JP6731003B2 - 表面実装機、認識誤差補正方法 - Google Patents
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Description
尚、認識位置とは、カメラの撮像面(像面)上における画像位置である。
1.表面実装機の全体構成
表面実装機1は、図1に示すように、基台11と、プリント基板Pを搬送する搬送コンベア20と、ヘッドユニット60と、ヘッドユニット60を基台11上にて平面方向(X軸−Y軸方向)に移動させる駆動装置30とを備えている。尚、以下の説明において、基台11の長手方向(図1の左右方向)をX軸方向と呼ぶものとし、基台11の奥行方向(図1の上下方向)をY軸方向、図2の上下方向をZ方向とする。また、ヘッドユニット60が本発明の「実装部」に相当する。尚、本明細書において、「実装」とは、「プリント基板に対して電子部品を搭載する」ことを意味するものとする。
ところで、部品認識カメラ90の認識誤差ΔX、ΔYは、カメラの認識位置Pyにより、異なる。これは、ミラー93、94やレンズ95の歪みなどの要因によるものであり、一般的には、視野の中心部分(イメージセンサ97の中心部分であると共に平面視のレンズの中心部分)に比べて、視野の中心から離れた位置(イメージセンサ97の中心から離れた位置)で認識誤差ΔX、ΔYが大きくなる。部品認識カメラ90の認識精度を向上させるには、カメラの認識位置Pyに依存する認識誤差ΔX、ΔYを抑えることが好ましい。
そこで、本実施形態では、生産準備時などプリント基板Pの生産開始前に、各認識位置Pyでの認識誤差ΔX、ΔYを計測し、各認識位置Pyでの認識誤差ΔX、ΔYを補正値CX、CYとして記憶する(図9に示す補正データ)。尚、補正値CX、CYは、認識誤差ΔX、ΔYをマイナス方向に補正するものであり、下記の(1)、(2)式で示すように、認識誤差ΔX、ΔYとはプラス、マイナスの符号が逆になる。
CYPa+ΔY=−ΔY・・・・(2)
「実装関連部品認識ステップ」の一例である。
本実施形態の表面実装機1によれば、部品認識カメラ90の認識位置Pyに依存する認識誤差ΔX、ΔYを抑えることが出来る。そのため、部品認識カメラ90の認識精度を向上し、プリント基板Pに対する電子部品Bの搭載精度を向上させることが可能となる。
また、認識誤差を補正する方法には、認識誤差を検出するための専用治具(例えば、各認識位置ごとに目印を設けたもの)をカメラで撮影して行う方法もあるが、本実施形態では、このような治具を使用せずに、部品認識カメラ90の認識誤差を補正することが可能となる。
実施形態1では、ミラー93、94やレンズ95の歪みに起因する認識誤差を抑えるため、補正値CX、CYを用いて、各認識位置Pyでの認識結果を補正する構成を例示した。図13は、カメラ90によるマーク認識時から表面実装機1の機内温度に変化がない又は小さい場合の、補正後の認識誤差ΔX、ΔYを示しており、視野の全範囲について認識誤差は小さく抑えられている。
(1)部品認識カメラ90の視野中心PO
(2)視野中心POからY軸方向のマイナス側に所定距離離れた撮影位置PA
(3)視野中心POからY軸方向のプラス側に所定距離離れた撮影位置PB
尚、撮影位置PAは認識位置Paと対応し、撮影位置PBは認識位置Pbと対応する。
Py≧0の場合、CX2=Py×SIN(−θ3)+CX1×COS(−θ3)・・(4)
Py≧0の時、CY2=Py×SIN(−θ4)+CY1×COS(−θ4)・・・(6)
本明細書で開示される技術は上記既述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
11...基台
30...駆動装置
60...ヘッドユニット(実装部)
63...実装ヘッド
67...マーカ
90...部品認識カメラ
97...イメージセンサ
150...コントローラ(制御部)
151...CPU
153...記憶部
Claims (8)
- プリント基板に対して電子部品を実装する表面実装機であって、
基台と、
前記基台に対して平面方向に移動可能であり、プリント基板に電子部品を実装する実装部と、
前記基台又は前記実装部のうちいずれか一方側の部材に設けられたカメラと、
前記基台又は前記実装部のうち他方側の部材に設けられたマークと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記カメラの視野内の複数の位置で前記マークを撮影して画像認識するマーク認識処理と、
前記マーク認識処理にて取得した認識結果から各認識位置での認識誤差を補正する補正値を算出する補正値算出処理と、
前記プリント基板又は電子部品を前記カメラで撮影して画像認識する実装関連部品認識処理と、
前記プリント基板又は電子部品の認識結果を前記補正値に基づいて補正する補正処理と、を行い、
前記マーク認識処理では、前記カメラの視野内の複数の位置で前記マークを画像認識するため、前記カメラと前記マークとを相対移動させることにより、前記カメラの視野内において前記マークの位置を変更しながら複数回撮影を行う表面実装機。 - 請求項1に記載の表面実装機であって、
前記制御部は、
前記カメラによる前回のマーク認識時から所定時間が経過した場合に、前記カメラで前記マークを再度撮影して画像認識する更新用マーク認識処理と、
前記更新用マーク認識処理にて取得した前記マークの認識結果に基づいて、各認識位置の前記補正値を更新する補正値更新処理と、を行う表面実装機。 - プリント基板に対して電子部品を実装する表面実装機であって、
基台と、
前記基台に対して平面方向に移動可能であり、プリント基板に電子部品を実装する実装部と、
前記基台又は前記実装部のうちいずれか一方側の部材に設けられたカメラと、
前記基台又は前記実装部のうち他方側の部材に設けられたマークと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記カメラの視野内の複数の位置で前記マークを撮影して画像認識するマーク認識処理と、
前記マーク認識処理にて取得した認識結果から各認識位置での認識誤差を補正する補正値を算出する補正値算出処理と、
前記プリント基板又は電子部品を前記カメラで撮影して画像認識する実装関連部品認識処理と、
前記プリント基板又は電子部品の認識結果を前記補正値に基づいて補正する補正処理と、を行い、
前記制御部は、
前記カメラによる前回のマーク認識時から所定時間が経過した場合に、前記カメラで前記マークを再度撮影して画像認識する更新用マーク認識処理と、
前記更新用マーク認識処理にて取得した前記マークの認識結果に基づいて、各認識位置の前記補正値を更新する補正値更新処理と、を行い、
前記カメラは、一次元のイメージセンサを備えたラインセンサカメラであり、
前記更新用マーク認識処理では、
前記ラインセンサカメラの視野内の複数点で前記マークを撮影して画像認識し、
前記補正値更新処理では、
前記更新用マーク認識処理で取得した前記複数点での認識結果と、更新前の前記補正値とに基づいて、各認識位置の認識誤差であって、更新前の補正値による補正後の認識誤差を近似する近似直線を算出し、
算出した近似直線と、更新前の前記補正値と、に基づいて、各認識位置の前記補正値を更新する表面実装機。 - 請求項3に記載の表面実装機であって、
前記マークは前記実装部に設けられ、
前記ラインセンサカメラは前記基台に設けられ、
前記ラインセンサカメラは前記実装部に保持された電子部品を撮影する部品認識カメラである、表面実装機。 - 請求項4に記載の表面実装機であって、
前記ラインセンサカメラのラインに沿った方向をY軸方向、Y軸方向に直交する方向をX軸方向と定義した時に、
前記実装部は、
X軸方向に並ぶ複数の実装ヘッドを前記マークのY軸方向両側に2列備え、
前記更新用マーク認識処理では、
前記視野中心及び前記視野中心から前記Y軸方向に所定距離離れた2つの撮影位置の3点で前記マークを認識し、
前記視野中心から前記撮影位置までY軸方向の距離は、前記実装部の中心線から前記実装ヘッドまでのY軸方向の距離に等しい、表面実装機。 - プリント基板に電子部品を実装する表面実装機に搭載されるカメラの認識誤差を補正する認識誤差補正方法であって、
前記カメラの視野内の複数の位置で、前記カメラに対して相対移動可能なマークを撮影して画像認識するマーク認識ステップと、
前記マーク認識ステップにて取得した各認識位置での前記マークの認識結果から、各認識位置での認識誤差を補正する補正値を算出する補正値算出ステップと、
前記プリント基板又は電子部品を前記カメラで撮影して画像認識する実装関連部品認識ステップと、
前記プリント基板又は前記電子部品の認識結果を、前記補正値に基づいて補正する補正ステップと、を含み、
前記マーク認識ステップでは、前記カメラの視野内の複数の位置で前記マークを画像認識するため、前記カメラと前記マークとを相対移動させることにより、前記カメラの視野内において前記マークの位置を変更しながら複数回撮影を行う認識誤差補正方法。 - 請求項6に記載の認識誤差補正方法であって、
前記カメラによる前回のマーク認識時から所定時間が経過した場合に、前記カメラで前記マークを再度撮影して画像認識する更新用マーク認識ステップと、
前記更新用マーク認識ステップにて取得した前記マークの認識結果に基づいて、各認識位置の前記補正値を更新する補正値更新ステップと、を含む、認識誤差補正方法。 - プリント基板に電子部品を実装する表面実装機に搭載されるカメラの認識誤差を補正する認識誤差補正方法であって、
前記カメラの視野内の複数の位置で、前記カメラに対して相対移動可能なマークを撮影して画像認識するマーク認識ステップと、
前記マーク認識ステップにて取得した各認識位置での前記マークの認識結果から、各認識位置での認識誤差を補正する補正値を算出する補正値算出ステップと、
前記プリント基板又は電子部品を前記カメラで撮影して画像認識する実装関連部品認識ステップと、
前記プリント基板又は前記電子部品の認識結果を、前記補正値に基づいて補正する補正ステップと、
前記カメラによる前回のマーク認識時から所定時間が経過した場合に、前記カメラで前記マークを再度撮影して画像認識する更新用マーク認識ステップと、
前記更新用マーク認識ステップにて取得した前記マークの認識結果に基づいて、各認識位置の前記補正値を更新する補正値更新ステップと、を含み、
前記カメラは一次元のイメージセンサを備えたラインセンサカメラであり、
前記更新用マーク認識ステップでは、
前記ラインセンサカメラの中心を含む複数点で前記マークを認識し、
前記補正値更新ステップでは、
前記マーク更新用認識ステップで取得した前記複数点での認識結果と、更新前の前記補正値とに基づいて、各認識位置の認識誤差であって、更新前の補正値による補正後の認識誤差を近似する近似直線を算出し、
算出した近似直線と更新前の前記補正値とに基づいて、各認識位置の前記補正値を更新する、認識誤差補正方法。
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