JP2001135999A - 部品ライブラリの作成方法および作成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品実装機が実装する電子部品の部品ラ
イブラリを作成するに際し、部品認識の精度および認識
率の高い部品ライブラリを容易に作成できるようにす
る。 【解決手段】 電子部品２上に予め決めた検査部位であ
るリード部分３を照明具５の光量を変化させて撮像し、
撮像画像上のリード部分３とボディー部分１２との輝度
差を求めるとともに、輝度差が最大の時の照明具５の光
量を検出し、検出した光量値を画像認識時の照明調整用
データとして記憶手段に教示する。これにより、部品ラ
イブラリを一意的に作成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品実装機が
実装する電子部品の部品ライブラリの作成方法および作
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子部品実装装置の構成を図３〜
図６に基づいて説明する。図３に示した電子部品実装装
置において、１００は装置の状態やプログラムの内容な
どを表示するための表示装置、１０１はデータを入力す
るためのキーボードなどを備えた入力装置、１０２は回
路基板を保持しその回路基板の位置決めを行うための直
交テーブル、１０３は回路基板を撮影するためのカメ
ラ、１０４はカメラ１０３の画像を表示するモニタであ
る。また１０５は、電子部品を供給するためのテーブル
であり、電子部品を供給する位置を識別するための一意
な番号（以下、Ｚ番号とする）を持つ。１０６は、電子
部品を保持する保持装置であり、複数の装着ヘッドと各
ヘッド毎に電子部品を吸着するためのノズルを備えてお
り、この回転動作によりテーブル１０５から電子部品を
吸着し、回路基板上の実装位置へ実装する。

【０００３】図４は電子部品を実装するために必要なプ
ログラムの種類及びそれらの関係を示したものである。
図４において、１０７は、電子部品を実装する順序（順
序毎にブロックと呼ぶ）と、各ブロックにおいて実装す
る電子部品の供給位置とをＺ番号により対応させて定義
したもので、ＮＣプログラムと呼ぶ。１０８は、各Ｚ番
号により指示された供給位置に供給する電子部品の種類
を定義したもので、配列プログラムと呼ぶ。１０９は、
電子部品の種類毎に電子部品の電気的特性によるタイ
プ，形状，供給方法を定義したもので、部品ライブラリ
と呼ぶ。この部品ライブラリ１０９は、電子部品の種類
毎に部品形状コードにより一意に識別され、この部品形
状コードを介して、配列プログラム１０８と関連付けら
れている。

【０００４】図５は図４に示すＮＣプログラム１０７の
編集画面を示したものである。図５において、１１０
は、電子部品を実装する位置を示すものであり、実装位
置を定義する上で便宜的に定められた原点（以下、プロ
グラム原点と呼ぶ）からの相対的な位置を、Ｘ，Ｙの各
座標値による２次元の位置座標により表している。１１
１は、前記したＺ番号であり、配列プログラム１０８と
の組み合わせにより実装する電子部品の種類が特定され
る。１１２は、編集画面上の入力ボタンであり、各ブロ
ックの実装位置に対して、カメラと回路基板の相対的な
位置関係より実装位置を算出する機能（以下、ティーチ
ング機能と呼ぶ）を起動するためのものである。

【０００５】ところで、上記した部品ライブラリは、ノ
ズルに吸着した部品の吸着位置や姿勢を画像認識装置を
使って認識し、プログラム上の位置とのずれを自動的に
補正してプリント基板上の所定の位置に実装するためな
どに使用される。したがって、部品ライブラリのデータ
を作成する過程では、画像認識の精度と認識率を上げる
ために、画像のコントラストが高まるように照明の明る
さを設定する必要があり、現状では既存の認識ソフトが
保持している推奨値をダウンロードするか、あるいは照
明コードを手入力している。

【０００６】手入力を行う場合は、図６に示すような、
下部照明具のための下部照明コードＬｘの入力部１１２
ａと、上部照明具のための上部照明コードＬｙの入力部
１１２ｂとを備えた部品ライブラリ編集画面において、
図７に示すような操作を行う。すなわち、ステップ＃８
において、下部照明コードＬｘ，上部照明コードＬｙと
して適切と思われる数値を経験則に基づいて入力し、ス
テップ＃９において、入力した照明コードＬｘ，Ｌｙに
対応するＤ／Ａコンバータからの出力により各照明具を
点灯させ、ステップ＃１０において、一定の部品を撮像
して撮像画像の明るさを予め定めた基準値と比較する認
識テストを行い、両者の差違が所定値以上であればステ
ップ＃８に戻る、という作業を繰り返す。そして最終的
に、画像の明るさが基準値とほぼ一致する照明具の明る
さを検知し、検知した明るさに対応する下部照明コード
Ｌｘ，上部照明コードＬｙを照明調整用データとして記
憶させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、認識ユ
ニットによって照明輝度にばらつきがあることもあっ
て、上記したようにして記憶させた推奨値や照明調整用
データが実際に認識しようとする部品にとって最適であ
るか否かは不明である。照明調整用データを得るにあた
っては、上記したようにして部品認識テストを行って正
しく動作する事を確認しなければならず、かなりの時間
を要していた。特に、認識率をより向上させるためには
複数の照明具を組み合わせて最適な条件を求める必要が
あり、多大な時間を要していた。また、照明コードを入
力し部品認識の精度や認識率を確認する作業には熟練を
要し、誰でも簡単に出来るというものではなかった。

【０００８】本発明は上記問題を解決するもので、部品
認識の精度および認識率の高い部品ライブラリを容易に
作成することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明は、部品ライブラリを作成する工程で、部品教
示を行う際に、照明輝度を連続的に変化させながら画像
認識用のカメラで撮像し画像取り込みを行って、画像の
コントラストが最大になる最適な照明輝度を求めるよう
にしたものであり、これにより、作業者が手間や熟練を
要することなく容易に部品ライブラリを作成できるとと
もに、作成された部品ライブラリを用いることで部品認
識の精度と認識率の向上が可能になる。

【００１０】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、電子部品
実装機が実装する電子部品の部品ライブラリを作成する
に際し、前記電子部品上に予め決めた検査部位を照明用
光源の光量を変化させて撮像し、撮像画像上の前記検査
部位と非検査部位との輝度差を求めるとともに、輝度差
が最大の時の前記照明用光源の光量を検出し、検出した
光量値を画像認識時の照明調整用データとして記憶手段
に教示することを特徴とする。

【００１１】上記構成により、部品認識を精度よく確実
に行える部品ライブラリを、熟練した作業者を要するこ
となく容易に作成可能になる。請求項２記載の発明は、
請求項１記載の構成において、電子部品に対する位置が
異なる複数の照明用光源の光量をそれぞれ変化させて撮
像することを特徴とする。

【００１２】上記構成により、画像のコントラストが大
きい、より好適な照明輝度の決定が可能になる。請求項
３記載の発明は、電子部品実装機が実装する電子部品の
部品ライブラリの作成装置であって、前記電子部品を照
明する照明用光源と、前記照明用光源の光量を変化させ
る制御手段と、前記電子部品上に予め決めた検査部位を
撮像する撮像手段と、前記撮像手段により得られた撮像
画像上の前記検査部位と非検査部位との輝度差を求め前
記照明用光源の光量と対応させて記憶するとともに記憶
したデータの中から輝度差が最大の時の前記照明用光源
の光量を検出する評価手段と、前記評価手段によって検
出された光量値を画像認識時の照明調整用データとして
記憶する記憶手段とを有することを特徴とする。

【００１３】上記構成により、部品認識を精度よく確実
に行える部品ライブラリを自動的に作成可能になる。本
発明の実施の形態を図面を参照しながら具体的に説明す
る。図１に示すように、本発明の実施の形態における部
品ライブラリ作成装置は、電子部品実装装置において電
子部品の吸着位置や姿勢を認識するために実際に設置さ
れている画像認識手段と同様の構成を有している。

【００１４】すなわち、ノズル１に吸着された電子部品
２の裏面に配置された電極などのリード部分３を検査部
位（指標）としてその周囲の非検査部位とともに撮像す
る部品認識カメラ４と、電子部品２を裏面側から照明す
る下部照明具５ａと上部照明具５ｂの２系統の照明具５
とを備えている。下部照明具５ａは部品認識カメラ４の
近傍に配置され、上部照明具５ｂは下部照明具５ａより
電子部品２寄りであってより外周側に配置されており、
ともに部品認識カメラ４の周囲に等間隔をおいて配置さ
れている。下部照明具５ａ，上部照明具５ｂはそれぞれ
電源６，７によって駆動され、電源６，７からの出力は
Ｄ／Ａコンバータ８，９によって制御され、Ｄ／Ａコン
バータ８，９からの出力は制御装置１０によって制御さ
れる。部品認識カメラ４によって得られた撮像画像は部
品認識カメラ４に接続する画像処理手段１１によって処
理される。

【００１５】このような装置構成において部品ライブラ
リを作成する時の手順を、図２のフローチャートを参照
しながら説明する。まず、ステップ＃１において、対象
の電子部品２をノズル１に吸着させる。次に、ステップ
＃２において、予め決めた最も暗い設定の信号を制御装
置１０からＤ／Ａコンバータ８に送り、このＤ／Ａコン
バータ８により制御される電源６からの電気供給によっ
て下部照明具５ａを点灯させる。

【００１６】そして、ステップ＃３において、制御装置
１０からの信号により下部照明具５ａの光量を連続的に
増大させて（段階的でもよい）次第に明るく照らしつ
つ、電子部品２のリード部分３を部品認識カメラ４によ
って撮像し、撮像の都度、得られた認識画像上の電子部
品２のリード部分３とボディー部分１２の輝度の差（コ
ントラスト）を画像処理手段１１で求め、記憶する。

【００１７】これと並行して、ステップ＃４において、
記憶したデータの中からコントラストが最大になった時
の下部照明具５ａの明るさを検索し、求められた明るさ
となるように下部照明具５ａを調節する。この状態で、
＃ステップ５において、予め決めた最も暗い設定の信号
を制御装置１０からＤ／Ａコンバータ９に送り、このＤ
／Ａコンバータ９により制御される電源７からの電気供
給によって上部照明具５ｂを点灯させる。

【００１８】次に、＃ステップ６において、制御装置１
０からの信号により上部照明具５ｂの光量を連続的に増
大させて（段階的でもよい）次第に明るく照らしつつ、
電子部品２のリード部分３を部品認識カメラ４によって
撮像し、撮像の都度、得られた認識画像上の電子部品２
のリード部分３とボディー部分１２の輝度の差（コント
ラスト）を画像処理手段１１で求め、記憶する。

【００１９】そして、＃ステップ７において、記憶した
データの中からコントラストが最大になった時の上部照
明具５ｂの明るさを検索する。その後に、検索によって
求められた上部照明具５ｂの明るさと、ステップ＃４で
求められた下部照明具５ａの明るさとにそれぞれ対応す
る照明コードＬｘ，Ｌｙを設定する。設定した照明コー
ドＬｘ，Ｌｙを、先に図８を用いて説明したような部品
ライブラリの編集画面で入力し、画像認識時の照明調整
用データとして記憶させる。

【００２０】このようにして、部品教示を自動的に、ま
た作業者の熟練度に関わらず一意的に行うことができ、
部品ライブラリの作成時間も短縮できる。また、部品の
種類毎に照明コードを教示するので、実際の部品実装時
の部品認識工程で認識精度および認識率が向上する。な
お、上記においては電子部品の実装に実際に使用される
電子部品実装装置とは別体をなす部品ライブラリ作成装
置として説明したが、実際に使用される電子部品実装装
置に設置された画像認識手段を部品ライブラリの作成に
使用することも可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電子部品
上に予め決めた検査部位を照明用光源の光量を変化させ
て撮像し、撮像画像上の検査部位と非検査部位との輝度
差を検出するとともに、その輝度差が最大の時の照明用
光源の光量を求め、求めた光量値を画像認識時の照明調
整用データとして教示するようにしたので、部品教示を
容易に自動的に行うことが可能になり、熟練した作業者
の介在を要さず、時間短縮も実現できる。また実際の生
産時の部品認識では、部品毎に教示された照明条件を使
用するので、部品認識の精度と認識率の向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の実施の形態における部品ライブラリ作
成装置の概略構成図である。

【図2】図１に示した部品ライブラリ作成装置における
部品ライブラリの作成方法を説明するフローチャートで
ある。

【図3】従来よりある電子部品実装装置の全体構成図で
ある。

【図4】電子部品を実装するために必要なプログラムの
種類及びそれらの関係を示す説明図である。

【図5】図４に示したＮＣプログラムの編集画面を示す
説明図である。

【図6】部品ライブラリ編集画面を示す説明図である。

【図7】従来の部品ライブラリの作成方法を説明するフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ ノズル ２ 電子部品 ３ リード部分 ４ 部品認識カメラ ５ 照明具 11 画像処理手段 12 ボディー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項1】 電子部品実装機が実装する電子部品の部
   品ライブラリを作成するに際し、 前記電子部品上に予め決めた検査部位を照明用光源の光
   量を変化させて撮像し、 撮像画像上の前記検査部位と非検査部位との輝度差を求
   めるとともに、 輝度差が最大の時の前記照明用光源の光量を検出し、 検出した光量値を画像認識時の照明調整用データとして
   記憶手段に教示することを特徴とする部品ライブラリの
   作成方法。
2. 【請求項2】 電子部品に対する位置が異なる複数の照
   明用光源の光量をそれぞれ変化させて撮像することを特
   徴とする請求項１記載の部品ライブラリの作成方法。
3. 【請求項3】 電子部品実装機が実装する電子部品の部
   品ライブラリの作成装置であって、 前記電子部品を照明する照明用光源と、 前記照明用光源の光量を変化させる制御手段と、 前記電子部品上に予め決めた検査部位を撮像する撮像手
   段と、 前記撮像手段により得られた撮像画像上の前記検査部位
   と非検査部位との輝度差を求め前記照明用光源の光量と
   対応させて記憶するとともに記憶したデータの中から輝
   度差が最大の時の前記照明用光源の光量を検出する評価
   手段と、 前記評価手段によって検出された光量値を画像認識時の
   照明調整用データとして記憶する記憶手段とを有するこ
   とを特徴とする部品ライブラリの作成装置。