JP6765756B2

JP6765756B2 - 部品実装機、部品認識方法

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Publication number: JP6765756B2
Application number: JP2016199840A
Authority: JP
Inventors: 孝智水嶋
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2016-10-11
Filing date: 2016-10-11
Publication date: 2020-10-07
Anticipated expiration: 2036-10-11
Also published as: JP2018063973A

Description

この発明は、実装ヘッドにより保持される部品の基板への実装を許可あるいは禁止するために、部品を撮像した撮像画像が所定の部品認識条件を満たすかを判断する技術に関する。

従来、実装ヘッドにより部品を基板に実装する部品実装機においては、実装ヘッドにより保持される部品をカメラで認識した結果が所定の部品認識条件を満たすか否かに基づき、部品の実装が許可あるいは禁止される。具体的には特許文献１では、カメラにより認識された部品寸法の規格値からのずれ量が所定の許容範囲内である場合には部品の実装が許可され、そうでない場合には部品の実装が禁止される。ところで、このような部品寸法の許容範囲は常に適切とは限られず、例えば適切な範囲に対して狭すぎる場合がある。そこで、特許文献１では、取得された部品寸法の分散または標準偏差に基づき部品寸法の許容範囲を広げる制御が実行される。

特許第４９２７４５７号公報

しかしながら、部品のパッケージには種々のタイプが存在する。そのため、部品認識条件に用いられるパッケージタイプが不適切であると、本来実装が許可されるべき部品の実装を禁止すると判断するといった誤判断の問題が生じうる。このような問題が生じた場合には、部品寸法の許容範囲を広げたところで、実装禁止と誤って判断することを避けるのは困難である。したがって、適切な部品のパッケージタイプを部品認識条件に用いることが重要となる。

この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、適切な部品のパッケージタイプを部品認識条件に用いることを可能とする技術の提供を目的とする。

本発明に係る部品実装機は、タイプの同じパッケージを有する部品を供給する部品供給部と、基板を搬送する基板搬送部と、部品供給部により供給された部品を基板搬送部に支持された基板に実装する実装ヘッドと、実装ヘッドにより保持された部品を撮像することで部品の撮像画像を取得する部品撮像部と、タイプの異なる複数のパッケージのうちから設定された一の対象パッケージの特徴を有するとの条件を含む部品認識条件と撮像画像とを比較し、撮像画像が部品認識条件を満たす場合には実装ヘッドに部品を実装させる一方、撮像画像が部品認識条件を満たさない場合には実装ヘッドに部品を廃棄させる制御部とを備え、制御部は、部品認識条件を撮像画像に基づき調整する条件調整処理を実行し、条件調整処理は、複数のパッケージのうちから対象パッケージとして設定されるパッケージを撮像画像に基づき調整する処理を含む。

本発明に係る部品実装方法は、タイプの同じパッケージを有する部品を供給する工程と、供給された部品を実装ヘッドにより保持する工程と、実装ヘッドにより保持された部品を撮像することで部品の撮像画像を取得する工程と、タイプの異なる複数のパッケージのうちから設定された一の対象パッケージの特徴を有するとの条件を含む部品認識条件と撮像画像とを比較し、撮像画像が部品認識条件を満たす場合には基板への部品の実装を実装ヘッドに実行させる一方、撮像画像が部品認識条件を満たさない場合には実装ヘッドに部品を廃棄させる工程と、部品認識条件を撮像画像に基づき調整する条件調整処理を実行する工程とを備え、条件調整処理は、複数のパッケージのうちから対象パッケージとして設定されるパッケージを撮像画像に基づき調整する処理を含む。

このように構成された本発明（部品実装機、部品実装方法）では、実装ヘッドにより保持された部品を撮像することで部品の撮像画像が取得される。そして、タイプの異なる複数のパッケージのうちから設定された一の対象パッケージの特徴を有するとの条件を含む部品認識条件と撮像画像とが比較される。この比較の結果、撮像画像が部品認識条件を満たす場合には基板への部品の実装を実装ヘッドが実行する一方、撮像画像が部品認識条件を満たさない場合には実装ヘッドが部品を廃棄する。また、ここで用いられる部品認識条件は、条件調整処理の実行によって撮像画像に基づき調整される。特にこの条件調整処理は、複数のパッケージのうちから対象パッケージとして設定されるパッケージを撮像画像に基づき調整する処理を含む。このように、タイプの異なる複数のパッケージのうちから部品認識条件に用いられる対象パッケージが、実際に部品を撮像した撮像画像に基づき調整される。したがって、適切な部品のパッケージタイプを部品認識条件に用いることが可能となっている。

また、部品認識条件は、対象パッケージの基準箇所が所定の寸法範囲内であるとの条件を含み、条件調整処理は、寸法範囲を撮像画像に基づき調整する処理を含むように、部品実装機を構成しても良い。これによって、適切な寸法範囲を部品認識条件に用いることができる。

また、部品撮像部は、部品に光を照射する照明を有し、条件調整処理は、照明が照射する光の強度を撮像画像に基づき調整する処理を含むように、部品実装機を構成しても良い。これによって、適切な強度の光を部品に照射しつつ撮像画像を取得することができる。

また、複数の撮像画像を記憶する記憶部をさらに備え、制御部は、記憶部に記憶された複数の撮像画像に基づき部品認識条件を調整することで、条件調整処理を実行するように部品実装機を構成しても良い。このように複数の撮像画像に基づくことで、部品認識条件をより的確に調整することが可能となる。

また、記憶部に記憶される複数の撮像画像は、部品認識条件を満たさない撮像画像である第１撮像画像および部品認識条件を満たす撮像画像である第２撮像画像を含むように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、部品認識条件を満たさない撮像画像（第１撮像画像）と部品認識条件を満たす画像（第２撮像画像）の両方に基づくことで、部品認識条件をより的確に調整することが可能となる。

また、制御部は、複数の第１撮像画像が連続して取得された場合には最初に取得された第１撮像画像のみを記憶部に保存するとともに、複数の第２撮像画像が連続して取得された場合には最初に取得された第２撮像画像のみを記憶部に保存することで、第１撮像画像と第２撮像画像とを１つずつ交互に記憶部に保存するように、部品実装機を構成しても良い。このような構成は、第１撮像画像と第２撮像画像との各個数をバランス良く取得することができ、部品認識条件を適切に調整するのに資する。

また、制御部は、条件調整処理において、撮像画像が満たす特徴を有する一のパッケージを複数のパッケージのうちから特定する演算を記憶部に記憶される複数の撮像画像のそれぞれについて実行し、複数のパッケージのうち、その特徴を満たす撮像画像の個数が最も多い一のパッケージを対象パッケージに設定するように、部品実装機を構成しても良い。これによって、適切な部品のパッケージタイプを部品認識条件に用いることが可能となる。

以上のように、本発明によれば、適切な部品のパッケージタイプを部品認識条件に用いることが可能となる。

本発明に係る部品実装機の一例を模式的に示す部分平面図。図１の部品実装機が備える電気的構成の一例を示すブロック図。部品のパッケージのタイプの一例を表形式で示す図。部品データの構造の一例をテーブル形式で示す図。基板生産と並行して実行される条件調整処理の一例を示すフローチャート。部品認識で実行される処理の一例を模式的に示す図。照明レベル推定で実行される処理の一例を示すフローチャート。照明レベルとリードにおける輝度分布との関係を模式的に示す図。照明レベルを階級とする度数分布表の一例を示す図。部品データ作成で実行される処理の一例を示すフローチャート。データ更新処理で実行される処理の一例を示すフローチャート。

図１は本発明に係る部品実装機の一例を模式的に示す部分平面図である。図２は図１の部品実装機が備える電気的構成の一例を示すブロック図である。図１では、鉛直方向に平行なＺ方向と、それぞれ水平方向に平行なＸ方向およびＹ方向からなるＸＹＺ直交座標を適宜示す。図２に示すように、部品実装機１は、装置全体を統括的に制御するコントローラー１００を備える。コントローラー１００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やＲＡＭ(Random Access Memory)で構成されたコンピューターである演算処理部１１０およびＨＤＤ(Hard Disk Drive)で構成された記憶部１２０を有する。さらに、コントローラー１００は、部品実装機１の駆動系を制御する駆動制御部１３０と、部品実装の対象となる部品Ｅ（図１）の撮像を制御する撮像制御部１４０とを有する。

そして、演算処理部１１０は記憶部１２０に記憶される実装プログラムに従って駆動制御部１３０を制御することで、実装プログラムが規定するシーケンスで部品実装を実行する。この際、演算処理部１１０は撮像制御部１４０が部品撮像部５に撮像させた部品Ｅの画像に基づき、部品実装を制御する。また、部品実装機１には、表示／操作ユニット１５０が設けられており、演算処理部１１０は、部品実装機１の状況を表示／操作ユニット１５０に表示したり、表示／操作ユニット１５０に入力された作業者からの指示を受け付けたりする。

図１に示すように、部品実装機１は、基台１１の上に設けられた一対のコンベア１２、１２を備える。そして、部品実装機１は、コンベア１２によりＸ方向（基板搬送方向）の上流側から実装作業位置（図１の基板Ｂの位置）に搬入した基板Ｂに対して部品を実装し、部品実装を完了した基板Ｂをコンベア１２により実装作業位置からＸ方向の下流側へ搬出する。

部品実装機１では、Ｙ方向に延びる一対のＹ軸レール２１、２１と、Ｙ方向に延びるＹ軸ボールネジ２２と、Ｙ軸ボールネジ２２を回転駆動するＹ軸モーターＭｙとが設けられ、ヘッド支持部材２３が一対のＹ軸レール２１、２１にＹ方向に移動可能に支持された状態でＹ軸ボールネジ２２のナットに固定されている。ヘッド支持部材２３には、Ｘ方向に延びるＸ軸ボールネジ２４と、Ｘ軸ボールネジ２４を回転駆動するＸ軸モーターＭｘとが取り付けられており、ヘッドユニット３がヘッド支持部材２３にＸ方向に移動可能に支持された状態でＸ軸ボールネジ２４のナットに固定されている。したがって、駆動制御部１３０は、Ｙ軸モーターＭｙによりＹ軸ボールネジ２２を回転させてヘッドユニット３をＹ方向に移動させ、あるいはＸ軸モーターＭｘによりＸ軸ボールネジ２４を回転させてヘッドユニット３をＸ方向に移動させることができる。

一対のコンベア１２、１２のＹ方向の両側それぞれでは、２つの部品供給ユニット２８がＸ方向に並んでいる。各部品供給ユニット２８に対しては、複数のテープフィーダー２８１がＸ方向に並んで着脱可能に装着されている。各テープフィーダー２８１には、集積回路、トランジスター、コンデンサ等の小片状の電子部品Ｅを所定間隔おきに収納したキャリアテープが巻かれたリールが配置されており、このリールから引き出されたキャリアテープがテープフィーダー２８１に装填される。なお、一のテープフィーダー２８１に装填されたキャリアテープには、同一のタイプのパッケージＰ（図３）を有する複数の部品Ｅ、すなわち、同一品種の複数の部品Ｅが収納されている。そして、テープフィーダー２８１は、キャリアテープをヘッドユニット３側に間欠的に送り出すことによって、同一品種の部品Ｅをその先端部に順次供給する。

ヘッドユニット３は、Ｘ方向に直線状に並ぶ複数（４本）の実装ヘッド４を有する。各実装ヘッド４はＺ軸モーターＭｚの駆動力を受けてＺ方向に昇降可能であり、駆動制御部１３０はＺ軸モーターＭｚによって各実装ヘッド４を昇降させることができる。そして、各実装ヘッド４は下端に取り付けられたノズルにより、部品Ｅの吸着・実装を行う。具体的には、実装ヘッド４はテープフィーダー２８１の先端部に供給された部品Ｅの直上へ移動する。そして、実装ヘッド４は、ノズルの下端が部品Ｅの上端面に接するまで下降し、ノズル内に負圧を発生させる。これによって、部品Ｅがノズルに吸着される（部品吸着動作）。続いて、実装ヘッド４は、ノズル内の負圧を維持しつつ上昇して、テープフィーダー２８１から部品Ｅを取り出す。こうして部品吸着動作が完了すると、実装ヘッド４は、実装作業位置の基板Ｂの上方に移動して基板Ｂに部品Ｅを実装する。具体的には、実装ヘッド４は、部品Ｅが基板Ｂに当接するまでノズルを下降させた後にノズル内に大気圧あるいは正圧を発生させることで、部品Ｅを実装する。

また、Ｘ方向に並ぶ部品供給ユニット２８の間には、実装ヘッド４に吸着された部品Ｅを下方から撮像する部品撮像部５が配置されている。この部品撮像部５は、その視野が上方を向くように取り付けられた撮像カメラ５１と、上方へ向けて光を照射することで撮像カメラ５１の視野を照らす照明５２とを有する。撮像カメラ５１は、ＣＣＤ(Charge-Coupled Device)等の固体撮像素子によってその視野内を撮像し、照明５２は、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)等の発光素子から光を照射する。また、照明５２が照射する光の強度、換言すれば照明レベルＬｌは、８段階で可変に設定可能となっている。

そして、実装ヘッド４は部品吸着動作を完了すると、テープフィーダー２８１から基板Ｂに到る途中で部品撮像部５の上方を経由し、ノズルに吸着された部品Ｅを撮像カメラ５１の視野内に収める。これに対して、撮像制御部１４０は、照明５２から部品Ｅに光を照射しつつ撮像カメラ５１により部品Ｅの画像を撮像する。この際、演算処理部１１０は、記憶部１２０に記憶されている照明レベルＬｌに基づき照明５２が照射する光の強度を制御する。この照明レベルＬｌは、テープフィーダー２８１毎に設定されており、演算処理部１１０は、実装ヘッド４が部品Ｅを取り出したテープフィーダー２８１に対応する照明レベルＬｌの光を照明５２に照射させる。

こうして、実装ヘッド４に保持される部品Ｅを撮像した撮像画像Ｉが取得される。そして、演算処理部１１０は、記憶部１２０に記憶された部品データＤｐとこの撮像画像Ｉとの比較に基づき部品Ｅを認識する。この部品データＤｐは、テープフィーダー２８１毎に作成されており、演算処理部１１０は、実装ヘッド４が部品Ｅを取り出したテープフィーダー２８１に対応する部品データＤｐと撮像画像Ｉとを比較する。そして、撮像画像Ｉが部品データＤｐに規定された条件を満たす場合は、演算処理部１１０は部品Ｅの認識に成功したと判断し、基板Ｂへの部品Ｅの実装を実装ヘッド４に実行させる。一方、撮像画像Ｉが部品データＤｐに規定された条件を満たさない場合は、演算処理部１１０は、実装ヘッド４を廃棄部６の上方へ移動させて、部品Ｅの廃棄部６への廃棄を実装ヘッド４に実行させる。また、後述するように、演算処理部１１０は、認識に失敗したＮＧ撮像画像Ｉｎと、認識に失敗したＯＫ撮像画像Ｉｏとを、１枚ずつ交互に記憶部１２０に蓄積する。

このような部品実装機１では、種々のタイプのパッケージＰ（図３）を有する部品Ｅを基板Ｂに実装することができる。ここで、図３は、部品のパッケージのタイプの一例を表形式で示す図である。図３に示すように、タイプの異なる複数のパッケージＰを有する各部品Ｅが存在し、各パッケージＰは、外形寸法Ｓおよびリード情報Ｌ等の特徴を有する。ここで、外形寸法Ｓは、パッケージＰの長さ、幅および厚みを示し、リード情報Ｌは、部品Ｅのリード（すなわち電極）の本数、幅あるいは配列ピッチ等を示す。そして、異なる位置に装着された複数のテープフィーダー２８１は、互いに異なるタイプのパッケージＰを有する部品Ｅを供給することができる。

そこで、各テープフィーダー２８１が供給する部品ＥのパッケージＰのタイプに応じて、撮像画像Ｉから部品Ｅを適切に認識するために、部品データＤｐは、図４に示すような構造を有する。ここで、図４は部品データの構造の一例をテーブル形式で示す図である。図４に示すように、複数のテープフィーダー２８１のそれぞれが装着されるフィーダー位置Ｆについて、換言すれば、複数のフィーダー位置Ｆのそれぞれについて部品データＤｐが作成される。各部品データＤｐは、対象パッケージＰｏ、外形寸法Ｓ、リード情報Ｌおよび認識パラメーターＲを有する。対象パッケージＰｏは、複数のタイプのパッケージＰのうち、対応するフィーダー位置Ｆに対して設定された一のパッケージＰであり、図４に示す外形寸法Ｓおよびリード情報Ｌはそれぞれ対象パッケージＰｏの外形寸法Ｓおよびリード情報Ｌである。また、認識パラメーターＲは、部品Ｅの基準箇所、具体的にはリードＥｌ（図６）を撮像画像Ｉから検出するために用いる輝度閾値Ｂｔ（図６）や、検出されたリードＥｌが満たすべき寸法範囲Ｗｔ（図６）、あるいは外形寸法Ｓの寸法範囲等である。

ちなみに、このような部品データＤｐは常に適切とは限らず、例えば作業者の入力ミス等の種々の要因で対象パッケージＰｏのタイプが不適切であったり、対象パッケージＰｏのタイプが適切であっても設定された寸法範囲が不適切であったりする場合がある。あるいは、部品データＤｐが適正であっても、照明５２の照明レベルＬｌが不適切な場合もある。このように、部品データＤｐや照明レベルＬｌといった条件が不適切であると、部品Ｅの認識を的確に行うことが困難となる。そこで、部品実装機１は、テープフィーダー２８１から保持した部品Ｅを基板Ｂに実装することで部品Ｅが実装済みの基板Ｂを生産する基板生産の実行途中において、これらの条件を撮像画像Ｉに基づき調整する「条件調整処理」を実行する。

図５は基板生産と並行して実行される条件調整処理の一例を示すフローチャートである。演算処理部１１０は、記憶部１２０に記憶された条件調整プログラムを実行することで、図５の条件調整処理を複数のテープフィーダー２８１のそれぞれについて個別に実行する。この条件調整処理では、部品認識に用いられた撮像画像Ｉのうち、ＮＧ撮像画像ＩｎとＯＫ撮像画像Ｉｏとが交互に１枚ずつ、合計２０枚取得され、これら撮像画像Ｉに基づき条件Ｄｐ、Ｌｌが修正される。

基板生産が開始されると、取得した撮像画像Ｉの枚数をカウントするカウント値Ｎがゼロにリセットされるとともに、ＮＧ撮像画像ＩｎとＯＫ撮像画像Ｉｏとを交互に取得する制御を実行するためのフラグｆｌｇがオフに設定される（ステップＳ１０１）。そして、実装ヘッド４がテープフィーダー２８１から部品Ｅをピックアップして部品撮像部５の上方へ移動してくると、部品認識が実行される（ステップＳ１０２）。

図６は部品認識で実行される処理の一例を模式的に示す図である。同図において、上側は部品Ｅの撮像画像Ｉを模式的に示し、下側は撮像画像Ｉにおける輝度分布を示す。つまり、下側のグラフにおいて横軸は部品Ｅの長さ方向における位置を示し、縦軸は輝度を示す。ステップＳ１０２の部品認識では、演算処理部１１０は、部品Ｅが取り出されたテープフィーダー２８１のフィーダー位置Ｆに対応する部品データＤｐと、部品Ｅの撮像画像Ｉとを比較する。具体的には、部品データＤｐに設定されている対象パッケージＰｏの特徴を、撮像画像Ｉが有しているかが判断される。かかる対象パッケージＰｏの特徴としては、例えば部品ＥのリードＥｌの本数、幅あるいは配列ピッチが挙げられる。このようなリードＥｌは金属であるため、部品Ｅの他の部分や背景と比較して照明５２からの光を強く反射する。そこで、演算処理部１１０は、撮像画像Ｉにおいて所定の輝度閾値Ｂｔよりも輝度の高い範囲をリードＥｌとして検出し、その検出結果が対象パッケージＰｏの特徴を有するかが判断される。この部品認識では、検出されたリードＥｌの幅Ｗが部品データＤｐに規定される寸法範囲Ｗｔ内に存在するかが確認される。ここで、寸法範囲Ｗｔはリード幅Ｗの許容値の最小範囲Ｗｎから最大範囲Ｗｘを示す。したがって、各リードＥｌの幅Ｗは、最小範囲Ｗｎ以上であり最大範囲Ｗｘ以内であれば、寸法範囲Ｗｔ内に存在すると判断される。

そして、ステップＳ１０３では、撮像画像Ｉが部品データＤｐに規定される特徴を満たさない場合には部品Ｅの認識が失敗したと判断され、撮像画像Ｉが部品データＤｐに規定される特徴を満たす場合には部品Ｅの認識が成功したと判断される。部品認識に失敗したと判断された場合（ステップＳ１０３で「ＮＯ」の場合）は、この部品認識の失敗が未吸着エラーによるものかが判断される（ステップＳ１０４）。ここで、未吸着エラーとは、実装ヘッド４が部品Ｅのテープフィーダー２８１からのピックアップに失敗し、実装ヘッド４に部品Ｅが付いていないエラーを示す。未吸着エラーの発生は、撮像画像ＩからリードＥｌを全く検出できないことを確認する、あるいは実装ヘッド４のノズルに所定以上の負圧が発生していないことを確認することで判断できる。

部品認識の失敗が未吸着エラーによる場合（ステップＳ１０４で「ＹＥＳ」の場合）には、ステップＳ１１１へ進む一方、部品認識の失敗が未吸着エラーによるものでなく、実装ヘッド４のノズルに部品Ｅが付いている場合には、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、フラグｆｌｇがオンかが判断され、フラグｆｌｇがオンの場合（ステップＳ１０５で「ＹＥＳ」の場合）はステップＳ１１１へ進む一方、フラグｆｌｇがオフの場合（ステップＳ１０５で「ＮＯ」の場合）は、ステップＳ１０２で取得した撮像画像Ｉ、すなわちＮＧ撮像画像Ｉｎが記憶部１２０に保存される（ステップＳ１０６）。そして、カウント値Ｎをインクリメントするとともに、フラグｆｌｇをオンに切り換えてから（ステップＳ１０７）、ステップＳ１１１に進む。

一方、ステップＳ１０３において、部品認識に成功したと判断された場合（「ＹＥＳ」の場合）は、ステップＳ１０８でフラグｆｌｇがオンかが判断される。そして、フラグｆｌｇがオフの場合（ステップＳ１０８で「ＮＯ」の場合）はステップＳ１１１に進む一方、フラグｆｌｇがオンの場合（ステップＳ１０８で「ＹＥＳ」の場合）は、ステップＳ１０２で取得した撮像画像Ｉ、すなわちＯＫ撮像画像Ｉｏが記憶部１２０に保存される（ステップＳ１０９）。そして、カウント値Ｎをインクリメントするとともに、フラグｆｌｇをオフに切り換えてから、ステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１１では、カウント値Ｎが所定枚数Ｎｘ（＝２０）に到達したか否かが判断され、カウント値Ｎが所定枚数Ｎｘ未満であると（ステップＳ１１１で「ＮＯ」）、ステップＳ１０１に戻る。これによって、カウント値Ｎが所定枚数Ｎｘに到達するまで、すなわち所定枚数Ｎｘの撮像画像Ｉが記憶部１２０に蓄積されるまで、ステップＳ１０１〜Ｓ１１１が繰り返される。その結果、記憶部１２０には、ＮＧ撮像画像ＩｎとＯＫ撮像画像Ｉｏとが１枚ずつ交互に保存されて、合計所定枚数Ｎｘの撮像画像Ｉが蓄積される。

こうして、所定枚数Ｎｘの撮像画像Ｉが蓄積されると、ステップＳ１１２の照明レベル推定（図７）が実行される。図７は照明レベル推定で実行される処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２０１では、カウント値Ｎがゼロにリセットされる。そして、ステップＳ２０２では、Ｎ番目の撮像画像ＩからリードＥｌの長さが計測可能であるかが判断される。具体的には、リードＥｌの検出ができなかった撮像画像Ｉについては、リードＥｌの長さが計測できないと判断し（ステップＳ２０２で「ＮＯ」）、ステップＳ２０６に進む。一方、部品認識に成功した撮像画像Ｉや、リードＥｌの幅Ｗが寸法範囲Ｗｔでないために部品認識に失敗したもののリードＥｌを検出できた撮像画像Ｉについては、リードＥｌの長さが計測可能であると判断され（ステップＳ２０２で「ＹＥＳ」）、ステップＳ２０３に進んで、リードＥｌの輝度がＮ番目の撮像画像Ｉから取得される。そして、ステップＳ２０４では、取得したリードＥＬの輝度から照明５２の適切な照明レベルＬｌが算出される。

図８は照明レベルとリードにおける輝度分布との関係を模式的に示す図である。図８の例では、照明レベルＬｌが１／８から５／８へと上昇するに連れて、リードＥｌにおける輝度分布の頂部が上昇する。そこで、ステップＳ２０４では、複数の照明レベルＬｌのうちから、適切な照明レベルＬｌが算出される。具体的には、８段階で切り換えられる照明レベルＬｌを１段階変化させた場合のリードＥｌの輝度変化量が予め実験的に求められて記憶部１２０に記憶されている。また、適切な輝度分布が満たすべき所定平均値と所定偏差とが予め実験的に求められて記憶部１２０に記憶されている。そこで、演算処理部１１０は、照明レベルＬｌをＮ番目の撮像画像Ｉの撮像時のそれから増加あるいは減少させた際のリードＥｌの輝度分布を推定し、この輝度分布の平均値および偏差を求めることで、輝度分布の平均値が所定平均値以上となり、輝度分布の偏差が所定偏差未満となる照明レベルＬｌの下限を、適切な照明レベルＬｌとして算出する。

こうしてステップＳ２０４で適切な照明レベルＬｌが算出されると、演算処理部１１０は、照明レベルＬｌを階級とする度数分布表（図９）において当該照明レベルＬｌのカウント値をインクリメントする（ステップＳ２０５）ここで、図９は照明レベルＬｌを階級とする度数分布表の一例を示す図である。

続くステップＳ２０６では、カウント値Ｎがインクリメントされる。そして、ステップＳ２０７では、カウント値Ｎが所定枚数Ｎｘに到達したかが判断され、カウント値Ｎが所定枚数Ｎｘ未満であると（ステップＳ２０７で「ＮＯ」）、ステップＳ２０２に戻る。これによって、カウント値Ｎが所定枚数Ｎｘに到達するまで（ステップＳ２０７で「ＹＥＳ」）、ステップＳ２０２〜Ｓ２０６が繰り返される。その結果、図９に例示するような度数分布表が完成する。そして、ステップＳ２０８では、記憶部１２０に記憶された照明レベルＬｌ、すなわち部品認識で用いる照明レベルＬｌが、カウント値が最多である照明レベルＬｌに変更される。

こうして、図７のフローチャート、すなわち図５のステップＳ１１２の照明レベル推定が完了すると、ステップＳ１１３の部品データ作成（図１０）が実行される。図１０は部品データ作成で実行される処理の一例を示すフローチャートである。なお、この部品データ作成は、照明レベル推定の完了後に自動的に開始しても良いし、部品データ作成が可能である旨を表示／操作ユニット１５０に表示した上で作業者から開始指令の入力があると開始しても良い。

ステップＳ３０１では、カウント値Ｎがゼロにリセットされる。そして、ステップＳ３０２では、Ｎ番目の撮像画像Ｉに基づき部品データＤｐの作成を試行する。この部品データＤｐの作成は周知の既存技術を適宜利用して実行可能である。この部品データＤｐの作成の試行においては、複数のパッケージＰのうち、Ｎ番目の撮像画像Ｉの特徴に一致する一のパッケージＰが探索される。そして、一のパッケージＰが探索できずに、部品データＤｐの作成に失敗した場合（ステップＳ３０３で「ＮＯ」の場合）には、ステップＳ３０５に進む。一方、一のパッケージＰが探索でき、部品データＤｐの作成に成功した場合（ステップＳ３０３で「ＹＥＳ」の場合）には、演算処理部１１０は、パッケージＰのタイプを階級とする度数分布表において、当該一のパッケージＰのカウント値をインクリメントしてから（ステップＳ３０４）、ステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０５では、カウント値Ｎがインクリメントされる。そして、ステップＳ３０６では、カウント値Ｎが所定枚数Ｎｘに到達したかが判断され、カウント値Ｎが所定枚数Ｎｘ未満であると（ステップＳ３０６で「ＮＯ」）、ステップＳ３０２に戻る。これによって、カウント値Ｎが所定枚数Ｎｘに到達するまで（ステップＳ３０６で「ＹＥＳ」）、ステップＳ３０２〜Ｓ３０５が繰り返される。その結果、パッケージＰのタイプを階級とする度数分布表が作成される。そして、ステップＳ３０７では、カウント値が最多であるタイプのパッケージＰが対象パッケージＰｏの候補に設定される。

ステップＳ３０８では、設定候補のパッケージＰに基づいて、認識パラメーターＲを作成する。例えば、リードＥｌの幅Ｗに対する寸法範囲Ｗｔを求める場合には、所定枚数Ｎｘの撮像画像Ｉのそれぞれから抽出したリードＥｌの幅Ｗのうちから、スミルノフ・グラブス検定あるいはトンプソン検定等を用いて外れ値を除外し、残りの値の平均値に対して±３σ（σは標準偏差）の範囲を寸法範囲Ｗｔに設定する。この際、平均値に変えて中央値を用いても構わない。

また、部品Ｅの外形寸法Ｓに対する寸法範囲を求める場合には、所定枚数Ｎｘの撮像画像Ｉのうち、部品Ｅの長さおよび幅の両方について外れ値を有さない撮像画像Ｉを対象にしても良い。つまり、部品Ｅの長さについて外れ値を有する撮像画像Ｉを除外するとともに、部品Ｅの幅について外れ値を有する撮像画像Ｉをさらに除外する。そして、残りの撮像画像Ｉのそれぞれから抽出した部品Ｅの長さの平均値に対して±３σ（σは標準偏差）の範囲を当該長さの寸法範囲に設定し、部品Ｅの幅の平均値に対して±３σ（σは標準偏差）の範囲を当該幅の寸法範囲に設定する。この際、平均値に変えて中央値を用いても構わない。

こうして図１０のフローチャート、すなわち図５のステップＳ１１３の部品データ作成が完了すると、ステップＳ１１４のデータ更新処理（図１１）が実行される。図１１はデータ更新処理で実行される処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ４０１では、部品データＤｐの更新を全自動で行うかを問い合わせる画面が表示／操作ユニット１５０に表示される。そして、全自動で行うとの旨が作業者により表示／操作ユニット１５０に入力されると、演算処理部１１０は、搭載オフセット量を算出する。具体的には、記憶部１２０に現在記憶されている部品データＤｐおよび新たに作成された部品データＤｐのそれぞれが示す部品Ｅの中心位置および傾きの違い、すなわちオフセット量が求められる。そして、新たに作成された部品データＤｐが示す部品Ｅの中心位置および傾きがそれぞれのオフセット量だけ補正され、この補正後の部品データＤｐが記憶部１２０に記憶・更新される（ステップＳ４０３）。これによって、記憶部１２０の部品データＤｐに設定される対象パッケージＰｏ、すなわち部品認識で用いるパッケージＰが、ステップＳ３０７で候補となったカウント値が最多のパッケージＰに変更される。

一方、全自動で行わないとの旨が作業者により表示／操作ユニット１５０に入力されると、演算処理部１１０は、表示／操作ユニット１５０において部品Ｅの撮像画像Ｉに部品データＤｐを重ねて表示する。そして、作業者は、部品Ｅの撮像画像Ｉと部品データＤｐとの関係を目視で確認した結果、その良否を表示／操作ユニット１５０に入力する。そして、良好と入力されると（ステップＳ４０５で「ＹＥＳ」）、上述と同様にステップＳ４０２、４０３が実行されて、記憶部１２０に記憶された部品データＤｐが更新される。一方、不良と入力されると（ステップＳ４０５で「ＮＯ」）、部品データＤｐの更新が実行されない。

こうして図１１のフローチャート、すなわち図５のステップＳ１１４のデータ更新処理が完了すると、ステップＳ１１５において生産を終了するかが判断される。そして、生産を継続する場合（ステップＳ１１５で「ＮＯ」の場合）には、ステップＳ１０１に戻る一方、生産を終了する場合（ステップＳ１１５で「ＹＥＳ」の場合）には、図５のフローチャートを終了する。

以上のように構成された実施形態では、実装ヘッド４により保持された部品Ｅを撮像することで部品Ｅの撮像画像Ｉが取得される。そして、タイプの異なる複数のパッケージＰのうちから設定された一の対象パッケージＰｏの特徴を有するとの条件を示す部品データＤｐ（部品認識条件）と撮像画像Ｉとが比較される。この比較の結果、撮像画像Ｉが部品データＤｐを満たす場合には基板Ｂへの部品Ｅの実装を実装ヘッド４が実行する一方、撮像画像Ｉが部品データＤｐを満たさない場合には実装ヘッド４が部品を廃棄する。また、ここで用いられる部品データＤｐは、図５の条件調整処理の実行によって撮像画像Ｉに基づき調整される。特にこの条件調整処理は、複数のパッケージＰのうちから対象パッケージＰｏとして設定されるパッケージＰを撮像画像Ｉに基づき調整する処理を含む。このように、タイプの異なる複数のパッケージＰのうちから部品データＤｐに用いられる対象パッケージＰｏが、実際に部品Ｅを撮像した撮像画像Ｉに基づき調整される。したがって、適切な部品のパッケージＰを部品データＤｐに設定することが可能となっている。その結果、良品の部品Ｅの誤廃棄が生じるのを抑制可能となっている。

また、部品データＤｐは、対象パッケージＰｏのリードＥｌ（基準箇所）が所定の寸法範囲Ｗｔ内であるとの条件を含む。そして、条件調整処理は、寸法範囲Ｗｔを撮像画像Ｉに基づき調整する処理を含む。これによって、適切な寸法範囲Ｗｔを部品データＤｐに設定することができる。その結果、良品の部品Ｅの誤廃棄が生じるのを抑制可能となっている。

また、部品撮像部５は、部品Ｅに光を照射する照明５２を有する。そして、条件調整処理は、照明５２が照射する光の強度を撮像画像Ｉに基づき調整する処理を含む。これによって、適切な強度の光を部品Ｅに照射しつつ撮像画像Ｉを取得することができる。

また、複数の撮像画像Ｉを記憶する記憶部１２０が設けられ、演算処理部１１０は、記憶部１２０に記憶された複数の撮像画像Ｉに基づき部品データＤｐを調整することで、条件調整処理を実行する。このように複数の撮像画像Ｉに基づくことで、部品データＤｐをより的確に調整することが可能となる。

また、記憶部１２０に記憶される複数の撮像画像Ｉは、部品データＤｐを満たさないＮＧ撮像画像Ｉｎおよび部品データＤｐを満たすＯＫ撮像画像Ｉｏを含む。かかる構成では、ＮＧ撮像画像Ｉｎに基づくことで、良品の部品Ｅを撮像した撮像画像Ｉであるにも拘らず部品データＤｐを満たさないと判断されたＮＧ撮像画像Ｉｎに基づき部品データＤｐを的確に調整することができ、良品の部品Ｅの誤廃棄が生じるのを抑制するのに有利である。しかも、ＯＫ撮像画像Ｉｏにも基づくことで、不良の部品Ｅを撮像したＮＧ撮像画像Ｉｎ（換言すれば、真正のＮＧ撮像画像Ｉｎ）が部品データＤｐの調整に与える影響を緩和することが可能となっている。こうして、ＮＧ撮像画像ＩｎおよびＯＫ撮像画像Ｉｏの両方に基づくことで、部品データＤｐをより的確に調整することが可能となる。

また、演算処理部１１０は、複数のＮＧ撮像画像Ｉｎが連続して取得された場合には最初に取得されたＮＧ撮像画像Ｉｎのみを記憶部１２０に保存するとともに、複数のＯＫ撮像画像Ｉｏが連続して取得された場合には最初に取得されたＯＫ撮像画像Ｉｏのみを記憶部１２０に保存することで、ＮＧ撮像画像ＩｎとＯＫ撮像画像Ｉｏとを１つずつ交互に記憶部１２０に保存する。このような構成は、ＮＧ撮像画像ＩｎとＯＫ撮像画像Ｉｏとの各個数をバランス良く取得することができ、部品データＤｐを適切に調整するのに資する。

以上に説明したように本実施形態では、部品実装機１が本発明の「部品実装機」の一例に相当し、テープフィーダー２８１が本発明の「部品供給部」の一例に相当し、一対のコンベア１２、１２が本発明の「基板搬送部」の一例に相当し、実装ヘッド４が本発明の「実装ヘッド」の一例に相当し、部品撮像部５が本発明の「部品撮像部」の一例に相当し、演算処理部１１０が本発明の「制御部」の一例に相当し、照明５２が本発明の「照明」の一例に相当し、記憶部１２０が本発明の「記憶部」の一例に相当し、基板Ｂが本発明の「基板」の一例に相当し、部品Ｅが本発明の「部品」の一例に相当し、リードＥｌが本発明の「基準箇所」の一例に相当し、寸法範囲Ｗｔが本発明の「寸法範囲」の一例に相当し、パッケージＰが本発明の「パッケージ」の一例に相当し、対象パッケージＰｏが本発明の「対象パッケージ」の一例に相当し、撮像画像Ｉが本発明の「撮像画像」の一例に相当し、ＮＧ撮像画像Ｉｎが本発明の「第１撮像画像」の一例に相当し、ＯＫ撮像画像Ｉｏが本発明の「第２撮像画像」の一例に相当し、部品データＤｐが本発明の「部品認識条件」の一例に相当し、ステップＳ１０３〜Ｓ１１４が本発明の「条件設定処理」の一例に相当し、照明レベルＬｌが本発明の「光の強度」の一例に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、部品供給部としてテープフィーダー２８１が用いられていた。しかしながら、部品供給部として使用可能なフィーダーはテープフィーダー２８１に限られず、例えばスティックフィーダーあるいはトレイフィーダーであっても良い。

また、図５のフローチャートにおいて、例えばステップＳ１１２の照明レベル推定や、ステップＳ１１４のデータ更新処理等を省略しても良い。後者の場合は、図１０のステップＳ３０７、Ｓ３０８で求められた対象パッケージＰｏおよび認識パラメーターＲをそのまま記憶部１２０の部品データＤｐに上書きしても良い。

また、撮像画像Ｉを記憶部１２０に保存する枚数Ｎｘは２０枚に限られない。また、ＮＧ撮像画像ＩｎとＯＫ撮像画像Ｉｏとを１枚ずつ交互に記憶部１２０に記憶する必要も必ずしも無い。

また、部品Ｅの基準箇所の具体例は、上記のリードＥｌに限られない。

また、部品ＥのパッケージＰは、上記の図３の例に限られない。

１…部品実装機、２８１…テープフィーダー（部品供給部）、１２…コンベア（基板搬送部）、４…実装ヘッド、５…部品撮像部、１１０…演算処理部（制御部）、５２…照明、１２０…記憶部、Ｂ…基板、Ｅ…部品、Ｅｌ…リード（基準箇所）、Ｐ…パッケージ、Ｐｏ…対象パッケージ、Ｉ…撮像画像、Ｉｎ…ＮＧ撮像画像（第１撮像画像）、Ｉｏ…ＯＫ撮像画像（第２撮像画像）、Ｄｐ…部品データ（部品認識条件）、Ｓ１０３〜Ｓ１１４…条件設定処理、Ｗｔ…寸法範囲、Ｌｌ…照明レベル（光の強度）

Claims

タイプの同じパッケージを有する部品を供給する部品供給部と、
基板を搬送する基板搬送部と、
前記部品供給部により供給された前記部品を前記基板搬送部に支持された前記基板に実装する実装ヘッドと、
前記実装ヘッドにより保持された前記部品を撮像することで前記部品の撮像画像を取得する部品撮像部と、
タイプの異なる複数のパッケージのうちから設定された一の対象パッケージの特徴を有するとの条件を含む部品認識条件と前記撮像画像とを比較し、前記撮像画像が前記部品認識条件を満たす場合には前記実装ヘッドに前記部品を実装させる一方、前記撮像画像が前記部品認識条件を満たさない場合には前記実装ヘッドに前記部品を廃棄させる制御部と、
複数の前記撮像画像を記憶する記憶部と
を備え、
前記制御部は、前記部品認識条件を前記撮像画像に基づき調整する条件調整処理を、前記記憶部に記憶された複数の前記撮像画像に基づき前記部品認識条件を調整することで、実行し、
前記条件調整処理は、前記複数のパッケージのうちから前記対象パッケージとして設定されるパッケージを前記撮像画像に基づき調整する処理を含む部品実装機。
前記部品認識条件は、前記対象パッケージの基準箇所が所定の寸法範囲内であるとの条件を含み、
前記条件調整処理は、前記寸法範囲を前記撮像画像に基づき調整する処理を含む請求項１に記載の部品実装機。
前記部品撮像部は、前記部品に光を照射する照明を有し、
前記条件調整処理は、前記照明が照射する光の強度を前記撮像画像に基づき調整する処理を含む請求項１または２に記載の部品実装機。
前記記憶部に記憶される複数の前記撮像画像は、前記部品認識条件を満たさない前記撮像画像である第１撮像画像および前記部品認識条件を満たす前記撮像画像である第２撮像画像を含む請求項１ないし３のいずれか一項に記載の部品実装機。
前記制御部は、複数の前記第１撮像画像が連続して取得された場合には最初に取得された前記第１撮像画像のみを前記記憶部に保存するとともに、複数の前記第２撮像画像が連続して取得された場合には最初に取得された前記第２撮像画像のみを前記記憶部に保存することで、前記第１撮像画像と前記第２撮像画像とを１つずつ交互に前記記憶部に保存する請求項４に記載の部品実装機。
前記制御部は、前記条件調整処理において、前記撮像画像が満たす特徴を有する一のパッケージを前記複数のパッケージのうちから特定する演算を前記記憶部に記憶される複数の前記撮像画像のそれぞれについて実行し、前記複数のパッケージのうち、その特徴を満たす前記撮像画像の個数が最も多い一のパッケージを前記対象パッケージに設定する請求項１ないし５のいずれか一項に記載の部品実装機。
タイプの同じパッケージを有する部品を供給する工程と、
供給された前記部品を実装ヘッドにより保持する工程と、
前記実装ヘッドにより保持された前記部品を撮像することで前記部品の撮像画像を取得する工程と、
タイプの異なる複数のパッケージのうちから設定された一の対象パッケージの特徴を有するとの条件を含む部品認識条件と前記撮像画像とを比較し、前記撮像画像が前記部品認識条件を満たす場合には基板への前記部品の実装を前記実装ヘッドに実行させる一方、前記撮像画像が前記部品認識条件を満たさない場合には前記実装ヘッドに前記部品を廃棄させる工程と、
前記部品認識条件を前記撮像画像に基づき調整する条件調整処理を、記憶部に記憶された複数の前記撮像画像に基づき前記部品認識条件を調整することで、実行する工程と
を備え、
前記条件調整処理は、前記複数のパッケージのうちから前記対象パッケージとして設定されるパッケージを前記撮像画像に基づき調整する処理を含む部品実装方法。