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公開番号2025153896
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024056604
出願日2024-03-29
発明の名称3次元計測装置、部品実装装置、及び3次元計測方法
出願人JUKI株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G01B 11/25 20060101AFI20251002BHJP(測定;試験)
要約【課題】3次元計測装置による部品の認識性能を向上すること。
【解決手段】3次元計測装置は、ボディ部とボディ部から突出する複数の突出部とを有する部品にパターン光を照射する投影装置と、パターン光が照射された部品を撮像する撮像装置と、撮像装置により撮像された部品の画像データを処理するプロセッサを有する処理装置と、を備える。処理装置は、部品の外形及び寸法を示す部品データを取得し、部品データに基づいて、画像データから生成された部品の3次元点群データからノイズを除去するときのノイズ処理パラメータを決定し、ノイズ処理パラメータに基づいて、3次元点群データからノイズを除去して突出部を抽出し、ノイズが除去された3次元点群データを部品の形状を濃淡で示す階調画像データに変換し、階調画像データにおける複数の突出部のそれぞれの座標に基づいて、部品の基準位置を算出する。
【選択図】図16
特許請求の範囲【請求項１】
ボディ部と前記ボディ部から突出する複数の突出部とを有する部品にパターン光を照射する投影装置と、
前記パターン光が照射された前記部品を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置により撮像された前記部品の画像データを処理するプロセッサを有する処理装置と、を備え、
前記処理装置は、
前記部品の外形及び寸法を示す部品データを取得し、
前記部品データに基づいて、前記画像データから生成された前記部品の３次元点群データからノイズを除去するときのノイズ処理パラメータを決定し、
前記ノイズ処理パラメータに基づいて、前記３次元点群データからノイズを除去して前記突出部を抽出し、
前記ノイズが除去された３次元点群データを前記部品の形状を濃淡で示す階調画像データに変換し、
前記階調画像データにおける複数の前記突出部のそれぞれの座標に基づいて、前記部品の基準位置を算出する、
３次元計測装置。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記部品データは、前記突出部の本数、前記突出部の断面の寸法、前記突出部の断面形状、前記突出部の長さ、相互に隣り合う一対の前記突出部の距離、及び前記突出部の材質を含む、
請求項１に記載の３次元計測装置。
【請求項３】
前記処理装置は、前記部品データに基づいて、前記撮像装置により前記部品を撮像するときの撮像パラメータを決定し、
前記撮像パラメータに基づいて、前記撮像装置が前記部品を撮像する、
請求項１に記載の３次元計測装置。
【請求項４】
請求項１に記載の３次元計測装置と、
前記部品を保持するノズルを有する実装ヘッドと、を備え、
前記３次元計測装置は、前記ノズルに保持された前記部品を計測し、
前記実装ヘッドは、前記３次元計測装置により算出された前記部品の基準位置に基づいて、基板の目標位置に前記部品を実装する、
部品実装装置。
【請求項５】
位相シフト法に基づいて、ボディ部と前記ボディ部から突出する複数の突出部とを有する部品の画像データを取得し、
前記部品の外形及び寸法を示す部品データを取得し、
前記部品データに基づいて、前記画像データから生成された前記部品の３次元点群データからノイズを除去するときのノイズ処理パラメータを決定し、
前記ノイズ処理パラメータに基づいて、前記３次元点群データからノイズを除去して前記突出部を抽出し、
前記ノイズが除去された３次元点群データを前記部品の形状を濃淡で示す階調画像データに変換し、
前記階調画像データにおける複数の前記突出部のそれぞれの座標に基づいて、前記部品の基準位置を算出する、
３次元計測方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、３次元計測装置、部品実装装置、及び３次元計測方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
部品実装装置に係る技術分野において、特許文献１に開示されているような、３次元計測装置を備える部品実装装置が知られている。特許文献１において、３次元計測装置は、位相シフト法に基づいて部品の３次元形状を計測する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－０５４９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
部品実装装置は、３次元計測装置により部品の基準位置（例えば中心位置）を認識し、部品の基準位置に基づいて、基板の目標位置に部品を実装する。そのため、３次元計測装置による部品の認識性能を向上することが要望される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書は、３次元計測装置を開示する。３次元計測装置は、ボディ部とボディ部から突出する複数の突出部とを有する部品にパターン光を照射する投影装置と、パターン光が照射された部品を撮像する撮像装置と、撮像装置により撮像された部品の画像データを処理するプロセッサを有する処理装置と、を備える。処理装置は、部品の外形及び寸法を示す部品データを取得し、部品データに基づいて、画像データから生成された部品の３次元点群データからノイズを除去するときのノイズ処理パラメータを決定し、ノイズ処理パラメータに基づいて、３次元点群データからノイズを除去して突出部を抽出し、ノイズが除去された３次元点群データを部品の形状を濃淡で示す階調画像データに変換し、階調画像データにおける複数の突出部のそれぞれの座標に基づいて、部品の基準位置を算出する。
【発明の効果】
【０００６】
本明細書で開示する技術によれば、３次元計測装置による部品の認識性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、実施形態に係る部品実装装置を模式的に示す側面図である。
図２は、実施形態に係る部品実装装置を模式的に示す平面図である。
図３は、実施形態に係る部品を示す図である。
図４は、実施形態に係る部品を示す図である。
図５は、実施形態に係る部品を示す図である。
図６は、実施形態に係る３次元計測装置を模式的に示す側面図である。
図７は、実施形態に係る３次元計測装置を模式的に示す上面図である。
図８は、実施形態に係る処理装置を示すハードウエア構成図である。
図９は、実施形態に係る処理装置を示す機能ブロック図である。
図１０は、実施形態に係る部品データを説明する図である。
図１１は、実施形態に係るノイズ処理を説明する図である。
図１２は、実施形態に係るノイズ処理を説明する図である。
図１３は、実施形態に係る撮像パラメータを説明する図である。
図１４は、実施形態に係る撮像パラメータの決定方法を説明する図である。
図１５は、実施形態に係るパターンデータを示す図である。
図１６は、実施形態に係る部品の処理方法を説明する図である。
図１７は、実施形態に係る部品のノイズ処理を説明する図である。
図１８は、実施形態に係る部品のノイズ処理を説明する図である。
図１９は、実施形態に係る部品の第２階調画像データを示す図である。
図２０は、実施形態に係る部品のノイズ処理を説明する図である。
図２１は、実施形態に係る部品の第２階調画像データを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【０００９】
実施形態においては、部品実装装置１にローカル座標系を設定し、ローカル座標系を参照しながら各部の位置関係について説明する。ローカル座標系として、ＸＹＺ直交座標系を設定する。所定面内においてＸ軸に平行な方向をＸ軸方向とする。所定面内においてＸ軸と直交するＹ軸に平行な方向をＹ軸方向とする。Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれと直交するＺ軸に平行な方向をＺ軸方向とする。Ｘ軸を中心とする回転方向又は傾斜方向をθＸ方向とする。Ｙ軸を中心とする回転方向又は傾斜方向をθＹ方向とする。Ｚ軸を中心とする回転方向又は傾斜方向をθＺ方向とする。所定面は、ＸＹ平面である。Ｚ軸は、所定面と直交する。実施形態において、所定面は、水平面に平行であることとする。Ｚ軸方向は、鉛直方向である。＋Ｚ方向（＋Ｚ側）は上方（上側）であり、－Ｚ方向（－Ｚ側）は下方（下側）である。なお、所定面が水平面に対して傾斜していてもよい。
【００１０】
［部品実装装置］
図１は、実施形態に係る部品実装装置１を模式的に示す側面図である。図２は、実施形態に係る部品実装装置１を模式的に示す平面図である。部品実装装置１は、クリーム半田が印刷された基板Ｗに部品Ｃを実装する。
（【００１１】以降は省略されています）

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