JP6529170B2 - ワークの外観検査装置およびワークの外観検査方法 - Google Patents

ワークの外観検査装置およびワークの外観検査方法 Download PDF

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Description

本発明は6面体のワークを搬送しながら、このワークの6面体を撮像するワークの外観検査装置およびワークの外観検査方法に関する。
従来より6面体形状の抵抗やコンデンサ等のチップ形電子部品(以下「ワーク」)の外観検査装置として、ガラス等の透明体からなる搬送テーブル上にワークを載置し、搬送テーブルを回転させてワークを搬送しながらカメラ等の撮像手段により各面を撮像して外観検査を行う装置が知られている。
この場合、外観検査装置のワーク搬送テーブルは、静電気によりワークを静電吸着して搬送するようになっている。
すなわち、まず振動によりワークを整列搬送するリニアフィーダ上でワークを帯電させ、そのワークを搬送テーブル上に載置して所定の作業位置まで搬送するとともに、搬送テーブルのワーク載置面をワークと逆極性に帯電させて、そこにワークを静電吸着させている(特許文献1参照)。
特許第5598912号公報
しかしながら従来のワークの外観検査装置には次のような問題がある。
すなわち、ワークを移載点において移載する際、搬送テーブル上でワークが跳躍してワークの姿勢が変化してしまい、このためワークを撮像手段により精度良く撮像することができないことがある。
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、ワークをリニアフィーダから搬送テーブルに移載する際に精度良く位置決めを行うことができる。
本発明は、6面体形状のワークを搬送するリニアフィーダと、リニアフィーダからワークが移載点において移載され、このワークを載置した状態でワーク搬送円弧上で搬送する透明体からなる回転自在の円形搬送テーブルと、リニアフィーダと搬送テーブルとの間に配設され、リニアフィーダからのワークを搬送テーブル上に移載して整列させる移載整列手段と、搬送テーブル下方に配置された導体からなり、この導体に直流電圧を印加して電場を発生させて、搬送テーブルに載置されたワークを保持する保持手段と、搬送テーブル上のワークの6面を撮像する撮像手段とを備え、移載整列手段はリニアフィーダの下流側に設けられ、ワークを整列する平面からみて直線状のガイド面を有する整列ガイドを有し、整列ガイドのガイド面は、平面上、移載点と、移載点の下流側にあってワーク搬送円弧と合流する合流点とを含みかつガイド面は移載点と合流点とを結ぶ直線と、合流点より下流側の直線とを含み、移載点と合流点とを結ぶ直線は、移載点と搬送テーブルの回転軸とを結ぶ直線に対して鋭角をなし、かつ合流点より下流側の直線は、合流点と搬送テーブルの回転軸とを結ぶ直線と直交し、移載点に移載されたワークは、保持手段により保持されながら、ガイド面の移載点と合流点を結ぶ直線に押し付けられてガイド面に沿って搬送され、保持手段の導体は、移載点と合流点とを結ぶ直線および合流点より下流側のワーク搬送円弧に沿って配置されることを特徴とするワークの外観検査装置である。
本発明は、移載整列手段は、リニアフィーダと搬送テーブルとの間に設けられた無振動部をさらに有することを特徴とするワークの外観検査装置である。
本発明は、搬送テーブル下方に、移載点と合流点とを結ぶ直線に沿って、磁力線発生部をさらに跳躍防止手段として配置することを特徴とするワークの外観検査装置である。
本発明は、円形搬送テーブルは透明なガラス体からなることを特徴とするワークの外観検査装置である。
本発明は、搬送テーブルによるワークの搬送速度は、リニアフィーダによるワークの搬送速度より大きいことを特徴とするワークの外観検査装置である。
本発明は、整列ガイドのガイド面は、平面上、移載点と搬送テーブルの回転軸とを結ぶ直線に対して、75度〜88度の鋭角を形成することを特徴とするワークの外観検査装置である。
本発明は、上記記載のワークの外観検査装置を用いたワークの外観検査方法において、6面体形状のワークをリニアフィーダにより搬送する工程と、リニアフィーダからのワークを整列ガイドを介して円形搬送テーブル上の移載点に移載するとともに、整列ガイドのガイド面によりワークを整列させる工程と、保持手段によって搬送テーブルに載置されたワークを保持した状態で、ワークを搬送テーブルのワーク搬送円弧上で搬送する工程と、搬送テーブル上のワークの6面を撮像手段により撮像する工程と、を備えたことを特徴とするワークの外観検査方法である。
本発明は、上記記載のワークの外観検査装置を用いたワークの外観検査方法において、 6面体形状のワークをリニアフィーダにより搬送する工程と、リニアフィーダからのワークを無振動部および整列ガイドを介して円形搬送テーブル上の移載点に移載するとともに、整列ガイドのガイド面によりワークを整列させる工程と、保持手段によって搬送テーブルに載置されたワークを保持した状態で、ワークを搬送テーブルのワーク搬送円弧上で搬送する工程と、搬送テーブル上のワークの6面を撮像手段により撮像する工程と、を備えたことを特徴とするワークの外観検査方法である。
本発明によれば、静電吸着と磁気吸着を併用してワークを搬送テーブル上に吸着させるため、静電吸着のみの場合よりも大きい、安定した吸着力が得られる。また、ワークがワーク搬送円弧に載置整列されてからしばらく静電吸着を続けて、ワークの姿勢を安定させている。このため、大きいサイズの、あるいは硬度の高いワークの移載時における跳躍や、ワークの搬送時にそのサイズに係わらず作用する遠心力によるワーク搬送円弧からの飛び出しを防止することができる。そして、ワーク搬送円弧に載置整列されたワークが安定した姿勢で搬送される。また、従来技術の静電吸着のみで大きな吸着力を得るには導電板への印加電圧の増加が必須で、これが直流電源の大容量化を招く。このため電源の体積が増加してコストが高くなる。一方、本発明において従来技術に付加する部材のコストは極めて低く、それらの配置スペースも小さい。
図1はワークの外観検査装置の平面図。 図2はワークを示す斜視図。 図3は図1の領域Sを示す拡大平面図。 図4は図1の領域Sを矢印Yの方向から見た透視図。 図5はワークの搬送テーブルへの吸着を示す模式図。 図6は本発明の電気力線発生部および磁力線発生部を示す斜視図。 図7は図6における搬送テーブルおよび整列ガイドと電気力線発生部および磁力線発生部との上下方向の位置関係を示す図。 図8は図6における電気力線発生部および磁力線発生部付近の拡大平面図。 図9は図6における電気力線発生部および磁力線発生部付近を図3における矢印H方向から見た矢視図。 図10は図6における電気力線発生部および磁力線発生部付近を図3における矢印N方向から見た矢視図。 図11は本発明の第2の実施の形態を示す図。
<第1の実施の形態>
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1乃至図10は、本発明によるワークの外観検査装置およびワークの外観検査方法の第1の実施の形態を示す図である。
まず、ワークの外観検査装置によって検査されるワークについて、図2により説明する。
図2において、コンデンサや抵抗等のチップ部品となるワークWは6面体形状をなし、絶縁体からなる本体Wdと、本体Wdの長手方向の両端部に形成された導電体からなる電極Wa、Wbとを有している。このワークWの外観検査を行う場合、後述する搬送テーブル2上にワークWを載置して、搬送テーブル2を図2中の矢印Zの方向に回転させてワークWを搬送させる。そして撮像手段20により矢印Aの方向から紙面反対側の側面を撮像し、矢印Bの方向から紙面手前の側面を撮像し、矢印Cの方向から上面を撮像し、矢印Dの方向から下面を撮像し、矢印Eの方向から前面を撮像し、矢印Fの方向から後面を撮像する。このとき、ガラス製の透明搬送テーブル2を使用することにより、ワークWを載置した状態で上記ワークWの6面全面を撮像することができる。
次にワークの外観検査装置について説明する。図1および図3に示すように、ワークの外観検査装置30はワークWを搬送するリニアフィーダ1と、リニアフィーダ1からワークWが移載点4xにおいて移載され、このワークWを載置した状態でワーク搬送円弧5上で搬送する透明体からなる円形搬送テーブル2と、リニアフィーダ1からのワークWを搬送テーブル2上に移載して整列させる移載整列手段21と、搬送テーブル2上のワークWの6面を撮像する撮像手段20とを備えている。
このうち移載整列手段21はワークWを整列する整列ガイド7とを有し、整列ガイド7はワークWを整列するためのガイド面7aを含む。このガイド面7aは平面からみて(上方からみて)直線状をなしている。
また撮像手段20は、後述のように側面カメラ部8と、内面カメラ部9と、上面カメラ部10と、下面カメラ部11と、前面カメラ部12と、後面カメラ部13とを有している。
次にワークの外観検査装置30の各構成部分について、さらに図1乃至図4により説明する。
ここで図1は、図2に示す形状のワークWを対象としたワークの外観検査装置の平面図であり、図3は図1の破線で囲んだ領域Sの拡大平面図であり、図4は図1において領域Sを矢印Yの方向から見た透視図である。
図1において、直線状のリニアフィーダ1は図示されない駆動源により振動し、リニアフィーダ1の上流側に位置する図示されないパーツフィーダに投入されたワークWを一列に整列させて振動により矢印Nの方向に搬送する。
リニアフィーダ1の下方に設けられた搬送テーブル2は、透明なガラス製となって水平に設置されており、図示されない駆動源により回転軸3を中心として時計回り(図1の矢印X方向)に回転している。図4に示すように、リニアフィーダ1は搬送テーブル2に向かって僅かな傾斜を有して下降している。これにより、ワークWはリニアフィーダ1から次第に下降して搬送テーブル2に移載される。
搬送テーブル2の上面の外縁部近傍には、図1の一点鎖線で示すように、回転軸3を中心とした円弧としてワーク搬送円弧5が形成され、ワークWは無振動部4から搬送テーブル2に移載された後で、後述する整列ガイド7の作用によりワーク搬送円弧5上に整列する。ここで、ワーク搬送円弧5はワークWを整列させるために想定された目標位置であり、搬送テーブル2の上面にワーク搬送円弧5を目視により識別可能な何らかの印が付けられているわけではない。
ここで、図4は図1において破線で囲んだ領域Sを矢印Yの方向から見た透視図である。図4において搬送テーブル2の下側には、導体からなる導電板15が搬送テーブル2の下面とわずかな隙間を隔てて配置されている。導電板15は平面形状をなし、図5に示すように、その表面15aは搬送テーブル2に略平行となっている。また、導電板15には直流電源16が接続されて直流電圧が印加され、電場発生手段を構成している。図3により導電板15の配置箇所を示す。図3は図1の破線で囲んだ領域Sの拡大平面図である。図3において、導電板15は水平方向に細長状に延び、移載点4xからワークWの搬送テーブル2上におけるワーク搬送円弧5及び整列ガイド7のガイド面7aに対応する搬送テーブル2の下側に、長手方向がワークWのワーク搬送円弧5に沿うように配置されている。
なお、上記各構成部分のうち、ガイド面7aを有するガイド7によって、移載整列手段21が構成される。
また、図3において、直線状のガイド面7aを有する整列ガイド7は、搬送テーブル2の外縁部側の直上に、搬送テーブル2と僅かな隙間を有して設けられている。図3に、移載点4xと搬送テーブル2の回転軸3とを結ぶ直線を破線Kとして示す。
図3に示すように、整列ガイド7はガイド面7aと破線Kのなす角αが75度〜88度の鋭角となるように、かつガイド面7aが移載点4xよりワークWの搬送方向下流に位置するワーク搬送円弧5の合流点7xにおいてワーク搬送円弧5の接線となるように設置されている。すなわち、合流点7xと搬送テーブル2の回転軸3とを結ぶ直線を破線Lで表したときに、破線Lとガイド面7aとのなす角βが90°となる。
また、図1に示すように、搬送テーブル2の回転方向に沿って、撮像手段20を構成する側面カメラ部8、内面カメラ部9、上面カメラ部10、下面カメラ部11、前面カメラ部12、後面カメラ部13が設けられている。この撮像手段20によって、ワーク搬送円弧5上のワークWについて、それぞれ図2に矢印A〜Fで示されるワークWの各面を撮像して外観検査を行うことができる。このとき、図2に矢印Zで表すワークWの搬送方向は、図1における搬送テーブル2の回転方向Xに一致する。
具体的には、ワークWに対し側面カメラ部8が紙面反対側の側面Aを撮像し、内面カメラ部9が紙面手前の側面Bを撮像し、上面カメラ部10が上面Cを撮像し、下面カメラ11が下面Dを撮像し、前面カメラ部12が前面Eを撮像し、後面カメラ部13が後面Fを撮像する。
さらに、図1に示すように、撮像手段20から搬送テーブル2の回転方向の下流側には排出手段としての排出部14が設けられている。外観検査を終了したワークWは、外観検査の結果に対応して排出部14によりワーク搬送円弧上から図示されない収納箱に排出される。
ところで、搬送テーブル2の下方には電気力線発生部15eおよび磁力線発生部18が設けられている。ここで図6は、本発明における電気力線発生部15eおよび磁力線発生部18の斜視図である。図6には図3と同様に、搬送されるワークW(図2)としては、図3においてリニアフィーダ1から移載点4xに移載された直後のワークW2および合流点7xにおいてガイド面7aから離間してワーク搬送円弧5上を搬送されるワークW9だけを記載してある。また、図7は図6における搬送テーブル2および整列ガイド7と電気力線発生部15eおよび磁力線発生部18との上下方向の位置関係を示す図である。さらに、図8は図6における電気力線発生部15eおよび磁力線発生部18付近の拡大平面図である。説明の都合上、一部を透視図としている。また、図9は図6における電気力線発生部15eおよび磁力線発生部18付近を図3における矢印H方向から見た矢視図である。そして、図10は図6における電気力線発生部15eおよび磁力線発生部18付近を図3における矢印N方向から見た矢視図である。なお、図8乃至図10において搬送されるワークW(図2)としては、図3においてリニアフィーダ1から移載点4xに移載された直後のワークW2および合流点7xにおいてガイド面7aから離間してワーク搬送円弧5上を搬送されるワークW9だけを記載してある。
図6において、電気力線発生部15eは、搬送テーブル2の下方に搬送テーブル2とわずかな間隙を隔てて配置された、絶縁体からなる導電板フレーム15f1に設けられている。また、磁力線発生部18は、導電板フレーム15f1の内部に収納されている。図7にこれらの位置関係を示す。すなわち、電気力線発生部15eおよび磁力線発生部18を組み立てる際には、図7の最下部に示す磁力線発生部18を矢印U1方向(垂直上方)に移動させて、図7の中央部に示す電気力線発生部15eの導電板フレーム15f1の内部に収納する。そして、磁力線発生部18を内部に収納した導電板フレーム15f1を矢印U2方向(垂直上方)に移動させて、図7の最上部に示す搬送テーブル2の直下にわずかな間隙を隔てて配置する。このようにして組み立てられた全体が、図6に示されている。ここに、搬送テーブル2と導電板フレーム15f1との上下方向の位置関係は、図9および図10に示すようになっている。
次に、電気力線発生部15eの詳細な構成について、図8を用いて説明する。図6および図7に示す電気力線発生部15eは、導電板フレーム15f1により構成される。導電板フレーム15f1の配置されている範囲は、図8に示すように移載点4xの直下位置から整列ガイド7に沿って合流点7xを経由して、ワーク搬送円弧5の上に位置するワークW9が搬送される下流位置である整列ガイド7の前面7bまでの、ワークWの搬送経路に沿った部分である。このうち移載点4xの直下位置から合流点7xのやや下流となる位置までの導電板フレーム15f1の上面には、長方形状の凹部である直線収容溝15sdが形成されている。直線収容溝15sd内には、導電体(導体)からなる薄い直方体状に形成された導電板の直線部15s(以後直線部15sと記載)が収容されている。直線部15sを上から見ると長辺がワークWの搬送方向に沿う長方形であり、その短辺の略中点の直上にはガイド面7aが位置している。
また、図8において、前記合流点7xのやや下流となる位置からさらに下流には、搬送テーブル2の上のワーク搬送円弧5に沿って、直線収容溝15sdと同一の深さを有する凹部である曲線収容溝15wdが、直線収容溝15sdに連接して設けられている。そして、曲線収容溝15wd内には、直線部15sに電気的に接続された導電体からなる薄板状に形成された導電板の曲線部15w(以後曲線部15wと記載)が収容されている。曲線部15wは図8に示すように、ワークWの搬送方向に直角となる水平の幅方向の略中点がワーク搬送円弧5の直下に沿う形状である。そして、直線部15sに近い位置すなわち上流側における幅15wb1と遠い位置すなわち下流側における幅15wb2とを比較すると、15wb1>15wb2の関係がある。すなわち、曲線部15wはその幅が下流に行くに従って狭くなる。そして、ワークWの搬送経路における導電板フレーム15f1の最下流点において、曲線部15wの先端15tは尖り、尖った点は図2に一点鎖線で示すW90、すなわちワークWの対向する2面Ws1およびWs2を構成する短辺の幅Weに対して、幅Wemが Wem=We/2 となる該短辺の中点同士を結ぶ線W90の略直下に位置する。直線部15sおよび曲線部15wは図5に示す直流電源16に接続されているが、図6乃至図10においては、直流電源16は図示されていない。
これらの導電板フレーム15f1、直線部15s、曲線部15wおよび図5に示す直流電源16により、電気力線発生部15eが構成される。そして、直線部15sおよび曲線部15wにより、保持手段としての導体板(導体ともいう)15が構成されている。
次に、磁力線発生部18の詳細な構成について、図8乃至図10を用いて説明する。図6および図7に示す磁力線発生部18は、上述のように導電板フレーム15f1内に収納されている。磁力線発生部18の主要な構成部材は、図8乃至図10に示す要素磁石18mである。要素磁石18mは永久磁石であり、図9および図10に示すように、その長手方向をワークWの搬送方向に沿うようにして上下方向に3段積載した磁石ブロック18mbを、ワークWの搬送方向に3列、搬送方向に直角となる水平方向に2列並べている。磁石ブロック18mbの配置される位置は、図8に示すように整列ガイド7のガイド面7aの略直下である。また、配置される範囲は移載点4xの直下位置から整列ガイド7に沿って合流点7xのやや下流位置までの、ワークWの搬送経路に沿った部分である。
図9においては、目視できる範囲の9個の要素磁石18mに[m11]から[m33]までの番号を個別に付与している。ここに、i=1,2,3としたときに[mi1]乃至[mi3]が1つの磁石ブロック18mbとなる。図8乃至図10においては、磁石ブロック18mbをワークWの搬送方向に3列、搬送方向に直角となる水平方向に2列並べているが、磁石ブロック18mbの列数は、これに限定されるものではない。また、大きな永久磁石を要素磁石18mとして使用し、磁石ブロック18mbを1個の要素磁石18mで構成すること、あるいは3列および2列に配置した磁石ブロック18mb全体を1個の要素磁石18mで構成することができるのであれば、そのようにしてもよい。
また、図9および図10に示すように、各要素磁石18mは、搬送テーブル2に近い側がN極、遠い側がS極となるように配置されている。ただし、N極とS極の配置はこれに限定されるものではなく、搬送テーブル2に近い側がS極、遠い側がN極となるように配置してもよい。
磁石ブロック18mbの上には、磁性体からなる磁気重畳バー18pが各要素磁石18mの長手方向に一致した長手方向を向けて配置されている。磁気重畳バー18pは、ワークWの搬送方向に沿って移載点4xから導電板フレーム15f1の端部すなわち曲線部15wの先端15tの近傍まで延びている。また、ここでは図10に示すように磁石ブロック18mbが搬送方向に直角となる水平方向に2列並んでいるため、磁気重畳バー18pも各列の上に配置されており、2列となっている。磁気重畳バー18pをここに配置することにより、磁石ブロック18mbのN極から出た磁力線は周囲に拡散することを抑制されて、搬送テーブル2の上面に載置されたワークWに集中するようになる。
また、図9および図10に示すように、各磁石ブロック18mbの下には非磁性体からなる補助部材18sが配置されている。図9には、各磁石ブロック18mbに対応する各補助部材18sに[S1]乃至[S3]の番号を付与している。補助部材18sは、磁石ブロック18mbの最上面と搬送テーブル2の上面との距離を調整して、搬送テーブル2の上面に載置されたワークWに最適な大きさの磁気吸着力を作用させるための部材である。さらに、図9および図10に示すように、各磁石ブロック18mbおよび各補助部材18sの下側および側面をL字形に取り囲んで、非磁性体からなる磁石固定フレーム18fが配置されている。図9には、各磁石ブロック18mbおよび各補助部材18sに対応する各磁石固定フレーム18fに[F1]乃至[F3]の番号を付与している。各磁石ブロック18mbと対応する補助部材18sおよび磁石固定フレーム18fは、磁気重畳バー18pとともに図示されない固定用ねじによって導電板フレーム15f1と一体に固定されている。
これらの要素磁石18m、磁気重畳バー18p、補助部材18sおよび磁石固定フレーム18fにより、磁力線発生部18が構成される。そして、要素磁石18mと磁気重畳バー18pとにより、跳躍防止手段が構成される。
次にこのような構成からなるワークの外観検査装置を用いたワークの外観検査方法について詳しく説明する。
図1において、ワークWがリニアフィーダ1の上流側に位置する図示されないパーツフィーダに投入され、パーツフィーダに投入されたワークWは図示されない駆動源により振動するリニアフィーダ1の作用により一列に整列し、図1の矢印Nの方向に直列搬送される。このとき、ワークWは長手方向が搬送方向に一致するように整列し、図2における矢印ZがワークWの搬送方向となる。すなわち、図2における矢印Zの方向が図1における矢印Nの方向に一致する。
次に図4により、リニアフィーダ1の作用を詳述する。図4はリニアフィーダ1により搬送されるワークWの様子を示すものであって、図1において破線で囲んだ領域Sを矢印Yの方向から見た透視図である。図4は、搬送テーブル2上のワークWの様子を見やすくするために、整列ガイド7の位置を破線で示した透視図となっている。またワークWについては、個々の構成部分上のワークをワークW0〜W6として示し、場所を問わず一般のワークをワークWとして示す。
図4に示すように、リニアフィーダ1はその下方に水平に位置する搬送テーブル2に向かって僅かな傾斜を有しており、リニアフィーダ1の振動により後続のワークWに押されて前進するワークWは、W0で示されるように前後方向に連続して搬送テーブル2に向かって少しずつ下降する。
図3において、リニアフィーダ1の振動により一列で搬送されたワークWは、搬送テーブル2上の移載点4xに移載され、直流電源16に接続された導電板15に生じた電荷の作用による静電誘導及び誘電分極によって搬送テーブル2の上面に吸着される。
この吸着作用の様子を図5に示す。図5において、導電板15が搬送テーブル2の下面とわずかな隙間を隔てて配置され、導電板15には直流電源16が接続されてプラスの直流電圧が印加されている。このため、導電板15にはプラスの電荷が現れる。
このプラスの電荷の作用により誘電分極が起こり、導電板15に対向する搬送テーブル2の内部のうち下面側にマイナスの電荷が現れ、上面側にプラスの電荷が現れる。また同様に、リニアフィーダ1から搬送テーブル2上の移載点4xに移載されたワークW2において電極Wa及びWbには静電誘導により、また本体Wdには誘電分極により、それぞれ下面側にマイナスの電荷が現れ、上面側にプラスの電荷が現れる。
そして、電極Wa、Wb及び本体Wdの下面側に現れたマイナスの電荷と導電板15のプラスの電荷との間には、矢印で示した静電吸着力Gが働き、これによりワークW2は搬送テーブル2の上面に吸着された状態で搬送テーブル2の回転により矢印Xの方向に搬送される。
次に、搬送テーブル2上の移載点4xに移載されたワークWは、ワークW2として示され、搬送テーブル2に吸着された状態で搬送テーブル2の回転により矢印Xの方向に搬送される。
この場合、搬送テーブル2の回転による搬送速度をリニアフィーダ1による搬送速度よりも大きくして、搬送テーブル2上のワーク間(例えばW2とW3の間)に間隔を持たせるようにしている。このように搬送テーブル2上のワーク間に間隔を持たせることにより、図1の前面カメラ部12が図2に示すワークWの前面Eを撮像し、また図1の後面カメラ部13が図2に示すワークWの後面Fを撮像する際に、面全体を確実に撮像することが可能となる。
すなわちワークWが移載点4xから搬送テーブル2に移載されて搬送されると、図3における区間PにおいてワークWは静電吸着された状態で、W2→W3→W4のように搬送テーブル2の搬送速度まで素早く加速され、区間Qにおいてワークの間隔は例えばW4とW5の間のように広くなる。
次に電気力線発生部15eおよび磁力線発生部18の作用について、図8乃至図10を用いて説明する。図8において移載点4xに移載されたワークW(図2)は、直線部15sが発生する電気力線による静電吸着と、併せて磁石ブロック18mb(図9における[m11][m12][m13]により構成される)が発生する磁力線による磁気吸着とにより、搬送テーブル2の上面に吸着される。ここで、磁石ブロック18mbが発生する磁力線について、図9および図10を用いて説明する。図9および図10に、各磁石ブロック18mの上面のN極を起点とし、下面のS極を終点とする磁力線を破線により示す。磁力線のうち、図9における磁石ブロック18mbの両端付近の磁力線φ0a1およびφ0b1は、始点から終点までの全部が示されている。しかし、それ以外の磁力線φ1N1およびφ1S1は、始点から極めて遠方(場合により無限遠)まで到達してから終点に至るため、始点付近および終点付近のみを示してある。図10における磁力線φ0c1およびφ0d1と、磁力線φ1N2およびφ1S2についても同様である。ここで、移載点4xにおいてワークWに作用する磁気吸着は、搬送テーブル2を貫通する磁力線、すなわち図9における磁力線φ1N1および図10における磁力線φ1N2により生じるものである。このように、移載点4xにおいて静電吸着と磁気吸着を併用するため、従来技術のように静電吸着のみの場合に比べて安定した吸着を実現することができる。このため、サイズが大きく重量のあるワークであっても、あるいは硬度の高いワークであっても、移載点4xに落下した時点で跳躍することなく即座に搬送テーブル2の上面に吸着されて、正しい姿勢で載置される。
次に図8において移載点4xに移載されたワークWは、静電吸着および磁気吸着により搬送テーブル2の上面に吸着された状態で、搬送テーブル2の矢印X方向の回転により、整列ガイド7のガイド面7aに押し付けられてワークW2のように搬送される。そして、移載点4xから合流点7xに向う間にワークWは搬送テーブル2の回転速度まで加速され、合流点7xにおいてガイド面7aから離間してワーク搬送円弧5の上に載置整列されて搬送される。ここで、ワークWがガイド面7aから離間してワーク搬送円弧5の上に載置整列されてからしばらくの間、具体的には図8において曲線部15wの先端15tすなわちワークW9の位置に到達するまでの間は、ワーク搬送円弧5の直下に位置する曲線部15wによる静電吸着がワークWに作用する。このため、ワークWは曲線部15wの先端15tに対応するワークW9の位置に到達するまで、搬送テーブル2の上面に吸着されて搬送される。このように、移載点4xから合流点7xに至るまでの間に静電吸着と磁気吸着を併用するため、従来技術のように静電吸着のみの場合に比べて安定した吸着を実現することができる。このため、ワークWが移載点4xから合流点7xまで搬送される間に大きな加速度が印加された場合でも安定した吸着が実現される。この安定した吸着により、ワークWが合流点7xに到達してからワーク搬送円弧5の上に載置整列されて搬送される際に、ワークWがそのサイズに係らず作用する遠心力によってワーク搬送円弧5の外側に飛び出すことがない。さらに、ワーク搬送円弧5の上に載置整列された直後のワークWは、曲線部15wによる静電吸着により搬送テーブル2の上面への吸着がしばらく継続するため、より安定した搬送が可能となる。
また、本発明において、曲線部15wおよび磁力線発生部18が設けられている。それらのコストは、後述のようにワークWに作用する静電吸着のみで大きな吸着力を得るために直流電源を大容量化した場合のコストに比べて極めて低い。また、曲線部15wおよび磁力線発生部18の配置方法は、導体板フレーム15f0をやや大きくした導電板フレーム15f1の上面に曲線部15wを配置し、内部に磁力線発生部18を収納するというものである。これによる配置スペースの増加は、直流電源を大容量化した場合の体積の増加に比べて極めて小さい。
ところで上述のように、搬送テーブル2の回転による搬送速度がリニアフィーダ1による搬送速度よりも大きいために、位置決めされたワークWは図3における区間Pにおいて静電吸着された状態で、W2→W3→W4のように搬送テーブル2の回転による搬送速度まで素早く加速され、区間Qにおいてワークの間隔は例えばW4とW5の間のように広くなる。そしてワークW5は、区間Pと同様にガイド面7aに押し付けられながら搬送され、次第にワーク搬送円弧5に近づいていく。そして、ガイド面7aがワーク搬送円弧5に接する合流点7xに到達したワークW6の搬送方向は、区間Rにおいてワーク搬送円弧5の方向に一致し、ワークW6は、ガイド面7aから離れる方向に搬送される。すなわち、搬送テーブル2上のワークW6に対して搬送テーブル2の下面に存在するプラスの電荷から静電吸着力が働いているため、ワークW6は搬送テーブル2に吸着されたままガイド面7aから離れ、以後ワーク搬送円弧5上に載置整列された状態で搬送される。
その後ワークWは撮像手段20まで達し、撮像手段20の側面カメラ部8、内面カメラ部9、上面カメラ部10、下面カメラ部11、前面カメラ部12、後面カメラ部13によって、図2に矢印A〜Fで示される方向から各面が撮像されて外観検査が行われる。この場合、搬送テーブル2の下面に存在する電荷による吸着とガイド面7の作用とによりワークWの位置決めが精度良く行われているため、撮像手段20による撮像精度が向上する。外観検査を終了したワークWは排出部14に到達し、外観検査の結果に応じて図示されない収納箱に向けて排出される。
このように本実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏する。
一般にワークWのサイズが大きくなった場合、あるいはワークWの硬度が高くなった場合には、移載点4xに移載される時に搬送テーブル2上におけるワークWの姿勢が変化しやすくなる。図3において、ワークWがリニアフィーダ1から移載点4xに移載される時には、極めて低い高さからではあるが搬送テーブル2の上面に落下することになる。ここで、サイズの大きいワークWは重量も大きくなり、搬送テーブル2の上面に着地する際の反発が大きくなる。同様に硬度の高いワークWも搬送テーブル2の上面に着地する際の反発が大きくなる。このため、ワークWが搬送テーブル2の上面に落下して跳躍してから再度搬送テーブル2の上面に落下して静電吸着されることがある。そして移載点4xに移載されたワークWの搬送は、それまでのリニアフィーダ1の振動による搬送から搬送テーブル2の回転による搬送に切り替わり、ワークWは搬送テーブル2の回転によって素早く加速される。この搬送の切り替わりで搬送速度が急激に大きくなることもまた、ワークWが跳躍しやすくなる一因である。そして跳躍により、移載されたワークWが正しくない姿勢に変化してそのまま搬送されるため、正しい方向から撮像できない。
またワークWが搬送テーブル2上に載置されて搬送される際に、ワークWに作用する遠心力のためにワークWがワーク搬送円弧5の上からずれやすくなるということがある。上述のように、搬送テーブル2の上面に載置されたワークWは、図3に示すように移載点4xから合流点7xまで搬送される間に搬送テーブル2の回転速度まで加速される。そして合流点7xにおいて整列ガイド7のガイド面7aから離間した直後のワークW9に、搬送テーブル2の回転に起因する遠心力が作用してワーク搬送円弧5の外側に飛び出すことがある。この場合もワークWが正しくない姿勢に変化してそのまま搬送されるため、正しい方向から撮像できない。なお、上記の遠心力はワークWの大きさに係らず、どのようなワークにも同様に作用する。その理由を簡単に説明する。遠心力をF、ワークWの質量をm、搬送テーブル2の回転速度をvとすると、
である。ところで図3において、リニアフィーダ1が搬送するワークWの数と搬送テーブル2の回転速度との間には、以下の関係がある。質量mが大きいワークW、すなわちサイズが大きいワークWの場合、リニアフィーダ1が単位時間に搬送するワークWの数は少ない。このとき、搬送テーブル2に供給される単位時間当りのワークWの数が少ないので、搬送テーブル2の回転速度vは小さい。一方、質量mが小さいワークW、すなわちサイズが小さいワークWの場合、リニアフィーダ1が単位時間に搬送するワークWの数は多い。このとき、搬送テーブル2に供給される単位時間当りのワークWの数が多いので、搬送テーブル2の回転速度vは大きい。すなわち、ワークWの質量mが大きいと搬送テーブル2の回転速度vは小さくなり、ワークWの質量mが小さいと搬送テーブル2の回転速度vは大きくなる。この関係を式(1)にあてはめると、ワークWの質量mの大小すなわちサイズの大小に係らず、ワークWには同様の大きさの遠心力が作用することがわかる。
上記のような移載時の跳躍および搬送時の遠心力に起因するワークWの姿勢の変化を防止するためには、搬送テーブル2上に載置されたワークWに作用する静電吸着力を大きくすることが必要になる。そのためには直線導電板5sに印加する電圧を高くすることが考えられる。しかし、それを実現するには直流電源の大容量化が必要であり、それによって直流電源の体積が大きくなり、またコストも高くなる。
これに対して本実施の形態によれば、ワークの搬送テーブルへの移載時および搬送テーブルによる搬送時に、ワークが搬送テーブル上に十分な力で安定して吸着される。このことにより、ワークが正しい姿勢で搬送されて正しく撮像することができる。
<第2の実施の形態>
以下、本発明の第2の実施の形態について、図11により説明する。
図11に示す第2の実施の形態は、第1の実施の形態に無振動部4の構成を付加したものであり、他の構成は図1乃至図10に示す第1の実施の形態と略同一である。図11に示す第2の実施の形態において、図1乃至図10に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
すなわち、図11に示すように、リニアフィーダ1の下流端に、リニアフィーダ1と同等の傾斜を有するとともに振動することがない無振動部4が接続されている。無振動部4の下流端は、図4におけるリニアフィーダ1の下流端と同様に搬送テーブル2と僅かな隙間を有している。これにより、ワークWはリニアフィーダ1から無振動部4を経て次第に下降して、搬送テーブル2に移載される。リニアフィーダ1はその下方に水平に位置する搬送テーブル2に向かって僅かな傾斜を有しており、リニアフィーダ1の振動により後続のワークWに押されて前進するワークWは、W0で示されるように前後方向に連続して搬送テーブル2に向かって少しずつ下降する。リニアフィーダ1が振動しているため、ワークWをリニアフィーダ1から搬送テーブル2に移載する際にリニアフィーダ1を搬送テーブル2の直上位置まで接近させると、リニアフィーダ1と搬送テーブル2とが当接するおそれがある。これを防止するために、リニアフィーダ1の下流端と搬送テーブル2との間には、振動しない無振動部4が設置されている。
また、リニアフィーダ1の振動のばらつきに起因して、リニアフィーダ1においてワークWの搬送速度のばらつきが発生することも考えられるが、無振動部4をリニアフィーダ1と搬送テーブル2との間に介在させることによりこの搬送速度を均一化することができる。
ところで、無振動部4はリニアフィーダ1と同等の傾斜を有し、搬送テーブル2の上面との間には僅かな隙間を有している。無振動部4上のワークWはリニアフィーダ1上と同様に後続のワークに押されて前進し、W0で示されるように前後に連続して搬送テーブル2に向かって少しずつ下降する。
そして、無振動部4の下流端に到達したワークW1は、直後に位置するワークW0に押されて、搬送テーブル2上の移載点4xに移載され、以後搬送テーブル2の回転によって図4の矢印Xの方向に搬送される。ここで、無振動部4の長さが短過ぎると搬送速度を均一化することが困難になり、逆にこの長さが長過ぎるとワークWが途中で停止してしまうおそれがある。本発明の実施の形態においては、無振動部4の長さはワークの長手方向の寸法の8倍となっているので、ワークWを停止させることなくワークWの搬送速度の均一化を図ることができる。
なお、第2の実施の形態においては、無振動部4と図1に示す整列ガイド7とにより移載整列手段21が構成される。この第2の実施の形態は、上述のように無振動部4を付加したこと以外は第1の実施の形態と同一である。すなわち、第1の実施の形態で説明した電気力線発生部15eおよび磁力線発生部18の構成および作用は、第1の実施の形態と同一である。
1 リニアフィーダ
2 搬送テーブル
3 搬送テーブルの中心軸
4 無振動部
4x 移載点
5 ワーク搬送円弧
7 整列ガイド
7a ガイド面
7x 合流点
8 側面カメラ部
9 内面カメラ部
10 上面カメラ部
11 下面カメラ部
12 前面カメラ部
13 後面カメラ部
14 排出部
15 導電板
15e 電気力線発生部
15f1 導電板フレーム
15s 導電板の直線部
15w 導電板の曲線部
18 磁力線発生部
18f 磁石固定フレーム
18m 要素磁石
18mb 磁石ブロック
18p 磁気重畳バー
18s 補助部材
20 撮像手段
21 移載整列手段
30 ワークの外観検査装置
W ワーク
Wa,Wb ワークの電極
Wd ワークの本体

Claims (7)

  1. 6面体形状のワークを搬送するリニアフィーダと、
    リニアフィーダからワークが移載点において移載され、このワークを載置した状態でワーク搬送円弧上で搬送する透明体からなる回転自在の円形搬送テーブルと、
    リニアフィーダと搬送テーブルとの間に配設され、リニアフィーダからのワークを搬送テーブル上に移載して整列させる移載整列手段と、
    搬送テーブル下方に配置された導体からなり、この導体に直流電圧を印加して電場を発生させて、搬送テーブルに載置されたワークを保持する保持手段と、
    搬送テーブル上のワークの6面を撮像する撮像手段とを備え、
    移載整列手段はリニアフィーダの下流側に設けられ、ワークを整列する平面からみて直線状のガイド面を有する整列ガイドを有し、
    整列ガイドのガイド面は、平面上、移載点と、移載点の下流側にあってワーク搬送円弧と合流する合流点とを含みかつガイド面は移載点と合流点とを結ぶ直線と、合流点より下流側の直線とを含み、移載点と合流点とを結ぶ直線は、移載点と搬送テーブルの回転軸とを結ぶ直線に対して鋭角をなし、かつ合流点より下流側の直線は、合流点と搬送テーブルの回転軸とを結ぶ直線と直交し、移載点に移載されたワークは、保持手段により保持されながら、ガイド面の移載点と合流点を結ぶ直線に押し付けられてガイド面に沿って搬送され、
    搬送テーブル下方に、移載点と合流点とを結ぶ直線に沿って、磁力線発生部をさらに跳躍防止手段として配置し、
    保持手段の導体は移載点から合流点までに、整列ガイドのガイド面に対応して設けられた直線部と、合流点の下流側にワーク搬送円孤に対応して設けられた曲線部とを有し、磁力線発生部は保持手段の導体下方に設けられている、ことを特徴とするワークの外観検査装置。
  2. 移載整列手段は、リニアフィーダと搬送テーブルとの間に設けられた無振動部をさらに有することを特徴とする請求項1記載のワークの外観検査装置。
  3. 円形搬送テーブルは透明なガラス体からなることを特徴とする請求項1または2記載のワークの外観検査装置。
  4. 搬送テーブルによるワークの搬送速度は、リニアフィーダによるワークの搬送速度より大きいことを特徴とする請求項1乃至のいずれか記載のワークの外観検査装置。
  5. 整列ガイドのガイド面は、平面上、移載点と搬送テーブルの回転軸とを結ぶ直線に対して、75度〜88度の鋭角を形成することを特徴とする請求項1乃至のいずれか記載のワークの外観検査装置。
  6. 請求項1記載のワークの外観検査装置を用いたワークの外観検査方法において、
    6面体形状のワークをリニアフィーダにより搬送する工程と、
    リニアフィーダからのワークを整列ガイドを介して円形搬送テーブル上の移載点に移載するとともに、整列ガイドのガイド面によりワークを整列させる工程と、
    保持手段によって搬送テーブルに載置されたワークを保持した状態で、ワークを搬送テーブルのワーク搬送円弧上で搬送する工程と、
    搬送テーブル上のワークの6面を撮像手段により撮像する工程と、
    を備えたことを特徴とするワークの外観検査方法。
  7. 請求項2記載のワークの外観検査装置を用いたワークの外観検査方法において、
    6面体形状のワークをリニアフィーダにより搬送する工程と、
    リニアフィーダからのワークを無振動部および整列ガイドを介して円形搬送テーブル上の移載点に移載するとともに、整列ガイドのガイド面によりワークを整列させる工程と、 保持手段によって搬送テーブルに載置されたワークを保持した状態で、ワークを搬送テーブルのワーク搬送円弧上で搬送する工程と、
    搬送テーブル上のワークの6面を撮像手段により撮像する工程と、
    を備えたことを特徴とするワークの外観検査方法。
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