電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法
【課題】適正な部品認識条件を容易に設定することを可能とする電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法を提供することを目的とする。
【解決手段】電子部品実装装置における部品認識条件としての照明条件の適否判定評価において、照明条件に起因する位置認識誤差の発生傾向と関連付けて設定される特定の移動パターン（ノズル回転パターン）にしたがって部品をノズル軸廻りに回動させる部品移動工程において同一の照明条件にて部品撮像および部品位置認識を複数回実行し、初回の部品位置認識において取得された部品の認識中心が部品回転移動後の部品位置認識において取得された認識中心と一致するか否かを検出する。これにより、回転移動後にあるべき位置に部品があるか否かを判断して、照明条件の適否を判定する。
【解決手段】電子部品実装装置における部品認識条件としての照明条件の適否判定評価において、照明条件に起因する位置認識誤差の発生傾向と関連付けて設定される特定の移動パターン（ノズル回転パターン）にしたがって部品をノズル軸廻りに回動させる部品移動工程において同一の照明条件にて部品撮像および部品位置認識を複数回実行し、初回の部品位置認識において取得された部品の認識中心が部品回転移動後の部品位置認識において取得された認識中心と一致するか否かを検出する。これにより、回転移動後にあるべき位置に部品があるか否かを判断して、照明条件の適否を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板に搭載する電子部品実装装置において、部品認識に適用される部品認識条件の適否を評価する電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に実装する電子部品実装装置においては、搭載ヘッドに保持された状態の電子部品を撮像して位置認識した部品認識結果に基づいて、部品搭載時の位置補正が行われる。この部品認識精度を確保するためには、電子部品をカメラで撮像して画像に取り込む際の照明条件や取り込まれた画像を認識処理する際に用いられる処理パラメータなどの部品認識条件を、対象とする電子部品の種類に応じて正しく設定する必要がある。このため電子部品実装装置には、設定された部品認識条件のデータ入力を行った後、これらのデータを確認する機能を備えたものが用いられる場合がある（例えば特許文献１参照）。この特許文献例では、撮像された電子部品の画像と入力されたデータによって生成された画像を同一画面に重ねて表示させることにより、データの正否を目視により確認するようにしている。
【特許文献１】特開平１０−１３５７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
位置認識のための画像処理においては、取得された画像に対してパターンマッチングなどの画像処理手法を適用することにより、対象とする電子部品の中心点など部品位置を代表する代表点を検出することにより行われる。パターンマッチングでは認識画像における明度差などによって認識対象物の位置が特定されるため、同一品種の認識対象を撮像した場合であっても、照明条件が異なる場合には取得された認識画像の画像情報は異なったものとなり、同一の位置認識結果が得られない。このため、照明条件など部品認識処理に際して必要とされる認識条件は、対象とする電子部品毎に正しい認識結果を与える適正な条件に設定する必要がある。
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献例を含め、従来技術においては部品認識そのものは正常に行われていても、認識により求められた位置情報が正しいものであるか否かを正しく判定することは困難で、部品認識条件の評価は専ら作業者の経験や勘に依存していた。このため部品認識条件の設定に際して手間と時間を要するとともに、作業者の技量の個人差によって位置認識精度にばらつきが避けられず、適正な部品認識条件を容易に設定することが可能な方策が望まれていた。
【０００５】
そこで本発明は、適正な部品認識条件を容易に設定することを可能とする電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法は、搭載ヘッドに保持された状態の電子部品の位置を光学的な位置認識手段によって認識した後この電子部品を基板に移送搭載する電子部品実装装置において、前記認識に適用される部品認識条件の適否を評価する電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法であって、前記部品認識条件に起因する位置認識誤差の発生傾向と関連付けて設定される特定の移動パターンにしたがって前記電子部品を移動させる部品移動工程と、この部品移動工程において同一の前記部品認識条件にて電子部品を複数回認識して複数の部品認識結果を取得する認識工程と、前
記複数の部品認識結果を比較することにより前記部品認識条件の適否を判定する適否判定工程とを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電子部品を部品認識条件に起因する位置認識誤差を反映させる特定の移動パターンにしたがって移動させて、同一の部品認識条件にて電子部品を複数回認識して複数の部品認識結果を取得し、取得された複数の部品認識結果を比較して部品認識条件の適否を判定することにより、適正な部品認識条件を容易に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における画像認識機能の構成を示すブロック図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における画像認識用の照明装置の構成説明図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置において認識対象となる電子部品の部品認識パラメータの説明図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における画像認識の認識誤差発生傾向の説明図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法を示すフロー図、図７，図８は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法の動作説明図、図９は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法を示すフロー図、図１０は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における照明条件の自動設定処理方法を示すフロー図である。
【０００９】
まず図１，図２を参照して、電子部品実装装置の構成を説明する。図１において基台１の中央にはＸ方向（基板搬送方向）に搬送路２が配設されている。搬送路２は上流側から搬入された基板３を搬送し実装ステージに位置決めする。搬送路２の両側方には、部品供給部４が配置されており、それぞれの部品供給部４には複数のテープフィーダ５が並設されている。テープフィーダ５は、電子部品（以下、単に「部品」と略記する。）を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、以下に説明する搭載ヘッドの吸着ノズルによる部品吸着位置に部品を供給する。
【００１０】
基台１上面の両端部上にはＹ軸テーブル６Ａ，６Ｂが配設されており、Ｙ軸テーブル６Ａ、６Ｂ上には２台のＸ軸テーブル７Ａ，７Ｂが架設されている。Ｙ軸テーブル６Ａを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＡがＹ方向に水平移動し、Ｙ軸テーブル６Ｂを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＢがＹ方向に水平移動する。Ｘ軸テーブル７Ａ，７Ｂには、それぞれ搭載ヘッド８および搭載ヘッド８と一体的に移動する基板認識カメラ９が装着されている。
【００１１】
Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂをそれぞれ組み合わせて駆動することにより搭載ヘッド８は水平移動し、それぞれの部品供給部４から部品を吸着ノズル１２によってピックアップし、搬送路２に位置決めされた基板３上に実装する。Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂは、搭載ヘッド８を移動させるヘッド移動機構となっている。そしてヘッド移動機構によって搭載ヘッド８とともに基板３上に移動した基板認識カメラ９は、基板３を撮像して認識する。
【００１２】
図２に示すように、搭載ヘッド８は複数の単位搭載ヘッド８ａを備えた多連型ヘッドであり、各単位移載ヘッド８ａには部品１３を吸着して保持する吸着ノズル１２が装着されている。Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂは、それぞれＸ軸駆動部１４、Ｙ軸駆動部１５によって駆動される。単位搭載ヘッド８ａはそれぞれ吸着ノズル１２を昇降させるノズル昇降機構、吸着ノズル１２を軸廻りに回転さ
せるノズル回転機構を備えており、ノズル昇降機構、ノズル回転機構はそれぞれＺ軸駆動部１６、Θ軸駆動部１７によって駆動される。制御部１８によってＸ軸駆動部１４、Ｙ軸駆動部１５、Ｚ軸駆動部１６、Θ軸駆動部１７を制御することにより、部品供給部４から部品１３を取り出して基板３に実装する部品実装動作が実行される。
【００１３】
部品供給部４から搬送路２に至る経路には、部品撮像部１０およびノズル保持部１１が配設されている。図２に示すように、部品撮像部１０は部品認識カメラ２２および照明部２３を備えている。部品供給部４から部品を取り出した搭載ヘッド８が搬送路２の実装ステージに位置決めされた基板３へ移動する際に、吸着ノズル１２に保持された部品１３を部品撮像部１０の上方でＸ方向に移動させることにより、部品認識カメラ２２は部品１３の画像を取得する。ノズル保持部１１は、複数種類の吸着ノズル１２を所定姿勢で収納し、搭載ヘッド８がノズル保持部１１にアクセスしてノズル交換動作を行うことにより、搭載ヘッド８において対象とする部品の種類に応じてノズル交換が行われる。
【００１４】
部品因子器カメラ２２は認識処理部２１に接続されており、部品認識カメラ２２によって取得された画像データを認識処理部２１によって認識処理することにより、搭載ヘッド８に保持された状態の部品１３が認識され、この認識結果は制御部１８に伝達される。部品撮像部１０および認識処理部２１は、部品１３を認識する部品認識部を構成する。部品認識カメラ２２による撮像に際しては、照明部２３を点灯して部品を下方から照明する。照明部２３は光源制御部１９によって制御され、さらに光源制御部１９は制御部１８によって制御される。記憶部２０には照明条件データが記憶されており、光源制御部１９が照明部２３を制御する際には、制御部１８が記憶部２０から読み出した聡明条件データに従って、以下に説明する照明ユニット２３ａを制御する。
【００１５】
図３に示すように、部品撮像部１０に設けられた照明部２３は、平面視して井桁状に配置された４つの照明ユニット２３ａ（図３（ｂ）参照）を備えており、吸着ノズル１２に保持された部品１３に対して、ＬＥＤによって発光された照明光を斜め下方から照射する。撮像対象の部品１３が反射照明によって画像を取得する種類の部品である場合には、部品１３に照射された照明光の反射光を部品認識カメラ２２が受光することにより、部品１３を明像として撮像する。また撮像対象の部品１３が透過照明によって画像を取得する種類の部品である場合には、反射板１２ａに照射された照明光の反射光を部品認識カメラ２２が受光することにより、部品１３のシルエットを暗像として撮像する。
【００１６】
各照明ユニット２３ａは、図３（ａ）に示すように、上下方向に３段に配列されたＬＥＤ２４ａ（上段照明）、ＬＥＤ２４ｂ（中段照明）、ＬＥＤ２４ｃ（下段照明）を備えており、光源制御部１９によって照明部２３を制御する際には、記憶部２０に記憶された照明条件に従って、各照明ユニット２３ａ毎に、さらにはＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ毎に、異なる照明値によってＬＥＤを発光させることができるようになっている。
【００１７】
次に図４を参照して、部品１３を画像認識する際に用いられる部品認識パラメータについて説明する。部品認識パラメータは、各部品種類毎に作成されるものであり、部品種別毎の特性を考慮して必須項目が入力される。図４に示す例では、抵抗部品など接続用電極としての端子が両端部に形成された矩形端子型部品の例を示している。
【００１８】
部品の形状・寸法を示すデータとしては、部品の外形寸法（幅Ｗ、長さＬ）を示す部品寸法、端子の幅方向寸法ａ、長さ方向寸法ｂを示す電極寸法、さらに該当する場合には、部品に設けられたリードの外形や本数を示すデータが入力される。これらの形状・寸法を示すデータは、部品をパターンマッチングによって認識する場合の参照パターンを自動生成する際に用いられる。
【００１９】
そして部品認識パラメータには、認識用画像を取得する撮像条件が規定されている。本実施の形態に示す例では、部品認識カメラ２２によって画像を取得する際の視野の大きさ（例えば大視野、中視野、小視野）を対象とする部品の種類に応じて選択できるようにしているほか、画像取得の際の照明条件を任意に設定することができるようになっている。ここでは、照明ユニット２３ａを構成する上段、中段、下段のＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃの明るさを規定する照明値ｃ、ｄ、ｅを任意に設定することができるようになっている。
【００２０】
次に図５を参照して、部品撮像部１０によって取得した画像に基づいて部品１３の位置認識を行う際の認識誤差発生傾向について説明する。図５において、矢印（１）、（２）、（３）、（４）は、照明部２３の各照明ユニット２３ａによって照射される照明光を示しており、部品認識カメラ２２による部品１３の画像取得時には、部品１３にはこのような４方向から照明光が照射される。画像認識のための画像取得においては、撮像対象に対してあらゆる方向から満遍なく照明光が照射されることが望ましいが、実際の画像認識装置においてはこのような理想的な照明状態を実現することが難しく、本実施の形態に示すように４方向から照明光を照射する方式が採用される場合が多い。
【００２１】
このような構成の照明を採用する場合において、照明部２３を構成する多数のＬＥＤからの照明光が部品１３に対して全て均一に照射される保証はなく、全体としてみた場合に特定方向についての照射光が強く、あるいは特定方向について照射光が弱い場合が存在しうる。この結果、このような照明条件下で取得された画像を認識処理して得られる位置認識結果は、実際の部品の正しい位置を示さず、照明光の不均一に起因して特定方向にずれる傾向を示す。図５に示す例では、画像認識によって求められた部品１３の認識中心１３＊ｃが、実際の部品中心１３ｃから矢印（１）側に位置ずれして検出された例を示している。
【００２２】
このような位置ずれは、照明光の不均一度合いによって、また対象となる部品の画像取得方法の種類（反射照明による明像取得、透過照明による暗像取得）など多くの要因によって種々異なる態様を示すが、同一の照明条件下において部品認識を行った場合には、位置ずれ傾向、すなわち位置認識誤差の発生傾向はほぼ同一となることが知られている。そして上述の照明条件を設定した後に実際に画像認識の試行を行った場合において、画像認識そのものが実行不可能で認識結果が得られない認識エラーとなった場合には部品認識パラメータとしての照明条件の設定が不適切であったということが容易に判明するものの、認識エラーとならずに何らかの位置認識結果が得られた場合には、この認識結果が実際の部品の正しい位置を表す適正な認識結果であるか否かを判断する手段がなかった。
【００２３】
そこで本実施の形態においては、特定の部品を対象として新たに部品認識パラメータを設定した場合の評価方法として、図６のフローに示す方法によって部品認識パラメータとしての照明条件の適否を判定するようにしている。ここでは前述の部品認識条件は、搭載ヘッドに保持された状態の部品を撮像する際の照明条件に限定されている。なお図７は適正な照明条件下でこの評価方法を実行した場合の認識結果を、また図８は図５に示すような認識誤差発生傾向を示す照明条件下でこの評価方法を実行した場合の認識結果を、それぞれ認識視野３０内の画像によって示している。
【００２４】
まず、搭載ヘッド８の部品保持手段である吸着ノズル１２によって対象となる部品１３を吸着保持する（ＳＴ１）。ここでは、図４に示す矩形端子型の部品１３を対象としている。次いで搭載ヘッド８を部品撮像部１０へ移動させ（ＳＴ２）、吸着ノズル１２に保持された部品１３を、照明部２３によって適否判定対象の所定の照明条件で照明した状態で、部品認識カメラ２２によって撮像する（ＳＴ３）。
【００２５】
次いで撮像結果を認識処理部２１によって認識処理して部品１３の中心位置を求める部品位置認識を実行する（ＳＴ４）。これにより、図７（ａ）に示すように、認識結果を示す認識中心１３＊ｃが求められる。このとき、図７（ａ）に示す例では適正な照明条件で撮像が行われていることから、認識中心１３＊ｃは部品１３の実際の部品中心１３ｃと一致した位置に求められる。なお、ここで位置の一致とは、対象とする２位置の位置誤差が予め定められた許容範囲内にあることをいう。
【００２６】
次に２回目の撮像のための部品移動を行う。すなわち、図７（ｂ）に示すように、吸着ノズル１２をノズル軸心１２ｃ廻りに９０°だけ反時計方向に回転させることにより部品１３を特定点であるノズル軸心１２ｃを中心に回動させる（ＳＴ５）。そして（ＳＴ３）、（ＳＴ４）と同様に、部品撮像（ＳＴ６）、部品位置認識を行う（ＳＴ７）。そしてあるべき位置に部品ありか否かを判断する。すなわち、（ＳＴ４）にて求められた認識中心１３＊ｃを９０°だけ反時計回りに回転させた位置が、（ＳＴ７）にて求められた認識中心１３＊ｃと一致するか否かを判断する（ＳＴ８）。
【００２７】
ここで図７に示す例においては、適正な照明条件下で撮像された画像に基づいて部品位置認識が行われていることから、求められた認識中心１３＊ｃは実際の部品中心１３ｃ（すなわち部品回転移動前の認識中心１３＊ｃ）と一致して、あるべき位置に部品ありと判断される。次いで予め設定された所定回数（ここでは吸着ノズル１２の１回転に相当する４回）の認識完了か否かが判断される（ＳＴ９）。そして未完了であれば（ＳＴ５）に戻って同様の処理が反復実行される。すなわち、図７（ｃ）、（ｄ）に示すように、吸着ノズル１２をさらに９０°づつ回転させて、同様に認識中心１３＊ｃを求め、同様にあるべき位置に部品ありか否かを判断する。次いで図７（ｄ）に示す部品位置認識を完了した後、（ＳＴ９）においてあるべき位置に部品ありと判断されたならば、照明条件適正を報知して（ＳＴ１１）、照明条件適否判定処理を終了する。
【００２８】
これに対し図８に示す例においては、図５に示すような認識誤差発生傾向を示す照明条件にて撮像が行われることから、部品位置認識によって求められた認識中心１３＊ｃは、図８（ａ）に示すように、実際の部品１３の中心とは一致せず、特定方向に偏った位置ずれを示す。そしてこの位置ずれのため、（ＳＴ４）において最初に求められた認識中心１３＊ｃを９０°回転させた位置と、（ＳＴ７）にて新たに求められた認識中心１３＊ｃとは、図８（ｂ）に示すように一致せず、したがって（ＳＴ８）においてあるべき位置に部品無しと判断される。これにより、照明条件が不良である旨のエラー報知がなされ（ＳＴ１０）、照明条件適否判定処理を終了する。
【００２９】
なおこの後に図８（ｃ）、（ｄ）に示すように吸着ノズル１２をさらに９０°づつ回転させて部品位置認識を行ってもよいが、いずれの場合においても求められた認識中心１３＊ｃは特定方向に偏っていることから、同様にあるべき位置に部品無しと判断される。したがって、図８（ｂ）において一度あるべき位置に部品無しと判断されれば、直ちに照明条件が不良である旨のエラー報知を行って差し支えない。
【００３０】
なお上述フローにおいて複数の撮像を行う度に実行される部品移動における移動パターンは、部品１３を保持する部品保持手段としての吸着ノズル１２をノズル軸廻りに回転させてこの部品をノズル中心１２ｃを中心に回動させる回転パターンとなっている。この移動パターンは、部品認識条件に起因する位置認識誤差の発生傾向と関連付けて設定されるものであり、本実施の形態においては、図５に示すように、認識位置が特定方向に位置ずれするような位置認識誤差が想定される場合を対象として回転パターンが採用されている。このような回転パターンを採用することにより、吸着ノズル１２を水平方向に移動させることなく、容易に照明条件の適否判断を行うことができる。
【００３１】
すなわち上述の部品実装装置における部品認識条件の評価方法は、部品認識条件に起因する位置認識誤差の発生傾向と関連付けて設定される特定の移動パターンにしたがって部品を移動させる部品移動工程と、この部品移動工程において同一の部品認識条件にて部品を複数回認識して複数の部品認識結果を取得する認識工程と、複数の部品認識結果を比較することにより、部品認識条件としての照明条件の適否を判定する適否判定工程とを含む形態となっている。
【００３２】
なお、撮像視野３０内において認識対象の部品が広い範囲を占有し、且つ撮像視野３０内における位置によって照明状態にばらつきが存在するような場合には、吸着ノズル１２を水平移動させて、部品を撮像視野３０内の異なる位置にて撮像するような移動パターンを採用してもよい。これにより、撮像視野３０内における照明状態の位置依存性に起因する位置認識誤差の発生傾向を評価することができる。さらには、吸着ノズル１２の水平移動と軸廻りの回転とを組み合わせた移動パターンを設定してもよい。この移動パターンによれば、照明状態の位置依存性と照明方向における不均一性の双方を反映した位置認識誤差の発生傾向を評価することができる。
【００３３】
図９に示す例は、図６と同様目的の照明条件適否判定処理において、複数の部品１３を対象として認識実行を反復して得られた複数の部品位置認識結果に基づいて、照明条件の適否を判定するようにしたものである。図９において、（ＳＴ２１）〜（ＳＴ２４）は、図６に示す（ＳＴ１）〜（ＳＴ４）と同様である。図９に示す例おいては、（ＳＴ２４）にて求められた部品位置認識結果を、記憶部２０に記憶する（ＳＴ２５）。そして吸着ノズル１２を回転させて部品１３を回動させ（ＳＴ２７）、同様の部品撮像と部品位置認識を所定回数反復して実行する。
【００３４】
そして（ＳＴ２６）にて所定回数の位置認識完了が判断されたならば、次の部品１３を対象として同様の部品撮像および部品位置認識を実行する。なおここで部品位置認識結果とは、第１回目の部品位置認識においては求められた認識中心１３＊ｃの位置であり、第２回目以降の部品位置認識においては、ノズル回転後において求められた認識中心１３＊ｃと、当初の認識中心１３＊ｃに基づいて推測される部品のあるべき位置との位置誤差をいう。そして（ＳＴ２８）にて所定数の部品１３について認識完了であると判断されたならば、記憶された部品位置認識結果を記憶部から読み出す（ＳＴ２９）。次いでそれぞれの部品位置認識結果を比較することにより、部品位置認識結果の位置誤差に許容範囲を超えたものがあるか否かを判断する（ＳＴ３０）。
【００３５】
すなわち、複数の部品を対象として複数回の部品位置認識を実行した結果、位置誤差が予め設定された許容範囲を超えていなければ照明条件適正を報知し（ＳＴ３１）、許容範囲を超えたものがあれば、照明条件不良と判断してエラー報知する（ＳＴ３２）。このとき位置誤差を統計処理して誤差値の分布を求め、これらの分布に基づいて統計的に許容範囲を定めるようにしてもよい。すなわちここに示す例においては、複数の部品を対象とした複数の部品認識結果を統計処理した結果に基づいて、前述の適否判定工程を実行するようにしている。
【００３６】
さらに図１０は、同様の照明条件適否判定処理を異なる種類の照明条件について反復して実行することにより、適正な照明条件を自動的に設定する方法を示したものである。この自動設定処理を実行するに際しては、予め複数の照明条件を規定する照明条件データを記憶部２０に記憶させておくことが必要である。自動設定処理が開始されると、記憶された照明条件のうち最も汎用的な照明条件（初期条件）を最初の照明条件に設定する（ＳＴ４１）。次いで図６に示す例と同様に搭載ヘッド８の吸着ノズル１２によって対象となる部品１３を吸着保持して部品撮像部１０へ移動させる。次いで照明部２３を設定された照明条件で作動させた状態で、吸着ノズル１２に保持された部品１３を部品認識カメラ２２
によって撮像する（ＳＴ４２）。次いで撮像結果を認識処理部２１によって認識処理して、部品１３の中心位置を求める部品位置認識を実行する（ＳＴ４３）。
【００３７】
次に２回目の撮像を行う。すなわち図６の例と同様に吸着ノズル１２をノズル軸心１２ｃ廻りに９０°だけ反時計方向に回転させ、部品１３を回動させる（ＳＴ４４）。そして（ＳＴ４２）、（ＳＴ４３）と同様に、部品撮像（ＳＴ４５）、部品位置認識を行う（ＳＴ４６）。そして同様にあるべき位置に部品ありか否かを判断する（ＳＴ４７）。ここでＹＥＳならば、予め設定された所定回数（ここでは吸着ノズル１２の１回転に相当する４回）の認識完了か否かが判断され（ＳＴ４８）、未完了であれば（ＳＴ４４）に戻って同様の処理が反復実行される。
【００３８】
すなわち吸着ノズル１２をさらに９０°づつ回転させて、同様に部品中心１３ｃを求め、あるべき位置に部品ありか否かを判断する。この複数回数の認識においていずれもあるべき位置に部品ありと判断されたならば、当該照明条件は適正であると判断して、実際に使用される照明条件として設定し（ＳＴ５２）、照明条件自動設定処理を終了する。また（ＳＴ４７）にてあるべき位置に部品がないと判断されたならば、照明条件を変更して再度認識試行を行う。
【００３９】
すなわち（ＳＴ４９）にて所定回数の照明条件を変更済みであるか否かを確認しながら、予め定められた順序に従って照明条件を記憶部２０から順次読み出して、光源制御部１９が制御を実行する際に用いる照明条件を変更する（ＳＴ５０）。そして（ＳＴ４２）に戻って、これ以降の処理を同様に実行し、（ＳＴ４７）、（ＳＴ４８）の条件を満たす場合には、この照明条件を（ＳＴ５２）にて実際の照明条件として設定する。そして（ＳＴ４７）の条件を満たさずに（ＳＴ４９）にて全ての照明条件について変更されたことが確認された場合には、適正照明条件無しと判断してエラー報知する（ＳＴ５１）。
【００４０】
すなわち上述の照明条件自動設定処理においては、照明条件を規定する照明条件データを複数記憶させておき、適否判定工程において不適であると判定されたならば、複数の照明条件データにしたがって照明条件を順次変更することにより、適正の照明条件を得るようにしている。
【００４１】
上記説明したように、本発明の電子部品実装装置における部品認識条件の評価においては、電子部品を部品認識条件に起因する位置認識誤差を反映させる特定の移動パターンにしたがって移動させて、同一の部品認識条件にて電子部品を複数回認識して複数の部品認識結果を取得し、取得された複数の部品認識結果を比較して部品認識条件の適否を判定するようにしたものである。これにより、従来は作業者の経験や勘に依存していた部品認識条件の適否判断を容易に行うことができ、さらにこの適否判定を予め準備された複数の照明条件について自動的に実行させることにより、適正な部品認識条件を容易に設定することが可能となる。
【００４２】
本発明によれば、電子部品を部品認識条件に起因する位置認識誤差を反映させる特定の移動パターンにしたがって移動させて、同一の部品認識条件にて電子部品を複数回認識して複数の部品認識結果を取得し、取得された複数の部品認識結果を比較して部品認識条件の適否を判定することにより、適正な部品認識条件を容易に設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法は、適正な部品認識条件を容易に設定することができるという効果を有し、部品供給部から取り出した部品を光学的に認識して基板に実装する電子部品実装装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における画像認識機能の構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における画像認識用の照明装置の構成説明図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置において認識対象となる部品の部品認識パラメータの説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における画像認識の認識誤差発生傾向の説明図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法を示すフロー図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法の動作説明図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法の動作説明図
【図９】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法を示すフロー図
【図１０】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における照明条件の自動設定処理方法を示すフロー図
【符号の説明】
【００４５】
３ 基板
８ 搭載ヘッド
１０ 部品撮像部
１２ 吸着ノズル
１３ 部品
２２ 部品認識カメラ
２３ 照明部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板に搭載する電子部品実装装置において、部品認識に適用される部品認識条件の適否を評価する電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に実装する電子部品実装装置においては、搭載ヘッドに保持された状態の電子部品を撮像して位置認識した部品認識結果に基づいて、部品搭載時の位置補正が行われる。この部品認識精度を確保するためには、電子部品をカメラで撮像して画像に取り込む際の照明条件や取り込まれた画像を認識処理する際に用いられる処理パラメータなどの部品認識条件を、対象とする電子部品の種類に応じて正しく設定する必要がある。このため電子部品実装装置には、設定された部品認識条件のデータ入力を行った後、これらのデータを確認する機能を備えたものが用いられる場合がある（例えば特許文献１参照）。この特許文献例では、撮像された電子部品の画像と入力されたデータによって生成された画像を同一画面に重ねて表示させることにより、データの正否を目視により確認するようにしている。
【特許文献１】特開平１０−１３５７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
位置認識のための画像処理においては、取得された画像に対してパターンマッチングなどの画像処理手法を適用することにより、対象とする電子部品の中心点など部品位置を代表する代表点を検出することにより行われる。パターンマッチングでは認識画像における明度差などによって認識対象物の位置が特定されるため、同一品種の認識対象を撮像した場合であっても、照明条件が異なる場合には取得された認識画像の画像情報は異なったものとなり、同一の位置認識結果が得られない。このため、照明条件など部品認識処理に際して必要とされる認識条件は、対象とする電子部品毎に正しい認識結果を与える適正な条件に設定する必要がある。
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献例を含め、従来技術においては部品認識そのものは正常に行われていても、認識により求められた位置情報が正しいものであるか否かを正しく判定することは困難で、部品認識条件の評価は専ら作業者の経験や勘に依存していた。このため部品認識条件の設定に際して手間と時間を要するとともに、作業者の技量の個人差によって位置認識精度にばらつきが避けられず、適正な部品認識条件を容易に設定することが可能な方策が望まれていた。
【０００５】
そこで本発明は、適正な部品認識条件を容易に設定することを可能とする電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法は、搭載ヘッドに保持された状態の電子部品の位置を光学的な位置認識手段によって認識した後この電子部品を基板に移送搭載する電子部品実装装置において、前記認識に適用される部品認識条件の適否を評価する電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法であって、前記部品認識条件に起因する位置認識誤差の発生傾向と関連付けて設定される特定の移動パターンにしたがって前記電子部品を移動させる部品移動工程と、この部品移動工程において同一の前記部品認識条件にて電子部品を複数回認識して複数の部品認識結果を取得する認識工程と、前
記複数の部品認識結果を比較することにより前記部品認識条件の適否を判定する適否判定工程とを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電子部品を部品認識条件に起因する位置認識誤差を反映させる特定の移動パターンにしたがって移動させて、同一の部品認識条件にて電子部品を複数回認識して複数の部品認識結果を取得し、取得された複数の部品認識結果を比較して部品認識条件の適否を判定することにより、適正な部品認識条件を容易に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における画像認識機能の構成を示すブロック図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における画像認識用の照明装置の構成説明図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置において認識対象となる電子部品の部品認識パラメータの説明図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における画像認識の認識誤差発生傾向の説明図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法を示すフロー図、図７，図８は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法の動作説明図、図９は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法を示すフロー図、図１０は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における照明条件の自動設定処理方法を示すフロー図である。
【０００９】
まず図１，図２を参照して、電子部品実装装置の構成を説明する。図１において基台１の中央にはＸ方向（基板搬送方向）に搬送路２が配設されている。搬送路２は上流側から搬入された基板３を搬送し実装ステージに位置決めする。搬送路２の両側方には、部品供給部４が配置されており、それぞれの部品供給部４には複数のテープフィーダ５が並設されている。テープフィーダ５は、電子部品（以下、単に「部品」と略記する。）を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、以下に説明する搭載ヘッドの吸着ノズルによる部品吸着位置に部品を供給する。
【００１０】
基台１上面の両端部上にはＹ軸テーブル６Ａ，６Ｂが配設されており、Ｙ軸テーブル６Ａ、６Ｂ上には２台のＸ軸テーブル７Ａ，７Ｂが架設されている。Ｙ軸テーブル６Ａを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＡがＹ方向に水平移動し、Ｙ軸テーブル６Ｂを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＢがＹ方向に水平移動する。Ｘ軸テーブル７Ａ，７Ｂには、それぞれ搭載ヘッド８および搭載ヘッド８と一体的に移動する基板認識カメラ９が装着されている。
【００１１】
Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂをそれぞれ組み合わせて駆動することにより搭載ヘッド８は水平移動し、それぞれの部品供給部４から部品を吸着ノズル１２によってピックアップし、搬送路２に位置決めされた基板３上に実装する。Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂは、搭載ヘッド８を移動させるヘッド移動機構となっている。そしてヘッド移動機構によって搭載ヘッド８とともに基板３上に移動した基板認識カメラ９は、基板３を撮像して認識する。
【００１２】
図２に示すように、搭載ヘッド８は複数の単位搭載ヘッド８ａを備えた多連型ヘッドであり、各単位移載ヘッド８ａには部品１３を吸着して保持する吸着ノズル１２が装着されている。Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂは、それぞれＸ軸駆動部１４、Ｙ軸駆動部１５によって駆動される。単位搭載ヘッド８ａはそれぞれ吸着ノズル１２を昇降させるノズル昇降機構、吸着ノズル１２を軸廻りに回転さ
せるノズル回転機構を備えており、ノズル昇降機構、ノズル回転機構はそれぞれＺ軸駆動部１６、Θ軸駆動部１７によって駆動される。制御部１８によってＸ軸駆動部１４、Ｙ軸駆動部１５、Ｚ軸駆動部１６、Θ軸駆動部１７を制御することにより、部品供給部４から部品１３を取り出して基板３に実装する部品実装動作が実行される。
【００１３】
部品供給部４から搬送路２に至る経路には、部品撮像部１０およびノズル保持部１１が配設されている。図２に示すように、部品撮像部１０は部品認識カメラ２２および照明部２３を備えている。部品供給部４から部品を取り出した搭載ヘッド８が搬送路２の実装ステージに位置決めされた基板３へ移動する際に、吸着ノズル１２に保持された部品１３を部品撮像部１０の上方でＸ方向に移動させることにより、部品認識カメラ２２は部品１３の画像を取得する。ノズル保持部１１は、複数種類の吸着ノズル１２を所定姿勢で収納し、搭載ヘッド８がノズル保持部１１にアクセスしてノズル交換動作を行うことにより、搭載ヘッド８において対象とする部品の種類に応じてノズル交換が行われる。
【００１４】
部品因子器カメラ２２は認識処理部２１に接続されており、部品認識カメラ２２によって取得された画像データを認識処理部２１によって認識処理することにより、搭載ヘッド８に保持された状態の部品１３が認識され、この認識結果は制御部１８に伝達される。部品撮像部１０および認識処理部２１は、部品１３を認識する部品認識部を構成する。部品認識カメラ２２による撮像に際しては、照明部２３を点灯して部品を下方から照明する。照明部２３は光源制御部１９によって制御され、さらに光源制御部１９は制御部１８によって制御される。記憶部２０には照明条件データが記憶されており、光源制御部１９が照明部２３を制御する際には、制御部１８が記憶部２０から読み出した聡明条件データに従って、以下に説明する照明ユニット２３ａを制御する。
【００１５】
図３に示すように、部品撮像部１０に設けられた照明部２３は、平面視して井桁状に配置された４つの照明ユニット２３ａ（図３（ｂ）参照）を備えており、吸着ノズル１２に保持された部品１３に対して、ＬＥＤによって発光された照明光を斜め下方から照射する。撮像対象の部品１３が反射照明によって画像を取得する種類の部品である場合には、部品１３に照射された照明光の反射光を部品認識カメラ２２が受光することにより、部品１３を明像として撮像する。また撮像対象の部品１３が透過照明によって画像を取得する種類の部品である場合には、反射板１２ａに照射された照明光の反射光を部品認識カメラ２２が受光することにより、部品１３のシルエットを暗像として撮像する。
【００１６】
各照明ユニット２３ａは、図３（ａ）に示すように、上下方向に３段に配列されたＬＥＤ２４ａ（上段照明）、ＬＥＤ２４ｂ（中段照明）、ＬＥＤ２４ｃ（下段照明）を備えており、光源制御部１９によって照明部２３を制御する際には、記憶部２０に記憶された照明条件に従って、各照明ユニット２３ａ毎に、さらにはＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ毎に、異なる照明値によってＬＥＤを発光させることができるようになっている。
【００１７】
次に図４を参照して、部品１３を画像認識する際に用いられる部品認識パラメータについて説明する。部品認識パラメータは、各部品種類毎に作成されるものであり、部品種別毎の特性を考慮して必須項目が入力される。図４に示す例では、抵抗部品など接続用電極としての端子が両端部に形成された矩形端子型部品の例を示している。
【００１８】
部品の形状・寸法を示すデータとしては、部品の外形寸法（幅Ｗ、長さＬ）を示す部品寸法、端子の幅方向寸法ａ、長さ方向寸法ｂを示す電極寸法、さらに該当する場合には、部品に設けられたリードの外形や本数を示すデータが入力される。これらの形状・寸法を示すデータは、部品をパターンマッチングによって認識する場合の参照パターンを自動生成する際に用いられる。
【００１９】
そして部品認識パラメータには、認識用画像を取得する撮像条件が規定されている。本実施の形態に示す例では、部品認識カメラ２２によって画像を取得する際の視野の大きさ（例えば大視野、中視野、小視野）を対象とする部品の種類に応じて選択できるようにしているほか、画像取得の際の照明条件を任意に設定することができるようになっている。ここでは、照明ユニット２３ａを構成する上段、中段、下段のＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃの明るさを規定する照明値ｃ、ｄ、ｅを任意に設定することができるようになっている。
【００２０】
次に図５を参照して、部品撮像部１０によって取得した画像に基づいて部品１３の位置認識を行う際の認識誤差発生傾向について説明する。図５において、矢印（１）、（２）、（３）、（４）は、照明部２３の各照明ユニット２３ａによって照射される照明光を示しており、部品認識カメラ２２による部品１３の画像取得時には、部品１３にはこのような４方向から照明光が照射される。画像認識のための画像取得においては、撮像対象に対してあらゆる方向から満遍なく照明光が照射されることが望ましいが、実際の画像認識装置においてはこのような理想的な照明状態を実現することが難しく、本実施の形態に示すように４方向から照明光を照射する方式が採用される場合が多い。
【００２１】
このような構成の照明を採用する場合において、照明部２３を構成する多数のＬＥＤからの照明光が部品１３に対して全て均一に照射される保証はなく、全体としてみた場合に特定方向についての照射光が強く、あるいは特定方向について照射光が弱い場合が存在しうる。この結果、このような照明条件下で取得された画像を認識処理して得られる位置認識結果は、実際の部品の正しい位置を示さず、照明光の不均一に起因して特定方向にずれる傾向を示す。図５に示す例では、画像認識によって求められた部品１３の認識中心１３＊ｃが、実際の部品中心１３ｃから矢印（１）側に位置ずれして検出された例を示している。
【００２２】
このような位置ずれは、照明光の不均一度合いによって、また対象となる部品の画像取得方法の種類（反射照明による明像取得、透過照明による暗像取得）など多くの要因によって種々異なる態様を示すが、同一の照明条件下において部品認識を行った場合には、位置ずれ傾向、すなわち位置認識誤差の発生傾向はほぼ同一となることが知られている。そして上述の照明条件を設定した後に実際に画像認識の試行を行った場合において、画像認識そのものが実行不可能で認識結果が得られない認識エラーとなった場合には部品認識パラメータとしての照明条件の設定が不適切であったということが容易に判明するものの、認識エラーとならずに何らかの位置認識結果が得られた場合には、この認識結果が実際の部品の正しい位置を表す適正な認識結果であるか否かを判断する手段がなかった。
【００２３】
そこで本実施の形態においては、特定の部品を対象として新たに部品認識パラメータを設定した場合の評価方法として、図６のフローに示す方法によって部品認識パラメータとしての照明条件の適否を判定するようにしている。ここでは前述の部品認識条件は、搭載ヘッドに保持された状態の部品を撮像する際の照明条件に限定されている。なお図７は適正な照明条件下でこの評価方法を実行した場合の認識結果を、また図８は図５に示すような認識誤差発生傾向を示す照明条件下でこの評価方法を実行した場合の認識結果を、それぞれ認識視野３０内の画像によって示している。
【００２４】
まず、搭載ヘッド８の部品保持手段である吸着ノズル１２によって対象となる部品１３を吸着保持する（ＳＴ１）。ここでは、図４に示す矩形端子型の部品１３を対象としている。次いで搭載ヘッド８を部品撮像部１０へ移動させ（ＳＴ２）、吸着ノズル１２に保持された部品１３を、照明部２３によって適否判定対象の所定の照明条件で照明した状態で、部品認識カメラ２２によって撮像する（ＳＴ３）。
【００２５】
次いで撮像結果を認識処理部２１によって認識処理して部品１３の中心位置を求める部品位置認識を実行する（ＳＴ４）。これにより、図７（ａ）に示すように、認識結果を示す認識中心１３＊ｃが求められる。このとき、図７（ａ）に示す例では適正な照明条件で撮像が行われていることから、認識中心１３＊ｃは部品１３の実際の部品中心１３ｃと一致した位置に求められる。なお、ここで位置の一致とは、対象とする２位置の位置誤差が予め定められた許容範囲内にあることをいう。
【００２６】
次に２回目の撮像のための部品移動を行う。すなわち、図７（ｂ）に示すように、吸着ノズル１２をノズル軸心１２ｃ廻りに９０°だけ反時計方向に回転させることにより部品１３を特定点であるノズル軸心１２ｃを中心に回動させる（ＳＴ５）。そして（ＳＴ３）、（ＳＴ４）と同様に、部品撮像（ＳＴ６）、部品位置認識を行う（ＳＴ７）。そしてあるべき位置に部品ありか否かを判断する。すなわち、（ＳＴ４）にて求められた認識中心１３＊ｃを９０°だけ反時計回りに回転させた位置が、（ＳＴ７）にて求められた認識中心１３＊ｃと一致するか否かを判断する（ＳＴ８）。
【００２７】
ここで図７に示す例においては、適正な照明条件下で撮像された画像に基づいて部品位置認識が行われていることから、求められた認識中心１３＊ｃは実際の部品中心１３ｃ（すなわち部品回転移動前の認識中心１３＊ｃ）と一致して、あるべき位置に部品ありと判断される。次いで予め設定された所定回数（ここでは吸着ノズル１２の１回転に相当する４回）の認識完了か否かが判断される（ＳＴ９）。そして未完了であれば（ＳＴ５）に戻って同様の処理が反復実行される。すなわち、図７（ｃ）、（ｄ）に示すように、吸着ノズル１２をさらに９０°づつ回転させて、同様に認識中心１３＊ｃを求め、同様にあるべき位置に部品ありか否かを判断する。次いで図７（ｄ）に示す部品位置認識を完了した後、（ＳＴ９）においてあるべき位置に部品ありと判断されたならば、照明条件適正を報知して（ＳＴ１１）、照明条件適否判定処理を終了する。
【００２８】
これに対し図８に示す例においては、図５に示すような認識誤差発生傾向を示す照明条件にて撮像が行われることから、部品位置認識によって求められた認識中心１３＊ｃは、図８（ａ）に示すように、実際の部品１３の中心とは一致せず、特定方向に偏った位置ずれを示す。そしてこの位置ずれのため、（ＳＴ４）において最初に求められた認識中心１３＊ｃを９０°回転させた位置と、（ＳＴ７）にて新たに求められた認識中心１３＊ｃとは、図８（ｂ）に示すように一致せず、したがって（ＳＴ８）においてあるべき位置に部品無しと判断される。これにより、照明条件が不良である旨のエラー報知がなされ（ＳＴ１０）、照明条件適否判定処理を終了する。
【００２９】
なおこの後に図８（ｃ）、（ｄ）に示すように吸着ノズル１２をさらに９０°づつ回転させて部品位置認識を行ってもよいが、いずれの場合においても求められた認識中心１３＊ｃは特定方向に偏っていることから、同様にあるべき位置に部品無しと判断される。したがって、図８（ｂ）において一度あるべき位置に部品無しと判断されれば、直ちに照明条件が不良である旨のエラー報知を行って差し支えない。
【００３０】
なお上述フローにおいて複数の撮像を行う度に実行される部品移動における移動パターンは、部品１３を保持する部品保持手段としての吸着ノズル１２をノズル軸廻りに回転させてこの部品をノズル中心１２ｃを中心に回動させる回転パターンとなっている。この移動パターンは、部品認識条件に起因する位置認識誤差の発生傾向と関連付けて設定されるものであり、本実施の形態においては、図５に示すように、認識位置が特定方向に位置ずれするような位置認識誤差が想定される場合を対象として回転パターンが採用されている。このような回転パターンを採用することにより、吸着ノズル１２を水平方向に移動させることなく、容易に照明条件の適否判断を行うことができる。
【００３１】
すなわち上述の部品実装装置における部品認識条件の評価方法は、部品認識条件に起因する位置認識誤差の発生傾向と関連付けて設定される特定の移動パターンにしたがって部品を移動させる部品移動工程と、この部品移動工程において同一の部品認識条件にて部品を複数回認識して複数の部品認識結果を取得する認識工程と、複数の部品認識結果を比較することにより、部品認識条件としての照明条件の適否を判定する適否判定工程とを含む形態となっている。
【００３２】
なお、撮像視野３０内において認識対象の部品が広い範囲を占有し、且つ撮像視野３０内における位置によって照明状態にばらつきが存在するような場合には、吸着ノズル１２を水平移動させて、部品を撮像視野３０内の異なる位置にて撮像するような移動パターンを採用してもよい。これにより、撮像視野３０内における照明状態の位置依存性に起因する位置認識誤差の発生傾向を評価することができる。さらには、吸着ノズル１２の水平移動と軸廻りの回転とを組み合わせた移動パターンを設定してもよい。この移動パターンによれば、照明状態の位置依存性と照明方向における不均一性の双方を反映した位置認識誤差の発生傾向を評価することができる。
【００３３】
図９に示す例は、図６と同様目的の照明条件適否判定処理において、複数の部品１３を対象として認識実行を反復して得られた複数の部品位置認識結果に基づいて、照明条件の適否を判定するようにしたものである。図９において、（ＳＴ２１）〜（ＳＴ２４）は、図６に示す（ＳＴ１）〜（ＳＴ４）と同様である。図９に示す例おいては、（ＳＴ２４）にて求められた部品位置認識結果を、記憶部２０に記憶する（ＳＴ２５）。そして吸着ノズル１２を回転させて部品１３を回動させ（ＳＴ２７）、同様の部品撮像と部品位置認識を所定回数反復して実行する。
【００３４】
そして（ＳＴ２６）にて所定回数の位置認識完了が判断されたならば、次の部品１３を対象として同様の部品撮像および部品位置認識を実行する。なおここで部品位置認識結果とは、第１回目の部品位置認識においては求められた認識中心１３＊ｃの位置であり、第２回目以降の部品位置認識においては、ノズル回転後において求められた認識中心１３＊ｃと、当初の認識中心１３＊ｃに基づいて推測される部品のあるべき位置との位置誤差をいう。そして（ＳＴ２８）にて所定数の部品１３について認識完了であると判断されたならば、記憶された部品位置認識結果を記憶部から読み出す（ＳＴ２９）。次いでそれぞれの部品位置認識結果を比較することにより、部品位置認識結果の位置誤差に許容範囲を超えたものがあるか否かを判断する（ＳＴ３０）。
【００３５】
すなわち、複数の部品を対象として複数回の部品位置認識を実行した結果、位置誤差が予め設定された許容範囲を超えていなければ照明条件適正を報知し（ＳＴ３１）、許容範囲を超えたものがあれば、照明条件不良と判断してエラー報知する（ＳＴ３２）。このとき位置誤差を統計処理して誤差値の分布を求め、これらの分布に基づいて統計的に許容範囲を定めるようにしてもよい。すなわちここに示す例においては、複数の部品を対象とした複数の部品認識結果を統計処理した結果に基づいて、前述の適否判定工程を実行するようにしている。
【００３６】
さらに図１０は、同様の照明条件適否判定処理を異なる種類の照明条件について反復して実行することにより、適正な照明条件を自動的に設定する方法を示したものである。この自動設定処理を実行するに際しては、予め複数の照明条件を規定する照明条件データを記憶部２０に記憶させておくことが必要である。自動設定処理が開始されると、記憶された照明条件のうち最も汎用的な照明条件（初期条件）を最初の照明条件に設定する（ＳＴ４１）。次いで図６に示す例と同様に搭載ヘッド８の吸着ノズル１２によって対象となる部品１３を吸着保持して部品撮像部１０へ移動させる。次いで照明部２３を設定された照明条件で作動させた状態で、吸着ノズル１２に保持された部品１３を部品認識カメラ２２
によって撮像する（ＳＴ４２）。次いで撮像結果を認識処理部２１によって認識処理して、部品１３の中心位置を求める部品位置認識を実行する（ＳＴ４３）。
【００３７】
次に２回目の撮像を行う。すなわち図６の例と同様に吸着ノズル１２をノズル軸心１２ｃ廻りに９０°だけ反時計方向に回転させ、部品１３を回動させる（ＳＴ４４）。そして（ＳＴ４２）、（ＳＴ４３）と同様に、部品撮像（ＳＴ４５）、部品位置認識を行う（ＳＴ４６）。そして同様にあるべき位置に部品ありか否かを判断する（ＳＴ４７）。ここでＹＥＳならば、予め設定された所定回数（ここでは吸着ノズル１２の１回転に相当する４回）の認識完了か否かが判断され（ＳＴ４８）、未完了であれば（ＳＴ４４）に戻って同様の処理が反復実行される。
【００３８】
すなわち吸着ノズル１２をさらに９０°づつ回転させて、同様に部品中心１３ｃを求め、あるべき位置に部品ありか否かを判断する。この複数回数の認識においていずれもあるべき位置に部品ありと判断されたならば、当該照明条件は適正であると判断して、実際に使用される照明条件として設定し（ＳＴ５２）、照明条件自動設定処理を終了する。また（ＳＴ４７）にてあるべき位置に部品がないと判断されたならば、照明条件を変更して再度認識試行を行う。
【００３９】
すなわち（ＳＴ４９）にて所定回数の照明条件を変更済みであるか否かを確認しながら、予め定められた順序に従って照明条件を記憶部２０から順次読み出して、光源制御部１９が制御を実行する際に用いる照明条件を変更する（ＳＴ５０）。そして（ＳＴ４２）に戻って、これ以降の処理を同様に実行し、（ＳＴ４７）、（ＳＴ４８）の条件を満たす場合には、この照明条件を（ＳＴ５２）にて実際の照明条件として設定する。そして（ＳＴ４７）の条件を満たさずに（ＳＴ４９）にて全ての照明条件について変更されたことが確認された場合には、適正照明条件無しと判断してエラー報知する（ＳＴ５１）。
【００４０】
すなわち上述の照明条件自動設定処理においては、照明条件を規定する照明条件データを複数記憶させておき、適否判定工程において不適であると判定されたならば、複数の照明条件データにしたがって照明条件を順次変更することにより、適正の照明条件を得るようにしている。
【００４１】
上記説明したように、本発明の電子部品実装装置における部品認識条件の評価においては、電子部品を部品認識条件に起因する位置認識誤差を反映させる特定の移動パターンにしたがって移動させて、同一の部品認識条件にて電子部品を複数回認識して複数の部品認識結果を取得し、取得された複数の部品認識結果を比較して部品認識条件の適否を判定するようにしたものである。これにより、従来は作業者の経験や勘に依存していた部品認識条件の適否判断を容易に行うことができ、さらにこの適否判定を予め準備された複数の照明条件について自動的に実行させることにより、適正な部品認識条件を容易に設定することが可能となる。
【００４２】
本発明によれば、電子部品を部品認識条件に起因する位置認識誤差を反映させる特定の移動パターンにしたがって移動させて、同一の部品認識条件にて電子部品を複数回認識して複数の部品認識結果を取得し、取得された複数の部品認識結果を比較して部品認識条件の適否を判定することにより、適正な部品認識条件を容易に設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法は、適正な部品認識条件を容易に設定することができるという効果を有し、部品供給部から取り出した部品を光学的に認識して基板に実装する電子部品実装装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における画像認識機能の構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における画像認識用の照明装置の構成説明図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置において認識対象となる部品の部品認識パラメータの説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における画像認識の認識誤差発生傾向の説明図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法を示すフロー図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法の動作説明図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法の動作説明図
【図９】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法を示すフロー図
【図１０】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における照明条件の自動設定処理方法を示すフロー図
【符号の説明】
【００４５】
３ 基板
８ 搭載ヘッド
１０ 部品撮像部
１２ 吸着ノズル
１３ 部品
２２ 部品認識カメラ
２３ 照明部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載ヘッドに保持された状態の電子部品の位置を光学的な位置認識手段によって認識した後この電子部品を基板に移送搭載する電子部品実装装置において、前記認識に適用される部品認識条件の適否を評価する電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法であって、
前記部品認識条件に起因する位置認識誤差の発生傾向と関連付けて設定される特定の移動パターンにしたがって前記電子部品を移動させる部品移動工程と、この部品移動工程において同一の前記部品認識条件にて電子部品を複数回認識して複数の部品認識結果を取得する認識工程と、前記複数の部品認識結果を比較することにより前記部品認識条件の適否を判定する適否判定工程とを含むことを特徴とする電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法。
【請求項２】
前記部品認識条件は、前記搭載ヘッドに保持された状態の電子部品を撮像する際の照明条件を含むことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法。
【請求項３】
前記特定の移動パターンは、前記電子部品を保持する部品保持手段を軸廻りに回転させてこの電子部品を特定点を中心に回動させる回転パターンであることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法。
【請求項４】
複数の電子部品を対象とした複数の部品認識結果を統計処理した結果に基づいて、前記適否判定工程を実行することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法。
【請求項５】
前記照明条件を規定する照明条件データを複数記憶させておき、前記適否判定工程において不適であると判定されたならば、前記複数の照明条件データにしたがって照明条件を順次変更することにより、適正の照明条件を得ることを特徴とする請求項２記載の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法。
【請求項１】
搭載ヘッドに保持された状態の電子部品の位置を光学的な位置認識手段によって認識した後この電子部品を基板に移送搭載する電子部品実装装置において、前記認識に適用される部品認識条件の適否を評価する電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法であって、
前記部品認識条件に起因する位置認識誤差の発生傾向と関連付けて設定される特定の移動パターンにしたがって前記電子部品を移動させる部品移動工程と、この部品移動工程において同一の前記部品認識条件にて電子部品を複数回認識して複数の部品認識結果を取得する認識工程と、前記複数の部品認識結果を比較することにより前記部品認識条件の適否を判定する適否判定工程とを含むことを特徴とする電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法。
【請求項２】
前記部品認識条件は、前記搭載ヘッドに保持された状態の電子部品を撮像する際の照明条件を含むことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法。
【請求項３】
前記特定の移動パターンは、前記電子部品を保持する部品保持手段を軸廻りに回転させてこの電子部品を特定点を中心に回動させる回転パターンであることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法。
【請求項４】
複数の電子部品を対象とした複数の部品認識結果を統計処理した結果に基づいて、前記適否判定工程を実行することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法。
【請求項５】
前記照明条件を規定する照明条件データを複数記憶させておき、前記適否判定工程において不適であると判定されたならば、前記複数の照明条件データにしたがって照明条件を順次変更することにより、適正の照明条件を得ることを特徴とする請求項２記載の電子部品実装装置における部品認識条件の評価方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１７３６６０（Ｐ２００７−１７３６６０Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７１４６１（Ｐ２００５−３７１４６１）
【出願日】平成１７年１２月２６日（２００５．１２．２６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２６日（２００５．１２．２６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]