JP2013074231A - ハンダ付け検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンダ付け装置に一体化することによってコストダウンと作業工数と作業スペースの削減を図ることができるハンダ付け検査装置を提供すること。
【解決手段】ハンダ付け検査装置は、ハンダごて２を保持してこれを移動させるロボット１と、該ロボット１を駆動制御するロボットコントローラを備え、プリント基板３上の指定位置に前記ハンダごて２を順次移動させて複数のリードピン（電子部品）９をプリント基板３上に自動的にハンダ付けするハンダ付け装置に一体的に設けられる。このハンダ付け検査装置は、ハンダ付け装置によってハンダ付けされたリードピン９のハンダ付け箇所を撮像するカメラ（撮像手段）４とハンダ付け箇所を照明する照明装置（照明手段）５をロボット１に取り付けるとともに、カメラ４によって撮像された画像を処理してリードピン９のハンダ付けの良否を判定する画像処理手段と、表示手段を設けて構成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子部品をプリント基板上に自動的にハンダ付けするハンダ付け装置に一体的に設けられたハンダ付け検査装置に関するものである。

プリント基板上には例えば電子部品であるコネクタの複数のリードピン（端子）がハンダ付けされるが、このハンダ付けは例えば図８に示すハンダ付け装置によって自動的になされている。ここで、ハンダ付け装置の概要を図８に基づいて説明する。

即ち、図８はハンダ付け装置の概略構成を示す斜視図であり、同図において、１はハンダごて２を保持してこれを直交座標軸であるＸ，Ｙ，Ｚ軸方向及びＺ軸を中心とする回転方向であるθ方向に移動させるロボットであって、該ロボット１の水平なテーブル１ａ上にはプリント基板３がセットされている。尚、ロボット１は、不図示のロボットコントローラによって駆動制御され、該ロボットコントローラに予め記憶されているリードピンの座標に基づいてハンダこて２を各リードピン位置へと順次連続的に移動させてリードピンをプリント基板３にハンダ付けする。

各リードピンのハンダ付けにおいては、ロボット１によって所定のリードピンの位置に移動したハンダこて２が加熱され、このハンダこて２に自動的に供給されるハンダが溶融されることによってリードピンがプリント基板３上の所定位置にハンダ付けされ、以後、同様にしてハンダこて２が各リードピンの位置まで順次移動しながらこれらのリードピンをプリント基板３上に自動で連続的にハンダ付けする。

ところで、特許文献１には、自動ハンダ付け装置においてハンダこての先端の荷重を荷重計によって計測する構成が提案されている。

而して、図８に示すようなハンダ付け装置によってプリント基板３上にハンダ付けされたリードピンのハンダ付けの良否を判定する検査は、従来は後工程での作業者による目視によってなされていた。

ところが、上述のような目視によるハンダ付けの良否の判定は基準が作業者によって一定していないばかりか、作業者に多大な負担を強いることとなる。

そこで、特許文献２，３には、電子部品のハンダ付け箇所に光照射手段によって光を照射し、光が照射されたハンダ付け箇所を含む領域を撮像手段によって撮像し、撮像された画像に基づいて判定手段によってハンダ付けの良否を判定するようにしたハンダ付け検査装置が提案されている。

特開２００９−２６９０４１号公報 特開平８−２８５７８５号公報 特開２００４−１５１０１０号公報

しかしながら、特許文献２，３において提案されたハンダ付け検査装置は、ハンダ付けを行うハンダ付け装置とは別に設けられる検査専用の装置であるため、ハンダ付け装置にも使用されているロボット等の駆動手段を設ける必要があり、装置コストがアップする他、電子部品がハンダ付けされたプリント基板をハンダ付け装置から取り外して検査のためにハンダ付け検査装置まで搬送する必要があり、作業工数と作業スペースが増えるという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ハンダ付け装置に一体化することによってコストダウンと作業工数と作業スペースの削減を図ることができるハンダ付け検査装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載のハンダ付け検査装置は、ハンダごてを保持してこれを直交座標軸であるＸ，Ｙ，Ｚ軸方向及びＺ軸を中心とする回転方向であるθ方向に移動させるロボットと、該ロボットを駆動制御するロボットコントローラを備え、プリント基板上の指定位置に前記ハンダごてを順次移動させて複数の電子部品をプリント基板上に自動的にハンダ付けするハンダ付け装置に一体的に設けられる装置であって、
前記ハンダ付け装置によってプリント基板上にハンダ付けされた電子部品のハンダ付け箇所を撮像する撮像手段と同電子部品のハンダ付け箇所を照明する照明手段を前記ロボットに取り付けるとともに、
前記撮像手段によって撮像された画像を処理して電子部品のハンダ付けの良否を判定する画像処理手段と、該画像処理手段によって処理された画像と判定されたハンダ付けの良否を表示する表示手段を設けて構成されることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ハンダごてと前記撮像手段及び前記照明手段とを前記ロボットの回転軸を中心として互いに反対方向に配置し、これらのハンダごてと撮像手段及び照明手段の位置をハンダ付け工程と検査工程とで反転させることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ハンダ付け検査装置がハンダ付け装置に一体的に設けられるため、ハンダ付け装置のロボットやロボットコントローラをハンダ付け検査装置に共用することができ、装置を小型化してコストダウンを図ることができる。又、１つの装置でハンダ付けとハンダ付けの検査を行うことができるため、電子部品がハンダ付けされたプリント基板の検査装置への搬送が不要となり、作業工数と作業スペースを削減することができる。

請求項２記載の発明によれば、ハンダ付け工程に使用されるハンダごてと検査工程に使用される撮像手段及び照明手段とをロボットの回転軸を中心として互いに反対方向に配置し、これらのハンダごてと撮像手段及び照明手段の位置をハンダ付け工程と検査工程とで反転させることによって、装置に並設されるハンダごてと撮像手段及び照明手段をハンダ付け工程と検査工程とで使い分けて１つの装置でハンダ付けとハンダ付けの検査を行うことができる。

本発明に係るハンダ付け検査装置の基本構成を示す斜視図である。 本発明に係るハンダ付け検査装置の基本構成を示すブロック図である。 本発明に係るハンダ付け検査装置のハンダ付け工程におけるハンダこてとカメラの位置関係を示す側面図である。 本発明に係るハンダ付け検査装置のハンダ付け工程におけるハンダ付け状態を示す側面図である。 本発明に係るハンダ付け検査装置の検査工程における検査状態を示す側面図である。 本発明に係るハンダ付け検査装置におけるハンダ付け工程と検査工程の処理手順を示すフローチャートである。 （ａ），（ｂ）は撮像画像の例を示す図である。 ハンダ付け装置の概略構成を示す斜視図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るハンダ付け検査装置の基本構成を示す斜視図、図２は同ハンダ付け検査装置の基本構成を示すブロック図であり、本発明に係るハンダ付け検査装置は図８に示すハンダ付け装置に一体的に設けられる装置である。具体的には、本発明に係るハンダ付け検査装置は、図８に示す単体としてのハンダ付け装置に、撮像手段であるカメラ４と、照明手段である照明装置５と、画像処理手段である画像処理コントローラ６及び表示手段であるモニター７を付設することによって構成されており、プリント基板３上への電子部品であるコネクタ８の複数のリードピン９（図３〜図５参照）のハンダ付けとリードピン９のハンダ付けの良否を判定する検査を行うものである。尚、図１及び図２においては、図８に示したものと同一要素には同一符号を付している。

上記照明装置５は、ハンダ付け装置によってプリント基板３上にハンダ付けされた複数のリードピン９のハンダ付け箇所を含む領域に光を照射してその領域を照明するものであり、前記カメラ４は、照明装置５によって照明される領域の画像を撮像するものである。又、前記画像処理コントローラ６は、カメラ４によって撮像された画像を処理してリードピン９のハンダ付けの良否を判定するものであり、前記モニター７は、画像処理コントローラ６によって処理された画像と判定されたハンダ付けの良否を表示するものである。

次に、本発明に係るハンダ付け検査装置によるハンダ付け工程と検査工程における作用を図３〜図７に基づいて以下に説明する。

図３は本発明に係るハンダ付け検査装置のハンダ付け工程におけるハンダこてとカメラの位置関係を示す側面図、図４は同ハンダ付け検査装置のハンダ付け工程におけるハンダ付け状態を示す側面図、図５は同ハンダ付け検査装置の検査工程における検査状態を示す側面図、図６は同ハンダ付け検査装置におけるハンダ付け工程と検査工程の処理手順を示すフローチャート、図７（ａ），（ｂ）は撮像画像の例を示す図である。

本発明に係るハンダ付け検査装置は、図８に示すハンダ付け装置の機能も備えており、ハンダ付け工程においては、図３に示すように、ハンダこて２はコネクタ８の端部（図３の左端であって、ハンダ付けを開始する側）のリードピン９の上方に位置しており、ハンダ付け工程においては使用されないカメラ４と照明装置５はロボット１の回転軸（Ｚ軸）１ｂを中心としてハンダこて２とは反対側（右側）に位置している。

而して、ロボット１は図２に示すロボットコントローラ１０によって駆動制御されるが、該ロボットコントローラ１０には各リードピン９の位置を示す座標が予め記憶されており、その座標に基づいてハンダ対象であるリードピン９の位置が指定される（図６のステップＳ１）。すると、ロボット１が駆動されてハンダこて２が図４に示すように指定されたリードビン９の位置へと移動する（ステップＳ２）。上記状態からハンダこて２が加熱され、このハンダこて２に自動的に供給されるハンダが溶融されることによってリードピン９がプリント基板３上の所定位置にハンダ付けされる（ステップＳ３）。

以上の動作（ステップＳ２，Ｓ３の動作）がリードピン９の数だけ繰り返され（ステップＳ４）、全てのリーとビン９についてハンダ付けが完了した場合（ステップＳ４での判定結果がＮｏである場合）には、次の検査工程に移行する。

検査工程においては、ロボット１が１８０°回転して図５に示すようにハンダ付け工程において使用されるハンダこて２と検査工程において使用されるカメラ４及び照明装置５の位置がロボット１の回転軸（Ｚ軸）１ｂを中心として反転される（ステップＳ５）。即ち、ハンダ付けの検査が開始される端部（図５の左端部）のリードピン９の上方にカメラ４と照明装置５が位置する。

上記状態において検査対象であるリードピン９の位置が指定され（ステップＳ６）、ロボット１が駆動されてカメラ４と照明装置５が図５に示すように指定されたリードビン９の上方位置へと移動する（ステップＳ７）。その状態において図５に示すように照明装置５によって検査対象であるリードピン９を含む領域に向けて光が照射されてその領域が照明され、照明される領域がカメラ４によって撮像されて撮像画像が画像処理コントローラ６に入力される（ステップＳ８）。尚、撮像画像の例を図７（ａ），（ｂ）に示す。

すると、画像処理コントローラ６は、入力された撮像画像を検査し（ステップＳ９）、リードピン９のハンダ付けの良否（ＯＫ／ＮＧ）を判定し（ステップＳ１０）、その結果をモニターに表示する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。

以上の動作（ステップＳ７〜Ｓ１２の動作）がリードピン９の数だけ繰り返され（ステップＳ１３）、全てのリードビン９についてハンダ付けの検査が完了した場合（ステップＳ１３での判定結果がＮＧである場合）には、ハンダ付け検査が終了する（ステップＳ１４）。

以上のように、本発明に係るハンダ付け検査装置は、ハンダ付け装置に一体的に設けられるため、ハンダ付け装置のロボット１やロボットコントローラ１０をハンダ付け検査装置に共用することができ、装置を小型化してコストダウンを図ることができる。又、１つの装置でハンダ付けとその検査を行うことができるため、コネクタ８のリードピン９がハンダ付けされたプリント基板３の検査装置への搬送が不要となり、作業工数と作業スペースを削減することができる。

更に、本発明に係るハンダ付け検査装置によれば、ハンダ付け工程に使用されるハンダごて２と検査工程に使用されるカメラ４及び照明装置５とをロボット１の回転軸１ｂを中心として互いに反対方向に配置し、これらのハンダごて２とカメラ４及び照明装置５の位置をハンダ付け工程と検査工程とで反転させることによって、装置に並設されるハンダごて２とカメラ３及び照明装置５をハンダ付け工程と検査工程とで使い分けて１つの装置でハンダ付けとハンダ付けの検査を行うことができるという効果が得られる。

１ ロボット
１ａ ロボットのテーブル
１ｂ ロボットの回転軸（Ｚ軸）
２ ハンダこて
３ プリント基板
４ カメラ（撮像手段）
５ 照明装置（照明手段）
６ 画像処理コントローラ（画像処理手段）
７ モニター（表示手段）
８ コネクタ
９ リードピン（電子部品）
１０ ロボットコントローラ

Claims (2)

1. ハンダごてを保持してこれを直交座標軸であるＸ，Ｙ，Ｚ軸方向及びＺ軸を中心とする回転方向であるθ方向に移動させるロボットと、該ロボットを駆動制御するロボットコントローラを備え、プリント基板上の指定位置に前記ハンダごてを順次移動させて複数の電子部品をプリント基板上に自動的にハンダ付けするハンダ付け装置に一体的に設けられる装置であって、
   前記ハンダ付け装置によってプリント基板上にハンダ付けされた電子部品のハンダ付け箇所を撮像する撮像手段と同電子部品のハンダ付け箇所を照明する照明手段を前記ロボットに取り付けるとともに、
   前記撮像手段によって撮像された画像を処理して電子部品のハンダ付けの良否を判定する画像処理手段と、該画像処理手段によって処理された画像と判定されたハンダ付けの良否を表示する表示手段を設けて成ることを特徴とするハンダ付け検査装置。
2. 前記ハンダごてと前記撮像手段及び前記照明手段とを前記ロボットの回転軸を中心として互いに反対方向に配置し、これらのハンダごてと撮像手段及び照明手段の位置をハンダ付け工程と検査工程とで反転させることを特徴とする請求項１記載のハンダ付け検査装置。
   

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