JP7108695B2 - Control device for component mounting machine - Google Patents
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Description
本発明は、部品装着機の管理装置に関するものである。 The present invention relates to a management device for a component mounting machine.
部品装着機は、基板の所定の位置に部品を装着する装着処理を実行する。装着処理において部品の保持に用いられる保持部材は、使用に伴って汚れが付着するなど状態が変動し得る。特許文献1には、保持部材の一つである吸着ノズルの洗浄や検査などのメンテナンスを行う構成が開示されている。保持部材のメンテナンスは、例えば使用期間や使用回数に応じて定期的に実行される。また、装着処理において発生したエラーの一因が保持部材にあると推定された場合に、保持部材のメンテナンスを実行されることがある。
The component mounting machine executes a mounting process for mounting a component at a predetermined position on the board. A holding member that is used to hold a component in the mounting process may change its state, such as dirt adhering to it, as it is used.
上記のように、保持部材の性能維持などを目的として、保持部材にはメンテナンスが必要とされる。一方で、必要以上に保持部材のメンテナンスが実行されると、作業負荷が増大するおそれがある。 As described above, the holding member requires maintenance for the purpose of maintaining the performance of the holding member. On the other hand, if maintenance of the holding member is performed more than necessary, the workload may increase.
本明細書は、保持部材のメンテナンスの要否をより確実に判定することにより、保持部材の性能維持に伴う作業負荷を軽減できる部品装着機の管理装置を提供することを目的とする。 An object of the present specification is to provide a management apparatus for a component mounting machine that can reduce the workload involved in maintaining the performance of a holding member by more reliably determining whether maintenance of the holding member is required.
本明細書は、部品装着機に適用される管理装置であって、前記部品装着機は、基板に部品を装着する装着処理において前記部品を保持する保持部材と、前記保持部材に保持された前記部品を撮像する第一カメラと、前記第一カメラの撮像により取得した第一画像データを用いて前記装着処理を実行する制御装置と、を備え、前記管理装置は、前記第一カメラと同一のアングルで前記保持部材を撮像可能な第二カメラにより前記部品を保持していない状態の前記保持部材を前記装着処理の実行前に撮像して取得した第二画像データ、および前記第二画像データに対して実行された所定の画像処理の結果の少なくとも一方である基準データを記憶する記憶部と、前記装着処理の実行中に前記保持部材による前記部品の保持異常が検出した場合に、前記基準データおよび前記第一画像データに基づいて、前記保持部材のメンテナンスの要否を判定する判定部と、を備える部品装着機の管理装置を開示する。 The present specification is directed to a management apparatus applied to a component mounting machine, wherein the component mounting machine includes a holding member that holds the component in a mounting process for mounting the component on a substrate; a first camera that captures an image of a component; and a control device that executes the mounting process using first image data acquired by capturing the image of the first camera, wherein the management device is the same as the first camera. second image data acquired by imaging the holding member in a state where the component is not held by a second camera capable of imaging the holding member at an angle before execution of the mounting process; and the second image data. a storage unit for storing reference data that is at least one of the results of predetermined image processing performed on the component; and a determination unit that determines whether or not maintenance of the holding member is necessary based on the first image data.
このような構成によると、保持部材のメンテナンスの要否が基準データおよび第一画像データに基づいて判定されるため、保持部材の状態の変化を判定処理に反映させることができる。これにより、保持部材に汚れが付着したり変形が生じたりしていることを認識し、保持部材のメンテナンスの要否をより正確に判定できる。よって、保持部材の性能維持に伴う作業負荷を軽減できる。 According to such a configuration, whether or not maintenance of the holding member is necessary is determined based on the reference data and the first image data, so changes in the state of the holding member can be reflected in the determination process. As a result, it is possible to recognize that the holding member is soiled or deformed, and to more accurately determine whether maintenance of the holding member is necessary. Therefore, the workload associated with maintaining the performance of the holding member can be reduced.
1.部品装着機の管理装置の概要
管理装置は、部品装着機10による装着処理に用いられる保持部材を管理の対象とする。上記の部品装着機10は、例えば種々の基板製品の生産する生産ラインを構成する。生産ラインは、部品装着機10を含む複数の対基板作業機を基板80の搬送方向に複数設置して構成される。複数の対基板作業機のそれぞれは、ホストコンピュータ61に通信可能に接続される。1. Overview of Management Apparatus for Component Mounting Machine The management apparatus manages holding members used in the mounting process by the
2.部品装着機10の構成
部品装着機10は、基板80に部品を装着する装着処理を実行する。部品装着機10は、図1に示すように、基板搬送装置11、部品供給装置12、部品移載装置13、部品カメラ14、基板カメラ15、ノズルステーション16、ヘッドカメラユニット30、および制御装置40を備える。以下の説明において、水平方向であって部品装着機10の左右方向をX方向とし、X方向に交差する水平方向であって部品装着機10の前後方向をY方向とし、X方向およびY方向に直交する鉛直方向(図1の前後方向)をZ方向とする。2. Configuration of
基板搬送装置11は、ベルトコンベアおよび位置決め装置などにより構成される。基板搬送装置11は、基板80を搬送方向へと順次搬送するとともに、基板80を機内の所定位置に位置決めする。基板搬送装置11は、部品装着機10による部品の装着処理が終了した後に、基板80を部品装着機10の機外に搬出する。
The
部品供給装置12は、基板80に装着される部品を供給する。部品供給装置12は、X方向に並んで配置された複数のスロット121と、複数のスロット121にそれぞれセットされるフィーダ122とを備える。フィーダ122は、多数の部品が収納されたキャリアテープを送り移動させる。これによりフィーダ122は、フィーダ122の先端側に設けられた供給位置において部品を採取可能に供給する。
The
部品移載装置13は、部品供給装置12により供給された部品を、基板搬送装置11により機内に搬入された基板80上の所定の装着位置まで移載する。部品移載装置13のヘッド駆動装置131は、直動機構により移動台132を水平方向(X方向およびY方向)に移動させる。移動台132には、図示しないクランプ部材により装着ヘッド20が交換可能に固定される。
The
装着ヘッド20は、機内において複数の吸着ノズル23を水平移動可能に、且つ着脱可能に支持する。吸着ノズル23は、供給される負圧エアにより、フィーダ122により供給される部品を吸着する。上記のように、吸着ノズル23は、供給される負圧エアにより部品を吸着して保持する保持部材である。上記の保持部材としては、吸着ノズル23の他に、部品を把持して保持するチャックなどが採用し得る。装着ヘッド20の詳細構成については後述する。
The
部品カメラ14、基板カメラ15、およびヘッドカメラユニット30は、CMOSなどの撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。部品カメラ14、基板カメラ15、およびヘッドカメラユニット30は、外部入力される制御信号に基づいて撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを送出する。
The
部品カメラ14は、光軸がZ方向の上向きとなるように部品装着機10の基台に固定される。部品カメラ14は、装着ヘッド20の吸着ノズル23に保持された部品を下方から撮像可能に構成される。基板カメラ15は、光軸がZ方向の下向きとなるように部品移載装置13の移動台132に設けられる。基板カメラ15は、基板80を上方から撮像可能に構成される。
The
ヘッドカメラユニット30は、図2に示すように、装着ヘッド20に設けられ、移動台132の移動に伴って装着ヘッド20と一体的に移動する。ヘッドカメラユニット30は、装着ヘッド20に取り付けられた吸着ノズル23および吸着ノズル23に保持された部品91を被写体とする。ヘッドカメラユニット30は、被写体に光を照射した状態で、被写体を側方から撮像可能に構成される。ヘッドカメラユニット30の詳細構成については後述する。
The
ノズルステーション16は、複数の吸着ノズル23を交換可能に保持する。ノズルステーション16は、複数の吸着ノズル23が先端を下方に向けられた姿勢で、複数の吸着ノズル23をそれぞれ保持する。ノズルステーション16は、部品装着機10の基台に着脱可能に設けられる。
The
制御装置40は、主として、CPUや各種メモリ、制御回路により構成される。制御装置40は、基板80に部品を装着する装着処理を実行する。上記の装着処理には、部品供給装置12により供給された部品を採取して基板80における装着位置に部品を装着するピックアンドプレースサイクル(以下、「PPサイクル」と称する)を複数回に亘って繰り返す処理が含まれる。部品装着機10による装着処理の詳細については後述する。
The
3.装着ヘッド20の詳細構成
装着ヘッド20は、Z軸と平行なR軸回りに回転可能なロータリヘッド21を有する。ロータリヘッド21は、図2および図4に示すように、全体形状として円柱状に形成される。ロータリヘッド21は、R軸と同心の円周上において周方向に等間隔に複数(本実施形態では12本)のホルダ22が配置される。ロータリヘッド21は、複数のホルダ22をZ方向に摺動可能に支持する。複数のホルダ22の下端部には、吸着ノズル23が交換可能にそれぞれ取り付けられる。3. Detailed Configuration of
また、複数のホルダ22の外周側には、圧縮スプリング24がそれぞれ配置される。圧縮スプリング24は、ロータリヘッド21に対してホルダ22を上方に付勢する。これにより、複数のホルダ22のそれぞれは、初期状態においては所定高さの上昇端に位置する。複数のホルダ22のうち昇降位置H0(図4を参照)に割り出されたホルダ22の上端には、ノズルレバー25が当接する。ノズルレバー25は、ボールねじ機構(図示しない)などの直動機構によりZ方向への移動を制御される。
Compression springs 24 are arranged on the outer peripheral sides of the plurality of
昇降位置H0に割り出されたホルダ22は、ノズルレバー25がZ方向下方に移動すると、圧縮スプリング24の弾性力に抗して下降する。また、ホルダ22は、ノズルレバー25がZ方向上方に移動すると、圧縮スプリング24の弾性力により上昇端側へと上昇する。また、昇降位置H0に割り出されたホルダ22に取り付けられた吸着ノズル23は、上記のような構成により、ホルダ22と一体的に下降および上昇する。
The
また、ロータリヘッド21は、図2に示すように、インデックス軸26に連結される。インデックス軸26は、R軸モータ(図示しない)の駆動によりロータリヘッド21と一体的にR軸周りに回転する。複数のホルダ22および複数の吸着ノズル23は、ロータリヘッド21の回転に伴ってR軸周りにそれぞれ回転する。
Also, the
また、複数のホルダ22の上端部には、従動ギヤ27がそれぞれ固定されている。従動ギヤ27は、インデックス軸26の外周側に配置された駆動ギヤ28に、Z方向に摺動可能に噛合する。駆動ギヤ28は、θ軸モータ(図示しない)の駆動によりR軸周りに回転し、噛合する全ての従動ギヤ27をθ軸周りに自転させる。複数のホルダ22および複数の吸着ノズル23は、駆動ギヤ28の回転に伴ってθ軸周りにそれぞれ回転する。このように、吸着ノズル23は、保持した部品91を通る回転軸(θ軸)周りに回転可能に、装着ヘッド20に支持される。
Driven gears 27 are fixed to the upper ends of the plurality of
上記のように、装着ヘッド20は、移動台132の移動によりX軸方向およびY軸方向に移動可能に構成される。また、装着ヘッド20は、ロータリヘッド21を所定角度に角度決めすることにより、装着ヘッド20における昇降位置H0に、複数の吸着ノズル23を順次割り出す。さらに、昇降位置H0に位置決めされた吸着ノズル23は、θ軸周りの角度、およびZ方向の高さを調整される。このような構成により、装着ヘッド20は、複数のホルダ22を介して複数の吸着ノズル23を昇降可能に支持する。
As described above, the mounting
複数の吸着ノズル23のそれぞれには、負圧エア供給源からホルダ22を介して負圧エアが供給される。これにより、複数の吸着ノズル23のそれぞれは、先端部において部品91を吸着して保持する。なお、上記の負圧エア供給源は、例えば装着ヘッド20の内部に設けられたエアポンプ等により構成される。
Negative pressure air is supplied to each of the plurality of
以下では、図4に示すように、装着ヘッド20により昇降される昇降位置H0に位置決めされた吸着ノズル23に隣り合う2つの吸着ノズル23の位置を、前待機位置H-1および後待機位置H+1とする。前待機位置H-1は、ロータリヘッド21の回転により昇降位置H0に次回割り出さる予定の吸着ノズル23を待機させる位置である。後待機位置H+1は、ロータリヘッド21の回転により昇降位置H0に前回割り出された吸着ノズル23を待機させる位置である。
In the following, as shown in FIG. 4, the positions of the two
4.ヘッドカメラユニット30の詳細構成
ヘッドカメラユニット30は、上記のように、移動台132の移動に伴って装着ヘッド20と一体的に移動する。ヘッドカメラユニット30は、制御装置40による撮像指令に基づいて、吸着ノズル23および吸着ノズル23に保持された部品91を側方から撮像する。撮像により取得された側方視画像データ74(図5を参照)は、制御装置40に送出され、部品の保持検査などに用いられる。4. Detailed Configuration of
ヘッドカメラユニット30は、図2に示すように、ケース31、カメラ装置32、光源33と、反射部材34と、および光学部材35を備える。ケース31は、ロータリヘッド21に円周上に配置された複数の吸着ノズル23の一部を外周側から囲うように設けられる。カメラ装置32は、本実施形態において、装着ヘッド20を介して移動台132に設けられる。カメラ装置32は、前待機位置H-1および後待機位置H+1に位置決めされた2つの吸着ノズル23を撮像する。
The
光源33は、ケース31のうち吸着ノズル23に面する円筒状の内周面に配置される。光源33は、ロータリヘッド21の中心方向(R軸に向かう方向)に光を放射する複数の発光ダイオードなどにより構成される。反射部材34は、円柱状に形成され、円筒状の外周面において光を反射する。反射部材34は、ロータリヘッド21の下端にR軸と同軸となるように配置される。反射部材34は、光源33が照射した光を反射する。
The
光学部材35は、ケース31の内側に配置され、撮像の対象物である吸着ノズル23の先端部からカメラ装置32に至るまでの光路を形成する。詳細には、光学部材35は、反射部材34による反射光を照射された2つの吸着ノズル23がカメラ装置32のカメラ視野に収まるように光路を形成する。よって、カメラ装置32は、ロータリヘッド21において、前待機位置H-1および後待機位置H+1に割り出された2つの吸着ノズル23の先端部を撮像可能に構成される。これにより、ヘッドカメラユニット30は、図5に示すような側方視画像データ74をカメラ装置32の撮像により生成し、制御装置40へと送出する。
The
なお、側方視画像データ74は、反射部材34を背景とし、ホルダ22や吸着ノズル23、部品91が存在する範囲が影となるように撮像される。さらに、側方視画像データ74は、カメラ装置32または制御装置40において例えば二値化などの画像処理を実行されて、背景とのコントラストを強調される。図5は、上記の二値化により黒色となる部分を斜線にて示す。
Note that the side-
5.部品装着機10による装着処理
部品装着機10による装着処理について図3および図4を参照して説明する。制御装置40は、装着処理において、先ず、基板80の搬入処理を実行する(S11)。基板80の搬入処理において、基板搬送装置11は、部品装着機10の機内に基板80を搬入するとともに、機内の所定位置に基板80を位置決めする。5. Mounting Processing by
次に、制御装置40は、複数の吸着ノズル23に部品を順次吸着させる吸着サイクルを実行する(S12)。より詳細には、制御装置40は、部品供給装置12において所定種類の部品を供給するフィーダ122の上方まで装着ヘッド20を移動させる。そして、制御装置40は、吸着ノズル23を下降させて部品を吸着した後に、再び吸着ノズル23を上昇させる。吸着サイクルにおいて、上記のような装着ヘッド20の移動、ロータリヘッド21の回転、および吸着ノズル23の昇降が繰り返されて、複数の部品が吸着ノズル23にそれぞれ保持される。
Next, the
続いて、制御装置40は、複数の吸着ノズル23にそれぞれ保持された部品の保持状態を認識する状態認識処理を実行する(S13)。より詳細には、制御装置40は、装着ヘッド20を部品カメラ14の上方に移動させ、部品カメラ14に撮像指令を送出する。制御装置40は、部品カメラ14の撮像により取得された下方視画像データ(図4に示す第一画像データ71)を画像処理して、複数の吸着ノズル23のそれぞれに保持された部品の姿勢(位置および角度)を認識する。
Subsequently, the
その後に、制御装置40は、複数の吸着ノズル23に部品を基板80に順次装着させる装着サイクルを実行する(S14)。より詳細には、制御装置40は、制御プログラムに基づいて基板80における所定の装着位置の上方まで装着ヘッド20を移動させる。このとき、制御装置40は、状態認識処理(S13)の結果に基づいて、吸着ノズル23の位置および角度を補正する。
After that, the
そして、制御装置40は、吸着ノズル23を下降させて基板80上の装着位置に部品を装着した後に、再び吸着ノズル23を上昇させる。装着サイクルにおいて、上記のような装着ヘッド20の移動、ロータリヘッド21の回転、および吸着ノズル23の昇降が繰り返されて、複数の部品が基板80にそれぞれ装着される。
After lowering the
制御装置40は、現在の基板80に対して装着する全ての部品の装着が終了していない場合には(S15:No)、装着が終了するまでPPサイクル(S12-S14)を繰り返し実行する。全ての部品の装着が終了した場合に(S15:Yes)、制御装置40は、基板80の搬出処理を実行する(S16)。基板80の搬出処理において、基板搬送装置11は、位置決めされていた基板80を開放するとともに、部品装着機10の機外に基板80を搬出する。
If the mounting of all components to be mounted on the
6.部品装着機10の管理装置50の構成
管理装置50は、吸着ノズル23などの保持部材のメンテナンスの要否を管理する。ここで、部品装着機10による装着処理に用いられる保持部材の状態は、使用に伴って汚れが付着したり、部品と接触する部位が変形したりするなどして変動し得る。このような保持部材の状態が部品の保持性能に影響することを防止するため、保持部材は、例えば使用期間や使用回数に応じて定期的にメンテナンスを実行される。6. Configuration of
より具体的には、所定期間に亘って使用された複数の吸着ノズル23は、ノズルステーション16にまとめて保持され、ノズルクリーナ62(図1を参照)によりメンテナンスを実行される。本実施形態において、ノズルクリーナ62は、機内に搬入された吸着ノズル23を洗浄、検査、および保管を行う。また、ノズルクリーナ62は、保管されている吸着ノズル23を要求に応じてノズルステーション16に移載して、部品装着機10の段取り替えを支援する。
More specifically, a plurality of
なお、ノズルクリーナ62は、上記のような吸着ノズル23の検査において、吸着ノズル23を検査カメラ(図示しない)により撮像する。そして、ノズルクリーナ62は、当該撮像により取得した画像データに対して所定の画像処理を実行し、画像処理の結果に基づいて吸着ノズル23の外形を検査する。これにより、ノズルクリーナ62は、吸着ノズル23の歪み、欠損、付着物の有無などを確認する。
The
また、上記のような定期的なメンテナンスを実行したとしても、装着処理の実行中に保持部材による部品の保持異常が検出されることがある。上記の保持異常には、採取エラー、移動エラー、および装着エラーが含まれる。採取エラーは、採取サイクル(S12)において部品の採取を試行した際に保持部材が部品を保持していないエラーである。この採取エラーである保持異常は、状態認識処理(S13)において、部品カメラ14の撮像により取得した画像データにおいて、状態を認識しようとした部品が保持部材に保持されていないことにより検出される。
Further, even if the periodic maintenance as described above is performed, an abnormality in the holding of the component by the holding member may be detected during the mounting process. The retention anomalies mentioned above include pick errors, move errors, and mount errors. A picking error is an error in which the holding member does not hold the part when trying to pick up the part in the picking cycle (S12). A holding abnormality, which is a sampling error, is detected in the state recognition process (S13) when the part whose state is to be recognized is not held by the holding member in the image data acquired by the
移動エラーは、保持部材が採取した部品を基板80上の装着位置まで移動させる期間に部品の保持が維持されないエラーである。この移動エラーである保持異常は、装着サイクル(S14)でヘッドカメラユニット30の撮像により取得された画像データにおいて、前待機位置H-1に割り出された吸着ノズル23が部品を保持していないことにより検出される。
A movement error is an error in which the holding of a component is not maintained while the holding member moves the collected component to the mounting position on the
装着エラーは、装着サイクル(S14)において装着位置への部品の装着を試行した際に保持部材に部品が付着しているエラーである。この装着エラーである保持異常は、装着サイクル(S14)でヘッドカメラユニット30の撮像により取得された画像データにおいて、後待機位置H+1に割り出された吸着ノズル23に部品が付着していることにより検出される。
A mounting error is an error in which a component adheres to the holding member when attempting to mount the component to the mounting position in the mounting cycle (S14). This holding abnormality, which is a mounting error, is caused by the fact that a component is attached to the
保持部材のメンテナンスは、ノズルクリーナ62を用いたり、オペレータが個別的に洗浄したりすることにより実行され、保持部材の数量などに応じた作業負荷が生じる。なお、上記のような保持異常は、保持部材の状態の変動に起因するものの他に、部品供給装置12や装着ヘッド20の動作不良、状態認識処理において部品の理想形状を示すテンプレートの不良などに起因することがある。このような場合には、保持部材のメンテナンスでは保持異常が解消されず、メンテナンスを過剰に実行したことになる。このような事情により、保持部材のメンテナンスは、過不足なく適度に実行されることが望まれる。
Maintenance of the holding members is performed by using the
そこで、本実施形態の管理装置50は、保持部材の管理処理において、保持部材のメンテナンスの要否を判定する構成を採用する。管理装置50は、メンテナンスの要否をより正確に判定することにより、保持部材の性能維持に伴う作業負荷の軽減を図る。具体的には、管理装置50は、図1に示すように、記憶部51と、判定部52と、データ取得部53とを備える。記憶部51は、ハードディスク装置などの光学ドライブ装置、またはフラッシュメモリなどにより構成される。
Therefore, the
本実施形態において、記憶部51は、メンテナンスの要否の判定処理に用いられる基準データMsを記憶する。ここで、基準データMsとは、部品装着機10に設けられた第一カメラと同一のアングルで保持部材を撮像可能な第二カメラにより部品91を保持していない状態の保持部材を装着処理の実行前に撮像して取得した第二画像データ72、および第二画像データ72に対して実行された所定の画像処理の結果の少なくとも一方である。
In the present embodiment, the
上記の第一カメラおよび第二カメラは、それぞれの光軸が保持部材の回転軸に平行に設けられる同一または互いに異なるカメラである。本実施形態において、第一カメラおよび第二カメラは、装着処理において保持部材である吸着ノズル23に保持された部品91を下方から撮像する同一の部品カメラ14である。
The first camera and the second camera described above are the same or different cameras each having an optical axis parallel to the rotation axis of the holding member. In this embodiment, the first camera and the second camera are the
また、第二画像データ72は、部品カメラ14により部品91を保持していない状態の吸着ノズル23を装着処理の実行前に撮像して取得したものである(図4の第一画像データ71から部品91を除いた状態に相当)。より具体的には、第二画像データ72は、校正処理に用いられた画像データである。上記の校正処理は、装着処理の実行前に装着ヘッド20と吸着ノズル23との位置関係に基づく処理である。詳細には、校正処理において、制御装置40は、先ず装着ヘッド20に支持された複数の吸着ノズル23を部品カメラ14により撮像する。
Further, the second image data 72 is acquired by imaging the
次に、制御装置40は、上記の撮像により取得された第二画像データ72に含まれる複数の吸着ノズル23のそれぞれの位置を認識する。そして、制御装置40は、装着ヘッド20の基準位置(例えば、R軸)に対する複数の吸着ノズル23の位置(例えば、θ軸)の位置関係を校正値として取得する。制御装置40は、上記のような画像処理の結果(校正値)を、採取サイクル(S12)および装着サイクル(S14)における装着ヘッド20の移動量に反映することにより、装着処理の精度向上を図っている。
Next, the
また、第二画像データ72は、支持確認処理に用いられた画像データであってもよい。上記の支持確認処理は、装着処理の実行前に装着ヘッド20が支持する吸着ノズル23の交換が行われた後に装着ヘッド20に吸着ノズル23が支持されているかを確認する処理である。吸着ノズル23の交換には、装着処理の段取り替えとしてオペレータによりなされる場合と、装着処理の実行前にノズルステーション16との間で自動でなされる場合とが含まれる。
Also, the second image data 72 may be image data used for the support confirmation process. The support confirmation process described above is a process for confirming whether or not the
支持確認処理において、制御装置40は、先ず装着ヘッド20に支持された複数の吸着ノズル23を部品カメラ14により撮像する。次に、制御装置40は、上記の撮像処理により取得された第二画像データ72に含まれる複数の吸着ノズル23の形状を認識する。そして、制御装置40は、装着ヘッド20に複数の吸着ノズル23が所定位置に支持されているか否かを認識する。制御装置40は、上記のような画像処理の結果(吸着ノズル23の有無)に基づいて、装着処理の実行の可否判定などに利用する。
In the support confirmation process, the
記憶部51は、上記のような校正処理や支持確認処理に用いられた第二画像データ72を基準データMsとして記憶する。また、記憶部51は、第二画像データ72に加えてまたは換えて、第二画像データ72に対して実行された所定の画像処理の結果を基準データMsとして記憶してもよい。なお、上記の「画像処理の結果」は、校正処理による校正値、支持確認処理による吸着ノズル23の有無の他に、これらの画像処理に際して実行される二値化やエッジ処理、吸着ノズル23のうち部品91に接触する部位の形状を認識するための形状認識処理などを実行された加工済みの第二画像データ72であるものとしてもよい。
The
判定部52は、装着処理の実行中に吸着ノズル23による部品91の保持異常が検出した場合に、基準データMsおよび第一画像データ71に基づいて、吸着ノズル23のメンテナンスの要否を判定する。ここで、上記の「第一画像データ71」は、本実施形態において、部品装着機10による装着処理において説明したように、状態認識処理(S13)に用いられた下方視画像データである。
The
判定部52による判定処理には、種々の態様を採用し得る。判定処理の第一態様として、判定部52は、第一画像データ71および第二画像データ72に同一の画像処理を実行し、それぞれの画像処理の結果を比較することによりメンテナンスの要否を判定する。このとき、記憶部51には、例えば校正値を算出するために種々の画像処理を実行される前の第二画像データ72が記憶される。そして、判定部52は、第一画像データ71および第二画像データ72に同一の画像処理を実行する。
Various modes can be adopted for the determination processing by the
上記の画像処理は、例えば校正値を算出するための画像処理と相違し、例えば吸着ノズル23のうち部品91に接触する部位(先端部)の形状を認識する形状認識処理が適用され得る。その他に、画像処理には、各部位の明度を認識する明度認識処理が適用され得る。判定部52は、それぞれの画像処理の結果(例えば、形状認識処理の結果)を比較し、一致度が低いほどメンテナンスの必要性が高いと判定する。
The image processing described above differs from image processing for calculating calibration values, for example, and shape recognition processing for recognizing the shape of a portion (tip) of the
判定処理の第二態様として、判定部52は、第一画像データ71に所定の画像処理を実行し、それぞれの画像処理の結果を比較することによりメンテナンスの要否を判定する。このとき、記憶部51には、例えば校正処理における画像処理の結果(校正値、または加工済みの第二画像データ72)が記憶される。そして、判定部52は、第一画像データ71に例えば校正処理と同様の画像処理を実行する。判定部52は、それぞれの画像処理の結果(例えば、算出された校正値)を比較し、一致度が低いほどメンテナンスの必要性が高いと判定する。
As a second mode of determination processing, the
また、判定部52による判定処理では、例えば画像処理の結果の一致度によっては、メンテナンスが確実に必要であるとは断定できない状態がある。そこで、本実施形態では、判定部52により吸着ノズル23のメンテナンスの必要性(画像処理の結果の不一致度に相当)が規定値以上に必要であると判定された場合に、データ取得部53により取得された第三画像データ73(図4の第一画像データ71または第二画像データ72と同様)を用いた判定を行う構成としている。
Further, in the determination processing by the
データ取得部53は、判定部52により吸着ノズル23のメンテナンスが規定値以上に必要であると判定された場合に、部品カメラ14により吸着ノズル23を撮像させて第三画像データ73を取得する。具体的には、データ取得部53は、判定部52による最初の判定処理(第一画像データ71を用いた判定処理)において、一致度が規定範囲内の場合に、第三画像データ73を取得する。よって、本実施形態において、データ取得部53は、一致度が規定範囲の低い側または高い側に外れている場合には、判定部52による再度の判定処理は不要として、第三画像データ73の取得を省略する。
The
また、上記の第三画像データ73の取得には、種々の態様を採用し得る。第三画像データ73の取得処理の第一態様として、データ取得部53は、第一画像データ71より高解像度の高解像度の第三画像データ73を取得する。具体的には、データ取得部53は、先ず部品カメラ14に対して互いに異なる複数の位置に位置決めされた吸着ノズル23を部品カメラ14の撮像により複数の画像データを取得する。上記の複数の位置の間隔は、撮像素子において隣り合う画素の中心間距離よりも小さい所定距離に相当する。
Also, various modes can be adopted for acquiring the third image data 73 described above. As a first aspect of the acquisition process of the third image data 73 , the
次に、データ取得部53は、取得した複数の画像データを用いた超解像処理を実行し、第一画像データ71よりも高解像度の第三画像データ73を取得する。なお、上記の超解像処理は、部品カメラ14のカメラ視野において、判定処理の対象である吸着ノズル23が写る部分的な領域に対してのみ実行するようにしてもよい。これにより、超解像処理の負荷を軽減できるとともに、処理の所要時間を短縮できる。判定部52は、第一画像データ71に換えて、第三画像データ73および基準データMs(第二画像データ72または画像処理の結果)を用いて、再度の判定処理を実行する。
Next, the
第三画像データ73の取得処理の第二態様として、データ取得部53は、第一画像データ71よりも適切な撮像条件を変更して第三画像データ73を取得する。具体的には、データ取得部53は、第一画像データ71を取得した際の撮像条件よりも第二画像データ72を撮像した際の撮像条件に近似させた撮像条件で吸着ノズル23を部品カメラ14で撮像し、第三画像データ73を取得する。
As a second aspect of the acquisition process of the third image data 73 , the
ここで、校正処理や支持確認処理に用いられる第二画像データ72は、それぞれの目的を達成するために必要な撮像条件で撮像して取得される。これに対して、装着処理の実行中に取得される第一画像データ71は、例えば状態認識処理に用いられるものであり、校正処理や支持確認処理とは目的が異なり、これに伴い撮像条件も異なることがある。上記の撮像条件には、撮像時における吸着ノズル23の停止時間、部品カメラ14に対する吸着ノズル23の相対位置、光源による光の照射時間や光量などが含まれる。
Here, the second image data 72 used for the calibration process and the support confirmation process are acquired by imaging under the imaging conditions necessary to achieve each purpose. On the other hand, the first image data 71 acquired during execution of the mounting process is used, for example, in the state recognition process, and has a different purpose from the calibration process and the support confirmation process. It can be different. The imaging conditions described above include the stop time of the
このように、判定部52による最初の判定処理の結果が規定範囲の場合には、撮像条件の相違によるものである可能性がある。そこで、データ取得部53は、上記のように撮像条件を変更して第三画像データ73を取得する。判定部52は、第一画像データ71に換えて、第三画像データ73および基準データMs(第二画像データ72または画像処理の結果)を用いて、再度の判定処理を実行する。
As described above, when the result of the first determination process by the
上記のような構成からなる管理装置50は、判定部52により吸着ノズル23のメンテナンスが必要であると判定された場合に、所定のエラー処理を行う。本実施形態において、管理装置50は、管理処理におけるエラー処理として、オペレータに対してメンテナンスが必要である旨の通知を行う。これにより、保持異常の原因が吸着ノズル23にあり、この吸着ノズル23に対するメンテナンスの実行を促すことができる。
The
また、管理装置50は、エラー処理として、制御装置40に対してメンテナンスが必要な吸着ノズル23の交換の指令を行う。これにより、制御装置40は、装着処理の実行中において、適宜のタイミングで問題のある吸着ノズル23と、ノズルステーション16に保持された別の吸着ノズル23とを交換する。よって、装着処理を継続することができ、生産効率の低下を抑制できる。
In addition, as error processing, the
また、管理装置50は、エラー処理として、制御装置40に対して以降の装着処理においてメンテナンスが必要な吸着ノズル23の使用の規制の指令を行う。これにより、制御装置40は、装着処理において問題のある吸着ノズル23による部品91の採取および装着をスキップする。よって、以降の装着処理において問題のある吸着ノズル23を使用することによる保持異常の発生を防止できる。結果として、生産効率の低下を抑制できる。
Further, as error processing, the
7.管理装置50による吸着ノズル23の管理処理
上記のような構成からなる管理装置50による吸着ノズル23の管理処理について、図6を参照して説明する。ここで、部品装着機10による装着処理の実行前に、校正処理が予め実行され、管理装置50の記憶部51には、部品を保持していない状態の複数の吸着ノズル23を撮像した第二画像データ72が基準データMsとして記憶されているものとする。7. Management Processing of
部品装着機10による装着処理が実行され、状態認識処理(S13)において、ある吸着ノズル23に部品91が保持されていない採取エラー(保持異常)が発生したとする。このとき、記憶部51は、採取エラーを検出した状態認識処理(S13)に用いられた第一画像データ71を記憶する。管理装置50は、図6に示すように、吸着ノズル23の管理処理を開始する。先ず、判定部52は、第一画像データ71と基準データMsを用いた判定処理を実行する(S20)。
It is assumed that the mounting process by the
具体的には、判定部52は、第一画像データ71において問題のある吸着ノズル23を特定する(S21)。そして、判定部52は、基準データMsにおいて、上記の吸着ノズル23と同一の吸着ノズル23を特定する(S22)。続いて、判定部52は、第一画像データ71および基準データMsに同一の画像処理を実行する(S23)。さらに、判定部52は、画像処理を実行した第一画像データ71および基準データMsに基づいて一致度を算出する(S24)。
Specifically, the
具体的には、判定部52は、例えば第一画像データ71から問題のある吸着ノズル23を含む領域を抽出し、基準データMsにおける吸着ノズル23と角度を一致させるように重ねる。これにより、判定部52は、両者の画像データにおける吸着ノズル23の形状、位置、角度、または明度などの比較項目ごとの相関に基づいて、一致度を算出する。なお、上記のような算出態様の他に、例えば校正処理のように校正値を算出し、両者の校正値の差分を一致度としてもよい。
Specifically, the
続いて、判定部52により一致度が第一規定値T1より小さく(S25:Yes)、且つ第二規定値T2以上(S26:No)と判定された場合に、データ取得部53は、吸着ノズル23に問題がある可能性があるとして、第三画像データ73の取得処理を実行する(S31)。そして、判定部52は、第三画像データ73と基準データMsを用いた判定処理をさらに実行する(S40)。この再度の判定処理(S40)は、最初の判定処理(S20)と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。詳細には、再度の判定処理(S40)における各処理(S41-S44)は、最初の判定処理(S20)における各処理(S21,S23-S25)に相当する。
Subsequently, when the
管理装置50は、最初の判定処理(S20)において判定部52により一致度が第二規定値T2より小さい(S26:Yes)と判定された場合、または再度の判定処理(S40)において判定部52により一致度が第一規定値T1より小さい(S44:Yes)と判定された場合に、吸着ノズル23にはメンテナンスが必要であるとして、エラー処理を実行する(S51)。具体的には、管理装置50は、エラー処理として、オペレータに対する通知、制御装置40に対して問題のある吸着ノズル23の交換指令、および以降の装着処理において問題のある吸着ノズル23の使用の規制指令の少なくとも一つを行う。
If the
一方で、管理装置50は、最初の判定処理(S20)において判定部52により一致度が第一規定値T1以上(S25:No)と判定された場合、または再度の判定処理(S40)において判定部52により一致度が第一規定値T1以上(S44:No)と判定された場合に、吸着ノズル23にはメンテナンスが不要であるとして、通知処理を実行する(S52)。具体的には、管理装置50は、吸着ノズル23へのメンテナンスが現状において不要であり、吸着ノズル23以外の機器または処理条件などに保持異常の原因がある旨の通知を行う。
On the other hand, if the determining
8.実施形態の構成による効果
実施形態における管理装置50は、第一カメラ(部品カメラ14)と同一のアングルで保持部材(吸着ノズル23)を撮像可能な第二カメラ(部品カメラ14)により部品91を保持していない状態の保持部材を装着処理の実行前に撮像して取得した第二画像データ72、および第二画像データ72に対して実行された所定の画像処理の結果の少なくとも一方である基準データMsを記憶する記憶部51を備える。また、管理装置50は、装着処理の実行中に保持部材による部品91の保持異常が検出した場合に、基準データMsおよび第一画像データ71に基づいて、保持部材のメンテナンスの要否を判定する判定部52を備える。8. Effects of the Configuration of the Embodiment The
このような構成によると、吸着ノズル23のメンテナンスの要否が基準データMsおよび第一画像データ71に基づいて判定されるため、吸着ノズル23の状態の変化を判定処理に反映させることができる。これにより、吸着ノズル23に汚れが付着したり変形が生じたりしていることを認識し、吸着ノズル23のメンテナンスの要否をより正確に判定できる。よって、吸着ノズル23の性能維持に伴う作業負荷を軽減できる。
According to such a configuration, the need for maintenance of the
9.実施形態の変形態様
9-1.メンテナンスの要否反映処理について
実施形態において、記憶部51は、第二画像データ72および第二画像データ72に対する画像処理の結果の少なくとも一方を基準データMsとして記憶する。記憶部51は、基準データMsとしては、後の第一画像データ71に対する画像処理に応じて、第二画像データ72または画像処理の結果のみを記憶するようにしてもよい。第二画像データ72を基準データMsとする構成では、後に種々の画像処理を実行することができるので汎用性が高い。一方で、画像処理の結果を基準データMsとする構成では、記憶に要する容量を小さくできる。9. Modification of Embodiment 9-1. Processing for Reflecting Necessity of Maintenance In the embodiment, the
また、実施形態において、所定の場合に、データ取得部53が第三画像データ73を取得するとともに、判定部52が第三画像データ73および基準データMsを用いた再度の判定処理(S40)を実行するものとした。これに対して、第三画像データの取得処理(S31)および再度の判定処理(S40)を省略し、メンテナンスが規定値以上に必要である(画像処理の結果の一致度が第一規定値T1より小さい)場合には、吸着ノズル23へのメンテナンスが必要と判定してもよい。
Further, in the embodiment, in a predetermined case, the
また、第三画像データ73の取得処理(S31)および再度の判定処理(S40)に加えてまたは換えて、管理装置50は、部品カメラ14とは別のアングルで吸着ノズル23を撮像可能なカメラの撮像により画像データを用いた判定処理を実行してもよい。例えば、管理装置50は、エラーに対応する吸着ノズル23をヘッドカメラユニット30により撮像するように指令し、当該ヘッドカメラユニット30の撮像により取得した側方視画像データを用いて判定処理を実行してもよい。このとき、過去のヘッドカメラユニット30の撮像により取得した側方視画像データが基準データMsとして記憶部51に予め記憶されている。
In addition to or in place of the acquisition processing (S31) of the third image data 73 and the re-determination processing (S40), the
また、実施形態において、吸着ノズル23の管理処理は、保持異常としての採取エラーが検出された場合に実行する態様を例示した。これに対して、管理装置50は、採取エラー以外の移動エラーや装着エラーが保持異常として検出された場合に、上記と同様の管理処理を実行してもよい。なお、装着エラーが検出された場合には、吸着ノズル23に部品91が付着しているので、その部品91の廃棄が行われた後に、次のPPサイクルに以降される。
Moreover, in the embodiment, the management process of the
また、移動エラーまたは装着エラーが検出された場合に、制御装置40は、次のPPサイクルの採取サイクル(S12)において、上記エラーに対応する吸着ノズル23による部品91の採取をスキップする。これにより、状態認識処理(S13)における部品カメラ14の撮像によって、部品を保持しない吸着ノズル23を含む第一画像データ71が取得される。その後に、実施形態にて例示した態様と同様の管理処理を実行することにより、吸着ノズル23へのメンテナンスの要否を判定できるとともに、必要に応じたエラー処理(S51)を実行できる。
Also, when a movement error or mounting error is detected, the
9-2.管理装置50の構成について
実施形態において、管理装置50は、部品装着機10に組み込まれた構成とした。これに対して、管理装置50は、ホストコンピュータ61など部品装着機10の外部装置に組み込まれたり、部品装着機10と通信可能に接続された専用装置であったりする構成としてもよい。但し、装着処理の実行中において検出される保持異常に対応し、制御装置40と連携した制御および各種処理を実行する観点からは、実施形態にて例示した態様が好適である。9-2. Configuration of
また、実施形態において、管理装置50が吸着ノズル23の管理処理に用いる各種の画像データを取得するための第一カメラおよび第二カメラは、同一の部品カメラ14であるものとした。これに対して、第一カメラおよび第二カメラは、吸着ノズル23を同一のアングルで撮像可能であれば、種々の態様を採用し得る。例えば、第一カメラが部品カメラ14である場合に、第二カメラをノズルクリーナ62に設けられた検査カメラであるものとしてもよい。
Further, in the embodiment, the first camera and the second camera for acquiring various image data used by the
また、第一カメラおよび第二カメラは、吸着ノズル23を下方から撮像可能な構成である他に、吸着ノズル23を側方から撮像可能な構成であってもよい。具体的には、第一カメラおよび第二カメラは、例えば実施形態にて例示したヘッドカメラユニット30であってもよい。但し、保持部材が吸着ノズル23である態様においては、吸着ノズル23において部品91に接触する部位が先端部の下面であることから、実施形態にて例示したように、吸着ノズル23の先端部の下面の全域を撮像可能な部品カメラ14を第一カメラおよび第二カメラとする態様が好適である。
Further, the first camera and the second camera may be configured to be able to image the
9-3.部品装着機10の構成について
実施形態において、部品装着機10の保持部材は、吸着ノズル23である態様を例示した。これに対して、保持部材は、部品91を把持することのより保持するチャックであってもよい。なお、部品装着機10は、実施形態において状態認識処理(S13)において、保持部材が部品91を保持していないことをもって保持異常を検出するものとした。これに対して、部品装着機10は、例えば保持部材に供給する負圧エアまたは正圧エアのリークを検出することにより、保持異常を検出してもよい。9-3. Configuration of
また、部品装着機10による装着処理では、フィーダ122により供給される電子部品の他に、種々のリード部品やカバー部品、コネクタ部品などの大型部品も装着の対象にすることができる。本明細書において、「装着」には、電子部品を基板上に載置する動作の他に、リード部品のリードをホールに挿入したり、カバー部品やコネクタ部品の爪部を基板の穴部に挿入したりする組み付け動作が含まれる。このような構成においても実施形態と同様の効果を奏する。
Moreover, in the mounting process by the
10:部品装着機、 13:部品移載装置、 20:装着ヘッド、 23:吸着ノズル(保持部材)、 14:部品カメラ(第一カメラ、第二カメラ)、 30:ヘッドカメラユニット、 40:制御装置、 50:管理装置、 51:記憶部、 52:判定部、 53:データ取得部、 71:第一画像データ、 72:第二画像データ、 73:第三画像データ、 74:側方視画像データ、 80:基板、 91:部品、 H-1:前待機位置、 H0:昇降位置、 H+1:後待機位置、 Ms:基準データ 10: Component mounting machine 13: Component transfer device 20: Mounting head 23: Suction nozzle (holding member) 14: Component camera (first camera, second camera) 30: Head camera unit 40: Control Apparatus 50: Management device 51: Storage unit 52: Determination unit 53: Data acquisition unit 71: First image data 72: Second image data 73: Third image data 74: Side view image Data 80: Board 91: Parts H-1: Front standby position H0: Lifting position H+1: Rear standby position Ms: Reference data
Claims (15)
前記部品装着機は、
基板に部品を装着する装着処理において前記部品を保持する複数の保持部材と、
前記複数の保持部材に保持された前記部品を撮像する第一カメラと、
前記第一カメラの撮像により取得した第一画像データを用いて前記装着処理を実行する制御装置と、を備え、
前記管理装置は、
前記第一カメラと同一のアングルで前記保持部材を撮像可能な第二カメラにより前記部品を保持していない状態の前記保持部材を前記装着処理の実行前に撮像して取得した第二画像データ、および前記第二画像データに対して実行された所定の画像処理の結果の少なくとも一方である基準データを記憶する記憶部と、
前記装着処理の実行中に前記保持部材による前記部品の保持異常が検出した場合に、前記基準データおよび前記第一画像データに基づいて、前記保持部材のメンテナンスの要否を判定する判定部と、
を備え、
前記保持異常は、前記保持部材が採取した前記部品を前記基板上の装着位置まで移動させる期間に前記部品の保持が維持されない移動エラー、および前記装着位置への前記部品の装着を試行した際に前記保持部材に前記部品が付着している装着エラーの少なくとも一つであり、
前記制御装置は、前記移動エラーまたは前記装着エラーが検出された後に行われる、前記複数の保持部材に前記部品を採取させる採取サイクルにおいて、検出された前記移動エラーまたは前記装着エラーに対応する前記保持部材による前記部品の採取をスキップする部品装着機の管理装置。 A management device applied to a component mounting machine,
The component mounting machine is
a plurality of holding members for holding the components in a mounting process for mounting the components on the substrate;
a first camera that images the component held by the plurality of holding members;
A control device that executes the mounting process using the first image data acquired by imaging with the first camera,
The management device
Second image data acquired by imaging the holding member in a state where the part is not held by a second camera capable of imaging the holding member at the same angle as the first camera, before execution of the mounting process; and a storage unit that stores reference data that is at least one of results of predetermined image processing performed on the second image data;
a determination unit that determines whether or not maintenance of the holding member is necessary based on the reference data and the first image data when an abnormality in the holding of the component by the holding member is detected during execution of the mounting process;
with
The holding abnormality includes a movement error in which the holding of the component is not maintained during the period in which the component picked up by the holding member is moved to the mounting position on the substrate, and an error in which the component is not maintained in the mounting position when the component is tried to be mounted on the mounting position. at least one mounting error in which the component is attached to the holding member;
The control device controls the holding corresponding to the detected movement error or mounting error in a picking cycle that causes the plurality of holding members to pick up the component, which is performed after the movement error or the mounting error is detected. A management device for a component mounting machine that skips the picking of the component by a member .
前記判定部は、前記第一画像データおよび前記第二画像データに同一の画像処理を実行し、それぞれの画像処理の結果を比較することにより前記メンテナンスの要否を判定する、請求項1に記載の部品装着機の管理装置。 The storage unit stores the second image data as the reference data,
2. The determining unit according to claim 1, wherein the determining unit performs the same image processing on the first image data and the second image data, and determines whether or not the maintenance is necessary by comparing results of the respective image processing. management device for the component mounting machine.
前記判定部は、前記第一画像データに前記所定の画像処理を実行し、それぞれの画像処理の結果を比較することにより前記メンテナンスの要否を判定する、請求項1または2に記載の部品装着機の管理装置。 The storage unit stores a result of the predetermined image processing as the reference data,
3. The component mounting according to claim 1, wherein said determination unit performs said predetermined image processing on said first image data, and determines whether or not said maintenance is necessary by comparing respective image processing results. machine management device.
前記第一カメラおよび前記第二カメラは、それぞれの光軸が前記保持部材の前記回転軸に平行に設けられる、請求項1-5の何れか一項に記載の部品装着機の管理装置。 The holding member is rotatably supported around a rotation axis passing through the held component,
6. The management device for a component mounting machine according to claim 1, wherein said first camera and said second camera have respective optical axes parallel to said rotation axis of said holding member.
前記第二画像データは、前記装着処理の実行前に前記装着ヘッドと前記保持部材との位置関係に基づく校正処理に用いられた画像データである、請求項7に記載の部品装着機の管理装置。 The component mounting machine includes a mounting head that horizontally movably supports the holding member in the machine,
8. The management device of a component mounting machine according to claim 7, wherein said second image data is image data used for calibration processing based on the positional relationship between said mounting head and said holding member before execution of said mounting processing. .
前記第二画像データは、前記装着処理の実行前に前記装着ヘッドが支持する前記保持部材の交換が行われた後に前記装着ヘッドに前記保持部材が支持されているかの支持確認処理に用いられた画像データである、請求項1-8の何れか一項に記載の部品装着機の管理装置。 The component mounting machine includes a mounting head that supports the holding member horizontally and detachably in the machine,
The second image data is used for support confirmation processing to determine whether the holding member is supported by the mounting head after the holding member supported by the mounting head is replaced before execution of the mounting processing. The management device for a component mounting machine according to any one of claims 1 to 8, which is image data.
前記判定部は、前記基準データおよび前記第三画像データに基づいて、前記保持部材のメンテナンスの要否をさらに判定する、請求項1-9の何れか一項に記載の部品装着機の管理装置。 Data for acquiring third image data by causing the first camera to image the holding member when the determination unit determines that the maintenance of the holding member is required at a prescribed value or more. further comprising an acquisition unit,
The management device for a component mounting machine according to any one of claims 1 to 9, wherein the determination unit further determines necessity of maintenance of the holding member based on the reference data and the third image data. .
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