JP4150448B2 - Component recognition apparatus and method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品吸着ノズルの先端に部品を吸着保持した状態で、上記部品に部品認識用照射光を照射し、該照射光が上記部品で反射拡散した反射拡散光又は上記部品を透過した透過光に基づき上記部品の位置認識を行うとき、上記ノズルの中心位置を検出し、その中心位置の情報を考慮して上記位置認識を行う部品認識装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の部品認識装置及び方法は種々の構造のものが知られている。例えば、図17(A),(C)に示すように、予め決められた所定寸法以下の部品801の場合、例えば、一辺が6mmの正方形の半導体チップや小型トランジスタなどの場合には、小型部品用の部品吸着ノズル800の先端に部品801を吸着した状態で、上記部品801に下方から小型部品用の照射光照射装置802により部品認識用照射光を照射し、該照射光が上記部品吸着ノズル800の反射拡散板803で反射拡散し、その反射拡散光が部品吸着ノズル800に吸着された部品801のリード端子を透過した透過光を鏡筒808を介して小型部品用の小カメラ804で受光して上記部品801の位置認識を行うように構成したものがある。
【0003】
これに対して、上記所定寸法を超える部品806の場合、例えば、一辺が32mmの正方形の大型QFP(Quad Flat Package)や一辺が30mmの正方形の大型PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)の場合には、上記部品認識装置においては、図17(A),(B)に示すように、大型部品用の部品吸着ノズル805の先端に部品806を吸着した状態で、上記部品806に下方から大型部品用の照射光照射装置807により部品認識用照射光を照射し、該照射光が上記部品806のリード端子で反射拡散した反射拡散光を鏡筒808を介して大型部品用の大カメラ809で受光して上記部品806の位置認識を行うように構成している。
【0004】
しかしながら、大型部品806であって大型部品用の部品吸着ノズル805の外径に対して大きい場合には、上記部品806のリードが吸着ノズル805から大きく横方向に張り出しているため、それらのリードに対して照射光を照射すると、照射光が部品吸着ノズル805の外側近傍の吸着ノズル支持部分などの金属部分にも照射されて反射拡散されてしまい、リードからの反射拡散光と、上記吸着ノズル支持部分などの金属部分からの反射拡散光との両方が大型部品用の大カメラ809で受光されてしまい、上記部品806の位置認識を正確に行うことができないことがあった。
【0005】
これを防止するため、このような大型の部品806の場合には、図17(B)に示すように、吸着ノズル805により吸着された部品806の上方を覆うように反射拡散防止シャッター810を突出させて、上記吸着ノズル支持部分などの金属部分を反射拡散防止シャッター810により覆い、照射光が上記吸着ノズル支持部分などの金属部分に照射されるのを防止したのち、照射光を部品806に照射して、部品806のリードからの反射拡散光のみを大型部品用の大カメラ809で受光できるようにして、上記部品506の位置認識を正確に行うようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吸着ノズル805により吸着された部品806を照射光の照射位置に停止させたのち、反射拡散防止シャッター810を駆動して上記吸着ノズル支持部分などの金属部分を覆うとき、反射拡散防止シャッター810が退避位置から上記金属部分を覆う位置まで移動して停止した直後では、反射拡散防止シャッター810が振動しており、その振動が停止するまで、少なくとも0.2〜0.3秒程度の間、待機する必要があり、部品の認識工程全体の時間が長くなり、部品実装全体の生産効率が低下することになるといった問題があった。
【0007】
さらに、位置認識を行う前にノズル中心位置を検出する場合においても、同様に、シャッターを駆動させるため、ノズルの吸引孔を認識して中心位置を検出するのに時間がかかり、部品実装全体の生産効率が低下することになるといった問題があった。
【0008】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、反射拡散防止シャッターを必要とせず、短時間でノズル中心位置を検出できて短時間で部品認識を行うことができ、部品実装の生産効率を高めることができる部品認識装置及び方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【0010】
本発明の第1態様によれば、部品吸着ノズルの先端に部品を吸着した状態で、上記部品に部品認識用照射光を照射し、該照射光が上記部品で反射拡散した拡散光又は該照射光が上記部品吸着ノズルで反射拡散されて上記部品を透過した透過光に基づき上記部品の位置認識を行うようにした部品認識装置において、
上記ノズルの中心位置検出時には上記部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着しない状態で上記照射光を上記部品吸着ノズルの先端に向けて照射するとともに、上記部品認識時には上記部品吸着ノズルの先端に吸着された上記部品に向けて上記照射光を照射する照射装置と、
上記部品を吸着する上記部品吸着ノズルの先端の吸引孔の周囲に配置されて上記照射光を拡散する吸着ノズル中心位置認識用拡散リングと、
上記部品吸着ノズルの先端に向けて上記照射光を照射したときに照射される領域内であって上記部品付近の領域の上記照射光を吸収する黒色の照射光吸収部と、
上記ノズルの中心位置検出時に、上記ノズルをそのノズル軸回りに所定回転角度毎に複数回回転させて、各回転角度毎に、上記部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着しない状態で上記照射装置から照射された上記照射光が上記部品吸着ノズルの先端の上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングで反射拡散した反射拡散光を受光するとともに、上記部品認識時には、上記部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着した状態で上記照射装置から照射された上記照射光を上記部品吸着ノズルの先端の上記部品で反射拡散した反射拡散光又は上記照射光が上記部品吸着ノズルで反射拡散されて上記部品を透過した透過光を受光する受光装置と、
上記ノズルの中心位置検出時に、上記受光装置で受光された上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングからの上記反射拡散光を含む上記部品吸着ノズルの先端の画像を上記ノズルの回転角度毎に記憶するとともに、上記部品認識時には、上記受光装置で受光された上記部品からの上記反射拡散光又は上記透過光から得られる上記部品吸着ノズルの先端の画像を記憶する画像メモリと、
上記ノズルの中心位置検出時に、上記画像メモリに取り込まれた画像情報を基に、上記ノズルの回転角度毎に、上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングの境界を検出し、検出された上記境界に基づき上記ノズルの中心候補位置をそれぞれ演算して求め、求められた上記ノズルの回転角度毎の上記ノズルの中心候補位置から上記ノズルの中心位置を求めるとともに、上記部品認識時に、上記求められた上記ノズルの中心位置及び上記画像メモリに取り込まれた画像情報を基に上記部品の位置認識を行い上記部品の姿勢の補正量の演算を行う演算装置と、
を備えるようにしたことを特徴とする部品認識装置を提供する。
【0011】
本発明の第2態様によれば、上記照射光吸収部が配置される、上記部品吸着ノズルの先端に向けて上記照射光を照射したときに照射される領域内であって上記部品付近の領域とは、上記部品吸着ノズルの上記吸引孔及び上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リング以外の先端部分及び上記部品吸着ノズルを上下動可能に支持する吸着ノズル保持装置の上記部品吸着ノズルの先端部分の周囲の部分である第1態様に記載の部品認識装置を提供する。
【0012】
本発明の第3態様によれば、上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングと上記黒色の照射光吸収部とを先端に有する上記吸着ノズルは大型部品を吸着する大型部品用吸着ノズルである一方、上記大型部品用吸着ノズルとは別に配置されかつ上記大型部品よりも小さい小型部品を吸着する小型部品用吸着ノズルの先端の吸引孔の周囲に配置されて上記照射光を反射拡散する吸着ノズル中心位置認識用兼小型部品認識用反射拡散リングをさらに備え、
上記受光装置は、上記各ノズルの中心位置検出時に、上記各ノズルをそのノズル軸回りに所定回転角度毎に複数回回転させて、各回転角度毎に、上記各部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着しない状態で上記照射装置から照射された上記照射光が上記各部品吸着ノズルの先端の上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングで反射拡散した反射拡散光を受光するとともに、上記部品認識時には、上記各部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着した状態で上記照射装置から照射された上記照射光を上記各部品吸着ノズルの先端の上記部品で反射拡散した反射拡散光又は上記照射光が上記各部品吸着ノズルで反射拡散されて上記部品を透過した透過光を受光し、
上記画像メモリは、上記各ノズルの中心位置検出時に、上記受光装置で受光された上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングからの上記反射拡散光を含む上記各部品吸着ノズルの先端の画像を上記各ノズルの回転角度毎に記憶するとともに、上記部品認識時には、上記受光装置で受光された上記部品からの上記反射拡散光又は上記透過光から得られる上記各部品吸着ノズルの先端の画像を記憶し、
上記演算装置は、上記各ノズルの中心位置検出時に、上記画像メモリに取り込まれた画像情報を基に、上記各ノズルの回転角度毎に、上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングの境界を検出し、検出された上記境界に基づき上記各ノズルの中心候補位置をそれぞれ演算して求め、求められた上記各ノズルの回転角度毎の上記各ノズルの中心候補位置から上記各ノズルの中心位置を求めるとともに、上記部品認識時に、上記求められた上記各ノズルの中心位置及び上記画像メモリに取り込まれた画像情報を基に上記部品の位置認識を行い上記部品の姿勢の補正量の演算を行うようにした第1又は2態様に記載の部品実装装置を提供する。
【0013】
本発明の第4態様によれば、上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングの表面は、上記照射光の拡散させるように粗く仕上げられている第1〜3のいずれかの態様に記載の部品認識装置を提供する。
【0014】
本発明の第5態様によれば、部品吸着ノズルの先端に部品を吸着した状態で、上記部品に部品認識用照射光を照射し、該照射光が上記部品で反射拡散した拡散光又は該照射光が上記部品吸着ノズルで反射拡散されて上記部品を透過した透過光に基づき上記部品の位置認識を行うようにした部品認識方法において、
上記ノズルの中心位置検出時に、上記ノズルをそのノズル軸回りに所定回転角度毎に複数回回転させて、各回転角度毎に、上記部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着しない状態で照射装置から上記照射光を上記部品吸着ノズルの先端に向けて照射し、
上記部品吸着ノズルの先端に向けて上記照射光を照射したときに照射される領域内であって上記部品付近の領域の上記照射光を黒色の照射光吸収部により吸収する状態で、上記部品を吸着する上記部品吸着ノズルの先端の吸引孔の周囲に配置された吸着ノズル中心位置認識用拡散リングにより上記照射光を反射拡散し、その反射拡散光を受光装置で受光し、
上記受光装置で受光された上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングからの上記反射拡散光を含む上記部品吸着ノズルの先端の画像を上記ノズルの回転角度毎に画像メモリに記憶し、
上記画像メモリに取り込まれた画像情報を基に、上記ノズルの回転角度毎に、上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングの境界を検出し、検出された上記境界に基づき上記ノズルの中心候補位置をそれぞれ演算して求め、求められた上記ノズルの回転角度毎の上記ノズルの中心候補位置から上記ノズルの中心位置を求める一方、
上記部品位置認識時には、上記部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着した状態で上記照射装置から照射された上記照射光を上記部品吸着ノズルの先端の上記部品で反射拡散した反射拡散光又は上記照射光が上記部品吸着ノズルで反射拡散されて上記部品を透過した透過光を上記受光装置で受光し、
上記受光装置で受光された上記部品からの上記反射拡散光又は上記透過光から得られる上記部品吸着ノズルの先端の画像を上記画像メモリに記憶し、
上記求められた上記ノズルの中心位置及び上記画像メモリに取り込まれた画像情報を基に上記部品の位置認識を行い上記部品の姿勢の補正量の演算を行うようにしたことを特徴とする部品認識方法を提供する。
【0015】
本発明の第6態様によれば、上記照射光吸収部が配置される、上記部品吸着ノズルの先端に向けて上記照射光を照射したときに照射される領域内であって上記部品付近の領域とは、上記部品吸着ノズルの上記吸引孔及び上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リング以外の先端部分及び上記部品吸着ノズルを上下動可能に支持する吸着ノズル保持装置の上記部品吸着ノズルの先端部分の周囲の部分である第5態様に記載の部品認識方法を提供する。
【0016】
本発明の第7態様によれば、大型部品を吸着するときには、上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングと上記黒色の照射光吸収部とを先端に有する上記吸着ノズルを大型部品用吸着ノズルとして使用する一方、上記大型部品よりも小さい小型部品を吸着するときには、吸引孔の周囲に上記照射光を反射拡散する吸着ノズル中心位置認識用兼小型部品認識用拡散リングを有する小型部品用吸着ノズルを使用し、
上記各ノズルの中心位置検出時に、上記各ノズルをそのノズル軸回りに所定回転角度毎に複数回回転させて、各回転角度毎に、上記各部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着しない状態で上記照射装置から照射された上記照射光が上記各部品吸着ノズルの先端の上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングで反射拡散した反射拡散光を上記受光装置により受光するとともに、上記部品認識時には、上記各部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着した状態で上記照射装置から照射された上記照射光を上記各部品吸着ノズルの先端の上記部品で反射拡散した反射拡散光又は上記照射光が上記各部品吸着ノズルで反射拡散されて上記部品を透過した透過光を上記受光装置により受光し、
上記各ノズルの中心位置検出時に、上記受光装置で受光された上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングからの上記反射拡散光を含む上記各部品吸着ノズルの先端の画像を上記各ノズルの回転角度毎に上記画像メモリで記憶するとともに、上記部品認識時には、上記受光装置で受光された上記部品からの上記反射拡散光又は上記透過光から得られる上記各部品吸着ノズルの先端の画像を上記画像メモリで記憶し、
上記各ノズルの中心位置検出時に、上記演算装置により、上記画像メモリに取り込まれた画像情報を基に、上記各ノズルの回転角度毎に、上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングの境界を検出し、検出された上記境界に基づき上記各ノズルの中心候補位置をそれぞれ演算して求め、求められた上記各ノズルの回転角度毎の上記各ノズルの中心候補位置から上記各ノズルの中心位置を求めるとともに、上記部品認識時に、上記演算装置により、上記求められた上記各ノズルの中心位置及び上記画像メモリに取り込まれた画像情報を基に上記部品の位置認識を行い上記部品の姿勢の補正量の演算を行うようにした第5又は6態様に記載の部品実装方法を提供する。
【0017】
本発明の第8態様によれば、上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングの表面は粗く仕上げられて、上記照射光を拡散させるようにしている第5〜7のいずれかの態様に記載の部品認識方法を提供する。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0019】
本発明の一実施形態にかかる部品認識装置及び方法は、図1に示すように、部品吸着ノズルの先端に部品を吸着した状態で、上記部品に部品認識用照射光を照射し、該照射光が上記部品で反射拡散した反射拡散光又は上記部品を透過した透過光を受光装置の一例としての大視野カメラ652と小視野カメラ651で受光して上記部品の位置認識を行うとともに、部品の位置認識前のノズル中心位置検出も行うように構成している。以下に、この部品認識装置及び方法を使用する部品装着装置について詳述する。
【0020】
まず、図1,2を参照して部品装着装置の全体構成を説明すると、1は支持基板でその上に、回転駆動するモータ2aと該モータ2aに連結されて間欠回転位置を位置決めするインデックス装置2bとを有する間欠回転駆動装置2が配置され、その回転主軸3が支持基板1の下部に突出されるとともに支持基板1の下面に固定された支持筒体4にて軸受5を介して回転自在に支持されている。
【0021】
回転主軸3の下端部には回転枠6が固定され、この回転枠6の外周部に間欠回転駆動装置2の間欠回転位置を位置決めする割り出し回転角に対応する角度ピッチで、複数の吸着ノズル7、例えばこの実施形態では5本の吸着ノズル7、すなわち第1〜第5吸着ノズル71,72,73,74,75を有する吸着ノズル保持装置の一例としての装着ヘッド100が昇降可能に所定数例えば10個配設されている。各装着ヘッド100には、5本の第1〜第5吸着ノズル71,72,73,74,75が円環状に配置されており、吸着ノズル7の吸引孔7aとして、吸着すべき部品801,806の大きさに対応して、5種類の内径を有する吸引孔71a,72a,73a,74a,75aを配置するようにしている。
【0022】
8は各吸着ノズル7から上方に延出されたリニアガイドであり、回転枠6に装着された支持ブロック9にて昇降自在に支持されている。リニアガイド8の上端部にはカムフォロア10が取付けられ、支持筒体4の外周面に形成された昇降用溝カム11に係合されている。
【0023】
回転枠6の間欠回転に伴う各吸着ノズル7の停止位置には、部品供給ステーション12や部品装着ステーション13が配設されている。
【0024】
かくして、間欠回転駆動装置2にて回転枠6が間欠回転するのに伴って吸着ノズル7が各ステーションを順次移動するとともに、昇降用溝カム11とカムフォロア10の係合によりリニアガイド8を介して吸着ノズル7は各ステーションに応じた高さに位置する。
【0025】
なお、図示していないが、部品供給ステーション12及び部品装着ステーション13では、部品の吸着及び装着のために吸着ノズル7を所定ストローク下降操作できるように構成されている。
【0026】
次に、図1〜図3を参照して吸着ノズル7の構成を説明する。14はヘッド本体で、その内部に回転体15が軸受16a、16bを介して鉛直な軸芯回りに回転可能に配設されている。ヘッド本体14の下端には、回転体15の下方部の周囲を取り囲むように、下端にカム面17aを形成された端面カム17が取付けられている。回転体15の外周部には、同一円周上に等間隔に位置させて複数の言いかえれば第1〜第5吸着ノズルに対応して5本の外筒18が鉛直方向に貫通して配設され、それぞれ軸受19a、19bを介して回転自在に支持されている。また、回転体15の上端部外周には歯車20が固定されている。
【0027】
各外筒18の上端にはノズル回転用第3モータ603に対するV字溝状の係合部21が形成されている。各外筒18内には各吸着ノズル7の各ノズル軸22が昇降自在に挿通され、各ノズル軸22の下端部にそれぞれ種類の異なる吸着ノズル本体23が所定範囲内で上下移動自在に装着されている。24は吸着ノズル本体23を退入可能に突出付勢するばねである。
【0028】
各ノズル軸22の上端部には直径方向に貫通する係合ピン25が設けられ、その両端部が各外筒18の上端大径部18aに形成された軸芯方向の係合溝26に係合され、かつ上端大径部18aの内周段面18bと係合ピン25の間にノズル軸22を上方に付勢するばね27が介装されている。
【0029】
ノズル軸22の外筒18下端より突出した下端部に下端大径部22aが形成され、その外周段面22b上に端面カム17に対する係合手段28が係合されている。端面カム17のカム面17aは、図3に示すように、所定の選択位置で係合手段28をばね27の付勢力に抗して所定ストロークだけ強制的に下降させるように形成されている。
【0030】
かくして回転体15を回転させて外筒18を介してノズル軸22を回動すると、端面カム17にてノズル軸22が上下移動し、5本の吸着ノズル7のうちの任意の吸着ノズル7のノズル軸22が所定の選択位置に位置すると下降位置となり、他の回転位置では上昇位置となる。
【0031】
係合手段28は、ノズル軸22に外嵌した結合筒体29とその一側に突設したカムフォロア30にて構成されている。結合筒体29はノズル軸22に一定以上の外力が作用したときに相対回転可能に摩擦係合状態で外嵌され、外筒18を回転操作することによって係合ピン25を介してノズル軸22を強制的に任意の回転位置に回転させることができるように構成されている。
【0032】
カムフォロア30には、端面カム17に係合するローラ31とその外側のローラ32とが設けられている。外側のローラ32は、回転体15の下端から垂下された支柱33に取付けられたガイド筒体34に各係合手段28に対向して形成された上下方向のガイド溝35に係合し、カムフォロア30を回転体15と一体的に回転させ、かつ外筒18の軸芯回りに回転するのを防止している。
【0033】
また、ヘッド本体14の外周面の適所に歯車20に係合及び係合離脱可能な係合爪36が水平な支軸37回りに揺動可能に配設されるとともに係合爪36を係合位置に向けて付勢するばね38が設けられ、回転体15を解除可能に回転規制するように成されている。
【0034】
上記5種類の部品吸着ノズル7は部品の大きさにより適宜切り換えて適切なものを選択して使用するようにしている。
【0035】
所定寸法以下の小型部品801、例えば、一辺が6mmの正方形の半導体チップや小型トランジスタなどの場合には、図4,5に示すように、第5吸着ノズル75の吸引孔75aの周囲のノズル本体下端面には照射光が反射拡散する白い反射拡散リング103を設けるとともに、第4吸着ノズル74の吸引孔74aの周囲のノズル本体下端面には照射光が反射拡散する白い反射拡散リング104を設ける。一方、吸引孔75a及び74aの内部は図4,5に示すように暗くなっている。よって、図10に示すように、第5吸着ノズル75の吸引孔75a又は74aに吸着された小型部品801に、上記小型部品801の下方から小型部品用の照射光照射装置であるハロゲン光照射装置402から部品認識用照射光であるハロゲン光が照射されると、上記吸引孔75a又は74aの周囲のノズル本体下端面の白い反射拡散リング103又は104により反射拡散され、その反射拡散光が部品吸着ノズル75又は74に吸着された小型部品801のリードを透過した透過光を鏡筒650を介して小型部品用の小視野カメラ651で受光して上記小型部品801の位置認識を行うようにしている。
【0036】
これに対して、上記所定寸法を超える大型部品806の場合、例えば、一辺が32mmの正方形の大型QFPや一辺が30mmの正方形の大型PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)などの場合には、図4〜8,11に示すように、第1から第3吸着ノズル71〜73の吸引孔71a〜73aのそれぞれの周囲のノズル本体下端面に照射光が反射拡散せず吸収されるような照射光吸収部の一例としての黒い反射拡散防止リング101を構成するように、黒い円筒部材(図8参照)を各ノズル下端にそれぞれ嵌合固定している。また、上記装着ヘッド100の下端面において第1から第5吸着ノズル71〜75、好ましくはそれらの吸引孔71a〜75a、以外の部分には、黒く塗装するか又は黒い反射拡散防止板をはめ込むことにより(図4ではクロスハッチングにより当該部分を黒い部分として表示している。)、照射光吸収部の一例としての反射拡散防止部107を形成する。なお、図5では各部材との関係を明瞭に示すため、図4のようにクロスハッチングにより黒い部分を表示することを省略している。よって、図10に示すように、例えば、第2吸着ノズル72の吸引孔72aに吸着された大型部品806に、上記部品806の下方から大型部品用の照射光照射装置であるLED408から部品認識用照射光が照射されると、大型部品806のリード806bよりも上方には何ら反射拡散する部分がなく、黒い反射拡散防止リング101又は反射拡散防止部107が存在するため、上記照射光により反射拡散するのはリード806bのみとなり、そのリード806bから反射拡散された反射拡散光のみが鏡筒650を介して大型部品用の大視野カメラ652で受光して上記大型部品806の位置認識を行うようにしている。
【0037】
また、第1〜第3吸着ノズル71〜73の吸引孔71a〜73aのそれぞれの周囲に設けられた反射拡散防止リング101の中心部近傍には白い、吸着ノズル中心位置認識用反射拡散リング102を設けている.この各白い反射拡散リング102は、第1〜第3吸着ノズル71〜73の中心軸を算出するために使用するものであり、各ノズル中心軸と同心に配置されており、部品806を第1〜第3吸着ノズル71〜73にそれぞれ吸着したときには、部品本体806aにより覆われて照射光により照射されて反射拡散されないようにしている。
【0038】
上記各反射拡散リング102,103,104の表面は、図12(A)に代表例として反射拡散リング102で示すように、例えば粗度が0.3μmの凹凸などとして上記照射光の拡散させるように粗く仕上げて、各反射拡散リング102,103,104の輪郭を浮き上がらせるようにするのが好ましい。また、図12(B)に代表例として反射拡散リング102で示すように、反射拡散リング102を他の部分から若干、例えば0.3mm程度、突出させて、反射拡散リング102の側面でも照射光を反射拡散するようにして、より明確に、反射拡散リング102,103,104の輪郭を浮き上がらせるようにしてもよい。
【0039】
また、図12(C)に示すように、1つの吸着ノズル7において、小型部品と大型部品の両方の位置認識を行わせるようにするため、ノズル本体23の周囲は黒色の照射光吸収部101aとし、その周囲を白い反射拡散リング103aとするようにしてもよい。この例では、小型部品は透過光で位置認識する一方、大型部品は反射拡散光で位置認識する図4とは異なり、大型部品は白い反射拡散リング103aで照射光が反射拡散した透過光で位置認識する一方、小型部品は黒色の照射光吸収部101aを背景とした状態での小型部品からの反射拡散光で位置認識するようにすることができる。
【0040】
また、制御装置(主マシンコントローラ)700は、各ノズル中心位置検出動作、部品認識動作及び装着動作を制御するものである。具体的には、上記制御装置700は、第1ドライバ701を介して上記間欠回転駆動装置2(モータ2aとインデックス装置2b)を駆動制御し、第2ドライバ702を介して上記吸着ノズル選択用モータ600を回転駆動制御し、第3ドライバ703を介して上記ノズル回転用第3モータ603を回転制御する。また、制御装置700は、上記認識装置の認識処理部500を構成する、演算装置の一例としてのCPU502と画像メモリ503とを有する認識制御部501、不反転LUT505と反転LUT506とを有するLUT選択部504、カメラ切換部507の各駆動を制御している。また、制御装置700にはメモリ520が接続されており、このメモリ520には、検出対象の吸着ノズル7の種類により、大視野カメラ652と小視野カメラ651とのいずれのカメラを使用するかなどの位置認識情報や部品装着順序などの部品装着情報などが予め記憶されている。また、制御装置700にはLED408とハロゲン光照射装置402が接続されて駆動制御される。
【0041】
以上の構成において、間欠回転駆動装置2により回転枠6が間欠回転されて、歯車20を回転駆動する駆動手段例えば吸着ノズル選択用モータ600(図1参照)が配設された適当なステーション例えばノズル切換用ステーションに任意の装着ヘッド100が停止すると、このノズル切換用ステーションにおいて吸着ノズル本体23の変更の必要に応じ、係合爪36を押圧揺動させて歯車20との係合を解除し、上記制御装置700の制御の下に第2ドライバ702を介して上記吸着ノズル選択用モータ600が回転駆動されて歯車601にて歯車20を回転させて回転体15を回転させる。すると、外筒18を介して5本の吸着ノズル7のノズル軸22が回転体15の軸芯回りに回転し、ノズル軸22の下端部に配設した係合手段28と端面カム17の係合により5本の吸着ノズル71〜75の各ノズル軸22が順次所定の選択位置で突出下降する。所望の吸着ノズル本体23を取付けた吸着ノズル7のノズル軸22が突出すると、上記吸着ノズル選択用モータ600を停止させ、係合爪36の押圧を解除して係合爪36を歯車20に係合させ、回転体15を固定する。
【0042】
この状態で、間欠回転駆動装置2により回転枠6が間欠回転して再び上記装着ヘッド100の吸着ノズル7が移動し、部品供給ステーション12に達すると、上記カム機構の作用により、リニアガイド8が所定量押し下げ操作され、吸着ノズル本体23が部品を吸着する。このとき、吸着ノズル本体23の先端が部品に当接すると、吸着ノズル本体23はばね24にて退入可能に突出付勢されているので円滑に退入して吸着時の衝撃を無くすことができ、部品が確実に吸着される。
【0043】
部品を吸着した吸着ノズル7は間欠回転駆動装置2による回転枠6の間欠回転によって再び移動する。部品装着ステーション13の手前の回転手段例えばノズル回転用モータ603(図1参照)が配設された回転位置補正ステーションで吸着ノズル7が停止すると、部品の位置認識を行った後、位置認識結果に基づき吸着している部品の回転位置補正の必要に応じて外筒17の上端の係合部21に上記ノズル回転用モータ603が係合して外筒17を回転させ、係合溝26、係合ピン25、及びノズル軸22を介して吸着ノズル本体23を回転させ、吸着している部品の回転姿勢を調整する。部品が所望の回転姿勢になると、上記ノズル回転用モータ603の回転が停止され、係合部21との係合が解除される。この部品の回転姿勢は、ノズル軸22が結合筒体29に一定以上の外力が作用しない限り回転しないように嵌合しているのでそのまま保持される。
【0044】
その後、間欠回転駆動装置2による回転枠6の間欠回転によって吸着ノズル7が部品装着ステーション13に移動すると、リニアガイド8が所定量押し下げ操作され、部品が回路基板等の基板に押し付けられ、吸着が解除されることにより部品が装着される。このときも、吸着ノズル本体23がばね24に抗して退入することにより装着時の衝撃を無くすことができる。
【0045】
以上の動作を回転枠6に設置された各装着ヘッド100の各吸着ノズル7が順次繰り返して行うことにより、最適な種類の吸着ノズル本体23を用いて部品供給ステーション12で部品を吸着し、位置認識ステーションで各部品の回転姿勢を調整した後、部品装着ステーション13でこの部品を装着することができる。以下に、上記部品の位置認識について詳細に説明する。通常は、部品の位置認識を行う前に、吸着ノズル中心位置検出を行い、受光装置の例である大視野カメラ652及び小視野カメラ651の各視野における各吸着ノズル7の中心位置を求める。その後、各部品の位置認識を行って位置補正量を求める。
【0046】
まず、上記装着装置での吸着ノズル中心検出方法について図14を参照しながら説明する。
【0047】
(第1工程)
ステップ#1において、間欠回転駆動装置2による回転枠6の間欠回転によって、吸着ノズル中心位置の検出の対象となる吸着ノズル7であって部品を吸着していない吸着ノズル7を、回転位置補正ステーションであって、大視野カメラ652と小視野カメラ651とを備える鏡筒650上の所定の認識位置に移動させて静止させる。ここで、上記したように、検出対象の吸着ノズル7の種類により、大視野カメラ652と小視野カメラ651とのいずれのカメラを使用するかの情報が制御装置700のメモリ520に予め記憶されている。よって、この情報に基づき制御装置700からカメラ切換部507に切換情報が伝達されてカメラ切換部507によりカメラが切り換えられる。例えば、小型部品用の吸着ノズルの場合には小視野カメラ651に切り換えられ、大型部品用の吸着ノズルの場合には小視野カメラ651よりも視野が大きい大視野カメラ652に切り換えられる。
【0048】
(第2工程)
ステップ#2において、回転位置補正ステーションに位置決めされた装着ヘッド100の吸着ノズル7に対して、照射装置であるLED408から照射光が照射され、第1〜第3吸着ノズル71〜73のいずれかのノズルでは各先端の白い反射拡散リング102により照射光が反射拡散され、その反射拡散光が大視野カメラ652により受光される一方、第4吸着ノズル74ではその先端の白い反射拡散リング104又は第5吸着ノズル75ではその先端の白い反射拡散リング103により照射光が反射拡散され、その反射拡散光が小型部品用の小視野カメラ651により受光される。この受光された吸着ノズル先端の画像情報のそれぞれにおいて、吸着ノズル7の吸引孔7aがその周囲すなわち反射拡散リング103若しくは反射拡散防止リング101よりも明るい輝度となるように、LUT選択部504で画像輝度の反転LUT(Look-Up Tables)506又は不反転LUT(Look-Up Tables)505により輝度処理を行ったのち、大視野カメラ652又は小視野カメラ651からの画像データを認識制御部501の画像メモリ503に記憶させる。上記LUT選択部504では、大視野カメラ652又は小視野カメラ651からの画像情報に基づき、吸着ノズル7の吸引孔7aの輝度が該吸引孔7aの周囲すなわち反射拡散リング103若しくは反射拡散防止リング101よりも明るい輝度か否か判断する。もし、吸引孔7aの輝度がその周囲の輝度よりも暗いときには、反転LUT(Look-Up Tables)506により、輝度反転用2値化回路を利用したり輝度反転用2値化テーブルを参照するなどしたりして画像輝度の反転を行いつつ2値化し、吸引孔7aの輝度がその周囲の輝度よりも明るくなるようにする。一方、吸引孔7aの輝度がその周囲の輝度よりも明るいときには、不反転LUT(Look-Up Tables)505により、画像輝度の反転を行うことなくそのままの輝度を2値化回路を利用したり2値化テーブルを参照したりして2値化する。2値化されたデータが、吸着ノズル7の吸引孔7a及びその周囲の輝度情報として画像メモリ503に記憶される。
【0049】
一例として、図9に第5吸着ノズル75の先端付近の図を示す。図9において、400は大視野カメラ652で認識する大視野の領域であり、401は小視野カメラ651で認識する小視野の領域である。第5吸着ノズル75は大型部品用であるため大視野400で第5吸着ノズル75の先端付近の画像情報を検出し、第5吸着ノズル75の吸引孔75aがその周囲すなわち反射拡散リング103よりも明るい輝度となるように輝度を反転させた状態を示している。
【0050】
(第3工程)
ステップ#3において、上記したようにノズル先端付近の画像情報は上記画像メモリ503に記憶された2値化されたデータすなわち画素情報となっており、例えば図15に示すように、入力画像の中央の画素PCを開始点として、この中央の画素PCから上方向に1画素だけ進み、白画素か否か判断する。白画素ならば、さらに同一方向すなわち上方向に1画素だけ進み、白画素か否か判断する。白画素ならば、さらに同一方向すなわち上方向に1画素だけ進み、白画素か否か判断する。これを繰り返し、ある画素P1で次の画素が白画素でない、すなわち、黒画素であると判断したとき、その1つ手前の白画素であるP1を境界第1点とする。この境界第1点P1は、ノズル吸引孔75aの輪郭検出を開始するための開始点である。
【0051】
(第4工程)
引き続き、ステップ#3において、上記求められた境界第1点P1の画素の回りの周囲8近傍画素を例えば矢印440のように時計回りに読み出し、黒画素から白画素に変わる手前の白画素を次の第2境界点P2とする。次に、上記求められた境界第2点P2の画素の回りの周囲8近傍画素を例えば矢印440のように時計回りに読み出し、黒画素から白画素に変わる手前の白画素を次の第3境界点P3とする。次に、上記求められた境界第3点P3の画素の回りの周囲8近傍画素を例えば矢印440のように時計回りに読み出し、黒画素から白画素に変わる手前の白画素を次の第4境界点P4とする。この工程を次の境界点が境界第1点P1に戻るまで繰り返し、境界点列を求める。このステップ#4の作業も、認識処理部501のCPU502により行われる。
【0052】
なお、ステップ#3の作業において、ノイズPNを誤って境界第1点P1として検出してしまった場合、言いかえれば、ステップ#4の作業において境界第1点P1の画素の回りの周囲8近傍画素を例えば矢印440のように時計回りに読み出し、黒画素から白画素に変わる手前の白画素を検出しようしても、検出できなかった場合には、CPU502により、ノイズであるとして先に求めた境界第1点P1を無視する。そして、CPU502により、再び、ステップ#3の作業を行うため、中央の画素PCに戻り、別の方向にステップ#3の作業を行い、境界第1点を求めたのち、ステップ#4の作業を行う。
【0053】
(第5工程)
ステップ#4において、CPU502により、第4工程の処理の過程で求められた境界点列の座標を参照し、座標の水平及び垂直方向の最小値及び最大値を記録する変数を更新する。境界点を全て検出し終わると、これらの変数には境界点列の水平及び垂直方向の最外点の座標が得られる。そして、CPU502により、境界点列の水平及び垂直方向の最外点の座標の中点をもって、吸着ノズル75の現在の回転角の中心座標とする。
【0054】
(第6工程)
ステップ#5において、小視野カメラ651と大視野カメラ652の両方について第2工程から第5工程までを行ったか否か判断する。上記の場合、大視野カメラ652について中心位置検出処理を行ったが、小視野カメラ651についての処理はまだ行っていないため、ステップ#10でカメラ切換部507により大視野カメラ652から小視野カメラ651に切り替えてステップ#2に戻り、第2工程から第5工程まで繰り返す。もし、大視野カメラ652と小視野カメラ651との両方について第2工程から第5工程までを行っている場合には、ステップ#6に進む。また、小視野カメラ651についてのみ行い、大視野カメラ652についてはまだ行っていない場合には、ステップ#10で小視野カメラ651をカメラ切換部507により大視野カメラ652に切り替えてステップ#2に戻り、第2工程から第5工程まで繰り返す。
【0055】
なお、このように、大視野カメラ652と小視野カメラ651とを切換えて、視野の大きさの異なる2つのカメラで中心計測をそれぞれ行うのは、大視野カメラ652と小視野カメラ651の取付け位置に誤差があるとすると、大視野カメラ652と小視野カメラ651の両方のカメラにて各ノズルについて中心計測を行った結果を元に、上記取付け位置の誤差による中心位置の誤差を補正する必要があるためである。また、中心計測対象の部品に対していずれのノズルで吸着するかが決まっているのは標準部品といわれるものだけであり、このような標準部品以外の部品も実装すべき部品としては多数存在する。よって、各ノズルはどのような大きさの部品を吸着するか未定であるため、大視野カメラ652と小視野カメラ651との両方のカメラで各ノズルにおいて中心計測が行えるようにする必要がある。このためにも、大視野カメラ652と小視野カメラ651とを切換えて、視野の大きさの異なるカメラで中心計測を2回行うことが好ましい。
【0056】
(第7工程)
ステップ#6において、上記位置認識ステーションに位置している上記1つの装着ヘッド100に搭載している吸着ノズル7の台数分だけ、第1工程から第6工程を行ったか否かCPU502により判断する。すなわち、CPU502により、すべての吸着ノズルについて第1工程から第6工程を行ったか否か判断し、まだ行っていない場合にはステップ#1に戻り、その未処理の吸着ノズルについて第1工程から第6工程を行う。これは、上記ヘッド100に搭載している吸着ノズル7のすべてについて第1工程から第6工程を繰り返すためである。上記例では、第5吸着ノズル75の中心位置検出のみ行ったため、次に、第1〜第4吸着ノズル71〜74についての中心位置検出をそれぞれ同様に行うことになる。
【0057】
(第8工程)
ステップ#7において、CPU502により、吸着ノズル7を所定角度ずつ回転させて所望数の吸着ノズル中心位置候補の座標を検出したか否か判断する。所望数の吸着ノズル中心位置候補の座標を検出していない場合には、CPU502により、所望数の吸着ノズル中心位置候補の座標を検出するまで上記第1工程から第7工程の作業を繰り返し行う。ここで、所望の角度ずつ回転させたか否かとは、例えば、45度若しくは90度若しくは180度ごとに回転して合計360度回転させたか否か判断する。吸着ノズルを360度回転していない場合には、ステップ#11において吸着ノズルを45度若しくは90度若しくは180度ごとに回転させたのち、ステップ#1に戻り、第1工程から第7工程までを繰り返す。
【0058】
上記例では、第5吸着ノズル75から始まり、第1〜第4吸着ノズル71〜74についての中心位置検出をそれぞれ同様に行うとき、それぞれのノズルについては回転させていなかったので、第1〜第5吸着ノズル71〜75の中心位置検出がなされて中心位置候補が求められると、それらの中心位置候補を回転角度0度のときの中心位置候補とし、次いで、第3ドライバ703を介してノズル回転用モータ603を回転させてノズルをその軸回りに90度だけ回転させる。そして、この回転角度90度について、第1〜第7工程の作業を繰り返し行い、第1〜第5吸着ノズル71〜75において回転角度90度のときの中心位置候補をそれぞれ求める。次いで、第3ドライバ703を介してノズル回転用モータ603を回転させてノズルをその軸回りにさらに90度だけ回転させる。そして、この回転角度180度について、第1〜第7工程の作業を繰り返し行い、第1〜第5吸着ノズル71〜75において回転角度180度のときの中心位置候補をそれぞれ求める。次いで、第3ドライバ703を介してノズル回転用モータ603を回転させてノズルをその軸回りにさらに90度だけ回転させる。そして、この回転角度270度について、第1〜第7工程の作業を繰り返し行い、第1〜第5吸着ノズル71〜75において回転角度270度のときの中心位置候補をそれぞれ求める。この結果、各ノズル7について回転角度0度、90度、180度、270度のときの4つの中心位置候補の座標が求まるので、これらのも4つの座標の中点をそのノズルの中心位置座標として、これをメモリ520に記憶させる。
【0059】
(第9工程)
ステップ#9において、全ての装着ヘッド100について第1〜第8工程までの処理がなされたか否かをCPU502により判断し、まだなされていない装着ヘッド100があれば、ステップ#12において装着ヘッド100を切り換えて、残りの装着ヘッド100全ての吸着ノズル7について第1〜第8工程までの処理を行う。上記装着装置では10台の装着ヘッド100を有しているので、10台全ての装着ヘッド100について第1〜第8工程までの処理を行うようにする。
【0060】
以上により、全ての装着ヘッド100の全ての吸着ノズル7についての中心位置が求められてメモリ520に記憶されている。
【0061】
その後、大型部品806については、部品供給ステーション12において第1から第3吸着ノズル71〜73のいずれか選択されたノズルにより大型部品806が吸着され、そのノズルが位置認識ステーションに到着すると、当該ノズルに吸着された大型部品806に対して、図10に示すように、LED408からの照射光を照射して、大型部品806のリード806bにより反射拡散された反射拡散光を大視野カメラ652で受光して位置認識を行う。このとき、大視野カメラ652の大視野内には、大型部品806のリード806b付近では、リード806b以外の反射拡散光が検出されていないので、リード806bを精度良く位置認識することができる。
【0062】
一方、小型部品801については、部品供給ステーション12において第4又は第5吸着ノズル74又は75のいずれか選択されたノズルにより小型部品801が吸着され、そのノズルが位置認識ステーションに到着すると、当該ノズルに吸着された小型部品801に対して、図10に示すように、ハロゲン光照射装置402からの照射光を照射して、当該ノズルの反射拡散リング104又は103からの反射拡散光が小型部品801のリードを透過し、その透過光を小視野カメラ651で受光して精度良く位置認識を行う。
【0063】
各部品での位置認識後、上記メモリ520に記憶されている当該ノズルの中心位置を考慮して、部品の位置補正量をCPU502により算出し、算出された補正量を考慮して、部品装着ステーション13において基板に部品を装着する。
【0064】
上記実施形態によれば、ノズル中心位置検出及び部品位置認識において、大型部品用の部品吸着ノズルの先端には、上記照射光を反射拡散する吸着ノズル中心位置認識用反射拡散リング102を備えるとともに、上記部品吸着ノズルの先端に向けて上記照射光を照射したときに照射される領域内であって上記部品付近の領域の上記照射光を吸収する黒色の照射光吸収部101,107を備え、照射光により反射拡散させたい部分のみからの反射拡散光又は透過光を受光装置で受光することができる。よって、従来のように反射拡散防止シャッターを必要とせず、短時間でノズル中心位置を検出できて短時間で部品認識を行うことができ、部品実装の生産効率を高めることができる。
【0065】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
【0066】
例えば、上記実施形態では、吸着ノズル7全体を昇降用溝カム11で所定量昇降動作させる例を示したが、各吸着ノズル7を同一高さ上に設置してもよい。また、上記実施形態では端面カム17にカムフォロア30のローラ31を係合させたが、ピンガイドやリングを端面カム17に係合させてもよい。さらに、上記実施形態では吸着ノズル7を回転枠6に設置した例を示したが、直線往復移動等の任意の経路に沿って移動する吸着ノズルに設置してもよい。
【0067】
【発明の効果】
本発明によれば、ノズル中心位置検出及び部品位置認識において、部品吸着ノズルの先端には上記照射光を反射拡散する吸着ノズル中心位置認識用反射拡散リングを備えるとともに、上記部品吸着ノズルの先端に向けて上記照射光を照射したときに照射される領域内であって上記部品付近の領域の上記照射光を吸収する黒色の照射光吸収部を備え、照射光により反射拡散させたい部分のみからの反射拡散光又は透過光を受光装置で受光することができる。よって、従来のように反射拡散防止シャッターを必要とせず、短時間でノズル中心位置を検出できて短時間で部品認識を行うことができ、部品実装の生産効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態にかかる部品認識装置及び方法を使用する部品装着装置の概略構成図である。
【図2】 図1の部品装着装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図3】 図1の部品装着装置における1つの吸着ノズルの縦断面図である。
【図4】 図1の部品装着装置の1つの装着ヘッドの下端面の図であって、クロスハッチング部分は黒色部分である。
【図5】 図4の装着ヘッドの5本の吸着ノズルのうちの第2吸着ノズルに大型部品を吸着した状態での装着ヘッドの下端面の図であって、理解しやすくするため、黒色部分であるクロスハッチング部分を省略した図である。
【図6】 図1の部品装着装置における1つの吸着ノズルの下端の拡大縦断面図である。
【図7】 図1の部品装着装置における別の吸着ノズルの下端の拡大縦断面図である。
【図8】 上記ノズルの下端に配置される反射拡散リングを有する反射拡散防止リングの拡大縦断面図である。
【図9】 図1の部品装着装置の大視野カメラの大視野と小視野カメラの小視野を示す説明図である。
【図10】 図1の部品装着装置の位置認識装置の照明装置関係の概略説明図である。
【図11】 図1の部品装着装置の1つの吸着ノズル先端の拡大模式図である。
【図12】 (A),(B),(C)はそれぞれ図1の部品装着装置のノズルの先端の反射拡散リング部分の拡大断面図、(A)の変形例にかかる反射拡散リング部分の拡大断面図、図1の部品装着装置のさらに別の変形例の吸着ノズルの先端の拡大断面模式図である。
【図13】 図1の部品装着装置の制御装置と他の装置との関係を示すブロック図である。
【図14】 図1の部品装着装置のノズル中心位置検出方法を示すフローチャートである。
【図15】 上記ノズル中心位置検出方法における入力画像の例を示す図であり、黒色部分は黒色画素、白色部分は白色画素を示す。
【図16】 図15の入力画像の一部拡大図である。
【図17】 (A),(B),(C)はそれぞれ従来の位置認識装置の斜視図、大型部品を位置認識するときの説明図、小型部品を位置認識するときの説明図である。
【符号の説明】
1…支持基板、2…間欠回転駆動装置、2a…モータ、2b…インデックス装置、3…回転主軸、4…支持筒体、6…回転枠(移動体)、7(71,72,73,74,75)…吸着ノズル(第1〜第5吸着ノズル)、7a(71a,72a,73a,74a,75a)…吸引孔、8…リニアガイド、9…支持ブロック、10…カムフォロア、11…昇降用溝カム、12…部品供給ステーション、13…部品装着ステーション、14…ヘッド本体、15…回転体、16a,16b…軸受、17…端面カム、17a…カム面、18…外筒、18a…上端大径部、18b…内周段面、19a、19b…軸受、20…歯車、21…係合部、22…ノズル軸、22a…下端大径部、22b…外周段面、23…吸着ノズル本体、24…ばね、25…係合ピン、26…係合溝、27…ばね、28…係合手段、29…結合筒体、30…カムフォロア、31…ローラ、32…ローラ、33…支柱、34…ガイド筒体、35…ガイド溝、36…係合爪、37…支軸、38…ばね、100…装着ヘッド、101…反射拡散防止リング、102…白い反射拡散リング、103,104…反射拡散リング、107…反射拡散防止部、400…大視野、401…小視野、402…ハロゲン光照射装置、408…LED、500…認識処理部、501…認識制御部、502…CPU、503…画像メモリ、504…LUT選択部、505…不反転LUT、506…反転LUT、507…カメラ切換部、520…メモリ、600…吸着ノズル選択用モータ、601…歯車、603…ノズル回転用モータ、650…鏡筒、651…小視野カメラ、652…大視野カメラ、700…制御装置、701…第1ドライバ、702…第2ドライバ、703…第3ドライバ、801…小型部品、806…大型部品、806a…部品本体、806b…リード。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention irradiates the component with irradiation light for component recognition in a state where the component is sucked and held at the tip of the component suction nozzle, and the irradiated light is reflected diffused light reflected and diffused by the component or transmitted through the component. The present invention relates to a component recognition apparatus and method for detecting the center position of the nozzle and performing the position recognition in consideration of information on the center position when the position of the component is recognized based on light.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of component recognition apparatus and method have various structures. For example, as shown in FIGS. 17A and 17C, in the case of a
[0003]
On the other hand, in the case of the
[0004]
However, when the
[0005]
In order to prevent this, in the case of such a
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the
[0007]
Further, when detecting the nozzle center position before performing position recognition, similarly, since the shutter is driven, it takes time to recognize the suction hole of the nozzle and detect the center position. There was a problem that the production efficiency would decrease.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problem, and it is possible to detect the center position of the nozzle in a short time without performing a reflection / diffusion prevention shutter, and to recognize the component in a short time. It is an object of the present invention to provide a component recognition apparatus and method capable of improving the production efficiency of a machine.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, the component recognition irradiation light is irradiated to the component in a state where the component is sucked to the tip of the component suction nozzle, and the irradiation light is diffused or reflected by the component. In the component recognition apparatus in which the position of the component is recognized based on the transmitted light that is reflected and diffused by the component suction nozzle and transmitted through the component.
When the center position of the nozzle is detected, the irradiation light is irradiated toward the tip of the component suction nozzle without sucking the component at the tip of the component suction nozzle, and when the component is recognized, the tip is sucked to the tip of the component suction nozzle. An irradiating device for irradiating the irradiated light toward the component,
A suction ring center position diffusing ring arranged around the suction hole at the tip of the component suction nozzle for sucking the component and diffusing the irradiation light;
A black irradiation light absorbing portion that absorbs the irradiation light in the region near the component in the region irradiated when the irradiation light is irradiated toward the tip of the component suction nozzle;
At the time of detecting the center position of the nozzle, the irradiation device is configured such that the nozzle is rotated a plurality of times around the nozzle axis at predetermined rotation angles, and the components are not attracted to the tip of the component suction nozzle at each rotation angle. The irradiation light irradiated from the above is the tip of the component suction nozzle For recognition of suction nozzle center position Reflected and diffused by the diffuser ring Reflection The diffused light is received, and at the time of the component recognition, the irradiation light irradiated from the irradiation device is reflected and diffused by the component at the tip of the component suction nozzle while the component is sucked to the tip of the component suction nozzle. Reflection A light receiving device that receives the transmitted light that has been diffused or diffused by the component suction nozzle and transmitted through the component;
When the center position of the nozzle is detected, the light is received by the light receiving device. From the above suction nozzle center position diffusion ring the above Reflection An image of the tip of the component suction nozzle including diffused light is stored for each rotation angle of the nozzle, and at the time of component recognition, the component from the component received by the light receiving device is stored. Reflection An image memory for storing an image of the tip of the component suction nozzle obtained from the diffused light or the transmitted light;
When detecting the center position of the nozzle, based on the image information captured in the image memory, for each rotation angle of the nozzle, For recognition of suction nozzle center position A boundary of the diffusing ring is detected, the center candidate position of the nozzle is calculated based on the detected boundary, and the center position of the nozzle is determined from the center candidate position of the nozzle for each obtained rotation angle of the nozzle. And calculating the correction amount of the posture of the component by recognizing the position of the component based on the obtained center position of the nozzle and the image information captured in the image memory. Equipment,
There is provided a component recognition device characterized by comprising:
[0011]
According to the second aspect of the present invention, the irradiation light absorbing portion is disposed in an area irradiated when the irradiation light is irradiated toward the tip of the component suction nozzle and in the vicinity of the component. And the suction hole of the component suction nozzle and the above For recognition of suction nozzle center position The component recognition device according to the first aspect, which is a portion around the tip portion of the component suction nozzle of the suction nozzle holding device that supports the tip portion other than the diffusion ring and the component suction nozzle in a vertically movable manner, is provided.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, the above Suction nozzle The suction nozzle having the diffusion ring for recognizing the center position and the black irradiation light absorbing portion at the tip is a suction nozzle for a large part that sucks a large part, and is arranged separately from the suction nozzle for the large part and the above For recognizing the center position of the suction nozzle that reflects and diffuses the irradiation light, which is arranged around the suction hole at the tip of the suction nozzle for small parts that sucks small parts that are smaller than large parts. Reflection A diffusion ring,
When detecting the center position of each nozzle, the light receiving device rotates the nozzle a plurality of times around the nozzle axis at a predetermined rotation angle, and the component is attached to the tip of the component suction nozzle for each rotation angle. The irradiation light irradiated from the irradiation device in a state in which the component suction nozzle is not sucked is the tip of each component suction nozzle. For recognition of suction nozzle center position Reflected and diffused by the diffuser ring Reflection The diffused light is received, and at the time of the component recognition, the irradiation light irradiated from the irradiation device is reflected by the component at the tip of each component suction nozzle while the component is sucked at the tip of each component suction nozzle. Diffused Reflection The diffused light or the irradiation light is reflected and diffused by each of the component suction nozzles to receive the transmitted light transmitted through the component,
The image memory receives the light received by the light receiving device when detecting the center position of each nozzle. From the diffusion ring for the suction nozzle center position recognition the above Reflection An image of the tip of each component suction nozzle including diffused light is stored for each rotation angle of each nozzle, and at the time of the component recognition, the component from the component received by the light receiving device is stored. Reflection Stores an image of the tip of each component suction nozzle obtained from diffused light or transmitted light,
The arithmetic unit detects the center position of each nozzle based on the image information captured in the image memory for each rotation angle of each nozzle. For recognition of suction nozzle center position Detecting the boundary of the diffusion ring, calculating the center candidate position of each nozzle based on the detected boundary, and obtaining each of the center candidate positions of the nozzles for each rotation angle of the nozzles obtained. The center position of the nozzle is determined, and at the time of the component recognition, the position of the component is recognized based on the determined center position of each nozzle and the image information captured in the image memory, and the amount of correction of the posture of the component A component mounting apparatus according to the first or second aspect is provided that performs the above calculation.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, the above For recognition of suction nozzle center position The surface of the diffusion ring provides the component recognition device according to any one of the first to third aspects in which the surface of the diffusion ring is roughly finished so as to diffuse the irradiation light.
[0014]
According to the fifth aspect of the present invention, the component recognition irradiation light is irradiated to the component in a state where the component is sucked to the tip of the component suction nozzle, and the irradiation light is reflected or diffused by the component or diffused light. In the component recognition method in which the position of the component is recognized based on the transmitted light that is reflected and diffused by the component suction nozzle and transmitted through the component.
At the time of detecting the center position of the nozzle, the nozzle is rotated a plurality of times around the nozzle axis at a predetermined rotation angle, and the irradiation device does not suck the component at the tip of the component suction nozzle at each rotation angle. Irradiate the irradiation light toward the tip of the component suction nozzle,
In a state where the irradiation light in the region irradiated with the irradiation light toward the tip of the component suction nozzle is absorbed by the black irradiation light absorbing portion in the region near the component. The irradiation light is reflected and diffused by a suction nozzle center position diffusing ring arranged around the suction hole at the tip of the component suction nozzle to be sucked, Reflection The diffused light is received by the light receiving device,
Received by the light receiving device From the above suction nozzle center position diffusion ring the above Reflection An image of the tip of the component suction nozzle including diffused light is stored in an image memory for each rotation angle of the nozzle,
Based on the image information captured in the image memory, for each rotation angle of the nozzle, For recognition of suction nozzle center position A boundary of the diffusing ring is detected, the center candidate position of the nozzle is calculated based on the detected boundary, and the center position of the nozzle is determined from the center candidate position of the nozzle for each obtained rotation angle of the nozzle. While seeking
When the component position is recognized, the irradiation light irradiated from the irradiation device is reflected and diffused by the component at the tip of the component suction nozzle while the component is sucked at the tip of the component suction nozzle. Reflection The diffused light or the irradiation light is reflected and diffused by the component suction nozzle and transmitted through the component is received by the light receiving device,
The above-mentioned components received from the light-receiving device Reflection Store the image of the tip of the component suction nozzle obtained from the diffused light or the transmitted light in the image memory,
Component recognition, wherein the position of the component is recognized based on the obtained center position of the nozzle and the image information captured in the image memory, and the correction amount of the posture of the component is calculated. Provide a method.
[0015]
According to the sixth aspect of the present invention, the irradiation light absorbing portion is disposed in the region irradiated when the irradiation light is irradiated toward the tip of the component suction nozzle and in the vicinity of the component And the suction hole of the component suction nozzle and the above For recognition of suction nozzle center position The component recognition method according to the fifth aspect, which is a portion around the tip portion of the component suction nozzle of the suction nozzle holding device that supports the tip portion other than the diffusion ring and the component suction nozzle in a vertically movable manner.
[0016]
According to the seventh aspect of the present invention, when sucking a large part, Suction nozzle While the suction nozzle having the center position recognition diffusion ring and the black irradiation light absorbing portion at the tip is used as a suction nozzle for large parts, when sucking small parts smaller than the large parts, Use a suction nozzle for small parts having a diffusion ring for center position recognition and small part recognition for reflecting and diffusing the irradiation light,
At the time of detecting the center position of each nozzle, the nozzle is rotated a plurality of times around the nozzle axis at a predetermined rotation angle, and the component is not attracted to the tip of each component suction nozzle at each rotation angle. The irradiation light emitted from the irradiation device is the tip of each component suction nozzle. For recognition of suction nozzle center position Reflected and diffused by the diffuser ring Reflection The diffused light is received by the light receiving device, and at the time of the component recognition, the irradiation light irradiated from the irradiation device in a state where the component is adsorbed to the tip of each component suction nozzle is transmitted to the tip of each component suction nozzle. Reflected and diffused by the above parts Reflection The diffused light or the irradiation light is reflected and diffused by each component suction nozzle and transmitted through the component is received by the light receiving device,
When the center position of each nozzle is detected, the light is received by the light receiving device. From the above suction nozzle center position diffusion ring the above Reflection An image of the tip of each component suction nozzle including diffused light is stored in the image memory for each rotation angle of each nozzle, and at the time of component recognition, the component from the component received by the light receiving device is stored in the image memory. Reflection Store the image of the tip of each component suction nozzle obtained from the diffused light or the transmitted light in the image memory,
At the time of detecting the center position of each nozzle, the arithmetic unit calculates the above for each rotation angle of each nozzle based on the image information captured in the image memory. For recognition of suction nozzle center position Detecting the boundary of the diffusion ring, calculating the center candidate position of each nozzle based on the detected boundary, and obtaining each of the center candidate positions of the nozzles for each rotation angle of the nozzles obtained. The center position of the nozzle is obtained, and at the time of recognition of the part, the arithmetic unit recognizes the position of the part based on the obtained center position of each nozzle and the image information captured in the image memory. The component mounting method according to the fifth or sixth aspect is provided in which a calculation of the correction amount of the posture is performed.
[0017]
According to an eighth aspect of the present invention, For recognition of suction nozzle center position The surface of the diffusion ring is roughened to provide the component recognition method according to any one of the fifth to seventh aspects in which the irradiation light is diffused.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0019]
As shown in FIG. 1, the component recognition apparatus and method according to an embodiment of the present invention irradiates the component with irradiation light for component recognition in a state where the component is adsorbed to the tip of the component adsorption nozzle. The reflected diffused light reflected or diffused by the component or the transmitted light transmitted through the component is received by a large-
[0020]
First, the overall structure of the component mounting apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0021]
A
[0022]
A
[0023]
A
[0024]
Thus, as the
[0025]
Although not shown, the
[0026]
Next, the configuration of the
[0027]
At the upper end of each
[0028]
Engagement pins 25 penetrating in the diametrical direction are provided at the upper end portion of each
[0029]
A lower end large diameter portion 22a is formed at the lower end portion of the
[0030]
Thus, when the
[0031]
The engagement means 28 includes a
[0032]
The
[0033]
Further, an
[0034]
The above-mentioned five types of
[0035]
In the case of a
[0036]
On the other hand, in the case of a large-
[0037]
In addition, a suction diffusion nozzle center position recognizing
[0038]
The surface of each of the reflection diffusion rings 102, 103, 104 is made to diffuse the irradiation light as unevenness having a roughness of 0.3 μm, for example, as shown by a
[0039]
Further, as shown in FIG. 12C, the periphery of the
[0040]
The control device (main machine controller) 700 controls each nozzle center position detection operation, component recognition operation, and mounting operation. Specifically, the
[0041]
In the above configuration, an appropriate station, for example, a nozzle, in which driving means, for example, a suction nozzle selection motor 600 (see FIG. 1), in which the
[0042]
In this state, when the
[0043]
The
[0044]
Thereafter, when the
[0045]
By performing the above operation repeatedly for each
[0046]
First, the suction nozzle center detection method in the mounting apparatus will be described with reference to FIG.
[0047]
(First step)
In
[0048]
(Second step)
In
[0049]
As an example, FIG. 9 shows a view near the tip of the
[0050]
(Third step)
In
[0051]
(4th process)
Subsequently, in
[0052]
If the noise PN is mistakenly detected as the boundary first point P1 in the work of
[0053]
(5th process)
In
[0054]
(6th process)
In
[0055]
As described above, the large-
[0056]
(Seventh step)
In
[0057]
(8th step)
In
[0058]
In the above example, when the center positions of the first to
[0059]
(9th step)
In step # 9, the
[0060]
As described above, the center positions of all the
[0061]
After that, when the
[0062]
On the other hand, for the
[0063]
After the position of each component is recognized, the position correction amount of the component is calculated by the
[0064]
According to the embodiment, in the nozzle center position detection and component position recognition, the tip of the component suction nozzle for large components is provided with the suction nozzle center position recognition
[0065]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement with another various aspect.
[0066]
For example, in the above-described embodiment, an example in which the
[0067]
【The invention's effect】
According to the present invention, in nozzle center position detection and component position recognition, the tip of the component suction nozzle is provided with a reflection diffusion ring for suction nozzle center position recognition that reflects and diffuses the irradiation light, and at the tip of the component suction nozzle. A black irradiation light absorbing portion that absorbs the irradiation light in the region irradiated near the component in the region irradiated when the irradiation light is directed toward, and from only the portion that is desired to be reflected and diffused by the irradiation light Reflected diffused light or transmitted light can be received by the light receiving device. Therefore, unlike the prior art, a reflection / diffusion prevention shutter is not required, the nozzle center position can be detected in a short time, and component recognition can be performed in a short time, thereby improving the production efficiency of component mounting.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a component mounting apparatus using a component recognition apparatus and method according to an embodiment of the present invention.
2 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the component mounting apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of one suction nozzle in the component mounting apparatus of FIG. 1;
4 is a view of a lower end surface of one mounting head of the component mounting apparatus of FIG. 1, and a cross-hatched portion is a black portion. FIG.
5 is a view of the lower end surface of the mounting head in a state in which a large component is sucked by the second suction nozzle among the five suction nozzles of the mounting head of FIG. 4, and a black portion is shown for easy understanding. It is the figure which abbreviate | omitted the cross hatching part which is.
6 is an enlarged vertical sectional view of the lower end of one suction nozzle in the component mounting apparatus of FIG. 1;
7 is an enlarged vertical cross-sectional view of the lower end of another suction nozzle in the component mounting apparatus of FIG. 1;
FIG. 8 is an enlarged vertical sectional view of a reflection / diffusion prevention ring having a reflection / diffusion ring disposed at the lower end of the nozzle.
9 is an explanatory diagram showing a large field of view of a large field camera and a small field of view of a small field camera of the component mounting apparatus of FIG. 1;
10 is a schematic explanatory diagram of the illumination device of the position recognition device of the component mounting device in FIG. 1; FIG.
FIG. 11 is an enlarged schematic view of one suction nozzle tip of the component mounting apparatus of FIG. 1;
12 (A), (B), and (C) are enlarged sectional views of the reflection diffusion ring portion at the tip of the nozzle of the component mounting device of FIG. 1, and FIG. 12 (A) is a reflection diffusion ring portion according to the modification of FIG. It is an expanded sectional view and the expanded sectional schematic diagram of the front-end | tip of the suction nozzle of another modification of the component mounting apparatus of FIG.
13 is a block diagram showing the relationship between the control device of the component mounting device of FIG. 1 and other devices.
14 is a flowchart showing a nozzle center position detection method of the component mounting apparatus of FIG. 1;
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of an input image in the nozzle center position detection method, where a black portion indicates a black pixel and a white portion indicates a white pixel.
16 is a partially enlarged view of the input image of FIG.
FIGS. 17A, 17B, and 17C are a perspective view of a conventional position recognition device, an explanatory diagram when recognizing the position of a large component, and an explanatory diagram when recognizing the position of a small component, respectively.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
上記ノズルの中心位置検出時には上記部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着しない状態で上記照射光を上記部品吸着ノズルの先端に向けて照射するとともに、上記部品認識時には上記部品吸着ノズルの先端に吸着された上記部品に向けて上記照射光を照射する照射装置(402,408)と、
上記部品を吸着する上記部品吸着ノズルの先端の吸引孔(7a)の周囲に配置されて上記照射光を拡散する吸着ノズル中心位置認識用拡散リング(102)と、
上記部品吸着ノズルの先端に向けて上記照射光を照射したときに照射される領域内であって上記部品付近の領域の上記照射光を吸収する黒色の照射光吸収部(101,107)と、
上記ノズルの中心位置検出時に、上記ノズルをそのノズル軸回りに所定回転角度毎に複数回回転させて、各回転角度毎に、上記部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着しない状態で上記照射装置から照射された上記照射光が上記部品吸着ノズルの先端の上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングで反射拡散した反射拡散光を受光するとともに、上記部品認識時には、上記部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着した状態で上記照射装置から照射された上記照射光を上記部品吸着ノズルの先端の上記部品で反射拡散した反射拡散光又は上記照射光が上記部品吸着ノズルで反射拡散されて上記部品を透過した透過光を受光する受光装置(651,652)と、
上記ノズルの中心位置検出時に、上記受光装置で受光された上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングからの上記反射拡散光を含む上記部品吸着ノズルの先端の画像を上記ノズルの回転角度毎に記憶するとともに、上記部品認識時には、上記受光装置で受光された上記部品からの上記反射拡散光又は上記透過光から得られる上記部品吸着ノズルの先端の画像を記憶する画像メモリ(503)と、
上記ノズルの中心位置検出時に、上記画像メモリに取り込まれた画像情報を基に、上記ノズルの回転角度毎に、上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングの境界を検出し、検出された上記境界に基づき上記ノズルの中心候補位置をそれぞれ演算して求め、求められた上記ノズルの回転角度毎の上記ノズルの中心候補位置から上記ノズルの中心位置を求めるとともに、上記部品認識時に、上記求められた上記ノズルの中心位置及び上記画像メモリに取り込まれた画像情報を基に上記部品の位置認識を行い上記部品の姿勢の補正量の演算を行う演算装置(502)と、
を備えるようにしたことを特徴とする部品認識装置。In the state where the component (801, 806) is adsorbed to the tip of the component adsorption nozzle (7), the component recognition irradiation light is irradiated to the component, and the diffused light reflected or diffused by the component or the irradiation light is reflected. In the component recognition apparatus that recognizes the position of the component based on the transmitted light reflected and diffused by the component suction nozzle and transmitted through the component,
When the center position of the nozzle is detected, the irradiation light is irradiated toward the tip of the component suction nozzle without sucking the component at the tip of the component suction nozzle, and when the component is recognized, the tip is sucked to the tip of the component suction nozzle. An irradiating device (402, 408) for irradiating the irradiated light toward the component,
A suction nozzle center position diffusing ring (102) disposed around the suction hole (7a) at the tip of the component suction nozzle for sucking the component and diffusing the irradiation light;
A black irradiation light absorbing portion (101, 107) that absorbs the irradiation light in a region irradiated with the irradiation light toward the tip of the component suction nozzle and in the vicinity of the component;
At the time of detecting the center position of the nozzle, the irradiation device is configured such that the nozzle is rotated a plurality of times around the nozzle axis at predetermined rotation angles, and the components are not attracted to the tip of the component suction nozzle at each rotation angle. The reflected light diffused from the diffused ring for recognizing the suction nozzle center at the tip of the component suction nozzle is received by the irradiation light emitted from the component suction nozzle, and the component is placed at the tip of the component suction nozzle during the component recognition. Reflected diffused light that is reflected and diffused by the component at the tip of the component suction nozzle or the irradiated light is reflected and diffused by the component suction nozzle and transmitted through the component. A light receiving device (651, 652) for receiving the transmitted light,
When detecting the center position of the nozzle, an image of the tip of the component suction nozzle including the reflected diffused light from the suction nozzle center position recognition diffusion ring received by the light receiving device is stored for each rotation angle of the nozzle. And at the time of the said component recognition, the image memory (503) which memorize | stores the image of the front-end | tip of the said component adsorption nozzle obtained from the said reflected diffused light from the said components received by the said light-receiving device or the said transmitted light,
At the time of detecting the center position of the nozzle, based on the image information captured in the image memory, the boundary of the diffusion ring for recognizing the suction nozzle center position is detected for each rotation angle of the nozzle, and the detected boundary is The nozzle center candidate position is calculated based on each of the nozzles, and the nozzle center position is determined from the nozzle center candidate positions for each of the determined nozzle rotation angles. An arithmetic unit (502) for recognizing the position of the component based on the center position of the nozzle and the image information captured in the image memory and calculating the correction amount of the posture of the component;
A component recognition device characterized by comprising:
上記受光装置(651,652)は、上記各ノズルの中心位置検出時に、上記各ノズルをそのノズル軸回りに所定回転角度毎に複数回回転させて、各回転角度毎に、上記各部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着しない状態で上記照射装置から照射された上記照射光が上記各部品吸着ノズルの先端の上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングで反射拡散した反射拡散光を受光するとともに、上記部品認識時には、上記各部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着した状態で上記照射装置から照射された上記照射光を上記各部品吸着ノズルの先端の上記部品で反射拡散した反射拡散光又は上記照射光が上記各部品吸着ノズルで反射拡散されて上記部品を透過した透過光を受光し、
上記画像メモリ(503)は、上記各ノズルの中心位置検出時に、上記受光装置で受光された上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングからの上記反射拡散光を含む上記各部品吸着ノズルの先端の画像を上記各ノズルの回転角度毎に記憶するとともに、上記部品認識時には、上記受光装置で受光された上記部品からの上記反射拡散光又は上記透過光から得られる上記各部品吸着ノズルの先端の画像を記憶し、
上記演算装置(502)は、上記各ノズルの中心位置検出時に、上記画像メモリに取り込まれた画像情報を基に、上記各ノズルの回転角度毎に、上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングの境界を検出し、検出された上記境界に基づき上記各ノズルの中心候補位置をそれぞれ演算して求め、求められた上記各ノズルの回転角度毎の上記各ノズルの中心候補位置から上記各ノズルの中心位置を求めるとともに、上記部品認識時に、上記求められた上記各ノズルの中心位置及び上記画像メモリに取り込まれた画像情報を基に上記部品の位置認識を行い上記部品の姿勢の補正量の演算を行うようにした請求項1又は2に記載の部品実装装置。The suction nozzle center position recognition diffusion ring (102) and the large parts for the suction nozzle the suction nozzle with the irradiation light absorbing portions of the black and (101) to the tip of adsorbing large parts (71, 72, 73) On the other hand, around the suction hole (74a, 75a) at the tip of the suction nozzle for small parts (74, 75), which is arranged separately from the suction nozzle for large parts and sucks small parts smaller than the large parts. It further comprises a reflection diffusion ring (103, 104) for recognizing and diffusing the irradiation light for suction nozzle center position and small component recognition,
The light receiving device (651, 652) rotates each nozzle a plurality of times around the nozzle axis at a predetermined rotation angle when detecting the center position of each nozzle, and each component suction nozzle at each rotation angle. While receiving the reflected diffused light reflected and diffused by the suction nozzle center position recognition diffusion ring at the tip of each component suction nozzle, the irradiation light irradiated from the irradiation device in a state where the component is not attracted to the tip of the component, At the time of component recognition, reflected diffused light obtained by reflecting and diffusing the irradiation light irradiated from the irradiation device with the component adsorbed to the tip of each component suction nozzle by the component at the tip of each component suction nozzle or the above Irradiation light is reflected and diffused by each of the component suction nozzles and receives the transmitted light transmitted through the component,
The image memory (503) is an image of the tip of each component suction nozzle including the reflected diffused light from the suction nozzle center position recognition diffusion ring received by the light receiving device when detecting the center position of each nozzle. Is stored for each rotation angle of each nozzle, and at the time of component recognition, an image of the tip of each component suction nozzle obtained from the reflected diffused light or transmitted light from the component received by the light receiving device is obtained. Remember,
The arithmetic unit (502) detects the boundary of the suction nozzle center position recognition ring for each rotation angle of each nozzle based on the image information captured in the image memory when detecting the center position of each nozzle. The center candidate position of each nozzle is calculated and calculated based on the detected boundary, and the center position of each nozzle is determined from the determined center candidate position of each nozzle for each rotation angle of each nozzle obtained. At the time of component recognition, the position of the component is recognized based on the obtained center position of each nozzle and the image information captured in the image memory, and the correction amount of the posture of the component is calculated. The component mounting apparatus according to claim 1 or 2, wherein the component mounting apparatus is configured as described above.
上記ノズルの中心位置検出時に、上記ノズルをそのノズル軸回りに所定回転角度毎に複数回回転させて、各回転角度毎に、上記部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着しない状態で照射装置(402,408)から上記照射光を上記部品吸着ノズルの先端に向けて照射し、
上記部品吸着ノズルの先端に向けて上記照射光を照射したときに照射される領域内であって上記部品付近の領域の上記照射光を黒色の照射光吸収部(101,107)により吸収する状態で、上記部品を吸着する上記部品吸着ノズルの先端の吸引孔(7a)の周囲に配置された吸着ノズル中心位置認識用反射拡散リング(102)により上記照射光を反射拡散し、その反射拡散光を受光装置(651,652)で受光し、
上記受光装置で受光された上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングからの上記反射拡散光を含む上記部品吸着ノズルの先端の画像を上記ノズルの回転角度毎に画像メモリ(503)に記憶し、
上記画像メモリに取り込まれた画像情報を基に、上記ノズルの回転角度毎に、上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングの境界を検出し、検出された上記境界に基づき上記ノズルの中心候補位置をそれぞれ演算して求め、求められた上記ノズルの回転角度毎の上記ノズルの中心候補位置から上記ノズルの中心位置を求める一方、
上記部品位置認識時には、上記部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着した状態で上記照射装置から照射された上記照射光を上記部品吸着ノズルの先端の上記部品で反射拡散した反射拡散光又は上記照射光が上記部品吸着ノズルで反射拡散されて上記部品を透過した透過光を上記受光装置(651,652)で受光し、
上記受光装置で受光された上記部品からの上記反射拡散光又は上記透過光から得られる上記部品吸着ノズルの先端の画像を上記画像メモリ(503)に記憶し、
上記求められた上記ノズルの中心位置及び上記画像メモリに取り込まれた画像情報を基に上記部品の位置認識を行い上記部品の姿勢の補正量の演算を行うようにしたことを特徴とする部品認識方法。In the state where the component (801, 806) is sucked to the tip of the component suction nozzle (7), the component recognition irradiation light is irradiated to the component, and the reflected diffused light or the irradiation light reflected and diffused by the component. In the component recognition method in which the position of the component is recognized based on the transmitted light reflected and diffused by the component suction nozzle and transmitted through the component.
At the time of detecting the center position of the nozzle, the nozzle is rotated a plurality of times around the nozzle axis at a predetermined rotation angle, and the irradiation device (without the component being attracted to the tip of the component suction nozzle at each rotation angle) 402, 408) irradiates the irradiation light toward the tip of the component suction nozzle,
A state in which the irradiation light in the region irradiated with the irradiation light toward the tip of the component suction nozzle is absorbed by the black irradiation light absorption unit (101, 107) in the vicinity of the component Then, the irradiation light is reflected and diffused by a reflection diffusion ring (102) for recognizing the center position of the suction nozzle disposed around the suction hole (7a) at the tip of the component suction nozzle for sucking the component, and the reflected diffuse light Is received by the light receiving device (651, 652),
An image of the tip of the component suction nozzle including the reflected diffused light from the diffusion nozzle for recognizing the suction nozzle center position received by the light receiving device is stored in an image memory (503) for each rotation angle of the nozzle,
Based on the image information captured in the image memory, a boundary of the suction nozzle center position recognition diffusion ring is detected for each rotation angle of the nozzle, and the center candidate position of the nozzle is determined based on the detected boundary. While calculating and calculating each, and determining the center position of the nozzle from the nozzle center candidate position for each determined rotation angle of the nozzle,
At the time of recognition of the position of the component, the reflected diffused light that is reflected and diffused by the component at the tip of the component suction nozzle or the irradiation light irradiated from the irradiation device in a state where the component is sucked to the tip of the component suction nozzle The light that is reflected and diffused by the component suction nozzle and transmitted through the component is received by the light receiving device (651, 652),
An image of the tip of the component suction nozzle obtained from the reflected diffused light or the transmitted light from the component received by the light receiving device is stored in the image memory (503),
Component recognition, wherein the position of the component is recognized based on the obtained center position of the nozzle and the image information captured in the image memory, and the correction amount of the posture of the component is calculated. Method.
上記各ノズルの中心位置検出時に、上記各ノズルをそのノズル軸回りに所定回転角度毎に複数回回転させて、各回転角度毎に、上記各部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着しない状態で上記照射装置から照射された上記照射光が上記各部品吸着ノズルの先端の上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングで反射拡散した反射拡散光を上記受光装置(651,652)により受光するとともに、上記部品認識時には、上記各部品吸着ノズルの先端に上記部品を吸着した状態で上記照射装置から照射された上記照射光を上記各部品吸着ノズルの先端の上記部品で反射拡散した反射拡散光又は上記照射光が上記各部品吸着ノズルで反射拡散されて上記部品を透過した透過光を上記受光装置(651,652)により受光し、
上記各ノズルの中心位置検出時に、上記受光装置で受光された上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングからの上記反射拡散光を含む上記各部品吸着ノズルの先端の画像を上記各ノズルの回転角度毎に上記画像メモリ(503)で記憶するとともに、上記部品認識時には、上記受光装置で受光された上記部品からの上記反射拡散光又は上記透過光から得られる上記各部品吸着ノズルの先端の画像を上記画像メモリ(503)で記憶し、
上記各ノズルの中心位置検出時に、上記演算装置(502)により、上記画像メモリに取り込まれた画像情報を基に、上記各ノズルの回転角度毎に、上記吸着ノズル中心位置認識用拡散リングの境界を検出し、検出された上記境界に基づき上記各ノズルの中心候補位置をそれぞれ演算して求め、求められた上記各ノズルの回転角度毎の上記各ノズルの中心候補位置から上記各ノズルの中心位置を求めるとともに、上記部品認識時に、上記演算装置(502)により、上記求められた上記各ノズルの中心位置及び上記画像メモリに取り込まれた画像情報を基に上記部品の位置認識を行い上記部品の姿勢の補正量の演算を行うようにした請求項5又は6に記載の部品実装方法。When the adsorption of large parts, the suction nozzle center position recognition diffusion ring (102) and the suction nozzle large components for the suction nozzle (71, 72 a with irradiation light absorbing portions of the black and (101) at the distal end, 73) On the other hand, when a small part smaller than the large part is sucked, the suction nozzle center position recognizing / reflecting diffused part for recognizing the irradiation light around the suction holes (74a, 75a) is reflected. Using a small component suction nozzle (74, 75) having a ring (103, 104),
At the time of detecting the center position of each nozzle, the nozzle is rotated a plurality of times around the nozzle axis at a predetermined rotation angle, and the component is not attracted to the tip of each component suction nozzle at each rotation angle. The light receiving device (651, 652) receives reflected diffused light, which is reflected and diffused by the suction nozzle center position recognizing diffusion ring at the tip of each component suction nozzle, by the light receiving device (651, 652). At the time of component recognition, the reflected diffused light or the irradiation is obtained by reflecting and diffusing the irradiation light irradiated from the irradiation device with the component adsorbed to the tip of each component adsorption nozzle by the component at the tip of each component adsorption nozzle. The light that is reflected and diffused by each component suction nozzle and transmitted through the component is received by the light receiving device (651, 652),
When detecting the center position of each nozzle, an image of the tip of each component suction nozzle including the reflected diffused light from the suction nozzle center position diffusing ring received by the light receiving device is displayed for each rotation angle of each nozzle. The image memory (503) stores the image of the tip of each component suction nozzle obtained from the reflected diffused light or transmitted light from the component received by the light receiving device when the component is recognized. Store in the image memory (503),
At the time of detecting the center position of each nozzle, based on the image information taken into the image memory by the arithmetic unit (502), the boundary of the diffusion ring for recognizing the suction nozzle center position for each rotation angle of each nozzle The center candidate position of each nozzle is calculated and calculated based on the detected boundary, and the center position of each nozzle is determined from the determined center candidate position of each nozzle for each rotation angle of each nozzle obtained. When the component is recognized, the arithmetic unit (502) recognizes the position of the component based on the obtained center position of each nozzle and the image information captured in the image memory. The component mounting method according to claim 5 or 6, wherein the posture correction amount is calculated.
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