JP2018028440A - 平坦度測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】上部面を平坦基準面としている透明板上部面に、該平坦基準面の位置を検出するための基準反射部材を設け、この基準反射部材にワーク等が当たらないようにした平坦度測定装置を提供する。
【解決手段】石英ガラス製板の透明体4からなる治具本体には、上下貫通四角開口形態のワークセット部24が設けられている。治具本体には、該治具本体の下部を開口として非貫通の凹形態で設けられた、反射基準部材A3、A12を治具本体の部位による覆い保護形態としている、反射基準部材A3、A12にワークW等が接触しないように保護するための基準部材保護部H3、H9が設けられている。
【選択図】図2
【解決手段】石英ガラス製板の透明体4からなる治具本体には、上下貫通四角開口形態のワークセット部24が設けられている。治具本体には、該治具本体の下部を開口として非貫通の凹形態で設けられた、反射基準部材A3、A12を治具本体の部位による覆い保護形態としている、反射基準部材A3、A12にワークW等が接触しないように保護するための基準部材保護部H3、H9が設けられている。
【選択図】図2
Description
本発明は、上部面を平坦基準面とする透明板の下方から、該透明板上部面や上方に置かれたワークに光線を照射し、その反射光線の受光データによって前記ワークの前記基準面からの距離(浮き距離)を測定可能とした平坦度測定装置に関する。
従来技術として特許文献1の技術が知られている(符号は特許文献1のもの)。
この特許文献1の技術は、上部面を平坦基準面とする透明板の該平坦基準面である該上部面(被測定物搭載面)の一部分に、金属膜102をコーティングし固定して、該金属膜102の下部面を平坦基準点とし、該基準点を測定して基準面位置を特定し、特定した基準面位置からの透明板上のワーク(被測定物)の測定個所の浮き距離を測定する平坦度測定装置(レーザ式高さ測定装置)がしられている。(例えば特許文献1)
この特許文献1の技術は、上部面を平坦基準面とする透明板の該平坦基準面である該上部面(被測定物搭載面)の一部分に、金属膜102をコーティングし固定して、該金属膜102の下部面を平坦基準点とし、該基準点を測定して基準面位置を特定し、特定した基準面位置からの透明板上のワーク(被測定物)の測定個所の浮き距離を測定する平坦度測定装置(レーザ式高さ測定装置)がしられている。(例えば特許文献1)
また、従来技術として特許文献2の技術が知られている。
特許文献2の技術は、天井プレートを透過性プレートとした加熱室内の底面ベース面ないしその上方に設けた載置面に、例えば、半田ボール面を上向きにしてBGA(Ball Grid Array)を載置し、前記透過性プレートの外側上方から3次元形状を取得するための例えば縞模様のレーザ光線を照射して、BGAの3次元形状を測定する平坦度測定装置が知られている。
特許文献2の発明では、縞模様測定光を照射して3次元形状を測定する、株式会社キーエンス製の画像処理システムXG−8000シリーズ(測定ヘッドはXR−Series、XR−HT40MあるいはXR−HT15M)を使用している。
特許文献2の技術は、天井プレートを透過性プレートとした加熱室内の底面ベース面ないしその上方に設けた載置面に、例えば、半田ボール面を上向きにしてBGA(Ball Grid Array)を載置し、前記透過性プレートの外側上方から3次元形状を取得するための例えば縞模様のレーザ光線を照射して、BGAの3次元形状を測定する平坦度測定装置が知られている。
特許文献2の発明では、縞模様測定光を照射して3次元形状を測定する、株式会社キーエンス製の画像処理システムXG−8000シリーズ(測定ヘッドはXR−Series、XR−HT40MあるいはXR−HT15M)を使用している。
この特許文献2の技術は、加熱前に常温測定して、半田ボール有の常温時ボール有3次元形状データと、該常温時ボール有3次元形状データの半田ボール部分データを除いた常温時ボール無し3次元形状データを作成し、
次に、加熱温度を上昇させながら加熱時ボール有3次元形状データを作成し、
常温時ボール無し3次元形状データを平坦基準面データとして、該平坦基準面データからの加熱時ボール有3次元形状データの変化距離データ(挙動データ)を算出して、加熱温度によるBGAの変形データを取得するというものでる。
次に、加熱温度を上昇させながら加熱時ボール有3次元形状データを作成し、
常温時ボール無し3次元形状データを平坦基準面データとして、該平坦基準面データからの加熱時ボール有3次元形状データの変化距離データ(挙動データ)を算出して、加熱温度によるBGAの変形データを取得するというものでる。
上述した特許文献1の技術は、金属膜102を剥き出し露出形態で平坦基準面である該上部面(被測定物搭載面)の一か所にコーティングし固定形態としてなるものである。
剥き出し露出形態である金属膜102は、ワークが当たる等して該金属膜102の一部が剥がれてしまい、基準面にごみとなって残ることがあり、基準面を清掃しなければならないという欠点を有するものであった。
また、金属膜102が一か所での平坦基準点の測定であるため、平坦基準の線測定、平坦基準の面測定が行えないために、正確性、精密性、信頼性に欠けるという欠点を有するものである。
剥き出し露出形態である金属膜102は、ワークが当たる等して該金属膜102の一部が剥がれてしまい、基準面にごみとなって残ることがあり、基準面を清掃しなければならないという欠点を有するものであった。
また、金属膜102が一か所での平坦基準点の測定であるため、平坦基準の線測定、平坦基準の面測定が行えないために、正確性、精密性、信頼性に欠けるという欠点を有するものである。
また、特許文献2の技術は、縞模様測定光を照射して3次元形状を測定であるので、透過性プレート面にストライプパターン(縞模様)は形成されず、よって、当該縞模様測定光によっては当該透過性プレート面の位置を測定することはできないものである。
そのため、常温時ボール無し3次元形状データを作成しそれを平坦基準面データとして、該平坦基準面データからのボール部分データの挙動データを得るというものである。
そのため、常温時ボール無し3次元形状データを作成しそれを平坦基準面データとして、該平坦基準面データからのボール部分データの挙動データを得るというものである。
特許文献2の技術は、ワーク(ここでは「BGA」)が上向きであること、常温時ボール無し3次元形状データ(BGAのパッケージ部位データ)を平坦基準面としているので、実際の実装時(実装基板の上に実装パーツが載置された状態)の挙動とは異なるデータとなるものであるという欠点を有するものであった。
すなわち、BGAの実際の実装形態は、実装基板の上にBGAがその半田ボールを下にして、該実装基板上面に該半田ボールを当接した形態で載置されて加熱実装される。
よって、正確な実装時の挙動を測定するためには、実装基板の上部面からの半田ボールの挙動を測定する必要があり、よって、BGAがその半田ボールを下にして載置している測定装置のベース面からの挙動を測定する必要がある。
しかし、測定装置のベース面からの測定は該ベースを透過性としなければならないのであるが、3次元形状測定においては透過性のベース面に下方から縞模様測定光を照射した場合、ワークからのワーク反射光線は検出し測定することはできるが、透過性ベース面(透過性基準面)からのベース面反射光線は微弱であるため光線検出部で検出できないものである。
すなわち、BGAの実際の実装形態は、実装基板の上にBGAがその半田ボールを下にして、該実装基板上面に該半田ボールを当接した形態で載置されて加熱実装される。
よって、正確な実装時の挙動を測定するためには、実装基板の上部面からの半田ボールの挙動を測定する必要があり、よって、BGAがその半田ボールを下にして載置している測定装置のベース面からの挙動を測定する必要がある。
しかし、測定装置のベース面からの測定は該ベースを透過性としなければならないのであるが、3次元形状測定においては透過性のベース面に下方から縞模様測定光を照射した場合、ワークからのワーク反射光線は検出し測定することはできるが、透過性ベース面(透過性基準面)からのベース面反射光線は微弱であるため光線検出部で検出できないものである。
本発明は以上のような従来技術の欠点に鑑み、上部面を平坦基準面としている透明板上部面に、該平坦基準面の位置を検出するための基準反射部材を設け、この基準反射部材にワーク等が当たらないようにした平坦度測定装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明は次に述べるような構成としている。
<請求項1記載の発明>
上部面を平坦基準面としている透明基準板と、
この透明基準板の上部面である透明基準板上部面に設けた、前記平坦基準面の位置を検出するための反射基準部材と、
前記透明基準板上部面に設けた、前記反射基準部材にワーク等が接触しないように保護するための基準部材保護部と、
前記透明基準板の下方に設けられた、該透明基準板の下方から前記透明基準板上部面にセットされたないし該前記透明基準板上部面の上方にセットされたワークおよび前記反射基準部材に向けて光線を照射する光線照射部、前記光線の前記反射基準部材からの基準反射光線および前記ワークからのワーク反射光線を受光する光線受光部とからなる光線検出部と、
前記基準反射光線から前記平坦基準面の位置データである基準データを演算する基準データ演算部と、
前記ワーク反射光線から前記ワークの位置データであるワークデータを演算するワーク位置演算部と、
前記基準データと前記ワークデータとから、前記平坦基準面からの前記ワークの距離である浮き距離を演算する浮き距離演算部と、とを備えてなることを特徴とする平坦度測定装置である。
<請求項1記載の発明>
上部面を平坦基準面としている透明基準板と、
この透明基準板の上部面である透明基準板上部面に設けた、前記平坦基準面の位置を検出するための反射基準部材と、
前記透明基準板上部面に設けた、前記反射基準部材にワーク等が接触しないように保護するための基準部材保護部と、
前記透明基準板の下方に設けられた、該透明基準板の下方から前記透明基準板上部面にセットされたないし該前記透明基準板上部面の上方にセットされたワークおよび前記反射基準部材に向けて光線を照射する光線照射部、前記光線の前記反射基準部材からの基準反射光線および前記ワークからのワーク反射光線を受光する光線受光部とからなる光線検出部と、
前記基準反射光線から前記平坦基準面の位置データである基準データを演算する基準データ演算部と、
前記ワーク反射光線から前記ワークの位置データであるワークデータを演算するワーク位置演算部と、
前記基準データと前記ワークデータとから、前記平坦基準面からの前記ワークの距離である浮き距離を演算する浮き距離演算部と、とを備えてなることを特徴とする平坦度測定装置である。
<請求項2記載の発明>
透明体からなる治具本体と、この治具本体に上下貫通開口形態で設けられたワークセット部とからなる位置決め治具が前記透明基準板上部面に設けられ、
前記基準部材保護部が、前記治具本体の下部を開口として非貫通の凹形態ないし貫通孔形態で設けられた、前記反射基準部材を前記治具本体の部位による覆い保護形態ないし前記治具本体の部位による囲い保護形態としたものであることを特徴とする請求項1記載の平坦度測定装置である。
透明体からなる治具本体と、この治具本体に上下貫通開口形態で設けられたワークセット部とからなる位置決め治具が前記透明基準板上部面に設けられ、
前記基準部材保護部が、前記治具本体の下部を開口として非貫通の凹形態ないし貫通孔形態で設けられた、前記反射基準部材を前記治具本体の部位による覆い保護形態ないし前記治具本体の部位による囲い保護形態としたものであることを特徴とする請求項1記載の平坦度測定装置である。
<請求項3記載の発明>
前記ワークセット部が四角開口形態であり、該ワークセット部の開口壁を該開口壁にワークを当てての位置決めセット可能とした位置決め壁とし、前記ワークセット部を少なくとも第1の測定エリア、第2の測定エリアに分け、前記反射基準部材が前記測定エリア毎に3か所以上設けられて、その三か所以上の反射基準部材の前記基準反射光線から位置データである前記基準データを面データとして特定することができ、
前記第1の測定エリアに第1のワークをセットし、前記第2の測定エリアに第2のワークをセットして、2以上のワークを測定できるようにしたことを特徴とする請求項2記載の平坦度測定装置である。
前記ワークセット部が四角開口形態であり、該ワークセット部の開口壁を該開口壁にワークを当てての位置決めセット可能とした位置決め壁とし、前記ワークセット部を少なくとも第1の測定エリア、第2の測定エリアに分け、前記反射基準部材が前記測定エリア毎に3か所以上設けられて、その三か所以上の反射基準部材の前記基準反射光線から位置データである前記基準データを面データとして特定することができ、
前記第1の測定エリアに第1のワークをセットし、前記第2の測定エリアに第2のワークをセットして、2以上のワークを測定できるようにしたことを特徴とする請求項2記載の平坦度測定装置である。
<請求項4記載の発明>
前記光線検出部が3次元形状を検出する3次元形状検出部であることを特徴とする請求項1,2又は3記載の平坦度測定装置である。
前記光線検出部が3次元形状を検出する3次元形状検出部であることを特徴とする請求項1,2又は3記載の平坦度測定装置である。
3次元形状を測定するための方法には、ライン状のレーザ光源を検査ワークに照射して、その反射光を高さデータ(プロファイル)として取得する「光切断法」、ワークとの距離は三角測量に基づいて測定(測定)し、検査時にはワークあるいは光源を移動させることで、検査ワーク全体の測定を行って3次元形状を取得する方法、または、ストライプパターン(縞模様)を投影しワークを面で測定を行い、3次元形状を取得するパターンプロジェクション法などがある。
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
<請求項1記載の発明の効果>
反射基準部材が基準部材保護部によって、ワーク等が接触しないように保護されているため、ワーク等は基準部材保護部に当り保護されている反射基準部材に当たることがない、すなわち反射基準部材が削られたり損傷したりすることが生じない平坦度測定装置を実現するという効果を奏する。
「ワーク等が接触しないよう」の「ワーク等」とは、手や、ビンセットなどのワークつまみ手段などの他の部材も含まれということである。
<請求項1記載の発明の効果>
反射基準部材が基準部材保護部によって、ワーク等が接触しないように保護されているため、ワーク等は基準部材保護部に当り保護されている反射基準部材に当たることがない、すなわち反射基準部材が削られたり損傷したりすることが生じない平坦度測定装置を実現するという効果を奏する。
「ワーク等が接触しないよう」の「ワーク等」とは、手や、ビンセットなどのワークつまみ手段などの他の部材も含まれということである。
<請求項2記載の発明の効果>
基準部材保護部が、透明基準板上部面に設けられた位置決め治具の治具本体に、下部を開口として非貫通の凹形態ないし貫通孔形態で設けられた、反射基準部材を囲い保護形態ないし覆い保護形態としたものであるので、このような構成としても請求項1記載の発明と同様な効果を奏する。
また、ワークセット部にワークを位置決めセットできるので、ワークのセットを素早く行え、セットが行いやすいという効果を奏する。
基準部材保護部が、透明基準板上部面に設けられた位置決め治具の治具本体に、下部を開口として非貫通の凹形態ないし貫通孔形態で設けられた、反射基準部材を囲い保護形態ないし覆い保護形態としたものであるので、このような構成としても請求項1記載の発明と同様な効果を奏する。
また、ワークセット部にワークを位置決めセットできるので、ワークのセットを素早く行え、セットが行いやすいという効果を奏する。
<請求項3記載の発明の効果>
請求項2記載の発明と同様な効果を奏するとともに、複数の測定エリアにワークを一緒にセットして、複数のワークを一緒に測定しそれぞれの測定データを得ることができるという効果を奏する。
当然に、異なる種類のワークを一緒にセットし一緒に測定することもできるという効果を奏する
また、各測定エリアに対応した反射基準部材が3か所以上ずつ設けられているので、各測定エリアの3か所の基準データを結んだ領域である面データ(以下「面基準データ」という)として演算・特定することができるとともに、測定エリア毎の面基準データを演算・特定して、各測定エリアの面基準データと各測定エリアのワークデータとから各ワークの浮き距離を演算することができるという効果を奏する。
請求項2記載の発明と同様な効果を奏するとともに、複数の測定エリアにワークを一緒にセットして、複数のワークを一緒に測定しそれぞれの測定データを得ることができるという効果を奏する。
当然に、異なる種類のワークを一緒にセットし一緒に測定することもできるという効果を奏する
また、各測定エリアに対応した反射基準部材が3か所以上ずつ設けられているので、各測定エリアの3か所の基準データを結んだ領域である面データ(以下「面基準データ」という)として演算・特定することができるとともに、測定エリア毎の面基準データを演算・特定して、各測定エリアの面基準データと各測定エリアのワークデータとから各ワークの浮き距離を演算することができるという効果を奏する。
<請求項4記載の発明の効果>
請求項1,2又は3記載の発明と同様な効果を奏するとともに、透明基準板の上部面である平坦基準面を反射基準部材によって、3次元形状測定でも検出できるとう効果を奏する。
これによって、実装基板上部面にワークが載置されての実装と同じ形態で、すなわち平坦基準面(実装基板上部面に該当)にワークが載置されての測定を実現しているので、実装時のワークの挙動と同様の挙動を実現し、その挙動変位を正確に測定できるという効果を奏する。
請求項1,2又は3記載の発明と同様な効果を奏するとともに、透明基準板の上部面である平坦基準面を反射基準部材によって、3次元形状測定でも検出できるとう効果を奏する。
これによって、実装基板上部面にワークが載置されての実装と同じ形態で、すなわち平坦基準面(実装基板上部面に該当)にワークが載置されての測定を実現しているので、実装時のワークの挙動と同様の挙動を実現し、その挙動変位を正確に測定できるという効果を奏する。
以下、本発明を実施するための最良の形態である実施例について説明する。但し、本発明をこれら実施例のみに限定する趣旨のものではない。また、後述する実施例の説明に当って、前述した実施例の同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
図1〜図8に示す本発明の実施例1において、平坦度測定装置1は次に述べるような構成となっている。
上下貫通形態の四角形の開口部2を有する断熱性のないし断熱性を持たされたベース3が設けられている。
このベース3の上部に開口部2を覆う形態で石英ガラスからなる両面に透過膜を施した透明体4が載置されている。
透明体4の上方に4か所の離間部材5によって隙間6を開けて、上部面を平坦基準面7としている石英ガラス製部材からなるとともに両面に透過膜が施されてなる透明基準板8が設けられている。
透明基準板8の上部面である透明基準板8上部面に平坦基準面7の位置を検出するための耐熱性の塗布材からなる反射基準部材A1〜A16が刷毛塗り、吹付け、液置き又は液落とし等により塗布形態で設けられている、
透明基準板8の上部面には密着隙間無し形態(小ワークの微細脚が入る隙間が無い密着形態)で、石英ガラス製の透明体からなる位置決め治具9が設けられている。
透明体4の下方(透明基準板8の下方でもある)には、該透明体4の下方から透明基準板8上部面にセットされたないし該透明基準板8上部面の上方にセットされたワークWおよび反射基準部材A1〜A16に向けて光線Ra、Rbを照射する光線照射部12a、12bと、光線Ra、Rbの反射基準部材A1〜A16からの基準反射光線KRおよびワークWからのワーク反射光線WRを受光する光線受光部13と、を備えてなるXY方向に水平移動制御される光線検出部14が設けられている。
ベース3、透明体4、透明基準板8、位置決め治具9および離間部材5は、測定範囲外に設けられた4つの締め付け部材15によって一体化されている。
基準反射光線KRから平坦基準面7の位置データである基準データを演算する基準データ演算部28と、ワーク反射光線WRからワークWの位置データであるワークデータを演算するワーク位置演算部29と、前記基準データと前記ワークデータとから、平坦基準面7からのワークWの距離である浮き距離を演算する浮き距離演算部30とが設けられている。
上下貫通形態の四角形の開口部2を有する断熱性のないし断熱性を持たされたベース3が設けられている。
このベース3の上部に開口部2を覆う形態で石英ガラスからなる両面に透過膜を施した透明体4が載置されている。
透明体4の上方に4か所の離間部材5によって隙間6を開けて、上部面を平坦基準面7としている石英ガラス製部材からなるとともに両面に透過膜が施されてなる透明基準板8が設けられている。
透明基準板8の上部面である透明基準板8上部面に平坦基準面7の位置を検出するための耐熱性の塗布材からなる反射基準部材A1〜A16が刷毛塗り、吹付け、液置き又は液落とし等により塗布形態で設けられている、
透明基準板8の上部面には密着隙間無し形態(小ワークの微細脚が入る隙間が無い密着形態)で、石英ガラス製の透明体からなる位置決め治具9が設けられている。
透明体4の下方(透明基準板8の下方でもある)には、該透明体4の下方から透明基準板8上部面にセットされたないし該透明基準板8上部面の上方にセットされたワークWおよび反射基準部材A1〜A16に向けて光線Ra、Rbを照射する光線照射部12a、12bと、光線Ra、Rbの反射基準部材A1〜A16からの基準反射光線KRおよびワークWからのワーク反射光線WRを受光する光線受光部13と、を備えてなるXY方向に水平移動制御される光線検出部14が設けられている。
ベース3、透明体4、透明基準板8、位置決め治具9および離間部材5は、測定範囲外に設けられた4つの締め付け部材15によって一体化されている。
基準反射光線KRから平坦基準面7の位置データである基準データを演算する基準データ演算部28と、ワーク反射光線WRからワークWの位置データであるワークデータを演算するワーク位置演算部29と、前記基準データと前記ワークデータとから、平坦基準面7からのワークWの距離である浮き距離を演算する浮き距離演算部30とが設けられている。
ベース3には一端をヒンジ部21とした、起こし開閉形態としている断熱性のカバー16が設けられ、このカバー16とベース3とによって閉じられた加熱室17を形成している。
カバー16には加熱手段18を有する加熱空気吹き入れ部19が一方側に設けられ、その対抗側に排気口20が設けられている。
カバー16には加熱手段18を有する加熱空気吹き入れ部19が一方側に設けられ、その対抗側に排気口20が設けられている。
加熱手段に変えて冷却手段を設け、冷気による低温変化を測定できるようにするのもよい。この場合、室は冷却室となる。
また、加熱手段と冷却手段の両方を設け、加熱と冷却の両方が測定できるようにするのもよい。
また、加熱手段と冷却手段の両方を設け、加熱と冷却の両方が測定できるようにするのもよい。
隙間6があることで、加熱時において透明体4の温度は透明基準板8温度よりも低くい温度となるので、光線検出部14への温度の影響を小さくできる。
また、隙間6に熱風が流れることで透明基準板8は下部と上部の両側から加熱されることになり、ワークWの下部の加熱温度をワークWの上部の加熱温度と同じないし近似した加熱温度にできる。
また、隙間6に熱風が流れることで透明基準板8は下部と上部の両側から加熱されることになり、ワークWの下部の加熱温度をワークWの上部の加熱温度と同じないし近似した加熱温度にできる。
位置決め治具9は次に述べるような構成となっている。
石英ガラス製板の透明体からなる治具本体23には、上下貫通四角開口形態のワークセット部24が設けられている。
治具本体23には、該治具本体23の下部を開口として非貫通の凹形態で設けられた、反射基準部材A1〜A16を治具本体23の部位による覆い保護形態としている、反射基準部材A1〜A16にワークW等が接触しないように保護するための基準部材保護部H1〜H12が設けられている。
治具本体23は透明体であるので、照射される光線Ra、Rbは治具本体23を透過して該治具本体23からの反射は極めて小さく、よって光線受光部13は治具本体23を検出することはできない。
石英ガラス製板の透明体からなる治具本体23には、上下貫通四角開口形態のワークセット部24が設けられている。
治具本体23には、該治具本体23の下部を開口として非貫通の凹形態で設けられた、反射基準部材A1〜A16を治具本体23の部位による覆い保護形態としている、反射基準部材A1〜A16にワークW等が接触しないように保護するための基準部材保護部H1〜H12が設けられている。
治具本体23は透明体であるので、照射される光線Ra、Rbは治具本体23を透過して該治具本体23からの反射は極めて小さく、よって光線受光部13は治具本体23を検出することはできない。
基準部材保護部は、貫通孔形態とした天井の無い治具本体23の部位による囲い保護形態とするのもよい。
四角開口形態のワークセット部24は、その開口壁を該開口壁にワークWを当てての位置決めセット可能とした位置決め壁25とされ、ワークセット部24を第1の測定エリア26a、第2の測定エリア26b、第3の測定エリア26c、第4の測定エリア26dに分けた4つの測定エリアでの測定を可能とし、測定エリア毎に対応する反射基準部材が3か所以上設けられていて、その三か所以上の反射基準部材の基準反射光線から位置データである基準データを面データとして特定することができようになっている。
光線検出部14は、それぞれの測定個所の測定できる位置に移動して測定を行う。
光線検出部14は、それぞれの測定個所の測定できる位置に移動して測定を行う。
例えば図5に示すように、ワークの大きさが各測定エリアよりも小さい形態である場合は、第1の測定エリア26a〜第4ワークエリア26dにワークW1、ワークW2、ワークW3、ワークW4を位置決め壁25に当て置き形態でセットして測定する4個のワーク一緒測定が行える。
ワークは同じものでも、異なる種類のものでも一緒に測定できる。
ワークは同じものでも、異なる種類のものでも一緒に測定できる。
具体的測定例(1)
光検出部14は各測定個所に移動して測定ないし移動しながら測定。
(a)反射基準部材A1、A2を測定して第1−1基準位置を特定(第1−1基準位置データ作成)し、
(b)反射基準部材A3,4をA3として測定して第1−2基準位置を特定(第1−2基準位置データ作成)し、
(c)A16,15をA16として測定して第1−3基準位置を特定(第1−3基準位置データ作成)し、
(d)第1−1基準位置データ、第1−2基準位置データ、第1−3基準位置データから、第1−1基準位置、第1−2基準位置、第1−3基準位置を結ぶ3角形データを作成して該3角形データから、第1の測定エリア基準面位置である第1の測定エリア基準面データを作成し(基準面データは平均化された真っ平面データである平坦データである。)、
(e)ワークW1を測定して該ワークW1の3次元形状データを作成し、
(f)第1の測定エリア基準面データとワークW1の3次元形状データから、ワークW1の測定個所のそれぞれの第1の測定エリア基準面位置からの浮き距離を演算してワークW1の浮き距離データを作成する。
他の測定エリアおよびワークの測定および浮き距離データの作成も同様に行う。
光検出部14は各測定個所に移動して測定ないし移動しながら測定。
(a)反射基準部材A1、A2を測定して第1−1基準位置を特定(第1−1基準位置データ作成)し、
(b)反射基準部材A3,4をA3として測定して第1−2基準位置を特定(第1−2基準位置データ作成)し、
(c)A16,15をA16として測定して第1−3基準位置を特定(第1−3基準位置データ作成)し、
(d)第1−1基準位置データ、第1−2基準位置データ、第1−3基準位置データから、第1−1基準位置、第1−2基準位置、第1−3基準位置を結ぶ3角形データを作成して該3角形データから、第1の測定エリア基準面位置である第1の測定エリア基準面データを作成し(基準面データは平均化された真っ平面データである平坦データである。)、
(e)ワークW1を測定して該ワークW1の3次元形状データを作成し、
(f)第1の測定エリア基準面データとワークW1の3次元形状データから、ワークW1の測定個所のそれぞれの第1の測定エリア基準面位置からの浮き距離を演算してワークW1の浮き距離データを作成する。
他の測定エリアおよびワークの測定および浮き距離データの作成も同様に行う。
具体的測定例(2)
光検出部14は各測定個所に移動して測定ないし移動しながら測定する。
(a)先ず全ての反射基準部材A1〜A16を測定して、該反射基準部材A1〜A16の基準位置データを作成し、
(b)反射基準部材A1、A2,A3,A16の基準位置データから、第1の測定エリア基準面位置の第1の測定エリア基準面データを作成し、
(c)反射基準部材A4、A5,A6,A7の基準位置データから、第2の測定エリア基準面位置の第2の測定エリア基準面データを作成し、
(d)反射基準部材A6、A9,A10,A11の基準位置データから、第3の測定エリア基準面位置の第3の測定エリア基準面データを作成し、
(e)反射基準部材A12、A13,A14,A15の基準位置データから、第4の測定エリア基準面位置の第4の測定エリア基準面データを作成し、
(f)ワークW1を測定して該ワークW1の3次元形状データを作成し、第1の測定エリア基準面データとワークW1の3次元形状データから、ワークW1の測定個所のそれぞれの第1の測定エリア基準面位置からの浮き距離を演算してワークW1の浮き距離データを作成し、
(g)ワークW2を測定して該ワークW2の3次元形状データを作成し、第2の測定エリア基準面データとワークW2の3次元形状データから、ワークW2の測定個所のそれぞれの第2の測定エリア基準面位置からの浮き距離を演算してワークW2の浮き距離データを作成し、
(h)ワークW3を測定して該ワークW3の3次元形状データを作成し、第3の測定エリア基準面データとワークW3の3次元形状データから、ワークW3の測定個所のそれぞれの第3の測定エリア基準面位置からの浮き距離を演算してワークW3の浮き距離データを作成し、
(i)ワークW4を測定して該ワークW4の3次元形状データを作成し、第4の測定エリア基準面データとワークW4の3次元形状データから、ワークW4の測定個所のそれぞれの第4の測定エリア基準面位置からの浮き距離を演算してワークW4の浮き距離データを作成する。
光検出部14は各測定個所に移動して測定ないし移動しながら測定する。
(a)先ず全ての反射基準部材A1〜A16を測定して、該反射基準部材A1〜A16の基準位置データを作成し、
(b)反射基準部材A1、A2,A3,A16の基準位置データから、第1の測定エリア基準面位置の第1の測定エリア基準面データを作成し、
(c)反射基準部材A4、A5,A6,A7の基準位置データから、第2の測定エリア基準面位置の第2の測定エリア基準面データを作成し、
(d)反射基準部材A6、A9,A10,A11の基準位置データから、第3の測定エリア基準面位置の第3の測定エリア基準面データを作成し、
(e)反射基準部材A12、A13,A14,A15の基準位置データから、第4の測定エリア基準面位置の第4の測定エリア基準面データを作成し、
(f)ワークW1を測定して該ワークW1の3次元形状データを作成し、第1の測定エリア基準面データとワークW1の3次元形状データから、ワークW1の測定個所のそれぞれの第1の測定エリア基準面位置からの浮き距離を演算してワークW1の浮き距離データを作成し、
(g)ワークW2を測定して該ワークW2の3次元形状データを作成し、第2の測定エリア基準面データとワークW2の3次元形状データから、ワークW2の測定個所のそれぞれの第2の測定エリア基準面位置からの浮き距離を演算してワークW2の浮き距離データを作成し、
(h)ワークW3を測定して該ワークW3の3次元形状データを作成し、第3の測定エリア基準面データとワークW3の3次元形状データから、ワークW3の測定個所のそれぞれの第3の測定エリア基準面位置からの浮き距離を演算してワークW3の浮き距離データを作成し、
(i)ワークW4を測定して該ワークW4の3次元形状データを作成し、第4の測定エリア基準面データとワークW4の3次元形状データから、ワークW4の測定個所のそれぞれの第4の測定エリア基準面位置からの浮き距離を演算してワークW4の浮き距離データを作成する。
具体的測定例(3)
光検出部14は移動せず停止箇所ないし固定個所から全測定か所を一回又は複数回の照射で測定する。
それぞれの反射基準部材の位置データから第1〜第4の測定エリア基準面データを作成し、ワークW1〜W4データを作成し、第1〜第4の測定エリア基準面データとワークW1〜W4データから各測定エリア基準面位置からの浮き距離を演算してワークW1〜W4の浮き距離データを作成する。
光検出部14は移動せず停止箇所ないし固定個所から全測定か所を一回又は複数回の照射で測定する。
それぞれの反射基準部材の位置データから第1〜第4の測定エリア基準面データを作成し、ワークW1〜W4データを作成し、第1〜第4の測定エリア基準面データとワークW1〜W4データから各測定エリア基準面位置からの浮き距離を演算してワークW1〜W4の浮き距離データを作成する。
例えば、二つのワークの大きさが各測定エリアよりも小さい形態であり、一つのワークの大きさが二つの測定エリアに跨る大きさの形態である場合は、第1、第2の測定エリアにそれぞれ小さいワークをセットし、第3、第4の測定エリアに跨って大きいワークをセットしての、3個のワーク一緒測定が行える。
例えば図6に示すように、ワークの大きさが二つの測定エリアに跨る大きさの形態である場合は、第1の測定エリア26aおよび第2の測定エリア26bにワークW5をセットし、第3の測定エリア26c、第4の測定エリア26にワークW6セットして測定する2個のワーク一緒測定が行える。
例えば図7に示すように、全測定エリアに跨る大きさのワークW7の場合は、1ワーク測定となる。
光線検出部14として、株式会社キーエンス製の「超高速・高容量マルチカメラ対応画像処理システムXG-8000シリーズXR-HT40MD」を使用している。
対象物(反射基準部材、ワーク等)に対して、左右2つのプロジェクター(:光線Ra、Rb)から高速で投影される複数のストライプパターン(縞模様)を、ガラス(透明体4および透明基準板8)越しに中央のカメラ(光線受光部13)で撮影して3次元形状データを得るものである。
対象物(反射基準部材、ワーク等)に対して、左右2つのプロジェクター(:光線Ra、Rb)から高速で投影される複数のストライプパターン(縞模様)を、ガラス(透明体4および透明基準板8)越しに中央のカメラ(光線受光部13)で撮影して3次元形状データを得るものである。
本実施例では光線検出部として3次元形状測定装置(例えば3次元カメラ)を使用しているが光線検出部の形態はこれに限定されない。
2次元形状測定装置(例えば2次元レーザ変位計)、1次元測定装置(例えば1次元レーザ変位計)等でもよい。
2次元形状測定装置(例えば2次元レーザ変位計)、1次元測定装置(例えば1次元レーザ変位計)等でもよい。
図9に示す本発明の実施例2において前記実施例1と主に異なる点は、反射基準部材を中抜け四角形の帯状体からなる反射基準部材35とし、反射基準部材35を覆う基準部材保護部を四角形の帯凹体からなる基準部材保護部36とした点にある。
図10に示す本発明の実施例3において前記実施例1と主に異なる点は、反射基準部材を平坦基準面7上に置く形態の基準ブロックからなる反射基準部材38とし、該反射基準部材38の上部にスポンジ部材やゴム製部材などの反射基準部材38よりも小さい幅の押付部材39が設けられ、基準部材保護部H1〜H12の天井に押付部材39が押し付けられ、よって、反射基準部材38の底面(基準面)が平坦基準面7上面に押し付けられる形態とした点にある。
反射基準部材38は押付部材39に接着され、押付部材39は、基準部材保護部H1〜H12の透明な天井に接着されている。よって、位置決め治具9を透明基準板8上に載置するだけで反射基準部材のセットおよび配置は完了する。
反射基準部材38は押付部材39に接着され、押付部材39は、基準部材保護部H1〜H12の透明な天井に接着されている。よって、位置決め治具9を透明基準板8上に載置するだけで反射基準部材のセットおよび配置は完了する。
図11に示す本発明の実施例4において前記実施例1と主に異なる点は、位置決め治具を四角形枠形態としてなる位置決め治具40とし、反射基準部材A1〜A16は露出した形態とし、位置決め治具40の壁がワーク等が反射基準部材A1〜A12に接触するのを防止する基準部材保護部とした点にある。
また、反射基準部材A3,A4、反射基準部材A7、A8、反射基準部材A11,A12、反射基準部材A15,A16を測定範囲分けせずに一つの測定範囲(測定エリア共通基準部材)にして、反射基準部材を反射基準部材A1〜A12としている。
また、反射基準部材A3,A4、反射基準部材A7、A8、反射基準部材A11,A12、反射基準部材A15,A16を測定範囲分けせずに一つの測定範囲(測定エリア共通基準部材)にして、反射基準部材を反射基準部材A1〜A12としている。
位置決め治具40は耐熱性で透明(透過性)の接着剤で透明基準板8に接着固定されている。
石英ガラス等からなる透明耐熱性の、底部に透明凹部を有する駒部材からなる個別の基準部材保護部を、反射基準部材A1〜A12の個々をそれぞれ覆うように設け、個別の基準部材保護部を耐熱性で透明の接着剤で透明基準板8に接着固定する形態もよい。
石英ガラス等からなる透明耐熱性の、底部に透明凹部を有する駒部材からなる個別の基準部材保護部を、反射基準部材A1〜A12の個々をそれぞれ覆うように設け、個別の基準部材保護部を耐熱性で透明の接着剤で透明基準板8に接着固定する形態もよい。
本発明は、主に電子部品、電子部品用コネクターを製造又は使用する産業で利用される。
A1〜A16:反射基準部材、
W、W1〜W7:ワーク、
Ra、Rb:光線、
KR:基準反射光線、
WR:ワーク反射光線、
H1〜H12:基準部材保護部、
1:平坦度測定装置、
2:開口部、
3:ベース、
4:透明体、
5:離間部材、
6:隙間、
7:平坦基準面、
8:透明基準板、
9:位置決め治具、
12a、12b:光線照射部、
13:光線受光部、
14:光線検出部、
15:締め付け部材、
16:カバー、
17:加熱室、
18:加熱手段、
19:加熱空気吹き入れ部、
20:排気口、
21:ヒンジ部、
23:治具本体、
24:ワークセット部、
25:位置決め壁、
26a:第1の測定エリア、
26b:第2の測定エリア、
26c:第3の測定エリア、
26d:第4の測定エリア、
28:基準データ演算部、
29:ワーク位置演算部、
30:浮き距離演算部、
35:反射基準部材、
36:基準部材保護部、
38:反射基準部材、
39:押付部材。
W、W1〜W7:ワーク、
Ra、Rb:光線、
KR:基準反射光線、
WR:ワーク反射光線、
H1〜H12:基準部材保護部、
1:平坦度測定装置、
2:開口部、
3:ベース、
4:透明体、
5:離間部材、
6:隙間、
7:平坦基準面、
8:透明基準板、
9:位置決め治具、
12a、12b:光線照射部、
13:光線受光部、
14:光線検出部、
15:締め付け部材、
16:カバー、
17:加熱室、
18:加熱手段、
19:加熱空気吹き入れ部、
20:排気口、
21:ヒンジ部、
23:治具本体、
24:ワークセット部、
25:位置決め壁、
26a:第1の測定エリア、
26b:第2の測定エリア、
26c:第3の測定エリア、
26d:第4の測定エリア、
28:基準データ演算部、
29:ワーク位置演算部、
30:浮き距離演算部、
35:反射基準部材、
36:基準部材保護部、
38:反射基準部材、
39:押付部材。
Claims (4)
- 上部面を平坦基準面としている透明基準板と、
この透明基準板の上部面である透明基準板上部面に設けた、前記平坦基準面の位置を検出するための反射基準部材と、
前記透明基準板上部面に設けた、前記反射基準部材にワーク等が接触しないように保護するための基準部材保護部と、
前記透明基準板の下方に設けられた、該透明基準板の下方から前記透明基準板上部面にセットされたないし該前記透明基準板上部面の上方にセットされたワークおよび前記反射基準部材に向けて光線を照射する光線照射部、前記光線の前記反射基準部材からの基準反射光線および前記ワークからのワーク反射光線を受光する光線受光部とからなる光線検出部と、
前記基準反射光線から前記平坦基準面の位置データである基準データを演算する基準データ演算部と、
前記ワーク反射光線から前記ワークの位置データであるワークデータを演算するワーク位置演算部と、
前記基準データと前記ワークデータとから、前記平坦基準面からの前記ワークの距離である浮き距離を演算する浮き距離演算部と、とを備えてなることを特徴とする平坦度測定装置。 - 透明体からなる治具本体と、この治具本体に上下貫通開口形態で設けられたワークセット部とからなる位置決め治具が前記透明基準板上部面に設けられ、
前記基準部材保護部が、前記治具本体の下部を開口として非貫通の凹形態ないし貫通孔形態で設けられた、前記反射基準部材を前記治具本体の部位による覆い保護形態ないし前記治具本体の部位による囲い保護形態としたものであることを特徴とする請求項1記載の平坦度測定装置。 - 前記ワークセット部が四角開口形態であり、該ワークセット部の開口壁を該開口壁にワークを当てての位置決めセット可能とした位置決め壁とし、前記ワークセット部を少なくとも第1の測定エリア、第2の測定エリアに分け、前記反射基準部材が前記測定エリア毎に3か所以上設けられて、その三か所以上の反射基準部材の前記基準反射光線から位置データである前記基準データを面データとして特定することができ、
前記第1の測定エリアに第1のワークをセットし、前記第2の測定エリアに第2のワークをセットして、2以上のワークを測定できるようにしたことを特徴とする請求項2記載の平坦度測定装置。 - 前記光線検出部が3次元形状を検出する3次元形状検出部であることを特徴とする請求項1,2又は3記載の平坦度測定装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021032580A (ja) * | 2019-08-18 | 2021-03-01 | 進 中谷 | 測定装置及び測定方法 |
JP2021081222A (ja) * | 2019-11-14 | 2021-05-27 | 進 中谷 | 測定装置及び測定方法 |
JP2021081438A (ja) * | 2020-09-07 | 2021-05-27 | 進 中谷 | 測定装置及び測定方法 |
JP7023471B1 (ja) | 2021-01-25 | 2022-02-22 | 進 中谷 | 測定装置 |
JP2022044067A (ja) * | 2020-09-06 | 2022-03-17 | 進 中谷 | 電子部品の測定装置及び電子部品の測定装置を用いた電子部品の測定方法 |
-
2016
- 2016-08-15 JP JP2016159241A patent/JP2018028440A/ja active Pending
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