专利名称：零件安装系统、图像识别用数据生成装置及图像识别用数据生成方法
技术领域：
本发明涉及在基板上安装零件制造安装基板的零件安装系统及在构成该零件安装系统的零件安装装置中生成在图像识别中使用的图像识别用数据的图像识别用数据生成装置及图像识别用数据生成方法。
背景技术：
在将零件安装于基板上而制造安装基板的零件安装系统等、电子零件、设备的制造领域，在零件的位置检测及检查等用途中多使用模式匹配的图像识别。在该图像识别中， 通过使利用照相机拍摄识别对象的识别图像和预先生成的图像识别用数据进行匹配，特定零件等的识别对象的形状及位置。图像识别用数据的生成针对每种识别对象进行，在以多个品种作为识别对象的情况下，每次使用专用的数据生成装置生成图像识别用数据(例如，参照专利文献1)。在该专利文献所示的现有的技术中，根据由扫描仪取入的零件的彩色图像，生成用于指示特定该零件的形态的零件指示数据。由此，具有可以以多个零件种类作为对象，以脱机的方式简便地进行数据生成这样的优点。专利文献1 日本特开2007-12036号公报但是，在上述的现有技术所示的数据生成中，由于取得零件的图像的方法而具有下面的不良情况。即，在上述的现有技术中，因通过扫描进行零件图像的取入，所以，在零件安装装置中所使用的图像取得方式根据使用的拍摄方法及规定照明条件等、规定图像特性的条件大不相同。因此，即使使用所生成的图像识别用数据实际进行处理，也未必能够得到适当的识别结果。因此，目前需要使用生成的数据通过实际的零件安装装置确认是否得到适当的识别结果的识别测试。而且，在判断出识别测试结果不适当的情况下，必须要进行照明条件的变更等繁杂的数据再调整作业，所以在图像识别用数据的生成中需要大的作业负荷和时间。
发明内容
于是，本发明的目的在于，提供一种能够使图像识别用数据生成的作业负荷降低， 提高作业效率的零件安装系统及图像识别用数据生成装置以及图像识别用数据生成方法。本发明的零件安装系统利用LAN连接多个零件安装装置而构成，将零件安装在基板上来制造安装基板，在所述零件安装装置中具备图像识别用数据生成装置，该图像识别用数据生成装置基于对识别对象的所述零件进行拍摄而得到的识别图像生成为了识别所述零件而使用的图像识别用数据，所述图像识别用数据生成装置具备线性摄像机(’ m ” )，其与在所述零件安装装置中用于所述零件的拍摄的线性摄像机为相同的构成；零件载置部，其将所述零件与所述线性摄像机对置载置；反射照明部及透射照明部，其从线性摄像机进行拍摄的拍摄方向侧及拍摄方向的相反侧对所述零件分别照射照明光；照明切换部，其将拍摄时的照明方式在所述反射照明部进行的反射照明和所述透射照明部进行的透射照明之间进行切换；相对移动机构，其使所述线性摄像机相对于所述零件载置部在一方向相对移动；识别处理部，其取入由所述线性摄像机输出的图像数据进行识别处理； 控制部，其通过控制所述线性摄像机、所述相对移动机构、所述识别处理部及所述照明切换部，进行识别测试处理，该识别测试处理执行生成所述图像识别用数据的数据生成处理及使用所生成的图像识别用数据的识别测试，并判定该图像识别用数据适当与否。本发明提供一种零件安装系统的图像识别用数据生成装置，在构成将零件安装在基板上制造安装基板的零件安装系统的零件安装装置中，基于对识别对象的所述零件进行拍摄而得到的识别图像，生成为了识别所述零件而使用的图像识别用数据，具备线性摄像机，其与在所述零件安装装置中用于所述零件的拍摄的线性摄像机为相同的构成；零件载置部，其将所述零件与所述线性摄像机对置载置；反射照明部及透射照明部，其从线性摄像机进行拍摄的拍摄方向侧及拍摄方向的相反侧对所述零件分别照射照明光；照明切换部， 其将拍摄时的照明方式在所述反射照明部进行的反射照明和所述透射照明部进行的透射照明之间进行切换；相对移动机构，其使所述线性摄像机相对于所述零件载置部在一方向相对移动；识别处理部，其取入由所述线性摄像机输出的图像数据进行识别处理；控制部， 其通过控制所述线性摄像机、所述相对移动机构、所述识别处理部及所述照明切换部，进行识别测试处理，该识别测试处理执行生成所述图像识别用数据的数据生成处理及使用所生成的图像识别用数据的识别测试，并判定该图像识别用数据适当与否。本发明提供一种图像识别用数据生成方法，在构成将零件安装在基板上制造安装基板的零件安装系统，利用LAN连接的多个零件安装装置中，基于对识别对象的所述零件进行拍摄而得到的识别图像，生成为了识别所述零件而使用的图像识别用数据，包含零件载置工序，将所述零件与线性摄像机对置而载置于零件载置部，该线性摄像机与在所述零件安装装置中用于所述零件的拍摄的线性摄像机为相同的构成；第一扫描工序，以从线性摄像机拍摄的拍摄方向的相反侧对所述零件照射透射照明光的状态，使所述线性摄像机相对于所述零件在一方向相对移动；第二扫描工序，以从所述线性摄像机拍摄的拍摄方向侧对所述零件照射反射照明光的状态，使所述线性摄像机相对于所述零件在一方向相对移动；识别处理工序，在所述第一扫描工序及所述第二扫描工序中，取入由所述线性摄像机输出的图像数据进行识别处理；数据生成工序，基于所述识别处理的结果，生成所述图像识别用数据；识别测试工序，执行使用所述生成的图像识别用数据的识别测试，判定该图像识别用数据适当与否。根据本发明，利用与零件安装装置中所使用的线性摄像机相同构成的线性摄像机，在分别照射反射照明光及透射照明光的状态下，取入由线性摄像机输出的图像数据进行识别处理，基于识别处理结果生成图像识别用数据后，通过执行使用生成的图像识别用数据的识别测试判定该图像识别用数据适当与否，不需要实际的零件安装装置的识别测试，排除判断出识别测试结果为不适当的情况下的数据再调整作业，能够使图像识别用数据生成的作业负荷降低，提高作业效率。
图1是本发明一实施方式的零件安装系统的构成说明图；图2是本发明一实施方式的零件安装系统的零件安装装置的立体图3是本发明一实施方式的零件安装系统的零件安装装置的平面图；图4是本发明一实施方式的零件安装装置的零件拍摄动作的说明图；图5是本发明一实施方式的图像识别用数据生成装置的构成的说明图；图6是本发明一实施方式的图像识别用数据生成装置的构成的说明图；图7是表示本发明一实施方式的图像识别用数据生成装置的控制系统构成的框图；图8是本发明一实施方式的图像识别用数据生成方法的流程图；图9(a) (f)是表示本发明一实施方式的图像识别用数据生成方法的图像说明图。符号说明1 零件安装系统2 通信网络3 主机装置4 基板5 图像识别用数据生成装置18 安装头2OU2O线性摄像机20a、120a反射识别用照明23 单轴移动工作台25 零件载置部27 透射识别用照明P 零件M4、M5零件安装装置
具体实施例方式下面，参照
本发明的实施方式。首先，参照图1，对在基板上安装零件制造安装基板的零件安装系统1进行说明。图1中，零件安装系统1以在输送作业对象的基板 4的基板输送方向(X方向)连结印刷装置Ml、基板交接装置M2、检查/安装装置M3、零件安装装置M4、M5、检查/安装装置M6、基板交接装置M7及回送装置M8的各装置(零件安装用装置)而成的零件安装线为主体。构成零件安装线的各装置通过通信网络2 (LAN)连接，由具有管理计算机功能的主机装置3进行控制。在主机装置3上附设有图像识别用数据生成装置5。图像识别用数据生成装置5为具有基于在检查/安装装置M3、M6及零件安装装置M4、M5中拍摄识别对象的零件而得到的识别图像，生成为了识别该零件而使用的图像识别用数据的功能的装置。 由图像识别用数据生成装置5生成的图像识别用数据经由主机装置3及通信网络2发送到各零件安装装置。下面，参照图2、图3对零件安装系统1的零件安装功能进行说明，另外，在此表示零件安装装置M4、M5的构成，但对于检查/安装装置M3、M6的零件安装功能也一样。图2、 图3中，在基台11的上面，沿基板输送方向(X方向)配设有基板输送机构12。基板输送机构12输送作为安装作业对象的基板4，并将其定位保持在下面说明的零件安装机构的安装作业位置。在基板输送机构12的两侧配设有零件供给部14，在零件供给部14上并设有多个带式送料器15。带式送料器15通过间隔输送保持安装对象的零件的输送带，向安装头下的拾取位置供给零件。在基台11的上面的X方向的一端部，沿Y方向配设有设置了直线驱动机构16a的Y轴移动工作台16。Y轴移动工作台16上，沿Y方向移动自如地安装有两个 X轴移动工作台17，在各X轴移动工作台17上，通过直线驱动机构17沿X方向移动自如地安装有安装头18。安装头18是具备多个单位移载头19 (在此为4个)的多用型头，在各单位移载头 19的下端部安装有吸附保持零件P的吸附嘴19a(参照图4)。通过驱动Y轴移动工作台 16、X轴移动工作台17，两个安装头18沿X方向、Y方向水平移动，从各零件供给部14取出零件P，将其安装在被定位保持于基板输送机构12的基板4上。Y轴移动工作台16、X轴移动工作台17构成使安装头18移动的头移动机构。在头移动机构进行的安装头18的移动路径中，具备反射识别用照明20a的线性摄像机20将拍摄面朝向上面配设。如图4所示，通过利用吸附嘴19a保持零件P的安装头18 在线性摄像机20的上方向扫描方向(X方向)移动(箭头a)，线性摄像机20拍摄由喷附喷嘴19a保持且由反射识别用照明20a照明状态下的零件P。在X轴移动工作台17的下面， 与安装头18 —体地移动的基板识别相机21将拍摄面朝向下面配设。基板识别相机21与安装头18—起向基板4上移动，拍摄基板4及设定于基板4的零件安装点。在安装头18 进行的零件P的安装动作中，基于识别处理线性摄像机20、基板识别相机21的拍摄数据的识别结果，进行安装头18的零件P的定位。下面，参照图5、图6说明图像识别用数据生成装置5的构成。如图5所示，图像识别用数据生成装置5在包围覆盖基体部fe的上方的安全罩恥内配设下面的各要素，成为附设控制装置30的构成。在立设于基体部fe的支承柱22上架设有由线性摄像机移动电动机2 旋转驱动滚珠丝杠23a的构成的单轴移动工作台23，在单轴移动工作台23上安装有与在零件安装系统1的各零件安装装置中用于零件的拍摄的线性摄像机20相同构成的线性摄像机120。线性摄像机120以将拍摄方向朝向下面的姿态而配设，具备与反射识别用照明20a相同构成的反射识别用照明120a。通过驱动单轴移动工作台23，线性摄像机120 相对于下面说明的零件载置部25沿箭头b方向水平移动，由此，进行利用线性摄像机120 用于拍摄载置于零件载置部25的零件P的扫描。因此，单轴移动工作台23为相对于零件载置部25使线性摄像机120在一方向相对移动的相对移动机构。在基体部fe的上面配置有用于使零件P与线性摄像机120对置载置的零件载置部25。零件载置部25为在保持零件P的升降工作台观的下面侧配设了内装有透射识别用照明27的下部工作台沈的构成。升降工作台观相对于下部工作台沈其上下方向位置可变，由此，能够使零件P的高度位置与线性摄像机120的焦点位置一致。在升降工作台观的上面安装有选择透射板四，选择透射板四具有向上方透射由透射识别用照明27产生的照明光，且不向上方反射由反射识别用照明120a产生的照明光的光学特性。在线性摄像机120拍摄的零件P的影像中，通过使透射识别用照明27工作，照明光透过升降工作台观向上方照射，由此，得到零件P的透射照明图像。另外，通过使反射识别用照明120a工作，向下方照射的照明光不会在选择透射板四上反射，只通过零件P向上方反射，由此，得到零件P的反射照明图像。反射识别用照明120a、透射识别用照明27为从线性摄像机120的拍摄方向侧及拍摄方向的相反侧对零件P分别照射照明光的反射照明部及透射照明部。在零件载置部25的零件P的载置位置的上方配设有LED指示器对，作业者通过目视确认从LED指示器M向下方照射的光轴Ma的照射点，指示零件载置部25中应该载置零件P的位置。如图6所示，在零件载置部25的前面部对安全罩恥进行部分切开，形成使零件P可出入的出入用开口部5c，出入用开口部5c通过开闭门5d自如地开闭。在开闭门 5d上设置有罩开闭检测SW31，在开闭门5d处于闭塞位置的状态下，罩开闭检测SW31检测检测部31a，由此，可检测出开闭门5d的开闭状态。接着，参照图7说明图像识别用数据生成装置5的控制系统的构成。图7中，控制装置30与线性摄像机移动电动机23b、线性摄像机120、反射识别用照明120a、透射识别用照明27、LED指示器Μ、罩开闭检测SW31连接，另外，作为内部功能具备识别处理部30a。 控制装置30通过边接收来自在线性摄像机移动电动机2 上具备的编码器23c的反馈信号，边控制线性摄像机移动电动机2 及线性摄像机120，执行使线性摄像机120相对于载置于零件载置部25的零件P相对移动并取得零件P的图像的扫描动作。在该拍摄动作中控制装置30通过切换反射识别用照明120b、透射识别用照明27，能够切换拍摄时的照明方式。因此，控制装置30成为将拍摄时的照明方式在反射识别用照明120a下的反射照明和透射识别用照明27下的透射照明之间进行切换的照明切换部。罩开闭检测SW31的检知结果与单轴移动工作台23的动作互锁，当检测出开闭门5d打开的状态下，禁止由单轴移动工作台23进行线性摄像机120的移动。由线性摄像机120输出的图像数据通过识别处理部30a进行识别处理，由此，利用零件安装系统1的各零件安装装置生成在图像识别中使用的图像识别用数据。而且，生成的图像识别用数据由图像识别用数据生成装置5的控制装置30判定其适当与否。S卩，控制装置30具有通过控制线性摄像机120、单轴移动工作台23、识别处理部30a，执行生成图像识别用数据的数据生成处理及使用生成的图像识别用数据的识别测试并判定该图像识别用数据适当与否的识别测试处理的功能。下面，参照图8、图9(a) (f)，对在构成零件安装系统1的零件安装装置中通过图像识别用数据生成装置5生成图像识别用数据的图像识别用数据生成方法进行说明。图 8中，首先，执行零件载置(STl)。即，将零件P相对于线性摄像机120对置而载置于零件载置部25，线性摄像机120与在零件安装装置中用于零件P的拍摄的线性摄像机20为相同的构成(零件载置工序)。接着，进行工作台高度调节(ST2)，用零件载置部25使保持于升降工作台观的零件P的高度与线性摄像机120的拍摄高度一致。这时，通过关闭开闭门5d， 使线性摄像机120的拍摄成为可拍摄的状态。接着，进行零件种类的选择(ST3)。S卩，根据输入画面选择输入成为识别对象的零件的种类来进行特定，由此，根据零件种类，设定预先规定的照明的亮度值(，> 値)。之后，输入对零件P进行拍摄而取得的图像。首先，作为照明方式选择透射识别用照明(ST4)，在通过透射识别用照明27从下方照明零件P的状态下，进行用于拍摄的扫描动作(透射图像输入)(ST5)。即，在利用透射识别用照明27从线性摄像机120的拍摄方向的相反侧对零件P照射透射照明光的状态下，使线性摄像机120相对于零件P在一方向相对移动(第一扫描工序)。由此，取得所示的透射图像32a。在该透射图像32a中，在明像的背景图像中用暗像33a、3^体现零件P的模制主体部33及引线部34。接着，作为照明方式选择反射识别用照明(ST6)，在利用反射识别用照明120a对零件P从上方照射反射照明光的状态下，进行用于拍摄的扫描动作(反射图像输入)(ST7)。 艮口，在从线性摄像机120的拍摄方向侧对零件P照射反射照明光的状态下，使线性摄像机 120相对于零件P在一方向相对移动(第二扫描工序)。由此，取得图9(b)所示的反射图像32b。在该反射图像32b中，在暗像的背景图像中用明像34b体现零件P的引线部34。之后，取出在第一扫描工序及第二扫描工序由线性摄像机120输出的图像数据进行识别处理(识别处理工序)。在此，执行下面所示的处理。即，首先，通过组合图9(a)、(b) 所示的透射图像32a、反射图像32b，生成图9 (c)所示的识别图像35。这样，通过组合图像特性不同的透射图像32a、反射图像32b，可取得正确地反映了成为识别对象的零件P的形状特性的识别图像35。接着，与在基板4上安装零件P的姿势相对应，使识别图像35图像旋转(ST8)。S卩，如图9(d)所示，模制主体部33的切角部33b向与在安装装置中由喷嘴吸附的状态对应的位置移动。之后，基于上述的识别处理结果，生成用于识别零件P的图像识别用数据(数据生成工序)。在此，例如执行下述处理。首先，检测零件P的零件倾斜度/外形(ST9)。S卩，检测成为识别对象的零件P的基本形状/尺寸。在此，如图9(e)所示，表示求出包含模制主体部33的尺寸Dl及引线部34的全体外形尺寸D2的例子。接着，生成除外形之外的数据 (STlO)。在此，如图9(f)所示，表示求出引线部34的宽度dl、延长长度尺寸d2的例子。另夕卜，在识别图像35中以哪个尺寸要素作为检测对象，只要根据该零件P的形状及特性，适当确定即可。之后，使图像识别用数据生成装置5执行使用生成的图像识别用数据的识别测试，判定该图像识别用数据适当与否(识别测试工序)。在此，首选，设定照明模式、亮度值 (STll)。即，在该零件P的识别时，选择更适合的照明模式，进而基于预先规定的照明条件数据设定照明装置的亮度值。接着，执行识别测试(ST12)，判定识别结果为OK或为NG。即， 在根据所选择的照明模式及亮度值照明的状态下，利用线性摄像机120拍摄零件P，通过对所取得的图像数据进行识别处理，判定是否能够得到所期望的识别结果。在此，如果为识别NG，则返回(STll)，重新设定照明模式、亮度值，再次执行上述的识别测试。而且，在(ST12)中，因判定为识别0K，从而图像识别用数据生成处理结束，生成的图像识别用数据经由主机装置3及通信网络2向构成零件安装系统1的各零件安装装置发送。如上述说明，在本实施方式中，利用与零件安装装置中所使用的线性摄像机20相同构成的线性摄像机120，在分别照射了反射照明光及透射照明光的状态下，取出由线性摄像机120输出的图像数据进行识别处理，执行使用基于识别处理结果生成的图像识别用数据的识别测试，判定该图像识别用数据是否适当。由此，不需要在现有技术中需要的实际零件安装装置的识别测试，可排除判断出识别测试结果为不适当的情况的数据再调整作业， 能够降低图像识别用数据生成的作业负荷提高作业效率。参照详细或特定的实施方式说明了本发明，但是，对于本领域技术人员来说，很显然，只要不脱离本发明的精神和范围，可以增加各种变更及修正。本申请基于2010年6月M日申请的日本专利申请(特愿2010-143479)，其内容在此作为参照被引用。产业上的可利用性本发明的零件安装系统及图像识别用数据生成装置以及图像识别用数据生成方法具有能够使图像识别用数据生成的作业负荷降低提高作业效率这样的效果，适用于将零件安装在基板上而制造安装基板的零件安装技术领域。
权利要求
1.一种零件安装系统，利用LAN连接多个零件安装装置而构成，将零件安装在基板上来制造安装基板，其特征在于，在所述零件安装装置中具备图像识别用数据生成装置，该图像识别用数据生成装置基于对识别对象的所述零件进行拍摄而得到的识别图像生成为了识别所述零件而使用的图像识别用数据，所述图像识别用数据生成装置具备线性摄像机，其与在所述零件安装装置中用于所述零件的拍摄的线性摄像机为相同的构成；零件载置部，其将所述零件与所述线性摄像机对置载置；反射照明部及透射照明部，其从线性摄像机进行拍摄的拍摄方向侧及拍摄方向的相反侧对所述零件分别照射照明光；照明切换部，其将拍摄时的照明方式在所述反射照明部进行的反射照明和所述透射照明部进行的透射照明之间进行切换；相对移动机构，其使所述线性摄像机相对于所述零件载置部在一方向相对移动； 识别处理部，其取入由所述线性摄像机输出的图像数据进行识别处理； 控制部，其通过控制所述线性摄像机、所述相对移动机构、所述识别处理部及所述照明切换部，进行识别测试处理，该识别测试处理执行生成所述图像识别用数据的数据生成处理及使用所生成的图像识别用数据的识别测试，并判定该图像识别用数据适当与否。
2.一种零件安装系统的图像识别用数据生成装置，在构成将零件安装在基板上制造安装基板的零件安装系统的零件安装装置中，基于对识别对象的所述零件进行拍摄而得到的识别图像，生成为了识别所述零件而使用的图像识别用数据，其特征在于，具备线性摄像机，其与在所述零件安装装置中用于所述零件的拍摄的线性摄像机为相同的构成；零件载置部，其将所述零件与所述线性摄像机对置载置；反射照明部及透射照明部，其从线性摄像机进行拍摄的拍摄方向侧及拍摄方向的相反侧对所述零件分别照射照明光；照明切换部，其将拍摄时的照明方式在所述反射照明部进行的反射照明和所述透射照明部进行的透射照明之间进行切换；相对移动机构，其使所述线性摄像机相对于所述零件载置部在一方向相对移动； 识别处理部，其取入由所述线性摄像机输出的图像数据进行识别处理； 控制部，其通过控制所述线性摄像机、所述相对移动机构、所述识别处理部及所述照明切换部，进行数据测试处理，该数据测试处理执行生成所述图像识别用数据的数据生成处理及使用所生成的图像识别用数据的识别测试，并判定该图像识别用数据适当与否。
3.一种图像识别用数据生成方法，在构成将零件安装在基板上制造安装基板的零件安装系统，利用LAN连接的多个零件安装装置中，基于对识别对象的所述零件进行拍摄而得到的识别图像，生成为了识别所述零件而使用的图像识别用数据，其特征在于，包含零件载置工序，将所述零件与线性摄像机对置而载置于零件载置部，该线性摄像机与在所述零件安装装置中用于所述零件的拍摄的线性摄像机为相同的构成；第一扫描工序，以从线性摄像机拍摄的拍摄方向的相反侧对所述零件照射透射照明光的状态，使所述线性摄像机相对于所述零件在一方向相对移动；第二扫描工序，以从所述线性摄像机拍摄的拍摄方向侧对所述零件照射反射照明光的状态，使所述线性摄像机相对于所述零件在一方向相对移动；识别处理工序，在所述第一扫描工序及所述第二扫描工序中，取入由所述线性摄像机输出的图像数据进行识别处理；数据生成工序，基于所述识别处理的结果，生成所述图像识别用数据； 识别测试工序，执行使用所述生成的图像识别用数据的识别测试，判定该图像识别用数据适当与否。
全文摘要
本发明目的在于提供一种能够使图像识别用数据生成的作业负荷降低，使作业效率提高的零件安装系统及图像识别数据生成装置以及图像识别用数据生成方法。利用与零件安装装置中所使用的线性摄像机相同构成的线性摄像机，以分别照射反射照明光及透射照明光的状态取入由线性摄像机输出的图像数据进行识别处理，基于识别处理的结果生成图像识别用数据后，执行使用了生成的图像识别用数据的识别测试，判定该图像识别用数据适当与否。由此，不需要实际的零件安装装置的识别测试，排除识别测试结果判断为不适当的情况的数据再调整作业，能够降低图像识别用数据生成的作业负荷提高作业效率。
文档编号H05K13/08GK102475002SQ201180002548
公开日2012年5月23日 申请日期2011年5月19日 优先权日2010年6月24日
发明者中山浩丈, 田边敦 申请人:松下电器产业株式会社