JPS62179602A - 部品位置認識方法及び装置 - 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 本発明は部品位置認識方法及び装置に関し、特にチップ
型電子部品などの部品を電子回路を構成する基板上に自
動装着する部品装着機において装着ヘッドにピックアッ
プされている部品の位置認識をイ〒うのに好適に適用し
うる部品位置認識方法及び装置に関するものである。

従来の技術 部品装着機において従来用いられている部品位置認識装
置として第６図に示すものがある。この従来例は、装着
ヘッドの吸着／ズルａに光７フイバーを備えたリング型
照明具１〕が取付けられ、このリング型照明、３ｂから
照射される光線によって得られる部品Ｃの影像がテレビ
カメラなどの画像入力装置ｄに入力されるようになって
いる。

また、本出願人は先にリング型照明具・の代わりに反射
鏡や乱反射照明体を取付け、これに照明共から光線を照
射してその反射光によって得られる前記部品の影像を画
像入力装置に入力するようにしたもの等も提案している
。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記いずれの例においても画像入力装置
は固定設置されており、吸着ノズルにてピックアップさ
れる部品の大きさが、例えば−辺がｌＩｎｌ１１以下の
小型の部品から４０制ｎ程度の大型の部品まである場合
、画像入力装置もその部品の大きさに対応できる認識領
域を備えたもの、あるいは複数の画像入力装置が必要と
なり、コスト高になるという問題がある。

そこで、画像入力装置自体またはその視野を移動させる
ことによって認Ｗ＆顯域を広げることも考えられるが、
移動機構が複雑になるとともに移動機構の動作精度によ
って認識精度が規制されるため精度の高い認識ができな
いという問題がある。

さらに、光学レンズ等にて影像の倍率を変えることによ
って認識領域を広げることも考えられるが、これも精度
上問題がある。

本発明はこのような問題点を解消することを目的とする
ものである。

問題点を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するため、部品位置認識範囲内
に複数の認Ｒ領域を形成し、それぞれの認識領域毎に前
記画像入力装置に入射する光路を形成し、部品の位置認
識すべき部分が位置する認識領域に応じて前記光路を択
一的に選択する部品位置認識方法を提供するものである
。

また、本発明は上記方法を実施するため、部品に光を照
射する光源部を設け、部品の影像を入射されてその位置
を認識する画像入力装置を設け、この画像入力ＶＣ置の
光軸上に、側方がら入射された影像をこの画像入力装置
に入射させるハーフミラ−を複数積み重ねるように配設
し、部品位置認識範囲内に形成された複数の認識領域に
おける各影像を前記各ハーフミラ−にそれぞれ入射させ
る複数の光路を設け、各光路を択一的に開放する光路選
択手段を設けた部品位置認識装置装置を提供するもので
ある。

作用 本発明方法は上記構成を有するので、部品の位ｒａ認識
すべき部分に対応した認識領域を通る光路を択一的に選
択し、その認識領域の影像を画像入力装置に入射させて
この画像入力装置によって部品の当該部分の位置を認識
し、さらに部品の位置認識すべき部分が複数の認Ｆａ　
１Ｍ域にまたがる場合など、必要に応じてこの認識動作
を繰り返すことによって部品の位置を認識することがで
きるのである。

また、本発明装置によれば、複数のハーフミラ−を用い
て複数の光路からの影像を画像入力装置に入射させると
ともに各光路を択一的に開放することによって認識領域
を選択するようにしているので、認識領域の選択によっ
て認識精度にばらつきが生じにくく、簡単な構成によっ
て高い精度と信頼性をもって部品の位置を認識すること
ができる。

実施例 以下、本発明の実施例について、第１図〜第５図を参照
しながら説明する。

第５図は電子部品装着機を示して（する。その部品供給
部１にはテープ状電子部品集合体２が多数並列配置され
、各テープ状部品集合体２には一列状に多数個の電子部
品３　（第１図参照）が装入されている。これらテープ
状電子部品集合体２はＸ方向に間欠的に送り出され、ピ
ックアップ位置にある任意の部品３が装着作業毎に装着
ヘッド４によって選択的にピックアップされる；装着へ
ラド４は吸引力にて部品３をピックアップし、次いでＹ
方向に移動して部品位ｌ！ＵＰ識装置５に達し、ここで
部品位置を認識された後、再びＹ方向に移動して作業ラ
イン６の作業位置に部品３を搬送し、ここで基板７に部
品３を装着する。装着ヘッド４の吸着／ズル８はピック
アップ時及び部品装着時にＺ方向に昇降動する。装着へ
ラド４のＹ方向の移動はヘッド移動手段９にて制御され
、基板７のＸ方向の移動は基板移動手段１０が配設され
ている。

前記基板７に対する部品３の装着位置は、装着へラド４
のＹ方向の位置と基板移動手段１０のＸ方向の位置とを
予め定められたプログラムに従って決定することにより
定められるが、ピックアップ時などにおいて生ずる部品
３の位置ずれは前記部品位置認識装置５の位置認識デー
タに基づいて補正される。

装着へラド４にピックアップされている部品３の位置認
識を画像入力装置１１によって行う部品位置認識装置５
は第１図〜第３図に示すように構成されている。装着へ
ラド４の下端部の吸着ノズル８の周囲に、内部で乱反射
して散乱光を生ずるポリアセタール樹脂（デュポン社商
標「ジュラコン」）などの材料からなる円錐状の６Ｌ反
射照明体１２が配設されている。また、この乱反射照明
体１２の外周面は粗面にされ、乱反射面に形成されてい
る。この６Ｌ反射照明体１２の周囲には、この乱反射照
明体に向かって光線を照射する光ファイバー等を用いた
照明Ｊ％１３が複数個、適当間隔置きに配設され、照明
具１３から照射された光線が６し反射照明体１２の外周
面及び内部で乱反射して生じた散乱光が吸着／ズル８に
吸着された部品３に照射され、その影像が画像入力装置
１１に入射するように構成されている。

部品３と画像入力装置１１の間には光学系１４が配設さ
れ、この光学系１４によって部品位置の認識範囲内に第
２図に示すように格子状に配置された４つの認識領域Ａ
、Ｂ％Ｃ，Ｄと、それらの中火部をカバーする１つの認
Ｒ領域Ｅの合計５つの認識領域が形成されるとともにこ
れら認ｎ領域の影像を画像入力装置１１に入射させる５
つの光路ａ　ｓ　Ｉ）　ｓ　Ｃｓ　ｄ　Ｓｅが形成され
ている。この光学系１４は、各認識領域Ａ、Ｂ、Ｃ％Ｄ
％Ｅに対向する５つのレンズ１５ａ〜１５ｅと、各レン
ズを通過した影像を画像入力装置１１に入射させるよう
に配設された反射鏡１６とハーフミラ−１７ａ〜１７ｄ
、１８ａ〜１８ｅとこれらハーフミラ−と同等の光透過
性を示すフィルタ１９で構成され、レンズ１５＆〜１５
ｅから画像入力装置１１までの各光路ａ％ｂ、ｃ、ｄ％
ｅの長さがすべて同一となりかつこれら光路を通過する
間における光度の減衰率が一定となるように構成されて
いる。

詳細に説明すると、画像入力装置１１の光軸と一致する
中心光軸２１上に４つのハーフミラ−１７ａ〜１７ｄが
積み重ねるように配設され、認識領域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの
影像が各へ−７ミラー１７ａ〜１７ｄにそれぞれ側方か
ら入射して画像入力装Ｗ１１１に入射し、認識領域Ｅの
影像はこれら４ツノハーフミラ−１７ａ〜１７ｄを前記
中心光軸２１に沿って透過して画像入力装置１１に入射
するように構成されている。認ｎ領域Ａの影像は、第４
図（Ａ）に示すように、レンズ１５ａから２枚の反射鏡
１６にて外側に変位され前記中心光軸２１と平行な光軸
２１ａに沿って配設された３つのフィルタ１９を通った
後ハーフミラ−１８ａで前記中心光仙２１上の最下段の
ハーフミラ−１７ａに入射するように構成されでいる。

認識領域Ｂの影像は、第・を図（Ｂ）に示すように、レ
ンズ１５１）から２枚の反射鏡１６にて外側に変位され
、前記中心光軸２］と平行な光軸２１１】に沿って配設
された２つのフィルタ１つを通った後ハーフミラ−１８
１＋て゛前記中心光軸２１上の下から２段目のハーフミ
ラ−１７１〕に入射するように構成されている。認識領
域Ｃ，Ｄの影像も同様に、第４図（Ｃ）、（Ｄ）に示す
ように、それぞれ反射鏡１６にて外側の光軸２１ｃ、２
１ｄに変位された後中心光軸２１上の上から２段目及び
最上段のハーフミラ−１７ｃ、１７ｄに入射するように
構成されている。

認識領域Ｅの影像は、第４図（Ｅ）に示すように、３枚
の反射ｆｆ１ＩＧにて外側の光軸２１ｃに変位された後
前記４つのハーフミラ−１７ａ〜１７ｄの上部に配設さ
れたハーフミラ−１８ｅにて中心光！Ｉ！１２１に入射
されるように構成されている。こうして、すべての光路
ａ　ｓ　ｂ　ｓ　ｅ　ｓ　ｄ　ｓ　ｅはその長さが同一
でかつ通過するハーフミラ−１７ａ　〜１７ｄ　、　　
１８ａ　−，１８ｅ　またはフィルタ１９の数が同一と
なるようになされている。

前記部品３とレンＸ’１５ａ〜１５ｅとの間には各レン
ズに対応してそれぞれにシャッター２０が配設され、各
光路ａ　ｓ　ｂｓ　ｃ　ｓ　ｄ　、ｅを選択して択一的
に開放できるように構成されている。

また前記画像入力波ｒ！１１１はテレビジョンカメラを
利用して、入力された前記部品３の影像のＸ−Ｙ平面に
おける位置を正確に認識できるようにＮ＃成されている
。

以上の構成において、照明具１３がら照射された光は乱
反射照明体１２内に入射して乱反射し、また一部の光線
は乱反射照明体１２の表面で乱反射し、それらの散乱光
が部品３に照射される。この部品３の影像は、シャッタ
ー２０で選択された認ｎ領域Ａ、Ｂ％ＣＳＤ％Ｅのいず
れかに対応する部分がその光路ａ、ｂＳｃ、ｄ、ｅのい
ずれかを介して画像入力装置１１に入力され、部品３の
所望の部分のその認識領域における位置が認識され、予
め判明しているその認ＷＩｔＭ域の位置がら部品３の所
望の部分の絶対的な位置が判明するのである。また、部
品３の影像が複数の認Ｗ＆領域にまたがっており、かつ
複数の認＆１ｔｍ域に位置する部分の位置を認識しない
とその部品３の位置や姿勢が１゛程明しない場合は、シ
ャッター２０を切替えて各部分の位置認識を順次行えば
よい。

例えば、部品３が小さく認ａ領域Ｅ内に収まっている場
合は、この認？！Ｉｔ領域Ｅに対応する光路ｅを開放し
てその部品３の位置や姿勢を認識することができる。ま
た、部品３が大きく認識領域Ｅカ・らはみ出す場合は、
例えば認ｎ領域ＡとＤに対応する部分の位置をシャッタ
ー２０の切替えによって順次認識することによってその
部品３の位置と姿勢を認識することができるに の位置認識に際して、いずれの光路を選択してもその光
路長さが一定でありかつ光路の選択動作と光路長さは無
関係であるので、誤差のない正確な位置認識が可能であ
り、さらにいずれの光路上においても光の減り率が一定
であるので画像入力装置１１による認識誤りも生ずる虞
れがなく、正確で安定した位置認識を行える。

なお、上記実施例では光路の選択手段として、シャッタ
ー２０を例示したが、機械的に作動するシャッターに限
らず、光透過性と非透過性とに切替可能な液晶フィルタ
等をシャッターとして用いることができ、さらに光の波
長によって透過・不透過特性を持つ複数種類のフィルタ
を各光路に対応させて配設し、光の波長を変換して光路
を選択するようにすることも可能である。

発明の効果 本発明の部品位置認識方法によれば、以上のように、部
品位置認識範囲内に複数の認識領域を形成してそれぞれ
の認識領域毎に画像入力装置に入射する光路を形成し、
部品の位置認識すべき部分が位置する認識領域に応じて
前記光路を択一的に選択するようにしているので、部品
の該当部分の位置を正確に認識することができ、認識領
域の小さな安価な画像入力装置を用いて大小の部品の位
置をそれぞれ開度良く認識することができる。

又、本発明装置によれば、複数のハーフミラーを用いて
複数の光路からの影像を画像入力装置に入射させるよう
にするとともに、各光路を択一的に開放して認識領域を
選択するようにしているので、簡単な慴成で高い信頼性
をもって上記本発明方法を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の正面図、第２図は認識領域
を示す平面図、第３図は第１図のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視平
而図面第４図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）
は各光路を展開して示した説明図、第５図は部品装着装
置の斜視図、！＠６図は従来の部品位置認識装置の正面
図である。 ３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・部品５
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・部品位置
認識装置１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・画像入力装置１２・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・６名反射体（光源部）１７ａ〜１７ｄ・・
・・・・ハーフミラ−２０・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・シャッター２１・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・中心光軸Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ・
・・・・・認識領域ａ　、ｂ　、ｃ　、ｄ　、ｅ・・・
・・・光路−代理人の祷弁理士　中尾敏男　はが１名第
１図 第　　２　図 第３図 第５図 第６図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）部品に光を照射しその影像を画像入力装置に入射
   させて部品位置を認識する部品位置認識方法において、
   部品位置認識範囲内に複数の認識領域を形成し、それぞ
   れの認識領域毎に前記画像入力装置に入射する光路を形
   成し、部品の位置を認識すべき部分が位置する認識領域
   に応じて前記光路を択一的に選択することを特徴とする
   部品位置認識方法。
2. （２）前記光路の選択を各光路を開放・遮断して行う特
   許請求の範囲第１項に記載の部品位置認識方法。
3. （３）前記いずれの光路もその長さが一定である特許請
   求の範囲第１項に記載の部品位置認識方法。
4. （４）部品に光を照射する光源部を設け、部品の影像を
   入射されてその位置を認識する画像入力装置を設け、こ
   の画像入力装置の光軸上に、側方から入射された影像を
   この画像入力装置に入射させるハーフミラーを複数積み
   重ねるように配設し、部品位置認識範囲内に形成された
   複数の認識領域における各影像を前記各ハーフミラーに
   それぞれ入射させる複数の光路を設け、各光路を択一的
   に開放する光路選択手段を設けたことを特徴とする部品
   位置認識装置。
5. （５）光路選択手段が光路を遮断する遮断手段からなる
   特許請求の範囲第４項に記載の部品位置認識装置。
6. （６）遮断手段が機械的に作動するシャッターからなる
   特許請求の範囲第５項に記載の部品位置認識装置。
7. （７）遮断手段が光透過性と不透過性とに切替可能な液
   晶フィルターからなる特許請求の範囲第５項に記載の部
   品位置認識装置。
8. （８）部品の影像をレンズを介して画像入力装置に入射
   させるとともに、部品から画像入力装置に至る光路の長
   さを各光路について一定にした特許請求の範囲第４項に
   記載の部品位置認識装置。
9. （９）部品から画像入力装置に至る各光路が、反射鏡と
   、ハーフミラー又はハーフミラーと同等の光透過性を有
   するフィルタの組み合わせで形成され、各光路における
   光の減衰率が一定にされている特許請求の範囲第４項ま
   たは第８項に記載の部品位置認識装置。