JP3112574B2 - 部品装着装置のスケール調整方法および同装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣ等の電子部品のよ
うな小片状のチップ部品を所定位置に装着するために吸
着ノズルを有するヘッドユニットを備えるとともに、装
着位置補正のために画像処理手段を備えた部品装着装置
において、上記画像処理手段のスケールを調整する方法
および同装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、吸着ノズルを有する部品装着用の
ヘッドユニットにより、テープフィーダー等の部品供給
部からチップ部品を吸着して、位置決めされているプリ
ント基板上に移送し、プリント基板の所定位置に装着す
るようにした部品装着装置は一般に知られている。この
装置においては、上記ヘッドユニットとプリント基板と
が相対的にＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能とされる
とともに、吸着ノズルがＺ軸方向に移動可能かつ回転可
能とされ、各方向の移動および回転のための駆動機構が
設けられている。

【０００３】この部品装着装置においては、チップ部品
が吸着ノズルに吸着された段階ではチップ部品の位置
（中心位置および回転角）にばらつきがあるので、その
チップ部品の位置を検出し、それに基づいて装着位置を
補正することが要求される。そのために、吸着ノズルに
より吸着されたチップ部品を撮像するＣＣＤカメラ等の
撮像手段と、この撮像手段により撮像したチップ部品の
画像からその位置を検出する画像処理手段を設け、その
位置検出に基づいて装着位置の補正量を求めるようにし
たものも知られている。上記画像処理手段は、撮像した
チップ部品の画像を画像処理画面上で操作することによ
り、その中心位置および回転角を求め、ノズル位置から
のずれ量を求めるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように部品装着装
置に撮像手段および画像処理手段を設けて位置検出、ず
れ量の演算等を行なう場合に、部品装着用の駆動系統の
座標系と画像処理画面上の座標系との対応関係、つまり
画像処理画面上の座標系による場合の単位長さ（１画素
のｘ方向とｙ方向の長さ）が駆動系統における場合のど
の程度の長さ（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の長さ）になるかと
いう対応関係、および両座標系の角度の対応関係を、予
め調べておくことにより、画像処理画面から求められる
位置等を駆動系等の駆動量に換算できるようにしておく
必要がある。

【０００５】この対応関係を簡単に求める手法として
は、予め縦横２辺の長さを測定しておいた小片を吸着ノ
ズルにより吸着させて撮像し、その小片の画像処理画面
上の長さと実際の長さとの対応関係を求めるというよう
な手法が考えられる。しかし、このような手法による
と、実際の長さの測定誤差および画像処理画面の読み取
りの誤差があり、さらに、エンコーダ等で調べられる駆
動系統の駆動量と実際の長さとの間にも多少の誤差があ
るため、上記対応関係の精度が乏しい。

【０００６】そこでより正確に上記対応関係を求める手
法として、ヘッドユニットをＸ軸方向およびＹ軸方向に
移動させることにより、ヘッドユニットに設けられた被
撮像部分を一直線上にない３点にわたって移動させ、そ
の各点についてそれぞれ、駆動系統の座標系による座標
と上記画像処理画面の座標系による座標とを調べ、これ
らに基づいて対応関係を求めることが考えられる。この
手法によると、実際に駆動系等を移動させた上で上記３
点の座標を求めているので、駆動系等の駆動量と画像処
理画面の座標系による長さとの対応関係が精度良く求め
られる。

【０００７】しかし、このような３点ティーチングの方
法は、装着装置の構造によっては採用困難な場合があ
る。

【０００８】例えば、ヘッドユニットとプリント基板と
を相対的にＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能とする構
造としては、ヘッドユニットをＸ，Ｙ軸のうちの一方向
にのみ移動可能とする一方、プリント基板を保持するス
テーションを他方向に移動可能とすることも考えられ、
このようにすれば、処理能率向上のため多数のノズルを
ヘッドユニットに設ける場合などに有利となるが、この
ようにヘッドユニットが一方向にのみ移動可能である
と、一直線上にない３点に移動させるということができ
ない。

【０００９】本発明はこのような事情に鑑み、ヘッドユ
ニットの移動方向が制限されているような構造の部品装
着装置に適用するような場合であっても、駆動系統の座
標系と画像処理画面上の座標系との対応関係を精度良く
求めることができる部品装着装置のスケール調整方法お
よび同装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、吸着ノズルによりチップ部品を吸着してこれを所定
位置に装着するヘッドユニットを備えるとともに、上記
吸着ノズルに吸着されたチップ部品を撮像手段により撮
像してその画像からチップ部品の位置を検出する画像処
理手段を備え、この画像処理手段による位置検出に基づ
いて部品装着位置を補正するようにした部品装着装置に
おける上記画像処理手段のスケールを調整する方法であ
って、ヘッドユニットを一定方向に移動させることによ
りヘッドユニットに設けられた被撮像部分の所定位置を
上記画像処理手段の画像処理画面に対応する領域内の第
１点と第２点とに移動させ、上記第１点および第２点に
ついてそれぞれ部品装着装置の駆動系統の座標系による
座標と上記画像処理画面の座標系による座標とを測定す
るとともに、一定箇所で上記被撮像部分を回転させて、
異なる複数の方向において上記画像処理画面上の被撮像
部分の所定２点間距離を測定し、上記第１点および第２
点についての各座標と上記複数方向の２点間距離とか
ら、上記画像処理画面の座標系と上記駆動系統の座標系
との対応関係を求めるようにしたものである。

【００１１】また、吸着ノズルによりチップ部品を吸着
してこれを所定位置に装着するヘッドユニットを備える
とともに、上記吸着ノズルに吸着されたチップ部品を撮
像手段により撮像してその画像からチップ部品の位置を
検出する画像処理手段を備え、この画像処理手段による
位置検出に基づいて部品装着位置を補正するようにした
部品装着装置において、ヘッドユニットを一定方向に直
線的に移動可能とするヘッドユニット駆動手段を設け、
かつ、ヘッドユニットに被撮像部分を回転可能とする回
転用駆動手段を設けるとともに、ヘッドユニット駆動手
段の駆動に応じて被撮像部分の所定位置が移動する軌跡
上の第１点および第２点を駆動系統の座標系による座標
で測定する手段と、上記第１点および第２点を画像処理
手段の画像処理画面上の座標で測定する手段と、上記被
撮像部分を回転させて、異なる複数の方向において上記
画像処理画面上での被撮像部分の所定２点間距離を測定
する手段と、これらの測定値に基づいて、上記画像処理
画面の座標系と上記駆動系統の座標系との対応関係を求
める演算手段とを設けたものである。

【００１２】

【作用】上記構成によると、画像処理画面上の被撮像部
分の所定２点間距離が異なる複数の方向において求めら
れることにより、処理画面上のｘ，ｙ両方向のスケール
の比率が正確に求められ、これと上記各点の座標によ
り、上記対応関係を示すｘ方向、ｙ方向、回転方向の係
数値が精度良く求められる。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１および図２は本発明の一実施例による物品認識装置
を備えた部品装着装置の全体構造を示している。これら
の図において、基台１上には、Ｘ軸方向（搬送方向）に
延びるプリント基板搬送用のコンベア２が配設され、プ
リント基板３が上記コンベア２上を搬送され、後記作業
ステーション６Ａ，６Ｂの一定位置で停止されるように
なっている。

【００１４】上記コンベア２の配設部分の両側方には、
部品供給部４が配置されている。この部品供給部４は多
数列の供給テープ４ａを備え、各供給テープ４ａは、そ
れぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の
チップ部品を等間隔に収納、保持し、リールに巻回され
ている。供給テープ４ａの繰り出し端にはラチェット式
の送り機構が組込まれ、後記ヘッドユニット５Ａ，５Ｂ
により繰り出し端からチップ部品がピックアップされる
につれて、供給テープ４ａが間欠的に繰り出され、上記
ピックアップ作業を繰返し行なうことが可能となってい
る。

【００１５】また、上記基台１の上方には、部品装着用
のヘッドユニット５Ａ，５Ｂが装備され、ヘッドユニッ
ト５Ａ，５Ｂと作業ステーション６Ａ，６Ｂ上のプリン
ト基板３とが相対的にＸ軸方向およびＹ軸方向（水平面
上でＸ軸と直交する方向）に移動可能とされ、特に当実
施例では、プリント基板３を保持する作業ステーション
６Ａ，６ＢがＹ軸方向に移動可能とされる一方、ヘッド
ユニット５Ａ，５ＢがＸ軸方向に移動可能となってい
る。

【００１６】これらの構造を具体的に説明すると、図で
は２枚のプリント基板３に対して同時的に装着作業を行
なうことができるようにして処理能率を高めるため、ヘ
ッドユニット５Ａ，５Ｂおよび作業ステーション６Ａ，
６Ｂが２つずつ配備されており、作業ステーション６
Ａ，６Ｂは、Ｘ方向にずれた２箇所に配設されている。
各作業ステーション６Ａ，６Ｂは、プリント基板３を保
持するための基板保持装置を有し、上記コンベア２から
移載装置を介して作業ステーション６Ａ，６Ｂ上に送り
込まれたプリント基板３を保持し得るようになってい
る。

【００１７】この各作業ステーション６Ａ，６Ｂの配置
箇所においてはそれぞれ、ベース７上に、互いに平行に
Ｙ軸方向に延びる２本のガイドレール８が所定間隔をお
いて互いに平行に配置されるとともに、Ｙ軸方向の送り
機構として、一方のガイドレール８の近傍に、Ｙ軸サー
ボモータ１０により回転駆動されるボールねじ軸９が配
置されている。そして、上記作業ステーション６Ａ，６
Ｂの両側部がガイドレール７に移動自在に支持され、か
つ、作業ステーション６Ａ，６Ｂに設けられたナット部
分１１が上記ボールねじ軸９に螺合している。このよう
な構造により、部品装着作業時には、作業ステーション
６Ａ，６Ｂが、プリント基板３を保持した状態で、上記
ボールねじ軸９の回転につれてＹ軸方向に移動するよう
になっている。

【００１８】また、基台１の上方には、ヘッドユニット
５Ａ，５ＢをＸ軸方向移動可能に保持するためのＸ軸フ
レームが設けられ、図では２本のＸ軸フレーム１３Ａ，
１３Ｂが、所定間隔をおいて互いに平行に、それぞれＸ
軸方向に延びている。このＸ軸フレーム１３Ａ，１３Ｂ
には、その上下両側の側部にＸ軸ガイド１４が形成され
るとともに、Ｘ軸方向の送り機構として、上下のＸ軸ガ
イド間に位置するボールねじ軸１５と、このボールねじ
軸１５を回転駆動するＸ軸サーボモータ１６とが設けら
れている。そして、上記Ｘ軸ガイド１４にヘッドユニッ
ト５Ａ，５Ｂが移動自在に支持され、かつ、このヘッド
ユニット５Ａ，５Ｂに設けられた図外のナット部分が上
記ボールねじ軸１５に螺合し、ボールねじ軸１５の回転
によってヘッドユニット５Ａ，５ＢがＸ軸方向に移動す
るようになっている。

【００１９】上記Ｙ軸方向およびＸ軸方向の移動量は、
サーボモーター１０，１６に対して具備されたエンコー
ダ等からなる測定手段（図６参照）によって測定される
ようになっている。

【００２０】上記ヘッドユニット５Ａ，５Ｂには、チッ
プ部品を吸着する吸着ノズル２０が設けられ、図示の例
では各ヘッドユニット５Ａ，５Ｂにそれぞれ１６本ずつ
吸着ノズル２０が設けられている。図３および図４に詳
しく示すように、上記各吸着ノズル２０は、Ｚ軸ガイド
２１に沿ってＺ軸方向（上下方向）の移動が可能とされ
るとともに、Ｒ軸（ノズル中心軸）回りの回転が可能と
されており、吸着ノズル２０に対するＺ軸サーボモータ
２２およびＲ軸サーボモータ２３がヘッドユニット５
Ａ，５Ｂに具備されている。そして、上記Ｚ軸サーボモ
ータ２２の駆動によりＺ軸ボールねじ軸２４を介して吸
着ノズル２０が上下動され、また、Ｒ軸サーボモータ２
３の駆動によりＲ軸ボールねじ軸２５、Ｒ軸ラック２６
およびＲ軸ピニオン２７を介して吸着ノズル２０が回動
されるようになっている。さらに、ヘッドユニット５
Ａ，５Ｂには、プリント基板３に予め付されているマー
ク（図示せず）を検出することによってプリント基板３
の位置を検出する基板位置検出用ＣＣＤカメラ２８が取
り付けられている。

【００２１】また、基台１上でヘッドユニット５Ａ，５
ＢのＸ軸方向移動範囲内の適宜位置に対応する箇所、例
えば作業ステーション６Ａ，６Ｂの配置箇所と部品供給
部４との間の箇所に、部品位置検出のための撮像手段と
してのＣＣＤカメラ３１と、撮像時の照明用のランプハ
ウス３２が設けられている。

【００２２】図５は、画像処理系統を概略的に示し、こ
の図において、部品位置検出のためのＣＣＤカメラ３１
は画像処理ユニット（画像処理手段）３３に接続されて
いる。なお、上記ヘッドユニット５Ａ，５Ｂに具備され
た基板位置検出用ＣＣＤカメラ２８も画像処理ユニット
３３に接続されている。

【００２３】また、上記ランプハウス３２は、ファイバ
ーケーブル３４を介してフラッシュユニット３５に接続
され、このフラッシュユニット３５が上記画像処理ユニ
ット３３に接続されている。そして上記画像処理ユニッ
ト３３が、コントローラ３６に接続されている。

【００２４】図６は、吸着ノズル２０等を具備するヘッ
ドユニット５（５Ａ，５Ｂ）とＣＣＤカメラ３１、ラン
プ（照明）３７および照明用電源３８を模式的に示すと
ともに、画像処理ユニット３３およびコントローラ３６
の機能的構成を示している。３９は吸着ノズル２０に吸
着されたチップ部品である。

【００２５】この図において、画像処理ユニット３３に
は、部品位置検出手段４１と、距離測定手段４２とが含
まれている。上記部品位置検出手段４１は、チップ部品
３９の吸，装着の一連の作業が自動的に行なわれる装着
作業中に、吸着ノズル２０による部品吸着後にＣＣＤカ
メラ３１で撮像されたチップ部品３９の画像から、この
チップ部品３９の中心位置および回転角度を検出するも
のであり、さらに、後記スケールデータ調整時には、ワ
ーク位置を検出して画像処理画面上の座標を求める機能
を有する。また、上記距離測定手段４２は、後記スケー
ルデータ調整時に、後に詳述するような図１０（ｂ）中
のＣＥ間の距離、およびＤＦ間の距離の測定を行なうも
のである。

【００２６】上記画像処理ユニット３３に接続されたコ
ントローラ３６は、マイクロコンピュータ等からなり、
ＲＯＭおよびＲＡＭ等の記憶手段４３と、命令・計算手
段４４と、インターフェース４５と、ヘッドユニット駆
動部４６、吸着ノズル回転部４７、吸着ノズル上下駆動
部４８、作業ステーション駆動部４９などの各種駆動部
とを含んでいる。そして、ヘッドユニットなどの移動量
を検出する移動量検出手段５０やその他の各種センサ５
１および吸着用真空の給排切換用バルブ５２、各種サー
ボモータ１０，１６，２２，２３等が上記インターフェ
ース４５および駆動部４６〜４９に電気的に接続されて
いる。さらに、キーボード５３およびＣＲＴ５４がコン
トローラ３６に接続されている。

【００２７】上記記憶手段４３には、一連の部品装着作
業などのシーケンスおよび各種データが記憶されるとと
もに、後記スケールデータが書換え可能に記憶されるよ
うになっている。

【００２８】また、上記命令・計算手段４４は、上記部
品装着作業などのシーケンスを実行するようになってい
る。さらにこの命令・計算手段４４は、後記スケールデ
ータ調整時に、ヘッドユニットの移動によりワークを第
１点と第２点とに移動させ、さらに所定箇所でワークを
回転させるようにするとともに、上記第１点および第２
点についての、部品装着装置駆動系統の座標系による座
標を測定する手段５５と、この測定手段５５と上記部品
位置検出手段４１および距離測定手段４２による測定値
からスケールデータを演算する手段５６とを含んでい
る。

【００２９】このような装置を用いた部品装着処理およ
びスケール調整方法の具体例を、フローチャートによっ
て説明する。

【００３０】図７および図８のフローチャートは、部品
装着処理の全体を示している。図７において、先ずステ
ップＳ１で、キーボードの装着作業開始スイッチがＯＮ
となるまで待機される。このスイッチがＯＮとなったと
きに、画像処理手段における画像処理画面の座標系と部
品装着装置の駆動系統の座標系との対応関係を示すデー
タ（以下、スケールデータと呼ぶ）が未存在か否かの判
定（ステップＳ２）、光学系（カメラ、照明等）の変更
が有ったか否かの判定（ステップＳ３）および後記ステ
ップＳ１６，ステップＳ１９で前回調整時から調べられ
た画像処理の累積エラー数Ｅが所定数Ｅａ以上に多発し
ているか否かの判定（ステップＳ４）が行なわれる。そ
して、これらの判定のうちの少なくとも１つがＹＥＳの
場合は、後記スケールデータ調整のルーチン（ステップ
Ｓ５）が実行されてから、ステップＳ６に移る。ステッ
プＳ５が実行されると、累積エラー数はゼロにリセット
される。

【００３１】また、ステップＳ２〜Ｓ４が全てＮＯのと
きは、既にスケールデータが存在するとともにその変更
を要しないため、そのままステップＳ６に移る。

【００３２】ステップＳ６以降は自動的に部品装着を行
なう一連の処理であり、先ず初期的処理としては、搬入
されるプリント基板３に応じて、装着されるべきチップ
部品の個数、種類などを示す基板データが選択されると
ともに（ステップＳ６）、後記アドレスカウンタが初期
化のためクリアされ（ステップＳ７）、そしてプリント
基板３が作業ステーション６Ａ，６Ｂ上に搬入されて位
置決めされる（ステップＳ８）。

【００３３】次に、ヘッドユニット５Ａ，５Ｂの作動お
よび吸着ノズル２０の作動により、吸着ノズル２０が部
品供給部４へ移動されて、各吸着ノズル２０に供給され
る負圧でチップ部品が吸着される（ステップ９，Ｓ１
０）。そして、他に吸着可能なノズル、部品が残されて
いないか否かの判定（ステップＳ１１）に基づき、これ
がＹＥＳであればステップＳ９，Ｓ１０の処理が繰り返
される。必要数のチップ部品の吸着が終了すると、ヘッ
ドユニットがＣＣＤカメラ３１の上方へ移動される（ス
テップＳ１２）。

【００３４】図８に移って、ステップＳ１３では、カメ
ラ３１の上方を通過する各吸着ノズル２０に対して照明
の照射（フラッシュ）が順次行なわれつつ、各吸着ノズ
ル２０に吸着されたチップ部品がカメラ３１で撮像され
て、その画像が取り込まれる。続いて、上記画像から部
品位置が検出され、それに基づいて吸着ノズル２０の位
置から部品位置までのずれ量が算出される（ステップＳ
１４）。上記部品位置の検出の仕方としては、例えば部
品の４辺の両端部リードエッジが画像の操作により求め
られてこれらから部品の中心位置および回転角が演算さ
れる。そして、ノズル位置からのずれ量が演算される
が、このずれ量は、後述のスケールデータ調整のルーチ
ンで求められている対応関係に基づき、ヘッドユニット
および作業ステーションに対する駆動系の駆動量に換算
されて求められる。

【００３５】ステップＳ１５では、吸着された部品につ
いて上記ステップＳ１３、Ｓ１４の部品認識処理が終了
したか否かが判定され、終了していなければステップＳ
１３，Ｓ１４が繰り返される。

【００３６】認識処理が終了すると、吸着した部品のｎ
番目について認識エラーが発生したか否かが判定され
（ステップＳ１６）、エラーがなければ、吸着ノズル２
０が上記ずれ量分だけ補正された装着位置へ移動され
（ステップＳ１７）、装着位置で吸着ノズルの下降、負
圧供給カット等によりチップ部品の装着が行なわれる
（ステップＳ１８）。ステップＳ１６でエラーの発生が
判定されれば、エラー処理として、エラーカウンタがカ
ウントアップされ（ステップＳ１９）、エラー数が記憶
手段に記憶される。。そして、吸着された全部品の装着
（もしくはエラー処理）が終了したか否かの判定（ステ
ップＳ２０）に基づき、未終了であればステップＳ１６
〜Ｓ２０の処理が繰り返される。

【００３７】装着が終了すると、エラーにより装着され
なかった部品があるか否かが判定され（ステップＳ２
１）、エラーにより装着されなかった部品が有った場合
はその部品を廃却してから（ステップＳ２２）、ステッ
プＳ９に戻ることにより、エラーの分について部品吸着
からの処理が再度行なわれる。

【００３８】上記エラーにより装着されなかった部品が
なかった場合は、装着のアドレスを示すアドレスカウン
タがカウントアップされる（ステップＳ２３）ととも
に、１枚のプリント基板分の全部品の装着が終了したか
否かが判定され（ステップＳ２４）、終了していなけれ
ばステップＳ９に戻ることにより、新たに吸着からの処
理が行なわれる。

【００３９】ステップＳ２４で終了と判定されると、プ
リント基板が搬出されるとともに（ステップＳ２５）、
全プリント基板の装着終了か否かが判定され（ステップ
Ｓ２６）、この判定がＮＯであれば、ステップＳ６に戻
ってそれ以下の処理が繰り返される。全基板装着終了と
なると、終わる。

【００４０】図９は前記のステップＳ５で行なわれるス
ケールデータ調整のルーチンの処理の一例を示す。この
ルーチンにおいては、先ず、吸着ノズルによりワーク
（被撮像用部分となるチップ部品等の小片）が吸着され
る（ステップＳ３１）。そして、図１０（ａ）にも示す
ように、カメラ３１により撮像される範囲内で、ヘッド
ユニットが駆動されることにより駆動系のＸ軸上の第１
点Ａから第２点Ｂまでワークが移動され、その２点でワ
ークの位置検出（中心位置の検出）が行なわれて、駆動
系座標Ａ（Ｒ_1x，Ｒ_1y），Ｂ（Ｒ_2x，Ｒ_2y）と画像処理
画面上の座標Ａ（Ｖ_1x，Ｖ_1y），Ｂ（Ｖ_2x，Ｖ_2y）がそ
れぞれ得られる（ステップＳ３２）。

【００４１】次に、図１０（ｂ）にも示すように、駆動
系の軸上の１点（例えば上記第１点Ａまたは第２点Ｂ）
で、Ｒ軸サーボモーターによりワークが０°，９０°，
１８０°，２７０°の各角度に回転され、それぞれにお
けるワークの中心位置Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの検出が行なわ
れ、画像処理画面上の座標Ｃ（Ｖ_3x，Ｖ_3y），Ｄ
（Ｖ_4x，Ｖ_4y），Ｅ（Ｖ_5x，Ｖ_5y），Ｆ（Ｖ_6x，Ｖ_6y）
が求められる（ステップＳ３３）。ここで、続いて、換
算係数の比率が、次のように演算される（ステップＳ３
４）。

【００４２】

【数１】

【００４３】ここで、Ｖaxは画像処理画面上の点ＣＥ間
の距離、Ｖbyは同画面上の点ＤＦ間の距離であり、これ
らは上記座標から次のように求められる。

【００４４】

【数２】

【００４５】次に、Ｘ軸方向の換算係数およびＹ軸方向
の換算係数がそれぞれ次のように求められる（ステップ
Ｓ３５）。

【００４６】

【数３】

【００４７】ただし、この式中のＬ，Ｖay，Ｖdx，Ｖdy
は，次のとおりである。

【００４８】

【数４】

【００４９】さらに、駆動系の座標軸（Ｒx ，Ｒy ）Ｘ
軸、Ｙ軸の方向に対する画像処理画面の座標軸（Ｖx ，
Ｖy ）の傾きθが、次のように演算される（ステップＳ
３６）。

【００５０】

【数５】

【００５１】以上のような方法によると、スケールデー
タ調整ルーチンにより、ｘ，ｙ方向の換算係数Ｓｘ，Ｓ
ｙと傾きθとがスケールデータとして求められる。この
場合に、上記ステップＳ３３の処理で得られる各点Ｃ，
Ｄ，Ｅ，Ｆはワークの同一位置（中心位置）がワークの
回転により動いたものであり、Ｅ，ＦはそれぞれＣ，Ｄ
がワークの１８０°回転により移動した位置であって、
ＣＥ間の距離とＤＦ間の距離とは実寸法としては当然に
同一のものであるから、実寸法に対する処理画面上の寸
法の割合についてのｘ方向とｙ方向との比率が正確に求
められる。そして、この比率と、上記第１点Ａ、第２点
Ｂ等の各座標により、スケールデータとしての３つの未
知数Ｓｘ，Ｓｙ，θを求めるに足る関係式が得られる。

【００５２】従って、ヘッドユニットがＸ軸方向にのみ
移動可能という制約のもとでも、スケールデータＳｘ，
Ｓｙ，θが高精度に求められる。このスケールデータが
記憶手段４３に記憶される。

【００５３】そして、一連の部品装着処理としては、部
品吸着が行なわれてから撮像および画像処理による部品
位置の検出に基づいてずれ量が演算され（ステップＳ１
４）、その分だけ補正された装着位置にチップ部品が装
着されるが、上記ずれ量の演算の際にスケールデータＳ
ｘ，Ｓｙ，θが用いられ、処理画面上の距離が駆動系に
おける実際の距離に換算される。その換算式としては、
ある２点間のＸ，Ｙ方向距離を駆動系座標上でＲ_LX、Ｒ
_LY、処理画面上でＶ_LX，Ｖ_LYとすると、次のようにな
る。

【００５４】

【数６】

【００５５】このように換算されて補正が行なわれる場
合、スケールデータが精度良く求められていることによ
り、補正の精度も高められることとなる。

【００５６】図１１はスケールデータ調整ルーチンの別
の例を示し、この例でもステップＳ４１，Ｓ４２による
第１点Ａおよび第２点Ｂの位置検出までの処理は、図９
のステップＳ３１，Ｓ３２と同じである。次に、図１２
にも示すように、駆動系の軸上の１点で、Ｒ軸サーボモ
ーターの駆動によりワークが０°，９０°の各角度に回
転され、それぞれにおいて処理画面上でのワークのｘ方
向、ｙ方向の長さの検出が行なわれる。そして、本例で
は、上記各角度での長さがそれぞれＶ_ax，Ｖ_byとされ、
以下、ステップＳ４４での比率の演算、ステップＳ４
５，Ｓ４６でのスケールデータの演算は、図９のステッ
プＳ３４，Ｓ３５，Ｓ３６と同様に行なわれる。

【００５７】この例による場合でも、ステップＳ４３の
処理において測定される長さＶ_ax，Ｖ_byは、実寸法では
全く同じ長さであるので、実寸法に対する処理画面上の
寸法の割合についてのｘ方向とｙ方向との比率が正確に
求められる。そしてその他は図９の例と同様にして、ス
ケールデータが精度良く求められることとなる。

【００５８】なお、本発明は、上記実施例のようにヘッ
ドユニットがＸ軸、Ｙ軸のうちの一方の方向にのみ移動
可能となっている部品装着装置に適用した場合にとくに
有用性が高いが、部品装着装置の構造はこれに限らず、
ヘッドユニットがＸ軸、Ｙ軸の両方向に移動可能となっ
ている構造等にも適用することできる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明は、部品位置検出に
基づく部品装着位置補正のために部品装着装置に設けら
れている画像処理手段のスケール調整を行なうものであ
って、ヘッドユニットを一定方向に移動させることでワ
ークを処理画面に対応する範囲内の第１点と第２点とに
移動させ、各点について駆動系統による座標と処理画面
上の座標とを測定するとともに、ワークを回転させて異
なる複数の方向について処理画面上でのワークの所定２
点間距離もしくは長さを測定し、これらの測定値に基づ
いて処理画面上の座標と駆動系の座標との対応関係を求
めるようにしているため、チップ部品の位置検出に基づ
く補正の際に必要な処理画面上の座標から駆動系の座標
への換算を、精度良く行なうことができる。特に、上記
対応関係を求める処理において、ヘッドユニットの移動
を伴う位置検出は、直線上の上記第１，第２の２点につ
いて行なえばよいので、ヘッドユニットの移動方向が一
方向に制限されている構造の装着装置に適用した場合で
も、上記対応関係を精度良く求めることができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による物品認識装置を備えた
部品装着装置の平面図である。

【図２】部品装着装置のヘッドユニット配置部分の正面
図である。

【図３】ヘッドユニットの拡大正面図である。

【図４】ヘッドユニットを図３のＩＶ−ＩＶ線からみた
図である。

【図５】ヘッドユニットと画像処理装置等を概略的に示
した斜視図である。

【図６】画像処理および制御系統の機構的構成を示すブ
ロック図である。

【図７】部品装着の一連の処理の具体例を示すフローチ
ャートである。

【図８】図７のフローチャートに続くフローチャートで
ある。

【図９】スケールデータ調整のルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図１０】（ａ）（ｂ）はそれぞれ図９のルーチンの中
で行なわれる処理についての説明図である。

【図１１】スケールデータ調整のルーチンの別の例を示
すフローチャートである。

【図１２】図１１のルーチンの中で行なわれる処理につ
いての説明図である。

【符号の説明】

５Ａ，５Ｂ ヘッドユニット ２０ 吸着ノズル ３１ ＣＣＤカメラ（撮像手段） ３３ 画像処理ユニット ３６ コントローラ ４１ 部品位置検出手段 ４２ 距離測定手段 ４４ 命令・計算手段 ５５ 座標測定手段 ５６ スケールデータ演算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−22199（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−63398（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−315795（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−218696（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 13/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸着ノズルによりチップ部品を吸着して
   これを所定位置に装着するヘッドユニットを備えるとと
   もに、上記吸着ノズルに吸着されたチップ部品を撮像手
   段により撮像してその画像からチップ部品の位置を検出
   する画像処理手段を備え、この画像処理手段による位置
   検出に基づいて部品装着位置を補正するようにした部品
   装着装置における上記画像処理手段のスケールを調整す
   る方法であって、ヘッドユニットを一定方向に移動させ
   ることによりヘッドユニットに設けられた被撮像部分の
   所定位置を上記画像処理手段の画像処理画面に対応する
   領域内の第１点と第２点とに移動させ、上記第１点およ
   び第２点についてそれぞれ部品装着装置の駆動系統の座
   標系による座標と上記画像処理画面の座標系による座標
   とを測定するとともに、一定箇所で上記被撮像部分を回
   転させて、異なる複数の方向において上記画像処理画面
   上の被撮像部分の所定２点間距離を測定し、上記第１点
   および第２点についての各座標と上記複数方向の２点間
   距離とから、上記画像処理画面の座標系と上記駆動系統
   の座標系との対応関係を求めるようにした部品装着装置
   のスケール調整方法。
2. 【請求項２】 吸着ノズルによりチップ部品を吸着して
   これを所定位置に装着するヘッドユニットを備えるとと
   もに、上記吸着ノズルに吸着されたチップ部品を撮像手
   段により撮像してその画像からチップ部品の位置を検出
   する画像処理手段を備え、この画像処理手段による位置
   検出に基づいて部品装着位置を補正するようにした部品
   装着装置において、ヘッドユニットを一定方向に直線的
   に移動可能とするヘッドユニット駆動手段を設け、か
   つ、ヘッドユニットに被撮像部分を回転可能とする回転
   用駆動手段を設けるとともに、ヘッドユニット駆動手段
   の駆動に応じて被撮像部分の所定位置が移動する軌跡上
   の第１点および第２点を駆動系統の座標系による座標で
   測定する手段と、上記第１点および第２点を画像処理手
   段の画像処理画面上の座標で測定する手段と、上記被撮
   像部分を回転させて、異なる複数の方向において上記画
   像処理画面上での被撮像部分の所定２点間距離を測定す
   る手段と、これらの測定値に基づいて、上記画像処理画
   面の座標系と上記駆動系統の座標系との対応関係を求め
   る演算手段とを設けたことを特徴とする部品装着装置の
   スケール調整装置。