JP2006349490A - 部品教示データ作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品の高さを示す部品教示データを簡単に作成する部品教示データ作成方法を提供する。
【解決手段】 部品の高さを示す部品教示データを簡単に作成する方法は、照明具１７１ｄが部品を含む周辺を照らす部品照明ステップＳ１００と、カバーシート１７３の一面が背景となるように、照明具１７１ｄで照らされた部品を撮像することにより、その背景を含む部品のカラー画像を生成する部品画像生成ステップＳ１０２と、部品の高さをそのカラー画像の背景の青色の濃淡値に基づいて特定する寸法特定ステップＳ１０６と、寸法特定ステップＳ１０６により特定された高さを示す部品教示データを作成するデータ作成ステップＳ１１０とを含む。
【選択図】 図８

Description

本発明は、電子部品などの部品の形態を示す部品教示データを作成する部品教示データ作成方法に関するものである。

従来より、電子部品を撮像することで、その電子部品の形状や特徴的な寸法を示す部品教示データを作成する部品教示データ作成方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

上記特許文献１の部品教示データ作成方法（部品認識データ作成装置）では、カラースキャナーで電子部品を撮像することで、その電子部品のカラー画像を生成する。そして、そのカラー画像に表示されている電子部品のボディや電極の外形を抽出し、それらの寸法を測定することで部品教示データを作成する。

ここで、上記特許文献１の部品教示データ作成方法では、一般にテレビ放送等で活用されているクロマキー技術を用いてボディや電極の外形を抽出するために、電子部品の背景が青色となるようにカラー画像を生成する。

図１０は、上記特許文献１のカラースキャナーで電子部品のカラー画像が生成される様子を説明するための説明図である。

オペレータは、電子部品９０のカラー画像を生成するため、この図１０に示すように、まず、カラースキャナー９００の読み取り面９０１上に電子部品９０を載置する。次に、オペレータは、カラー画像の背景が青色となるように、青色の背面カバー９０２をカラースキャナー９００に取り付ける。そして、オペレータは、そのように取り付けられた背面カバー９０２を、電子部品９０が載置された読み取り面９０１上に覆い被せる。

このような状態でカラースキャナー９００は電子部品９０を撮像し、背景が青色の電子部品９０のカラー画像を生成する。
特開２００４−２１３５６２号公報

しかしながら、上記特許文献１の部品教示データ作成方法では、電子部品の高さを示す部品教示データを簡単に作成することができないという問題がある。

即ち、カラースキャナー９００は電子部品９０を一方向だけから撮像しているため、カラースキャナー９００によって生成されるカラー画像から電子部品の外形を抽出しても、その外形には電子部品の高さ（厚み）が表れていないのである。したがって、上記特許文献１の部品教示データ作成方法では、そのカラー画像から抽出された電子部品の外形の寸法を測定することにより電子部品の横幅及び縦幅などを特定しても、そのカラー画像からは電子部品の高さを特定することができない。そのため、オペレータは、わざわざ電子部品９０の高さをノギスなどを用いて測定し、その結果をコンピュータに入力することで、電子部品の高さを含む部品教示データを作成している。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、部品の高さを示す部品教示データを簡単に作成する部品教示データ作成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る部品自動教示装置は、 基板上に実装される部品の形態を示す部品教示データを作成する方法であって、照明手段と背景部材との間に部品があり、前記照明手段及び背景部材の配列方向に沿う前記部品の対象寸法に応じて、前記照明手段と背景部材との間の距離が変化する状況において、前記照明手段が前記部品を含む周辺を照らす部品照明ステップと、前記背景部材の一面が背景となるように、前記部品照明ステップで照らされた前記部品を撮像することにより、前記背景を含む部品の画像を生成する部品画像生成ステップと、前記対象寸法を前記画像の背景の色の濃淡値に基づいて特定する寸法特定ステップと、前記寸法特定ステップにより特定された対象寸法を示す前記部品教示データを作成するデータ作成ステップとを含むことを特徴とする。

例えば、スキャナーを用いる場合には、照明手段はスキャナーに内蔵された照明具に相当し、背景部材はスキャナーのカバーに取着されたカバーシートに相当する。したがって、部品を撮像し得るようにこのスキャナーに部品を配置すると、上述の部品の対象寸法は部品の高さに相当し、その高さに応じて照明具とカバーシートとの間の距離が変化する状況となる。このような状況において、照明具が部品を含む周辺を照らすと、照明具からの光はカバーシートの一面に向かう。そして、部品の高さが低いと、そのカバーシートの一面は明るく照らし出され、部品の高さが高いと、そのカバーシートの一面は暗く照らし出される。

そこで本発明では、このような状況を利用することにより、カバーシートの一面を背景として照らされた部品の画像を生成し、その画像の背景の色の濃淡値に基づいて部品の高さを特定する。これにより、わざわざノギスで部品の高さを測ることなく、部品の高さを示す部品教示データを簡単に作成することができる。

また、前記寸法特定ステップでは、寸法と濃淡値との関係を示す特性データを参照することにより、前記画像の背景の色の濃淡値に対応する前記対象寸法を特定することを特徴としてもよい。

これにより、特性データを参照するだけで、複雑な演算を行うことなく簡単に部品教示データを作成することができる。

また、前記部品教示データ作成方法は、さらに、基準寸法を取得する寸法取得ステップと、前記照明手段から前記基準寸法に応じた距離だけ離れた位置にある前記背景部材を前記照明手段が照らす背景照明ステップと、前記背景照明ステップで照らされた前記背景部材を撮像することにより、前記背景部材の背景画像を生成する背景画像生成ステップと、前記背景画像の色の濃淡値及び前記基準寸法に基づいて、前記特性データを生成する特性データ生成ステップとを含むことを特徴としてもよい。例えば、前記背景照明ステップでは、前記照明手段と前記背景部材との間に、前記配列方向に沿う寸法が前記基準寸法となる基準部品を配置した状態で、前記背景部材を照らす。

これにより、背景画像生成ステップにおいて部品画像生成ステップと同じ撮像素子を用いて背景部材を撮像する場合には、背景照明ステップ及び背景画像生成ステップと、部品照明ステップ及び部品画像生成ステップでは、それぞれ同じ撮像素子、照明手段、及び背景部材を用いて処理が行われるため、特性データの示す寸法と濃淡値との関係を正確にすることができる。

また、前記特性データ生成ステップでは、前記寸法取得ステップで取得された複数の基準寸法と、前記各基準寸法に対応して前記背景画像生成ステップで生成された複数の前記背景画像の色の濃淡値とに基づいて、前記寸法と前記濃淡値との関係を関数で示す前記特性データを生成することを特徴としてもよい。例えば、前記特性データ生成ステップでは、前記寸法と前記濃淡値との関係を一次関数で示す前記特性データを生成する。

これにより、特性データは関数により寸法と濃淡値との関係を示すため、例えば特性データが各寸法に対する濃淡値を示す場合と比べて、特性データのデータ量を少なくすることができる。

また、前記部品画像生成ステップでは、前記背景部材の単色の一面が背景となるように、前記部品照明ステップで照らされた前記部品をカラーで撮像することにより、前記背景を含む部品の画像を生成し、前記寸法特定ステップでは、前記対象寸法を前記画像の背景の単色の濃淡値に基づいて特定することを特徴としてもよい。例えば、前記部品画像生成ステップでは、前記背景部材の青色の一面が背景となるように、前記部品照明ステップで照らされた前記部品をカラーで撮像することにより、前記背景を含む部品の画像を生成し、前記寸法特定ステップでは、前記対象寸法を前記画像の背景の青色の濃淡値に基づいて特定する。

これにより、単色の濃淡値に基づいて対象寸法を特定するため、その単色以外の色の濃淡値まで考慮することなく、対象寸法を簡単に特定することができる。

また、前記部品教示データ作成方法は、さらに、前記部品画像生成ステップで生成された画像を、前記部品の外形が白黒の濃淡で表される白黒濃淡画像に変換する変換ステップと、前記白黒濃淡画像から前記部品の外形の寸法を特定する外形寸法特定ステップとを含み、前記データ作成ステップでは、前記外形寸法特定ステップで特定された外形の寸法を含む前記部品教示データを作成することを特徴としてもよい。

これにより、背景が単色である部品のカラー画像が白黒濃淡画像に変換されるため、その単色を有効に利用することで、部品の外形と背景との濃淡の差を大きくして、白黒濃淡画像における部品の外形を明瞭にすることができ、部品の高さ以外にも横寸法及び縦寸法を正確に示す部品教示データを作成することができる。また、白黒濃淡画像が生成されるため、画像から部品の外形の寸法を特定する処理において、カラー画像から特定するよりも処理負担を軽くすることができる。

なお、本発明は、上述の部品教示データ作成方法に限らず、その方法を用いて部品教示データを作成する部品自動教示装置や、その方法に基づく動作をコンピュータに実行させるプログラム、そのプログラムを格納する記憶媒体としても実現することができる。

本発明の部品教示データ作成方法は、部品の高さを示す部品教示データを簡単に作成することができるという作用効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態における部品自動教示装置の構成を示す構成図である。

この部品自動教示装置１００は、電子部品（以下、単に部品という）の形状や、その高さなどの寸法を示す部品教示データを作成するものであって、部品を撮像するスキャナー１７０と、オペレータによる操作を受け付ける操作部１１０と、例えば液晶ディスプレイなどにより構成される表示部１３０と、操作部１１０により受け付けられた操作に基づいてスキャナー１７０及び表示部１３０を制御する制御部１２０とを備えている。

また、制御部１２０は、周辺機器制御部１２１と、入出力処理部１２２と、画像処理部１２３と、特性データ生成部１２４と、データ格納部１２５と、高さ特定部１２６とを備えている。

図２（ａ），（ｂ）は、スキャナー１７０の外観を示す外観図である。

スキャナー１７０は、この図２（ａ），（ｂ）に示すように、スキャナー本体１７１と、略矩形板状のカバー１７２と、背景部材たるカバーシート１７３と、一対のスライドレール１７４とで構成される。

スキャナー本体１７１は、略矩形箱状の筐体１７１ａと、筐体１７１ａ内に埋設された撮像素子（画像生成手段）１７１ｃ及び照明具（照明手段）１７１ｄと、筐体１７１ａの上面に取り付けられたガラス板１７１ｂとを備えている。

一対のスライドレール１７４は、スキャナー本体１７１の筐体１７１ａに立設されている。この一対のスライドレール１７４は、カバー１７２がスキャナー本体１７１のガラス板１７１ｂに対向した状態でスライド自在となるように、そのカバー１７２を保持する。即ち、オペレータがカバー１７２をスキャナー本体１７１側に押圧したときには、カバー１７２はスキャナー本体１７１側に近付くように（図２中、下側に）スライドし、オペレータがカバー１７２を引き上げるように力をかけたときには、カバー１７２はスキャナー本体１７１から離れるように（図２中、上側に）スライドする。

カバーシート１７３は、カバー１７２のガラス板１７１ｂと対向する面に取り付けられている。このようなカバー１７２に取り付けられたカバーシート１７３は、ガラス板１７１ｂに対して平行な状態となる。また、このカバーシート１７３の色は青色の単色である。

オペレータは、部品１を撮像しようとするときには、まず、カバー１７２がスキャナー本体１７１のガラス板１７１ｂから離れた状態（開状態）となるように、カバー１７２をスライドさせる。そして、オペレータは、部品１をガラス板１７１ｂ上に設置し、カバー１７２が部品１に当接するような状態（閉状態）となるように、カバー１７２をスライドさせる。このような状態でスキャナー１７０は、ガラス板１７１ｂ上に設置された部品１をスキャナー本体１７１の照明具１７１ｄで照らし、撮像素子１７１ｃを移動させながら部品１をカラーで撮像することにより、背景が青色の部品１のカラー画像を生成する。

したがって、オペレータが部品１を撮像するためにその部品１をスキャナー１７０にセットしたときには、照明具１７１ｄとカバーシート１７３との間に部品１があり、照明具１７１ｄ及びカバーシート１７３の配列方向に沿う部品１の高さ（対象寸法）に応じて、その照明具１７１ｄとカバーシート１７３との間の距離が変化する状況となる。また、本実施形態では、スライドレール１７４及びカバー１７２がカバーシート１７３を支持する支持手段として構成されている。

制御部１２０の入出力処理部１２２は、操作部１１０で受け付けられた操作内容を取得して、その操作内容を周辺機器制御部１２１や画像処理部１２３に出力する。また、入出力処理部１２２は、スキャナー１７０で生成されたカラー画像を取得し、そのカラー画像を画像処理部１２３及び特性データ生成部１２４に出力する。

周辺機器制御部１２１は、操作部１１０で受け付けられた操作内容を、入出力処理部１２２を介して取得し、その操作内容に基づいてスキャナー１７０及び表示部１３０を制御する。

特性データ生成部１２４は、部品教示データが作成される事前に、既知の高さ（基準寸法）を有する基準部品を用いることによって、特性データ１２５ａを生成しておく。即ち、特性データ生成部１２４は、オペレータによる操作部１１０の操作によって受け付けられた基準部品の高さと、スキャナー１７０で生成されたその基準部品のカラー画像（背景画像）とを、入出力処理部１２２を介して取得する。特性データ生成部１２４は、このような基準部品の高さ及びカラー画像の取得を、高さの異なる複数の基準部品に対して繰り返し行う。そして、特性データ生成部１２４は、取得した複数のカラー画像の背景の濃淡値を測定する。特性データ生成部１２４は、各基準部品について、基準部品の高さと、その基準部品が写っているカラー画像の背景の濃淡値との関連付けを行うことで、その基準部品の高さに応じた濃淡値の特性を示す特性データ１２５ａを生成する。特性データ生成部１２４は、生成した特性データ１２５ａをデータ格納部１２５に格納する。

図３は、特性データ生成部１２４が取得したカラー画像を示す図である。

例えば、高さが２ｍｍの低い基準部品１ａに対するカラー画像Ｐｉｃ１は、図３の（ａ）に示すように、カバーシート１７３の青色が基準部品１ａの背景に鮮明に写っている。一方、高さが２０ｍｍの高い基準部品１ｂに対するカラー画像Ｐｉｃ２は、図３の（ｂ）に示すように、カバーシート１７３の青色が暗くなって部品１ｂの背景に写っている。特性データ生成部１２４は、このような基準部品の高さに応じて変化する背景の青色の濃淡値を測定する。

図４は、特性データ生成部１２４により生成された特性データ１２５ａを示す図である。

特性データ生成部１２４は、例えば、基準部品が写っていない（高さが０ｍｍの基準部品が写っている）カラー画像と、高さが５ｍｍの基準部品が写っているカラー画像と、高さが８ｍｍの基準部品が写っているカラー画像と、高さが１１ｍｍの基準部品が写っているカラー画像と、高さが１４ｍｍの基準部品が写っているカラー画像と、高さが１７ｍｍの基準部品が写っているカラー画像と、高さが２０ｍｍの基準部品が写っているカラー画像とを取得する。

そして、特性データ生成部１２４は、それぞれのカラー画像の背景のＢ値（色を示すＲＧＢのＢ成分）を測定して、基準部品の高さとＢ値とを関連付ける。さらに、特性データ生成部１２４は、他の高さとＢ値との関係を、先に関連付けた各（高さ，Ｂ値）の間を補間することにより求め、その結果を特性データ１２５ａとして生成する。

例えば、カバーシート１７３が光沢紙を素材として構成されて、そのカバーシート１７３の青色がＲＧＢ値＝（０，５０，２５５）で表される場合には、図４の（ａ）に示すような特性データ１２５ａが生成される。また、カバーシート１７３が塩化ビニルシートを素材として構成されて、そのカバーシート１７３の青色がＲＧＢ値＝（０，１００，２５５）で表される場合には、図４の（ｂ）に示すような特性データ１２５ａが生成される。なお、ＲＧＢ値は０〜２５５の２５６階調で示される。

図５は、本実施の形態における部品自動教示装置１００の特性データ生成部１２４が特性データ１２５ａを生成する動作を示すフロー図である。

まず、オペレータは、高さが既知の基準部品、例えば高さが２ｍｍの基準部品をスキャナー１７０にセットする。そして、オペレータは、操作部１１０を操作することにより、その基準部品の高さを入力するとともに、基準部品の撮像を指示する。

これにより、特性データ生成部１２４は、操作部１１０から入出力処理部１２２を介して、基準部品の高さを示す入力高さデータを取得する（ステップＳ１００）。さらに、スキャナー１７０は、周辺機器制御部１２１による制御に基づいて、基準部品を照明具１７１ｄで照らしてその部品を撮像し、その基準部品のカラー画像（背景画像）を生成する。特性データ生成部１２４は、そのスキャナー１７０で生成されたカラー画像を入出力処理部１２２を介して取得する（ステップＳ１０２）。

カラー画像を取得したと特性データ生成部１２４は、そのカラー画像から背景を抽出し（ステップＳ１０４）、その背景の色をＲＧＢ成分に分解、つまりその背景の色をＲＧＢ値で表す（ステップＳ１０６）。さらに、特性データ生成部１２４は、そのＲＧＢ成分からＢ成分のみを抽出（Ｂ値を測定）し（ステップＳ１０８）、ステップＳ１００で取得した入力高さデータの示す基準部品の高さと、ステップＳ１０８で測定したＢ値とを関連付ける（ステップＳ１１０）。

そして、特性データ生成部１２４は、ステップＳ１００及びステップＳ１０２による入力高さデータとカラー画像の取得回数がｎ回に達したか否かを判別する（ステップＳ１１２）。なお、上述のｎ回は、特性データ１２５ａを生成するごとにオペレータが設定してもよく、予め設定されていてもよい。

ステップＳ１１２でｎ回に達していないと判別したときには、特性データ生成部１２４は、高さが既知である次の基準部品（例えば、高さが５ｍｍの部品）をスキャナー１７０にセットするように指示する内容の指示データを、入出力処理部１２２を介して周辺機器制御部１２１に出力する（ステップＳ１１４）。これにより、周辺機器制御部１２１は、例えば「次の基準部品をスキャナーにセットしてください」というメッセージを表示部１３０に表示させる。そのメッセージを見たオペレータは、次の基準部品をスキャナー１７０にセットして、再び、基準部品の高さを入力するとともに、基準部品の撮像を指示する。その結果、特性データ生成部１２４は、ステップＳ１００からの動作を繰り返し実行する。

一方、ステップＳ１１２でｎ回に達したと判別したときには、特性データ生成部１２４は、関連付けられたｎ個の（高さ，Ｂ値）を用いて他の（高さ，Ｂ値）の補間を行うことで特性データ１２５ａを生成する（ステップＳ１１６）。

高さ特定部１２６は、部品教示データの作成時に、スキャナー１７０で生成された部品のカラー画像を、入出力処理部１２２を介して取得する。高さ特定部１２６は、その取得したカラー画像から、そのカラー画像に写っている背景の青色の濃淡値を特定するとともに、その濃淡値に対応する高さ（対象寸法）を特性データ１２５ａを参照することによって特定する。そして、高さ特定部１２６は、その特定した部品の高さを示す特定高さデータを画像処理部１２３に出力する。即ち、本実施の形態では、この高さ特定部１２６が、対象寸法を特定する寸法特定手段として構成されている。

図６は、本実施の形態における部品自動教示装置１００の高さ特定部１２６が部品の高さを特定する動作を示すフロー図である。

まず、オペレータは、部品教示データの作成対象となる部品をスキャナー１７０にセットする。そして、オペレータは、操作部１１０を操作することにより、その部品についての部品教示データの作成を指示する。これにより、スキャナー１７０は、周辺機器制御部１２１による制御に基づいて、部品を照明具１７１ｄで照らしてその部品を撮像し、その部品のカラー画像を生成する。

カラー画像が生成されると、高さ特定部１２６は、そのスキャナー１７０で生成されたカラー画像を入出力処理部１２２を介して取得する（ステップＳ２００）。そして、高さ特定部１２６は、そのカラー画像から背景を抽出し（ステップＳ２０２）、その背景の色をＲＧＢ成分に分解、つまりその背景の色をＲＧＢ値で表す（ステップＳ２０４）。さらに、高さ特定部１２６は、そのＲＧＢ成分からＢ成分のみを抽出（Ｂ値を測定）する（ステップＳ２０６）。

高さ特定部１２６は、データ格納部１２５に格納されている特性データ１２５ａを参照することで、その測定したＢ値に関連付けられた部品の高さを特定し、その高さを示す特定高さデータを画像処理部１２３に出力する（ステップＳ２０８）。

画像処理部１２３は、スキャナー１７０で生成された部品のカラー画像に対して所定の処理を行って、部品の外形や電極が白黒の濃淡で表された白黒濃淡画像を生成し、その白黒濃淡画像を表示部１３０に表示させる。また、画像処理部１２３は、操作部１１０で受け付けられた操作内容を入出力処理部１２２を介して取得し、その操作内容に基づいて、部品の外形寸法などを示す部品教示データを作成するための作成条件を決定する。

そして、画像処理部１２３は、白黒濃淡画像及び作成条件と、高さ特定部１２６から出力された特定高さデータとに基づいて部品教示データを作成する。即ち、この画像処理部１２３はデータ作成手段として構成されている。

作成条件は、例えば部品の電極タイプや、その電極の接地面の形状（以下、電極接地面形状という）などである。オペレータは、制御部１２０による制御に基づいて表示部１３０に表示される画面に従って操作部１１０を操作し、部品の電極タイプ及び電極接地面形状を入力する。

図７は、画像処理部１２３が作成条件を決定するために表示部１３０に表示させる画面の一例を示す画面表示図である。

画像処理部１２３は、図７（ａ）に示すように、「画像入力に必要な情報を設定してください」といったメッセージａ１と、プルダウンメニューにより電極タイプの名称を選択表示するための電極タイプ欄ａ２と、電極タイプを図形から選択するための電極タイプ選択ボタンａ３と、プルダウンメニューにより電極接地面形状の名称を選択表示するための面形状欄ａ４と、電極接地面形状を図形から選択するための面形状選択ボタンａ５と、電極タイプ欄ａ２と面形状欄ａ４に表示された内容で作成条件を決定するように促す決定ボタンａ６と、作成条件の決定を中止するように促すキャンセルボタンａ７とを表示部１３０に表示させる。

オペレータは、図７（ａ）に示す画面が表示されている場合、操作部１１０を操作することにより、部品の最も多い電極タイプを電極タイプ欄ａ２に、直接的に表示させるか、電極タイプ選択ボタンａ３を用いて間接的に表示させる。

間接的に表示させる場合、オペレータは電極タイプ選択ボタンａ３を選択する。その選択の結果、表示部１３０は、図７（ｂ）に示すように、例えば９つの電極タイプの図形を示す図形ボタンｂ１と、９つの電極タイプの名称を一覧形式で示す名称欄ｂ２と、選択された図形ボタンｂ１により示される電極タイプを決定するように促すタイプ決定ボタンｂ３と、図形を利用した電極タイプの選択を中止するように促すタイプキャンセルボタンｂ４とを表示する。ここで、オペレータは、部品の電極タイプを示す図形を、９つの図形ボタンｂ１に表された図形の中から見つけ出し、操作部１１０を操作することにより、その図形が表された図形ボタンｂ１を選択する。図形ボタンｂ１が選択されると、名称欄ｂ２に表示される各名称のうち、その選択された図形ボタンｂ１の示す電極タイプの名称が反転表示される。次に、オペレータが、操作部１１０を操作することによりタイプ決定ボタンｂ３を選択すると、表示部１３０は、再び図７（ａ）に示す画面を表示する。その画面中、電極タイプ欄ａ２には、上述のように選択された図形ボタンｂ１の示す電極タイプの名称が表示されている。このように、オペレータは、電極タイプ選択ボタンａ３を用いることにより、部品の電極タイプの名称を知らなくても、その名称を図形から簡単に入力することができる。

また、オペレータは、図７（ａ）に示す画面が表示されている場合、操作部１１０を操作することにより、部品の電極接地面形状を面形状欄ａ４に、直接的に表示させたり、面形状選択ボタンａ５を用いて間接的に表示させる。

間接的に表示させる場合、オペレータは面形状選択ボタンａ５を選択する。その選択の結果、表示部１３０は、図７（ｃ）に示すように、例えば２つの電極接地面形状を示す図形ｃ１と、各図形ｃ１に対応するチェックボックスｃ２と、チェックされたチェックボックスｃ２に対応する電極接地面形状を決定するように促す面形状決定ボタンｃ３と、図形を利用した電極接地面形状の選択を中止するように促す面形状キャンセルボタンｃ４とを表示する。ここで、オペレータは、部品の電極接地面形状を示す図形を、２つの図形ｃ１の中から見つけ出し、操作部１１０を操作することにより、その図形に対応するチェックボックスｃ２にチェックを行う（黒点を入力する）。次に、オペレータが、操作部１１０を操作することにより面形状決定ボタンｃ３を選択すると、表示部１３０は、再び図７（ａ）に示す画面を表示する。その画面中、面形状欄ａ４には、上述のようにチェックされたチェックボックスｃ２に対応する電極接地面形状の名称が表示されている。このように、オペレータは、面形状選択ボタンａ５を用いることにより、部品の電極接地面形状の名称を知らなくても、その名称を図形から簡単に入力することができる。

このように、図７（ａ）に示す画面の電極タイプ欄ａ２及び面形状欄ａ４に、電極タイプ及び電極接地面形状のそれぞれの名称が選択表示された状態で、オペレータが決定ボタンａ６を選択すると、その選択表示された名称の電極タイプ及び電極接地面形状が、部品教示データの作成条件として決定される。

画像処理部１２３は、このように決定された作成条件と白黒濃淡画像とから、部品の高さを除く他の寸法測定すべき部位やその測定処理方法などを示すアルゴリズムを特定する。そして、画像処理部１２３は、部品における上記部位の寸法を、そのアルゴリズムを用いて白黒濃淡画像から測定し、その測定された寸法、特定高さデータの示す高さ、および部品の形状を示す部品教示データを作成する。また、画像処理部１２３は、その部品教示データを表示部１３０に表示させる。

このような部品教示データは、部品を基板に実装する部品実装装置において、部品の位置ずれの認識などのために用いられる。即ち、部品実装装置は、部品を基板に実装するときには、その部品をヘッドで吸着して基板上の所定の部位まで搬送し、その部位に部品を実装するが、その搬送の途中でヘッドに吸着された部品をカメラで撮像する。そして、部品実装装置は、その撮像結果と上述の部品教示データとから部品の位置ずれを認識し、その位置ずれを解消するようにヘッド等を駆動させる。これにより、基板の所定の部位に部品を正確に実装することができるのである。

図８は、本実施の形態における部品自動教示装置１００の部品教示データ作成時の全体的な動作を示すフロー図である。

まず、部品自動教示装置１００は、スキャナー１７０にセットされた部品を照明具１７１ｄで照らし（ステップＳ１００）、スキャナー１７０の撮像素子１７１ｃを用いてその照らされた部品をカラーで撮像することによりカラー画像を生成する（ステップＳ１０２）。さらに、部品自動教示装置１００は、オペレータによる操作に基づいて作成条件を決定する（ステップＳ１０４）。

次に、部品自動教示装置１００は、スキャナー１７０で生成されたカラー画像の背景の濃淡値と、特性データ１２５ａとに基づいて部品の高さを特定する（ステップＳ１０６）。さらに、部品自動教示装置１００は、クロマキー技術を用いて、そのカラー画像から部品の白黒濃淡画像を生成する（ステップＳ１０８）。ここで部品自動教示装置１００は、ステップＳ１０８で生成された白黒濃淡画像から例えば部品の外形を検出する。部品の外形の検出は、白黒の濃淡値の差分から検出される。また、部品自動教示装置１００は、ステップＳ１０４で決定された作成条件などを参考に、所定のアルゴリズムを特定する。

そして最後に、部品自動教示装置１００は、白黒濃淡画像から検出された部品の外形などから、上記所定のアルゴリズムを用いて、部品の縦幅や横幅などの寸法を測定し、その測定された寸法と、ステップＳ１０６で特定された高さと、部品の形状などとを示す部品教示データを作成する（ステップＳ１１０）。

このように本実施の形態では、カバーシート１７３の一面を背景として照らされた部品のカラー画像を生成し、そのカラー画像の背景の青色の濃淡値に基づいて部品の高さを特定するため、わざわざノギスで部品の高さを測ることなく、部品の高さを示す部品教示データを簡単に作成することができる。

（変形例）
ここで本実施の形態における特性データ１２５ａの生成方法についての変形例を説明する。本実施の形態では、高さが既知である複数の基準部品に対して、その基準部品が写っているカラー画像の背景の濃淡値を測定し、その他の高さと濃淡値との関係を補間処理により求めた。

本変形例では、特性データ生成部１２４は、オペレータから受け付けられた基準部品の高さと、その基準部品に対して測定により得られた濃淡値とに基づいて、基準部品の高さと濃淡値との関係を関数により求める。その結果、その関数が特性データ１２５ａとして生成される。

図９は、本変形例に係る特性データ生成部１２４により生成された特性データ１２５ａを示す図である。

特性データ生成部１２４は、上述と同様に、基準部品が写っていない（高さが０ｍｍの基準部品が写っている）カラー画像と、高さが５ｍｍの基準部品が写っているカラー画像と、高さが８ｍｍの基準部品が写っているカラー画像と、高さが１１ｍｍの基準部品が写っているカラー画像と、高さが１４ｍｍの基準部品が写っているカラー画像と、高さが１７ｍｍの基準部品が写っているカラー画像と、高さが２０ｍｍの基準部品が写っているカラー画像とを取得する。そして、特性データ生成部１２４は、それぞれのカラー画像の背景のＢ値を測定して基準部品の高さとＢ値とを関連付ける。

ここで、例えば、カバーシート１７３が光沢紙を素材として構成されて、そのカバーシート１７３の青色がＲＧＢ値＝（０，５０，２５５）で表される場合には、特性データ生成部１２４は、図９の（ａ）に示すに、高さ（ｘ）＝ａ×Ｂ値（ｙ）＋ｂにより示される一次関数を特性データ１２５ａとして生成する。また、カバーシート１７３が塩化ビニルシートを素材として構成されて、そのカバーシート１７３の青色がＲＧＢ値＝（０，１００，２５５）で表される場合には、特性データ生成部１２４は、図９の（ｂ）に示すように、高さ（ｘ）＝ｃ×Ｂ値（ｙ）＋ｄにより示される一次関数を特性データ１２５ａとして生成する。このような一次関数は、例えば最小自乗法などにより求められる。

このように本変形例では、特性データ１２５ａを関数として生成するため、例えば特性データ１２５ａが各高さに対する濃淡値を示す場合と比べて、特性データ１２５ａのデータ量を少なくすることができる。

以上、本発明について実施の形態及び変形例を用いて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

例えば、本実施の形態及び変形例では、カバーシート１７３の一面を青色にしたが、赤色や他の単色にしてもよい。この場合には、青色系の色の部品と背景とを明確に区別することができ、部品の形態を正確に示す部品教示データを作成することができる。

また、本実施の形態及び変形例では、カラー画像から白黒濃淡画像に変換して部品教示データを作成したが、カラー画像から部品教示データを直接作成してもよい。この場合、例えばカラー画像の各画素のうち（Ｒ値＋Ｇ値）／２＜Ｂ値の画素を背景として区別することができる。なお、カラー画像を白黒濃淡画像に変換する場合には、その背景の色を有効に利用することで、部品の外形と背景との濃淡の差を大きくして、白黒濃淡画像における部品の外形を明瞭し、その外形から部品の形態を容易に特定することができる。

また、本実施の形態及び変形例では、スキャナー１７０によりカラー画像を生成したが、モノクロ画像を生成してもよい。この場合には、背景の白黒の濃淡値から部品の高さを特定する。

また、本実施の形態及び変形例では、カバーシート１７３とガラス板１７１ｂとが部品の高さに関わらず平行となるようなスキャナー１７０を用いたが、例えば図１０に示すように、カバーの一辺側を軸にしてカバーがスキャナー本体に対して回動するようなスキャナーを用いてもよい。このような場合には、部品をスキャナーにセットすると、ガラス板上の部品の位置に応じて、カバー及びカバーシートの高さ（ガラス板１７１ｂに対する傾き）が変化するため、セットするときには部品を所定の位置に常に置くようにする必要がある。

また、本実施の形態及び変形例では、基準部品を用いて特性データ１２５ａを生成したが、基準部品を用いずに特性データ１２５ａを生成してもよい。この場合には、部品がセットされていない状態でカバー１７２及びカバーシート１７３がスライドレール１７４に対して固定されるように、スキャナー１７０を構成する。そして、ガラス板１７１ｂとカバーシート１７３との間を基準寸法だけ開けて、カバーシート１７３の背景画像を生成する。このよう場合でも、高さと濃淡値との関係を正確に示す特性データ１２５ａを生成することができる。

また、本実施の形態及び変形例では、部品自動教示装置１００を単体として構成したが、この部品自動教示装置１００を部品実装装置に組み込んでもよい。これにより、オペレータの使い勝手を向上することができる。

また、本実施の形態及び変形例では、背景の色をＲＧＢ成分に分解したがＣＭＹ成分などに分解してもよい。

本発明の部品教示データ作成方法は、部品の高さを示す部品教示データを簡単に作成することができるという効果を有し、例えば、その部品教示データを作成する装置や、部品教示データに基づいて部品の位置ずれを認識する部品実装装置などに適用することができる。

本発明の実施の形態における部品自動教示装置の構成を示す構成図である。 同上のスキャナーの外観を示す外観図である。 同上の特性データ生成部が取得したカラー画像を示す図である。 同上の特性データ生成部により生成された特性データを示す図である。 同上の部品自動教示装置の特性データ生成部が特性データを生成する動作を示すフロー図である。 同上の部品自動教示装置の高さ特定部が部品の高さを特定する動作を示すフロー図である。 同上の画像処理部が作成条件を決定するために表示部に表示させる画面の一例を示す画面表示図である。 同上の部品自動教示装置の部品教示データ作成時の全体的な動作を示すフロー図である。 同上の変形例に係る特性データ生成部により生成された特性データを示す図である。 従来の部品教示データ作成方法において、カラースキャナーで電子部品のカラー画像が生成される様子を説明するための説明図である。

符号の説明

１００ 部品自動教示装置
１１０ 操作部
１２０ 制御部
１２１ 周辺機器制御部
１２２ 入出力処理部
１２３ 画像処理部
１２４ 特性データ生成部
１２５ データ格納部
１２５ａ 特性データ
１２６ 高さ特定部
１３０ 表示部
１７０ スキャナー
１７１ スキャナー本体
１７１ａ 筐体
１７１ｂ ガラス板
１７１ｃ 撮像素子
１７１ｄ 照明具
１７２ カバー
１７３ カバーシート

Claims (11)

1. 基板上に実装される部品の形態を示す部品教示データを作成する方法であって、
   照明手段と背景部材との間に部品があり、前記照明手段及び背景部材の配列方向に沿う前記部品の対象寸法に応じて、前記照明手段と背景部材との間の距離が変化する状況において、
   前記照明手段が前記部品を含む周辺を照らす部品照明ステップと、
   前記背景部材の一面が背景となるように、前記部品照明ステップで照らされた前記部品を撮像することにより、前記背景を含む部品の画像を生成する部品画像生成ステップと、
   前記対象寸法を前記画像の背景の色の濃淡値に基づいて特定する寸法特定ステップと、
   前記寸法特定ステップにより特定された対象寸法を示す前記部品教示データを作成するデータ作成ステップと
   を含むことを特徴とする部品教示データ作成方法。
2. 前記寸法特定ステップでは、
   寸法と濃淡値との関係を示す特性データを参照することにより、前記画像の背景の色の濃淡値に対応する前記対象寸法を特定する
   ことを特徴とする請求項１記載の部品教示データ作成方法。
3. 前記部品教示データ作成方法は、さらに、
   基準寸法を取得する寸法取得ステップと、
   前記照明手段から前記基準寸法に応じた距離だけ離れた位置にある前記背景部材を前記照明手段が照らす背景照明ステップと、
   前記背景照明ステップで照らされた前記背景部材を撮像することにより、前記背景部材の背景画像を生成する背景画像生成ステップと、
   前記背景画像の色の濃淡値及び前記基準寸法に基づいて、前記特性データを生成する特性データ生成ステップとを含む
   ことを特徴とする請求項２記載の部品教示データ作成方法。
4. 前記背景照明ステップでは、
   前記照明手段と前記背景部材との間に、前記配列方向に沿う寸法が前記基準寸法となる基準部品を配置した状態で、前記背景部材を照らす
   ことを特徴とする請求項３記載の部品教示データ作成方法。
5. 前記特性データ生成ステップでは、
   前記寸法取得ステップで取得された複数の基準寸法と、前記各基準寸法に対応して前記背景画像生成ステップで生成された複数の前記背景画像の色の濃淡値とに基づいて、前記寸法と前記濃淡値との関係を関数で示す前記特性データを生成する
   ことを特徴とする請求項３又は４記載の部品教示データ作成方法。
6. 前記特性データ生成ステップでは、前記寸法と前記濃淡値との関係を一次関数で示す前記特性データを生成する
   ことを特徴とする請求項５記載の部品教示データ作成方法。
7. 前記部品画像生成ステップでは、
   前記背景部材の単色の一面が背景となるように、前記部品照明ステップで照らされた前記部品をカラーで撮像することにより、前記背景を含む部品の画像を生成し、
   前記寸法特定ステップでは、
   前記対象寸法を前記画像の背景の単色の濃淡値に基づいて特定する
   ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の部品教示データ作成方法。
8. 前記部品画像生成ステップでは、
   前記背景部材の青色の一面が背景となるように、前記部品照明ステップで照らされた前記部品をカラーで撮像することにより、前記背景を含む部品の画像を生成し、
   前記寸法特定ステップでは、
   前記対象寸法を前記画像の背景の青色の濃淡値に基づいて特定する
   ことを特徴とする請求項７記載の部品教示データ作成方法。
9. 前記部品教示データ作成方法は、さらに、
   前記部品画像生成ステップで生成された画像を、前記部品の外形が白黒の濃淡で表される白黒濃淡画像に変換する変換ステップと、
   前記白黒濃淡画像から前記部品の外形の寸法を特定する外形寸法特定ステップとを含み、
   前記データ作成ステップでは、
   前記外形寸法特定ステップで特定された外形の寸法を含む前記部品教示データを作成する
   ことを特徴とする請求項７又は８記載の部品教示データ作成方法。
10. 基板上に実装される部品の形態を示す部品教示データを作成する装置であって、
    前記部品の背景となるように形成された背景部材と、
    前記部品を含む周辺を照らす照明手段と、
    前記照明手段と背景部材との間に部品がある場合に、前記照明手段及び背景部材の配列方向に沿う前記部品の対象寸法に応じて、前記照明手段と背景部材との間の距離が変化するように、前記背景部材を支持する支持手段と、
    前記背景部材の一面が背景となるように、前記照明手段で照らされた前記部品を撮像することにより、前記背景を含む部品の画像を生成する画像生成手段と、
    前記対象寸法を前記画像の背景の色の濃淡値に基づいて特定する寸法特定手段と、
    前記寸法特定手段により特定された対象寸法を示す前記部品教示データを作成するデータ作成手段と
    を備えることを特徴とする部品自動教示装置。
11. 請求項１〜９の何れか１項に記載の部品教示データ作成方法に含まれるステップをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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