JP2024024198A

JP2024024198A - Direction detection device

Info

Publication number: JP2024024198A
Application number: JP2022126852A
Authority: JP
Inventors: 翔太中野; Shota Nakano
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2022-08-09
Filing date: 2022-08-09
Publication date: 2024-02-22

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a direction detection device that can improve visibility of an outer peripheral edge of a workpiece.

SOLUTION: A direction detection device for detecting a direction of a non-circular workpiece includes: a support unit for supporting a workpiece; a camera for imaging a workpiece supported by the support unit and acquiring an image including an outer peripheral edge of the workpiece; a display part; and a control unit. The control unit generates an approximate line that approximates to the outer peripheral edge included in the image. The display part displays an image and a pair of display lines holding the approximate line therebetween.

SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、被加工物の向きを検出する向き検出装置に関する。 The present invention relates to an orientation detection device that detects the orientation of a workpiece.

デバイスチップの製造プロセスでは、格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）によって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハが用いられる。このウェーハをストリートに沿って分割することにより、デバイスを備えるデバイスチップが得られる。デバイスチップは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。 In the device chip manufacturing process, a wafer is used in which devices are formed in a plurality of regions defined by a plurality of streets (dividing lines) arranged in a grid pattern. By dividing this wafer along streets, device chips containing devices are obtained. Device chips are incorporated into various electronic devices such as mobile phones and personal computers.

ウェーハの分割には、環状の切削ブレードで被加工物を切削する切削装置や、レーザービームの照射によって被加工物を加工するレーザー加工装置等が用いられる。また、近年では、電子機器の小型化に伴い、デバイスチップの薄型化が求められている。そこで、ウェーハの分割前にウェーハを薄化する加工が実施されることがある。ウェーハの薄化には、複数の研削砥石を含む環状の研削ホイールで被加工物を研削する研削装置や、円盤状の研磨パッドで被加工物を研磨する研磨装置等が用いられる。 To divide the wafer, a cutting device that cuts the workpiece with an annular cutting blade, a laser processing device that processes the workpiece by irradiating a laser beam, and the like are used. Furthermore, in recent years, as electronic devices have become smaller, device chips have been required to be thinner. Therefore, processing to thin the wafer is sometimes performed before dividing the wafer. To thin the wafer, a grinding device that grinds the workpiece with a ring-shaped grinding wheel including a plurality of grinding wheels, a polishing device that polishes the workpiece with a disk-shaped polishing pad, and the like are used.

上記のような各種の加工装置には、被加工物を保持するチャックテーブルが搭載されており、被加工物の加工時にはチャックテーブルの保持面で被加工物が保持される。なお、チャックテーブルによって被加工物が適切に保持されるように、チャックテーブルの保持面は被加工物の形状に応じて設計される。そして、被加工物が非円形である場合には、被加工物をチャックテーブル上に搬送する際に、被加工物の向きが検出され、被加工物の向きと保持面の向きとが揃えられる（特許文献１参照）。 The various processing apparatuses described above are equipped with a chuck table that holds a workpiece, and when processing the workpiece, the workpiece is held by the holding surface of the chuck table. Note that the holding surface of the chuck table is designed according to the shape of the workpiece so that the workpiece is properly held by the chuck table. If the workpiece is non-circular, the orientation of the workpiece is detected when the workpiece is transferred onto the chuck table, and the orientation of the workpiece and the holding surface are aligned. (See Patent Document 1).

特開２０２２－７８５７０号公報Japanese Patent Application Publication No. 2022-78570

上記のように、非円形の被加工物を加工装置で加工する際には、被加工物を所定の向きでチャックテーブル上に配置する必要がある。そのため、被加工物をチャックテーブルに搬送する前には、被加工物の向きを特定する処理が実施される。 As mentioned above, when processing a non-circular workpiece with a processing device, it is necessary to arrange the workpiece in a predetermined orientation on the chuck table. Therefore, before the workpiece is conveyed to the chuck table, processing is performed to identify the orientation of the workpiece.

例えば、矩形状の被加工物を加工装置で加工する際には、まず、被加工物をカメラで撮像することにより、被加工物の外周縁（輪郭）の像を含む画像が取得される。次に、画像処理によって被加工物の外周縁の位置を示す複数の座標が特定され、特定された座標に基づいて被加工物の外周縁を近似する近似線が算出される。そして、算出された近似線を被加工物の外周縁とみなして、チャックテーブルの保持面に対する被加工物の外周縁の角度が調節される。 For example, when processing a rectangular workpiece with a processing device, first, a camera captures an image of the workpiece to obtain an image including an image of the outer periphery (outline) of the workpiece. Next, a plurality of coordinates indicating the position of the outer periphery of the workpiece are specified by image processing, and an approximation line that approximates the outer periphery of the workpiece is calculated based on the identified coordinates. Then, the calculated approximate line is regarded as the outer periphery of the workpiece, and the angle of the outer periphery of the workpiece with respect to the holding surface of the chuck table is adjusted.

被加工物の向きの調節に用いられる近似線は、加工装置に搭載されたタッチパネル等の表示部に、被加工物の画像とともに表示される。そして、オペレーターは、表示された近似線を視認して、被加工物の外周縁が近似線によって正しく近似されているか否かの最終確認を行った後、加工装置に被加工物の加工開始を指示する。 The approximate line used to adjust the orientation of the workpiece is displayed together with the image of the workpiece on a display unit such as a touch panel mounted on the processing device. Then, the operator visually checks the displayed approximation line and makes a final check to see if the outer periphery of the workpiece is correctly approximated by the approximation line, and then instructs the processing device to start processing the workpiece. Instruct.

しかしながら、表示部に被加工物の画像と近似線とが同時に表示されると、近似線によって被加工物の外周縁の一部又は全体が隠れてしまう。これにより、被加工物の外周縁を観察しにくくなり、オペレーターが被加工物の外周縁と近似線との整合性の判断を誤りやすくなる。その結果、不適切な近似線に基づいて決定された被加工物の向きを基準として被加工物の加工が続行されてしまい、加工不良が発生するおそれがある。 However, when the image of the workpiece and the approximation line are displayed simultaneously on the display section, a part or the entire outer periphery of the workpiece is hidden by the approximation line. This makes it difficult to observe the outer periphery of the workpiece, making it easy for the operator to misjudge the consistency between the outer periphery of the workpiece and the approximation line. As a result, machining of the workpiece continues based on the direction of the workpiece determined based on the inappropriate approximation line, which may result in machining defects.

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、被加工物の外周縁の視認性を向上させることが可能な向き検出装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of this problem, and an object of the present invention is to provide an orientation detection device that can improve the visibility of the outer periphery of a workpiece.

本発明の一態様によれば、非円形の被加工物の向きを検出する向き検出装置であって、該被加工物を支持する支持ユニットと、該支持ユニットで支持された該被加工物を撮像して該被加工物の外周縁を含む画像を取得するカメラと、表示部と、制御部と、を備え、該制御部は、該画像に含まれる該外周縁を近似する近似線を生成し、該表示部は、該画像と、該近似線を挟む一対の表示線とを表示する向き検出装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided an orientation detection device for detecting the orientation of a non-circular workpiece, which includes a support unit that supports the workpiece, and a support unit that supports the workpiece that is supported by the support unit. A camera that captures an image including an outer periphery of the workpiece, a display section, and a control section, the control section generating an approximation line that approximates the outer periphery included in the image. The display section is provided with an orientation detection device that displays the image and a pair of display lines sandwiching the approximate line.

なお、好ましくは、該表示線は、不連続な線である。また、好ましくは、該表示部は、該表示線を該画像に含まれる該被加工物の像とは異なる色で表示する。 Note that preferably the display line is a discontinuous line. Preferably, the display unit displays the display line in a color different from that of the image of the workpiece included in the image.

本発明の一態様に係る向き検出装置は、被加工物の外周縁を近似する近似線を算出した後、近似線を挟む一対の表示線を被加工物の画像とともに表示部に表示させる。そのため、表示部に近似線を表示しなくても、一対の表示線を目印として被加工物の外周縁の傾きを確認することが可能になる。これにより、被加工物の外周縁の視認性が向上し、オペレーターは被加工物の外周縁が適切に近似されているか否かを正確に判断できる。 An orientation detection device according to one aspect of the present invention calculates an approximation line that approximates the outer periphery of a workpiece, and then displays a pair of display lines sandwiching the approximation line on a display unit together with an image of the workpiece. Therefore, it is possible to confirm the inclination of the outer peripheral edge of the workpiece using the pair of display lines as a mark without displaying the approximate line on the display unit. This improves the visibility of the outer periphery of the workpiece, allowing the operator to accurately determine whether the outer periphery of the workpiece has been appropriately approximated.

向き検出装置を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a direction detection device. 図２（Ａ）は検出ユニットを示す一部断面正面図であり、図２（Ｂ）は検出ユニットを示す一部断面側面図である。FIG. 2(A) is a partially sectional front view showing the detection unit, and FIG. 2(B) is a partially sectional side view showing the detection unit. 被加工物の画像を示す画像図である。FIG. 3 is an image diagram showing an image of a workpiece. 制御部を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a control section. 被加工物の画像の外周縁領域を示す画像図である。FIG. 2 is an image diagram showing an outer peripheral area of an image of a workpiece. 被加工物の画像の外周縁領域及び近似線を示す画像図である。FIG. 2 is an image diagram showing an outer peripheral area and an approximate line of an image of a workpiece. 被加工物の画像の外周縁領域、近似線及び一対の表示線を示す画像図である。FIG. 3 is an image diagram showing an outer peripheral area of an image of a workpiece, an approximate line, and a pair of display lines. 被加工物の画像及び一対の表示線を表示する表示部を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing a display unit that displays an image of a workpiece and a pair of display lines. 被加工物の表示方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a method of displaying a workpiece.

以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る向き検出装置の構成例について説明する。図１は、向き検出装置（向き検出機構）２を示す斜視図である。 Hereinafter, embodiments according to one aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, a configuration example of the orientation detection device according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a direction detection device (orientation detection mechanism) 2. As shown in FIG.

例えば向き検出装置２は、各種の加工装置に連結又は搭載され、加工装置によって加工される被加工物の向きを検出する。すなわち、向き検出装置２は加工装置の一部を構成している。なお、図１において、Ｘ軸方向（第１水平方向、左右方向）とＹ軸方向（第２水平方向、前後方向）とは、互いに垂直な方向である。また、Ｚ軸方向（高さ方向、鉛直方向、上下方向）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向である。 For example, the orientation detection device 2 is connected to or mounted on various processing devices, and detects the orientation of a workpiece to be processed by the processing device. That is, the orientation detection device 2 constitutes a part of the processing device. Note that in FIG. 1, the X-axis direction (first horizontal direction, left-right direction) and the Y-axis direction (second horizontal direction, front-back direction) are directions perpendicular to each other. Further, the Z-axis direction (height direction, vertical direction, up-down direction) is a direction perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction.

向き検出装置２は、向き検出装置２を構成する各構成要素を支持又は収容する直方体状の基台４を備える。基台４の前方には、一対のカセット台６Ａ，６Ｂが設けられている。カセット台６Ａ，６Ｂの上面上にはそれぞれ、複数の被加工物１１を収容可能なカセット８を搭載できる。 The orientation detection device 2 includes a rectangular parallelepiped-shaped base 4 that supports or accommodates each component that constitutes the orientation detection device 2. A pair of cassette stands 6A and 6B are provided in front of the base 4. A cassette 8 capable of accommodating a plurality of workpieces 11 can be mounted on the upper surface of each of the cassette stands 6A and 6B.

被加工物１１は、向き検出装置２が連結又は搭載された加工装置による加工の対象物に相当する非円形の板状物である。例えば被加工物１１は、平面視で矩形状に形成され、互いに概ね平行な表面（第１面）１１ａ及び裏面（第２面）１１ｂと、表面１１ａ及び裏面１１ｂに接続された外周縁（側面）１１ｃとを含む。 The workpiece 11 is a non-circular plate-shaped object that corresponds to an object to be processed by a processing device to which the orientation detection device 2 is connected or mounted. For example, the workpiece 11 is formed into a rectangular shape in plan view, and has a front surface (first surface) 11a and a back surface (second surface) 11b that are generally parallel to each other, and an outer peripheral edge (side surface) connected to the front surface 11a and the back surface 11b. ) 11c.

被加工物１１の例としては、矩形状に形成されたＣＳＰ（Chip Size Package）基板、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）基板等のパッケージ基板が挙げられる。例えばパッケージ基板は、矩形状のベース基板上に複数のデバイスチップを配列して実装し、実装されたデバイスチップを樹脂でなる封止材（モールド樹脂）で覆うことによって形成される。パッケージ基板を切削加工、レーザー加工等によって分割することにより、パッケージ化された複数のデバイスチップを備えるパッケージデバイスが製造される。また、パッケージ基板に研削加工、研磨加工等を施してパッケージ基板を薄化することにより、薄型化されたパッケージデバイスが得られる。 Examples of the workpiece 11 include package substrates such as a CSP (Chip Size Package) substrate and a QFN (Quad Flat Non-leaded package) substrate formed in a rectangular shape. For example, a package substrate is formed by arranging and mounting a plurality of device chips on a rectangular base substrate and covering the mounted device chips with a sealing material (mold resin) made of resin. A package device including a plurality of packaged device chips is manufactured by dividing the package substrate by cutting, laser processing, or the like. Further, by thinning the package substrate by subjecting the package substrate to grinding, polishing, or the like, a thinned package device can be obtained.

ただし、被加工物１１の形状は非円形であれば制限はない。また、被加工物１１の種類、材質、構造、大きさ等にも制限はない。被加工物１１の他の例としては、半導体（Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、サファイア、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなるウェーハ（基板）が挙げられる。例えば被加工物１１は、円盤状の単結晶シリコンウェーハであってもよい。単結晶シリコンウェーハの外周部には、単結晶シリコンウェーハの結晶方位を示す切り欠き部（ノッチ、オリエンテーションフラット等）が形成されることがある。この場合、単結晶シリコンウェーハは非円形になる。 However, the shape of the workpiece 11 is not limited as long as it is non-circular. Furthermore, there are no restrictions on the type, material, structure, size, etc. of the workpiece 11. Other examples of the workpiece 11 include wafers (substrates) made of semiconductors (Si, GaAs, InP, GaN, SiC, etc.), sapphire, glass, ceramics, resins, metals, and the like. For example, the workpiece 11 may be a disk-shaped single crystal silicon wafer. A notch (notch, orientation flat, etc.) indicating the crystal orientation of the single-crystal silicon wafer may be formed on the outer periphery of the single-crystal silicon wafer. In this case, the single crystal silicon wafer becomes non-circular.

例えば単結晶シリコンウェーハは、互いに交差するように格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）によって、複数の矩形状の領域に区画されている。また、ストリートによって区画された複数の領域にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス等のデバイスが形成されている。この単結晶シリコンウェーハをストリートに沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。また、単結晶シリコンウェーハを薄化することにより、薄型化されたデバイスチップが得られる。 For example, a single-crystal silicon wafer is divided into a plurality of rectangular regions by a plurality of streets (dividing lines) arranged in a lattice shape so as to intersect with each other. In addition, devices such as IC (Integrated Circuit), LSI (Large Scale Integration), LED (Light Emitting Diode), MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) devices, etc. are formed in each of the plurality of areas divided by streets. . By dividing this single-crystal silicon wafer along streets, a plurality of device chips each having a device are manufactured. Further, by thinning a single crystal silicon wafer, a thinned device chip can be obtained.

例えばカセット８は、直方体状に形成され、奥行き方向がＹ軸方向に沿うようにカセット台６Ａ又はカセット台６Ｂの上に配置される。また、カセット８の内部には、被加工物１１を収容可能な収容棚が複数段設けられている。 For example, the cassette 8 is formed into a rectangular parallelepiped shape and is placed on the cassette stand 6A or 6B so that the depth direction is along the Y-axis direction. Further, inside the cassette 8, a plurality of storage shelves capable of storing the workpieces 11 are provided.

具体的には、カセット８の内部で互いに対面する一対の内壁に、カセット８の奥行き方向に沿う一対のガイドレールが、カセット８の高さ方向に沿って複数段設けられている。そして、被加工物１１は、長手方向がカセット８の奥行き方向に沿うように収容棚に収容され、一対のガイドレールによって支持される。そのため、カセット８に収容されている複数の被加工物１１の向きは概ね一致している。 Specifically, a pair of guide rails extending along the depth direction of the cassette 8 are provided in multiple stages along the height direction of the cassette 8 on a pair of inner walls facing each other inside the cassette 8 . The workpiece 11 is accommodated in the storage shelf so that its longitudinal direction parallels the depth direction of the cassette 8, and is supported by a pair of guide rails. Therefore, the orientations of the plurality of workpieces 11 housed in the cassette 8 are generally the same.

基台４の前端部には、基台４の上面で開口する矩形状の開口部４ａが設けられている。開口部４ａの内側には、被加工物１１を搬送する搬送機構（搬送ユニット）１０が設けられている。搬送機構１０は、被加工物１１を保持する板状の保持部１２と、保持部１２を任意の位置に位置付けることが可能な多関節アーム１４とを備える。 A rectangular opening 4 a that opens at the top surface of the base 4 is provided at the front end of the base 4 . A transport mechanism (transport unit) 10 for transporting the workpiece 11 is provided inside the opening 4a. The transport mechanism 10 includes a plate-shaped holding section 12 that holds the workpiece 11, and a multi-joint arm 14 that can position the holding section 12 at any position.

例えば保持部１２は、矩形状に形成され、保持部１２の幅及び厚さは保持部１２をカセット８の収容棚に挿入できるように設定される。また、保持部１２の長手方向における両端部には、保持部１２の上面１２ａ側で開口する複数の吸引孔１２ｂが設けられている。吸引孔１２ｂはそれぞれ、保持部１２の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。 For example, the holding part 12 is formed in a rectangular shape, and the width and thickness of the holding part 12 are set so that the holding part 12 can be inserted into the storage shelf of the cassette 8. Further, a plurality of suction holes 12b that open on the upper surface 12a side of the holding part 12 are provided at both ends in the longitudinal direction of the holding part 12. The suction holes 12b are each connected to a suction source (not shown) such as an ejector via a flow path (not shown), a valve (not shown), etc. formed inside the holding part 12.

多関節アーム１４で保持部１２を移動させてカセット８に挿入すると、カセット８内で保持部１２の上面１２ａが被加工物１１の下面（裏面１１ｂ）と対面する。そして、吸引孔１２ｂに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１の下面側が保持部１２によって吸引保持される。この状態で保持部１２を多関節アーム１４によってカセット８から引き出すと、被加工物１１がカセット８から搬出される。 When the holding part 12 is moved by the multi-joint arm 14 and inserted into the cassette 8, the upper surface 12a of the holding part 12 faces the lower surface (back surface 11b) of the workpiece 11 within the cassette 8. Then, when the suction force (negative pressure) of the suction source is applied to the suction hole 12b, the lower surface side of the workpiece 11 is suction-held by the holding part 12. When the holding part 12 is pulled out from the cassette 8 by the multi-joint arm 14 in this state, the workpiece 11 is carried out from the cassette 8.

なお、吸引孔１２ｂは保持部１２の下面側に設けられていてもよい。この場合には、被加工物１１の上面（表面１１ａ）側が保持部１２によって保持される。また、保持部１２は、ベルヌーイ型の非接触吸引パッドであってもよい。この場合には、保持部１２はベルヌーイ効果を利用して被加工物１１を非接触で保持する。 Note that the suction hole 12b may be provided on the lower surface side of the holding portion 12. In this case, the upper surface (surface 11a) side of the workpiece 11 is held by the holding portion 12. Further, the holding section 12 may be a Bernoulli type non-contact suction pad. In this case, the holding section 12 uses the Bernoulli effect to hold the workpiece 11 in a non-contact manner.

開口部４ａ及び搬送機構１０の後方には、被加工物１１の向きを検出する検出ユニット１６が設けられている。検出ユニット１６は、被加工物１１を支持する支持ユニット１８と、支持ユニット１８で支持された被加工物１１を撮像するカメラ（撮像ユニット）２０とを備える。なお、支持ユニット１８は、基台４の上面で開口する矩形状の開口部４ｂの内側に設けられている。 A detection unit 16 that detects the orientation of the workpiece 11 is provided behind the opening 4a and the transport mechanism 10. The detection unit 16 includes a support unit 18 that supports the workpiece 11 and a camera (imaging unit) 20 that images the workpiece 11 supported by the support unit 18. Note that the support unit 18 is provided inside a rectangular opening 4b that opens on the upper surface of the base 4.

カセット８に収容された被加工物１１は、搬送機構１０によって検出ユニット１６の支持ユニット１８上に搬送される。そして、検出ユニット１６によって被加工物１１の向きが検出される。なお、検出ユニット１６の構成及び機能の詳細については後述する（図２（Ａ）及び図２（Ｂ）参照）。 The workpiece 11 housed in the cassette 8 is transported onto the support unit 18 of the detection unit 16 by the transport mechanism 10 . Then, the orientation of the workpiece 11 is detected by the detection unit 16. Note that details of the configuration and function of the detection unit 16 will be described later (see FIGS. 2(A) and 2(B)).

また、向き検出装置２は、各種の情報を表示可能な表示部（表示ユニット、表示装置）２２を備える。表示部２２は、各種のディスプレイによって構成でき、例えばタッチパネル式のディスプレイが用いられる。この場合、オペレーターは表示部２２のタッチ操作によって向き検出装置２に情報を入力できる。すなわち、表示部２２は向き検出装置２に各種の情報を入力するための入力部（入力ユニット、入力装置）としても機能する。ただし、入力部は、表示部２２とは別途独立して設けられたマウス、キーボード、操作パネル等の入力装置であってもよい。 The orientation detection device 2 also includes a display section (display unit, display device) 22 that can display various information. The display unit 22 can be configured by various types of displays, and for example, a touch panel type display is used. In this case, the operator can input information to the orientation detection device 2 by touching the display unit 22. That is, the display section 22 also functions as an input section (input unit, input device) for inputting various information to the orientation detection device 2. However, the input unit may be an input device such as a mouse, a keyboard, or an operation panel provided separately from the display unit 22.

向き検出装置２を構成する各構成要素（搬送機構１０、検出ユニット１６、表示部２２等）はそれぞれ、制御部（制御ユニット、制御装置）２４に接続されている。制御部２４は、向き検出装置２の各構成要素に制御信号を出力することにより、向き検出装置２の稼働を制御する。 Each component (transport mechanism 10, detection unit 16, display section 22, etc.) constituting the orientation detection device 2 is connected to a control section (control unit, control device) 24, respectively. The control unit 24 controls the operation of the orientation detection device 2 by outputting control signals to each component of the orientation detection device 2.

例えば制御部２４は、コンピュータによって構成され、向き検出装置２の稼働に必要な演算を行う演算部と、向き検出装置２の稼働に必要な各種の情報（データ、プログラム等）を記憶する記憶部とを備える。演算部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含んで構成される。記憶部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを含んで構成される。 For example, the control unit 24 is configured by a computer, and includes a calculation unit that performs calculations necessary for the operation of the orientation detection device 2, and a storage unit that stores various information (data, programs, etc.) necessary for the operation of the orientation detection device 2. Equipped with. The arithmetic unit includes a processor such as a CPU (Central Processing Unit). The storage unit includes memories such as ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory).

向き検出装置２は、被加工物１１を加工する各種の加工装置に連結又は搭載される。例えば加工装置は、被加工物１１を保持するチャックテーブルと、被加工物１１を加工する加工ユニットと、被加工物１１を搬送する搬送機構とを備える。図１には、加工装置が備えるチャックテーブル（保持テーブル）２６及び搬送機構（搬送ユニット）２８を図示している。加工装置の例としては、被加工物を切削する切削装置、被加工物を研削する研削装置、被加工物を研磨する研磨装置、レーザービームの照射によって被加工物を加工するレーザー加工装置等が挙げられる。 The orientation detection device 2 is connected to or mounted on various processing devices that process the workpiece 11. For example, the processing device includes a chuck table that holds the workpiece 11, a processing unit that processes the workpiece 11, and a transport mechanism that transports the workpiece 11. FIG. 1 shows a chuck table (holding table) 26 and a transport mechanism (transport unit) 28 included in the processing apparatus. Examples of processing equipment include cutting equipment that cuts a workpiece, grinding equipment that grinds a workpiece, polishing equipment that polishes a workpiece, and laser processing equipment that processes a workpiece by irradiating a laser beam. Can be mentioned.

切削装置は、被加工物１１を切削する加工ユニット（切削ユニット）を備える。切削ユニットはスピンドルを備えており、スピンドルの先端部には環状の切削ブレードが装着される。切削ブレードを回転させつつチャックテーブル２６で保持された被加工物１１に切り込ませることにより、被加工物１１が切削される。 The cutting device includes a processing unit (cutting unit) that cuts the workpiece 11. The cutting unit includes a spindle, and an annular cutting blade is attached to the tip of the spindle. The workpiece 11 is cut by cutting into the workpiece 11 held by the chuck table 26 while rotating the cutting blade.

研削装置は、被加工物１１を研削する加工ユニット（研削ユニット）を備える。研削ユニットはスピンドルを備えており、スピンドルの先端部には複数の研削砥石を備える環状の研削ホイールが装着される。研削ホイールを回転させつつ研削砥石をチャックテーブル２６で保持された被加工物１１に接触させることにより、被加工物１１が研削される。 The grinding device includes a processing unit (grinding unit) that grinds the workpiece 11. The grinding unit includes a spindle, and an annular grinding wheel including a plurality of grinding wheels is attached to the tip of the spindle. The workpiece 11 is ground by bringing the grindstone into contact with the workpiece 11 held by the chuck table 26 while rotating the grinding wheel.

研磨装置は、被加工物１１を研磨する加工ユニット（研磨ユニット）を備える。研磨ユニットはスピンドルを備えており、スピンドルの先端部には円盤状の研磨パッドが装着される。研磨パッドを回転させつつチャックテーブル２６で保持された被加工物１１に接触させることにより、被加工物１１が研磨される。 The polishing apparatus includes a processing unit (polishing unit) that polishes the workpiece 11. The polishing unit includes a spindle, and a disc-shaped polishing pad is attached to the tip of the spindle. The workpiece 11 is polished by rotating the polishing pad and bringing it into contact with the workpiece 11 held by the chuck table 26 .

レーザー加工装置は、被加工物１１を加工するためのレーザービームを照射する加工ユニット（レーザー照射ユニット）を備える。例えばレーザー照射ユニットは、所定の波長のレーザーをパルス発振するレーザー発振器と、レーザー発振器から出射したレーザービームを集光させる集光器とを備える。レーザー照射ユニットからチャックテーブル２６で保持された被加工物１１にレーザービームを照射することにより、被加工物１１にレーザー加工が施される。 The laser processing apparatus includes a processing unit (laser irradiation unit) that irradiates a laser beam for processing the workpiece 11. For example, the laser irradiation unit includes a laser oscillator that pulses a laser of a predetermined wavelength, and a condenser that focuses the laser beam emitted from the laser oscillator. By irradiating the workpiece 11 held by the chuck table 26 with a laser beam from the laser irradiation unit, the workpiece 11 is subjected to laser processing.

加工装置が備えるチャックテーブル２６及び加工ユニットは、例えば検出ユニット１６の後方に配置される。チャックテーブル２６の上面は、水平方向（ＸＹ平面方向）と概ね平行な平坦面であり、被加工物１１を保持する保持面２６ａを構成している。保持面２６ａは、チャックテーブル２６の内部に形成された流路、バルブ等を介して、エジェクタ等の吸引源に接続されている。チャックテーブル２６上に被加工物１１を配置した状態で、保持面２６ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１がチャックテーブル２６によって吸引保持される。 The chuck table 26 and the processing unit included in the processing device are arranged, for example, behind the detection unit 16. The upper surface of the chuck table 26 is a flat surface that is generally parallel to the horizontal direction (XY plane direction), and constitutes a holding surface 26a that holds the workpiece 11. The holding surface 26a is connected to a suction source such as an ejector via a flow path, a valve, etc. formed inside the chuck table 26. When the workpiece 11 is placed on the chuck table 26 and a suction force (negative pressure) from a suction source is applied to the holding surface 26a, the workpiece 11 is suctioned and held by the chuck table 26.

被加工物１１は、搬送機構２８によって向き検出装置２からチャックテーブル２６に搬送される。その後、被加工物１１はチャックテーブル２６によって保持された状態で加工ユニットによって加工される。 The workpiece 11 is transported from the orientation detection device 2 to the chuck table 26 by the transport mechanism 28 . Thereafter, the workpiece 11 is processed by the processing unit while being held by the chuck table 26.

ここで、チャックテーブル２６の保持面２６ａは、被加工物１１の形状に応じて設計される。例えば、被加工物１１が矩形状である場合には、チャックテーブル２６に被加工物１１を保持する矩形状の保持領域が設けられる。そのため、被加工物１１が非円形である場合には、被加工物１１をチャックテーブル２６上に搬送して配置する際に、被加工物１１の向きと保持領域の向きとを揃える必要がある。 Here, the holding surface 26a of the chuck table 26 is designed according to the shape of the workpiece 11. For example, when the workpiece 11 is rectangular, the chuck table 26 is provided with a rectangular holding area for holding the workpiece 11. Therefore, when the workpiece 11 is non-circular, it is necessary to align the orientation of the workpiece 11 and the orientation of the holding area when conveying and placing the workpiece 11 on the chuck table 26. .

そこで、被加工物１１をチャックテーブル２６に搬送する前には、検出ユニット１６によって被加工物１１の向きが検出される。そして、被加工物１１は所定の向きでチャックテーブル２６上に配置されるように、搬送機構２８によって搬送される。例えば搬送機構２８は、被加工物１１を保持した状態でＺ軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転可能に構成されている。この場合、被加工物１１を保持した搬送機構２８を回転させることにより、被加工物１１を任意の向きでチャックテーブル２６上に配置できる。 Therefore, before the workpiece 11 is conveyed to the chuck table 26, the orientation of the workpiece 11 is detected by the detection unit 16. The workpiece 11 is then transported by the transport mechanism 28 so that it is placed on the chuck table 26 in a predetermined orientation. For example, the transport mechanism 28 is configured to be able to rotate around a rotation axis that is generally parallel to the Z-axis direction while holding the workpiece 11 . In this case, by rotating the transport mechanism 28 holding the workpiece 11, the workpiece 11 can be placed on the chuck table 26 in any direction.

次に、検出ユニット１６の詳細について説明する。図２（Ａ）は検出ユニット１６を示す一部断面正面図であり、図２（Ｂ）は検出ユニット１６を示す一部断面側面図である。 Next, details of the detection unit 16 will be explained. FIG. 2(A) is a partially sectional front view showing the detection unit 16, and FIG. 2(B) is a partially sectional side view showing the detection unit 16.

検出ユニット１６は、一対の支持台３０で被加工物１１を支持する支持ユニット１８を備える。一対の支持台３０は、例えば直方体状に形成され、Ｘ軸方向において互いに離隔した状態で配置されている。また、支持台３０の上面は、水平方向（ＸＹ平面方向）と概ね平行な平坦面であり、被加工物１１を支持する支持面３０ａを構成している。 The detection unit 16 includes a support unit 18 that supports the workpiece 11 with a pair of support stands 30 . The pair of support stands 30 are formed, for example, in the shape of a rectangular parallelepiped, and are spaced apart from each other in the X-axis direction. Further, the upper surface of the support stand 30 is a flat surface that is generally parallel to the horizontal direction (XY plane direction), and constitutes a support surface 30a that supports the workpiece 11.

一対の支持面３０ａの高さ位置（Ｚ軸方向における位置）は概ね同一であり、一対の支持面３０ａの間の距離ｄは被加工物１１の幅よりも小さい。検出ユニット１６に被加工物１１が搬送されると、被加工物１１の幅方向における両端部が一対の支持台３０によって支持され、被加工物１１は概ね水平に配置される。例えば被加工物１１は、表面１１ａ側が上方を向き裏面１１ｂ側が支持面３０ａで支持されるように、一対の支持台３０上に配置される。 The height positions (positions in the Z-axis direction) of the pair of support surfaces 30a are approximately the same, and the distance d between the pair of support surfaces 30a is smaller than the width of the workpiece 11. When the workpiece 11 is transported to the detection unit 16, both ends of the workpiece 11 in the width direction are supported by a pair of support stands 30, and the workpiece 11 is arranged generally horizontally. For example, the workpiece 11 is placed on a pair of supports 30 such that the front surface 11a side faces upward and the back surface 11b side is supported by the support surface 30a.

支持台３０の下方には、支持ユニット１８で支持された被加工物１１を照らす照明３２が設けられている。例えば照明３２は、複数の光源３４と、複数の光源３４を覆うカバー（ケース）３６とを備える。 A lighting 32 is provided below the support stand 30 to illuminate the workpiece 11 supported by the support unit 18. For example, the illumination 32 includes a plurality of light sources 34 and a cover (case) 36 that covers the plurality of light sources 34.

光源３４としては、例えばＬＥＤを用いることができる。なお、ＬＥＤが発する光をカメラ２０で受光可能であれば、ＬＥＤが発する光の波長（色）に制限はない。また、カバー３６は、例えば支持台３０と幅及び奥行きが概ね同一の直方体状に形成される。そして、複数の光源３４は、カバー３６の幅方向（Ｘ軸方向）及び奥行き方向（Ｙ軸方向）に沿って所定の間隔で配列され、カバー３６によって覆われる。 As the light source 34, for example, an LED can be used. Note that there is no restriction on the wavelength (color) of the light emitted by the LED as long as the camera 20 can receive the light emitted by the LED. Further, the cover 36 is formed into a rectangular parallelepiped shape having approximately the same width and depth as the support base 30, for example. The plurality of light sources 34 are arranged at predetermined intervals along the width direction (X-axis direction) and depth direction (Y-axis direction) of the cover 36 and are covered by the cover 36.

支持台３０と照明３２との間には、板状の拡散板３８が設けられている。拡散板３８は、光源３４が発した光を支持台３０側に拡散させる。 A plate-shaped diffusion plate 38 is provided between the support base 30 and the lighting 32. The diffusion plate 38 diffuses the light emitted by the light source 34 toward the support stand 30 side.

支持台３０、カバー３６、及び拡散板３８は、光源３４が発した光に対して透過性を有する透明体でなる。そして、光源３４が発した光は、カバー３６、拡散板３８、及び支持台３０を透過して被加工物１１に照射される。その結果、被加工物１１の全体が照明３２によって照らされる。 The support base 30, the cover 36, and the diffuser plate 38 are made of transparent bodies that are transparent to the light emitted by the light source 34. The light emitted by the light source 34 passes through the cover 36, the diffuser plate 38, and the support base 30, and is irradiated onto the workpiece 11. As a result, the entire workpiece 11 is illuminated by the illumination 32.

支持ユニット１８の上方には、カメラ２０が、一対の支持面３０ａの間の領域と重なるように配置されている。そして、支持ユニット１８によって保持された被加工物１１が、カメラ２０によって撮像される。カメラ２０は、ＣＣＤ（Charged-Coupled Devices）センサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）センサ等の撮像素子を備え、被加工物１１の画像を生成する。 A camera 20 is arranged above the support unit 18 so as to overlap the area between the pair of support surfaces 30a. The workpiece 11 held by the support unit 18 is then imaged by the camera 20. The camera 20 includes an image sensor such as a CCD (Charged-Coupled Devices) sensor or a CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) sensor, and generates an image of the workpiece 11 .

照明３２で被加工物１１を照らしつつカメラ２０で被加工物１１を撮像することにより、鮮明な被加工物１１の画像が取得される。なお、カメラ２０の撮像領域（視野）２０ａは、一対の支持面３０ａの全体をカバーするように設定される。そのため、カメラ２０で被加工物１１を撮像すると、被加工物１１の全体像を含む画像が取得される。 By capturing an image of the workpiece 11 with the camera 20 while illuminating the workpiece 11 with the illumination 32, a clear image of the workpiece 11 is obtained. Note that the imaging area (field of view) 20a of the camera 20 is set to cover the entire pair of support surfaces 30a. Therefore, when the workpiece 11 is imaged with the camera 20, an image including the entire image of the workpiece 11 is obtained.

図３は、カメラ２０によって取得される被加工物１１の画像（撮像画像）４０を示す画像図である。カメラ２０で被加工物１１を撮像すると、被加工物１１の表面１１ａ側の全体を表す画像４０が取得される。そのため、画像４０は、被加工物１１の外周縁１１ｃの少なくとも一部を含む領域に相当する外周縁領域４２を含む。 FIG. 3 is an image diagram showing an image (captured image) 40 of the workpiece 11 acquired by the camera 20. When the workpiece 11 is imaged with the camera 20, an image 40 representing the entire surface 11a side of the workpiece 11 is acquired. Therefore, the image 40 includes an outer peripheral edge region 42 corresponding to a region including at least a part of the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11.

前述のように、支持台３０、カバー３６及び拡散板３８（図２（Ａ）及び図２（Ｂ）参照）は透明であり、一対の支持面３０ａによって支持されている被加工物１１の全体が照明３２によって照らされる。そのため、画像４０には被加工物１１の輪郭（４辺）に相当する外周縁１１ｃの像が明確に現れる。 As described above, the support stand 30, the cover 36, and the diffuser plate 38 (see FIGS. 2(A) and 2(B)) are transparent, and the entire workpiece 11 supported by the pair of support surfaces 30a is transparent. is illuminated by illumination 32. Therefore, an image of the outer peripheral edge 11c corresponding to the outline (four sides) of the workpiece 11 clearly appears in the image 40.

カセット８（図１参照）には複数の被加工物１１が同じ方向に沿って収容されているため、搬送機構１０によって被加工物１１をカセット８から支持ユニット１８に一定の動作で搬送することにより、被加工物１１は概ね一定の向きで一対の支持ユニット１８上に配置される。 Since a plurality of workpieces 11 are accommodated in the cassette 8 (see FIG. 1) along the same direction, the workpieces 11 are transported from the cassette 8 to the support unit 18 in a constant motion by the transport mechanism 10. As a result, the workpiece 11 is placed on the pair of support units 18 in a generally constant orientation.

しかしながら、カセット８内における被加工物１１の向きのばらつきや搬送機構１０の動作の誤差等が原因で、一対の支持台３０上に配置される被加工物１１の向きが僅かにずれることがある。例えば、被加工物１１は、長手方向がＹ軸方向に対して僅かに傾いた状態で支持ユニット１８に上に配置されることがある。この場合、図３に示すように、画像４０には僅かに傾いた被加工物１１が表示される。 However, due to variations in the orientation of the workpieces 11 within the cassette 8 or errors in the operation of the transport mechanism 10, the orientation of the workpieces 11 placed on the pair of support stands 30 may shift slightly. . For example, the workpiece 11 may be placed on the support unit 18 with its longitudinal direction slightly inclined with respect to the Y-axis direction. In this case, as shown in FIG. 3, the slightly tilted workpiece 11 is displayed in the image 40.

カメラ２０によって取得された画像４０は、制御部２４（図１参照）に入力される。そして、制御部２４は画像４０に画像処理を施すことにより、被加工物１１の向きを検出する。また、制御部２４は、画像４０及び被加工物１１の向きを表示部２２（図１参照）に表示させる。 The image 40 acquired by the camera 20 is input to the control unit 24 (see FIG. 1). Then, the control unit 24 detects the orientation of the workpiece 11 by performing image processing on the image 40. Further, the control unit 24 causes the display unit 22 (see FIG. 1) to display the image 40 and the orientation of the workpiece 11.

図４は、制御部２４を示すブロック図である。なお、図４には、制御部２４の機能的な構成を示すブロックに加えて、カメラ２０及び表示部２２を模式的に図示している。以下、図４等を参照しつつ、制御部２４の構成及び動作について説明する。 FIG. 4 is a block diagram showing the control section 24. As shown in FIG. Note that, in addition to blocks showing the functional configuration of the control section 24, the camera 20 and the display section 22 are schematically illustrated in FIG. The configuration and operation of the control unit 24 will be described below with reference to FIG. 4 and the like.

制御部２４は、処理部５０及び記憶部６０を含む。処理部５０は、外部から入力された情報（信号、データ等）を処理するとともに、各種の情報（信号、データ等）を生成して外部に出力する。また、記憶部６０は、処理部５０における処理に用いられる各種の情報（データ、プログラム等）を記憶する。 The control section 24 includes a processing section 50 and a storage section 60. The processing unit 50 processes information (signals, data, etc.) input from the outside, and generates various information (signals, data, etc.) and outputs it to the outside. Furthermore, the storage unit 60 stores various types of information (data, programs, etc.) used for processing in the processing unit 50.

具体的には、処理部５０は、カメラ２０によって取得された被加工物１１の画像４０（図３参照）が入力される画像入力部５０ａを含む。また、記憶部６０は、被加工物１１の画像４０を記憶する画像記憶部６０ａを含む。カメラ２０によって被加工物１１が撮像されると、カメラ２０から画像入力部５０ａに画像４０が入力され、画像入力部５０ａは画像記憶部６０ａに画像４０を記憶する。 Specifically, the processing unit 50 includes an image input unit 50a into which an image 40 (see FIG. 3) of the workpiece 11 acquired by the camera 20 is input. Furthermore, the storage unit 60 includes an image storage unit 60a that stores the image 40 of the workpiece 11. When the workpiece 11 is imaged by the camera 20, the image 40 is input from the camera 20 to the image input section 50a, and the image input section 50a stores the image 40 in the image storage section 60a.

また、処理部５０は、画像４０に含まれる被加工物１１の外周縁１１ｃの位置を示す複数の座標を特定する座標特定部５０ｂを含む。さらに、記憶部６０は、座標特定部５０ｂによって特定された座標を記憶する座標記憶部６０ｂを含む。座標特定部５０ｂには、画像記憶部６０ａに記憶された被加工物１１の画像４０が入力される。そして、例えば座標特定部５０ｂは、画像４０に含まれる画素の明度（階調）に基づいて被加工物１１の外周縁１１ｃの座標を特定し、座標記憶部６０ｂに記憶する。 Furthermore, the processing unit 50 includes a coordinate specifying unit 50b that specifies a plurality of coordinates indicating the position of the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11 included in the image 40. Furthermore, the storage unit 60 includes a coordinate storage unit 60b that stores the coordinates specified by the coordinate identification unit 50b. The image 40 of the workpiece 11 stored in the image storage section 60a is input to the coordinate specifying section 50b. Then, for example, the coordinate specifying unit 50b specifies the coordinates of the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11 based on the brightness (gradation) of the pixels included in the image 40, and stores the coordinates in the coordinate storage unit 60b.

図５は、画像４０の外周縁領域４２を示す画像図である。画像４０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って配列された複数の画素７０によって構成されており、画素７０それぞれの濃淡によって画像４０に被加工物１１が表される。 FIG. 5 is an image diagram showing the outer peripheral area 42 of the image 40. As shown in FIG. The image 40 is composed of a plurality of pixels 70 arranged along the X-axis direction and the Y-axis direction, and the workpiece 11 is represented in the image 40 by the shading of each pixel 70.

画像４０の外周縁領域４２は、画素７０の明度が低い暗領域７２Ａと、画素７０の明度が高い明領域７２Ｂとを含む。暗領域７２Ａは被加工物１１が存在する領域に対応し、明領域７２Ｂは被加工物１１が存在しない領域に対応する。また、暗領域７２Ａと明領域７２Ｂとの境界が、被加工物１１の外周縁１１ｃに対応する。 The outer peripheral area 42 of the image 40 includes a dark area 72A where the pixels 70 have low brightness and a bright area 72B where the pixels 70 have high brightness. The dark region 72A corresponds to the region where the workpiece 11 exists, and the bright region 72B corresponds to the region where the workpiece 11 does not exist. Further, the boundary between the dark region 72A and the bright region 72B corresponds to the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11.

まず、座標特定部５０ｂは、画像４０の外周縁領域４２に含まれる被加工物１１の外周縁１１ｃ（図３参照）と交差する方向に沿って、複数の画素７０の明度を算出する。例えば座標特定部５０ｂは、図５に示すように、Ｘ軸方向と平行な一の行に属する複数の画素７０の明度を順に算出する。 First, the coordinate specifying unit 50b calculates the brightness of a plurality of pixels 70 along a direction intersecting the outer circumferential edge 11c (see FIG. 3) of the workpiece 11 included in the outer circumferential edge region 42 of the image 40. For example, the coordinate specifying unit 50b sequentially calculates the brightness of a plurality of pixels 70 belonging to one row parallel to the X-axis direction, as shown in FIG.

次に、座標特定部５０ｂは、隣接する２つの画素７０の明度の差を算出し、算出された明度の差とあらかじめ記憶部６０に記憶されている閾値とを比較する。そして、座標特定部５０ｂは、隣接する画素７０との明度の差が閾値以上である画素７０の座標を、被加工物１１の外周縁１１ｃの位置を示す座標７４として特定する。具体的には、暗領域７２Ａと明領域７２Ｂとの境界においては、明度が低い画素７０と明度が高い画素７０とが隣接し、両者の明度の差が閾値以上になる。そして、座標特定部５０ｂは、互いに隣接する明度が低い画素７０と明度が高い画素７０の一方（図５では明度が高い画素７０）の座標を、座標７４として選択する。 Next, the coordinate specifying unit 50b calculates the difference in brightness between two adjacent pixels 70, and compares the calculated difference in brightness with a threshold value stored in advance in the storage unit 60. Then, the coordinate specifying unit 50b specifies the coordinates of the pixel 70 whose brightness difference between adjacent pixels 70 is equal to or greater than the threshold value as the coordinates 74 indicating the position of the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11. Specifically, at the boundary between the dark area 72A and the bright area 72B, a pixel 70 with low brightness and a pixel 70 with high brightness are adjacent to each other, and the difference in brightness between the two is equal to or greater than a threshold value. Then, the coordinate specifying unit 50b selects the coordinates of one of the low brightness pixel 70 and the high brightness pixel 70 (the high brightness pixel 70 in FIG. 5) that are adjacent to each other as the coordinates 74.

次に、座標特定部５０ｂは、他の行に属する複数の画素７０の明度を順に算出し、同様の手順で座標７４を特定する。なお、図５には画素７０の明度が３行ごとに算出される例を示しているが、画素７０の明度が算出される行の数及び間隔は自由に設定できる。例えば、外周縁領域４２において１００行の画素７０の明度が算出され、１００個の座標７４が特定される。そして、座標特定部５０ｂ（図４参照）は、特定された複数の座標７４を座標記憶部６０ｂに記憶する。 Next, the coordinate specifying unit 50b sequentially calculates the brightness of the plurality of pixels 70 belonging to other rows, and specifies the coordinates 74 using the same procedure. Note that although FIG. 5 shows an example in which the brightness of the pixels 70 is calculated every three rows, the number and interval of the rows for which the brightness of the pixels 70 is calculated can be freely set. For example, the brightness of 100 rows of pixels 70 in the outer peripheral area 42 is calculated, and 100 coordinates 74 are specified. Then, the coordinate specifying unit 50b (see FIG. 4) stores the specified plurality of coordinates 74 in the coordinate storage unit 60b.

なお、上記では、座標特定部５０ｂが被加工物１１の長辺（図３における右辺）に相当する外周縁１１ｃの位置を示す座標７４を特定する場合について説明したが、座標特定部５０ｂは、被加工物１１の短辺（図３における上辺又は下辺）に相当する外周縁１１ｃの位置を示す座標７４を特定してもよい。この場合、座標特定部５０ｂは、Ｙ軸方向と平行な列に属する複数の画素７０の明度を順に算出する。 In addition, although the case where the coordinate specifying part 50b specifies the coordinate 74 which shows the position of the outer peripheral edge 11c corresponding to the long side (right side in FIG. 3) of the workpiece 11 is described above, the coordinate specifying part 50b Coordinates 74 indicating the position of the outer peripheral edge 11c corresponding to the short side (upper side or lower side in FIG. 3) of the workpiece 11 may be specified. In this case, the coordinate specifying unit 50b sequentially calculates the brightness of the plurality of pixels 70 belonging to a column parallel to the Y-axis direction.

また、処理部５０は、座標特定部５０ｂによって特定された複数の座標７４に基づいて、被加工物１１の外周縁１１ｃを近似する近似線を算出する近似線算出部５０ｃを含む。さらに、記憶部６０は、近似線算出部５０ｃによって算出された近似線を記憶する近似線記憶部６０ｃを含む。 Furthermore, the processing unit 50 includes an approximate line calculating unit 50c that calculates an approximate line that approximates the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11 based on the plurality of coordinates 74 specified by the coordinate specifying unit 50b. Furthermore, the storage unit 60 includes an approximate line storage unit 60c that stores the approximate line calculated by the approximate line calculation unit 50c.

図６は、画像４０の外周縁領域４２及び近似線７６を示す画像図である。例えば、被加工物１１が矩形状で外周縁１１ｃが直線状である場合（図１等参照）には、近似線算出部５０ｃは、座標記憶部６０ｂに記憶されている複数の座標７４を読み出し、最小二乗法を用いて複数の座標７４を一次関数でフィッティングする。これにより、被加工物１１の外周縁１１ｃに対応する直線である近似線７６が算出される。 FIG. 6 is an image diagram showing the outer peripheral area 42 of the image 40 and the approximate line 76. For example, when the workpiece 11 is rectangular and the outer peripheral edge 11c is linear (see FIG. 1, etc.), the approximate line calculation unit 50c reads out a plurality of coordinates 74 stored in the coordinate storage unit 60b. , the plurality of coordinates 74 are fitted with a linear function using the least squares method. As a result, an approximate line 76, which is a straight line corresponding to the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11, is calculated.

近似線７６の傾きは、被加工物１１の向きに相当する。すなわち、向き検出装置２は、複数の座標７４に基づいて近似線７６を算出することにより、被加工物１１の向きを検出する。そして、近似線算出部５０ｃは、算出された近似線７６を近似線記憶部６０ｃに記憶する。例えば、近似線７６を表す式、座標、パラメータ等が、近似線記憶部６０ｃに記憶される。 The slope of the approximate line 76 corresponds to the orientation of the workpiece 11. That is, the orientation detection device 2 detects the orientation of the workpiece 11 by calculating the approximate line 76 based on the plurality of coordinates 74. Then, the approximate line calculation unit 50c stores the calculated approximate line 76 in the approximate line storage unit 60c. For example, a formula, coordinates, parameters, etc. representing the approximate line 76 are stored in the approximate line storage section 60c.

なお、近似線７６の算出方法は、被加工物１１の外周縁１１ｃの形状に応じて適宜選択できる。例えば、被加工物１１の外周縁１１ｃが非直線状である場合には、複数の座標７４を２次以上の関数でフィッティングしてもよい。 Note that the method for calculating the approximate line 76 can be selected as appropriate depending on the shape of the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11. For example, if the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11 is non-linear, the plurality of coordinates 74 may be fitted using a function of quadratic or higher order.

また、処理部５０は、近似線算出部５０ｃによって算出された近似線７６に基づいて、表示部２２（図１参照）に表示される一対の表示線を算出する表示線算出部５０ｄを含む。さらに、記憶部６０は、表示線算出部５０ｄによって算出された表示線を記憶する表示線記憶部６０ｄを含む。 The processing unit 50 also includes a display line calculation unit 50d that calculates a pair of display lines to be displayed on the display unit 22 (see FIG. 1) based on the approximate line 76 calculated by the approximate line calculation unit 50c. Furthermore, the storage section 60 includes a display line storage section 60d that stores the display lines calculated by the display line calculation section 50d.

図７は、画像４０の外周縁領域４２、近似線７６、及び一対の表示線７８Ａ，７８Ｂを示す画像図である。表示線算出部５０ｄは、近似線記憶部６０ｃに記憶されている近似線７６を読み出し、近似線７６を挟む一対の表示線７８Ａ，７８Ｂを算出する。 FIG. 7 is an image diagram showing the outer peripheral area 42 of the image 40, the approximate line 76, and a pair of display lines 78A and 78B. The display line calculation unit 50d reads out the approximate line 76 stored in the approximate line storage unit 60c, and calculates a pair of display lines 78A and 78B sandwiching the approximate line 76.

例えば表示線７８Ａ，７８Ｂは、近似線７６と平行で近似線７６から互いに逆方向に所定の距離分離れるように配置された一対の直線であり、近似線７６を表す一次関数に基づいて算出される。そして、近似線７６は表示線７８Ａ，７８Ｂによって挟まれる。 For example, the display lines 78A and 78B are a pair of straight lines that are parallel to the approximation line 76 and are arranged a predetermined distance apart from the approximation line 76 in opposite directions, and are calculated based on a linear function representing the approximation line 76. Ru. The approximate line 76 is sandwiched between display lines 78A and 78B.

具体的には、表示線７８Ａは近似線７６よりも暗領域７２Ａ側に位置する直線であり、表示線７８Ｂは近似線７６よりも明領域７２Ｂ側に位置する直線である。なお、近似線７６から表示線７８Ａまでの距離と近似線７６から表示線７８Ｂまでの距離とは等しい。そのため、近似線７６は表示線７８Ａ，７８Ｂの中間線に相当する。 Specifically, the display line 78A is a straight line located closer to the dark area 72A than the approximate line 76, and the display line 78B is a straight line located closer to the bright area 72B than the approximate line 76. Note that the distance from the approximation line 76 to the display line 78A is equal to the distance from the approximation line 76 to the display line 78B. Therefore, the approximate line 76 corresponds to the midline between the display lines 78A and 78B.

表示線算出部５０ｄ（図４参照）は、算出された表示線７８Ａ，７８Ｂを表示線記憶部６０ｄに記憶する。例えば、表示線７８Ａ，７８Ｂを表す式、座標、パラメータ等が、表示線記憶部６０ｄに記憶される。 The display line calculation unit 50d (see FIG. 4) stores the calculated display lines 78A and 78B in the display line storage unit 60d. For example, formulas, coordinates, parameters, etc. representing the display lines 78A and 78B are stored in the display line storage section 60d.

また、処理部５０は、表示部２２に表示される情報を制御する表示制御部５０ｅを含む。表示制御部５０ｅは、被加工物１１の画像４０と、近似線７６を挟む一対の表示線７８Ａ，７８Ｂとを表示部２２に表示させる。 Furthermore, the processing section 50 includes a display control section 50e that controls information displayed on the display section 22. The display control section 50e causes the display section 22 to display the image 40 of the workpiece 11 and a pair of display lines 78A and 78B sandwiching the approximate line 76 therebetween.

具体的には、表示制御部５０ｅは、画像記憶部６０ａに記憶されている被加工物１１の画像４０（図３参照）を読み出すとともに、表示線記憶部６０ｄに記憶されている表示線７８Ａ，７８Ｂ（図７参照）を読み出す。そして、表示制御部５０ｅは、表示部２２に制御信号を出力することにより、画像４０及び表示線７８Ａ，７８Ｂを表示部２２に表示させる。 Specifically, the display control unit 50e reads out the image 40 (see FIG. 3) of the workpiece 11 stored in the image storage unit 60a, and reads out the display lines 78A and 78A stored in the display line storage unit 60d. 78B (see FIG. 7). Then, the display control section 50e outputs a control signal to the display section 22 to display the image 40 and the display lines 78A and 78B on the display section 22.

図８は、画像４０及び一対の表示線７８Ａ，７８Ｂを表示する表示部２２を示す正面図である。表示制御部５０ｅから表示部２２に制御信号が入力されると、表示部２２は、被加工物１１の像を含む画像４０と、表示線７８Ａ，７８Ｂとを重ねて表示する。なお、図８では説明の便宜上、近似線７６を図示しているが、実際の表示部２２には近似線７６は表示されない。 FIG. 8 is a front view showing the display section 22 that displays the image 40 and a pair of display lines 78A and 78B. When a control signal is input from the display control section 50e to the display section 22, the display section 22 displays the image 40 including the image of the workpiece 11 and the display lines 78A and 78B in a superimposed manner. Note that although the approximate line 76 is illustrated in FIG. 8 for convenience of explanation, the approximate line 76 is not actually displayed on the display section 22.

画像４０及び表示線７８Ａ，７８Ｂを同時に表示すると、表示線７８Ａ，７８Ｂが、近似線７６によって近似された被加工物１１の外周縁１１ｃを挟むように表示される。そのため、被加工物１１の外周縁１１ｃと重なる近似線７６を表示することなく、被加工物１１の外周縁１１ｃの傾きを表示線７８Ａ，７８Ｂで表すことができる。これにより、被加工物１１の外周縁１１ｃの視認性が向上し、オペレーターは被加工物１１の外周縁１１ｃが適切に近似されているか否かを正確に判断できる。 When the image 40 and the display lines 78A, 78B are displayed simultaneously, the display lines 78A, 78B are displayed so as to sandwich the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11 approximated by the approximation line 76. Therefore, the inclination of the outer circumferential edge 11c of the workpiece 11 can be represented by the display lines 78A and 78B without displaying the approximate line 76 that overlaps the outer circumferential edge 11c of the workpiece 11. This improves the visibility of the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11, and allows the operator to accurately determine whether the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11 is appropriately approximated.

なお、表示部２２に表示される表示線７８Ａ，７８Ｂは、不連続な線であることが好ましい。例えば、表示線７８Ａ，７８Ｂとして、点線、破線、一点鎖線、二点鎖線等が表示される。これにより、連続的な直線状に表示される被加工物１１の外周縁１１ｃと表示線７８Ａ，７８Ｂとを見分けやすくなる。 Note that the display lines 78A and 78B displayed on the display section 22 are preferably discontinuous lines. For example, a dotted line, a broken line, a dashed-dotted line, a dashed-double-dotted line, etc. are displayed as the display lines 78A and 78B. This makes it easier to distinguish between the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11 and the display lines 78A and 78B, which are displayed in a continuous straight line.

また、表示部２２に表示される表示線７８Ａ，７８Ｂの色は、画像４０に含まれる被加工物１１の像とは異なる色であることが好ましい。例えば、被加工物１１がグレースケールで表される場合、表示線７８Ａ，７８Ｂを白黒以外のカラー（赤、緑、青、緑等）で表示してもよい。さらに、表示線７８Ａ，７８Ｂは、点滅、変色、濃淡の変化、太さの変化等によって強調表示されてもよい。これにより、オペレーターが表示線７８Ａ，７８Ｂをより認識しやすくなる。 Further, it is preferable that the display lines 78A and 78B displayed on the display unit 22 have a different color from the image of the workpiece 11 included in the image 40. For example, when the workpiece 11 is represented in gray scale, the display lines 78A and 78B may be displayed in colors other than black and white (red, green, blue, green, etc.). Further, the display lines 78A and 78B may be highlighted by blinking, changing color, changing the shade, changing the thickness, or the like. This makes it easier for the operator to recognize the display lines 78A, 78B.

次に、向き検出装置２を用いた被加工物１１の表示方法の具体例について説明する。図８は、被加工物１１の表示方法を示すフローチャートである。 Next, a specific example of a method for displaying the workpiece 11 using the orientation detection device 2 will be described. FIG. 8 is a flowchart showing a method of displaying the workpiece 11.

まず、複数の被加工物１１を収容したカセット８（図１参照）を、カセット台６Ａ又はカセット台６Ｂ上に配置する。そして、カセット８に収容されている被加工物１１を、搬送機構１０によって支持ユニット１８に搬送する。その後、一対の支持台３０によって支持された被加工物１１を、照明３２（図２（Ａ）及び図２（Ｂ）参照）で照らしつつカメラ２０で撮像する（ステップＳ１）。カメラ２０によって取得された被加工物１１の画像４０（図３参照）は、画像入力部５０ａ（図４参照）に入力され、画像記憶部６０ａに記憶される。 First, the cassette 8 (see FIG. 1) containing a plurality of workpieces 11 is placed on the cassette stand 6A or cassette stand 6B. The workpiece 11 housed in the cassette 8 is then transported to the support unit 18 by the transport mechanism 10. Thereafter, the workpiece 11 supported by the pair of support stands 30 is imaged by the camera 20 while being illuminated with the illumination 32 (see FIGS. 2(A) and 2(B)) (step S1). An image 40 (see FIG. 3) of the workpiece 11 acquired by the camera 20 is input to the image input section 50a (see FIG. 4) and stored in the image storage section 60a.

次に、座標特定部５０ｂが、画像４０に含まれる被加工物１１の外周縁１１ｃの位置を示す複数の座標７４（図５参照）を特定する（ステップＳ２）。そして、算出された複数の座標７４が座標記憶部６０ｂに記憶される。 Next, the coordinate specifying unit 50b specifies a plurality of coordinates 74 (see FIG. 5) indicating the position of the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11 included in the image 40 (step S2). Then, the plurality of calculated coordinates 74 are stored in the coordinate storage section 60b.

次に、近似線算出部５０ｃが、座標特定部５０ｂによって特定された複数の座標７４に基づいて、被加工物１１の外周縁１１ｃを近似する近似線７６（図６参照）を算出する（ステップＳ３）。そして、算出された近似線７６が近似線記憶部６０ｃに記憶される。 Next, the approximate line calculating unit 50c calculates an approximate line 76 (see FIG. 6) that approximates the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11 based on the plurality of coordinates 74 specified by the coordinate specifying unit 50b (step S3). Then, the calculated approximate line 76 is stored in the approximate line storage section 60c.

次に、表示線算出部５０ｄが、近似線７６に基づいて近似線７６を挟む一対の表示線７８Ａ，７８Ｂを算出する（ステップＳ４）。そして、算出された表示線７８Ａ，７８Ｂが表示線記憶部６０ｄに記憶される。 Next, the display line calculation unit 50d calculates a pair of display lines 78A and 78B sandwiching the approximate line 76 based on the approximate line 76 (step S4). Then, the calculated display lines 78A and 78B are stored in the display line storage section 60d.

次に、表示制御部５０ｅが表示部２２に制御信号を出力し、画像記憶部６０ａに記憶されている被加工物１１の画像４０と、表示線記憶部６０ｄに記憶されている表示線７８Ａ，７８Ｂとを、表示部２２に表示させる（ステップＳ５、図８参照）。そして、オペレーターは、表示部２２に表示された画像４０及び表示線７８Ａ，７８Ｂを観察し、被加工物１１の配置が正常であるか否かを判断する。例えばオペレーターは、被加工物１１が所定の向きで配置されているか否か、被加工物１１の外周縁１１ｃが適切に近似されているか否か等を確認する。 Next, the display control unit 50e outputs a control signal to the display unit 22, and displays the image 40 of the workpiece 11 stored in the image storage unit 60a, the display line 78A stored in the display line storage unit 60d, 78B is displayed on the display section 22 (step S5, see FIG. 8). Then, the operator observes the image 40 and the display lines 78A and 78B displayed on the display unit 22, and determines whether or not the arrangement of the workpiece 11 is normal. For example, the operator checks whether the workpiece 11 is arranged in a predetermined orientation and whether the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11 is appropriately approximated.

被加工物１１の配置が正常である場合には（ステップＳ６でＹＥＳ）、オペレーターは向き検出装置２に被加工物１１の搬送を開始する指示を入力する。これにより、被加工物１１が搬送機構２８（図１参照）によって支持ユニット１８からチャックテーブル２６（図１参照）に搬送される（ステップＳ７）。その後、加工装置によって被加工物１１に所定の加工が施される。 If the arrangement of the workpiece 11 is normal (YES in step S6), the operator inputs an instruction to the orientation detection device 2 to start transporting the workpiece 11. Thereby, the workpiece 11 is transported from the support unit 18 to the chuck table 26 (see FIG. 1) by the transport mechanism 28 (see FIG. 1) (step S7). Thereafter, a predetermined process is performed on the workpiece 11 by the processing device.

一方、被加工物１１の配置が異常である場合には（ステップＳ６でＮＯ）、オペレーターは異常を解消させる措置をとる（ステップＳ８）。例えばオペレーターは、支持ユニット１８によって支持されている被加工物１１の向きを手動で調節するとともに、カセット８（図１参照）に収容されている被加工物１１の向きや搬送機構２８（図１参照）の動作の誤差などを点検する。その後、オペレーターは、改めて被加工物１１をカメラ２０で撮像する指示を向き検出装置２に入力する（ステップＳ１）。 On the other hand, if the arrangement of the workpiece 11 is abnormal (NO in step S6), the operator takes measures to eliminate the abnormality (step S8). For example, the operator manually adjusts the orientation of the workpiece 11 supported by the support unit 18, and also adjusts the orientation of the workpiece 11 housed in the cassette 8 (see FIG. 1) and the transport mechanism 28 (see FIG. 1). (see) to check for errors in operation. After that, the operator inputs an instruction to the direction detection device 2 again to take an image of the workpiece 11 with the camera 20 (step S1).

上記の制御部２４の一連の動作は、記憶部６０（図４参照）に記憶されたプログラムを実行することによって実現される。具体的には、記憶部６０には、ステップＳ１乃至ステップＳ８のうち向き検出装置２によって実行されるべき処理を記述するプログラムが記憶されている。そして、制御部２４は記憶部６０からプログラムを読み出して実行することにより、向き検出装置２に被加工物１１の撮像、表示、搬送等の処理を実行させる。 The series of operations of the control section 24 described above are realized by executing a program stored in the storage section 60 (see FIG. 4). Specifically, the storage unit 60 stores a program that describes the processing to be executed by the orientation detection device 2 among steps S1 to S8. Then, the control unit 24 reads a program from the storage unit 60 and executes it, thereby causing the orientation detection device 2 to perform processing such as imaging, displaying, and transporting the workpiece 11.

以上の通り、本実施形態に係る向き検出装置２は、被加工物１１の外周縁１１ｃを近似する近似線７６を算出した後、近似線７６を挟む一対の表示線７８Ａ，７８Ｂを被加工物１１の画像４０とともに表示部２２に表示させる。そのため、表示部２２に近似線７６を表示しなくても、一対の表示線７８Ａ，７８Ｂを目印として被加工物１１の外周縁１１ｃの傾きを確認することが可能になる。これにより、被加工物１１の外周縁１１ｃの視認性が向上し、オペレーターは被加工物１１の外周縁１１ｃが適切に近似されているか否かを正確に判断できる。 As described above, after calculating the approximation line 76 that approximates the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11, the orientation detection device 2 according to the present embodiment moves the pair of display lines 78A and 78B between the approximation line 76 to the workpiece. It is displayed on the display section 22 together with the image 40 of No. 11. Therefore, even if the approximate line 76 is not displayed on the display unit 22, it is possible to confirm the inclination of the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11 using the pair of display lines 78A and 78B as landmarks. This improves the visibility of the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11, and allows the operator to accurately determine whether the outer peripheral edge 11c of the workpiece 11 is appropriately approximated.

なお、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。 Note that the structure, method, etc. according to the above embodiments can be modified and implemented as appropriate without departing from the scope of the objective of the present invention.

１１被加工物
１１ａ表面（第１面）
１１ｂ裏面（第２面）
１１ｃ外周縁（側面）
２向き検出装置（向き検出機構）
４基台
４ａ，４ｂ開口部
６Ａ，６Ｂカセット台
８カセット
１０搬送機構（搬送ユニット）
１２保持部
１２ａ上面
１２ｂ吸引孔
１４多関節アーム
１６検出ユニット
１８支持ユニット
２０カメラ（撮像ユニット）
２０ａ撮像領域（視野）
２２表示部（表示ユニット、表示装置）
２４制御部（制御ユニット、制御装置）
２６チャックテーブル（保持テーブル）
２６ａ保持面
２８搬送機構（搬送ユニット）
３０支持台
３０ａ支持面
３２照明
３４光源
３６カバー（ケース）
３８拡散板
４０画像（撮像画像）
４２外周縁領域
５０処理部
５０ａ画像入力部
５０ｂ座標特定部
５０ｃ近似線算出部
５０ｄ表示線算出部
５０ｅ表示制御部
６０記憶部
６０ａ画像記憶部
６０ｂ座標記憶部
６０ｃ近似線記憶部
６０ｄ表示線記憶部
７０画素
７２Ａ暗領域
７２Ｂ明領域
７４座標
７６近似線
７８Ａ，７８Ｂ表示線 11 Workpiece 11a Surface (first surface)
11b Back side (second side)
11c Outer edge (side)
2 Orientation detection device (orientation detection mechanism)
4 Base 4a, 4b Opening 6A, 6B Cassette stand 8 Cassette 10 Transport mechanism (transport unit)
12 Holding part 12a Top surface 12b Suction hole 14 Multi-joint arm 16 Detection unit 18 Support unit 20 Camera (imaging unit)
20a Imaging area (field of view)
22 Display section (display unit, display device)
24 Control section (control unit, control device)
26 Chuck table (holding table)
26a Holding surface 28 Transport mechanism (transport unit)
30 Support stand 30a Support surface 32 Lighting 34 Light source 36 Cover (case)
38 Diffusion plate 40 Image (captured image)
42 Outer peripheral area 50 Processing section 50a Image input section 50b Coordinate identification section 50c Approximate line calculation section 50d Display line calculation section 50e Display control section 60 Storage section 60a Image storage section 60b Coordinate storage section 60c Approximate line storage section 60d Display line storage section 70 Pixel 72A Dark area 72B Bright area 74 Coordinates 76 Approximate line 78A, 78B Display line

Claims

An orientation detection device for detecting the orientation of a non-circular workpiece,
a support unit that supports the workpiece;
a camera that captures an image of the workpiece supported by the support unit to obtain an image including the outer periphery of the workpiece;
A display section;
comprising a control unit;
The control unit generates an approximation line that approximates the outer peripheral edge included in the image,
The orientation detection device is characterized in that the display section displays the image and a pair of display lines sandwiching the approximate line.

The orientation detection device according to claim 1, wherein the display line is a discontinuous line.

3. The orientation detection device according to claim 1, wherein the display section displays the display line in a color different from that of the image of the workpiece included in the image.