JP2009115725A - 検査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】設置状態に異常があるサポートピンを特定することができる装置を提供する。
【解決手段】個々のサポートピン24の先端面に光を照射し、反射光を受光して先端面の高さを測定する光センサ1と、個々のサポートピン24の先端面の高さのばらつきを許容する許容高さを記憶する記憶手段を備え、先端面の高さが許容高さを外れたサポートピン24に対しては光センサ1によって可視光を照射することで視覚的に特定できるようにした。
【選択図】図3

Description

本発明は、基板を下方から支持するサポートピンの設置状態を検査する検査装置に関するものである。
実装対象となる基板を部品の実装が可能な姿勢で支持する方法として、複数のサポートピンを起立姿勢で設置し、サポートピンの先端面で基板の裏面を下方から支持する方法が知られている。個々のサポートピンは、それぞれの先端面が接触する基板の裏面の高さに対応した長さのものが選択され、これらを正しい起立姿勢で設置することで基板の表面(実装面)を水平にした状態で支持することができる。これらのサポートピンの設置作業は人手によって行われるため、斜め姿勢となって設置されたり、対応しない長さのものが設置されたりするなどの人為的ミスが介入する余地がある。このような状態で基板を支持した場合、基板の表面の水平度が維持できなくなり、部品実装時の高さ制御機能が不全となって部品の破損や実装個所、実装強度が設計値を満たさないという事態を招くことになる。
このような問題を解決するため、従来、複数のサポートピンによって支持された基板自体の高さを測定することで基板の支持状態の適否を判断する方法が提案されている(特許文献1参照)。
特開2003−218595号公報
しかし、この方法では、サポートピンの設置状態に異常がある場合に基板に偏荷重が作用し、基板が使用不可になるだけではなく、サポートピン自体にも想定外の荷重による変形や破損を招く可能性がある。また、どのサポートピンの設置状態に異常があるのかを特定することができないので、異常箇所だけを修正して素早く正常化するという処置を施すことができず、生産性の低下を招くという問題がある。
そこで本発明は、設置状態に異常があるサポートピンを特定することができる装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の検査装置は、基板を下方から支持する複数のサポートピンの設置状態を検査する検査装置であって、個々のサポートピンの先端面に光を照射する照射手段と、照射手段によって照射された光の反射光を受光して先端面の高さを測定する測定手段と、個々のサポートピンの先端面の高さのばらつきを許容する許容高さを記憶する記憶手段と、先端面の高さが許容高さを外れたサポートピンに可視光を照射する可視光照射手段を備えた。
請求項2に記載の検査装置は、請求項1に記載の検査装置であって、前記可視光照射手段が前記照射手段としても機能する。
請求項3に記載の検査装置は、請求項1または2に記載の検査装置であって、前記測定手段が反射光の有無によってサポートピンの有無を検出し、前記可視光照射手段が、設置を予定する個所でサポートピンが検出されなかったときは当該個所を照射し、設置を予定しない個所でサポートピンが検出されたときは当該サポートピンを照射する。
本発明によれば、基板が載置される前段階で個々のサポートピンについて設置状態を検査し、異常な設置状態を示すサポートピンについては可視光によって照射するので、オペレータは照射されたサポートピンについてのみ異常内容を確認して適宜修正すればよく、修正作業が容易であり、技量や習熟度を問わず効率的で正確な修正が可能である。
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態の検査装置の構成を示すブロック図、図2は基板支持装置の斜視図、図3は基板支持装置の側面図、図4は本発明の実施の形態の検査装置を用いてサポートピンの設置状態の検査を行う工程を示したフローチャートである。
図1において、検査装置は、光センサ1と制御部2と移動装置3と表示装置4とで構成されている。制御部2は、照射部5と高さ測定部6とデータ記憶部7と異常箇所検出部8と異常箇所記憶部9と駆動部10と可視光照射部11と表示部12とで構成されている。
図2は基板支持装置の斜視図である。基板支持装置20は、実装機や印刷機などの部品実装用装置において基板搬送レール13を搬送される基板14を支持するために用いられ、サポートプレート21、22、23を上下に間隔をおいて鉛直方向に揃えた3層構造のピン支持部と、ピン支持部に設置された複数のサポートピン24と、基板に対してピン支持部を相対的に昇降させる昇降部で構成されている。上層の2つのサポートプレート21、22にはサポートピン24の設置箇所となる複数の孔25が所定の配置で形成されている。図3の基板支持装置の側面図に示すように、最上層のサポートプレート21に形成された複数の孔25と中間層のサポートプレート22に形成された複数の孔25は鉛直方向に貫通しており、貫通する2つの孔25にサポートピン24を上方から挿入し、最下層のサポートプレート23に下端が当接するまで押し込むことでサポートピン24をピン支持部に装着する。サポートピン24は鉛直方向に起立した姿勢でピン支持部に適宜間隔をおいて設置され、先端面26に載置された基板を下方から支持する。
移動装置3は、光センサ1を基板支持装置20の上方で水平方向に移動させる装置であり、例えば部品実装を行う実装機の実装ヘッド15に光センサ1を装着した場合は実装ヘッド15を基板14の上方で水平移動させるための水平移動機構を用いることができる。移動装置3は駆動部10によって動作制御が行われ、サポートピン24の設置箇所となる複数の孔25の鉛直上方に光センサ1を順次移動させて位置決めを行う。
表示装置4は、CRTや液晶パネルのような情報の可視表示を行う装置であり、表示部12から送られてきた情報をオペレータに提示する。照射部5は、光センサ1が個々のサポートピン24の先端面26に向けて可視光を照射する動作を司る。
高さ測定部6は、光センサ1から鉛直下方に向けて照射された可視光の発光位置と、先端面26で反射した反射光の受光位置との距離が光センサ1と先端面26との高さの差に比例することを利用し、光センサ1との高さの差が既知である基準点からの先端面26の高さを測定する。サポートピン24の先端面26が鏡面処理されていると反射光がうまく拡散せず、高さ測定が不能になるので、基板の支持を妨げない程度に先端面26を粗面処理するか、セラミック等の多孔質素材を先端面26に装着しておくことが望ましい。また、光センサ1の鉛直下方にサポートピン24が存在すれば先端面26で反射した反射光を受光し、鉛直下方にサポートピン24が存在しなければ反射光を受光しないので、高さ測定部6は反射光の有無によってサポートピン24の有無を検出することができる。
データ記憶部7は、サポートピン24の設置可能箇所と設置予定箇所をそれぞれ記憶している。また、個々のサポートピン24の先端面26の基準点からの高さの許容値(許容高さ)も記憶している。設置可能箇所とはサポートピン24を設置するための孔25が形成された箇所のことであり、設置予定箇所とは設置可能箇所のうち実際にサポートピン24の設置を予定する箇所のことである。基板の種類に対応してサポートピン24を設置すべきもしくは設置すべきでない箇所が決まり、設置すべき箇所である設置予定箇所に人手によってサポートピン24を装着する。
このサポートピン24の設置作業に人為的ミスが介入する余地があり、例えば図3に示す4本のサポートピン24のうち左端の2本は正確に装着されているが、その右隣のサポートピン24は最下層のサポートプレート23に落下していた部品27に乗り上げた状態で装着されている。また右端のサポートピン24は他の3本のサポートピン24より短い別の種類のものが誤装着されている。右端の2本の先端面26は正確に装着された左端の2本の先端面26と高さが揃っていないが、その差が僅少であれば肉眼での判別は困難であるのでミスに気付かないことが多い。このため基板14を水平に支持することができない状態になっているにも関わらず基板を載置し、部品実装時の高さ制御機能が不全となって部品の破損や実装個所、実装強度が設計値を満たさないという事態を招きかねない。
異常箇所検出部8は、高さ測定部6によって測定された個々のサポートピン24の先端面26の基準点からの高さと、データ記憶部7に記憶されたそれぞれの許容高さを比較し、測定された先端面26の高さが許容高さを外れたサポートピン24が設置された箇所を検出する。許容高さは設計上要求される設計高さを挟んで上下に任意の幅をもって設定されており、各先端面26の高さがこの幅に収まる程度のばらつきであれば基板14の水平度を確保する上で許容できるという観点から設定されている。図3に示す左側の2本のサポートピン24は許容高さに収まっているが、右端の2本のサポートピン24は許容高さを上下に大きく外れている。また、異常箇所検出部8は、設置予定個所であるにも関わらずサポートピン24が設置されていない箇所、および設置予定個所でないにも関わらずサポートピン24が設置された箇所を検出する。異常箇所検出部8によって検出された箇所は異常箇所データとして異常箇所記憶部9に記憶する。
可視光照射部11は、光センサ1が可視光を異常箇所に向けて上方から照射する動作を司る。可視光の照射は、異常箇所記憶部9に記憶された異常箇所データに基づいて駆動部10が移動装置3を駆動し、光センサ1を異常箇所の鉛直上方に順次位置決めして行う。可視光が照射された箇所はサポートピン24の設置に関して何らかの異常がある箇所であり、オペレータが可視光を認識し、可視光が照射された箇所におけるサポートピン24の設置状態を正しい設置状態に修正する。
表示部12は可視光が照射された箇所における異常内容を表示装置4に表示する。表示装置4は、許容高さを外れたサポートピン24が設置されている場合は「測定高さ>許容高さ」、「測定高さ<許容高さ」等と表示し、設置すべきでないサポートピン24が誤って設置されている場合は「設置不要」等と表示し、設置すべきサポートピン24が設置されていない場合は「設置必要」等と表示する。
オペレータは、「測定高さ>許容高さ」とされたサポートピン24については、部品等に乗り上げた状態になっていれば部品等を取り除き、全長が長い別の種類のものが設置されていれば正しい種類のものに差し替える等の処置を行う。一方「測定高さ<許容高さ」とされたサポートピン24については、傾斜姿勢で装着された場合であれば起立姿勢に修正し、全長が短い別の種類のものが設置されていれば正しい種類のものに差し替える等の処置を行う。また「設置不要」とされたサポートピン24は除去し、「設置必要」とされた箇所にはサポートピン24を設置する。
オペレータがサポートピン24の設置状態を修正する間も可視光を照射し続けることで、修正後のサポートピン24についての設置状態が即時に検査され、正しく修正されていれば表示装置4は「修正済」等の表示を行い、全ての異常箇所について正しく修正を終えると表示装置は「修正完了」等の表示を行う。これにより、修正後のサポートピン24について設置ミスがあれば直ちに再修正することができる。
このように構成された検査装置によれば、基板支持装置20に配置された複数のサポートピン24について基板が載置される前段階で個々に検査し、異常な設置状態を示す箇所は可視光によって照射されるので、オペレータは照射された箇所についてのみ異常内容を確認して適宜修正すればよく、修正作業が容易であり、技量や習熟度を問わず効率的で正確な修正が可能となる。
本実施の形態の検査装置の構成において、光センサ1と照射部5は、個々のサポートピン24の先端面26に光を照射する照射手段である。光センサ1と可視光照射部11は、許容高さを外れたサポートピンに可視光を照射し、設置を予定しない個所でサポートピンが検出されたときは当該サポートピンに可視光を照射し、設置を予定する箇所でサポートピンが検出されなかったときは当該箇所に可視光を照射する可視光照射手段である。光センサ1と高さ測定部6は、光センサ1によって照射された光の反射光を受光して先端面26の高さを測定する測定手段である。データ記憶部7は、個々のサポートピン24の先端面26の許容高さを記憶する記憶手段である。
図4は本実施の形態の検査装置を用いてサポートピンの設置状態の検査を行う工程を示したフローチャートである。最初にオペレータが複数のサポートピン24を設置予定箇所に設置する(ST1)。次に検査装置が全ての設置可能箇所におけるサポートピン24の設置状態を検査する(ST2)。検査の結果、設置状態に異常がある箇所が検出されなければ、基板支持装置に基板を載置して部品実装等の生産を開始する(ST3)。設置状態に異常がある箇所が検出されれば、その異常箇所を順番に照射し(ST4)、オペレータは照射された箇所についてサポートピン24の設置状態を修正する(ST5)。修正作業が完了すると再度設置状態を検査し(ST2)、異常箇所が検出されなければ生産を開始する(ST3)。
本発明は、基板支持装置に配置された複数のサポートピンについて基板が載置される前の段階で個々に検査し、異常な設置状態を示す箇所については可視光によって照射することで、オペレータは照射された箇所についてのみ異常内容を確認して適宜修正すればよく、修正作業が容易であり、技量や習熟度を問わず効率的で正確な修正が可能であるという効果を奏し、基板の水平度が要求される実装分野において特に有用である。
本発明の実施の形態の検査装置の構成を示すブロック図 基板支持装置の斜視図 基板支持装置の側面図 本発明の実施の形態の検査装置を用いてサポートピンの設置状態の検査を行う工程を示したフローチャート
符号の説明
1 光センサ
5 照射部
6 高さ測定部
7 データ記憶部
11 可視光照射部
24 サポートピン
26 先端面

Claims (3)

  1. 基板を下方から支持する複数のサポートピンの設置状態を検査する検査装置であって、
    個々のサポートピンの先端面に光を照射する照射手段と、照射手段によって照射された光の反射光を受光して先端面の高さを測定する測定手段と、個々のサポートピンの先端面の高さのばらつきを許容する許容高さを記憶する記憶手段と、先端面の高さが許容高さを外れたサポートピンに可視光を照射する可視光照射手段、を備えた検査装置。
  2. 前記可視光照射手段が前記照射手段としても機能する請求項1に記載の検査装置。
  3. 前記測定手段が反射光の有無によってサポートピンの有無を検出し、
    前記可視光照射手段が、設置を予定する個所でサポートピンが検出されなかったときは当該個所を照射し、設置を予定しない個所でサポートピンが検出されたときは当該サポートピンを照射する請求項1または2に記載の検査装置。
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