元件安装机的元件识别系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是涉及具备从下方拍摄吸附于吸嘴的元件的相机的元件安装机的元件识别系统的发明。
【背景技术】
[0002]近年来的元件安装机搭载有通过相机从下方拍摄吸附于吸嘴的元件，对其图像进行处理而识别元件的吸附姿势、吸附位置的偏移等的图像处理功能。但是，根据由相机拍摄的元件的二维图像无法取得高度数据，因此无法检查元件的引脚的弯曲、焊料突起的缺陷等高度方向(Z方向)的不良情况。
[0003]因此，在专利文献I(日本专利第3926347号公报)所记载的元件安装机中，向上地设置使用了激光的一维扫描的三维计测器，在该三维计测器的上方使吸附于吸嘴的元件以恒定速度移动，并且在与该元件的移动方向垂直的方向上以预定周期反复进行一维扫描激光的处理，由此取得该元件的三维图像，并基于该三维图像而检查元件的引脚的弯曲。
[0004]专利文献1:日本专利第3926347号公报
【发明内容】
[0005]发明要解决的课题
[0006]但是，在上述专利文献I的三维图像的取得方法中，以预定周期反复进行基于激光的一维扫描而取得三维图像，因此需要使吸附于吸嘴的元件以恒定速度(最大速度的1/10左右的低速)在三维计测器的上方缓慢移动，并且为了使移动速度稳定，需要在三维计测器的上方的扫描区域的跟前先停止而后以低速移动。因此，三维图像的取得所需的时间变长。而且，为了提高分辨率(高度测定精度)，需要延迟元件的移动速度，三维图像的取得时间进一步变长，无法避免生产率的下降。
[0007]另外，在上述专利文献I中，从通过基于激光的一维扫描而取得的三维图像数据提取元件的位置等二维数据，来进行元件的定位，因此成为不需要拍摄吸附于吸嘴的元件的相机的结构，但是如上所述，图像的取得时间变长，因此无法消除生产率下降的问题。
[0008]因此，本发明要解决的课题在于提供一种能够缩短识别吸附于吸嘴的元件的三维形状所需的时间而提高生产率的元件安装机的元件识别系统。
[0009]用于解决课题的方案
[0010]为了解决上述课题，本发明涉及一种元件安装机的元件识别系统，该元件安装机将从元件供给装置供给的元件吸附于吸嘴而安装到电路基板上，上述元件安装机的元件识别系统具备:相机，从下方拍摄吸附于吸嘴的元件；光图案投影装置，从与上述相机的拍摄方向不同的方向对吸附于上述吸嘴的元件投影预先决定的光图案；及图像处理装置，对由上述相机拍摄到的图像进行处理，上述图像处理装置具有三维识别单元，该三维识别单元对通过上述光图案投影装置对上述元件投影上述光图案并通过上述相机拍摄到的图像进行处理，由此识别上述元件表面的上述光图案，从而识别从下方观察到的上述元件的三维形状(高度)。
[0011]在该结构中，对由相机拍摄投影了光图案的元件而得到的图像进行处理来识别元件的三维形状，因此无需使元件在相机的视野内低速移动。由此，能够缩短识别吸附于吸嘴的元件的三维形状所需的时间，能够提高生产率。
[0012]在该情况下，可以设置从与相机的拍摄方向不同的多个方向投影光图案的多个光图案投影装置。这样一来，能够从多个方向对元件的三维形状的表面投影光图案，因此能够扩大光图案投影的元件表面积(能够缩小成为阴影的部分的表面积)，能够提高三维形状的识别精度。
[0013]本发明也可以如上述专利文献I那样，可以从三维图像数据中提取二维图像数据，但是三维图像数据的取得时间比通过相机仅拍摄一次的二维图像数据的取得时间长。另外，在向电路基板安装的元件之中，存在不需要识别三维形状的元件(例如芯片电容器、芯片电阻等简单的形状的元件)。
[0014]考虑到上述内容，图像处理装置可以具有:二维识别单元，对在光图案投影装置不投影光图案的状态下由相机拍摄到的图像进行处理，来识别从下方观察到的元件的二维形状；图像识别模式切换单元，对使用上述二维识别单元的二维识别模式与使用上述三维识别单元的三维识别模式进行切换。这样一来，在不需要识别三维形状的简单的形状的元件等的情况下，通过切换成使用二维识别单元的二维识别模式，而能够缩短图像数据的取得时间，能够提尚生广率。
[0015]在该情况下，只要在通过图像识别模式切换单元切换成二维识别模式时，基于二维识别单元的识别结果来判定元件的吸附姿势、吸附位置、元件的有无中的至少一个，在通过图像识别模式切换单元切换成三维识别模式时，基于三维识别单元的识别结果来检查元件的引脚的弯曲、焊料突起的缺陷、元件的倾斜吸附中的至少中个，且也判定元件的吸附姿势、吸附位置、上述元件的有无中的至少一个即可。
[0016]另外，本发明可以具备元件安装修正单元，该元件安装修正单元基于三维识别单元的识别结果进行元件的安装高度的修正、安装时的元件按压力的修正、元件的倾斜度修正中的至少一个。由此，能够提高元件安装精度。
[0017]另外，图像处理装置可以在吸嘴吸附元件之前从光图案投影装置对吸嘴的下端面投影光图案并通过相机进行拍摄，对上述相机拍摄到的图像进行处理而识别投影到吸嘴的下端面的光图案，由此识别该吸嘴的下端面的三维形状，并基于识别结果来判定该吸嘴的缺陷。这样一来，也能够判定吸嘴的缺陷。
【附图说明】
[0018]图1是表示本发明的一实施例的元件安装机的元件识别系统及其周边部分的结构的俯视图。
[0019]图2是概略性地表示元件识别系统的结构的立体图。
[0020]图3是表示图像处理装置的功能的框图。
【具体实施方式】
[0021]以下，对将用于实施本发明的方式具体化了的一实施例进行说明。
[0022]首先，使用图1至图3对本实施例的元件安装机的元件识别系统的结构进行说明。
[0023]如图1所示，在元件安装机上设有:对电路基板12进行搬运的输送机13、供给元件16 (参照图2)的带式供料器等元件供给装置14、保持对从该元件供给装置14供给的元件16进行吸附的吸嘴15 (参照图2)的安装头(未图示)、使该安装头进行XY移动的头移动装置(未图示)等。
[0024]在元件供给装置14与输送机13之间，如图2所示，从下方拍摄吸附于吸嘴15的元件16的相机17向上地设置。在该相机17的两侧设置有从与相机17的拍摄方向(正上方方向)不同的方向将预先决定的光图案向吸附于吸嘴15的元件16投影的两台光图案投影装置21、22。
[0025]如图3所示，由相机17拍摄的图像的信号被图像处理装置23取得。图像处理装置23具有:三维识别单元24，对通过光图案投影装置21、22对停止在相机17的上方的元件16投影光图案而由相机17拍摄该元件16的图像进行处理，识别元件17表面的光图案而识别从下方观察到的该元件16的三维形状(高度);二维识别单元25，对在未进行基于光图案投影装置21、22的光图案的投影的状态下由相机17拍摄的图像进行处理而识别从下方观察到的元件16的二维形状；图像识别模式切换单元26，对使用二维识别单元25的二维识别模式与使用三维识别单元24的三维识别模式进行切换。
[0026]在通过二维识别单元25对元件16的二维形状进行识别的情况下，无需进行基于光图案投影装置21、22的光图案的投影，因此设置对吸附于吸嘴15的元件16整体均匀地进行照明的普通的照明装置29，通过该照明装置29均匀地照明元件16整体而通过相机17拍摄元件16。
[0027]在通过三维识别单元24对元件16的三维形状进行识别的情况下，进行基于光图案投影装置21、22的光图案的投影，并通过相机17拍摄元件16。三维形状的识别方法例如使用相位移动法或空间代码化法即可。
[0028]在相位移动法中，从与相机17的拍摄方向不同的方向将预先决定的光图案(强度呈正弦波状地变化的图案)向元件16投影并通过相机17进行拍摄，使图案的相位变化而拍摄多次，对所取得的多个图像进行合成而得到三维图像的数据。
[0029]在空间代码化法中，从与相机17的拍摄方向不同的方向将预先决定的光图案(黑白的位图样)向元件16投影并通过相机17进行拍摄，使图案的间距细微地变化而拍摄多次，对所取得的多个图像进行合成而得到三维图像的数据。
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