JPH0357404B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は部品位置検出装置に関し、特に複数の
リード線を有する部品を基板上の所定の位置に高
い位置精度で自動的に搭載可能にする部品位置検
出装置に関する。

基板上の所定の位置に決められた姿勢で部品を
搭載する場合においては、部品を搭載位置に運ぶ
部品保持装置への部品の供給誤差が搭載位置の許
容誤差範囲よりも充分に小さければ、部品を供給
して後、予め決められた数値に従つて保持装置を
目標位置に移動させる単純な制御動作で目的を達
成できる。しかしながら、例えば、IC，LSIの如
く極めて狭い間隔で多数の細いリード線をもつ電
子部品を、これらのリード線に対応して形成され
たプリント基板上の微細な配線端子上に正確に搭
載する組立作業の場合、各リード線と配線端子と
の間に許容される位置ずれの範囲が極めて小さい
ため、供給装置から保持装置への部品供給誤差を
上述した単純な制御を可能とする範囲内に抑える
ことは極めて困難である。特にパツケージの各辺
にそれぞれ複数本のリード線をもつLSIをプリン
ト基板上に搭載する場合には、リード線の長手方
向の位置ずれ許容範囲がこれと直交する方向に延
びるリード線の幅によつて制約されるため、保持
装置への部品供給に許容されるバラツキの範囲は
極めて厳しく、これを実現しようとすると部品供
給装置と保持装置が複雑かつ高価なものとなる。
また、この方式によれば寸法、形状の異なる多品
種の部品自動組立への適合が困難である。

従つて本発明の目的は、基板上の所定位置に高
い位置精度で部品を搭載できるための部品位置検
出装置を提供することにある。

かかる目的達成するために本発明は、複数のリ
ード線を有する部品を搭載すべき基板上の所定位
置の上空に移動するための部品移動手段と、移動
した上記部品のリード線に基板上から光を照射す
るための照射手段と、上記照射手段により照射さ
れた光の透過光により上記部品のリード線の少な
くとも２つの部品領域を撮像するための撮像手段
と、上記部品のリード線の先端を含む検出すべき
少なくとも２つの特定領域の基準位置情報を記憶
する記憶手段と、上記記憶手段から読み出される
検出すべき特定領域の基準位置情報に応じて、上
記撮像手段の撮像領域を移動させる手段と、移動
後に上記撮像手段により撮像された撮像領域を上
記部品のリード線の大きさまたは間隔に基づいて
分割し、分割された領域に存在する上記リード線
のうち先端に位置するリード線の部分パターンの
上記撮像手段からみた位置を検出する手段とを有
することを特徴とする。

以下、本発明の１実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。尚、この実施例は、プリント
基板上の予め定められた位置に、互いに大きさの
異なる種類の電子部品をそれぞれ複数個ずつ、連
続的に搭載する自動組立装置への本発明の適用例
を示すものである。

第１図は電子部品の搭載対象面となるプリント
基板１の概略的な構成を示す図であり、破線で囲
んだ領域は微細な配線パターンの形成領域を示し
ている。この配線領域には、電子部品のリード端
子の配列に合致して、各リード端子に接続される
配線側の端子群が形成されている。第１図で２，
３，４で示す各矩形は、それぞれ大型IC（以下、
LSI部品という）、小型IC（以下、SSIという）お
よび抵抗素子（以下、Ｒ部品という）との接続端
子群の形成領域を示しており、この例では、プリ
ント基板１の上に18個のLSI部品と、36個のSSI
部品と、72個のＲ部品が搭載される。５はプリン
ト基板１を後述する自動組立装置のプリント基板
移動テーブル上に固定するためのピンの通し穴で
あり、プリント基板の４隅の斜線部分６ａ〜６ｂ
は、上記基板移動テーブルに搭載されたプリント
基板の位置ずれを修正する際のプリント基板の基
準位置を与えるクロスマークの形成領域を示す。
これら４つのクロスマークの位置および上述した
３種類の電子部品の各搭載位置は、組立装置の動
作シーケンスを制御するデータ処理装置に予め記
憶されており、データ処理装置で基板移動テーブ
ルを数値制御することによつて、上記各部分を所
定の位置に移動できるようになつている。

第２図、第３図、第４図はそれぞれLSI部品、
SSI部品、Ｒ部品の形状を示す。この実施例で使
用されるLSI部品とSSI部品は、集積回路を内蔵
するパツケージ１０の各辺に沿つて、それぞれ複
数本ずつのリード線１１を備え、一方、Ｒ部品は
パツケージ１０の２つの辺に沿つてそれぞれ複数
本ずつのリード線１１を備えた構造となつてい
る。LSI部品は、例えばパツケージの寸法が21.6
×21.6mmであり、リード線は幅0.3mm、間隔0.762
mmである。また、SSI部品は10.4mm角のパツケー
ジに幅0.43mmのリード線が1.27mm間隔で配列さ
れ、Ｒ部品は17.5×4.1mm角のパツケージに0.3mm
間隔のリード線が1.90mm間隔で配列されている。
これらの電子部品は、後述するように真空吸着ヘ
ツドによつて保持され、撮像装置を利用したパタ
ーン認識処理によつて位置ずれが補正された後、
プリント基板上の所定位置に搭載される。

第５図はプリント基板上に搭載された電子部品
のリード線先端部の状態を示す。７はプリント基
板１の表面に形成された配線層、８は半田層、９
は半田層の表面に塗布されたペースト、１２はリ
ード線１１の先端部の上面に盛られた迎え半田層
である。プリント基板上に位置合せされた各部品
は、吸着ヘツドの下降によるパツケージ上面から
の押圧によつて、上記ペースト９を介してプリン
ト基板側端子の半田層８の上に仮接着され、全て
の搭載を終えたプリント基板は組立装置からはず
され、加熱炉に入れられて半田層８，１２の溶融
温度で熱処理される。

第６図は、上述したプリント基板と電子部品と
の組立て作業を自動的に行なう本発明による組立
装置の機械的部分の構成を示す。図において、２
０はプリント基板１をｘ，ｙ軸方向に移動させる
と共にｚ軸の回りに回転させるための基板移動テ
ーブル、２２は前述した複数種類の電子部品を各
品種毎に所定の個数ずつ順次に供給する部品供給
装置、２３は上記供給装置２２から供給された部
品を先端部２４に受け取り、これを真空吸着ヘツ
ド２５の直下の位置まで搬送するためのｙ軸方向
に往復可能なワークパレツトである。図示された
ワークパレツトはｙ軸回りに回転することによつ
て異なる電子部品を取り扱える構造になつてい
る。真空吸着ヘツド２５は、ｚ軸方向の移動とｚ
軸回りの回転を可能とする図示しない位置決め装
置によつて駆動され、ワークパレツト２４から受
け取つた部品のｚ軸回りの回転ずれを修正した
後、これをプリント基板１の表面に下降、搭載す
るよう動作する。２７はｚ軸方向の移動装置２８
の先端部に取り付けられた反射板であり、ワーク
パレツト２３が吸着ヘツド２５への部品引渡しを
終えて部品供給装置２２の位置に退避した後に、
吸着ヘツド２５とプリント基板１との間に挿入さ
れ、側面から入射する投光器２９からの光を上向
きに反射させて電子部品１０を下方より照射す
る。３０は吸着ヘツド２５に保持された電子部品
１０の位置検出のためのテレビカメラであり、電
子部品のリード線の像を対物レンズ３１と接眼レ
ンズ３２とを介して入力できるように、吸着ヘツ
ド２５の上方に位置している。第５図で説明した
ように、電子部品のリード線１１の先端部の上面
には迎え半田１２が盛られているため、電子部品
の上方から照射すると、照明光が半田表面で曲面
反射してリード線の正しい外形を撮像できない。
これに対し、第６図の如く反射板２７により電子
部品１０の下方から照射すると、リード線外形の
正しいシルエツト像を撮像できる。尚、テレビカ
メラ３０の入力映像が処理されて電子部品１０の
位置検出が終ると、反射板２７は元の位置に退避
し、電子部品１０の回転方向の位置ずれが吸着ヘ
ツド２５の回転駆動により修正され、ｘ，ｙ方向
の位置ずれがプリント基板移動テーブル２０の駆
動により修正された後、吸着ヘツド２５がｚ軸に
沿つて下降し、電子部品をプリント基板上の所定
位置に搭載する。また、１つの部品搭載が完了す
ると、吸着ヘツド２５の直下に次の部品搭載位置
が来るように基板移動テーブル２０が駆動され
る。３４はプリント基板の位置検出のためのテレ
ビカメラであり、投光器３７で照射されたプリン
ト基板表面の像を対物レンズ３５、接眼レンズ３
６を介して撮像する。前述したプリント基板上の
クロスマーク６ａ〜６ｂの位置検出はこのテレビ
カメラ３４によつて行なわれ、視野の移動は基板
移動テーブル２０によつてなされる。

既に述べたように、この自動組立装置は極めて
微細な寸法のリード線をもつ電子部品を対象とし
ており、これらのリード線をプリント基板上の配
線端子に正確に位置合せすることを要求されてい
る。このため、レンズ系により拡大した像がテレ
ビカメラに入力される。この場合、電子部品の全
体像を撮像すると、パターン認識のための映像信
号のサンプリング間隔の関係から分解能が低下
し、リード線の位置合せに必要な高度の位置検出
精度が得られない。

そこで本発明装置では、電子部品のリード線部
分の像を大きく拡大して撮像し、複数個所の撮像
視野で、パターン認識処理を行なうことによつて
部品の位置を検出している。第２図〜第４図中に
斜線を施して示された領域１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ、および１３a′，１３b′は、上記吸着ヘツドに
保持された部品の位置ずれ検出のためのパターン
認識処理領域を示す。本実施例の場合、パツケー
ジの４つの辺にリード線をもつLSI部品とSSI部
品については、３箇所の特定の撮像領域１３ａ，
１３ｂ，１３ｃでリード線を検出する。撮像領域
１３ａと１３ｂは、ｘ軸方向の２辺に配列された
リード線のうちの最端部のもの１１ａ，１１ｂを
含む位置に設定され、他の１つの撮像領域１３ｃ
は、上記リード線１１ａ，１１ｂに近い側のｙ軸
方向の辺の中央部に設定される。撮像領域１３ａ
と１３ｂで検出したリード線１１ａ，１１ｂの位
置から部品のｘ軸方向と回転方向の位置ずれ量が
求まり、また、撮像領域１３ｃで検出したリード
線のＹ座標から部品のｙ軸方向の位置ずれが求ま
る。一方、ｙ軸方向の２辺にのみリード線をもつ
Ｒ部品については、ｘ軸方向に比較的大きな位置
合せ誤差を許容できるために、第４図の如く、１
つの辺の両端部に撮像領域１３a′，１３b′を設定
し、それぞれの領域で検出した最端リード線１１
ａ，１１ｂの位置座標から、ｘ軸、ｙ軸および回
転方向の位置ずれを求める。

撮像視野の変更は、吸着ヘツド２５あるいは光
学系を含めたテレビカメラ３０のいずれかをxy
平面で移動させてもよいが、第６図の自動組立て
装置では、上記吸着ヘツドとテレビカメラの位置
を固定し、対物レンズ３１のみをｘ軸、ｙ軸方向
に移動させる方式を採用している。

第７図は電子部品１０、対物レンズ３１、接眼
レンズ３２およびテレビカメラ３０の撮像面３
０′の位置関係を示したものであり、投光器２９
からの照射光２９′が反射板２７で反射され、電
子部品１０を下方より照明している。対物レンズ
３１が実線で示す位置にあるとき、撮像領域Ａ内
のリード線の実像がＰ点に等倍の大きさで結像さ
れ、これが接眼レンズ３２で所定の倍率に拡大さ
れて撮像面３０′に結像する。対物レンズ３１が
点線の位置に移動すると、領域Ｂのリード線の拡
大像が撮像される。このように対物レンズ３１の
移動によつて撮像視野を切り換える方式にする
と、距離Ｒの視野の移動に対して、対物レンズの
移動距離ｒ＝１／２Ｒで済む。それは、被写体と対 物レンズまでの距誠a₁、対物レンズと結像面との
距離をb₁、結像面と接眼レンズとの距離をa₂、接
眼レンズと撮像面との距離をb₂とすると、簡単な
相似三角形の公然から、 Ｒ＝ｒ（a₁＋b₁）／b₁ となる。ここで対物レンズは等倍であるため、
b₁／a₁＝１であり、 Ｒ＝2r となるからである。従つて、テレビカメラ３１あ
るいは吸着ヘツド２５を移動させる方式に比較し
て、撮像視野の変更所要時間を短縮でき、また視
野移動に伴なう位置精度の低下を防ぐことができ
る。

第８図は自動組立装置の制御回路系の全体構成
図であり、４０はプログラムに従つてシステム全
体の動作シーケンス制御と電子部品の位置合せの
ための各種の演算動作を行なうデータ処理装置、
４１は上記データ処理装置に接続されたメモリ装
置、４２は情報パス４３を介して上記データ処理
装置に接続されたオペレータ操作用の入出力装置
を示す。５０はパターン検出回路であり、データ
処理装置４０からの指令に応じて２台のテレビカ
メラ３０，３４のいずれか一方を選択し、データ
処理装置４０から与えられた標準パターンと上記
の選択されたテレビカメラからの入力映像との間
でパターンマツチング処理を実行する。１画面分
のパターンマツチングの結果は、パターン検出回
路５０に内蔵されるメモリに記してあり、このメ
モリの内容はデータ処理装置に読み込まれ、電子
部品の位置検出のための演算に用いられる。パタ
ーン検出回路５０の詳細については第９図〜第１
２図で後述する。

５１はプリント基板移動テーブル２０の駆動回
路、５２は部品供給装置２２とワークパレツト２
３の駆動回路、５３は反射板移動装置２８の駆動
回路、５４は吸着ヘツド２５の真空吸着動作を制
御するための回路、５５は吸着ヘツド２５を移動
する位置決め装置２５′の駆動回路、５６はテレ
ビカメラの対物レンズ３１を移動する位置決め装
置３１′の駆動回路である。これらの回路５１〜
５６は情報パス４３を介してデータ処理装置４０
に接続され、データ処理装置から与えられる指令
に応じて制御対象を所定の方向に駆動する。

第９図にパターン検出回路５０の全体構成を示
す。このパターン検出回路５０は、データ処理装
置４０から与えられた標準パターンとテレビカメ
ラから入力される映像内の各位置で切り出された
部分パターンとを逐次比較し、最も高い一致度を
示す部分パターンの切り出し位置の座標を求める
形式のものがあるが、撮像視野内に同一形状で映
し出される複数のリード線のそれぞれの位置を精
度よく検出するため、次のような工夫がなされて
いる。すなわち、(1)映像信号のサンプリング間隔
を変えることにより、部分パターンとして切り出
される映像領域の大きさを可変にし、粗いパター
ンマツチングと精度の高いパターンマツチングが
選択的に行なえること、(2)映像内に任意の大きさ
でパターンの探索領域を設定し、探索領域内での
パターンマツチング結果のみを有効とするように
したこと、(3)撮像画面を複数の区画に分割し、標
準パターンと最も近い部分パターンの位置座標が
各区画毎に求まるようにしたことである。サンプ
リング間隔、探索領域の位置および大きさ、分割
する区画の大きさ等は、自動組立ての動作シーケ
ンスのステツプに応じて、全てデータ処理装置４
０から指令される。

第９図において、６０はカメラ同期信号６０
ａ、各種のタイミング信号６０ｂ〜６０ｆおよび
テレビカメラの画面走査点の位置座標信号６０
xyを発生するためのタイミング制御回路であり、
その詳細については第１１図で後述する。テレビ
カメラ３０，３４は上記タイミング信号発生回路
６０から出力される水平および垂直の同期信号６
０ａに同期して画面をラスタ走査し、映像信号３
０ｓ，３４ｓをそれぞれ出力する。これらの映像
信号は、データ処理装置４０からの制御信号Ｓで
切り換わるスイツチSWによつていずれか一方が
選択され、二値化回路６１に入力される。二値化
回路６１は、入力映像信号をデータ処理装置４０
からの制御信号４４ｆによつて指定される所定の
しきい値と比較し、これを“１”、“０”の二値信
号６１ｓに変換して映像メモリ６２に供給する。

６２は二次元的な画像を記憶するための映像メ
モリであり、走査線ｎ−１本分の画像を順次シフ
トしながら記憶し、撮像画面上で縦方向に並んだ
位置関係にあるｎ個の絵素の信号を並列的に出力
する。６３は上記映像メモリ６２からの出力信号
を受けて、ｎ×n′ビツトの二次元部分パターンに
変換して出力する部分パターン切り出し回路であ
る。映像メモリ６２と部分パターン切り出し回路
６３は、タイミング制御回路６０から出力される
クロツク信号６０ｂ，６０ｃによつて動作し、こ
れらのクロツク信号の周期を変えることによりサ
ンプリング間隔を変えて次々と部分パターンを切
り出せるように構成されている。その具体的構成
については第１０図で後述する。

６４は上記部分パターンと照合すべきｎ×n′絵
素の情報からなる標準パターンを保持するための
レジスタである。このレジスタの内容と部分パタ
ーン切り出し回路６３の出力は、照合加算回路６
５により対応するビツト毎に比較照合され、内容
的に一致したビツトの合計数が部分パターンと標
準パターンとの一致度を示す信号６５ｓとして出
力される。回路６５は切り出し回路６３に同期し
て動作するため、一致度信号６５ｓは撮像画面の
走査に並行して次々と出力される。

６５′は一致座標記憶用のレジスタ、６６は一
致度記憶レジスタ、６７は上記一致度記憶レジス
タ６６ａ内容と一致度信号６５ｓとを比較し、一
致度信号６５ｓがレジスタ６６の値よりも大きい
ときパルス信号６７ｓを出力する比較回路であ
る。このパルス信号６７ｓは、タイミング制御回
路６０から出力される一致度比較指示信号６０ｓ
により開かれるANDゲート６８に入力されてお
り、比較指示信号６０ｓの出力期間中のみAND
ゲート６８を通過し、レジスタ６５′と６６にデ
ータ更新を可能とするパルス６８ｓとして入力さ
れる。一致座標記憶用のレジスタ６５′は、パル
ス６８ｓが入力されたとき、タイミング制御回路
６０から出力されている位置座標６０xyを記憶
し、一方、レジスタ６６は一致度信号６５ｓを記
憶する。上記位置座標信号６０xyは撮像画面上
の走査点のXY座標を示しており、回路６３で切
り出される部分パターンの位置と特定の関係にあ
る。従つて、レジスタ６５′と６６には、一致度
比較指示信号６０ｓで特定される領域内において
検出された標準パターンに最も近い部分パターン
の位置座標と両者の一致度が記憶されることにな
る。

７０はデータ処理装置４０からの指令に基づい
て撮像画面内にパターンの探索領域を設定すると
共に、探索領域を複数の区画に分割し、現在の走
査点が探索領域内に入つているとき、一致度比較
指示信号７０ｓと上記走査点の属する区画のアド
レス７０xy（７０ｘ，ｙ）を発生する領域分割回
路であり、その具体的構成については第１２図で
後述する。この回路から出力されるアドレス信号
７０xyは、アドレス切り換え回路７１を介して
一致度メモミリ７２と座標メモリ７３に与えられ
る。

一致度メモリ７２はアドレス信号７０xyに対
応する記憶領域を有し、探索領域における上記ア
ドレスに対応する区画毎に部分パターンと標準パ
ターンとの現時点までの最大一致度を記憶できる
ようになつている。すなわち、メモリ７２のアド
レスされた記憶領域の内容は信号７２ｓとして読
み出され、照合加算回路６５から次々と出力され
る一致度信号６５ｓと共に比較回路７４に入力さ
れる。比較回路７４は新しく求められた一致度６
５ｓの方が大きいとパルス信号７４ｓを出力す
る。このパルス信号７４ｓは一致度比較指示信号
７０ｓにより開閉制御されるANDゲート７５に
入力されており、比較指示信号７０ｓの出力期間
中のみANDゲート７５から出力され、メモリ７
２，７３のデータ更新を可能とするパルス７５ｓ
になる。従つて、一致度メモリ７２はパルス信号
７５ｓに応答して、アドレス信号７０xyに対応
する記憶領域に信号６５ｓで与えられる新たな一
致度を記憶できる。

一方、座標メモリ７３は、上記一致度メモリ７
２と同様に、アドレス信号７０xyに対応する座
標記憶領域を有し、上記パルス信号７５ｓが与え
られたとき、アドレスされた記憶領域にタイミン
グ制御回路６０から出力される座標データ６０
xyを記憶する。

画面走査はＹ方向の位置をずらしつつＸ方向に
繰り返して行なわれるため、探索領域内における
区画のアドレスも上記画面走査に応じて次々と変
わり、一画面走査終了時点では全ての区画につい
ての標準パターンと部分パターンとの最大一致度
と部分パターンの位置座標がメモリ７２，７３に
記憶されることになる。

第１０図に映像メモリ６２と部分パターン切り
出し回路６３の具体的回路構成の１例を示す。こ
こで映像メモリ６２は互いに縦続接続されたｎ−
１本のシフトレジスタ６２−２〜６２−ｎからな
つている。初段のシフトレジスタ６２−２の入力
は二値化回路の出力６１ｓであり、この信号はそ
のまま部分パターン切り出し回路６３に第１入力
１ｓとして入力され、各シフトレジスタの出力が
第２〜第ｎの入力信号２ｓ〜n_sとして切り出し回
路に入力される。これらのシフトレジスタ６２−
２〜６２−ｎは、それぞれ走査線１本分の情報を
記憶できるメモリ容量を有し、出力１ｓ〜n_sが撮
像画面で縦方向に並んだ位置関係にあるｎ個の絵
素信号となるように構成されている。

部分パターン切り出し回路６３は、それぞれ
n′ビツトの長さをもつｎ本のシフトレジスタ６３
−１〜６３−ｎから構成され、各シフトレジスタ
は映像メモリ６２から直列的に入力された信号を
n′ビツトの並列信号６３ｓとして出力する。

映像メモリ６２と部分パターン切り出し回路６
３の各シフトレジスタは、タイミング制御回路６
０から出力されるクロツク信号６０ｂまたは６０
ｃによつて情報シフト動作を行なう。従つて、例
えば走査線ｍ本目毎に、映像メモリ６２の各シフ
トレジスタには１絵素間隔のクロツク信号６０ｂ
を与え、切り出し回路６３の各シフトレジスタに
はｍ絵素間隔のクロツク信号６０ｃを与えれば、
縦横にｍ絵素の間隔でサンプリングされたｎ×
n′絵素からなる圧縮された二次元部分パターンを
得ることができ、各走査線で１絵素間隔のクロツ
ク信号６０ｂ，６０ｃを与えれば、上記切り出し
回路６３から正規の大きさの、二次元部分パター
ンが得られる。

第１１図にタイミング制御回路６０の具体的な
回路構成の１例を示す。この回路は走査点座標６
０xyとテレビカメラの同期信号６０ａを発生す
る第１回路部６０Ａと、データ処理装置４０から
与えられるパラメータに従つて探索範囲を設定
し、クロツク信号６０ｂ，６０ｃ、一致度比較指
示信号６０ｓおよび探索終了信号６０ｆを発生す
る第２回路部６０Ｂとからなつている。

第１回路部６０Ａは１絵素間隔に相当する周期
で基準クロツク信号６０ｄを発生する発振器８０
を有し、このクロツクによりＸ座標カウンタ８１
を進ませる。カウンタ８１の周期は定数設定器８
２にセツトされており、一致検出回路８３により
カウンタ８１が周期に達したことを検出するとカ
ウンタ８１がリセツトされる。こうして、カウン
タ８１は所定の周期で繰返しカウントを行なう。
一致検出回路８３の出力６０ｅはＹ座標カウンタ
８４にクロツクとして加えられ、周期を与える定
数設定器８５と一致検出回路８６との組合わせに
より、カウンタ８４は所定の周期で繰返しカウン
トを行なう。８７，８８はそれぞれ水平および垂
直の同期信号発生回路であり、これらの同期信号
発生回路はＸ，Ｙの各座標カウンタ８１，８４の
内容がそれぞれ所定値となつたことを検出して、
一定のタイミングおよび幅を持つ同期信号６０ａ
を送力する。

第２回路部６０Ｂは、データ処理装置４０から
信号４４ａとして与えられる探索範囲の左端と右
端のＸ座標X_S，X_Eを保持するレジスタ９０と９
１、探索範囲の上端と下端のＹ座標Y_S，Y_Eを保
持するレジスタ９５と９６、縦方向のサンプリン
グ間隔を保持するレジスタ１０１、および横方向
のサンプリング間隔を保持するレジスタ１０５を
含む。９２，９３は一致検出器であり、それぞれ
レジスタ９０，９１の内容と第１回路部から与え
られる走査点のＸ座標６０ｘとが一致した時にパ
ルスを出力し、フリツプ・フロツプ９４をセツト
およびリセツトする。従つて、フリツプ・フロツ
プ９４はＸ座標が指定された範囲内にあるときの
みオンとなる。Ｙ座標についても同様に、上端、
下端を与えるレジスタ９５，９６、一致検出器９
７，９８によつてフリツプ・フロツプ９９をセツ
ト・リセツトし、指定範囲内のみでオンとなる信
号を作り出す。尚、一致検出器９８の出力は探索
終了を示す信号６０ｆとなる。

１００は第１回路部におけるＸ座標カウンタ８
１と同じクロツク６０ｄで動作するカウンタであ
り、その内容がレジスタ１０１に保持されたサン
プリング周期と一致すると、一致検出器１０２の
出力１０２の出力１０２ｓによつてリセツトさ
れ、内容が零に戻る。従つてカウンタ１００はレ
ジスタ１０１が保持する周期で繰返しカウンタを
行なう。１０３はカウンタ１００の内容が零であ
ることを検出する回路であり、１周期に１クロツ
クタイムのみ出力がオンとなる。Ｙ方向について
も同様に、カウンタ１０４、周期レジスタ１０
５、一致検出器１０６、ゼロ検出器１０７によ
り、１周期に１水平走査線のみオンとなる信号を
作り出す。

１１１〜１１２はANDゲートであり、クロツ
ク信号６０ｂ，６０ｃおよび一致度比較指示信号
６０ｓを作り出す。すなわち、ANDゲート１１
０はＹ方向の指定されたサンプリング間隔ごとに
基準クロツク６０ｄを１水平走査期間出力し、こ
のクロツクは映像メモリ６２のシフトクロツク６
０ｂとなる。ANDゲート１１１は、さらにＸ方
向にもサンプリングされたクロツクを出力し、こ
のクロツクは部分パターン切り出し回路６３のシ
フトクロツク６０ｃとなる。ANDゲート１１２
は、フリツプ・フロツプ１１３がセツト状態にあ
り且つ走査点がＸ方向とＹ方向の探索範囲内ある
期間に限つて、上記クロツク７６０ｃを出力し、
これは一致度比較指示信号６０ｓとなる。尚、フ
リツプフロツプ１１３はデータ処理装置４０から
与えられるスタート指示信号４４ｂによつてセツ
トされ、探索終了信号６０ｆによつてリセツトさ
れるため、標準パターンと部分パターンとのマツ
チングは、データ処理装置４０がスタートを指示
した１画面走査期間のみ実行されることになる。

第１２図に領域分割回路７０の具体的回路構成
の１例を示す。

この回路はＸアドレス制御部７０ＡとＹアドレ
ス制御７０Ｂとからなつており、１２０Ｘと１２
０Ｙはそれぞれ探索の開始点の座標X_S，Y_Sを保
持するためのレジスタ、１２１Ｘと１２１Ｙは分
割される１つの区画のＸ方向、Ｙ方向の寸法d₂，
d₁を保持するためのレジスタ、１２２Ｘと１２２
ＹはＸ方向、Ｙ方向の区画の数n₂，n₁を保持する
ためのレジスタであり、これらの各レジスタに保
持されるパラメータは信号４４ｃとしてデータ処
理装置４０から送り込まれる。また、１２３Ｘ，
１２３Ｙ，１２４Ｘ，１２４Ｙ，１２５Ｘ，１２
５Ｙは一致検出回路、１２６Ｘ，１２６Ｙ，１２
７Ｘ，１２７Ｙはカウンタ、１２８Ｘ，１２８
Ｙ，１２９はフリツプ・フロツプ、１３０Ｘ，１
３０Ｙ，１３１，１３４はANDゲート、１３２
Ｘ，１３２Ｙ，１３３Ｘ，１３３ＹはORゲート
をそれぞれ示している。

先ずＸアドレス制御部７０Ａから動作説明する
と、一致検出回路１２３Ｘはタイミング制御回路
６０から出力された走査点のＸ座標６０ｘとレジ
スタ１２０Ｘに保持された探索開始点の座標X_S
とを比較し、一致したときパルス信号１４０Ｘを
出力する。このパルス信号は、フリツプ・フロツ
プ１２８Ｘをセツトすると共に、ORゲート１３
２Ｘ，１３３Ｘを介してカウンタ１２６Ｘ，１２
７Ｘの値をそれぞれ零にリセツトする。フリツ
プ・フロツプ１２８Ｘがセツト状態になると、そ
の出力によりANDゲート１３０Ｘが開かれ、基
本クロツク６０ｄが次々とカウンタ１２６Ｘに入
力されてカウント動作が開始される。

一致検出回路１２４Ｘは、上記カウンタ１２６
Ｘの値がレジスタ１２１Ｘに保持された１分割区
画の横幅d₂に一致したとき、パルス信号１４１Ｘ
を出力する。このパルス信号１４１Ｘはカウンタ
１２７Ｘに入力されてカウント値を１進めると共
に、ORゲート１３２Ｘを介してカウンタ１２６
Ｘのリセツト端子に与えられる。従つて、カウン
タ１２７Ｘの内容は走査が横方向に何番目の区画
で行なわれているかを示す値となつており、この
値は区画のＸアドレスを示す信号７０ｘとして出
力される。

一致検出回路１２５Ｘは、上記カウンタ１２７
Ｘの値とレジスタ１２２Ｘに保持された区画のＸ
方向の指定数n₂と比較し、一致したときパルス信
号１４２Ｘを出力する。パルス信号１４２Ｘは、
ORゲート１３３Ｘを介してカウンタ１２７Ｘの
リセツト端子に入力され、その値を零に戻すと共
に、フリツプ・フロツプ１２８Ｘをリセツトし、
ANDゲート１３０Ｘを閉じて基本クロツク６０
ｄの入力を阻止する。これらの動作は各水平走査
線ごとに繰り返されるため、これによつて探索領
域内における分割区画のＸアドレスを示す信号７
０ｘが繰り返して出力される。

次にＹアドレス制御７０Ｂについて説明する。
Ｙアドレス制御部では、データ処理装置４０から
検出動作開始の指示信号４４ｄが出力されたと
き、フリツプ・フロツプ１２９がセツトされ、
ANDゲート１３４が開かれる。一致検出回路１
２３Ｙは、タイミング制御回路６０から出力され
た走査点のＹ座標６０ｙとレジスタ１２０Ｙに保
持された探索開始点の座標Y_Sとを比較し、一致
したときパルス信号１４０Ｙを出力する。このパ
ルス信号１４０Ｙは、ORゲート１３２Ｙ，１３
３Ｙを介してカウンタ１２６Ｙ，１２７Ｙをリセ
ツトし、もしANDゲート１３４が開いていれば、
これを介してフリツプ・フロツプ１２８Ｙをセツ
トする。これによつて、ANDゲート１３０Ｙが
開かれ、タイミング制御回路６０から１水平走査
線毎に出力されるキヤリイ信号６０ｅが次々とカ
ウンタ１２６Ｙに入力され、カウント動作が開始
される。

一致検出回路１２４Ｙは、上記カウンタ１２６
Ｙの値がレジスタ１２１Ｙに保持された１分割区
画の縦の幅d₁に一致したとき、パルス信号１４１
Ｙを出力する。このパルス信号はカウンタ１２７
Ｙに入力されてカウント値を１進めると共に、
ORゲート１３２Ｙを介してカウンタ１２６Ｙの
リセツト端子に入力され、その値をリセツトす
る。従つて、カウンタ１２６Ｙは分割区画の縦幅
に等しいカウンタ値を周期としてカウンタ動作を
繰り返し、走査点がＹ方向の１つの区画から次の
区画に移るたびにカウンタ１２７Ｙにカウント動
作させることになる。カウンタ１２７Ｙの内容は
走査が縦方向に何番目の区画で行なわれているか
を示す値となつており、この値の区画のＹアドレ
スを示す信号７０ｙとして出力される。信号７０
ｙはＸアドレスを示す信号７０ｘと共に、一致度
メモリ７２、座標メモリ７３に与えられる。

一致検出回路１２５Ｙは、上記カウンタ１２７
Ｙの値とレジスタ１２２Ｙに保持された区画の縦
方向の指定数n₁とを比較し、一致したときパルス
信号１４２Ｙを出力する。このパルス信号１４２
ＹはORゲート１３３Ｙを介してカウンタ１２７
Ｙをリセツトし、同時にフリツプ・フロツプ１２
８Ｙ，１２９をリセツトする。また、上記パルス
信号は指定されたパターン検出処理の終了信号７
０ｅとしてデータ処理装置４０に送られる。フリ
ツプ・フロツプ１２８Ｙはちようど探索領域の１
回分の走査期間オン状態になつているため、その
出力信号とＸアドレス制御部のANDゲート１３
０Ｘの出力信号とのAND出力をANDゲート１３
１から取り出すことにより、一致度比較指示信号
７０ｓが得られる。

次に、本発明の自動組立装置を制御するデータ
処理装置のプログラム動作について説明する。

第１３図は１枚のプリント基板１の上に３種類
の電子部品（LSI，SSI，Ｒ）を、それぞれ複数
個ずつ所定の順序で搭載するための基本的な動作
手順を示しており、開始ルーチン３００は、操作
員がプリント基板１を移動テーブル２０に固定
し、入力装置４２から組立開始及指令を入力する
ことによつて起動される。ルーチン３０２はプリ
ント基板の位置補正を行なうためのものであり、
プリント基板に形成された穴５と移動テーブル２
０上に設けられた位置合せ用のピンとの間に遊び
による位置ずれ、あるいは製造誤差によるプリン
ト配線の位置ずれを第１のテレビカメラ３７を利
用して検出し、プリント配線の位置と向きを基準
をxy軸に一致させる。この位置補正が終るとル
ーチン３１０に進み、第１部品（例えばLSI部
品）の処理に必要な各種のパラメータをセツトす
る。パラメータのセツトは、複数種類の電子部品
の組立処理を共通のサブプログラムにより実行可
能とするためのものであり、例えば電子部品の種
類、個数、使用する標準パターンの種類、撮像視
野の位置関係、探索領域および領域分割等を示す
変数が第１部品に対応づけられる。３１１は全て
の第１部品に対して搭載を終えたか否かを判定す
るルーチンであり、処理すべき第１部品がまだ残
つていればルーチン３１２に進み、全て完了して
いればルーチン３２０に進む。ルーチン３１２で
はワークパレツト２３から吸着ヘツドに第１部品
を供給すると共に、上記第１部品と接続されるプ
リント基板側の端子群が吸着ヘツドの下に位置す
るように基板テーブル２０を移動する。基板移動
テーブルの移動量は、電子部品の種類毎に搭載順
序に従つて予めメモリ内に記憶してある。これが
終るとルーチン３１３に進み、吸着ヘツドに保持
された第１部品の位置検出と姿勢の補正を伴な
う。次いでルーチン３１４で部品の位置ずれを補
正するために基板移動テーブル２０を移動し、ル
ーチン３１５で吸着ヘツドを下降させて電子部品
をプリント基板に搭載する。ルーチン３１５が終
ると判定ルーチン３１１に戻り、所定個数の第１
部品の搭載が終るまで以上の操作が繰り返され
る。

ルーチン３２０〜３２５、およびルーチン３３
０〜３３５は、それぞれ第２部品（例えばSSI部
品）と第３部品（例えばＲ部品）について同様の
処理を示しており、全ての第３部品について搭載
が完了すると終了ルーチン３４０に進み、入出力
装置４２に信号を出力して操作員に処理の終了を
報知する。尚、上述した各ルーチンにおいて異常
が検出された場合には、プログラムのシーケンス
は終了ルーチン３４０に進み、入出力装置４２に
よつて異常の発生とその内容を操作員に報知す
る。

プリント基板の位置補正ルーチン３０２の詳細
を第１４図〜第１６図を参照して説明する。プリ
ント基板１の位置補正は、プリント基板の４隅に
形成されたクロスマーク６ａ〜６ｄの位置を第１
のテレビカメラ３４で順次に検出し、各クロスマ
ークの位置座標から、基板xy座標系に対するプ
リント基板の位置ずれ量を求めることによつて行
なわれる。

第１４図は１つのクロスマークの拡大図に示し
ている。クロスマーク部分６は基板上にプリント
された金属層からなり、テレビカメラには明るい
領域として映し出される。基板移動テーブル２０
の原点に対する各クロスマークの中心７の標準的
な位置を示すデータは予め記憶してあり、データ
処理装置４０からの指令によつて基板移動テーブ
ル２０を上記位置データに基づいて移動させるこ
とにより、各停止位置での撮像視野を二点鎖線２
００で示す位置に設定することができる。従つ
て、例えば標準的なクロスマークの中心位置から
所定の距離だけ隔てて、図に示す如く２つの狭い
探索領域x₁〜x₂，y₁〜y₂を設定し、第１の探索領
域（x₁〜x₂）では第１５図Ａに示す標準パターン
２０１を用い、第２の探索領域（y₁〜y₂）では第
１５図Ｂに示す標準パターン２０２を用いてパタ
ーンマツチングを行なえば、各探索領域で検出さ
れた標準パターンとの最大一致度を示す部分パタ
ーン切り出し位置の座標から、実際のマーク中心
位置のＸ，Ｙ座標を求めることができる。この場
合の各探索領域は、標準パターンと同一の特徴を
もつパターンが１つしか存在しない範囲に設定で
きるため、標パターン２０１，２０２にサンプリ
ングされない高分解能のパターンを適用できる。

第１６図Ａは上述した方法によつて４つのクロ
スマーク６ａ〜６ｄを順次に検出し、プリント基
板の位置ずれを補正するルーチン３０２の詳細な
プログラムフローチヤートである。このプログラ
ムでは、ルーチン４０２でプリント基板を左下端
のマーク６ａの位置に移動し、ルーチン４０４で
マーク位置を検出する。これが終ると判定ルーチ
ン４０６で検出結果を判定し、マーク検出が正常
に終了していれば４０８に進み、マーク検出に失
敗していれば異常終了処理ルーチン４３６に進
む。ルーチン４０８〜４１２では上記と同様に、
右下端マーク６ｂの位置を検出する。右下端マー
ク６ｂについての位置解出が正常に終了していれ
ば、ルーチン４１４に進み、左右のマークのＸ座
標の差から回転ずれ量を算出する。回転方向のず
れ量が許容値以内であれば、判定ルーチン４１６
から４２２に進み、そうでなければ判定ルーチン
４１８に進んで既に行なつた回転ずれ修正の回数
についてチエツクする。もし規定の回数の修正を
済ませていれば、自動修正不能とみなして異常終
了し、そうでなければ基板移動テーブル２０にＺ
軸回りの補正動作を行なわせ、ルーチン４０２に
戻る。ルーチン４２２〜４３２では、４０２〜４
１４と同様にして右上端マーク６ｅと左上端マー
ク６ｄを検出する。全てのマークについて位置検
出が正常に終了すると、判定ルーチン４３２から
４３４に進み、プリント基板を基準位置に一致さ
せるためのＸ，Ｙ方向のずれ量を算出し、これを
補正する方向に基板移動テーブル２０を駆動す
る。このプログラム処理によつて、プリント基板
１は標準のxy座標系の原点に位置したことにな
り、これを起点として基板移動テーブル２０を数
値制御することにより、各部品搭載位置が吸着ヘ
ツド２５の直下に順次に位置合せできる。

第１６図Ｂは上記プログラムにおけるマーク位
置検出のためのルーチン４０４，４１４，４２４
および４３０に相当するサブプログラムの詳細フ
ローチヤートである。このプログラムでは、開始
ルーチン４４０で各種のパラメータをイニシヤラ
イズした後、ルーチン４４２で標準パターンの指
定パラメータの番号を「０」にセツトする。この
番号が「０」のときは、ルーチン４４４で第１の
探索領域（x₁〜x₂）が指定され、ルーチン４４６
で標準パターン２０１を用いた精パターンマツチ
ングが実行される。つまり、第９図の信号４４
ａ，４４ｋ，４４ｂが出力される。パターン検出
回路から終了信号６０ｆが出力されると、ルーチ
ン４４８が実行され、信号４４ｎと４４ｉが出力
されてレジスタ６５，６６の内容がメモリ４１に
読み込まれる。次のルーチン４５０ではパターン
番号を１だけ増やす。パターン番号が１以下であ
れば、判定ルーチン４５２からルーチン４４４に
戻り、標準パターン２０２を用いて第２の探索領
域（y₁〜y₂）で上記と同様のパターンマツチング
が行なわれる。第２の探索領域でのパターンマツ
チングが完了していれば、ルーチン４５４に進
み、メモリ４１に読み込まれた２つの一致度デー
タが所定値以上が否か判定し、所定値以上であれ
ば、ルーチン４５６でクロスマークの中心位置の
計算を行なつた後、終了ルーチン４６４に進む。
もし一致度が規定値よりも小さければ、ルーチン
４５８で二値化しきい値の変更回数をチエツクす
る。二値化しきい値はパターンマツチングの一致
度に影響があり、既に規定の回数の変更が済んで
いれば、ルーチン４６０に進んで異常終了処理を
行なう。そうでなければルーチン４６２で二値化
しきい値を現在値よりもわずかに変更し、ルーチ
ン４４２に戻る。二値化しきい値の変更は信号４
４ｆとして出力するデータの値を変えることによ
り達成される。

第１７図は第１３図のルーチン３１２（３２
２，３３２）の詳細なプログラムフローチヤート
である。このプログラムでは、先ず供給装置２２
からワークパレツト２３に部品に供給し（ルーチ
ン４２７）、予め記憶されている位置データに従
つて基板移動テーブル２０を次の部品搭載位置に
移動させ（ルーチン４７４）、ワークパレツト２
３を所定距離だけ前進させる（ルーチン４７６）。
ワークパレツトは部品１０が吸着ヘツド２５の直
下に来た位置で停止する。次いで、吸着ヘツド２
５を初期位置から所定距離だけ下降させ（ルーチ
ン４７８）、吸着バルブを開いて部品を吸着動作
させる（ルーチン４８０）。これが終ると、部品
の下端がワークパレツトの上面より完全に離間す
る位置まで吸着ヘツドを上昇させ（ルーチン４８
２）、ワークパレツトを初期位置、すなわち次の
部品を受け取る位置まで戻す（ルーチン４８４）。
ワークパレツトが退避すると、吸着ヘツド２５を
所定距離下降させ（ルーチン４８６）、反射板２
７を部品の直下に挿入する（ルーチン４８８）。
このとき、吸着ヘツドは部品のリード線１１が対
物レンズ３１の焦点距離に一致する位置で停止す
る。

第１８図は第１３図の部品搭載ルーチン３１５
の詳細なプログラムフローチヤートを示す。この
プログラムでは、反射板を初期位置に復帰させた
後（ルーチン５０２）、吸着ヘツド２５をプリン
ト基板の表面位置まで降下させ（ルーチン５０
４）、仮接着のための背圧が加わるように更に一
定の距離だけ降下させ（ルーチン５０６）、これ
が終ると初期位置に復帰させる（ルーチン５０
８）。

次に、第１３図の部品位置補正ルーチン３１３
（３２３，３３３）の詳細なプログラム・フロー
チヤートを第１９図によつて説明する。

既に第２図〜第４図で説明したように、この実
施例ではLSI部品とSSI部品については３箇所、
Ｒ部品については２箇所の互いに位置の異なる撮
像領域を設定し、各撮像領域で検出したリード線
の位置関係から吸着された電子部品の姿勢と位置
ずれを判断するようにしている。これらの領域の
撮像は第２のテレビカメラ３０で行なわれ、ま
た、電子部品に位置ずれがあつた場合にまは、
Ｘ，Ｙ方向の位置ずれは基板移動テーブルでプリ
ント基板を移動させることによつて補正し、回転
方向の位置ずれのみを吸着ヘツドの回転動作によ
つて補正するようにしている。

第１９図に示した部品位置補正ルーチンのプロ
グラムは、ルーチン５２２で第１検出位置、例え
ば撮像領域１３ａに対物レンズ３１を移動し、ル
ーチン５２４で最も端に位置して撮像されたリー
ド線１１ａの位置を検出する。次にルーチン５２
６で第２検出位置、例えば撮像領域１３ｂに対物
レンズ３１を移動し、ルーチン５２８で最も端に
位置して撮像されたリード線１１ｂの位置を検出
する。このようにして２本のリード線の位置が検
出されると、ルーチン５３０において各リード線
のＸ，Ｙ座標から電子部品のＺ軸回りの回転ずれ
量を求めることができる。また第２図、第３図、
第５図から理解できるように、リード線はクラン
ク状に折り曲げられているため長手方向、すなわ
ちリード線１１ａ，１１ｂについてはｙ軸方向の
長さにばらつきがあるが、これと直交する軸方向
には高い位置精度をもつている。従つて第１、第
２の検出位置で検出され２つのリード線１１ａ，
１１ｂのＸ座標は電子部品のｘ軸方向の正確な位
置計算に用いることができ、この計算をルーチン
５３０で行なう。ルーチン５３２では、前のルー
チン５３０で求めた回転方向ずれ量に応じて、吸
着ヘツドの駆動装置を位置ずれ補正方向に動作さ
せる。判定ルーチン５３４では上記補正量を予め
定められた値と比較し、補正量が大きれればルー
チン５２２に戻つて上述した動作を再度繰り返
し、そうでなければルーチン５３６に進む。ルー
チン５３６では現在処理している部品の種類がＲ
部品か否かを判定する。Ｒ部品であればルーチン
５３８に進み、既に検出されている２本のリード
線のＹ座標から部品のＹ座標を算出し、終了ルー
チン５４６に進む。LSI部品、SSI部品の場合に
は、判定ルーチン５３６から５４０，５４２に進
み、第３検出位置１３ｃにおいてリード線１１ｃ
を検出し、そのＹ座標に基づいてルーチン５４４
で部品の正確なＹ座標を計算する。

以上の部品位置補正プログラムにおいて、リー
ド線の位置を検出するルーチン５２４，５２８，
５４２では、撮像視野に含まれる同一形状の多数
のリード線の中から特定のリード線の中から特定
のリード線を選択するための工夫が必要となる。
そこで本発明では、第２０図に示すように、先ず
サンプリングによつて広い範囲の特徴を圧縮させ
た粗い標準パターンを用いて複数のリード線を検
出する（ルーチン５５２）。この複数のリード線
検出には、設定された探索領域を複数の区画に分
割し、各分割領域毎に標準パターンと画像から切
り出した部品パターンとの最大一致度を求める方
式を採用する。このようにすれば、検出された複
数本のリード線の相対的な位置関係から、目標と
する最端のリード線を特定することができる。こ
の粗い位置検出ルーチン５５４で上記位置検出が
成功したか否かを判定し、不成功なら異常終了ル
ーチン５６０に進み、成功していればルーチン５
５６に進む。ルーチン５５６では、既に特定され
ているリード線の粗い位置データから、クロスマ
ークの検出で行なつたと同様に狭い範囲の探索領
域を設定し、サンプリングのない精密な標準パタ
ーンを用いてパターンマツチングを実行する。こ
れによつて目標とするリード線の正確なＸ，Ｙ座
標を求めることができる。ルーチン５５８は上記
精位置検出が成功したか否かを判定し、不成功な
ら異常終了ルーチンに進み、そうでなければ終了
ルーチン５６２に進む。

粗位置検出ルーチン５５２の詳細を第２１図の
サブプログラム・フローチヤートと第２２図を参
照して説明する。

このプログラムでは、先ずルーチン６０２にお
いて、パターンマツチングに使用する粗標準パタ
ーンを信号４４ｋとしてレジスタ６４に設定す
る。使用する標準パターンは電子部品の種類と撮
像領域、すなわち第１〜第３のどの検出位置かに
よつて異なるが、その指定はこのサブプログラム
に分岐する前にパラメータ設定により行なわれて
いる。例えばLSI部品の第２検出位置では、撮像
領域１３ｂに第２２図Ａ、あるいはＢの如くリー
ド線が映し出され、各リード線の先端部の位置を
検出するための標準パターンとして第２３図のも
のが用いられる。この標準パターン２２０は12×
12絵素からなり、第２２図Ａに破線枠２２１で示
す如く、リード線の先端部と一致する特徴パター
ンを含んでいる。同様の標準パターンがリード線
の種類毎に各検出位置に応じて用意されている。

ルーチン６０４では、サンプリング間隔を指定
するパラメータと撮像領域を複数の区画に分割す
るためのパラメータを、それぞれ信号４４ａ、信
号４４ｃとしてタイミング制御回路６０および領
域分割回路７０に出力する。これによつて、例え
ば第２２図、Ａ，Ｂに示す如く、区画２１０〜２
１４に分割された探索領域が設定される。区画に
含まれるリード線の大きさ、間隔によつて決め
る。６０８はこのように分割された各区画毎に標
準パターンと最も一致する部分パターンの位置を
検出するルーチンであり、これによつてデータ処
理装置４０から領域分割回路にスタートの指示信
号４４ｄが出力され、パターン検出回路５０が動
作する。領域分割回路が終了信号７０ｅを出力す
ると、ルーチン６１０によつて座標メモリ７３と
一致度メモリ７２から各区画毎のデータを読み取
る。これらのデータは、ルーチン６１２におい
て、一致度が所定の値を越えるものだけがリード
線の候補点データとして選択される。６１４は選
択された候補点データの有無を判定するルーチン
であり、もし候補に該当するデータが全くなけれ
ばルーチン６２４に進み、二値化しきい値の変更
が既に規定回数だけ行なわれたか否かを判定す
る。この判定がしきい値変更が規定回数終了して
いればルーチン６２６に進んで異常終了処理と
し、そうでなければルーチン６２８でしきい値を
変え、ルーチン６０８からの処理を再度行なう。
リード線の候補点となるデータが存在する場合に
は、ルーチン６１４から６１６に進み、候補点の
位置関係を調べる。ここでは、極めて接近した位
置関係で２以上の候補点が存在する場合、それら
の中から最大一致度をもつ１つの候補点を残し、
他を消去する。これは区画とリード線との位置関
係によつて、２つのリード線について２以上の区
画でデータ登録が生じ得るからである。ルーチン
６２０では、このように整理された候補点の中か
らＸ，Ｙ座標の位置関係によつて目標とするリー
ド線の有無を判定する。もし最端に位置した目標
とするリード線が見つかればルーチン６２２に進
み、このリード線の特定点の位置座標、例えば第
２２図のＱ点の座標を算出し、終了ルーチン６３
０に進む。そうでなければルーチン６２４に進
み、二値化しきい値を変更して再度パターン検出
を行なうか否かを判定する。

次に、精位置検出ルーチン５５６の詳細を第２
４図のプログラムフローチヤートと第２５図、第
２６図を参照して説明する。上述の粗位置検出で
はサンプリングされた粗い標準パターンを用いて
いるため、求められた特定点ＱのＸ，Ｙ座標はサ
ンプリング間隔に相当する誤差を含む。そこで第
２５図の如く、点Ｑの座標と特定の位置関係にあ
るx₁〜x₂，x₃〜x₄，y₁〜y₂を第１、第２、第３の
探索領域に指定し、それぞれの領域で第２６図
Ａ，Ｂ，Ｃに示す精密な標準パターンを用いた位
置検出を行なう。これらの標準パターンも12×12
絵素からなつている。このようにすれば、第１、
第２の探索領域で求めたＸ座標の中心から点Ｑの
正確なＸ座標が求まり、また第３領域で求めたＹ
座標から点Ｑの正確なＹ座標が求まる。

第２４図のプログラムでは、先ずルーチン６４
２で、使用する標準パターンを示すパラメータに
番号「０」をセツトする。この番号が「０」のと
きは、ルーチン６４４〜６４８において、例えば
第２６図Ａの標準パターン２３１を用い、探索領
域をx₁〜x₂に指定したパターンマツチングを実行
し、検出されたＸ，Ｙ座標と一致度データを番号
に対応した所定のメモリ領域に登録するようデー
タ処理装置が動作する。上記パラメータはルーチ
ン６５０で＋１される。判定ルーチン６５２はこ
の値が１より大きいか否かを判定し、１より大き
ければルーチン６５４に進み、そうでなければ６
４４に戻る。これによつて、番号「１」に対応し
て標準パターン２３２を用い、x₃〜x₄を探索領域
とするパターンマツチングが実行される。

ルーチン６５４は２回のパターンマツチングに
より得られた一致度が所定値以上が否かを判定す
る。一致度が低ければルーチン６６０，６６２に
進んで映像二値化のしきい値を変更し、ルーチン
６４２からの処理をやり直す。高い一致度が得ら
れれば、ルーチン６５４から６５６に進み、２つ
のＸ座標からリード線の幅を検出する。このリー
ド幅はルーチン６５８で判定され、予め部品毎に
決つている標準値の許容範囲に収まつているか否
かが判定される。もし誤差が大き過ぎればルーチ
ン６６０に進み、映像の二値化しきい値を変え
る。許容範囲内にあればルーチン６６４，６６６
に進み、第３の探索範囲y₁〜y₂で標準パターン２
３３を用いたパターンマツチングを実行する。こ
のマツチング結果はルーチン６６８で判定され、
高い一致度が得られていればルーチン６７０に進
んでリード線の中心点ＱのＸ，Ｙ座標が計算され
る。次いでルーチン６７２において上記計算結果
が撮像視野に対応した所定のメモリ領域に記憶さ
れ、終了ルーチン６７６に進む。

尚、上記の説明は撮像領域１３ｂのｙ軸方向に
延びるリード線の位置検出について述べたが、こ
れとは逆向きあるいは直交関係にある第１、第３
の撮像領域１３ａ，１３ｃにおいては第２６図Ｄ
に示す標準パターン２３４が必要となる。また第
２、第３の撮像領域ではリード幅およびその中心
位置の計算に用いるＸ座標とＹ座標が逆の関係に
なる。これらの事項については、第２４図のプロ
グラムの個々のルーチンにおいて、その時点での
部品の種類および撮像領域を示すパラメータを参
照して処理内容を決めるようにすればよいため、
このプログラムを複数種類の部品の複数の撮像視
野に共通に適用できる。また、第２６図と第１５
図の標準パターンは共用できる。

第２７図は、以上説明したプログラム制御によ
る１個の部品の吸着から基板上への搭載までの各
部の動作をタイムチヤートに示したものである。

以上説明したように、本発明の自動組立装置で
は２台の撮像装置を用い、第１の撮像装置で基板
の位置検出を行ない、第２の撮像位置で部品の位
置検出を行なうようにしている。互いに異なる高
さに位置した検出対象に対して、このように２台
の撮像装置を用いることによつて、焦点合せ作業
が不要となり、処理時間の短縮と検出精度の向上
および撮像系位置合せ機構の簡単化が図れる。ま
た、本発明によれば部品の位置検出を複数の撮像
視野で行なつた特徴検出の結果から求めるように
しているため、大きさの異なる部品を同一の認識
手法で位置検出でき、特に対物レンズの移動によ
つて撮像視野を切り換える方式を採用した場合に
は、これらの認識処理を簡単な機構で短時間に実
現できる。この場合、第６図に示したように部品
を背面から照明し、そのシルエツト像を撮像する
ようにすると、単に部品表面の曲面での光反射に
起因した部品形状の乱れを防止できるばかりでな
く、部品の背面にある基板表面の模様を遮蔽して
部品のみ撮像できるため、パターンの誤認識を防
止できる利点がある。尚、実施例では部品と基板
との間に光反射板を挿入し、投光器からの横方向
の投射光が上記光反射板で上向きに反射されて部
品のシルエツト像が撮像されるようにしたが、こ
の反射板は部品の位置検出時に挿入され部品搭載
時に吸着ヘツド直下から退避できればよいため、
第６図のワークパレツト２４を光反射板と兼用さ
せ、要素２７，２８を省略した構造としてもよ
い。この場合、ワークパレツトの部品受け部２４
を透明部材で構成し、その内側に光源を内蔵する
か、あるいは部品受け部２４の内側に反射板を取
り付け、投光器２９からの光が上向きに反射すれ
ばよい。

実施例ではLSI等の電子部品をプリント基板上
の端子形成面に重ねる組立作業について述べてい
るが、本発明の特徴的な構成は、部品を基板上に
設けた孔に差し込む作業等、実施例以外の組立作
業の自動化にも適用できること明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子部品が搭載されるプリント基板１
の１例を示す図、第２図、第３図および第４図は
それぞれ上記プリント基板に搭載される電子部品
１０の形状の１例を示す図、第５図はプリント基
板上の端子と電子部品のリード線端部の接続状態
を示す図、第６図はプリント基板上に上記電子部
品を自動的に搭載する装置の機構部を概略的に示
す斜視図、第７図は上記自動搭載装置の第１の撮
像装置の光学系を説明するための図、第８図は上
記自動搭載装置の制御系の全体構成を示すブロツ
ク図、第９図は上記第８図におけるパターン検出
回路５０の具体的構成の１例を示すブロツク図、
第１０図は第９図における映像メモリ６２と部分
パターン切り出し回路６３の具体的構成を示す
図、第１１図は第９図におけるタイミング制御回
路６０の具体的構成を示す図、第１２図は第９図
における領域分割回路７０の具体的構成を示す
図、第１３図は上記自動搭載装置の概略的な制御
手順を示すプログラム・フローチヤート、第１４
図はプリント基板１に形成されている位置決め用
のクロスマークの形状と撮像視野との関係を示す
図、第１５図Ａ，Ｂはそれぞれ上記クロスマーク
の位置検出に適用される標準パターンを示す図、
第１６図Ａは第１３図におけるプリント基板り位
置補正ルーチン３０２の詳細を示すプログラム・
フローチヤート、第１６図Ｂは第１６図Ａにおけ
るマーク位置検出ルーチン４０４の更に詳細な手
順を示すプログラム・フローチヤート、第１７図
は第１３図における部品供給ルーチン３１２の詳
細を示すプログラム・フローチヤート、第１８図
は第１３図における部品搭載ルーチン３１５の詳
細を示すプログラム・フローチヤート、第１９図
は第１３図のルーチン３１３の詳細を示すプログ
ラム・フローチヤート、第２０図は第１９図のリ
ード線位置検出ルーチン５２４（５２８，５４
２）の詳細を示すプログラム・フローチヤート、
第２１図は第２０図のリード線粗位置検出ルーチ
ン５５２の更に詳細な手順を示すプログラム・フ
ローチヤート、第２２図Ａ，Ｂは撮像視野に含ま
れるリード線と領域分割との関係を説明するため
の図、第２３図は粗位置検出のために適用する標
準パターンの１例を示す図、第２４図は第２０図
のリード線精位置検出ルーチン５５６の更に詳細
な手順を示すプログラム・フローチヤート、第２
５図は上記精位置検出のために設定されるパター
ン探索領域の説明図、第２６図Ａ〜Ｄはそれぞれ
精位置検出のために適用される標準パターンの１
例を示す図、第２７図は上記自動搭載装置により
１つの電子部品が処理される期間内における主要
素の動作タイムチヤートを示す。 符号の説明、第６図において、１は電子部品１
０が搭載されるプリント基板、２０はプリント基
板移動テーブル、２２は部品供給装置、２３はワ
ークパレツト、２５は部品を保持するための真空
吸着ヘツド、２７は光反射板、３０は部品位置検
出用のテレビカメラ、３４は基板位置検出用のテ
レビカメラ、３１，３５は対物レンズ、３２，３
６は接眼レンズ、２９，３７は投光器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数のリード線を有する部品を搭載すべき基
   板上の所定位置の上空に移動するための部品移動
   手段と、移動した上記部品のリード線に基板上か
   ら光を照射するための照射手段と、上記照射手段
   により照射された光の透過光により上記部品のリ
   ード線の少なくとも２つの部品領域を撮像するた
   めの撮像手段と、上記部品のリード線の先端を含
   む検出すべき少なくとも２つの特定領域の基準位
   置情報を記憶する記憶手段と、上記記憶手段から
   読み出される検出すべき特定領域の基準位置情報
   に応じて、上記撮像手段の撮像領域を移動させる
   手段と、移動後に上記撮像手段により撮像された
   撮像領域を上記部品のリード線の大きさまたは間
   隔に基づいて分割し、分割された領域に存在する
   上記リード線のうち先端に位置するリード線の部
   分パターンの上記撮像手段からみた位置を検出す
   る手段とを有することを特徴とする部品の位置検
   出装置。