WO2022201356A1 - 測定装置および部品装着機 - Google Patents

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WO2022201356A1
WO2022201356A1 PCT/JP2021/012225 JP2021012225W WO2022201356A1 WO 2022201356 A1 WO2022201356 A1 WO 2022201356A1 JP 2021012225 W JP2021012225 W JP 2021012225W WO 2022201356 A1 WO2022201356 A1 WO 2022201356A1
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WO
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measurement
light
unit
measured
component
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Application number
PCT/JP2021/012225
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English (en)
French (fr)
Inventor
透 高浜
Original Assignee
株式会社Fuji
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures

Definitions

  • the present invention relates to a measuring device and a component mounting machine.
  • Patent Literature 1 discloses a configuration in which a measuring device is applied to a component mounting machine that mounts components on a board.
  • the measuring apparatus of Patent Document 1 irradiates parallel light onto a measurement object and acquires the width of the shielded portion as a measurement value.
  • the measuring apparatus of Patent Document 1 includes a tilting device that can irradiate parallel light onto a measurement object at a plurality of irradiation angles. As a result, it is possible to improve the measurement accuracy according to the inclination of the object to be measured.
  • the measuring apparatus configured as described above, if there is an abnormality in the tilt due to, for example, foreign matter entering the movable part of the tilting device, an error will occur between the specified irradiation angle and the actual irradiation angle. can occur. Therefore, the measuring device is required to maintain proper measuring operation.
  • An object of the present specification is to provide a measuring device capable of detecting malfunction of a tilting device, and a component mounting machine equipped with the measuring device.
  • the present specification includes a light projecting unit that irradiates light onto an object to be measured, a tilting device that tilts the light projecting unit so as to change an irradiation angle of the irradiation light from the light projecting unit on the object to be measured, and the irradiation light. and a measuring unit that measures the length of the range that is light-shielded or reflected by the measurement object, and a plurality of irradiation angles that are changed in a predetermined angle range by tilting by the tilting device.
  • a measuring device comprising: a detection unit that detects an operation abnormality of the tilting device when it is not within an allowable range set based on the range.
  • FIG. 4 is a side view showing a lead component held by a holding member;
  • FIG. 4 is a diagram showing a state in which an object to be measured is irradiated with irradiation light at a predetermined angle in a measurement operation;
  • FIG. 4 is a diagram showing a state in which an object to be measured is irradiated with irradiation light at a predetermined angle in a measurement operation;
  • FIG. 10 is a diagram showing a state in which the irradiation angle of the irradiation light matches the tilt angle of the object to be measured due to tilting by the tilting device in the measurement operation; It is a flowchart which shows the measurement process using a measuring device.
  • the measuring device 20 is mounted, for example, on a component mounting machine 10 that mounts components on a board 80, and is used to measure the external dimensions and deformation of a part of the object to be measured.
  • the component mounting machine 10 constitutes a production line for producing board products together with a plurality of types of board-facing work machines including other component mounting machines 10, for example.
  • a printing machine, an inspection device, a reflow furnace, etc. can be included in the work machine for the board that constitutes the above production line.
  • the component mounting machine 10 includes a board transfer device 11 as shown in FIG.
  • the substrate conveying device 11 sequentially conveys the substrates 80 in the conveying direction and positions the substrates 80 at predetermined positions within the apparatus.
  • the component mounting machine 10 includes a component supply device 12.
  • the component supply device 12 supplies components to be mounted on the board 80 .
  • the component supply device 12 is equipped with feeders 122 in a plurality of slots 121, respectively.
  • feeders 122 for example, a tape feeder that feeds and moves a carrier tape containing a large number of components and supplies the components so as to be picked up is applied.
  • the component supply device 12 supplies relatively large electronic components such as lead components while arranging them on the tray 123 .
  • the component supply device 12 stores a plurality of trays 123 in storage shelves 124 partitioned in the vertical direction, draws out a predetermined tray 123 according to the mounting process, and supplies electronic components such as lead components.
  • the component mounting machine 10 includes a component transfer device 13.
  • the component transfer device 13 transfers the component supplied by the component supply device 12 to a predetermined mounting position on the board 80 .
  • the component transfer device 13 includes a head driving device 131 , a moving table 132 , a mounting head 133 and a suction nozzle 134 .
  • the head driving device 131 moves the moving table 132 in the horizontal direction (X direction and Y direction) by a linear motion mechanism.
  • the mounting head 133 is detachably fixed to the moving table 132 by a clamp member (not shown), and is horizontally movable in the apparatus.
  • the mounting head 133 supports a plurality of suction nozzles 134 rotatably and vertically.
  • the suction nozzle 134 picks up and holds the component 92 supplied by the feeder 122 .
  • the suction nozzle 134 sucks the component supplied by the feeder 122 with the supplied negative pressure air.
  • a chuck that holds the component by gripping it may be employed.
  • the component mounting machine 10 includes a component camera 14 and a substrate camera 15.
  • the component camera 14 and the substrate camera 15 are digital imaging devices having imaging elements such as CMOS.
  • the component camera 14 and the board camera 15 perform imaging based on the control signal, and send out image data acquired by the imaging.
  • the component camera 14 is configured to be able to image the component held by the suction nozzle 134 from below.
  • the substrate camera 15 is provided on the moving table 132 so as to be horizontally movable integrally with the mounting head 133 .
  • the board camera 15 is configured to be able to image the board 80 from above.
  • the substrate camera 15 can image various devices within the movable range of the moving table 132 .
  • the substrate camera 15 can capture an image of the reference mark 27 provided on the top of the measuring device 20 within the camera's field of view, as shown in FIG.
  • the substrate camera 15 can be used for imaging different imaging targets in order to acquire image data used for various image processing.
  • the component mounting machine 10 includes a control device 16 as shown in FIG.
  • the control device 16 is mainly composed of a CPU, various memories, a control circuit, and a storage device.
  • the control device 16 stores various data such as a control program used for controlling the mounting process.
  • the control program indicates the mounting position, mounting angle, and mounting order of the components to be mounted on the board 80 in the mounting process.
  • the control device 16 executes recognition processing of the holding state of the component held by each of the plurality of suction nozzles 134 . Specifically, the control device 16 performs image processing on the image data acquired by the component camera 14 and recognizes the position and angle of each component with respect to the reference position of the mounting head 133 . Depending on the type of component, for example, the control device 16 determines whether the component is a normal component suitable for the mounting process or a defective component unsuitable for the mounting process based on the result of the measurement process using the measuring device 20. You can determine whether
  • the control device 16 executes the mounting process by controlling the component mounting operation by the mounting head 133 based on the control program.
  • the mounting process includes a process of repeating a PP cycle (pick-and-place cycle) including a collection operation and a mounting operation a plurality of times.
  • the above-mentioned “collection operation” is an operation of collecting the component supplied by the component supply device 12 by the suction nozzle 134 .
  • the measuring apparatus 20 includes a base 21 that supports the main body of the apparatus.
  • the base 21 is provided with a mounting frame 22 that is detachably fixed to the component mounting machine 10 .
  • a tilting device 30 is provided on the base 21 .
  • a light projecting unit 23 for irradiating light onto the object to be measured and a light receiving unit 24 are fixed in a predetermined positional relationship on the upper part of the tilting device 30 .
  • the light projecting unit 23 emits parallel light 25 having a predetermined width in the vertical direction in a direction parallel to the upper surface of the tilting device 30 .
  • the vertical width of the parallel light 25 is set to be wider than the vertical external dimensions of the object to be measured.
  • the parallel light 25 emitted from the light projecting section 23 has its optical path bent by a plurality of optical members 26 so as to pass through the measurement area and reach the light receiving section 24 .
  • the optical member 26 is, for example, a mirror or a prism.
  • the light-receiving unit 24 receives light of a portion of the irradiation light (parallel light 25) emitted by the light-projecting unit 23 that is not shielded from the measurement target. In other words, when the object to be measured is inserted into the measurement area, the light receiving state of the light receiving unit 24 changes.
  • the light receiving unit 24 receives at least part of the parallel light 25 using an imaging device such as CMOS, and outputs an electrical signal corresponding to the received range. Further, the light receiving section 24 may collect the irradiation light (parallel light 25) with a lens and output an electric signal corresponding to the brightness. As a result, the measurement unit 51 of the measurement control device 50, which will be described later, measures the external dimensions of the object to be measured, and further the amount of vertical deformation or the inclination angle of the object to be measured, based on the electrical signal input from the light receiving unit 24. can be done.
  • a plurality of reference marks 27 are provided on the upper surface of the measuring device 20 and have a prescribed positional relationship with the parallel light 25 in the measurement area. Specifically, the plurality of reference marks 27 are provided above the two optical members 26 and indicate the direction of the optical path of the parallel light 25 in the measurement area located between the two optical members 26 .
  • the control device 16 of the component mounting machine 10 controls the parallel light emitted by the measuring device 20 based on the image data acquired by imaging the plurality of reference marks 27 with the substrate camera 15 and the position of the substrate camera 15 at the time of imaging. Obtain the position of the light 25 .
  • the tilting device 30 of the measuring device 20 tilts the light projecting part 23 so as to change the irradiation angle of the light (parallel light 25) emitted from the light projecting part 23 to the measurement object.
  • the tilting device 30 is configured to integrally tilt the light projecting section 23 and the light receiving section 24 .
  • the tilting device 30 includes a holding member 31 , a bracket 32 , an angle adjuster 33 and a drive unit 40 .
  • the holding member 31 holds the light projecting portion 23 and the light receiving portion 24 in a predetermined positional relationship.
  • the holding member 31 and the bracket 32 are supported by the base 21 via a shaft 34 so as to be vertically tiltable together.
  • the angle adjusting portion 33 is provided between the holding member 31 and the bracket 32 in the vertical direction.
  • the angle adjuster 33 is configured by, for example, bolts and nuts, and maintains the angle of the holding member 31 with respect to the bracket 32 .
  • the angle adjuster 33 is configured to be able to adjust the angle of the holding member 31 with respect to the bracket 32 according to the amount of rotation by rotating the bolt with respect to the nut.
  • the drive unit 40 is a unit that tilts the holding member 31 .
  • the drive unit 40 has a motor 41 , a cam 42 and a cam follower 43 .
  • the motor 41 is provided on the base 21 .
  • the motor 41 is a stepping motor or a servomotor having a rotation angle sensor for detecting a rotation angle, and is rotationally driven according to supplied electric power.
  • the rotational driving force output by the motor 41 is reduced in speed via a plurality of gears 44 and transmitted to the cam 42 .
  • the cam 42 is rotatably provided on the base 21 and has a cam surface 421 formed on its outer peripheral surface.
  • An eccentric cam, an elliptical cam, or the like can be applied to the cam 42 .
  • the cam follower 43 is directly or indirectly provided on the holding member 31 and contacts the cam surface 421 of the cam 42 .
  • the cam follower 43 is indirectly provided on the holding member 31 via the bracket 32 .
  • the cam follower 43 is pressed toward the cam 42 by the weight of the holding member 31 and constantly contacts the cam surface 421 .
  • the drive unit 40 reciprocates the cam follower 43 in the vertical direction, which is the tilting direction of the holding member 31, by rotating the cam 42, and tilts the holding member 31 and the bracket 32 in the vertical direction with the shaft 34 as the fulcrum.
  • the drive unit 40 supplies power to the motor 41 so that the cam 42 rotates once based on, for example, the output signal of the rotation angle sensor of the motor 41 .
  • the holding member 31 tilts vertically one reciprocating motion from the initial angle before tilting, returns to the initial angle, and stops.
  • the measuring device 20 includes a measurement control device 50 that controls the operations of the light projecting section 23, the light receiving section 24, and the drive unit 40, as shown in FIG.
  • the measurement control device 50 is mainly composed of a CPU, various memories, a control circuit, and a storage device.
  • the measurement control device 50 executes measurement processing for measuring the external dimensions of the object to be measured based on commands input from the control device 16 of the component mounting machine 10, for example.
  • the parallel light 25 is first output from the light projecting unit 23, and the parallel light is irradiated to the measurement object in the measurement area.
  • the tilting device 30 is operated to change the irradiation angle of the parallel light 25 with respect to the object to be measured, and the measurement value at each irradiation angle is acquired from the light receiving unit 24 .
  • This measured value corresponds to the width of the portion of the parallel light 25 that is blocked by the measurement target.
  • the measurement control device 50 measures the vertical dimension of the object to be measured based on the minimum value of the fluctuating measured values.
  • the measurement process as described above is executed to inspect whether or not the outer shape of the lead component 90 is normal when the component to be mounted on the substrate 80 in the mounting process is the lead component 90, for example. be.
  • the lead component 90 has a plurality of leads 92 arranged along two or four sides of a rectangular component body 91 . It is assumed that the object to be measured is the lead row 95 (a plurality of leads 92 arranged in a row) of the lead component 90 .
  • the control device 16 of the component mounting machine 10 moves the mounting head 133 so that the lead row 95 of the lead component 90 held by the suction nozzle 134 is positioned in the measurement area of the measuring device 20 , and performs measurement processing on the measuring device 20 . command to run. Then, the control device 16 inspects the outer shape of the lead component 90, particularly the flatness of the lead row 95, in the mounting process based on the result of the measurement process. If the flatness of the lead row 95 is not within the permissible range, the control device 16 determines that some of the leads 92 of the lead component 90 cannot be electrically connected to the substrate 80 and are unsuitable for the mounting process. It is determined to be a part.
  • the measurement control device 50 includes a measurement section 51 and an outer shape determination section 52, as shown in FIG.
  • the measurement unit 51 measures the length of the range of the irradiated light that is blocked or reflected by the measurement target.
  • the measuring unit 51 measures the length of the range of the parallel light 25 blocked by the lead array 95 based on the light receiving state of the light receiving unit 24, as shown in FIGS.
  • the measurement unit 51 additionally measures the deformation amount or the inclination angle of the measurement object (lead row 95) in the specified direction (vertical direction in this embodiment) based on the outer dimensions acquired by the measurement. good too.
  • the outer shape determination unit 52 determines whether the outer shape of the object to be measured is correct based on a plurality of measured values acquired by the measuring unit 51 at each of a plurality of irradiation angles changed in a predetermined angle range by tilting by the tilting device 30. do. More specifically, the outer shape determination unit 52 acquires the minimum value among the plurality of measured values as the outer size of the object to be measured. The outer shape determination unit 52 determines whether the outer shape of the object to be measured is right or wrong based on the acquired outer dimensions.
  • the measuring device 20 configured as described above, if there is an abnormality in the tilt due to, for example, foreign matter getting into the movable part of the tilting device 30, the difference between the specified irradiation angle and the actual irradiation angle will occur. Errors can occur. Specifically, when a foreign object is caught between the base 21 and the bracket 32 and the cam follower 43 separates from the cam surface 421 of the cam 42, the tilting becomes abnormal. Then, even if the driving unit 40 is operated, the angle of the holding member 31 does not change, and as a result, the irradiation angle of the parallel light 25 with respect to the object to be measured does not change.
  • the outer shape determination unit 52 may erroneously determine a normal measurement object as defective, or conversely, erroneously determine a defective measurement object as normal. It is assumed that Therefore, the measuring device 20 is required to maintain a proper measuring operation. In response to this, for example, it is conceivable to provide a sensor for detecting tilting of the holding member 31 with respect to the base 21, but there is concern about an increase in cost associated with the addition of the sensor and the like.
  • the measuring device 20 of the present embodiment employs a configuration capable of detecting an operational abnormality of the tilting device 30 using a plurality of measured values obtained when executing the measuring process.
  • the measurement control device 50 of the measurement device 20 includes a detection section 53 as shown in FIG.
  • the detection unit 53 determines that the tilting device 30 is malfunctioning when the amount of change in the plurality of measured values is not within the allowable range set based on the designed outer shape of the object to be measured and the angular range of the plurality of irradiation angles. detect.
  • the "variation amount of the plurality of measured values" is the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of measured values.
  • the detection means by the detection unit 53 determines that the irradiation angle of the parallel light 25 with respect to the object to be measured does not change, or the amount of change becomes small, and the amount of change in the acquired measurement value. is 0 or smaller than the expected amount of change. However, when the object to be measured has an abnormal outline, it is also assumed that the amount of change in the plurality of measured values will be small. It determines whether the operation of 30 is normal or abnormal.
  • the allowable range is set to a range from the ideal amount of change to the amount obtained by multiplying the ideal amount of change by a predetermined coefficient.
  • the "ideal amount of change” is the amount of change in a plurality of measured values obtained by the measurement unit 51 when the parallel light 25 is applied at a plurality of irradiation angles to a measurement target having a designed outer shape.
  • the ideal amount of change is a theoretical amount of change obtained when it is assumed that the measurement process is performed on the measurement object with the ideal outline.
  • the above predetermined coefficient is set as a ratio to the ideal amount of change so that the amount of change obtained when the measurement process is performed on the measurement object with an assumed abnormal outline is included in the allowable range.
  • the predetermined coefficient is an abnormal external shape in which a part of the object to be measured is deformed in a specified direction (vertical direction in this embodiment) by a first deformation amount equal to the designed external dimension (that is, a part is deformed by the thickness It is set based on the amount of change in a plurality of measured values obtained by the measurement unit 51 when the measurement object having the external shape is irradiated with irradiation light at a plurality of irradiation angles and the ratio of the ideal amount of change.
  • the predetermined coefficient K may be set to a number between 0.1 and 0.9.
  • Measurement processing by the measurement apparatus 20 configured as described above will be described.
  • the controller 16 of the component mounting machine 10 picks up the lead component 90 from the tray 123 with the suction nozzle 134, and then images the lead component 90 with the component camera 14 from below. Then, the control device 16 recognizes the position of the lead component 90 and the angle of the suction nozzle 134 with respect to the central axis as the holding state of the lead component 90 by the suction nozzle 134 .
  • the control device 16 Based on the holding state of the lead component 90 and the installation position of the measuring device 20 , the control device 16 adjusts the mounting head so that the lead row 95 provided on one side of the lead component 90 fits within the measurement area of the measuring device 20 . 133 is moved. In that state, the control device 16 instructs the measurement device 20 to perform measurement processing. As a result, the measurement device 20 executes measurement processing as shown in FIG.
  • the measurement control device 50 of the measurement device 20 executes the measurement operation (S11).
  • the parallel light 25 is output from the light projecting section 23, and the motor 41 of the drive unit 40 is rotationally driven to rotate the cam 42 once.
  • the light projecting portion 23 and the light receiving portion 24 mounted on the holding member 31 are tilted one reciprocating motion about the shaft 34 while maintaining a predetermined positional relationship.
  • the measurement unit 51 captures the light receiving signal of the light receiving unit 24 at each of the plurality of irradiation angles changed in the predetermined angle range Ar by tilting by the tilting device 30 . As a result, the measurement unit 51 acquires the measured values V of the widths of the portions of the parallel light 25 with a plurality of irradiation angles that are blocked by the lead rows 95 .
  • the outer shape determination unit 52 determines whether the outer shape of the object to be measured is correct based on the plurality of measured values V acquired by the measuring unit 51 (S20). Specifically, the outer shape determination unit 52 acquires the minimum value Vn among the plurality of measured values V as the outer size W of the lead string 95 (S21). As described above, the reason why the irradiation angle is changed with respect to the lead string 95 that is stationary in the measurement area is that the length direction of the lead string 95 does not necessarily match the horizontal direction even if the lead string is normal without bending. according to.
  • the lead row 95 may be inclined with respect to the horizontal direction depending on the holding posture of the lead component 90 by the suction nozzle 134 .
  • the normal lead row 95 as a whole is inclined with respect to the component body 91 of the lead component 90 with a predetermined flatness.
  • the measurement unit 51 acquires the minimum value Vn of the plurality of measured values V acquired in the above-described measurement operation (S11) as the external dimension W of the lead string 95.
  • the outer shape determination unit 52 determines whether the outer shape of the lead row 95 is correct or not based on whether or not the obtained outer dimension W is within a preset allowable error range (S22).
  • the external dimension W is within the allowable error range (S22: Yes)
  • the external shape determination unit 52 determines that the lead row 95 is proper and substitutes "1 (True)" for the determination flag (S23).
  • the external shape determination unit 52 determines that the lead row 95 is defective and substitutes "0 (False)" for the determination flag (S24).
  • the detection unit 53 determines whether the operation of the tilting device 30 is correct based on the amount of change Mc of the plurality of measured values V acquired by the measurement unit 51 (S30). Specifically, the detection unit 53 calculates the amount of change Mc of the plurality of measured values V (S31).
  • the irradiation angle of the parallel light 25 with respect to the lead row 95 is changed within a predetermined angle range Ar by tilting the tilting device 30, and the angle at which the parallel light 25 is most inclined with respect to the lead row 95 is ⁇ and Then, when the length L of the lead row 95 is sufficiently large relative to the width W, the maximum value Vx of the measured value V can be approximated to L ⁇ sin ⁇ .
  • the tilting device 30 In an environment where the tilting device 30 is operating normally, the closer the object to be measured is to the ideal outer shape, the smaller the minimum value Vn approaches the designed width W, so the amount of change Mc increases. On the other hand, since the difference between the minimum value Vn and the design width W increases as the object to be measured deforms from the ideal shape, the amount of change Mc decreases. However, even if the lead row 95 has an abnormal outer shape, a certain amount of change Mc occurs. On the other hand, in an environment where tilting by the tilting device 30 is abnormal, it is assumed that the amount of change Mc of the plurality of measured values V is extremely small.
  • the detection unit 53 determines whether or not the amount of change Mc is within the allowable range Tr (S32).
  • This permissible range Tr is based on the premise that the irradiation angle of the parallel light 25 is changed within a predetermined angle range Ar by tilting the tilting device 30 in the measurement operation (S11). It is set in advance so as to include the calculated minimum amount of change Mc.
  • the allowable range Tr is set within a range from the ideal amount of change Md to an amount obtained by multiplying the ideal amount of change Md by a predetermined coefficient K.
  • the predetermined coefficient K is set to 0.5, for example.
  • the detection unit 53 determines that the operation of the tilting device 30 is normal when the amount of change Mc is within the allowable range Tr (S32: Yes). Further, when the result of the outer shape correctness determination (S20) is normal, that is, when the determination flag is 1 (True) (S33: Yes), the detector 53 determines that the outer shape of the lead string 95 to be measured is normal. The result that there is and that the tilting device 30 operates normally is recorded (S34).
  • the detection unit 53 determines that the outer shape of the lead string 95 to be measured is abnormal when the result of the outer shape right/wrong determination (S20) is abnormal, that is, when the determination flag is 0 (False) (S33: No). and the operation of the tilting device 30 is normal (S35).
  • the control device 16 of the component mounting machine 10 executes processing for dealing with defective components (S41).
  • the lead component 90 held by the suction nozzle 134 is disposed of at a predetermined disposal site, or a predetermined repair process is performed.
  • the detection unit 53 determines that the tilting device 30 is malfunctioning when the amount of change Mc is not within the allowable range Tr (S32: No). Therefore, regardless of the result of the outer shape correctness determination (S20), the detection unit 53 determines that the correctness of the outer shape of the lead string 95 to be measured is unknown and that the tilting device 30 is operating abnormally. is recorded (S36). Upon receiving this result, the control device 16 of the component mounting machine 10 interrupts the mounting processing of the lead component 90, and executes notification processing such as notifying the worker to perform maintenance of the measuring device 20, for example (S42). ).
  • the operator is encouraged to perform maintenance of the measuring device 20, for example, the movable part of the tilting device 30 is cleaned, and early removal of foreign matter can be expected.
  • the suspended mounting process is resumed. The measurement process described above is executed for each lead row 95 on each side of the lead component 90 .
  • the object to be measured is the lead row 95 of the lead component 90 .
  • the measurement unit 51 determines suitability for the mounting process based on the outer dimension W, that is, the flatness of the lead row 95 .
  • the measurement unit 51 measures the amount of deformation or the inclination angle of the lead row 95 in the specified direction based on the outer dimension W, in addition to determining the appropriateness of the outer dimension W, and determines whether the lead row 95 is subjected to each mounting process. You may judge suitability.
  • the object to be measured may be, for example, a predetermined portion of the component body 91 or a predetermined portion of a component that does not have the lead 92 .
  • the measuring device 20 is installed inside the component mounting machine 10 .
  • the measuring device 20 may be used in devices other than the component mounting machine 10 .
  • the measuring device 20 may be applied to a working robot that stores various parts in the tray 123 .
  • the measuring device 20 may be applied to a device that automatically maintains and manages the suction nozzle 134 , and may be used, for example, to inspect the outer shape of the tip of the suction nozzle 134 .
  • the irradiation direction of the parallel light 25 of the measuring device 20 is not limited to the horizontal direction, and can be set to the vertical direction or the like according to the shape and posture of the measurement object.
  • the parallel light 25 may be irradiation light other than laser light.
  • the measurement device 20 may irradiate the object to be measured with irradiation light other than the parallel light 25, and the measurement unit 51 may measure the length of the range in which the irradiation light is reflected by the object to be measured.
  • the measurement unit 51 may acquire image data from an imaging device that receives reflected light, and measure the dimension of the object to be measured in the specified direction by image processing.
  • the detection unit 53 detects that there is an abnormality in the operation of the tilting device 30 based on the amount of change Mc of the plurality of measured values V. In addition to this, the detection unit 53 considers the defect rate of the measurement object, and, for example, when it is determined that the measurement object is abnormal for a predetermined number of times in succession, the measurement device 20 may malfunction. It may be determined that

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Abstract

測定装置は、傾動装置による傾動により所定の角度範囲において変更された複数の照射角度のそれぞれで測定部により取得された複数の測定値に基づいて、測定対象の外形の正否を判定する外形判定部と、複数の測定値の変化量が測定対象の設計上の外形および複数の照射角度の角度範囲に基づいて設定された許容範囲にない場合に、傾動装置の動作異常であると検知する検知部と、を備える。

Description

測定装置および部品装着機
　本発明は、測定装置および部品装着機に関するものである。
　測定装置は、例えば測定対象の一部の外形寸法や変形量などの測定に用いられる。特許文献１には、基板に部品を装着する部品装着機に測定装置が適用された構成が開示されている。特許文献１の測定装置は、測定対象に平行光を照射し、遮光された部分の幅を測定値として取得する。また、特許文献１の測定装置は、測定対象に対して平行光を複数の照射角度で照射可能とする傾動装置を備える。これにより、測定対象の傾きに対応して測定精度の向上を図ることができる。
国際公開第２０２０／０７０８８０号
　ここで、上記のような構成からなる測定装置において、例えば傾動装置の可動部に異物が混入するなどして傾動に異常が生じると、指定の照射角度と実際の照射角度との間に誤差が発生し得る。そのため、測定装置には、適正な測定動作が維持されることが求められる。
　本明細書は、傾動装置の動作異常を検知することができる測定装置、および測定装置を備える部品装着機を提供することを目的とする。
　本明細書は、測定対象に光を照射する投光部と、前記投光部による照射光の前記測定対象に対する照射角度を変更するように前記投光部を傾動させる傾動装置と、前記照射光のうち前記測定対象で遮光または反射された範囲の長さを測定する測定部と、前記傾動装置による傾動により所定の角度範囲において変更された複数の前記照射角度のそれぞれで前記測定部により取得された複数の測定値に基づいて、前記測定対象の外形の正否を判定する外形判定部と、複数の前記測定値の変化量が前記測定対象の設計上の外形および複数の前記照射角度の前記角度範囲に基づいて設定された許容範囲にない場合に、前記傾動装置の動作異常であると検知する検知部と、を備える測定装置を開示する。
　このような構成によると、複数の測定値に基づく測定対象の外形の正否を判定できるとともに、当該判定に用いられた複数の測定値の変化量に基づいて傾動装置における動作異常の有無を検知することができる。これにより、傾動装置の動作異常による測定誤差の発生を防止し、適正な測定動作を維持することができる。
測定装置を備える部品装着機を模式的に示す平面図である。 測定装置の斜視図である。 測定装置の傾動装置を含む主要部を示す背面図である。 測定装置を備える部品装着機の構成を示すブロック図である。 保持部材に保持されたリード部品を示す側面図である。 測定動作において測定対象に照射光が所定角度で照射された状態を示す図である。 測定動作において傾動装置による傾動によって測定対象の傾き角度に照射光の照射角度が一致した状態を示す図である。 測定装置を用いた測定処理を示すフローチャートである。
　測定装置の実施形態について、図面を参照して説明する。測定装置２０は、例えば基板８０に部品を装着する部品装着機１０に搭載され、測定対象の一部の外形寸法や変形量などの測定に用いられる。
　１．部品装着機１０の構成
　部品装着機１０は、例えば他の部品装着機１０を含む複数種類の対基板作業機とともに、基板製品を生産する生産ラインを構成する。上記の生産ラインを構成する対基板作業機には、印刷機や検査装置、リフロー炉などが含まれ得る。
　部品装着機１０は、図１に示すように、基板搬送装置１１を備える。基板搬送装置１１は、基板８０を搬送方向へと順次搬送するとともに、基板８０を機内の所定位置に位置決めする。
　部品装着機１０は、部品供給装置１２を備える。部品供給装置１２は、基板８０に装着される部品を供給する。部品供給装置１２は、複数のスロット１２１にフィーダ１２２をそれぞれ装備される。フィーダ１２２には、例えば多数の部品が収納されたキャリアテープを送り移動させて、部品を採取可能に供給するテープフィーダが適用される。
　また、部品供給装置１２は、例えばリード部品などの比較的大型の電子部品を、トレイ１２３上に並べた状態で供給する。部品供給装置１２は、上下方向に区画された収納棚１２４に複数のトレイ１２３を収納し、実装処理に応じて所定のトレイ１２３を引き出してリード部品などの電子部品を供給する。
　部品装着機１０は、部品移載装置１３を備える。部品移載装置１３は、部品供給装置１２により供給された部品を基板８０上の所定の装着位置に移載する。部品移載装置１３は、ヘッド駆動装置１３１、移動台１３２、装着ヘッド１３３、および吸着ノズル１３４を備える。ヘッド駆動装置１３１は、直動機構により移動台１３２を水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）に移動させる。装着ヘッド１３３は、図示しないクランプ部材により移動台１３２に着脱可能に固定され、機内において水平方向に移動可能に設けられる。
　装着ヘッド１３３は、回転可能に且つ昇降可能に複数の吸着ノズル１３４を支持する。吸着ノズル１３４は、フィーダ１２２により供給される部品９２を採取して保持する。吸着ノズル１３４は、供給される負圧エアにより、フィーダ１２２により供給される部品を吸着する。装着ヘッド１３３に取り付けられて部品を保持する部材としては、部品を把持することにより保持するチャックなどが採用され得る。
　部品装着機１０は、部品カメラ１４、および基板カメラ１５を備える。部品カメラ１４、および基板カメラ１５は、ＣＭＯＳなどの撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。部品カメラ１４、および基板カメラ１５は、制御信号に基づいて撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを送出する。部品カメラ１４は、吸着ノズル１３４に保持された部品を下方から撮像可能に構成される。基板カメラ１５は、装着ヘッド１３３と一体的に水平方向に移動可能に移動台１３２に設けられる。基板カメラ１５は、基板８０を上方から撮像可能に構成される。
　また、基板カメラ１５は、基板８０の表面を撮像対象とする他に、移動台１３２の可動範囲であれば種々の機器などを撮像対象にできる。例えば、基板カメラ１５は、本実施形態において、図４に示すように、測定装置２０の上部に設けられた基準マーク２７をカメラ視野に収めて撮像することができる。このように、基板カメラ１５は、種々の画像処理に用いられる画像データを取得するために、異なる撮像対象の撮像に兼用され得る。
　部品装着機１０は、図１に示すように、制御装置１６を備える。制御装置１６は、主として、ＣＰＵや各種メモリ、制御回路、および記憶装置により構成される。制御装置１６は、制御装置１６には、装着処理の制御に用いられる制御プログラムなどの各種データが記憶される。制御プログラムは、装着処理において基板８０に装着される部品の装着位置、装着角度、および装着順序を示す。
　制御装置１６は、複数の吸着ノズル１３４のそれぞれに保持された部品の保持状態の認識処理を実行する。具体的には、制御装置１６は、部品カメラ１４の撮像により取得された画像データを画像処理し、装着ヘッド１３３の基準位置に対する各部品の位置および角度を認識する。また、制御装置１６は、例えば部品の種類によっては、測定装置２０を用いた測定処理の結果に基づいて、部品が装着処理に適した正常な部品であるか装着処理に適さない不良部品であるかを判別してもよい。
　制御装置１６は、制御プログラムに基づいて、装着ヘッド１３３による部品の装着動作を制御して装着処理を実行する。ここで、装着処理には、採取動作と装着動作とが含まれるＰＰサイクル（ピックアンドプレースサイクル）を複数回に亘って繰り返す処理が含まれる。上記の「採取動作」とは、部品供給装置１２により供給された部品を吸着ノズル１３４により採取する動作である。
　２．測定装置２０の構成
　測定装置２０は、図２に示すように、装置本体部を支持する基台２１を備える。基台２１には、部品装着機１０に着脱可能に固定される取付フレーム２２が設けられている。基台２１には、傾動装置３０が設けられる。傾動装置３０の上部には、測定対象に光を照射する投光部２３と、受光部２４とが所定の位置関係で固定されている。本実施形態において、投光部２３は、上下方向に所定の幅を有する平行光２５を傾動装置３０の上面と平行な方向に照射する。平行光２５の上下方向の幅は、測定対象の上下方向の外形寸法よりも幅広となるように設定される。
　また、投光部２３から照射された平行光２５は、測定領域を通過して受光部２４に到達するように、複数の光学部材２６により光路を屈曲される。上記の光学部材２６は、例えばミラーやプリズムなどである。受光部２４は、投光部２３が照射した照射光（平行光２５）のうちの測定対象で遮光されない部分の光を受光する。つまり、上記の測定領域に測定対象が挿入されると受光部２４による受光状態が変動する。
　受光部２４は、ＣＭＯＳなどの撮像素子を用いて平行光２５の少なくとも一部を受光して、受光した範囲に応じた電気信号を出力する。また、受光部２４は、照射光（平行光２５）をレンズで集光し、その明るさに応じた電気信号を出力してもよい。これにより、後述する測定制御装置５０の測定部５１は、受光部２４から入力した電気信号に基づいて、測定対象の外形寸法、さらに測定対象の上下方向への変形量または傾き角度を測定することができる。
　測定装置２０の上面には、測定領域における平行光２５と規定の位置関係にある複数の基準マーク２７が設けられている。詳細には、複数の基準マーク２７は、２つの光学部材２６の上側に設けられ、２つの光学部材２６の間に位置する測定領域における平行光２５の光路の向きを示す。部品装着機１０の制御装置１６は、基板カメラ１５により複数の基準マーク２７を撮像させて取得した画像データ、および撮像の際の基板カメラ１５の位置に基づいて、測定装置２０において照射される平行光２５の位置を取得する。
　測定装置２０の傾動装置３０は、投光部２３による照射光（平行光２５）の測定対象に対する照射角度を変更するように投光部２３を傾動させる。本実施形態において、傾動装置３０は、投光部２３および受光部２４を一体的に傾動させるように構成される。具体的には、傾動装置３０は、保持部材３１と、ブラケット３２と、角度調節部３３と、駆動ユニット４０とを備える。保持部材３１は、投光部２３と受光部２４とを所定の位置関係で保持する。
　保持部材３１およびブラケット３２は、図３に示すように、基台２１に軸３４を介して上下方向に一体に傾動可能に支持されている。角度調節部３３は、保持部材３１とブラケット３２との上下方向の間に設けられる。角度調節部３３は、例えばボルトとナットなどにより構成され、ブラケット３２に対する保持部材３１の角度を維持する。角度調節部３３は、ナットに対してボルトが回転されることにより、回転量に応じてブラケット３２に対する保持部材３１の角度を調節可能に構成される。
　駆動ユニット４０は、保持部材３１を傾動させるユニットである。駆動ユニット４０は、モータ４１と、カム４２と、カムフォロア４３とを備える。モータ４１は、基台２１に設けられる。モータ４１は、回転角を検出する回転角センサを有するステッピングモータやサーボモータであり、供給される電力に応じて回転駆動する。モータ４１が出力する回転駆動力は、複数のギア４４を介して減速されてカム４２に伝達される。
　カム４２は、基台２１に回転可能に設けられ、外周面にカム面４２１を形成される。カム４２は、偏心カムや楕円カムなどを適用することができる。カムフォロア４３は、保持部材３１に直接的または間接的に設けられ、カム４２のカム面４２１に接触する。本実施形態において、カムフォロア４３は、ブラケット３２を介して保持部材３１に間接的に設けられる。カムフォロア４３は、保持部材３１の自重によってカム４２側に押圧され、カム面４２１に常時接触する。
　駆動ユニット４０は、カム４２の回転によりカムフォロア４３を保持部材３１の傾動方向である上下方向に往復移動させて、保持部材３１およびブラケット３２を、軸３４を支点にして上下方向に往復して傾動させる。駆動ユニット４０は、測定動作において、例えばモータ４１の回転角センサの出力信号に基づいて、カム４２が１回転されるようにモータ４１に電力を供給する。これにより、保持部材３１は、傾動前の初期角度から上下方向に１往復傾動し、初期角度に戻って停止される。
　測定装置２０は、図４に示すように、投光部２３、受光部２４、および駆動ユニット４０の動作を制御する測定制御装置５０を備える。測定制御装置５０は、主として、ＣＰＵや各種メモリ、制御回路、および記憶装置により構成される。測定制御装置５０は、例えば部品装着機１０の制御装置１６から入力した指令に基づいて、測定対象の外形寸法を測定する測定処理を実行する。
　上記の測定処理では、先ず投光部２３から平行光２５を出力し、測定領域にある測定対象に平行光を照射する。そして、この状態で傾動装置３０を動作させて、測定対象に対する平行光２５の照射角度を変化させて、それぞれの照射角度における測定値を受光部２４より取得する。この測定値は、平行光２５のうち測定対象で遮光された部分の幅に相当する。測定制御装置５０は、変動する測定値の最小値に基づいて、測定対象の上下方向の外形寸法を測定する。
　ここで、上記のような測定処理は、例えば装着処理において基板８０に装着される部品がリード部品９０である場合に、リード部品９０の外形が正常であるか否かを検査するために実行される。リード部品９０は、図５に示すように、矩形状からなる部品本体９１の２辺または４辺に並んで設けられた複数のリード９２を有する。そして、上記の測定対象は、リード部品９０のリード列９５（一列に並んだ複数のリード９２）であるものとする。
　部品装着機１０の制御装置１６は、吸着ノズル１３４により保持したリード部品９０のリード列９５が測定装置２０の測定領域に位置するように装着ヘッド１３３を移動させ、測定装置２０に対して測定処理を実行するように指令する。そして、制御装置１６は、測定処理の結果に基づいて、装着処理においてリード部品９０の外形の検査、特にリード列９５の平坦度の検査を行う。制御装置１６は、リード列９５の平坦度が許容範囲にない場合には、そのリード部品９０の複数のリード９２のうち一部が基板８０に電気的に接合不能であり、装着処理に不適な部品であると判定する。
　測定制御装置５０は、図４に示すように、測定部５１、および外形判定部５２を備える。測定部５１は、照射光のうち測定対象で遮光または反射された範囲の長さを測定する。本実施形態において、測定部５１は、図６および図７に示すように、受光部２４の受光状態に基づいて平行光２５のうちのリード列９５で遮光された範囲の長さを測定する。また、測定部５１は、付加的に、測定により取得した外形寸法に基づいて、規定方向（本実施形態において上下方向）への測定対象（リード列９５）の変形量または傾き角度を測定してもよい。
　外形判定部５２は、傾動装置３０による傾動により所定の角度範囲において変更された複数の照射角度のそれぞれで測定部５１により取得された複数の測定値に基づいて、測定対象の外形の正否を判定する。より詳細には、外形判定部５２は、複数の測定値のうち最小値を測定対象の外形寸法として取得する。外形判定部５２は、取得した外形寸法に基づいて測定対象の外形の正否を判定する。
　ここで、上記のような構成からなる測定装置２０において、例えば傾動装置３０の可動部に異物が混入するなどして傾動に異常が生じると、指定の照射角度と実際の照射角度との間に誤差が発生し得る。具体的には、基台２１とブラケット３２の間に異物が挟み込まれ、カム４２のカム面４２１からカムフォロア４３が離間すると傾動に異常が生じる。そうすると、駆動ユニット４０を動作させても保持部材３１の角度が変動せず、結果として測定対象に対する平行光２５の照射角度が変動しない。
　このように、傾動装置３０による傾動に異常が生じると、外形判定部５２が正常な測定対象を不良であると誤判定したり、反対に不良である測定対象を正常であると誤判定したりすることが想定される。そのため、測定装置２０には、適正な測定動作が維持されることが求められる。これに対して、例えば基台２１に対する保持部材３１の傾動を検出するセンサを設けることが考えられるが、センサなどの増設に伴うコストの増大が懸念される。
　そこで、本実施形態の測定装置２０は、測定処理を実行した際に取得される複数の測定値を用いて、傾動装置３０の動作異常を検知することができる構成を採用する。具体的には、測定装置２０の測定制御装置５０は、図４に示すように、検知部５３を備える。検知部５３は、複数の測定値の変化量が測定対象の設計上の外形および複数の照射角度の角度範囲に基づいて設定された許容範囲にない場合に、傾動装置３０の動作異常であると検知する。上記の「複数の測定値の変化量」とは、複数の測定値の最大値と最小値の差分である。
　検知部５３による検知手段は、傾動装置３０による傾動に異常が生じた場合に、測定対象に対する平行光２５の照射角度が変動せず、または変動量が小さくなり、取得される測定値の変化量が０または想定される変化量より小さくなることを利用したものである。ただし、測定対象が異常外形である場合にも同様に、複数の測定値の変化量が小さくなることが想定されるため、検知部５３は、変化量が許容範囲にあるか否かによって傾動装置３０の動作が正常であるか異常であるかを判定する。
　ここで、許容範囲は、本実施形態において、理想変化量から、理想変化量に所定係数を乗じた量までの範囲に設定される。上記の「理想変化量」は、設計上の外形を有する測定対象に対して複数の照射角度で平行光２５を照射したときに測定部５１により取得される複数の測定値の変化量である。つまり、理想変化量は、理想外形の測定対象に測定処理を実行したと仮定したときに取得される理論上の変化量である。
　また、上記の所定係数は、想定される異常外形の測定対象に測定処理を実行した際に取得される変化量が許容範囲に含まれるように、理想変化量に対する割合として設定される。例えば、所定係数は、測定対象の一部が規定方向（本実施形態において上下方向）に設計上の外形寸法に等しい第一変形量だけ変形した異常外形（つまり、厚み分だけ一部が変形した外形）を有する測定対象に対して複数の照射角度で照射光を照射したときに測定部５１により取得される複数の測定値の変化量と、理想変化量の割合に基づいて設定される。また、所定係数Ｋは、０．１から０．９の間の数に設定されてもよい。
　３．測定装置２０による測定処理
　上記のような構成からなる測定装置２０による測定処理について説明する。部品装着機１０の制御装置１６は、装着処理において、トレイ１２３からリード部品９０を吸着ノズル１３４により採取させた後に、部品カメラ１４によりリード部品９０を下方から撮像する。そして、制御装置１６は、吸着ノズル１３４によるリード部品９０の保持状態として、リード部品９０の位置および吸着ノズル１３４の中心軸に対する角度を認識する。
　制御装置１６は、リード部品９０の保持状態および測定装置２０の設置位置に基づいて、リード部品９０の何れか１辺に設けられたリード列９５が測定装置２０の測定領域に収まるように装着ヘッド１３３を移動させる。その状態で、制御装置１６は、測定装置２０へ測定処理を実行するように指令する。これにより、測定装置２０は、図８に示すように、測定処理を実行する。
　測定装置２０の測定制御装置５０は、測定動作を実行する（Ｓ１１）。この測定動作は、投光部２３から平行光２５を出力するとともに、駆動ユニット４０のモータ４１を回転駆動させてカム４２を１回転させる。これにより、保持部材３１に設置された投光部２３および受光部２４は所定の位置関係を維持した状態で軸３４を支点に１往復傾動する。
　このとき、測定部５１は、傾動装置３０による傾動により所定の角度範囲Ａｒにおいて変更された複数の照射角度のそれぞれで受光部２４の受光信号を取り込む。これにより、測定部５１は、複数の照射角度の平行光２５のうちのリード列９５で遮光された部分の幅の測定値Ｖをそれぞれ取得する。
　次に、外形判定部５２は、測定部５１により取得された複数の測定値Ｖに基づいて、測定対象の外形の正否判定を行う（Ｓ２０）。詳細には、外形判定部５２は、複数の測定値Ｖのうち最小値Ｖｎをリード列９５の外形寸法Ｗとして取得する（Ｓ２１）。上記のように、測定領域において静止したリード列９５に対して照射角度を変化させるのは、曲がりのない正常なリード列９５であっても必ずしも長さ方向が水平方向に一致するとは限らないことによる。
　具体的には、正常なリード列９５を測定対象とした場合であっても、吸着ノズル１３４によるリード部品９０の保持姿勢によってはリード列９５が水平方向に対して傾斜することがある。また、リード部品９０の部品本体９１に対して正常なリード列９５が全体的に所定の平坦度を有した状態で傾斜することも想定される。ここで、図７に示すように、平行光２５の照射角度がリード列９５の傾き角度と一致すると、平行光２５のうちのリード列９５で遮光された部分の幅が最小となる。そこで、測定部５１は、上記のような測定動作（Ｓ１１）において取得された複数の測定値Ｖの最小値Ｖｎをリード列９５の外形寸法Ｗとして取得する。
　そして、外形判定部５２は、取得した外形寸法Ｗが予め設定された許容誤差範囲内であるか否かによりリード列９５の外形の正否を判定する（Ｓ２２）。外形判定部５２は、外見寸法Ｗが許容誤差範囲内である場合に（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、このリード列９５を適正であるとして、判定フラグに「１（True）」を代入する（Ｓ２３）。一方で、外形判定部５２は、外見寸法Ｗが許容誤差内にない場合に（Ｓ２２：Ｎｏ）、このリード列９５が不良であるとして、判定フラグに「０（False）」を代入する（Ｓ２４）。
　続いて、検知部５３は、測定部５１により取得された複数の測定値Ｖの変化量Ｍｃに基づいて、傾動装置３０の動作の正否判定を行う（Ｓ３０）。詳細には、検知部５３は、複数の測定値Ｖの変化量Ｍｃを算出する（Ｓ３１）。変化量Ｍｃは、複数の測定値Ｖの最大値Ｖｘと最小値Ｖｎの差分である（Ｍｃ＝Ｖｘ－Ｖｎ）。ここで、傾動装置３０の傾動により所定の角度範囲Ａｒで平行光２５のリード列９５に対する照射角度が変更されるものとし、平行光２５がリード列９５に対して最も傾斜したときの角度をθとする。そして、リード列９５の長さＬが幅Ｗに対して十分に大きいとき、測定値Ｖの最大値Ｖｘは、Ｌ・ｓｉｎθに近似することができる。
　なお、傾動装置３０が正常に動作している環境下において、測定対象が理想外形に近いほど最小値Ｖｎが設計上の幅Ｗに接近するように小さくなるので、変化量Ｍｃは大きくなる。一方で、測定対象が理想形状から変形するほど最小値Ｖｎと設計上の幅Ｗとの差分が大きくなるので、変化量Ｍｃは小さくなる。ただし、リード列９５が異常外形であっても、ある程度の変化量Ｍｃが生じる。これに対して、傾動装置３０による傾動に異常が生じた環境では、複数の測定値Ｖの変化量Ｍｃが非常に小さくなることが想定される。
　そこで、検知部５３は、変化量Ｍｃが許容範囲Ｔｒにあるか否かを判定する（Ｓ３２）。この許容範囲Ｔｒは、測定動作（Ｓ１１）において傾動装置３０の傾動により平行光２５の照射角度が所定の角度範囲Ａｒで変更されることを前提とし、仮に異常外形のリード列９５であっても算出される最小限の変化量Ｍｃが含まれるように予め設定される。本実施形態において、許容範囲Ｔｒは、理想変化量Ｍｄから、理想変化量Ｍｄに所定係数Ｋを乗じた量までの範囲に設定される。ここで、所定係数Ｋは、例えば０．５に設定される。
　検知部５３は、変化量Ｍｃが許容範囲Ｔｒにある場合に（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、傾動装置３０の動作が正常であるとする。さらに、検知部５３は、外形の正否判定（Ｓ２０）の結果が正常、即ち判定フラグが１（True）である場合には（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、測定対象であるリード列９５の外形が正常であり、且つ傾動装置３０の動作が正常であるとの結果を記録する（Ｓ３４）。
　一方で、検知部５３は、外形の正否判定（Ｓ２０）の結果が異常、即ち判定フラグが０（False）である場合には（Ｓ３３：Ｎｏ）、測定対象であるリード列９５の外形が異常であり、且つ傾動装置３０の動作が正常であるとの結果を記録する（Ｓ３５）。この結果を受けて、部品装着機１０の制御装置１６は、不良部品の対応処理を実行する（Ｓ４１）。この不良部品の対応処理では、例えば吸着ノズル１３４に保持されたリード部品９０を所定の廃棄場所に廃棄したり、所定のリペア処理などが実行されたりする。
　また、検知部５３は、変化量Ｍｃが許容範囲Ｔｒにない場合に（Ｓ３２：Ｎｏ）、傾動装置３０の動作異常であるとする。そこで、検知部５３は、外形の正否判定（Ｓ２０）の結果に関わらず、測定対象であるリード列９５の外形の正否は不明であり、且つ傾動装置３０に動作異常が生じているとの結果を記録する（Ｓ３６）。この結果を受けて、部品装着機１０の制御装置１６は、リード部品９０の装着処理を中断し、例えば測定装置２０のメンテナンスを行うように作業者に通知するなどの通知処理を実行する（Ｓ４２）。
　これにより、作業者による測定装置２０のメンテナンスの実行が促され、例えば傾動装置３０の可動部のクリーニングなどが施され、早期の異物の除去が期待できる。測定装置２０のメンテナンスが終了すると、中断されていた装着処理が再開される。なお、上記の測定処理は、リード部品９０における各辺のリード列９５ごとに実行される。
　このような構成によると、複数の測定値Ｖに基づく測定対象（リード列９５）の外形の正否を判定できるとともに（Ｓ２０）、当該判定に用いられた複数の測定値Ｖの変化量Ｍｃに基づいて傾動装置３０における動作異常の有無を検知することができる（Ｓ３０）。これにより、傾動装置３０の動作異常による測定誤差の発生を防止し、適正な測定動作を維持することができる。
　４．実施形態の変形態様
　４－１．測定対象について
　実施形態において、測定対象は、リード部品９０のリード列９５であるものとした。測定処理において測定部５１は、外形寸法Ｗに基づいて、即ちリード列９５の平坦度に基づいて装着処理への適否を判定した。これに対して、測定部５１は、外形寸法Ｗの適否判定に加えて、外形寸法Ｗに基づいて、規定方向へのリード列９５の変形量または傾き角度を測定し、それぞれの装着処理への適否を判定してもよい。また、測定対象は、リード部品９０のリード列９５の他に、例えば部品本体９１の所定部位としてもよいし、リード９２を有しない部品の所定部位としてもよい。
　４－２．測定装置２０について
　実施形態において、測定装置２０は、部品装着機１０の機内に設置されるものとした。これに対して、測定装置２０は、部品装着機１０以外の装置において使用されてもよい。具体的には、測定装置２０は、トレイ１２３に各種の部品を収容する作業ロボットに適用されてもよい。また、測定装置２０は、吸着ノズル１３４を自動でメンテンナンスおよび管理を行う装置に適用され、例えば吸着ノズル１３４の先端部の外形検査に用いられるようにしてもよい。
　また、測定装置２０の平行光２５の照射方向は、水平方向に限られず、測定対象の形状や姿勢に対応して、上下方向などに設定され得る。また、平行光２５は、レーザ光以外の照射光を適用してもよい。その他に、測定装置２０は、平行光２５ではない照射光を測定対象に照射し、測定部５１が照射光の測定対象で反射された範囲の長さを測定してもよい。例えば、測定部５１は、反射光を受光する撮像素子から画像データを取得し、画像処理により測定対象の規定方向の寸法を測定してもよい。
　実施形態において、検知部５３は、複数の測定値Ｖの変化量Ｍｃに基づいて、傾動装置３０の動作に異常が生じていることを検知するものとした。これに加えて、検知部５３は、測定対象の不良率を勘案して、例えば所定回数に亘って連続で測定対象が異常であると判定された場合に、測定装置２０に動作異常が発生していると判定してもよい。
　１０：部品装着機、　２０：測定装置、　２１：基台、　２３：投光部、　２４：受光部、　２５：平行光、　３０：傾動装置、　３１：保持部材、　４０：駆動ユニット、　４２：カム、　４３：カムフォロア、　５０：測定制御装置、　５１：測定部、　５２：外形判定部、　５３：検知部、　９０：部品（リード部品）、　９１：部品本体、　９２：リード、　９５：リード列（測定対象）

Claims (12)

  1. 　測定対象に光を照射する投光部と、
    　前記投光部による照射光の前記測定対象に対する照射角度を変更するように前記投光部を傾動させる傾動装置と、
    　前記照射光のうち前記測定対象で遮光または反射された範囲の長さを測定する測定部と、
    　前記傾動装置による傾動により所定の角度範囲において変更された複数の前記照射角度のそれぞれで前記測定部により取得された複数の測定値に基づいて、前記測定対象の外形の正否を判定する外形判定部と、
    　複数の前記測定値の変化量が前記測定対象の設計上の外形および複数の前記照射角度の前記角度範囲に基づいて設定された許容範囲にない場合に、前記傾動装置の動作異常であると検知する検知部と、
    　を備える測定装置。
  2. 　前記投光部は、規定方向における前記測定対象の外形寸法よりも幅広な平行光を前記照射光として照射し、
    　前記測定装置は、前記照射光のうちの前記測定対象で遮光されない部分の光を受光する受光部をさらに備え、
    　前記傾動装置は、前記投光部および前記受光部を一体的に傾動させ、
    　前記測定部は、前記受光部の受光状態に基づいて前記照射光のうちの前記測定対象で遮光された範囲の長さを測定する、請求項１に記載の測定装置。
  3. 　前記傾動装置は、
    　基台に傾動可能に支持され、前記投光部と前記受光部とを所定の位置関係で保持する保持部材と、
    　前記保持部材を傾動させる駆動ユニットと、
    　を備える、請求項２に記載の測定装置。
  4. 　前記駆動ユニットは、前記基台に回転可能に設けられたカムと、前記保持部材に設けられ前記カムのカム面に接触するカムフォロアと、を備え、
    　前記駆動ユニットは、前記カムの回転により前記カムフォロアを前記保持部材の傾動方向に往復移動させることによって前記保持部材を傾動させる、請求項３に記載の測定装置。
  5. 　前記外形判定部は、複数の前記測定値のうち最小値を前記測定対象の前記外形寸法として取得し、取得した前記外形寸法に基づいて前記測定対象の外形の正否を判定する、請求項２－４の何れか一項に記載の測定装置。
  6. 　前記許容範囲は、設計上の外形を有する前記測定対象に対して複数の前記照射角度で前記照射光を照射したときに前記測定部により取得される複数の前記測定値の理想変化量から、前記理想変化量に所定係数を乗じた量までの範囲に設定される、請求項２－５の何れか一項に記載の測定装置。
  7. 　前記所定係数は、前記測定対象の一部が前記規定方向に設計上の外形寸法に等しい第一変形量だけ変形した異常外形を有する前記測定対象に対して複数の前記照射角度で前記照射光を照射したときに前記測定部により取得される複数の前記測定値の変化量と、前記理想変化量の割合に基づいて設定される、請求項６に記載の測定装置。
  8. 　前記所定係数は、０．１から０．９の間の数に設定される、請求項６または７に記載の測定装置。
  9. 　前記測定部は、複数の前記測定値のうち最小値を前記測定対象の前記外形寸法として取得し、取得した前記外形寸法に基づいて前記規定方向への変形量を測定する、請求項２－８の何れか一項に記載の測定装置。
  10. 　前記測定部は、複数の前記測定値のうち最小値が取得された際の前記照射角度に基づいて前記測定対象の前記規定方向への傾き角度を測定する、請求項２－９の何れか一項に記載の測定装置。
  11. 　請求項１－１０の何れか一項に記載の前記測定装置を備え、基板に部品を装着する部品装着機であって、
    　前記測定対象は、前記部品の所定部位である、部品装着機。
  12. 　前記部品は、部品本体に並んで設けられた複数のリードを有するリード部品であり、
    　前記測定対象は、前記リード部品のリード列である、請求項１１に記載の部品装着機。
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