JP4039505B2 - 外観検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば一辺が数ｍｍ〜数ｃｍ程度の大型の電子部品のみならず、例えば０.３mm(Ｈ)×０.３mm(Ｗ)×０.６mm(Ｌ)なる寸法形状の微小なチップ状の電子部品であっても、これらの電子部品を高速に搬送しながらその外観を効率的に検査し、その良否に応じて分別するに好適な外観検査装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
近時、各種電子回路ユニットの小型化や高密度実装化に伴い、例えば一辺が３〜４mm程度の大きさのチップ状の電子部品が多く用いられている。特に最近では、例えばセラミック製の抵抗やコンデンサ等からなる、例えば図１に示すような直方体または略直方体形状の微小な電子部品Ｐ、具体的には［１００５］と称される１.０mm(Ｌ)×０.５mm(Ｈ)×０.５mm(Ｗ)なる寸法形状の、更には［０６０３］と称される０.６mm(Ｌ)×０.３mm(Ｈ)×０.３mm(Ｗ)なる寸法形状の微小なチップ状の電子部品も数多く用いられるようになってきた。
【０００３】
ところでこの種の電子部品の品質を保証する手法として、その表面に傷を有して電子部品としての機能が損なわれている虞のあるものや、電極が欠けたもの等をその外観から検査し、部品供給に先立って不良品を排除することが行われる。ちなみにこの外観検査は、従来一般的には上述した小型形状の電子部品の外観を、その６面（上面、下面、右側面、左側面、前端面、後端面）に亘って検査するべく、或いはその主体をなす４つの面（上面、下面、右側面、左側面）を検査するべく、例えばカメラの前に導かれた電子部品をハンドリング機構にて把持して、或いは真空チャックにて吸着保持してその姿勢を縦横に変換しながら、各姿勢において電子部品の各面を順次撮像するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら電子部品を保持して該電子部品の或る面を撮像する都度、その姿勢を変換して別の面をカメラに向けるには手間が掛かる上、その姿勢制御や位置制御が煩雑であり、検査効率が非常に悪いと言う問題がある。まして前述した［０６０３］と称される微小な電子部品にあっては、該電子部品をハンドリング機構にて把持すること自体、或いは真空チャックにて吸着保持すること自体が非常に困難であると言う問題がある。
【０００５】
しかも複数の電子部品を１個ずつ順次搬送しながらその外観検査を高速に連続して行う場合、その撮像姿勢を変えるべく前記ハンドリング機構や真空チャックを用いて電子部品を保持するには、該ハンドリング機構や真空チャックの高速な動作と、高精度なタイミング制御とが必要となり、装置構成が相当大掛かりなものとなると言う不具合がある。まして毎分１０００〜１５００個程度の電子部品を検査しようとすると、その実現が著しく困難となる。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、ハンドリング機構や真空チャック等を用いて電子部品の姿勢を変えることなく、電子部品を高速に搬送しながらその外観を効率的に検査することのできる簡易な構成の外観検査装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく本発明に係る外観検査装置は、例えばボールフィーダおよび直進フィーダからなり、直方体または略直方体形状をなす複数の電子部品を整列させて順次１個ずつ供給する供給機構と、
この供給機構から順次供給された電子部品を載置して搬送する回転テーブルやリニアコンベア等からなり、その搬送方向と直角な方向の該電子部品における互いに異なる第１面および第２面を、第１および第２のカメラによる撮像に供する第１の搬送機構と、
この第１の搬送機構を介して搬送された電子部品を導く半円弧状または捻り形状を有するガイドを備え、このガイドに沿わせて電子部品を搬送して該電子部品をその搬送方向と直交する向きに反転させて前記電子部品の下側となる面を１８０°または９０°反転させる反転機構と、
この反転機構を介して向きが反転された電子部品を載置して搬送する回転テーブルやリニアコンベア等からなり、その搬送方向と直角な方向の該電子部品における前記第１面および第２面とはそれぞれ異なる第３面および第４面を、第３および第４のカメラによる撮像に供する第２の搬送機構と、
前記各カメラにてそれぞれ撮像された前記電子部品の互いに異なる第１面乃至第４面の画像からその外観の良否を判定する画像処理手段と
を備えたことを特徴としている。
【０００８】
本発明の好ましい態様は、請求項２に記載するように前記第１および第２のカメラを、前記第１の搬送機構に載置されて搬送される電子部品の上面と該第１の搬送機構がなす搬送路の一側部に向く面とをそれぞれ撮像するように設け、また前記第３および第４のカメラを、前記第２の搬送機構に載置されて搬送される電子部品の上面と該第２の搬送機構がなす搬送路の一側部に向く面とをそれぞれ撮像するように設ける。そして前記反転機構を、前記第１の搬送機構を介して搬送された電子部品の下側となる面を１８０°反転させて前記第２の搬送機構に導くように、そのガイドを下方に向けて半円弧状に曲がる形状のものとして構成することを特徴としている。この場合、請求項３に記載するように前記第１および第２の搬送機構が、それぞれ回転テーブルとして実現されるときに好都合である。
【０００９】
また本発明の別の好ましい態様は、請求項４に記載するように前記第１および第２のカメラを、前記第１の搬送機構に載置された電子部品の該第１の搬送機構がなす搬送路の両側部にそれぞれ向く２つの面をそれぞれ撮像するように設け、また前記第３および第４のカメラを、前記第２の搬送機構に載置された電子部品の該第２の搬送機構がなす搬送路の両側部にそれぞれ向く２つの面をそれぞれ撮像するように設ける。そして前記反転機構を上記第１の搬送機構を介して搬送された電子部品の下側となる面を９０°反転させて前記第２の搬送機構に導くように、そのガイドをその搬送方向と直角方向に捻りを有する形状のものとして構成することを特徴としている。この場合、請求項５に記載するように前記第１および第２の搬送機構が、それぞれリニアコンベアとして実現されるときに好都合である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る電子部品の外観検査装置について、［１００５］や［０６０３］と称される微小なチップ状の電子部品用の外観検査装置を例に説明する。尚、一辺が数ｍｍ〜数ｃｍ程度の比較的大型の電子部品を検査する外観検査装置に適用可能なことは言うまでもない。
【００１１】
図２は第１の実施形態に係る外観検査装置の概略的な構成を示す斜視図であり、図３はその平面配置構成を示している。この外観検査装置は、大略的には略直方体形状の電子部品Ｐを整列させて順次１個ずつ連続して供給する供給機構１０と、この供給機構１０から供給された電子部品Ｐを載置して搬送する第１の搬送機構２０、そしてこの第１の搬送機構２０を介して搬送された電子部品Ｐの向き、特に該電子部品Ｐの下側となる面を１８０°反転させる反転機構３０と、この反転機構３０を介して向きが反転された電子部品Ｐを載置して搬送する第２の搬送機構４０とからなる。
【００１２】
上記供給機構１０は、ホッパ１１から供給される複数の電子部品Ｐを収容するすり鉢状の容器を備え、遠心力を利用して上記容器内の電子部品Ｐその周壁に沿って整列させながら１個ずつ送り出すボールフィーダ１２と、このボールフィーダ１２から送り出された電子部品Ｐを前記第１の搬送機構２０に向けて順次に送り出す直進（リニア）フィーダ１３とからなる。
【００１３】
しかして前記第１の搬送機構２０および前記第２の搬送機構４０は、例えば直径２００mm程度の回転テーブル２１,４１からなり、図示しない駆動モータにより一定速度で回転駆動されてその上面の周縁部に載置された電子部品Ｐを略半周に亘ってそれぞれ搬送する如く構成される。特にこれらの回転テーブル２１,４１は、後述するように前記反転機構３０が電子部品Ｐの向きを反転させる際の、該電子部品Ｐの搬送高さの変位に合わせて所定の高低差を持たせて配置されている。ちなみに第１の搬送機構２０をなす回転テーブル２１は、その上面に載置して搬送する電子部品Ｐを第１および第２のカメラ５１,５２による撮像に供するものであり、また第２の搬送機構４０をなす回転テーブル４１は、同様にその上面に載置して搬送する電子部品Ｐを第３および第４のカメラ５３,５４による撮像に供するものである。
【００１４】
尚、第１のカメラ５１は、回転テーブル２１に載置された電子部品Ｐの上面（第１面）を撮像する如く設けられ、また第２のカメラ５２は該電子部品Ｐの前記回転テーブル２１の外周側に向く面（第２面）を撮像する如く設けられる。更に第３のカメラ５３は、回転テーブル４１に載置された電子部品Ｐの上面（第３面）を撮像する如く設けられ、また第４のカメラ５４は該電子部品Ｐの前記回転テーブル４１の外周側に向く面（第４面）を撮像する如く設けられる。特に前記第１および第２のカメラ５１,５２、また第３および第４のカメラ５３,５４は、前記各回転テーブル２１,４１の周方向にそれぞれ所定距離だけ離間した位置に配置され、前記電子部品Ｐの各面をそれぞれ撮像する如く設けられている。このようなカメラ配置により、回転テーブル２１,４１に載置されて搬送される電子部品Ｐは、第１のカメラ５１乃至第４のカメラ５４により前述した各面が順次撮像されるようになっている。
【００１５】
ここで前記反転機構３０について説明すると、該反転機構３０は図４にその側面から見た構造を示すように、上下方向に半円弧状の通路を形成したガイド孔３１を備えた反転機構本体３２と、前記回転テーブル２１に載置されて略半周に亘って搬送された電子部品Ｐを該回転テーブル２１上から離脱させて受け取り、上記反転機構本体３２の上部に位置付けられたガイド孔３１の入口に該電子部品Ｐを導く第１のリニアフィーダ３３を備えている。更に反転機構３０は、前記反転機構本体３２の下部に位置付けられたガイド孔３１の出口から排出される電子部品Ｐを前記回転テーブル４１上に導く第２のリニアフィーダ３４とを備えて構成される。前記第１および第２のリニアフィーダ３３,３４は、それぞれ所定の振動が加えられて該リニアフィーダ３３,３４上の電子部品Ｐを所定の速度で搬送する機能を備える。また前記反転機構本体３２も、例えば前記リニアフィーダ３４と同じ振動が加えられ、そのガイド孔３１内に導かれた電子部品Ｐをその壁面に沿わせて導くことで、該電子部品Ｐの上下面を反転させる役割を担う。つまり反転機構本体３２は、電子部品Ｐの下側となる面を１８０°反転させて裏返しにする役割を担っている。
【００１６】
反転機構３０は上述した反転機構本体３２と、前記ガイド孔３１の同一方向に向けられた入口および出口にそれぞれ連結された第１および第２のリニアフィーダ３３,３４により、第１の回転機構２０（回転テーブル２１）を介して搬送された電子部品Ｐの下側となる面、およびその搬送方向を反転することで前記第２の回転機構４０（回転テーブル４１）上に載置する電子部品Ｐの向きを反転させている。具体的には前記第１のカメラ５１にて撮像された上面（第１面）に対向する面（第３面）を上面として位置付け、且つ前記第２のカメラ５２にて撮像された側面（第２面）に対向する面（第４面）を回転テーブル４１の外周側に向けて該回転テーブル４１上に導くものとなっている。この結果、回転テーブル４１上に載置されて搬送される電子部品Ｐの第３面が第３のカメラ５３により撮像され、またその第４面が第４のカメラ５４により撮像されるようになる。
【００１７】
ところで搬送制御部６０は、前記供給機構１０からの電子部品Ｐの供給速度と、前記第１および第２の搬送機構２０,４０による電子部品Ｐの搬送速度、更には反転機構３０による電子部品Ｐの搬送速度とをそれぞれ制御している。特に搬送制御部６０は、供給機構１０からの電子部品Ｐの供給速度と前記第１の搬送機構２０による電子部品Ｐの搬送速度とを適正に調整し、また反転機構３０による電子部品Ｐの搬送速度と前記第２の搬送機構４０による電子部品Ｐの搬送速度とを適正に調整することで、例えば各回転テーブル２１,４１上に載置されて搬送される電子部品Ｐが、順次所定の配列ピッチで順次並べられるように制御している。
【００１８】
また前述した第１乃至第４のカメラ５１,５２,５３,５４を制御する検査部７０は、例えばマイクロプロセッサを主体として構成される。そして上述した如く所定の配列ピッチで搬送される回転テーブル２１,４１上の電子部品Ｐの搬送位置に応じて、例えばその搬送タイミングに同期させて前記各カメラ５１,５２,５３,５４を作動させることで、各搬送位置における電子部品Ｐをそれぞれ確実に撮像するものとなっている。
【００１９】
しかして検査部７０は画像処理部７１と選別部７２とを備えている。画像処理部７１は、前記各カメラ５１,５２,５３,５４にてそれぞれ撮像された電子部品Ｐの側面像を画像処理し、該電子部品Ｐの各面における傷や欠けの有無を判定する役割を担う。また選別部７２は、上記画像処理部７１による判定結果に基づいて、その電子部品Ｐを分別制御する役割を担う。
【００２０】
この電子部品Ｐの分別について説明すると、前記各回転テーブル２１,４１の周囲には、前記各カメラ５１,５２,５３,５４による電子部品Ｐの撮像位置の下流側にそれぞれ位置して不良品排出用のシュート８１,８２,８３,８４と、判定不能品搬出用のシュート８５,８６,８７,８８とがそれぞれ設けられている。またこれらの各シュート８１,８２,〜８８に対向させて、前記各回転テーブル２１,４１上から各シュート８１,８２,〜８８に向けて電子部品Ｐを吹き落とすエアノズル９１,９２,〜９８が前記各回転テーブル２１,４１の内周部上方にそれぞれ設けられている。これらの各エアノズル９１,９２,〜９８は、前記選別部７２により選択的に駆動されるもので、特に前記画像から電子部品Ｐの不良が検出されたとき、および画像から良品であるとの確信が得られないとき（判定不能）に駆動される。
【００２１】
しかして第１乃至第４のカメラ５１,５２,５３,５４による外観検査に供された電子部品Ｐは、その判定結果に応じて、不良品であるならば前記シュート８１,８２,８３,８４に、また判定不能であるならば前記シュート８５,８６,８７,８８にそれぞれ落とし込まれることで、随時、回転テーブル２１,４１上から排除される。換言すれば各カメラ５１,５２,５３,５４による外観検査に順に供された電子部品Ｐは、良品であると判定された場合にだけ回転テーブル２１,４１上に残され、その搬送方向下流側における次のカメラによる外観検査に供せられる。そして前記各カメラ５１,５２,５３,５４による外観検査の全てにおいて良品として判定された電子部品Ｐは、前記シュート８８の下流側において第２の回転テーブル４１上から、ガイド１５を介して排出シュート１６内に落とし込まれて排出される。
【００２２】
かくして上述した如く構成された外観検査装置によれば、真空チャック等にて吸着すること自体が困難な微小な電子部品Ｐを第１および第２の搬送機構２０,４０をなす回転テーブル２１,４１上に載置して搬送し、更に回転テーブル２１から回転テーブル４１に乗せ換える際、反転機構３０を介して電子部品Ｐの向きを反転させるので、該電子部品Ｐの互いに異なる面を前述した第１乃至第４のカメラ５１,５２,５３,５４にそれぞれ向けることができる。従って電子部品Ｐの互いに異なる４つの面（第１面乃至第４面）の外観をそれぞれ効率的に検査することができる。
【００２３】
しかも電子部品Ｐを回転テーブル２１,４１上に載置して搬送するだけであり、電子部品Ｐを把持する等してその姿勢を変える必要がなく、電子部品Ｐに対する高精度な姿勢制御や位置制御が不要であるから、その制御が非常に簡単である。更には電子部品Ｐを回転テーブル２１,４１に載置して搬送しながら、その搬送位置に合わせてカメラ５１,５２,５３,５４による撮像タイミングを制御するだけで良いので、複数の電子部品Ｐをパイプライン的に並列処理して各電子部品Ｐの各面を外観検査することができ、例えば毎分１０００〜１５００個程度の電子部品Ｐを高速に検査する場合にも十分に対応可能である等の効果が奏せられる。
【００２４】
特に反転機構３０は、半円弧状のガイド孔３１内に電子部品Ｐを導いてその姿勢を縦方向に反転させると言う簡易な構成なので、上記ガイド孔３１を電子部品Ｐの大きさに応じたものとしておけば、搬送姿勢の乱れを殆ど招くことなくその姿勢を確実に１８０°反転させ、同時にその搬送方向も反転させることができる。この結果、電子部品Ｐの互いに異なる面を簡易に所定のカメラ方向に向けることができ、しかも電子部品Ｐの連続した搬送を妨げる虞もない等の効果が奏せられる。
【００２５】
ところで上述した実施形態は、第１および第２の搬送機構２０,４０を回転テーブル２１,４１を用いて実現したが、図５に示すようにリニアコンベア２２,４２を用いて実現することもできる。この場合、リニアコンベア２２,４２の両側にそれぞれカメラを配置することができるので、リニアコンベア２２,４２上に載置されて搬送される電子部品Ｐの搬送方向と直交する２つの側面をそれぞれ検査するように第１乃至第４のカメラ５１,５２,５３,５４を配置するようにすれば良い。そしてこの場合には前記反転機構３０を、例えば図６に示すように電子部品Ｐをその搬送方向と直交する方向に９０°反転させるように、そのガイド孔３４を捻り形状を有するものとして実現するようにすれば良い。このような反転機構３０を用いて電子部品Ｐを、その搬送方向と直交する方向に９０°反転させるようにすれば、リニアコンベア２２上において上下に位置付けられていた電子部品Ｐの面が、両側に位置付けられて第２のリニアコンベア４２上に導かれることになる。従って先の実施形態と同様に電子部品Ｐの外観検査を効率的に行うことが可能となる。
【００２６】
尚、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。例えば回転テーブルとリニアコンベアとを組み合わせて第１および第２の搬送機構２０,４０を構成することも可能である。また第１および第２の搬送機構２０,４０に載置されて搬送される電子部品Ｐのどの面をカメラより撮像するかは、仕様に応じて定めれば良く、またその撮像面に応じて反転機構３０により電子部品Ｐを１８０°反転させるか、９０゜反転させるかを決定すれば良い。
【００２７】
更には電子部品Ｐの６面を検査する必要がある場合には、例えば回転テーブル４１上から電子部品Ｐを取り出して搬送するリニアフィーダを設け、更にこのリニアフィーダと直交するリニアフィーダに電子部品を載せ換えることで、今まで前端部および後端部として位置付けられていた電子部品の面をその搬送方向に対する側面として位置付けて、その面を検査すると言う手法もある。また第１の搬送機構２０上に載置された電子部品Ｐの互いに異なる３面を外観検査した後、その姿勢を反転させて第２の搬送機構４０上で、更に異なる３面の外観検査を行うようにしても良いことは言うまでもない。更には第１の搬送機構２０上にて電子部品Ｐの互いに異なる４面の外観を検査した後、姿勢を反転させた第２の搬送機構４０上で残された２面の外観を検査することも可能である。この場合には第１および第２の搬送機構２０,４０において各カメラにより撮像する電子部品Ｐの面と、電子部品Ｐの反転方向とを予め適切に設定しておけば良い。更には前述したように一辺が数ｃｍ程度の比較的大型の電子部品を外観検査する場合にも同様に適用可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、第１および第２の搬送機構上に電子部品を載置して搬送しながら、また反転機構を介して電子部品の姿勢を反転させて搬送機構への載せ換えを行って、前記各搬送機構上における電子部品の各面をそれぞれ外観検査するので、その検査効率を向上させることができ、しかもその制御自体も大幅に簡素化することができる。更には複数の電子部品を高速に搬送しながらその外観検査を実行することができる上、装置全体の構成の大幅な簡素化を図り得る等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子部品の形状を示す図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る外観検査装置の概略構成を示す斜視図。
【図３】図１に示す外観検査装置における電子部品の搬送系とカメラの配置を示す平面図。
【図４】図１に示す外観検査装置における反転機構の構成例を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る外観検査装置における電子部品の搬送系とカメラの配置を示す平面図。
【図６】図５に示す外観検査装置における反転機構の構成例を示す図。
【符号の説明】
Ｐ 電子部品
１０ 供給機構
２０ 第１の搬送機構
２１ 回転テーブル
２２ リニアコンベア
３０ 反転機構
３２ ガイド孔（１８０°反転用）
３４ ガイド孔（９０°反転用）
４０ 第２の搬送機構
４１ 回転テーブル
４２ リニアコンベア
５１,５２,５３,５４ カメラ
７０ 検査部
７１ 画像処理部
７２ 選別部

Claims (5)

1. 直方体または略直方体形状をなす複数の電子部品を整列させて順次１個ずつ供給する供給機構と、
   この供給機構から供給された電子部品を載置して搬送し、該電子部品の搬送方向と直角な方向の互いに異なる第１面および第２面を、第１および第２のカメラによる撮像に供する第１の搬送機構と、
   この第１の搬送機構を介して搬送された電子部品を導くガイドを備え、このガイドに沿わせて電子部品を搬送して該電子部品をその搬送方向と直交する向きに反転させて前記電子部品の下側となる面を９０°または１８０°反転させる反転機構と、
   この反転機構を介して向きが反転された電子部品を載置して搬送し、該電子部品の搬送方向と直角な方向の前記第１面および第２面とはそれぞれ異なる第３面および第４面を、第３および第４のカメラによる撮像に供する第２の搬送機構と、
   前記各カメラにてそれぞれ撮像された前記電子部品の互いに異なる第１面乃至第４面の画像からその外観の良否を判定する画像処理手段と
   を具備したことを特徴とする外観検査装置。
2. 前記第１および第２のカメラは、前記第１の搬送機構に載置された電子部品の上面と該第１の搬送機構がなす搬送路の一側部に向く面とをそれぞれ撮像し、前記第３および第４のカメラは、前記第２の搬送機構に載置された電子部品の上面と該第２の搬送機構がなす搬送路の一側部に向く面とをそれぞれ撮像するものであって、
   前記反転機構は、前記第１の搬送機構を介して搬送された電子部品の下側となる面を１８０°反転させて前記第２の搬送機構に導くことを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
3. 前記第１および第２の搬送機構は、それぞれ回転テーブルからなることを特徴とする請求項２に記載の外観検査装置。
4. 前記第１および第２のカメラは、前記第１の搬送機構に載置された電子部品の該第１の搬送機構がなす搬送路の両側部にそれぞれ向く２つの面をそれぞれ撮像し、前記第３および第４のカメラは、前記第２の搬送機構に載置された電子部品の該第２の搬送機構がなす搬送路の両側部にそれぞれ向く２つの面をそれぞれ撮像するものであって、
   前記反転機構は上記第１の搬送機構を介して搬送された電子部品の下側となる面を９０°反転させて前記第２の搬送機構に導くことを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
5. 前記第１および第２の搬送機構は、それぞれリニアコンベアからなることを特徴とする請求項２に記載の外観検査装置。

Images