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公開番号2023060597
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-04-28
出願番号2021170280
出願日2021-10-18
発明の名称部品実装システム
出願人ヤマハ発動機株式会社
代理人個人,個人
主分類H05K 13/08 20060101AFI20230421BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】部品認識処理において部品認識異常が発生した場合に、レンズ汚れ等、カメラユニットの異常を判定する技術を提供する。
【解決手段】部品実装システム100は、搭載ヘッド161による部品の吸着保持状態の画像を取得するカメラユニット18を含む実装機本体1と、カメラユニット18が撮像した画像に基づき、部品吸着状態を認識する部品認識処理を行い、さらに部品認識異常が発生した場合に、カメラユニットの異常の有無を判定する統括制御部21とを備える。統括制御部21は、カメラユニット18による過去の正常状態画像G0を取得して、この正常状態画像G0と、部品認識異常が発生した画像である異常状態画像G1とを比較し、画像間の差異点に基づきカメラユニット18の異常の有無を判定する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
部品供給を行うフィーダから部品を吸着保持して取り出し、当該部品を基板に搭載する部品搭載処理を行う搭載ヘッドと、前記搭載ヘッドによる部品の吸着保持状態に関する画像を取得するカメラユニットと、を含む実装実行部と、
前記カメラユニットが撮像した画像に基づき、前記搭載ヘッドによる前記部品の吸着状態を認識する部品認識処理を行う認識部と、
前記部品認識処理において部品認識異常が発生した場合に、前記カメラユニットの異常の有無を判定する判定部と、を備え、
前記判定部は、前記カメラユニットによる過去の撮像画像であって且つ正常な部品認識状態の画像である正常状態画像を取得し、この正常状態画像と、前記部品認識異常が発生した画像である異常状態画像とを比較して、これら画像間の差異点に基づき前記カメラユニットの異常の有無を判定する、ことを特徴とする部品実装システム。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
請求項１に記載の部品実装システムにおいて、
前記異常状態画像及び正常状態画像の各々は、部品を示す画素群からなる部品画像と、当該部品画像の周辺領域を示す画素群からなる背景画像と、を含み、
前記判定部は、前記異常状態画像における前記背景画像と前記正常状態画像における前記背景画像との差異点に基づき前記カメラユニットの異常の有無を判定する、ことを特徴とする部品実装システム。
【請求項３】
請求項２に記載の部品実装システムにおいて、
前記判定部は、前記異常状態画像における前記背景画像の明度が、前記正常状態画像における前記背景画像の明度よりも低くい場合に、前記カメラユニットに異常が有ると判定する、ことを特徴とする部品実装システム。
【請求項４】
請求項３に記載の部品実装システムにおいて、
前記判定部は、さらに、前記異常状態画像における前記背景画像の明度が閾値以下である場合に、前記カメラユニットに異常が有ると判定する、ことを特徴とする部品実装システム。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の部品実装システムにおいて、
前記判定部は、前記異常状態画像の被写体である部品と同一品種の部品を被写体とする画像を前記正常状態画像として取得する、ことを特徴とする部品実装システム。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の部品実装システムにおいて、
前記判定部が前記カメラユニットに異常が有ると判定した場合に、当該カメラユニットの異常を報知する報知部をさらに備えている、ことを特徴とする部品実装システム。
【請求項７】
請求項６に記載の部品実装システムにおいて、
前記判定部は、前記カメラユニットに異常が無いと判定した場合には、前記搭載ヘッドによる吸着ミス及び／又は部品異常が発生したと判定し、
前記報知部は、搭載ヘッドによる吸着ミス及び／又は部品異常が発生したことを報知する、ことを特徴とする部品実装システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品供給エリアから部品を取り出し、この部品を基板上に搬送して搭載（実装）することにより、部品搭載基板を生産する部品実装システムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、プリント基板等の基板上に電子部品（以下、単に「部品」という）が搭載された部品搭載基板を生産する実装機を含む部品実装システムが知られている。特許文献１に記載されるように、実装機には、通常、部品供給エリアから部品を吸着保持して基板上に搬送する搭載ヘッドと、搭載ヘッドに吸着保持された部品を撮像するカメラユニットとが備えられており、部品供給エリアからの部品取出し後、基板への搭載前に、搭載ヘッドに吸着保持された部品が前記カメラユニットにより撮像される。その画像に基づき、搭載ヘッドに対する部品の位置ずれ（吸着ずれ）等を認識する部品認識処理が行われる。そして、基板への部品の搭載時には、その認識結果に応じた搭載ヘッドの位置補正が行われることで、基板に対する部品の搭載位置精度が確保される。一方、部品認識処理において画像中の部品を認識できない場合や、画像中の部品に異常がある場合には、実装機がエラーストップし、オペレータに対して部品認識異常が報知される。例えば、部品吸着ミスにより搭載ヘッドが部品を吸着保持していない場合や、吸着保持された部品の姿勢が極端に悪い場合（部品の位置ずれが許容値を超えている場合）などには、部品認識異常が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－１３０３７７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、上記実装機において、カメラユニットは、撮像素子を備えるカメラ本体と、これに付設される専用の照明装置と、を備えており、通常は、実装機の周囲の照明環境（工場内の照明環境）の影響を受けることなく、部品画像を取得することができる。しかし、カメラ本体のレンズ汚れや、故障による照明装置の輝度レベル低下などの異常が生じた場合には、取得される画像の画質が低下し、これが原因で部品認識異常が発生する場合がある。
【０００５】
つまり、搭載ヘッドに部品が適切に吸着保持されていても、レンズ汚れ等が部品の認識の妨げとなり、これによって部品認識異常が発生する。従って、部品認識異常が発生した場合に、その要因がレンズ汚れ等、カメラユニットの異常か否かを判別できれば、速やかな対応が可能となり、実装機のエラーストップ期間を短縮することができるようになるが、特許文献１には、そのような技術への言及は見られない。
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、実装機における部品認識処理で部品認識異常が発生した場合に、レンズ汚れ等、カメラユニットの異常を判定することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面に係る部品実装システムは、部品供給を行うフィーダから部品を吸着保持して取り出し、当該部品を基板に搭載する部品搭載処理を行う搭載ヘッドと、前記搭載ヘッドによる部品の吸着保持状態に関する画像を取得するカメラユニットと、を含む実装実行部と、前記カメラユニットが撮像した画像に基づき、前記搭載ヘッドによる前記部品の吸着状態を認識する部品認識処理を行う認識部と、前記部品認識処理において部品認識異常が発生した場合に、前記カメラユニットの異常の有無を判定する判定部と、を備え、前記判定部は、前記カメラユニットによる過去の撮像画像であって且つ正常な部品認識状態の画像である正常状態画像を取得し、この正常状態画像と、前記部品認識異常が発生した画像である異常状態画像とを比較して、これら画像間の差異点に基づき前記カメラユニットの異常の有無を判定する、ことを特徴とする。
【０００８】
この部品実装システムでは、認識部による部品認識処理において部品認識異常が発生すると、判定部が、カメラユニットによる過去の正常状態画像（正常な部品認識状態の画像）を取得し、この正常状態画像と異常状態画像（部品認識異常が発生した画像）とを比較して、これら画像間の差異点に基づきカメラユニットの異常の有無を判定する。レンズ汚れや照明不良など、カメラユニットに異常がある場合には、正常状態画像と異常状態画像との間に明確な差異が生じている場合が多い。そのため、この部品実装システムによれば、部品認識処理の際にカメラユニットの異常の有無を判定することが可能となる。
【０００９】
上記部品実装装置において、前記異常状態画像及び正常状態画像の各々は、部品を示す画素群からなる部品画像と、当該部品画像の周辺領域を示す画素群からなる背景画像と、を含み、前記判定部は、前記異常状態画像における前記背景画像と前記正常状態画像における前記背景画像との差異点に基づき前記カメラユニットの異常の有無を判定する。
【００１０】
カメラユニットのレンズに汚れがあってこれが背景画像に写り込むと、当該汚れが部品の一部と認識され、これが部品認識異常の要因となる場合がある。上記構成によれば、異常状態画像における背景画像と正常状態画像における背景画像との差異点に基づきカメラユニットの異常の有無が判定されるため、既述のようなレンズの汚れによる部品認識異常が発生した際には、高いレベルでカメラユニットに異常があると判定することが可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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