JPH09214196A - Method of recognizing position of component - Google Patents
Method of recognizing position of componentInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば回路基板上
に電子部品を自動実装する際に、電子部品の位置合わせ
を行うのに好適に用いられる部品の位置認識方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a component position recognizing method which is preferably used for aligning electronic components when, for example, electronic components are automatically mounted on a circuit board.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の部品位置認識方法とし
て、特開平３−２４１８９６号公報に記載されたものが
知られている。この方法では、画像入力装置で部品を撮
像し、得られた画像を２値化画像処理することにより、
基板上の実装位置に対する部品の位置ズレを検出するよ
うにしている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a component position recognizing method of this type, a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-241896 is known. In this method, an image is captured by the image input device, and the obtained image is subjected to binarized image processing.
The position shift of the component with respect to the mounting position on the board is detected.
【０００３】ところで、この方法では、部品を撮像する
際一つの画像入力装置（１ＴＶカメラ）の視野に部品全
体を納めるようにしていることから、当然大寸法の部品
に対しては画像入力装置の視野を広く設定する必要があ
る。しかして、このように視野を広く設定すると画像か
らの位置検出分解能が低下してしまうことから、前記の
方法では、画像入力装置の視野を小さくして部品と画像
入力装置との相対位置を複数に変化させ、部品を複数に
分割して撮像し、撮像後、画像データを合成して位置検
出するようにしている。By the way, according to this method, when capturing an image of a component, the entire component is placed in the field of view of one image input device (1TV camera). It is necessary to set a wide field of view. However, if the field of view is set wide in this way, the position detection resolution from the image will be reduced. Therefore, in the above method, the field of view of the image input device is made small and the relative position between the component and the image input device is reduced. The image is divided into a plurality of parts and imaged, and after the image pickup, the image data is combined to detect the position.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記方
法では、位置認識を完了するまでの行程として、「撮
像」、「部品と画像入力装置との相対位置移動」という
動作を複数回繰り返す必要があることから、１回の部品
位置認識を完了するまでに長時間を要してしまうといっ
た不都合がある。本発明は前記事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、従来と同等の位置検出
分解能を確保しつつ、部品位置認識時間を短縮するべ
く、画像入力装置による１回の撮像で部品位置認識を可
能にした、部品の位置認識方法を提供することにある。However, in the above method, it is necessary to repeat the operations of "imaging" and "moving the relative position between the component and the image input device" a plurality of times as the process until the position recognition is completed. Therefore, there is an inconvenience that it takes a long time to complete one part position recognition. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to perform imaging once by an image input device in order to shorten the component position recognition time while ensuring the same position detection resolution as the conventional one. An object of the present invention is to provide a method for recognizing the position of a component that enables the position of the component.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の部品の位置認識
方法では、所定距離をおいて二つのマークが設けられた
被認識対象物となる部品の位置を、受光面を備えた画像
入力装置で認識するに際し、前記所定間隔に対応して配
置された二つの入射面と前記画像入力装置の受光面の幅
に対応して配置された二つの出射面とを有し、これら入
射面と出射面との間にプリズム及び／又はミラーの組み
合わせによって折曲した光路を形成した光学装置を用
い、前記部品の二つのマークを、前記光学装置の二つの
入射面でそれぞれ同時に受像するとともに、該受像した
マークを前記二つの出射面より前記画像入力装置の受光
面で同時に撮像することを前記課題の解決手段とした。According to a method of recognizing a position of a part of the present invention, an image input device having a light receiving surface is provided for the position of a part which is an object to be recognized and is provided with two marks at a predetermined distance. At the time of recognition, there are two incident surfaces arranged corresponding to the predetermined distance and two emitting surfaces arranged corresponding to the width of the light receiving surface of the image input device. An optical device in which a bent optical path is formed by a combination of a prism and / or a mirror between the two surfaces, the two marks of the component are simultaneously received at the two incident surfaces of the optical device, and the image is received. Simultaneous imaging of the formed marks from the two emission surfaces on the light receiving surface of the image input device is a means for solving the above problems.
【０００６】本発明の部品の位置認識方法によれば、被
認識対象物となる部品の二つのマークを、光学装置を介
して画像入力装置で同時に撮像するので、二つのマーク
間の距離が画像入力装置の受光面の幅より大きくても、
前記光学装置によって何ら支障なく二つのマークが画像
入力装置によって撮像される。According to the component position recognizing method of the present invention, the two marks of the component as the object to be recognized are simultaneously imaged by the image input device via the optical device, so that the distance between the two marks becomes an image. Even if it is wider than the width of the light receiving surface of the input device,
The two marks are picked up by the image input device without any trouble by the optical device.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態例に基づ
いて詳しく説明する。まず、本発明の方法の説明に先立
ち、本発明方法に好適に用いられる装置の概略構成につ
いて説明する。図１は本発明における部品の位置認識方
法の一実施形態例に好適に用いられる装置を示す図であ
り、図１において符号１は被認識対象物となる部品、２
は受光面を備えた画像入力装置である。部品１は電子部
品等からなるもので、ハンド３に吸着把持されることに
よって図示しない回路基板等に自動的に面実装されるも
のである。この部品１には、ハンド３によって吸着把持
される面と反対の側の面に、所定距離をおいて二つのマ
ーク４、４が設けられている。これらマーク４、４は、
後述する光学装置によって受像され、さらに前記画像入
力装置２によって撮像されるようになっている。なお、
マーク４については、光学装置によって受像され、かつ
画像入力装置２によって撮像されるものであれば、特に
色等については制限されることはないものの、大きさに
ついては、画像入力装置２の位置検出分解能の範囲内と
なる大きさが必要であり、また形状については、その中
心点のＸ座標、Ｙ座標が画像入力装置２によって読み取
れる形状である必要がある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments. First, prior to the description of the method of the present invention, a schematic configuration of an apparatus preferably used in the method of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing an apparatus preferably used in an embodiment of a method for recognizing a position of a part in the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is a part to be recognized and 2
Is an image input device having a light-receiving surface. The component 1 is made of an electronic component or the like, and is automatically surface-mounted on a circuit board (not shown) or the like by being suction-held by the hand 3. The component 1 is provided with two marks 4 and 4 at a predetermined distance on the surface opposite to the surface that is suction-held by the hand 3. These marks 4 and 4 are
An image is received by an optical device, which will be described later, and further imaged by the image input device 2. In addition,
The mark 4 is not particularly limited in color and the like as long as it is received by the optical device and imaged by the image input device 2, but the size of the mark 4 is detected by the position detection of the image input device 2. The size must be within the resolution range, and the shape must be such that the X and Y coordinates of its center point can be read by the image input device 2.
【０００８】画像入力装置２は、該画像入力装置２の受
光面となる対物レンズ５と、この対物レンズ５に接続さ
れて部品１を撮像するＣＣＤＴＶカメラ６と、このＣＣ
ＤＴＶカメラ６に接続されて得られた画像を画像処理
し、部品１とハンド３との相対位置を計算して部品１の
位置補正を行う画像処理装置７とから構成されたもので
ある。The image input device 2 includes an objective lens 5 serving as a light-receiving surface of the image input device 2, a CCD TV camera 6 connected to the objective lens 5 for picking up an image of the component 1, and the CC
The image processing apparatus 7 is connected to the DTV camera 6 to perform image processing on the obtained image, calculates the relative position between the component 1 and the hand 3, and corrects the position of the component 1.
【０００９】これら部品１と画像入力装置２との間に
は、部品１のマーク４、４が設けられた面と画像入力装
置２の前記対物レンズ５との間に光学装置８が設けられ
ている。光学装置８は、一対の直角プリズム９ａ、９ｂ
を二組有して構成されたもので、各組それぞれが前記部
品１の一つのマーク４を受像するものとなっている。す
なわち、直角プリズム９ａ、９ｂのうち直角プリズム９
ａは、図２に示すようにその直角をなす一方の面が部品
１に向けて配置され、これがマーク４の像の入射面とさ
れたものであり、直角プリズム９ｂは、その直角をなす
一方の面が前記画像入力装置２の対物レンズ５部品１に
向けて配置され、これがマーク４の像の出射面とされた
ものである。また、これら直角プリズム９ａと直角プリ
ズム９ｂとは、互いにその斜面（直角をなす二面と異な
る面）が平行に配置され、該斜面で光を全反射するよう
に構成されたものである。そして、このような構成によ
り光学装置８は、一方の直角プリズム９ａ、９ｂからな
る組で一方のマーク４を、他方の直角プリズム９ａ、９
ｂからなる組で他方のマーク４をそれぞれ受像し、直角
プリズム９ａ、９ｂの組み合わせにより折曲せしめられ
た光路を介して該マーク４の像を画像入力装置２に到達
させるものとなっている。An optical device 8 is provided between the component 1 and the image input device 2 and between the surface of the component 1 on which the marks 4 and 4 are provided and the objective lens 5 of the image input device 2. There is. The optical device 8 includes a pair of right-angle prisms 9a and 9b.
Is formed by two sets, and each set receives one mark 4 of the component 1. That is, of the right angle prisms 9a and 9b, the right angle prism 9
2a, one surface of which the right angle is formed is arranged toward the component 1 as shown in FIG. 2, and this is the incident surface of the image of the mark 4, and the right angle prism 9b is one of which the right angle is formed. Is disposed toward the objective lens 5 component 1 of the image input device 2, and this is the emission surface of the image of the mark 4. The right-angle prism 9a and the right-angle prism 9b are arranged such that their inclined surfaces (surfaces different from the two surfaces forming a right angle) are parallel to each other, and the oblique surfaces totally reflect light. With such a configuration, the optical device 8 has one mark 4 and the other right-angle prisms 9a, 9b in the pair of the right-angle prisms 9a, 9b.
The other mark 4 is received by the group b, and the image of the mark 4 reaches the image input device 2 through the optical path bent by the combination of the right-angle prisms 9a and 9b.
【００１０】このような構成の装置によって部品１の位
置を認識するには、予め光学装置８を画像入力装置２の
対物レンズ５上に配置しておき、この状態でハンド３で
吸着把持した部品１を、そのマーク４、４を設けた面が
光学装置８上、すなわち部品認識位置にくるように移送
する。なお、ハンド３は図示しない移動機構に連結され
たもので、後述するように画像入力装置２によって認識
された部品１の位置に基づき、該部品１の位置ずれを補
正して該部品１を予め設定された正規の位置に戻すこと
ができるようになっている。In order to recognize the position of the component 1 by the device having such a configuration, the optical device 8 is arranged in advance on the objective lens 5 of the image input device 2, and the component which is suction-held by the hand 3 in this state. 1 is moved so that the surface on which the marks 4, 4 are provided is on the optical device 8, that is, at the component recognition position. The hand 3 is connected to a moving mechanism (not shown), and based on the position of the component 1 recognized by the image input device 2 as will be described later, the positional deviation of the component 1 is corrected and the component 1 is moved in advance. It is possible to return to the set normal position.
【００１１】部品１が光学装置８上に移送されここで停
止したら、光学装置８を介して画像入力装置２でマーク
４、４を撮像する。このとき、部品１はハンド３による
吸着把持の状態により、そのときどきによってその位置
が正規な位置から微妙にずれたものとなっている。画像
入力装置２でマーク４、４を撮像すると、マーク４、４
の像は、図２に示すようにそれぞれ光学装置８の直角プ
リズム９ａ、９ｂを経て対物レンズ５に入射し、一方の
マーク４の像がＣＣＤＴＶカメラの左右いずれかの分割
画面に撮像され、他方のマーク４の像がＣＣＤＴＶカメ
ラの残りの分割画面に撮像される。そして、このように
撮像されて得られた画像データは、画像処理装置７にイ
ンプットされてここで以下のような認識処理がなされ
る。When the component 1 is transferred onto the optical device 8 and stopped there, the marks 4 and 4 are picked up by the image input device 2 via the optical device 8. At this time, the position of the component 1 is slightly deviated from the regular position depending on the state of the suction grip by the hand 3. When the images 4 and 4 are imaged by the image input device 2, the marks 4 and 4 are captured.
2 enters the objective lens 5 through the right-angle prisms 9a and 9b of the optical device 8 as shown in FIG. 2, and the image of one mark 4 is picked up on either the left or right split screen of the CCD TV camera, and the other. The image of the mark 4 is captured on the remaining split screens of the CCD TV camera. Then, the image data obtained by picking up images in this way is input to the image processing device 7, and the following recognition processing is performed here.
【００１２】画像データがインプットされると、画像処
理装置７は、図３に示すようにその画面１０上にて一方
のマーク４の位置座標（ＸL 、ＹL ) と他方のマーク４
の位置座標（ＸR 、ＹR ) とを表示する。また、これと
は別に、部品１の正規の位置、すなわち部品１に位置ず
れがない場合のマーク４、４の位置座標（ＸL0、ＹL0）
（ＸR0、ＹR0）も表示する。また、この画像処理装置７
には、予めマーク４、４間の距離Ｌがインプットされて
いる。When the image data is input, the image processing device 7 causes the position coordinates (X L , Y L ) of one mark 4 and the other mark 4 on the screen 10 as shown in FIG.
The position coordinates (X R , Y R ) of are displayed. Separately from this, the regular position of the component 1, that is, the position coordinates (X L0 , Y L0 ) of the marks 4 and 4 when there is no displacement in the component 1.
(X R0 , Y R0 ) is also displayed. In addition, this image processing device 7
In, the distance L between the marks 4 and 4 is input in advance.
【００１３】そして、このようなデータに基づき画像処
理装置７は、部品１の位置ずれを以下のようにして算出
する。まず、部品１のＸ軸方向のずれ量（ΔＸ）、およ
びＹ軸方向のずれ量（ΔＹ）については、それぞれ以下
の式で示すように２つのマーク４、４の撮像画面内にお
ける中点の座標のずれ量から算出される。Then, based on such data, the image processing apparatus 7 calculates the displacement of the component 1 as follows. First, regarding the displacement amount (ΔX) in the X-axis direction and the displacement amount (ΔY) in the Y-axis direction of the component 1, as shown by the following equations, respectively, It is calculated from the amount of coordinate shift.
【数１】 ΔＸ＝（ＸL ＋ＸR −ＸL0−ＸR0）／２ …（１）[Number 1] ΔX = (X L + X R -X L0 -X R0) / 2 ... (1)
【数２】 ΔＹ＝（ＹL ＋ＹR −ＹL0−ＹR0）／２） …（２）ま
た、部品１の回転方向での位置誤差（Δθ）について
は、以下の計算式によって算出される。(2) ΔY = (Y L + Y R −Y L0 −Y R0 ) / 2) (2) Further, the position error (Δθ) in the rotation direction of the component 1 is calculated by the following formula. .
【数３】 Δθ＝ｓｉｎ-1｛（ＹL −ＹR ）／Ｌ｝ …（３）## EQU3 ## Δθ = sin −1 {(Y L −Y R ) / L} (3)
【００１４】このように本発明の方法では、光学装置８
と画像入力装置２とを用いて二つのマーク４、４を同時
に撮像することにより、部品１の位置ずれ量を検出する
ようにしたことから、例えば検出した位置ずれ量を信号
として図示しない制御機構を介してハンド３の移動機構
に送り、該移動機構を作動させて部品１を正規の位置と
なるように位置補正を行えば、部品１の自動実装を確実
に行うことができる。また、直角プリズム９ａと直角プ
リズム９ｂとの間の距離を部品１のマーク４、４間の距
離に合わせて適宜に変更することにより、画像処理装置
７の画面内でのＸ方向の距離が自由に調節可能となり、
したがって従来の１画面１マーク認識方式とほぼ同等の
視野設定で２マークを同時に認識することができ、位置
検出分解能をほぼ従来と同等に確保することができる。As described above, in the method of the present invention, the optical device 8
The positional deviation amount of the component 1 is detected by simultaneously imaging the two marks 4 and 4 using the image input device 2 and the image input device 2. For example, the detected positional deviation amount is used as a signal for a control mechanism (not shown). The automatic mounting of the component 1 can be surely performed by sending it to the moving mechanism of the hand 3 via the, and activating the moving mechanism to correct the position of the component 1 so that the component 1 becomes the regular position. Further, by appropriately changing the distance between the right-angle prism 9a and the right-angle prism 9b in accordance with the distance between the marks 4 and 4 of the component 1, the distance in the X direction within the screen of the image processing device 7 can be freely set. Can be adjusted to
Therefore, the two marks can be recognized at the same time with the field of view setting which is almost the same as that of the conventional one-screen one-mark recognition method, and the position detection resolution can be ensured to be almost equal to the conventional one.
【００１５】なお、前記実施形態例では、光学装置８と
して二組の直角プリズム９ａ、９ｂから構成されたもの
を用いたが、本発明における光学装置としては、直角プ
リズムに代えてミラーを用いて構成されたものでも、ま
たプリズムとミラーの両方を組み合わせて構成されたも
のでも使用可能である。In the above embodiment, the optical device 8 is composed of two sets of right-angle prisms 9a and 9b, but the optical device of the present invention uses a mirror instead of the right-angle prism. It is possible to use the one configured as well as the one configured by combining both the prism and the mirror.
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上説明したように本発明の部品の位置
認識方法は、被認識対象物となる部品の二つのマーク
を、光学装置を介して画像入力装置で同時に撮像するよ
うにしたので、二つのマーク間の距離が画像入力装置の
受光面の幅より大きくても、前記光学装置によって何ら
支障なく二つのマークが画像入力装置によって撮像する
ことができ、したがって従来と同等の位置検出分解能を
確保することができる。また、一つの画像入力装置によ
る１回の撮像で部品の位置認識を行うことができるた
め、従来に比べ位置検出時間を大幅に短縮することがで
きる。As described above, in the component position recognition method of the present invention, the two marks of the component to be recognized are simultaneously imaged by the image input device via the optical device. Even if the distance between the two marks is larger than the width of the light receiving surface of the image input device, the two marks can be picked up by the image input device without any trouble by the optical device, and therefore the position detection resolution equivalent to that of the conventional one can be obtained. Can be secured. Moreover, since the position of the component can be recognized by one image pickup by one image input device, the position detection time can be significantly shortened as compared with the conventional case.
【図１】本発明に用いられる装置の概略構成を示す斜視
図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an apparatus used in the present invention.
【図２】本発明方法の原理を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing the principle of the method of the present invention.
【図３】画像処理装置による位置認識の処理方法を説明
するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a processing method of position recognition by the image processing apparatus.
１ 部品 ２ 画像入力装置 ３ ハンド ４ マーク ５ 対物レンズ ６ ＣＣＤＴＶカメ
ラ ７ 画像処理装置 ８ 光学装置 ９ａ、９ｂ 直角プリズム1 Parts 2 Image Input Device 3 Hand 4 Mark 5 Objective Lens 6 CCDTV Camera 7 Image Processing Device 8 Optical Device 9a, 9b Right Angle Prism
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 13/04 Ｈ０５Ｋ 13/04 Ｍ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H05K 13/04 H05K 13/04 M
Claims (1)
れた被認識対象物となる部品の位置を、受光面を備えた
画像入力装置で認識する部品の位置認識方法であって、 前記所定間隔に対応して配置された二つの入射面と前記
画像入力装置の受光面の幅に対応して配置された二つの
出射面とを有し、これら入射面と出射面との間にプリズ
ム及び／又はミラーの組み合わせによって折曲した光路
を形成した光学装置を用い、前記部品の二つのマーク
を、前記光学装置の二つの入射面でそれぞれ受像すると
ともに、該受像したマークを前記二つの出射面より前記
画像入力装置の受光面で同時に撮像することを特徴とす
る部品の位置認識方法。1. A method of recognizing the position of a component, which is an object to be recognized and is provided with two marks at a predetermined distance, by an image input device having a light-receiving surface. It has two incident surfaces arranged corresponding to the interval and two exit surfaces arranged corresponding to the width of the light receiving surface of the image input device, and a prism and an output surface between the entrance surface and the exit surface. / Or using an optical device having a bent optical path formed by a combination of mirrors, the two marks of the component are respectively received by the two incident surfaces of the optical device, and the received marks are received by the two emission surfaces. A method for recognizing the position of a component, wherein images are simultaneously picked up on the light receiving surface of the image input device.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP01320696A JP3264818B2 (en) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | Component position recognition method |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH09214196A true JPH09214196A (en) | 1997-08-15 |
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ID=11826691
Family Applications (1)
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1996
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20011211 |
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