JP4502464B2 - Adhesive applicator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物である塗布された接着剤を撮像し、その画像を処理することにより2つの対象物が重なっているか否かを判断し、塗布が重なった場合でも接着剤塗布作業を効率的に行なうことを可能とする接着剤塗布装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
基板の表面などに電子部品を実装する際に、電子部品を基板の表面に仮止めするための接着剤を塗布する装置(接着剤塗布装置)がある。この種の接着剤塗布装置の一例としては、例えば、特開平7−336092号公報に示すものがある。
【0003】
この接着剤塗布装置100は、図6に示すように、ベース101上面において、被塗布物である基板102を搬送するための基板搬送機構103、4個の塗布ヘッド104を備えると共にそれら塗布ヘッド104を上下動させるためのヘッド駆動機構105を備えるディスペンスユニット106、ディスペンスユニット106を基板の上部において自在に移動させるためのXY移動機構107等が設けられている。また、前記塗布ヘッド104は、接着剤を収容したシリンジ108及びその下端部に接着剤を吐出する塗布ノズル109を備えている。また、前記シリンジ108は図示しない圧力調整源に接続されシリンジ内部の圧力が制御されるようになっている。さらに、前記ディスペンスユニット106にはCCDカメラ110が設けられている。
【0004】
そして、図示しない制御装置が上記各機構を制御することにより、基板102を作業位置まで搬送し、塗布ヘッド104を基板上の所定の塗布位置の上方まで移動させる。そして、塗布ヘッド104を下降させると共に、前記シリンジ108内を短時間正圧として塗布ノズル109から接着剤を吐出させ、基板102に接着剤を塗布する。そして、プログラムに従いこの作業を自動的に繰返し実行する。尚、接着剤を所定径の円形に塗布するために、前記塗布ノズル109の先端開口部は円形状となっている。
【0005】
ここで、上述のような接着剤塗布作業を行うにあたり、前回の塗布作業からある程度の時間が経過している場合には、例えば、接着剤の硬化により塗布ノズル109が詰まったり、あるいは塗布ノズル109の先端に余分な接着剤が残存しているような場合があり、そのままの状態で塗布作業を行うと、接着剤が所定量塗布されないおそれがある。
【0006】
そこで、従来においては、基板102が接着剤塗布装置100に搬入された際に、例えば、基板上面の余白となるスペースや、別途設けられた捨打ち用のスペース等に接着剤の捨打ち塗布を行う。そして、これをCCDカメラ110が撮影して、その画像データを接着剤塗布装置が備える画像認識手段(図示せず。)が処理し、接着剤の塗布量(塗布面積)を検出する。そして、この塗布量が、予め設定されている許容値、即ち、正常に塗布が行なわれたとみなされる塗布量内に収まっているか否かを、接着剤塗布装置が備える制御手段(図示せず。)が判断する。そして、収まっている場合には基板102への接着剤の塗布作業に移行し、収まっていない場合には、前記制御手段により塗布ノズル109の接着剤の吐出条件(吐出圧力や吐出時間)等が変更され、前記許容値内に収まるまで上述の作業を繰り返し行なう方法がある。
【0007】
また、図7に示すように、塗布ノズルにより正常な塗布が行なわれた場合に接着剤が形成する真円を理想円Eとし、該理想円Eの中心を中心点eとする。そして、理想円Eの半径rに対して、例えば20%減の半径(r1)を有する内側許容円W1と、例えば30%増しの半径(r2)を有する外側許容円W2とを設け、これら内側許容円W1及び外側許容円W2とからなるドーナツ形状の検出ウインドウWを設定する。そして、実際に塗布された接着剤Oが該検出ウインドウW内に収まっているか否かを判断する。この際には、例えば、中心点eから外側に向かって放射線状に所定の角度θで、濃度の変化を読み取っていくことで実際に塗布された接着剤のエッジを検出していく。このエッジ検出作業は、前記検出ウインドウWの内側部分について行なわれ、この検出ウインドウW内にエッジが検出されない部分が予め設定されている許容範囲を超える場合には、接着剤の塗布が正常に行なわれなかった(エラー)と判断する方法もある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常、正しく接着剤の塗布が行なわれた場合は、接着剤の塗布形状は略円形(図8(A)を参照。)となるが、先端が複数に分かれているダブルノズルを使用して塗布量を多くして径の大きな塗布を行なう場合や、1つのノズルでピッチを狭くした状態で塗布を行なう場合等には、塗布された2つの接着剤が重なる(図8(B)を参照。)ことがある。そして、このような場合でも基板への電子部品の仮止めの効果として問題が無く、この状態で電子部品の仮止めを行なうことが可能な場合がある。
【0009】
しかし、従来の方法によれば、2つの接着剤同士がそれぞれの一端において重なって塗布されている場合には、前記画像認識手段が重なっている2つの円の境界部分を認識できず、各円についての塗布面積や塗布形状を正しく認識できない場合があり、この際に前記制御手段がエラーと判断して、接着剤塗布作業を停止してしまう場合がある。
【0010】
本発明は、上述の事情を考慮したものであり、対象物である塗布された接着剤を撮像し、その画像を処理することにより2つの対象物が重なっているか否かを判断し、塗布が重なった場合でも接着剤塗布作業を効率的に行なうことを可能とする接着剤塗布装置に関する。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項1記載の接着剤塗布装置(10)は、被塗布物に対して自在に移動可能となるように設けられる互いに近接する複数個の塗布ノズルにより、前記被塗布物に接着剤を塗布するための接着剤塗布装置であって、前記被塗布物に接着剤が塗布されている状態を撮影する撮像手段(20)と、前記撮像手段により撮影された画像から、塗布された接着剤の形状を認識する画像認識手段(30)とを備えており、前記画像認識手段が、一つの塗布ノズルにより塗布された接着剤と、近接する他の塗布ノズルにより塗布された接着剤とが互いにその一部において重なった状態であるか否かを判断する際に、一つの塗布ノズルにより正常に塗布が行なわれた場合に接着剤が形成する真円を理想円(E)とし、該理想円の中心点(e)を中心にして、該理想円の外側に外側許容円(W2)を想定し、塗布された接着剤の外周部分(輪郭エッジO)のうち、前記外側許容円より外側に位置する部分が予め設定されている許容範囲を超える場合でも、その部分が前記近接する他方の塗布ノズルが在する方向にある場合には、二つの接着剤が重なった状態であると判断し、塗布された接着剤の重なっていない部分の形状を認識することを特徴とする。
【0012】
請求項1記載の接着剤塗布装置によれば、塗布された接着剤の一部が近接する他の接着剤と重なっている場合に、エラーと判断しないので従来と比較して作業が停止する回数が減り、接着剤塗布作業を効率的に行なえる。
また、重なった状態の接着剤の形状から、塗布された接着剤の全体形状を認識できるので、その全体形状から接着剤の塗布が正常なものであるか否かを判定できる。
また、近接する塗布ノズル同士の間隔をより狭いものとすることができる。
また、従来と比較して接着剤の塗布面積を大きくすることが可能となり、その結果、接着強度を高めることもできる。
【0014】
また、通常の接着剤の塗布状態の判定方法を利用して、塗布された二つの接着剤が重なった状態であるか否かを判断できるので、新たな装置を必要とせず、容易に接着剤塗布作業の効率化を図ることができる。
【0015】
請求項2記載の接着剤塗布装置は、請求項1記載の接着剤塗布装置において、前記画像認識手段が、塗布された二つの接着剤が重なった状態であると判断した場合に、その重なった状態を正常な塗布であると判定するか否かを任意に選択可能となっていることを特徴とする。
【0016】
請求項2記載の接着剤塗布装置によれば、請求項1と同様の効果を得られると共に、塗布される接着剤、塗布ノズル、基板等の状態に応じて任意に判定条件を変更でき、接着剤塗布作業の効率化を図ることができる。
【0017】
請求項3記載の接着剤塗布装置は、請求項1又は2に記載の接着剤塗布装置において、前記画像認識手段が、塗布された接着剤について正常な塗布が行なわれていないと判定する際に、エラーを知らせるための報知部(報知手段70)を備えることを特徴とする。
【0018】
請求項3記載の接着剤塗布装置によれば、請求項1又は2と同様の効果を得られると共に、正常な塗布が行なわれていない場合にエラーを知らせるので、速やかに作業を停止することができる。
【0019】
請求項4記載の接着剤塗布装置は、請求項1〜3のいずれか一つに記載の接着剤塗布装置において、前記画像認識手段が、塗布された二つの接着剤が重なった状態であると判断した場合に、一つの塗布ノズルにより塗布された接着剤のうち、他の接着剤と重なっていない部分(C)について前記画像認識手段により認識された形状から、前記一つの塗布ノズルによって塗布された接着剤の全体形状(C0)を予想し、この予想された全体形状をもとにこの接着剤の塗布が正常なものであるか否かを判定することを特徴とする。なお、前記全体形状とは、重なって塗布された状態の接着剤に対して、その接着剤のうち、重なっていない部分の形状から予想される全体形状、つまり、塗布が重なっていない状態の接着全体の形状を指す。
【0020】
請求項4記載の接着剤塗布装置によれば、請求項1〜3のいずれか一つと同様の効果を得られると共に、他の接着剤と重なっていない部分の形状を元にして、その接着剤の全体形状を予想するので、得られた接着剤の塗布面積や重心位置などのデータについての信頼性が高まり、接着剤の塗布状態をより正確に判定できる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態にかかる接着剤塗布装置10について説明する。
なお、本実施の形態においては従来の技術で説明した接着剤塗布装置(図6を参照。)を用いることとするが、本発明は接着剤を撮影する撮像装置と、その画像を処理する機能を備えた装置とを備えるものであれば、他の接着剤塗布装置にも使用可能である。
また、以下の説明は、接着剤塗布装置10が認識すべき対象物の一例として、基板に塗布された接着剤について行なうが、対象物はこれに限定されるものではなく、略円形あるいは楕円形に類似する閉じた輪郭線を有する対象物などにたいしても適用可能である。
【0022】
図1のブロック図に示すように、接着剤塗布装置10は、撮像手段20と、画像認識手段30と、入力手段40と、駆動手段50と、表示手段60と、報知手段70とを備えている。また、基板に接着剤を塗布する塗布ノズル、接着剤を塗布する前に接着剤を捨打ちするための捨打ちステージ(図示せず。)等を備える。なお、塗布ノズルは、ヘッド部80に複数個設けられている。
なお、接着剤塗布装置10に前記捨打ちステージを設けずに、例えば、別途用意したテープや紙状のものに接着剤の捨打ちを行なうものとしても良い。
【0023】
そして、接着剤塗布装置10は、基板への接着剤の塗布作業を行なう前に捨打ちステージに接着剤を捨打ちすることで、塗布ノズルからの接着剤の塗布形状が許容範囲内に収まっているか否かを判定する。そして、許容範囲内に収まっている場合、つまり、接着剤の塗布を正常に行なうことができる状態にあると判定した場合は基板への接着剤の塗布作業に移行し、許容範囲内に収まっていない場合は、エラーを表示して塗布作業を停止するか、又は、塗布ノズルの接着剤の吐出条件(吐出圧力や吐出時間)等を変更し、前記許容値内に収まるまで上述の作業を繰り返し行なう。
【0024】
撮像手段20は、捨打ちされた接着剤を撮影するための撮影装置(図示せず。)としてCCDカメラ等を備える。そして、撮影された画像は後述する画像認識手段30に送られると共に、表示装置に表示される。
なお、一般的には画像データ処理を担当するCPUと、装置を制御するCPUを別に備えていて、バスを介してデータのやり取りを行なう。しかし、ここでは理解を容易にするため、1つのCPUで全て行なうこととし、それを含めて画像認識手段30とする。
画像認識手段30は、ROM31と、RAM32と、CPU33とを備える。
ROM31は、撮影された画像を認識させるための画像認識プログラムと、接着剤の塗布が正常に行なわれたか否かを判定させる判定プログラムと、判定結果に応じて後述する駆動手段50や報知手段70等を制御させる制御プログラム等を備えており、後述するCPU33は、これらプログラムに基づいて各種処理を行なう。
RAM32は、後述するCPU33によって処理された画像を画像データとして記憶し、また、後述する入力手段40によって設定された接着剤の塗布形状が正常か否かを判断するための許容値等を記憶する。
CPU33は、前記撮像手段20から送られる画像を画像認識プログラムに基づいて認識し、認識した画像から接着剤の塗布が正常に行なわれたか否かを判定プログラム及び前記許容値に基づいて判定し、判定結果に応じて後述する駆動手段50や報知手段70等を制御プログラムに基づいて制御する。
【0025】
入力手段40は、上述のように、接着剤の塗布形状が正常か否かを判断するための許容値を設定したり、また、塗布された接着剤の一端が、近接する他の接着剤の一端と重なり合っている場合に、その重なった状態を正常な塗布であると判定するか否かを設定できるようになっている。
駆動手段50は、前記画像認識手段30からの指示に従って、塗布ノズルを基板上の所定位置に移動させたり、塗布ノズルを上下方向に移動させたり、基板を移動させるために設けられる。
表示手段60は、前記撮像手段20が撮影した画像を表示するために設けられる。
報知手段70は、接着剤の塗布形状が予め設定されている許容値を超える場合や、設定条件に基づいて、塗布された接着剤の一端が近接する他の接着剤の一端と重なり合っている場合にエラーを表示するために設けられている。
【0026】
次に、図2及び図3を参照して、画像認識処理の流れを説明する。
【0027】
まず、ステップS1において、塗布ノズルより捨打ちステージに接着剤の塗布が行なわれる。なお、塗布ノズルが複数個設けられている場合には、各塗布ノズルそれぞれにより捨打ちが行なわれる。
【0028】
捨打ちされた接着剤は前記撮像手段20によって撮影される。撮影された画像は、画像認識手段30に送信され、画像認識手段30のCPU33が、ROM31から読み込んだ画像認識プログラムに基づいてその画像を認識し、画像データとしてRAM32に記憶させる。(ステップS2)
そして、ステップS3で、接着剤の塗布が正常に行なわれたか否かを判断する。
この判断方法としては、図4に示すように、塗布ノズルにより正常な塗布が行なわれた場合に接着剤が形成する真円を理想円Eとし、該理想円Eの中心を中心点eとする。そして、理想円Eの半径rに対して、例えば20%減の半径(r1)を有する円を内側許容円W1とし、例えば30%増しの半径(r2)を有する円を外側許容円W2とする。そして、これら内側許容円W1及び外側許容円W2からなるドーナツ形状の円を検出ウインドウWとする。そして、この検出ウインドウW内に、塗布された接着剤のエッジ(以下、「輪郭エッジO」という。)が収まっているか否か、また、輪郭エッジの一部分が検出ウインドウW内に収まっていない場合には、その収まっていない範囲が、予め設定されている許容値を超えるか否かを判断することで、接着剤の塗布状態を判断する。
なお、前記r1及びr2は任意に設定可能とする。
【0029】
そして、検出ウインドウW内にある輪郭エッジOの検出作業は以下のように行なう。
まず、検出ウインドウW内において、理想円Eの中心eから外側へ放射状に0°から順次所定の分解角度θずつ増分して走査線を放ち、各走査線に沿った濃度変化をもとに、複数個の輪郭エッジ点Pを抽出する。
通常、輪郭エッジの求め方として濃度変化の最も高い場所を探す方式(微分オペレータ等)が用いられるが、ノイズ成分が存在すると本来の輪郭エッジOをうまく検出できない。そこで、更に正確なエッジ検出として次のような手法を用い、ノイズ成分の影響を軽減させて、輪郭エッジを求めることができる。
【0030】
まず、上述のように、各分解角度θごとに内側許容円W1及び外側許容円W2と走査線との交点Q1,Q2を求め、それぞれを輪郭エッジO検出区間の始点及び終点とする。
この区間について、デジタル線分補間を行ない、前記始点から終点に向かう画素列を求める。そして、この画素列を2つのクラスに分割する点を始点から終点に向かって移動させる。そして、2つのクラスのクラス間分散とクラス内分散の比がもっとも大きくなる位置Pを輪郭エッジとする。
この時、エッジとみなす最小濃度変化量を設定しておき、区間内の2つのクラス間での濃度変化が最小濃度変化量以下の場合、その区間は輪郭エッジ無しとする。そして、輪郭エッジ無しとなる放射線区間の数が全体数の例えば、20%(許容値)を超えた場合、接着剤の塗布に問題があると判断して、ステップS9に移る。(ステップS9については後述する。)
なお、許容値は、任意に設定可能とする。
また、輪郭エッジの検出方法は上述の方法に限らず、周知の方法を使用しても良い。
【0031】
一方、輪郭エッジOが検出ウインドウW内に収まっている場合や、輪郭エッジOが検出されない放射線区間の数が全体数の20%以下の場合は接着剤の塗布が正常に行なわれたとみなし、ステップS4に移る。
ステップS4においては、対象物の面積の計測を行なう。
【0032】
面積の計測方法としては、例えば、塗布された接着剤に対してX方向への走査を繰り返し行ない、ステップ3で検出した輪郭エッジOの内部の画素数を実数値でカウントすることで面積を求める方法や、まず、X方向への走査を行ない、カウントした画素にカウント済みのマークをつけ、Y方向への走査を行なう際に、カウント済みのマークがついていない箇所のみをカウントしていくことで面積を求める方法等がある。本発明においては、対象物(例えば、塗布された接着剤)の面積測定方法としては、周知の方法を用いることとする。
そして、計算された接着剤の面積や重心位置について、画像認識手段30のROM31に格納されている判定プログラムに基づいて、画像認識手段30のCPU33が、接着剤の塗布が正常に行なわれたか否か判定を行なう。(ステップS5)
なお、輪郭エッジ検出は、検出ウインドウ内にどの程度収まっているかの事前検査であり、複数ノズルの曲がり検出のための重心位置、接着剤塗布量判定のための面積値が最終良否判定の基準となる。
【0033】
そして、接着剤の塗布が正常であると判定されると、画像認識手段30からの指示に従って、駆動手段50や塗布ノズルなどが制御され、基板への接着剤の塗布が開始される。
また、接着剤の塗布が正常でないと判定されると、報知手段70によりエラーが知らされ、塗布作業が停止されるか、または、塗布ノズルの接着剤の吐出条件(吐出圧力や吐出時間)等が変更され、前記ステップ1に戻る。
【0034】
次に、ステップS9、つまり、ステップS3において輪郭エッジ無しとなる放射線区間の数が20%を超えて、接着剤の塗布に問題があると判断された場合について図5を用いて説明する。
【0035】
輪郭エッジ無しとなる放射線区間の数が20%を超えている場合には、接着剤のどの部分において輪郭エッジが検出されなかったのかを判断する。即ち、一つの塗布ノズルA1により正常な塗布が行なわれた場合に接着剤が形成する図示しない真円(理想円)の中心を中心点e1とし、その塗布ノズルA1に近接して設けられている他の塗布ノズルA2により正常な塗布が行なわれた場合に接着剤が形成する真円(理想円)の中心を中心点e2とした場合の点e1と点e2を結ぶ直線を二等分する点を基準点e0とする。そして、塗布ノズルA1により塗布された接着剤の輪郭エッジO1が検出されなかった部分O1aが、中心点e1と中心点e2とを結ぶ直線と直交し、かつ、中心点e1からY方向に伸びる直線nに対して、基準点e0側にある場合は、塗布ノズルA1により塗布された接着剤と、塗布ノズルA2により塗布された接着剤とが互いにその一部において重なり合った状態であると判断する。
【0036】
このように、通常の接着剤の塗布状態の判定方法を利用して、塗布された二つの接着剤が重なった状態であるか否かを判断できるので、新たな装置を必要とせず、容易に接着剤塗布作業の効率化を図ることができる。
そして、図3及び図5(A),(B)に示すように、まず、有効半円角度f(図5の場合は−90°〜90°)を決定し(ステップS11)、次に、塗布ノズルA1により塗布された接着剤から、中心点e1を中心にして放射状に前記有効半円角度fを有する部分(円弧状の部分C)を取り出す。そして、この円弧状の部分Cの重心gを求める。(ステップS12)次に、円弧状の部分の前記有効半円角度を360°にした場合の面積を求める。(ステップS13)そして、この面積を有する真円C0とする。
【0037】
なお、塗布ノズルA1により塗布された接着剤を、中心点e1からY方向に伸びる直線で分割し、前記塗布ノズルA2と重なっていない側の半円部分を取り出す。次に、上述のステップS4で示したような周知の方法を用いてこの半円の面積を計算する。そして、この半円の面積を2倍した面積から真円C0を求めてもよい。
そして、この真円C0を前記塗布ノズルA1により塗布された接着剤の塗布形状とみなし、画像認識手段30により、塗布が正常に行なわれているか否かについて判定する。(ステップS14)
このように、他の接着剤と重なっていない部分の形状を補正することで、接着剤の全体形状を算出するので、得られた接着剤の塗布面積や重心位置などのデータについての信頼性が高まり、接着剤の塗布状態をより正確に判定できる。
【0038】
そして、接着剤の塗布が正常であると判定されると、画像認識手段30からの指示に従って、駆動手段50や塗布ノズルなどが制御され、基板への接着剤の塗布が開始される。
また、接着剤の塗布が正常でないと判定されると、報知手段70によりエラーが知らされ(ステップS15)、塗布作業が停止されるか、または、塗布ノズルの接着剤の吐出条件(吐出圧力や吐出時間)等が変更され、前記ステップS1に戻る。
このように、正常な塗布が行なわれていない場合にエラーを知らせるので、速やかに作業を停止することができる。
ここで、接着剤の塗布が正常でないと判定された場合、図2のステップ5においては、ステップS1へ戻ることとし、図3のステップS5においては、エラーが表示される(ステップS15)としたが、いずれを選択するかについては、前記入力手段40における設定次第であるとする。
【0039】
以上のような接着剤塗布装置によれば、塗布された接着剤が許容範囲を超えている場合でも、塗布された接着剤の一部が近接する他の接着剤と重なっている場合には、エラーと判断せずに正常な塗布であると判断するので、従来と比較して作業が停止する回数が減り、接着剤塗布作業を効率的に行なえる。
また、近接する塗布ノズル同士の間隔をより狭いものとすることができる。
また、従来と比較して接着剤の塗布面積を大きくすることが可能となり、その結果、接着強度を高めることもできる。
塗布される接着剤、塗布ノズル、基板等の状態に応じて任意に判定条件を変更でき、接着剤塗布作業の効率化を図ることができる。
【0040】
【発明の効果】
請求項1記載の接着剤塗布装置によれば、従来と比較して作業が停止する回数が減り、接着剤塗布作業を効率的に行なえる。
また、接着剤の全体形状から接着剤の塗布が正常なものであるか否かを判定できる。
また、近接する塗布ノズル同士の間隔をより狭いものとすることができる。
また、従来と比較して接着剤の塗布面積を大きくすることが可能となり、接着強度を高めることもできる。
【0041】
また、新たな装置を必要とせず、容易に接着剤塗布作業の効率化を図ることができる。
【0042】
請求項2記載の接着剤塗布装置によれば、請求項1の効果を得られると共に、塗布される接着剤、塗布ノズル、基板等の状態に応じて任意に判定条件を変更でき、接着剤塗布作業の効率化を図ることができる。
【0043】
請求項3記載の接着剤塗布装置によれば、請求項1又は2と同様の効果を得られると共に、正常な塗布が行なわれていない場合にエラーを知らせるので、速やかに作業を停止することができる。
【0044】
請求項4記載の接着剤塗布装置によれば、請求項1〜3のいずれか一つと同様の効果を得られると共に、得られた接着剤の塗布面積や重心位置などのデータについての信頼性が高まり、接着剤の塗布状態をより正確に判定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】接着剤塗布装置の構造を示すブロック図である。
【図2】接着剤の塗布状態を判定する際の処理手順を示すフローチャートである。
【図3】接着剤の塗布状態を判定する際の処理手順を示すフローチャートである。
【図4】輪郭エッジの検出方法を示す図面である。
【図5】接着剤の塗布形状の補正方法を示す図面である。
【図6】一般的な接着剤塗布装置の構造を示す斜視図である。
【図7】輪郭エッジの検出方法を示す図面である。
【図8】通常の塗布された接着剤の形状と一部が重なった状態の接着剤の形状を示す図面である。
【符号の説明】
1 トレイ
10 接着剤塗布装置
20 撮像手段
30 画像認識手段
E 理想円
e 中心点
W2 外側許容円
O 輪郭エッジ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention takes an image of an applied adhesive that is an object, and processes the image to determine whether or not the two objects are overlapped. The present invention relates to an adhesive application device that can be carried out automatically.
[0002]
[Prior art]
There is an apparatus (adhesive application apparatus) that applies an adhesive for temporarily fixing an electronic component to the surface of the substrate when the electronic component is mounted on the surface of the substrate. An example of this type of adhesive application device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-336092.
[0003]
As shown in FIG. 6, the
[0004]
Then, a control device (not shown) controls each of the above mechanisms to transport the
[0005]
Here, in performing the adhesive application work as described above, when a certain amount of time has passed since the previous application work, for example, the
[0006]
Therefore, conventionally, when the
[0007]
Further, as shown in FIG. 7, a perfect circle formed by the adhesive when normal application is performed by the application nozzle is an ideal circle E, and the center of the ideal circle E is a center point e. Then, with respect to the radius r of the ideal circle E, for example, an inner permissible circle W1 having a radius (r1) reduced by 20% and an outer permissible circle W2 having a radius (r2) increased by 30%, for example, are provided. A donut-shaped detection window W composed of an allowable circle W1 and an outer allowable circle W2 is set. Then, it is determined whether or not the actually applied adhesive O is within the detection window W. At this time, for example, the edge of the actually applied adhesive is detected by reading the change in density radially from the center point e toward the outside at a predetermined angle θ. This edge detection operation is performed on the inner portion of the detection window W, and when the portion where the edge is not detected in the detection window W exceeds a preset allowable range, the adhesive is normally applied. There is also a method to judge that it was not (error).
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, normally, when the adhesive is correctly applied, the adhesive is applied in a substantially circular shape (see FIG. 8A), but a double nozzle having a plurality of tips is used. When the application amount is increased to apply a large diameter, or when the application is performed with a narrow pitch with one nozzle, the two applied adhesives overlap (FIG. 8B). See.) Even in such a case, there is no problem as an effect of temporarily fixing the electronic component to the substrate, and it may be possible to temporarily fix the electronic component in this state.
[0009]
However, according to the conventional method, when two adhesives are applied to each other at one end, the boundary portion between the two circles where the image recognition unit overlaps cannot be recognized, and each circle In some cases, the application area and the application shape cannot be correctly recognized. In this case, the control means may determine an error and stop the adhesive application operation.
[0010]
The present invention takes the above-described circumstances into consideration, images an applied adhesive that is an object, determines whether or not two objects overlap by processing the image, and the application is performed. The present invention relates to an adhesive application device that makes it possible to efficiently perform an adhesive application operation even when they overlap.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, an adhesive application device (10) according to
[0012]
According to the adhesive applicator according to
Further, since the overall shape of the applied adhesive can be recognized from the shape of the adhesive in the overlapped state, it can be determined from the overall shape whether or not the application of the adhesive is normal.
Moreover, the space | interval of the adjacent coating nozzles can be made narrower.
Moreover, it becomes possible to enlarge the application area of an adhesive compared with the past, and as a result, the adhesive strength can also be increased.
[0014]
Also Since it is possible to determine whether the two applied adhesives are in an overlapping state by using a normal method for determining the application state of the adhesive, it is possible to easily apply the adhesive without requiring a new device. Work efficiency can be improved.
[0015]
[0016]
[0017]
Claim 3 The adhesive application device according to
[0018]
Claim 3 According to the adhesive application apparatus described in
[0019]
Claim 4 The adhesive application device according to
[0020]
Claim 4 According to the adhesive application device described above, 3 In addition to obtaining the same effect as any one of the above, the overall shape of the adhesive is predicted based on the shape of the part that does not overlap with other adhesives. The reliability of the data such as the position is increased, and the application state of the adhesive can be determined more accurately.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an
In this embodiment, the adhesive application device (see FIG. 6) described in the related art is used. However, the present invention is an imaging device for photographing an adhesive and a function for processing the image. Can be used for other adhesive application devices.
Further, the following description will be made with respect to an adhesive applied to a substrate as an example of an object to be recognized by the
[0022]
As shown in the block diagram of FIG. 1, the
Note that, without providing the discarding stage in the
[0023]
Then, the
[0024]
The imaging means 20 includes a CCD camera or the like as an imaging device (not shown) for imaging the discarded adhesive. Then, the photographed image is sent to the image recognition means 30 described later and displayed on the display device.
In general, a CPU in charge of image data processing and a CPU for controlling the apparatus are separately provided to exchange data via a bus. However, here, in order to facilitate understanding, all of the processing is performed by one CPU, and the image recognition unit 30 includes them.
The image recognition unit 30 includes a
The
The
The
[0025]
As described above, the
The driving
The display means 60 is provided for displaying an image taken by the imaging means 20.
Informing means 70, when the application shape of the adhesive exceeds a preset allowable value, or when one end of the applied adhesive overlaps one end of another adjacent adhesive based on the set conditions Is provided to display errors.
[0026]
Next, the flow of image recognition processing will be described with reference to FIGS.
[0027]
First, in step S1, the adhesive is applied to the discard stage from the application nozzle. When a plurality of application nozzles are provided, the application nozzles are discarded.
[0028]
The discarded adhesive is photographed by the imaging means 20. The photographed image is transmitted to the image recognition means 30, and the
In step S3, it is determined whether or not the adhesive has been normally applied.
As shown in FIG. 4, as a determination method, a perfect circle formed by an adhesive when normal application is performed by an application nozzle is defined as an ideal circle E, and the center of the ideal circle E is defined as a center point e. . Then, for example, a circle having a radius (r1) reduced by 20% with respect to the radius r of the ideal circle E is defined as an inner allowable circle W1, and a circle having a radius (r2) increased by, for example, 30% is defined as an outer allowable circle W2. . A donut-shaped circle composed of the inner permissible circle W1 and the outer permissible circle W2 is defined as a detection window W. Whether or not the edge of the applied adhesive (hereinafter referred to as “contour edge O”) is accommodated in the detection window W, and a part of the contour edge is not accommodated in the detection window W. In this case, the application state of the adhesive is determined by determining whether or not the uncontained range exceeds a preset allowable value.
The r1 and r2 can be arbitrarily set.
[0029]
The operation of detecting the contour edge O in the detection window W is performed as follows.
First, within the detection window W, a scanning line is emitted by incrementing by a predetermined resolution angle θ sequentially from 0 ° outward from the center e of the ideal circle E, and based on the density change along each scanning line, A plurality of contour edge points P are extracted.
Usually, as a method for obtaining the contour edge, a method of searching for a place having the highest density change (differential operator or the like) is used. However, if a noise component exists, the original contour edge O cannot be detected well. Therefore, the following method can be used for more accurate edge detection to reduce the influence of the noise component and obtain the contour edge.
[0030]
First, as described above, the intersections Q1 and Q2 of the inner permissible circle W1 and the outer permissible circle W2 and the scanning line are obtained for each resolution angle θ, and are set as the start point and the end point of the contour edge O detection section.
For this section, digital line segment interpolation is performed to obtain a pixel row from the start point to the end point. And the point which divides this pixel row into two classes is moved from the start point to the end point. A position P at which the ratio between the interclass variance and the intraclass variance of the two classes is the largest is taken as the contour edge.
At this time, a minimum density change amount that is regarded as an edge is set, and if the density change between two classes in the section is equal to or less than the minimum density change amount, the section has no contour edge. If the number of radiation sections having no contour edge exceeds, for example, 20% (allowable value) of the total number, it is determined that there is a problem in the application of the adhesive, and the process proceeds to step S9. (Step S9 will be described later.)
The allowable value can be arbitrarily set.
Further, the method for detecting the contour edge is not limited to the method described above, and a known method may be used.
[0031]
On the other hand, if the contour edge O is within the detection window W, or if the number of radiation sections in which the contour edge O is not detected is 20% or less of the total number, it is considered that the adhesive has been applied normally, and the step Move on to S4.
In step S4, the area of the object is measured.
[0032]
As a method for measuring the area, for example, the applied adhesive is repeatedly scanned in the X direction, and the number of pixels inside the contour edge O detected in step 3 is counted as a real value to obtain the area. Method, or by first scanning in the X direction, adding a counted mark to the counted pixel, and counting only the places where the counted mark is not attached when scanning in the Y direction. There is a method for obtaining the area. In the present invention, a known method is used as a method for measuring the area of an object (for example, an applied adhesive).
Then, based on the determination program stored in the
Note that the edge detection is a preliminary inspection of how far within the detection window, and the center of gravity position for detecting the bending of a plurality of nozzles, and the area value for determining the adhesive application amount are the criteria for final pass / fail determination. Become.
[0033]
When it is determined that the application of the adhesive is normal, the
If it is determined that the adhesive application is not normal, an error is notified by the notification means 70, or the application operation is stopped, or the adhesive discharge conditions (discharge pressure and discharge time) of the application nozzle, etc. Is changed, and the process returns to Step 1 above.
[0034]
Next, a case where it is determined in step S9, that is, in step S3, that the number of radiation sections having no contour edge exceeds 20% and there is a problem in applying the adhesive will be described with reference to FIG.
[0035]
When the number of radiation sections having no contour edge exceeds 20%, it is determined in which part of the adhesive the contour edge has not been detected. That is, the center of the true circle (ideal circle) (not shown) formed by the adhesive when normal application is performed by one application nozzle A1 is set as the center point e1, and is provided close to the application nozzle A1. A point that bisects a straight line connecting the points e1 and e2 when the center of the perfect circle (ideal circle) formed by the adhesive when the normal application is performed by another application nozzle A2 is the center point e2. Is a reference point e0. A portion O1a where the contour edge O1 of the adhesive applied by the application nozzle A1 is not detected is orthogonal to a straight line connecting the center point e1 and the center point e2 and extends from the center point e1 in the Y direction. When n is on the reference point e0 side, it is determined that the adhesive applied by the application nozzle A1 and the adhesive applied by the application nozzle A2 are partially overlapped with each other.
[0036]
In this way, since it is possible to determine whether or not the two applied adhesives are overlapped by using a normal method for determining the application state of the adhesive, a new apparatus is not required and can be easily performed. The efficiency of the adhesive application work can be improved.
3 and FIGS. 5A and 5B, first, an effective semicircular angle f (in the case of FIG. 5, −90 ° to 90 °) is determined (step S11), and then A portion (arc-shaped portion C) having the effective semicircular angle f radially from the center point e1 is taken out from the adhesive applied by the coating nozzle A1. Then, the center of gravity g of the arc-shaped portion C is obtained. (Step S12) Next, the area when the effective semicircular angle of the arc-shaped portion is set to 360 ° is obtained. (Step S13) And let it be the perfect circle C0 which has this area.
[0037]
The adhesive applied by the application nozzle A1 is divided by a straight line extending in the Y direction from the center point e1, and a semicircular portion on the side not overlapping the application nozzle A2 is taken out. Next, the area of this semicircle is calculated using a known method as shown in step S4 above. Then, the perfect circle C0 may be obtained from an area obtained by doubling the area of the semicircle.
The perfect circle C0 is regarded as the application shape of the adhesive applied by the application nozzle A1, and the image recognition means 30 determines whether or not the application is performed normally. (Step S14)
In this way, the overall shape of the adhesive is calculated by correcting the shape of the part that does not overlap with other adhesives, so the reliability of the data such as the applied area and center of gravity of the obtained adhesive is reliable. This increases the application state of the adhesive more accurately.
[0038]
When it is determined that the application of the adhesive is normal, the
If it is determined that the adhesive application is not normal, an error is notified by the notification means 70 (step S15), the application operation is stopped, or the adhesive discharge conditions (discharge pressure and The discharge time is changed, and the process returns to step S1.
As described above, since the error is notified when the normal application is not performed, the operation can be stopped promptly.
Here, when it is determined that the application of the adhesive is not normal, the process returns to step S1 in
[0039]
According to the adhesive application apparatus as described above, even when the applied adhesive exceeds the allowable range, when a part of the applied adhesive overlaps with another adjacent adhesive, Since it is determined that the application is normal without determining an error, the number of times the operation is stopped is reduced as compared with the conventional case, and the adhesive application operation can be performed efficiently.
Moreover, the space | interval of the adjacent coating nozzles can be made narrower.
Moreover, it becomes possible to enlarge the application area of an adhesive compared with the past, and as a result, the adhesive strength can also be increased.
The determination conditions can be arbitrarily changed according to the state of the applied adhesive, application nozzle, substrate, etc., and the efficiency of the adhesive application work can be improved.
[0040]
【The invention's effect】
According to the adhesive application device of the first aspect, the number of times the operation is stopped is reduced as compared with the conventional case, and the adhesive application operation can be performed efficiently.
Further, it can be determined from the overall shape of the adhesive whether or not the application of the adhesive is normal.
Moreover, the space | interval of the adjacent coating nozzles can be made narrower.
Moreover, it becomes possible to enlarge the application area of an adhesive agent compared with the past, and it can also raise adhesive strength.
[0041]
Also Therefore, it is possible to easily improve the efficiency of the adhesive application work without requiring a new device.
[0042]
[0043]
Claim 3 According to the adhesive application apparatus described in
[0044]
Claim 4 According to the adhesive application device described above, 3 The same effect as any one of the above can be obtained, and the reliability of the obtained data such as the application area and the center of gravity of the adhesive is increased, and the application state of the adhesive can be determined more accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the structure of an adhesive application device.
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure for determining an adhesive application state.
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure for determining an adhesive application state.
FIG. 4 is a diagram illustrating a contour edge detection method.
FIG. 5 is a drawing showing a method for correcting the application shape of an adhesive.
FIG. 6 is a perspective view showing a structure of a general adhesive application device.
FIG. 7 is a diagram illustrating a contour edge detection method.
FIG. 8 is a drawing showing the shape of an adhesive that is partially overlapped with the shape of a normal applied adhesive.
[Explanation of symbols]
1 tray
10 Adhesive application equipment
20 Imaging means
30 Image recognition means
E ideal circle
e Center point
W2 outer permissible circle
O Contour edge
Claims (4)
前記被塗布物に接着剤が塗布されている状態を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段により撮影された画像から、塗布された接着剤の形状を認識する画像認識手段とを備えており、
前記画像認識手段が、一つの塗布ノズルにより塗布された接着剤と、近接する他の塗布ノズルにより塗布された接着剤とが互いにその一部において重なった状態であるか否かを判断する際に、一つの塗布ノズルにより正常に塗布が行なわれた場合に接着剤が形成する真円を理想円とし、該理想円の中心点を中心にして、該理想円の外側に外側許容円を想定し、塗布された接着剤の外周部分のうち、前記外側許容円より外側に位置する部分が予め設定されている許容範囲を超える場合でも、その部分が前記近接する他方の塗布ノズルが在する方向にある場合には、二つの接着剤が重なった状態であると判断し、塗布された接着剤の重なっていない部分の形状を認識することを特徴とする接着剤塗布装置。An adhesive application device for applying an adhesive to the object to be coated by a plurality of coating nozzles close to each other provided so as to be freely movable with respect to the object to be coated,
Imaging means for photographing a state in which an adhesive is applied to the object to be coated;
Image recognition means for recognizing the shape of the applied adhesive from the image taken by the imaging means,
When the image recognition means determines whether or not the adhesive applied by one application nozzle and the adhesive applied by another application nozzle adjacent to each other overlap each other. The perfect circle formed by the adhesive when coating is normally performed by one coating nozzle is assumed as an ideal circle, and an outer permissible circle is assumed outside the ideal circle with the center point of the ideal circle as the center. Even if the portion located outside the outer permissible circle out of the outer peripheral portion of the applied adhesive exceeds the preset permissible range, that portion is in the direction in which the other applicator nozzle that is adjacent is present. In some cases, the adhesive application device is characterized in that it is determined that the two adhesives overlap each other, and the shape of the portion where the applied adhesive does not overlap is recognized.
前記画像認識手段が、塗布された二つの接着剤が重なった状態であると判断した場合に、その重なった状態を正常な塗布であると判定するか否かを任意に選択可能となっていることを特徴とする接着剤塗布装置。The adhesive application device according to claim 1 ,
When the image recognition means determines that the two applied adhesives are in a superimposed state, it can be arbitrarily selected whether or not to determine that the overlapping state is normal application. An adhesive application device.
前記画像認識手段が、塗布された接着剤について正常な塗布が行なわれていないと判定する際に、エラーを知らせるための報知手段を備えることを特徴とする接着剤塗布装置。In the adhesive application device according to claim 1 or 2 ,
An adhesive applicator comprising an informing means for informing an error when the image recognizing means determines that the applied adhesive is not normally applied.
前記画像認識手段が、塗布された二つの接着剤が重なった状態であると判断した場合に、一つの塗布ノズルにより塗布された接着剤のうち、他の接着剤と重なっていない部分について前記画像認識手段により認識された形状から、前記一つの塗布ノズルによって塗布された接着剤の全体形状を予想し、この予想された全体形状をもとにこの接着剤の塗布が正常なものであるか否かを判定することを特徴とする接着剤塗布装置。In the adhesive applicator according to any one of claims 1 to 3 ,
When the image recognition means determines that the two applied adhesives overlap each other, the image of the portion of the adhesive applied by one application nozzle that does not overlap other adhesives. The overall shape of the adhesive applied by the one application nozzle is predicted from the shape recognized by the recognition means, and whether or not the adhesive is normally applied based on the predicted overall shape. An adhesive application device characterized by determining whether or not.
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