JP6999150B2

JP6999150B2 - ワークの検査結果判定方法

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Publication number: JP6999150B2
Application number: JP2017081547A
Authority: JP
Inventors: 地大樹菊; 山嘉彦横
Original assignee: Tokyo Weld Co Ltd
Current assignee: Tokyo Weld Co Ltd
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2017-04-17
Publication date: 2022-01-18
Anticipated expiration: 2037-04-17
Also published as: TWI662272B; TW201842323A; JP2018165712A; KR20200044750A

Description

本発明は、電子部品等のワークを搬送しながら、その各面をワーク撮像手段により撮像して外観検査を行うワークの外観検査装置に用いられ、検査結果に基づいてその判定を行うワークの検査結果判定方法に関する。

従来から、回転する円盤状の透明なガラステーブルの上面に６面体形状の電子部品等のワークを載置し、ワークをガラステーブルの上面に吸着させて搬送し、ワークの各面をワーク撮像手段により撮像して外観検査を行うワークの外観検査装置が知られている（特許文献１参照）。

このようなワークの外観検査装置において、ワークに対して複数の検査項目について検査が実施される。そして各検査項目についてＯＫ／ＮＧの閾値が設定され、すべての検査項目についてＯＫと判定されたワークが良品として判定される。

しかしながら各検査項目の閾値をどのように設定すれば、良品／不良品の判定を最適に行うことができるかはケースバイケースで定められるため、この閾値を定めることは容易ではない。

特開２０１１－１３３４５８号公報

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、ワークについて良品／不良品の判定を最適に行うことができるワークの検査結果判定方法を提供することを目的とする。

本発明は、複数のワークに対して複数の検査項目について検査を実施し、全検査項目の検査結果に基づいてワークの等級を判定するワークの検査結果判定方法において、前記複数のワークに対して複数の検査項目について検査を実施する工程と、各ワークについて、全検査項目の検査結果に基づいて、検査項目毎に定まる関数を結合させた結合関数を用いてその評価値を求める工程と、各ワークの評価値を所望空間に配置する工程と、前記所望空間に配置された評価値の分布状態に基づいて、当該所望空間中に、この所望空間を複数の等級を示す領域に区画する境界を設定する工程と、を備えたことを特徴とするワークの検査結果判定方法である。

本発明は、前記検査は画像検査であることを特徴とするワークの検査結果判定方法である。

本発明は、前記評価値を求める工程において、検査結果項目に定まる関数は、当該検査項目の重要度配分により定まる係数を含むことを特徴とするワークの検査結果判定方法である。

本発明は、前記境界を設定する工程において、複数の等級を示す領域は良品領域および不良品領域を含むことを特徴とするワークの検査結果判定方法である。

本発明は、前記評価値を求める工程において、前記ワーク毎に求める評価値はＯＫスコアとＮＧスコアを含むことを特徴とするワークの検査結果判定方法である。

本発明は、前記境界を設定する工程の後、各ワークについて良品又は不良品の判定を行うことを特徴とするワークの検査結果判定方法である。

以上のように本発明によれば、検査対象ワークについて、その良品／不良品の判定を適切かつ容易に行うことができる。

図１はワークの外観検査装置を示す平面図。図２（ａ）（ｂ）は搬送テーブルの上面に載置されたワークが搬送される様子を示す図。図３は本発明によるワークの検査結果判定方法を示すフローチャート。図４は本発明によるワークの検査結果判定方法で用いる２次元空間を示す図。図５は比較例としての検査結果判定方法を示す図。

発明の実施の形態

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５は本発明によるワークの検査結果判定方法の実施の形態を示す図である。

まず、ワークの検査結果判定方法が用いられる、画像検査装置としてのワークの外観検査装置の概略を図１により説明する。

図１に示すように、ワークの外観検査装置３０は、６面体形状の電極を含む電子部品等のワークＷを搬送する透明なガラス製の搬送テーブル２と、搬送テーブル２により搬送されるワークＷの６面を撮像する側面カメラ部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および後面カメラ部１３とを備えている。

このうち搬送テーブル２により搬送手段が構成され、また側面カメラ部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とによりワーク撮像手段が構成される。

図１に示すワークの外観検査装置３０において、まずワークＷは僅かな傾斜を有して下降する直線状のリニアフィーダ１の振動の作用により一列に整列して矢印Ｎの方向に搬送される。次にワークＷはリニアフィーダ１の下流端において、振動しない無振動部４を経て、リニアフィーダ１の下方に水平に設けられた透明なガラス製の搬送テーブル２の上面に移載される。そして、無振動部４の位置の少し手前かつ搬送テーブル２の直下に設けられたイオナイザ６が、搬送テーブル２の下面に向けてプラスイオンを噴出する。このため、搬送テーブル２の下面はプラスに帯電し、それによって生じる静電誘導または誘電分極の作用により、ワークＷは搬送テーブル２の上面に吸着される。

吸着されたワークＷは搬送テーブル２の回転（中心軸３の周囲の矢印Ｘ方向）により搬送され、その後整列ガイド７の作用により搬送テーブル２の上面の外縁部近傍に想定されるワーク搬送円弧５上に整列する。そして、ワークＷはその整列状態で搬送されながら側面カメラ部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において、各面をそれぞれに対応する撮像手段により撮像され、外観検査が行われる。

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５上から図示されない収納箱に排出される。

ここで搬送テーブル２の上面に載置されたワークＷが搬送される様子を斜視図として図２（ａ）に示す。ワークＷは６面体形状であり、その各辺の長さは図２（ａ）に示すように、矢印Ｘで示される搬送テーブル２の回転方向に沿った長さ方向の一辺がＷＬ、搬送テーブル２の中心軸３（図１）から外縁部に向かう半径方向に沿った幅方向の一辺がＷｗ、搬送テーブル２の上面から上方に向かう高さ方向の一辺がＷＨである。ここに、各辺の長さＷＬ、Ｗｗ、ＷＨは、いずれも概ね１ｍｍ～１０ｍｍ程度である。

また、図２（ａ）のワークＷを搬送テーブル２の上面（矢印Ｃの方向）から見た平面図を図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）において、ワークＷは搬送テーブル２の外側に向いた側面Ｗｓがワーク搬送円弧５の接線となるように、搬送テーブル２の上面に載置されている。側面Ｗｓに対向する内面Ｗｉは搬送テーブル２の中心軸３（図１）に面している。そして、矢印Ｘで示される搬送テーブル２の回転方向には前面Ｗｆが、また回転方向と逆方向には後面Ｗｒが面している。

図２（ａ）に示すように、長さＷＬはワークＷの長手方向を向く。このように、ワークの外観検査装置３０においては、図１におけるリニアフィーダ１および整列ガイド７の作用により、６面体形状のワークＷはその長手方向が搬送テーブル２の回転方向に沿うように、かつ側面Ｗｓが搬送テーブル２の外側を向いてワーク搬送円弧５の接線となるように、搬送テーブル２の上面に載置されている。

ここに、ワークＷの各面とそれらを撮像する各カメラ部との対応関係を以下に記す。まず、図１の側面カメラ部８において、図２（ａ）の矢印Ａ方向から図２（ｂ）の側面Ｗｓを撮像する。次に、図１の内面カメラ部９において、図２（ａ）の矢印Ｂ方向から図２（ｂ）の内面Ｗｉを撮像する。次に、図１の上面カメラ部１０において、図２（ａ）の矢印Ｃ方向から図２（ａ）の上面Ｗｔを撮像する。次に、図１の下面カメラ部１１において、図２（ａ）の矢印Ｄ方向から図２（ａ）の下面Ｗｂを撮像する。次に、図１の前面カメラ部１２において、図２（ａ）の矢印Ｅ方向から図２（ｂ）の前面Ｗｆを撮像する。最後に、図１の後面カメラ部１３において、図２（ａ）の矢印Ｆ方向から図２（ｂ）の後面Ｗｒを撮像する。

次に側面カメラ部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および後面カメラ部１３によって撮像された撮像結果は制御部２０へ送られる。

制御部２０内では、以下の要領で図３に示すフローチャートに沿って、ワークの検査結果判定方法が行われる。

具体的にはまず、検査方法がスタートして、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および後面カメラ部１３によって各ワークＷの６面が撮像され、撮像されたワークＷの６面の撮像結果に基づいて、制御部２０において、複数の検査項目について検査を実施する。

これらの検査項目としては、具体的には（１）ワークの欠けの大きさ、（２）電極の大きさ、（３）汚れ具合が挙げられる。

次に制御部２０内では、各ワークＷについて上記全検査項目（１）～（３）の検査結果に基づいて、検査項目毎に定まる関数を結合させた結合関数を用いてその評価値を求める。

次に検査項目毎に定まる関数を結合させた結合関数について、以下説明する。

ここで結合関数Ｆ１としては以下の（１）式を用いることができる。
Ｆ１＝Ａｆａ（ＯＫ，ＮＧ）＋Ｂｆｂ（ＯＫ，ＮＧ）＋Ｃｆｃ（ＯＫ，ＮＧ）＋・・・
（１）

結合関数Ｆ１は、各ワークの評価値を求める際のスコア決定時の各検査項目の重要度配分を示す係数Ａ、Ｂ、Ｃ・・・と、各検査項目の閾値から生成される関数Ａｆａ（ＯＫ，ＮＧ）、Ｂｆｂ（ＯＫ，ＮＧ）、Ｃｆｃ（ＯＫ，ＮＧ）の結合（（１）式においては１次結合）となる関数として生成される。（１）式において、「ＯＫ」はＯＫスコアを示し、「ＮＧ」はＮＧスコアを示す。

なお結合関数Ｆ１は、数式による記載が容易な場合に適用される。他方、結合関数Ｆ１の数式の記載が困難な場合、学習機能を持つＡＩ（人工知能）にＦ１相当の関数Ｆ２を生成させてもよい。

（１）式において、上述のようにＦ１は結合関数を表し、関数Ａｆａ（ＯＫ，ＮＧ）は検査項目、例えばワークの欠けの閾値から生成される検査項目毎に定まる関数であり、関数Ａｆａ（ＯＫ，ＮＧ）は閾値を基準としたＯＫ（良）又はＮＧ（不良）のパラメータを有する。また関数Ａｆａ（ＯＫ，ＮＧ）は、検査項目の重要度配分を示す係数Ａをもち、当該検査項目の重み付けが低い場合、係数Ａは小さな値をとり、重み付けが高い場合、係数Ａは大きな値をとる。

また（１）式において、関数Ｂｆｂ（ＯＫ，ＮＧ）は検査項目、例えばワークの電極の大きさの閾値から生成される検査項目毎に定まる関数であり、関数Ｂｆｂ（ＯＫ，ＮＧ）は閾値を基準としたＯＫ又はＮＧのパラメータを有する。また関数Ｂｆｂ（ＯＫ，ＮＧ）は、検査項目の重要度配分を示す係数Ｂをもち、当該検査項目の重み付けが低い場合、係数Ｂは小さな値をとり、重み付けが高い場合、係数Ｂは大きな値をとる。

（１）式において、関数Ｃｆｃ（ＯＫ，ＮＧ）は検査項目、例えばワークの汚れ具合の閾値から生成される検査項目毎に定まる関数であり、関数Ｃｆｃ（ＯＫ，ＮＧ）は閾値を基準としたＯＫ又はＮＧのパラメータを有する。また関数Ｃｆｃ（ＯＫ，ＮＧ）は、検査項目の重要度配分を示す係数Ｃをもち、当該検査項目の重み付けが低い場合、係数Ｃは小さな値をとり、重み付けが高い場合、係数Ｃは大きな値をとる。

このようにして（１）式に示す検査項目毎に定まる関数を結合させた結合関数Ｆ１を用いて、各ワーク毎の評価値を定める。

次に制御部２０では、各ワーク毎の評価値を図４に示す所望の２次元空間に配置する。

この場合、ワーク毎の評価値は、図４に示すようにＯＫスコア（良スコア）およびＮＧスコア（不良スコア）を含む。ここで図４において、縦軸はＯＫスコアを示し、横軸はＮＧスコアを示す。

図４に示すように、ワーク毎の評価値のうちＯＫスコアの値が大きければワークの評価は良好となり、ＮＧスコアの値が大きければワークの評価は不良となる。

次に２次空間に配置された分布状態に基づいて２次空間中に、２次空間を複数の等級を示す領域α、β、γ、δに区画する境界Ａ，Ｂを設定する。

図４において、２次空間は直線状の境界Ａ，Ｂにより４つの領域α、β、γ、δに区画されており、このうち領域αは良品領域であり、この領域αに入るワークは良品として判定される。

領域δは不良品領域であり、この領域δに入るワークは不良品として判定される。

領域β、γはグレー領域であり、この領域β、γに入るワークは、目視検査の対象となる（グレー品）。

このようにして、２次空間に各ワークのＯＫスコアとＮＧスコアを含む評価値を配置し、この評価値の分布状態に基づいて、２次空間を４つの領域α、β、γ、δに区画する境界Ａ，Ｂを設定する。次にこの４つの領域α、β、γ、δに入るワークについて、良品、不良品あるいはグレー品として判定することができる。

次に図５により本発明の比較例について説明する。図５に示す比較例において、各ワークについて検査項目（１）：欠けの大きさが求められ、検査項目（２）：電極の大きさが求められ、検査項目（３）：汚れ具合が求められる。

図５に示す比較例において、各ワークについて検査項目（１）～（３）毎に閾値１～３が設定されており、各検査項目（１）～（３）について閾値１～３を基準として良（ＯＫ）、不良（ＮＧ）が判定される。そして各ワークについてすべての検査項目１～３がすべて良と判定された場合に、当該ワークは良品として判定され、検査項目１～３のいずれか１つの検査項目が不良の場合に、当該ワークは不良品として判定される。

しかしながら、この比較例の場合、各検査項目の閾値をどのように設定すれば、良品と不良品の判定を適切に行うことができるか不明であり、各検査項目の閾値は他の検査項目の閾値と無関係に定まるため、検査項目全体のバランスを考慮して良品と不良品の判定を行うことがむずかしい。

これに対して本願発明によれば、各検査項目毎に定まる関数を結合させた結合関数を用いてその評価値を求め、この評価値を２次空間に配置し、評価値の分布状態に基づいて２次空間を４つの領域α、β、γ、δに区画し、この４つの領域α、β、γ、δに入るワークについてその等級（良品、不良品、グレー品）を判定する。このため、検査項目全体のバランスを考慮して良品と不良品の判定を行うことができる。また各検査項目毎の関数は当該検査項目の重要度配分により定まる係数を含むため、重要度の高い検査項目の検査結果を重視して良品、不良品の判定を行うことができるため、実情に沿ってワークの良品、不良品を適切に判定することができる。

なお上記実施の形態において、各ワークの評価値がＯＫスコアとＮＧスコアをもつ２つの値を含み、このことにより評価値を２次元空間上に配置した例を示したが、これに限らず評価値は３つの値をもち、これにより評価値を３次元空間上に配置してもよい。

さらにまた２次元空間に評価値を配置するとともに、評価値の分散状態に基づいて２本の直線状の境界Ａ，Ｂを用いて２次元空間を区画した例を示したが、境界Ａ，Ｂは直線状のものに限ることはなく、曲線状の境界であってもよい。

さらに２次元空間を２本の直線状の境界Ａ，Ｂを用いて４つの等級を示す領域α、β、γ、δに区画する例を示したが、これに限らず２次元空間を５つ、６つあるいはそれ以上の等級を示す領域毎に区画してもよい。

また、以上の説明においては、本発明を外観検査装置に適用するとしたが、本発明は外観検査装置以外のたとえば、テーピング装置等が有する画像処理装置にも適用することが可能である。

１リニアフィーダ
２搬送テーブル
６イオナイザ
７整列ガイド
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
２０制御部
３０ワークの外観検査装置

Claims

複数のワークに対して複数の検査項目について検査を実施し、全検査項目の検査結果に基づいてワークの等級を判定するワークの検査結果判定方法において、
前記複数のワークに対して複数の検査項目について検査を実施する工程と、
各ワークについて、全検査項目の検査結果に基づいて、検査項目毎に定まる関数を結合させた結合関数を用いてその評価値を求める工程と、
各ワークの評価値を２次元の所望空間に配置する工程と、
前記２次元の所望空間に配置された評価値の分布状態に基づいて、当該所望空間中に、この所望空間を複数の等級を示す領域に区画する境界を設定する工程と、を備え、
前記評価値を求める工程において、前記結合関数の検査項目毎に定まる関数は、当該検査項目の重要度配分を示す係数と、閾値を基準とした良または不良の程度を表すＯＫパラメータまたはＮＧパラメータを含み、前記結合関数は前記検査項目毎に定まる関数を合算して得られ、前記２次元の所望空間上の一方の軸と他方の軸に各々対応して配置された、ＯＫスコアとＮＧスコアとを含む、
ことを特徴とするワークの検査結果判定方法。
前記検査は画像検査であることを特徴とする請求項１記載のワークの検査結果判定方法。
前記評価値を求める工程において、検査結果項目に定まる関数は、当該検査項目の重要度配分により定まる係数を含むことを特徴とする請求項１または２記載のワークの検査結果判定方法。
前記境界を設定する工程において、複数の等級を示す領域は良品領域および不良品領域を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のワークの検査結果判定方法。
前記境界を設定する工程の後、各ワークについて良品又は不良品の判定を行うことを特徴とする請求項４記載のワークの検査結果判定方法。