JP6770170B2 - Parts recognition device - Google Patents
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Description
本明細書は、主に部品装着機に組み込まれ、部品移載装置の吸着ノズルに吸着された電子部品(以下、部品と称する)を撮像して認識する部品認識装置に関する。 The present specification relates to a component recognition device that is mainly incorporated in a component mounting machine and that captures and recognizes an electronic component (hereinafter referred to as a component) adsorbed on a suction nozzle of a component transfer device.
プリント配線が施された基板に部品を実装するための諸作業(以下、対基板作業と称する)を施して、回路基板を量産する技術が普及している。対基板作業を実施する対基板作業機として、はんだ印刷機、部品装着機、リフロー機、基板検査機などがある。これらの対基板作業機を連結して部品実装ラインを構成することが一般的になっている。このうち、部品装着機は、基板搬送装置、部品供給装置、および部品移載装置を備える。部品移載装置の吸着ノズルに吸着された部品を認識するために、部品を撮像して画像データを取得する撮像部と、画像データを画像処理する画像処理部とを備えた部品認識装置が多用される。この種の部品認識装置に関する技術例が特許文献1に開示されている。 A technique for mass-producing circuit boards by performing various operations (hereinafter referred to as substrate-to-board operations) for mounting components on a printed circuit board has become widespread. There are a solder printing machine, a component mounting machine, a reflow machine, a board inspection machine, and the like as a board working machine that performs board working. It has become common to connect these anti-board working machines to form a component mounting line. Of these, the component mounting machine includes a board transfer device, a component supply device, and a component transfer device. In order to recognize the parts sucked by the suction nozzle of the parts transfer device, a parts recognition device having an imaging unit that images the parts and acquires image data and an image processing unit that processes the image data is often used. Will be done. A technical example relating to this type of component recognition device is disclosed in Patent Document 1.
特許文献1の部品装着機は、基準マークを有して部品を保持する装着ヘッドと、装着ヘッドを撮像する撮像部と、画像データの基準マークの位置に基づいて部品を含む画像処理領域を設定する設定手段と、画像処理領域の画像データを処理して部品の保持状態を検出する検出手段と、を備える。さらに、装着ヘッドは、部品を保持する複数の吸着ノズルを円周上に有し、設定手段は、画像処理領域の形状を四角形とする態様が開示されている。これによれば、基準マークをまず基準とするから、画像処理領域を小さな領域にすることができ、部品の保持状態を効率的に検出できる、とされている。 The component mounting machine of Patent Document 1 sets a mounting head that has a reference mark and holds the component, an image pickup unit that captures the image of the mounting head, and an image processing area including the component based on the position of the reference mark in the image data. The setting means is provided, and the detection means for processing the image data in the image processing area to detect the holding state of the component is provided. Further, the mounting head has a plurality of suction nozzles for holding the parts on the circumference, and the setting means discloses an embodiment in which the shape of the image processing region is a quadrangle. According to this, since the reference mark is used as a reference first, the image processing area can be made into a small area, and the holding state of the component can be efficiently detected.
ところで、特許文献1において、円周上の複数の吸着ノズルが吸着した部品に対して、それぞれ大きめの四角形の画像処理領域を設定すると、隣り合う画像処理領域の間に重なりが発生する。すると、ある画像処理領域において、画像処理の対象となる本来の部品に加えて、隣接する吸着ノズルが吸着している部品の一部が写り込んでしまい、画像処理エラーとなるおそれが生じる。また、重なりが発生しないように小さめの四角形の画像処理領域を設定すると、部品の位置誤差および回転角度誤差に対して十分な広さの画像処理領域が確保できなくなる。このため、吸着ノズルで吸着可能な部品のサイズが制限されてしまう。 By the way, in Patent Document 1, if a large quadrangular image processing region is set for each component sucked by a plurality of suction nozzles on the circumference, an overlap occurs between adjacent image processing regions. Then, in a certain image processing area, in addition to the original component to be image-processed, a part of the component sucked by the adjacent suction nozzle is reflected, which may cause an image processing error. Further, if a small quadrangular image processing area is set so as not to cause overlap, it is not possible to secure an image processing area sufficiently large for the position error and the rotation angle error of the parts. Therefore, the size of the parts that can be sucked by the suction nozzle is limited.
本明細書では、複数の部品を撮像して取得した画像データの中で、吸着ノズルごとに設定する画像処理領域に他の部品が写り込まないようにした部品認識装置を提供することを解決すべき課題とする。 In the present specification, it is solved to provide a component recognition device that prevents other components from being reflected in an image processing area set for each suction nozzle in image data acquired by imaging a plurality of components. It should be an issue.
本明細書は、環状配置された複数の吸着ノズルにそれぞれ吸着された複数の部品であって、前記吸着ノズルに対する位置誤差および回転角度誤差が発生し得る複数の前記部品を一括して撮像し、画像データを取得する撮像部と、前記画像データの中において、前記位置誤差および前記回転角度誤差が発生したときに複数の前記部品がそれぞれ存在し得る複数の存在可能領域を個別に包含する複数の画像処理領域であって、相互に重ならない複数の前記画像処理領域を設定する領域設定部と、複数の前記画像処理領域にそれぞれ画像処理を施して、複数の前記部品をそれぞれ認識する画像処理部と、を備え、前記画像処理領域は、前記画像データの中の前記環状配置の中心側に上底を配置し外周側に下底を配置した等脚台形の領域であり、かつ、周方向に隣接する二つの前記等脚台形の脚同士が重なる、部品認識装置を開示する。 In the present specification, a plurality of parts that are each adsorbed to a plurality of suction nozzles arranged in an annular shape, and a plurality of the parts that may cause a position error and a rotation angle error with respect to the suction nozzles are collectively imaged. A plurality of imaging units that acquire image data, and a plurality of existing regions that individually include a plurality of possible regions in which the plurality of components may exist when the position error and the rotation angle error occur in the image data. An area setting unit that sets a plurality of the image processing areas that do not overlap each other in the image processing area, and an image processing unit that performs image processing on each of the plurality of the image processing areas and recognizes the plurality of the parts. The image processing region is an equilateral trapezoidal region in which the upper bottom is arranged on the central side of the annular arrangement and the lower base is arranged on the outer peripheral side in the image data, and is in the circumferential direction. Disclosed is a component recognition device in which two adjacent equal-legged trapezoidal legs overlap each other .
本明細書で開示する部品認識装置によれば、撮像部は、複数の部品を撮像して画像データを取得し、領域設定部は、部品が存在し得る存在可能領域を個別に包含し、かつ相互に重ならない複数の画像処理領域を設定する。このため、吸着ノズルが吸着している部品は、仮に位置誤差および回転角度誤差が発生しても、この部品に対して設定された画像処理領域のみに写る。したがって、吸着ノズルごとに設定する画像処理領域に、他の部品は写り込まない。 According to the component recognition device disclosed in the present specification, the image pickup unit captures a plurality of components and acquires image data, and the area setting unit individually includes a possible region in which the component can exist, and Set multiple image processing areas that do not overlap each other. Therefore, even if a position error and a rotation angle error occur, the component sucked by the suction nozzle is reflected only in the image processing area set for this component. Therefore, other parts are not reflected in the image processing area set for each suction nozzle.
1.部品装着機9の全体構成
第1実施形態の部品認識装置4について、図1〜図5を参考にして説明する。図1は、第1実施形態の部品認識装置4を装備した部品装着機9の全体構成を模式的に示す斜視図である。図1において、共通ベース91の上に、同型の2台の部品装着機9が配置されている。部品装着機9は、部品移載装置1、基板搬送装置2、部品供給装置3、部品認識装置4、および制御装置5などが機台92に組み付けられて構成される。図中のX軸方向は基板Kを搬入出する方向、Y軸方向は水平面内でX軸方向に直交する方向、Z軸方向は鉛直方向である。1. 1. Overall Configuration of
基板搬送装置2は、部品装着機9の長手方向(Y軸方向)の中央付近の機台92の上面に配設されている。基板搬送装置2は、第1搬送装置21および第2搬送装置22が並設された、いわゆるダブルレーンタイプの装置である。第1搬送装置21は、X軸方向に平行する一対のガイドレール、およびガイドレールにそれぞれ案内され基板Kを載置して搬送する一対のコンベアベルト(図示省略)などを有する。また、第1搬送装置21には、装着実施位置まで搬送された基板Kを押し上げて位置決めするクランプ装置(図示省略)が設けられている。第2搬送装置22も、第1搬送装置21と同様に構成されている。
The
部品供給装置3は、部品装着機9の前側に設けられている。部品供給装置3は、着脱可能な多数のカセット式フィーダ31により構成される。カセット式フィーダ31は、本体32と、本体32の前側に設けられた供給リール33と、本体32の後端上部に設けられた部品取り出し部34とを備える。供給リール33には、多数の部品が所定ピッチで封入されたキャリアテープが巻回保持される。このキャリアテープは、図略のテープ送り機構により所定ピッチで送り出される。これにより、部品は、封入状態を解除されて部品取り出し部34に順次送り込まれる。
The
部品移載装置1は、X軸方向およびY軸方向に移動可能ないわゆるXYロボットタイプの装置である。部品移載装置1は、部品装着機9の長手方向の後部(図1の右上側)から前部の部品供給装置3の上方にかけて配設されている。部品移載装置1は、ヘッド駆動機構11、装着ヘッド12、ノズルホルダ13、および複数の吸着ノズル14などで構成される。ヘッド駆動機構11は、装着ヘッド12を水平面内のX軸方向およびY軸方向に駆動する。ヘッド駆動機構11は、公知の各種技術を適宜採用して構成できる。
The component transfer device 1 is a so-called XY robot type device that can move in the X-axis direction and the Y-axis direction. The component transfer device 1 is arranged from the rear portion (upper right side in FIG. 1) in the longitudinal direction of the
装着ヘッド12は、下側にノズルホルダ13を回動可能に支承している。ノズルホルダ13は、環状配置された複数の吸着ノズル14を有する。吸着ノズル14は、部品取り出し部34から部品を吸着して、基板Kの所定の装着座標位置に装着する。部品移載装置1は、部品供給装置3に移動して複数の吸着ノズル14でそれぞれ部品を吸着し、後述の部品認識装置4を経由して基板Kに移動し部品を装着する、という吸着装着サイクルを行う。さらに、部品移載装置1は、吸着装着サイクルを繰り返すことによって、部品の装着作業を実施する。
The
部品認識装置4は、基板搬送装置2と部品供給装置3との間の機台92の上面に、上向きに設けられている。部品認識装置4は、複数の吸着ノズル14が部品取り出し部34で部品を吸着して基板Kに移動する途中の状態を撮影する。これにより、部品認識装置4は、複数の部品を一括して撮像できる。取得された画像データは画像処理されて、部品の吸着状態が確認される。部品の吸着位置や回転角のずれ、リードの曲がりなどが確認されると、必要に応じて装着作業が微調整される。また、装着作業が困難な部品は、廃棄される。
The
制御装置5は、機台92の上方を覆うカバー93の前部に配設される。制御装置5は、CPUを有してソフトウェアで動作するコンピュータ装置を用いて構成される。制御装置5は、マンマシンインターフェースとしての入力部51および表示部52を備える。制御装置5は、予め設定された装着ジョブデータにしたがって、部品の装着作業を制御する。装着ジョブデータは、部品装着機9で基板Kに装着する部品の種類、数量、装着順序などを指定するものである。さらに、装着ジョブデータは、部品を吸着するカセット式フィーダ31の位置や、基板K上の装着座標位置、装着に使用する吸着ノズル14の種類なども指定する。
The
2.第1実施形態の部品認識装置4の構成
第1実施形態の部品認識装置4の詳細な説明に移る。図2は、第1実施形態の部品認識装置4の構成を示す側面部分断面図である。部品認識装置4は、複数の吸着ノズル14が部品供給装置3から基板Kへ移動する途中で停止せずに撮像を行うオンザフライ撮像、あるいは、複数の吸着ノズル14が一旦停止するタイミングで撮像を行う停止時撮像のどちらを行ってもよい。部品認識装置4は、撮像部71、連結部72、上椀部73、照明部74、および撮像制御部8などで構成されている。2. Configuration of the
撮像部71は、Z軸方向に延びる光入射軸AOを有し、支持台711を介して機台92上に取り付けられている。撮像部71の上部中央は、上方からの光が入射する光入射部712となっている。撮像部71の上方には、矩形断面の筒状の連結部72が配設されている。さらに、連結部72の上側には、上向きに開いた底のない椀状の上椀部73が配設されている。撮像部71は、撮像制御部8からの制御にしたがい、環状配置された複数の吸着ノズル14およびそれぞれに吸着された複数の部品Pを一括して撮像し、画像データを取得する。さらに、撮像部71は、取得した画像データを撮像制御部8に出力する。
The
照明部74は、連結部72の内面から上椀部73の内面にかけて配設されている。詳述すると、連結部72の内壁の一つの側面には、多数のLEDよりなる落射光源741が設けられている。また、連結部72の内部を斜めに横切ってハーフミラー742が設けられている。ハーフミラー742は、落射光源741から照射された水平方向の落射光をZ軸方向上向きに反射するとともに、上方からの光を撮像部71の光入射部712に向けて透過する。上椀部73の椀状の内面に、多数のLEDよりなる傾射光源744が四段配置されている。さらに、上椀部73の椀状の内面の上縁寄りに、多数のLEDよりなる側射光源746が一段配置されている。照明部74は、撮像部71の撮像時に、撮像制御部8からの制御にしたがって被写体に照明光を照射する。
The
図2に示されるように、ノズルホルダ13の底面の中央に、中央マーカ131が付設されている。また、図2において、右側の吸着ノズル14が下端の吸着口141に部品Pを保持せず、左側の吸着ノズル14が吸着口141に部品Pを保持した状況が例示されている。吸着ノズル14は、吸着口141よりも高い位置に背景プレート142を有する。背景プレート142は、吸着ノズル14の外周から鍔状に水平方向に拡がる部材である。隣り合う吸着ノズル14の背景プレート142は、相互間がわずかに離隔して配置されており、相互に接触しない。
As shown in FIG. 2, a
背景プレート142の直径に基づいて、吸着ノズル14が吸着可能な部品Pのサイズが定められる。詳述すると、吸着ノズル14が吸着する部品Pは、吸着ノズル14に対して位置誤差および回転角度誤差が発生し得る。これらの誤差が発生したときに、部品Pが存在し得る領域を存在可能領域と称する。この存在可能領域が背景プレート142に包含される範囲内で、吸着可能な最も大きな部品が定められる。
Based on the diameter of the
背景プレート142の下側の面は、部品Pと異なる色、例えば黒色とされている。背景プレート142は、撮像部71の撮像時に部品Pの後ろ側に位置する。これにより、画像データの中で、背景プレート142と部品Pのコントラストが明瞭になり、部品Pの外形形状が精度よく認識される。
The lower surface of the
撮像制御部8は、コンピュータ装置を用いて構成される。撮像制御部8は、制御装置5からの撮像指令にしたがい、照明部74を制御しつつ撮像部71の撮像動作を制御する。さらに、撮像制御部8は、撮像動作を終了した撮像部71から画像データを取得する。撮像制御部8は、領域設定部81および画像処理部82の機能を有する。領域設定部81および画像処理部82の詳細な機能については、後で動作および作用と併せて説明する。
The image
3.第1実施形態の部品認識装置4の動作および作用
次に、第1実施形態の部品認識装置4の動作について説明する。図3は、主に撮像制御部8からの制御で動作する部品認識装置4の動作フローを示す図である。図3のステップS1で、撮像制御部8は、制御装置5からの撮像指令を待つ。制御装置5は、ヘッド駆動機構11の駆動状況を把握して、複数の吸着ノズル14が部品認識装置4の真上に到来するタイミングを検出し、または予期して撮像指令を発する。撮像指令を受け取った撮像制御部8は、動作フローの実行をステップS2に進める。3. 3. Operation and operation of the
ステップS2で、撮像制御部8は、撮像部71および照明部74を制御して撮像動作を実施させる。図4は、部品認識装置4の撮像部71よって取得された画像データGdを模式的に表す図である。図4において、ノズルホルダ13が有する吸着ノズル14は8本とされている。画像データGdには、8本の吸着ノズル14の背景プレート142の全体が写っている。また、図4において、2本の吸着ノズル14がそれぞれ部品Pを保持しており、3本から8本までの吸着ノズル14が部品Pを保持する場合もある。
In step S2, the image
次のステップS3で、領域設定部81は、ノズルホルダ13の中央マーカ131を検出する。これにより、領域設定部81は、画像データGdの中で、ノズルホルダ13の中央位置を認識する。次のステップS4で、領域設定部81は、ノズルホルダ13の中央位置および回転位相に基づいて、各吸着ノズル14の中央位置を認識する。この認識方法に限定されず、領域設定部81は、画像データGdの中の背景プレート142を画像処理して各吸着ノズル14の中央位置を認識してもよい。各吸着ノズル14の中央位置の認識は、部品Pの有無や吸着姿勢に関係なく行われる。
In the next step S3, the
次のステップS5で、領域設定部81は、画像データGdの中で、それぞれの吸着ノズル14に対して個別に画像処理領域R1を設定する。つまり、画像処理領域R1は、吸着ノズル14ごとに設定され、全部で8個が設定される。図5は、画像データGdの中で、個別に設定された円形の画像処理領域R1の1個を太線で模式的に表した図である。第1実施形態において、画像処理領域R1は、吸着ノズル14の中央を中心とする円形の領域とされる。8個の画像処理領域R1は、相互に重ならない。
In the next step S5, the
画像処理領域R1は、円形の領域の中心座標値が吸着ノズル14の中央に設定される。したがって、画像処理領域R1は、背景プレート142と同心配置になる。また、画像処理領域R1の半径は、部品Pの存在可能領域を包含するように設定される。画像処理領域R1の半径は、部品Pの大きさなどに基づいて自動演算されてもよく、オペレータの設定に基づいてもよい。
In the image processing region R1, the center coordinate value of the circular region is set at the center of the
吸着ノズル14が吸着可能な最も大きな部品を吸着しているとき、画像処理領域R1は、背景プレート142と同じ大きさ以上になる。それでも、画像処理領域R1の半径は、画像処理領域R1の相互間が接する状態を上限とする。吸着ノズル14が小さな部品を吸着しているとき、画像処理領域R1は、背景プレート142より小さくなってもよい。さらに、複数の吸着ノズル14が吸着している部品の種類が異なる場合、複数の画像処理領域R1の半径が互いに異なっていてもよい。つまり、部品のサイズや、複数の吸着ノズル14が同時に保持する部品の種類の組合せに関わらず、複数の画像処理領域R1は、各部品の存在可能領域を包含しつつ、相互に重ならないように設定される。
When the
次のステップS6で、画像処理部82は、8個の画像処理領域R1にそれぞれ画像処理を施して、部品Pをそれぞれ認識する。部品Pの認識方法には、公知の各種技術を応用できる。第1実施形態において、部品Pの形状および大きさ、ならびに吸着ノズル14に対する部品Pの位置誤差および回転角度誤差が認識される。なお、画像処理を行って部品Pを検出できない場合、画像処理部82は、当該の吸着ノズル14について、部品未吸着と認識する。
In the next step S6, the
次のステップS7で、画像処理部82は、画像処理結果を制御装置5に送信する。この後、制御装置5は、受け取った画像処理結果に基づいて、吸着ノズル14が部品Pを基板Kに装着する動作を微調整する。また、画像処理結果がエラーであった場合、制御装置5は、吸着ノズル14に部品Pを廃棄させる。ステップS7の後、画像処理部82は、動作フローの実行をステップS1に戻す。
In the next step S7, the
次に、第1実施形態の部品認識装置4の作用について、比較例と対比して説明する。図6は、比較例の部品認識装置で設定される四角形の画像処理領域Q1、および画像処理領域Q2を説明する図である。比較例において、画像処理の死角が無くなるように、背景プレート142を包含した大きめの四角形の画像処理領域Q1を設定する。すると、隣り合う画像処理領域Q1が平行移動の配置となる方式でも、回転移動の配置となる方式でも、画像処理領域Q1の相互間に重なりが発生する。これにより、いずれかの画像処理領域Q1において、画像処理の対象となる本来の部品Pに加えて、隣接する吸着ノズル14が吸着している部品Pの一部が写り込んでしまい、画像処理エラーとなるおそれが生じる。
Next, the operation of the
また、重なりが発生しないように小さめの四角形の画像処理領域Q2を設定すると、画像処理領域Q2は背景プレート142の一部を包含しない。したがって、この画像処理領域Q2では、部品Pの位置誤差および回転角度誤差に対して十分な広さが確保できない。この結果、吸着ノズル14で吸着可能な部品Pのサイズが制限されてしまう。
Further, if a small rectangular image processing area Q2 is set so as not to cause overlap, the image processing area Q2 does not include a part of the
一方、第1実施形態の部品認識装置4において、画像処理領域R1は、各部品の存在可能領域を包含しつつ、相互に重ならないように設定される。例えば、吸着ノズル14が吸着可能な最も大きな部品に位置誤差および回転角度誤差を考慮した存在可能領域よりも背景プレート142の方が広い。そして、画像処理領域R1は、背景プレート142以上の広さを有する。したがって、吸着ノズル14で吸着可能な部品Pのサイズは制限されない。また、画像処理領域R1は、相互に重ならないので、隣の吸着ノズル14の背景プレート142や部品Pの写り込みは生じない。したがって、画像処理エラーのおそれは無い。
On the other hand, in the
さらに、円形の画像処理領域の作用について、別の実施例を示して説明する。図7は、長方形の部品Psを対象として設定する円形の画像処理領域R3、および四角形の画像処理領域Q3を示した図である。また、図8は、長方形の本体部Bから突出した電極部Eを有する部品Peを対象として設定する円形の画像処理領域R4、および四角形の画像処理領域Q4を示した図である。 Further, the operation of the circular image processing region will be described with reference to another embodiment. FIG. 7 is a diagram showing a circular image processing area R3 and a quadrangular image processing area Q3 set for rectangular parts Ps. Further, FIG. 8 is a diagram showing a circular image processing region R4 and a quadrangular image processing region Q4 set for the component Pe having the electrode portion E protruding from the rectangular main body portion B.
図7において、長方形の部品Psに位置誤差および回転角度誤差が生じる場合を想定すると、破線で示される存在可能領域を考慮する必要が生じる。そして、第1実施形態では、存在可能領域を包含するように、円形の画像処理領域R3を設定する。画像処理領域R3の直径D3である。一方、比較例では、存在可能領域を包含するように、四角形の画像処理領域Q3を設定する。画像処理領域Q3の短辺Y3、長辺X3である。 In FIG. 7, assuming a case where a positional error and a rotation angle error occur in the rectangular component Ps, it is necessary to consider the possible region indicated by the broken line. Then, in the first embodiment, the circular image processing region R3 is set so as to include the existable region. The diameter D3 of the image processing region R3. On the other hand, in the comparative example, the rectangular image processing area Q3 is set so as to include the existable area. The short side Y3 and the long side X3 of the image processing area Q3.
次に、図8に示される部品Peの本体部Bは、図7の部品Psと同じ大きさの長方形である。部品Peは、本体部Bの2つの短辺の中央から突出する一対の電極部Eを有する。この部品Peに位置誤差および回転角度誤差が生じる場合を想定すると、破線で示される存在可能領域を考慮する必要が生じる。そして、第1実施形態では、この存在可能領域を包含するように、円形の画像処理領域R4を設定する。画像処理領域R4の直径D4である。一方、比較例では、この存在可能領域を包含するように、四角形の画像処理領域Q4を設定する。画像処理領域Q4の短辺Y4、長辺X4である。 Next, the main body B of the component Pe shown in FIG. 8 is a rectangle having the same size as the component Ps of FIG. The component Pe has a pair of electrode portions E protruding from the center of the two short sides of the main body portion B. Assuming that the component Pe has a position error and a rotation angle error, it is necessary to consider the existence region indicated by the broken line. Then, in the first embodiment, the circular image processing region R4 is set so as to include this possible region. The diameter D4 of the image processing region R4. On the other hand, in the comparative example, the rectangular image processing area Q4 is set so as to include this possible area. The short side Y4 and the long side X4 of the image processing area Q4.
ここで、第1実施形態において、図8の画像処理領域R4の直径D4は、図7の画像処理領域R3の直径D3と同じ大きさでよい。したがって、吸着可能な部品のサイズは、部品Psから部品Peまで拡大される。一方、比較例において、図8の画像処理領域Q4の短辺Y4は、図7の画像処理領域Q3の短辺Y3に一致する。しかしながら、画像処理領域Q4の長辺X4は、画像処理領域Q3の長辺X3よりも大きくする必要が生じる。したがって、吸着可能な部品Psのサイズを大きくすることは、制限される。 Here, in the first embodiment, the diameter D4 of the image processing region R4 of FIG. 8 may have the same size as the diameter D3 of the image processing region R3 of FIG. Therefore, the size of the adsorbable component is expanded from the component Ps to the component Pe. On the other hand, in the comparative example, the short side Y4 of the image processing area Q4 of FIG. 8 coincides with the short side Y3 of the image processing area Q3 of FIG. However, the long side X4 of the image processing area Q4 needs to be larger than the long side X3 of the image processing area Q3. Therefore, increasing the size of the adsorbable component Ps is limited.
4.第1実施形態の部品認識装置4の態様および効果
第1実施形態の部品認識装置4は、環状配置された複数の吸着ノズル14にそれぞれ吸着された複数の部品Pであって、吸着ノズル14に対する位置誤差および回転角度誤差が発生し得る複数の部品Pを一括して撮像し、画像データGdを取得する撮像部71と、画像データGdの中において、位置誤差および回転角度誤差が発生したときに複数の部品Pがそれぞれ存在し得る複数の存在可能領域を個別に包含する複数の画像処理領域R1であって、相互に重ならない複数の画像処理領域R1を設定する領域設定部81と、複数の画像処理領域R1にそれぞれ画像処理を施して、複数の部品Pをそれぞれ認識する画像処理部82と、を備える。4. Aspects and Effects of the
これによれば、撮像部71は、複数の部品Pを撮像して画像データGdを取得し、領域設定部81は、部品Pが存在し得る存在可能領域を個別に包含し、かつ相互に重ならない複数の画像処理領域R1を設定する。このため、吸着ノズル14が吸着している部品Pは、仮に位置誤差および回転角度誤差が発生しても、この部品Pに対して設定された画像処理領域R1のみに写る。したがって、部品Pごとに設定する画像処理領域R1に、他の部品Pは写り込まない。
According to this, the
加えて、画像処理領域R1に他の部品Pの写り込みが発生しないので、画像処理エラーのおそれは無い。また、小さめの四角形の画像処理領域Q2を設定する比較例と対比して、吸着ノズル14で吸着可能な部品Pのサイズが制限されない。また、第1実施形態は、従来装置と比較してハードウェア構成は同じであり、撮像制御部8のソフトウェアのみが異なる。したがって、装置コストの上昇が抑制され、また、納入済の従来装置でもソフトウェアの変更による対応が可能である。
In addition, since the other component P is not reflected in the image processing area R1, there is no risk of an image processing error. Further, the size of the component P that can be sucked by the
さらに、吸着ノズル14は、撮像部71の撮像時に部品Pの後ろ側に位置する背景プレート142を有し、画像処理領域R1は、画像データGdの中の背景プレート142を包含する。これによれば、吸着ノズル14に吸着された部品Pの存在可能領域よりも画像処理領域R1のほうが広くなる。したがって、部品Pの画像は、画像処理領域R1から出ることがない。加えて、背景プレート142は、部品Pと異なる色の下側面を有して、撮像部71の撮像時に部品Pの後ろ側に位置する。したがって、部品Pの画像のコントラストが明瞭となって、部品Pの外形形状が精度よく認識される。
Further, the
さらに、画像処理領域R1は、画像データGdの中の吸着ノズル14の中央を中心とする円形の領域である。これによれば、画像処理領域R1の設定が容易であるので、画像処理時間が短縮される。
Further, the image processing region R1 is a circular region centered on the center of the
5.第2実施形態の部品認識装置4Aの構成および動作
次に、第2実施形態の部品認識装置4Aについて、第1実施形態と異なる点を主に説明する。第2実施形態の部品認識装置4Aは、ハードウェアの構成が第1実施形態と同じで、撮像制御部8Aの機能および画像処理領域の形状が第1実施形態と異なる。図9は、第2実施形態の部品認識装置4Aの制御の構成を示すブロック図である。また、図10は、主に撮像制御部8Aからの制御で動作する第2実施形態の部品認識装置4Aの動作フローを示す図である。5. Configuration and Operation of the
第2実施形態において、図9に示されるように、撮像制御部8Aは、領域設定部83および画像処理部82の機能を有する。さらに、領域設定部83は、部品別領域指定部84および積領域演算部85を含む。図10のステップS1からステップS4までの動作は、第1実施形態と同じである。ステップS4に続くステップS11で、領域設定部83は、画像データGdの中で、それぞれの吸着ノズル14に対して個別に画像処理領域R5を設定する。図11は、画像データGdの中で、個別に設定された等脚台形の画像処理領域R5の1個を太線で模式的に表した図である。画像処理領域R5は、吸着ノズル14の本数に等しい8個が設定される。
In the second embodiment, as shown in FIG. 9, the image
第2実施形態において、画像処理領域R5は、等脚台形の領域とされる。領域設定部83は、次の手順1)〜手順4)を実施して、画像処理領域R5を設定する。
手順1)ノズルホルダ13の中央マーカ131の周りの中心角を8等分し、45°ピッチの中央に吸着ノズル14の中央が位置するように8本の分割線F(破線で示す)を設定する。
手順2)各背景プレート142の周縁のうち環状配置の中心側位置に接する上底B1を45°の範囲内に配置する。
手順3)各背景プレート142の周縁のうち環状配置の外周側位置に接する下底B2を45°の範囲内に配置する。
手順4)分割線F上で、上底B1の端と下底B2の端を結んで脚Lとする。In the second embodiment, the image processing region R5 is an isosceles trapezoidal region. The
Step 1) Divide the central angle around the
Step 2) Of the peripheral edges of each
Step 3) Of the peripheral edges of each
Step 4) On the dividing line F, connect the end of the upper base B1 and the end of the lower base B2 to form a leg L.
上記のように設定された画像処理領域R5では、周方向に隣接する二つの等脚台形の脚L同士が重なる。また、画像処理領域R5は、背景プレート142を包含する。したがって、吸着ノズル14が吸着可能な最も大きな部品を吸着し、さらにその部品に位置誤差および回転角度誤差が発生しても、その部品の画像は、画像処理領域R5から出ない。
In the image processing region R5 set as described above, two isosceles trapezoidal legs L adjacent to each other in the circumferential direction overlap each other. Further, the image processing region R5 includes the
次のステップS12で、領域設定部83の部品別領域指定部84は、吸着ノズル14が吸着している部品に対応する部品別領域R6が設定されている場合に動作し、その部品別領域R6を指定する。部品別領域R6は、部品の種類によって変化する存在可能領域や、部品の種類によって異なる画像処理のアルゴリズムを考慮して設定される。部品別領域R6は、画像処理に不要な領域を除外して最終的な画像処理領域を小さくするために指定されるものであり、その形状は限定されない。
In the next step S12, the component-specific
例えば、部品別領域指定部84は、部品の種類と部品別領域R6とを対応付けたデータを予め記憶しておく。そして、部品別領域指定部84は、吸着ノズル14が吸着している部品の種類に対応するデータを読み出すことで、部品別領域R6を指定する。あるいは、部品別領域指定部84は、ステップS12を実施する都度、オペレータの入力操作に基づいて、部品別領域R6を指定するように構成されてもよい。部品別領域指定部84は、部品別領域R6が設定されていない場合には動作しない。
For example, the component-specific
次のステップS13で、領域設定部83の積領域演算部85は、部品別領域R6が指定されているか否かを判断する。部品別領域R6が指定されている場合のステップS14で、積領域演算部85は、画像処理領域R5と、部品別領域R6との積領域R7を求める。さらに、積領域演算部85は、積領域R7を最終的な画像処理領域とする。この後、積領域演算部85は、動作フローの実行をステップS6に進める。また、ステップS13で、部品別領域R6が指定されていない場合、積領域演算部85は、動作フローの実行をステップS6に合流させる。
In the next step S13, the product
図12は、画像データGdの中で求められた積領域R7の一例を太線で模式的に表した図である。8個の吸着ノズル14に吸着された部品Pが同種類である場合、積領域R7は、8個求められる。しかしながら、積領域R7の個数は、部品Pの種類の組合せに応じて変化し得る。つまり、最多で8個の部品の一部に対して画像処理領域R5が設定され、残部に対して積領域R7が設定される場合が生じ得る。図12の例で、部品別領域R6は、図6に示された大きめの四角形の画像処理領域Q1に一致している。この例では、積領域R7は、等脚台形の下底B2の両端に近い部分が除外された六角形領域となる。それでも、積領域R7は、背景プレート142を包含する。
FIG. 12 is a diagram schematically showing an example of the product region R7 obtained in the image data Gd with a thick line. When the components P adsorbed on the eight
ステップS6で、画像処理部82は、積領域R7または画像処理領域R5にそれぞれ画像処理を施して、部品Pをそれぞれ認識する。次のステップS7で、画像処理部82は、画像処理結果を制御装置5に送信する。ステップS7の後、画像処理部82は、動作フローの実行をステップS1に戻す。
In step S6, the
第2実施形態の部品認識装置4Aにおいて、積領域R7や画像処理領域R5は、背景プレート142を包含し、かつ相互に重ならない。したがって、吸着ノズル14で吸着可能な部品Pのサイズは制限されない。また、積領域R7や画像処理領域R5に、隣の吸着ノズル14の背景プレート142や部品Pの写り込みは生じない。したがって、画像処理エラーのおそれは無い。
In the
6.第2実施形態の部品認識装置4Aの態様および効果
第2実施形態の部品認識装置4Aにおいて、画像処理領域R5は、画像データGdの中の環状配置の中心側に上底B1を配置し外周側に下底B2を配置した等脚台形の領域であり、かつ、周方向に隣接する二つの等脚台形の脚L同士が重なる。これによれば、第1実施形態と同様、部品Pごとに設定する画像処理領域R5に、他の部品Pは写り込まない。加えて、画像処理エラーのおそれがなく、吸着ノズル14で吸着可能な部品Pのサイズが制限されない。6. Aspects and Effects of the
さらに、画像処理領域は、五角形以上の多角形領域とすることができ、具体例として、積領域R7は六角形領域である。これによれば、四角形の画像処理領域に固執することなく、処理効率の良い領域設定を行える。 Further, the image processing region can be a polygonal region of pentagon or more, and as a specific example, the product region R7 is a hexagonal region. According to this, it is possible to set an area with good processing efficiency without sticking to the rectangular image processing area.
さらに、領域設定部83は、画像処理領域R5と、部品の種類に対応して指定される部品別領域R6との積領域R7を求め、積領域R7を最終的な画像処理領域とする。これによれば、画像処理の対象となる領域が小さくなるので、画像処理時間が短縮される。
Further, the
7.実施形態の応用および変形
なお、第1および第2実施形態で説明した画像処理領域(R1、R5)や積領域R7以外の画像処理領域を用いることが可能である。例えば、図8に示された円形の画像処理領域R4と、四角形の画像処理領域Q4との積領域を求めて、画像処理を実施してもよい。また、ノズルホルダ13が保持する吸着ノズル14は、8本に限定されず、12本や24本でも実施可能である。ただし、第2実施形態の画像処理領域R5の等脚台形の形状は、適宜変更される。第1および第2実施形態は、他にも様々な変形や応用が可能である。7. Application and Modification of the Embodiment It is possible to use an image processing region other than the image processing region (R1, R5) and the product region R7 described in the first and second embodiments. For example, the image processing may be performed by obtaining the product area of the circular image processing area R4 shown in FIG. 8 and the rectangular image processing area Q4. Further, the number of
1:部品移載装置 13:ノズルホルダ 14:吸着ノズル 142:背景プレート 2:基板搬送装置 3:部品供給装置 4、4A:部品認識装置 5:制御装置 71:撮像部 74:照明部 8、8A:撮像制御部 81:領域設定部 82:画像処理部 83:領域設定部 84:部品別領域指定部 85:積領域演算部 9:部品装着機 P:部品 Gd:画像データ R1、R3、R4:(円形の)画像処理領域 R5:(等脚台形の)画像処理領域 B1:上底 B2:下底 L:脚 R6:部品別領域 R7:積領域 Q1、Q2、Q3、Q4:(四角形の)画像処理領域
1: Parts transfer device 13: Nozzle holder 14: Suction nozzle 142: Background plate 2: Substrate transfer device 3:
Claims (4)
前記画像データの中において、前記位置誤差および前記回転角度誤差が発生したときに複数の前記部品がそれぞれ存在し得る複数の存在可能領域を個別に包含する複数の画像処理領域であって、相互に重ならない複数の前記画像処理領域を設定する領域設定部と、
複数の前記画像処理領域にそれぞれ画像処理を施して、複数の前記部品をそれぞれ認識する画像処理部と、を備え、
前記画像処理領域は、前記画像データの中の前記環状配置の中心側に上底を配置し外周側に下底を配置した等脚台形の領域であり、かつ、周方向に隣接する二つの前記等脚台形の脚同士が重なる、
部品認識装置。 A plurality of parts sucked by a plurality of suction nozzles arranged in a ring shape, and a plurality of the parts that may cause a position error and a rotation angle error with respect to the suction nozzles are collectively imaged and image data is acquired. Imaging unit and
In the image data, there are a plurality of image processing regions that individually include a plurality of possible regions in which the plurality of parts may exist when the position error and the rotation angle error occur, and mutually. An area setting unit that sets a plurality of the image processing areas that do not overlap,
An image processing unit that performs image processing on each of the plurality of the image processing areas and recognizes the plurality of the parts is provided .
The image processing region is an isosceles trapezoidal region in which the upper base is arranged on the center side of the annular arrangement and the lower base is arranged on the outer peripheral side in the image data, and the two said regions adjacent to each other in the circumferential direction. Isosceles trapezoidal legs overlap,
Parts recognition device.
前記画像データの中において、前記位置誤差および前記回転角度誤差が発生したときに複数の前記部品がそれぞれ存在し得る複数の存在可能領域を個別に包含する複数の画像処理領域であって、相互に重ならない複数の前記画像処理領域を設定する領域設定部と、
複数の前記画像処理領域にそれぞれ画像処理を施して、複数の前記部品をそれぞれ認識する画像処理部と、を備え、
前記領域設定部は、前記画像データの中の前記吸着ノズルの中央を中心とする円形の前記画像処理領域と、前記部品の種類に対応して指定される部品別領域との積領域を求め、前記積領域を最終的な前記画像処理領域とする、
部品認識装置。 A plurality of parts sucked by a plurality of suction nozzles arranged in a ring shape, and a plurality of the parts that may cause a position error and a rotation angle error with respect to the suction nozzles are collectively imaged and image data is acquired. Imaging unit and
In the image data, there are a plurality of image processing regions that individually include a plurality of possible regions in which the plurality of parts may exist when the position error and the rotation angle error occur, and mutually. An area setting unit that sets a plurality of the image processing areas that do not overlap,
An image processing unit that performs image processing on each of the plurality of the image processing areas and recognizes the plurality of the parts is provided .
The area setting unit obtains a product area of the circular image processing area centered on the center of the suction nozzle in the image data and a component-specific area designated according to the type of the component. The product area is used as the final image processing area.
Parts recognition device.
前記画像データの中において、前記位置誤差および前記回転角度誤差が発生したときに複数の前記部品がそれぞれ存在し得る複数の存在可能領域を個別に包含する複数の画像処理領域であって、相互に重ならない複数の前記画像処理領域を設定する領域設定部と、
複数の前記画像処理領域にそれぞれ画像処理を施して、複数の前記部品をそれぞれ認識する画像処理部と、を備え、
前記領域設定部は、五角形以上の多角形の前記画像処理領域と、前記部品の種類に対応して指定される部品別領域との積領域を求め、前記積領域を最終的な前記画像処理領域とする、
部品認識装置。 A plurality of parts sucked by a plurality of suction nozzles arranged in a ring shape, and a plurality of the parts that may cause a position error and a rotation angle error with respect to the suction nozzles are collectively imaged and image data is acquired. Imaging unit and
In the image data, there are a plurality of image processing regions that individually include a plurality of possible regions in which the plurality of parts may exist when the position error and the rotation angle error occur, and mutually. An area setting unit that sets a plurality of the image processing areas that do not overlap,
An image processing unit that performs image processing on each of the plurality of the image processing areas and recognizes the plurality of the parts is provided .
The area setting unit obtains a product area of the image processing area having a polygonal shape of pentagon or more and a component-specific area designated according to the type of the component, and the product area is used as the final image processing area. To
Parts recognition device.
前記画像処理領域は、前記画像データの中の前記背景プレートを包含する、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の部品認識装置。 The suction nozzle has a background plate located behind the component at the time of imaging of the imaging unit.
The image processing area includes the background plate in the image data.
The component recognition device according to any one of claims 1 to 3 .
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