JPH0269605A - 電子部品自動搭載機における電子部品の搭載方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 変化点検出アルゴリズムでは、統計的手法によりパター
ンの重心を求めている為、重心を正確に求めるには多く
の変化点データが必要であり、測定線を複数本設定しな
ければならない。本発明は、測定線本数を複数本設定す
る場合に好適である。

〔従来の技術〕

従来は、特開昭６３−１８４７３号公報に開示しである
ように、パターンの重心を求める為に面（以下、測定エ
リアと呼ぶ）を生成し、その測定エリア内へ１本または
複数本の線分を設定して行っている。この場合の測定線
本数の決定は作業者が任意に決めている。しかし、最適
の本数を決めるにはかなりの経験が必要であり、しかも
、本数を少なく設定した場合には信頼性が欠け、多く設
定した場合には測定時間が増大してしまう。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、パターンの１心を求める為に面を生
成し、その面内へ１本又は複数本の線分を設定して行っ
ている。この場合、測定本数の決定には作業者が任童に
決めているが、変化点検出アルゴリズムは統計的手法の
為、ビン数および接点パターン数により測定線本数の最
適値が求まる。

この為、この最適値より少ない本数で設定した場合には
信頼性が欠け、多い本数て設定した場合には測定時間の
増大という問題があった。

ここで、変化点検出アルゴリズムでは統計的手法により
パターンの重心を求めている為、サンプルデータが多い
程、第９図に示すように精度は高くなる。その反面、デ
ータのサンプル数はある値（以下この値を飽和１ｄｌｌ
ＩＩＩと呼ぶ）をこえると飽和状態となり、それ以上サ
ンプル数を増やしても精度には影響しなくなる。

つまり、測定線本数が飽、和閾値より少ない場合には信
頼性が下がり、多い場合には測定時間が増大してしまう
という問題があった。

ところで、データの精度に影響を及ぼす要因としては、
接点パターンのピン本数・ビン間の距離・パターンの明
るさなどがあり、測定線本数を作業者が決定するには、
−朝一夕では求まらない。

この為、作業者は思考錯誤をくり返しながら適性値を求
めていた。

〔間１題点な解決するための課題〕 変化点検出アルゴリズムでは統計的手法によりパターン
列の中心を求めている為、データのサンプル数が多い程
に精度は高くなる。しかし、データのサンプル数はある
値を越えると飽和状態となり、それ以上サンプル数を増
やしても精度には影響しなくなる。

この点に注目して、ＩＣのビン数および接点パターン数
をもとに、測定用本数の最適値を自動的に決定すること
により、上記目的は達成される。

〔作用〕

測定用本数の本数を自動決定することにより、本数を各
辺に対して設定するという手間が省ける。

又、データの個数と求めた位置データの信頼度との関係
から測定線本数の最適値が求まるようになり、計測デー
タの信頼性の向上と測定時間の短縮が行える。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第８図を用いて詳
細に説明する。第１図は電子部品自動搭ｆｉｌの外観図
である。１は直交形ロボット、２は直交ロボット上にあ
るＩＣ部品を基板上に搭載するハンドと基板の接点パタ
ーンを認識するカメラから成るｆＭ載ヘッド、３はＩＣ
部品供給装置、４の内部には制御装置が矧みこまれてい
る。

基本的な動作を第２図により説明する。まず、基板搬送
装置５により基板の供給を行い機械的に固定する。次に
、搭載ヘット６に取り付けたカメラ７を基板上に移動し
、搭載するための基板上の接点パターンを認識して重心
を求める。次に、搭載ヘッドのハンド８がＩＣ部品供給
装置９から供給された部品を把持し、ＩＣ位置検出用カ
メラ１０の上へ移動して、部品の吸着ズレを検出する。

そして、求めた基板上の接点パターンの重心位置とＩＣ
の重心位置を一致させるように、基板上へ搭載する。

第３図は視覚認識Ｈ置制御部を中心としたハートブロッ
ク図である。１１はＣＰＵ　（中央処理装置）であり、
視覚センサ関係の処理やフィードバックの処理をｉテう
１２はＲＯＭであり、ＣＰＵて行う処理手順を示したプ
ログラムが格納されている。

１３はＲＡＭでありＣＰＵの処理の途中結果などが格納
されている。１４はＤＰ−ＲＡＭ（デュアルポートラム
）であり、搭載機制御部のＣＰＵからも視覚センサ制御
部のＣＰＵからもアクセス可能となっている。このＲＡ
Ｍを用いて、視覚センサ部と１３載機は情報のやりとり
を行う。１４は撮像制御部てあり１１のＣＰＵから撮像
が指令されると、１５のバス切替器に指令して、１Ｇの
画像メモリを１７の内部バスより切りはなし、１８の画
像バスに接続する。次に１９のカメラに同ｌ！１１信号
を発行し、その同門信号と同門したＡ／Ｄ変換指令信号
を、２０のＡ／Ｄ変換器に送る。Ａ／Ｄ変ｌｆＡ器によ
ってディジタル化された画像信号は、２１のＤＭＡ制御
部の指令した１６の画像メモリのあるアドレスに格納さ
れる。これを−画面分行い画像が画像メモリに格納され
る。

搭載するためのＩＣとしては、フラットパッケージＩｃ
を対象とする。

ＩＣの接点パターンをＴＶカメラて撮像したときの画像
を第４図に示す。画像上では何れも細長い長方形のパタ
ーンがその長手方向と直角方向に一直線上に並んだもの
となっている。２２はサンプル直線（測定線）であり、
この図では一例の足に対して夫々３本づつ示しである。

ここで、ＴＶカメラからの画像から位置検出を行なう方
法を第４図〜第８図により説明すれば以下になる。

長方形パターンの各列毎に第４図に示すように長方形と
直交する方向にサンプル直線２２を設定し、サンプル直
線２２の位置を画面内で固定したとすれば、パターンの
位置は基板例々やＩＣ毎に少しずつずれるが、サンプル
直線２２と必ず交わる程度には機械的に位置決めし得る
ものとなっている。この場合でのサンプル直線２２上で
の画像の明るさは第５図に示すように、パターンの配列
に対応して波状になるが、この波形から各パターンのサ
ンプル直線２２方向での位置が求められるものである。

例えば第５図に示す例では、パターンと背景との境界Ｘ
ｌが求められている。

ここで第６図を用いパターンの境界を求める方法につい
て具体的に説明すれば、照明の状態が良好であって、画
面の明るさが一様な場合（明るさ（■））は、明るさの
閾値を適当に定め、これにより明るい範囲、または暗い
範囲の両端画素位置をパターンの境界として求めればよ
い。また、明るさが明るさ（１）にほぼ同様な場合（明
るさ（■））に、同値をはさむ両側の画素の間の明るさ
の勾配を考慮に入れて、Ｉｄｌ値と同じ明るさになる位
置を少数点を含む実数値で求めるようにすれば、精度は
更に向上されることになる。更に照明条件が良好でなく
画面の明るさが一様でない場合（明るさ（■））には、
一つの同値によっては、すべてのパターンを分離し得な
いが、このような場合には隣接する画素間での明るさを
勾配が最大となる画素の位置を境界として求めたり、あ
るいは山から谷までの範囲毎に荷重平均Ａ／Ｂを求める
なとの方法が採られる。但し、Ａ、Ｂは以下となってい
る。

＝Ｊ １＝」 以上のようにしてサンプル直線方向での長方形パターン
位置座標列（Ｌｌｉ＝１．・・・、ｎｌ）が求まったな
らば、その平均値 に Σ　Ｘ。

Ｉ”Ｊ Ｕ”＝　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・　（
３）よりパターン列全体のサンプル直線方向での位置が
求められるものである。ＩＣ搭載の際、問題となるのは
この方向である。

このようにして各列毎のサンプル直線方向での位置が求
められたならば、次にはその絹み合わせによりＩＣや接
点パターン全体の位置が求められる。

次に測定線本数の求め方を、以下に説明する。

（３）式によりパターン列全体のサンプル直線方向での
平均値が求められるので、測定線本数をＮ本としたとき
の平均値は、 〜 となる。

ここで、測定線本数のうち十分に大きな値をａとする。

このａの算出を第７図により説明する。

与えられた２点を対角頂点として長方形を作成し、その
四辺形の一辺一辺を測定用線分の基準線分２３とした場
合、基２１！線分２３を中心として基４線分２３と同し
長さの線分を線対称に設定していく。

設定間隔は画素毎とする。そして、基準線分２３て計測
したビン数および接点パターン数と異なるまでくり返す
。異なった時点での測定用線分の本数をａとする。先ず
、測定線本数ａを用いく４）式により平均値Ｕ、を算出
する。但し、Ｕ８の算出には、Ｕｌの信願度を上げる為
、複数回計測を行いその平均値をとるものとする。次に
測定線本数が１木の時の平均値Ｕ１を求め、平均値Ｕ１
との比較を行う。このようにして）νり定線本数を増や
してゆき、そのときの平均値とＵｌとの比較を行い飽和
闇値より小さくなった時点の値を、求める測定線本数と
する。この飽和闇値は、視覚認識装置の最小単位である
１画素の精度をα、電子部品搭載機の精度をβとすると
、β／αが飽和閾値となる。

以上の計算式は、飽和同値を、ε、求める測定線本数を
Ｎとした場合、 Ｕ、−ＵＮｌ＜ε・・・・・・（５） （ε＝β／α） となる。但し以上の処理は教示時に行なうものとして、
プレイバック時の測定には教示時のデータを用いる。

このようにして、各列毎に測定線本数を決定することに
より、最適値が求まり、信頼性の向上と測定時間の短縮
が行なえる。

理解を容易にする為に再度説明すると次の通りである。

以上述べてきた、測定線本数を決定する処理フローを第
８図に示す。

最適な測定線本数を求める為に、まず基準となる平均値
を求める。基準となる平均値とは、ス４象となる接点パ
ターン上に設定できる最大の測定線本数て計測した平均
＋１１１　（以下この平均値をＵ＆とする）のことであ
る。

この平均値Ｕ、の算出を第４図により説明する。

先ず接点パターン上に設定した基準測定用線分上のビン
本数を計測する（第４図では１４本である）。次に、こ
の基準線分を中心として線対称になるように、同じ長さ
の線分を両方向にしかも交互に設定してゆき（設定間隔
は１画素毎でも２画素毎でも良い）、同様にビン本数を
計測する。そして、基準線分で計測したビン本数との比
較を行い、致しなくなった時点での本数を最大測定線本
数として、平均値Ｕ、を計算する。

次に、上記のように基準線分を中心として線対称に測定
線本数を１本、２本、・・・・・・と設定してゆき、そ
のときまでの平均値 Σ　Ｕ。

＝１ Ｕ　Ｎ　：＝　　　　　　　　（ｉ：Ｉ、・・・、Ｎ）
を求める。モしてＵ、とＵＮとの比較を行い飽和閾値以
下であった場合を、求めようとする測定線本数とする。

以上を式で表すと以下のようになる。

Ｕ、−ＵＮＩ＜ε ここで、ε特許は飽和同値のことであり、この飽ｆ口閾
値はε／αで表すことができる。

α：視覚認識装置の最小単位である１画素の精度（単位
はｍｍ） β：電子部品搭載機のメカ精度（単位はｍ　ｍ　）これ
までの処理は教示時に行い、求めた測定線本数を各パタ
ーンの各辺（ＱＦＰ部品の場合は４辺）ごとに記憶して
おき、プレイバック時にこの情報を利用して接点パター
ンの重心を求める。

〔発明の効果〕

本発明によれば、測定用の線分の本数が自動的に決定で
きるので、作業者が設定する手間が省ける。

本発明によれば、測定用線分の本数の最適値が求まるの
で、信頼性の向上及びタクトタイムの短縮という効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子部品搭載機の外観図、第２図は電子部品搭
載機の全体図、第３図は視覚認識装置制御部のハードブ
ロック図、第４図は接点パターンのｔｊＩ像図、第５図
、第６図はパターン対応のサンプル点を求める方法を説
明するための図、第７図は測定用本数を決定する手順を
説明するのに用いる図、第８図は本実施例における処理
手順を示すフローチャート図、第９図は測定線本数と精
度の関係を示すグラフである。 ｌ・・・直交形ロボット、２・・・搭載ヘット、３・・
・ＩＣ部品供給Ｈ装、４・・・制御装置、５・・・基板
搬送装置、６・・・搭載ヘット、７・・・ＴＶカメラ、
８・・・吸着ハンド、９・・・ＩＣ部品供給装置、１０
・・・ＴＶカメラ、１１・・・ＣＰＵ、１２・・・ＲＯ
Ｍ、１３・・・ＲＡＭ、１４・・・ＤＰ−ＲＡＭ、１５
・・・バス切替器、１６・・・画像メモリ、１７・・・
内部バス、１８・・・画像バス、ｌ９・・・ＴＶカメラ
、２０・・・Ａ／Ｄ変換器、２１・・・ＤＭＡ１ｌ、１
ｌ御部、２２・・・サンプル直線、２３・・・基準線分
、２４・・・パターン 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．パターンの重心を求める方式として、面付け部品の
   ピン列各々および接点パターン列各々の画像パターンに
   対しパターン方向にほぼ直交するようにして測定用線分
   を設定したうえ、該直線上での明るさの変化より上記ピ
   ン列各々および接点パターン列各々の位置を求め、パタ
   ーンの重心を決定する方式（以下、変化点検出アルゴリ
   ズムと呼ぶ）を用いた場合に、与えられた２点を対角頂
   点として、長方形を作成する機能と、上記変化点検出ア
   ルゴリズムに必要な測定用線分を、作成された長方形の
   一辺一辺と対応させる機能と、上記線分を基準線分とし
   て、基準線分と同じ長さの線分を平行におよび等間隔に
   複数本設定する機能を設けたことを特徴とする電子部品
   自動搭載機におけるパターン位置検出方式。