元件安装装置及位置识别方法与流程

本发明涉及元件安装装置及位置识别方法。

背景技术：

以往，提出了向基板的插入孔插入引脚而将具有引脚的元件安装于基板的元件安装装置。例如，专利文献1的元件安装装置从引脚的侧方照射光而从下方拍摄元件，从拍摄图像检测与引脚的横截面形状同样的环状的区域作为引脚的位置，基于检测出的引脚的位置来校正元件的安装位置并向基板安装。记载有这样安装的元件的引脚稍后被钎焊的情况。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-280799号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，存在在安装的元件的引脚预先带有焊料等之后向基板的插入孔插入而安装元件的情况。在这种情况下，由于从下方拍摄带有焊料等的引脚，因此比引脚的横截面形状大的区域出现在拍摄图像中。因此，如上述的元件安装装置那样，检测与引脚的横截面形状同样的环状的区域作为引脚的位置的话，有时无法适当地检测引脚的位置。

本发明主要目的在于更适当地检测元件的引脚的位置。

用于解决课题的方案

本发明为了实现上述的主要目的而采用以下的方案。

本发明的元件安装装置伴随着引脚向基板的插入孔的插入而将具有所述引脚的元件向所述基板安装，其主旨在于，具备：拍摄装置，在所述元件被保持的状态下，拍摄所述元件；及处理部，执行对由所述拍摄装置拍摄到的拍摄图像进行处理来识别所述引脚的位置的识别处理，所述处理部能够选择性地执行第一识别处理与第二识别处理，在该第一识别处理中，从所述拍摄图像提取引脚区域，进行判定该引脚区域的尺寸是否处于预定的容许范围内的区域判定，在判定为处于所述容许范围内的情况下，基于所述引脚区域来识别所述引脚的位置，在该第二识别处理中，从所述拍摄图像提取引脚区域，不进行所述区域判定而基于所述引脚区域来识别所述引脚的位置。

在本发明的元件安装装置中，能够选择性地执行第一识别处理与第二识别处理，在该第一识别处理中，从拍摄图像提取引脚区域，进行判定该引脚区域的尺寸是否处于预定的容许范围内的区域判定，在判定为处于容许范围内的情况下，基于引脚区域来识别引脚的位置，在该第二识别处理中，从拍摄图像提取引脚区域，不进行区域判定而基于引脚区域来识别引脚的位置。通过第一识别处理的执行，能够从处于预定的容许范围内的引脚区域适当地识别引脚的位置。而且，通过第二识别处理的执行，不用设置预定的容许范围而能够识别引脚的位置，因此即使由于在引脚的前端涂有焊料、镀敷等粘性流体而容许范围的设定困难的情况下，也能够适当地识别引脚的位置。

在本发明的元件安装装置中，可以是，具备存储所述元件中的所述引脚的位置信息的存储部，所述处理部从所述拍摄图像提取与基于所述引脚的位置信息的位置对应的区域作为所述引脚区域。这样的话，在不伴有区域判定的第二识别处理中，能够防止对引脚的位置进行误检测的情况。

在本发明的元件安装装置中，可以是，所述处理部在所述第二识别处理中确认出所述引脚区域的尺寸不对应于比所述容许范围大的预定的排除范围之后，基于所述引脚区域来识别所述引脚的位置。这样的话，在引脚区域相对于引脚直径极端大等而对应于预定的排除范围的情况下，能够避免进行基于第二识别处理的引脚位置的识别。

在本发明的元件安装装置中，可以是，具备通过作业者接收所述第一识别处理及所述第二识别处理中的任一处理的选择的接收部，所述处理部基于作业者的选择而执行所述第一识别处理及所述第二识别处理中的任一处理。这样的话，能够提高作业者的处理选择的自由度并适当地检测引脚的位置。

本发明的位置识别方法识别元件具有的引脚的位置，其主旨在于，包括以下步骤：(a)在所述元件被保持的状态下，拍摄所述元件；及(b)执行对通过所述步骤(a)拍摄到的拍摄图像进行处理来识别所述引脚的位置的识别处理，在所述步骤(b)中，能够选择性地执行步骤(b1)与步骤(b2)，在该步骤(b1)中，从所述拍摄图像提取引脚区域，进行判定该引脚区域的尺寸是否处于预定的容许范围内的区域判定，在判定为处于所述容许范围内的情况下，基于所述引脚区域来识别所述引脚的位置，在该步骤(b2)中，从所述拍摄图像提取引脚区域，不进行所述区域判定而基于所述引脚区域来识别所述引脚的位置。

本发明的位置识别方法能够选择性地执行步骤(b1)与步骤(b2)，在该步骤(b1)中，从拍摄图像提取的引脚区域的尺寸是否处于预定的容许范围内的区域判定，在判定为处于容许范围内的情况下，基于引脚区域来识别引脚的位置，在该步骤(b2)中，不进行区域判定而基于从拍摄图像提取的引脚区域来识别引脚的位置。通过步骤(b1)，能够从处于预定的容许范围内的引脚区域适当地识别引脚的位置。而且，通过步骤(b2)，不用设置预定的容许范围而能够识别引脚的位置，因此即使由于在引脚的前端涂有焊料、镀敷等粘性流体而容许范围的设定困难的情况下，也能够适当地识别引脚的位置。

附图说明

图1是表示元件安装装置10的结构的概略的结构图。

图2是表示关于元件安装装置10的控制的结构的框图。

图3是表示零件相机30的结构的概略的结构图。

图4是表示元件安装处理的一例的流程图。

图5是表示引脚位置识别处理的一例的流程图。

图6是表示公差范围的一例的说明图。

图7是表示使用公差范围来识别引脚位置的情况的一例的说明图。

图8是表示处理排除错误的一例的说明图。

图9是表示不使用公差范围而识别引脚位置的情况的一例的说明图。

具体实施方式

图1是表示元件安装装置10的结构的概略的结构图，图2是表示关于元件安装装置10的控制的结构的框图。需要说明的是，图1的左右方向为x轴方向，前后方向为y轴方向，上下方向为z轴方向。

如图1所示，元件安装装置10具备：供给元件p的元件供给装置12；搬运平板状的基板b的基板搬运装置16；对搬运的基板b进行保持的基板保持装置18；安装有把持元件p的元件卡盘装置22的头20；及使头20沿xy方向移动的移动机构24。而且，元件安装装置10具备：对基板b上附有的标记进行拍摄的标记相机26；对元件卡盘装置22把持的元件p进行拍摄的零件相机30；设有接收作业者的各种操作的选择按钮29等的操作面板28(参照图2)；及对元件安装装置10的整体进行控制的控制装置50(参照图2)。元件卡盘装置22是使用能够开闭的卡盘爪来把持元件p的结构，能够拆装地安装于头20。头20除了元件卡盘装置22以外，也能够安装通过吸嘴来吸附元件p的元件吸附装置。

元件供给装置12具备通过将粘贴有带引脚的元件p(图1所示的径向元件、未图示的轴向元件等)的带送出而供给元件p的带式供料器13等。带式供料器13供给在引脚l的前端未涂布镀敷、焊料等粘性流体的元件p(参照图1中(a))、或者供给在引脚l的前端已经涂布有焊料s、镀敷等粘性流体的元件p(参照图1中(b))。焊料s等的涂布量、涂布后的形状按照一个个元件p而不同，而且，即使是相同元件p也按照各引脚l而不同。需要说明的是，元件p在装配于基板b时，向形成于基板b的插入孔插入引脚l。

头20具备未图示的升降机构及旋转机构，使安装的元件卡盘装置22、元件吸附装置沿z轴方向升降，或绕轴旋转(自转)。在头20内设有与未图示的真空泵等负压源连接的空气流路。头20通过经由来自负压源的空气流路供给负压，而使元件卡盘装置22把持元件p或使元件吸附装置吸附元件p。

在元件卡盘装置22把持的元件p通过零件相机30的上方时，零件相机30从下方拍摄元件p，并将得到的拍摄图像向控制装置50输出。图3是表示零件相机30的结构的概略的结构图。如图3所示，零件相机30具备：具有将例如ccd等多个受光元件进行了二维排列的矩形形状的拍摄区域的拍摄元件32；在拍摄元件32的上方设置的透镜34；及在拍摄元件p时从引脚l的侧方照射光的照明装置36。

控制装置50由cpu、rom、ram及hdd等构成并担任装置整体的控制。如图2所示，控制装置50输出向元件供给装置12、基板搬运装置16、基板保持装置18等各装置的驱动信号、向头20(元件卡盘装置22)的驱动信号、向移动机构24的驱动信号、向标记相机26、零件相机30的驱动信号等。而且，控制装置50输入来自操作面板28的操作信号、通过标记相机26、零件相机30拍摄到的拍摄图像等。控制装置50在rom、hdd等存储部52存储图像处理程序、各种信息。存储部52存储与带引脚的元件p相关的元件信息。元件信息包括与元件p的种类即元件种类、元件p具有的引脚l的个数、各引脚l的中心位置、引脚l的外径等相关的信息。引脚l的中心位置作为在以没有倾斜、偏离等的状态被把持的元件p的拍摄图像中引脚l的中心存在的位置坐标，由以拍摄图像的中心(通过零件相机30拍摄的元件p的中心)的位置为基准的xy坐标表示。例如，将位置坐标(xla、yla)确定为元件种类“pa”的2条引脚中的左侧的引脚l(l)的中心位置。

以下，说明这样构成的元件安装装置10的动作。图4是表示元件安装处理的一例的流程图。该处理通过控制装置50执行。

当执行元件安装处理时，控制装置50首先使元件卡盘装置22把持从元件供给装置12供给的元件p(s100)。控制装置50以将元件p向元件供给位置送出的方式控制元件供给装置12，以使头20位于元件供给位置上而元件卡盘装置22把持元件p的方式控制移动机构24和头20。接下来，控制装置50以使元件卡盘装置22把持的元件p经由零件相机30的上方向基板b上移动的方式控制移动机构24(s110)，以在元件p处于零件相机30上时拍摄元件p的方式控制零件相机30(s120)。接下来，控制装置50执行对通过s120的拍摄得到的拍摄图像进行处理而识别引脚l的位置(中心位置)的引脚位置识别处理(s130)。该引脚位置识别处理的详情在后文叙述。

然后，控制装置50基于识别的引脚l的位置对元件p的安装位置进行校正(s140)，向校正后的基板b上的安装位置安装元件p(s150)，结束元件安装处理。在此，元件卡盘装置22把持的元件p有时会从正常的状态倾斜或发生位置偏离。因此，控制装置50为了能够将引脚l向基板b的插入孔正确地插入，在s140中基于引脚l的位置而校正了xy方向的安装位置、绕轴的安装朝向的基础上，在s150中将元件p向基板b安装。而且，控制装置50在s150中，以使元件卡盘装置22把持的元件p的引脚l的前端来到基板b的插入孔的正上方的方式控制移动机构24及头20。并且，控制装置50控制头20以使元件卡盘装置22下降至引脚l向插入孔插入为止之后，解除来自负压源的负压的供给并使元件卡盘装置22解除元件p的把持而安装元件p。

接下来，说明s130的引脚位置识别处理。图5是表示引脚位置识别处理的一例的流程图。需要说明的是，拍摄图像被取得为各像素的灰度值为8位的灰度图像。

在引脚位置识别处理中，控制装置50首先判定本次的处理对象的元件种类是否从上次的处理对象进行了变更(s200)。控制装置50当判定为元件种类进行了变更时，从存储于存储部52的元件信息读出对应的元件种类的各引脚l的中心位置的坐标和引脚直径(s210)。需要说明的是，控制装置50当在s200中判定为元件种类未变更时，跳过s210的处理。

接下来，控制装置50取得拍摄图像的各像素的灰度值(s220)，进行使用预定的二值化阈值对各像素进行二值化的二值化处理(s230)。二值化处理通过百分位数法法、模式法、判别分析法等公知的手法，以适合于在图像内检测引脚l(前端面)的方法执行。当进行二值化处理时，控制装置50判定当前的引脚位置识别处理的执行模式是否为存在公差检查的模式(s240)。在本实施方式中，控制装置50能够执行存在公差检查的模式(第一识别处理)和没有公差检查的模式(第二识别处理)作为引脚位置识别处理的执行模式。而且，作业者能够使用操作面板28的选择按钮29来选择是存在公差检查的模式还是没有公差检查的模式，控制装置50执行通过作业者选择的模式。

在此，图6是表示公差范围的一例的说明图。公差范围基于引脚l的直径(图6(a))、插入孔的孔径等来确定。在本实施方式中，公差范围确定为向引脚l的直径加入了公差t的直径的范围(图6(b))。公差t使用例如直径的面积成为直径的面积的几倍(2～3倍等)那样的值。需要说明的是，公差范围也可以设为向直径加入了几mm左右的公差t的范围等。这样的公差范围(公差t)能够由作业者通过操作面板28等设定。

控制装置50当在s240中判定为是存在公差检查的模式时，从二值化处理后的图像进行与引脚l的中心位置对应的引脚区域的提取处理(s250)，算出引脚区域的面积(s260)。接下来，控制装置50判定算出的引脚区域的面积是否为公差范围内(s270)。

图7是表示使用公差范围来识别引脚位置的情况的一例的说明图。如图所示，控制装置50在s250中将分别包含引脚l的中心位置(xla,yla)、(xra,yra)且二值化处理后的像素值成为表示引脚l的颜色(白色)的值的像素的集合区域提取为引脚区域。需要说明的是，控制装置50也可以提取二值化处理后的像素值成为表示引脚l的颜色(白色)的值的像素的集合区域，将提取的区域中的区域间的中心间距离相当于引脚l的中心间距离的区域提取为引脚区域。在这种情况下，存储部52可以取代引脚l的中心位置而存储引脚l的中心间距离等的相对性的位置关系等。控制装置50在图7(a)所示的情况下，将引脚区域的面积都判定为公差范围内，在图7(b)所示的情况下，将图中左侧的引脚区域的面积判定为公差范围外。需要说明的是，控制装置50除了在引脚l附着有灰尘、尘埃等异物的情况之外，在引脚l的前端涂布镀敷、焊料s等粘性流体的情况下，引脚区域的面积增大而判定为公差范围外。控制装置50当在s270中判定为引脚区域的面积为公差范围内时，将提取的引脚区域的中心位置识别为元件卡盘装置22把持的元件p的引脚l的中心位置(s280)，结束本处理。控制装置50在图7(a)的例子中，将左侧的引脚区域的中心位置cl和右侧的引脚区域的中心位置cr分别识别为各引脚l的中心位置。另一方面，控制装置50当在s270中判定为引脚区域的面积为公差范围外时，报知错误(s290)，结束本处理。即，控制装置50在引脚区域的面积超过容许的最大面积即公差范围的情况下，判定为不良而报知错误。

另外，控制装置50当在s240中判定为不是存在公差检查的模式而是没有公差检查的模式时，与s250同样地从二值化处理后的图像进行引脚区域的提取处理(s300)。判定预定的处理排除错误是否存在(s310)。

图8是表示处理排除错误的一例的说明图。如图所示，处理排除错误对应于二值化处理后的图像整体的像素值成为表示引脚l的颜色(白色)的值而无法适当地提取引脚区域的情况(图8(a))、提取的引脚区域(图中白色的区域)极端大的情况(图8(b))等。需要说明的是，引脚区域极端大可列举，例如在使用直径的面积成为直径的面积的几倍那样的值作为公差t时引脚区域成为直径的面积的几十倍(例如25倍、30倍等)那样的情况。

控制装置50当在s310中判定为存在处理排除错误时，报知错误(s320)，结束本处理。即，控制装置50在引脚区域的面积极端大等而应从处理对象排除时，不识别引脚l的位置，而判定为不良并报知错误。另一方面，控制装置50在s310中判定为没有处理排除错误时，将在s300中提取的引脚区域的中心位置识别为元件卡盘装置22把持的元件p的引脚l的中心位置(s330)，结束本处理。这样，控制装置50在没有公差检查的模式的情况下，不用判定提取的引脚区域是否为公差范围内，而将提取的引脚区域的中心位置直接识别为引脚l的中心位置。

图9是表示不使用公差范围而识别引脚位置的情况的一例的说明图。如图所示，不用将引脚区域与公差范围进行比较，而将引脚区域的中心位置直接识别为引脚l的各中心位置cl、cr。需要说明的是，如图9所示，在图像内虽然出现引脚区域以外的区域(图中带有阴影的区域)，但是该区域不包含引脚l的中心位置，不是与引脚l的中心位置对应的区域。因此，控制装置50在s300的处理中不用将该区域提取为引脚区域，从识别引脚位置时的候补区域脱离。因此，能够防止控制装置50将这样的区域作为引脚区域而对引脚l的中心位置进行误识别的情况。

在此，明确本实施方式的结构要素与本发明的结构要素的对应关系。本实施方式的元件安装装置10相当于本发明的元件安装装置，零件相机30相当于拍摄装置，控制装置50相当于处理部。而且，存储部52相当于存储部，操作面板28(选择按钮29)相当于接收部。需要说明的是，在本实施方式中，通过说明元件安装装置10的动作而本发明的位置识别方法的一例也明确。

以上说明的元件安装装置10能够选择性地执行进行引脚区域的尺寸是否处于公差范围内的判定(区域判定)而识别引脚l的位置的存在公差检查的模式与不进行是否处于公差范围内的判定而识别引脚l的位置的没有公差检查的模式。因此，即使由于在引脚l的前端涂布焊料s等粘性流体而公差范围的设定困难的情况下，也能够适当地识别引脚l的位置。

另外，元件安装装置10将与存储部52存储的引脚l的中心位置对应的集合区域提取为引脚区域，因此在没有公差检查的模式中，能够防止对引脚l的位置进行误检测的情况。

另外，元件安装装置10在没有公差检查的模式中确认引脚区域的尺寸对应于预定的排除范围的处理排除错误的有无，因此能够防止对引脚l的位置进行误检测的情况。

另外，元件安装装置10由于从作业者接收存在公差检查的模式和没有公差检查的模式的选择，因此能够提高作业者的处理选择的自由度，并适当地检测引脚l的位置。作业者可以例如在要求比较高的安装精度的元件p的安装时，选择存在公差检查的模式，在涂布有焊料s等的元件p的安装时，选择没有公差检查的模式。

需要说明的是，本发明不受上述的实施方式的任何限定，只要属于本发明的技术范围当然就能以各种形态实施。

例如，在上述的实施方式中，对应于存储部52存储的引脚l的中心位置而将表示引脚l的颜色的像素的集合区域提取为引脚区域，但是并不局限于此，也可以仅将表示引脚l的颜色的像素的集合区域提取为引脚区域。

在上述的实施方式中，在没有公差检查的模式中确认了处理排除错误的有无，但是并不局限于此，也可以不确认处理排除错误的有无。在这种情况的没有公差检查的模式中，控制装置50省略s310、s320的处理，只要将在s300中提取的引脚区域的中心在s330中识别为引脚位置即可。

在上述的实施方式中，从作业者接收存在公差检查的模式与没有公差检查的模式的选择，但是也可以不接收来自作业者的选择而选择性地执行任一模式。例如，控制装置50在能够取得元件p的引脚l是否涂布有焊料s等粘性流体的信息的情况下，可以基于取得的信息来决定选择哪一模式。即，控制装置50可以设为如下的结构等：在取得了引脚l未涂布焊料s等的意旨的信息的情况下，以存在公差检查的模式来识别引脚l的位置，在取得了引脚l涂布有焊料s等的意旨的信息的情况下，以没有公差检查的模式来识别引脚l的位置。

在上述的实施方式中，例示了能够选择性地执行存在公差检查的模式和没有公差检查的模式的情况，但是并不局限于此，也可以仅能够执行没有公差检查的模式。即，控制装置50可以从拍摄图像提取引脚区域，不进行该引脚区域是否处于预定的容许范围内的判定，而执行基于该引脚区域来识别引脚l的位置的识别处理。

工业实用性

本发明能够利用于向基板安装元件的安装产业。

附图标记说明

10元件安装装置、12元件供给装置、13带式供料器、16基板搬运装置、18基板保持装置、20头、22元件卡盘装置、24移动机构、26标记相机、28操作面板、29选择按钮、30零件相机、32拍摄元件、34透镜、36照明装置、50控制装置、52存储部、b基板、l引脚、p元件、s焊料。