計測・検査

位置決め装置
[FV-aligner II]

製品画像

自動位置決めシステムを簡単に構築でき、導入開始から実運用までの期間を大幅に短縮

FV-alignerⅡシリーズは、従来機FV-alignerの技術を継承し、ソフトウェアを再構築した新しい位置決め装置です。これまでに培ってきたアライメント技術はそのままに、自動キャリブレーションの高精度化、前処理フィルタの充実化、使い勝手の改善などを図っています。
画像処理により得られた情報をもとに、ワークをターゲット位置に合わせ込むためのXYθ補正量を計算し、ステージの軸制御までを行うユニット(UNT)型と、補正量(数値情報)を出力し軸制御はユーザ側で行うエンジン(ENG)型の2タイプの提供は従来と同様で、XYθ軸ステージやUVW軸ステージを利用した自動位置決めシステムが手間なく簡単に構築できます。導入開始から実運用に至るまでの期間を劇的に短縮し、運用後の仕様(カメラ位置や軸構成などの)変更にも柔軟に対応でき、コスト削減に貢献します。


本製品は優れた画像処理技術とその技術を応用した幅広い製品を提供しているFAST社の製品です。

株式会社ファースト

株式会社ファースト https://www.fast-corp.co.jp/

仕様・特徴

基本機能

FV-alignerⅡは、対象物をカメラで撮影し、あらかじめ任意に登録されている部位やマークを撮影画像の中から見つけ(位置の検出)、事前に指定されている位置または処理過程で自動検出した基準位置や目標位置との差異を算出し(位置ずれ量の認識)、ずれ補正に必要なXYθ移動量を計出し(補正データの生成)、通信で外部に出力する画像処理装置です。

アライメント例
位置決め対象物にアライメントマークが2個、カメラ2台(2視野)、
XYθステージの構成でアライメントを実行する例(STEP1~STEP3)。
製品画像位置決め対象物と一体の2個のマーク


ステージ(中央十字はXYθ移動軸)
STEP1.
ターゲット位置の登録時
各カメラ毎にアライメントマークを登録します
製品画像
STEP2.
ワーク供給から
マーク検出時
パターンマッチング等の画像処理によってアライメントマークの位置情報を取得します。
製品画像
STEP3.
ステージのXYθ補正量を
計算して位置合わせ
ステージのXYθ補正量を計算し、補正量に応じた移動量を軸ドライバに送信します。
製品画像

2タイプの装置を用意

[1] アラインエンジン FV-alignerⅡ-ENG

位置合わせに必要な数値(補正量)だけを出力する、画像処理エンジンのみの装置です。軸制御はお客様が自由に操作できます。

アラインエンジン

[2] アライナー FV-alignerⅡ-UNT

補正量をパルス数などに換算し、ステージ移動までのすべてを実施する装置です。

アライナー

自動キャリブレーション機能

座標変換係数(カメラ座標をステージ座標に換算する補正係数)を自動的に取得する自動キャリブレーション機能を持っています。よってカメラ設置後の面倒な合わせ込み(鉛直度やカメラ相互の高さ調整や視野合わせ)が不要になり、またカメラ座標系からステージ座標系へ変換する複雑な計算をユーザが意識する必要もありません。これにより例えば段取り変えやワーク品種変更によってカメラ位置を変える必要性が生じた場合でも、数種類のメニューボタンをクリックするだけで自動的にキャリブレーションし、以前と同様のアライメント精度が簡単に復元できます。生産ラインでの品種変更にも手間がかかりません。
またFV-alignerⅡのキャリブレーションは、自動でマークをカメラ視野内限界まで移動させながら補正係数を生成するので、従来のFV-alignerより高精度な結果が期待できます。

※ ファーストのキャリブレーションアルゴリズムは特許を取得しています。

自動キャリブレーション機能

カメラの設置が容易

1台~4台の範囲で任意台数を接続できます。※1、※2
カメラは任意の位置に設置でき、それぞれのカメラは適当に回転(360°)していても、上向きでも下向きでも、さらに極端な傾きを除きカメラの光軸が傾いても問題ありません。※3
カメラごとの視野サイズが設置位置の高低やレンズの差異により違っていても問題 ありません。

※1 一般的には台数を多くした方が統計効果により高精度化します。
※2 カラーカメラを接続できる装置もあります。
※3 傾きが全くない場合に比べ多少精度は低下します。

光軸の向き不問 光軸の傾き不問 カメラ設置位置不問
カメラの設置が上向きでも下向きでも位置決めできます。

製品画像
ただし光軸をステージに対して垂直に設置した時よりも僅かに精度の低下があります。
製品画像
カメラを任意の位置に設置しても位置決めできます

製品画像
光軸回りの回転設置不問 視野サイズの相違不問 カメラ台数不問
光軸を中心にカメラを回転設置しても位置決めできます。


製品画像
カメラ毎に視野サイズが(高さ方向のカメラの設置位置、レンズの倍率の差異により)少々異なっていても位置決めできます。 製品画像 1~4台の範囲なら何台接続しても位置決めできます。


製品画像
別々のワーク不問
分離しているワーク毎の任意位置にカメラを設置できます。 製品画像

さまざまなステージ(軸構成)に対応

座標軸の構成・向き・回転を問わず、様々な座標軸構成のステージに対応しています。座標軸の向きや回転方向にも自動的に対処し、XYの座標軸が多少斜交していても内部計算で補正することが可能です(直交している場合よりは精度は低下します)。
利用できるステージの大きさに制限はありません。小型から大型まで対応します。ただ位置決め精度や全体のスループットはステージの精度や稼働速度にも左右されますので選択時にはご留意ください。

※FV-alignerⅡは4軸ステージには未対応(今後バージョンアップの過程で対応させていく予定)です。4軸ステージを使用する場合は従来のFV-alignerをご検討ください。

XYθ θXY UVW
製品画像 製品画像 製品画像

選択できる位置検出法

あらかじめ登録したパタンとの類似度を見て検出するパタンマッチングだけではなく、エッジ(縁)を利用した交点検出などを選択できます。またパタンマッチングの場合、ワークのロットによりマークが異なっても最大10種類までの登録マークを自動で切り替えながらサーチして対象マークを見つけ出す「候補サーチ」機能を搭載。

選択できる位置検出法

豊富な前処理フィルタ

補助機能であるフィルタ処理を施すことで画質の改善や強調をおこない、サーチの安定化を図ることが可能です。フィルタ処理として、ヒストグラム正規化/ヒストグラム平滑化/ガンマ補正/平滑化/メディアン/MIN-MAX/鮮鋭化/ガウシアンが用意されています。
また、高分解能カメラ対応型の装置(本装置とは別機種)ではCameraLinkインターフェースのカラーカメラを接続でき、形状だけではなく色情報を使用したサーチも可能です(色空間変換/チャネル抽出/色抽出)。

モニタ表示のカスタマイズ

運転中は不要なウィンドウ(例えば結果の数値表示やログ表示など)を表示せず、シンプルな画面表示にしておくことが可能です。メイン画面の各ウィンドウ表示位置やサイズも変更可能です。
また映像表示では下記の切替えが可能です。

● 入力映像反転表示(回転なし、90度回転、180度回転、270度回転、水平(左右)
    反転、垂直(上下)反転、反転90度回転、反転270度回転
● 出力映像反転表示(上記と同様)
● 4画面表示/2画面表示/1画面表示

モニタ表示のカスタマイズ

背面コネクタ配置

背面コネクタ配置

ハードウェア仕様

アラインエンジン
(ENG型)

アライナー
(UNT型)

共通仕様
機能仕様 CPU Intel Core i5-2510E  2.5GHz
メモリ DDR3-1333 2GB
チップセット Intel QM67
ファイル装置 システムSSD
標準I/F USB(USB2.0) 背面2 ポート、正面2 ポート
映像出力 DVI-I (WUXGA 1920 x 1200をサポート)
デジタル/アナログ両対応
(変換コネクタでアナログモニタ使用可)
ネットワーク
I/F(Ethernet)
1ポート 10BASE-T/100BASE-TX/1000BASE-T
絶縁型デジタル入出力 32DI/32DO (16DI×2 / 16DO×2)
割り込み入力2点(16点DI/DO×2用)
シリアルI/F 2 ポート RS-232
D-SUB 9pin (COM1,COM2)
カメラI/F 画像入力チャネル数 4ch(12pinコネクタ)
出力信号 1.0Vp-p/75Ω コンポジットビデオ
(プログレッシブ, EIA-170)
入力信号 HD/VD(水平/垂直同期信号)を設定可能4チャネルに
同一の同期信号を供給
4チャネルのトリガ信号を 9/11pinに切替可能
(新/旧の EIAJピン配列対応)
出力信号 297(W) x 210(D) x 45(H) mm (A4サイズ)
ゴム足を付けた場合 約+6(H)mm
一般仕様 外形寸法 約2.5kg (取付金具は含まず)
電源 DC+24V
消費電力 100W以下
動作周囲温度 0~40℃
動作周囲湿度 30~85%RH(結露の無いこと)
保存周囲温度 -20℃~60℃
保存周囲湿度 95%RH以下
アライナー
(UNT型)
固有仕様
軸数 4軸
(ただし搭載ソフトウェアの軸制御は最大3軸まで)
パルス出力 0.1 pps から 6.55 Mpps
エンコーダカウンター設定範囲 0-268,435,455,または
-134,217,728 から134,217,727(28-bit)
位置パルス設定範囲 -134,217,728 から134,217,727 パルス(28-bit)
位置ラッチ信号 LTC
コンパレータマルチ出力 CMP
I/O ピン 全入出力信号が内部と絶縁
(絶縁耐圧2500 VRMS)
エンコーダ入力ピン EA , EB
エンコーダインデックス入力ピン EZ
リミットスイッチ等入力ピン ±EL, SD, ORG
サーボモータ入力ピン INP, ALM, ERC, RDY, SVON
多目的出力ピン DO×8 DO/CMP用
多目的入力ピン GDI x 8 DI/LTC/PCS/SD/CLR/EMG用
パルス信号入力 PA , PB
複数ボード間での同期Start/Stop 信号 STA , STP

※ 本装置には30万画素~200万画素までのアナログカメラを接続することができます。
    200万画素以上の高解像度カメラ、映像を高速度に転送するカメラ、またはカラーカメラを利用したい場合は、
    CameraLink I/Fカメラが接続できる「高分解能カメラ対応型」装置をご検討ください。



※ ハードウェア仕様は予告なく変更される場合があります。

応用例

部品実装 ピッキング 特性検査(LCD点灯検査など)
部品切断(ウェハ、セラミック、ガラスなど) 貼り合わせ(LCD,FPCなど) 印刷(スクリーン印刷など)
露光機(LCD,PCBなど) 穴空け機(PCB,シートなど) 貼り付け(TAB,ACFテープなど)