JP3943550B2 - 部品姿勢の判別方法及び部品搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は部品姿勢の判別方法及び部品搬送装置に係り、特に、部品を一定姿勢に揃えて供給する部品供給装置に適用する場合に好適な部品姿勢の判別方法に関する。

一般に、電子部品などを一定の姿勢に揃えて供給する部品供給装置には、電子部品の姿勢を揃えるための部品処理部が設けられ、この部品処理部によって電子部品が一定の姿勢に揃えられた上で部品実装装置などに供給される。部品処理部の構成としては、部品の形状に応じた搬送路の形状によって部品の姿勢を機械的に揃える方法と、光学センサなどによって搬送路上の部品の姿勢を検出し、検出された部品姿勢に応じて部品を排除したり、部品の姿勢を強制的に変更したりすることによって部品の姿勢を揃える方法とが知られている（例えば、以下の特許文献１参照）。
特開２００３−２４６４４０号公報

ところで、搬送される部品には種々のものがあり、例えば、図１に示すように、光透過性を有するセラミック材料で構成されるセラミック基板１０Ｓを外面の一部に露出した状態で含む部品（例えば、図示例では抵抗層１０Ｒと端子部１０Ｅとを有するチップ抵抗）１０が知られている。このような部品１０では、セラミック基板１０Ｓが光透過性を有することから、光を照射するとセラミック基板１０Ｓの内部散乱光によってセラミック基板１０Ｓの露出面全体が発光するため、光センサによる姿勢検出が困難になるという問題点がある。

また、電子部品の多くには金属製の端子部１０Ｅが設けられるので、この端子部１０Ｅにおける散乱性反射光による誤検出が発生しやすいという問題点もある。

特に、近年は、部品が微細なものになるとともに供給速度が大幅に向上しつつあることから、部品姿勢を高いＳ／Ｎ比で検出することが難しくなっているため、部品姿勢の検出精度や検出時間によって部品供給速度が制約を受けるという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、部品に対する照明光の入射範囲を規定して部品に応じた複数種類の検出光を利用することにより、部品姿勢に応じた検出光の光量変化を大きく確保し、誤検出の少ない部品姿勢の判別方法を提供することにある。また、高速の部品供給にも対応可能な部品姿勢の判定方法を提供することにある。

本発明の部品姿勢の判別方法は、直方体形状を有し、前後端面を除く４つの外面部の方位が異なる４つの姿勢のいずれかで搬送路上を搬送され、光透過性を有する素材が露出してなる前記外面部と、前記素材より光透過性が低いか或いは光透過性を有しない前記外面部とを有する部品の姿勢を検出する部品姿勢の判別方法であって、前記部品が搬送される搬送面の部品通過領域に開口する光学開口部を通して照明光を前記部品に照射するとともに、前記照明光の照射軸から外れた方向に検出光の検出軸を設定し、該検出軸に沿って出射する前記検出光の光量によって部品姿勢を判別する方法であり、前記光学開口部は、複数の前記姿勢のうち或る一の特定姿勢に対応する部品通過領域からは外側に一部張り出すように開口するが、他の特定姿勢に対応する部品通過領域からは外側に張り出さないように構成され、前記検出軸は、前記光学開口部から出射された光が前記一の特定姿勢にある部品の上面で反射されてなる反射光を検出可能となるように設定されることを特徴とする。

この発明によれば、適宜の光照射手段を用いて搬送面の部品通過領域に開口する光学開口部を通して照明光を部品に照射することにより、部品に対する照射スポットを常に一定に規制することができるため、位置あわせが不要であり、適宜の光検出手段を用いて常に一定の検出状態が保たれるとともに、照射軸から外れた方向に検出軸が設定されていることにより、部品によって偏向された検出光のみを部品姿勢に応じて検出することができるので、部品姿勢を正確に判別することが可能になる。すなわち、限定された光学開口部から光を照射することによって部品の姿勢に対する光の照射方向や照射範囲を限定することができるため、部品の姿勢を高精度に判定できる。
また、前記光学開口部は、或る一の特定姿勢に対応する前記部品通過領域からは外側に一部張り出すように開口するが、他の特定姿勢に対応する部品通過領域からは外側に張り出さないように構成され、前記検出軸は、前記光学開口部から出射された光が前記一の特定姿勢にある部品の上面で反射されてなる反射光を検出可能となるように設定されることにより、この反射光の有無や強弱によっても部品姿勢を判別することが可能になるので、部品姿勢の変化による検出光量の変化をより大きく確保することが可能になる。

本発明において、前記検出光の検出軸を前記搬送面から外れた方位に向けることが好ましい。このように、光の検出方向を搬送面に向かう方位以外の方位に設定することにより、検出軸を広い角度範囲内において変更・調整することができ、必要に応じて複数の光検出手段を設けて複数の検出軸を設定することもできるなど、光検出手段の構成に対する自由度が大きいことが、種々の部品の姿勢を判別する上で、或いは、好適な検出軸の方位を調整する上で、きわめて有効である。

本発明において、前記検出軸は、前記一の特定姿勢にある部品に対して前記光学開口部を通して光が照射されているときに、前記光学開口部の内面による乱反射光が検出可能となるように設定されることが好ましい。

本発明において、前記部品の前後両端部には端子部が設けられてなり、前記光学開口部は、前記部品の前記端子部の前後方向の長さの２倍よりも搬送方向に幅広に構成されることが好ましい。これによれば、端子部が光学開口部を閉鎖することによる誤検出が防止される。

また、前記部品の姿勢に応じて、前記部品の内部に侵入した前記照明光が散乱されてなる内部散乱光と、前記部品の外面にて前記照明光が散乱されてなる外面散乱光との少なくともいずれか一つを前記検出光として検出することができる。特に、或る特定姿勢では内部散乱光と外面散乱光の双方が検出され、他の特定姿勢では内部散乱光と外面散乱光のいずれか一方が検出されるように構成することが好ましい。これによれば、光学開口部に臨む部品の外面部分が光透過性を有する素材である場合には、照明光が部品の内部に侵入するため、部品の内部において照明光が散乱されてなる内部散乱光が発生し、この内部散乱光は、光透過性を有する素材が検出軸の方向にも露出している場合には検出光の一部として検出される。一方、光学開口部の一部が部品通過領域の外側に張り出している場合には、当該一部を通して照明光が部品の外面に照射され、当該外面にて散乱されてなる外面散乱光のうち検出軸の方向に向かう光が検出光の一部として検出される。したがって、内部散乱光と外面散乱光は部品姿勢によって大きく変化する光であることから、部品姿勢の変化による検出光量の変化量を大きくすることができる。

本発明において、前記検出軸は、前記部品の前記姿勢のうち少なくとも一つの前記特定姿勢において前記部品の異なる２つの前記外面部から出射する前記検出光を検出可能に設定されていることが好ましい。このように２つの外面部から出射する検出光を検出可能に構成することにより、部品姿勢に応じた検出光量の変化をさらに拡大することが可能になる。

ここで、或る特定姿勢では、２つの外面部からの出射光が検出され、他の特定姿勢では２つの外面部のうちいずれか一方からの出射光が検出されることが好ましい。これによって検出光量の差を拡大できる。

本発明において、前記光学開口部は、前記部品の排除若しくは姿勢変更のための気流を吹き付ける気流吹付孔と兼用される通孔により構成され、前記部品姿勢の判別結果に応じて前記通孔を通した気流の吹き付けの有無を制御することが好ましい。これによれば、同一部位において部品姿勢の検出と部品の排除若しくは姿勢変更を行うことができるため、部品の選別や整列を行うための部品処理部をコンパクトに構成できる。

この場合に、前記通孔は、その開口部に向けて外側に開くように構成されることが好ましい。これによれば、光学開口部よりも通孔の開口部を実質的に広く構成することができるため、部品の吸い寄せ効果などを生じさせずに確実に部品に気流を吹き付けることができる。

本発明の部品搬送装置は、上記のいずれかに記載の部品姿勢の判別方法を用いた部品処理部を有することを特徴とする。部品搬送装置としては、搬送路を振動させることによって部品を搬送面上において移動させていく振動式搬送装置であることが好ましい。

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。最初に、以下に説明する実施形態において姿勢判定の対象物となる部品１０の構造について説明する。ただし、本発明は以下に説明する部品１０を対象とするものに限定されるものではなく、直方体形状を有し、光透過性を有する素材が露出してなる外面部と、前記素材より光透過性が低いか或いは光透過性を有しない外面部とを有する部品を広く包含するものである。

図１は、搬送路１上に配置された一つの姿勢にある部品１０を示す概略斜視図（ａ）及び他の姿勢にある部品１０を示す概略斜視図（ｂ）である。この部品１０は、全体として６面体（直方体）形状を有し、光透過性を有するセラミック基板１０Ｓの両端部上に一対の端子部１０Ｅが被覆するように構成され、また、端子部１０Ｅが被覆した両端面を除く４面のうちの１面に抵抗層１０Ｒが形成され、残りの３面においてセラミック基板１０Ｓが露出している。また、一対の端子部１０Ｅは、端面上から上記抵抗層１０Ｅの形成されている面及びこの面の反対側の面上にそれぞれ一部張り出すように、断面コ字状に形成されている。

搬送路１には、その延長方向に沿ってそれぞれ伸びるとともに、相互に直交する搬送面１ａ及び１ｂが設けられ、これらの搬送面１ａ及び１ｂに２つの面を接触させた状態で部品１０が搬送路の延長方向に搬送されていくように構成されている。搬送路１は好ましくは振動体によって振動し、この振動によって部品１０が上記延長方向に移動するように構成されている。このとき、部品１０は一対の端子部１０Ｅを搬送方向前後に配した姿勢で搬送されていく。

図８及び図９は、上記搬送路１を構成する部品搬送装置及びその部品処理部の構成例を示す概略斜視図である。この部品搬送装置１００は、振動式部品搬送機１１０及び１２０を備え、これらの搬送機１１０，１２０によって部品１０を搬送するための搬送路１が上記のように構成されている。より具体的には、振動式部品搬送機１１０はボウル型の振動式フィーダであり、振動式部品搬送機１２０はリニア型の振動式フィーダである。振動式部品搬送機１２０には、部品処理部１２０Ａ、１２０Ｂが取り付けられている。部品処理部１２０Ａは、部品姿勢に応じて部品１０を（例えば９０度や１８０度）回動させることにより姿勢を変更するものであり、部品処理部１２０Ｂは、部品姿勢に応じて部品１０を搬送路１上から排除するものである。これによって、搬送されてくる部品１０の多くをそのまま同一姿勢にして搬送していくことが可能になる。

ここで、部品姿勢を変更するための部品処理部１２０Ａを、部品の採り得る姿勢の数Ｎに応じてＮ−１個直列に設けることによって、部品を排除することなく、全ての部品を同一姿勢に揃えることができる。ただし、必ずしも完全に部品を同一姿勢に揃えなくても、下流側に設けられた部品処理部１２０Ｂによって良品以外を排除できるので、部品の整列処理について問題はない。なお、部品処理部１２０Ａと１２０Ｂとは、搬送路１の形状を除いて基本構造は同様であるので、図９には部品処理部１２０Ｂのみを拡大して示してある。また、以下においても部品処理部１２０Ｂのみについて説明する。

部品処理部１２０Ｂには、部品姿勢を検出するための照明光を部品１０に照射する光照射手段としての照明光学系１２１と、部品１０から出射された検出光を検出する光検出手段としての検出光学系１２２とが設けられている。照明光学系１２１は発光素子を含み、必要に応じて光照射用の光ファイバやレンズなどの光伝播手段を備えている。また、検出光学系１２２は受光素子を含み、必要に応じて光受光用の光ファイバやレンズなどの光伝播手段を備えている。さらに、部品処理部１２０Ｂの内部に構成された気流供給経路に圧電アクチュエータ１２３が作用することにより搬送路１に開口した開口部２ａから気流が噴出するか否かを制御することができるように構成されている。これによって高速に搬送されてくる部品を支障なく選択的に排除することが可能になる。

照明光学系１２１によって照射された照明光は、後述する導光経路を通して搬送路の搬送面１ａ上に設けられた光学開口部１ｓ（上記開口部２ａの一部で構成される）から部品１０に照射される。また、検出光学系１２２の検出軸（検出光学系１２２によって検出される検出光の光軸）は公知の位置決め手段によって適宜に調節可能に構成されている。特に、図示例のように、搬送面１ａ，１ｂ以外の方位を向くように検出軸が設定されていることが好ましい。

また、上記の気流供給経路によって供給された気流は、上記開口部２ａから部品１０に吹き付けられ、これによって部品１０が搬送路１上から排除されるように構成されている。なお、部品処理部１２０Ａの場合には、上記気流によって部品１０が９０度或いは１８０度反転される。また、上記の導光経路と気流供給経路とは、上記の開口部２ａを有する後述する通孔（図示せず）によって共に構成される。

次に、図２を参照して上記部品処理部１２０Ａ，１２０Ｂに適用可能な構成例について説明する。図２（ａ）は、部品処理部の断面構造を示す概略断面図、図２（ｂ）〜（ｅ）は、部品姿勢毎に検出状態を示す拡大断面図である。

図２（ａ）に示すように、この構成例では、通孔２によって構成される照明光の照射軸（照明光の光軸）２ｘと、上方へ向かうように構成された検出軸３ｘとの間の角度φが９０度を越える角度（例えば１３０度）に設定されている。また、照射軸２ｘは搬送面１ａと直交する方向に設定されている。部品１０の搬送路１上における姿勢としては、図２（ｂ）に示す第１横姿勢（抵抗層１０Ｒが搬送面１ｂと平行で下方にある姿勢）と、図２（ｃ）に示す第２横姿勢（抵抗層１０Ｒが搬送面１ｂと平行で抵抗層１０Ｒが上にある姿勢）と、図２（ｄ）に示す第１縦姿勢（抵抗層１０Ｒが搬送面１ａと平行で上にある姿勢）と、図２（ｅ）に示す第２縦姿勢（抵抗層１０Ｒが搬送面１ａと平行で下にある姿勢）の４つの姿勢が採り得るようになっている。すなわち、部品１０は、前後端面を除く４つの外面部の方位が異なる４つの姿勢のいずれかで搬送路１上を搬送されてくるようになっている。

この構成例では、導光経路を構成する通孔２が搬送面１ａ上に開口することにより開口部２ａが形成され、その少なくとも一部で構成される光学開口部１ｓは、部品１０が横姿勢（第１横姿勢又は第２横姿勢）にあるときには部品１０の搬送面１ａ上に接する外面部に光が照射されず、部品が縦姿勢（第１縦姿勢又は第２縦姿勢）にあるときには部品１０の搬送面１ａ上に接する外面部が光学開口部１ｓの上下範囲全体に臨むように構成されている。また、上記通孔２の内面は高い反射率で光を反射するように構成されている。

したがって、第１横姿勢にある部品１０が搬送されてきた場合には、図２（ｂ）に示すように、光学開口部１ｓの下部における乱反射光成分ａと、光学開口部１ｓから部品１０の上面に照射された光が反射して生ずる反射光成分（反射角と検出軸の関係によって正反射である場合もあり、散乱反射光である場合もある。）ｄが検出される。ここで、部品１０の上面は、セラミック基板１０Ｓが露出している外面部であるので、反射光成分ｄはセラミック基板１０Ｓの表面で反射された光を含むものとなる。

また、第２横姿勢にある部品１０が搬送されてきた場合には、図２（ｃ）に示すように、上記と同じ乱反射光成分ａと、部品１０の上面で反射された反射光成分ｄ′が検出される。ここで、部品１０の上面は抵抗層１０Ｒが形成された外面部であるので、反射光成分ｄ′は抵抗層１０Ｒの表面で反射された光を含むものとなる。

さらに、第１縦姿勢にある部品１０が搬送されてきた場合には、図２（ｄ）に示すように、光透過性を有するセラミック基板１０Ｓが光学開口部１ｓに臨むように配置されるので、部品１０の内部に入射し、部品１０の内部で散乱されて部品１０の上面から出射される内部散乱光成分ｂ′が検出される。

また、第２縦姿勢にある部品１０が搬送されてきた場合には、図２（ｅ）に示すように、光透過性の低い（或いは光透過性を有しない）抵抗層１０Ｓが光学開口部１ｓに臨むように配置されるので、検出光はほとんど観測されない。

上記のように構成されていることにより、例えば、乱反射光成分ａを基準としたときに、上記の内部散乱光成分ｂ′＝０．５ａ、上記の反射光成分ｄ＝０．５ａ、反射光成分ｄ′＝０．２５ａと仮定すると、部品１０がない場合における検出光量はａ、第１横姿勢における検出光量はａ＋ｄ＝１．５ａ、第２横姿勢における検出光量はａ＋ｄ′＝１．２５ａ、第１縦姿勢における検出光量はｂ′＝０．５ａ、第２縦姿勢における検出光量は０となる。このようにして、部品１０の４つの姿勢をそれぞれ判別することができる。特に、この構成例では、第１縦姿勢にある部品１０が良品であり、その他の姿勢にある部品は不良品として姿勢変更若しくは排除するようにしているので、良品である第１縦姿勢を基準とすると、第１横姿勢の検出光量は３倍、第２横姿勢は２．５倍、第２縦姿勢はそれ以上と、少なくとも２．５以上のＳ／Ｎ比を確保することができるから、誤判定を完全に防止することができる。

次に、図３を参照して他の構成例について説明する。なお、図面の構成は図２と同様であり、同様の部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。この構成例では、開口部２ａの少なくとも一部によって構成される光学開口部１ｓが図２に示す例よりもやや下方にずれた範囲に構成されている。そして、部品１０が横姿勢にあるときには部品１０の上面よりも光学開口部１ｓの一部が上方に張り出した状態になり、部品１０が縦姿勢にあるときには部品１０の上縁よりも下方に光学開口部１ｓの上縁が位置するように構成されている。このため、検出光は、実質的に部品１０の上面から出射される光のみとなる。

また、この構成例では、照射軸２ｘと検出軸３ｘとの間の角度φが９０℃よりもやや小さく（８０度に）設定されている。これによって、検出光は基本的に部品１０の上面から出射される光のみになる。この構成例では、部品１０が第１横姿勢にあるときには、図３（ｂ）に示すように、部品の内部で散乱されて上面から出射する内部散乱光成分ｂと、部品の上面で反射される反射光成分ｄとが検出光として観測される。また、部品１０が第２横姿勢にあるときには、図３（ｃ）に示すように、部品の上面で反射される反射光成分ｄ′が観測される。さらに、部品１０が第１縦姿勢にあるときには、内部散乱光成分ｂ′が観測される。そして、部品１０が第２縦姿勢にあるときには、検出光は観測されない。

ここで、横姿勢における内部散乱光成分の光量ｂ＝第１横姿勢における反射光成分ｄ＝０．５ｂ′（ｂ′は縦姿勢における内部散乱光成分）とし、反射光成分ｄ′＝０．２５ｂ′と仮定すると、部品がないときの検出光量は０、第１横姿勢の検出光量はｂ＋ｄ＝ｂ′、第２横姿勢の検出光量はｄ′＝０．２５ｂ′、第１縦姿勢の検出光量はｂ′、第２縦姿勢の検出光量は０となる。このとき、第２縦姿勢の部品１０を良品とすれば、他の姿勢で最も検出光量が少ないものは０．２５ｂ′であるので、１０倍以上の高いＳ／Ｎ比を得ることができる。

次に、図４を参照して他の構成例について説明する。なお、図面の構成は図２と同様であり、同様の部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。この構成例では、部品に対する光学開口部１ｓの位置は図３に示す構成例と同様であるが、照射軸２ｘと検出軸３ｘの間の角度φは９０度よりやや大きく（１１５度に）設定されている。これにより、検出光は、部品１０の上面及び外面の２面から出射する光で実質的に構成される。

この構成例では、第１横姿勢の部品においては、上記乱反射光成分ａの一部である乱反射光成分ａ′と、内部散乱光のうち上面から出射される内部散乱光成分ｂと、内部散乱光のうち光学開口部１ｓとは反対側の面から出射される内部散乱光成分ｃと、部品の上面で反射される反射光成分ｄとが観測される。また、第２横姿勢の部品においては、上記の乱反射光成分ａ′と、内部散乱光成分ｃと、反射光成分ｄ′とが観測される。さらに、第１縦姿勢の部品においては、内部散乱光成分ｂ′が観測される。そして、第２縦姿勢の部品においては、検出光量は０になる。

ここで、ａ′＝ｃ＝ｄ′＝０．５ａ、ｂ＝４ａ、ｂ′＝３ａ、ｄ＝０．２５ａとすると、部品がないときの検出光量はａ、第１横姿勢の検出光量はａ′＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝５．２５ａ、第２横姿勢の検出光量はａ′＋ｃ＋ｄ′＝１．５ａ、第１縦姿勢の検出光量はｂ′＝３ａ、第２縦姿勢の検出光量は０となる。したがって、第２横姿勢の部品を良品とすると、最低でもＳ／Ｎは２となり比較的良好である。

上記構成例において実際に測定した結果、検出光量の相対強度は、部品なしで９、第１横姿勢で１００、第２横姿勢で２０、第１縦姿勢で６０、第２縦姿勢で３となった。したがって、実際にはＳ／Ｎ比は３以上となり、実用上全く支障のない値となった。

次に、図５を参照して比較例１について説明する。なお、図面の構成は図２と同様であり、同様の部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。この構成例では、照射軸２ｘと検出軸３ｘの間の角度φは９０度よりも大きく（１３０度に）設定している。また、光学開口部１ｓは、部品１０が横姿勢にあるときにも部品１０の上縁と同じ位置に光学開口部１ｓの上縁が配置され、光学開口部１ｓの下縁は搬送面１ｂと同じ高さとなっている。

この比較例１では、第１横姿勢にある部品においては、内部散乱光成分ｂと、内部散乱光成分ｃとが観測される。第２横姿勢にある部品においては、内部散乱光成分ｃが観測される。第１縦姿勢にある場合には、内部散乱光成分ｂ′が観測される。第２縦姿勢にある場合には、検出光量は０となる。したがって、ｂ＝ａ、ｂ′＝０．１２５ａ、ｃ＝０．２５ａと仮定すると、部品１０がないときの検出光量はａ、第１横姿勢ではｂ＋ｃ＝１．２５ａ、第２横姿勢ではｃ＝０．２５ａ、第１縦姿勢ではｂ′＝０．１２５ａ、第２縦姿勢では０となる。したがって、第１横姿勢にある部品１０を良品とした場合に、Ｓ／Ｎ比は最低でも５と良好である。

この比較例１において、通孔２には、光学開口部１ｓに対応する導光経路以外の孔部分が設けられている。この孔部分と導光経路との間には遮光用の仕切２ｓが設けられることが好ましい。この仕切２ｓは通孔２の孔内面と同様に反射性の素材で構成されることが望ましい。また、この仕切２ｓによって導光経路と分断された孔部分を気流供給経路として用いてもよく、或いは、仕切２ｓの有無とは無関係に通孔２の全体を気流供給経路として用いてもよい。なお、この通孔２や仕切２ｓの構成は、上記の他の構成例やその他の本発明の種々の実施形態においても同様に適用することができる。

図６は、上記導光経路と気流供給経路とを共通の通孔２，２′によって構成した状況を示すものである。上記のように、光学開口部１ｓは目的とする検出態様に応じて部品１０に対して設定されるが、図６（ｂ）に示すように、光学開口部１ｓと開口範囲が完全に一致した開口部２ａを有する通孔２では、開口部２ａが部品１０によって完全に塞がれた状態で気流を吹き付けると、気流が搬送面１ａ，１ｂと部品１０の外面との間を高速に流れることにより、部品１０と搬送面１ａ，１ｂとの間の空間が減圧されるので、部品１０が搬送面上に吸い付けられる現象が発生する。このようになると、部品１０の姿勢変更を行ったり、部品１０を搬送路１上から排除したりすることができなくなる。

このため、この場合には、図６（ａ）に示すように、部品１０によって気流吹付口が閉鎖されないように、搬送路１側を外側に広げるように通孔２′を構成し、これを気流供給経路として部品１０を支障なく処理できるようにしている。この場合に、光学開口部１ｓは上記の通孔２′の形状にはほとんど影響を受けない。また、図示例では、開口部２ａ′に向けて上方に広がるように通孔２′を形成しているが、側方（搬送方向前後）に広がる形状の通孔を形成してもよい。また、このように開口部側だけを広げるのではなく、第５実施形態のように孔全体を光学開口部１ｓの周囲の少なくともいずれかの方向に広げるように構成してもよい。なお、以上のような構成は、上記の全ての構成例や本発明の種々の実施形態においても同様に適用できるものである。

図７は、搬送路１上に開口した通孔２′の開口部２ａ′を正面（搬送方向と直交する搬送面１ｂ（図１参照）の延長方向）から見た様子を示す説明図である。ここで、図示例の部品１０は縦姿勢である。通孔２′の開口部２ａ′は、光学開口部１ｓ（図示斜線部分）や部品１０が通過する部品通過領域Ｐから外側へ（図示上方へ）一部が張り出した形状を有している。これによって、図６にて説明したように気流によって部品１０を確実に処理できる。なお、図示の部品通過領域Ｐは、図示の縦姿勢にある部品１０に対応するものである。

また、開口部２ａ′は、２つの部品１０が繋がった状態で搬送路１上を搬送されてきたとき、端部に構成された端子部１０Ｅが連続してもその両側にさらに光学開口部１ｓが張り出すように、幅広に構成されている。これは、縦姿勢にある部品１０が連続して搬送されてきたとき、隣接する２つの部品１０の端子部１０Ｅ同士が繋がることによって光学開口部１ｓが完全に遮光されてしまうと、一つの部品１０が第２縦姿勢にあるものと誤って検出してしまうからである。図示例のように開口部２ａ′の幅を充分に確保することにより、連続する部品１０の端子部１０Ｅが繋がった状態でも、これらの端子部１０Ｅによって完全には遮光されないように構成することが可能になり、これによって、誤検出が防止されるため、各部品１０の姿勢を確実に判定することができるようになる。

次に、図１０乃至図１２を参照して、比較例２について説明する。この比較例２においては、図１２に示す部品２０の搬送姿勢を判定する。図１２は、搬送路１１上に配置された一つの姿勢にある部品２０の概略斜視図（ａ）、他の姿勢にある部品２０を示す概略斜視図（ｂ）−（ｄ）、並びに、部品２０の平面図(ｅ)及び側面図（ｆ）である。この部品２０は、全体として略６面体（直方体）形状を有し、光透過性を有するレンズ２０Ｌと、光透過性を有しないか、或いは、光透過率がレンズ部２０Ｌよりも小さい基板２０Ｓと、金属などで構成され基板２０Ｓの両端に設けられた一対の端子２０Ｅとを備えている。端子２０Ｅは、基板２０Ｓの端面上から表裏両面に張り出すように断面コ字状に構成されている。この部品２０は例えばＬＥＤ（発光ダイオード）である。

上記部品を搬送する搬送路１１には、その延長方向に沿ってそれぞれ伸びるとともに、相互に直交する搬送面１１ａ及び１１ｂが設けられ、これらの搬送面１１ａ及び１１ｂに２つの面を接触させた状態で部品２０が搬送路の延長方向に搬送されていくように構成されている。搬送路１１は好ましくは振動体によって振動し、この振動によって部品２０が上記延長方向に移動するように構成されている。このとき、部品２０は一対の端子２０Ｅを搬送方向前後に配した姿勢で搬送されていく。

図１０に示すように、本比較例２の上記搬送路１１を構成する搬送体（例えば、振動式部品供給装置の振動体である。）１１０には、その搬送面１１ａに光学開口部１１ｓが設けられている。光学開口１１ｓは照射孔１１ｘの開口部にて構成されている。この光学開口部１１ｓは、搬送面１１ａの部品２０が通過する領域に設けられている。また、搬送体１１０の内部には気体導入路１２ｘが形成され、この気体導入路１２ｘの開口（スリット）１２ａが搬送面１１ｂに形成されている。そして、上記気体導入路１２ｘに接続された図示しない弁を開閉することにより、開口１２ａから気体（例えば、圧縮エア）を噴出させ、搬送路１１上の部品２０を排除したり、部品２０の姿勢を変更したりすることができるように構成されている。

搬送体１１０には、上記搬送面１１ａの反対側から光照射手段１３の光照射部が取り付け固定されている。この光照射部には、図示しない光源から導かれた光ファイバなどの導光部材１４が導入され、上記照射孔１１ｘ内に臨む光放出部１３ａから光を放出するように構成されている。この光は、光学開口１１ｓから搬送路１１上の部品２０に照射される。図示しない光源としては発光ダイオードが挙げられる。

この例では、光照射手段１３による光学開口部１１ｓから照射される光の光軸、すなわち照射軸は搬送面１１ａに対して斜めに設定されている。特に、搬送面１１ａに対して５５〜７５度、好ましくは６０〜７０度（典型的には６５度）の角度差を有する方向に設定されている。例えば、図示例では、搬送面１１ａが水平面に対して１５〜３５度、好ましくは２０〜３０度（典型的には２５度）傾斜し、上記照射軸が垂直方向に設定される。

一方、搬送路１１に外側（すなわち、搬送面１１ａ，１１ｂ以外の側）から臨む位置には、光検出手段１５が配置されている。この光検出手段１５の光受光部１５ａは、例えば、図示例のように光ファイバなどの導光部材の端部（レンズを有する光入射面）によって構成される。この導光部材は、図示しない光検出器に接続される。光検出器としては、フォトダイオードが挙げられる。光検出手段１５により検出される光の光軸、すなわち検出軸は、搬送面１１ａに対して−１０〜＋１０度の範囲内、好ましくは−５〜＋５度の範囲内（典型的には０度、すなわちほぼ平行）に設定されている。

図１１（ａ）〜（ｄ）は、上記搬送路１１上の部品２０が相互に異なる４つの姿勢にある状態を示すものである。すなわち、（ａ）は部品２０の基板２０Ｓが搬送面１１ａの反対側にある姿勢Ａを示し、（ｂ）は部品２０の基板２０Ｓが搬送面１１ｂ側にある姿勢Ｂを示し、（ｃ）は部品２０の基板２０Ｓが搬送面１１ａ側にある姿勢Ｃを示し、（ｄ）は部品２０の基板２０Ｓが搬送面１１ｂの反対側にある姿勢Ｄを示す。

上記の姿勢Ａでは、光学開口部１１ｓから照射される光は部品２０の内部に入射し、部品内部において散乱、反射された光の一部が上記の検出軸に沿って出射し、光検出手段１５によって検出される。また、上記の姿勢Ｂでは、光学開口部１１ｓから照射される光は、基板２０Ｓ以外の部分から部品２０の内部に入射し、上記と同様にして部品内部において散乱、反射された光のさらに一部が上記の検出軸に沿って出射し、光検出手段１５によって検出される。したがって、姿勢ＡとＢは光検出手段により検出される光量によって判別できる。

さらに、上記の姿勢Ｃでは、光学開口部１１ｓから照射される光は基板２０Ｓによって遮られるため、光検出手段１５に起因する光は検出されない。また、姿勢Ｄでは、光学開口部１１ｓから照射される光は基板２０Ｓ以外の部分から部品２０の内部に入射し、部品内部において散乱、反射された光は基板２０Ｓに遮られて上記の検出軸の方向には出射せず、その一部が上記の検出軸とは異なる方向に出射する。したがって、この場合には光検出手段１５によって光照射手段１３に基づく光は検出されないため、上記の姿勢Ｃと判別できない。しかし、光検出手段１５とは異なる別の光検出手段を設けることで、当該姿勢Ｄを判定できる。例えば、搬送面１１ｂとほぼ平行な検出軸を有する光検出手段を設けることで、姿勢ＣとＤを区別できる。

この比較例２では、部品２０の基板２０Ｓの厚さにほとんど左右されずに姿勢を判定することができるとともに、レンズ部２０Ｌなどの透光性を有する部分の光透過率や着色如何に拘らず、部品姿勢の検出状態を安定させることができるという利点がある。なお、この比較例２は、先に説明した各構成例の姿勢判別対象である部品１０にも用いることができる。また、上記光学開口部１１ｓの一部を、先に説明した構成例のように、部品２０の通過領域からはみ出すように構成することも可能である。

尚、本発明の部品姿勢の判別方法及び部品搬送装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、部品として電子部品（チップ抵抗や発光ダイオード）を搬送（供給）する場合について説明したが、本発明はこのようなチップ抵抗以外のセラミック部品（積層セラミックコンデンサ、セラミックインダクタなど）にも適用でき、また、発光ダイオードのような電子部品に限らず、各種の部品についても同様に適用できる。また、各構成例は本発明の実施態様を例示するものに過ぎず、上記角度φは照射軸と同軸に構成されていなければ（φが０若しくは１８０度でなければ）、任意の角度に設定することができる。また、光学開口部についても、部品の少なくとも一つの姿勢に対応する部品通過領域内に少なくともその一部が開口するものであれば任意に設定することができる。

部品姿勢の判別方法の判別対象となる部品の一例を示す斜視図（ａ）及び（ｂ）。 部品姿勢の判別方法の設定例を示す概略断面図（ａ）並びに部品姿勢別の拡大部分断面図（ｂ）〜（ｅ）。 部品姿勢の判別方法の別の設定例を示す概略断面図（ａ）並びに部品姿勢別の拡大部分断面図（ｂ）〜（ｅ）。 部品姿勢の判別方法のさらに別の設定例を示す概略断面図（ａ）並びに部品姿勢別の拡大部分断面図（ｂ）〜（ｅ）。 部品姿勢の判別方法の比較例１を示す概略断面図（ａ）並びに部品姿勢別の拡大部分断面図（ｂ）〜（ｅ）。 通孔の構成態様別の処理状態を示す説明図（ａ）及び（ｂ）。 通孔の開口部を示す説明図。 部品搬送装置の全体構成を示す斜視図。 部品搬送装置の部品処理部の一例を示す拡大斜視図。 比較例２の部品姿勢の判別部の構造を示す概略縦断面図。 比較例２の検出状態を部品姿勢毎に示す拡大断面図（ａ）〜（ｄ）。 比較例２の姿勢判別対象である、搬送路上に配置された一つの姿勢にある部品の概略斜視図（ａ）、他の姿勢にある部品を示す概略斜視図（ｂ）−（ｄ）、並びに、部品の平面図(ｅ)及び側面図（ｆ）。

符号の説明

１…搬送路、１ａ，１ｂ…搬送面、１ｓ…光学開口部、２，２′…通孔、２ａ′…開口部、１０…部品、１０Ｅ…端子部、１０Ｓ…セラミック基板、１０Ｒ…抵抗層、１００…部品搬送装置、１１０，１２０…部品搬送機、１２０Ａ，１２０Ｂ…部品処理部、φ…照射軸と検出軸の間の角度

Claims (7)

1. 直方体形状を有し、前後端面を除く４つの外面部の方位が異なる４つの姿勢のいずれかで搬送路上を搬送され、光透過性を有する素材が露出してなる前記外面部と、前記素材より光透過性が低いか或いは光透過性を有しない前記外面部とを有する部品の姿勢を検出する部品姿勢の判別方法であって、
   前記部品が搬送される搬送面の部品通過領域に開口する光学開口部を通して照明光を前記部品に照射するとともに、前記照明光の照射軸から外れた方向に検出光の検出軸を設定し、該検出軸に沿って出射する前記検出光の光量によって部品姿勢を判別する方法であり、
   前記光学開口部は、複数の前記姿勢のうち或る一の特定姿勢に対応する部品通過領域からは外側に一部張り出すように開口するが、他の特定姿勢に対応する部品通過領域からは外側に張り出さないように構成され、
   前記検出軸は、前記光学開口部から出射された光が前記一の特定姿勢にある部品の上面で反射されてなる反射光を検出可能となるように設定されることを特徴とする部品姿勢の判別方法。
2. 前記検出軸は、前記一の特定姿勢にある部品に対して前記光学開口部を通して光が照射されているときに、前記光学開口部の内面による乱反射光が検出可能となるように設定されることを特徴とする請求項１に記載の部品姿勢の判別方法。
3. 前記部品の前後両端部には端子部が設けられてなり、前記光学開口部は、前記部品の前記端子部の前後方向の長さの２倍よりも搬送方向に幅広に構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品姿勢の判別方法。
4. 前記検出軸は、前記部品の前記姿勢のうち少なくとも一つの前記特定姿勢において前記部品の異なる２つの前記外面部から出射する前記検出光を検出可能に設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の部品姿勢の判別方法。
5. 前記光学開口部は、前記部品の排除若しくは姿勢変更のための気流を吹き付ける気流吹付孔と兼用される通孔により構成され、前記部品姿勢の判別結果に応じて前記通孔を通した気流の吹き付けの有無を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の部品姿勢の判別方法。
6. 前記通孔は、その開口部に向けて外側に開くように構成されることを特徴とする請求項５に記載の部品姿勢の判別方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の部品姿勢の判別方法を用いた部品処理部を有することを特徴とする部品搬送装置。
   

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