JP5517248B2 - 部品位置決め部位決定装置及び部品位置決め部位決定方法 - Google Patents

Description

本発明は、カメラ等の撮像手段で撮像した部品画像を用いて画像処理データを作成する際に使用する位置決め部位を決定する部品位置決め部位決定装置及び部品位置決め部位決定方法に関する発明である。

例えば、ＱＦＰ、ＳＯＰ等のリード付きＩＣ部品の画像処理データ（部品形状データ）を作成する場合は、図２に示すように、部品画像のパッケージ部分から突出するリード（端子）を基準にして位置決めして部品の画像処理データを作成するようにしている（特許文献１参照）。

特開２００４−２１３５６２号公報 特開２００６−１９６６２５号公報

しかしながら、コネクタ付きの部品等では、図３に示すように、コネクタ等の金属部分がリードと同等の明るさで写るため、画像処理でリードとそれ以外の金属部分とを判別することが困難である。このため、リード以外の金属部分が位置決め部位として使用される可能性があるが、リード以外の金属部分は、リードと比べて組立公差が大きいため、位置決め部位として使用すると、画像処理データの精度が悪くなってしまう。

このため、リード以外の金属部分が明るく写る部品の場合は、画像処理データの作成者が部品毎にリード以外の金属部分が位置決め部位とならないように位置決め部位を経験に基づいて決定するようにしており、この作業が手間のかかるものであった。

尚、特許文献２（特開２００６−１９６６２５号公報）では、回路基板の実装面を撮像手段で撮像してその撮像画像からランドの配置の情報を取得して、ランドの配置に基づいて該ランドに実装する部品の画像処理データ（部品形状データ）を作成するようにしている。

しかし、回路基板のランドのサイズと部品のリード（端子）のサイズは正確には一致していないため、ランドの配置のみから部品の画像処理データを精度良く作成することは困難である。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、部品の画像処理データを作成する作業の簡単化と画像処理データの精度向上とを両立させることである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、撮像手段で撮像した部品画像を用いて画像処理データを作成する際に使用する位置決め部位を決定する部品位置決め部位決定装置において、前記部品画像からリード等の端子及び画像認識では端子と区別できないコネクタ等の部分（以下これらを「端子等」と総称する）の配列を認識する認識手段と、前記部品画像から認識した端子等の配列と当該部品を実装する回路基板のランドの配列とを比較して該ランド上に位置しない端子等を選別する選別手段と、前記ランド上に位置しない端子等が前記位置決め部位とならないように前記端子等の配列の中から前記位置決め部位を決定する決定手段とを備えた構成としたものである。

本発明では、部品の端子の配列と当該部品を実装する回路基板のランドの配列とが一致することに着目して、部品画像から認識した端子等の配列と回路基板のランドの配列とを比較して該ランド上に位置しない端子等を選別し、ランド上に位置しない端子等が位置決め部位とならないように端子等の配列の中から位置決め部位を決定するため、端子以外の金属部分（コネクタ等）が端子と同等の明るさで写る部品であっても、端子以外の金属部分が位置決め部位とならないように位置決め部位を自動的に決定できて、部品の画像処理データを作成する作業を簡単化できると共に、端子を位置決め部位として用いて部品画像を精度良く位置決めすることができ、画像処理データの精度を向上させることができる。

この場合、請求項２のように、選別手段は、回路基板のＣＡＤデータからランドの配列の情報を取得するようにしても良いし、或は、請求項３のように、回路基板の実装面を撮像手段で撮像してその撮像画像からランドの配列の情報を取得するようにしても良い。いずれの場合も、ランドの配列に関する正確な情報を取得することができる。

尚、請求項４に係る発明は、請求項１に係る発明の技術思想を方法の発明として記載したものである。

図１は本発明の実施例１の部品画像処理データ作成装置の構成を示すブロック図である。 図２はリード付きのＩＣ部品の部品画像の一例を示す図である。 図３はコネクタ付きの部品の部品画像の一例を示す図である。 図４は回路基板のランドの配列の一例を示す図である。 図５は実施例１の部品位置決め部位決定プログラム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２の部品位置決め部位決定プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図７は本発明に関連する参考例としての実施例３の部品位置決め部位決定プログラム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。
図１に示すように、部品画像処理データ作成装置は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ１１と、部品の撮像画像を取り込むためのカメラ１２（撮像手段）と、キーボード、マウス等の入力装置１３と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の表示装置１４と、後述する部品画像処理データ作成用の各プログラム、回路基板のＣＡＤデータ、その他の各種データ等を記憶する記憶装置１５とを備えた構成となっている。

部品画像処理データ作成装置は、部品実装機の制御システムを利用して構成しても良いし、或は、部品実装機の制御システムとは別に構成した専用の部品画像処理データ作成装置（例えば卓上撮像装置とパーソナルコンピュータとの組み合わせ）を用いても良い。部品実装機の制御システムを利用して部品画像処理データ作成装置を構成する場合には、カメラ１２は、部品実装機の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（いわゆるパーツカメラ）を使用すれば良い。

コンピュータ１１は、後述する図５の部品位置決め部位決定プログラムを実行することで、部品画像からリード等の端子及び画像認識では端子と区別できないコネクタ等の部分（以下これらを「端子等」と総称する）の配列を認識する認識手段と、部品画像から認識した端子等の配列と当該部品を実装する回路基板のランドの配列とを比較して該ランド上に位置しない端子等を選別する選別手段と、前記ランド上に位置しない端子等が位置決め部位とならないように端子等の配列の中から前記位置決め部位を決定する決定手段として機能する。

ここで、図２はリード付きのＩＣ部品の部品画像の一例を示し、図３はコネクタ付きの部品の部品画像の一例を示している。ＱＦＰ、ＳＯＰ等のリード付きのＩＣ部品の場合は、部品画像の明るい部分はリード（端子）のみであるが、コネクタ付きの部品の場合は、図３に示すように、コネクタ等の金属部分もリードと同等の明るさで写るため、画像処理でリードとそれ以外の金属部分とを判別することが困難である。このため、リード以外の金属部分が位置決め部位として使用される可能性があるが、リード以外の金属部分は、リードと比べて組立公差が大きいため、位置決め部位として使用すると、画像処理データの精度が悪くなってしまう。

そこで、本実施例１では、部品のリード等の端子の配列と当該部品を実装する回路基板のランドの配列（図４参照）とが一致することに着目して、部品画像から認識した端子等の配列と当該部品を実装する回路基板のランドの配列とを比較して該ランド上に位置しない端子等を選別し、該ランド上に位置しない端子等が位置決め部位とならないように端子等の配列の中から位置決め部位を決定するようにしている。この際、回路基板のランドの配列の情報は、当該回路基板のＣＡＤデータから取得するようにしている。

以上説明した本実施例１の部品位置決め部位の決定処理は、コンピュータ１１によって図５の部品位置決め部位決定プログラムに従って次のように実行される。まず、ステップ１０１で、カメラ１２で撮像した部品画像を取り込み、次のステップ１０２で、部品画像から端子等（端子及び端子と同等の明るさの部分）の配列を認識する。このステップ１０２の処理が特許請求の範囲でいう認識手段に相当する役割を果たす。

この後、ステップ１０３に進み、記憶装置１５から、部品を実装する回路基板のＣＡＤデータを読み込んで、そのＣＡＤデータからランドの配列情報を取得する。次のステップ１０４で、部品画像から認識した端子等の配列と回路基板のランドの配列とを比較し、次のステップ１０５で、ランド上に位置しない端子等を選別する。これらのステップ１０４、１０５の処理が特許請求の範囲でいう選別手段に相当する役割を果たす。

この後、ステップ１０６に進み、ランド上に位置しない端子等が位置決め部位とならないように端子等の配列の中から位置決め部位を決定する。このステップ１０６の処理が特許請求の範囲でいう決定手段に相当する役割を果たす。

以上説明した本実施例１によれば、部品画像から認識した端子等の配列と回路基板のランドの配列とを比較して該ランド上に位置しない端子等を選別し、ランド上に位置しない端子等が位置決め部位とならないように端子等の配列の中から位置決め部位を決定するため、端子以外の金属部分（コネクタ等）が端子と同等の明るさで写る部品であっても、端子以外の金属部分が位置決め部位とならないように位置決め部位を自動的に決定できて、部品の画像処理データを作成する作業を簡単化できると共に、端子を位置決め部位として用いて部品画像を精度良く位置決めすることができ、画像処理データの精度を向上させることができる。

上記実施例１では、回路基板のランドの配列の情報は、当該回路基板のＣＡＤデータから取得するようにしたが、図６に示す本発明の実施例２では、回路基板の実装面を撮像手段（カメラ又はスキャナー等）で撮像してその撮像画像からランドの配列を認識するようにしている。その他の事項は、上記実施例１と同じである。

本実施例２では、図６の部品位置決め部位決定プログラムを次のように実行する。まず、ステップ２０１、２０２で、カメラ１２で撮像した部品画像から端子等（端子及び端子と同等の明るさの部分）の配列を認識した後、ステップ２０３に進み、撮像手段（カメラ又はスキャナー等）で撮像した回路基板の撮像画像を取り込み、次のステップ２０４で、回路基板の撮像画像からランドの配列を認識する。

この後、ステップ２０５に進み、部品画像から認識した端子等の配列と回路基板の撮像画像から認識したランドの配列とを比較し、続くステップ２０６で、ランド上に位置しない端子等を選別する。この後、ステップ２０７に進み、ランド上に位置しない端子等が位置決め部位とならないように端子等の配列の中から位置決め部位を決定する。
以上説明した本実施例２においても、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。

一般に、リード等の端子は、部品の最下端（回路基板のランドに接触する高さ位置）に位置し、端子以外のコネクタ等の金属部分は、部品の最下端よりも高い部位に位置する。この点を考慮して、図７に示す本発明に関連する参考例としての実施例３では、部品の三次元形状を計測して当該部品の最下端部分を抽出する三次元計測手段と、部品画像から端子及び画像認識では端子と区別できない部分（以下これらを「端子等」と総称する）の配列を認識する認識手段と、前記部品画像から認識した端子等の配列と前記三次元計測手段で抽出した部品最下端部分の配列とを比較して前記部品最下端部分と一致していない端子等を選別する選別手段と、前記部品最下端部分と一致していない端子等の位置決めに対する重みを該部品最下端部分と一致する端子等のそれよりも小さくして前記端子等の配列の中から位置決め部位を決定する決定手段とを備えた構成となっている。

本実施例３では、図７の部品位置決め部位決定プログラムを次のように実行する。まず、ステップ３０１、３０２で、カメラ１２で撮像した部品画像から端子等（端子及び端子と同等の明るさの部分）の配列を認識した後、ステップ２０３に進み、部品の三次元形状を計測し、次のステップ３０４で、部品の最下端部分の配列を抽出する。

この後、ステップ３０５に進み、部品画像から認識した端子等の配列と部品最下端部分の配列とを比較して、次のステップ３０６で、部品最下端部分と一致していない端子等を選別する。この後、ステップ３０７に進み、部品最下端部分と一致していない端子等の位置決めに対する重みを該部品最下端部分と一致する端子等のそれよりも小さくして端子等の配列の中から位置決め部位を決定する。

以上説明した本実施例３でも、端子以外のコネクタ等の金属部分が位置決め部位とならないように位置決め部位を自動的に決定でき、部品の画像処理データを作成する作業の簡単化と画像処理データの精度向上とを両立できる。

尚、本発明で撮像対象となる部品は、リード付きの部品に限定されず、部品下面にボール（端子）を配列したＢＧＡ型の部品であっても良い。

１１…コンピュータ（認識手段，選別手段，決定手段）、１２…カメラ（撮像手段）、１３…入力装置、１４…表示装置、１５…記憶装置

Claims (4)

1. 撮像手段で撮像した部品画像を用いて画像処理データを作成する際に使用する位置決め部位を決定する部品位置決め部位決定装置において、
   前記部品画像から端子及び画像認識では端子と区別できない部分（以下これらを「端子等」と総称する）の配列を認識する認識手段と、
   前記部品画像から認識した端子等の配列と当該部品を実装する回路基板のランドの配列とを比較して該ランド上に位置しない端子等を選別する選別手段と、
   前記ランド上に位置しない端子等が前記位置決め部位とならないように前記端子等の配列の中から前記位置決め部位を決定する決定手段と
   を備えていることを特徴とする部品位置決め部位決定装置。
2. 前記選別手段は、前記回路基板のＣＡＤデータから前記ランドの配列の情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の部品位置決め部位決定装置。
3. 前記選別手段は、前記回路基板の実装面を撮像手段で撮像してその撮像画像から前記ランドの配列の情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の部品位置決め部位決定装置。
4. 撮像手段で撮像した部品画像を用いて画像処理データを作成する際に使用する位置決め部位を決定する部品位置決め部位決定方法において、
   前記部品画像から端子及び画像認識では端子と区別できない部分（以下これらを「端子等」と総称する）の配列を認識する処理と、
   前記部品画像から認識した端子等の配列と当該部品を実装する回路基板のランドの配列とを比較して該ランド上に位置しない端子等を選別する処理と、
   前記ランド上に位置しない端子等が前記位置決め部位とならないように前記端子等の配列の中から前記位置決め部位を決定する処理と
   を行うことを特徴とする部品位置決め部位決定方法。

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