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発明の名称 部品自動教示装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−12036(P2007−12036A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2006−146536(P2006−146536)
出願日 平成18年5月26日(2006.5.26)
代理人 【識別番号】100109210
【弁理士】
【氏名又は名称】新居 広守
発明者 南出 裕喜 / 田邉 敦
要約 課題
部品の大きさに関わらずに、その部品の形態を正確に示す部品教示データを作成する部品自動教示装置を提供する。

解決手段
部品自動教示装置は、一面が均一な青色で光沢性を有するように形成されたカバーシート173と、そのカバーシート173の一面を背にして部品を含む周辺を照らす照明具171dと、その照明具171dによって照らされた部品を、カバーシート173の青色の一面が背景となるようにカラーで撮像することにより、その部品のカラー画像を生成する撮像素子171cと、撮像素子171cによって生成されたカラー画像から、その部品の形態を特定して部品教示データを作成する画像処理部123とを備える。
特許請求の範囲
【請求項1】
基板上に実装される部品の形態を示す部品教示データを作成する部品自動教示装置であって、
一面が均一な色で光沢性を有するように形成された光沢部材と、
前記光沢部材の一面を背にして前記部品を含む周辺を照らす照明手段と、
前記照明手段によって照らされた前記部品を、前記光沢部材の一面が背景となるようにカラーで撮像することにより、前記部品のカラー画像を生成する撮像手段と、
前記撮像手段によって生成されたカラー画像から、前記部品の形態を特定して前記部品教示データを作成するデータ作成手段と
を備えることを特徴とする部品自動教示装置。
【請求項2】
前記光沢部材の一面の色は青色である
ことを特徴とする請求項1記載の部品自動教示装置。
【請求項3】
前記光沢部材の一面の色は青色の成分と緑色の成分とで構成される
ことを特徴とする請求項1記載の部品自動教示装置。
【請求項4】
0から255の階調のRGBで色を表す場合、前記光沢部材の一面の色は、(R,G,B)=(0,100,255)で表される
ことを特徴とする請求項3記載の部品自動教示装置。
【請求項5】
前記光沢部材は、光沢紙または塩化ビニルを素材として構成される
ことを特徴とする請求項1記載の部品自動教示装置。
【請求項6】
前記光沢部材は、前記部品の寸法に関わらず、前記一面と照明手段との距離を一定に保つ保持手段を備える
ことを特徴とする請求項1記載の部品自動教示装置。
【請求項7】
前記保持手段は、前記光沢部材の一面側から突出し、前記照明手段から前記一面を予め定められた距離だけ離して支持する複数の片からなる
ことを特徴とする請求項6記載の部品自動教示装置。
【請求項8】
前記部品自動教示装置は、さらに、
前記部品が載置される透光性を有する透光板を備え、
前記照明手段は、前記透光板に載置された部品を、前記透光板を介して照らし、
前記光沢部材は、前記複数の片の先端が前記透光板に当接して前記部品が前記一面と前記透光板との間に収まるように、前記透光板に配設される
ことを特徴とする請求項7記載の部品自動教示装置。
【請求項9】
基板上に実装される部品の特徴を特定するために用いられる前記部品の画像を生成する画像生成装置であって、
一面が均一な色で光沢性を有するように形成された光沢部材と、
前記光沢部材の一面を背にして前記部品を含む周辺を照らす照明手段と、
前記照明手段によって照らされた前記部品を、前記光沢部材の一面が背景となるようにカラーで撮像することにより、前記部品のカラー画像を生成する撮像手段と
を備えることを特徴とする画像生成装置。
【請求項10】
基板上に実装される部品の形態を示す部品教示データを作成する部品教示データ作成方法であって、
均一な色で光沢性を有する一面を背にして前記部品を含む周辺を照らす照明ステップと、
前記照明ステップで照らされた前記部品を、前記一面が背景となるようにカラーで撮像することにより、前記部品のカラー画像を生成する撮像ステップと、
前記撮像ステップで生成されたカラー画像から、前記部品の形態を特定して前記部品教示データを作成するデータ作成ステップと
を含むことを特徴とする部品教示データ作成方法。
【請求項11】
基板上に実装される部品の特徴を特定するために用いられる前記部品の画像を生成する画像生成方法であって、
均一な色で光沢性を有する一面を背にして前記部品を含む周辺を照らす照明ステップと、
前記照明ステップで照らされた前記部品を、前記一面が背景となるようにカラーで撮像することにより、前記部品のカラー画像を生成する撮像ステップと
を含むことを特徴とする画像生成方法。
【請求項12】
基板上に実装される部品の形態を示す部品教示データを作成する部品自動教示装置に備えられる背景部材の製造方法であって、
前記部品自動教示装置は、前記背景部材の一面を背にして前記部品を含む周辺を照らす照明手段と、前記照明手段によって照らされた前記部品を、前記背景部材の一面が背景となるようにカラーで撮像することにより、前記部品のカラー画像を生成する撮像手段と、前記撮像手段によって生成されたカラー画像から、前記部品の形態を特定して前記部品教示データを作成するデータ作成手段を備え、
前記背景部材の製造方法は、
一面が均一な色で光沢性を有するように板材を塗装する工程と、
前記塗装された板材を折り曲げることにより、前記板材の一部である複数の片を前記一面から突出させる工程とを含む
ことを特徴とする背景部材の製造方法。
【請求項13】
基板上に実装される部品の形態を示す部品教示データを作成するためのプログラムであって、
均一な色で光沢性を有する一面を背にして前記部品を含む周辺を照らす照明ステップと、
前記照明ステップで照らされた前記部品を、前記一面が背景となるようにカラーで撮像することにより、前記部品のカラー画像を生成する撮像ステップと、
前記撮像ステップで生成されたカラー画像から、前記部品の形態を特定して前記部品教示データを作成するデータ作成ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項14】
基板上に実装される部品の特徴を特定するために用いられる前記部品の画像を生成するためのプログラムであって、
均一な色で光沢性を有する一面を背にして前記部品を含む周辺を照らす照明ステップと、
前記照明ステップで照らされた前記部品を、前記一面が背景となるようにカラーで撮像することにより、前記部品のカラー画像を生成する撮像ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子部品などの部品の形態を示す部品教示データを作成する部品自動教示装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、電子部品を撮像することで、その電子部品の形状や特徴的な寸法(形態)を示す部品教示データを作成する部品自動教示装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
上記特許文献1の部品自動教示装置(部品認識データ作成装置)は、カラースキャナーを備えてそのカラースキャナーで電子部品を撮像することで、その電子部品のカラー画像を生成する。そして、部品自動教示装置は、そのカラー画像に表示されている電子部品のボディや電極の外形を抽出し、それらの寸法を測定することで部品教示データを作成する。
【0004】
ここで、上記特許文献1の部品自動教示装置は、一般にテレビ放送等で活用されているクロマキー技術を用いてボディや電極の外形を抽出するために、電子部品の背景が青色となるようにカラー画像を生成する。
【0005】
図14は、上記特許文献1のカラースキャナーで電子部品のカラー画像が生成される様子を説明するための説明図である。
【0006】
オペレータは、電子部品90のカラー画像を生成するため、この図14に示すように、まず、カラースキャナー900の読み取り面901上に電子部品90を載置する。次に、オペレータは、カラー画像の背景が青色となるように、青色の背面カバー902をカラースキャナー900に取り付ける。そして、オペレータは、そのように取り付けられた背面カバー902を、電子部品90が載置された読み取り面901上に覆い被せる。
【0007】
このような状態でカラースキャナー900は電子部品90を撮像し、背景が青色の電子部品90のカラー画像を生成する。
【特許文献1】特開2004−213562号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、上記特許文献1の部品自動教示装置では、不正確な寸法や形状などを示す部品教示データを作成してしまうという問題がある。
【0009】
即ち、厚い電子部品をカラースキャナー900で撮像する場合、その電子部品をカラースキャナー900に設置すると、その厚みの分だけ背面カバー902と読み取り面901との間に大きな隙間が生じる。このような状態でカラースキャナー900が電子部品を撮像すると、暗い背景のカラー画像や、斑のある背景のカラー画像を生成してしまう。その結果、電子部品のボディや電極の外形が正確に抽出されず、それらの寸法測定に大きな誤差生じてしまうのである。
【0010】
図15は、上記特許文献1の部品自動教示装置の問題点を説明するための説明図である。
【0011】
電子部品91が薄い場合には、図15の(a)に示すように、カラー画像Pic1に写る電子部品91の背景色は、均一で鮮やかな青色である。一方、電子部品91が厚い場合には、図15の(b)に示すように、カラー画像Pic2に写る電子部品91の背景色には斑m1が生じ、その背景色は暗くなる。
【0012】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、部品の大きさに関わらずに、その部品の形態を正確に示す部品教示データを作成する部品自動教示装置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】
【0013】
上記目的を達成するために、本発明に係る部品自動教示装置は、基板上に実装される部品の形態を示す部品教示データを作成する部品自動教示装置であって、一面が均一な色で光沢性を有するように形成された光沢部材と、前記光沢部材の一面を背にして前記部品を含む周辺を照らす照明手段と、前記照明手段によって照らされた前記部品を、前記光沢部材の一面が背景となるようにカラーで撮像することにより、前記部品のカラー画像を生成する撮像手段と、前記撮像手段によって生成されたカラー画像から、前記部品の形態を特定して前記部品教示データを作成するデータ作成手段とを備えることを特徴とする。例えば、前記光沢部材の一面の色は青色である。
【0014】
これにより、照明手段からの光は光沢部材の一面で効率よく反射するため、照明手段と光沢部材の一面との間の距離が長くなることによってカラー画像の背景が暗くなるのを防ぐことができる。つまり、部品の厚みが大きいことにより、照明手段と光沢部材の一面との間の距離が長くなっても、カラー画像の背景を明るくすることができる。その結果、部品の大きさに関わらずに、カラー画像において背景と部品との区別を明確にすることができ、その部品の形態を正確に示す部品教示データを作成することができる。
【0015】
また、前記光沢部材の一面の色は青色の成分と緑色の成分とで構成されることを特徴としてもよい。例えば、0から255の階調のRGBで色を表す場合、前記光沢部材の一面の色は、(R,G,B)=(0,100,255)で表される。
【0016】
これにより、光沢部材の青色に緑色の成分が加わることによって、カラー画像の青色に明るさを増すことができ、部品の形態をより正確に示す部品教示データを作成することができる。
【0017】
また、前記光沢部材は、光沢紙または塩化ビニルを素材として構成されることを特徴としてもよい。
【0018】
これにより、光沢紙を素材とした場合には、市販のプリンタにより印刷を行うだけで所望の色の光沢部材を簡単に作成することができる。また、塩化ビニルを素材とした場合には、カラー画像の背景色(例えば青色)をより明るくすることができ、部品の形態をより正確に示す部品教示データを作成することができる。
【0019】
また、前記光沢部材は、前記部品の寸法に関わらず、前記一面と照明手段との距離を一定に保つ保持手段を備えることを特徴としてもよい。例えば、前記保持手段は、前記光沢部材の一面側から突出し、前記照明手段から前記一面を予め定められた距離だけ離して支持する複数の片からなる。具体的に、前記部品自動教示装置は、さらに、前記部品が載置される透光性を有する透光板を備え、前記照明手段は、前記透光板に載置された部品を、前記透光板を介して照らし、前記光沢部材は、前記複数の片の先端が前記透光板に当接して前記部品が前記一面と前記透光板との間に収まるように、前記透光板に配設される。
【0020】
これにより、ガラス板などの透光板と光沢部材の一面との間には、複数の片の高さhに等しい幅の隙間がある。その結果、部品をその隙間の透光板の上に載せても、部品の厚さがh以下であれば、透光板と光沢部材の一面との隙間の幅は変化しない。つまり、部品の厚さがh以下であれば、その部品の厚みが幾らであっても、光沢部材の一面と透光板との距離は変化しない。その結果、透光板と照明手段との距離が固定されていれば、部品の厚みに関わらず、照明手段と光沢部材の一面との距離は変化せずに一定となる。したがって、照明手段によって照らされた光沢部材の一面での明るさを、部品の厚みに関わらず一定に保つことができ、部品の厚みによってカラー画像の背景が暗くなるのを防ぐことができる。
【0021】
なお、本発明は、上述の部品自動教示装置に限らず、その部品自動教示装置が行う部品教示データの作成方法や、その方法に基づく動作をコンピュータに実行させるプログラム、そのプログラムを格納する記憶媒体、部品自動教示装置が備えるスキャナー、そのスキャナーによる部品の撮像方法、としても実現することができる。
【発明の効果】
【0022】
本発明の部品自動教示装置は、部品の大きさに関わらずに、その部品の形態を正確に示す部品教示データを作成することができるという作用効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【0024】
図1は、本発明の実施の形態における部品自動教示装置の構成を示す構成図である。
【0025】
この部品自動教示装置100は、電子部品(以下、単に部品という)の形状や特徴的な寸法を示す部品教示データを作成するものであって、部品を撮像するスキャナー170と、オペレータによる操作を受け付ける操作部110と、例えば液晶ディスプレイなどにより構成される表示部130と、操作部110により受け付けられた操作に基づいてスキャナー170及び表示部130を制御する制御部120とを備えている。また、制御部120は、周辺機器制御部121と入出力処理部122と画像処理部123とを備えている。
【0026】
このような本実施の形態における部品自動教示装置100は、スキャナー170の後述するカバーシート(光沢部材)に特徴があり、このカバーシートによって、部品の大きさに関わらずに、その部品の形態を正確に示す部品教示データを作成することができる。
【0027】
以下、本実施の形態の部品自動教示装置100の全体的な構成及び動作を説明した後に、カバーシートについて詳細に説明する。
【0028】
図2Aおよび図2Bは、スキャナー170の外観を示す外観図である。
【0029】
スキャナー170は、この図2Aおよび図2Bに示すように、スキャナー本体171とカバー172と上述のカバーシート173とで構成される。
【0030】
スキャナー本体171は、略矩形箱状の筐体171aと、筐体171a内に埋設された撮像素子171c及び照明具171dと、筐体171aの上面に取り付けられたガラス板171bとを備えている。
【0031】
カバー172は、スキャナー本体171の筐体171aに回動自在に取着されている。オペレータが部品1をスキャナー170に設置するときには、そのカバー172は、スキャナー本体171のガラス板171bから離れた状態(開状態)にされ、オペレータが部品1を撮像しようとするときには、そのカバー172は、スキャナー本体171のガラス板171bを覆うような状態(閉状態)にされる。
【0032】
カバーシート173は、カバー172のガラス板171bと対向する面に取り付けられている。また、このカバーシート173の色は青色である。
【0033】
オペレータは、部品1を撮像するときには、まず、カバー172を開状態にしてカバーシート173をそのカバー172に取り付ける。そして、オペレータは、ガラス板171b上にその部品1を設置してカバー172を閉状態とする。このような状態でスキャナー170は、ガラス板171b上に設置された部品1をスキャナー本体171の照明具171dで照らし、撮像素子171cを移動させながら部品1をカラーで撮像することにより、背景が青色の部品1のカラー画像を生成する。
【0034】
なお、例えば、市販のスキャナーにカバーシート173を取り付けることにより、上記スキャナー170を構成してもよい。
【0035】
制御部120の入出力処理部122は、操作部110で受け付けられた操作内容を取得して、その操作内容を周辺機器制御部121や画像処理部123に出力する。また、入出力処理部122は、スキャナー170で生成されたカラー画像を取得し、そのカラー画像を画像処理部123に出力する。
【0036】
周辺機器制御部121は、操作部110で受け付けられた操作内容を、入出力処理部122を介して取得し、その操作内容に基づいてスキャナー170及び表示部130を制御する。
【0037】
画像処理部123は、スキャナー170で生成された部品のカラー画像に対して所定の処理を行って、部品の外形や電極が白黒の濃淡で表された白黒濃淡画像を生成し、その白黒濃淡画像を表示部130に表示させる。また、画像処理部123は、操作部110で受け付けられた操作内容を入出力処理部122を介して取得し、その操作内容に基づいて、部品の外形や特徴的な寸法を示す部品教示データを作成するための作成条件を決定する。そして、画像処理部123は、白黒濃淡画像及び作成条件から部品教示データを作成する。即ち、この画像処理部123はデータ作成手段として構成されている。
【0038】
作成条件は、例えば部品の電極タイプや、その電極の接地面の形状(以下、電極接地面形状という)などである。オペレータは、制御部120による制御に基づいて表示部130に表示される画面に従って操作部110を操作し、部品の電極タイプ及び電極接地面形状を入力する。
【0039】
図3A〜図3Cは、画像処理部123が作成条件を決定するために表示部130に表示させる画面の一例を示す画面表示図である。
【0040】
画像処理部123は、図3Aに示すように、「画像入力に必要な情報を設定してください」といったメッセージa1と、プルダウンメニューにより電極タイプの名称を選択表示するための電極タイプ欄a2と、電極タイプを図形から選択するための電極タイプ選択ボタンa3と、プルダウンメニューにより電極接地面形状の名称を選択表示するための面形状欄a4と、電極接地面形状を図形から選択するための面形状選択ボタンa5と、電極タイプ欄a2と面形状欄a4に表示された内容で作成条件を決定するように促す決定ボタンa6と、作成条件の決定を中止するように促すキャンセルボタンa7とを表示部130に表示させる。
【0041】
オペレータは、図3Aに示す画面が表示されている場合、操作部110を操作することにより、部品の最も多い電極タイプを電極タイプ欄a2に、直接的に表示させるか、電極タイプ選択ボタンa3を用いて間接的に表示させる。
【0042】
間接的に表示させる場合、オペレータは電極タイプ選択ボタンa3を選択する。その選択の結果、表示部130は、図3Bに示すように、例えば9つの電極タイプの図形を示す図形ボタンb1と、9つの電極タイプの名称を一覧形式で示す名称欄b2と、選択された図形ボタンb1により示される電極タイプを決定するように促すタイプ決定ボタンb3と、図形を利用した電極タイプの選択を中止するように促すタイプキャンセルボタンb4とを表示する。ここで、オペレータは、部品の電極タイプを示す図形を、9つの図形ボタンb1に表された図形の中から見つけ出し、操作部110を操作することにより、その図形が表された図形ボタンb1を選択する。図形ボタンb1が選択されると、名称欄b2に表示される各名称のうち、その選択された図形ボタンb1の示す電極タイプの名称が反転表示される。次に、オペレータが、操作部110を操作することによりタイプ決定ボタンb3を選択すると、表示部130は、再び図3Aに示す画面を表示する。その画面中、電極タイプ欄a2には、上述のように選択された図形ボタンb1の示す電極タイプの名称が表示されている。このように、オペレータは、電極タイプ選択ボタンa3を用いることにより、部品の電極タイプの名称を知らなくても、その名称を図形から簡単に入力することができる。
【0043】
また、オペレータは、図3Aに示す画面が表示されている場合、操作部110を操作することにより、部品の電極接地面形状を面形状欄a4に、直接的に表示させたり、面形状選択ボタンa5を用いて間接的に表示させる。
【0044】
間接的に表示させる場合、オペレータは面形状選択ボタンa5を選択する。その選択の結果、表示部130は、図3Cに示すように、例えば2つの電極接地面形状を示す図形c1と、各図形c1に対応するチェックボックスc2と、チェックされたチェックボックスc2に対応する電極接地面形状を決定するように促す面形状決定ボタンc3と、図形を利用した電極接地面形状の選択を中止するように促す面形状キャンセルボタンc4とを表示する。ここで、オペレータは、部品の電極接地面形状を示す図形を、2つの図形c1の中から見つけ出し、操作部110を操作することにより、その図形に対応するチェックボックスc2にチェックを行う(黒点を入力する)。次に、オペレータが、操作部110を操作することにより面形状決定ボタンc3を選択すると、表示部130は、再び図3Aに示す画面を表示する。その画面中、面形状欄a4には、上述のようにチェックされたチェックボックスc2に対応する電極接地面形状の名称が表示されている。このように、オペレータは、面形状選択ボタンa5を用いることにより、部品の電極接地面形状の名称を知らなくても、その名称を図形から簡単に入力することができる。
【0045】
このように、図3Aに示す画面の電極タイプ欄a2及び面形状欄a4に、電極タイプ及び電極接地面形状のそれぞれの名称が選択表示された状態で、オペレータが決定ボタンa6を選択すると、その選択表示された名称の電極タイプ及び電極接地面形状が、部品教示データの作成条件として決定される。
【0046】
画像処理部123は、このように決定された作成条件と白黒濃淡画像とから、部品の寸法測定すべき部位やその測定処理方法などを示すアルゴリズムを特定する。そして、画像処理部123は、部品における上記部位の寸法、つまり特徴的な寸法を、そのアルゴリズムを用いて白黒濃淡画像から測定し、その特徴的な寸法や部品の形状を示す部品教示データを作成する。また、画像処理部123は、その部品教示データを表示部130に表示させる。
【0047】
このような部品教示データは、部品を基板に実装する部品実装装置において、部品の位置ずれの認識などのために用いられる。即ち、部品実装装置は、部品を基板に実装するときには、その部品をヘッドで吸着して基板上の所定の部位まで搬送し、その部位に部品を実装するが、その搬送の途中でヘッドに吸着された部品をカメラで撮像する。そして、部品実装装置は、その撮像結果と上述の部品教示データとから部品の位置ずれを認識し、その位置ずれを解消するようにヘッド等を駆動させる。これにより、基板の所定の部位に部品を正確に実装することができるのである。
【0048】
図4は、部品自動教示装置100の全体的な動作を示すフロー図である。
【0049】
まず、部品自動教示装置100は、スキャナー170で部品をカラー画像で撮像し(ステップS100)、さらに、オペレータによる操作に基づいて作成条件を決定する(ステップS102)。
【0050】
次に、部品自動教示装置100は、クロマキー技術を用いて、カラー画像から部品の白黒濃淡画像を生成する(ステップS104)。ここで部品自動教示装置100は、ステップS104で生成された白黒濃淡画像から例えば部品の外形を検出する。部品の外形の検出は、白黒の濃淡値の差分から検出される。また、部品自動教示装置100は、ステップS102で決定された作成条件などを参考に、所定のアルゴリズムを特定する。
【0051】
そして最後に、部品自動教示装置100は、白黒濃淡画像から検出された部品の外形などから、上記所定のアルゴリズムを用いて、部品の特徴的な寸法を測定し、その測定結果を示す部品教示データを生成する(ステップS106)。
【0052】
ここで、このような本実施の形態の部品自動教示装置100は、スキャナー170の光沢部材たるカバーシート173に特徴がある。
【0053】
このカバーシート173は、光沢性を有し、その一面は均一に青色になっている。
【0054】
例えば、このカバーシート173は、白色の光沢紙を素材とし、その光沢紙の一面が青色となるようにプリンタで印刷することによって生成される。
【0055】
光沢紙には、例えば、ナカバヤシ(株)製の商品名「インクジェット・フォト光沢印画紙」(品番:JPSK-A4G)を用いる。
【0056】
また、プリンタには、例えば、日本ヒューレットパッカード(株)製の商品名「HP PSC 1350」を用いる。このプリンタで印刷を行うときには、インクとして例えば、同社製の商品名「HP 56 プリントカートリッジ 黒(ラージサイズ)」及び「HP 57 プリントカートリッジ 3色カラー(ラージサイズ)」をセットして、「HPプレミアムプラスフォト用紙」の設定で印刷を行う。
【0057】
また、プリンタには、キャノン(株)製の商品名「PIXUS iP7100」(型番:PIXUSIP7100)を用いてもよい。このプリンタで印刷を行うときには、インクとして例えば、同社製の商品名「イエロー インクタンク」(型番:BCI-7Y)、「マゼンタ インクタンク」(型番:BCI-7M)、「ブラック インクタンク」(型番:BCI-7BK)、「シアン インクタンク」(型番:BCI-7C)、「フォトマゼンタ インクタンク」(型番:BCI-7PM)、及び「フォトシアン インクタンク」(型番:BCI-7PC)をセットする。そして、「プロフォトペーパーで印刷」の設定で印刷を行う。なお、カラーレーザプリンタは、かすれや斑が生じやすい観点から好ましくなく、インクジェットプリンタが好適である。
【0058】
このように生成されるカバーシート173は、光沢性を有するため、スキャナー本体171の筐体171a内に埋設された照明具171dから照射される光を高い反射率で反射する。したがって、カバー172が閉状態となっているときにおけるカバーシート173のガラス板171bからの高さが高くなるにつれて、カラー画像の背景が暗くなるのを抑えることができる。
【0059】
また、このようなカバーシート173の青色は、R値(0〜255)、G値(0〜255)及びB値(0〜255)から示されるRGB値において、R値=0及びB値=255であることが好ましい。また、G値=0としてもよいが、G値を少し増すことによって、青色に明るさを増すことができる。つまり、カバーシート173のガラス板171bからの高さが高くなるにつれて、カラー画像の背景が暗くなるのをさらに抑えることができる。
【0060】
つまり、本実施の形態の部品自動教示装置100は、部品の厚みが大きくても、背景の明るい部品のカラー画像を生成することができ、その結果、その部品の形態を正確に示す部品教示データを作成することができる。
【0061】
図5Aおよび図5Bは、光沢紙を素材とするカバーシート173の高さと、カラー画像のRGB値との関係を示す図である。
【0062】
カバーシート173の青色がRGB値=(0,50,255)で表される場合、図5Aに示すように、スキャナー170で生成されるカラー画像のRGB値(R値、G値及びB値)は、カバーシート173の高さが高くなるにつれて小さくなる。しかし、カバーシート173の青色には光沢性があるため、カバーシート173の高さに対するB値の変化率を小さくすることができる。また、カバーシート173のG値は50であるため、G値が0のときよりカラー画像のB値を大きくすることができる。即ち、カラー画像の青色を明るくするとともに、カバーシート173の高さが高くなってもそのカラー画像が暗くなるのを抑えることができる。
【0063】
カバーシート173の青色がRGB値=(0,100,255)で表される場合にも、上述と同様、図5Bに示すように、スキャナー170で生成されるカラー画像のRGB値(R値、G値及びB値)は、カバーシート173の高さが高くなるにつれて小さくなる。しかし、カバーシート173のG値は100であるため、G値が50のときよりカラー画像のB値をさらに大きくすることができる。即ち、カラー画像の青色をさらに明るくすることができる。
【0064】
なお、本実施の形態では、カバーシート173の素材を光沢紙としたが、RGB値=(0,100,255)で示される青色であって光沢性を有する塩化ビニルシートとしてもよい。例えば、(株)光製の商品名「エンビシート(ユニサンデー)」(品番:EB435−6)をカバーシート173の素材としてもよい。
【0065】
図6は、塩化ビニルシートを素材とするカバーシート173の高さと、カラー画像のRGB値との関係を示す図である。
【0066】
カバーシート173の青色がRGB値=(0,100,255)で表される場合、図6に示すように、スキャナー170で生成されるカラー画像のRGB値(R値、G値及びB値)は、カバーシート173の高さが高くなるにつれて小さくなる。しかし、上述と同様、カバーシート173の青色には光沢性があるため、カバーシート173の高さに対するB値の変化率を小さくすることができる。また、カバーシート173のG値は100であるため、G値が0のときよりカラー画像のB値を大きくすることができる。即ち、カバーシート173を光沢紙とした場合と同様、カラー画像の青色を明るくするとともに、カバーシート173の高さが高くなってもそのカラー画像が暗くなるのを抑えることができる。
【0067】
(変形例1)
ここで、本実施の形態における部品自動教示装置の第1の変形例について説明する。
【0068】
本変形例に係る部品自動教示装置は、部品を基板に実装する部品実装装置に備えられている。
【0069】
図7は、本変形例に係る部品自動教示装置を備えた部品実装装置の外観を示す外観図である。
【0070】
この部品実装装置500は、基板2を搬送するためのガイドレール514と、抵抗やコンデンサなどの部品を供給するパーツフィーダ530と、SOP(Small Outline Package)やQFP(Quad Flat Package)などのIC(Integrated Circuit)やコネクタなどの比較的大型の部品を載せるパーツトレイ532と、パーツフィーダ530から供給される部品や、パーツトレイ532に載せられた部品を吸着して基板2上に実装するヘッド528と、部品自動教示装置200と、部品自動教示装置200により作成された部品教示データを参照して、ヘッド528に吸着された部品の位置ずれを認識する認識部540とを備えている。
【0071】
このような部品実装装置500は、部品実装の事前に、ヘッド528に吸着された部品の部品教示データを部品自動教示装置200で作成しておいて、部品実装を行うときには、ヘッド528に吸着された部品を撮像して、その撮像結果と、予め作成しておいた部品教示データとを用いて、そのヘッド528に吸着された部品の位置ずれを認識する。
【0072】
基板2は、ガイドレール514に載せられた状態で、図示しない搬送ベルトの駆動により、部品実装装置500のローダ部516から実装位置518に搬送され、その実装位置518で部品が実装されると、アンローダ部520に搬送される。
【0073】
ヘッド528は、先端に部品を吸着する複数の吸着ノズル534を備えて、図示しないモータなどの駆動により、基板2の平面に沿った方向に移動する。このようなヘッド528の移動により、部品が搬送される。ヘッド528は、部品教示データの作成時には、その部品を後述する撮像位置に搬送する。一方、部品実装時には、ヘッド528は、まず、その部品を撮像位置に搬送してその撮像位置で部品が撮像された後に、実装位置518にある基板2にまでその部品を搬送する。そしてヘッド528は、吸着ノズル534を駆動させて部品を基板2に実装する。
【0074】
本変形例に係る部品自動教示装置200は、撮像位置にある部品を撮像し得るように備えられている。つまり、部品自動教示装置200は、ヘッド528の吸着ノズル534に吸着された部品を、ヘッド528と反対側から(図7中、下から)撮像する。
【0075】
図8は、本変形例に係る部品自動教示装置200の構成を示す構成図である。
本変形例に係る部品自動教示装置200は、表示部230と、操作部210と、制御部220とを備え、さらに、上記実施の形態の部品自動教示装置100のスキャナー170の変わりに、ヘッド528に吸着された部品1を撮像する撮像部270を備えている。
【0076】
本変形例に係る表示部230及び操作部210は、上記実施の形態の表示部130及び操作部110と同様の機能を有する。操作部210は、オペレータが操作可能なように部品実装装置500に配設されており(図7参照)、表示部230は、その操作部210の近くに配設されている。
【0077】
撮像部270は、カラーで撮像するカメラ272と、ヘッド528に吸着された部品1に白色光を当てる照明具271と、ヘッド528の各吸着ノズル534に取着される背景板273とを備えている。ここで、背景板273は、例えば光沢紙や塩化ビニルシートを素材として生成され、部品1側の面は光沢性を有して青色である。
【0078】
この撮像部270は、部品教示データの作成時及び部品実装時において、ヘッド528に吸着された部品1が撮像位置Aに搬送されたときに、その背景板273を背景にして部品1を撮像し、背景が青色の部品1のカラー画像を生成する。
【0079】
このように、本変形例においても背景板273を、光沢性を有する青色としているため、照明具271と背景板273との間の距離が長くなっても、カラー画像の背景が暗くなるのを防ぐことができる。
【0080】
制御部220は、周辺機器制御部221と、入出力処理部222と、画像処理部223とを備えている。これらの周辺機器制御部221、入出力処理部222及び画像処理部223は、上記実施の形態の周辺機器制御部121、入出力処理部122及び画像処理部123と同様の機能を有する。
【0081】
このような本変形例に係る部品自動教示装置200では、ヘッド528の吸着ノズル534に吸着された部品1が撮像位置Aに搬送されると、撮像部270のカメラ272が、照明具271により照らされたその部品1を撮像する。そして、カメラ272は、その撮像結果である背景が青色の部品1のカラー画像を制御部220に出力する。制御部220は、このように撮像されたカラー画像から、上記実施の形態と同様に、白黒濃淡画像を生成し、その白黒濃淡画像及び作成条件に基づいて部品教示データを作成する。
【0082】
また、部品実装装置500に備えられた認識部540は、部品自動教示装置200で予め作成されている部品教示データと、部品実装時にカメラ272で生成されたカラー画像とに基づいて、ヘッド528の吸着ノズル534に吸着された部品1の位置ずれを認識し、その位置ずれを解消するようにヘッド528及び吸着ノズル534を駆動させる。その結果、基板2上の所定の部位に部品1が正確に実装される。
【0083】
このような部品実装装置500では、部品教示データを生成する機能と、部品を実装する機能とを兼ね備えているため、部品自動教示装置100と部品実装装置とをそれぞれ別個に備えるシステムと比べて、より正確に位置ずれを認識することができる。即ち、上記システムでは、部品自動教示装置100の部品1を撮像するスキャナー170と、部品実装装置のヘッドに吸着された部品1を撮像するカメラとは異なるが、部品実装装置500では、部品教示データを作成するために利用したカメラ272と、吸着ノズル534に吸着された部品1を撮像するカメラ272とが同一であるため、撮像手段の違いよる誤差の発生を防ぐことができるのである。
【0084】
なお、本変形例では、制御部220の画像処理部223と認識部540とを分離したが、何れか一方が他方の機能を兼ね備えていてもよい。これにより、部品実装装置500の構成を簡単にすることができる。
【0085】
(変形例2)
ここで、上記実施の形態における部品自動教示装置の第2の変形例について説明する。
【0086】
上記実施の形態では、部品1の厚さが大きいと、その部品1がカバーシート173をガラス板171bから押し上げて、カバーシート173が照明具171dから離れる。その結果、カバーシート173に光沢性があっても、厚い部品1のカラー画像の背景は、薄い部品1のカラー画像の背景よりも暗くなってしまい、照明具171dによる照明の強度が弱ければ、その厚い部品1の形態を正確に示す部品教示データを作成することが困難になることがある。
【0087】
そこで本変形例に係る部品自動教示装置は、上記実施の形態の部品自動教示装置100のカバー172およびカバーシート173の代わりに、光沢部材たる背景シートを用いる。この背景シートを用いることにより、本変形例では、部品1の厚みに関わらず、背景シートと照明具171dとの距離を一定に保ち、カラー画像の背景が暗くなってしまうことを確実に防ぐことができる。つまり、本変形例では、部品1の厚みに関わらず、部品1の形態を正確に示す部品教示データを確実に作成することができる。
【0088】
図9は、本変形例に係る背景シートの上面図である。
【0089】
この背景シート180は、一面が均一な色で光沢性を有するように塗装された略矩形状の紙から構成されている。また、その背景シート180の四隅付近には切れ込み181が形成されている。ここで、その切れ込み181に囲まれた細長い領域を脚片182とし、他の領域をベース183とする。
【0090】
このような背景シート180は、図9に示すような基本状態から、各脚片182が折り曲げられた使用状態に変形されて使用される。
【0091】
具体的に、背景シート180を基本状態から使用状態に変形するときには、オペレータは、脚片182を2つの折り曲げ線183bで折り曲げて、脚片182の両端をベース183に対して立設させる。さらに、脚片182とベース183との連接部位を折り曲げ線183aとして、オペレータは、その折り曲げ線183aを軸に、脚片182の中央を、ベース183から立ち上げる。
【0092】
図10は、背景シート180が使用状態に変形されるまでの工程を示す図である。
【0093】
オペレータは、図10の(a)に示すように、まず、脚片182を2つの折り曲げ線183bで折り曲げる。その結果、脚片182の長手方向両端側にある2つの端部182aがベース183から起立する。つまり、2つの端部182aが、背景シート180の光沢性を有する面側に突き出た状態となる。なお、2つの端部182aにはそれぞれ溝184が形成されている。
【0094】
次に、オペレータは、図10の(b)に示すように、互いの端部182aの溝184に他方の端部182aを嵌め込む。
【0095】
そして、オペレータは、図10の(c)に示すように、脚片182の長手方向中央にある中央部182bを、折り曲げ線183aを軸にして、ベース183から立ち上げる。その結果、脚片182の端部182aの周縁がベース183に接触した状態となる。
【0096】
このように、折り曲げが4つの脚片182に対して行われると、背景シート180が使用状態となる。
【0097】
図11は、背景シート180の使用状態を示す上面斜視図である。
【0098】
使用状態の背景シート180では、ベース183に対して4つの脚片182が略垂直方向に立設されている。また、この脚片182は、略三角形の筒状であって、ベース183からの高さhが1cmとなるように構成されている。
【0099】
このような使用状態の背景シート180は、4つの脚片182の先端がスキャナーのガラス板に接触するように載置されて使用される。つまり、背景シート180のベース183の、赤色または青色の光沢性を有する面が、スキャナーのガラス板に1cmの隙間を開けて対向する。
【0100】
ここで、背景シート180は、塗装された紙に他の紙を貼り合わせて構成されている。
【0101】
図12は、背景シート180の側面断面図である。
【0102】
背景シート180は、強度が比較的高くて折れ曲がり難い基台紙187aと、その基台紙187aに貼り合わされた、表面の塗装加工が容易な被塗装紙187bと、その被塗装紙187bに塗装された塗料187cとを含む。
【0103】
基台紙187aは、例えばダンボールから構成されている。また、ダンボールには、例えば所謂Eフルートが用いられる。Eフルートは、その厚さが約1.6mmであって、幅30cmあたりの中芯の段山数が約93個となるように構成されている。
【0104】
被塗装紙187bは、例えば所謂コートボールから構成されている。
【0105】
塗料187cは、水性ビニル樹脂からなる。また、この塗料187cの色には、例えば、大日本インキ化学工業(株)の色番号「DIC15版182」で指定される青色や、大日本インキ化学工業(株)の色番号「DIC15版156」で指定される赤色などが用いられる。
【0106】
また、このような使用状態の背景シート180を製造方法するときには、まず、被塗装紙187bを基台紙187aに貼り合わせ、その被塗装紙187bの表面が均一な色で光沢性を有するように、その表面に対して塗装を行う。そして、塗装されて貼り合わされた基台紙187aおよび被塗装紙187bを折り曲げることにより、複数の脚片182をその表面から突出させる。
【0107】
なお、本変形例では、塗装された被塗装紙187bと基台紙187aとの貼り合わせにより背景シート180を構成したが、背景シート180はこのような構成に限定されず、形状が安定する程度の強度を有し、一面が均一な色で光沢性を有すれば、どのような構成であってもよい。
【0108】
図13Aおよび図13Bは、本変形例に係るスキャナーの外観を示す外観図である。
【0109】
本変形例に係るスキャナー170Aは、この図13Aおよび図13Bに示すように、スキャナー本体171と上述の背景シート180とで構成される。
【0110】
スキャナー本体171は、上記実施の形態のスキャナー170のスキャナー本体と同様に構成されており、略矩形箱状の筐体171aと、筐体171a内に埋設された撮像素子171c及び照明具171dと、筐体171aの上面に取り付けられたガラス板171bとを備えている。
【0111】
オペレータは、部品1を撮像するときには、まず、ガラス板171b上にその部品1を載置する。そして、オペレータは、背景シート180の4つの脚片182の先端がガラス板171bに接触して、背景シート180のベース183がガラス板171bと対向するように、背景シート180をスキャナー本体171上面に配置する。このとき、ガラス板171bとベース183との隙間の幅は、脚片182の高さh(h=1cm)と等しくなっている。そして、部品1は、その隙間に納められた状態となる。つまり、基板上に実装される電子部品などの多くの部品の厚さは1cm以下であるため、多くの部品がその隙間に収まり、部品1がベース183をガラス板171bから押し上げて1cmより長く離してしまうことはない。
【0112】
このような状態でスキャナー170Aは、ガラス板171b上に載置された部品1をスキャナー本体171の照明具171dで照らし、撮像素子171cを移動させながら部品1をカラーで撮像することにより、背景が青色または赤色の部品1のカラー画像を生成する。
【0113】
このように本変形例では、ガラス板171bと背景シート180の光沢性を有する面との間には、4つの脚片182の高さhに等しい幅の隙間がある。その結果、部品1をその隙間のガラス板171bの上に載せても、部品1の厚さがh以下であれば、ガラス板171bと背景シート180の光沢性を有する面との隙間の幅は変化しない。つまり、部品1の厚さがh以下であれば、その部品1の厚みが幾らであっても、背景シート180の光沢性を有する面とガラス板171bとの距離は変化しない。その結果、ガラス板171bと照明具171dとの距離が固定されているため、部品1の厚みに関わらず、照明具171dと背景シート180の光沢性を有する面との距離は変化せずに一定となる。したがって、照明具171dによって照らされた背景シート180の光沢性を有する面での明るさを、部品1の厚みに関わらず一定に保つことができ、部品1の厚みによってカラー画像の背景が暗くなるのを確実に防ぐことができる。
【0114】
さらに、本変形例では、上述の隙間のガラス板171b上であれば、部品1を何れの場所においても、照明具171dと背景シート180の光沢性を有する面との距離は変化せずに一定となる。したがって、照明具171dによって照らされた背景シート180の光沢性を有する面での明るさを、部品1の場所に関わらず一定に保つことができ、部品1の場所によってカラー画像の背景が暗くなるのを確実に防ぐことができる。
【0115】
また、本変形例では、背景シート180を安価な紙と塗料により製造することができるため、部品自動教示装置全体のコストを抑えることができる。
【0116】
以上、本発明について実施の形態及び変形例を用いて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0117】
例えば、実施の形態及び変形例では、カバーシート173の一面を青色にしたが、赤色にしてもよい。この場合には、青色系の色の部品と背景とを明確に区別することができ、部品の形態を正確に示す部品教示データを作成することができる。
【0118】
また、本実施の形態及び変形例では、カラー画像から白黒濃淡画像に変換して部品教示データを作成したが、カラー画像から部品教示データを直接作成してもよい。この場合、例えばカラー画像の各画素のうち(R値+G値)/2<B値の画素を背景として区別することができる。なお、カラー画像を白黒濃淡画像に変換する場合には、その背景の色を有効に利用することで、部品の外形と背景との濃淡の差を大きくして、白黒濃淡画像における部品の外形を明瞭し、その外形から部品の形態を容易に特定することができる。
【0119】
また、本実施の形態及び変形例では、カバーシート173の素材を光沢紙や塩化ビニルシートとしたが、例えば、鏡の前面に青色のクリアファイルや透明アクリルシートを貼り付けることによりカバーシート173を構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0120】
本発明の部品自動教示装置は、部品の形状や大きさに関わらずに、その部品の形態を正確に示す部品教示データを作成することができるという効果を有し、例えば、電子部品の部品教示データに基づいて部品の位置ずれを認識する部品実装装置などに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0121】
【図1】本発明の部品の画像生成方法を利用した部品自動教示装置の構成を示す構成図である。
【図2A】同上のスキャナーの外観を示す外観図である。
【図2B】同上のスキャナーの他の外観を示す外観図である。
【図3A】同上の画像処理部が作成条件を決定するために表示部に表示させる画面の一例を示す画面表示図である。
【図3B】同上の画像処理部が作成条件を決定するために表示部に表示させる画面の他の例を示す画面表示図である。
【図3C】同上の画像処理部が作成条件を決定するために表示部に表示させる画面のさらに他の例を示す画面表示図である。
【図4】同上の部品自動教示装置の全体的な動作を示すフロー図である。
【図5A】同上の光沢紙を素材とするカバーシートの高さと、カラー画像のRGB値との関係を示す図である。
【図5B】同上の光沢紙を素材とするカバーシートの高さと、カラー画像のRGB値との他の関係を示す図である。
【図6】同上の塩化ビニルシートを素材とするカバーシートの高さと、カラー画像のRGB値との関係を示す図である。
【図7】同上の変形例1に係る部品自動教示装置を備えた部品実装装置の外観を示す外観図である。
【図8】同上の変形例1に係る部品自動教示装置の構成を示す構成図である。
【図9】同上の変形例2に係る背景シートの上面図である。
【図10】同上の変形例2に係る背景シートが使用状態に変形されるまでの工程を示す図である。
【図11】同上の変形例2に係る背景シートの使用状態を示す上面斜視図である。
【図12】同上の変形例2に係る背景シートの側面断面図である。
【図13A】同上の変形例2に係るスキャナーの外観を示す外観図である。
【図13B】同上の変形例2に係るスキャナーの他の外観を示す外観図である。
【図14】従来のカラースキャナーで電子部品のカラー画像が生成される様子を説明するための説明図である。
【図15】従来の部品自動教示装置の問題点を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【0122】
100 部品自動教示装置
110 操作部
120 制御部
121 周辺機器制御部
122 入出力処理部
123 画像処理部
130 表示部
170 スキャナー
171 スキャナー本体
171a 筐体
171b ガラス板
171c 撮像素子
171d 照明具
172 カバー
173 カバーシート




 

 


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