(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品（以下「吸着部品」という）を側面方向から撮像するカメラと、前記カメラで撮像した画像に基づいて前記吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定する表裏判定手段とを備え、
前記表裏判定手段は、左右両端の高さ位置が吸着部品の厚み方向の中心高さ位置から裏側又は表側に片寄っている吸着部品を前記カメラで撮像した画像に表される吸着部品の側面を画像処理により認識して該吸着部品の左右両端又はいずれか一方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との高低差である各高さ位置のＺ座標値の差分値に基づいて該吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定することを特徴とする吸着部品表裏判定装置。
【請求項２】
前記吸着部品は、リードが側方に突出したリード付きの部品であり、
前記表裏判定手段は、前記部品の左右に突出したリードの両端又はいずれか一方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との高低差である各高さ位置のＺ座標値の差分値が表裏判定しきい値以上であるか否かで前記吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の吸着部品表裏判定装置。
【請求項３】
前記表裏判定手段は、前記吸着部品の左右両端のうちの低い方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との高低差である各高さ位置のＺ座標値の差分値に基づいて前記吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の吸着部品表裏判定装置。
【請求項４】
前記表裏判定手段は、前記カメラで撮像した画像から前記吸着部品の左右両端のうちのいずれか一方の端のみを認識可能である場合は、当該認識可能な一方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との高低差である各高さ位置のＺ座標値の差分値に基づいて前記吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の吸着部品表裏判定装置。
【請求項５】
前記表裏判定手段は、前記カメラで撮像した画像から前記吸着部品の左右両端を共に認識できない場合は、前記吸着部品の表裏判定を中止することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の吸着部品表裏判定装置。
【請求項６】
部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品（以下「吸着部品」という）を側面方向からカメラで撮像した画像に基づいて前記吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定する吸着部品表裏判定方法において、
左右両端の高さ位置が吸着部品の厚み方向の中心高さ位置から裏側又は表側に片寄っている吸着部品を前記カメラで撮像した画像に表される吸着部品の側面を画像処理により認識して該吸着部品の左右両端又はいずれか一方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との高低差である各高さ位置のＺ座標値の差分値に基づいて該吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定することを特徴とする吸着部品表裏判定方法。
【請求項７】
前記吸着部品は、リードが側方に突出したリード付きの部品であり、
前記部品の左右に突出したリードの両端又はいずれか一方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との高低差である各高さ位置のＺ座標値の差分値が表裏判定しきい値以上であるか否かで前記吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定することを特徴とする請求項６に記載の吸着部品表裏判定方法。
【請求項８】
前記吸着部品の左右両端のうちの低い方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との高低差である各高さ位置のＺ座標値の差分値に基づいて前記吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定することを特徴とする請求項６又は７に記載の吸着部品表裏判定方法。
【請求項９】
前記カメラで撮像した画像から前記吸着部品の左右両端のうちのいずれか一方の端のみを認識可能である場合は、当該認識可能な一方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との高低差である各高さ位置のＺ座標値の差分値に基づいて前記吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の吸着部品表裏判定方法。
【請求項１０】
前記カメラで撮像した画像から前記吸着部品の左右両端を共に認識できない場合は、前記吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定しないことを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の吸着部品表裏判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定する吸着部品表裏判定装置及び吸着部品表裏判定方法に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
部品実装機は、テープフィーダ等のフィーダから供給される部品を吸着ノズルで吸着して回路基板に実装する装置であるが、フィーダから供給される部品の表裏が何等かの原因でひっくり返って吸着ノズルに吸着される場合がある。
【０００３】
そこで、特許文献１（特開平７−１３１１９６号公報）に記載されているように、吸着ノズルに吸着した部品の表裏を判定することを目的として、吸着ノズルに吸着した部品をその下方からカメラで撮像して、画像処理技術により部品の表裏の色の相違や、マーク、文字（製品名、製造番号等）の有無を判定して吸着部品の表裏を判定するようにしたものがある。
【０００４】
しかし、この方法では、部品の表裏で色の違いがなく、かつ、表裏を判定可能なマークや文字が付されていない部品については、表裏を判定できない。
【０００５】
また、特許文献２（特開２００７−２２０７７０号公報）に記載されているように、吸着部品の横幅を側面方向から測定するレーザ認識装置（レーザアラインセンサ）を設け、吸着部品の下面の横幅を測定して、吸着部品の下面から側方に突出するリードが存在するか否かを判定することで、吸着部品の表裏を判定するようにしたものがある。
【特許文献１】特開平７−１３１１９６号公報
【特許文献２】特開２００７−２２０７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
最近、本出願人は、特願２００６−３０７５０７の明細書に記載されているように、部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品（以下「吸着部品」という）を側面方向からカメラで撮像して取得した吸着部品の側面の画像に基づいて吸着部品の斜め吸着等を判定するシステムを研究・開発しているが、上記先願の明細書には、吸着部品の側面の画像から、吸着部品の表裏を判定する技術は記載されていない。もし、吸着部品の側面の画像から、吸着部品の表裏を判定することが可能であれば、吸着部品の側面の画像から検出可能な吸着不良の種類が増え、吸着不良による実装不良発生率を従来より低減できると共に、表裏判定のためのレーザ認識装置（レーザアラインセンサ）を設けることなく、表裏判定が可能となる。
【０００７】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品（以下「吸着部品」という）を側面方向からカメラで撮像した画像に基づいて簡単な処理で該吸着部品の表裏を判定できる吸着部品表裏判定装置及び吸着部品表裏判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１，６に係る発明は、部品実装機の吸着ノズルに吸着した部品（以下「吸着部品」という）を側面方向からカメラで撮像した画像に基づいて前記吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定する技術思想であって、左右両端の高さ位置が吸着部品の厚み方向の中心高さ位置から裏側又は表側に片寄っている吸着部品を前記カメラで撮像した画像に表される吸着部品の側面を画像処理により認識して該吸着部品の左右両端又はいずれか一方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との高低差である各高さ位置のＺ座標値の差分値に基づいて該吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定するようにしたものである。吸着部品の左右両端の高さ位置が吸着部品の厚み方向中心の高さ位置から裏側又は表側に片寄っている場合は、吸着部品の表裏が反転すると、吸着部品の左右両端又はいずれか一方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との高低差である各高さ位置のＺ座標値の差分値が変化する。従って、この差分値に基づいて該吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定することが可能となり、吸着部品の側面方向からカメラで撮像した画像に基づいて簡単な処理で該吸着部品の表裏を判定することができる。
【０００９】
この場合、請求項２，７のように、表裏判定の対象となる吸着部品が、リードが側方に突出したリード付きの部品である場合は、前記部品の左右に突出したリードの両端又はいずれか一方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との高低差である各高さ位置のＺ座標値の差分値が表裏判定しきい値以上であるか否かで該吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定するようにすれば良い。リードは部品の底面側に設けられているため、吸着部品の表裏が正しい正常吸着であれば、吸着部品の左右両端の高さ位置（リードの高さ位置）と該吸着部品の最下端の高さ位置との高低差である各高さ位置のＺ座標値の差分値が小さくなる。この関係から、差分値が表裏判定しきい値以上であれば、吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であると判定でき、差分値が表裏判定しきい値未満であれば、吸着部品の表裏が正しい正常吸着であると判定できる。
【００１０】
例えば、吸着部品の左右両端の高さ位置の平均Ｚ座標値を算出して、左右両端の高さ位置の平均Ｚ座標値と該吸着部品の最下端の高さ位置のＺ座標値との差分値に基づいて吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定するようにしても良いが、請求項３，８のように、吸着部品の左右両端のうちの低い方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との高低差である各高さ位置のＺ座標値の差分値に基づいて吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定するようにしても良い。このようにすれば、吸着ノズルに部品が傾いて吸着されている場合でも、吸着部品の表裏を精度良く判定することができる。
【００１１】
また、請求項４，９のように、カメラで撮像した画像から吸着部品の左右両端のうちのいずれか一方の端のみを認識可能である場合は、当該認識可能な一方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との高低差である各高さ位置のＺ座標値の差分値に基づいて前記吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定するようにしても良い。このようにすれば、画像のスキャンエリアから吸着部品の片方の端がはみ出す場合でも、画像処理によって認識可能な一方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との高低差である各高さ位置のＺ座標値の差分値に基づいて吸着部品の表裏を判定することができる。
【００１２】
更に、請求項５，１０のように、カメラで撮像した画像から吸着部品の左右両端を共に認識できない場合は、吸着部品の表裏判定を中止するようにすれば良い。このようにすれば、画像のスキャンエリアから吸着部品の左右両端がはみ出す場合に、吸着部品の表裏を誤って判定することを未然に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した２つの実施例１，２を説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の実施例１を図１乃至図５に基づいて説明する。
部品実装機は、図１に示すように、レボルバー型（ロータリ型）の装着ヘッド１２を備え、この装着ヘッド１２の下面側に複数本の吸着ノズル１３が円周方向に所定間隔で配列されている。各吸着ノズル１３は、装着ヘッド１２に昇降可能に設けられた吸着ホルダ１４に下向きに吸着保持されている。尚、装着ヘッド１２は、図示はしないが、ＸＹスライド機構のうちのＹ方向に移動するＹスライドに支持され、Ｙスライドは、Ｘ方向に移動するＸスライド上に搭載されている。
【００２０】
一方、画像処理機能付き撮像装置１１は、Ｙスライドに着脱可能に支持された装着ヘッド１２に取り付けられ、装着ヘッド１２と一体的に移動するようになっている。この画像処理機能付き撮像装置１１は、ＣＣＤカメラ等のカメラ１５、液晶表示器（ＬＣＤ）等の表示器１６、被撮像物（吸着ノズル１３や吸着部品）を照明するＬＥＤ等の照明光源１７、これらの動作を制御するメインコントロール基板１８、カメラ１５の光軸を被撮像物に合わせるプリズム１９を備えている。本実施例１では、照明光源１７は、ＵＶ光を照射するＵＶ照明用ＬＥＤであり、装着ヘッド１２の中心部下方には、照明光源１７からのＵＶ光により蛍光を発生して被撮像物（吸着ノズル１３や吸着部品）を裏側から照明する円筒型の蛍光反射板２１が設けられている。
【００２１】
図２に示すように、メインコントロール基板１８には、ＣＰＵ２２（画像処理手段）、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４、制御用ネットワークＩＣ２５、照明光源１７（ＵＶ照明用ＬＥＤ）を駆動するＬＥＤドライバ２６、カメラ１５から出力される画像データを二値化する二値化回路２７、表示器１６（ＬＣＤ）を駆動するＬＣＤドライバ２８等が搭載されている。
【００２２】
表示器１６（ＬＣＤ）は、中継基板２９とフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）等のケーブル３０を介してメインコントロール基板１８に接続されている。中継基板２９には、操作用の押し釦スイッチ３１，３２が設けられ、この押し釦スイッチ３１，３２を操作することで、表示器１６の表示モードを切り替えるようになっている。その他、表示器１６の表示モードは、部品実装機の制御コンピュータ（図示せず）から送信されてくる表示モード切替信号によっても切り換えられるようになっている。また、カメラ１５と照明光源１７（ＵＶ照明用ＬＥＤ）も、それぞれフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）等のケーブル３３，３４を介してメインコントロール基板１８に接続されている。
【００２３】
このメインコントロール基板１８は、ハーネス３５を介して部品実装機の制御コンピュータ（図示せず）に接続され、メインコントロール基板１８と部品実装機の制御コンピュータとの間で信号を送受信すると共に、部品実装機の制御コンピュータから撮像装置１１に直流電源が供給されるようになっている。
【００２４】
次に、上記構成の画像処理機能付き撮像装置１１の動作を説明する。
画像処理機能付き撮像装置１１のＣＰＵ２２は、部品実装機の制御コンピュータから送信されてくる閾値データ、各種パラメータ、動作コマンド（撮像トリガ）等の情報を受信する。そして、動作コマンド（撮像トリガ）を受信した時点で、カメラ１５の撮像動作を開始し、カメラ１５から出力される被撮像物（吸着ノズル１３や吸着部品）の画像データを取り込んで画像処理を行い、その処理結果を電子部品実装機の制御コンピュータに送信する。
【００２５】
この際、撮像装置１１のＣＰＵ２２は、次のようにして画像処理を実行する。
部品実装機の稼働中に、吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定する場合、撮像装置１１のＣＰＵ２２は、吸着ノズル１３に吸着した部品を側面方向（水平方向）からカメラ１５で撮像して吸着部品の側面の画像（図３、図４参照）を取り込んで画像処理する。そして、表裏判定の対象となる吸着部品が、左右両端の高さ位置が吸着部品の厚み方向中心の高さ位置から裏側又は表側に片寄っている部品（例えばリードが側方に突出したリード付きの部品）である場合は、カメラ１５で撮像した画像に表される吸着部品の左右両端又はいずれか一方の端の高さ位置（Ｚ座標データ）と該吸着部品の最下端の高さ位置を測定し、各高さ位置の測定データを部品実装機の制御コンピュータに送信する。
【００２６】
尚、部品実装機の制御コンピュータに画像処理機能を持たせて、部品実装機の制御コンピュータが撮像装置１１から送信されてくる画像に表される吸着部品の側面を画像処理により認識して、該吸着部品の左右両端又はいずれか一方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置を測定するようにしても良い。
【００２７】
本実施例１では、画像処理時間を短縮するために、カメラ１５で撮像した画像内に部分的にスキャンエリア（走査範囲）を設定するパーシャル機能を搭載し、このパーシャル機能により、カメラ１５で撮像した画像内の吸着部品の存在範囲を想定してスキャンエリアを設定するようにしているが、画像処理時間に余裕がある場合は、カメラ１５で撮像した画像全体をスキャンエリアに設定して、画像全体をスキャンするようにしても良いことは言うまでもない。
【００２８】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、カメラ１５で撮像した画像内に設定したスキャンエリア内に吸着部品全体が収まっている場合は、吸着部品の左右両端（リード）の高さ位置を測定可能である。この場合は、スキャンエリアの左端と右端から中心に向けてスキャンして吸着部品の左右両端を検出し、左右両端の高さ位置を測定すると共に、吸着部品の最下端を検出してその最下端の高さ位置を測定する。
【００２９】
一方、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、カメラ１５で撮像した画像内に設定したスキャンエリアから吸着部品の片方の端（リード）がはみ出しているために、吸着部品の左右両端のうちのいずれか一方の端のみを認識可能である場合は、スキャンエリアの一方の端から中心に向けてスキャンする。例えば、吸着部品の左端のみが認識可能であれば、スキャンエリアの左端から中心に向けてスキャンし、吸着部品の右端のみが認識可能であれば、スキャンエリアの右端から中心に向けてスキャンする。これにより、吸着部品の一方の端と吸着部品の最下端を検出し、当該一方の端の高さ位置と最下端の高さ位置を測定する。ここで、スキャンエリアから吸着部品の左端又は右端がはみ出しているか否かを判定する方法は、スキャンエリアの左端又は右端をスキャンして、スキャンエリアの左端又は右端に吸着部品のエッジが存在するか否かを判定すれば良い。
【００３０】
また、図４（ｃ）に示すように、カメラ１５で撮像した画像内に設定したスキャンエリアから吸着部品の左右両端がはみ出していて、吸着部品の左右両端を共に認識できない場合は、吸着部品の左右両端のいずれの高さ位置も測定できないため、高さ位置測定不能信号を出力する。
【００３１】
部品実装機の制御コンピュータは、吸着部品の左右両端又はいずれか一方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との高低差である各高さ位置のＺ座標値の差分値を算出して、該差分値を表裏判定しきい値と比較して該吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定する。吸着部品の左右両端の高さ位置が吸着部品の厚み方向中心の高さ位置から裏側又は表側に片寄っている場合は、吸着部品の表裏が反転すると、吸着部品の左右両端又はいずれか一方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との高低差である各高さ位置のＺ座標値の差分値が変化するため、この差分値に基づいて該吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定することが可能となる。尚、以下の説明では、「高さ位置」は、「高さ位置のＺ座標値」を意味するものとする。
【００３２】
以上説明した本実施例１の吸着部品の表裏判定処理は、部品実装機の制御コンピュータ及び撮像装置１１のＣＰＵ２２によって図５の吸着部品表裏判定ルーチンに従って実行される。以下、図５の吸着部品表裏判定ルーチンの処理内容を説明する。
【００３３】
図５の吸着部品表裏判定ルーチンは、吸着ノズル１３に吸着した部品を側面方向からカメラ１５で撮像するタイミングに同期して起動され、特許請求の範囲でいう表裏判定手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、吸着部品の左右両端と最下端のエッジをスキャンするための１個のスキャンエリアを設定し、次のステップ１０２で、吸着ノズル１３に吸着した部品を側面方向（水平方向）からカメラ１５で撮像する。尚、カメラ１５の撮像後にスキャンエリアを設定しても良い。
【００３４】
この後、ステップ１０３に進み、スキャンエリア内に吸着部品の左右両端が収まっているか否かを判定するために、スキャンエリアの左端と右端をそれぞれスキャンし、次のステップ１０４で、そのスキャン結果に基づいてスキャンエリアの左端と右端の両方に吸着部品のエッジが存在するか否か（つまり吸着部品の左右両端が共にスキャンエリアからはみ出しているか否か）を判定する。その結果、図４（ｃ）に示すように、スキャンエリアの左端と右端の両方に吸着部品のエッジが存在すると判定されれば、吸着部品の左右両端のいずれの高さ位置も測定できないと判断して、ステップ１０５に進み、表裏判定を中止する（撮像装置１１のＣＰＵ２２から高さ位置測定不能信号を部品実装機の制御コンピュータに送信する）。
【００３５】
一方、上記ステップ１０４で、「Ｎｏ」と判定されれば、ステップ１０６に進み、スキャンエリアの左端と右端のいずれか片方に吸着部品のエッジが存在するか否か（つまり吸着部品の左端と右端のいずれか片方がスキャンエリアからはみ出しているか否か）を判定する。その結果、図４（ａ），（ｂ）に示すように、スキャンエリアの左端と右端のいずれか片方に吸着部品のエッジが存在すると判定されれば、ステップ１１１に進み、スキャンエリアの左端と右端のうちの吸着部品のエッジが存在しない方の端から中心に向けてスキャンし、そのスキャン結果に基づいて吸着部品の認識可能な一方の端と吸着部品の最下端を検出し、当該一方の端の高さ位置と最下端の高さ位置を測定する。この後、ステップ１１２に進み、吸着部品の一方の端の高さ位置と最下端の高さ位置との差分値ΔＺｍｉｎを算出して、後述するステップ１１３に進む。この差分値ΔＺｍｉｎは、後述するステップ１１４で表裏判定用の差分値ΔＺｍｉｎとして用いられる。
【００３６】
また、上記ステップ１０６で、「Ｎｏ」と判定されれば、図３（ａ），（ｂ）に示すように、スキャンエリア内に吸着部品の左右両端が収まっていると判断して、ステップ１０７に進み、スキャンエリアの左端から中心に向けてスキャンして、そのスキャン結果に基づいて吸着部品の左端を検出して当該左端の高さ位置を測定すると共に、スキャンエリアの右端から中心に向けてスキャンして、そのスキャン結果に基づいて吸着部品の右端を検出して当該右端の高さ位置を測定し、更に、これら２方向からの上記スキャン結果に基づいて吸着部品の最下端を検出して当該最下端の高さ位置を測定する。
【００３７】
この後、ステップ１０８に進み、吸着部品の左端の高さ位置と最下端の高さ位置との差分値ΔＺＬを算出し、次のステップ１０９で、吸着部品の右端の高さ位置と最下端の高さ位置との差分値ΔＺＲを算出する。そして、次のステップ１１０で、これら２つの差分値ΔＺＬ，ΔＺＲのうちの小さい方を表裏判定用の差分値ΔＺｍｉｎとして選択する。
【００３８】
或は、吸着部品の左端の高さ位置と右端の高さ位置とを比較して、低い方の端の高さ位置と最下端の高さ位置との差分値を算出しても良く、この差分値も、上記ステップ１１０で選択した表裏判定用の差分値ΔＺｍｉｎと同一の差分値となる。その他、２つの差分値ΔＺＬ，ΔＺＲの平均値を表裏判定用の差分値ΔＺｍｉｎとしても良い。
【００３９】
この後、ステップ１１３に進み、吸着部品の厚みに基づいて表裏判定しきい値βを算出する。この際、例えば吸着部品の厚みのα［％］を表裏判定しきい値βとしても良い。
β＝吸着部品の厚み×α／１００
ここで、吸着部品の厚みは、前記スキャンエリアのスキャン結果に基づいて測定すれば良い。尚、表裏判定しきい値βは、予め設定した一定値を用いても良い。
【００４０】
表裏判定しきい値βの算出後、ステップ１１４に進み、上記ステップ１１０又はステップ１１２で選択又は算出された表裏判定用の差分値ΔＺｍｉｎを表裏判定しきい値βと比較して、表裏判定用の差分値ΔＺｍｉｎが表裏判定しきい値β以上であれば、ステップ１１５に進み、吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であると判定し、表裏判定用の差分値ΔＺｍｉｎが表裏判定しきい値β未満であれば、ステップ１１６に進み、吸着部品の表裏が正しい正常吸着であると判定する。
【００４１】
以上説明した本実施例１によれば、吸着ノズル１３に吸着した部品を側面方向からカメラ１５で撮像した画像に表される吸着部品の左右両端又はいずれか一方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との差分値を算出して、該差分値を表裏判定しきい値と比較して該吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定するようにしたので、吸着部品の側面方向からカメラで撮像した画像に基づいて簡単な処理で該吸着部品の表裏を判定することができる。
【００４２】
また、本実施例１では、図３（ａ），（ｂ）に示すように、スキャンエリア内に吸着部品の左右両端が収まっていて、吸着部品の左右両端の高さ位置を測定できる場合は、吸着部品の左右両端のうちの低い方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との差分値ΔＺｍｉｎに基づいて吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定するようにしたので、吸着ノズル１３に部品が傾いて吸着されている場合でも、吸着部品の表裏を精度良く判定することができる。
【００４３】
また、本実施例１では、図４（ａ），（ｂ）に示すように、スキャンエリアから吸着部品の片方の端がはみ出しているために、吸着部品の左右両端のうちのいずれか一方の端のみを認識可能である場合は、吸着部品の一方の端の端の高さ位置と最下端の高さ位置との差分値に基づいて該吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定するようにしたので、スキャンエリアから吸着部品の片方の端がはみ出す場合でも、画像処理によって認識可能な一方の端の高さ位置と該吸着部品の最下端の高さ位置との差分値に基づいて吸着部品の表裏を判定することができる。
【００４４】
また、本実施例１では、図４（ｃ）に示すように、スキャンエリアから吸着部品の左端と右端の両方がはみ出しているために、吸着部品の左右両端のいずれの高さ位置も測定できない場合は、吸着部品の表裏判定を中止するようにしたので、スキャンエリアから吸着部品の左右両端がはみ出す場合に、吸着部品の表裏を誤って判定することを未然に防止できる。
【実施例２】
【００４５】
図６及び図７に示す本発明に関連する参考例である実施例２では、カメラ１５で撮像した画像に表される吸着部品のエッジ（下端又は上端）のうちの当該部品の形状的な特徴となる複数の部分のエッジの高さ位置を測定するために、画像内に複数のスキャンエリアＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを設定する。各スキャンエリアＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの位置は、吸着部品の中心からの水平方向距離であるオフセット量Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄによって設定され、各オフセット量Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄと各スキャンエリアＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのサイズは、予め部品の種類毎に登録されている。
【００４６】
吸着部品の中心は、吸着部品を側面方向からカメラ１５で撮像した吸着部品の側面の画像から判定しても良いが、吸着部品を下面方向からパーツカメラ（図示せず）で撮像した吸着部品の下面の画像から判定した吸着部品の中心を利用すれば、オフセット量Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄの基準位置となる吸着部品の中心の精度をより高めることができる。また、スキャンエリアＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの数は、図６に示す４個に限定されず、吸着部品の形状的な特徴部分の数に応じて任意の個数（但し２個以上）に設定すれば良い。
【００４７】
スキャンエリアＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを設定した後、カメラ１５で撮像した画像に表される吸着部品のエッジ（下端又は上端）のうちの各スキャンエリアＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ内に位置するエッジの高さ位置を測定し、測定した各エッジの高さ位置を記憶装置（記憶手段）に記憶されている正常吸着時のエッジの高さ位置相当値と比較して該吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定する。
【００４８】
この際、例えば各スキャンエリアｉ（ｉ＝Ａ〜Ｄ）のエッジの高さ位置Ｚmes(i)と正常吸着時のエッジの高さ位置相当値Ｚstd(i)との差分値の絶対値｜Ｚmes(i)−Ｚstd(i)｜を算出し、全てのスキャンエリアｉの差分値の絶対値｜Ｚmes(i)−Ｚstd(i)｜を合計して、表裏判定パラメータＺdiffsum ＝Σ｜Ｚmes(i)−Ｚstd(i)｜を求め、この表裏判定パラメータＺdiffsum が表裏判定しきい値γ以上であるか否かで、吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定する。ここで、表裏判定しきい値γは、予め部品の種類毎に登録しておけば良い。
【００４９】
吸着部品の吸着姿勢が表裏反対でない正常吸着時には、複数のスキャンエリアｉ内に位置するエッジの高さ位置Ｚmes(i)と正常吸着時のエッジの高さ位置相当値Ｚstd(i)との差分値の絶対値が小さくなるため、各差分値の絶対値を合計して求めた表裏判定パラメータＺdiffsum が表裏判定しきい値γ以上であれば、吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であると判定することができ、表裏判定パラメータＺdiffsum が表裏判定しきい値γ未満であれば、吸着部品の表裏が正しい正常吸着であると判定することができる。
【００５０】
以上説明した本実施例２の吸着部品の表裏判定処理は、部品実装機の制御コンピュータ及び撮像装置１１のＣＰＵ２２によって図７の吸着部品表裏判定ルーチンに従って実行される。以下、図７の吸着部品表裏判定ルーチンの処理内容を説明する。
【００５１】
図７の吸着部品表裏判定ルーチンは、吸着ノズル１３に吸着した部品を側面方向からカメラ１５で撮像するタイミングに同期して起動され、特許請求の範囲でいう表裏判定手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、カメラ１５で撮像した画像に表される吸着部品のエッジのうちの当該部品の形状的な特徴となる複数の部分のエッジの高さ位置を測定するための複数のスキャンエリアｉ（ｉ＝Ａ〜Ｄ）を上述した方法で設定する。この後、ステップ２０２に進み、吸着ノズル１３に吸着した部品を側面方向（水平方向）からカメラ１５で撮像する。尚、カメラ１５の撮像後に複数のスキャンエリアｉを設定しても良い。
【００５２】
この後、ステップ２０３に進み、各スキャンエリアｉをスキャンして、カメラ１５で撮像した画像に表される吸着部品のエッジ（下端又は上端）のうちの各スキャンエリアｉ内に位置するエッジを検出してその高さ位置Ｚmes(i)を測定する。そして、次のステップ２０４で、記憶装置（記憶手段）に記憶されている正常吸着時のエッジの高さ位置相当値Ｚstd(i)を読み込んだ後、ステップ２０５に進み、上記ステップ２０３で測定した各スキャンエリアｉの高さ位置Ｚmes(i)と正常吸着時のエッジの高さ位置相当値Ｚstd(i)との差分値の絶対値｜Ｚmes(i)−Ｚstd(i)｜を算出し、全てのスキャンエリアｉの差分値の絶対値｜Ｚmes(i)−Ｚstd(i)｜を合計して、表裏判定パラメータＺdiffsum を求める。
Ｚdiffsum ＝Σ｜Ｚmes(i)−Ｚstd(i)｜
【００５３】
この後、ステップ２０６に進み、表裏判定パラメータＺdiffsum を表裏判定しきい値γと比較して、表裏判定パラメータＺdiffsum が表裏判定しきい値γ以上であれば、ステップ２０７に進み、吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であると判定し、表裏判定パラメータＺdiffsum が表裏判定しきい値γ未満であれば、ステップ２０８に進み、吸着部品の表裏が正しい正常吸着であると判定する。
【００５４】
以上説明した本実施例２によれば、カメラ１５で撮像した画像に表される吸着部品のエッジのうちの予め設定された複数のスキャンエリアｉ内に位置するエッジの高さ位置Ｚmes(i)を測定し、測定した各エッジの高さ位置Ｚmes(i)を予め登録されている正常吸着時のエッジの高さ位置相当値Ｚstd(i)と比較して該吸着部品の吸着姿勢が表裏反対であるか否かを判定するようにしたので、吸着部品の左右両端の高さ位置が吸着部品の厚み方向中心の高さ位置から裏側又は表側に片寄っている場合（例えばリード付きの部品）だけでなく、異形部品を含め、様々な形状の部品の表裏判定を簡単な処理で行うことができる。
【００５５】
しかも、本実施例２では、カメラ１５で撮像した画像に表される吸着部品の中心を基準位置にして複数のスキャンエリアｉを水平方向距離（オフセット量Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄ）によって設定するようにしたので、画像内の吸着部品の位置が左右いずれの方向にずれても、吸着部品の決められた複数の高さ位置測定箇所に複数のスキャンエリアｉを精度良く設定することができ、吸着部品の表裏を精度良く判定することができる。
【００５６】
ところで、本来あるべきエッジの高さ位置相当値Ｚstd(i)と実際の高さ位置Ｚmes(i)の測定値との間には、吸着部品個々の個体誤差、撮像時に吸着部品に照射するライティング状態やカメラ１５の収差等の撮像状態誤差、カメラ分解能による誤差、画像処理によるエッジ検出時の誤差等、さまざまな要因による誤差が含まれ、表裏判定しきい値はこれら複数の要因を総合的に考慮する必要がある。このため、差分値（Ｚmes(i)−Ｚstd(i)）を個々に表裏判定しきい値と比較して判定する場合、正常吸着状態であるにもかかわらず表裏反対吸着であると誤判定することを防止するために、表裏判定しきい値は比較的大きな値とする必要がある。
【００５７】
本実施例２のように、差分値の絶対値を合計した値｜Ｚmes(i)−Ｚstd(i)｜と表裏判定しきい値とを比較すれば、表裏判定しきい値を比較的に低く設定することができ、判定精度を高めることができる。また、個々の差分値（Ｚmes(i)−Ｚstd(i)）と比較的大きな値の表裏判定しきい値とを比較すると共に、差分値の絶対値を合計した値｜Ｚmes(i)−Ｚstd(i)｜と、比較的小さな値の表裏判定しきい値とを比較すれば、さらに判定精度を高めることができる。
【００５８】
尚、本発明は、画像処理機能付き撮像装置１１を用いる構成に限定されず、画像処理機能を撮像装置とは別の画像処理装置（例えば部品実装機の制御コンピュータ）に持たせた構成としても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施例１における画像処理機能付き撮像装置と電子部品実装機の装着ヘッド部分の構成を概略的に説明する図である。
【図２】画像処理機能付き撮像装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）はスキャンエリア内に正常吸着時の吸着部品全体が収まっている画像の一例を示す図であり、（ｂ）はスキャンエリア内に表裏反対の吸着部品全体が収まっている画像の一例を示す図である。
【図４】（ａ）は吸着ノズルに正常吸着された部品の片方の端（リード）がスキャンエリアからはみ出している画像を示す図の一例であり、（ｂ）は吸着ノズルに表裏反対に吸着された部品の片方の端がスキャンエリアからはみ出している画像の一例を示す図であり、（ｃ）は吸着ノズルに表裏反対に吸着された部品の左右両端がスキャンエリアからはみ出している画像を示す図の一例である。
【図５】実施例１の吸着部品表裏判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明に関連する参考例である実施例２の吸着部品表裏判定方法を説明するための画像の一例を示す図である。
【図７】実施例２の吸着部品表裏判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
１１…画像処理機能付き撮像装置、１２…装着ヘッド、１３…吸着ノズル、１４…吸着ホルダ、１５…カメラ、１６…表示器、１７…照明光源、１８…メインコントロール基板、１９…プリズム、２０…吸着部品、２１…蛍光反射板、２２…ＣＰＵ（表裏判定手段）、２３…ＲＯＭ、２４…ＲＡＭ、２５…制御用ネットワークＩＣ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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