JP5418490B2 - POSITIONING CONTROL DEVICE AND POSITIONING DEVICE HAVING THE SAME - Google Patents

POSITIONING CONTROL DEVICE AND POSITIONING DEVICE HAVING THE SAME Download PDF

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Description

この発明は、カメラで撮影した画像を用いてステージの位置を制御する位置決め制御装置およびそれを備えた位置決め装置に関する。   The present invention relates to a positioning control device that controls the position of a stage using an image photographed by a camera, and a positioning device including the same.

XY方向への平行移動とθ方向への回転移動を行うXYθステージ、あるいはXY方向への平行移動とθ方向への回転運動を行うUVWステージを用いた位置決め装置においては、カメラでXYθステージもしくはUVWステージに置かれた被撮像物(位置決め対象)を撮像することで、位置決め対象の位置を計測し、外部から与えられる位置決め対象の位置目標値に位置決め対象の位置を一致させるようにXYθステージもしくはUVWステージを動作させる。このような位置決め動作を行う際には、位置決め動作に要する時間(タスク時間)を低減するために位置決め対象もしくはステージを一旦静止させずに、移動させたままカメラで位置決め対象を撮影することが望ましい。しかし、位置決め対象もしくはステージを移動させたままカメラで撮影した画像を用いて位置決め対象の位置を計測し、その計測結果を用いて位置決め動作を行うと位置決め精度が悪化する。   In a positioning apparatus using an XYθ stage that performs parallel movement in the XY direction and rotational movement in the θ direction, or a UVW stage that performs parallel movement in the XY direction and rotational movement in the θ direction, the camera uses an XYθ stage or UVW. An XYθ stage or UVW is used to measure the position of the positioning target by imaging the object to be imaged (positioning target) placed on the stage, and to match the position of the positioning target with a position target value of the positioning target given from the outside. Move the stage. When performing such a positioning operation, in order to reduce the time (task time) required for the positioning operation, it is desirable to photograph the positioning target with the camera while moving the positioning target or the stage without temporarily stopping it. . However, if the position of the positioning target is measured using the image captured by the camera while the positioning target or the stage is moved, and the positioning operation is performed using the measurement result, the positioning accuracy deteriorates.

従来の撮像方法では、高速駆動するステージ上の基板とカメラとを相対的に移動させながら、基板上の図像を撮像する工程と、基板上の図像を撮像するときに、基板とカメラとの相対移動速度と移動距離とに基づいて、補正の無い状態で撮像トリガを発生させたときの、基板の撮像対象位置と実際に撮影される位置とのずれ量予測工程と、予測したずれ量に相当する時間だけ撮像トリガを発生するタイミングをずらす撮像トリガ補正工程とを備えている。前記ずれ量予測工程は、基準となる基板とカメラとを相対的に移動させながら、基準となる基板を撮像する基準基板撮像工程と、基準基板撮像工程で撮像した画像から、撮影対象位置と補正の無い撮像トリガによる実際の撮像位置とのずれ量を計測する計測工程と、計測したずれ量に基づいてずれ量を予測する工程とを備えている。このような工程を備えることで、基板と撮像装置を相対的に移動させながら、基板上の図像を正確な位置で撮像できる(例えば、特許文献1参照)。   In the conventional imaging method, the process of capturing a graphic image on the substrate while relatively moving the substrate on the stage that is driven at high speed and the camera, and the relative relationship between the substrate and the camera when imaging the graphic image on the substrate. Based on the moving speed and moving distance, when the imaging trigger is generated in the state without correction, the deviation amount prediction process between the imaging target position of the board and the actual shooting position, and the predicted deviation amount And an imaging trigger correction step of shifting the timing of generating the imaging trigger by the time to be performed. The shift amount prediction step includes correcting a position of a target to be captured from a reference substrate imaging step of imaging a reference substrate while relatively moving a reference substrate and a camera, and an image captured in the reference substrate imaging step. A measurement step of measuring a deviation amount from an actual imaging position due to an imaging trigger without an image, and a step of predicting a deviation amount based on the measured deviation amount. By providing such a process, it is possible to capture an image on the substrate at an accurate position while relatively moving the substrate and the imaging device (see, for example, Patent Document 1).

また、従来の部品実装装置では、実装ヘッドとシャッターカメラを有し、実装ヘッドが所定の位置に移動したときに、部品の撮像を開始するようにシャッターカメラに指示する認識手段と、認識手段による撮像開始の指示からシャッターカメラの露光開始までに実装ヘッドが移動した第1距離と、認識手段による撮像開始の指示からシャッターカメラの露光終了までに実装ヘッドが移動した第2距離とに基づいてシャッターカメラによる撮像で得られた画像における部品の位置を補正し、補正された部品の位置に基づいて実装ヘッドによる部品の実装位置を補正し、補正された実装位置に部品が実装されるように実装ヘッドを制御する主制御部とを備えている。このように構成することで、部品実装時の位置補正を高精度に行うことを可能としている(例えば、特許文献2参照)。   Further, the conventional component mounting apparatus has a mounting head and a shutter camera. When the mounting head moves to a predetermined position, a recognition unit that instructs the shutter camera to start imaging of the component, and a recognition unit The shutter is based on the first distance that the mounting head has moved from the instruction to start imaging to the start of exposure of the shutter camera and the second distance that the mounting head has moved from the instruction to start imaging by the recognition means to the end of exposure of the shutter camera. Correct the position of the component in the image obtained by imaging with the camera, correct the mounting position of the component by the mounting head based on the corrected position of the component, and mount so that the component is mounted at the corrected mounting position And a main control unit for controlling the head. With this configuration, position correction at the time of component mounting can be performed with high accuracy (see, for example, Patent Document 2).

また、従来のマーク認識装置では、基板に設けられた基板マーク、及びICマークを、ヘッドに設けられてXY駆動機構で駆動されるCCDカメラにより読み取るとき、一定速度で移動中に撮像し位置認識したデータを、前もって取得したカメラ移動中に取得した位置データと、停止中に取得した位置データの差分を撮像法差分データにより補正することにより、認識位置精度を確保し、マーク認識時間の短縮を図ることを可能としている。   In the conventional mark recognition device, when the substrate mark and IC mark provided on the substrate are read by a CCD camera provided on the head and driven by an XY drive mechanism, the image is captured while moving at a constant speed to recognize the position. By correcting the difference between the position data acquired during camera movement acquired in advance and the position data acquired during stoppage with the imaging method difference data, the recognition position accuracy is ensured and the mark recognition time is shortened. It is possible to plan.

WO2007/129733号公報WO2007 / 129733 特開2006−287199号公報JP 2006-287199 A 特開2004−79925号公報JP 2004-79925 A

従来の撮像方法では、ステージに載せられた基板上の図像を撮像するときに、基板とカメラとの相対移動速度および移動距離に基づいて、ステージ上にある基板の位置と実際に撮影される基板の位置とのずれ量を予測し、予測したずれ量に相当する時間だけ撮像トリガを発生するタイミングをずらす。そのため、様々な移動速度、移動距離において基板上の図像を正確な位置で撮像することが可能となる。しかし、この方法で正確な位置で撮像を行うためには、撮像対象である基板の中心がカメラの光軸を必ず通らなければならないという問題があった。   In the conventional imaging method, when the image on the substrate placed on the stage is imaged, the position of the substrate on the stage and the substrate actually photographed based on the relative moving speed and moving distance between the substrate and the camera. The amount of deviation from this position is predicted, and the timing for generating the imaging trigger is shifted by a time corresponding to the predicted amount of deviation. Therefore, it is possible to pick up images on the substrate at accurate positions at various moving speeds and moving distances. However, in order to perform imaging at an accurate position by this method, there has been a problem that the center of the substrate to be imaged must pass through the optical axis of the camera.

また、従来の部品実装装置では、撮像トリガからカメラの露光開始までに実装ヘッドが移動した第1距離と、撮像トリガからカメラの露光終了までに実装ヘッドが移動した第2距離とに基づいて、カメラによる撮像で得られた画像における部品の位置を補正することで部品の位置計測精度を向上させているが、カメラが露光を開始する瞬間の時刻を計測する必要があり、このような計測機能を有していない通常のカメラを用いる場合は実現が難しいという問題があった。   Further, in the conventional component mounting apparatus, based on the first distance that the mounting head has moved from the imaging trigger to the start of exposure of the camera, and the second distance that the mounting head has moved from the imaging trigger to the end of exposure of the camera, The position measurement accuracy of the parts is improved by correcting the position of the parts in the image captured by the camera, but it is necessary to measure the time when the camera starts exposure. When using a normal camera that does not have a problem, there is a problem that it is difficult to realize.

ところで、汎用的な位置決め装置においては、カメラと位置決め対象を載せるステージの制御部とをネットワークで接続し、カメラで撮像した画像から位置決め対象の位置を検出し、検出した位置決め対象の位置を制御部へ伝送して、制御部において位置決め対象の位置目標値に位置決め対象の位置を追従させるようにステージを制御する構成がとられることがある。この構成を従来の部品実装装置に適用すると、ネットワーク伝送遅れに起因する位置決め誤差を補正することが困難となる問題があった。   By the way, in a general-purpose positioning device, a camera and a control unit of a stage on which a positioning target is placed are connected via a network, the position of the positioning target is detected from an image captured by the camera, and the detected position of the positioning target is controlled by the control unit The stage may be controlled so that the position of the positioning target follows the target position value of the positioning target in the control unit. When this configuration is applied to a conventional component mounting apparatus, there is a problem that it is difficult to correct positioning errors caused by network transmission delay.

また、従来のマーク認識装置では、CCDカメラにより読み取るとき一定速度で移動中に撮像し位置認識したデータを、前もって取得したカメラ移動中に取得した位置データと、停止中に取得した位置データの差分に基づき補正するが、この方法では、カメラの露光終了から位置決め制御装置20が画像を認識するまでの遅れ、例えば、画像撮像終了信号の通信遅れに起因する認識位置精度の誤差は補正できないという問題があった。   In addition, in the conventional mark recognition device, the difference between the position data acquired during the camera movement acquired in advance and the position data acquired during the stop is obtained by capturing the image and recognizing the position while moving at a constant speed when reading by the CCD camera. However, in this method, a delay until the positioning control device 20 recognizes an image after the end of exposure of the camera, for example, an error in recognition position accuracy due to a communication delay of an image capturing end signal cannot be corrected. was there.

この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、位置決め対象が移動中にカメラで実際に前記位置決め対象を撮影した時刻と、前記位置決め対象を移動させる駆動制御装置が認識している前記位置決め対象を撮像した時刻との差を補正することで、高精度な位置決め動作を可能とする位置決め制御装置およびそれを備えた位置決め装置を提供するものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and recognizes the time when the positioning target is actually captured by the camera while the positioning target is moving, and the drive control device that moves the positioning target. A positioning control device that enables a highly accurate positioning operation by correcting a difference from the time at which the positioning target is imaged and a positioning device including the same are provided.

この発明に係る位置決め制御装置は、カメラによる位置決め対象の撮像が終了した時刻が特定できる撮像時刻特定信号を出力し、且つ前記撮像された画像を処理して前記位置決め対象の検出位置を特定して出力する画像処理装置、および前記撮像時刻特定信号と前記検出位置と前記位置決め対象を移動させるモータの回転位置とを取得し、前記撮像時刻特定信号が取得された時刻における前記回転位置から所定時間前の前記回転位置を計算し、この計算値と前記検出位置と位置決め対象の目標位置とに基づき、前記位置決め対象の位置が前記目標位置になるように前記モータを制御する駆動制御装置を備え、前記位置決め対象を静止中に撮像して前記駆動制御装置によって前記位置決め対象の位置が前記目標位置になるように前記モータを制御した場合の前記モータの第1の回転位置と、前記位置決め対象を移動中に前記駆動制御装置によって撮像して前記位置決め対象の位置が前記目標位置になるように前記モータを制御した場合の前記モータの第2の回転位置とを予め取得し、前記所定時間を前記第1の回転位置と前記第2の回転位置とに基づいて決定するものである。   The positioning control device according to the present invention outputs an imaging time specifying signal that can specify the time when the imaging of the positioning target by the camera is completed, and processes the captured image to specify the detection position of the positioning target. The image processing device to output, the imaging time specifying signal, the detection position, and the rotational position of the motor that moves the positioning target are acquired, and a predetermined time before the rotational position at the time when the imaging time specifying signal is acquired And a drive control device for controlling the motor so that the position of the positioning target becomes the target position based on the calculated value, the detection position, and the target position of the positioning target. The positioning target is imaged while the positioning target is stationary, and the drive control device controls the motor so that the position of the positioning target becomes the target position. The first rotation position of the motor in the case where the motor is moved, and the motor when the motor is controlled so that the position of the positioning target becomes the target position by imaging the drive target while moving the positioning target The second rotation position is acquired in advance, and the predetermined time is determined based on the first rotation position and the second rotation position.

また、この発明に係る位置決め装置は、前記位置決め制御装置、位置決め対象を含む画像を撮影して画像処理装置へ出力するカメラ、および、前記位置決め対象が載るテーブルと、このテーブルを駆動するモータと、前記テーブルの位置を検出する検出器とを有するステージを備えたものである。   The positioning device according to the present invention includes the positioning control device, a camera that captures an image including a positioning target and outputs the image to the image processing device, a table on which the positioning target is placed, a motor that drives the table, And a stage having a detector for detecting the position of the table.

この発明によれば、高精度な位置決めを可能とする位置決め制御装置およびこれを備えた位置決め装置を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a positioning control device that enables highly accurate positioning and a positioning device including the same.

この発明の実施の形態1に係る位置決め装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the positioning device which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係るXYθステージの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the XY (theta) stage which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る位置決め動作のフローチャートである。It is a flowchart of the positioning operation | movement which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る位置決め動作の各ステップにおける時刻とモータ回転位置の関係を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the relationship between the time in each step of the positioning operation | movement which concerns on Embodiment 1 of this invention, and a motor rotational position. この発明の実施の形態1に係る位置決め動作の各ステップにおけるテーブル位置を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the table position in each step of the positioning operation | movement which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係るモータ回転指令値の計算手順を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the calculation procedure of the motor rotation command value which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る補正パラメータを決定する動作のフローチャートである。It is a flowchart of the operation | movement which determines the correction parameter which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る補正パラメータと位置決め誤差との関係を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the relationship between the correction parameter which concerns on Embodiment 1 of this invention, and a positioning error. この発明の実施の形態2に係る補正パラメータを決定する動作のフローチャートである。It is a flowchart of the operation | movement which determines the correction parameter which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2に係る補正パラメータと位置決め誤差との関係を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the relationship between the correction parameter which concerns on Embodiment 2 of this invention, and a positioning error. この発明の実施の形態4に係る位置決め装置の構成図である。It is a block diagram of the positioning device which concerns on Embodiment 4 of this invention.

実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1における画像処理装置30を用いた位置決め制御装置20およびそれを備えた位置決め装置10について、図1から図8を用いて説明する。なお、この実施の形態では説明を簡単にするために、位置決め対象がワークの場合で、このワークを載せて搬送する装置を、モータにて駆動されるテーブル51を有するXYθステージ50と仮定して説明を行う。但し、この実施の形態で説明する位置決め制御装置20は、ワークを搬送する装置をXYθステージ50に限定するものではなく、位置決め対象である被撮像物体やワークを搬送する装置が移動中に、カメラ60でこれらを撮影するいかなる位置決め制御装置20においても使用可能である。また、カメラ60で撮影する際に必要となるキャリブレーション、ステージ50のテーブル51上の回転中心の検出等の作業は終了しており、XYθステージを静止させてカメラ60でワークを撮影した場合には高精度に位置決め動作可能であるという前提で説明する。ここで言う位置決め動作とは、ワークの位置を指定された位置目標値、ワークの角度を指定された角度目標値へ一致させる動作のことを指す。もし、XYθステージ50を静止させてカメラ60でワークを撮像した状況において、高精度に位置決め動作できないのであれば、XYθステージ50の動作中にカメラ60でワークを撮像しても高精度に位置決め動作できないことは自明である。従って、上記前提はこの実施の形態の使用範囲を限定するものではない。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, the positioning control device 20 using the image processing device 30 and the positioning device 10 including the same according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, for the sake of simplicity of explanation, it is assumed that an apparatus for placing and transporting a workpiece when the positioning target is a workpiece is an XYθ stage 50 having a table 51 driven by a motor. Give an explanation. However, the positioning control apparatus 20 described in this embodiment does not limit the apparatus for conveying the workpiece to the XYθ stage 50, and the camera while the object to be imaged and the apparatus for conveying the workpiece to be positioned are moving. It can be used in any positioning control device 20 that captures these at 60. Further, the calibration and the work such as the detection of the center of rotation on the table 51 of the stage 50 have been completed, and the work is photographed with the camera 60 while the XYθ stage is stationary. Will be described on the assumption that the positioning operation can be performed with high accuracy. The positioning operation referred to here refers to an operation for matching the position of the workpiece to the designated position target value and the angle of the workpiece to the designated angle target value. If the XYθ stage 50 is stationary and the workpiece 60 is imaged and the positioning operation cannot be performed with high accuracy, the positioning operation can be performed with high accuracy even if the camera 60 images the workpiece while the XYθ stage 50 is operating. It's obvious what you can't do. Therefore, the above premise does not limit the scope of use of this embodiment.

図1において、この実施の形態における位置決め制御装置20を備えた位置決め装置10は、ワークを載せるXYθステージ50と、このXYθステージ50を駆動制御する駆動制御装置40と、この駆動制御装置40が出力する撮影トリガに基づいて前記ワークを撮影するためのカメラ60と、このカメラ60から得られた信号を基に画像を生成し、生成した画像を画像処理、座標変換することで前記ワークの検出位置pcxy=(pcx,pcy)およびワークの検出角度θを特定する画像処理装置30とを備えている。XYθステージ50は、駆動制御装置40から入力されるX軸モータ電流I、Y軸モータ電流Iおよびθ軸モータ電流Iθに基づき、ワークの位置を位置目標値pref=(prefx,prefy)に、前記ワークの角度を角度目標値θrefに夫々一致させる。駆動制御装置40は、外部から取得される位置指令としての位置目標値prefおよび角度目標値θrefと、画像処理装置30から入力される検出位置pcxyおよび検出角度θと、XYθステージ50から入力されるX軸モータの回転位置p、Y軸モータの回転位置pおよびθ軸モータの回転位置pθとに基づき、前記ワークの位置を位置目標値prefに、前記ワークの角度を角度目標値θrefに夫々追従させるためのX軸モータ電流I、Y軸モータ電流I、θ軸モータ電流Iθを計算して、XYθステージ50を駆動する。なお、prefxは位置目標値prefのx座標、prefyは位置目標値prefのy座標、pcxは検出位置pcxyのx座標、pcyは検出位置pcxyのy座標を、夫々表す。また、カメラ60のカメラ位置をpcam=(pcamx,pcamy)とし、pcamxはカメラ位置pcamのx座標、pcamyはカメラ位置pcamのy座標を表す。 In FIG. 1, a positioning apparatus 10 including a positioning control apparatus 20 according to this embodiment includes an XYθ stage 50 on which a workpiece is placed, a drive control apparatus 40 that drives and controls the XYθ stage 50, and an output from the drive control apparatus 40. A camera 60 for photographing the workpiece based on a photographing trigger to be generated, and an image is generated based on a signal obtained from the camera 60, and the detected position of the workpiece is subjected to image processing and coordinate conversion. and an image processing device 30 for specifying the detected angle θ c of the workpiece, p cxy = (p cx , p cy ). The XYθ stage 50 determines the position of the workpiece based on the X-axis motor current I x , Y-axis motor current I y, and θ-axis motor current I θ input from the drive control device 40 as a position target value p ref = (p refx , p ref ), the angle of the workpiece is made to coincide with the angle target value θ ref , respectively. The drive control device 40 includes a position target value p ref and an angle target value θ ref as position commands acquired from the outside, a detection position p cxy and a detection angle θ c input from the image processing device 30, and an XYθ stage 50. rotational position p x of X-axis motor that is input, based on the rotational position p theta rotational position p y and theta-axis motor of the Y-axis motor, the position of the workpiece to the position target value p ref from the angle of the workpiece X-axis motor current I x , Y-axis motor current I y , and θ-axis motor current I θ for making each follow the angle target value θ ref , and drive the XYθ stage 50. Incidentally, x-coordinate of the p refx the position target value p ref, y coordinates of p refy the position target value p ref, x coordinate of p cx detection position p cxy, the y coordinates of p cy detection position p cxy, respectively Represent. Also, the camera position of the camera 60 p cam = (p camx, p camy) and, p Camx the x coordinate of camera position p cam, p Camy represents the y coordinate of camera position p cam.

図2に示すように、XYθステージ50は、ワークを載せるテーブル51と、テーブル51をX軸方向に移動させるX軸直動部52、このX軸直動部52をX軸モータ電流Iにより駆動するX軸モータ53、および、このX軸モータ53の回転角度であるX軸モータの回転位置pを検出し駆動制御装置40へ出力するX軸位置検出器54と、テーブル51をY軸方向に移動させるY軸直動部55と、このY軸直動部55をY軸モータ電流Iにより駆動するY軸モータ56、および、このY軸モータ56の回転角度であるY軸モータの回転位置pを検出し駆動制御装置40へ出力するY軸位置検出器57と、θ軸モータ電流Iθによりテーブル51をθ軸周りに回転させるθ軸モータ58、このθ軸モータ58の回転角度であるθ軸モータの回転位置pθを検出し、駆動制御装置40へ出力するθ軸回転検出器59とを有している。また、これらの構成要素は定盤などの台座70の上に固定されている。なお、図2はXYθステージ50を上から見た図であるため、θ軸モータ58とθ軸回転検出器59はテーブルの裏に隠れており、図2では図示していない。 As shown in FIG. 2, the XYθ stage 50 includes a table 51 on which a workpiece is placed, an X-axis linear motion unit 52 that moves the table 51 in the X-axis direction, and the X-axis linear motion unit 52 is driven by an X-axis motor current I x. X-axis motor 53 for driving and a X-axis position detector 54 to be output to the X-axis rotation is the angle X-axis detected drive controller the rotational position p x of the motor 40 of the motor 53, the table 51 Y axis Of the Y-axis linear motion portion 55 that moves in the direction, the Y-axis motor 56 that drives the Y-axis linear motion portion 55 with the Y-axis motor current I y , and the rotation angle of the Y-axis motor 56. rotational position p y and Y-axis position detector 57 outputs the detection and drive control device 40, theta-axis motor current I theta axis rotating table 51 about the theta axis by theta motor 58, rotation of the theta-axis motor 58 Θ axis mode that is an angle And a θ-axis rotation detector 59 that detects the rotation position pθ of the motor and outputs it to the drive control device 40. These components are fixed on a base 70 such as a surface plate. 2 is a view of the XYθ stage 50 as viewed from above, the θ-axis motor 58 and the θ-axis rotation detector 59 are hidden behind the table and are not shown in FIG.

画像処理装置30は、カメラ60から入力される信号から画像を撮像し、得られた撮像画像を画像処理部32へ出力し、かつ撮像が終了した後に撮像が終了した時刻が特定できる撮像時刻特定信号Sを駆動制御装置40へ出力する画像撮像部31と、この画像撮像部31から入力された撮像画像を画像処理することにより撮像画像内にある前記ワークの画素値を計算し、計算結果を前記ワークの画素値pとして出力する画像処理部32と、この画像処理部32から入力された画素値pと、予め行っているカメラ60のキャリブレーションに基づき、前記ワークの位置および角度を演算し、その演算結果を前記ワークの検出位置pcxyおよび検出角度θとして駆動制御装置40に出力する座標変換値33とを有している。なお、撮像時刻特定信号Sとしては、撮像が完了した瞬間に出力される撮像完了信号、または撮像にかかった時間などを用いることができる。なお、この発明の説明においては、カメラが露光して信号を出力することを「撮影」とし、前記信号を基に画像撮像部31が撮像画像を構築することを「撮像」とする。 The image processing device 30 captures an image from a signal input from the camera 60, outputs the captured image obtained to the image processing unit 32, and identifies an imaging time that can identify the time when the imaging is completed after the imaging is completed. An image capturing unit 31 that outputs the signal St to the drive control device 40, and a pixel value of the workpiece in the captured image is calculated by performing image processing on the captured image input from the image capturing unit 31, and the calculation result the image processing unit 32 for outputting a pixel value p p of the workpiece, and the pixel value p p which is input from the image processing unit 32, based on the calibration of the camera 60 are performed in advance, the position and angle of the workpiece And a coordinate conversion value 33 for outputting the calculation result to the drive control device 40 as the workpiece detection position p cxy and the detection angle θ c . As the imaging time specifying signal S t, and the like can be used imaging completion signal or the time taken for the imaging is output to the moment when imaging is completed. In the description of the present invention, “photographing” means that a camera exposes and outputs a signal, and “imaging” means that the image capturing unit 31 constructs a captured image based on the signal.

駆動制御装置40は、制御部41とX軸モータ駆動部42とY軸モータ駆動部43とθ軸モータ駆動部44とを有している。   The drive control device 40 includes a control unit 41, an X-axis motor drive unit 42, a Y-axis motor drive unit 43, and a θ-axis motor drive unit 44.

制御部41は、外部から取得された撮像開始位置p=(psx,psy)、ならびに、XYθステージ50から入力されるX軸モータの回転位置p、Y軸モータの回転位置pおよびθ軸モータの回転位置pθに基づき、X軸モータの回転位置pおよびY軸モータの回転位置pが撮像開始位置pを通過したときにカメラ60へ撮影トリガを出力する。さらに制御部41は、前記ワークの位置目標値prefおよび座標変換部33から入力される検出位置pcxy、ならびに、XYθステージ50から入力されるX軸モータの回転位置p、Y軸モータの回転位置pおよびθ軸モータの回転位置pθに基づき、前記ワークの位置が位置目標値prefに追従するようにX軸モータ駆動部42にX軸モータ回転指令値paxを、Y軸モータ駆動部43にY軸モータ回転指令値payをそれぞれ出力し、かつ外部から取得された前記ワークの回転指令値である角度目標値θrefに検出角度θが追従するようにθ軸モータ回転指令値paθをθ軸モータ駆動部44へ出力する。 The control unit 41 obtains the imaging start position p s = (p sx , p sy ) acquired from the outside, the rotational position p x of the X-axis motor input from the XYθ stage 50, and the rotational position p y of the Y-axis motor. and based on the rotational position p theta of theta-axis motor, the rotational position p x and Y-axis rotational position p y of the motor of the X-axis motor outputs a photographing trigger to the camera 60 when passing through the imaging start position p s. Further, the control unit 41 detects the workpiece position target value p ref and the detection position p cxy input from the coordinate conversion unit 33, the rotational position p x of the X-axis motor input from the XYθ stage 50, and the Y-axis motor. Based on the rotational position py and the rotational position p θ of the θ-axis motor, the X-axis motor rotation command value p ax is transmitted to the X-axis motor drive unit 42 so that the position of the workpiece follows the position target value p ref. the Y-axis motor rotation command value p ay respectively output to the motor driver 43, and theta-axis motor so that the detection angle theta c to the angle desired value theta ref is a rotation command value of the work obtained from the outside to follow The rotation command value paθ is output to the θ-axis motor drive unit 44.

X軸モータ駆動部42は、制御部41から出力されたX軸モータ回転指令値paxと、X軸位置検出器54から出力されたX軸モータの回転位置pを入力し、この回転位置pがX軸モータ回転指令値paxに追従するようにX軸モータ53を駆動するX軸モータ電流IをX軸モータ53へ出力する。同様に、Y軸モータ駆動部43は、制御部41から出力されたY軸モータ回転指令値payと、Y軸位置検出器57から出力されたY軸モータの回転位置pを入力し、この回転位置pがY軸モータ回転指令値payに追従するようにY軸モータ56を駆動するY軸モータ電流IをY軸モータ56へ出力する。同様に、θ軸モータ駆動部44は、制御部41から出力されたθ軸モータ回転指令値paθと、θ軸回転検出器59から出力されたθ軸モータの回転位置pθを入力し、この回転位置pθがθ軸モータ回転指令値paθに追従するようにθ軸モータ58を駆動するθ軸モータ電流Iθをθ軸モータ58へ出力する。 X-axis motor drive unit 42 receives the X-axis motor rotation command value p ax output from the control unit 41, a rotational position p x of the X-axis motor which is output from the X-axis position detector 54, the rotational position p x outputs the X-axis motor current I x of driving the X-axis motor 53 so as to follow the X-axis motor rotation command value p ax to X-axis motor 53. Similarly, Y-axis motor drive unit 43 receives a Y-axis motor rotation command value p ay output from the control unit 41, a rotational position p y of the Y-axis motor which is output from the Y-axis position detector 57, and it outputs the Y-axis motor current I y to the rotational position p y drives the Y axis motor 56 so as to follow the Y-axis motor rotation command value p ay in the Y-axis motor 56. Similarly, the theta-axis motor drive unit 44 receives a shaft motor rotation command value p A.theta. Theta output from the control unit 41, the rotational position p theta of theta-axis motor which is output from the theta axis rotation detector 59, A θ-axis motor current I θ that drives the θ-axis motor 58 is output to the θ-axis motor 58 so that the rotational position p θ follows the θ-axis motor rotation command value paθ .

次に、この発明の実施の形態1における画像処理装置30を用いた位置決め制御装置20およびそれを備えた位置決め装置10が行う位置決め動作について、図3のフローチャートに沿って説明する。   Next, a positioning operation performed by the positioning control device 20 using the image processing device 30 and the positioning device 10 having the same according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.

ステップS101:
最初に制御部41によりワークの位置目標値prefおよび角度目標値θref、ならびに撮像開始位置pが生成される。これらの値を生成する方法は、図1に示すように、制御部41が外部から取得する方法、またはプログラム等により駆動制御装置40の内部で生成する方法などを用いることができる。このとき、撮像開始位置pは、後述するカメラ60でテーブル51を撮像した場合に得られる画像内に、位置決め対象であるワークが写る位置にすれば良い。したがって、撮像開始位置pは、必ずしもカメラ60を配置したカメラ位置pcamでなくてもよい。
Step S101:
First, the control unit 41 generates a workpiece position target value p ref and an angle target value θ ref and an imaging start position p s . As a method for generating these values, as shown in FIG. 1, a method in which the control unit 41 obtains from the outside, a method in which the value is generated inside the drive control device 40 by a program, or the like can be used. In this case, the imaging start position p s is in the image obtained when imaging the table 51 with the camera 60 to be described later, may be the work objects appear position is positioned target. Therefore, the imaging start position p s is not necessarily the camera position p cam where the camera 60 is disposed.

ステップS102:
制御部41は、テーブル51が、外部から取得した撮像開始位置pを一定速度V=(V,V)で通過するように、X軸モータ駆動部42へX軸モータ回転指令値paxを、Y軸モータ駆動部43へY軸モータ回転指令値payを夫々出力する。このとき、テーブル51が撮像開始位置pを通過する時の速度Vは、制御部41で設定可能である。なお、撮像開始位置pを通過するときのθ軸の回転速度Vθも設定可能であるが、撮像開始位置pにおいてθ軸を回転させておいても、位置決め動作時間の短縮にはならないため、本実施の形態ではVθ=0として説明する。
Step S102:
The control unit 41 sends an X-axis motor rotation command value p to the X-axis motor drive unit 42 so that the table 51 passes through the imaging start position p s acquired from the outside at a constant speed V = (V x , V y ). ax is output to the Y-axis motor drive unit 43 as a Y-axis motor rotation command value p ay . In this case, the velocity V when the table 51 passes through the imaging start position p s, can be set by the control unit 41. Although rotatable speed V theta also Setting theta axis as it passes through the imaging start position p s, it is left to rotate the theta-axis in the image pickup start position p s, not to shorten the positioning operation time Therefore, in this embodiment, it is assumed that V θ = 0.

ステップS103:
X軸モータ駆動部42は、制御部41から出力されたX軸モータ回転指令値paxに、X軸モータ位置検出器54から入力されるX軸モータの回転位置pが追従するように、X軸モータ53にX軸モータ電流Iを出力し、X軸モータ53を駆動する。同様に、Y軸モータ駆動部43は、制御部41から出力されたY軸モータ回転指令値payに、Y軸モータ位置検出器57から入力されるY軸モータの回転位置pが追従するように、Y軸モータ56にY軸モータ電流Iを出力し、Y軸モータ56を駆動する。X軸モータ53およびY軸モータ56が駆動すると、X軸直動部52およびY軸直動部55が動作し、テーブル51がX軸方向およびY軸方向に移動する。そしてテーブル51は撮像開始位置pへ近づいていく。
Step S103:
X-axis motor drive unit 42, the X-axis motor rotation command value p ax output from the control unit 41, so that the rotational position p x of X-axis motor that is input from the X-axis motor position detector 54 to follow, An X-axis motor current I x is output to the X-axis motor 53 to drive the X-axis motor 53. Similarly, Y-axis motor drive unit 43, the output from the control unit 41 Y-axis motor rotation command value p ay, the rotational position p y of the Y-axis motor that is input from the Y-axis motor position detector 57 is to follow In this way, the Y-axis motor 56 is driven by outputting the Y-axis motor current I y to the Y-axis motor 56. When the X-axis motor 53 and the Y-axis motor 56 are driven, the X-axis linear motion unit 52 and the Y-axis linear motion unit 55 operate, and the table 51 moves in the X-axis direction and the Y-axis direction. The table 51 approaches to the imaging start position p s.

ステップS104:
制御部41は、テーブル51が移動中に、X軸モータ位置検出器54およびY軸モータ位置検出器57から入力されるX軸モータの回転位置pおよびY軸モータの回転位置pと撮像開始位置p=(psx,psy)とを比較し、テーブル51が撮像開始位置pを通過したかどうかを判定する。そして、テーブル51が撮像開始位置pを通過しているならば、次のステップ(ステップS105)を実行する。もし、テーブル51が撮像開始位置pを通過していないならば、ステップS103に戻り、テーブル51が撮像開始位置pに近づき、一定速度Vで通過するように、X軸モータ駆動部42へX軸モータ回転指令値paxを、Y軸モータ駆動部43へY軸モータ回転指令値payをそれぞれ出力する。なお、このとき一定速度Vが0と入力された場合は、制御部41はテーブル51が撮像開始位置pで静止するように、X軸モータ駆動部42へX軸モータ回転指令値paxを、Y軸モータ駆動部43へY軸モータ回転指令値payを夫々出力する。
Step S104:
Control unit 41, the table 51 is moving, the X-axis motor position detector 54 and the Y-axis rotational position of the X-axis motor that is input from the motor position detector 57 p x and Y-axis rotational position p y and imaging of the motor The start position p s = (p sx , p sy ) is compared, and it is determined whether or not the table 51 has passed the imaging start position p s . Then, the table 51 is if passes through the imaging start position p s, perform the following steps (step S105). If table 51 does not pass through the imaging start position p s, the flow returns to step S103, the table 51 approaches the imaging start position p s, to pass at a constant speed V, the X-axis motor drive unit 42 The X-axis motor rotation command value p ax is output to the Y-axis motor drive unit 43 as the Y-axis motor rotation command value p ay , respectively. If the constant speed V is input as 0 at this time, the control unit 41 sends the X-axis motor rotation command value p ax to the X-axis motor drive unit 42 so that the table 51 stops at the imaging start position p s. The Y-axis motor rotation command value pay is output to the Y-axis motor drive unit 43, respectively.

ステップS105:
制御部41は、テーブル51が撮像開始位置pを通過したと判定した場合、撮影トリガをカメラ60へ発行する。
Step S105:
Control unit 41, when the table 51 is determined to have passed the imaging start position p s, issues a shooting trigger to the camera 60.

ステップS106:
カメラ60は、制御部41から撮影トリガを取得すると、テーブル51(または位置決め対象のワーク)を撮影して得られた信号を、画像撮像部31へ出力する。このときの撮影は、必ずしも撮影対象であるワークの中心がカメラの光軸を通る必要は無い。
Step S106:
When the camera 60 obtains a photographing trigger from the control unit 41, the camera 60 outputs a signal obtained by photographing the table 51 (or the workpiece to be positioned) to the image capturing unit 31. In the photographing at this time, it is not always necessary that the center of the work to be photographed passes through the optical axis of the camera.

ステップS107:
画像撮像部31は、カメラ60から得られた信号に基づき、カメラが撮影した撮像画像を生成し、画像処理部32へ撮像画像を出力する。このとき、撮影開始位置pはカメラ60でテーブル51を撮影したときに位置決め対象のワークが画像に写る位置に設定するので、画像撮像部31で生成した撮像画像に必ず前記ワークが写る。つまり、後述するステップS108における画像処理部32の画像処理において、ワークの画素値pの計測が失敗する状況は生じないようにしている。また、画像撮像部31は画像を撮像した時刻より後に制御部41へ撮像時刻特定信号Sを出力する。なお、後述するステップS108において、ステップS107で得られた画像を基に画像処理を行い、ワークの画素値pを検出するため、画素値pを座標変換することにより得られるワークの検出位置pcxyはステップS107を実行した時刻におけるワークの位置になる。また、前述しているように撮像時刻特定信号Sとしては、撮像が完了した瞬間に出力する撮像完了信号または撮像にかかった時間などを用いることができる。
Step S107:
The image capturing unit 31 generates a captured image captured by the camera based on a signal obtained from the camera 60 and outputs the captured image to the image processing unit 32. In this case, the imaging start position p s because of the positioning target when photographing the table 51 by the camera 60 work is set to a position caught on the image, always the work objects appear in the captured image generated by the image capturing unit 31. That is, in the image processing of the image processing unit 32 in step S108 to be described later, a situation where the measurement of the pixel values p p of the work fails so that no. Further, image capturing unit 31 outputs an imaging time specifying signal S t to the control unit 41 after the time of the captured image. Note that in step S108 to be described later, performs image processing based on the image obtained in Step S107, in order to detect a pixel value p p of the workpiece, the detection position of the workpiece obtained by coordinate converting the pixel value p p p cxy is the position of the workpiece at the time when step S107 is executed. As the imaging time specifying signal S t as described above, can be used as time spent imaging completion signal or the imaging output to the moment when imaging is completed.

ステップS108:
画像処理部32は画像撮像部31から入力した撮像画像に写っているワークの画素を画像処理により特定し、前記ワークの画素値pを計測する。そして計測した画素値pを座標変換部34に出力する。このとき用いる画像処理は2値化処理、エッジ検知、差分などあるが、ワークを特定し、画素値pが計算できるのであれば、どのような画像処理を用いてもよい。
Step S108:
The image processing unit 32 identifies the pixel of the workpiece that is reflected in the captured image input from the image capturing unit 31 by image processing, to measure the pixel value p p of the workpiece. Then, the measured pixel value p p is output to the coordinate conversion unit 34. In this case the image processing binarization processing using the edge detection, but the difference is such as to identify the work, as long as it can calculate the pixel value p p may be using any image processing.

ステップS109:
制御部41は、画像撮像部32から撮像時刻特定信号Sを受け取ると、撮像時刻特定信号Sより撮像が完了した時刻を計算し、その時刻におけるX軸モータの回転位置pおよびY軸モータの回転位置pを取得し、記憶する。以後、この記憶したX軸モータの回転位置pの値をpmxと、記憶したY軸モータの回転位置pの値をpmyと、夫々記載する。この処理は、画像処理部32の動作(ステップS108)と同時に行われるため、図3のフローチャートではステップS108とステップS109の動作を並列に記述している。もし、撮像時刻特定信号Sが撮像完了信号ならば、この撮像完了信号が取得された瞬間のX軸モータの回転位置pおよびY軸モータの回転位置pを記憶すればよい。また、撮像時刻特定信号Sが撮像にかかった時間ならば、ステップS105において制御部41がカメラ60へ撮影トリガを発行した時刻から、撮像にかかった時間を足して、撮像が完了した時刻を求め、求めた時刻におけるX軸モータの回転位置pおよびY軸モータの回転位置pを記憶すればよい。
Step S109:
Control unit 41 receives the image capturing time specifying signal S t from the image capturing unit 32, calculates the time when imaging from the imaging time specifying signal S t is completed, the rotational position p x and Y-axis of the X-axis motor at that time get the rotational position p y of the motor, and stores. Thereafter, the value of p mx rotational position p x of the stored X-axis motor, and the value p my rotational position p y of the stored Y-axis motor are described respectively. Since this process is performed simultaneously with the operation of the image processing unit 32 (step S108), the operations of steps S108 and S109 are described in parallel in the flowchart of FIG. If, if the imaging time specifying signal S t is the imaging completion signal, it may be stored rotational position p x and Y-axis rotational position p y of the motor of the X-axis motor at the moment when the imaging completion signal is acquired. If the imaging time specifying signal St is the time taken for imaging, the time when the imaging is completed by adding the time taken for imaging from the time when the control unit 41 issues the imaging trigger to the camera 60 in step S105. determined, it may be stored rotational position p y of the rotational position p x and the Y-axis motor of the X-axis motor at the time determined.

ステップS110:
座標変換部33は、画像処理部32から入力されたワークの画素値pから、前記ワークの検出位置pcxyおよび検出角度θを計算する。ここで計算される検出位置pcxyはビジョン座標系から見た前記ワークの位置である。そして座標変換部33は計算した検出位置pcxyおよび検出角度θの値を制御部41へ出力する。
Step S110:
The coordinate conversion unit 33 calculates the workpiece detection position p cxy and the detection angle θ c from the workpiece pixel value p p input from the image processing unit 32. The detection position p cxy calculated here is the position of the workpiece as viewed from the vision coordinate system. Then, the coordinate conversion unit 33 outputs the calculated detection position p cxy and detection angle θ c to the control unit 41.

ステップS111:
制御部41は、座標変換部33からワークの検出位置pcxyおよび検出角度θを取得し、前記ワークの検出位置pcxy、位置目標値pref、検出角度θ、角度目標値θref、ならびに、ステップS109において記憶したX軸モータの回転値pmxおよびY軸モータの回転値pmyに基づき、X軸モータ回転指令値paxおよびY軸モータ回転指令値payを修正し、前記修正したX軸モータ回転指令値paxをX軸モータ駆動部42へ、前記修正したY軸モータ回転指令値payをY軸モータ駆動部43へ、夫々出力する。
Step S111:
The control unit 41 obtains the workpiece detection position p cxy and the detection angle θ c from the coordinate conversion unit 33, and detects the workpiece detection position p cxy , the position target value p ref , the detection angle θ c , the angle target value θ ref , In addition, the X-axis motor rotation command value p ax and the Y-axis motor rotation command value p ay are corrected based on the rotation value p mx of the X-axis motor and the rotation value p my of the Y-axis motor stored in step S109, and the correction The X-axis motor rotation command value p ax is output to the X-axis motor drive unit 42, and the modified Y-axis motor rotation command value p ay is output to the Y-axis motor drive unit 43, respectively.

制御部41が行うX軸モータ回転指令値paxおよびY軸モータ回転指令値payの前記修正の方法について、さらに詳細に説明する。制御部41は式(1)用いてX軸およびY軸モータ回転指令値p=(pax,pay)を計算する。 The method for correcting the X-axis motor rotation command value p ax and the Y-axis motor rotation command value p ay performed by the control unit 41 will be described in more detail. The control unit 41 calculates the X-axis and Y-axis motor rotation command value p a = (p ax , p ay ) using equation (1).

Figure 0005418490

ここでRθref−θcは、位置決め対象のワークをテーブル51の回転中心周りにθref−θだけ回転変換する回転行列であり、撮像画像から取得した前記ワークの検出角度θと角度目標値θrefとの差θref−θを用いて
Figure 0005418490

Here, R θref−θc is a rotation matrix that rotationally transforms the workpiece to be positioned around the rotation center of the table 51 by θ ref −θ c , and the detected angle θ c of the workpiece acquired from the captured image and the target angle value using the difference theta ref - [theta] c with theta ref

Figure 0005418490

で計算される。また、M=(M、M)はテーブル51の回転中心とテーブル51上のモータの回転位置との相対位置、C=(C、C)はテーブル51の回転中心を表しており、これらの値は撮像開始位置pをカメラ位置pcamに一致させ、かつ一定速度V=0としてカメラ60でテーブル51を撮影した場合、つまりX軸モータの回転位置pおよびY軸モータの回転位置pをカメラ位置pcamに一致させ、かつその場でテーブル51を静止させてカメラ60でテーブル51を撮影した場合に得られる撮像画像から計測可能であり、予め求めておく。
Figure 0005418490

Calculated by M = (M x , M y ) represents the relative position between the rotation center of the table 51 and the rotation position of the motor on the table 51, and C = (C x , C y ) represents the rotation center of the table 51. these values match the imaging start position p s to the camera position p cam, and when taken to the table 51 by the camera 60 as a constant speed V = 0, i.e. the X-axis motor position p x and Y-axis motor the rotational position p y to match the camera position p cam, and it can be measured from the captured image obtained when imaging the table 51 by the camera 60 by stationary table 51 in place, determined in advance.

=(tpx,tpy)は補正パラメータであり、図4に示す様に、テーブル51を移動させたままカメラ60でテーブル51(または位置決め対象のワーク)を撮影して画像処理装置30で処理した際に生じる位置決め誤差を補正する。前記位置決め誤差は、画像撮像部32が撮像画像を得た時刻と、制御部41が画像撮像部32から撮像時刻特定信号Sを受け取り、撮像時刻特定信号Sより計算した撮像が完了した時刻とが異なることにより発生するものである。 t p = (t px , t py ) is a correction parameter. As shown in FIG. 4, the table 51 (or a workpiece to be positioned) is photographed with the camera 60 while the table 51 is moved, and the image processing apparatus 30. This corrects the positioning error that occurs when processing is performed. Time the positioning error, and time the image capturing unit 32 to obtain a captured image, the control unit 41 receives the image capturing time specifying signal S t from the image capturing unit 32, an imaging calculated from the image pickup time specifying signal S t is completed Is caused by the difference between.

次に、式(1)について図4〜6を用いて、さらに詳細に説明する。式(1)の説明を簡単にするために、式(1)を式(3)、(4)、(5)の3つの部分に分けて説明する。   Next, Formula (1) will be described in more detail with reference to FIGS. In order to simplify the description of Expression (1), Expression (1) will be described by dividing it into three parts of Expressions (3), (4), and (5).

Figure 0005418490
Figure 0005418490

Figure 0005418490
Figure 0005418490

Figure 0005418490

ここでpwcam=(pwcamx,pwcamy)は、記憶したX軸モータの回転位置pmxおよびY軸モータの回転位置pmyがカメラ位置pcamに一致しているときの位置決め対象のワーク位置に相当する値である。また、p=(pex,pey)は、前記ワークの位置とテーブル51上のモータの回転位置との相対位置を表している。
Figure 0005418490

Here, p wcam = (p wcamx , p wcamy ) is the work position to be positioned when the stored rotational position p mx of the X-axis motor and rotational position p my of the Y-axis motor coincide with the camera position p cam. Is a value corresponding to. Further, p e = (p ex , p ey ) represents a relative position between the position of the workpiece and the rotational position of the motor on the table 51.

式(3)について、図4を用いて説明する。図4は、横軸に時刻、縦軸にX軸モータの回転位置pまたはY軸モータの回転位置pを取っており、各ステップにおける時刻とX軸モータの回転位置pまたはY軸モータの回転位置pの関係を説明した図である。ここで、縦軸をX軸モータの回転位置pmxとすると、X軸モータ53は一定速度Vで駆動しているため、時刻とX軸モータの回転位置pとの関係は直線になる。同様に、縦軸をY軸モータの回転位置pmyとすると、Y軸モータ56は一定速度Vで駆動しているため、時刻とY軸モータの回転位置pとの関係も直線になる。また、図4では、ステップS107において画像撮像部32が撮像画像を生成した時刻をtS107、そのときのX軸およびY軸モータの回転位置をpS107=(pS107x,pS107y)、ステップS109において制御部41が撮像時刻特定信号Sより計算した撮像が完了した時刻をtS109、その時刻tS109のX軸およびY軸モータの回転位置を、pS109=(pS109x,pS109y)=pma=(pmx,pmy)としている。 Equation (3) will be described with reference to FIG. Figure 4 is a time in the horizontal axis, and taking a rotational position p x or rotational position p y of the Y-axis motor of the X-axis motor to the vertical axis, the rotational position p x or Y axis of time and X-axis motor in each step it is a diagram for explaining the relationship between the rotational position p y of the motor. Here, the vertical axis is the rotational position p mx of X-axis motor, for X-axis motor 53 is driven at a constant speed V x, the relationship between the rotational position p x time and X-axis motor becomes linear . Similarly, when the vertical axis and rotational position p my of the Y-axis motor, for Y-axis motor 56 is driven at a constant velocity V y, also a linear relationship between the rotational position p y time and Y-axis motor . In FIG. 4, the time when the image capturing unit 32 generates the captured image in step S107 is t S107 , the rotational positions of the X-axis and Y-axis motors at that time are p S107 = (p S107x , p S107y ), and step S109. controller 41 time the t S109 that imaging which is calculated from the image pickup time specifying signal S t is completed, the X-axis and rotational position of the Y-axis motor of the time t S109, p S109 = (p S109x, p S109y) in = p ma = (p mx , p my ).

前述のように各ステップを実行している時刻が異なるため、各ステップにおけるX軸モータの回転位置pおよびY軸モータの回転位置pも異なる。つまり、各ステップにおいてテーブル51の位置が異なるため、ステップS107において画像を撮像した時刻におけるテーブル51の位置と、ステップS109において撮像時刻特定信号Sより計算した撮像が完了した時刻におけるテーブル51の位置は異なる。これを模式的に表したのが図5である。図5は、横軸にX軸方向の座標、縦軸にY軸方向の座標を取っており、各ステップにおけるテーブル位置を説明した図である。図5においてもX軸モータ53とY軸モータ56は、夫々一定速度VおよびVでX軸直動部52とY軸直動部55を駆動しているため、テーブル51の軌跡は直線軌道になる。 Since the time running the steps as described above are different, also different rotational positions p y of the rotational position p x and the Y-axis motor of the X-axis motor in each step. That is, since the position of the table 51 are different at each step, the position of the table 51 at the time and position of the table 51 at the time of the captured image, the imaging which is calculated from the image pickup time specifying signal S t in step S109 has been completed in step S107 Is different. This is schematically shown in FIG. FIG. 5 illustrates the table position in each step, with the horizontal axis representing the X-axis coordinate and the vertical axis representing the Y-axis coordinate. X-axis motor 53 and Y-axis motor 56 in FIG. 5, since the driving the X-axis direct-acting section 52 and the Y-axis direct-acting section 55 respectively at a constant speed V x and V y, the trajectory of the table 51 linearly Go into orbit.

そのため、式(3)における(pmx―V*tpx、pmy―V*tpy)の計算により、制御部41が撮像時刻特定信号Sより計算した撮像が完了した時刻tS109より補正パラメータ(tpx、py)の時間だけ前の時刻におけるX軸およびY軸モータの回転位置を計算することにより、画像撮像部31が撮像画像を生成した時刻tS107におけるX軸およびY軸モータの回転位置の推定値pS107’=(pS107x’,pS107y’)を求めている。また、制御部41は、この推定値(pmx―V*tpx、pmy―V*tpy)とカメラ位置pcam=(pcamx、pcamy)との差を検出位置pcxyから減算することにより、X軸およびY軸モータの回転位置p、pがカメラ位置pcam=(pcamx、pcamy)に一致しているときの位置決め対象のワークの位置を計算している。 Therefore, (p mx -V x * t px, p my -V y * t py) in equation (3) by calculation of the time t S109 that imaging control unit 41 has calculated from the image pickup time specifying signal S t is completed By calculating the rotational positions of the X-axis and Y-axis motors at a time before the correction parameters (t px, t py ), the X-axis and Y at time t S107 when the image capturing unit 31 generates the captured image. The estimated value p S107 ′ = (p S107x ′, p S107y ′) of the rotational position of the shaft motor is obtained. Further, the control unit 41 detects the difference between the estimated value (p mx −V x * t px , p my −V y * t py ) and the camera position p cam = (p camx , p cammy ) as the detection position p cxy. by subtracting from the rotational position p x of X-axis and Y-axis motor, and calculates the position of the workpiece positioning target when p y is the camera position p cam = the (p camx, p camy) coincides with the Yes.

もちろん、ステップS107におけるX軸およびY軸モータの回転位置p、pを計測することが可能、つまり、制御部41が画像を撮像した時刻tS107におけるX軸およびY軸モータの回転位置p、pを計測することが可能ならば、このような推定を行う必要はない。しかしながら、画像を撮像した時刻tS107におけるX軸およびY軸モータの回転位置p、pを計測するには、カメラ60もしくは画像撮像部31の内部にある半導体から画像の撮像が完了した瞬間の信号を直接取り出す必要がある。このように、カメラ60もしくは画像撮像部31の内部にある半導体から画像の撮像が完了した瞬間の信号を直接取り出すことは難しい。また、汎用的な位置決め制御装置のように、さまざまな種類のカメラ、画像処理装置を使用可能にすることが望ましい場合において、これらの内部にある半導体から直接信号を取り出す必要があると、使用可能なカメラ、画像処理装置を限定してしまい、汎用的な位置決め制御装置の利点であるシステム構築の柔軟性を失ってしまう。そのため、制御部41が画像を撮像した時刻tS107におけるX軸およびY軸モータ回転位置p、pを計測せずに、精度良く推定する方式が望ましい。 Of course, the rotational position p x of X-axis and Y-axis motor in the step S107, it is possible to measure the p y, that is, the rotational position p in the X-axis and Y-axis motor at time t S107 the control unit 41 captures an image If it is possible to measure x and py , it is not necessary to make such an estimation. However, the rotational position of the X-axis and Y-axis motor at time t S107 of the captured image p x, to measure the p y is the moment the captured image from the semiconductor in the interior of the camera 60 or the image capturing unit 31 is completed It is necessary to take out the signal directly. As described above, it is difficult to directly extract a signal at the moment when image capturing is completed from the camera 60 or the semiconductor in the image capturing unit 31. Also, when it is desirable to be able to use various types of cameras and image processing devices, such as general-purpose positioning control devices, it can be used when it is necessary to extract signals directly from the semiconductors inside these devices. Limit the number of cameras and image processing devices, and lose the flexibility of system construction, which is an advantage of a general-purpose positioning control device. Therefore, X-axis and Y-axis motor position p x at time t S107 the control unit 41 captures an image, without measuring the p y, accurately estimated to scheme is desirable.

次に、式(4)、(5)について図6を用いて説明する。図6では、横軸にビジョン座標上のX軸、縦軸にビジョン座標上のY軸を取り、その交点をビジョン座標系の原点としている。また、ビジョン座標系からみたテーブル51の回転中心をC、テーブル51の回転中心Cとテーブル51上のX軸およびY軸モータの回転位置p、pとの相対位置をMで表しており、図1と同じ記号を用いているものは同様の意味を表しているので説明を省略する。 Next, equations (4) and (5) will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the horizontal axis is the X axis on the vision coordinate, the vertical axis is the Y axis on the vision coordinate, and the intersection is the origin of the vision coordinate system. Also, represents the center of rotation of the table 51 as viewed from the vision coordinate system C, the rotation center C and on the table 51 in the X-axis and Y-axis rotational position p x of the motor of the table 51, the relative positions of the p y in M Since the same symbols as those in FIG. 1 represent the same meaning, the description thereof is omitted.

式(4)は、まずワークの検出角度θを角度目標値θrefに一致させるようにテーブル51を回転させたときの前記ワークの位置とテーブル51の中心Cとの相対位置をRθref−θc(pwcam−C)で計算している。そして、計算結果をテーブル51の回転中心とテーブル51上のX軸およびY軸モータの回転位置p、pとの相対位置Mから引くことにより、検出角度θを角度目標値θrefに一致させた場合の前記ワークの位置とテーブル51上のX軸およびY軸モータの回転位置p、pとの相対位置pを計算する。 Formula (4) is expressed as follows. First, the relative position between the position of the workpiece and the center C of the table 51 when the table 51 is rotated so that the detected angle θ c of the workpiece coincides with the angle target value θ ref is R θref−. It is calculated by θc (p wcam −C). Then, the center of rotation on the table 51 in the X-axis and Y-axis rotational position p x of the motor of the calculation result table 51, by subtracting from the relative position M with p y, a detection angle theta c to the angle desired value theta ref the rotational position of the X-axis and Y-axis motor on said workpiece position and the table 51 when the matched p x, calculates the relative position p e of p y.

そして式(5)により、位置目標値prefから式(4)で計算された相対位置pを引くことで、前記ワークの位置が位置目標値prefに一致したときのX軸およびY軸モータの回転値p’=(pax’,pay’)を計算する。したがって、X軸およびY軸モータの回転位置p,pをpax’,pay’に一致させれば前記ワークの位置は位置目標値prefに一致し、高精度な位置決めが可能となる。 And the equation (5), by subtracting the relative position p e from the position target value p ref is calculated by Equation (4), X axis and Y axis when the position of the workpiece coincides with the position target value p ref rotation value p a of the motor '= (p ax' to calculate the, p ay '). Thus, the rotational position p x of X-axis and Y-axis motors, p y and p ax ', p ay' position of the workpiece if brought into match coincides with the position target value p ref, enabling accurate positioning Become.

ステップS112:
制御部41が、外部から取得したワークの角度目標値θrefと座標変換部33から入力された検出角度θとから、角度目標値θrefと検出角度θとの差を計算し、その結果をθ軸モータ回転指令値paθ’として、θ軸モータ駆動部44へ出力する。
Step S112:
Control unit 41, and a detected angle theta c inputted from the angle target value theta ref and the coordinate conversion section 33 of the workpiece obtained from the outside, calculates the difference between the angle desired value theta ref and the detection angle theta c, the The result is output to the θ-axis motor drive unit 44 as the θ-axis motor rotation command value pa θ ′.

ステップS113:
X軸モータ駆動部42、Y軸モータ駆動部43およびθ軸モータ駆動部44は、ステップS112において、制御部41から入力されたX軸回転指令値pax’、Y軸回転指令値pay’およびθ軸回転指令値paθ’、ならびに、XYθステージ50から入力されるX軸モータ回転位置p、Y軸モータ回転位置pおよびθ軸モータ回転位置pθに基づき、X軸回転指令値pax、Y軸回転指令値payおよびθ軸回転指令値paθにX軸モータの回転位置p、Y軸モータの回転位置pおよびθ軸モータ回転位置pθが、夫々追従するようにX軸モータ電流I、Y軸モータ電流Iおよびθ軸モータ電流Iθを計算し、夫々X軸モータ53、Y軸モータ56およびθ軸モータ58へ出力する。これにより、X軸回転指令値pax、Y軸回転指令値payおよびθ軸回転指令値paθにX軸モータの回転位置p、Y軸モータの回転位置pおよびθ軸モータの回転位置pθが、夫々追従するようX軸モータ53、Y軸モータ56およびθ軸モータ58が駆動され、位置決め対象のワークの位置が位置目標値prefに一致し、位置決めが達成されることになる。なお、位置決め動作が終了したときのX軸およびY軸モータの回転位置p、pは、前記ワークの位置が位置目標値prefに一致したときのX軸およびY軸モータ回転値p’=(pax’,pay’)に一致する。
Step S113:
In step S112, the X-axis motor drive unit 42, the Y-axis motor drive unit 43, and the θ-axis motor drive unit 44 receive the X-axis rotation command value p ax and the Y-axis rotation command value p ay 'that are input from the control unit 41. and theta axis rotation command value p A.theta. ', and, X-axis motor position p x input from XYθ stage 50, based on the Y-axis motor position p y and theta axis motor rotational position p theta, X-axis rotation command value p ax, so that Y-axis rotation command value p ay and theta axis rotation command value p A.theta. to the rotational position of the X-axis motor p x, the rotational position p y and theta axis motor rotational position p theta of Y-axis motor, respectively follow X axis motor current I x , Y axis motor current I y and θ axis motor current I θ are calculated and output to X axis motor 53, Y axis motor 56 and θ axis motor 58, respectively. Accordingly, X-axis rotation command value p ax, the rotational position p x of the X-axis motor Y-axis rotation command value p ay and θ-axis rotation command value p A.theta., The rotation of the rotational position p y and θ-axis motor of the Y-axis motor position p theta is, each X-axis motor 53, Y-axis motor 56 and the theta-axis motor 58 so as to follow is driven, the position of the positioning target work matches the position target value p ref, that positioning is achieved Become. The rotational position p x of X-axis and Y-axis motors when the positioning operation is terminated, p y is, X-axis and Y-axis motor rotation values p a of when the position of the workpiece coincides with the position target value p ref Matches' = (p ax ', p ay ').

以上の位置決め動作において、位置決め精度を決定する重要な項目が補正パラメータtの値である。つまり高精度な位置決めを行うためには補正パラメータtを上手く決定する必要がある。次に、位置決め対象のワークが静止中にカメラ60で撮影して位置決め動作を行った(一定速度V=0)場合の位置決め動作が終了したときのX軸およびY軸モータの回転値p’と、前記ワークが動作中にカメラ60でワークを撮影して位置決め動作を行った場合の位置決め動作が終了したときのX軸およびY軸モータの回転値p’の値とから、補正パラメータtを適切な値に自動的に決定する動作について、図7のフローチャートを用いて説明する。 In the above positioning operation, important items for determining the positioning accuracy is a value of the correction parameter t p. That in order to perform high-precision positioning is necessary to successfully determine the correction parameter t p. Next, it is positioning operation work of the positioning target is captured by the camera 60 in still (constant velocity V = 0) rotation value p a of the X-axis and Y-axis motors when the positioning operation when is finished ' If, from the value of the rotation value p a 'of X-axis and Y-axis motors when the positioning operation when the workpiece is subjected to positioning operation by photographing the workpiece by the camera 60 during operation is completed, the correction parameter t The operation of automatically determining p to an appropriate value will be described using the flowchart of FIG.

ステップS201:
制御部41が、ワークの位置目標値prefおよび角度目標値θrefを生成する。これらの値を生成する方法は、図1に示すように制御部41が外部から取得する方法、またはプログラム等により駆動制御装置40の内部で生成する方法などを用いることができる。また、これらの値は、図7のフローチャートの動作において常に固定である。
Step S201:
The control unit 41 generates a workpiece position target value p ref and an angle target value θ ref . As a method for generating these values, a method in which the control unit 41 acquires from the outside as shown in FIG. 1 or a method in which the value is generated inside the drive control device 40 by a program or the like can be used. These values are always fixed in the operation of the flowchart of FIG.

ステップS202:
撮像開始位置pをカメラ位置pcamとし、一定速度V=0として、位置決め装置10にて位置決め動作を行う(つまり、駆動制御装置40によって、位置決め対象を静止中に撮像して前記位置決め対象の位置が目標位置になるように制御する)。なお、撮像開始位置pをカメラ位置pcamとし、一定速度Vを0としているため、一度、テーブル51をカメラ位置pcamに静止させてから、カメラ60でテーブル51を撮像する動作になる。また、一定速度V=0としているため、補正パラメータtの値がどのような値であっても、位置決め動作には影響がない。また、撮像時のテーブル51の回転速度Vθも0とする。
Step S202:
The imaging start position p s is set to the camera position p cam, and the positioning device 10 performs a positioning operation with the constant speed V = 0 (that is, the drive control device 40 images the positioning target while stationary and the positioning target 10 Control so that the position becomes the target position). Since the imaging start position p s is the camera position p cam and the constant speed V is 0, the table 51 is once imaged by the camera 60 after the table 51 is stopped at the camera position p cam . Also, since the constant velocity V = 0, be a value any value of the correction parameter t p, does not affect the positioning operation. Further, the rotational speed of the table 51 at the time of imaging is also set to zero.

ステップS203:
前ステップで実行した位置決め動作が終了したときの、X軸およびY軸モータ53、6の回転位置である第1の回転位置に相当する、X軸およびY軸モータ回転指令値p、pを駆動制御装置40内に設けた記憶装置(図示せず)に記憶する。ここで記憶したX軸およびY軸モータ回転指令値を、夫々pxS203、pyS203と記載する。
Step S203:
X-axis and Y-axis motor rotation command values p x and p y corresponding to the first rotation position that is the rotation position of the X-axis and Y-axis motors 53 and 6 when the positioning operation executed in the previous step is completed. Is stored in a storage device (not shown) provided in the drive control device 40. The X-axis and Y-axis motor rotation command values stored here are referred to as pxS203 and pyS203 , respectively.

ステップS204:
撮像開始位置pをカメラ位置pcam、一定速度Vを所望の値、撮像時の回転速度Vθを0、補正パラメータtを適当な値にして、ステップS202と同じ初期位置から位置決め装置10にて位置決め動作を行う(つまり、駆動制御装置40によって、前記位置決め対象を移動中に撮像して前記位置決め対象の位置が前記目標位置になるように制御する)。ここで定めた補正パラメータの値をt’=(tpx’,tpy’)と記載する。
Step S204:
Imaging start position p s camera position p cam, the desired value constant velocity V, and the rotational speed V theta at the time of imaging 0, and the correction parameter t p to a suitable value, the positioning device from the same initial position as in step S202 10 (I.e., the drive control device 40 takes an image of the positioning target while moving and controls the position of the positioning target to be the target position). The value of the correction parameter determined here is described as t p '= (t px ', t py ').

ステップS205:
前ステップで実行した位置決め動作が終了したときの、X軸およびY軸モータ53、6の回転位置である第2の回転位置に相当する、X軸およびY軸モータ回転指令値pxS205、pyS205を前記記憶装置に記憶し、ステップS202で実行した位置決め動作とステップS204で実行した位置決め動作との、X軸およびY軸の夫々の位置決め誤差ΔpxS205=pxS205−pxS203、ΔpyS205=pyS205−pyS203を算出して、位置決め誤差ΔpS205=(ΔpxS205,ΔpyS205)を求める。
Step S205:
X-axis and Y-axis motor rotation command values p xS205 and p yS205 corresponding to the second rotation position that is the rotation position of the X-axis and Y-axis motors 53 and 6 when the positioning operation executed in the previous step is completed. Are stored in the storage device, and the positioning error Δp xS205 = p xS205 -p xS203 , ΔpyS205 = pyS205 between the positioning operation executed in step S202 and the positioning operation executed in step S204, respectively. It calculates the -p yS203, positioning error Δp S205 = (Δp xS205, Δp yS205) Request.

ステップS206:
前ステップで得られた位置決め誤差ΔpxS205およびΔpyS205、ならびに、前ステップのときに入力された一定速度V=(V、V)および補正パラメータt’に基づき、補正パラメータの最適値topt=(toptx、topty)を計算する。
Step S206:
Based on the positioning errors Δp xS205 and Δp yS205 obtained in the previous step , and the constant velocity V = (V x , V y ) and the correction parameter t p ′ input in the previous step, the optimum value t of the correction parameter opt = (t optx , t opt ) is calculated.

ステップS207:
前ステップで計算された補正パラメータの値toptを、制御部41へ入力する。
Step S207:
The correction parameter value t opt calculated in the previous step is input to the control unit 41.

なお、上記フローでおこなわれる計算は、別途、駆動制御装置40内に設けた計算装置(図示せず)にて自動的におこなってよく、前記計算装置を設けることなく制御部41内のCPUでおこなってもよく、各パラメータを位置決め装置10から適時出力して外部の計算装置で計算してもよい。   The calculation performed in the above flow may be performed automatically by a separate calculation device (not shown) provided in the drive control device 40, and the CPU in the control unit 41 without providing the calculation device. Alternatively, each parameter may be output from the positioning device 10 in a timely manner and calculated by an external calculation device.

次に、図7のフローチャートで記載した動作により補正パラメータの最適値toptが求まることについて、図4および8を用いて、さらに詳細に説明する。前述のように、式(1)において、(記憶したX軸モータ回転位置p−一定速度V*補正パラメータt)という項は、画像撮像部32が画像を撮像して撮像時刻特定信号Sを出力した時刻tS107と制御部41が撮像時刻特定信号Sより計算した撮像が完了した時刻tS109との差を補正する項であり、画像撮像部32が画像を撮像して撮像時刻特定信号Sを出力した時刻tS107におけるX軸およびY軸モータの回転位置p、pを推定する。このとき時刻tS107におけるX軸およびY軸モータの回転位置pS107と推定値(pmx―V*tpx、pmy―V*tpy)との誤差が、位置決め誤差となる。本実施の形態では、撮像中は一定速度V=(V、V)で移動しているため、図8に示すように、位置決め誤差と補正パラメータtとの間には直線の関係があり、その傾きは撮像開始位置pを通過する一定速度V=(V、V)に等しい。したがって前述の直線と横軸との交点を計算し、その計算値を補正パラメータtの値とすることで、位置決め誤差を小さくし、高精度な位置決めが可能となる。 Next, the determination of the optimum value t opt of the correction parameter by the operation described in the flowchart of FIG. 7 will be described in more detail with reference to FIGS. As described above, in formula (1), (the stored X-axis motor position p m - constant speed V * correction parameter t p) term since, imaging time specifying signal imaging unit 32 captures a picture S time t S107 and the control unit 41 outputs a t is a term for correcting the difference between the time t S109 where imaging was complete was calculated from the image pickup time specifying signal S t, capturing time image capturing unit 32 captures a picture rotational position p x of X-axis and Y-axis motor at time t S107 outputting a specific signal S t, estimates the p y. X-axis and Y-axis rotational position p S107 and the estimated value of the motor at time t S107 this time (p mx -V x * t px , p my -V y * t py) error between becomes a positioning error. In this embodiment, during the imaging constant velocity V = (V x, V y ) for moving, as shown in FIG. 8, a linear relationship between the positioning error and correction parameter t p The inclination is equal to a constant speed V = (V x , V y ) passing through the imaging start position p s . Therefore to calculate the intersection of the above linear and horizontal axis by the calculated value and the value of the correction parameter t p, to reduce the positioning error, it is possible to highly accurate positioning.

そこで、前述の位置決め誤差と補正パラメータtとの直線式を計算するために、まずステップS201〜ステップS205より、補正パラメータtがt’の場合の位置決め誤差ΔpxS205およびΔpyS205を実験により求める。これらの値と一定速度V=(V、V)より、位置決め誤差と補正パラメータtとの直線式が計算可能となり、計算した直線式から位置決め誤差が0になる補正パラメータtopt=(toptx、topty)を計算すると Therefore, in order to calculate the linear equation of the positioning error and the correction parameter t p described above, from step S201~ Step S205 First, the correction parameter t p experimental positioning errors Delta] p XS205 and Delta] p YS205 in the case of t p ' Ask. Constant at these values speed V = (V x, V y ) from a straight line equation allows calculation of the positioning error and correction parameter t p, positioning errors from the calculated linear equation is zero correction parameter t opt = ( t optx , t opt )

Figure 0005418490
Figure 0005418490

Figure 0005418490

となる。
Figure 0005418490

It becomes.

式(6)および(7)により計算した補正パラメータtopt=(toptx、topty)を制御部41へ入力して位置決め動作を行うことにより、テーブル51を一定速度Vで移動させて、カメラ60でテーブル51を撮影した撮像画像により位置決め対象のワークの検出位置pcxyを検出しても、高精度な位置決めが可能となる。つまり、高精度な位置決めが短時間で達成可能となる。 Equation (6) and (7) was calculated by the correction parameter t opt = (t optx, t opty) by performing the positioning operation by entering the control unit 41, by moving the table 51 at a constant speed V, the camera Even if the detection position pcy of the workpiece to be positioned is detected from the captured image obtained by shooting the table 51 at 60, high-precision positioning is possible. That is, highly accurate positioning can be achieved in a short time.

この実施の形態における画像処理装置を用いた位置決め装置によれば、前記第1の回転位置と前記第2の回転位置とに基づいた補正パラメータtを導入し、画像撮像部32が画像を撮像して画像完了信号を出力した時刻tS107と制御部41が撮像時刻特定信号Sより計算した撮像が完了した時刻tS109の差を所定時間として補正する事により、カメラ60でテーブル51を撮像する際に一定速度Vで移動していても、画像撮像部32が画像を撮像して画像完了信号を出力した時刻tS107におけるX軸およびY軸モータの回転位置を計算できるため、高精度に位置決め対象のワークの位置を位置目標値prefに一致させることが可能となる。 According to the positioning apparatus using the image processing apparatus in this embodiment, by introducing a correction parameter t p, based on said second rotational position and the first rotational position, the captured image capturing unit 32 is an image and by correcting the difference between the time t S109 that the imaging control unit 41 and the time t S107 that output the image completion signal is calculated from the image pickup time specifying signal S t is completed as the predetermined time, the imaging table 51 by the camera 60 Even when moving at a constant speed V, the rotational positions of the X-axis and Y-axis motors at time t S107 when the image capturing unit 32 captures an image and outputs an image completion signal can be calculated with high accuracy. It becomes possible to make the position of the workpiece to be positioned coincident with the position target value pref .

また、この実施の形態における位置決め制御装置を用いた位置決め装置では、使用するカメラを限定することがないため、汎用性が高く、柔軟なシステム構築を行うことが可能である。   In addition, in the positioning device using the positioning control device in this embodiment, the camera to be used is not limited, so that it is possible to construct a highly versatile and flexible system.

また、この実施の形態における位置決め制御装置では、前記補正パラメータの最適値を、位置決め対象のワークが静止中にカメラ60で撮影して位置決め動作を行った(一定速度V=0)場合の位置決め動作が終了したときのX軸およびY軸モータ53、56の前記第1の回転位置の値と、前記ワークが移動中にカメラ60でワークを撮影して位置決め動作を行った場合の位置決め動作が終了したときのX軸およびY軸モータ53、56の前記第2の回転位置の値とから自動的に決定できるため、簡単に高精度かつ短時間の位置決め動作を行うことが可能となる。   Further, in the positioning control device according to this embodiment, the optimum value of the correction parameter is determined when the positioning target workpiece is photographed by the camera 60 and the positioning operation is performed (constant speed V = 0). The position of the first rotation position of the X-axis and Y-axis motors 53 and 56 when the operation is completed and the positioning operation when the workpiece is photographed by the camera 60 and the positioning operation is performed while the workpiece is moving are completed. Since it can be automatically determined from the values of the second rotational positions of the X-axis and Y-axis motors 53 and 56 at the time, the positioning operation can be easily performed with high accuracy and in a short time.

また、図7に示したフローチャートを全て自動化することにより、専門知識などを持たない人でも最適な補正パラメータを求めることが可能になり、さらに簡単に高精度な位置動作を行うことが可能となる。   In addition, by automating all of the flowchart shown in FIG. 7, it becomes possible for a person who does not have specialized knowledge or the like to obtain an optimal correction parameter, and it is possible to easily perform a highly accurate position operation. .

なお、この実施の形態では特定の補正パラメータにおける位置決め誤差とカメラ60を用いた撮像時のテーブル51の速度との関係を求めて、補正パラメータの最適値を計算したが、その他の補正パラメータにおける位置決め誤差とカメラ60を用いた撮像時のテーブル51の速度との別の関係を求めて、求めた別の関係から補正パラメータの最適値を計算しても良い。   In this embodiment, the relationship between the positioning error in a specific correction parameter and the speed of the table 51 at the time of imaging using the camera 60 is obtained and the optimum value of the correction parameter is calculated. Another relationship between the error and the speed of the table 51 at the time of imaging using the camera 60 may be obtained, and the optimum value of the correction parameter may be calculated from the obtained other relationship.

また、この実施の形態ではXYθステージ50に用いた場合について説明したが、この実施の形態で説明している撮像位置補正方式はXYθステージ50に用いた場合に限定するものではなく、UVWステージなどカメラを用いる位置決め制御装置および位置決め装置全般に使用してもよい。   In this embodiment, the case where the XYθ stage 50 is used has been described. However, the imaging position correction method described in this embodiment is not limited to the case where the XYθ stage 50 is used. You may use for the positioning control apparatus using a camera, and the positioning apparatus in general.

また、この実施の形態ではカメラ60が位置決め対象のワークを撮影する際に、θ軸方向の回転速度Vθを0として説明したが、撮影時の回転速度Vθは0出なくてもよい。この場合、座標変換部33から入力された前記ワークの検出角度θと撮影時の回転速度Vθと補正パラメータtpθとを用いて、検出角度θIn this embodiment, when the camera 60 images a workpiece to be positioned, the rotation speed V θ in the θ-axis direction has been described as 0. However, the rotation speed V θ at the time of shooting may not be 0. In this case, by using a detection angle theta c of the inputted workpiece and the rotation speed V theta upon photographing the correction parameter t p [theta] from the coordinate conversion unit 33, the detected angle theta c

Figure 0005418490

と補正し、補正したθ’を式(1)に置けるθとして考え、計算すればよい。
Figure 0005418490

And the corrected θ c ′ is considered as θ c that can be placed in the equation (1) and calculated.

また、補正パラメータtpθは、 The correction parameter t is

Figure 0005418490

と求めればよい。ここで、ΔpθS205は、ステップS202で得られる位置決め対象のワークが静止中に撮影した場合の位置決め動作が終了時のθ軸モータ回転指令値と、ステップS205で得られる前記ワークが動作中に撮影した場合の位置決め動作が終了時のθ軸モータ回転指令値との差、toptθは、θ軸の最適な補正パラメータ、tpθ’は、ステップS205で用いた補正パラメータの値である。
Figure 0005418490

You can ask. Here, Δp θS205 is a θ axis motor rotation command value at the time when the positioning operation is completed when the workpiece to be positioned obtained in step S202 is photographed while stationary, and the workpiece obtained in step S205 is photographed while the workpiece is in operation. The difference from the θ-axis motor rotation command value at the end of the positioning operation in this case, t optθ is the optimum correction parameter for the θ-axis, and t ′ is the value of the correction parameter used in step S205.

以上より、この発明に係る位置決め制御装置では、カメラによる位置決め対象の撮像が終了した時刻が特定できる撮像時刻特定信号を出力し、且つ前記撮像された画像を処理して前記位置決め対象の検出位置を特定して出力する画像処理装置、および前記撮像時刻特定信号と前記検出位置と前記位置決め対象を移動させるモータの回転位置とを取得し、前記撮像時刻特定信号が取得された時刻における前記回転位置から所定時間前の前記回転位置を計算し、この計算値と前記検出位置と位置決め対象の目標位置とに基づき、前記位置決め対象の位置が前記目標位置になるように前記モータを制御する駆動制御装置を備え、前記位置決め対象を静止中に撮像して前記駆動制御装置によって前記位置決め対象の位置が前記目標位置になるように前記モータを制御した場合の前記モータの第1の回転位置と、前記位置決め対象を移動中に撮像して前記駆動制御装置によって前記位置決め対象の位置が前記目標位置になるように前記モータを制御した場合の前記モータの第2の回転位置とを予め取得し、前記所定時間を前記第1の回転位置と前記第2の回転位置とに基づいて決定するので、簡単に短時間で高精度な位置決め動作を可能とすることができる。   As described above, in the positioning control device according to the present invention, the imaging time specifying signal that can specify the time when the imaging of the positioning target by the camera is completed is output, and the detected position of the positioning target is determined by processing the captured image. An image processing device that identifies and outputs the image capturing time specifying signal, the detection position, and a rotational position of a motor that moves the positioning target, and from the rotational position at the time when the imaging time specifying signal is acquired A drive control device that calculates the rotational position before a predetermined time and controls the motor based on the calculated value, the detected position, and the target position of the positioning target so that the position of the positioning target becomes the target position. The positioning target is imaged while still and the position of the positioning target is set to the target position by the drive control device. When the motor is controlled such that the first rotational position of the motor when the motor is controlled and the positioning target are imaged during movement and the position of the positioning target becomes the target position by the drive control device The second rotational position of the motor is acquired in advance, and the predetermined time is determined based on the first rotational position and the second rotational position, so that a highly accurate positioning operation can be performed in a short time. Can be made possible.

実施の形態2.
以下、この発明の実施の形態2による位置決め制御装置について図9および10を用いて説明する。この実施の形態と実施の形態1の位置決め制御装置20との差異は、補正パラメータtoptの決定方法である。実施の形態1では、位置決め対象のワークが静止中にカメラ60で撮影した場合の位置決め動作が終了時のX軸およびY軸モータ53、56の第1の回転位置の値と、前記ワークが動作中にカメラ60で撮影した場合の位置決め動作が終了時のX軸およびY軸モータ53、56の第2の回転位置の値と、カメラ60を用いて前記ワークを撮像したときの速度Vから最適な補正パラメータtoptを計算していたが、この実施の形態では、前記ワークが動作中にカメラ60を用いて撮像する場合の実験回数を増やし、最適な補正パラメータtoptを計算する。なお、図9および10おいて同じ記号の要素は図7および8と同じ動作を行うために説明を省略する。また、この実施の形態における位置決め動作は図3で表されるフローチャートを実行する点も実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
Hereinafter, a positioning control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. The difference between this embodiment and the positioning control device 20 of the first embodiment is a method for determining the correction parameter t opt . In the first embodiment, the values of the first rotation positions of the X-axis and Y-axis motors 53 and 56 when the positioning operation is completed when the workpiece to be positioned is photographed while the workpiece is stationary, and the workpiece operates. Optimum from the values of the second rotational positions of the X-axis and Y-axis motors 53 and 56 at the time when the positioning operation is finished when the camera 60 is photographed, and the speed V when the work is imaged using the camera 60 Do correction parameter t opt to had been calculated, in this embodiment, increasing the number of experiments in the case where the workpiece is captured using the camera 60 during operation, to calculate the optimum correction parameter t opt. 9 and 10, elements with the same symbols perform the same operations as in FIGS. Further, the positioning operation in this embodiment is the same as that of the first embodiment in that the flowchart shown in FIG.

次に、この実施の形態における最適な補正パラメータtoptを決定する動作について図9のフローチャートを用いて説明する。図9のフローチャートは全部で9つのステップから構成されている。ステップS201からステップS205までは、実施の形態1におけるステップS201からステップS205までと全く同じ動作を行うため、この実施の形態では説明を省略し、ステップS206’から説明を行う。 Next, the operation for determining the optimum correction parameter t opt in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The flowchart of FIG. 9 is composed of nine steps in total. Since steps S201 to S205 perform exactly the same operations as steps S201 to S205 in the first embodiment, description thereof is omitted in this embodiment, and description is made from step S206 ′.

ステップS206’:
補正パラメータを(ステップS204)と異なる値にし、撮像開始位置pをカメラ位置pcam、一定速度Vを所望の値として位置決め動作を行う(つまり、駆動制御装置40によって、前記位置決め対象を移動中に撮像して前記位置決め対象の位置が前記目標位置になるように制御する)。ここで定めた補正パラメータの値をt” =(tpx”、tpy”)(≠t’)と記載する。また、撮像時の回転速度Vθも0とする。
Step S206 ′:
The correction parameter is set to a value different from that in (Step S204), the positioning operation is performed with the imaging start position p s as the camera position p cam and the constant speed V as the desired value (that is, the positioning target is being moved by the drive control device 40). And control so that the position of the positioning target becomes the target position). The value of the correction parameter determined here is described as t p ″ = (t px ″, t py ″) (≠ t p ′). The rotational speed V θ at the time of imaging is also set to zero.

ステップS207’:
前ステップで実行した位置決め動作が終了したときの、X軸およびY軸モータ53、6の回転位置である別の第2の回転位置に相当する、X軸、Y軸モータ回転指令値pxS207’、pyS207’を記憶し、前ステップで実行した位置決め動作との位置決め誤差ΔpxS207’=pxS207’−pxS203およびΔpyS207’=pyS207’−pyS203を計算する。
Step S207 ′:
X-axis and Y-axis motor rotation command value p xS207 ′ corresponding to another second rotation position that is the rotation position of the X-axis and Y-axis motors 53 and 6 when the positioning operation executed in the previous step is completed. , p YS207 calculates the = p xS207 '-p xS203 and Δp yS207' = p yS207 '-p yS203' stores, positioning error Delta] p XS207 the positioning operation executed in the previous step '.

ステップS208’:
ステップS204で入力した補正パラメータt’と、ステップS205で得られた位置決め誤差ΔpxS205およびΔpyS205と、ステップS206’で入力した補正パラメータt”と、ステップS207’で得られた位置決め誤差ΔpxS207’およびΔpy207’とに基づき、補正パラメータの最適値toptを計算する。
Step S208 ′:
The correction parameter t p ′ input in step S204, the positioning errors Δp xS205 and Δp yS205 obtained in step S205, the correction parameter t p ″ input in step S206 ′, and the positioning error Δp obtained in step S207 ′. Based on xS 207 ′ and Δpy 207 ′ , an optimal value t opt of the correction parameter is calculated.

ステップS209’:
計算された補正パラメータの値toptを制御部41へ入力する。
Step S209 ′:
The calculated correction parameter value t opt is input to the control unit 41.

なお、上記フローでおこなわれる計算は、別途駆動制御装置40内に設けた計算装置(図示せず)にて自動的におこなってよく、前記計算装置を設けることなく制御部41内のCPUでおこなってもよく、各パラメータを位置決め装置10から適時出力して外部で計算してもよい。   The calculation performed in the above flow may be automatically performed by a calculation device (not shown) provided in the drive control device 40 separately, and is performed by the CPU in the control unit 41 without providing the calculation device. Alternatively, each parameter may be output from the positioning device 10 at an appropriate time and calculated externally.

次に、図9のフローチャートで記載した動作により補正パラメータの最適値toptが求まることについて、図10を用いて、さらに詳細に説明する。実施の形態1で説明したように、この実施の形態においても、撮像中は一定速度V=(V、V)で移動しているため、図10に示すように、位置決め誤差と補正パラメータtとの間には直線の関係がある。したがって前述の直線と横軸との交点を計算し、その計算値を補正パラメータtの値とすることで、位置決め誤差をさらに小さくし、さらに高精度な位置決めが可能となる。 Next, it will be described in further detail with reference to FIG. 10 that the optimum value t opt of the correction parameter is obtained by the operation described in the flowchart of FIG. As described in the first embodiment, in this embodiment as well, since it moves at a constant speed V = (V x , V y ) during imaging, as shown in FIG. relationship of the straight line between the t p. Therefore to calculate the intersection of the above linear and horizontal axis by the calculated value and the value of the correction parameter t p, and further reduce the positioning error, it is possible to more accurate positioning.

そこで、前述の位置決め誤差と補正パラメータtとの直線式を計算するために、まずステップS201〜ステップS205より補正パラメータtがt’の場合の位置決め誤差ΔpxS205およびΔpyS205を実験により求める。また、ステップS206’およびステップS207’よりある補正パラメータt”における位置決め誤差ΔpxS207’およびΔpyS207’を求める。これらの値より、位置決め誤差と補正パラメータtとの直線式が計算可能となり、計算した直線式から位置決め誤差が0になる補正パラメータtopt=(txopt、tyopt)を計算すると Therefore, in order to calculate the linear equation with the correction parameter t p the previous positioning error, first correction parameter t p from step S201~ step S205 is determined experimentally positioning error Delta] p XS205 and Delta] p YS205 in the case of t p ' . Further, positioning errors Δp xS207 ′ and Δp yS207 ′ in a certain correction parameter t p ″ are obtained from step S206 ′ and step S207 ′. From these values, a linear expression between the positioning error and the correction parameter t p can be calculated. When a correction parameter t opt = (t xopt , t yopt ) is calculated from the calculated linear equation so that the positioning error is zero.

Figure 0005418490
Figure 0005418490

Figure 0005418490

となる。
Figure 0005418490

It becomes.

式(10)、(11)により計算した補正パラメータtopt=(txopt、tyopt)を制御部41へ入力して位置決め動作を行うことにより、テーブル51を一定速度Vで移動させて、カメラ50でテーブル51を用いて撮像した撮像画像により位置決め対象のワークの検出位置pcxyを検出しても、さらに高精度な位置決めが可能となる。つまり、さらに高精度な位置決めが短時間で可能となる。 Equation (10), is moved calculated correction parameter t opt = (t xopt, t yopt) by performing the positioning operation by entering the control unit 41, the table 51 at a constant speed V by (11), a camera Even if the detection position pc xy of the workpiece to be positioned is detected from the picked- up image picked up by using the table 51 at 50, positioning with higher accuracy becomes possible. That is, positioning with higher accuracy is possible in a short time.

この実施の形態における画像処理装置を用いた位置決め制御装置によれば、位置決め対象のワークが静止中にカメラ60で撮影する位置決め動作を1回、前記ワークが動作中にカメラ60で撮影する位置決め動作を2回行うことにより、補正パラメータtの最適値を自動的に決定できるため、簡単にさらに高精度かつ短時間の位置決め動作を行うことが可能となる。 According to the positioning control apparatus using the image processing apparatus in this embodiment, the positioning operation for photographing with the camera 60 while the workpiece to be positioned is stationary is performed once, and the positioning operation for photographing with the camera 60 while the workpiece is operating. the by performing 2 times, correction for the optimum value of the parameter t p can be automatically determined, it is possible to easily perform higher precision and short-time locating operation.

また、位置決め対象のワークが動作中にカメラ60で撮影する位置決め動作の回数を増やすことで、撮像および位置決め動作におけるばらつきの影響を一層低減することが可能となる。   In addition, by increasing the number of positioning operations that are performed by the camera 60 while the workpiece to be positioned is in operation, it is possible to further reduce the influence of variations in the imaging and positioning operations.

また、この実施の形態における位置決め制御装置を用いた位置決め装置では、使用するカメラを限定することがないため、汎用性が高く、柔軟なシステム構築を行うことが可能である。   In addition, in the positioning device using the positioning control device in this embodiment, the camera to be used is not limited, so that it is possible to construct a highly versatile and flexible system.

なお、この実施の形態では、位置決め対象のワークが静止中にカメラ60で撮影する位置決め動作を1回、前記ワークが動作中にカメラ60で撮影する位置決め動作を2回行うことにより、補正パラメータと位置決め誤差との関係を求めているが、さまざまな補正パラメータに応じて前記ワークが動作中にカメラ60で撮影する位置決め動作を行い、得られた位置決め誤差を用いて最小二乗法により補正パラメータと位置決め誤差との関係を求めて、求めた関係から補正パラメータの最適値toptを計算しても良い。このように、前記ワークが動作中にカメラ60で撮影する位置決め動作の回数をより増やすことでデータのばらつき等に起因する誤差の影響をより一層低減することが可能となる。 In this embodiment, the positioning parameter for capturing with the camera 60 while the workpiece to be positioned is stationary is performed once, and the positioning operation for capturing with the camera 60 is performed twice while the workpiece is in motion. Although the relationship with the positioning error is obtained, a positioning operation is performed in which the camera 60 performs imaging while the workpiece is operating according to various correction parameters, and the correction parameter and the positioning are determined by the least square method using the obtained positioning error. The relationship with the error may be obtained, and the optimum value t opt of the correction parameter may be calculated from the obtained relationship. In this way, it is possible to further reduce the influence of errors due to data variations and the like by increasing the number of positioning operations to be taken by the camera 60 while the workpiece is in operation.

また、この実施の形態においても、カメラ60が位置決め対象のワークを撮影する際にθ軸方向の回転速度Vθを0として説明したが、撮影時の回転速度Vθは0出なくてもよい。この場合、座標変換部33から入力された前記のワーク検出角度θと撮影時の回転速度Vθ、補正パラメータtpθを用いて、検出角度θIn this embodiment, the rotation speed V θ in the θ-axis direction is set to 0 when the camera 60 captures the workpiece to be positioned. However, the rotation speed V θ at the time of shooting need not be 0. . In this case, the rotational speed at the time of shooting and the work detection angle theta c input from the coordinate conversion unit 33 V theta, using the correction parameter t p [theta], the detected angle theta c

Figure 0005418490

と補正し、補正したθ’を式(1)に置けるθとして考え、計算すればよい。
Figure 0005418490

And the corrected θ c ′ is considered as θ c that can be placed in the equation (1) and calculated.

また、補正パラメータtpθは、 The correction parameter t is

Figure 0005418490

と求めればよい。ここで、Δpθ207’は、ステップS202で得られる前記ワークが静止中に撮影した場合の位置決め動作が終了時のθ軸モータ回転指令値とステップS207’で得られる前記ワークが動作中に撮影した場合の位置決め動作が終了時のθ軸モータ回転指令値との差であり、tpθ”は、ステップS207’で用いた補正パラメータの値である。
Figure 0005418490

You can ask. Here, Δp θ207 ′ is taken while the workpiece obtained in step S202 is in motion and the θ-axis motor rotation command value at the end of positioning operation and the workpiece obtained in step S207 ′ is taken during operation. In this case, the difference from the θ-axis motor rotation command value at the end of the positioning operation is tpθ ″ is the value of the correction parameter used in step S207 ′.

以上より、この発明に係る位置決め制御装置20では、位置決め対象を移動中に撮像して前記位置決め対象の位置を前記目標位置になるように制御する動作を複数回おこなうことで、前記動作毎の位置決め誤差と補正パラメータとの複数の組を予め取得し、所定時間を前記複数の組に基づいて決定するので、簡単にさらに高精度かつ短時間の位置決め動作を行うことが可能となる。   As described above, in the positioning control device 20 according to the present invention, the positioning target is imaged while moving and the operation for controlling the position of the positioning target to be the target position is performed a plurality of times, thereby positioning for each operation. Since a plurality of sets of errors and correction parameters are acquired in advance and the predetermined time is determined based on the plurality of sets, it is possible to easily perform a positioning operation with higher accuracy and in a shorter time.

実施の形態3.
以下、この発明の実施の形態3による位置決め制御装置20について説明する。この実施の形態と実施の形態1および2の位置決め制御装置の差異は、実施の形態1および2の位置決め制御装置が、位置決め対象のワークの位置と姿勢の両方を制御しているのに対し、この実施の形態における位置決め制御装置は、前記ワークの位置のみを制御する点にある。
Embodiment 3 FIG.
A positioning control device 20 according to Embodiment 3 of the present invention will be described below. The difference between this embodiment and the positioning control device of the first and second embodiments is that the positioning control device of the first and second embodiments controls both the position and posture of the workpiece to be positioned. The positioning control device in this embodiment is to control only the position of the workpiece.

この実施の形態における位置決め制御装置20の動作は実施の形態1または2における位置決め制御装置20の動作において、θ軸モータ58の動作を止める、また式(1)における、回転行列Rθref−θcを単位行列にすればよいだけであるので、詳細な説明は省略する。 In the operation of the positioning control device 20 in this embodiment, the operation of the θ-axis motor 58 is stopped in the operation of the positioning control device 20 in the first or second embodiment, and the rotation matrix R θref−θc in the equation (1) is Since it is only necessary to use a unit matrix, detailed description is omitted.

前記ワークが円形の物体などの場合は、前記ワークの位置のみを制御すればよく、姿勢を制御する必要がないときもある。この場合、θ軸モータ58は動作させる必要がなく、θ軸モータ駆動部44の動作も止めておくことにより、無駄なエネルギーを使用することはなく、制御部41においてθ軸に関する計算を止めることにより、計算負荷の低減につながる。   When the workpiece is a circular object or the like, it is only necessary to control the position of the workpiece, and it may not be necessary to control the posture. In this case, it is not necessary to operate the θ-axis motor 58, and by stopping the operation of the θ-axis motor drive unit 44, useless energy is not used, and the calculation related to the θ axis is stopped in the control unit 41. This leads to a reduction in calculation load.

実施の形態4.
以下、この発明の実施の形態4による位置決め装置について説明する。この実施の形態では、図11に示すように、位置決め装置10がシーケンス制御装置80を有している。これ以外は、実施の形態1または2と同様なので、説明を省略する。このシーケンス制御部80は、位置決め制御装置20の駆動制御装置40(より具体的には制御部41)へ、上述の第1の回転位置および第2の回転位置を取得する動作を行うためのシーケンスの指令を与える。つまり、駆動制御装置40は、予めシーケンスを制御する手段であるシーケンス制御装置80の指令に基づいて第1の回転位置および第2の回転位置を取得する動作を行う。
Embodiment 4 FIG.
The positioning device according to Embodiment 4 of the present invention will be described below. In this embodiment, as shown in FIG. 11, the positioning device 10 has a sequence control device 80. Since other than this is the same as in the first or second embodiment, the description is omitted. The sequence control unit 80 is a sequence for performing the operation of acquiring the first rotation position and the second rotation position described above to the drive control device 40 (more specifically, the control unit 41) of the positioning control device 20. Is given. That is, the drive control device 40 performs an operation of acquiring the first rotation position and the second rotation position based on a command from the sequence control device 80 that is a means for controlling the sequence in advance.

このように構成することで、また、図7または図9のフローチャートで示した手順を全て自動化することができるので、専門知識などを持たない人でも最適な補正パラメータを求めることが可能になり、簡単に高精度な位置動作を行うことが可能となる。   By configuring in this way, since all the procedures shown in the flowchart of FIG. 7 or FIG. 9 can be automated, it becomes possible even for those who do not have specialized knowledge, etc. It becomes possible to easily perform a highly accurate position operation.

10 位置決め装置、20 位置決め制御装置、30 画像処理装置、31 画像撮像部、32 画像処理部、33 座標変換部、40 駆動制御装置、41 制御部、42 X軸モータ駆動部、43 Y軸モータ駆動部、44 θ軸モータ制御部、50 XYθステージ、51 テーブル、52 X軸直動部、53 X軸モータ、54 X軸位置検知器、55 Y軸直動部、56 Y軸モータ、57 Y軸位置検知器、58 θ軸モータ、59 θ軸回転検出器、60 カメラ、70 台座、80 シーケンス制御装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Positioning device, 20 Positioning control device, 30 Image processing device, 31 Image pick-up part, 32 Image processing part, 33 Coordinate conversion part, 40 Drive control device, 41 Control part, 42 X-axis motor drive part, 43 Y-axis motor drive Unit, 44 θ-axis motor control unit, 50 XYθ stage, 51 table, 52 X-axis linear motion unit, 53 X-axis motor, 54 X-axis position detector, 55 Y-axis linear motion unit, 56 Y-axis motor, 57 Y-axis Position detector, 58 θ-axis motor, 59 θ-axis rotation detector, 60 cameras, 70 pedestal, 80 sequence control device.

Claims (6)

カメラによる位置決め対象の撮像が終了した時刻が特定できる撮像時刻特定信号を出力し、且つ前記撮像された画像を処理して前記位置決め対象の検出位置を特定して出力する画像処理装置、および前記撮像時刻特定信号と前記検出位置と前記位置決め対象を移動させるモータの回転位置とを取得し、前記撮像時刻特定信号が取得された時刻における前記回転位置から所定時間前の前記回転位置を計算し、この計算値と前記検出位置と位置決め対象の目標位置とに基づき、前記位置決め対象の位置が前記目標位置になるように前記モータを制御する駆動制御装置を備え、
前記位置決め対象を静止中に撮像して前記位置決め対象の位置が前記目標位置になるように前記駆動制御装置によって前記モータを制御した場合の前記モータの第1の回転位置と、前記位置決め対象を移動中に撮像して前記駆動制御装置によって前記位置決め対象の位置が前記目標位置になるように前記モータを制御した場合の前記モータの第2の回転位置とを予め取得し、前記所定時間を前記第1の回転位置と前記第2の回転位置とに基づいて決定することを特徴とする位置決め制御装置。
An image processing apparatus that outputs an imaging time specifying signal that can specify the time when the imaging of the positioning target by the camera is completed, and that processes the captured image to specify and output the detection position of the positioning target, and the imaging A time specifying signal, the detection position, and a rotational position of a motor that moves the positioning target are acquired, and the rotational position a predetermined time before the rotational position at the time when the imaging time specifying signal is acquired is calculated, A drive control device that controls the motor based on the calculated value, the detection position, and the target position of the positioning target so that the position of the positioning target becomes the target position;
A first rotational position of the motor when the motor is controlled by the drive control device so that the positioning target is imaged while the positioning target is stationary and the position of the positioning target becomes the target position, and the positioning target is moved A second rotational position of the motor when the motor is controlled so that the position of the positioning target becomes the target position by the drive control device, and the predetermined time is determined as the first time. A positioning control device, wherein the positioning control device is determined based on a first rotational position and the second rotational position.
第2の回転位置と第1の回転位置との差分から位置決め誤差を求め、前記位置決め誤差と位置決め対象の移動速度に関する情報から位置決め誤差が最小となる補正パラメータを決定することを特徴とする請求項1記載の位置決め制御装置。 The positioning error is obtained from the difference between the second rotational position and the first rotational position, and a correction parameter that minimizes the positioning error is determined from the information regarding the positioning error and the moving speed of the positioning target. The positioning control apparatus according to 1. 位置決め対象を移動中に撮像して前記位置決め対象の位置を前記目標位置になるように制御する動作を複数回おこなうことで、前記動作毎の位置決め誤差と補正パラメータとの複数の組を予め取得し、所定時間を前記複数の組に基づいて決定することを特徴とする請求項2に記載の位置決め制御装置。 A plurality of sets of positioning errors and correction parameters for each operation are acquired in advance by performing an operation for imaging the positioning target while moving and controlling the position of the positioning target to be the target position a plurality of times. The positioning control device according to claim 2, wherein the predetermined time is determined based on the plurality of sets. 位置決め対象が載るテーブルと、このテーブルを駆動するモータと、前記テーブルのテーブル角度を検出する検出器とを有するステージをさらに備え、
駆動制御装置は、前記検出器により検出された前記テーブル角度と画像処理装置により検出された前記位置決め対象の角度とに基づいて、前記位置決め対象が、外部から入力される又は内部で生成される前記位置決め対象の角度目標値となるように、前記テーブル角度を制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の位置決め制御装置。
A stage having a table on which a positioning target is placed, a motor that drives the table, and a detector that detects a table angle of the table;
The drive control device is configured such that the positioning target is input from outside or generated internally based on the table angle detected by the detector and the angle of the positioning target detected by the image processing device. The positioning control apparatus according to claim 1, wherein the table angle is controlled so as to be an angle target value of a positioning target.
駆動制御装置は、予め、シーケンスを制御する手段の指令に基づいて第1の回転位置および第2の回転位置を取得する動作を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の位置決め制御装置。 The drive control device performs an operation of acquiring a first rotation position and a second rotation position based on a command from a means for controlling a sequence in advance. Positioning control device. 請求項1〜5のいずれかに記載の位置決め制御装置、
位置決め対象を含む画像を撮影して画像処理装置へ出力するカメラ、
および、前記位置決め対象が載るテーブルと、このテーブルを駆動するモータと、前記テーブルの位置を検出する検出器とを有するステージを備えた位置決め装置。
The positioning control device according to any one of claims 1 to 5,
A camera that captures an image including a positioning target and outputs the image to an image processing apparatus;
And the positioning apparatus provided with the stage which has the table which mounts the said positioning object, the motor which drives this table, and the detector which detects the position of the said table.
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