部件安装装置以及位置修正方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用图像传感器来安装部件的部件安装装置以及位置修正方法。
【背景技术】
[0002]在电子设备所使用的印制电路板上安装有电阻、IC芯片等的许多电子部件。这些电子部件由部件安装装置(装置)自动地安装于规定的安装部位。
[0003]但是，近年来急速推进着电子部件的细化，需要提高在安装电子部件时的定位精度。为了将电子部件向设于印制电路板的安装部位准确进行定位，例如已知有在部件安装装置搭载图像传感器的技术。
[0004]专利文献I记载了如下的部件安装机:其具备在吸附喷嘴到达安装位置的上方的状态从斜上方拍摄由该吸附喷嘴吸附的部件和安装位置。另外，该部件安装机具备:基于来自拍摄装置的图像信号来算出部件相对于安装位置的相对位置偏离的算出运算单元；根据算出的位置偏离来使吸附喷嘴在水平面内移动并修正部件的位置的控制单元。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开平7 - 115296号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]在专利文献I记载的技术中，由一个拍摄单元从斜上方拍摄被吸附喷嘴吸附的部件和安装位置。因此，在设定拍摄单元的焦距等时，需要使部件和安装位置的双方进入视野(也就是，拍摄画面)。
[0010]这样，如果想要拍摄部件和安装位置的双方，则部件以及其安装位置所占拍摄画面的比例变小。该倾向伴随着部件(例如、电子部件)细化而变得显著，因而存在很难将部件向安装位置准确进行定位的问题。
[0011]于是，本发明的技术问题在于提供能够将部件向安装部位高精度地进行定位的部件安装装置以及位置修正方法。
[0012]用于解决技术课题的方案
[0013]为了解决上述技术课题，本发明的特征在于，具备:固定于箱体部且拍摄与部件对应的部件安装部位的第一图像传感器；固定于上述箱体部且拍摄保持于部件保持部的上述部件的第二图像传感器；使用由上述第一图像传感器拍摄的上述部件安装部位的图像和由上述第二图像传感器拍摄的上述部件的图像来算出上述部件相对于上述部件安装部位的位置以及角度的修正量的数据处理部。
[0014]另外，关于详细内容在用于实施发明的方式中进行说明。
[0015]发明的效果
[0016]根据本发明，能够提供能够将部件相对于安装部位高精度地定位的部件安装装置以及位置修正方法。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的第一实施方式的部件安装装置的结构图。
[0018]图2是由第一图像传感器拍摄部件安装部位并在图像转换后的VGA图像的说明图。
[0019]图3是由第二图像传感器拍摄的电子部件的图像的说明图。
[0020]图4是表示部件安装装置所具备的数据处理部、控制部以及驱动部的结构的说明图。
[0021]图5是表示部件安装装置的位置修正处理流程的流程图。
[0022]图6是电子部件位于第一区域的情况的说明图，(a)是从y轴方向观察的情况的说明图，(b)是从z轴方向观察的情况的说明图。
[0023]图7(a)是表示部件安装部位和喷嘴的位置的关系的说明图，(b)是表示理想位置和由第一图像传感器拍摄的部件安装部位的关系的说明图。
[0024]图8是表示电子部件位于第一区域的情况的修正量的算出处理的流程的流程图。
[0025]图9(a)是关于图7(b)的图像执行边缘抽出处理后的图像，(b)是表示安装部位图像的重心和理想位置的重心的说明图。
[0026]图10(a)是使部件安装图像的重心与理想位置的重心一致地使箱体部移动的情况的说明图，(b)是表示安装部位图像的重心与理想位置的重心大致一致的状态的说明图。
[0027]图11是在电子部件位于第二区域的状态下从y轴方向观察的说明图。
[0028]图12是表示电子部件位于第二区域的情况的修正量的算出处理的流程的流程图。
[0029]图13(a)是前处理后的安装部位图像以及电子部件图像的说明图，(b)是关于(a)的图像执行边缘抽出处理后的图像。
[0030]图14(a)是表示安装部位图像的重心和电子部件图像的重心的说明图，(b)是使电子部件图像与安装部位图像一致地使箱体部移动的情况的说明图，(C)是表示电子部件图像与安装部位图像大致一致的状态的说明图。
[0031]图15是电子部件位于第三区域的状态下从y轴方向观察的说明图。
[0032]图16是本发明的第二实施方式的部件安装装置的结构图。
[0033]图17是本发明的第三实施方式的部件安装装置的结构图。
[0034]图18是本发明的第四实施方式的部件安装装置的结构图。
[0035]图19是本发明的变形例的部件安装装置的模式图。
[0036]图20是本发明的变形例的部件安装装置的俯视结构图。
【具体实施方式】
[0037]关于用于实施本发明的方式(以下称为实施方式)，参照适当的附图进行详细说明。
[0038]《第一实施方式》
[0039]部件安装装置100是用于在印制电路板30 (被安装部件)的部件安装部位31上安装电子部件20(部件)的装置。在本实施方式中，对将一个电子部件20 (俯视为矩形状)安装于印制电路板30的情况进行说明，但实际上将许多电子部件20依次安装于印制电路板30。
[0040]<部件安装装置的结构>
[0041]图1是本实施方式的部件安装装置的结构图。如图1所示，部件安装装置100具备:支撑部I ;臂2 ;箱体部3 ;喷嘴4 ;第一图像传感器5 ;以及第二图像传感器6。
[0042]就支撑部I而言，其下部固定于固定座(未图示)并且朝向上方立起，并在侧面固定有臂2的一端。
[0043]就臂2而言，其一端(纸面右侧的端部)固定于支撑部I的侧面，并与x_y平面平行地延伸。臂2的外形为方形板状，内装有使箱体部3在X轴方向、y轴方向移动的多个马达(未图示:相当于如图4所示的驱动部9)。另外，臂2的高度(z坐标)与箱体部3的位置(x坐标、y坐标)无关，是固定的。
[0044]箱体部3的外形为长方体状，设于臂2的下部。箱体部3成为通过上述驱动部9而能够在X轴方向(纸面的左右方向)、y轴方向(纸面的跟前、进深方向)平行移动的结构。另外，在箱体部3内装有相当于后述数据处理部7 (参照图4)以及控制部8的电路(未图示)O
[0045]喷嘴4(部件保持部)的上侧端部固定于箱体部3，并朝向下方突出。喷嘴4按照来自控制部8 (参照图4)的指令而能够在z轴方向上伸缩，并且能够以z轴为中心轴旋转规定角度。而且，喷嘴4具有按照来自控制部8的指令并在其前端(下侧的端部)真空吸附电子部件20的功能。
[0046]顺便说一下，如果电子部件20到达印制电路板30的部件安装部位31 (也就是，应安装电子部件20的部位)，则解除喷嘴4的上述吸附。图1所示的印制电路板30载置于载置台(未图示)的规定位置。
[0047]另外，与电子部件20对应的部件安装部位31的位置信息(X坐标、y坐标、安装时的朝向)与成为安装对象的印制电路板30对应，并预先储存于存储单元(未图示)。
[0048](第一图像传感器)
[0049]第一图像传感器5是拍摄与电子部件20对应的部件安装部位31的拍摄单元。第一图像传感器5是例如具有镜头(未图示)的相机，并固定于箱体部3的下表面。
[0050]另外，在图1中，以第一图像传感器5的光轴沿着z轴方向的方式进行了记载，但上述光轴也可以设置成在与z轴之间具有规定角度。
[0051]就第一图像传感器5而言，通过使镜头(未图示)的位置沿着光轴方向移动，从而能够调整焦距、拍摄图像幅度、景深等。
[0052]这里，“图像幅度”是指与由第一图像传感器5(或者后述第二图像传感器6)拍摄的画面对应的实空间的纵向、横向长度。图像幅度例如为横向长度Al = 6.4_、纵向长度BI = 4.8mm (参照图 2)。
[0053]而且，“景深”的意思是指能够在光轴方向清晰地拍摄对象物的在实空间的距离范围。
[0054]图2是由第一图像传感器拍摄部件安装部位并在图像转换后的VGA(VideoGraphics Array:视频图形阵列)图像的说明图。在图2所示的例子中，在具有横向长度Al、纵向长度BI的图像幅度的拍摄画面G中，设于印制电路板30的部件安装部位31 (图1参照)作为图像31a而被拍摄。
[0055]另外，第一图像传感器5的焦距预先设定为，能够清晰地拍摄部件安装部位31。以下，将由图像传感器而能够清晰地拍摄拍摄对象的(也就是轮廓不模糊)状态记作为“焦点对准”。
[0056]但是，为了提高安装电子部件20时的定位精度，需要使第一图像传感器5 (以及第二图像传感器6)为高分辨率。S卩、需要增加在第一图像传感器5的拍摄画面所占的部件安装部位31的像素数。
[0057]但是，如果想要成为高分辨率，则与其相伴地，图像幅度变狭(换言之，能够拍摄的实空间的区域变小)，景深变浅。这样，如果图像幅度变狭、景深变浅，则很难用一个图像传感器同时拍摄部件安装部位31和电子部件20。
[0058]为了解决该问题，在本实施方式中，第一图像传感器5拍摄部件安装部位31，第二图像传