专利名称：部件吸附方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在部件安装机中、利用吸附头吸附收纳于移动到部件供给位置的收纳托盘中的部件的部件吸附方法及装置。
背景技术：
以往，公知有如下的部件安装装置利用吸附头的吸嘴吸附收纳了多个部件的收纳托盘上的电子部件(以下，简称为部件)，把该吸附的部件安装在运送而来的电路基板的预定位置上。
在使用了托盘供给装置的情况下，收纳托盘从托盘供给装置移动到部件安装装置的部件供给位置，部件安装装置的吸附头吸附收纳在收纳托盘中的部件。此时，如果收纳托盘未被准确定位，则不能吸附所指示的部件，所以提出了以机械方式定位收纳托盘的方法(专利文献1)。
并且，对于为使吸嘴吸附部件中心而将部件收纳余量设定得较小的部件，利用搭载在吸附头上的摄像装置对所收纳的部件进行拍摄，通过图像处理装置对其进行识别，取得各个部件的吸附位置坐标。
专利文献1日本特开平10-335889号公报但是，在现有的取得各个部件的吸附位置坐标的方法中，必须逐个识别收纳在收纳托盘上的部件，所以存在吸附节拍增大的问题。
发明内容
本发明就是为了解决这样的问题而提出的，其课题是提供利用简单的方法、即可在短时间内且准确地吸附收纳在收纳托盘中的部件的部件吸附方法及装置。
本发明的部件吸附方法将在多个部件收纳部分别收纳部件的收纳托盘移动到部件供给位置，在相应的部件上的预定吸附位置，利用吸附头吸附收纳在所述收纳托盘的各个部件收纳部中的部件，其特征在于，使搭载在所述吸附头上的摄像装置移动到收纳托盘的预先确定的部件收纳部上，对相应的预先确定的部件收纳部或收纳于此的部件进行拍摄，对所拍摄到的图像进行处理，根据其处理结果，求出收纳在所述预先确定的部件收纳部中的部件的预定吸附位置的校正值，使所述吸附头移动到利用所述校正值校正后的预定吸附位置而吸附部件。
并且，本发明的部件吸附装置使在多个部件收纳部分别收纳部件的收纳托盘移动到部件供给位置，在相应的部件上的预定吸附位置，利用吸附头吸附收纳在所述收纳托盘的各个部件收纳部中的部件，其特征在于，具有搭载在所述吸附头上的摄像装置；使摄像装置移动到收纳托盘的预先确定的部件收纳部上的移动单元；以及图像处理装置，其对所述预先确定的部件收纳部或收纳于该部件收纳部上的部件进行拍摄，对通过所述摄像装置得到的图像进行处理，其中，根据所述图像的处理结果，求出收纳在所述预先确定的部件收纳位置的部件的预定吸附位置的校正值，使吸附头移动到利用该校正值校正后的预定吸附位置而吸附部件。
并且，本发明的特征在于，通过对已经求出的校正值进行插值来求出收纳在其他部件收纳位置的部件的吸附位置的校正值。
本发明的特征在于，在收纳托盘上设置多个所述预先确定的部件收纳部，分别求出校正值。
在本发明中，对预先确定的部件收纳位置处的部件或部件收纳部进行拍摄，通过其图像处理取得部件吸附位置的校正值，所选择的位置以外的其他位置处的校正值则例如可以通过直线插值来求出，所以不需要识别各个收纳部，作为整体的识别次数明显减少，所以获得能够缩短吸附节拍的效果。
并且，对一个收纳托盘求出多个校正值，所以获得能够实现更准确的校正的效果。
图1是表示部件安装装置的结构的俯视图。
图2是表示吸附头的驱动系统的结构的方框图。
图3是说明了部件收纳位置的图像的说明图。
图4是表示取得部件吸附位置的流程的流程图。
具体实施例方式
以下，根据图示的实施例具体说明本发明。
(实施例)在图1中示出了部件安装装置10，在部件安装装置10中设有吸附头11，其可以通过X轴电机(未图示)沿X轴导轨15在X轴方向上移动。X轴导轨15与螺旋轴14、14’结合，螺旋轴通过Y轴电机17、17’旋转，从而沿着Y轴导轨16、16’在Y轴方向上移动。
在图2中，利用标号41表示X轴电机、X轴导轨15等的X轴移动手段，利用标号42表示Y轴电机17、17’、螺旋轴14、14’、Y轴导轨16、16’等的Y轴移动手段。部件安装装置的控制器40通过驱动由X轴移动手段41和Y轴移动手段42构成的XY驱动单元，使吸附头11在X、Y轴方向上移动。并且，在部件安装装置10上设有包括Z轴电机(未图示)的Z轴移动手段43，吸附头11通过该Z轴移动手段43在Z轴方向(高度方向)上升降。
如图2所示，在吸附头11上搭载了多个(4个)吸嘴11a～11d，并且在该吸附头11上固定有由CCD等构成的摄像装置12。由摄像装置12拍摄到的图像被输入到图像处理装置47中而进行图像处理。
并且，吸附头11通过X轴移动手段41和Y轴移动手段42移动到由多个送料器20a构成的部件供给装置20的位置，通过Z轴移动手段43下降，利用吸嘴11a～11d吸附从送料器提供的部件。在吸附部件后，吸附头11移动到部件识别摄像机21的位置，通过部件识别摄像机21拍摄吸附到的部件，利用图像处理装置47对所拍摄到的部件进行处理，计算部件中心和部件倾角。在部件中心和吸附中心之间有偏差、并且部件倾角有偏差时，校正这些偏差，把通过吸嘴11a～11d吸附到的部件以正确姿势搭载在沿导轨18、18’运送过来的基板19的位置上。
部件不仅从跟前的部件供给装置20提供，也可以从背后的收纳了多个托盘的部件供给装置30提供。该部件供给装置30使矩阵状地收纳了多个部件31a的收纳托盘31移动到部件供给位置。在收纳于收纳托盘31上的部件全部提供出去后，部件供给装置30去除收纳托盘31，并且使堆积在补充侧(后方侧)的最上侧的收纳托盘31’移动到部件供给位置，提供收纳在该收纳托盘31’上的部件。
部件供给装置30有时没有设置在正确的位置上，另外即使设置在正确的位置上，也由于部件供给装置30从外部移动而设置在部件安装装置10上，所以在该移动中、收纳托盘31错位，或者有时在收纳托盘31从补充侧移动到跟前的部件供给位置时产生错位，所以收纳托盘31不一定能够在正确的位置以正确的姿势提供到部件供给位置上。
这样，在图1中夸张地图示了收纳托盘31错位地运送到部件供给位置的状态，吸嘴移动到由部件数据规定的部件的正规的吸附位置，吸附该部件，所以在收纳托盘的错位较大时，产生吸附误差或吸附错误。
在图4中作为流程图示出了校正该收纳托盘31的部件吸附位置而取得吸附位置(坐标)的流程。
首先，利用XY驱动单元驱动吸附头11，使搭载在吸附头11上的摄像装置12移动到位于部件供给位置的收纳托盘31上的预定的部件收纳位置(步骤S1)。该预定的部件收纳位置通常从图2所示的部件收纳托盘31的4角位置中选出，例如选择部件收纳位置P1、P2、P3。各个位置P1、P2、P3的坐标值相当于收纳于此的部件的吸附位置的坐标值，分别是与该部件相关联地由部件数据预先规定的坐标值。
然后，在移动后的位置，利用摄像装置12拍摄收纳托盘(步骤S2)，利用图像处理装置47处理该图像，实施识别处理(步骤S3)。
对于通过摄像装置12得到的图像，在收纳位置处有部件时，部件拍摄得比较亮，所以如图3(A)所示，部件31a被鲜明地拍摄到，而在收纳位置处没有部件时，整体拍摄得比较暗，如图3(B)所示，成为更暗地拍摄到部件收纳部的外缘31b的图像。因此，根据有部件和没有部件的收纳部的明亮度的平均值等，把其中心值预先设定为阈值，将收纳部的明亮度与该阈值比较，在判定为有部件时(步骤S4为肯定)，转入步骤S5，识别部件。该部件识别通过如下方式进行根据图3(A)所示的部件31a的图像的浓淡，检测多个边缘，根据所检测到的边缘点求出部件31a的中心Gn的坐标值(Xn2、Yn2)。
另一方面，在判定为没有部件时(步骤S4为否定)，转入步骤S6，根据图3(B)所示的部件收纳部的外缘31b的图像的浓淡，检测多个边缘，根据所检测到的边缘点求出外缘31b的中心Gn的坐标值。
然后，根据所求出的中心Gn的坐标值(Xn2、Yn2)和预先在部件数据中记述的部件收纳位置Pn的坐标值(Xn1、Yn1)，取得校正值ΔXn＝Xn2-Xn1、ΔYn＝Yn2-Yn1(步骤S7)。
对预先选择出的部件收纳位置Pn(n＝1、2、3)进行以上处理(步骤S8)，取得吸附位置坐标值。向P1、P2、P3的位置加上校正值ΔXn、ΔYn后的值、即所求出的Gn的坐标值成为吸附位置坐标值，对于收纳在其他的部件收纳位置的部件的吸附位置，利用通过直线插值所求出的校正值进行校正，求得其坐标值。在托盘上通常在X、Y方向上分别按照等间距收纳了部件，所以可按照间距的倍数等分该部件的排列行或列的一端与另一端的校正值之差而求出相应的部件的校正值。
这样，使吸嘴移动到最终校正后的部件吸附位置的坐标值处，吸附收纳在收纳托盘的各个位置处的部件(步骤S9)，利用部件识别摄像机21识别部件后，校正吸附误差，把部件搭载在基板19上。
这样，在本发明中，可以通过识别托盘的部件收纳部或收纳于此的部件本身，取得相对于托盘错位的吸附位置的校正值，所以特别是不必对托盘附加识别用标记，即可利用简单的结构求出正确的部件吸附位置，并且可以通过对已经求出的校正值进行插值来求出所选择的位置P1、P2、P3以外的校正值，所以不需要识别各个收纳部，作为整体的识别次数显著减少。
另外，在上述的实施例中，在步骤S5、S6中，根据图像的浓淡检测多个边缘，根据所检测到的边缘点取得吸附位置校正用的坐标，但也可以在训练时取得重心识别或图像，使用模板匹配等方法求出校正值。并且，作为部件收纳部的形状，如图3(C)、(D)所示，也可以与矩形等形状对应。在该情况下，识别矩形部件32a或矩形的外缘32b，求出校正值。
权利要求
1.一种部件吸附方法，使在多个部件收纳部中分别收纳部件的收纳托盘移动到部件供给位置，在相应的部件上的预定吸附位置处，利用吸附头吸附收纳在所述收纳托盘的各个部件收纳部中的部件，其特征在于，使搭载在所述吸附头上的摄像装置移动到收纳托盘的预先确定的部件收纳部处，对相应的预先确定的部件收纳部或收纳于此的部件进行拍摄，对所拍摄到的图像进行处理，根据其处理结果，求出收纳在所述预先确定的部件收纳部中的部件的预定吸附位置的校正值，使所述吸附头移动到利用所述校正值校正后的预定吸附位置，吸附部件。
2.根据权利要求1所述的部件吸附方法，其特征在于，通过对已经求出的校正值进行插值来求出收纳在其它部件收纳位置处的部件的吸附位置的校正值。
3.根据权利要求1所述的部件吸附方法，其特征在于，在收纳托盘上设置多个所述预先确定的部件收纳部，分别求出校正值。
4.一种部件吸附装置，使在多个部件收纳部中分别收纳部件的收纳托盘移动到部件供给位置，在相应的部件上的预定吸附位置处，利用吸附头吸附收纳在所述收纳托盘的各个部件收纳部中的部件，其特征在于，具有搭载在所述吸附头上的摄像装置；使摄像装置移动到收纳托盘的预先确定的部件收纳部处的移动单元；以及图像处理装置，对所述预先确定的部件收纳部或收纳于相应的部件收纳部中的部件进行拍摄，对通过所述摄像装置得到的图像进行处理，根据所述图像的处理结果，求出收纳在所述预先确定的部件收纳位置处的部件的预定吸附位置的校正值，使吸附头移动到利用该校正值校正后的预定吸附位置处，吸附部件。
5.根据权利要求4所述的部件吸附装置，其特征在于，通过对已经求出的校正值进行插值来求出收纳在其它部件收纳位置的部件的吸附位置的校正值。
6.根据权利要求4所述的部件吸附装置，其特征在于，在收纳托盘上设置了多个所述预先确定的部件收纳部，分别求出校正值。
全文摘要
部件吸附方法及装置。本发明的课题是提供利用简单的方法即可在短时间内准确地吸附收纳在收纳托盘中的部件的部件吸附方法及装置。作为解决手段，利用吸附头(11)吸附收纳在移动到部件供给位置的收纳托盘(31)中的部件。搭载在吸附头上的摄像装置(12)移动到预先确定的收纳托盘的部件收纳位置(P1、P2、P3)，拍摄收纳于此的部件或部件收纳部，根据其图像处理结果求出部件吸附位置的校正值。在这种结构中，例如可以通过直线插值求出所选择的位置(P1、P2、P3)以外的其它位置处的校正值，所以不需要识别各个收纳部，作为整体的识别次数显著减少，因此能够缩短吸附节拍。
文档编号B65G47/91GK1893809SQ20061009435
公开日2007年1月10日 申请日期2006年6月30日 优先权日2005年6月30日
发明者栗田直树 申请人:重机公司