JP3971221B2 - 部品試験装置 - Google Patents
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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、従来、特開平１１−３３３７７５号公報に開示されるような装置がある。
【０００３】
この装置は、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の部品移動手段により吸着してバッファ装置に載せ、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の部品移動手段によりバッファ装置上のＩＣチップを吸着してテストヘッド上のソケットに移載して試験を行う。そして試験後は、第２の部品移動手段によりテストヘッドからバッファ装置にＩＣチップを移載してトレイ載置部まで搬送した後、第１の部品移動手段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ように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種の部品試験装置では、テストヘッドが装置の本体部分に対して脱着可能に構成されており、被試験体である部品の種類の変更、あるいは試験内容の変更に応じてテストヘッドが交換されるようになっている。
【０００５】
テストヘッドは本体部分に対して機械的に位置決めされた状態で固定されるのが一般的であるが、テストヘッド交換の際に多少の組付誤差が生じる場合があり、このような誤差が試験を実施する上で無視できない場合がある。例えば、リード間ピッチが極めて狭い部品等では、テストヘッドに対して高い位置決め精度が要求されるため、上記のような誤差が無視できない場合が生じ得る。
【０００６】
このような問題の対策として、テストヘッドへ部品を搬送する部品移動手段（上記第２の部品移動手段）にカメラを設け、このカメラによりテストヘッドのソケット取付部分を撮像し、その画像の認識に基いてテストヘッドの組付誤差を検出し、それに応じ、上記搬送装置によるテストヘッドへの部品移載時にその位置の補正を行うようにすることが効果的である。
【０００７】
この場合、上記部品移動手段には、カメラに加え、鮮明な画像を得るために被撮像部分に光を照射する照明装置を設けておけばよい。
【０００８】
ところで、このように上記部品移動手段にカメラ及び照明装置を設ける場合、被撮像部分であるソケット取付部分の画像の解像度及び鮮明度を高めるため、カメラ及び照明装置はできるだけテストヘッドのソケットに近い高さ位置に設けておくことが望ましい。しかし、このようにカメラ及び照明をソケットに近い高さ位置に固定的に設けておくだけでは、上記部品移動手段の移動経路の途中に試験装置の付属部材が上方に突出する状態で設置されている場合に、部品移動手段による部品搬送時に上記カメラや照明が上記付属部材と干渉し、部品移動手段の移動に支障をきたす等の問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ソケット取付部分の撮像を鮮明に行うことができ、しかも、部品移動手段の移動中にカメラ等が部品試験装置の付属部材と干渉することを避け、部品の搬送を効果的に行うことができる部品試験装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、検査ソケットが設けられた試験部と、試験の対象となる部品を保持して所定の部品供給部から上記試験部まで移動させるとともに試験部の検査ソケットに接続させる部品移動手段とを備えた部品試験装置において、部品移動手段が移動する経路の途中に、部品試験装置の付属部材が上記検査ソケットよりも上方に突出して設けられ、上記部品移動手段に、上記試験部の検査ソケット取付部分を撮像するための撮像装置及び照明装置が設けられるとともに、上記撮像装置及び照明装置のうちの少なくとも一方が上記試験部の検査ソケット取付部分に接近する下降位置とこの位置より所定量高く上記付属部材に干渉しない高さとなる上昇位置との間で昇降可能とされ、この装置を昇降させる昇降駆動機構が上記部品移動手段に設けられているものである。
【００１１】
この構成によれば、上記撮像装置により検査ソケット取付部分を撮像し、その画像認識に基き検査ソケット取付部分の組付け誤差等を調べ、それに応じた部品移動手段の移動位置の補正等を行うことができる。
【００１２】
そして、上記検査ソケット取付部分の撮像時には、撮像装置及び照明装置のうちで昇降可能とされた装置が検査ソケット取付部分に接近する下降位置とされることにより、鮮明な画像が得られる。一方、部品移動手段の移動時等には上記の昇降可能とされた装置が上昇位置とされることにより、付属部材との干渉防止等に有利な状態とされる。
【００１３】
この発明において、請求項２記載の発明のように、上記昇降駆動機構は、制御手段により制御されて、通常時は上記昇降可能な装置を上昇位置とし、上記撮像装置及び照明装置が上記試験部の検査ソケット取付部分の撮像のために使用されるときに上記昇降可能な装置を下降位置とするようになっていることが好ましい。このようにすれば、部品移動手段の移動時等に、撮像装置及び照明装置が上記付属部材と干渉することが確実に防止される。
【００１４】
また、請求項３記載の発明のように、上記撮像装置は上記付属部材と干渉しない高さに保たれた状態で上記部品移動手段に固定的に設けられ、一方、上記照明装置は、上記昇降駆動機構の駆動により昇降するように構成されていれば、撮像時に照明装置が下降位置とされることで検査ソケット取付部分を明るく照らし、鮮明な画像を得ることができる。
【００１５】
【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。
【００１６】
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。
【００１７】
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（試験部）に設けられた検査ソケット４ａ，４ｂ（図３参照）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断するように構成されている。
【００１８】
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。
【００１９】
ハンドラ２は、図１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。
【００２０】
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。
【００２１】
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が各々収納されている。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格子状に区画形成された複数の部品収納部が設けられ、ＩＣチップ等の部品が各部品収納部に収納されるように構成されている。
【００２２】
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、各トレイ収納部１２〜１４に対応して扉１２ｂ〜１４ｂが設けられており、これらの扉１２ｂ〜１４ｂを開くことにより各トレイ収納部１２〜１４に対してトレイＴｒを出し入れできるように構成されている。
【００２３】
トレイ収納領域Ｓａには、さらに図１及び図２に示すようにＰ＆Ｐロボット（Pick & Place Robot）２０が設けられている。
【００２４】
Ｐ＆Ｐロボット２０は、移動可能なヘッド２３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、さらにトレイ収納部１２〜１４と空トレイの仮置きスペース１１，１５との間で空トレイＴｒを搬送するトレイ搬送機能も有している。
【００２５】
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、図示を省略するが、サーボモータ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が基台２ａ上に設けられ、このボールねじ軸が前記支持部材２２に設けられたナット部材（図示省略）に螺合装着されている。さらに、詳しく図示していないが、前記支持部材２２にＸ軸方向に延びる固定レールが設けられてこの固定レールにヘッド２３が移動可能に装着されるとともに、サーボモータにより回転駆動されて前記固定レールと平行に延びるボールねじ軸が設けられ、このボールねじ軸がヘッド２３に設けられたナット部分に螺合装着されている。そして、上記各サーボモータによるボールねじ軸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。
【００２６】
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とトレイ用のノズル部材２５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。
【００２７】
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、図示を省略するがサーボモータ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２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。
【００２８】
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、必要に応じて仮置きスペース１１から空のトレイ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。
【００２９】
一方、テスト領域Ｔａには、前記テストヘッド４と、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）と、テスト領域Ｔａ内での所定の部品供給部（シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂからの部品供給部）からテストヘッド４まで部品を保持して移動させるとともに上記テストヘッド４の検査ソケット４ａ，４ｂに部品を接続させる部品移動手段としてのテストロボット４０とが配設されている。
【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。図３に示すように、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４ａ，４ｂがＸ軸方向に並設されている。
【００３１】
各ソケット４ａ，４ｂ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４ａ，４ｂ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】
また、テストヘッド４には、ハンドラ２に対するテストヘッド４の組付誤差を画像認識により求めるための複数のマークが設けられ、例えばＹ軸方向及びＸ軸方向に所定間隔で配置された３つのマーク５ａ〜５ｃが設けられている。これらのマーク５ａ〜５ｃはソケット４ａ，４ｂに対して所定の位置関係を有しており、高い精度で設けられている。
【００３３】
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。そして、第１トレイ収納部１１及び第５トレイ収納部１５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ヘッド本体４３ａ，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１０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８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、図７及び図９に示すように部品吸着用のノズル部材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、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。さらに各ノズル部材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】
また、各ヘッド本体４３ａ，４３ｂには、ノズル部材６０ａ，６０ｂの部品が吸着されるべき位置の近傍に基準マーク６０ｃ，６０ｄが夫々配置されている。基準マーク６０ｃ，６０ｄは、例えばリング状に形成されており、内周と外周とで色を変えてその位置を認識しやすくしている。これらの基準マーク６０ｃ，６０ｄは、後記部品認識カメラ６４によって部品とともに撮像され、その撮像信号に基づいて部品のずれ補正を行うために用いられる。ただし、この基準マーク６０ｃ，６０ｄに代えて、ノズル部材６０ａ，６０ｂの適当な部位を用いてもよい。
【００４４】
また、各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂにおける一方のヘッド本体４３ｂの側方（図９においてヘッド本体４３ｂの右側）には、テストヘッド４への部品供給の際にテストヘッド４のソケット取付部分を撮像するための撮像装置としてのＣＣＤエリアセンサからなるソケット認識カメラ６１と、照明装置６２と、これらカメラ６１及び照明装置６２のうちの少なくとも一方を昇降させる昇降駆動機構６３とが搭載されている。
【００４５】
当実施形態では、ソケット認識カメラ６１が、搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの途中に設けられている試験装置１の付属部材（後記部品認識カメラ６４等からなる撮像ユニット）に干渉しない高さ位置で搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂに対して固定的に設けられる一方、照明装置６２が昇降駆動機構６３によって昇降されるようになっており、具体的には図９及び図１０に示すように構成されている。
【００４６】
すなわち、ソケット認識カメラ６１は、ヘッド支持部材５５の中間高さ位置に固設された取付枠６１ａの前面に、ボルト等で固定的に取付けられている。一方、照明装置６２は、照明保持枠体６２ａ内にＬＥＤ等の発光体（図示せず）を配設し、下方に向けて光を照射し得るようになっており、その照明保持枠体６２ａが、ヘッド支持部材５５に設けられた垂直方向のガイド６２ｂに、昇降可能に支持されている。
【００４７】
また、昇降駆動機構６３は、エアシリンダ６３ａで構成され、このエアシリンダ６３ａのシリンダ本体が上記取付枠６１ａに固定されるとともに、シリンダ本体から下方に突出するロッド６３ｂの先端が、照明保持枠体６２ａの上端に設けられた突出部６２ｃに連結されている。こうして、上記エアシリンダ６３ａに対するエアの給排により、照明装置６２を、テストヘッド４のソケット取付部分に接近する下降位置とこれより所定量高い上昇位置との間で昇降させるようになっている。そして、上昇位置では照明装置６２が後記部品認識カメラ６４等からなる撮像ユニットに干渉しない高さ（照明装置６２の下端が上記撮像ユニットの上端より高い位置）となるように構成されている。
【００４８】
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との間に、夫々部品認識カメラ６４等からなる撮像ユニットが配設されている。この部品認識カメラ６４は、ＣＣＤエリアセンサからなり、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つの部品をその近傍に設定された基準マーク６０ｃ，６０ｄとともに下側から同時に撮像し得るように構成されており、図１１に示すように、ヘッド本体４３ａ，４３ｂによりシャトルロボット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６４の上方に部品が配置されたときに部品を基準マーク６０ｃ，６０ｄとともに撮像するようになっている。なお、部品受渡し位置Ｐ２、部品認識ユニット６４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。
【００４９】
図１２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）を備えている。
【００５０】
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６４及びソケット認識カメラ６１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。
【００５１】
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。この制御部７０の制御に基づく試験装置１の動作につき、図１３のタイミングチャートに基づいて説明する。
【００５２】
なお、こ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２０ ；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６４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。
【００５３】
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）。
【００５４】
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）。
【００５５】
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６４上に配置されて（ｔ１８時点）、該部品が基準マーク６０ｃ，６０ｄとともに撮像され、この撮像に基づいて第２搬送用ヘッド４２Ｂについての吸着誤差（ずれ）が求められる。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。
【００５６】
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）。
【００５７】
なお、第１搬送用ヘッド４２Ａによる部品の搬送時には、後述の予備動作により求められて記憶されているテストヘッド４の組付誤差及び第１搬送用ヘッド４２Ａに関する移動量誤差を読み出し、これと、先に求められている第１搬送用ヘッド４２Ａについての部品の吸着誤差とに基づき、第１搬送用ヘッド４２Ａの目標位置に関する補正値が求められ、この補正値に基いて第１搬送用ヘッド４２Ａが駆動される。具体的には、サーボモータ５０による第１搬送用ヘッド４２ＡのＸ軸方向の移動、サーボモータ４７による第２可動フレーム４６ｂのＸ軸方向の移動、サーボモータ５７による各ヘッド本体４３ａ，４３ｂのＹ軸方向の移動、ヘッド本体４３ａ，４３ｂのノズル部材６０ａ，６０ｂの回転が夫々上記補正値に基いて駆動制御される。
【００５８】
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。
【００５９】
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）。
【００６０】
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動作制御される。
【００６１】
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）。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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）。
【００６５】
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１３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）。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）。そして、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）。
【００６６】
このようにして以後、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が動作制御される。
【００６７】
試験装置１による部品の試験動作は以上の通りである。
【００６８】
ところで、テストヘッド４をハンドラ２に対して最初にセットしたときや付け替えたとき等には、通常の試験動作の前の予備動作として、ソケット認識カメラ６１による認識に基くテストヘッド組付誤差の検出及びそれに応じた補正値の演算を行う。
【００６９】
この予備動作を説明すると、先ず両搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂのうちの一方側、例えば第１搬送用ヘッド４２Ａが駆動されてテストヘッド４上に移動し、テストヘッド４に設けられたマーク５ａ〜５ｃがソケット認識カメラ６１により撮像され、画像認識される。そして、画像認識により求められたマーク５ａ〜５ｃの位置とマーク５ａ〜５ｃの理論上の位置とに基づき、ハンドラ２に対するテストヘッド４の組付誤差が演算される。
【００７０】
さらに当実施形態では、テストヘッド４に所定配置で設けられた３つのマーク５ａ〜５ｃを利用して、テストロボット４０の移動量誤差も求められる。
【００７１】
すなわち、ソケット認識カメラ６１を１つのマークの理論上の位置の上方に配置するように搬送用ヘッド４２Ａが移動してこのマークを撮像するという動作が、各マーク５ａ〜５ｃについて順次行われ、こうして画像認識に基き各マーク５ａ〜５ｃの位置及び各マーク間の距離が求められ、該距離と理論上の各マーク間距離との差に基き、第１搬送ヘッド４２Ａにおけるヘッド本体４３ａ，４３ｂのＸ軸、Ｙ軸各方向の単位移動量当りの誤差が演算される。
【００７２】
次に、第２搬送用ヘッド４２Ｂについても同様の制御及び演算処理が行われることにより、第２搬送用ヘッド４２Ｂにおけるヘッド本体４３ａ，４３ｂのＸ軸、Ｙ軸各方向の単位移動量当りの誤差が演算される。
【００７３】
こうして求められたテストヘッド４の組付誤差及びテストロボット４０の移動量誤差はメモリに記憶され、その後の試験動作時の制御に反映される。
【００７４】
この予備動作において、搬送用ヘッド４２Ａまたは４２Ｂのソケット認識カメラ６１によりマーク５ａ〜５ｃの撮像が行われるとき、搬送用ヘッドに設けられたエアシリンダ６３ａが制御部７０及びコントローラ７２からなる制御手段により制御されて作動することにより、照明装置６２がテストヘッド４０のソケット取付部分に接近する下降位置（図９に二点差線で示す位置）とされる。一方、ソケット認識カメラ６１による撮像時以外の通常時は、照明装置６２が上記下降位置よりも所定量高い上昇位置（図９に実線で示す位置）に保たれる。
【００７５】
以上説明したように、この試験装置１では、部品の種類、あるいは試験の種類に対応してテストヘッド４が交換等された場合には、搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂに設けられたソケット認識カメラ６１でテストヘッド４に設けられたマーク５ａ〜５ｃを撮像してその位置を画像認識する予備動作を実行することにより、テストヘッド４の組付誤差やさらにはテストロボット４の移動量誤差を求め、試験動作に移行された後はこれらの誤差に基づいて各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの動作を制御するように構成されているので、テストヘッド４の組付け精度に拘わらず各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂによるテストヘッド４への部品の搬送及び位置決めを正確に行うことができる。
【００７６】
とくに、上記予備動作でのソケット認識カメラ６１による撮像時に、照明装置６２がテストヘッド４に近接する下降位置とされることにより、被撮像部分に照射される光の量が充分に確保されて鮮明な画像を得ることができ、画像認識の精度が高められる。
【００７７】
つまり、上記照明装置６２はソケット認識カメラ６１の視野を遮らないようにしつつその周りの限られたスペースに配置する必要があり、かつ、搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの可動性を損なわないようにできるだけ軽量でコンパクトにすることが望まれるといった事情から、光度の増大には限界があるため、撮像時にテストヘッド４からの距離が大きいとテストヘッド４の被撮像部分に照射される光の量が不足して画像が暗くなり、画像認識の精度が低下し易くなる。これに対し、当実施形態のものでは、撮像時に、照明装置６２がテストヘッド４０に接近する下降位置とされることによりテストヘッド４の被撮像部分の照度が高められて明るい画像が得られ、画像認識の精度が向上されることとなる。
【００７８】
また、通常時は上記照明装置６２が上昇位置に保たれるため、予備動作において搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂがテストヘッド４上に移動する際や、その後の試験動作において搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂがシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂに対する部品受け渡し位置とテストヘッド４との間で移動する際に、部品認識カメラ６４等からなる撮像ユニットに干渉することがなく、搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂによる部品の搬送を効果的に行うことができる。
【００７９】
なお、上記実施形態では、照明装置６２を昇降駆動機構６３により昇降可能とする一方、ソケット認識カメラ６１を、試験装置１の付属部材（部品認識カメラ６４等からなる撮像ユニット）に干渉しない位置で搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂに対して固定的に設けているが、テストヘッド４の被撮像部分の解像度を高めることが要求される場合に、照明装置６２に加えてソケット認識カメラ６１も昇降駆動機構により昇降可能としてもよい。あるいは、照明装置６２を試験装置１の付属部材に干渉しない位置に固定的に設ける一方、ソケット認識カメラ６１を昇降駆動機構により昇降可能としてもよい。
【００８０】
また、上記実施形態では、テストヘッド４のソケット取付部分に所定の配置でマーク５ａ〜５ｃを付し、これをソケット認識カメラ６１で撮像するようにしているが、テストヘッド４のソケット４ａ，４ｂやその近傍の特徴部分をソケット認識カメラ６１で撮像し、その画像認識に基いてテストヘッド４の組付け誤差等を求めるようにしてもよい。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、部品移動手段に、試験部の検査ソケット取付部分を撮像する撮像装置及び照明装置を設けているため、上記撮像装置による検査ソケット取付部分の撮像及び画像認識に基き検査ソケット取付部分の組付け誤差等の検出とそれに応じた部品移動手段の移動位置の補正等を行うことができ、検査ソケットへの部品の接続を精度良く行うことができる。
【００８２】
とくに、上記撮像装置及び照明装置のうちの少なくとも一方を上記試験部の検査ソケット取付部分に接近する下降位置とこの位置より所定量高く上記付属部材に干渉しない高さとなる上昇位置との間で昇降させる昇降駆動機構を設けているため、部品移動手段の移動時に撮像装置や照明装置が試験装置の付属部材と干渉することを避けるようにしつつ、検査ソケット取付部分の撮像を好適に行うことができる。
【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】 テストヘッドの構成を示す模式的な平面図である。
【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】 テストロボットの具体的な構成を示す図７のＥ矢視図である。
【図１０】 ソケット認識用カメラ、照明装置及び昇降駆動機構を示す図９のＦ矢視図である。
【図１１】 テスト領域の構成を示す模式図である。
【図１２】 部品試験装置の制御系を示すブロック図である。
【図１３】 図１２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。
【符号の説明】
１ 部品試験装置
２ ハンドラ
４ テストヘッド
４ａ，４ｂ 検査ソケット
４０ テストロボット
４２Ａ 第１搬送用ヘッド（部品移動手段）
４２Ｂ 第２搬送用ヘッド（部品移動手段）
６１ ソケット認識カメラ（撮像装置）
６２ 照明装置
６３ 昇降駆動機構
６４ 部品認識カメラ
７０ 制御部
【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、従来、特開平１１−３３３７７５号公報に開示されるような装置がある。
【０００３】
この装置は、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の部品移動手段により吸着してバッファ装置に載せ、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の部品移動手段によりバッファ装置上のＩＣチップを吸着してテストヘッド上のソケットに移載して試験を行う。そして試験後は、第２の部品移動手段によりテストヘッドからバッファ装置にＩＣチップを移載してトレイ載置部まで搬送した後、第１の部品移動手段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ように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種の部品試験装置では、テストヘッドが装置の本体部分に対して脱着可能に構成されており、被試験体である部品の種類の変更、あるいは試験内容の変更に応じてテストヘッドが交換されるようになっている。
【０００５】
テストヘッドは本体部分に対して機械的に位置決めされた状態で固定されるのが一般的であるが、テストヘッド交換の際に多少の組付誤差が生じる場合があり、このような誤差が試験を実施する上で無視できない場合がある。例えば、リード間ピッチが極めて狭い部品等では、テストヘッドに対して高い位置決め精度が要求されるため、上記のような誤差が無視できない場合が生じ得る。
【０００６】
このような問題の対策として、テストヘッドへ部品を搬送する部品移動手段（上記第２の部品移動手段）にカメラを設け、このカメラによりテストヘッドのソケット取付部分を撮像し、その画像の認識に基いてテストヘッドの組付誤差を検出し、それに応じ、上記搬送装置によるテストヘッドへの部品移載時にその位置の補正を行うようにすることが効果的である。
【０００７】
この場合、上記部品移動手段には、カメラに加え、鮮明な画像を得るために被撮像部分に光を照射する照明装置を設けておけばよい。
【０００８】
ところで、このように上記部品移動手段にカメラ及び照明装置を設ける場合、被撮像部分であるソケット取付部分の画像の解像度及び鮮明度を高めるため、カメラ及び照明装置はできるだけテストヘッドのソケットに近い高さ位置に設けておくことが望ましい。しかし、このようにカメラ及び照明をソケットに近い高さ位置に固定的に設けておくだけでは、上記部品移動手段の移動経路の途中に試験装置の付属部材が上方に突出する状態で設置されている場合に、部品移動手段による部品搬送時に上記カメラや照明が上記付属部材と干渉し、部品移動手段の移動に支障をきたす等の問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ソケット取付部分の撮像を鮮明に行うことができ、しかも、部品移動手段の移動中にカメラ等が部品試験装置の付属部材と干渉することを避け、部品の搬送を効果的に行うことができる部品試験装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、検査ソケットが設けられた試験部と、試験の対象となる部品を保持して所定の部品供給部から上記試験部まで移動させるとともに試験部の検査ソケットに接続させる部品移動手段とを備えた部品試験装置において、部品移動手段が移動する経路の途中に、部品試験装置の付属部材が上記検査ソケットよりも上方に突出して設けられ、上記部品移動手段に、上記試験部の検査ソケット取付部分を撮像するための撮像装置及び照明装置が設けられるとともに、上記撮像装置及び照明装置のうちの少なくとも一方が上記試験部の検査ソケット取付部分に接近する下降位置とこの位置より所定量高く上記付属部材に干渉しない高さとなる上昇位置との間で昇降可能とされ、この装置を昇降させる昇降駆動機構が上記部品移動手段に設けられているものである。
【００１１】
この構成によれば、上記撮像装置により検査ソケット取付部分を撮像し、その画像認識に基き検査ソケット取付部分の組付け誤差等を調べ、それに応じた部品移動手段の移動位置の補正等を行うことができる。
【００１２】
そして、上記検査ソケット取付部分の撮像時には、撮像装置及び照明装置のうちで昇降可能とされた装置が検査ソケット取付部分に接近する下降位置とされることにより、鮮明な画像が得られる。一方、部品移動手段の移動時等には上記の昇降可能とされた装置が上昇位置とされることにより、付属部材との干渉防止等に有利な状態とされる。
【００１３】
この発明において、請求項２記載の発明のように、上記昇降駆動機構は、制御手段により制御されて、通常時は上記昇降可能な装置を上昇位置とし、上記撮像装置及び照明装置が上記試験部の検査ソケット取付部分の撮像のために使用されるときに上記昇降可能な装置を下降位置とするようになっていることが好ましい。このようにすれば、部品移動手段の移動時等に、撮像装置及び照明装置が上記付属部材と干渉することが確実に防止される。
【００１４】
また、請求項３記載の発明のように、上記撮像装置は上記付属部材と干渉しない高さに保たれた状態で上記部品移動手段に固定的に設けられ、一方、上記照明装置は、上記昇降駆動機構の駆動により昇降するように構成されていれば、撮像時に照明装置が下降位置とされることで検査ソケット取付部分を明るく照らし、鮮明な画像を得ることができる。
【００１５】
【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。
【００１６】
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。
【００１７】
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（試験部）に設けられた検査ソケット４ａ，４ｂ（図３参照）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断するように構成されている。
【００１８】
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。
【００１９】
ハンドラ２は、図１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。
【００２０】
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。
【００２１】
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が各々収納されている。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格子状に区画形成された複数の部品収納部が設けられ、ＩＣチップ等の部品が各部品収納部に収納されるように構成されている。
【００２２】
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、各トレイ収納部１２〜１４に対応して扉１２ｂ〜１４ｂが設けられており、これらの扉１２ｂ〜１４ｂを開くことにより各トレイ収納部１２〜１４に対してトレイＴｒを出し入れできるように構成されている。
【００２３】
トレイ収納領域Ｓａには、さらに図１及び図２に示すようにＰ＆Ｐロボット（Pick & Place Robot）２０が設けられている。
【００２４】
Ｐ＆Ｐロボット２０は、移動可能なヘッド２３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、さらにトレイ収納部１２〜１４と空トレイの仮置きスペース１１，１５との間で空トレイＴｒを搬送するトレイ搬送機能も有している。
【００２５】
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、図示を省略するが、サーボモータ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が基台２ａ上に設けられ、このボールねじ軸が前記支持部材２２に設けられたナット部材（図示省略）に螺合装着されている。さらに、詳しく図示していないが、前記支持部材２２にＸ軸方向に延びる固定レールが設けられてこの固定レールにヘッド２３が移動可能に装着されるとともに、サーボモータにより回転駆動されて前記固定レールと平行に延びるボールねじ軸が設けられ、このボールねじ軸がヘッド２３に設けられたナット部分に螺合装着されている。そして、上記各サーボモータによるボールねじ軸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。
【００２６】
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とトレイ用のノズル部材２５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。
【００２７】
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、図示を省略するがサーボモータ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２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。
【００２８】
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、必要に応じて仮置きスペース１１から空のトレイ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。
【００２９】
一方、テスト領域Ｔａには、前記テストヘッド４と、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）と、テスト領域Ｔａ内での所定の部品供給部（シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂからの部品供給部）からテストヘッド４まで部品を保持して移動させるとともに上記テストヘッド４の検査ソケット４ａ，４ｂに部品を接続させる部品移動手段としてのテストロボット４０とが配設されている。
【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。図３に示すように、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４ａ，４ｂがＸ軸方向に並設されている。
【００３１】
各ソケット４ａ，４ｂ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４ａ，４ｂ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】
また、テストヘッド４には、ハンドラ２に対するテストヘッド４の組付誤差を画像認識により求めるための複数のマークが設けられ、例えばＹ軸方向及びＸ軸方向に所定間隔で配置された３つのマーク５ａ〜５ｃが設けられている。これらのマーク５ａ〜５ｃはソケット４ａ，４ｂに対して所定の位置関係を有しており、高い精度で設けられている。
【００３３】
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。そして、第１トレイ収納部１１及び第５トレイ収納部１５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ヘッド本体４３ａ，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１０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８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、図７及び図９に示すように部品吸着用のノズル部材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、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。さらに各ノズル部材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】
また、各ヘッド本体４３ａ，４３ｂには、ノズル部材６０ａ，６０ｂの部品が吸着されるべき位置の近傍に基準マーク６０ｃ，６０ｄが夫々配置されている。基準マーク６０ｃ，６０ｄは、例えばリング状に形成されており、内周と外周とで色を変えてその位置を認識しやすくしている。これらの基準マーク６０ｃ，６０ｄは、後記部品認識カメラ６４によって部品とともに撮像され、その撮像信号に基づいて部品のずれ補正を行うために用いられる。ただし、この基準マーク６０ｃ，６０ｄに代えて、ノズル部材６０ａ，６０ｂの適当な部位を用いてもよい。
【００４４】
また、各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂにおける一方のヘッド本体４３ｂの側方（図９においてヘッド本体４３ｂの右側）には、テストヘッド４への部品供給の際にテストヘッド４のソケット取付部分を撮像するための撮像装置としてのＣＣＤエリアセンサからなるソケット認識カメラ６１と、照明装置６２と、これらカメラ６１及び照明装置６２のうちの少なくとも一方を昇降させる昇降駆動機構６３とが搭載されている。
【００４５】
当実施形態では、ソケット認識カメラ６１が、搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの途中に設けられている試験装置１の付属部材（後記部品認識カメラ６４等からなる撮像ユニット）に干渉しない高さ位置で搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂに対して固定的に設けられる一方、照明装置６２が昇降駆動機構６３によって昇降されるようになっており、具体的には図９及び図１０に示すように構成されている。
【００４６】
すなわち、ソケット認識カメラ６１は、ヘッド支持部材５５の中間高さ位置に固設された取付枠６１ａの前面に、ボルト等で固定的に取付けられている。一方、照明装置６２は、照明保持枠体６２ａ内にＬＥＤ等の発光体（図示せず）を配設し、下方に向けて光を照射し得るようになっており、その照明保持枠体６２ａが、ヘッド支持部材５５に設けられた垂直方向のガイド６２ｂに、昇降可能に支持されている。
【００４７】
また、昇降駆動機構６３は、エアシリンダ６３ａで構成され、このエアシリンダ６３ａのシリンダ本体が上記取付枠６１ａに固定されるとともに、シリンダ本体から下方に突出するロッド６３ｂの先端が、照明保持枠体６２ａの上端に設けられた突出部６２ｃに連結されている。こうして、上記エアシリンダ６３ａに対するエアの給排により、照明装置６２を、テストヘッド４のソケット取付部分に接近する下降位置とこれより所定量高い上昇位置との間で昇降させるようになっている。そして、上昇位置では照明装置６２が後記部品認識カメラ６４等からなる撮像ユニットに干渉しない高さ（照明装置６２の下端が上記撮像ユニットの上端より高い位置）となるように構成されている。
【００４８】
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との間に、夫々部品認識カメラ６４等からなる撮像ユニットが配設されている。この部品認識カメラ６４は、ＣＣＤエリアセンサからなり、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つの部品をその近傍に設定された基準マーク６０ｃ，６０ｄとともに下側から同時に撮像し得るように構成されており、図１１に示すように、ヘッド本体４３ａ，４３ｂによりシャトルロボット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６４の上方に部品が配置されたときに部品を基準マーク６０ｃ，６０ｄとともに撮像するようになっている。なお、部品受渡し位置Ｐ２、部品認識ユニット６４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。
【００４９】
図１２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）を備えている。
【００５０】
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６４及びソケット認識カメラ６１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。
【００５１】
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。この制御部７０の制御に基づく試験装置１の動作につき、図１３のタイミングチャートに基づいて説明する。
【００５２】
なお、こ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２０ ；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６４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。
【００５３】
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）。
【００５４】
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）。
【００５５】
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６４上に配置されて（ｔ１８時点）、該部品が基準マーク６０ｃ，６０ｄとともに撮像され、この撮像に基づいて第２搬送用ヘッド４２Ｂについての吸着誤差（ずれ）が求められる。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。
【００５６】
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）。
【００５７】
なお、第１搬送用ヘッド４２Ａによる部品の搬送時には、後述の予備動作により求められて記憶されているテストヘッド４の組付誤差及び第１搬送用ヘッド４２Ａに関する移動量誤差を読み出し、これと、先に求められている第１搬送用ヘッド４２Ａについての部品の吸着誤差とに基づき、第１搬送用ヘッド４２Ａの目標位置に関する補正値が求められ、この補正値に基いて第１搬送用ヘッド４２Ａが駆動される。具体的には、サーボモータ５０による第１搬送用ヘッド４２ＡのＸ軸方向の移動、サーボモータ４７による第２可動フレーム４６ｂのＸ軸方向の移動、サーボモータ５７による各ヘッド本体４３ａ，４３ｂのＹ軸方向の移動、ヘッド本体４３ａ，４３ｂのノズル部材６０ａ，６０ｂの回転が夫々上記補正値に基いて駆動制御される。
【００５８】
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。
【００５９】
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）。
【００６０】
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動作制御される。
【００６１】
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）。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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）。
【００６５】
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１３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）。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）。そして、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）。
【００６６】
このようにして以後、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が動作制御される。
【００６７】
試験装置１による部品の試験動作は以上の通りである。
【００６８】
ところで、テストヘッド４をハンドラ２に対して最初にセットしたときや付け替えたとき等には、通常の試験動作の前の予備動作として、ソケット認識カメラ６１による認識に基くテストヘッド組付誤差の検出及びそれに応じた補正値の演算を行う。
【００６９】
この予備動作を説明すると、先ず両搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂのうちの一方側、例えば第１搬送用ヘッド４２Ａが駆動されてテストヘッド４上に移動し、テストヘッド４に設けられたマーク５ａ〜５ｃがソケット認識カメラ６１により撮像され、画像認識される。そして、画像認識により求められたマーク５ａ〜５ｃの位置とマーク５ａ〜５ｃの理論上の位置とに基づき、ハンドラ２に対するテストヘッド４の組付誤差が演算される。
【００７０】
さらに当実施形態では、テストヘッド４に所定配置で設けられた３つのマーク５ａ〜５ｃを利用して、テストロボット４０の移動量誤差も求められる。
【００７１】
すなわち、ソケット認識カメラ６１を１つのマークの理論上の位置の上方に配置するように搬送用ヘッド４２Ａが移動してこのマークを撮像するという動作が、各マーク５ａ〜５ｃについて順次行われ、こうして画像認識に基き各マーク５ａ〜５ｃの位置及び各マーク間の距離が求められ、該距離と理論上の各マーク間距離との差に基き、第１搬送ヘッド４２Ａにおけるヘッド本体４３ａ，４３ｂのＸ軸、Ｙ軸各方向の単位移動量当りの誤差が演算される。
【００７２】
次に、第２搬送用ヘッド４２Ｂについても同様の制御及び演算処理が行われることにより、第２搬送用ヘッド４２Ｂにおけるヘッド本体４３ａ，４３ｂのＸ軸、Ｙ軸各方向の単位移動量当りの誤差が演算される。
【００７３】
こうして求められたテストヘッド４の組付誤差及びテストロボット４０の移動量誤差はメモリに記憶され、その後の試験動作時の制御に反映される。
【００７４】
この予備動作において、搬送用ヘッド４２Ａまたは４２Ｂのソケット認識カメラ６１によりマーク５ａ〜５ｃの撮像が行われるとき、搬送用ヘッドに設けられたエアシリンダ６３ａが制御部７０及びコントローラ７２からなる制御手段により制御されて作動することにより、照明装置６２がテストヘッド４０のソケット取付部分に接近する下降位置（図９に二点差線で示す位置）とされる。一方、ソケット認識カメラ６１による撮像時以外の通常時は、照明装置６２が上記下降位置よりも所定量高い上昇位置（図９に実線で示す位置）に保たれる。
【００７５】
以上説明したように、この試験装置１では、部品の種類、あるいは試験の種類に対応してテストヘッド４が交換等された場合には、搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂに設けられたソケット認識カメラ６１でテストヘッド４に設けられたマーク５ａ〜５ｃを撮像してその位置を画像認識する予備動作を実行することにより、テストヘッド４の組付誤差やさらにはテストロボット４の移動量誤差を求め、試験動作に移行された後はこれらの誤差に基づいて各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの動作を制御するように構成されているので、テストヘッド４の組付け精度に拘わらず各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂによるテストヘッド４への部品の搬送及び位置決めを正確に行うことができる。
【００７６】
とくに、上記予備動作でのソケット認識カメラ６１による撮像時に、照明装置６２がテストヘッド４に近接する下降位置とされることにより、被撮像部分に照射される光の量が充分に確保されて鮮明な画像を得ることができ、画像認識の精度が高められる。
【００７７】
つまり、上記照明装置６２はソケット認識カメラ６１の視野を遮らないようにしつつその周りの限られたスペースに配置する必要があり、かつ、搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの可動性を損なわないようにできるだけ軽量でコンパクトにすることが望まれるといった事情から、光度の増大には限界があるため、撮像時にテストヘッド４からの距離が大きいとテストヘッド４の被撮像部分に照射される光の量が不足して画像が暗くなり、画像認識の精度が低下し易くなる。これに対し、当実施形態のものでは、撮像時に、照明装置６２がテストヘッド４０に接近する下降位置とされることによりテストヘッド４の被撮像部分の照度が高められて明るい画像が得られ、画像認識の精度が向上されることとなる。
【００７８】
また、通常時は上記照明装置６２が上昇位置に保たれるため、予備動作において搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂがテストヘッド４上に移動する際や、その後の試験動作において搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂがシャトルロボット３０Ａ，３０Ｂに対する部品受け渡し位置とテストヘッド４との間で移動する際に、部品認識カメラ６４等からなる撮像ユニットに干渉することがなく、搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂによる部品の搬送を効果的に行うことができる。
【００７９】
なお、上記実施形態では、照明装置６２を昇降駆動機構６３により昇降可能とする一方、ソケット認識カメラ６１を、試験装置１の付属部材（部品認識カメラ６４等からなる撮像ユニット）に干渉しない位置で搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂに対して固定的に設けているが、テストヘッド４の被撮像部分の解像度を高めることが要求される場合に、照明装置６２に加えてソケット認識カメラ６１も昇降駆動機構により昇降可能としてもよい。あるいは、照明装置６２を試験装置１の付属部材に干渉しない位置に固定的に設ける一方、ソケット認識カメラ６１を昇降駆動機構により昇降可能としてもよい。
【００８０】
また、上記実施形態では、テストヘッド４のソケット取付部分に所定の配置でマーク５ａ〜５ｃを付し、これをソケット認識カメラ６１で撮像するようにしているが、テストヘッド４のソケット４ａ，４ｂやその近傍の特徴部分をソケット認識カメラ６１で撮像し、その画像認識に基いてテストヘッド４の組付け誤差等を求めるようにしてもよい。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、部品移動手段に、試験部の検査ソケット取付部分を撮像する撮像装置及び照明装置を設けているため、上記撮像装置による検査ソケット取付部分の撮像及び画像認識に基き検査ソケット取付部分の組付け誤差等の検出とそれに応じた部品移動手段の移動位置の補正等を行うことができ、検査ソケットへの部品の接続を精度良く行うことができる。
【００８２】
とくに、上記撮像装置及び照明装置のうちの少なくとも一方を上記試験部の検査ソケット取付部分に接近する下降位置とこの位置より所定量高く上記付属部材に干渉しない高さとなる上昇位置との間で昇降させる昇降駆動機構を設けているため、部品移動手段の移動時に撮像装置や照明装置が試験装置の付属部材と干渉することを避けるようにしつつ、検査ソケット取付部分の撮像を好適に行うことができる。
【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】 テストヘッドの構成を示す模式的な平面図である。
【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】 テストロボットの具体的な構成を示す図７のＥ矢視図である。
【図１０】 ソケット認識用カメラ、照明装置及び昇降駆動機構を示す図９のＦ矢視図である。
【図１１】 テスト領域の構成を示す模式図である。
【図１２】 部品試験装置の制御系を示すブロック図である。
【図１３】 図１２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。
【符号の説明】
１ 部品試験装置
２ ハンドラ
４ テストヘッド
４ａ，４ｂ 検査ソケット
４０ テストロボット
４２Ａ 第１搬送用ヘッド（部品移動手段）
４２Ｂ 第２搬送用ヘッド（部品移動手段）
６１ ソケット認識カメラ（撮像装置）
６２ 照明装置
６３ 昇降駆動機構
６４ 部品認識カメラ
７０ 制御部
Claims (3)
- 検査ソケットが設けられた試験部と、試験の対象となる部品を保持して所定の部品供給部から上記試験部まで移動させるとともに試験部の検査ソケットに接続させる部品移動手段とを備えた部品試験装置において、部品移動手段が移動する経路の途中に、部品試験装置の付属部材が上記検査ソケットよりも上方に突出して設けられ、上記部品移動手段に、上記試験部の検査ソケット取付部分を撮像するための撮像装置及び照明装置が設けられるとともに、上記撮像装置及び照明装置のうちの少なくとも一方が上記試験部の検査ソケット取付部分に接近する下降位置とこの位置より所定量高く上記付属部材に干渉しない高さとなる上昇位置との間で昇降可能とされ、この装置を昇降させる昇降駆動機構が上記部品移動手段に設けられていることを特徴とする部品試験装置。
- 上記昇降駆動機構は、制御手段により制御されて、通常時は上記昇降可能な装置を上昇位置とし、上記撮像装置及び照明装置が上記試験部の検査ソケット取付部分の撮像のために使用されるときに上記昇降可能な装置を下降位置とするようになっていることを特徴とする請求項１記載の部品試験装置。
- 上記撮像装置は上記付属部材と干渉しない高さに保たれた状態で上記部品移動手段に固定的に設けられ、一方、上記照明装置は、上記昇降駆動機構の駆動により昇降するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の部品試験装置。
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