CN1913769A - 电子部件的图像获取方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种不管部件实际厚度的偏差，都能够一直以对焦状态拍摄部件并得到清晰且合适的图像的图像获取方法以及装置。作为解决方法，使吸附喷嘴(13a)下降，求出当喷嘴的前端以及部件(11)的被拍摄面横贯从激光发光部(14a)投射的激光(14c)时的吸附喷嘴的下降量Z1和Z2。该Z1－Z2相当于部件的厚度，因此使得吸附喷嘴(13a)对应于检测出的部件厚度而下降，使得部件的被拍摄面(下表面)与摄像装置(16)的对焦面一致。该状态下，用摄像装置(16)拍摄部件(11)时，不管部件(11)的实际厚度的偏差，都能够一直以对焦状态拍摄部件(11)，得到清晰且合适的图像。

Description

电子部件的图像获取方法以及装置

技术领域

本发明涉及例如在电子部件安装装置等中，用摄像装置拍摄被吸附头吸附的电子部件来获取电子部件图像的电子部件的图像获取方法以及装置。

背景技术

在电子部件安装装置中，在将通过吸附头吸附的部件(电子部件)安装在基板上之前，进行用摄像装置拍摄吸附部件，从所拍摄的图像中识别吸附部件的中心位置和倾角的所谓的部件识别，根据该识别结果，校正吸附偏差，将部件以正确的姿势安装在基板的规定位置上。

在这样的结构中，如果拍摄的部件的图像焦点模糊，则无法高精度地进行部件识别，继而部件的安装精度变差。对此，如下面的专利文献1中所记载的那样，提出了如下的技术，即：在拍摄被吸附头吸附的部件时，根据预先登记的部件的厚度数据，使得部件的被拍摄面(下表面)的位置与摄像装置的对焦面一致来决定吸附头的位置。根据该技术，在拍摄时如果部件的实际厚度与预先登记的厚度一致，则部件的被拍摄面与对焦面一致，因此拍摄的部件图像不会产生焦点模糊。

【专利文献1】日本特许第2801331号公报

但是，在专利文献1这样的技术中，当拍摄部件的公差大、实际部件厚度的偏差大的情况下，在拍摄时由于部件而使被拍摄面的位置分散，从而偏离拍摄装置的对焦面，因此存在产生焦点模糊，部件识别的精度恶化的问题。

并且，如果在预先登记部件的厚度时登记了错误的数值，在该状态下并不发生错误而被电子部件安装装置的系统运用，则会在部件拍摄时发生焦点模糊的状态下进行部件识别。因此，存在部件识别精度恶化，部件安装精度恶化的问题。

发明内容

于是，本发明的课题在于提供一种电子部件的图像获取方法以及装置，其不管实际部件的厚度的偏差或者预先登记的厚度与实际厚度的差异，都能够一直以对焦状态拍摄部件从而获得清晰且合适的图像。

为了解决上述问题，本发明(权利要求1)提供了一种图像获取方法，用摄像装置拍摄被吸附头吸附的电子部件，获取电子部件的图像，其特征在于：实际测量被吸附头吸附的电子部件的厚度；根据所述实际测量的电子部件的厚度，使吸附头或摄像装置位于使电子部件的被拍摄面与摄像装置的对焦面一致的位置上，并进行拍摄。

并且，本发明提供了一种图像获取装置，用摄像装置拍摄被吸附头吸附的电子部件，获取电子部件的图像，其特征在于，具有：

实际测量单元，其实际测量被吸附头吸附的电子部件的厚度；以及控制单元，其根据所述实际测量的电子部件的厚度，使吸附头或摄像装置位于使电子部件的被拍摄面与摄像装置的对焦面一致的位置上，并通过摄像装置进行拍摄。

根据本发明，根据被吸附头吸附的电子部件的实际测量的厚度，使电子部件的被拍摄面与摄像位置的对焦点的位置一致，因此不管电子部件的实际厚度的偏差或者预先登记的厚度与实际厚度的差异，都能够一直以对焦状态拍摄部件从而获得清晰且合适的图像。因此，提高部件安装时的部件识别的精度，提高部件在基板上的安装精度。此外，可以获得不必严格管理电子部件的厚度数据，能够减轻该管理的负担等良好的效果。

附图说明

图1是简要表示本发明使用的电子部件安装装置的机械结构的立体图。

图2是表示该装置的控制系统的结构的方框图。

图3是在该装置中测量被吸附头吸附的电子部件的厚度的动作的说明图。

图4是测量电子部件的厚度的动作的说明图。

图5是使电子部件的被拍摄面与摄像装置的对焦点一致的动作的说明图。

图6是表示从部件的吸附直至安装的动作的控制步骤的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。在此，示出具有获取被吸附头吸附的电子部件图像的图像获取装置的电子部件安装装置的实施例。

(实施例)

图1简要示出部件安装装置的机械结构。如该图所示，部件安装装置1具有：提供安装在电路基板10上的电子部件的部件供给部12；在中央部稍后方的左右方向上延伸的电路基板传送路径15；以及在它们的上方设置的X轴移动机构2以及Y轴移动机构3。

在X轴移动机构2上，安装有具有用于吸附部件的吸附喷嘴13a的吸附头13，通过X轴移动机构2，吸附头13沿X轴方向移动。并且，通过Y轴移动机构3，吸附头13与X轴移动机构2一起沿Y轴方向移动。此外，虽在图1中未详细示出，但在吸附头13上设有使吸附喷嘴13a沿Z轴方向(上下方向)移动的Z轴移动机构，和以θ轴(喷嘴轴)为中心旋转的θ轴旋转机构。

并且，在吸附头13中设有拍摄基板10上的基板标识的摄像装置(CCD照相机等)17，能够识别基板标识、校正基板的位置偏移。并且，在吸附头13的下侧(喷嘴13a侧)，设有激光单元14。如图2～图4所示，激光单元14由隔着吸附喷嘴13a而相对配置的激光发光部14a与激光受光部14b构成。

此外，在部件供给部12的侧部，配置有部件摄像装置(CCD照相机等)16，吸附头13在吸附了部件之后，来到摄像装置16的上方，通过摄像装置16拍摄被吸附喷嘴13a吸附的部件。并且，在安装装置1的上部前面设有操作监视器18，由此进行安装装置1的操作，同时进行关于操作的装置状态等的显示。

并且，在安装装置1的下部的主体内设有控制部19。该控制部19由图2所示的安装装置的控制系统的主控制装置22和图像处理装置21构成。

主控制装置22的CPU 221进行安装装置整体的控制，控制将吸附头13沿X轴、Y轴、以及Z轴方向移动的X轴电动机23、Y轴电动机24以及Z轴电动机25的驱动，而且控制将喷嘴13a以θ轴为中心旋转的θ轴电动机26的驱动。并且，主控制装置22具有：照明控制器222，其在部件摄像时控制对部件进行照明的照明装置20的点亮、熄灭；激光发光控制部223，其开、关控制激光单元14的激光发光部14a的激光发光；以及存储各种数据的存储器224等。

另一方面，在图像处理装置21中，从摄像装置16输出的部件11的图像信号(模拟信号)被输入到图像处理装置21中，并通过A/D转换器211A/D转换为数字的部件图像数据，存储在图像存储器212中。在图像处理装置21中，设有按照每个部件存储部件11的形状、部件尺寸、导程宽度、导程间距、导程长度等用于决定位置的数据、或吸附位置、安装位置等的数据的部件数据存储部215。图像处理装置21的CPU 216读出存储在存储器中的部件识别程序214并执行，使用部件数据存储部215中的部件数据，处理存储在图像存储器212中的部件图像数据，算出部件中心与部件倾角。作业用存储器213被用作该图像处理时的作业用的存储器。

根据上述的图像处理所算出的部件中心位置和部件倾角，算出部件的吸附偏差，该偏差量通过接口217发送给主控制装置22。主控制装置22在X轴电动机23、Y轴电动机24、θ轴电动机26的驱动时反映该偏移量，并校正吸附偏差，将部件11安装在基板10上。

在本发明中，为了进行对应于部件的厚度的对焦控制，通过安装在吸附头13上的激光单元14来实际测量部件的厚度。

如图3所示，在从吸附头13的底部到H1下的规定高度的位置处，激光发光部14a向激光受光部14b水平照射激光14c。激光14c是在Z方向厚度薄(线状)且在X-Y平面内具有2维广度的带状的激光，或者可以设为一个或多个激光束。激光受光部14b接受激光14c，将对应于该受光量的输出信号输出给主控制装置22。主控制装置22的CPU 221接收来自激光受光部14b的输出信号，检测该信号变化，并且CPU 221通过未图示的旋转编码器检测Z轴电动机25的驱动量(旋转量)，并检测吸附喷嘴13a的下降量。

通过这样的结构，部件11的厚度的测量按照如下的方式进行。首先，如图3所示，在吸附喷嘴13a未吸附部件的状态下，驱动Z轴电动机25使吸附喷嘴13a从初始位置H2开始依次下降。然后，喷嘴13a的前端(下端)的Z轴方向的位置与激光14c一致，激光14c被喷嘴13a的前端遮光，检测当激光受光部14b的输出信号的电压变化时的吸附喷嘴13a从初始位置H2的下降量(Z轴电动机25的旋转量)Z1，并将该值存储在存储器224中。

接着，如图4所示，在吸附喷嘴13a吸附了部件11的状态下，使吸附喷嘴13a从初始位置H2开始依次下降。然后，部件11的被拍摄面(下表面)的位置与激光14c一致，激光14c被部件下表面遮光，检测当激光受光部14b的输出变化时的吸附喷嘴13a从初始位置H2的下降量(Z轴电动机25的旋转量)Z2，并将该值存储在存储器224中。于是，算出Z1-Z2，作为部件11的厚度的测量值。

接着，按照图6所示的流程说明从部件的吸附到安装的一系列动作。

驱动X轴电动机23和Y轴电动机24，将吸附头13移动到部件供给部12上，并且驱动Z轴电动机25使吸附喷嘴13a从初始位置H2开始下降，进入部件吸附动作(步骤S1)。

吸附喷嘴13a下降，检测当激光14c被喷嘴前端遮光时的吸附喷嘴13a的下降量Z1(图3)(步骤S2)，将该值存储在存储器224中。

当部件11被吸附喷嘴13a吸附时，吸附喷嘴13a返回初始位置H2，吸附头13移动至摄像装置16的上方，如图5所示，停止在摄像装置16的摄像轴与吸附喷嘴13a的轴心一致的位置上。此时，假设由摄像装置16拍摄的被摄物体的焦点对准的面(对焦点)位于从初始位置H2再向下H3的下方位置上。

接着，使吸附喷嘴13a从初始位置H2开始下降，检测激光14c被部件17的被拍摄面(下表面)遮光时的吸附喷嘴13a的下降量Z2(步骤S4)，将该值存储在存储器224中。然后，计算Z3＝H3-(Z1-Z2)，当吸附喷嘴13a从初始位置H2开始下降Z3时，停止吸附喷嘴13a的下降。在该过程中，根据部件的厚度(Z1-Z2)控制吸附喷嘴13a的下降量，在吸附喷嘴13a停止时，部件11的被拍摄面与摄像装置16的对焦点一致(步骤S5)。

接着，点亮照明装置20，照明所吸附的部件11，用摄像装置16拍摄部件11(步骤S6)。

拍摄的部件11的图像被输入到图像处理装置21中，在图像处理装置21中，利用公知的方法进行图像处理，算出部件11的中心位置和倾角(步骤S7)。

主控制装置22根据该算出结果，控制X轴电动机23、Y轴电动机24以及θ轴电动机26的驱动，进行吸附偏差量的校正，将部件11安装在电路基板10上(步骤S8)。

如上所述，根据本实施例，不管部件11实际厚度的偏差或者预先登记的厚度与实际厚度的差异，都能够一直以对焦状态拍摄部件11，得到清晰且合适的图像，能够提高部件识别的精度。

此外，在以上的实施例中，测量通过部件吸附时的最初的吸附喷嘴的下降动作而使激光被喷嘴前端遮光时的吸附喷嘴的下降量Z1，但也可以在进入吸附动作之前的时刻，预先测量下降量Z1。并且，测量了一次下降量Z1后，将该值存储到存储器中，所以不必针对每次的吸附动作测量下降量Z1。

并且，在上述的实施例中，根据吸附喷嘴13a的下降动作测量部件厚度，但也可以暂时将吸附喷嘴13a移动到激光14c的投光面下方的位置上，从该位置起向上方移动吸附喷嘴13a，检测吸附喷嘴前端和部件下表面横贯激光14时的吸附喷嘴13a的上升量，以测量部件厚度。

并且，在吸附喷嘴13a吸附了部件的状态下，使吸附喷嘴下降或上升，分别测量部件的下表面和部件的上表面(相当于吸附喷嘴的前端)横贯激光14c的时间，通过将该时间差与吸附喷嘴的升降速度(设为恒定)相乘，也能够测量部件厚度。

此外，通过利用2维摄像装置拍摄比被吸附喷嘴13吸附的部件11的厚度大的Z轴方向的范围，也可以从该图像直接测量部件厚度。

此外，对于比较不要求精度的芯片部件等，由安装在吸附头上的激光单元产生带状的激光，在该带状的激光内使被吸附喷嘴吸附的部件旋转，观察该部件的影子的变化，来进行部件识别。因此，使用该激光单元进行上述部件厚度的检测时，无需追加新的部件，就能够测量部件的厚度。

此外，也可以设置使摄像装置16沿Z轴方向移动的单元，在图6的步骤S5中，代替将所吸附的部件11沿Z轴移动，而是根据部件厚度将摄像装置16沿Z轴方向移动，使得该对焦点与部件11的被拍摄面一致。

Claims (2)

1.一种电子部件的图像获取方法，用摄像装置拍摄被吸附头吸附的电子部件，获取电子部件的图像，其特征在于：

测量被吸附头吸附的电子部件的厚度；

根据所述测量的电子部件的厚度，使吸附头或摄像装置位于使电子部件的被拍摄面与摄像装置的对焦点一致的位置上，并进行拍摄。

2.一种电子部件的图像获取装置，用摄像装置拍摄被吸附头吸附的电子部件，获取电子部件的图像，其特征在于，具有：

测量单元，其测量被吸附头吸附的电子部件的厚度；以及

控制单元，其根据所述测量的电子部件的厚度，使吸附头或摄像装置位于使电子部件的被拍摄面与摄像装置的对焦点一致的位置上，并通过摄像装置进行拍摄。

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