JPS6245092A - 部品位置及び姿勢認識方法及び同認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、部品の位置および姿勢を認識する方法、及び
その装置に係り、特に１本体部分よりも細いリードを有
する電子部品の本体部分の中心位置、及び、その姿勢（
リードの方向）′ｆ、認識するに好適な方法、及び装置
に関するものである。

〔発明の背景〕

この種の部品位置、姿勢認識技術は、電子部品の自動組
込装置に付帯する部品位置姿勢認識作業を遂行するため
に必要とされる。

この樺の技術の公知例としては、雑誌オートメーション
（１９８２、第２７巻、第２号、日刊工業新聞社発行）
ｐ５０〜５５に記載の技術が有る。

上記の公知技術によると、物体の方向を求めるには、該
物体の各方向コードの分布をとり、それをπ／２ごとに
重ね合わせて大きなピークを有する分布を求め、このピ
ーク時の角度を物体の方向角としている。この方式では
、大まかな物体の角度がわかるだけで、正確な方向角は
わからず物体の形が様々に変わった場合、その方向角を
算出するのが難しい。

また１部品の方向を認識するために応用し得る公知技術
としては１重心算出＋パターンマツチング法、及び輪郭
抽出＋方向コード割付は法などがあるが、前者の重心算
出＋パターンマツチング法は、前記のオートメーション
（１９８４号に２９％第７号）ｐ３４に詳しいが、これ
をリード付部品に適用すると大きい誤差を生じる上に、
莫大な記憶容ｔを有する演算器を必要とする。

また、後者の輪郭抽出＋方向コード割付法は、部品ボデ
ィ中心については前者と同様に重心を求め１部品方向に
ついては、まず部品の輪郭を抽出し、輪郭を構成する各
画素に方向コード（８方向）を割付け、一番分布が多い
方向モードをその部品の方向とする方法で、この方法で
は、１８０’／８方向よ、り２２．５°／１方向と大ま
かな方向として認識されるため、細かい方向精度を要す
る場合、実用上不適である。

〔発明の目的〕

本発明は上述の従来技術の不具合を解消すべく。

イ）確実に部品本体部の中心位置を認識することができ
、 口）演算手段に別設の記憶機能を必要とせず、ハ）リー
ドの先端が曲がっていても大きい影響を受けず、 二）姿勢（すなわちリードの方向）を精密に算出し得る
。部品位置、姿勢認識方法及び同装置を提供しようとす
るものである。

本発明は、部品本体の１面から複数本のリードが平行に
突出した所謂竪型部品にも、対向２面からそれぞれ反対
方向洗リードが突出している所謂同軸部品にも適用し得
るものである。

〔発明の概要〕

本発明について、先ず、その基本的原理を、着想の経緯
に従って略述すると次の如くである。

本発明は、電子部品の陰影画像を２値化する際、ｌ１ｌ
（スレッシホールドレベル）により部品のリード画像が
消えたシ現われたシすることを見い出し、まず部品のリ
ードが消える様な閾値により２値化し、とのボディのみ
の画像よ多部品ボディの中心位置を検出する。次に部品
リードが現われる様な１．Ｕ（直により２値化し、ここ
で、この２値化画像は、リードを消去した先の画像を包
含する様になることを見い出したので先に抽出したボデ
ィのみの画像の両端座標位置より左右に同じ距離ｃ５画
素程度）？とった座標位置より１部品リードの付根位置
を検出することにより、同軸部品の場合は、左右２点の
座標から、竪型部品の場合は、２つのリード付根位置座
標とボディ中心座標とから部品ボディ方向角ｔｇ出する
。以上のフローを処理プログラムを作成して実験し、確
実に部品ボディ中心と方向角を認識できることを確認し
た。

上述の原理に基づいて前記の目的を達成するため、本発
明に係る部品位置、姿勢認識方法は、ボディ径とリード
径との差が大きい電子部品を電子部品自動組込装置に供
給するため、該電子部品の位置及び姿勢を自動的に認識
する方法において、該部品の全体的画像をＴＶカメラで
撮像して画像処理装置に入力し、欠配の手順に従って該
部品の中心点の位置、及び、姿勢すなわちリードの方向
を算出することを特徴とする特 （ａ）　　画像情報を２値化し、かつ、その閾値はリー
ド部分の画像が消去されるように選定し、これによって
得られた２値化情報から部品本体部分の中心位置を求め
る。

（ｂ）　　画ＩＪ２情報を２値化する閾値を変更して部
品の外形を表わす２値化情報を得て、これをヒストグラ
ム処理してリード付根位置を検出し。

（ｃ）　　上記（ａ）、　（ｂ）によって得られた情報
に基づいて部品の位置および姿勢を算定する。

また、上記の発明方法を実施するに好適な如く創作した
本発明装置は、ボディ径とリード径との差が大きい成子
部品を電子部品自動組込装置に供給するため、該電子部
品の位置及び姿勢を自動的に認識する装置において、該
部品の形状を撮像するＴＶカメラと、上記カメラで撮像
した画像情報を処理する演算装置とを設け、かつ、上記
の画像処理演算装置は、 （ａ）　　画像情報１に２値化し、かつ、その閾値はリ
ード部分の画像が消去されるように選定し、これによっ
て得られた２＠化情報から部品本体部分の中心位置を求
める機能と、 （ｂ）　　画像情報１ｒ、２値化する閾値を変更して部
品の外形を表わす２値化情報を得て、これとヒストグラ
ム処理してリード付根位置を検出する機能と、（ｃ）　
　上記（ａ）、　（ｂ）によって得られた情報に基づい
て部品の位置および姿勢を算定する機能とを備えたもの
としたことｅ％徴とする。

〔発明の実施例〕

第４図は本発明の適用相手機器である電子部面組込装置
の全体的構成及び作動の説明図である。

部品供給装置１よシ搬出された部品はベルトコンベアで
送られ、透明の部品供給パレット６の中に入れられる。

そこで部品の位置認識を行い、真空ピックアップヘッド
２により部品を吸着する。

吸着された部品は、自動部品組込機本体へリード付根位
置情報に従い、搬送アーム位置に送られる。

そこで部品は各種のフォーミングが行われ、搬送コンベ
ア３で搬送され、定数極性チェック（一部。

方向反転）後、リードカットされてプリント板搬送装置
４より供給されたプリント仮に、挿入ヘッド５によシ挿
入される。

第２図は、第４図に示した部品位置認識部分の拡大詳細
図である。

透明アクリルパレット６に入った電子部品７を下部から
照明８によシ照らし、部品の陰影画像を上部からＩＴＶ
カメラ９により撮像する。撮像された画像は、画像処理
装置１１０により処理され、部品のボディ中心位置と方
向角のデータを真空ピックアップヘッド１１の方へ送る
。上記の真空ピックアップヘッド１１はロボット（図示
せず）に支承されていて、真空吸着した成子部品７を挿
入機へ搬送、供給するが、このとき、吸着保持している
電子部品７について、その本体部分の中心位置、及びリ
ードの方向を正しく認識して、これを所定の姿勢ならし
めて挿入機に受は渡さなければならない。このため、画
像処理装置１０において、ＩＴＶカメ２９の撮像情報を
解析する技術が必要かつ重要となる。本発明の方法及び
装置はこの要請に応えるものである。

第３図は、本発明方法による部品の位置、姿勢の検出の
一実施例を説明するための模式図である。

部品の陰影画像を２値化するとき、閾値によシ部品のリ
ードが消えたシ現われたりする。その時、リード消去画
像は第３図人に示すように部品全体画像の周囲を均一に
削除したものとなり、全体画像に完全に包含されるもの
ということがわかっている。従って、部品ボディ中心位
置を検出するには、リードを消去した画像よシ求めれば
よいこととなる。リード消去画像の中心を算出するのに
、Ｙ軸、Ｙ軸へのヒストグラム（柱状分布）をとシ、そ
れぞれの軸との交点座標より、ＸＭ＝（Ｘ１＋Ｘ２）／
２．ＹＭ＝（Ｙ１＋Ｙ２）／２として中心位置を算出す
る。

次に部品のボディ方向角は、リードの付根位置がわかれ
ば、それと部品の中心位置とから求めることができるの
で、次のようにしてリード付根の位置を検出する。すな
わち、先に求めたＹ軸との交点Ｘ１とＸ２から、らる一
定距離（５画素程度）だけ左右に外側にとった点をＸ３
．Ｘ４とし、この２点位置に対するＹ座標を検出する。

本実施例に示すのは竪型部品の場合で、Ｘ３゜Ｘ４にお
ける画像データを比較してＸ４側にリードが有ることを
認識し、Ｘ４の座標位置に対してその位置上に存在する
画像データを検索することにより、２つのｙ座標Ｙ＊ｒ
Ｙ４’に見つけ出す。

この２座標ｙ４．ｙ４′がわかれば、平均籠をとってｙ
、を求めると、座標（Ｘ４．ｙ、、）の点と、座標（Ｘ
Ｍ、ＹＭ）の点とを結ぶ矢印（イ）が、ボディ方向角（
リード突出方向）を表わす。

第１図は上述の演算における処理アルゴリズムの説明図
で、竪型部品についての立置、姿勢認識方法を表わして
いる。

Ｄ−Ｌは処理のフローを示し、ｄ、ｔは上記に対応する
図表を付記したものである。

まず、部品の画像ｄを入力（フローＤ）する。

部品リードが消えるような低い悶直によシ２値化（フロ
ーＥ）Ｌヒストグラム処理（フローＦ）ｔ−行い、Ｘ軸
、Ｙ軸との交点座標より部品のボディ中心位置全検出す
る（フロー〇）。

次に、部品のリードが現われるような高い閾値によシ２
値化（フローＨ，）Ｌ、　　ヒストグラム処理を行い（
７０−エ）、前述の如くにしてリード方向の認識（第３
図Ｂにおける矢印（イ）の算定）を行い（フローＪ）、
！Ｊ−ド付根位置の検出（フローＫ）、及び部品角度θ
の算出（フローＬ）を行う。

第５図は、同軸部品について前記（第１図）と同様の処
理を行った場合の実施例を示し、フローＤ′からフロー
エ′までは前例における７０−Ｄから７０−エまでと類
似の演算処理でおる。

フロー１′でヒストグラム処理して、フローに′で付根
位置を検出すると、同軸部品の場合は２本のリードの付
根として２点（ロ）、（ハ）が求まる（ｋ′参照）ので
、・竪型部品におけるリード方向認識（（フローＪ）に
相当する演算を行うことなく、部品角度計算（フローＬ
’　）によってリード突出方向（部品角θ′）を求め得
る。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明のａ方法を適用して、画像
情報を２値化し、かつ、その閾値はリード部分の画像が
消去されるように選定し、これによって得られた２値化
情報から部品本体部分の中心位置を求め、更に画像情報
を２値化する閾値を変更して部品の外形を表わす２１ｉ
ｉ化情報を得て、これをヒストグラム処理し、上記の情
報に基づいて演算処理を行うことにより、 イ）確実に部品本体部の中心位置を認識することができ
、 口）演算手段に別設の記憶機能を必要とせず。

ハ）リードの先端が曲がっていても大きい影響を受けず
、 二）姿勢（すなわちリードの方向）ｔ−精密に算出し得
るという優れた実用的効果が得られる。

また、本発明に係る装置を適用して、部品の形状を撮像
するＴＶカメラと、上記カメラで撮像した画像情報を処
理する演算装置とを設け、かつ、上記の画像処理演算装
置は、 （ａ）　　画像情報を２値化し、かつ、その閾値はリー
ド部分の画像が消去されるように選定し、これによって
得られた２値化情報から部品本体部分の中心位置を求め
る機能と、 （ｂ）　　画像情報を２値化する閾値と変更して部品の
外形を表わす２匝化情報を得て、これｔヒストグラム処
理してリード付根位置を検出する機能と、（ｃ）　　上
記（ａ）、　（ｂ）によって得ら−れた情報に基づいて
部品の位置および姿勢を算定する機能とを備えた認識装
置を構成すると、前記の発明方法を容易に実施してその
効果を充分に発揮せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用して竪型部品の位置。 姿勢を認識する操作の一実施例を示す説明図である。 第２図は部品の位置認識に関する一般的な説明図である
。第３図は本発明方法の原理を説明するための図表、第
４図は本発明方法の適用対象の一例としての電子部品組
込装置の説明図である。第５図は第１図と異る実施例を
示し、本発明方法を同軸部品に適用した場合の説明図で
ある。 １・・・部品供給装置、２・・・真空ピックアップヘッ
ド、３・・・搬送コンベア、４・・・プリント板搬送装
置、５・・・挿入ヘッド、６・・・透明アクリルパレッ
ト、７・・・電子部品、８・・・照明、９・・・ＩＴＶ
カメラ、１０・・・画像処理装置、１１・・・真空ピッ
クアップヘッド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ボディ径とリード径との差が大きい電子部品を電子
   部品自動組込装置に給供するため、該電子部品の位置及
   び姿勢を自動的に認識する方法において、該部品の全体
   的画像をＴＶカメラで撮像して画像処理装置に入力し、
   次記の手順に従つて該部品の中心点の位置、及び、姿勢
   算出することを特徴とする部品位置、姿勢の認識方法。 （ａ）画像情報を２値化し、かつ、その閾値はリード部
   分の画像が消去されるように選定し、これによつて得ら
   れた２値化情報から部品本体部分の中心位置を求める。 （ｂ）画像情報を２値化する閾値を変更して部品の外形
   を表わす２値化情報を得て、これをヒストグラム処理し
   てリード付根位置を検出し、 （ｃ）上記（ａ）、（ｂ）によつて得られた情報に基づ
   いて部品の位置および姿勢を算定する。 ２、ボディ径とリード径との差が大きい電子部品を電子
   部品自動組込装置に供給するため、該電子部品の位置及
   び姿勢を自動的に認識する装置において、該部品の形状
   を撮像するＴＶカメラと、上記カメラで撮像した画像情
   報を処理する演算装置とを設け、かつ、上記の画像処理
   演算装置は、 （ａ）画像情報を２値化し、かつ、その閾値はリード部
   分の画像が消去されるように選定し、これによつて得ら
   れた２値化情報から部品本体部分の中心位置を求める機
   能と、 （ｂ）画像情報を２値化する閾値を変更して部品の外形
   を表わす２値化情報を得て、これをヒストグラム、処理
   してリード付根位置を検出する機能と、 （ｃ）上記（ａ）、（ｂ）によつて得られた情報に基づ
   いて部品の位置および姿勢を算定する機能とを備えたも
   のとしたことを特徴とする、部品位置、姿勢認識装置。