JP6748723B2 - 認識装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板に装着される部品の特徴部の位置を認識するための認識装置に関するものである。

部品を基板に装着するためには、部品の特徴部、具体的には、例えば、部品の電極等の突起部の位置を適切に認識する必要がある。このため、部品を基板に装着する部品装着機では、部品の撮像が行われ、撮像データに基づいて、部品の突起部の位置の認識処理が行われる。詳しくは、部品の突起部に光源から光が照射され、その突起部に照射された光に基づいて、その部品の突起部が撮像される。そして、その撮像データに基づいて、部品の突起部の位置の認識処理が行われる。下記特許文献には、部品の様々な撮像手法について記載されている。

特開２００６−２１０５３１号公報 特開平６−８３９４５号公報

上記特許文献に記載の技術によれば、ある程度、部品の突起部の位置を認識することが可能となる。しかしながら、例えば、光源から照射された光が突起部により反射する際に、部品の突起部の形状に応じて、光の反射量が異なる場合がある。このような場合には、光の反射量が突起部の形状に応じて変化するため、撮像時の露光量が安定せず、突起部の位置を適切に認識することができない虞がある。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、部品の突起部、つまり、特徴部の形状等に関わらず、部品の特徴部の位置を適切に認識することである。

上記課題を解決するために、本発明に記載の認識装置は、基板に装着される部品の特徴部の位置を認識するための認識装置であって、当該認識装置が、部品の特徴部に光を照射する光源と、前記光源から部品の特徴部に光が照射された際に、その照射した光に基づいて、その部品の特徴部を撮像する撮像装置と、前記撮像装置により撮像された撮像データに基づいて、前記撮像装置により撮像された部品の特徴部の位置を認識するデータ解析装置とを備え、前記データ解析装置が、前記撮像装置の撮像対象の部品である対象部品を、予め設定された設定撮像位置に位置させた状態で、前記対象部品の特徴部を、前記撮像装置によって、異なるシャッタースピードで複数回撮像し、それら複数回の撮像に応じた複数の撮像データを作成する第１作成部と、前記第１作成部により作成された複数の撮像データの各々に基づいて、前記対象部品の特徴部の位置を認識可能であるか否かを判定する第１判定部と、前記第１判定部により前記対象部品の特徴部の位置を認識可能であると判定された撮像データに応じた撮像時のシャッタースピードのうちの、最も速いシャッタースピードである第１シャッタースピードと最も遅いシャッタースピードである第２シャッタースピードとの間のシャッタースピードを、最適シャッタースピードとして決定する第１決定部とを有することを特徴とする。

本発明に記載の認識装置では、撮像対象の部品である対象部品を、予め設定された設定撮像位置に位置させた状態で、対象部品の特徴部が、撮像装置によって、異なるシャッタースピードで複数回撮像され、それら複数回の撮像に応じた複数の撮像データが作成される。そして、それら複数の撮像データの各々に基づいて、対象部品の特徴部の位置を認識可能であるか否かが判定され、特徴部の位置を認識可能であると判定された撮像データに応じた撮像時のシャッタースピードのうちの、最も速いシャッタースピードと最も遅いシャッタースピードとの間のシャッタースピードが、最適シャッタースピードとして決定される。このように、最適シャッタースピードを決定することで、特徴部の形状に関わらず、撮像時の露光量を安定させることが可能となり、特徴部の位置を適切に認識することが可能となる。

部品実装機を示す斜視図である 部品実装機の部品装着装置を示す斜視図である。 部品実装機の備える制御装置を示すブロック図である。 パーツカメラを示す概略図である。 先細形状のリードを有するリード部品を示す概略図である。 先細形状のリードを有するリード部品を示す概略図である。 先細形状でないリードを有するリード部品を示す概略図である。 リードの先端位置を認識可能な画像の概念図である。 リードの先端位置を認識不能な画像の概念図である。 リードの先端位置を認識不能な画像の概念図である。 最適シャッタースピードを設定する際の撮像時のシャッタースピードを示す図である。 リード部品のリードに向かってレーザー光が照射されている状態を示す概略図である。 リード部品のリードに向かってレーザー光が照射されている状態を示す概略図である。 リード部品のリードに向かってレーザー光が照射されている状態を示す概略図である。 リード部品のリードに向かってレーザー光が照射されている状態を示す概略図である。 リード部品のリードに向かってレーザー光が照射されている状態を示す概略図である。 第１実施例の撮像位置を概念的に示す図である。 第１実施例の撮像位置を概念的に示す図である。 第２実施例の撮像位置を概念的に示す図である。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

＜部品実装機の構成＞
図１に、部品実装機１０を示す。部品実装機１０は、回路基材１２に対する部品の実装作業を実行するための装置である。部品実装機１０は、装置本体２０、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４、マークカメラ２６、パーツカメラ２８、部品供給装置３０、ばら部品供給装置３２、制御装置（図３参照）３４を備えている。なお、回路基材１２として、回路基板、三次元構造の基材等が挙げられ、回路基板として、プリント配線板、プリント回路板等が挙げられる。

装置本体２０は、フレーム部４０と、そのフレーム部４０に上架されたビーム部４２とによって構成されている。基材搬送保持装置２２は、フレーム部４０の前後方向の中央に配設されており、搬送装置５０とクランプ装置５２とを有している。搬送装置５０は、回路基材１２を搬送する装置であり、クランプ装置５２は、回路基材１２を保持する装置である。これにより、基材搬送保持装置２２は、回路基材１２を搬送するとともに、所定の位置において、回路基材１２を固定的に保持する。なお、以下の説明において、回路基材１２の搬送方向をＸ方向と称し、その方向に直角な水平の方向をＹ方向と称し、鉛直方向をＺ方向と称する。つまり、部品実装機１０の幅方向は、Ｘ方向であり、前後方向は、Ｙ方向である。

部品装着装置２４は、ビーム部４２に配設されており、２台の作業ヘッド６０，６２と作業ヘッド移動装置６４とを有している。各作業ヘッド６０，６２の下端面には、図２に示すように、吸着ノズル６６が設けられており、その吸着ノズル６６によって部品を吸着保持する。また、作業ヘッド移動装置６４は、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とＺ方向移動装置７２とを有している。そして、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とによって、２台の作業ヘッド６０，６２は、一体的にフレーム部４０上の任意の位置に移動させられる。また、各作業ヘッド６０，６２は、スライダ７４，７６に着脱可能に装着されており、Ｚ方向移動装置７２は、スライダ７４，７６を個別に上下方向に移動させる。つまり、作業ヘッド６０，６２は、Ｚ方向移動装置７２によって、個別に上下方向に移動させられる。

マークカメラ２６は、下方を向いた状態でスライダ７４に取り付けられており、作業ヘッド６０とともに、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に移動させられる。これにより、マークカメラ２６は、フレーム部４０上の任意の位置を撮像する。パーツカメラ２８は、図１に示すように、フレーム部４０上の基材搬送保持装置２２と部品供給装置３０との間に、上を向いた状態で配設されている。これにより、パーツカメラ２８は、作業ヘッド６０，６２の吸着ノズル６６に把持された部品を撮像する。

部品供給装置３０は、フレーム部４０の前後方向での一方側の端部に配設されている。部品供給装置３０は、トレイ型部品供給装置７８とフィーダ型部品供給装置（図３参照）８０とを有している。トレイ型部品供給装置７８は、トレイ上に載置された状態の部品を供給する装置である。フィーダ型部品供給装置８０は、テープフィーダ、スティックフィーダ（図示省略）によって部品を供給する装置である。

ばら部品供給装置３２は、フレーム部４０の前後方向での他方側の端部に配設されている。ばら部品供給装置３２は、ばらばらに散在された状態の複数の部品を整列させて、整列させた状態で部品を供給する装置である。つまり、任意の姿勢の複数の部品を、所定の姿勢に整列させて、所定の姿勢の部品を供給する装置である。なお、部品供給装置３０および、ばら部品供給装置３２によって供給される部品として、電子回路部品，太陽電池の構成部品，パワーモジュールの構成部品等が挙げられる。また、電子回路部品には、リードを有する部品，リードを有さない部品等が有る。

制御装置３４は、コントローラ８２、複数の駆動回路８６、画像処理装置８８を備えている。複数の駆動回路８６は、上記搬送装置５０、クランプ装置５２、作業ヘッド６０，６２、作業ヘッド移動装置６４、トレイ型部品供給装置７８、フィーダ型部品供給装置８０、ばら部品供給装置３２に接続されている。コントローラ８２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、データ記憶領域９６とデータ解析領域９８とを含む。データ記憶領域９６は、各種データを記憶する領域であり、データ解析領域９８は、各種データを解析する領域である。また、コントローラ８２は、複数の駆動回路８６に接続されている。これにより、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４等の作動が、コントローラ８２によって制御される。さらに、コントローラ８２は、画像処理装置８８にも接続されている。画像処理装置８８は、マークカメラ２６およびパーツカメラ２８によって得られた画像データを処理するものであり、コントローラ８２は、画像データから各種情報を取得する。

＜部品実装機の作動＞
部品実装機１０では、上述した構成によって、基材搬送保持装置２２に保持された回路基材１２に対して部品の装着作業が行われる。具体的には、回路基材１２が、作業位置まで搬送され、その位置において、クランプ装置５２によって固定的に保持される。次に、マークカメラ２６が、回路基材１２の上方に移動し、回路基材１２を撮像する。これにより、回路基材１２の保持位置等に関する情報が得られる。また、部品供給装置３０若しくは、ばら部品供給装置３２は、所定の供給位置において、部品を供給する。そして、作業ヘッド６０，６２の何れかが、部品の供給位置の上方に移動し、吸着ノズル６６によって部品を保持する。続いて、部品を保持した作業ヘッド６０，６２が、パーツカメラ２８の上方に移動し、パーツカメラ２８によって、吸着ノズル６６に保持された部品が撮像される。これにより、部品の保持位置等に関する情報が得られる。続いて、部品を保持した作業ヘッド６０，６２が、回路基材１２の上方に移動し、回路基材１２の保持位置の誤差，部品の保持位置の誤差等を補正する。そして、吸着ノズル６６が部品を離脱することで、回路基材１２に部品が装着される。

＜パーツカメラによる部品の電極位置の認識＞
上述したように、部品実装機１０では、吸着ノズル６６により保持された部品が回路基材１２に装着されるため、吸着ノズル６６による部品の保持位置等に関する情報がパーツカメラ２８により取得される。特に、回路基材１２への装着予定の部品が、リードを有する電子回路部品（以下、「リード部品」と記載する場合がある。）である場合には、リードを回路基材１２に形成された貫通穴に挿入するべく、リードの先端部の位置に関する情報が、パーツカメラ２８により取得される。

詳しくは、パーツカメラ２８は、図４に示すように、撮像装置１００と、レンズ１０２と、レーザー照明１０４とを備えている。撮像装置１００は、撮像素子（図示省略）を有しており、受光面を上方に向けて配設されている。レンズ１０２は、撮像装置１００の受光面側、つまり、図４での上面側に固定されており、レンズ１０２の上に、箱型部材１０５などを介して、レーザー照明１０４が設けられている。レーザー照明１０４は、４個のレーザー照射装置（図では２個のレーザー照射装置のみが記されている）１０６によって構成されている。４個のレーザー照射装置１０６は、吸着ノズル６６に保持されたリード部品１１０を囲むように、４等配の位置に配設されている。そして、４個のレーザー照射装置１０６は、吸着ノズル６６に保持されたリード部品１１０に向かって、側方の４箇所からレーザー光を照射する。なお、リード部品１１０は、部品本体部１１２と、部品本体部１１２の底面から延び出す複数のリード１１４とを含み、リード１１４を下方に向けた状態で部品本体部１１２において吸着ノズル６６によって吸着保持されている。また、レーザー光は拡散しないため、各レーザー照射装置１０６は、吸着ノズル６６に保持されたリード部品１１０のリード部品１１０の先端部に向かってピンポイントで、レーザー光を照射する。

レーザー照射装置１０６から照射された光は、吸着ノズル６６に保持されたリード部品１１０のリード１１４によって反射し、レンズ１０２に入射する。そして、レンズ１０２に入射した光が、撮像装置１００に入射し、撮像装置１００の撮像素子により検出される。これにより、吸着ノズル６６に保持されたリード部品１１０のリード１１４の先端部の撮像データが得られる。そして、その撮像データが、コントローラ８２のデータ解析領域９８において解析されることで、リード１１４の先端部の位置が認識される。このようにして、パーツカメラ２８により吸着ノズル６６を保持したリード部品１１０を撮像することで、リード１１４の先端部の位置の認識処理（以下、「先端部認識処理」と記載する場合がある）を適切に行うことが可能となる。

しかしながら、パーツカメラ２８では、レーザー光を側方からリード１１４に向かって照射し、その反射光を用いて撮像を行っており、リード１１４の先端形状のバラツキにより、撮像装置１００の露光量が安定せず、リード１１４の先端部認識処理を適切に実行できない虞がある。詳しくは、図５に示すように、リード部品１１０には、リード１１４の先端部が、回路基材１２の貫通穴への挿入のし易さを考慮して、先細形状とされているものがある。このような形状のリード１１４の先端にレーザー光が側方から照射されると、比較的多くの量の光がリード１１４の先端によって下方に向かって反射する。また、例えば、図６に示すような先細形状のリード１１４を有するリード部品１１０も存在する。このような形状のリード１１４の先端にレーザー光が側方から照射されると、レーザー光はリード１１４の先端によって下方に向かって反射するが、図５に示すリード１１４の先端による光の反射量と、図６に示すリード１１４の先端による光の反射量とは異なる。さらに言えば、図７に示すように、リード１１４の先端が先細形状とされず、先端面がリード１１４の軸線方向に対して直角とされているリード部品１１０も存在する。このような形状のリード１１４の先端にレーザー光が側方から照射されると、リード１１４の先端によって下方に向かって反射する光の量は、比較的少ない。

このように、リード１１４の先端により下方に向かって反射する光の量は、リード１１４の先端形状に応じて異なる。つまり、リード１１４の先端形状に応じて、撮像装置１００の撮像素子に検出される光の量が異なる。これにより、リード１１４の先端形状に応じて、撮像装置１００の露光量が安定せず、リード１１４の先端部認識処理を適切に実行できない虞がある。このため、撮像装置１００の露光量、つまり、撮像装置１００のシャッタースピード（露光時間）を調整する必要がある。このようなことに鑑みて、部品実装機１０では、撮像装置１００のシャッタースピードを変更して、リード１１４の先端が複数回撮像され、その撮像により作成された複数の撮像データに基づいて、最適なシャッタースピードが設定される。

詳しくは、吸着ノズル６６により保持されたリード部品１１０のリード１１４の先端部に、レーザー照射装置１０６により照射されたレーザー光が照射されるように、リード部品１１０の撮像位置が設定されている。具体的には、リード１１４の長さ等を考慮し、吸着ノズル６６により保持されたリード部品１１０のリード１１４の先端部に、レーザー照射装置１０６により照射されたレーザー光が照射されると想定されるリード部品１１０の撮像位置（以下、「設定撮像位置」と記載する）が、コントローラ８２のデータ記憶領域９６に記憶されている。そして、吸着ノズル６６により保持されたリード部品１１０が設定撮像位置に移動される。

次に、設定撮像位置に移動されたリード部品１１０のリード１１４の先端が、パーツカメラ２８により撮像される。この際、シャッタースピードを５０〜１１０ｍｓｅｃの間で、１０ｍｓｅｃ毎に変更して、複数回、リード１１４の先端が撮像される。つまり、リード部品１１０を設定撮像位置に位置させた状態で、５０ｍｓｅｃ，６０ｍｓｅｃ，７０ｍｓｅｃ，８０ｍｓｅｃ，９０ｍｓｅｃ，１００ｍｓｅｃ，１１０ｍｓｅｃの７種の異なるシャッタースピードで、リード１１４の先端の撮像が７回、行われる。そして、リード１１４の先端の複数回の撮像により、コントローラ８２のデータ解析領域９８において、シャッタースピードの異なる複数の撮像データが作成される。

続いて、シャッタースピードの異なる複数の撮像データ毎に、リード１１４の先端位置を適切に認識することが可能であるか否かが、データ解析領域９８において判断される。具体的には、データ記憶領域９６には、リード１１４の線径に応じた画像認識可能領域が記憶されている。画像認識可能領域は、図８に示すように、リード１１４の線径（点線）Ｌより所定の距離小さい最小境界線（１点鎖線）と、リード１１４の線径（図中点線）Ｌより所定の距離大きい最大境界線（２点鎖線）とに囲まれた領域であり、リード１１４の線径Ｌに所定の幅の許容域を加えた状態で設定されている。

そして、撮像データに基づく画像において、リード１１４の外形線が画像認識可能領域の内部に収まっているか否かが、データ解析領域９８により判断される。この際、図８に示すように、リード１１４の外形線（実線）が画像認識可能領域に収まっている場合には、撮像データに基づいて、リード１１４の先端位置を適切に認識することが可能であると判断される。つまり、撮像データに応じたシャッタースピードでリード１１４を撮像することで、適切な露光量により、リード１１４の外形線を明確に認識し、リード１１４の先端位置を適切に認識することが可能であると判断される。

一方、撮像データに応じたシャッタースピードが遅く、露光量が多い場合には、ハレーションが生じ、図９に示すように、リード１１４の外形線（実線）がぼやけて、不鮮明となり、画像認識可能領域の最大境界線（２点鎖線）の外側に延び出し、画像認識可能領域の内部に収まらない。このため、このような場合には、リード１１４の先端位置を適切に認識することができないと判断される。また、撮像データに応じたシャッタースピードが速く、露光量が少ない場合には、露光不足で、図１０に示すように、リード１１４の外形線（実線）は画像認識可能領域の最小境界線（１点鎖線）より小さくなり、画像認識可能領域まで至らない。このため、このような場合にも、リード１１４の先端位置を適切に認識することができないと判断される。

上記手法に従って、シャッタースピードの異なる複数の撮像データ毎に、リード１１４の先端位置を適切に認識することが可能であるか否かが判断されると、判断結果に基づいて、最適なシャッタースピード（以下、「最適シャッタースピード」と記載する）が設定される。具体的には、例えば、図１１に示すように、６０〜１００ｍｓｅｃのシャッタースピードでの撮像データで、リード１１４の先端位置を認識可能であり、５０ｍｓｅｃ及び１１０ｍｓｅｃのシャッタースピードでの撮像データでは、リード１１４の先端位置を認識不能であると判断されたと仮定する。なお、図１１では、リード１１４の先端位置を認識不能であると判断されたシャッタースピードに、「×」が記され、リード１１４の先端位置を認識可能であると判断されたシャッタースピードに、「○」が記されている。

そして、リード１１４の先端位置を認識可能であると判断されたシャッタースピードのうちの、最も速いシャッタースピード（以下、「認識上限シャッタースピード」と記載する場合がある）（６０ｍｓｅｃ）と最も遅いシャッタースピード（以下、「認識下限シャッタースピード」と記載する場合がある）（１００ｍｓｅｃ）との平均値（８０ｍｓｅｃ）が、最適シャッタースピードとして設定される。これにより、リード１１４の先端形状に関わらず、撮像装置１００の露光量のバラツキを抑制し、リード１１４の先端部認識処理を適切に実行することが可能となる。

なお、最適シャッタースピードの設定を行う際に変更されるシャッタースピードは、５０〜１１０ｍｓｅｃでなく、レーザー照射装置１０６の光度，撮像装置１００の性能等に応じて任意に設定することが可能である。また、最適シャッタースピードの設定を行う際に変更されるシャッタースピードの間隔も、１０ｍｓｅｃ毎でなく、任意の間隔に設定することが可能である。また、最適シャッタースピードは、認識可能であると判断されたシャッタースピードの平均値以外で任意に設定することが可能である。

また、部品実装機１０では、撮像装置１００のシャッタースピードだけでなく、吸着ノズル６６により保持されたリード部品１１０の上下方向における撮像位置を最適化することで、リード１１４の先端部認識処理の適切な実行が担保されている。具体的には、リード部品１１０のリード１１４の先端に照射されるレーザー光は、拡散しないため、図１２に示すように、所定の幅の光路（２本の点線１５０の間の経路）に沿って、リード部品１１０に向かって照射される。この際、リード１１４の先端部が、図１２に示すように、その光路の内側に位置している場合には、リード１１４の先端部において光が反射するため、リード１１４の先端部が撮像される。このような場合には、リード１１４の先端部認識処理を適切に行うことが可能となる。

一方、リード１１４の先端部が、図１３に示すように、レーザー光の光路の上方に位置している場合には、リード１１４の先端部に光が照射されず、リード１１４の先端部を撮像することができない。このような場合には、リード１１４の先端部認識処理を行うことができない。また、リード１１４の先端部が、図１４に示すように、レーザー光の光路の下方に位置している場合には、リード１１４の部品本体部１１２側の基端部に光は照射されるが、リード１１４の先端部に光が照射されず、リード１１４の先端部を撮像することができない。このような場合にも、リード１１４の先端部認識処理を行うことができない。

このため、リード部品１１０の撮像時には、リード１１４の先端部がレーザー光の照射幅の内側に位置するように、リード部品１１０の撮像位置を設定する必要がある。ただし、リード１１４の先端部がレーザー光の照射幅の内側に位置するように設定された撮像位置であっても、リード１１４の長さの誤差により、リード１１４の先端部認識処理を行えない場合がある。

詳しくは、同じ種類のリード部品であっても、リードの長さには、僅かであるが誤差がある。特に、アキシャルフィーダにより供給されるリード部品では、リードの長さの誤差が大きくなる場合がある。アキシャルフィーダとは、アキシャル型のリード部品のリードを所定の長さに切断し、屈曲させた状態でリード部品を供給するフィーダである。このようなアキシャルフィーダにより供給されるリード部品では、リードの線径，材質等により、リードの長さの誤差が大きくなる場合がある。

このように、リードの長さに誤差がある場合には、リード１１４の先端部がレーザー光の照射幅の内側に位置するように、リード部品１１０の撮像位置が設定されても、リードの長さに応じて、先端部認識処理を行えない場合がある。具体的には、例えば、図１５に示す位置に、リード部品１１０の撮像位置が設定された場合、つまり、リード１１４の先端部がレーザー光の照射幅の内側の上限の近くに位置するように、リード部品１１０の撮像位置が設定された場合には、リード１１４の長さが、通常の長さであれば、リード１１４の先端部に光が照射される。一方で、リード１１４の長さが、誤差により、短い場合には、リード部品１１０の撮像位置が、図１５の撮像位置と同じであっても、図１３に示すように、リード１１４の先端部はレーザー光の照射幅の上方に位置し、リード１１４の先端部に光は照射されない。このような場合には、先端部認識処理を行うことができない。

また、例えば、図１６に示す位置に、リード部品１１０の撮像位置が設定された場合、つまり、リード１１４の先端部がレーザー光の照射幅の内側の下限の近くに位置するように、リード部品１１０の撮像位置が設定された場合には、リード１１４の長さが、通常の長さであれば、リード１１４の先端部に光が照射される。一方で、リード１１４の長さが、誤差により、長い場合には、リード部品１１０の撮像位置が、図１６の撮像位置と同じであっても、図１４に示すように、リード１１４の先端部はレーザー光の照射幅の下方に位置し、リード１１４の先端部に光は照射されない。このような場合にも、先端部認識処理を行うことができない。

このようなことに鑑みて、部品実装機１０では、リード１１４の先端部がレーザー光の照射幅の内側の中央に位置するように、リード部品１１０の撮像位置が設定される。具体的には、最適シャッタースピードを設定する際に用いられた設定撮像位置から設定距離（本実施例では、０．５ｍｍ）、上方の位置（以下、「上方撮像位置」と記載する場合がある）が、上限の撮像位置として設定され、設定撮像位置から設定距離（本実施例では、０．５ｍｍ）、下方の位置（以下、「下方撮像位置」と記載する場合がある）が、下限の撮像位置として設定される。そして、上方撮像位置から下方撮像位置に向かって、リード部品１１０を保持した吸着ノズル６６を下方に向かって移動させる際に、予め設定されたピッチ（本実施例では、０．１ｍｍ）毎に、パーツカメラ２８による撮像が行われる。

つまり、例えば、図１７に示すように、設定撮像位置の０．５ｍｍ上方が上方撮像位置と設定され、設定撮像位置の０．５ｍｍ下方が下方撮像位置と設定される。そして、上方撮像位置から下方撮像位置までの間を、０．１ｍｍ毎に撮像位置として設定する。これにより、上から順番にＨ_１〜Ｈ_１１の１１個の撮像位置が設定される。このように撮像位置が設定されると、リード部品１１０を保持した吸着ノズル６６が、上方撮像位置（Ｈ_１）から下方撮像位置（Ｈ_１１）まで移動され、各撮像位置において、パーツカメラ２８による撮像が行われる。

上記手順に従ってリード部品１１０が撮像されると、コントローラ８２のデータ解析領域９８において、各撮像に応じた撮像データが作成される。つまり、各撮像位置（Ｈ_１〜Ｈ_１１）での撮像データが作成される。そして、それら複数の撮像位置（Ｈ_１〜Ｈ_１１）での撮像データ毎に、リード１１４の先端部を認識可能であるか否かが、データ解析領域９８において判断される。この際、例えば、撮像位置（Ｈ_１〜Ｈ_３、Ｈ_１１）での撮像データの各々では、リード１１４の先端部を認識不能であり、撮像位置（Ｈ_４〜Ｈ_１０）での撮像データの各々では、リード１１４の先端部を認識可能であると判断されたと仮定する。なお、図１７では、リード１１４の先端部を認識不能であると判断された撮像位置（Ｈ_１〜Ｈ_３、Ｈ_１１）には、「×」が記され、リード１１４の先端部を認識可能であると判断された撮像位置（Ｈ_４〜Ｈ_１０）には、「○」が記されている。

このように、撮像位置毎に、リード１１４の先端部を認識可能であるか否かが判断されると、リード１１４の先端部を認識可能であると判断された撮像位置（Ｈ_４〜Ｈ_１０）の中央の位置が、最適撮像位置として設定される。つまり、リード１１４の先端部を認識可能であると判断された撮像位置（Ｈ_４〜Ｈ_１０）の最も上方の撮像位置（以下、「認識上限位置」と記載する場合がある）（Ｈ_４）と、リード１１４の先端部を認識可能であると判断された撮像位置（Ｈ_４〜Ｈ_１０）の最も下方の撮像位置（以下、「認識下限位置」と記載する場合がある）（Ｈ_１０）との中央の撮像位置（Ｈ_７）が、最適撮像位置として設定される。

つまり、リード部品１１０を保持した吸着ノズル６６が撮像上限位置（Ｈ_１）から撮像下限位置（Ｈ_１１）まで移動される際に、リード部品１１０が認識上限位置（Ｈ_４）に位置している場合には、図１５に示すように、リード１１４の先端部は、レーザー光の照射幅の内側の上限の近くに位置している。また、リード部品１１０が認識下限位置（Ｈ_１０）に位置している場合には、図１６に示すように、リード１１４の先端部は、レーザー光の照射幅の内側の下限の近くに位置している。このため、認識上限位置（Ｈ_４）と認識下限位置（Ｈ_１０）との中央の撮像位置（Ｈ_７）にリード部品１１０が位置している場合には、図１２に示すように、リード１１４の先端部は、レーザー光の照射幅の内側の略中央に位置する。これにより、リード１１４の先端部がレーザー光の照射幅の内側の略中央に位置する際の撮像位置（Ｈ_７）を、最適撮像位置として設定することが可能となる。

なお、最適撮像位置の設定を行う際の上方撮像位置および、下方撮像位置を設定するための設定距離は、レーザー光の照射幅に応じて任意に設定することが可能である。また、最適撮像位置の再設定を行う際の撮像ピッチも、任意の値に設定することが可能であるが、撮像回数，精度等を考慮して、０．１〜０．５ｍｍ程度に設定されることが好ましい。

また、上記説明では、認識上限位置と認識下限位置との間の全ての撮像位置において、リード１１４の先端部認識処理が適切に行われているが、認識上限位置と認識下限位置との間の少なくとも１つの撮像位置において、リード１１４の先端部認識処理を適切に行えない場合がある。なお、このような現象は、リード１１４等に付着した異物等によるレーザー光の反射等により生じる。

具体的には、例えば、図１８に示すように、撮像位置（Ｈ_１〜Ｈ_３、Ｈ_６、Ｈ_７、Ｈ_１１）での撮像データの各々では、リード１１４の先端部を認識不能であり、撮像位置（Ｈ_４、Ｈ_５、Ｈ_８〜Ｈ_１０）での撮像データの各々では、リード１１４の先端部を認識可能であると判断される場合がある。つまり、認識上限位置（Ｈ_４）と認識下限位置（Ｈ_１０）との間の撮像位置（Ｈ_６、Ｈ_７）において、リード１１４の先端部認識処理を適切に行えない場合がある。

このような場合には、認識上限位置（Ｈ_４）と認識下限位置（Ｈ_１０）との間に存在する先端部認識処理を行うことができない撮像位置（Ｈ_６、Ｈ_７）の下方の撮像位置（Ｈ_８）と、認識下限位置（Ｈ_１０）との間の中央の撮像位置（Ｈ_９）が、最適撮像位置として設定される。これにより、リード１１４の先端部が、レーザー光の照射幅の内側の下方に位置している際の画像データ、つまり、リード１１４の先端部を含む多くの部分にレーザー光が照射された状態で撮像された撮像データに基づいて、先端部認識処理を行うことが可能となり、適切にリード１１４の先端部の位置を認識することが可能となる。

なお、設定された最適撮像位置が、最適シャッタースピードを設定する際にリード１１４の撮像が行われた設定撮像位置と異なる場合がある。このような場合には、設定撮像位置で設定された最適シャッタースピードが、最適撮像位置での撮像時において、適していない虞がある。このため、設定された最適撮像位置が、最適シャッタースピードを設定する際にリード１１４の撮像が行われた設定撮像位置と異なる場合には、最適撮像位置において、再度、最適シャッタースピードが設定される。つまり、吸着ノズル６６により保持されたリード部品１１０が最適撮像位置に移動された状態において、撮像装置１００のシャッタースピードを変更して、リード１１４の先端が複数回撮像され、その撮像により作成された複数の撮像データに基づいて、最適シャッタースピードが再設定される。これにより、最適撮像位置におけるシャッタースピードの最適化を担保することが可能となる。なお、設定撮像位置における最適シャッタースピードの設定と、最適撮像位置における最適シャッタースピードの再設定とは同じ手法により行われるため、最適撮像位置における最適シャッタースピードの再設定の説明は省略する。

また、コントローラ８２のデータ解析領域９８は、図３に示すように、第1作成部１６０と第１判定部１６２と第1決定部１６４と第２作成部１６６と第２判定部１６８と第２決定部１７０とを有している。第1作成部１６０は、異なるシャッタースピード毎の撮像データを作成するための機能部である。第１判定部１６２は、異なるシャッタースピード毎の撮像データに基づいて、リード１１４の先端部の位置を認識できるか否かを判定するための機能部である。第1決定部１６４は、第１判定部１６２の判定結果に基づいて、最適シャッタースピードを決定するための機能部である。第２作成部１６６は、撮像位置毎の撮像データを作成するための機能部である。第２判定部１６８は、撮像位置毎の撮像データに基づいて、リード１１４の先端部の位置を認識できるか否かを判定するための機能部である。第２決定部１７０は、第２判定部１６８の判定結果に基づいて、最適撮像位置を決定するための機能部である。

＜第２実施例＞
第１実施例の部品実装機１０では、上方撮像位置から、下方に向かって、下方撮像位置まで間で、順番に複数の撮像位置が設定されているが、第２実施例の部品実装機１０では、設定撮像位置を中心として、設定撮像位置から順次離れた位置が、複数の撮像位置として設定されている。

具体的には、最適シャッタースピードを設定する際に用いられた設定撮像位置が、図１９に示すように、１回目の撮像位置（Ｈ_１）として設定される。そして、２回目の撮像位置（Ｈ_２）として、設定撮像位置から、下方に向かって、設定ピッチ（本実施例では、０．１ｍｍ）に相当する距離離れた撮像位置が設定される。次に、３回目の撮像位置（Ｈ_３）として、設定撮像位置から、上方に向かって、設定ピッチ（本実施例では、０．１ｍｍ）に相当する距離離れた撮像位置が設定される。さらに、４回目の撮像位置（Ｈ_４）として、設定撮像位置から、下方に向かって、設定ピッチの２倍に相当する距離離れた撮像位置が設定され、５回目の撮像位置（Ｈ_５）として、設定撮像位置から、上方に向かって、設定ピッチの２倍に相当する距離離れた撮像位置が設定される。つまり、２Ｎ（Ｎ：正の整数）回目の撮像位置（Ｈ_２Ｎ）として、設定撮像位置から、下方に向かって、（設定ピッチ×Ｎ）に相当する距離離れた撮像位置が設定され、（２Ｎ＋１）（Ｎ：正の整数）回目の撮像位置（Ｈ_２Ｎ＋１）として、設定撮像位置から、上方に向かって、（設定ピッチ×Ｎ）に相当する距離離れた撮像位置が設定される。なお、設定撮像位置から上方に向かって離れた上限の撮像位置、つまり、上方撮像位置は、第１実施例と同様に、設定撮像位置から上方に向かって設定距離（本実施例では、０．５ｍｍ）離れた位置である。また、設定撮像位置から下方に向かって離れた下限の撮像位置、つまり、下方撮像位置は、第１実施例と同様に、設定撮像位置から下方に向かって設定距離（本実施例では、０．５ｍｍ）離れた位置である。これにより、図１９に示す例では、１１か所の撮像位置（Ｈ_１〜Ｈ_１１）が設定される。

上述したように撮像位置が設定されると、撮像位置（Ｈ_１）にリード部品１１０が移動され、パーツカメラ２８により撮像される。そして、撮像により作成された撮像データに基づいて、リード１１４の先端部認識処理が行われる。この際、撮像データに基づいて、リード１１４の先端部の位置が認識された場合は、その認識処理で用いられた撮像データの撮像位置（Ｈ_１）が、最適撮像位置として設定される。一方、撮像データに基づいて、リード１１４の先端部の位置が認識されなかった場合は、次の撮像位置（Ｈ_２）にリード部品１１０が移動され、その位置での撮像データに基づいて、先端部認識処理が行われる。この際、撮像データに基づいて、リード１１４の先端部の位置が認識された場合は、その認識処理で用いられた撮像データの撮像位置（Ｈ_２）が、最適撮像位置として再設定される。一方、撮像データに基づいて、リード１１４の先端部の位置が認識されなかった場合は、次の撮像位置（Ｈ_３）にリード部品１１０が移動され、その位置での撮像データに基づいて、先端部認識処理が行われる。つまり、撮像データに基づいて、リード１１４の先端部の位置が認識されるまで、リード部品１１０は次の撮像位置に移動され、その位置での撮像データに基づいて、先端部認識処理が行われる。

具体的には、例えば、５か所の撮像位置（Ｈ_１〜Ｈ_５）の各々に、順番に従って、リード部品１１０が移動され、各撮像位置での撮像データに基づいて、リード１１４の先端部の位置が認識されなかった場合は、撮像位置（Ｈ_６）にリード部品１１０が移動され、その撮像位置での撮像データに基づいて先端部認識処理が行われる。この際、撮像位置（Ｈ_６）での撮像データに基づいて、リード１１４の先端部の位置が認識された場合は、その撮像位置（Ｈ_６）が最適撮像位置として再設定される。そして、撮像位置（Ｈ_７〜Ｈ_１１）での撮像は行われず、その撮像位置（Ｈ_７〜Ｈ_１１）の撮像データに基づく先端部認識処理も行われない。

このように、最適撮像位置を設定することで、リード１１４の先端部がレーザー光の照射幅の内側の中央の近くに位置する際の撮像位置を、最適撮像位置として設定することが可能となる。これにより、第１実施例と同様の効果を奏することが可能となる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、本発明が、リード部品１１０のリード１１４の先端部の位置の認識処理に適用されているが、リードを有さない電子回路部品の電極、例えば、バンプ等の位置の認識処理に、本発明を適用することが可能である。また、電子回路部品の電極に限らず、部品の突起部の先端部の位置の認識処理に、本発明を適用することが可能である。さらに言えば、部品の突起部に限らず、部品の特徴的な部分、例えば、突出していないが、電気的に接続可能な部分等、部品の特徴部の認識処理に、本発明を適用することが可能である。

また、上記第１実施例では、認識上限シャッタースピードと認識下限シャッタースピードとの平均値が、最適シャッタースピードに設定されているが、認識上限シャッタースピードと認識下限シャッタースピードとの間の任意のシャッタースピードを、最適シャッタースピードに設定することが可能である。

また、上記第１実施例では、異なるシャッタースピードの間隔が一定とされているが、異なるシャッタースピードの間隔をランダムにすることが可能である。つまり、例えば、最適シャッタースピードを設定する際に用いられるシャッタースピードを、５０ｍｓｅｃ、５５ｍｓｅｃ、６５ｍｓｅｃ、８０ｍｓｅｃ、９５ｍｓｅｃ、１０５ｍｓｅｃ、１１０ｍｓｅｃにすることが可能である。このように、シャッタースピードが速いほど、若しくは、遅いほど、シャッタースピードの間隔を小さくすることで、リード１１４の先端位置を認識不能なシャッタースピードを細かく確認することが可能となる。

また、上記第１実施例では、最適撮像位置が設定される際に、上方撮像位置から下方撮像位置に、リード部品１１０が移動されるが、下方撮像位置から上方撮像位置に、リード部品１１０が移動されてもよい。

また、上記第１実施例では、認識上限位置と認識下限位置との間の中央の位置が、最適撮像位置に設定されているが、認識上限位置と認識下限位置との間の任意の位置を、最適撮像位置に設定することが可能である。

また、上記第１実施例では、認識上限位置と認識下限位置との間の少なくとも１つの撮像位置において、リード１１４の先端部認識処理を適切に行えない場合には、認識上限位置と認識下限位置との間に存在する先端部認識処理を行うことができない撮像位置の下方の撮像位置と、認識下限位置との間の位置が、最適撮像位置として設定されるが、認識上限位置と認識下限位置との間に存在する先端部認識処理を行うことができない撮像位置の上方の撮像位置と、認識上限位置との間の位置を、最適撮像位置として設定してもよい。

また、本発明は、アキシャル部品だけでなく、ラジアル部品、バラ供給部品などに適用することが可能である。

２８：パーツカメラ（認識装置） ９８：データ解析領域（データ解析装置） １００：撮像装置 １０４：レーザー照明（光源） １１０：リード部品（部品） １１４：リード（特徴部）（突起部） １６０：第１作成部 １６２：第１判定部 １６４：第１決定部 １６６：第２作成部 １６８：第２判定部 １７０：第２決定部

Claims (7)

1. 基板に装着される部品の特徴部の位置を認識するための認識装置であって、
   当該認識装置が、
   部品の特徴部に光を照射する光源と、
   前記光源から部品の特徴部に光が照射された際に、その照射した光に基づいて、その部品の特徴部を撮像する撮像装置と、
   前記撮像装置により撮像された撮像データに基づいて、前記撮像装置により撮像された部品の特徴部の位置を認識するデータ解析装置と
   を備え、
   前記データ解析装置が、
   前記撮像装置の撮像対象の部品である対象部品を、予め設定された設定撮像位置に位置させた状態で、前記対象部品の特徴部を、前記撮像装置によって、異なるシャッタースピードで複数回撮像し、それら複数回の撮像に応じた複数の撮像データを作成する第１作成部と、
   前記第１作成部により作成された複数の撮像データの各々に基づいて、前記対象部品の特徴部の位置を認識可能であるか否かを判定する第１判定部と、
   前記第１判定部により前記対象部品の特徴部の位置を認識可能であると判定された撮像データに応じた撮像時のシャッタースピードのうちの、最も速いシャッタースピードである第１シャッタースピードと最も遅いシャッタースピードである第２シャッタースピードとの間のシャッタースピードを、最適シャッタースピードとして決定する第１決定部と
   を有することを特徴とする認識装置。
2. 前記第１決定部が、
   前記第１シャッタースピードと前記第２シャッタースピードとの平均値を、前記最適シャッタースピードとして決定することを特徴とする請求項１に記載の認識装置。
3. 前記設定撮像位置より上方の位置を上方設定位置と定義し、前記設定撮像位置より下方の位置を下方設定位置と定義した場合に、
   前記データ解析装置が、
   前記上方設定位置と前記下方設定位置との一方から他方に向かって、前記対象部品が移動する際に、予め設定されたピッチ毎に、前記対象部品の特徴部を、前記撮像装置により前記最適シャッタースピードで撮像し、ピッチ毎の撮像データを作成する第２作成部と、
   前記第２作成部により作成されたピッチ毎の撮像データの各々に基づいて、前記対象部品の特徴部の位置を認識可能であるか否かを判定する第２判定部と、
   前記第２判定部により前記対象部品の特徴部の位置を認識可能であると判定された撮像データに応じた撮像時の前記対象部品の位置である撮像位置のうちの、前記上方設定位置に最も近い位置である認識上限位置と前記下方設定位置に最も近い位置である認識下限位置との間の位置を、最適撮像位置として決定する第２決定部と
   を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の認識装置。
4. 前記第２決定部は、
   前記認識上限位置と前記認識下限位置との間の撮像位置での撮像データに、前記第２判定部により前記対象部品の特徴部の位置を認識不能であると判定された撮像データが存在する場合に、その撮像データに応じた撮像位置の下方の撮像位置と、前記認識下限位置との間の位置を、前記最適撮像位置として決定することを特徴とする請求項３に記載の認識装置。
5. 前記データ解析装置が、
   前記対象部品を所定の位置に位置させた状態で、前記対象部品の特徴部を前記撮像装置により前記最適シャッタースピードで撮像し、撮像データを作成する第２作成部と、
   前記第２作成部により作成された撮像データに基づいて、前記対象部品の特徴部の位置を認識可能であるか否かを判定する第２判定部と、
   前記第２判定部により前記対象部品の特徴部の位置を認識可能であると判定された場合に、その判定対象の撮像データに応じた撮像時の前記対象部品の位置である撮像位置を、最適撮像位置として決定する第２決定部と
   を有し、
   前記第２作成部は、
   当該第２作成部が作成した撮像データに基づいて前記第２判定部により前記対象部品の特徴部の位置を認識可能であると判定される迄、複数回撮像を行うものであり、１回目の撮像で、前記設定撮像位置に位置する前記対象部品の特徴部を撮像し、２Ｎ（Ｎ：正の整数）回目の撮像で、前記設定撮像位置から、上方と下方との一方に向かって、（設定距離×Ｎ）に相当する距離離れた位置に位置する前記対象部品の特徴部を撮像し、（２Ｎ＋１）（Ｎ：正の整数）回目の撮像で、前記設定撮像位置から、上方と下方との他方に向かって、（設定距離×Ｎ）に相当する距離離れた位置に位置する前記対象部品の特徴部を撮像し、撮像データを作成し、
   前記第２判定部は、
   前記第２作成部が撮像データを作成する毎に、前記第２作成部により作成された撮像データに基づいて、前記対象部品の特徴部の位置を認識可能であるか否かを判定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の認識装置。
6. 前記第１作成部は、
   前記第２決定部により決定された前記最適撮像位置が前記設定撮像位置と異なる場合に、前記対象部品を前記最適撮像位置に位置させた状態で、前記対象部品の特徴部を、前記撮像装置によって、異なるシャッタースピードで複数回撮像し、それら複数回の撮像に応じた複数の撮像データを作成し、
   前記第１判定部と前記第１決定部とによって、前記対象部品の特徴部の位置を認識可能であるか否かの判定と、前記最適シャッタースピードの決定とを再度、実行することを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか１つに記載の認識装置。
7. 部品の特徴部は、部品の突起部である請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の認識装置。

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