JP2005349239A - 異常球検出装置 - Google Patents
異常球検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005349239A JP2005349239A JP2004169417A JP2004169417A JP2005349239A JP 2005349239 A JP2005349239 A JP 2005349239A JP 2004169417 A JP2004169417 A JP 2004169417A JP 2004169417 A JP2004169417 A JP 2004169417A JP 2005349239 A JP2005349239 A JP 2005349239A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball
- spheres
- sphere
- detecting
- abnormal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Sorting Of Articles (AREA)
Abstract
【課題】本発明は、単球と連球が混在する半田ボールの中から、異形粒子を高精度で検出することができる装置を提供することを目的としている。
【解決手段】球体が個々に分離して収まる複数の受容部を備えた保持手段と、受容部から突出した球体部分を検出する検知手段と、検知手段が順次球体を検査するように装着部・検知手段の少なくともいずれかを移動させる移動手段を有し、突出部の検出情報を利用して異常球検知を行う。受容部とその周辺に表面処理を施しボール付着を抑制し、信頼性の高い異常球検出を行う。
【選択図】図1
【解決手段】球体が個々に分離して収まる複数の受容部を備えた保持手段と、受容部から突出した球体部分を検出する検知手段と、検知手段が順次球体を検査するように装着部・検知手段の少なくともいずれかを移動させる移動手段を有し、突出部の検出情報を利用して異常球検知を行う。受容部とその周辺に表面処理を施しボール付着を抑制し、信頼性の高い異常球検出を行う。
【選択図】図1
Description
本発明は、半田ボールの集合体からダブルボールなどの異形粒子を検出する装置に関するものである。
半田ボールは、一般に、所定組成の金属又は合金を溶解する溶解工程、溶湯を気中または溶媒中に吐出して冷却し球状の粒子とする球体化工程、及び所定サイズの粒子を分別する分級工程を経て製造される。上記の球体化工程において、単独の粒子(単球)以外に単球が複数個連なった連球と称される異形粒子が発生することがあるが、分級工程で篩を用いる場合は、ほぼ同径の単球が結合した連球を、かなりの精度で除去することができる。しかし、例えば直径の異なった単球が結合した連球(以下、異径連球と呼ぶ)の中には、篩を通り抜けてしまうものもあるため、分級後に連球を分別する工程を設けることが行われている。
連球を検出する方法としては、平板状斜面を用いた斜面転がしと呼ばれる方法が多用されているが、異径連球を分離できるようにした装置として、特許文献1に示すものが提案されている。これは、単球と連球の混合した粒子を傾斜面に供給するための供給装置と、粒子を落下させるための傾斜面と、傾斜面から転がり落ちてくる単球を回収する回収部から構成され、供給部と傾斜面との間又は傾斜面の途中に粒子の落下方向と平行な溝を持つ構造部を設けたことを特徴としたものである。即ち、異径連球が溝を通過する際に、結合した単球の中心を連ねて形成される連球の中心軸が落下方向に一致するようになり、小球が溝と大球との間でくさびとして作用し、回転落下が停止することを利用するものである。
特開平11−319722号(段落番号0007〜0013)
特許文献1記載の装置で検出する場合、連球を溝途中で確実に停止させて検出するためには、溝の傾斜角度、形状、寸法、面粗さなどを、選別する単球の仕様に応じて予め設定しておく必要がある。しかし、実際の製造ラインで発生する種々の異径寸法の連球に対して適用できるようにすることは、極めて困難である。即ち、異径連球と言っても、小球と大球とが同程度の直径を有するような連球から、小球が極端に小さくて単球と区別できないようなものまで種々あり、各々回転落下の形態が異なる。このため、略同径の単球が結合した連球の中には中心軸が落下方向に一致してもくさび作用が働かないものや、また単球と見なせるような連球の中には大球のみが回転するものなど、連球の中には溝途中で停止せずにそのまま落下してしまうものがあり、信頼性に問題がある。また、溝途中に停止した連球を排除するためには、連球が停止した時に分離装置を停止させなければならないが、連球が停止していることを検知することができないため、短い間隔で定期的に運転を中断して、連球が停止しているか否かを確認しなければならず、処理能力の点でも問題がある。
上述したように、傾斜を利用して分離する検出方法は、処理能力を高めることが難しい上、ある程度の連球混入は避けられないこと、さらに連球の検出精度に傾斜面の性状が大きく影響するため、分別対象となる半田ボールの大きさが限られてくることなどの理由で、限られた仕様の半田ボールには適用することはできるが、連球の混入が皆無に近いような厳しい仕様の半田ボールには適用することができない。
従って本発明は、単球と連球が混在する半田ボールの中から、異形粒子を高精度で検出することができる装置を提供することを目的としている。
従って本発明は、単球と連球が混在する半田ボールの中から、異形粒子を高精度で検出することができる装置を提供することを目的としている。
球体が個々に分離して収まる複数の受容部を備えた保持手段と、受容部から突出した球体部分を検出する検知手段と、検知手段が順次球体を検査するように装着部・検知手段の少なくともいずれかを移動させる移動手段を有し、突出部の検出情報を利用して異常球検知を行う。受容部とその周辺に表面処理を施しボール付着を抑制し、信頼性の高い異常球検出を行う。
多数の球体から、一つ一つの球体を導電性の撥水層で覆われた受容部に分散保持し、受容部からの突出情報を光学的に検出して異常球判定し、その判定情報を元に良品・不良品を自動で分離回収する。導電性の撥水層を施す事で球体の付着が抑制され、検査時の虚報が低下し、分離回収が確実に行われ、信頼性の高い異常球検出が効率的に行われる。
本発明の異常球分別装置100について説明する。図1は、異常球分別装置100の一例を示す概略構成図である。ボール1が装入される装着部101は、略円筒状の貫通穴103が形成されたシート状の穿孔部材102と、外周面が平滑なドラム状の支持部材104とを有し、支持部材104の外周全長に穿孔部材102が着脱自在に貼り付けられ、貫通穴103と支持部材104の表面とでボール受容部109(図5参照)が形成される。ドラム状の支持部材104は、中心軸が水平になるように軸受けで支持され、モータ等の駆動手段(図示せず)に接続されている。従って、装着部101は水平な軸回りに矢印方向に連続して回転することができる。
図2は、穿孔部材102の平面図である。図3は、穿孔部材102の断面図である。穿孔部材102は、基材部102aと撥水層102bから構成される。この撥水層102bは、基材部102aの外周面側と穴側面にメッキ、スプレーなどで形成される。
図4は、支持部材104の断面図である。支持部材104は、基材部104aとその外周面に形成される撥水層104bから構成される。この撥水層102b,104bは、導電性と撥水性を持つ。よって、ボールが接触するボール受容部109および穿孔部材102の外表面は、導電性の撥水層が形成され、半田ボールが付着することが抑制される。
図4は、支持部材104の断面図である。支持部材104は、基材部104aとその外周面に形成される撥水層104bから構成される。この撥水層102b,104bは、導電性と撥水性を持つ。よって、ボールが接触するボール受容部109および穿孔部材102の外表面は、導電性の撥水層が形成され、半田ボールが付着することが抑制される。
図5に単球3が装着部101のボール受容部109に装入された状態の断面図を示す。
穿孔部材102の基材部102aは、金属、樹脂、ゴムなどの材料を用いることができ、エッチング、レーザ加工、或いは切削加工などの手段により、例えば千鳥状、格子状など規則的な配列パターンになるように下穴を形成するとよい。ボール受容部109は、分別対象のボール1(単球3)が装入された時、縦横方向にほとんど隙間がないように形成する。即ち、図3に示すように、穿孔部材102の厚さTと貫通穴103の直径Dは、理論的には分別対象となるボール1の公称直径(基準値)dとほぼ同一寸法にすればよいが、貫通穴103の直径Dはボール1が入り易いように、公称直径dよりやや大きな寸法とすることが望ましい。
穿孔部材102の厚さTと貫通穴103の直径Dは、基材部102aの寸法(T1,D1)と撥水層102bの寸法tおよびrで決まる。即ち、基材部102aの寸法(T1,D1)に対し撥水層102bの厚さt、rを調整することで、穿孔部材102の厚さTと貫通穴103の直径Dを所望の寸法にすることができる。通常その厚さは、1〜5ミクロン程度である。また、分別対象となるボールの大きさが変っても速やかに分別できるようにするために、対象のボール1の大きさに応じて複数種の穿孔部材102を準備しておくことが望ましい。
穿孔部材102の基材部102aは、金属、樹脂、ゴムなどの材料を用いることができ、エッチング、レーザ加工、或いは切削加工などの手段により、例えば千鳥状、格子状など規則的な配列パターンになるように下穴を形成するとよい。ボール受容部109は、分別対象のボール1(単球3)が装入された時、縦横方向にほとんど隙間がないように形成する。即ち、図3に示すように、穿孔部材102の厚さTと貫通穴103の直径Dは、理論的には分別対象となるボール1の公称直径(基準値)dとほぼ同一寸法にすればよいが、貫通穴103の直径Dはボール1が入り易いように、公称直径dよりやや大きな寸法とすることが望ましい。
穿孔部材102の厚さTと貫通穴103の直径Dは、基材部102aの寸法(T1,D1)と撥水層102bの寸法tおよびrで決まる。即ち、基材部102aの寸法(T1,D1)に対し撥水層102bの厚さt、rを調整することで、穿孔部材102の厚さTと貫通穴103の直径Dを所望の寸法にすることができる。通常その厚さは、1〜5ミクロン程度である。また、分別対象となるボールの大きさが変っても速やかに分別できるようにするために、対象のボール1の大きさに応じて複数種の穿孔部材102を準備しておくことが望ましい。
前記の撥水層は、絶縁体であるフッ素形高分子粒子(以後、PTFEと呼ぶ。)で粒子径が0.3μm〜5.0μmのものを、導体である硬質ニッケル皮膜中に均一に分散させ共析させることで生成する。PTFE粒子を導体の硬質ニッケル皮膜中に共析させることにより皮膜表面には無数の突起が生成され、この微小な突起により撥水性が得られ、ニッケル皮膜により導電性が得られる。このPTFEの含有率を10vol%から35vol%と増加させると、撥水性能は向上するが、表面硬度は800Hvから400Hvに低下する事が分かっている。撥水層102b,104bは、半田ボールと接触するため耐摩耗性の必要な部材である。その為、撥水層102b,104bを生成させる時には撥水性能と表面硬度のトレードオフを考慮してPTFEの含有量を選定する必要がある。本実施例では、PTFEが10〜35vol%の範囲を適用した。
図6に示すように穿孔部材102表面にある半田ボール3は、毛細管現象により半田ボール3と撥水層102bの間にできた極小の水滴4により、穿孔部材102表面に付着する。固体上に付着している液体を引き離すのに必要な仕事量は、その液体と固体の接触角が大きくなるにつれ少なくなる。撥水層102b・104bの接触角は、通常のニッケルメッキ接触角57度に対し、110度以上と大きい。その為、水滴4と穿孔部材102を引き離す為の仕事量が低下する。その結果として、水滴4と穿孔部材102の付着力が半田ボール1に働く重力より小さくなる。半田ボール1は、支持部材104の回転に伴い穿孔部材102が傾けば容易に分離する。
また、穿孔部材102・支持部材104が帯電すると、その静電気力により穿孔部材102・支持部材104に半田ボールが付着することが考えられる。従って、半田ボールとの接触面に導電性を有する撥水層102b・104bを形成し、支持部材104経由でアースすることにより穿孔部材102・支持部材104が帯電することを防止しており、半田ボールが付着することを抑制している。撥水層102b・104bのアースは、支持部材104経由でなく直接アースしてもよい。
また、穿孔部材102・支持部材104が帯電すると、その静電気力により穿孔部材102・支持部材104に半田ボールが付着することが考えられる。従って、半田ボールとの接触面に導電性を有する撥水層102b・104bを形成し、支持部材104経由でアースすることにより穿孔部材102・支持部材104が帯電することを防止しており、半田ボールが付着することを抑制している。撥水層102b・104bのアースは、支持部材104経由でなく直接アースしてもよい。
装着部101の回転方向からみて頂部Aの上流には、ボール1を装着部101に供給するために供給手段107が配設されている。供給手段107としては、例えば振動式パーツフィーダを使用することができ、その場合にはパーツフィーダに連なるシュート106を、貫通穴103が形成されている幅W(図2参照)を包含する範囲にわたって、その先端部が穿孔部材102の表面にほぼ接するように配設し、穿孔部材102との間でボール1を貯留できるようにする。シュート106の先端は、ボール受容部109が斜め上方に開口した位置(例えば頂部Aから約45°〜60°程度手前)に位置決めされるとともに、貫通穴103は上記のような寸法を有するので、シュート106から供給されたボール1は、支持部材104の回転に伴い貯留部に順次現出してくるボール受容部109内に適宜入り込んでいく。ボール受容部109に入ったボール1は、頂部A方向へと移動していくが、頂部A付近に達した時は貫通穴103の軸心は垂直となるので、ボール1は確実にボール受容部109の底面に当接する。従って、所定寸法の単球3であれば、ボール或いはボール受容部底面にゴミが付着しているような異常の場合を除いては、穿孔部材102の表面から突出することはない。
検知手段105は、装着部101の頂部Aにおける穿孔部材102の表面部を検査エリアとするように配設され、穿孔部材102の表面から突出した部分を検知する。検知手段105としては、CCDカメラ、ラインセンサ、あるいはレーザなど光学式のものが好ましく、穿孔部材102の幅方向にわたって検査できるように、照明手段(図示せず)をセットし、頂部Aにおける円周方向接線の延長線上に光軸が形成されるように配設する。従って、穿孔部材102の表面から突出した部分が検知された場合、幅方向に形成された各貫通穴103と対応させることができる。
検知は公知の方法で行うことができる。例えば、穿孔部材102の表面は直線状となっているので、それより突出した光遮蔽部分の高さや面積などを計算し、所定の閾値以上の場合、突出部が存在すると判定することで行う。なお、装着部101の軸方向に光軸を向けて検査するようにしてもよい。この場合は、検査エリアを狭くすることができるので、高精度かつ短時間で検知することができる。ただし、軸方向には直列に多数の貫通穴103が形成されているので、突出部分を検知しても、その突出部分と貫通穴103との対応を取ることは難しい。
前述したように、ボール受容部109に装入されたボール1が単球3であれば、ボール1は穿孔部材102の表面にはみ出さない。図7に示すように、ボール1が連球2であれば、ほとんどの場合その一部が穿孔部材102の表面にはみ出し、検知手段105で検知することができるが、異径連球21については、小球21aのサイズが小さいと、姿勢によっては貫通穴103との隙間に丁度小球21aが収まって、穿孔部材102の表面にはみ出さないことがある。図7の左側のボール受容部109は、このような異径連球21が装入された状態を示す。
図7において、貫通穴103の直径Dを対象のボール1の直径dとほぼ同一とすると、小球21aの直径は幾何計算によって求めることができ、大球21bの直径dの約0.17倍となる。即ち、小球21aの直径が大球21bの直径の0.17倍以下の異径連球21は、ボール受容部109に装着された時の姿勢によっては、異径連球21の一部が穿孔部材102の表面から突出せず、検知手段105で検知できない場合がある。従って、ボール1の直径のバラツキや検知手段105の検出精度を考慮すると、この装置で信頼性の高い検出が行える異径連球21の寸法は、小球21aの直径が大球21bの直径の0.2倍以上あるものであるが、小球21aの直径が大球21bの直径の0.2倍以下の異径連球21は、実際の使用においてはほとんど問題ないと考えられている。
次に、異常球分別装置100における連球分別動作について説明する。装着部101を連続回転させることにより、連球を検知するための頂部Aの上流部Bで、適量のボール1が穿孔部材102の表面に向けて供給され、各ボール1は穿孔部材102の表面に付着することなく滑り落ち次々にボール受容部109に入り込んでいく。装着部101の頂部Aでは、検知手段105により、ボール1が穿孔部材102の表面から突出した部分があるか否かが検査される。検知手段105が何も検知しない場合は、検査エリアにあるボール1は、単球3か或いは異径連球21であっても小球21aが問題ない小ささであることになる。検知手段105により穿孔部材102の表面から突出した部分があることが検知された場合は、この部分は同径連球又は許容値より大きい小球21aを含む異径連球21の一部であり、排除すべき不良品が検知されたことになるとともに、その位置も知ることができる。
排除すべき不良品があると判定されると、検知手段105からは不良品検知信号が出力されるようにしておき、この信号を利用して不良品を除去すればよい。例えば、頂部Aの下流の所定位置Cに不良品除去手段110を設け、装着部101の回転速度に応じて作動させることにより自動的に不良品を除去する。不良品除去手段110としては、吸着ハンドを備えたロボットなどの公知の手段を用いることができ、装着部101表面の幅方向における不良品の位置情報が入力されれば、不良品だけを取除くようにすることができる。不良品除去手段110で除去されずに穿孔部材102に残留したボール1は良品であり、装着部101の底部Dで、ボール受容部109に付着することなく確実に落下し、良品収容部108に残ることなく回収される。
上述したように、異常球分別装置100は、ボールを受容部のみで保持し連続的にセンサで単球から突出した部分を検出し、このような突出部分を有するボールを排除するので、ボール受容部寸法と検知手段の検出精度で予め決まる限界直径以上の大きさをもつ小球を含む連球であれば、確実にかつ効率良く分別することができる。また、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部(例えば分別手段)を種々の形態に変更することができる。
1・・半田ボール、 2・・連球、 3・・単球、 21・・異径連球、
21a・・小球、 21b・・大球、 100・・異常球分別装置、 101・・保持部、102・・穿孔部材、102a・・基材部、102b・・表層部、103・・貫通穴、 104・・支持部材、 104a・・基材部、104b・・表層部、105・・検知手段、
106・・シュート、107・・供給部、108・・良品回収部、 109・・ボール受容部、 110・・異常球分別手段
21a・・小球、 21b・・大球、 100・・異常球分別装置、 101・・保持部、102・・穿孔部材、102a・・基材部、102b・・表層部、103・・貫通穴、 104・・支持部材、 104a・・基材部、104b・・表層部、105・・検知手段、
106・・シュート、107・・供給部、108・・良品回収部、 109・・ボール受容部、 110・・異常球分別手段
Claims (3)
- 球体が個々に分離して収まる複数の受容部を備えた装着部と、受容部から突出した球体部分を検出する検知手段と、検知手段が順次球体を検査するように装着部・検知手段の少なくともいずれかを移動させる移動手段を備えている異常球検知装置であって、受容部と装着部の外表面にボール付着を抑制する表面処理を施した事を特徴とする異常球検出装置。
- 球体が個々に分離して収まる複数の受容部を備えた装着部と、受容部から突出した球体部分を検出する検知手段と、装着部・検知手段の少なくともいずれかを移動させる移動手段を備えている異常球検知装置であって、受容部と装着部の外表面に導電性の撥水処理を施した事を特徴とする異常球検出装置。
- 突出部の検出情報を利用して異常球判定を行い、その判定結果をもとに異常球または良品球を受容部から取出す除去手段を備えている請求項1又は2記載の異常球検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004169417A JP2005349239A (ja) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | 異常球検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004169417A JP2005349239A (ja) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | 異常球検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005349239A true JP2005349239A (ja) | 2005-12-22 |
Family
ID=35584136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004169417A Pending JP2005349239A (ja) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | 異常球検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005349239A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100853852B1 (ko) | 2007-05-04 | 2008-08-22 | (주)마이크로메탈 | 솔더볼의 선별장치 |
CN104190634A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-12-10 | 宁波百加百测控设备有限公司 | 一种钢球表面缺陷检测分拣设备 |
WO2020051728A1 (zh) * | 2018-09-10 | 2020-03-19 | 中材高新氮化物陶瓷有限公司 | 一种陶瓷球自动分拣系统及方法 |
-
2004
- 2004-06-08 JP JP2004169417A patent/JP2005349239A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100853852B1 (ko) | 2007-05-04 | 2008-08-22 | (주)마이크로메탈 | 솔더볼의 선별장치 |
CN104190634A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-12-10 | 宁波百加百测控设备有限公司 | 一种钢球表面缺陷检测分拣设备 |
WO2020051728A1 (zh) * | 2018-09-10 | 2020-03-19 | 中材高新氮化物陶瓷有限公司 | 一种陶瓷球自动分拣系统及方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7364043B2 (en) | Fastener inspection system | |
JP3654433B2 (ja) | 半田ボールの分別方法および分別装置 | |
KR101767964B1 (ko) | 볼트 측면 비전 검사 수단을 포함하는 회전 낙하식 볼트 선별장치 | |
KR20130060243A (ko) | 테스터 계면 접촉 요소 및 지지 하드웨어를 세정하는 기구, 장치 및 방법 | |
Samimi et al. | Analysis of impact damage of agglomerates: effect of impact angle | |
KR20160031356A (ko) | 골프공 선별장치 | |
JP2005349239A (ja) | 異常球検出装置 | |
CN1439873A (zh) | 零件外观检查装置 | |
EP1536895B1 (en) | Quality assessment of product in bulk flow | |
EP1128179B1 (en) | Method of identifying substantially defect-free workpieces | |
JP2006267073A (ja) | 表面検査装置及び表面検査方法 | |
JP2003093976A (ja) | 異常球検出装置及び異常球検出方法 | |
JP2006321587A (ja) | 扁平錠剤の供給装置 | |
EP1411347B1 (en) | Appearance inspection machine for flat tablets | |
JP5383430B2 (ja) | チップ形電子部品特性検査分類装置 | |
JP2007135982A (ja) | 錠剤搬送装置 | |
JP4006684B2 (ja) | 異常球分別装置 | |
JP2009189950A (ja) | 異形球分別方法及び異形球分別装置 | |
JP3814718B2 (ja) | 微小球体の選別装置 | |
JP5496930B2 (ja) | 軸体処理装置 | |
EP1594631A1 (en) | Arrangement for separation of particles, and a separation method in connection with a process for manufacturing power cables | |
JP2003307495A (ja) | 導電性微粒子の外観検査方法及び外観検査装置 | |
JP2002286648A (ja) | 球体の連球検出装置 | |
JP3589195B2 (ja) | 微小金属球の選別方法 | |
WO2014069131A1 (ja) | 異形除去装置および異形除去方法 |