JP2019036015A - 表面実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】部品の色が収容凹部の色に近い場合であっても部品の有無をより正しく判断すること。【解決手段】部品Ｅが収容される収容凹部１８Ｂと収容凹部１８Ｂに収容されている部品Ｅとを有する部品テープ１８によって供給される部品Ｅを保持して基板Ｐに実装する表面実装機１であって、収容凹部１８Ｂを撮像して画像を生成する撮像部と、制御部３０と、を備え、制御部３０は、画像からエッジを抽出してエッジ画像を生成するエッジ画像生成処理と、エッジ画像のエッジに相当する画素の数であるエッジ画素数を特定する特定処理と、エッジ画素数が閾値以上である場合は部品有りと判断し、閾値未満の場合は部品無しと判断する判断処理と、を実行する、表面実装機１。【選択図】図７

Description

本明細書で開示する技術は、部品テープによって供給される部品を保持して基板に実装する表面実装機に関する。

従来、部品が収容される収容凹部と収容凹部に収容されている部品とを有する部品テープによって供給される部品を保持して基板に実装する表面実装機において、収容凹部内の部品の有無を判断するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
具体的には、特許文献１に記載の部品検査方法では、部品の有無を判断する対象となる部品ポケット（収容凹部に相当）とその一つ前の部品ポケット（空の部品ポケット）とを撮像する。そして、当該部品検査方法では、撮像した画像上で対象となる部品ポケットに吸着位置ウィンドウを設定するとともに、一つ前の部品ポケットに前吸着位置ウィンドウを設定し、吸着位置ウィンドウの輝度値の平均が前吸着位置ウィンドウの輝度値の平均付近であったら部品なしと判定している。

特開２０１４−７２４０９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の部品検査方法によると、部品の色が部品ポケットの色に近い場合は部品があるにもかかわらず部品なしと誤判断される虞がある。
本明細書では、部品の色が収容凹部の色に近い場合であっても部品の有無をより正しく判断することができる技術を開示する。

本明細書で開示する表面実装機は、部品が収容される収容凹部と前記収容凹部に収容されている部品とを有する部品テープによって供給される前記部品を保持して基板に実装する表面実装機であって、前記収容凹部を撮像して画像を生成する撮像部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記画像からエッジを抽出してエッジ画像を生成するエッジ画像生成処理と、前記エッジ画像のエッジに相当する画素の数であるエッジ画素数を特定する特定処理と、前記エッジ画素数が閾値以上である場合は部品有りと判断し、前記閾値未満の場合は部品無しと判断する判断処理と、を実行する。

一般に部品の電極は金属であるので、電極の表面の色が均一であったとしても部品を撮像した画像では電極の表面は濃淡が入り混じった斑模様となる。このため、部品を撮像した画像からエッジを抽出すると電極の表面の濃淡の境界がエッジとなって抽出される。従って、収容凹部に部品が有る場合はエッジに相当する画素の数が多くなる。
これに対し、一般に部品テープの収容凹部の内面を撮像した画像では部品の内面の濃淡は概ね一様となる。このため部品を撮像した画像に比べてエッジが抽出され難い。従って、部品が無い場合は収容凹部の内面が撮像されることによってエッジに相当する画素の数が少なくなる。
このため、エッジに相当する画素の数であるエッジ画素数に基づいて部品の有無を判断すると、部品の色が収容凹部の内面の色に近い場合であっても部品の有無をより正しく判断することができる。

また、前記制御部は、前記エッジ画像生成処理において、前記画像に水平方向のエッジ抽出フィルタと垂直方向のエッジ抽出フィルタとをかけることによってエッジを抽出してもよい。

上記の表面実装機によると、画像に水平方向のエッジ抽出フィルタと垂直方向のエッジ抽出フィルタとをかけるので、エッジを精度よく抽出できる。これにより部品の有無をより正しく判断することができる。

また、前記制御部は、前記エッジ画像生成処理において、前記画像からエッジを抽出して中間エッジ画像を生成する中間エッジ画像生成処理と、前記中間エッジ画像を二値化して二値画像を生成する二値画像生成処理と、前記二値画像のエッジを膨張させるエッジ膨張処理と、前記エッジ膨張処理によってエッジが膨張された前記二値画像のエッジを収縮させるエッジ収縮処理と、を実行することによって前記エッジ画像を生成してもよい。

上記の表面実装機によると、中間エッジ画像を二値化するので、エッジに相当する画素とエッジに相当しない画素とを分けることができる。これによりエッジ画素数の特定が容易になる。ただし、中間エッジ画像を二値化すると、例えば１画素だけがエッジに相当する画素として孤立する場合がある。その場合はその周囲の画素もエッジに相当する画素である可能性が高いので、その周囲の画素もエッジに相当する画素に含めることが望ましい。二値画像にエッジ膨張処理及びエッジ収縮処理を施すと、例えば１画素だけがエッジに相当する画素として孤立している場合に、その画素の周囲の画素もエッジに相当する画素とすることができる。このためエッジ画素数をより適切に特定することができる。

また、前記制御部は、前記収容凹部に収容されている前記部品の保持に失敗した回数をカウントするカウント処理を実行し、前記カウント処理において、前記判断処理によって部品無しと判断した場合は前記部品を保持できなくても失敗した回数から除外してもよい。

上記の表面実装機によると、部品の有無をより正しく判断することができるので、収容凹部に部品が無い場合は吸着ミスカウントから除外する場合に、吸着率の低下をより確実に抑制できる。

また、前記撮像部は、前記部品テープから当該表面実装機に前記部品が供給される位置である部品供給位置に位置している前記収容凹部の次の前記収容凹部を撮像してもよい。

実装ヘッドの下降と収容凹部の撮像とを並行して行う場合、収容凹部に部品が無かった場合には実装ヘッドを下降させたことが無駄になってしまい、タクトタイムのロスとなる。上記の表面実装機によると、部品供給位置に位置している収容凹部の次の収容凹部を撮像して部品の有無を判断する。このため、次の収容凹部に部品が無い場合は、部品テープが送られて次の収容凹部が部品供給位置に位置したとき、既に部品が無いことが判っているので、実装ヘッドを下降させなくてよい。これによりタクトタイムのロスを低減できる。

実施形態１に係る表面実装機の上面図 ヘッドユニット及びテープフィーダの側面図 部品テープの断面図 表面実装機の電気的構成を示すブロック図 吸着制御処理のフローチャート 部品の一例を示す模式図 従来の部品の有無の判断、及び、実施形態１に係る部品の有無の判断を説明するための模式図 部品有無判断処理のフローチャート エッジ画像生成処理のフローチャート （ａ）は水平方向ｓｏｂｅｌフィルタの模式図、（ｂ）は垂直方向ｓｏｂｅｌフィルタの模式図 ｓｏｂｅｌフィルタを適用した例を示す模式図 白色膨張処理及び白色収縮処理の第１の例を示す模式図 白色膨張処理及び白色収縮処理の第２の例を示す模式図 実施形態２に係る収容凹部の撮像を示す模式図

＜実施形態１＞
実施形態１を図１ないし図１３によって説明する。以降の説明では図１に示す左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、図２に示す上下方向をＺ軸方向という。また、以降の説明では図１に示す右側を上流側、左側を下流側という。また、以降の説明では同一の構成部材には一部を除いて図面の符号を省略している場合がある。

（１）表面実装機の全体構成
図１に示すように、表面実装機１は基台１０、搬送コンベア１１、４つの部品供給装置１２、ヘッドユニット１３、ヘッド搬送部１４、２つの部品撮像カメラ１５、基板撮像カメラ１６（撮像部の一例）、図４に示す制御部３０、操作部３１などを備えている。

基台１０は平面視長方形状をなすとともに上面が平坦とされている。図１において二点鎖線で示す矩形枠Ａはプリント基板などの基板Ｐに部品Ｅを実装するときの作業位置を示している。

搬送コンベア１１は基板ＰをＸ軸方向の上流側から作業位置Ａに搬入し、作業位置Ａで部品Ｅが実装された基板Ｐを下流側に搬出するものである。搬送コンベア１１はＸ軸方向に循環駆動する一対のコンベアベルト１１Ａ及び１１Ｂ、コンベアベルト１１Ａ及び１１Ｂを駆動するコンベア駆動モータ４３（図４参照）などを備えている。後側のコンベアベルト１１Ａは前後方向に移動可能であり、基板Ｐの幅に応じて２つのコンベアベルト１１Ａと１１Ｂとの間隔を調整できる。

部品供給装置１２は搬送コンベア１１のＹ軸方向の両側においてＸ軸方向に並んで２箇所ずつ、計４箇所に配されている。これらの部品供給装置１２には複数のフィーダ１７がＸ軸方向に横並び状に整列して取り付けられている。各フィーダ１７は所謂テープフィーダであり、複数の部品Ｅが収容された部品テープ１８（図３参照）が巻回されたリール（不図示）、及び、リールから部品テープ１８を引き出す電動式のテープ送出装置１９（図２参照）等を備えており、搬送コンベア１１側の端部に設けられた部品供給位置２５（図２、図３参照）から部品Ｅを一つずつ供給する。

ヘッドユニット１３は複数（ここでは８個）の実装ヘッド２０を昇降可能に且つ軸周りに回転可能に支持するものである。本実施形態に係るヘッドユニット１３は所謂ロータリー型であり、複数の実装ヘッド２０が円周上に等間隔に配されている。ヘッドユニット１３の構成については後述する。
なお、ここではロータリー型のヘッドユニット１３を例に説明するが、ヘッドユニット１３は例えば複数の実装ヘッド２０がＸ軸方向に１列に配された所謂インライン型であってもよい。

ヘッド搬送部１４はヘッドユニット１３を所定の可動範囲内でＸ軸方向及びＹ軸方向に搬送するものである。ヘッド搬送部１４はヘッドユニット１３をＸ軸方向に往復移動可能に支持しているビーム２１、ビーム２１をＹ軸方向に往復移動可能に支持している一対のＹ軸ガイドレール２２、ヘッドユニット１３をＸ軸方向に往復移動させるＸ軸サーボモータ３８、ビーム２１をＹ軸方向に往復移動させるＹ軸サーボモータ３９などを備えている。

２つの部品撮像カメラ１５は実装ヘッド２０に吸着されている部品Ｅを下から撮像するものである。前側の部品撮像カメラ１５は搬送コンベアの前側においてＸ軸方向に並んだ２つの部品供給装置１２の間に配されている。後側の部品撮像カメラ１５は搬送コンベアの後側においてＸ軸方向に並んだ２つの部品供給装置１２の間に配されている。

基板撮像カメラ１６は基板Ｐに付されているフィデューシャルマークを撮像するためのものであり、ヘッドユニット１３に設けられている。また、本実施形態では基板撮像カメラ１６は後述する部品テープ１８の収容凹部１８Ｂ（図３参照）の撮像にも用いられる。基板撮像カメラ１６についての説明は後述する。

（２）ヘッドユニット及び基板撮像カメラ
次に、図２を参照して、ヘッドユニット１３及び基板撮像カメラ１６について具体的に説明する。
ヘッドユニット１３は本体部１３Ａと、鉛直線周りに回転可能に本体部１３Ａに支持されているロータリーヘッド１３Ｂとを有している。ロータリーヘッド１３Ｂには複数の実装ヘッド２０が円周上に等間隔で配されている。各実装ヘッド２０は細長い筒状のヘッドシャフト２３と、ヘッドシャフト２３の下端に着脱可能に取り付けられている吸着ノズル２４とを有している。吸着ノズル２４にはヘッドシャフト２３を介して図示しない空気供給装置から負圧及び正圧が供給される。吸着ノズル２４は負圧が供給されることによって部品Ｅを吸着（保持の一例）し、正圧が供給されることによってその部品Ｅを解放する。

本体部１３Ａにはロータリーヘッド１３Ｂを回転させるヘッド回転モータ４０（図４参照）、上述した円周上の所定のヘッド下降位置に移動した実装ヘッド２０を下降させるＺ軸サーボモータ４１（図４参照）、及び、各実装ヘッド２０を一斉に軸周りに回転させるＲ軸サーボモータ４２（図４参照）が設けられている。後述する制御部３０はロータリーヘッド１３Ｂを回転させて下降対象の実装ヘッド２０をヘッド下降位置に移動させ、ヘッド下降位置に移動した実装ヘッド２０をＺ軸サーボモータ４１によって下降させる。

基板撮像カメラ１６はヘッドユニット１３の本体部１３Ａの下端部に設けられている。基板撮像カメラ１６は撮像センサ、被写体に光を照射するＬＥＤなどの光源、光源から出射されて被写体によって反射された光を撮像センサの受光面に結像する光学系などを有しており、光軸が斜めになる姿勢で配されている。

（３）部品テープ
図３に示すように、部品テープ１８は、複数の収容凹部１８Ｂが長手方向に等間隔に設けられているキャリアテープ１８Ａ、各収容凹部１８Ｂに収容されている部品Ｅ、及び、キャリアテープ１８Ａの上面に貼り付けられている剥離テープ１８Ｃを有している。部品テープ１８にはフィーダ１７に設けられているスプロケットの歯が挿入される図示しない送り穴が長手方向に沿って等間隔で設けられており、スプロケットが回転することによって部品テープ１８が送られる。

図３において位置２５は前述したフィーダ１７の部品供給位置である。フィーダ１７には部品供給位置２５の手前に剥離テープ１８Ｃを剥がす図示しない剥離装置が設けられており、各収容凹部１８Ｂは部品供給位置２５の手前で剥離装置によって剥離テープ１８Ｃが剥がされる。そして、収容凹部１８Ｂが部品供給位置２５に達すると部品テープ１８の送りが停止され、その状態で実装ヘッド２０が下降することによって部品Ｅが吸着されるとともに、基板撮像カメラ１６によって収容凹部１８Ｂが撮像される。

（４）表面実装機の電気的構成
図４に示すように、表面実装機１は制御部３０及び操作部３１を備えている。制御部３０は演算処理部３２、モータ制御部３３、記憶部３４、画像処理部３５、外部入出力部３６、フィーダ通信部３７などを備えている。

演算処理部３２はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えており、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを実行することによって表面実装機１の各部を制御する。なお、演算処理部３２はＣＰＵに替えて、あるいはＣＰＵに加えてＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などを備えていてもよい。

モータ制御部３３は演算処理部３２の制御の下でＸ軸サーボモータ３８、Ｙ軸サーボモータ３９、ヘッド回転モータ４０、Ｚ軸サーボモータ４１、Ｒ軸サーボモータ４２、コンベア駆動モータ４３などの各モータを回転させる。
記憶部３４には各種のデータが記憶されている。各種のデータには生産が予定されている基板Ｐの生産枚数や品種に関する情報、部品Ｅの実装座標や実装角度に関する情報、部品Ｅの実装順序に関する情報等が含まれている。

画像処理部３５は部品撮像カメラ１５や基板撮像カメラ１６から出力される画像信号が取り込まれるように構成されており、出力された画像信号に基づいてデジタル画像を生成する。
外部入出力部３６はいわゆるインターフェースであり、表面実装機１の本体に設けられている各種センサ類４４から出力される検出信号が取り込まれるように構成されている。また、外部入出力部３６は演算処理部３２から出力される制御信号に基づいて各種アクチュエータ類４５に対する動作制御を行うように構成されている。

フィーダ通信部３７はフィーダ１７に接続されており、フィーダ１７を統括して制御する。
操作部３１は液晶ディスプレイなどの表示装置や、タッチパネル、キーボード、マウスなどの入力装置を備えている。作業者は操作部３１を操作して各種の設定などを行うことができる。

（５）制御部によって実行される処理
次に、制御部３０によって実行される処理について説明する。ここでは制御部３０によって実行される処理として吸着制御処理、部品有無判断処理、及び、吸着ミスカウント処理（カウント処理の一例）について説明する。

（５−１）吸着制御処理
図５を参照して、吸着制御処理について説明する。吸着制御処理は部品テープ１８の収容凹部１８Ｂに収容されている部品Ｅを実装ヘッド２０によって吸着する処理である。本処理は収容凹部１８Ｂが部品供給位置２５に達して部品テープ１８の送りが停止されると開始される。

Ｓ１０１では、制御部３０は実装ヘッド２０を下降させて部品Ｅを吸着させる。ただし、収容凹部１８Ｂに収容されている部品Ｅが傾いていたり部品Ｅの位置がずれていたりすることによって吸着に失敗することもある。また、収容凹部１８Ｂには何らかの理由によって部品Ｅが収容されていない場合もあり、それにより部品Ｅが吸着されないこともある。
Ｓ１０２では、制御部３０はＳ１０１での実装ヘッド２０の下降と並行して基板撮像カメラ１６によって収容凹部１８Ｂを撮像する。

Ｓ１０３では、制御部３０は実装ヘッド２０を上昇させる。
Ｓ１０４では、制御部３０はＳ１０３での実装ヘッド２０の上昇と並行して部品有無判断処理を実行する。詳しくは後述するが、部品有無判断処理では収容凹部１８Ｂに部品Ｅが有るか否かがＳ１０２で撮像した画像に基づいて判断される。
Ｓ１０５では、制御部３０は部品有無判断処理で部品有りと判断した場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）は本処理を終了し、部品無しと判断した場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）はＳ１０６に進む。
Ｓ１０６では、制御部３０は吸着ミスカウントから除外する。

なお、ここでは実装ヘッド２０の下降と並行して収容凹部１８Ｂの撮像が行われる場合を例に説明したが、収容凹部１８Ｂの撮像は実装ヘッド２０を下降させる前に行われてもよいし、実装ヘッド２０を下降させた後に行われてもよい。また、ここでは実装ヘッド２０の上昇と並行して部品有無判断処理を実行する場合を例に説明したが、部品有無判断処理は実装ヘッド２０が上昇した後に実行されてもよい。

（５−２）部品有無判断処理
先ず、図６〜図７を参照して、Ｓ１０４で実行される部品有無判断処理の概略を従来と比較しながら説明する。
ここでは先ず、図６を参照して、部品Ｅの一例について説明する。図６に示す部品Ｅは横長の立方体状であり、樹脂によってモールドされている。モールド色は例えば黒（あるいは黒に近い色）や白（あるいは白に近い色）である。部品本体５０の長手方向の両側にはそれぞれ金属製の電極５１が設けられている。各電極５１の上面は平坦で色はほぼ均一である。

次に、図７を参照して、部品Ｅが収容されている収容凹部１８Ｂ、及び、部品Ｅが収容されていない収容凹部１８Ｂを撮像した画像の例について説明する。
例１はモールド色が黒の部品Ｅが収容されている収容凹部１８Ｂを撮像した画像である。例２〜例３はモールド色が白の部品Ｅが収容されている収容凹部１８Ｂを撮像した画像である。例３の部品Ｅは例２の部品Ｅと同じものであるが、例３では例２に比べて光源の輝度を高く（すなわち明るく）して撮像している。例４は部品Ｅが収容されていない収容凹部１８Ｂを撮像した画像である。ここで、例１〜例４においてキャリアテープ１８Ａの色は収容凹部１８Ｂの内面も含めて白である。

従来の部品の有無の判断では、収容凹部１８Ｂを撮像した画像を二値化して二値画像を生成し、生成した二値画像において黒を表す画素の数が閾値以上であるか否かによって部品Ｅの有無を判断していた。

例えば、例１では部品Ｅのモールド色が黒であるので黒の画素の数が１１３２となっている。このため、上述した閾値を１００とした場合も３３とした場合も部品有りと判断される。例２ではモールド色が白であるので二値化によってほぼ白の画素となり、黒の画素の数は７９となっている。このため、閾値が３３の場合は部品有りと判断されるものの、閾値が１００の場合は部品Ｅが有るにもかかわらず部品無しと誤判断される。

例３は光源の輝度が高いことから黒の画素の数が例２より更に少なくなって１６となっている。このため、閾値が１００の場合も３３の場合も、部品Ｅが有るにもかかわらず部品無しと誤判断される。例４では収容凹部１８Ｂの側壁の影になっている部分を表している画素が黒の画素としてカウントされていることにより、黒の画素の数は６９となっている。このため、閾値が１００の場合は部品無しと判断されるが、閾値が３３の場合は部品Ｅが無いにもかかわらず部品有りと誤判断される。

このように、従来の部品の有無の判断では、部品Ｅのモールド色が収容凹部１８Ｂの内面の色（白色）と大きく異なる場合（すなわちモールド色が黒の場合）は部品Ｅの有無を正しく判断することができる。しかしながら、部品Ｅのモールド色が収容凹部１８Ｂの内面の色に近い場合（すなわちモールド色が白の場合）は、閾値が大きい場合（すなわち１００の場合）は例２及び例３の場合に誤判断され、閾値が小さい場合（すなわち３３の場合）は例３及び例４の場合に誤判断される。
すなわち、従来の部品の有無の判断では、部品Ｅのモールド色が収容凹部１８Ｂの内面の色に近い場合は閾値を大きくしても小さくしても誤判断をなくすことができず、判断の信頼性は必ずしも高いといえなかった。

これに対し、本実施形態に係る部品有無判断処理では、制御部３０は部品テープ１８の収容凹部１８Ｂを撮像した画像からエッジ画像を生成し、生成したエッジ画像のエッジに相当する画素の数であるエッジ画素数に基づいて部品Ｅの有無を判断する。以下、具体的に説明する。

図７に示すエッジ画像は例１〜例４に示す画像からエッジを抽出して生成されたものである。エッジ画像において白色の領域はエッジを表している。以降の説明では白色の領域を構成している画素（白画素）のことをエッジに相当する画素という。

ここで、詳しくは後述するが、本実施形態では収容凹部１８Ｂを撮像した画像からエッジを抽出して中間エッジ画像を生成し、生成した中間エッジ画像を二値化した二値画像に後述する白色膨張処理（エッジ膨張処理の一例）と白色収縮処理（エッジ収縮処理の一例）とをこの順で施すことによってエッジ画像を生成している。白色膨張処理及び白色収縮処理を実行すると、エッジに相当する画素の中に周囲から孤立している画素（あるいは画素群）がある場合に、その画素の周囲の画素もエッジに相当する画素となる。すなわちエッジが膨張する。図７に示すエッジ画像は白色膨張処理及び白色収縮処理を施した後のものである。

前述したように電極５１の上面は平坦で色はほぼ均一であるが、電極５１の上面の光反射率が高い、反射の方向が必ずしも一様ではない、基板撮像カメラ１６の解像度が高いなどの理由から、例１〜例３に示すように収容凹部１８Ｂを撮像した画像上では電極５１の上面は濃淡が入り混じった斑模様となる。このため、中間エッジ画像を生成するとその濃淡の差がエッジとして抽出され、電極５１の上面に対応する領域にエッジが密集する。そのエッジを白色膨張処理及び白色収縮処理によって膨張させていることにより、エッジ画像では電極５１の上面に対応する領域において隣り合うエッジの隙間がほぼなくなっている。

このため、通常、エッジは線となるが、例１〜例３のエッジ画像では電極５１の上面に対応する領域のエッジが面となっており、電極５１の上面に対応する画素の多くはエッジに相当する画素（白画素）となる。
これに対し、部品本体５０や収容凹部１８Ｂの内面に対応する領域では画素の濃度がほぼ一様になるためエッジが抽出され難い。このため、エッジ画像において部品本体５０や収容凹部１８Ｂの内面に対応する画素の多くはエッジに相当しない画素（黒画素）となる。

すなわち、収容凹部１８Ｂに部品Ｅが有る場合は電極５１の上面に対応する画素の多くがエッジに相当するため、部品Ｅのモールド色が収容凹部１８Ｂの内面の色に近いか否かによらずエッジに相当する画素の数が多くなる。具体的には、部品Ｅが有る場合の例である例１〜例３ではエッジに相当する画素の数が１６１６、１３４４、１１８５である。これに対し、部品Ｅが無い場合はエッジに相当する画素の数が少なくなる。具体的には、部品Ｅが無い場合の例である例４ではエッジに相当する画素の数が１０５５である。

従って、１１８５と１０５５との間に閾値を設定すれば、部品Ｅの色が収容凹部１８Ｂの内面の色に近い場合であっても部品Ｅの有無を正しく判断することができる。具体的には、図７に示す例では閾値として１１００を設定しているので、例１〜例３については部品有りと正しく判断することができ、例４については部品無しと正しく判断することができる。

次に、図８を参照して、部品有無判断処理の流れについて説明する。
Ｓ２０１では、制御部３０はエッジ画像生成処理を実行する。詳しくは後述するが、エッジ画像生成処理ではＳ１０２で収容凹部１８Ｂを撮像して生成された画像からエッジが抽出されてエッジ画像が生成される。
Ｓ２０２では、制御部３０はＳ２０１で生成したエッジ画像から濃度が２５５の画素（すなわちエッジに相当する画素）の数をカウントする。これによりエッジ画素数が特定される（特定処理の一例）。

Ｓ２０３では、制御部３０はＳ２０２で特定したエッジ画素数が閾値（図７に示す例では１１００）以上であるか否かを判断し、閾値以上の場合（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）はＳ２０４に進み、閾値未満の場合（Ｓ２０３：Ｎｏ）はＳ２０５に進む。
Ｓ２０４では、制御部３０は部品有りと判断する。
Ｓ２０５では、制御部３０は部品無しと判断する。上述したＳ２０３〜Ｓ２０５は判断処理の一例である。

次に、図９を参照して、Ｓ２０１で実行されるエッジ画像生成処理について説明する。
Ｓ３０１では、制御部３０はＳ１０２で収容凹部１８Ｂを撮像して生成された画像にエッジ抽出フィルタをかけて中間エッジ画像を生成する（中間エッジ画像生成処理の一例）。以下、具体的に説明する。

先ず、図１０を参照して、本実施形態で用いるエッジ抽出フィルタについて説明する。なお、エッジ抽出フィルタはエッジ強調フィルタと称されることもある。本実施形態ではエッジ抽出フィルタとしてｓｏｂｅｌフィルタを用いる。一般にｓｏｂｅｌフィルタは処理が軽くエッジの抽出能力も高いとされているフィルタである。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すようにｓｏｂｅｌフィルタは水平方向ｓｏｂｅｌフィルタ５５（水平方向のエッジ抽出フィルタの一例）と垂直方向ｓｏｂｅｌフィルタ５６（垂直方向のエッジ抽出フィルタの一例）とで構成され、水平方向で左右に隣接する画素の階調値が同じ場合は相殺されゼロになり、垂直方向で上下に隣接する画素の階調値が同じ場合は相殺されゼロになる。また、図１０（ａ）（ｂ）中の１、−１、２、−２、は重み付けの例である。

次に、図１１を参照して、ｓｏｂｅｌフィルタを適用した例について説明する。ここでは画素の濃度を０（黒）〜２５５（白）の２５６階調で表すものとする。また、ここでは図１１に示す各画像において濃度が付されていない画素の濃度は０であるとする。

画像６０はｓｏｂｅｌフィルタを適用する前の画像である。画像６１は画像６０に水平方向ｓｏｂｅｌフィルタ５５をかけることによって生成された画像であり、画像６２は画像６０に垂直方向ｓｏｂｅｌフィルタ５６をかけることによって生成された画像である。画像６３は画像６１及び画像６２から生成された中間エッジ画像である。具体的には、ｓｏｂｅｌフィルタでは画像６１の画素の濃度と画像６２の同じ座標にある画素の濃度との二乗和の平方根が中間エッジ画像６３の当該座標の画素の濃度とされる。ただし、ｓｏｂｅｌフィルタでは二乗和の平方根が２５５より大きくなることがある。二乗和の平方根が２５５より大きい場合は２５５に置換される。
中間エッジ画像６３において濃度が付されている画素によって構成される矩形枠状の領域は抽出されたエッジを表している。すなわち、図１１に示す例ではｓｏｂｅｌフィルタをかけることによって矩形枠状のエッジが抽出される。

なお、中間エッジ画像６３をエッジ画像とし、矩形枠状の部分を構成している画素の数（すなわちエッジ画素数）が閾値以上であれば部品有りと判断してもよい。例えば、図１１に示す中間エッジ画像６３では全体の画素数が９１であり、そのうちエッジ画素数が６４である。この場合、予め設定されている閾値が６０であったとすると、エッジ画素数が閾値以上であるので、前述した図８のＳ２０３において部品有りと判断される。

Ｓ３０２では、制御部３０は中間エッジ画像を二値化して二値画像を生成する（二値画像生成処理の一例）。具体的には、制御部３０は例えば１００を閾値とし、濃度が１００以上の画素はエッジに相当する画素（白画素）であるとして濃度を２５５とし、濃度が１００未満の画素はエッジに相当しない画素（黒画素）であるとして濃度を０とする。これにより画素の濃度が０／２５５で表される二値画像が生成される。なお、閾値は１００に限られるものではなく、適宜に決定することができる。また、二値画像は画素の濃度を０／１で表すものであってもよい。

Ｓ３０３では、制御部３０はＳ３０２で生成した二値画像にエッジを膨張させる白色膨張処理と、白色膨張処理によってエッジが膨張された二値画像のエッジを収縮させる白色収縮処理とをこの順で施す。以下、具体的に説明する。

エッジ画像を二値化すると例えば１画素だけがエッジに相当する画素として孤立する場合がある。その場合はその周囲の画素もエッジに相当する画素である可能性が高い。しかしながら、それら周囲の画素の濃度が小さいことにより、二値化の際にそれら周囲の画素がエッジに相当しない画素とされてしまうことがある。エッジ画素数を精度よく特定するためにはそのような周囲の画素もエッジに相当する画素とすることが望ましい。白色膨張処理及び白色収縮処理はそのような周囲の画素をエッジに相当する画素とする処理である。以下、白色膨張処理及び白色収縮処理について、２つの例を参照してより具体的に説明する。

先ず、図１２を参照して、第１の例について説明する。第１の例はエッジに相当する画素の中に周囲から孤立している画素がない例である。図１２において二値画像６５は前述した二値化によって生成された二値画像である。
白色膨張処理では対象画素を中心とする３×３画素の範囲（以下「近傍領域」という）の最大値が対象画素の濃度とされる。例えば画素６８が対象画素であるとすると、近傍領域の最大値は画素６８Ａの２５５であるので、二値画像６６に示すように画素６８の濃度が２５５とされる。二値画像６５について外縁部の画素を除く全ての画素を順に対象画素として白色膨張処理を施すと、二値画像６７に示すようにエッジに相当する画素の周囲の画素もエッジに相当する画素となる。すなわちエッジが膨張する。

白色収縮処理では対象画素の近傍領域の最小値が対象画素の濃度とされる。第１の例では二値画像６７について外縁部を除く全ての画素を順に対象画素として白色収縮処理を施すと元の二値画像６５に戻る。つまり、エッジに相当する画素の中に周囲から孤立している画素がない場合は膨張したエッジが全て収縮し、結果的にエッジは膨張しない。
なお、この例では、予め設定されている閾値が６０であったとすると、白色収縮処理を施した後の二値画像（すなわち二値画像６５）の矩形枠状の部分の画素数は６８であり、閾値以上のため、部品有りと判定される。

なお、近傍領域は３×３画素の範囲に限られるものではなく、適宜に決定することができる。例えば近傍領域は５×５画素の範囲であってもよい。

次に、図１３を参照して、第２の例について説明する。第２の例はエッジに相当する画素の中に１画素だけ周囲から孤立している画素がある例である。具体的には、第２の例に示す二値画像７０は中心付近にエッジに相当する画素７３が孤立している。
二値画像７１に示すように、二値画像７０に白色膨張処理を施すと画素７３の周囲の画素も２５５となる。二値画像７２に示すように、二値画像７１に白色収縮処理を施した場合は画素７３の左右の画素の濃度が０に戻らず２５５のままとなる。このため第２の例では二値画像７２が元の二値画像７０と同じにならず、孤立している画素７３の左右の画素がエッジに相当する画素として残る。つまり、エッジに相当する画素の中に１画素だけ周囲から孤立している画素がある場合は膨張したエッジの一部が収縮せず、結果的に元の二値画像に比べてエッジが膨張する。
なお、この例でも、予め設定されている閾値が６０であったとすると、白色収縮処理を行った後の二値画像７５の矩形枠状の部分及び膨張した部分の画素数は７１であり、閾値以上のため、部品有りと判定される。

第２の例では１画素だけが孤立している場合を例に説明したが、連続する２以上の画素からなる画素群が孤島のように孤立している場合も結果的にエッジが膨張する。

（５−３）吸着ミスカウント処理
吸着ミスカウント処理は、前述したＳ１０１において部品Ｅの吸着に失敗（言い換えると吸着ミス）した場合に吸着ミスとしてカウントし、カウントした回数から吸着率を算出する処理である。吸着率は例えば以下の式１によって算出される。

吸着率［％］＝｛（吸着を試みた回数−吸着に失敗した回数）／吸着を試みた回数｝×１００ ・・・ 式１

ただし、前述したように部品テープ１８の収容凹部１８Ｂには部品Ｅが収容されていない場合もある。その場合は部品Ｅを吸着できないが、吸着ミスしたわけではないので、その場合も吸着ミスにカウントしてしまうと吸着率が低下してしまう。そのため、制御部３０は前述したＳ１０６で吸着ミスカウントから除外した場合は部品Ｅを吸着できなくても吸着ミスにカウントしない。

（６）実施形態の効果
以上説明した実施形態１に係る表面実装機１によると、エッジに相当する画素の数であるエッジ画素数に基づいて部品Ｅの有無を判断するので、部品Ｅのモールド色が収容凹部１８Ｂの内面の色に近い場合であっても部品Ｅの有無をより正しく判断することができる。

また、表面実装機１によると、エッジ抽出フィルタとしてｓｏｂｅｌフィルタを用いる。ｓｏｂｅｌフィルタは画像に水平方向のエッジ抽出フィルタと垂直方向のエッジ抽出フィルタとをかけてエッジを抽出するフィルタである。ｓｏｂｅｌフィルタはエッジの抽出能力が高いのでエッジを精度よく抽出できる。これにより部品Ｅの有無をより正しく判断することができる。

また、表面実装機１によると、収容凹部１８Ｂを撮像した画像からエッジを抽出して生成した中間エッジ画像を二値化するので、エッジに相当する画素とエッジに相当しない画素とを分けることができる。これによりエッジ画素数の特定が容易になる。ただし、中間エッジ画像を二値化すると、例えば１画素だけがエッジに相当する画素として孤立する場合がある。その場合はその周囲の画素もエッジに相当する画素である可能性が高いので、その周囲の画素もエッジに相当する画素に含めることが望ましい。二値画像にエッジ膨張処理及びエッジ収縮処理を施すと、例えば１画素だけがエッジに相当する画素として孤立している場合に、その画素の周囲の画素もエッジに相当する画素とすることができる。このためエッジ画素数をより適切に特定することができる。

また、表面実装機１によると、収容凹部１８Ｂに部品Ｅが無い場合は吸着ミスカウントから除外する場合に、吸着率の低下をより確実に抑制できる。具体的には、部品Ｅの有無を正しく判断できない場合は、部品Ｅが無いことによって部品Ｅの吸着に失敗した場合であっても部品Ｅが有ると誤判断され、吸着ミスにカウントされてしまう可能性がある。表面実装機１によると、部品Ｅの有無をより正しく判断することができるので、部品Ｅが有ると誤判断されて吸着ミスにカウントされてしまう可能性を低減できる。このため吸着率の低下をより確実に抑制できる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図１４によって説明する。
前述した実施形態１では部品テープ１８から表面実装機１に部品Ｅが供給される位置である部品供給位置２５に位置している収容凹部１８Ｂを基板撮像カメラ１６によって撮像して部品Ｅの有無を判断する場合を例に説明した。これに対し、図１４に示すように、実施形態２では部品供給位置２５に位置している収容凹部１８Ｂの次の収容凹部１８Ｂを撮像して部品Ｅの有無を判断する。

具体的には、実施形態２では実施形態１に比べて剥離テープ１８Ｃを剥がす剥離装置（図示せず）が部品テープ１８の送り方向の上流側に配されており、部品供給位置２５に位置している収容凹部１８Ｂの次の収容凹部１８Ｂも剥離テープ１８Ｃが剥がされている状態となる。

実施形態２に係る制御部３０は、部品供給位置２５に位置している収容凹部１８Ｂに収容されている部品Ｅを吸着するために実装ヘッド２０を下降させるとき、実装ヘッド２０の下降と並行して、基板撮像カメラ１６によって次の収容凹部１８Ｂを撮像し、撮像した画像から次の収容凹部１８Ｂの部品Ｅの有無を判断する。なお、次の収容凹部１８Ｂの撮像は実装ヘッド２０を下降させる前に行ってもよいし、実装ヘッド２０を下降させた後に行ってもよい。

そして、制御部３０は次の収容凹部１８Ｂを撮像した画像から次の収容凹部１８Ｂの部品Ｅの有無を判断する。そして、制御部３０は、次の収容凹部１８Ｂに部品Ｅが無い場合は、部品テープ１８が送られて次の収容凹部１８Ｂが部品供給位置２５に位置したとき、部品Ｅが無いことが既に判っているので実装ヘッド２０を下降させない。これによりタクトタイムのロスを低減することができる。

＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書によって開示される技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態ではエッジ抽出フィルタとしてｓｏｂｅｌフィルタを例に説明したが、エッジ抽出フィルタはｓｏｂｅｌフィルタに限られるものではなく、適宜に決定することができる。例えばエッジ抽出フィルタはＰｒｅｗｉｔｔフィルタであってもよい。

（２）上記実施形態では中間エッジ画像を二値化して二値画像を生成し、生成した二値画像からエッジ画素数を特定する場合を例に説明したが、二値画像を生成せず、中間エッジ画像からエッジ画素数を直接特定してもよい。その場合は中間エッジ画像がエッジ画像に相当する。

（３）上記実施形態ではエッジ画像を二値化して二値画像を生成し、生成した二値画像に白色膨張処理及び白色収縮処理を施す場合を例に説明したが、白色膨張処理及び白色収縮処理は必ずしも施されなくてもよい。その場合は白色膨張処理及び白色収縮処理が施されていない二値画像がエッジ画像に相当する。

（４）上記実施形態では部品Ｅを保持する例として吸着ノズル２４によって部品Ｅを吸着する場合を例に説明したが、部品Ｅの保持はこれに限られるものではなく、例えば所謂チャックを用いて部品Ｅを挟むことによって保持してもよい。

１…表面実装機、１６…基板撮像カメラ（撮像部の一例）、１８…部品テープ、１８Ｂ…収容凹部、２５…部品供給位置、３０…制御部、５５…水平方向ｓｏｂｅｌフィルタ（水平方向のエッジ抽出フィルタの一例）、５６…垂直方向ｓｏｂｅｌフィルタ（垂直方向のエッジ抽出フィルタの一例）、Ｅ…部品、Ｐ…基板

Claims (5)

1. 部品が収容される収容凹部と前記収容凹部に収容されている部品とを有する部品テープによって供給される前記部品を保持して基板に実装する表面実装機であって、
   前記収容凹部を撮像して画像を生成する撮像部と、
   制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記画像からエッジを抽出してエッジ画像を生成するエッジ画像生成処理と、
   前記エッジ画像のエッジに相当する画素の数であるエッジ画素数を特定する特定処理と、
   前記エッジ画素数が閾値以上である場合は部品有りと判断し、前記閾値未満の場合は部品無しと判断する判断処理と、
   を実行する、表面実装機。
2. 請求項１に記載の表面実装機であって、
   前記制御部は、前記エッジ画像生成処理において、前記画像に水平方向のエッジ抽出フィルタと垂直方向のエッジ抽出フィルタとをかけることによってエッジを抽出する、表面実装機。
3. 請求項１又は請求項２に記載の表面実装機であって、
   前記制御部は、前記エッジ画像生成処理において、
   前記画像からエッジを抽出して中間エッジ画像を生成する中間エッジ画像生成処理と、
   前記中間エッジ画像を二値化して二値画像を生成する二値画像生成処理と、
   前記二値画像のエッジを膨張させるエッジ膨張処理と、
   前記エッジ膨張処理によってエッジが膨張された前記二値画像のエッジを収縮させるエッジ収縮処理と、
   を実行することによって前記エッジ画像を生成する、表面実装機。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の表面実装機であって、
   前記制御部は、
   前記収容凹部に収容されている前記部品の保持に失敗した回数をカウントするカウント処理を実行し、
   前記カウント処理において、前記判断処理によって部品無しと判断した場合は前記部品を保持できなくても失敗した回数から除外する、表面実装機。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の表面実装機であって、
   前記撮像部は、前記部品テープから当該表面実装機に前記部品が供給される位置である部品供給位置に位置している前記収容凹部の次の前記収容凹部を撮像する、表面実装機。

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