部件安裝裝置以及位置修正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用圖像傳感器來安裝部件的部件安裝裝置以及位置修正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電子設(shè)備所使用的印制電路板上安裝有電阻、IC芯片等的許多電子部件。這些電子部件由部件安裝裝置(裝置)自動地安裝于規(guī)定的安裝部位。
[0003]但是，近年來急速推進(jìn)著電子部件的細(xì)化，需要提高在安裝電子部件時的定位精度。為了將電子部件向設(shè)于印制電路板的安裝部位準(zhǔn)確進(jìn)行定位，例如已知有在部件安裝裝置搭載圖像傳感器的技術(shù)。
[0004]專利文獻(xiàn)I記載了如下的部件安裝機(jī):其具備在吸附噴嘴到達(dá)安裝位置的上方的狀態(tài)從斜上方拍攝由該吸附噴嘴吸附的部件和安裝位置。另外，該部件安裝機(jī)具備:基于來自拍攝裝置的圖像信號來算出部件相對于安裝位置的相對位置偏離的算出運(yùn)算單元；根據(jù)算出的位置偏離來使吸附噴嘴在水平面內(nèi)移動并修正部件的位置的控制單元。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開平7 - 115296號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]在專利文獻(xiàn)I記載的技術(shù)中，由一個拍攝單元從斜上方拍攝被吸附噴嘴吸附的部件和安裝位置。因此，在設(shè)定拍攝單元的焦距等時，需要使部件和安裝位置的雙方進(jìn)入視野(也就是，拍攝畫面)。
[0010]這樣，如果想要拍攝部件和安裝位置的雙方，則部件以及其安裝位置所占拍攝畫面的比例變小。該傾向伴隨著部件(例如、電子部件)細(xì)化而變得顯著，因而存在很難將部件向安裝位置準(zhǔn)確進(jìn)行定位的問題。
[0011]于是，本發(fā)明的技術(shù)問題在于提供能夠?qū)⒉考虬惭b部位高精度地進(jìn)行定位的部件安裝裝置以及位置修正方法。
[0012]用于解決技術(shù)課題的方案
[0013]為了解決上述技術(shù)課題，本發(fā)明的特征在于，具備:固定于箱體部且拍攝與部件對應(yīng)的部件安裝部位的第一圖像傳感器；固定于上述箱體部且拍攝保持于部件保持部的上述部件的第二圖像傳感器；使用由上述第一圖像傳感器拍攝的上述部件安裝部位的圖像和由上述第二圖像傳感器拍攝的上述部件的圖像來算出上述部件相對于上述部件安裝部位的位置以及角度的修正量的數(shù)據(jù)處理部。
[0014]另外，關(guān)于詳細(xì)內(nèi)容在用于實(shí)施發(fā)明的方式中進(jìn)行說明。
[0015]發(fā)明的效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠?qū)⒉考鄬τ诎惭b部位高精度地定位的部件安裝裝置以及位置修正方法。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的部件安裝裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2是由第一圖像傳感器拍攝部件安裝部位并在圖像轉(zhuǎn)換后的VGA圖像的說明圖。
[0019]圖3是由第二圖像傳感器拍攝的電子部件的圖像的說明圖。
[0020]圖4是表示部件安裝裝置所具備的數(shù)據(jù)處理部、控制部以及驅(qū)動部的結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0021]圖5是表示部件安裝裝置的位置修正處理流程的流程圖。
[0022]圖6是電子部件位于第一區(qū)域的情況的說明圖，(a)是從y軸方向觀察的情況的說明圖，(b)是從z軸方向觀察的情況的說明圖。
[0023]圖7(a)是表示部件安裝部位和噴嘴的位置的關(guān)系的說明圖，(b)是表示理想位置和由第一圖像傳感器拍攝的部件安裝部位的關(guān)系的說明圖。
[0024]圖8是表示電子部件位于第一區(qū)域的情況的修正量的算出處理的流程的流程圖。
[0025]圖9(a)是關(guān)于圖7(b)的圖像執(zhí)行邊緣抽出處理后的圖像，(b)是表示安裝部位圖像的重心和理想位置的重心的說明圖。
[0026]圖10(a)是使部件安裝圖像的重心與理想位置的重心一致地使箱體部移動的情況的說明圖，(b)是表示安裝部位圖像的重心與理想位置的重心大致一致的狀態(tài)的說明圖。
[0027]圖11是在電子部件位于第二區(qū)域的狀態(tài)下從y軸方向觀察的說明圖。
[0028]圖12是表示電子部件位于第二區(qū)域的情況的修正量的算出處理的流程的流程圖。
[0029]圖13(a)是前處理后的安裝部位圖像以及電子部件圖像的說明圖，(b)是關(guān)于(a)的圖像執(zhí)行邊緣抽出處理后的圖像。
[0030]圖14(a)是表示安裝部位圖像的重心和電子部件圖像的重心的說明圖，(b)是使電子部件圖像與安裝部位圖像一致地使箱體部移動的情況的說明圖，(C)是表示電子部件圖像與安裝部位圖像大致一致的狀態(tài)的說明圖。
[0031]圖15是電子部件位于第三區(qū)域的狀態(tài)下從y軸方向觀察的說明圖。
[0032]圖16是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的部件安裝裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0033]圖17是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的部件安裝裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0034]圖18是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的部件安裝裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0035]圖19是本發(fā)明的變形例的部件安裝裝置的模式圖。
[0036]圖20是本發(fā)明的變形例的部件安裝裝置的俯視結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]關(guān)于用于實(shí)施本發(fā)明的方式(以下稱為實(shí)施方式)，參照適當(dāng)?shù)母綀D進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0038]《第一實(shí)施方式》
[0039]部件安裝裝置100是用于在印制電路板30 (被安裝部件)的部件安裝部位31上安裝電子部件20(部件)的裝置。在本實(shí)施方式中，對將一個電子部件20 (俯視為矩形狀)安裝于印制電路板30的情況進(jìn)行說明，但實(shí)際上將許多電子部件20依次安裝于印制電路板30。
[0040]<部件安裝裝置的結(jié)構(gòu)>
[0041]圖1是本實(shí)施方式的部件安裝裝置的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，部件安裝裝置100具備:支撐部I ;臂2 ;箱體部3 ;噴嘴4 ;第一圖像傳感器5 ;以及第二圖像傳感器6。
[0042]就支撐部I而言，其下部固定于固定座(未圖示)并且朝向上方立起，并在側(cè)面固定有臂2的一端。
[0043]就臂2而言，其一端(紙面右側(cè)的端部)固定于支撐部I的側(cè)面，并與x_y平面平行地延伸。臂2的外形為方形板狀，內(nèi)裝有使箱體部3在X軸方向、y軸方向移動的多個馬達(dá)(未圖示:相當(dāng)于如圖4所示的驅(qū)動部9)。另外，臂2的高度(z坐標(biāo))與箱體部3的位置(x坐標(biāo)、y坐標(biāo))無關(guān)，是固定的。
[0044]箱體部3的外形為長方體狀，設(shè)于臂2的下部。箱體部3成為通過上述驅(qū)動部9而能夠在X軸方向(紙面的左右方向)、y軸方向(紙面的跟前、進(jìn)深方向)平行移動的結(jié)構(gòu)。另外，在箱體部3內(nèi)裝有相當(dāng)于后述數(shù)據(jù)處理部7 (參照圖4)以及控制部8的電路(未圖示)O
[0045]噴嘴4(部件保持部)的上側(cè)端部固定于箱體部3，并朝向下方突出。噴嘴4按照來自控制部8 (參照圖4)的指令而能夠在z軸方向上伸縮，并且能夠以z軸為中心軸旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度。而且，噴嘴4具有按照來自控制部8的指令并在其前端(下側(cè)的端部)真空吸附電子部件20的功能。
[0046]順便說一下，如果電子部件20到達(dá)印制電路板30的部件安裝部位31 (也就是，應(yīng)安裝電子部件20的部位)，則解除噴嘴4的上述吸附。圖1所示的印制電路板30載置于載置臺(未圖示)的規(guī)定位置。
[0047]另外，與電子部件20對應(yīng)的部件安裝部位31的位置信息(X坐標(biāo)、y坐標(biāo)、安裝時的朝向)與成為安裝對象的印制電路板30對應(yīng)，并預(yù)先儲存于存儲單元(未圖示)。
[0048](第一圖像傳感器)
[0049]第一圖像傳感器5是拍攝與電子部件20對應(yīng)的部件安裝部位31的拍攝單元。第一圖像傳感器5是例如具有鏡頭(未圖示)的相機(jī)，并固定于箱體部3的下表面。
[0050]另外，在圖1中，以第一圖像傳感器5的光軸沿著z軸方向的方式進(jìn)行了記載，但上述光軸也可以設(shè)置成在與z軸之間具有規(guī)定角度。
[0051]就第一圖像傳感器5而言，通過使鏡頭(未圖示)的位置沿著光軸方向移動，從而能夠調(diào)整焦距、拍攝圖像幅度、景深等。
[0052]這里，“圖像幅度”是指與由第一圖像傳感器5(或者后述第二圖像傳感器6)拍攝的畫面對應(yīng)的實(shí)空間的縱向、橫向長度。圖像幅度例如為橫向長度Al = 6.4_、縱向長度BI = 4.8mm (參照圖 2)。
[0053]而且，“景深”的意思是指能夠在光軸方向清晰地拍攝對象物的在實(shí)空間的距離范圍。
[0054]圖2是由第一圖像傳感器拍攝部件安裝部位并在圖像轉(zhuǎn)換后的VGA(VideoGraphics Array:視頻圖形陣列)圖像的說明圖。在圖2所示的例子中，在具有橫向長度Al、縱向長度BI的圖像幅度的拍攝畫面G中，設(shè)于印制電路板30的部件安裝部位31 (圖1參照)作為圖像31a而被拍攝。
[0055]另外，第一圖像傳感器5的焦距預(yù)先設(shè)定為，能夠清晰地拍攝部件安裝部位31。以下，將由圖像傳感器而能夠清晰地拍攝拍攝對象的(也就是輪廓不模糊)狀態(tài)記作為“焦點(diǎn)對準(zhǔn)”。
[0056]但是，為了提高安裝電子部件20時的定位精度，需要使第一圖像傳感器5 (以及第二圖像傳感器6)為高分辨率。S卩、需要增加在第一圖像傳感器5的拍攝畫面所占的部件安裝部位31的像素數(shù)。
[0057]但是，如果想要成為高分辨率，則與其相伴地，圖像幅度變狹(換言之，能夠拍攝的實(shí)空間的區(qū)域變小)，景深變淺。這樣，如果圖像幅度變狹、景深變淺，則很難用一個圖像傳感器同時拍攝部件安裝部位31和電子部件20。
[0058]為了解決該問題，在本實(shí)施方式中，第一圖像傳感器5拍攝部件安裝部位31，第二圖像傳