JP6795512B2

JP6795512B2 - 部品実装機

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Inventors: 石川　信幸; 信幸石川
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Description

本発明は、画像処理装置および部品実装機に関する。

従来より、複数のリード（着目箇所）を有する部品に光源からの光を照射しながら画像を撮像し、撮像画像を二値化処理して各リードの位置を検出し、検出したリードの位置に基づいて部品の実装位置や向きを補正して基板に実装する部品実装機が提案されている。例えば、特許文献１の部品実装機は、部品を保持するロボットハンドに、部品のリードと同等の材料で形成された基準ピンを設けておき、部品撮像前に基準ピンを撮像する。そして、基準ピンの撮像画像に基づいて、部品の撮像画像を二値化処理する際の閾値を設定する。これにより、光源の劣化の影響を排除して、適切な閾値を設定できるとしている。

特開平０８−３３０７９７号公報

しかしながら、上述した部品実装機では、部品に照射される光の照射ムラや照射された光の反射ムラについては考慮されていない。ここで、部品のサイズや形状、素材などによっては、光源からの光の照射具合や照射された光の反射具合に部分的な差が生じて、光の照射ムラや反射ムラが発生する場合がある。その場合、一の部品の撮像画像において、明るさの傾向が大きく異なる部分が混在するため、基準ピンの撮像画像から設定した閾値を画像全体に一律に用いて二値化処理しても、適切に処理できないことがある。

本発明は、部品の着目箇所を検出する際の画像処理を、より適切に行うことを主目的とする。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の画像処理装置は、
部品を基板に実装する部品実装機において実装前に撮像された前記部品の撮像画像を処理する画像処理装置であって、
一の前記部品における複数の着目箇所を一ずつ含む複数の領域に関する領域情報を記憶する記憶部と、
前記領域情報に対応する複数の部分領域画像を前記撮像画像から抽出する抽出部と、
前記抽出された複数の部分領域画像のそれぞれについて、該部分領域画像に含まれる画素の階調値を取得する取得部と、
前記部品が撮像される度に、前記取得された画素の階調値に基づいて前記部分領域画像に含まれる前記着目箇所の境界を判別するための閾値を、前記部分領域画像毎に設定する設定部と、
を備えることを要旨とする。

本発明の画像処理装置では、一の部品における複数の着目箇所を一ずつ含む複数の領域に関する領域情報を記憶しておき、部品が撮像される度に、領域情報に対応する複数の部分領域画像から取得された各画素の階調値に基づいて、その部分領域画像に含まれる着目箇所の境界を判別するための閾値を、部分領域画像毎に設定する。このため、着目箇所毎に適切な閾値を用いて画像処理することができる。また、部品が撮像される度に閾値を設定するから、撮像画像毎に最適な閾値を用いることができる。したがって、部品の着目箇所を検出する際の画像処理を、より適切に行うことができる。

また、本発明の画像処理装置では、前記部品は、前記基板に設けられた複数の挿入孔にそれぞれ挿入される複数のリードを有し、前記複数の着目箇所は、前記複数のリードのそれぞれの存在箇所であり、前記記憶部は、前記領域情報として、各リードの存在箇所を一ずつ含む複数の領域に関する情報を記憶するものとしてもよい。こうすれば、リードの位置を検出する際の画像処理をより適切に行って、リードの位置を検出する精度を向上させることができる。

また、本発明の画像処理装置では、前記複数の部分領域画像のそれぞれについて、前記設定部が設定した閾値を用いて該部分領域画像に含まれる各画素の階調値を二値化する二値化処理部を備えるものとしてもよい。こうすれば、二値化により部品の着目箇所の境界（エッジ）を判別する処理を精度よく行うことができる。

本発明の部品実装機は、
上述した本発明の画像処理装置を備える部品実装機であって、
部品を供給する供給装置と、
前記供給装置により供給された前記部品を保持具によって保持し、該保持した部品を前記基板に実装する実装装置と、
前記部品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画像が前記画像処理装置により処理されると、該処理結果に基づいて前記保持具に保持される前記部品の位置を取得し、該取得した位置に基づいて前記部品が前記基板に実装されるよう前記実装装置を制御する制御装置と、
を備えることを要旨とする。

本発明の部品実装機は、上述した本発明の画像処理装置を備えるから、画像処理装置が奏する効果と同様の効果を奏するものとなる。このため、部品の着目箇所を検出する際の画像処理をより適切に行って、部品の実装精度の向上に繋げることができる。なお、撮像装置は、部品が保持具に保持されている状態で部品を撮像してもよいし、部品が保持具に保持されていない状態で部品を撮像してもよい。

また、本発明の部品実装機では、前記供給装置は前記部品として前記基板に設けられた複数の挿入孔にそれぞれ挿入される複数のリードを有する部品を供給し、前記複数のリードのうち少なくとも一のリードを部分的に切断する切断装置を備え、前記画像処理装置として前記記憶部が前記複数のリードの存在箇所を一ずつ含む複数の領域に関する領域情報を記憶する装置を備え、前記撮像装置は前記切断装置により少なくとも一のリードが部分的に切断された状態で前記保持具に保持されている前記部品を撮像し、前記制御装置は前記画像処理装置による処理結果に基づいて前記保持具に保持されている前記部品の前記複数のリードの位置を取得し該取得した位置に基づいて前記リードが前記挿入孔に挿入されるよう前記実装装置を制御するものとすることもできる。こうすれば、リードの位置を検出する際の画像処理をより適切に行って、リードの位置を検出する精度を向上させることができる。また、取得したリードの位置に基づいて基板の挿入孔にリードを精度よく挿入することができるから、実装精度を向上させることもできる。

部品実装機１０の構成の概略を示す構成図。部品実装機１０の制御に関する構成を示すブロック図。パーツカメラ３０の構成の概略を示す構成図。部品実装処理の一例を示すフローチャート。画像処理の一例を示すフローチャート。部分領域画像の一例を示す説明図。部分領域画像毎に二値化閾値が設定される様子の一例を示す説明図。比較例の対象画像から二値化閾値が設定される様子の一例を示す説明図。変形例の部品Ｐの斜視図。変形例の部品Ｐにおいて複数の着目箇所の境界を判別する様子の説明図。

図１は部品実装機１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は部品実装機１０の制御に関する構成を示すブロック図である。なお、図１の左右方向がＸ軸方向であり、前後方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。

部品実装機１０は、図１に示すように、部品Ｐを供給する部品供給装置１２と、平板状の基板Ｓを搬送する基板搬送装置１６と、搬送された基板Ｓを保持する基板保持装置１８と、部品Ｐを把持する部品チャック装置２２が取り付けられたヘッド２０と、ヘッド２０をＸＹ方向に移動させる移動機構２４とを備える。また、部品実装機１０は、基板Ｓに付されたマークを撮像するマークカメラ２６と、部品チャック装置２２に把持された部品Ｐを撮像するパーツカメラ３０と、各種画像の画像処理を行う画像処理装置４０（図２参照）と、部品実装機１０の全体を制御する制御装置５０（図２参照）とを備える。部品チャック装置２２は、開閉可能なチャック爪を用いて部品Ｐを把持するものであり、ヘッド２０に着脱可能に取り付けられる。ヘッド２０は、部品チャック装置２２以外に、ノズルにより部品Ｐを吸着する部品吸着装置が取り付け可能である。

部品供給装置１２は、リード付きの部品Ｐ（図１に示すラジアル部品や図示しないアキシャル部品など）が貼り付けられたテープを送り出すことで部品Ｐを供給するテープフィーダ１３などを備える。テープフィーダ１３は、部品ＰのリードＬを所定長さに切断するリードカッタ１４やアキシャル部品のリードＬを下向きに折り曲げる図示しない曲げ機構などを備える。リードカッタ１４は、図１中の拡大図に示すように、固定刃１４ａと、図示しないエアシリンダの駆動により作動可能な可動刃１４ｂとが対向して配置されている。そして、リードカッタ１４は、例えばラジアル部品のリードＬを挟んだ状態で、可動刃１４ｂの先端が固定刃１４ａに重なる位置まで進出することにより、リードＬを剪断する。部品Ｐは基板Ｓに装着される際に、基板Ｓに形成された挿入孔にリードＬが挿入される。なお、挿入孔に挿入されたリードＬは、基板Ｓの下面側から図示しないリード加工装置により曲げなどの加工が行われる。

ヘッド２０は、図示しない昇降機構および回転機構を備え、取り付けられた部品チャック装置２２や部品吸着装置をＺ軸方向に昇降させたり、軸回りに回転（自転）させたりする。ヘッド２０内には、図示しない真空ポンプなどの負圧源に接続されたエア流路が設けられている。ヘッド２０は、負圧源からのエア流路を介して負圧を供給することで、部品チャック装置２２に部品Ｐを把持させたり、部品吸着装置に部品Ｐを吸着させたりする。

パーツカメラ３０は、部品チャック装置２２に把持された部品Ｐがパーツカメラ３０の上方を通過する際に部品Ｐを下方から撮像し、得られた撮像画像を画像処理装置４０へ出力する。図３はパーツカメラ３０の構成の概略を示す構成図である。パーツカメラ３０は、図３に示すように、例えばＣＣＤなど複数の受光素子が二次元配列された矩形状の撮像領域をもつ撮像素子３２と、撮像素子３２の上方に設けられたレンズ３４と、部品Ｐを撮像する際にリードＬの側方から光を照射する照明装置３６とを備える。照明装置３６がリードＬの側方から光を照射することで、リードＬの下方から光を照射するものに比べて、部品Ｐの下面（撮像画像の背景部分）とリードＬの先端面とにおける照射光の反射具合を適度なものとし、画像処理装置４０が撮像画像内のリードＬの境界（エッジ）を検出し易いものとしている。ここで、前述したように、リードＬはリードカッタ１４により剪断されるから、固定刃１４ａや可動刃１４ｂの摩耗状態や部品Ｐの姿勢（傾き具合）などによって、リードＬの先端部（切断部）の形状や撮像される面の角度が部品Ｐ毎に異なるものとなる。このため、部品Ｐ毎（リードＬ毎）に光の反射具合が異なって撮像画像における明るさが部分的に変化することがある。

制御装置５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよびＨＤＤなどにより構成され装置全体の制御を司る。制御装置５０は、図２に示すように、部品供給装置１２や基板搬送装置１６、基板保持装置１８などの各装置への駆動信号、ヘッド２０（部品チャック装置２２）への駆動信号、移動機構２４への駆動信号、マークカメラ２６やパーツカメラ３０への駆動信号などを出力する。また、制御装置５０は、画像処理装置４０と通信可能に接続されており、画像処理装置４０に画像処理の実行に関する情報を出力したり、画像処理装置４０から画像処理の結果に関する情報を入力したりする。

画像処理装置４０は、ＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲＡＭなどにより構成され、マークカメラ２６やパーツカメラ３０により撮像された撮像画像を入力して画像処理を行う。画像処理装置４０は、ＲＯＭなどの記憶部４２に画像処理プログラムや各種情報を記憶している。記憶部４２は、リード付きの部品Ｐに関する部品情報を記憶している。その部品情報は、部品Ｐの種類を表す部品種と、部品Ｐが有するリードＬの数と、各リードＬが存在する位置を含むリード存在領域を特定可能な情報などを含む。リード存在領域は、撮像画像においてリードＬの先端位置を含む矩形状の領域であり、左上隅と右下隅の位置座標が定められた領域である。その位置座標は、撮像画像の中心（パーツカメラ３０で撮像される部品Ｐの中心）の位置を基準とするＸＹ座標で表される。例えば、部品種「ＰＡ０１」の２本のリードのうち、左側のリードＬ（Ｌ）のリード存在領域は、左上隅の位置座標（ＸＬ１ｓ，ＹＬ１ｓ）と右下隅の位置座標（ＸＬ１ｅ，ＹＬ１ｅ）とが定められている。

以下は、こうして構成された部品実装機１０の実装動作の説明である。図４は部品実装処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、制御装置５０により実行される。

部品実装処理が実行されると、制御装置５０は、まず、部品供給装置１２から供給された部品Ｐを部品チャック装置２２に把持させる（Ｓ１００）。制御装置５０は、Ｓ１００で、部品Ｐを送り出すよう部品供給装置１２を制御し、部品供給位置上にヘッド２０が移動するよう移動機構２４を制御し、部品チャック装置２２が部品Ｐを把持可能な高さ位置および向きとなるようヘッド２０を制御し、負圧源からの負圧を供給して部品チャック装置２２に把持動作をさせる。続いて、制御装置５０は、部品チャック装置２２が把持した部品Ｐがパーツカメラ３０の上方を経由して基板Ｓ上へ移動するよう移動機構２４を制御し（Ｓ１１０）、部品Ｐがパーツカメラ３０上にあるときに部品Ｐを撮像するようパーツカメラ３０を制御する（Ｓ１２０）。なお、制御装置５０は、画像処理装置４０に対し画像処理の実行指示も行う。次に、制御装置５０は、Ｓ１２０の撮像で得られた撮像画像に対し画像処理装置４０により行われる画像処理の結果を取得する（Ｓ１３０）。画像処理の詳細は後述するが、画像処理装置４０は撮像画像からリードＬの位置（先端位置）を検出する処理を行うため、制御装置５０はＳ１３０でリードＬの位置を取得する。

そして、制御装置５０は、取得したリードＬの位置に基づいて部品Ｐの実装位置に関する補正値を設定し（Ｓ１４０）、その補正値を反映させた基板Ｓ上の位置に部品Ｐを実装して（Ｓ１５０）、部品実装処理を終了する。ここで、部品チャック装置２２が把持している部品Ｐは、正常な状態から傾いたり位置ずれしたりして姿勢不良となっている場合がある。このため、制御装置５０は、部品Ｐが姿勢不良となっていてもリードＬを挿入孔に正しく挿入できるように、Ｓ１４０でリードＬの位置（先端位置）に基づいてＸＹ方向の実装位置や軸回りの実装向きの補正値を設定する。また、制御装置５０は、Ｓ１５０で、部品チャック装置２２が把持している部品ＰのリードＬの先端が基板Ｓの挿入孔の真上に来るよう移動機構２４およびヘッド２０を制御し、リードＬが挿入孔に挿入されるまで部品チャック装置２２が下降するようヘッド２０を制御してから、負圧源からの負圧の供給を解除して部品チャック装置２２に把持解除動作をさせることにより部品Ｐを実装する。

次に、画像処理装置４０が実行する画像処理について説明する。図５は、画像処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、制御装置５０からの画像処理の実行指示が入力された後、撮像画像が入力されたときに実行される。なお、画像処理の実行指示は、処理対象の部品種を含む。また、撮像画像は、各画素の階調値が８ビットのグレースケール画像として入力される。

画像処理が実行されると、画像処理装置４０は、まず、今回の処理対象の部品種が前回の処理対象から変更されたか否かを判定する（Ｓ２００）。画像処理装置４０は、部品種が変更されたと判定すると、記憶部４２に記憶している部品情報から該当する部品種のリード存在領域の情報を読み出す（Ｓ２１０）。そして、画像処理装置４０は、読み出したリード存在領域の情報に対応する部分領域画像の範囲を設定する（Ｓ２２０）。画像処理装置４０は、例えば、リード存在領域として２つの領域の情報が記憶されている場合、２つのリード存在領域の情報を読み出して各リード存在領域に対応する２つの部分領域画像の範囲を設定する。一方、画像処理装置４０は、部品種が変更されてないと判定すると、Ｓ２１０，Ｓ２２０の処理をスキップする。

図６は部分領域画像の一例を示す説明図である。図６は部品種ＰＡ０１の部品Ｐの撮像画像内に設定される部分領域画像を例示する。部品種ＰＡ０１の部品Ｐは、図２の部品情報に示すように左右２つのリードＬを備える。画像処理装置４０は、図示するように、左側のリードＬ（Ｌ）のリード存在領域である左上隅の位置座標（ＸＬ１ｓ，ＹＬ１ｓ）と右下隅の位置座標（ＸＬ１ｅ，ＹＬ１ｅ）とに基づいてリードＬ（Ｌ）を含む部分領域画像Ａを設定する。また、画像処理装置４０は、右側のリードＬ（Ｒ）のリード存在領域である左上隅の位置座標（ＸＲ１ｓ，ＹＲ１ｓ）と右下隅の位置座標（ＸＲ１ｅ，ＹＲ１ｅ）とに基づいて右側のリードＬ（Ｒ）を含む部分領域画像Ｂを設定する。このように、部分領域画像は、各リードＬの存在領域に対応する領域として一の撮像画像内に複数設定される。なお、リード存在領域は、リードＬに位置ずれなどが生じていても、リードＬが含まれる（リードＬの撮像画像を取得できる）領域として定められている。また、画像処理装置４０がリードＬの存在領域の座標をそのまま用いて部分領域画像を設定するものに限られず、座標変換処理を行って部分領域画像を設定するものとしてもよい。

次に、画像処理装置４０は、Ｓ２２０で設定した部分領域画像（画像を構成する各画素）を撮像画像から抽出し（Ｓ２３０）、処理対象の一の部分領域画像の各画素の階調値を取得して（Ｓ２４０）、各画素の階調値に基づいて部分領域画像内でリードＬの境界（エッジ）を検出するための二値化閾値を設定する（Ｓ２５０）。二値化閾値は、各画素の階調値の分布（ヒストグラム）などに基づいて、Ｐ−タイル法やモード法、判別分析法などの公知の手法を用いて処理対象の部分領域画像に適した値に設定することができる。

二値化閾値を設定すると、画像処理装置４０は、その二値化閾値を用いて部分領域画像の各画素を二値化する二値化処理を行う（Ｓ２６０）。続いて、画像処理装置４０は、二値化画像からリードＬのエッジ（リードＬと背景部分との境界）を検出し（Ｓ２７０）、検出したエッジに基づいてリード位置を取得する（Ｓ２８０）。そして、画像処理装置４０は、未処理の部分領域画像があるか否かを判定し（Ｓ２９０）、未処理の部分領域画像があると判定すると、Ｓ２４０に戻り、未処理の部分領域画像を対象としてＳ２４０〜Ｓ２８０の処理を行う。一方、画像処理装置４０は、未処理の部分領域画像がないと判定すると画像処理を終了する。このように、本実施形態では、部分領域画像毎に二値化閾値を設定し二値化処理を行ってリードＬのエッジを検出するのである。

図７は部分領域画像毎に二値化閾値が設定される様子の一例を示す説明図である。ここで、リードＬは部品Ｐのボディ部に比べて照射光を反射し易いものとなっている。このため、部品Ｐを撮像して得られる撮像画像（部分領域画像）は、リードＬの部分が白く写り、それ以外の背景部分（部品Ｐのボディ部）が黒く写った画像となる。したがって、通常はリードＬの部分の画素が背景部分の画素に比べて明るさの高い階調値となる。このため、一の部分領域画像における各画素の階調値のヒストグラムは、部分領域画像Ａのヒストグラムで例示するように、通常は明暗の差がはっきりと分かれたものとなる。一方で、前述したように、部品Ｐ毎（リードＬ毎）に光の反射具合が異なって撮像画像における明るさが変化することがある。このため、撮像画像が全体的に暗くなったり明るくなったり、また、リードＬと背景部分との明暗の差がはっきりと表れなかったりすることがある。例えば、部分領域画像Ｂのヒストグラムで例示するように、各画素の階調値が小さくなる側に偏って明暗の差がはっきりと表れないことがある。このように、各リードＬの存在箇所において各画素の階調値の傾向が大きく異なる場合がある。本実施形態では、部分領域画像毎に二値化閾値を設定するから、各部分領域画像の各画素の階調値の傾向に応じて適切な二値化閾値を設定することができる。このため、各部分領域画像における二値化処理を適切に行って、リードＬのエッジを精度よく検出することが可能となる。

一方、図８は比較例の対象画像から二値化閾値が設定される様子の一例を示す説明図である。図８は、部分領域画像Ａ，Ｂを含む一の矩形状の領域を処理の対象画像として一の二値化閾値を設定する例を示す。この場合、画像処理装置は、図７に示した部分領域画像Ａ，Ｂのヒストグラムを足し合わせたようなヒストグラムを作成し、それに基づいて閾値を設定する。撮像画像内のリードＬ（Ｌ），（Ｒ）の明るさが大きく異なる場合、その閾値が少なくともいずれかのリードＬに対して適切な閾値とならないことがある。例えば、図７のヒストグラムを考慮すると、少なくともリードＬ（Ｒ）に対して適切な閾値とならないものといえる。このため、画像処理装置４０が撮像画像（撮像画像の一部の対象画像）から一の閾値を設定して二値化処理を行う場合、適切な二値化処理が行われず複数のリードＬのエッジを適切に検出できないことがある。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の部品実装機１０が本発明の部品実装機に相当し、画像処理装置４０が画像処理装置に相当する。また、記憶部４２が記憶部に相当し、図５の画像処理のＳ２３０を実行する画像処理装置４０が抽出部に相当し、画像処理のＳ２４０を実行する画像処理装置４０が取得部に相当し、画像処理のＳ２５０を実行する画像処理装置４０が設定部に相当する。また、画像処理のＳ２６０を実行する画像処理装置４０が二値化処理部に相当する。また、部品供給装置１２（テープフィーダ１３）が供給装置に相当し、部品チャック装置２２が取り付けられるヘッド２０と移動機構２４とが実装装置に相当し、パーツカメラ３０が撮像装置に相当し、図４の部品実装処理のＳ１３０〜Ｓ１５０を実行する制御装置５０が制御装置に相当する。また、リードカッタ１４が切断装置に相当する。

以上説明した画像処理装置４０は、一の部品Ｐにおける複数のリードＬの存在箇所を一ずつ含む複数のリード存在領域に関する情報を記憶部４２に記憶している。そして、画像処理装置４０は、部品Ｐが撮像される度に、リード存在領域に対応する複数の部分領域画像から取得された各画素の階調値に基づいて部分領域画像毎に閾値を設定する。このため、画像処理装置４０は、リードＬの存在箇所毎に適切な閾値を用いて画像処理することができ、また、撮像画像毎に最適な閾値を用いることができる。したがって、画像処理装置４０は、リードＬの存在箇所を検出する際の画像処理をより適切に行って、リードＬの位置を精度よく検出することができる。

また、画像処理装置４０は、部分領域画像毎に設定した閾値を用いて各部分領域画像に含まれる各画素の階調値を二値化するから、二値化処理の精度を向上させることができる。部品実装機１０は、画像処理装置４０を備えるから、画像処理装置４０が有する効果を奏するものとなる。また、部品実装機１０は、画像処理装置４０がリードＬの位置を精度よく検出するから、部品ＰのリードＬを基板Ｓの挿入孔にスムーズに挿入して、部品Ｐの実装精度を向上させることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、画像処理装置４０がラジアル部品の撮像画像を画像処理したが、これに限られず、アキシャル部品の撮像画像を画像処理してもよい。なお、アキシャル部品のリードＬは、リードカッタ１４で切断された後に先端が下向きになるよう折り曲げられる。このため、記憶部４２は、リード存在領域の情報として、少なくともリードＬの先端位置を含む情報を記憶すればよい。

上述した実施形態では、画像処理装置４０がパーツカメラ３０により部品Ｐの下方から撮像された撮像画像を画像処理したが、これに限られず、マークカメラ２６により部品Ｐの上方から撮像された撮像画像を画像処理してもよい。この場合、部品Ｐの供給位置にある部品Ｐを撮像してもよいし、供給位置とは別の位置にある部品Ｐを撮像してもよい。

上述した実施形態では、画像処理装置４０がリードＬの位置を検出する際の二値化処理用の閾値を設定したが、これに限られず、画像処理装置４０が部品Ｐの複数の着目箇所の境界（背景部分との境界）を判別するための閾値を設定するものであればよい。この閾値は、例えば、部品Ｐと背景部分との境界を判別する閾値としたり、異なる部材で形成された部品Ｐにおいて部材同士の境界を判別する閾値としたりすることができる。

このように、一の部品Ｐにおける複数の着目箇所の境界を判別するための画像処理に本発明を適用することができる。以下は、変形例の画像処理の説明である。図９は変形例の部品Ｐの斜視図である。変形例の部品Ｐは、セラミックス素材で形成されＬＥＤを内蔵したボディ部Ｐｂと、ＬＥＤを覆う透明の樹脂素材で形成されたカバー部Ｐｃとを備えるＬＥＤチップ部品である。この変形例では、部品供給装置１２が、部品Ｐをトレーなどに載せた状態で供給し、ヘッド２０が部品Ｐを部品チャック装置２２によって保持して基板Ｓに実装する。また、マークカメラ２６が部品Ｐの上面を撮像し、その撮像画像を画像処理装置４０が画像処理する。なお、部品実装機２０が図示しない仮置き台を備えるものとし、部品チャック装置２２が部品供給位置で保持した部品Ｐを仮置き台に一旦置いた状態で、マークカメラ２６が部品Ｐの上面を撮像するものなどとしてもよい。

この変形例では、カバー部Ｐｃおよびボディ部Ｐｂの境界（異なる素材の境界）となる箇所と、ボディ部Ｐｂおよび背景部分の境界となる箇所とを着目箇所とする。このため、記憶部４２は、各着目箇所を一ずつ含む領域Ａ１，Ａ２（図９参照）に関する領域情報を記憶する。また、画像処理装置４０は、部品Ｐの撮像画像から領域Ａ１，Ａ２に対応する部分領域画像を抽出する。そして、画像処理装置４０は、領域Ａ１に対応する部分領域画像の各画素の階調値に基づいて、カバー部Ｐｃとボディ部Ｐｂの境界を二値化処理により判別するための閾値を設定し、領域Ａ２に対応する部分領域画像の各画素の階調値に基づいて、ボディ部Ｐｂと背景部分の境界を二値化処理により判別するための閾値を設定する。この変形例でも、画像処理装置４０は着目箇所をそれぞれ含む部分領域画像毎に閾値を設定するから、上述した実施例と同様に適切な閾値を用いて画像処理することができる。

また、画像処理装置４０が二値化処理を行うものに限られず、着目箇所の境界を判別するための次のような処理を行うものとしてもよい。図１０は変形例の部品Ｐにおいて複数の着目箇所の境界を判別する様子の説明図であり、カバー部Ｐｃを着目箇所として、複数箇所（例えば４箇所）で境界を判別するものを例示する。図１０の画像処理では、画像処理装置４０は、カバー部Ｐｃの外縁を挟んで所定距離ずつ離れた２つの判定点を一組とする複数組（Ｔ，Ｕ，Ｖ，Ｗの４組）の画素の階調値を用いて境界を判別する。各組の判定点は、カバー部Ｐｃの外縁よりも内側（カバー部Ｐｃ上）の点（例えばＴｉｎ）と、カバー部Ｐｃの外縁よりも外側（ボディ部Ｐｂ上）の点（例えばＴｏｕｔ）とからなる。また、記憶部４２は、各組の２つの判定点をそれぞれ含む複数（４つ）の領域（線分）に関する領域情報を記憶する。画像処理装置４０は、部品Ｐの撮像画像から各領域にそれぞれ対応する４つの部分領域画像を抽出し、各部分領域画像に含まれる２つの判定点における各画素の階調値の差分ΔＧを算出する。また、画像処理装置４０は、部分領域画像毎に差分ΔＧの閾値を設定し、差分ΔＧと閾値とを比較して着目箇所の境界（境界の有無）を判別する。図１０は、判定点Ｕｉｎ，Ｕｏｕｔと、判定点Ｖｉｎ，Ｖｏｕｔとにおける、画素の階調値とその差分を例示している。

ここで、変形例の部品Ｐにおいても、表面状態（汚れや疵など）や姿勢不良、光の反射具合などによって、撮像画像が部分的に暗くなったり明るくなったりし、また、カバー部Ｐｃとボディ部Ｐｂとの明暗の差がはっきりと表れなかったりすることがある。図１０では、判定点Ｖｉｎの階調値が所定値Ｇｒｅｆを超えるために判定点Ｖを有する部分領域画像は明るさが正常であり、判定点Ｕｉｎの階調値が所定値Ｇｒｅｆを超えないために判定点Ｕを有する部分領域画像は明るさが正常でないものとする。画像処理装置４０は、内側の判定点の階調値が所定値Ｇｒｅｆを超える場合に閾値Ｇ１を設定し、所定値Ｇｒｅｆを超えない場合に閾値Ｇ１よりも小さな閾値Ｇ２を設定する。そして、画像処理装置４０は、階調値の差分ΔＧが閾値を超えれば、両判定点の間にカバー部Ｐｃの境界（ボディ部Ｐｂとの境界）があると判定し、階調値の差分ΔＧが閾値を超えなければ、両判定点の間にカバー部Ｐｃの境界がない（部品Ｐに位置ズレなどが生じている）と判定する。図１０では、画像処理装置４０は、判定点Ｖｉｎと判定点Ｖｏｕｔの差分ΔＧｖが閾値Ｇ１を超えるため、両判定点の間にカバー部Ｐｃの境界があると判定する。また、画像処理装置４０は、判定点Ｕｉｎと判定点Ｕｏｕｔの差分ΔＧｕが閾値Ｇ２を超えるため、両判定点の間にカバー部Ｐｃの境界があると判定する。判定点Ｔ，Ｗの各部分領域画像においても同様の処理が行われる。このように、この変形例でも部分領域画像毎に閾値を設定するから、着目箇所の境界を適切に判別することができる。

上述した実施形態では、画像処理装置４０が部品実装機１０に含まれるものとしたが、これに限られず、画像処理装置４０が部品実装機１０に含まれないものとしてもよい。例えば、部品実装機１０を管理する管理装置が画像処理装置の機能を有してもよい。

本発明は、基板に実装される部品の画像を処理する画像処理装置やその画像処理装置を備える部品実装機の製造産業に利用可能である。

１０部品実装機、１２部品供給装置、１３テープフィーダ、１４リードカッタ、１４ａ固定刃、１４ｂ可動刃、１６基板搬送装置、１８基板保持装置、２０ヘッド、２２部品チャック装置、２４移動機構、２６マークカメラ、３０パーツカメラ、３２撮像素子、３４レンズ、３６照明装置、４０画像処理装置、４２記憶部、５０制御装置、Ａ１，Ａ２領域、Ｌリード、Ｐ部品、Ｐｂボディ部、Ｐｃカバー部、Ｓ基板。

Claims

複数のリードを有するラジアル部品を基板に実装する部品実装機であって、
前記ラジアル部品を前記複数のリードを下方に向けた状態で保持する保持具と、
前記保持具により保持された前記ラジアル部品の前記複数のリードの側方から光を照射する照明装置を備え、前記照明装置により前記複数のリードを照射された前記ラジアル部品を下方から撮像する撮像装置と、
前記ラジアル部品を前記基板に実装する前に前記撮像装置により撮像された前記ラジアル部品の撮像画像を処理する画像処理装置であって、一の前記部品における前記複数のリードの存在箇所を一ずつ含む複数の領域に関する領域情報を記憶する記憶部と、前記領域情報に対応する複数の部分領域画像を前記撮像画像から抽出する抽出部と、前記抽出された複数の部分領域画像のそれぞれについて、該部分領域画像に含まれる画素の階調値を取得する取得部と、前記ラジアル部品が前記撮像装置により撮像される度に、前記取得された画素の階調値に基づいて前記部分領域画像に含まれる前記複数のリードのそれぞれの存在箇所の境界を判別するための閾値を、前記部分領域画像毎に設定する設定部と、前記複数の部分領域画像のそれぞれについて、前記設定部が設定した閾値を用いて該部分領域画像に含まれる各画素の階調値を二値化する二値化処理部と、を備える画像処理装置と、
前記ラジアル部品を供給する供給装置と、
前記供給装置により供給された前記ラジアル部品を前記保持具によって保持し、該保持したラジアル部品を前記基板に実装する実装装置と、
前記撮像装置により撮像された撮像画像が前記画像処理装置により処理されると、該処理結果に基づいて前記保持具に保持される前記ラジアル部品の位置を取得し、該取得した位置に基づいて前記ラジアル部品が前記基板に実装されるよう前記実装装置を制御する制御装置と、
前記複数のリードのうち少なくとも一のリードを部分的に切断する切断装置と、
を備え、
前記撮像装置は、前記切断装置により少なくとも一のリードが部分的に切断された状態で、前記保持具に保持されている前記ラジアル部品を撮像し、
前記制御装置は、前記画像処理装置による処理結果に基づいて、前記保持具に保持されている前記ラジアル部品の前記複数のリードの位置を取得し、該取得した位置に基づいて前記リードが前記基板に形成された挿入孔に挿入されるよう前記実装装置を制御する
部品実装機。