JP2017073431A - 画像認識装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸着ノズルの傾きや部品吸着位置のずれの影響を受けることなく、吸着ノズルに吸着した部品の側面画像から該部品の高さ寸法を精度良く計測できるようにする。【解決手段】吸着ノズル１３の先端部分を含む側面画像から該吸着ノズル１３の先端面の最下点と最上点を認識して、その最下点と最上点との位置関係に基づいて該吸着ノズルの傾き角度θを算出する。この後、吸着ノズル１３の先端面の最下点を中心にして部品の側面画像を該吸着ノズル１３の傾き角度θ分だけ回転させて該部品の側面画像の傾きを補正する。そして、傾き補正した部品の側面画像に対して該部品の最下点（下端）の高さ位置の許容誤差範囲に相当する合格範囲を設定して、該部品の下端の高さ位置が前記合格範囲内に収まるか否かで、吸着ノズル１３に吸着した部品の高さ寸法の正常／異常（例えば部品吸着姿勢の異常、部品の品種の間違い等）を判定する。【選択図】図４

Description

本発明は、部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品の側面画像をカメラで撮像し、その側面画像を処理して該部品の高さ寸法（厚み寸法）を計測する画像認識装置に関する発明である。

特許文献１（特開２００８−１２４２９３号公報）に記載されているように、吸着ノズルの下端に吸着した部品の側面画像をカメラで撮像して画像処理することで、部品の吸着姿勢の良否や吸着部品の有無等を判定するようにしたものがある。具体的には、吸着ノズルを保持するノズルホルダに、吸着ノズルに代えて、基準治具を保持させた状態で、該基準治具の側面画像を「基準画像」として撮像して画像処理することで、該基準治具の高さ位置を基準高さ位置として求めた後、ノズルホルダから基準治具を取り外して吸着ノズルに付け替えて、該吸着ノズルに吸着した部品の側面画像を撮像して画像処理することで、該部品の下端（最下点）の高さ位置を求め、基準高さ位置と部品の下端の高さ位置との高低差（差分）を算出して、その高低差に基づいて部品の高さ寸法を計測するようにしている。

特開２００８−１２４２９３号公報 特開２０１３−２５１３９８号公報

ところで、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、実装ヘッド（ノズルホルダ）の傾き等によって吸着ノズル（１３）が傾くことがあるが、吸着ノズルが傾くと、その吸着ノズルに吸着した部品も傾くため、その部品の下端（最下点）の高さ位置が下がり、その部品の高さ寸法の計測値が実際の寸法よりも大きくなってしまう。その結果、図３（ａ）に示すように、吸着ノズルの傾きがなければ正常（ＯＫ）と判定される部品でも、図３（ｂ）に示すように、部品の下端（最下点）が合格範囲から外れて異常（ＮＧ）と誤判定されてしまう可能性がある。また、吸着ノズルが傾いていると、図３（ｃ）に示すように、部品吸着位置のずれによっても部品の下端（最下点）の高さ位置が変動するため、その部品の高さ寸法の計測値は、部品吸着位置のずれによっても変動する。従って、吸着ノズルに吸着した部品の側面画像から計測する部品の高さ寸法の計測値は、吸着ノズル１３の傾きと部品吸着位置のずれの両方によって変動し、正常／異常を誤判定する原因となる。

尚、特許文献２（特開２０１３−２５１３９８号公報）には、ノズル先端部の位置ずれ量（部品実装位置ずれ量）を計測するために、ノズル先端部を下方からカメラで撮像して吸着ノズルの傾き角度を計測する技術が記載されているが、吸着ノズルに吸着した部品の側面画像から該部品の高さ寸法を計測する方法については記載されていない。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、吸着ノズルの傾きや部品吸着位置のずれの影響を受けることなく、吸着ノズルに吸着した部品の側面画像から該部品の高さ寸法を精度良く計測できる画像認識装置を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品の側面画像をカメラで撮像し、その側面画像を処理して該部品の高さ寸法を計測する画像認識装置において、前記吸着ノズルの傾き角度を計測する傾き角度計測手段と、前記傾き角度計測手段で計測した前記吸着ノズルの傾き角度に応じて前記部品の側面画像の傾き角度を補正する傾き補正手段と、前記傾き補正手段により傾き補正した前記部品の側面画像に基づいて前記部品の高さ寸法を計測する部品高さ寸法計測手段とを備えた構成としたものである。この構成では、傾き角度計測手段で計測した吸着ノズルの傾き角度に応じて部品の側面画像の傾き角度を補正するため、吸着ノズルの傾きや部品吸着位置のずれの影響を受けることなく、吸着ノズルに吸着した部品の側面画像から該部品の高さ寸法を精度良く計測することができる。

ここで、吸着ノズルの傾き角度を計測する方法は、様々な方法が考えられ、請求項２のように、前記傾き角度計測手段は、吸着ノズルの先端部分を含む側面画像をカメラで撮像してその側面画像を処理して該吸着ノズルの傾き角度を計測するようにしても良い。このようにすれば、吸着ノズルに吸着した部品の側面画像を撮像するカメラを使用して、画像処理により吸着ノズルの傾き角度を計測することができる。

具体的には、請求項３のように、前記傾き角度計測手段は、吸着ノズルの先端部分を含む側面画像から該吸着ノズルの先端面の最下点と最上点を認識して、その最下点と最上点との位置関係に基づいて該吸着ノズルの傾き角度を算出するようにしても良い。このようにすれば、吸着ノズルに吸着した部品の側面画像を撮像するカメラの視野内に吸着ノズルの先端部分付近しか収まらない場合でも、そのカメラで撮像した吸着ノズルの先端部分を含む側面画像から吸着ノズルの傾き角度を算出することができる。この際、吸着ノズルに部品を吸着した状態で撮像した側面画像を用いると、吸着ノズルの先端面の最下点と最上点を部品と区別して識別することが困難な可能性があるため、部品を吸着しない状態で撮像した側面画像を用いて吸着ノズルの先端面の最下点と最上点を認識するようにすると良い。

更に、請求項４のように、前記傾き補正手段は、前記吸着ノズルの先端面の最下点を中心にして部品の側面画像を該吸着ノズルの傾き角度分だけ回転させて該部品の側面画像の傾きを補正するようにすると良い。このようにすれば、傾き補正の前後で吸着ノズルの先端面の最下点の位置が変化しないため、吸着ノズルの先端面の最下点を基準高さ位置として部品の高さ寸法を計測する場合に、吸着ノズルに吸着した部品の最下点の高さ位置を認識するだけで部品の高さ寸法を簡単に計測することができる。但し、傾き補正の回転中心は、吸着ノズルの先端面の最下点に限定されず、例えば、側面画像の座標系の原点又は側面画像の中心点（カメラ視野の中心点）を中心にして回転させて傾き補正するようにしても良い。

また、請求項５のように、前記部品高さ寸法計測手段は、前記傾き補正手段により傾き補正した部品の側面画像に対して該部品の下端（最下点）の高さ位置の許容誤差範囲に相当する合格範囲を設定して、該部品の下端の高さ位置が前記合格範囲内に収まるか否かを判定するようにしても良い。このようにすれば、吸着ノズルに吸着した部品の高さ寸法の正常／異常（例えば部品吸着姿勢の異常、部品の品種の間違い等）を簡単に判定することができる。

本発明は、請求項６のように、吸着ノズルの傾き角度を計測する傾き角度計測手段と、前記傾き角度計測手段で計測した前記吸着ノズルの傾き角度に合わせて前記部品の側面画像の水平方向及び垂直方向の座標軸を傾き補正する傾き補正手段と、前記部品の側面画像に基づいて前記傾き補正手段により傾き補正した垂直方向の座標軸に沿って前記部品の高さ寸法を計測する部品高さ寸法計測手段とを備えた構成としても良い。要するに、本発明は、側面画像を傾き補正する代わりに、側面画像の水平方向及び垂直方向の座標軸を傾き補正して、傾き補正した垂直方向の座標軸に沿って部品の高さ寸法を計測するようにしても良く、この場合でも、側面画像を傾き補正する場合と同様の効果を得ることができる。

この場合、請求項７のように、前記部品高さ寸法計測手段は、前記部品の側面画像に対して該部品の下端（最下点）の高さ位置の許容誤差範囲に相当する合格範囲のラインを、前記傾き補正手段により傾き補正した水平方向の座標軸の傾き角度に合わせて傾けて設定して、該部品の下端の高さ位置が前記合格範囲内に収まるか否かを判定するようにしても良い。

また、本発明は、請求項８のように、吸着ノズルの傾き角度を計測する傾き角度計測手段と、前記傾き角度計測手段で計測した前記吸着ノズルの傾き角度に合わせてカメラの設置角度を調整するカメラ設置角度調整手段とを備えた構成としても良い。このように、吸着ノズルの傾き角度に合わせてカメラの設置角度を調整するようにすれば、部品の側面画像や座標軸を傾き補正する場合と同様の効果を得ることができる。

尚、本発明の傾き角度計測手段は、カメラで撮像した側面画像を処理して吸着ノズルの傾き角度を計測する構成に限定されず、例えば、請求項９のように、生産開始前のキャリブレーション時の測定データに基づいて吸着ノズルの傾き角度を算出するようにしても良い。生産開始前のキャリブレーション時に、吸着ノズルを保持するノズルホルダ（実装ヘッド）の傾き角度や吸着ノズルの先端の位置ずれ量を計測する場合は、その測定データから吸着ノズルの傾き角度を算出するようにしても良い。或は、吸着ノズルに吸着した部品をその下方から撮像するカメラを使用して、吸着ノズルの上昇位置と下降位置でそれぞれ吸着ノズルの先端をカメラで撮像して吸着ノズルの先端の位置を認識して、吸着ノズルの上昇位置と下降位置との間の吸着ノズルの先端の位置ずれ量を計測して、吸着ノズルの上昇位置と下降位置との間の高低差と吸着ノズルの先端の位置ずれ量とから吸着ノズルの傾き角度（ノズルホルダの傾き角度）を算出するようにしても良い。

図１は本発明の実施例１における部品実装機の実装ヘッド及びその周辺部分の構成を示す正面図である。 図２は部品実装機の制御系の構成を示すブロック図である。 図３（ａ）は吸着ノズルの傾きがない場合の部品の側面画像と合格範囲との関係を示す図、同図（ｂ）は吸着ノズルの傾きがある場合の部品の側面画像と合格範囲との関係を示す図、同図（ｃ）は吸着ノズルの傾きと部品吸着位置のずれの両方がある場合の部品の側面画像と合格範囲との関係を示す図である。 図４（ａ）〜（ｃ）は実施例１の部品高さ寸法計測方法を説明する図である。 図５は実施例１の部品高さ寸法計測プログラムの前半部の処理の流れを示すフローチャートである。 図６は実施例１の部品高さ寸法計測プログラムの後半部の処理の流れを示すフローチャートである。 図７は実施例２の部品高さ寸法計測方法を説明する図である。 図８は実施例２の部品高さ寸法計測プログラムの後半部の処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した３つの実施例１〜３を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図５に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて部品実装機の回転型の実装ヘッド１１の構成を説明する。
回転型の実装ヘッド１１には、その円周方向に所定間隔で複数本のノズルホルダ１２が昇降可能に支持され、各ノズルホルダ１２には、それぞれ部品を吸着する吸着ノズル１３が交換可能且つ上下動可能に係合保持されている。尚、図１にはノズルホルダ１２（吸着ノズル１３）が２本のみ図示され、他のノズルホルダ１２（吸着ノズル１３）の図示が省略されている。

実装ヘッド１１をＸＹ方向に移動させるヘッド移動機構１５は、Ｘ軸ボールねじ１６によって基板搬送方向であるＸ軸方向（図１の紙面と垂直な方向）にスライドするＸ軸スライド１７と、Ｙ軸ボールねじ（図示せず）によってＸ軸方向と直交するＹ軸方向に移動するＹ軸スライド１８とを備えたＸＹロボットである。Ｘ軸スライド１７は、Ｙ軸スライド１８に設けられたＸ軸ガイドレール１９に沿ってＸ軸方向にスライド可能に支持され、Ｙ軸スライド１８は、部品実装機本体側に設けられたＹ軸ガイドレール（図示せず）に沿ってＹ軸方向にスライド可能に支持されている。

Ｘ軸スライド１７には、実装ヘッド１１の支持フレーム２１が着脱可能に取り付けられている。実装ヘッド１１は、上下方向に延びるＲ軸２２（インデックス軸とも呼ばれる）の下端に嵌着され、該Ｒ軸２２の上部側が支持フレーム２１に回転可能に支持されている。Ｒ軸２２は、支持フレーム２１側に固定されたＲ軸モータ２３によって回転駆動される。このＲ軸２２の回転により、実装ヘッド１１がＲ軸２２を中心にして回転することで、該実装ヘッド１１に支持された複数本のノズルホルダ１２が複数本の吸着ノズル１３と一体的に該実装ヘッド１１の円周方向に旋回されるようになっている。これらＲ軸モータ２３とＲ軸２２等からＲ軸駆動機構２４が構成されている。

Ｒ軸２２には、Ｑ軸駆動機構２７の上下２段のＱ軸ギア２８，２９が回転可能に挿通され、下段のＱ軸ギア２９には、各ノズルホルダ１２の上端に嵌着されたギア３０が噛み合っている。上段のＱ軸ギア２８には、支持フレーム２１側に固定されたＱ軸モータ３１に連結されたギア３３が噛み合い、Ｑ軸モータ３１のギア３３の回転によりＱ軸ギア２８，２９が一体的に回転して、下段のＱ軸ギア２９に噛み合う各ギア３０が回転して、各ノズルホルダ１２がそれぞれ各ノズルホルダ１２の軸心線（Ｑ軸）の回りを回転することで、各ノズルホルダ１２に保持された各吸着ノズル１３に吸着した各部品の向き（角度）を修正するようになっている。尚、Ｑ軸はθ軸とも呼ばれることがある。

更に、Ｒ軸駆動機構２４の側方には、ノズルホルダ１２を個別に下降させるＺ軸駆動機構３７が設けられ、該Ｚ軸駆動機構３７により、ノズルホルダ１２の旋回軌道の所定位置で、ノズルホルダ１２を個別に下降させて、該ノズルホルダ１２に保持された吸着ノズル１３を下降させるように構成されている。Ｚ軸駆動機構３７は、実装ヘッド１１の周囲の１箇所のみに配置しても良いし、２箇所以上に配置しても良い。

Ｚ軸駆動機構３７は、支持フレーム２１側に回転可能に支持されたＺ軸ボールねじ３８をＺ軸モータ３９によって回転させてＺ軸スライド４０を上下方向に移動させることで、ノズルホルダ１２の上端フランジ４１に上方から該Ｚ軸スライド４０の係合片４２を係合（当接）させて該ノズルホルダ１２を上下動させるようになっている。この場合、各ノズルホルダ１２に装着したスプリング４３により各ノズルホルダ１２が上方に付勢されることで、各ノズルホルダ１２の上端フランジ４１がＺ軸スライド４０の係合片４２に下方から係合（当接）した状態に保持され、該Ｚ軸スライド４０の係合片４２の上昇に伴って、該スプリング４３の押し上げ力により該ノズルホルダ１２が上昇するようになっている。

一方、実装ヘッド１１の側方には、吸着ノズル１３に吸着した部品を側方から撮像する撮像装置４６が配置されている。この撮像装置４６は、支持フレーム２１側にホルダ４７を介して固定されたカメラ４８と照明光源４９等から構成されている。カメラ４８の高さ位置は、部品吸着動作後に吸着ノズル１３が昇降範囲の上限位置（待機位置）に上昇して待機しているときに、該カメラ４８の視野内に吸着ノズル１３の先端（下端）に吸着した部品を含む吸着ノズル１３の先端周辺の側面画像を撮像できるように設定されている。

これに対応して、実装ヘッド１１の下面側中央部には、吸着ノズル１３に吸着した部品をその側方からカメラ４８で撮像する際に照明光源４９からの照明光を反射する円筒型の光反射板５１が設けられている。この光反射板５１の下端の高さ位置は、吸着ノズル１３を下降させて部品を吸着するときに該光反射板５１が部品等と干渉しない高さ位置に設定されている。

部品実装機の制御装置５５（図２参照）は、Ｒ軸駆動機構２４、Ｑ軸駆動機構２７、Ｚ軸駆動機構３７及びヘッド移動機構１５の動作を制御して、部品供給装置５６（図２参照）から供給される部品を吸着ノズル１３で吸着して回路基板に実装する。

更に、部品実装機の制御装置５５は、カメラ４８で撮像した吸着ノズル１３の先端周辺の側面画像を処理して部品の高さ寸法を計測する画像認識装置としても機能し、その計測結果に基づいて吸着ノズル１３に吸着した部品の高さ寸法の正常／異常（例えば部品吸着姿勢の異常、部品の品種の間違い等）を判定して、異常と判定したときには、当該部品を所定の廃棄場所に廃棄したり、回収コンベア（図示せず）に載せて回収するようにしている。

ところで、実装ヘッド１１（ノズルホルダ１２）の傾き等によって吸着ノズル１３が傾くことがあるが、図３（ｂ）に示すように、吸着ノズル１３が傾くと、その吸着ノズル１３に吸着した部品も傾くため、その部品の下端（最下点）の高さ位置が下がり、その部品の高さ寸法の計測値が実際の寸法よりも大きくなってしまう。その結果、図３（ａ）に示すように、吸着ノズル１３の傾きがなければ正常（ＯＫ）と判定される部品でも、図３（ｂ）に示すように、部品の下端（最下点）が合格範囲から外れて異常（ＮＧ）と誤判定されてしまう可能性がある。また、吸着ノズル１３が傾いていると、図３（ｃ）に示すように、部品吸着位置のずれによっても部品の下端（最下点）の高さ位置が変動するため、その部品の高さ寸法の計測値は、部品吸着位置のずれによっても変動する。従って、吸着ノズル１３に吸着した部品の側面画像から計測する部品の高さ寸法の計測値は、吸着ノズル１３の傾きと部品吸着位置のずれの両方によって変動し、正常／異常を誤判定する原因となる。

そこで、本実施例１では、部品実装機の制御装置５５は、図５及び図６の部品高さ寸法計測プログラムを実行することで、吸着ノズル１３の傾き角度を計測する傾き角度計測手段として機能すると共に、計測した吸着ノズル１３の傾き角度に応じて部品の側面画像の傾き角度を補正する傾き補正手段としても機能し、更に、傾き補正した部品の側面画像に基づいて部品の高さ寸法を計測する部品高さ寸法計測手段としても機能する。以下、図５の部品高さ寸法計測プログラムの処理内容を説明する。

図５及び図６の部品高さ寸法計測プログラムは、部品実装機の制御装置５５によって所定周期で繰り返し実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、撮像しようとする部品吸着前の吸着ノズル１３の先端部分がカメラ４８の視野内の撮像位置に到達するまで待機し、当該吸着ノズル１３の先端部分がカメラ４８の視野内の撮像位置に到達した時点で、ステップ１０２に進み、吸着ノズル１３の先端部分を含む側面画像をカメラ４８で撮像する。

この後、ステップ１０３に進み、吸着ノズル１３の先端部分を含む側面画像を画像処理して、該吸着ノズル１３の先端面の最下点（Ｘ1 ，Ｚ1 ）と最上点（Ｘ2 ，Ｚ2 ）を認識する。そして、次のステップ１０４で、吸着ノズル１３の先端面の最下点（Ｘ1 ，Ｚ1 ）と最上点（Ｘ2 ，Ｚ2 ）の位置関係から該吸着ノズル１３の傾き角度θを次式により算出する。
θ＝ｔａｎ^-1｛（Ｚ2 −Ｚ1 ）／（Ｘ2 −Ｘ1 ）｝

この後、ステップ１０５に進み、吸着ノズル１３の先端に部品を吸着する。その後、ステップ１０６に進み、撮像しようとする部品吸着後の吸着ノズル１３の先端部分がカメラ４８の視野内の撮像位置に到達するまで待機し、当該吸着ノズル１３の先端部分がカメラ４８の視野内の撮像位置に到達した時点で、ステップ１０７に進み、吸着ノズル１３の先端に吸着した部品の側面画像をカメラ４８で撮像する。この際、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、吸着ノズル１３の先端面の最下点（Ｘ1 ，Ｚ1 ）と最上点（Ｘ2 ，Ｚ2 ）の位置は、前述したステップ１０２で部品吸着前に撮像した吸着ノズル１３の先端面の最下点（Ｘ1 ，Ｚ1 ）と最上点（Ｘ2 ，Ｚ2 ）の位置と同じ位置となる。

この後、図６のステップ１０８に進み、吸着ノズル１３の最下点（Ｘ1 ，Ｚ1 ）を中心にして部品の側面画像を吸着ノズル１３の傾き角度θ分だけ回転させて該部品の側面画像の傾きを補正する。この傾き補正により、図４（ｃ）に示すように、側面画像における吸着ノズル１３の傾きや部品の傾きが無くなる。

この後、ステップ１０９に進み、傾き補正した部品の側面画像に対して、吸着ノズル１３の最下点（Ｘ1 ，Ｚ1 ）を基準高さ位置として、該吸着ノズル１３に吸着した部品の最下点（下端）の高さ位置の許容誤差範囲に相当する合格範囲を設定する。その後、ステップ１１０に進み、部品の最下点（下端）を認識して、次のステップ１１１で、部品の最下点の高さ位置が合格範囲内に収まっているか否かを判定する。その結果、部品の最下点の高さ位置が合格範囲内に収まっていると判定すれば、ステップ１１２に進み、正常と判定して本プログラムを終了する。これに対し、上記ステップ１１１で、部品の最下点の高さ位置が合格範囲内に収まっていないと判定すれば、異常（例えば部品吸着姿勢の異常、部品の品種の間違い等）と判定して本プログラムを終了する。

尚、吸着ノズル１３の傾き角度θの計測は、部品の側面画像を傾き補正する前に、毎回、行うようにしても良いが、最初に吸着ノズル１３の傾き角度θの計測を行った後は、部品の側面画像を傾き補正する前に吸着ノズル１３の傾き角度θの計測を行わず、最初に計測した吸着ノズル１３の傾き角度θを使用して、部品の側面画像の傾き補正を行うようにしても良い。

以上説明した本実施例１によれば、カメラ４８で撮像した吸着ノズル１３の先端部分を含む側面画像を処理して吸着ノズル１３の傾き角度を計測して、その吸着ノズル１３の傾き角度に応じて部品の側面画像の傾き角度を補正するようにしているため、吸着ノズル１３の傾きや部品吸着位置のずれの影響を受けることなく、吸着ノズル１３に吸着した部品の側面画像から該部品の高さ寸法を精度良く計測することができる。

更に、本実施例１では、吸着ノズル１３の先端部分を含む側面画像をカメラ４８で撮像してその側面画像を処理して該吸着ノズル１３の傾き角度を計測するようにしたので、吸着ノズル１３に吸着した部品の側面画像を撮像するカメラ４８を使用して、画像処理により吸着ノズル１３の傾き角度を計測することができる利点がある。

しかも、本実施例１では、吸着ノズル１３の先端部分を含む側面画像から該吸着ノズル１３の先端面の最下点と最上点を認識して、その最下点と最上点との位置関係に基づいて該吸着ノズルの傾き角度を算出するようにしたので、吸着ノズル１３に吸着した部品の側面画像を撮像するカメラ４８の視野内に吸着ノズル１３の先端部分付近しか収まらない場合でも、そのカメラ４８で撮像した吸着ノズル１３の先端部分を含む側面画像から吸着ノズル１３の傾き角度を算出することができる。

更に、本実施例１では、吸着ノズル１３に部品を吸着した状態で撮像した側面画像を用いると、吸着ノズル１３の先端面の最下点と最上点を部品と区別して識別することが困難な場合があることを考慮して、部品を吸着しない状態で撮像した側面画像を用いて吸着ノズル１３の先端面の最下点と最上点を認識するようにしたので、吸着ノズル１３の先端面の最下点と最上点を容易に且つ精度良く認識することができ、吸着ノズル１３の傾き角度を精度良く計測することができる。但し、吸着ノズル１３に部品を吸着した状態で撮像した側面画像から、吸着ノズル１３の先端面の最下点と最上点を部品と区別して識別できる撮像環境であれば、吸着ノズル１３に部品を吸着した状態で撮像した側面画像を用いて吸着ノズル１３の傾き角度を計測するようにしても良い。

また、本実施例１では、吸着ノズル１３の先端面の最下点を中心にして部品の側面画像を該吸着ノズル１３の傾き角度分だけ回転させて該部品の側面画像の傾きを補正するようにしたので、傾き補正の前後で吸着ノズル１３の先端面の最下点の位置が変化しない。このため、本実施例１のように、吸着ノズル１３の先端面の最下点を基準高さ位置として部品の高さ寸法を計測する場合に、吸着ノズル１３に吸着した部品の最下点の高さ位置を認識するだけで部品の高さ寸法を簡単に計測することができる。

但し、傾き補正の回転中心は、吸着ノズル１３の先端面の最下点に限定されず、例えば、側面画像の座標系の原点又は側面画像の中心点（カメラ４８の視野の中心点）を中心にして回転させて傾き補正するようにしても良い。

また、本実施例１では、傾き補正した部品の側面画像に対して該部品の最下点（下端）の高さ位置の許容誤差範囲に相当する合格範囲を設定して、該部品の下端の高さ位置が前記合格範囲内に収まるか否かを判定するようにしたので、吸着ノズル１３に吸着した部品の高さ寸法の正常／異常（例えば部品吸着姿勢の異常、部品の品種の間違い等）を簡単に判定することができる利点がある。

但し、本発明は、傾き補正した部品の側面画像から認識した部品の最下点（下端）の高さ位置を用いて、該部品の高さ寸法を次式により算出するようにしても良い。
［部品の高さ寸法］
＝［吸着ノズル１３の最下点の高さ位置］−［部品の最下点の高さ位置］

また、本発明は、カメラ４８で撮像した側面画像を処理して吸着ノズル１３の傾き角度を計測する構成に限定されず、例えば、生産開始前のキャリブレーション時の測定データに基づいて吸着ノズル１３の傾き角度を算出するようにしても良い。生産開始前のキャリブレーション時に、吸着ノズル１３を保持するノズルホルダ１２（実装ヘッド１１）の傾き角度や吸着ノズル１３の先端の位置ずれ量を計測する場合は、その測定データから吸着ノズル１３の傾き角度を算出するようにしても良い。或は、吸着ノズル１３に吸着した部品をその下方から撮像するカメラを使用して、吸着ノズル１３の上昇位置と下降位置でそれぞれ吸着ノズル１３の先端をカメラで撮像して吸着ノズル１３の先端の位置を認識して、吸着ノズル１３の上昇位置と下降位置との間の吸着ノズル１３の先端の位置ずれ量を計測して、吸着ノズル１３の上昇位置と下降位置との間の高低差と吸着ノズル１３の先端の位置ずれ量とから吸着ノズル１３の傾き角度（ノズルホルダ１２の傾き角度）を算出するようにしても良い。

次に、図７及び図８を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、上記実施例１と実質的に同一の部分には同一の符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として異なる部分について説明する。

上記実施例１では、計測した吸着ノズル１３の傾き角度に応じて部品の側面画像の傾き角度を補正するようにしたが、本発明の実施例２では、図７に示すように、側面画像を傾き補正する代わりに、側面画像の水平方向及び垂直方向の座標軸を傾き補正して、傾き補正した垂直方向の座標軸に沿って部品の高さ寸法を計測するようにしている。

本実施例２では、部品実装機の制御装置５５は、前記実施例１で説明した図５の部品高さ寸法計測プログラムの前半部と同様の処理により、吸着ノズル１３の傾き角度θを計測して、該吸着ノズル１３の先端に部品を吸着して、該部品の側面画像をカメラ４８で撮像した後、図８の部品高さ寸法計測プログラムの後半部の処理を実行することで、計測した吸着ノズル１３の傾き角度θに合わせて部品の側面画像の水平方向及び垂直方向の座標軸を傾き補正する傾き補正手段として機能すると共に、部品の側面画像に基づいて傾き補正した垂直方向の座標軸に沿って部品の高さ寸法を計測する部品高さ寸法計測手段としても機能する。

以下、図８の部品高さ寸法計測プログラムの処理内容を説明する。前記実施例１で説明した図５の部品高さ寸法計測プログラムの前半部と同様の処理を行った後、ステップ２０１に進み、部品の側面画像の水平方向及び垂直方向の座標軸を吸着ノズル１３の傾き角度θ分だけ傾き補正して、垂直方向の座標軸を吸着ノズル１３の中心軸と平行に設定する。

この後、ステップ２０２に進み、部品の側面画像に対して該部品の最下点（下端）の高さ位置の許容誤差範囲に相当する合格範囲のラインを、傾き補正した水平方向の座標軸の傾き角度θに合わせて傾けて設定する。その後、ステップ２０３に進み、部品の最下点（下端）を認識して、次のステップ２０４で、部品の最下点の高さ位置が合格範囲内に収まっているか否かを判定する。その結果、部品の最下点の高さ位置が合格範囲内に収まっていると判定すれば、ステップ２０５に進み、正常と判定して本プログラムを終了する。これに対し、上記ステップ２０４で、部品の最下点の高さ位置が合格範囲内に収まっていないと判定すれば、異常（例えば部品吸着姿勢の異常、部品の品種の間違い等）と判定して本プログラムを終了する。
以上説明した本実施例２でも、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。

上記実施例１，２では、部品の側面画像又は座標軸を傾き補正するようにしたが、本発明の実施例３では、傾き角度計測手段で計測した吸着ノズル１３の傾き角度に合わせて、カメラ４８の設置角度を調整するカメラ設置角度調整手段を備えた構成としている。この場合、カメラ設置角度調整手段は、作業者の操作によりカメラ４８の設置角度を調整する構成としても良いし、モータ等の駆動源を搭載して、吸着ノズル１３の傾き角度に合わせてカメラ４８の設置角度を自動調整するように構成しても良い。尚、吸着ノズル１３の傾き角度の計測方法は、前記実施例１と同様の方法を用いれば良い。

本実施例３のように、吸着ノズル１３の傾き角度に合わせてカメラ４８の設置角度を調整するようにすれば、部品の側面画像や座標軸を傾き補正する場合と同様の効果を得ることができる。

尚、本発明は、上記実施例１〜３に限定されず、例えば、部品実装機や実装ヘッド１１の構成を変更したり、吸着ノズル１３の傾き角度の計測方法を変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１１…実装ヘッド、１２…ノズルホルダ、１３…吸着ノズル、１５…ヘッド移動機構、３７…Ｚ軸駆動機構、４８…カメラ、４９…照明光源、５５…制御装置（傾き角度計測手段，傾き補正手段，部品高さ寸法計測手段）

Claims (9)

1. 部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品の側面画像をカメラで撮像し、その側面画像を処理して該部品の高さ寸法を計測する画像認識装置において、
   前記吸着ノズルの傾き角度を計測する傾き角度計測手段と、
   前記傾き角度計測手段で計測した前記吸着ノズルの傾き角度に応じて前記部品の側面画像の傾き角度を補正する傾き補正手段と、
   前記傾き補正手段により傾き補正した前記部品の側面画像に基づいて前記部品の高さ寸法を計測する部品高さ寸法計測手段と
   を備えていることを特徴とする画像認識装置。
2. 前記傾き角度計測手段は、前記吸着ノズルの先端部分を含む側面画像を前記カメラで撮像してその側面画像を処理して該吸着ノズルの傾き角度を計測することを特徴とする請求項１に記載の画像認識装置。
3. 前記傾き角度計測手段は、前記吸着ノズルの先端部分を含む側面画像から該吸着ノズルの先端面の最下点と最上点とを認識して、その最下点と最上点との位置関係に基づいて該吸着ノズルの傾き角度を算出することを特徴とする請求項２に記載の画像認識装置。
4. 前記傾き補正手段は、前記吸着ノズルの先端面の最下点を中心にして前記部品の側面画像を該吸着ノズルの傾き角度分だけ回転させて該部品の側面画像の傾きを補正することを特徴とする請求項３に記載の画像認識装置。
5. 前記部品高さ寸法計測手段は、前記傾き補正手段により傾き補正した前記部品の側面画像に対して該部品の下端の高さ位置の許容誤差範囲に相当する合格範囲を設定して、該部品の下端の高さ位置が前記合格範囲内に収まるか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像認識装置。
6. 部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品の側面画像をカメラで撮像し、その側面画像を処理して該部品の高さ寸法を計測する画像認識装置において、
   前記吸着ノズルの傾き角度を計測する傾き角度計測手段と、
   前記傾き角度計測手段で計測した前記吸着ノズルの傾き角度に合わせて前記部品の側面画像の水平方向及び垂直方向の座標軸を傾き補正する傾き補正手段と、
   前記部品の側面画像に基づいて前記傾き補正手段により傾き補正した垂直方向に沿って前記部品の高さ寸法を計測する部品高さ寸法計測手段と
   を備えていることを特徴とする画像認識装置。
7. 前記部品高さ寸法計測手段は、前記部品の側面画像に対して該部品の下端の高さ位置の許容誤差範囲に相当する合格範囲のラインを、前記傾き補正手段により傾き補正した水平方向の座標軸の傾き角度に合わせて傾けて設定して、該部品の下端の高さ位置が前記合格範囲内に収まるか否かを判定することを特徴とする請求項６に記載の画像認識装置。
8. 部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品の側面画像をカメラで撮像し、その側面画像を処理して該部品の高さ寸法を計測する画像認識装置において、
   前記吸着ノズルの傾き角度を計測する傾き角度計測手段と、
   前記傾き角度計測手段で計測した前記吸着ノズルの傾き角度に合わせて前記カメラの設置角度を調整するカメラ設置角度調整手段と
   を備えていることを特徴とする画像認識装置。
9. 前記傾き角度計測手段は、生産開始前のキャリブレーション時の測定データに基づいて前記吸着ノズルの傾き角度を算出することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画像認識装置。

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