JP7050048B2 - Component mounting device and image processing method - Google Patents
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Description
本明細書は、部品実装装置および画像処理方法を開示する。 This specification discloses a component mounting device and an image processing method.
従来、吸着ノズルなどの保持具で保持した部品を基板に実装する部品実装装置において、保持した部品の位置や角度などの保持状態を精度よく取得するために、部品を撮像した画像よりも解像度の高い高解像画像を生成するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この部品実装装置では、部品を保持する保持具と、部品を撮像する撮像装置とを、水平方向(XY方向)へ相対移動させて撮像した複数の画像を用いて超解像処理を行って高解像画像を生成している。 Conventionally, in a component mounting device that mounts a component held by a holder such as a suction nozzle on a board, in order to accurately acquire the holding state such as the position and angle of the held component, the resolution is higher than the image obtained by capturing the component. Those that generate high-resolution images have been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this component mounting device, the holder that holds the component and the image pickup device that captures the component are moved relative to each other in the horizontal direction (XY direction), and super-resolution processing is performed using a plurality of images captured. A resolution image is being generated.
上述したように、超解像処理では、水平方向に保持具と撮像装置とを相対移動させて撮像した複数の画像が必要となるところ、部品実装装置によっては水平方向への保持具と撮像装置との相対移動が困難な構成となっている場合がある。その場合、超解像処理を適切に行うことができないおそれがある。 As described above, in super-resolution processing, a plurality of images captured by relatively moving the holder and the image pickup device in the horizontal direction are required. However, depending on the component mounting device, the holder and the image pickup device in the horizontal direction are required. It may be difficult to move relative to. In that case, there is a possibility that the super-resolution processing cannot be performed properly.
本開示は、水平方向への保持具と撮像装置との相対移動に限られず、複数の画像を用いて高解像画像を生成することを主目的とする。 The main object of the present disclosure is not limited to the relative movement between the holder and the image pickup device in the horizontal direction, but to generate a high-resolution image using a plurality of images.
本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The present disclosure has taken the following steps to achieve the above-mentioned main objectives.
本開示の部品実装装置は、部品を保持する保持具と、前記保持具に保持された前記部品を撮像する撮像装置と、前記撮像装置により撮像される画像内における前記部品の回転角度が異なるように前記部品を保持した前記保持具と前記撮像装置とを相対的に回転させる回転装置と、前記保持具と前記撮像装置との相対的な回転角度が異なる複数の状態となるよう前記回転装置を制御し、前記複数の状態の各々において前記保持具に保持された前記部品を撮像するよう前記撮像装置を制御する制御装置と、前記複数の状態の各々において前記撮像装置に撮像された複数の画像を用いて、前記複数の画像よりも解像度の高い高解像画像を生成する処理を行う画像処理装置と、を備えることを要旨とする。 In the component mounting device of the present disclosure, the holder for holding the component, the image pickup device for capturing the image of the component held by the holder, and the rotation angle of the component in the image captured by the image pickup device are different. The rotating device for relatively rotating the holder and the image pickup device holding the component, and the rotating device so as to have a plurality of states in which the relative rotation angles between the holder and the image pickup device are different. A control device that controls and controls the image pickup device so as to image the component held by the holder in each of the plurality of states, and a plurality of images captured by the image pickup device in each of the plurality of states. It is a gist to include an image processing apparatus that performs a process of generating a high-resolution image having a higher resolution than the plurality of images.
本開示の部品実装装置は、保持具と撮像装置との相対的な回転角度が異なる複数の状態の各々において保持具に保持された部品を撮像し、複数の状態の各々において撮像した複数の画像を用いて、複数の画像よりも解像度の高い高解像画像を生成する処理を行う。これにより、部品を保持する保持具と撮像装置とを水平方向に相対移動させることなく、画像内における部品の回転角度が異なる複数の画像を用いて高解像画像を生成することができる。 The component mounting device of the present disclosure captures a component held by the holder in each of a plurality of states in which the relative rotation angles of the holder and the image pickup device are different, and a plurality of images captured in each of the plurality of states. Is used to perform a process of generating a high-resolution image having a higher resolution than a plurality of images. This makes it possible to generate a high-resolution image using a plurality of images having different rotation angles of the parts in the image without relatively moving the holder for holding the parts and the image pickup device in the horizontal direction.
本開示の画像処理方法は、部品を撮像した画像に対する画像処理方法であって、(a)前記部品の回転角度が異なる複数の画像を取得するステップと、(b)前記ステップ(a)で取得した複数の画像を用いて、前記複数の画像よりも解像度の高い高解像画像を生成する処理を行うステップと、を含むことを要旨とする。 The image processing method of the present disclosure is an image processing method for an image obtained by capturing an image of a component, in which (a) a step of acquiring a plurality of images having different rotation angles of the component and (b) acquisition in the step (a). The gist is to include a step of performing a process of generating a high-resolution image having a higher resolution than the plurality of images by using the plurality of images.
本開示の画像処理方法は、上述した部品実装装置と同様に、部品と部品を撮像する撮像装置とを水平方向に相対移動させることなく、画像内における部品の回転角度が異なる複数の画像から高解像画像を生成することができる。なお、この画像処理方法において、上述した部品実装装置の種々の態様を採用してもよいし、上述した部品実装装置の各機能を実現するような構成を追加してもよい。 Similar to the component mounting device described above, the image processing method of the present disclosure is high from a plurality of images in which the rotation angle of the component is different in the image without moving the component and the image pickup device for imaging the component in the horizontal direction. A resolution image can be generated. In this image processing method, various aspects of the above-mentioned component mounting device may be adopted, or a configuration that realizes each function of the above-mentioned component mounting device may be added.
次に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図1は、実装システム10の構成を示す構成図である。図2は、部品実装装置11の構成を示すブロック図である。図3は、実装ヘッド22の構成を示す構成図である。実装システム10は、例えば、部品Pを基板Sに実装する処理を実行するシステムである。この実装システム10は、部品Pを基板Sに実装する実装処理を実施する部品実装装置11と、実装システム10の各装置を管理する管理コンピュータ(PC)60とを備える。実装システム10は、複数の部品実装装置11が上流から下流に配置されている。図1では、説明の便宜のため部品実装装置11を1台のみ示す。なお、実装処理とは、部品Pを基板上に配置、装着、挿入、接合、接着する処理などを含む。また、本実施形態において、左右方向(X軸)、前後方向(Y軸)及び上下方向(Z軸)は、図1に示した通りとする。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the
部品実装装置11は、図1,図2に示すように、基板搬送ユニット12と、実装ユニット13と、部品供給ユニット14と、制御装置50とを備える。基板搬送ユニット12は、基板Sの搬入、搬送、実装位置での固定、搬出を行うユニットである。基板搬送ユニット12は、図1の前後に間隔を開けて設けられ左右方向に架け渡された一対のコンベアベルトを有している。基板Sはこのコンベアベルトにより搬送される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
実装ユニット13は、部品Pを部品供給ユニット14から採取し、基板搬送ユニット12に固定された基板Sへ配置するものである。実装ユニット13は、ヘッド移動部20と、実装ヘッド22とを備える。ヘッド移動部20は、ガイドレールに導かれてXY方向へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータとを備える。実装ヘッド22は、スライダに取り外し可能に装着されており、ヘッド移動部20によりXY方向へ移動する。実装ヘッド22の下面には、複数の吸着ノズル24が取り外し可能に装着されている。吸着ノズル24は、負圧を利用して部品を採取する採取部材である。
The
実装ヘッド22は、図3に示すように、各吸着ノズル24を保持する複数のノズルホルダ25が配置された円筒状のロータリヘッド23と、ロータリヘッド23を回転させるR軸駆動装置30と、ノズルホルダ25(吸着ノズル24)を回転させるQ軸駆動装置35と、ノズルホルダ25をZ軸方向に移動させるZ軸駆動装置40と、吸着ノズル24に吸着された部品Pを撮像するカメラユニット45とを備える。なお、ロータリヘッド23は、複数(例えば12個,図3では2個を図示)の吸着ノズル24が、中心軸と同軸の円周上に所定角度間隔(例えば30度間隔)で配置されている。吸着ノズル24のフランジ部の下面には、図3の拡大図に示すように、複数(本実施形態では4個)の円形状のマークで構成された基準マークMが設けられている。この基準マークMは、カメラユニット45のパーツカメラ46によって部品Pと共に撮像される。なお、実装ヘッド22のロータリヘッド23の回転軸(旋回軸)をR軸と称し、吸着ノズル24(ノズルホルダ25)の回転軸をQ軸と称する。
As shown in FIG. 3, the
ノズルホルダ25は、Z軸方向に延伸された中空円筒部材として構成されている。ノズルホルダ25の上端部25aは、ノズルホルダ25の軸部よりも一回り大きな径の円盤状に形成され外径にギヤ25bが形成されている。また、ノズルホルダ25は、上端部25aよりも下方の所定位置に、軸部よりも一回り大きな径のフランジ部25cが形成されている。このフランジ部25cの下方の円環面と、ロータリヘッド23の上面に形成された図示しない窪みとの間には、スプリング(コイルスプリング)26が配置されている。このため、スプリング26は、ロータリヘッド23の上面の窪みをスプリング受けとして、ノズルホルダ25(フランジ部25c)を上方に付勢する。
The
R軸駆動装置30は、図3に示すように、例えばサーボモータなどの駆動モータ31と、駆動モータ31の駆動力が伝達されると共にロータリヘッド23の中心軸に接続される回転軸32とを備える。このR軸駆動装置30は、駆動モータ31を所定角度(例えば30度)ずつ間欠的に駆動することにより、ロータリヘッド23をR軸回りに所定角度ずつ間欠的に旋回させる。これにより、R軸駆動装置30は、ロータリヘッド23に配置された各吸着ノズル24を周方向に所定角度ずつ旋回移動させる。なお、R軸駆動装置30は、駆動モータ31の回転量を検出可能な例えばロータリエンコーダなどのエンコーダ31a(図2参照)を備える。
As shown in FIG. 3, the R-
Q軸駆動装置35は、図3に示すように、例えばサーボモータなどの駆動モータ36と、駆動モータ36の駆動軸に取り付けられる駆動ギヤ37と、R軸駆動装置30の回転軸32に回転可能に支持されると共に駆動ギヤ37に噛合する従動ギヤ38aが形成された回転体38とを備える。回転体38の従動ギヤ38aは、各ノズルホルダ25のギヤ25bにも噛合している。このQ軸駆動装置35は、駆動モータ36を駆動することにより、駆動ギヤ37と従動ギヤ38aとの噛合により回転体38を回転させると共に従動ギヤ38aとノズルホルダ25のギヤ25bとの噛合により各ノズルホルダ25をそれぞれ軸回りに回転させる。これにより、各吸着ノズル24がそれぞれQ軸回りに回転する。なお、Q軸駆動装置35は、駆動モータ36の回転量を検出可能な例えばロータリエンコーダなどのエンコーダ36a(図2参照)を備える。
As shown in FIG. 3, the Q-
Z軸駆動装置40は、図3に示すように、例えばサーボモータなどの駆動モータ41と、Z軸方向に延伸され駆動モータ41の駆動力が伝達されるネジ軸42と、ネジ軸42の回転により移動するボールネジナット43と、ボールネジナット43に取り付けられたZ軸スライダ44とを備える。Z軸スライダ44には、ロータリヘッド23側に張り出して、所定範囲にあるノズルホルダ25の上端部25aを押し下げ可能な略L字状のレバー部44aが形成されている。このZ軸駆動装置40は、駆動モータ41を駆動することにより、Z軸スライダ44をZ軸方向に移動させることで、図3中の左側位置にあるノズルホルダ25をZ軸方向に移動させる。これにより、Z軸駆動装置40は、図3中の左側位置(昇降位置ともいう)にある吸着ノズル24(1)を昇降させる。吸着ノズル24は、昇降によって、部品供給ユニット14から供給される部品Pを吸着したり、吸着した部品を基板Sに装着したりする。なお、Z軸駆動装置40は、駆動モータ41の回転量を検出可能な例えばロータリエンコーダなどのエンコーダ41a(図2参照)を備える。
As shown in FIG. 3, the Z-
カメラユニット45は、レンズが下向きに配置されたパーツカメラ46と、パーツカメラ46への光路を形成する光学系ユニット47(図3中の斜視図参照)とを備える。光学系ユニット47は、図3中の右側位置にある吸着ノズル24(2)の下方位置に入射口47aが設けられると共にパーツカメラ46のレンズの下方位置に出射口47bが設けられている。なお、図3中の右側位置である吸着ノズル24(2)の位置は、ロータリヘッド23の昇降位置とロータリヘッド23の中心軸(R軸)に対して対称となる位置である。光学系ユニット47は、光を屈折させる3つのプリズム48a,48b,48cを備える。光学系ユニット47は、吸着ノズル24(2)の下方位置に設けられた入射口47aから入射した光を、3つのプリズム48a,48b,48cにより屈折させて、出射口47bからパーツカメラ46に到達させることができる。これにより、カメラユニット45のパーツカメラ46は、吸着ノズル24(2)が吸着している部品Pの下面を撮像可能となり、撮像した画像を制御装置50へ出力する。このため、吸着ノズル24(2)の位置は、パーツカメラ46による撮像位置となる。また、カメラユニット45は、実装ヘッド22内に配設されるため、ヘッド移動部20により、実装ヘッド22の各吸着ノズル24と共にXY方向へ移動する。
The
部品供給ユニット14は、部品実装装置11の手前側から部品を供給するものであり、左右方向(X方向)に並ぶように整列配置されテープによる部品の供給が可能なテープフィーダ15と、トレイによる部品の供給が可能なトレイフィーダ16と、を備える。テープフィーダ15は、部品が所定間隔で収容されたテープが巻回されたリールを備え、リールからテープを引き出すことにより部品を供給する。トレイフィーダ16は、部品が整列して並べられたトレイを用いて部品を供給する。
The
制御装置50は、図2に示すように、CPU51を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するROM52、各種データを記憶するHDD53、作業領域として用いられるRAM54、外部装置と電気信号のやり取りを行うための入出力インタフェース(I/F)55などを備える。これらはバス56を介して接続されている。この制御装置50は、基板搬送ユニット12、実装ユニット13、部品供給ユニット14、カメラユニット45(パーツカメラ46)へ制御信号を出力し、実装ユニット13や部品供給ユニット14、エンコーダ31a,36a,41a、カメラユニット45(パーツカメラ46)からの信号を入力する。
As shown in FIG. 2, the
管理PC60は、実装システム10の各装置の情報を管理するコンピュータである。管理PC60は、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成された制御装置を備える。制御装置は、処理プログラムを記憶するROM、各種データを記憶するHDD、作業領域として用いられるRAM、外部装置と電気信号のやり取りを行うための入出力インタフェースなどを備える。この管理PC60は、作業者が各種指令を入力するキーボード及びマウス等の入力装置62と、各種情報を表示するディスプレイ64とを備える。
The
以下は、こうして構成された本実施形態の実装システム10の動作、具体的には、部品実装装置11の実装処理についての説明である。図4は、制御装置50のCPU51により実行される実装処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、制御装置50のHDD53に記憶され、管理PC60の入力装置62などを介した作業者による開始指示により実行される。
The following is a description of the operation of the mounting
このルーチンを開始すると、制御装置50のCPU51は、まず、基板搬送ユニット12により基板Sの搬入処理を行う(S100)。次に、CPU51は、部品供給ユニット14により供給された部品Pを昇降位置に位置する吸着ノズル24に吸着させる(S110)。CPU51は、実装ヘッド22のR軸駆動装置30を駆動して各吸着ノズル24を順次昇降位置に旋回移動させ、昇降位置に位置する吸着ノズル24をZ軸駆動装置40によりZ軸方向に昇降させて部品Pを吸着させる。また、CPU51は、部品Pを吸着した吸着ノズル24が、R軸駆動装置30の駆動によって撮像位置に移動する度に、超解像処理を実行する(S120)。この超解像処理は、後述する図5の処理に基づいて行われる。そして、超解像処理で得られた画像に基づいて、撮像位置に位置する吸着ノズル24における部品Pの位置ずれ量が算出される(S130)。なお、CPU51は、複数の吸着ノズル24に吸着されている部品Pのうち、全ての部品Pの超解像処理が完了する前に、超解像処理が完了した部品Pから実装を開始していくものとしてもよい。その場合、CPU51は、超解像処理が完了した一部の部品Pを実装している間に、撮像位置に移動してきた吸着ノズル24に吸着されている部品Pの超解像処理を順次行うものとしてもよい。
When this routine is started, the
そして、CPU51は、超解像処理で算出した部品Pの位置ずれ量に基づいて実装位置を補正して基板Sに部品Pを実装していく(S140)。なお、CPU51は、部品PのXY方向の位置調整は、ヘッド移動部20により実装ヘッド22の位置を調整することにより行う。また、CPU51は、部品Pの回転方向の位置調整は、Q軸駆動装置35により吸着ノズル24の回転位置を調整することにより行う。CPU51は、現在の基板Sに対して実装予定の全ての部品Pの処理が完了したと判定するまで(S150)、S110~S140の処理を繰り返す。CPU51は、S150で現在の基板Sに対して実装予定の全ての部品Pを処理したと判定すると、基板搬送ユニット12により基板Sを搬出し(S160)、実装予定の全ての基板Sの処理が完了したか否かを判定する(S170)。CPU51は、全ての基板Sの処理が完了していないと判定すると、S100に戻り処理を繰り返し、全ての基板Sの処理が完了したと判定すると、実装処理ルーチンを終了する。以下は、S120の超解像処理の説明である。図5は、超解像処理の一例を示すフローチャートである。図6は、超解像処理に用いる画像の一例を示す説明図である。
Then, the
図5の超解像処理では、制御装置50のCPU51は、まず、吸着ノズル24が撮像位置に旋回移動してきた状態(第1状態)で、吸着ノズル24に吸着されている部品Pの1枚目の画像をパーツカメラ46により撮像する(S200)。図6Aは、1枚目の画像の一例である。図示するように、パーツカメラ46により撮像される画像には、部品Pと基準マークMとが含まれている。次に、CPU51は、吸着ノズル24をQ軸駆動装置35により回転させることで(S210)、撮像位置にある吸着ノズル24を回転させた状態(第2状態)で吸着ノズル24に吸着されている部品Pの2枚目の画像をパーツカメラ46により撮像する(S220)。Q軸駆動装置35により吸着ノズル24が回転すると、光学系ユニット47を介してパーツカメラ46により撮像される部品Pの回転角度も異なるものとなる。図6Bは、2枚目の画像の一例である。図6Bは、部品Pの回転の様子が分かるように、便宜上部品Pの回転量を大きく表しているが、実際には部品Pの回転量は僅かである。CPU51は、マルチフレームの超解像処理を実行できるように、例えば1枚目の画像に対してXY方向に換算して1ピクセル未満程度の位置ずれ量が生じる程度の回転量で吸着ノズル24を回転させてから、パーツカメラ46により画像を撮像するものなどとすればよい。
In the super-resolution processing of FIG. 5, the
続いて、CPU51は、1枚目の画像における基準マークMの位置と2枚目の画像における基準マークMの位置とに基づいて画像間の位置ずれ量(回転ずれ量)を算出する(S230)。CPU51は、例えば、各画像から色(画素値)や形状,画素数などが基準マークMと一致する領域を抽出することなどにより基準マークMをそれぞれ検出する。また、CPU51は、回転前後の基準マークMの位置座標から算出した基準マークMの位置ずれ量を両画像の位置ずれ量とする。なお、位置ずれ量は、例えばX方向の位置ずれ量とY方向の位置ずれ量と回転方向の位置ずれ量(回転角度)の組合せなどとして算出される。なお、吸着ノズル24の回転量は、Q軸駆動装置35の各ギヤのガタなどによって回転誤差のバラツキが生じることがある。CPU51は、画像から基準マークMを検出することにより、そのような回転誤差を含めて回転前後の位置ずれ量を両画像の位置ずれ量とすることができる。続いて、CPU51は、算出した画像間の位置ずれ量に基づいて1枚目の画像と2枚目の画像とを重ね合わせることなどにより超解像処理を実行して高解像画像を生成して(S240)、超解像処理を終了する。なお、CPU51は、上述した実装処理のS130では、S240で生成した高解像画像から、吸着ノズル24に吸着している部品PのX方向の位置ずれ量とY方向の位置ずれ量と回転方向の位置ずれ量とを算出する。このように、CPU51は、撮像位置にある吸着ノズル24に吸着されている部品Pをパーツカメラ46で撮像した1枚目の画像と、吸着ノズル24をQ軸回りに回転させてから部品Pをパーツカメラ46で撮像した2枚目の画像とを用いて超解像処理を行うのである。このため、実装ヘッド22にパーツカメラ46(カメラユニット45)が設けられるために、吸着ノズル24とパーツカメラ46とをXY方向に相対移動させることができない構成においても、超解像処理を適切に行うことができる。
Subsequently, the
ここで、本実施形態の構成要素と本開示の部品実装装置の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の吸着ノズル24が本開示の保持具に相当し、パーツカメラ46が撮像装置に相当し、Q軸駆動装置35が回転装置に相当し、制御装置50が制御装置と画像処理装置とに相当し、部品実装装置11が部品実装装置に相当する。また、基準マークMが基準マークに相当する。また、R軸駆動装置30が旋回装置に相当する。なお、本実施形態では、部品実装装置11の動作を説明することにより本開示の画像処理方法の一例も明らかにしている。
Here, the correspondence between the components of the present embodiment and the components of the component mounting device of the present disclosure will be clarified. The
以上説明した実施形態の部品実装装置11は、吸着ノズル24に吸着された部品Pとパーツカメラ46との下面視における相対的な回転角度が異なる第1状態および第2状態でそれぞれ撮像された部品Pの1枚目の画像および2枚目の画像を用いて、解像度の高い高解像画像を生成する超解像処理を行う。このため、部品実装装置11は、部品Pを吸着する吸着ノズル24とパーツカメラ46とをXY方向に相対移動させることなく、複数の画像から高解像画像を生成することができる。
The
また、部品実装装置11は、撮像時において吸着ノズル24とパーツカメラ46との相対的な回転角度を異ならせるためにQ軸駆動装置35を用いるから、実装時の部品P(吸着ノズル24)の回転と別々の駆動装置で行うものに比べて装置構成が複雑となるのを防止することができる。
Further, since the
また、各吸着ノズル24には、それぞれ基準マークMが設けられている。パーツカメラ46は、部品Pと基準マークMとを含む画像を撮像する。そして、制御装置50のCPU51は、画像内の基準マークMの位置に基づいて、複数の画像を用いて高解像画像を生成する。画像内の基準マークMには、吸着ノズル24とパーツカメラ46との相対的な回転における回転誤差が反映されるから、制御装置50のCPU51は、基準マークMの位置に基づいて高解像画像を精度よく生成することが可能となる。
Further, each
また、部品実装装置11は、周方向に複数の吸着ノズル24が設けられ、R軸を中心として複数の吸着ノズル24を周方向に間欠的に旋回移動させるR軸駆動装置30を含む実装ヘッド22を備える。Q軸駆動装置35は、旋回移動した吸着ノズル24が少なくとも撮像位置にあるときにその吸着ノズル24をQ軸を中心として回転させ、パーツカメラ46は、撮像位置にある吸着ノズル24を撮像可能となるよう実装ヘッド22に設けられる。部品実装装置11は、実装ヘッド22にパーツカメラ46を設けることで、部品実装装置11の別の場所にパーツカメラ46の配置スペースを設ける必要がなくコンパクトな構成とすることができる。また、部品実装装置11は、そのようなコンパクトな構成としつつ超解像処理を適切に行うことができる。
Further, the
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that the present invention can be carried out in various embodiments as long as it belongs to the technical scope of the present invention.
例えば、上述した実施形態では、実装ヘッド22がZ軸方向に沿ったR軸を中心に吸着ノズル24を旋回移動させるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、実装ヘッド22がX軸方向またはY軸方向に沿った回転軸を中心に放射状に配置された複数の吸着ノズルを回転軸を中心に回転移動させるものとしてもよい(例えば特表20002-543602号公報参照)。また、実装ヘッド22は、複数の吸着ノズル24を有するロータリヘッド23を備えるものに限られず、1の吸着ノズル24のみを備えるものなどとしてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the mounting
上述した実施形態では、実装時の部品Pの向きを調整するためのQ軸駆動装置35を用いて超解像処理に必要な撮像時の部品P(吸着ノズル24)の回転を行うものとしたが、これに限られるものではない。例えば、Q軸駆動装置35とは別の回転駆動装置が、部品P(吸着ノズル24)とパーツカメラ46との相対回転を行ってもよい。
In the above-described embodiment, the Q-
上述した実施形態では、基準マークMに基づいて1枚目の画像と2枚目の画像との間の位置ずれ量を検出したが、これに限られるものではない。例えば、Q軸駆動装置35の駆動モータ36の回転量を検出するエンコーダ36aを用いて1枚目の画像と2枚目の画像との間の位置ずれ量を検出してもよい。このようにする場合、図5の超解像処理のS230の処理に代えて、エンコーダ36aにより検出された駆動モータ36の回転量に基づいて1枚目の画像と2枚目の画像との間の位置ずれ量を検出する処理を行うものなどとすればよい。また、このようにする場合、吸着ノズル24に基準マークMを設けないものとしてもよい。
In the above-described embodiment, the amount of misalignment between the first image and the second image is detected based on the reference mark M, but the present invention is not limited to this. For example, the
上述した実施形態では、パーツカメラ46に対して吸着ノズル24を回転させたが、これに限られず、吸着ノズル24に対してパーツカメラ46を回転させてもよい。即ち、パーツカメラ46を回転させる回転装置を備えるものとしてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述した実施形態では、パーツカメラ46が実装ヘッド22に設けられるものとしたが、これに限られず、パーツカメラが実装ヘッド22以外の場所に設けられるものとしてもよい。例えば、基板搬送ユニット12と部品供給ユニット14とのY軸方向における間に部品P(吸着ノズル24)を下方から撮像するパーツカメラを設けるものなどとしてもよい。即ち、パーツカメラが実装ヘッド22と共に移動しないものとしてもよい。このようにする場合、部品実装装置11は、吸着ノズル24とパーツカメラとを相対的にXY方向に移動させることができる。このため、部品実装装置11は、吸着ノズル24とパーツカメラとを相対的に回転させて撮像した複数の画像に基づく超解像処理と、吸着ノズル24とパーツカメラとを相対的にXY方向(水平方向)に移動させて撮像した複数の画像に基づく超解像処理とを行うことが可能である。部品実装装置11は、部品の種類や画像撮像時における移動や回転の効率などに応じて、前者の回転移動を伴う超解像処理と、後者の水平移動を伴う超解像処理とのいずれかを選択的に行うものなどとしてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述した実施形態では、吸着ノズル24とパーツカメラ46との相対的な回転角度が異なる2つの画像に基づいて高解像画像を生成したが、これに限られず、吸着ノズル24とパーツカメラ46との相対的な回転角度が異なる3以上の複数の画像に基づいて高解像画像を生成してもよい。
In the above-described embodiment, a high-resolution image is generated based on two images in which the relative rotation angles of the
上述した実施形態では、保持具を吸着ノズル24として説明したが、部品を保持するものであれば特にこれに限定されず、例えば、部品を機械的に挟持して保持するメカニカルチャックなどとしてもよい。
In the above-described embodiment, the holder is described as the
上述した実施形態では、基準マークMが複数の円形状のマークで構成されるものとしたが、これに限られず、基準マークMの形状は、吸着ノズル24の回転前後の画像における位置ずれ量が算出可能な形状であれば、他の形状としてもよい。
In the above-described embodiment, the reference mark M is composed of a plurality of circular marks, but the shape of the reference mark M is not limited to this, and the shape of the reference mark M has a displacement amount in the image before and after the rotation of the
上述した実施形態では、基準マークMは、吸着ノズル24のフランジ部の下面に設けられるものとしたが、これに限られず、基準マークMが設けられる位置は、吸着ノズル24とパーツカメラ46との相対的な回転における回転誤差が反映される位置であれば、他の位置としてもよい。例えば、吸着ノズル24のフランジ部の下面から、撮像位置にある部品Pの下面とほぼ同じ高さまで延びた棒状の部材の下面に基準マークを設けてもよい。このように、部品Pの下面の高さとマークの高さがほぼ等しくなる構成においては、パーツカメラの被写界深度が比較的浅くても部品Pとマークとを被写界深度内に収めることができるから、パーツカメラの被写界深度に関する自由度が増すものとなる。
In the above-described embodiment, the reference mark M is provided on the lower surface of the flange portion of the
本開示の部品実装装置において、前記回転装置は、前記撮像装置に対して前記保持具を回転させるものとしてもよい。このような部品実装装置では、実装時における部品の回転角度を調整するために保持具を回転させるものが多い。このため、回転装置が保持具を回転させるものとすれば、実装時の保持具の回転と撮像時の保持具の回転とを共通の回転装置で行うことが可能となるから、別々の回転装置を設けるものに比べて装置構成が複雑となるのを防止することができる。 In the component mounting device of the present disclosure, the rotating device may rotate the holder with respect to the image pickup device. In many such component mounting devices, the holder is rotated in order to adjust the rotation angle of the component at the time of mounting. Therefore, if the rotating device rotates the holder, the rotation of the holder at the time of mounting and the rotation of the holder at the time of imaging can be performed by a common rotating device. It is possible to prevent the device configuration from becoming complicated as compared with the one provided with the above.
本開示の部品実装装置において、前記保持具には、基準マークが設けられており、前記撮像装置は、前記複数の状態の各々において前記部品と前記基準マークとを含む画像を撮像し、前記画像処理装置は、前記画像内の前記基準マークの位置に基づいて前記複数の画像を用いて前記高解像画像を生成する処理を行うものとしてもよい。画像内における基準マークの回転位置には、保持具と撮像装置との相対的な回転における誤差が反映されるから、基準マークの位置に基づいて高解像画像を精度よく生成することが可能となる。 In the component mounting device of the present disclosure, the holder is provided with a reference mark, and the image pickup device captures an image including the component and the reference mark in each of the plurality of states, and the image is taken. The processing apparatus may perform a process of generating the high-resolution image using the plurality of images based on the position of the reference mark in the image. Since the rotation position of the reference mark in the image reflects the error in the relative rotation between the holder and the image pickup device, it is possible to accurately generate a high-resolution image based on the position of the reference mark. Become.
本開示の部品実装装置において、前記回転装置による前記保持具と前記撮像装置との相対的な回転量を検出する回転量検出装置を備え、前記画像処理装置は、前記回転量検出装置により検出された回転量に基づいて前記複数の画像を用いて前記高解像画像を生成する処理を行うものとしてもよい。こうすれば、画像内の基準マークなどから回転量を取得するものに比べて、回転量を簡易に取得して高解像画像を生成することが可能となる。 The component mounting device of the present disclosure includes a rotation amount detecting device for detecting the relative rotation amount between the holder and the image pickup device by the rotating device, and the image processing device is detected by the rotation amount detecting device. The process of generating the high-resolution image may be performed using the plurality of images based on the amount of rotation. By doing so, it is possible to easily acquire the rotation amount and generate a high-resolution image as compared with the case where the rotation amount is acquired from the reference mark or the like in the image.
本開示の部品実装装置において、周方向に複数の前記保持具が設けられ、旋回軸を中心として複数の前記保持具を周方向に間欠的に旋回移動させる旋回装置を含むヘッドを備え、前記回転装置は、旋回移動した前記保持具が少なくとも周方向における所定位置にある場合に当該保持具を回転軸を中心として回転させるよう前記ヘッドに設けられ、前記撮像装置は、前記所定位置にある前記保持具に保持された前記部品を撮像可能となるよう前記ヘッドに設けられるものとしてもよい。ヘッドに撮像装置を設けることで、部品実装装置の別の場所に撮像装置の配置スペースを設ける必要がないものとすることができる。また、ヘッドに撮像装置が設けられるものでは、ヘッドと撮像装置とを水平方向に相対移動させることができないから、部品の回転角度が異なる複数の画像から高解像画像を生成する効果が顕著なものとなる。 In the component mounting device of the present disclosure, a plurality of the holders are provided in the circumferential direction, and the head includes a head including a swivel device for intermittently swiveling and moving the plurality of the holders in the circumferential direction around a swivel axis. The device is provided on the head so that the holder is rotated about a rotation axis when the swiveled holder is at least in a predetermined position in the circumferential direction, and the image pickup device is provided with the holder in the predetermined position. The head may be provided so that the component held by the tool can be imaged. By providing the image pickup device on the head, it is not necessary to provide an arrangement space for the image pickup device at another place of the component mounting device. Further, in the case where the head is provided with an image pickup device, the head and the image pickup device cannot be relatively moved in the horizontal direction, so that the effect of generating a high-resolution image from a plurality of images having different rotation angles of parts is remarkable. It becomes a thing.
本発明は、保持した部品を実装する装置に利用可能である。 The present invention can be used in an apparatus for mounting a held component.
10 実装システム、11 部品実装装置、12 基板搬送ユニット、13 実装ユニット、14 部品供給ユニット、15 テープフィーダ、16 トレイフィーダ、20 ヘッド移動部、22 実装ヘッド、23 ロータリヘッド、24 吸着ノズル、25 ノズルホルダ、25a 上端部、25b ギヤ、25c フランジ部、26 スプリング、30 R軸駆動装置、31,36,41 駆動モータ、31a,36a,41a エンコーダ、32 回転軸、35 Q軸駆動装置、37 駆動ギヤ、38 回転体、38a 従動ギヤ、40 Z軸駆動装置、42 ネジ軸、43 ボールネジナット、44 Z軸スライダ、44a レバー部、45 カメラユニット、46 パーツカメラ、47 光学系ユニット、47a 入射口、47b 出射口、48a,48b,48c プリズム、50 制御装置、51 CPU、52 ROM、53 HDD、54 RAM、55 入出力インタフェース(入出力I/F)、56 バス、60 管理コンピュータ(管理PC)、62 入力装置、64 ディスプレイ、M 基準マーク、S 基板、P 部品。 10 mounting system, 11 component mounting device, 12 board transfer unit, 13 mounting unit, 14 component supply unit, 15 tape feeder, 16 tray feeder, 20 head moving part, 22 mounting head, 23 rotary head, 24 suction nozzle, 25 nozzle. Holder, 25a upper end, 25b gear, 25c flange, 26 spring, 30 R-axis drive, 31, 36, 41 drive motor, 31a, 36a, 41a encoder, 32 rotation axis, 35 Q-axis drive, 37 drive gear , 38 rotating body, 38a driven gear, 40 Z-axis drive device, 42 screw shaft, 43 ball screw nut, 44 Z-axis slider, 44a lever part, 45 camera unit, 46 parts camera, 47 optical system unit, 47a inlet, 47b Outlet, 48a, 48b, 48c prism, 50 control device, 51 CPU, 52 ROM, 53 HDD, 54 RAM, 55 input / output interface (input / output I / F), 56 bus, 60 management computer (management PC), 62 Input device, 64 display, M reference mark, S board, P parts.
Claims (4)
前記保持具に保持された前記部品を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置により撮像される画像内における前記部品の回転角度が異なるように前記部品を保持した前記保持具と前記撮像装置とを相対的に回転させる回転装置と、
前記保持具と前記撮像装置との相対的な回転角度が異なる複数の状態となるよう前記回転装置を制御し、前記複数の状態の各々において前記保持具に保持された前記部品を撮像するよう前記撮像装置を制御する制御装置と、
前記複数の状態の各々において前記撮像装置に撮像された複数の画像を用いて、前記複数の画像よりも解像度の高い高解像画像を生成する処理を行う画像処理装置と、
を備え、
前記保持具には、前記保持具と前記撮像装置との相対的な回転における回転誤差が反映される位置に、基準マークが設けられており、
前記撮像装置は、前記複数の状態の各々において前記部品と前記基準マークとを含む画像を撮像し、
前記画像処理装置は、前記画像内の前記基準マークの位置に基づいて前記複数の画像を用いて前記高解像画像を生成する処理を行い、
前記制御装置は、前記複数の保持具に保持された複数の前記部品のうち、前記高解像画像の生成された部品を基板へ配置している間に、前記画像処理装置に、他の部品の前記高解像画像を生成させる
部品実装装置。 Multiple holders for holding parts,
An image pickup device that captures an image of the component held by the holder, and
A rotating device that relatively rotates the holder and the image pickup device that hold the component so that the rotation angle of the component in the image captured by the image pickup device is different.
The rotating device is controlled so that the relative rotation angles of the holder and the image pickup device are different from each other, and the component held by the holder is imaged in each of the plurality of states. A control device that controls the image pickup device and
An image processing device that performs a process of generating a high-resolution image having a higher resolution than the plurality of images by using a plurality of images captured by the image pickup device in each of the plurality of states.
Equipped with
The holder is provided with a reference mark at a position where a rotation error in the relative rotation between the holder and the image pickup device is reflected.
The image pickup apparatus captures an image including the component and the reference mark in each of the plurality of states.
The image processing apparatus performs a process of generating the high-resolution image using the plurality of images based on the position of the reference mark in the image.
While the control device is arranging the component for which the high-resolution image is generated among the plurality of components held by the plurality of holders on the substrate, the control device is used for other components in the image processing device. To generate the high resolution image of
Component mounting device.
前記回転装置は、前記撮像装置に対して前記保持具を回転させる
部品実装装置。 The component mounting device according to claim 1.
The rotating device is a component mounting device that rotates the holder with respect to the image pickup device.
周方向に複数の前記保持具が設けられ、旋回軸を中心として複数の前記保持具を周方向に間欠的に旋回移動させる旋回装置を含むヘッドを備え、
前記回転装置は、旋回移動した前記保持具が少なくとも周方向における所定位置にある場合に当該保持具を回転軸を中心として回転させるよう前記ヘッドに設けられ、
前記撮像装置は、前記所定位置にある前記保持具に保持された前記部品を撮像可能となるよう前記ヘッドに設けられる
部品実装装置。 The component mounting device according to claim 1 or 2.
A plurality of the holders are provided in the circumferential direction, and a head including a swivel device for intermittently swiveling and moving the plurality of the holders around a swivel axis is provided.
The rotating device is provided on the head so that the holder is rotated about a rotation axis when the holder that has been swiveled and moved is at least in a predetermined position in the circumferential direction.
The image pickup device is a component mounting device provided on the head so that the component held by the holder at a predetermined position can be imaged.
(a)前記部品を複数の保持具で保持するステップと、
(b)撮像装置と前記保持具とを相対的に回転して、前記保持具と前記撮像装置との相対的な回転における回転誤差が反映される位置に設けられた基準マークと、前記部品とを含み、前記部品の回転角度が異なる複数の画像を前記撮像装置で取得するステップと、
(c)前記複数の保持具に保持された複数の前記部品に対して、前記ステップ(b)で取得した前記画像内の前記基準マークの位置に基づいて前記複数の画像を用いて、前記複数の画像よりも解像度の高い高解像画像を生成する処理を順次行い、複数の前記部品のうち、前記高解像画像の生成された部品を基板へ配置している間に、他の部品の前記高解像画像を生成する処理を行うステップと、
を含む画像処理方法。 This is an image processing method for images of parts.
(A) A step of holding the component with a plurality of holders, and
(B) A reference mark provided at a position where the image pickup device and the holder are relatively rotated to reflect a rotation error in the relative rotation between the holder and the image pickup device, and the component. And the step of acquiring a plurality of images having different rotation angles of the component by the image pickup apparatus.
(C) With respect to the plurality of parts held by the plurality of holders, the plurality of images are used based on the positions of the reference marks in the images acquired in the step (b). The process of generating a high-resolution image having a higher resolution than that of the above image is sequentially performed, and among the plurality of the above-mentioned parts, the other parts while the part for which the high-resolution image is generated is arranged on the substrate. And the step of performing the process of generating the high-resolution image of
Image processing methods including.
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