JP3208185B2 - 部品のリード位置認識方法及びそれを使用した部品装着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は部品のリード位置を認識
する方法及び、吸着保持された部品を移送して基板上の
所定位置に自動的に装着する部品装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸着保持された部品のリードを検査して
基板上に装着する方法として、従来より種々の方法が提
案されている。その一例として特開平１−３２００００
号公報では、ロボットに把持された部品を下方より撮像
するカメラと、このカメラの光学軸に対し一定の角度を
持ったレーザースリット光源を設け、部品リードにレー
ザースリット光を投光して、特定の位置のリード（標準
設定位置）と他のリードからの反射光の位置ずれ量をリ
ード浮き量として視覚認識する。そして、認識検査の結
果、良品のみを基板上に装着している。

【０００３】また、ある画像の重心位置を求める方法と
して、図６の上側に示すように、画像ＰのＸ軸方向とＹ
軸方向の輝度分布を求め、各輝度分布ＬX、ＬYの重心を
算出して、そのＸ、Ｙ座標値を画像Ｐの重心位置とする
方法（以下、重心解析法と呼ぶ）が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなリードの検
査方法で、かつスリット光反射画像の重心位置を前述の
重心解析法によって求め、リード浮きを判定するなら
ば、部品リードの表面状態によってスリット光の反射に
強弱が発生した場合、むらのあるスリット光反射画像が
取り込まれ、実際には正しい位置にリードがあっても、
誤ってリード浮き不良と判定することがあった。この例
として図６の下側に示すように、あるリードのエッジ部
分が強くスリット光を反射すると、輝度分布ＬXが図中
右方向に偏り、重心解析では重心位置が実際よりも右方
向にずれる。この点を考慮して本発明は、リードの表面
状態に左右されない、高精度のリード位置認識方法を提
供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、部品のリー
ドに向け互いに平行する複数条のスリット光を照射し、
同一リードの異なる複数個所からスリット光を反射さ
せ、それら各スリット光反射画像を撮像する。そして、
各リードにおける複数個のスリット光反射画像について
それぞれ重心位置を求め、それらの平均値をリードの重
心として算出し、部品のリード位置を認識する。また、
このリード位置認識方法を部品装着装置に用い、吸着保
持した部品を移送して基板上の所定位置に装着する間に
部品のリード位置を認識し、認識結果に基づき装着動作
を制御する。

【０００６】

【作用】同一リードにおいて、異なる個所からのスリッ
ト光反射画像が認識され、各画像の重心位置の平均値が
そのリードの重心として算出される。そして、算出され
たリードの重心位置が許容範囲内にあるもののみが基板
に装着される。

【０００７】

【実施例】本発明のリード位置認識方法及びそれを使用
した部品装着装置の一実施例について図に基づいて説明
する。図１は本実施例における部品装着装置の主要な構
成を示す概略平面図である。部品装着装置１は、駆動軸
２１を回転中心として間欠回転するインデックステーブ
ル２２の周縁に、等間隔に設けた複数個の部品装着ヘッ
ド２３からなるロータリーヘッド部２と、部品装着ヘッ
ド２３に部品を供給する部品供給部３、部品装着ヘッド
２３が部品を装着すべき基板Ｐを水平移動可能に支持す
るＸＹテーブル部４、ＸＹテーブル部４に基板Ｐを送り
込むローダ５、ＸＹテーブル部４から基板Ｐを受け取り
次工程に送り出すアンローダ６で構成されている。部品
供給部３は、図中左右に水平移動する部品搭載テーブル
３０と、この上に整列載置された複数個の部品供給カセ
ット３１からなる。そして、部品装着ヘッド２３が部品
供給部３の部品を吸着保持し、ＸＹテーブル部４上の基
板Ｐに装着する間のいずれかの間欠停止位置（以下ステ
ーションと云う）に、部品を下方から撮像する撮像ユニ
ット７を設ける。

【０００８】ここで本発明の主旨であるリード位置認識
部について詳述する。図２は撮像ユニット７のスリット
光撮像状態を示す概略説明図であり、撮像ユニット７
は、ＸＹテーブル７０上に配置されたカメラ７１、スリ
ット光源７２からなっている。ＸＹテーブル７０は本実
施例では図１に示すように、ステーションＣの真下にカ
メラ７１を位置させるべく配置し、そのＸ軸は、インデ
ックステーブル２２の直径方向に合致する。カメラ７１
はＸＹテーブル７０上に垂直姿勢で固定し、スリット光
源７２は、図のようにカメラ７１の撮像中心に向け支持
ブロック７３によって一定の傾斜角度に固定している。
スリット光はこの傾斜角度で斜め上方に向かい、その水
平断面の長手方向（以後、スリット光の長さ方向、ある
いは、部品リードの幅方向と呼ぶ）が部品リードの列設
方向と平行し、短手方向（以後、スリット光の幅方向と
呼ぶ）が部品リードの列設方向と直交する形で照射され
る。８はＸＹテーブル７０を駆動させてカメラ７１とス
リット光源７２を、ステーションＣにおいて、部品装着
ヘッド２３に吸着保持された部品Ｑの大きさに対応する
位置に移動させる制御部、９はカメラ７１が取り込む画
像を認識する画像認識部である。また、制御部８は、画
像認識部９の認識結果に基づいて、リード位置が異常な
部品を装着せずにステーションＩで吸着を解除して廃棄
させるなど、装着動作も制御するものである。

【０００９】本実施例の動作について図に基づいて説明
する。制御部８は、ロータリーヘッド部２のステーショ
ンＡに位置した部品装着ヘッド２３に、所定の部品供給
カセット３１から部品Ｑを吸着して取り上げさせ、吸着
保持したままインデックステーブル２２を間欠回転させ
て、ステーションＣにその部品装着ヘッド２３を移送さ
せる。部品ＱがステーションＣに到達する前に制御部８
は、ＸＹテーブル７０を、ステーションＣに位置する部
品装着ヘッド２３の下方のスリット光撮像位置に、カメ
ラ７１が位置するように移動させる。スリット光源７２
が斜め下方よりスリット光を照射すると、カメラ７１は
その撮像視野にスリット光反射画像群Ｒmを取り込む。

【００１０】図３はスリット光反射画像群Ｒmの取り込
みを説明する要部正面図で、図４はカメラ７１が自身の
撮像視野に取り込んだスリット光反射画像群Ｒmを示す
説明図である。スリット光は、まず、前述のＸＹテーブ
ル７０の移動により、部品Ｑのリードにおいてパッケー
ジ部寄りの所定位置に照射され、カメラ７１が図４にお
ける左側の縦列で現す１条のスリット光反射画像群Ｒm1
を取り込む。画像認識部９は、取り込んだスリット光反
射画像群Ｒm1の個々の画像について、前述した重心解析
法によってそれぞれ重心位置を求める。次に、ＸＹテー
ブル７０のＸ軸モータのみを駆動し、スリット光源７２
を部品Ｑのリードから遠ざかる方向に一定距離Δｘだけ
移動させてスリット光を照射する。カメラ７１は図４に
おける中央の縦列で現す１条のスリット光反射画像群Ｒ
m2を取り込み、画像認識部９がスリット光反射画像群Ｒ
m2の個々の画像について重心位置を算出する。さらに、
ＸＹテーブル７０のＸ軸モータのみを駆動し、スリット
光源７２を部品Ｑのリードから遠ざかる方向に再度一定
距離Δｘだけ移動させてスリット光を照射する。カメラ
７１は図４における右側の縦列で現す１条のスリット光
反射画像群Ｒm3を取り込み、画像認識部９がスリット光
反射画像群Ｒm3の個々の画像について重心位置を算出す
る。

【００１１】ここで画像認識部９は、算出した３条のス
リット光反射画像群Ｒm1、Ｒm2、Ｒm3の各重心位置デー
タについて、Ｙ方向の座標値がほぼ同一の３種のデータ
を、同一リードにおける３種の重心位置データと見做
し、それらの平均値をリードの重心として各リード毎に
算出する。そして、この平均値のＸ座標値をリードの高
さ位置を判断する指標とする。例えば、図３のリードＲ
1については、そのスリット光反射画像Ｒ11、Ｒ12、Ｒ1
3（図４）の各重心位置を算出し、それらのＸ座標値の
平均ｘ10を求める。この平均値ｘ10を、図３に示すよう
に、スリット光照射位置から部品リードＲ1のスリット
光反射位置までの距離とすると、この時のリードＲ1の
高さ位置ｈ10は、ｘ10にｔａｎθ（θはスリット光照射
角）を乗じたものである。こうして画像認識部９は、部
品リード全てについて高さ位置を算出し、あらかじめ自
身に入力された当該部品のリード高さデータと比較し
て、全リードが公差内の高さに位置しているかどうかを
判定する。

【００１２】制御部８は、上記のリード高さ位置認識に
おいて、部品Ｑの１辺から突出するリードの前記３条の
画像取り込みが終了した後、部品装着ヘッド２３を９０
°づつ回転させる。９０°回転する度に、画像認識部９
は、それぞれ同様に個々のスリット光反射画像の位置を
認識し、部品Ｑの４辺のリード高さ位置を認識してその
判定結果を制御部８に伝達する。

【００１３】制御部８は、画像認識部９から受け取った
部品Ｑに関するリード位置判定情報に基き、リード高さ
が公差内にある場合には、ステーションＦにおいて、Ｘ
Ｙテーブル部４を移動させ部品装着ヘッド２３を基板Ｐ
上の所定位置に降下させ、部品Ｑの吸着を開放して装着
させる。リード高さが公差外にある場合には、ＸＹテー
ブル部４を移動させることなく、当該部品Ｑを部品廃棄
ステーションＩまで移送し、ここで吸着開放して図示し
ない受け箱に部品Ｑを投下する。

【００１４】本実施例では、部品リードの位置を認識す
るため、３条のスリット光を照射したが、要求される精
度により条数を変化させてよい。また、ＸＹテーブルの
Ｘ軸を駆動して照射位置を変化させ、複数条のスリット
光をリードに照射することとしたが、スリット光源７２
の図示しないスリット形成板に互いに平行な複数のスリ
ットを穿ち、ＸＹテーブルの変位なしに、一度に複数条
のスリット光をリードに照射してもよい。さらに、本実
施例では、ロータリーヘッド方式の部品装着装置に本リ
ード浮き検出方法を適用する例について述べたが、部品
装着ヘッド２３がＸＹ移動する方式の部品装着装置に
も、撮像ユニットを固定位置として容易に適用可能であ
る。

【００１５】

【発明の効果】図４のスリット光反射画像Ｒ22のよう
に、反射むらによって、想定されるスリット光反射画像
より小さく偏った画像が取り込まれる場合、本発明の位
置認識方法で算出したｘ20は、図５に示すように、画像
Ｒ22のみから算出される重心ｘ22よりも、真の重心ｘ2
に近づく。このように、同一リードにおいて複数個のス
リット光反射画像の各重心を平均することにより、真の
重心により近い重心位置データを得ることができ、部品
リードの表面状態によりスリット光に反射むらや反射不
足が発生しても、精度良くリード位置を認識することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における部品装着装置の主要
な構成を示す概略平面図である。

【図２】本実施例における撮像ユニットの概略正面図で
ある。

【図３】本実施例における部品リードの高さ位置算出方
法を示す説明図である。

【図４】本実施例における撮像手段が取り込むスリット
光反射画像の説明図である。

【図５】本実施例における撮像手段が取り込むスリット
光反射画像の一部拡大図である。

【図６】画像の重心を求める従来例、及びその不具合点
を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 部品装着装置 ２ ロータリーヘッド部 ２３ 部品装着ヘッド ３ 部品供給部 ４ ＸＹテーブル部 ７ 撮像ユニット ７０ ＸＹテーブル ７１ カメラ ７２ スリット光源 ８ 制御部 ９ 画像認識部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品のリードを画像認識して、リードの
   位置を認識する際、 前記リードに向け互いに平行する複数条のスリット光を
   照射し、同一リードの異なる複数個所からスリット光を
   反射させ、 前記リードの複数個所から反射される各スリット光画像
   を撮像し、 前記リードにおける複数個のスリット光反射画像につい
   て、それぞれ重心位置を求め、 前記複数個の重心位置データの平均値をリードの重心と
   して算出し、部品のリード位置を認識することを特徴と
   するリード位置認識方法。
2. 【請求項２】 吸着保持した部品を移送して基板上の所
   定位置に装着する間に部品のリードを画像認識し、認識
   結果に基づき装着動作を制御する部品装着装置であっ
   て、請求項１に記載の部品のリード位置認識方法を用い
   ることを特徴とする部品装着装置。