JP4264155B2

JP4264155B2 - 微小物体の外観検査装置

Info

Publication number: JP4264155B2
Application number: JP01439099A
Authority: JP
Inventors: 喜彦蒲田
Original assignee: HU-BRAIN, INC.
Current assignee: HU-BRAIN, INC.
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2019-01-22
Also published as: JP2000213922A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばコンデンサチップのような微小な物体の外観や寸法等を検査し、検査結果に基づいて分別装置によって良品と不良品とを分別する外観検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
微小物体の外観検査装置は、フィーダから搬送される微小物体を、整列させて１個ずつに分離して、下流側に吸引し気流搬送によって微小物体を浮遊させて搬送する途中で、カメラにより微小物体を撮像し、この撮像データから微小物体の外観上の疵、寸法等を検査し、検査の結果に基づいて分別装置によって、微小物体が、良品の場合は良品貯蔵部へ、不良品の場合は不良品貯蔵部へ、各々分別される。
【０００３】
上記した外観検査装置において、従来、良品と判断された微小物体と不良品と判断された微小物体とを分別するには、フィーダの微小物体排出部から１本の気流搬送道を導設して、この気流搬送道の下流側で良品貯蔵部及び不良品貯蔵部に分岐させ、さらに、気流搬送道における良品貯蔵部と不良品貯蔵部との分岐位置に、良品貯蔵部と不良品貯蔵部との分岐を切り替える閉塞板を設け、良品貯蔵部及び不良品貯蔵部から空気を吸引して、良品と判断された微小物体が吸引されてきたときは、不良品貯蔵部へ分岐する気流搬送道を閉塞板で閉じ、不良品と判断された微小物体が吸引されてきたときは、良品貯蔵部へ分岐する気流搬送道を閉塞板で閉じていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の構成では、空気の吸引能力によって、微小物体の移動速度が左右されてしまい、外観検査自体が非常に短時間で行えるのにも拘わらず、良品貯蔵部及び不良品貯蔵部へ空気を吸引する能力が低ければ、結果として、外観検査から分別完了までに時間がかかることとなり、従って、外観検査装置自体としては、大量の微小物体を短時間で効率よく処理することができないといった不具合があった。
【０００５】
また、上記した従来の構成では、良品貯蔵部と不良品貯蔵部とに分岐した各々の気流搬送道を閉塞板で閉じるので、順次気流搬送されてくる、検査を終了した微小物体に対応してタイミング良く閉塞板の開閉操作を行うためには、気流搬送速度を比較的低速としなければならない。従って、構成を同じくして単に空気の吸引能力のみを高くしても、微小物体が誤分別されるので意味がない。このように、従来の外観装置では、分別装置が、微小物体の検査から分別に至るまでの高速処理を妨げていた。
【０００６】
また、外観検査する微小物体について、外観検査時の向きや方向を維持したまま良品排出する必要がある場合には、上記した従来の構成では、行うことができなかった。
【０００７】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で、効率良く、かつ、良品又は不良品の検査処理の妨げとなることなく高速に、良品と判断された微小物体と不良品と判断された微小物体とを高精度に分別することができる微小物体の外観検査装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る微小物体の外観検査装置は、フィーダを、Ｖ字状の溝が形成された搬送経路に高周波振動を与えて微小物体が直進することで整列するように構成すると共に、分別装置を、回転円盤部材と、この回転円盤部材の側周面に複数形成されたポケットと、これらポケットの各々において内径方向に空気を吸引する吸引装置と、この吸引装置による吸引のオン又はオフを切り替える切替装置と、この切替装置を微小物体の検査結果に基づいて制御する制御装置で構成したものである。こうすることで、微小物体の外観検査を高速化することができ、また確実に良品と不良品とを分別することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る微小物体の外観検査装置は、フィーダを、Ｖ字状の溝が形成された搬送経路に高周波振動を与えて微小物体が直進することで整列するように構成すると共に、分別装置を、フィーダの排出部から若干の距離を存してその周面が配置され、所定の速度で回転する回転円盤部材と、この回転円盤部材の周面に互いに所定間隔を存して形成され、該回転円盤部材の径方向に開口した複数のポケットと、これらポケットの各々において内径方向に空気を吸引する吸引装置と、この吸引装置による吸引のオン又はオフを切り替える切替装置と、この切替装置を微小物体の検査結果に基づいて制御する制御装置とで構成したものである。
【００１０】
本発明に係る微小物体の外観検査装置では、Ｖ字状の溝が形成された搬送経路に高周波振動を与えて微小物体が直進することで整列するように構成したフィーダの先端の排出部に該微小物体を送り出す速度と、回転円盤部材におけるポケットの１つがフィーダの排出部に対向する位置に移動する回転速度との同期が図られている。つまり、フィーダの排出部に微小物体が搬送されるときに、ポケットが排出部の対向位置に移動するように回転円盤部材の回転速度の同期が図られているのである。そして、ポケットでは回転円盤部材の内径方向に空気が吸引されており、ポケットが排出部の対向位置に移動してくると、微小物体はフィーダの排出部から搬送され、浮遊してポケット内に挿入される。
【００１１】
微小物体がフィーダの排出部から浮遊してポケット内に吸引されるときに、カメラによって微小物体が撮像され、この撮像データから微小物体を検査し、良品か不良品かが判定される。そして、フィーダの排出部に対向する位置からさらに回転円盤部材が、回転円盤部材の回転する円周上に設けられ、該回転円盤部材の回転方向に互いに距離を存して設けた良品貯蔵部と不良品貯蔵部の配置箇所まで回転すると、例えば上記検査の結果、当該微小物体が良品であると判定された場合、この判定に基づいて制御装置が、ポケットと良品貯蔵部の挿入開口とが対向したときに、切替装置をオフにする。
【００１２】
良品貯蔵部及び不良品貯蔵部は、例えば常に微小物体の挿入開口から空気を吸引するようにしている。よって、上記のように切替装置をオフにすると、ポケット内の吸引力がなくなり、良品貯蔵部へと微小物体が吸引されて搬送される。当然、上記検査の結果、当該微小物体が不良品であると判定された場合は、この判定に基づいて制御装置が、ポケットと不良品貯蔵部の挿入開口とが対向したときに切替装置をオフにする。このとき、微小物体が、ポケット内から不良品貯蔵部へ吸引されて搬送される。
【００１３】
そして、回転円盤部材が良品貯蔵部、不良品貯蔵部の配置位置を通過すれば、ポケット内は、空となっているので、再びフィーダの排出部と対向する位置で微小物体を受け取り、上記の動作を繰り返す。なお、ポケットは、回転円盤部材の側周面に複数設けられているので、順次、僅かの時間差で以上の動作が続けられる。このように構成したので、外観検査は、微小物体の気流搬送速度に制限を受けることなく、瞬時に行うことができ、分別も確実となる。
【００１４】
また、本発明の微小物体の外観検査装置では、上記した構成に加えて、フィーダの上流部に、微小物体の表裏面及び前後面を予め整列させて収納するトレイを設けたり、また、フィーダの排出部と回転円盤部材との間に、外観検査する微小物体の搬送姿勢が崩れないように該微小物体より若干大きい内径とされ、該微小物体を回転円盤部材側へ吸引する吸引ノズルを設ければ、回転円盤部材へ搬送される微小物体の表裏面、前後方向、姿勢が定まり、より高精度な外観検査を行うことができるし、また、検査前と同じ向きで、良品として排出が可能になる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明に係る微小物体の外観検査装置（以下、外観検査装置と記す）を図１〜図３に示す実施例に基づいて説明する。
図１は本発明の外観検査装置の概略構成を示す。図２は本発明の外観検査装置の他の構成を示す。図２は本発明の外観検査装置のさらに他の構成を示す。
【００１６】
図１において、１は例えば高周波振動を推力として利用したフィーダであり、例えばコンデンサチップのような微小な物体（以下、「ワーク」という）Ｗを、Ｖ字状の溝が形成された搬送経路を高周波振動を与えつつ排出部１ｃに直進搬送することで整列させるようになっている。そして、排出部１ｃは、無振動とされ、整列されたワークＷの方向が正しく載置されるようになっている。
【００１７】
このフィーダ１の排出部１ｃには、本実施例では、前記したように整列して搬送されてきたワークＷのうちの先頭の１個のみを、他のワークＷと分離して分別装置３に吸引させる分離機構１ａが設けられている。
【００１８】
分離機構１ａは上記した作用をなすものであれば、特にその構成は問わないが、例えば次のように構成されている。分離機構１ａは、先頭のワークＷａが前記排出部１ｃにきたことを検知する不図示のセンサーと、このセンサーによって検知した先頭のワークＷａを排出部１ｃの載置面に吸着して停止させる不図示の吸引機構と、この吸引機構によって停止させられる先頭のワークＷａの排出方向側で出入りが自在なように設けたストッパーピン１ｂとで構成され、これらの動作は、後述する制御装置３Ｅで制御されている。
【００１９】
そして、分離機構１ａは、整列して搬送されてきたワークＷの内の先頭のワークＷａが、センサーによって検知されると、後述する吸引装置３Ｃで発生する吸引力によって、先頭のワークＷａを排出部１ｃ内で吸着させる。そして、本実施例では、この吸着より数ミリ秒遅れてストッパーピン１ｂを突出させ、先頭のワークＷａを確実に停止させるようにしている。
【００２０】
２は、フィーダ１によって搬送されたワークＷが後述する分別装置３へ受け渡されるときに、浮遊した状態を撮像するＣＣＤカメラであり、例えばワークＷが浮遊して搬送される軌道の外周部における等角度位置に例えば４台設置されている。これらのＣＣＤカメラ２によって撮像された画像は、画像検査機２Ａで画像処理され良品か不良品かの判定結果が後述の制御装置３Ｅに送られる。
【００２１】
３は、フィーダ１の排出部１ｃに搬送されたワークＷを、ストッパーピン１ｂが降下したときに、搬送させ、かつ検査結果に基づいて良品又は不良品に分別する分別装置である。
【００２２】
分別装置３において、３Ａは、フィーダ１の排出部１ｃから若干の距離を存してその周面が配置され、所定の速度で回転する回転円盤部材である。また、３Ｂは、回転円盤部材３Ａの周面に、互いに所定間隔を存して該回転円盤部材３Ａの径方向に複数開口されたポケットである。
【００２３】
３Ｃは、これらポケット３Ｂの各々の内部を常に吸引すると共に、上記したフィーダ１の分離機構１ａにおける吸着機構で使用される他、後述の良品貯蔵部４及び不良品貯蔵部５内の空気を吸引する際に使用される吸引装置である。なお、図面上では、吸引装置３Ｃにおいてフィーダ１の分離機構１ａにおける吸着機構へ接続する管については図示を省略している。
【００２４】
吸引装置３Ｃは、回転円盤部材３Ａの中心位置に設けられた集合吸引部３ａに管３ｂが接続されている。この集合吸引部３ａと、各々のポケット３Ｂとの間には、管３ｃがそれぞれ接続されている。
【００２５】
３Ｄは、集合吸引部３ａと、各々のポケット３Ｂとの間に接続された各々の管３ｃの途中位置にそれぞれ設けられた切替装置である。この切替装置３Ｄは、オンで管３ｃを開、オフで管３ｃを閉とするものであり、すなわち切替装置３Ｄによって管３ｃが開（オン）状態のときに、ワークＷが吸引装置３Ｃによってポケット３Ｂ内に吸引される。
【００２６】
３Ｅは、上記の各々の切替装置３Ｄのオン又はオフを、ＣＣＤカメラ２での撮像結果に基づいてそれぞれ制御する制御装置であり、すなわち制御装置３Ｅは、上記したようにフィーダ１の分離機構１ａにおけるストッパーピン１ｂの上下動を制御したり、ＣＣＤカメラ２で撮像され画像検査機２Ａで検査された結果に基づいて切替装置３Ｄを制御したり、さらにフィーダ１におけるワークＷの搬送状況に同期させて回転円盤部材３Ａの回転速度を制御したりする。
【００２７】
４は、フィーダ１の排出部１ｃから、回転円盤部材３Ａの例えば略１８０゜回転した位置に配置された良品貯蔵部であり、また、５は、良品貯蔵部４の配置位置から、回転円盤部材３Ａの回転方向下流に設けられた不良品貯蔵部である。これら良品貯蔵部４及び不良品貯蔵部５は、下流側に上記した吸引装置３Ｃへ接続される管３ｄが設けられており、常に吸引状態にある。
【００２８】
上記構成において、未検査のワークＷは、フィーダ１によって順次振動されて方向が整えられて排出部１ｃへ搬送される。排出部１ｃにワークＷが搬送され、ここで分離機構１ａによって先頭のワークＷａが分離され、ストッパーピン１ｂが降下すると、回転円盤部材３Ａのポケット３ＢへとワークＷが吸引される。
【００２９】
この回転円盤部材３Ａの回転速度は、ストッパーピン１ｂが降下したときに、排出部１ｃと対向する位置にポケット３Ｂが位置するように制御装置３Ｅによって同期が図られている。そして、いま、排出部１ｃと対向する位置にあるポケット３Ｂ内は、切替装置３Ｄが制御装置３Ｅによってオン、つまり管３ｃを開くようにしているので、空気が吸引され、排出部１ｃにあるワークＷがポケット３Ｂに搬送される。
【００３０】
このとき、制御装置３ＥによってＣＣＤカメラ２に、撮像開始指令が出力され、ＣＣＤカメラ２によってワークＷが撮像され、この撮像データが画像検査機２Ａに送られ、制御装置３Ｅによって撮像したワークＷが良品と不良品とに判断される。この判断結果に基づいて、例えば良品の場合は、良品貯蔵部４の配置箇所に回転円盤部材３Ａが回転したときに、制御装置３Ｅが切替装置３Ｄをオフにしてポケット内３Ｂ内の吸引を停止させると、吸引装置３Ｃによって常に吸引状態にある良品貯蔵部４へと良品と判断されたワークＷが搬送される。
【００３１】
すなわち、本発明の外観検査装置は、分別装置を、回転円盤部材３Ａと、この回転円盤部材３Ａの周面に形成した複数のポケット３Ｂと、これらポケット３Ｂの各々において内径方向に空気を吸引する吸引装置３Ｃと、この吸引装置３Ｃによる吸引のオン又はオフを切り替える切替装置３Ｄと、この切替装置３ＤをワークＷの検査結果に基づいて制御する制御装置３Ｅとで構成したので、ある１つのワークＷが外観検査され、次のワークＷが外観検査されるまでの時間は、従来のように気流搬送によってワークＷが分別されるまでの時間に依存することなく、回転円盤部材３Ａの回転速度に依存することとなる。
【００３２】
従って、従来の装置では１０００個／分の処理数であったのに対し、本発明の外観検査装置では、１９００個／分の処理数となり、高速処理が可能になった。すなわち、本発明の外観検査装置は、回転円盤部材３ＡによってワークＷの受け取りと、良品又は不良品のワークＷの分別とを並列的に処理することが可能であるために、上記のように、処理能力を向上させることができたのである。
【００３３】
つまり、外観検査された結果は、回転円盤部材３Ａの回転中、少なくとも良品貯蔵部４に至るまでに切替装置３Ｄに出力されれば十分であるために、回転円盤部材３Ａは高速に回転させることが可能となる。従って、回転円盤部材３Ａを高速で回転させれば、その分フィーダ１の排出部１ｃからワークＷを次々に回転円盤部材３Ａに搬送させることができ、可及的に外観検査全体の処理を高速に行うことができるのである。
【００３４】
次に、本発明の外観検査装置の他の構成例について説明する。
上記した図１に示した外観検査装置では、フィーダ１で高周波振動させることでワークＷの方向をある程度整えることができるが、表裏面や前後などを整えることはできないため、図２に示すような構成とする。なお、図２には、分離機構１ａやその他の部材について図示を省略している。
【００３５】
すなわち、図２に示す外観検査装置は、フィーダ１の上流部にトレイ１０を有しており、トレイ１０ではワークＷの表裏面や前後を整え、このトレイ１０から直進するフィーダ１に１列ごとにワークＷを移動させることで、方向性のあるワークＷの外観検査をより容易に行うことを可能としている他、外観検査前の方向性を保ちつつ検査を行い、外観検査後の良品のワークＷを、方向性を保ったまま下工程に送ることもできる。
【００３６】
なお、このようにしたときには、図示しないが、例えば不良品貯蔵部５の分別を、表面に疵有り、前後方向の寸法が規格外などの項目でより細かく分別するようにすることも可能である。
【００３７】
さらに、上記した図１に示した外観検査装置では、フィーダ１の排出部１ｃから浮遊するワークＷの姿勢については、厳密に要求されないときに用いて好適であるが、浮遊するワークＷの姿勢について、つまりＣＣＤカメラ２によって浮遊状態のワークＷの特定箇所を撮像して外観検査を行う必要性がある場合は、図３にような構成とする。なお、図２には、分離機構１ａやその他の部材について図示を省略している。
【００３８】
すなわち、図３に示した外観検査装置は、フィーダ１と回転円盤部材３Ａとの間に、ワークＷの大きさより若干大きい径とされた吸引ノズル１５を設けた構成としている。吸引ノズル１５は、その途中箇所に対向して噴射ノズル１５ａが接続され、ここから空気を噴射することで、吸引ノズル１５内において、噴射ノズル１５ａの配設箇所まででは空気を吸引し、噴射ノズル１５ａの配設箇所より下流では空気を排出する。
【００３９】
図３の外観検査装置は、吸引ノズル１５が、フィーダ１の排出部１ｃ近傍で、吸引ノズル１５の開口から強力にワークＷを吸引するのと、排出部１ｃと吸引ノズル１５との位置関係が常に一定であるために、浮遊するワークＷの姿勢を安定させることができ、ワークＷの特定箇所を確実に外観検査することができる。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能であり、例えば図２のトレイ１０を有した構成に図３の吸引ノズル１５を付加した構成としてもよく、その場合は、ワークＷの表裏面、前後、及び浮遊状態の姿勢が定まり、さらに高精度な外観検査を行うことが可能となる。
【００４１】
また、本発明の外観検査装置は、回転円盤部材３Ａの外径や、ポケット３Ｂの大きさや数については、適宜変更を加えても良く、また、回転円盤部材３Ａの配置方向も装置設置面に対して平行であってもよいし、直交して設けてもよい。
【００４２】
さらに、良品貯蔵部４及び不良品貯蔵部５は、回転円盤部材３Ａの回転円周上における回転下流側に設ける際、フィーダ１の排出部１ｃのあまりにも近傍に配置すると、良品又は不良品の判定信号が出力される前にワークＷが良品貯蔵部４及び不良品貯蔵部５を通過してしまう可能性があるので、ある程度の距離を設けた方が好ましい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る微小物体の外観検査装置では、微小物体を順次受け取ると同時に、先に受け取り、外観検査された微小物体を分別することが可能であるので、外観検査の処理が、分別処理の時間に制限されるがなくなり、従って全体の処理を高速化することができる。
【００４４】
また、本発明の微小物体の外観検査装置は、微小物体を直進させるフィーダの上流部にトレイを設ければ、微小物体の表裏面、前後方向を定めることができ、また、フィーダの排出部と回転円盤部材との間に吸引ノズルを設ければ、微小物体の姿勢が定まり、より高精度な外観検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る微小物体の外観検査装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る微小物体の外観検査装置の他の構成を示す図である。
【図３】本発明に係る微小物体の外観検査装置のさらに他の構成を示す図である。
【符号の説明】
１フィーダ
２ＣＣＤカメラ
３分別装置
３Ａ回転円盤部材
３Ｂポケット
３Ｃ吸引装置
３Ｄ切替装置
３Ｅ制御装置
１０トレイ
１５吸引ノズル

Claims

多数の微小物体をフィーダによって整列させ、フィーダから搬送される微小物体をカメラで撮像して外観を検査し、分別装置にて良品と不良品とに微小物体を分別する微小物体の外観検査装置において、前記フィーダを、Ｖ字状の溝が形成された搬送経路に高周波振動を与えて微小物体が直進することで整列するように構成すると共に、分別装置を、該フィーダの排出部から若干の距離を存してその周面が配置され、所定の速度で回転する回転円盤部材と、この回転円盤部材の周面に互いに所定間隔を存して形成され、該回転円盤部材の径方向に開口した複数のポケットと、これらポケットの各々において内径方向に空気を吸引する吸引装置と、この吸引装置による吸引のオン又はオフを切り替える切替装置と、この切替装置を微小物体の検査結果に基づいて制御する制御装置とで構成したことを特徴とする微小物体の外観検査装置。
フィーダの上流部に、微小物体の表裏面及び前後面を予め整列させて収納するトレイを設けたことを特徴とする請求項１記載の微小物体の外観検査装置。
フィーダの排出部と回転円盤部材との間に、外観検査する微小物体の搬送姿勢が崩れないように該微小物体より若干大きい内径とされ、該微小物体を回転円盤部材側へ吸引する吸引ノズルを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の微小物体の外観検査装置。