JP4723129B2 - 部品試験装置における部品搬送位置の補正方法および部品試験装置 - 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。そのため、テストヘッドをより高い精度で位置決めすることが必要となるが、あまりに高い位置決め精度を要求すると、テストヘッドの交換作業が困難となり効率良く試験を行う上での障害となる。従って、この点を解決する必要がある。
【０００６】
また、この種の部品試験装置では、駆動系の経年劣化や熱膨張に起因して部品搬送時に誤差が生じることが考えられるが、このような誤差による部品の位置決め精度への影響は、従来、部品構造との関係では殆ど無視できるレベルのもであり、特別な対策は打たれていなかった。しかし、近年の部品の高機能化、高密度化および小型化に伴い部品のリード間ピッチが益々狭くなる傾向にあり、駆動系の経年劣化や熱膨張等による搬送時の誤差が無視できなくなっている。そのため、この点についても併せて改善する必要が生じている。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ＩＣチップ等の部品試験装置において、テストヘッドの組付精度に拘わらず、テストヘッドに対する部品の位置決め精度を良好に確保することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、試験用のテストヘッドと、このテストヘッドが組付けられる本体部分と、この本体部分において前記テストヘッドの上方を移動可能に設けられる部品搬送用のヘッド本体を備え、このヘッド本体により所定の供給部から部品を取上げてこの部品を前記テストヘッドに搬送して位置決めする部品試験装置における部品搬送位置の補正方法であって、部品に試験を施すための通常の部品搬送動作に先立ち、前記テストヘッドに設けられたマークを前記ヘッド本体に搭載された撮像手段により上方から撮像して該マークの位置を画像認識するとともに、その位置と該マークの理論上の位置とから前記本体部分に対するテストヘッドの組付誤差を求め、前記通常の部品搬送動作時に、この組付誤差が是正されるように前記ヘッド本体の目標移動位置を補正するようにしたものである（請求項１）。
【０００９】
この方法によると、部品に試験を施すための通常の部品搬送動作時には、本体部分に対するテストヘッドの組付誤差が加味された上で部品搬送用のヘッド本体の駆動が制御されるので、テストヘッドの組付精度に拘わらず、該テストヘッドに対して部品を正確に搬送して位置決めすることが可能となる。
【００１０】
なお、この方法においては、テストヘッドに複数の前記マークを設けておき、前記撮像手段により前記複数のマークを撮像してマーク間距離を画像認識するとともに、該マーク間距離とその理論上の距離との誤差に基づいて前記ヘッド本体の移動量誤差を求め、前記通常の部品搬送動作時には、この移動量誤差が是正されるように前記ヘッド本体の目標移動位置を補正するのがより好ましい（請求項２）。
【００１１】
このようにすれば、部品に試験を施すための通常の部品搬送動作時には、ヘッド本体の駆動系に生じた経年劣化や熱膨張に起因する移動量のずれ（移動量誤差）がさらに加味されるため、テストヘッドに対してより精度良く部品を搬送して位置決めすることが可能となる。
【００１２】
一方、本発明に係る部品試験装置は、試験用のテストヘッドと、このテストヘッドとして部品の種類に対応したものが着脱可能に組付けられる本体部分と、この本体部分において前記テストヘッドの上方を移動可能に設けられる部品搬送用のヘッド本体とを備え、このヘッド本体により所定の供給部から部品を取上げてこの部品を前記テストヘッドに搬送して試験を行う部品試験装置において、前記ヘッド本体に搭載され、前記テストヘッドに設けられたマークを当該テストヘッドの上方から撮像することが可能な撮像手段と、この撮像手段により前記マークを撮像してその位置を画像認識する所定の予備動作、及び部品に試験を施すための通常の部品搬送動作を行うべく前記ヘッド本体の駆動を制御する制御手段と、前記予備動作により認識されたマークの位置とその理論上の位置とから前記本体部分に対するテストヘッドの組付誤差を求める誤差演算手段とを備え、前記制御手段は、前記通常の部品搬送動作時に、前記誤差演算手段により求められた組付誤差が是正されるように前記ヘッド本体の駆動を制御するものである（請求項３）。
【００１３】
この部品試験装置によると、部品に試験を施すための通常の部品搬送動作時には、本体部分に対するテストヘッドの組付誤差が加味された上で部品搬送用のヘッド本体の駆動が制御されるため、テストヘッドの組付精度に拘わらず、該テストヘッドに対して部品を正確に搬送して位置決めすることが可能となる。
【００１４】
この装置においては、テストヘッドに複数の前記マークが設けられ、前記制御手段は、前記予備動作において所定のマーク間距離を画像認識すべく前記ヘッド本体の駆動を制御し、前記誤差演算手段は、認識されたマーク間距離とその理論上の距離との誤差に基づいて前記ヘッド本体の移動量誤差を求め、前記制御手段は、さらに前記通常の部品搬送動作時に、誤差演算手段により求められた移動量誤差が是正されるように前記ヘッド本体の駆動を制御するものであるのがより好ましい（請求項４）。
【００１５】
この構成によれば、部品搬送用のヘッド本体の駆動系に生じた経年劣化や熱膨張に起因する移動量のずれ（移動量誤差）がさらに加味されるため、テストヘッドに対してより精度良く部品を搬送して位置決めすることが可能となる。また、移動量誤差を求めるための構成として、テストヘッドの組付誤差を検知するためのマーク及び撮像手段を共用するため合理的な構成が達成されることとなる。
【００１６】
【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。
【００１７】
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（本体部分）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。
【００１８】
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４ａ，４ｂ（図１０参照）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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
ハンドラ２の基台２ａ上は、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。
【００２２】
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５の５つのトレイ収納部１１〜１５が並設されている。そして、第２トレイ収納部１２及び第４トレイ収納部１４に試験前（未検査）の部品を載せたトレイＴｒが、第１トレイ収納部１１に空のトレイＴｒが、第３トレイ収納部１３に試験後の部品のうち合格品（Pass）を載せたトレイＴｒが、第５トレイ収納部１５に試験後の部品のうち不合格品（Fail）を載せたトレイＴｒが夫々収納されている。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複数の部品収納凹部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に収納されるように構成されている。
【００２３】
各トレイ収納部１１〜１５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。
【００２４】
具体的には、図３及び図４に示すように、各トレイ収納部１１〜１５には、上下方向（Ｚ軸方向）に延びるレール１７が設けられ、このレール１７にテーブル１６が移動可能に装着されている。また、サーボモータ１８により作動するレール１７と平行なボールねじ軸１９が設けられ、このボールねじ軸１９がテーブル１６のナット部分１６ａに螺合装着されている。そして、テーブル１６上に複数のトレイＴｒが積み重ねられた状態で載置され、サーボモータ１８によるボールねじ軸１９の回転駆動に伴いテーブル１６が昇降することにより、テーブル１６上に積み重ねられたトレイＴｒの数に応じてその最上位のものが各開口部１１ａ〜１５ａを介して基台上に配置されるように構成されている。
【００２５】
また、ハンドラ２の側壁には、図１に示すように各トレイ収納部１１〜１５に対応して扉１１ｂ〜１５ｂが設けられており、これらの扉１１ｂ〜１５ｂを開くことにより各トレイ収納部１１〜１５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。
【００２６】
なお、試験に供される部品のうち大部分は合格品であることを考慮して、上記トレイ収納部１１〜１５のうち合格部品を収納する第３トレイ収納部１３は他のトレイ収納部１１，１２，１４，１５に比べてトレイＴｒの収納容量が大きく設定されている。これにより第３トレイ収納部１３に対するトレイＴｒの出し入れ頻度が他のトレイ収納部に比べてあまりに多くなることがないように構成されている。
【００２７】
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。
【００２８】
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２又は第４トレイ収納部１２，１４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３トレイ収納部１３又は第５トレイ収納部１５のトレイＴｒに移載するもので、さらに第１トレイ収納部１１とその他のトレイ収納部１２〜１５との間でトレイＴｒを搬送するトレイ搬送装置としても機能するように構成されている。
【００２９】
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。
【００３０】
ヘッド２３には、複数のノズル部材が搭載されており、当実施の形態では部品吸着用の一対のノズル部材２４ａ，２４ｂ（第１ノズル２４ａ，第２ノズル２４ｂ）とトレイ吸着用のノズル部材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。
【００３１】
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。
【００３２】
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２及び第４トレイ収納部１２，１４から第１トレイ収納部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１１に収納されている空のトレイＴｒを吸着して第３又は第５のトレイ収納部１３，１５に移送するように構成されている。なお、トレイ用ノズル部材２５については、トレイＴｒを良好に吸着すべくその先端部（下端部）に例えば矩形板型の吸着パッドが組付けられることにより広い吸着面積が確保されている。
【００３３】
トレイ収納領域Ｓａには、さらに各シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂの部品受渡し位置Ｐ１の間にＣＣＤエリアセンサからなる部品認識カメラ３４が配設されている。このカメラ３４は、Ｐ＆Ｐロボット２０の前記ヘッド２３に吸着されている部品を下側から撮像するもので、試験終了後の部品をトレイＴｒへの収納に先立って撮像するように構成されている。なお、該部品認識カメラ３４は、ヘッド２３の各ノズル部材２４ａ，２４ｂに吸着されている２つの部品を同時に撮像し得るように構成されている。
【００３４】
一方、テスト領域Ｔａには、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。
【００３５】
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１０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が所定の間隔でＸ軸方向に並設されている。
【００３６】
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。
【００３７】
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ており、当実施形態で第１〜第３の３つのマーク５ａ〜５ｃが設けられている。具体的には、両ソケット４ａ，４ｂの中間部分に第１マーク５ａが設けられ、この第１マーク５ａに対してＹ軸方向及びＸ軸方向に夫々同一の間隔で第２マーク５ｂ及び第３マーク５ｃが設けられている。なお、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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５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３３ａ，３３ｂがＸ軸方向に所定間隔で、具体的にはテストロボット４０の各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂに設けられる一対のヘッド本体４３ａ，４３ｂの最小ピッチ、あるいはそれ以上のピッチであって、かつ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３３ａ，３３ｂ上に部品が置かれて吸着された状態で搬送されるように構成されている。
【００４０】
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。
【００４１】
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６（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６（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。
【００４２】
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６（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Ｘ軸方向に夫々位置決めされるとともに、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（すなわち、前記両固定レール３１の内側（図５では右側）に位置する吸着パッド３３ｂとノズル部材６０ｂ、固定レール３１の外側（図５では左側）に位置する吸着パッド３３ａとノズル部材６０ａとが夫々一致する状態）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６（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。
【００４３】
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。
【００４４】
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４２Ａ）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；搬送装置）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７〜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。
【００４５】
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９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。
【００４６】
各可動フレーム４６ａ，４６ｂ上には、図８及び図９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８では左側端部）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。
【００４７】
各ヘッド本体４３ａ，４３ｂには、図８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。
【００４８】
また、搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂに設けられたヘッド本体４３ａ，４３ｂのうち、一方側のヘッド本体４３ｂには、テストヘッド４に設けられた前記マーク５ａ〜５ｃを撮像するためのＣＣＤエリアセンサからなるマーク認識カメラ６２（撮像手段）が搭載されている。
【００４９】
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、各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂにより夫々吸着されている２つの部品をその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構成されている。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からテストヘッド４に亘って最短距離で移動させなが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。
【００５０】
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。
【００５１】
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を備えている。
【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３４，６４Ａ，６４Ｂ及びマーク認識カメラ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】
図１３は、前記制御部７０の機能ブロック図であり、主にテストロボット４０によるテストヘッド４への部品（試験前の部品）の搬送動作と、Ｐ＆Ｐロボット２０によるトレイＴｒへの部品（試験後の部品）の収納動作を制御する部分とを示している。
【００５４】
この図に示すように制御部７０は、主制御手段８０（制御手段）、ヘッド位置誤差演算手段８１（誤差演算手段）、第１，第２吸着誤差演算手段８２，８３、画像処理手段８４および誤差データ記憶手段８５を含んでいる。
【００５５】
主制御手段８０は、試験装置１における各ロボット等の動作等を統括的に制御するもので、予め記憶されているプログラムに従って後に詳述するような試験動作を実施すべくＰ＆Ｐロボット２０等の各ロボットを統括的に制御するとともに、テストヘッド４の交換が行われた場合等には、テストヘッド４の組付誤差を求めるための予備動作を行うべくテストロボット４０の駆動を制御するものである。特に、テストロボット４０によるテストヘッド４（ソケット４ａ，４ｂ）への部品搬送及び位置決めの際には、第１吸着誤差演算手段８２において求められる後記吸着誤差および誤差データ記憶手段８５に記憶されている誤差データから補正値を演算し、該補正値に基づいてテストロボット４０の駆動を制御するように構成されている。また、Ｐ＆Ｐロボット２０によるトレイＴｒへの部品の収納時には、第２吸着誤差演算手段８３において求められる後記吸着誤差から補正値を演算し、該補正値に基づいてＰ＆Ｐロボット２０の駆動を制御するように構成されている。
【００５６】
ヘッド位置誤差演算手段８１は、後述する予備動作でのマーク５ａ〜５ｃの画像認識に基づいてハンドラ２に対するテストヘッド４の組付誤差Δ（ΔＸ，ΔＹ，Δθ）、つまりテストヘッド４の理論上の位置（設計上の位置）からのずれを演算し、その演算結果を主制御手段８０に出力する。また、同画像認識に基づいて第１搬送用ヘッド４２におけるヘッド本体４３ａ，４３ｂのＸ軸及びＹ軸各方向の単位移動量当りの誤差δＸ1、δＹ1（移動量誤差δ1という）を演算するとともに、第２搬送用ヘッド４２におけるヘッド本体４３ａ，４３ｂの同誤差δＸ2、δＹ2（移動量誤差δ2という）を演算し、その演算結果を前記主制御手段８０に出力するものである。
【００５７】
第１吸着誤差演算手段８２は、部品認識カメラ６４Ａ又は６４Ｂにより撮像された部品（試験前の部品）の画像に基づいて搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの各ノズル部材６０ａ，６０ｂに吸着されている部品の吸着誤差（ずれ）を演算し、その演算結果を前記主制御手段８０に出力するものである。
【００５８】
第２吸着誤差演算手段８３は、部品認識カメラ３４により撮像された部品（試験後）の画像に基づいてＰ＆Ｐロボット２０の各ノズル部材２４ａ，２４ｂに吸着されている部品の吸着誤差（ずれ）を演算し、その演算結果を主制御手段８０に出力するものである。
【００５９】
誤差データ記憶手段８５は、ヘッド位置誤差演算手段８１で求められたテストヘッド４の組付誤差Δおよび移動量誤差δ1，δ2を記憶するもので、ヘッド位置誤差演算手段８１において該誤差Δ，δ1，δ2が演算されると、これらを更新的に記憶するように構成されている。
【００６０】
次に、上記制御部７０の制御に基づく試験装置１の動作について説明することにする。
【００６１】
まず、通常の部品試験動作について説明する前に、予備動作の制御について図１４のフローチャートを用いて説明する。
【００６２】
予備動作は、テストヘッド４に設けられたマーク５ａ〜５ｃの画像認識に基づいてハンドラ２に対するテストヘッド４の組付誤差Δを求めるとともに、テストロボット４０の移動量誤差δ1，δ2を求めるための動作で、例えば被試験部品の種類の変更、あるいは試験内容の変更に伴いテストヘッド４が交換された際に実行される。
【００６３】
まず、ステップＳ１でヘッドカウンタに初期値（ｉ＝１）が、ステップＳ２でマークカウンタに初期値（ｎ＝１）が夫々セットされる。次いで、一方側の第１搬送用ヘッド４２Ａ（又は第２搬送用ヘッド４２Ｂ）が駆動され、テストヘッド４に設けられたマーク５ａ〜５ｃのうち最初のマーク（当例では第１マーク５ａ）の上方にマーク認識カメラ６２が配置され、該第１マーク５ａの位置が画像認識される（ステップＳ３）。この際、第１搬送用ヘッド４２Ａ（第２ヘッド本体４３ｂ）は、マーク認識カメラ６２を第１マーク５ａの理論上の位置上方に配置するように制御される。
【００６４】
そして、全てのマーク５ａ〜５ｃの画像認識が完了したか否か（すなわちｎ＝３か否か）が判断され（ステップＳ４）、ここでＮＯの場合には、ステップＳ１０でマークカウンタがインクリメントされた後、ステップＳ３に移行される。こうして残りのマーク５ｂ，５ｃの位置が同様にして認識される。
【００６５】
ステップＳ４でＹＥＳの場合には、画像認識により求められた各マーク５ａ〜５ｃの位置と各マーク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Δ1（ΔＸ1，ΔＹ1，Δθ1）が演算される（ステップＳ５）。そして、さらに各マーク５ａ〜５ｃの位置からマーク５ａ，５ｂ間およびマーク５ａ，５ｃの距離が画像認識されるとともに、該距離とその理論上の距離との誤差が夫々求められ、これらの誤差から第１搬送用ヘッド４２Ａにおけるヘッド本体４３ａ，４３ｂのＸ軸及びＹ軸各方向の単位移動量（距離）当りの誤差δＸ1、δＹ1（移動量誤差δ1）が演算される（ステップＳ６）。なお、マーク認識カメラ６２が搭載されている第２ヘッド本体４３ｂの移動量誤差と第１ヘッド本体４３ａの移動量誤差とは厳密には異なるが、当実施形態では、両ヘッド本体４３ａ，４３ｂの移動量誤差を同一とみなして両ヘッド本体４３ａ，４３ｂに共通の誤差として上記移動量誤差δ1を求めている。
【００６６】
そして、両マーク認識カメラ６２によるマークの画像認識に基づいて組付誤差及び移動量誤差が求められたか否か（すなわちｉ＝２か否か）が判断される（ステップＳ７）。
【００６７】
ここでＮＯと判断された場合には、ステップＳ１１でヘッドカウンタがインクリメントされた後、ステップＳ２に移行され、ステップＳ２〜ステップＳ６の処理が繰り返されることにより、第２搬送用ヘッド４２Ｂ（又は第１搬送用ヘッド４２Ａ）のマーク認識カメラ６２によるマーク５ａ〜５ｃの画像認識に基づいて同様に組付誤差Δ2（ΔＸ2，ΔＹ2，Δθ2）及び移動量誤差δ2（δＸ2、δＹ2）が求められる。
【００６８】
一方、ステップＳ７でＹＥＳと判断された場合には、ステップＳ８に移行され、ステップＳ５で求められた各組付誤差Δ1，Δ2の平均値（組付誤差Δという）が求められる。そして、この組付誤差Δが最終的なテストヘッド４の組付誤差として誤差データ記憶手段８５に記憶されるとともに、各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの移動量誤差δ1，δ2が誤差データ記憶手段８５に更新的に記憶され（ステップＳ９）、これにより予備動作が終了する。
【００６９】
次に、試験装置１における具体的な部品試験動作について図１５のタイミングチャートに基づいて説明することにする。
【００７０】
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。
【００７１】
・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。つまり、ヘッド２３が第１シャトルロボット３０Ａの部品受渡し位置Ｐ１から、部品認識カメラ３４の上方を通過して第３トレイ収納部１３上又は第５トレイ収納部１５上に向って移動中の状態になる。なお、部品の吸着状態を調べるための処理、すなわち認識カメラ３４による部品の撮像は終了している。
【００７２】
・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。
【００７３】
・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、すなわち部品認識カメラ６４Ａによる部品の撮像に基づき前記第１吸着誤差演算手段８２により各ノズル部材６０ａ，６０ｂに吸着されている部品の吸着誤差（ずれ）が求められた状態になる。
【００７４】
・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。
【００７５】
・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。
【００７６】
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）、第２搬送用ヘッド４２Ｂの各ノズル部材６０ａ，６０ｂが部品を吸着した状態で上昇することによりソケット４ａ，４ｂから部品を取り外し、さらに該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に移動を開始する（ｔ３時点）。この際、第２搬送用ヘッド４２Ｂの各ヘッド本体４３ａ，４３ｂに吸着されている部品同士のピッチがテーブル３２における吸着パッド３３ａ，３３ｂのピッチ（Ｘ軸方向の間隔）と一致しない場合は、第２搬送用ヘッド４２Ｂの移動中にヘッド本体４３ａ，４３ｂの間隔が両ソケット４ａ，４ｂの間のピッチに一致するように第２搬送用ヘッド４２Ｂが駆動制御される。
【００７７】
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６（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６（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）。
【００７８】
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る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。
【００７９】
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に移動を開始する（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４ａ，４ｂ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）。
【００８０】
なお、第１搬送用ヘッド４２Ａによる部品の搬送時には、前記誤差データ記憶手段８５に記憶されている誤差データ、つまりテストヘッド４の組付誤差Δ及び第１搬送用ヘッド４２Ａ（ヘッド本体４３ａ，４３ｂ）に関する移動量誤差δ1と、先に求められている部品の吸着誤差（ずれ）とに基づき、前記主制御手段８０において第１搬送用ヘッド４２Ａの目標移動位置に関する補正値が求められ、この補正値に基づいて第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の作動による第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の各ノズル部材６０ａ，６０ｂの回転が夫々前記補正値に基づいて駆動制御される。
【００８１】
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が上昇して部品がソケット４ａ，４ｂから取り外され（ｔ２３時点）、さらに第１搬送用ヘッド４２Ａが移動して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。
【００８２】
また、部品受渡し位置Ｐ２への第１搬送用ヘッド４２Ａの移動開始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（ｔ２３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）。このときも第１搬送用ヘッド４２Ａと同様に、誤差データ記憶手段８５に記憶されているテストヘッド４の組付誤差Δ及び第２搬送用ヘッド４２Ｂに関する移動量誤差δ2と、画像認識により求められた部品の吸着誤差（ずれ）とに基づいて第２搬送用ヘッド４２Ｂの目標移動位置に関する補正値が求められ、この補正値に基づいて第２搬送用ヘッド４２Ｂが駆動される。
【００８３】
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れらの動作が制御される。
【００８４】
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６（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６（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）。
【００８５】
その後、テーブル３２が部品受渡し位置Ｐ１に移動を開始し（ｔ１２時点）、まず第２ポジション（図６（ｂ）参照）にテーブル３２が配置された状態で（ｔ１４時点）、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６（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との関係で同様にその動作が制御される。
【００８６】
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に収納すべくその動作が制御される。
【００８７】
具体的には、各ノズル部材２４ａ，２４ｂに吸着された２つの部品（試験後の部品）のうち少なくとも一つが合格品の場合には、まずヘッド２３が第３トレイ収納部１３上に配置され（ｔ２時点）、例えば第１ノズル部材２４ａの昇降に伴い該合格品がトレイＴｒに収納される（ｔ４時点）。次いで、第２ノズル部材２４ｂの吸着部品が合格品である場合にはヘッド２３が同トレイＴｒ上の次の部品収納部に僅かに移動した後、一方、不合格品である場合にはヘッド２３が第５トレイ収納部１５上に移動した後、第２ノズル部材２４ｂの昇降に伴い残りの部品がトレイＴｒに収納される（ｔ６時点）。こうして第２ノズル部材２４ｂの昇降に伴い部品がその試験結果に応じて第３トレイ収納部１３、あるいは第５トレイ収納部１５のトレイＴｒ内に収納される（ｔ８時点）。なお、両方の部品が不合格品の場合には、ヘッド２３が第５トレイ収納部１５上に配置され（ｔ２時点）、例えば第１ノズル部材２４ａの昇降に伴い最初の部品がトレイＴｒに収納され（ｔ４時点）、その後、ヘッド２３が同トレイＴｒ上の次の部品収納部上に配置されて（ｔ６時点）、第２ノズル部材２４ｂの昇降に伴い残りの部品がトレイＴｒ内に収納される（ｔ８時点）。
【００８８】
なお、各トレイＴｒへの部品の収納時には、部品認識カメラ３４による画像認識により第２吸着誤差演算手段８３において求められた部品の吸着誤差に基づき、主制御手段８０においてＰ＆Ｐロボット２０の駆動に関する補正量が求められ、この補正量に基づいてＰ＆Ｐロボット２０の駆動、具体的にはヘッド２３の移動及び各ノズル部材２４ａ，２４ｂの回転が制御されることによりトレイＴｒ内に部品が正確に収納されることとなる。
【００８９】
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２トレイ収納部１２又は第４トレイ収納部１４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に移動、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）。
【００９０】
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、ヘッド２３が部品認識カメラ３４上に配置され、試験後の部品の撮像に基づき該部品の吸着状態を調べるための処理が行われ、この処理が完了すると、該部品をトレイＴｒに収納すべくヘッド２３等の動作が制御されることとなる（ｔ２２時点）。なお、ｔ２２時点からｔ２７時点（試験後の次ぎの部品を収納すべく第３トレイ収納部１３等の上方にヘッド２３が位置決めされた時点）の間においては、試験結果に応じて部品が所定のトレイＴｒへ収納された後、第２トレイ収納部１２等から新たな部品が取出されて第１シャトルロボット３０Ａのテーブル３２に受け渡されるとともに、試験終了後の部品を受け取るための一連の動作が第１第１シャトルロボット３０Ａ及びＰ＆Ｐロボット２０により行われる。この一連の動作は、ｔ２時点からｔ１９時点の間の動作と同様なものである。また、ｔ２６時点からｔ２８時点（次の部品の試験が終了した時点）の間における第２搬送用ヘッド４２Ｂによる試験動作も、ｔ８時点からｔ２０時点の間における第１搬送用ヘッド４２Ａによる動作と同様にその動作が制御される。
【００９１】
このようにして以後、図１１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（又は第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２シャトルロボット３０Ｂ）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。
【００９２】
なお、図１５のタイミングチャート中には示していないが、試験の進行に伴い第２トレイ収納部１２又は第４トレイ収納部１４のトレイＴｒ（最上位のトレイ）が空になると、ヘッド２３により該空トレイＴｒを吸着して第２トレイ収納部１２等から第１トレイ収納部１１に移載するようにＰ＆Ｐロボット２０の動作が制御される。これにより第２トレイ収納部１２等において次ぎのトレイＴｒからの部品の取出しが可能となる。同様に、第３トレイ収納部１３又は第５トレイ収納部１５において、トレイＴｒ（最上位のトレイ）に部品が満載状態となると、第１トレイ収納部１１に収納されている空トレイＴｒをヘッド２３により吸着して第３トレイ収納部１３等に移載するようにＰ＆Ｐロボット２０の動作が制御される。これにより第３トレイ収納部１３等において試験終了後の次ぎの部品をトレイＴｒに収納できるようになる。
【００９３】
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、テストヘッド４に設けられたマーク５ａ〜５ｃのの位置を画像認識する予備動作を実行してテストヘッド４の組付誤差Δを予め、試験動作に移行された後は、この組付誤差Δ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。
【００９４】
従って、ハンドラ２に対するテストヘッド４の組付けをある程度ラフに行えるようにしてテストヘッド交換作業を簡単、かつ速やかに行えるようにする一方で、テストヘッド４に対する部品の搬送、位置決め精度を良好に確保することができるという効果がある。
【００９５】
その上、この試験装置１では、前記組付誤差Δを求めるためのマークとしてテストヘッド４に複数のマーク５ａ〜５ｃを設け、各マーク間の距離を併せて画像認識することにより前記予備動作において各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの移動量誤差δ1，δ2を求めておき、試験動作時には、これら移動量誤差δ1，δ2をさらに加味して各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの動作を制御するように構成されているので、経時劣化等により搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの移動量に変動が生じた場合でも、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という効果もある。しかも、これらの移動量誤差δ1，δ2はテストヘッド４の組付誤差Δを求めるための構成、すなわちマーク５ａ〜５ｃ及びマーク認識カメラ６２等を利用して行われるので、合理的な構成でテストヘッド４に対する部品の位置決め精度を高めることができる。
【００９６】
なお、以上説明した試験装置１は、本発明に係る試験装置の一の実施形態であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００９７】
例えば、この試験装置１では、テストヘッド４の交換時にのみ予備動作を実行して組付誤差Δ及び移動量誤差δ1，δ2を求めるようにしているが、例えば、交換時以外に一定のサイクルで予備動作を実行するように構成してもよい。つまり、稼働中の振動等によりテストヘッド４とテストロボット４０の相対的な位置関係に微小変動が生じることが考えられるが、一定のサイクルで予備動作を実行して組付誤差Δ及び移動量誤差δ1，δ2を更新することで、そのような変動に伴う部品の位置決め精度の低下を未然に防止することが可能となる。特に、テストロボット４０駆動系については、熱膨張等の移動量の変動要素があるため、一定のサイクルで移動量誤差δ1，δ2を更新するのが望ましい。
【００９８】
また、この試験装置１では、第１搬送用ヘッド４２Ａ（第２搬送用ヘッド４２Ｂ）の各ヘッド本体４３ａ，４３ｂに同一の移動量誤差が生じるものとみなし、各ヘッド本体４３ａ，４３ｂに共通の移動量誤差δ1（δ2）を求めているが、厳密には、各ヘッド本体４３ａ，４３ｂの単位移動量当りの誤差は異なると考えられるため、各ヘッド本体４３ａ，４３ｂ毎に移動量誤差を求めるようにしてもよい。具体的には、双方のヘッド本体４３ａ，４３ｂにマーク認識カメラ６２を搭載し、各マーク認識カメラ６２によりマーク５ａ〜５ｃを画像認識して移動量誤差を求めるようにすればよい。このようにすればテストヘッド４に対する部品の位置決め精度をさらに高めることが可能となる。
【００９９】
また、この試験装置１では、テストヘッド４に点状の３つのマーク５ａ〜５ｃを設けているが、マークの数、形状、配列は組付誤差Δや移動量誤差δ1（δ2）を良好に求めることができれば如何なるものであってもよい。また、マークは、テストヘッド４上であって、かつマーク認識カメラ６２による認識が可能な位置であれば、ソケット４ａ，４ｂ、あるいはこれが実装（搭載）される基板上等、いかなる場所であっても構わない。
【０１００】
また、マーク認識カメラ６２や、その他の部品認識カメラ３４，６４Ａ，６４Ｂとして、エリアセンサに代えてリニアセンサを用いるように構成しても構わない。リニアセンサによれば部品を移動させながら画像を取り込むことができるため、部品を一旦停止させて撮像する必要があるエリアセンサに比べてマークや部品を効率よく撮像することが可能になるというメリットがある。
【０１０１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、部品試験装置における部品搬送に関して、部品に試験を施すための通常の部品搬送動作に先立ち、テストヘッドに設けられたマークを部品搬送用のヘッド本体に搭載された撮像手段により撮像し、該マークの位置を画像認識するとともに、その位置と該マークの理論位置とから部品試験装置の本体部分に対するテストヘッドの組付誤差を求め、通常の部品搬送動作時には、この組付誤差に基づいてヘッド本体の目標移動位置を補正するようにしたので、テストヘッドの組付精度に拘わらず、テストヘッドに対して部品を正確に搬送、位置決めすることができる。従って、部品試験装置の本体部分に対するテストヘッドの組付けをある程度ラフに行えるようにしてテストヘッド交換作業を簡単、かつ速やかに行えるようにする一方で、テストヘッドに対する部品の位置決め精度を良好に確保することができるという効果がある。
【０１０２】
特に、テストヘッドに複数のマークを設け、前記撮像手段により当該複数のマークを撮像してマーク間距離を画像認識し、その距離と該マーク間距離の理論位置との誤差に基づいて前記ヘッド本体の移動量誤差を求め、この移動量誤差に基づいてさらにヘッド本体の目標移動位置を補正するようにすれば、当該ヘッド本体の駆動系の経年劣化や熱膨張等に起因する搬送装置の移動量誤差を排除して、テストヘッドに対する部品の位置決め精度をより一層高めることができる。
【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】トレイ収納領域のトレイ収納部の構成を示す断面図である。
【図４】トレイ収納部の構成を示す図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】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６】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矢指図である（（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７】テストロボットの具体的な構成を示す平面図である。
【図８】テストロボットの具体的な構成を示す図７のＣ−Ｃ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８のＤ−Ｄ断面図である。
【図１０】テストヘッドの構成を示す模式的な平面図である。
【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】制御部の機能構成を示すブロック図である。
【図１４】予備動作の制御を示すフローチャートである。
【図１５】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
３ 試験装置本体
４ テストヘッド
４ａ，４ｂ ソケット
５ａ〜５ｃ マーク
２０ Ｐ＆Ｐロボット
４０ テストロボット
４２Ａ 第１搬送用ヘッド
４２Ｂ 第２搬送用ヘッド
４３ａ 第１ヘッド本体
４３ｂ 第２ヘッド本体（搬送装置）
７０ 制御部
８０ 主制御手段（制御手段）
８１ ヘッド位置誤差演算手段（誤差演算手段）
８２ 第１吸着誤差演算手段
８３ 第２吸着誤差演算手段
８４ 画像処理手段
８５ 誤差データ記憶手段
Ｓａ トレイ収納領域
Ｔａ テスト領域
Ｔｒ トレイ
【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。そのため、テストヘッドをより高い精度で位置決めすることが必要となるが、あまりに高い位置決め精度を要求すると、テストヘッドの交換作業が困難となり効率良く試験を行う上での障害となる。従って、この点を解決する必要がある。
【０００６】
また、この種の部品試験装置では、駆動系の経年劣化や熱膨張に起因して部品搬送時に誤差が生じることが考えられるが、このような誤差による部品の位置決め精度への影響は、従来、部品構造との関係では殆ど無視できるレベルのもであり、特別な対策は打たれていなかった。しかし、近年の部品の高機能化、高密度化および小型化に伴い部品のリード間ピッチが益々狭くなる傾向にあり、駆動系の経年劣化や熱膨張等による搬送時の誤差が無視できなくなっている。そのため、この点についても併せて改善する必要が生じている。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ＩＣチップ等の部品試験装置において、テストヘッドの組付精度に拘わらず、テストヘッドに対する部品の位置決め精度を良好に確保することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、試験用のテストヘッドと、このテストヘッドが組付けられる本体部分と、この本体部分において前記テストヘッドの上方を移動可能に設けられる部品搬送用のヘッド本体を備え、このヘッド本体により所定の供給部から部品を取上げてこの部品を前記テストヘッドに搬送して位置決めする部品試験装置における部品搬送位置の補正方法であって、部品に試験を施すための通常の部品搬送動作に先立ち、前記テストヘッドに設けられたマークを前記ヘッド本体に搭載された撮像手段により上方から撮像して該マークの位置を画像認識するとともに、その位置と該マークの理論上の位置とから前記本体部分に対するテストヘッドの組付誤差を求め、前記通常の部品搬送動作時に、この組付誤差が是正されるように前記ヘッド本体の目標移動位置を補正するようにしたものである（請求項１）。
【０００９】
この方法によると、部品に試験を施すための通常の部品搬送動作時には、本体部分に対するテストヘッドの組付誤差が加味された上で部品搬送用のヘッド本体の駆動が制御されるので、テストヘッドの組付精度に拘わらず、該テストヘッドに対して部品を正確に搬送して位置決めすることが可能となる。
【００１０】
なお、この方法においては、テストヘッドに複数の前記マークを設けておき、前記撮像手段により前記複数のマークを撮像してマーク間距離を画像認識するとともに、該マーク間距離とその理論上の距離との誤差に基づいて前記ヘッド本体の移動量誤差を求め、前記通常の部品搬送動作時には、この移動量誤差が是正されるように前記ヘッド本体の目標移動位置を補正するのがより好ましい（請求項２）。
【００１１】
このようにすれば、部品に試験を施すための通常の部品搬送動作時には、ヘッド本体の駆動系に生じた経年劣化や熱膨張に起因する移動量のずれ（移動量誤差）がさらに加味されるため、テストヘッドに対してより精度良く部品を搬送して位置決めすることが可能となる。
【００１２】
一方、本発明に係る部品試験装置は、試験用のテストヘッドと、このテストヘッドとして部品の種類に対応したものが着脱可能に組付けられる本体部分と、この本体部分において前記テストヘッドの上方を移動可能に設けられる部品搬送用のヘッド本体とを備え、このヘッド本体により所定の供給部から部品を取上げてこの部品を前記テストヘッドに搬送して試験を行う部品試験装置において、前記ヘッド本体に搭載され、前記テストヘッドに設けられたマークを当該テストヘッドの上方から撮像することが可能な撮像手段と、この撮像手段により前記マークを撮像してその位置を画像認識する所定の予備動作、及び部品に試験を施すための通常の部品搬送動作を行うべく前記ヘッド本体の駆動を制御する制御手段と、前記予備動作により認識されたマークの位置とその理論上の位置とから前記本体部分に対するテストヘッドの組付誤差を求める誤差演算手段とを備え、前記制御手段は、前記通常の部品搬送動作時に、前記誤差演算手段により求められた組付誤差が是正されるように前記ヘッド本体の駆動を制御するものである（請求項３）。
【００１３】
この部品試験装置によると、部品に試験を施すための通常の部品搬送動作時には、本体部分に対するテストヘッドの組付誤差が加味された上で部品搬送用のヘッド本体の駆動が制御されるため、テストヘッドの組付精度に拘わらず、該テストヘッドに対して部品を正確に搬送して位置決めすることが可能となる。
【００１４】
この装置においては、テストヘッドに複数の前記マークが設けられ、前記制御手段は、前記予備動作において所定のマーク間距離を画像認識すべく前記ヘッド本体の駆動を制御し、前記誤差演算手段は、認識されたマーク間距離とその理論上の距離との誤差に基づいて前記ヘッド本体の移動量誤差を求め、前記制御手段は、さらに前記通常の部品搬送動作時に、誤差演算手段により求められた移動量誤差が是正されるように前記ヘッド本体の駆動を制御するものであるのがより好ましい（請求項４）。
【００１５】
この構成によれば、部品搬送用のヘッド本体の駆動系に生じた経年劣化や熱膨張に起因する移動量のずれ（移動量誤差）がさらに加味されるため、テストヘッドに対してより精度良く部品を搬送して位置決めすることが可能となる。また、移動量誤差を求めるための構成として、テストヘッドの組付誤差を検知するためのマーク及び撮像手段を共用するため合理的な構成が達成されることとなる。
【００１６】
【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。
【００１７】
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（本体部分）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。
【００１８】
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４ａ，４ｂ（図１０参照）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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
ハンドラ２の基台２ａ上は、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。
【００２２】
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５の５つのトレイ収納部１１〜１５が並設されている。そして、第２トレイ収納部１２及び第４トレイ収納部１４に試験前（未検査）の部品を載せたトレイＴｒが、第１トレイ収納部１１に空のトレイＴｒが、第３トレイ収納部１３に試験後の部品のうち合格品（Pass）を載せたトレイＴｒが、第５トレイ収納部１５に試験後の部品のうち不合格品（Fail）を載せたトレイＴｒが夫々収納されている。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複数の部品収納凹部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に収納されるように構成されている。
【００２３】
各トレイ収納部１１〜１５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。
【００２４】
具体的には、図３及び図４に示すように、各トレイ収納部１１〜１５には、上下方向（Ｚ軸方向）に延びるレール１７が設けられ、このレール１７にテーブル１６が移動可能に装着されている。また、サーボモータ１８により作動するレール１７と平行なボールねじ軸１９が設けられ、このボールねじ軸１９がテーブル１６のナット部分１６ａに螺合装着されている。そして、テーブル１６上に複数のトレイＴｒが積み重ねられた状態で載置され、サーボモータ１８によるボールねじ軸１９の回転駆動に伴いテーブル１６が昇降することにより、テーブル１６上に積み重ねられたトレイＴｒの数に応じてその最上位のものが各開口部１１ａ〜１５ａを介して基台上に配置されるように構成されている。
【００２５】
また、ハンドラ２の側壁には、図１に示すように各トレイ収納部１１〜１５に対応して扉１１ｂ〜１５ｂが設けられており、これらの扉１１ｂ〜１５ｂを開くことにより各トレイ収納部１１〜１５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。
【００２６】
なお、試験に供される部品のうち大部分は合格品であることを考慮して、上記トレイ収納部１１〜１５のうち合格部品を収納する第３トレイ収納部１３は他のトレイ収納部１１，１２，１４，１５に比べてトレイＴｒの収納容量が大きく設定されている。これにより第３トレイ収納部１３に対するトレイＴｒの出し入れ頻度が他のトレイ収納部に比べてあまりに多くなることがないように構成されている。
【００２７】
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。
【００２８】
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２又は第４トレイ収納部１２，１４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３トレイ収納部１３又は第５トレイ収納部１５のトレイＴｒに移載するもので、さらに第１トレイ収納部１１とその他のトレイ収納部１２〜１５との間でトレイＴｒを搬送するトレイ搬送装置としても機能するように構成されている。
【００２９】
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。
【００３０】
ヘッド２３には、複数のノズル部材が搭載されており、当実施の形態では部品吸着用の一対のノズル部材２４ａ，２４ｂ（第１ノズル２４ａ，第２ノズル２４ｂ）とトレイ吸着用のノズル部材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。
【００３１】
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。
【００３２】
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２及び第４トレイ収納部１２，１４から第１トレイ収納部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１１に収納されている空のトレイＴｒを吸着して第３又は第５のトレイ収納部１３，１５に移送するように構成されている。なお、トレイ用ノズル部材２５については、トレイＴｒを良好に吸着すべくその先端部（下端部）に例えば矩形板型の吸着パッドが組付けられることにより広い吸着面積が確保されている。
【００３３】
トレイ収納領域Ｓａには、さらに各シャトルロボット３０Ａ，３０Ｂの部品受渡し位置Ｐ１の間にＣＣＤエリアセンサからなる部品認識カメラ３４が配設されている。このカメラ３４は、Ｐ＆Ｐロボット２０の前記ヘッド２３に吸着されている部品を下側から撮像するもので、試験終了後の部品をトレイＴｒへの収納に先立って撮像するように構成されている。なお、該部品認識カメラ３４は、ヘッド２３の各ノズル部材２４ａ，２４ｂに吸着されている２つの部品を同時に撮像し得るように構成されている。
【００３４】
一方、テスト領域Ｔａには、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。
【００３５】
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１０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が所定の間隔でＸ軸方向に並設されている。
【００３６】
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。
【００３７】
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ており、当実施形態で第１〜第３の３つのマーク５ａ〜５ｃが設けられている。具体的には、両ソケット４ａ，４ｂの中間部分に第１マーク５ａが設けられ、この第１マーク５ａに対してＹ軸方向及びＸ軸方向に夫々同一の間隔で第２マーク５ｂ及び第３マーク５ｃが設けられている。なお、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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５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３３ａ，３３ｂがＸ軸方向に所定間隔で、具体的にはテストロボット４０の各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂに設けられる一対のヘッド本体４３ａ，４３ｂの最小ピッチ、あるいはそれ以上のピッチであって、かつ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３３ａ，３３ｂ上に部品が置かれて吸着された状態で搬送されるように構成されている。
【００４０】
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。
【００４１】
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６（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６（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。
【００４２】
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６（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Ｘ軸方向に夫々位置決めされるとともに、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（すなわち、前記両固定レール３１の内側（図５では右側）に位置する吸着パッド３３ｂとノズル部材６０ｂ、固定レール３１の外側（図５では左側）に位置する吸着パッド３３ａとノズル部材６０ａとが夫々一致する状態）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６（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。
【００４３】
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。
【００４４】
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４２Ａ）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；搬送装置）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７〜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。
【００４５】
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９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。
【００４６】
各可動フレーム４６ａ，４６ｂ上には、図８及び図９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８では左側端部）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。
【００４７】
各ヘッド本体４３ａ，４３ｂには、図８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。
【００４８】
また、搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂに設けられたヘッド本体４３ａ，４３ｂのうち、一方側のヘッド本体４３ｂには、テストヘッド４に設けられた前記マーク５ａ〜５ｃを撮像するためのＣＣＤエリアセンサからなるマーク認識カメラ６２（撮像手段）が搭載されている。
【００４９】
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、各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂにより夫々吸着されている２つの部品をその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構成されている。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からテストヘッド４に亘って最短距離で移動させなが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。
【００５０】
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。
【００５１】
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を備えている。
【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３４，６４Ａ，６４Ｂ及びマーク認識カメラ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】
図１３は、前記制御部７０の機能ブロック図であり、主にテストロボット４０によるテストヘッド４への部品（試験前の部品）の搬送動作と、Ｐ＆Ｐロボット２０によるトレイＴｒへの部品（試験後の部品）の収納動作を制御する部分とを示している。
【００５４】
この図に示すように制御部７０は、主制御手段８０（制御手段）、ヘッド位置誤差演算手段８１（誤差演算手段）、第１，第２吸着誤差演算手段８２，８３、画像処理手段８４および誤差データ記憶手段８５を含んでいる。
【００５５】
主制御手段８０は、試験装置１における各ロボット等の動作等を統括的に制御するもので、予め記憶されているプログラムに従って後に詳述するような試験動作を実施すべくＰ＆Ｐロボット２０等の各ロボットを統括的に制御するとともに、テストヘッド４の交換が行われた場合等には、テストヘッド４の組付誤差を求めるための予備動作を行うべくテストロボット４０の駆動を制御するものである。特に、テストロボット４０によるテストヘッド４（ソケット４ａ，４ｂ）への部品搬送及び位置決めの際には、第１吸着誤差演算手段８２において求められる後記吸着誤差および誤差データ記憶手段８５に記憶されている誤差データから補正値を演算し、該補正値に基づいてテストロボット４０の駆動を制御するように構成されている。また、Ｐ＆Ｐロボット２０によるトレイＴｒへの部品の収納時には、第２吸着誤差演算手段８３において求められる後記吸着誤差から補正値を演算し、該補正値に基づいてＰ＆Ｐロボット２０の駆動を制御するように構成されている。
【００５６】
ヘッド位置誤差演算手段８１は、後述する予備動作でのマーク５ａ〜５ｃの画像認識に基づいてハンドラ２に対するテストヘッド４の組付誤差Δ（ΔＸ，ΔＹ，Δθ）、つまりテストヘッド４の理論上の位置（設計上の位置）からのずれを演算し、その演算結果を主制御手段８０に出力する。また、同画像認識に基づいて第１搬送用ヘッド４２におけるヘッド本体４３ａ，４３ｂのＸ軸及びＹ軸各方向の単位移動量当りの誤差δＸ1、δＹ1（移動量誤差δ1という）を演算するとともに、第２搬送用ヘッド４２におけるヘッド本体４３ａ，４３ｂの同誤差δＸ2、δＹ2（移動量誤差δ2という）を演算し、その演算結果を前記主制御手段８０に出力するものである。
【００５７】
第１吸着誤差演算手段８２は、部品認識カメラ６４Ａ又は６４Ｂにより撮像された部品（試験前の部品）の画像に基づいて搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの各ノズル部材６０ａ，６０ｂに吸着されている部品の吸着誤差（ずれ）を演算し、その演算結果を前記主制御手段８０に出力するものである。
【００５８】
第２吸着誤差演算手段８３は、部品認識カメラ３４により撮像された部品（試験後）の画像に基づいてＰ＆Ｐロボット２０の各ノズル部材２４ａ，２４ｂに吸着されている部品の吸着誤差（ずれ）を演算し、その演算結果を主制御手段８０に出力するものである。
【００５９】
誤差データ記憶手段８５は、ヘッド位置誤差演算手段８１で求められたテストヘッド４の組付誤差Δおよび移動量誤差δ1，δ2を記憶するもので、ヘッド位置誤差演算手段８１において該誤差Δ，δ1，δ2が演算されると、これらを更新的に記憶するように構成されている。
【００６０】
次に、上記制御部７０の制御に基づく試験装置１の動作について説明することにする。
【００６１】
まず、通常の部品試験動作について説明する前に、予備動作の制御について図１４のフローチャートを用いて説明する。
【００６２】
予備動作は、テストヘッド４に設けられたマーク５ａ〜５ｃの画像認識に基づいてハンドラ２に対するテストヘッド４の組付誤差Δを求めるとともに、テストロボット４０の移動量誤差δ1，δ2を求めるための動作で、例えば被試験部品の種類の変更、あるいは試験内容の変更に伴いテストヘッド４が交換された際に実行される。
【００６３】
まず、ステップＳ１でヘッドカウンタに初期値（ｉ＝１）が、ステップＳ２でマークカウンタに初期値（ｎ＝１）が夫々セットされる。次いで、一方側の第１搬送用ヘッド４２Ａ（又は第２搬送用ヘッド４２Ｂ）が駆動され、テストヘッド４に設けられたマーク５ａ〜５ｃのうち最初のマーク（当例では第１マーク５ａ）の上方にマーク認識カメラ６２が配置され、該第１マーク５ａの位置が画像認識される（ステップＳ３）。この際、第１搬送用ヘッド４２Ａ（第２ヘッド本体４３ｂ）は、マーク認識カメラ６２を第１マーク５ａの理論上の位置上方に配置するように制御される。
【００６４】
そして、全てのマーク５ａ〜５ｃの画像認識が完了したか否か（すなわちｎ＝３か否か）が判断され（ステップＳ４）、ここでＮＯの場合には、ステップＳ１０でマークカウンタがインクリメントされた後、ステップＳ３に移行される。こうして残りのマーク５ｂ，５ｃの位置が同様にして認識される。
【００６５】
ステップＳ４でＹＥＳの場合には、画像認識により求められた各マーク５ａ〜５ｃの位置と各マーク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Δ1（ΔＸ1，ΔＹ1，Δθ1）が演算される（ステップＳ５）。そして、さらに各マーク５ａ〜５ｃの位置からマーク５ａ，５ｂ間およびマーク５ａ，５ｃの距離が画像認識されるとともに、該距離とその理論上の距離との誤差が夫々求められ、これらの誤差から第１搬送用ヘッド４２Ａにおけるヘッド本体４３ａ，４３ｂのＸ軸及びＹ軸各方向の単位移動量（距離）当りの誤差δＸ1、δＹ1（移動量誤差δ1）が演算される（ステップＳ６）。なお、マーク認識カメラ６２が搭載されている第２ヘッド本体４３ｂの移動量誤差と第１ヘッド本体４３ａの移動量誤差とは厳密には異なるが、当実施形態では、両ヘッド本体４３ａ，４３ｂの移動量誤差を同一とみなして両ヘッド本体４３ａ，４３ｂに共通の誤差として上記移動量誤差δ1を求めている。
【００６６】
そして、両マーク認識カメラ６２によるマークの画像認識に基づいて組付誤差及び移動量誤差が求められたか否か（すなわちｉ＝２か否か）が判断される（ステップＳ７）。
【００６７】
ここでＮＯと判断された場合には、ステップＳ１１でヘッドカウンタがインクリメントされた後、ステップＳ２に移行され、ステップＳ２〜ステップＳ６の処理が繰り返されることにより、第２搬送用ヘッド４２Ｂ（又は第１搬送用ヘッド４２Ａ）のマーク認識カメラ６２によるマーク５ａ〜５ｃの画像認識に基づいて同様に組付誤差Δ2（ΔＸ2，ΔＹ2，Δθ2）及び移動量誤差δ2（δＸ2、δＹ2）が求められる。
【００６８】
一方、ステップＳ７でＹＥＳと判断された場合には、ステップＳ８に移行され、ステップＳ５で求められた各組付誤差Δ1，Δ2の平均値（組付誤差Δという）が求められる。そして、この組付誤差Δが最終的なテストヘッド４の組付誤差として誤差データ記憶手段８５に記憶されるとともに、各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの移動量誤差δ1，δ2が誤差データ記憶手段８５に更新的に記憶され（ステップＳ９）、これにより予備動作が終了する。
【００６９】
次に、試験装置１における具体的な部品試験動作について図１５のタイミングチャートに基づいて説明することにする。
【００７０】
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。
【００７１】
・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。つまり、ヘッド２３が第１シャトルロボット３０Ａの部品受渡し位置Ｐ１から、部品認識カメラ３４の上方を通過して第３トレイ収納部１３上又は第５トレイ収納部１５上に向って移動中の状態になる。なお、部品の吸着状態を調べるための処理、すなわち認識カメラ３４による部品の撮像は終了している。
【００７２】
・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。
【００７３】
・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、すなわち部品認識カメラ６４Ａによる部品の撮像に基づき前記第１吸着誤差演算手段８２により各ノズル部材６０ａ，６０ｂに吸着されている部品の吸着誤差（ずれ）が求められた状態になる。
【００７４】
・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。
【００７５】
・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。
【００７６】
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）、第２搬送用ヘッド４２Ｂの各ノズル部材６０ａ，６０ｂが部品を吸着した状態で上昇することによりソケット４ａ，４ｂから部品を取り外し、さらに該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に移動を開始する（ｔ３時点）。この際、第２搬送用ヘッド４２Ｂの各ヘッド本体４３ａ，４３ｂに吸着されている部品同士のピッチがテーブル３２における吸着パッド３３ａ，３３ｂのピッチ（Ｘ軸方向の間隔）と一致しない場合は、第２搬送用ヘッド４２Ｂの移動中にヘッド本体４３ａ，４３ｂの間隔が両ソケット４ａ，４ｂの間のピッチに一致するように第２搬送用ヘッド４２Ｂが駆動制御される。
【００７７】
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６（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６（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）。
【００７８】
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る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。
【００７９】
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に移動を開始する（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４ａ，４ｂ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）。
【００８０】
なお、第１搬送用ヘッド４２Ａによる部品の搬送時には、前記誤差データ記憶手段８５に記憶されている誤差データ、つまりテストヘッド４の組付誤差Δ及び第１搬送用ヘッド４２Ａ（ヘッド本体４３ａ，４３ｂ）に関する移動量誤差δ1と、先に求められている部品の吸着誤差（ずれ）とに基づき、前記主制御手段８０において第１搬送用ヘッド４２Ａの目標移動位置に関する補正値が求められ、この補正値に基づいて第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の作動による第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の各ノズル部材６０ａ，６０ｂの回転が夫々前記補正値に基づいて駆動制御される。
【００８１】
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が上昇して部品がソケット４ａ，４ｂから取り外され（ｔ２３時点）、さらに第１搬送用ヘッド４２Ａが移動して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。
【００８２】
また、部品受渡し位置Ｐ２への第１搬送用ヘッド４２Ａの移動開始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（ｔ２３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）。このときも第１搬送用ヘッド４２Ａと同様に、誤差データ記憶手段８５に記憶されているテストヘッド４の組付誤差Δ及び第２搬送用ヘッド４２Ｂに関する移動量誤差δ2と、画像認識により求められた部品の吸着誤差（ずれ）とに基づいて第２搬送用ヘッド４２Ｂの目標移動位置に関する補正値が求められ、この補正値に基づいて第２搬送用ヘッド４２Ｂが駆動される。
【００８３】
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れらの動作が制御される。
【００８４】
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６（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６（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）。
【００８５】
その後、テーブル３２が部品受渡し位置Ｐ１に移動を開始し（ｔ１２時点）、まず第２ポジション（図６（ｂ）参照）にテーブル３２が配置された状態で（ｔ１４時点）、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６（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との関係で同様にその動作が制御される。
【００８６】
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に収納すべくその動作が制御される。
【００８７】
具体的には、各ノズル部材２４ａ，２４ｂに吸着された２つの部品（試験後の部品）のうち少なくとも一つが合格品の場合には、まずヘッド２３が第３トレイ収納部１３上に配置され（ｔ２時点）、例えば第１ノズル部材２４ａの昇降に伴い該合格品がトレイＴｒに収納される（ｔ４時点）。次いで、第２ノズル部材２４ｂの吸着部品が合格品である場合にはヘッド２３が同トレイＴｒ上の次の部品収納部に僅かに移動した後、一方、不合格品である場合にはヘッド２３が第５トレイ収納部１５上に移動した後、第２ノズル部材２４ｂの昇降に伴い残りの部品がトレイＴｒに収納される（ｔ６時点）。こうして第２ノズル部材２４ｂの昇降に伴い部品がその試験結果に応じて第３トレイ収納部１３、あるいは第５トレイ収納部１５のトレイＴｒ内に収納される（ｔ８時点）。なお、両方の部品が不合格品の場合には、ヘッド２３が第５トレイ収納部１５上に配置され（ｔ２時点）、例えば第１ノズル部材２４ａの昇降に伴い最初の部品がトレイＴｒに収納され（ｔ４時点）、その後、ヘッド２３が同トレイＴｒ上の次の部品収納部上に配置されて（ｔ６時点）、第２ノズル部材２４ｂの昇降に伴い残りの部品がトレイＴｒ内に収納される（ｔ８時点）。
【００８８】
なお、各トレイＴｒへの部品の収納時には、部品認識カメラ３４による画像認識により第２吸着誤差演算手段８３において求められた部品の吸着誤差に基づき、主制御手段８０においてＰ＆Ｐロボット２０の駆動に関する補正量が求められ、この補正量に基づいてＰ＆Ｐロボット２０の駆動、具体的にはヘッド２３の移動及び各ノズル部材２４ａ，２４ｂの回転が制御されることによりトレイＴｒ内に部品が正確に収納されることとなる。
【００８９】
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２トレイ収納部１２又は第４トレイ収納部１４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に移動、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）。
【００９０】
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、ヘッド２３が部品認識カメラ３４上に配置され、試験後の部品の撮像に基づき該部品の吸着状態を調べるための処理が行われ、この処理が完了すると、該部品をトレイＴｒに収納すべくヘッド２３等の動作が制御されることとなる（ｔ２２時点）。なお、ｔ２２時点からｔ２７時点（試験後の次ぎの部品を収納すべく第３トレイ収納部１３等の上方にヘッド２３が位置決めされた時点）の間においては、試験結果に応じて部品が所定のトレイＴｒへ収納された後、第２トレイ収納部１２等から新たな部品が取出されて第１シャトルロボット３０Ａのテーブル３２に受け渡されるとともに、試験終了後の部品を受け取るための一連の動作が第１第１シャトルロボット３０Ａ及びＰ＆Ｐロボット２０により行われる。この一連の動作は、ｔ２時点からｔ１９時点の間の動作と同様なものである。また、ｔ２６時点からｔ２８時点（次の部品の試験が終了した時点）の間における第２搬送用ヘッド４２Ｂによる試験動作も、ｔ８時点からｔ２０時点の間における第１搬送用ヘッド４２Ａによる動作と同様にその動作が制御される。
【００９１】
このようにして以後、図１１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（又は第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２シャトルロボット３０Ｂ）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。
【００９２】
なお、図１５のタイミングチャート中には示していないが、試験の進行に伴い第２トレイ収納部１２又は第４トレイ収納部１４のトレイＴｒ（最上位のトレイ）が空になると、ヘッド２３により該空トレイＴｒを吸着して第２トレイ収納部１２等から第１トレイ収納部１１に移載するようにＰ＆Ｐロボット２０の動作が制御される。これにより第２トレイ収納部１２等において次ぎのトレイＴｒからの部品の取出しが可能となる。同様に、第３トレイ収納部１３又は第５トレイ収納部１５において、トレイＴｒ（最上位のトレイ）に部品が満載状態となると、第１トレイ収納部１１に収納されている空トレイＴｒをヘッド２３により吸着して第３トレイ収納部１３等に移載するようにＰ＆Ｐロボット２０の動作が制御される。これにより第３トレイ収納部１３等において試験終了後の次ぎの部品をトレイＴｒに収納できるようになる。
【００９３】
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、テストヘッド４に設けられたマーク５ａ〜５ｃのの位置を画像認識する予備動作を実行してテストヘッド４の組付誤差Δを予め、試験動作に移行された後は、この組付誤差Δ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。
【００９４】
従って、ハンドラ２に対するテストヘッド４の組付けをある程度ラフに行えるようにしてテストヘッド交換作業を簡単、かつ速やかに行えるようにする一方で、テストヘッド４に対する部品の搬送、位置決め精度を良好に確保することができるという効果がある。
【００９５】
その上、この試験装置１では、前記組付誤差Δを求めるためのマークとしてテストヘッド４に複数のマーク５ａ〜５ｃを設け、各マーク間の距離を併せて画像認識することにより前記予備動作において各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの移動量誤差δ1，δ2を求めておき、試験動作時には、これら移動量誤差δ1，δ2をさらに加味して各搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの動作を制御するように構成されているので、経時劣化等により搬送用ヘッド４２Ａ，４２Ｂの移動量に変動が生じた場合でも、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という効果もある。しかも、これらの移動量誤差δ1，δ2はテストヘッド４の組付誤差Δを求めるための構成、すなわちマーク５ａ〜５ｃ及びマーク認識カメラ６２等を利用して行われるので、合理的な構成でテストヘッド４に対する部品の位置決め精度を高めることができる。
【００９６】
なお、以上説明した試験装置１は、本発明に係る試験装置の一の実施形態であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００９７】
例えば、この試験装置１では、テストヘッド４の交換時にのみ予備動作を実行して組付誤差Δ及び移動量誤差δ1，δ2を求めるようにしているが、例えば、交換時以外に一定のサイクルで予備動作を実行するように構成してもよい。つまり、稼働中の振動等によりテストヘッド４とテストロボット４０の相対的な位置関係に微小変動が生じることが考えられるが、一定のサイクルで予備動作を実行して組付誤差Δ及び移動量誤差δ1，δ2を更新することで、そのような変動に伴う部品の位置決め精度の低下を未然に防止することが可能となる。特に、テストロボット４０駆動系については、熱膨張等の移動量の変動要素があるため、一定のサイクルで移動量誤差δ1，δ2を更新するのが望ましい。
【００９８】
また、この試験装置１では、第１搬送用ヘッド４２Ａ（第２搬送用ヘッド４２Ｂ）の各ヘッド本体４３ａ，４３ｂに同一の移動量誤差が生じるものとみなし、各ヘッド本体４３ａ，４３ｂに共通の移動量誤差δ1（δ2）を求めているが、厳密には、各ヘッド本体４３ａ，４３ｂの単位移動量当りの誤差は異なると考えられるため、各ヘッド本体４３ａ，４３ｂ毎に移動量誤差を求めるようにしてもよい。具体的には、双方のヘッド本体４３ａ，４３ｂにマーク認識カメラ６２を搭載し、各マーク認識カメラ６２によりマーク５ａ〜５ｃを画像認識して移動量誤差を求めるようにすればよい。このようにすればテストヘッド４に対する部品の位置決め精度をさらに高めることが可能となる。
【００９９】
また、この試験装置１では、テストヘッド４に点状の３つのマーク５ａ〜５ｃを設けているが、マークの数、形状、配列は組付誤差Δや移動量誤差δ1（δ2）を良好に求めることができれば如何なるものであってもよい。また、マークは、テストヘッド４上であって、かつマーク認識カメラ６２による認識が可能な位置であれば、ソケット４ａ，４ｂ、あるいはこれが実装（搭載）される基板上等、いかなる場所であっても構わない。
【０１００】
また、マーク認識カメラ６２や、その他の部品認識カメラ３４，６４Ａ，６４Ｂとして、エリアセンサに代えてリニアセンサを用いるように構成しても構わない。リニアセンサによれば部品を移動させながら画像を取り込むことができるため、部品を一旦停止させて撮像する必要があるエリアセンサに比べてマークや部品を効率よく撮像することが可能になるというメリットがある。
【０１０１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、部品試験装置における部品搬送に関して、部品に試験を施すための通常の部品搬送動作に先立ち、テストヘッドに設けられたマークを部品搬送用のヘッド本体に搭載された撮像手段により撮像し、該マークの位置を画像認識するとともに、その位置と該マークの理論位置とから部品試験装置の本体部分に対するテストヘッドの組付誤差を求め、通常の部品搬送動作時には、この組付誤差に基づいてヘッド本体の目標移動位置を補正するようにしたので、テストヘッドの組付精度に拘わらず、テストヘッドに対して部品を正確に搬送、位置決めすることができる。従って、部品試験装置の本体部分に対するテストヘッドの組付けをある程度ラフに行えるようにしてテストヘッド交換作業を簡単、かつ速やかに行えるようにする一方で、テストヘッドに対する部品の位置決め精度を良好に確保することができるという効果がある。
【０１０２】
特に、テストヘッドに複数のマークを設け、前記撮像手段により当該複数のマークを撮像してマーク間距離を画像認識し、その距離と該マーク間距離の理論位置との誤差に基づいて前記ヘッド本体の移動量誤差を求め、この移動量誤差に基づいてさらにヘッド本体の目標移動位置を補正するようにすれば、当該ヘッド本体の駆動系の経年劣化や熱膨張等に起因する搬送装置の移動量誤差を排除して、テストヘッドに対する部品の位置決め精度をより一層高めることができる。
【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】トレイ収納領域のトレイ収納部の構成を示す断面図である。
【図４】トレイ収納部の構成を示す図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】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６】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矢指図である（（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７】テストロボットの具体的な構成を示す平面図である。
【図８】テストロボットの具体的な構成を示す図７のＣ−Ｃ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８のＤ−Ｄ断面図である。
【図１０】テストヘッドの構成を示す模式的な平面図である。
【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】制御部の機能構成を示すブロック図である。
【図１４】予備動作の制御を示すフローチャートである。
【図１５】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
３ 試験装置本体
４ テストヘッド
４ａ，４ｂ ソケット
５ａ〜５ｃ マーク
２０ Ｐ＆Ｐロボット
４０ テストロボット
４２Ａ 第１搬送用ヘッド
４２Ｂ 第２搬送用ヘッド
４３ａ 第１ヘッド本体
４３ｂ 第２ヘッド本体（搬送装置）
７０ 制御部
８０ 主制御手段（制御手段）
８１ ヘッド位置誤差演算手段（誤差演算手段）
８２ 第１吸着誤差演算手段
８３ 第２吸着誤差演算手段
８４ 画像処理手段
８５ 誤差データ記憶手段
Ｓａ トレイ収納領域
Ｔａ テスト領域
Ｔｒ トレイ
Claims (4)
- 試験用のテストヘッドと、このテストヘッドが組付けられる本体部分と、この本体部分において前記テストヘッドの上方を移動可能に設けられる部品搬送用のヘッド本体を備え、このヘッド本体により所定の供給部から部品を取上げてこの部品を前記テストヘッドに搬送して位置決めする部品試験装置における部品搬送位置の補正方法であって、
部品に試験を施すための通常の部品搬送動作に先立ち、前記テストヘッドに設けられたマークを前記ヘッド本体に搭載された撮像手段により上方から撮像して該マークの位置を画像認識するとともに、その位置と該マークの理論上の位置とから前記本体部分に対するテストヘッドの組付誤差を求め、前記通常の部品搬送動作時に、この組付誤差が是正されるように前記ヘッド本体の目標移動位置を補正することを特徴とする部品試験装置における部品搬送位置の補正方法。 - 請求項１記載の部品試験装置における部品搬送位置の補正方法において、
テストヘッドに複数の前記マークを設けておき、前記撮像手段により前記複数のマークを撮像してマーク間距離を画像認識するとともに、該マーク間距離とその理論上の距離との誤差に基づいて前記ヘッド本体の移動量誤差を求め、前記通常の部品搬送動作時には、この移動量誤差が是正されるように前記ヘッド本体の目標移動位置を補正することを特徴とする部品試験装置における部品搬送位置の補正方法。 - 試験用のテストヘッドと、このテストヘッドとして部品の種類に対応したものが着脱可能に組付けられる本体部分と、この本体部分において前記テストヘッドの上方を移動可能に設けられる部品搬送用のヘッド本体とを備え、このヘッド本体により所定の供給部から部品を取上げてこの部品を前記テストヘッドに搬送して試験を行う部品試験装置において、
前記ヘッド本体に搭載され、前記テストヘッドに設けられたマークを当該テストヘッドの上方から撮像することが可能な撮像手段と、
この撮像手段により前記マークを撮像してその位置を画像認識する所定の予備動作、及び部品に試験を施すための通常の部品搬送動作を行うべく前記ヘッド本体の駆動を制御する制御手段と、
前記予備動作により認識されたマークの位置とその理論上の位置とから前記本体部分に対するテストヘッドの組付誤差を求める誤差演算手段とを備え、
前記制御手段は、前記通常の部品搬送動作時に、前記誤差演算手段により求められた組付誤差が是正されるように前記ヘッド本体の駆動を制御することを特徴とする部品試験装置。 - 請求項３記載の部品試験装置において、
テストヘッドに複数の前記マークが設けられ、前記制御手段は、前記予備動作において所定のマーク間距離を画像認識すべく前記ヘッド本体の駆動を制御し、
前記誤差演算手段は、認識されたマーク間距離とその理論上の距離との誤差に基づいて前記ヘッド本体の移動量誤差を求め、
前記制御手段は、さらに前記通常の部品搬送動作時に、誤差演算手段により求められた移動量誤差が是正されるように前記ヘッド本体の駆動を制御することを特徴とする部品試験装置。
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