JP7033845B2 - 認識装置及び部品実装機 - Google Patents

Description

本開示は、基板に装着される部品の方向性を認識するための認識装置に関するものである。

従来より、基板に装着される部品の方向性を認識するための認識装置に関し、種々の技術が提案されている。例えば、下記特許文献１には、電子部品の保持状態を撮像し、前記保持状態の撮像結果に基づいて基板に実装する電子部品実装装置または方法が記載されている。電子部品実装装置または電子部品実装方法では、前記電子部品は極性判定マークがなく、Ｎを１以上の整数とし、（３６０／Ｎ）度で規定される回転認識処理角度の範囲内に実装部を含めた形状が同一となる状態が一つしかない非回転対称部品であって、電子部品の保持状態の撮像結果から前記電子部品の部品認識像を得、前記電子部品の前記形状のあるべき状態を示す基準像、前記部品認識像のうち少なくとも一方を回転させて、前記回転認識処理角度の範囲内に両者が一致する角度が存在するかの回転認識処理し、正規の電子部品かを判定する。

特開２０１３－２６３８５号公報

上記特許文献１に記載の技術によれば、ある程度、保持状態にある電子部品の向きを判定することが可能となる。しかしながら、更に好適に、保持状態にある電子部品の向きを判定することが望まれている。

そこで、本開示は、上述した点を鑑みてなされたものであり、基板に装着されるためにピックアップされた部品の方向性が異なっていても部品の方向性の認識が可能な認識装置を提供することを課題とする。

本明細書は、基板に装着されるためにピックアップされた部品の特徴部の配置パターンを撮像データとして取得する撮像装置と、部品を基準方向に配置した場合の特徴部の標準パターンが被照合データとして記憶された記憶装置と、撮像装置により取得された撮像データに基づいて、該撮像データの撮像対象である部品の方向性を認識するデータ解析装置とを備え、データ解析装置は、記憶装置に記憶された被照合データを撮像データと比較照合することにより、部品の方向性を認識する第１認識部と、第１認識部による認識に失敗した場合に、記憶装置に記憶された被照合データを標準パターンに対して複数の所定回転角度で回転した複数の回転データを作成する第１データ作成部と、第１データ作成部で作成された複数の回転データを撮像データと比較照合することにより、部品の方向性を認識する第２認識部とを備え、第１認識部と第２認識部とが同一又は異なる認識部で構成される認識装置であって、撮像装置は、部品の特徴部が複数の所定回転角度のうち少なくとも一つの所定回転角度での回転の前後で同一の位置に認識される場合に、特徴部に加えて、少なくとも一つの所定回転角度での前後で撮像の位置が変化する認識可能なマークを含む配置パターンを撮像データとして取得する認識装置を、開示する。

本開示によれば、基板に装着されるためにピックアップされた部品の方向性が異なっていても部品の方向性の認識が可能となる。

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。 非回転対称のリード部品の底面をパーツカメラによって撮像した際に得られる撮像データの画像を示す図である。 同リード部品の底面をパーツカメラによって撮像した際に得られる撮像データの画像を示す図である。 同リード部品のリードの標準パターンが映し出された画像を示す図である。 図７の標準パターンの画像を１８０度の回転角度で回転させた画像を示す図である。 リードの方向性を認識する過程を示す模式図である。 回転対称のリード部品の底面をパーツカメラによって撮像した際に得られる撮像データの画像を示す図である。 同リード部品の底面をパーツカメラによって撮像した際に得られた撮像データの画像を示す図である。 同リード部品のリードの標準パターンが映し出された画像を示す図である。 図１２の標準パターンの画像を１８０度の回転角度で回転させた画像を示す図である。 分割データが結合されて作成された撮像データの画像を示す図である。

本開示の好適な実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。

＜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。その吸着ノズル６６は、図示しないモータを駆動源とする回転装置によって回転し、吸着保持した部品の向きを調整可能となっている。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に保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の前後方向での第１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の前後方向での第２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、および部品供給装置３０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によって得られた撮像データを処理するものであり、コントローラ８２は、撮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、反射鏡１００と、レーザー照明１０２と、撮像装置１０４とを備えている。反射鏡１００は、撮像予定のリード部品１１０を保持した吸着ノズル６６の下方に、約４５度に傾斜した状態で配設されている。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、レーザー照明１０２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）１２０によって構成されている。４個のレーザー照射装置１２０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１２０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、レーザー光は拡散しないため、各レーザー照射装置１２０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。

レーザー照明１０２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、光路（２本の点線１３０の間の経路）に沿って、反射鏡１００に入射する。そして、反射鏡１００に入射した光が、反射鏡１００により反射し、光路（２本の点線１３２の間の経路）に沿って、撮像装置１０４に入射する。

その撮像装置１０４は、レンズ１３６と撮像素子１３８とを有しており、撮像装置１０４に入射した光が、レンズ１３６を介して、撮像素子１３８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を適切に行うことが可能となる。

＜リード部品の方向性＞
コントローラ８２のデータ解析領域９８は、上述したように、リード１１４の先端部の位置を認識する機能を果たすものであるが、それに加えて、リード部品１１０の方向性を認識する機能を果たすものである。コントローラ８２のデータ解析領域９８は、リード１１４の先端部の位置を認識するために使用した撮像データを利用して、リード部品１１０の方向性を認識する。リード部品１１０の方向性とは、回路基材１２に装着するために吸着ノズル６６によって保持された状態でパーツカメラ２８により撮像されたリード部品１１０の向きをいう。

＜データ解析領域の各機能部＞
コントローラ８２のデータ解析領域９８は、リード部品１１０の方向性を認識するため、図３に示すように、第１認識部１６０、第１データ作成部１６２、第２認識部１６４、交換部１６６、および第２データ作成部１６８を備えている。

第１認識部１６０は、パーツカメラ２８で取得された撮像データを被照合データと比較照合することにより、リード部品１１０の方向性を認識する機能部である。なお、被照合データは、データ記憶領域９６に記憶されているものであるが、その具体例については後述する。

第１データ作成部１６２は、第１認識部１６０による認識が失敗した場合、つまり、データ記憶領域９６に記憶されている被照合データで特定可能な向きとリード部品１１０の向きとが一致しない場合において、被照合データを所定回転角度で回転する画像処理を行うことにより、回転データを作成する機能部である。被照合データを所定回転角度で回転する画像処理が行われる際は、画像処理装置８８等が使用される。本実施形態では、所定回転角度は１８０°であるが、これに限るものではない。なお、回転データの具体例については後述する。

第２認識部１６４は、第１データ作成部１６２により作成された回転データを、第１認識部１６０で使用した撮像データと比較照合することにより、リード部品１１０の方向性を認識する機能部である。第２認識部１６４は、所定回転角度により回転された回転データを使用していることから、リード部品１１０が非回転対称である場合にのみ、リード部品１１０の方向性を認識することが可能である。

交換部１６６は、第２認識部１６４による認識が成功した場合、つまり、第１データ作成部１６２により作成された回転データで特定可能な向きとリード部品１１０の向きとが一致する場合に、第２認識部１６４が使用した回転データを、被照合データとしてデータ記憶領域９６に記憶させる機能部である。従って、第２認識部１６４による認識が成功した後においては、その成功時に使用された回転データが、被照合データとして第１認識部１６０で使用される。

第２データ作成部１６８は、パーツカメラ２８がリード部品１１０を分割して撮像することによって複数の撮像データを分割データとして取得した場合において、それらの分割データを結合する画像処理を行うことにより、一つの撮像データを作成する機能部である。従って、第２データ作成部１６８によって複数の分割データが結合されて一つの撮像データが作成されると、その作成された一つの撮像データが、パーツカメラ２８で取得された撮像データとして第１認識部１６０で使用される。複数の分割データを結合する画像処理が行われる際は、画像処理装置８８等が使用される。なお、分割データの具体例については後述する。

＜リードの配置パターンと基準方向＞
次に、リード１１４の配置パターンについて説明する。リード部品１１０においては、上述したように、部品本体部１１２の底面から複数のリード１１４が延び出している。以下、具体例として、部品本体部１１２の底面から延び出しているリード１１４の本数を５本とし、５本のリード１１４の配置パターンとして、図５の画像２００に映し出されたパターンを想定する。図５の画像２００は、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の部品本体部１１２の底面をパーツカメラ２８で撮像し、その撮像によって取得された撮像データの画像である。

図５の画像２００に映し出された配置パターンでは、一つの列が３本のリード１１４で構成されると共に、その列に平行な別の列が２本のリード１１４で構成されており、双方の列が線対称の位置にある。但し、図５の画像２００に映し出された配置パターンは、０°より大きく３６０°より小さい何れの回転角度で回転しても、その回転前後において、全てのリード１１４の位置が一致しないことから、非回転対称である。つまり、３６０°の整数倍の回転角度で図５の画像２００を回転させた場合にのみ、その回転前後の両画像において、全てのリード１１４の位置が一致する。従って、図５の画像２００に映し出された配置パターンは、非回転対称であるので、第２認識部１６４による方向性の認識の対象とすることが可能である。

なお、図５の画像２００の撮像データがパーツカメラ２８によって取得された場合と比べて、リード部品１１０が１８０°回転した状態で吸着ノズル６６に保持されているときは、図６に示された画像２０２の撮像データがパーツカメラ２８によって取得される。つまり、図６の画像２０２は、図５の画像２００を１８０°の回転角度で回転させた画像である。

以下、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の向きであって、図５の画像２００の撮像データがパーツカメラ２８によって取得された場合の向きを、基準方向とする。

＜リードの標準パターン＞
次に、リード１１４の標準パターンについて説明する。リード１１４の標準パターンとは、リード部品１１０が吸着ノズル６６に基準方向で保持されている場合において、パーツカメラ２８でリード部品１１０が撮像された際のリード１１４の配置パターンをいう。上記想定の具体例におけるリード１１４の標準パターンは、図７の画像２０４に映し出された配置パターンであり、図５の画像２００に映し出された配置パターンと同じである。図７の画像２０４の画像データは、被照合データとして、データ記憶領域９６に記憶されている。

なお、図８の画像２０６は、図７の画像２０４を１８０°の回転角度で回転させた画像である。図８の画像２０６の画像データは、図７の画像２０４の画像データである被照合データを１８０°の回転角度で回転させることにより作成される。その作成は、第１データ作成部１６２によって行われる。以下、被照合データの回転によって作成された画像データを、回転データという。

＜リード部品の方向性の認識＞
次に、リード部品１１０の方向性の認識について、上記想定の具体例に基づいて説明する。部品実装機１０では、部品供給装置３０又はばら部品供給装置３２からリード部品１１０が吸着ノズル６６で保持された直後に、リード部品１１０の方向性の認識、つまりリード部品１１０の向きの特定が行われる。なお、上記想定の具体例では、部品供給装置３０又はばら部品供給装置３２の供給位置において、リード部品１１０が基準方向、又は基準方向から１８０°回転した状態でリード部品１１０が吸着ノズル６６に保持されるように、リード部品１１０が供給されるものとする。

部品実装機１０では、リード部品１１０の方向性を認識するために、先ず、リード１１４の配置パターンを示す撮像データが取得される。この撮像データは、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の底面をパーツカメラ２８が撮像することによって取得される。なお、この撮像データは、上述したように、リード１１４の先端部の位置を認識するためにも使用される。

続いて、第１認識部１６０において、パーツカメラ２８で取得された撮像データがデータ記憶領域９６の被照合データと比較照合されることにより、リード部品１１０の方向性が認識される。つまり、撮像データで示されるリード１１４の配置パターンが、被照合データで示されるリード１１４の標準パターンと比較照合されることにより、リード部品１１０の向きが特定される。なお、被照合データで示されるリード１１４の標準パターンは、図７の画像２０４に映し出されたリード１１４の配置パターンである。

ここで、撮像データと被照合データとが一致することにより、第１認識部１６０によるリード部品１１０の方向性の認識に成功すると、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の向きが基準方向であることが特定される。例えば、パーツカメラ２８で取得された撮像データの画像が図５の画像２００である場合には、図５の画像２００に映し出されたリード１１４の配置パターンが図７の画像２０４に映し出されたリード１１４の配置パターン（被照合データの標準パターン）と同じである。そのような場合には、撮像データと被照合データとが一致するので、第１認識部１６０によるリード部品１１０の方向性の認識に成功する。部品実装機１０は、第１認識部１６０によるリード部品１１０の方向性の認識に成功すると、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の向きを基準方向に維持しつつ、リード部品１１０を回路基材１２に装着する。

これに対して、撮像データと被照合データとが不一致により、第１認識部１６０によるリード部品１１０の方向性の認識に失敗すると、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の向きが基準方向でないことが特定される。例えば、パーツカメラ２８で取得された撮像データの画像が図６の画像２０２である場合には、図６の画像２０２に映し出されたリード１１４の配置パターンが図７の画像２０４に映し出されたリード１１４の配置パターン（被照合データの標準パターン）と異なる。そのような場合には、撮像データと被照合データとが不一致なので、第１認識部１６０によるリード部品１１０の方向性の認識に失敗する。

第１認識部１６０によるリード部品１１０の方向性の認識に失敗すると、第１データ作成部１６２において、データ記憶領域９６の被照合データが１８０°の回転角度で回転されることにより、回転データが作成される。なお、回転データで示されるリード１１４の配置パターンは、被照合データで示されるリード１１４の標準パターンが１８０°の回転角度で回転したものである。つまり、回転データで示されるリード１１４の配置パターンは、図７の画像２０４に映し出されたリード１１４の配置パターン（被照合データの標準パターン）が１８０°の回転角度で回転したものであって、図８の画像２０６に映し出されたリード１１４の配置パターンである。

続いて、第２認識部１６４において、第１認識部１６０で使用された撮像データが第１データ作成部１６２によって作成された回転データと比較照合されることにより、リード部品１１０の方向性が認識される。つまり、撮像データで示されるリード１１４の配置パターンが、回転データで示されるリード１１４の配置パターンと比較照合されることにより、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の向きが特定される。なお、回転データで示されるリード１１４の配置パターンは、上述したように、リード１１４の標準パターンが１８０°の回転角度で回転したリード１１４の配置パターンであり、図８の画像２０６に映し出されたリード１１４の配置パターンである。

ここで、撮像データと回転データとが一致することにより、第２認識部１６４によるリード部品１１０の方向性の認識に成功すると、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の向きが基準方向から１８０°の回転角度で回転された向きであることが特定される。例えば、パーツカメラ２８で取得された撮像データの画像が図６の画像２０２である場合には、図６の画像２０２に映し出されたリード１１４の配置パターンが図８の画像２０６に映し出されたリード１１４の配置パターン（回転データの配置パターンであって、被照合データの標準パターンを１８０°の回転角度で回転したもの）と同じである。そのような場合には、撮像データと回転データとが一致するので、第２認識部１６４によるリード部品１１０の方向性の認識に成功する。部品実装機１０は、第２認識部１６４によるリード部品１１０の方向性の認識に成功すると、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の向きを１８０°の回転角度で回転させた後、リード部品１１０を回路基材１２に装着（以下、「１８０°反転装着」という。）する。

これに対して、撮像データと回転データとが不一致により、第２認識部１６４によるリード部品１１０の方向性の認識に失敗すると、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の向きが基準方向から１８０°の回転角度で回転された向きでないことが特定される。例えば、撮像データの画像が図６の画像２０２でない場合には、その撮像データの画像で映し出されたリード１１４の配置パターンが図８の画像２０６に映し出されたリード１１４の配置パターン（回転データの配置パターンであって、被照合データの標準パターンを１８０°の回転角度で回転したもの）と異なる。そのような場合には、撮像データと回転データとが不一致なので、第２認識部１６４によるリード部品１１０の方向性の認識に失敗する。

部品実装機１０は、第２認識部１６４によるリード部品１１０の方向性の認識に失敗すると、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０を廃棄する。

このようにして、リード部品１１０の方向性の認識が行われる場合には、図９に示すように、認識過程を３つのケース２０８，２１０，２１２に分けることが可能である。なお、図９において、０°方向とは、基準方向を意味する。また、１８０°方向とは、基準方向から１８０°の回転角度で回転させた方向を意味する。

ケース２０８とは、パーツカメラ２８で撮像データを取得した後で、０°方向のチェックに成功、つまり第１認識部１６０によるリード部品１１０の方向性の認識に成功するケースである。そのようなケースでは、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０は、その向きを維持しながら回路基材１２に装着される。

ケース２１０とは、パーツカメラ２８で撮像データを取得した後で、０°方向のチェックに失敗、つまり第１認識部１６０によるリード部品１１０の方向性の認識に失敗し、さらに、１８０°方向のチェックに失敗、つまり第２認識部１６４によるリード部品１１０の方向性の認識に失敗するケースである。そのようなケースでは、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０は、廃棄される。

ケース２１２では、パーツカメラ２８で撮像データを取得した後で、０°方向のチェックに失敗、つまり第１認識部１６０によるリード部品１１０の方向性の認識に失敗したが、１８０°方向のチェックに成功、つまり第２認識部１６４によるリード部品１１０の方向性の認識に成功するケースである。そのようなケースでは、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０は、１８０°反転装着される。

なお、いずれのケース２０８，２１０，２１２においても、パーツカメラ２８で撮像データを取得できなかった場合には、０°方向のチェックが行われることなく、つまり第１認識部１６０によるリード部品１１０の方向性の認識が行われることなく、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０は廃棄される。また、第１データ作成部１６２による回転データの作成に失敗した場合には、１８０°方向のチェックが行われることなく、つまり第２認識部１６４によるリード部品１１０の方向性の認識が行われることなく、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０は廃棄される。

以上より、部品実装機１０では、リード部品１１０が回路基材１２に装着される直前において、コントローラ８２のデータ解析領域９８により、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の向きが特定される。例えば、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０のリード１１４の配置パターンが、図５の画像２００に映し出された配置パターンである場合には、リード部品１１０の向きが基準方向と特定され、リード部品１１０の向きが維持されながら、リード部品１１０が回路基材１２に装着される（ケース２０８）。一方、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０のリード１１４の配置パターンが、図６の画像２０２に映し出された配置パターンである場合には、リード部品１１０の向きが基準方向から１８０°の回転角度で回転された向きであると特定され、リード部品１１０が１８０°反転装着される（ケース２１０）。よって、部品実装機１０は、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の向きが異なっていてもリード部品１１０の方向性の認識が可能となる。

そのため、部品供給装置３０又はばら部品供給装置３２の供給位置においては、上記想定の具体例のように、リード部品１１０が基準方向、又は基準方向から１８０°の回転角度で回転した状態でリード部品１１０が吸着ノズル６６に保持されるように、リード部品１１０が供給されることが許される。これにより、利便性が向上する。

コントローラ８２のデータ解析領域９８では、リード１１４の先端部の位置を認識するために使用される撮像データを、第１認識部１６０及び第２認識部１６４が利用することにより、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の向きが特定される。従って、リード部品１１０の向きを特定することだけを目的として、パーツカメラ２８でリード部品１１０を撮像する必要がないので、その撮像分のタクト短縮が可能である。また、リード１１４の先端部の位置以外のものを認識する必要がなく、リード１１４の先端部の位置以外のものを考慮したデータは不要なので、そのようなデータを準備する時間や労力が省かれる。

＜リードの配置パターンが回転対称である場合＞
次に、リード１１４の配置パターンが回転対称である場合について説明する。リード１１４の配置パターンが回転対称である場合とは、具体的に言えば、図１０の画像２１４に映し出されたリード１１４の配置パターンのように、０°より大きく３６０°より小さい何れかの回転角度で図１０の画像２１４を回転させると、その回転前後の両画像において、全てのリード１１４の位置が一致する場合をいう。図１０の画像２１４に映し出されたリード１１４の配置パターンでは、その一致する場合の回転角度は１８０°であり、２本のリード１１４が点対称で配置されている。

そのような場合において、リード部品１１０の方向性を認識するためには、図１０に示すように、リード部品１１０の部品本体部１１２の底面にマークＭを設け、マークＭおよびリード１１４の配置パターンを非回転対称とする。そのようにすれば、０°より大きく３６０°より小さい何れの回転角度で図１０の画像２１４を回転させても、その回転前後の両画像において、マークＭおよびリード１１４の位置が一致することはない。つまり、３６０°の整数倍の回転角度で図１０の画像２１４を回転させた場合にのみ、その回転前後の両画像において、マークＭおよびリード１１４の位置が一致する。従って、図１０の画像２１４に映し出されたマークＭおよびリード１１４の配置パターンは、非回転対称であるので、第２認識部１６４による方向性の認識の対象とすることが可能である。

もっとも、マークＭは、リード部品１１０の部品本体部１１２の底面に予め設けられている製造番号、又はハウスマーク等を利用しても良い。

なお、図１０の画像２１４の撮像データがパーツカメラ２８によって取得された場合と比べて、リード部品１１０が１８０°回転した状態で吸着ノズル６６に保持されているときは、図１１に示された画像２１６の撮像データがパーツカメラ２８によって取得される。つまり、図１１の画像２１６は、図１０の画像２１４を１８０°の回転角度で回転させた画像である。

上記具体例では、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の向きであって、図１０の画像２１４の撮像データがパーツカメラ２８によって取得された場合の向きを、基準方向とする。

次に、マークＭおよびリード１１４の標準パターンについて説明する。マークＭおよびリード１１４の標準パターンとは、リード部品１１０が吸着ノズル６６に基準方向で保持された場合において、パーツカメラ２８でリード部品１１０が撮像された際のマークＭおよびリード１１４のリード１１４の配置パターンをいう。上記具体例におけるマークＭおよびリード１１４の標準パターンは、図１２の画像２１８に映し出された配置パターンであり、図１０の画像２１４に映し出された配置パターンと同じである。図１２の画像２１８の画像データは、上記具体例の被照合データとして、データ記憶領域９６に記憶される。

なお、図１３の画像２２０は、図１２の画像２１８を１８０°の回転角度で回転させた画像である。図１３の画像２２０の画像データは、上記具体例の回転データであって、図１２の画像２１８の画像データである被照合データを１８０°の回転角度で回転させることにより作成される。その作成は、第１データ作成部１６２によって行われる。

次に、リード部品１１０の方向性の認識について説明する。リード１１４の配置パターンが回転対称である場合でも、マークＭ及びリード１１４の配置パターンが非回転対称であれば、リード部品１１０の方向性の認識は、リード１１４の配置パターンが非回転対称である場合と同様にして行われるので、その詳細な説明は省略する。

以上より、部品実装機１０では、リード１１４の配置パターンが回転対称である場合でも、非回転対称であるマークＭ及びリード１１４の配置パターンに基づいてリード部品１１０の方向性の認識を行えば、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の向きを特定することが可能である。

＜新たな基準方向＞
部品実装機１０では、第２認識部１６４によるリード部品１１０の方向性の認識に成功すると、つまり、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の向きが基準方向から１８０°の回転角度で回転された向きであると特定されると、上述したように、リード部品１１０が１８０°反転装着される。その後においては、交換部１６６が、第２認識部１６４で使用された回転データを被照合データとしてデータ記憶領域９６に記憶する。そのような場合には、第１認識部１６０は、基準方向から１８０°の回転角度で回転させた方向を、新たな基準方向として扱う。なお、交換部１６６は、回転データに相当するデータをデータ記憶領域９６に記憶しても良い。

ところで、部品実装機１０において、リード部品１１０の１８０°反転装着が一度行われると、部品供給装置３０又はばら部品供給装置３２の供給位置では、リード部品１１０の基準方向から１８０°の回転角度で回転した状態（つまり、新たな基準方向）でリード部品１１０が吸着ノズル６６に保持されるように、リード部品１１０が供給され続けることがある。そのような場合においては、第１認識部１６０が上述したようにして新たな基準方向を扱っていれば、第１認識部１６０によるリード部品１１０の方向性の認識に成功したときに、リード部品１１０の１８０°反転装着を行うことにより、第２認識部１６４によるリード部品１１０の方向性の認識を省くことが可能である。そのため、第２認識部１６４の処理時間分のタクト短縮が可能である。

なお、第２認識部１６４で使用された回転データは、被照合データとして、データ解析領域９８に一時的に記憶されても良い。そのような場合には、第１認識部１６０は、データ解析領域９８に一時的に記憶されている被照合データを使用する。

＜分割取込＞
次に、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の部品本体部１１２の全体が、パーツカメラ２８によって撮像できない場合について説明する。そのような場合には、例えば、図１４に示すように、リード部品１１０の部品本体部１１２を４つの領域Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４に分け、各領域Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４をパーツカメラ２８によって撮像することによって、４つの撮像データを取得する。なお、各領域Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４は、それぞれの一部が重なるように設定される。

以下、各領域Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４の撮像データを、分割データという。各分割データは、第２データ作成部１６８によって結合される。この結合により、図１４の画像２２２の撮像データが作成される。図１４の画像２２２には、リード部品１１０の部品本体部１１２の全体が映し出さると共に、マークＭ及びリード１１４の配置パターンが映し出される。図１４の画像２２２の撮像データは、上述したリード部品１１０の方向性の認識に使用される。

以上より、部品実装機１０では、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０がパーツカメラ２８の視野に収まらない場合でも、リード部品１１０の方向性の認識、つまりリード部品１１０の向きを特定することが可能である。

＜一部画像による照合＞
リード部品１１０の方向性の認識で使用される撮像データ及び被照合データは、それぞれの一部が使用されても良い。そのような場合には、リード１１４の配置パターンの画像データのうち、非回転対称である一部の領域に対応する画像データが、撮像データの一部として使用される。具体的には、図５の画像２００に映し出されたリード１１４の配置パターンでは、例えば、１つの列を構成する３本のリード１１４のうち、それらの中央に位置するリード１１４を含んだ一部の領域に対応する画像データが、撮像データの一部として使用されることが可能である。なお、被照合データの一部には、撮像データの一部の領域に対応すると共に、リード１１４の標準パターンの一部の領域を構成する画像データが使用される。

以上より、部品実装機１０では、撮像データ及び被照合データの一部でリード部品１１０の方向性の認識を行えば、データの取扱量を少なくすることが可能である。

ちなみに、本実施形態において、回路基材１２は、「基板」の一例である。パーツカメラ２８は、「撮像装置」の一例である。データ記憶領域９６は、「記憶装置」の一例である。データ解析領域９８は、「データ解析装置」の一例である。リード部品１１０は、「部品」の一例である。リード１１４は、「特徴部」の一例である。１８０°は、「所定回転角度」の一例である。

尚、本開示は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、第１データ作成部１６２は、一つの回転角度（１８０°）で回転データを作成しているが、複数の回転角度で複数の回転データを作成しても良い。そのような場合には、第２認識部１６４が、複数の回転データを撮像データとそれぞれ比較照合することにより、リード部品１１０の方向性の認識すれば、回転データの個数分のリード部品１１０の向きを特定することが可能である。従って、第１データ作成部１６２で作成される回転データの個数が増えれば、第２認識部１６４で特定可能なリード部品１１０の向きも増え、部品供給装置３０又はばら部品供給装置３２によって供給される際のリード部品１１０の姿勢（向き）に対する制限も緩和されるので、リード部品１１０のセッティング及びデータ管理がし易くなる。

上記実施形態では、リード部品１１０の方向性の認識を行うことにより、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の向きを特定しているが、リード部品１１０が有するリード１１４以外の特徴部分（例えば、部品本体部１１２の凹凸部分等）について、その方向性の認識を行うことにより、吸着ノズル６６に保持されているリード部品１１０の向きを特定しても良い。

上記実施形態では、第２認識部１６４によるリード部品１１０の方向性の認識が行われる毎に、第１データ作成部１６２により回転データが作成されるが、その回転データは、第１データ作成部１６２により一度作成されると、データ記憶領域９６に記憶されても良い。そのような場合には、第２認識部１６４は、データ記憶領域９６から読み出した回転データを撮像データと比較照合する。

上記実施形態では、第１認識部１６０及び第２認識部１６４は、別個の認識部で構成されているが、一つの認識部で構成されても良い。

１２ 回路基材
２８ パーツカメラ
９６ データ記憶領域
９８ データ解析領域
１１０ リード部品
１１４ リード
１６０ 第１認識部
１６２ 第１データ作成部
１６４ 第２認識部
１６６ 交換部
１６８ 第２データ作成部
Ｍ マーク

Claims (6)

1. 基板に装着されるためにピックアップされた部品の特徴部の配置パターンを撮像データとして取得する撮像装置と、
   前記部品を基準方向に配置した場合の前記特徴部の標準パターンが被照合データとして記憶された記憶装置と、
   前記撮像装置により取得された撮像データに基づいて、前記撮像データの撮像対象である部品の方向性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は、
   前記記憶装置に記憶された前記被照合データを前記撮像データと比較照合することにより、部品の方向性を認識する第１認識部と、
   前記第１認識部による認識に失敗した場合に、前記記憶装置に記憶された前記被照合データを前記標準パターンに対して複数の所定回転角度で回転した複数の回転データを作成する第１データ作成部と、
   前記第１データ作成部で作成された前記複数の回転データを前記撮像データと比較照合することにより、部品の方向性を認識する第２認識部とを備え、
   前記第１認識部と前記第２認識部とが同一又は異なる認識部で構成される認識装置であって、
   前記撮像装置は、前記部品の特徴部が前記複数の所定回転角度のうち少なくとも一つの所定回転角度での回転の前後で同一の位置に認識される場合に、前記特徴部に加えて、前記少なくとも一つの所定回転角度での前後で撮像の位置が変化する認識可能なマークを含む配置パターンを前記撮像データとして取得する認識装置。
2. 前記部品は、リード部品であり、
   前記認識可能なマークは、前記リード部品の部品本体部の底面に予め設けられている製造番号又はハウスマークである請求項１に記載の認識装置。
3. 前記データ解析装置は、
   前記第２認識部による認識に成功した場合に、前記少なくとも一つの回転データのうち、前記第２認識部による認識に成功した回転データに基づいて前記被照合データとして前記記憶装置に記憶する交換部を備える請求項１又は請求項２に記載の認識装置。
4. 前記データ解析装置は、
   前記撮像装置が前記配置パターンを分割して撮像した複数の分割データを結合して前記撮像データを作成する第２データ作成部を備える請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の認識装置。
5. 前記撮像データは、前記配置パターンの一部であり、
   前記被照合データは、前記標準パターンの一部である請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の認識装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の認識装置を備え、前記第１データ作成部による回転データの作成に失敗した場合に前記部品を廃棄する部品実装機。

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