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OpenPnP フィデューシャル検出失敗：実際に効果のある5つの修正方法

· 約6分
PikkoBot Team
PikkoBot Team
Precision Robotics

OpenPnP が PCB のフィデューシャルを検出できない場合、ジョブ全体が停止します。PikkoBot マシンで数百枚の基板を処理した経験から、以下に示す5つの修正方法で、ほぼすべての「fiducial not found」エラーが解決します。

1. 基板表面の反射が強すぎる​

光沢のあるソルダーマスクは、リングライトをカメラに反射させ、フィデューシャル円を白飛びさせます。この修正はソフトウェアではなく、機械的な対策が必要です。

  • PCB をイソプロピルアルコールで拭き、取り扱い時の汚れを除去します。
  • 基板が光沢のある緑色または赤色のソルダーマスクの場合、薄いディフューザーリング（PETG で印刷可能、約30°角度）を使用してリングライト光源をわずかに傾けます。
  • Machine Setup → Cameras → Top Camera → Device Settings でトップカメラの露光量を20～30%低下させます。ヒストグラムのピークは明るさの約60%に位置し、95%ではないようにします。

この問題の典型的な兆候：基板の隅では検出が機能するが、反射が最も強い中央付近では失敗する。

2. ビジョンパイプラインのブロブ検出しきい値が誤っている​

OpenPnP のデフォルトのフィデューシャル検出パイプラインは、控えめなデフォルト値を持つ BlobDetector ステージを使用します。標準的なソルダーマスク上の1.0 mm 銅フィデューシャルでは、これらのデフォルト値で機能します。非標準のものでは機能しません。

パイプラインエディタを開きます：Job → PCB Fiducials → フィデューシャルを右クリック → Edit Pipeline。

以下のステージを順に調整します：

ステージ確認項目標準値
ImageCapture選択されているカメラ = Top Camera—
ThresholdthresholdValue がソルダーマスクの明るさに一致していること100–140 (緑色), 60–80 (赤色)
BlobDetectorminArea と maxArea がフィデューシャルサイズ（ピクセル²）を包含していること1.0 mm フィデューシャル、0.05 mm/px の場合：約400–2000
BlobDetectorminCircularity0.85 (マット基板では緩和)
MaskCircle予想位置周辺の探索半径20–40 px

各変更後、静止基板画像で Process Pipeline をクリックし、各ステージを通過するものを確認します。

3. カメラのピントが合っていない​

トップカメラのレンズは製造時に固定焦点距離に設定されています。部品認識用に調整（より近い焦点）した場合、PCB 高さでのフィデューシャル検出はぼやけて見え、BlobDetector は柔らかいエッジを拒否します。

簡単なテスト：

  1. トップカメラをフィデューシャル上にジョグ移動します。
  2. ライブフィードを確認します — エッジはシャープですか、ぼやけていますか？
  3. ぼやけている場合、2つの選択肢があります：
    • フィデューシャル高さに合わせてカメラのフォーカスリングを調整する（部品ピックアップ確認のシャープネスが低下します — 通常は推奨しません）。
    • より良い方法： BlobDetector の minCircularity を0.7に下げて柔らかいエッジを受け入れ、MaskCircle を狭めて誤検出を補正します。

4. mm/ピクセル校正がずれている​

OpenPnP は、カメラの1ピクセルが何ミリメートルに相当するかを把握している必要があります。この値が5%でも誤っていると、MaskCircle の探索ウィンドウが実際のフィデューシャル位置に中心合わせされません。

ノギスで測定した既知の基準（フィデューシャル）を使用して再校正します：

  1. 基準基板をステージングプレート高さに配置します。
  2. Machine Setup → Cameras → Top Camera → Calibration → mm/Pixel Calibration。
  3. 既知のフィデューシャル直径を使用してウィザードに従います。
  4. 保存します。フィデューシャル検出を再実行します。

この問題を示す症状：検出は 何か を見つけるが、実際のフィデューシャルから一貫して1～3 mm ずれている。

5. フィデューシャルが OpenPnP の想定位置にない​

PCB をインポートしたが、PCB ファイル内のフィデューシャル座標が物理基板と一致しない場合（例：原点の誤り、デザインの反転、基板の反転）、OpenPnP は空の空間を探索します。

以下の方法で確認します：

  • OpenPnP で PCB ファイルを開き、フィデューシャルの X/Y を確認します。
  • ヘッドをその座標に手動でジョグ移動します。
  • ライブカメラフィードを確認します。フィデューシャルがほぼ中央に位置している必要があります。

基板の幅または高さと正確にずれている場合、原点の不一致があります。原点を左下のフィデューシャルに設定して PCB を再エクスポートします。

クイックチェックリスト​

フィデューシャル検出が失敗した場合、以下を確認します：

  • PCB を IPA で清掃した
  • リングライトがカメラに直接入射していない
  • トップカメラの露光量が最大になっていない
  • パイプラインエディタでビジョンパイプラインの Threshold と BlobDetector を確認した
  • PCB 高さでカメラのピントが合っている
  • mm/ピクセル校正を1ヶ月以内に実施した
  • PCB ファイルの座標を物理基板と照合した

すべての項目を確認しても失敗する場合、通常はソルダーマスク自体に問題があります。別のテスト基板、または異なるフィデューシャル形状（1.0 mm ではなく1.5 mm 円）を試してください。

出荷時にフィデューシャル検出用に事前校正された状態で提供されるマシン設定については、PikkoBot JUKI 設定 を参照してください。標準的な緑色および黒色のソルダーマスク用に調整されたパイプラインが含まれています。OpenPnP 外部でカメラと照明を実践的にテストするには、PikkoBot デバッグツール を使用してください。