JP2015187579A - 不良製品の目視検査を実施する作業者を支援する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 不良製品の目視検査を実施する作業者を支援する。【解決手段】 支援装置は、生産ラインで生じた不良製品を、作業者が目視検査を実施する目視エリアに搬送する搬送手段と、目視検査を実施する作業者に対して、目視エリアに定められた少なくとも一つの基準位置を、目視エリアに配置された不良製品と同時に視認可能に表示する第１表示手段と、目視検査を実施する作業者に対して、目視エリアに配置された不良製品の不良部位の位置を、前記第１表示手段が表示する基準位置を用いて表示する第２表示手段とを備える。【選択図】図３

Description

ここで開示する技術は、不良製品の目視検査を実施する作業者を支援するための技術に関する。

通常、工業製品（例えば、回路基板に電子部品を装着した部品実装基板）の生産ラインでは、生産上の不良を含む製品又は半製品の発生が避けられない。そこで、工業製品の生産ラインには、一又は複数の検査装置が配置されており、発生した不良製品が抽出されるように構成されている。なお、本明細書では、生産上の不良を含む製品又は半製品を、総括的に不良製品と称する。

ここで、生産ラインから抽出された不良製品は、その全てが直ちに破棄されるわけではない。例えば、不良製品に生じている不良が修正可能なものであれば、作業者による修正作業の後に、当該不良製品（厳密には、もはや不良製品ではない）を生産ラインに再投入することができる。あるいは、実際には正常な製品が、不良製品として誤って抽出されることもある。このような場合、当該製品は、生産ラインへ直ちに再投入することができる。そのことから、工業製品の生産ラインでは、生産ラインで生じた不良製品に対して、その不良の有無や程度を確認するために、作業者による目視検査が実施されている。

特許文献１に、不良製品の目視検査を実施する作業者を支援する装置が開示されている。この装置は、不良製品が配置されるステージと、前記ステージに配置された不良製品にレーザを照射する支持装置とを備える。指示装置は、外観検査装置から取得した不良部位の位置情報に基づいて、レーザの照射方向を調整する。それにより、不良製品上の不良部位にレーザが照射され、不良製品の目視検査を実施する作業者は、不良部位の位置を容易に知ることができる。

特開平８−２２００１２号公報

特許文献１に記載された装置では、作業者が、不良製品をステージ上に載置する必要がある。このような構成であると、作業者が不良製品を触れることになるので、不良製品の品質に与える影響が懸念される。前述したように、生産ラインで生じた不良製品は、全てが廃棄されるわけではなく、生産ラインへ再投入されるものも多い。そのことから、不良製品の品質に影響を与えることなく、作業者が目視検査を容易に実施し得る技術が必要とされている。

本明細書は、上記又はその他の問題を解決するために、不良製品の目視検査を実施する作業者を支援し得る新規で有用な技術を開示する。

本明細書が開示する技術は、工業製品の生産ラインで生じた不良製品の目視検査を実施する作業者を支援する支援装置に具現化される。この支援装置は、生産ラインで生じた不良製品を、作業者が目視検査を実施する目視エリアに搬送する搬送手段と、目視検査を実施する作業者に対して、目視エリアに定められた少なくとも一つの基準位置を、目視エリアに配置された不良製品と同時に視認可能に表示する第１表示手段と、目視検査を実施する作業者に対して、目視エリアに配置された不良製品の不良部位の位置を、第１表示手段が表示する基準位置を用いて表示する第２表示手段とを備える。

上記した支援装置によると、作業者は、第２表示手段による表示を参照した上で、第１表示手段が表示する基準位置を目安にしながら、目視エリアに配置された不良製品から、その不良部位の位置を容易に特定することができる。

本明細書が開示する技術は、下記する他の支援装置にも具現化される。この支援装置は、生産ラインで生じた不良製品を、作業者が目視検査を実施する目視エリアに搬送する搬送手段と、目視検査を実施する作業者に対して、目視エリアに定められた少なくとも一つの基準位置を、目視エリアに配置された不良製品と同時に視認可能に表示する第１表示手段とを備える。そして、搬送手段は、第１表示手段が表示する基準位置に対して、不良製品の不良部位が所定の位置関係となるように、目視エリアにおいて不良製品を停止させる。この場合、搬送手段は、不良製品内における不良部位の位置に基づいて、目視エリアにおける不良製品の停止位置を決定することが好ましい。

上記した支援装置によると、作業者は、第１表示手段が表示する基準位置を目安にして、目視エリアに配置された不良製品から、その不良部位の位置を容易に特定することができる。

実施例１の生産システムを模式的に示す図。 図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図。 カバー部材を通して目視エリアに配置された回路基板を目視したときの図。 ディスプレイの表示例を示す図。 拡大鏡を側面視した図。 拡大鏡を平面視した図。 拡大鏡を配置すべき位置をさらに表示するディスプレイの表示例を示す図。 カバー部材上に配置された拡大鏡を示す図。 実施例２の生産システムを模式的に示す図。 実施例２の生産システムで目視エリアに配置された回路基板を示す図。 実施例２の生産システムで目視エリアに配置された回路基板を示す図であって、図１０と共に、回路基板内における不良部位の位置に応じて、回路基板の停止位置が変更される様子を示す。

本技術に係る支援装置では、第１表示手段が、前述した少なくとも一つの基準位置として、搬送手段が不良製品を搬送する方向に対して垂直に伸びる、少なくとも一つの第１基準線を表示することが好ましい。この場合、第１表示手段は、第１基準線上を伸びる直線状の目印に限られず、第１基準線上に位置する一又は複数の目印（例えば矢印形のマークなど）によって、第１基準線を表示することができる。また、第１表示手段は、それらの目印を、投影、発光、遮光によって表示するものであってもよい。

加えて、又は代えて、第１表示手段は、前述した少なくとも一つの基準位置として、前記搬送手段が不良製品を搬送する方向に対して平行に伸びる、少なくとも一つの第２基準線を表示することが好ましい。この場合、上述した第１基準線と同様に、第１表示手段は、様々な態様によって第２基準線を表示するものであってよい。

本技術の一実施形態として、第１表示手段は、目視エリアに配置された不良製品の上方に位置するカバー部材に、前記少なくとも一つの基準位置を表示することが好ましい。このような構成によると、作業者は、基準位置と不良製品とを同時に視認しやすく、不良部位の位置を容易に特定することができる。

上記したカバー部材は、透明又は半透明の材料で形成された板状部材であることが好ましい。このような構成によると、作業者は、カバー部材を通して、不良製品を視認することができる。例えば、カバー部材によって目視エリアを覆うような構成としてもよく、この場合、目視エリアに配置された不良製品に異物や汚れが付着することを、防止又は抑制することができる。

本技術に係る支援装置は、カバー部材上に配置されるとともに、作業者が不良部位を拡大観察するための拡大視覚手段をさらに備えることが好ましい。この場合、第２表示手段は、第１表示手段が表示する基準位置を用いて、拡大視覚手段を配置すべき位置をさらに表示することが好ましい。このような構成によると、作業者は、不良製品の不良部位を拡大観察するときに、拡大視覚手段を正しい位置へ容易に配置することができる。

本技術に係る支援装置では、第２表示手段が、不良製品又はその同等物（不良製品と同一製品又はそれを模式化したものなど）を示す製品画像と、製品画像上に付されるとともに不良部位の位置を示す不良表示画像と、第１表示手段が表示する基準位置を示す基準表示画像とを、同時に表示することが好ましい。このような構成によると、作業者は、不良製品の不良部位の位置を、直感的に把握しやすく、容易に特定することができる。

本技術に係る支援装置は、回路基板に電子部品を装着して、部品実装基板を生産する生産ラインに好適に適用することができるが、他の工業製品の生産ラインにも有効に適用することができる。

図面を参照して、本技術の実施例である生産システムについて説明する。本実施例の生産システムは、回路基板４に複数の電子部品を装着して、部品実装基板を生産する生産システムである。図１に示すように、生産システムは、生産ライン１０と、生産ライン１０上に配置された目視検査装置３０とを備える。生産ライン１０は、回路基板４を搬送するラインコンベア２０と、ラインコンベア２０に沿って配置された、はんだ印刷装置１２、部品装着装置１４、検査装置１６及びリフロー装置１８とを備える。はんだ印刷装置１２は、回路基板４にはんだを印刷し、部品装着装置１４は、はんだが印刷された回路基板４に複数の電子部品を装着する。目視検査装置３０は、生産ライン１０における回路基板４の流れ方向に関して、検査装置１６の下流側に配置されている。

検査装置１６は、回路基板４に検査を実行し、当該回路基板４が不良製品であるのか否か判定する。検査装置１６による検査には、複数の検査項目が含まれる。ここでいう複数の検査項目には、例えば、電子部品の有無、位置及び向きや、はんだ量の適否といった項目が挙げられる。一例ではあるが、本実施例における検査装置１６は、回路基板４を撮像し、回路基板４の画像を解析することによって、各々の検査項目の良否を決定する。そして、少なくとも一つの検査項目が不良であるときに、当該回路基板４を不良製品と判定する。なお、具体的な検査項目については特に限定されず、さらに多様な検査項目を有してもよい。検査をパスした回路基板４は、目視検査装置３０を通過して、リフロー装置１８に送られる。リフロー装置１８は、回路基板４を加熱処理することによって、回路基板４上のはんだをリフローする。なお、生産ライン１０構成は様々に変更可能であり、本実施例で説明する構成に限定されない。

目視検査装置３０は、生産ライン１０で生じた不良製品を目視検査する作業者２を支援する装置である。図１、図２に示すように、目視検査装置３０は、搬送装置３２と、カバー部材３４と、ディスプレイ３６とを備える。搬送装置３２は、検査装置１６によって不良製品と判定された回路基板４を、作業者２が目視検査を実施する目視エリアＶに搬送する。なお、搬送装置３２の具体的な構成は特に限定されない。一例ではあるが、本実施例における搬送装置３２は、ラインコンベア２０の一部を構成するベルトコンベアが、ラインコンベア２０の搬送方向に対して垂直に移動するように構成されている。即ち、搬送装置３２は、回路基板４を、生産ライン１０に沿って搬送することができるとともに、生産ライン１０から排出して目視エリアＶへ搬送することもできる。また、搬送装置３２は、目視エリアＶから生産ライン１０へ回路基板４を搬送して、当該回路基板４を生産ライン１０へ再投入することもできる。

搬送装置３２が回路基板４を目視エリアＶへ搬送すると、作業者２は当該回路基板４に対して目視検査を実施し、不良の有無や程度を確認する。目視検査の結果、例えば、回路基板４には不良が存在しないと判定されることがある。この場合、作業者２は、検査装置１６による検査ミスと判断し、目視検査装置３０を操作して、回路基板４を生産ライン１０へ再投入する。一方、回路基板４に実際に不良が生じている場合、作業者２は、目視エリアＶから回路基板４を取り出して、不良部位の修正作業を実施するか、当該回路基板４を廃棄する。

カバー部材３４は、目視エリアＶを覆う部材であり、目視エリアＶに配置された回路基板４の上方に位置する。カバー部材３４は開閉可能に構成されており、作業者２はカバー部材３４を開放することによって、目視エリアＶから回路基板４を取り出すことができる。カバー部材３４には、作業者２がカバー部材３４を開閉するためのハンドル３４ａが設けられている。カバー部材３４は、例えばアクリル樹脂、ナイロン樹脂、ガラスといった、透明（又は半透明）の材料で形成されている。従って、作業者２は、カバー部材３４を開放することなく、カバー部材３４を通して、回路基板４の目視検査を実施することができる。それにより、回路基板４に異物や汚れが付着することが抑制される。

図３に示すように、カバー部材３４には、複数の第１基準線４０と、複数の第２基準線４２とが付されている。第１及び第２基準線４０、４２は、目視エリアＶに定められた複数の基準位置を、作業者２に対して視認可能に表示する。作業者２は、目視エリアＶに配置された不良製品４と第１及び第２基準線４０、４２とを、同時に視認することができる。搬送装置３２による回路基板４（不良製品）の搬送方向に対して、第１基準線４０は垂直に伸びており、第２基準線４２は平行に伸びている。カバー部材３４にはさらに、各々の第１基準線４０に割り当てられた識別子「１」〜「３」と、各々の第２基準線４２に割り当てられた識別子「Ａ」〜「Ｄ」とが付されている。それにより、作業者２は、目視エリアＶに配置された回路基板４の各部位を、例えば「２−Ｂ」といったように、第１及び第２基準線４０、４２が表示する基準位置を用いて識別することができる。

ここで、本実施例の第１基準線４０は、カバー部材３４に付された直線状の目印であるが、第１基準線４０は、直線状の目印に限られず、一又は複数の目印（例えば矢印形のマークなど）であってもよい。また、それらの目印は、カバー部材３４又はその他の部材に固着されたものに限られず、投影、発光、遮光によって表示されるものであってもよい。第２基準線４２についても同様である。

図４に示すように、ディスプレイ３６は、作業者２に各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ３６の表示部分６０には、目視エリアＶに配置された回路基板４の不良部位６の位置が、第１及び第２基準線４０、４２による基準位置を用いて表示される。例えば、図４に示す例では、不良部位６の位置が「２−Ｂ」と表示されている。この場合、作業者２は、識別子「２」の第１基準線４０よりも手前であって、識別子「３」の第１基準線４０よりも奥側であり、かつ、識別子「Ｂ」の第２基準線４２よりも右側であって、識別子「Ｃ」の第２基準線４２よりも左側の範囲に、不良部位６が位置すると判断することができる。それにより、作業者２は、当該範囲に絞って回路基板４を観察することにより、不良部位６の位置を容易に特定することができる。ここで、目視エリアＶの基準位置に対する不良部位６の位置は、例えば検査装置１６から取得可能な回路基板４内における不良部位６の位置に基づいて決定することができる。

ディスプレイ３６には、さらに、回路基板４を示す製品画像５４と、不良部位６の位置を示す不良表示画像５６と、第１及び第２基準線４０、４２を示す基準表示画像５０、５２とが、同時に表示される。これらの表示により、作業者２は、目視エリアＶに配置された回路基板４の不良部位６の位置を、直感的に把握しやすく、容易に特定することができる。

図５、図６に示すように、目視検査装置３０は、カバー部材３４上に配置される拡大鏡７０をさらに備えてもよい。拡大鏡７０は、少なくとも一つのレンズ７２を有しており、作業者２は、接眼部７４から回路基板４を拡大観察することができる。この場合、図７に示すように、ディスプレイ３６には、拡大鏡７０を配置すべき位置が、第１及び第２基準線４０、４２による基準位置を用いて、さらに表示されることが好ましい（図７中の表示部分８０参照）。このような構成によると、作業者２は、回路基板４の不良部位６を拡大観察するときに、拡大鏡７０を正しい位置へ容易に配置することができる。ここで、図５、図６に示すように、拡大鏡７０には、位置合わせのためのマーク７６を設けることも有効である。作業者２は、図８に示すように、ディスプレイ３６に表示された基準位置（例えば「Ｃ−２」）に対して、拡大鏡７０を正確に配置することができる。また、拡大鏡７０には、回路基板４を照明するための光源を設けてもよい。

図９〜図１１を参照して、本技術の実施例である第２の生産システムについて説明する。本実施例の生産システムでは、実施例１で説明した生産システムと比較して、目視検査装置１３０の構成が変更されている。その他の構成については、実施例１と同様であるので、ここでは重複する説明を避けることとする。

図９に示すように、本実施例の目視検査装置１３０は、搬送装置１３２と、投光機１４０とを備える。搬送装置１３２は、検査装置１６によって不良製品と判定された回路基板４を、作業者２が目視検査を実施する目視エリアＶに搬送する。搬送装置１３２の基本的な構成は、実施例１の搬送装置３２と同一である。但し、ここで、本実施例の搬送装置１３２は、例えばサーボモータを用いて構成されており、目視エリアＶにおける回路基板４の停止位置を変更可能となっている。投光機１４０は、目視エリアVに輝線１４０ａを投影する。輝線１４０ａは、搬送装置１３２が回路基板４（不良製品）を搬送する方向に垂直であって、目視エリアVに定められた一つの基準位置を示している。輝線１４０ａは、目視エリアＶに配置された回路基板４上にも投影され、作業者は、回路基板４と輝線１４０ａとを同時に視認することができる。

詳しくは、図１０、図１１に示すように、搬送装置１３２は、回路基板４内における不良部位６の位置に応じて、目視エリアＶにおける回路基板４の停止位置を変更する。それにより、搬送装置１３２は、回路基板４内における不良部位６の位置にかかわらず、回路基板４の不良部位６が、投光機１４０が表示する基準位置（即ち、輝線１４０ａ）に一致するように、回路基板４を停止させることができる。従って、作業者２は、投光機１４０が表示する輝線１４０ａを目安にして、目視エリアＶに配置された回路基板４から、その不良部位６を容易に特定することができる。ここで、回路基板４内における不良部位６の位置は、例えば検査装置１６から取得することができ、搬送装置１３２は、その位置情報に基づいて、目視エリアＶにおける回路基板４の停止位置を決定することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、実施例１における目視検査装置３０において、作業エリアには少なくとも一つの基準位置が定められていればよく、この場合、カバー部材３４にも、少なくとも一つの基準線４０、４２（又はその他の目印）が付されていればよい。また、少なくとも一つの基準線４０、４２は、カバー部材３４に限られず、目視検査装置３０のフレーム又はその他の部材に付されたものでもよい。

また、実施例２における搬送装置１３２は、実施例１における目視検査装置３０にも好適に適用することができる。換言すると、実施例１における搬送装置３２が、実施例２における搬送装置１３２と同様に、回路基板４内における不良部位６の位置に応じて、目視エリアＶにおける回路基板４の停止位置を変更するものであってもよい。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：作業者
４：回路基板
６：不良部位
１０：生産ライン
１６：検査装置
２０：ラインコンベア
３０、１３０：目視検査装置
３２、１３２：搬送装置
３４：カバー部材
３６：ディスプレイ
４０：第１基準線
４２：第２基準線
７０：拡大鏡
１３０：目視検査装置
１４０：投光機

Claims (13)

1. 工業製品の生産ラインで生じた不良製品の目視検査を実施する作業者を支援する支援装置であって、
   前記生産ラインで生じた不良製品を、作業者が目視検査を実施する目視エリアに搬送する搬送手段と、
   前記目視検査を実施する作業者に対して、前記目視エリアに定められた少なくとも一つの基準位置を、前記目視エリアに配置された不良製品と同時に視認可能に表示する第１表示手段と、
   前記目視検査を実施する作業者に対して、前記目視エリアに配置された前記不良製品の不良部位の位置を、前記第１表示手段が表示する基準位置を用いて表示する第２表示手段と、
   を備える支援装置。
2. 前記第１表示手段は、前記少なくとも一つの基準位置として、前記搬送手段が不良製品を搬送する方向に対して垂直に伸びる、少なくとも一つの第１基準線を表示する、請求項１に記載の支援装置。
3. 前記第１表示手段は、前記少なくとも一つの基準位置として、前記搬送手段が不良製品を搬送する方向に対して平行に伸びる、少なくとも一つの第２基準線を表示する請求項１又は２に記載の支援装置。
4. 前記第１表示手段は、前記目視エリアに配置された前記不良製品の上方に位置するカバー部材に、前記少なくとも一つの基準位置を表示する、請求項１から３のいずれか一項に記載の支援装置。
5. 前記カバー部材は、透明又は半透明の材料で形成された板状部材である、請求項４に記載の支援装置。
6. 前記カバー部材上に配置されるとともに、作業者が前記不良部位を拡大観察するための拡大視覚手段をさらに備え、
   前記第２表示手段は、前記第１表示手段が表示する基準位置を用いて、前記拡大視覚手段を配置すべき位置をさらに表示する、請求項５に記載の支援装置。
7. 前記第２表示手段は、前記不良製品又はその同等物を示す製品画像と、前記不良部位を示す不良表示画像と、前記第１表示手段が表示する基準位置を示す基準表示画像とを同時に表示する、請求項１から６のいずれか一項に記載の支援装置。
8. 前記搬送手段は、前記第１表示手段が表示する基準位置に対して、前記不良製品の不良部位が所定の位置関係となるように、前記目視エリアにおいて前記不良製品を停止させる、請求項１から７のいずれか一項に記載の支援装置。
9. 前記搬送手段は、前記不良製品内における前記不良部位の位置に基づいて、前記目視エリアにおける前記不良製品の停止位置を決定する、請求項８に記載の支援装置。
10. 工業製品の生産ラインで生じた不良製品の目視検査を実施する作業者を支援する支援装置であって、
    前記生産ラインで生じた不良製品を、作業者が目視検査を実施する目視エリアに搬送する搬送手段と、
    前記目視検査を実施する作業者に対して、前記目視エリアに定められた少なくとも一つの基準位置を、前記目視エリアに配置された不良製品と同時に視認可能に表示する第１表示手段と、を備え、
    前記搬送手段は、前記第１表示手段が表示する基準位置に対して、前記不良製品の不良部位が所定の位置関係となるように、前記目視エリアにおいて前記不良製品を停止させる、支援装置。
11. 前記搬送手段は、前記不良製品内における前記不良部位の位置に基づいて、前記目視エリアにおける前記不良製品の停止位置を決定する、請求項１０に記載の支援装置。
12. 前記第１表示手段は、前記少なくとも一つの基準位置として、前記搬送手段が不良製品を搬送する方向に対して垂直に伸びる、少なくとも一つの第１基準線を表示する、請求項１０又は１１に記載の支援装置。
13. 前記工業製品の生産ラインは、回路基板に電子部品を装着して、部品実装基板を生産する生産ラインである、請求項１から１２のいずれか一項に記載の支援装置。

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