JP2009224483A - Method of mounting component and component suction posture decision method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品を画像認識して回路基板に実装する技術に適用される部品実装方法及び部品吸着姿勢判定方法に関する発明である。 The present invention relates to a component mounting method and a component suction posture determination method applied to a technique for recognizing an image of a component sucked by a suction nozzle of a component mounting machine and mounting the component on a circuit board.
一般に、部品実装機においては、吸着ノズルに吸着した部品をカメラで撮像し、その撮像画像データを画像処理用部品データと比較して部品の種類を判別したり、部品の吸着姿勢の良否を判定するようにしている。この場合、画像処理用部品データは、部品の形状や寸法等を定義するものであり、部品実装機のメーカ毎又は部品実装機の機種毎にデータ仕様や部品データ作成方法が異なっている場合が多い。このような状況から、画像処理用部品データ作成には、知識経験が必要となり、教育トレーニングを受けたエンジニアが部品データを作成するようにしている。このため、実際の生産現場では、エンジニアの熟練度によって部品データ品質の良否が左右されてしまうという問題が発生している。 In general, in a component mounting machine, a part picked up by a pick-up nozzle is picked up by a camera, and the picked-up image data is compared with image processing part data to determine the type of the part or to judge whether the picking posture of the part is good or bad. Like to do. In this case, the image processing component data defines the shape, dimensions, etc. of the component, and the data specifications and component data creation methods may differ depending on the component mounter manufacturer or component mounter model. Many. Under such circumstances, creation of image processing component data requires knowledge and experience, and an engineer who has received training has created component data. For this reason, in an actual production site, the problem that the quality of parts data quality is influenced by the skill level of an engineer has occurred.
そこで、特許文献1(特許第2615482号公報)に記載されているように、部品実装機の実装作業中に画像処理用の部品データを自動作成して、当該部品データを用いて、部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品を画像認識して回路基板に実装することが提案されている。
ところで、部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品は、必ずしも吸着姿勢が正常であるとは限らず、「立ち吸着」或は「斜め吸着」と呼ばれる異常吸着が発生することがある。しかし、上記特許文献1の技術では、画像処理用の部品データを自動作成する前に部品実装機側で吸着姿勢の良否を判断できないため、画像処理用の部品データの自動作成後に当該部品データが正しい吸着姿勢で作成されたものであることを作業者が確認する必要があり、その確認作業に手間がかかるという問題があった。 By the way, the components adsorbed to the adsorption nozzle of the component mounting machine do not necessarily have a normal adsorption posture, and abnormal adsorption called “standing adsorption” or “oblique adsorption” may occur. However, in the technique of Patent Document 1, since the component mounter cannot determine whether the suction posture is good or not before automatically creating image processing component data, the component data is stored after the image processing component data is automatically created. There is a problem that an operator needs to confirm that the product is created with a correct suction posture, and the confirmation work is troublesome.
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、部品実装機の実装作業中に吸着ノズルに吸着した部品の吸着姿勢の良否を確認した上で画像処理用の部品データを自動作成することができる部品実装方法及び部品吸着姿勢判定方法を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances. Accordingly, the object of the present invention is to confirm the quality of the suction posture of the component sucked by the suction nozzle during the mounting operation of the component mounting machine, and to perform image processing. An object of the present invention is to provide a component mounting method and a component suction posture determination method capable of automatically creating component data.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、部品実装機の実装作業中に画像処理用の部品データを自動作成して当該部品データを用いて前記部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品を画像認識して回路基板に実装する部品実装方法において、フィーダにより供給される部品を吸着ノズルで吸着する前に当該部品を上方から撮像した部品画像(以下「吸着前の部品画像」という)を取り込む処理と、前記吸着ノズルで部品を吸着した後に当該部品を下方から撮像した部品画像(以下「吸着後の部品画像」という)を取り込む処理と、前記吸着前の部品画像と前記吸着後の部品画像とを比較して前記部品の吸着姿勢の良否を判定する処理と、前記部品の吸着姿勢が正常であることを確認した上で、吸着後の部品画像又は吸着前の部品画像に基づいて画像処理用部品データを自動作成する部品データ作成処理とを含むことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, component data for image processing is automatically created during a mounting operation of a component mounter, and the component data is used to suck the component data to the suction nozzle of the component mounter. In the component mounting method for recognizing the mounted component and mounting it on the circuit board, the component image obtained by picking up the component supplied from the feeder from the upper side before the component is sucked by the suction nozzle (hereinafter referred to as “component image before suction”) ), A process of capturing a part image obtained by picking up the part from the lower side after the part is sucked by the suction nozzle (hereinafter referred to as “part image after suction”), a part image before the suction, and the post-suction The process of determining whether or not the suction posture of the component is good by comparing with the component image of the component, and after confirming that the suction posture of the component is normal, the component image after suction or the component image before suction It is characterized in that comprises a component data creating process to automatically create a image-processing component data based.
吸着ノズルで部品を吸着する前は、当該部品はフィーダの吸着位置で水平状態(正常な姿勢)で待機しているため、当該部品を上方から撮像した吸着前の部品画像と、下方から撮像した吸着後の部品画像とを比較して、吸着前後の部品画像において部品の外形形状が一致すれば、吸着前後で部品の姿勢が変化していないことを意味するため、部品の吸着姿勢が正常であると判断できる。これに対して、吸着前後の部品画像において部品の外形形状が一致しなければ、吸着前後で部品の姿勢が変化したことを意味するため、異常吸着(立ち吸着又は斜め吸着)と判断できる。これにより、本発明では、吸着ノズルに吸着した部品の吸着姿勢が正常であることを確認した上で画像処理用部品データを自動作成することが可能となり、画像処理用部品データの自動作成後に当該部品データが正しい吸着姿勢で作成されたものであることを作業者が確認する必要がなくなり、生産性を向上できる。 Before the component is picked up by the suction nozzle, the component is waiting in a horizontal state (normal posture) at the suction position of the feeder. Therefore, the component image is picked up from above and picked up from below. Comparing with the part image after suction, if the external shape of the part matches in the part image before and after suction, it means that the posture of the part has not changed before and after suction. It can be judged that there is. On the other hand, if the external shapes of the components do not match in the component images before and after the suction, it means that the posture of the component has changed before and after the suction, and therefore it can be determined that the suction is abnormal (standing or diagonal suction). Thus, in the present invention, it is possible to automatically create image processing component data after confirming that the suction posture of the component sucked by the suction nozzle is normal, and after the automatic creation of the image processing component data, This eliminates the need for the operator to confirm that the part data is created with the correct suction posture, thereby improving productivity.
この場合、画像処理用部品データの作成処理は、どの様な方法を用いても良いが、例えば、請求項2のように、吸着後の部品画像又は吸着前の部品画像から当該部品の種類を判別し、判別した部品の種類に応じて当該部品画像から当該部品の特徴を表すデータを抽出して画像処理用部品データを作成するようにしても良い。このようにすれば、部品画像から判別した部品の種類に応じた適切な画像処理アルゴリズムを選択して、当該部品画像から当該部品の特徴を表すデータを自動的に抽出することができ、部品の種類に応じた適切な部品データを自動的に作成できる。 In this case, the image processing component data creation process may use any method. For example, as in claim 2, the type of the component is determined from the component image after suction or the component image before suction. The image processing component data may be generated by extracting data representing the characteristics of the component from the component image according to the determined component type. In this way, it is possible to select an appropriate image processing algorithm according to the type of component determined from the component image, and automatically extract data representing the characteristics of the component from the component image. Appropriate part data according to the type can be created automatically.
尚、吸着前後の部品画像を比較して部品の吸着姿勢を判定する方法は、画像処理用部品データを自動的に作成する場合に限らず、従来と同様の方法で作成された画像処理用部品データを用いる場合でも、部品の吸着姿勢を判定する方法として使用可能である。 Note that the method for determining the component suction posture by comparing the component images before and after suction is not limited to the case of automatically creating the image processing component data, but the image processing component created by the same method as before. Even when data is used, it can be used as a method for determining the component suction posture.
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図1に基づいて部品実装機のシステム構成を説明する。
部品実装機は、コンピュータにより構成された制御装置11と、キーボード、マウス等の入力装置12と、液晶ディスプレイ、CRT等の表示装置13と、後述する部品実装機制御プログラムや画像処理用データ等を記憶する記憶装置14と、吸着ノズルをX−Y−Z方向に移動させる吸着ノズル移動装置15と、部品を実装する回路基板を搬送する基板搬送装置16と、吸着ノズルに吸着した部品を下方から撮像するパーツカメラ17と、主として回路基板の基準位置マークを上方から撮像するマークカメラ18等を備えた構成となっている。本実施例では、マークカメラ18は、フィーダ19により吸着位置に供給される部品を吸着ノズルで吸着する前に当該部品を上方から撮像するカメラとしても使用される。
Hereinafter, an embodiment embodying the best mode for carrying out the present invention will be described.
First, the system configuration of the component mounter will be described with reference to FIG.
The component mounter includes a
更に、部品実装機には、部品を供給するフィーダ19が着脱可能にセットされ、該フィーダ19には、供給する部品の種類等の部品情報を記録したバーコードラベル、電子タグ等の情報記録媒体が設けられ、この情報記録媒体の記録情報をバーコードリーダ等の情報読取り装置20で読み取って制御装置11に入力するようになっている。
Further, a
制御装置11は、後述する図2及び図3に示す部品実装機制御プログラムを実行することで、フィーダ19により吸着位置に供給される部品を吸着ノズルで吸着する前に当該吸着位置の部品をマークカメラ18で上方から撮像した部品画像(以下「吸着前の部品画像」という)を取り込む処理と、前記吸着ノズルで部品を吸着した後に当該部品をパーツカメラ17で下方から撮像した部品画像(以下「吸着後の部品画像」という)を取り込む処理と、前記吸着前の部品画像と前記吸着後の部品画像とを比較して前記部品の吸着姿勢の良否を判定する処理と、前記部品の吸着姿勢が正常であることを確認した上で、前記吸着後の部品画像(又は前記吸着前の部品画像)に基づいて画像処理用部品データを自動作成する部品データ作成処理と、自動作成した画像処理用部品データを使用して、パーツカメラ17で撮像した吸着後の部品画像を画像処理してその処理結果に基づいて当該部品を回路基板に実装する処理とを実行する。
The
以下、図2及び図3の部品実装機制御プログラムの処理内容を説明する。本プログラムは、ジョブデータに従って繰り返し実行される。本プログラムが起動されると、まずステップ100で、画像処理用の部品データを自動作成済みであるか否かを判定し、画像処理用の部品データを自動作成済みであれば、ステップ110に進み、吸着ノズルで部品を吸着した後に当該部品をパーツカメラ17で下方から撮像した部品画像(吸着後の部品画像)を取り込み、図3のステップ115に進み、自動作成した画像処理用の部品データを使用して吸着後の部品画像を画像処理し、次のステップ116で、その画像処理結果に基づいて部品を回路基板に実装する。
Hereinafter, processing contents of the component mounter control program of FIGS. 2 and 3 will be described. This program is repeatedly executed according to job data. When this program is started, first, in
一方、上記ステップ100で、まだ画像処理用の部品データが自動作成されていないと判定されれば、ステップ101に進み、部品を供給するフィーダ19のバーコードラベル等の情報記録媒体に記録された部品情報をバーコードリーダ等の情報読取り装置20で読み取り済みであるか否かを判定し、まだフィーダ19の部品情報を情報読取り装置20で読み取っていなければ、ステップ102に進み、フィーダ19の部品情報を情報読取り装置20で読み取って制御装置11に入力する。尚、フィーダ19の部品情報を情報読取り装置20で読み取り済みであれば、上記ステップ102の処理を省略する。
On the other hand, if it is determined in
この後、ステップ103に進み、フィーダ19により吸着位置に供給される部品を吸着ノズルで吸着する前に当該吸着位置の部品をマークカメラ18で上方から撮像した部品画像(吸着前の部品画像)を取り込む。この後、ステップ104に進み、吸着ノズルで部品を吸着し、次のステップ105で、吸着ノズルに吸着した部品をパーツカメラ17で下方から撮像した部品画像(吸着後の部品画像)を取り込む。
Thereafter, the process proceeds to
この後、ステップ106に進み、吸着前の部品画像と前記吸着後の部品画像とを比較して吸着前後の部品画像において部品の外形形状が一致するか否かを判定し、吸着前後の部品画像において部品の外形形状が一致しなければ、吸着前後で部品の姿勢が変化したことを意味するため、ステップ108に進み、異常吸着(立ち吸着又は斜め吸着)と判定して、ステップ109に進み、異常吸着と判定された部品を所定の廃棄ボックス内に廃棄して本プログラムを終了する。
Thereafter, the process proceeds to
これに対して、上記ステップ106で、吸着前後の部品画像において部品の外形形状が一致していると判定されれば、吸着前後で部品の姿勢が変化していないことを意味するため、ステップ107に進み、吸着ノズルに吸着した部品の吸着姿勢が正常であると判定する。
On the other hand, if it is determined in
この後、図3のステップ111に進み、吸着後の部品画像(又は吸着前の部品画像)から当該部品の特徴を表す部分のデータ(以下「特徴データ」という)を抽出する。この特徴データには、水平方向と垂直方向のピクセル頻度とゼロクロスパターン頻度のデータが含まれる。その後、抽出した特徴データを記憶装置14に格納されたリファレンス用部品データのデータベースの特徴データと比較して両者が最も一致する部品の種類を自動判別する。これにより、部品の種類に応じて画像処理アルゴリズムを選択する処理の自動化が可能となる。この部品種類の判別は、動的計画法(Dynamic Programming) によるマッチング手法(略称:DPマッチング)を用いて行われる。
Thereafter, the process proceeds to
この後、ステップ112に進み、判別した部品の種類に応じて当該部品画像から当該部品の画像処理用部品データ(ボディ、リード、バンプ等の位置やサイズ等のデータ)を抽出する。これらのステップ111、112の処理の詳細は、特開2006−338482号公報に記載されている。その他、特開2007−142039号公報、特開2007−142162号公報に記載された画像認識技術を使用しても良い。
Thereafter, the process proceeds to step 112, and component data for image processing of the component (data on the position and size of the body, lead, bump, etc.) of the component is extracted from the component image according to the determined component type. Details of the processing of these
この後、ステップ113に進み、焦点深度法を用いて部品の厚み寸法等の高さ方向の形状データを計測するために、吸着ノズルを上下動させて、パーツカメラ17で複数の部品画像を取り込み、部品の高さ方向の形状データを自動計測する。
Thereafter, the process proceeds to step 113, and in order to measure the shape data in the height direction such as the thickness dimension of the part using the depth of focus method, the suction nozzle is moved up and down, and a plurality of part images are captured by the
この後、ステップ114に進み、抽出した画像処理用の部品データを、記憶装置14に格納されている画像処理用部品データのデータベースに当該部品の種類と関連付けて保存する。この後、ステップ115に進み、自動作成した画像処理用の部品データを使用して吸着後の部品画像を画像処理し、次のステップ116で、その画像処理結果に基づいて部品を回路基板に実装する。
Thereafter, the process proceeds to step 114, and the extracted image processing component data is stored in the image processing component data database stored in the
以上説明した本実施例では、部品を上方から撮像した吸着前の部品画像と、下方から撮像した吸着後の部品画像とを比較して、吸着前後の部品画像において部品の外形形状が一致すること(つまり吸着ノズルに吸着した部品の吸着姿勢が正常であること)を確認した上で、画像処理用の部品データを自動作成するようにしたので、画像処理用の部品データの自動作成後に当該部品データが正しい吸着姿勢で作成されたものであることを作業者が確認する必要がなくなり、生産性を向上できる。 In the present embodiment described above, the part image before suction picked up from the upper part is compared with the part image after picked up picked up from the lower part, and the external shapes of the parts match in the part images before and after suction. After confirming (that is, the suction posture of the part sucked by the suction nozzle is normal), the part data for image processing is automatically created, so the part after automatic creation of the part data for image processing This eliminates the need for the operator to confirm that the data has been created with the correct suction posture, thereby improving productivity.
尚、画像処理用部品データの自動作成方法は、上記方法に限定されず、他の方法で画像処理用部品データを自動作成するようにしても良い。
また、吸着前後の部品画像を比較して部品の吸着姿勢を判定する方法は、画像処理用部品データを自動的に作成する場合に限らず、従来と同様の方法で作成された画像処理用部品データを用いる場合でも、部品の吸着姿勢を判定する方法として使用可能である。
Note that the method for automatically creating image processing component data is not limited to the above method, and image processing component data may be automatically created by other methods.
In addition, the method of comparing the component images before and after the suction to determine the suction posture of the component is not limited to the case of automatically creating the image processing component data, but the image processing component created by the same method as the conventional method Even when data is used, it can be used as a method for determining the component suction posture.
その他、本発明は、パーツカメラ17、マークカメラ18以外のカメラを用いて、吸着前の部品画像又は吸着後の部品画像を撮像するようにしても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。
In addition, the present invention may be variously modified within a range not departing from the gist, such as using a camera other than the
11…制御装置、14…記憶装置、17…パーツカメラ、18…マークカメラ、19…フィーダ、20…情報読取り装置
DESCRIPTION OF
Claims (3)
フィーダにより供給される部品を吸着ノズルで吸着する前に当該部品を上方から撮像した部品画像(以下「吸着前の部品画像」という)を取り込む処理と、
前記吸着ノズルで部品を吸着した後に当該部品を下方から撮像した部品画像(以下「吸着後の部品画像」という)を取り込む処理と、
前記吸着前の部品画像と前記吸着後の部品画像とを比較して前記部品の吸着姿勢の良否を判定する処理と、
前記部品の吸着姿勢が正常であることを確認した上で、前記吸着後の部品画像又は前記吸着前の部品画像に基づいて画像処理用部品データを自動作成する部品データ作成処理と を含むことを特徴とする部品実装方法。 In a component mounting method in which component data for image processing is automatically created during mounting work of a component mounter, and the component sucked by the suction nozzle of the component mounter is image-recognized using the component data and mounted on a circuit board ,
Processing to capture a component image obtained by imaging the component from above (hereinafter referred to as “component image before suction”) before sucking the component supplied by the feeder with the suction nozzle;
Processing to capture a component image (hereinafter referred to as “component image after suction”) obtained by picking up the component from below after sucking the component with the suction nozzle;
Processing for comparing the component image before suction and the component image after suction to determine whether the suction posture of the component is good,
A component data creation process for automatically creating image processing component data based on the component image after suction or the component image before suction after confirming that the suction posture of the component is normal. A characteristic component mounting method.
フィーダにより供給される部品を吸着ノズルで吸着する前に当該部品を上方から撮像した部品画像(以下「吸着前の部品画像」という)を取り込む処理と、
前記吸着ノズルで部品を吸着した後に当該部品を下方から撮像した部品画像(以下「吸着後の部品画像」という)を取り込む処理と、
前記吸着前の部品画像と前記吸着後の部品画像とを比較して前記部品の吸着姿勢の良否を判定する処理と
を含むことを特徴とする部品吸着姿勢判定方法。 In the component suction posture determination method for determining the suction posture of the component sucked by the suction nozzle of the component mounting machine,
Processing to capture a component image obtained by imaging the component from above (hereinafter referred to as “component image before suction”) before sucking the component supplied by the feeder with the suction nozzle;
Processing to capture a component image (hereinafter referred to as “component image after suction”) obtained by picking up the component from below after sucking the component with the suction nozzle;
A component suction posture determination method comprising: comparing the component image before suction and the component image after suction to determine whether the suction posture of the component is good or not.
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