JP6541331B2 - 電子組立部品の検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、リードスイッチを含む電子組立部品の検査装置に関するものである。

図１０に電子組立部品の例を示す。図１０に示す電子組立部品１０は、ガス検知器の用途に使用される電子部品で、一般に以下の工程を経て組立・検査され、出荷される。以下に組立工程の例を示す。
（１）組立：上ケース１と下ケース２の間にＬＥＤ３およびリードスイッチ４を組み込む。図１０（Ａ）に示すように、ＬＥＤ３の端子３ａを下ケース２の穴２ａに差し込むと共に、リードスイッチ４の端子４ａを下ケース２の溝２ｂ内の穴に差し込み、最後に上ケース１の係止片１ａを外側に弾性変形させて内面の凹所に下ケース２の爪２ｃを係止させ、上ケース１の抑え片１ｂでリードスイッチ４を下ケース２の溝２ｂ内に抑えて組み立てる。図１０（Ｂ）に組立後の状態を示す。
（２）作動値検査：部品組立後のリードスイッチ４が正常に作動するかどうか計測器を用いて作動値検査を行う。
（３）外観検査：組立後の電子組立部品１０の外観を目視で検査する。

電子部品の検査装置としては、例えば、リ−ドを有する電子部品の２次元画像を撮像器で撮像し、電子部品の輪郭に相当するパタ−ンに基づいて電子部品の外観良否を判定する検査装置などが知られている（特許文献１参照）。

特開平５−２５６７８８号公報

しかしながら、従来の作動値検査においては、コイルに一定の電流を流してリードスイッチが作動するかどうかの単純な検査であったため、検査精度が非常に低いものであった。また、組立に不具合があった場合（例えばＬＥＤの端子変形による上ケースの浮きなど）には、大量の組立部品を目視で検査することから、検査をすり抜けた規格外の組立部品が出荷されてしまうおそれもあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、特に作動値検査の精度の向上が図れる電子組立部品の検査装置を提供すること、また、外観検査の精度向上が図れる電子組立部品の検査装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る電子組立部品の検査装置は、
ケースにリードスイッチが組み込まれた電子組立部品の検査装置であって、
作業テーブルと、検査対象の電子組立部品を作業テーブル上に保持するワークホルダと、ワークホルダに保持された電子組立部品に組み込まれたリードスイッチを作動させるためのコイル部と、ワークホルダの上方から下降してワークホルダに保持された電子組立部品の上面に接触し当該電子組立部品の組立高さを計測するための複数の接触スイッチと、
前記ワークホルダに保持された電子組立部品について、リードスイッチを作動させてその感動値および／または開放値を含む作動値を計測するとともに接触スイッチの下降により当該電子組立部品の組立高さを計測する計測制御手段を備え、
前記計測制御手段は、
リードスイッチにおける作動値の規格および計測条件と電子組立部品の組立高さの規格を任意に設定できる条件設定部と、ワークホルダの上方の基準位置から接触スイッチを前記電子組立部品の上面に接触するまで下降させて接触スイッチを作動させる動作と並行してコイル部に磁力を発生させて前記ワークホルダに保持された電子組立部品のリードスイッチを作動させる作動制御部と、
前記ワークホルダに保持された電子組立部品のリードスイッチの作動時の作動値を計測する作動値計測部と、接触スイッチの作動時の信号から当該ワークホルダに保持された電子組立部品の組立高さを計測する高さ計測部と、
計測された作動値および組立高さから、条件設定部で設定された規格に基づき、前記ワークホルダに保持された電子組立部品について合否を判定する合否判定部を備える、
ことを主要な特徴とする。

本発明に係る電子組立部品の検査装置は、
前記コイル部が、磁力を発生させるための印加パターンとして印加電流の開始値および終了値をそれぞれ変更可能であることを第２の特徴とする。

本発明に係る電子組立部品の検査装置は、
前記コイル部が、磁力を発生させるための印加パターンとして印加電流の増減率を変更可能であることを第３の特徴とする。

以上説明したように、本発明に係る電子組立部品の検査装置によると、検査対象の電子組立部品について、それぞれの作動値を計測し、計測された作動値によって合否判定しているから、検査精度の向上を図ることができる。また、作動値だけでなく、個々の組立高さも計測することにより、検査精度のさらなる向上を図ることができるという優れた効果を奏する。

さらに、本発明に係る電子組立部品の検査装置によれば、作動値の規格および計測条件を任意に設定できるようにしたことにより、例えば汎用品に対する規格は緩くし、専用品に対する規格は厳しくし、あるいは測定条件を変更して汎用品に対しては検査時間を短縮し、専用品に対しては検査時間を長くするなど、検査対象品に適した検査を実施できるという優れた効果を奏する。

第１の実施形態を示すもので、本発明に係る電子組立部品の検査装置を示す斜視図、 図１に示す検査装置の側面図、 図１に示す検査装置に含まれる計測制御装置の正面図、 図３に示す計測制御装置の構成図、 図３に示す計測制御装置における入力画面を示す図、 図５における入力画面の条件設定画面を示す図、 図１の検査装置における配線説明図、 図３に示す計測制御装置の出力画面を示す図、 図３に示す計測制御装置の出力画面を示す図、 （Ａ）は検査対象である電子組立部品の組立前の状態を示す図、（Ｂ）は組立後の電子組立部品を示す図である。

本発明を実施するための第１の実施形態を図１ないし図１０を参照して説明する。図１および図２において、符号１００は電子組立部品の検査装置を示している。

電子組立部品の検査装置（以下、「検査装置」という）１００は、図１および図２に示すように、床面Ｆ上に支持されるベース１０１の上面に、補助フレーム１０２を介して水平な作業テーブル１１０が支持されている。

作業テーブル１１０の中央には、検査対象の電子組立部品１０を検査位置に保持するワークホルダ１２０が配置されている。ワークホルダ１２０には、電子組立部品１０のセット部１２１（図７参照）が設けられている。セット部１２１にセットされた電子組立部品１０のＬＥＤ３、リードスイッチ４の各端子３ａ、４ａは、後述する計測制御装置２００と配線１５０で接続されている。

ワークホルダ１２０の手前には、コイル部１３０が配置されている。コイル部１３０には、ワークホルダ１２０に保持された電子組立部品１０に組み込まれたリードスイッチ４を作動させるための磁力を発生させるコイル１３１と、同リードスイッチ４に対するコイル１３１の距離を調整するマイクロメータ１３２がそれぞれ設けられている。かかるコイル部１３０は、ベース１０１の上面に補助フレーム１０３を介して支持されている。コイル部１３０のコイル１３１は、後述する計測制御装置２００と配線１５０で接続されている。

ワークホルダ１２０の上方には、ワークホルダ１２０に保持された電子組立部品１０の組立高さを計測する高さ計測部１４０が配置されている。高さ計測部１４０は、下降して電子組立部品１０の上面に接触可能な複数の検出用接触スイッチ１４１と、ワークホルダ１２０に保持された電子組立部品１０の上面に対する前記接触スイッチ１４１の距離を調整するマイクロメータ１４２がそれぞれ設けられている。かかる高さ計測部１４０は、補助フレーム１０４および昇降部１４３を介して作業テーブル１１０の後部に支持されている。なお、高さ計測部１４０の接触スイッチ１４１は、後述する計測制御装置２００と配線１５０で接続されている。

作業テーブル１１０の近傍には、図３に示す計測制御装置２００が配置されている。計測制御装置２００は、ワークホルダ１２０に保持された電子組立部品１０の作動値・組立高さの計測、合否判定、それらの制御に用いるもので、ボックスの前面に自動／マニュアル切替スイッチ２０１と、電源スイッチ２０２と、スタートスイッチ２０３と、タッチパネル部（入出力装置）２０４が設けられている。

図４は計測制御装置２００の構造を示すもので、同図に示すように、計測制御装置２００は、入出力部２０５と、条件設定部２０６と、作動制御部２０７と、作動値計測部２０８と、高さ計測部２０９と、演算処理部２１０と、合否判定部２１１と、データ保存部２１２を備えている。

入出力部２０５は、外部のタッチパネル部２０４、スタートスイッチ２０３、セット部１２１、コイル１３１、接触スイッチ１４１等と内部の各部間で信号を入出力する役目をする。

条件設定部２０６は、検査対象の電子組立部品１０に組み込まれたリードスイッチ４における作動値と組立高さの規格と計測条件を設定するもので、タッチパネル部２０４から任意に設定可能である。図５にタッチパネル部２０４の入力画面を示す。タッチパネル部２０４の入力画面には［条件設定］［手動］［調整］の各ボタンが設けられている。

図５のタッチパネル部２０４の［条件設定］ボタンをタッチすると、図６の条件設定画面に移行するようになっている。条件設定画面には［コイル仕様］［印加パターン］［規格ＰＩ／ＤＯ］［規格ＲＣ］［規格高さ］の各ボタンが設けられている。

［コイル仕様］ボタンをタッチすると、検査に使用するコイル１３１の仕様として、最大電圧値（例えば１００００ｍＶ）、最大規格電流値（例えば１０００ｍＡ）、巻数（例えば１５０巻）が表示される。基準器の測定値と相関を取った任意の数値を入力し設定するようになっている。

［印加パターン］ボタンをタッチすると、検査に使用するコイル１３１に印加する電流のパターンを任意に設定することができる。具体的には、感動値計測時に印加する電流の開始値（例えば４０ｍＡ）と終了値（例えば１００ｍＡ）、開放値計測時に印加する電流の開始値（例えば１００ｍＡ）と終了値（例えば１０ｍＡ）、印加時の電流の増減率（例えば１ｍＡ／秒）を入力することができる。

［規格ＰＩ／ＤＯ］ボタンをタッチすると、検査対象のリードスイッチ４における作動時（接点の開閉動作）の規格（下限値と上限値）を任意に設定することができる。具体的には、感動値（ＰＩ：接点が閉じる時の電流値）の下限値（例えば５０ｍＡ）と上限値（例えば９０ｍＡ）、開放値（ＤＯ：接点が開く時の電流値）の上限値（例えば２５ｍＡ）と下限値（例えば１０ｍＡ）を入力することができる。

［規格ＲＣ］ボタンをタッチすると、検査対象の電子組立部品１０のリードスイッチ４における接点の抵抗値の規格（下限値と上限値）を任意に設定することができる。具体的には、同接点の抵抗値の下限値（例えば７０ｍΩ）と上限値（例えば７５ｍΩ）を入力することができる。

［規格高さ］ボタンをタッチすると、検査対象の電子組立部品１０の組立高さ、すなわち下ケース２の下面から上ケース１の上面までの高さＨの規格（上限値）を任意に設定することができる。

図６の条件設定画面における［コイル仕様］［印加パターン］［規格ＰＩ／ＤＯ］［規格ＲＣ］［規格高さ］から入力された各データは、データ保存部２１２に保存されるようになっている。

作動制御部２０７は、電源スイッチ２０２およびスタートスイッチ２０３の操作に基づき、コイル部１３０において、コイル１３１に電流を流して磁力を発生させ、検査対象の電子組立部品１０内のリードスイッチ４を作動させると同時に、高さ計測部１４０において、昇降部１４３を動作させて、基準位置から接触スイッチ１４１を前記電子組立部品１０の上面（上ケース１の上面）に接触するまで下降させて接触スイッチ１４１を作動させ、それらの制御を行うようになっている。

作動値計測部２０８は、作動制御部２０７に基づき、検査対象の電子組立部品１０内のリードスイッチ４を作動させた時の作動値（感動値と開放値）を計測するもので、計測値（感動値と開放値）はデータ保存部２１２に保存されると共に、入出力部２０５を介して、タッチパネル部２０４のモニター画面に出力表示されるようになっている。

高さ計測部２０９は、作動制御部２０７に基づき、基準位置から下降して電子組立部品１０の上面（上ケース１の上面）に接触した接触スイッチ１４１からの検出信号に基づき、電子組立部品１０の組立高さを計測するもので、計測値はデータ保存部２１２に保存されるようになっている。

合否判定部２１１は、設定条件部２０６で設定された作動値・組立高さの規格と、作動値計測部２０８および高さ計測部２０９で計測された各計測値に基づき、検査対象の電子組立部品１０の合格・不合格を判定するもので、判定結果が、データ保存部２１２に保存されると共に、入出力部２０５を介して、タッチパネル部２０４のモニター画面に出力表示されるようになっている。

具体的には、合否判定部２１１は、高さ計測部２０９で計測された組立高さの値が、条件設定部２０５で設定された規格以下であれば合格、規格を超えるときは不合格と判定する。また、作動値計測部２０８で計測された感動値・開放値がそれぞれ規格内であれば合格、規格外であれば不合格と判定する。そして、すべてが合格であれば全体として合格（ＯＫ）と判定し、いずれか一つでも不合格であれば全体として不合格（ＮＧ）と判定するようになっている。

なお、図５のタッチパネル部２０４において、［手動］ボタンをタッチすると、機械側の個別の動作と、１検査項目毎の測定をすることができる。［調整］ボタンをタッチすると、例えば電圧，電流を各々に又は同時に印加し続けさせることができる。

なお、図１中、符号１６０は、作業テーブル１１０の背後に支持された補助テーブルを示し、補助テーブル１６０の上面に増幅用のアンプ等が載置されるようになっている。また、符号１７０は、ベース１０１の上面に設置された補助フレーム１０５の上面に設けられたスタートボタンであり、スタートボタン１７０かスタートスイッチ２０３のいずれかを押すことで検査をスタートさせることができる。

次に、上記のように構成された検査装置１００を用いて、電子組立部品１０の作動値検査および組立検査（外観検査）を行う手順について、以下に説明する。

準備工程として、まず、計測制御装置２００の電源スイッチ２０２を入れて自動／マニュアル切替スイッチ２０１をマニュアルに切り替える。これにより、検査規格および計測条件を任意に設定できる。図５に示すタッチパネル部２０４の［条件設定］ボタンをタッチし、図６の条件設定画面から、検査対象の電子組立部品１０の要求仕様にあわせて、［コイル仕様］［印加パターン］［規格ＰＩ／ＤＯ］［規格ＲＣ］［規格高さ］の各ボタンをタッチして、それぞれ設定できる。入力された設定値はデータ保存部２１１に保存され、次回検査時に、図３の自動／マニュアル切替スイッチ２０１を自動に切り替えると、保存された設定値で検査が行える。

次に、検査対象の電子組立部品１０をワークホルダ１２０のセット部１２１にセットする。スタートボタン１７０またはスタートスイッチ２０３のいずれかを押すと、検査がスタートする。ここで、検査開始にあたっては、検査標準品をセット部１２１にセットし、測定値を確認し、検査規格および計測条件をチェックする。

検査開始後、高さ計測部１４０の接触スイッチ１４１が下降し、ワークホルダ１２０内の電子組立部品１０の上面に接触し、組立高さが計測される。計測された組立高さが規格（上限値）以下であれば、タッチパネル部２０４のモニター画面に合格（ＯＫ）表示される。計測された組立高さが規格（上限値）を超える場合は、タッチパネル部２０４のモニター画面に不合格（ＮＧ）表示される。図８および図９に各表示例を示す。

並行して、コイル１３１に電流が流されたコイル部１３０から発生する磁力により、ワークホルダ１２０内の電子組立部品１０内のリードスイッチ４が作動し、感動値・開放値が計測される。計測された感動値・開放値がそれぞれ規格（下限値〜上限値）内であれば、タッチパネル部２０４のモニター画面に合格（ＯＫ）表示される。計測された感動値・開放値がそれぞれ規格（下限値〜上限値）外であれば、タッチパネル部２０４のモニター画面に不合格（ＮＧ）表示される。図８および図９に各表示例を示す。

図８に示すように、計測された組立高さおよび計測された感動値・開放値がすべて合格（ＯＫ）であれば、モニター画面に全体として合格（ＯＫ）表示される。また、図９に示すように、計測された組立高さおよび計測された感動値・開放値のいずれか一つでも不合格（ＮＧ）であれば（なお、図９の例ではすべてが不合格表示されている）、モニター画面に全体として不合格（ＮＧ）表示される。

全体として合格（ＯＫ）表示された電子組立部品１０は、合格品専用の箱に収容され、全体として不合格（ＮＧ）表示された電子組立部品１０は、不合格品専用の箱に収容され、これにより合格品と不合格品が分別される。

かくして、本発明に係る電子組立部品の検査装置によれば、検査対象の電子組立部品１０のすべてについて、作動値（感動値・開放値）を計測し、計測値によって合否判定しているから、検査精度の向上を図ることができた。また、作動値だけでなく、個々の組立高さも計測したことにより、電子組立部品の検査精度のさらなる向上を図ることができた。

さらに、本発明に係る電子組立部品の検査装置によれば、作動値の規格および計測条件を任意に設定できるようにしたことにより、例えば汎用品に対する規格は緩くし、専用品に対する規格は厳しくし、あるいは測定条件、例えば印加パターンを変更して汎用品に対しては検査時間を短縮し、専用品に対しては検査時間を長くするなど、検査対象品に適した検査を実施できるようになる。

本発明に係る電子組立部品の検査装置は、リードスイッチが組み込まれた電子組立部品の検査装置として、幅広く利用することができる。

１ 上ケース
２ 下ケース
３ ＬＥＤ
４ リードスイッチ
１０ 電子組立部品
１００ 電子組立部品の検査装置（検査装置）
１０１ ベース
１０２，１０３，１０４，１０５ 補助フレーム
１１０ 作業テーブル
１２０ ワークホルダ
１３０ コイル部
１３１ コイル
１３２，１４２ マイクロメータ
１４０ 高さ計測部
１４１ 接触スイッチ
１４３ 昇降部
１５０ 配線
１６０ 補助テーブル
１７０ スタートボタン
２００ 計測制御装置
２０１ 自動／マニュアル切替スイッチ
２０２ 電源スイッチ
２０３ スタートスイッチ
２０４ タッチパネル部（入出力装置）
２０５ 入出力部
２０６ 条件設定部
２０７ 作動制御部
２０８ 作動値計測部
２０９ 高さ計測部
２１０ 演算処理部
２１１ 合否判定部
２１２ データ保存部
Ｆ 床面

Claims (3)

1. ケースにリードスイッチが組み込まれた電子組立部品の検査装置であって、
   作業テーブルと、検査対象の電子組立部品を作業テーブル上に保持するワークホルダと、ワークホルダに保持された電子組立部品に組み込まれたリードスイッチを作動させるためのコイル部と、ワークホルダの上方から下降してワークホルダに保持された電子組立部品の上面に接触し当該電子組立部品の組立高さを計測するための複数の接触スイッチと、
   前記ワークホルダに保持された電子組立部品について、リードスイッチを作動させてその感動値および／または開放値を含む作動値を計測するとともに接触スイッチの下降により当該電子組立部品の組立高さを計測する計測制御手段を備え、
   前記計測制御手段は、
   リードスイッチにおける作動値の規格および計測条件と電子組立部品の組立高さの規格を任意に設定できる条件設定部と、ワークホルダの上方の基準位置から接触スイッチを前記電子組立部品の上面に接触するまで下降させて接触スイッチを作動させる動作と並行してコイル部に磁力を発生させて前記ワークホルダに保持された電子組立部品のリードスイッチを作動させる作動制御部と、
   前記ワークホルダに保持された電子組立部品のリードスイッチの作動時の作動値を計測する作動値計測部と、接触スイッチの作動時の信号から当該ワークホルダに保持された電子組立部品の組立高さを計測する高さ計測部と、
   計測された作動値および組立高さから、条件設定部で設定された規格に基づき、前記ワークホルダに保持された電子組立部品について合否を判定する合否判定部を備える、
   ことを特徴とする電子組立部品の検査装置。
2. 前記コイル部は、磁力を発生させるための印加パターンとして印加電流の開始値および終了値をそれぞれ変更可能であることを特徴とする請求項１記載の電子組立部品の検査装置。
3. 前記コイル部は、磁力を発生させるための印加パターンとして印加電流の増減率を変更可能であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子組立部品の検査装置。

Images