JP4302234B2 - Mounting parts inspection device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装機に搭載される装置であって、プリント基板等の基板上に搭載された部品を撮像することにより部品の装着不良を検出する装着部品検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、部品供給部と所定の作業位置に位置決めされたプリント基板とにわたって移動可能なヘッドユニットに部品吸着用のヘッドを昇降かつ回転可能に装備し、上記ヘッドの下端に取付けられたノズルにより電子部品を吸着して基板上の所定位置に部品を装着するようにした表面実装機は一般に知られている。
【0003】
この種の表面実装機では、例えば、部品の吸着ミスあるいはヘッドからの脱落により部品が基板上に装着されない場合や、位置ずれ等を生じる場合があり、このような部品装着不良を検知することにより不良基板を選別することが要求される。
【0004】
そこで、従来から、ヘッドユニットにレーザー距離センサを搭載し、基板表面にレーザー光を照射して基板表面の凹凸を調べ、その高さ情報に基づいて部品装着の有無を調べることが行われている(特開平7−249895号公報)。また、ヘッドユニットに基板認識用のカメラを搭載しているような装置では、このカメラを利用して装着部品を撮像し、その画像に基づいて部品の装着状態を調べることも行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
レーザー距離センサを用いる上記従来の装置では、部品の有無は検出できるが、装着方向についての不良を検出することができず、また、レーザー光を正確に被検出位置に照射する必要があるため、センサの取り付け精度が要求されるという欠点がある。
【0006】
これに対し、ヘッドユニットに搭載した基板認識用のカメラを利用して装着部品を撮像する装置では、部品の有無のみならず部品の装着方向の不良についても検出が可能であり、また、一定エリアを撮像するためカメラ等の取り付けに精度が要求されることがない。そのため、レーザー距離センサを用いる装置に比べると有利といえる。
【0007】
しかし、この種の装置において装着部品を撮像するには、部品装着後、カメラが装着部品上方に位置するようにヘッドユニットを移動させる必要があり、そのため、タクトタイムを短縮する上で問題があった。また、部品を精度良く認識するのが難しいため装着不良の検出精度が必ずしも良いとはいえず、検出精度の向上が望まれていた。
【0008】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、第一の目的は、タクトタイムの短縮化に貢献することができる装着部品検査装置を提供することにあり、第二の目的は、より精度良く部品の装着不良を検出できる装着部品検査装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、移動可能なヘッドユニットに搭載された部品装着用のヘッドにより部品を吸着し、ヘッドユニットの移動により基板上に部品を移動させて上記ヘッドの昇降に伴い部品を基板上に装着するように構成された表面実装機の装着部品検査装置であって、基板の部品装着位置の上方にヘッドを配置したときに部品装着位置に指向するようにヘッドユニットに搭載される撮像手段と、部品装着前および装着後に部品装着位置を撮像するべく撮像手段を制御する制御手段と、撮像手段により撮像される部品装着位置の画像を異なる複数の色成分に分解する手段と、撮像手段により撮像された部品装着位置の画像に基づいて部品の装着不良を検出する検出手段とを備え、上記検出手段は、部品装着後の画像から部品装着前の画像を除去した画像であって上記複数の色成分毎の部品画像を取得し、これら色成分毎の部品画像の論理和をとることにより得られる部品画像に基づいて部品の装着不良を検出するものである(請求項1)。
【0010】
この装置によると、部品を装着するべくヘッドユニットを基板上に移動させて、ヘッドに吸着された部品を部品装着位置上方に配置すると、自ずと撮像手段による部品装着位置の撮像が可能となる。そのため、部品装着後は、ヘッドユニットを移動させることなく装着部品を撮像してその装着不良を検出することができる。しかも、部品装着後の画像から部品装着前の画像を除去することにより得られる画像であって異なる複数の色成分毎の部品画像に基づき部品の装着不良を検出するので、抽出される部品画像の信頼性が格段に向上し、精度良く部品の装着不良を検出することが可能となる。
【0012】
お、検出手段は、上記異なる複数の色成分の部品画像としてR(赤),G(緑),B(青)の各色成分の部品画像の論理和をとることにより得られる部品画像に基づいて部品の装着不良を検出するように構成することができる(請求項)。
【0013】
また、ヘッドユニットに複数のヘッドが搭載される場合には、各ヘッドに対応してそれぞれ撮像手段を設けるようにしてもよい(請求項)。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【0015】
図1及び図2は、本発明に係る装着部品検査装置が搭載された表面実装機の構造を示している。同図に示すように、表面実装機(以下、実装機と略す)の基台1上には、プリント基板搬送用のコンベア2が配置され、プリント基板3がこのコンベア2上を搬送されて所定の装着作業位置で停止されるようになっている。上記コンベア2の側方には、部品供給部4が配置されている。この部品供給部4は部品供給用のフィーダーを備え、例えば多数列のテープフィーダー4aを備えている。
【0016】
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5が装備されている。このヘッドユニット5は、部品供給部4とプリント基板3が位置する部品装着部とにわたって移動可能とされ、当実施の形態ではX軸方向(コンベア2の方向)およびY軸方向(水平面上でX軸と直交する方向)に移動することができるようになっている。
【0017】
すなわち、上記基台1上には、Y軸方向の固定レール7と、Y軸サーボモータ9により回転駆動されるボールねじ軸8とが配設され、上記固定レール7上にヘッドユニット支持部材11が配置されて、この支持部材11に設けられたナット部分12が上記ボールねじ軸8に螺合している。また、上記支持部材11には、X軸方向のガイド部材13と、X軸サーボモータ15により駆動されるボールねじ軸14とが配設され、上記ガイド部材13にヘッドユニット5が移動可能に保持され、このヘッドユニット5に設けられたナット部分(図示せず)が上記ボールねじ軸14に螺合している。そして、Y軸サーボモータ9の作動により上記支持部材11がY軸方向に移動するとともに、X軸サーボモータ15の作動によりヘッドユニット5が支持部材11に対してX軸方向に移動するようになっている。
【0018】
上記ヘッドユニット5には、チップ部品吸着用のノズル20aを先端に備えたヘッド20が設けられている。各ヘッド20は、ヘッドユニット5のフレームに対して昇降及びノズル中心軸回りの回転が可能とされ、図外の昇降駆動機構及び回転駆動機構により作動されるようになっている。
【0019】
また、ヘッドユニット5には、プリント基板3に装着された部品を撮像するカメラ21および照明装置22が搭載されている。カメラ21は、CCDエリアセンサからなり、カラー画像をR(レッド),G(グリーン),B(ブルー)の三原色に分解しデータ化して後述するコントローラの画像処理部32に出力するように構成されている。また、上記照明装置22は、白色LEDまたはR、G、BのLEDを組み合わせたもの、あるいは蛍光燈等からなり、上記カメラ21による撮像用の照明を提供するように構成されている。
【0020】
カメラ21及び照明装置22は、図2に示すようにヘッド20を挟んで配置され、部品装着時にヘッドユニット5をプリント基板3の上方にセットした状態、つまりヘッド20(吸着部品)がプリント基板3の所定の部品装着位置上方に位置するようにヘッドユニット5をセットしたときに(図5参照)、カメラ21及び照明装置22が上記部品装着位置Pに指向するようにそれぞれユニット5に傾いた状態で取付けられている。
【0021】
上記のように構成された実装機は、その動作を統括的に制御するコントローラを備えており、上記サーボモータ9,15等がこのコントローラに電気的に接続されている。そして、コントローラに予め記憶されているプログラムに従って各サーボモータ9等の駆動が制御されることにより後述するような実装動作を行うようにされている。
【0022】
図3は、上記コントローラに含まれる制御系の一部であって、実装動作において部品装着不良の検出を担う、つまり、本発明の部品検査装置に係る部分を示している。
【0023】
この図に示す制御系は、主演算部30、カメラ制御部31、画像処理部32、記憶部33、表示部34及び入力部35を含んでいる。
【0024】
主演算部30は、部品の装着不良検出のための処理を統括的に制御するもので、上記カメラ21により装着部品を撮像するべくカメラ制御部31に制御信号を出力するとともに、画像処理部32から出力される画像データに基づいて部品を認識し、装着不良についての具体的な判断を行うように構成されている。
【0025】
カメラ制御部31は、主演算部30からの制御信号に基づいて上記カメラ21および照明装置22の作動を制御するように構成されている。
【0026】
画像処理部32は、上記カメラ21から出力されるR,G,Bの各色成分のデータに所定の処理を施すことによりカメラ21により撮像された画像から部品に相当する画像を抽出し、抽出した部品の画像データを上記主演算部30に出力するように構成されている。
【0027】
上記記憶部33は、部品の装着不良を判断するのに必要な情報(部品データという)を記憶するもので、例えば部品の形状等に関する情報や装着ずれの許容値等のデータがこの記憶部33に記憶されている。
【0028】
表示部34及び入力部35は、それぞれCRTディスプレイおよびキーボードからなり、入力部35により部品データやプログラム等を入力するように構成される一方、表示部34により部品データ入力時の表示や、装着不良が発生したときの表示を行うように構成されている。
【0029】
ここで、図3に示す制御系により行われる部品装着不良検出のための処理について実装動作と共に図4のフローチャートを用いて説明する。
【0030】
実装動作が開始されると、まず、ヘッドユニット5が部品供給部4に移動させられてヘッド20による部品の吸着が行われる。この際、ヘッドユニット5が部品供給部4の上方にセットされてからヘッド20が昇降作動することにより部品がノズル20aに吸着されてピックアップされる。
【0031】
部品の吸着が完了すると、図5に示すようにヘッドユニット5がプリント基板上に移動させられて部品Cpが所定の部品装着位置Pの上方に配置されるとともに、部品装着前の部品装着位置Pがカメラ21により撮像される(ステップS1,S2)。これにより、図7(a)に示すような部品装着位置Pを含むプリント基板3の所定エリアの画像が撮像され、この画像のR,G,Bの各色成分の画像データが上記画像処理部32に出力される。
【0032】
部品装着位置Pの撮像が完了すると、ヘッド20が昇降作動して部品Cpが部品装着位置Pに装着されるとともに、部品装着後、カメラ21により再度上記部品装着位置Pの撮像が行われる(ステップS3,S4)。これにより、図7に示すような部品Cpを含む部品装着位置Pの画像が撮像されて各色成分の画像データが画像処理部32に出力される。
【0033】
次いで、画像処理部32において各色成分毎に部品装着後の画像から部品装着前の画像を除去した差分画像を求める処理、すなわち部品の画像を抽出する処理が行われる(ステップS5)。
【0034】
具体的には、部品装着前後の各色成分の画像がA/D変換されることにより各画像が多階調の画像に変換される。そして、部品装着後の画像における各画素の階調から部品装着前の画像における相対応する画素の階調が減算された後、各画素の階調の絶対値がとられる。これにより図7に示すような色成分毎の差分画像、すなわち部品Cpに相当する画像が抽出される。
【0035】
そして、各色成分の差分画像が所定の閾値に基づいて二値化画像に変換され、各色成分の差分画像の論理和、つまり、各色成分の差分画像における相対応する画素の論理和が取られる(ステップS6,S7)。これにより部品Cpに相当する最終的な画像が得られる。
【0036】
こうして部品Cpに相当する画像が抽出されると(抽出部品画像という)、その画像データが主演算部30に出力され、ここで抽出部品画像の中心位置、縦横比あるいは面積等の特徴量の検出および装着位置からのずれや傾きの検出が行われるとともに、この部品に対応する部品データが上記記憶部33から読み出され、部品データと上記検出データとが比較される(ステップS8,S9)。
【0037】
そして、部品データと検出データとが予め設定されている誤差内であるか否かが判断され(ステップS10)、ここで誤差内であると判断されると(ステップS11)、例えば次の部品Cpを装着するべくヘッドユニット5が部品供給部4の上方に移動させられてこのフローチャートが終了する。一方、ステップS10において誤差内でないと判断されると(ステップS11)、例えばプリント基板3に対する以後の実装動作を中止するとともにその旨が上記表示部34において表示されてこのフローチャートが終了する。
【0038】
以上の実装機によれば、部品装着のためにヘッドユニット5をプリント基板3上方にセットすると上述のように自ずとカメラ21及び照明装置22が部品装着位置Pに指向するようにヘッドユニット5に取付けられる。そのため、部品Cpの装着後、ヘッドユニット5を一切移動させることなく装着部品Cpを撮像することができる。従って、部品装着後にヘッドユニット5を移動させてから部品を撮像する必要がある従来の実装機に比べると効率良く装着部品Cpを撮像することができ、これを通じてタクトタイムの短縮化に貢献することができる。
【0039】
また、部品Cpの装着不良の検出に際しては、部品装着前後の部品装着位置Pを撮像し、装着部品Cpを含む画像である部品装着後の画像から部品装着前の画像を除去することにより差分画像を得る、つまり部品Cpに相当する画像を抽出するようにしているため、部品装着後の画像のみから部品に相当する画像を抽出して部品を認識する場合に比べると、部品画像を抽出するための情報量が多く抽出される部品画像の信頼性が高い(精度が高い)。従って、部品装着後の画像のみから部品を認識する従来のこの種の実装機に比べて精度良く部品の装着不良を検出することができる。
【0040】
特に、上記の実装機では、差分画像をR,G,Bの複数の色成分について求め、各差分画像の論理和をとることにより最終的な部品Cpの画像を得るようにしているため、抽出部品画像の信頼性が高いという特徴がある。すなわち、単一の色成分に基づいて部品画像を抽出する場合には、例えば、上記パターンDおよび部品Cpの色調が近似していると、パターンDの画像が除去されることによりパターンDと部品Cpの重複部分が欠損し、部品画像を正確に抽出できない場合が生じ得る。これに対し、複数の色成分について差分画像を求め、これらの論理和をとるようにしておけば、上記パターンDおよび部品Cpの色調が近似していても、各色成分の差分画像が完全に一致することは殆どないため、仮にいずれかの色成分の画像について上記のような欠損が生じても、その他の色成分の画像によりその欠損が補完される。そのため、最終的な差分画像に上記のような欠損が生じることが殆どなく、常に正確な部品画像を抽出することができ、その結果、部品Cpの装着不良を精度よく検出することができる。
【0041】
ところで、以上説明した実装機は、本発明に係る部品検査装置を搭載した実装機の一例であって、部品検査装置及びこれを搭載する実装機の具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【0042】
例えば、上記の実装機では、部品画像を抽出するためにカラー画像をR(レッド),G(グリーン),B(ブルー)の三原色に分解し、これら各色成分の画像に基づいて部品画像を抽出するようにしているが、これらのうちのいずれか一色、あるいはR,G,B以外の一の色成分の画像に基づいて部品画像を抽出するようにしても差し支えない。但し、一の色成分の画像に基づいて部品を認識する場合には、上述のように、複数の色成分に基づいて部品画像を抽出する場合に比べて部品画像の抽出精度が劣る場合があるため、検出精度を高める上では、複数の色成分の画像に基づいて部品画像を抽出するのが望ましい。この場合、色成分はR,G,Bの三原色に限られるものではなく、具体的な色の種類や数は、プリント基板3やこれに装着する部品等の具体的な形態および色に応じ、部品画像をより精度よく抽出できるように適宜選定すればよい。なお、CCDエリアセンサとして、カラー画像をR,G,Bの色成分に分解しデータ化して出力するものは一般的であり、従って、これらの色成分を選定するようにすれば市販のカメラ21を用いて装置を安価に構成することができる。
【0043】
また、上記実装機では、ヘッドユニット5には1つのヘッド20が搭載され、これに対応して一組のカメラ21及び照明装置22が設けられているが、例えば、ヘッドユニット5に複数のヘッド20が並設される実装機では、各ヘッド20に対応してカメラ21及び照明装置22を搭載するようにしてもよい。この場合、照明装置22についてはこれを各ヘッド20について共通化するようにしてもよい。
【0044】
さらに、上記実装機では、カメラ21によりプリント基板3の部品装着位置Pを撮像するようにしているが、例えば、カメラ21によりプリント基板3上に記される基板認識用のマークを撮像することにより、カメラ21を基板認識用のカメラとして共用するようにしてもよい。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、部品を装着するべくヘッドユニットを基板上に移動させると、自ずと部品装着位置に撮像手段が指向するように撮像手段をヘッドユニットに搭載しているので、部品装着後は、ヘッドユニットを一切移動させることなく装着部品を検出することができる。そのため、部品装着後にヘッドユニットを移動させてから装着部品を撮像する従来の装置に比べると効率良く装着不良を検出することができ、これを通じてタクトタイムの短縮化に貢献することができる。
【0046】
また、部品装着前後に部品装着位置を撮像し、部品装着前の画像から部品装着前の画像を除去することにより得られる部品画像に基づいて部品の装着不良を検出するので、装着部品の画像を良好に抽出することができ、これにより精度良く部品の装着不良を検出することができる。特にこの場合、部品装着位置の画像を異なる複数の色成分に分解し、各色成分の画像毎に部品画像を得るとともにこれらの論理和をとることにより得られる画像に基づいて部品の装着不良を検出するので、抽出される部品画像の信頼性が格段に向上し、部品の装着不良を極めて精度よく検出することが可能となる。
【0047】
また、ヘッドユニットに複数のヘッドが搭載される場合には、各ヘッドに対応してそれぞれ撮像手段を設けるようにしてもよく、このようにすれば、複数のヘッドに部品を実装する装置において効率よく部品の装着不良を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る装着部品検査装置が適用される表面実装機を示す平面図である。
【図2】本発明に係る装着部品検査装置が適用される表面実装機を示す正面図である。
【図3】表面実装機の制御系のうち装着部品検査装置に相当する部分を示すブロック図である。
【図4】部品の装着不良を検出するための処理(実装動作含む)を説明するフローチャートである。
【図5】カメラによる部品装着位置の撮像動作(部品装着前)を説明する図である。
【図6】カメラによる部品装着位置の撮像動作(部品装着後)を説明する図である。
【図7】部品の装着不良を検出するための処理を説明する模式図である。
【符号の説明】
3 プリント基板
5 ヘッドユニット
20 ヘッド
21 カメラ
22 照明装置
30 主演算部
31 カメラ制御部
32 画像処理部
33 記憶部
34 表示部
35 入力部
P 部品装着位置
Cp 部品
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mounting component inspection apparatus that is mounted on a surface mounter and detects a component mounting failure by imaging a component mounted on a substrate such as a printed circuit board.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a head unit for picking up components is mounted on a head unit movable between a component supply unit and a printed circuit board positioned at a predetermined work position so as to be able to move up and down and rotate. 2. Description of the Related Art A surface mounter that sucks a component and mounts the component at a predetermined position on a substrate is generally known.
[0003]
In this type of surface mounter, for example, a component may not be mounted on the board due to a component suction error or a drop off from the head, or a positional shift may occur. By detecting such a component mounting failure, It is required to sort out defective substrates.
[0004]
Therefore, conventionally, a laser distance sensor is mounted on the head unit, and the substrate surface is irradiated with laser light to check the unevenness of the substrate surface, and the presence or absence of component mounting is checked based on the height information. (JP-A-7-249895). In an apparatus in which a substrate recognition camera is mounted on the head unit, a mounted component is imaged using this camera, and the mounted state of the component is checked based on the image.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional apparatus using a laser distance sensor, the presence or absence of a component can be detected, but a defect in the mounting direction cannot be detected, and it is necessary to accurately irradiate a detection position with a laser beam. There is a drawback that the sensor mounting accuracy is required.
[0006]
In contrast, an apparatus that captures a mounted component using a substrate recognition camera mounted on a head unit can detect not only the presence of a component but also a defect in the mounting direction of the component. Therefore, accuracy is not required for mounting a camera or the like. Therefore, it can be said that it is more advantageous than an apparatus using a laser distance sensor.
[0007]
However, in order to take an image of a mounted component in this type of apparatus, it is necessary to move the head unit so that the camera is positioned above the mounted component after mounting the component, which causes a problem in reducing the tact time. It was. In addition, since it is difficult to recognize the parts with high accuracy, it cannot be said that the detection accuracy of defective mounting is necessarily good, and an improvement in detection accuracy has been desired.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a first object is to provide a mounting component inspection apparatus that can contribute to a reduction in tact time, and a second object is to An object of the present invention is to provide a mounting component inspection apparatus capable of detecting a mounting failure of a component with higher accuracy.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is configured to adsorb a component by a component mounting head mounted on a movable head unit, and move the component onto a substrate by moving the head unit to raise and lower the head. A mounting component inspection apparatus for a surface mounter configured to mount a component on a board, wherein the head unit is directed to the component mounting position when the head is disposed above the component mounting position on the substrate. Mounted imaging means, control means for controlling the imaging means to image the component mounting position before and after component mounting, and means for separating the image of the component mounting position imaged by the imaging means into a plurality of different color components When, and a detection means based on the image of the imaged component mounting position by the imaging means for detecting a part of the poor mounting, the detecting means, the component from the image after the component mounting An image obtained by removing an image before wearing and acquiring a component image for each of the plurality of color components, and performing component mounting failure based on the component image obtained by taking a logical sum of the component images for each color component. a shall be detected (claim 1).
[0010]
According to this apparatus, when the head unit is moved onto the substrate to mount the component and the component adsorbed by the head is arranged above the component mounting position, the image of the component mounting position can be automatically taken by the imaging means. For this reason, after mounting the component, it is possible to detect the mounting defect by imaging the mounted component without moving the head unit. In addition, since an image obtained by removing the image before component mounting from the image after component mounting and detecting component mounting based on the component images for each of a plurality of different color components, the extracted component image Reliability is remarkably improved, and it is possible to detect a component mounting failure with high accuracy.
[0012]
Na us, detection means, said plurality of different as the component images of the color components R (red), G (green), B the component image obtained by taking the logical sum of the part image of each color component (blue) it can be configured to detect the components of poor mounting based (claim 2).
[0013]
When a plurality of heads are mounted on the head unit, an imaging unit may be provided corresponding to each head (claim 3 ).
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
1 and 2 show the structure of a surface mounter on which a mounting component inspection apparatus according to the present invention is mounted. As shown in the figure, on a base 1 of a surface mounting machine (hereinafter, abbreviated as a mounting machine), a printed board carrying conveyor 2 is arranged, and the printed board 3 is carried on the conveyor 2 to a predetermined level. Is stopped at the mounting work position. A component supply unit 4 is disposed on the side of the conveyor 2. The component supply unit 4 includes a component supply feeder, for example, a multi-row tape feeder 4a.
[0016]
A head unit 5 for mounting components is provided above the base 1. The head unit 5 is movable over the component supply unit 4 and the component mounting unit on which the printed circuit board 3 is located. In this embodiment, the head unit 5 is in the X-axis direction (direction of the conveyor 2) and Y-axis direction (X on the horizontal plane). In a direction perpendicular to the axis).
[0017]
That is, a fixed rail 7 in the Y-axis direction and a ball screw shaft 8 that is rotationally driven by a Y-axis servomotor 9 are disposed on the base 1, and a head unit support member 11 is disposed on the fixed rail 7. And a nut portion 12 provided on the support member 11 is screwed onto the ball screw shaft 8. The support member 11 is provided with a guide member 13 in the X-axis direction and a ball screw shaft 14 driven by an X-axis servo motor 15, and the head unit 5 is movably held by the guide member 13. A nut portion (not shown) provided on the head unit 5 is screwed onto the ball screw shaft 14. The support member 11 is moved in the Y-axis direction by the operation of the Y-axis servo motor 9, and the head unit 5 is moved in the X-axis direction with respect to the support member 11 by the operation of the X-axis servo motor 15. ing.
[0018]
The head unit 5 is provided with a head 20 provided with a tip 20 for absorbing a chip component at the tip. Each head 20 can be moved up and down and rotated about the central axis of the nozzle with respect to the frame of the head unit 5, and is operated by a lift drive mechanism and a rotation drive mechanism (not shown).
[0019]
The head unit 5 is also equipped with a camera 21 and an illuminating device 22 that capture images of components mounted on the printed circuit board 3. The camera 21 is composed of a CCD area sensor, and is configured to separate a color image into three primary colors of R (red), G (green), and B (blue), convert it into data, and output the data to an image processing unit 32 of a controller described later. ing. The illumination device 22 is composed of a white LED, a combination of R, G, and B LEDs, a fluorescent lamp, or the like, and is configured to provide illumination for imaging by the camera 21.
[0020]
As shown in FIG. 2, the camera 21 and the illumination device 22 are arranged with the head 20 interposed therebetween, and the state in which the head unit 5 is set above the printed circuit board 3 at the time of component mounting, that is, the head 20 (adsorption component) is the printed circuit board 3. When the head unit 5 is set so as to be positioned above the predetermined component mounting position (see FIG. 5), the camera 21 and the illumination device 22 are inclined to the unit 5 so as to be directed to the component mounting position P, respectively. Installed in.
[0021]
The mounting machine configured as described above includes a controller that comprehensively controls the operation thereof, and the servo motors 9, 15 and the like are electrically connected to the controller. Then, the drive operation of each servo motor 9 and the like is controlled in accordance with a program stored in advance in the controller, so that a mounting operation as described later is performed.
[0022]
FIG. 3 shows a part of a control system included in the controller, which is responsible for detecting a component mounting failure in the mounting operation, that is, a part related to the component inspection apparatus of the present invention.
[0023]
The control system shown in this figure includes a main calculation unit 30, a camera control unit 31, an image processing unit 32, a storage unit 33, a display unit 34, and an input unit 35.
[0024]
The main arithmetic unit 30 comprehensively controls processing for component mounting failure detection, and outputs a control signal to the camera control unit 31 so as to image the mounted component by the camera 21 and an image processing unit 32. The component is recognized based on the image data output from, and a specific determination is made regarding a mounting failure.
[0025]
The camera control unit 31 is configured to control the operation of the camera 21 and the illumination device 22 based on a control signal from the main calculation unit 30.
[0026]
The image processing unit 32 extracts and extracts an image corresponding to the component from the image captured by the camera 21 by performing predetermined processing on the data of the R, G, and B color components output from the camera 21. The image data of the parts is configured to be output to the main calculation unit 30.
[0027]
The storage unit 33 stores information (referred to as component data) necessary for determining a component mounting failure. For example, information on the shape of the component and data such as an allowable value of mounting deviation are stored in the storage unit 33. Is remembered.
[0028]
The display unit 34 and the input unit 35 include a CRT display and a keyboard, respectively. The display unit 34 and the input unit 35 are configured to input component data, programs, and the like. It is configured to perform a display when an error occurs.
[0029]
Here, processing for component mounting failure detection performed by the control system shown in FIG. 3 will be described using the flowchart of FIG. 4 together with the mounting operation.
[0030]
When the mounting operation is started, first, the head unit 5 is moved to the component supply unit 4 and the components are adsorbed by the head 20. At this time, after the head unit 5 is set above the component supply unit 4, the head 20 moves up and down, so that the component is adsorbed by the nozzle 20 a and picked up.
[0031]
When the suction of the components is completed, the head unit 5 is moved onto the printed board as shown in FIG. 5 so that the component Cp is disposed above the predetermined component mounting position P, and the component mounting position P before the component mounting. Is captured by the camera 21 (steps S1 and S2). As a result, an image of a predetermined area of the printed circuit board 3 including the component mounting position P as shown in FIG. 7A is picked up, and image data of each color component of R, G, and B of this image is stored in the image processing unit 32. Is output.
[0032]
When the imaging of the component mounting position P is completed, the head 20 moves up and down to mount the component Cp at the component mounting position P, and after mounting the component, the camera 21 captures the image of the component mounting position P again (step). S3, S4). As a result, an image of the component mounting position P including the component Cp as shown in FIG. 7 is taken, and image data of each color component is output to the image processing unit 32.
[0033]
Next, the image processing unit 32 performs a process of obtaining a difference image obtained by removing the image before the component mounting from the image after the component mounting for each color component, that is, a process of extracting the component image (step S5).
[0034]
Specifically, each color component image before and after component mounting is A / D converted to convert each image into a multi-gradation image. Then, after subtracting the gradation of the corresponding pixel in the image before component mounting from the gradation of each pixel in the image after component mounting, the absolute value of the gradation of each pixel is taken. Thus the difference image for each color component UNA by 7, i.e., an image corresponding to the component Cp is extracted.
[0035]
Then, the difference image of each color component is converted into a binarized image based on a predetermined threshold, and the logical sum of the difference image of each color component, that is, the logical sum of the corresponding pixels in the difference image of each color component is taken ( Steps S6 and S7). As a result, a final image corresponding to the component Cp is obtained.
[0036]
When an image corresponding to the component Cp is extracted in this way (referred to as an extracted component image), the image data is output to the main calculation unit 30, where the feature amount such as the center position, aspect ratio or area of the extracted component image is detected. In addition, the deviation and inclination from the mounting position are detected, and the component data corresponding to the component is read from the storage unit 33, and the component data and the detection data are compared (steps S8 and S9).
[0037]
Then, it is determined whether or not the component data and the detection data are within a preset error (step S10). If it is determined that the component data and the detection data are within the error (step S11), for example, the next component Cp is determined. The head unit 5 is moved above the component supply unit 4 so as to mount the component, and this flowchart is completed. On the other hand, if it is determined that it is not within the error in step S10 (step S11), for example, the subsequent mounting operation with respect to the printed circuit board 3 is stopped and a message to that effect is displayed on the display unit 34, and this flowchart ends.
[0038]
According to the above mounting machine, when the head unit 5 is set above the printed circuit board 3 for component mounting, the camera 21 and the illumination device 22 are naturally attached to the head unit 5 so as to be directed to the component mounting position P as described above. It is done. Therefore, after mounting the component Cp, the mounted component Cp can be imaged without moving the head unit 5 at all. Therefore, compared with the conventional mounting machine that needs to image the component after moving the head unit 5 after mounting the component, it is possible to image the mounted component Cp more efficiently, thereby contributing to the reduction of the tact time. Can do.
[0039]
Further, when detecting the mounting failure of the component Cp, a difference image is obtained by capturing the component mounting position P before and after mounting the component and removing the image before mounting the component from the image after mounting the component, which is an image including the mounting component Cp. In other words, since the image corresponding to the component Cp is extracted, the component image is extracted as compared with the case where the image corresponding to the component is extracted from only the image after the component is mounted and the component is recognized. The reliability of the component image from which a large amount of information is extracted is high (high accuracy). Therefore, it is possible to detect a component mounting failure with higher accuracy than in a conventional mounting machine of this type that recognizes a component only from an image after component mounting.
[0040]
In particular, in the mounting machine described above, the difference image is obtained for a plurality of color components R, G, and B, and the final image of the component Cp is obtained by taking the logical sum of the difference images. There is a feature that the reliability of the component image is high. That is, when extracting a component image based on a single color component, for example, if the color tones of the pattern D and the component Cp are approximate, the pattern D and the component are removed by removing the pattern D image. There may be a case where the overlapping part of Cp is lost and the part image cannot be extracted accurately. On the other hand, if difference images are obtained for a plurality of color components and these logical sums are taken, even if the color tones of the pattern D and the component Cp are approximate, the difference images of the respective color components are completely the same. Therefore, even if a defect such as that described above occurs in any one of the color component images, the defect is complemented by the other color component image. Therefore, the final difference image hardly has the above-described defects, and an accurate component image can always be extracted. As a result, a mounting defect of the component Cp can be detected with high accuracy.
[0041]
By the way, the mounting machine described above is an example of a mounting machine on which the component inspection apparatus according to the present invention is mounted, and the specific configuration of the component inspection apparatus and the mounting machine on which the component inspection apparatus is mounted departs from the gist of the present invention. It is possible to change appropriately within the range not to be.
[0042]
For example, in the mounting machine described above, in order to extract a component image, the color image is separated into three primary colors of R (red), G (green), and B (blue), and the component image is extracted based on the images of these color components. However, the component image may be extracted based on an image of any one of these colors or one color component other than R, G, and B. However, when recognizing a component based on an image of one color component, the extraction accuracy of the component image may be inferior as compared with the case of extracting a component image based on a plurality of color components as described above. Therefore, in order to improve detection accuracy, it is desirable to extract a component image based on a plurality of color component images. In this case, the color components are not limited to the three primary colors of R, G, and B, and the specific types and numbers of colors depend on the specific form and color of the printed circuit board 3 and the components to be mounted on it. What is necessary is just to select suitably so that a component image can be extracted more accurately. As a CCD area sensor, a color image is generally divided into R, G, and B color components and converted into data and output. Therefore, if these color components are selected, a commercially available camera 21 is used. The apparatus can be configured at low cost using
[0043]
In the above mounting machine, one head 20 is mounted on the head unit 5, and a pair of cameras 21 and a lighting device 22 are provided correspondingly. For example, the head unit 5 includes a plurality of heads. In a mounting machine in which 20 is arranged in parallel, a camera 21 and a lighting device 22 may be mounted corresponding to each head 20. In this case, the lighting device 22 may be shared by the heads 20.
[0044]
Furthermore, in the above mounting machine, the component mounting position P of the printed circuit board 3 is imaged by the camera 21, but for example, by imaging the board recognition mark written on the printed circuit board 3 by the camera 21. The camera 21 may be shared as a substrate recognition camera.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the head unit is moved onto the substrate to mount the component, the imaging unit is mounted on the head unit so that the imaging unit is naturally directed to the component mounting position. After the mounting, the mounted component can be detected without moving the head unit at all. Therefore, it is possible to detect defective mounting more efficiently than the conventional apparatus that images the mounted component after moving the head unit after mounting the component, thereby contributing to shortening of the tact time.
[0046]
Also, by imaging the component mounting position in the longitudinal component mounting, and detects the part of poor mounting based from the component mounting previous image in the part image obtained by removing the image before component mounting, an image of the mounting component It is possible to extract well, and thereby it is possible to detect a component mounting failure with high accuracy. In particular, in this case, the component mounting position image is separated into a plurality of different color components, and component images are obtained for each color component image, and component mounting defects are detected based on the obtained logical sum. since, it extracted the part remarkably improved reliability of image can be detected with an extremely accuracy of parts mounting failure.
[0047]
Further, when a plurality of heads are mounted on the head unit, an imaging unit may be provided for each head, and in this way, in an apparatus for mounting components on the plurality of heads, It is possible to detect a component mounting failure well.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a surface mounter to which a mounting component inspection apparatus according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a front view showing a surface mounter to which the mounted component inspection apparatus according to the present invention is applied.
FIG. 3 is a block diagram showing a portion corresponding to a mounted component inspection device in a control system of a surface mounter.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a process (including a mounting operation) for detecting a component mounting failure.
FIG. 5 is a diagram for explaining an imaging operation (before component mounting) of a component mounting position by a camera.
FIG. 6 is a diagram illustrating an imaging operation of a component mounting position by a camera (after component mounting).
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a process for detecting a component mounting failure.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Printed circuit board 5 Head unit 20 Head 21 Camera 22 Illumination device 30 Main calculating part 31 Camera control part 32 Image processing part 33 Memory | storage part 34 Display part 35 Input part P Component mounting position Cp Component

Claims (3)

移動可能なヘッドユニットに搭載された部品装着用のヘッドにより部品を吸着し、ヘッドユニットの移動により基板上に部品を移動させて上記ヘッドの昇降に伴い部品を基板上に装着するように構成された表面実装機の装着部品検査装置であって、
基板の部品装着位置の上方に上記ヘッドを配置したときに上記部品装着位置に指向するように上記ヘッドユニットに搭載される撮像手段と、部品装着前および装着後に部品装着位置を撮像するべく上記撮像手段を制御する制御手段と、上記撮像手段により撮像される部品装着位置の画像を異なる複数の色成分に分解する手段と、上記撮像手段により撮像された部品装着位置の画像に基づいて部品の装着不良を検出する検出手段とを備え、上記検出手段は、部品装着後の画像から部品装着前の画像を除去することにより得られる画像であって上記複数の色成分毎の部品画像を取得し、これら色成分毎の部品画像の論理和をとることにより得られる部品画像に基づいて部品の装着不良を検出することを特徴とする装着部品検査装置。
The component is picked up by the component mounting head mounted on the movable head unit, and the component is moved onto the substrate by the movement of the head unit, and the component is mounted on the substrate as the head moves up and down. A mounting component inspection device for a surface mounter,
Imaging means mounted on the head unit so as to be directed to the component mounting position when the head is disposed above the component mounting position on the board, and the imaging to image the component mounting position before and after mounting the component Control means for controlling the means, means for separating the image of the component mounting position imaged by the imaging means into a plurality of different color components, and mounting of the component based on the image of the component mounting position imaged by the imaging means Detecting means for detecting a defect, the detection means is an image obtained by removing an image before component mounting from an image after component mounting, and acquires a component image for each of the plurality of color components, mounting component inspection device which is characterized that you detect the components of poor mounting on the basis of the component image obtained by taking the logical sum of the part images of each of these color components.
上記検出手段は、上記異なる複数の色成分の部品画像としてR(赤),G(緑),B(青)の各色成分の部品画像の論理和をとることにより得られる部品画像に基づいて部品の装着不良を検出するように構成されていることを特徴とする請求項1記載の装着部品検査装置。Said detecting means, R (red) as component images of the plurality of different color components, G (green), a logical sum of the component images of the color components of the B (blue) and on the basis of the component image obtained by Rukoto The mounted component inspection apparatus according to claim 1, wherein the mounted component inspection device is configured to detect a component mounting failure. 上記ヘッドユニットに複数のヘッドが搭載され、各ヘッドに対応してそれぞれ撮像手段が設けられていることを特徴とする請求項1又は記載の装着部品検査装置。The head unit plural heads is mounted on the mounting component inspection apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that each imaging means corresponding to each head is al provided.
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