JP2008130771A - Component recognition method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a component recognition method that allows three-dimensional position-detection of a component held by a suction nozzle of a component mounting device without prolonging a cycle time. <P>SOLUTION: The component recognition method is a method for recognizing a three-dimensional position of a component 121 in a component mounting device provided with recognition cameras 106a, 106b for imaging the component 121 held by a mounting head. The recognition camera 106a in a first position with respect to the component 121 images the component at a first angle with respect to the component 121. The recognition camera 106b in a second position with respect to the component 121 images the component at a second angle with respect to the component 121. The three-dimensional position of the imaged component 121 is recognized from the two imaging results. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、部品認識方法に関し、特に部品実装装置の実装ヘッドに保持された部品の3次元位置の認識方法に関する。   The present invention relates to a component recognition method, and more particularly to a method for recognizing a three-dimensional position of a component held by a mounting head of a component mounting apparatus.

従来から、基板に電子部品(以下、単に「部品」という)を実装する装置として部品実装装置がある。部品実装装置においては、実装ヘッドがテープフィーダ等の部品供給装置から部品を取り出して基板に移送搭載する。このような部品実装装置に対する部品の実装精度向上の要請から、実装ヘッドで移送される部品の保持状態を認識する認識手段が部品実装装置に備えられ、認識手段による認識結果を基にした部品実装時の位置補正が行われている。   Conventionally, there is a component mounting apparatus as an apparatus for mounting an electronic component (hereinafter simply referred to as “component”) on a substrate. In a component mounting apparatus, a mounting head takes out a component from a component supply device such as a tape feeder and transfers and mounts the component on a substrate. In response to a request for improving the mounting accuracy of components for such a component mounting apparatus, the component mounting apparatus is provided with a recognition means for recognizing the holding state of the component transferred by the mounting head, and the component mounting based on the recognition result by the recognition means Position correction at the time has been performed.

図16は、従来の部品実装装置(例えば、特許文献1参照)の外観図である。
この部品実装装置501は、基板502aを搬送して位置決めする搬送路502と、部品503aが収納されたトレイ503と、トレイ503を所定位置に自動供給するトレイ供給部504と、トレイ503上の部品503aを吸着保持して移動し、基板502a上に実装する実装ヘッド505と、実装ヘッド505をX軸方向に移動させるX軸移動手段506と、実装ヘッド505をY軸方向に移動させるY軸移動手段507a、507bと、実装ヘッド505に保持された部品503aの保持状態を認識する認識手段508とを備える。
FIG. 16 is an external view of a conventional component mounting apparatus (see, for example, Patent Document 1).
The component mounting apparatus 501 includes a conveyance path 502 that conveys and positions the substrate 502a, a tray 503 in which the component 503a is stored, a tray supply unit 504 that automatically supplies the tray 503 to a predetermined position, and components on the tray 503. The mounting head 505 that moves while holding the 503a by suction, the X-axis moving means 506 that moves the mounting head 505 in the X-axis direction, and the Y-axis movement that moves the mounting head 505 in the Y-axis direction Means 507a and 507b and a recognition means 508 for recognizing the holding state of the component 503a held by the mounting head 505 are provided.

認識手段508は、部品503aの底面全体の高さデータを取得する高さセンサ508aと、部品503aの底面全体の輝度画像データを取得するCCDカメラ等の輝度センサ508bとから構成される。認識手段508は、高さセンサ508a及び輝度センサ508bによる検出結果に基づき部品503aの保持状態を認識する。   The recognition unit 508 includes a height sensor 508a that acquires height data of the entire bottom surface of the component 503a and a luminance sensor 508b such as a CCD camera that acquires luminance image data of the entire bottom surface of the component 503a. The recognition unit 508 recognizes the holding state of the component 503a based on the detection results of the height sensor 508a and the luminance sensor 508b.

この部品実装装置501では、輝度センサ508bによる部品503aの2次元の位置検出と、高さセンサ508aによる部品503aの3次元の位置検出とをそれぞれ独立に使い分けて部品503aの3次元の位置認識が行われる。従って、部品の立ち吸着、部品の反転吸着、及びリードの浮き等の2次元的な位置認識では検出されない不具合を検出できる。その結果、立ち吸着による、部品実装時の欠品及び実装位置以外への部品の落下や部品の飛び、部品の反転吸着による実装不良、並びにリード浮きによる半田付け不良等を防ぎ、実装品質の向上を実現することができる。   In the component mounting apparatus 501, the two-dimensional position detection of the component 503a by the luminance sensor 508b and the three-dimensional position detection of the component 503a by the height sensor 508a are used separately to recognize the three-dimensional position of the component 503a. Done. Therefore, it is possible to detect defects that are not detected by two-dimensional position recognition, such as component standing suction, component reverse suction, and lead floating. As a result, it is possible to prevent mounting defects due to standing suction, dropout of parts other than the mounting position, jumping of parts other than the mounting position, mounting defects due to reverse suction of parts, soldering defects due to lead floating, etc., and improving mounting quality Can be realized.

ところで、上記部品実装装置501において、高さセンサ508aはポリゴンミラーや半導体レーザ等の高価な構成部品から構成され、また複雑な構造を有するため、認識手段508が高価になり、また大型化する。認識手段508が大型化した場合には、認識手段508に対する位置的な制約等により認識手段508を配置できなくなる。また、レーザ方式のセンサの認識能力を鑑みて低速で部品503aをサーチする必要があり、部品実装装置501の生産性が低下する。これらの問題を解決すべく提案された先行技術として、例えば特許文献2に記載の部品認識装置がある。   Incidentally, in the component mounting apparatus 501, the height sensor 508a is composed of expensive components such as a polygon mirror and a semiconductor laser, and has a complicated structure, so that the recognition means 508 becomes expensive and increases in size. When the recognizing unit 508 is enlarged, the recognizing unit 508 cannot be arranged due to positional restrictions on the recognizing unit 508. Further, it is necessary to search the component 503a at a low speed in view of the recognition capability of the laser type sensor, and the productivity of the component mounting apparatus 501 is reduced. As a prior art proposed to solve these problems, there is a component recognition device described in Patent Document 2, for example.

図17(a)は、同部品認識装置の構成を示す正面図であり、図17(b)は同部品認識装置の構成を示す側面図である。   FIG. 17A is a front view showing the configuration of the component recognition device, and FIG. 17B is a side view showing the configuration of the component recognition device.

この部品認識装置は、吸着ノズル602に保持された部品603aの側面及び底面を同じ方向から一度に観測するものであり、部品603aを取り囲むように位置する複数の反射手段601a、601b、601c及び601dと、レンズ605と、部品603aの側面及び底面を撮像するカメラ604と、部品603aを照明する複数の照明手段606とを備えている。   This component recognition apparatus observes the side surface and the bottom surface of the component 603a held by the suction nozzle 602 at a time from the same direction, and a plurality of reflecting means 601a, 601b, 601c, and 601d positioned so as to surround the component 603a. And a lens 605, a camera 604 that images the side and bottom surfaces of the component 603a, and a plurality of illumination means 606 that illuminate the component 603a.

この部品認識装置では、部品603aの2次元の位置検出と3次元の位置検出とがカメラ604による一度の撮像で行われる。従って、部品603aの3次元の位置認識を、ポリゴンミラーや半導体レーザ等を用いることなく、複数の反射手段を設けただけの安価で簡素な構造の部品認識装置で実現できる。
特開平11−251791号公報 特開2006−140391号公報
In this component recognition apparatus, the two-dimensional position detection and the three-dimensional position detection of the component 603a are performed by one imaging with the camera 604. Therefore, the three-dimensional position recognition of the component 603a can be realized by a component recognition device having a simple structure with a low cost by simply providing a plurality of reflecting means without using a polygon mirror or a semiconductor laser.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-251791 JP 2006-140391 A

しかしながら、特許文献2に記載の部品認識装置では、吸着ノズル602に保持された部品603aを、反射手段601a、601b、601c及び601dで囲まれる領域に移動させる必要がある。従って、吸着ノズル602に保持された部品603aの動きが制限され、タクトタイムが長くなる。   However, in the component recognition apparatus described in Patent Document 2, it is necessary to move the component 603a held by the suction nozzle 602 to a region surrounded by the reflecting means 601a, 601b, 601c, and 601d. Accordingly, the movement of the component 603a held by the suction nozzle 602 is limited, and the tact time is increased.

また、実装される部品としては半導体チップから半導体ICまで様々であり、部品実装装置は、例えば長さが0.6mmで幅が0.3mmの小さな部品から長さ及び幅が共に20mmを超える大きな部品まで全てに対応する必要がある。ところが、特許文献2に記載の部品認識装置における複数の反射手段601a、601b、601c及び601dの間隔は、反射手段に取り付けられたボールネジを使用して変えられるため、部品のサイズが大きく変わる場合には、間隔の調整に大きな時間を要し、結果としてタクトタイムが長くなる。   In addition, there are various parts to be mounted from a semiconductor chip to a semiconductor IC. For example, the component mounting apparatus is a small part having a length of 0.6 mm and a width of 0.3 mm. It is necessary to handle all parts. However, since the interval between the plurality of reflecting means 601a, 601b, 601c, and 601d in the component recognition device described in Patent Document 2 can be changed using a ball screw attached to the reflecting means, the size of the component changes greatly. Takes a long time to adjust the interval, resulting in a long tact time.

そこで、本発明は、かかる問題点に鑑み、タクトタイムを長くすること無く部品実装装置の吸着ノズルに保持された部品の3次元の位置認識を行うことが可能な部品認識方法を提供することを目的とする。   Therefore, in view of such a problem, the present invention provides a component recognition method capable of recognizing the three-dimensional position of a component held by a suction nozzle of a component mounting apparatus without increasing the tact time. Objective.

上記目的を達成するために、本発明の部品認識方法は、実装ヘッドと、前記実装ヘッドに保持された部品を撮像する撮像手段とを備える部品実装装置における部品の3次元位置の認識方法であって、前記部品に対して第1位置にある前記撮像手段により前記部品に対して第1角度で前記部品を撮像し、さらに前記部品に対して第2位置にある前記撮像手段により前記部品に対して第2角度で前記部品を撮像する撮像ステップと、前記2つの撮像結果から、前記撮像が行われた部品の3次元位置を認識する部品位置認識ステップとを含むことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a component recognition method of the present invention is a method for recognizing a three-dimensional position of a component in a component mounting apparatus including a mounting head and an imaging unit that images the component held by the mounting head. Then, the imaging means at the first position with respect to the component images the part at a first angle with respect to the component, and further, with respect to the component by the imaging means at the second position with respect to the component. An imaging step of imaging the component at a second angle, and a component position recognition step of recognizing a three-dimensional position of the component that has been imaged from the two imaging results.

これによって、2つの撮像結果からステレオマッチング等により部品の3次元位置が認識されるため、装置に部品の3次元位置を認識するための特殊な構造を持たせる必要が無くなる。従って、従来の部品認識装置のように、反射手段で囲まれた特殊な領域で部品の認識を行う必要がなくなり、タクトタイムを長くすること無く吸着ノズルに保持された部品の3次元位置の認識を行うことができる。   As a result, since the three-dimensional position of the component is recognized from the two imaging results by stereo matching or the like, it is not necessary to provide the apparatus with a special structure for recognizing the three-dimensional position of the component. Accordingly, it is not necessary to recognize a part in a special area surrounded by the reflection means as in the conventional part recognition apparatus, and the three-dimensional position of the part held by the suction nozzle without increasing the tact time is recognized. It can be performed.

また、ポリゴンミラーや半導体レーザ等では無く、エリアカメラやラインカメラ等の一般的なカメラを撮像手段として用いることができる。従って、装置の構造を複雑にすること無く部品の3次元位置を認識することができる。   In addition, a general camera such as an area camera or a line camera can be used as an imaging means instead of a polygon mirror or a semiconductor laser. Therefore, the three-dimensional position of the component can be recognized without complicating the structure of the device.

また、前記部品認識方法は、さらに、前記認識された部品の3次元位置と、前記認識が行われた部品が所望の状態で前記ノズルに保持されたときの前記部品の3次元位置との位置ずれを算出する部品位置ずれ算出ステップと、前記算出された位置ずれが所定の閾値よりも小さいか否かを判定する部品位置ずれ判定ステップとを含んでもよい。また、前記部品認識方法は、さらに、前記2つの撮像結果から前記部品の傾きを認識する傾き認識ステップを含んでもよいし、前記部品認識方法は、さらに、前記認識された部品の傾きと、前記部品が所望の状態で前記ノズルに保持されたときの前記部品の傾きとの傾きずれを算出する傾きずれ算出ステップと、前記算出された傾きずれが所定の閾値よりも小さいか否かを判定する傾きずれ判定ステップとを含んでもよい。   The component recognition method may further include a position between the recognized three-dimensional position of the component and the three-dimensional position of the component when the recognized component is held in the nozzle in a desired state. A component position deviation calculating step for calculating a deviation and a component position deviation determining step for determining whether or not the calculated position deviation is smaller than a predetermined threshold value may be included. The component recognition method may further include an inclination recognition step of recognizing the inclination of the component from the two imaging results, and the component recognition method further includes the recognized component inclination, An inclination deviation calculating step for calculating an inclination deviation from the inclination of the part when the part is held by the nozzle in a desired state, and determining whether or not the calculated inclination deviation is smaller than a predetermined threshold. An inclination deviation determination step.

これによって、部品の位置ずれ量及び傾きずれ量が部品の3次元位置から算出されるので、部品の立ち吸着、及び部品の反転吸着等の不具合を検出できる。   As a result, the positional deviation amount and the inclination deviation amount of the component are calculated from the three-dimensional position of the component, so that it is possible to detect problems such as standing suction of the component and reverse suction of the component.

また、前記部品位置認識ステップでは、前記第1位置にある撮像手段により前記部品の撮像を終えた後、前記第1位置の撮像手段を前記第2位置に移動させて前記部品の撮像を行ってもよい。また、前記部品位置認識ステップでは、前記第1位置にある認識手段により前記部品の撮像を終えた後、前記部品を移動させて前記部品に対して第2位置となった前記撮像手段により前記部品の撮像を行ってもよい。   In the component position recognition step, after the imaging of the component is completed by the imaging unit at the first position, the imaging unit at the first position is moved to the second position to perform imaging of the component. Also good. In the component position recognition step, after the imaging of the component is finished by the recognition unit at the first position, the component is moved to the second position with respect to the component by moving the component. May be taken.

これによって、撮像手段を1つのカメラで構成することができるので、装置の構造を更に簡素にすることができる。   As a result, the image pickup means can be constituted by a single camera, so that the structure of the apparatus can be further simplified.

また、前記部品認識方法は、さらに、前記2つの撮像結果から前記撮像が行われた部品に形成された電極の3次元位置を認識する電極位置認識ステップと、前記認識された電極の3次元位置と、前記認識が行われた部品が所望の状態で前記ノズルに保持されたときの前記電極の3次元位置との位置ずれを算出する電極位置ずれ算出ステップと、前記算出された電極の位置ずれが所定の閾値よりも小さいか否かを判定する電極位置ずれ判定ステップとを含んでもよい。   The component recognition method may further include an electrode position recognition step for recognizing a three-dimensional position of an electrode formed on the imaged component from the two imaging results, and a three-dimensional position of the recognized electrode. An electrode displacement calculation step for calculating a displacement from the three-dimensional position of the electrode when the recognized component is held by the nozzle in a desired state, and the calculated displacement of the electrode Electrode position deviation determination step for determining whether or not is smaller than a predetermined threshold value.

これによって、部品の位置ずれの量及び傾きずれ量に加えて電極の位置ずれ量が算出されるので、リードの浮き等の電極の不具合を検出することができる。   As a result, the amount of misalignment of the electrode is calculated in addition to the amount of misalignment and the amount of tilt misalignment of the component, so that it is possible to detect a defect in the electrode such as a floating lead.

また、本発明は、部品を保持し、前記保持する部品を基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドに保持された部品を撮像する撮像手段と、前記部品に対して第1位置にある前記撮像手段による前記部品に対して第1角度での前記部品の撮像結果と、前記部品に対して第2位置にある前記撮像手段による前記部品に対して第2角度での前記部品の撮像結果とから前記撮像が行われた部品の3次元位置を認識する位置認識手段とを備えることを特徴とする部品実装装置とすることもできる。ここで、前記撮像手段は、前記部品が視野角に入るように配置された複数のカメラから構成されてもよい。   The present invention also includes a mounting head that holds a component and mounts the held component on a substrate, an imaging unit that images the component held by the mounting head, and the first position relative to the component. An imaging result of the component at a first angle relative to the component by the imaging means; and an imaging result of the component at a second angle relative to the component by the imaging means at a second position relative to the component; And a position recognizing unit for recognizing a three-dimensional position of the component on which the imaging has been performed. Here, the imaging means may be composed of a plurality of cameras arranged so that the component enters a viewing angle.

これによって、タクトタイムを長くすること無く吸着ノズルに保持された部品の3次元位置の認識を行うことが可能な部品実装装置を実現できる。また、部品の3次元位置の認識を行うことが可能な安価で簡素な構造の部品実装装置で実現できる。   Thereby, it is possible to realize a component mounting apparatus capable of recognizing the three-dimensional position of the component held by the suction nozzle without increasing the tact time. Further, it can be realized by a component mounting apparatus having an inexpensive and simple structure capable of recognizing the three-dimensional position of the component.

また、前記撮像手段は、前記部品が視野角に入るように配置された移動可能なカメラから構成されてもよい。   The imaging means may be composed of a movable camera arranged so that the component enters a viewing angle.

これによって、撮像手段を1つのカメラで構成することができるので、更に安価で簡素な構造の部品実装装置で実現できる。   As a result, the image pickup means can be constituted by a single camera, which can be realized by a component mounting apparatus having a simpler structure at a lower cost.

また、本発明は、部品を基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドに保持された部品を撮像する撮像手段とを備える部品実装装置における部品の実装方法であって、前記部品に対して第1位置にある前記撮像手段により前記部品に対して第1角度で前記部品を撮像し、さらに前記部品に対して第2位置にある前記撮像手段により前記部品に対して第2角度で前記部品を撮像する撮像ステップと、前記2つの撮像結果から、前記撮像が行われた部品の3次元位置を認識する部品位置認識ステップとを含むことを特徴とする部品実装方法とすることもできる。   The present invention also provides a component mounting method in a component mounting apparatus including a mounting head for mounting a component on a substrate and an imaging unit for capturing an image of the component held by the mounting head. The part is imaged at a first angle with respect to the part by the imaging means at one position, and the part at a second angle with respect to the part by the imaging means at a second position relative to the part. The component mounting method may include an imaging step of imaging, and a component position recognition step of recognizing a three-dimensional position of the component that has been imaged from the two imaging results.

これによって、タクトタイムを長くすること無く吸着ノズルに保持された部品の3次元位置の認識を行うことができる。また、装置の構造を複雑にすること無く部品の3次元位置を認識することができる。   As a result, the three-dimensional position of the component held by the suction nozzle can be recognized without increasing the tact time. In addition, the three-dimensional position of the component can be recognized without complicating the structure of the apparatus.

ここで、前記部品実装方法は、さらに、前記認識された部品の3次元位置と、前記認識が行われた部品が所望の状態で前記ノズルに保持されたときの前記部品の3次元位置との位置ずれを算出する部品位置ずれ算出ステップと、前記算出された位置ずれが所定の閾値よりも小さいか否かを判定する部品位置ずれ判定ステップと、前記位置ずれが所定の閾値よりも大きいと判定された場合、前記実装ヘッドによる部品の実装条件を補正する補正ステップと、前記補正された実装条件で前記認識が行われた部品を実装する実装ステップとを含んでもよい。また、前記部品実装方法は、さらに、前記2つの撮像結果から前記部品の傾きを認識する傾き認識ステップと、前記認識された部品の傾きと、前記部品が所望の状態で前記ノズルに保持されたときの前記部品の傾きとの傾きずれを算出する傾きずれ算出ステップと、前記算出された傾きずれが所定の閾値よりも小さいか否かを判定する傾きずれ判定ステップと、前記傾きずれが所定の閾値よりも大きいと判定された場合、前記実装ヘッドによる部品の実装条件を補正する補正ステップと、前記補正された実装条件で前記認識が行われた部品を実装する実装ステップとを含んでもよい。   Here, the component mounting method further includes a three-dimensional position of the recognized component and a three-dimensional position of the component when the recognized component is held in the nozzle in a desired state. A component misalignment calculating step for calculating misalignment, a component misalignment determining step for determining whether the calculated misalignment is smaller than a predetermined threshold, and determining that the misalignment is larger than a predetermined threshold In this case, a correction step of correcting the mounting condition of the component by the mounting head and a mounting step of mounting the component that has been recognized under the corrected mounting condition may be included. The component mounting method may further include a tilt recognition step for recognizing the tilt of the component from the two imaging results, the tilt of the recognized component, and the component held in the nozzle in a desired state. An inclination deviation calculating step for calculating an inclination deviation with respect to the inclination of the component, an inclination deviation determining step for determining whether the calculated inclination deviation is smaller than a predetermined threshold value, and the inclination deviation is a predetermined value. When it is determined that the value is larger than the threshold value, a correction step of correcting a component mounting condition by the mounting head and a mounting step of mounting the component that has been recognized under the corrected mounting condition may be included.

これによって、部品の位置ずれ量及び傾きずれ量が部品の3次元位置から算出されるので、部品の立ち吸着、及び部品の反転吸着等の不具合を検出できる。また、実装条件が位置ずれ量及び傾きずれ量に基づいて補正されるので、部品の実装精度を向上させることができる。   As a result, the positional deviation amount and the inclination deviation amount of the component are calculated from the three-dimensional position of the component, so that it is possible to detect problems such as standing suction of the component and reverse suction of the component. Further, since the mounting condition is corrected based on the positional deviation amount and the inclination deviation amount, the mounting accuracy of the components can be improved.

また、本発明は、部品を保持するノズルを有する実装ヘッドと、前記ノズルを撮像する撮像手段とを備える部品実装装置におけるノズルの3次元位置の認識方法であって、前記ノズルに対して第1位置にある前記撮像手段により前記部品に対して第1角度で前記ノズルを撮像し、さらに前記ノズルに対して第2位置にある前記撮像手段により前記部品に対して第2角度で前記ノズルを撮像する撮像ステップと、前記2つの撮像結果から、前記撮像が行われたノズルの3次元位置を認識するノズル位置認識ステップとを含むことを特徴とするノズル認識方法とすることもできる。   The present invention also relates to a method for recognizing a three-dimensional position of a nozzle in a component mounting apparatus comprising a mounting head having a nozzle for holding a component and an imaging means for imaging the nozzle. The nozzle is imaged at a first angle with respect to the component by the imaging means at a position, and the nozzle is imaged at a second angle with respect to the component by the imaging means at a second position relative to the nozzle. And a nozzle position recognizing step for recognizing a three-dimensional position of the nozzle on which the imaging has been performed from the two imaging results.

これによって、2つの撮像結果からステレオマッチング等により吸着ノズルの3次元位置が認識されるため、装置に吸着ノズルの3次元位置を認識するための特殊な構造を持たせる必要が無くなる。従って、タクトタイムを長くすること無く吸着ノズルの3次元位置の認識を行うことができる。その結果、ノズルの3次元形状に基づく、ノズルの欠け、ノズルの詰まり、所望のノズルがセットされないノズルのセットミス等のノズルの異常検出を行うことができる。   Accordingly, since the three-dimensional position of the suction nozzle is recognized from the two imaging results by stereo matching or the like, it is not necessary to provide the apparatus with a special structure for recognizing the three-dimensional position of the suction nozzle. Therefore, it is possible to recognize the three-dimensional position of the suction nozzle without increasing the tact time. As a result, based on the three-dimensional shape of the nozzle, it is possible to detect nozzle abnormalities such as nozzle chipping, nozzle clogging, and nozzle setting mistakes where a desired nozzle is not set.

なお、本発明は、このような部品認識方法、部品実装方法、部品実装装置及びノズル認識方法として実現することができるだけでなく、その方法により実装ヘッドと実装ヘッドに保持された部品を撮像する撮像手段とを備える部品実装装置のためのプログラム、そのプログラムを格納する記憶媒体としても実現することができる。   The present invention can be realized not only as such a component recognition method, component mounting method, component mounting apparatus, and nozzle recognition method, but also by using this method to capture an image of the components held by the mounting head and the mounting head. And a storage medium storing the program for the component mounting apparatus.

本発明によれば、タクトタイムを長くすること無く部品実装装置の吸着ノズルに保持された部品の3次元の位置認識を行うことができる。また、部品の立ち吸着、部品の反転吸着及びリードの浮き等の部品の2次元位置の認識では検出されない不具合を検出できる。また、部品の3次元の位置認識を行うことが可能な安価で簡素な構造の部品実装装置で実現できる。また、正確に部品の位置ずれ量及び傾きずれ量を算出することができる。   According to the present invention, the three-dimensional position recognition of the component held by the suction nozzle of the component mounting apparatus can be performed without increasing the tact time. In addition, it is possible to detect defects that are not detected by the recognition of the two-dimensional position of the component, such as the standing suction of the component, the reverse suction of the component, and the lead floating. Further, it can be realized by a component mounting apparatus having an inexpensive and simple structure capable of recognizing the three-dimensional position of the component. In addition, it is possible to accurately calculate the positional deviation amount and the inclination deviation amount of the component.

以下、本発明の実施の形態における部品認識方法について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a component recognition method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は、本実施の形態の部品実装装置の構成を示す上面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a top view showing the configuration of the component mounting apparatus according to the present embodiment.

この部品実装装置は、基台100と、基台100の中央部に配設され、基板104を搬送して位置決めする搬送路101と、テープフィーダ102が複数並設され、複数種類の部品を供給する部品供給部103と、部品供給部103から部品を取り出して基板104に移送搭載する実装ヘッド105と、実装ヘッド105に保持された部品を撮像する撮像手段106と、実装ヘッド105をX方向に移動させるX軸テーブル107と、X軸テーブル107が架設され、X軸テーブル107をY方向に移動させるY軸テーブル108とを備える。   This component mounting apparatus is provided in a base 100, a central portion of the base 100, a plurality of transport paths 101 for transporting and positioning a substrate 104, and a plurality of tape feeders 102 to supply a plurality of types of components. The component supply unit 103 to be mounted, the mounting head 105 to take out the component from the component supply unit 103 and transfer and mount it on the substrate 104, the imaging means 106 to image the component held by the mounting head 105, and the mounting head 105 in the X direction. An X-axis table 107 to be moved and a Y-axis table 108 on which the X-axis table 107 is installed and move the X-axis table 107 in the Y direction are provided.

実装ヘッド105は、部品カセットから部品を吸着保持し基板104に装着することができる吸着ノズル(以下、単に「ノズル」ともいう)を有する。   The mounting head 105 has a suction nozzle (hereinafter, also simply referred to as “nozzle”) that can suck and hold components from the component cassette and mount them on the substrate 104.

撮像手段106は、図2に示されるように、部品121が視野角に入るように配置され、ノズル120に吸着保持された部品121を下方から撮像する2次元又は1次元の認識カメラ106a及び106bと、部品121に光を照射する照明122a及び122bとから構成される。認識カメラ106a及び106bは、異なる位置に配置され、部品底面に対して撮像面が異なる角度をなしている。なお、認識カメラ106a及び106bの視野角が狭い場合、撮像面が部品121の撮像位置に向くように認識カメラ106a及び106bが配置される。また、認識カメラ106a及び106bが1次元のカメラである場合、撮像に際して実装ヘッド105が認識カメラ106a及び106b上方を移動する。   As shown in FIG. 2, the imaging unit 106 is arranged so that the component 121 falls within the viewing angle, and the two-dimensional or one-dimensional recognition cameras 106 a and 106 b that capture the component 121 sucked and held by the nozzle 120 from below. And illuminations 122a and 122b for irradiating the component 121 with light. The recognition cameras 106a and 106b are arranged at different positions, and the imaging surfaces are at different angles with respect to the component bottom surface. Note that when the viewing angles of the recognition cameras 106 a and 106 b are narrow, the recognition cameras 106 a and 106 b are arranged so that the imaging surface faces the imaging position of the component 121. When the recognition cameras 106a and 106b are one-dimensional cameras, the mounting head 105 moves above the recognition cameras 106a and 106b during imaging.

図3は、部品実装装置の構成を示す機能ブロック図である。
この部品実装装置は、機構部140、実装制御部141、表示部142、入力部143、記憶部144、ずれ量算出部145、補正量算出部146、ずれ量判定部147、通信I/F部148、及びメモリ部149を備える。
FIG. 3 is a functional block diagram showing the configuration of the component mounting apparatus.
The component mounting apparatus includes a mechanism unit 140, a mounting control unit 141, a display unit 142, an input unit 143, a storage unit 144, a deviation amount calculation unit 145, a correction amount calculation unit 146, a deviation amount determination unit 147, and a communication I / F unit. 148 and a memory unit 149.

機構部140は、搬送路101、部品供給部103、実装ヘッド105、認識カメラ106a及び106b、X軸テーブル107、Y軸テーブル108、及びこれらを駆動するモータやモータコントローラ等を含む機構部品の集合である。   The mechanism unit 140 is a set of mechanism components including the conveyance path 101, the component supply unit 103, the mounting head 105, the recognition cameras 106a and 106b, the X-axis table 107, the Y-axis table 108, and a motor and a motor controller that drive these. It is.

実装制御部141は、オペレータからの指示等に従って、記憶部144からメモリ部149にNCデータ(実装データ)をロードして実行し、その実行結果に従って機構部140を制御する。   The mounting control unit 141 loads and executes NC data (mounting data) from the storage unit 144 to the memory unit 149 according to an instruction from the operator, and controls the mechanism unit 140 according to the execution result.

表示部142は、CRT(Cathode-Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等であり、入力部143は、キーボードやマウス等である。これらは、本部品実装装置とオペレータとが対話する等のために用いられる。   The display unit 142 is a CRT (Cathode-Ray Tube), an LCD (Liquid Crystal Display), or the like, and the input unit 143 is a keyboard, a mouse, or the like. These are used for dialogue between the component mounting apparatus and the operator.

記憶部144は、ハードディスクやメモリ等であり、実装データ144a、及び部品ライブラリ144b等を保持する。   The storage unit 144 is a hard disk, a memory, or the like, and holds mounting data 144a, a component library 144b, and the like.

実装データ144aは、部品121の実装条件に関する情報であり、実装の対象となる全ての部品121の実装点を示す情報の集まりである。部品ライブラリ144bは、部品実装装置が扱うことができる全ての部品種それぞれについての固有の情報を集めたライブラリである。   The mounting data 144a is information regarding mounting conditions of the component 121, and is a collection of information indicating mounting points of all the components 121 to be mounted. The component library 144b is a library in which unique information about all component types that can be handled by the component mounting apparatus is collected.

ずれ量算出部145は、部品121に対して異なる位置にある認識カメラ106a及び106bの撮像により得られた2つの画像データに基づき、部品121の3次元位置を認識し、部品121の基準位置からのずれ量、つまり部品位置ずれ量を算出する。また、部品121の基準傾きからのずれ量、つまり傾きずれ量を算出する。なお、ずれ量算出部145は、本発明の位置認識手段の一例である。   The deviation amount calculation unit 145 recognizes the three-dimensional position of the component 121 based on the two image data obtained by the imaging of the recognition cameras 106 a and 106 b at different positions with respect to the component 121, and determines the reference position of the component 121. Displacement amount, that is, component position displacement amount is calculated. Also, a deviation amount from the reference inclination of the component 121, that is, an inclination deviation amount is calculated. The deviation amount calculation unit 145 is an example of the position recognition unit of the present invention.

なお、部品121の基準位置とは、部品121が所望の状態でノズル120に保持されたときの部品121の3次元位置、具体的には部品底面の長方形の対角線が交わる点(中心点)の3次元位置であり、部品ライブラリ144bに含まれている。また部品121の基準傾きとは、部品121が所望の状態でノズル120に保持されたときの部品121の傾き、具体的には部品底面の傾きであり、部品ライブラリ144bに含まれている。   The reference position of the component 121 is a three-dimensional position of the component 121 when the component 121 is held by the nozzle 120 in a desired state, specifically, a point (center point) where a rectangular diagonal line on the bottom surface of the component intersects. The three-dimensional position is included in the component library 144b. The reference inclination of the component 121 is the inclination of the component 121 when the component 121 is held by the nozzle 120 in a desired state, specifically, the inclination of the bottom surface of the component, and is included in the component library 144b.

このとき、図4(a)に示される保持状態の部品121が認識カメラ106a及び106bにより撮像されると、位置ずれ及び傾きずれが無いときの部品底面の2次元画像(長方形GHIJ)の中心点の位置(基準位置)Eを原点として、図4(b)に示されるZ方向からの部品底面の2次元画像(長方形ABCD)と、図4(c)に示されるY方向からの部品底面の2次元画像(直線BC)と、図4(d)に示されるX方向からの部品底面の2次元画像(直線AB)とが得られる。   At this time, when the component 121 in the holding state shown in FIG. 4A is imaged by the recognition cameras 106a and 106b, the center point of the two-dimensional image (rectangular GHIJ) of the component bottom surface when there is no positional deviation and inclination deviation A two-dimensional image (rectangular ABCD) of the component bottom surface from the Z direction shown in FIG. 4B and a component bottom surface from the Y direction shown in FIG. A two-dimensional image (straight line BC) and a two-dimensional image (straight line AB) of the component bottom surface from the X direction shown in FIG. 4D are obtained.

この場合、部品位置ずれ量は、図4(b)及び図4(c)における基準位置Eと、実際の部品底面の中心点の位置(認識位置)Fとの間のずれ量を算出することにより得られる。つまり、図4(b)におけるX方向のずれ量ΔX1、及びY方向のずれ量ΔY1と、図4(c)におけるZ方向のずれ量ΔZ1とを算出することにより得られる。   In this case, as the component position deviation amount, the deviation amount between the reference position E in FIGS. 4B and 4C and the actual center point position (recognition position) F of the component bottom surface is calculated. Is obtained. That is, it is obtained by calculating the shift amount ΔX1 in the X direction and the shift amount ΔY1 in the Y direction in FIG. 4B and the shift amount ΔZ1 in the Z direction in FIG.

また、傾きずれ量は、図4(b)、図4(c)及び図4(d)における傾きずれが無い場合の部品底面の傾き(基準傾き)と、実際の部品底面の傾き(認識傾き)との間のずれ量を算出することにより得られる。つまり、図4(b)における傾きα、図4(c)における傾きθ、及び図4(d)における傾きγを算出することにより得られる。   In addition, the inclination deviation amount includes the inclination of the component bottom face (reference inclination) when there is no inclination deviation in FIGS. 4B, 4C, and 4D, and the actual inclination of the component bottom face (recognition inclination). ) To calculate the amount of deviation. That is, it is obtained by calculating the inclination α in FIG. 4B, the inclination θ in FIG. 4C, and the inclination γ in FIG.

ずれ量判定部147は、ずれ量算出部145により算出された部品位置ずれ量及び傾きずれ量が所定の閾値よりも小さいか否かを判定し、小さいときには算出された部品位置ずれ量及び傾きずれ量を補正量算出部146に送信する。一方、所定の閾値よりも大きいときは、撮像された部品121を廃棄する。   The deviation amount determination unit 147 determines whether or not the component position deviation amount and the inclination deviation amount calculated by the deviation amount calculation unit 145 are smaller than a predetermined threshold value. The amount is transmitted to the correction amount calculation unit 146. On the other hand, when it is larger than the predetermined threshold, the imaged component 121 is discarded.

補正量算出部146は、ずれ量判定部147から送信された部品位置ずれ量及び傾きずれ量に基づいて実装点等の実装条件の補正量を算出し、メモリ部149にロードされた実装データ144aを補正する。   The correction amount calculation unit 146 calculates the correction amount of the mounting condition such as the mounting point based on the component position deviation amount and the inclination deviation amount transmitted from the deviation amount determination unit 147, and the mounting data 144a loaded in the memory unit 149. Correct.

通信I/F部148は、LAN(Local Area Network)アダプタ等であり、本部品実装装置と他の部品実装装置との通信等に用いられる。   The communication I / F unit 148 is a LAN (Local Area Network) adapter or the like, and is used for communication between the component mounting apparatus and another component mounting apparatus.

メモリ部149は、実装制御部141、ずれ量算出部145、補正量算出部146及びずれ量判定部147等による作業領域を提供するRAM(Random Access Memory)等である。   The memory unit 149 is a RAM (Random Access Memory) that provides a work area for the mounting control unit 141, the deviation amount calculation unit 145, the correction amount calculation unit 146, the deviation amount determination unit 147, and the like.

次に、上記構成を有する部品実装装置の実装動作について説明する。図5は、部品実装装置の実装動作を示すフローチャートである。   Next, the mounting operation of the component mounting apparatus having the above configuration will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the mounting operation of the component mounting apparatus.

まず、実装制御部141は、記憶部144に格納された実装データ144aに基づいて、実装する部品121を決定し、その部品121をテープフィーダ102から取り出すように実装ヘッド105を制御する(ステップS51)。   First, the mounting control unit 141 determines a component 121 to be mounted based on the mounting data 144a stored in the storage unit 144, and controls the mounting head 105 to take out the component 121 from the tape feeder 102 (step S51). ).

次に、実装制御部141は、実装ヘッド105のノズル120に吸着保持された部品121を認識カメラ106a及び106bに撮像させる(ステップS52)。   Next, the mounting control unit 141 causes the recognition cameras 106a and 106b to image the component 121 sucked and held by the nozzle 120 of the mounting head 105 (step S52).

最後に、実装制御部141は、実装ヘッド105により、吸着保持する部品121を基板104に移送搭載させる(ステップS53)。   Finally, the mounting control unit 141 causes the mounting head 105 to transfer and mount the component 121 to be sucked and held on the substrate 104 (step S53).

次に、上記部品121の撮像から搭載までに至る動作(ステップS52〜S53までの動作)、つまり部品認識動作について詳細に説明する。図6は、部品実装装置の部品認識動作を示すフローチャートである。   Next, the operation from the imaging to mounting of the component 121 (operation from step S52 to S53), that is, the component recognition operation will be described in detail. FIG. 6 is a flowchart showing the component recognition operation of the component mounting apparatus.

まず、実装制御部141は、ずれ量算出部145に、認識カメラ106a及び106bの2つの撮像結果から部品121の3次元位置を認識させ、さらに部品121の傾きを認識させる(ステップS61)。すなわち、部品底面の3つの頂点の3次元位置を認識させ、これら3つの頂点を持つ長方形及びその長方形の対角線が交わる中心点の3次元位置を認識させ、さらに認識された長方形の傾きを認識させる。このとき、3次元位置の認識は、認識カメラ106a及び106bによる撮像から得られる2つの部品画像の視差、認識カメラ106a及び106bの間の距離、認識カメラ106a及び106bの焦点距離に基づくステレオマッチング法を用いて行われる。   First, the mounting control unit 141 causes the deviation amount calculation unit 145 to recognize the three-dimensional position of the component 121 from the two imaging results of the recognition cameras 106a and 106b, and further recognize the inclination of the component 121 (step S61). That is, the three-dimensional positions of the three vertices on the bottom surface of the component are recognized, the three-dimensional position of the center point where the rectangle having the three vertices and the diagonal of the rectangle intersect, and the inclination of the recognized rectangle are recognized. . At this time, the recognition of the three-dimensional position is performed by a stereo matching method based on the parallax between the two component images obtained from the imaging by the recognition cameras 106a and 106b, the distance between the recognition cameras 106a and 106b, and the focal length of the recognition cameras 106a and 106b. It is done using.

次に、実装制御部141は、ずれ量算出部145に、ノズル120に吸着保持された部品121の部品位置ずれ量及び傾きずれ量を算出させる(ステップS62)。具体的には、上述したように、部品底面の中心点の位置ずれ量ΔP=(ΔX1、ΔY1、ΔZ1)と、部品底面の傾きずれ量Δω=(α、θ、γ)とを算出させる。   Next, the mounting control unit 141 causes the deviation amount calculation unit 145 to calculate the component position deviation amount and the inclination deviation amount of the component 121 sucked and held by the nozzle 120 (step S62). Specifically, as described above, the positional deviation amount ΔP = (ΔX1, ΔY1, ΔZ1) of the center point of the component bottom surface and the inclination deviation amount Δω = (α, θ, γ) of the component bottom surface are calculated.

次に、実装制御部141は、算出されたαが所定の閾値よりも小さいか否かをずれ量判定部147に判定させる(ステップS63)。   Next, the mounting control unit 141 causes the deviation amount determination unit 147 to determine whether or not the calculated α is smaller than a predetermined threshold (step S63).

次に、αが所定の閾値よりも小さい場合(ステップS63のYes)、実装制御部141は、算出されたθが所定の閾値よりも小さいか否かをずれ量判定部147に判定させる(ステップS64)。   Next, when α is smaller than a predetermined threshold (Yes in Step S63), the mounting control unit 141 causes the deviation amount determination unit 147 to determine whether or not the calculated θ is smaller than the predetermined threshold (Step S63). S64).

次に、θが所定の閾値よりも小さい場合(ステップS64のYes)、実装制御部141は、算出されたγが所定の閾値よりも小さいか否かをずれ量判定部147に判定させる(ステップS65)。   Next, when θ is smaller than a predetermined threshold value (Yes in step S64), the mounting control unit 141 causes the deviation amount determination unit 147 to determine whether or not the calculated γ is smaller than the predetermined threshold value (step S41). S65).

次に、γが所定の閾値よりも小さい場合(ステップS65のYes)、実装制御部141は、算出されたΔX1が所定の閾値よりも小さいか否かをずれ量判定部147に判定させる(ステップS66)。   Next, when γ is smaller than a predetermined threshold value (Yes in step S65), the mounting control unit 141 causes the deviation amount determination unit 147 to determine whether or not the calculated ΔX1 is smaller than the predetermined threshold value (step). S66).

次に、ΔX1が所定の閾値よりも小さい場合(ステップS66のYes)、実装制御部141は、算出されたΔY1が所定の閾値よりも小さいか否かをずれ量判定部147に判定させる(ステップS67)。   Next, when ΔX1 is smaller than the predetermined threshold (Yes in step S66), the mounting control unit 141 causes the deviation amount determination unit 147 to determine whether or not the calculated ΔY1 is smaller than the predetermined threshold (step). S67).

次に、ΔY1が所定の閾値よりも小さい場合(ステップS67のYes)、実装制御部141は、算出されたΔZ1が所定の閾値よりも小さいか否かをずれ量判定部147に判定させる(ステップS68)。   Next, when ΔY1 is smaller than the predetermined threshold value (Yes in step S67), the mounting control unit 141 causes the deviation amount determination unit 147 to determine whether or not the calculated ΔZ1 is smaller than the predetermined threshold value (step). S68).

最後に、ΔZ1が所定の閾値よりも小さい場合(ステップS68のYes)、実装制御部141は、ΔX1、ΔY1、ΔZ1、α、θ及びγを補正量算出部146に送信させる。実装制御部141は、補正量算出部146に、送信されたΔX1、ΔY1、ΔZ1、α、θ及びγに基づいて実装点等の実装条件の補正量を算出させ、メモリ部149にロードされた実装データ144aを補正させる(ステップS69)。その後、実装制御部141は、補正された実装データ144aを用いてノズル120に吸着保持された部品121を実装させる。   Finally, when ΔZ1 is smaller than the predetermined threshold (Yes in step S68), the mounting control unit 141 causes ΔX1, ΔY1, ΔZ1, α, θ, and γ to be transmitted to the correction amount calculation unit 146. The mounting control unit 141 causes the correction amount calculation unit 146 to calculate the correction amount of the mounting conditions such as the mounting point based on the transmitted ΔX1, ΔY1, ΔZ1, α, θ, and γ, and is loaded into the memory unit 149. The mounting data 144a is corrected (step S69). Thereafter, the mounting control unit 141 mounts the component 121 sucked and held by the nozzle 120 using the corrected mounting data 144a.

一方、算出されたΔX1、ΔY1、ΔZ1、α、θ及びγのいずれかが所定の基準値よりも大きいときは(ステップS63〜S68のNo)、実装制御部141は、吸着不良であると認識して撮像された部品121を廃棄させる(ステップS70)。   On the other hand, when any of the calculated ΔX1, ΔY1, ΔZ1, α, θ, and γ is greater than a predetermined reference value (No in steps S63 to S68), the mounting control unit 141 recognizes that the suction is defective. Then, the imaged part 121 is discarded (step S70).

ここで、ずれ量判定部147による判定で用いられる所定の閾値は、部品121のサイズを考慮して設定される。   Here, the predetermined threshold value used in the determination by the deviation amount determination unit 147 is set in consideration of the size of the component 121.

以上のように、本実施の形態の部品実装装置によれば、吸着保持された部品121を2つの認識カメラ106a及び106bにより撮像して部品121のステレオ点(特徴と抽出された点)を検出し、部品121の3次元位置及び傾きを求める。そして、その3次元位置と基準位置とのずれ量及び傾きと基準傾きとのずれ量に基づき吸着不良であるか否かの判断を行う。従って、部品の立ち吸着、及び部品の反転吸着等の部品の2次元位置の認識では検出されない不具合を検出できる。   As described above, according to the component mounting apparatus of the present embodiment, the component 121 held by suction is imaged by the two recognition cameras 106a and 106b, and the stereo points (features and extracted points) of the component 121 are detected. Then, the three-dimensional position and inclination of the part 121 are obtained. Then, based on the amount of deviation between the three-dimensional position and the reference position and the amount of deviation between the inclination and the reference inclination, it is determined whether or not the suction is defective. Accordingly, it is possible to detect a problem that is not detected by the recognition of the two-dimensional position of the component, such as the standing suction of the component and the reverse suction of the component.

すなわち、図7(a)に示される立ち吸着の状態でノズル120に部品121が保持された場合でも、基準位置Eを原点として、図7(b)に示されるZ方向からの部品底面の2次元画像(長方形KLCD)と、図7(c)に示されるY方向からの部品底面の2次元画像(直線CL)と、図7(d)に示されるX方向からの部品底面の2次元画像(直線DC)とが得られる。従って、Z方向の大きなずれ量ΔZ1により吸着不良であることを認識させることができる。   That is, even when the component 121 is held by the nozzle 120 in the standing suction state shown in FIG. 7A, the reference position E is the origin, and the bottom 2 of the component from the Z direction shown in FIG. A two-dimensional image (rectangular KLCD), a two-dimensional image (straight line CL) of the component bottom surface from the Y direction shown in FIG. 7C, and a two-dimensional image of the component bottom surface from the X direction shown in FIG. (Straight line DC) is obtained. Therefore, it is possible to recognize that the suction is defective by the large shift amount ΔZ1 in the Z direction.

また、本実施の形態の部品実装装置によれば、従来の部品認識装置のように、反射手段で囲まれた特殊な領域で部品の認識を行う必要がない。従って、タクトタイムを長くすること無く部品の3次元位置の認識を行うことができる。   Further, according to the component mounting apparatus of the present embodiment, it is not necessary to perform component recognition in a special area surrounded by the reflection means, unlike the conventional component recognition device. Accordingly, the three-dimensional position of the component can be recognized without increasing the tact time.

また、本実施の形態の部品実装装置によれば、部品121の3次元の位置認識を、ポリゴンミラーや半導体レーザ等を用いることなく、複数の認識カメラを設けただけの構成で実現する。従って、部品の3次元位置の認識を行うことが可能な安価で簡素な構造の部品実装装置で実現できる。   Further, according to the component mounting apparatus of the present embodiment, the three-dimensional position recognition of the component 121 is realized with a configuration in which a plurality of recognition cameras are provided without using a polygon mirror or a semiconductor laser. Therefore, it can be realized by a component mounting apparatus having an inexpensive and simple structure capable of recognizing the three-dimensional position of the component.

図8(a)に示される吸着の状態でノズル120に部品121が保持された場合、部品121の位置ずれを考慮しないときには、部品実装装置は、破線で示した部品ライブラリに登録された位置に従い、部品121を基板104に実装するので、部品121を基板104に押し込み過ぎ(図8(b))、ラインセンサにより部品121の最下点(図8のa)を検出した場合は、部品121の最下点の位置ずれに基づいて実装データ144aを補正するので、基板104への部品121の押し込みが足らなくなり(図8(c))、実装不良が発生する。しかし、本実施の形態の部品実装装置は、部品底面の中心点(図8のb)の位置ずれを算出し、これに基づいて実装データ144aを補正するので、部品121を基板104に適切に搭載し、実装不良を防止することができる。   When the component 121 is held by the nozzle 120 in the suction state shown in FIG. 8A, the component mounting apparatus follows the position registered in the component library indicated by the broken line when the positional deviation of the component 121 is not considered. Since the component 121 is mounted on the substrate 104, the component 121 is pushed too much into the substrate 104 (FIG. 8B), and when the lowest point (a in FIG. 8) of the component 121 is detected by the line sensor, the component 121 Since the mounting data 144a is corrected based on the position shift of the lowermost point, the component 121 is not pushed into the board 104 (FIG. 8C), and a mounting failure occurs. However, the component mounting apparatus according to the present embodiment calculates the positional deviation of the center point (b in FIG. 8) of the component bottom surface and corrects the mounting data 144a based on this, so that the component 121 is appropriately attached to the board 104. It can be mounted and mounting defects can be prevented.

また、本実施の形態の部品実装装置は、部品底面の3つの頂点の3次元位置を認識し、これらの3次元位置に基づいて部品位置ずれ量及び傾きずれ量を算出する。従って、図9に示されるようにノズル120の吸着穴151付近に付着物150が付いている場合でも、部品認識の際に付着物150を物品の底面であると誤認することが無く、正確に部品位置ずれ量及び傾きずれ量を算出することができる。   In addition, the component mounting apparatus according to the present embodiment recognizes the three-dimensional positions of the three vertices of the component bottom surface, and calculates the component position deviation amount and the inclination deviation amount based on these three-dimensional positions. Therefore, even when the deposit 150 is attached in the vicinity of the suction hole 151 of the nozzle 120 as shown in FIG. 9, the deposit 150 is not misidentified as the bottom surface of the article at the time of component recognition. The component position deviation amount and the inclination deviation amount can be calculated.

なお、本実施の形態の部品実装装置において、部品実装装置は複数の認識カメラ106a及び106bを備えるとした。しかし、図10又は図11に示されるように、部品実装装置は部品121が視野角に入るように配置された認識カメラ106cを1つだけを備えてもよい。   In the component mounting apparatus according to the present embodiment, the component mounting apparatus includes a plurality of recognition cameras 106a and 106b. However, as illustrated in FIG. 10 or FIG. 11, the component mounting apparatus may include only one recognition camera 106 c arranged so that the component 121 falls within the viewing angle.

図10の場合には、認識カメラ106cにより部品121を撮像させた後(図10(a))、部品121を保持するノズル120を移動させて認識カメラ106cにより部品121を再度撮像させる(図10(b))。これにより、部品121は、部品121に対して所定の位置にある認識カメラと、所定の位置とは異なる位置にある認識カメラとから撮像されることになり、2つの認識カメラを設けた場合と同様の撮像結果が得られる。   In the case of FIG. 10, after the part 121 is imaged by the recognition camera 106c (FIG. 10A), the nozzle 120 holding the part 121 is moved and the part 121 is imaged again by the recognition camera 106c (FIG. 10). (B)). Thereby, the component 121 is imaged from the recognition camera at a predetermined position with respect to the component 121 and the recognition camera at a position different from the predetermined position, and when two recognition cameras are provided. Similar imaging results are obtained.

図11の場合には、認識カメラ106cを移動手段130に取り付けて移動可能な状態とする。そして、部品121を認識カメラ106cにより撮像させた後(図11(a))、認識カメラ106cを移動手段130により移動させて認識カメラ106cにより部品121を再度撮像させる(図11(b))。   In the case of FIG. 11, the recognition camera 106c is attached to the moving means 130 so as to be movable. After the part 121 is imaged by the recognition camera 106c (FIG. 11A), the recognition camera 106c is moved by the moving unit 130, and the part 121 is imaged again by the recognition camera 106c (FIG. 11B).

図10及び図11の場合、部品121は、部品121に対して所定の位置にあり、部品121に対して所定の角度で部品121を撮像する認識カメラと、所定の位置とは異なる位置にあり、部品121に対して所定の角度とは異なる角度で部品121を撮像する認識カメラとから撮像されることになり、2つの認識カメラを設けた場合と同様の撮像結果が得られる。   In the case of FIGS. 10 and 11, the component 121 is in a predetermined position with respect to the component 121, and is in a position different from the predetermined position with the recognition camera that images the component 121 at a predetermined angle with respect to the component 121. The image is picked up from the recognition camera that picks up the part 121 at an angle different from the predetermined angle with respect to the part 121, and the same imaging result as that obtained when two recognition cameras are provided is obtained.

また、本実施の形態の部品実装装置において、ずれ量算出部145により算出された傾きずれ量αを算出して、傾きずれ量αの所定の閾値に基づいて判定を行ったが、判定する部品によっては、その大きさに関わらずノズル120の回転により傾きずれ量αを0にすることができるため、傾きずれ量αの所定の閾値に基づき判定は行わなくてもよい場合もある。   Further, in the component mounting apparatus of the present embodiment, the inclination deviation amount α calculated by the deviation amount calculation unit 145 is calculated, and the determination is performed based on the predetermined threshold value of the inclination deviation amount α. Depending on the size, the inclination deviation amount α can be reduced to 0 by the rotation of the nozzle 120 regardless of the size thereof, and therefore the determination may not be performed based on a predetermined threshold value of the inclination deviation amount α.

また、本実施の形態の部品実装装置において、部品121を廃棄するか否かの判定、及び実装データ144aの補正量の決定は、部品底面の中心点の位置ずれ量に基づいて行うとした。しかし、これに限られず、例えば部品底面の各頂点の位置ずれ量に基づいて、部品121を廃棄するか否かの判定、及び実装データ144aの補正量の決定を行ってもよい。   Further, in the component mounting apparatus according to the present embodiment, the determination as to whether or not to discard the component 121 and the determination of the correction amount of the mounting data 144a are performed based on the positional deviation amount of the center point of the component bottom surface. However, the present invention is not limited to this. For example, it may be determined whether to discard the component 121 and determine the correction amount of the mounting data 144a based on the positional deviation amount of each vertex on the bottom surface of the component.

また、本実施の形態の部品実装装置において、部品位置ずれ量は部品底面の中心点の位置ずれ量であるとしたが、部品底面の重心の位置ずれ量であってもよい。   Further, in the component mounting apparatus of the present embodiment, the component displacement amount is the displacement amount of the center point of the component bottom surface, but may be the displacement amount of the center of gravity of the component bottom surface.

また、本実施の形態の部品実装装置において、実装ヘッド105はノズル120を1つ有するとしたが、複数のノズルを有してもよい。この場合、撮像手段106は、図12に示されるように、複数の部品321が視野角に入るようにそれぞれ配置され、複数のノズル320に吸着保持された複数の部品321を同時に撮像する認識カメラ306a及び306bと、複数の部品321に光を照射する照明322a及び322bとから構成される。   In the component mounting apparatus of the present embodiment, the mounting head 105 has one nozzle 120. However, the mounting head 105 may have a plurality of nozzles. In this case, as shown in FIG. 12, the imaging unit 106 is arranged so that the plurality of components 321 fall within the viewing angle, and recognizes cameras that simultaneously capture the plurality of components 321 sucked and held by the plurality of nozzles 320. 306a and 306b, and illuminations 322a and 322b that irradiate the plurality of components 321 with light.

また、本実施の形態の部品実装装置において、部品底面の3つの頂点の3次元位置を認識し、3つの頂点を持つ長方形及びその長方形の対角線が交わる中心点の3次元位置を認識するとした。しかし、部品底面の4つの頂点の3次元位置を認識し、4つの頂点を持つ長方形及びその長方形の対角線が交わる中心点の3次元位置を認識してもよい。   In the component mounting apparatus of the present embodiment, the three-dimensional position of the three vertices on the bottom surface of the component is recognized, and the three-dimensional position of the center point where the rectangle having the three vertices and the diagonal of the rectangle intersect is recognized. However, the three-dimensional position of the four vertices on the bottom surface of the component may be recognized, and the three-dimensional position of the center point where the rectangle having the four vertices and the diagonal of the rectangle intersect may be recognized.

また、本実施の形態の部品実装装置において、認識カメラ106a及び106bの2つの撮像結果から部品121の3次元位置を認識するとした。しかし、これに限られず、認識カメラ106a及び106bにより同じ部品121を複数回撮像し、3つ以上の撮像結果から部品121の3次元位置を認識してもよい。   In the component mounting apparatus of the present embodiment, the three-dimensional position of the component 121 is recognized from the two imaging results of the recognition cameras 106a and 106b. However, the present invention is not limited to this, and the same part 121 may be imaged a plurality of times by the recognition cameras 106a and 106b, and the three-dimensional position of the part 121 may be recognized from three or more imaging results.

また、本実施の形態の部品実装装置は、2つの認識カメラ106a及び106bを備えるとしたが、更に多くの認識カメラを備えてもよい。これによって、認識カメラのいずれかが照明122a及び122bの部品121による正反射を受けて正しく部品121を撮像できなくても、他の認識カメラにより2つの撮像結果を得ることができ、部品121の3次元位置の認識を行うことができる。   Moreover, although the component mounting apparatus of this Embodiment was provided with the two recognition cameras 106a and 106b, you may provide many more recognition cameras. As a result, even if one of the recognition cameras receives regular reflection from the parts 121 of the lights 122a and 122b and cannot correctly capture the part 121, two imaging results can be obtained by the other recognition cameras. A three-dimensional position can be recognized.

また、本実施の形態の部品実装装置において、ずれ量算出部145は部品底面の2次元画像から部品底面の面積を算出し、部品ライブラリ144bに含まれている、部品121が所望の状態でノズル120に保持されたときの部品底面の面積との差を算出し、ずれ量判定部147は算出された差が所定の閾値よりも小さいか否かの判定を行ってもよい。   In the component mounting apparatus of the present embodiment, the deviation amount calculation unit 145 calculates the area of the component bottom surface from the two-dimensional image of the component bottom surface, and the component 121 included in the component library 144b is in a desired state. The difference from the area of the component bottom surface when held at 120 may be calculated, and the deviation amount determination unit 147 may determine whether the calculated difference is smaller than a predetermined threshold.

また、本実施の形態の部品実装装置において、ずれ量算出部145は、部品底面の2次元画像の輝度分布から電極パターンを認識し、部品ライブラリ144bに含まれている、部品121が所望の状態でノズル120に保持されたときの部品底面の電極パターンとの差を算出し、ずれ量判定部147は算出された差が所定の閾値よりも小さいか否かの判定を行ってもよい。   Further, in the component mounting apparatus of the present embodiment, the deviation amount calculation unit 145 recognizes the electrode pattern from the luminance distribution of the two-dimensional image of the component bottom surface, and the component 121 included in the component library 144b is in a desired state. Then, the difference from the electrode pattern on the bottom surface of the component when held by the nozzle 120 may be calculated, and the deviation amount determination unit 147 may determine whether or not the calculated difference is smaller than a predetermined threshold.

(第2の実施の形態)
本実施の形態の部品実装装置は、部品位置ずれ量に加えて部品に形成された電極の位置ずれ量を算出し、電極の位置ずれ量に基づいて吸着不良であるか否かの判断を行うという点で第1の実施の形態の部品実装装置と異なる。以下、第1の実施の形態の部品実装装置と異なる点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
The component mounting apparatus according to the present embodiment calculates the positional displacement amount of the electrode formed on the component in addition to the component positional displacement amount, and determines whether or not the suction is defective based on the positional displacement amount of the electrode. This is different from the component mounting apparatus of the first embodiment. The following description will focus on differences from the component mounting apparatus according to the first embodiment.

図13は、本実施の形態に係る部品実装装置の構成を示す機能ブロック図である。
この部品実装装置は、機構部140、実装制御部241、表示部142、入力部143、記憶部144、ずれ量算出部245、補正量算出部246、ずれ量判定部247、通信I/F部148、及びメモリ部149を備える。
FIG. 13 is a functional block diagram showing the configuration of the component mounting apparatus according to the present embodiment.
The component mounting apparatus includes a mechanism unit 140, a mounting control unit 241, a display unit 142, an input unit 143, a storage unit 144, a deviation amount calculation unit 245, a correction amount calculation unit 246, a deviation amount determination unit 247, and a communication I / F unit. 148 and a memory unit 149.

実装制御部241は、オペレータからの指示等に従って、記憶部144からメモリ部149にNCデータ(実装データ)をロードして実行し、その実行結果に従って機構部140を制御する。   The mounting control unit 241 loads and executes NC data (mounting data) from the storage unit 144 to the memory unit 149 according to an instruction from the operator, and controls the mechanism unit 140 according to the execution result.

ずれ量算出部245は、認識カメラ106a及び106bの撮像により得られた2つの画像データに基づき、部品121の3次元位置を認識し、部品位置ずれ量及び傾きずれ量を算出する。また、ずれ量算出部245は、2つの画像データに基づき、部品121の電極の基準位置からのずれ量、つまり電極位置ずれ量を算出する。   The deviation amount calculation unit 245 recognizes the three-dimensional position of the component 121 based on the two image data obtained by the imaging of the recognition cameras 106a and 106b, and calculates the component position deviation amount and the inclination deviation amount. Further, the deviation amount calculation unit 245 calculates the deviation amount of the electrode of the component 121 from the reference position, that is, the electrode position deviation amount, based on the two image data.

なお、電極の基準位置とは、部品121が所望の状態でノズル120に保持されたときの電極の位置、具体的には電極先端の3次元位置であり、部品ライブラリ144bに含まれている。   The reference position of the electrode is the position of the electrode when the component 121 is held by the nozzle 120 in a desired state, specifically, the three-dimensional position of the tip of the electrode, and is included in the component library 144b.

このとき、図14に示される状態の部品121が認識カメラ106a及び106bにより撮像されると、電極位置ずれ量は、P11〜22の各電極について、基準位置からの実際の電極先端(図14のA)の3次元位置のずれ量をそれぞれ算出することにより得られる。つまり、P11〜22の各電極について、X方向のずれ量ΔX2、Y方向のずれ量ΔY2、及びZ方向のずれ量ΔZ2をそれぞれ算出することにより得られる。   At this time, when the part 121 in the state shown in FIG. 14 is imaged by the recognition cameras 106a and 106b, the amount of electrode position deviation is the actual electrode tip from the reference position (in FIG. 14) for each of the electrodes P11 to P22. It is obtained by calculating the deviation amount of the three-dimensional position of A). That is, for each of the electrodes P11 to 22, it is obtained by calculating the deviation amount ΔX2 in the X direction, the deviation amount ΔY2 in the Y direction, and the deviation amount ΔZ2 in the Z direction.

ずれ量判定部247は、ずれ量算出部245により算出された部品位置ずれ量、電極位置ずれ量及び傾きずれ量が所定の基準値よりも小さいか否かを判定し、小さいときには算出された部品位置ずれ量、電極位置ずれ量及び傾きずれ量を補正量算出部246に送信する。一方、所定の基準値よりも大きいときは、撮像された部品121を廃棄する。   The deviation amount determination unit 247 determines whether or not the component position deviation amount, the electrode position deviation amount, and the tilt deviation amount calculated by the deviation amount calculation unit 245 are smaller than a predetermined reference value. The positional deviation amount, the electrode positional deviation amount, and the inclination deviation amount are transmitted to the correction amount calculation unit 246. On the other hand, when it is larger than the predetermined reference value, the imaged component 121 is discarded.

補正量算出部246は、ずれ量判定部247から送信された部品位置ずれ量、電極位置ずれ量及び傾きずれ量に基づいて実装点等の実装条件の補正量を算出し、メモリ部149にロードされた実装データ144aを補正する。   The correction amount calculation unit 246 calculates the correction amount of the mounting condition such as the mounting point based on the component position deviation amount, the electrode position deviation amount, and the tilt deviation amount transmitted from the deviation amount determination unit 247 and loads the correction amount into the memory unit 149. The mounted data 144a is corrected.

次に、上記構成を有する部品実装装置の部品認識動作について詳細に説明する。図15は、部品実装装置の部品認識動作を示すフローチャートである。   Next, the component recognition operation of the component mounting apparatus having the above configuration will be described in detail. FIG. 15 is a flowchart showing the component recognition operation of the component mounting apparatus.

まず、実装制御部241は、ずれ量算出部245に、認識カメラ106a及び106bの撮像結果より部品121及び部品121の電極の3次元位置を認識させ、さらに部品121の傾きを認識させる(ステップS71)。すなわち、部品底面の3つの頂点の3次元位置を認識させ、これら3つの頂点を持つ長方形及びその長方形の中心点の3次元位置を認識させ、さらに認識された長方形の傾きを認識させる。さらに、部品121の各電極について、電極先端の3次元位置を認識させる。ここで、電極がリード等では無く2次元画像からはその先端を認識できない半田バンプ等である場合には、2次元画像における電極の中心を電極の先端として認識する。   First, the mounting control unit 241 causes the deviation amount calculation unit 245 to recognize the three-dimensional positions of the component 121 and the electrode of the component 121 from the imaging results of the recognition cameras 106a and 106b, and further recognize the inclination of the component 121 (step S71). ). That is, the three-dimensional positions of the three vertices on the bottom surface of the component are recognized, the three-dimensional positions of the rectangle having these three vertices and the center point of the rectangle are recognized, and the inclination of the recognized rectangle is recognized. Further, the three-dimensional position of the electrode tip is recognized for each electrode of the component 121. Here, when the electrode is not a lead or the like and is a solder bump or the like whose tip cannot be recognized from the two-dimensional image, the center of the electrode in the two-dimensional image is recognized as the tip of the electrode.

次に、実装制御部241は、ずれ量算出部245に、ノズル120に吸着保持された部品121の部品位置ずれ量及び傾きずれ量を算出させる(ステップS72)。具体的には、部品底面の中心点の位置ずれ量ΔP=(ΔX1、ΔY1、ΔZ1)と、部品底面の傾きずれ量Δω=(α、θ、γ)とを算出させる。   Next, the mounting control unit 241 causes the deviation amount calculation unit 245 to calculate the component position deviation amount and the inclination deviation amount of the component 121 sucked and held by the nozzle 120 (step S72). Specifically, the positional deviation amount ΔP = (ΔX1, ΔY1, ΔZ1) of the center point of the component bottom surface and the inclination deviation amount Δω = (α, θ, γ) of the component bottom surface are calculated.

次に、実装制御部241は、算出された部品位置ずれ量及び傾きずれ量が所定の閾値よりも小さいか否かをずれ量判定部247に判定させる(ステップS73)。すなわち、ΔX1、ΔY1、ΔZ1、α、θ及びγが所定の閾値よりも小さいか否かを判定させる。   Next, the mounting control unit 241 causes the deviation amount determination unit 247 to determine whether or not the calculated component position deviation amount and inclination deviation amount are smaller than a predetermined threshold (step S73). That is, it is determined whether or not ΔX1, ΔY1, ΔZ1, α, θ, and γ are smaller than a predetermined threshold value.

次に、部品位置ずれ量及び傾きずれ量が所定の閾値よりも小さい場合(ステップS73のYes)、実装制御部241は、部品121の各電極について、ずれ量算出部245に電極位置ずれ量を算出させる(ステップS74)。具体的には、部品121の各電極について、電極先端の位置ずれ量ΔQ=(ΔX2、ΔY2、ΔZ2)を算出させる。   Next, when the component displacement amount and the inclination displacement amount are smaller than the predetermined threshold (Yes in step S73), the mounting control unit 241 sets the electrode position displacement amount to the displacement amount calculation unit 245 for each electrode of the component 121. Calculate (step S74). Specifically, for each electrode of the component 121, the positional deviation amount ΔQ = (ΔX2, ΔY2, ΔZ2) of the electrode tip is calculated.

次に、実装制御部241は、算出されたΔX2が所定の閾値よりも小さいか否かをずれ量判定部247に判定させる(ステップS75)。   Next, the mounting control unit 241 causes the deviation amount determination unit 247 to determine whether or not the calculated ΔX2 is smaller than a predetermined threshold (step S75).

次に、ΔX2が所定の閾値よりも小さい場合(ステップS75のYes)、実装制御部241は、算出されたΔY2が所定の閾値よりも小さいか否かをずれ量判定部247に判定させる(ステップS76)。   Next, when ΔX2 is smaller than the predetermined threshold (Yes in step S75), the mounting control unit 241 causes the deviation amount determination unit 247 to determine whether or not the calculated ΔY2 is smaller than the predetermined threshold (step). S76).

次に、ΔY2が所定の閾値よりも小さい場合(ステップS76のYes)、実装制御部241は、算出されたΔZ2が所定の閾値よりも小さいか否かをずれ量判定部247に判定させる(ステップS77)。   Next, when ΔY2 is smaller than the predetermined threshold (Yes in step S76), the mounting control unit 241 causes the deviation amount determination unit 247 to determine whether or not the calculated ΔZ2 is smaller than the predetermined threshold (step). S77).

最後に、ΔZ2が所定の閾値よりも小さい場合(ステップS77のYes)、実装制御部241は、ΔX1、ΔY1、ΔZ1、ΔX2、ΔY2、ΔZ2、α、θ及びγを補正量算出部246に送信させる。実装制御部241は、補正量算出部246に、送信されたΔX1、ΔY1、ΔZ1、ΔX2、ΔY2、ΔZ2、α、θ及びγに基づいて実装点等の実装条件の補正量を算出させ、メモリ部149にロードされた実装データ144aを補正させる(ステップS78)。その後、補正された実装データ144aを用いてノズル120に吸着保持された部品121を実装させる。   Finally, when ΔZ2 is smaller than the predetermined threshold (Yes in step S77), the mounting control unit 241 transmits ΔX1, ΔY1, ΔZ1, ΔX2, ΔY2, ΔZ2, α, θ, and γ to the correction amount calculation unit 246. Let The mounting control unit 241 causes the correction amount calculation unit 246 to calculate a correction amount of mounting conditions such as mounting points based on the transmitted ΔX1, ΔY1, ΔZ1, ΔX2, ΔY2, ΔZ2, α, θ, and γ, and the memory The mounting data 144a loaded in the unit 149 is corrected (step S78). Thereafter, the component 121 sucked and held by the nozzle 120 is mounted using the corrected mounting data 144a.

一方、算出されたΔX1、ΔY1、ΔZ1、ΔX2、ΔY2、ΔZ2、α、θ及びγのいずれかが所定の閾値よりも大きいときは(ステップS73及びS75〜S77のNo)、実装制御部241は、吸着不良であると認識して撮像された部品121を廃棄させる(ステップS79)。   On the other hand, when any of the calculated ΔX1, ΔY1, ΔZ1, ΔX2, ΔY2, ΔZ2, α, θ, and γ is greater than a predetermined threshold (No in steps S73 and S75 to S77), the mounting control unit 241 Then, the part 121 imaged by recognizing that the suction is defective is discarded (step S79).

以上のように、本実施の形態の部品実装装置は、部品位置ずれの量及び傾きずれ量に加えて電極位置ずれ量に基づいて吸着不良であるか否かの判断を行う。従って、リードの浮き等の電極の不具合を検出することができる。   As described above, the component mounting apparatus according to the present embodiment determines whether or not there is a suction failure based on the electrode position deviation amount in addition to the component position deviation amount and the inclination deviation amount. Therefore, it is possible to detect electrode defects such as lead floating.

以上、本発明の部品認識方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。   As mentioned above, although the component recognition method of this invention was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to this embodiment. The present invention includes various modifications made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

例えば、上記実施の形態において、ノズルが吸着ミスを繰り返した場合に、部品実装装置が検査モードに入り、そのノズルの認識を行ってもよい。すなわち、ノズルの3次元形状に基づく、ノズルの欠け、ノズルの詰まり、所望のノズルがセットされないノズルのセットミス等のノズルの異常検出を行ってもよい。このとき、ノズルの3次元形状の認識は、部品の3次元位置の認識の場合と同様に、ノズルに対して異なる位置にあり、異なる角度でノズルを撮像する認識カメラを用いてノズルにおける複数の特徴点の3次元位置を算出することにより行われる。そして、異常検出は、部品ライブラリ144bに含まれているノズル形状とのマッチングにより行われる。これにより、2次元形状に基づく異常検出では検出されない異常を検出し、また誤検出される異常を防止することができる。例えば、ノズルの先端表面が剥がれて剥がれた部分が光っている場合には、2次元形状に基づくノズルの異常検出を行うと、ノズルが異常であると検出される。しかし、3次元形状に基づくノズルの異常検出を行うと、ノズルが異常であると検出されない。   For example, in the above embodiment, when the nozzle repeatedly makes a suction error, the component mounting apparatus may enter the inspection mode and recognize the nozzle. In other words, nozzle abnormality detection such as nozzle chipping, nozzle clogging, or nozzle setting error in which a desired nozzle is not set may be performed based on the three-dimensional shape of the nozzle. At this time, the recognition of the three-dimensional shape of the nozzle is similar to the recognition of the three-dimensional position of the component. This is done by calculating the three-dimensional position of the feature point. Then, the abnormality detection is performed by matching with the nozzle shape included in the component library 144b. Thereby, it is possible to detect an abnormality that is not detected by the abnormality detection based on the two-dimensional shape, and to prevent an abnormality that is erroneously detected. For example, in the case where the tip surface of the nozzle is peeled off and the peeled portion is shining, when nozzle abnormality detection based on a two-dimensional shape is performed, it is detected that the nozzle is abnormal. However, if nozzle abnormality detection based on a three-dimensional shape is performed, it is not detected that the nozzle is abnormal.

なお、本願発明では、吸着ノズルは、部品を吸着する内容で説明を行っているが、部品をメカ機構で把持するチャックの場合にも、適用でき、吸着ノズルの意味には、メカ機構によるチャックも含むものとする。この場合には、部品は吸着ではなく、チャックの閉動作により部品が把持された後、基板に実装される。   In the invention of the present application, the suction nozzle is described with the content of picking up a component. However, the suction nozzle can also be applied to a chuck that grips a component with a mechanical mechanism. Shall also be included. In this case, the component is not sucked, but is mounted on the substrate after the component is gripped by the closing operation of the chuck.

本発明は、部品認識方法に利用でき、特に部品実装装置の実装ヘッドに保持された部品の3次元認識方法等に利用することができる。   The present invention can be used for a component recognition method, and in particular, for a three-dimensional recognition method for a component held on a mounting head of a component mounting apparatus.

本発明の第1の実施の形態の部品実装装置の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the component mounting apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 同実施の形態の撮像手段の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the imaging means of the embodiment. 同実施の形態の部品実装装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the component mounting apparatus of the embodiment. (a)部品の保持状態を示す図である。(b)部品底面の2次元画像を示す図である。(c)部品底面の2次元画像を示す図である。(d)部品底面の2次元画像を示す図である。(A) It is a figure which shows the holding state of components. (B) It is a figure which shows the two-dimensional image of components bottom face. (C) It is a figure which shows the two-dimensional image of a component bottom face. (D) It is a figure which shows the two-dimensional image of a component bottom face. 同実施の形態の部品実装装置の実装動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows mounting operation | movement of the component mounting apparatus of the embodiment. 同実施の形態の部品実装装置の部品認識動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the component recognition operation | movement of the component mounting apparatus of the embodiment. (a)部品の保持状態を示す図である。(b)部品底面の2次元画像を示す図である。(c)部品底面の2次元画像を示す図である。(d)部品底面の2次元画像を示す図である。(A) It is a figure which shows the holding state of components. (B) It is a figure which shows the two-dimensional image of components bottom face. (C) It is a figure which shows the two-dimensional image of a component bottom face. (D) It is a figure which shows the two-dimensional image of a component bottom face. (a)部品の保持状態を示す図である。(b)部品の基板への実装状態を示す図である。(c)部品の基板への実装状態を示す図である。(d)部品の基板への実装状態を示す図である。(A) It is a figure which shows the holding state of components. (B) It is a figure which shows the mounting state to the board | substrate of components. (C) It is a figure which shows the mounting state to the board | substrate of components. (D) It is a figure which shows the mounting state to the board | substrate of components. 付着物が付いているノズルを示す図である。It is a figure which shows the nozzle with a deposit | attachment. (a)認識カメラによる部品の認識方法を示す図である。(b)認識カメラによる部品の認識方法を示す図である。(A) It is a figure which shows the recognition method of the components by a recognition camera. (B) It is a figure which shows the recognition method of the components by a recognition camera. (a)認識カメラによる部品の認識方法を示す図である。(b)認識カメラによる部品の認識方法を示す図である。(A) It is a figure which shows the recognition method of the components by a recognition camera. (B) It is a figure which shows the recognition method of the components by a recognition camera. 同実施の形態の撮像手段の変形例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the modification of the imaging means of the embodiment. 本発明の第2の実施の形態の部品実装装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the component mounting apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 部品の保持状態を示す図である。It is a figure which shows the holding state of components. 同実施の形態の部品実装装置の部品認識動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the component recognition operation | movement of the component mounting apparatus of the embodiment. 従来の部品実装装置の外観図である。It is an external view of the conventional component mounting apparatus. (a)従来の部品認識装置の構成を示す正面図である。(b)従来の部品認識装置の構成を示す側面図である。(A) It is a front view which shows the structure of the conventional component recognition apparatus. (B) It is a side view which shows the structure of the conventional component recognition apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

100 基台
101、502 搬送路
102 テープフィーダ
103 部品供給部
104、502a 基板
105、505 実装ヘッド
106 撮像手段
106a、106b、106c、306a、306b 認識カメラ
107 X軸テーブル
108 Y軸テーブル
120、320 ノズル
121、321、503a、603a 部品
122a、122b、322a、322b 照明
140 機構部
141、241 実装制御部
142 表示部
143 入力部
144 記憶部
144a 実装データ
144b 部品ライブラリ
145、245 ずれ量算出部
146、246 補正量算出部
147、247 ずれ量判定部
148 通信I/F部
149 メモリ部
150 付着物
151 吸着穴
501 部品実装装置
503 トレイ
504 トレイ供給部
506 X軸移動手段
507a、507b Y軸移動手段
508 認識手段
508a 高さセンサ
508b 輝度センサ
601a、601b、601c、601d 反射手段
602 吸着ノズル
604 カメラ
605 レンズ
606 照明手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Base 101,502 Conveyance path 102 Tape feeder 103 Component supply part 104,502a Board | substrate 105,505 Mounting head 106 Imaging means 106a, 106b, 106c, 306a, 306b Recognition camera 107 X-axis table 108 Y-axis table 120, 320 Nozzle 121, 321, 503a, 603a Component 122a, 122b, 322a, 322b Illumination 140 Mechanism unit 141, 241 Mounting control unit 142 Display unit 143 Input unit 144 Storage unit 144a Mounting data 144b Component library 145, 245 Deviation amount calculation unit 146, 246 Correction amount calculation unit 147, 247 Deviation amount determination unit 148 Communication I / F unit 149 Memory unit 150 Adherent 151 Adsorption hole 501 Component mounting device 503 Tray 504 Tray supply unit 506 X-axis movement Means 507a, 507b Y axis moving means 508 Recognition means 508a Height sensor 508b Luminance sensor 601a, 601b, 601c, 601d Reflection means 602 Adsorption nozzle 604 Camera 605 Lens 606 Illumination means

Claims (15)

実装ヘッドと、前記実装ヘッドに保持された部品を撮像する撮像手段とを備える部品実装装置における部品の3次元位置の認識方法であって、
前記部品に対して第1位置にある前記撮像手段により前記部品に対して第1角度で前記部品を撮像し、さらに前記部品に対して第2位置にある前記撮像手段により前記部品に対して第2角度で前記部品を撮像する撮像ステップと、
前記2つの撮像結果から、前記撮像が行われた部品の3次元位置を認識する部品位置認識ステップとを含む
ことを特徴とする部品認識方法。
A method for recognizing a three-dimensional position of a component in a component mounting apparatus comprising a mounting head and an imaging means for imaging a component held by the mounting head,
The part is imaged at a first angle with respect to the part by the imaging means in a first position with respect to the part, and further the part with respect to the part by the imaging means in a second position with respect to the part. An imaging step of imaging the part at two angles;
And a component position recognition step of recognizing a three-dimensional position of the imaged component from the two imaging results.
前記部品認識方法は、さらに、
前記認識された部品の3次元位置と、前記認識が行われた部品が所望の状態でノズルに保持されたときの前記部品の3次元位置との位置ずれを算出する部品位置ずれ算出ステップと、
前記算出された位置ずれが所定の閾値よりも小さいか否かを判定する部品位置ずれ判定ステップとを含む
ことを特徴とする請求項1記載の部品認識方法。
The component recognition method further includes:
A component displacement calculation step of calculating a displacement between the recognized three-dimensional position of the component and the three-dimensional position of the component when the recognized component is held in a nozzle in a desired state;
The component recognition method according to claim 1, further comprising: a component displacement determination step for determining whether or not the calculated displacement is smaller than a predetermined threshold value.
前記部品認識方法は、さらに、前記2つの撮像結果から前記部品の傾きを認識する傾き認識ステップを含む
ことを特徴とする請求項1記載の部品認識方法。
The component recognition method according to claim 1, further comprising an inclination recognition step of recognizing an inclination of the component from the two imaging results.
前記部品認識方法は、さらに、
前記認識された部品の傾きと、前記部品が所望の状態で前記ノズルに保持されたときの前記部品の傾きとの傾きずれを算出する傾きずれ算出ステップと、
前記算出された傾きずれが所定の閾値よりも小さいか否かを判定する傾きずれ判定ステップとを含む
ことを特徴とする請求項3記載の部品認識方法。
The component recognition method further includes:
An inclination deviation calculating step for calculating an inclination deviation between the recognized inclination of the component and the inclination of the component when the component is held in the nozzle in a desired state;
The component recognition method according to claim 3, further comprising: an inclination deviation determination step for determining whether or not the calculated inclination deviation is smaller than a predetermined threshold value.
前記部品位置認識ステップでは、前記第1位置にある撮像手段により前記部品の撮像を終えた後、前記第1位置の撮像手段を前記第2位置に移動させて前記部品の撮像を行う
ことを特徴とする請求項1記載の部品認識方法。
In the component position recognition step, after the imaging of the component is completed by the imaging unit at the first position, the imaging unit at the first position is moved to the second position to perform imaging of the component. The component recognition method according to claim 1.
前記部品位置認識ステップでは、前記第1位置にある認識手段により前記部品の撮像を終えた後、前記部品を移動させて前記部品に対して第2位置となった前記撮像手段により前記部品の撮像を行う
ことを特徴とする請求項1記載の部品認識方法。
In the component position recognizing step, after the imaging of the component is finished by the recognition unit at the first position, the component is moved and the imaging unit is moved to the second position with respect to the component. The component recognition method according to claim 1, wherein:
前記部品認識方法は、さらに、
前記2つの撮像結果から前記撮像が行われた部品に形成された電極の3次元位置を認識する電極位置認識ステップと、
前記認識された電極の3次元位置と、前記認識が行われた部品が所望の状態で前記ノズルに保持されたときの前記電極の3次元位置との位置ずれを算出する電極位置ずれ算出ステップと、
前記算出された電極の位置ずれが所定の閾値よりも小さいか否かを判定する電極位置ずれ判定ステップとを含む
ことを特徴とする請求項1記載の部品認識方法。
The component recognition method further includes:
An electrode position recognition step for recognizing a three-dimensional position of an electrode formed on the imaged part from the two imaging results;
An electrode displacement calculation step for calculating a displacement between the recognized three-dimensional position of the electrode and the three-dimensional position of the electrode when the recognized component is held by the nozzle in a desired state; ,
The component recognition method according to claim 1, further comprising: an electrode position deviation determination step for determining whether or not the calculated electrode position deviation is smaller than a predetermined threshold value.
部品を保持し、前記保持する部品を基板に実装する実装ヘッドと、
前記実装ヘッドに保持された部品を撮像する撮像手段と、
前記部品に対して第1位置にある前記撮像手段による前記部品に対して第1角度での前記部品の撮像結果と、前記部品に対して第2位置にある前記撮像手段による前記部品に対して第2角度での前記部品の撮像結果とから前記撮像が行われた部品の3次元位置を認識する位置認識手段とを備える
ことを特徴とする部品実装装置。
A mounting head for holding a component and mounting the held component on a substrate;
Imaging means for imaging the component held by the mounting head;
The imaging result of the component at a first angle with respect to the component by the imaging means in a first position relative to the component, and the component by the imaging means at a second position relative to the component A component mounting apparatus comprising: position recognition means for recognizing a three-dimensional position of a component that has been imaged from the imaging result of the component at a second angle.
前記撮像手段は、前記部品が視野角に入るように配置された移動可能なカメラから構成される
ことを特徴とする請求項8記載の部品実装装置。
The component mounting apparatus according to claim 8, wherein the imaging unit is configured by a movable camera arranged so that the component enters a viewing angle.
前記撮像手段は、前記部品が視野角に入るように配置された複数のカメラから構成される
ことを特徴とする請求項8記載の部品実装装置。
The component mounting apparatus according to claim 8, wherein the imaging unit includes a plurality of cameras arranged so that the component enters a viewing angle.
部品を基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドに保持された部品を撮像する撮像手段とを備える部品実装装置における部品の実装方法であって、
前記部品に対して第1位置にある前記撮像手段により前記部品に対して第1角度で前記部品を撮像し、さらに前記部品に対して第2位置にある前記撮像手段により前記部品に対して第2角度で前記部品を撮像する撮像ステップと、
前記2つの撮像結果から、前記撮像が行われた部品の3次元位置を認識する部品位置認識ステップとを含む
ことを特徴とする部品実装方法。
A component mounting method in a component mounting apparatus, comprising: a mounting head that mounts a component on a substrate; and an imaging unit that images the component held by the mounting head,
The part is imaged at a first angle with respect to the part by the imaging means in a first position with respect to the part, and further the part with respect to the part by the imaging means in a second position with respect to the part. An imaging step of imaging the part at two angles;
And a component position recognition step of recognizing a three-dimensional position of the imaged component from the two imaging results.
前記部品実装方法は、さらに、
前記認識された部品の3次元位置と、前記認識が行われた部品が所望の状態で前記ノズルに保持されたときの前記部品の3次元位置との位置ずれを算出する部品位置ずれ算出ステップと、
前記算出された位置ずれが所定の閾値よりも小さいか否かを判定する部品位置ずれ判定ステップと、
前記位置ずれが所定の閾値よりも大きいと判定された場合、前記実装ヘッドによる部品の実装条件を補正する補正ステップと、
前記補正された実装条件で前記認識が行われた部品を実装する実装ステップとを含む
ことを特徴とする請求項11記載の部品実装方法。
The component mounting method further includes:
A component displacement calculation step for calculating a displacement between the recognized three-dimensional position of the component and the three-dimensional position of the component when the recognized component is held by the nozzle in a desired state; ,
A component misalignment determination step for determining whether the calculated misalignment is smaller than a predetermined threshold;
When it is determined that the positional deviation is larger than a predetermined threshold, a correction step for correcting the mounting condition of the component by the mounting head;
The component mounting method according to claim 11, further comprising a mounting step of mounting the component for which the recognition has been performed under the corrected mounting condition.
前記部品実装方法は、さらに、
前記2つの撮像結果から前記部品の傾きを認識する傾き認識ステップと、
前記認識された部品の傾きと、前記部品が所望の状態で前記ノズルに保持されたときの前記部品の傾きとの傾きずれを算出する傾きずれ算出ステップと、
前記算出された傾きずれが所定の閾値よりも小さいか否かを判定する傾きずれ判定ステップと、
前記傾きずれが所定の閾値よりも大きいと判定された場合、前記実装ヘッドによる部品の実装条件を補正する補正ステップと、
前記補正された実装条件で前記認識が行われた部品を実装する実装ステップとを含む
ことを特徴とする請求項11記載の部品実装方法。
The component mounting method further includes:
An inclination recognition step for recognizing the inclination of the component from the two imaging results;
An inclination deviation calculating step for calculating an inclination deviation between the recognized inclination of the component and the inclination of the component when the component is held in the nozzle in a desired state;
An inclination deviation determination step for determining whether or not the calculated inclination deviation is smaller than a predetermined threshold;
When it is determined that the tilt deviation is larger than a predetermined threshold, a correction step for correcting the mounting condition of the component by the mounting head;
The component mounting method according to claim 11, further comprising a mounting step of mounting the component for which the recognition has been performed under the corrected mounting condition.
実装ヘッドと、前記実装ヘッドに保持された部品を撮像する撮像手段とを備える部品実装装置のためのプログラムであって、
前記部品に対して第1位置にある前記撮像手段により前記部品に対して第1角度で前記部品を撮像し、さらに前記部品に対して第2位置にある前記撮像手段により前記部品に対して第2角度で前記部品を撮像する撮像ステップと、
前記2つの撮像結果から、前記撮像が行われた部品の3次元位置を認識する部品位置認識ステップとを部品実装装置内のコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
A program for a component mounting apparatus comprising: a mounting head; and an imaging unit that images a component held by the mounting head,
The part is imaged at a first angle with respect to the part by the imaging means in a first position with respect to the part, and further the part with respect to the part by the imaging means in a second position with respect to the part. An imaging step of imaging the part at two angles;
A program that causes a computer in a component mounting apparatus to execute a component position recognition step of recognizing a three-dimensional position of a component that has been imaged from the two imaging results.
部品を保持するノズルを有する実装ヘッドと、前記ノズルを撮像する撮像手段とを備える部品実装装置におけるノズルの3次元位置の認識方法であって、
前記ノズルに対して第1位置にある前記撮像手段により前記部品に対して第1角度で前記ノズルを撮像し、さらに前記ノズルに対して第2位置にある前記撮像手段により前記部品に対して第2角度で前記ノズルを撮像する撮像ステップと、
前記2つの撮像結果から、前記撮像が行われたノズルの3次元位置を認識するノズル位置認識ステップとを含む
ことを特徴とするノズル認識方法。
A method for recognizing a three-dimensional position of a nozzle in a component mounting apparatus comprising a mounting head having a nozzle for holding a component and an imaging means for imaging the nozzle,
The imaging means in a first position with respect to the nozzle images the nozzle at a first angle with respect to the component, and the imaging means in a second position with respect to the nozzle further An imaging step of imaging the nozzle at two angles;
A nozzle position recognizing step of recognizing a three-dimensional position of the imaged nozzle from the two imaging results.
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