JP5761772B1 - 電子部品搬送装置 - Google Patents

Abstract

処理ユニットのステージに対する姿勢調整に負担を強いられることのなく、ステージに合った姿勢で電子部品を載置できる電子部品搬送装置を提供する。電子部品搬送装置１は、ソケット部４１の設置姿勢を示す姿勢情報を予め記憶しておく。そして、搬送経路１１上には、電子部品を撮像する撮像部７１と電子部品の姿勢を補正するＸＹθステージ７２を配置し、撮像部７１で電子部品を撮像し、ＸＹθステージ７２にて、姿勢情報が示すソケット部４１の設置姿勢に合わせるように、撮像結果に基づいて電子部品の姿勢を補正する。

Description

本発明は、搬送経路を形成して電子部品を搬送し、搬送途中で電子部品を処理する電子部品搬送装置に関する。

電子部品搬送装置は、搬送経路に沿って複数の電子部品を同時整列搬送し、搬送経路上で各電子部品を処理する。電子部品の処理は、電気特性検査、レーザーマーキング等であり、搬送経路には、電気テストユニットやレーザーマーキングユニット等の各種処理ユニットが配置される。電子部品搬送装置は、これら処理ユニットに電子部品を搬送し、電子部品を処理ユニットのステージに載置する。処理ユニット側では、ステージに載置された電子部品に対して特定の処理を施す。

電気テストユニットのステージは、例えばソケットである。ソケットには、電子部品の電極と接触する端子が配置されている。誤差の少ない良好な電気特性のテスト結果を得るためには、電子部品の電極とソケットの端子とが適切な面積で接触し、接触不良等を引き起こしていないことが肝心である。レーザーマーキングユニットのステージでは、電子部品の適正位置にレーザーを当てる必要がある。

そのため、処理ユニットにおいては、電子部品とステージとが適正な姿勢を保ちつつ載置されることが重要となる。しかし、電子部品には、搬送経路への供給時点での受け渡しミスが発生して、適正な姿勢で搬送されない場合がある。また、電子部品は、搬送経路で移動と停止を繰り返し、また各種処理ユニットとの受け渡しを繰り返すため、慣性力や衝突等の外力を受けやすく、その外力により姿勢ズレが生じる場合がある。

そこで、従来は、処理ユニットよりも搬送方向上流側で電子部品を撮像し、撮像結果に基づいて電子部品の姿勢を矯正する補正ユニットが配置されていた（例えば、特許文献１参照。）。この補正ユニットは、電子部品を撮像し、画像データから電子部品の姿勢ズレを解析する。そして、補正ユニットは、ＸＹθステージ等の電子部品の姿勢を矯正する装置を有し、姿勢ズレを解消するように２次元方向に移動させ、又は向きを変更する。

特開２０１２−１１６５２９号公報

電子部品搬送装置において、姿勢ズレが発生するのは電子部品に限らない。処理ユニットの配置姿勢も適正姿勢からのズレが生じ得る。処理ユニットに設計誤差、部品の製造誤差、部品の組み立て誤差、装置への組み付け誤差等が発生するためである。

処理ユニットの配置姿勢が適正姿勢と相違する場合、電子部品を如何に適正姿勢に補正しても、電子部品と処理ユニットのステージとを適正な姿勢に保ち得ない。そのため、電子部品搬送装置の組み立て作業では、処理ユニットのステージの適正姿勢を目指し、作業員による処理ユニットの組み付け位置及び向きの調整がなされていた。この調整作業は緻密性が要求されるため、多大な労力負担となり、電子部品搬送装置のコスト要因となっていた。

また、電子部品搬送装置では、小ロット多品種の電子部品を搬送する場合もある。つまり、品種換えに伴って頻繁に処理ユニットの種類を交換する場合もある。この交換に長時間を要すれば、交換作業による電子部品の搬送停止が長引き、それだけ生産効率の低下の要因となる。

この調整作業や交換作業に緻密性を怠れば、最悪の場合は処理ユニットによる処理が不能となってしまう。例えば、電子部品に対してソケット内の測子が適正に接触せず、測定不良を起こしてしまう。

更に、同種の検査工程を搬送経路上に連続して配置する場合がある。例えば、電気テストユニットのソケットを連続して複数並べ、全てのソケットに電子部品を載置してから一度に電気特性の検査を行う。この場合、同種の検査工程を実施するソケット等のステージを個々に搬送経路上に配置する態様や、ソケット等のステージを共通のプレートに予め配置しておき、プレートを搬送経路に配置する態様がある。

この共通プレートを設置する態様では、プレートの姿勢調整は可能であるが、プレート上の個々のステージの姿勢調整は困難である。そのため、プレートに対するステージの組み付け誤差によっては、全てのステージを適正な姿勢に揃えることはできない。そうすると、調整作業の余地なく、幾つかのステージにおいて処理が不能となってしまう虞が生じる。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、処理ユニットのステージに対する姿勢調整に負担を強いられることのなく、ステージに合った姿勢で電子部品を載置できる電子部品搬送装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電子部品搬送装置は、電子部品を搬送経路に沿って搬送し、前記搬送経路上で電子部品を処理する電子部品搬送装置であって、前記搬送経路に沿って連続して複数備えられた処理内容が同種のステージと、電子部品の搬送姿勢を保ちつつ前記搬送経路に沿って連続設置された前記ステージの全てに１対１で電子部品を移動させてから、各ステージに対応の電子部品を載置させる搬送手段と、前記ステージごとの設置姿勢を示す姿勢情報を記憶する記憶手段と、前記ステージよりも搬送経路上流側に配置され、前記搬送経路上の電子部品を撮像する撮像手段と、前記ステージと前記撮像手段との間の前記搬送経路に配置され、前記撮像手段の撮像結果と前記ステージごとの姿勢情報に基づき、前記ステージの姿勢情報に合わせてそのステージに載置予定の電子部品の姿勢をそれぞれ補正する姿勢補正手段と、を備えること、を特徴とする。

前記搬送手段は、電子部品の処理のための搬送前に、前記ステージに姿勢を合わせたダミー体を前記撮像手段に移動させておき、前記撮像手段は、電子部品の処理のための搬送前に、前記ダミー体を撮像しておき、前記記憶手段は、前記撮像手段による撮像で得られた前記ダミー体の姿勢を前記姿勢情報として記憶し、前記姿勢補正手段は、前記ダミー体の姿勢に合わせて前記電子部品の姿勢を変更することで、電子部品を前記ステージの姿勢に合わせるようにしてもよい。

前記搬送手段は、電子部品の搬送前に、前記ダミー体を前記ステージに移動させ、前記ダミー体は、その姿勢が前記ステージの姿勢を参照して変更されるようにしてもよい。

電子部品の搬送前に前記ステージに設置され、前記ステージに載置されるダミー体をガイドして、載置の過程で前記ダミー体の姿勢を前記ステージに合わせて変化させる治具を備えるようにしてもよい。

前記治具は、前記ステージに向けて降下する前記ダミー体が挿入されるテーパ状の擂り鉢体であるようにしてもよい。

電子部品の処理のための搬送前に、前記ダミー体に代替して電子部品を前記ステージの姿勢に合わせて撮像し、撮像で得られた電子部品の姿勢を前記姿勢情報として記憶するようにしてもよい。

前記姿勢情報を前記記憶手段に記憶させる際に、前記ステージの直上に取り付けられ、前記ステージを撮像する第２の撮像手段を更に備え、前記記憶手段は、前記第２の撮像手段による撮像で得られた前記ステージの姿勢を前記姿勢情報として記憶するようにしてもよい。

前記搬送手段は、搬送経路上に設定される各停止位置に停止しながら電子部品を間欠搬送し、前記処理内容が同種のステージが連続配置される範囲には、当該ステージと同数の停止位置が連続し、又は当該ステージが配置されない電子部品の停止位置が含まれるようにしてもよい。

前記撮像手段が出力する画像データから電子部品の姿勢を解析する解析手段を備え、前記姿勢補正手段は、前記姿勢情報が示す前記ステージの設置姿勢と前記電子部品の姿勢との差分だけ、前記電子部品の姿勢を変更するようにしてもよい。

前記撮像手段が出力する画像データから電子部品の姿勢を解析する解析手段を備え、前記姿勢補正手段は、前記姿勢情報が示す前記ステージの設置姿勢と前記電子部品の姿勢との差分だけ、前記電子部品の姿勢を変更し、前記解析手段は、前記撮像手段が出力する画像データから前記ダミー体の姿勢に解析し、前記姿勢情報として前記記憶部に記憶させるようにしてもよい。

本発明によれば、処理ユニットが有するステージの配置姿勢に合わせて電子部品の姿勢を補正するため、処理ユニットの厳密な姿勢調整の必要がなくなり、労力の負担軽減、コストダウン、生産効率の向上をもたらすとともに、電子部品の処理に対する信頼性が向上する。

本実施形態に係る電子部品搬送装置の斜視図である。 本実施形態に係る電子部品搬送装置の平面図である。 本実施形態に係る電子部品搬送装置の側面図である。 本実施形態に係る電気テストユニットの基板組み付け状況を示す模式図である。 本実施形態に係る姿勢補正ユニットの制御部の構成を示すブロック図である。 ダミー体によるソケット部の配置姿勢の写し取り作業を示す模式図である。 ダミー体の配置姿勢の解析を示す模式図である。 各ソケット部の姿勢情報の記憶態様を示す模式図である。 第１電子部品の姿勢の解析を示す模式図である。 最奥のソケット部の配置姿勢と第１電子部品の姿勢の差分の算出態様を示す模式図である。 最奥のソケット部の配置姿勢に合わせた第１電子部品の姿勢補正を示す模式図である。 最奥から１つ手前のソケット部の配置姿勢と第２電子部品の姿勢の差分の算出態様を示す模式図である。 ４機のソケット部による４つの電子部品の同時測定を示す模式図である。 ソケット部の設置態様の変形例を示す模式図である。

（電子部品搬送装置）
以下、本発明に係る電子部品搬送装置の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る電子部品搬送装置の斜視図である。図２は、本実施形態に係る電子部品搬送装置の平面図である。図３は、本実施形態に係る電子部品搬送装置の側面図である。

図１乃至３に示すように、電子部品搬送装置１は、架台１４上に電子部品の搬送経路１１を配設し、搬送経路１１に沿って複数の電子部品を同時に整列搬送し、搬送経路１１上で各電子部品を処理する。架台１４は、直方体の台であり、内部にコンピュータやコントローラ等の制御機器、電源、ケーブル類、コンプレッサや空気管を収容している。

電子部品は、電気製品に使用される部品である。電子部品としては、半導体素子、及び半導体素子以外の抵抗やコンデンサ等を挙げることができる。半導体素子としては、トランジスタ、ダイオード、ＬＥＤ、及びサイリスタ等のディスクリート半導体、ＩＣやＬＳＩ等の集積回路等を挙げることができる。

搬送経路１１は、架台１４上の搬送テーブル１２により形成される。搬送テーブル１２の外周には、吸着ノズル１３が取り付けられる。吸着ノズル１３は、電子部品を保持及び離脱させる保持手段である。吸着ノズル１３の回転軌跡が搬送経路１１である。また、搬送テーブル１２と吸着ノズル１３により搬送手段が構成される。

搬送テーブル１２は、一点を中心にして放射状に拡がる円盤又は星形等の形状を有する。この搬送テーブル１２は、周方向に間欠的に所定角度ずつ回転する。搬送テーブル１２の動力源は、ダイレクトドライブモータ１５である。搬送テーブル１２は、ダイレクトドライブモータ１５を介して架台１４に設置される。

吸着ノズル１３は、搬送テーブル１２の水平盤外周に円周等配位置で、且つ水平盤の中心から同一距離に複数取り付けられる。搬送テーブル１２が星形の場合、アームの先端に取り付けられる。吸着ノズル１３は内部が中空で一端が開口し、開口端を下向きにして水平盤に設置される。吸着ノズル１３の内部は真空ポンプやエジェクタ等の負圧発生装置の空気圧回路と連通している。空気圧回路に負圧を発生させることにより、吸着ノズル１３は開口端で電子部品を吸着し、真空破壊や大気解放によって電子部品を離脱させる。

ダイレクトドライブモータ１５は、１ピッチずつ間欠回転するように制御される。そのピッチは、吸着ノズル１３の配置間隔に等しくなるように調整されている。つまり、吸着ノズル１３は、搬送テーブル１２の間欠回転に伴って共通の移動軌跡を辿り、共通の停止位置で停止する。この停止位置に処理ユニットを設けることで、電子部品に対する検査等の処理が可能となる。

処理ユニットが設けられる各停止位置には、搬送テーブル１２の直上に進退駆動装置８が固定されている。進退駆動装置８は、吸着ノズル１３を処理ユニットのステージに向けて下降させる装置である。例えば、吸着ノズル１３は、上下方向に軸線を有する筒状の軸受けを介して搬送テーブル１２に設置されて昇降可能であり、圧縮バネにより上方へ常に付勢されている。また、進退駆動装置８は、吸着ノズル１３の頭部に向けて延びるロッドと、このロッドに対して軸線方向の推力を与える回転モータ及びカム機構を備える。

進退駆動装置８は、回転モータにより推力を発生させ、その推力をカム機構及びロッドにより吸着ノズル１３の軸線に沿った直線推力に変換し、ロッドで圧縮バネの付勢力に抗するように吸着ノズル１３を押し込む。吸着ノズル１３が保持した電子部品は、吸着ノズル１３の下降によって処理ユニットのステージに載置され、その処理ユニットに応じた処理を受ける。ロッドが吸着ノズル１３を解放すると、吸着ノズル１３は、電子部品を保持しつつ、圧縮バネの付勢力により元の位置に向けて上昇する。

処理ユニットとしては、電子部品搬送装置１の搬送経路１１の始端に、電子部品を搬送経路１１に供給する供給ユニット２を備えている。搬送経路１１の終端には、電子部品を収容する収容ユニット３を備えている。供給ユニット２と収容ユニット３との間の搬送経路１１には、姿勢補正ユニット７、電気テストユニット４、外観検査ユニット５、分類ユニット６、その他各種の処理ユニットを並設している。電子部品搬送装置１は、供給ユニット２から供給された電子部品を、搬送テーブル１２で各処理ユニットに順次搬送し、各処理ユニット直上では、進退駆動装置８で吸着ノズル１３を昇降させて電子部品を処理ユニットとの間で受け渡す。

外観検査ユニット５は、撮影及び画像処理により、電子部品の外観を検査し、電子部品に傷や汚れや破損がないかチェックする。分類ユニット６は、電気特性及び外観の検査結果に応じて、収容ユニット３への収容に値しない電子部品を収容する。

電気テストユニット４は、電子部品に電圧印加又は電流注入を行い、電気特性を検査する。電気特性は、電子部品への電流注入又は電圧印加に対する電子部品の電圧、電流、抵抗、又は周波数、ロジック信号に対する出力信号等である。この電気テストユニット４は、複数のステージを連続配置する。ステージは、例えばソケット部４１であり、電気テストユニット４は、ソケット部４１を連続して配置している。この電気テストユニット４は、複数の電子部品を同時に検査する。

各ソケット部４１は、内部に端子を配設し、電気テストユニット４の上面に縦置きされた別体の各基板４２に搭載され、開口を上方に向けている。各基板４２は、ドライバ回路を含み、ユニット本体４ａから電力や制御信号を受けて、電流、電圧、又はロジック信号を生成してソケット部４１の端子に入力し、試験結果をユニット本体４ａへ返す。ユニット本体４ａは、試験結果を解析して電子部品の良否判定を行い、架台１４内部の制御機器に通知する。

この電子部品搬送装置１では、全てのソケット部４１上に電気特性未検査の電子部品が位置するまで搬送テーブル１２による間欠回転を続ける。そして、全てのソケット部４１上に電気特性未検査の電子部品が揃った後、各進退駆動装置８により各吸着ノズル１３を降下させて各電子部品を各ソケット部４１に渡し、各ソケット部４１で各電子部品の電気特性の検査を一斉に行う。すなわち、この電子部品搬送装置１では、ソケット部４１の数に相当する間欠回転数につき１回の電気特性検査が実施される。

各ソケット部４１は、吸着ノズル１３の各停止位置に１対１で対応し、その直下に配置される。各ソケット部４１の配置間隔は、吸着ノズル１３の配置間隔と等しくする。また、ソケット部４１の配列は、搬送経路１１に沿って湾曲させる。更に、各ソケット部４１は、搬送テーブル１２の中心に向ける。

換言すると、各基板４２は、搬送経路１１に対して直交するように扇形状に配列し、その配置間隔は、吸着ノズル１３の配置間隔と等しくし、配置位置は吸着ノズル１３の各停止位置の直下となるように、作業員により組み付けられる。但し、図４に示すように、基板４２の設計誤差、部品の製造誤差、組み立て誤差、架台１４への作業員による組み付け誤差により、ソケット部４１の配置姿勢には適正姿勢に対する固有のズレが生じ得る。姿勢とは、向き、位置、又はこれら両方を含む概念である。

そこで、姿勢補正ユニット７は、電気テストユニット４よりも搬送方向前段側に設けられ、各ソケット部４１と其のソケット部４１に載置予定の電子部品との姿勢ズレを補正する。各ソケット部４１は、基板４２が別体である場合、それぞれ配置姿勢のズレ度合いが異なり得る。

この姿勢補正ユニット７は、各ソケット部４１の配置姿勢を予め検出しておき、この配置姿勢に倣うように、載置予定の電子部品の姿勢を変更しておく。電子部品には、搬送に伴う姿勢ズレも生じ得る。そのため、姿勢補正ユニット７は、電子部品自体の姿勢も検出し、ソケット部４１の配置姿勢と電子部品の姿勢の差分を算出し、その差分を解消するように電子部品の姿勢を変更しておく。

この姿勢補正ユニット７は、ダミー体及び電子部品の姿勢を捉える撮像部７１と、電子部品の姿勢を変更するＸＹθステージ７２と、撮像部７１とＸＹθステージ７２を制御する制御部７３とを備えている。ダミー体は、電子部品の模擬体であり、各ソケット部４１の配置姿勢を予め写し取った姿勢をとる。

撮像部７１は、電気テストユニット４よりも搬送方向上流の停止位置に配置される。搬送方向上流とは供給ユニット２側である。この撮像部７１は、ダミー体及び電子部品を撮像し、撮像により得られた画像データを制御部７３に入力する。この撮像部７１は、例えばＣＭＯＳ又はＣＣＤ等の撮像素子とレンズで構成されるカメラであり、吸着ノズル１３の停止位置の真下に位置し、光軸を真上に向ける。

ＸＹθステージ７２は、吸着ノズル１３の停止位置において撮像部７１の搬送方向直後に配置される。ＸＹθステージ７２は、ステージと３軸のモータとを備える。ステージは、例えばコレットであり、吸着ノズル１３の軸と直交する平面を有し、吸着ノズル１３が離脱させた電子部品が載置される。３軸のモータは、制御部７３から入力された補正データに従ってステージをＸ方向移動、Ｙ方向移動、及びθ回転させる。

すなわち、ＸＹθステージ７２において、３軸のモータは２軸のボールネジと１軸のロータを介してステージと接続している。Ｘ方向は、ＸＹθステージ７２が設置される停止箇所を接点とする搬送経路１１の接線方向をいい、Ｙ方向は、ＸＹθステージ７２が設置される停止箇所を通る搬送経路１１の法線方向をいい、θ回転は、ＸＹ平面の法線軸周りの回転をいう。

制御部７３は、所謂コンピュータであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び撮像部７１とＸＹθステージ７２のコントローラを備える。制御部７３は、架台１４の内部に収容されたコンピュータを適用すればよい。すなわち、この制御部７３は、電子部品搬送装置１の全体を制御し、また電子部品の姿勢補正を制御する。全体制御には、ソケット部４１の数に相当する間欠回転数につき１回の電気特性検査のための吸着ノズル１３の移動処理も含まれる。尚、姿勢補正ユニット７に専用コンピュータを備え、そのコンピュータを姿勢補正の制御部７３としてもよい。

図５に示すように、制御部７３は、画像解析部７３１と記憶部７３２とデータ選択部７３３と補正量算出部７３４とステージ制御部７３５を備える。画像解析部７３１は、撮像部７１から入力された画像データからダミー体と電子部品の姿勢を検出する。記憶部７３２は、ダミー体から得られた各ソケット部４１の配置姿勢を姿勢情報として記憶する。データ選択部７３３は、姿勢の補正対象となっている電子部品が載置予定のソケット部４１に関する姿勢情報を記憶部７３２から選択する。補正量算出部７３４は、ソケット部４１の配置姿勢と電子部品の姿勢とが合致する補正量を算出する。ステージ制御部７３５は、電子部品が載置されたステージを補正量に従って移動及び回転させる。

このような電子部品搬送装置１の動作を説明する。電子部品搬送装置１の動作は、設定モードと部品搬送モードとに大別される。設定モードでは、各ソケット部４１の姿勢情報を記憶する。設定モードにおいて、ソケット部４１の設置数に対応して連続した吸着ノズル１３に、それぞれダミー体を吸着させる。４機のソケット部４１が並設されるならば、４機の吸着ノズル１３に４枚のダミー体を吸着させる。

搬送テーブル１２は、ダミー体を保持した吸着ノズル１３を各ソケット部４１に対して１対１で対向させる。このとき、搬送テーブル１２は、間欠回転ではなく、ソケット部４１まで吸着ノズル１３を一度に移動させるようにしてもよい。

次に、各ソケット部４１の直上に位置する進退駆動装置８は、ダミー体を保持する吸着ノズル１３を下降させる。ダミー体がソケット部４１の間近に移動すると、作業員は、１対１で向かい合っているソケット部４１に各ダミー体の姿勢を合わせる。作業員による作業は手作業でも治具を利用してもよい。作業員による作業の間、吸着ノズル１３は、吸引を維持してダミー体を保持し続ける。この作業により、各ソケット部４１の姿勢は、吸着ノズル１３に保持されたまま、対応のダミー体に写し取られる。

姿勢合わせが手作業の場合、作業員は、図６に示すように、ソケット部４１とダミー体Ｄの向き及び位置を見比べながら、吸着ノズル１３に吸引されたダミー体Ｄがソケット部４１に合うようにずらしていく。治具は、例えば、底に向かって窄むテーパ面を有する擂り鉢体である。テーパ面で囲まれる空間は台形状を有し、底側の形状及び面積はソケット部４１と合致する。姿勢合わせでは、治具をソケット部４１に被せてから、ダミー体を保持した吸着ノズル１３を進退駆動装置８により下降させる。下降過程では、ダミー体が治具のテーパ面にガイドされ、降下に連れてソケット部４１の姿勢に矯正されていく。

ダミー体の姿勢をソケット部４１に合致させた後、進退駆動装置８は、吸着ノズル１３を上昇させる。吸着ノズル１３の上昇後、搬送テーブル１３は、ダミー体を撮像部７１の直上に位置させる。進退駆動装置８及び搬送テーブル１３の駆動タイミングは、電子部品搬送装置１が備えるタッチパネル９等の入力インターフェースへの入力を契機とすればよい。

撮像部７１は、各ダミー体を順次撮像していき、各ダミー体の各画像データを制御部７３に入力する。画像解析部７３１は、各画像データから各ダミー体の姿勢を検出する。換言すると、ダミー体により写し取られたソケット部４１の配置姿勢を検出する。

この画像解析部７３１は、所定の基準として画像データが示す画像上の一点を原点として原点情報を予め記憶する。画像解析部７３１は、図７に示すように、画像データＰｄからダミー体Ｄの重心Ｇを検出し、原点Ｏから重心Ｇまでの位置ベクトルＶｌｄを算出する。また、画像解析部７３１は、ダミー体Ｄの特定の一辺を検出し、その一辺が延びる方向ベクトルＶｄｄを検出する。位置ベクトルＶｌｄは、ソケット部４１の配置姿勢のうちの位置を表す。方向ベクトルＶｄｄは、ソケット部４１の配置姿勢のうちの向きを表す。

記憶部７３２は、図８に示すように、各ダミー体により写し取られたソケット部４１の姿勢情報をポジション識別情報と関連づけて記憶しておく。すなわち、１機のソケット部４１について算出された位置ベクトルと方向ベクトルの対にポジション識別情報を関連づけて記憶する。ポジション識別情報は、ソケット部４１を識別する情報である。例えば、ポジション識別情報は、１番からソケット部４１の数だけ連続する自然数であり、搬送方向最下流のソケット部４１を最も若い番号とし、そのソケット部４１の直前を２番、更に其の直前を３番とすればよい。

以上により、設定モードでは、各ソケット部４１の配置姿勢をダミー体で写し取り、ダミー体から各ソケット部４１の配置姿勢を読み取って姿勢情報として記憶する。続いて、電子部品搬送装置１は、部品搬送モードに移る。

部品搬送モードでは、搬送テーブル１２が間欠回転し、吸着ノズル１３を供給ユニット２に順次停止させる。吸着ノズル１３は、供給ユニット２から電子部品を受け取り、搬送テーブル１２の間欠回転に伴って搬送経路１１を移動する。電子部品を保持する吸着ノズル１３は、やがて撮像部７１の直上に停止する。撮像部７１は、直上で停止した電子部品を順次撮像し、制御部７３に画像データを入力する。

搬送テーブル１２は、撮像部７１で撮像された電子部品をＸＹθステージ７２の直上に順次移動させる。ＸＹθステージ７２の直上に位置する進退駆動装置８は、直下の吸着ノズル１３をＸＹθステージ７２に向けて下降させる。その吸着ノズル１３は、真空破壊又は大気破壊により電子部品をＸＹθステージ７２に載置する。電子部品が載置されたＸＹθステージ７２は、制御部７３の制御下でＸ方向移動、Ｙ方向移動、及びθ軸回転させられ、載置予定のソケット部４１に電子部品の姿勢を合致させていく。

図９に示すように、４機のソケット部４１ａ〜４１ｄが連続配置されているものとする。最奥のソケット部４１ａに載置予定の第１電子部品Ｗ１が撮像部７１で撮像されてからＸＹθステージ７２に載置されるまでの間、制御部７３は第１電子部品Ｗ１の補正量を決定しておく。すなわち、第１電子部品Ｗ１を撮像した画像データＰｄが撮像部７１から入力されると、画像解析部７３１は、その画像データＰｄから第１電子部品Ｗ１の姿勢を検出する。具体的には、図９に示すように、第１電子部品Ｗ１の重心Ｇを検出し、原点Ｏから重心Ｇまでの位置ベクトルＶｌｗを算出する。また、画像解析部７３１は、第１電子部品Ｗ１の特定の一辺が延びる方向ベクトルＶｄｗを検出する。

第１電子部品Ｗ１の姿勢が得られると、図１０に示すように、データ選択部７３３は、最奥のソケット部４１を示す１番のポジション識別情報に関連づけられた姿勢情報を記憶部７３２から選択する。補正量算出部７３４は、第１電子部品Ｗ１の姿勢と１番のポジション識別情報に関連づけられた姿勢情報とから、第１電子部品Ｗ１の補正量を算出する。

すなわち、図１０に示すように、１番の姿勢情報の位置ベクトルＶｌｄから第１電子部品Ｗ１の位置ベクトルＶｌｗを差し引く。この減算結果であるベクトルＶｒのＸ方向のスカラー量をＸ方向の補正量Ｘ１とし、Ｙ方向のスカラー量をＹ方向の補正量Ｙ１とする。また、１番の姿勢情報の方向ベクトルＶｄｄと第１電子部品Ｗ１の方向ベクトルＶｄｗの内積を求め、両方向ベクトルのスカラーを乗算した結果で除算して、その除算結果の逆余弦を算出する。この逆余弦の算出結果をθ軸回転の補正量θ１とする。

図１１に示すように、第１電子部品Ｗ１がＸＹθステージ７２に載置されると、ステージ制御部７３５は、ＸＹθステージ７２に制御信号を出力する。制御信号は、ピクセルベースの補正量Ｘ１、Ｙ１、θ１をモータの駆動量を規定するパルスに変換して得られたパルス信号であり、各軸モータに出力する。この制御信号に応じてＸＹθステージ７２は、Ｘ方向の補正量Ｘ１に正比例してＸ方向に移動し、Ｙ方向の補正量Ｙ１に正比例してＹ方向に移動して、θ軸回転の補正量θ１だけθ軸回転する。

同じように、図１２に示すように、最奥から１機手前のソケット部４１ｂに載置予定の第２電子部品Ｗ２の撮像部７１による撮像からＸＹθステージ７２への載置までの間、制御部７３は第２電子部品の補正量Ｘ２、Ｙ２、θ２を決定する。但し、データ選択部７３３は２番のポジション識別情報に関連づけられた姿勢情報を選択する。

同じように、最奥から２機手前及び最手前のソケット部４１に載置予定の第３及び第４電子部品の撮像部７１による撮像からＸＹθステージ７２への載置までの間、制御部７３は第３及び第４電子部品の補正量を決定する。但し、第３電子部品に対しては３番のポジション識別情報に関連づけられた姿勢情報を利用し、第４電子部品に対しては４番のポジション識別情報に関連づけられた姿勢情報を利用する。５番目以降に並ぶ電子部品は、再び第１電子部品、第２電子部品・・・とし、対応して１番目のポジション識別情報、２番目のポジション識別情報・・・と順繰りに用いる。

そして、図１３の（ａ）に示すように、搬送テーブル１２は、載置予定のソケット部４１の配置姿勢に合致した４つの電子部品Ｗ１〜Ｗ４を、各載置予定のソケット部４１ａ〜４１ｄの直上まで搬送する。進退駆動装置８は、全ての電子部品Ｗ１〜Ｗ４がソケット部４１ａ〜４１ｄの直上に揃うと、図１３の（ｂ）に示すように、吸着ノズル１３を下降させ、各ソケット部４１ａ〜４１ｄに各電子部品Ｗ１〜Ｗ４を載置する。この載置段階では、各ソケット部４１ａ〜４１ｄの配置姿勢が適正姿勢と各々の度合いで相違していても、各電子部品Ｗ１〜Ｗ４の姿勢が其のズレに合致して矯正されたため、精度のよい載置が実現する。

４つの電子部品Ｗ１〜Ｗ４の一斉の電気特性検査が開始されると、各電子部品Ｗ１〜Ｗ４の電極が精度よく端子と接触しているため、その電気特性検査の精度は高い。電気特性検査が終了すると、各電子部品Ｗ１〜Ｗ４は、外観検査ユニット５及び分類ユニット６を順次辿り、収容ユニット３への収容に値しないと分類ユニット６に収容される。残りの電子部品は、更に収容ユニット３に到達し、収容ユニット３に収容される。

以上のように、この電子部品搬送装置１は、ソケット部４１の設置姿勢を示す姿勢情報を予め記憶しておく。そして、搬送経路１１上の電子部品を撮像し、姿勢情報が示すソケット部４１の設置姿勢に合わせるように、撮像結果に基づいて電子部品の姿勢を補正するようにした。

これにより、ソケット部４１の設置姿勢が組み付け誤差等により適正姿勢と異なっていても、そのソケット部４１のズレを矯正する調整作業を要することなく、ソケット部４１に対して電子部品を精度よく載置することができる。従って、電気特性検査において、ソケット部４１の端子と電子部品の電極とを極めて容易に接触させることができ、接触不良等の発生を抑制し、信頼性のある電気特性検査を実現できる。

また、ソケット部４１の縁と電子部品とが衝突するリスクも低減できる。そのため、電子部品がソケット部４１の縁によって傷つけられたり、電子部品がソケット部４１の縁との衝突によって搬送経路１１から離脱してしまったりする虞を抑制することができ、電子部品の歩留まりが向上する。

ソケット部４１は、電子部品に対する処理のために載置されるステージの一例である。この電子部品搬送装置１では、あらゆるステージの設置姿勢を示す姿勢情報を予め記憶し、その姿勢情報に基づいて電子部品をステージの設置姿勢に合わせて補正することができる。

ステージの他の例としては、外観検査ユニット５のステージや、電子部品に対してレーザーマーキングを行うレーザーマーキングユニットのステージ等を挙げることができる。外観検査ユニット５が設置される停止位置よりも搬送方向上流側に撮像部７１とＸＹθステージ７２を設置しておき、またレーザーマーキングユニットが設置される停止位置よりも搬送方向上流側に撮像部７１とＸＹθステージ７２を設置しておき、ダミー体を用いて設定モードを実施すればよい。

姿勢情報の記憶方法としては、電子部品の搬送前の設定モードにおいて、搬送テーブル１２及び吸着ノズル１３よりなる搬送手段で、ソケット部４１に姿勢を合わせたダミー体を撮像部７１に移動させ、撮像部７１でダミー体を撮像しておき、撮像部７１による撮像で得られたダミー体の姿勢を姿勢情報として記憶するようにした。すなわち、姿勢補正ユニット７は、ダミー体の姿勢に合わせて電子部品の姿勢を変更することで、電子部品をソケット部４１の配置姿勢に合わせるようにした。

このように、ソケット部４１の配置姿勢をダミー体で写し取って、そのダミー体を撮影するだけであるので、ソケット部４１の配置姿勢をゲージ等の測定器を用いて測定する必要なく、信頼性の高い電気特性検査を極めて簡単に実現することができる。また、電気特性検査以外の検査においても同様に信頼性を簡単に向上させることができる。

但し、記憶部７３２への姿勢情報の記憶手法としては、これに限らず、ゲージ等の測定器を用いてソケット部４１の配置姿勢を測定し、その測定結果をタッチパネル９等の入力インターフェースを用いて入力するようにしてもよい。また、設定モードでは、電子部品を模擬したダミー体を使用する代わりに、部品搬送モードで搬送する電子部品を使用してもよい。この設定モードで使用した電子部品は、引き続き部品搬送モードで搬送することもできる。

また、この電子部品搬送装置１では、ソケット部４１を搬送経路１１に沿って連続して複数備えるようにし、連続設置されたソケット部４１の全てに１対１で電子部品を搬送してから、各ソケット部４１に対応の電子部品を載置して電気特性検査をするようにした。すなわち、この電子部品搬送装置１では、ソケット部４１の数に相当する間欠回転数につき１回の電気特性検査が実施されるようにした。そして、記憶部７３２は、ソケット部４１ごとの姿勢情報を記憶し、姿勢補正ユニット７は、電子部品が載置される予定のソケット部４１の姿勢情報に基づき、そのソケット部４１に載置される電子部品の姿勢を合わせるようにした。

これにより、同じ処理を行うステージを連続配置して、一度に処理を実行する場合であっても、各ステージの配置姿勢を適正姿勢に調整する手間を省くことが可能となり、電子部品搬送装置１の調整作業を飛躍的に短縮することができる。

同じ処理を行うステージは、空きの停止位置がないように停止位置の間隔に合わせて配置するようにしてもよいし、他の処理を行うステージが介在しなければ、空きの停止位置が存在してもよい。すなわち、同じ処理を行うステージが並ぶ範囲には、ステージと同数の停止位置にステージを連続的に配置したり、ステージが配置されない電子部品の停止位置が含まれるようにすることもできる。例えば、３機の同種のステージを連続する３箇所の停止位置に配置してもよいし、３種のステージを連続する４箇所の停止位置の何れかに配置してもよい。

尚、同じ処理を行うステージが単独で存在するのであれば、姿勢情報は一つであるので、ポジション識別情報に関連付ける必要はなく、データ選択部７３３は排除できる。

また、本実施形態では、撮像部７１の撮像が出力する画像データからダミー体や電子部品の姿勢を解析し、姿勢情報が示すソケット部４１の設置姿勢と電子部品の姿勢との差分を補正量として算出するようにした。但し、これに限ることなく、ソケット部４１の設置姿勢に電子部品の姿勢を合わせるための演算処理は各種公知の手法を用いることができる。

例えば、電子部品の姿勢を示す位置ベクトルや方向ベクトルを画像から検出する際、その画像の座標系を姿勢情報に合わせて予め変換するようにしてもよい。すなわち、画像上の原点をダミー体の位置ベクトル分だけずらし、直交座標系を方向ベクトルの分だけ回転させておく。この場合、電子部品の姿勢を算出すると、その算出結果が直ちに補正量となり、演算処理を簡略化できる。

（変形例１）
進退駆動装置８において、吸着ノズル１３の頭部に向けて延びるロッドはボイスコイルモータのコイルボビンが延長されたものとすることができる。ロッドは、ボイスコイルモータの推力未発生状態では、吸着ノズル１３から受ける反力に押し負けてボイスコイルモータ内部に退入する。一方、ボイスコイルモータが反力と拮抗する対抗推力以上を発生させると、ロッドは吸着ノズル１３を押し込む。ボイスコイルモータは、電子部品をソケット部４１に押し付ける押圧力と、吸着ノズル１３からの反力と拮抗する反対推力とを加えた合計推力を発生させる。

これにより、ダミー体がソケット部４１に挿入された後、吸着ノズル１３が更に下降しようとすれば、ロッドがボイスコイルモータに沈み込む。制御部７３は、このロッドの沈み込みを検出し、進退駆動装置８の回転モータが駆動を開始してから検出タイミングまでの合計回転角度を計測する。計測値は、吸着ノズル１３とソケット部４１との相対移動の制御で再現される。

このように、吸着ノズル１３に保持されたダミー体のソケット部４１への接触を検出するセンサを設けておけば、ソケット部４１ごとの吸着ノズル１３の接近量が個別に事前測定可能となる。基板４２の組み付け精度等によっては、ソケット部４１ごとの高さもズレが生じることがある。しかし、ダミー体による事前測定結果をフィードバックして部品搬送モードで使用すれば、電気特性テストによる適正な電極と端子との接触圧を保つことができ、また電子部品に過剰な荷重をかけることもない。

（変形例２）
電気テストユニット４の各ソケット部４１の配置方法としては、そのソケット部４１を有する基板４２を個別に組み付けるのではなく、図１４に示すように、各基板４２を固定した共通のプレートを架台１４に対して直接又は支持フレーム等を介して間接的に取り付けるようにしてもよい。プレート上には基板４２が扇形状に配列され、その曲率半径は搬送経路１１と等しく、各基板４２は配列ラインを通る円の中心に向き、各基板４２の配置間隔は、吸着ノズル１３の配置間隔と等しく、各基板４２の配置位置は吸着ノズル１３の各停止位置の直下となる。

このプレートによれば、各基板４２の配置姿勢が無規則にずれてしまう虞は低減する。但し、基板４２の設計誤差、部品の製造誤差、プレートに対する基板の組み付け誤差、架台１４への作業員によるプレートの組み付け誤差等は依然として生じ得るため、ダミー体によって各ソケット部４１の配置姿勢を写し取って、そのダミー体に基づき各ソケット部４１の配置姿勢を記憶し、各ソケット部４１の配置姿勢に合わせるように電子部品の姿勢を補正する手法は有効である。

（変形例３）
記憶部７３２への姿勢情報の記憶手法として、ゲージ等の測定器を用いてソケット部４１の配置姿勢を測定し、その測定結果をタッチパネル９等の入力インターフェースを用いて入力する方法に言及したが、測定器にはもちろんカメラが含まれ、画像計測による配置姿勢の測定も含まれる。

この画像計測を利用する場合、姿勢情報を記憶部７３２に記憶させる設定モード時に、カメラをソケット部４１の直上にくるように架台１４に一時的に設置する。カメラは、取り外し可能な撮像手段であり、冶具として使われる。架台１４とカメラとは、取り付け関係が精度保障され、再現性があるものとする。このカメラは、直下のソケット部４１を撮像し、画像データを画像解析部７３１に入力する。画像解析部７３１は、画像データからソケット部４１の基準位置からのズレ及び基準向きからのズレを計測する。記憶部７３２は、この計測結果をソケット部４１の姿勢情報として記憶する。ソケット部４１の姿勢情報が記憶部７３２に記憶された後は、カメラを架台１４から取り外し、部品搬送モードを開始すればよい。もちろん、カメラは架台１４から取り外さずに部品搬送モードを開始してもよい。

（その他）
また、保持手段として吸着ノズル１３を例に採り説明したが、静電吸着方式、ベルヌーイチャック方式、又は電子部品を機械的に挟持するチャック機構を配してもよい。また、搬送テーブル１２の直下には、電気テストユニット４の他にも各種の工程処理ユニットを配置することができる。他の工程処理ユニットとしては、マーキングユニット、不良品排出装置等を挙げることができる。

以上のように本発明の実施形態を説明したが、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。そして、この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 電子部品搬送装置
１１ 搬送経路
１２ 搬送テーブル
１３ 吸着ノズル
１４ 架台
１５ ダイレクトドライブモータ
２ 供給ユニット
３ 収容ユニット
４ 電気テストユニット
４ａ ユニット本体
４１ ソケット部
４２ 基板
４３ プレート
５ 外観検査ユニット
６ 分類ユニット
７ 姿勢補正ユニット
７１ 撮像部
７２ ＸＹθステージ
７３ 制御部
７３１ 画像解析部
７３２ 記憶部
７３３ データ選択部
７３４ 補正量算出部
７３５ ステージ制御部
８ 進退駆動装置
９ タッチパネル

Claims (10)

1. 電子部品を搬送経路に沿って搬送し、前記搬送経路上で電子部品を処理する電子部品搬送装置であって、
   前記搬送経路に沿って連続して複数備えられた処理内容が同種のステージと、
   電子部品の搬送姿勢を保ちつつ前記搬送経路に沿って連続設置された前記ステージの全てに１対１で電子部品を移動させてから、各ステージに対応の電子部品を載置させる搬送手段と、
   前記ステージごとの設置姿勢を示す姿勢情報を記憶する記憶手段と、
   前記ステージよりも搬送経路上流側に配置され、前記搬送経路上の電子部品を撮像する撮像手段と、
   前記ステージと前記撮像手段との間の前記搬送経路に配置され、前記撮像手段の撮像結果と前記ステージごとの姿勢情報に基づき、前記ステージの姿勢情報に合わせてそのステージに載置予定の電子部品の姿勢をそれぞれ補正する姿勢補正手段と、
   を備えること、
   を特徴とする電子部品搬送装置。
2. 前記搬送手段は、電子部品の処理のための搬送前に、前記ステージに姿勢を合わせたダミー体を前記撮像手段に移動させておき、
   前記撮像手段は、電子部品の処理のための搬送前に、前記ダミー体を撮像しておき、
   前記記憶手段は、前記撮像手段による撮像で得られた前記ダミー体の姿勢を前記姿勢情報として記憶し、
   前記姿勢補正手段は、前記ダミー体の姿勢に合わせて前記電子部品の姿勢を変更することで、電子部品を前記ステージの姿勢に合わせること、
   を特徴とする請求項１記載の電子部品搬送装置。
3. 前記搬送手段は、電子部品の搬送前に、前記ダミー体を前記ステージに移動させ、
   前記ダミー体は、その姿勢が前記ステージの姿勢を参照して変更されること、
   を特徴とする請求項２記載の電子部品搬送装置。
4. 電子部品の搬送前に前記ステージに設置され、前記ステージに載置されるダミー体をガイドして、載置の過程で前記ダミー体の姿勢を前記ステージに合わせて変化させる治具を備えること、
   を特徴とする請求項２記載の電子部品搬送装置。
5. 前記治具は、前記ステージに向けて降下する前記ダミー体が挿入されるテーパ状の擂り鉢体であること、
   を特徴とする請求項４記載の電子部品搬送装置。
6. 電子部品の処理のための搬送前に、前記ダミー体に代替して電子部品を前記ステージの姿勢に合わせて撮像し、撮像で得られた電子部品の姿勢を前記姿勢情報として記憶すること、
   を特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の電子部品搬送装置。
7. 前記姿勢情報を前記記憶手段に記憶させる際に、前記ステージの直上に取り付けられ、前記ステージを撮像する第２の撮像手段を更に備え、
   前記記憶手段は、前記第２の撮像手段による撮像で得られた前記ステージの姿勢を前記姿勢情報として記憶すること、
   を特徴とする請求項１記載の電子部品搬送装置。
8. 前記搬送手段は、搬送経路上に設定される各停止位置に停止しながら電子部品を間欠搬送し、
   前記処理内容が同種のステージが連続配置される範囲には、当該ステージと同数の停止位置が連続し、又は当該ステージが配置されない電子部品の停止位置が含まれること、
   を特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の電子部品搬送装置。
9. 前記撮像手段が出力する画像データから電子部品の姿勢を解析する解析手段を備え、
   前記姿勢補正手段は、前記姿勢情報が示す前記ステージの設置姿勢と前記電子部品の姿勢との差分だけ、前記電子部品の姿勢を変更すること、
   を特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の電子部品搬送装置。
10. 前記撮像手段が出力する画像データから電子部品の姿勢を解析する解析手段を備え、
    前記姿勢補正手段は、前記姿勢情報が示す前記ステージの設置姿勢と前記電子部品の姿勢との差分だけ、前記電子部品の姿勢を変更し、
    前記解析手段は、前記撮像手段が出力する画像データから前記ダミー体の姿勢に解析し、前記姿勢情報として前記記憶部に記憶させること、
    を特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載の電子部品搬送装置。
    

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