JP2007007768A - Part adsorbing method and part adsorbing device - Google Patents
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Description
本発明は、部品吸着方法及び装置、更に詳細には、部品実装機において、部品供給位置に移動した収納トレイに収納されている部品を吸着ヘッドにより吸着する部品吸着方法及び装置に関するものである。 The present invention relates to a component suction method and apparatus, and more particularly to a component suction method and apparatus for sucking a component stored in a storage tray moved to a component supply position by a suction head in a component mounter.
従来から、部品供給装置から供給される電子部品(以下、単に部品という)を、吸着ヘッドの吸着ノズルにより吸着し、その吸着された部品を搬送されてくる回路基板の所定位置に実装する部品実装装置が知られている。ここで、部品供給装置としては、フィーダーなどの供給装置のほかに、多数の部品を収納したトレイを供給するトレイ供給装置がある。 Conventionally, electronic components supplied from a component supply device (hereinafter simply referred to as components) are adsorbed by an adsorption nozzle of an adsorption head, and the adsorbed components are mounted at a predetermined position on a circuit board being conveyed. The device is known. Here, as the component supply device, there is a tray supply device for supplying a tray storing a large number of components in addition to a supply device such as a feeder.
外部部品供給装置として、トレイ供給装置が用いられる場合には、トレイ供給装置からトレイが、部品実装装置の部品供給位置に移動され、部品実装装置の吸着ヘッドがトレイに収納された部品を吸着している。このとき、収納トレイが正しく位置決めされていないと、指示された部品を吸着できないので、機械的に収納トレイを位置決めする方法が提案されている(特許文献1)。 When a tray supply device is used as the external component supply device, the tray is moved from the tray supply device to the component supply position of the component mounting device, and the suction head of the component mounting device sucks the components stored in the tray. ing. At this time, if the storage tray is not correctly positioned, the instructed component cannot be picked up, so a method for mechanically positioning the storage tray has been proposed (Patent Document 1).
また、吸着ノズルが部品中心を吸着できるようにするために、部品収納マージンが小さい部品については、部品収納部毎に収納されている部品を、吸着ヘッドに搭載された撮像装置で撮像し、それを画像処理装置によって認識し、部品個々の吸着位置座標を取得していた。
しかしながら、従来の部品個々の吸着位置座標を取得する方法では、トレイに収納されている部品を個々に認識しなければならないので、吸着タクトが増大するという問題があった。 However, in the conventional method of acquiring the suction position coordinates of each component, there is a problem that the suction tact increases because the components stored in the tray must be individually recognized.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、簡単な方法で、短時間に、しかも正確に部品収納トレイに収納されている部品を吸着することができる部品吸着方法及び装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve such problems, and a component suction method capable of sucking the components stored in the component storage tray in a short time and accurately by a simple method and It is an object to provide an apparatus.
本発明は、
部品供給位置に移動した収納トレイに収納されている部品を吸着ヘッドにより吸着する部品吸着方法であって、
吸着ヘッドに搭載された撮像装置を予め定められた収納トレイの部品収納位置に移動させて、そこに収納されている部品または部品収納部を撮像し、
撮像された画像を処理してその処理結果から前記部品収納位置に収納されている部品の吸着位置の補正値を求め、
吸着ヘッドを前記補正値で補正された部品吸着位置に移動させて部品を吸着することを特徴とする。
The present invention
A component suction method in which a component stored in a storage tray moved to a component supply position is suctioned by a suction head,
Move the imaging device mounted on the suction head to a predetermined component storage position of the storage tray to image the component or component storage unit stored there,
Processing the captured image and obtaining the correction value of the suction position of the component stored in the component storage position from the processing result,
The suction head is moved to the component suction position corrected with the correction value to suck the component.
また、本発明は、
部品供給位置に移動した収納トレイに収納されている部品を吸着ヘッドにより吸着する部品吸着装置であって、
吸着ヘッドに搭載された撮像装置と、
撮像装置を予め定められた収納トレイの部品収納位置に移動させる移動手段と、
部品収納位置に収納されている部品または部品収納部の前記撮像装置による画像を処理する画像処理装置とを備え、
前記画像の処理結果から部品収納位置における吸着位置の補正値を求め、吸着ヘッドを該補正値で補正された部品吸着位置に移動させて部品を吸着することを特徴とする。
The present invention also provides:
A component suction device that sucks a component stored in a storage tray moved to a component supply position by a suction head,
An imaging device mounted on the suction head;
Moving means for moving the imaging device to a predetermined component storage position of the storage tray;
An image processing device for processing an image by the imaging device of a component stored in a component storage position or a component storage unit,
A correction value of the suction position at the component storage position is obtained from the processing result of the image, and the suction head is moved to the component suction position corrected with the correction value to suck the component.
本発明では、予め定められた部品収納位置での部品または部品収納部を撮像し、その画像処理により部品吸着位置の補正値を取得するようにしており、選択された位置以外の他の位置での補正値は、例えば直線補間により求めることができるので、収納部個々を認識する必要がなく、全体としての認識回数が顕著に減少するので、吸着タクトを短縮することができる、という効果が得られる。 In the present invention, a component or a component storage unit at a predetermined component storage position is imaged, and a correction value of the component suction position is acquired by the image processing, and at a position other than the selected position. The correction value can be obtained, for example, by linear interpolation, so that it is not necessary to recognize the individual storage units, and the number of times of recognition as a whole is significantly reduced, so that the suction tact can be shortened. It is done.
以下に、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。 In the following, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
図1には、部品実装装置10が図示されており、部品実装装置10には、X軸モータ(不図示)によりX軸レール15に沿ってX軸方向に移動可能な吸着ヘッド11が設けられている。X軸レール15は、スクリュー軸14、14’と結合され、Y軸モータ17、17’によりスクリュー軸が回転することによりY軸レール16、16’に沿ってY軸方向に移動される。
FIG. 1 shows a
X軸モータ、X軸レール15などのX軸移動手段が図2で41で示されており、また、Y軸モータ17、17’、スクリュー軸14、14’、Y軸レール16、16’などのY軸移動手段が42で示されている。部品実装装置のコントローラ40は、X軸移動手段41とY軸移動手段42から構成されるXY駆動ユニットを駆動することにより吸着ヘッド11をX、Y軸方向に移動させる。また、部品実装装置10には、Z軸モータ(不図示)を含むZ軸移動手段43が設けられ、このZ軸移動手段43により吸着ヘッド11はZ軸方向(高さ方向)に昇降する。
An X-axis moving means such as an X-axis motor and an
吸着ヘッド11には、図2に示したように、複数(4個)の吸着ノズル11a〜11dが搭載されており、またこの吸着ヘッド11には、CCDなどで構成される撮像装置12が固定されている。撮像装置12で撮像された画像は、画像処理装置47に入力され、画像処理される。
As shown in FIG. 2, a plurality (four) of
また、吸着ヘッド11は、X軸移動手段41とY軸移動手段42により多数のフィーダ20aからなる部品供給装置20の位置に移動し、Z軸移動手段43により下降してフィーダから供される部品を吸着ノズル11a〜11dにより吸着する。部品吸着後、吸着ヘッド11が部品認識カメラ21の位置に移動して、吸着された部品が部品認識カメラ21により撮像され、撮像された部品が画像処理装置47で処理されて、部品中心並びに部品傾きが演算される。部品中心と吸着中心にずれがあり、また部品傾きにずれがある場合には、これらのずれが補正され、吸着ノズル11a〜11dにより吸着された部品が、レール18、18’に沿って搬送されてくる基板19の位置に正しい姿勢で搭載される。
In addition, the suction head 11 is moved to the position of the
部品は、手前側の部品供給装置20からだけでなく、背後の複数のトレイを収納した部品供給装置30からも供給できる。この部品供給装置30は、多数の部品31aをマトリックス状に収納した収納トレイ31を部品供給位置に移動させる。収納トレイ31に収納された部品が全て供給されてなくなると、部品供給装置30は、収納トレイ31を除去するとともに、補充側(後ろ側)に堆積された一番上の収納トレイ31’を部品供給位置に移動させ、この収納トレイ31’に収納されている部品を供給する。
The components can be supplied not only from the
部品供給装置30が、正しい位置にセットされない場合があり、また正しい位置にセットされても、部品供給装置30は外部から移動されて部品実装装置10に設置されるので、その移動中に収納トレイの位置がずれてしまったり、あるいは、収納トレイが補充側から手前の部品供給位置に移動する場合に、位置ずれが発生する場合があるので、収納トレイ31は、必ずしも、正しい位置に正しい姿勢で部品供給位置に供給されるとは限らない。
The component supply device 30 may not be set at the correct position. Even if the component supply device 30 is set at the correct position, the component supply device 30 is moved from the outside and installed in the
このように、収納トレイ31が位置ずれして部品供給位置に運ばれた状態が、図1に誇張して図示されており、吸着ノズルは部品データで規定された部品の正規の吸着位置に移動して、その部品を吸着するので、収納トレイの位置ずれが大きいと、吸着誤差ないし吸着ミスが発生する。
The state in which the
この収納トレイの部品吸着位置を補正して吸着位置(座標)を取得する流れが図4にフローチャートとして図示されている。 The flow of correcting the component suction position of the storage tray and obtaining the suction position (coordinates) is shown as a flowchart in FIG.
まず、吸着ヘッド11をXY駆動ユニットにより駆動して、吸着ヘッド11に搭載された撮像装置12を部品供給位置にある収納トレイ31上の所定の部品収納位置に移動させる(ステップS1)。この位置は、通常、図2に示すような部品収納トレイ31の4隅の位置の中から選ばれ、例えば、部品収納位置P1、P2、P3が選択される。各位置P1、P2、P3の座標値は、そこに収納される部品の吸着位置の座標値に相当し、それぞれ当該部品に関連して部品データで予め規定されている座標値である。
First, the suction head 11 is driven by the XY drive unit, and the
続いて、移動した位置で撮像装置12により収納トレイを撮像し(ステップS2)、その画像を画像処理装置47で処理し、認識処理を実施する(ステップS3)。
Subsequently, the storage tray is imaged by the
撮像装置12による画像は、収納位置に部品が有る場合は、部品が明るく写るので、図3(A)に示したように、部品31aが明るく撮像され、一方、収納位置に部品が無い場合は、全体が暗く写り、図3(B)に示したように、部品収納部の外縁31bがより暗く写った画像となる。そこで、部品有りと無しの収納部の明るさの平均値等から、その中心値をしきい値としてあらかじめ設定しておき、収納部の明るさをこのしきい値と比較して、部品有りと判定された場合には(ステップS4の肯定)、ステップS5に移行して、部品認識する。この部品認識は、図3(A)に図示したような部品31aの画像の濃淡から複数エッジを検出し、検出したエッジ点から部品31aの中心Gnの座標値(Xn2、Yn2)を求めることにより行われる。
The image captured by the
一方、部品無しと判定された場合には(ステップS4の否定)、ステップS6に移行して、図3(B)に図示したような部品収納部の外縁31bの画像の濃淡から複数エッジを検出し、検出したエッジ点から外縁31bの中心Gnの座標値を求める。
On the other hand, if it is determined that there is no part (No in step S4), the process proceeds to step S6, and a plurality of edges are detected from the shade of the image of the
続いて、求めた中心Gnの座標値(Xn2、Yn2)と、予め部品データに記述されている部品収納位置Pnの座標値(Xn1、Yn2)から補正値ΔXn=Xn2−Xn1;ΔYn=Yn2−Yn1を取得する(ステップS7)。 Subsequently, a correction value ΔXn = Xn2-Xn1; ΔYn = Yn2− is obtained from the obtained coordinate value (Xn2, Yn2) of the center Gn and the coordinate value (Xn1, Yn2) of the component storage position Pn previously described in the component data. Yn1 is acquired (step S7).
以上の処理を予め選択された部品収納位置Pn(n=1、2、3)に対して行い(ステップS8)、吸着位置座標値を取得する。P1、P2、P3の位置に対しては、補正値ΔXn、ΔYnを加算した値、すなわち求めたGnの座標値が吸着位置座標値となり、他の部品収納位置に収納されている部品の吸着位置は、直線補間により求めた補正値で補正してその座標値を求める。トレイには、通常、X、Y方向にそれぞれ等ピッチで部品が収納されるので、当該部品の補正値は、その部品の並ぶ行あるいは列の一端と他端の補正値の差を、ピッチの倍数で按分して求めることができる。 The above processing is performed on the component storage position Pn (n = 1, 2, 3) selected in advance (step S8), and the suction position coordinate value is acquired. For the positions P1, P2, and P3, the value obtained by adding the correction values ΔXn and ΔYn, that is, the obtained Gn coordinate value becomes the suction position coordinate value, and the suction position of the component stored in another component storage position Is corrected with a correction value obtained by linear interpolation to obtain its coordinate value. Normally, components are stored in the tray at equal pitches in the X and Y directions. Therefore, the correction value of the component is the difference between the correction values of one end and the other end of the row or column of the components. It can be obtained by dividing by multiples.
このようにして、最終的に補正された部品吸着位置の座標値に吸着ノズルを移動させて、収納トレイの各位置に収納された部品を吸着し(ステップS9)、部品認識カメラ21により部品認識後、吸着誤差を補正して部品を基板19に搭載する。
In this way, the suction nozzle is moved to the coordinate value of the finally corrected component suction position, and the component stored in each position of the storage tray is suctioned (step S9), and the
このように、本発明では、トレイの部品収納部、あるいはそこに収納されている部品自体を認識してトレイの位置ずれに対する吸着位置の補正値を取得できるので、特にトレイに認識用のマークを付すことなく簡単な構成で正確な部品吸着位置を求めることができ、また、選択された位置P1、P2、P3以外の補正値は、既に求めた補正値を補間して求めることができるので、収納部個々を認識する必要がなく、全体としての認識回数が顕著に減少する。 As described above, according to the present invention, the component storage portion of the tray or the component itself stored in the tray can be recognized to obtain the correction value of the suction position with respect to the positional deviation of the tray. It is possible to obtain an accurate component suction position with a simple configuration without attaching, and correction values other than the selected positions P1, P2, and P3 can be obtained by interpolating already obtained correction values. There is no need to recognize individual storage units, and the number of times of recognition as a whole is significantly reduced.
なお、上述した実施例では、ステップS5、S6で、画像の濃淡から複数エッジを検出し、検出したエッジ点から吸着位置補正用の座標を取得しているが、重心認識や画像をティーチング時に取得しておき、テンプレートマッチング等の方法を用いても補正値を求めることができる。また、部品収納部の形状としては、図3(C)、(D)のように、矩形などの形状にも対応可能である。この場合には、矩形の部品32a、あるいは矩形の外縁32bが認識され、補正値が求められる。
In the embodiment described above, in steps S5 and S6, a plurality of edges are detected from the density of the image, and the coordinates for suction position correction are acquired from the detected edge points. In addition, the correction value can be obtained using a method such as template matching. Moreover, as a shape of a component storage part, it can respond also to shapes, such as a rectangle, as FIG.3 (C) and (D). In this case, the
10 部品実装装置
11 吸着ヘッド
12 撮像装置
19 基板
30 部品供給装置
31 収納トレイ
40 コントローラ
47 画像処理装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
吸着ヘッドに搭載された撮像装置を予め定められた収納トレイの部品収納位置に移動させて、そこに収納されている部品または部品収納部を撮像し、
撮像された画像を処理してその処理結果から前記部品収納位置に収納されている部品の吸着位置の補正値を求め、
吸着ヘッドを前記補正値で補正された部品吸着位置に移動させて部品を吸着することを特徴とする部品吸着方法。 A component suction method in which a component stored in a storage tray moved to a component supply position is suctioned by a suction head,
Move the imaging device mounted on the suction head to a predetermined component storage position of the storage tray to image the component or component storage unit stored there,
Processing the captured image and obtaining the correction value of the suction position of the component stored in the component storage position from the processing result,
A component suction method, wherein a suction head is moved to a component suction position corrected with the correction value to suck a component.
吸着ヘッドに搭載された撮像装置と、
撮像装置を予め定められた収納トレイの部品収納位置に移動させる移動手段と、
部品収納位置に収納されている部品または部品収納部の前記撮像装置による画像を処理する画像処理装置とを備え、
前記画像の処理結果から部品収納位置における吸着位置の補正値を求め、吸着ヘッドを該補正値で補正された部品吸着位置に移動させて部品を吸着することを特徴とする部品吸着装置。 A component suction device that sucks a component stored in a storage tray moved to a component supply position by a suction head,
An imaging device mounted on the suction head;
Moving means for moving the imaging device to a predetermined component storage position of the storage tray;
An image processing device for processing an image by the imaging device of a component stored in a component storage position or a component storage unit,
A component suction device that obtains a correction value of a suction position at a component storage position from the processing result of the image and moves the suction head to a component suction position corrected with the correction value to suck the component.
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