JPH03253100A - 視覚認識位置補正方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、予め教示されている位置への、ロボットなど
による正確な位置決めに、テレビジョンカメラなどを用
いた視覚Ｈによる補正を適用したシステムに係り、特に
マウンタなどと呼ばれている、プリント配線基板への部
品自動搭載機に好適な視覚認識位置補正方法に関する。

〔従来の技術〕

プリント配線基板への電子部品などの搭載に際しては、
まず、標準的なプリント配線基板を用いて、搭載位置の
教示（ティーチング）を行ない、以後、この教示により
与えられている位置に電子部品などを搭載してゆくので
あるが、このとき、プリント配線基板のマウンタへの設
置位置のずれや、プリント配線基板自体のパターンのず
れなどにより、教示データによる位置決めだけでは所定
の精度保持か困難である。

そこで、従来から、テレビジョンカメラなどによ）ノ、
教示点ごとに位置決め点となるランドの画像データを取
り込み、この画像データの解析により位置ずれ補正を行
なうようにした、いわゆる視覚認識による補正方法が適
用されており、その例を、 特開昭６２−１８５１０５号 特開昭６３−２６５１０４号 ＃［’　ｌ　　−１７３８０４号 の各公報に見ることが出来る。

〔発明が解決しようとしている課題〕

上記従来技術は、視覚認識に使用されるテレビジョンカ
メラ（以下、ＴＶカメラという）などの撮像視野をあま
り広くすることが出来ない点について配慮がされておら
ず、上記した教示点での位置ずれ量が大きくなったとき
には、ランドなどの撮像対象物が撮像視野から外れ、搭
載動作が停止されてしまうという問題があった。

なお、上記したＴＶカメラなどによる撮像視野を広く出
来ないことの理由は、以下のとおりである。すなわち、
撮像視野を広くすると、なるほど撮像対象物が視野から
外れてしまうのは防げるかも知れないが、他方、画素当
りの分解能が荒くなり、必要な測定精度が保持出来なく
なる。さらに撮像視野を広げすぎると、同一の視野内に
複数の撮像対象物が入り、必要な対象物の特定か困難に
なったり、不可能になったりしてしまうからである。

本発明の目的は、必要な測定精度の保持のもとで、常に
確実に撮像対象物を撮像視野内に収めることができ、搭
載動作の停止によるダウンタイムの発生を充分に抑える
ことができるようにした、視覚認識位置補正方法を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を遠戚するために、各教示点で視覚認識により
検出した位置補正の結果に基づいて、その教示点の次の
教示点での教示位置を逐次補正して行くようにしたもの
である。

〔作用〕

各教示点で視覚認識により検出した位置補正量は、この
教示点でのずれ量を表わすと共に、次の教示点でのずれ
を予想する量ともなっている筈である。従って、この位
置補正量に基ついて次の教示点位置を補正してやれば、
この位置補正量は、次の教示点で撮像対象物がずれて居
ると予想される位置へと撮像視野を移動させるように作
用し、常に撮像対象物を撮像視野内に収めることが出来
る。

〔実施例〕

以下、本発明による視覚認識位置補正方法について、図
示の実施例により詳細に説明する。

まず、本発明をマウンタに適用した第１の実施例につい
て、第１図により説明する。

この第１図において、１ａはマウンタに対して予め教示
しである搭載位置に設置されたプリント基板を表わし、
１ｂは搭載動作時に実際にマウンタによって設置されて
しまった位置にあるプリント基板を表わす。

まず、ティーチング時、プリント基板１ａをマウンタ内
へ設置し、ランド２ａ、３ａの位置を教示する。このと
き、これらのランド２ａ、３ａを各々認識するための視
覚認識エリアを、それぞれ５ａ、６ａとする。

次に、実際に部品をプリント基板上へ搭載するときには
、教示した順に部品を搭載してゆくので、プリント基板
１ａのランド２ｂ（Ｎ番目）、ランド３ｂ（Ｎ＋１番目
）の順で搭載する。

そこで、先ずＮ番目に部品を搭載すべきランド２ｂにつ
いて、ランド２ａを教示したときの視覚認識エリア４ａ
を使って視野内での位置を求める。

しかして、このとき求めた位置は視覚認識視野内におけ
る位置として表わされているため、それをマウンタが保
有している座標系での位置へ変換する。

マウンタの位置へ変換した後、マウンタは、その位置へ
部品を搭載する。

また、これと並行して、マウンタは、実際に部品を搭載
したランド２ｂと教示したランド２ａとの位置の差を求
め、それらを第２図に示すように、位置の差ΔＸ、Δｙ
とする。そして、この求めた差ΔＸ、Δｙを視覚認識位
置補正量とする。

次に、Ｎ　＋１番目に部品を搭載するランド３ｂについ
ても、ランド２ｂと同様、視覚認識をして部品を搭載す
るのであるが、第１図に示すように、この場合には、ラ
ンド３ｂは、教示したときの視覚認識エリア６ａの視野
外に有るため、従来技術では認識不可能だった。

しかして、この実施例では、このため、先にＮ番目搭載
の際に求めた視覚認識位置補正量ΔＸ。

Δｙを用い、これらの補正量だけ、視覚認識位置６ａを
移動し、新たな視覚認識位置６ｂを得る。

この補正された視覚認識位置６ｂによれば、ランド３ｂ
が視野内に入るから、これを用いてランド３ｂの位置を
求めるのである。

そして、視覚認識位置６ｂで求めたランド３ｂの位置は
、Ｎ番目で求めたランド２ｂと同様に視覚の視野内での
位置のため、マウンタの位置へ変換し、同様に部品を搭
載するのである。

又、これと並行して、さらに次のＮ＋２番目の視覚認識
位置補正のために、同じくランド３ａとランド３ｂとの
位置の差を求め、新たな視覚認識位置補正量とする。

以降、これらの処理を繰り返して行くのである。

従って、この実施例によれば、従来技術では、視覚認識
エリアから外れていた対象物も、エリア内に取り込める
ようになり、視覚認識不可能で途中停止することがなく
、連続搭載できる効果かある。

次に、第３図により、本発明の第２の実施例について説
明する。

この第３図に示す実施例は、教示時でのランド２ａの位
置と、実際に部品を搭載するときのランド２ｂの位置と
が大きく離れており、教示時の視覚認識エリア５ａでは
認識できない場合に対応したもので、図に７で示しであ
るのはサーチ用の視覚認識エリアで、教示時の視覚認識
エリア５ａを中心にして、視覚認識エリア７を上下左右
斜め方向に逐次移動させ、各位置毎に、視覚の視野内に
ランド２ｂか存在するか否かを調べ、探索を行なうよう
にしたものである。

そして、ランド２が見付かったら、以降は、第１図で説
明した第１の実施例と同じ動作に移行するのである。

第４図は、第１と第２の実施例を組合せた処理に必要な
手順を示したもので、マウンタが搭載動作を開始して、
搭載終了するまでの一連の動作を表わしたものであり、
以下、この第４図に従って説明する。

Ｓｌでは、搭載に先立ち、メモリの初期化を行い、視覚
認識位置補正量をクリアする。

Ｓ２では、搭載するステップＮＯ１に従って、教示済の
位置データ等をメモリから読出す。

Ｓ３では、視覚センサを使ってランドの位置を測定する
ときに、万が一視覚視野内にランドが見つからなかった
場合、マウンタを移動し、再度ランドを探す処理を行う
ので、その回数を予め設定しておく。

Ｓ４では、Ｓ２で読み出した教示済の位置データに視覚
認識位置補正量を加え、視野を教示時と若干能れた位置
へ修正し、その修正した位置へとマウンタを移動させる
。

Ｓ５では、Ｓ４て移動した位置で視覚センサを用いて、
ランドの位置を視野内の座標で求める。

Ｓ６では、Ｓ５の結果から、もし視野内にランドが無か
ったらＳｌｌへ処理を移し、もし視野内にランドが有っ
たらＳ７へ処理を移す。

Ｓ７では、Ｓ６の判断により、視野内にランドが存在し
、その位置が視覚センサから得られているので、その視
覚視野内の位置座標をマウンタ座標へ変換し、その変換
した位置へマウンタを移動する。

Ｓ８では、部品をランドへ搭載する。

Ｓ９では、Ｓ２で読み出した教示済の位置データと、Ｓ
７で求めたランドの位置データとの差をＸ及びｙ方向共
に計算（Ｓ７のデータからＳ２のデータを引＜）シ、そ
の結果を新たな視覚認識位置補正量として、現在設定し
である視覚認識位置補正量と置き換える。

Ｓ１０では、Ｓ８て搭載した部品か最終ステツブの部品
か判断し、もし、最終ステップの部品だったら処理を５
ｅｎｄへ移し終了する。もし、最終ステップでなかった
ら、ステップＮＯ６を歩進してＳ２へ処理を移し、搭載
を継続する。

Ｓｌｌでは、Ｓ６の判断により視覚視野内にランドが存
在しなかったので、第５図に示す探索移動量格納テーブ
ルから、探索回数カウンタに従って、探索移動量（ΔＸ
、Δｙ）を読み出す。

Ｓ１２では、Ｓ２で読み出した教示済の位置データと現
在の視覚認識位置補正量とを加えた値に、Ｓｌｌで読み
出した探索移動量を更に加える。そして、この結果で示
される位置へとマウンタを移動させる。

Ｓ１３では、マウンタがランドを見つけようと教示点周
辺を探索しても、見つからない場合も有るので、成る一
定回数実行しても見つからない場合には、探索を打切っ
て、そのステップの部品は搭載せずに、飛び越して次の
ステップの部品を搭載し始めるようにするために、探索
回数カウンタを歩進し、その回数を成る一定値と比較し
、一定値を超えていたら、処理を５１０へ移すようにす
る。もし、一定値以下ならば、再度ランド探索を行うよ
うに処理を３５へ移す。

従って、この第４図に示した処理手順を実行することに
より、第１図と第３図に示した動作が得られ、常にラン
ドを撮像視野内に収めることが出来、部品搭載動作を継
続させることが出来る。

次に、第６図と第７図は本発明のさらに別の実施例で、
第８図は動作フローを示す。

この実施例は、第１と第２の実施例を用いて求めたラン
ドの位置を利用し、その位置から次ステツプのランドの
位置を予測するようにしたものである。

まず、第６図において、２ａ、３ａ、４ａは教示済のラ
ンド位置を、そして、２ｂ、３ｂ、４ｂは実際のランド
位置をそれぞれ表わす。また、これらのランドに対して
、部品を搭載する順序は、２ｂ、３ｂ、４ｂの順になっ
ているものである。

次に、第８図により説明する。

Ｓ２０で、２ｂのランドに部品を搭載する。

５２１で、３ｂのランドに部品を搭載する。

Ｓ２２で、３ｂと２ｂとのランドの位置の差を第８図に
示すようにして求める。そして、これらの差をΔＸ１．
Δｙ２とする。

５２３では、Ｓ２２で求めた差Δｘｌ、Δｙ１からプリ
ント基板の傾きΔθを、次式により演算する。

Δθ＝ＡｒｃＴａｎ（Δｘ　ＪΔｙ　ｒ　）Ｓ２４では
、Ｓ２３で求めたプリント基板の傾きΔθを使い、ラン
ド４ｂの位置を予測する。先ず、４ａの教示済位置デー
タと３ａの教示済位置データとの差を求める。この差の
データを各々、Ｘ　４３＋　　Ｖ　４　ｓとし、基板の
傾き八〇を考慮してランド４ｂの位置を第７図に従って
予測すると、第７図の視覚認識位置補正量ΔＸ２とΔｙ
、は、Δｘ、＝ｘ、、ｃｏｓΔθ＋ｙ、、ｓｉｎΔθΔ
ｙｘ　＝　ｙ４　ｓ　ＣＯ５Δθ−ｘｏｓｉｎΔＯとな
る。

そこで、これらの視覚認識位置補正量ΔｘｔとΔｙ２を
それぞれランド３ｂの座標に加えて、ランド４ｂの座標
とする。

以上の処理により、ランド２ｂ、３ｂの座標からランド
４ｂの座標を予測することができ、従って、この実施例
によっても、常に確実に、視覚の視野内にランドを捉え
ることができ、部品搭載の継続が可能になる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、必要な測定精度の保持のもとで、常に
確実に撮像対象物を撮像視野内に収めることができるか
ら、マウンタなどに適用して、部品搭載動作の停止によ
るダウンタイムの発生を充分に抑えることができ、稼働
率の向上に大きく寄与するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による視覚認識位置補正方法の第１の実
施例の動作説明図、第２図は教示済データの位置と実際
のランドの位置との関係を示す説明図、第３図は本発明
の第２の実施例の動作説明図、第４図は本発明の実施例
における処理手順を示すフローチャート、第５図は本発
明の一実施例における探索移動量格納テーブルの説明図
、第６図は本発明の第３の実施例の動作説明図、第７図
は教示済データの位置と実際のランド位置との関係を示
す説明図、第８図は本発明の第３の実施例における処理
手順を示すフローチャートである。 １ａ・・・・・・教示位置にあるプリント基板、１ｂ・
・・・・・実際の搭載位置にあるプリント基板、２ａ・
・・・・・Ｎ番目に教示したランド、２ｂ・・・・・・
Ｎ番目に搭載するランド、３ａ・・・・・・Ｎ＋１番目
に教示したランド、３ｂ・・・・・・Ｎ＋１番目に搭載
するランド、４ａ・・・・・Ｎ＋２番目に教示したラン
ド、４ｂ・・・・・・Ｎ千２番目に搭載するランド、５
ａ・・・・・・ランド２ａを教示したときの視野、６ａ
・・・・・・ランド３ａを教示したときの視野、６ｂ・
・・・・・ランド３ｂを搭載するときの視野、７・・・
・・ランドを探索するときの視野。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．プリント配線基板面に存在する複数の教示位置毎に
   順次視覚認識による位置補正を行なって部品を搭載して
   ゆく方式の部品搭載装置において、上記複数の教示位置
   のそれぞれ毎に上記視覚認識により検出した上記位置補
   正の結果に基づいて、その教示位置の次の教示位置での
   位置ずれ量を算定する演算手段を設け、この位置ずれ量
   により上記次の教示位置での位置決めを順次補正するよ
   うに構成したことを特徴とする視覚認識位置補正方法。
2. ２．請求項１の発明において、上記複数の教示位置の内
   の最初に位置決めすべき教示位置の周辺に、この教示位
   置から所定距離離れた少なくとも１の位置決め点を設定
   する手段を備え、上記最初に位置決めすべき教示位置に
   位置決めしたとき、視覚認識が得られなかった場合には
   、上記少なくとも１の位置決め点から視覚認識による位
   置補正を実行するように構成したことを特徴とする視覚
   認識位置補正方法。