JP7680341B2 - Component Mounting Machine - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品を基板に搭載する部品実装機に関する。 The present invention relates to a component mounter that mounts electronic components onto a substrate.
プリント配線板等の基板上に電子部品を搭載するための部品実装機は、電子部品を保持する保持面を有する保持ノズルが装着され、保持面で保持された電子部品を基板に搭載する部品搭載動作を行うヘッドユニットを備えている。ヘッドユニットが部品搭載動作を行う際には、保持ノズルの保持面で保持された電子部品で反射した光に基づいて部品画像が撮像され、その部品画像に基づいて電子部品の画像認識が行われる。 A component mounter for mounting electronic components on a substrate such as a printed wiring board is equipped with a holding nozzle having a holding surface for holding the electronic components, and a head unit that performs a component mounting operation to mount the electronic components held on the holding surface onto the substrate. When the head unit performs the component mounting operation, a component image is captured based on light reflected from the electronic components held on the holding surface of the holding nozzle, and image recognition of the electronic components is performed based on the component image.
部品画像には、電子部品に対応した部品画像領域だけではなく、保持ノズルの保持面に対応した保持面画像領域が含まれる場合がある。この場合、部品画像を用いて電子部品を的確に画像認識するためには、部品画像において部品画像領域と保持面画像領域との間のコントラストを高くする必要がある。 The component image may contain not only a component image area corresponding to the electronic component, but also a holding surface image area corresponding to the holding surface of the holding nozzle. In this case, in order to accurately recognize the electronic component using the component image, it is necessary to increase the contrast between the component image area and the holding surface image area in the component image.
特許文献1には、光源と撮像装置との間の光路上に、第一偏光フィルタ及び第二偏光フィルタを互いに直列に配置する技術が開示されている。この技術では、第一偏光フィルタ及び第二偏光フィルタは、光軸回りに回転可能である。
特許文献1に開示される技術では、第一偏光フィルタを透過した偏光を電子部品に照射するとともに、偏光の照射に応じて電子部品で反射して第二偏光フィルタを透過した偏光を撮像装置で受光する。この技術は、電子部品の電極が光を鏡面反射する特性を有し、電子部品の背景を形成する背景形成板が光を拡散反射する特性を有することに着目した技術である。すなわち、第一偏光フィルタを透過した偏光の照射に応じて電子部品で鏡面反射した偏光は第二偏光フィルタを透過する一方、背景形成板で拡散反射した非偏光の光は第二偏光フィルタの透過が規制される。このように、電子部品と背景形成板との光の反射特性の違いを利用して、撮像装置の受光に基づく画像における部品画像領域のコントラストを高める。
In the technology disclosed in
しかしながら、電子部品の種類によっては、光の反射特性が鏡面反射の特性を示さず、拡散反射の特性を示す場合がある。この場合、電子部品で拡散反射した非偏光の光は、背景形成板と同様に第二偏光フィルタの透過が規制されるので、撮像装置により撮像された画像における部品画像領域のコントラストを高めることができない虞がある。すなわち、特許文献1に開示される技術では、部品画像領域とその周囲の領域との間のコントラストが高い状態の画像を取得できない場合がある。したがって、特許文献1に開示される技術では、保持ノズルの保持面で保持された電子部品を的確に画像認識することができない場合がある。
However, depending on the type of electronic component, the light reflection characteristics may not be those of specular reflection, but rather those of diffuse reflection. In this case, the non-polarized light diffusely reflected by the electronic component is restricted from passing through the second polarizing filter, just as with the background forming plate, so there is a risk that the contrast of the component image area in the image captured by the imaging device cannot be increased. In other words, the technology disclosed in
本発明の目的は、保持ノズルの保持面で保持された電子部品を的確に画像認識することが可能な部品実装機を提供することである。 The object of the present invention is to provide a component mounter that can accurately perform image recognition of electronic components held on the holding surface of a holding nozzle.
本発明の一の局面に係る部品実装機は、電子部品を保持する保持面を有する保持ノズルが装着され、前記保持面で保持された前記電子部品を基板に搭載する部品搭載動作を行うヘッドユニットと、前記保持面で保持された前記電子部品に非偏光の光を照射する光照射部と、前記非偏光の光の入射に応じて前記電子部品で反射した光に基づいて、部品画像を取得する画像取得部と、を備える。前記保持面は、前記非偏光の光が入射したときに、特定方向の偏光を反射する特性を有する。前記画像取得部は、前記保持面で反射した偏光である保持面反射偏光の透過を規制する偏光部と、前記偏光部を透過した光を受光することにより前記部品画像を生成する撮像部と、を含む。 A component mounter according to one aspect of the present invention includes a head unit to which a holding nozzle having a holding surface for holding an electronic component is attached, and which performs a component mounting operation to mount the electronic component held on the holding surface onto a board; a light irradiation unit that irradiates the electronic component held on the holding surface with unpolarized light; and an image acquisition unit that acquires a component image based on light reflected by the electronic component in response to the incidence of the unpolarized light. The holding surface has a characteristic of reflecting polarized light in a specific direction when the unpolarized light is incident on it. The image acquisition unit includes a polarizing unit that restricts the transmission of holding surface reflected polarized light, which is polarized light reflected by the holding surface, and an imaging unit that generates the component image by receiving light that has passed through the polarizing unit.
この部品実装機によれば、電子部品を保持する保持ノズルの保持面は、光照射部から照射された非偏光の光が入射したときに、特定方向の偏光を反射する特性を有している。この場合、非偏光の光の入射に応じて保持面で反射した光は、特定方向の偏光である保持面反射偏光となる。一方、電子部品としては、鏡面反射の反射特性を有する部品と、拡散反射の反射特性を有する部品とが存在する。例えば、保持面に当接する側とは反対の下面に対して金属からなる電極が露出するような電子部品は鏡面反射の反射特性を有し、電極が露出していないような電子部品は拡散反射の反射特性を有する。光照射部から照射された非偏光の光が電子部品に入射したときには、鏡面反射及び拡散反射のいずれの反射特性を有する電子部品であっても、電子部品からの反射光は非偏光の光となる。 According to this component mounting machine, the holding surface of the holding nozzle that holds the electronic component has the property of reflecting polarized light in a specific direction when non-polarized light irradiated from the light irradiation unit is incident on the holding surface. In this case, the light reflected by the holding surface in response to the incidence of non-polarized light becomes holding surface reflected polarized light, which is polarized in a specific direction. On the other hand, there are electronic components that have the reflection characteristic of specular reflection and those that have the reflection characteristic of diffuse reflection. For example, an electronic component that has a metal electrode exposed on the underside opposite to the side that abuts on the holding surface has the reflection characteristic of specular reflection, and an electronic component that does not have an exposed electrode has the reflection characteristic of diffuse reflection. When non-polarized light irradiated from the light irradiation unit is incident on an electronic component, the reflected light from the electronic component becomes non-polarized light, regardless of whether the electronic component has the reflection characteristic of specular reflection or diffuse reflection.
保持ノズルの保持面で保持された電子部品に対応した部品画像を取得する画像取得部は、偏光部と撮像部とを含む。偏光部は、非偏光の光の入射に応じて保持面で反射した保持面反射偏光の透過を規制する。一方、非偏光の光の入射に応じた電子部品からの反射光は非偏光の光であるので、この電子部品からの反射光は偏光部を透過する。撮像部は、偏光部を透過した光を受光することにより部品画像を生成する。保持面で反射した保持面反射偏光は偏光部の透過が規制され、電子部品で反射した非偏光の光は偏光部を透過するので、部品画像は、電子部品に対応した部品画像領域と保持面に対応した保持面画像領域との間のコントラストが高められた画像となる。このため、画像取得部により取得された部品画像に基づいて、保持ノズルの保持面で保持された電子部品を的確に画像認識することが可能となる。 The image acquisition unit that acquires a component image corresponding to an electronic component held on the holding surface of the holding nozzle includes a polarizing unit and an imaging unit. The polarizing unit restricts the transmission of polarized light reflected from the holding surface in response to the incidence of non-polarized light. On the other hand, the light reflected from the electronic component in response to the incidence of non-polarized light is non-polarized light, so the reflected light from this electronic component passes through the polarizing unit. The imaging unit generates a component image by receiving the light that has passed through the polarizing unit. Since the transmission of the polarized light reflected from the holding surface that is reflected by the holding surface is restricted, and the non-polarized light reflected from the electronic component passes through the polarizing unit, the component image is an image in which the contrast between the component image area corresponding to the electronic component and the holding surface image area corresponding to the holding surface is enhanced. Therefore, it is possible to accurately recognize the electronic component held on the holding surface of the holding nozzle based on the component image acquired by the image acquisition unit.
上記の部品実装機は、前記画像取得部により取得された前記部品画像に基づいて、前記保持面で保持された前記電子部品を画像認識する画像認識部と、前記画像認識部による認識結果に基づいて、前記ヘッドユニットの前記部品搭載動作を制御するヘッド制御部と、を更に備える構成であってもよい。 The component mounter may further include an image recognition unit that performs image recognition of the electronic component held on the holding surface based on the component image acquired by the image acquisition unit, and a head control unit that controls the component mounting operation of the head unit based on the recognition result by the image recognition unit.
この態様では、画像認識部は、画像取得部により取得された部品画像に基づいて、保持ノズルの保持面で保持された電子部品を画像認識する。ヘッド制御部は、画像認識部による認識結果に基づいて、ヘッドユニットの部品搭載動作を制御する。画像認識部による認識結果に基づき制御されるヘッドユニットの部品搭載動作によって、基板に対する電子部品の搭載精度の向上が図られる。 In this embodiment, the image recognition unit performs image recognition of the electronic component held on the holding surface of the holding nozzle based on the component image acquired by the image acquisition unit. The head control unit controls the component mounting operation of the head unit based on the recognition result by the image recognition unit. The component mounting operation of the head unit, which is controlled based on the recognition result by the image recognition unit, improves the mounting accuracy of the electronic component on the board.
上記の部品実装機において、前記画像取得部は、前記撮像部を構成する撮像素子と、前記偏光部を構成する偏光フィルタとが光軸上に並んで配置されたカメラであり、前記偏光フィルタは、前記光軸回りに回転可能であり、前記保持ノズルは、軸回りに回転可能である。 In the above-mentioned component mounting machine, the image acquisition unit is a camera in which an image sensor constituting the image capturing unit and a polarizing filter constituting the polarizing unit are arranged side by side on an optical axis, the polarizing filter is rotatable around the optical axis, and the holding nozzle is rotatable around an axis.
この態様では、画像取得部の偏光部を構成する偏光フィルタが光軸回りに回転可能であるとともに、保持ノズルが軸回りに回転可能である。この場合、偏光フィルタ及び保持ノズルの少なくともいずれか一方の回転角を調整することにより、保持ノズルの保持面で反射した保持面反射偏光が偏光フィルタを透過するのを規制する度合いを調整することができる。 In this embodiment, the polarizing filter constituting the polarizing section of the image acquisition section can rotate around the optical axis, and the holding nozzle can rotate around the axis. In this case, by adjusting the rotation angle of at least one of the polarizing filter and the holding nozzle, it is possible to adjust the degree to which the holding surface-reflected polarized light reflected by the holding surface of the holding nozzle is restricted from passing through the polarizing filter.
上記の部品実装機は、前記偏光フィルタにおいて前記保持面反射偏光の透過を規制することが可能となるように、前記偏光フィルタ及び前記保持ノズルの少なくともいずれか一方を特定回転角で所定の基準位置から回転させ、その後、前記画像取得部に前記部品画像を取得させる撮像制御部を、更に備える構成であってもよい。 The component mounter may further include an imaging control unit that rotates at least one of the polarizing filter and the holding nozzle at a specific rotation angle from a predetermined reference position so that the polarizing filter can regulate the transmission of the polarized light reflected by the holding surface, and then causes the image acquisition unit to acquire the component image.
この態様では、撮像制御部は、画像取得部による部品画像の取得の前に、偏光フィルタにおいて保持面反射偏光の透過を規制することが可能となるように、偏光フィルタ及び保持ノズルの少なくともいずれか一方を特定回転角で回転させる。これにより、保持ノズルの保持面で反射した保持面反射偏光が偏光フィルタを透過するのをより確実に規制することができる。このため、画像取得部により取得される部品画像は、部品画像領域と保持面画像領域との間のコントラストがより確実に高められた画像となる。このため、画像取得部により取得された部品画像に基づいて、保持ノズルの保持面で保持された電子部品をより的確に画像認識することが可能となる。 In this aspect, the imaging control unit rotates at least one of the polarizing filter and the holding nozzle by a specific rotation angle before the image acquisition unit acquires a component image so that the transmission of polarized light reflected by the holding surface at the polarizing filter can be restricted. This makes it possible to more reliably restrict the transmission of polarized light reflected by the holding surface of the holding nozzle through the polarizing filter. Therefore, the component image acquired by the image acquisition unit is an image in which the contrast between the component image area and the holding surface image area is more reliably enhanced. Therefore, it becomes possible to more accurately recognize the image of the electronic component held on the holding surface of the holding nozzle based on the component image acquired by the image acquisition unit.
上記の部品実装機において、前記撮像制御部は、前記画像取得部に前記部品画像を取得させる前に、前記偏光フィルタ及び前記保持ノズルの少なくともいずれか一方を所定の回転角ごとに回転させるとともに、前記回転角ごとの複数のテスト画像を前記画像取得部に取得させるテスト画像取得処理と、前記複数のテスト画像の中からコントラスト値が最も高いテスト画像を特定し、その特定したテスト画像に対応した回転角を前記特定回転角として設定する設定処理と、を行う。 In the above component mounter, the imaging control unit performs a test image acquisition process in which, before causing the image acquisition unit to acquire the component image, the imaging control unit rotates at least one of the polarizing filter and the holding nozzle by a predetermined rotation angle and causes the image acquisition unit to acquire a plurality of test images for each of the rotation angles, and a setting process in which the test image with the highest contrast value is identified from the plurality of test images and the rotation angle corresponding to the identified test image is set as the specific rotation angle.
この態様では、撮像制御部は、画像取得部に部品画像を取得させる前に、テスト画像取得処理と設定処理とを行う。テスト画像取得処理において撮像制御部は、偏光フィルタ及び保持ノズルの少なくともいずれか一方を所定の回転角ごとに回転させるとともに、その回転角ごとの複数のテスト画像を画像取得部に取得させる。設定処理において撮像制御部は、複数のテスト画像の中からコントラスト値が最も高いテスト画像を特定し、その特定したテスト画像に対応した回転角を、画像取得部に部品画像を取得させる際の特定回転角として設定することができる。 In this aspect, the imaging control unit performs a test image acquisition process and a setting process before causing the image acquisition unit to acquire a component image. In the test image acquisition process, the imaging control unit rotates at least one of the polarizing filter and the holding nozzle by a predetermined rotation angle, and causes the image acquisition unit to acquire multiple test images for each rotation angle. In the setting process, the imaging control unit identifies the test image with the highest contrast value from among the multiple test images, and can set the rotation angle corresponding to the identified test image as the specific rotation angle when causing the image acquisition unit to acquire a component image.
上記の部品実装機において、前記電子部品は、形状の違いに応じて分類される複数種類の部品を有し、前記保持ノズルは、前記電子部品の種類に対応して分類される、前記保持面における前記保持面反射偏光の偏光方向の異なる複数種類のノズルを有する。この場合、前記特定回転角は、前記保持ノズルの種類ごとに設定される。 In the above component mounter, the electronic components include multiple types of components classified according to differences in shape, and the holding nozzle includes multiple types of nozzles that are classified according to the types of electronic components and have different polarization directions of the holding surface reflected polarized light on the holding surface. In this case, the specific rotation angle is set for each type of holding nozzle.
この態様では、保持ノズルは、保持面における保持面反射偏光の偏光方向の異なる複数種類のノズルを有する。この場合、撮像制御部が画像取得部に部品画像を取得させる際の特定回転角は、保持ノズルの種類ごとに設定される。撮像制御部は、偏光フィルタ及び保持ノズルの少なくともいずれか一方を、保持ノズルの種類ごとの特定回転角で回転させる。これにより、複数種類の保持ノズルにおいて、保持ノズルの保持面で反射した保持面反射偏光が偏光フィルタを透過するのを規制することができる。これにより、複数種類の保持ノズルの各々に対応して、画像取得部により取得される部品画像は、部品画像領域と保持面画像領域との間のコントラストが高められた画像となる。 In this aspect, the holding nozzle has multiple types of nozzles with different polarization directions of the polarized light reflected by the holding surface on the holding surface. In this case, the specific rotation angle when the imaging control unit causes the image acquisition unit to acquire a component image is set for each type of holding nozzle. The imaging control unit rotates at least one of the polarizing filter and the holding nozzle by the specific rotation angle for each type of holding nozzle. This makes it possible to restrict the polarized light reflected by the holding surface of the holding nozzle from passing through the polarizing filter in multiple types of holding nozzles. As a result, the component images acquired by the image acquisition unit corresponding to each of the multiple types of holding nozzles are images with enhanced contrast between the component image area and the holding surface image area.
上記の部品実装機は、前記電子部品の種類を特定するための部品情報と、前記保持ノズルの種類を特定するためのノズル情報とを含む管理データを記憶する管理データ記憶部を、更に備える構成であってもよい。この場合、前記管理データ記憶部は、前記管理データに、前記保持ノズルの種類ごとの前記特定回転角を関連付けて記憶する。そして、前記撮像制御部は、前記管理データに関連付けられた前記特定回転角に基づいて前記偏光フィルタ及び前記保持ノズルの少なくともいずれか一方を回転させた後に、前記画像取得部に前記部品画像を取得させる。また、前記ヘッド制御部は、前記管理データに基づいて、前記ヘッドユニットの前記部品搭載動作を制御する。 The component mounter may further include a management data storage unit that stores management data including component information for identifying the type of electronic component and nozzle information for identifying the type of holding nozzle. In this case, the management data storage unit stores the management data in association with the specific rotation angle for each type of holding nozzle. The imaging control unit then rotates at least one of the polarizing filter and the holding nozzle based on the specific rotation angle associated with the management data, and then causes the image acquisition unit to acquire the component image. The head control unit also controls the component mounting operation of the head unit based on the management data.
この態様では、撮像制御部は、偏光フィルタ及び保持ノズルの少なくともいずれか一方を回転させる際に、管理データ記憶部に記憶された管理データに関連付けられた保持ノズルの種類ごとの特定回転角を参照することができる。この場合、撮像制御部は、管理データに関連付けられた特定回転角に基づいて偏光フィルタ及び保持ノズルの少なくともいずれか一方を回転させた後に、画像取得部に部品画像を取得させる。 In this aspect, when rotating at least one of the polarizing filter and the holding nozzle, the imaging control unit can refer to the specific rotation angle for each type of holding nozzle associated with the management data stored in the management data storage unit. In this case, the imaging control unit rotates at least one of the polarizing filter and the holding nozzle based on the specific rotation angle associated with the management data, and then causes the image acquisition unit to acquire a component image.
上記の部品実装機において、前記撮像制御部は、同一種類の複数の前記保持ノズルが装着された前記ヘッドユニットが前記部品搭載動作を行う場合、複数の前記保持ノズルを所定の基準位置に停止させ、且つ、前記偏光フィルタを前記特定回転角で回転させ、その後、前記画像取得部に前記部品画像を取得させる。 In the above component mounting machine, when the head unit equipped with multiple holding nozzles of the same type performs the component mounting operation, the imaging control unit stops the multiple holding nozzles at a predetermined reference position and rotates the polarizing filter at the specific rotation angle, and then causes the image acquisition unit to acquire the component image.
この態様では、同一種類の複数の保持ノズルが装着されたヘッドユニットが部品搭載動作を行う場合、撮像制御部は、画像取得部に部品画像を取得させる前に、複数の保持ノズルを所定の基準位置に停止させ、且つ、保持面反射偏光の透過の規制が可能な特定回転角で偏光フィルタを回転させる。ヘッドユニットによる部品搭載動作の対象の電子部品の種類が切り替わる場合には、その電子部品の種類に対応した複数の保持ノズルがヘッドユニットに装着される。そして、撮像制御部は、複数の保持ノズルを所定の基準位置に停止させ、且つ、特定回転角で偏光フィルタを回転させる制御を、電子部品の種類が切り替えられるごとに繰り返す。 In this aspect, when a head unit equipped with multiple holding nozzles of the same type performs a component mounting operation, the imaging control unit stops the multiple holding nozzles at a predetermined reference position and rotates the polarizing filter at a specific rotation angle that can regulate the transmission of polarized light reflected from the holding surface before causing the image acquisition unit to acquire a component image. When the type of electronic component targeted by the head unit for the component mounting operation is switched, multiple holding nozzles corresponding to that type of electronic component are attached to the head unit. Then, the imaging control unit repeats control of stopping the multiple holding nozzles at a predetermined reference position and rotating the polarizing filter at a specific rotation angle each time the type of electronic component is switched.
上記の部品実装機において、前記撮像制御部は、種類の異なる複数の前記保持ノズルが装着された前記ヘッドユニットが前記部品搭載動作を行う場合、前記偏光フィルタを所定の基準位置に停止させ、且つ、複数の前記保持ノズルを種類に応じた前記特定回転角でそれぞれ回転させ、その後、前記画像取得部に前記部品画像を取得させる。 In the above component mounting machine, when the head unit equipped with multiple holding nozzles of different types performs the component mounting operation, the imaging control unit stops the polarizing filter at a predetermined reference position and rotates each of the multiple holding nozzles at the specific rotation angle corresponding to the type, and then causes the image acquisition unit to acquire the component image.
この態様では、種類の異なる複数の保持ノズルが装着されたヘッドユニットが部品搭載動作を行う場合、撮像制御部は、画像取得部に部品画像を取得させる前に、偏光フィルタを所定の基準位置に停止させ、且つ、複数の保持ノズルを種類に応じた特定回転角でそれぞれ回転させる。 In this aspect, when a head unit equipped with multiple holding nozzles of different types performs a component mounting operation, the imaging control unit stops the polarizing filter at a predetermined reference position and rotates each of the multiple holding nozzles by a specific rotation angle according to their type before causing the image acquisition unit to acquire a component image.
上記の部品実装機において、前記撮像制御部は、種類の異なる複数の前記保持ノズルが装着された前記ヘッドユニットが前記部品搭載動作を行う場合、前記保持面で前記電子部品が保持される前に、前記偏光フィルタを所定の基準位置に停止させ、且つ、複数の前記保持ノズルを種類に応じた前記特定回転角でそれぞれ回転させ、その後、前記保持面で前記電子部品が保持された状態で前記画像取得部に前記部品画像を取得させる。 In the above component mounting machine, when the head unit equipped with multiple holding nozzles of different types performs the component mounting operation, the imaging control unit stops the polarizing filter at a predetermined reference position before the electronic component is held on the holding surface, rotates each of the multiple holding nozzles by the specific rotation angle corresponding to the type, and then causes the image acquisition unit to acquire the component image while the electronic component is held on the holding surface.
この態様では、種類の異なる複数の保持ノズルが装着されたヘッドユニットが部品搭載動作を行う場合、撮像制御部は、保持面で電子部品が保持される前に、偏光フィルタを所定の基準位置に停止させ、且つ、複数の保持ノズルを種類に応じた特定回転角でそれぞれ回転させ、その後、保持面で電子部品が保持された状態で画像取得部に部品画像を取得させる。この場合、画像取得部により複数の保持ノズルの各々に対応した各部品画像が取得されるときには、画像取得部側から見て各保持ノズルに保持された各電子部品は、各保持面に対して同一の方向を向いた姿勢を取ることになる。 In this aspect, when a head unit equipped with multiple holding nozzles of different types performs a component mounting operation, the imaging control unit stops the polarizing filter at a predetermined reference position before an electronic component is held on the holding surface, rotates each of the multiple holding nozzles by a specific rotation angle according to their type, and then causes the image acquisition unit to acquire a component image with the electronic component held on the holding surface. In this case, when the image acquisition unit acquires each component image corresponding to each of the multiple holding nozzles, each electronic component held by each holding nozzle will be oriented in the same direction relative to each holding surface as viewed from the image acquisition unit.
上記の部品実装機において、前記画像取得部は、前記撮像部を構成する撮像素子の各画素に、前記偏光部を構成する偏光子が積層された偏光子積層撮像素子が搭載された偏光カメラである。 In the above-mentioned component mounter, the image acquisition unit is a polarization camera equipped with a polarizer stacked imaging element in which a polarizer constituting the polarization unit is stacked on each pixel of the imaging element constituting the imaging unit.
この態様では、画像取得部を偏光カメラによって構成することにより、保持ノズルの保持面で保持された電子部品に対する1回の撮像で、偏光方向が異なる複数の偏光画像を取得することができる。画像取得部は、複数の偏光画像のうち、保持面で反射した保持面反射偏光の透過を規制するとともに電子部品で反射した非偏光の光の透過を許容する偏光子に対応した偏光方向の画像を、部品画像として取得することができる。 In this aspect, by configuring the image acquisition unit with a polarized camera, multiple polarized images with different polarization directions can be acquired with a single image capture of the electronic component held on the holding surface of the holding nozzle. The image acquisition unit can acquire, as a component image, an image from the multiple polarized images with a polarization direction corresponding to a polarizer that restricts the transmission of polarized light reflected by the holding surface and allows the transmission of unpolarized light reflected by the electronic component.
以上説明したように、本発明によれば、保持ノズルの保持面で保持された電子部品を的確に画像認識することが可能な部品実装機を提供することができる。 As described above, the present invention provides a component mounter that can accurately image-recognize an electronic component held on the holding surface of a holding nozzle.
以下、本発明の実施形態に係る部品実装機について、図面に基づいて説明する。なお、以下では、方向関係については水平面上において互いに直交するXY直交座標を用いて説明する。 The following describes a component mounter according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Note that directional relationships are described below using XY Cartesian coordinates that are mutually orthogonal on a horizontal plane.
図1及び図2に示される部品実装機1は、基板PPに電子部品を搭載(実装)して電子回路基板を生産する装置である。電子部品は、形状の違いなどに応じて分類される複数種類の部品を有する。電子部品としては、部品本体の一方端及び他方端にそれぞれ電極が設けられたチップ部品、SOP(Small Outline Package)、QFP(Quad Flat Package)、PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、BGA(Ball Grid Array)などの複数種類の部品が挙げられる。SOPは、部品本体におけるX軸方向の一端及び他端に複数の電極が配列された部品である。QFP及びPLCCは、部品本体におけるX軸方向の一端及び他端に複数の電極が配列されるとともに、部品本体におけるY軸方向の一端及び他端に複数の電極が配列された部品である。BGAは、部品本体の下面に複数のボール状の電極が設けられた部品である。なお、電子部品としては、部品本体の下面に対して電極が露出していない部品も存在する。
The
部品実装機1は、実装機本体2と、制御装置3と、画像認識装置4と、記憶装置5とを備える。
The
実装機本体2は、電子回路基板の生産時において、基板PPに電子部品を搭載する部品搭載動作等を行う構造部分を構成する。実装機本体2による電子部品の搭載前において基板PPには、半田ペーストのパターンが印刷されている。つまり、実装機本体2は、半田ペーストのパターンが印刷された基板PPに電子部品を搭載する。実装機本体2は、本体フレーム21と、基板搬送部22と、部品供給装置23と、ヘッドユニット25と、基板支持装置28とを備える。
The mounting machine
本体フレーム21は、実装機本体2を構成する各部が配置される構造体であり、X軸方向及びY軸方向の両方向と直交する方向(鉛直方向)から見た平面視で略矩形状に形成されている。基板搬送部22は、コンベアによって構成され、X軸方向に延びるように本体フレーム21に配置される。基板搬送部22は、基板PPをX軸方向に搬送する。基板搬送部22により搬送される基板PPは、所定の作業位置(基板PP上に部品が搭載される部品搭載位置)に、基板支持装置28によって位置決めされるようになっている。基板支持装置28は、基板PPを下方側から支持することによって、当該基板PPを部品搭載位置に位置決めする。
The
部品供給装置23は、本体フレーム21におけるY軸方向の両端部のそれぞれの領域部分に配置される。部品供給装置23は、電子部品を供給可能に構成されていれば、その部品供給方式は特に限定されるものではない。部品供給装置23としては、例えば、テープを担体(キャリア)として電子部品を供給する方式のテープフィーダー、電子部品が載置されたトレイを含むパレットを移動させることにより電子部品を供給する方式のトレイフィーダー、筒状のスティックに収納された電子部品を当該スティックから押し出しながら供給する方式のスティックフィーダーなどを採用することができる。
The
ヘッドユニット25は、移動フレーム27に保持されている。本体フレーム21上には、Y軸方向に延びる固定レール261と、Y軸サーボモータ263により回転駆動されるボールねじ軸262とが配設されている。移動フレーム27は固定レール261上に配置され、この移動フレーム27に設けられたナット部分271がボールねじ軸262に螺合している。また、移動フレーム27には、X軸方向に延びるガイド部材272と、X軸サーボモータ274により駆動されるボールねじ軸273とが配設されている。このガイド部材272にヘッドユニット25が移動可能に保持され、このヘッドユニット25に設けられたナット部分がボールねじ軸273に螺合している。そして、Y軸サーボモータ263の作動により移動フレーム27がY軸方向に移動するとともに、X軸サーボモータ274の作動によりヘッドユニット25が移動フレーム27に対してX軸方向に移動するようになっている。すなわち、ヘッドユニット25は、移動フレーム27の移動に伴ってY軸方向に移動可能であり、且つ、移動フレーム27に沿ってX軸方向に移動可能である。ヘッドユニット25は、部品供給装置23と基板支持装置28に支持された基板PPとの間を移動可能である。
The
図3に示されるように、ヘッドユニット25は、複数の保持ノズル251を備えている。各保持ノズル251は、例えば、部品供給装置23により供給された電子部品Pの吸着保持が可能なノズルである。この場合、各保持ノズル251は、電動切替弁を介して負圧発生装置、正圧発生装置及び大気の何れかに連通可能とされている。つまり、各保持ノズル251に負圧が供給されることで当該保持ノズル251による電子部品Pの吸着保持が可能となり、その後、正圧が供給されることで当該電子部品Pの吸着保持が解除される。
As shown in FIG. 3, the
各保持ノズル251は、ヘッドユニット25のフレームに対してX軸方向及びY軸方向の両方向と直交する鉛直方向(Z軸方向)に昇降可能であるとともに、Z軸方向に延びるノズル軸J1回りの回転が可能である。各保持ノズル251は、部品供給装置23により供給された電子部品Pの保持が可能な保持可能位置と、保持可能位置に対して上方側の退避位置との間で、Z軸方向に沿って昇降可能である。つまり、部品供給装置23により供給された電子部品Pを保持するときには、各保持ノズル251は、退避位置から保持可能位置へ向かって下降し、当該保持可能位置において電子部品Pを保持する。一方、電子部品Pの保持後の各保持ノズル251は、保持可能位置から退避位置へ向かって上昇する。更に、各保持ノズル251は、保持した電子部品Pを基板PP上の予め定められた目標搭載位置に搭載することが可能な搭載可能位置と、前記退避位置との間で、Z軸方向に沿って昇降可能である。
Each holding
各保持ノズル251は、電子部品Pを保持する保持面2511を有し、ヘッドユニット25に対して着脱自在に装着される。保持面2511は、非偏光の光L1が入射したときに、特定方向の偏光である保持面反射偏光L2を反射する特性を有している。このような特性を有する保持面2511は、例えば、炭素繊維からなる炭素繊維強化プラスチックや炭素繊維強化炭素複合材料などによって構成される。この場合、保持面2511は、炭素繊維が延びる方向などによって保持面反射偏光L2の偏光方向が規定される。保持ノズル251は、電子部品Pの種類に応じて分類される、保持面2511における保持面反射偏光L2の偏光方向の異なる複数種類のノズルを有する。
Each holding
ヘッドユニット25は、各保持ノズル251により保持された電子部品Pを基板PPに搭載する部品搭載動作を、基板PPに設定された複数の目標搭載位置の各々に対応して行う。
The
また、図2に示されるように、ヘッドユニット25には、第1撮像カメラ252と第2撮像カメラ253とが設けられている。第1撮像カメラ252及び第2撮像カメラ253は、例えばCMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor)やCCD(Charged-coupled device)等の撮像素子を備えたカメラである。
As shown in FIG. 2, the
第1撮像カメラ252は、基板搬送部22によって部品搭載位置に搬送された基板PPの上面に付されているマークMを画像認識するために、当該マークMを上方側から撮像して画像を取得する。第1撮像カメラ252により撮像された画像に基づいて基板PP上のマークMを画像認識することによって、基板PPの原点座標に対する位置ずれ量が検知される。
The
第2撮像カメラ253は、部品供給装置23における電子部品Pの供給位置を斜め上方から撮像する。第2撮像カメラ253の撮像によって取得された画像は、部品供給装置23により部品供給位置に供給された電子部品Pの姿勢を認識する際に参照される。
The
記憶装置5は、制御装置3によって参照される管理データD1を記憶する管理データ記憶部51と、画像認識装置4によって参照される部品データD2を蓄積して記憶する蓄積記憶部52と、を含む。
The
管理データ記憶部51に記憶される管理データD1は、制御装置3による部品搭載処理等の制御に必要な各種情報によって構成されるデータである。管理データD1を構成する情報としては、例えば、部品情報、部品供給情報、ノズル情報、ヘッド情報、目標保持位置情報、目標搭載位置情報、などが挙げられる。部品情報は、電子部品Pの種類を特定するための情報である。部品供給情報は、部品供給装置23を特定するための情報である。ノズル情報は、保持ノズル251の種類を特定するための情報である。ヘッド情報は、ヘッドユニット25を特定するための情報である。目標保持位置情報は、保持ノズル251が電子部品Pを保持するときの目標保持位置を示す情報である。目標搭載位置情報は、基板PPに設定された電子部品Pの目標搭載位置を示す情報である。
The management data D1 stored in the management
図1に示されるように、管理データ記憶部51は、管理データD1に、後記の画像認識装置4の撮像制御部43が用いる特定回転角DSを関連付けて記憶する。
As shown in FIG. 1, the management
図1を参照しながら、蓄積記憶部52に蓄積記憶される部品データD2について説明する。部品データD2は、電子部品Pの特徴に関するデータによって構成される。電子部品Pの特徴に関するデータとしては、電子部品Pの外形寸法、電子部品Pにおける電極P2(図3)のサイズ、電極P2の形状、部品本体P1(図3)に対して複数の電極P2が所定の配列方向に配列されている電子部品Pの場合には電極P2間のピッチ、などの各データが挙げられる。蓄積記憶部52は、電子部品Pの種類ごとに部品データD2を蓄積して記憶する。なお、蓄積記憶部52は、部品実装機1に備えられる記憶装置5に含まれることに限定されない。例えば、蓄積記憶部52は、部品実装機1とは別個独立のサーバ装置に組み込まれていてもよい。
With reference to FIG. 1, the component data D2 stored in the
制御装置3は、CPU(Central Processing Unit)、制御プログラムを記憶するROM(Read Only Memory)、CPUの作業領域として使用されるRAM(Random Access Memory)等から構成されている。制御装置3は、CPUがROMに記憶された制御プログラムを実行することにより、実装機本体2の各構成要素の動作を制御する。制御装置3は、管理データ記憶部51に記憶された管理データD1に従って各構成要素の動作を制御する。図1に示されるように、制御装置3は、主たる機能構成として、基板搬送制御部31と、部品供給制御部32と、ヘッド制御部33とを含む。
The control device 3 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) that stores a control program, and a RAM (Random Access Memory) that is used as a working area for the CPU. The control device 3 controls the operation of each component of the mounting machine
基板搬送制御部31は、基板搬送部22による基板PPの搬送動作を制御する。部品供給制御部32は、管理データD1の部品情報及び部品供給情報に従って、部品供給装置23による電子部品Pの供給動作を制御する。ヘッド制御部33は、管理データD1の部品情報、ノズル情報、ヘッド情報、目標保持位置情報及び目標搭載位置情報に従って、ヘッドユニット25を制御することにより保持ノズル251を制御する。これにより、ヘッド制御部33は、基板PPに設定された複数の目標搭載位置の各々に対応して、保持ノズル251による電子部品Pを保持する保持動作を実行させるとともに、ヘッドユニット25を移動させて部品搭載動作を実行させる。
The board
画像認識装置4は、保持ノズル251の保持面2511で保持された電子部品Pを画像認識するための装置である。この画像認識装置4について、図1及び図2に加えて図3~図6を参照しながら説明する。
The
画像認識装置4による画像認識の対象となる電子部品Pは、部品本体P1と電極P2とを有している。電子部品Pにおいては、金属からなる電極P2が入射光を鏡面反射する反射特性を有し、セラミックスや樹脂などの非金属からなる部品本体P1が入射光を拡散反射する反射特性を有している。また、部品本体P1の下面に対して電極P2が露出していない電子部品Pは、入射光を拡散反射する反射特性を有している。以下では、鏡面反射の反射特性を有する電極P2が設けられた電子部品Pを鏡面反射の反射特性を有する部品として取り扱い、電極Pが露出していない電子部品Pを拡散反射の反射特性を有する部品として取り扱う。
The electronic component P that is the subject of image recognition by the
また、既述の通り、保持ノズル251の保持面2511は、非偏光の光L1が入射したときに、特定方向の偏光である保持面反射偏光L2を反射する特性を有している。
As described above, the holding
画像認識装置4は、保持ノズル251の保持面2511で保持された電子部品Pが基板PPに搭載される前において、保持面2511で保持された電子部品Pを画像認識する。画像認識装置4は、光照射部41と、画像取得部42と、撮像制御部43と、画像認識部44とを備える。光照射部41及び画像取得部42は、本体フレーム21上に配置される(図2参照)。一方、撮像制御部43及び画像認識部44は、上記の制御装置3とは別個独立のマイクロコンピュータにより構成されていてもよいし、制御装置3に一体に組み込まれていてもよい。
The
図3に示されるように、光照射部41は、保持ノズル251の保持面2511で保持された電子部品Pに斜め下方から非偏光の光L1を照射する。光照射部41から照射された非偏光の光L1の入射に応じて保持面2511で反射した光は、特定方向の偏光である保持面反射偏光L2となる。一方、光照射部41から照射された非偏光の光L1が電子部品Pに入射したときには、鏡面反射及び拡散反射のいずれの反射特性を有する電子部品Pであっても、電子部品Pからの反射光は非偏光の光L3となる。
As shown in FIG. 3, the
画像取得部42は、保持ノズル251の保持面2511で保持された電子部品Pの下方側に配置された状態で、光照射部41から照射された光L1の入射に応じて電子部品Pで反射した非偏光の光L3に基づいて、部品画像G1を取得する。部品画像G1は、電子部品Pに対応した部品画像領域AR1と、保持面2511に対応した背景となる保持面画像領域AR2とを含む。部品画像領域AR1は、電極P2に対応した電極画像領域AR11と、部品本体P1に対応した部品本体画像領域AR12とを含む。
The
画像取得部42は、偏光部422と撮像部421とを含む。偏光部422は、非偏光の光L1の入射に応じて保持面2511で反射した保持面反射偏光L2の透過を規制する。一方、非偏光の光L1の入射に応じた電子部品Pからの反射光は非偏光の光L3であるので、この電子部品Pからの反射光は偏光部422を透過する。撮像部421は、偏光部422を透過した光を受光することにより部品画像G1を生成する。保持面2511で反射した保持面反射偏光L2は偏光部422の透過が規制され、電子部品Pで反射した非偏光の光L3は偏光部422を透過するので、部品画像G1は、電子部品Pに対応した部品画像領域AR1と保持面2511に対応した保持面画像領域AR2との間のコントラストが高められた画像となる。このため、画像取得部42により取得された部品画像G1に基づいて、保持ノズル251の保持面2511で保持された電子部品Pを的確に画像認識することが可能となる。
The
本実施形態では、画像取得部42は、撮像部421を構成する撮像素子と、偏光部422を構成する偏光フィルタとが光軸J2上に並んで配置されたカメラである。偏光部422を構成する偏光フィルタは、光軸J2回りに回転可能である。また、既述の通り、保持ノズル251は、ノズル軸J1回りに回転可能である。画像取得部42によって部品画像G1が取得されるときには、ノズル軸J1が光軸J2と同軸上に配置されるようにヘッドユニット25が移動する。
In this embodiment, the
撮像制御部43は、ノズル軸J1と光軸J2とが同軸上に配置された状態で、偏光部422を構成する偏光フィルタ及び保持ノズル251の少なくともいずれか一方の回転角を調整することにより、保持ノズル251の保持面2511で反射した保持面反射偏光L2が偏光フィルタを透過するのを規制する度合いを調整する。その調整後に撮像制御部43は、画像取得部42に部品画像G1を取得させる。
With the nozzle axis J1 and the optical axis J2 arranged coaxially, the
撮像制御部43は、画像取得部42に部品画像G1を取得させる前に、テスト画像取得処理と設定処理とを行う。テスト画像取得処理において撮像制御部43は、偏光部422を構成する偏光フィルタと保持ノズル251との少なくともいずれか一方を所定の回転角ごとに回転させるとともに、その回転角ごとの複数のテスト画像を画像取得部42に取得させる。設定処理において撮像制御部43は、複数のテスト画像の中からコントラスト値が最も高いテスト画像を特定し、その特定したテスト画像に対応した回転角を、画像取得部42に部品画像G1を取得させる際の特定回転角DS(図1)として設定することができる。撮像制御部43により設定された特定回転角DSは、管理データD1と関連付けられて管理データ記憶部51に記憶される。
The
撮像制御部43は、偏光部422を構成する偏光フィルタにおいて保持面反射偏光L2の透過を規制することが可能となるように、偏光フィルタ及び保持ノズル251の少なくともいずれか一方を特定回転角DSで所定の基準位置から回転させ、その後、画像取得部42に部品画像G1を取得させる。これにより、保持ノズル251の保持面2511で反射した保持面反射偏光L2が偏光部422を構成する偏光フィルタを透過するのをより確実に規制することができる。このため、画像取得部42により取得される部品画像G1は、部品画像領域AR1と保持面画像領域AR2との間のコントラストがより確実に高められた画像となる。このため、画像取得部42により取得された部品画像G1に基づいて、保持ノズル251の保持面2511で保持された電子部品Pをより的確に画像認識することが可能となる。
The
撮像制御部43は、偏光フィルタ及び保持ノズル251の少なくともいずれか一方を回転させる際に、管理データ記憶部51に記憶された管理データD1に関連付けられた保持ノズル251の種類ごとの特定回転角DSを参照することができる。この場合、撮像制御部43は、管理データD1に関連付けられた特定回転角DSに基づいて偏光フィルタ及び保持ノズル251の少なくともいずれか一方を回転させた後に、画像取得部42に部品画像G1を取得させる。
When rotating at least one of the polarizing filter and the holding
既述の通り、保持ノズル251は、保持面2511における保持面反射偏光L2の偏光方向の異なる複数種類のノズルを有する。この場合、撮像制御部43が画像取得部42に部品画像G1を取得させる際の特定回転角DSは、保持ノズル251の種類ごとに設定される。撮像制御部43は、偏光部422を構成する偏光フィルタと保持ノズル251の少なくともいずれか一方を、保持ノズル251の種類ごとの特定回転角DSで回転させる。これにより、複数種類の保持ノズル251において、保持ノズル251の保持面2511で反射した保持面反射偏光L2が偏光フィルタを透過するのを規制することができる。これにより、複数種類の保持ノズル251の各々に対応して、画像取得部42により取得される部品画像G1は、部品画像領域AR1と保持面画像領域AR2との間のコントラストが高められた画像となる。
As described above, the holding
図4に示されるように、同一種類の複数の保持ノズル251が装着されたヘッドユニット25が部品搭載動作を行う場合、撮像制御部43は、画像取得部42に部品画像G1を取得させる前に、複数の保持ノズル251を所定の基準位置に停止させ、且つ、保持面反射偏光L2の透過の規制が可能な特定回転角DSで偏光部422を構成する偏光フィルタを回転させる。ヘッドユニット25による部品搭載動作の対象の電子部品Pの種類が切り替わる場合には、その電子部品Pの種類に対応した複数の保持ノズル251がヘッドユニット25に装着される。そして、撮像制御部43は、複数の保持ノズル251を所定の基準位置に停止させ、且つ、特定回転角DSで偏光フィルタを回転させる制御を、電子部品Pの種類が切り替えられるごとに繰り返す。
As shown in FIG. 4, when the
また、図5に示されるように、種類の異なる複数の保持ノズル251が装着されたヘッドユニット25が部品搭載動作を行う場合を想定する。各保持ノズル251の保持面251は、例えば矩形の形状を有する。各保持ノズル251の保持面2511で電子部品Pが保持された状態で、撮像制御部43は、画像取得部42に部品画像G1を取得させる前に、偏光部422を構成する偏光フィルタを所定の基準位置に停止させ、且つ、複数の保持ノズル251を種類に応じた特定回転角DSでそれぞれ回転させる。この場合、画像取得部42により複数の保持ノズル251の各々に対応した各部品画像G1が取得されるときには、画像取得部42側から見て各保持ノズル251に保持された各電子部品Pは、各保持面2511に対して保持ノズル251の種類ごとに異なる方向を向いた姿勢を取ることになる。
As shown in FIG. 5, a case is assumed in which the
また、図6に示されるように、種類の異なる複数の保持ノズル251が装着されたヘッドユニット25が部品搭載動作を行う場合、撮像制御部43は、次のような処理を行うように構成されてもよい。図6に示す例では、各保持ノズル251の保持面251は、例えば円形の形状を有する。撮像制御部43は、各保持ノズル251の保持面2511で電子部品Pが保持される前に、偏光部422を構成する偏光フィルタを所定の基準位置に停止させ、且つ、複数の保持ノズル251を種類に応じた特定回転角DSでそれぞれ回転させ、その後、各保持面2511で電子部品Pが保持された状態で画像取得部42に各部品画像G1を取得させる。この場合、画像取得部42により複数の保持ノズル251の各々に対応した各部品画像G1が取得されるときには、画像取得部42側から見て各保持ノズル251に保持された各電子部品Pは、各保持面2511に対して同一の方向を向いた姿勢を取ることになる。この場合、後記のヘッド制御部33が画像認識部44による部品画像G1を用いた認識結果に基づきヘッドユニット25の部品搭載動作を制御するときには、基板PPに対する搭載時の電子部品Pの姿勢を調整するために保持ノズル251を回転させる場合の回転量を減らすことができる。これにより、ヘッドユニット25による部品搭載動作の時間が保持ノズル251の回転に応じて長くなることを抑制できるとともに、保持ノズル251の回転に起因して保持面2511に対する電子部品Pの位置ずれが生じることを抑制できる。
6, when the
画像認識部44は、画像取得部42により取得された部品画像G1と、蓄積記憶部52に記憶された部品データD2とに基づいて、保持ノズル251により保持された電子部品Pを画像認識する。具体的には、画像認識部44は、部品データD2を参照しながら部品画像G1に基づいて、保持ノズル251に対する電子部品Pの保持状態として、保持ノズル251に対する電子部品Pの位置を認識するとともに、保持ノズル251に保持された電子部品Pの姿勢を認識する。
The
画像認識部44による認識結果は、ヘッド制御部33に入力される。ヘッド制御部33は、画像認識部44による認識結果に基づいて、ヘッドユニット25による部品搭載動作を制御する。画像認識部44による認識結果に基づき制御されるヘッドユニット25の部品搭載動作によって、基板PPに対する電子部品Pの搭載精度の向上が図られる。
The recognition results by the
以上、本発明の実施形態に係る画像認識装置4が適用された部品実装機1について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採用することができる。
The above describes the
上記の実施形態では、画像認識装置4の画像取得部42は、撮像部421を構成する撮像素子と、偏光部422を構成する偏光フィルタとが、所定の間隔を隔てて光軸J2上に並んで配置されたカメラによって構成されることについて説明したが、このような構成に限定されない。
In the above embodiment, the
変形実施形態では、画像取得部42は、図7に示される構造を有するカメラであってもよい。図7に示される例では、画像取得部42は、撮像部421を構成するCMOSやCCD等の撮像素子の各画素に、偏光部422を構成する偏光方向の異なる偏光子が積層された偏光子積層撮像素子42Aが搭載された偏光カメラによって構成される。偏光子積層撮像素子42Aを構成する各画素には、それぞれ特定方向に偏光した光だけを透過させる偏光部422として機能する偏光子が設けられている。偏光部422を構成する偏光子の下に偏光子を透過した光を受光する撮像部421を構成する撮像素子が設けられている。
In a modified embodiment, the
偏光子積層撮像素子42Aを構成する各画素に設定される偏光子は、複数画素(例えば4画素)を一単位として、これら複数画素(4画素)が、それぞれ異なる偏光方向の光のみを透過させる構成となっている。4画素を一単位とする偏光子が積層された偏光子積層撮像素子42Aの場合、その偏光子積層撮像素子42Aの4つの画素a,b,c,dの偏光方向は、例えば、以下のように設定される。すなわち、画素aの偏光方向は水平方向の0度の方向であり、この場合、画素aは0度の方向の偏光のみを受光する。画素bの偏光方向は右上斜め方向の45度の方向であり、この場合、画素bは45度の方向の偏光のみを受光する。画素cの偏光方向は垂直方向の90度の方向であり、この場合、画素cは90度の方向の偏光のみを受光する。画素dの偏光方向は右下斜め方向の135度の方向であり、この場合、画素dは135度の方向の偏光のみを受光する。
The polarizers set in each pixel constituting the polarizer
なお、上述の説明において、水平方向、右上斜め方向、右下斜め方向、垂直方向とは、画像取得部42を構成する偏光カメラに対する方向であり、偏光カメラの光軸に垂直な方向を水平方向、偏光カメラの光軸に平行な方向を垂直方向とする。従って、偏光カメラの傾きに応じて各画素の偏光方向は変化する。
In the above explanation, the horizontal direction, upper right diagonal direction, lower right diagonal direction, and vertical direction are directions relative to the polarization camera that constitutes the
4画素を一単位とする偏光子が積層された偏光子積層撮像素子42Aを備えた偏光カメラによって構成される画像取得部42は、光照射部41から照射された非偏光の光L1の入射に応じて電子部品Pで反射した光L3に基づいて、偏光方向が0度、45度、90度、及び135度の各方向の偏光画像を取得する。画像取得部42を偏光カメラによって構成することにより、保持ノズル251の保持面2511で保持された電子部品Pに対する下方側からの1回の撮像で、偏光方向が異なる4枚の偏光画像を取得することができる。画像取得部42は、4枚の偏光画像のうち、保持面2511で反射した保持面反射偏光L2の透過を規制するとともに電子部品Pで反射した光L3の透過を許容する偏光子に対応した偏光方向の画像を、部品画像G1として取得する。
The
1 部品実装機
2 実装機本体
25 ヘッドユニット
3 制御装置
33 ヘッド制御部
4 画像認識装置
41 光照射部
42 画像取得部
43 撮像制御部
44 画像認識部
5 記憶装置
51 管理データ記憶部
REFERENCE SIGNS
Claims (11)
前記保持面で保持された前記電子部品に非偏光の光を照射する光照射部と、
前記非偏光の光の入射に応じて前記電子部品で反射した光に基づいて、部品画像を取得する画像取得部と、を備え、
前記保持面は、前記非偏光の光が入射したときに、特定方向の偏光を反射する特性を有し、
前記画像取得部は、前記保持面で反射した偏光である保持面反射偏光の透過を規制する偏光部と、前記偏光部を透過した光を受光することにより前記部品画像を生成する撮像部と、を含む、部品実装機。 a head unit to which a holding nozzle having a holding surface for holding an electronic component is attached, the head unit performing a component mounting operation for mounting the electronic component held on the holding surface onto a substrate;
a light irradiation unit that irradiates the electronic component held by the holding surface with unpolarized light;
an image acquisition unit that acquires a component image based on light reflected by the electronic component in response to the incidence of the unpolarized light,
the holding surface has a property of reflecting polarized light in a specific direction when the unpolarized light is incident thereon,
The image acquisition unit of this component mounter includes a polarizing unit that regulates the transmission of holding surface reflected polarized light, which is polarized light reflected by the holding surface, and an imaging unit that generates the component image by receiving light that has passed through the polarizing unit.
前記画像認識部による認識結果に基づいて、前記ヘッドユニットの前記部品搭載動作を制御するヘッド制御部と、を更に備える、請求項1に記載の部品実装機。 an image recognition unit that performs image recognition of the electronic component held on the holding surface based on the component image acquired by the image acquisition unit;
The component mounter according to claim 1 , further comprising: a head control unit that controls the component mounting operation of the head unit based on a recognition result by the image recognition unit.
前記偏光フィルタは、前記光軸回りに回転可能であり、
前記保持ノズルは、軸回りに回転可能である、請求項2に記載の部品実装機。 the image acquisition unit is a camera in which an image sensor constituting the image capturing unit and a polarizing filter constituting the polarizing unit are arranged side by side on an optical axis,
the polarizing filter is rotatable about the optical axis;
The component mounter according to claim 2 , wherein the holding nozzle is rotatable about an axis.
前記偏光フィルタ及び前記保持ノズルの少なくともいずれか一方を所定の回転角ごとに回転させるとともに、前記回転角ごとの複数のテスト画像を前記画像取得部に取得させるテスト画像取得処理と、
前記複数のテスト画像の中からコントラスト値が最も高いテスト画像を特定し、その特定したテスト画像に対応した回転角を前記特定回転角として設定する設定処理と、を行う、請求項4に記載の部品実装機。 The imaging control unit, before causing the image acquisition unit to acquire the component image,
a test image acquisition process in which at least one of the polarizing filter and the holding nozzle is rotated by a predetermined rotation angle and a plurality of test images for each of the rotation angles is acquired by the image acquisition unit;
5. The component mounter according to claim 4, further comprising a setting process for identifying a test image having a highest contrast value from among the plurality of test images, and setting a rotation angle corresponding to the identified test image as the specific rotation angle.
前記保持ノズルは、前記電子部品の種類に対応して分類される、前記保持面における前記保持面反射偏光の偏光方向の異なる複数種類のノズルを有し、
前記特定回転角は、前記保持ノズルの種類ごとに設定される、請求項4又は5に記載の部品実装機。 the electronic components include a plurality of types of components classified according to differences in shape;
the holding nozzle includes a plurality of types of nozzles classified according to the type of the electronic component, the nozzles having different polarization directions of the holding surface reflected polarized light on the holding surface,
The component mounter according to claim 4 , wherein the specific rotation angle is set for each type of the holding nozzle.
前記管理データ記憶部は、前記管理データに、前記保持ノズルの種類ごとの前記特定回転角を関連付けて記憶し、
前記撮像制御部は、前記管理データに関連付けられた前記特定回転角に基づいて前記偏光フィルタ及び前記保持ノズルの少なくともいずれか一方を回転させた後に、前記画像取得部に前記部品画像を取得させ、
前記ヘッド制御部は、前記管理データに基づいて、前記ヘッドユニットの前記部品搭載動作を制御する、請求項6に記載の部品実装機。 a management data storage unit configured to store management data including component information for identifying a type of the electronic component and nozzle information for identifying a type of the holding nozzle,
the management data storage unit stores the specific rotation angle for each type of the holding nozzle in association with the management data;
the imaging control unit rotates at least one of the polarizing filter and the holding nozzle based on the specific rotation angle associated with the management data, and then causes the image acquisition unit to acquire the component image;
The component mounter according to claim 6 , wherein the head control unit controls the component mounting operation of the head unit based on the management data.
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|---|---|---|---|---|
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