JPH1051200A - 部品検出方法 - Google Patents

部品検出方法

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JPH1051200A
JPH1051200A JP8200584A JP20058496A JPH1051200A JP H1051200 A JPH1051200 A JP H1051200A JP 8200584 A JP8200584 A JP 8200584A JP 20058496 A JP20058496 A JP 20058496A JP H1051200 A JPH1051200 A JP H1051200A
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保孝 坪井
Kazuo Nagae
和男 長江
Kazuyuki Nakano
和幸 中野
Junichi Hata
純一 秦
Masamichi Morimoto
正通 森本
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 電子部品の電極表面の凹凸や電極への照明の
当たり具合によって生じる明暗等の影響を統計処理で軽
減し、電極の中心位置を精度良く検出する。 【解決手段】 電極の大まかな位置を検出した後、電極
のある対向する辺について、エッジ点を求め、投影用の
2次元座標軸を電極の偏角が零度になるように求め、各
辺から1つずつ任意に選んだ2つのエッジ点の中点位置
を求めて投影用座標軸のうちの前記の辺に直交する方の
軸に投影することを繰り返し、この軸上における中点位
置のヒストグラムを作成し、ヒストグラムのピーク位置
を通る線を電極の中心線とし、他の1辺についても同様
に電極の中心線を求め、これらの2つの中心線の交点を
電極の中点とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子部品装着機にお
いて、部品の装着位置の補正を行うために、視覚認識技
術を用いて部品の中心および角度を検出する部品検出方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、電子部品を基板上に実装する
電子部品装着機では、視覚認識技術を応用した部品検出
方法により部品位置決めが行われている。図2に示す電
子部品実装機の概念図および図13から図16を参照し
て、従来の部品検出方法について説明する。
【0003】図2において、装着ヘッドの本体を形成す
る円筒部56の外周に沿って、電子部品等の装着ノズル
55が均等間隔で配置され、各ノズルは円筒部56の軸
のまわりに間欠運転し、各作業位置に移動するととも
に、ノズルはそれ自体の軸においても自転可能である。
57は電子部品装着機のデータ処理および制御を行うデ
ータ処理部であり、装置全体の動作制御プログラム及び
図1のフローに示される制御プログラムを含む各種のプ
ログラム、及び電子部品の実装順序、装着に必要な各電
子部品毎の装着位置(中心位置)、部品の方向(中心線
の方向)及び必要精度、その他の基礎データを内蔵して
いる。次に、装着の動作について説明する。装着ノズル
55は、位置55aで部品供給部54から、電子部品5
3を吸着保持し、位置55bで装着に必要な大略の予備
回転(プリ回転)を行った後、位置55cでCCD撮像
カメラ51及び画像データ処理部(認識ボード)50に
より、ノズル55に対する吸着保持位置・姿勢を計測す
る。画像データ処理部50には、撮像カメラ51からの
画像出力を処理して、部品の中心・角度等を求めるプロ
グラムが内蔵されている。これらの部品の中心・角度等
と装着に要求される当該部品53の装着位置・部品の方
向のデータの関係に基づいて、データ処理部57からの
制御信号により、位置55dでノズルの補正回転を行
い、正しい方向に部品53の向きが修正された状態で、
位置55eでプリント基盤52の所定位置に前記部品5
3が装着される。
【0004】次に、上記CCD撮像カメラ51で撮像さ
れ、2次元濃淡画像に処理された部品の画像(以下、部
品と示す)から、部品の中心および傾きを求める方法に
ついて説明する。従来、部品の検出には次の2通りの方
法が用いられてきた。その1つは、部品の外形から部品
を検出する方法であり、他の1つは、部品の有する電極
の位置から部品の検出を行う方法である。後者の利点
は、電極を認識することにより、電極数や電極間の距離
を評価して部品の不良の判定ができることである。
【0005】以下、図13から図16を参照して、部品
の電極の位置から部品検出を行う従来の部品検出方法に
ついて説明する。図13は従来の部品検出方法を示すフ
ローチャートである。図3および図14から図16は、
図13に示される手順における動作状態をそれぞれ表し
た図である。先ず、ステップ1で、撮像された部品画像
(以下、部品と示す)および予め与えられている部品の
寸法、電極数、電極間の距離等の部品データから、電極
62の大まかな候補位置63を検出する。例として、部
品61のなかで比較的明るく撮像される箇所を電極の候
補位置63とする方法を用いる。図3は図13のステッ
プ1における動作を図に示したものである。
【0006】次のステップ2で、前記電極位置63を参
考に、図14に示すように、電極62の幅方向の端点6
5を検出するためのウィンドウ64をはり、幅方向の端
点65を検出する。端点の検出方法の例として、暗から
明へ、もしくは明から暗へといった明るさの変化する位
置を端点とする方法を用いる。次のステップ3で、図1
5に示すように、電極62の長さ方向の端点67を検出
するためのウィンドウ66を、幅方向の端点65で決定
される電極の中央部にはり、電極62の長さ方向の端点
67を求める。
【0007】次のステップ4で、ステップ1で検出した
電極について、上記ステップ2とステップ3を、繰り返
し行い、それぞれの電極について、長さ方向の端点67
を求める。次のステップ5で、図16に示すように、前
記長さ方向の端点67を用いて、部品61の中心69お
よび部品と水平線との角度70を求める。中心69およ
び角度70を求める方法は、部品の形状によってさまざ
まであり、図16の例では、2つの電極62の長さ方向
の端点67を結んだ線分68の中点を部品61の中心6
9とし、また、前記線分68の水平線との角度を部品6
1の角度70とする。
【0008】次のステップ6で、前記手順により求めた
電極の長さ方向の端点67を用いて、電極数および電極
間の距離を検出し部品の変形等の評価を行う。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】一般に、部品実装機に
おいて視覚認識部の部品検出は高い精度と信頼性が要求
されている。しかしながら、前記の従来の部品検出方法
では、部品の中心および角度の精度が、電極の長さ方向
の端点の検出精度に影響されるために、照明の当たり具
合や電極の表面処理加工による凹凸等によって、電極の
形状が正しく撮像されない場合には、部品検出が正しく
行われないという問題点がある。
【0010】図17は、本来長方形に近い形で撮像され
るべき電極の先端部が、前記の原因によって暗い影76
が生じ、そのため誤った長さ方向の端点72が検出され
た例を示している。また、図18も前記の原因によっ
て、電極部に暗い影76が生じて、誤った幅方向の端点
74が検出されたために、それらを基準に検出される長
さ方向の端点75が誤って検出された例を示している。
【0011】このように、誤った電極の長さ方向の端点
72および75を用いて部品の中心位置69や角度70
を求めると、その検出精度に悪影響を生ずる。また、上
記ステップ5において、電極間の距離によって部品の変
形等の評価を行う場合に、誤った判定を行う場合が生ず
る。本発明は前記問題点に鑑み、部品の電極の撮像状態
に影響されにくい高精度の部品検出方法を提供すること
を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明では、電極の位置検出にヒストグラムを用いて
統計的処理を実施することによって、照明の当たり具合
や、電極の表面処理加工のばらつきによる凹凸等によっ
て、電極の形状が正しく撮像されない場合に生ずる電極
位置の検出への悪影響を低減し、高精度でかつ安定した
部品検出が可能である。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の請求項に記載の発明は、
電子部品装着機における電子部品の中心および角度を検
出する部品検出方法であって、電子部品の電極の大まか
な位置を検出する第1工程と、電極の対向する辺のエッ
ジ点を求める第2工程と、電極の偏角が零度になるよう
に設定した投影用の2次元座標軸を求める第3工程と、
各辺から1つずつ任意に選んだ2つのエッジ点の中心位
置を求める第4工程と、求めた中心位置をステップ3で
求めた座標軸の両辺に直交する軸上に投影し、その位置
をヒストグラムに加算する第5工程と、第2工程から第
5工程を必要回数繰り返して求められた中点位置を、前
記座標軸上に投影加算してヒストグラムを作成する第6
工程と、前工程の処理結果から得られたヒストグラムの
ピーク位置を検出し、このピーク位置を通り前記対向す
る辺に平行な線を電極の中心線とする第7工程と、他の
一辺についても同様の工程により中心線を求める第8工
程と、求めた2つの中心線の交点を電極の中点とする第
9工程と、第1工程で検出した電極についてそれぞれ繰
り返す第10工程と、電極の中心を用いて、部品の中心
位置および角度を求める第11工程と、検出した電極の
位置を用いて、電極数・電極間距離から部品の状態や品
質を評価する第12工程からなる部品検出方法であり、
前記のような電極の撮像状態が安定しない場合であって
も、高精度で部品を検出できるという作用を有する。
【0014】以下に、図1から図10を参照して本発明
の具体例を説明する。図1は本発明の実施例の全体の構
成を示すフローチャートであり、1から13にはそれぞ
れの実施の手順が示されている。また、図2の電子部品
実装機については、従来例で説明したものを援用する。
図3から図10は、図1に示される手順における動作状
態をそれぞれ表した図である。図1の点線で囲った部分
は特開平7−175798号公報の実施例に示された部
品検出方法を電極の検出に適用したものである。
【0015】先ず、ステップ1で、撮像された部品画像
(以下、部品と示す)および予め与えられている部品の
寸法、電極数、電極間の距離等の部品データから、電極
62の大まかな候補位置63を検出する。図3はステッ
プ1における検出動作を図で示したものである。ステッ
プ2は、電極62のある1辺およびその辺に対向する辺
の境界点(エッジ点)を検出する。図4に示すように、
電極62を下向きの走査線80により走査し、各走査線
毎に多数のエッジ点81を検出する。次に、図5に示す
ように、図4の下向きの走査線とは反対方向の走査線8
2により、前記辺と対向する辺のエッジ点83を各走査
線毎に多数検出する。
【0016】ステップ3は、図6に示すように、楕円近
似法等の手法で求めた電極の偏角を基に、投影用の座標
軸x,yを設定する。次のステップ4は、図7に示すよ
うに、両辺のエッジ点81、83の中からそれぞれ1点
ずつ任意にピックアップし、この2点の中点95を求め
るものであり、ステップ5は、ステップ4で求めた中点
95の位置を、ステップ3で求めた座標軸x,yの前記
両辺に直交する方向のy軸上に投影し、その位置をヒス
トグラムに加算するものである。
【0017】ステップ6は、ステップ3からステップ5
の作業を必要回数繰り返し、中点95のy座標の位置を
加算し、y軸上にヒストグラム86を作成する。ステッ
プ7は、図8に示すように、ヒストグラム86のピーク
87を検出し、その位置87からx軸に沿って延長した
直線を電極62の中心線88とする。ステップ8は、他
の一組の辺についても同様にステップ3からステップ7
の作業を繰り返す。
【0018】ステップ9は、図9に示すように、前記の
作業で求めた中心線88の交点を電極62の中心89と
決定する。ステップ10は、ステップ1で検出したすべ
ての電極について前記ステップ2からステップ9を行
い、ステップ11は、前記で決定された電極の中心89
を用いて、部品の中心69を求める。図10は、2つの
電極を有する部品の例で、それぞれの電極の中心89を
結んだ線分90の中点の位置を部品61の中心69と
し、線分90の水平線との偏角を部品61の角度70と
する。
【0019】ステップ12は、前記電極の中心89か
ら、電極数や電極間の距離を求め、部品の変形等の不良
がないかを評価する。図10の例では、電極間の距離で
ある線分90の長さと、予め与えられている部品61の
電極間の距離とを比較して、部品61が変形していない
かを評価する。図11は、本来長方形に近い形で撮像さ
れるべき電極の先端部に、前記の原因によって暗い影7
6が生じた場合であっても、正しく電極の中心89が検
出された状態を示している。
【0020】また、図12も、前記の原因によって電極
部に暗い影76が生じた場合であるが、同様に正しい電
極の中心89が検出できている。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電極の位
置から部品検出を行う場合に、電極の表面処理加工によ
る凹凸や電極への照明の当たり具合によって生じる明暗
などの影響を、ヒストグラムを用いる統計的処理で軽減
し、正しい電極の中心を検出するので、精度および信頼
性の高い認識結果を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示すフローチャートで
ある。
【図2】本発明で使用される部品装着機の構成図であ
る。
【図3】従来の部品検出方法および本発明の部品検出方
法による部品検出の概念図である。
【図4】本発明による部品検出方法の部品検出の概念図
である。
【図5】本発明による部品検出方法の部品検出の概念図
である。
【図6】本発明による部品検出方法の部品検出の概念図
である。
【図7】本発明による部品検出方法の部品検出の概念図
である。
【図8】本発明による部品検出方法の部品検出の概念図
である。
【図9】本発明による部品検出方法の部品検出の概念図
である。
【図10】本発明による部品検出方法の部品検出の概念
図である。
【図11】一部分に暗い影がある電極を本発明による部
品検出方法で実施した適用例である。
【図12】一部分に暗い影がある電極を本発明による部
品検出方法で実施した適用例である。
【図13】従来の部品検出方法の一実施の形態を表すフ
ローチャートである。
【図14】従来の部品検出方法の部品検出の概念図であ
る。
【図15】従来の部品検出方法の部品検出の概念図であ
る。
【図16】従来の部品検出方法の部品検出の概念図であ
る。
【図17】一部分に暗い影がある電極を従来の部品検出
方法で実施した適用例である。
【図18】一部分に暗い影がある電極を従来の部品検出
方法で実施した適用例である。
【符号の説明】
ステップ1 部品の電極の大まかな位置を検出する工程 ステップ2 電極のエッジ点を検出する工程 ステップ3 電極の投影用の座標軸を設定する工程 ステップ4 対向する両辺のエッジ点から両点の中点を
求める工程 ステップ5 エッジ点の中点位置からヒストグラムを作
成する工程 ステップ6 数回繰り返す工程 ステップ7 ヒストグラムのピーク位置から電極の中心
線を求める工程 ステップ8 他の1辺について繰り返す工程 ステップ9 中心線の交点から電極の中心を求める工程 ステップ10 ステップ1で検出した電極に繰り返す工
程 ステップ11 部品の中心および角度を求める工程 ステップ12 電極数や電極間距離等を評価する工程 50 画像データ処理部 51 CCDカメラ 53 部品 55a〜e 吸着ノズル 56 ロータリーテーブル 57 データ処理部 61 部品 62 電極 63 電極の大まかな位置 76 電極の表面の凹凸や照明の当たり具合によって暗
く撮像された電極の一部 81 エッジ点 83 エッジ点 85 ヒストグラム投影座標軸 86 エッジ点の中点の位置ヒストグラム 87 ヒストグラムのピーク点 88 電極の中心線 89 電極の中心
フロントページの続き (72)発明者 秦 純一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 森本 正通 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品装着機における電子部品の中心
    および角度を検出する部品検出方法であって、電子部品
    の電極の大まかな位置を検出する第1工程と、電極の対
    向する辺のエッジ点を求める第2工程と、電極の偏角が
    零度になるように設定した投影用の2次元座標軸を求め
    る第3工程と、各辺から1つずつ任意に選んだ2つのエ
    ッジ点の中心位置を求める第4工程と、求めた中心位置
    をステップ3で求めた座標軸の両辺に直交する軸上に投
    影し、その位置をヒストグラムに加算する第5工程と、
    第2工程から第5工程を必要回数繰り返して求められた
    中点位置を、前記座標軸上に投影加算してヒストグラム
    を作成する第6工程と、前工程の処理結果から得られた
    ヒストグラムのピーク位置を検出し、このピーク位置を
    通り前記対向する辺に平行な線を電極の中心線とする第
    7工程と、他の一辺についても同様の工程により中心線
    を求める第8工程と、求めた2つの中心線の交点を電極
    の中点とする第9工程と、第1工程で検出した電極につ
    いてそれぞれ繰り返す第10工程と、電極の中心を用い
    て、部品の中心位置および角度を求める第11工程と、
    検出した電極の位置を用いて、電極数・電極間距離から
    部品の状態や品質を評価する第12工程からなる部品検
    出方法。
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