JP6912993B2 - Component mounting device - Google Patents
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Description
この発明は、部品実装装置に関する。 The present invention relates to a component mounting device.
従来、部品実装装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, component mounting devices are known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1には、基板に対して部品を実装する吸着ノズルと、吸着ノズルによる部品の実装位置を複数の方向から撮像可能なカメラモジュールとを備える部品実装装置が開示されている。この部品実装装置では、複数の方向から撮像された画像に基づいて、ステレオ計測することにより、実装位置の3次元的な位置(高さ位置)を測定するように構成されている。
上記特許文献1の部品実装装置では、複数の方向から撮像された画像に基づいてステレオ計測する場合に、異なる方向から撮像された画像を比較して(マッチングして)解析しているものと考えられる。
In the component mounting device of
ここで、部品実装装置における部品供給部上での部品の吸着位置周辺および基板上での部品の実装位置周辺は、類似の形状を有するパターンが複数存在するため、目的の箇所周辺のみの狭い範囲をテンプレートとしてマッチングを行うと、誤マッチングが生じやすいという不都合がある。一方、広い範囲をテンプレートとしてマッチングを行うと、目的の箇所以外の特徴点の影響により、誤差が生じやすくなるという不都合がある。これらの結果、特許文献1のような従来の部品実装装置では、撮像部により撮像した部品の吸着位置周辺または実装位置周辺の3次元的な位置(高さ位置)を精度よく測定することが困難であるという問題点がある。
Here, since there are a plurality of patterns having similar shapes around the suction position of the component on the component supply unit in the component mounting device and around the mounting position of the component on the substrate, a narrow range only around the target portion. Matching using the above as a template has the disadvantage that erroneous matching is likely to occur. On the other hand, if matching is performed using a wide range as a template, there is a disadvantage that an error is likely to occur due to the influence of feature points other than the target location. As a result, it is difficult for a conventional component mounting device such as
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、撮像部により撮像した吸着位置周辺または実装位置周辺の高さ位置を精度よく取得することが可能な部品実装装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and one object of the present invention is to accurately acquire the height position around the suction position or the mounting position imaged by the imaging unit. Is to provide a component mounting device capable of.
この発明の一の局面による部品実装装置は、基板に対して部品を実装する実装ヘッドを含むヘッドユニットと、ヘッドユニットに設けられ、実装ヘッドによる部品の吸着位置周辺および実装位置周辺の少なくとも一方を、複数の方向から撮像可能であり、第1画像および第2画像を互いに異なる方向から撮像する撮像部と、を備え、第1画像の一部を抽出した第1テンプレートと、第2画像とをマッチングさせて、マッチング結果を取得し、第1画像から抽出し、第1テンプレートより小さい範囲の第2テンプレートと、第2画像とのマッチング探索範囲を、取得したマッチング結果に基づいて設定して、第2テンプレートと第2画像とをマッチングさせて、撮像した吸着位置周辺または実装位置周辺の第1高さ位置を取得するように構成されている。なお、本発明において、吸着位置周辺とは、吸着位置および吸着位置の周りの領域を含んでいる。また、本発明において、実装位置周辺とは、実装位置および実装位置の周りの領域を含んでいる。また、本発明において、テンプレートとは、比較対象となる画像領域を意味する。 The component mounting device according to one aspect of the present invention includes a head unit including a mounting head for mounting components on a substrate, and at least one of the periphery of the component suction position and the periphery of the mounting position provided on the head unit. A first template and a second image, which are capable of capturing images from a plurality of directions and include an imaging unit that captures a first image and a second image from different directions , and a part of the first image is extracted. Matching is performed, the matching result is acquired, extracted from the first image, and the matching search range between the second template in a range smaller than the first template and the second image is set based on the acquired matching result. It is configured to match the second template with the second image to acquire the first height position around the imaged suction position or the mounting position. In the present invention, the area around the adsorption position includes the adsorption position and the area around the adsorption position. Further, in the present invention, the mounting position periphery includes the mounting position and the area around the mounting position. Further, in the present invention, the template means an image area to be compared.
この発明の一の局面による部品実装装置では、上記のように構成することによって、比較的大きな範囲の第1テンプレートと第2画像とのマッチングにより、おおよそのマッチング探索範囲を設定することができる。また、比較的小さな範囲の第2テンプレートを用いてマッチングさせる場合に、おおよそのマッチング探索範囲が設定されているので、誤マッチングを抑制することができる。その結果、撮像部により撮像した吸着位置周辺または実装位置周辺の高さ位置を精度よく取得することができる。つまり、大きな範囲のテンプレートのみにより高さ位置を取得する場合に比べて、より正確な高さ位置を取得することができる。また、小さな範囲のテンプレートのみにより高さ位置を取得する場合に比べて、より安定して目的の箇所の高さ位置を取得することができる。 In the component mounting device according to one aspect of the present invention, by configuring as described above, an approximate matching search range can be set by matching a relatively large range of the first template and the second image. Further, when matching is performed using the second template having a relatively small range, an approximate matching search range is set, so that erroneous matching can be suppressed. As a result, it is possible to accurately acquire the height position around the suction position or the mounting position imaged by the imaging unit. That is, it is possible to acquire a more accurate height position as compared with the case where the height position is acquired only by the template in a large range. In addition, the height position of the target location can be acquired more stably as compared with the case where the height position is acquired only by the template in a small range.
上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、第1テンプレートと第2画像とをマッチングさせて、撮像した位置の第2高さ位置を取得し、第2テンプレートと第2画像とのマッチング探索範囲を、取得した第2高さ位置に基づいて設定して、第2テンプレートと第2画像とをマッチングさせて、撮像した位置の第1高さ位置を取得するように構成されている。このように構成すれば、第1テンプレートと第2画像とのマッチングにより、おおよその高さ位置である第2高さ位置を取得することができるので、おおよその高さ位置である第2高さ位置に基づいて、第2テンプレートと第2画像との適切なマッチング探索範囲を容易に設定することができる。 In the component mounting device according to the above one aspect, preferably, the first template and the second image are matched, the second height position of the imaged position is acquired, and the matching search between the second template and the second image is performed. The range is set based on the acquired second height position, the second template and the second image are matched, and the first height position of the imaged position is acquired. With this configuration, the second height position, which is the approximate height position, can be obtained by matching the first template with the second image, so that the second height, which is the approximate height position, can be obtained. Based on the position, an appropriate matching search range between the second template and the second image can be easily set.
この場合、好ましくは、取得した第2高さ位置に基づいて、第2テンプレートと第2画像とのマッチング探索範囲を、第2高さ位置を基準に所定の範囲内に設定するように構成されている。このように構成すれば、第2高さ位置を基準に所定の範囲内に設定されたマッチング探索範囲を用いて第2テンプレートと第2画像とをマッチングすることにより、第2高さ位置を基準にさらに精度よく高さ位置を取得することができる。 In this case, preferably, the matching search range between the second template and the second image is set within a predetermined range based on the second height position based on the acquired second height position. ing. With this configuration, the second height position is used as a reference by matching the second template with the second image using the matching search range set within a predetermined range based on the second height position. The height position can be acquired more accurately.
上記第2テンプレートと第2画像とのマッチング探索範囲を第2高さ位置に基づいて設定する構成において、好ましくは、第2テンプレートは、第1テンプレートの一部が抽出されるように構成されている。このように構成すれば、第1テンプレートと第2画像とのマッチングにより第2テンプレートを含む範囲の高さ位置を第2高さ位置として取得することができるので、取得した第2高さ位置に基づいて、第2テンプレートと第2画像とのマッチング探索範囲をより適切に設定することができる。 In the configuration in which the matching search range between the second template and the second image is set based on the second height position, the second template is preferably configured so that a part of the first template is extracted. There is. With this configuration, the height position of the range including the second template can be acquired as the second height position by matching the first template and the second image, so that the acquired second height position can be obtained. Based on this, the matching search range between the second template and the second image can be set more appropriately.
上記第2テンプレートと第2画像とのマッチング探索範囲を第2高さ位置に基づいて設定する構成において、好ましくは、第2高さ位置として、基板面の高さ位置を取得し、基板面の高さ位置を基準として部品の厚みに基づく範囲を、第2テンプレートと第2画像とのマッチング探索範囲として設定して、第2テンプレートと第2画像とをマッチングさせて、第1高さ位置として基板上の部品の実装位置の高さ位置を取得するように構成されている。このように構成すれば、第2テンプレートと第2画像とのマッチング探索範囲を適切な範囲に絞ることができるので、広い探索範囲によりマッチングする場合に比べて、基板上の部品の実装位置の高さ位置をより精度よく取得することができる。また、部品の実装位置の高さ位置を取得する処理のマッチング探索範囲を小さくすることができるので、その分、部品の実装位置の高さ位置を取得する処理を高速化することができる。 In the configuration in which the matching search range between the second template and the second image is set based on the second height position, preferably, the height position of the substrate surface is acquired as the second height position, and the substrate surface is set. A range based on the thickness of the part based on the height position is set as a matching search range between the second template and the second image, and the second template and the second image are matched to form the first height position. It is configured to acquire the height position of the mounting position of the component on the board. With this configuration, the matching search range between the second template and the second image can be narrowed down to an appropriate range, so the mounting position of the components on the board is higher than when matching with a wider search range. The position can be acquired more accurately. Further, since the matching search range of the process of acquiring the height position of the component mounting position can be reduced, the process of acquiring the height position of the component mounting position can be speeded up accordingly.
上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、撮像部は、鉛直方向に対して複数の斜め方向から撮像可能に構成されている。このように構成すれば、実装ヘッドを部品の吸着位置または実装位置の上方に配置した状態で、撮像部により部品の吸着位置または実装位置の撮像を行うことができるので、実装ヘッドによる部品吸着動作または部品実装動作と撮像動作とを容易に並行して行うことができる。これにより、部品吸着動作または部品実装動作の時間が長くなるのを抑制することができる。 In the component mounting device according to the above one aspect, preferably, the imaging unit is configured to be capable of imaging from a plurality of oblique directions with respect to the vertical direction. With this configuration, the image pickup unit can image the suction position or mounting position of the component with the mounting head placed above the suction position or mounting position of the component. Therefore, the component suction operation by the mounting head Alternatively, the component mounting operation and the imaging operation can be easily performed in parallel. As a result, it is possible to suppress a long time for the component suction operation or the component mounting operation.
上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、撮像部は、複数のカメラを含むか、または、単一のカメラと単一のカメラの視野を分割する光学系とを含む。このように構成すれば、複数のカメラ、または、単一のカメラの視野を分割する光学系により、撮像位置を複数の方向から容易に撮像することができる。 In the component mounting apparatus according to the above aspect, preferably, the imaging unit includes a plurality of cameras or includes an optical system that divides the field of view of the single camera and the single camera. With this configuration, the imaging position can be easily imaged from a plurality of directions by the optical system that divides the fields of view of the plurality of cameras or a single camera.
本発明によれば、上記のように、撮像部により撮像した位置の高さ位置を精度よく取得することが可能な部品実装装置を提供することができる。 According to the present invention, as described above, it is possible to provide a component mounting device capable of accurately acquiring the height position of the position imaged by the imaging unit.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
(部品実装装置の構成)
図1を参照して、本発明の実施形態による部品実装装置100の構成について説明する。
(Configuration of component mounting device)
The configuration of the
図1に示すように、部品実装装置100は、一対のコンベア2により基板PをX方向に搬送し、実装作業位置Mにおいて基板Pに部品31を実装する部品実装装置である。
As shown in FIG. 1, the
部品実装装置100は、基台1と、一対のコンベア2と、部品供給部3と、ヘッドユニット4と、支持部5と、一対のレール部6と、部品認識撮像部7と、撮像ユニット8と、制御部9とを備えている。なお、撮像ユニット8は、請求の範囲の「撮像部」の一例である。
The
一対のコンベア2は、基台1上に設置され、基板PをX方向に搬送するように構成されている。また、一対のコンベア2には、搬送中の基板Pを実装作業位置Mで停止させた状態で保持する保持機構が設けられている。また、一対のコンベア2は、基板Pの寸法に合わせてY方向の間隔を調整可能に構成されている。
The pair of conveyors 2 are installed on the
部品供給部3は、一対のコンベア2の外側(Y1側およびY2側)に配置されている。また、部品供給部3には、複数のテープフィーダ3aが配置されている。部品供給部3は、後述する実装ヘッド42に対して部品31を供給するように構成されている。
The component supply unit 3 is arranged on the outside (Y1 side and Y2 side) of the pair of conveyors 2. Further, a plurality of
テープフィーダ3aは、複数の部品31を所定の間隔を隔てて保持したテープが巻き付けられたリール(図示せず)を保持している。テープフィーダ3aは、部品31を保持するテープを送出することによりリールを回転させて、テープフィーダ3aの先端から部品31を供給するように構成されている。ここで、部品31は、IC、トランジスタ、コンデンサおよび抵抗などの電子部品を含む。
The
ヘッドユニット4は、一対のコンベア2および部品供給部3の上方位置に配置されており、ノズル41(図2参照)が下端に取り付けられた複数(5つ)の実装ヘッド42と、基板認識カメラ43とを含んでいる。
The
実装ヘッド42は、基板Pに対して部品31を実装するように構成されている。具体的には、実装ヘッド42は、部品供給部3により供給される部品31を吸着して、実装作業位置Mに配置された基板Pに対して吸着した部品31を装着するように構成されている。また、実装ヘッド42は、昇降可能(Z方向に移動可能)に構成され、負圧発生機(図示せず)によりノズル41の先端部に発生された負圧によって、テープフィーダ3aから供給される部品31を吸着して保持し、基板Pにおける実装位置に部品31を装着(実装)するように構成されている。
The mounting
基板認識カメラ43は、基板Pの位置および姿勢を認識するために、基板PのフィデューシャルマークFを撮像するように構成されている。そして、フィデューシャルマークFの位置を撮像して認識することにより、基板Pにおける部品31の実装位置を正確に取得することが可能である。
The
支持部5は、モータ51を含んでいる。支持部5は、モータ51を駆動させることにより、支持部5に沿ってヘッドユニット4をX方向に移動させるように構成されている。支持部5は、両端部が一対のレール部6により支持されている。
The support portion 5 includes a
一対のレール部6は、基台1上に固定されている。X1側のレール部6は、モータ61を含んでいる。レール部6は、モータ61を駆動させることにより、支持部5を一対のレール部6に沿ってX方向と直交するY方向に移動させるように構成されている。ヘッドユニット4が支持部5に沿ってX方向に移動可能であるとともに、支持部5がレール部6に沿ってY方向に移動可能であることによって、ヘッドユニット4は水平方向(XY方向)に移動可能である。
The pair of rail portions 6 are fixed on the
部品認識撮像部7は、基台1の上面上に固定されている。部品認識撮像部7は、一対のコンベア2の外側(Y1側およびY2側)に配置されている。部品認識撮像部7は、部品31の実装に先立って部品31の吸着状態(吸着姿勢)を認識するために、実装ヘッド42のノズル41に吸着された部品31を下側(Z2側)から撮像するように構成されている。これにより、実装ヘッド42のノズル41に吸着された部品31の吸着状態を制御部9により取得することが可能である。
The component
撮像ユニット8は、ヘッドユニット4に設けられている。これにより、撮像ユニット8は、ヘッドユニット4がXY方向に移動することにより、ヘッドユニット4と共に水平方向(XY方向)に移動するように構成されている。また、撮像ユニット8は、図2に示すように、部品供給部3の部品供給位置30を複数の方向から撮像可能に構成されている。また、撮像ユニット8は、図3に示すように、基板Pの実装位置を複数の方向から撮像可能に構成されている。また、撮像ユニット8は、図2および図3に示すように、複数のカメラ81と、照明82とを含んでいる。複数のカメラ81は、はさみ角を有し、縦に配列されている。これにより、撮像ユニット8は、実装ヘッド42による部品31の吸着位置、および、実装ヘッド42による部品31の実装位置を、それぞれ、複数の方向(角度)から撮像することが可能である。また、撮像ユニット8は、実装ヘッド42の上下方向の移動に干渉しないように、実装ヘッド42に対してオフセットされて配置されている。また、撮像ユニット8は、ヘッドユニット4を移動させることなく、実装ヘッド42が下降する位置を撮像可能に構成されている。
The
撮像ユニット8は、図2に示すように、部品供給位置30を鉛直方向(Z方向)に対して複数の斜め方向から撮像可能に構成されている。また、撮像ユニット8は、図3に示すように、部品31の実装位置を鉛直方向(Z方向)に対して複数の斜め方向から撮像可能に構成されている。具体的には、撮像ユニット8は、図4に示すように、基準面H0に対してそれぞれの撮像方向が互いに異なる傾き角度(θLおよびθH)から撮像するように構成されている。また、撮像ユニット8のカメラ81は、基準面H0に対する部品31の吸着位置または部品31の実装位置を含む鉛直面内(YZ面内)において隣接して配置されている。また、複数のカメラ81は、上下にオフセットさせて配置されている。
As shown in FIG. 2, the
撮像ユニット8は、部品31の吸着位置周辺を複数の方向から撮像して、第1画像および第2画像を撮像するように構成されている。また、撮像ユニット8は、部品31の実装位置周辺を複数の方向から撮像して、第1画像および第2画像を撮像するように構成されている。つまり、撮像ユニット8は、鉛直方向(Z方向)に対して複数の斜め方向から撮像可能に構成されている。
The
照明82は、カメラ81による撮像の際に発光するように構成されている。照明82は、カメラ81の周囲に設けられている。照明82は、LED(発光ダイオード)などの光源を有している。
The
制御部9は、CPUを含んでおり、一対のコンベア2による基板Pの搬送動作、ヘッドユニット4による実装動作、部品認識撮像部7、撮像ユニット8および基板認識カメラ43による撮像動作などの部品実装装置100の全体の動作を制御するように構成されている。
The control unit 9 includes a CPU, and mounts components such as a transfer operation of the substrate P by a pair of conveyors 2, a mounting operation by the
ここで、本実施形態では、制御部9は、撮像ユニット8により複数の方向から撮像した部品31の吸着位置の画像に基づいて、部品31の吸着位置における部品31の水平方向(XY方向)の位置および鉛直方向(Z方向)の高さ位置を取得するように構成されている。また、制御部9は、撮像ユニット8により複数の方向から撮像した部品31の実装位置の画像に基づいて、部品31の実装位置の水平方向(XY方向)の位置および鉛直方向(Z方向)の高さ位置を取得するように構成されている。
Here, in the present embodiment, the control unit 9 determines the horizontal direction (XY direction) of the
具体的には、制御部9は、図4に示すように、基準面H0に対する高さ位置H1をステレオマッチングにより取得するように構成されている。つまり、複数のカメラ81により略同時に撮像された部品31の吸着位置または実装位置の画像をマッチングさせることにより、撮像した位置の高さ位置および水平方向位置が取得される。マッチングは、SSD(Sum of Squared Difference)や、SAD(Sum of Absolute Difference)などの一般的なマッチング方法が用いられる。
Specifically, as shown in FIG. 4, the control unit 9 is configured to acquire the height position H1 with respect to the reference plane H0 by stereo matching. That is, the height position and the horizontal position of the imaged position are acquired by matching the images of the suction position or the mounting position of the
つまり、本実施形態では、制御部9は、撮像ユニット8の複数の方向の撮像画像に基づいて、部品31の吸着位置の高さおよび部品31の実装位置の高さを取得するように構成されている。具体的には、制御部9は、図4に示すように、基準面H0に対する高さ位置H1をステレオマッチングにより取得するように構成されている。
That is, in the present embodiment, the control unit 9 is configured to acquire the height of the suction position of the
一方のカメラ81により傾き角度θHで対象物(基準面H0の所定位置)が撮像され、他方のカメラ81により傾き角度θLで対象物が撮像される。そして、傾き角度θHによる撮像画像と、傾き角度θLによる撮像画像とをステレオマッチングすることにより、2つの撮像画像の間の視差p(pixel)を求める。ここで、カメラ81のカメラ分解能をR(μm/pixel)とすると、式(1)により距離A(μm)が求められる。
A=p×R/sin(θH−θL) ・・・(1)
One
A = p × R / sin (θH−θL) ・ ・ ・ (1)
そして、式(1)により求めた距離Aを用いて、式(2)により基準面H0に対する高さ位置H1までの距離hp(μm)が求めるられる。
hp=A×sin(θL) ・・・(2)
Then, using the distance A obtained by the formula (1), the distance hp (μm) to the height position H1 with respect to the reference plane H0 is obtained by the formula (2).
hp = A × sin (θL) ・ ・ ・ (2)
これにより、部品31の吸着位置または実装位置における鉛直方向の高さ位置および水平方向の位置が正確に求められる。なお、高さ位置や撮像対象の位置によりカメラ81の視野中心から外れた分の角度誤差が生じる。その角度誤差分は、予め求められたテーブルや、計算などにより補正される。
As a result, the vertical height position and the horizontal position at the suction position or the mounting position of the
マッチングでは、第1画像から抽出されたテンプレート(第1テンプレートまたは第2テンプレート)を、第2画像上において、1画素ずつズラしながら、一致度を比較する。そして、最も一致度が大きい点をマッチング点として求める。求められたマッチング点から視差が求められ、撮像位置の3次元的な位置が求められる。 In matching, the degree of matching is compared while shifting the templates (first template or second template) extracted from the first image one pixel at a time on the second image. Then, the point having the largest degree of matching is obtained as a matching point. The parallax is obtained from the obtained matching point, and the three-dimensional position of the imaging position is obtained.
また、本実施形態では、図5に示すように、制御部9は、第1画像の一部を抽出した第1テンプレートと、第2画像とをマッチングさせて、マッチング結果を取得するように構成されている。また、制御部9は、第1画像から抽出し、第1テンプレートより小さい範囲の第2テンプレートと、第2画像とのマッチング探索範囲を、取得したマッチング結果に基づいて設定するように構成されている。また、制御部9は、第2テンプレートと第2画像とをマッチングさせて、撮像した吸着位置周辺または実装位置周辺の第1高さ位置を取得するように構成されている。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the control unit 9 is configured to match the first template extracted from a part of the first image with the second image and acquire the matching result. Has been done. Further, the control unit 9 is configured to extract from the first image and set a matching search range between the second template and the second image in a range smaller than the first template based on the acquired matching result. There is. Further, the control unit 9 is configured to match the second template with the second image and acquire the first height position around the imaged suction position or the mounting position.
具体的には、制御部9は、第1テンプレートと第2画像とをマッチングさせて、撮像した位置の第2高さ位置を取得するように構成されている。また、制御部9は、第2テンプレートと第2画像とのマッチング探索範囲を、取得した第2高さ位置に基づいて設定するように構成されている。また、制御部9は、第2テンプレートと第2画像とをマッチングさせて、撮像した吸着位置周辺または実装位置周辺の第1高さ位置を取得するように構成されている。 Specifically, the control unit 9 is configured to match the first template with the second image and acquire the second height position of the captured position. Further, the control unit 9 is configured to set the matching search range between the second template and the second image based on the acquired second height position. Further, the control unit 9 is configured to match the second template with the second image and acquire the first height position around the imaged suction position or the mounting position.
つまり、制御部9は、比較的大きい範囲の第1テンプレートを用いて、おおよその高さ位置である第2高さ位置を取得する。そして、制御部9は、第2高さ位置に基づいて、比較的小さい範囲の第2テンプレートと第2画像とをマッチングさせて、目的の第1高さ位置を取得する。 That is, the control unit 9 acquires the second height position, which is an approximate height position, using the first template in a relatively large range. Then, the control unit 9 acquires a target first height position by matching the second template in a relatively small range with the second image based on the second height position.
また、制御部9は、取得した第2高さ位置に基づいて、第2テンプレートと第2画像とのマッチング探索範囲を、第2高さ位置を基準に所定の範囲内に設定するように構成されている。たとえば、制御部9は、第2高さ位置を基準に、部品31の厚み、基板Pの反りの影響を考慮して、所定の範囲の高さ位置に対応する第2画像の部分を第2テンプレートによる探索範囲に設定する。第2テンプレートと第2画像とのマッチング探索範囲は、第1テンプレートと第2画像とのマッチング探索範囲よりも小さくなる。また、第2テンプレートは、第1テンプレートの一部が抽出されるように構成されている。
Further, the control unit 9 is configured to set the matching search range between the second template and the second image within a predetermined range based on the second height position based on the acquired second height position. Has been done. For example, the control unit 9 uses the second height position as a reference, takes into consideration the effects of the thickness of the
具体的には、図5に示すように、制御部9は、第1画像から抽出した第1テンプレートと、第2画像とをマッチングさせる。この際、第1テンプレートを第2画像上で探索させる範囲は、第2画像の略全域が設定される。制御部9は、第1テンプレートと第2画像とのマッチング結果に基づいて、第1テンプレートの特徴点における高さ位置である第2高さ位置を取得する。 Specifically, as shown in FIG. 5, the control unit 9 matches the first template extracted from the first image with the second image. At this time, the range in which the first template is searched on the second image is set to substantially the entire area of the second image. The control unit 9 acquires the second height position, which is the height position at the feature point of the first template, based on the matching result of the first template and the second image.
制御部9は、第1画像から抽出し、第1テンプレートの一部となる第2テンプレートと、第2画像とをマッチングさせる。この際、第2テンプレートを第2画像上で探索させる範囲は、第2高さ位置に基づいて設定される。つまり、第2高さ位置に基づいて、第2テンプレートの特徴点が存在し得る高さ位置に対応する第2画像の部分が、マッチング探索範囲に設定される。 The control unit 9 extracts from the first image and matches the second template, which is a part of the first template, with the second image. At this time, the range in which the second template is searched on the second image is set based on the second height position. That is, based on the second height position, the portion of the second image corresponding to the height position where the feature points of the second template can exist is set in the matching search range.
図6は、基板Pの一例を示している。基板Pは、エポキシガラス、レジスト、電極、シルクを含んでいる。また、電極上には、半田が印刷(または塗布)されている。レジスト、電極、シルクは、それぞれ、数μm〜数十μmの厚さ(Z方向の大きさ)を有している。つまり、半田と電極との境界B1の高さ位置を取得したい場合に、テンプレートの大きさを大きくした場合、シルクとレジストとの境界B2やB3などが特徴点として認識されうる。この場合、レジストや電極の厚さの分だけ、取得した高さ位置に対して誤差が生じることになる。つまり、境界B1が、基板Pの反りの影響で画像上の基準位置と異なる位置に配置されている場合に、類似のパターン(境界B2やB3)が探索範囲にある場合、これらの他の特徴点がマッチングの際に影響する。 FIG. 6 shows an example of the substrate P. The substrate P contains epoxy glass, a resist, electrodes, and silk. In addition, solder is printed (or applied) on the electrodes. Each of the resist, the electrode, and the silk has a thickness of several μm to several tens of μm (size in the Z direction). That is, when it is desired to acquire the height position of the boundary B1 between the solder and the electrode and the size of the template is increased, the boundaries B2 and B3 between the silk and the resist can be recognized as feature points. In this case, an error will occur with respect to the acquired height position by the thickness of the resist or the electrode. That is, when the boundary B1 is arranged at a position different from the reference position on the image due to the influence of the warp of the substrate P, and a similar pattern (boundary B2 or B3) is in the search range, these other features. The points affect the matching.
また、制御部9は、基板P上の部品31の有無を実装位置の高さ位置を取得することにより判断するように構成されている。つまり、制御部9は、撮像ユニット8により撮像した基板P上の高さ位置を測定することにより、正しく部品31が実装されているか否かを判断するように構成されている。この場合、図7に示すように、類似の部品31が基板P上に実装されている場合、撮像方向上の異なる高さ位置に、異なる水平位置の部品31が映る可能性がある。つまり、基板Pが反りなどにより、高さ位置が異なる場合、異なる部品31を認識する可能性がある。
Further, the control unit 9 is configured to determine the presence or absence of the
そこで、本実施形態では、制御部9は、第2高さ位置として、基板面の高さ位置を取得するように構成されている。また、制御部9は、基板面の高さ位置を基準として部品31の厚みに基づく範囲を、第2テンプレートと第2画像とのマッチング探索範囲として設定するように構成されている。また、制御部9は、第2テンプレートと第2画像とをマッチングさせて、第1高さ位置として基板上の部品31の実装位置の高さ位置を取得するように構成されている。
Therefore, in the present embodiment, the control unit 9 is configured to acquire the height position of the substrate surface as the second height position. Further, the control unit 9 is configured to set a range based on the thickness of the
具体的には、図7および図8に示すように、制御部9は、第1画像から抽出した第1テンプレートと、第2画像とをマッチングさせる。この際、第1テンプレートを第2画像上で探索させる範囲は、第2画像の略全域が設定される。制御部9は、第1テンプレートと第2画像とのマッチング結果に基づいて、基板Pの高さ位置である第2高さ位置を取得する。 Specifically, as shown in FIGS. 7 and 8, the control unit 9 matches the first template extracted from the first image with the second image. At this time, the range in which the first template is searched on the second image is set to substantially the entire area of the second image. The control unit 9 acquires the second height position, which is the height position of the substrate P, based on the matching result between the first template and the second image.
制御部9は、第1画像から抽出し、第1テンプレートの一部となる第2テンプレートと、第2画像とをマッチングさせる。この際、第2テンプレートを第2画像上で探索させる範囲は、第2高さ位置に基づいて設定される。つまり、第2高さ位置に基づいて、第2テンプレートの特徴点が存在し得る高さ位置に対応する第2画像の部分が、マッチング探索範囲に設定される。 The control unit 9 extracts from the first image and matches the second template, which is a part of the first template, with the second image. At this time, the range in which the second template is searched on the second image is set based on the second height position. That is, based on the second height position, the portion of the second image corresponding to the height position where the feature points of the second template can exist is set in the matching search range.
(実施形態の効果)
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of embodiment)
In this embodiment, the following effects can be obtained.
本実施形態では、上記のように、部品実装装置100を、第1画像の一部を抽出した第1テンプレートと、第2画像とをマッチングさせて、マッチング結果を取得するように構成する。また、部品実装装置100を、第1画像から抽出し、第1テンプレートより小さい範囲の第2テンプレートと、第2画像とのマッチング探索範囲を、取得したマッチング結果に基づいて設定して、第2テンプレートと第2画像とをマッチングさせて、撮像した位置の第1高さ位置を取得するように構成する。これにより、比較的大きな範囲の第1テンプレートと第2画像とのマッチングにより、おおよそのマッチング探索範囲を設定することができる。また、比較的小さな範囲の第2テンプレートを用いてマッチングさせる場合に、おおよそのマッチング探索範囲が設定されているので、誤マッチングを抑制することができる。その結果、撮像ユニット8により撮像した吸着位置周辺または実装位置周辺の高さ位置を精度よく取得することができる。つまり、大きな範囲のテンプレートのみにより高さ位置を取得する場合に比べて、より正確な高さ位置を取得することができる。また、小さな範囲のテンプレートのみにより高さ位置を取得する場合に比べて、より安定して目的の箇所の高さ位置を取得することができる。
In the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、部品実装装置100を、第1テンプレートと第2画像とをマッチングさせて、撮像した位置の第2高さ位置を取得し、第2テンプレートと第2画像とのマッチング探索範囲を、取得した第2高さ位置に基づいて設定して、第2テンプレートと第2画像とをマッチングさせて、撮像した位置の第1高さ位置を取得するように構成する。これにより、第1テンプレートと第2画像とのマッチングにより、おおよその高さ位置である第2高さ位置を取得することができるので、おおよその高さ位置である第2高さ位置に基づいて、第2テンプレートと第2画像との適切なマッチング探索範囲を容易に設定することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、部品実装装置100を、取得した第2高さ位置に基づいて、第2テンプレートと第2画像とのマッチング探索範囲を、第2高さ位置を基準に所定の範囲内に設定するように構成する。これにより、第2高さ位置を基準に所定の範囲内に設定されたマッチング探索範囲を用いて第2テンプレートと第2画像とをマッチングすることにより、第2高さ位置を基準にさらに精度よく高さ位置を取得することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、第2テンプレートを、第1テンプレートの一部が抽出されるように構成する。これにより、第1テンプレートと第2画像とのマッチングにより第2テンプレートを含む範囲の高さ位置を第2高さ位置として取得することができるので、取得した第2高さ位置に基づいて、第2テンプレートと第2画像とのマッチング探索範囲をより適切に設定することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the second template is configured so that a part of the first template is extracted. As a result, the height position of the range including the second template can be acquired as the second height position by matching the first template and the second image. Therefore, based on the acquired second height position, the second height position can be acquired. The matching search range between the two templates and the second image can be set more appropriately.
また、本実施形態では、上記のように、部品実装装置100を、第2高さ位置として、基板面の高さ位置を取得し、基板面の高さ位置を基準として部品の厚みに基づく範囲を、第2テンプレートと第2画像とのマッチング探索範囲として設定して、第2テンプレートと第2画像とをマッチングさせて、第1高さ位置として基板上の部品31の実装位置の高さ位置を取得するように構成する。これにより、第2テンプレートと第2画像とのマッチング探索範囲を適切な範囲に絞ることができるので、広い探索範囲によりマッチングする場合に比べて、基板上の部品31の実装位置の高さ位置をより精度よく取得することができる。また、部品31の実装位置の高さ位置を取得する処理のマッチング探索範囲を小さくすることができるので、その分、部品31の実装位置の高さ位置を取得する処理を高速化することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、撮像ユニット8を、鉛直方向(Z方向)に対して複数の斜め方向から撮像可能に構成する。これにより、実装ヘッド42を部品31の吸着位置または実装位置の上方に配置した状態で、撮像ユニット8により部品31の吸着位置または実装位置の撮像を行うことができるので、実装ヘッド42による部品吸着動作または部品実装動作と撮像動作とを容易に並行して行うことができる。これにより、部品吸着動作または部品実装動作の時間が長くなるのを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、撮像ユニット8に、複数のカメラ81を設ける。これにより、複数のカメラ81により、撮像位置を複数の方向から容易に撮像することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
(変形例)
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
(Modification example)
It should be noted that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not considered to be restrictive. The scope of the present invention is shown by the claims rather than the description of the above-described embodiment, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the claims.
たとえば、上記実施形態では、撮像ユニットが複数のカメラを含み、撮像位置を複数の方向から撮像可能である構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図9に示す変形例のように、撮像ユニット8aは、カメラ81aと、照明82と、光学系83とを含んでいてもよい。この場合、レンズやミラーを含む光学系83により、単一のカメラ81aの視野を分割させて、撮像位置を複数の方向から撮像可能である構成であってもよい。なお、撮像ユニット8aは、請求の範囲の「撮像部」の一例である。
For example, in the above embodiment, an example of a configuration in which the imaging unit includes a plurality of cameras and the imaging position can be imaged from a plurality of directions has been shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, as in the modified example shown in FIG. 9, the
また、1つのカメラを移動させながら撮像することにより、撮像位置を複数の方向から撮像するようにしてもよい。 Further, the imaging position may be imaged from a plurality of directions by taking an image while moving one camera.
また、上記実施形態では、制御部により、マッチング処理を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部とは別個に設けられた画像処理部により、マッチング処理を行ってもよい。この場合、画像処理部は、ハード構成により処理を行ってもよいし、ソフトを用いて処理を行ってもよい。 Further, in the above embodiment, an example of the configuration in which the matching process is performed by the control unit is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the matching process may be performed by an image processing unit provided separately from the control unit. In this case, the image processing unit may perform processing according to the hardware configuration or may perform processing using software.
また、上記実施形態では、制御部により、マッチング処理に基づいて、撮像した位置の高さ位置を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部とは別個に設けられた処理部により、マッチング処理に基づいて、撮像した位置の高さ位置を取得してもよい。この場合、処理部は、ハード構成により処理を行ってもよいし、ソフトを用いて処理を行ってもよい。 Further, in the above embodiment, an example of a configuration in which the height position of the imaged position is acquired by the control unit based on the matching process is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the height position of the imaged position may be acquired based on the matching process by the processing unit provided separately from the control unit. In this case, the processing unit may perform processing according to the hardware configuration, or may perform processing using software.
また、上記実施形態では、撮像部は、部品の吸着位置および部品の実装位置の両方を撮像可能である構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、撮像部は、部品の吸着位置および部品の実装位置の少なくとも一方を撮像可能であればよい。 Further, in the above embodiment, the imaging unit has shown an example of a configuration in which both the suction position of the component and the mounting position of the component can be imaged, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the imaging unit may be capable of imaging at least one of the suction position of the component and the mounting position of the component.
また、上記実施形態では、部品供給位置にテープに保持された部品を供給する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、部品供給位置にトレイなどに載置された部品を供給してもよい。 Further, in the above embodiment, an example of the configuration in which the parts held by the tape are supplied to the parts supply position is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the parts placed on the tray or the like may be supplied to the parts supply position.
4 ヘッドユニット
8、8a 撮像ユニット(撮像部)
31 部品
42 実装ヘッド
81 カメラ
81a カメラ
83 光学系
100 部品実装装置
P 基板
4
31
Claims (7)
前記ヘッドユニットに設けられ、前記実装ヘッドによる部品の吸着位置周辺および実装位置周辺の少なくとも一方を、複数の方向から撮像可能であり、第1画像および第2画像を互いに異なる方向から撮像する撮像部と、を備え、
前記第1画像の一部を抽出した第1テンプレートと、前記第2画像とをマッチングさせて、マッチング結果を取得し、前記第1画像から抽出し、前記第1テンプレートより小さい範囲の第2テンプレートと、前記第2画像とのマッチング探索範囲を、取得したマッチング結果に基づいて設定して、前記第2テンプレートと前記第2画像とをマッチングさせて、撮像した前記吸着位置周辺または前記実装位置周辺の第1高さ位置を取得するように構成されている、部品実装装置。 A head unit that includes a mounting head that mounts components on the board,
An imaging unit provided in the head unit that can image at least one of the periphery of the component suction position and the periphery of the mounting position by the mounting head from a plurality of directions and images the first image and the second image from different directions. And with
The first template obtained by extracting a part of the first image is matched with the second image, a matching result is obtained, and the second template extracted from the first image is smaller than the first template. And the matching search range with the second image is set based on the acquired matching result, the second template and the second image are matched, and the imaged around the suction position or the mounting position. A component mounting device configured to acquire the first height position of the.
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