JP2009128126A - 吸着固定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検査物の水平方向における傾きを矯正し被検査物を負圧により吸着固定して画像を取得して検査する吸着固定装置の実装スペースを小さくするとともに、装置コストを低くし、被検査物の水平方向における傾きを矯正する時間も短くする。
【解決手段】複数の吸引孔を有する検査テーブル上の被検査物１を吸着して固定する吸着固定装置において、吸着固定動作のときに上下して吸着孔を開閉する複数のボール８と、被検査物の水平方向における傾きを矯正する突き当て板５と、被検査物１が前記突き当て板５に当接したことを検出する検出センサ６と、前記複数のボール８に当接し、前記検出センサ６の検出結果に基づき前記突き当て板５の所定の方向と逆方向に回転駆動するボール駆動ベルト３ｂを備え、吸着動作以外のときに被検査物１の傾きを矯正できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検査物の画像を取得して検査するときに被検査物を負圧により吸着固定する吸着固定装置に関するものである。

従来、この種の吸着固定装置において、被検査物が水平方向において斜めに配置され、取得した画像が傾いているときは画像処理により傾きの補正を行うが、傾きが大きい場合は画像補正処理による画像の歪みの影響が大きくなり検査性能に悪影響を及ぼす。

このため、吸着固定機能により被検査物を固定して画像を取得する際には、被検査物の水平方向における傾きを小さくしておくことが必要であり、この被検査物の傾きを矯正するために整列機能を設けている。

この整列機能は、一般に、図７に示すような構成のものがある。同図に示したように従来の吸着固定装置の整列機能にかかる構成は、外観検査等がなされる被検査物１を載せる検査テーブル２と、被検査物１を整列させる整列アクチュエータＸおよびＹ（１３ｘ、１３ｙ）と、被検査物を整列させるための突き当て板ＸおよびＹ（５ｘ、５ｙ）と、被検査物１が整列したか否かを検出する突き当てセンサＸおよびＹ（６ｘ、６ｙ）と、その検出結果を入力とし整列アクチュエータＸ、Ｙ（１３ｘ、１３ｙ）を制御する制御部７ａとからなる。

そして、以上の構成により従来の吸着固定装置の整列機能では、水平方向において傾いて載せられた被検査物１を以下のように整列させる。すなわち、まず、被検査物１が検査テーブル２に載せられると、制御部７は、突き当てセンサＸおよびＹ（６ｘ、６ｙ）により被検出物１が検出されているかどうかを判定し、突き当てセンサＸおよびＹ（６ｘ、６ｙ）の少なくとも１つが被検査物１を検出していない場合は、被検査物１が傾いて載せられたと判断する。

そして、突き当てセンサＸ（６ｘ）が被検査物を検出していない場合は、整列アクチュエータＸ（１３ｘ）を駆動し被検査物を突き当て板Ｘ（５ｘ）方向に押し進め、突き当てセンサＸ（１３ｘ）が被検査物１を検出したところで整列アクチュエータＸ（１３ｘ）を停止し、突き当て板Ｘ（５ｘ）に沿うように矯正する。

同様に、突き当てセンサＹ（６ｙ）が被検査物を検出していない場合は、整列アクチュエータＹ（１３ｙ）を駆動し被検査物を突き当て板Ｙ（５ｙ）方向に押し進め、突き当てセンサＹ（６ｙ）が被検査物１を検出したところで整列アクチュエータＹ（１３ｙ）を停止し、突き当て板Ｙ（５ｙ）に沿うように矯正する。

ところで、上記のように被検査物１を整列した後に外観画像を取得する際に被検査物１を吸着固定する方法としては、図８および図９に示すような自動バルブ機構を備えて、形状の異なる各種被検査物を吸着固定する方法があった（例えば、特許文献１参照）。

図８は、その吸着固定機能の全体構成を示す図であり、図９は検査テーブル２の断面図である。図８に示したように、従来の吸着固定機能は、被検査物１が載せられる吸着機能を有する検査テーブル２と、吸着のための負圧をオン／オフする制御バルブ９と、負圧を発生するための真空ポンプ４と、これらを制御する制御部７ｂとからなる。

そして、図９に示したように、検査テーブル２にはテーパ形状を有する吸引孔２ａが複数設けられており、吸引時のエア漏れを塞ぐためのボール１８と、負圧を加えていない状態ではボール１８が吸着孔２ａを遮蔽しないよう保持するバネ１１が設けられている。

以上の構成により、被検査物１が上に載せられた吸着孔２ａ（図中左側）ではボール１８によって吸着孔２ａが塞がれないので被検査物１を吸着し、被検査物１が無い吸着孔２ａ（図中右側）ではボール１８が吸着孔２ａの下部に設けたテーパ部分に吸着し吸着孔２ａを塞いでエア漏れを防ぎ、検査テーブル全体の吸着力を保持することができるようになっていた。
特開２００１−２６７２７１号公報

しかしながら、上記構成の装置では、２軸を順に整列させるため、整列アクチュエータが複数必要となりコスト高になり、さらに実装スペースが大きくなるという問題があった。また、同様に２軸を順に整列させる必要があるので、被検査物が小さい場合のように整列用のアクチュエータの動作範囲が大きい場合では、整列を完了させるまでの時間が非常に長くなるという問題点があった。

本発明は、前述の課題を解決するために次の手段を採用する。すなわち、複数の吸引孔を有する検査テーブル上の被検査物を吸着して保持する吸着固定装置において、吸着動作のときに上下して吸着孔を開閉する複数のボールと、被検査物の水平方向における傾きを矯正する突き当て板と、被検査物が前記突き当て板に当接したことを検出する検出センサと、前記複数のボールに当接し、前記検出センサの検出結果に基づき前記突き当て板のあわせ位置の方向と逆方向に回転駆動するボール駆動ベルトを備え、吸着動作以外のときに被検査物の水平方向における傾きを矯正できるようにした。

本発明の吸着装置によれば、吸着動作のときに上下して吸着孔を開閉する複数のボールと、被検査物の水平方向における傾きを矯正する突き当て板と、被検査物が前記突き当て板に当接したことを検出する検出センサと、前記複数のボールに当接し、前記検出センサの検出結果に基づき前記突き当て板のあわせ位置の方向と逆方向に回転駆動するボール駆動ベルトを備え、吸着動作以外のときに被検査物の水平方向における傾きを矯正できるようにしたので、装置の小型化および低コスト化が可能となり、また、被検査物が小さい場合でも整列動作の時間を短くすることができる。

以下、本発明に係る実施の形態例を、図面を用いて説明する。なお、図面に共通する要素には同一の符号を付す。

（構成）
図１は、実施例の吸着固定装置の構成を示す構成図である。同図に示したように、実施例の吸着固定装置は、被検査物１の傾きを矯正する突き当て板ＸおよびＹ（５ｘ、５ｙ）と、それぞれ被検査物１が突き当て板に突き当たったか否かを知るための突き当てセンサＸおよびＹ（６ｘ、６ｙ）が設けられている。

そして、中空の検査テーブル２の内部には、複数の被検査物移動ボール８を設け、複数の被検査物移動ボール８を回転させて被検査物１を突き当て板ＸおよびＹ（５ｘ、５ｙ）が接合されるあわせ位置５ｚの方向（矢印Ｃ方向）に移動させるように配置されたボール駆動ベルト３ｂと、このボール駆動ベルト３ｂを駆動するモータ３ａが設けられている。

なお、ボール駆動ベルト３ｂは、後述する真空ポンプ４にて被検査物１を吸引する妨げとならないように、網目構造となっている。

そして、検査テーブル２の中空内部に負圧を発生させるために、制御バルブ９を介して真空ポンプ４が接続されており、突き当てセンサＸおよびＹ（６ｘ、６ｙ）等の検出結果に応じて、制御部７がモータ３ａ、制御バルブ９および真空ポンプ４を制御する構成となっている。

（動作）
以上の構成により、実施例の吸着固定装置は、以下のように動作する。この動作を図２ないし図５の動作説明図を用いて説明する。

図２は、実施例の吸着固定装置により被検査物１の傾きを矯正する動作を説明するための断面図である。

まず、検査テーブル２に被検査物１が置かれると、制御部７は、突き当てセンサＸおよびＹ（６ｘ、６ｙ）が被検査物１を検出していないため被検査物１が傾いていると判断し、ボール駆動ベルト３ｂが矢印Ａ方向に動くようにモータ３ａを回転させる。

被検査物移動ボール８は、ベルト支持ローラ３ｘの支持力およびボール駆動ベルト３ｂの張力により被検査物１を支持しており、ボール駆動ベルト３ｂが矢印Ａ方向に動くことにより矢印Ｂ方向に回転する。すると、被検査物１は被検査物移動ボール８の回転により矢印Ｃ方向に移動し、突き当て板ＸおよびＹ（５ｘ、５ｙ）に突き当たるまで移動する。

そして、突き当てセンサＸおよびＹ（６ｘ、６ｙ）が被検査物１を検出すると、この検出により制御部７は被検査物１が整列したと判断し、モータ３ａの駆動を停止する。

以上の動作をさらに、図３および図４の斜視図を用いて詳細に説明する。図３は、最初の整列動作における被被検査物１の動きを説明したものである。同図に示したように、被検査物１はボール駆動ベルト３ｂが矢印Ａ方向に駆動すると、被検査物移動ボール８は矢印Ｃ方向に回転する。

これにより被検査物１は検査テーブル２の上をスライドするように矢印Ｃ方向に動き、ａ点として示した一角が突き当て板Ｘ（５ｘ）に当たる。図３の例のように被検査物１が傾いている場合は、突き当てセンサＸ（６ｘ）でも、Ｙ（６ｙ）でも被検査物１を検出できないため、ボール駆動ベルト３ｂは駆動を続ける。

すると、最初に突き当て板に突き当たった被検査物の一角（ａ点）を中心に矢印Ｄ方向にスライド回転し、さらにボール駆動ベルト３ｂを駆動し続けると、図４に示すように、被検査物１は２つの突き当て板ＸおよびＹ（５ｘ、５ｙ）が交わるところのあわせ位置５ｚに押し当てられ、突き当てセンサＸおよびＹ（６ｘ、６ｙ）によって被検査物１が検出されるので、整列完了と判定してボール駆動ベルト３ｂを停止し、整列動作が完了する。

なお、この整列動作の間は、被検査物１が固定されないように検査テーブル２の内部が負圧にならないように制御バルブ９は閉じられている。

次に、図５を用いて被検査物１の吸着固定動作を説明する。まず、制御部７は、制御バルブ９を閉じ、真空ポンプ４を起動させ、負圧を発生させた後、制御バルブ９を開き、検査テーブル２の中空内部に負圧をかける。これにより、検査テーブル２の内部の気圧が外部気圧より低くなり、吸着孔２ａから空気の吸引が発生する。

負圧をかけた瞬間は、被検査物移動ボール８と吸着孔テーパ部２ｔの間には間隙があり、吸引孔２ａが被検査物１で塞がれている場合（図中左側の吸着孔２ａ）は、被検査物移動ボール８の上部気圧と下部気圧が同じ気圧となるので、ボール駆動ベルト３ｂの張力により被検査物移動ボール８が持ち上がり、吸着孔２ａが塞がることがなく、矢印Ｚａのように被検査物１が吸着される。

一方、被検査物１が吸引孔２ａ上にない場合や被検査物１の孔１ａなどが吸引孔２ａの位置にある状態（図中右側の吸引孔２ａ）では、吸着孔２ａから矢印Ｚｂのように空気の流入が発生するが、同時に被検査物移動ボール８が吸引され、ボール駆動ベルト３ｂを押し下げ、検査対移動ボール８が吸着孔テーパ部２ｔに嵌って吸引孔２ａが遮蔽されるので、空気漏れが発生することなく検査テーブル２の内部の負圧が維持され、被検査物１の吸着力の低下を防ぐことができる。

なお、以上の実施例の説明では、突き当て板（５ｘ、５ｙ）を設け、ボール駆動ベルト３ｂを駆動して被検査物移動ボール８を回転させ、突き当て板の位置まで被検査物１を移動するように説明したが、図６に示したように、ボール駆動ベルト３ｂではなく、回転支点３ｚにて回転駆動可能なボール駆動円板３ｃを被検査物移動ボール８の下側に配置し、図示しない９０度の角度で配置した２個のセンサ或いはＣＣＤセンサにより取得した画像により被検査物１の傾きを検出し、検出した傾きに応じて、ボール駆動円板３ｃを回転させるようにしてもよい。この場合、突き当て板５を設けることなく、被検査物の水平方向における傾きを矯正することができる。

例えば、同図に示したように被検査物１が時計方向に傾いて検査テーブル２の上に載せられた場合は、ボール駆動円板３ｃを時計方向（矢印Ｅ方向）に回転させると、被検査物移動ボール８を介して被検査物１が載せられているので、被検査物１は反時計方向（矢印Ｆ方向）に回転し、図示しない傾き検出センサにより傾きが矯正されたと判断したときにボール駆動円板３ｃの回転を停止するようにする。

以上の構成および動作によって被検査物１の傾きを矯正した後に、吸着固定動作を行い、被検査物１の所望の画像を取得して外観検査等を実施することもできる。

（実施例の効果）
以上のように、実施例の吸着固定装置によれば、吸着動作のときに上下して吸着孔を開閉する複数のボールと、被検査物の水平方向における傾きを矯正する突き当て板と、被検査物が前記突き当て板に当接したことを検出する検出センサと、前記複数のボールに当接し、前記検出センサの検出結果に基づき前記突き当て板のあわせ位置の方向と逆方向に回転駆動するボール駆動ベルトを備え、吸着動作以外のときに被検査物の水平方向における傾きを矯正できるようにしたので、装置の小型化および低コスト化が可能となる。また、被検査物が小さい場合でも、２軸を順に動作させることなく１つの動作で整列させることができるので、整列動作の時間を短くすることができる。

《その他変形例》
以上の実施例の説明では、板状の被検査物１の画像取得時などの検査テーブル２に適用した例を説明したが、被検査物１へのラベル貼付けや、帳票類のイメージ取得時の原稿台などにおける位置合わせ機構にも適用することができる。

また、以上の実施例の説明では、被検査物の形状を板状として説明したが、一方の面が平面であればよく、図１０（ａ）に示したように半円球状のものでものでもよいし、図１０（ｂ）に示したように側面が斜めでも上部に凹凸があるものであっても本発明を適用することができる。

また、以上の実施例の説明では、ボール駆動ベルト３ｂを被検査物移動ボール８の下側に当接させる位置に固定的に設けるように説明したが、整列動作のときは被検査物移動ボール８の下側にボール駆動ベルト３ｂを強く押付けるように上側に移動し、吸着固定動作のときは被検査物移動ボール８を上方に持ち上げる程度の力で押付ける位置に配置するように、上下移動可能な機構とするとなおよい。

本発明は、被検査物の画像を取得し検査する際に被検査物を負圧により吸着固定する吸着固定装置に広く用いることができる。

実施例の吸着固定装置の構成を説明する図である。 実施例の吸着固定装置の動作説明図である。 実施例の吸着固定装置の動作説明図である。 実施例の吸着固定装置の動作説明図である。 実施例の吸着固定装置の動作説明図である。 変形例の吸着固定装置の構成と動作説明図である。 従来の吸着固定装置の構成及び動作説明図である。 従来の吸着固定装置の全体構成図である。 従来の吸着固定装置の検査テーブル断面図である。 被検査物の変形例を説明する図である。

符号の説明

１：被検査物
１ａ：被検査物の孔
２：検査テーブル
２ａ：吸着孔
２ｔ：吸着孔テーパ部
３ａ：モータ
３ｂ：ボール駆動ベルト
３ｃ：ボール駆動円板
３ｚ：回転支点
４：真空ポンプ
５ｘ、５ｙ：突き当て板
５ｚ：あわせ位置
６ｘ、６ｙ：突き当てセンサ
７、７ａ、７ｂ：制御部
８：被検査物移動ボール
９：制御バルブ

Claims (4)

1. 複数の吸引孔を有する検査テーブル上の被検査物を吸着して固定する吸着固定装置において、
   吸着固定動作のときに上下して吸着孔を開閉する複数のボールと、
   被検査物の水平方向における傾きを矯正する突き当て板と、
   被検査物が前記突き当て板に当接したことを検出する検出センサと、
   前記複数のボールに当接し、前記検出センサの検出結果に基づき前記突き当て板の所定の方向と逆方向に回転駆動するボール駆動ベルトを備え、
   吸着動作以外のときに被検査物の水平方向における傾きを矯正できるようにしたことを特徴とする吸着固定装置。
2. 前記ボール駆動ベルトは、吸入を妨げないように網目状とし、当該張力により前記複数のボールを持ち上げて吸引孔を開けるようにしたことを特徴とする吸着固定装置。
3. 前記突き当て板は、縦および横方向の２枚の突き当て板であって、前記所定の方向は、前記２枚の突き当て板のあわせ部分への方向であることを特徴とする請求項１および請求項２記載の吸着固定装置。
4. 複数の吸引孔を有する検査テーブル上の被検査物を吸着して固定する吸着固定装置において、
   吸着固定動作のときに上下して吸着孔を開閉する複数のボールと、
   被検査物の水平方向における傾きを検出する傾き検出センサと、
   前記複数のボールに当接し、前記傾き検出センサの検出結果に基づき回転駆動可能なボール駆動用円板を備え、
   吸着動作以外のときに被検査物の水平方向における傾きを矯正できるようにしたことを特徴とする吸着固定装置。
   

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