JP2007178127A - 外観検査システム、及び外観検査システムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 検査装置の繰り返し操作を効率よく実行する。
【解決手段】外観検査システム１は、検査装置１０と、情報処理装置２０とは、ＲＳ−２３２Ｃ（１３，２３）で相互に接続されている。操作履歴作成プログラムαは、操作入力部２５により入力された移動及び画像取得命令の履歴をＨＤＤ２４（又はメモリ１２）に記憶させる移動履歴作成手段を有する。最適動作制御プログラムβは、移動履歴作成手段により記憶された履歴の内、カメラ１４ｂの回転移動、直進移動から夫々最適な回転移動及び直進移動を算出した最適履歴を記憶させる最適履歴作成手段を有する。また最適動作制御プログラムβは、最適履歴作成手段により記憶された最適履歴に基づいて移動制御部１４ａに命令して画像検出部の移動とこの画像検出部が検出した画像をＨＤＤ２４（又はメモリ１２）に格納する履歴実行手段とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、外観検査システムに係り、特に、繰り返し行う外観検査を効率的に行う機能を有した外観検査システム、及び外観検査システムの制御方法に関する。

プリント配線板、若しくはプリント回路基板の開発工程若しくは量産工程においては、部品の実装状態等の不具合を検出する為、外観検査装置を用いて目視検査のコスト低減や検査自体の信頼性向上を図っている。

外観検査装置は、移動入力装置により所望の位置にカメラを移動することで欠陥見逃しのない高い検出力と目視再検査の負担を軽減する低い虚報率を両立し、且つ高速な検査が実現可能な点が利点である。一方で、例えば開発中プリント回路基板において一部に不具合が発見された場合、同じプリント回路基板を数枚、場合により数十枚という数のサンプルについて同じ場所の外観検査を行う場合が生じる。

近年の外観検査装置は、例えばＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）とのインターフェースを備えたものも存在する。特許文献１には定型的処理を実行させる場合に複雑な作業や知識を伴うプログラミングを要することなく、操作手順を簡単にプログラム化する機能を実現して操作効率の向上を図る提案がなされている。
特開平９−２４４８８０（第６頁、図１）

しかしながら、上述の特許文献１の技術を外観検査装置に応用しても被対象物であるプリント回路基板の外観検査は必ずしも最適な作業効率を維持できるとは限らない。即ち、例えば試験台上においてプリント配線基板の外観を検査する場合には、検査前に視覚的にある程度の不具合部分のあたりを認識することはできる。しかし、不具合が生じているピンポイント的な部分は入力装置などでカメラを動作操作を繰り返しながら数回にわたって操作を行い、ようやく目的の位置にたどり着くのが現状である。

従って、上述の特許文献１の技術を外観検査装置に単に応用して動作履歴を作成し、その履歴をカメラの移動に追随するような形式で用いたとする。この場合、一部にあるいは殆どの部分に不要な動作が入ってしまい、必ずしも効率的な外観検査とならない場合が生じてしまう問題があった。

そこで、本発明は上記問題を解決するためになされたもので、カメラの動作履歴を基にしてそこから更に最適なカメラの動作履歴を作成した新しい動作履歴を作成することで繰り返し操作を効率よく実行する外観検査装置、および外観検査装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る外観検査システムは検査装置とこの検査装置と所定のインターフェースで相互に接続された情報処理装置とを備えた外観検査システムであって、前記検査装置は、被対象物の外観画像を検出する画像検出部と、前記画像検出部の移動を制御する移動制御部とを有し、前記情報処理装置は、前記画像検出部の回転移動、直進移動、画像取得の操作命令を入力する操作入力部と、データを記憶する記憶部と、前記操作入力部により入力された操作命令の履歴を前記記憶部に記憶させる操作履歴作成手段と、前記操作歴作成手段により記憶された前記履歴の内、回転移動、及び直進移動の履歴から夫々最適な回転移動及び最適な直進移動である最適履歴を作成して前記記憶部に記憶させる最適履歴作成手段と、前記最適履歴作成手段により記憶された最適履歴に基づいて前記移動制御部に命令して前記画像検出部の移動とこの画像検出部が検出した外観画像を前記記憶部に格納する履歴実行手段とを備えたことを特徴としている。

また、本発明に係る外観検査システムの制御方法は、被対象物の外観画像を検出する画像検出部と、前記画像検出部の移動を制御する移動制御部とを有した検査装置と、この検査装置と所定のインターフェースで相互に接続され、前記画像検出部の回転移動、直進移動、画像取得の操作命令を入力する操作入力部と、データを記憶する記憶部とを備えた情報処理装置とからなる外観検査システムの制御方法であって、前記操作入力部により入力された操作命令の履歴を前記記憶部に記憶させる操作履歴作成ステップと、前記操作履歴ステップにより記憶された前記履歴の内、回転移動、及び直進移動の履歴から夫々最適な回転移動及び最適な直進移動である最適履歴を作成して前記記憶部に記憶させる最適履歴作成ステップと、前記最適履歴作成ステップにより記憶された最適履歴に基づいて前記移動制御部に命令して前記画像検出部の移動とこの画像検出部が検出した外観画像を前記記憶部に格納する履歴実行ステップとを備えたことを特徴としている。

検査装置の繰り返し操作を効率よく実行できる。

以下に、本発明による外観検査システムの実施の形態を図１〜図５を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態である外観検査システムのブロック図である。この外観検査システム１は、検査装置１０と、情報処理装置２０とを有し、夫々が相互にＲＳ−２３２Ｃ（１３）、ＲＳ−２３２Ｃ（２３）のインターフェースで接続されている。

検査装置１０は、ＣＰＵ１１と、メモリ１２と、ＲＳ−２３２Ｃ（１３）と、移動制御部１４ａと、カメラ１４ｂと、操作入力部１５と、モニタ１６とを主たる構成する要素とする。ＣＰＵ１１、メモリ１２、ＲＳ−２３２Ｃ（１３）、移動制御部１４ａ、操作入力部１５、モニタ１６はバスＢ１で接続されている。また、カメラ１４ｂは移動制御部１４ａに接続されている。

情報処理装置２０は、ＣＰＵ２１と、メモリ２２と、ＲＳ−２３２Ｃ（２３）と、ＨＤＤ２４と、操作入力部２５と、モニタ２６とを主たる構成要素とする。各要素はバスＢ２で接続されている。ここでバスＢ２は例えばＳＭＢｕｓである。

次に検査装置１０内の各構成要素をに説明する。

ＣＰＵ１１は、検査装置１０全体を制御する。例えばＲＳ−２３２Ｃ（１３）が受信した命令を元に移動制御部１４ａにカメラ１４ｂの移動命令を出させるなどの制御を行ったり、カメラ１４ｂが取得した外観画像（以下、単に「画像」とも言う。）を一時的にメモリ１２に記憶させたりなどの制御を行う。

メモリ１２は、情報を格納する部分であり、ＣＰＵ１１の制御プログラム（不図示）や上述した画像を格納したする。ＲＳ−２３２Ｃ（１３）は、検査装置１０と情報処理装置２０との間でデータの送受信を行うインターフェースである。

移動制御部１４ａは被対象物の画像を検出するカメラ１４ｂ（画像検出部）の移動を制御する。操作入力部１５は、ユーザによりカメラ１４ｂの移動を入力させる為の装置である。操作入力部１５は例えば、キーボード、マウス等である。モニタ１６は、カメラ１４ｂが検出した画像を表示する表示部である。モニタ１６は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等である。

次に情報処理装置２０内の各構成要素を説明する。

ＣＰＵ２１は、メモリ２２に格納された後述する操作履歴作成プログラムαや最適動作制御プログラムβに基づいて情報処理装置２０全体を制御する。

メモリ２２は、情報を格納する部分であり、ＣＰＵ２１の制御プログラムである操作履歴作成プログラムαや最適動作制御プログラムβの他、カメラ１４ｂが検出した画像を一時的に格納したする。

ＲＳ−２３２Ｃ（２３）は、情報処理装置２０と検査装置１０との間でデータの送受信を行うインターフェースである。

ＨＤＤ２４は、データを格納する機能を有する。例えばメモリ２２が一時的に格納した画像を格納する機能を有する。

操作入力部２５は、ユーザによりカメラ１４ｂの移動を入力させる為の装置である。即ち、操作入力部２５は、カメラ１４ｂの回転移動、直進移動、画像取得の操作命令を入力する部分である。操作入力部２５は例えば、ジョイスティック、キーボード、マウス等である。

モニタ２６は、カメラ１４ｂが検出した画像を表示する表示部である。モニタ２６は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等である。

（操作履歴作成手段）
次に、外観検査システム１における操作履歴ファイルＸの作成方法（操作履歴作成手段）について説明する。図２は、操作履歴作成プログラムαの処理の流れを示したフローチャートである。

まず、操作履歴作成プログラムαは、操作履歴を記憶するかの判断をユーザに問う（ステップＳ３１）。即ち、上述したように外観検査システム１では、操作入力部２５からカメラ１４ｂの移動を指示すると、これに対応してカメラ１４ｂが所望の位置に動く。従って、どの操作からの履歴を記憶すべきかのトリガを掛ける為、本判断をユーザに問う。ユーザは操作入力部２５からこの質問に回答することとなる。

その結果、ユーザが操作履歴を記憶しないと判断した場合は（ステップＳ３１のＮｏ）、操作履歴を記憶すると回答するまで後述する処理を行わない。一方、操作履歴を記憶すると回答した場合には（ステップＳ３１のＹｅｓ）、操作履歴ファイルＸの作成を開始する（ステップＳ３２）。ここで操作履歴を記憶するトリガとしては、例えば被対象物Ａとしてプリント回路基板を観察する場合、検査装置１０内の試験台（不図示）上に当該プリント配線板を搭載し、かつ原点合わせを行った状態で、プリント回路基板の外観検査の準備が整った場合などである。

次にそれ以降ユーザが操作入力部２５を介して操作した内容を一時的にメモリ２２に記憶し（ステップＳ３３）、その都度あるいは所定の容量の履歴が格納された段階でＨＤＤ２４に格納された操作履歴ファイルＸに追加していくこととなる（ステップＳ３４）。

ユーザは所望の操作が終了していないと判断した場合には（ステップＳ３５のＮｏ）、ステップＳ３３に戻り、継続して操作入力部２５から移動等の所望の操作を行う。

一方、ユーザが所望の操作が終了したと判断した場合には（ステップＳ３５のＹｅｓ）、操作履歴ファイルＸが完成する（ステップＳ３６）。例えばユーザが操作入力部２５を介してＣＰＵ２１に操作終了命令を入力した場合には、操作履歴ファイルＸ作成開始から今まで行ってきた操作履歴を記述した操作履歴ファイルＸがＨＤＤ２４内に完成することとなる。

操作履歴作成プログラムαが以上の処理を行うことで操作履歴ファイルＸが完成する。

次に、外観検査システム１における最適動作の処理方法について説明する。図３は、最適動作制御プログラムβの処理の流れを示したフローチャートである。最適動作制御プログラムβは最適履歴作成手段と履歴実行手段とを有している。

（最適履歴作成手段）
まず、最適動作制御プログラムβは、カメラ１４ｂの動作に対して操作履歴ファイルＸを利用するか否かの判断をユーザに問う（ステップＳ４１）。即ち、外観検査システム１では、操作履歴ファイルＸをまだ作成していない場合や試験的にカメラ１４ｂを動作させたい場合もあるため、操作履歴ファイルＸを利用するか否かを問う。

その結果、ユーザが操作入力部２５を介して操作履歴ファイルＸを利用しない旨の入力をした場合には（ステップＳ４１のＮｏ）、最適動作制御プログラムβの処理は終了する。

一方、ユーザが操作入力部２５を介して操作履歴ファイルＸを利用する旨の入力をした場合には（ステップＳ４１のＹｅｓ）、次にＨＤＤ２４に格納されている操作履歴ファイルＸを読み込む（ステップＳ４２）。尚、複数の操作履歴ファイルＸが存在している場合にはユーザにより選択させるような構成にしても良い。

次に読み込んだ操作履歴ファイルＸにおいて回転角度の最適化を算出する（ステップＳ４３）。ここで回転角度の最適化とは、最小の回転角度で同じ回転位置になる回転移動を算出することである。

図４は、回転角度の最適化の算出例を示した図である。ここで図４（ａ）は操作履歴ファイルＸを示したものであり、図４（ｂ）は後述する最適動作ファイルＹを示したものである。図４（ａ）に示すように、ユーザが操作入力部２５よりカメラ１４ｂの移動を入力することにより、原点（０，０）に位置していたカメラ１４ｂを右に２７０度回転させ、その位置で画像を取得命令（スナップ）を入力したとする。

この場合、ステップＳ４３の処理を行うことで、図４（ｂ）に示すように右に２７０度回転させた移動は右に９０度回転させる移動へと算出され、メモリ２２に一時的に記憶される。尚、この内容は後述するＨＤＤ２４へ最適動作ファイルＹとして書き込まれることとなる（後述するステップＳ４５）。

次に読み込んだ操作履歴ファイルＸにおいて移動経路の最適化を算出する（ステップＳ４４）。ここで移動経路の最適化とは、少なくとも前記画像取得命令が入力された全ての位置を経由する経路の中で最短の経路を算出することである。

図５は、移動経路の最適化の算出例を示した図である。ここで図５（ａ）は操作履歴ファイルＸを示したものであり、図５（ｂ）は後述する最適動作ファイルＹを示したものである。図５（ａ）に示すように、ユーザが操作入力部２５よりカメラ１４ｂの移動を入力することにより、原点（０，０）に位置していたカメラ１４ｂをＸ方向に１００ｍｍ動かして（１００，０）まで移動し、次にＹ方向に１００ｍｍ動かして（１００，１００）まで移動した後、その位置で画像取得命令（スナップ）を入力したとする。

この場合、ステップＳ４４の処理を行うことで、図５（ｂ）に示すように原点（０，０）から１つの移動で（１００，１００）まで移動する最適動作へと算出され、メモリ２２に一時的に記憶される。尚、この内容は後述するＨＤＤ２４へ最適動作ファイルＹとして書き込まれることとなる（後述するステップＳ４５）。

次に、ステップＳ４３、ステップＳ４４に基づいて算出された最適動作より最適動作ファイルＹを作成する（ステップＳ４５）。この作成はメモリ２２に一時的に記憶されたステップＳ４３とステップＳ４４の処理結果を元に最適動作ファイルＹとしてＨＤＤ２４に格納するものである。尚、メモリ２２を使用せずにステップＳ４３、ステップＳ４４の結果を直接ＨＤＤ２４に格納して最適動作ファイルＹを作成するように構成しても良い。

（履歴実行手段）
次に、最適動作ファイルＹに基づいた内容で検査装置１０への可動を命令する（ステップＳ４６）。即ち、最適動作制御プログラムβにおいては、操作履歴ファイルＸではなく、新たに作成された最適動作ファイルＹの動作履歴に基づいて検査装置１０を動作させる。

次に、検査対象の外観画像を記憶する（ステップＳ４７）。即ち、ステップＳ４６における最適動作ファイルＹに基づいた動作の中で画像取得命令により取得した画像をＨＤＤ２４に記憶する。この記憶はメモリ２２に一時的に記憶したものをＨＤＤ２４に格納するような構成としても良いし、メモリ２２を使用せずに画像取得命令により直接ＨＤＤ２４に記憶するような構成としても良い。

最適動作制御プログラムβが以上のような処理をすることで、操作履歴ファイルＸにおける非効率な移動部分を省略した最適な移動位置を記録した最適動作ファイルＹを作成し、この最適動作ファイルＹに基づいて検査装置１０を動作させることが可能となる。

従って、カメラの動作履歴を基にしてそこから更に最適なカメラの動作履歴を作成した新しい動作履歴を作成することで繰り返し操作を効率よく実行できる。

本発明の実施の形態である外観検査システムのブロック図。 操作履歴作成プログラムαの処理の流れを示したフローチャート。 最適動作制御プログラムβの処理の流れを示したフローチャート。 回転角度の最適化の算出例を示した図。 移動経路の最適化の算出例を示した図。

符号の説明

１ 外観検査システム
１０ 検査装置
１１ ＣＰＵ
１２ メモリ
１３ ＲＳ−２３２Ｃ
１４ａ 移動制御部
１４ｂ カメラ
１５ 操作入力部
１６ モニタ
２０ 情報処理装置
２１ ＣＰＵ
２２ メモリ
２３ ＲＳ−２３２Ｃ
２４ ＨＤＤ
２５ 操作入力部
２６ モニタ
Ａ 被対象物
Ｂ１，Ｂ２ バス
Ｘ 操作履歴ファイル
Ｙ 最適動作ファイル
α 操作履歴作成プログラム
β 最適動作制御プログラム

Claims (6)

1. 検査装置とこの検査装置と所定のインターフェースで相互に接続された情報処理装置とを備えた外観検査システムであって、
   前記検査装置は、
   被対象物の外観画像を検出する画像検出部と、
   前記画像検出部の移動を制御する移動制御部とを有し、
   前記情報処理装置は、
   前記画像検出部の回転移動、直進移動、画像取得の操作命令を入力する操作入力部と、
   データを記憶する記憶部と、
   前記操作入力部により入力された操作命令の履歴を前記記憶部に記憶させる操作履歴作成手段と、
   前記操作歴作成手段により記憶された前記履歴の内、回転移動、及び直進移動の履歴から夫々最適な回転移動及び最適な直進移動である最適履歴を作成して前記記憶部に記憶させる最適履歴作成手段と、
   前記最適履歴作成手段により記憶された最適履歴に基づいて前記移動制御部に命令して前記画像検出部の移動とこの画像検出部が検出した外観画像を前記記憶部に格納する履歴実行手段と
   を備えたことを特徴とする外観検査システム。
2. 前記最適な回転移動とは、最小の回転角度で同じ回転位置になる移動であることを特徴とする請求項１に記載の外観検査システム。
3. 前記最適な直進移動とは、少なくとも前記画像取得の命令が入力された際の前記画像検出部の全ての位置を経由する経路の中で最短の経路であることを特徴とする請求項１に記載の外観検査システム。
4. 被対象物の外観画像を検出する画像検出部と、前記画像検出部の移動を制御する移動制御部とを有した検査装置と、
   この検査装置と所定のインターフェースで相互に接続され、前記画像検出部の回転移動、直進移動、画像取得の操作命令を入力する操作入力部と、データを記憶する記憶部とを備えた情報処理装置と
   からなる外観検査システムの制御方法であって、
   前記操作入力部により入力された操作命令の履歴を前記記憶部に記憶させる操作履歴作成ステップと、
   前記操作履歴ステップにより記憶された前記履歴の内、回転移動、及び直進移動の履歴から夫々最適な回転移動及び最適な直進移動である最適履歴を作成して前記記憶部に記憶させる最適履歴作成ステップと、
   前記最適履歴作成ステップにより記憶された最適履歴に基づいて前記移動制御部に命令して前記画像検出部の移動とこの画像検出部が検出した外観画像を前記記憶部に格納する履歴実行ステップと
   を備えたことを特徴とする外観検査システムの制御方法。
5. 前記最適な回転移動とは、最小の回転角度で同じ回転位置になる移動であることを特徴とする請求項４に記載の外観検査システムの制御方法。
6. 前記最適な直進移動とは、少なくとも前記画像取得の命令が入力された際の前記画像検出部の全ての位置を経由する経路の中で最短の経路であることを特徴とする請求項４に記載の外観検査システムの制御方法。

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