JPS63257808A - 部品取付検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プリント基板上に搭載された部品の取付検査
に係り、特に取付部品の品名相違、方向相違、未取付、
余取付及び取付ずれを自動的に検査することのできる部
品取付検査装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、プリント基板上には、極めて多数の品種２品名
の異なる電子部品が、夫々異なる方向に向いて搭載され
ている。従って、プリント基板上に搭載されている部品
の取付検査は、従来目視によって行われるのが一般的で
あり、多くの人手と工数を要するものであった。この検
査に係る人手と工数の減少を計るための従来技術として
、例えば、日立東部セミコンダクタ（株）発行の「実装
基板部品検査装置Ｐ−ＣＡＴＪに関するカタログに記載
された技術が知られている。

この従来技術は、固定焦点レンズを用いた画像処理装置
を用いて、特定の部品についてのみプリント基板への取
付検査を自動的に行い得るものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記従来技術は、プリント基板上に搭載される多品種、
部品名の全ての部品の捺印面高さ１文字及びマークの大
きさ１文字色９部品素地材質及び色等が夫々の部品毎に
相違している点についての配慮がなされておらず、この
ため、ある特定の部品についてのみしか検査対象にでき
ないという問題点がある。また、前記従来技術は、部品
の品種。

品名毎に検査用の辞書データが必要であり、辞書データ
の作成に多くの時間を要し、実際の検査時には、これら
のデータの読出し量、続出回数が多く必要であり、検査
処理能力が低いという問題点がある。

さらに、前記従来技術は、部品の取付方向の相違、同一
機能部品に対する部品メーカ毎の捺印の相違、すなわち
、文字及びマークの大きさ、文字色、部品素地材質及び
色の相違に関しても、夫々に辞書データを持たないと対
応できないという問題点がある。

本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、
多品種、多品名、他メーカの部品が多方向に混在して取
付けられているプリント基板上の各部品の取付検査、す
なわち、品名相違、方向相違、未取付、余取付、取付ず
れ等の検査を効率よく、正確に行うことを可能とした部
品取付検査装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、前記目的は、画像処理装置の撮像装置
に電動ズームレンズを採用し、部品種毎に描像倍率、絞
り、ピントを制御し、撮像面上での画像サイズ、明るさ
が所定の値となるようにすることにより達成される。す
なわち、倍率、絞り。

ピントの値を、予め検査データ中のプリント基板タイプ
情報ファイル作成時に、光学系情報として部品毎にメモ
リ内に格納しておき、この情報を用いて光学系を制御す
ることにより達成される。

部品取付検査のために必要な検査データは、プリント基
板タイプ情報ファイルと辞書ファイルとから成っており
、これらのファイルは、夫々次のように構成される。

プリン）Ｉ板タイプ情報ファイルは、光学系情報と部品
種情報より成り、プリント基板の板厚。

寸法等により別ファイルとして作成される。光学系情報
は、そのプリント基板での部品種毎の電動ズームレンズ
の倍率、絞り、ピントを決定する制御データであり、部
品種情報は、そのプリント基板での部品種毎の２値化闇
値データである。

辞書ファイルは、捺印配列データと捺印パターンデータ
より成り、部品種毎に別ファイルとして作成される。捺
印配列データは、使用光学系情報名、部品種情報名の指
定及び位置決め用捺印パターンデータ名、文字列の並び
方とその方向を指定するデータであり、捺印パターンデ
ータは、個々の文字の辞書データそのものと、その方向
及び合否判定闇値を指定するデータである。

前述の検査データを指定するため、本発明は、さらにＮ
Ｃデータを有し、このＮＣデータは、プリント基板タイ
プ情報ファイル名、辞書ファイル名、捺印配列データ名
、方向コード、ｘｙ子テーブル置及び検査文字列、マー
クを指定する情報を有するとともに、ＮＣデータ中の検
査文字列、マークと捺印配列データ中の位置決め用捺印
パターンデータ名により実際の検査時に使用する読取用
捺印パターンデータ名を指定する情報を有して構成され
ている。

〔作用〕

前述の構成により、撮像装置は、ＮＣデータに基づいて
検査すべきプリント基板の部品上に位置され、ＮＣデー
タによって指示される辞書ファイル名と捺印配列データ
名とによる光学系情報に基づいて、その撮像倍率、絞り
、ピントが決定され、検査部品の撮像を行い、取付検査
のための認識装置に与える。部品名の検査は、使用文字
の捺印パターンデータ辞書と文字の並び方に関する捺印
配列データ辞書に基づいて、−文字毎に行う。これによ
り、辞書作成時間の低減及び記憶装置からのデータの読
出し量１回数を減少させることができ、装置の処理能力
を向上させることができる。また、方向の異なる部品の
部品名検査は、ＮＣデータ中に設けた方向コードに基づ
き、捺印パターンデータ、配列パターンデータを指定し
た方向にソフト的に回転させて行う。これによっても前
述と同様に、辞書作成時間の低減及び記憶装置からのデ
ータ読出し量２回数の低減を行うことができ、装置の処
理能力を向上させることができる。

さらに、同一機能部品でメーカー毎に捺印が相違してい
る部品の品名検査は、配列パターンデータ辞書をメーカ
ー別に作成しておき、使用頻度の高いものから優先順位
を設けて、最優先の辞書を用いた検査を行って不良とな
った場合に、次の優先順位の辞書を用いた検査を行うと
いう手順で行うことにより対応することができる。

〔実施例〕

以下、本発明による部品取付検査装置の一実施例を図面
により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は部品デー
タ及びＮＣデータの構成を説明する図、第３図（ａ）〜
（ｈ）は代表的な検査対象部品種の外観図、第４図はプ
リント基板タイプ情報ファイルのフォーマットを説明す
る図、第５図は動作を説明する制御フローチャートであ
る。第１図、第３図において、１は検査対象部品、２は
プリント基板、３はＴＶ左カメラ４はズームレンズ、５
はクローズアップレンズ、６はエクステンダ、７は照明
器、１０は認識装置、１１はズームレンズコントローラ
、１２はＸＹテーブルコントローラ、１３はＸ軸サーボ
、１４はＹ軸サーボ、１５はＸ軸サーボモータ、１６は
Ｘ軸サーボモータ、１７はＸ軸テーブル、１８はＹ軸テ
ーブル、１９はホルダー、２０はマイコン、２１はモニ
タ、２２はキーボード、２３はフロッピーディスク装置
、２４はプリンタ、２５は捺印である。

本発明による部品取付検査装置の一実施例は、第１図に
示すように、マイコン２０．モニタ２１゜キーボード２
２．フロッピーディスク装置２３゜プリンタ２４による
制御部と、Ｘ及びＹ軸サーボ１３．１４．Ｘ及びＸ軸サ
ーボモータ１５．１６を介して、プリント基Ｆｉ２の位
置を制御するＸ及びＹ軸テーブル１７．１８を駆動制御
するＸＹテーブルコントローラ１２と、ＴＶカメラ３を
含む撮像装置と、認識装置１０と、ズームレンズコント
ローラ１１とにより構成される。撮像装置は、ＴＶカメ
ラ３．エクステンダ６、電動ズームレンズ４．クローズ
アップレンズ５．照明器７により構成される。照明器７
は、プリント基板２上に搭載されている検査対象部品１
の表面を照明できるものであれば、どのようなものであ
ってもよく、例えば、リング状の光源等を用いると好適
である。

検査対象部品１は、ホルダー１９により保持されたプリ
ント基板２上に搭載されており、マイコン２０の指示に
より動作するＸＹテーブルコントローラ１２に制御され
、サーボ１３．１４、モータ１５．１６により駆動され
るテーブル１７．１８によりＴＶカメラ３の直下に位置
決めされる。

ズームレンズ４は、制御用のプロセッサであるマイコン
２０の指示により動作するズームレンズコントローラ１
１により、検査対象部品が変るごとに、その倍率、絞り
、ピントが制御され、決められた倍率、明るさの鮮明な
画像がＴＶカメラ３で撮像できるようにする。

認識装置１０は、ＴＶカメラ３で撮像した画像をマイコ
ン２０からの２値化闇値データにより２値化した後、文
字並びデータに基づいて捺印パターンデータとマツチン
グ処理を行い、検査の合否を判定する。

マイコン２０は、システム全体の動作を制御するプロセ
ッサであり、フロッピーディスク装置２３から各種辞書
ファイルを図示しない内部メモリに読出し、そのデータ
に基づいてズームレンズ４の撮像倍率、絞り、ピントの
制御を行い、ＴＶカメラ３により読取られた情報と比較
すべき２値化闇値データ、指定方向コード、マツチング
用捺印パターンデータを認識装置１０に転送する。また
、マイコン２０は、Ｘ軸、Ｙ軸テーブル１７．１８を駆
動するための位置データをＸＹテーブルコントローラ１
２に与え、・その後検査指令を発する。

得られた検査結果は、一旦マイコン２０の内部メモリに
格納され、モニタ２１に表示されるとともに、プリント
基板２Ｉ；搭載された全部品の検査終了後、プリンタ２
４より不良部品一覧として出力される。

キーボード２２は、作業者がＮＣデータ名指定用等に使
用しれ、また、モニタ２１は、マイコン２０と認識装置
１０とに共用され、検査作業中の各種情報を表示する。

次に、プリント基板２上に搭載される各種部品と、各部
品毎の取付検査時の検査法を説明する。

第３図（ａ）〜（ｈ）は、各種部品の外観を示しており
、第３図（ａ）、　（ｂｌ、　（ｄｌ及び（ｅ）は、夫
々、ＬＳＩ、ＲＡＭ、ＤＩＰ’−ＩＣ及びＳＳＩであり
、これらの部品の上面には、部品品名が捺印２５により
マーキングされている。これらの部品の取付検査におい
ては、この捺印２５の照合検査を行うことにより、部品
品名相違、取付方向相違、未取付及び取付ずれを摘出す
る。ただし、これらの部品は、夫々、捺印面の高さ２文
字の大きさ１文字色及び素地材質１色が相違するので、
夫々の部品種毎に、検査時に設定されるズームレンズの
撮像倍率、絞り。

ピントが予め定められている。

第３図（Ｃ）及び第３図（幻は、夫々フラットタイプ及
びアキシャルタイプの抵抗の外観図を示す。これらの部
品は、上面に捺印、特徴マークが表示されていないため
、部品検査時には、部品本体下にかくれるはずのプリン
ト基板上に設けられている第３図（ｈ）に示すようなパ
ッドがＴＶカメラ３により撮像されたか否かにより、部
品の未取付及び取付ずれを摘出する。

第３図ｆｆ）は、コンデンサの外観図であり、コンデン
サの場合には、その上面に極性表示用捺印２５を有して
いるので、検査時には、この位置を照合検査することに
より、部品の取付方向相違、未取付及び取付ずれを摘出
する。

第３図（ｈ）は、プリント基板上に設けられているパッ
ドを示すものであり、部品の余取付検査を行う場合には
、このパッドが撮像された場合に不合格と判定する。

前述の各部品の取付検査において、各部品毎にズームレ
ンズ４の撮像倍率、ピント絞りを制御する必要があるが
、これらは次のような観点から決定される。

撮像倍率：各部品に表示される捺印文字、マーク寸法は
、部品毎に相違するので、ＴＶカメラ３で撮像した文字
像等が常に同一の大きさになるように調整する。これに
より、検査の信頼性、検査速度を向上させることができ
る。例えば、第３図ｆａｔに示すＬＳＩは、捺印文字の
高さが約１．７鶴あるので、１画素当りの撮像長を４２
．９μｍ、すなわち、４２．９μｍ／ｐｅとすれば、撮
像画面での文字の大きさは、２８ｐｅの大きさとなる。

また、第３図（ｅ）に示すＳＳＩは、捺印文字の高さが
１．２龍あるので、これの撮像時には、ズームレンズの
倍率を変更し、６１μｍ／ｐｅとすれば、やはり撮像面
での文字の大きさを２８ｐｅとすることができる。

ピント：各部品の捺印面の高さは、部品の高さとプリン
ト基板２の厚さの和であるので、ＴＶカメラ３から部品
の捺印面までの距離は、部品種毎に異なったものとなる
。このため、ＴＶカメラ３で撮像した像がピンボケにな
るのを防止し、鮮明な撮像を行うため、部品種毎にピン
トｉ整を行う。

因みに、第３図ｆａｔのＬＳＩの捺印面は、プリント基
板面より１７０あり、第３図（ｅ）のＳＳＩの捺印面の
それは３１寵であり、大きく相違している。

絞り：照明を同一としていても、各部品の捺印色と部品
の材質１色により反射光量は、一定とならない。反射光
量が多ければハレーションを起し鮮明な画像が得られず
、また反射光量が少なければ、コントラストのない画像
しか得られず、これらの画像では、２値化が困難となり
、検査速度の低下、信頼性の低下を生じる。従って、部
品種毎に最適な絞りが設定される。例えば、第３図（ａ
）のＬＳＩは、その材質９色がアルミニウム、銀白色で
捺印色が黒であるのに対し、第３図（ｅ）のＳＳＩは、
その材質１色がセラミック、黒で、捺印色が白である。

次に、フロッピーディスク装置内に格納されているＮＣ
データと検査データの構成について説明する。

ＮＣデータは、プリント基板上に搭載されている部品の
取付検査に必要な検査データを指定するためのデータで
あり、第２図に示すように、プリント基板の種類毎に設
けられるプリント基板タイプ情報ファイル名指定データ
止、部品種毎に設けられる辞書ファイル名指定データと
、部品名毎に設けられる捺印配列データ名指定データと
、部品毎に設けられる検査文字列、マーク指定データと
、部品の取付方向を指示する方向コード指定データと、
部品位置を示すｘｙ子テーブル置指定データとを含んで
構成されている。

また、検査データは、第２図に示すように、プリント基
板タイプ情報ファイルと、辞書ファイルとにより構成さ
れており、プリント基板タイプ情報ファイルは、ズーム
レンズの撮像倍率、絞り、ピントを指示する光学系情報
と、部品種、情報とを含んでおり、また、辞書ファイル
は、捺印配列データと捺印パターンデータを含んでいる
。

この検査データのうち、プリント基板タイプ情報のフォ
ーマット例が第４図に示されている。このファイルは、
インデックスエリアと、データエリアに分かれており、
インデックスエリアには、光学系情報名、部品種情報名
と、それらの情報の格納先先頭アドレスが格納されてい
る。また、データエリアには、前記情ｔＩｉ１名の詳細
として、光学系情報では、撮像倍率、絞り、ピントデー
タが、部品種情報として、２値化闇値データが格納され
ている。

次に、これらのデータを用いて部品の取付検査を行う際
の動作を第５図に示すフローチャートにより説明する。

（１）　　キーボード２２より検査すべきプリント基板
名が入力されると、マイコン２０は、指定された検査対
象基板のＮＣデータをフロッピーディスク装置２３から
読出し、その後、このＮＣデータにより指定されたプリ
ント基＋反タイフ′↑青報ファイルを読出して内部メモ
リにセットする（フロー５１゜５２）。

（２）　　さらに、マイコン２０は、検査を行うべき部
品種に対応して、ＮＣデータにより指定された辞書ファ
イルを取込み、該ファイル内の捺印配列データを取込む
（フロー５３．５４）。

（３）捺印配列データ中の光学系情報名の指定により、
プリント基板タイプ情報ファイル内の、その光学系情報
名に対応する撮像倍率、ピント絞りデータを取出す（フ
ロー５５）。

（４）前述により得た光学系情報をズームレンズコント
ローラ１１に出力し、ズームレンズ４の撮像倍率、ピン
ト絞りを制御する（フロー５６〜５８）。

（５）部品種情報名の指示により、プリント基板タイプ
情報ファイル中から２値化闇値データを得、指定方向コ
ードと指定捺印配列データ中の文字並び方情報により文
字並びデータを算出し、さらに指定方向コードと指定検
査文字列によりマツチング用捺印パターンデータを算出
作成し、これらのデータを認識装置１０に転送する。ま
た、指定ＸＹテーブル位置データをＸＹテーブルコント
ローラ１２に転送する。ズームレンズ４の制御及び、Ｘ
軸、Ｙ軸テーブル１７．１８の位置決め決定後、マイコ
ン２０は、認識装置１０に検査指令を発する。認識装置
１０は、これにより、マイコン２０から与えられたマツ
チング用捺印パターンデータと、ＴＶカメラ３より得た
撮像捺印の２値化データとを比較することにより、部品
の取付検査を実行し、その検査結果をマイコン２０内の
メモリに格納する（フロー５９）。

（６）　　フロー５９の動作は、プリント基板２に搭載
された同一種の部品の全ての検査が終了するまで、プリ
ント基板２の位置が制御されて行われ、同一種部品の検
査が全て終了したとき、フロー５３に戻って、次に検査
すべき部品種の辞書ファイルが取込まれ、フロー５４〜
５９の動作が前述と同様に行われる（フロー６０．５３
〜５９）。

（７）検査すべきプリント基板２に搭載された全部品の
検査が終了すれば、検査結果がプリンタ２４に出力され
て、１枚のプリント基板の部品の取付検査を終了する（
フロー６０．６１）。

なお、前述の実施例では、フロー５９による検査で不良
となった場合、同一部品で他メーカーの部品が用いられ
ている場合があるので、メーカー別に用意されているパ
ターンデータを用いて再度検査を行うことにより、この
ような場合にも対処することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、各種のプリント
基板上に搭載された、多品種、部品名にわたる取付方向
、製造メーカーの異なる部品の捺印、マークを効率的に
正しく検査することができ、これにより、搭載部品の品
名相違、取付方向相違。

未取付、余取付、取付ずれを目視によることなく摘出す
ることができるので、プリント基板搭載部品の外観チェ
ック工数を大きく削減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は部品デー
タ及びＮＣデータの構成を説明する図、第３図（ａｔ、
　（ｂ）、　（ｃｌ、　ｆｄ）、　（ｅ）、　（ｆ）、
　（ｇｌ、　（ｈ）は代表的な検査対象部品種の外観図
、第４図はプリント基板タイプ情報ファイルのフォーマ
ットを説明する図、第５図は動作を説明する制御フロー
チャートである。 １・・・−・−検査対象部品、２−−−−−一・プリン
ト基板、３−・−−−−−Ｔ　Ｖカメラ、４−・−・・
ズームレンズ、５−・・・−・クローズアップレンズ、
６−・・−・・エクステンダ、？−・−照明器、１０−
−−−−−−一認識装置、１１−−−−−−−ズームレ
ンズコントローラ、１２・−・・−・・ＸＹテーブルコ
ントローラ、１３・・・・−Ｘ軸サーボ、１４・・−・
−Ｙ軸サーボ、１５−・−・−・Ｘ軸サーボモータ、１
６−−−−−−・Ｙ軸サーボモータ、１７・・−−−−
−・Ｘ軸テーブル、１８−・−・−Ｙ軸テーブル、１９
・−一一一一一・ホルダー、２０−・・−マイコン、２
１−・−・−・−モニタ、２２−・−・−キーボード、
２３−・・・・フロッピーディスク装置、２４−・−・
−・・プリンタ、２５・−・−捺印。 第１図 １す ３：ＴＶ７７Ｐラ　　　　　乙！！ＡｅＭ器４゛電１カ
フ′ムレ〉ズ゛　　２２：キーボード５７Ｄ−ス′７ソ
フｚ−２−２３：　フロｄｆシ所スク装置６、工７ステ
シ？”　　　　　２４　　アリシタ第２図 第３図 ｒσノ　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）　　
　　　　　　　　　　　　　　　（ｃ）（ｄ）　　　　
　　　　　　　　　　（ｅ）　　　　　　　　　　（ｆ
）　　　　　　　　　　（ｇ）（ｈ） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、プリント基板上に搭載された多品種、多品名の部品
   の取付状態を検査する部品取付検査装置において、部品
   表面の捺印を撮像するズームレンズを備えた撮像装置と
   、部品の取付検査に必要な検査データ及びＮＣデータを
   格納している記憶装置と、検査データと前記撮像装置よ
   り得た撮像データとをマッチング処理して合否判定を行
   う認識装置と、前記プリント基板を搭載して位置決めを
   行うＸ軸及びＹ軸テーブルと、これらの制御を行うプロ
   セッサとを備え、該プロセッサは、検査データ内の光学
   系データに基づいて、検査部品種毎に前記ズームレンズ
   の撮像倍率、絞り、ピントを制御し、一定の大きさで一
   定の明るさの捺印の撮像データを前記認識装置に与える
   ようにしたことを特徴とする部品取付検査装置。