特開 2023-160270 部品実装機、リード部品の位置算出方法およびリード部品の位置算出プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023160270

(43)【公開日】2023-11-02

(54)【発明の名称】部品実装機、リード部品の位置算出方法およびリード部品の位置算出プログラム

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/08 20060101AFI20231026BHJP

   H05K 13/04 20060101ALI20231026BHJP

【ＦＩ】

H05K13/08 B

H05K13/04 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022070501

(22)【出願日】2022-04-22

(71)【出願人】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105935

【弁理士】

【氏名又は名称】振角 正一

(74)【代理人】

【識別番号】100136836

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 一正

(72)【発明者】

【氏名】仲村 誠司

【テーマコード（参考）】

5E353

【Ｆターム（参考）】

5E353BB02

5E353CC05

5E353EE26

5E353GG01

5E353HH11

5E353JJ21

5E353JJ42

5E353JJ48

5E353KK01

5E353KK11

5E353QQ12

(57)【要約】

【課題】リードの長さのばらつきによらずにリード部品の位置を高精度に算出する。
【解決手段】リード９３の先端Ｔ９３から方向Ｅｙに平行に延びる延設直線Ｖ９３とＸ座標軸とが交差するＸ切片９３ｘが算出され（ステップＳ３０１）、Ｘ切片９３ｘの平均であるＸ切片代表位置Ａｘ（Ｘ切片平均値）が算出される（ステップＳ３０２）。リード９１、９２の先端Ｔ９１、Ｔ９２から方向Ｅｘに平行に延びる延設直線Ｖ９１、Ｖ９２とＹ座標軸とが交差するＹ切片９１ｙ、９２ｙが算出され（ステップＳ３０４）、Ｙ切片９１ｙ、９２ｙの平均であるＹ切片代表位置Ａｙ（Ｙ切片平均値）が算出される。Ｘ切片代表位置Ａｘを通って方向Ｅｘに平行なＸ切片代表線Ｒｘと、Ｙ切片代表位置Ａｙを通って方向Ｅｘに平行なＹ切片代表線Ｒｙとの交点Ｎの位置が算出される。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

矩形を有する部品本体と、前記部品本体から第１延設方向に延設される複数の第１延設リードと、前記部品本体から前記第１延設方向に直交する第２延設方向に延設される複数の第２延設リードとを有するリード部品を保持する実装ヘッドと、
前記実装ヘッドに保持される前記リード部品を示すリード部品画像を撮像する部品撮像部と、
Ｘ座標軸と前記Ｘ座標軸に直交するＹ座標軸で構成されるＸＹ座標系において前記リード部品画像に示される前記リード部品を認識するリード部品認識部と
を備え、
前記リード部品認識部は、
前記ＸＹ座標系において前記第１延設方向および前記第２延設方向を前記リード部品画像に基づき算出する延設方向算出部と、
前記第１延設リードの先端から前記第１延設方向に平行に延びる直線と前記Ｘ座標軸とが交差するＸ切片を前記複数の第１延設リードのそれぞれについて算出するＸ切片算出部と、
前記複数の第１延設リードのそれぞれについて算出された前記Ｘ切片の平均であるＸ切片平均値を算出するＸ切片平均算出部と、
前記第２延設リードの先端から前記第２延設方向に平行に延びる直線と前記Ｙ座標軸とが交差するＹ切片を前記複数の第２延設リードのそれぞれについて算出するＹ切片算出部と、
前記複数の第２延設リードのそれぞれについて算出された前記Ｙ切片の平均であるＹ切片平均値を算出するＹ切片平均算出部と、
前記Ｘ切片平均値を通って前記第１延設方向に平行な直線と、前記Ｙ切片平均値を通って前記第２延設方向に平行な直線との交点の位置を算出する交点算出部と
を有し、
前記リード部品の位置を前記交点の位置に基づき求める部品実装機。

【請求項2】

前記リード部品認識部は、前記交点の位置を前記リード部品の位置として求める請求項１に記載の部品実装機。

【請求項3】

前記交点の位置と前記部品本体の中心の位置との位置関係を記憶する記憶部をさらに備え、
前記リード部品認識部は、前記交点の位置および前記位置関係に基づき算出した前記部品本体の位置を、前記リード部品の位置として求める請求項１に記載の部品実装機。

【請求項4】

前記位置関係は、前記第１延設方向における前記交点と前記部品本体の中心とのずれ量を示す請求項３に記載の部品実装機。

【請求項5】

前記位置関係は、前記第２延設方向における前記交点と前記部品本体の中心とのずれ量を示す請求項３または４に記載の部品実装機。

【請求項6】

矩形を有する部品本体と、前記部品本体から第１延設方向に延設される複数の第１延設リードと、前記部品本体から前記第１延設方向に直交する第２延設方向に延設される複数の第２延設リードとを有するリード部品を示すリード部品画像を取得する工程と、
Ｘ座標軸と前記Ｘ座標軸に直交するＹ座標軸で構成されるＸＹ座標系において前記リード部品画像に示される前記リード部品を認識する工程と
を備え、
前記リード部品を認識する工程では、
前記ＸＹ座標系において前記第１延設方向および前記第２延設方向を前記リード部品画像に基づき算出する処理と、
前記第１延設リードの先端から前記第１延設方向に平行に延びる直線と前記Ｘ座標軸とが交差するＸ切片を前記複数の第１延設リードのそれぞれについて算出する処理と、
前記複数の第１延設リードのそれぞれについて算出された前記Ｘ切片の平均であるＸ切片平均値を算出する処理と、
前記第２延設リードの先端から前記第２延設方向に平行に延びる直線と前記Ｙ座標軸とが交差するＹ切片を前記複数の第２延設リードのそれぞれについて算出する処理と、
前記複数の第２延設リードのそれぞれについて算出された前記Ｙ切片の平均であるＹ切片平均値を算出する処理と、
前記Ｘ切片平均値を通って前記第１延設方向に平行な直線と、前記Ｙ切片平均値を通って前記第２延設方向に平行な直線との交点の位置を算出する処理と
が実行され、
前記リード部品の位置が前記交点の位置に基づき求められるリード部品の位置算出方法。

【請求項7】

請求項６に記載のリード部品の位置算出方法を、コンピュータに実行させるリード部品の位置算出プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、リード部品を実装ヘッドによって基板に実装する部品実装技術に関し、特にリード部品の位置を算出する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

リード部品を実装ヘッドによって基板に実装する部品実装機では、基板に対して適切な位置にリード部品を実装するために、実装ヘッドに保持されるリード部品を撮像したリード部品画像に基づきリード部品の位置が算出される。例えば、特許文献１、２では、リード部品画像から算出したリードの先端の位置に基づきリード部品の位置が算出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３２６９８１６号

【特許文献2】特公平７－５２０９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、リード部品のリードは、その延設方向に所定の長さを有するように設計される。しかしながら、実際のリードの長さはばらつきを有する。そのため、リードの位置からリード部品の位置を高精度に算出することが難しかった。

【0005】

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、リード部品のリードの長さのばらつきによらずにリード部品の位置を高精度に算出可能とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る部品実装機は、矩形を有する部品本体と、部品本体から第１延設方向に延設される複数の第１延設リードと、部品本体から第１延設方向に直交する第２延設方向に延設される複数の第２延設リードとを有するリード部品を保持する実装ヘッドと、実装ヘッドに保持されるリード部品を示すリード部品画像を撮像する部品撮像部と、Ｘ座標軸とＸ座標軸に直交するＹ座標軸で構成されるＸＹ座標系においてリード部品画像に示されるリード部品を認識するリード部品認識部とを備え、リード部品認識部は、ＸＹ座標系において第１延設方向および第２延設方向をリード部品画像に基づき算出する延設方向算出部と、第１延設リードの先端から第１延設方向に平行に延びる直線とＸ座標軸とが交差するＸ切片を複数の第１延設リードのそれぞれについて算出するＸ切片算出部と、複数の第１延設リードのそれぞれについて算出されたＸ切片の平均であるＸ切片平均値を算出するＸ切片平均算出部と、第２延設リードの先端から第２延設方向に平行に延びる直線とＹ座標軸とが交差するＹ切片を複数の第２延設リードのそれぞれについて算出するＹ切片算出部と、複数の第２延設リードのそれぞれについて算出されたＹ切片の平均であるＹ切片平均値を算出するＹ切片平均算出部と、Ｘ切片平均値を通って第１延設方向に平行な直線と、Ｙ切片平均値を通って第２延設方向に平行な直線との交点の位置を算出する交点算出部とを有し、リード部品の位置を交点の位置に基づき求める。

【0007】

本発明に係るリード部品の位置算出方法は、矩形を有する部品本体と、部品本体から第１延設方向に延設される複数の第１延設リードと、部品本体から第１延設方向に直交する第２延設方向に延設される複数の第２延設リードとを有するリード部品を示すリード部品画像を取得する工程と、Ｘ座標軸とＸ座標軸に直交するＹ座標軸で構成されるＸＹ座標系においてリード部品画像に示されるリード部品を認識する工程とを備え、リード部品を認識する工程では、ＸＹ座標系において第１延設方向および第２延設方向をリード部品画像に基づき算出する処理と、第１延設リードの先端から第１延設方向に平行に延びる直線とＸ座標軸とが交差するＸ切片を複数の第１延設リードのそれぞれについて算出する処理と、複数の第１延設リードのそれぞれについて算出されたＸ切片の平均であるＸ切片平均値を算出する処理と、第２延設リードの先端から第２延設方向に平行に延びる直線とＹ座標軸とが交差するＹ切片を複数の第２延設リードのそれぞれについて算出する処理と、複数の第２延設リードのそれぞれについて算出されたＹ切片の平均であるＹ切片平均値を算出する処理と、Ｘ切片平均値を通って第１延設方向に平行な直線と、Ｙ切片平均値を通って第２延設方向に平行な直線との交点の位置を算出する処理とが実行され、リード部品の位置が交点の位置に基づき求められる。

【0008】

このように構成された本発明では、リード部品画像に示されるリード部品がＸＹ座標系において認識される。このリード部品は、矩形を有する部品本体と、部品本体から第１延設方向に延設される複数の第１延設リードと、部品本体から第１延設方向に直交する第２延設方向に延設される複数の第２延設リードとを有する。特に、ＸＹ座標系において第１延設方向および第２延設方向がリード部品画像に基づき算出される。そして、第１延設リードの先端から第１延設方向に平行に延びる直線とＸ座標軸とが交差するＸ切片が複数の第１延設リードのそれぞれについて算出され、複数の第１延設リードのそれぞれについて算出されたＸ切片の平均であるＸ切片平均値が算出される。また、第２延設リードの先端から第２延設方向に平行に延びる直線とＹ座標軸とが交差するＹ切片が複数の第２延設リードのそれぞれについて算出され、複数の第２延設リードのそれぞれについて算出されたＹ切片の平均であるＹ切片平均値が算出される。そして、Ｘ切片平均値を通って第１延設方向に平行な直線と、Ｙ切片平均値を通って第２延設方向に平行な直線との交点の位置が算出される。かかる交点は、第１延設リードおよび第２延設リードの長さのばらつきによらず一意的に求めることができる。そして、このような交点に基づき、リード部品の位置が求められる。その結果、リード部品のリードの長さのばらつきによらずにリード部品の位置を高精度に算出することが可能となっている。

【0009】

なお、かかる交点に基づきリード部品の位置を求める具体的態様は種々想定される。例えば、リード部品認識部は、交点の位置をリード部品の位置として求めるように、部品実装機を構成してもよい。かかる構成により、リード部品のリードの長さのばらつきによらずにリード部品の位置を高精度に算出することが可能となる。

【0010】

また、交点の位置と部品本体の中心の位置との位置関係を記憶する記憶部をさらに備え、リード部品認識部は、交点の位置および位置関係に基づき算出した部品本体の位置を、リード部品の位置として求めるように、部品実装機を構成してもよい。かかる構成により、リード部品のリードの長さのばらつきによらずにリード部品の位置を高精度に算出することが可能となる。

【0011】

また、位置関係は、第１延設方向における交点と部品本体の中心とのずれ量を示すように、部品実装機を構成してもよい。かかる構成では、第１延設方向において複数の第２延設リードの配列が部品本体の中心に対して偏ったリード部品についても、リード部品のリードの長さのばらつきによらずにリード部品の位置を高精度に算出することが可能となる。

【0012】

また、位置関係は、第２延設方向における交点と部品本体の中心とのずれ量を示すように、部品実装機を構成してもよい。かかる構成では、第２延設方向において複数の第１延設リードの配列が部品本体の中心に対して偏ったリード部品についても、リード部品のリードの長さのばらつきによらずにリード部品の位置を高精度に算出することが可能となる。

【0013】

本発明に係るリード部品の位置算出プログラムは、上記のリード部品の位置算出方法をコンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0014】

以上のように、本発明によれば、リード部品のリードの長さのばらつきによらずにリード部品の位置を高精度に算出可能とすることが可能となっている。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係る部品実装機の一例を模式的に示す平面図。

【図2】図１の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図。

【図3A】部品認識カメラの撮像対象である部品を模式的に示す底面図。

【図3B】部品認識カメラの撮像対象である部品を模式的に示す側面図。

【図4】部品実装機において実行される部品認識の一例を示すフローチャート。

【図5】図４の部品認識で実行される回転角度算出の一例を示すフローチャート。

【図6】図５の回転角度算出で部品画像に対して実行される演算内容を模式的に示す図。

【図7】図４の部品認識で部品画像に対して実行される位置算出の一例を示すフローチャート。

【図8】図７の位置算出で実行される演算内容を模式的に示す図。

【図9】図４の部品認識で部品画像に対して実行される位置算出の変形例を示すフローチャート。

【図10】図９の位置算出で実行される演算内容を模式的に示す図。

【図11】対象となる部品の構成の変形例および当該部品に対する演算内容を模式的に示す底面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１は本発明に係る部品実装機の一例を模式的に示す平面図であり、図２は図１の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図である。図１では、水平方向であるＧｘ方向、Ｇｘ方向に直交する水平方向であるＧｙ方向および鉛直方向であるＧｚ方向が適宜示される。この部品実装機１は、図２に示すようにコントローラー１００を備え、コントローラー１００が装置各部を制御することで、基板Ｂに設けられた各実装箇所に部品９が実装される。コントローラー１００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やＲＡＭ(Random Access Memory)で構成されたプロセッサである演算処理部１１０およびＨＤＤ(Hard Disk Drive)あるいはＳＳＤ(Solid State Drive)で構成された記憶装置である記憶部１２０を有する。記憶部１２０には、後に詳述する部品認識を演算処理部１１０に実行させる部品認識プログラムＰが記憶されている。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、部品９の吸着に用いる負圧を制御するバルブ制御部１４０および部品実装機１の撮像系を制御する撮像制御部１５０を有し、演算処理部１１０が各制御部１３０、１４０、１５０の動作を統括的に管理する。

【0017】

また、コントローラー１００は、部品実装機１とは別に設けられたサーバーコンピューターＳと通信を行う通信ＩＦ１６０を有する。このサーバーコンピューターＳの記憶装置には、部品認識プログラムＰが保存されており、通信ＩＦ１６０がサーバーコンピューターＳからダウンロードした部品認識プログラムＰが記憶部１２０に保存される。なお、部品認識プログラムＰの提供態様は、サーバーコンピューターＳからのダウンロードによらない。つまり、部品認識プログラムＰを保存するＵＳＢ(Universal Serial Bus)メモリ等によって部品認識プログラムＰが提供されてもよい。

【0018】

図１に示すように、部品実装機１は、基台１１の上においてＧｘ方向に並列に配列された一対のコンベア１２、１２を備え、各コンベア１２はＧｘ方向に基板Ｂを搬送する。部品実装機１は、各コンベア１２によりＧｘ方向（基板搬送方向）の上流側から基板支持位置１２Ｂ（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、部品の実装を完了した基板Ｂを各コンベア１２により基板支持位置１２ＢからＧｘ方向の下流側へ搬出する。

【0019】

部品実装機１では、Ｇｙ方向に延びる一対のＹ軸レール２１、２１と、Ｇｙ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、Ｇｘ方向に延びるＸ軸レール２３が一対のＹ軸レール２１、２１によりＧｙ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。Ｘ軸レール２３には、Ｇｘ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２５がＸ軸レール２３にＧｘ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２５をＧｙ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２５をＧｘ方向に移動させることができる。

【0020】

一対のコンベア１２、１２のＧｙ方向の一方側では、２個のトレイ部品供給部３がＧｘ方向に並んでいる。各トレイ部品供給部３は、例えば特開２０１５－１７９７０９号公報に示されるトレイ部品供給装置と同様の構成を有し、基台１１の上面に設けられた部品取出位置３１にまでパレットに伴って引き出されたトレイ３２を用いて部品９（リード部品）を供給する。このトレイ３２は、マトリックス状（図１の例では３行５列）に配列された複数の部品供給箇所３３を有し、各部品供給箇所３３に部品９が収容されている。

【0021】

一対のコンベア１２、１２のＧｙ方向の他方側では、２個のテープ部品供給部４がＧｘ方向に並んでいる。各テープ部品供給部４に対しては、複数のテープフィーダー４１がＧｘ方向に並んで着脱可能に装着されている。テープフィーダー４１はＧｙ方向に延設されており、Ｇｙ方向におけるヘッドユニット２５側の先端部に部品供給箇所４３を有する。集積回路、トランジスター、コンデンサー等の小片状の部品（チップ部品）を所定間隔おきに収容したテープがテープフィーダー４１に装填されている。テープフィーダー４１は、テープをヘッドユニット２５側へ向けてＧｙ方向に間欠的に送り出すことで、テープ内の部品をＧｙ方向に送り出して、その部品供給箇所４３に順番に供給する。

【0022】

ヘッドユニット２５は、Ｇｘ方向に直線状に並ぶ複数（５本）の実装ヘッド５を有する。各実装ヘッド５はＧｚ方向に平行に延設されており、各実装ヘッド５の下端にはノズルが取り付けられている。各実装ヘッド５は、駆動制御部１３０の制御に応じて動作するＸ軸モーターＭｘおよびＹ軸モーターＭｙからの駆動力を受けて、ヘッドユニット２５に伴ってＧｘ方向およびＧｙ方向へ移動する。また、部品実装機１は、各実装ヘッド５に接続されたＺ軸モーターＭｚおよびＲ軸モーターＭｒを備えており、各実装ヘッド５は、駆動制御部１３０の制御に応じて動作するＺ軸モーターＭｚからの駆動力によりノズルを昇降させるとともに、駆動制御部１３０の制御に応じて動作するＲ軸モーターＭｒからの駆動力により、Ｒ方向にノズルを回転させる。ここで、Ｒ方向は、Ｇｚ方向に平行な回転軸を中心とする回転方向である。さらに、部品実装機１は各実装ヘッド５に連通する負圧発生器６を有し、バルブ制御部１４０が負圧発生器６と実装ヘッド５との間に設けられたバルブの開閉を制御することで、実装ヘッド５のノズルに与えられる気圧を調整する。そして、実装ヘッド５は、こうして調整される気圧を利用して、ノズルにより部品の吸着・実装を行う。

【0023】

つまり、実装ヘッド５は、トレイ３２の部品供給箇所３３の上方に位置させたノズルを下降させて当該部品供給箇所３３に収容された部品９に当接させた後に、ノズルに供給される負圧により部品９を吸着しつつノズルを上昇させる。続いて、実装ヘッド５は基板支持位置１２Ｂに支持された基板Ｂの実装箇所の上方に移動し、部品９が基板Ｂの実装箇所に当接するまでノズルを下降させた後にノズルに供給される大気圧あるいは正圧により部品９を基板Ｂの実装箇所に実装する。また、テープフィーダー４１が部品供給箇所４３に供給する部品に対する吸着・実装も同様にして実行される。

【0024】

さらに、部品実装機１は、上方を向いて基台１１に取り付けられた部品認識カメラ７を備える。部品認識カメラ７は、個体撮像素子を有し、撮像対象からの光を個体撮像素子によって検出することで撮像対象を撮像する。特に部品認識カメラ７は、実装ヘッド５のノズルに吸着された部品９に対して下方から対向しつつ部品９を撮像することで、底面視において部品９を示す部品画像Ｉを取得する。具体的には、駆動制御部１３０がＸ軸モーターＭｘおよびＹ軸モーターＭｙを制御することで、実装ヘッド５のノズルに吸着される部品９を部品認識カメラ７に対して上方から対向させる。そして、撮像制御部１５０が部品認識カメラ７に撮像を実行させて、部品認識カメラ７が取得した部品画像Ｉを部品認識カメラ７から受信する。駆動制御部１３０および撮像制御部１５０は、演算処理部１１０からの指令に従ってかかる動作を協働して実行し、部品認識カメラ７によって取得された部品画像Ｉは、撮像制御部１５０を介して演算処理部１１０に送信される。

【0025】

図３Ａは部品認識カメラの撮像対象である部品を模式的に示す底面図であり、図３Ｂは部品認識カメラの撮像対象である部品を模式的に示す側面図である。両図では、水平方向である方向Ｅｘと、方向Ｅｘに直交する方向Ｅｙとが示される。

【0026】

部品９は、底面視において矩形を有するパッケージ９０を有し、パッケージ９０は、底面視における当該パッケージ９０の周縁を規定する４つの辺９１１、９１２、９１３、９１４を有する。辺９１１および辺９１２は方向Ｅｙに平行であって同一の長さを有し、辺９１３および辺９１４は方向Ｅｘに平行であって同一の長さを有する。つまり、辺９１１と辺９１２とは、辺９１３（あるいは辺９１４）の長さに等しい間隔を空けて互いに対向し、辺９１３と辺９１４とは、辺９１１（あるいは辺９１２）の長さに等しい間隔を空けて互いに対向し、辺９１１、９１２のそれぞれと辺９１３、９１４のそれぞれとは互いに直交する。

【0027】

さらに、部品９は、辺９１１に沿って方向Ｅｙに等ピッチで配列された複数のリード９１を有する。底面視において、各リード９１は、パッケージ９０の辺９１１から方向Ｅｘに平行に延設され、方向Ｅｙに所定の幅を有する。また、部品９は、辺９１２に沿って方向Ｅｙに等ピッチで配列された複数のリード９２を有する。底面視において、各リード９２は、パッケージ９０の辺９１２から方向Ｅｘに平行に延設され、方向Ｅｙに所定の幅を有する。さらに、部品９は、辺９１３に沿って方向Ｅｘに等ピッチで配列された複数のリード９３を有する。底面視において、各リード９３は、パッケージ９０の辺９１３から方向Ｅｙに平行に延設され、方向Ｅｘに所定の幅を有する。このように、部品９はリード９１、９２を有するいわゆるリード部品である。

【0028】

図４は部品実装機において実行される部品認識の一例を示すフローチャートであり、図５は図４の部品認識で実行される回転角度算出の一例を示すフローチャートであり、図６は図５の回転角度算出で部品画像に対して実行される演算内容を模式的に示す図であり、図７は図４の部品認識で部品画像に対して実行される位置算出の一例を示すフローチャートであり、図８は図７の位置算出で実行される演算内容を模式的に示す図である。

【0029】

図６および図８では、水平に設けられたＸ座標軸と、Ｘ座標軸に直交するＹ座標軸とで構成されるＸＹ座標系が示される。このＸＹ座標系は、演算処理部１１０が部品画像Ｉに対して演算（画像処理）を実行して部品画像Ｉに示される部品９を認識するために使用する座標系に相当する。特に部品９に対して設定された方向Ｅｘおよび方向Ｅｙのうち、方向ＥｘはＸ座標軸に対応し、方向ＥｙはＹ座標軸に対応する。つまり、鉛直方向に平行な回転軸を中心とする部品９の回転角度θがゼロである場合には、方向ＥｘはＸ座標軸に平行となり、方向ＥｙはＹ座標軸に平行となる。ただし、方向Ｅｘ、ＥｙとＸＹ座標系との位置関係はこの例に限られず、方向Ｅｘ、Ｅｙに対するＸＹ座標系の設定態様は任意である。また、Ｘ座標軸はＧｘ方向に平行であり、Ｙ座標軸はＧｙ方向に平行である。ただし、Ｘ座標軸およびＹ座標軸がＧｘ方向およびＧｙ方向にそれぞれ平行である必要は必ずしもない。

【0030】

図４の部品認識は、部品認識プログラムＰに従って演算処理部１１０によって実行される。この部品認識のステップＳ１００では、部品画像Ｉが取得される。具体的には、演算処理部１１０は駆動制御部１３０を制御することで、実装ヘッド５のノズルに吸着された部品９を、部品認識カメラ７に対して上方から対向させる。そして、演算処理部１１０は、撮像制御部１５０を制御することで、部品認識カメラ７に部品９を撮像させて部品画像Ｉを取得させる。こうして、部品認識カメラ７によって取得された部品画像Ｉは、撮像制御部１５０を介して演算処理部１１０に送信される。

【0031】

ステップＳ２００の回転角度算出では、ステップＳ１００で取得された部品画像Ｉに基づき、部品９の回転角度θが算出される。ここで、部品９の回転角度θとは、鉛直方向に平行な回転軸を中心として部品９が回転する角度であり、図６の例では、Ｘ座標軸に対する方向Ｅｘの角度（換言すれば、Ｙ座標軸遺体する方向Ｅｙの角度）が回転角度θに相当する。

【0032】

図５および図６に示すように、回転角度算出では、複数のリード９１それぞれの先端Ｔ９１の位置が部品画像Ｉに基づき算出される（ステップＳ２０１）。ここで、リード９１の先端Ｔ９１とは、リード９１の延設方向である方向Ｅｘにおけるリード９１の両端のうち、パッケージ９０側の端と逆側の端である。また、先端Ｔ９１の位置は、リード９１の幅方向である方向Ｅｙにおける先端Ｔ９１の中心Ｃ９１の位置である。同様に、複数のリード９２それぞれの先端Ｔ９２の位置（中心Ｃ９２）が部品画像Ｉに基づき算出される。さらに、複数のリード９３それぞれの先端Ｔ９３の位置（中心Ｃ９３）が部品画像Ｉに基づき算出される。

【0033】

ステップＳ２０２では、複数のリード９１それぞれの位置（中心Ｃ９１）を表す回帰直線Ｌ９１が最小二乗法によって算出される。同様に、複数のリード９２それぞれの位置（中心Ｃ９２）を表す回帰直線Ｌ９２が最小二乗法によって算出される。さらに、複数のリード９３それぞれの位置（中心Ｃ９３）を表す回帰直線Ｌ９３が最小二乗法によって算出される。

【0034】

ステップＳ２０３では、鉛直方向に平行な回転軸を中心とする回帰直線Ｌ９１の回転角度θ９１が算出される。この回転角度θ９１は、複数のリード９１の先端Ｔ９１が配列される方向を示す。同様に、鉛直方向に平行な回転軸を中心とする回帰直線Ｌ９２の回転角度θ９２が算出される。この回転角度θ９２は、複数のリード９２の先端Ｔ９２が配列される方向を示す。さらに、鉛直方向に平行な回転軸を中心とする回帰直線Ｌ９３の回転角度θ９３が算出される。この回転角度θ９３は、複数のリード９３の先端Ｔ９３が配列される方向を示す。

【0035】

そして、ステップＳ２０４では、回転角度θ９１、回転角度θ９２および回転角度θ９３の平均が部品９の回転角度θとして算出される。かかる回転角度θは、部品９に対して設定されたＥｘＥｙ座標系のＸＹ座標系に対する傾きを示す情報に相当する。つまり、回転角度θを参照することで、ＸＹ座標系において、方向ＥｘはＸ座標軸に対して回転角度θだけ傾いた方向であり、方向ＥｙはＹ座標軸に対して回転角度θだけ傾いた方向であると分かる。つまり、回転角度θは、ＸＹ座標系においてリード９１、９２の延設方向である方向Ｅｘを示すとともに、リード９３の延設方向である方向Ｅｙを示す情報に相当する。

【0036】

図４に示すように、回転角度算出（ステップＳ２００）が完了すると、部品画像Ｉに基づき部品９の位置を算出する位置算出（ステップＳ３００）が実行される。図７および図８に示すように、位置算出では、Ｙ座標軸に対応する方向Ｅｙに延設されたリード９３について、Ｘ切片が算出される（ステップＳ３０１）。つまり、リード９３の先端Ｔ９３の中心Ｃ９３から、当該リード９３の延設方向Ｅｙに平行に延設された延設直線Ｖ９３が算出され、当該延設直線Ｖ９３とＸ座標軸とが交差するＸ切片９３ｘが算出される。こうして、Ｘ座標軸上に並ぶ複数のＸ切片９３ｘが算出される。

【0037】

ステップＳ３０２では、複数のＸ切片９３ｘの平均値がＸ切片代表位置Ａｘとして算出される。つまり、Ｘ切片代表位置Ａｘは、複数のＸ切片９３ｘの幾何中心に相当する。また、ステップＳ３０３では、Ｘ切片代表位置Ａｘを通ってリード９３の延設方向Ｅｙに平行なＸ切片代表線Ｒｘが算出される。

【0038】

ステップＳ３０４では、Ｘ座標軸に対応する方向Ｅｘに延設されたリード９１、９２について、Ｙ切片が算出される。つまり、リード９１の先端Ｔ９１の中心Ｃ９１から、当該リード９１の延設方向Ｅｘに平行に延設された延設直線Ｖ９１が算出され、当該延設直線Ｖ９１とＹ座標軸とが交差するＹ切片９１ｙが算出される。同様に、リード９２の先端Ｔ９２の中心Ｃ９２から、当該リード９２の延設方向Ｅｘに平行に延設された延設直線Ｖ９２が算出され、当該延設直線Ｖ９２とＹ座標軸とが交差するＹ切片９２ｙが算出される。
こうして、Ｙ座標軸上に並ぶ複数のＹ切片９１ｙ、９２ｙが算出される。

【0039】

ステップＳ３０５では、複数のＹ切片９１ｙ、９２ｙの平均値がＹ切片代表位置Ａｙとして算出される。つまり、Ｙ切片代表位置Ａｙは、複数のＹ切片９１ｙ、９２ｙの幾何中心に相当する。また、ステップＳ３０６では、Ｙ切片代表位置Ａｙを通ってリード９１、９２リード９３の延設方向Ｅｘに平行なＹ切片代表線Ｒｙが算出される。

【0040】

そして、ステップＳ３０７では、Ｘ切片代表位置ＡｘとＹ切片代表位置Ａｙとの交点Ｎが部品９の位置Ｃ９として算出される。

【0041】

以上に説明する実施例では、部品画像Ｉ（リード部品画像）に示される部品９（リード部品）がＸＹ座標系において認識される（図４）。この部品９は、矩形を有するパッケージ９０（部品本体）と、パッケージ９０から方向Ｅｙに延設される複数のリード９３（第１延設リード）と、パッケージ９０から方向Ｅｘ（第２延設方向）に延設される複数のリード９１、９２（第２延設リード）とを有する。特に、ＸＹ座標系において方向Ｅｘおよび方向Ｅｙを示す情報である部品９の回転角度θが部品画像Ｉに基づき算出される（ステップＳ２００）。そして、リード９３の先端Ｔ９３から方向Ｅｙに平行に延びる延設直線Ｖ９３とＸ座標軸とが交差するＸ切片９３ｘが複数のリード９３のそれぞれについて算出され（ステップＳ３０１）、複数のリード９３のそれぞれについて算出されたＸ切片９３ｘの平均であるＸ切片代表位置Ａｘ（Ｘ切片平均値）が算出される（ステップＳ３０２）。また、リード９１、９２の先端Ｔ９１、Ｔ９２から方向Ｅｘに平行に延びる延設直線Ｖ９１、Ｖ９２とＹ座標軸とが交差するＹ切片９１ｙ、９２ｙが複数のリード９１、９２のそれぞれについて算出され（ステップＳ３０４）、複数のリード９１、９２のそれぞれについて算出されたＹ切片９１ｙ、９２ｙの平均であるＹ切片代表位置Ａｙ（Ｙ切片平均値）が算出される。そして、Ｘ切片代表位置Ａｘを通って方向Ｅｘに平行なＸ切片代表線Ｒｘと、Ｙ切片代表位置Ａｙを通って方向Ｅｘに平行なＹ切片代表線Ｒｙとの交点Ｎの位置が算出される。かかる交点Ｎは、リード９３およびリード９１、９２の長さのばらつきによらず一意的に求めることができる。そして、このような交点Ｎに基づき、部品９の位置が求められる。その結果、部品９のリード９１、９２、９３の長さのばらつきによらずに部品９の位置を高精度に算出することが可能となっている。

【0042】

ところで、上記の実施例では、Ｘ切片代表線ＲｘとＹ切片代表線Ｒｙとの交点Ｎを、部品９の位置Ｃ９として算出している（ステップＳ３０７）。しかしながら、部品９の位置Ｃ９を交点Ｎから算出する具体的態様はこの例に限られず。次のように算出してもよい。

【0043】

図９は図４の部品認識で部品画像に対して実行される位置算出の変形例を示すフローチャートであり、図１０は図９の位置算出で実行される演算内容を模式的に示す図である。図９の変形例においても、図７の例と同様にステップＳ３０１～Ｓ３０７が実行されて、交点Ｎが算出される。ただし、図９の変形例では、この交点Ｎに対してオフセット補正を行うことで、部品９の位置Ｃ９が算出される。

【0044】

つまり、図１０に示す例では、方向Ｅｘに延設されたリード９１、９２の配列は、方向Ｅｙにおいて部品９のパッケージ９０の中心Ｃ９０（幾何中心）に対して偏っている。なお、パッケージ９０の中心Ｃ９０の位置は、部品９の位置Ｃ９に相当する。そのため、交点Ｎは、部品９のパッケージ９０の中心Ｃ９０から方向Ｅｙにオフセット量Ｆだけずれている（オフセットしている）。このオフセット量Ｆは、規格によって規定される部品９の構成に基づき予め求められて、記憶部１２０に記憶されている。具体的には、パッケージ９０の中心Ｃ９０と交点Ｎとの間のオフセットが発生する方向Ｅｙと当該方向Ｅｙへのオフセット量Ｆとを示すオフセット情報が記憶部１２０に記憶されている。これに対して、演算処理部１１０は、ステップＳ３０８において、記憶部１２０から読み出したオフセット情報に基づき、交点Ｎを方向Ｅｙにオフセット量Ｆだけ補正した中心Ｃ９０の位置を、部品９の位置Ｃ９として算出する。

【0045】

かかる変形例では、交点Ｎの位置とパッケージ９０の中心Ｃ９０の位置との位置関係（オフセット情報）が記憶部１２０に記憶される。そして、演算処理部１１０（リード部品認識部）は、交点Ｎの位置およびオフセット情報に基づき算出したパッケージ９０（部品本体）の中心Ｃ９０の位置を、部品９の位置Ｃ９として求める。かかる構成により、部品９のリード９１、９２、９３の長さのばらつきによらずに部品９の位置を高精度に算出することが可能となる。

【0046】

また、オフセット情報は、方向Ｅｙ（第１延設方向）における交点Ｎとパッケージ９０の中心Ｃ９０とのオフセット量Ｆ（ずれ量）を示す。これによって、方向Ｅｙにおいて複数のリード９１、９２の配列がパッケージ９０の中心Ｃ９０に対して偏った部品９についても、部品９のリード９１、９２、９３の長さのばらつきによらずに部品９の位置Ｃ９を高精度に算出することが可能となる。

【0047】

なお、オフセットが発生する方向は方向Ｅｙに限られず、方向Ｅｘ（第２延設方向）においてオフセットが発生する場合も想定される。このような場合には、方向Ｅｘにおける交点Ｎとパッケージ９０の中心Ｃ９０とのオフセット量Ｆを示すオフセット情報を、記憶部１２０に記憶させておくとよい。これによって、方向Ｅｘにおいて複数のリード９３の配列がパッケージ９０の中心Ｃ９０に対して偏った部品９についても、部品９のリード９３の長さのばらつきによらずに部品９の位置を高精度に算出することが可能となる。

【0048】

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、実装ヘッド５が本発明の「実装ヘッド」の一例に相当し、部品認識カメラ７が本発明の「部品撮像部」の一例に相当し、部品９が本発明の「リード部品」の一例に相当し、パッケージ９０が本発明の「部品本体」の一例に相当し、パッケージ９０の中心Ｃ９０の位置が本発明の「部品本体の位置」の一例に相当し、リード９１、９２が本発明の「複数の第２延設リード」の一例に相当し、Ｙ切片９１ｙ、９２ｙが本発明の「Ｙ切片」の一例に相当し、リード９３が本発明の「複数の第１延設リード」の一例に相当し、Ｘ切片９３ｘが本発明の「Ｘ切片」の一例に相当し、演算処理部１１０が本発明の「リード部品認識部」の一例に相当し、演算処理部１１０が本発明の「延設方向算出部」、「Ｘ切片算出部」、「Ｘ切片平均算出部」、「Ｙ切片算出部」、「Ｙ切片平均算出部」および「交点算出部」の一例に相当し、演算処理部１１０が本発明の「コンピュータ」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、Ｘ切片代表位置Ａｘが本発明の「Ｘ切片平均値」の一例に相当し、Ｙ切片代表位置Ａｙが本発明の「Ｙ切片平均値」の一例に相当し、方向Ｅｘが本発明の「第２延設方向」の一例に相当し、方向Ｅｙが本発明の「第１延設方向」の一例に相当し、部品画像Ｉが本発明の「リード部品画像」の一例に相当し、交点Ｎが本発明の「交点」の一例に相当し、部品認識プログラムＰが本発明の「リード部品の位置算出プログラム」の一例に相当し、Ｘ座標軸が本発明の「Ｘ座標軸」の一例に相当し、Ｙ座標軸が本発明の「Ｙ座標軸」の一例に相当し、オフセット情報が本発明の「位置関係」の一例に相当する。

【0049】

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、対象となる部品９の具体的な構成は上記の例に限られず、例えば図１１に示す部品９を対象としてもよい。ここで、図１１は対象となる部品の構成の変形例および当該部品に対する演算内容を模式的に示す底面図である。図８に示す部品９では、リード９１が配列される範囲とリード９２が配列される範囲とは、方向Ｅｙにおいて重複しないのに対して、図１１に示す部品９では、リード９１が配列される範囲とリード９２が配列される範囲とは、方向Ｅｙにおいて重複する。このような図１１の部品９に対しても、上記と同様にして交点Ｎに基づき部品９の位置Ｃ９を算出することができる。

【0050】

また、ステップＳ２００の回転角度算出において部品９の回転角度θを算出する具体的な方法は上記の例に限られない。したがって、例えば特公平７－６７０３６号公報あるいは特公平８－３１７１５号公報に記載された公知の方法によって部品９の回転角度θを算出してもよい。

【符号の説明】

【0051】

１…部品実装機
５…実装ヘッド
７…部品認識カメラ（部品撮像部）
９…部品９（リード部品）
９０…パッケージ（部品本体）
Ｃ９０…中心（部品本体の位置）
９１、９２…リード（第２延設リード）
９１ｙ、９２ｙ…Ｙ切片
９３…リード（第１延設リード）
９３ｘ…Ｘ切片
１１０…演算処理部（リード部品認識部、延設方向算出部、Ｘ切片算出部、Ｘ切片平均算出部、Ｙ切片算出部、Ｙ切片平均算出部、交点算出部、コンピュータ）
１２０…記憶部
Ａｘ…Ｘ切片代表位置（Ｘ切片平均値）
Ａｙ…Ｙ切片代表位置（Ｙ切片平均値）
Ｅｘ…方向（第２延設方向）
Ｅｙ…方向（第１延設方向）
Ｉ…部品画像（リード部品画像）
Ｎ…交点
Ｐ…部品認識プログラム（リード部品の位置算出プログラム）
Ｓ…サーバーコンピューター
Ｘ…Ｘ座標軸
Ｙ…Ｙ座標軸

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】