CN1929087A - 外观检查装置 - Google Patents

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Abstract

一种外观检查装置，其特征在于，包括：在外周部上具有逐个地收纳并搬送工件的多个工件收纳部(31a)的转动台(31)；吸附保持收纳于工所述件收纳部(31a)的工件(w)并向所述转动台(31)的外部空间送出的送出装置；和检查从所述转动台(31)送出的所述工件(w)的外观的检查装置，其中，使所述转动台(31)的所述工件收纳部定位于规定位置后，通过作为所述送出装置的吸附喷嘴(28)将所述工件收纳部(31a)的所述工件(w)送出，通过作为检查装置的摄像装置(37)对转动台(31)外部空间的所述工件(w)进行检查。

Description

外观检查装置
技术领域
本发明涉及例如用于检查芯片状电子部件等工件外观的外观检查装置。
背景技术
例如，对于检查由六面体组成的芯片状电子部件外观的外观检查装置来说，其如图6所示那样构成。图6表示的是检查工件外观的外观检查装置50，从直线送料器51将由六面体组成的芯片状电子部件(以下称工件)供给至水平转动台52。在水平转动台52的圆周边缘部设置有多个用于收纳工件的、由凹部组成的工件收纳部52a，工件被逐个地分离收纳在这些工件收纳部52a内。
若水平转动台52转动，则在工件伴随着其转动而被搬送的过程中，通过设置在水平转动台52的圆周边缘部的外侧的摄像装置54a，对工件收纳部52a内的工件侧面进行摄像。而且，通过分别设置在水平转动台52的上下方向的摄像装置54b以及54c，对工件收纳部52a内的工件的上下两面进行摄像。
来自摄像装置54a、54b、54c的摄像数据，被送往未图示的图像处理装置进行图像处理，判定是否合格。将被判定为次品的工件从工件接收箱55排出，而合格的工件则被水平转动台52搬送到工件移载位置57。然后，合格的工件在工件移载装置57处，从工件收纳部52a被移载到设置于垂直转动台53的圆周边缘部上的多个工件收纳部53a。对于被移载到垂直转动台53侧的合格工件来说，通过设置在垂直转动台53的圆周边缘部的外侧的摄像装置54d，对工件的侧面进行摄像，而且，通过分别设置在垂直转动台53的左右侧的摄像装置54e以及54f，对收纳部53a内的工件的左右两面进行摄像。
来自摄像装置54d、54e、54f的摄像数据，被送往未图示的图像处理装置进行图像处理，判定是否合格。将判定为次品的工件从工件接收箱56排出，而合格工件则通过未图示的工件取出部被移交到下面的工序。
然而，对于上述外观检查装置50来说，虽然可以对工件的六面进行外观检查，但是，若要进行多于四面的外观检查，则需要搬送工件的水平转动台52以及垂直转动台53这两个转动台。此外，需要以使水平转动台52和垂直转动台53同步间歇转动的方式进行控制。而且，工件的保持装置或者移载装置等的结构精密且复杂，这就成为成本提高的主要原因。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种外观检查装置，在工件被收纳于转动台的工件收纳部内并对其进行搬送的过程中，即使在工件的最多五面进行外观检查，特别是进行一个面的轮廓(影像)检查也可以的情况下，能够通过简单的机构进行检查，并能够降低成本。
在本发明中，外观检查装置包括：在外周部上具有逐个收纳并搬送工件的多个工件收纳部的转动台；吸附保持收纳于上述工件收纳部内的工件并将其向上述转动台的外部空间送出的送出装置；以及对从上述转动台送出的上述工件外观进行检查的检查装置。而且，其特征在于：在使上述转动台转动而将上述工件收纳部定位于规定位置后，通过上述送出装置，将上述工件收纳部的上述工件向上述转动台的外部空间送出，通过检查装置对上述工件的外观进行检查。
根据上述构成，对于收纳于转动台的工件收纳部内并被搬送的工件，通过送出装置吸附保持并向转动台的外部空间送出，从而，能够根据检查装置对因工件收纳部的壁面成为屏障而不能检查的工件的面进行外观检查。
附图说明
图1A是表示本发明的第一实施方式的外观检查装置的部分截面的主视图。
图1B是沿着图1A的A-A线的向视图。
图2是表示该实施方式的工件收纳部的放大立体图。
图3A是表示该实施方式的外观检查部的平面图。
图3B是表示该实施方式的外观检查部的侧视图。
图3C是表示该实施方式的外观检查部的主视图。
图3D是表示该实施方式的外观检查部的光路形成的立体图。
图4A是表示该实施方式的照明装置的说明图。
图4B是表示该实施方式的照明装置的说明图。
图5A是表示本发明的第二实施方式的外观检查部的立体图。
图5B是将该实施方式的主要部分放大的立体图。
图6是现有技术的外观检查装置的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
在图1A以及图1B中，在外观检查装置1的基板2的表面上(以下，以表面侧为上，背面侧为下)固定设置有滑动基底支撑体3。滑动基底4以枢轴4a为中心、可自由转动地被设置在滑动基底支撑体3上。在滑动基底4上，沿垂直方向设置有多个引导孔4b，辅助滑块5的下端侧沿着垂直方向可自由滑动地被设置在这些引导孔4b上。这些辅助滑块5的上端侧与喷嘴支撑体6相嵌合，喷嘴支撑体6相对于滑动基底4进行上下移动。
支撑部件7利用定位销钉(stop bolt)8而被固定在喷嘴支撑体6的上面。支撑部件7通过与固定设置在滑动基底4上的档块支撑部件9之间所配置的弹簧10而被施加作用力，从而被押向下方。此外，将调整螺丝11拧在档块支撑部件9上，调整螺丝11的下端与定位销钉8的上面接触。
在滑动基底4上沿垂直方向设置有贯通孔13，驱动滑块14可自由滑动地设置在贯通孔13上。驱动滑块14在其头顶部形成有比支撑部件7的板厚稍宽的缩径部14a，该缩径部14a被缓缓地插入支撑部件7的U形槽7a内。此外，在比驱动滑块14的缩径部14a稍靠下方处设置有凸缘部14b。在凸缘部14b与支撑部件之间设置有弹簧15，其施加作用力使得支撑部件7的上面被按压在缩径部14a的上端。
在上述基板2的背面侧上固定有凸轮基底16。在凸轮基底16上设置有发动机17。在凸轮基底16上与发动机17隔开而可自由转动地设置有由长径和短径组成而形成为椭圆形的凸轮18。在发动机17的滑轮19和凸轮18的滑轮20之间搭挂有带21。在凸轮18上转接有凸轮从动机构(cam follower)22，该凸轮从动机构22可自由转动地被设置在凸轮从动机构基底23上。
在凸轮从动机构基底23上嵌合有驱动杆24的一端部。驱动杆24贯通固定设置在凸轮基底16上的支撑部件25以及基板2并可沿垂直方向自由滑动地设置。该驱动杆24的另一端通过接触部14c与驱动滑块14的下面接触。此外，辅助杆26的一端平行于驱动杆24并可自由滑动地与凸轮从动机构基底23相嵌合。该辅助杆26的另一端贯通支撑部件25并可自由滑动地设置。
弹簧27与驱动杆24以及辅助杆26相嵌合。这些弹簧27以压缩状态被安装在支撑部件25和凸轮从动机构基底23之间，凸轮从动机构22始终保持与凸轮18紧密接触。
在上述喷嘴支撑体6上，设置有作为工件送出装置的吸附喷嘴28。在该吸附喷嘴28的下侧前端部上，设置有吸附工件w的喷嘴头28a。在上述基板2上设置有缺口部2a，在该缺口部2a上设置有与喷嘴头28a相对的外观检查部29。而且，覆盖外观检查部29而设置有承接台30。承接台30的上面和基板2的上面形成同一水平面，接近承接台30和基板2的上面并可自由转动地设置有转动台31。
在转动台31的外周部上，等间隔地设置有由收纳工件w的凹部组成的工件收纳部31a。转动台31通过未图示的驱动装置间歇地在基板2以及承接台30上转动。这样，在转动台31的间歇停止位置处，与喷嘴头28a相对，使图2所示的工件收纳部31a与工件2一起被定位。而且，在转动台31的间歇停止位置处，设置在承接台30上的工件通过孔30a和工件收纳部31a以及喷嘴头28a被定位在同一垂线上。
如图3A～图3G所示那样，外观检查部29由设置在光路箱32内的多个光反射装置33、34、35以及照射大致平行光线的照明装置36构成。在通过外观检查部29形成的光路L的延长线上，按照图1A所示那样设置摄像装置37。
其中，对于滑动基底4的枢轴4a来说，在外观检查部29等上发生故障的情况下，将作为用于转动开闭滑动基底4的的支点，通常滑动基底4被固定在基板2上。
接下来，对所述那样构成的外观检查装置1的作用进行说明。
如图1A所示那样，凸轮18形成为由长径和短径组成的椭圆形。凸轮从动机构基底23通过弹簧27而被施加作用力，与凸轮18和凸轮从动机构22弹性地转接。在这种状态下，若发动机17间歇地转动，则凸轮18通过滑轮19、带21以及滑轮20沿箭头方向每次90°地间歇转动，分别在凸轮18的长径部分和短径部分上间歇地停止。利用凸轮18的长径部分和短径部分的径差，使得凸轮从动机构22沿上下方向往复运动，与此相伴，凸轮从动机构23、驱动杆24以及辅助杆26沿上下方向往复运动。
凸轮从动机构22随着从凸轮18的长径侧转到短径侧，驱动杆24由弹簧27施加作用力而向下方移动。伴随着驱动杆24向下方的滑动，承受弹簧10作用力的支撑部件7以及承受弹簧15作用力的驱动滑块14向下方滑动，始终保持驱动滑块14的下面以及驱动杆24的上面的接触部14c紧密接触而滑动。
若凸轮从动机构22从凸轮18的短径侧向长径侧移动，则驱动杆24向上方滑动并将驱动滑块14上推，支撑部件7与其一起而被上推。设定支撑部件7的上限，使得以喷嘴头28a的前端与滑动基底4的喷嘴头附近下面处于同一平面上的方式使调整螺丝11与定位销钉8相接触。由此，当通过转动台的转动，如图2所示那样搬送工件w时，由于没有台阶差，所以能够稳定地通过，此外，由于喷嘴头28a的前端最靠近工件w，所以能够有效地进行吸附。
而且，将驱动滑块14的缩径部14a设置成比支撑部件7的厚度稍宽。所以，即使支撑部件7被调整螺丝11限制而停止在上限位置，驱动滑块14能够抵抗弹簧15的作用力，再移动所述行程之差的部分。
固定设置在支撑部件7上的喷嘴支撑体6，通过多个辅助滑块5而相对于滑动基底4垂直地上下滑动移动。由于滑动基底4与基板2平行地设置，所以喷嘴支撑体6相对于基板2垂直地上下移动。通过喷嘴支撑体6的上下移动而相对于基板2垂直地上下移动的吸附喷嘴28，与未图示的负压发生源相连接，从而始终使喷嘴头28a处于负压。
如图2所示，工件w被收纳于在基底2上间歇地转动的转动台31的工件收纳部31a内，若将工件w搬送到与喷嘴头28a相对设置的外观检查部29，则工件w通过始终处于负压的喷嘴头28a而被吸附保持。若工件w由喷嘴头28a所吸附保持，则凸轮18转动90°而在短径位置处停止。这样，吸附有工件w的喷嘴头28a下降，使工件w从设置在接收台30上的工件w通过孔30a向设置在基板2内的外观检查部29移动。
如图3A～图3D所示，外观检查部29通过设置在光路箱32内的多个光反射装置33、34、35反射从照明装置36照射过来的大致平行光线而形成光路L。即，若通过喷嘴头28a吸附保持而向外观检查部29移动的工件w被投入到光路L中，并从背面照射平行光线，则形成包含工件w的轮廓(影像)的光路L，如图1A所示那样，通过设置在光路L后方的摄像装置37，对工件w的轮廓进行摄像，并将其送至未图示的控制部分进行解析。
如图3A～图3D所示的照射工件w的平行光线的面，是如图2所示的工件收纳部31a的壁面成为屏障而成为不能进行检查的D面方向，通过来自D面方向的光线的照射，图2所示的工件w的D面方向的轮廓影像可以通过摄像装置37得到，可以根据这些轮廓影像，检查例如设置在工件w两端的电极wa歪曲等异常。即，即使如图2所示的工件w那样的工件表面与电极wa不在同一平面上的情况下，影像方式也可以用于检查。
通过上述那样，可以与在收纳于转动台31的工件收纳部31a内的状态下能够进行检查的A～C面一起，从四面进行外观检查。
若D面的外观结束，则凸轮18再次转动90°而停止在长径侧，由此，喷嘴头28a上升，工件w回到转动台31的工件收纳部31a。与此同时，转动台31间歇转动，从喷嘴头28a取出工件w，并将其搬送到下一个工序。
如果用现有技术的透镜系统制作用于该检查的平行光线，则会非常昂贵。所以，在对象工件w的长度为1mm左右较小时，考虑使用LED。
图4A是光的折射的基本形态，当光从介质A入射到介质B时，若相对于法线C的角度分别为θA、θB，则根据斯奈尔定律(折射定律)，相对折射率nAB为：
nAB＝nB/nA＝sinθA/sinθB(nA、nB：介质的折射率)
在此，若A为空气，则nA1，另外，nB＞1，
所以，sinθA/sinθB＞1，即，θA＞θB
图4B表示将该结果适用于投光面41大致为球面形且由树脂填充的LED40。即，如果适用斯奈尔定律的结果，则发光部42在投光面41的球心o的后部的情况下，从发光部42发出的投射光X在投光面41折射而向LED的光轴Y侧弯曲。但是理论上，投射光X不与光轴Y相交叉。所以，可以说光轴Y附近的投射光无限地接近平行光线。
此外，由于因发光部42的大小会导致平行光发生若干偏移，所以，优选发光部42较小。作为照明装置36，虽然以LED为例进行说明，但是除此之外，只要满足图4B的构成即可使用。其中，如果将该照明装置36的光源的特征进行归纳，则
(1)优选发光部尽量小。
(2)优选投光面为凸形形状，并且优选发光部位于从凸状中心o起靠近投光面的相反侧。
(3)优选投光面附近充满相同介质。
(4)由于越靠近光轴Y越增加投射光的平行度，所以，若检查对象工件w越小，则检查精度越高。
虽然以上是理论上的理想的条件，但是实际上由于LED40的构造而产生若干散射光。由于该散射光在LED40的较近处发生扩散，所以在要发生问题的情况下，如图4B所示那样，可以通过在LED40的前面对准光轴来设置具有光圈孔50a的光圈50来进行防止。
图5A以及图5B是本发明外观检查装置的第二实施方式。在图5A以及图5B中，因为使吸附喷嘴28垂直地上下移动的结构与第一实施方式相同，所以省略其说明。在本实施方式，在由喷嘴头28a吸附保持的工件w的外观检查部43上，相对于除了所述吸附面以外的五个面，通过分别设置的摄像装置44a、44b、44c、44d、44e对各个面进行摄像。
其中，在各个摄像装置44a、44b、44c、44d、44e上，包含未图示的照明装置。
构成为由工件供给装置45供给的工件w，若被收纳于设置在间歇转动的转动台31的圆周边缘部的多个工件收纳部31a内，并被搬送至与喷嘴头28a相对设置的外观检查部43，则工件w始终被吸附在处于负压的喷嘴头28a上。
若工件w被吸附，则吸附喷嘴28下降，使工件w从工件收纳部31a向设置在转动台31下面侧空间内的外观检查部43的大致中心位置移动。
利用与除了移动到外观检查部43大致中心部分的工件w的被喷嘴头28a吸附的上面之外的各个面相对设置的摄像装置44a、44b、44c、44d、44e摄像而得到的数据，被送到未图示的控制部分，同时，吸附喷嘴28上升，再次使工件w成为在工件收纳部31a内那样。
若吸附喷嘴28到达上限位置，则转动台31间歇地转动，从喷嘴头28a取出工件w，并将其搬送到下面的工序。
其中，对于被喷嘴头28吸附的工件w的上面，可以通过用未图示的摄像装置在事先或者事后另外间歇摄像，得到六面的全部图像。
在第一实施方式中，虽然使用镜子作为多个光发生装置33、34、35，但是也可以使用棱镜进行反射，此外，由多个镜子进行光反射是设计上的手段，而无需拘泥于反射装置的数量。
而且，在吸附喷嘴28的上下移动中，虽然使用凸轮18以及凸轮从动机构22，但是，由于是为了缓和吸附喷嘴28的急剧动作，只要是以上下动作为目的，则不必局限于曲柄机构或者螺丝进给装置等构成的执行机构的种类。
此外，在第二实施方式中，在外观检查部43上，虽然对五面进行摄像，但是也可以通过未图示的摄像装置在进行上面的摄像的位置处，同时对下面进行摄像。
如以上说明的那样，根据本发明，不使用多个转动台，便可以通过简单机构检查由于工件收纳部的壁面成为屏障而不能检查的工件的面，具有可以降低成本的效果。
其中，这种说明不仅局限于所述实施方式，在实施阶段可以在不脱离其精神的范围内，将构成要素进行变形而具体化。另外，可以通过所述实施方式中公开的多个构成要素的适宜的组合而形成各种发明。例如，也可以从实施方式中公开的全体构成要素中删除几个构成要素。而且，也可以将不同实施方式中的构成要素进行组合。

Claims (12)

1.一种外观检查装置，其特征在于，包括：
在外周部上具有逐个地收纳并搬送工件的多个工件收纳部的转动台；
吸附保持收纳于所述工件收纳部内的工件并将其向所述转动台的外部空间送出的送出装置；以及
对从所述转动台送出的所述工件外观进行检查的检查装置，其中，
在使所述转动台转动并将所述工件收纳部定位于规定位置后，通过所述送出装置，将所述工件收纳部的所述工件向所述转动台的外部空间送出，并通过检查装置对。所述工件的外观进行检查。
2.如权利要求1所述的外观检查装置，其特征在于：
所述送出装置是用于吸附所述工件并相对于所述转动台沿垂直方向进退移动的吸附喷嘴。
3.如权利要求2所述的外观检查装置，其特征在于：
所述吸附喷嘴通过由短径和长径组成的凸轮以及伴随该凸轮的转动而上下动作的凸轮从动机构所构成的上下动作机构而被驱动。
4.如权利要求2所述的外观检查装置，其特征在于：
所述吸附喷嘴通过由曲柄机构组成的上下动作机构而被驱动。
5.如权利要求2所述的外观检查装置，其特征在于：
所述吸附喷嘴通过由螺旋进给机构组成的上下动作机构而被驱动。
6.如权利要求1所述的外观检查装置，其特征在于：
所述检查装置由向所述工件照射大致平行光线的照明装置、反射这些大致平行光线的多个光反射装置、以及摄像装置所组成，通过使所述工件位于所述平行光线中，用所述摄像装置对所述工件的轮廓图像进行摄像。
7.如权利要求1所述的外观检查装置，其特征在于：
所述检查装置是由与吸附保持在所述送出装置上并被送出到所述转动台外部空间的所述工件的、被所述送出装置吸附的面以外的各面相对设置的多个摄像装置所构成。
8.如权利要求6所述的外观检查装置，其特征在于：
所述照明装置具有大致为球面的凸形形状的投射光部，发光部相对于所述投射光部的球面的球心，在所述球面的相反侧位于光轴上。
9.如权利要求8所述的外观检查装置，其特征在于：
在所述投射光部的前面对准光轴而设置有光圈。
10.如权利要求8或9所述的外观检查装置，其特征在于：
所述投射光部为LED。
11.如权利要求6所述的外观检查装置，其特征在于：
所述光反射装置为镜子。
12.如权利要求6所述的外观检查装置，其特征在于：
所述光反射装置为棱镜。
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