JP3418497B2 - 部品認識方法 - Google Patents
部品認識方法Info
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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Description
において実装される電子部品を認識するための部品認識
方法に関するものである。
て、QFPやSOPといったリード付き部品の実装頻度
が増加し、これらの部品をそれらの装着時にズレなく実
装するためには部品のリード位置の認識が必要となって
いる。特にリード先端位置を認識することは、実装時の
位置決めや部品形状を把握する場合に非常に重要な要素
である。
来の部品認識装置について説明する。ここでは、電子部
品実装設備における認識システムによる部品認識処理に
ついてのみ説明を行い、電子部品の実装プロセスについ
ては本明細書では言及しない。
における認識システムにより認識処理される画像データ
上での電子部品である。電子部品101は周辺の任意の
辺に複数のリード102を備えている。リード102
は、電子部品101の1辺あるいは複数の辺に、リード
102が備えられている辺と平行に配置されている。
電子部品101に対する従来の部品認識装置による部品
認識処理について、図6、図7および図8を用いて以下
に説明する。
プ#11において、図6、図7に示す検査ウインドウ1
03を定義する。検査ウインドウ103は部品認識を行
う際に撮像して得られた電子部品の全体もしくは一部の
画像データの処理範囲を定義したものであり、検査ウイ
ンドウ103のX方向はリード102の並ぶ方向と平行
となるように何らかの方法により位置づけられている。
その方法については本明細書では言及しない。
プ#12において、認識処理に用いるヒストグラムデー
タ104を作成するために、検査ウインドウ103内の
X方向の輝度をY座標ごとに加算する。
向、つまり検査ウインドウ103のY方向の位置を検出
し、リード102の先端位置を算出するのが目的である
ため、上記処理で生成されたヒストグラムデータ104
でもリード102の先端位置の検出が可能となる。上記
の処理を行ったヒストグラムデータ104は図7に示す
ように生成される。
ップ#13において、ヒストグラムデータ104に対し
て微分処理を行い、図7の微分データ105を生成す
る。これはヒストグラムデータ104の輝度変化率のも
っとも大きい位置を算出するための処理であり、微分デ
ータ105においては微分値が最大となるピーク点10
6がその位置に当たる。よって、ピーク点106の座標
がリード102の検査ウインドウ103内でのY方向位
置となる。ここで検査ウインドウ103と電子部品10
1のノズル中心などの基準位置との相対位置のデータよ
り、検査ウインドウ103内に存在するリード102の
先端位置を算出する。
に存在する場合は、上記の処理を複数の辺に対応した検
査ウインドウごとに繰り返すことで、電子部品101の
リード先端位置が認識でき、電子部品101の外形を認
識している。
うな従来の部品認識装置による部品認識処理では、図9
に示すように、検査ウインドウ103内にノイズ107
が生じている場合には、同図に示すようなヒストグラム
データ108および微分データ109が生成され、微分
データ109にはピーク点が図中のa、b、cのように
複数存在する。そのため、実際のリード先端位置は微分
データ109のピーク点aに対応する位置であるにもか
かわらず、ピーク点の検出方法によっては、ピーク点b
もしくはピーク点cに対応する位置をリード先端位置と
するような誤認識を行ってしまうという問題点を有して
いた。
で、リード付き部品を撮像して得られた撮像信号とノイ
ズ信号とが混在する画像データからでも、撮像されたリ
ード付き部品のリード先端位置をノイズ信号により影響
されることなく正確に検出することができる部品認識方
法を提供する。
おいては、実装される電子部品に対して定めたX座標軸
とY座標軸とを持つ検査ウインドウ内の画像データのリ
ード部分の輝度を強調し、この画像データに基づいて、
Y座標軸で輝度分布を表すヒストグラムデータを生成
し、このヒストグラムデータに基づいて、前記検査ウイ
ンドウでのリード位置のY座標値を算出して、前記電子
部品の位置を認識することにより、リード付き部品を撮
像して得られた撮像信号とノイズ信号とが混在する画像
データからでも、撮像されたリード付き部品のリード先
端位置をノイズ信号により影響されることなく正確に検
出することができる。
識方法は、電子部品実装設備により基板に実装される複
数のリードを有する電子部品に対し、前記リードの並ぶ
方向に平行なX座標軸とそのX座標軸に垂直なY座標軸
とを持つ2次元の検査ウインドウを定め、前記検査ウイ
ンドウ内の前記電子部品を撮像して得られた画像データ
におけるリード部分の輝度を強調するリード強調工程
と、前記リード強調工程により輝度を強調したリード部
分の画像データに基づいて、Y座標軸での輝度分布を表
す1次元のヒストグラムデータを生成するデータ生成工
程と、前記データ生成工程により生成したヒストグラム
データに基づいて、前記検査ウインドウでのリード位置
のY座標値を算出する位置決め工程とにより、前記電子
部品の位置を認識する部品認識方法であって、前記リー
ド強調工程は、X座標軸と平行な座標軸を持ち、認識対
象の電子部品の画像データから算出されたリード位置に
基づいて、リードの存在する位置は正の値とし存在しな
い位置は0あるいは負の値とした同一のデータに対し
て、画像データとの乗算時のX座標位置が互いに異なる
ように、座標変換を行って得た複数のリード検出用デー
タと、検査ウインドウ内における画像データとして同じ
Y座標値をもつ画素列の輝度との乗算を、前記画素列の
全画素に対して行い前記画像データを変換してリード部
分の輝度を強調することを特徴とする。 請求項2に記載
の部品認識方法は、請求項1記載の部品認識方法であっ
て、そのリード検出用データが一定の周期を持つことを
特徴とする。 請求項3に記載の部品認識方法は、請求項
2記載の部品認識方法であって、その一定周期のデータ
は、正弦波であることを特徴とする。 請求項4に記載の
部品認識方法は、請求項1記載の部品認識方法であっ
て、そのデータ生成工程は、検査ウインドウ内の同じY
座標値をもつ画素の輝度を加算してヒストグラムデータ
を生成することを特徴とする。 請求項5に記載の部品認
識方法は、請求項1または請求項4記載の部品認識方法
であって、その位置決め工程は、ヒストグラムデータか
ら検出した輝度変化率のもっとも高い点に基づいて、そ
の点に対応する検査ウインドウ内でのY座標値 を算出す
ることを特徴とする。
方法について、図1から図5を用いて具体的に説明す
る。
品認識方法を実現するための部品認識装置により得られ
た画像データについて説明する。
上での電子部品であり、周辺の任意の辺に複数のリード
2を備えている。リード2は、電子部品1の1辺あるい
は複数の辺に、リード2自身が存在している辺と平行に
配置されている。
データは電子部品1が完全に撮像された状態になってい
るが、入力する画像データが、電子部品1の一部であっ
ても、処理したいリード2の部分が撮像されていれば何
ら支障はない。
ウ3内の画像データに存在しているノイズであり、電子
部品のばらつき、形状、および認識環境の変化等によっ
て発生する明度部分である。5はリード検出用データで
あり、認識対象となる電子部品1の形状データから算出
されるリード位置を用いて、リード2の並んでいる間隔
に合わせた変化を持っている。このリード検出用データ
5は、厳密でなくてもよく、概してリードの存在する部
分では正の値、リードの存在しない部分では0あるいは
負の値を持っていればよい。
例の構成と同様である。以上のように構成された画像デ
ータ上での電子部品1に対する部品認識方法について、
その部品認識処理を以下に説明する。
プ#1において、図1、図2に示す検査ウインドウ3を
定義する。検査ウインドウ3は、部品認識を行う際に撮
像して得られた電子部品1の全体もしくは一部の画像デ
ータの処理範囲を定義したものであり、検査ウインドウ
3のX方向はリード2の並ぶ方向と平行となるように、
何らかの方法により位置づけられている。その方法につ
いては本明細書では言及しない。
プ#2において、検査ウインドウ3内の画像データにリ
ード検出用データ5をY座標毎にかけ合わせて画像デー
タを変換する。これにより、リード2の部分はリード検
出用データ5の正の部分と重なるために全体的に強調さ
れ、ノイズ4の部分はリード検出用データ5の増減によ
り、強調される部分と0あるいは負の値を持つ部分とが
生じる。
プ#3において、Y座標毎にX方向成分を加算してヒス
トグラムデータ6を生成する。ヒストグラムデータ6に
おいて、リード2の部分のデータは常に加算されていく
ので強調されるが、ノイズ4部分のデータは0あるいは
負の値を持つ部分が発生しているため、加算により全体
的に低く押さえられる。
る時に、リード検出用データ5との乗算により発生した
負の値を0として加算しても問題はない。以下、図3に
示すフローチャートのステップ#4は、図8に示す従来
の部品認識方法におけるフローチャートのステップ#1
3と同様に行われる。
ド幅、リードピッチは一定値である場合が多く、この場
合リード検出用データは周期関数で与えることが可能で
ある。リード検出用データを周期関数とすればデータ自
体が小さくなり、これらのデータを記憶するための記憶
容量を少なくするという利点が生じる。
よっては、リード検出用データ5とリード2との位相が
完全に周期しない場合が考えられる。この場合、位相の
ズレ方によっては、リード部分のデータを減衰する。
品認識方法を実現するための部品認識装置により得られ
た画像データについて説明する。
ータであり、リード2の配列間隔に合わせた周期を持っ
ている。8は第1のリード検出用データ7と1/4周期
位相の異なる第2のリード検出用データである。
法の説明のために用いた画像データの構成と同様であ
る。以上のように構成された画像データ上での電子部品
1に対する部品認識方法について、その部品認識処理を
以下に説明する。
プ#2において、検査ウインドウ3内のデータに第1の
リード検出用データ7をかけ合わせる。本実施の形態で
はリードの周期と第1のリード検出用データ7にズレが
生じている場合を考える。この場合、第1のリード検出
用データ7により、リード2の一部が強調された画像デ
ータを生成する。強調される部分の比率は位相のずれに
より異なる。次に検査ウインドウ3内のデータに第2の
リード検出用データ8をかけ合わせ、第1のリード検出
用データ7により強調された部分とは異なる部分が強調
された画像データを生成する。
ップ#3において、第1のリード検出用データ7で強調
された画像データと、第2のリード検出用データ8で強
調された画像データとを加算することによって得られる
画像データを用いて、以下、実施の形態1の部品認識方
法と同様に、図3に示すフローチャートのステップ#4
を実行する。
用いることにより、1つのリード検出用データによって
強調されなくても、もう1つのリード検出用データによ
り強調が行われ、リード先端部分の位置が測定できる。
部品のリード幅、リード間隔は一定であり、リード検出
用データは周期関数である場合について説明している
が、リード幅、リードピッチが一定でない場合でもリー
ド検出用データの座標を変更することにより、同様に実
施でき同様の効果を得ることができる。
ータの数を2つ、位相のズレを1/4周期としたが、リ
ードが強調できるならば、リード検出用データの数、位
相のズレ量は規定しない。
ド付き電子部品を認識する場合、各部品ごとにリードの
ピッチが異なるため、前述のヒストグラムデータが部品
毎に必要であり、認識対象となる部品数が増えれば、リ
ード検出用データのデータ量が増加するという問題が生
じる。
方法について、その部品認識処理を以下に説明する。こ
の部品認識処理においては、図5に示すように、リード
検出用データとして用いる第1のリード検出用データ9
を、関数b×sin(a×θ)で定義する。この場合、
認識対象となる電子部品1のリード2の間隔が変化して
も、リード2の間隔をcとして、c=2πaの式を満た
していれば、これらのリード検出用データの周期はつね
にリード間隔の周期と同じになるので、部品毎にリード
検出用データを持つ必要がなくなる。
のリード検出用データ10との位相のズレを実施の形態
2と同様に、1/4周期とすれば、第2のリード検出用
データ10はb×cos(a×θ)となり、三角関数で
表すことができ、さらに、リード検出用データ量を少な
くすることができる。
のリード検出用データ10とを与える関数で用いている
bの値は、リード部分が強調できるのであれば、どのよ
うな値であっても問題はなく同様に実施でき同様の効果
がえられる。
リード付き部品を撮像して得られた撮像信号とノイズ信
号とが混在する画像データからでも、撮像されたリード
付き部品のリード先端位置をノイズ信号により影響され
ることなく正確に検出することができる。
ードを有する電子部品に対し、前記リードの並ぶ方向に
平行なX座標軸とそのX座標軸に垂直なY座標軸とを持
つ2次元の検査ウインドウを定め、前記検査ウインドウ
内の前記電子部品を撮像して得られた画像データにおけ
るリード部分の輝度を強調するリード強調工程と、前記
リード強調工程により輝度を強調したリード部分の画像
データに基づいて、Y座標軸での輝度分布を表す1次元
のヒストグラムデータを生成するデータ生成工程と、前
記データ生成工程により生成したヒストグラムデータに
基づいて、前記検査ウインドウでのリード位置のY座標
値を算出する位置決め工程とにより、前記電子部品の位
置を認識することができる。
れた撮像信号とノイズ信号とが混在する画像データから
でも、撮像されたリード付き部品のリード先端位置をノ
イズ信号により影響されることなく正確に検出すること
ができる。
ード付き部品に対してはリード検出用データを周期関数
にすることにより、さらに、リード検出用データの記憶
容量を小さくすることができる。
ータを乗算することにより、さらに、電子部品のリード
部分の輝度の強調を安定して行うことができる。さら
に、位相の異なる複数のヒストグラムデータをsin関
数にすることにより、さらに、簡単にリード間隔の異な
る多種の部品に対応することができる。
ータの平面図
理される画像データの平面図
チャート
理される画像データの平面図
理される画像データの平面図
タの平面図
データの平面図
Claims (5)
- 【請求項1】 電子部品実装設備により基板に実装され
る複数のリードを有する電子部品に対し、前記リードの
並ぶ方向に平行なX座標軸とそのX座標軸に垂直なY座
標軸とを持つ2次元の検査ウインドウを定め、前記検査
ウインドウ内の前記電子部品を撮像して得られた画像デ
ータにおけるリード部分の輝度を強調するリード強調工
程と、前記リード強調工程により輝度を強調したリード
部分の画像データに基づいて、Y座標軸での輝度分布を
表す1次元のヒストグラムデータを生成するデータ生成
工程と、前記データ生成工程により生成したヒストグラ
ムデータに基づいて、前記検査ウインドウでのリード位
置のY座標値を算出する位置決め工程とにより、前記電
子部品の位置を認識する部品認識方法であって、前記リ
ード強調工程は、X座標軸と平行な座標軸を持ち、認識
対象の電子部品の画像データから算出されたリード位置
に基づいて、リードの存在する位置は正の値とし存在し
ない位置は0あるいは負の値とした同一のデータに対し
て、画像データとの乗算時のX座標位置が互いに異なる
ように、座標変換を行って得た複数のリード検出用デー
タと、検査ウインドウ内における画像データとして同じ
Y座標値をもつ画素列の輝度との乗算を、前記画素列の
全画素に対して行い前記画像データを変換してリード部
分の輝度を強調することを特徴とする部品認識方法。 - 【請求項2】 リード検出用データが一定の周期を持つ
ことを特徴とする請求項1に記載の部品認識方法。 - 【請求項3】 一定周期のデータは、正弦波であること
を特徴とする請求項2に記載の部品認識方法。 - 【請求項4】 データ生成工程は、検査ウインドウ内の
同じY座標値をもつ画素の輝度を加算してヒストグラム
データを生成することを特徴とする請求項1に記載の部
品認識方法。 - 【請求項5】 位置決め工程は、ヒストグラムデータか
ら検出した輝度変化率のもっとも高い点に基づいて、そ
の点に対応する検査ウインドウ内でのY座標値を算出す
ることを特徴とする請求項1または請求項4に記載の部
品認識方法。
Priority Applications (2)
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JP09370696A JP3418497B2 (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 部品認識方法 |
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---|---|---|---|
JP09370696A JP3418497B2 (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | 部品認識方法 |
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Family Applications (1)
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- 1996-04-16 JP JP09370696A patent/JP3418497B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-04-11 US US08/835,908 patent/US5899965A/en not_active Expired - Fee Related
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