JP3963520B2

JP3963520B2 - Substrate mark detection method

Info

Publication number: JP3963520B2
Application number: JP08708197A
Authority: JP
Inventors: 保孝坪井; 和幸中野; 茂樹今福
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-04-07
Filing date: 1997-04-07
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2017-04-07
Also published as: JPH10284887A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品装着機において部品の装着位置の補正を行うために、視覚認識技術を用いて装着位置補正用の基板マークの位置を検出する、基板マーク検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品装着機は、図１７に示すようにプリント基板（以下単に「基板」と称する）２０上の決められた位置に電子部品２４を高精度に装着するものである。基板２０は一枚ずつレール２８に沿って装着位置に搬入され、この装着位置のテーブル２７の上で電子部品２４が装着され、その後、搬出用のレール２３に沿って搬出される。
【０００３】
詳細には、搬入された基板２０はテーブル２７に固定され、電子部品２４は、専用のノズル２５によって運ばれたうえで予め教示させられた位置へ装着される。その際、基板２０の上に設けられた基板マーク２１ａ、２１ｂが認識カメラ２６で撮像され、その画像は２次元濃淡化もしくは２次元２値化処理され、この画像処理によってこれらの基板マーク２１ａ、２１ｂの位置が検出される。２２は認識カメラ２６の視野である。そして、それらの位置を基に、教示位置からのずれを補正することにより、電子部品２４の装着位置の精度を向上させる。
【０００４】
基板マーク２１ａ、２１ｂは、電子部品２４の電極が半田付けされる箇所にあたるランドや、基板２０上で電子回路を形成するパターンと同時に、この基板２０上に形成され、その形状は丸や四角形などの幾何学的な模様を用いるのが一般的である。通常、基板マーク２１ａ、２１ｂは基板２０上の離れた位置に２つ設けてあり、それぞれの基板マーク２１ａ、２１ｂの位置を検出することにより、基板２０がテーブル２７に固定された際に生じる水平方向の位置ずれと角度ずれを検出し、部品２４の装着時の位置を補正をすることができる。このとき、基板マーク２１ａ、２１ｂの位置とは、基板マーク２１ａ、２１ｂの中心位置を意味する。以下、前記２つの基板マークを、第１基板マーク２１ａおよび第２基板マーク２１ｂと称する。
【０００５】
次に、図１２〜図１４を用いて、従来の基板マーク教示方法の一例を説明する。
まず、図１３に示すように、第１基板マーク２１ａが認識カメラの視野２２ａ内に位置するように認識カメラ２６を移動させ、撮像する（図１２のステップ２００）。次に基板マーク２１ａを検出するための処理エリアを示すウィンドウ３０ａの大きさを設定する（図１２のステップ２０１）。次に第１基板マーク位置３２ａを検出し、その位置を第１基板マーク２１ａの教示位置とする（図１２のステップ２０２）。図１３では、第１基板マーク位置３２ａは認識カメラ２６の視野の中心位置３１ａと一致している。
【０００６】
次に、図１４に示すように、第１基板マーク２１ａの場合と同様に第２基板マーク２１ｂが認識カメラの視野２２ｂ内に位置するようにこの認識カメラ２６を移動させ、撮像する（図１２のステップ２０３）。このとき、前記と同様にウィンドウ３０ｂの大きさを設定する（図１２のステップ２０４）。次に第２基板マーク位置３２ｂを検出し、その位置を第２基板マーク２１ｂの教示位置とする（図１２のステップ２０５）。図１４では、第２基板マーク位置３２ｂは認識カメラ２６の視野の中心位置３１ｂと一致している。
【０００７】
このとき、ウィンドウ３０ａ、３０ｂの大きさは通常は基板マーク２１ａ、２１ｂの大きさを基に設定するが、基板マーク２１ａ、２１ｂの周囲に基板上のシルク、パターン、ランドなどが存在する場合は、それらにウィンドウ３０ａ、３０ｂがかからないように小さく設定する場合がある。通常、ウィンドウ３０ａ、３０ｂは、認識カメラの視野２２の中心位置３１ａ、３１ｂを中心に正方形もしくは長方形の形で設定する。
【０００８】
教示された２つの基板マーク２１ａ、２１ｂの位置は、以降の基板マーク検出時に認識カメラ２６を基板マーク２１の位置へ移動させるための基準の位置となる。
【０００９】
なお、認識カメラ２６を移動させる代わりに、認識カメラ２６を固定してテーブル２７を移動させてもよい。
【００１０】
次に、図１１、１５、１６を用いて、従来の基板マーク検出方法を詳細に説明する。
図１１は従来の基板マーク検出方法のフローチャートを示す。
【００１１】
いま、図１７に示すように搬入が行われてテーブル２７に基板２０が固定されたとする。まず第１基板マーク２１ａの教示位置に認識カメラ２６を移動し、撮像する（ステップ２１０）。次に、図１５に示すように教示時に設定した大きさのウィンドウ３０ａを張り、その中にある第１基板マーク２１ａの位置３２ａを検出する（ステップ２１１）。このとき、基板マーク２１ａに欠損や変形などの不良があったり、ウィンドウ３０ａ内に基板マーク２１ａが無かったりした場合には（ステップ２１２）、検出エラーとなって処理を中断する（ステップ２１８）。
【００１２】
次に第２基板マーク２１ｂの教示位置に認識カメラ２６を移動し、図１６に示すように撮像する（ステップ２１４）。そして教示時に設定した大きさのウィンドウ３０ｂを視野２２ｂの中に張り、その中にある第２基板マーク２１ｂの位置３２ｂを検出する（ステップ２１５）。正しく検出が行われたなら（ステップ２１６）、正常に終了する（ステップ２１７）。第２基板マーク２１ｂの検出に検出エラーがあった場合には、同様に処理を中断する（ステップ２１８）。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
昨今、電子機器の小型化に伴って基板上に実装される電子部品の密度が増し、基板マークの周辺にもシルクやパターンやランドが隣接する場合がある。そのような場合には、基板マークを検出するための処理エリアを指定するウィンドウを、より小さく設定する必要がある。
【００１４】
しかしながら、図１７において、テーブル２７に固定された基板２０は、その固定方法によっては常に一定の位置には固定できずに、わずかにずれが生じてしまう。基板マークを検出する際に、そのズレの多少によっては、小さく設定されたウィンドウ内に基板マークを納めることができず、基板マーク位置を検出できなくなるおそれがある。これにより、電子部品装着機がエラー停止して稼動率が低下する原因となっている。
【００１５】
本発明は、上記問題点に鑑み、基板マーク周辺にシルク、ランド、パターンなどが隣接した場合にも安定した検出が可能な基板マーク検出方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この問題を解決するために本発明は、基板上の複数の基板マークのうち、認識カメラの位置が教示位置のままで検出が可能なものを先に検出し、その検出位置と教示位置とのずれ量を計算し、そのずれ量を用いて他の基板マークの教示位置を自動的に補正して、その位置に認識カメラを移動させるものである。これにより、基板が教示時の位置に対してずれて固定された場合でも、認識カメラを精度よく基板マークの位置に移動させることができ、より安定した基板マークの検出を可能にする。
【００１７】
また本発明は、すべての基板マークのウィンドウを小さく設定しなくてはならない場合でも、基板マーク以外の検出しやすいマークを補助マークとして予め教示しておき、その補助マークの教示位置と検出位置とのずれ量を用いて、基板マークの検出のための認識カメラの移動位置を自動的に補正するように前記の方法を応用することで、安定した基板マークの検出を可能にする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、基板に電子部品を装着する際の装着位置の補正のために、基板に形成された基板マークを認識カメラによって検出する基板マーク検出方法であって、
複数の前記基板マークのうち、第１基板マークの教示位置に認識カメラを移動させて検出用の第１ウィンドウを設定して前記第１ウィンドウ内で前記第１基板マークを検出できるかを判断し、
前記第１ウィンドウ内で前記第１基板マークを検出できないと判断した場合には、他の前記基板マークである第２基板マークの教示位置に前記認識カメラを移動させて検出用の第２ウィンドウを設定して前記第２ウインドウ内で前記第２基板マークを検出できるかを判断し、
前記第２ウィンドウ内で前記第２基板マークを検出することができると判断した場合には、前記第２基板マークを検出するとともに、検出した前記第２基板マークの検出位置と教示位置とのずれ量を求め、前記ずれ量を用いて前記第１基板マークの教示位置を補正し、前記認識カメラを補正後の前記第１基板マークの教示位置に移動させて検出用の第３ウインドウを設定して前記第３ウインドウ内で前記第１基板マークを検出するものである。
【００２５】
こうすると、第１の基板マークの検出を失敗した場合であっても、その代わりに第２の基板マークを検出し、その位置を参考に、第１の基板マークを検出するための認識カメラの移動位置を補正することで、両方の基板マークの検出が可能となる。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、第１基板マークおよび第２基板マークを検出することができないと判断した場合には、前記第１および第２基板マーク以外の、電子部品を実装する際の装着位置の補正に用いられない基板マークである補助マークの教示位置に認識カメラを移動させて、検出用の第４ウィンドウを設定して、前記第４ウィンドウ内で前記補助マークを検出し、
検出した前記補助マークの検出位置と教示位置とのずれ量を求め、前記ずれ量を用いて前記第１基板マークの教示位置および前記第２基板マークの教示位置を補正し、前記認識カメラを補正後の各教示位置に移動させて、前記第１基板マークおよび第２基板マークを検出するものである。
【００２７】
こうすれば、いずれの基板マークについても検出用のウィンドウが小さいなどによりこのウィンドウ内に基板マークを納めることが困難な場合でも、補助マークの検出位置を参考にして、基板マークを検出するための認識カメラの移動位置を補正することで、すべての基板マークの検出が可能となる。
【００３２】
以下に、図１〜図５を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施の形態の基板マーク検出方法の全体を示すフローチャートである。ここでステップ８およびステップ１６は、２つの基板マークが検出され正常にアルゴリズムを終了した場合を示している。また、電子部品実装機については、従来例で説明した図１７のものを援用する。
【００３３】
図２および図３は、基板マーク２１ａ、２１ｂを例示する。図２では、第１基板マーク２１ａの周辺に、文字などのシルクや、ランドや、パターンなどが存在しないため、ウィンドウ３０ａを比較的大きめに設定することができる。図３では、第２基板マーク２１ｂの周辺にシルク３５、ランド３３、パターン３４が存在するため、これらがウィンドウ３０ｂ内に入らないように、このウィンドウ３０ｂを小さく設定しなくてはならない。なお、３１ａ、３１ｂは認識カメラの視野の中心位置、３２ａ、３２ｂは基板マーク位置である。
【００３４】
このような基板マークの教示の手順は、先に図１２を参照して説明した従来例の場合と同様であり、その手順については、基板マークを図２および図３のものに置き換えて従来例の説明を援用することができる。
【００３５】
次に、図１のステップ１から正常終了（ステップ１８）に至る手順を説明する。いま、テーブル２７に搬入された基板２０が教示時の位置に対してずれて固定されたとする。図１のステップ１で第１基板マーク２１ａの教示の位置に認識カメラを移動させて撮像された画像は、図４のようになる。基板２０は教示時と異なる位置で固定されているため、第１基板マーク２１ａも教示時とは異なる位置にある。しかし第１基板マーク２１ａは大きめに設定されたウィンドウ３０ａの内側にあるため、基板マークの位置３２ａを検出することができる（ステップ１、２、３）。
【００３６】
次に、第２基板マークを検出するが、その前に、第２基板マークの教示位置の座標（ＳＸ２、ＳＹ２）を下記の式１と式２によって補正する（ステップ４）。すなわち、第１基板マークの教示位置の座標を（ＳＸ１、ＳＹ１）、ステップ２で検出された第１基板マーク２１ａの位置の座標を（Ｘ１、Ｙ１）とすると、第２基板マーク２１ｂの検出のための認識カメラの移動位置の座標（ＭＸ２、ＭＹ２）は、次の式１および式２で表される。
【００３７】
ＭＸ２＝ＳＸ２＋（Ｘ１−ＳＸ１）式１
ＭＹ２＝ＳＹ２＋（Ｙ１−ＳＹ１）式２
式１、式２によって補正された座標となる第２基板マーク検出位置に認識カメラを移動させ撮像したとき（ステップ５）の画像は図３のようになり、小さなウィンドウ３０ｂの内側に第２基板マーク２１ｂを納めることができる。ウィンドウ３０ｂ内の第２基板マーク２１ｂの検出を行い（ステップ６）、ステップ７でその位置３２ｂを検出できれば正常終了（ステップ８）となり、検出できなければ検出エラー（ステップ１７）として処理を中断する。
【００３８】
次に、上記とは逆に、第１の基板マーク２１ａのためのウィンドウは比較的小さく設定しなければならず、これに対し第２の基板マーク２１ｂのためのウィンドウは比較的大きめに設定することができる場合について、図１のステップ１から正常終了（ステップ１６）に至る手順で説明する。
【００３９】
前記と同様に、テーブル２７に搬入された基板２０が、教示時の位置に対してずれて固定されたとする。このときには、ステップ１で第１基板マークの教示の位置に認識カメラを移動させて撮像された画像は、図５のようになる。この場合は第１基板マーク２１ａは小さいウィンドウ３０ａの外側にあり、この基板マーク２１ａの位置を検出することができない（ステップ１、２、３）。
【００４０】
そこで、この場合は、続いて第２基板マークの検出を行う。ステップ９において第２基板マークの教示の位置に認識カメラを移動させて撮像した画像は、図４に示された第１基板マーク２１ａの場合と同様になる。すなわち第２基板マークは大きめのウィンドウの内側にあって、その位置を検出することができる（ステップ１０、１１）。
【００４１】
次に再度第１基板マーク２１ａを検出するが、その際に、まず第１基板マーク２１ａの教示位置の座標（ＳＸ１、ＳＹ１）を、下記の式３と式４によって補正する（ステップ１２）。詳細には、第２基板マークの教示位置の座標を（ＳＸ２、ＳＹ２）、ステップ１０で検出された第２基板マークの位置の座標を（Ｘ２、Ｙ２）とすると、第１基板マーク２１ａの検出のための認識カメラの移動位置の座標（ＭＸ１、ＭＹ１）は、次の式で表される。
【００４２】
ＭＸ１＝ＳＸ１＋（Ｘ２−ＳＸ２）式３
ＭＹ１＝ＳＹ１＋（Ｙ２−ＳＹ２）式４
式３、式４によって補正された第１基板マーク検出位置に認識カメラを移動させ撮像したときには（ステップ１３）、図５に示す小さなウィンドウ３０ａの内側に第１基板マーク２１ａを納めることができる。なお、納まった状態の図示は省略する。そしてウィンドウ内の第１基板マークの検出を行い（ステップ１４）、ステップ１５で検出できれば正常終了（ステップ１６）となる。検出できなければ、検出エラー（ステップ１７）で処理を中断する。
【００４３】
なお、この場合においても、認識カメラを移動させる代わりに、認識カメラを固定したうえでテーブルを移動させてもよい。
次に、いずれの基板マークのためのウィンドウもすべて比較的小さく設定しなければならない場合について、図６〜図１０を参照して説明する。図６は、この場合の基板マーク検出方法の全体を示すフローチャートである。図７はマークの教示の手順を示すフローチャートである。図８はこの場合の基板マークの例を示す。図９はこの場合に用いる補助マークの例を示す。
【００４４】
ここで補助マークとは、第１および第２基板マークの教示位置を補正するために用いられる一種の基板マークである。なお、補助マークは実際の電子部品を実装する際の装着位置の補正には用いられない。このため、第１および第２基板マークのように、電子部品の電極の半田付けが行われる箇所にあたるランドや、基板上で電子回路を形成するパターンなどとともに基板上に形成される必要はない。このため補助マークは、その周辺にシルクやランドやパターンなどが存在しない場所に存在する幾何学的パターンの中から、自由に選ぶ事ができる。その例として、基板上に白色で印刷された四角形や三角形などのシルクを用いてもよい。
【００４５】
図９は補助マーク３６ｆの一例を示すが、その周辺にシルク、ランド、パターンなどが存在しないため、比較的大きめのウィンドウ３０ｆを設定する事ができる。３１ｆは認識カメラの視野の中心位置を示し、３７ｆは補助マーク３６ｆの位置を示す。
【００４６】
図８は、第１基板マーク２１ａの周辺にシルク３５、ランド３３、パターン３４が存在するため、これらがウィンドウ３０ａ内に入らないようにこのウィンドウ３０ａを小さく設定しなくてはならない場合を例示する。図示は省略するが、他の基板マークについても条件は同じとする。
【００４７】
図７は補助マークおよび基板マークの教示の手順を示す。ここで説明する例の場合は、補助マーク、第１基板マーク、第２基板マークの３つのマークの位置を教示する。ここで、補助マークを含むこれらのマークの教示の方法は、従来例で説明した基板マークの教示の方法を援用する。
【００４８】
以下、図６のステップ４０からステップ５１の正常終了に至る手順を説明する。
いま、テーブル２７に搬入された基板２０が教示時の位置に対してずれて固定されたとする。このとき、補助マーク３６ｆの教示の位置に認識カメラを移動させて撮像した画像は図１０のようになる。この図１０の補助マーク３６ｆは大きめのウィンドウ３０ｆの内側に位置するため、補助マーク３６ｆの位置３７ｆを検出することができる（ステップ４０、４１、４２）。
【００４９】
次に第１基板マークを検出するが、この第１基板マークの教示位置の座標（ＳＸ１、ＳＹ１）を、補助マーク３６ｆの教示位置と検出位置とのずれ量を用いて、次の式５と式６によって補正する（ステップ４３）。すなわち、補助マークの教示位置の座標を（ＳＸ、ＳＹ）、ステップ４１で検出された補助マークの位置３７ｆの座標を（Ｘ、Ｙ）とすると、第１基板マークの検出のための認識カメラの移動位置の座標（ＭＸ１、ＭＹ１）は、次の式で表される。
【００５０】
ＭＸ１＝ＳＸ１＋（Ｘ−ＳＸ）式５
ＭＹ１＝ＳＹ１＋（Ｙ−ＳＹ）式６
式５、式６によって補正された第１基板マーク検出位置に認識カメラを移動させ撮像すると（ステップ４４）、その画像は図８のようになり、小さなウィンドウ３０ａの内側に第１基板マーク２１ａを納めることができる。そしてこのウィンドウ３０ａ内の第１基板マーク２１ａの検出を行い（ステップ４５）、ステップ４６で検出できれば次の第２基板マーク検出（ステップ４７以降）を実行する。第１基板マーク２１ａを検出できない場合は、検出エラー（ステップ５２）で処理を中断する。
【００５１】
上述のように第１基板マーク２１ａの検出ができたら、次に第２基板マークの検出を行う。まず第２基板マークの教示位置の座標（ＳＸ２、ＳＹ２）を次の式７と式８によって補正する（ステップ４７）。すなわち、第２基板マークの検出のための認識カメラの移動位置の座標（ＭＸ２、ＭＹ２）は、次の式で表される。
【００５２】
ＭＸ２＝ＳＸ２＋（Ｘ−ＳＸ）式７
ＭＹ２＝ＳＹ２＋（Ｙ−ＳＹ）式８
式７、式８によって補正された第２基板マーク検出位置に認識カメラを移動させ撮像したとき（ステップ４８）も、同様に、小さなウィンドウの内側に第２基板マークを納めることができる。そしてウィンドウ内の第２基板マークの検出を行い（ステップ４９）、ステップ５０で検出できれば正常終了（ステップ５１）となり、できなければ検出エラー（ステップ５２）で処理を中断する。
【００５３】
なお、この場合も、認識カメラを移動させる代わりに、認識カメラを固定したうえでテーブルを移動させてもよい。
また、補助マークを２つ設けることにより、基板の面内における回転方向のずれの補正も行うことができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数の基板マークのうち、第１基板マークの教示位置に認識カメラを移動させて検出用の第１ウィンドウを設定して前記第１ウィンドウ内で前記第１基板マークを検出できるかを判断し、前記第１ウィンドウ内で前記第１基板マークを検出できないと判断した場合には、他の前記基板マークである第２基板マークの教示位置に前記認識カメラを移動させて検出用の第２ウィンドウを設定して前記第２ウインドウ内で前記第２基板マークを検出できるかを判断し、前記第２ウィンドウ内で前記第２基板マークを検出することができると判断した場合には、前記第２基板マークを検出するとともに、検出した前記第２基板マークの検出位置と教示位置とのずれ量を求め、前記ずれ量を用いて前記第１基板マークの教示位置を補正し、前記認識カメラを補正後の前記第１基板マークの教示位置に移動させて検出用の第３ウインドウを設定して前記第３ウインドウ内で前記第１基板マークを検出するため、認識カメラの処理エリアであるウィンドウが小さく設定され、しかも基板が教示時の位置に対してずれて固定された場合でも、認識カメラを精度よく基板マークの位置に移動させることができ、より安定して基板マークを検出することができる。
【００５５】
また本発明によれば、すべての基板マークのウィンドウを小さく設定しなくてはならない場合でも、基板マーク以外の検出しやすいマークを補助マークとして予め教示しておき、その補助マークの教示位置と検出位置とのずれ量を用いて、基板マークの検出のための認識カメラの移動位置を自動的に補正するように前記の方法を応用することで、安定して基板マークを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の基板マーク検出方法のフローチャートである。
【図２】第１の基板マークの撮像例を示す図である。
【図３】第２の基板マークの撮像例を示す図である。
【図４】第１の基板マークの他の撮像例を示す図である。
【図５】第１の基板マークのさらに他の撮像例を示す図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の基板マーク検出方法のフローチャートである。
【図７】図６の検出方法のための教示についてのフローチャートである。
【図８】第１の基板マークの更に他の撮像例を示す図である。
【図９】補助マークの撮像例を示す図である。
【図１０】補助マークの他の撮像例を示す図である。
【図１１】従来の基板マーク検出方法のフローチャートである。
【図１２】図１１の検出方法のための教示についてのフローチャートである。
【図１３】従来における第１基板マークの撮像例を示す図である。
【図１４】従来における第２基板マークの撮像例を示す図である。
【図１５】従来における第１基板マークの他の撮像例を示す図である。
【図１６】従来における第２基板マークの他の撮像例を示す図である。
【図１７】本発明の方法を適用可能な従来の部品装着機を示す斜視図である。
【符号の説明】
２０プリント基板
２１ａ基板マーク
２１ｂ基板マーク
３０ａウィンドウ
３６ｆ補助マーク
３７ｆ補助マーク位置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a board mark detection method for detecting a position of a board mark for mounting position correction using visual recognition technology in order to correct a mounting position of a component in an electronic component mounting machine.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 17, the electronic component mounting machine mounts the electronic component 24 with high accuracy at a predetermined position on a printed circuit board (hereinafter simply referred to as “substrate”) 20. The substrates 20 are loaded one by one along the rails 28 to the mounting position, the electronic components 24 are mounted on the table 27 at the mounting position, and then transported along the rails 23 for unloading.
[0003]
In detail, the board | substrate 20 carried in is fixed to the table 27, and the electronic component 24 is mounted in the position taught beforehand, after being conveyed by the nozzle 25 for exclusive use. At that time, the substrate marks 21a and 21b provided on the substrate 20 are picked up by the recognition camera 26, and the image is subjected to two-dimensional shading or two-dimensional binarization processing. By this image processing, these substrate marks 21a, 21b, The position of 21b is detected. Reference numeral 22 denotes a field of view of the recognition camera 26. And the precision of the mounting position of the electronic component 24 is improved by correcting the deviation from the teaching position based on those positions.
[0004]
The substrate marks 21a and 21b are formed on the substrate 20 at the same time as the lands corresponding to the locations where the electrodes of the electronic component 24 are soldered, and the pattern for forming the electronic circuit on the substrate 20. It is common to use a geometric pattern. Usually, two substrate marks 21a and 21b are provided at distant positions on the substrate 20, and the horizontal position generated when the substrate 20 is fixed to the table 27 by detecting the positions of the substrate marks 21a and 21b. It is possible to detect the positional deviation and the angular deviation in the direction and correct the position when the component 24 is mounted. At this time, the positions of the substrate marks 21a and 21b mean the center positions of the substrate marks 21a and 21b. Hereinafter, the two substrate marks are referred to as a first substrate mark 21a and a second substrate mark 21b.
[0005]
Next, an example of a conventional substrate mark teaching method will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 13, the recognition camera 26 is moved so that the first substrate mark 21a is positioned within the visual field 22a of the recognition camera, and imaging is performed (step 200 in FIG. 12). Next, the size of the window 30a indicating the processing area for detecting the substrate mark 21a is set (step 201 in FIG. 12). Next, the first substrate mark position 32a is detected, and that position is set as the teaching position of the first substrate mark 21a (step 202 in FIG. 12). In FIG. 13, the first substrate mark position 32 a coincides with the center position 31 a of the visual field of the recognition camera 26.
[0006]
Next, as shown in FIG. 14, as in the case of the first substrate mark 21a, the recognition camera 26 is moved so that the second substrate mark 21b is positioned within the visual field 22b of the recognition camera, and imaging is performed (FIG. 12). Step 203). At this time, the size of the window 30b is set in the same manner as described above (step 204 in FIG. 12). Next, the second substrate mark position 32b is detected, and that position is set as the teaching position of the second substrate mark 21b (step 205 in FIG. 12). In FIG. 14, the second substrate mark position 32 b coincides with the center position 31 b of the visual field of the recognition camera 26.
[0007]
At this time, the sizes of the windows 30a and 30b are usually set based on the sizes of the substrate marks 21a and 21b. However, when there are silk, patterns, lands, etc. on the substrate around the substrate marks 21a and 21b. , They may be set small so that they do not cover the windows 30a, 30b. Usually, the windows 30a and 30b are set in a square or rectangular shape with the center positions 31a and 31b of the visual field 22 of the recognition camera as the center.
[0008]
The positions of the two taught substrate marks 21a and 21b serve as reference positions for moving the recognition camera 26 to the position of the substrate mark 21 when the subsequent substrate marks are detected.
[0009]
Instead of moving the recognition camera 26, the recognition camera 26 may be fixed and the table 27 may be moved.
[0010]
Next, a conventional substrate mark detection method will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 11 shows a flowchart of a conventional substrate mark detection method.
[0011]
Now, it is assumed that the substrate 20 is fixed to the table 27 by carrying in as shown in FIG. First, the recognition camera 26 is moved to the teaching position of the first substrate mark 21a and imaged (step 210). Next, as shown in FIG. 15, a window 30a having a size set at the time of teaching is stretched, and a position 32a of the first substrate mark 21a in the window 30a is detected (step 211). At this time, if the substrate mark 21a has a defect such as a defect or deformation, or if there is no substrate mark 21a in the window 30a (step 212), a detection error occurs and the processing is interrupted (step 218).
[0012]
Next, the recognition camera 26 is moved to the teaching position of the second substrate mark 21b, and imaging is performed as shown in FIG. 16 (step 214). Then, a window 30b having a size set at the time of teaching is stretched in the visual field 22b, and the position 32b of the second substrate mark 21b in the window 30b is detected (step 215). If the detection is correctly performed (step 216), the process ends normally (step 217). If there is a detection error in the detection of the second substrate mark 21b, the processing is similarly interrupted (step 218).
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, with the miniaturization of electronic devices, the density of electronic components mounted on a substrate has increased, and silk, patterns, and lands may be adjacent to the periphery of a substrate mark. In such a case, it is necessary to set a smaller window for designating a processing area for detecting a substrate mark.
[0014]
However, in FIG. 17, the substrate 20 fixed to the table 27 cannot always be fixed at a fixed position depending on the fixing method, and a slight deviation occurs. When detecting a substrate mark, depending on the amount of deviation, the substrate mark cannot be placed in a small window, and the substrate mark position may not be detected. As a result, the electronic component mounting machine stops due to an error and causes a reduction in operating rate.
[0015]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a substrate mark detection method capable of stable detection even when silk, lands, patterns or the like are adjacent to the periphery of a substrate mark.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention first detects a plurality of substrate marks on the substrate that can be detected while the position of the recognition camera remains at the teaching position, and detects the detected position and the teaching position. The amount of deviation is calculated, the teaching position of another board mark is automatically corrected using the amount of deviation, and the recognition camera is moved to that position. As a result, even when the substrate is displaced and fixed with respect to the teaching position, the recognition camera can be moved to the position of the substrate mark with high accuracy, thereby enabling more stable detection of the substrate mark.
[0017]
Further, according to the present invention, even when the windows of all the board marks must be set small, a mark that is easy to detect other than the board mark is taught in advance as an auxiliary mark, and the teaching position and the detection position of the auxiliary mark are By applying the above-described method so as to automatically correct the movement position of the recognition camera for detecting the substrate mark by using the amount of deviation of the substrate mark, it becomes possible to detect the substrate mark stably.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention according to claim 1 is a substrate mark detection method for detecting a substrate mark formed on a substrate by a recognition camera in order to correct a mounting position when mounting an electronic component on the substrate,
Among the plurality of substrate marks, determines Luke can detect the first substrate mark at first within the first set the window the first window for detecting moving the recognition camera to the teaching position of the substrate mark And
If it is determined that the first substrate mark cannot be detected in the first window, the recognition camera is moved to the teaching position of the second substrate mark, which is another substrate mark, and the second window for detection is opened. Set and determine whether the second substrate mark can be detected in the second window;
When it is determined that the second substrate mark can be detected within the second window, the second substrate mark is detected, and the detected position of the second substrate mark is not aligned with the teaching position. An amount is obtained, the teaching position of the first substrate mark is corrected using the amount of deviation, and the recognition camera is moved to the corrected teaching position of the first substrate mark to set a third window for detection. Then, the first substrate mark is detected in the third window .
[0025]
Thus, even if the detection of the first substrate mark fails, the second substrate mark is detected instead, and the position of the recognition camera for detecting the first substrate mark is detected with reference to the position. By correcting the movement position, both substrate marks can be detected.
[0026]
According to the second aspect of the present invention, when it is determined that the first substrate mark and the second substrate mark cannot be detected , mounting when mounting an electronic component other than the first and second substrate marks is performed. A recognition camera is moved to a teaching position of an auxiliary mark, which is a substrate mark that is not used for position correction, a fourth window for detection is set, and the auxiliary mark is detected in the fourth window;
A deviation amount between the detected detection position of the auxiliary mark and the teaching position is obtained, the teaching position of the first substrate mark and the teaching position of the second substrate mark are corrected using the deviation amount, and the recognition camera is corrected. The first board mark and the second board mark are detected by moving to each subsequent teaching position.
[0027]
In this way, even if it is difficult to place the substrate mark in this window due to the small detection window for any substrate mark, the detection position of the auxiliary mark is used as a reference for detecting the substrate mark. All substrate marks can be detected by correcting the movement position of the recognition camera.
[0032]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a flowchart showing an entire substrate mark detection method according to an embodiment of the present invention. Here, step 8 and step 16 show a case where two substrate marks are detected and the algorithm is normally terminated. Moreover, about the electronic component mounting machine, the thing of FIG. 17 demonstrated by the prior art example is used.
[0033]
2 and 3 illustrate the substrate marks 21a and 21b. In FIG. 2, since there are no silk, lands, patterns, or the like such as characters around the first substrate mark 21a, the window 30a can be set relatively large. In FIG. 3, since the silk 35, the land 33, and the pattern 34 exist around the second substrate mark 21b, the window 30b must be set small so that they do not enter the window 30b. In addition, 31a and 31b are center positions of the visual field of the recognition camera, and 32a and 32b are substrate mark positions.
[0034]
The procedure for teaching the substrate mark is the same as that of the conventional example described above with reference to FIG. 12, and the procedure is performed by replacing the substrate mark with that shown in FIGS. The explanation of can be used.
[0035]
Next, the procedure from step 1 in FIG. 1 to normal termination (step 18) will be described. Now, it is assumed that the substrate 20 carried into the table 27 is displaced and fixed with respect to the teaching position. The image captured by moving the recognition camera to the teaching position of the first substrate mark 21a in step 1 of FIG. 1 is as shown in FIG. Since the substrate 20 is fixed at a position different from that at the time of teaching, the first substrate mark 21a is also at a position different from that at the time of teaching. However, since the first substrate mark 21a is inside the larger window 30a, the substrate mark position 32a can be detected (steps 1, 2, and 3).
[0036]
Next, the second substrate mark is detected, but before that, the coordinates (SX2, SY2) of the teaching position of the second substrate mark are corrected by the following equations 1 and 2 (step 4). That is, if the coordinates of the teaching position of the first substrate mark are (SX1, SY1) and the coordinates of the position of the first substrate mark 21a detected in step 2 are (X1, Y1), the detection of the second substrate mark 21b is detected. The coordinates (MX2, MY2) of the movement position of the recognition camera for this are expressed by the following equations 1 and 2.
[0037]
MX2 = SX2 + (X1-SX1) Formula 1
MY2 = SY2 + (Y1-SY1) Equation 2
When the image is taken by moving the recognition camera to the second substrate mark detection position where the coordinates corrected by Equations 1 and 2 are obtained (step 5), the image is as shown in FIG. 3, and the second substrate is placed inside the small window 30b. The mark 21b can be stored. The second substrate mark 21b in the window 30b is detected (step 6). If the position 32b can be detected in step 7, the process ends normally (step 8). If not detected, the process is interrupted as a detection error (step 17). .
[0038]
Next, contrary to the above, the window for the first substrate mark 21a must be set relatively small, whereas the window for the second substrate mark 21b is set relatively large. The case where this is possible will be described in the procedure from step 1 to normal end (step 16) in FIG.
[0039]
In the same manner as described above, it is assumed that the substrate 20 carried into the table 27 is displaced and fixed with respect to the teaching position. At this time, an image captured in step 1 by moving the recognition camera to the teaching position of the first substrate mark is as shown in FIG. In this case, the first substrate mark 21a is outside the small window 30a, and the position of the substrate mark 21a cannot be detected (steps 1, 2, and 3).
[0040]
Therefore, in this case, the second substrate mark is subsequently detected. In step 9, the image captured by moving the recognition camera to the teaching position of the second substrate mark is the same as that of the first substrate mark 21a shown in FIG. That is, the second substrate mark is inside the larger window, and its position can be detected (steps 10 and 11).
[0041]
Next, the first substrate mark 21a is detected again. At this time, first, the coordinates (SX1, SY1) of the teaching position of the first substrate mark 21a are corrected by the following equations 3 and 4 (step 12). Specifically, when the coordinates of the teaching position of the second substrate mark are (SX2, SY2) and the coordinates of the position of the second substrate mark detected in step 10 are (X2, Y2), the detection of the first substrate mark 21a is detected. The coordinates (MX1, MY1) of the movement position of the recognition camera for are represented by the following equations.
[0042]
MX1 = SX1 + (X2-SX2) Formula 3
MY1 = SY1 + (Y2-SY2) Equation 4
When the recognition camera is moved to the first substrate mark detection position corrected by Equations 3 and 4 and imaging is performed (step 13), the first substrate mark 21a can be placed inside the small window 30a shown in FIG. In addition, illustration of the state in which it is accommodated is omitted. Then, the first substrate mark in the window is detected (step 14), and if it can be detected in step 15, the process ends normally (step 16). If not detected, the process is interrupted with a detection error (step 17).
[0043]
Also in this case, instead of moving the recognition camera, the table may be moved after fixing the recognition camera.
Next, the case where all the windows for any of the substrate marks must be set relatively small will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart showing the entire substrate mark detection method in this case. FIG. 7 is a flowchart showing a procedure for teaching a mark. FIG. 8 shows an example of the substrate mark in this case. FIG. 9 shows an example of auxiliary marks used in this case.
[0044]
Here, the auxiliary mark is a kind of substrate mark used for correcting the teaching position of the first and second substrate marks. The auxiliary mark is not used for correcting the mounting position when mounting an actual electronic component. For this reason, unlike the first and second substrate marks, it is not necessary to form on the substrate together with lands corresponding to locations where the electrodes of the electronic components are soldered, patterns for forming electronic circuits on the substrate, or the like. For this reason, the auxiliary mark can be freely selected from geometric patterns that exist in places where there are no silk, lands, patterns, or the like. As an example, silk such as a rectangle or triangle printed in white on a substrate may be used.
[0045]
FIG. 9 shows an example of the auxiliary mark 36f. Since there is no silk, land, pattern, or the like around the auxiliary mark 36f, a relatively large window 30f can be set. 31f indicates the center position of the visual field of the recognition camera, and 37f indicates the position of the auxiliary mark 36f.
[0046]
FIG. 8 exemplifies a case where the window 30a must be set small so that the silk 35, the land 33, and the pattern 34 exist around the first substrate mark 21a so that they do not enter the window 30a. . Although not shown, the conditions are the same for other substrate marks.
[0047]
FIG. 7 shows a procedure for teaching auxiliary marks and substrate marks. In the case of the example described here, the positions of the three marks of the auxiliary mark, the first substrate mark, and the second substrate mark are taught. Here, as the teaching method of these marks including the auxiliary mark, the teaching method of the substrate mark described in the conventional example is used.
[0048]
Hereinafter, the procedure from step 40 in FIG. 6 to normal termination in step 51 will be described.
Now, it is assumed that the substrate 20 carried into the table 27 is displaced and fixed with respect to the teaching position. At this time, an image captured by moving the recognition camera to the teaching position of the auxiliary mark 36f is as shown in FIG. Since the auxiliary mark 36f in FIG. 10 is located inside the larger window 30f, the position 37f of the auxiliary mark 36f can be detected (steps 40, 41, 42).
[0049]
Next, the first substrate mark is detected. The coordinates (SX1, SY1) of the teaching position of the first substrate mark are used as the following expression 5 using the deviation amount between the teaching position of the auxiliary mark 36f and the detection position. Correction is performed according to equation 6 (step 43). That is, if the coordinates of the teaching position of the auxiliary mark are (SX, SY) and the coordinates of the position 37f of the auxiliary mark detected in step 41 are (X, Y), the recognition camera for detecting the first substrate mark is used. The coordinates (MX1, MY1) of the movement position are expressed by the following equations.
[0050]
MX1 = SX1 + (X-SX) Formula 5
MY1 = SY1 + (Y−SY) Equation 6
When the recognition camera is moved to the first substrate mark detection position corrected by Equations 5 and 6 and imaged (step 44), the image becomes as shown in FIG. 8, and the first substrate mark 21a is placed inside the small window 30a. Can be paid. Then, the first substrate mark 21a in the window 30a is detected (step 45), and if it can be detected in step 46, the next second substrate mark detection (after step 47) is executed. If the first substrate mark 21a cannot be detected, the process is interrupted with a detection error (step 52).
[0051]
If the first substrate mark 21a can be detected as described above, the second substrate mark is then detected. First, the coordinates (SX2, SY2) of the teaching position of the second substrate mark are corrected by the following equations 7 and 8 (step 47). That is, the coordinates (MX2, MY2) of the movement position of the recognition camera for detecting the second substrate mark are expressed by the following equations.
[0052]
MX2 = SX2 + (X-SX) Equation 7
MY2 = SY2 + (Y−SY) Equation 8
Similarly, when the recognition camera is moved to the second substrate mark detection position corrected by Equations 7 and 8 and imaged (Step 48), the second substrate mark can be placed inside the small window. Then, the second substrate mark in the window is detected (step 49). If it can be detected in step 50, the process ends normally (step 51). If not, the process is interrupted with a detection error (step 52).
[0053]
In this case, the table may be moved after fixing the recognition camera instead of moving the recognition camera.
Further, by providing two auxiliary marks, it is possible to correct the deviation in the rotational direction in the plane of the substrate.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, among the plurality of substrate marks, the first camera for detection is set by moving the recognition camera to the teaching position of the first substrate mark, and the first window is set in the first window. When it is determined whether a substrate mark can be detected and it is determined that the first substrate mark cannot be detected within the first window, the recognition camera is placed at the teaching position of the second substrate mark, which is another substrate mark. When the second window for detection is set by moving it to determine whether the second substrate mark can be detected in the second window, the second substrate mark can be detected in the second window. When the determination is made, the second substrate mark is detected, the amount of deviation between the detected position of the detected second substrate mark and the teaching position is obtained, and the teaching of the first substrate mark is obtained using the amount of deviation. Since the position corrected, detecting a first substrate mark in the third in the set window third window for detecting is moved to the taught position of the first substrate mark after correcting the recognition camera, Even if the window that is the processing area of the recognition camera is set small, and the board is displaced and fixed relative to the teaching position, the recognition camera can be moved to the position of the board mark with high accuracy and more stable. The substrate mark can be detected.
[0055]
Further, according to the present invention, even when the windows of all the board marks must be set to be small, easy-to-detect marks other than the board marks are taught in advance as auxiliary marks, and the teaching positions and detection of the auxiliary marks are detected. By applying the above method so that the movement position of the recognition camera for detecting the substrate mark is automatically corrected using the deviation from the position, the substrate mark can be detected stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart of a substrate mark detection method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of imaging a first substrate mark.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of imaging a second substrate mark.
FIG. 4 is a diagram illustrating another imaging example of the first substrate mark.
FIG. 5 is a diagram showing still another imaging example of the first substrate mark.
FIG. 6 is a flowchart of a substrate mark detection method according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart of teachings for the detection method of FIG.
FIG. 8 is a diagram showing still another imaging example of the first substrate mark.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of capturing an auxiliary mark.
FIG. 10 is a diagram illustrating another imaging example of auxiliary marks.
FIG. 11 is a flowchart of a conventional substrate mark detection method.
12 is a flowchart of teachings for the detection method of FIG.
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of imaging a first substrate mark in the related art.
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of imaging a second substrate mark in the related art.
FIG. 15 is a diagram illustrating another imaging example of a first substrate mark in the related art.
FIG. 16 is a diagram illustrating another imaging example of a second substrate mark in the related art.
FIG. 17 is a perspective view showing a conventional component mounting machine to which the method of the present invention can be applied.
[Explanation of symbols]
20 Printed circuit board 21a Board mark 21b Board mark 30a Window 36f Auxiliary mark 37f Auxiliary mark position

Claims

A board mark detection method for detecting a board mark formed on a board by a recognition camera for correcting a mounting position when mounting an electronic component on the board,
Among the plurality of substrate marks, determines Luke can detect the first substrate mark at first within the first set the window the first window for detecting moving the recognition camera to the teaching position of the substrate mark And
If it is determined that the first substrate mark cannot be detected in the first window, the recognition camera is moved to the teaching position of the second substrate mark, which is another substrate mark, and the second window for detection is opened. Set and determine whether the second substrate mark can be detected in the second window;
When it is determined that the second substrate mark can be detected within the second window, the second substrate mark is detected, and the detected position of the second substrate mark is not aligned with the teaching position. An amount is obtained, the teaching position of the first substrate mark is corrected using the amount of deviation, and the recognition camera is moved to the corrected teaching position of the first substrate mark to set a third window for detection. A substrate mark detection method for detecting the first substrate mark in the third window .

If it is determined that the first board mark and the second board mark cannot be detected, the board mark not used for correcting the mounting position when mounting the electronic component other than the first and second board marks. The recognition camera is moved to the teaching position of the auxiliary mark, and a fourth window for detection is set, and the auxiliary mark is detected in the fourth window,
A deviation amount between the detected detection position of the auxiliary mark and the teaching position is obtained, the teaching position of the first substrate mark and the teaching position of the second substrate mark are corrected using the deviation amount, and the recognition camera is corrected. The substrate mark detection method according to claim 1, wherein the first substrate mark and the second substrate mark are detected by moving to each subsequent teaching position .