JP3419870B2 - Calibration method of optical system for recognition of visual recognition device and visual recognition device using the method - Google Patents
Calibration method of optical system for recognition of visual recognition device and visual recognition device using the methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、視覚認識装置の認識用
光学系のキャリブレーション方法及びその方法を用いた
視覚認識装置に関し、特に、基板に電子部品を実装する
電子部品実装装置、または基板にクリーム半田を印刷す
るクリーム半田印刷装置の視覚認識装置に用いて好適な
視覚認識装置の認識用光学系のキャリブレーション方法
及びその方法を用いた視覚認識装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for calibrating a recognition optical system of a visual recognition device and a visual recognition device using the method, and more particularly to an electronic component mounting device for mounting electronic components on a substrate or a substrate. The present invention relates to a method of calibrating a recognition optical system of a visual recognition device suitable for use in a visual recognition device of a cream solder printing apparatus that prints cream solder, and a visual recognition device using the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年電子機器の小型化・高機能化に伴
い、使用される電子部品も多ピン化・狭ピン化が著しく
進んでいる。従って、それらの電子部品を実装する電子
部品装置に対して、より高精度での実装能力が要求さ
れ、そのため基板・電子部品の位置決め技術は従来の機
械的な位置決めから、視覚認識により位置補正を行って
電子部品を基板に実装することが一般的になっている。2. Description of the Related Art With the recent miniaturization and high functionality of electronic equipment, the number of pins and the number of pins of electronic parts used have been remarkably increased. Therefore, the electronic component device that mounts those electronic components is required to have a mounting capability with higher accuracy. Therefore, the positioning technology for the substrate and the electronic components can perform position correction by visual recognition from the conventional mechanical positioning. It has become common to go and mount electronic components on a substrate.
【0003】従来の電子部品実装装置は、基板上に設け
られた認識マークおよび実装される電子部品の画像をC
CDカメラ等のビジョンセンサによりビジョンコントロ
ーラに取り込み、その画像中の認識マーク及び電子部品
のずれを検出し、検出したずれ分に応じて基板・電子部
品を位置補正し、基板上の正確な位置に電子部品を実装
している。A conventional electronic component mounting apparatus displays an image of an identification mark provided on a substrate and an electronic component to be mounted by C
A vision sensor such as a CD camera captures it in a vision controller, detects the deviation of the recognition mark and electronic parts in the image, corrects the position of the board / electronic parts according to the detected deviation, and positions it on the board accurately. Electronic components are mounted.
【0004】基板に電子部品を実装する際の認識マーク
及び電子部品の認識は、ビジョンコントローラのメモリ
上に設けられた座標空間の中で行われるため、画像のず
れ量の検出もその座標空間での最小分解単位によって行
われる。しかしながらその最小分解単位が現実にどの程
度の大きさをもつのかは、認識用光学系の構成・調整に
よって様々なため、認識用光学系のキャリブレーション
を行わないと位置補正を行うことはできなかった。Since the recognition mark and the recognition of the electronic component when mounting the electronic component on the board are performed in the coordinate space provided on the memory of the vision controller, the amount of image shift is also detected in the coordinate space. Is done by the smallest decomposition unit of. However, the actual size of the minimum resolution unit varies depending on the configuration and adjustment of the recognition optical system, and thus the position correction cannot be performed without calibrating the recognition optical system. It was
【0005】従って、視覚認識により位置補正を行う電
子部品実装装置においては、装置のビジョンコントロー
ラ内の座標空間における最小分解単位を実際の距離に変
換するための変換定数を持っており、視覚認識により検
出された座標空間内の値をこの定数により実際の距離に
変換して位置補正を行っている。一般にその変換定数を
求めることをキャリブレーションと言い、その変換定数
をキャリブレーション値という。Therefore, an electronic component mounting apparatus which performs position correction by visual recognition has a conversion constant for converting the minimum resolution unit in the coordinate space in the vision controller of the apparatus into an actual distance, and the visual recognition The detected value in the coordinate space is converted into an actual distance by this constant to correct the position. Generally, obtaining the conversion constant is called calibration, and the conversion constant is called a calibration value.
【0006】視覚認識により位置補正を行う電子部品実
装装置においては、キャリブレーション値が不適切であ
れば、いくら正確な視覚確認を行っても得られる補正値
が正確でないため、いかに正確なキャリブレーションを
行うかが重要なポイントであった。In an electronic component mounting apparatus that performs position correction by visual recognition, if the calibration value is inappropriate, the correction value obtained will not be accurate no matter how accurate visual confirmation is performed. How to do was an important point.
【0007】従来のキャリブレーション方法は、予め寸
法の分かっている基板マークや治具等を用い、そのマー
クや治具を認識してキャリブレーション値を求めてい
た。以下に従来の認識用光学系のキャリブレーション方
法を説明する。In the conventional calibration method, a substrate mark or jig whose dimensions are known in advance is used, and the mark or jig is recognized to obtain the calibration value. The conventional calibration method of the recognition optical system will be described below.
【0008】図8に示すように基板1上に直径Aの大き
さの円形の認識マーク2があり、この認識マーク2を使
用してキャリブレーションを行う場合、その画像をビジ
ョンコントローラ内の画像メモリ空間内の座標系に取り
込んだときの画像が図9に示すものであるとする。その
ときの画像メモリ空間内の座標系において、認識マーク
2の直径をBとすればキャリブレーション値Cは、以下
の式により求めることができる。
As shown in FIG. 8, there is a circular recognition mark 2 having a diameter A on the substrate 1. When the recognition mark 2 is used for calibration, the image is stored in an image memory in the vision controller. It is assumed that the image captured in the coordinate system in space is as shown in FIG. In the coordinate system in the image memory space at that time, if the diameter of the recognition mark 2 is B, the calibration value C can be obtained by the following formula.
【0009】ここでBの値を求める方法は、取り込んだ
画像の最小分解単位7ごとにその明るさを量子化し、そ
の量子化されたレベルの数値により画像の明暗を判断し
て大きさを求めている。In the method of obtaining the value of B, the brightness is quantized for each minimum resolution unit 7 of the captured image, and the brightness of the image is determined by the value of the quantized level to obtain the size. ing.
【0010】一般的に図9に示す認識マーク2の直径部
分の画像を量子化し、その分布を見ると図10のような
グラフとなる。ここで明暗の境界レベルをレベルDと
し、レベルDの線とグラフとの交点の座標をX1,X2
とすると、マークの直径Bは、以下の式により求めるこ
とができる。
B=(X2−X1) … (2式)Generally, when the image of the diameter portion of the recognition mark 2 shown in FIG. 9 is quantized and its distribution is viewed, a graph as shown in FIG. 10 is obtained. Here, the light-dark boundary level is set to level D, and the coordinates of the intersection of the line of level D and the graph are X1 and X2.
Then, the diameter B of the mark can be obtained by the following formula. B = (X2-X1) (Equation 2)
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】図10において、境界
レベルをDからD1またはD2にするとマークの直径B
もB1またはB2となり、どのレベルを境界とするかが
キャリブレーションの精度を左右することになるが、最
適な境界レベルの判定基準というものがなく、作業者の
感覚的なものに頼っていたため、最適な境界レベルの設
定は非常に困難であった。In FIG. 10, when the boundary level is changed from D to D1 or D2, the diameter B of the mark is changed.
Also becomes B1 or B2, and the level of the boundary determines the accuracy of the calibration, but there is no criterion for determining the optimum boundary level, and it relied on the sensory sense of the operator. Setting the optimum boundary level was very difficult.
【0012】またキャリブレーション値Cの精度を上げ
るには、1式でマークの直径Bの精度を上げるだけでな
く、実際の円形マークの直径Aの値の精度も上げる必要
があるため、認識マーク自体の寸法にも精度が要求され
ることになる。Further, in order to improve the accuracy of the calibration value C, not only the accuracy of the diameter B of the mark needs to be improved by one set, but also the accuracy of the value of the diameter A of the actual circular mark needs to be improved. Accuracy is required for the dimensions of itself.
【0013】その他の認識用光学系のキャリブレーショ
ン方法として、治具上の予め寸法の分かっている2点間
上でビジョンセンサを手動で移動させ、ビジョンセンサ
の実際の移動距離と、ビジョンコントローラ内のメモリ
空間内での移動距離とからキャリブレーション値を求め
る方法がある。As another method of calibrating the recognition optical system, the vision sensor is manually moved between two points on the jig whose dimensions are known in advance, and the actual movement distance of the vision sensor and the vision controller There is a method of obtaining the calibration value from the moving distance in the memory space.
【0014】この方法でも治具の寸法精度が要求される
ことと、ビジョンセンサの移動を手動にて行うため、ビ
ジョンセンサの移動距離に誤差が含まれやすく、正確な
キャリブレーションを行うことが困難であった。This method also requires the dimensional accuracy of the jig and the movement of the vision sensor is manually performed, so that the movement distance of the vision sensor is likely to include an error and it is difficult to perform accurate calibration. Met.
【0015】以上のことから、視覚認識により基板およ
び電子部品の位置補正を行う際の精度を左右するキャリ
ブレーション時において、より正確な補正値を求めよう
としても、上記のような様々な制約があり正確な値を求
めることが困難であるという問題点があった。From the above, even if an attempt is made to obtain a more accurate correction value at the time of calibration that affects the accuracy when the position of the board and the electronic component is corrected by visual recognition, there are various restrictions as described above. There is a problem that it is difficult to obtain an accurate value.
【0016】また、クリーム半田印刷装置においては、
基板上の認識マーク及びスクリーンマスクの認識マーク
をCCDカメラ等のビジョンセンサによりビジョンコン
トローラに取り込み、その画像中の認識マークのずれを
検出し、検出したずれ分に応じて基板・スクリーンマス
クを位置補正し、基板上の正確な位置にクリーム半田を
印刷している。Further, in the cream solder printing apparatus,
The recognition mark on the board and the recognition mark on the screen mask are loaded into the vision controller by a vision sensor such as a CCD camera, the deviation of the recognition mark in the image is detected, and the position of the board / screen mask is corrected according to the detected deviation. Then, the cream solder is printed at the correct position on the board.
【0017】このクリーム半田印刷装置のCCDカメラ
等で構成される視覚認識系においても、認識用光学系の
キャリブレーションを行う必要があり、そのため先に述
べたような問題点が発生する。Even in the visual recognition system including the CCD camera of this cream solder printing apparatus, it is necessary to calibrate the recognition optical system, which causes the above-mentioned problems.
【0018】本発明は、キャリブレーション値を正確に
求めることができる視覚認識装置の認識用光学系のキャ
リブレーション方法及びその方法を用いた視覚認識装置
を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a method of calibrating a recognition optical system of a visual recognition device capable of accurately obtaining a calibration value, and a visual recognition device using the method.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明
は、認識用光学系を用いて認識対象物の位置を検出する
視覚認識装置の認識用光学系のキャリブレーション方法
において、認識対象物と認識用光学系とを所定の方向に
相対移動させ、このときの認識用光学系の視野内で認識
対象物が移動した距離と認識対象物と認識用光学系の実
際の相対的な移動距離とから前記所定方向に対する認識
用光学系のキャリブレーション値を算出することを特徴
とする。請求項2記載の本発明は、認識用光学系を用い
て認識対象物の位置を検出する視覚認識装置の認識用光
学系のキャリブレーション方法において、認識対象物と
認識用光学系とをX方向に相対移動させ、このときの認
識用光学系の視野内で認識対象物が移動した距離と認識
対象物と認識用光学系の実際の相対的な移動距離とから
前記X方向に対する認識用光学系のキャリブレーション
値を算出し、認識対象物と認識用光学系とをY方向に移
動させ、このときの認識用光学系の視野内で認識対象物
が移動した距離と認識対象物と認識用光学系の実際の相
対的な移動距離とから前記Y方向に対する認識用光学系
のキャリブレーション値を算出することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of calibrating a recognition optical system of a visual recognition device for detecting a position of a recognition target by using the recognition optical system. And the recognition optical system are moved relative to each other in a predetermined direction, and the distance at which the recognition target object has moved within the field of view of the recognition optical system and the actual relative movement distance between the recognition target object and the recognition optical system. The calibration value of the recognition optical system for the predetermined direction is calculated from the above. According to a second aspect of the present invention, in the calibration method of the recognition optical system of the visual recognition device that detects the position of the recognition target using the recognition optical system, the recognition target and the recognition optical system are in the X direction. The optical system for recognition in the X direction based on the distance moved by the object to be recognized within the field of view of the optical system for recognition at this time and the actual relative moving distance between the object to be recognized and the optical system for recognition. Of the calibration object, the recognition object and the recognition optical system are moved in the Y direction, and the distance the recognition object has moved within the field of view of the recognition optical system at this time and the recognition object and the recognition optical system. The calibration value of the recognition optical system in the Y direction is calculated from the actual relative movement distance of the system.
【0020】請求項3記載の本発明は、認識用光学系を
用いて認識対象物の位置を検出する視覚認識装置の認識
用光学系のキャリブレーション方法において、認識対象
物と認識用光学系とをX−Y方向に対して斜め方向に相
対移動させ、このときの認識用光学系の視野内で認識対
象物が移動した距離と認識対象物と認識用光学系の実際
の相対的な移動距離とから前記X方向およびY方向に対
する認識用光学系のキャリブレーション値を算出するこ
とを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of calibrating a recognition optical system of a visual recognition device for detecting the position of a recognition target using the recognition target optical system, wherein the recognition target and the recognition optical system are combined. Is moved relative to the X-Y direction in an oblique direction, and the distance that the recognition target object has moved within the visual field of the recognition optical system at this time and the actual relative movement distance between the recognition target object and the recognition optical system. The calibration value of the recognition optical system for the X direction and the Y direction is calculated from the above.
【0021】請求項4記載の本発明は、認識用光学系を
用いて認識対象物の位置を検出する視覚認識装置におい
て、前記認識対象物と前記認識用光学系とを所定の方向
に相対移動させる駆動機構と、この相対移動により認識
用光学系の視野内で認識対象物が移動した距離と認識対
象物と認識用光学系の実際の相対的な移動距離とから前
記所定方向に対する認識用光学系のキャリブレーション
値を算出する制御装置とを有することを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the visual recognition device for detecting the position of the recognition target object using the recognition optical system, the recognition target object and the recognition optical system are relatively moved in a predetermined direction. The driving mechanism for driving the recognition optical system and the distance for moving the recognition target within the visual field of the recognition optical system due to this relative movement and the actual relative moving distance between the recognition target and the recognition optical system for recognition optical in the predetermined direction. And a control device for calculating a calibration value of the system.
【0022】[0022]
【作用】本発明によれば、認識対象物と認識用光学系と
を所定の方向に相対移動させたときの認識対象物の認識
用光学系の視野内での移動距離と認識対象物と認識用光
学系の実際の相対的な移動距離とから所定方向に対する
認識用光学系のキャリブレーション値を算出する。According to the present invention, when the recognition target and the recognition optical system are moved relative to each other in a predetermined direction, the movement distance of the recognition target in the visual field of the recognition optical system and the recognition of the recognition target are recognized. A calibration value of the recognition optical system in a predetermined direction is calculated from the actual relative movement distance of the usage optical system.
【0023】[0023]
【0024】[0024]
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は第1の実施例である電子部品実装装置の構
成を示す図であり、図において、4はCCDカメラであ
り、基板1上に印刷された認識マーク2や基板1に実装
される電子部品の画像を取り込み、その認識マークや電
子部品の重心位置を検出するためのビジョンセンサであ
る。5はビジョンコントローラであり、CCDカメラ4
が取り込んだ認識マークや電子部品の画像データを処理
し、認識マーク2や電子部品の重心位置を計算すること
のできる画像処理装置である。6は制御装置であり、ビ
ジョンコントローラ5を総括して制御している。8はX
−Yロボットであり、制御装置6の指令によりCCDカ
メラ4をX,Y方向に移動させる認識用光学系駆動機構
である。10はX−Yロボットであり、制御装置6の指
令により基板1をセットする基板セット治具9をX,Y
方向に移動させることができる基板セット治具駆動機構
である。なお、制御装置6は、X−Yロボット8,10
とビジョンコントローラ5を総括して制御している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an electronic component mounting apparatus according to a first embodiment. In FIG. 1, reference numeral 4 denotes a CCD camera, which is an identification mark 2 printed on a substrate 1 and an electronic device mounted on the substrate 1. It is a vision sensor for capturing the image of a part and detecting the recognition mark and the center of gravity of the electronic part. 5 is a vision controller, CCD camera 4
The image processing apparatus is capable of processing the recognition mark and the image data of the electronic component taken in to calculate the position of the center of gravity of the recognition mark 2 and the electronic component. Reference numeral 6 denotes a control device, which controls the vision controller 5 as a whole. 8 is X
A Y robot, which is a recognition optical system driving mechanism that moves the CCD camera 4 in the X and Y directions according to a command from the control device 6. Reference numeral 10 denotes an XY robot, which moves the board setting jig 9 for setting the board 1 according to a command from the control device 6 in X and Y directions.
It is a substrate setting jig drive mechanism that can be moved in any direction. In addition, the control device 6 uses the XY robots 8 and 10.
And the vision controller 5 are collectively controlled.
【0025】本実施例の作用について、図2を用いて説
明する。制御装置6には予め基板1上に設けられた認識
マークの位置が教示されているので、制御装置6の指令
により基板1上に設けられた認識マーク2の上方にCC
Dカメラ4が移動し、認識マーク2の画像をビジョンコ
ントローラ5に取り込み、認識マーク2の重心を検出す
る。その後、CCDカメラ4の視野内から認識マーク2
がはみでない程度に、CCDカメラ4をXまたはY方向
にX−Yロボット8により一定距離移動させ、再度認識
マーク2の重心検出を行う。The operation of this embodiment will be described with reference to FIG. Since the position of the recognition mark provided on the substrate 1 is taught to the control device 6 in advance, the CC above the recognition mark 2 provided on the substrate 1 is instructed by the control device 6.
The D camera 4 moves, captures the image of the recognition mark 2 into the vision controller 5, and detects the center of gravity of the recognition mark 2. After that, the recognition mark 2 from the field of view of the CCD camera 4
The CCD camera 4 is moved in the X or Y direction by a certain distance by the XY robot 8 to the extent that it is not in the range, and the centroid of the recognition mark 2 is detected again.
【0026】その結果、得られた認識マーク2の2つの
重心間のビジョンコントローラ5の画像メモリ空間内で
の距離と、実際のX−Yロボット8の移動距離から、キ
ャリブレーション値を計算することができる。As a result, the calibration value is calculated from the distance in the image memory space of the vision controller 5 between the two centers of gravity of the recognition mark 2 obtained and the actual movement distance of the XY robot 8. You can
【0027】具体的には図2(b)のように、CCDカ
メラ4がX方向にdX,Y方向にdYだけ移動した場合
のビジョンコントローラ5のメモリ空間内での認識マー
ク2の重心の移動距離をそれぞれA,Bとすると、X方
向,Y方向のキャリブレーション値は次の式で求めるこ
とができる。
Specifically, as shown in FIG. 2B, the center of gravity of the recognition mark 2 moves in the memory space of the vision controller 5 when the CCD camera 4 moves by dX in the X direction and dY in the Y direction. If the distances are A and B, respectively, the calibration values in the X and Y directions can be obtained by the following equation.
【0028】本実施例によれば、基板1上の認識マーク
2や治具の外形寸法精度および認識時の明暗の境界レベ
ルの設定幅に余裕ができ、さらに人間系の感覚的な調整
要素がなくなるため、従来よりも容易にしかも精度よく
安定したキャリブレーション値を求めることができると
いう優れた効果を得ることができる。According to this embodiment, there is a margin in the outer dimension accuracy of the recognition mark 2 and the jig on the substrate 1 and the setting width of the boundary level of light and dark at the time of recognition, and moreover, there is a human-like sensory adjustment element. Since it is eliminated, it is possible to obtain an excellent effect that a stable calibration value can be obtained more easily and accurately than in the past.
【0029】なお、本実施例においては、CCDカメラ
4の視野中で認識マーク2を移動させるためにCCDカ
メラ4をX−Yロボット8により移動させていたが、図
3の(a)に示した構成のように、基板側のX−Yロボ
ット10により、X,Y方向に基板セット治具9上の基
板1を移動させて、CCDカメラ4の視野中で認識マー
ク2を移動させることで、同様の効果を得ることができ
る。In this embodiment, the CCD camera 4 is moved by the XY robot 8 in order to move the recognition mark 2 in the field of view of the CCD camera 4, but it is shown in FIG. As described above, the XY robot 10 on the substrate side moves the substrate 1 on the substrate setting jig 9 in the X and Y directions to move the recognition mark 2 in the field of view of the CCD camera 4. , A similar effect can be obtained.
【0030】具体的には図3の(b)のように、基板1
がX方向にdX1,Y方向にdY1だけ移動した場合の
ビジョンコントローラのメモリ空間内でのマークの重心
の移動距離をそれぞれC,Dとすると、X方向,Y方向
のキャリブレーション値は次の式で求めることができ
る。
Specifically, as shown in FIG. 3B, the substrate 1
Let C and D be the distances of movement of the center of gravity of the mark in the memory space of the vision controller when C moves by dX1 in the X direction and dY1 in the Y direction, the calibration values in the X and Y directions are Can be found at.
【0031】また、X−Yロボット8,10にてCCD
カメラ4または基板1を移動させる場合の両方におい
て、それぞれX,Yの一方向ずつ単独に移動させて、そ
れぞれキャリブレーション値を求める方法と、X,Y両
方向同時に移動させて、一度に二方向のキャリブレーシ
ョン値を求める方法とが考えられるが、いずれの場合に
おいても上記効果が得られることはいうまでもない。In addition, the XY robots 8 and 10 use CCDs.
In both cases of moving the camera 4 or the substrate 1, a method of individually calibrating in each of the X and Y directions to obtain a calibration value, and a method of simultaneously calibrating in both the X and Y directions and moving in two directions at a time. A method of obtaining a calibration value can be considered, but it goes without saying that the above effect can be obtained in any case.
【0032】次に本発明の第2の実施例を図4により説
明する。図4の(a)において、3はQFP(Quad
Flat Package)ICである。QFPIC
3のリードは治具等と同様の精度で作られているため、
その隣接する2本のリードの重心検出を行い、ビジョン
コントローラ5の画像メモリ空間内において、検出した
重心間の距離(リードピッチ)を求め、そのリードピッ
チの値と予め教示されている実際のQFPIC3のリー
ドピッチの値からキャリブレーション値を求める。これ
により、認識時の明暗の境界レベルの設定幅に余裕がで
き、さらに人間系の感覚的な調整要素がなくなるため、
従来よりも容易にしかも精度よく安定したキャリブレー
ション値を求めることができるという優れた効果を得る
ことができる。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 4A, 3 is QFP (Quad).
Flat Package) IC. QFPIC
Since the lead of 3 is made with the same accuracy as jigs,
The center of gravity of the two adjacent leads is detected, the distance (lead pitch) between the detected centers of gravity is found in the image memory space of the vision controller 5, and the value of the lead pitch and the actual QFPIC3 taught in advance. Calculate the calibration value from the lead pitch value of. As a result, there is a margin in the setting range of the light and dark boundary level at the time of recognition, and since there is no human sensory adjustment element,
It is possible to obtain an excellent effect that a stable calibration value can be obtained more easily and more accurately than before.
【0033】具体的には図4の(b)ように、CCDカ
メラ4によりリードピッチPのQFPIC3の画像を取
り込み、この取り込んだQFPIC3の画像をビジョン
コントローラ5のメモリ空間内に格納する。そして、ビ
ジョンコントローラ5の画像メモリ空間内でのX,Y方
向のQFPIC3のリードピッチE,Fを算出し、この
リードピッチE,Fに基づき、X方向,Y方向のキャリ
ブレーション値を次の式により求めることができる。
Specifically, as shown in FIG. 4B, the CCD camera 4 captures an image of the QFPIC 3 having the lead pitch P, and the captured image of the QFPIC 3 is stored in the memory space of the vision controller 5. Then, the lead pitches E and F of the QFPIC 3 in the X and Y directions in the image memory space of the vision controller 5 are calculated, and based on the lead pitches E and F, the calibration values in the X and Y directions are calculated by the following equation. Can be obtained by
【0034】なお、本実施例では、QFPIC3の2本
のリードの重心検出を行い、ビジョンコントローラ5の
画像メモリ空間内でのリードピッチとしたが、QFPI
C3の複数本のリードの重心検出を行い、各重心間距離
の平均をビジョンコントローラ5の画像メモリ空間内で
のリードピッチとしても良い。In the present embodiment, the center of gravity of the two leads of the QFPIC 3 is detected, and the lead pitch in the image memory space of the vision controller 5 is used.
The center of gravity of a plurality of leads C3 may be detected, and the average of the distances between the centers of gravity may be used as the lead pitch in the image memory space of the vision controller 5.
【0035】次に本発明による第3の実施例であるクリ
ーム半田印刷装置の構成を図5に示す。スクリーンマス
ク23とその認識マーク24や基板11に印刷されるク
リーム半田13の画像を取り込むためのCCDカメラ1
4、取り込んだ画像データを処理するためのビジョンコ
ントローラ15、CCDカメラ14をX,Y方向に移動
させるためのX−Yロボット18、およびX−Yロボッ
ト18とビジョンコントローラ15を制御する制御装置
16から構成されている。Next, the configuration of the cream solder printing apparatus according to the third embodiment of the present invention is shown in FIG. CCD camera 1 for capturing an image of the screen mask 23 and its recognition mark 24 and the cream solder 13 printed on the substrate 11.
4, a vision controller 15 for processing the captured image data, an XY robot 18 for moving the CCD camera 14 in the X and Y directions, and a controller 16 for controlling the XY robot 18 and the vision controller 15. It consists of
【0036】本実施例の作用について図6を用いて説明
する。まず予め教示された認識マーク24上にCCDカ
メラ14が移動し、認識マーク24の画像をビジョンコ
ントローラ15に取り込み、認識マーク24の重心を検
出する。その後CCDカメラ14の視野内から認識マー
ク24がはみでない程度に、CCDカメラ14をXまた
はY方向に一定距離移動させ、再度認識マーク24の重
心検出を行う。The operation of this embodiment will be described with reference to FIG. First, the CCD camera 14 moves onto the previously recognized recognition mark 24, the image of the recognition mark 24 is taken into the vision controller 15, and the center of gravity of the recognition mark 24 is detected. After that, the CCD camera 14 is moved a certain distance in the X or Y direction so that the recognition mark 24 does not protrude from the field of view of the CCD camera 14, and the center of gravity of the recognition mark 24 is detected again.
【0037】その結果得られた2つの重心間のビジョン
コントローラ15のメモリ空間内での距離と、実際のX
−Yロボット18の移動距離から、キャリブレーション
値を計算することができる。The resulting distance between the two centers of gravity in the memory space of the vision controller 15 and the actual X
The calibration value can be calculated from the movement distance of the Y robot 18.
【0038】具体的には図6のように、CCDカメラ1
4がX方向にdX,Y方向にdYだけ移動した場合のビ
ジョンコントローラ15のメモリ空間内での認識マーク
24の重心の移動距離を夫々A,Bとすると、X,Y方
向のキャリブレーション値は、式3及び式4で求めるこ
とができる。Specifically, as shown in FIG. 6, the CCD camera 1
Assuming that the moving distances of the centers of gravity of the recognition marks 24 in the memory space of the vision controller 15 when 4 is moved by dX in the X direction and dY in the Y direction are A and B, respectively, the calibration values in the X and Y directions are , Equation 3 and Equation 4 can be used.
【0039】本実施例によれば、スクリーンマスク23
の認識マーク24や治具の外形寸法精度および認識時の
明暗の境界レベルの設定幅に余裕ができ、さらに人間系
の感覚的な調整要素がなくなるため、従来よりも容易に
しかも精度よく安定したキャリブレーション値を求める
ことができるという優れた効果がある。そのため、高精
度な印刷が可能とすることができるという優れた効果を
得ることができる。According to this embodiment, the screen mask 23
Since there is a margin in the outer dimension accuracy of the recognition mark 24 and the jig and the setting width of the boundary level of the light and dark at the time of recognition, and since there is no human sensational adjustment element, it is easier and more accurate than before. There is an excellent effect that the calibration value can be obtained. Therefore, it is possible to obtain an excellent effect that high-precision printing can be performed.
【0040】以上の第3の実施例においては、CCDカ
メラ14の視野中で認識マーク24を移動させるために
X−Yロボット18よりCCDカメラ14を移動させて
いたが、図7に示した構成のように、X−Yロボット2
5によりスクリーンマスク23側をX−Y方向へ移動さ
せることにより、認識マーク24を移動させるようにし
ても同様の効果を得ることができる。In the above third embodiment, the CCD camera 14 is moved by the XY robot 18 in order to move the recognition mark 24 within the field of view of the CCD camera 14, but the configuration shown in FIG. Like the XY robot 2
Even if the recognition mark 24 is moved by moving the screen mask 23 side in the X-Y direction by 5, it is possible to obtain the same effect.
【0041】具体的には図7のように、スクリーンマス
ク23がX方向にdX1,Y方向にdY1だけ移動した
場合のビジョンコントローラ15のメモリ空間内での認
識マーク24の重心の移動距離をそれぞれC,Dとする
と、式5及び式6で求めることができる。Specifically, as shown in FIG. 7, the moving distance of the center of gravity of the recognition mark 24 in the memory space of the vision controller 15 when the screen mask 23 moves by dX1 in the X direction and dY1 in the Y direction, respectively. If C and D are used, the values can be obtained by the equations 5 and 6.
【0042】また、X−Yロボット18,25により、
CCDカメラ14またはスクリーンマスク23を移動さ
せるいずれの場合においても、それぞれX,Yの一方向
ずつ単独に移動させてそれぞれキャリブレーション値を
求める方法と、X,Y両方向同時に移動させ一度に二方
向のキャリブレーション値を求める方法が考えられる
が、いずれの場合においても上記効果が得られることは
いうまでもない。Further, by the XY robots 18 and 25,
In any case in which the CCD camera 14 or the screen mask 23 is moved, a method of individually calibrating each in X and Y directions to obtain calibration values respectively, and a method of simultaneously moving in both X and Y directions in two directions at a time. A method of obtaining a calibration value can be considered, but it goes without saying that the above effects can be obtained in any case.
【0043】[0043]
【発明の効果】本発明によれば、キャリブレーション値
を正確に求めることができる。According to the present invention, the calibration value can be accurately obtained.
【0044】[0044]
【図1】本発明による第1の実施例である電子部品実装
装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an electronic component mounting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明による第1の実施例である電子部品実装
装置の作用説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory view of the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明による第1の実施例である電子部品実装
装置の作用説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory view of the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明による第2の実施例である電子部品実装
装置の作用説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory view of the electronic component mounting apparatus according to the second embodiment of the present invention.
【図5】本発明による第3の実施例であるクリーム半田
印刷装置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a cream solder printing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図6】本発明による第3の実施例であるクリーム半田
印刷装置の作用説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory view of the cream solder printing apparatus according to the third embodiment of the present invention.
【図7】本発明による第3の実施例であるクリーム半田
印刷装置の作用説明図である。FIG. 7 is an operation explanatory view of the cream solder printing apparatus according to the third embodiment of the present invention.
【図8】基板の円形マークを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing circular marks on a substrate.
【図9】円形マークの画像をビジョンコントローラ内に
取り込んだときの画像メモリ空間内の座標系を示す図で
ある。FIG. 9 is a diagram showing a coordinate system in an image memory space when an image of a circular mark is captured in the vision controller.
【図10】円形マークの直径部分を量子化したときの量
子化レベルと画像メモリ空間内座標との関係を示す図で
ある。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the quantization level and the coordinates in the image memory space when the diameter portion of the circular mark is quantized.
1…基板, 2…認識マーク,
3…QFPIC,4…CCDカメラ, 5…ビジョ
ンコントローラ,6…制御装置,7…取り込んだ画像の
最小分解単位,8…X−Yロボット, 9…基板セッ
ト治具, 10…X−Yロボット。 11…基板,
12…認識マーク, 13…クリーム半
田,14…CCDカメラ , 15…ビジョンコントロ
ーラ,16…制御装置,18…X−Yロボット, 19
…基板セット治具, 20…X−Yロボット
23…スクリーンマスク,24…認識マーク, 2
5…X−Yロボット。1 ... Substrate, 2 ... Recognition mark,
3 ... QFPIC, 4 ... CCD camera, 5 ... Vision controller, 6 ... Control device, 7 ... Minimum resolution unit of captured image, 8 ... XY robot, 9 ... Substrate setting jig, 10 ... XY robot. 11 ... substrate,
12 ... Recognition mark, 13 ... Cream solder, 14 ... CCD camera, 15 ... Vision controller, 16 ... Control device, 18 ... XY robot, 19
... substrate setting jig, 20 ... XY robot 23 ... screen mask, 24 ... recognition mark, 2
5 ... XY robot.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−219501(JP,A) 特開 平4−15883(JP,A) 特開 平6−249615(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 G06T 1/00 305 G01T 1/00 400 G06T 1/00 420 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A 1-219501 (JP, A) JP-A 4-15883 (JP, A) JP-A 6-249615 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01B 11/00 G06T 1/00 305 G01T 1/00 400 G06T 1/00 420
Claims (4)
を検出する視覚認識装置の認識用光学系のキャリブレー
ション方法において、 認識対象物と認識用光学系とを所定の方向に相対移動さ
せ、このときの認識用光学系の視野内で認識対象物が移
動した距離と認識対象物と認識用光学系の実際の相対的
な移動距離とから前記所定方向に対する認識用光学系の
キャリブレーション値を算出することを特徴とする視覚
認識装置の認識用光学系のキャリブレーション方法。1. A method of calibrating a recognition optical system of a visual recognition device for detecting the position of a recognition target by using the recognition optical system, wherein the recognition target and the recognition optical system are relatively moved in a predetermined direction. Then, the calibration of the recognition optical system with respect to the predetermined direction is performed based on the distance traveled by the recognition object in the visual field of the recognition optical system and the actual relative movement distance between the recognition object and the recognition optical system. A method for calibrating a recognition optical system of a visual recognition device, which comprises calculating a value.
を検出する視覚認識装置の認識用光学系のキャリブレー
ション方法において、 認識対象物と認識用光学系とをX方向に相対移動させ、
このときの認識用光学系の視野内で認識対象物が移動し
た距離と認識対象物と認識用光学系の実際の相対的な移
動距離とから前記X方向に対する認識用光学系のキャリ
ブレーション値を算出し、 認識対象物と認識用光学系とをY方向に移動させ、この
ときの認識用光学系の視野内で認識対象物が移動した距
離と認識対象物と認識用光学系の実際の相対的な移動距
離とから前記Y方向に対する認識用光学系のキャリブレ
ーション値を算出することを特徴とする視覚認識装置の
認識用光学系のキャリブレーション方法。2. A calibration method for a recognition optical system of a visual recognition device for detecting the position of a recognition target using the recognition target optical system, wherein the recognition target and the recognition optical system are relatively moved in the X direction. ,
The calibration value of the recognition optical system in the X direction is calculated from the distance traveled by the recognition object in the field of view of the recognition optical system and the actual relative movement distance between the recognition object and the recognition optical system. Calculate and move the recognition target and the recognition optical system in the Y direction, and the distance that the recognition target moves within the field of view of the recognition optical system at this time and the actual relative distance between the recognition target and the recognition optical system. A method of calibrating a recognition optical system of a visual recognition device, characterized in that a calibration value of the recognition optical system in the Y direction is calculated from a specific moving distance.
を検出する視覚認識装置の認識用光学系のキャリブレー
ション方法において、 認識対象物と認識用光学系とをX−Y方向に対して斜め
方向に相対移動させ、このときの認識用光学系の視野内
で認識対象物が移動した距離と認識対象物と認識用光学
系の実際の相対的な移動距離とから前記X方向およびY
方向に対する認識用光学系のキャリブレーション値を算
出することを特徴とする視覚認識装置の認識用光学系の
キャリブレーション方法。3. A calibration method for a recognition optical system of a visual recognition device for detecting the position of a recognition target object using the recognition target optical system, wherein the recognition target object and the recognition optical system are arranged in the XY direction. And relative movement in an oblique direction, and based on the distance that the recognition target object has moved within the field of view of the recognition optical system and the actual relative movement distance between the recognition target object and the recognition optical system, the X direction and the Y direction.
A method for calibrating a recognition optical system of a visual recognition device, which comprises calculating a calibration value of a recognition optical system with respect to a direction.
を検出する視覚認識装置において、 前記認識対象物と前記認識用光学系とを所定の方向に相
対移動させる駆動機構と、 この相対移動により認識用光学系の視野内で認識対象物
が移動した距離と認識対象物と認識用光学系の実際の相
対的な移動距離とから前記所定方向に対する認識用光学
系のキャリブレーション値を算出する制御装置とを有す
ることを特徴とする視覚認識装置。4. A visual recognition apparatus for detecting the position of a recognition target object using a recognition optical system, comprising: a drive mechanism for relatively moving the recognition target object and the recognition optical system in a predetermined direction; The calibration value of the recognition optical system in the predetermined direction is calculated from the distance moved by the movement of the recognition object within the field of view of the recognition optical system and the actual relative movement distance between the recognition object and the recognition optical system. A visual recognition device, comprising:
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1994
- 1994-01-11 JP JP00107794A patent/JP3419870B2/en not_active Expired - Fee Related
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