WO2023189243A1 - 位置評価方法、及び位置評価装置 - Google Patents

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WO2023189243A1
WO2023189243A1 PCT/JP2023/008354 JP2023008354W WO2023189243A1 WO 2023189243 A1 WO2023189243 A1 WO 2023189243A1 JP 2023008354 W JP2023008354 W JP 2023008354W WO 2023189243 A1 WO2023189243 A1 WO 2023189243A1
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parts
led
relative position
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ベイピン ジン
達也 古川
沙矢香 里中
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details

Definitions

  • the present invention relates to a position evaluation method and a position evaluation device for evaluating the position of each of a plurality of parts as a group.
  • the object to be assembled transported by the transport means is carried into a cleaned room, and the relative positional deviation between the ultra-small parts supplied in the cleaned room and the object to be assembled is measured by a means. Based on the relative positional deviation measured by an assembly means provided in the cleaned room, the sliding part is sealed and a suction/exhaust means is connected to the sliding part.
  • a microscopic device characterized by aligning, assembling, and fastening microscopic parts to an object, and transporting the microscopic components from the cleaned room in a state of being fastened to the object to be assembled.
  • An automatic manufacturing method for parts is also known (for example, see Patent Document 2).
  • Patent Documents 1 and 2 describe techniques for mounting and assembling by measuring the relative positions of electronic components and cavities, and of components and objects to be assembled.
  • evaluation of relative position if the tolerance range of relative position is narrow and the relative position is outside the tolerance range, parts (hereinafter, the above-mentioned “electronic components” and “components” are collectively simply referred to as “components") are rejected. If the product is determined to be non-defective, the incidence of defective products will increase, that is, the yield of parts will decrease, and there is a risk that there will be a delay in producing a certain number of products equipped with the parts on the production line.
  • the plurality of parts may be determined to be non-defective.
  • FIG. 1A shows an example of a group of a plurality of parts in which LEDs 2-1 to 2-5 are placed at a reference position 4-1 to 4-5 of an attached object 3 without deviation outside the allowable range.
  • -1 to 4-5 are schematic diagrams showing the state in which they are attached.
  • the reference positions 4-1 to 4-5 are The state attached to LED 2 (hereinafter, when explaining LEDs 2-1 to 2-5 all together, or when explaining any one of LEDs 2-1 to 2-5, the branch number is omitted. The same applies to reference position 4.) is attached within the dimensional position range. Note that the state in which the LED 2 is attached within the reference position 4 is better than the state in which the LED 2 is attached outside the reference position 4 and within the dimensional position range. Furthermore, a dotted circle centered on the reference position 4 shown in FIGS. 1B and 1C below also represents the dimensional position range.
  • FIG. 1B is a schematic diagram showing a state in which the LED 2 is attached to the reference position 4 in a state where the LED 2 is shifted from the reference position 4 compared to FIG. 1A.
  • some of the plurality of LEDs 2 (for example, LED 2-3 and LED 2-4) are attached outside the dimensional position range. Therefore, in the position evaluation based only on the dimensional position range, the LED 2 shown in FIG. Even if it is determined to be a defective product, the entire LED 2 is determined to be a defective product).
  • the directions and magnitudes of the deviations in the relative positions of the LEDs 2 with respect to the reference position 4 are the same, and an example of the quality of the LEDs 2 is the presence or absence of uneven brightness across the LED 2.
  • uneven brightness occurs. I haven't. That is, the LED 2 shown in FIG. 1B may be determined to be a good product.
  • the tendency of the direction and magnitude of the deviation of these relative positions is referred to as “correlation”, and the correlation of the evaluation target (here, the correlation with respect to each reference position 4 of LED2) is equivalent. This is expressed as "correlation".
  • the LEDs 2 may be determined to be non-defective as long as there is a correlation with the reference position 4 of each LED 2. Note that, as shown in Figure 1C, if all (or even a part of) LED2 is attached outside the dimensional position range and there is no correlation, LED2 is determined to be a defective product (Figure 1C). The cross mark shown in 1C represents the location where luminance unevenness occurs).
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is applicable to cases where a plurality of parts are attached as a group at a position shifted from the reference position of the object to be attached.
  • the final object of the present invention is to provide a position evaluation method capable of determining a plurality of parts as non-defective products if there is a correlation between shifted positions, and a position evaluation device used in the position evaluation method.
  • a position evaluation method for evaluating the mounting position of multiple parts comprising: calculating a deviation of the mounting position of the plurality of parts with respect to a reference position; The dimensional position range of the plurality of parts is determined based on the reference position and the relative position range of the plurality of parts is determined based on the deviation of the mounting positions of the plurality of parts.
  • the present invention includes a position evaluation method characterized in that the mounting position is determined to be normal when it is included within both the dimensional position range and the relative position range.
  • the relative position range is a polygonal range whose length on each side is a predetermined standard value, or a circular range whose radius is a predetermined standard value. It may also be used as an evaluation method. According to this, it becomes easy to determine whether the mounting positions of the plurality of parts are normal or abnormal using the relative position range.
  • polygons include not only regular polygons but also polygons such as rectangles in which the lengths of each side are different.
  • the relative position range may be determined using a determination reference point calculated based on the attachment positions of the plurality of components. According to this, it becomes easier to determine the relative position range.
  • the relative position range is represented by the polygon or the circle, and at least one of the reference position, the dimensional position range, the attachment position, and the determination reference point is determined according to the relative position range.
  • the position evaluation method may be characterized by displaying a diagram representing one location. According to this, it is possible to visually grasp the width of the relative position range, the reference position, the dimensional position range, the mounting positions of multiple parts, and the positional relationship between the judgment reference points. .
  • the determination reference point is at least one of an average, a weighted average, a median, a mode, and a minimum value of differences between the attachment position of each of the plurality of parts and the reference position. It is also possible to use a position evaluation method characterized in that the points are calculated by two points. By predetermining the method for calculating the judgment reference points, it becomes easy to calculate the judgment reference points.
  • the position evaluation method is characterized in that the determination reference point is the center of a circle with the smallest radius that includes all of the attachment positions of the plurality of parts inside or on the circumference. You can also use it as This position evaluation method also makes it easy to calculate the determination reference point.
  • a captured image or a model diagram of the plurality of parts and the diagram are displayed separately, or the diagram is displayed at an arbitrary location superimposed on the captured image or the model diagram. 4 , or the diagram is displayed for each of the plurality of parts in the captured image or the model diagram, superimposed on the captured image or the model diagram.
  • the position evaluation method described in According to this, it becomes easy to compare the captured image and the diagram, and it becomes easy to evaluate the mounting positions of a plurality of parts.
  • the above three types of display contents may be switchable. According to this, it is possible to select the display content that allows the user to most easily evaluate the mounting positions of the plurality of components.
  • the captured image includes not only an actually captured image but also an image obtained by applying some kind of processing, for example, roughening processing to the image.
  • Examples of model diagrams include drawings of parts and illustrations of parts.
  • the relative position range is a range of the polygon
  • the polygon is a rectangle
  • two straight lines parallel to the X-axis The range surrounded by two straight lines parallel to the Y axis is the relative position range
  • the origin is the determination reference point
  • the X and Y coordinate values of each point are the reference position.
  • the relative position range is the circular range
  • the following range is displayed as the relative position range
  • the X axis of the first quadrant is displayed as the determination reference point
  • the Y coordinate value of each point is displayed as the deviation amount of the position with respect to the reference position. It is also possible to provide a position evaluation method characterized by the following. According to this, it is possible to numerically confirm the mounting positions of the plurality of parts with respect to the determination reference point.
  • a position evaluation device that evaluates the mounting position of a plurality of parts, a calculation unit that calculates a deviation of the mounting positions of the plurality of parts with respect to a reference position;
  • the dimensional position range of the plurality of parts is determined based on the reference position and the relative position range of the plurality of parts is determined based on the deviation of the mounting positions of the plurality of parts.
  • the position evaluation device may include a determination unit that determines that the attachment position is normal when it is included in both the dimensional position range and the relative position range.
  • the permissible range of the position where each of the plurality of parts is attached to the object to be attached is widened when a plurality of parts are grouped together, and as a result, the yield of parts is improved. It is possible to connect to
  • FIGS. 1A to 1C are schematic diagrams showing a state in which an LED is attached to an object in a conventional embodiment.
  • FIG. 1B some of the multiple LEDs are installed outside the dimensional position range, so in position evaluation based only on the dimensional position range, the LED is determined to be defective. In position evaluation that also takes into account the correlation of the position with respect to the reference position, the LED can be determined to be a good product.
  • FIGS. 2A to 2C are conceptual diagrams for explaining a method of evaluating the position of each LED attached to an attached body with respect to a reference position according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing an example of a position evaluation device according to an embodiment.
  • FIG. 4A and 4B are conceptual diagrams for explaining a method of calculating a determination reference point from the position of an LED according to an embodiment.
  • 5A and 5B are conceptual diagrams for explaining a method of calculating a relative position range from the determination reference points calculated by the method shown in FIG. 4A.
  • 6A and 6B are diagrams showing an example of contents displayed by the PC when the determination unit determines whether the position of the LED is normal or abnormal in the position evaluation method according to the embodiment. .
  • FIG. 6A is an example of a case where it is determined that there is an abnormality.
  • FIG. 6B is an example of a case where it is determined to be normal.
  • FIGS 7A and 7B are diagrams showing an example of contents displayed by the PC when the determination unit determines whether the position of the LED is normal or abnormal in the position evaluation method according to the embodiment. .
  • FIG. 7A is an example of a case where it is determined that there is an abnormality.
  • FIG. 7B is an example of a case where it is determined to be normal.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of content displayed by the PC when the determination unit determines whether the position of the LED is normal or abnormal in the position evaluation method according to the embodiment.
  • FIG. 8 shows only an example where it is determined that there is an abnormality.
  • 9A and 9B show a specific example of a message that is displayed in addition to the display content shown in FIG. 8 and notifies that the position of the LED is abnormal and which LED position is abnormal.
  • FIG. 10A to 10D are diagrams showing examples of contents displayed by the PC when the determination unit determines whether the position of the LED is normal or abnormal in the position evaluation method according to the embodiment.
  • . 10A and 10B are examples in which the relative position is determined using the relative position range of the polygon shown in FIG. 5A.
  • FIGS. 10C and 10D are examples of relative position determination using the circular relative position range shown in FIG. 5B.
  • FIGS. 2A to 2C are conceptual diagrams for explaining a method for evaluating the position of each of the LEDs 2 attached to the object to be attached 3 relative to the reference position 4, to which the present disclosure is applicable.
  • the LED 2 and the reference position 4 (the attached body 3 is not shown) shown in FIGS. 2A to 2C are the same as those shown in FIGS. 1A to 1C, The same reference numerals as those shown in FIGS. 1C to 1C are given.
  • the LED 2 is shown as an example of a group of multiple components, and the LED 2 corresponds to the multiple components in the present disclosure.
  • the LED 2 is simply illustrated to indicate the position of the LED 2 attached to the object 3 to be attached.
  • the position of LED 2 When evaluating the position of each LED 2 with respect to the reference position 4 (hereinafter simply referred to as “the position of LED 2”), the amount and direction of deviation of the position of the LED 2 with respect to the reference position 4 (hereinafter simply referred to as “the amount of deviation of LED 2”) and “the direction of deviation of the LED 2”), and then the absolute position is determined. Determining the absolute position is whether the position of the LED 2 is included inside or on the circumference of the dimensional position range 5, which is a circular range centered on the reference position 4, which is determined for each of the reference positions 4. This is to determine whether the position of the LED 2 is normal or abnormal.
  • the radius of the reference position 4 and the dimensional position range 5 are both predetermined absolute values, so the position of the LED 2 is determined to be within the dimensional position range 5 or It is determined whether the LED 2 is included on the circumference, and it is possible to determine whether the position of the LED 2 is normal or abnormal. Further, the reference positions 4 are located in a straight line, and the distances between two adjacent reference positions 4 are the same.
  • the relative position determination is performed. Determining the relative position is determining whether the position of the LED 2 is normal depending on whether the position of the LED 2 is included within or on the circumference of the relative position range 6, which is a polygon range determined based on correlation. The purpose is to determine whether there is an abnormality. Since the correlation is determined by the amount and direction of deviation of the LED 2, if the position of the LED 2 changes, the position of the relative position range 6 also changes. Note that the range inside the relative position range 6 is predetermined. The method for calculating the relative position range 6 will be described in detail with reference to FIGS. 4A to 5B below.
  • the position of the LED 2 is determined to be normal when it is included within both the dimensional position range 5 and the relative position range 6. Furthermore, as described above, since a plurality of LEDs 2 are grouped, if the position of at least one LED 2 is determined to be abnormal in each of the absolute position determination and relative position determination, the entire LED 2 is determined to be abnormal. shall be taken as a thing.
  • the position of LED2 is determined to be normal in the determination of the absolute position because the position of LED2 is included within the dimensional position range 5, and the position of LED2 is determined to be normal within the relative position range 6. Since it is also included inside, the position of the LED 2 is determined to be normal in the relative position determination, and as a result, the LED 2 is determined to be a good product.
  • the position of LED2 is determined to be normal when determining the absolute position, but since the positions of LED2-1 and LED2-5 are included outside the relative position range 6, the position of LED2 is determined to be normal when determining the relative position. It is determined that the position of LED2 is abnormal, and as a result, LED2 is determined to be a defective product.
  • FIG. 2C since the position of LED2-3 is included outside the dimensional position range 5, the position of LED2 is determined to be abnormal in the determination of the absolute position, and there is no need to perform determination of the relative position. The product is determined to be defective.
  • the dimensional position range 5 is wide, so the position of the LED 2 is easily determined to be normal in determining the absolute position.
  • it is determined whether the position of the LED 2 is normal or abnormal by a method equivalent to determining the absolute position in this application example, and FIGS. 1A to 1C
  • the dotted line circle shown in corresponds to the dimensional position range 5) and the accuracy of determining whether the position of the LED 2 is normal is improved by additionally determining the relative position.
  • the fact that the position of LED2 is determined to be normal in determining the relative position suggests that there is a correlation, and by understanding the correlation, the LED2 can be moved closer to the reference position 4. It becomes possible to install it in a position close to the For example, in FIG. 2A, the position of the LED 2 is determined to be normal in the determination of the relative position, and the position of the LED 2 is generally shifted to the upper right in the direction shown in FIG. 2A with respect to the reference position 4. Therefore, by moving the position of the LED 2 in parallel to the lower left as a whole in the direction shown in FIG. 2A, it becomes possible to attach the LED 2 to a position closer to the reference position 4. Similarly, a correlation is seen in FIG. 1B, and by moving the position of LED 2 in parallel to the left as a whole in the direction shown in FIG. 1B, it becomes possible to install LED 2 closer to the reference position 4. .
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing an example of a position evaluation device 1 to which the present disclosure is applicable.
  • the position evaluation device 1 in this application example includes a camera 10, a calculation section 11, a determination section 12, a PC 13, and the like.
  • the calculation unit 11 acquires a captured image of the camera 10, and calculates the amount and direction of shift of the LED 2 based on the position of the LED 2 in the captured image and the reference position 4. Further, the calculation unit 11 calculates a determination reference point 7 (described below in FIGS. 4A and 4B) from the position of the LED 2, and further calculates a relative position range 6 using the determination reference point 7. Details will be explained in FIGS. 4A to 5B below.
  • the determination unit 12 executes both the absolute position determination and the relative position determination, as explained in FIGS. 2A to 2C above, based on the displacement amount and displacement direction of the LED 2 calculated by the calculation unit 11. By doing so, it is determined whether the LED 2 is a good product or a defective product (however, if it is determined that the LED 2 is a defective product by determining the absolute position, the relative position determination is not performed).
  • the PC 13 includes input devices such as a keyboard and a mouse that input information to a control device (not shown), and a judgment result obtained from the judgment unit 12 as to whether the position of the LED 2 is normal or abnormal (whether the LED 2 is a good product or not).
  • the device is equipped with a display, etc. that displays the results (including the determination result of whether the product is defective or defective).
  • the PC 13 may be one of the components constituting the position evaluation device 1, or may be a portable external device that is independent of the position evaluation device 1 and can communicate with the determination unit 12. In addition, below, the notation PC13 shall actually indicate the display of PC13.
  • the PC 13 can also display the captured image of the camera 10, the amount of deviation and direction of deviation of the LED 2, and the like. Details of specific examples of display contents on the PC 13 are shown in FIGS. 6A to 10AB below.
  • the camera 10 is independent of the position evaluation device 1, and the calculation unit 11 has a function of capturing captured images from the camera 10 (which may be a camera other than the camera 10) independent of the position evaluation device 1. may have.
  • FIGS. 4A and 4B are conceptual diagrams for explaining a method of calculating the determination reference point 7 from the position of the LED 2 according to the embodiment.
  • five reference positions 4 and five dimensional position ranges 5, which are the same number as the LEDs 2 are shown corresponding to each of the LEDs 2, but the numbers shown in FIGS. 4A and 4B are Thus, five reference positions 4 and five dimensional position ranges 5 may be combined into one reference position 4 and one dimensional position range 5, respectively.
  • the determination reference point 7 is calculated based on the difference between each position of the LED 2 and the reference position 4.
  • the difference between the position of the LED 2-2 and the reference position 4 indicates a horizontal vector v1 and a vertical vector v2 between the LED 2-2 and the reference position 4 in the orientation shown in FIG. 4A.
  • the coordinates of the position of the LED 2-2 can be expressed as (v1, v2).
  • the distance in the horizontal direction and the distance in the vertical direction between the LED 2 other than LED 2-2 and the reference position 4 in the orientation shown in FIG. 4A are also calculated in the same way.
  • the determination reference point 7 is calculated based on the position of the LED 2.
  • the difference from FIG. 4A is that the reference position 4 is not considered when calculating the determination reference point 7.
  • a circle with the smallest radius (circle indicated by a chain line in FIG. 4B) that includes all of the positions of the LED 2 inside or on the circumference is calculated, and the center of this circle is set as the determination reference point 7. .
  • determination reference point 7 can be uniquely calculated using either method shown in FIGS. 4A and 4B, the determination reference point 7 shown below is calculated by the method shown in FIG. 4A. It is assumed that
  • FIGS. 5A and 5B are conceptual diagrams for explaining a method of calculating the relative position range 6 from the determination reference point 7 calculated by the method shown in FIG. 4A.
  • the relative position range 6 is a polygonal range whose center of gravity is a determination reference point 7 whose four sides have a predetermined standard value.
  • the relative position range 6 is a circular range centered on the determination reference point 7 whose radius is a predetermined standard value.
  • the relative position ranges 6 in each of FIGS. 5A and 5B have different shapes, they are common in that they are calculated based on the determination reference point 7 and a predetermined standard value.
  • the position of the LED 2 may be evaluated using either of the relative position ranges 6 shown in FIGS. 5A and 5B, but below, the position of the LED 2 may be evaluated using the polygonal relative position range 6 shown in FIG. 5A.
  • the position will be evaluated (however, the table and orthogonal coordinate system shown in FIG. 10B show the results of evaluating the position of the LED 2 using the circular relative position range 6 shown in FIG. 5B). .
  • the PC 13 uses the captured image of the LED 2 captured by the camera 10 (shown on the left side in the orientation of FIGS. 6A and 6B) and geometrically determines both the absolute position determination and the relative position determination.
  • a graphical representation of the geometry (shown on the right in the orientation of FIGS. 6A and 6B) is shown separately.
  • the same number of determination reference points 7 shown in the geometric diagram as the number of LEDs 2 (five in the embodiment) may be displayed for each of the LEDs 2.
  • the board mounting hole 31 and the fixing hole 32 in the captured image are holes formed on the object to be attached 3 in the previous mounting process (described in FIG. 11 below); (described below with reference to FIG. 11), a substrate (not shown) is attached to the substrate attachment hole 31 and fixed by the fixing hole 32.
  • the geometric diagram corresponds to the diagram in the present disclosure.
  • FIG. 6A is an example of the content displayed by the PC 13 when, for example, it is determined that the positions of LED 2-1 and LED 2-5 are abnormal based on the relative position determination.
  • a description of NG for reporting an abnormality in the position of the LED 2 may be displayed on the geometrical diagram.
  • the LED 2-1 and the LED 2-5 may be displayed in a different color from the other LEDs 2 so that it can be visually easily determined which LED 2 is in an abnormal position.
  • arrows pointing from each of the LED 2-1 and the LED 2-5 toward the determination reference point 7 may be displayed in the geometric diagram. By moving the LED 2-1 and the LED 2-5 in parallel along the directions of these arrows, the positional deviation of the LED 2-1 and the LED 2-5 can be corrected.
  • FIG. 6B is an example of the content displayed by the PC 13 when the position of the LED 2 is determined to be normal based on both the absolute position determination and the relative position determination.
  • a description "OK" may be displayed on the geometric diagram to notify of an abnormality in the position of the LED 2.
  • the fact that the position of the LED 2 is determined to be normal by determining the relative position suggests that there is a correlation, and the second board mounting hole 31 and fixing hole 32 in the captured image , the amount and direction of deviation of the center of the fixing hole 32 from the center of the board mounting hole 31 (upper right in the orientation in FIG. 6B) are the same.
  • the amount of deviation and the direction of deviation depend on the correlation and serve as a guideline for correcting the deviation in the position of the LED 2.
  • the positional shift of the LED 2 may be corrected so that the determination reference point 7 is moved in parallel to the lower left in the direction shown in FIG. 6B. I can understand it.
  • the PC 13 displays a geometric diagram superimposed on the captured image shown in FIGS. 6A and 6B (board mounting holes 31 and fixing holes 32 are not shown).
  • the reference position 4 and the dimensional position range 5 may not be displayed, compared to the geometric diagrams shown in FIGS. 6A and 6B.
  • the reference numeral of LED2 in the geometric diagram is omitted. Since FIG. 7A corresponds to FIG. 6A and FIG. 7B corresponds to FIG. 6B, detailed description of FIGS. 7A and 7B will be omitted.
  • the display position and size of the geometric diagram may be changeable on the captured image.
  • the PC 13 displays the same number of geometric diagrams as the number of LEDs 2 in the captured image for each of the LEDs 2 in the captured image, superimposed on the captured image (board mounting holes 31 and fixing holes 32 are not shown). are doing. Regarding the geometric diagram, only the relative position range 6 and the determination reference point 7 are displayed.
  • FIG. 8 is an example of the content displayed by the PC 13 when, for example, the position of the LEDs 2-3 is determined to be abnormal as a result of relative position determination. At this time, a message may be displayed to notify that the position of the LEDs 2-3 is abnormal. Examples of messages include a speech bubble as shown in FIG. 9A, a pop-up as shown in FIG. 9B, and the like.
  • the user of the position evaluation device 1 can easily understand which LED 2 is in an abnormal position, and can also prompt the user to correct the position of the LEDs 2-3. Furthermore, although the messages shown in FIGS. 9A and 9B are displayed in addition to the display contents shown in FIG. 8, they may be displayed in addition to the display contents shown in FIGS. 6A to 7B.
  • the PC 13 uses a table (shown in FIGS. 10A and 10C) and an orthogonal coordinate system (shown in FIGS. 10B and 10D) to determine the determination result of relative position determination and the determination criteria.
  • the position of LED 2 with respect to point 7 is displayed.
  • the display contents of FIGS. 10A to 10D are different in that they do not include captured images.
  • FIGS. 10A and 10B are display contents when the relative position is determined using the polygonal relative position range 6 shown in FIG. 5A.
  • the measured values X and Y shown in the table are the coordinates of the LED 2 when the determination reference point 7 is the origin of the orthogonal coordinate system. That is, the measured value X and the measured value Y indicate the amount and direction of deviation of the LED 2 with respect to the determination reference point 7.
  • the standard value X and the standard value Y shown in the table indicate the standard values of the lengths of the four sides of the polygon (the length in the X direction and the length in the Y direction in FIG. 10A) described in FIG. 5A above. That is, in FIG.
  • the measured value X of LED2-4 is outside the range of the standard value X
  • the measured value Y of LED2-5 is outside the range of the standard value Y. It is outside the relative position range 6.
  • the judgment result is displayed as NG as a display to notify that LED2 is a defective product, and this NG display and the measurement value X and measurement value Y of the corresponding part are displayed in color. good.
  • FIGS. 10C and 10D are display contents when the relative position is determined using the circular relative position range 6 shown in FIG. 5B.
  • the measured values shown in the table are the distances from the determination reference point 7 to the position of the LED 2 when the determination reference point 7 is the center of the circle.
  • the standard values shown in the table indicate the standard values of the radius of a circle centered on the determination reference point 7 described in FIG. 5B above.
  • the determination reference point 7 is set as the X axis, and the distance of the coordinate of the LED 2 in the vertical direction from the X axis (that is, the Y coordinate of the LED 2) indicates the measured value shown in the table.
  • FIG. 10C and FIG. The direction of deviation of LED 2 with respect to point 7 is not shown.
  • the determination result may be displayed as OK on the table to notify that the LED 2 is a non-defective product.
  • the content displayed by the PC 13 shown in FIGS. 6A to 10D may be freely switched manually by the user of the position evaluation device 1.
  • the content shown in FIGS. 7A and 7B may be displayed. It may be possible to switch.
  • it is desired to check the results of relative position determination for each of the LEDs 2 in detail it may be possible to switch to the content as shown in FIG. 8.
  • a position evaluation method for evaluating the mounting position of a plurality of parts (2) comprising: Calculating the deviation of the mounting position of the plurality of parts with respect to the reference position (4), Using a dimensional position range (5) determined based on the reference position and a relative position range (6) between the plurality of parts determined based on the deviation of the attachment positions of the plurality of parts, A position evaluation method, characterized in that the mounting position of the plurality of parts is determined to be normal when it is included in both the dimensional position range and the relative position range.
  • a position evaluation device (1) that evaluates the mounting position of a plurality of parts (2), a calculation unit (11) that calculates a deviation of the mounting positions of the plurality of parts with respect to a reference position (4); Using a dimensional position range (5) determined based on the reference position and a relative position range (6) between the plurality of parts determined based on the deviation of the attachment positions of the plurality of parts, A determination unit (12) that determines that the mounting position of the plurality of parts is normal when it is included in both the dimensional position range and the relative position range.
  • Device (1) that evaluates the mounting position of a plurality of parts (2), a calculation unit (11) that calculates a deviation of the mounting positions of the plurality of parts with respect to a reference position (4); Using a dimensional position range (5) determined based on the reference position and a relative position range (6) between the plurality of parts determined based on the deviation of the attachment positions of the plurality of parts.
  • Position evaluation device 10 Camera 11: Calculation section 12: Determination section 13: PC 2: LED 3: Mounted object 31: Board mounting hole 32: Fixing hole 4: Reference position 5: Dimensional position range 6: Relative position range 7: Judgment reference point

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Abstract

複数の部品を群として複数の部品の一部または全部が被取り付け体の基準位置からずれた位置に取り付けられた場合においても、ずれた位置に相関性があれば複数の部品を良品と判定し得る位置評価方法、及び位置評価方法に用いる位置評価装置を提供する。複数の部品の取り付け位置を評価する位置評価方法において、基準位置に対する複数の部品の取り付け位置のずれを算出し、複数の部品の取り付け位置が、寸法位置範囲及び相対位置範囲の双方の範囲内に含まれる場合に正常と判定することを特徴とする。

Description

位置評価方法、及び位置評価装置
 本発明は、複数の部品を群として当該複数の部品の各々の位置を評価するための位置評価方法、及び位置評価装置に関する。
 従来、基板に設けられた複数の基準マークを認識して各基準マークの位置を算出し、算出した複数の基準マークの位置と各キャビティの中心位置との相対的な位置関係とに基づいて検出した各キャビティの中心位置に接着剤を塗布し、接着剤が塗布した各キャビティの撮像を行って画像を取得し、その画像に基づいて求めた各キャビティ内の接着剤の中心位置に電子部品を搭載する電子部品搭載方法が公知である。当該電子部品搭載方法によって、基板が変形しているような場合であっても各キャビティ内に電子部品を正常な姿勢で搭載することができるようになる(例えば、特許文献1参照)。
 また、搬送手段によって搬送されてくる被組立物をクリーン化された室内に搬入し、該クリーン化された室内において供給される超小形の部品と前記被組立物との相対的位置ずれを計測手段で計測し、前記クリーン化された室内に設けられ、摺動部を密閉状態にして該摺動部に吸引排気手段を接続した組立手段により前記計測された相対的位置ずれに基づいて前記被組立物に対して超小形の部品を位置合わせして組付けて締結し、該超小形の部品を被組立物に対して締結した状態で前記クリーン化された室から搬出することを特徴とする微小部品対応の自動製造方法も公知である(例えば、特許文献2参照)。
特開2013-225603号公報 特開平06-031550号公報
 上記特許文献1及び2には、電子部品とキャビティ、部品と被組立物との相対位置を計測して実装や組立を行う技術について記載されている。相対位置の評価に関して、仮に相対位置の許容範囲が狭く、相対位置が許容範囲外である場合に部品(以下、上記の「電子部品」も「部品」もまとめて単に「部品」という)を不良品と判定してしまうと、不良品の発生率が上昇する、すなわち部品の歩留りが低下し、生産ラインにおいて部品を搭載した製品を一定数量生産するにあたって遅延が生じる虞がある。
 しかしながら、複数の部品を群として複数の部品の各々が被取り付け体(上記の「キャビティ」及び「被組立物」に相当)の基準位置からずれた位置に取り付けられた場合においても、複数の部品の各々の基準位置に対する相対位置のずれの方向及び大きさが同等であれば、複数の部品の品質に問題ない、すなわち複数の部品を良品と判定して良い場合がある。
 複数の部品の各々の基準位置に対する相対位置のずれが複数の部品の品質に与え得る影響について、図1A乃至図1Cを用いて具体的に説明する。図1Aは、複数の部品の群の一例としてLED2-1~2-5が、被取り付け体3の基準位置4-1~4-5に対して許容範囲外にずれが生じることなく基準位置4-1~4-5に取り付けられた状態を示す模式図である。ここで、図1Aに示す基準位置4-1~4-5を中心とした点線の円は寸法位置範囲を表しており、許容範囲外にずれが生じることなく基準位置4-1~4-5に取り付けられた状態とは、LED2(以下、LED2-1~2-5をまとめて説明する場合、またはLED2-1~2-5のうち任意の一のものを説明する場合には、枝番を省略する。基準位置4についても同様とする。)が寸法位置範囲内に取り付けられた状態のことをいう。なお、LED2が基準位置4内に取り付けられた状態は、LED2が基準位置4外であって寸法位置範囲内に取り付けられた状態より良好である。また、以下の図1B及び図1Cに示す基準位置4を中心とした点線の円も寸法位置範囲を表している。
 図1Bは、LED2が基準位置4に対して図1Aと比較してずれが生じた状態で基準位置4に取り付けられた状態を示す模式図である。図1Bにおいては、複数のLED2の一部(例えばLED2-3とLED2-4)が寸法位置範囲外に取り付けられている。このため、寸法位置範囲のみを基準とした位置評価においては、図1Bに示すLED2は不良品と判定される(上述の通り、複数のLED2を群としているため、複数のLED2の一部のみが不良品と判定された場合でもLED2全体が不良品と判定される)。
 しかしながら、LED2の各々の基準位置4に対する相対位置のずれの方向及び大きさは同等であり、LED2の品質の一例としてLED2全体の輝度むらの発生の有無があり、図1Bにおいては輝度むらが発生していない。すなわち、図1Bに示すLED2は良品と判定してもよい。なお、以下では、これらの相対位置のずれの方向及び大きさの傾向のことを「相関性」といい、評価対象の相関性(ここでは、LED2の各々の基準位置4に対する相関性)が同等であることを「相関性がある」と表現する。
 上記の記載から、LED2の一部または全部が寸法位置範囲外に取り付けられていても、LED2の各々の基準位置4に対する相関性があれば、LED2を良品と判定してもよいことが分かる。なお、図1Cに示すように、LED2の全部(一部であってもよい)が寸法位置範囲外に取り付けられ、かつ、相関性がない場合には、LED2は不良品と判定される(図1Cに示すバツ印は輝度むらの発生箇所を表す)。
 本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、複数の部品を群として複数の部品の一部または全部が被取り付け体の基準位置からずれた位置に取り付けられた場合においても、ずれた位置に相関性があれば複数の部品を良品と判定し得る位置評価方法、及び位置評価方法に用いる位置評価装置を提供することを最終的な目的とする。
 上記の課題を解決するための本開示は、
 複数の部品の取り付け位置を評価する位置評価方法であって、
 基準位置に対する前記複数の部品の前記取り付け位置のずれを算出し、
 前記基準位置に基づいて定められる寸法位置範囲と、前記複数の部品の前記取り付け位置の前記ずれに基づいて定められる前記複数の部品どうしの相対位置範囲と、を用いて、前記複数の部品の前記取り付け位置が、前記寸法位置範囲及び前記相対位置範囲の双方の範囲内に含まれる場合に正常と判定することを特徴とする、位置評価方法を含む。
 寸法位置範囲を比較的広範囲に定めることで、複数の部品の取り付け位置が正常と判定される条件が緩和される。さらに、相対位置範囲を定めることで、複数の部品の取り付け位置のずれの傾向が同等になりやすく、この傾向に基づいて複数の部品の取り付け位置のずれを改善しやすくなる。寸法位置範囲と相対位置範囲の双方を用いた位置評価方法によって、複数の部品の取り付け位置が正常であるか異常であるかを判定する精度が向上し、結果的に部品の歩留りの向上に繋げることができる。
 また、本開示においては、前記相対位置範囲は、四辺の長さが所定の規格値である多角形の範囲、または半径が所定の規格値である円形の範囲であることを特徴とする、位置評価方法としてもよい。これによれば、相対位置範囲を用いた、複数の部品の取り付け位置が正常であるか異常であるか判定することが容易となる。なお、多角形とは、正多角形の他、長方形のように各辺の長さが異なる多角形も含む。
 また、本開示においては、前記相対位置範囲は、前記複数の部品の前記取り付け位置に基づいて算出される判定基準点を用いて定められることを特徴とする、位置評価方法としてもよい。これによれば、相対位置範囲を定めることがより容易となる。
 また、本開示においては、前記相対位置範囲を前記多角形、または前記円形で表し、前記相対位置範囲に合わせて、前記基準位置、前記寸法位置範囲、前記取り付け位置、及び前記判定基準点の少なくとも一つを表した図を表示することを特徴とする、位置評価方法としてもよい。これによれば、相対位置範囲の広さを視覚的に把握することや、基準位置、寸法位置範囲、複数の部品の取り付け位置、及び判定基準点の位置関係を視覚的に把握することができる。
 また、本開示においては、前記判定基準点は、前記複数の部品の各々の前記取り付け位置と、前記基準位置との差の平均、加重平均、中央値、最頻値、及び最小値の少なくとも一つによって算出される点であることを特徴とする、位置評価方法としてもよい。判定基準点の算出方法を定めておくことで、判定基準点を算出することが容易となる。
 また、本開示においては、前記判定基準点は、前記複数の部品の前記取り付け位置の全てを内部または円周上に含む、半径が最小の円の中心であることを特徴とする、位置評価方法としてもよい。この位置評価方法によっても、判定基準点を算出することが容易となる。
 また、本開示においては、前記複数の部品を撮像した撮像画像またはモデル図と、前記図が別々に表示される、または、前記撮像画像または前記モデル図に重ねて、前記図が任意の一箇所に表示される、または、前記撮像画像または前記モデル図に重ねて、前記撮像画像または前記モデル図における前記複数の部品の各々に対して前記図が表示されることを特徴とする、請求項4に記載の位置評価方法としてもよい。これによれば、撮像画像と図を比較することが容易となり、複数の部品の取り付け位置を評価することが容易となる。なお、上記の三種類の表示内容は切り替え可能であってもよい。これによれば、複数の部品の取り付け位置を最も評価しやすい表示内容を選択することができる。なお、撮像画像は、実際に撮像した画像の他、その画像に何らかの処理、例えば粗化処理を加えた画像も含む。また、モデル図の例として、部品の図面や部品のイラスト等がある。
 また、本開示においては、直交座標系が表示され、前記相対位置範囲が前記多角形の範囲であり、かつ、前記多角形が矩形である場合には、X軸に平行な2本の直線とY軸に平行な2本の直線で囲まれた範囲が前記相対位置範囲として、かつ、原点が前記判定基準点として、かつ、各々の点のX座標の値とY座標の値が前記基準位置に対する前記取り付け位置のずれ量及びずれ方向として表示され、前記相対位置範囲が前記円形の範囲である場合には、前記直交座標系の第1象限のうちX軸に平行な直線のY座標の値以下の範囲が前記相対位置範囲として、かつ、第1象限のX軸が前記判定基準点として、かつ、各々の点のY座標の値が前記基準位置に対する前記位置の前記ずれ量として表示されることを特徴とする、位置評価方法としてもよい。これによれば、判定基準点に対する複数の部品の取り付け位置を数値的に確認することができる。
 また、本開示は、
 複数の部品の取り付け位置を評価する位置評価装置であって、
 基準位置に対する前記複数の部品の前記取り付け位置のずれを算出する算出部と、
 前記基準位置に基づいて定められる寸法位置範囲と、前記複数の部品の前記取り付け位置の前記ずれに基づいて定められる前記複数の部品どうしの相対位置範囲と、を用いて、前記複数の部品の前記取り付け位置が、前記寸法位置範囲及び前記相対位置範囲の双方の範囲内に含まれる場合に正常と判定する判定部と、を備えることを特徴とする、位置評価装置を含んでもよい。
 寸法位置範囲と相対位置範囲の双方を用いた位置評価方法によって、判定部が複数の部品の各々の基準位置に対する位置が正常であるか異常であるかを判定する精度が向上し、結果的に部品の歩留りの向上に繋げることができる。
 なお、上記の課題を解決するための手段は、可能な限り互いに組み合わせて用いることができる。
 本発明によれば、位置評価方法、及び位置評価装置において、複数の部品を群として複数の部品の各々が被取り付け体に取り付けられる位置の許容範囲が広くなり、結果的に部品の歩留りの向上に繋げることが可能である。
図1A乃至図1Cは、従来の実施例において、LEDが被取り付け体に取り付けられた状態を示す模式図である。図1Bにおいては、複数のLEDの一部が寸法位置範囲外に取り付けられているため、寸法位置範囲のみを基準とした位置評価においては、LEDは不良品と判定されるが、LEDの各々の基準位置に対する位置の相関性も考慮した位置評価においては、LEDは良品と判定され得る。 図2A乃至図2Cは、実施例に係る、被取り付け体に取り付けられたLEDの各々の基準位置に対する位置を評価する方法を説明するための概念図である。 図3は、実施例に係る位置評価装置の一例を示す機能ブロック図である。 図4A及び図4Bは、実施例に係る、LEDの位置から判定基準点を算出する方法を説明するための概念図である。 図5A及び図5Bは、図4Aに示す方法によって算出した判定基準点から相対位置範囲を算出する方法を説明するための概念図である。 図6A及び図6Bは、実施例に係る位置評価方法において、判定部が、LEDの位置が正常であるか異常であるかを判定する際に、PCが表示する内容の一例を示す図である。図6Aは、異常であると判定された場合の例である。図6Bは、正常であると判定された場合の例である。 図7A及び図7Bは、実施例に係る位置評価方法において、判定部が、LEDの位置が正常であるか異常であるかを判定する際に、PCが表示する内容の一例を示す図である。図7Aは、異常であると判定された場合の例である。図7Bは、正常であると判定された場合の例である。 図8は、実施例に係る位置評価方法において、判定部が、LEDの位置が正常であるか異常であるかを判定する際に、PCが表示する内容の一例を示す図である。図8には、異常であると判定された場合の例のみ示す。 図9A及び図9Bは、図8に示す表示内容に追加して表示される、LEDの位置が異常である旨、及びいずれのLEDの位置が異常であるかを通知するメッセージの具体例を示す図である。 図10A乃至図10Dは、実施例に係る位置評価方法において、判定部が、LEDの位置が正常であるか異常であるかを判定する際に、PCが表示する内容の一例を示す図である。図10A及び図10Bは、図5Aに示す多角形の相対位置範囲を用いて相対位置の判定を実施した場合の例である。図10C及び図10Dは、図5Bに示す円形の相対位置範囲を用いて相対位置の判定を実施した場合の例である。
〔適用例〕
 以下に本発明の適用例の概要について一部の図面を用いて説明する。本開示は図2A乃至図2Cの概念図に示すような方法に適用することができる。また、本開示は図3に示すような位置評価装置1に適用することができる。位置評価装置1を用いることで、図2A乃至図2Cの概念図に示すような方法を実行することができる。
 図2A乃至図2Cは、本開示が適用可能な、被取り付け体3に取り付けられたLED2の各々の基準位置4に対する位置を評価する方法を説明するための概念図である。なお、図2A乃至図2Cに示すLED2、及び基準位置4(被取り付け体3は図示略)は、図1A乃至図1Cに示すものと同一であるため、図2A乃至図2Cにおいても、図1A乃至図1Cに示すものと同一の符号を付している。また、本適用例においても、複数の部品の群の一例としてLED2を示し、LED2は、本開示における複数の部品に相当する。また、図2A乃至図2C以降では、LED2は、被取り付け体3に取り付けられたLED2の位置を示すものとして簡略的に図示する。
 LED2の各々の基準位置4に対する位置(以下、単に「LED2の位置」という)を評価する際には、LED2の位置の基準位置4に対するずれ量及びずれ方向(以下、単に「LED2のずれ量」及び「LED2のずれ方向」という)を算出し、次に絶対位置の判定を実施する。絶対位置の判定とは、基準位置4の各々に対して定められる、基準位置4を中心とした円形の範囲である寸法位置範囲5の内部または円周上に、LED2の位置が含まれるか否かによって、LED2の位置が正常であるか異常であるかを判定することである。なお、基準位置4と寸法位置範囲5の半径はいずれも予め定められている絶対的な値であるため、LED2のずれ量の算出結果のみに基づいてLED2の位置が寸法位置範囲5の内部または円周上に含まれているか否かが決まり、LED2の位置が正常であるか異常であるかを判定することが可能である。また、基準位置4は一直線上に並んで位置し、隣り合って位置する二の基準位置4同士の距離は各々同等である。
 絶対位置の判定においてLED2の位置が正常であると判定された後は、相対位置の判定を実施する。相対位置の判定とは、相関性に基づいて定められる多角形の範囲である相対位置範囲6の内部または周上に、LED2の位置が含まれるか否かによって、LED2の位置が正常であるか異常であるかを判定することである。相関性はLED2のずれ量及びずれ方向によって定まるため、LED2の位置が変化すれば相対位置範囲6の位置も変化する。なお、相対位置範囲6の内部の範囲については予め定められているものとする。相対位置範囲6の算出方法について、詳細は以下の図4A乃至図5Bにおいて説明する。
 本適用例において、LED2の位置は、寸法位置範囲5と相対位置範囲6の双方の範囲内に含まれる場合に正常と判定される。また、上述の通り、複数のLED2を群としているため、絶対位置の判定と相対位置の判定の各々において、少なくとも一のLED2の位置が異常と判定された場合には、LED2全体が異常であるものとする。
 以上を踏まえて、図2Aにおいては、LED2の位置が寸法位置範囲5の内部に含まれることから絶対位置の判定においてLED2の位置が正常であると判定され、LED2の位置が相対位置範囲6の内部にも含まれることから相対位置の判定においてもLED2の位置が正常であると判定され、結果的にLED2は良品と判定される。図2Bにおいては、絶対位置の判定においてはLED2の位置が正常であると判定されるが、LED2-1及びLED2-5の位置が相対位置範囲6の外部に含まれることから相対位置の判定においてはLED2の位置が異常であると判定され、結果的にLED2は不良品と判定される。図2Cにおいては、LED2-3の位置が寸法位置範囲5の外部に含まれることから絶対位置の判定においてLED2の位置が異常であると判定され、相対位置の判定を実施するまでもなくLED2は不良品と判定される。
 ここで、図1A乃至図1Cに示す従来の実施例と比較して、図2A乃至図2Cにおいては、寸法位置範囲5が広いため絶対位置の判定においてLED2の位置が正常であると判定されやすく(図1A乃至図1Cに示す従来の実施例では、本適用例における絶対位置の判定に相当する方法によってLED2の位置が正常であるか異常であるかが判定されており、図1A乃至図1Cに示す点線の円は、寸法位置範囲5に相当する)、かつ、相対位置の判定を追加で実施することによってLED2の位置が正常であることの判定の精度を向上させている。
 また、本適用例において、相対位置の判定においてLED2の位置が正常であると判定されることは、相関性があることを示唆しており、相関性を把握することによってLED2をより基準位置4に近い位置に取り付けることが可能になる。例えば図2Aにおいては、相対位置の判定においてLED2の位置が正常であると判定されており、LED2の位置は、基準位置4に対して図2Aの向きで全体的に右上にずれている。このため、LED2の位置を図2Aの向きで全体的に左下に平行移動することによって、LED2をより基準位置4に近い位置に取り付けることが可能になる。また同様に、図1Bにおいても相関性が見られ、LED2の位置を図1Bの向きで全体的に左に平行移動することによって、LED2をより基準位置4に近い位置に取り付けることが可能になる。
 図3は、本開示が適用可能な位置評価装置1の一例を示す機能ブロック図である。本適用例における位置評価装置1は、カメラ10、及び算出部11、及び判定部12、及びPC13等を備えて構成される。
 算出部11は、カメラ10の撮像画像を取得し、撮像画像におけるLED2の位置及び基準位置4に基づいて、LED2のずれ量及びずれ方向を算出する。また、算出部11は、LED2の位置から判定基準点7(以下の図4A及び図4Bにおいて説明する)を算出し、判定基準点7を用いてさらに相対位置範囲6を算出する。詳細は以下の図4A乃至図5Bにおいて説明する。
 判定部12は、算出部11が算出したLED2のずれ量及びずれ方向に基づいて、上記の図2A乃至図2Cにおいて説明したように、絶対位置の判定と相対位置の判定の双方の判定を実行することによって、LED2が良品であるか不良品であるかを判定する(ただし、絶対位置の判定によってLED2が不良品であると判定した場合には、相対位置の判定を実行しない)。
 なお、図3に示す位置評価装置1を構成する算出部11及び判定部12以外の他の構成要素については、以下の実施例において説明する。
〔実施例〕
 以下、本開示の実施例に係る位置評価方法、及び位置評価装置1について、図面(上記の適用例で一旦説明した図面も含む)を用いてより詳細に説明する。なお、本開示の実施例に係る位置評価方法、及び位置評価装置1は、以下の構成に限定する趣旨のものではない。
<機能構成>
 ここで、図3の説明に戻る。実施例に係る位置評価装置1は、適用例において説明した位置評価装置1と同様の構成を有するため、適用例において説明した内容については、詳細な説明は省略する。また、本明細書では同一の構成要素については同一の符号を用いて説明を行う。
 PC13は、キーボードやマウス等、制御装置(図示略)に情報をインプットする入力機器と、判定部12から取得した、LED2の位置が正常であるか異常であるかの判定結果(LED2が良品であるか不良品であるかの判定結果も含む)を表示するディスプレイ等を備えて構成される。PC13は、位置評価装置1を構成する構成要素の一つであってもよく、あるいは位置評価装置1とは独立した、判定部12と通信可能な可搬式の外部機器であってもよい。なお、以下では、PC13という表記は実質PC13のディスプレイのことを示すものとする。PC13は、上記の判定結果の他、カメラ10の撮像画像やLED2のずれ量及びずれ方向等も表示することが可能である。PC13の表示内容の具体例について、詳細は以下の図6A乃至図10ABに示す。
 また、カメラ10は、位置評価装置1と独立しており、算出部11は、この位置評価装置1と独立したカメラ10(カメラ10以外のカメラであってもよい)から撮像画像を取り込む機能を有していてもよい。
 図4A及び図4Bは、実施例に係る、LED2の位置から判定基準点7を算出する方法を説明するための概念図である。なお、図2A乃至図2Cにおいては、LED2の各々に対応して、LED2と同数である五の基準位置4及び五の寸法位置範囲5を図示しているが、図4A及び図4Bにおいて図示するように、五の基準位置4及び五の寸法位置範囲5をそれぞれ、一の基準位置4及び一の寸法位置範囲5にまとめてもよい。
 図4Aにおいては、LED2の各々の位置と、基準位置4との差に基づいて判定基準点7を算出する。例えば、LED2―2の位置と基準位置4との差は、LED2―2と基準位置4との間の、図4Aの向きで横方向のベクトルv1と縦方向のベクトルv2のことを示す。この場合、直交座標系に当てはめて、基準位置4を原点とすると、LED2―2の位置の座標は(v1、v2)と表すことができる。図4Aにおいて図示を省略しているが、同様にして、LED2―2以外のLED2と基準位置4との間の、図4Aの向きで横方向の距離と縦方向の距離もそれぞれ算出する。このようにして、図4Aの向きで横方向のベクトルと縦方向のベクトルが各々五種類ずつ算出され、五種類のベクトルの平均、加重平均、中央値、最頻値、及び最小値の少なくとも一つを各々算出する。このようにして得られたベクトルの各々は、基準位置4に対する判定基準点7の位置を示す。
 図4Bにおいては、LED2の位置に基づいて判定基準点7を算出する。図4Aとの相違点として、判定基準点7を算出する際に基準位置4を考慮しない。具体的には、LED2の位置の全てを内部または円周上に含む、半径が最小の円(図4Bに図示する一点鎖線の円)を算出し、この円の中心を判定基準点7とする。
 ここで、図4A及び図4Bに示すいずれの方法を用いても判定基準点7を一意的に算出することができるが、以下に示す判定基準点7は図4Aに示す方法によって算出されたものであることとする。
 図5A及び図5Bは、図4Aに示す方法によって算出した判定基準点7から相対位置範囲6を算出する方法を説明するための概念図である。図5Aにおいては、相対位置範囲6は、四辺の長さが所定の規格値である判定基準点7を重心とした多角形の範囲である。図5Bにおいては、相対位置範囲6は、半径が所定の規格値である判定基準点7を中心とした円形の範囲である。図5A及び図5Bの各々における相対位置範囲6は、形状が異なるが、判定基準点7と所定の規格値によって算出される点においては共通である。
 ここで、図5A及び図5Bに示すいずれの相対位置範囲6を用いてLED2の位置の評価を実施してもよいが、以下では図5Aに示す多角形の相対位置範囲6を用いてLED2の位置の評価を実施することとする(ただし、図10Bに示すテーブルと直交座標系は、図5Bに示す円形の相対位置範囲6を用いてLED2の位置の評価を実施した結果を示している)。
 以下では、図6A乃至図8、図10A乃至図10Dに基づいて、実施例に係る位置評価方法において、判定部12が、LED2の位置が正常であるか異常であるかを判定する際に、PC13が表示する内容の一例を説明する。
 図6A及び図6Bにおいては、PC13が、カメラ10が撮像したLED2の撮像画像(図6A及び図6Bの向きで左側に図示)と、絶対位置の判定と相対位置の判定の双方の判定を幾何学的に表した幾何学図(図6A及び図6Bの向きで右側に図示)を、別々に表示している。撮像画像上には、幾何学図に示す判定基準点7を、LED2の各々に対してLED2と同じ数(実施例においては五)だけ表示してもよい。また、撮像画像における基板取り付け穴31と固定穴32は、前工程の実装工程(以下の図11において説明する)において被取り付け体3上に形成された穴であり、後工程の組立工程(同様に以下の図11において説明する)において、基板取り付け穴31に基板(図示略)が取り付けられ、固定穴32によって当該基板が固定される。ここで、幾何学図は、本開示における図に相当する。
 図6Aは、相対位置の判定によって例えばLED2―1及びLED2―5の位置が異常であると判定された場合に、PC13が表示する内容の一例である。このとき、幾何学図には、LED2の位置の異常を報知するためのNGという記載が表示されてもよい。また、幾何学図において、いずれのLED2の位置が異常であるかが視覚的に容易に把握できるように、LED2―1及びLED2―5を他のLED2と異なる色で表示してもよい。また、LED2―1及びLED2―5の位置のずれの補正方向の目安として、幾何学図において、LED2―1及びLED2―5の各々から判定基準点7に向かう矢印が表示されてもよい。これらの矢印の方向に沿ってLED2―1及びLED2―5を平行移動することによって、LED2―1及びLED2―5の位置のずれを補正することができる。
 対して図6Bは、絶対位置の判定と相対位置の判定の双方の判定によってLED2の位置が正常であると判定された場合に、PC13が表示する内容の一例である。このとき、幾何学図には、LED2の位置の異常を報知するためのOKという記載が表示されてもよい。また、上述の通り、相対位置の判定によってLED2の位置が正常であると判定されることは、相関性があることを示唆しており、撮像画像における二の基板取り付け穴31及び固定穴32について、基板取り付け穴31の中心に対する固定穴32の中心のずれ量及びずれ方向(図6Bの向きで右上)は各々同等である。このずれ量及びずれ方向は相関性に依拠し、LED2の位置のずれを補正する目安となる。図6Bにおいては、撮像画像における基板取り付け穴31及び固定穴32を参照して、判定基準点7が図6Bの向きで左下に平行移動するように、LED2の位置のずれを補正すればよいと把握できる。
 図7A及び図7Bにおいては、PC13が、図6A及び図6Bに示す撮像画像(基板取り付け穴31及び固定穴32は図示略)に重ねて、幾何学図を表示している。幾何学図については、図6A及び図6Bに示す幾何学図と比較して、基準位置4及び寸法位置範囲5を表示しなくてもよい。また、幾何学図におけるLED2の符号は省略している。図7Aは図6Aに対応し、図7Bは図6Bに対応するため、図7A及び図7Bの詳細な説明は省略する。幾何学図の表示位置や大きさは、撮像画像上で変更可能であってもよい。
 図8においては、PC13が、撮像画像(基板取り付け穴31及び固定穴32は図示略)に重ねて、撮像画像におけるLED2の各々に対して、幾何学図を撮像画像におけるLED2と同じ数だけ表示している。幾何学図については、相対位置範囲6及び判定基準点7のみ表示している。図8は、相対位置の判定によって例えばLED2―3の位置が異常であると判定された場合に、PC13が表示する内容の一例である。このとき、LED2―3の位置が異常である旨を通知するメッセージが表示されるようにしてもよい。メッセージの例としては、図9Aに示すような吹き出しや、図9Bに示すようなポップアップ等が挙げられる。このメッセージによって、位置評価装置1のユーザはいずれのLED2の位置が異常であるかを容易に把握でき、また、ユーザにLED2―3の位置の補正を催促することもできる。また、図9A及び図9Bに示すメッセージは、図8に示す表示内容に追加して表示されているが、図6A乃至図7Bに示す表示内容に追加して表示されてもよい。
 図10A乃至図10Dにおいてはそれぞれ、PC13が、テーブル(図10A及び図10Cに図示)と直交座標系(図10B及び図10Dに図示)を用いて、相対位置の判定による判定結果と、判定基準点7を基準としたLED2の位置を表示している。図6A乃至図8の表示内容と比較して、図10A乃至図10Dの表示内容は、撮像画像を含まない点で相違点がある。
 図10A及び図10Bは、図5Aに示す多角形の相対位置範囲6を用いて相対位置の判定を実施した場合の表示内容である。図10Aにおいて、テーブルに示す計測値X及び計測値Yは、判定基準点7を直交座標系の原点としたときのLED2の座標である。すなわち、計測値X及び計測値Yは、判定基準点7に対するLED2のずれ量及びずれ方向を示している。また、テーブルに示す規格値X及び規格値Yは、上記の図5Aにおいて説明した多角形の四辺の長さ(図10AにおいてはX方向の長さとY方向の長さ)の規格値を示す。すなわち、図10Aにおいては、直交座標系における、X=±0.03とY=±0.03の4本の直線で囲まれた多角形が相対位置範囲6を表し、X方向の長さとY方向の長さの規格値はいずれも0.06である。なお、当該4本の直線を色付きで図10Bに示す直交座標系に表示してもよい。
 以上を踏まえて、LED2―4は計測値Xが規格値Xの範囲外であり、LED2―5は計測値Yが規格値Yの範囲外であるため、LED2―4及びLED2―5の位置は相対位置範囲6の範囲外にある。このとき、テーブルにおいて、LED2が不良品である旨を通知する表示として、判定結果をNGと表示し、このNGの表示と、該当箇所の計測値X及び計測値Yを色付きで表示してもよい。
 図10C及び図10Dは、図5Bに示す円形の相対位置範囲6を用いて相対位置の判定を実施した場合の表示内容である。図10Cにおいて、テーブルに示す計測値は、判定基準点7を円形の中心としたときの判定基準点7からLED2の位置までの距離である。また、テーブルに示す規格値は、上記の図5Bにおいて説明した判定基準点7を中心とした円形の半径の規格値を示す。図10Dに示す直交座標系においては、判定基準点7をX軸として、LED2の座標のX軸からの垂直方向の距離(すなわちLED2のY座標)がテーブルに示す計測値を示す。ここで、図10A及び図10Bとの相違点として、図10C及び図10Dにおいては、判定基準点7に対するLED2のずれ量(すなわち判定基準点7からLED2の位置までの距離)を示し、判定基準点7に対するLED2のずれ方向については示していない。
 図10Dに示す直交座標系においては、第1象限のY座標の値のみを判定基準点7に対するLED2のずれ量として考慮している。テーブルに示す規格値は、0.05であるため、第1象限におけるY≦0.05の範囲が、相対位置範囲6の範囲を示し、LED2の位置は全て相対位置範囲6の範囲内にある。このとき、テーブルにおいて、LED2が良品である旨を通知する表示として、判定結果をOKと表示してもよい。
 なお、図6A乃至図10Dに示す、PC13が表示する内容は、位置評価装置1のユーザが手動で自由に切り替えられる仕様であってもよい。例えば、PC13が図6A及び図6Bに示すような内容を表示している場合において、撮像画像と幾何学図を重ねて両者を比較したい場合には、図7A及び図7Bに示すような内容に切り替えることが可能であってもよい。また、LED2の各々に対して詳細に相対位置の判定の結果を確認したい場合には、図8に示すような内容に切り替えることが可能であってもよい。また、判定基準点7に対するLED2の位置を数値的に確認したい場合には、図10A乃至図10Dに示すような内容に切り替えることが可能であってもよい。
<付記1>
 複数の部品(2)の取り付け位置を評価する位置評価方法であって、
 基準位置(4)に対する前記複数の部品の前記取り付け位置のずれを算出し、
 前記基準位置に基づいて定められる寸法位置範囲(5)と、前記複数の部品の前記取り付け位置の前記ずれに基づいて定められる前記複数の部品どうしの相対位置範囲(6)と、を用いて、前記複数の部品の前記取り付け位置が、前記寸法位置範囲及び前記相対位置範囲の双方の範囲内に含まれる場合に正常と判定することを特徴とする、位置評価方法。
<付記2>
 複数の部品(2)の取り付け位置を評価する位置評価装置(1)であって、
 基準位置(4)に対する前記複数の部品の前記取り付け位置のずれを算出する算出部(11)と、
 前記基準位置に基づいて定められる寸法位置範囲(5)と、前記複数の部品の前記取り付け位置の前記ずれに基づいて定められる前記複数の部品どうしの相対位置範囲(6)と、を用いて、前記複数の部品の前記取り付け位置が、前記寸法位置範囲及び前記相対位置範囲の双方の範囲内に含まれる場合に正常と判定する判定部(12)と、を備えることを特徴とする、位置評価装置(1)。
1  :位置評価装置
10 :カメラ
11 :算出部
12 :判定部
13 :PC
2  :LED
3  :被取り付け体
31 :基板取り付け穴
32 :固定穴
4  :基準位置
5  :寸法位置範囲
6  :相対位置範囲
7  :判定基準点

Claims (9)

  1.  複数の部品の取り付け位置を評価する位置評価方法であって、
     基準位置に対する前記複数の部品の前記取り付け位置のずれを算出し、
     前記基準位置に基づいて定められる寸法位置範囲と、前記複数の部品の前記取り付け位置の前記ずれに基づいて定められる前記複数の部品どうしの相対位置範囲と、を用いて、前記複数の部品の前記取り付け位置が、前記寸法位置範囲及び前記相対位置範囲の双方の範囲内に含まれる場合に正常と判定することを特徴とする、位置評価方法。
  2.  前記相対位置範囲は、四辺の長さが所定の規格値である多角形の範囲、または半径が所定の規格値である円形の範囲であることを特徴とする、請求項1に記載の位置評価方法。
  3.  前記相対位置範囲は、前記複数の部品の前記取り付け位置に基づいて算出される判定基準点を用いて定められることを特徴とする、請求項1に記載の位置評価方法。
  4.  前記相対位置範囲を前記多角形、または前記円形で表し、前記相対位置範囲に合わせて、前記基準位置、前記寸法位置範囲、前記取り付け位置、及び前記判定基準点の少なくとも一つを表した図を表示することを特徴とする、請求項3に記載の位置評価方法。
  5.  前記判定基準点は、前記複数の部品の各々の前記取り付け位置と、前記基準位置との差の平均、加重平均、中央値、最頻値、及び最小値の少なくとも一つによって算出される点であることを特徴とする、請求項3に記載の位置評価方法。
  6.  前記判定基準点は、前記複数の部品の前記取り付け位置の全てを内部または円周上に含む、半径が最小の円の中心であることを特徴とする、請求項3に記載の位置評価方法。
  7.  前記複数の部品を撮像した撮像画像またはモデル図と、前記図が別々に表示される、
     または、前記撮像画像または前記モデル図に重ねて、前記図が任意の一箇所に表示される、
     または、前記撮像画像または前記モデル図に重ねて、前記撮像画像または前記モデル図における前記複数の部品の各々に対して前記図が表示されることを特徴とする、請求項4に記載の位置評価方法。
  8.  直交座標系が表示され、
     前記相対位置範囲が前記多角形の範囲であり、かつ、前記多角形が矩形である場合には、X軸に平行な2本の直線とY軸に平行な2本の直線で囲まれた範囲が前記相対位置範囲として、かつ、原点が前記判定基準点として、かつ、各々の点のX座標の値とY座標の値が前記基準位置に対する前記取り付け位置のずれ量及びずれ方向として表示され、
     前記相対位置範囲が前記円形の範囲である場合には、前記直交座標系の第1象限のうちX軸に平行な直線のY座標の値以下の範囲が前記相対位置範囲として、かつ、第1象限のX軸が前記判定基準点として、かつ、各々の点のY座標の値が前記基準位置に対する前記位置の前記ずれ量として表示されることを特徴とする、請求項2に記載の位置評価方法。
  9.  複数の部品の取り付け位置を評価する位置評価装置であって、
     基準位置に対する前記複数の部品の前記取り付け位置のずれを算出する算出部と、
     前記基準位置に基づいて定められる寸法位置範囲と、前記複数の部品の前記取り付け位置の前記ずれに基づいて定められる前記複数の部品どうしの相対位置範囲と、を用いて、前記複数の部品の前記取り付け位置が、前記寸法位置範囲及び前記相対位置範囲の双方の範囲内に含まれる場合に正常と判定する判定部と、を備えることを特徴とする、位置評価装置。
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