JP2010165892A - 電子部品実装装置および搭載方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この搭載位置補正装置は、温度変化があったときにまたは定期的に、ピクセルレート補正処理を実行し、その時の合焦点位置を算出し(ステップS41)、算出された合焦点位置と基準となる合焦点位置との差hを算出(ステップS42)する。そして、算出した合焦点位置の差hに対する倍率変化量を算出し(ステップS43)、予め算出された基準倍率変化係数とから現在のレンズ倍率を算出し(ステップS44)、次いで、その算出した現在のレンズ倍率とカメラの画素サイズとから現在のピクセルレートを算出し(ステップS45)、その算出されたピクセルレートに保持している基準となるピクセルレートを更新する(ステップS46)。
【選択図】図4
Description
そこで、例えば特許文献1に記載の技術では、温度や湿度等の環境変化に応じて、基板および電子部品を認識する各カメラのオフセット管理をおこなっている。つまり、同文献に記載の技術では、付設した温度計の温度が所定温度変化する毎に、自動的にカメラの回転角オフセット、ピクセルレート(カメラスケール)、およびカメラ中心オフセットを計測し、温度や湿度等の環境変化によるレンズと鏡筒との熱膨張率からひきおこされる光軸ズレを補正して、これにより、電子部品を吸着・装着するノズル、基板を認識する基板認識カメラ、および電子部品の吸着姿勢を撮像計測する部品認識カメラの相対位置を管理している。ここで、同文献に記載の技術では、基板認識カメラの高さ(Z軸)自体は固定されている。
また、本発明のうち第二の態様は、電子部品実装装置に用いられて、電子部品を搭載すべき搭載位置のズレとなる搭載補正距離を補正する方法であって、認識対象物を撮像するカメラのピクセルレートを補正するピクセルレート補正工程を含み、当該ピクセルレート補正工程は、温度変化があったときにまたは定期的に、前記カメラを合焦点位置に移動させてその時の合焦点位置を計測する合焦点位置計測工程と、該合焦点位置計測工程で計測された合焦点位置と基準となる基準合焦点位置との差を算出する合焦点位置差算出工程と、該合焦点位置差算出工程で算出した基準合焦点位置との差と予め算出されている基準倍率変化係数とから倍率変化量を算出する倍率変化量算出工程と、前記基準合焦点位置との差に対する倍率変化量を理論値内の基準倍率から差し引いて現在のレンズ倍率を算出するレンズ倍率算出工程と、その算出した現在のレンズ倍率と前記カメラの画素サイズとから現在のピクセルレートを算出するピクセルレート算出工程と、該ピクセルレート算出工程で算出した現在のピクセルレートに、保持している基準となるピクセルレートを更新する基準ピクセルレート更新工程とを含むことを特徴としている。
同図に示すように、この電子部品実装装置1は、電子部品(不図示)を供給する部品供給部9と、基板Kの搬入および搬出をする回路基板搬送路10とを備えている。そして、部品供給部9の近傍には、電子部品を認識可能な部品認識カメラ8が認識対象物を撮像するカメラとして配設されている。また、回路基板搬送路10上には、基板Kが載置されるようになっている。さらに、回路基板搬送路10の上方には吸着ヘッド3が配置されている。
この基板マーク認識装置は、上記リニアモータ29と、これを駆動するためのモータ制御部30と、この電子部品実装装置1の主制御装置27、およびその記憶部34に格納された所定の基板認識処理のプログラム33とを備えて構成されている。
生産開始時において、上記CPU32で所定の基板認識処理が実行されると、図3に示すように、まず、ステップS31に移行して、WD変化に対するレンズ倍率の変化率(例えば、WDが1mmずれるときのレンズ倍率の変化率)を保持して、ステップS32に移行する。
つまり、本実施形態では、表1および図5に示すように、カメラ2に採用しているレンズ22の温度変化に伴い生じる、レンズ倍率,WDの変化量の理論値または実測値の最小二乗法から求められた一次関数の傾きaを基準倍率変化係数(倍率変化率)としている。なお、図5は、縦軸に倍率、横軸にWDをとったときの最小二乗法から求められた一次関数((式1)による)を示している。但し、(式1)において、aは傾き、nはデータ数、xはWD、yはレンズ倍率である。
CPU32でピクセルレート補正処理が実行されると、図4に示すように、まず、ステップS41に移行して、駆動信号をモータ制御部30から出力させてリニアモータ29を駆動し、カメラ2がZ軸方向に移動される。そして、CPU32は、例えば生産開始時に丸マークが描かれている治具等(例えば原点復帰時に使用する治具等)を撮像し、撮像された画像データが画像記憶部34aに記憶される。そして、CPU32は、撮像された画像データから生産開始時におけるカメラ2の合焦点位置を算出し、その算出した生産開始時における合焦点位置を基準合焦点位置として基準合焦点位置データ記憶部34bに記憶して、ステップS42に移行する。
そして、このコントラスト値に対し、図6(b)に示すように、最大コントラスト値を検索し、この最大コントラスト値を基準として、第一、第二の閾値を設定する。これらの閾値は、合焦点位置を算出するために必要なコントラストデータを抽出するために設定する必要がある。閾値設定の条件としては、第一の閾値の方が、第二の閾値よりも高く設定することとする。例えば、基準とする最大コントラスト値を1としたときの第一の閾値の比率を0.85、第二の閾値の比率を0.6とした場合、実際の最大コントラスト値が100であったとすれば、第一の閾値は85(=100×0.85)、第二の閾値は60(=100×0.6)となる。
h=(温度変化後の合焦点位置)−(理論値内の基準合焦点位置) (式2)
例えば、温度変化後の合焦点位置が200.25mmである場合(表1参照)、h=200.25−200.00となり、理論値内の基準合焦点位置との差hは、0.25mmとなる。
−0.0021×0.25(上記(式2)での算出例結果より)となり、基準合焦点位置との差hに対する倍率変化量は、−0.000525となる。
続くステップS44では、基準合焦点位置との差hに対する倍率変化量を理論値内の基準倍率(表1での符号A参照)から差し引き、現在の温度でのレンズ倍率を求める。
ここで、現在のピクセルレート=(画素サイズ)/(現在の温度でのレンズ倍率)で算出される。例えば、画素サイズが3.45μmである場合、0.00345/0.080525(上記(式4)での算出例結果より)となり、現在のピクセルレートは、0.042844mmとなる。
これにより、電子部品実装装置1は、更新されたピクセルレートを用いて基板マーク(フィデューシャルマーク)位置を算出する事により、温度変化等によって基板認識カメラのレンズのWD(ワーキングディスタンス)が変化した場合であっても、搭載位置のズレを防止可能になっている。
この搭載位置補正装置およびこれによる搭載位置補正方法は、主制御装置27のCPU32でピクセルレート補正処理を実行し、温度変化があったときに、カメラ2を合焦点位置に移動させてその時の合焦点位置を計測し、その計測された合焦点位置と基準となる合焦点位置との差hを算出し、その算出した合焦点位置の差hと予め算出された基準倍率変化係数とから現在のレンズ倍率を算出し、その算出した現在のレンズ倍率とカメラ2の画素サイズとから現在のピクセルレートを算出し、その算出した現在のピクセルレートに基づいて基準となるピクセルレートを更新することができるので、温度変化によってカメラ2のレンズ22のWD(ワーキングディスタンス)が変化した場合であっても、レンズ倍率が変化することにより生じる電子部品の搭載位置のズレを補正することができる。
例えば、上記実施形態では、丸マークが描かれている治具等(例えば原点復帰時に使用する治具等)により、そのときの合焦点位置を算出する例で説明したが、これに限らず、生産中の基板マーク(サイズ管理がなされている例えば丸マークが描かれている治具以外の物)により、そのときの合焦点位置を算出するようにしてもよい。
2 基板認識カメラ(カメラ)
3 吸着ヘッド
4 吸着ノズル
6 X軸移動機構
7 Y軸移動機構
8 部品認識カメラ(カメラ)
9 部品供給部
10 回路基板搬送路
22 レンズ
23 照明装置
24 照明
25 拡散板
27 画像処理装置
28 照明制御部
29 リニアモータ
30 照明コントローラ
31 A/Dコンバータ
32 CPU
33 基板認識処理を含むプログラム
34 記憶メモリ
34a 画像記憶部
34b 基準合焦点位置データ記憶部
34c 倍率変化率記憶部
34d ピクセルレート記憶部
34e 画素サイズ記憶部
K 基板
Claims (3)
- 電子部品実装装置に用いられて、電子部品を搭載すべき搭載位置のズレとなる搭載補正距離を補正するための搭載位置補正装置であって、
認識対象物を撮像するカメラのピクセルレートを補正するピクセルレート補正手段を備え、当該ピクセルレート補正手段は、温度変化があったときにまたは定期的に、前記カメラを合焦点位置に移動させてその時の合焦点位置を計測する合焦点位置計測手段と、該合焦点位置計測手段で計測された合焦点位置と基準となる基準合焦点位置との差を算出する合焦点位置差算出手段と、該合焦点位置差算出手段で算出した基準合焦点位置との差と予め算出されている基準倍率変化係数とから倍率変化量を算出する倍率変化量算出手段と、前記基準合焦点位置との差に対する倍率変化量を理論値内の基準倍率から差し引いて現在のレンズ倍率を算出するレンズ倍率算出手段と、その算出した現在のレンズ倍率と前記カメラの画素サイズとから現在のピクセルレートを算出するピクセルレート算出手段と、該ピクセルレート算出手段で算出した現在のピクセルレートに、保持している基準となるピクセルレートを更新する基準ピクセルレート更新手段とを有することを特徴とする電子部品実装装置の搭載位置補正装置。 - 前記カメラは、基板を認識する基板認識カメラ、または電子部品を認識する部品認識カメラであることを特徴とする請求項1に記載の電子部品実装装置の搭載位置補正装置。
- 電子部品実装装置に用いられて、電子部品を搭載すべき搭載位置のズレとなる搭載補正距離を補正する方法であって、
認識対象物を撮像するカメラのピクセルレートを補正するピクセルレート補正工程を含み、当該ピクセルレート補正工程は、温度変化があったときにまたは定期的に、前記カメラを合焦点位置に移動させてその時の合焦点位置を計測する合焦点位置計測工程と、該合焦点位置計測工程で計測された合焦点位置と基準となる基準合焦点位置との差を算出する合焦点位置差算出工程と、該合焦点位置差算出工程で算出した基準合焦点位置との差と予め算出されている基準倍率変化係数とから倍率変化量を算出する倍率変化量算出工程と、前記基準合焦点位置との差に対する倍率変化量を理論値内の基準倍率から差し引いて現在のレンズ倍率を算出するレンズ倍率算出工程と、その算出した現在のレンズ倍率と前記カメラの画素サイズとから現在のピクセルレートを算出するピクセルレート算出工程と、該ピクセルレート算出工程で算出した現在のピクセルレートに、保持している基準となるピクセルレートを更新する基準ピクセルレート更新工程とを含むことを特徴とする電子部品実装装置の搭載位置補正方法。
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