JP3971216B2

JP3971216B2 - Parts testing equipment

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Publication number: JP3971216B2
Application number: JP2002070244A
Authority: JP
Inventors: 秀樹南部; 義章福川; 啓且村松; 晃岸田
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: JP2003270292A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣチップ等の電子部品を試験する部品試験装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置などの製造過程においては、最終的に製造されたＩＣチップ等の電子部品に対して各種試験を施す必要があるが、そのような試験を自動的に行う装置として、特開平１１−３３３７７５号公報に開示されているような装置が知られている。
【０００３】
この装置では、トレイに収納された試験前のＩＣチップを部品吸着用のノズル部材を有する第１搬送装置により吸着して第１バッファ装置に載せ、第１バッファ装置によりテストヘッド近傍まで搬送した後、部品吸着用のノズル部材を有する第２搬送装置により第１バッファ装置上のＩＣチップを吸着してテストヘッドに移載して試験を行う。この際、ＩＣチップの吸着状態がカメラを用いて確認される。そして、ＩＣチップの吸着位置がずれていれば、適当に補正してから試験を行う。試験後は、第２搬送装置によりテストヘッドから第２バッファ装置にＩＣチップを移載してトレイ載置部まで搬送した後、第１搬送装置によって試験結果に応じた所定のトレイ上にＩＣチップを移し替える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、トレイに収納された試験前のＩＣチップが１８０°回転等していて、その位置姿勢が最初からずれている場合には、ＩＣチップが第１搬送装置と第１バッファ装置とで搬送され、第２搬送装置でテストヘッドに移載されるまでの間に、そのＩＣチップのずれが累積して、補正可能な範囲を越えてしまうことがある。そして、テストヘッドに移載されるＩＣチップの保持位置及び保持姿勢が所定の位置姿勢から大きく外れると、ＩＣチップとソケットとの電気的な接続が不可能となって試験に支障をきたすこととなる。
【０００５】
一方、試験後のＩＣチップがトレイに収納された位置姿勢が最終的にずれている場合には、ずれを確認すること自体ができないことから、そのずれが大きい場合には、保管中やトレイ取出時に部品の破損や脱落を生じたり、後作業への支障をきたしたりすることがある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、試験前の部品の位置ずれを最初に補正して、そのずれが部品の移送中に累積しないようにし、また、試験後の部品の最終的な位置ずれの確認をも行うことのできる部品試験装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、試験前の部品を収納したトレイが載置される第１トレイ載置部と、試験後の部品を複数個収納可能なトレイが載置される第２トレイ載置部とを有し、第１トレイ載置部のトレイから部品を取り出して試験本体装置に供給する一方、試験後の部品を第２トレイ載置部のトレイに収納する部品移動手段と、制御手段とを備えた部品試験装置であって、部品移動手段は、第１トレイ載置部又は第２トレイ載置部と試験本体装置との間で、部品を着脱自在に保持しつつ移動する保持手段と、この保持手段とともに移動して、トレイに収納された部品を撮像する撮像手段とを備え、制御手段は、撮像手段により撮像された画像データに基づいてトレイに収納された部品の位置姿勢を認識する認識手段と、第２トレイ載置部のトレイに部品が満載されたか否かを判定するカウント手段とを備え、前記保持手段により部品を取り出すときに第１トレイ載置部のトレイに収納された部品を前記撮像手段により撮像するとともに当該部品の位置姿勢を前記認識手段により認識する一方、前記カウント手段により第２トレイ載置部のトレイに部品が満載されたと判定された場合にこのトレイに収納された部品を前記撮像手段により撮像するとともに当該部品の位置姿勢を前記認識手段により認識することを特徴とするものである。
【０００８】
この構成によれば、部品移動手段の保持手段により、第１トレイ載置部又は第２トレイ載置部と試験本体装置との間で、部品が着脱自在に保持されつつ移動され、この保持手段とともに移動される撮像手段により、トレイに収納された部品が撮像され、制御手段の認識手段により、前記撮像された画像データに基づいてトレイに収納された部品の位置姿勢が認識されるので、トレイに収納された試験前の部品の位置姿勢が最初からずれている場合であっても、そのずれを確認することが可能となる。したがって、このずれを最初の段階で補正しておけば、部品が部品搬送手段などで搬送され、試験本体装置に移載されるまでの間に、その部品のずれが累積して、補正可能な範囲を越えてしまうことがなくなる。したがって、試験本体装置に移載される部品の保持姿勢が所定の姿勢から大きく外れることがなくなり、部品と試験本体装置との電気的な接続が不可能となって試験に支障をきたすことがなくなる。また、試験後の部品がトレイに収納された位置姿勢が最終的にずれている場合であっても、ずれを確認することが可能となるので、そのずれを補正しておけば、保管中やトレイ取出時に部品の破損や脱落を生じたり、後作業への支障をきたしたりすることもなくなる。
【０００９】
請求項２記載の発明のように、第１トレイ載置部のトレイに収納された部品についての前記認識結果に基づいて、当該部品をトレイから取り出す際に、保持手段による部品の保持位置及び保持姿勢を所定の位置姿勢となるように補正する補正手段を備えたこととすれば、ずれを自動的に補正することが可能となるので、そのための人手がかかることがなくなり、作業効率の向上が図られる。
【００１０】
請求項３記載の発明のように、撮像手段は、撮像対象となる部品を照明するための光源を備えていることとすれば、明るい撮像画像が得られ、画像認識が容易になるとともに、その認識精度の向上が図られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中には方向性を明確にするためにＸ軸、Ｙ軸を示している。
【００１２】
図１及び図２は、本発明に係る部品試験装置を概略的に示している。これらの図に示すように、部品試験装置１（以下、試験装置１と略す）は、部品の搬送及び試験中の部品保持（固定）という機械的な役割を担うハンドラ２と、このハンドラ２に組込まれる試験装置本体３とから構成されている。
【００１３】
試験装置本体３は、上面にテストヘッド４を備えた箱型の装置で、テストヘッド４に設けられたソケット（図示省略）に部品をセットして該部品の入力端子にテスト電流を供給しつつ部品の出力端子からの出力電流を受けることにより部品の品質を判定するように構成されている。
【００１４】
試験装置本体３は、前記ハンドラ２に対して脱着可能に構成されており、図示を省略するが、例えば試験装置本体３を専用の台車に載せた状態でハンドラ２の下側から所定の挿着位置に挿入し、テストヘッド４をハンドラ２の基台２ａに形成された開口部から後記テスト領域Ｔａに臨ませた状態で固定することによりハンドラ２に対して組付けられている。なお、テストヘッド４と試験装置本体３とは必ずしも一体である必要はなく、テストヘッド４のみをハンドラ２に組付け、その他の部分をハンドラ２から離間した位置に配置してテストヘッド４に対して電気ケーブル等で電気的に接続するようにしてもよい。
【００１５】
ハンドラ２は、同図に示すように、上部が側方に迫出した略箱型の装置で、トレイに収納された部品を取出して前記テストヘッド４に搬送し、さらに試験後の部品をその試験結果に応じて仕分けするように構成されている。以下、その構成について具体的に説明する。
【００１６】
ハンドラ２は、大きく分けて、トレイＴｒが収納されるトレイ収納領域Ｓａと、テストヘッド４等が配置されるテスト領域Ｔａの二つの領域に分けられている。
【００１７】
トレイ収納領域Ｓａには、Ｘ軸方向に複数のトレイ収納部が並設されており、当実施形態では、図２の左側から順に第１〜第３の３つのトレイ収納部１２〜１４が並設されている。１１，１５は空トレイの仮置きスペース等である。そして、第１トレイ収納部１２に試験前（未検査）の部品を載せたトレイＴｒが、第２トレイ収納部１３に試験後の部品のうち不合格品（Fail）を載せたトレイＴｒが、第３トレイ収納部１４に試験後の部品のうち合格品（Pass）を載せたトレイＴｒが夫々収納されている。ここでは、第１トレイ収納部１２が第１トレイ載置部に相当し、第２トレイ収納部１３及び第３トレイ収納部１４が第２トレイ載置部に相当する。
【００１８】
なお、各トレイＴｒは何れも共通の構造を有しており、図示を省略するが、例えばその表面には複数の部品収納凹部（収納スペース）が区画形成されており、ＩＣチップ等の部品が各部品収納凹部内に収納されるように構成されている。
【００１９】
各トレイ収納部１２〜１４は、夫々昇降可能なテーブル上に複数のトレイＴｒを積み重ねた状態で収納するように構成されており、最上位のトレイＴｒのみを基台２ａ上に臨ませた状態で配置し、それ以外のトレイＴｒを基台下のスペースに収納するように構成されている。なお、ハンドラ２の側壁には、各スペースに収納されたトレイＴｒを出し入れできるように扉１２ｂ〜１４ｂが設けられている。
【００２０】
トレイ収納領域Ｓａには、さらに部品移動手段としてのＰ＆Ｐロボット（Pick & Place Robot）２０が設けられている。図３は、このＰ＆Ｐロボットまわりの具体的な構成を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【００２１】
Ｐ＆Ｐロボット２０は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、移動可能なヘッド２３（搬送用ヘッド）を有しており、このヘッド２３によって第１トレイ収納部１２のトレイＴｒから部品を取出して後述するシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂに受け渡すとともに、試験後の部品をシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂから受け取って第２トレイ収納部１３又は第３トレイ収納部１４のトレイＴｒに移載するもので、さらに各トレイ収納部１２等間や、それらと空トレイの仮置きスペース等１１，１５との間でトレイＴｒを搬送するトレイ搬送機能も有している。
【００２２】
このＰ＆Ｐロボット２０について、さらに詳しく説明すると、上記基台２ａ上にはＹ軸方向に延びる一対の固定レール２１が設けられ、これら固定レール２１にヘッド支持部材２２が移動可能に装着されている。また、固定レール２１の近傍に設けられたサーボモータ２２ａにより回転駆動されて前記固定レール２１と平行に延びるボールねじ軸２２ｂが基台２ａ上に設けられ、このボールねじ軸２２ｂが前記支持部材２２に設けられたナット部材２２ｃに螺合装着されている。さらに、前記支持部材２２にＸ軸方向に延びる上下一対の固定レール２２ｄが設けられこの固定レール２２ｄにヘッド２３が移動可能に装着されるとともに、サーボモータ２２ｅにより回転駆動されて前記固定レール２２ｄと平行に延びるボールねじ軸２２ｆが設けられ、このボールねじ軸２２ｆがヘッド２３に設けられたナット部分２２ｇに螺合装着されている。そして、上記各サーボモータ２２ａ，２２ｅによるボールねじ軸２２ｂ，２２ｆの回転駆動に応じて支持部材２２がＹ軸方向に、ヘッド２３がＸ軸方向に夫々移動することにより、ヘッド２３が前記トレイ収納部１２〜１４、空トレイの仮置きスペース等１１，１５及びシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂの後記部品受渡し位置Ｐ１を含む範囲で平面的に移動（Ｘ−Ｙ平面上を移動）し得るように構成されている。
【００２３】
ヘッド２３には、複数のノズル部材が搭載されており、当実施形態では部品用の一対のノズル部材２４ａ，２４ｂ（第１ノズル２４ａ，第２ノズル２４ｂ：保持手段）と、トレイ用のノズル部材２５（トレイ用ノズル部材２５という）との合計３つのノズル部材が搭載されている。各ノズル部材２４ａ，２４ｂ及び２５は、図外の電磁バルブ等を介して負圧発生源に接続されており、後述する部品搬送時にはノズル部材２４ａ，２４ｂの先端に部品吸着用の負圧が供給され、該負圧の作用により部品を吸着するように構成されている。同様に、空トレイＴｒの搬送時はノズル部材２５の先端にトレイ吸着用の負圧が供給され、該負圧の作用によりトレイＴｒを吸着するように構成されている。
【００２４】
部品吸着用の各ノズル部材２４ａ，２４ｂは、ヘッド２３に対して昇降及び回転（ノズル軸回りの回転）が可能となっており、サーボモータ２４ｃ（昇降用２４ｃ１，回転用２４ｃ２），２４ｄ（昇降用２４ｄ１，回転用２４ｄ２）を駆動源とする駆動機構により夫々作動するように構成されている。そして、第１トレイ収納部１２等のトレイＴｒ上、あるいはシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂの後記テーブル３２の上方にヘッド２３が配置された状態で、各ノズル部材２４ａ，２４ｂの昇降動作に伴いトレイＴｒに対する部品の出し入れ等を行うように構成されている。なお、トレイＴｒへの部品の収納に際しては、このようなノズル昇降動作に加えて各ノズル部材２４ａ，２４ｂが回転することによりトレイＴｒに対して予め定められた方向で部品を収納し得るように構成されている。
【００２５】
トレイ用ノズル部材２５は、ヘッド２３に対して昇降動作のみが可能となっており、サーボモータ２５ａを駆動源とする駆動機構により作動するように構成されている。そして、部品の取出しに伴い空になったトレイＴｒを吸着した状態で、ヘッド２３の移動に伴い第１トレイ収納部１２から空トレイの仮置きスペース１１にトレイＴｒを移送するとともに、必要に応じて第１トレイ収納部１２に収納されている空のトレイＴｒを吸着して第２又は第３のトレイ収納部１３，１４に移送するように構成されている。
【００２６】
ヘッド２３の部品吸着用のノズル部材２４ａと図３（ａ），（ｂ）中で隣合う位置に、ＣＣＤエリアセンサからなる部品認識カメラ（撮像手段）２６と、このカメラ２６の光軸を取り巻くように環状に形成された照明（光源）２７とが同軸に配設されている。
【００２７】
このカメラ２６は、トレイＴｒ内での部品の収納状態（所定の位置姿勢からのずれ（誤差））を画像の認識に基づいて調べるべくＰ＆Ｐロボット２０の前記ヘッド２３側から下向きに部品を撮像するもので、試験前の部品の収納状態を撮像し、また、試験終了後の部品をトレイＴｒへ収納した後にも撮像するように構成されている。また、照明２７は、カメラ２６の撮像対象となる部品を照明するためものもので、その照明能力を考慮してカメラ２６よりも若干低く設定されている。なお、該照明２７は、トレイＴｒ内に収納される２つの部品を同時に照明し、カメラ２６はこの照明された２つの部品を同時に撮像し得るように構成されている。
【００２８】
このカメラ２６によって、トレイＴｒに収納されている部品に接近した状態でそれを撮像することにより、画像認識に適した良好な画像データが得られるとともに、照明２７によって、さらに明るい撮像画像が得られるようになるので、後述する画像認識が容易となり、認識精度の向上が図られる。
【００２９】
一方、テスト領域Ｔａには、図１に示すように、前記テストヘッド４、一対のシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂ（第１シャトルロボット３０Ａ，第２シャトルロボット３０Ｂ）及びテストロボット４０が配設されている。
【００３０】
テストヘッド４は、上述の通り基台２ａに形成された開口部からテスト領域Ｔａの略中央部分に露出した状態で配設されている。テストヘッド４の表面には、部品をセットするための複数のソケット（図示省略）が配設されており、当試験装置１においては２つのソケットがＸ軸方向に並んだ状態で設けられている。
【００３１】
各ソケットには、それぞれ部品（ＩＣチップ等）の各リードに対応する接触部（図示せず）が設けられており、各ソケットに部品を夫々位置決めすると、部品の各リードとこれに対応する接触部とが接触して該部品に対して導通試験や、入力電流に対する出力特性試験等の電気的試験が施されるように構成されている。
【００３２】
シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂは、トレイ収納領域Ｓａとテスト領域Ｔａとの間で部品を搬送しつつ前記Ｐ＆Ｐロボット２０およびテストロボット４０に対して部品の受渡しを行う装置で、図２に示すように夫々Ｙ軸方向に延びる固定レール３１と、サーボモータを駆動源とする駆動機構により駆動されて前記固定レール３１に沿って移動するテーブル３２とを有している。
【００３３】
そして、第１トレイ収納部１２の近傍に設定されたＰ＆Ｐロボット２０に対する部品受渡し位置Ｐ１と、テストヘッド４側方に設定されたテストロボット４０に対する部品受渡し位置Ｐ２との間で前記テーブル３２を固定レール３１に沿って往復移動させながら該テーブル３２により部品を搬送するように構成されている。
【００３４】
テーブル３２には、試験前の部品を載置するためのエリアと、試験後の部品を載置するエリアとが予め定められており、当実施形態では、図４に示すようにテーブル３２のうちトレイ収納領域Ｓａ側（同図では下側）が試験後の部品を載置する第１エリアａ１とされ、その反対側が試験前の部品を載置する第２エリアａ２と定められている。各エリアａ１，ａ２には、夫々一対の吸着パッド３３がＸ軸方向に所定間隔で、具体的にはＰ＆Ｐロボット２０の前記ヘッド２３のノズル部材２４ａ，２４ｂに対応する間隔で設けられおり、部品搬送時には、これらパッド３３上に部品が載置され吸着された状態で搬送されるように構成されている。
【００３５】
なお、各シャトルロボット３０Ａ，３０ＢとＰ＆Ｐロボット２０及びテストロボット４０との部品の受渡しは、例えば、以下のようにして行われる。
【００３６】
まず、Ｐ＆Ｐロボット２０から各シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂに試験前の部品を移載する際には、図５（ａ）に示すように部品受渡し位置Ｐ１の所定の位置にＰ＆Ｐロボット２０のノズル部材２４ａ，２４ｂ（ヘッド２３）が位置決めされ、ノズル部材２４ａ，２４ｂに第２エリアａ２が対応するようにテーブル３２が位置決めされ（この位置を第２ポジションという）、この状態でノズル部材２４ａ，２４ｂの昇降に伴いテーブル３２上に部品が移載される。一方、シャトルロボット３０Ａ（３０Ｂ）からＰ＆Ｐロボット２０に試験後の部品を移載する際には、図５（ｂ）に示すようにノズル部材２４ａ，２４ｂに第１エリアａ１が対応するようにテーブル３２が位置決めされ（この位置を第１ポジションという）、この状態でテーブル３２上の部品がノズル部材２４ａ，２４ｂの昇降に伴い吸着される。
【００３７】
また、テストロボット４０からシャトルロボット３０Ａ（３０Ｂ）に試験後の部品を移載する際には、図５（ｃ）に示すように部品受渡し位置Ｐ２の所定の位置にテストロボット４０の後記ノズル部材６０ａ，６０ｂ（ヘッド本体４３ａ，４３ｂ）が位置決めされ、各ノズル部材６０ａ，６０ｂに第１エリアａ１が対応するようにテーブル３２が位置決めされ（第１ポジション）、この状態でノズル部材６０ａ，６０ｂの昇降に伴ってテーブル３２上に部品が載置される。一方、シャトルロボット３０Ａ（３０Ｂ）からテストロボット４０に試験前の部品を移載する際には、図５（ｄ）に示すようにノズル部材６０ａ，６０ｂに第２エリアａ２が対応するようにテーブル３２が位置決めされ（第２ポジション）、この状態でノズル部材６０ａ，６０ｂの昇降に伴いテーブル３２上から部品が吸着されるようになっている。
【００３８】
テストロボット４０は、上述のように各シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂによりトレイ収納領域Ｓａからテスト領域Ｔａに供給される部品をテストヘッド４に搬送（供給）して該試験の間テストヘッド４に対して部品を押圧した状態で保持（固定）し、試験後は、部品をそのままシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂに受け渡す（排出する）装置である。
【００３９】
このテストロボット４０は、シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂを跨ぐように基台２ａ上に設けられた高架２ｂに沿って移動する部品移動手段としての一対の搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂ（第１搬送用ヘッド４２Ａ，第２搬送用ヘッド４２Ｂ）を有しており、これら搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂに夫々搭載された一対のヘッド本体４３ａ，４３ｂ（第１の部品移動手段としての第１ヘッド本体４３ａ，第２の部品移動手段としての第２ヘッド本体４３ｂ）によりテストヘッド４に対して部品の供給及び排出を行うように構成されている。以下、図１，図２及び図６〜図９を参照しつつ搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの構成について具体的に説明する。
【００４０】
各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂは、夫々、前記高架２ｂ上に配設されたＸ軸方向の固定レール４５に沿って移動可能な一対の可動フレーム４６ａ，４６ｂ（第１可動フレーム４６ａ，第２可動フレーム４６ｂ）を有している。これらの可動フレーム４６ａ，４６ｂのうち第１可動フレーム４６ａにはサーボモータ４７が固定されており、このサーボモータ４７の出力軸にＸ軸方向に延びるボールねじ軸４８が一体的に連結されるとともに、このボールねじ軸４８が第２可動フレーム４６ｂに設けられたナット部分４９に螺合装着されている。また、サーボモータ５０により夫々回転駆動される前記固定レール４５と平行な一対のボールねじ軸５１が基台２ａに設けられ、これらボールねじ軸５１が搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの各第１可動フレーム４６ａに設けられたナット部分５２に螺合装着されている。すなわち、サーボモータ５０によるボールねじ軸５１の回転駆動に伴い各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂが固定レール４５に沿って夫々Ｘ軸方向に移動するとともに、前記サーボモータ４７によるボールねじ軸４８の回転駆動に伴い、各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂにおいて、図７の二点鎖線に示すように第２可動フレーム４６ｂが第１可動フレーム４６ａに対して相対的にＸ軸方向に移動し得るように構成されている。
【００４１】
各可動フレーム４６ａ，４６ｂ上には、図７及び図８に示すようにＹ軸方向に延びる固定レール５４が夫々配設されている。各レール５４には、ヘッド支持部材５５が夫々移動可能に支持されており、これらヘッド支持部材５５の先端部（図７では右側端部）に前記ヘッド本体４３ａ，４３ｂが夫々組付けられている。そして、各可動フレーム４６ａ，４６ｂに、サーボモータ５７により駆動される前記固定レール５４と平行なボールねじ軸５８が夫々固定台５６を介して支持され、これらボールねじ軸５８がヘッド支持部材５５に設けられたナット部分５９に夫々螺合装着されている。これにより各サーボモータ５７によるボールねじ軸５８の回転駆動に伴い各ヘッド本体４３ａ，４３ｂが可動フレーム４６ａ，４６ｂに対して夫々Ｙ軸方向に移動するように構成されている。
【００４２】
各ヘッド本体４３ａ，４３ｂには、吸着ノズルとしてのノズル部材６０ａ，６０ｂ（第１ノズル部材６０ａ，第２ノズル部材６０ｂ）が夫々設けられている。各ノズル部材６０ａ，６０ｂは、図外の電磁バルブ等を介して負圧発生源に接続されており、テストヘッド４への部品搬送時等にはノズル部材６０ａ，６０ｂの先端に部品吸着用の負圧が供給され、該負圧の作用により部品を吸着するように構成されている。
【００４３】
各ノズル部材６０ａ，６０ｂは、ヘッド本体４３ａ，４３ｂのフレームに対して昇降及び回転（ノズル軸回りの回転）が可能となっており、サーボモータを駆動源とする図外の駆動機構により駆動するように構成されている。
【００４４】
また、図７中のヘッド本体４３ｂの右側には、テストヘッド４への部品供給の際にソケットに付された基準マークを撮像するためのＣＣＤエリアセンサからなるソケット認識カメラ６２が搭載されている。
【００４５】
テスト領域Ｔａには、さらに前記シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂの部品受渡し位置Ｐ２とテストヘッド４との間であって、テストヘッド４の近傍に、夫々ＣＣＤエリアセンサからなる部品認識カメラ６４Ａ，６４Ｂが配設されている。これらのカメラ６４Ａ，６４Ｂは、画像の認識に基づいて部品の吸着状態（吸着誤差（ずれ））を調べるとともに、テストロボット４０の移動誤差を調べるべく、各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂにより吸着されている２つの部品を下側から同時に撮像し得るように構成されており、図９に示すように、ヘッド本体４３ａ，４３ｂにより各シャトルロボット３０Ａ（又は３０Ｂ）から部品が取り上げられた後、該ヘッド本体４３ａ，４３ｂの移動に伴い部品認識カメラ６４Ａ（又は６４Ｂ）上方に部品が配置されることにより部品を撮像するようになっている。なお、部品受渡し位置Ｐ２、部品認識カメラ６４Ａ，６４Ｂ及びテストヘッド４は、Ｘ軸と平行な同一軸線上に配置されており、これにより搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂを夫々部品受渡し位置Ｐ２〜テストヘッド４に亘って最短距離で移動させながらその途中で試験前の部品を撮像し得るように構成されている。
【００４６】
なお、ハンドラ２の上部には、図１に示すように防塵用のカバー２ｃが装着されており、テスト領域Ｔａ及びトレイ収納領域Ｓａを含む基台２ａ上の空間がこのカバー２ｃによって覆われている。
【００４７】
図１０は、試験装置１の制御系をブロック図で示している。この図に示すように、試験装置１は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ７０ａと、そのＣＰＵ７０ａを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭ７０ｂと、装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ７０ｃとを備えた制御部７０（制御手段）を備え、さらに、本発明の特徴となるＰ＆Ｐロボット２０によるトレイＴｒからの部品の取り出し動作と、トレイＴｒへの部品の収納動作を制御するために、認識手段としての画像認識手段７０ｄ及び演算手段７０ｅと、補正手段としての判定手段７０ｆ、ずれ補正手段７０ｇ及びカウント手段７０ｈとを備えてなっている。
【００４８】
画像認識手段７０ｄは、部品認識カメラ２６により撮像された画像データに基づいてトレイＴｒに収納された部品の位置姿勢を認識するものであって、このために周知の画像認識技術が用いられる。例えば画像データについて正規化、二値化等の前処理を施した上で、特徴点の座標を読み取る。演算手段７０ｅは、その特徴点の座標の予定位置からのずれ量を最小自乗法等の適当なアルゴリズムを用いて演算するものである。
【００４９】
判定手段７０ｆは、前記演算されたずれ量が許容値を超えているか否かを判定するものである。このために、所定の許容値が前記ＲＯＭ７０ｂに予め記憶されている。
【００５０】
ずれ補正手段７０ｇは、ノズル部材２４ａ，２４ｂによる部品の保持位置及び保持姿勢を所定の位置姿勢となるように補正するものであって、このためにヘッド２３のＸ−Ｙ座標上での動作と、ノズル部材２４ａ，２４ｂの回転動作との組み合わせにより、前記演算されたずれ量を補正するようになっている。
【００５１】
カウント手段７０は、トレイＴｒごとに収納された部品数をカウントし、このカウント数が所定値に達したか否かを判定するものである。
【００５２】
この制御部７０には、Ｉ／Ｏ部（図示せず）を介して試験装置本体３、部品認識カメラ２６，６４Ａ，６４Ｂ及びソケット認識カメラ６２が電気的に接続されるとともに、前記Ｐ＆Ｐロボット２０、テストロボット４０、シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂの各コントローラ７１，７２，７３Ａ，７３Ｂが電気的に接続されている。また、各種情報を制御部７０に入出力するための操作部７５及び試験状況等の各種情報を報知するためのＣＲＴ７６等がこの制御部７０に電気的に接続されている。
【００５３】
そして、前記ＲＯＭ７０ｂに記憶されたプログラムに従ってハンドラ２の各ロボット等の動作が制御部７０により制御されるようになっている。
【００５４】
以下、この制御部７０の制御に基づく試験装置１の動作について、図１１のタイミングチャートと、図１２及び図１３のフローチャートとに基づいて説明することにする。
【００５５】
なお、図１１のタイミングチャートは、試験動作中の特定の時点（ｔ０時点）からの動作を示しており、該ｔ０時点における各ロボット２０,３０Ａ，３０Ｂ，４０（搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂ）の状態は以下の通りである。
・Ｐ＆Ｐロボット；試験後の部品をトレイＴｒに収納すべくヘッド２３が移動中の状態にある。
・第１シャトルロボット３０Ａ；次回第１搬送用ヘッド４２Ａに供給する部品をテーブル３２上に保持した状態で部品受渡し位置Ｐ１に待機した状態にある。
・第１搬送用ヘッド４２Ａ；次に試験を行う部品を各ヘッド本体４３ａ，４３ｂにより吸着し、かつ各部品を部品認識カメラ６４Ａ上方に配置（待機）した状態にある。
・第２シャトルロボット３０Ｂ；次に第２搬送用ヘッド４２Ｂに供給する部品をテーブル３２上に保持した状態で部品受渡し位置Ｐ１に待機した状態にある。
・第２搬送用ヘッド４２Ｂ；テストヘッド４において試験終了直後の状態にある。
【００５６】
以上のような状態下において、まず、第２シャトルロボット３０Ｂのテーブル３２が部品受渡し位置Ｐ２に移動するとともに（ｔ１時点）、試験後の部品を受け渡すべく第２搬送用ヘッド４２Ｂが第２シャトルロボット３０Ｂの部品受渡し位置Ｐ２に移動する（ｔ３時点）。
【００５７】
部品受渡し位置Ｐ２に第２搬送用ヘッド４２Ｂが到達すると（ｔ７時点）、まず第２搬送用ヘッド４２Ｂから第２シャトルロボット３０Ｂのテーブル３２上に試験後の部品が移載され、次いで、該テーブル３２に予め載置されている次の部品（試験前の部品）が第２ロボット本体４２Ｂに受け渡される。詳しくは、第２シャトルロボット３０Ｂのテーブル３２がまず部品受渡し位置Ｐ２において第１ポジション（図５（ｃ）参照）に位置決めされ、各ノズル部材６０ａ，６０ｂの昇降に伴いテーブル３２上の第１エリアａ１に部品が移載される（ｔ９時点）。その後、テーブル３２が第２ポジション（図５（ｄ）参照）に位置決めされ、テーブル上の第２エリアａ２に保持されている部品が各ノズル部材６０ａ，６０ｂの昇降に伴い吸着される（ｔ１２時点）。
【００５８】
第２搬送用ヘッド４２Ｂと第２シャトルロボット３０Ｂとの間での部品の受渡しが完了すると、第２搬送用ヘッド４２Ｂの移動に伴い各部品が部品認識カメラ６４Ｂ上に配置されて（ｔ１８時点）、該部品の撮像に基づき吸着状態を調べて上記部品のずれ補正のための処理が行われ、この処理が完了するとテストヘッド４への搬送待機状態となる。
【００５９】
一方、上記のように第２搬送用ヘッド４２Ｂが部品受渡し位置Ｐ２に移動すると、これと同じタイミングで第１搬送用ヘッド４２Ａが次の部品の試験を行うべくテストヘッド４に移動する（ｔ３時点）。そして、第１搬送用ヘッド４２Ａがテストヘッド４に到達すると（ｔ５時点）、各ノズル部材６０ａ，６０ｂが下降し、この下降に伴い各ノズル部材６０ａ，６０ｂに吸着されている部品がテストヘッド４の各ソケットに夫々同時に押し付けられた状態で位置決めされ、これにより該部品の試験が開始される（ｔ８時点）。
【００６０】
同タイミングチャートでは詳細に示していないが、ソケットへの部品の位置決め前に、部品認識カメラ６４Ａにより部品が撮像され、この撮像に基づいて第１搬送用ヘッド４２Ａの位置誤差（ずれ）が求められる。そして、この誤差に基づいて部品の補正量が求められ、この補正量に基づいて第１搬送用ヘッド４２Ａが駆動制御されることにより各ヘッド本体４３ａ，４３ｂの吸着部品の位置が補正される。
【００６１】
各部品位置の補正は、まずサーボモータ５０の作動により第１搬送用ヘッド４２Ａ全体がＸ軸方向に移動した後、サーボモータ４７の作動により第２可動フレーム４６ｂのみがＸ軸方向に移動する。これにより各ヘッド本体４３ａ，４３ｂのノズル部材６０ａ，６０ｂに吸着されている部品が夫々Ｘ軸方向に位置補正される。そして、サーボモータ５７の作動により各ヘッド本体４３ａ，４３ｂが夫々Ｙ軸方向に移動することにより各部品がＹ軸方向に夫々位置補正され、さらにヘッド本体４３ａ，４３ｂの各ノズル部材６０ａ，６０ｂがノズル軸回り回転することにより各部品が夫々回転方向に位置補正される。これにより各ヘッド本体４３ａ，４３ｂに吸着されている部品が夫々Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及び回転方向に位置補正されることとなる。なお、ここでは説明の便宜上、各部品の位置補正をＸ軸方向、Ｙ軸方向及び回転方向に分けて時系列的に説明したが、実際にはこれら各方向の補正が並行して行われることにより各部品の位置補正が速やかに行われる。
【００６２】
しかる後、第１搬送用ヘッド４２Ａがテストヘッド４上の目標位置に配置され、ソケット認識カメラ６２による基準マークの撮像に基づいて第１搬送用ヘッド４２Ａがソケットに対して位置決めされ、各ノズル部材６０ａ，６０ｂの下降に伴い各部品がソケットにセットされる。
【００６３】
テストヘッド４に位置決めされている部品の試験が終了すると（ｔ２０時点）、各ノズル部材６０ａ，６０ｂの上昇に伴い部品がソケットから取り外され（ｔ２３時点）、さらに第１搬送用ヘッド４２Ａの移動に伴い該試験後の部品が第１シャトルロボット３０Ａとの部品受渡し位置Ｐ２に搬送される（ｔ２５時点）。そして、上述した第２搬送用ヘッド４２Ｂと第２シャトルロボット３０Ｂとの部品受け渡し動作と同様にして、第１搬送用ヘッド４２Ａと第１シャトルロボット３０Ａとの間で部品の受け渡しが行われる。
【００６４】
また、部品受渡し位置Ｐ２への第１搬送用ヘッド４２Ａの移動と同じタイミングで第２搬送用ヘッド４２Ｂがテストヘッド４に移動し（ｔ２４時点）、第２搬送用ヘッド４２Ｂの各ヘッド本体４３ａ，４３ｂに吸着されている次の部品がテストヘッド４に押し付けられた状態で位置決めされることとなる（ｔ２６時点）。
【００６５】
一方、Ｐ＆Ｐロボット２０及び各シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂについては、テストロボット４０の各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂに対する部品の受け渡しが連続的に行われ得るように以下のようにその動作が制御される。
【００６６】
まず、第２シャトルロボット３０Ｂについては、第２搬送用ヘッド４２Ｂが部品受渡し位置Ｐ２に到達すると同時（ｔ７時点）に試験後の部品を受け取るべく、テーブル３２が部品受渡し位置Ｐ２に移動する。そして、上記の通りまずテーブル３２が第１ポジション（図５（ｃ）参照）に配置された状態で第２搬送用ヘッド４２Ｂからテーブル３２へ試験後の部品が受け渡され（ｔ９時点）、さらにテーブル３２が第２ポジション（図５（ｄ）参照）に配置されて（ｔ１０時点）試験前の部品がテーブル３２から第２搬送用ヘッド４２Ｂに受け渡される（ｔ１２時点）。
【００６７】
その後、テーブル３２が部品受渡し位置Ｐ１に移動し（ｔ１４時点）、まず第２ポジション（図５（ｂ）参照）にテーブル３２が配置された状態で、Ｐ＆Ｐロボット２０からテーブル３２に次ぎの部品（試験前の部品）が受け渡される（ｔ１６時点）。次いで、テーブル３２が第１ポジション（図５（ａ）参照）に配置され（ｔ１７時点）、この状態でテーブル３２からＰ＆Ｐロボット２０に試験後の部品が受け渡され（ｔ１９時点）、その後、次回の部品受渡しまで部品受渡し位置Ｐ１において待機状態におかれる。なお、これは第２シャトルロボット３０Ｂの動作制御であるが、第１シャトルロボット３０Ａについても第１搬送用ヘッド４２Ａとの関係で同様に動作制御される。
【００６８】
一方、Ｐ＆Ｐロボット２０は、先に試験が終了した部品をその試験結果に応じたトレイＴｒに収納すべく動作制御される。
【００６９】
具体的には、まず各ノズル部材２４ａ，２４ｂに吸着した部品のうち一方側の部品を収納すべくヘッド２３が第２トレイ収納部１３上又は第３トレイ収納部１４上に配置され（ｔ２時点）、例えば第１ノズル部材２４ａの昇降に伴い部品がトレイＴｒに収納される（時点ｔ４）。次いで、他方側の部品を収納すべくヘッド２３が第２トレイ収納部１３上等又は第３トレイ収納部１４上に配置された後（ｔ６時点）、第２ノズル部材２４ｂの昇降に伴い部品がトレイＴｒに収納される（ｔ８時点）。
【００７０】
試験後の部品のトレイＴｒへの収納が完了すると、ヘッド２３が第１トレイ収納部１２の上方に配置され（ｔ１１時点）、新たな部品がトレイＴｒから取出される（ｔ１３時点）。
【００７１】
そして、ヘッド２３が第２シャトルロボット３０Ｂの部品受渡し位置Ｐ１に配置され、上述したように当該新たな部品が第２シャトルロボット３０Ｂに受け渡されるとともに（ｔ１６時点）、試験後の部品が第２シャトルロボット３０ＢからＰ＆Ｐロボット２０に受け渡される（ｔ１９時点）。
【００７２】
このような第２シャトルロボット３０Ｂに対する部品の受渡しが完了すると、該部品をトレイＴｒに収納すべくヘッド２３等が動作制御されこととなる（ｔ２２時点）。
【００７３】
このようにして以後、図９に示すように、部品受渡し位置Ｐ２とテストヘッド４との間で第１搬送用ヘッド４２Ａ（第２搬送用ヘッド４２Ｂ）を移動させつつテストヘッド４に２ずつ部品を搬送、位置決めして試験を行う一方で、これと並行して第２搬送用ヘッド４２Ｂ（又は第１搬送用ヘッド４２Ａ）と第２シャトルロボット３０Ｂ（又は第１シャトルロボット３０Ａ）との間で部品の受け渡し（つまり試験後の部品と次回の部品との受け渡し）を行いながら、さらにこのような第１搬送用ヘッド４２Ａ及び第２搬送用ヘッド４２Ｂに対する部品の受け渡し等が連続的に行われるように各シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂ及びＰ＆Ｐロボット２０の動作が制御される。
【００７４】
ところで、当実施形態の試験装置１では、上述のＰ＆Ｐロボット２０によるトレイＴｒからの部品の取り出し動作の際、及び、トレイＴｒへの部品の収納動作の際に、カメラ２６による撮像に基づく認識とそれに応じた処理が行われる。
【００７５】
すなわち、新たな部品（試験前の部品）の取り出し動作では、図１２のフローチャートに示すように、サーボモータ２２ａの駆動により、支持部材２２をＹ軸方向に移動し、サーボモータ２２ｅの駆動により支持部材２２上でヘッド２３をＸ軸方向に移動して、部品認識カメラ２６の位置がトレイＴｒに収納された試験前の部品の直上になるようにヘッド２３を停止させる(ステップＳ１)。その位置で照明２７により照明された部品を、カメラ２６によって、撮像する(ステップＳ２)。
【００７６】
ついで、画像認識手段７０ｄは、この撮像された部品の画像データについて、前記画像処理を行い(ステップＳ３)、演算手段７０ｅは、画像認識結果に基づいてヘッド２３の移動量（Ｘ軸方向のずれ量ΔＸと、Ｙ軸方向のずれ量ΔＹ）及びノズル部材２４ａ，２４ｂの回転量（ノズル軸回りの回転角度θのずれ量Δθ）といったずれ量を演算する(ステップＳ４)。そして、サーボモータ２４ｃ，２４ｄを駆動することにより、ノズル部材２４ａ，２４ｂをそれぞれ降下させてトレイＴｒに収納されている部品を吸着し、その吸着状態のままノズル部材２４ａ，２４ｂを上昇させる(ステップＳ５)。
【００７７】
ついで、判定手段７０ｆは、回転補正が必要かを判定する(ステップＳ６)。すなわち、上記ステップＳ４でノズル部材の回転量Δθが演算されていた場合には、このΔθが許容値を超えているか否かが判定される。ここで、Δθが許容値を超えていると判定されたとすると(ステップＳ６でＹＥＳ)、ずれ補正手段７０ｇは、サーボモータ２４ｃ，２４ｄを駆動することによって、ノズル部材２４ａ，２４ｂをノズル軸回りにΔθだけ回転させ(ステップＳ７)、その回転された状態で、さらにサーボモータ２２ａ，２２ｅを駆動して、ヘッド２３が部品受け渡し位置Ｐ１に移動させ、シャトルロボット３０Ａに部品の受け渡しを行う(ステップＳ８)。一方、Δθが許容値を超えていないと判定されたとすると(ステップＳ６でＮＯ)、ステップＳ７をスキップして、直ちにステップＳ８を実行する。
【００７８】
また、試験後の部品のトレイＴｒへの収納動作では、図１３に示すように、サーボモータ２２ａ，２２ｅを駆動することにより、Ｐ＆Ｐロボット２０のヘッド２３が移動して、トレイＴｒの上に停止し、その位置でサーボモータ２４ｃ，２４ｄを駆動してノズル部材２４ａ，２４ｂを降下させることによって、トレイＴｒに部品を収納する(ステップＳ１１)。そして、カウント手段７０ｈは、そのトレイＴｒが部品を満載しているか否かを判定する(ステップＳ１２)。そして、トレイＴｒが満載されていないと判定されると(ステップＳ１２でＮＯ)、ステップＳ１１の手前に戻るが、トレイＴｒが満載されたと判定されると(ステップＳ１２でＹＥＳ)、部品認識カメラ２６の位置がトレイＴｒに収納された試験後の部品の直上になるように停止され(ステップＳ１３)、その位置で照明２７により照明された部品を、カメラ２６によって撮像する(ステップＳ１４)。
【００７９】
ついで、画像認識手段７０ｄは、この撮像された部品の画像データについて、前記画像処理を行い(ステップＳ１５)、演算手段７０ｅは、画像認識結果に基づいてヘッド２３の移動量（Ｘ軸方向のずれ量ΔＸと、Ｙ軸方向のずれ量ΔＹ）及びノズル部材２４ａ，２４ｂの回転量（ノズル軸回りの回転角度θのずれ量Δθ）といったずれ量を演算する(ステップＳ１６)。そして、判定手段７０ｆは、誤収納の有無を判定する(ステップＳ1７)。例えば前記ずれ量が許容値を超えていると判定すると(ステップＳ1７でＮＯ)、前記ＣＲＴ７６に所定のエラー表示がなされる(ステップＳ1８)。一方、前記ずれ量が許容値を超えていないと判定されると(ステップＳ1７でＹＥＳ)、ステップＳ１８をスキップして終了する。
【００８０】
以上説明したように、この試験装置１では、Ｐ＆Ｐロボット２０のノズル部材２４ａ，２４ｂにより、試験前の部品を収納したトレイＴｒとテストヘッド４との間で、ロボット２０，３０及び４０を用いて、部品が着脱自在に保持されつつ移動され、このうちのＰ＆Ｐロボット２０のヘッド２３のノズル部材２４ａ，２４ｂとともに移動される部品認識カメラ２６により、トレイＴｒに収納された部品が撮像される。そして、制御部７０の画像認識手段７０ｄと演算手段７０ｅとによって、カメラ２６により撮像された画像データに基づいてトレイＴｒに収納された部品の位置姿勢が認識され、判定手段７０ｆと補正手段７０ｇとにより、この認識結果に基づいてノズル部材２４ａ，２４ｂによる部品の保持位置及び保持姿勢が所定の位置姿勢となるように補正されるので、トレイＴｒに収納された試験前の部品の位置姿勢が最初からずれている場合であっても、そのずれが最初の段階で自動的に補正される。よって、部品がシャトルロボット３０Ａとテストロボット４０とで搬送され、テストヘッド４に移載されるまでの間に、その部品のずれが累積して、補正可能な範囲を越えてしまうことがなくなる。その結果、試験位置であるテストヘッド４に移載される部品の位置姿勢が所定の位置姿勢から大きく外れることがなくなり、部品とソケットとの電気的な接続が不可能となって試験に支障をきたすことがなくなる。
【００８１】
一方、試験後には、テストヘッド４とその試験後の部品を収納するトレイＴｒとの間で、ロボット２０，３０及び４０を用いて、部品が着脱自在に保持されつつ移動され、このうちのＰ＆Ｐロボット２０のヘッド２３のノズル部材２４ａ，２４ｂとともに移動される部品認識カメラ２６により、トレイＴｒに収納された部品が撮像される。そして、制御部７０の画像認識手段７０ｄと演算手段７０ｅとによって、カメラ２６により撮像された画像データに基づいてトレイＴｒに収納された部品の位置姿勢が認識され、トレイＴｒに収納された部品の位置姿勢が最終的にずれている場合であっても、ずれを確認することが可能となるので、そのずれを補正しておけば、保管中やトレイ取出時に部品の破損や脱落を生じたり、後作業への支障をきたしたりすることもなくなる。
【００８２】
なお、上記実施形態では、試験後の部品はトレイＴｒに収納された状態を確認するだけとなっているが、この収納状態が許容範囲を超えている場合には、試験前の部品と同様にノズル部材２４ａ，２４ｂで吸着してその状態を補正して、もとの位置に戻すこととしてもよい。そのようにすれば、試験前の部品の場合と同様に、その補正のための人手がまったくかからなくなり、作業効率の向上が図られる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、トレイに収納された試験前の部品の位置姿勢が最初からずれている場合であっても、そのずれを確認することが可能となる。したがって、このずれを最初の段階で補正しておけば、部品が部品搬送手段などで搬送され、試験本体装置に移載されるまでの間に、その部品のずれが累積して、補正可能な範囲を越えてしまうことがなくなる。したがって、試験本体装置に移載される部品の保持姿勢が所定の姿勢から大きく外れることがなくなり、部品と試験本体装置との電気的な接続が不可能となって試験に支障をきたすことがなくなる。また、試験後の部品がトレイに収納された位置姿勢が最終的にずれている場合であっても、ずれを確認することが可能となるので、そのずれを補正しておけば、保管中やトレイ取出時に部品の破損や脱落を生じたり、後作業への支障をきたしたりすることもなくなる。
【００８４】
請求項２記載の発明によれば、ずれを自動的に補正することが可能となるので、そのための人手がかかることがなくなり、作業効率の向上を図ることができる。
【００８５】
請求項３記載の発明によれば、明るい撮像画像が得られ、画像認識が容易になるとともに、その認識精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る部品試験装置を示す斜視概略図である。
【図２】部品試験装置を示す平面図である。
【図３】Ｐ＆Ｐロボットまわりの具体的な構成を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】シャトルロボットのテーブルの構成を示す平面略図である。
【図５】シャトルロボットの部品受渡し位置におけるテーブルの位置を示す図２のＢ矢視図である（（ａ），（ｃ）はテーブルが第１ポジションに配置された状態、（ｂ），（ｄ）はテーブルが第２ポジションに配置された状態を示す）。
【図６】テストロボットの具体的な構成を示す平面図である。
【図７】テストロボットの具体的な構成を示す図６のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】テストロボットの具体的な構成を示す図７のＤ−Ｄ断面図である。
【図９】テスト領域の構成を示す模式図である。
【図１０】部品試験装置の制御系を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す制御系の制御に基づく部品試験装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１２】試験前にトレイに収納されている部品を取り扱うときのＰ＆Ｐロボットの動作を示すフローチャートである。
【図１３】試験後にトレイに収納された部品を取り扱うときのＰ＆Ｐロボットの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１部品試験装置
２ハンドラ
３試験装置本体
４テストヘッド
１２第１トレイ収納部（第１トレイ載置部）
１３第２トレイ収納部（第２トレイ載置部）
１４第３トレイ収納部（第２トレイ載置部）
２０Ｐ＆Ｐロボット（部品移動手段）
２３ヘッド
２４ａ，２４ｂノズル部材（保持手段）
２６部品認識カメラ（撮像手段）
２７照明（光源）
３０Ａ第１シャトルロボット
３０Ｂ第２シャトルロボット
４０テストロボット
７０制御部
７０ｄ画像認識手段（認識手段）
７０ｅ演算手段（認識手段）
７０ｆ判定手段（補正手段）
７０ｇずれ補正手段（補正手段）
７０ｈカウント手段
Ｓａトレイ収納領域
Ｔａテスト領域
Ｐ１，Ｐ２部品受渡し位置
Ｔｒトレイ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a component testing apparatus for testing an electronic component such as an IC chip.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of a semiconductor device or the like, it is necessary to perform various tests on an electronic component such as an IC chip that is finally manufactured. Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-333775 is an apparatus that automatically performs such a test. Devices such as those disclosed in the publication are known.
[0003]
In this apparatus, after the IC chip before the test stored in the tray is sucked by the first transport device having the component suction nozzle member and placed on the first buffer device and transported to the vicinity of the test head by the first buffer device. Then, the IC chip on the first buffer device is sucked and transferred to the test head by the second transfer device having the nozzle member for picking up the component, and the test is performed. At this time, the suction state of the IC chip is confirmed using a camera. If the IC chip suction position is deviated, the test is performed after appropriate correction. After the test, after the IC chip is transferred from the test head to the second buffer device by the second transport device and transported to the tray mounting portion, the IC chip is placed on a predetermined tray according to the test result by the first transport device. Move.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the pre-test IC chip stored in the tray is rotated 180 ° and the position / posture is deviated from the beginning, the IC chip is transported by the first transport device and the first buffer device. Until the second transfer device is transferred to the test head, the IC chip misalignment may accumulate and exceed the correctable range. If the holding position and holding posture of the IC chip transferred to the test head deviate greatly from the predetermined position and posture, the electrical connection between the IC chip and the socket becomes impossible, which hinders the test. Become.
[0005]
On the other hand, if the position and orientation in which the IC chip after the test is stored in the tray is finally deviated, it is impossible to check the deviation itself. Occasionally, parts may be damaged or dropped off, or hindrance to subsequent work may occur.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and first corrects the positional deviation of the part before the test so that the deviation does not accumulate during the transfer of the part. An object of the present invention is to provide a component testing apparatus capable of confirming final positional deviation.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a tray storing parts before testing. But Placement Is The first tray placement part and the parts after the test Multiple Storage Possible tray But Placement Is And a second tray mounting section that takes out the components from the tray of the first tray mounting section and supplies them to the test body device, while storing the tested components in the tray of the second tray mounting section. A component testing apparatus including a moving unit and a control unit, wherein the component moving unit detachably holds a component between the first tray mounting unit or the second tray mounting unit and the test main body device. And a holding means that moves while moving together with the holding means to image the components stored in the tray, and the control means is stored in the tray based on the image data imaged by the imaging means. Recognition means for recognizing the position and orientation of a part And counting means for determining whether or not a part of the tray of the second tray mounting part is fully loaded; With When the component is taken out by the holding unit, the component stored in the tray of the first tray mounting unit is imaged by the imaging unit and the position and orientation of the component are recognized by the recognition unit, while the counting unit When it is determined that a part of the tray of the two-tray placement unit is fully loaded, the part stored in the tray is imaged by the imaging unit and the position and orientation of the part are recognized by the recognition unit. It is characterized by this.
[0008]
According to this configuration, the holding means of the component moving means moves the component between the first tray mounting portion or the second tray mounting portion and the test main body device while being detachably held. The parts stored in the tray are picked up by the image pickup means moved together, and the position and orientation of the parts stored in the tray are recognized based on the picked-up image data by the recognition means of the control means. Even when the positions and orientations of the parts stored in the pre-test are shifted from the beginning, the shift can be confirmed. Therefore, if this deviation is corrected in the first stage, the deviation of the component can be accumulated and corrected until the component is conveyed by the component conveying means and transferred to the test body device. The range will never be exceeded. Therefore, the holding posture of the component transferred to the test main body device is not greatly deviated from the predetermined posture, and the electrical connection between the component and the test main body device becomes impossible, and the test is not hindered. . In addition, even if the position and orientation in which the components after the test are stored in the tray are finally deviated, the deviation can be confirmed. Parts are not damaged or dropped when the tray is taken out, and there is no hindrance to subsequent work.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, when the component is taken out from the tray based on the recognition result of the component stored in the tray of the first tray mounting portion, the holding position and holding of the component by the holding means If correction means for correcting the posture so as to be in a predetermined position and posture is provided, it is possible to automatically correct the deviation, so that it does not require manpower and the work efficiency is improved. Figured.
[0010]
If the imaging means includes a light source for illuminating a part to be imaged as in the third aspect of the invention, a bright captured image can be obtained and image recognition is facilitated. Recognition accuracy can be improved.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, the X axis and the Y axis are shown to clarify the directionality.
[0012]
1 and 2 schematically show a component testing apparatus according to the present invention. As shown in these drawings, a component test apparatus 1 (hereinafter abbreviated as “test apparatus 1”) includes a handler 2 that plays a mechanical role of conveying parts and holding (fixing) components during a test, It is comprised from the test apparatus main body 3 incorporated.
[0013]
The test apparatus main body 3 is a box-type apparatus having a test head 4 on the upper surface, and a part is set in a socket (not shown) provided on the test head 4 and a test current is supplied to an input terminal of the part. It is configured to determine the quality of a component by receiving an output current from the output terminal of the component.
[0014]
The test apparatus main body 3 is configured to be detachable from the handler 2 and is not shown in the figure. For example, the test apparatus main body 3 is inserted from the lower side of the handler 2 with the test apparatus main body 3 mounted on a dedicated carriage. The test head 4 is assembled to the handler 2 by being inserted into the position and being fixed in a state where the test head 4 faces an after-mentioned test area Ta from an opening formed in the base 2a of the handler 2. Note that the test head 4 and the test apparatus main body 3 are not necessarily integrated with each other, only the test head 4 is assembled to the handler 2, and other portions are arranged at positions away from the handler 2 to the test head 4. Then, it may be electrically connected by an electric cable or the like.
[0015]
As shown in the figure, the handler 2 is a substantially box-shaped device with the upper part protruding sideways, takes out the parts stored in the tray and transports them to the test head 4, and further passes the parts after the test to the test head 4. It is configured to sort according to the test result. The configuration will be specifically described below.
[0016]
The handler 2 is roughly divided into two areas: a tray storage area Sa in which the tray Tr is stored and a test area Ta in which the test head 4 and the like are arranged.
[0017]
In the tray storage area Sa, a plurality of tray storage units are arranged in parallel in the X-axis direction. In this embodiment, the first to third tray storage units 12 to 14 are arranged in order from the left side of FIG. It is installed. Reference numerals 11 and 15 are temporary storage spaces for empty trays. The tray Tr on which the pre-test (uninspected) parts are placed on the first tray storage unit 12 is the tray Tr on which the rejected product (Fail) is placed on the second tray storage part 13 after the test. Each of the trays Tr on which a pass product (Pass) among the tested components is placed is stored in the third tray storage unit 14. Here, the first tray storage unit 12 corresponds to the first tray mounting unit, and the second tray storage unit 13 and the third tray storage unit 14 correspond to the second tray mounting unit.
[0018]
Each tray Tr has a common structure and is not shown in the figure. For example, a plurality of component storage recesses (storage spaces) are defined on the surface of the tray Tr, and components such as an IC chip are provided. It is comprised so that it may be accommodated in each component accommodation recessed part.
[0019]
Each of the tray storage units 12 to 14 is configured to store a plurality of trays Tr stacked on a table that can be moved up and down, and only the uppermost tray Tr faces the base 2a. And the other trays Tr are accommodated in a space below the base. Doors 12b to 14b are provided on the side walls of the handler 2 so that the trays Tr stored in the spaces can be taken in and out.
[0020]
The tray storage area Sa is further provided with a P & P robot (Pick & Place Robot) 20 as a component moving means. 3A and 3B are diagrams showing a specific configuration around the P & P robot, in which FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a front view.
[0021]
As shown in FIGS. 3A and 3B, the P & P robot 20 has a movable head 23 (conveyance head), and the head 23 removes components from the tray Tr of the first tray storage unit 12. Is taken out and transferred to the shuttle robots 30A and 30B, which will be described later, and the tested parts are received from the shuttle robots 30A and 30B and transferred to the tray Tr of the second tray storage unit 13 or the third tray storage unit 14. Furthermore, it also has a tray transport function for transporting the tray Tr between the tray storage units 12 and the like and between the temporary storage spaces 11 and 15 of the empty tray.
[0022]
The P & P robot 20 will be described in more detail. A pair of fixed rails 21 extending in the Y-axis direction are provided on the base 2a, and a head support member 22 is movably mounted on the fixed rails 21. A ball screw shaft 22b that is driven to rotate by a servo motor 22a provided in the vicinity of the fixed rail 21 and extends in parallel with the fixed rail 21 is provided on the base 2a. The ball screw shaft 22b is provided on the support member 22. Are screwed onto a nut member 22c. Further, the support member 22 is provided with a pair of upper and lower fixed rails 22d extending in the X-axis direction. A head 23 is movably mounted on the fixed rail 22d, and is rotated by a servo motor 22e to be connected to the fixed rail 22d. A ball screw shaft 22 f extending in parallel is provided, and this ball screw shaft 22 f is screwed to a nut portion 22 g provided on the head 23. The support member 22 moves in the Y-axis direction and the head 23 moves in the X-axis direction in accordance with the rotational drive of the ball screw shafts 22b and 22f by the servo motors 22a and 22e. It is configured to move in a plane (moving on the XY plane) in a range including parts 12 to 14, temporary storage space for empty trays 11 and 15, and parts transfer position P1 described later for shuttle robots 30A and 30B. ing.
[0023]
A plurality of nozzle members are mounted on the head 23. In this embodiment, a pair of nozzle members 24a and 24b for components (first nozzle 24a and second nozzle 24b: holding means), and a nozzle member for a tray. A total of three nozzle members, 25 (referred to as a tray nozzle member 25), are mounted. Each nozzle member 24a, 24b and 25 is connected to a negative pressure generating source via an electromagnetic valve or the like (not shown), and negative pressure for component adsorption is supplied to the tips of the nozzle members 24a and 24b during component transportation described later. The components are sucked by the action of the negative pressure. Similarly, when transporting the empty tray Tr, a negative pressure for sucking the tray is supplied to the tip of the nozzle member 25, and the tray Tr is sucked by the action of the negative pressure.
[0024]
The nozzle members 24a and 24b for sucking components can be moved up and down and rotated (rotated around the nozzle axis) with respect to the head 23, and servo motors 24c (for lifting and lowering 24c1, 24c2 for rotation) and 24d (for lifting and lowering). And 24d1 for rotation and 24d2 for rotation are configured to be operated by drive mechanisms. Then, in the state where the head 23 is disposed on the tray Tr such as the first tray storage unit 12 or above the postscript table 32 of the shuttle robots 30A and 30B, the tray Tr is moved with respect to the tray Tr as the nozzle members 24a and 24b move up and down. It is configured to take parts in and out. When storing the components in the tray Tr, the nozzle members 24a and 24b rotate in addition to the nozzle lifting and lowering operation so that the components can be stored in a predetermined direction with respect to the tray Tr. It is configured.
[0025]
The tray nozzle member 25 can only move up and down with respect to the head 23, and is configured to operate by a drive mechanism using a servo motor 25a as a drive source. Then, in the state where the tray Tr that has become empty due to the removal of the components is adsorbed, the tray Tr is transferred from the first tray storage unit 12 to the temporary storage space 11 of the empty tray as the head 23 moves, and as necessary. Thus, an empty tray Tr stored in the first tray storage unit 12 is sucked and transferred to the second or third tray storage units 13 and 14.
[0026]
A component recognition camera (imaging means) 26 composed of a CCD area sensor and the optical axis of the camera 26 are disposed adjacent to the component adsorbing nozzle member 24a of the head 23 in FIGS. 3 (a) and 3 (b). A ring-shaped illumination (light source) 27 is coaxially arranged.
[0027]
The camera 26 images the component downward from the head 23 side of the P & P robot 20 in order to examine the storage state of the component in the tray Tr (deviation (error) from a predetermined position and orientation) based on image recognition. Therefore, the storage state of the part before the test is imaged, and the part after the test is configured to be imaged after being stored in the tray Tr. The illumination 27 is for illuminating a part to be imaged by the camera 26, and is set slightly lower than the camera 26 in consideration of the illumination capability. The illumination 27 illuminates two parts stored in the tray Tr at the same time, and the camera 26 is configured to simultaneously capture the two illuminated parts.
[0028]
The camera 26 captures an image of the component stored in the tray Tr in a close state, thereby obtaining good image data suitable for image recognition, and the illumination 27 providing a brighter captured image. As a result, image recognition described later is facilitated, and recognition accuracy is improved.
[0029]
On the other hand, in the test area Ta, as shown in FIG. 1, the test head 4, a pair of shuttle robots 30A and 30B (first shuttle robot 30A and second shuttle robot 30B), and a test robot 40 are arranged. .
[0030]
As described above, the test head 4 is disposed in a state where the test head 4 is exposed from the opening formed in the base 2a to a substantially central portion of the test area Ta. A plurality of sockets (not shown) for setting parts are disposed on the surface of the test head 4. In the test apparatus 1, two sockets are arranged in the X-axis direction. .
[0031]
Each socket is provided with a contact portion (not shown) corresponding to each lead of the component (IC chip or the like). When the component is positioned in each socket, each lead of the component and the corresponding contact are provided. The part is in contact with each other and is subjected to an electrical test such as a continuity test and an output characteristic test with respect to an input current.
[0032]
The shuttle robots 30A and 30B are devices that deliver parts to the P & P robot 20 and the test robot 40 while conveying parts between the tray storage area Sa and the test area Ta, as shown in FIG. A fixed rail 31 extending in the Y-axis direction and a table 32 driven by a drive mechanism using a servo motor as a drive source and moved along the fixed rail 31 are provided.
[0033]
Then, the table 32 is fixed between the component delivery position P1 for the P & P robot 20 set in the vicinity of the first tray storage unit 12 and the component delivery position P2 for the test robot 40 set on the side of the test head 4. The components are conveyed by the table 32 while reciprocating along the rail 31.
[0034]
In the table 32, an area for placing the parts before the test and an area for placing the parts after the test are determined in advance. In the present embodiment, as shown in FIG. The tray storage area Sa side (the lower side in the figure) is defined as a first area a1 where components after the test are placed, and the opposite side is defined as a second area a2 where components before the test are placed. In each of the areas a1 and a2, a pair of suction pads 33 are provided at predetermined intervals in the X-axis direction, specifically at intervals corresponding to the nozzle members 24a and 24b of the head 23 of the P & P robot 20. At the time of conveyance, the components are placed on the pads 33 and conveyed while being sucked.
[0035]
In addition, delivery of parts between each of the shuttle robots 30A and 30B and the P & P robot 20 and the test robot 40 is performed as follows, for example.
[0036]
First, when parts before testing are transferred from the P & P robot 20 to the shuttle robots 30A and 30B, as shown in FIG. 5A, the nozzle member 24a of the P & P robot 20 is placed at a predetermined position of the parts delivery position P1. , 24b (head 23) is positioned, and the table 32 is positioned so that the second area a2 corresponds to the nozzle members 24a, 24b (this position is referred to as the second position). In this state, the nozzle members 24a, 24b are moved up and down. Accordingly, the parts are transferred onto the table 32. On the other hand, when the tested parts are transferred from the shuttle robot 30A (30B) to the P & P robot 20, the table is set so that the first area a1 corresponds to the nozzle members 24a and 24b as shown in FIG. 32 is positioned (this position is referred to as a first position), and in this state, the parts on the table 32 are adsorbed as the nozzle members 24a and 24b move up and down.
[0037]
Further, when transferring the part after the test from the test robot 40 to the shuttle robot 30A (30B), as shown in FIG. 5C, a postscript nozzle member of the test robot 40 is placed at a predetermined position of the part delivery position P2. 60a, 60b (head main bodies 43a, 43b) are positioned, and the table 32 is positioned so that the first area a1 corresponds to each nozzle member 60a, 60b (first position). In this state, the nozzle members 60a, 60b The components are placed on the table 32 as it moves up and down. On the other hand, when the parts before the test are transferred from the shuttle robot 30A (30B) to the test robot 40, the table is set so that the second area a2 corresponds to the nozzle members 60a and 60b as shown in FIG. 32 is positioned (second position), and in this state, components are sucked from the table 32 as the nozzle members 60a and 60b are raised and lowered.
[0038]
As described above, the test robot 40 conveys (supplies) the parts supplied from the tray storage area Sa to the test area Ta by the shuttle robots 30A and 30B to the test head 4 and supplies the parts to the test head 4 during the test. This is a device that holds (fixes) a part in a pressed state, and delivers (discharges) the part as it is to the shuttle robots 30A and 30B after the test.
[0039]
The test robot 40 includes a pair of transfer heads 42A and 42B (first transfer heads 42A) as component moving means that move along the overhead 2b provided on the base 2a so as to straddle the shuttle robots 30A and 30B. , Second transport head 42B), and a pair of head main bodies 43a and 43b (first head main body 43a and second head as first component moving means) mounted on the transport heads 42A and 42B, respectively. The second head main body 43b) serving as the component moving means is configured to supply and discharge components to and from the test head 4. Hereinafter, the configuration of the transport heads 42A and 42B will be described in detail with reference to FIGS. 1, 2, and 6 to 9. FIG.
[0040]
The transport heads 42A and 42B are respectively connected to the elevated 2 b A pair of movable frames 46a and 46b (a first movable frame 46a and a second movable frame 46b) that are movable along the X-axis direction fixed rail 45 disposed on the upper side are provided. A servo motor 47 is fixed to the first movable frame 46a of these movable frames 46a and 46b, and a ball screw shaft 48 extending in the X-axis direction is integrally connected to the output shaft of the servo motor 47. The ball screw shaft 48 is screwed to a nut portion 49 provided on the second movable frame 46b. In addition, a pair of ball screw shafts 51 parallel to the fixed rail 45, which are rotationally driven by the servo motor 50, are provided on the base 2a, and these ball screw shafts 51 are respectively connected to the first movable frames of the transport heads 42A and 42B. The nut part 52 provided in 46a is screwed and attached. That is, as the ball screw shaft 51 is rotationally driven by the servo motor 50, the respective transport heads 42A and 42B move in the X-axis direction along the fixed rail 45, and the servo motor 47 rotationally drives the ball screw shaft 48. Accordingly, each of the transport heads 42A and 42B is configured such that the second movable frame 46b can move in the X-axis direction relative to the first movable frame 46a as shown by a two-dot chain line in FIG. ing.
[0041]
A fixed rail 54 extending in the Y-axis direction is disposed on each of the movable frames 46a and 46b, as shown in FIGS. A head support member 55 is movably supported on each rail 54, and the head main bodies 43a and 43b are assembled to the front end portions (right end portions in FIG. 7) of the head support members 55, respectively. . A ball screw shaft 58 parallel to the fixed rail 54 driven by the servomotor 57 is supported on each movable frame 46a, 46b via a fixed base 56, and these ball screw shafts 58 are supported by the head support member 55. Each nut portion 59 is screwed and attached. Thus, each head body 43a, 43b is configured to move in the Y-axis direction with respect to the movable frames 46a, 46b in accordance with the rotational drive of the ball screw shaft 58 by each servo motor 57.
[0042]
The head bodies 43a and 43b are provided with nozzle members 60a and 60b (first nozzle member 60a and second nozzle member 60b) as suction nozzles, respectively. Each nozzle member 60a, 60b is connected to a negative pressure generation source via an electromagnetic valve or the like (not shown), and when the component is transported to the test head 4 or the like, the nozzle member 60a, 60b is attached to the tip of the nozzle member 60a, 60b. A negative pressure is supplied, and the component is adsorbed by the action of the negative pressure.
[0043]
The nozzle members 60a and 60b can be moved up and down (rotated around the nozzle axis) with respect to the frames of the head main bodies 43a and 43b, and are driven by a driving mechanism (not shown) using a servo motor as a driving source. It is configured as follows.
[0044]
Further, on the right side of the head main body 43b in FIG. 7, a socket recognition camera 62 comprising a CCD area sensor for imaging a reference mark attached to the socket when components are supplied to the test head 4 is mounted. .
[0045]
In the test area Ta, component recognition cameras 64A and 64B each composed of a CCD area sensor are arranged between the parts delivery position P2 of the shuttle robots 30A and 30B and the test head 4 and in the vicinity of the test head 4. It is installed. These cameras 64A and 64B are suctioned by the respective transport heads 42A and 42B in order to check the suction state (suction error (displacement)) of the parts based on the recognition of the image and to check the movement error of the test robot 40. As shown in FIG. 9, after the parts are picked up from each shuttle robot 30A (or 30B) by the head main bodies 43a and 43b, the heads are picked up. As the main bodies 43a and 43b move, the parts are arranged above the part recognition camera 64A (or 64B), thereby imaging the parts. Note that the component delivery position P2, the component recognition cameras 64A and 64B, and the test head 4 are arranged on the same axis parallel to the X axis. It is configured to be able to take an image of the part before the test while moving it at the shortest distance over four.
[0046]
As shown in FIG. 1, a dust-proof cover 2c is attached to the top of the handler 2, and the space on the base 2a including the test area Ta and the tray storage area Sa is covered with the cover 2c. Yes.
[0047]
FIG. 10 shows a control system of the test apparatus 1 in a block diagram. As shown in this figure, the test apparatus 1 has a well-known CPU 70a for executing logical operations, a ROM 70b for storing various programs for controlling the CPU 70a in advance, and various data temporarily during operation of the apparatus. And a control unit 70 (control means) including a RAM 70c for controlling the operation of picking up the component from the tray Tr and storing the component in the tray Tr by the P & P robot 20 which is a feature of the present invention. Furthermore, an image recognition unit 70d and a calculation unit 70e as recognition units, a determination unit 70f as a correction unit, a deviation correction unit 70g, and a count unit 70h are provided.
[0048]
The image recognition means 70d recognizes the position and orientation of the components stored in the tray Tr based on the image data captured by the component recognition camera 26. For this purpose, a known image recognition technique is used. For example, the image data is subjected to preprocessing such as normalization and binarization, and then the coordinates of the feature points are read. The calculation means 70e calculates the amount of deviation of the feature point from the planned position using an appropriate algorithm such as the method of least squares.
[0049]
The determination unit 70f determines whether or not the calculated deviation amount exceeds an allowable value. For this purpose, a predetermined allowable value is stored in advance in the ROM 70b.
[0050]
The deviation correction means 70g corrects the holding position and holding position of the parts by the nozzle members 24a and 24b so as to have a predetermined position and posture. For this purpose, the movement of the head 23 on the XY coordinates The calculated deviation amount is corrected by a combination with the rotation operation of the nozzle members 24a and 24b.
[0051]
The counting means 70 counts the number of components stored for each tray Tr, and determines whether or not this count number has reached a predetermined value.
[0052]
The control unit 70 is electrically connected to the test apparatus main body 3, the component recognition cameras 26, 64A, 64B, and the socket recognition camera 62 via an I / O unit (not shown), and the P & P robot 20 The controllers 71, 72, 73A, 73B of the test robot 40 and the shuttle robots 30A, 30B are electrically connected. An operation unit 75 for inputting / outputting various information to / from the control unit 70 and a CRT 76 for notifying various types of information such as test status are electrically connected to the control unit 70.
[0053]
The operation of each robot or the like of the handler 2 is controlled by the control unit 70 in accordance with the program stored in the ROM 70b.
[0054]
Hereinafter, the operation of the test apparatus 1 based on the control of the control unit 70 will be described based on the timing chart of FIG. 11 and the flowcharts of FIGS. 12 and 13.
[0055]
The timing chart of FIG. 11 shows the operation from a specific time (time t0) during the test operation, and the robots 20, 30A, 30B, 40 (transport heads 42A, 42B) at the time t0. The state is as follows.
P & P robot: The head 23 is in a moving state to store the tested components in the tray Tr.
First shuttle robot 30A: The next component to be supplied to the first transport head 42A is in a state of waiting at the component delivery position P1 while being held on the table 32.
First transport head 42A: The part to be tested next is sucked by the head main bodies 43a and 43b, and each part is placed (standby) above the part recognition camera 64A.
Second shuttle robot 30B: Next, the components to be supplied to the second transfer head 42B are held on the table 32 and are in a standby state at the component delivery position P1.
Second transport head 42B: Test head 4 is in a state immediately after the end of the test.
[0056]
Under the above conditions, first, the table 32 of the second shuttle robot 30B moves to the parts delivery position P2 (at time t1), and the second transport head 42B moves the second shuttle to deliver the parts after the test. The robot 30B moves to the parts delivery position P2 (at time t3).
[0057]
When the second transfer head 42B reaches the component delivery position P2 (at time t7), first, the tested component is transferred from the second transfer head 42B onto the table 32 of the second shuttle robot 30B, and then the table. The next part (part before the test) previously placed on 32 is delivered to the second robot body 42B. More specifically, the table 32 of the second shuttle robot 30B is first positioned at the first position (see FIG. 5C) at the component delivery position P2, and the first area on the table 32 is raised and lowered with the nozzle members 60a and 60b. Parts are transferred to a1 (at time t9). Thereafter, the table 32 is positioned at the second position (see FIG. 5D), and the components held in the second area a2 on the table are adsorbed as the nozzle members 60a and 60b move up and down (at time t12). ).
[0058]
When the delivery of the parts between the second transport head 42B and the second shuttle robot 30B is completed, each part is placed on the parts recognition camera 64B with the movement of the second transport head 42B (at time t18). Then, the suction state is checked based on the imaging of the component, and the processing for correcting the displacement of the component is performed. When this processing is completed, the conveyance standby state to the test head 4 is entered.
[0059]
On the other hand, when the second transport head 42B moves to the component delivery position P2 as described above, the first transport head 42A moves to the test head 4 to test the next component at the same timing (time t3). ). When the first transport head 42A reaches the test head 4 (at time t5), the nozzle members 60a and 60b are lowered, and the components adsorbed to the nozzle members 60a and 60b are lowered along with the lowering. The sockets are positioned while being pressed against the respective sockets at the same time, thereby starting the test of the component (at time t8).
[0060]
Although not shown in detail in the timing chart, the component is imaged by the component recognition camera 64A before the component is positioned in the socket, and the position error (deviation) of the first transport head 42A is obtained based on this imaging. . The component correction amount is obtained based on the error, and the position of the suction component of each of the head main bodies 43a and 43b is corrected by driving and controlling the first transport head 42A based on the correction amount.
[0061]
In correcting the position of each component, first, the entire first transport head 42A is moved in the X-axis direction by the operation of the servo motor 50, and then only the second movable frame 46b is moved in the X-axis direction by the operation of the servo motor 47. As a result, the positions of the components sucked by the nozzle members 60a and 60b of the head main bodies 43a and 43b are corrected in the X-axis direction. Then, each head body 43a, 43b is moved in the Y-axis direction by the operation of the servo motor 57, so that the position of each component is corrected in the Y-axis direction, and the nozzle members 60a, 60b of the head bodies 43a, 43b are By rotating around the nozzle axis, the position of each component is corrected in the rotational direction. As a result, the positions of the components attracted by the head bodies 43a and 43b are corrected in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the rotation direction, respectively. Here, for convenience of explanation, the position correction of each component has been described in time series by dividing it into the X-axis direction, the Y-axis direction, and the rotation direction. Thus, the position correction of each part is performed promptly.
[0062]
Thereafter, the first transport head 42A is disposed at the target position on the test head 4, and the first transport head 42A is positioned with respect to the socket based on the imaging of the reference mark by the socket recognition camera 62. As the components 60a and 60b are lowered, each component is set in the socket.
[0063]
When the test of the component positioned on the test head 4 is completed (at time t20), the component is removed from the socket as the nozzle members 60a and 60b are raised (time t23), and the first transfer head 42A is further moved. Accordingly, the part after the test is conveyed to the part delivery position P2 with the first shuttle robot 30A (at time t25). Then, parts are transferred between the first transfer head 42A and the first shuttle robot 30A in the same manner as the parts transfer operation between the second transfer head 42B and the second shuttle robot 30B.
[0064]
Further, at the same timing as the movement of the first transport head 42A to the component delivery position P2, the second transport head 42B moves to the test head 4 (at time t24), and each head main body 43a of the second transport head 42B, The next component sucked by 43b is positioned in a state of being pressed against the test head 4 (at time t26).
[0065]
On the other hand, the operations of the P & P robot 20 and the shuttle robots 30A and 30B are controlled as follows so that parts can be continuously delivered to the transfer heads 42A and 42B of the test robot 40.
[0066]
First, for the second shuttle robot 30B, when the second transfer head 42B reaches the component delivery position P2, the table 32 moves to the component delivery position P2 so as to receive the tested component at the same time (time t7). Then, as described above, the test parts are first delivered from the second transport head 42B to the table 32 with the table 32 placed at the first position (see FIG. 5C) (at time t9). The table 32 is arranged at the second position (see FIG. 5D) (at time t10), and the parts before the test are delivered from the table 32 to the second transport head 42B (at time t12).
[0067]
Thereafter, the table 32 moves to the component delivery position P1 (at time t14), and the next component (from the P & P robot 20 to the table 32) is first placed in the second position (see FIG. 5B). The parts before the test) are delivered (at time t16). Next, the table 32 is placed at the first position (see FIG. 5A) (at time t17), and the tested parts are delivered from the table 32 to the P & P robot 20 in this state (at time t19). Until the parts delivery, the machine is in a standby state at the parts delivery position P1. This is the operation control of the second shuttle robot 30B, but the operation of the first shuttle robot 30A is similarly controlled in relation to the first transfer head 42A.
[0068]
On the other hand, the operation of the P & P robot 20 is controlled so as to store the parts for which the test has been completed in the tray Tr according to the test result.
[0069]
Specifically, first, the head 23 is disposed on the second tray storage unit 13 or the third tray storage unit 14 to store one of the components adsorbed by the nozzle members 24a and 24b (at time t2). ) For example, as the first nozzle member 24a moves up and down, the components are stored in the tray Tr (time t4). Next, after the head 23 is disposed on the second tray storage unit 13 or the like or the third tray storage unit 14 to store the other side component (at time t6), the component is moved along with the raising and lowering of the second nozzle member 24b. It is stored in the tray Tr (at time t8).
[0070]
When the storage of the tested components in the tray Tr is completed, the head 23 is disposed above the first tray storage portion 12 (at time t11), and a new component is taken out from the tray Tr (time t13).
[0071]
Then, the head 23 is disposed at the parts delivery position P1 of the second shuttle robot 30B, and as described above, the new parts are delivered to the second shuttle robot 30B (at time t16), and the parts after the test are second. It is delivered from the shuttle robot 30B to the P & P robot 20 (at time t19).
[0072]
When the delivery of the parts to the second shuttle robot 30B is completed, the head 23 and the like are controlled to store the parts in the tray Tr (at time t22).
[0073]
In this way, as shown in FIG. 9, two components are then applied to the test head 4 while moving the first transfer head 42A (second transfer head 42B) between the component delivery position P2 and the test head 4. In parallel with this, the test is performed, while the second transfer head 42B (or the first transfer head 42A) and the second shuttle robot 30B (or the first shuttle robot 30A) are parallel to the test. While delivering parts (that is, delivering the tested part and the next part), such parts delivery to the first transport head 42A and the second transport head 42B is continuously performed. The operations of the shuttle robots 30A and 30B and the P & P robot 20 are controlled.
[0074]
By the way, in the test apparatus 1 of the present embodiment, the recognition based on the imaging by the camera 26 is performed when the P & P robot 20 takes out the component from the tray Tr and when the component is stored in the tray Tr. Processing is performed accordingly.
[0075]
That is, in the operation of taking out a new part (part before the test), as shown in the flowchart of FIG. 12, the support member 22 is moved in the Y-axis direction by driving the servo motor 22a and supported by driving the servo motor 22e. The head 23 is moved on the member 22 in the X-axis direction, and the head 23 is stopped so that the position of the component recognition camera 26 is directly above the pre-test component stored in the tray Tr (step S1). The part illuminated by the illumination 27 at that position is imaged by the camera 26 (step S2).
[0076]
Next, the image recognizing unit 70d performs the image processing on the imaged image data of the component (step S3), and the computing unit 70e calculates the movement amount of the head 23 (shift in the X-axis direction based on the image recognition result). A deviation amount such as an amount ΔX and a deviation amount ΔY in the Y-axis direction and a rotation amount of the nozzle members 24a and 24b (a deviation amount Δθ of the rotation angle θ around the nozzle axis) is calculated (step S4). Then, by driving the servo motors 24c and 24d, the nozzle members 24a and 24b are respectively lowered to suck the components housed in the tray Tr, and the nozzle members 24a and 24b are lifted in the sucked state (step). S5).
[0077]
Next, the determination unit 70f determines whether rotation correction is necessary (step S6). That is, when the rotation amount Δθ of the nozzle member is calculated in step S4, it is determined whether or not this Δθ exceeds an allowable value. Here, if it is determined that Δθ exceeds the allowable value (YES in step S6), the deviation correction unit 70g drives the servo motors 24c and 24d to move the nozzle members 24a and 24b around the nozzle axis. The servomotors 22a and 22e are further driven by the rotation by Δθ (step S7), the head 23 is moved to the component delivery position P1, and the components are delivered to the shuttle robot 30A (step S8). ). On the other hand, if it is determined that Δθ does not exceed the allowable value (NO in step S6), step S7 is skipped and step S8 is immediately executed.
[0078]
Further, in the operation of storing the components after the test in the tray Tr, as shown in FIG. 13, by driving the servo motors 22a and 22e, the head 23 of the P & P robot 20 moves and stops on the tray Tr. Then, the servo motors 24c and 24d are driven at that position to lower the nozzle members 24a and 24b, whereby the components are stored in the tray Tr (step S11). Then, the counting unit 70h determines whether or not the tray Tr is full of parts (step S12). If it is determined that the tray Tr is not full (NO in step S12), the process returns to the front of step S11. However, if it is determined that the tray Tr is full (YES in step S12), the component recognition camera 26 is returned. Is stopped immediately above the tested component stored in the tray Tr (step S13), and the component illuminated by the illumination 27 at that position is imaged by the camera 26 (step S14).
[0079]
Next, the image recognizing means 70d performs the image processing on the image data of the imaged part (step S15), and the computing means 70e moves the movement amount of the head 23 (shift in the X-axis direction based on the image recognition result). A deviation amount such as an amount ΔX and a deviation amount ΔY in the Y-axis direction and a rotation amount of the nozzle members 24a and 24b (a deviation amount Δθ of the rotation angle θ around the nozzle axis) is calculated (step S16). Then, the determination unit 70f determines the presence or absence of erroneous storage (step S17). For example, if it is determined that the amount of deviation exceeds the allowable value (NO in step S17), a predetermined error is displayed on the CRT 76 (step S18). On the other hand, if it is determined that the deviation amount does not exceed the allowable value (YES in step S17), the process skips step S18 and ends.
[0080]
As described above, in the test apparatus 1, the robot members 20, 30, and 40 are used between the tray Tr storing the parts before the test and the test head 4 by the nozzle members 24 a and 24 b of the P & P robot 20. The components are moved while being detachably held, and the components stored in the tray Tr are imaged by the component recognition camera 26 which is moved together with the nozzle members 24a and 24b of the head 23 of the P & P robot 20. Then, the image recognition unit 70d and the calculation unit 70e of the control unit 70 recognize the position and orientation of the components stored in the tray Tr based on the image data captured by the camera 26, and the determination unit 70f and the correction unit 70g. Thus, based on this recognition result, the position and orientation of the parts held by the nozzle members 24a and 24b are corrected so as to become a predetermined position and orientation. Therefore, the position and orientation of the parts before the test stored in the tray Tr are the first. Even if it is a deviation, the deviation is automatically corrected at the first stage. Therefore, the deviation of the components does not accumulate beyond the correctable range until the components are transported by the shuttle robot 30A and the test robot 40 and transferred to the test head 4. As a result, the position and orientation of the component transferred to the test head 4 that is the test position will not be greatly deviated from the predetermined position and orientation, and the electrical connection between the component and the socket becomes impossible, which hinders the test. Nothing to do.
[0081]
On the other hand, after the test, the parts are removably held between the test head 4 and the tray Tr for storing the parts after the test using the robots 20, 30 and 40, and P & P The components stored in the tray Tr are imaged by the component recognition camera 26 that is moved together with the nozzle members 24 a and 24 b of the head 23 of the robot 20. Then, the position and orientation of the components stored in the tray Tr are recognized by the image recognition means 70d and the calculation means 70e of the control unit 70 based on the image data picked up by the camera 26, and the components stored in the tray Tr are recognized. Even if the position and orientation are finally deviated, it is possible to check the deviation, so if you correct the deviation, parts may be damaged or dropped during storage or when the tray is removed, There will be no hindrance to later work.
[0082]
In the above-described embodiment, it is only necessary to check the state in which the components after the test are stored in the tray Tr. However, if this storage state exceeds the allowable range, the same as the components before the test. It is good also as returning to the original position by adsorb | sucking with the nozzle members 24a and 24b, correcting the state. By doing so, as in the case of the part before the test, no manual work is required for the correction, and the working efficiency is improved.
[0083]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, even if the position and orientation of the parts stored in the tray before the test are deviated from the beginning, the deviation can be confirmed. . Therefore, if this deviation is corrected in the first stage, the deviation of the component can be accumulated and corrected until the component is conveyed by the component conveying means and transferred to the test body device. The range will never be exceeded. Therefore, the holding posture of the component transferred to the test main body device is not greatly deviated from the predetermined posture, and the electrical connection between the component and the test main body device becomes impossible, and the test is not hindered. . In addition, even if the position and orientation in which the components after the test are stored in the tray are finally deviated, the deviation can be confirmed. Parts are not damaged or dropped when the tray is taken out, and there is no hindrance to subsequent work.
[0084]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to automatically correct the deviation, so that no manual operation is required, and work efficiency can be improved.
[0085]
According to the third aspect of the present invention, a bright captured image can be obtained, image recognition can be facilitated, and the recognition accuracy can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a component testing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a component testing apparatus.
3A and 3B are diagrams showing a specific configuration around a P & P robot, where FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a front view.
FIG. 4 is a schematic plan view showing a configuration of a table of the shuttle robot.
FIGS. 5A and 5B are views taken along arrow B in FIG. 2 showing the position of the table at the parts delivery position of the shuttle robot (FIGS. 5A and 5C show a state in which the table is arranged at the first position, and FIGS. d) shows a state in which the table is arranged at the second position).
FIG. 6 is a plan view showing a specific configuration of the test robot.
7 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 6 showing a specific configuration of the test robot.
8 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 7 showing a specific configuration of the test robot.
FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration of a test area.
FIG. 10 is a block diagram showing a control system of the component testing apparatus.
11 is a timing chart showing the operation of the component testing apparatus based on the control of the control system shown in FIG.
FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the P & P robot when handling the components stored in the tray before the test.
FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the P & P robot when handling components stored in the tray after the test.
[Explanation of symbols]
1 Parts testing equipment
2 Handler
3 Test equipment
4 Test head
12 First tray storage section (first tray placement section)
13 Second tray storage section (second tray placement section)
14 Third tray storage section (second tray placement section)
20 P & P robot (part moving means)
23 heads
24a, 24b Nozzle member (holding means)
26 Component recognition camera (imaging means)
27 Illumination (light source)
30A First shuttle robot
30B Second shuttle robot
40 test robot
70 Control unit
70d Image recognition means (recognition means)
70e Calculation means (recognition means)
70f Determination means (correction means)
70g Deviation correction means (correction means)
70h counting means
Sa tray storage area
Ta test area
P1, P2 parts delivery position
Tr tray

Claims

It has a first tray placing section the tray which houses the components before the test Ru is placed, a plurality retractable tray and a second tray mounting portion that will be placed on the component after testing, the first A component testing apparatus comprising component moving means for storing components in a tray of the second tray mounting section and a control means while taking out the components from the tray of the tray mounting section and supplying them to the test main body device. There,
The component moving means moves between the first tray mounting portion or the second tray mounting portion and the test main body device while holding the components in a detachable manner, and moves together with the holding means. Imaging means for imaging the components housed in the
The control means recognizes the position and orientation of the parts stored in the tray based on the image data picked up by the image pickup means, and determines whether or not the parts are fully loaded in the tray of the second tray mounting unit. And a counting means ,
When the component is taken out by the holding unit, the component stored in the tray of the first tray mounting unit is imaged by the imaging unit and the position and orientation of the component are recognized by the recognition unit, while the second is counted by the counting unit. When it is determined that the tray is full of components, the component stored in the tray is imaged by the imaging unit, and the position and orientation of the component are recognized by the recognition unit. Test equipment.

Based on the recognition result of the component stored in the tray of the first tray mounting unit, when the component is taken out from the tray, the holding position and holding posture of the component by the holding unit are set to a predetermined position and posture. 2. The component testing apparatus according to claim 1, further comprising correction means for correcting.

The component testing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the imaging means includes a light source for illuminating a component to be imaged.