JPH02124404A - 部品の位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は部品位置検出装置に関し、特に複数のリード線
を有する部品を基板上の所定の位置に高い位置精度で自
動的に搭載可能にする部品位置検出装置に関する。

基板上の所定の位置に決められた姿勢で部品を搭載する
場合においては、部品を搭載位置に運ぶ部品保持装置へ
の部品の供給誤差が搭載位置の許容誤差範囲よりも充分
に小さければ、部品を供給して後、予め決められた数値
に従って保持装置を目標位置に移動させる単純な制御動
作で目的を達成できる。しかしながら、例えば、ＩＣ，
ＬＳＩの如く極めて狭い間隔で多数の細いリード線をも
つ電子部品を、これらのリード線に対応して形成された
プリント基板上の微細な配線端子上に正確に搭載する組
立作業の場合、各リード線と配線端子との間に許容され
る位置ずれの範囲が極めて小さいため、供給装置から保
持装置への部品供給誤差を上述した単純な制御を可能と
する範囲内に抑えることは極めて困難である。特にパッ
ケージの各辺にそれぞれ複数本のリード線をもつＬＳＩ
をプリント基板上に搭載する場合には、リード線の長平
方向の位置ずれ許容範囲がこれと直交する方向に延びる
リード線の幅によって制約されるため、保持装置への部
品供給に許容されるバラツキの範囲は極めて厳しく、こ
れを実現しようとすると部品供給装置と保持装置が複雑
かつ高価なものとなる。また、この方式によれば寸法、
形状の異なる多品種の部品自動組立への適合が困難であ
る。

従って本発明の目的は、基板上の所定位置に高い位置精
度で部品を搭載できるための部品位置検出装置を提供す
ることにある。

かかる目的達成するために本発明は、複数のリード線を
有する部品を搭載すべき基板上の所定位置の上空に移動
するための部品移動手段と、移動した上記部品のリード
線に基板上から光を照射するための照射手段と、上記照
射手段により照射された光の透過光により上記部品のリ
ード線の少なくとも２つの部品領域を撮像するための撮
像手段と、上記部品のリード線の先端を含む検出すべき
少なくとも２つの特定領域の基準位置情報を記憶する記
憶手段と、上記記憶手段から読み出される検出すべき特
定領域の基準位置情報に応じて、上記撮像手段の撮像領
域を移動させる手段と、移動後に上記撮像手段により撮
像された撮像領域を上記部品のリード線の大きさまたは
間隔に基づいて分割し５分割された領域に存在する上記
リート線のうち先端に位置するり−１へ線の部品パター
ンの上記撮像手段からみた位置を検出する手段とを有す
ることを特徴とする。

以下、本発明の１実施例について図面を参照して詳細に
説明する。尚、この実施例は、プリント基板上の予め定
められた位置に、互いに大きさの異なる種類の電子部品
をそれぞれ複数個ずつ、連続的に搭載する自動組立装置
への本発明の適用例を示すものである。

第１図は電子部品の搭載対象面となるプリント基板１の
概略的な構成を示す図であり、破線で囲んだ領域は微細
な配線パターンの形成領域を示している。この配線領域
には、電子部品のリード端子の配列に合致して、各リー
ド端子に接続される配線側の端子群が形成されている。

第１図で２゜３．４で示す各矩形は、それぞれ大型ＩＣ
（以下、ＬＳＩ部品という）、小型ＩＣ（以下、ＳＳＩ
という）および抵抗素子（以下、Ｒ部品という）との接
続端子群の形成領域を示しており、この例では、プリン
ト基板１の上に１８個のＬＳＩ部品と、３６個のＳＳＩ
部品と、７２個のＲ部品が搭載される。５はプリント基
板１を後述する自動組立装置のプリント基板移動テーブ
ル上に固定するためのピンの通し穴であり、プリント基
板の４隅の斜線部分６８〜６ｂは、上記基板移動テーブ
ルに搭載されたプリント基板の位置ずれを修正する際の
プリント基板の基準位置を与えるクロスマークの形成領
域を示す。これら４つのクロスマークの位置および上述
した３種類の電子部品の各搭載位置は、組立装置の動作
シーケンスを制御するデータ処理装置に予め記憶されて
おり、データ処理装置で基板移動テーブルを数値制御す
ることによって、上記各部分を所定の位置に移動できる
ようになっている。

第２図、第３図、第４図はそれぞれＬＳＩ部品、ＳＳＩ
部品、Ｒ部品の形状を示す。この実施例で使用されるＬ
ＳＩ部品とＳＳＩ部品は、集積回路を内蔵するパッケー
ジ１０の各辺に沿って、それぞれ複数本ずつのリード線
１１を備え、一方、Ｒ部品はパッケージ１ｏの２つの辺
に沿ってそれぞれ複数本ずつのリード線１１を備えた構
造となっている。ＬＳＩ部品は、例えばパッケージの寸
法が２１．６Ｘ２１．６ｍｍであり、リード線は幅０．
３ｍｍ、間隔０．７６２ｍｍである。また、ＳＳＩ部品
は１０．４ｍｍ角のパッケージに輻０．４３ｍｍのリー
ド線が１．２７ｍｍ間隔で配列され、Ｒ部品は１７．５
Ｘ４．１ｒｎｍ角のパッケージにＱ、３ｍｍ間隔のリー
ド線が１．９０ｍｍ間隔で配列されている。これらの電
子部品は、後述するように真空吸着ヘッドによって保持
され、撮像装置を利用したパターン認識処理によって位
置すれが補正された後、プリント基板上の所定位置に搭
載される。

第５図はプリント基板上に搭載された電子部品のリード
線先端部の状態を示す。７はプリント基板１の表面に形
成された配線層、８は半田層、９は半田層の表面に塗布
されたペースト、］２はリート線１１の先端部の上面に
盛られた迎え半Ｅ１１層である。プリント基板上に位置
合せされた各部品は、吸着ヘッドの下降によるパッケー
ジ上面からの押圧によって、上記ペースト９を介してプ
リント基板側端子の半田層８の上に仮接着され、全ての
搭載に終えたプリント基板は組立装置からはすされ、加
熱炉に入れられて半田Ｊ５８，１２の溶融温度で熱処理
される。

第６図は、上述したプリント基板と電子部品との組立て
作業を自動的に行なう本発明による組立装置の機械的部
分の構成を示す。図において、２０はプリント基板１を
Ｘ＋　ｙ軸方向に移動させると共に２軸の回りに回転さ
せるための基板移動テーブル、２２は前述した複数種類
の電子部品を各品種毎に所定の個数ずつ順次に供給する
部品供給装置、２３は上記供給装置２２から供給された
部品を先端部２４に受は取り、これ髪真空吸着ヘッド２
５の直下の位ｎまで搬送するためのｙ軸方向に往復可能
なワークパレットである。図示されたワークパレットは
ｙ軸回りに回転することによって異なる電子部品を取り
扱える構造になっている。真空吸着ヘッド２５は、Ｚ軸
方向の移動と２軸回りの回転を可能とする図示しない位
置決め装置によって跳動され、ワークパレット２４から
受は取った部品のＺ軸回りの回転ずれを修正した後、こ
れをプリンｌ−！（板１の表面に下降、搭載するよう動
作する。２７はＺ軸方向の移動装置２８の先端部に取り
付けられた反射板であり、ワークパレット２３が吸着ヘ
ット２５への部品引渡しを終えて部品供給装置２２の位
置に退避した後に、吸着ヘッド２５とプリント基板１と
の間に挿入され、側面から入射する投光器２９からの光
を上向きに反射させて電子部品１０を下方より照射する
。

３０は吸着ヘッド２５に保持された電子部品１０の位置
検出のためのテレビカメラであり、電子部品のリード線
の像を対物レンズ３１と接眼レンズ３２とを介して入力
できるように、吸着ヘッド２５の上方に位置している。

第５図で説明したように、電子部品のリード線１１の先
端部の上面には迎え半田１２が盛られているため、電子
部品の上方から照射すると、照明光が半田表面で曲面反
射してリード線の正しい外形を撮像できない。これに対
し、第６図の如く反射板２７により電子部品１０の下方
から照射すると、リード線外形の正しいシルエツト像を
撮像できる。尚、テレビカメラ３０の入力映像が処理さ
れて電子部品１０の位置検出が終ると、反射板２７は元
の位置に退避し、電子部品１０の回転方向の位置ずれが
吸着ヘッド２５の回転即動により修正され、Ｘ＋Ｖ方向
の位置ずれがプリント基板移動テーブル２０の郵動によ
り修正された後、吸着ヘッド２５が２軸に沿って下降し
、電子部品をプリント基板上の所定位置に搭載する。ま
た、１つの部品搭載が完了すると、吸着ヘッド２５の直
下に次の部品搭載位置が来るように基板移動テーブル２
０が記動される。３４はプリント基板の位置検出のため
のテレビカメラであり、投光器３７で照射されたプリン
ト基板表面の像を対物レンズ３５．接眼レンズ３６を介
して撮像する。前述したプリント基板上のクロスマーク
６ａ〜６ｂの位置検出はこのテレビカメラ３４によって
行なわれ、視野の移動は基板移動テーブル２０によって
なされる。

既に述べたように、この自動組立装置は極めて微細な寸
法のリード線をもつ電子部品を対象としており、これら
のリード線をプリント基板上の配線端子に正確に位置合
せすることを要求されている。このため、レンズ系によ
り拡大した像がテレビカメラに入力される。この場合、
電子部品の全体像を撮像すると、パターン認識のための
映ａ信号のサンプリング間隔の関係から分解能が低下し
、リード線の位置合せに必要な高度の位置検出精度が得
られない。

そこで本発明装置では、電子部品のリード線部分の像を
大きく拡大して撮像し、複数個所の撮像視野で、パター
ン認識処理を行なうことによって部品の位置を検出して
いる。第２図〜第４図中に斜線を施して示された領域１
３ａ、１３ｂ、１３Ｃ１および１３ａ　　、１３ｂ’は
、上記吸着ヘッドに保持された部品の位置ずれ検出のた
めのパターン認識処理領域を示す。本実施例の場合、パ
ッケージの４つの辺にリード線をもつＬＳＩ部品とＳＳ
Ｉ部品については、３箇所の特定の撮像領域１３ａ、１
３ｂ、１３ｅでリード線を検出する。

撮像領域１３ａと１３ｂは、Ｘ軸方向の２辺に配列され
たリード線のうちの最端部のもの１１８゜１１ｂを含む
位置に設定され、他の１つの撮像領域１３ｃは、上記リ
ード線１１ａ、ｌｌｂに近い側のｙ軸方向の辺の中央部
に設定される。撮像領域１３ａと１３ｂで検出したリー
ド線１１ａ。

１１ｂの位置から部品のＸ軸方向と回転方向の位置ずれ
量が求まり、また、撮像領域１３ｃで検出したリード線
のＹ座標から部品のｙ軸方向の位置ずれが求まる。一方
、ｙ軸方向の２辺にのみリード線をもつＲ部品について
は、Ｘ軸方向に比較的大きな位置合せ誤差を許容できる
ために、第４図の如く、１つの辺の両端部に撮像領域１
３ａ１３ｂ′を設定し、それぞれの領域で検出した最端
リード線１１ａ、ｌｌｂの位置座標から、Ｘ軸。

ｙ軸および回転方向の位置ずれを求める。

撮像視野の変更は、吸着ヘッド２５あるいは光学系を含
めたテレビカメラ３０のいずれかをｘｙ平面で移動させ
てもよいが、第６図の自動組立て装置では、上記吸着ヘ
ッドとテレビカメラの位ｒな固定し、対物レンズ３１の
みをＸ軸、Ｘ軸方向に移動させる方式を採用している。

第７図は電子部品１０．対物レンズ３１．接眼レンズ３
２およびテレビカメラ３０の撮像面３０′の位置関係を
示したものであり、投光器２９からの照射光２９′が反
射板２７で反射され、電子部品１０を下方より照明して
いる。対物レンズ３１が実線で示す位置にあるとき、撮
像領域Ａ内のリード線の実像がＰ点に等倍の大きさで結
像され、これが接眼レンズ３２で所定の倍率に拡大され
て撮像面３０′に結像する。対物レンズ３１が点線の位
置に移動すると、領域Ｂのリード線の拡大像が撮像され
る。このように対物レンズ３１の移動によって撮像視野
を切り換える方式にすると、距離Ｒの視野の移動に対し
て、対物レンズの移動距離ｒ　＝　−Ｒで済む。それは
、被写体と対物レンズまでの匪賊ａ１、対物レンズと結
像面との距離をｂｉ、結像面と接眼レンズとの距離をＦ
１２、接眼レンズと撮像面との距離をｂ２とすると、簡
単な相似三角形の公然から、 Ｒ＝ｒ　　（ａ　ｘ　＋　ｂ　ｘ　）　　／　ｂ　ｘと
なる。ここで対物レンズは等倍であるため、ｂ１／ａ１
＝１であり、 Ｒ＝２ｒ となるからである。従って、テレビカメラ３１あるいは
吸着ヘッド２５を移動させる方式に比較して、撮像視野
の変更所要時間を短縮でき、また視野移動に伴なう位置
精度の低下を防ぐことができる。

第８図は自動組立装置の制御回路系の全体構成図であり
、４０はプログラムに従ってシステム全体の動作シーケ
ンス制御と電子部品の位置合せのための各種の演算動作
を行なうデータ処理装置、４１は上記データ処理装置に
接続されたメモリ装置、４２は情帽バス４３を介して上
記データ処理装置に接続されたオペレータ操作用の入出
力装置を示す、５０はパターン検出回路であり、データ
処理装置４０からの指令に応して２台のテレビカメラ３
０．３４のいずれか一方を選択し、データ処理′ＪＡｊ
［４０から与えられた標準パターンと上記の選択された
テレビカメラからの入力映像との開でパターンマツチン
グ処理を実行する。１画面分のパターンマツチングの結
果は、パターン検出回路５０に内蔵されるメモリに記し
てあり、このメモリの内容はデータ処理装置に読み込ま
れ、＠子部品の位置検出のための演算に用いられる。パ
ターン検出回路５０の詳細については第９図〜第１２図
で後述する。

５１はプリント基板移動テーブル２０の粁動回路、５２
は部品供給装置２２とワークパレット２３の粁動回路、
５３は反射板移動装置２８の赴動回路、５４は吸着ヘッ
ド２５の真空吸着動作を制御するための回路、５５は吸
着ヘット２５を移動する位置決め装置２５′の即動回路
、５６はテレビカメラの対物レンズ３１を移動する位置
決め装置３１′の即動回路である。これらの回路５１〜
５６は情報パス４３を介してデータ処理袋γｔ４０に接
続され、データ処理装置から与えられる指令に応じて制
御対象を所定の方向に即動する。

第９図にパターン検出回ｇ５０の全体構成を示す。この
パターン検出回路５０は、データ処理装置４０から与え
られた標準パターンとテレビカメラから入力される映像
内の各位置で切り出された部分パターンとを逐次比較し
、最も高い一致度を示す部分パターンの切り出し位置の
座標を求める形式のものがあるが、撮像視野内に同一形
状で映し出される複数のリード線のそれぞれの位置を精
度よく検出するため１次のような工夫がなされている。

すなわち、（１）映像信号のサンプリング間隔を変える
ことにより、部分パターンとして切り出される映像領域
の大きさを可変にし、粗いパターンマツチングと精度の
高いパターンマツチングが選択的に行なえること、（２
）映像内に任意の大きさでパターンの探索領域を設定し
、探索領域内でのパターンマツチング結果のみを有効と
するようにしたこと、（３）撮像画面を複数の区画に分
割し、標準パターンと最も近い部分パターンの位置座標
が各区画毎に求まるようにしたことである。サンプリン
グ間隔、探ｊ（領域の位置および大きさ、分割する区画
の大きさ等は、自動組立ての動作シーケンスのステップ
に応じて、全てデータ処理装置４０から指令される。

第９図において、６０はカメラ同期信号６０ａ、各種の
タイミング信号６０ｂ〜６０ｆおよびテレビカメラの画
面走査点の位置座標信号６０ｘｙを発生するためのタイ
ミング制御回路であり、その詳細については第１１図で
後述する。テレビカメラ３０．３４は上記タイミング信
号発生回路６゜から出力される水平および垂直の同期信
号６０ａに同期して画面をラスク走査し、映像信号３０
ｓ。

３４ｓをそれぞれ出力する。これらの映像信号は、デー
タ処理装置４０からの制御信号Ｓで切り換わるスイッチ
ＳＷによっていずれが一方が選択され、二値化回路６１
に入力される。二値化回路６１は、入力映像信号をデー
タ処理装置４０からの制御信号４４ｆによって指定され
る所定のしきい値と比較し、これを１１１　Ｎ、“ＯＩ
Ｉの二値信号６１ｓに変換して映像メモリ６２に供給す
る。

６２は二次元的な画像を記憶するための映像メモリであ
り、走査ｇｎ−１本分の画像を順次シフトしながら記憶
し、撮像画面上で縦方向に並んだ位置関係にあるｎ個の
絵素の信号を並列的に出力する。６３は上記映像メモリ
６２からの出力信号を受けて、ｎＸｎ’　ビットの二次
元部分パターンに変換して出力する部分パターン切り出
し回路である。映像メモリ６２と部分パターン切り出し
回路６３は、タイミング制御回路６０から出力されるク
ロック信号６０ｂ、６０ｃによって動作し、これらのク
ロック信号の周期を変えることによりサンプリング間隔
を変えて次々と部分パターンを切り出せるように構成さ
れている。その具体的構成については第１０図で後述す
る。

６４は上記部分パターンと照合すべきｎＸｎ’絵素の情
報からなる標準パターンを保持するためのレジスタであ
る。このレジスタの内容と部分パターン切り出し回路６
３の出力は、照合加算回路６５により対応するビット毎
に比較照合され、内容的に一致したビットの合計数が部
分パターンと標準パターンとの一致度を示す信号６５ｓ
として出力される９回路６５は切り出し回路６３に同期
して動作するため、一致度信号６５ｓは撮像画面の走査
に並行して次々と出力される。

６５′は一致座標記憶用のレジスタ、６６は一致度記憶
レジスタ、６７は上記一致度記憶しジスタロ６ａ内容と
一致度信号６５ｓとを比較し、−致度信号６５ｇがレジ
スタ６６の値よりも大きいときパルス信号６７ｓを出力
する比較回路である。

二のパルス信号６７ｓは、タイミング制御回路６０から
出力される一致度比較指示信号６０ｓにより開かれるＡ
ＮＤゲート６８に入力されており、比較指示信号６０ｓ
の出力期間中のみＡＮＤゲート６８を通過し、レジスタ
６５′と６６にデータ更新を可能とするパルス６８ｓと
して入力される。

一致座標記憶用のレジスタ６５′は、パルス６８Ｓが入
力されたとき、タイミング制御回、１６０から出力され
ている位置座標６０ｘｙを記憶し、方、レジスタ６６は
一致度信号６５ｓを記憶する。

上記位置座標信号６０ｘｙは撮像画面上の走査点のＸＹ
座標を示しており、＠９３．６３で切り出される部分パ
ターンの位置と特定の関係にある。従って、レジスタ６
５′と６６には、一致度比較指示信号６０ｓで特定され
る領域内において検出された標準パターンに最も近い部
分パターンの位置座標と両者の一致度が記憶されること
になる。

７０はデータ処理装【４０からの指令に基づいて撮像両
面内にパターンの探索領域を設定すると共に、探索領域
を複数の区画に分割し、現在の走査点が探索領域内に入
っているとき、一致度比較指示信号７０ｓと上記走査点
の属する区画のアドレス７０ｘｙ　（７０ｘ、ｙ）を発
生する領域分割回路であり、その具体的構成については
第１２図で後述する。この回路から出力されるアドレス
信号７０ｘｙは、アドレス切り換え回路７１を介して一
致度メモミリフ２と座標メモリ７３に与えられる。

−ｍ度メモリ７２はアドレス信号７０ｘｙに対応する記
憶領域を有し、探索領域における上記アドレスに対応す
る区画毎に部分パターンと析準パターンとの現時点まで
の最大一致度を記憶できるようになっている。すなわち
、メモリ７２のアドレスされた記憶領域の内容は信号７
２ｓとして読み出され、照合加算回路６５から次々と出
力される一致度信号６５ｓと共に比較回路７４に入力さ
れる。比較回路７４は新しく求められた一致度６５ｓの
方が大きいとパルス信号７４ｓを出力する。このパルス
信号７４ｇは一致度比較指示信号７０ｓにより開閉制御
されるＡＮＤゲート７５に入力されており、比較指示信
号７０ｓの出力期間中のみＡＮＤゲート７５から出力さ
れ、メモリ７２．７３のデータ更新を可能とするパルス
７５Ｓになる。従って、一致度メモリ７２はパルス信号
７５ｓに応答して、アドレス信号７０ｘｙに対応する記
憶領域に信号６５ｓで与えられる新たな一致度を記憶で
きる。

一方、座標メモリ７３は、上記一致度メモリ７２と同様
に、アドレス信号７０ｘｙに対応する座標記憶領域を有
し、上記パルス信号７５ｓが与えられたとき、アドレス
された記憶領域にタイミング制御回路６０から出力され
る座標データ６゜ｘｙを記憶する。

画面走査はＹ方向の位置をずらしっつＸ方向に繰り返し
て行なわれるため、探索領域内における区画のアドレス
も上記画面走査に応じて次々と変わり、一画面走査終了
時点では全ての区画についての標準パターンと部分パタ
ーンとの最大一致度と部分パターンの位置座標がメモリ
７２．７３に記憶されることになる。

第１０図に映像メモリ６２と部分パターン切り呂し回路
６３の具体的回路構成の１例を示す。ここで映像メモリ
６２は互いに縦続接続された０〜１本のシフトレジスタ
６２−２〜６２−ｎからなっている。初段のシフトレジ
スタ６２−２の入力は二値化回路の出力６１ｓであり、
この信号はそのまま部分パターン切り出し回路６３に第
１人力１ｓとして入力され、各シフトレジスタの出力が
第２〜第ｎの入力信号２　ｓ　＝　ｎ　ｓとして切り呂
し回路に入力される。これらのシフトレジスタ６２−２
〜６２〜ｎは、それぞれ走査線１本分の情報を記憶でき
るメモリ容量を有し、出力１ｓ〜ｎｓが撮像画面で縦方
向に並んだ位置関係にあるｎ個の絵素信号となるように
構成されている。

部分パターン切り出し回路６３は、それぞれｎ′ビット
の長さをもつｎ本のシフトレジスタ６３−１〜６３−ｎ
から構成され、各シフトレジスタは映像メモリ６２から
直列的に入力された信号をｎ′ビットの並列信号６３ｓ
と、して出力する。

映像メモリ６２と部分パターン切り出し回路６３の各シ
フトレジスタは、タイミング制御回路６０から出力され
るクロック信号６０ｂまたは６０ｃによって情報シフト
動作を行なう。従って、例えば走査ｗＡｍ本目毎に、映
像メモリ６２の各シフトレジスタには１絵素間隔のクロ
ック信号６０ｂを与え、切り出し回路６３の各シフトレ
ジスタにはｍ絵素間隔のクロック信号６０ｃを与えれば
、縦横にｍ絵素の間隔でサンプリングされたｎ×ｎ′絵
素からなる圧縮された二次元部分パターンを得ることが
でき、各走査線で１絵素間隔のクロック信号６０ｂ、６
０ｃを与えれば、上記切り出し回路６３から正規の大き
さの、二次元部分パターンが得られる。

第１１図にタイミング制御回路６０の具体的な回路構成
の１例を示す、この回路は走査点座標６０ｘｙとテレビ
カメラの同期信号６０ａを発生する第１回路部６０Ａと
、データ処理装！！４０から与えられるパラメータに従
って探索範囲を設定し、クロック信号６０ｂ、６０ｃ、
一致度比較指示信号６０ｇおよび探索終了信号６０ｆを
発生する第２回路部６０Ｂとからなっている。

第１回路部６０Ａは１絵素間隔に相当する周期で基準ク
ロック信号６０ｄを発生する発振器８０をイ丁し、この
クロックによりＸ座標カウンタ８１を進ませる。カウン
タ８１の周期は定数設定器８２にセットされており、−
数構出回路８３によリカウンタ８１が周期に達したこと
を検出するとカウンタ８１がリセットされる。こうして
、カウンタ８１は所定の周期で繰返しカウントを行なう
。

−数構出回路８３の出力６０ｅｌｉＹ座標カウンタ８４
にクロックとして加えられ、周期を与える定数設定器８
５と一敦検畠回路８６との組合わせにより、カウンタ８
４は所定の周期で繰返しカウントを行なう、８７．８８
はそれぞれ水平および垂直の同期信号発生回路であり、
これらの同期信号発生回路はＸ、Ｙの各座標カウンタ８
１，８４の内容がそれぞれ所定値となったことを検出し
て、一定のタイミングおよび幅を持つ同期信号６０ａを
送力する。

第２回路部６０Ｂは、データ処理装置４０から信号４４
ａとして与えられる探索範囲の左端と右端のＸ座標ＸＳ
、ＸＥを保持するレジスタ９０と９１、探索範囲の上端
と下端のＹ座標ＹＳ、ＹＥを保持するレジスタ９５と９
６．縦方向のサンプリング間隔を保持するレジスタ１０
１、および横方向のサンプリング間隔を保持するレジス
タ１０５を含む。９２．９３は一数構比器であり、それ
ぞれレジスタ９０．９１の内容と第１回路部から与えら
れる走査点のＸ座標６０ｘとが一致した時にパルスを出
力し、フリップ・フロップ９４をセットおよびリセット
する。従って、フリップ・フロップ９４はＸ座標が指定
された範囲内にあるときのみオンとなる。Ｙ座標につい
ても同様に、上端。

下端を与えるレジスタ９５，９６、−ｍ検出器９７．９
８によってフリップ・フロップ９９をセット・リセット
し、指定範囲内のみでオンとなる信号を作り出す。尚、
−数構出塁９８の出力は探索終了を示す信号６０ｆとな
る。

１００は第１回路部におけるＸ座標カウンタ８１と同じ
クロック６０ｄで動作するカウンタであり、その内容が
レジスタ１０１に保持されたサンプリング周期と一致す
ると、−数構出塁１０２の出力１０２の出力１０２ｇに
よってリセットされ、内容が零に戻る。従ってカウンタ
１００はレジスタ１０１が保持する周期で繰返しカウン
タを行なう、１０３はカウンタ１００の内容が零である
ことを検出する回路であり、１周期に１クロツクタイム
のみ出力がオンとなる。Ｙ方向についても同様に、カウ
ンタ１０４、周期レジスタ１０５、−数構８器１０６、
ゼロ検出器１０７により、１周期に１水平走査線のみオ
ンとなる信号を作り出す。

１１１〜１１２はＡＮＤゲートであり、クロック信号６
０ｂ、６０ｃおよび一致度比較指示信号６０ｓを作り出
す。すなわち、ＡＮＤゲート１１０はＹ方向の指定され
たサンプリング間隔ごとに基準クロック６０ｄを１水平
走査期間出力し、このクロックは映像メモリ６２のシフ
トクロック６０ｂとなる。ＡＮＤゲート１１１は、さら
にＸ方向にもサンプリングされたクロックを出力し、こ
のクロックは部分パターン切り出し回路６３のシフトク
ロック６０ｃとなる。ＡＮＤゲート１１２は、フリップ
・フロップ１１３がセット状態にあり且つ走査点がＸ方
向とＹ方向の探索範囲内ある期間に限って、上記クロッ
ク７６０ｃを出力し。

これは一致度比較指示信号６０ｇとなる。尚、フリップ
フロップ１１３はデータ処理装置４０から与えられるス
タート指示信号４４ｂによってセットされ、探索終了信
号６０ｆによってリセットされるため、標準パターンと
部分パターンとのマツチングは、データ処理袋Ｗ４０が
スタートを指示した１画面走査期間のみ実行されること
になる。

第１２図に領域分割回路７０の具体的回路構成の１例を
示す。

この回路はＸアドレス制御部７０ＡとＹアドレス制御７
０Ｂとからなっており、１２０Ｘと１２０Ｙはそれぞれ
探索の開始点の座標Ｘｓ＋　Ｙｓを保持するためのレジ
スタ、１２１Ｘと１２１Ｙは分割される１つの区画のＸ
方向、Ｙ方向の寸法ｄ、、ｄ１を保持するためのレジス
タ、１２２Ｘと１２２ＹはＸ方向、Ｙ方向の区画の数ｎ
２＋　ｎ工を保持するためのレジスタであり、これらの
各レジスタに保持されるパラメータは信号４４ｃとして
データ処理装置４０から送り込まれる。また、１２３Ｘ
、１２３Ｙ、１２４Ｘ、１２４Ｙ。

１２５Ｘ、１２５Ｙは一致検出回路、１２６Ｘ。

１２６Ｙ、１２７Ｘ、１２７Ｙはカウンタ、１２８Ｘ、
１２８Ｙ、１２９はフリップ・フロップ、１３０Ｘ、１
３０Ｙ、１３１，１３４はＡＮＤゲート、１３２Ｘ、１
３２Ｙ、１３３Ｘ。

１３３ＹはＯＲゲートをそれぞれ示している。

先ずＸアドレス制御部７０Ａから動作説明すると、−数
棟出回路１２３ｘはタイミング制御回路６０から出力さ
れた走査点のＸ座標６０　ｘとレジスタ１２０Ｘに保持
された探索開始点の座ｊＩＡＸｓとを比較し、−４した
ときパルス信号１４０Ｘを出力する。このパルス信号は
、フリップ・フロップ１２８Ｘをセットすると共に、Ｏ
Ｒゲート・１３２Ｘ、１３３Ｘを介してカウンタ１２６
Ｘ。

１２７Ｘの値をそれぞれ零にリセットする。フリップ・
フロップ１２８Ｘがセット状態になると。

その出力によりＡＮＤゲート１３０Ｘが開かれ、基本ク
ロック６０ｄが次々とカウンタ１２６Ｘに入力されてカ
ウント動作が開始される。

−数棟出回路１２４Ｘは、上記カウンタ１２６Ｘの値が
レジスタ１２１Ｘに保持された１分割区画の横幅ｄ、に
一致したとき、パルス信号１４１Ｘを出力する。このパ
ルス信号１４１Ｘはカウンタ１２７Ｘに入力されてカウ
ント値を１進めると共に、ＯＲゲート１３２Ｘを介して
カウンタ１２６Ｘのリセット端子に与えられる。従って
、カウンタ１２７Ｘの内容は走査が横方向に何番目の区
画で行なわれているかを示す値となっており、この値は
区画のＸアドレスを示す信号７０ｘとして出力される。

一致検出回路１２５Ｘは、上記カウンタ１２７Ｘの値と
レジスタ１２２Ｘに保持された区画のＸ方向の指定数ｎ
８と比較し、一致したときパルス信号１４２Ｘを出力す
る。パルス信号１４２Ｘは。

ＯＲゲート１３３Ｘを介してカウンタ１２７Ｘのリセッ
ト端子に入力され、その値を零に戻すと共に、フリップ
・フロップ１２８ｘをリセットし、ＡＮＤゲート１３０
Ｘを閉じて基本クロック６０ｄの入力を阻止する。これ
らの動作は各水平走査線ごとに繰り返されるため、これ
によって探索領域内における分割区画のＸアドレスを示
す信号７０ｘが繰り返して出力される。

次にＹアドレス制＃７０Ｂについて説明する。

Ｙアドレス制御部では、データ処理装置４０から検出動
作開始の指示信号４４ｄが出力されたとき、フリップ・
フロップ１２９がセットされ、ＡＮＤゲート１３４が開
かれる。−数棟出回路１２３Ｙは、タイミング制御回路
６０から出力された走査点のＹ座標６０ｙとレジスタ１
２０Ｙに保持された探ｍ開始点の座標Ｙｓとを比較し、
一致したときパルス信号１４０Ｙを出力する。このパル
ス信号１４０Ｙは、ＯＲゲート１３２Ｙ、１３３Ｙを介
してカウンタ１２６Ｙ、１２７Ｙをリセットし、もしＡ
ＮＤゲート１３４が開いていれば、これを介してフリッ
プ・フロップ１２８Ｙをセットする。

これによって、ＡＮＤゲート１３０Ｙが開かれ、タイミ
ング制御部＃＆６０から１水平走査線毎に出力されるキ
ャリイ信号６０ｅが次々とカウンタ１２６Ｙに入力され
、カウント動作が開始される。

−数構出回路１２４Ｙは、上記カウンタ１２６Ｙの値が
レジスタ１２１Ｙに保持された１分割区画の縦の＠ｄよ
に一致したとき、パルス信号１４１Ｙを出力する。この
パルス信号はカウンタ１２７Ｙに入力されてカウント値
を１進めると共に、ＯＲゲート１３２Ｙを介してカウン
タ１２６Ｙのリセット端子に入力され、その値をリセッ
トする。

従って、カウンタ１２６Ｙは分割区画の縦幅に等しいカ
ウンタ値を周期としてカウンタ動作を繰り返し、走査点
がＹ方向の１つの区画から松の区画に移るたびにカウン
タ１２７Ｙにカウント動作させることになる。カウンタ
１２７Ｙの内容は走査が縦方向の何番目の区画で行なわ
れているかを示す値となっており、この値の区画のＹア
ドレスを示す信号７０ｙとして出力される。信号７０ｙ
はＸアドレスを示す信号７０ｘと共に、−軟度メモリ７
２．座標メモリ７３に与えられる。

−数構出回ｇ１２５Ｙは、上記カウンタ１２７Ｙの値と
レジスタ１２２Ｙに保持された区画の縦方向の指定数ｎ
１とを比較し、−Ｍしたときパルス信号１４２Ｙを出力
する。このパルス信号１４２ＹはＯＲゲート１３３Ｙを
介してカウンタ１２７Ｙをリセットし、同時にフリップ
・フロップ１２８Ｙ、１２９をリセットする。また、上
記パルス信号は指定されたパターン検出処理の終了信号
７０ｅとしてデータ処理装ｆｆ１４０に送られる。

フリップ・フロップ１２８Ｙはちょうど探索領域の１回
分の走査期間オン状態になっているため、その出力信号
とＸアドレス制御部のＡＮＤゲート１３０ｘの出力信号
とのＡＮＤ比力をＡＮＤゲート１３１から取り出すこと
により、−軟度比較指示信号７０ｇが得られる。

次に、本発明の自動組立装置を制御するデータ処理装置
のプログラム動作について説明する。

第１３図は１枚のプリント基板１の上に３種類の電子部
品（ＬＳＩ、ＳＳＩ、Ｒ）な、それぞれ複数個ずつ所定
の順序で搭載するための基本的な動作手順を示しており
、開始ルーチン３００は、操作員がプリント基板１を移
動テーブル２０に固定し、入力装置４２から組立開始及
指令を入力することによって起動される。ルーチン３０
２はプリント基板の位置補正を行なうためのものであり
、プリント基板に形成された穴５と移動テーブル２０上
に設けられた位置合せ用のビンとの間に遊びによる位置
ずれ、あるいは製造誤差によるプリント配線の位置ずれ
を第１のテレビカメラ３７を利用℃て検出し、プリント
配線の位置と向きを基準をｘｙ軸に一致させる。この位
置補正が終るとルーチン３１０に進み、第１部品（例え
ばＬＳ１部品）の処理に必要な各種のパラメータをセッ
トする。パラメータのセットは、複数種類の電子部品の
組立処理を共通のサブプログラムにより実行可能とする
ためのものであり、例えば電子部品の種類、個数、使用
する標準パターンの種類、撮像視野の位置関係、探索領
域および領域分割等を示す変数が第１部品に対応づけら
れる。３１１は全ての第１部品に対して搭載を終えたか
否かを判定するルーチンであり、処理すべき第１部品が
まだ残っていればルーチン３１２に進み、全て完了して
いればルーチン３２０に進む。ルーチン３１２ではワー
クパレット２３から吸着ヘッドに第１部品を供給すると
共に、上記第１部品と接続されるプリント基板側の端子
群が吸着ヘッドの下に位置するように基板テーブル２０
を移動する。基板移動テーブルの移動量は、電子部品の
種類毎に搭載順序に従って予めメモリ内に記憶しである
。これが終るとルーチン３１３に進み、吸着ヘッドに保
持された第１部品の位置検出と姿勢の補正を伴なう。次
いでルーチン３１４で部品の位置ずれを補正するために
基板移動テーブル２０を移動し、ルーチン３１５で吸着
ヘッドを下降させて電子部品をプリント基板に搭載する
。ルーチン３１５が終ると判定ルーチン３１１に戻り、
所定個数の第１部品の搭載が終るまで以上の操作が繰り
返される。

ルーチン３２０〜３２５、およびルーチン３３０〜３３
５は、それぞれ第２部品（例えばＳＳＩ部品）と第３部
品（例えばＲ部品）について同様の処理を示しており、
全ての第３部品について搭載が完了すると終了ルーチン
３４０に進み、入出力装置４２に信号を出力して操作員
に処理の終了を報知する。尚、上述した各ルーチンにお
いて異常が検出された場合には、プログラムのシーケン
スは終了ルーチン３４０に進み、入出力装置４２によっ
て異常の発生とその内容を操作員に報知する。

プリント基板の位置補正ルーチン３０２の詳細を第１４
図〜第１６図を参照して説明する。プリント基板１の位
置補正は、プリント基板の４隅に形成されたクロスマー
ク６ａ〜６ｄの位置を第１のテレビカメラ３４で順次に
検出し、各クロスマークの位置座標から、基板ｘｙ座標
系に対するプリント基板の位置ずれ量を求めることによ
って行なわれる。

第１４図は１つのクロスマークの拡大図に示している。

クロスマーク部分６は基板上にプリントされた金属層か
らなり、テレビカメラには明るい領域として映し出され
る。基板移動テーブル２０の原点に対する各クロスマー
クの中心７の標準的な位ｔを示すデータは予め記憶して
あり、データ処理装置４０からの指令によって基板移動
テーブル２０を上記位置データに基づいて移動させるこ
とにより、各停止位置での撮像視野を二点鎖線ン００で
示す位置に設定することができる。従って５例えば標準
的なりロスマークの中心位Ｔから所定の距離だけ隔てて
１図に示す如く２つの狭い探索領域ｘ１〜Ｘｘ＋’ｌｘ
〜ｙ２を設定し、第１の探索領域（Ｘユ〜Ｘ２）では第
１５図（Ａ）に示す標準パターン２０１を用い、第２の
探索領域（ｙ□〜ｙｚ）では第１５図（Ｂ）に示す標準
パターン２０２を用いてパターンマツチングを行なえば
、各探索領域で検出された標準パターンとの最大−軟度
を示す部分パターン切り出し位置の座標から、実際のマ
ーク中心位置のＸ、Ｙ座標を求めることができる。この
場合の各探索領域は、標準パターンと同一の特徴をもつ
パターンが１つしか存在しない範囲に設定できるため、
標パターン２０１゜２０２にサンプリングされない高分
解能のパターンを適用できる。

第１６図（Ａ）は上述した方法によって４つのクロスマ
ーク６ａ〜６ｄｔ−順次に検出し、プリント基板の位置
ずれを補正するルーチン３０２の詳細なプログラムフロ
ーチャートである。このプログラムでは、ルーチン４０
２でプリント基板を左下端のマーク６ａの位置に移動し
、ルーチン４０４でマーク位置を検出する。これが終る
と判定ルーチン４０６で検出結果を判定し、マーク検出
が正常に終了していれば４０８に進み、マーク検出に失
敗していれば異常終了処理ルーチン４３６に進む。ルー
チン４０８〜４１２では上記と同様に、右下端マーク６
ｂの位置を検出する。右下端マーク６ｂについての位置
解出が正常に終了していれば、ルーチン４１４に進み、
左右のマークのＸ座標の差から回転ずれ量を算出する０
回転方向のずれ量が許容値以内であれば１判定ルーチン
４１６から４２２に進み、そうでなければ判定ルーチン
４１８に進んで既に行なった回転ずれ修正の回数につい
てチエツクする。もし規定の回数の修正を済ませていれ
ば、自動修正不能とみなして異常終了し、そうでなけれ
ば基板移動テーブル２０に２軸回りの補正動作を行なわ
せ、ルーチン４０２に戻る。ルーチン４２２〜４３２で
は、４０２〜４１４と同様にして右上端マーク６ｅと左
上端マーク６ｄを検出する。全てのマークについて位置
検出が正常に終了すると１判定ルーチン４３２から４３
４に進み、プリント基板を基準位置に一致させるための
Ｘ、Ｙ方向のずれ量を算出し、これを補正する方向に基
板移動テーブル２０を駆動する。このプログラム処理に
よって、プリント基板１は標準のｘｙ座標系の原点に位
置したことになり、これを起点として基板移動テーブル
２０を数値制御することにより、各部品搭載位置が吸若
ヘッド２５の直下に順次に位置合せできる。

第１６図（Ｂ）は上記プログラムにおけるマーク位置検
出のためのルーチン４０４，４１４゜４２４および４３
０に相当するサブプログラムの詳細フローチャートであ
る。このプログラムでは、開始ルーチン４４０で各種の
パラメータをイニシャライズした後、ルーチン４４２で
標準パターンの指定パラメータの番号を「０」にセット
する。

この番号が「０」のときは、ルーチン４４４で第１の探
索領域（Ｘ工〜Ｘ２）が指定され、ルーチン４４６で標
準パターン２０１を用いた精パターンマツチングが実行
される。つまり、第９図の信号４４ａ、４４に、４４ｂ
が出力される。パターン検出回路から終了信号６０ｆが
出力されると、ルーチン４４８が実行され、信％４４ｎ
と４４ｉが出力されてレジスタ６５．６６の内容がメモ
リ４１に読み込まれる０次のルーチン４５０ではパター
ン番号を１だけ増やす、パターン番号が１以下であれば
、判定ルーチン４５２からルーチン４４４に戻り、標準
パターン２０２を用いて第２の探索領域（ｙ工〜ｙｚ）
で上記と同様のパターンマツチングが行なわれる。第２
の探索領域でのパターンマツチングが完了していれば、
ルーチン４５４に進み、メモリ４１に読み込まれた２つ
の一致度データが所定値以上が否か判定し、所定値以上
であれば、ルーチン４５６でクロスマークの中心位Ｉｎ
の計算を行なった後、終了ルーチン４６４に進む。もし
−軟度が規定値よりも小さければ、ルーチン４５８で二
値化しきい値の変更回数をチエツクする。二値化しきい
値はパターンマツチングの一致度に影響があり、既に規
定の回数の変更が済んでいれば、ルーチン４６０に進ん
で異常終了処理を行なう。そうでなければルーチン４６
２で二値化しきい値を現在値よりもわずかに変更し。

ルーチン４４２に戻る。二値化しきい値の変更は信号４
４ｆとして出力するデータの値を変えることにより達成
される。

第１７図は第１３図のルーチン３１２　（３２２゜３３
２）の詳細なプログラムフローチャートである。このプ
ログラムでは、先ず供給装置２２からワークパレット２
３に部品に供給しくルーチン４２７）、予め記憶されて
いる位置データに従って基板移動テーブル２０を次の部
品搭載位置に移動させ（ルーチン４７４）、ワークパレ
ット２３を所定距離だけ前進させる（ルーチン４７６）
。

ワークパレットは部品１０が吸着ヘッド２５の直下に来
た位置で停止する０次いで、吸着ヘッド２５を初期位置
から所定距離だけ下降させ（ルーチン４７８）、吸着バ
ルブを開いて部品を吸着動作させる（ルーチン４８０）
。これが終ると５部品の下端がワークパレットの上面よ
り完全に離間゛する位置まで吸着ヘッドを上昇させ（ル
ーチン４８２）、ワークパレットを初期位置、すなわち
次の部品を受は取る位置まで戻す（ルーチン４８４）。

ワークパレットが退避すると、吸着ヘッド２５を所定距
離下降させ（ルーチン４８６）、反射板２７を部品の直
下に挿入する（ルーチン４８８）、このとき、吸着ヘッ
ドは部品のリード線１１が対物レンズ３１の焦点距離に
一致する位置で停止する。

第１８図は第１３図の部品搭載ルーチン３１５の詳細な
プログラムフローチャートを示す。このプログラムでは
、反射板を初期位置に復帰させた後（ルーチン５０２）
、吸着ヘッド２５をプリント基板の表面位置まで降下さ
せ（ルーチン５０４）、仮接着のための背圧が加わるよ
うに更に一定の距離だけ降下させ（ルーチン５０６）、
これが終ると初期位置に復帰させる（ルーチン５０８）
。

次に、第１３図の部品位置補正ルーチン３１３（３２３
，３３３）の詳細なプログラム・フローチャートを第１
９図によって説明する。

既に第２図〜第４図で説明したように、この実施例では
ＬＳＩ部品とＳＳＩ部品については３箇所、Ｒ部品につ
いては２箇所の互いに位置の異なる撮像領域を設定し、
各撮像領域で検出したリード線の位は関係から吸着され
た電子部品の姿勢と位置ずれを判断するようにしている
。これらの領域の撮像は第２のテレビカメラ３０で行な
われ、また、電子部品に位置ずれがあった場合にまは。

Ｘ、Ｙ方向の位置ずれは載板移動テーブルでプリン１〜
ＪＩｓ板を移動させることによって補正し、回転方向の
位置ずれのみを吸着ヘッドの回転動作によって補正する
ようにしている。

第１９図に示した部品位置補正ルーチンのプログラムは
、ルーチン５２２で第１検出位置１例えば撮像領域１３
ａに対物レンズ３１を移動し、ルーチン５２４で最も端
に位置して撮像されたリード線Ｌｌａの位置を検出する
８次にルーチン５２６で第２検出位置、例えば撮像領域
１３ｂに対物レンズ３１を移動し、ルーチン５２８で最
も端に位置して撮像されたリード線１１ｂの位置を検出
する。このようにして２本のリード線の位置が検出され
ると、ルーチン５３０において各リード線のＸ、Ｙ座標
から電子部品のＺ軸回りの回転ずれ量を求めることがで
きる。また第２図、第３図。

第５図から理解できるように、リード線はクランク状に
折り曲げられているため長手方向、すなわちリード１ｉ
ｌｌａ、ｌｌｂについてはｙ軸方向の長さにばらつきが
あるが、これと直交する軸方向には高い位置精度をもっ
ている。従って第１．第２の検出位置で検出された２つ
のリード線１１ａ。

１１ｂのＸ座標は電子部品のＸ軸方向の正確な位置計算
に用いることができ、この計算をルーチン５３０で行な
う、ルーチン５３２では、前のルーチン５３０で求めた
回転方向ずれ量に応じて、吸着ヘッドの駆動装置を位置
ずれ補正方向に動作させる。判定ルーチン５３４では上
記補正量を予め定められた値と比較し、補正量が大きれ
ればルーチン５２２に戻って上述した動作を再度繰り返
し、そうでなければルーチン５３６に進む。ルーチン５
３６では現在処理している部品の種類がＲ部品か否かを
判定する。Ｒ部品であればルーチン５３８に進み、既に
検出されている２本のリード線のＹ座標から部品のＹ座
標を算出し、終了ルーチン５４６に進む。ＬＳＩ部品、
ＳＳＩ部品の場合には、判定ルーチン５３６から５４０
，５４２に進み、第３検出位７２１３　ｃにおいてリー
ド線１１ｃを検出し、そのＹ座標に基づいてルーチン５
４４で部品の正確なＹ座標を計算する。

以上の部品位置補正プログラムにおいて、リード線の位
置を検出するルーチン５２４，５２８゜５４２では、撮
像視野に含まれる同一形状の多数のリード線の中から特
定のり−ト線の中から特定のリード線を選択するための
工夫が必要となる。

そこで本発明では、第２０図に示すように、先ずサンプ
リングによって広い範囲の特徴を圧縮させた粗い標準パ
ターンを用いて複数のリード線を検出する（ルーチン５
５２）、この複数のリード線検出には、設定された探索
領域を複数の区画に分割し、各分割領域毎に標準パター
ンと画像から切り出した部品パターンとの最大−政変を
求める方式を採用する。このようにすれば、検出された
複数本のリード線の相対的な位置関係から、目標とする
最端のリード線を特定することができる。この粗い位置
検出ルーチン５５４で上記位置検出が成功したか否かを
判定し、不成功なら異常終了ルーチン５６０に進み、成
功していればルーチン５５６に進む。ルーチン５５６で
は、既に特定されているリード線の粗い位置データから
、クロスマークの検出で行なったと同様に狭い範囲の探
索領域を設定し、サンプリングのない精密な標準パター
ンを用いてパターンマツチングを実行する。

これによって目標とするリード線の正確なＸ、　Ｙ座標
を求めることができる。ルーチン５５８は上記精位置検
出が成功したか否かを判定し、不成功なら異常終了ルー
チンに進み、そうでなければ終了ルーチン５６２に進む
。

粗位置検出ルーチン５５２の詳細を第２１図のサブプロ
グラム・フローチャートと第２２図を参照して説明する
。

このプログラムでは、先ずルーチン６０２において、パ
ターンマツチングに使用する粗標準パターンを信号４４
にとしてレジスタ６４に設定する。

使用する！！Ａ準パターンは電子部品の種類と撮像領域
、すなわち第１〜第３のどの検出位置かによって異なる
が、その指定はこのサブプログラムに分岐する前にパラ
メータ設定により行なわれている。

例えばＬＳＩ部品の第２検出位置では、撮像領域１３ｂ
に第２２図（Ａ）、あるいは（Ｂ）の如くリード線が映
し出され、各リード線の先端部の位置を検出するための
標準パターンとして第２３図のものが用いられる。この
標準パターン２２０は１２Ｘ１２絵素からなり、第２２
図（Ａ）に破線枠２２１で示す如く、リード線の先端部
と一致する特徴パターンを含んでいる。同様の標準パタ
ーンがリード線の種類毎に各検出位置に応じて用意され
ている。

ルーチン６０４では、サンプリング間隔を指定するパラ
メータと撮像領域を複数の区画に分割するためのパラメ
ータを、それぞれ信号４４ａ、信号４４ｃとしてタイミ
ング制御回路６０および領域分割回路７０に出力する。

これによって１例えば第２２図、（Ａ）、（Ｂ）に示す
如く、区画２１０〜２１４に分割された探索領域が設定
される。区画に含まれるリード線の大きさ、間隔によっ
て決める。６０８はこのように分割された各区画毎に標
準パターンと最も一致する部分パターンの位置を検出す
るルーチンであり、これによってデータ処理装置４０か
ら領域分割回路にスタートの指示信号４４ｄが出力され
、パターン検出回路５ｏが動作する。領域分割回路が終
了信号７０ｅを出力すると、ルーチン６１０によって座
標メモリ７３と一致度メモリ７２から各区画毎のデータ
を読み取る。これらのデータは、ルーチン６１２におい
て、一致度が所定の値を越えるものだけがリード線の候
補点データとして選択される。

６１４は選択された候補点データの有無を判定するルー
チンであり、もし候補に該当するデータが全くなければ
ルーチン６２４に進み、二値化しきい値の変更が既に規
定回数だけ行なわれたか否かを判定する。この判定がし
きい値変更が規定回数終了していればルーチン６２６に
進んで異常終了処理とし、そうでなければルーチン６２
８でしきい値を変え、ルーチン６０８からの処理を再度
行なう。リード線の候補点となるデータが存在する場合
には、ルーチン６１４から６１６に進み、候補点の位置
関係を調べる。ここでは、極めて接近した位置関係で２
以上の候補点が存在する場合、それらの中から最大一致
度をもつ１つの候補点を残し、他を消去する。これは区
画とリード線との位置関係によって、１つのリード線に
ついて２以上の区画でデータ登録が生じ得るからである
。ルーチン６２０では、このように整理された候補点の
中からＸ、Ｙ座標の位置関係によって目標とするリード
線の有無を判定する。もし最端に位置した目標とするリ
ード線が見つかればル−チン６２２に進み、このリード
線の特定点の位置座標、例えば第２２図のＱ点の座標を
算出し、終了ルーチン６３０に進む。そうでなければル
ーチン６２４に進み、二値化しきい値を変更して再度パ
ターン検出を行なうか否かを判定する。

次に、精位置検出ルーチン５５６の詳細を第２４図のプ
ログラムフローチャートと第２５図、第２６図を参照し
て説明する。上述の粗位置検出ではサンプリングされた
粗い標準パターンを用いているため、求められた特定点
ＱのＸ、Ｙ座標はサンプリング間隔に相当する誤差を含
む。そこで第２５図の如（、点Ｑの座標と特定の位置関
係にあるＸ１〜Ｘ２＋　Ｘｙ〜ｘ＊ｒ　ｙｘ〜ｙｚを第
１．第２゜第３の探索領域に指定し、それぞれの領域で
第２６図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す精密な標準パタ
ーンを用いた位置検出を行なう。これらの標準パターン
も１２Ｘ１２絵素からなっている。このようにすれば、
第１．第２の探索領域で求めたＸ座標の中心から点Ｑの
正確なＸ座標が求まり、また第３領域で求めたＹｓｉ標
から点Ｑの正確なＹ座標が求まる。

第２４図のプログラムでは、先ずルーチン６４２で、使
用する標準パターンを示すパラメータに番号「Ｏ」をセ
ットする。この番号が「０」のときは、ルーチン６４４
〜６４８において、例えば第２６図（Ａ）の標準パター
ン２３１を用い、探索領域をＸ１〜ｘ２に指定したパタ
ーンマツチングを実行し、検出されたＸ、Ｙ座標と一致
度データを番号に対応した所定のメモリ領域に登録する
ようデータ処理装置が動作する。上記パラメータはルー
チン６５０で＋１される。判定ルーチン６５２はこの値
が１より大きいか否かを判定し、１より大きければルー
チン６５４に進み、そうでなければ６４４に戻る。これ
によって１番号「１」に対応して標準パターン２３２を
用い、Ｘ、〜Ｘ。

を探索領域とするパターンマツチングが実行される。

ルーチン６５４は２回のパターンマツチングにより得ら
れた一致度が所定値以上が否かを判定する。−軟度が低
ければルーチン６６０，６６２に進んで映像二値化のし
きい値を変更し、ルーチン６４２からの処理をやり直す
。高い一致度が得られれば、ルーチン６５４から６５６
に進み、２つのＸ座標からリード線の幅を検出する。こ
のリード幅はルーチン６５８で判定され、予め部品毎に
決っている標準値の許容範囲に収まっているか否かが判
定される。もし誤差が大き過ぎればルーチン６６０に進
み、映像の二値化しきい値を変える。

許容範囲内にあればルーチン６６４，６６６に進み、第
３の探索範＠ｙ工〜ｙ２で標準パターン２３３を用いた
パターンマツチングを実行する。

このマツチング結果はルーチン６６８で判定され。

高い一致度が得られていればルーチン６７０に進んでリ
ード線の中心点ＱのＸ、Ｙ座標が計算される。次いでル
ーチン６７２において上記計算結果が撮像視野に対応し
た所定のメモリ領域に記憶され、終了ルーチン６７６に
進む。

尚、上記の説明は撮像領域１３ｂのｙ軸方向に延びるリ
ード線の位置検出について述べたが、これとは逆向きあ
るいは直交関係にある第１．第３の撮像領域１３ａ、１
３ｃにおいては第２６図（Ｄ）に示す標準パターン２３
４が必要となる。

また第２．第３の撮像領域ではリード幅およびその中心
位置の計算に用いるＸ座標とＹｆ′！ｉ標が逆の関係に
なる。これらの事項については、第２４図のプログラム
の個々のルーチンにおいて、その時点での部品の種類お
よび撮像領域を示すパラメータを参照して処理内容を決
めるようにすればよいため、このプログラムを複数種類
の部品の複数の撮像視野に共通に適用できる。また、第
２６図と第１５図の１ｌｉｌ＄！！パターンは共用でき
る。

第２７図は１以上説明したプログラム制御による１個の
部品の吸着から基板上への搭載までの各部の動作をタイ
ムチャートに示したものである。

以上説明したように、本発明の自動組立装置では２台の
撮像装置を用い、第１の撮像装置で基板の位置検出を行
ない、第２の撮像装置で部品の位置検出を行なうように
している。互いに異なる高さに位置した検出対象に対し
て、このように２台の撮像装置を用いることによって、
焦点合せ作業が不要となり、処理時間の短縮と検出精度
の向上および撮像系位置合せ機構の簡単化が図れる。ま
た、本発明によれば部品の位置検出を複数の撮像視野で
行なった特徴検出の結果から求めるようにしているため
、大きさの異なる部品を同一の認識手法で位置検出でき
、特に対物レンズの移動によって撮像視野を切り換える
方式を採用した場合には、これらの認識処理を簡単な機
構で短詩Ｉｍに実現できる。この場合、第６図に示した
ように部品を背面から照明し、そのシルエツト像を撮漁
するようにすると、単に部品表面の曲面での光反射に起
因した部品形状の乱れを防止できるばかりでなく、部品
の背面にある基板表面の模様を遮蔽して部品のみ撮像で
きるため、パターンの誤認識を防止できる利点がある。

尚、実施例では部品と基板との間に光反射板を挿入し、
投光器からの横方向の投射光が上記光反射板で上向きに
反射されて部品のシルエツト像が撮像されるようにした
が、この反射板は部品の位置検出時に挿入され部品搭載
時に吸着ヘッド直下から退避できればよいため、第６図
のワークパレット２４を光反射板と兼用させ、要素２７
．２８を省略した構造としてもよい。

この場合、ワークパレットの部品受は部２４を透明部材
で構成し、その内側に光源を内蔵するか、あるいは部品
受は部２４の内側に反射板を取り付け、投光器２９から
の光が上向きに反射すればよい。

実施例ではＬＳＩ等の電子部品をプリント基板上の端子
形成面に重ねる組立作業について述べているが、本発明
の特徴的な構成は、部品を基板上に設けた孔に差し込む
作業等、実施例以外の組立作業の自動化にも適用できる
こと明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子部品が搭載されるプリント基板１の１例を
示す図、第２図、第３図および第４図はそれぞれ上記プ
リント基板に搭載される電子部品１０の形状の１例を示
す図、第５図はプリント基板上の端子と電子部品のリー
ド線端部の接続状態を示す図、第６図はプリント基板上
に上記電子部品を自動的に搭載する装置の機構部を概略
的に示す斜視図、第７図は上記自動搭載装置の第１の撮
像装置の光学系を説明するための図、第８図は上記自動
搭載装置の制御系の全体構成を示すブロック図、第９図
は上記第８図におけるパターン検出回路５０の具体的構
成の１例を示すブロック図、第１０図は第９図における
映像メモリ６２と部分パターン切り出し回路６３の具体
的構成を示す図、第１１図は第９図におけるタイミング
制御回路６０の具体的構成を示す図、第１２図は第９図
における領域分割回路７０の具体的構成を示す図。 第１３図は上記自動搭載装置の概略的な制御手順を示す
プログラム・フローチャート、第１４図はプリント基板
１に形成されている位置決め用のクロスマークの形状と
撮像視野との関係を示す図、第１５図（Ａ）、（Ｂ）は
それぞれ上記クロスマークの位置検出に適用される標準
パターンを示す図、第１６図（Ａ）は第１３図における
プリント基板り位置補正ルーチン３０２の詳細を示すプ
ログラム・フローチャート、第１６図（Ｂ）は第１６図
（Ａ）におけるマーク位置検出ルーチン４０４の更に詳
細な手順を示すプログラム・フローチャート、第１７図
は第１３図における部品供給ルーチン３１２．の詳細を
示すプログラム・フローチャート、第１８図は第１３図
における部品搭載ルーチン３１５の詳細を示すプログラ
ム・フローチャート、第１９図は第１３図のルーチン３
１３の詳細を示すプログラム・フローチャート、第２０
図は第１９図のリード線位置検出ルーチン５２４　（５
２８，５４２）の詳細を示すプログラム・フローチャー
ト、第２１図は第２０図のリード線粗位置検出ルーチン
５５２の更に詳細な手順を示すプログラム・フローチャ
ート、第２２図（Ａ）、（Ｂ）は撮像視野に含まれるリ
ード線と領域分割との関係を説明するための図、第２３
図は粗位置検出のために適用する標準パターンの１例を
、示す図、第２４図は第２０図のリード線精位置検出ル
ーチン５５６の更に詳細な手順を示すプログラム・フロ
ーチャート、第２５図は上記精位置検出のために設定さ
れるパターン探索領域の説明図、第２６図（Ａ）〜（Ｄ
）はそれぞれ精位置検出のために適用される標準パター
ンの１例を示す図、第２７図は上記自動搭載装置により
１つの電子部品が処理される期間内における主要素の動
るプリント基板、２０はプリント基板移動テーブル、２
２は部品供給装置、２３はワークパレット、２５は部品
を保持するための真空吸着ヘッド、２７は光反射板、３
０は部品位置検出用のテレビカメラ、３４は基板位ｌ検
出用のテレビカメラ、３１．３５は対物レンズ、３２．
３６は接眼レンズ、２９．３７は投光器である。 第７目 ／ ｔρＣ ）へ　７２昏口 第１夕目 （Ａ） （Ｂ） ２１／ 第１７目 竿／３目

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．複数のリード線を有する部品を搭載すべき基板上の
   所定位置の上空に移動するための部品移動手段と、移動
   した上記部品のリード線に基板上から光を照射するため
   の照射手段と、上記照射手段により照射された光の透過
   光により上記部品のリード線の少なくとも２つの部品領
   域を撮像するための撮像手段と、上記部品のリード線の
   先端を含む検出すべき少なくとも２つの特定領域の基準
   位置情報を記憶する記憶手段と、上記記憶手段から読み
   出される検出すべき特定領域の基準位置情報に応じて、
   上記撮像手段の撮像領域を移動させる手段と、移動後に
   上記撮像手段により撮像された撮像領域を上記部品のリ
   ード線の大きさまたは間隔に基づいて分割し、分割され
   た領域に存在する上記リード線のうち先端に位置するリ
   ード線の部分パターンの上記撮像手段からみた位置を検
   出する手段とを有することを特徴とする部品の位置検出
   装置。