JP4073995B2 - 電子部品位置検出方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プリント基板上に電子部品を装着する際に、画像処理によって電子部品の中心位置と傾き角度とを検出して、その姿勢を補正する電子部品位置検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板へ、チップ部品やＩＣ部品等の電子部品を装着する業界等において、このプリント基板上に装着される電子部品は、その装着前に、電子部品装着装置の吸着ノズルによる該吸着姿勢を測定し、吸着ノズル中心と電子部品中心（各部品装着にあって、最適な基準中心位置）とにズレや不正角度が検出されたときは、あらかじめ制御手段へ設定した値となるように補正した後に、該電子部品の装着が行なわれる。
【０００３】
この測定には、例えば、ＣＣＤカメラ等の画像入力装置により入力した二次元濃淡データから所定の計算を用いて電子部品の外接点を抽出し、この外接点の集合を直線近似して電子部品の外接線の近似直線を求め、前記外接線の近似直線の切片と勾配から電子部品の位置を計算した画像処理を行なっていた。
【０００４】
しかしながら、この位置測定方法は、電子部品位置を計算するためには、外接線の近似直線を求めているもので、この外接線を求めるための外接点の集合座標に、リード部品のリード先端位置を外接点としているものである。
【０００５】
また、この外接点を４辺にリードを多数有する電子部品のリード先端位置から計算されている。
【０００６】
したがって、この方法による位置検出では、各辺の外接点を求めるためのリード先端位置が必要となり、そのリード本数は最低でも４本以上有する電子部品に限られる。
【０００７】
また、その上、４辺の外接線の近似直線が必要となり、４辺にリードを有する電子部品に限られている。
【０００８】
すなわち、リード本数の少ない電子部品またはリードを有さない電子部品や２辺リードを有する電子部品では位置計測が不可能である。
【０００９】
等の様々な問題点を有するものであった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記した問題点を解決するためになされたもので、画像処理による電子部品の輪郭抽出に際し、上下，左右または上下左右の外接線で傾き角度の算出が可能な形状を有する電子部品に対して、該電子部品の傾きに追従した外接線を多値化画像処理により求め、該外接線から該電子部品の中心位置と傾き角度とを算出することにより、画像処理にあって、単一の処理方法により各種の形状をした電子部品の位置を汎用的に検出することができる電子部品位置検出方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するための本発明の手段は、
電子部品を供給部より吸着してプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、撮像手段によって撮像された電子部品の撮像データを画像処理し、その画像処理情報から電子部品の中心位置と傾き角度とを求める電子部品位置検出方法にあって、
前記電子部品の外形寸法より大きく、前記電子部品を取り囲む四辺からなるサーチラインよって構成される検索枠を決定する工程と、該検索枠に前記電子部品が接触するか否かを照合しながら、検索枠の各サーチラインをこの検索枠の中心へ向かって平行移動させ、前記電子部品の最外形部に前記各サーチラインが接触したときの前記サーチラインを仮外接線として求める工程と、この工程による電子部品の前記仮外接線による四角形の仮中心位置を決定する工程と、前記電子部品の最外形部と各仮外接線との接触点を回転中心座標として該各仮外接線の回転を行ない、前記四辺の外接線による四角形を前記仮中心位置を境として前記接触点のある領域と該接触点のない領域とに分け、接触点のない側に新たに前記各四辺の仮外接線がそれぞれ前記電子部品と接触した時の回転角度を仮の角度として各仮外接線に付した外接線を仮の角度付き外接線として求める工程と、前記検索枠の各四辺の仮の角度付き外接線方向に、該外接線に付されている仮の角度に対して±ｎ度（ｎは整数）の角度を設定して該各角度について前記電子部品の射影を多段階の数値データで各角度付きの射影データとして作成する工程と、前記仮の角度と±ｎ度の３つの射影データを微分してエッジの強度を求め、その強度の割合比によって本当の角度を求め、前記射影データを２次微分をしてエッジ位置を検出する工程と、検出された角度とエッジ位置から前記検索枠の各四辺の角度付き外接線を作成する工程と、各四辺の角度付き外接線によって囲まれた四角形の四辺から電子部品の中心位置を求め、四辺の角度付き外接線のそれぞれの直線の傾きから電子部品の傾き角度を求める工程とを備えさせたことを特徴とする電子部品位置検出方法にある。
【００１３】
また、
電子部品を供給部より吸着してプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、撮像手段によって撮像された電子部品の撮像データを画像処理し、その画像処理情報から電子部品の中心位置と傾き角度とを求める電子部品位置検出方法にあって、
前記電子部品の外形寸法より大きく、前記電子部品を取り囲む四辺からなるサーチラインよって構成される検索枠を決定する工程と、該検索枠に前記電子部品が接触するか否かを照合しながら、検索枠の各サーチラインをこの検索枠の中心へ向かって平行移動させ、前記電子部品の最外形部に前記各サーチラインが接触したときの前記サーチラインを仮外接線として求める工程と、この工程による電子部品の前記仮外接線による四角形の仮中心位置を決定する工程と、前記電子部品の最外形部と各仮外接線の相対する二辺との接触点を回転中心座標として該二辺の回転を行ない、前記四辺の外接線による四角形を前記仮中心位置を境として前記接触点のある領域と該接触点のない領域とに分け、接触点のない側に新たに前記各二辺の仮外接線がそれぞれ前記電子部品と接触した時の回転角度を仮の角度として各仮外接線に付した外接線を仮の角度付き外接線として求める工程と、前記検索枠の各二辺の仮の角度付き外接線方向に該外接線に付されている仮の角度に対して±ｎ度（ｎは整数）の角度を設定して前記各角度について前記電子部品の射影を多段階の数値データで角度付きの射影データとして作成する工程と、前記仮の角度と±ｎ度の３つの射影データを微分して、エッジの強度を求め、その強度の割合比によって本当の角度を求め、前記射影データを２次微分をしてエッジ位置を検出する工程と、検出された角度とエッジ位置から該エッジ位置を通り前記前角度をなす前記検索枠の各二辺の角度付き外接線を作成する工程と、この各二辺の角度付き外接線のそれぞれの傾きから電子部品の傾き角度を求める工程と、該電子部品の傾き角度から前記検索枠の相対する二辺と直交する他の各二辺の角度付き外接線を作成する工程と、この二辺の方向から前記角度付き外接線上に前記電子部品が接触するか否かを照合しながら、検索枠の各二辺をこの検索枠の中心へ向かって平行移動させ、前記電子部品の最外形部に前記各二辺が接触したときの角度付きの外接線を求める工程と、前記各二辺とこの二辺と直交する各二辺の角度付き外接線の交点を結んで形成される四角形の四辺から電子部品の中心位置を求め、四辺の角度付き外接線のそれぞれの直線の傾きから電子部品の傾き角度を求める工程とを備えさせたことを特徴とする電子部品位置検出方法にある。
【００１５】
【実施例】
次に、本発明に関する電子部品位置検出方法の実施の一例を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１および図２においてＷは、チップ部品やＩＣ部品等の電子部品ｂを、その供給部ｍより受け取って装着部ｎへ移送し、プリント基板ｃ上の所定の個数適所へ装着する電子部品装着装置で、本体１と、撮像手段２と、制御手段３とにより基本的に構成される。
【００１７】
なお、前記した電子部品装着装置Ｗは、本体１における機体４において、その一側または両側にパーツフィーダ等により順次搬送されて待機する電子部品ｂの供給部ｍが、また、機体４内において移送部材（図示せず）によりプリント基板ｃが搬入出される装着部ｎが設けられている。
【００１８】
そして、その構成は、図１および図２に示すように、本体１における機体４へ取り付けて、進退手段５により前後方向（Ｙ軸方向）へ任意に移動する進退体６と、この進退体６に取り付けて移動手段７により左右方向（Ｘ軸方向）へ任意に移動する可動体８と、この可動体８へ昇降手段９により装着ヘッド１０を縦軸方向（Ｚ軸方向）へ昇降自在に係合させてあると共に、この装着ヘッド１０は、回転手段１１によりＺ軸方向を中心として回転自在としてあるもので、それぞれの手段５および７，９，１１は数値制御可能なサーボモータ等により高精度で作動される。
【００１９】
なお、この装着ヘッド１０は、電子部品ｂの上面を吸着する吸着パット式等が用いられるもので、４ヘッドあるいは６ヘッド等の複数個からなるヘッドに構成されているものであって、該装着ヘッド１０の下端部には吸着ノズル等の吸引部材１０ａが取り付けられる。
【００２０】
前記した撮像手段２は、電子部品装着装置Ｗにおける本体１の適所または装着ヘッド１０等の適所に設けられていて、慣用のＣＣＤカメラ等を用いるものであり、撮像時に所定の光量を照射する照明手段２ａを有するものであって、電子部品ｂの画像を取り込み、この検出信号を後記する電子部品位置検出装置Ａを備えた制御手段３へ送信する。
【００２１】
なお、前記した画像認識にあっては、吸着保持された電子部品ｂの全体のサイズや全体の前後左右方向の位置，リードピッチ，リード曲がり，リード本数等の各チェックを行なうもので、位置補正の結果、後記する制御手段３により電子部品ｂが定められた正しい位置に合致するようにする。
【００２２】
前記した制御手段３は、撮像手段２および前記したそれぞれの手段５および７，９，１１等に連係させて、吸着ノズル１０ａのＸ，Ｙ，Ｚ軸位置（前後左右および上下位置）およびＺ軸を中心とする回転角度を制御するもので、記憶部や演算部等を備えた慣用のコンピュータが用いられるものであって、部品装着に必要なプログラムがあらかじめ入力されているものであり、後記に詳述する電子部品位置検出装置Ａにおいて、画像処理による電子部品ｂの輪郭抽出に際し、上下，左右または上下左右の外接線で傾き角度の算出が可能な形状を有する電子部品ｂに対して、該電子部品ｂの傾きに追従した外接線を多値化画像処理により求められる画像処理手段１５と、該外接線から該電子部品ｂの中心位置と傾き角度とを算出する算出手段１６とを有する。
【００２３】
また、本発明実施例の電子部品位置検出方法およびその装置Ａによって検出される電子部品ｂは、その平面形状が正方形や長方形の矩形状のものはもちろんのこと、図３（ａ）〜（ｆ）に示すような、非対称の異形に構成される種々の電子部品ｂの吸着位置の補正量算出にも有効である。
【００２４】
したがって、本発明に係る一実施例の電子部品位置検出方法およびその装置Ａは、電子部品装着装置Ｗにおいて、数値制御による各駆動手段５および７，９，１１等によりＸ，Ｙ，Ｚ軸方向への任意の移動とＺ軸を中心に任意に回転する吸着ノズル１０ａによって、電子部品ｂを、該電子部品ｂの上部平面部を吸着保持させて供給部ｍから取り出し、装着部ｎにおいて位置決めされたプリント基板ｃ上の所定位置に装着するものであって、その装着前に、吸着ノズル１０ａに吸着保持された電子部品ｂの底部を撮像手段２で撮像し、その画像情報を得る。
【００２５】
この画像情報を基にして、あらかじめ定められた電子部品ｂの情報とにズレや誤差を生じたとき、前記画像情報との演算によりプリント基板ｃへの電子部品ｂのＸ，Ｙ軸方向およびＺ軸を中心とした回転角の装着位置の補正量を算出するものであり、その第一実施例を、図１〜図２および図４〜図１０を参照して、その作用を述べる。
【００２６】
図４に示すような、リードｂ１付き電子部品ｂの装着に際しての位置検出については、図２に示すように、装着ヘッド１０の吸着ノズル１０ａに吸着されて保持された電子部品ｂは、本体４の適所に設けた撮像手段２へ移動してその底面部を撮像される。
【００２７】
この画像信号は、直ちに制御手段３へ送信されるもので、アナログ信号からデジタル信号に変換される。
【００２８】
例えば、該電子部品ｂを含む撮像エリアを、５１２×４８０画素等のデジタル画素にした多値化データが前記画像信号から得られる。
【００２９】
まず、これらの工程にあって、送信された画像信号に基づいて制御手段３において、図４（ａ）に示すように、電子部品ｂの全体サイズ、すなわち、該電子部品ｂの外形寸法より大きくこの電子部品ｂを取り囲む四辺からなるサーチラインと呼ばれる検索枠２０を決定する。
【００３０】
次に、図４（ｂ）に示すように、検索枠２０に電子部品ｂが接触するか否かを照合しながら、この検索枠２０の各辺四辺２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄをこの検索枠２０の中心（内方）へ向かって平行移動させ、電子部品ｂの最外形部に各四辺２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが接触したときの仮外接線２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１を求める。
【００３１】
この工程により、各四辺の仮外接線２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１による方形枠が形成されるもので、図４（ｃ）に示すように、電子部品ｂに対して仮の中心位置ｐ１が決定される。
【００３２】
そして、図４（ｄ）に示すように、電子部品ｂの最外形部と検索枠２０の各四辺の仮外接線２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１との接触点を回転中心座標として、各四辺の仮外接線２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１の回転を行なうもので、このとき、電子部品ｂの仮中心位置ｐ１を境として接触点のある側とない側に領域分けを行なう（同図においては一辺のみしか記載がないが各四辺全て行なう。）。
【００３３】
この接触点のない側に新しい接触部が現れるまで、各四辺の仮外接線２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１の回転を続ける。
【００３４】
こうして、接触点のない側に新たに各四辺の仮外接線２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１と電子部品ｂとの接触部が現れたとき、図４（ｅ）に示すように、該各四辺の仮の角度付き外接線２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２が求められる。
【００３５】
この検索枠２０の各四辺の仮角度付き外接線２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２方向に対して、角度付き射影データを多値化処理により作成するものであって、例えば、図４（ｅ）および図５〜図８において示される。
【００３６】
すなわち、仮の角度方向ａ２０と、この仮の角度方向ａ２０に対して±ｎ度（ｎの値は、通常１度程度を使用する。）の角度（仮の角度方向ａ２１，ａ２２）を設定して、角度付き射影データを得る。
【００３７】
このとき、多値化処理の操作は、図５（ａ）に示すように、撮像手段２に入った画像の明るさデータを、例えば、１画素ごとに２５６階調の数値データに置き換える、すなわち、図５（ｂ）に示すように、一番暗い所を０、一番明るい所を２５５にして、その中間は明るさの度合いに応じたデータ（７，２６，１５７等）に変換する。
【００３８】
この明るさデータを用いることにより、図５（ｃ）に示すように、サブミクロン（１画素以下）の位置情報（輪郭）を算出できて、電子部品ｂの中心位置，角度の算出精度を得ることができる。
【００３９】
前記した工程において得られた角度付き射影データを微分して、電子部品ｂの角度とエッジ位置を多値化処理により検出するもので、まず、図４（ｅ）において示す３つの仮の角度ａ２０と、仮の角度ａ２０＋ｎ度のａ２１と、仮の角度ａ２０−ｎ度のａ２２との角度方向の射影データ、すなわち、図６（ａ）に示すような、射影データを、図６（ｂ）に示すように、一次微分して、射影データのエッジ強度を求め、その変化からエッジ強度が最大となる角度を算出し、その角度を電子部品ｂの傾き角度とする。
【００４０】
これにより、エッジ強度が仮の角度ａ２０＋ｎ度のａ２１より、仮の角度ａ２０−ｎ度のａ２２の方が大きいので、本当の角度ａ２ｘは、仮の角度ａ２０より仮の角度ａ２０−ｎ度のａ２２方向へ寄っていることが解る。
【００４１】
なお、角度算出例として、例えば、図７に示すように、仮の角度ａ２０が−５度、ｎを１度として、−ｎ度のａ２２（−６度）のエッジ強度１５，ａ２０（−５度）のエッジ強度１７，＋ｎ度のａ２１（−４度）のエッジ強度５とする。
【００４２】
この場合、エッジ強度が最大となる角度は、−５度と−６度の間にあり、その角度を、
角度＝−５−（１５／（５＋１７＋１５））≒−５．４０５
と近似的に計算する。
【００４３】
そして、更に、前記工程で行なった一次微分により得られた射影データを、図６（ｃ）に示すように、二次微分して、角度とエッジ位置を検出する。
【００４４】
この画像の部分演算処理を詳述すれば、エッジは、濃度値が急に変化するところに存在するので、画像上で微分を施せば、エッジ部分が高い値を持つように変換される。
【００４５】
すなわち、一次微分は、図８（ａ）に示すように、一次元画像に対してｉ方向の一次微分演算は、差分を用いて次のように定義される。
【００４６】
△ｉｆ（ｉ）＝ｆ（ｉ）−ｆ（ｉ−１）
ｉ方向の勾配は、
Ｍ＝｜△ｉｆ（ｉ）｜
と定義され、このＭ値が、エッジの強度（勾配）となる。
【００４７】
また、二次微分は、図８（ｂ）に示すように、一次元画像に対してｉ方向の二次微分演算は、差分を用いて次のように定義される。
【００４８】
△ｉ2 ｆ（ｉ）＝△ｉｆ（ｉ＋１）−△ｉｆ（ｉ）
二次微分演算は、エッジの肩の部分を強調するので、演算値は正の領域から負の領域に移行する。
【００４９】
これにより、演算値が０となる位置の座標を求めることにより、エッジ位置が検出される。
【００５０】
次に、検出された角度とエッジ位置から、図９（ａ）に示すように、検索枠２０の各四辺の角度付き外接線２０ａ３，２０ｂ３，２０ｃ３，２０ｄ３を作成する。
【００５１】
更に、各四辺の角度付き外接線２０ａ３，２０ｂ３，２０ｃ３，２０ｄ３によって囲まれた四角形の四辺から電子部品ｂの中心位置ｐ２を求め、四辺の角度付き外接線２０ａ３，２０ｂ３，２０ｃ３，２０ｄ３のそれぞれの直線の傾きから電子部品ｂの全体の傾き角度を求める。
【００５２】
したがって、これらの工程を順次経ることにより、吸着ノズル１０ａに吸着されて保持されている電子部品ｂの状態は、その電子部品ｂの中心位置ｐ２におけるＸ，Ｙ軸方向の座標値と、全体の傾き角度値が得られるものであるから、これらの値と、あらかじめ制御手段３に入力されたデータとの演算により、その補正量が得られるもので、これに基づいて、吸着ノズル１０ａに吸着された電子部品ｂは、本体１に設けられたプリント基板ｃに装着されるまでに、吸着保持状態が適正に補正される。
【００５３】
次に、本発明に係る電子部品位置検出方法における第二の実施例の作用について、図３（ｆ）に示すような、スイッチタイプの電子部品ｂを例にとって、上下の外接線によって角度算出が可能な例を示すものであり、図１１〜図１３を参照して述べる。
【００５４】
この例にあっても、前記した第一実施例に示したように基本的に同様な作用を奏するものであり、その要点のみを述べる。
【００５５】
まず、送信された画像信号に基づいて制御手段３において、図１１（ａ）に示すように、電子部品ｂの全体サイズ、すなわち、該電子部品ｂの外形寸法より大きく、この電子部品ｂを取り囲む四辺からなるサーチラインと呼ばれる検索枠２０を決定する。
【００５６】
次に、図１１（ｂ）に示すように、この検索枠２０の各辺四辺２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄをこの検索枠２０の中心（内方）へ向かって平行移動させ、検索枠２０に電子部品ｂが接触するか否かを照合しながら、電子部品ｂの最外形部に各四辺２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが接触したときの仮外接線２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１を求める。
【００５７】
この工程により、各四辺の仮外接線２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１による方形枠が形成されるもので、図１１（ｃ）に示すように、電子部品ｂに対して仮の中心位置ｐ１が決定される。
【００５８】
そして、図１１（ｄ）に示すように、電子部品ｂの最外形部と検索枠２０の相対する各二辺の仮外接線２０ａ１，２０ｃ１との接触点を回転中心座標として、各二辺の仮外接線２０ａ１，２０ｃ１の回転を行なうもので、このとき、電子部品ｂの仮中心位置ｐ１を境として接触点のある側とない側に領域分けを行なう（同図においては一辺のみしか記載がないが各二辺に対して行なう。）。
【００５９】
この接触点のない側に新しい接触部が現れるまで、各二辺の仮外接線２０ａ１，２０ｃ１の回転を続ける。
【００６０】
こうして、接触点のない側に新たに各二辺の仮外接線２０ａ１，２０ｃ１と電子部品ｂとの接触部が現れたとき、図１１（ｄ）に示すように、該各二辺の仮の角度付き外接線２０ａ２，２０ｃ２が求められる。
【００６１】
該検索枠２０の各上下二辺の仮角度付き外接線２０ａ２，２０ｃ２方向に対して、角度付き射影データを多値化処理により作成する。
【００６２】
すなわち、仮の角度方向ａ２０と、この仮の角度方向ａ２０に対して±ｎ度（ｎの値は、通常１度程度を使用する。）の角度ａ２１，ａ２２を設定して、角度付き射影データを得る。
【００６３】
このとき、多値化処理の操作は、前記した第一実施例で示した方法が利用されるもので、詳細は、該第一実施例の説明を援用する。
【００６４】
次に、この多値化処理工程によって検出された角度とエッジ位置から、図１２（ａ）に示すように、検索枠２０の各二辺の角度付き外接線２０ａ３，２０ｃ３を作成する。
【００６５】
この二辺の角度付き外接線２０ａ３，２０ｃ３のそれぞれの直線の傾きから電子部品ｂの全体の傾き角度を求める。
【００６６】
そして、前記した検索枠２０の相対する上下二辺の角度付き外接線２０ａ３，２０ｃ３と直交する他の各左右二辺の角度付き外接線２０ｂ３，２０ｄ３を作成するもので、この二辺の方向から角度付き外接線２０ｂ３，２０ｄ３上に電子部品ｂが接触するか否かを照合しながら、検索枠２０の各二辺をこの検索枠の中心へ向かって平行移動させ、電子部品ｂの最外形部に各二辺が接触したときの角度付きの外接線２０ｂ３，２０ｄ３を求める。
【００６７】
更に、各二辺の角度付き外接線２０ａ３，２０ｃ３と、この二辺と直交する各二辺の角度付き外接線２０ｂ３，２０ｄ３の交点を結んで形成される四角形の四辺から電子部品ｂの中心位置ｐ２を求める。
【００６８】
したがって、これらの工程を順次経ることにより、吸着ノズル１０ａに吸着されて保持されている電子部品ｂの状態は、その電子部品ｂの中心位置ｐ２におけるＸ，Ｙ軸方向の座標値と、全体の傾き角度値が得られるものであるから、これらの値と、あらかじめ制御手段３に入力されたデータとの演算により、その補正量が得られるもので、これに基づいて、吸着ノズル１０ａに吸着された電子部品ｂは、本体４に設けられたプリント基板ｃに装着されるまでに、吸着保持状態が適正に補正される。
【００６９】
なお、この第二実施例の電子部品位置検出方法にあっては、まず、上下二辺の外接線２０ａ３，２０ｃ３を求めて、これに基づいて、この二辺と直交する左右の二辺の外接線２０ｂ３，２０ｄ３を求め、電子部品ｂの中心位置ｐ２と全体の傾き角度値を得たものであるが、最初に左右の二辺の外接線２０ｂ３，２０ｄ３を求めて、次に、この二辺と直交する上下二辺の外接線２０ａ３，２０ｃ３を求めることにより、電子部品ｂの中心位置ｐ２と全体の傾き角度値を得ることもできるもので、その作用は、第二実施例の場合と相対的な上下左右の位置の変更だけであって、基本的な位置検出方法は同様の作用効果を発揮するため、図１４において、該実施例のフローチャートを示し、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
【発明の効果】
前述したように本発明の電子部品位置検出方法およびその方法は、画像処理による電子部品の輪郭抽出に際し、上下，左右または上下左右の外接線で傾き角度の算出が可能な形状を有する電子部品に対して、該電子部品の傾きに追従した外接線を多値化画像処理により求め、該外接線から該電子部品の中心位置と傾き角度とを算出することにより、異なる形状を有する多品種の電子部品（外形が円形以外または楕円形以外のもの。）に対して、前記した一種類の位置検出方法を用いることで、これらの異形電子部品に対して一律に、電子部品の保持状態を検出することができて、従来の個々の電子部品ごとに作成していた画像処理するための電子部品データが不要となって、作業者の作業負担を大幅に軽減させることができる格別な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関する電子部品位置検出方法およびその装置を採用した電子部品装着装置の一実施例の概略を示す平面図である。
【図２】図１における装着装置の要部を示す側面図である。
【図３】図１における電子部品位置検出方法を適用できる電子部品の各例を示す平面図である。
【図４】本発明における電子部品の位置検出方法の第一実施例を示す説明図である。
【図５】図４においての多値化処理を示す説明図である。
【図６】図４においての多値化処理における微分処理状態を示す波形説明図である。
【図７】図４における電子部品の角度算出の一例を示す説明図である。
【図８】図６における微分処理の概略的な説明図である。
【図９】図４における第一実施例における電子部品の位置検出状態を更に示す説明図である。
【図１０】図４における電子部品の位置検出方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明における電子部品の位置検出方法の第二実施例を示す説明図である。
【図１２】図１１における電子部品の位置検出方法の位置検出状態を更に示す説明図である。
【図１３】図１１における電子部品の位置検出方法を示すフローチャートである。
【図１４】図１１における電子部品の位置検出方法の更に他の例によるフローチャートである。
【符号の説明】
ｂ 電子部品
ｃ プリント基板
ｍ 供給部
ｎ 装着部
２ 撮像手段
３ 制御手段
７ 移動手段
１５ 画像処理手段
１６ 算出手段
２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２ 仮の角度付き外接線
２０ａ３，２０ｂ３，２０ｃ３，２０ｄ３ 角度付き外接線
ｐ２ 電子部品ｂの中心位置
【産業上の利用分野】
本発明は、プリント基板上に電子部品を装着する際に、画像処理によって電子部品の中心位置と傾き角度とを検出して、その姿勢を補正する電子部品位置検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板へ、チップ部品やＩＣ部品等の電子部品を装着する業界等において、このプリント基板上に装着される電子部品は、その装着前に、電子部品装着装置の吸着ノズルによる該吸着姿勢を測定し、吸着ノズル中心と電子部品中心（各部品装着にあって、最適な基準中心位置）とにズレや不正角度が検出されたときは、あらかじめ制御手段へ設定した値となるように補正した後に、該電子部品の装着が行なわれる。
【０００３】
この測定には、例えば、ＣＣＤカメラ等の画像入力装置により入力した二次元濃淡データから所定の計算を用いて電子部品の外接点を抽出し、この外接点の集合を直線近似して電子部品の外接線の近似直線を求め、前記外接線の近似直線の切片と勾配から電子部品の位置を計算した画像処理を行なっていた。
【０００４】
しかしながら、この位置測定方法は、電子部品位置を計算するためには、外接線の近似直線を求めているもので、この外接線を求めるための外接点の集合座標に、リード部品のリード先端位置を外接点としているものである。
【０００５】
また、この外接点を４辺にリードを多数有する電子部品のリード先端位置から計算されている。
【０００６】
したがって、この方法による位置検出では、各辺の外接点を求めるためのリード先端位置が必要となり、そのリード本数は最低でも４本以上有する電子部品に限られる。
【０００７】
また、その上、４辺の外接線の近似直線が必要となり、４辺にリードを有する電子部品に限られている。
【０００８】
すなわち、リード本数の少ない電子部品またはリードを有さない電子部品や２辺リードを有する電子部品では位置計測が不可能である。
【０００９】
等の様々な問題点を有するものであった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記した問題点を解決するためになされたもので、画像処理による電子部品の輪郭抽出に際し、上下，左右または上下左右の外接線で傾き角度の算出が可能な形状を有する電子部品に対して、該電子部品の傾きに追従した外接線を多値化画像処理により求め、該外接線から該電子部品の中心位置と傾き角度とを算出することにより、画像処理にあって、単一の処理方法により各種の形状をした電子部品の位置を汎用的に検出することができる電子部品位置検出方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するための本発明の手段は、
電子部品を供給部より吸着してプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、撮像手段によって撮像された電子部品の撮像データを画像処理し、その画像処理情報から電子部品の中心位置と傾き角度とを求める電子部品位置検出方法にあって、
前記電子部品の外形寸法より大きく、前記電子部品を取り囲む四辺からなるサーチラインよって構成される検索枠を決定する工程と、該検索枠に前記電子部品が接触するか否かを照合しながら、検索枠の各サーチラインをこの検索枠の中心へ向かって平行移動させ、前記電子部品の最外形部に前記各サーチラインが接触したときの前記サーチラインを仮外接線として求める工程と、この工程による電子部品の前記仮外接線による四角形の仮中心位置を決定する工程と、前記電子部品の最外形部と各仮外接線との接触点を回転中心座標として該各仮外接線の回転を行ない、前記四辺の外接線による四角形を前記仮中心位置を境として前記接触点のある領域と該接触点のない領域とに分け、接触点のない側に新たに前記各四辺の仮外接線がそれぞれ前記電子部品と接触した時の回転角度を仮の角度として各仮外接線に付した外接線を仮の角度付き外接線として求める工程と、前記検索枠の各四辺の仮の角度付き外接線方向に、該外接線に付されている仮の角度に対して±ｎ度（ｎは整数）の角度を設定して該各角度について前記電子部品の射影を多段階の数値データで各角度付きの射影データとして作成する工程と、前記仮の角度と±ｎ度の３つの射影データを微分してエッジの強度を求め、その強度の割合比によって本当の角度を求め、前記射影データを２次微分をしてエッジ位置を検出する工程と、検出された角度とエッジ位置から前記検索枠の各四辺の角度付き外接線を作成する工程と、各四辺の角度付き外接線によって囲まれた四角形の四辺から電子部品の中心位置を求め、四辺の角度付き外接線のそれぞれの直線の傾きから電子部品の傾き角度を求める工程とを備えさせたことを特徴とする電子部品位置検出方法にある。
【００１３】
また、
電子部品を供給部より吸着してプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、撮像手段によって撮像された電子部品の撮像データを画像処理し、その画像処理情報から電子部品の中心位置と傾き角度とを求める電子部品位置検出方法にあって、
前記電子部品の外形寸法より大きく、前記電子部品を取り囲む四辺からなるサーチラインよって構成される検索枠を決定する工程と、該検索枠に前記電子部品が接触するか否かを照合しながら、検索枠の各サーチラインをこの検索枠の中心へ向かって平行移動させ、前記電子部品の最外形部に前記各サーチラインが接触したときの前記サーチラインを仮外接線として求める工程と、この工程による電子部品の前記仮外接線による四角形の仮中心位置を決定する工程と、前記電子部品の最外形部と各仮外接線の相対する二辺との接触点を回転中心座標として該二辺の回転を行ない、前記四辺の外接線による四角形を前記仮中心位置を境として前記接触点のある領域と該接触点のない領域とに分け、接触点のない側に新たに前記各二辺の仮外接線がそれぞれ前記電子部品と接触した時の回転角度を仮の角度として各仮外接線に付した外接線を仮の角度付き外接線として求める工程と、前記検索枠の各二辺の仮の角度付き外接線方向に該外接線に付されている仮の角度に対して±ｎ度（ｎは整数）の角度を設定して前記各角度について前記電子部品の射影を多段階の数値データで角度付きの射影データとして作成する工程と、前記仮の角度と±ｎ度の３つの射影データを微分して、エッジの強度を求め、その強度の割合比によって本当の角度を求め、前記射影データを２次微分をしてエッジ位置を検出する工程と、検出された角度とエッジ位置から該エッジ位置を通り前記前角度をなす前記検索枠の各二辺の角度付き外接線を作成する工程と、この各二辺の角度付き外接線のそれぞれの傾きから電子部品の傾き角度を求める工程と、該電子部品の傾き角度から前記検索枠の相対する二辺と直交する他の各二辺の角度付き外接線を作成する工程と、この二辺の方向から前記角度付き外接線上に前記電子部品が接触するか否かを照合しながら、検索枠の各二辺をこの検索枠の中心へ向かって平行移動させ、前記電子部品の最外形部に前記各二辺が接触したときの角度付きの外接線を求める工程と、前記各二辺とこの二辺と直交する各二辺の角度付き外接線の交点を結んで形成される四角形の四辺から電子部品の中心位置を求め、四辺の角度付き外接線のそれぞれの直線の傾きから電子部品の傾き角度を求める工程とを備えさせたことを特徴とする電子部品位置検出方法にある。
【００１５】
【実施例】
次に、本発明に関する電子部品位置検出方法の実施の一例を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１および図２においてＷは、チップ部品やＩＣ部品等の電子部品ｂを、その供給部ｍより受け取って装着部ｎへ移送し、プリント基板ｃ上の所定の個数適所へ装着する電子部品装着装置で、本体１と、撮像手段２と、制御手段３とにより基本的に構成される。
【００１７】
なお、前記した電子部品装着装置Ｗは、本体１における機体４において、その一側または両側にパーツフィーダ等により順次搬送されて待機する電子部品ｂの供給部ｍが、また、機体４内において移送部材（図示せず）によりプリント基板ｃが搬入出される装着部ｎが設けられている。
【００１８】
そして、その構成は、図１および図２に示すように、本体１における機体４へ取り付けて、進退手段５により前後方向（Ｙ軸方向）へ任意に移動する進退体６と、この進退体６に取り付けて移動手段７により左右方向（Ｘ軸方向）へ任意に移動する可動体８と、この可動体８へ昇降手段９により装着ヘッド１０を縦軸方向（Ｚ軸方向）へ昇降自在に係合させてあると共に、この装着ヘッド１０は、回転手段１１によりＺ軸方向を中心として回転自在としてあるもので、それぞれの手段５および７，９，１１は数値制御可能なサーボモータ等により高精度で作動される。
【００１９】
なお、この装着ヘッド１０は、電子部品ｂの上面を吸着する吸着パット式等が用いられるもので、４ヘッドあるいは６ヘッド等の複数個からなるヘッドに構成されているものであって、該装着ヘッド１０の下端部には吸着ノズル等の吸引部材１０ａが取り付けられる。
【００２０】
前記した撮像手段２は、電子部品装着装置Ｗにおける本体１の適所または装着ヘッド１０等の適所に設けられていて、慣用のＣＣＤカメラ等を用いるものであり、撮像時に所定の光量を照射する照明手段２ａを有するものであって、電子部品ｂの画像を取り込み、この検出信号を後記する電子部品位置検出装置Ａを備えた制御手段３へ送信する。
【００２１】
なお、前記した画像認識にあっては、吸着保持された電子部品ｂの全体のサイズや全体の前後左右方向の位置，リードピッチ，リード曲がり，リード本数等の各チェックを行なうもので、位置補正の結果、後記する制御手段３により電子部品ｂが定められた正しい位置に合致するようにする。
【００２２】
前記した制御手段３は、撮像手段２および前記したそれぞれの手段５および７，９，１１等に連係させて、吸着ノズル１０ａのＸ，Ｙ，Ｚ軸位置（前後左右および上下位置）およびＺ軸を中心とする回転角度を制御するもので、記憶部や演算部等を備えた慣用のコンピュータが用いられるものであって、部品装着に必要なプログラムがあらかじめ入力されているものであり、後記に詳述する電子部品位置検出装置Ａにおいて、画像処理による電子部品ｂの輪郭抽出に際し、上下，左右または上下左右の外接線で傾き角度の算出が可能な形状を有する電子部品ｂに対して、該電子部品ｂの傾きに追従した外接線を多値化画像処理により求められる画像処理手段１５と、該外接線から該電子部品ｂの中心位置と傾き角度とを算出する算出手段１６とを有する。
【００２３】
また、本発明実施例の電子部品位置検出方法およびその装置Ａによって検出される電子部品ｂは、その平面形状が正方形や長方形の矩形状のものはもちろんのこと、図３（ａ）〜（ｆ）に示すような、非対称の異形に構成される種々の電子部品ｂの吸着位置の補正量算出にも有効である。
【００２４】
したがって、本発明に係る一実施例の電子部品位置検出方法およびその装置Ａは、電子部品装着装置Ｗにおいて、数値制御による各駆動手段５および７，９，１１等によりＸ，Ｙ，Ｚ軸方向への任意の移動とＺ軸を中心に任意に回転する吸着ノズル１０ａによって、電子部品ｂを、該電子部品ｂの上部平面部を吸着保持させて供給部ｍから取り出し、装着部ｎにおいて位置決めされたプリント基板ｃ上の所定位置に装着するものであって、その装着前に、吸着ノズル１０ａに吸着保持された電子部品ｂの底部を撮像手段２で撮像し、その画像情報を得る。
【００２５】
この画像情報を基にして、あらかじめ定められた電子部品ｂの情報とにズレや誤差を生じたとき、前記画像情報との演算によりプリント基板ｃへの電子部品ｂのＸ，Ｙ軸方向およびＺ軸を中心とした回転角の装着位置の補正量を算出するものであり、その第一実施例を、図１〜図２および図４〜図１０を参照して、その作用を述べる。
【００２６】
図４に示すような、リードｂ１付き電子部品ｂの装着に際しての位置検出については、図２に示すように、装着ヘッド１０の吸着ノズル１０ａに吸着されて保持された電子部品ｂは、本体４の適所に設けた撮像手段２へ移動してその底面部を撮像される。
【００２７】
この画像信号は、直ちに制御手段３へ送信されるもので、アナログ信号からデジタル信号に変換される。
【００２８】
例えば、該電子部品ｂを含む撮像エリアを、５１２×４８０画素等のデジタル画素にした多値化データが前記画像信号から得られる。
【００２９】
まず、これらの工程にあって、送信された画像信号に基づいて制御手段３において、図４（ａ）に示すように、電子部品ｂの全体サイズ、すなわち、該電子部品ｂの外形寸法より大きくこの電子部品ｂを取り囲む四辺からなるサーチラインと呼ばれる検索枠２０を決定する。
【００３０】
次に、図４（ｂ）に示すように、検索枠２０に電子部品ｂが接触するか否かを照合しながら、この検索枠２０の各辺四辺２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄをこの検索枠２０の中心（内方）へ向かって平行移動させ、電子部品ｂの最外形部に各四辺２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが接触したときの仮外接線２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１を求める。
【００３１】
この工程により、各四辺の仮外接線２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１による方形枠が形成されるもので、図４（ｃ）に示すように、電子部品ｂに対して仮の中心位置ｐ１が決定される。
【００３２】
そして、図４（ｄ）に示すように、電子部品ｂの最外形部と検索枠２０の各四辺の仮外接線２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１との接触点を回転中心座標として、各四辺の仮外接線２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１の回転を行なうもので、このとき、電子部品ｂの仮中心位置ｐ１を境として接触点のある側とない側に領域分けを行なう（同図においては一辺のみしか記載がないが各四辺全て行なう。）。
【００３３】
この接触点のない側に新しい接触部が現れるまで、各四辺の仮外接線２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１の回転を続ける。
【００３４】
こうして、接触点のない側に新たに各四辺の仮外接線２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１と電子部品ｂとの接触部が現れたとき、図４（ｅ）に示すように、該各四辺の仮の角度付き外接線２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２が求められる。
【００３５】
この検索枠２０の各四辺の仮角度付き外接線２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２方向に対して、角度付き射影データを多値化処理により作成するものであって、例えば、図４（ｅ）および図５〜図８において示される。
【００３６】
すなわち、仮の角度方向ａ２０と、この仮の角度方向ａ２０に対して±ｎ度（ｎの値は、通常１度程度を使用する。）の角度（仮の角度方向ａ２１，ａ２２）を設定して、角度付き射影データを得る。
【００３７】
このとき、多値化処理の操作は、図５（ａ）に示すように、撮像手段２に入った画像の明るさデータを、例えば、１画素ごとに２５６階調の数値データに置き換える、すなわち、図５（ｂ）に示すように、一番暗い所を０、一番明るい所を２５５にして、その中間は明るさの度合いに応じたデータ（７，２６，１５７等）に変換する。
【００３８】
この明るさデータを用いることにより、図５（ｃ）に示すように、サブミクロン（１画素以下）の位置情報（輪郭）を算出できて、電子部品ｂの中心位置，角度の算出精度を得ることができる。
【００３９】
前記した工程において得られた角度付き射影データを微分して、電子部品ｂの角度とエッジ位置を多値化処理により検出するもので、まず、図４（ｅ）において示す３つの仮の角度ａ２０と、仮の角度ａ２０＋ｎ度のａ２１と、仮の角度ａ２０−ｎ度のａ２２との角度方向の射影データ、すなわち、図６（ａ）に示すような、射影データを、図６（ｂ）に示すように、一次微分して、射影データのエッジ強度を求め、その変化からエッジ強度が最大となる角度を算出し、その角度を電子部品ｂの傾き角度とする。
【００４０】
これにより、エッジ強度が仮の角度ａ２０＋ｎ度のａ２１より、仮の角度ａ２０−ｎ度のａ２２の方が大きいので、本当の角度ａ２ｘは、仮の角度ａ２０より仮の角度ａ２０−ｎ度のａ２２方向へ寄っていることが解る。
【００４１】
なお、角度算出例として、例えば、図７に示すように、仮の角度ａ２０が−５度、ｎを１度として、−ｎ度のａ２２（−６度）のエッジ強度１５，ａ２０（−５度）のエッジ強度１７，＋ｎ度のａ２１（−４度）のエッジ強度５とする。
【００４２】
この場合、エッジ強度が最大となる角度は、−５度と−６度の間にあり、その角度を、
角度＝−５−（１５／（５＋１７＋１５））≒−５．４０５
と近似的に計算する。
【００４３】
そして、更に、前記工程で行なった一次微分により得られた射影データを、図６（ｃ）に示すように、二次微分して、角度とエッジ位置を検出する。
【００４４】
この画像の部分演算処理を詳述すれば、エッジは、濃度値が急に変化するところに存在するので、画像上で微分を施せば、エッジ部分が高い値を持つように変換される。
【００４５】
すなわち、一次微分は、図８（ａ）に示すように、一次元画像に対してｉ方向の一次微分演算は、差分を用いて次のように定義される。
【００４６】
△ｉｆ（ｉ）＝ｆ（ｉ）−ｆ（ｉ−１）
ｉ方向の勾配は、
Ｍ＝｜△ｉｆ（ｉ）｜
と定義され、このＭ値が、エッジの強度（勾配）となる。
【００４７】
また、二次微分は、図８（ｂ）に示すように、一次元画像に対してｉ方向の二次微分演算は、差分を用いて次のように定義される。
【００４８】
△ｉ2 ｆ（ｉ）＝△ｉｆ（ｉ＋１）−△ｉｆ（ｉ）
二次微分演算は、エッジの肩の部分を強調するので、演算値は正の領域から負の領域に移行する。
【００４９】
これにより、演算値が０となる位置の座標を求めることにより、エッジ位置が検出される。
【００５０】
次に、検出された角度とエッジ位置から、図９（ａ）に示すように、検索枠２０の各四辺の角度付き外接線２０ａ３，２０ｂ３，２０ｃ３，２０ｄ３を作成する。
【００５１】
更に、各四辺の角度付き外接線２０ａ３，２０ｂ３，２０ｃ３，２０ｄ３によって囲まれた四角形の四辺から電子部品ｂの中心位置ｐ２を求め、四辺の角度付き外接線２０ａ３，２０ｂ３，２０ｃ３，２０ｄ３のそれぞれの直線の傾きから電子部品ｂの全体の傾き角度を求める。
【００５２】
したがって、これらの工程を順次経ることにより、吸着ノズル１０ａに吸着されて保持されている電子部品ｂの状態は、その電子部品ｂの中心位置ｐ２におけるＸ，Ｙ軸方向の座標値と、全体の傾き角度値が得られるものであるから、これらの値と、あらかじめ制御手段３に入力されたデータとの演算により、その補正量が得られるもので、これに基づいて、吸着ノズル１０ａに吸着された電子部品ｂは、本体１に設けられたプリント基板ｃに装着されるまでに、吸着保持状態が適正に補正される。
【００５３】
次に、本発明に係る電子部品位置検出方法における第二の実施例の作用について、図３（ｆ）に示すような、スイッチタイプの電子部品ｂを例にとって、上下の外接線によって角度算出が可能な例を示すものであり、図１１〜図１３を参照して述べる。
【００５４】
この例にあっても、前記した第一実施例に示したように基本的に同様な作用を奏するものであり、その要点のみを述べる。
【００５５】
まず、送信された画像信号に基づいて制御手段３において、図１１（ａ）に示すように、電子部品ｂの全体サイズ、すなわち、該電子部品ｂの外形寸法より大きく、この電子部品ｂを取り囲む四辺からなるサーチラインと呼ばれる検索枠２０を決定する。
【００５６】
次に、図１１（ｂ）に示すように、この検索枠２０の各辺四辺２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄをこの検索枠２０の中心（内方）へ向かって平行移動させ、検索枠２０に電子部品ｂが接触するか否かを照合しながら、電子部品ｂの最外形部に各四辺２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが接触したときの仮外接線２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１を求める。
【００５７】
この工程により、各四辺の仮外接線２０ａ１，２０ｂ１，２０ｃ１，２０ｄ１による方形枠が形成されるもので、図１１（ｃ）に示すように、電子部品ｂに対して仮の中心位置ｐ１が決定される。
【００５８】
そして、図１１（ｄ）に示すように、電子部品ｂの最外形部と検索枠２０の相対する各二辺の仮外接線２０ａ１，２０ｃ１との接触点を回転中心座標として、各二辺の仮外接線２０ａ１，２０ｃ１の回転を行なうもので、このとき、電子部品ｂの仮中心位置ｐ１を境として接触点のある側とない側に領域分けを行なう（同図においては一辺のみしか記載がないが各二辺に対して行なう。）。
【００５９】
この接触点のない側に新しい接触部が現れるまで、各二辺の仮外接線２０ａ１，２０ｃ１の回転を続ける。
【００６０】
こうして、接触点のない側に新たに各二辺の仮外接線２０ａ１，２０ｃ１と電子部品ｂとの接触部が現れたとき、図１１（ｄ）に示すように、該各二辺の仮の角度付き外接線２０ａ２，２０ｃ２が求められる。
【００６１】
該検索枠２０の各上下二辺の仮角度付き外接線２０ａ２，２０ｃ２方向に対して、角度付き射影データを多値化処理により作成する。
【００６２】
すなわち、仮の角度方向ａ２０と、この仮の角度方向ａ２０に対して±ｎ度（ｎの値は、通常１度程度を使用する。）の角度ａ２１，ａ２２を設定して、角度付き射影データを得る。
【００６３】
このとき、多値化処理の操作は、前記した第一実施例で示した方法が利用されるもので、詳細は、該第一実施例の説明を援用する。
【００６４】
次に、この多値化処理工程によって検出された角度とエッジ位置から、図１２（ａ）に示すように、検索枠２０の各二辺の角度付き外接線２０ａ３，２０ｃ３を作成する。
【００６５】
この二辺の角度付き外接線２０ａ３，２０ｃ３のそれぞれの直線の傾きから電子部品ｂの全体の傾き角度を求める。
【００６６】
そして、前記した検索枠２０の相対する上下二辺の角度付き外接線２０ａ３，２０ｃ３と直交する他の各左右二辺の角度付き外接線２０ｂ３，２０ｄ３を作成するもので、この二辺の方向から角度付き外接線２０ｂ３，２０ｄ３上に電子部品ｂが接触するか否かを照合しながら、検索枠２０の各二辺をこの検索枠の中心へ向かって平行移動させ、電子部品ｂの最外形部に各二辺が接触したときの角度付きの外接線２０ｂ３，２０ｄ３を求める。
【００６７】
更に、各二辺の角度付き外接線２０ａ３，２０ｃ３と、この二辺と直交する各二辺の角度付き外接線２０ｂ３，２０ｄ３の交点を結んで形成される四角形の四辺から電子部品ｂの中心位置ｐ２を求める。
【００６８】
したがって、これらの工程を順次経ることにより、吸着ノズル１０ａに吸着されて保持されている電子部品ｂの状態は、その電子部品ｂの中心位置ｐ２におけるＸ，Ｙ軸方向の座標値と、全体の傾き角度値が得られるものであるから、これらの値と、あらかじめ制御手段３に入力されたデータとの演算により、その補正量が得られるもので、これに基づいて、吸着ノズル１０ａに吸着された電子部品ｂは、本体４に設けられたプリント基板ｃに装着されるまでに、吸着保持状態が適正に補正される。
【００６９】
なお、この第二実施例の電子部品位置検出方法にあっては、まず、上下二辺の外接線２０ａ３，２０ｃ３を求めて、これに基づいて、この二辺と直交する左右の二辺の外接線２０ｂ３，２０ｄ３を求め、電子部品ｂの中心位置ｐ２と全体の傾き角度値を得たものであるが、最初に左右の二辺の外接線２０ｂ３，２０ｄ３を求めて、次に、この二辺と直交する上下二辺の外接線２０ａ３，２０ｃ３を求めることにより、電子部品ｂの中心位置ｐ２と全体の傾き角度値を得ることもできるもので、その作用は、第二実施例の場合と相対的な上下左右の位置の変更だけであって、基本的な位置検出方法は同様の作用効果を発揮するため、図１４において、該実施例のフローチャートを示し、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
【発明の効果】
前述したように本発明の電子部品位置検出方法およびその方法は、画像処理による電子部品の輪郭抽出に際し、上下，左右または上下左右の外接線で傾き角度の算出が可能な形状を有する電子部品に対して、該電子部品の傾きに追従した外接線を多値化画像処理により求め、該外接線から該電子部品の中心位置と傾き角度とを算出することにより、異なる形状を有する多品種の電子部品（外形が円形以外または楕円形以外のもの。）に対して、前記した一種類の位置検出方法を用いることで、これらの異形電子部品に対して一律に、電子部品の保持状態を検出することができて、従来の個々の電子部品ごとに作成していた画像処理するための電子部品データが不要となって、作業者の作業負担を大幅に軽減させることができる格別な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関する電子部品位置検出方法およびその装置を採用した電子部品装着装置の一実施例の概略を示す平面図である。
【図２】図１における装着装置の要部を示す側面図である。
【図３】図１における電子部品位置検出方法を適用できる電子部品の各例を示す平面図である。
【図４】本発明における電子部品の位置検出方法の第一実施例を示す説明図である。
【図５】図４においての多値化処理を示す説明図である。
【図６】図４においての多値化処理における微分処理状態を示す波形説明図である。
【図７】図４における電子部品の角度算出の一例を示す説明図である。
【図８】図６における微分処理の概略的な説明図である。
【図９】図４における第一実施例における電子部品の位置検出状態を更に示す説明図である。
【図１０】図４における電子部品の位置検出方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明における電子部品の位置検出方法の第二実施例を示す説明図である。
【図１２】図１１における電子部品の位置検出方法の位置検出状態を更に示す説明図である。
【図１３】図１１における電子部品の位置検出方法を示すフローチャートである。
【図１４】図１１における電子部品の位置検出方法の更に他の例によるフローチャートである。
【符号の説明】
ｂ 電子部品
ｃ プリント基板
ｍ 供給部
ｎ 装着部
２ 撮像手段
３ 制御手段
７ 移動手段
１５ 画像処理手段
１６ 算出手段
２０ａ２，２０ｂ２，２０ｃ２，２０ｄ２ 仮の角度付き外接線
２０ａ３，２０ｂ３，２０ｃ３，２０ｄ３ 角度付き外接線
ｐ２ 電子部品ｂの中心位置
Claims (2)
- 電子部品を供給部より吸着してプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、撮像手段によって撮像された電子部品の撮像データを画像処理し、その画像処理情報から電子部品の中心位置と傾き角度とを求める電子部品位置検出方法にあって、
前記電子部品の外形寸法より大きく、前記電子部品を取り囲む四辺からなるサーチラインよって構成される検索枠を決定する工程と、該検索枠に前記電子部品が接触するか否かを照合しながら、検索枠の各サーチラインをこの検索枠の中心へ向かって平行移動させ、前記電子部品の最外形部に前記各サーチラインが接触したときの前記サーチラインを仮外接線として求める工程と、この工程による電子部品の前記仮外接線による四角形の仮中心位置を決定する工程と、前記電子部品の最外形部と各仮外接線との接触点を回転中心座標として該各仮外接線の回転を行ない、前記四辺の外接線による四角形を前記仮中心位置を境として前記接触点のある領域と該接触点のない領域とに分け、接触点のない側に新たに前記各四辺の仮外接線がそれぞれ前記電子部品と接触した時の回転角度を仮の角度として各仮外接線に付した外接線を仮の角度付き外接線として求める工程と、前記検索枠の各四辺の仮の角度付き外接線方向に、該外接線に付されている仮の角度に対して±ｎ度（ｎは整数）の角度を設定して該各角度について前記電子部品の射影を多段階の数値データで各角度付きの射影データとして作成する工程と、前記仮の角度と±ｎ度の３つの射影データを微分してエッジの強度を求め、その強度の割合比によって本当の角度を求め、前記射影データを２次微分をしてエッジ位置を検出する工程と、検出された角度とエッジ位置から前記検索枠の各四辺の角度付き外接線を作成する工程と、各四辺の角度付き外接線によって囲まれた四角形の四辺から電子部品の中心位置を求め、四辺の角度付き外接線のそれぞれの直線の傾きから電子部品の傾き角度を求める工程とを備えさせたことを特徴とする電子部品位置検出方法。 - 電子部品を供給部より吸着してプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、撮像手段によって撮像された電子部品の撮像データを画像処理し、その画像処理情報から電子部品の中心位置と傾き角度とを求める電子部品位置検出方法にあって、
前記電子部品の外形寸法より大きく、前記電子部品を取り囲む四辺からなるサーチラインよって構成される検索枠を決定する工程と、該検索枠に前記電子部品が接触するか否かを照合しながら、検索枠の各サーチラインをこの検索枠の中心へ向かって平行移動させ、前記電子部品の最外形部に前記各サーチラインが接触したときの前記サーチラインを仮外接線として求める工程と、この工程による電子部品の前記仮外接線による四角形の仮中心位置を決定する工程と、前記電子部品の最外形部と各仮外接線の相対する二辺との接触点を回転中心座標として該二辺の回転を行ない、前記四辺の外接線による四角形を前記仮中心位置を境として前記接触点のある領域と該接触点のない領域とに分け、接触点のない側に新たに前記各二辺の仮外接線がそれぞれ前記電子部品と接触した時の回転角度を仮の角度として各仮外接線に付した外接線を仮の角度付き外接線として求める工程と、前記検索枠の各二辺の仮の角度付き外接線方向に該外接線に付されている仮の角度に対して±ｎ度（ｎは整数）の角度を設定して前記各角度について前記電子部品の射影を多段階の数値データで角度付きの射影データとして作成する工程と、前記仮の角度と±ｎ度の３つの射影データを微分して、エッジの強度を求め、その強度の割合比によって本当の角度を求め、前記射影データを２次微分をしてエッジ位置を検出する工程と、検出された角度とエッジ位置から該エッジ位置を通り前記前角度をなす前記検索枠の各二辺の角度付き外接線を作成する工程と、この各二辺の角度付き外接線のそれぞれの傾きから電子部品の傾き角度を求める工程と、該電子部品の傾き角度から前記検索枠の相対する二辺と直交する他の各二辺の角度付き外接線を作成する工程と、この二辺の方向から前記角度付き外接線上に前記電子部品が接触するか否かを照合しながら、検索枠の各二辺をこの検索枠の中心へ向かって平行移動させ、前記電子部品の最外形部に前記各二辺が接触したときの角度付きの外接線を求める工程と、前記各二辺とこの二辺と直交する各二辺の角度付き外接線の交点を結んで形成される四角形の四辺から電子部品の中心位置を求め、四辺の角度付き外接線のそれぞれの直線の傾きから電子部品の傾き角度を求める工程とを備えさせたことを特徴とする電子部品位置検出方法。
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