WO2017188454A1 - 部品検査装置および方法 - Google Patents

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light
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lead wire
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友希男 岩▲崎▼
聡 日比野
和範 平田
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川崎重工業株式会社
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    • H05K13/0813—Controlling of single components prior to mounting, e.g. orientation, component geometry

Definitions

  • the present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method for inspecting whether or not there is an abnormality such as a bend or a defect in a linear wire, with respect to a part having two linear wires having mutually parallel axes and different lengths. For example, the presence / absence of an abnormality such as a bend or a defect in a lead wire of an electrical component having a lead wire having polarity is inspected.
  • the lead wire recognition camera 15 for the lead wire of the electronic component 1 and the board insertion hole recognition camera 16 are used to deal with such an abnormality such as deformation of the lead wire.
  • an apparatus for inserting a lead wire into an insertion hole of a substrate by correcting the lead wire in accordance with a deviation or the like has been proposed.
  • Patent Document 2 proposes an apparatus for detecting the position of a lead wire by moving two beams intersecting each other from three different directions so as to block the two beams. Yes.
  • the apparatus described in Patent Document 1 has a problem that it is expensive and the system is complicated, such as using an expensive camera and requiring advanced image processing.
  • the apparatus described in Patent Document 2 has a problem that a cycle time for assembling an electric product becomes longer because a large number of movement operations are required for the two beams and the detection time becomes longer. .
  • An object of the present invention is to provide a component inspection apparatus and method capable of detecting abnormalities such as defects and defects with a simple configuration and simple operation.
  • a first aspect of the present invention is a component inspection apparatus for inspecting a component having two linear wires whose axial directions are parallel to each other and different in length.
  • a moving device for holding the part and moving it linearly in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the linear wire, and a first position at the tip of the short wire of the two linear wires in a normal state
  • a first light measuring device for irradiating the first light beam, a first light receiving device for receiving the first light beam, and the two linear wires in a normal state.
  • a second projector for irradiating a second light beam having an optical axis parallel to the first light beam and a second light beam for receiving the second light beam.
  • a second optical measuring instrument having an optical receiver, and an arrangement of the two linear wires.
  • the component such that the two linear wires in a normal state block the first light beam and the second light beam in a posture in which the direction intersects the optical axes of the first light beam and the second light beam.
  • Of the two linear wires based on changes in the amounts of light received by the first light beam and the second light beam respectively received by the first light receiver and the second light receiver. It is comprised so that the presence or absence of an abnormal state may be test
  • the second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the irradiation direction of the first light beam and the irradiation direction of the second light beam are set in opposite directions.
  • a gap between the short wire and the long wire in a direction in which the component is linearly moved is a width of the first light beam or the second light beam. It is characterized in that it is at least twice as much.
  • the two linear wires are the first light beam and the first wire.
  • a reduction amount of the received light amount of the first light ray and the second light ray in the maximum allowable deformation amount of the tip end portion of the linear wire when the second light ray is moved to be blocked is obtained in advance as a limit reduction amount.
  • the method is characterized in that an abnormality is determined when a reduction amount of at least one received light amount of the first light ray and the second light ray is smaller than the limit reduction amount.
  • a fifth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to fourth aspects, the moving device is a robot for holding the component and performing an assembly operation.
  • the component is an electrical component
  • the linear wire is a lead wire having a polarity of the electrical component
  • a seventh aspect of the present invention is a component inspection method for inspecting a component having two linear wires whose axial directions are parallel to each other and have different lengths.
  • a moving step of moving the part linearly in a direction substantially orthogonal to the axial direction of the linear wire, and irradiating the first light beam at the position of the tip of the short wire of the two linear wires in a normal state Then, a first optical measurement step for obtaining a change in the amount of received light of the first light beam blocked by the short wire, and a position of the tip of the long wire of the two linear wires in a normal state Irradiating a second light beam having an optical axis parallel to the first light beam, and obtaining a change in the amount of received light of the second light beam blocked by the long wire, and The first obtained by the first and second optical measurement steps, respectively.
  • the component is moved in a posture intersecting with the optical axes of one light beam and the second light beam, and the first and second light measurement steps are performed in parallel with the movement step.
  • the eighth aspect of the present invention is characterized in that, in the seventh aspect, the irradiation direction of the first light beam and the irradiation direction of the second light beam are set in opposite directions.
  • a gap between the short wire and the long wire in a direction in which the component is linearly moved is a width of the first light beam or the second light beam. It is characterized in that it is at least twice as much.
  • the two linear wires are the parts for each of the short wire and the long wire. Decrease in received light amount of the first light beam and the second light beam in the maximum allowable deformation amount of the tip of the linear wire when moved so as to block the first light beam and the second light beam When a reduction amount of at least one received light amount of the first light beam and the second light beam is smaller than the limit reduction amount. It is judged that it is abnormal.
  • the moving step is executed by a robot for holding the component and performing an assembly operation.
  • a twelfth aspect of the present invention is characterized in that, in any of the seventh to eleventh aspects, the component is an electrical component, and the linear wire is a lead wire having polarity.
  • a component inspection apparatus and method can be provided.
  • FIG. 1 It is a conceptual diagram which shows the structure of 1st embodiment of the components inspection apparatus which concerns on this invention. It is a front view which shows the relationship between the lead wire of an electrical component, and arrangement
  • (B) shows a state where a long lead wire blocks the second light beam (corresponding to FIG. 3B). It is a top view which shows the relationship between the lead wire and light beam in 2nd embodiment. It is a left view which shows the relationship between the lead wire and light beam in 2nd embodiment. It is a top view which shows the relationship between the lead wire and light ray in 3rd embodiment. It is a left view which shows the relationship between the lead wire and light beam in 3rd embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a conceptual diagram showing a configuration of a component inspection apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 shows the relationship between the two lead wires (short lead wire 9 and long lead wire 10) and two light beams (first light beam 3 and second light beam 7) of the electrical component 11 in the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a conceptual diagram showing a configuration of a component inspection apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 shows the relationship between the two lead wires (short lead wire 9 and long lead wire 10) and two light beams (first light beam 3 and second light beam 7) of the electrical component 11 in the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a conceptual diagram showing a configuration of a component inspection apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 shows the relationship between the two lead wires (short lead wire 9 and long lead wire 10) and two light beams (first light beam 3 and second light beam 7) of the electrical component 11 in the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing
  • the component inspection apparatus 15 has an electrical component 11 having a short lead wire 9 and a long lead wire 10 that are parallel to each other in the axial direction, such as a semiconductor element and an electric double layer capacitor 2. It detects the presence or absence of abnormalities such as bending or loss of one lead wire (generally, the longer one is the positive electrode / anode and the shorter one is the negative electrode / cathode).
  • the electrical component 11 only needs to have at least two lead wires having different lengths.
  • the component inspection device 15 includes an articulated robot 13 that moves the electric component 11 linearly in a horizontal plane while holding the tip of the short lead wire 9 or the long lead wire 10 vertically downward with the gripper 12 at the hand, and the short lead wire 9.
  • a first optical measuring instrument 4 having a first light projector 1 for irradiating a first light beam 3 to the front end of the first light receiver 2 and a first light receiver 2 for receiving the first light beam 3, and a front end of a long lead wire 10.
  • a second light measuring device 8 having a second projector 5 for irradiating the second light beam 7 and a second light receiving device 6 for receiving the second light beam 7.
  • the first light beam 3 and the second light beam 7 use laser light with high measurement accuracy, but are not limited to laser light and may be LED light or the like.
  • a work table 14 is provided adjacent to the component inspection device 15, and assembly work of electrical components and the like is performed on the work table 14 by an automatic machine such as an articulated robot.
  • FIG. 3 is a plan view showing the relationship between the lead wires (short lead wire 9 and long lead wire 10) and light rays (first light ray 3 and second light ray 7) in the first embodiment.
  • a) shows a state where the short lead wire 9 blocks the first light beam 3
  • (b) shows a state where the long lead wire 10 blocks the second light beam 7.
  • FIG. 4 is a left side view showing the relationship between the lead wires (short lead wire 9 and long lead wire 10) and light rays (first light ray 3 and second light ray 7) in the first embodiment.
  • (A) shows a state where the short lead wire 9 blocks the first light beam 3 (corresponding to FIG. 3A), and
  • (b) shows a long lead wire 10 blocking the second light beam 7. (Corresponding to FIG. 3B).
  • the optical axes of the first light beam 3 and the second light beam 7 are parallel to each other, and the electric component 11 has an arrangement direction 20 of the short lead wire 9 and the long lead wire 10 in the first light beam 3 and the second light beam 10. It is moved horizontally along the moving direction 21 in a posture that intersects the direction of the optical axis of the light beam 7 (see FIGS. 3A and 3B).
  • the tip portions of the short lead wire 9 and the long lead wire 10 block the first light beam 3 and the second light beam 7, respectively.
  • the tip portions of the short lead wire 9 and the long lead wire 10 block the first light beam 3 and the second light beam 7, respectively.
  • the second light receiver 6 receives the second light beam. Since there is no change, it is possible to detect abnormalities due to bending or loss.
  • the amount of light shielded by the second light beam by the tip of the long lead wire 10 is reduced, and the second light receiver 6 Since the change (decrease amount) in the amount of received light of the second light beam is small, the amount of light received by the second light beam 7 decreases or increases in accordance with the increase or decrease in the amount of bending.
  • the first light beam 3 can be estimated.
  • the first light beam 3 and the second light beam 7 may be irradiated to positions close to the tips of the lead wires 9 and 10.
  • the position of the tip of the short lead wire 9 that irradiates the first light beam 3 is set to a range in which the distance from the tip of the short lead wire 9 is not more than the diameter of the short lead wire 6, and
  • the position of the tip portion that irradiates the second light beam 7 is set to a range that is not more than the diameter of the lead wire 10 that is long from the tip of the long lead wire 10.
  • the presence or absence of an abnormality such as a bend or a deficiency in the short lead wire 9 and the long lead wire 10 is detected by the multi-joint robot 13 in the first arrangement direction 20 of the short lead wire 9 and the long lead wire 10 in the horizontal plane.
  • the electric component 11 is linearly moved at a predetermined speed from a preset movement start position in a posture intersecting with the optical axis directions of the light beam 3 and the second light beam 7.
  • the time points at which the short lead wire 9 and the long lead wire 10 block the first light beam 3 and the second light beam 7 are different (see FIGS. 3 and 4).
  • the short lead wire 9 passes (blocks) the first light beam 3
  • the long lead wire 10 is not in a position to block the first light beam, so there is an abnormality in the short lead wire 9
  • the long lead wire 10 is normal, the first light beam 3 is not blocked by the long lead wire 10, and an error in the short lead wire 9 is not erroneously determined.
  • the first light beam 3 is arranged above the paper surface from the second light beam 7, and the movement start position of the electrical component 11 is above the paper surface from the first light beam 3. Is set so as to move linearly toward the lower side of the drawing sheet.
  • the arrangement of the first light beam 3 and the second light beam 7 is the same, and the movement of the electric component 11 is started.
  • the position may be set so that the electrical component 11 is linearly moved toward the upper side of the paper surface, with the position being lower than the first light beam 7 on the paper surface. This will be described with reference to FIG. 4.
  • the electric component 11 is set to move from the left side to the right side of the drawing, but in correspondence with the above, the electric component 11 moves from the right side to the left side of the drawing. May be set.
  • the intersecting angle is small. For example, there is a possibility that the state in which the first light beam 3 is blocked by the short lead wire 9 and the long lead wire 10 is insufficiently identified.
  • the intersection angle is set to a predetermined size or more.
  • the gap between the short lead wire 9 and the long lead wire 10 in the direction of linear movement of the component is the width of the first light beam 3 (the horizontal direction of the light beam in the cross section perpendicular to the optical axis). It is set to be at least twice the length of the direction.
  • the above-mentioned intersection angle is set to 45 °.
  • the irradiation directions of the first light beam 3 and the second light beam 7 are set in opposite directions. This is because, for example, when the distance between the first light beam 3 and the second light beam 7 is short and the irradiation directions of the first light beam 3 and the second light beam 7 are the same, the first light beam 3 and the second light beam 7 are diffused. A part of the first light beam 3 is received by the second light receiving unit 6 (or, conversely, a part of the second light beam 7 is received by the first light receiving unit), and an error in the amount of received light occurs. It is for preventing. However, when such an error does not occur, the irradiation directions of the first light beam 3 and the second light beam 7 may be set in the same direction.
  • Amount of light received by the light receivers (first light receiver 2 and second light receiver 6) corresponding to a bend or defect determined to be abnormal for the lead wires (short lead wire 9 and long lead wire 10)
  • the amount of change (decrease) is calculated, analyzed, or experimentally.
  • the change (decrease) in the amount of light received by the first light receiver 6 is as follows. Absent. Further, if the short lead wire 9 is slightly deformed, the first light beam 3 is partially shielded by the tip of the short lead wire 9, but the light shielding amount is smaller than that when the short lead wire 9 is normal. Since there are few, the change (decrease amount) of the light-receiving amount which the 1st light receiver 6 light-receives is small compared with the case where the short lead wire 9 is normal.
  • limit decrease amount the amount of decrease in the amount of light received by the light receiver corresponding to the amount of deformation allowed at the tip of the lead wire. Obtained by analysis or experiment.
  • the short lead wire is moved.
  • the long lead wire 10 does not pass through the first light ray 3 at the same time. Even if the short lead wire 9 is greatly deformed, the first light ray 3 There is no misjudgment due to light shielding by the long lead wire 10.
  • the electrical component 11 is linearly moved in the horizontal plane so that the short lead wire 9 and the long lead wire 10 block the first light beam 3 and the second light beam 7, respectively.
  • the change (decrease amount) in the amount of light received by the second light receiver 6 is acquired.
  • the linear movement of the electrical component 11 is performed by the articulated robot 13 and is operated by operating between a preset movement start position and a movement end position at a preset speed.
  • the movement of the electrical component 11 is performed in such a posture that the arrangement direction 20 of the short lead wires 9 and the long lead wires 10 intersects the optical axis direction of the first light beam 3 or the second light beam 7. Thereby, the 1st light ray 3 and the 2nd light ray 7 do not pass so that the short lead wire 9 and the long lead wire 10 may be shielded simultaneously, respectively.
  • the reduction amount of at least one received light amount of the first light receiver 2 and the second light receiver 6 is smaller than the limit decrease amount, it is determined that the lead wire of the electrical component 11 is abnormal.
  • the amount of light received and the amount of limit reduction are not limited to the amount of decrease in the received light intensity itself, but the relative value and relative ratio with the light intensity when the lead wire is normal, the relative decrease value and the relative decrease ratio, etc. including.
  • the electrical component 11 that is determined to have no abnormality in any of the lead wires by the above method is incorporated into a circuit board, an electrical product, or the like on the work table 14 by the articulated robot 13.
  • the first optical measuring instrument 4 and the second optical measuring instrument 8 a simple first optical receiver 2 and second optical receiver 6 that respectively acquire light intensity and the like. With a simple configuration using the above, there is an effect that the presence or absence of abnormality of the lead wire can be detected in a short time only by a simple linear movement operation.
  • the electrical component 11 in a state in which the axial direction of the two lead wires is vertically downward is used as the lead shaft.
  • the presence or absence of a lead wire is detected by linear movement in a horizontal plane that is perpendicular to the direction, and the electrical component 11 is moved in the horizontal plane by an articulated robot for simplification of the system, etc. did.
  • the axes of the two lead wires are not limited to the vertically downward direction, and the lead wire can be obtained by linearly moving the electrical component 11 in an arbitrary direction in a plane perpendicular to the lead wire axial direction. It is needless to say that the presence or absence of an abnormality can be detected from the above detection principle.
  • the electrical component 11 is moved in an orthogonal plane using, for example, a six-axis articulated robot. be able to.
  • robots such as vertical articulated robots and horizontal articulated robots can be used as the robots used in the first embodiment described above and the second and third embodiments described later.
  • the form is not particularly limited.
  • FIG. 5 is a plan view showing the relationship between the lead wire and the light beam (the first light beam 3 and the second light beam 7) in the second embodiment
  • FIG. 6 shows the lead wire in the second embodiment. It is a left view which shows the relationship with a light ray (the 1st light ray 3 and the 2nd light ray 7).
  • the time at which the short lead wire 9 and the long lead wire 10 block the first light beam 3 and the second light beam 9 is different.
  • the first light beam 3 in the horizontal cross section is such that the time points at which the short lead wire 9 and the long lead wire 10 block the first light beam 3 and the second light beam 9 are substantially the same.
  • the intersecting angle of the arrangement direction 20 of the lead wire 9 and the lead wire 10 with respect to the central axis direction of the first light ray 3 or the second light ray 7 is set.
  • the electrical component 11 is set so as to move linearly from the upper side of the page to the lower side of the page (in FIG. 6, it moves from the left side of the page to the right side of the page).
  • the arrangement of the first light beam 3 and the second light beam 7 is the same, and the electric component 11 is linearly moved from the lower side of the drawing to the upper side of the drawing (in FIG. (Move from right to left).
  • the first light ray 3 is short.
  • the lead 9 and the long lead 10 are not passed simultaneously. For this reason, even if the short lead wire 9 is greatly deformed, the first light beam 3 is not erroneously determined by being blocked by the long lead wire 10.
  • FIG. 7 is a plan view showing the relationship between the lead wires (short lead wire 9 and long lead wire 10) and light rays (first light ray 3 and second light ray 7) in the third embodiment
  • FIG. FIG. 10 is a left side view showing a relationship between lead wires (short lead wire 9 and long lead wire 10) and light rays (first light ray 3 and second light ray 7) in the third embodiment.
  • the second light beam 7 is arranged obliquely below the first light beam 3 (see FIGS. 4 and 6), whereas in the third embodiment, The second light beam 7 is arranged vertically below the first light beam 3 (see FIG. 8).
  • the arrangement direction 20 of the short lead wire 9 and the long lead wire 10 is the same as that of the first light beam 3 or the second light beam 7. Since the electrical component 11 moves in a posture crossing the irradiation direction (see FIG. 7), the first light beam 3 does not pass through the short lead wire 9 and the long lead wire 10 at the same time. For this reason, even if the short lead wire 9 is greatly deformed, the first light beam 3 is not erroneously determined by being blocked by the long lead wire 10.
  • the method for detecting an abnormality in the short lead wire 9 and the long lead wire 10 of the electrical component 11 using the component inspection apparatus 15 in the third embodiment is basically the same as in the first or second embodiment. .

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Abstract

この部品検査装置は、２つの直線状線材(9,10)の配列方向が第一の投光器(1)の第一の光線(3)および第二の投光器(5)の第二の光線(7)の光軸と交差する姿勢で、正常状態にある２つの直線状線材(9,10)が第一の光線(3)および第二の光線(7)を遮るように移動装置で部品を移動させたときの、第一の受光器(1)および第二の受光器(5)がそれぞれ受光する第一の光線(3)および第二の光線(7)の受光量の変化に基づき、２つの直線状線材(9,10)の異常状態の有無を検査する。互いに軸方向が平行で長さの異なる２つの直線状線材を有する部品について、直線状線材の曲がり等の異常を簡易な構成かつ単純な操作により検出すること。

Description

部品検査装置および方法
　本発明は、互いに軸が平行であって長さの異なる２つの直線状線材を有する部品について、直線状線材の曲がりや欠損等の異常の有無を検査するための検査装置および検査方法に関する。例えば、極性を有するリード線を備えた電気部品のリード線の曲がりや欠損等の異常の有無を検査する。
　近年、ロボット等の自動機械を用いて電子部品等を組み合わせて電気製品を組み立て、製造するニーズがますます高まっている。このような電気製品等の組み立てにおいて、例えばリード線を有する電気部品を回路基板に組み込む場合には、リード線を回路基板の挿入穴にロボット等の自動機械により挿入する作業が必要となるが、リード線に曲がりや欠損等の異常があると、リード線を回路基板の挿入穴に挿入することができない。
　このようなリード線の変形等の異常に対して、例えば、特許文献１においては、電子部品１のリード線のリード線認識カメラ１５と、基板挿入孔認識カメラ１６等を使用して、リード線等のずれ等に応じ、リード線を矯正することにより、リード線を基板の挿入孔に挿入する装置が提案されている。
　また、特許文献２においては、お互いに交差する２本のビームに対して、異なる３方向から、前記２本のビームを遮るように移動して、リード線の位置を検出する装置が提案されている。
　しかしながら、特許文献１に記載の装置においては、高価なカメラを使用して、高度な画像処理が必要となるなど、高価でありかつシステムが複雑となるという問題があった。また、特許文献２に記載の装置においては、２本のビームに対して、多数回の移動操作が必要となり、検出時間が長くなるため、電気製品組み立てのサイクルタイムが長くなるという問題があった。
特開平６－３７４９２号公報 特開平６－１８８６００号公報
　本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、互いに軸方向が平行であって長さの異なる２つの直線状線材を有する部品について、直線状線材の曲がりや欠損等の異常を、簡易な構成かつ単純な操作により検出できる部品検査装置および方法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、本発明の第１の態様は、軸方向が互いに平行であって長さの異なる２つの直線状線材を有する部品を検査するための部品検査装置であって、前記部品を保持して前記直線状線材の軸方向と略直交する方向に直線移動させるための移動装置と、正常状態にある前記２つの直線状線材のうちの短い線材の先端部の位置に第一の光線を照射するための第一の投光器と、前記第一の光線を受光するための第一の受光器と、を有する第一の光計測器と、正常状態にある前記２つの直線状線材のうちの長い線材の先端部の位置に、前記第一の光線と光軸が平行な第二の光線を照射するための第二の投光器と、前記第二の光線を受光するための第二の受光器と、を有する第二の光計測器と、を備え、前記２つの直線状線材の配列方向が前記第一の光線および前記第二の光線の光軸と交差する姿勢で、正常状態にある前記２つの直線状線材が前記第一の光線および前記第二の光線を遮るように前記部品を移動させたときの、前記第一の受光器および前記第二の受光器がそれぞれ受光する前記第一の光線および前記第二の光線の受光量の変化に基づき、前記２つの直線状線材の異常状態の有無を検査するように構成されている、ことを特徴とする。
　本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記第一の光線の照射方向と前記第二の光線の照射方向とが逆向きに設定されている、ことを特徴とする。
　本発明の第３の態様は、第１または第２の態様において、前記部品を直線移動する方向における前記短い線材と前記長い線材との間隙が前記第一の光線または前記第二の光線の幅の２倍以上である、ことを特徴とする。
　本発明の第４の態様は、第１乃至第３のいずれかの態様において、前記短い線材および前記長い線材のそれぞれについて、前記部品を前記２つの直線状線材が前記第一の光線および前記第二の光線を遮るように移動させたときの、前記直線状線材の先端部の最大許容変形量における前記第一の光線および前記第二の光線の受光量の減少量を限界減少量として予め求め、前記第一の光線および前記第二の光線の少なくとも１つの受光量の減少量が前記限界減少量よりも小さいときに異常と判断するように構成されている、ことを特徴とする。
　本発明の第５の態様は、第１乃至第４のいずれかの態様において、前記移動装置が、前記部品を保持して組立作業を実施するためのロボットである、ことを特徴とする。
　本発明の第６の態様は、第１乃至第５のいずれかの態様において、前記部品が電気部品であって、前記直線状線材が前記電気部品の極性を有するリード線である、ことを特徴とする。
　上記課題を解決するために、本発明の第７の態様は、軸方向が互いに平行であって長さの異なる２つの直線状線材を有する部品を検査するための部品検査方法であって、前記部品を、前記直線状線材の軸方向と略直交する方向に直線移動する移動工程と、正常状態にある前記２つの直線状線材のうちの短い線材の先端部の位置に第一の光線を照射して、前記短い線材により遮られる前記第一の光線の受光量の変化を取得する第一の光計測工程と、正常状態にある前記２つの直線状線材のうちの長い線材の先端部の位置に、前記第一の光線と光軸が平行な第二の光線を照射して、前記長い線材により遮られる前記第二の光線の受光量の変化を取得する第二の光計測工程と、前記第一および第二の光計測工程によりそれぞれ取得された前記第一および第二の光線の受光量の変化に基づき、前記２つの直線状線材の異常の有無を判断する判断工程と、を備え、前記移動工程において、前記２つの直線状線材の配列方向が前記第一の光線および前記第二の光線の光軸と交差する姿勢で前記部品を移動し、前記第一および第二の光計測工程が前記移動工程と並行して実行される、ことを特徴とする。
　本発明の第８の態様は、第７の態様において、前記第一の光線の照射方向と前記第二の光線の照射方向とが逆向きに設定されている、ことを特徴とする。
　本発明の第９の態様は、第６または第７の態様において、前記部品を直線移動する方向における前記短い線材と前記長い線材との間隙が前記第一の光線または前記第二の光線の幅の２倍以上である、ことを特徴とする。
　本発明の第１０の態様は、第７乃至第９のいずれかの態様において、前記移動工程の前に、前記短い線材および前記長い線材のそれぞれについて、前記部品を前記２つの直線状線材が前記第一の光線および前記第二の光線を遮るように移動させたときの、前記直線状線材の先端部の最大許容変形量における前記第一の光線および前記第二の光線の受光量の減少量を限界減少量として予め求める限界減少量取得工程を備え、前記判断工程において、前記第一の光線および前記第二の光線の少なくとも１つの受光量の減少量が前記限界減少量よりも小さいときに異常と判断する、ことを特徴とする。
　本発明の第１１の態様は、第７乃至第１０のいずれかの態様において、前記移動工程が、前記部品を保持して組立作業を実施するためのロボットによって実行される、ことを特徴とする。
　本発明の第１２の態様は、第７乃至第１１のいずれかの態様において、前記部品が電気部品であって、前記直線状線材が極性を有するリード線である、ことを特徴とする。
　本発明によれば、互いに軸方向が平行であって長さの異なる２つの直線状線材を有する部品について、直線状線材の曲がりや欠損等の異常を、簡易な構成かつ単純な操作により検出できる部品検査装置および方法を提供することができる。
本発明に係る部品検査装置の第一の実施形態の構成を示す概念図である。 電気部品のリード線と光線の配置との関係を示す正面図である。 第一の実施形態におけるリード線と光線の関係を示す平面図であって、（ａ）は、短いリード線が第一の光線を遮った状態を示し、（ｂ）は、長いリード線が第二の光線を遮った状態を示す。 第一の実施形態におけるリード線と光線の関係を示す左側面図であって、（ａ）は、短いリード線が第一の光線を遮った状態を示し（図３（ａ）に対応するもの）、（ｂ）は、長いリード線が第二の光線を遮った状態を示す（図３（ｂ）に対応するもの）。 第二の実施形態におけるリード線と光線の関係を示す平面図である。 第二の実施形態におけるリード線と光線の関係を示す左側面図である。 第三の実施形態におけるリード線と光線の関係を示す平面図である。 第三の実施形態におけるリード線と光線の関係を示す左側面図である。
　＜第一の実施形態＞
　本発明に係る部品検査装置および方法の第一の実施形態について、以下、図面を参照しつつ説明する。
　図１は、第一の実施形態による部品検査装置の構成を示す概念図を示す図である。図２は、第一の実施形態における電気部品１１の２つのリード線（短いリード線９および長いリード線１０）と２つの光線（第一の光線３および第二の光線７）との関係を示す正面図である。
　本実施形態による部品検査装置１５は、軸方向が互いに平行であって長さの短いリード線９と長いリード線１０を有する電気部品１１、例えば半導体素子や電気二重層コンデンサ等の極性を有する２つのリード線（一般に長い方が正極・アノード、短い方が負極・カソード）の曲がりや欠損等の異常の有無を検出するものである。なお、電気部品１１は、少なくとも２つの長さの異なるリード線を有するものであればよい。
　部品検査装置１５は、手先のグリッパ１２で電気部品１１を短いリード線９または長いリード線１０の先端を鉛直下向きの状態に保持して水平面内を直線移動させる多関節ロボット１３、短いリード線９の先端部に第一の光線３を照射する第一の投光器１および第一の光線３を受光する第一の受光器２を有する第一の光計測器４、並びに長いリード線１０の先端部に第二の光線７を照射する第二の投光器５および第二の光線７を受光する第二の受光器６を有する第二の光計測器８を備えている。
　なお、第一の光線３および第二の光線７は、測定精度の高いレーザ光を使用するが、レーザ光に限らず、LED光などであってもよい。
　部品検査装置１５に隣接して作業テーブル１４が設けられており、作業テーブル１４上で多関節ロボット等の自動機械によって電気部品等の組立作業が行われる。
　図３は、第一の実施形態におけるリード線（短いリード線９および長いリード線１０）と光線（第一の光線３および第二の光線７）との関係を示す平面図であって、（ａ）は、短いリード線９が第一の光線３を遮った状態を示し、（ｂ）は、長いリード線１０が第二の光線７を遮った状態を示している。また、図４は、第一の実施形態におけるリード線（短いリード線９および長いリード線１０）と光線（第一の光線３および第二の光線７）との関係を示す左側面図であって、（ａ）は、短いリード線９が第一の光線３を遮った状態を示し（図３（ａ）に対応）、（ｂ）は、長いリード線１０が第二の光線７を遮った状態を示している（図３（ｂ）に対応）。
　第一の光線３および第二の光線７の光軸は、互いに平行であり、電気部品１１は、短いリード線９および長いリード線１０の配列方向２０が、第一の光線３および第二の光線７の光軸の方向と交差する姿勢で移動方向２１に沿って水平移動される（図３（ａ）および（ｂ）参照）。
　短いリード線９および長いリード線１０の曲がりや欠損等の異常の有無の検出は、短いリード線９および長いリード線１０の先端部が、それぞれ第一の光線３および第二の光線７を遮るように、電気部品１１を水平移動させることにより取得した、第一の受光器２および第二の受光器６が受光する第一の光線３および第二の光線７の受光量の変化に基づき行う。
　例えば、長いリード線１０が大きく曲がりまたは欠損して第二の光線７を遮ることがなければ、電気部品１１を移動しても第二の受光器６が受光する第二の光線の受光量の変化がないため、曲がりや欠損による異常を検出できる。
　また、長いリード線１０の曲がりが小さくても、所定の大きさ以上の曲がりがあれば、長いリード線１０の先端部による第二の光線の遮光量が小さくなり、第二の受光器６が受光する第二の光線の受光量の変化（減少量）が小さいため、曲がりの大きさの増加または減少に応じて第二の光線７の受光量がそれぞれ減少または増加する。
　したがって、第一の光線３または第二の光線７の受光量の減少量に基づき、短いリード線９または長いリード線１０の曲がりの大きさの推定が可能であることから、第一の光線３または第二の光線７の受光量の減少量に基づき、短いリード線９または長いリード線１０の異常の有無を判断することができる。
　なお、リード線９、１０の曲がりの大きさを高精度に検出するためには、第一の光線３および第二の光線７を、リード線９、１０の先端に近い位置に照射することが好ましいことから、短いリード線９における第一の光線３を照射する先端部の位置を、短いリード線９の先端からの距離が短いリード線６の直径以下の範囲とし、長いリード線１０における第二の光線７を照射する先端部の位置を、長いリード線１０の先端からの距離が長いリード線１０の直径以下の範囲とする。
　また、短いリード線９および長いリード線１０の曲がりや欠損等の異常の有無の検出は、多関節ロボット１３により、水平面内において、短いリード線９および長いリード線１０の配列方向２０が第一の光線３および第二の光線７の光軸の方向と交差する姿勢で、電気部品１１を予め設定された移動開始位置から所定の速度で直線移動させて行う。
　このため、短いリード線９および長いリード線１０が、それぞれ第一の光線３および第二の光線７を遮る時点が異なる（図３、４参照）。これにより、例えば、短いリード線９が第一の光線３を通過する（遮る）時点では、長いリード線１０は第一の光線を遮る位置にはないので、短いリード線９に異常があり、長いリード線１０が正常であった場合に、第一の光線３が長いリード線１０により遮られることはなく、短いリード線９の異常について誤判断することはない。
　なお、図３においては、第一の光線３は第二の光線７より紙面の上方に配置され、電気部品１１の移動開始位置は、第一の光線３より紙面上方であって、電気部品１１は紙面下方に向けて直線移動するように設定されているが、これとは逆に、図３において、第一の光線３と第二の光線７の配置は同一として、電気部品１１の移動開始位置を、第一の光線７より紙面下方として、電気部品１１を紙面上方に向けて直線移動するように設定してもよい。これを図４で説明すれば、図４では電気部品１１が、紙面左方から右方へ移動するように設定されているが、前記に対応して、紙面右方から左方へ移動するように設定してもよい。
　また、水平面内において、短いリード線９および長いリード線１０の配列方向２０が第一の光線３および第二の光線７の光軸の方向と交差する状態であっても、交差する角度が小さいと、例えば、第一の光線３が、短いリード線９および長いリード線１０により遮断される状態の識別が不十分となる可能性がある。
　したがって、異常検出の精度を高めるために、交差角度を所定の大きさ以上にすることが好ましい。このため、第一の実施形態においては、前記部品を直線移動する方向における短いリード線９と長いリード線１０との間隙が第一の光線３の幅（光軸に垂直な断面における光線の水平方向の長さ）の２倍以上であるように設定している。例えば、上述の交差角度は４５°に設定される。
　また、本実施形態においては、第一の光線３と第二の光線７の照射方向を反対方向に設定している。これは、第一の光線３と第二の光線７の離間距離が短く、かつ第一の光線３と第二の光線７の照射方向を同一にした場合に、例えば、光線の拡散等により第一の光線３の一部を第二の受光部６が受光して（或いは逆に第二の光線７の一部を第一の受光部が受光して）、受光量の誤差等を生じることを防止するためである。ただし、そのような誤差を発生することがない場合には、第一の光線３と第二の光線７の照射方向を同一方向に設定してもよい。
　次に、部品検査装置１５を使用して、電気部品１１の短いリード線９および長いリード線１０の異常を検出する方法について説明する。
　（１）リード線（短いリード線９および長いリード線１０）についての異常と判断される曲がりや欠損等に対応する受光器（第一の受光器２および第二の受光器６）の受光量の変化量（減少量）を計算・解析的または実験的に求める。
　例えば、短いリード線９が大きく変形していれば、第一の光線３が、短いリード線９により遮られることはないので、第一の受光器６が受光する受光量の変化（減少）はない。また、短いリード線９が少しの変形であれば、第一の光線３は短いリード線９の先端部により一部遮光されるが、遮光量は、短いリード線９が正常の場合に比べて少ないので、第一の受光器６が受光する受光量の変化（減少量）は、短いリード線９が正常の場合に比べて少ない。
　したがって、電気部品１１を回路基板等に組み込む際にリード線の先端部に許容される変形量に対応する受光器が受光する受光量の減少量（以下「限界減少量」という。）を計算・解析または実験により求める。
　これにより、短いリード線９および長いリード線１０の各先端部がそれぞれ第一の光線３および第二の光線７を通過する際に、それぞれ第一の受光器２および第二の受光器５が受光する受光量の減少量が、限界減少量より小さければ、そのリード線は、許容値以上の変形（異常）があると判断される。
　なお、前記のとおり、短いリード線９および長いリード線１０の配列方向２０が第一の光線３または第二の光線７の光軸と交差する姿勢で、電気部品１１を移動させるため、短いリード線９が第一の光線３を通過する時点で、同時に長いリード線１０が第一の光線３を通過することはなく、短いリード線９が大きく変形していても、第一の光線３が長いリード線１０により遮光されることによる誤判断をされることはない。
　（２）短いリード線９および長いリード線１０をそれぞれ第一の光線３および第二の光線７を遮光するように電気部品１１を水平面内に直線移動させて、第一の受光器２および第二の受光器６の受光する受光量の変化（減少量）を取得する。
　電気部品１１の直線移動は、多関節ロボット１３により行い、予め設定した移動開始位置および移動終了位置の間を予め設定した速度で動作させることにより実行する。
　また、電気部品１１の移動は、短いリード線９および長いリード線１０の配列方向２０が第一の光線３または第二の光線７の光軸方向と交差する姿勢で実行する。これにより、第一の光線３および第二の光線７が、それぞれ同時に短いリード線９および長いリード線１０を遮光するように通過することはない。
　（３）前記（２）により取得された、第一の受光器２および第二の受光器６の受光量の減少量について、前記（１）により求めたそれぞれの限界減少量と比較する。
　比較の結果、第一の受光器２および第二の受光器６の少くとも一つの受光量の減少量が限界減少量より小さければ、電気部品１１のリード線に異常ありと判断する。なお、受光量の減少量、限界減少量は、受光した光強度自体の減少量に限らず、リード線が正常な場合の光強度との相対値や相対割合、相対減少値や相対減少割合等を含む。
　なお、前記の方法により、いずれのリード線も異常なしと判断された電気部品１１は、多関節ロボット１３により、作業テーブル１４上で、回路基板や電気製品等に組み込まれる。
　本実施形態による部品検査装置および方法は、第一の光計測器４および第二の光計測器８として、それぞれ光強度等を取得する単純な第一の受光器２および第二の受光器６を使用した簡易な構成により、単純な直線移動動作のみでリード線の異常の有無を、短時間で検出することができるという効果を有する。
　なお、第一の実施形態における以上の説明においては、説明の便宜および理解の容易等のために、２つのリード線の軸方向を鉛直下向きにした状態にある電気部品１１を、リード線の軸方向と直交する方向である水平面内で直線移動させてリード線の異常の有無を検出することとし、さらにシステムの簡素化等のため水平面内の電気部品１１の移動を多関節ロボットにより行うこととした。
　しかし、２つのリード線の軸は鉛直下向きに限定されるものではなく、任意の方向に向けた状態にある電気部品１１を、リード線の軸方向と直交する平面内で直線移動させてリード線の異常の有無を検出することができることは、前記の検出原理からいうまでもなく、その場合には、電気部品１１の直交平面内の移動は、例えば６軸の多関節ロボットを使用して行うことができる。この場合には、上述の第一実施形態における説明において、例えば「リード線を鉛直下向き」は「リード線の先端を任意の方向」と、「水平面内を直線移動」は「リード線の軸方向に対して垂直な平面内を直線移動」とと読み替えることができる。なお、このことは、後述する第二または第三の実施形態においても同様である。
　なお、上述の第一の実施形態および後述する第二、第三の実施形態において使用するロボットとしては、垂直多関節ロボットや水平多関節ロボットなど、各種のロボットを使用することができ、ロボットの形態は特に限定されない。
　＜第二の実施形態＞
　本発明に係る部品検査装置および方法の第二の実施形態について、以下、図面を参照しつつ説明する。なお、以下においては、第一の実施形態と異なる事項について中心に説明し、特に説明しない事項については、矛盾等がない限り、第一の実施形態と同様である。
　図５は、第二の実施形態におけるリード線と光線（第一の光線３および第二の光線７）との関係を示す平面図であり、図６は、第二の実施形態におけるリード線と光線（第一の光線３および第二の光線７）との関係を示す左側面図である。
　電気部品１１が水平断面において直線移動するとき、第一の実施形態においては、短いリード線９および長いリード線１０がそれぞれ第一の光線３および第二の光線９を遮る時点が異なるが、第二の実施形態においては、短いリード線９および長いリード線１０がそれぞれ第一の光線３および第二の光線９を遮る時点がほぼ同一の時点となるように、水平断面における第一の光線３と第二の光線７との距離および第一の光線３または第二の光線７の中心軸方向に対するリード線９とリード線１０の配列方向２０の交差角度を設定している。
　これにより、リード線９およびリード線１０によりそれぞれ遮光される第一の光線３および第二の光線７の光量変化をほぼ同時に取得でき、また、水平移動距離も少なくなるため、リード線の異常検出に要する時間の短縮を図ることができる。
　なお、電気部品１１は、図５において、紙面上方から紙面下方に向けて直線移動（図６においては、紙面左方から紙面右方へ向けて移動）するように設定されているが、これとは逆に、図５において、第一の光線３と第二の光線７の配置は同一として、電気部品１１を紙面下方から紙面上方に向けて直線移動（図６においては、電気部品１１を紙面右方から左方へ移動）するように設定してもよい。
　次に、部品検査装置１５を使用して、電気部品１１の短いリード線９および長いリード線１０の異常を検出する方法について説明する。
　（１）リード線（短いリード線９および長いリード線１０）についての異常と判断される曲がり等に対応する受光器（第一の受光器２および第二の受光器６）の受光量の変化量（減少量）を計算・解析または実験により求める。
　なお、短いリード線９および長いリード線１０の配列方向２０は、第一の光線３または第二の光線７の照射方向と交差する方向に配置されているため、第一の光線３は、短いリード線９および長いリード線１０を同時に通過することはない。このため、短いリード線９が大きく変形していても、第一の光線３が長いリード線１０により遮光されることによる誤判断をされることはない。
　（２）短いリード線９および長いリード線１０をそれぞれ第一の光線３および第二の光線７を遮光するように電気部品１１を水平面内に直線移動し、第一の受光器２および第二の受光器６の受光する受光量の変化（減少量）を取得する。
　（３）前記（２）により取得された、第一の受光器２および第二の受光器６の受光量の減少量について、前記（１）により求められたそれぞれの限界減少量と比較し、第一の受光器２および第二の受光器６の少なくとも一つの受光量の減少量が限界減少量より小さければ、電気部品１１のリード線に異常ありと判断する。
　＜第三の実施形態＞
　本発明に係る検査装置の第三の実施形態について、以下、図面を参照しつつ説明する。なお、以下においては、第一または第二の実施形態と異なる事項について中心に説明し、特に説明しない事項については、矛盾等がない限り、第一または第二の実施形態と同様である。
　図７は、第三の実施形態におけるリード線（短いリード線９および長いリード線１０）と光線（第一の光線３および第二の光線７）の関係を示す平面図であり、図８は、第三の実施形態におけるリード線（短いリード線９および長いリード線１０）と光線（第一の光線３および第二の光線７）の関係を示す左側面図である。
　第一および第二の実施形態においては、第二の光線７は第一の光線３の斜め下方に配置されているのに対して（図４、図６参照）、第三の実施形態においては、第二の光線７は第一の光線３の鉛直下方に配置されている（図８参照）。
　このように第二の光線７が第一の光線３の鉛直下方に配置されていても、短いリード線９および長いリード線１０の配列方向２０が第一の光線３または第二の光線７の照射方向と交差する姿勢で電気部品１１が移動するため（図７参照）、第一の光線３は、短いリード線９および長いリード線１０を同時に通過することはない。このため、短いリード線９が大きく変形していても、第一の光線３が長いリード線１０により遮光されることによる誤判断をされることはない。
　第三の実施形態における部品検査装置１５を使用して電気部品１１の短いリード線９および長いリード線１０の異常の検出方法については、基本的に第一または第二の実施形態と同様である。
１　第一の投光器
２　第一の受光器
３　第一の光線
４　第一の光計測器
５　第二の投光器
６　第二の受光器
７　第二の光線
８　第二の光計測器
９　短いリード線
１０　長いリード線
１１　電気部品
１２　グリッパ
１３　多関節ロボット
１４　作業テーブル
１５　部品検査装置
２０　配列方向
２１　電気部品の移動方向
 

Claims (12)

  1. 　軸方向が互いに平行であって長さの異なる２つの直線状線材を有する部品を検査するための部品検査装置であって、
    　前記部品を保持して前記直線状線材の軸方向と略直交する方向に直線移動させるための移動装置と、
    　正常状態にある前記２つの直線状線材のうちの短い線材の先端部の位置に第一の光線を照射するための第一の投光器と、前記第一の光線を受光するための第一の受光器と、を有する第一の光計測器と、
    　正常状態にある前記２つの直線状線材のうちの長い線材の先端部の位置に、前記第一の光線と光軸が平行な第二の光線を照射するための第二の投光器と、前記第二の光線を受光するための第二の受光器と、を有する第二の光計測器と、
    を備え、
    　前記２つの直線状線材の配列方向が前記第一の光線および前記第二の光線の光軸と交差する姿勢で、正常状態にある前記２つの直線状線材が前記第一の光線および前記第二の光線を遮るように前記部品を移動させたときの、前記第一の受光器および前記第二の受光器がそれぞれ受光する前記第一の光線および前記第二の光線の受光量の変化に基づき、前記２つの直線状線材の異常状態の有無を検査するように構成されている、部品検査装置。
  2. 　前記第一の光線の照射方向と前記第二の光線の照射方向とが逆向きに設定されている、請求項１記載の部品検査装置。
  3. 　前記部品を直線移動する方向における前記短い線材と前記長い線材との間隙が前記第一の光線または前記第二の光線の幅の２倍以上である、請求項１または２に記載の部品検査装置。
  4. 　前記短い線材および前記長い線材のそれぞれについて、前記部品を前記２つの直線状線材が前記第一の光線および前記第二の光線を遮るように移動させたときの、前記直線状線材の先端部の最大許容変形量における前記第一の光線および前記第二の光線の受光量の減少量を限界減少量として予め求め、
    　前記第一の光線および前記第二の光線の少なくとも１つの受光量の減少量が前記限界減少量よりも小さいときに異常と判断するように構成されている、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の部品検査装置。
  5. 　前記移動装置が、前記部品を保持して組立作業を実施するためのロボットである、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の部品検査装置。
  6. 　前記部品が電気部品であって、前記直線状線材が前記電気部品の極性を有するリード線である、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の部品検査装置。
  7. 　軸方向が互いに平行であって長さの異なる２つの直線状線材を有する部品を検査するための部品検査方法であって、
    　前記部品を、前記直線状線材の軸方向と略直交する方向に直線移動する移動工程と、
    　正常状態にある前記２つの直線状線材のうちの短い線材の先端部の位置に第一の光線を照射して、前記短い線材により遮られる前記第一の光線の受光量の変化を取得する第一の光計測工程と、
    　正常状態にある前記２つの直線状線材のうちの長い線材の先端部の位置に、前記第一の光線と光軸が平行な第二の光線を照射して、前記長い線材により遮られる前記第二の光線の受光量の変化を取得する第二の光計測工程と、
    　前記第一および第二の光計測工程によりそれぞれ取得された前記第一および第二の光線の受光量の変化に基づき、前記２つの直線状線材の異常の有無を判断する判断工程と、を備え、
    　前記移動工程において、前記２つの直線状線材の配列方向が前記第一の光線および前記第二の光線の光軸と交差する姿勢で前記部品を移動し、
    　前記第一および第二の光計測工程が前記移動工程と並行して実行される、部品検査方法。
  8. 　前記第一の光線の照射方向と前記第二の光線の照射方向とが逆向きに設定されている、請求項７記載の部品検査方法。
  9. 　前記部品を直線移動する方向における前記短い線材と前記長い線材との間隙が前記第一の光線または前記第二の光線の幅の２倍以上である、請求項７または８に記載の部品検査方法。
  10. 　前記移動工程の前に、前記短い線材および前記長い線材のそれぞれについて、前記部品を前記２つの直線状線材が前記第一の光線および前記第二の光線を遮るように移動させたときの、前記直線状線材の先端部の最大許容変形量における前記第一の光線および前記第二の光線の受光量の減少量を限界減少量として予め求める限界減少量取得工程を備え、
    　前記判断工程において、前記第一の光線および前記第二の光線の少なくとも１つの受光量の減少量が前記限界減少量よりも小さいときに異常と判断する、請求項７ないし９のいずれか一項に記載の部品検査方法。
  11. 　前記移動工程が、前記部品を保持して組立作業を実施するためのロボットによって実行される、請求項７ないし１０のいずれか一項に記載の部品検査方法。
  12. 　前記部品が電気部品であって、前記直線状線材が極性を有するリード線である、請求項７ないし１１のいずれか一項に記載の部品検査方法。
     
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