JP2585133B2 - 部品外観選別装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、チップ部品の外形寸法、電極寸法等の測定
や、割れ、欠け等の有無の検査、選別を行うための部品
外観選別装置に関する。

（発明の概要） 本発明は、チップ部品の外観選別を行なう部品外観選
別装置において、連続回転する透明円板上にチップ部品
を間隔をあけて載置して搬送し、前記円板上のチップ部
品の瞬間画像を前記円板の上方及び下方のカメラで撮像
し、これらの画像信号からチップ部品の外観を検査し、
この検査結果に基づき前記円板上の部品軌道の途中に設
けられた選別機構により選別を行なうことによって、外
観選別の処理速度の向上と装置の構成の簡素化を図った
ものである。

（従来の技術） 従来、被検査部品であるチップ部品等を１個ずつ外観
選別する部品外観選別装置は、部品を一時停止させて部
品の画像を取り込み１個ずつ検査する間欠方式で行なっ
ていた。

（発明が解決しようとする課題） ところで、従来の部品外観選別装置では、被検査部品
であるチップ部品等を順次供給して外観選別を行なう
際、部品の供給においてはこれを受け入れる部品搬送手
段側も一時停止し、外観選別も部品を一時停止して行な
うなど各動作の際に部品を一時停止させるため連続して
部品を処理できず時間を要し、高速で多くの部品を処理
できない問題があった。また、部品搬送手段が上記のよ
うな間欠運動を行なうため、動作の際に部品に加速度が
かかり、部品の位置が安定しにくいので部品を保持して
おく必要がある。さらにこのような間欠運動する機構は
構造が複雑であった。

本発明は、上記の点に鑑み、部品搬送手段となる連続
回転する透明円板上にチップ部品を１個ずつ連続的に供
給しかつ上下２個のカメラを用いて外観選別処理を行な
うことにより、チップ部品の検査、選別の処理速度の向
上とチップ部品にかかる加速度の低減を図り、外観選別
動作を安定して高速処理でき、かつ構成が簡単な部品外
観選別装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の部品外観選別装
置は、チップ部品を載置した状態で水平面内で連続回転
する透明円板と、 該透明円板の接線方向に平行に直進するようにチップ
部品を一列に整列させるガイド溝を有し、かつ前記透明
円板の周縁部分上面に間隔をあけてチップ部品を載せる
ために当該ガイド溝の前記透明円板上に位置する部分の
底面部分が除去してあるチップ部品フィーダと、 前記透明円板上のチップ部品を撮像自在な位置であっ
て前記透明円板の上方に配設された第１のカメラ及び前
記透明円板の下方に配設された第２のカメラと、 前記第１及び第２のカメラの視野を通過したチップ部
品搬送軌道の途中に設けられていて、前記透明円板の上
面に極めて近接した状態で当該チップ部品搬送軌道を斜
めに横断する選別位置と横断しない非選別位置との間で
揺動自在な揺動ガイドを有する選別機構と、 チップ部品の瞬間画像を前記第１及び第２のカメラで
撮像して得た画像信号から前記チップ部品の外観を検査
する画像信号処理回路とを備え、 前記画像信号処理回路によるチップ部品外観の検査結
果に基づき、選別すべきチップ部品の場合は前記選別機
構の前記揺動ガイドを前記選別位置として前記透明円板
から当該チップ部品を排出する構成としている。

また、上記部品外観選別装置において、良チップ部品
を選別して前記透明円板より排出する第１の選別機構
と、不良チップ部品を選別して前記透明円板より排出す
る第２の選別機構とを具備する構成としてもよい。

さらに、前記第１及び第２の選別機構により選別され
ずに残った前記透明円板上のチップ部品が前記チップ部
品フィーダに戻される構成とすることもできる。

（作用） 本発明の部品外観選別装置においては、被検査部品で
あるチップ部品をチップ部品フィーダから連続回転する
透明円板上に供給して搬送し、チップ部品を停止させる
ことなく部品画像の撮像や撮像結果に基づく部品選別等
の各処理を行なう構成としているので、従来の間欠運動
による搬送方式と比較してチップ部品にかかる加速度が
殆どなく、停止時間の無駄がない。従って、チップ部品
を保持する特別な手段を設けることなくチップ部品の位
置を安定化して搬送でき、連続してチップ部品の外観選
別が可能になるので処理速度の向上を図ることができ、
しかも、従来の間欠運動の機構よりも構造を簡略化でき
る。さらに、透明円板上にチップ部品を載置して上下の
カメラで撮像するため、被検査部品であるチップ部品の
上面及び下面等の少なくとも２面の検査をチップ部品を
反転したりしないで一度に行うことができる。

（実施例） 以下、本発明に係る部品外観選別装置の実施例を図面
に従って説明する。

第１図及び第２図において、１は被検査部品であるチ
ップ部品を示し、薄形の直方体状をしており両端に電極
が形成してある。２はチップ部品フィーダであり、検査
前の多数のチップ部品１を一時的に溜めておき、振動の
作用などで供給動作を実行するものである。

透明円板３は水平面内で連続回転するものであり、周
縁部分に載置されたチップ部品１を、円周状の軌道に沿
って搬送する。該透明円板３は光を透過するガラス、樹
脂等の材質であり、第２図にも示すように、載置された
チップ部品１を安定に搬送するために水平に配置され、
透明円板３の中心部下側は回転軸30に連結固着されてモ
ーター等の駆動力を受けるようになっている。このよう
にチップ部品１の搬送手段を透明円板３で構成すること
により、該透明円板上に載置されたチップ部品１の上下
面を撮像可能である。

前記チップ部品フィーダ２には、透明円板３の周縁部
分上面にチップ部品１を供給するために、チップ部品１
を透明円板３の接線方向に平行に直進させるガイド部４
が設けられている。該ガイド部４には、複数のチップ部
品１を一列に整列させて送出するためのガイド溝５が形
成されており、チップ部品１を連続回転する透明円板３
の上面に供給するため第２図の如く前記ガイド溝５の透
明円板３上に位置する部分の底面部分が除去してある。

チップ部品フィーダ２内のチップ部品１は振動等の作
用によりガイド部４のガイド溝５に順次送出され、ここ
で一列に整列されて順次前進する。チップ部品１はガイ
ド部４の底面部分が除去してある所を通過して水平面内
て回転している透明円板３の上面に１個ずつ移され載置
される。透明円板３上に載置された該チップ部品１は、
透明円板３の回転に伴って円周状の軌道を移動する。こ
こで、チップ部品１がチップ部品フィーダ２のガイド部
４で搬送される速度よりも透明円板３の回転による搬送
速度を大きくすることによって、第１図のように透明円
板３上面に載置されているチップ部品１の相互間隔を充
分あけることができる。

整列ローター６は、搬送されてきたチップ部品１の位
置や向きを修正するものであり、第３図の如く透明円板
３の周縁寄り部分の上面に極めて近接した水平状態で回
転軸31により連結支持されている。透明円板３の外周側
に位置する該整列ローター６の円周面はチップ部品１が
移送されてくる円周状の軌道と接している。また、整列
ローター６の外周面の速度と透明円板３のチップ部品が
載置されている軌道の移動速度つまりチップ部品の移送
速度はほぼ等しくしてある。

透明円板３の回転によって搬送されてきたチップ部品
１は、透明円板３上面に供給された際に必ずしも正しい
位置及び姿勢（向き）で載置されているとは限らない。
チップ部品１が次々と整列ローター６付近を通過しよう
とする際、第４図の如く例えば位置Ｐにて姿勢がずれた
チップ部品１は整列ローター６と接触する。この場合、
チップ部品１は透明円板３の接線方向へ速度V1で移動し
ようとするが、整列ローター６と接触しているのでチッ
プ部品１は、該整列ローター６の外周接線方向の速度V2
と前記速度V1間の相対速度V3により整列ローター６の法
線方向の力Ｆを受ける。従って、チップ部品１はこの力
Ｆにより位置及び姿勢のずれの修正を受け、位置Ｑのチ
ップ部品１のように位置と向きが整列ローター６の外周
面に沿いかつ透明円板３の接線に平行な姿勢に整えら
れ、さらに前進して整列ローター６から離れ、透明円板
３によって正しい姿勢で搬送される。

第１図において、７は上面撮像カメラであり、透明円
板３上のチップ部品搬送軌道上方に配置され、カメラ下
側を通過するチップ部品１の上面を撮像するものであ
る。該上面撮像カメラ７は光軸が透明円板３の平面と垂
直になるように配置され、通過するチップ部品１を上方
から垂直に撮像するようになっている。また、第２図の
ようにチップ部品１がカメラ７の視野の中心の位置にき
たことを検出するためチップ部品検出センサ８が設けて
ある。

第５図に示すように、透明円板３の上方にはチップ部
品１で反射された光がカメラ７で取り込まれるような斜
光を発生する光源として反射照明器９が設けられてお
り、カメラ７の撮像位置に対応した透明円板３の下側に
は透明円板３を透過する光を発生するための透過照明器
10が設けられている。前記反射照明器９は、カメラ７の
視野を妨げずかつ透明円板３上面に載置されているチッ
プ部品１にまんべんなく斜光を照射するようにカメラ７
の視野の部分を空洞としたリング状になっており、かつ
上面撮像カメラ７に反射照明器９の光が直接入らない位
置に設けられている。前記透過照明器10は透明円板３の
下側から撮像カメラ７の垂直な光軸と同軸方向に光を照
射するようになっており、透明円板３を介して光を透過
させチップ部品１の輪郭を鮮明にするため設けられてい
る。

第１図において、12は下面撮像カメラであり、透明円
板３の下方、すなわちチップ部品搬送軌道の下方に配置
され、透明円板３に載置されてカメラ上側を通過するチ
ップ部品１の下面を透明円板３を介して撮像するもので
ある。該下面撮像カメラ12は上記上面撮像カメラ７と同
様の構造であり、反射照明器と下面撮像カメラ12がチッ
プ部品１の載置されている透明円板３の下側に配置さ
れ、透過照明器が透明円板３の上側に配置されているも
のである（第５図の構成を倒置した構成である。）。

前記上面撮像カメラ７及び下面撮像カメラ12の視野を
通過したチップ部品搬送軌道の途中には、良品選別機構
15及び不良品選別機構16が配設されている。これらは、
透明円板３上に載置されて搬送されてきたチップ部品１
を選別するものであり、良品選別機構15はチップ部品１
が良品である場合に選別して透明円板３から落下させる
動作を行い、不良品選別機構16はチップ部品１が不良品
である場合に選別して透明円板３から落下させる動作を
行うものである。

ここで、良品選別機構15を第６図及び第７図において
説明する。これらの図において、17は揺動ガイドであ
り、透明円板３上面に極めて近接した状態でステッピン
グモーター19の回転軸32に固定支持されている。18は固
定ガイドであり、揺動ガイド14の回転中心に近接した透
明円板３の周縁内側より周縁外側に延長する如く透明円
板３上面に極めて近接した状態で固定配置されている。
前記回転軸32はステッピングモーター19を作動させるこ
とにより所定角度回転し、該ステッピングモーター19で
揺動ガイド17の位置を変えることにより、透明円板３の
円弧状軌道を搬送されてきたチップ部品１の進路を変更
させる。すなわち、揺動ガイド17はチップ部品の搬送軌
道を横断しない第６図実線の非選別位置とチップ部品の
搬送軌道を斜めに横断する第６図２点鎖線Ｒの選別位置
との間で揺動自在である。チップ部品１が揺動ガイド17
に接近したことを検出するため、揺動ガイド17直前のチ
ップ部品の搬送軌道にチップ部品検出センサ20が配置さ
れている。

透明円板３上を搬送されてきたチップ部品１が良品で
ある場合、揺動ガイド17が第６図の２点鎖線Ｒで示した
ように搬送軌道を横断する位置に揺動され、透明円板３
の回転に伴いチップ部品１は揺動ガイド17に沿って透明
円板３の周縁外側へ向かって移動し、さらに固定ガイド
18に沿って透明円板３から離れて行き、回収機構により
良品として回収される。

なお、揺動ガイド17および固定ガイド18の両ガイドは
チップ部品１の進路を変更するだけでよく、チップ部品
１は透明円板３から受ける摩擦力及びガイドから受ける
抗力によってガイド17,18に沿って透明円板３の周縁外
まで移動する。このようにチップ部品１を透明円板３か
ら排出するには、チップ部品１の進路を変更するだけで
よいので、揺動ガイド17の揺動角は小さくてよく、よっ
て高速動作が可能である。

また、不良品選別機構16は、良品選別機構15と同様の
構造であり、搬送されてきたチップ部品１が不良品の場
合に透明円板３から排出するものである。

第１図において、21はリターンコンベアであり、姿勢
の変化が多すぎて良品か不良品か判定できなかったり、
チップ部品相互の間隔が小さくて選別不可能であるため
良品選別機構15及び不良品選別機構16を通過して搬送さ
れてきたチップ部品１を透明円板３上から排出して再び
チップ部品フィーダ２に搬送するものである。該リター
ンコンベア21は、チップ部品の搬送軌道を横断して透明
円板３の周縁外側に延長する如く透明円板３上に近接し
て設けられたガイド33を備えている。ガイド33に沿って
排出されたチップ部品はベルトコンベヤや空気流等を用
いたリターンコンベア21によりチップ部品フィーダ２ま
で戻される。

第８図は、前記上面撮像カメラ７及び下面撮像カメラ
12の撮像結果に基づき良品選別機構15及び不良品選別機
構16を制御するための制御系統を示すものであり、画像
信号処理回路13は各カメラ7,12からの撮像信号を受け、
制御回路14は画像信号処理回路13の画像処理結果に基づ
き、良品選別機構15と不良品選別機構16のステッピング
モーター19を駆動制御するものである。

前記上面撮像カメラ７による画像取り込みは、チップ
部品検出センサ８によりチップ部品１がカメラ７の視野
内に到来したことを検出して検出信号を出力し、この検
出信号に同期して電子シャッターあるいは前記反射照明
器９及び透過照明器10のストロボ照明によりチップ部品
１上面の瞬間画像を撮像し、その画像信号を画像信号処
理回路13に送ることで実施できる。下面撮像カメラ12に
よる画像取り込みも同様に実行できる。

次に上記実施例の全体的動作を説明する。チップ部品
フィーダ２によって順次供給されたチップ部品１は、ガ
イド部４のガイド溝５を一列に整列された状態で前進
し、透明円板３上に位置するガイド部４の底面が除去さ
れている所で、水平面内で一定速度で連続回転している
透明円板３上に順次移載される。その際、ガイド部４で
の搬送速度より透明円板３での搬送速度を大きくして、
チップ部品相互の間隔を大きくあけて、後工程における
検査（ここでは寸法測定を例にとって説明する）及び選
別を容易に行い得るようにしている。

ガイド部４を離れたチップ部品１は、透明円板３の周
縁部分に間隔をあけて載置された状態で該円板の回転と
ともに円周状の軌道を移動する。そして、チップ部品１
はその搬送速度と略同一速度で回転している整列ロータ
ー６の外周面に順次接触し、寸法測定及び選別を容易に
するために位置及び姿勢（向き）を一定に整列される。

チップ部品１が上面撮像カメラ７の測定位置（カメラ
７の視野の中心）に移動すると、チップ部品検出センサ
８がチップ部品１を検出して検出信号を出力する。この
検出信号に同期して電子シャッターあるいは前記反射照
明器９及び透過照明器10のストロボ照明によりチップ部
品１上面の瞬間画像をカメラ７で撮像し、その画像信号
を画像信号処理回路13に送る。このようにチップ部品１
を連続回転している透明円板３上に載置した状態でその
瞬間画像を得ているので、チップ部品１を一時停止させ
た時に生じる振動や位置のずれがなく、安定した画像信
号が得られる。

ここで、チップ部品１が第９図（Ａ），（Ｂ）に示し
たようにセラミックチップの両端部分に電極11を形成し
たものである場合、例えばチップ部品１の上面の外形寸
法（長さ及び幅）と電極11の寸法（面積）を測定して、
外形寸法と電極11の寸法が適当であるか否かで良否の選
別を行う。

第９図（Ａ），（Ｂ）のチップ部品１を撮像して得ら
れた画像信号は、第10図のように下方からの透過光によ
りチップ部品１の外縁が影（暗部）になっている。これ
は、下方からの透過光によりチップ部品１の存在しない
周囲の背景が明るくなっているためである。また、チッ
プ部品１の上面側から反射照明器９の斜光を照射するこ
とにより、両端に形成されている電極11の平坦部分（す
なわち、外縁部の丸くなった部分を除いた部分）が周囲
のセラミック部分より光の反射率が大きいので、電極11
の大部分を明部として認識することができる。そして、
上記のような画像信号を画像信号処理回路13に取り込
み、演算処理することによって、第10図に示したチップ
部品１の上面の各寸法（外形長a,幅b,電極長ｃ）を求め
る。すなわち、チップ部品１の上面側の長さと幅を測定
した外形寸法演算値及び電極11の寸法を測定した電極寸
法演算値が画像信号処理回路13の出力として得られ、こ
れらが制御回路14に入力される。

さらに、チップ部品１が下面撮像カメラ12の測定位置
に移動すると、前記チップ部品上面を撮像した場合と同
様の処理を行って、チップ部品下面（透明円板に接して
いる面）の外形寸法演算値と電極寸法演算値を制御回路
14に出力する。

制御回路14はチップ部品上下面の外形寸法演算値及び
電極寸法演算値を予め定められた選別基準の寸法と比較
し、良品又は不良品の判定を行うか、あるいはチップ部
品の相互間隔が不適当もしくは位置や姿勢が不適当で選
別不能である旨の判定を行う。そして、制御回路14は判
定結果に基づき、良品選別機構15及び不良品選別機構16
に制御信号を出力して各選別機構を作動させる。すなわ
ち、チップ部品が良品と判定された場合は、該チップ部
品が良品選別機構15のチップ部品検出センサ20にて検出
されたときに、制御回路14は制御信号により該チップ部
品を透明円板３上から排出するように良品選別機構15を
制御し、チップ部品が不良品と判定された場合は、該チ
ップ部品が不良品選別機構16のチップ部品検出センサ20
にて検出されたときに、制御回路14は制御信号により該
チップ部品を透明円板３上から排出するように不良品選
別機構16を制御する。

従って、透明円板３の連続回転に伴ってチップ部品１
が良品選別機構15の位置にくると、到来した当該チップ
部品についての制御回路14の判定結果に基づき、選別動
作が実行される。すなわち、良品の場合は揺動ガイド17
は第６図２点鎖線Ｒの位置となり、チップ部品１を透明
円板３上から排出し、不良品あるいは選別不可能の場合
は揺動ガイド17は第６図の実線位置となりチップ部品を
そのまま通過させる。

そして、良品選別機構15を通過してきたチップ部品１
を不良品選別機構16において選別する。すなわち、前記
良品選別機構15と同様に制御回路14の制御により、チッ
プ部品１が不良品の場合は透明円板３上から排出し、選
別不可能の場合はそのまま通過させる動作を順次行う。

なお、選別されたチップ部品は、各選別機構の回収容
器等に回収される。

搬送されてきたチップ部品１の位置や向きがずれてい
たり、チップ部品相互の間隔が小さくて選別ができない
と判断されたものは、最後にリターンコンベア21の所で
透明円板３上から排出され、再びチップ部品フィーダ２
に戻され、再び透明円板３に移載されて選別されること
になる。

なお、上記実施例では上面撮像カメラ７及び下面撮像
カメラ12において、透明円板上を搬送されるチップ部品
を撮像する際に、カメラの光軸を透明円板の平面と垂直
に、つまりチップ部品の上面または下面に対して垂直
（真上または真下）になるように配置して撮像していた
が、カメラの光軸が透明円板の平面に対して平行になる
ように各カメラを配置してもよい。この場合、チップ部
品の側面を撮像するので、チップ部品の外形寸法の長さ
と厚み及び電極寸法が測定できる。

また、カメラの光軸が透明円板の平面に対して斜めに
なるように各カメラを配置してもよい。この場合、チッ
プ部品を斜めから撮像するので、チップ部品の一方の平
面（上面または下面）とカメラ側の側面が同時に撮像で
きるので、チップ部品の外形寸法の長さ及び上面と側面
の電極寸法が測定できる。

また、上記実施例では、部品外観選別の一例としてチ
ップ部品の外形寸法及び電極寸法の測定を行い、該チッ
プ部品を良品と不良品に選別したが、他にも部品の欠け
や割れなどの欠陥検査に用いたり、部品のマークの特性
値の捺印の検査等にも使用できる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の部品外観選別装置によ
れば、被検査部品としてのチップ部品をチップ部品フィ
ーダから連続回転する透明円板上に供給して搬送し、チ
ップ部品を一時停止させずにチップ部品の上下面の撮像
や選別の動作を行なうため、従来の間欠運動による搬送
と比較してチップ部品にかかる加速度が殆どなく、チッ
プ部品の位置や姿勢の安定した状態で円滑に連続して選
別処理でき、処理の高速化を実現できる。また、従来の
間欠運動の機構よりも構造が簡単となる。さらに、透明
円板にチップ部品を載置した状態で搬送して被検査部品
であるチップ部品の上下面を透明円板の上方及び下方の
２台のカメラで撮像するため、チップ部品の上面及び下
面等の少なくとも２面の検査をチップ部品を反転したり
しないで一度に行うことができる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る部品外観選別装置の実施例を示す
平面図、第２図は同正面図、第３図は整列ローターを示
す正面図、第４図は整列ローターの作用を説明する平面
図、第５図は上面撮像カメラや照明器の配置を示す正面
図、第６図は良品選別機構の平面図、第７図は同正面
図、第８図は制御系統のブロック図、第９図（Ａ）は被
検査部品としてのチップ部品を示す平面図、同図（Ｂ）
は同側面図、第10図はチップ部品の撮像画像である。 １……チップ部品、２……チップ部品フィーダ、３……
透明円板、４……ガイド部、５……ガイド溝、６……整
列ローター、７……上面撮像カメラ、8,20……チップ部
品検出センサ、９……反射照明器、10……透過照明器、
11……電極、12……下面撮像カメラ、13……画像信号処
理回路、14……制御回路、15……良品選別機構、16……
不良品選別機構、17……揺動ガイド、18……固定ガイ
ド、19……ステッピングモーター、21……リターンコン
ベア。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チップ部品を載置した状態で水平面内で連
   続回転する透明円板と、 該透明円板の接線方向に平行に直進するようにチップ部
   品を一列に整列させるガイド溝を有し、かつ前記透明円
   板の周縁部分上面に間隔をあけてチップ部品を載せるた
   めに当該ガイド溝の前記透明円板上に位置する部分の底
   面部分が除去してあるチップ部品フィーダと、 前記透明円板上のチップ部品を撮像自在な位置であって
   前記透明円板の上方に配設された第１のカメラ及び前記
   透明円板の下方に配設された第２のカメラと、 前記第１及び第２のカメラの視野を通過したチップ部品
   搬送軌道の途中に設けられていて、前記透明円板の上面
   に極めて近接した状態で当該チップ部品搬送軌道を斜め
   に横断する選別位置と横断しない非選別位置との間で揺
   動自在な揺動ガイドを有する選別機構と、 チップ部品の瞬間画像を前記第１及び第２のカメラで撮
   像して得た画像信号から前記チップ部品の外観を検査す
   る画像信号処理回路とを備え、 前記画像信号処理回路によるチップ部品外観の検査結果
   に基づき、選別すべきチップ部品の場合は前記選別機構
   の前記揺動ガイドを前記選別位置として前記透明円板か
   ら当該チップ部品を排出することを特徴とする部品外観
   選別装置。
2. 【請求項２】良チップ部品を選別して前記透明円板より
   排出する第１の選別機構と、不良チップ部品を選別して
   前記透明円板より排出する第２の選別機構とを具備して
   いる請求項１記載の部品外観選別装置。
3. 【請求項３】前記第１及び第２の選別機構により選別さ
   れずに残った前記透明円板上のチップ部品が前記チップ
   部品フィーダに戻される請求項２記載の部品外観選別装
   置。