JP2014001939A - 部品検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 部品検査装置は、電子部品に光を照射する照射部と、照射部により照射された電子部品を撮像する撮像部と、複数の電子部品が撮像部の撮像範囲内に配置されるように、複数の電子部品を保持する保持部と、保持部に保持された電子部品と撮像部との間隔を調整する間隔調整部と、間隔調整部により間隔を所定のピッチで異ならせながら、撮像部の撮像範囲内にある複数の電子部品を間欠的に撮像させることで、所定数の画像データを取得し、所定数の画像データを基に複数の電子部品を個別に認識して、それぞれの平坦度を検査する検査部とを備えている。
【選択図】 図1
Description
従来の部品検査装置においては、1回に1つの電子部品のコプラナリティ検査を行うものであるため、前工程である二次元認識処理や、後工程である電子部品実装に比べ時間がかかっていた。この時間差を埋めるべく、部品検査装置を複数設置することで一度に複数の電子部品のコプラナリティ検査を実行可能とする装置も開発されている。
電子部品に光を照射する照射部と、
前記照射部により照射された前記電子部品を撮像する撮像部と、
複数の前記電子部品が前記撮像部の撮像範囲内に配置されるように、前記複数の前記電子部品を保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記電子部品と前記撮像部との間隔を調整する間隔調整部と、
前記間隔調整部により前記間隔を所定のピッチで異ならせながら、前記撮像部の撮像範囲内にある前記複数の前記電子部品を間欠的に撮像させることで、所定数の画像データを取得し、前記所定数の画像データを基に前記複数の前記電子部品を個別に認識して、それぞれの平坦度を検査する検査部とを備えることを特徴としている。
前記複数の前記電子部品はそれぞれ異なる種類であることを特徴としている。
前記複数の前記電子部品毎に、当該電子部品を検査するために必要な前記画像データの前記所定数が異なり、
前記検査部は、前記所定数の画像データが得られた前記電子部品から順に平坦度の測定を実行することを特徴としている。
前記間隔の調整速度、前記ピッチ及び前記所定数は、前記複数の前記電子部品毎に変更自在であることを特徴としている。
前記間隔調整部による前記間隔の調整範囲は、前記電子部品毎に変更自在であることを特徴としている。
駆動部10には、電子部品P1,P2(図2参照)に対して光を照射する照射部11と、照射部11により照射された電子部品P1,P2を撮像する撮像部12と、複数の電子部品P1,P2が撮像部12の撮像範囲内に配置されるように、複数の電子部品P1,P2を保持する保持部13とを備えている。
撮像部12には、被写体画像を撮像するCCD又はCMOS撮像素子と、当該撮像素子の眼前に設けられた固定焦点レンズからなる光学系が配設されている。つまり、撮像部12は固定焦点の撮像装置である。なお、この撮像部12の撮像時に得られる画像信号は、画像処理装置20に出力される。
照射部11のケース11aは、上部と下部とが開口している。そして、上側の開口部から電子部品P1,P2が保持部の駆動により下降してケース11a内に侵入し、四方から光照射が行われた状態で下側の開口部を通じて撮像部12により電子部品P1,P2の撮像が行われる。
そして、電子部品の実装時には、実装スケジュールデータを読み込んで、X軸モータ131a,132a及びY軸モータ131b、132bを制御して所定の電子部品フィーダの受け取り位置に第一吸着ノズル131又は第二吸着ノズル132を搬送し、Z軸モータ131c,132cを制御して第一吸着ノズル131又は第二吸着ノズル132にて電子部品P1,P2を吸着し、撮像部12に移動して下方から電子部品P1,P2の撮像を行ってから実装スケジュールデータに定められた基板実装位置に電子部品P1,P2を搬送して実装を行う。
そして、実装スケジュールデータに定められた全ての電子部品P1,P2について実装を行い、動作制御を終了するようになっている。
例えば、第一吸着ノズル131に保持された電子部品P1の下端部及び第二吸着ノズル132に保持された電子部品P2の下端部が撮像部12の合焦範囲よりも撮像部12に近い位置を起点として撮像部12の合焦範囲を通過した所定の高さまで第一吸着ノズル131及び第二吸着ノズル132を上昇させると共に、撮像ピッチ毎に電子部品P1,P2の撮像を行うよう撮像部12を制御する。
撮像時の各吸着ノズル131,132の撮像ピッチと撮像回数とは、図示しないメモリに記憶されており、外部から任意に設定することが可能となっている。なお、各吸着ノズル131,132の撮像ピッチや、撮像回数(所定数)、調整速度、調整範囲は、電子部品P1,P2毎に変更することも可能である。また、同範囲については各吸着ノズル131,132を下降させながら撮像を行っても良い。
そして、画像処理装置20は、上記所定数の撮像により所定数の画像データを取得し、画像を構成する各画素の位置における合焦点位置(一つの画素について焦点が合っている場合における撮像部12と、第一吸着ノズル131に保持された電子部品P1及び第二吸着ノズル132に保持された電子部品P2との相対的な位置又は距離)を求め、全画素について焦点のあった画像からなる全焦点画像を生成する処理を行うものである。
画像記憶部22は、A/Dコンバータ21より入力された画像を記憶する。
合焦位置算出部23は、画像記憶部22に記憶された各画像データから撮像範囲Q内の合焦位置を算出する。合焦位置算出方式としては、例えば特開2012−23340号公報に開示された方式が挙げられる。
部品位置検出部27は、全焦点画像記憶部253に記憶された全焦点画像と、部品データ記憶部242に記憶された部品データとを用いて画像処理を行い、各部品位置を検出し、その結果を部品位置記憶部254に出力する。
コプラナリティ検査部29は、部品位置記憶部254に記憶された部品位置と、高さデータ記憶部252に記憶された高さデータとを用いて、周知のコプラナリティ値の算出の方法により各電子部品P1,P2のコプラナリティ値を算出し、コプラナリティ検査を行い、その結果内容を検査結果記憶部255に出力する。
そして、画像処理装置20は、検査結果記憶部255に記憶されたコプラナリティ検査の検査結果を、主制御部30に出力する。このように主制御部30及び画像処理装置20が本発明に係る検査部である。
ステップS3では、主制御部30は、各電子部品P1,P2がそれぞれの撮像開始位置に配置されるように、X軸モータ131a,131b、Y軸モータ132a,132b及びZ軸モータ131c,132cを制御する。
このステップS1〜S3までが撮像準備処理である。
ステップS5では、主制御部30は現在の撮影枚数が所定数に達しているか否かを判断し、達していない場合にはステップS6に移行し、達している場合にはステップS8に移行する。
ステップS7では、主制御部30は、撮像ピッチだけ各吸着ノズル131,132が移動するようにZ軸モータ131c,132cを制御し、ステップS5に移行する。
ステップS5〜ステップS7が繰り返され、撮影枚数が所定枚数に達するとステップS8に移行する。
このステップS4〜ステップS8までが撮像処理である。
ステップS9では、主制御部30は、画像処理装置20を制御して、合焦位置記憶部251に格納された合焦位置と移動条件記憶部241に記憶された情報を用いて、高さデータを算出する。算出された高さデータは、高さデータ記憶部252に記憶される。
ステップS10では、主制御部30は、画像処理装置20を制御して、合焦位置記憶部251に格納された合焦位置を用いて、全焦点画像を生成する。生成された全焦点画像は全焦点画像記憶部253に記憶される。
このステップS8〜ステップS10までが高さデータ算出処理である。
ステップS12では、主制御部30は、画像処理装置20を制御して、個々の電子部品P1,P2のコプラナリティ値を算出する。
ステップS13では、主制御部30は、画像処理装置20を制御して、電子部品P1,P2のそれぞれのコプラナリティ値と、コプラナリティ判定値とを比較し検査を実施し、実施個数が電子部品P1,P2の総数以内である場合にはステップS14に移行し、総数よりも多くなった場合にはステップS17に移行する。
ステップS15では、主制御部30は、画像処理装置20を制御して、コプラナリティ判定値をクリアした電子部品P1,P2を良品と判定し、その結果を検査結果記憶部255に記憶させる。
ステップS16では、主制御部30は、画像処理装置20を制御して、コプラナリティ判定値をクリアできなかった電子部品P1,P2を不良品として判定し、その結果を検査結果記憶部255に記憶させる。
このステップS13〜ステップS16を電子部品P1,P2の数だけ繰り返すことで、撮像範囲Q内に収まった全ての電子部品P1,P2に対してコプラナリティ検査が実行される。なお、コプラナリティ判定値は、全ての電子部品P1,P2に対して同じ値を用いてもよいし、各電子部品P1,P2に対して異なる値を用いてもよい。
そして、ステップS11〜ステップS16までがコプラナリティ検査処理である。
ステップS18では、主制御部30は、部品実装装置の各部を制御して、良品である電子部品P1,P2を基板に実装する。
ステップS20では、主制御部30は、電子部品実装装置の各部を制御して、不良品である電子部品P1,P2を排出し、終了する。
このステップS17〜ステップS20までが実装・排出処理である。
また、部品検査装置1での検査が想定される電子部品のサイズに応じて撮像範囲Qを設定しておけば、大型の電子部品であってもXY走査して全体像を撮像する必要がなくなるため、コプラナリティ検査にかかる時間を抑制することができる。
また、全焦点画像を用いた三次元部品認識が可能であるため、同一部品においてコプラナリティ検査と三次元部品認識を行うことが可能である。
また、電子部品P1,P2と撮像部12との間隔の調整速度、撮像ピッチ及び検査に必要な画像データの所定数、調整範囲が、複数の電子部品P1,P2毎に変更自在であるので、検査の精度や検査にかかる時間などを電子部品P1,P2毎に設定することができる。
例えば、上記実施形態では、全焦点画像生成(ステップS10)の直後に、複数の電子部品P1,P2の位置を特定しているが、図5に示すように、撮像開始(ステップS4)の前に、複数の電子部品P1,P2の位置を特定してもよい(図5中、ステップS11a)。このステップS11aでは、主制御部30は、画像処理装置20を制御して、図6に示すように撮像範囲Qから、各電子部品P1,P2が含まれる領域Q1,Q2を設定する。この設定時においては、例えば部品データ記憶部242に記憶されている部品データから算出してもよいし、ユーザによって領域Q1,Q2が指定される手法を用いてもよい。
このように、各電子部品P1,P2毎に設定できれば、電子部品P1,P2を検査するために必要な撮像枚数を各電子部品P1,P2毎に設定することが可能となる。
図7に示すように、簡易検査対象の電子部品P1では所定枚数が41枚であり、高精度検査の対象である電子部品P2では所定枚数が81枚となり、簡易検査の方がおよそ半分の撮影枚数となる。簡易検査の方が撮影が早く終わるため、主制御部30は、所定枚数の撮影が早く終わった電子部品P1からコプラナリティの検査を実行する。
このように、所定数の画像データが得られた電子部品P1から平坦度の測定が実行されるので、複数の電子部品P1,P2の検査をより高速に行うことが可能となる。
10 駆動部
11 照射部
12 撮像部
13 保持部
20 画像処理装置(検査部)
30 主制御部(検査部)
131 第一吸着ノズル
131a X軸モータ
131b Y軸モータ
131c Z軸モータ(間隔調整部)
131d θ軸モータ
132 第二吸着ノズル
132a X軸モータ
132b Y軸モータ
132c Z軸モータ(間隔調整部)
132d θ軸モータ
P1,P2 電子部品
Q 撮像範囲
Claims (5)
- 電子部品に光を照射する照射部と、
前記照射部により照射された前記電子部品を撮像する撮像部と、
複数の前記電子部品が前記撮像部の撮像範囲内に配置されるように、前記複数の前記電子部品を保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記電子部品と前記撮像部との間隔を調整する間隔調整部と、
前記間隔調整部により前記間隔を所定のピッチで異ならせながら、前記撮像部の撮像範囲内にある前記複数の前記電子部品を間欠的に撮像させることで、所定数の画像データを取得し、前記所定数の画像データを基に前記複数の前記電子部品を個別に認識して、それぞれの平坦度を検査する検査部とを備えることを特徴とする部品検査装置。 - 請求項1記載の部品検査装置において、
前記複数の前記電子部品はそれぞれ異なる種類であることを特徴とする部品検査装置。 - 請求項1又は2記載の部品検査装置において、
前記複数の前記電子部品毎に、当該電子部品を検査するために必要な前記画像データの前記所定数が異なり、
前記検査部は、前記所定数の画像データが得られた前記電子部品から順に平坦度の測定を実行することを特徴とする部品検査装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の部品検査装置において、
前記間隔の調整速度、前記ピッチ及び前記所定数は、前記複数の前記電子部品毎に変更自在であることを特徴とする部品検査装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の部品検査装置において、
前記間隔調整部による前記間隔の調整範囲は、前記電子部品毎に変更自在であることを特徴とする部品検査装置。
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