JP6124918B2 - 部品実装機および実装検査機 - Google Patents

Description

本発明は、部品を撮像して撮像された画像から部品の状態を検出する部品検出装置を備える部品実装機および実装検査機に関する。

近年、部品実装機や実装検査機では、部品認識用カメラの解像度の向上によって、部品の認識性能が向上している。しかしながら、部品認識用カメラの解像度の向上によって、部品検出装置は、これまで認識できなかった部品のキズや部品に付着する異物までも認識できるようになる。その結果、部品検出装置は、部品の吸着や実装が正常に行われていても、部品の微小のキズや部品に付着する微小の異物によって、部品の吸着や実装が異常であると判断する可能性が生じている。

このような部品認識用カメラの解像度の向上による弊害を解決しようとする発明の一例として、特許文献１に記載の発明が挙げられる。特許文献１に記載の発明は、吸着部品に焦点が合った第１画質または吸着部品から焦点がずれた第２画質のうち、吸着部品の種類に応じた画質で吸着部品を撮像し、撮像された画像に基づいて吸着部品の吸着状態を認識する。例えば、光沢部分をもたない第１種部品を第１画質で撮像して、高解像度の画像に基づいて部品認識を行う。一方、反射し易い光沢部分を有する第２種部品は、第２画質で撮像して、反射ムラを抑えて部品認識を行い易くしている。

また、特許文献１に記載の発明では、撮像ユニットは、撮像位置から焦点位置までの光路長を変更する光路長変更部材と、光路長変更部材を駆動する駆動機構とを備えている。そして、駆動機構によって、光路長変更部材を光路上に配設または光路上から退避させることにより、第１画質および第２画質を切り替えている。

特開２００５−１２７８３６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、光路長変更部材を移動させることにより、第１画質および第２画質を切り替えるので、撮像対象の吸着部品が変わる毎に光路長変更部材を移動させる必要があり、制御が複雑になり装置が大型化する。

また、特許文献１に記載の発明では、光路長変更部材を移動させることにより、第１画質および第２画質を切り替えるので、画像の一部の解像度を変更することは容易ではない。例えば、複数の吸着部品を同時に撮像する場合は、吸着部品に合わせて、複数の光路長変更部材をそれぞれ移動させる必要があり、制御が複雑になり装置が大型化する。なお、上述したことは、基板に実装された実装部品の実装状態を検出する実装検査機についても同様に言える。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、部品の種類に応じて、画像の解像度を容易に変更可能な部品実装機および実装検査機を提供することを課題とする。

請求項１に記載の部品実装機は、複数の吸着ノズルにそれぞれ部品を吸着して位置決めされた基板の所定位置に移動して複数の吸着部品を装着する部品装着ヘッドと、前記複数の吸着ノズルに吸着された前記複数の吸着部品を撮像して撮像された画像から前記複数の吸着部品の保持状態を検出する吸着部品検出装置と、を備える部品実装機であって、前記吸着部品検出装置は、前記複数の吸着ノズルにそれぞれ吸着された前記複数の吸着部品を同時に撮像する部品認識用カメラと、前記複数の吸着部品の種類に応じて前記画像のシャープネスを変更するシャープネス変更部と、を有し、前記シャープネス変更部は、前記複数の吸着部品が撮像された前記画像において吸着部品毎に前記シャープネスを変更することを特徴とする。

請求項２に記載の部品実装機は、請求項１に記載の部品実装機において、前記吸着部品検出装置は、前記複数の吸着部品の種類に応じて画素の輝度値を変更する輝度値変更部を有する。

請求項３に記載の部品実装機は、請求項２に記載の部品実装機において、前記吸着部品検出装置は、前記複数の吸着部品を照明するストロボ光源を備え、前記吸着部品検出装置の前記部品認識用カメラは、前記ストロボ光源によって前記複数の吸着部品を照明して、前記複数の吸着部品を撮像する。

請求項４に記載の実装検査機は、基板に実装された複数の実装部品を撮像して撮像された画像から前記複数の実装部品の実装状態を検出する実装部品検出装置を備える実装検査機であって、前記実装部品検出装置は、前記複数の実装部品を同時に撮像する部品認識用カメラと、前記複数の実装部品の種類に応じて前記画像のシャープネスを変更するシャープネス変更部と、を有し、前記シャープネス変更部は、前記複数の実装部品が撮像された前記画像において実装部品毎に前記シャープネスを変更することを特徴とする。

請求項５に記載の実装検査機は、請求項４に記載の実装検査機において、前記実装部品検出装置は、前記複数の実装部品の種類に応じて画素の輝度値を変更する輝度値変更部を有する。

請求項６に記載の実装検査機は、請求項５に記載の実装検査機において、前記実装部品検出装置は、前記複数の実装部品を照明するストロボ光源を備え、前記実装部品検出装置の前記部品認識用カメラは、前記ストロボ光源によって前記複数の実装部品を照明して、前記複数の実装部品を撮像する。

請求項１に記載の部品実装機によれば、吸着部品検出装置は、吸着部品の種類に応じて画像のシャープネスを変更するシャープネス変更部を有する。そのため、吸着部品検出装置は、吸着部品の種類に合わせて画像のシャープネスを制御することができ、吸着部品毎に必要な解像度で吸着部品の保持状態を検出することができる。したがって、画像処理によって外乱（例えば、吸着部品のキズや吸着部品に付着する異物など）による影響を容易に低減させることができ、吸着部品の認識精度を向上させることができる。

請求項１に記載の部品実装機によれば、吸着部品検出装置の部品認識用カメラは、複数の吸着ノズルにそれぞれ吸着された複数の吸着部品を同時に撮像し、シャープネス変更部は、複数の吸着部品が撮像された画像において吸着部品毎にシャープネスを変更する。そのため、１度の撮像で複数の吸着部品を同時に撮像することができ、複数の吸着部品の保持状態を吸着部品毎に最適な解像度で検出することができる。

請求項２に記載の部品実装機によれば、吸着部品検出装置は、複数の吸着部品の種類に応じて画素の輝度値を変更する輝度値変更部を有する。そのため、撮像された画像に必要な明るさがない場合に、画素の輝度値を上げて画像の明るさを確保することができる。したがって、画像処理において必要な画像の明るさを確保しつつ、部品認識用カメラの撮像時間を低減させることができ、撮像時間の低減により、部品の実装に要するタクトタイムを短縮することができる。

請求項３に記載の部品実装機によれば、部品認識用カメラは、ストロボ光源によって複数の吸着部品を照明して、複数の吸着部品を撮像する。そのため、ストロボ光源を用いて複数の吸着部品を撮像する場合に、閃光時間を変更しないで画像の明るさを変更することができる。また、閃光時間を延長しないので、ストロボ光源の最大光量を抑制することができ、光源コストの低減を図ることができる。なお、閃光時間を変更しないので、閃光時間を延長することによるストロボ光源の電流増加を抑制することもできる。

請求項４に記載の実装検査機によれば、実装部品検出装置は、請求項１に記載の吸着部品検出装置と同様のシャープネス変更部を有する。そのため、請求項１において既述の効果と同様の効果を得ることができる。

請求項５に記載の実装検査機によれば、実装部品検出装置は、請求項２に記載の吸着部品検出装置と同様の輝度値変更部を有する。そのため、請求項２において既述の効果と同様の効果を得ることができる。

請求項６に記載の実装検査機によれば、部品認識用カメラは、請求項３に記載の部品認識用カメラと同様の方法で、実装部品を撮像する。そのため、請求項３において既述の効果と同様の効果を得ることができる。

部品実装機の一例を示す斜視図である。 吸着部品検出装置の一例を模式的に示す構成図である。 吸着部品検出装置の制御ブロックの一例を示すブロック図である。 吸着部品検出装置の制御フローの一例を示すフローチャートである。 ８つの吸着部品が撮像された画像の一例を示す模式図であり、画像の全体図である。 画像処理の対象領域Ａ１ｍを拡大した一部拡大図である。 図５Ｂに示す矢印Ｂ１方向の明度の変化の一例を示す図であり、外乱がない場合を示す図である。 図５Ｂに示す矢印Ｂ１方向の明度の変化の一例を示す図であり、外乱が付加された場合を示す図である。 図５Ｂに示す矢印Ｂ１方向の明度の変化の一例を示す図であり、外乱による影響を低減させた場合を示す図である。 画像データの一部を示す模式図である。 シャープネスの変更および輝度値の変更の一例を示す図である。 実装部品検出装置の一例を模式的に示す構成図である。 ３つの実装部品が撮像された画像の一例を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。各図は概念図であり、細部構造の寸法まで規定するものではない。

＜部品実装機＞
図１は、部品実装機の一例を示す斜視図である。同図では、基板ＰＷ１の搬送方向を横方向（矢印Ｘ方向）とし、水平面内で横方向（矢印Ｘ方向）に直交する方向を縦方向（矢印Ｙ方向）とする。また、水平面の法線方向を高さ方向（矢印Ｚ方向）とする。部品実装機１は、基板搬送装置３、部品供給装置４、部品移載装置５、吸着部品検出装置６ｍおよび制御装置７を有しており、これらは基台８に組み付けられている。なお、基台８は、システムベース２に対して縦方向（矢印Ｙ方向）に移動可能に装架されている。

基板搬送装置３は、基板ＰＷ１を実装位置に搬入し、搬出する。基板搬送装置３は、部品実装機１の縦方向（矢印Ｙ方向）の中央付近に配設されており、第１搬送装置３１および第２搬送装置３２が並設された、いわゆるダブルコンベアタイプの搬送装置である。第１搬送装置３１は、基台８上に横方向（矢印Ｘ方向）と平行に並設される一対のガイドレールと、一対のガイドレールに案内され基板ＰＷ１を載置して搬送する一対のコンベアベルトと、を有している。また、第１搬送装置３１には、実装位置まで搬送された基板ＰＷ１を基台８側から押し上げて位置決めする図示しないクランプ装置が設けられている。第２搬送装置３２は、第１搬送装置３１と同様の構成を有している。

部品供給装置４は、部品実装機１の縦方向（矢印Ｙ方向）の前部（同図の紙面左方向側）に設けられており、カセット式の複数のフィーダ４１がフィーダホルダに着脱可能に取り付けられている。フィーダ４１は、フィーダ本体４２と、フィーダ本体４２に回転可能かつ着脱可能に装着された供給リール４３と、フィーダ本体４２の先端側（部品実装機１の中央寄り）に設けられた部品供給部４４と、を備えている。供給リール４３は部品Ｐ１〜Ｐ８を供給する媒体であり、所定個数の部品Ｐ１〜Ｐ８を一定の間隔で保持した図示しないキャリアテープが巻回されている。キャリアテープの先端が部品供給部４４まで引き出されて、キャリアテープごとに異なる部品Ｐ１〜Ｐ８が供給される。フィーダ４１は、例えば、チップ部品などの比較的小型の部品を供給することができる。

部品移載装置５は、部品供給装置４から部品Ｐ１〜Ｐ８を吸着して、実装位置で位置決めされた基板ＰＷ１上に部品Ｐ１〜Ｐ８を実装する。部品移載装置５は、横方向（矢印Ｘ方向）および縦方向（矢印Ｙ方向）に移動可能ないわゆるＸＹロボットタイプの移載装置である。部品移載装置５は、部品実装機１の縦方向（矢印Ｙ方向）の後部（同図の紙面右方向奥側）から前部（同図の紙面左方向手前側）の部品供給装置４の上方にかけて配設されている。部品移載装置５は、ヘッド駆動機構５１および部品装着ヘッド５２を有している。

ヘッド駆動機構５１は、部品装着ヘッド５２を横方向（矢印Ｘ方向）および縦方向（矢印Ｙ方向）に駆動することができる。部品装着ヘッド５２は、複数の吸着ノズル５３（本実施形態では、８本であり、吸着ノズル５３１〜５３８とする）を有しており、吸着ノズル５３１〜５３８の先端部でそれぞれ部品Ｐ１〜Ｐ８を吸着して、実装位置で位置決めされた基板ＰＷ１上に部品Ｐ１〜Ｐ８を実装する。なお、第１搬送装置３１および第２搬送装置３２で交互に基板ＰＷ１を搬入および搬出して、部品移載装置５で交互に部品Ｐ１〜Ｐ８の実装を行うことができる。

部品装着ヘッド５２は、吸着ノズル５３１〜５３８が軸線と同心の円周上において回動可能に保持されているロータリヘッドである。吸着ノズル５３１に吸着保持される部品Ｐ１を吸着部品Ｐ１ｍとする。吸着ノズル５３２〜５３８についても同様であり、吸着ノズル５３２〜５３８にそれぞれ吸着保持される部品Ｐ２〜Ｐ８を吸着部品Ｐ２ｍ〜Ｐ８ｍとする。なお、部品装着ヘッド５２は、複数の吸着ノズル５３が一列に配設されるライン型の部品装着ヘッドを用いることもできる。

部品装着ヘッド５２の外周側には、撮像基準部５Ｍが設けられている。撮像基準部５Ｍは、後述するストロボ光源６Ｓｍから照射された光を反射する反射部材であり、複数（例えば４つ）の撮像基準部５Ｍが横方向（矢印Ｘ方向）および縦方向（矢印Ｙ方向）に所定間隔離間して配置されている。撮像基準部５Ｍの反射部は、部品装着ヘッド５２の外周側、かつ、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍと比べて高さ方向（矢印Ｚ方向）の上方に設けられている。これにより、部品装着ヘッド５２が基板ＰＷ１上を移動する際に、既に実装されている他の部品と撮像基準部５Ｍとが干渉することを防止している。

部品供給装置４と基板搬送装置３の間の基台８上には、吸着部品検出装置６ｍが設けられている。吸着部品検出装置６ｍは、撮像基準部５Ｍと吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍとを同時に撮像して、撮像された画像から吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの保持状態を検出する。吸着部品検出装置６ｍは、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの適否を判断することができ、撮像基準部５Ｍに対する吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの位置を検出して、吸着ノズル５３１〜５３８に対する位置ずれ及び角度ずれを検出することができる。位置ずれ及び角度ずれの検出結果は、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの実装位置を補正する際に用いることができる。吸着部品検出装置６ｍの詳細は後述する。

部品実装機１は、カバー前側上部に配設される制御装置７によって制御することができる。制御装置７は、図示しないＣＰＵおよびメモリを有しており、メモリに記憶されている部品装着プログラムを実行することによって、部品実装機１を駆動することができる。つまり、制御装置７は、部品装着プログラムに基づいて、基板搬送装置３、部品供給装置４、部品移載装置５および吸着部品検出装置６ｍを駆動して、基板ＰＷ１に部品Ｐ１〜Ｐ８を実装する。

まず、ヘッド駆動機構５１が駆動して、部品装着ヘッド５２が部品供給装置４に移動する。そして、吸着ノズル５３１〜５３８が部品Ｐ１〜Ｐ８をそれぞれ吸着する。すべての吸着ノズル５３１〜５３８に部品Ｐ１〜Ｐ８が吸着されると、ヘッド駆動機構５１が駆動して部品装着ヘッド５２が移動する。部品装着ヘッド５２が吸着部品検出装置６ｍ上に到達すると、吸着部品検出装置６ｍによって撮像基準部５Ｍと吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍとが同時に撮像される。その後、部品装着ヘッド５２は、所定位置に位置決めされた基板ＰＷ１上に移動する。このとき、部品装着ヘッド５２は、吸着部品検出装置６ｍによって検出された位置ずれ及び角度ずれに基づいて、移動位置が補正される。そして、部品装着ヘッド５２は、基板ＰＷ１に部品Ｐ１〜Ｐ８を実装し、最後に部品供給装置４に戻る。部品実装機１は、この一連の動作を繰り返すことにより、基板ＰＷ１に複数の部品を実装することができる。なお、この一連の動作に要する時間をタクトタイムという。

＜吸着部品検出装置＞
吸着部品検出装置６ｍは、吸着ノズル５３１〜５３８に吸着された吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍを撮像して撮像された画像から吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの保持状態を検出する。図２は、吸着部品検出装置６ｍの一例を模式的に示す構成図である。吸着部品検出装置６ｍは、部品認識用カメラ６Ｃｍ、ストロボ光源６Ｓｍおよび画像処理装置６Ｐｍを備えている。なお、画像処理装置６Ｐｍは、制御装置７に設けることもできる。また、同図では、吸着ノズル５３１、５３８のみが記載され、吸着ノズル５３２〜５３７の記載が省略されている。

（部品認識用カメラ６Ｃｍ）
部品認識用カメラ６Ｃｍは、図１に示す部品実装機１の基台８側（図２に示す矢印Ｚ１方向側）に設けられている。部品認識用カメラ６Ｃｍは、例えば、公知のＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラを用いることができる。部品認識用カメラ６Ｃｍは、撮像素子およびレンズを有している。部品認識用カメラ６ＣｍがＣＣＤカメラの場合は、撮像素子は電荷結合素子（ＣＣＤ）であり、ＣＭＯＳカメラの場合は、撮像素子は相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）である。

部品認識用カメラ６Ｃｍの撮像素子は、二次元イメージセンサであり、平面状に配置された複数の受光素子を有している。これにより、部品認識用カメラ６Ｃｍは、二次元的な視野をもつ。したがって、部品認識用カメラ６Ｃｍは、撮像基準部５Ｍと、回動する吸着ノズル５３１〜５３８にそれぞれ吸着保持される吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍと、を同一視野で捉えることができ、撮像基準部５Ｍと吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍとを同時に撮像することができる。なお、複数の吸着ノズル５３が一列に配設されるライン型の部品装着ヘッドを用いる場合は、撮像素子としてリニアセンサを用いることができる。リニアセンサを用いると、撮像基準部５Ｍと吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍとを一次元的に撮像することができる。

（ストロボ光源６Ｓｍ）
ストロボ光源６Ｓｍは、撮像時に撮像基準部５Ｍおよび吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍを照明する。ストロボ光源６Ｓｍは、例えば、公知の発光ダイオード（ＬＥＤ）やキセノンランプを用いることができる。照射する光の波長は限定されない。

図２に示すように、部品装着ヘッド５２が吸着部品検出装置６ｍ上に到達すると、制御装置７から部品認識用カメラ６Ｃｍおよびストロボ光源６Ｓｍに撮像開始信号が出力される。撮像開始信号が出力されると、ストロボ光源６Ｓｍは、部品認識用カメラ６Ｃｍの露光時間の間、撮像基準部５Ｍおよび吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍを照明する。このとき、部品装着ヘッド５２が吸着部品検出装置６ｍ上で停止することなく縦方向（矢印Ｙ１方向）に移動しながら、部品認識用カメラ６Ｃｍは、撮像基準部５Ｍおよび吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍを同時に撮像する。

（画像処理装置６Ｐｍ）
画像処理装置６Ｐｍは、図示しないＣＰＵおよびメモリを有しており、メモリに記憶されている画像処理プログラムを実行することによって、部品認識用カメラ６Ｃｍで撮像された画像を画像処理して、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの保持状態を検出することができる。図３は、吸着部品検出装置６ｍの制御ブロックの一例を示すブロック図である。図４は、吸着部品検出装置６ｍの制御フローの一例を示すフローチャートである。

図３に示すように、画像処理装置６Ｐｍは、制御ブロックとして捉えると、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの種類を判別する部品種判別部６１ｍと、画像のシャープネスを変更するシャープネス変更部６２ｍと、画素の輝度値を変更する輝度値変更部６３ｍと、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの保持状態を検出する保持状態検出部６４ｍと、を有している。

画像処理装置６Ｐｍは、図４に示すフローチャートに従って画像処理プログラムを実行する。まず、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの種類を判別する（ステップＳ１）。そして、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの種類に応じて画像のシャープネスを変更し（ステップＳ２）、画素の輝度値を変更する（ステップＳ３）。なお、ステップＳ３の処理の後に、ステップＳ２の処理を行うこともでき、ステップＳ２の処理のみを行うこともできる。

次に、すべての吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの画像処理が完了したか否かを判断する（ステップＳ４）。すべての吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの画像処理が完了していない場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ１に戻り、上述の処理を繰り返す。すべての吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの画像処理が完了した場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップＳ５に進み、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの保持状態を検出する（ステップＳ５）。そして、一旦、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１、Ｓ４の処理および判断は、部品種判別部６１ｍが行い、ステップＳ２の処理は、シャープネス変更部６２ｍが行う。また、ステップＳ３の処理は、輝度値変更部６３ｍが行い、ステップＳ５の処理は、保持状態検出部６４ｍが行う。以下、画像処理装置６Ｐｍの各制御ブロックについて、詳細に説明する。

（部品種判別部６１ｍ）
部品種判別部６１ｍは、撮像された吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの種類を判別する。図５Ａは、８つの吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍが撮像された画像の一例を示す模式図であり、画像の全体図である。図５Ｂは、画像処理の対象領域Ａ１ｍを拡大した一部拡大図である。図５Ａでは、部品認識用カメラ６Ｃｍの視野を領域ＶＦ１で示しており、撮像基準部５Ｍおよび吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍが同一視野（領域ＶＦ１）で同時に撮像されている。なお、同図では、吸着ノズル５３１〜５３８および画像処理の対象領域Ａ１ｍ〜Ａ８ｍを破線で併記している。

部品種判別部６１ｍは、領域ＶＦ１のうち、画像処理の対象である対象領域Ａ１ｍ〜Ａ８ｍを設定する。対象領域Ａ１ｍ〜Ａ８ｍは、吸着ノズル５３１〜５３８の配置および吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの大きさに合わせて予め規定されている。また、制御装置７のメモリには、実装シーケンス毎に吸着ノズル５３１〜５３８に吸着保持される吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの種類が記憶されている。

部品種判別部６１ｍは、例えば、所定の実装シーケンス時に吸着ノズル５３１に吸着される部品を制御装置７に照会する。この場合は、部品Ｐ１であり、部品種判別部６１ｍは、対象領域Ａ１ｍにおける吸着部品の種類（吸着部品Ｐ１ｍ）を取得することができる。対象領域Ａ２ｍ〜Ａ８ｍについても同様であり、部品種判別部６１ｍは、制御装置７から吸着部品Ｐ２ｍ〜Ｐ８ｍの種類を取得することができる。

（シャープネス変更部６２ｍ）
シャープネス変更部６２ｍは、複数（本実施形態では、８つ）の吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍが撮像された画像において、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍ毎にシャープネスを変更する。なお、シャープネス変更部６２ｍは、例えば、１つの吸着部品Ｐ１ｍが撮像された画像において、吸着部品Ｐ１ｍの種類に応じて画像のシャープネスを変更することもできる。

図６Ａは、図５Ｂに示す矢印Ｂ１方向の明度の変化の一例を示す図であり、外乱がない場合を示す図である。図６Ｂは、図５Ｂに示す矢印Ｂ１方向の明度の変化の一例を示す図であり、外乱が付加された場合を示す図である。図６Ｃは、図５Ｂに示す矢印Ｂ１方向の明度の変化の一例を示す図であり、外乱による影響を低減させた場合を示す図である。これらの図は、図５Ｂに示す矢印Ｂ１の始点Ｂ１Ｓから終点Ｂ１Ｅまでの明度の変化を示している。

ストロボ光源６Ｓｍによって、撮像時に吸着部品Ｐ１ｍが照明されるので、吸着部品Ｐ１ｍは、吸着部品Ｐ１ｍ以外の部分と比べて明度が高くなる。よって、図６Ａに示すように、明度が急変する位置Ｂ１１を吸着部品Ｐ１ｍの輪郭（境界）と判断することができる。なお、吸着ノズル５３１の先端部は、ストロボ光源６Ｓｍによる照明が反射しないように黒色の低反射材が塗布されており、明度が低減されている。

次に、吸着部品Ｐ１ｍに異物が付着した場合を考える。吸着部品Ｐ１ｍに異物が付着すると、異物においてストロボ光源６Ｓｍの照明が反射し、異物が付着した部分の明度が高くなる。よって、図６Ｂに示すように、明度の分布が不規則になり、位置Ｂ１２を吸着部品Ｐ１ｍの輪郭と誤認識する可能性がある。この場合、位置Ｂ１１と位置Ｂ１２との差ΔＢ１が認識誤差となる。なお、異物の付着以外にも、吸着部品Ｐ１ｍのキズや吸着ノズル５３１の先端部の低反射材の剥がれ等によっても、異物の付着と同様に吸着部品Ｐ１ｍの輪郭を誤認識する可能性がある。本明細書では、これらを含む吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍを誤認識させる要因を外乱という。

シャープネス変更部６２ｍは、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍ毎に画像のシャープネスを変更する。シャープネスを高めることにより、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの輪郭（エッジ）が強調される。逆に、シャープネスを低下させると、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの輪郭（エッジ）がぼやけて、ソフトな画質になる。画像のシャープネスを変更する方法は、特に限定されないが、例えば、フィルタ処理（平均化処理）を用いることができる。

図７は、画像データの一部を示す模式図である。同図は、隣接する９つの画像データのうち、他の画像データと比べて、中央の画像データＧＣ１の明度が突出して高い状態を示している。この場合において、９つの画像データの明度を平均化すると、中央の画像データＧＣ１の明度は、平均化前と比べて低下し、隣接する画像データの明度は、平均化前と比べて高くなる。そのため、明度差が小さくなり、画像データＧＣ１における輪郭がぼやける。

図６Ｃに示すように、シャープネス変更部６２ｍによって、対象領域Ａ１ｍにおける画像のシャープネスを低下させると、異物が付着した部分の明度が低下し、隣接する画像データの明度が高くなる。そのため、異物が付着した部分の明度差が小さくなり、吸着部品Ｐ１ｍの輪郭を示す位置Ｂ１３は、位置Ｂ１１に近づく。したがって、位置Ｂ１１と位置Ｂ１３との差ΔＢ２は、ΔＢ１と比べて小さくなり、認識誤差が低減され、外乱による影響を低減することができる。

なお、フィルタ処理（平均化処理）は、画像データの明度を単純に加算して平均しても良いが、画像データ毎に異なる重み付けをして平均化することもできる。明度の平均化以外にも、ローパスフィルタやバンドパスフィルタ等の種々のデジタルフィルタを用いることができる。また、画像データの色相差を変更することによって、画像のシャープネスを変更することもできる。

シャープネス変更部６２ｍは、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの種類に応じて、対象領域Ａ１ｍ〜Ａ８ｍにおける画像のシャープネスを変更する。例えば、小型部品など高解像度で部品認識を行う必要がある場合は、フィルタ処理を行わない方が良い。一方、大型部品など小型部品と比べて解像度が低下しても部品認識において差し支えがない場合は、フィルタ処理を行うと好適である。また、外乱によって撮像された画質が大きく異なる場合は、フィルタ処理を行うと良い。

フィルタ処理は、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの種類に応じて任意に選択することができるので、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの必要な解像度に合わせてフィルタ処理を行うことができる。また、画像処理の対象領域Ａ１ｍ〜Ａ８ｍ毎にフィルタ処理を行うことができるので、複数の吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの保持状態を吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍ毎に最適な解像度で検出することができる。

図８は、シャープネスの変更および輝度値の変更の一例を示す図である。同図には、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍ毎にフィルタ処理の有無が記載されている。フィルタ処理が「有」の場合は、既述のフィルタ処理が必要であることを示し、フィルタ処理が「無」の場合は、既述のフィルタ処理が不要であることを示している。なお、フィルタ処理の有無は、予め吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの種類と共に制御装置７のメモリに記憶されており、シャープネス変更部６２ｍは、部品種判別部６１ｍから吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの種類と共にフィルタ処理の有無を取得することができる。

本実施形態では、吸着部品検出装置６ｍは、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの種類に応じて画像のシャープネスを変更するシャープネス変更部６２ｍを有する。そのため、吸着部品検出装置６ｍは、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの種類に合わせて画像のシャープネスを制御することができ、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍ毎に必要な解像度で吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの保持状態を検出することができる。したがって、画像処理によって外乱（例えば、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍのキズや吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍに付着する異物など）による影響を容易に低減させることができ、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの認識精度を向上させることができる。

また、本実施形態では、部品認識用カメラ６Ｃｍは、吸着ノズル５３１〜５３８にそれぞれ吸着された吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍを同時に撮像し、シャープネス変更部６２は、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍが撮像された画像において吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍ毎にシャープネスを変更する。そのため、１度の撮像で複数の吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍを同時に撮像することができ、複数の吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの保持状態を吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍ毎に最適な解像度で検出することができる。

（輝度値変更部６３ｍ）
画像処理には、所定の明るさが必要であり、必要な明るさが得られるように部品認識用カメラ６Ｃｍの撮像時間が設定される。しかしながら、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍによっては、必要な明るさと比べて暗く撮像される場合があり、部品認識用カメラ６Ｃｍの撮像時間を延長する必要がある。また、１度の撮像で複数の吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍを同時に撮像するときに、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍによって明るさが異なる場合があり、複数回に分けて撮像する必要が生じる。その結果、タクトタイムが増加する。

また、ストロボ光源６Ｓｍによって吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍを照明して、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍを撮像する場合は、部品認識用カメラ６Ｃｍの撮像時間で画像の明るさを変更することが困難である。そのため、ストロボ光源６Ｓｍの閃光時間を変更して、画像の明るさを変更することになる。しかしながら、撮像時間の短縮化に伴い、ストロボ光源６Ｓｍは、より高い光量が必要となり、ストロボ光源６Ｓｍは、大容量電流を必要とする。よって、ストロボ光源６Ｓｍの閃光時間を延長することは、容易ではなく限界がある。

そこで、輝度値変更部６３ｍは、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの種類に応じて画素の輝度値を変更する。画素の輝度値を変更する方法は、特に限定されないが、例えば、画素の輝度値に係数を乗じて、画素の輝度値を変更することができる。例えば、吸着部品Ｐ１ｍが必要な明るさと比べて暗く撮像されたとする。この場合、輝度値変更部６３ｍは、対象領域Ａ１ｍにおける画素の輝度値に１より大きい係数（例えば２．０）を乗じる。係数を乗じる前の画素の輝度値を１００とすると、対象領域Ａ１ｍにおける画素の輝度値は２００になり、対象領域Ａ１ｍにおける画像の明るさは、変更前と比べて２倍になる。

図８には、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍ毎に画素の輝度値に乗じる係数の一例が記載されている。輝度値に乗じる係数は、予め吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの種類と共に制御装置７のメモリに記憶されており、輝度値変更部６３ｍは、部品種判別部６１ｍから吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの種類と共に輝度値に乗じる係数を取得することができる。

なお、対象領域Ａ１ｍ〜Ａ８ｍにおいて、画像のシャープネスを変更すると共に、画素の輝度値を変更することもできる。画素の輝度値を増加させた場合、シャープネス変更部６２ｍは、画像のシャープネスを低下させると好適である。画像の輝度値を増加させると、外乱による影響が顕著になる。よって、シャープネス変更部６２ｍは、画像のシャープネスを低下させることにより、外乱による影響を低減させることができる。

本実施形態では、吸着部品検出装置６ｍは、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの種類に応じて画素の輝度値を変更する輝度値変更部６３ｍを有する。そのため、撮像された画像に必要な明るさがない場合に、画素の輝度値を上げて画像の明るさを確保することができる。したがって、画像処理において必要な画像の明るさを確保しつつ、部品認識用カメラ６Ｃｍの撮像時間を低減させることができ、撮像時間の低減により、部品Ｐ１〜Ｐ８の実装に要するタクトタイムを短縮することができる。

また、本実施形態では、部品認識用カメラ６Ｃｍは、ストロボ光源６Ｓｍによって吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍを照明して、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍを撮像する。そのため、ストロボ光源６Ｓｍを用いて吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍを撮像する場合に、閃光時間を変更しないで画像の明るさを変更することができる。また、閃光時間を延長しないので、ストロボ光源６Ｓｍの最大光量を抑制することができ、光源コストの低減を図ることができる。なお、閃光時間を変更しないので、閃光時間を延長することによるストロボ光源６Ｓｍの電流増加を抑制することもできる。

（保持状態検出部６４ｍ）
保持状態検出部６４ｍは、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの保持状態を検出する。保持状態には、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの適否および吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの吸着状態の良否等が挙げられる。制御装置７のメモリには、予め撮像基準部５Ｍに対する各吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの正規の保持位置が記憶されている。

保持状態検出部６４ｍは、制御装置７のメモリに記憶されている撮像基準部５Ｍと、部品認識用カメラ６Ｃｍによって撮像された撮像基準部５Ｍとを一致させる。そして、保持状態検出部６４ｍは、各吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍについて、制御装置７のメモリに記憶されている正規の保持位置と、部品認識用カメラ６Ｃｍによって撮像された保持位置とを比較して、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの適否を判断し、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの位置ずれ及び角度ずれを算出する。位置ずれ及び角度ずれの算出結果に基づいて、吸着部品Ｐ１ｍ〜Ｐ８ｍの実装位置が補正される。

＜実装検査機および実装部品検出装置＞
実装検査機１００は、部品実装機１の後段に設けられ、部品実装機１によって基板ＰＷ１に実装された部品Ｐ１〜Ｐ８（以下、実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ８ｉという。）の有無、実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ８ｉの適否、実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ８ｉの実装位置、実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ８ｉの極性異常など実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ８ｉの実装状態を検出する。これにより、実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ８ｉの実装精度を高めることができる。

吸着部品検出装置６ｍは、実装部品検出装置６ｉとして実装検査機１００に用いることができる。図９は、実装部品検出装置６ｉの一例を模式的に示す構成図である。実装検査機１００は、吸着部品検出装置６ｍと同様の内部機構を有する実装部品検出装置６ｉを備えている。実装部品検出装置６ｉは、吸着部品検出装置６ｍに対応する内部機構の符号番号末尾「ｍ」を「ｉ」に置き換えて記載し、重複する説明を省略する。

実装検査機１００は、基板搬送装置１０１を備えている。基板搬送装置１０１は、例えば、コンベアベルト等の搬送装置であり、基板ＰＷ１を矢印Ｘ方向に搬送することができる。なお、同図では、実装部品Ｐ４ｉ〜Ｐ８ｉは、記載が省略されており、以下の説明では、実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉについて説明する。

基板ＰＷ１の外縁には、フィデューシャルマークと呼ばれる位置決め基準部ＦＭ１が設けられている。位置決め基準部ＦＭ１は、ストロボ光源６Ｓｉから照射された光を反射する反射部材であり、複数（例えば４つ）の位置決め基準部ＦＭ１が横方向（矢印Ｘ方向）および縦方向（矢印Ｙ方向）に所定間隔離間して配置されている。実装部品検出装置６ｉは、実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉの適否を判断することができ、位置決め基準部ＦＭ１に対する実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉの位置を検出することができる。

実装部品検出装置６ｉは、位置決め基準部ＦＭ１および実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉを部品認識用カメラ６Ｃｉで個別に撮像して、撮像された画像から実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉの実装状態を検出する。なお、部品認識用カメラ６Ｃｉのカメラ視野が広い場合、実装部品検出装置６ｉは、位置決め基準部ＦＭ１と実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉとを同時に撮像して、撮像された画像から実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉの実装状態を検出することもできる。図１０は、３つの実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉが撮像された画像の一例を示す模式図である。

実装部品検出装置６ｉは、実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉの種類に応じて画像のシャープネスを変更するシャープネス変更部６２ｉを有する。そのため、実装部品検出装置６ｉは、実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉの種類に合わせて画像のシャープネスを制御することができ、実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉ毎に必要な解像度で実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉの実装状態を検出することができる。したがって、画像処理によって外乱（例えば、実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉのキズや実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉに付着する異物など）による影響を容易に低減させることができ、実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉの認識精度を向上させることができる。

また、実装部品検出装置６ｉの部品認識用カメラ６Ｃｉは、複数の実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉを同時に撮像し、シャープネス変更部６２ｉは、複数の実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉが撮像された画像において実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉ毎にシャープネスを変更することもできる。この場合、１度の撮像で複数の実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉを同時に撮像することができ、複数の実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉの実装状態を実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉ毎に最適な解像度で検出することができる。

さらに、実装部品検出装置６ｉは、実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉの種類に応じて画素の輝度値を変更する輝度値変更部６３ｉを有すると好適である。輝度値変更部６３ｉは、撮像された画像に必要な明るさがない場合に、画素の輝度値を上げて画像の明るさを確保することができる。したがって、画像処理において必要な画像の明るさを確保しつつ、部品認識用カメラ６Ｃｉの撮像時間を低減させることができ、撮像時間の低減により、基板ＰＷ１の検査時間を短縮することができる。

また、実装部品検出装置６ｉは、実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉを照明するストロボ光源６Ｓｉを備え、実装部品検出装置６ｉの部品認識用カメラ６Ｃｉは、ストロボ光源６Ｓｉによって実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉを照明して、実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉを撮像することもできる。ストロボ光源６Ｓｉを用いて実装部品Ｐ１ｉ〜Ｐ３ｉを撮像する場合に、閃光時間を変更しないで画像の明るさを変更することができる。また、閃光時間を延長しないので、ストロボ光源６Ｓｉの最大光量を抑制することができ、光源コストの低減を図ることができる。なお、閃光時間を変更しないので、閃光時間を延長することによるストロボ光源６Ｓｉの電流増加を抑制することもできる。

＜その他＞
本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施することができる。例えば、画像処理装置６Ｐｍ、６Ｐｉにおける処理は、部品認識用カメラ６Ｃｍ、６Ｃｉ内の画像処理において行うこともできる。

また、部品認識用カメラ６Ｃｍの代わりに、部品装着ヘッド５２に部品認識用のカメラを設けることもできる。そして、当該カメラにより、吸着ノズル５３に吸着された吸着部品を撮像して、吸着部品検出装置６ｍは、撮像された画像から吸着部品の保持状態を検出することもできる。

１：部品実装機、
５２：部品装着ヘッド、
５３、５３１〜５３８：吸着ノズル、
６ｍ：吸着部品検出装置、
６ｉ：実装部品検出装置、
６２ｍ、６２ｉ：シャープネス変更部、
６３ｍ、６３ｉ：輝度値変更部、
６Ｃｍ、６Ｃｉ：部品認識用カメラ、
６Ｓｍ、６Ｓｉ：ストロボ光源、
１００：実装検査機

Claims (6)

1. 複数の吸着ノズルにそれぞれ部品を吸着して位置決めされた基板の所定位置に移動して複数の吸着部品を装着する部品装着ヘッドと、
   前記複数の吸着ノズルに吸着された前記複数の吸着部品を撮像して撮像された画像から前記複数の吸着部品の保持状態を検出する吸着部品検出装置と、を備える部品実装機であって、
   前記吸着部品検出装置は、前記複数の吸着ノズルにそれぞれ吸着された前記複数の吸着部品を同時に撮像する部品認識用カメラと、
   前記複数の吸着部品の種類に応じて前記画像のシャープネスを変更するシャープネス変更部と、を有し、
   前記シャープネス変更部は、前記複数の吸着部品が撮像された前記画像において吸着部品毎に前記シャープネスを変更することを特徴とする部品実装機。
2. 前記吸着部品検出装置は、前記複数の吸着部品の種類に応じて画素の輝度値を変更する輝度値変更部を有する請求項１に記載の部品実装機。
3. 前記吸着部品検出装置は、前記複数の吸着部品を照明するストロボ光源を備え、
   前記吸着部品検出装置の前記部品認識用カメラは、前記ストロボ光源によって前記複数の吸着部品を照明して、前記複数の吸着部品を撮像する請求項２に記載の部品実装機。
4. 基板に実装された複数の実装部品を撮像して撮像された画像から前記複数の実装部品の実装状態を検出する実装部品検出装置を備える実装検査機であって、
   前記実装部品検出装置は、前記複数の実装部品を同時に撮像する部品認識用カメラと、
   前記複数の実装部品の種類に応じて前記画像のシャープネスを変更するシャープネス変更部と、を有し、
   前記シャープネス変更部は、前記複数の実装部品が撮像された前記画像において実装部品毎に前記シャープネスを変更することを特徴とする実装検査機。
5. 前記実装部品検出装置は、前記複数の実装部品の種類に応じて画素の輝度値を変更する輝度値変更部を有する請求項４に記載の実装検査機。
6. 前記実装部品検出装置は、前記複数の実装部品を照明するストロボ光源を備え、
   前記実装部品検出装置の前記部品認識用カメラは、前記ストロボ光源によって前記複数の実装部品を照明して、前記複数の実装部品を撮像する請求項５に記載の実装検査機。

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