JP5494366B2 - Connector pin bending detection device - Google Patents
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Description
本件は、コネクタのピン曲がり検出装置に関する。 The present case relates to a connector pin bending detection device.
プリント基板に対するコネクタの圧入組立作業を行う場合において、圧入組立用のコネクタ(プレスフィットコネクタ)の圧入ミスをしてしまうと、そのリペアが困難なために甚大な損害が引き起こされる可能性がある。特に、プレスフィットコネクタは、スルーホールに対するピンの圧入の際に大きな力を必要とするため、押し付け力を検知しながら挿入したとしても、プリント基板を損傷する直前に、異常があったとして作業を中断することが困難である。 When a press-fit assembly operation of a connector to a printed circuit board is performed, if a press-fit assembly connector (press-fit connector) is misfitted, repair may be difficult, and a great deal of damage may be caused. In particular, a press-fit connector requires a large force when a pin is press-fitted into a through-hole, so even if it is inserted while detecting the pressing force, it is assumed that there is an abnormality immediately before the printed circuit board is damaged. It is difficult to interrupt.
このような圧入ミスは、コネクタのピン曲がりなどによりピン先端がプリント基板のスルーホールに挿入できないことなどに起因して生じる。すなわち、ピン曲がりがあると、たとえ、ロボットを用いてコネクタを正確にハンドリングしたとしても、圧入ミスを防ぐことができない。このため、ピン曲がりのあるコネクタは、圧入組立作業前に検出し、排除しておく必要がある。 Such a press-fitting mistake occurs due to the fact that the tip of the pin cannot be inserted into the through hole of the printed circuit board due to the bent pin of the connector. That is, if there is a pin bent, even if the connector is handled accurately using a robot, a press-fitting mistake cannot be prevented. For this reason, a connector with a bent pin needs to be detected and eliminated before press-fit assembly work.
近年、ピン曲がりの検出においては、コネクタの画像を、カメラを用いて取り込み、当該画像から得られるピン間隔が基準範囲内にあるか否かを検証する方法が採用されている(例えば特許文献1参照)。しかるに、この方法では、コネクタのラインセンサカメラに対する角度がばらつき、取り込んだ画像にひずみが生じる可能性があるなどして、高精度なピン曲がりの検出を行えない可能性がある。このため、最近では、コネクタと同一構造のキャリブレーションマスタ(以下、「マスタ」と呼ぶ)を用いる方法も提案されている。この方法では、マスタを事前に製作して、ピン曲がり検出時と同一の条件でマスタのピン画像を取込み、当該マスタのピン間隔とピン曲がり検出時に取得されるピン間隔とを比較することによって、ピン曲がりを検出するものである。しかしながら、コネクタの種類が増えると、その数だけマスタを製作しなければならないため、高精度なマスタを多数製作するのに多大なコストを要することになる。 In recent years, in the detection of pin bending, a method has been adopted in which an image of a connector is captured using a camera, and whether or not the pin interval obtained from the image is within a reference range (for example, Patent Document 1). reference). However, with this method, the angle of the connector with respect to the line sensor camera varies, and the captured image may be distorted. For this reason, there is a possibility that pin bending cannot be detected with high accuracy. For this reason, recently, a method using a calibration master (hereinafter referred to as “master”) having the same structure as the connector has also been proposed. In this method, the master is manufactured in advance, the master pin image is taken under the same conditions as when pin bending is detected, and the pin interval of the master is compared with the pin interval acquired when pin bending is detected. It detects pin bending. However, as the number of types of connectors increases, it is necessary to manufacture as many masters as the number of connectors. Therefore, a large amount of cost is required to manufacture a large number of highly accurate masters.
なお、マスタを用いない方法としては、コネクタのピン配列が規則正しいマトリクス状になっていることを利用して、ピンの並びから行・列直線近似し、その近似直線との乖離度が大きいピンを曲がっていると判定する方法がある。この方法では、ピン配置が縦長で横方向のピン数が少ないため近似直線を定められない場合や、ピンが千鳥配置になっている場合にも、縦方向のピン間隔のばらつきからピンの曲がりを判定することができる。 As a method that does not use the master, the pin arrangement of the connector is in a regular matrix, so that a row / column straight line approximation is performed from the pin arrangement, and a pin having a large deviation from the approximate straight line is used. There is a method to judge that it is bent. In this method, even when the pin arrangement is vertically long and the number of pins in the horizontal direction is small, an approximate straight line cannot be determined, or even when the pins are staggered, the pin bending is caused by the variation in the vertical pin spacing. Can be determined.
ところで、最近では、コネクタの圧入組立作業に要する時間を短縮するため、コネクタの搬送と並行して、ピン曲がりの検出処理を行う技術について検討されてきている。この場合、圧入組立に用いる装置の小型化等を目的として搬送経路を極力短くしようとすると、搬送中のコネクタを撮影している間、搬送速度を等速に維持することが難しくなる。すなわち、ピン曲がりの検出を行っている間に、コネクタを加減速させる必要が生じることになる。このような加減速があると、取り込んだ画像が搬送方向に伸縮するため、取り込んだ画像から得られるピン間隔は、実際のピン間隔と比べて搬送方向に変化してしまい、ピン間隔の取得を高精度に行えないおそれがある。 By the way, recently, in order to shorten the time required for the press-fitting and assembling work of the connector, a technique for detecting the bending of the pin in parallel with the conveyance of the connector has been studied. In this case, if it is attempted to shorten the conveyance path as much as possible for the purpose of downsizing the apparatus used for press-fitting assembly, it is difficult to maintain the conveyance speed at a constant speed while photographing the connector being conveyed. That is, it is necessary to accelerate or decelerate the connector while detecting pin bending. When there is such acceleration / deceleration, the captured image expands and contracts in the transport direction, so the pin interval obtained from the captured image changes in the transport direction compared to the actual pin interval, and acquisition of the pin interval is difficult. There is a possibility that it cannot be performed with high accuracy.
これを解決するため、搬送装置を構成するモータのエンコーダ信号をラインセンサカメラのクロックとして用いることで、速度変化の影響を低減する方法も考えられる。しかるに、エンコーダ信号をクロックとして用いたとしても、エンコーダ信号には伝達系の誤差が含まれる可能性があり、高精度な検出ができないおそれがある。 In order to solve this, a method of reducing the influence of the speed change by using the encoder signal of the motor constituting the transport device as the clock of the line sensor camera is also conceivable. However, even if the encoder signal is used as a clock, the encoder signal may contain a transmission system error, and there is a possibility that highly accurate detection cannot be performed.
そこで本件は上記の課題に鑑みてなされたものであり、高精度にピン曲がりを検出することが可能なコネクタのピン曲がり検出装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a connector pin bending detection device capable of detecting pin bending with high accuracy.
本明細書に記載のコネクタのピン曲がり検出装置は、一軸方向に沿って所定間隔で配列された複数のピンを有するピン列を保持する保持面が設けられたコネクタを、前記一軸方向に移動する移動部と、前記コネクタの移動する面内で前記一軸方向に交差する他軸方向に延びる撮像領域を有し、前記移動部により前記コネクタが移動されている間に、前記保持面に対向する位置から前記ピン列の撮像を行う、ラインセンサカメラと、前記ラインセンサカメラによる撮像結果から得られる前記ピンの前記一軸方向に関する間隔を、撮像ピン間隔として取得するとともに、当該撮像ピン間隔の前記一軸方向に関する変化を近似して、ピン間隔近似曲線を算出する近似曲線算出部と、前記撮像ピン間隔と、前記ピン間隔近似曲線とに基づいて、前記ピンの曲がりを判定する判定部と、を備えている。 The pin bending detection device for a connector described in the present specification moves, in the uniaxial direction, a connector provided with a holding surface for holding a pin array having a plurality of pins arranged at predetermined intervals along the uniaxial direction. A position having an imaging region extending in the other axis direction intersecting the one axis direction within a plane in which the connector moves, and facing the holding surface while the connector is moved by the moving unit The line sensor camera that picks up the image of the pin array from the line sensor camera, and the interval in the uniaxial direction of the pin obtained from the imaging result by the line sensor camera is acquired as the imaging pin interval, and the uniaxial direction of the imaging pin interval Based on the approximate curve calculation unit for calculating the pin interval approximate curve, the imaging pin interval, and the pin interval approximate curve. And a, a determination unit bending of.
本明細書に記載のコネクタのピン曲がり検出装置は、高精度にピン曲がりを検出することができるという効果を奏する。 The pin bending detection device for a connector described in the present specification has an effect that pin bending can be detected with high accuracy.
以下、ピン曲がり検出装置の一実施形態について、図1〜図14に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a pin bend detection device will be described in detail with reference to FIGS.
図1には、一実施形態に係るピン曲がり検出装置100が模式的に示されている。ピン曲がり検出装置100は、コネクタ30(ここでは、プレスフィットコネクタ)をプリント基板20上方に搬送する間に、ピン32の曲がりを検出する装置である。ピン曲がり検出装置100は、図1に示すように、移動部としての搬送・圧入装置10と、照明装置18と、ラインセンサカメラ16と、を備える。
FIG. 1 schematically shows a pin
搬送・圧入装置10は、コネクタ30を一軸方向としてのy軸方向に搬送する装置である。搬送・圧入装置10は、図1に示すように、y軸方向に延びるガイド12と、ガイド12に沿ってy軸方向に移動可能であるとともに図1における上下方向にも移動可能なハンド14と、を有する。ハンド14は、コネクタ30を保持することができ、当該保持した状態で移動する。また、ハンド14は、コネクタ30がプリント基板20の上方に位置した状態で、図1の下方向に移動することで、コネクタ30をプリント基板20に対して、圧入することが可能である。
The conveying / pressing
ここで、コネクタ30について説明する。図2(a)には、コネクタ30を、ピン32の保持面34側から見た状態が示されている。この図2(a)に示すように、コネクタ30は、保持面34において、y軸方向に沿って所定間隔で配列された複数のピン32を有するピン列を複数(4列)有している。複数のピン列は、他軸方向としてのx軸方向に沿って配列されている。なお、図2(a)に示すように複数のピン列では、各ピンが千鳥配置となっている。コネクタ30の各ピン32の配置は、図2(b)に示すプリント基板20に設けられた多数のスルーホール22の配置と同一となっている。このため、ピン32とスルーホール22との位置関係が一致した状態で、搬送・圧入装置10からコネクタ30に下向きの力がかけられると、各ピン32が対応する各スルーホール22に圧入される。これにより、コネクタ30が、プリント基板20に組み付けられる。
Here, the
図1に戻り、照明装置18は、ピン32の先端に光を照射する。ラインセンサカメラ16は、x軸方向に延びる撮像領域を有しており、搬送・圧入装置10がコネクタ30を搬送している間に、照明装置18により光が照射されたピン32を撮像して、画像(以下、「ピン画像」と呼ぶ)を取得する。
Returning to FIG. 1, the
図3には、ラインセンサカメラ16で取得されるピン画像の一例が示されている。上述したように、ピン画像を取得する際には、照明装置18によりピンの先端が照明されているので、図3のピン画像は、ピン32が存在する部分が白く表示され、その他の部分が黒く表示されている。
FIG. 3 shows an example of a pin image acquired by the
図4(a)は、ピン曲がり検出装置100の制御系を示すブロック図である。この図4(a)に示すように、本実施形態では、ピン曲がり検出装置100が制御装置50を備えている。制御装置50は、ピン曲がり検出装置100の構成各部を統括制御するとともに、データ処理を実行する。
FIG. 4A is a block diagram illustrating a control system of the pin
図4(b)には、制御装置50のハードウェア構成が示されている。図4(b)に示すように、制御装置50は、PCなどの情報処理装置であり、CPU90、ROM92、RAM94、記憶部(ここではHDD(Hard Disk Drive))96、入出力部97等を備えている。制御装置50の構成各部は、バス98に接続されている。制御装置50では、ROM92あるいはHDD96に格納されているプログラムをCPU90が実行することにより、図4(c)に示す機能を実現する。
FIG. 4B shows the hardware configuration of the
図4(c)には、制御装置50の機能ブロック図が示されている。この図4(c)に示すように、制御装置50は、制御部52、近似直線算出部54、近似曲線算出部56、及び判定部58として機能する。制御部52は、搬送・圧入装置10、照明装置18、及びラインセンサカメラ16の動作を制御する。近似直線算出部54、近似曲線算出部56、及び判定部58は、後述するピン曲がり検出処理を実行する。
FIG. 4C shows a functional block diagram of the
次に、本実施形態のピン曲がり検出装置100による、ピン曲がり検出処理について、図5のフローチャートに沿って、その他図面を適宜参照しつつ詳細に説明する。
Next, pin bending detection processing by the pin bending
図5の処理の前提として、コネクタ30は、搬送・圧入装置10のハンド14により把持されておらず、また、ラインセンサカメラ16による撮像も開始されていないものとする。図5のステップS10では、制御部52が、搬送・圧入装置10を制御して、ハンド14にコネクタを把持させる。次いで、ステップS12では、制御部52が、搬送・圧入装置10を制御して、コネクタ30の搬送(図1の−y方向への搬送)を開始する。なお、コネクタ30の搬送においては、コネクタを把持した位置から、プリント基板20上方のコネクタ圧入開始位置に到達するまでの間に、所定速度までの加速、定速移動、速度が0になるまでの減速を行う。
As a premise of the processing of FIG. 5, it is assumed that the
次いで、ステップS14では、制御部52が、ラインセンサカメラ16の上方にコネクタ30が移動したタイミングか否かを判断する。この場合、制御部52は、ステップS12の処理を行った後の経過時間に基づいて判断する。ここでの判断が否定された場合には、上記タイミングが到来するまで待機する。そして、ステップS14の判断が肯定された段階で、ステップS16に移行する。なお、本実施形態では、コネクタ30が加速している間に上記タイミングが到来するものとする。
Next, in step S <b> 14, the
ステップS16に移行すると、制御部52は、ラインセンサカメラ16を制御して、ピン画像を撮像する。なお、ピン画像は、コネクタ30が加速している間、定速移動の間、減速している間、において撮像されるものとする。次いで、ステップS18では、近似直線算出部54(又は近似曲線算出部56)がピン画像からピン重心座標(xy座標)を取得する。この場合、近似直線算出部54(又は近似曲線算出部56)は、図6の左欄に示すように、y座標が小さいほうから、ピン重心座標を取得する。
If transfering it to step S16, the
次いで、ステップS20では、近似直線算出部54(又は近似曲線算出部56)が、ピン重心座標(xy座標)を行・列に分配する。具体的には、図6の右欄に示すように、ピン重心座標が行・列に分配される。その後、ステップS22に移行する。 Next, in step S20, the approximate line calculation unit 54 (or approximate curve calculation unit 56) distributes the pin barycentric coordinates (xy coordinates) to the rows and columns. Specifically, as shown in the right column of FIG. 6, pin barycentric coordinates are distributed to rows and columns. Thereafter, the process proceeds to step S22.
なお、ステップS22〜ステップS30においては、ピンのx方向に関する曲がりを検出する処理が実行される。 In step S22 to step S30, processing for detecting a bending of the pin in the x direction is executed.
ステップS22では、近似直線算出部54が、列毎にx近似直線(ピン位置近似直線)fx(j)を生成する。例えば、j=1の場合には、近似直線算出部54は、図7に示すように取得された各ピンの位置のうち、列1に属するピンのピン重心座標(以下、単に「ピン座標」と呼ぶ)を用いて、最小二乗法等により、x近似直線fx(1)を算出する。ここで、x近似直線fx(1)は、a0(1)、a1(1)を定数、y(i,1)を変数とすると、次式(1)のように表すことができる。
fx(1)=a0(1)+a1(1)×y(i,1) …(1)
In step S22, the
fx (1) = a 0 (1) + a 1 (1) × y (i, 1) (1)
また、近似直線算出部54は、同様にして、列2〜列4に属するピンのピン座標を用いて、x近似直線fx(2)〜fx(4)を算出する。この場合、x近似直線fx(2)〜fx(4)は、次式(2)〜(4)のように表すことができる。なお、a0(j)、a1(j)は定数、y(i,j)は変数である(j=2〜4とする)。
fx(2)=a0(2)+a1(2)×y(i,2) …(2)
fx(3)=a0(3)+a1(3)×y(i,3) …(3)
fx(4)=a0(4)+a1(4)×y(i,4) …(4)
Similarly, the approximate straight
fx (2) = a 0 (2) + a 1 (2) × y (i, 2) (2)
fx (3) = a 0 (3) + a 1 (3) × y (i, 3) (3)
fx (4) = a 0 (4) + a 1 (4) × y (i, 4) (4)
次いで、ステップS24では、近似直線算出部54が、x座標近似値を用いて、列間距離の平均(単位:pix)を計算する。具体的には、近似直線算出部54は、上式(1)〜(4)から、各列のx座標近似値を複数求めるとともに、当該複数のx座標近似値の平均avgx(1)〜avgx(4)を求める(図7参照)。そして、近似直線算出部54は、avgx(1)〜avgx(4)を用いて、x方向ピン間隔Px(1)〜Px(3)(図7参照)を次式(5)〜(7)に基づいて算出する。
Px(1)=avgx(2)−avgx(1) …(5)
Px(2)=avgx(3)−avgx(2) …(6)
Px(3)=avgx(4)−avgx(3) …(7)
Next, in step S24, the approximate straight
Px (1) = avgx (2) −avgx (1) (5)
Px (2) = avgx (3) −avgx (2) (6)
Px (3) = avgx (4) −avgx (3) (7)
次いで、ステップS26では、近似直線算出部54が、x方向1画素あたりの寸法(単位:mm)を計算する。具体的には、近似直線算出部54は、Px(1)〜Px(3)の平均値(x方向ピン間隔値avgPx)を求める。そして、近似直線算出部54はx方向ピン間隔値(avgPx(単位:pix))と、設計段階で予め取得しているピン間隔設計値(desPx(単位:mm))とを用いて、次式(8)よりx方向1画素あたりの寸法resx(単位:mm/pix)を求める。
resx=desPx/avgPx …(8)
Next, in step S26, the approximate straight
resx = desPx / avgPx (8)
次いで、ステップS28では、判定部58が、x近似直線との差が大きいピン座標(x座標)を異常と判定する。ここで、図8(a)は、図7の範囲Aを拡大して示す図であるが、判定部58は、まず、上記ステップS26で求めたresxを用いて、図8(a)の縦軸の単位(pix)を図8(b)に示すように寸法(mm)に換算する。そして、判定部58は、i行j列目のピン座標(x座標)x(i,j)と、i行j列目のx直線近似値Appx(i,j)とのずれ量(乖離度)dx(i,j)を、次式(9)を用いて算出する。なお、x直線近似値Appx(i,j)は、i行j列目のピン座標のy座標値をx近似直線fx(j)に代入することで求めることができる。
dx(i,j)=|Appx(i,j)−x(i,j)| …(9)
Next, in step S28, the
dx (i, j) = | Appx (i, j) −x (i, j) | (9)
そして、判定部58は、上式(9)から求められる乖離度が、所定の閾値(例えば0.1mmとする)を超えている場合に、異常(ピン曲がり)と判定する。なお、閾値としては、例えば、ピン32の外径と、プリント基板20に設けられたスルーホール22の内径とに基づいて、決定することができる。この場合、スルーホール22の内径とピン32の外径との差を、閾値とすることができる。このようにすることで、判定部58は、ピン32がスルーホール22に挿入されない可能性が高いピンの曲がりを、異常として検出することが可能である。
And the
次いで、ステップS30では、判定部58が、異常があったか否かを判断する。ここでの判断が否定された場合、すなわち異常がなかった場合には、ステップS32に移行するが、判断が肯定された場合、すなわち異常があった場合には、ステップS46に移行する。
Next, in step S30, the
なお、ステップS32に移行した場合には、それ以降の処理(ステップS32〜ステップS44の処理)においては、ピンのy方向に関する曲がりを検出する処理が実行される。 When the process proceeds to step S32, in the subsequent processes (the processes of steps S32 to S44), a process of detecting a bending of the pin in the y direction is executed.
ステップS32に移行した場合には、近似曲線算出部56は、列毎にy方向ピン間隔配列(行間隔配列)Py(i,j)を計算する。なお、Py(i,j)は、撮像されたピン画像から得られるピン間隔なので、以下においては、「撮像ピン間隔」とも呼ぶものとする。図9には、図7の範囲Bが拡大して示されている。近似曲線算出部56は、図7に示すPy(i,j)を、隣接する2つのピン座標(y座標(y(i,j)))を差し引くことで計算する。このようにして計算された撮像ピン間隔Py(i,j)を、横軸をy座標値(単位:pix)、縦軸をy方向ピン間隔として示したのが図10である。
When the process proceeds to step S32, the approximate
次いで、ステップS34では、近似曲線算出部56が、列毎に撮像ピン間隔の3次近似曲線(ピン間隔近似曲線)を生成する。具体的には、近似曲線算出部56は、図11に列2のみを取り出して示すように、列2であれば、撮像ピン間隔Py(i,2)に基づいて、最小二乗法を用いて、ピン間隔近似曲線fy’(2)を求める。この場合、近似曲線算出部56は、列1であれば次式(10)のピン間隔近似曲線fy’(1)、列2であれば次式(11)のピン間隔近似曲線fy’(2)を得ることができる。また、近似曲線算出部56は、列3であれば次式(12)のピン間隔近似曲線fy’(3)、列4であれば次式(13)で表されるピン間隔近似曲線fy’(4)を得ることができる。なお、b0(j)、b1(j)、b2(j)、b3(j)は定数、y(i,j)は変数である。
fy’(1)=b0(1)+b1(1)・y(i,1)
+b2(1)・y(i,1)2+b3(1)・y(i,1)3 …(10)
fy’(2)=b0(2)+b1(2)・y(i,2)
+b2(2)・y(i,2)2+b3(2)・y(i,2)3 …(11)
fy’(3)=b0(3)+b1(3)・y(i,3)
+b2(3)・y(i,3)2+b3(3)・y(i,3)3 …(12)
fy’(4)=b0(4)+b1(4)・y(i,4)
+b2(4)・y(i,4)2+b3(4)・y(i,4)3 …(13)
Next, in step S34, the approximate
fy ′ (1) = b 0 (1) + b 1 (1) · y (i, 1)
+ B 2 (1) · y (i, 1) 2 + b 3 (1) · y (i, 1) 3 (10)
fy ′ (2) = b 0 (2) + b 1 (2) · y (i, 2)
+ B 2 (2) · y (i, 2) 2 + b 3 (2) · y (i, 2) 3 (11)
fy ′ (3) = b 0 (3) + b 1 (3) · y (i, 3)
+ B 2 (3) · y (i, 3) 2 + b 3 (3) · y (i, 3) 3 (12)
fy ′ (4) = b 0 (4) + b 1 (4) · y (i, 4)
+ B 2 (4) · y (i, 4) 2 + b 3 (4) · y (i, 4) 3 (13)
これらのピン間隔近似曲線を1つの図に表すと、図12のようになる。なお、本実施形態では、図12にピン間隔近似曲線と併記している速度曲線からわかるように、加速、定速移動、減速を行う間にピン画像を取得しているため、ピン画像から取得されるピン間隔は、コネクタの速度に依存して変化する。すなわち、速度が小さいほど、ピン画像から取得されるピン間隔は広くなり、速度が大きいほど、ピン画像から取得されるピン間隔は狭くなる。 These pin interval approximate curves are represented in one figure as shown in FIG. In this embodiment, as can be seen from the speed curve shown in FIG. 12 together with the approximate pin-interval curve, the pin image is acquired during acceleration, constant speed movement, and deceleration, so it is acquired from the pin image. The pin spacing that is done varies depending on the speed of the connector. That is, the smaller the speed, the wider the pin interval acquired from the pin image, and the higher the speed, the narrower the pin interval acquired from the pin image.
次いで、ステップS36では、判定部58は、各列ピン間隔近似値を再度近似計算し、基準ピン間隔近似曲線を生成する。より具体的には、判定部58は、上式(10)〜(13)に、i行j列目のピン座標のy座標値を代入することで、各列ピン間隔の近似値AppPy’(i,j)を求める。次いで、判定部58は、求められた各近似値AppPy’(i,j)のすべてに基づいて、最小二乗法を用いて、3次近似曲線(基準ピン間隔近似曲線)fy(図13参照)を求める。なお、基準ピン間隔近似曲線fyは、次式(14)のように表すことができる。なお、b0〜b3は定数である。
fy=b0+b1・y(i,j)+b2・y(i,j)2+b3・y(i,j)3
…(14)
Next, in step S36, the
fy = b 0 + b 1 · y (i, j) + b 2 · y (i, j) 2 + b 3 · y (i, j) 3
... (14)
次いで、ステップS38では、判定部58は、基準ピン間隔近似値を用いて、行間距離平均値AppPy(i,j)(単位:pix)を計算する。具体的には、判定部58は、上式(14)に、i行j列目のピン座標のy座標値を代入して得られる各数値を基準ピン間隔近似値AppPy(i,j)とする。次いで、判定部58は、基準ピン間隔近似値AppPy(i,j)の平均値を求めて、これを行間距離平均値avgPy(単位:pix、図13参照)とする。
Next, in step S38, the
次いで、ステップS40では、判定部58が、y方向1画素あたりの寸法(単位:mm)を計算する。具体的には、判定部58は、ステップS38で求めた行間距離平均値avgPy(単位:pix)と、設計段階で予め取得されているピン間隔(y方向)設計値desPyを用いて、次式(15)より、y方向1画素あたりの寸法resy(単位:mm/pix)を計算する。
resy=desPy/avgPy …(15)
Next, in step S40, the
resy = desPy / avgPy (15)
次いで、ステップS42では、判定部58が、基準ピン間隔近似値AppPy(i,j)との差が大きいピン間隔値を異常と判定する。具体的には、判定部58は、図13のグラフから、上式(15)を用いて算出されたresyを用いて、図14に示すようなグラフを生成する。そして、判定部58は、撮像ピン間隔Py(i,j)と、単位mmに換算したi行j列目の基準ピン間隔近似値Appx(i,j)とのずれ量(乖離度)dy(i,j)を、次式(16)を用いて算出する。
dy(i,j)=|Appy(i,j)−Py(i,j)| …(16)
Next, in step S42, the
dy (i, j) = | Appy (i, j) −Py (i, j) | (16)
更に、判定部58は、上式(16)から求められる乖離度が、所定の閾値(例えば0.1mmとする)を超えているピン座標(y座標)を、異常(ピン曲がり)と判定する。
Further, the
次いで、ステップS44では、判定部58が、異常があったか否かを判断する。ここでの判断が否定された場合、すなわち異常がなかった場合には、コネクタ30にはピン曲がりがなかったため、そのまま図5の全処理を終了する。一方、ステップS44の判断が肯定された場合には、ステップS46に移行する。
Next, in step S44, the
ステップS46に移行すると、ピン32に異常があるため、制御部52は、現在ハンド14に把持されているコネクタをプリント基板20に圧入せずに、搬送・圧入装置10を介して、コネクタ30を排除するための位置に移動する。そして、ハンド14によるコネクタの把持を解除することで、ピン曲がりのあるコネクタを排除することができる。以上の処理が終了すると、図5の全処理を終了する。なお、図5の全処理が終了した時点でハンド14がコネクタ30を把持している場合には、制御部52は、搬送・圧入装置10を制御して、コネクタ30をプリント基板20に対して圧入する。
In step S46, since there is an abnormality in the
その後は、新たなコネクタの搬送・圧入開始の指示がオペレータ等から出される度に、図5の処理が実行されることになる。 Thereafter, the processing of FIG. 5 is executed every time an instruction to start conveyance and press-fitting of a new connector is issued from an operator or the like.
以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、搬送・圧入装置10によりコネクタ30が搬送されている間に、ラインセンサカメラ16を用いてピン画像を撮像し、近似曲線算出部56が、撮像結果から得られるピン間隔(y方向)を用いてピン間隔近似曲線を算出する。そして、判定部58が、撮像結果から得られるピン間隔と、ピン間隔近似曲線とに基づいて、ピンの曲がりを判定する。したがって、本実施形態では、ピン画像が撮像されている間にコネクタ30が加減速されるような場合であっても、加減速中に取得されるピン間隔から得られる近似曲線と、ピン間隔とに基づいてピン曲がりを判定することで、ピン間隔の大きな変化(すなわちピンのy方向に関する曲がりの有無)を、加減速の影響を受けずに判定することができる。これにより、高精度にピン曲がりの検出を行うことが可能となる。また、コネクタが加減速してもピン曲がりの検出に影響が無いことから、搬送・圧入装置10によるコネクタ30の搬送経路を短く設定することができる。これにより、装置の小型化を図ることが可能となる。また、本実施形態では、コネクタ30ごとに近似曲線が得られるので、コネクタの種類が変更されても問題なく、高精度にピン曲がりの検出を行うことが可能である。
As described above in detail, according to the present embodiment, while the
また、本実施形態によると、近似曲線算出部56が、ピン間隔近似曲線fy’(j)を列毎に算出し、判定部58が、各近似曲線から求まるピン間隔の近似値を用いて、基準ピン間隔近似曲線fyを算出し、基準ピン間隔近似曲線fyと、ピン画像から取得したピン間隔との乖離度が、閾値よりも大きい場合に、ピンの曲がりがあると判定する。この場合、基準ピン間隔近似曲線fyは、ピン間隔近似曲線fy’から求められるピン間隔の近似値を用いて算出されるので、判定部58は、基準ピン間隔近似曲線fyとして、ピン曲がりの影響がほとんど無い曲線を算出することができる。また、当該基準ピン間隔近似曲線fyと、ピン画像から取得したピン間隔との乖離度dy(i,j)が閾値よりも大きい場合にピン曲がりがあると判定するので、簡易な計算により、ピン曲がりの有無を判定することができる。
Further, according to the present embodiment, the approximate
また、本実施形態では、ピン間隔近似曲線fy’(j)として、3次曲線を算出するため、加速度と減速度が異なり、かつ定速での移動が行われるような場合であっても、適切にピン間隔近似曲線を算出することができる。なお、ピン間隔近似曲線fy’(j)としては、3次以上の曲線を算出することとしてもよい。このようにしても、加速度と減速度が異なり、かつ定速での移動が行われるような場合において、ピン間隔近似曲線を適切に算出することができる。 In this embodiment, since a cubic curve is calculated as the pin interval approximate curve fy ′ (j), even if acceleration and deceleration are different and movement at a constant speed is performed, A pin interval approximate curve can be calculated appropriately. Note that a cubic or higher order curve may be calculated as the pin interval approximate curve fy '(j). Even in this case, when the acceleration and deceleration are different and the movement at a constant speed is performed, the approximate pin interval curve can be calculated appropriately.
また、本実施形態では、近似直線算出部54が、ピン32のx軸方向に関する位置のy軸方向に関する変化を近似して、x近似直線(ピン位置近似直線)fx(j)を算出し、判定部58が、当該x近似直線fx(j)と、ピン画像から得られるピン位置との乖離度から、ピン曲がりを判定する。これにより、本実施形態では、ピンのx方向に関する曲がりについても、x近似直線に基づいて高精度に検出することができる。また、判定部58は、x近似直線とピン位置との乖離度からピン曲がりを判定するので、簡易な計算で、ピン曲がりを判定することができる。
In the present embodiment, the approximate straight
なお、上記実施形態では、y方向に関するピン間隔の、基準ピン間隔近似曲線fyからの乖離度に基づいて、y方向に関するピン曲がりを判定し、また、x方向に関するピン位置の、x近似直線(ピン位置近似直線)からの乖離度に基づいて、x方向に関するピン曲がりを判定する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば、y方向のピン曲がりのみを上記と同様の方法で判定することとしてもよい。 In the above embodiment, the pin bend in the y direction is determined based on the degree of deviation of the pin interval in the y direction from the reference pin interval approximate curve fy, and the x approximate straight line ( The case where the pin bending in the x direction is determined based on the degree of deviation from the pin position approximate straight line) has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, only the pin bending in the y direction may be determined by the same method as described above.
なお、上記実施形態では、閾値を寸法で定義するために、1画素の寸法を式(8)や式(15)に基づいて算出する場合(ステップS26、ステップS40)について説明したが、これに限られるものではない。例えば、閾値を画素数で定義できるような場合であれば、ステップS26やステップS40を省略することとしてもよい。 In the above embodiment, the case where the size of one pixel is calculated based on the formula (8) or the formula (15) (step S26, step S40) has been described in order to define the threshold value by the size. It is not limited. For example, if the threshold value can be defined by the number of pixels, step S26 and step S40 may be omitted.
なお、上記実施形態では、コネクタ30が複数のピン列を有する場合について説明したが、これに限らず、ピン列は1列であってもよい。この場合、ピン間隔近似曲線fy’と、ピン画像から得られるピン間隔との乖離度から、ピン曲がりを判定することができる。
In the above embodiment, the case where the
なお、上記実施形態では、列ごとにピン間隔近似曲線fy’(j)を求め、更に基準ピン間隔近似曲線fyを求め、当該基準ピン間隔近似曲線fyを用いて、ピン曲がりを検出する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、列ごとに求めたピン間隔近似曲線fy’(j)と、ピン画像から得られるj列のピン間隔との乖離度から、ピン曲がりを検出することとしてもよい。 In the above-described embodiment, the pin interval approximate curve fy ′ (j) is obtained for each column, the reference pin interval approximate curve fy is further obtained, and pin bending is detected using the reference pin interval approximate curve fy. explained. However, the present invention is not limited to this, and pin bending may be detected from the degree of deviation between the pin interval approximate curve fy ′ (j) obtained for each column and the pin interval of the j column obtained from the pin image. Good.
なお、上記実施形態では、閾値をピン32の外径とスルーホール22の内径とに基づいて決定する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、搬送・圧入装置10の搬送精度など、その他の要素に基づいて、閾値を決定してもよい。
In the above embodiment, the case where the threshold value is determined based on the outer diameter of the
なお、上記実施形態では、ラインセンサカメラ16でピン画像を撮像している間に、コネクタが加速及び減速する場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、コネクタの搬送経路を長く取れるような場合には、コネクタが定速を維持している間に、ピン画像を撮像することとしてもよい。このような場合でも、上記実施形態と同様のピン曲がり検出を行うことで、高精度にピン曲がりを検出することが可能となる。
In the above embodiment, the case where the connector accelerates and decelerates while the pin image is captured by the
なお、上記実施形態では、コネクタ30をプリント基板20に圧入するための搬送を行っている間に、コネクタ30のピン曲がりを検出する場合について説明した。しかしながら、これに限らず、その他の状況下でコネクタ30が移動している間において、コネクタ30のピン曲がりを検出することとしてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the pin bending of the
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。 The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
10 搬送・圧入装置(移動部)
32 ピン
30 コネクタ
34 保持面
56 近似曲線算出部
54 近似直線算出部
58 判定部
100 ピン曲がり検出装置
10 Conveying and press-fitting device (moving part)
32
Claims (6)
前記コネクタの移動する面内で前記一軸方向に交差する他軸方向に延びる撮像領域を有し、前記移動部により前記コネクタが移動されている間に、前記保持面に対向する位置から前記ピン列の撮像を行う、ラインセンサカメラと、
前記ラインセンサカメラによる撮像結果から得られる前記ピンの前記一軸方向に関する間隔を、撮像ピン間隔として取得するとともに、当該撮像ピン間隔の前記一軸方向に関する変化を近似して、ピン間隔近似曲線を算出する近似曲線算出部と、
前記撮像ピン間隔と、前記ピン間隔近似曲線とに基づいて、前記ピンの曲がりを判定する判定部と、を備えるコネクタのピン曲がり検出装置。 A connector provided with a holding surface for holding a pin row having a plurality of pins arranged at a predetermined interval along a uniaxial direction, a moving unit that moves in the uniaxial direction;
The pin array has an imaging region extending in the other axis direction intersecting the one axis direction within a plane in which the connector moves, and the pin array from a position facing the holding surface while the connector is moved by the moving unit A line sensor camera that captures
The interval between the pins in the uniaxial direction obtained from the imaging result of the line sensor camera is acquired as an imaging pin interval, and a change in the uniaxial direction of the imaging pin interval is approximated to calculate a pin interval approximate curve. An approximate curve calculation unit;
A pin bending detection device for a connector, comprising: a determination unit that determines the bending of the pin based on the imaging pin interval and the pin interval approximate curve.
前記近似曲線算出部は、前記ピン間隔近似曲線をピン列毎に算出し、
前記判定部は、前記各ピン間隔近似曲線から求まる前記各ピン列のピン間隔の近似値を用いて、基準ピン間隔近似曲線を算出し、前記基準ピン間隔近似曲線と、前記撮像ピン間隔との乖離度が、所定の閾値よりも大きい場合に、前記ピンの曲がりがあると判定することを特徴とする請求項1に記載のコネクタのピン曲がり検出装置。 The holding surface of the connector is provided with a plurality of the pin rows,
The approximate curve calculation unit calculates the pin interval approximate curve for each pin row,
The determination unit calculates a reference pin interval approximate curve using an approximate value of the pin interval of each pin row obtained from each pin interval approximate curve, and calculates the reference pin interval approximate curve and the imaging pin interval. The connector pin bending detection device according to claim 1, wherein when the deviation degree is larger than a predetermined threshold, it is determined that the pin is bent.
前記判定部は、前記撮像ピン位置の、前記ピン位置近似直線からの乖離度に基づいて、前記ピンの曲がりを判定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のコネクタのピン曲がり検出装置。
The position of each pin included in the pin array obtained from the imaging result by the line sensor camera is acquired as the imaging pin position, and the change of the imaging pin position in the other axis direction is approximated. An approximate straight line calculation unit for calculating a pin position approximate straight line,
The connector according to claim 1, wherein the determination unit determines the bending of the pin based on a degree of deviation of the imaging pin position from the pin position approximate straight line. Pin bending detection device.
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