JP2006294977A - 照明装置、部品認識装置、表面実装機および部品試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ラインセンサを用いて部品認識を行う場合の信頼性を向上させる。
【解決手段】 表面実装機は、ラインセンサを備えたカメラ２２と照明ユニット２４とからなる撮像ユニット２０を有し、ヘッドユニット６に吸着保持された部品をカメラ２２（ラインセンサ）に対して相対的に移動させて撮像することによりその画像に基づき部品の保持状態を認識する。表面実装機は、照明ユニット２４を制御する照明制御部等を有し、この照明制御部等は、ラインセンサの１撮像ピッチの中間と点灯時間の中間とが時間的に一致するタイミングで、照明ユニット２４をラインセンサの１撮像ピッチの間に１回だけパルス点灯させるべく照明ユニット２４を制御する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ＩＣ等の電子部品を吸着ノズルにより負圧吸着して搬送するとともに、その搬送途中で部品の吸着状態をいわゆるラインセンサ（リニアセンサ）を使って画像認識するように構成された表面実装機や部品試験装置等に適した照明装置、部品認識装置、この部品認識装置を組込んだ表面実装機および部品試験装置に関するものである。

従来から、吸着ノズルを備えた移動可能なヘッドユニットにより部品供給部から電子部品を負圧吸着し、プリント基板上の所定位置に搬送して実装する表面実装機が一般に知られている。この種の表面実装機では、部品の吸着ミスや吸着ズレに伴う実装不良を防止すべく、事前（実装前）に吸着部品を画像認識してその吸着状態を調べることが行われており、例えばＣＣＤラインセンサ（リニアセンサ）を有するカメラおよび照明光源から構成される撮像ユニットを表面実装機の基台上に設置し、部品吸着後、ヘッドユニットをこの撮像ユニットに対して相対的に移動させながら吸着部品を撮像することが行われている（例えば特許文献１）。

上記のような撮像ユニットの照明光源としてはＬＥＤが用いられ、点灯方式としては、従来、ＬＥＤを常時点灯させた状態で部品を撮像する常時点灯方式が一般的であったが、最近では、ＬＥＤの蓄熱を抑制でき、また光量の安定性がよい（制御性が良い）という理由から、点灯方式としていわゆるパルス点灯方式、すなわちＬＥＤにパルス電流を供給することによりそのパルス幅に応じて光量を制御するという方式も用いられている（例えば特許文献２）。
特許第３５７０８１５号公報 特開２０００−２７７９９９号公報

ラインセンサは、周知の通り1列に並んだ撮像素子（受光素子）に当った光を電荷に変換して蓄積し、外部より与えられる並列転送パルスに同期してその電荷を１列分（１ライン分）一括してシフトレジスタに転送し、その後画像処理装置等へ画像出力するものであるが、撮像時の照明ユニットの点灯方式としてパルス点灯方式を採用する場合に、次のような問題が考えられる。

すなわち、従来のパルス点灯方式では、通常、図７（ａ）に示すように、ラインセンサの１ライン分の画像取込間隔Ｔ（１撮像ピッチ）の間にＬＥＤを１回だけ画像取込開始直後に点灯させており、そのため照明光の提供に時間的な偏り生じている。

このような照明光の時間的な偏りは、画像の位置ずれを招いて部品の認識精度に影響を与えることが考えられる。具体的には、図７（ｂ）に示すように部品撮像時にはラインセンサ５０（符号５０ａは撮像素子の並びを模式的に示している）に対して部品５１を相対的に移動させるが、その際、部品５１の向きが同じ場合でも、ラインセンサ５０に対する部品５１の移動方向が異なると（同図中に実線および破線矢印で示す）、上記のような照明光の時間的な偏りに起因して互いの画像に位置ずれが起き得る。すなわち、移動方向の相違により部品に対する照明光の照射タイミングが異なり、同一部品でありながら互いの画像にずれが生じ、その結果、移動方向の違いにより部品の認識精度に差異が生じることが考えられる。従って、この点を改善して、部品認識の信頼性を向上させることが望まれる。

なお、上記のような問題は表面実装機に限られるものではなく、いわゆる部品試験装置についても同様である。すなわち、部品吸着用のヘッドを搭載した移動可能なヘッドユニットを有し、部品供給位置（部品供給部）に載置された部品を前記ヘッドにより負圧吸着して試験装置に搬送し、この試験装置に設けられた試験用ソケット（試験手段）に部品を挿着して各種試験を実施するいわゆる部品試験装置が知られているが、このような装置についても、前記ヘッドによる部品吸着後、部品の吸着状態を、ラインセンサを用いて画像認識することにより試験用ソケットへの部品の挿着信頼性を高めることが行われているので、この場合の部品認識についても上記と同様の問題がある。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、表面実装機や部品試験装置においてラインセンサを用いて部品認識を行う場合の信頼性を向上させることを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、部品搬送用ヘッドに保持された部品をラインセンサに対して相対的に移動させながら前記ラインセンサにより所定の撮像ピッチで前記部品を撮像する際に撮像用の照明を提供する照明装置であって、照明光源と、この照明光源をパルス点灯させる照明制御手段とを有し、前記照明制御手段は、前記ラインセンサの１撮像ピッチの間にその中間と点灯時間の中間とが時間的に一致するタイミングで前記照明光源を１回だけパルス点灯させるものである（請求項１）。

この照明装置によると、１撮像ピッチの間に時間的な偏りを伴うことなく照明光が提供される。そのため、ラインセンサに対して何れの側（副走査方向の何れの側）から部品を移動させる場合でも、互いに位置ずれを伴うことなく同一画像が取得される。

一方、本発明の部品認識装置は、ラインセンサと、照明光源をパルス点灯させることにより前記ラインセンサの撮像用照明を提供する照明装置とを有し、部品搬送用ヘッドに保持された部品を前記ラインセンサに対して相対的に移動させながら該ラインセンサにより所定の撮像ピッチで前記部品を撮像することによりその画像に基づき部品の保持状態を認識する部品認識装置において、前記照明装置として、請求項１に記載の照明装置を有するものである（請求項２）。

この部品認識装置によると、ラインセンサに対して何れの側から部品を相対的に移動させる場合でも、互いに位置ずれを伴うことが無くなり、部品の移動方向の違いによる部品認識精度の差異が解消される。

なお、上記の部品認識装置は、前記ラインセンサの撮像ピッチを可変設定可能な撮像ピッチ制御手段を有し、前記照明制御手段が、前記撮像ピッチ制御手段により設定された撮像ピッチに応じて上記タイミングで照明光源をパルス点灯させるものであってもよい（請求項３）。

この構成では、例えば部品画像の解像度を高めるために撮像ピッチ制御手段によりラインセンサによる撮像ピッチが変更される。この際、１撮像ピッチの中間と点灯時間の中間とが時間的に一致するように照明制御手段により点灯周期やラインセンサの画像取込みタイミングに対する点灯パルスの位相差が変更され、これにより撮像ピッチ変更後についても変更前と同様に１撮像ピッチの間に時間的な偏りを伴うことなく照明光が提供されることとなる。

さらに、上記の部品認識装置は、ラインセンサの１撮像ピッチの間に照明光源をパルス点灯させる時間を可変設定可能な点灯時間制御手段を有し、前記照明制御手段が、前記点灯時間制御手段により設定された点灯時間に応じて上記タイミングで照明光源をパルス点灯させるものであってもよい（請求項４）。

この構成では、例えば部品に応じて最適な解像度を高めるために、点灯時間制御手段により１撮像ピッチ間に照明光源を点灯させる時間が変更される。この際、１撮像ピッチの中間と点灯時間の中間とが時間的に一致するように照明制御手段により点灯周期やラインセンサの画像取込みタイミングに対する点灯パルスの位相差が変更され、これにより点灯時間変更後についても変更前と同様に照明光の時間的な偏りが良好に緩和される。

一方、本発明に係る表面実装機は、部品保持用のヘッドが搭載された移動可能なヘッドユニットの前記ヘッドにより部品供給部から部品を保持し、前記各ヘッドによる部品の保持状態を画像認識してから実装作業位置にセットされた基板上に部品を実装する表面実装機において、前記各ヘッドによる部品の保持状態を画像認識する手段として、請求項２乃至４の何れかに記載の部品認識装置を備えているものである（請求項５）。

また、本発明に係る部品試験装置は、部品保持用のヘッドが搭載された移動可能なヘッドユニットの前記ヘッドにより部品供給部から部品を保持し、前記各ヘッドによる部品の保持状態を画像認識してから部品を試験手段に移載することにより各種試験を行う部品試験装置において、前記各ヘッドによる部品の保持状態を画像認識する手段として、請求項２乃至４の何れかに記載の部品認識装置を備えているものである（請求項６）。

これらの表面実装機および部品試験装置によると、部品の実装、あるいは部品の試験に先立ち、ヘッドによる部品の保持状態が部品認識装置により調べられる。すなわち、照明装置により照明光を提供しながらヘッドに保持された部品をラインセンサに対して相対的に移動させることにより部品を撮像し、その画像に基づいてヘッドによる部品の保持状態が調べられる。この際、上記（請求項２〜４）のような部品認識装置が設けられているので、ラインセンサの１撮像ピッチの間において時間的な偏りを伴うことなく部品に対して照明光が提供され、その結果、ラインセンサに対して何れの側（副走査方向の何れの側）から部品を相対的に移動させる場合でも、互いに位置ずれを伴うことのない同一の部品画像を得ることが可能となる。

本発明の照明装置によると、従来のようなラインセンサの１撮像ピッチの間における時間的な照明光の偏りがなくなり、ラインセンサに対して何れの側（副走査方向の何れの側）から部品を移動させる場合でも良好に同一の部品画像を取得することができる。

従って、この照明装置を有する本発明の部品認識装置によると、同一部品であれば、ラインセンサに対する移動方向が相違する場合であっても等しい認識精度もって部品の保持状態を認識することができ、その結果、部品認識結果の信頼性が向上する。

そして、この部品認識装置によってヘッドによる部品の保持状態を認識するようにした本発明の表面実装機、あるいは部品認識装置によると、上記のように部品認識結果の信頼性を向上させることができるため、表面実装機については、より正確、かつ確実に部品を基板上に実装することができ、また、部品試験装置については、試験手段への部品の移載ミスを軽減して部品の試験をより確実に実施することができるようになる。

本発明の好ましい実施形態の一例について図面を参照して説明する。

図１及び図２は本発明に係る表面実装機（本発明に係る照明装置、部品認識装置が適用される表面実装機）を概略的に示している。同図に示すように表面実装機（以下、実装機と略す）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実装作業位置（図示の位置）で停止されるようになっている。

上記コンベア２の両側には、部品供給部４が配設されている。これら部品供給部４には、多数列のテープフィーダー４ａが設けられている。各テープフィーダー４ａは、それぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されており、後述するヘッドユニット６により部品が取出されるに伴い間欠的に部品を繰り出すように構成されている。

上記基台１の上方には、部品装着用のヘッドユニット６が装備されている。このヘッドユニット６は、部品供給部４とプリント基板３が位置する実装作業位置とにわたって移動可能とされ、Ｘ軸方向（コンベア２と平行な方向）及びＹ軸方向（コンベア２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。

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、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６が移動可能に保持され、このヘッドユニット６に設けられたナット部分（図示せず）がボールねじ軸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６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。

前記ヘッドユニット６には部品装着用の複数の実装用ヘッド１６が搭載されており、当実施形態では６本の実装用ヘッド１６がＸ軸方向に等間隔で一列に並べて搭載されている。

実装用ヘッド１６は、それぞれヘッドユニット６のフレームに対してＺ軸方向（垂直方向）の移動及びＲ軸（ノズル中心軸）回りの回転が可能とされ、サーボモータを駆動源とする昇降駆動手段および回転駆動手段により駆動されるようになっている。また、各実装用ヘッド１６には、その先端（下端）に吸着ノズル１６ａが装着されており、図外の負圧供給手段から吸着ノズル先端に負圧が供給されることにより、この負圧による吸引力で部品を吸着保持するようになっている。

前記基台１上には、さらにヘッドユニット６による部品の吸着状態を画像認識するための撮像ユニット２０が設けられており、この実施形態では、実装作業位置と各部品供給部４との間にそれぞれ撮像ユニット２０が設けられている。

図３に示すように、撮像ユニット２０は、共通のフレームにカメラ２２および照明ユニット２４を一体に備え、上記基台１上に撮像方向を上向きにして設けられており、ヘッドユニット６（実装用ヘッド１６）に吸着された部品Ｃをその下側から撮像するように構成されている。

カメラ２２は、複数の撮像素子が一列に並ぶＣＣＤラインセンサ（リニアセンサ）及び結像用レンズ等を一体に備えたカメラで、撮像素子がＹ軸方向に並ぶように基台１上に配置されており、撮像素子の配列方向（主走査方向）と直交する方向（副走査方向；Ｘ軸方向）にヘッドユニット６が移動することにより、各ヘッド１６に吸着されている部品を順次撮像するようになっている。なお、以下の説明においては、説明の便宜上、部品の撮像手段としてカメラ２２とラインセンサとを適宜使い分けるものとする。

照明ユニット２４は、カメラ２２の上方に設けられており、撮像ユニット２０の上部中央に配置される漏斗状の第１照明部２４ａと、その上部であって第１照明手段２４ａの外周、つまり第１照明手段２４ａを中心としてその径方向外側に円周状に配置される第２照明部２４ｂとから構成されている。

第１照明部２４ａは、同図に示すように中央に開口部を有し、上方へ向けて先広がりとなる漏斗形のフレームの内面に複数のＬＥＤ２５（照明光源）を備え、これらＬＥＤ２５を点灯させることにより実装用ヘッド１６に吸着された部品Ｃに対してその下側から斜め方向に照明光を照射するように構成されている。一方、第２照明部２４ｂは、円筒形のフレームの内周面に複数のＬＥＤ２５（照明光源）を備え、これらＬＥＤ２５を点灯させることにより部品Ｃに対してその側方から照明光を照射するように構成されている。

なお、当実施形態では、照明ユニット２４の点灯方式としてパルス点灯方式が採用されており、後述する制御装置３０（照明制御部３６）から供給されるパルス電流に応じて照明ユニット２４が点灯制御されるようになっている。

図４は、上記実装機の制御系をブロック図で示している。なお、このブロック図は実装機の制御系のうち主に部品実装前の部品認識処理に関与する部分を示している。

上記実装機は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭおよび装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成される制御装置３０を有している。この制御装置３０は、その機能構成として主制御部３２、軸制御部３４、照明制御部３６、カメラ制御部３８および画像処理部４０を含んでいる。

主制御部３２は、実装機の動作を統括的に制御するもので、図外の記憶部に予め記憶されているプログラムに従ってヘッドユニット６等を作動すべく軸制御部３４を介してサーボモータ９，１５等を駆動制御するとともに、照明制御部３６およびカメラ制御部３８を介して照明ユニット２４およびカメラ２２等を駆動制御する。また、撮像ユニット２０により撮像される吸着部品の画像に基づいて部品の吸着ズレ量（吸着誤差）の演算等を行う。

また、主制御部３２は、点灯時間制御手段３３ａ及び撮像ピッチ制御手段３３ｂを含んでおり、これらの機能をさらに負担する。

点灯時間制御手段３３ａは、照明ユニット２４（ＬＥＤ２５）の点灯時間を可変制御するものである。具体的には、この実装機では、ラインセンサの１ライン分の撮像に要求される照明光を、ラインセンサの１撮像ピッチの間に照明ユニット２４を１回パルス点灯させることにより提供するようにしており、前記点灯時間制御手段３３ａは、図外の記憶手段に記憶されている部品データ等の各種実装関連データに基づき被実装部品の認識に必要十分な照明光が提供されるようにパルス点灯１回当たりの点灯時間を設定する。

なお、点灯時間制御手段３３ａは、ヘッドユニット６の各実装用ヘッド１６に対応するエリア（撮像エリア）毎に点灯時間を設定するようになっている。すなわち、撮像ユニット２０による部品の撮像は、後述するように撮像ユニット２０に対してヘッドユニット６をヘッド１６の並び方向（Ｘ軸方向）に相対的に移動させながらその画像をラインセンサにより連続的に取込むが、当実施形態では、この際の画像取込みエリア（撮像エリア）を、各ヘッド１６を中心とする６つのエリアに仮想的に区分し、吸着部品等に応じてこれらエリア毎に点灯時間を設定するようになっている。

撮像ピッチ制御手段３３ｂは、ラインセンサによる撮像ピッチを可変制御するもので、上記記憶手段に記憶されている各種実装関連データに基づき被実装部品の認識に適した解像度で部品が撮像され得るように上記撮像エリア毎に撮像ピッチを設定する。

照明制御部３６は、撮像ユニット２０による吸着部品の撮像時に照明ユニット２４を点灯制御するもので、前記主制御部３２において設定される点灯時間および撮像ピッチに基づき点灯タイミングを演算し、その演算結果に応じたパルス電流を照明ユニット２４に供給する。具体的には、図５のタイミングチャートに示すように、ラインセンサの１撮像ピッチＴの中間と点灯時間ＬＴの中間とが時間的に一致する照明ユニット２４の点灯開始タイミング、すなわち点灯周期およびラインセンサによる画像取込みタイミングとの位相差を演算し、この点灯タイミングに対応するパルス電流を照明ユニット２４に供給する。

カメラ制御部３８は、上記撮像ピッチ制御手段３３ｂにより決定された撮像ピッチに基づき画像を取込むべく撮像ユニット２０の前記カメラ２２を制御するもので、また、画像処理部４０は、カメラ２２によって撮像される部品像に所定の処理を施すことにより部品認識に適した画像データを生成するものである。

なお、当実施形態では、照明ユニット２４、主制御部３２および照明制御部３６等により本発明の照明装置が構成されており、そのうち主制御部３２および照明制御部３６が本発明の照明制御手段に相当する。また、撮像ユニット２０および制御装置３０により本発明の部品認識装置が構成されている。

次に、上記制御装置３０による部品の実装動作制御について説明し、その後、部品認識動作における上記照明ユニット２４の点灯制御について説明する。

上記実装機においては、プリント基板３が実装作業位置に搬入されることにより実装動作が開始される。プリント基板３が実装作業位置に搬入されると、まず、ヘッドユニット６を部品供給部４に移動させ、各実装用ヘッド１６により部品を吸着させる。

具体的には、実装用ヘッド１６を対象となるテープフィーダー４ａの上方に配置した後、実装用ヘッド１６を昇降駆動することによりテープ内の部品を吸着ノズル１６ａにより吸着させてテープフィーダー４ａから取出す。この際、可能な場合には複数の実装用ヘッド１６を駆動することにより同時に複数の部品を取出す。

部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット６を最寄りの撮像ユニット２０の上方に移動させ、撮像ユニット２０に対しヘッドユニット６をＸ軸方向に移動させることにより、各実装用ヘッド１６に吸着された部品を撮像ユニット２０により撮像してその吸着状態を画像認識する。この際、ヘッドユニット６の移動に伴い前記照明ユニット２４をパルス点灯させつつ、前記ラインセンサにより部品の主走査方向１列（１ライン分）の画像を一括して取込む撮像を、副走査方向に順次所定の撮像ピッチで実施することにより各吸着部品を順次撮像する。

そして、撮像ユニット２０による部品の撮像後、ヘッドユニット６を実装作業位置のプリント基板３上に移動させるとともに、この間に、撮像ユニット２０により撮像した吸着部品画像に基づいて各実装用ヘッド１６による部品の吸着状態（吸着誤差）を調べ、吸着誤差がある場合には目標位置の再設定を行う。

そして、設定された目標位置に従ってヘッドユニット６を駆動制御することにより各実装用ヘッド１６に吸着された部品を順次プリント基板３上に実装する。具体的には、対象となる部品を吸着した実装用ヘッド１６を実装位置の上方に配置した後、実装用ヘッド１６を昇降駆動するとともにその最下位置で吸着ノズル１６ａへの負圧供給を遮断することにより部品をプリント基板３上に実装する。

こうして以後、ヘッドユニット６を部品供給部４とプリント基板３との間で往復させながらプリント基板３上に必要数の部品を順次実装する。

図６は、上記部品撮像動作における制御装置３０による照明ユニット２４の点灯制御の一例を示すフローチャートである。

この制御はヘッドユニット６が撮像ユニット２０に対しＸ軸方向に移動を始めることにより開始する。この処理では、まず、ヘッドユニット６の撮像エリアのカウンタ値「ｎ」に初期値「１」をセットし、点灯時間制御手段３３ａ及び撮像ピッチ制御手段３３ｂによる当該撮像エリアに関する設定値、すなわち照明ユニット２４の点灯時間およびラインセンサの撮像ピッチ（取込み間隔）の設定値を読込む（ステップＳ１〜ステップＳ３）。

次いで、撮像ピッチの変更の有無、および点灯時間の変更の有無を順次判断する（ステップＳ４，５）。つまり、先に撮像された撮像エリアに対して今回の撮像エリアの撮像ピッチおよび点灯時間に変更が有るか否かを判断する。なお、撮像動作開始後、最初の撮像エリア（ｎ＝１）については、ステップＳ４，Ｓ５は常にＹＥＳと判断する。

ステップＳ４又はステップＳ５でＹＥＳと判断した場合には、当該撮像エリアの設定点灯時間および設定撮像ピッチに基づき照明制御部３６において照明ユニット２４の点灯開始タイミングを演算する（ステップＳ９）。そして、ステップＳ９の演算結果に応じたパルス電流を照明ユニット２４に与えることにより、ラインセンサの１撮像ピッチＴの中間と点灯時間ＬＴの中間とが時間的に一致するタイミング（図５参照）で照明ユニット２４を点灯させながら１ライン毎に画像を取込み、当該撮像エリアを撮像する（ステップＳ６）。

なお、ステップＳ４およびステップＳ５で共にＮＯと判断した場合、ステップＳ６においては、先に撮像された撮像エリアと同じ点灯タイミングで照明ユニット２４をパルス点灯させることにより、当該撮像エリアを撮像する。

最初の撮像エリアの撮像が終了すると、ヘッドユニット６の全撮像エリアの撮像が終了したか否かを判断し（ステップＳ７）、ここでＮＯと判断した場合には、ステップＳ８に移行して撮像エリアのカウンタ値「ｎ」をインクリメントした後、ステップＳ２に移行し、上記と同様の処理を繰り返すことにより次の撮像エリアの撮像を行う。

そして、最終的に全ての撮像エリアの撮像が終了すると（ステップＳ７でＹＥＳ）、本フローチャートを終了し、ステップＳ６で撮像された各撮像エリアの画像データに基づき各実装用ヘッド１６による部品の吸着状態を調べることとなる。

以上のようにこの実装機では、撮像ユニット２０における部品の撮像時には、上記の通り、ラインセンサによる１撮像ピッチの間に照明ユニット２４を１回だけパルス点灯させながらも、ラインセンサの１撮像ピッチの中間と点灯時間の中間とが時間的に一致するタイミングで照明ユニット２４をパルス点灯させるようにしているので、１撮像ピッチの間に時間的な偏りを伴うことなく部品に対して照明光を提供することができる。そのため、図１に実線および一点鎖線で示すようにラインセンサ（カメラ２２）に対して副走査方向（Ｘ軸方向）の何れの側から部品を移動させる場合でも互いの画像に位置ずれが生じることがなくなり、その結果、同一の部品については、ラインセンサの何れの側（副走査方向の何れの側）から部品を移動させる場合でも常に同一の画像を得ることができ、何れの場合も等しい認識精度をもって部品の吸着状態を認識することができるようになる。

従って、ラインセンサによる１撮像ピッチの間に照明光の時間的な偏りを伴う従来のこの種の実装機の課題、つまり、ラインセンサに対する部品の移動方向の違いにより同一部品でありながら認識精度に差異が生じるという課題を好適に解決することができ、その結果、部品認識結果の信頼性を向上させることができる。

また、上記実施形態では、被撮像部品の種類等に応じてラインセンサ（カメラ２２）の撮像ピッチおよび照明ユニット２４の１回当たりのパルス点灯時間が可変設定可能とされ、撮像ピッチ又は点灯時間が変更された際には、変更後の撮像ピッチおよび点灯時間に応じて照明ユニット２４の点灯開始タイミングを求めるようにしているので、被撮像部品の種類や要求解像度等に応じた最適な撮像ピッチおよび点灯時間で部品を撮像する一方で、その際の照明ユニット２４の点灯を、常に上記のタイミング、すなわちラインセンサの１撮像ピッチの中間と点灯時間の中間とが時間的に一致するタイミングで行わせることができる。従って、部品の種類等にかかわらず認識結果の信頼性を向上させることができる。

なお、以上説明した実装機は、本発明に係る表面実装機（本発明に係る照明装置、部品認識装置が適用される表面実装機）の最良の実施形態の一例であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、実施形態では、ヘッドユニット６を実装用ヘッド１６に対応した６つの撮像エリアに分け、撮像エリア毎に、ラインセンサによる撮像ピッチおよび照明ユニット２４の１回当たりの点灯時間を設定するようにしているが、勿論、全撮像エリアを一律に同じ撮像ピッチおよび点灯時間で撮像するようにしてもよい。

また、上記のように撮像エリア毎に撮像ピッチ等を変更する場合でも、その場合の撮像エリアの設定は適宜変更可能である。例えば、実装用ヘッド１６に吸着された１つの部品（リード付き部品）に関し、リード部分については撮像ピッチをそれ以外の部分に比して短縮することにより解像度をアップするというように、単一の部品において特に認識精度が求められる部分（エリア）のみラインセンサの撮像ピッチや照明ユニット２４の点灯時間を切換えて部品を撮像するようにしてもよい。

さらに、１ライン毎（ラインセンサによる１ラインの撮像毎）に撮像ピッチおよび照明ユニット２４の点灯時間を設定するようにしてもよい。これによれば、例えば撮像ユニット２０に対してヘッドユニット６を加速、あるいは減速させながら部品を撮像する場合でも、ラインセンサの１撮像ピッチの中間と点灯時間の中間とが時間的に一致するタイミングで照明ユニット２４を点灯させることが可能となる。この場合には、ヘッドユニット６の加速度、あるいは減速度に応じて１ライン毎の撮像ピッチおよび点灯時間を撮像ピッチ制御手段３３ｂおよび点灯時間制御手段３３ａにおいて設定し、これに基づき照明制御部３６において点灯タイミングを求めるようにすればよい。

また、上記の実施形態では、本発明に係る部品認識装置を表面実装機に適用した例について説明したが、本発明の部品認識装置は、例えば、電子部品に対して各種試験を施す部品試験装置にも適用することが可能である。

図示を省略するが、例えば、部品吸着用のヘッドを搭載した移動可能なヘッドユニットを有し、部品供給位置（部品供給部）に載置された部品を前記ヘッドにより負圧吸着して試験装置に搬送し、この試験装置に設けられた試験用ソケット（試験手段）に部品を挿着して各種試験を実施する装置が知られているが、この種の部品試験装置においても、試験用ソケットに正確に部品を装着するために、前記ヘッドによる部品の吸着状態を画像認識して、吸着ずれ（誤差）がある場合にはこれを補正してから試験用ソケットに部品を装着することが行われている。従って、このような部品試験装置においても、吸着部品を画像認識する手段として、上記表面実装機に準ずる構成、すなわち上記撮像ユニット２０、照明制御部３６および制御装置３０（点灯時間制御手段３３ａ、撮像ピッチ制御手段３３ｂ）に相当する構成を設けることができる。このような部品試験装置の構成によれば、実施形態の表面実装機と同様に、ラインセンサを用いて部品の吸着状態を画像認識しながらも、ラインセンサに対する部品の移動方向の違いに起因する認識精度の差を解消して、部品認識結果の信頼性を向上させることができ、その結果、試験用ソケットへの部品の移載ミスを軽減して部品の試験をより確実に実施することができるようになる。

本発明に係る表面実装機（発明に係る照明装置、部品認識装置が適用される表面実装機）の一例を示す平面図である。 表面実装機を示す正面図である。 撮像ユニットの構成を示す模式図である。 表面実装機の制御系（主に部品認識処理に関連する部分）を示すブロック図である。 照明ユニットの点灯タイミングの制御を説明するタイミングチャートである。 部品認識時の制御装置による照明制御の一例を示すフローチャートである。 従来のラインセンサの撮像ピッチと照明装置の点灯タイミングとの関係を示すフローチャートである。

符号の説明

１６ 実装用ヘッド
１６ａ 吸着ノズル
２０ 撮像ユニット
２２ カメラ
２４ 照明ユニット
３０ 制御装置
３２ 主制御部
３３ａ 点灯回数制御手段
３３ｂ 撮像ピッチ制御手段
３４ 軸制御部
３６ 照明制御部
３８ カメラ制御部
４０ 画像処理部

Claims (6)

1. 部品搬送用ヘッドに保持された部品をラインセンサに対して相対的に移動させながら前記ラインセンサにより所定の撮像ピッチで前記部品を撮像する際に撮像用の照明を提供する照明装置であって、
   照明光源と、この照明光源をパルス点灯させる照明制御手段とを有し、
   前記照明制御手段は、前記ラインセンサの１撮像ピッチの間にその中間と点灯時間の中間とが時間的に一致するタイミングで前記照明光源を１回だけパルス点灯させることを特徴とする照明装置。
2. ラインセンサと、照明光源をパルス点灯させることにより前記ラインセンサの撮像用照明を提供する照明装置とを有し、部品搬送用ヘッドに保持された部品を前記ラインセンサに対して相対的に移動させながら該ラインセンサにより所定の撮像ピッチで前記部品を撮像することによりその画像に基づき部品の保持状態を認識する部品認識装置において、
   前記照明装置として、請求項１に記載の照明装置を有することを特徴とする部品認識装置。
3. 請求項２に記載の部品認識装置において、
   前記ラインセンサの撮像ピッチを可変設定可能な撮像ピッチ制御手段を有し、
   前記照明制御手段は、前記撮像ピッチ制御手段により設定された撮像ピッチに応じて上記タイミングで照明光源をパルス点灯させることを特徴とする部品認識装置。
4. 請求項２に記載の部品認識装置において、
   ラインセンサの１撮像ピッチの間に照明光源をパルス点灯させる時間を可変設定可能な点灯時間制御手段を有し、
   前記照明制御手段は、前記点灯時間制御手段により設定された点灯時間に応じて上記タイミングで照明光源をパルス点灯させることを特徴とする部品認識装置。
5. 部品保持用のヘッドが搭載された移動可能なヘッドユニットの前記ヘッドにより部品供給部から部品を保持し、前記各ヘッドによる部品の保持状態を画像認識してから実装作業位置にセットされた基板上に部品を実装する表面実装機において、
   前記各ヘッドによる部品の保持状態を画像認識する手段として、請求項２乃至４の何れかに記載の部品認識装置を備えていることを特徴とする表面実装機。
6. 部品保持用のヘッドが搭載された移動可能なヘッドユニットの前記ヘッドにより部品供給部から部品を保持し、前記各ヘッドによる部品の保持状態を画像認識してから部品を試験手段に移載することにより各種試験を行う部品試験装置において、
   前記各ヘッドによる部品の保持状態を画像認識する手段として、請求項２乃至４の何れかに記載の部品認識装置を備えていることを特徴とする部品試験装置。

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