 33, and each of these X-axis rails 34 (four in total as a whole device) 35 working heads 35 (35-1,. 35-2 and 35-3, 35-4) are suspended along the X-axis rail 34 so as to be slidable in the X-axis direction. In each working head 35, two mounting heads 36 are disposed in the example shown in FIG. That is, a total of eight mounting heads 36 are disposed in the component mounting apparatus 20.

上記の作業ヘッド35は、屈曲自在で内部が空洞な帯状のチェーン体37に保護・収容された複数本の不図示の信号コードを介して装置本体20の基台26内部の電装部マザーボード上に配設されている中央制御部と連結されている。作業ヘッド35は、これらの信号コードを介して中央制御部からは電力及び制御信号を供給され、中央制御部へは基板の位置決め用マークや部品の搭載位置の情報を示す画像データを送信する。   The work head 35 is bent on an electrical component motherboard inside the base 26 of the apparatus body 20 via a plurality of signal cords (not shown) that are protected and accommodated in a belt-like chain body 37 that is bendable and hollow inside. It is connected to the central control unit. The work head 35 is supplied with electric power and a control signal from the central control unit via these signal codes, and transmits image data indicating information on the substrate positioning marks and component mounting positions to the central control unit.

また、基板案内レール27と部品供給ステージ29との間には、搭載ヘッド36に吸着された部品を画像認識して、その良否と被吸着姿勢を判断するための部品認識用カメラ38が、4個の作業ヘッド35に対応して4箇所にそれぞれ配置されており、その近傍には図1(b) では図示を省略しているが、搭載ヘッド36に対して交換自在に装着するための複数種類の吸着ノズルを収容したノズルチェンジャーが配置されている。   Further, between the board guide rail 27 and the component supply stage 29, there are four component recognition cameras 38 for recognizing images of components sucked by the mounting head 36 and judging the quality and sucked posture. The four work heads 35 are arranged at four locations, respectively, and in the vicinity thereof are not shown in FIG. 1B, but a plurality of them are attached to the mounting head 36 in a replaceable manner. A nozzle changer containing various types of suction nozzles is arranged.

また、基台26の内部には、上述した中央制御部のほかに、特には図示しないが、基板の位置決め装置、基板を2本の基板案内レール27間に固定する基板固定機構等が備えられている。   In addition to the above-described central control unit, the base 26 is provided with a substrate positioning device, a substrate fixing mechanism for fixing the substrate between the two substrate guide rails 27, etc., although not particularly shown. ing.

図2は、上記作業ヘッド35の斜視図である。同図に示すように、作業ヘッド35は、上述したように屈曲自在な帯状のチェーン体37によって本体装置の中央制御部と連結されており、支持部39により支持された2個の搭載ヘッド36及び36と、基板認識用カメラ41を備えている。   FIG. 2 is a perspective view of the working head 35. As shown in the figure, the working head 35 is connected to the central control unit of the main body device by the bendable belt-like chain body 37 as described above, and the two mounting heads 36 supported by the support unit 39. And 36, and a substrate recognition camera 41.

2個の搭載ヘッド36は、それぞれZ軸方向(上下方向)に昇降可能であり且つθ軸方向(360°方向)に回転可能である。搭載ヘッド36の先端には、それぞれ拡散板照明装置42と更にその先端に吸着ノズル44を装着している。吸着ノズル44は、光拡散板44−1とノズル44−2とで形成されている。   Each of the two mounting heads 36 can move up and down in the Z-axis direction (vertical direction) and can rotate in the θ-axis direction (360 ° direction). A diffusion plate illuminating device 42 and a suction nozzle 44 are mounted at the tip of the mounting head 36, respectively. The suction nozzle 44 is formed by a light diffusion plate 44-1 and a nozzle 44-2.

上記の作業ヘッド35は、上述したY軸レール33とX軸レール34とにより前後左右に自在に移動する。これにより、吸着ノズル44は、作業ヘッド35と搭載ヘッド36を介して、各作業領域において、前後と左右に移動自在であり、上下に昇降自在であり、且つ360°方向に回転自在である。   The work head 35 moves freely forward, backward, left and right by the Y-axis rail 33 and the X-axis rail 34 described above. As a result, the suction nozzle 44 can be moved back and forth, right and left in each work area via the work head 35 and the mounting head 36, can be moved up and down, and can be rotated in a 360 ° direction.

この部品搭載装置は、上記のようにX、Y、Zの三次元の作業空間を移動自在な搭載ヘッド36先端の交換自在な吸着ノズル44により、部品供給装置から部品を吸着し、この吸着した部品を部品認識用カメラで画像認識し、その画像認識した部品を搭載すべき基板の位置を基板認識用カメラで画像認識し、その画像認識した基板上の位置に、上記画像認識した部品を位置補正しながら自動搭載して基板ユニットを生産する。   As described above, this component mounting apparatus sucks a component from the component supply device by the replaceable suction nozzle 44 at the tip of the mounting head 36 that is movable in the three-dimensional work space of X, Y, and Z, and sucks this component. Image recognition of the component with the component recognition camera, image recognition of the position of the board on which the image recognized component is to be mounted, and position of the image recognized component on the position of the image recognized board The board unit is produced with automatic mounting while correcting.

図3は、上記のように構成される部品搭載装置のシステムブロック図である。同図に示すように、本例の部品搭載装置20は、CPU45と、このCPU45にバス46で接続されたi/o(入出力)制御ユニット47及び画像処理ユニット48からなる制御部を備えている。   FIG. 3 is a system block diagram of the component mounting apparatus configured as described above. As shown in the figure, the component mounting apparatus 20 of this example includes a CPU 45 and a control unit including an i / o (input / output) control unit 47 and an image processing unit 48 connected to the CPU 45 by a bus 46. Yes.

また、CPU45にはメモリ49が接続されている。メモリ49は特には図示しないがプログラム領域とデータ領域を備えている。
また、i/o制御ユニット47には、基板28(図1(b) 参照)の部品搭載位置を照明するための基板照明装置51や、搭載ヘッド36の吸着ノズル44(図2参照)に吸着されている部品52を照明するための部品認識用カメラ38と一体に装備されているLED照明器53が照明制御ユニット54を介して接続されている。
A memory 49 is connected to the CPU 45. The memory 49 includes a program area and a data area (not shown).
Further, the i / o control unit 47 is sucked by the board illumination device 51 for illuminating the component mounting position of the board 28 (see FIG. 1B) and the suction nozzle 44 (see FIG. 2) of the mounting head 36. An LED illuminator 53 provided integrally with a component recognition camera 38 for illuminating the component 52 is connected via an illumination control unit 54.

更に、i/o制御ユニット47には、それぞれのアンプ(AMP)を介してX軸モータ55、Y軸モータ56、Z軸モータ57、及びθ軸モータ58が接続されている。
X軸モータ55は、作業ヘッド35をX方向に駆動し、Y軸モータ56は、作業ヘッド35をY方向に駆動し、Z軸モータ57は搭載ヘッド36を上下に駆動し、そしてθ軸モータ58は搭載ヘッド36つまり吸着ノズル44を360度回転させる。
Further, an X-axis motor 55, a Y-axis motor 56, a Z-axis motor 57, and a θ-axis motor 58 are connected to the i / o control unit 47 via respective amplifiers (AMP).
The X axis motor 55 drives the work head 35 in the X direction, the Y axis motor 56 drives the work head 35 in the Y direction, the Z axis motor 57 drives the mounting head 36 up and down, and the θ axis motor. 58 rotates the mounting head 36, that is, the suction nozzle 44 360 degrees.

上記の各アンプには、特には図示しないが、それぞれエンコーダが配設されており、これらのエンコーダにより各モータ(X軸モータ55、Y軸モータ56、Z軸モータ57、及びθ軸モータ58)の回転に応じたエンコーダ値がi/o制御ユニット47を介してCPU45に入力する。これにより、CPU45は、各搭載ヘッド36の前後、左右、上下の現在位置、及び回転角を認識することができる。   Although not shown in particular, each of the amplifiers is provided with an encoder, and the motors (X-axis motor 55, Y-axis motor 56, Z-axis motor 57, and θ-axis motor 58) are provided by these encoders. The encoder value corresponding to the rotation of the signal is input to the CPU 45 via the i / o control unit 47. Thereby, the CPU 45 can recognize the front and rear, left and right, upper and lower current positions, and rotation angles of each mounting head 36.

更に、上記のi/o制御ユニット47には、バキュームユニット59が接続されている。バキュームユニット59はバキュームチューブ61を介して搭載ヘッド36の吸着ノズル44に空気的に接続されている。   Further, a vacuum unit 59 is connected to the i / o control unit 47. The vacuum unit 59 is pneumatically connected to the suction nozzle 44 of the mounting head 36 via the vacuum tube 61.

このバキュームチューブ61には空圧センサ62が配設されている。バキュームユニット59は、吸着ノズル44に対しバキュームによって部品52を吸着させ、又はバキューム解除とエアブローとバキュームブレイク(真空破壊)によって吸着を解除させる。   The vacuum tube 61 is provided with a pneumatic sensor 62. The vacuum unit 59 causes the suction nozzle 44 to suck the component 52 by vacuum, or releases suction by vacuum release, air blow, and vacuum break (vacuum break).

このとき、空圧センサ62からバキュームチューブ61内の空気圧データが電気信号としてi/o制御ユニット47を介しCPU45に出力される。これにより、CPU45は、バキュームチューブ61内の空気圧の状態を知って、吸着ノズル44によって部品52を吸着する準備が出来ているか否かを認識することができると共に、吸着された部品52が正常に吸着されているか否かを認識することができる。   At this time, the air pressure data in the vacuum tube 61 is output from the air pressure sensor 62 to the CPU 45 as an electrical signal via the i / o control unit 47. Thereby, the CPU 45 knows the state of the air pressure in the vacuum tube 61 and can recognize whether or not the component 52 is ready to be sucked by the suction nozzle 44, and the sucked component 52 is normally Whether it is adsorbed or not can be recognized.

更に、上記のi/o制御ユニット47には、位置決め装置、ベルト駆動モータ、基板センサ、異常表示ランプ等がそれぞれのドライバを介して接続されている。位置決め装置は、部品搭載装置20の基台内部において基板案内レール27の下方に配置され、装置内に案内されてくる基板28の位置決めを行う。   Further, the i / o control unit 47 is connected to a positioning device, a belt drive motor, a substrate sensor, an abnormality display lamp and the like via respective drivers. The positioning device is disposed below the board guide rail 27 inside the base of the component mounting apparatus 20 and positions the board 28 guided into the apparatus.

ベルト駆動モータは、案内レール27に一体的に配設されている搬送ベルトを循環駆動する。基板センサは、基板28の搬入と搬出を検知する。異常表示ランプは、部品搭載装置20の動作異常や作業領域内の異物進入等の異常時に点灯又は点滅して異常発生を現場作業者に報知する。   The belt drive motor circulates and drives the conveyor belt that is integrally disposed on the guide rail 27. The substrate sensor detects the loading and unloading of the substrate 28. The abnormality display lamp is lit or blinked when an abnormality such as an operation abnormality of the component mounting apparatus 20 or an entry of a foreign object in the work area, and notifies the site worker of the occurrence of the abnormality.

また、CPU45には、通信i/oインターフェース63、表示操作入力装置64、記録装置65が接続されている。通信i/oインターフェース63は、例えばティーチング処理などを例えばパーソナルコンピュータ等の他の処理装置で行う場合などに、これらの処理装置と有線又は無線で接続してCPU45との通信が可能であるようにする。   In addition, a communication i / o interface 63, a display operation input device 64, and a recording device 65 are connected to the CPU 45. The communication i / o interface 63 is capable of communicating with the CPU 45 by connecting to these processing devices in a wired or wireless manner when, for example, teaching processing is performed by another processing device such as a personal computer. To do.

記録装置65は、例えばハードデスク、MO(Magneto Optical disk)、FD(floppy disk:フロッピー(登録商標)ディスク)、CD−ROM(compact disc read only memory)/RW(Read & Write)、フラッシュメモリ装置等の各種の記録媒体を装着可能であり、部品搭載装置20の部品搭載処理、その事前に行なわれる部品搭載ティーチング処理等のプログラムや、部品ライブラリのデータ、段取り表データ、CAD(computer aided design)からのNC(numerical control、数値制御)データ等の各種のデータを記録して保持している。   The recording device 65 is, for example, a hard disk, an MO (Magneto Optical disk), an FD (floppy disk), a CD-ROM (compact disc read only memory) / RW (Read & Write), a flash memory device. Can be mounted, and programs such as component mounting processing of the component mounting apparatus 20 and component mounting teaching processing performed in advance, component library data, setup table data, CAD (computer aided design) Various data such as NC (numerical control) data is recorded and held.

上記のプログラムはCPU45によりメモリ49のプログラム領域にロードされて各部の制御の処理に使用される。上記のデータもメモリ49のデータ領域に読み出されて、所定の処理がなされる。   The above program is loaded into the program area of the memory 49 by the CPU 45 and used for control processing of each unit. The above data is also read into the data area of the memory 49 and subjected to predetermined processing.

処理されて更新されたデータは、所定の記録媒体の所定のデータ領域に格納されて保存される。また、メモリ49のデータ領域は、細分化された多数のレジスタ領域を備えており、このレジスタ領域には各種の計数値が一時的に保存される。   The processed and updated data is stored and stored in a predetermined data area of a predetermined recording medium. The data area of the memory 49 includes a number of subdivided register areas, and various count values are temporarily stored in the register area.

表示操作入力装置64は、部品搭載作業の実行時には、画像処理ユニット48が作業ヘッド36側の基板認識用カメラ41で撮像した基板28の画像や、同じく画像処理ユニット48が本体装置側の部品認識用カメラ38で撮像した部品52の画像を表示装置に表示する。   The display operation input device 64 is configured to display an image of the substrate 28 taken by the image processing unit 48 with the substrate recognition camera 41 on the work head 36 side or the component recognition on the main body device side. The image of the part 52 imaged by the camera 38 is displayed on the display device.

またティーチング処理の実行時には、ティーチング画面を表示し、段取り替え時には、切り替え前の基板用の段取り表の段取りデータとこれから生産する基板用の段取り表の段取りデータとを比較した結果の相違を教示報知するなどする。   In addition, the teaching screen is displayed when executing the teaching process, and when the setup is changed, the difference between the results of comparing the setup data of the setup table for the board before switching with the setup data of the setup table for the board to be produced is informed. To do.

CPU45は、基板28に部品52を搭載するに当たっては、テープ式部品供給装置31から搭載ヘッド36先端の吸着ノズル44に吸着した部品52を、部品認識用カメラ38で画像認識し、その画像認識した部品52を搭載すべき基板28の搭載位置を基板認識用カメラ41で画像認識し、その画像認識した基板上の搭載位置に、上記画像認識した部品52を位置補正しながら搭載する。   When mounting the component 52 on the board 28, the CPU 45 recognizes the image of the component 52 sucked by the suction nozzle 44 at the tip of the mounting head 36 from the tape-type component supply device 31 and recognizes the image. The mounting position of the substrate 28 on which the component 52 is to be mounted is image-recognized by the substrate recognition camera 41, and the image-recognized component 52 is mounted while correcting the position at the mounting position on the substrate that has been image-recognized.

図4は、本例の部品搭載装置20における部品供給ステージの状態を模式的に示す図である。図4には、2本の基板案内レール27、搬入された基板26、部品供給ステージ29、その部品供給ステージ29に配設されたテープ式部品供給装置31、及びトレー式部品供給装置66、基板26上を前後左右(XY方向)に移動して部品搭載作業を行う作業ヘッド35、この作業ヘッド35に保持されて上下(Z方向)に昇降し且つ360度に回転自在な搭載ヘッド36、この搭載ヘッド36の先端に吸着された部品52を画像認識する部品認識用カメラ38を示している。   FIG. 4 is a diagram schematically showing the state of the component supply stage in the component mounting apparatus 20 of this example. In FIG. 4, two substrate guide rails 27, a substrate 26 carried in, a component supply stage 29, a tape-type component supply device 31 disposed on the component supply stage 29, a tray-type component supply device 66, and a substrate 26, a work head 35 for moving parts back and forth, left and right (XY directions), a mounting head 36 which is held by the work head 35 and moved up and down (Z direction) and is rotatable 360 degrees, A component recognition camera 38 for recognizing an image of the component 52 adsorbed on the tip of the mounting head 36 is shown.

搭載ヘッド36は、テープ式部品供給装置31のテープリール32から部品供給口69まで引き出される部品テープ71の部品52a、あるいはトレー式部品供給装置66の部品ステージ67に装置内部のパレット収容棚から引き出されているパレット上のトレー68から部品52bを吸着する。   The mounting head 36 is pulled out from the pallet storage shelf inside the device to the component 52a of the component tape 71 pulled out from the tape reel 32 of the tape-type component supply device 31 to the component supply port 69 or to the component stage 67 of the tray-type component supply device 66. The component 52b is sucked from the tray 68 on the pallet.

そして、搭載ヘッド36は、その吸着した部品52(52a又は52b)を、図の矢印aで示すように引き上げ、矢印bで示すように基板26上に移動する途上で部品認識用カメラ38で部品52を画像認識し、位置の補正を行って、矢印cで示すように基板26上の部品搭載位置に移動し、矢印dで示すように降下して、その部品52を基板26上に搭載する。   Then, the mounting head 36 lifts the sucked component 52 (52a or 52b) as shown by an arrow a in the figure, and moves the component on the substrate 26 as shown by an arrow b by the component recognition camera 38. 52, the image is recognized, the position is corrected, the position is moved to the component mounting position on the substrate 26 as indicated by the arrow c, and the position 52 is lowered as indicated by the arrow d to mount the component 52 on the substrate 26. .

図5(a) は、上記搭載ヘッド36が、その吸着ノズル44に吸着した部品52を、基板26上に移動する途上で部品認識用カメラ38で部品52を画像認識するために撮像基準位置で一時停止した状態を模式的に示す図であり、図5(b) は、その撮像の原理を模式的に示す図である。   FIG. 5A shows an imaging reference position in which the component recognition camera 38 recognizes an image of the component 52 while the mounting head 36 moves the component 52 adsorbed by the adsorption nozzle 44 onto the substrate 26. FIG. 5B is a diagram schematically showing a temporarily stopped state, and FIG. 5B is a diagram schematically showing the imaging principle.

但し、図5(b) には、作業ヘッド35側の構成を分かり易く簡略に示すため作業ヘッド35を図示を省略し、搭載ヘッド36(吸着ノズル44)と、その吸着ノズル44に吸着した部品52のみを示している。   However, in FIG. 5B, the work head 35 is not shown in order to easily and easily show the configuration of the work head 35 side, and the mounting head 36 (suction nozzle 44) and the parts sucked by the suction nozzle 44 are omitted. Only 52 is shown.

図5(a) に示す搭載ヘッド36の一時停止の基準位置は、通常のサイズの部品を撮像する場合の撮像位置であり、搭載ヘッド36は、部品認識用カメラ38との図5(a) に示された位置関係に固定された状態で、部品52に対する一回の撮像が行われる。   The reference position for temporarily stopping the mounting head 36 shown in FIG. 5A is an imaging position in the case of imaging a normal size component, and the mounting head 36 is connected to the component recognition camera 38 in FIG. In this state, the imaging of the component 52 is performed once.

この撮影では、部品52の光像72は、レンズ73を透過したのち、撮像素子74の結像面に結像する。
これにより得られる画像データは例えば図9(b) に示したような、撮像素子74の解像度に即した画像データである。
In this photographing, the optical image 72 of the component 52 is imaged on the imaging surface of the image sensor 74 after passing through the lens 73.
The image data obtained by this is image data conforming to the resolution of the image sensor 74 as shown in FIG. 9B, for example.

また、図5(b) に示す本例の部品認識用カメラ38においては、撮像素子74の1画素の大きさを7μm×7μとすれば、この1画素上に結像する部品52の撮影範囲は50μm×50μmである。   In the component recognition camera 38 of this example shown in FIG. 5B, if the size of one pixel of the image sensor 74 is 7 μm × 7 μ, the photographing range of the component 52 imaged on the one pixel is set. Is 50 μm × 50 μm.

したがって、搭載ヘッド36すなわち部品52をX軸又はY軸方向へ50μm×1/2=25μm移動させれば、撮像素子74上の結像が、X軸又はY軸方向へ1画素×1/2だけ移動することになる。   Therefore, if the mounting head 36, that is, the component 52 is moved 50 μm × 1/2 = 25 μm in the X-axis or Y-axis direction, the image on the image sensor 74 is 1 pixel × 1/2 in the X-axis or Y-axis direction. Will only move.

図6(a) は、図5(b) に示す搭載ヘッド36と部品認識用カメラ38との基準位置における位置関係をX軸に平行な側面から見た図であり、図6(b) はそのE矢視図(Y軸に平行な側面から見た図)であり、図6(c),(d) は、それぞれ図6(a),(b) を上から見た図である。   6 (a) is a view of the positional relationship between the mounting head 36 and the component recognition camera 38 shown in FIG. 5 (b) as viewed from the side parallel to the X axis, and FIG. FIG. 6E is a view taken from the side of the arrow E (viewed from the side parallel to the Y axis), and FIGS. 6C and 6D are views of FIGS. 6A and 6B viewed from above, respectively.

本例の部品搭載装置は、高解像の撮像が必要な微小部品を撮像する場合は、上記の位置関係での撮像に加えて、上記の位置関係に対して搭載ヘッド36がX方向及びY方向に、それぞれ25μm移動して、撮像素子74上の結像が1/2画素分ずれた位置の撮像を行う。   In the component mounting apparatus of this example, when imaging a micro component that requires high-resolution imaging, in addition to imaging with the above positional relationship, the mounting head 36 has an X direction and Y direction with respect to the above positional relationship. Each image is moved in the direction by 25 μm, and an image is taken at a position where the image formation on the image sensor 74 is shifted by 1/2 pixel.

尚、搭載ヘッド36によるX方向又はY方向への25μmの移動は、本来搭載ヘッド36が備えている微小移動の機能である。
本例では、上記のようにして撮像して得られる2つの画像データを合成して 解像度の高い画像データを得ることにより微小部品の画像処理を可能としている。しかも、撮像装置内に特別に画素ずらし用の移動機構などを設けることなく、本来搭載ヘッド36が備えている微小移動の機能を利用して画素ずらしを行う。
Note that the movement of 25 μm in the X direction or the Y direction by the mounting head 36 is a function of minute movement that the mounting head 36 originally has.
In this example, it is possible to perform image processing of minute parts by synthesizing two image data obtained by imaging as described above to obtain high-resolution image data. In addition, the pixel shift is performed using the minute movement function originally provided in the mounting head 36 without providing a special pixel shift moving mechanism in the imaging apparatus.

図7(a) は、そのような解像度の高い画像データを得る撮像処理を行うCPU45による処理動作を説明するフローチャートであり、図7(b) は、そのときの搭載ヘッド36と部品認識用カメラ38との位置関係を示す図である。   FIG. 7A is a flowchart for explaining the processing operation by the CPU 45 that performs such an imaging process to obtain image data with high resolution, and FIG. 7B shows the mounting head 36 and the component recognition camera at that time. It is a figure which shows the positional relationship with 38.

尚、図7(b) は、図6(c) のように搭載ヘッド36と部品認識用カメラ38との位置関係を上から見た図である。
図7(a) において、CPU45は、先ず部品認識用カメラ38で撮像する対象部品が撮像素子74が有する標準解像度で良いか否かを判別する(S1)。
FIG. 7B is a view of the positional relationship between the mounting head 36 and the component recognition camera 38 as seen from above, as shown in FIG. 6C.
In FIG. 7A, the CPU 45 first determines whether or not the target component to be imaged by the component recognition camera 38 may have the standard resolution possessed by the image sensor 74 (S1).

この処理では、この部品搭載処理プログラムで使用される部品マスターの部品データに予め部品のサイズが登録されており、その対象部品のサイズが所定のサイズよりも小さいか否かの判別が行われる。   In this process, the component size is registered in advance in the component data of the component master used in the component mounting processing program, and it is determined whether or not the size of the target component is smaller than a predetermined size.

そして、判別結果が標準解像度で良い、すなわち対象部品のサイズが所定のサイズ以上であるときは(S1がYES)、図5及び図6(a) 〜(d) に示した基準位置で対象部品を撮像する(S2)。   When the determination result is a standard resolution, that is, when the size of the target part is equal to or larger than the predetermined size (S1 is YES), the target part is displayed at the reference position shown in FIGS. 5 and 6 (a) to (d). Is imaged (S2).

そして、その基準位置で撮像した対象部品の画像データを画像処理したのち、もし位置ずれが認識されれば、その位置ずれのぶんの搭載位置への補正を行って(S3)、撮像処理を終了する。   Then, after image processing of the image data of the target part imaged at the reference position is performed, if a positional deviation is recognized, the position deviation is corrected to the mounting position (S3), and the imaging process is terminated. To do.

他方、上記処理S1の判別で、標準解像度では良くない、すなわち対象部品のサイズが所定のサイズよりも小さいときは(S1がNO)、先ず、上記同様に基準位置で撮像し(S4)、続いて、CPU45は、搭載ヘッド36を基準位置よりもX方向へ1/2解像度分、Y方向へ1/2解像度分移動させる(S5)。   On the other hand, if the standard resolution is not good in the determination of the processing S1, that is, if the size of the target part is smaller than the predetermined size (S1 is NO), first, the image is taken at the reference position as described above (S4), The CPU 45 moves the mounting head 36 from the reference position by ½ resolution in the X direction and by ½ resolution in the Y direction (S5).

この処理では、1/2解像度分つまり撮像素子74の1/2画素分、すなわち上述したように撮像素子74の1画素の大きさが7μm×7μmの場合は、搭載ヘッド36(すなわち部品52)をX軸へ25μm、Y軸へ25μm移動させる処理である。   In this process, when the resolution is 1/2 resolution, that is, 1/2 pixel of the image sensor 74, that is, as described above, the size of one pixel of the image sensor 74 is 7 μm × 7 μm, the mounting head 36 (that is, the component 52). Is moved to the X axis by 25 μm and to the Y axis by 25 μm.

図7(b) は、上記のように搭載ヘッド36がX軸方向へ距離F(25μm)、Y軸方向へ距離F(25μm)だけ移動した状態を示している。これにより、撮像素子74上の結像は、基準位置での結像よりもX軸方向に1/2画素分、Y軸方向に1/2画素分つまり1/2解像度分移動する。   FIG. 7B shows a state in which the mounting head 36 is moved by the distance F (25 μm) in the X-axis direction and the distance F (25 μm) in the Y-axis direction as described above. Thereby, the image formation on the image sensor 74 moves by 1/2 pixel in the X-axis direction and 1/2 pixel in the Y-axis direction, that is, 1/2 resolution, compared to the image formation at the reference position.

尚、実際には、搭載ヘッド36がプラスX軸方向へ移動すれば撮像素子74上の結像はマイナスX軸方向へ移動する。Y軸の場合も同様である。
ここで、CPU45は、その1/2解像度分X軸方向、及び1/2解像度分Y軸方向にずれた結象を画像データ化する、すなわち画像を撮像する(S6)。
In practice, if the mounting head 36 moves in the plus X-axis direction, the image on the image sensor 74 moves in the minus X-axis direction. The same applies to the Y axis.
Here, the CPU 45 converts the image shifted in the X-axis direction by ½ resolution and the Y-axis direction by ½ resolution, that is, captures an image (S6).

そして、CPU45は、上記基準位置で撮像した画像データと、X軸方向に1/2解像度分、Y軸方向に1/2解像度分移動した(ずれた)画像データを合成する(S7)。
これにより、例えば図9(c) に示したような高精細な画像データが得られる。そして、CPU45は、上記得られた高精細な画像データを画像処理して、もし位置ずれが認識されれば、その位置ずれのぶんの搭載位置への補正を行って(S8)、撮像処理を終了する。
Then, the CPU 45 synthesizes the image data captured at the reference position and the image data moved (shifted) by ½ resolution in the X-axis direction and ½ resolution in the Y-axis direction (S7).
Thereby, for example, high-definition image data as shown in FIG. 9C is obtained. Then, the CPU 45 performs image processing on the obtained high-definition image data, and if the positional deviation is recognized, corrects the positional deviation to the mounting position (S8), and performs the imaging process. finish.

このように、本発明の画像データ生成方法によれば、画素ずらしを部品認識用カメラ内部の機構に画素ずらし移動機構などの追加装備を設けることなく、搭載ヘッドが本来備えている微小移動の機能を活用して、撮像素子上の結像を1/2画素分移動させる画素ずらしの手法を用いるので、部品搭載装置本体のコスト上昇を招くことなく現状維持のまま高精細画像データを生成することができる。   As described above, according to the image data generation method of the present invention, the function of fine movement originally provided in the mounting head is provided without providing additional equipment such as a pixel shift movement mechanism in the mechanism inside the component recognition camera. Is used to generate high-definition image data while maintaining the current status without causing an increase in the cost of the component mounting device main body. Can do.

尚、上記実施の形態では、部品の撮像について説明したが、基板についも、微小な位置の確認には、上記同様の画素ずらしの手法によって、作業ヘッドに装備されている基板認識用カメラの機構に画素ずらし移動機構などの追加装備を設けることなく、搭載ヘッドが本来備えている微小移動の機能を活用して、基板と基板認識用カメラの相対位置を1/2画素分移動させることによって容易に高精細な基板の位置画像を得ることができる。   In the above embodiment, the imaging of the components has been described. However, the mechanism of the substrate recognition camera provided in the work head is also used for confirming the minute position of the substrate by the same pixel shifting method as described above. Easily move the relative position of the substrate and the substrate recognition camera by ½ pixel by utilizing the micro-movement function that the mounting head originally has, without providing additional equipment such as a pixel shifting mechanism. It is possible to obtain a highly precise position image of the substrate.

(a) は本発明の画像データ生成方法を用いる一実施例における部品搭載装置の例を示す外観斜視図、(b) はその上下の保護カバーを取り除いて内部の構成を模式的に示す斜視図である。(a) is an external perspective view showing an example of a component mounting apparatus in an embodiment using the image data generation method of the present invention, (b) is a perspective view schematically showing an internal configuration by removing the upper and lower protective covers. It is. 本例の部品搭載装置の作業ヘッドの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the working head of the component mounting apparatus of this example. 本例の部品搭載装置のシステムブロック図である。It is a system block diagram of the component mounting apparatus of this example. 本例の部品搭載装置の部品供給ステージの状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the state of the component supply stage of the component mounting apparatus of this example. (a) は搭載ヘッドが吸着ノズルに吸着した部品を基板上に移動する途上で画像認識を行うために部品認識用カメラ上の基準位置で一時停止した状態を模式的に示す図、(b) はその撮像の原理を模式的に示す図である。(a) is a diagram schematically showing a state in which the mounting head is temporarily stopped at the reference position on the component recognition camera in order to perform image recognition while moving the component sucked by the suction nozzle onto the substrate, (b) FIG. 3 is a diagram schematically showing the principle of imaging. (a) は搭載ヘッドと部品認識用カメラとの基準位置における位置関係をX軸に平行な側面から見た図、(b) はそのE矢視図(Y軸に平行な側面から見た図)、(c),(d) はそれぞれ(a),(b) を上から見た図である。(a) is a view of the positional relationship between the mounting head and the component recognition camera at the reference position as viewed from the side parallel to the X axis, and (b) is a view as viewed from the arrow E (viewed from the side parallel to the Y axis). ), (C), (d) are views of (a), (b) as seen from above. (a) は解像度の高い画像データを得る撮像処理を行うCPUによる処理動作を説明するフローチャート、(b) はそのときの搭載ヘッドと部品認識用カメラとの位置関係を示す図である。(a) is a flowchart for explaining a processing operation by a CPU that performs an imaging process for obtaining high-resolution image data, and (b) is a diagram showing a positional relationship between a mounting head and a component recognition camera at that time. 従来の空間画素ずらしにより撮像素子の実際の解像度よりも高い解像度の画像データを生成する部品認識方法を説明する図である。It is a figure explaining the component recognition method which produces | generates the image data of the resolution higher than the actual resolution of an image pick-up by the conventional spatial pixel shift. (a),(b),(c) は空間画素ずらしにより撮像素子の実際の解像度よりも高い解像度の画像データを生成する原理を説明する図である。(a), (b), (c) is a figure explaining the principle which produces | generates the image data of the resolution higher than the actual resolution of an image pick-up element by spatial pixel shifting.

符号の説明Explanation of symbols

1 作業ヘッド
2 搭載ヘッド
3 吸着ノズル
4 部品
5 基準レーザー光
6 レーザー光源
7 撮像装置(部品認識用カメラ装置)
8 照明装置
9 レンズ
11 反射鏡
12 圧電素子
13 ハーフミラー
14 部品認識用撮像素子
15 基準光検出用撮像素子
16 制御部
17 部品搭載装置本体制御部
18 撮像素子
18−1 基準位置からY方向に1/2画素分移動させた位置
18−2 基準位置からX方向に1/2画素分移動させた位置
20 部品搭載装置
22 モニタ装置
23 警報ランプ
24 上部保護カバー
25 操作入力用表示装置
26 基台
27 基板案内レール
28 基板
29 部品供給ステージ
31 テープ式部品供給装置
32 テープリール
33 Y軸レール
34 X軸レール
35(35−1、35−2、35−3、35−4) 作業ヘッド
36(36−1、36−2) 搭載ヘッド
37 チェーン体
38 部品認識用カメラ
39 支持部
41 基板認識用カメラ
42 拡散板照明装置
44 吸着ノズル
44−1 光拡散板
44−2 ノズル
45 CPU
46 バス
47 i/o(入出力)制御ユニット
48 画像処理ユニット
49 メモリ
51 基板照明装置
52、52a、52b 部品
53 LED照明器
54 照明制御ユニット
55 X軸モータ
56 Y軸モータ
57 Zモータ
58 θ軸モータ
59 バキュームユニット
61 バキュームチューブ
62 空圧センサ
63 通信i/oインターフェース
64 表示操作入力装置
65 記録装置
66 トレー式部品供給装置
67 部品ステージ
68 トレー
69 部品供給口
71 部品テープ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Work head 2 Mounting head 3 Adsorption nozzle 4 Parts 5 Reference laser beam 6 Laser light source 7 Imaging device (camera apparatus for component recognition)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 Illuminating device 9 Lens 11 Reflecting mirror 12 Piezoelectric element 13 Half mirror 14 Component recognition image sensor 15 Reference light detection image sensor 16 Control unit 17 Component mounting device body control unit 18 Image sensor 18-1 1 in the Y direction from the reference position / 2 Position moved by 2 pixels 18-2 Position moved by 1/2 pixel in the X direction from the reference position 20 Component mounting device 22 Monitor device 23 Alarm lamp 24 Upper protective cover 25 Display device for operation input 26 Base 27 Substrate guide rail 28 Substrate 29 Component supply stage 31 Tape-type component supply device 32 Tape reel 33 Y-axis rail 34 X-axis rail 35 (35-1, 35-2, 35-3, 35-4) Working head 36 (36- 1, 36-2) Mounting head 37 Chain body 38 Component recognition camera 39 Support section 41 Substrate recognition camera 42 Diffusion plate illumination device 44 suction nozzle 44-1 light diffuser plate 44-2 nozzle 45 CPU
46 Bus 47 i / o (input / output) control unit 48 Image processing unit 49 Memory 51 Board illumination device 52, 52a, 52b Component 53 LED illuminator 54 Illumination control unit 55 X-axis motor 56 Y-axis motor 57 Z-motor 58 θ-axis Motor 59 Vacuum unit 61 Vacuum tube 62 Air pressure sensor 63 Communication i / o interface 64 Display operation input device 65 Recording device 66 Tray type component supply device 67 Component stage 68 Tray 69 Component supply port 71 Component tape

Claims (5)

部品搭載装置本体側に固定配置されている電子部品認識用カメラのCCD(Charge Coupled Device)により搭載ヘッドの吸着ノズルに吸着されて保持される電子部品の所望の部位を撮像して電子部品への画像認識用の画像データを生成する画像データ生成方法であって、
搭載ヘッドが電子部品撮像の基準位置にあるとき前記電子部品を撮像して基準の画像データを生成し、
搭載ヘッドが前記基準位置よりもX方向とY方向へ所定の距離移動した位置にあるとき前記電子部品を撮像して撮像画像データを生成し、
前記基準の画像データ、及び前記撮像画像データを合成して前記CCDが有する解像度よりも高い解像度の画像データを得る、
ことを特徴とする画像データ生成方法。
The desired part of the electronic component that is held by the suction nozzle of the mounting head is imaged by a CCD (Charge Coupled Device) of the electronic component recognition camera that is fixedly arranged on the component mounting apparatus main body side, and the electronic component An image data generation method for generating image data for image recognition,
When the mounting head is at a reference position for imaging an electronic component, the electronic component is imaged to generate reference image data,
When the mounting head is at a position moved by a predetermined distance in the X direction and the Y direction from the reference position, the electronic component is imaged to generate captured image data,
Combining the reference image data and the captured image data to obtain image data with a resolution higher than the resolution of the CCD;
An image data generation method characterized by the above.
前記X方向又はY方向への所定の移動距離は、前記電子部品の撮像光路の合焦位置が前記CCDの受光面を1/2画素分移動することに対応する移動距離である、ことを特徴とする請求項1記載の画像データ生成方法。   The predetermined movement distance in the X direction or the Y direction is a movement distance corresponding to the movement of the focusing position of the imaging optical path of the electronic component by 1/2 pixel on the light receiving surface of the CCD. The image data generation method according to claim 1. 搭載ヘッドに保持される基板認識用カメラのCCD(Charge Coupled Device)により基板の所望の部位を撮像して基板への画像認識用の画像データを生成する画像データ生成方法であって、
搭載ヘッドが基板撮像の基準位置にあるとき前記基板を撮像して基準の画像データを生成し、
搭載ヘッドが前記基準位置よりもX方向とY方向へ所定の距離移動した位置にあるとき前記基板を撮像して撮像画像データを生成し、
前記基準の画像データ、及び前記撮像画像データを合成して前記CCDが有する解像度よりも高い解像度の画像データを得る、
ことを特徴とする画像データ生成方法。
An image data generation method for imaging a desired part of a substrate by a CCD (Charge Coupled Device) of a substrate recognition camera held by a mounting head and generating image data for image recognition on the substrate,
When the mounting head is at the reference position for imaging the substrate, the substrate is imaged to generate reference image data,
When the mounting head is at a position moved by a predetermined distance in the X direction and the Y direction from the reference position, the substrate is imaged to generate captured image data,
Combining the reference image data and the captured image data to obtain image data with a resolution higher than the resolution of the CCD;
An image data generation method characterized by the above.
前記X方向又はY方向への所定の移動距離は、前記基板の撮像光路の合焦位置が前記CCDの受光面を1/2画素分移動することに対応する移動距離である、ことを特徴とする請求項1記載の画像データ生成方法。   The predetermined movement distance in the X direction or the Y direction is a movement distance corresponding to the movement of the focusing position of the imaging optical path of the substrate by 1/2 pixel on the light receiving surface of the CCD. The image data generation method according to claim 1. 請求項1乃至4記載の画像データ生成方法により電子部品認識用及び/又は基板認識用の画像データを生成する、ことを特徴とする部品搭載装置。   5. A component mounting apparatus, wherein image data for electronic component recognition and / or substrate recognition is generated by the image data generation method according to claim 1.
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KR20210033898A (en) * 2019-09-19 2021-03-29 파스포드 테크놀로지 주식회사 Die bonding apparatus and manufacturing method of semiconductor device

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4618370B2 (en) * 2008-12-08 2011-01-26 ソニー株式会社 Imaging apparatus, imaging method, and program
JP5385010B2 (en) * 2009-05-29 2014-01-08 Juki株式会社 Electronic component mounting equipment
EP3079452B1 (en) * 2013-12-02 2018-03-14 Fuji Machine Mfg. Co., Ltd. Assembly machine
EP3369362B1 (en) * 2015-10-30 2020-01-08 Sony Corporation Information processing device, information processing method, and endoscope system
CN107135335A (en) * 2016-02-29 2017-09-05 致伸科技股份有限公司 Obtain the method for image and the Extraction of Image device and electronic installation of application this method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210033898A (en) * 2019-09-19 2021-03-29 파스포드 테크놀로지 주식회사 Die bonding apparatus and manufacturing method of semiconductor device
KR102430827B1 (en) * 2019-09-19 2022-08-09 파스포드 테크놀로지 주식회사 Die bonding apparatus and manufacturing method of semiconductor device

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