| 【発明の名称】 |
装着物の装着方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】山口 稔
【氏名】根本 強一
【氏名】杉本 光
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| 【要約】 |
【課題】装着物の装着位置を高精度に補正することができる装着物の装着方法を提供すること。
【解決手段】高さの異なる２つの前記吸着手段の位置を画像認識により計測し、前記各吸着手段の計測位置を通る空間直線を求め、前記装着物の高さを変数として、使用する吸着手段の位置を求める式を求める。前記被装着物に装着する実装着物を前記使用吸着手段により吸着し、前記実装着物の高さデータを前記式に代入して前記使用吸着手段の位置を算出する。そして、前記実装着物の位置を前記画像認識により計測し、前記使用吸着手段の算出位置と前記実装着物の計測位置とから前記実装着物の位置を算出し、前記実装着物の算出位置に基づいて、前記実装着物を前記被装着物に装着する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 装着物を吸着手段により吸着して被装着物に装着する方法において、高さの異なる２つの前記吸着手段の位置を画像認識により計測し、前記各吸着手段の計測位置を通る空間直線を求め、前記装着物の高さを変数として、使用する吸着手段の位置を求める式を求め、前記被装着物に装着する実装着物を前記使用吸着手段により吸着し、前記実装着物の高さデータを前記式に代入して前記使用吸着手段の位置を算出し、前記実装着物の位置を前記画像認識により計測し、前記使用吸着手段の算出位置と前記実装着物の計測位置とから前記実装着物の位置を算出し、前記実装着物の算出位置に基づいて、前記実装着物を前記被装着物に装着することを特徴とする装着物の装着方法。
【請求項２】 前記式が、２つの前記吸着手段の位置を（ＸL ，ＹL ，ＺL）、（ＸH ，ＹH ，ＺH ）、前記実装着物の高さをＺ、前記使用吸着手段の位置を（Ｘ，Ｙ）としたとき、次式（１）、（２）で表される請求項１に記載の装着物の装着方法。
Ｘ＝ＸL ＋（ＸL −ＸH ）・（Ｚ−ＺL ）／（ＺL −ＺH ）・・・（１）
Ｙ＝ＹL ＋（ＹL −ＹH ）・（Ｚ−ＺL ）／（ＺL −ＺH ）・・・（２）
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、装着物を吸着手段により吸着して被装着物に装着する装着物の装着方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば電子部品等の装着物を基板等の被装着物に表面実装する際には、吸着ノズル等の吸着手段及びＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ等の画像認識手段を備えた実装機が用いられる。この実装機による装着方法は、先ず、装着する電子部品の吸着面を吸着ノズルの先端部に吸着させ、吸着した電子部品の装着面をＣＣＤカメラにより画像認識して電子部品の位置補正値を求める。そして、吸着ノズルを移動させて電子部品を基板まで搬送し、電子部品の位置補正値等に基づいて電子部品を移動・回転させて基板の所定位置に装着する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年の電子部品のサイズは１ｍｍ×０．５ｍｍといった小型のものから□３２ｍｍといった大型のものまで種々あるが、電子機機の小型化に伴って、小さな基板に多数の電子部品を実装しなければならなくなってきている。従って、これらの電子部品を±０．１ｍｍ以下の精度で基板に装着する必要がある。ところが、上述した従来の装着物の装着方法におけるＣＣＤカメラによる画像認識処理は、電子部品の装着面とＣＣＤの受光面とは常に平行であるという前提条件の下で行われている。
【０００４】従って、電子部品の装着面に垂直な方向、即ち高さ方向については何ら考慮していないため、吸着ノズルやＣＣＤカメラ等の配置により電子部品の装着面がＣＣＤの受光面に対して傾斜した場合には、画像認識した電子部品の装着面の位置が実際の電子部品の装着面の位置とずれることになる。そして、このずれは電子部品の位置補正値を求める際の誤差となるので、装着精度を悪化させる要因となっていた。従来は上記傾斜を無くすために、実装機のメカニズム調整を行っており、多大な工数を要していた。また、このメカニズム調整を精度良く行うことは困難であるため、複数のＣＣＤカメラを備え、メカニズム調整精度の向上のみならず画像認識精度の向上等も図った実装機が出現しているが、高価なものとなっていた。
【０００５】本発明は、上記課題を解消するためになされたものであり、装着物の装着位置を高精度に補正することができる装着物の装着方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあっては、装着物を吸着手段により吸着して被装着物に装着する方法において、高さの異なる２つの前記吸着手段の位置を画像認識により計測し、前記各吸着手段の計測位置を通る空間直線を求め、前記装着物の高さを変数として、使用する吸着手段の位置を求める式を求め、前記被装着物に装着する実装着物を前記使用吸着手段により吸着し、前記実装着物の高さデータを前記式に代入して前記使用吸着手段の位置を算出し、前記実装着物の位置を前記画像認識により計測し、前記使用吸着手段の算出位置と前記実装着物の計測位置とから前記実装着物の位置を算出し、前記実装着物の算出位置に基づいて、前記実装着物を前記被装着物に装着することにより達成される。
【０００７】上記構成によれば、画像認識するための実装着物の投影映像によって装着位置を補正する際に、実装着物の高さによる投影位置を考慮して装着位置を補正しているので、実装着物が傾斜していても実装着物を被装着物に高精度に装着することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【０００９】図１は、本発明の装着物の装着方法の実施形態を示すフローチャートであり、例えば電子部品等の装着物を吸着ノズル等の吸着手段により吸着して基板等の被装着物に表面実装する方法を示す。先ず、装着する電子部品の吸着面を吸着ノズルの先端部に吸着させ（ステップＳ１）、吸着した電子部品の装着面をＣＣＤカメラにより画像認識して電子部品の位置補正値を求める（ステップＳ２）。
【００１０】ここで、上記画像認識処理による位置補正値の求め方について説明する。図２は、画像認識処理する際の吸着ノズル１とその先端部に吸着面２ａが吸着されている電子部品２とＣＣＤカメラ３のＣＣＤ４の配置例を示しており、電子部品２の装着面２ｂがＣＣＤ４の受光面４ａと平行に配置されている場合である（ステップＳ３）。この場合の画像は、図３に示すように、電子部品２の装着面２ｂがそのまま矩形状に映し出されるので、電子部品２の正確な位置補正値を求めることができる。
【００１１】即ち、画面内の座標原点（０，０）から例えば電子部品２の装着面２ｂの中心点（Ｘａ，Ｙａ）までのオフセット量ａを求める（ステップＳ４）。そして、予め求めて記憶している画面内の座標原点（０，０）から吸着ノズル１のみの位置、即ち吸着ノズル１の先端部の中心位置（Ｘｎ，Ｙｎ）までのオフセット量ｂを読み出し（ステップＳ５）、オフセット量ｂからオフセット量ａ引いて吸着ノズル１の先端部の中心位置（Ｘｎ，Ｙｎ）から電子部品２の装着面２ｂの中心点（Ｘａ，Ｙａ）までのオフセット量ｃを求める（ステップＳ６）。このオフセット量ｃが、電子部品２の位置補正値となる（ステップＳ７）。そして、吸着ノズル１を移動させて電子部品２を基板まで搬送し（ステップＳ１５）、電子部品２の位置補正値等に基づいて電子部品２を移動・回転させて電子部品２の位置を補正することにより（ステップＳ１６）、電子部品２を基板の所定位置に正確に装着することができる（ステップＳ１７）。
【００１２】図４は、画像認識処理する際の吸着ノズル１とその先端部に吸着面２ａが吸着されている電子部品２とＣＣＤカメラ３のＣＣＤ４の配置例を示しており、電子部品２の装着面２ｂがＣＣＤ４の受光面４ａに対して傾斜して配置されている場合である（ステップＳ３）。この場合の画像は、図５に示すように、電子部品２の装着面２ｂのみならず側面２ｃも平行四辺形状に映し出されるので、電子部品２の正確な位置補正値を求めることができない。
【００１３】即ち、本来は画面内の座標原点（０，０）から例えば電子部品２の装着面２ｂの中心点（Ｘａ，Ｙａ）までのオフセット量ａを求めなければならないが、電子部品２の装着面２ｂが傾斜しているため、画面内の座標原点（０，０）から画面上における電子部品２の装着面２ｂの中心点（Ｘｂ，Ｙｂ）までのオフセット量ｂを求めてしまうことになる。そこで、装着する電子部品２の吸着面２ａを吸着ノズル１の先端部に吸着させる前に、高さの異なる２本の吸着ノズル１ａ、１ｂを用意し、ＣＣＤカメラ３のＣＣＤ４の画面内での各吸着ノズル１ａ、１ｂの先端部の中心位置を計測する。
【００１４】各吸着ノズル１ａ、１ｂの高さは既知であるから、図６に示すように、空間内の各吸着ノズル１ａ、１ｂの先端部の中心位置（ＸL ，ＹL ，ＺL ）、（ＸH ，ＹH ，ＺH ）を定めることができる（ステップＳ８）。そして、各中心位置（ＸL ，ＹL ，ＺL ）、（ＸH ，ＹH ，ＺH ）を通る空間直線Ｌを求め（ステップＳ９）、電子部品２の装着面２ｂに垂直な方向の高さをＺ変数として、使用する吸着ノズル１ａ又は１ｂの先端部の中心位置（Ｘ，Ｙ）を求める次式（１）、（２）を求めて記憶しておく（ステップＳ１０）。
【００１５】
Ｘ＝ＸL ＋（ＸL −ＸH ）・（Ｚ−ＺL ）／（ＺL −ＺH ）・・・（１）
Ｙ＝ＹL ＋（ＹL −ＹH ）・（Ｚ−ＺL ）／（ＺL −ＺH ）・・・（２）
そして、装着する電子部品２の吸着面２ａを吸着ノズル１ａ又は１ｂの先端部に吸着させ、この電子部品２の既知の高さデータＺを上記式（１）、（２）に代入して、その高さＺでの吸着ノズル１ａ又は１ｂの先端部の中心位置（Ｘ，Ｙ）を求める。そして、座標原点（０，０）から吸着ノズル１ａ又は１ｂの先端部の中心位置（Ｘ，Ｙ）までのオフセット量ｄを求める（ステップＳ１１）。
【００１６】次に、電子部品２の装着面２ｂをＣＣＤカメラ３により画像認識し、座標原点（０，０）から画面上における電子部品２の装着面２ｂの中心点（Ｘｂ，Ｙｂ）までのオフセット量ｂを求め（ステップＳ１２）、オフセット量ｄからオフセット量ｂ引いて吸着ノズル１ａ又は１ｂの先端部の中心位置（Ｘ，Ｙ）から電子部品２の装着面２ｂの中心点（Ｘｂ，Ｙｂ）までのオフセット量ｅを求める（ステップＳ１３）。このオフセット量ｅが、電子部品２の正確な位置補正値となる（ステップＳ１４）。そして、吸着ノズル１ａ又は１ｂを移動させて電子部品２を基板まで搬送し（ステップＳ１５）、電子部品２の位置補正値等に基づいて電子部品２を移動・回転させて電子部品２の位置を補正することにより（ステップＳ１６）、電子部品２を基板の所定位置に高精度に装着することができる（ステップＳ１７）。
【００１７】以上のような装着物の装着方法によれば、電子部品２の高さ方向の補正も考慮しているので、電子部品２をより正確に装着することができる。また、電子部品２の高さＺによる吸着ノズル１の位置ずれを補正しているので、吸着ノズル１の傾きを高精度に調整する必要がなく、実装機のメカニズム調整も高精度に行う必要がなく、工数低減を図ることができる。さらに、高さが大きく異なる電子部品２であっても、ＣＣＤカメラ３で画像認識可能であれば装着可能であるので、従来のように複数のＣＣＤカメラを備える必要が無く、安価な実装機とすることができる。そして、吸着ノズル１毎に寸法ばらつきがある場合でも、そのばらつき度合いが分っていれば吸着ノズル１を交換することなく電子部品２を正確に装着できるので、吸着ノズル１を高精度に作成する必要がなくなる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、装着物の装着位置を高精度に補正することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２１８５
【氏名又は名称】ソニー株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）２月２６日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】岡▲崎▼ 信太郎 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２４３２９９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）９月７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−４５５０５ |
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