JPH10209699A - 実装機の部品認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズル部材に吸着された部品に対して照明手
段から光を照射つつ撮像手段で撮像し、部品認識を行な
う場合に、吸着部品に照射する光の明るさを適正に調整
することができ、これにより部品認識精度を向上する。 【解決手段】 撮像用ユニットの照明部２３からノズル
部材に吸着された部品に照射される光の明るさを検出す
るフォトセンサ３０を備えるとともに、この光の明るさ
の目標値を設定し、この目標値と上記センサ３０による
検出値とを比較し、両者の偏差に応じて上記照明部２３
の光量を制御する照明制御ブロック３７を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズル部材を備え
たヘッドユニットにより電子部品を吸着してプリント基
板上の所定位置に装着するように構成された実装機にお
いて、ノズル部材に吸着された部品の認識を行うための
撮像手段及び照明手段を備えた部品認識装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、部品装着用のノズル部材を有する
ヘッドユニットにより、ＩＣ等の部品を部品供給部から
吸着して、位置決めされているプリント基板上に移送
し、プリント基板の所定の位置に装着するようにした実
装機が一般に知られている。

【０００３】このような実装機においては、ノズル部材
で部品を吸着したときの部品の位置にはある程度のバラ
ツキがあり、部品の吸着位置ズレに応じて装着位置を補
正することが要求される。そのため、吸着された部品を
認識してノズル部材に対する吸着位置ズレを検知した
り、また部品の異常、例えばリードを有する部品であれ
ば、このリードの折れ等を検知するようにしている。

【０００４】このような部品認識を行う装置として、例
えば、ラインセンサ等からなる撮像手段と照明手段とを
実装機の基台上に設置し、部品吸着後のヘッドユニット
を撮像手段上に移動させ、照明手段により部品認識用の
所要の光を吸着部品に照射ししつつ撮像手段により撮像
を行って部品画像を取込み、この取込み画像に基づいて
部品認識を行うようにした装置が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般にこの種の部品認
識装置における照明手段としてはＬＥＤランプが使用さ
れており、明るさの変動を抑制するため定電流回路によ
りＬＥＤランプへの供給電流を一定にしていた。しか
し、このようにしても、ＬＥＤランプが点灯後に自己発
熱で温度変化した場合、その温度変化により明るさが大
きく変化する。このため、撮像された部品の画像の鮮明
度等に影響を及ぼし、画像認識率が悪化する場合があっ
た。

【０００６】また、このような温度変化による明るさの
変動を避けるため、画像認識を行なわないときにもＬＥ
Ｄランプを常に点灯させることで温度を安定させること
も行われているが、この場合、常に点灯させた状態で温
度が過度に高くならないように格別に放熱を考慮する必
要があるとともに、無駄な電力を消費し、しかも、外気
温の変動等による温度変化を完全に排除することは困難
であるため明るさを微妙に調整することができなかっ
た。

【０００７】さらに、吸着部品の種類によって画像認識
のための最適な明るさが異なるので、照明からの光の明
るさを吸着部品に応じて調整することが好ましいが、従
来ではこのような調整も困難であった。

【０００８】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、照明手段から吸着部品に照射する光の
明るさを適正に調整することができ、これにより部品認
識精度を向上することができる実装機の部品認識装置を
提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の実装機の部品認
識装置は、部品吸着用のノズル部材を有するヘッドユニ
ットと、上記ノズル部材に吸着された部品を撮像する撮
像手段と、この部品の撮像時に部品に光を照射する照明
手段とを備え、上記撮像手段により取り込まれた部品の
画像に基づいてノズル部材に吸着された部品の認識を行
うように構成された実装機の部品認識装置において、上
記照明手段から上記部品に照射される光の明るさを検出
する照明光検出手段と、この光の明るさの目標値を設定
し、この目標値と上記照明光検出手段による検出値とを
比較し、両者の偏差に応じて上記照明装置の光量を制御
する制御手段とを備えたものである。

【００１０】この構成によると、照明光検出手段の検出
データに基づいて上記制御手段によりフィードバック制
御が行われ、このフィードバック制御により、上記部品
に照射される光の明るさが目標値となるように調整さ
れ、撮像された部品画像の明るさが適正に保たれる。

【００１１】本発明の装置において、上記照明手段はＬ
ＥＤからなる発光手段を備え、上記制御手段は上記ＬＥ
Ｄに対する通電電流を制御するものであれば、ＬＥＤの
温度変化によって明るさが変化する傾向が生じても、そ
れに応じて上記通電電流が制御されることにより、明る
さが適正に調整される。

【００１２】上記撮像手段と上記照明光検出手段とがほ
ぼ同じ感度特性の素子を用いて構成されていることが好
ましい。このようにすると、上記照明光検出手段により
撮像手段と同様の感度で明るさが検出され、部品画像の
明るさの調整が適正に行われる。

【００１３】また、本発明の装置において、上記撮像手
段は上記ヘッドユニットの移動経路内に配置されたライ
ンセンサからなり、このラインセンサに対してヘッドユ
ニットが相対的に移動する間に撮像が行なわれるように
構成されるとともに、上記ラインセンサに対するヘッド
ユニットの移動速度を検出する移動速度検出手段を備
え、上記設定手段はこの移動速度に応じて上記目標値を
調整するようになっていることが好ましい。

【００１４】このようにラインセンサが用いられる場合
はヘッドユニットが移動する間に画像が取り込まれるこ
とから、照明が同じ明るさでは移動速度が速くなるにつ
れて画像が暗くなるというように、移動速度が画像の明
るさに影響するが、これを加味して目標値が設定される
ことにより、定速移動時以外の加速時や減速時でも、適
正に部品画像の明るさが調整される。

【００１５】上記制御手段は、上記ラインセンサに対し
てヘッドユニットが所定位置まで近づいたときに照明手
段を点灯し、ヘッドユニットがラインセンサを通過した
とき照明手段を消灯するように制御する手段を含むよう
にしておけばよく、このようにすると電力が節減され
る。そしてこのようにしても、フィードバック制御で明
るさは適正に調整される。

【００１６】上記設定手段は、上記ノズル部材に吸着さ
れる部品の種類に応じて上記目標値を設定するものであ
ることが好ましく、このようにすれば、部品毎にそれに
応じた適正な明るさが与えられる。

【００１７】また、上記照明光検出手段は、例えば、上
記照明手段の近傍で、かつ、照明手段から上記部品に向
かう光の経路外に設けられる。このようにすれば、部品
に照射される光の明るさに略比例した明るさが検出され
る。

【００１８】あるいはまた、上記照明光検出手段は、ヘ
ッドユニットにおけるノズルの近傍に設けられる。この
ようにすれば、部品に照射される光の明るさが直接的に
検出される。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明に係る部品認識装置の一例
について図面に基づいて説明する。

【００２０】図１及び図２は、本発明に係る部品認識装
置が搭載された実装機の構造を示している。同図に示す
ように、実装機の基台１上には、プリント基板搬送用の
コンベア２が配置され、プリント基板３がこのコンベア
２上を搬送されて所定の装着作業位置で停止されるよう
になっている。上記コンベア２の側方には、部品供給部
４が配置されている。この部品供給部４は部品供給用の
フィーダーを備え、例えば多数列のテープフィーダー４
ａを備えている。

【００２１】また、上記基台１の上方には、部品装着用
のヘッドユニット５が装備されている。このヘッドユニ
ット５は、部品供給部４とプリント基板３が位置する部
品装着部とにわたって移動可能とされ、当実施例ではＸ
軸方向（コンベア２の方向）およびＹ軸方向（水平面上
でＸ軸と直交する方向）に移動することができるように
なっている。

【００２２】すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向の
固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動さ
れるボールねじ軸８とが配設され、上記固定レール７上
にヘッドユニット支持部材１１が配置されて、この支持
部材１１に設けられたナット部分１２が上記ボールねじ
軸８に螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ
軸方向のガイド部材１３と、Ｘ軸サーボモータ１５によ
り駆動されるボールねじ軸１４とが配設され、上記ガイ
ド部材１３にヘッドユニット５が移動可能に保持され、
このヘッドユニット５に設けられたナット部分（図示せ
ず）が上記ボールねじ軸１４に螺合している。そして、
Ｙ軸サーボモータ９の作動により上記支持部材１１がＹ
軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作
動によりヘッドユニット５が支持部材１１に対してＸ軸
方向に移動するようになっている。

【００２３】また、上記Ｙ軸サーボモータ９及びＸ軸サ
ーボモータ１５には、それぞれロータリエンコーダから
なる位置検出手段１０，１６が設けられており、これに
よって上記ヘッドユニット５の移動位置検出がなされる
ようになっている。

【００２４】上記ヘッドユニット５には、チップ部品吸
着用のノズル部材２０が設けられ、図２に示すように当
実施形態ではＸ軸方向に８つのノズル部材２０が並べて
設けられている。各ノズル部材２０は、それぞれ、ヘッ
ドユニット５のフレームに対して昇降及びノズル中心軸
回りの回転が可能とされ、図外の昇降駆動機構及び回転
駆動機構により作動されるようになっている。なお、上
記昇降駆動機構は、例えば、各ノズル部材２０を同時に
上下動させる全体昇降用サーボモータと、各ノズル部材
２０を個別に一定ストロークだけ昇降させる所定数（８
個）のエアシリンダとを備え、それらを併用することに
より、各ノズル部材２０を所定の上昇位置と下降位置と
にわたって昇降させるように構成されている。また、回
転駆動手段は、１個の回転用サーボモータと、このサー
ボモータの回転を各ノズル部材に伝える伝動機構とから
なっている。

【００２５】また、上記部品供給部４の側方には、上記
ヘッドユニット５の各ノズル部材２０に吸着された部品
を認識するための撮像用ユニット２１が配設されてい
る。

【００２６】上記撮像用ユニット２１は、図３に示すよ
うに、ノズル部材２０に吸着された部品（吸着部品）を
撮像するカメラ２２（撮像手段）を備えるとともに、こ
のカメラ２２の上方に、撮像時に部品に光を照射する照
明部２３（照明手段）を備えている。上記カメラ２２
は、例えばラインセンサからなっている。このラインセ
ンサは、ＣＣＤ固体撮像素子が上記ノズル部材２０の配
列方向と直交する方向（Ｙ軸方向）に並設されてなるも
のであり、スリット部を介して一次元的に部品画像を取
り込むようになっている。

【００２７】そして、実装時には、ヘッドユニット５の
各ノズル部材２０によって部品が吸着された後、ライン
センサの素子の配列方向（主走査方向；Ｙ軸方向）と直
交する方向（副走査方向；Ｘ軸方向）にヘッドユニット
５が移動させられることによって、上記カメラ２２によ
り、各ノズル部材２０に吸着された部品の主走査方向の
画像が、副走査方向に順次取込まれて所定の画像信号が
得られるようになっている。

【００２８】上記照明部２３は、ＬＥＤ等の発光体を備
え、図３に示す例では、カメラ２２への像入射用の空間
の片側に位置して縦基板に多数のＬＥＤ２４ａを配設し
たＬＥＤボード２４、上記ＬＥＤ２４ａからの光を上記
吸着部品に向けるとともに吸着部品からカメラ２２に向
かう光を透過させるように上記空間に介装されたハーフ
ミラー２５、これらの上方で上記空間の両側に位置して
横基板に多数のＬＥＤ２６ａを配設したＬＥＤボード２
６、ＬＥＤ２６ａからの光を上記吸着部品に向けるプリ
ズム２７等を有している。さらに空冷ファン２８が照明
部２３に組み込まれている。そしてこの照明部２３とカ
メラ２２とが、実装機の基板に固定されるフレーム２９
に取り付けられている。

【００２９】さらに撮像用ユニット２１には、吸着部品
に照射される光の明るさを検出するフォトセンサ３０
（照明光検出手段）が組み込まれている。このセンサ３
０は、上記カメラ２２とほぼ同じ特性をもったフォトダ
イオードからなり、照明部２３のＬＥＤ配設部分の近傍
で、かつ、上記吸着部品に向かう光の経路外に設けら
れ、当実施形態ではＬＥＤボード２６の側端部に設けら
れている。

【００３０】また、上記実装機の基台１上において、上
記撮像用ユニット２１の近傍には、ヘッドユニット５が
撮像用ユニット２１に近づいたことを検知するヘッド検
知センサ３１（図４に示す）が設けられており、部品認
識時には、このヘッド検知センサ３１によりヘッドユニ
ット５が検知されることによって上記ラインセンサ２４
による部品画像の取込み開始タイミングが計られるよう
になっている。

【００３１】以上のように構成された実装機は、全体構
成を省略しているが、マイクロコンピュータを構成要素
とする制御装置を備えており、上記Ｙ軸及びＸ軸サーボ
モータ９，１５、ヘッドユニット５の吸着ノズル２０に
対する昇降駆動機構及び回転駆動機構、撮像用ユニット
２１のカメラ２２及び照明部２３等はすべてこの制御装
置に電気的に接続されて統括制御されるようになってい
る。

【００３２】この制御装置には、図４に示すように、画
像認識部３２、クロック信号生成手段３３、開始信号発
生手段３４、一部品終了信号発生手段３５、全部品終了
信号発生手段３６及び照明制御ブロック３７（制御手
段）を含んでいる。

【００３３】上記クロック信号生成手段３３は、分周カ
ウンタ４０、コンパレータ４１、分周レジスタ４２及び
第１、第２ゲート回路４３，４４から構成されており、
上記位置検出手段１６から出力されるパルス列信号を分
周することによってクロック信号を生成、出力するもの
である。

【００３４】具体的には、位置検出手段１６から出力さ
れるパルス列信号のパルス数を分周カウンタ４０でカウ
ントし、コンパレータ４１において、分周レジスタ４２
に予め設定されているカウント数Ｎと比較する。そし
て、設定されたカウント数Ｎに達するとコンパレータ４
１から１パルスの信号を出力するようになっている。

【００３５】すなわち、ヘッドユニット５をラインセン
サからなるカメラ２２に相対応させた状態で、Ｘ軸サー
ボモータ１５の駆動によりヘッドユニット５を上記カメ
ラ２２に対して相対的に移動させ、このときのヘッドユ
ニット５のＸ軸方向の移動に伴い位置検出手段１６から
出力されるパルス列信号が１／Ｎ倍に分周されることに
よってクロック信号が生成されるようになっている。

【００３６】生成されたクロック信号は、コンパレータ
４１から第１及び第２ゲート回路４３，４４に出力され
る。第１ゲート回路４３には、上記ヘッド検知センサ３
１からの検知信号が入力されるようになっており、この
信号の入力に応じて第１ゲート回路４３からクロック信
号を開始信号発生手段３４に出力するようになってい
る。また、第２ゲート回路４４には、開始信号発生手段
３４から出力される後記取込み開始信号が入力されるよ
うになっており、この信号の入力に応じて第２ゲート回
路４４からクロック信号を撮像用ユニット２１及び一部
品終了信号発生手段３５に出力するようになっている。

【００３７】上記開始信号発生手段３４は、取込み開始
カウンタ４６、コンパレータ４７及び取込み開始レジス
タ４８から構成されており、上記第１ゲート回路４３か
ら出力される上記クロック信号を取込み開始カウンタ４
６でカウントし、コンパレータ４７において、取込み開
始レジスタ４８に予め設定されているカウント数と比較
するようになっている。このカウント数は、ヘッドユニ
ット５がヘッド検知センサ３１により検出されてから撮
像用ユニット２１の直前に達するまでの移動距離に対応
するうように設定されている。そして、設定されたカウ
ント数に達するとコンパレータ４７から上記第２ゲート
回路４４に取込開始信号を出力するようになっている。
このように取込開始信号が第２ゲート回路４４に出力さ
れることにより上述のように撮像用ユニット２１へのク
ロック信号の出力が開始され、このクロック信号に同期
したタイミングで上記カメラ２２による部品画像の取込
みが開始されるようになっている。

【００３８】上記一部品終了信号発生手段３５は、ライ
ン数カウンタ４９、コンパレータ５０及びライン数レジ
スタ５１から構成されており、上記第２ゲート回路４４
から出力される上記クロック信号をライン数カウンタ４
９でカウントし、コンパレータ５０において、ライン数
レジスタ５１に予め設定されているカウント数と比較す
るようになっている。そして、設定されたカウント数に
達するとコンパレータ５０から全部品終了信号発生手段
３６及び照明制御ブロック３７へ一部品終了信号、すな
わち上記カメラ２２による一部品の部品画像の取込みが
終了した旨を示す信号を出力するようになっている。

【００３９】なお、上記ライン数レジスタ５１に設定さ
れるカウント数は、認識対象となる部品の種類等に基づ
いて、一部品画像を取込むことができる値に設定されて
いる。

【００４０】上記全部品終了信号発生手段３６は、部品
数カウンタ５２、コンパレータ５３及び部品数レジスタ
５４から構成されており、上記一部品終了信号発生手段
３４から出力される一部品終了信号を部品数カウンタ５
２でカウントし、コンパレータ５３において、部品数レ
ジスタ５４に予め設定されているカウント数と比較する
ようになっている。そして、設定されたカウント数に達
するとコンパレータ５３から画像認識部３２及び照明制
御ブロック３７へ全部品終了信号、すなわちカメラ２２
による全部品の部品画像の取込みが終了した旨を示す信
号を出力するようになっている。

【００４１】上記画像認識部３２は、上記クロック信号
に同期して上記カメラ２２によって取込まれた画像デー
タを画像メモリに書き込み、この画像データに所定の画
像処理を施すことによって部品を認識するものである。

【００４２】一方、上記照明制御ブロック３７は、位置
検出手段１６から出力されるパルス列信号、ヘッド検知
センサ３１からの検知信号、撮像用ユニット２１に設け
られたフォトセンサ３０からの検知信号、上記一部品終
了信号及び全部品終了信号等を入力し、これらの信号に
基づいて光量を制御する信号を撮像用ユニット２１の照
明部２３に対して出力するようになっている。

【００４３】上記照明制御ブロック３７の具体的構成を
図５によって説明すると、この照明制御ブロック３７
は、明るさ検出回路６１、比較回路６２、誤差積分回路
６３及び照明ドライブ回路６４によって構成されるフィ
ードバック制御系を有し、このフィードバック制御系に
より、フォトセンサ３０で検出される光の明るさを目標
値とするように照明部２３の光量が制御されるようにな
っている。すなわち、上記明るさ検出回路６１により、
フォトセンサ３０からの検知信号に基づいて、照明部２
２から吸着部品に照射される光の明度が検出され、その
明度信号と、明るさの目標値に相当する明度基準信号と
が比較回路６２に入力される。

【００４４】そして、上記明度基準信号の対する明度信
号の誤差（偏差）を示す誤差信号が比較回路６２から出
力され、上記誤差積分回路６３により、誤差信号を積分
した値に応じた電流指令信号が照明ドライブ回路６４に
与えられる。一方、照明制御ブロック３７に含まれる図
外のＣＰＵからの照明オン・オフ指令も照明ドライブ回
路６４に与えられる。

【００４５】照明ドライブ回路６４は、照明オン指令が
あったときに、上記電流指令信号に応じたドライブ出力
（電流制御信号）を撮像用ユニット２１の照明部２３に
出力し、また、照明オフ指令があったときには照明を消
灯すべくドライブ出力を停止するようになっている。

【００４６】なお、上記明度基準信号は、当実施形態で
は部品に応じた明度指令と、ヘッドユニット５の移動速
度とに応じて設定されるようになっている。すなわち、
最適な画像の明るさは部品毎に異なることから、予め記
憶されている部品データに基づいて図外のＣＰＵにより
吸着部品に応じた明度指令が定められる。また、ヘッド
ユニット５の移動速度が画像の明るさに影響することか
ら、移動速度パルス（位置検出手段１６からのパルス列
信号）がＦ／Ｖ変換部６５（移動速度検出手段）で電圧
に変換されることにより上記移動速度が検出される。そ
して、この移動速度と上記明度指令とが乗算器６６で乗
算されることにより明度基準信号が与えられるようにな
っている。従って、図７のようにヘッドユニット５の移
動速度に比例して照明部２３の照度が変化するように、
明度基準信号が変えられる。

【００４７】図６は上記照明制御ブロック３７に含まれ
るＣＰＵ等による動作フローを示している。この動作フ
ローがスタートすると、先ずヘッド検知センサ３１から
の信号に基づいて照明を点灯すべきか否かが判定される
（ステップＳ１）。そして、ヘッドユニット５が撮像用
ユニット２１に対して所定位置まで近づいたことをヘッ
ド検知センサ３１が検知したときに照明を点灯すべきで
あると判定され、吸着部品に応じた明度指令が出力され
るとともに、照明オン信号が出力され、これにより、図
５に示したフィードバック制御系による照明部２３の明
るさのフィードバック制御が行われる（ステップＳ２，
Ｓ３）。

【００４８】それから、全部品終了信号等に基づいて照
明を消灯すべきか否かが判別され（ステップＳ４）、ヘ
ッドユニット５の各ノズル部材２０に吸着されている全
部品の認識が終了したときに照明を消灯すべきであると
判定されて、照明オフ信号が出力される（ステップＳ
５）。

【００４９】以上のように構成された部品認識装置の作
用を、実装機の実装動作とともに説明する。

【００５０】上記実装機において実装動作が開始される
と、上記ヘッドユニット５が部品供給部４に移動させら
れ、各ノズル部材２０による部品の吸着が行われる。部
品の吸着が完了すると、ヘッドユニット５が撮像用ユニ
ット２１上に移動する。そして、当実施形態のように撮
像用ユニット２１のカメラ２２がラインセンサからなる
場合、部品認識のためのカメラ２２に対するヘッドユニ
ット５の移動が行われる。具体的には、ヘッドユニット
５が撮像用ユニット２１に対する移動経路の一方から他
方に向かってＸ軸方向に移動させられる。

【００５１】部品認識のための移動が開始されてからヘ
ッドユニット５がヘッド検知センサ３１によって検知さ
れると、上記照明ドライブ回路６４に照明オン信号が与
えられることにより、照明部２２への通電が行われて照
明の点灯が行われる。一方、上記クロック信号生成手段
３３から出力されるクロック信号のカウントが開始さ
れ、これが所定のカウント数に達すると開始信号発生手
段３４から部品画像取込み開始信号が出力されてカメラ
２２による部品画像の取込みが開始される。

【００５２】そして、上記クロック信号に同期したタイ
ミングで、吸着部品の主走査方向の画像が、副走査方向
に順次取込まれ、この画像データが画像認識部３２のメ
モリに記憶されるとともに、一つの部品の画像取込みが
完了すると一部品終了信号発生手段３５から一部品終了
信号が出力されて、次の部品の画像取込みが同様に行わ
れる。こうして、全部品の部品画像の取込みが完了する
まで、各部品の画像が順次取込まれていく。

【００５３】このようにヘッドユニット５が移動しつつ
カメラ２２により吸着部品の画像が取り込まれていく
が、その間に照明制御ブロック３７では、フォトセンサ
３０からの信号による明度信号と明度基準信号との比較
に基づいたフィードバック制御により、明度信号が明度
基準信号と一致するように照明部２３に対する供給電流
が制御される。これにより、照明部２３におけるＬＥＤ
２４ａ，２６ａの温度の変動等があった場合でも、それ
に伴う明るさの変動を打ち消すように照明部２３の光量
が制御されて、カメラ２２で取り込まれる画像の明るさ
が適正に調整される。このため、部品認識の精度が高め
られる。

【００５４】とくに、上記フォトセンサ３０をカメラ２
２とほぼ同じ特性をもったフォトダイオードで形成して
おけば、温度変化等に対して明るさの制御が効果的に行
われる。つまり、一般にＬＥＤランプは、温度が変化し
た場合に、明るさが変わるとともに、発光波長も変化す
る傾向があり、一方、カメラ２２の感度は波長によって
異なるため、ＬＥＤランプの光量を同じにしても発光波
長の変化によってカメラ２２の画面での明るさが変わる
可能性があるが、カメラ２２と同種の素材からなるフォ
トセンサ３０を用いて制御を行なえば、波長の変化に伴
う感度変化もカメラ２２と同様に生じるので、カメラ２
２で取り込まれる画像の明るさが適正に制御されること
となる。

【００５５】また、上記のような照明の制御において、
吸着部品の種類に応じた明度指令を与えるようになって
いれば、部品に応じた最適な画像の明るさが得られ、種
々の部品の画像を連続的に取り込んでいくような場合で
も各部品画像の認識の安定性及び精度が良好に保たれ
る。

【００５６】さらに、当実施形態では、図５及び図７に
示すように、ヘッドユニット５の移動速度に応じて照明
部２３の照度を変えるように明度基準信号を設定してい
るため、ヘッドユニット５の移動速度が変化した場合で
も、カメラ２２で取り込まれる画像が適正な明るさとな
るように照明が調整される。従って、ヘッドユニット５
は必ずしも定速で移動している必要はなく、加速中や減
速中にも適正な明るさの画像を取り込んで認識を行なう
ことができる。

【００５７】このため、従来のようなヘッドユニットを
一定速度にするための助走動作が不要となり、助走スペ
ースの短縮化を図れるとともに、これによりラインセン
サの配置場所の自由度が高められ、実装機の省スペース
化を効果的に図ることができ、また、助走動作が不要と
なる分だけ実装時間を短縮することができることから、
これによって実装効率も高められることになる。

【００５８】また、上記のように照明部２３におけるＬ
ＥＤ２４ａ，２６ａの温度が変動しているときでも明る
さを適正に保つように制御し得るので、従来のように照
明部におけるＬＥＤを一定温度に保つべく常時点灯して
おく必要はない。そこで、当実施形態では、ヘッドユニ
ット５が撮像用ユニット２１に近づいて部品認識が開始
される直前に照明部２３が点灯され、全部品認識終了時
に照明部２３が消灯されるようにしており、これによ
り、従来のように常時点灯しておく場合と比べて消費電
力が節減される。

【００５９】なお、本発明の装置の具体的構造は種々変
更可能である。

【００６０】例えば、上記実施形態ではカメラ２２をラ
インセンサで構成しているが、エリアセンサで構成して
もよい。そして、部品認識のための動作としては、各ノ
ズル部材２０の吸着部品をエリアセンサからなるカメラ
上で停止させて撮像すべく、ヘッドユニット５を断続的
に移動させればよい。このようにする場合、照明制御ブ
ロック３７においてヘッドユニット５の移動速度に応じ
た制御は不要となるので、図８のように、制御系統を前
記の図５に示した制御系統からＦ／Ｖ変換器６５及び乗
算器６６を除いた構成とし、明度指令を直接比較回路６
２に入力すればよい。

【００６１】また、照明光検出手段として、上記実施形
態ではフォトセンサ３０をＬＥＤボード２６の側端部に
設けているが、図９に示すように、ハーフミラー２５に
よりＬＥＤボード２４のＬＥＤ２４ａから放射された光
の一部が上方（吸着部品に照射されるべき方向）に反射
されて残りが透過されることを利用し、ハーフミラー２
５を挟んでＬＥＤボード２４と対向する位置にフォトセ
ンサ３０を設けてもよい。

【００６２】あるいは、図１０に示すように、ヘッドユ
ニット５における各ノズル部材２０の近傍にそれぞれフ
ォトセンサ３０を配設してもよい。このようにした場
合、各ノズル部材２０の吸着部品に照射される光が直接
的に検出されて、検出精度の面では好ましい。ただし、
ノズル部材２０と同数だけ配設する必要があり、部品点
数削減のためには図３または図９のように撮像用ユニッ
ト２１に設けておく方が有利である。

【００６３】あるいはまた、カメラ２２で吸着部品を撮
像するときに背景部分に一定明度の部分が存在するよう
にしておき、その部分の画面上の明るさを検出すること
により、上記カメラを利用して照明光検出手段を構成す
るようにしてもよい。

【００６４】また、本発明の部品認識装置が適用される
実装機は、例えば図１１〜図１３に示すような構造であ
ってもよい。これらの図に示す実装機は、ヘッドユニッ
トがＸ軸方向に直線的に移動可能とされる一方、プリン
ト基板を保持する作業ステーションがＹ軸方向に移動可
能となっている。そしてこれらの図に示す例では、２つ
のヘッドユニット１０５Ａ，１０５Ｂが設けられるとと
もに、２個所に作業ステーション１１０Ａ，１１０Ｂが
設けられている。

【００６５】具体的に説明すると、基台１０１上に、プ
リント基板１０３を搬送するコンベア１０２からなる搬
送ラインＬが設けられるとともに、この搬送ラインＬの
上方には、Ｘ軸方向に延びる支持部材１０６が配設さ
れ、この支持部材１０６に、Ｘ軸方向に延びる固定レー
ル１０４と、Ｘ軸サーボモータ１０７により回転駆動さ
れるボールネジ軸１０８とが配設され、上記固定レール
１０４にヘッドユニット１０５Ａが移動自在に装着され
るとともに、このヘッドユニット１０５Ａに設けられた
ナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１０８に螺
合している。そして、Ｘ軸サーボモータ１０７の作動に
よってボールねじ軸１０８が回転することにより、ヘッ
ドユニット１０５ＡがＸ軸方向に移動することができる
ようになっている。なお、以上は一方のヘッドユニット
１０５Ａの駆動系についての説明であるが、他方のヘッ
ドユニット１０５Ｂの駆動系も同様の構成となってい
る。

【００６６】また、上記支持部材１０６の外側方であっ
て、搬送ラインＬに対して点対称的な位置に作業ステー
ション１１０Ａ，１１０Ｂが配設され、各作業ステーシ
ョン１１０Ａ，１１０Ｂにそれぞれプリント基板１０３
を保持する基板保持装置１１１Ａ，１１１Ｂが装備され
ている。

【００６７】上記各作業ステーション配設個所には、点
対称的にそれぞれ、上記基台１０１上にＹ軸方向に延び
る固定レール１１２と、Ｙ軸サーボモータ１１３により
回転駆動されるボールねじ軸１１４とが配設され、上記
固定レール１１２上に上記作業ステーション１１０Ａ，
１１０Ｂがそれぞれ移動可能に装着されるとともに、こ
れら作業ステーション１１０Ａ，１１０Ｂに設けられた
ナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１１４に螺
合している。そして、Ｙ軸サーボモータ１１３の作動に
よってボールねじ軸１１４が回転することにより作業ス
テーション１１０Ａ，１１０ＢがそれぞれＹ軸方向に移
動することができるようになっている。

【００６８】さらに、上記搬送ラインＬ上には、搬送ラ
インＬと作業ステーション１１０Ａ，１１０Ｂとの間で
プリント基板１０３を受け渡すための移載装置１１５が
設けられている。また、上記各作業ステーション１１０
Ａ，１１０Ｂのそれぞれ両側には、部品供給部１１６
Ａ，１１６Ｂ及び１１７Ａ，１１７Ｂが配置されてい
る。

【００６９】このような実装機の構造において、作業ス
テーション１１０Ａ，１１０Ｂと部品供給部１１６Ａ，
１１７Ａとの間で、ヘッドユニット１０５Ａ，１０５Ｂ
の移動経路の途中個所に対応する位置に、撮像用ユニッ
ト２１が配置されている。撮像用ユニット２１の構造及
びこの撮像用ユニット２１を含む部品認識装置の構成
は、前記実施形態と同様である。

【００７０】この実装機によると、ヘッドユニット１０
５Ａ，１０５Ｂが部品供給部で部品を吸着した後、Ｘ軸
方向に移動し、その移動途中において上記撮像用ユニッ
ト２１を通過するときに部品認識が行われ。そして、部
品認識後にヘッドユニット１０５Ａ，１０５Ｂがさらに
作業ステーション１１０Ａ，１１０Ｂ上まで移動し、か
つ、ヘッドユニット１０５Ａ，１０５ＢのＸ軸方向の位
置調節と作業ステーション１１０Ａ，１１０ＢのＹ軸方
向の位置調節とで装着位置が調節されて、プリント基板
１０３への部品の装着が行われることとなる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、照明手
段によりノズル部材に吸着された部品に光を照射しつつ
撮像手段により吸着部品を撮像し、その画像に基づいて
部品の認識を行う実装機の部品認識装置において、上記
照明手段から上記部品に照射される光の明るさを検出
し、その検出値と目標値とを比較し、両者の偏差に応じ
て上記照明装置の光量を制御するようにしているため、
吸着部品に照射される光の明るさをフィードバック制御
により精度良く調整し、撮像された部品画像の明るさを
適正に保つことができる。従って、部品認識の精度を大
幅に向上することができる。

【００７２】この発明において、上記撮像手段と上記照
明光検出手段とをほぼ同じ感度特性の素子により構成す
ると、照明装置からの光の波長が変わった場合等にも、
上記照明光検出手段により撮像手段と同様の感度で検出
を行なうことができ、部品画像の明るさの調整を適正に
行わせることができる。

【００７３】また、撮像手段がラインセンサからなり、
このラインセンサに対してヘッドユニットが相対的に移
動する間に撮像が行なわれるようになっている場合にお
いて、ラインセンサに対するヘッドユニットの移動速度
を検出し、この移動速度に応じて上記目標値を調整する
ようにしておけば、定速移動時以外の加速時や減速時で
も、適正に部品画像の明るさを調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る部品認識装置の一例が適用された
実装機の平面図である。

【図２】同正面図である。

【図３】撮像用ユニットを示す拡大概略断面図である。

【図４】部品認識装置の回路構成図である。

【図５】照明制御ブロックの構成を示すブロック図であ
る。

【図６】照明制御動作を示すフローチャートである。

【図７】ヘッドユニットの移動速度と照明部の光量との
関係を示すグラフである。

【図８】照明制御ブロックの構成の別の例を示すブロッ
ク図である。

【図９】撮像用ユニットにおけるフォトセンサの配置の
別の例を示すを示す拡大概略断面図である。

【図１０】フォトセンサの配置のさらに別の例を示すを
示す拡大概略断面図である。

【図１１】本発明が適用される実装機の別の例を示す平
面図である。

【図１２】同正面図である。

【図１３】同側面図である。

【符号の説明】

３ プリント基板 ５ ヘッドユニット １５ Ｘ軸サーボモータ １６ 位置検出手段 ２０ ノズル部材 ２１ 撮像用ユニット ２２ カメラ ２３ 照明部 ２４ａ，２６ａ ＬＥＤ ３０ フォトセンサ ３１ ヘッド検知センサ ３７ 照明制御ブロック

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品吸着用のノズル部材を有するヘッド
   ユニットと、上記ノズル部材に吸着された部品を撮像す
   る撮像手段と、この部品の撮像時に部品に光を照射する
   照明手段とを備え、上記撮像手段により取り込まれた部
   品の画像に基づいてノズル部材に吸着された部品の認識
   を行うように構成された実装機の部品認識装置におい
   て、上記照明手段から上記部品に照射される光の明るさ
   を検出する照明光検出手段と、この光の明るさの目標値
   を設定し、この目標値と上記照明光検出手段による検出
   値とを比較し、両者の偏差に応じて上記照明装置の光量
   を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする実装機
   の部品認識装置。
2. 【請求項２】 上記照明手段はＬＥＤからなる発光手段
   を備え、上記制御手段は上記ＬＥＤに対する通電電流を
   制御するものであることを特徴とする請求項１記載の実
   装機の部品認識装置。
3. 【請求項３】 上記撮像手段と上記照明光検出手段とが
   ほぼ同じ感度特性の素子を用いて構成されていることを
   特徴とする請求項１または２記載の実装機の部品認識装
   置。
4. 【請求項４】 上記撮像手段は上記ヘッドユニットの移
   動経路内に配置されたラインセンサからなり、このライ
   ンセンサに対してヘッドユニットが相対的に移動する間
   に撮像が行なわれるように構成されるとともに、上記ラ
   インセンサに対するヘッドユニットの移動速度を検出す
   る移動速度検出手段を備え、上記設定手段はこの移動速
   度に応じて上記目標値を調整するようになっていること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の実装機
   の部品認識装置。
5. 【請求項５】 上記制御手段は、上記ラインセンサに対
   してヘッドユニットが所定位置まで近づいたときに照明
   手段を点灯し、ヘッドユニットがラインセンサを通過し
   たとき照明手段を消灯するように制御する手段を含むこ
   とを特徴とする請求項４記載の実装機の部品認識装置。
6. 【請求項６】 上記設定手段は、上記ノズル部材に吸着
   される部品の種類に応じて上記目標値を設定するもので
   あることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載
   の実装機の部品認識装置。
7. 【請求項７】 上記照明光検出手段は、上記照明手段の
   近傍で、かつ、照明手段から上記部品に向かう光の経路
   外に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６の
   いずれかに記載の実装機の部品認識装置。
8. 【請求項８】 上記照明光検出手段は、ヘッドユニット
   におけるノズルの近傍に設けられていることを特徴とす
   る請求項１乃至６のいずれかに記載の実装機の部品認識
   装置。