WO2024057415A1 - 検査装置及び検査方法 - Google Patents

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WO2024057415A1
WO2024057415A1 PCT/JP2022/034273 JP2022034273W WO2024057415A1 WO 2024057415 A1 WO2024057415 A1 WO 2024057415A1 JP 2022034273 W JP2022034273 W JP 2022034273W WO 2024057415 A1 WO2024057415 A1 WO 2024057415A1
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WO
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component
board
image
inspection
image data
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Application number
PCT/JP2022/034273
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English (en)
French (fr)
Inventor
智広 山▲崎▼
明宏 野田
拓実 上田
Original Assignee
株式会社Fuji
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 株式会社Fuji filed Critical 株式会社Fuji
Priority to PCT/JP2022/034273 priority Critical patent/WO2024057415A1/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures

Definitions

  • This specification relates to an inspection device and an inspection method.
  • Patent Document 1 an inspection device disclosed in Patent Document 1 has been known.
  • a conventional inspection device acquires a plurality of images using an imaging unit that moves relative to the inspection object beyond the field of view, and creates a composite image by stitching together the acquired images.
  • the conventional inspection apparatus uses the created composite image to inspect the object to be inspected beyond the field of view of the imaging unit.
  • the imaging section moves to acquire a plurality of images of the object to be inspected.
  • the imaging section moves to acquire a plurality of images of the object to be inspected.
  • the purpose of this specification is to provide an inspection device and an inspection method that can preferentially image characteristic parts of an object to be inspected.
  • This specification includes an imaging acquisition unit that acquires image data by moving an imaging device that is movable within the machine and imaging at least one of a board and a component mounted on the board as an object to be inspected, and the imaging device. If the object to be inspected is large compared to the imaging range of An inspection device is disclosed that includes a route setting section.
  • this specification describes an imaging acquisition process in which image data is acquired by moving an imaging device that is movably provided within the machine and imaging a board and components mounted on the board as inspection targets;
  • a route is used to divide the characteristic region containing the characteristic parts of the object into multiple sections and set the movement path of the imaging device to capture images for each section.
  • a setting process an image generation process that generates a composite image by combining a plurality of image data acquired for each section in the image acquisition process, and a judgment of the quality of the board and parts based on the composite image generated by the image generation process.
  • an inspection method comprising a discrimination step of making a discrimination.
  • a movement route for the imaging device it is possible to set a movement route for the imaging device to take an image for each of a plurality of sections obtained by dividing a characteristic region that includes a characteristic part of an object to be inspected. Therefore, by moving the imaging device along the movement route and capturing an image, it is possible to preferentially capture an image of a characteristic part of the object to be inspected.
  • FIG. 2 is a plan view showing a configuration example of a component mounting machine. It is a perspective view showing an example of a tubular member.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the characteristic parts of the substrate. It is a schematic diagram for explaining the characteristic part of a part.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a case where it becomes impossible to image a characteristic part.
  • It is a block diagram showing an example of a control block of an inspection device.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining characteristic regions and sections. This is a table for explaining advance information. It is a schematic diagram for explaining a movement route.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a positional error and an angular error.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the characteristic parts of the substrate. It is a schematic diagram for explaining the characteristic part of a part.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a case where it becomes impossible to image a characteristic part.
  • It is a block diagram showing an example
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing simulation results using a first composite image by a discriminator.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a second composite image that the determination unit compares with the simulation result of FIG. 11; It is a schematic diagram for demonstrating the movement route of a 1st modification. It is a schematic diagram for explaining the movement route of a second modification.
  • the inspection apparatus uses a board camera provided in a component mounting machine that performs a mounting operation of mounting components (for example, electronic components, etc.) on a board.
  • the board camera images the characteristic part of at least one of the board or the components mounted on the board along the set movement route, and image data including the photographed characteristic part is obtained.
  • An example will be explained in which the quality of a board (for example, the condition of printed solder, etc.) or the quality of the mounting condition of a component mounted on a board (for example, the bending of a lead of a component, etc.) is inspected using the method.
  • the configuration of the component mounting machine 10 will be described with reference to FIG. 1.
  • the component mounting machine 10 mounts a plurality of components P onto a board K.
  • the component mounting machine 10 includes a board transport device 11, a component supply device 12, a component transfer device 13, a component camera 14, a board camera 15 as an imaging device, and a control device 16.
  • the substrate transport device 11 transports the substrate K in the transport direction (X-axis direction), for example, along a transport path formed by a belt conveyor or the like.
  • the substrate K is a circuit board on which, for example, an electronic circuit, an electric circuit, a magnetic circuit, etc. are formed.
  • the board transport device 11 carries the board K into the component mounting machine 10 and positions the board K at a predetermined position inside the machine.
  • the board transport device 11 carries the board K out of the component mounting machine 10 after the mounting process of the plurality of components P by the component mounting machine 10 is completed.
  • the component supply device 12 supplies multiple types of components P to be mounted on the board K.
  • the component supply device 12 includes a plurality of feeders 121 provided along the substrate K conveyance direction (X-axis direction). Each of the plurality of feeders 121 is equipped with a reel. A carrier tape containing a plurality of parts P is wound around the reel. The feeder 121 feeds the carrier tape in pitches and supplies the component P so that it can be collected at a supply position located on the tip side of the feeder 121 .
  • the component supply device 12 can also supply lead components P1, which are electronic components relatively large compared to chip components and the like, arranged on a tray.
  • the lead component P1 has a plurality of leads P1s arranged along the outer edge of the main body P1b as "characteristic parts arranged on the outer edge of the main body" (see FIG. 4).
  • the component transfer device 13 includes a head drive device 131 and a moving table 132.
  • the head driving device 131 is configured to be able to move the moving table 132 in the X-axis direction and the Y-axis direction (direction perpendicular to the X-axis direction in the horizontal plane) using a linear motion mechanism.
  • the moving table 132 is provided with the mounting head 20 removably (replaceable) using a clamp member.
  • the mounting head 20 uses at least one holding member 21 to pick up and hold the component P supplied by the component supply device 12, and mounts the component P onto the board K positioned by the substrate transfer device 11.
  • the component camera 14 is fixed to the base of the component mounting machine 10 so that its optical axis faces upward in the vertical direction (Z-axis direction perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction). Therefore, the component camera 14 can image the component P etc. held by the holding member 21 from below in the vertical direction.
  • the board camera 15 as an imaging device is provided on the moving table 132 of the component transfer device 13 so that its optical axis faces downward in the vertical direction (Z-axis direction). Therefore, the board camera 15 moves in the X-axis direction and the Y-axis direction together with the moving base 132, and more specifically, along a movement path M (see FIG. 9) set as described later, the board camera 15 moves along the board K. And the component P mounted on the board K can be imaged from above in the vertical direction.
  • the component camera 14 and the board camera 15 perform imaging based on control signals sent from the control device 16. Then, image data G including an image captured by the component camera 14 and an image captured by the board camera 15 and described later is transmitted to the control device 16.
  • the component camera 14 and the board camera 15 can be any known digital imaging device having an imaging element such as a CCD or CMOS, so a detailed description of their structure will be omitted.
  • the control device 16 includes a computer device having a CPU, ROM, RAM, various interfaces, etc., a storage device for storing various information, and the like.
  • the control device 16 receives detected values and information outputted from various sensors provided in the component mounting machine 10, or image data G from the component camera 14 and the board camera 15.
  • the control device 16 executes a control program to control each device according to, for example, a specified mounting position and a specified mounting angle of the component P that are set in advance as predetermined mounting conditions, or based on the image data G. Send control signals.
  • control device 16 causes the substrate camera 15 to image the substrate K positioned by the substrate transport device 11. Then, the control device 16 performs image processing on the image data G captured by the board camera 15, and recognizes the positioning state of the board K. Further, the control device 16 causes the holding member 21 to collect and hold the component P supplied by the component supply device 12, and causes the component camera 14 to image the held component P. The control device 16 then performs image processing on the image captured by the component camera 14 and recognizes the posture of the component P.
  • the control device 16 executes the control program and moves the holding member 21 above a designated mounting position that is preset as a position for mounting the component P (lead component P1) on the board K. Furthermore, the control device 16 corrects the designated mounting position and designated mounting angle based on the positioning state of the board K, the orientation of the component P (lead component P1), etc., and adjusts the mounting position to actually mount the component P (lead component P1). Set the position and mounting angle.
  • the control device 16 corrects the target position (X-axis coordinate and Y-axis coordinate) and rotation angle of the holding member 21 according to the mounting position and mounting angle. Then, the control device 16 lowers the holding member 21 at the corrected target position at the corrected rotation angle, and mounts the component P (lead component P1) on the board K. The control device 16 executes the mounting process of mounting a plurality of components P (lead components P1) onto the board K by repeating the pick-and-place cycle as described above.
  • the suction nozzle 30 includes a body shaft 31, a flange 32, a nozzle shaft 33, and an identification code 34.
  • the body shaft 31 is formed into a cylindrical shape.
  • the body shaft 31 functions as a main body portion held by the holding member 21 of the mounting head 20.
  • the flange 32 is formed into a disk shape at one end side (lower side of the paper in FIG. 2) in the axial direction of the body shaft 31 (corresponding to the Z-axis direction when the suction nozzle 30 is held in the mounting head 20). .
  • the nozzle shaft 33 is formed into a tubular shape so as to extend in the axial direction from the body shaft 31.
  • the body shaft 31 and the nozzle shaft 33 form a negative pressure flow path in the suction nozzle 30 .
  • the nozzle shaft 33 holds the component P (lead component P1) in contact with the tip by negative pressure supplied via the body shaft 31.
  • the nozzle shaft 33 is configured to be expandable and retractable in the axial direction with respect to the body shaft 31. Specifically, the nozzle shaft 33 is urged in the direction of advancing from the body shaft 31 by an elastic member.
  • the extensible part of the suction nozzle 30 constituted by the body shaft 31 and the nozzle shaft 33 is such that when a load is applied to the body shaft 31 side at the tip of the nozzle shaft 33, the nozzle shaft 33 moves with respect to the body shaft 31. It slides and expands and contracts against the elastic force of the elastic member.
  • the identification code 34 is attached to the top surface of the flange 32.
  • the identification code 34 is, for example, a bar code or a two-dimensional code, and includes identification information for identifying the suction nozzle 30 and unique information such as the type of the suction nozzle 30.
  • the inspection device 40 uses at least one of the board K and the component P (lead component P1) mounted on the board K as an object to be inspected. Then, the inspection device 40 determines the quality of the inspection object, that is, performs an inspection, based on a plurality of image data G captured and acquired by the imaging device so as to include the characteristic parts of the inspection object.
  • the characteristic portion Ck of the board K and the characteristic portion Cp of the component P (lead component P1) will be exemplified and explained as the characteristic portions.
  • the characteristic portion Ck of the board K is a predetermined area of the board K that is set to include a designated mounting position designated for mounting a specific component P (lead component P1). Examples include the shape of the printed solder Ks, the shape of the land, or other parts that have already been mounted.
  • the lead P1s is arranged at the outer edge, and as shown in FIG. 4, the lead P1s is arranged along the outer edge of the main body P1b of the lead component P1. Can be done.
  • predetermined area of the board K is an area to be inspected on the board K before mounting the component P (lead component P1), and for example, the designated mounting position of the component P (lead component P1). Corresponds to the surrounding area containing the area.
  • the imaging range of the board camera 15 is the object to be inspected. It may be smaller than the predetermined area of the board K or the component P (lead component P1). In this case, in order to capture an image including the characteristic parts Ck and Cp of the object to be inspected using the board camera 15, for example, as shown in FIG. It is necessary to sequentially move the board camera 15 over the entire area and perform imaging a plurality of times so that the characteristic parts Ck and Cp are included in the imaging range.
  • the board camera 15 sequentially moves and captures images multiple times, it is necessary to store all the image data G of the captured images in order to perform an inspection using the multiple image data G. There is. In this case, as described above, for example, when the entire inspection object is imaged, the number of images to be imaged increases, in other words, the data capacity of the image data G to be stored increases.
  • the image data G may be stored while imaging characteristic parts Ck and Cp of the inspection object that are larger than the imaging range. You may run out of space. As a result, in the blacked-out area in FIG. 5, it becomes impossible to image the characteristic parts Ck and Cp of the object to be inspected or to store the image data G necessary for the inspection.
  • the inspection device 40 includes an image acquisition section 41 and a route setting section 42, as shown in FIG. Further, in this embodiment, the inspection device 40 includes an error calculation section 43. Furthermore, in this embodiment, the inspection device 40 includes an image generation section 44 and a discrimination section 45. With these, the inspection device 40 reliably collects the image data G including the characteristic portion Ck and/or the characteristic portion Cp in the inspection object (at least one of the substrate K and the component P (lead component P1) mounted on the substrate K). can be obtained and accurate inspections can be performed.
  • the image capture unit 41 of the inspection device 40 uses the board camera 15 provided on the movable table 132 of the component transfer device 13 as an image capture device.
  • the image acquisition section 41, route setting section 42, error calculation section 43, image generation section 44, and discrimination section 45 can be provided in various control devices, management devices, arithmetic devices, image processing devices, and the like.
  • at least one of the image acquisition section 41, the route setting section 42, the error calculation section 43, the image generation section 44, and the discrimination section 45 can be provided in the control device 16 of the component mounting machine 10.
  • at least one of the image acquisition section 41, the route setting section 42, the error calculation section 43, the image generation section 44, and the discrimination section 45 may be provided in a management device that is communicably connected to the control device 16.
  • at least one of the image acquisition section 41, the route setting section 42, the error calculation section 43, the image generation section 44, and the discrimination section 45 can be formed on the cloud.
  • an image acquisition section 41, a route setting section 42, an error calculation section 43, an image generation section 44, and a discrimination section 45 are provided in the control device 16 of the component mounting machine 10. It is being That is, the inspection device 40 is provided in the component mounting machine 10.
  • Image acquisition unit 41 The image capturing unit 41 moves a board camera 15 that is movably provided inside the component mounting machine 10 to place at least one of the board K and the component P (lead component P1) mounted on the board K as an inspection target. Then, image data G is acquired by imaging using the board camera 15. That is, the image acquisition unit 41 (control device 16) moves the board camera 15 in the X-axis direction and the Y-axis direction by moving the moving table 132 of the component transfer device 13 in the X-axis direction and the Y-axis direction. Then, the image acquisition unit 41 causes the moved board camera 15 to image at least one of the board K and the component P (lead component P1) mounted on the board K, and acquires image data G representing the captured image.
  • image data Gk the image data G obtained by imaging the substrate K as the object to be inspected
  • image data Gp the image data G obtained by imaging the component P (lead component P1) as the inspection object
  • the path setting unit 42 sets at least one of a predetermined area of the board K, which is an object to be inspected, and a component P (lead component P1) mounted on the board K with respect to the imaging range of the board camera 15 (for example, about several mm square). is large, a moving path M is set along which the board camera 15 moves when capturing an image of the inspection target. For this reason, the route setting unit 42 sets a characteristic region R including the characteristic part Ck of the board K and/or the characteristic part Cp of the component P, as shown in FIG.
  • the route setting unit 42 divides the characteristic region R into a plurality of sections H indicated by thick rectangular frames in FIG. Set.
  • the characteristic region R is included in an area formed by a plurality of sections H other than those indicated by the dot pattern among the plurality of sections H.
  • the size of the section H may be the same as or different from the size of the imaging range of the board camera 15, but it is more preferable that it be the same as the size of the imaging range of the board camera 15.
  • the path setting unit 42 moves based on the imaging accuracy when the board camera 15 images at least one of the inspection target, that is, the board K and the component P (lead component P1) mounted on the board K, for example.
  • Route M can be set. Further, the route setting unit 42 moves, for example, in the X-axis direction and the Y-axis direction to a position where the board camera 15 images at least one of the inspection object, that is, the board K and the component P (lead component P1) mounted on the board K.
  • the moving route M can be set based on the time required for moving. Furthermore, the route setting unit 42 determines the travel route based on the amount of load required for the image generation unit 44 to process the image data G (image data Gk and/or image data Gp) acquired by the image acquisition unit 41, for example. M can be set.
  • the route setting unit 42 can set the moving route M based on prior information J regarding the setting of the moving route M, as shown in FIG.
  • the prior information J includes the designated mounting position for mounting the component P (lead component P1) on the board K, the solder Ks and/or printed on the board K including the characteristic part Ck and/or the characteristic part Cp. It can include at least one of the shape information of the lead P1s and a mounting error that may occur when mounting the component P (lead component P1) on the board K.
  • the advance information J can be acquired, for example, from a management device HC (host computer, buffer, etc.) installed outside the component mounting machine 10.
  • the inspection device 40 As the image data G (image data Gk and/or image data Gp) necessary for inspection, the image data G (image data Gk and/or image data Gp) is required. In other words, the inspection device 40 only needs image data G (image data Gk and/or image data Gp) including the characteristic portion Ck and/or the characteristic portion Cp for inspection.
  • the path setting unit 42 always selects the lead P1s, which is the characteristic portion Cp disposed on the outer edge P1o of the main body P1b of the lead component P1.
  • the movement path M including the movement path M as shown in FIG.
  • a moving route M can be set.
  • a limit is set on the storage capacity, and as shown in black in FIG.
  • the image data G (image data Gk and/or image data Gp) necessary for inspection is the image data G ( The image data Gk and/or the image data Gp) may be used. Therefore, for example, even if image data Gp near the center P1c of main body P1b of lead component P1 can be obtained by setting the spiral movement path M as described above, the image data Gp does not have any characteristic parts. Since Cp (lead P1s) is not included, it is unnecessary in the inspection. Therefore, for example, if the position of the characteristic portion Cp of the part P is known in advance based on the prior information J, the route setting unit 42 may not set the movement path M in a region other than the characteristic region R. Can be omitted.
  • the image acquisition unit 41 moves the board camera 15 along the movement path M to capture the inspection object, that is, the board K and the component P (lead component P1) mounted on the board K. At least one image is taken for each of the plurality of sections H. Thereby, when the inspection target object is the board K, the image acquisition unit 41 collects the image data Gk of each of the plurality of images for each section H including the characteristic part Ck of the board K (for example, the shape of the solder Ks). (Gk1, Gk2,..., Gkn) is obtained.
  • the image acquisition unit 41 captures each of the plurality of images for each section H including the characteristic part Cp (for example, lead P1s) of the component P. Obtain data Gp (Gp1, Gp2,..., Gpn).
  • the imaging acquisition unit 41 can temporarily store the acquired image data Gk and/or image data Gp in, for example, a RAM or a storage device forming the control device 16.
  • the imaging acquisition section 41 can sequentially output the acquired image data Gk and/or image data Gp to, for example, an image generation section 44 described later.
  • the error calculation unit 43 calculates the actual mounted mounting position (Ar , Br), and the angular error ⁇ e of the actual mounted mounting angle ⁇ r with respect to the specified mounting angle ⁇ c specified for mounting the component P (lead component P1) on the board K. Calculate. Specifically, the error calculation unit 43 calculates the image data G (image data Gk and/or image data Gp) is acquired from the imaging acquisition unit 41 or a storage device. Note that in FIG. 10, the positional errors D1, D2 and the angular error ⁇ e are exaggerated for ease of understanding.
  • the error calculation unit 43 attaches the lead component P1 (component P) to the board K based on the image data G (image data Gk and/or image data Gp) acquired for a part of the movement route M. Specify the mounting position (Ar, Br) and the mounting angle ⁇ r. Thereby, the error calculation unit 43 calculates the position error D1 and the position error D2 by comparing the designated mounting position (Ac, Bc) and the mounting mounting position (Ar, Br), as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 10, the error calculation unit 43 calculates the angle error ⁇ e by comparing the designated mounting angle ⁇ c and the mounting mounting angle ⁇ r.
  • the error calculation unit 43 supplies the calculated position error D1, position error D2, and angular error ⁇ e to the image acquisition unit 41.
  • the image capturing unit 41 determines, for example, the mounting position (Ar, Br) and the mounting mounting angle of the mounted lead component P1 (component P) based on the positional error D1, the positional error D2, and the angle error ⁇ e.
  • the moving direction of the board camera 15 when moving along the moving path M is corrected so that ⁇ r matches the designated mounting position (Ac, Bc) and the designated mounting angle ⁇ c.
  • the image acquisition unit 41 moves the board camera 15 along the other part of the movement path M in the corrected movement direction and acquires image data G (image data Gk and/or image data Gp).
  • the image acquisition unit 41 can acquire the image data G (image data Gk and/or image data Gp) including the characteristic part Ck and/or the characteristic part Cp in the image captured by the board camera 15. can.
  • the image acquisition unit 41 generates image data that does not include the characteristic portion Ck and/or the characteristic portion Cp in the image due to the occurrence of positional errors D1, D2 and angle error ⁇ e in the image capturing position of the board camera 15, for example.
  • G (image data Gk and/or image data Gp) can be prevented from being acquired.
  • Image generation section 44 receives the image from the imaging acquisition unit 41 and prints it on the board K before the component P (lead component P1) is mounted as an inspection object, that is, in a predetermined area corresponding to the designated mounting position (Ac, Bc). A plurality of image data Gk obtained for each section H regarding the solder Ks obtained are obtained. The image generation unit 44 also acquires, from the imaging acquisition unit 41, a plurality of image data Gp acquired for each section H regarding the component P (lead component P1) mounted on the board K as an object to be inspected. In addition to the mounted component P (lead component P1), the image data Gp also captures an image of the board K (solder Ks) after the component P (lead component P1) has been mounted.
  • the image generation unit 44 generates a composite image Mk of the board K before the component P (lead component P1) is mounted by combining (combining) the plurality of acquired image data Gk. Further, the image generation unit 44 generates a composite image Mp of the component P (lead component P1) mounted on the board K by combining (combining) the plurality of acquired image data Gp. Note that the composite image of the component P (lead component P1) also includes the board K (solder Ks) after the component P (lead component P1) is attached.
  • each image data Gk and image data Gp is associated with position information that indicates the head position of the mounting head 20 at the time of imaging. This makes it possible to identify the coordinate positions of the characteristic parts Ck and Cp in the composite images Mk and Mp as well. Furthermore, when the size of the section H divided by the path setting unit 42 is the same as the size of the imaging range of the board camera 15, the image processing content by the image generation unit 44 can be simplified to generate a composite image. The image generation unit 44 then outputs the generated composite image Mk of the board K and composite image Mp of the component P (lead component P1) to the discrimination unit 45.
  • Discrimination section 45 The determination unit 45 determines the board K before the component P (lead component P1) is mounted, based on the composite image Mk of the board K before the component P (lead component P1) is mounted, which is generated by the image generation unit 44. The quality of the solder K, for example, the shape of the solder Ks and the presence or absence of peeling, is determined. Further, the determination unit 45 determines the component P (lead component P1) mounted on the board K based on the composite image Mp of the component P (lead component P1) mounted on the board K generated by the image generation unit 44. It is determined whether the mounting state is good or not, for example, the bent state of the lead P1s, the positional deviation state with respect to the solder Ks, etc.
  • the determining unit 45 sets the image data Gk obtained by imaging the board K before the component P (lead component P1) is attached along the movement route M by the image capturing unit 41 as the first image data, and also synthesizes the image data Gk.
  • a composite image Mk of the board K before the attached component P (lead component P1) is attached is defined as a first composite image.
  • the determination unit 45 uses the first composite image (composite image Mk) to determine the state in which the component P (lead component P1) is mounted (indicated by the two-dot chain line in FIG. 11). Get the simulated simulation results.
  • the determining unit 45 uses the image data Gp obtained by imaging the board K and the component P (lead component P1) after the component P (lead component P1) has been mounted along the movement route M by the imaging acquisition unit 41 as a second image data Gp.
  • the composite image Mp of the component P (lead component P1) mounted on the composite board K is defined as a second composite image.
  • the determination unit 45 compares the simulation result shown in FIG. 11 with the second composite image (composite image Mp) shown in FIG. 12.
  • the determining unit 45 determines whether the board K is good or bad before the component P (lead component P1) is mounted, and the mounting state of the component P (lead component P1) mounted on the board K, as described above. It is possible to judge whether it is good or bad.
  • the determining unit 45 can guide and inform the operator etc. of the quality of the board K and the quality of the mounted state of the component P, for example, via a display device (not shown) or the like. .
  • the inspection method includes an imaging acquisition process, a route setting process, an image generation process, and a discrimination process.
  • the processing performed by the image acquisition unit 41 corresponds to an image acquisition process.
  • the process performed by the route setting unit 42 corresponds to a route setting process.
  • the processing performed by the image generation unit 44 corresponds to an image generation process.
  • the processing performed by the discrimination unit 45 corresponds to a discrimination step.
  • the error calculation unit 43 calculates the position error D1, position error D2, and angular error ⁇ e, and the image acquisition unit 41 corrects the moving direction based on the position error D1, position error D2, and angular error ⁇ e.
  • the process corresponds to a correction process.
  • the inspection device 40 moves the board camera 15 as an imaging device that is movably provided inside the component mounting machine 10 to detect the board K and the component P mounted on the board K.
  • An imaging acquisition unit 41 that acquires image data G (image data Gk and/or image data Gp) by imaging with at least one of the lead components P1 as an object to be inspected; and when at least one of the components P (lead component P1) mounted on the board K is large, the characteristic region R including the characteristic portion Ck and/or the characteristic portion Cp is divided into a plurality of sections H, and each of the plurality of sections H is separated.
  • a route setting unit 42 is provided to set a movement route M of the board camera 15 to take an image.
  • imaging is performed for each of a plurality of sections H obtained by dividing a characteristic region R that includes the characteristic part Ck and/or the characteristic part Cp of at least one of the board K and the component P (lead component P1) mounted on the board K. It is possible to set a travel route M for carrying out the following. Therefore, by moving the substrate camera 15 along the moving path M and acquiring the image data G (image data Gk and/or image data Gp), it is possible to preferentially image the characteristic portion Ck and/or the characteristic portion Cp. .
  • the route setting unit 42 can set a spiral moving route M from the outer edge P1o of the lead component P1 (component P) toward the center P1c.
  • the board camera 15 images the main body P1b of the lead component P1 after capturing an image of the lead P1s as the characteristic portion Cp disposed on the outer edge P1o of the lead component P1.
  • the image data Gp obtained by imaging the main body P1b is not necessary for the inspection.
  • the lead P1s which is the feature part Cp, comes before the main body P1b, which does not have the feature part Cp, in the imaging order. Therefore, the characteristic portion Cp can be imaged preferentially.
  • the route setting unit 42 may not set the movement route M in a region other than the characteristic region R when the position of the characteristic portion Cp of the part P is known in advance based on the prior information J, for example. Can be omitted. Thereby, the time required to set the travel route M can be shortened, and the load required for the setting can be reduced. Furthermore, the storage area for storing the image data Gp and the image data Gk can be reduced, and manufacturing costs can also be reduced.
  • the route setting unit 42 of the inspection device 40 sets a spiral moving route M from the outer edge P1o to the center P1c. Instead, as shown in FIG. 13, the route setting unit 42 moves in a circumferential manner, for example, based on the prior information J, so as to image only the outer edge P1o where the lead P1s, which is the characteristic portion Cp, exists. It is also possible to set a route M. In this case, the board camera 15 does not image the area shown in black in FIG. 13 .
  • the route setting unit 42 can omit setting the movement route M in areas other than the characteristic region R, reducing the time required to set the movement route M.
  • the load required for setting can be reduced.
  • the storage area for storing the image data Gp and the image data Gk can be reduced, and manufacturing costs can also be reduced.
  • the route setting unit 42 of the inspection device 40 sets the spiral moving route M from the outer edge P1o to the center P1c. Instead, as shown in FIG. 14, the route setting unit 42 moves, for example, based on the prior information J, so as to image only the four outer edges P1o where the lead P1s, which is the characteristic part Cp, exists. It is also possible to set a route M. In this case, the board camera 15 does not take an image in the area shown in black in FIG.
  • the route setting unit 42 sets a movement path M such that the board camera 15 reciprocates from the movement start position S for each of the four outer edges P1o.
  • the board transport device 11 transports one board K along one transport path formed by one conveyor belt or the like.
  • the component mounting machine is equipped with a board transport device that can independently transport the two boards K along two transport paths each formed by two conveyor belts, etc. It may be a machine.
  • the component mounting machine 10 of the embodiment described above is provided with only one set of the head drive device 131 and the moving table 132 of the component transfer device 13, and the moving table 132 is provided with one mounting head 20.
  • the component transfer device is equipped with two sets of head drive devices and moving tables arranged to face each other, and each moving table is equipped with a mounting head. It may also be a type parts mounting machine.
  • the inspection device 40 is provided with the error calculation section 43.
  • the error calculation unit 43 may be omitted from the inspection device 40 as necessary.
  • the imaging device is not limited to using the board camera 15, and a separately provided imaging device (camera, etc.) may be used.

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Abstract

検査装置は、機内を移動可能に設けられた撮像装置を移動させて基板及び基板に装着された部品の少なくとも一方を検査対象物とした撮像により画像データを取得する撮像取得部と、撮像装置の撮像範囲に対して検査対象物が大きい場合、検査対象物の特徴部が含まれる特徴領域を複数の区画に分割し、複数の区画ごとに撮像を行うための撮像装置の移動経路を設定する経路設定部と、を備える。

Description

検査装置及び検査方法
 本明細書は、検査装置及び検査方法に関するものである。
 従来から、例えば、特許文献1に開示された検査装置が知られている。従来の検査装置は、視野を超える検査対象物に対して相対移動する撮像部によって複数の画像を取得し、取得した複数の画像を張り合わせて合成画像を作成する。そして、従来の検査装置は、作成した合成画像を用いて、撮像部の視野を超える検査対象物の検査を行うようになっている。
特開2010-237225号公報
 ところで、上記従来の検査装置においては、撮像部の視野即ち撮像範囲よりも検査対象物が大きい場合に、撮像部が移動して撮像した検査対象物の複数の画像を取得する。この場合、画像の取得数に制限がある場合には、検査の対象となる検査対象物の特徴部を撮像できない虞がある。
 本明細書は、検査対象物の特徴部を優先的に撮像することができる検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
 本明細書は、機内を移動可能に設けられた撮像装置を移動させて基板及び基板に装着された部品の少なくとも一方を検査対象物とした撮像により画像データを取得する撮像取得部と、撮像装置の撮像範囲に対して検査対象物が大きい場合、検査対象物の特徴部が含まれる特徴領域を複数の区画に分割し、複数の区画ごとに撮像を行うための撮像装置の移動経路を設定する経路設定部と、を備えた、検査装置を開示する。
 又、本明細書は、機内を移動可能に設けられた撮像装置を移動させて基板及び基板に装着された部品を検査対象物とした撮像により画像データを取得する撮像取得工程と、撮像装置の撮像範囲に対して検査対象物が大きい場合、検査対象物の特徴部が含まれる特徴領域を複数の区画に分割し、複数の区画ごとに撮像を行うための撮像装置の移動経路を設定する経路設定工程と、撮像取得工程によって区画ごとに取得された複数の画像データを合成した合成画像を生成する画像生成工程と、画像生成工程によって生成された合成画像に基づいて、基板及び部品の良否を判別する判別工程と、を備えた、検査方法を開示する。
 本明細書では、出願当初の請求項5において、「請求項1又は2記載の検査装置」を「請求項1-4の何れか一項に記載の検査装置」に変更した技術的思想も開示されている。又、本明細書では、出願当初の請求項6において、「請求項1又は2に記載の検査装置」を「請求項1-5の何れか一項に記載の検査装置」に変更した技術的思想も開示されている。又、本明細書では、出願当初の請求項10において、「請求項1又は2に記載の検査装置」を「請求項1-8の何れか一項に記載の検査装置」に変更した技術的思想も開示されている。又、本明細書では、出願当初の請求項11において、「請求項1又は2に記載の検査装置」を「請求項1-9の何れか一項に記載の検査装置」に変更した技術的思想も開示されている。更に、本明細書では、出願当初の請求項12において、「請求項1又は2に記載の検査装置」を「請求項1-11の何れか一項に記載の検査装置」に変更した技術的思想も開示されている。
 これらによれば、検査対象物の特徴部が含まれる特徴領域を分割した複数の区画ごとに撮像装置が撮像を行うための移動経路を設定することができる。従って、撮像装置が移動経路を移動して撮像することにより、検査対象物の特徴部を優先的に撮像することができる。
部品装着機の構成例を示す平面図である。 管状部材の一例を示す斜視図である。 基板の特徴部を説明するための模式図である。 部品の特徴部を説明するための模式図である。 特徴部の撮像ができなくなる場合を説明するための模式図である。 検査装置の制御ブロックの一例を示すブロック図である。 特徴領域及び区画を説明するための模式図である。 事前情報を説明するためのテーブルである。 移動経路を説明するための模式図である。 位置誤差及び角度誤差を説明するための模式図である。 判別部による第一合成画像を用いたシミュレーション結果を示す模式図である。 判別部が図11のシミュレーション結果と比較する第二合成画像を示す模式図である。 第一変形例の移動経路を説明するための模式図である。 第二変形例の移動経路を説明するための模式図である。
 以下、検査装置及び検査方法について、図面を参照しながら説明する。本実施形態においては、検査装置が、部品(例えば、電子部品等)を基板に装着する装着作業を実施する部品装着機に設けられている基板カメラを用いる場合を例示する。そして、本実施形態の検査装置においては、基板カメラが設定された移動経路に沿って基板又は基板に装着された部品のうちの少なくとも一方の特徴部を撮像し、撮像した特徴部を含む画像データを用いて基板の良否(例えば、印刷されたハンダの状態等)や基板に装着された部品の装着状態の良否(例えば、部品のリードの曲がり等)を検査する場合を例示して説明する。
1.部品装着機10の構成
 部品装着機10の構成について、図1を参照して説明する。部品装着機10は、基板Kに複数の部品Pを装着する。このため、部品装着機10は、基板搬送装置11、部品供給装置12、部品移載装置13、部品カメラ14、撮像装置としての基板カメラ15及び制御装置16を備えている。
 基板搬送装置11は、例えば、ベルトコンベア等によって形成された搬送路に沿って、基板Kを搬送方向(X軸方向)に搬送する。ここで、基板Kは、回路基板であり、例えば、電子回路、電気回路、磁気回路等が形成される。基板搬送装置11は、部品装着機10の機内に基板Kを搬入し、機内の所定位置に基板Kを位置決めする。基板搬送装置11は、部品装着機10による複数の部品Pの装着処理が終了した後に、基板Kを部品装着機10の機外に搬出する。
 部品供給装置12は、基板Kに装着される複数の種別の部品Pを供給する。部品供給装置12は、基板Kの搬送方向(X軸方向)に沿って設けられる複数のフィーダ121を備えている。複数のフィーダ121の各々には、リールが装備されている。リールには、複数の部品Pが収納されているキャリアテープが巻回されている。フィーダ121は、キャリアテープをピッチ送りさせて、フィーダ121の先端側に位置する供給位置において部品Pを採取可能に供給する。尚、部品供給装置12は、チップ部品等に比べて比較的大型の電子部品であるリード部品P1をトレイ上に配置した状態で供給することもできる。ここで、リード部品P1は、本体P1bの外縁に沿って配置された複数のリードP1sを「本体の外縁に配置された特徴部」として有する(図4を参照)。
 部品移載装置13は、ヘッド駆動装置131及び移動台132を備えている。ヘッド駆動装置131は、直動機構によって移動台132を、X軸方向及びY軸方向(水平面においてX軸方向と直交する方向)に移動可能に構成されている。移動台132は、クランプ部材によって装着ヘッド20が着脱可能(交換可能)に設けられている。装着ヘッド20は、少なくとも一つの保持部材21を用いて、部品供給装置12によって供給された部品Pを採取して保持し、基板搬送装置11によって位置決めされた基板Kに部品Pを装着する。保持部材21は、例えば、後述する吸着ノズル30、チャック等を用いることができる。
 部品カメラ14は、光軸が鉛直方向(X軸方向及びY軸方向と直交するZ軸方向)において上向きになるように、部品装着機10の基台に固定されている。このため、部品カメラ14は、保持部材21に保持されている部品P等を鉛直方向にて下方から撮像することができる。
 撮像装置としての基板カメラ15は、光軸が鉛直方向(Z軸方向)において下向きとなるように、部品移載装置13の移動台132に設けられている。このため、基板カメラ15は、移動台132と共にX軸方向及びY軸方向に移動して、より詳しくは、後述するように設定される移動経路M(図9を参照)に沿って、基板K及び基板Kに装着された部品Pを鉛直方向にて上方から撮像することができる。
 部品カメラ14及び基板カメラ15は、制御装置16から送出される制御信号に基づいて、撮像を行う。そして、部品カメラ14によって撮像された画像及び基板カメラ15によって撮像された後述する画像を含む画像データGは、制御装置16に送信される。尚、部品カメラ14及び基板カメラ15は、CCDやCMOS等の撮像素子を有する公知のデジタル式の撮像機器を用いることができるため、その詳細な構造についての説明を省略する。
 制御装置16は、CPU、ROM、RAM、各種インターフェース等を有するコンピュータ装置及び各種情報を記憶する記憶装置等を備えている。制御装置16は、部品装着機10に設けられている各種センサから出力される検出値や情報、或いは、部品カメラ14及び基板カメラ15から画像データGが入力される。制御装置16は、制御プログラムを実行し、例えば、所定の装着条件として予め設定されている部品Pの指定装着位置及び指定装着角度等に応じて、或いは、画像データGに基づいて、各装置に制御信号を送出する。
 例えば、制御装置16は、基板搬送装置11によって位置決めされた基板Kを基板カメラ15に撮像させる。そして、制御装置16は、基板カメラ15によって撮像された画像データGを画像処理し、基板Kの位置決め状態を認識する。又、制御装置16は、部品供給装置12によって供給された部品Pを保持部材21に採取させて保持させ、保持されている部品Pを部品カメラ14に撮像させる。そして、制御装置16は、部品カメラ14によって撮像された画像を画像処理し、部品Pの姿勢を認識する。
 制御装置16は、制御プログラムを実行し、基板Kに部品P(リード部品P1)を装着する位置として予め設定されている指定装着位置の上方に向かって保持部材21を移動させる。又、制御装置16は、基板Kの位置決め状態や部品P(リード部品P1)の姿勢等に基づいて指定装着位置や指定装着角度を補正し、実際に部品P(リード部品P1)を装着する装着位置及び装着角度を設定する。
 制御装置16は、装着位置及び装着角度に合わせて、保持部材21の目標位置(X軸座標及びY軸座標)と回転角度とを補正する。そして、制御装置16は、補正された目標位置において補正された回転角度で保持部材21を降下させ、基板Kに部品P(リード部品P1)を装着する。制御装置16は、上述したようにピックアンドプレースサイクルを繰り返すことにより、基板Kに複数の部品P(リード部品P1)を装着する装着処理を実行する。
2.吸着ノズル30の構成
 吸着ノズル30は、図2に示すように、胴体軸31と、フランジ32と、ノズル軸33と、識別コード34とを備えている。胴体軸31は、筒状に形成されている。そして、胴体軸31は、装着ヘッド20の保持部材21に保持される本体部として機能する。フランジ32は、胴体軸31の軸方向(吸着ノズル30が装着ヘッド20に保持された場合にZ軸方向に相当)の一端側(図2にて紙面下側)において円盤状に形成されている。
 ノズル軸33は、胴体軸31から軸方向に延伸するように管状に形成されている。胴体軸31及びノズル軸33は、吸着ノズル30における負圧流路を形成する。ノズル軸33は、胴体軸31を介して供給される負圧により、先端部に接触する部品P(リード部品P1)を保持する。
 又、ノズル軸33は、胴体軸31に対して軸方向に伸縮可能に構成されている。具体的には、ノズル軸33は、弾性部材により胴体軸31から進出する方向に付勢されている。胴体軸31及びノズル軸33によって構成される吸着ノズル30の伸縮部は、ノズル軸33の先端部において胴体軸31の側に荷重が加えられた場合に、胴体軸31に対してノズル軸33が摺動し、弾性部材による弾性力に抗して伸縮する。
 識別コード34は、フランジ32の上面に付されている。識別コード34は、例えば、バーコードや2次元コード等であり、吸着ノズル30を識別する識別情報や吸着ノズル30の種類等の固有情報が含まれる。
3.検査装置40の構成
 検査装置40は、基板K及び基板Kに装着された部品P(リード部品P1)のうちの少なくとも一方を検査対象物とする。そして、検査装置40は、撮像装置によって検査対象物の特徴部を含むように撮像されて取得された複数の画像データGに基づいて、検査対象物の良否を判別即ち検査を行う。
 ここで、本実施形態においては、特徴部として、基板Kの特徴部Ckと部品P(リード部品P1)の特徴部Cpとを例示して説明する。基板Kの特徴部Ckとしては、図3に示すように、特定の部品P(リード部品P1)を装着するように指定された指定装着位置を含むように設定されている基板Kの所定領域に印刷されたハンダKsの形状やランドの形状、或いは、既に装着されている他の部品等を例示することができる。又、部品P(リード部品P1)の特徴部Cpとしては、外縁に配置されており、図4に示すように、リード部品P1の本体P1bの外縁に沿って配置されたリードP1sを例示することができる。尚、上述した「基板Kの所定領域」とは、部品P(リード部品P1))の装着前における基板Kの検査対象領域であって、例えば、部品P(リード部品P1)の指定装着位置を含む周辺領域に相当する。
 ここで、特徴部Ck,Cpを含むように撮像する撮像装置として、例えば、部品装着機10に設けられた基板カメラ15を用いることを想定すると、基板カメラ15の撮像範囲が検査対象物である基板Kの所定領域や部品P(リード部品P1)よりも小さくなる場合がある。この場合、基板カメラ15を用いて検査対象物の特徴部Ck,Cpを含むように撮像するためには、図5に示すように、例えば、検査対象物における所定の移動開始位置から検査対象物の全体に亘り基板カメラ15を順に移動させて、撮像範囲内に特徴部Ck,Cpが含まれるように複数回の撮像を行う必要がある。
 ところで、基板カメラ15が順に移動しながら複数回の撮像を行う場合、複数の画像データGを用いて検査を行うためには、撮像した複数枚の画像の画像データGを全て記憶しておく必要がある。この場合、上述したように、例えば、検査対象物の全体に亘って撮像する場合には、撮像する画像の数が増える、換言すれば、記憶すべき画像データGのデータ容量が大きくなる。
 例えば、検査装置40において、画像データGを記憶する記憶容量に対して制限が設定された場合を想定すると、撮像範囲よりも大きな検査対象物の特徴部Ck,Cpを撮像している途中で記憶領域が不足することがある。その結果、図5において黒く塗りつぶされた領域については、検査に必要な検査対象物の特徴部Ck,Cpの撮像、又は、画像データGの記憶が不能となってしまう。
 そこで、本実施形態においては、検査装置40は、図6に示すように、撮像取得部41と、経路設定部42と、を備える。又、本実施形態においては、検査装置40は、誤差算出部43を備える。更に、本実施形態においては、検査装置40は、画像生成部44と、判別部45と、を備える。これらにより、検査装置40は、検査対象物(基板K及び基板Kに装着された部品P(リード部品P1)の少なくとも一方)における特徴部Ck及び/又は特徴部Cpを含む画像データGを確実に取得することができ、正確な検査を行うことができる。ここで、本実施形態においては、検査装置40の撮像取得部41が撮像装置として部品移載装置13の移動台132に設けられた基板カメラ15を用いる場合を例示する。
 尚、撮像取得部41、経路設定部42、誤差算出部43、画像生成部44及び判別部45は、種々の制御装置、管理装置、演算装置、画像処理装置等に設けることができる。例えば、撮像取得部41、経路設定部42、誤差算出部43、画像生成部44及び判別部45の少なくとも一つは、部品装着機10の制御装置16に設けることができる。又、撮像取得部41、経路設定部42、誤差算出部43、画像生成部44及び判別部45の少なくとも一つは、制御装置16と通信可能に接続される管理装置に設けることもできる。更に、撮像取得部41、経路設定部42、誤差算出部43、画像生成部44及び判別部45の少なくとも一つは、クラウド上に形成することもできる。
 本実施形態においては、図1及び図6に示すように、撮像取得部41、経路設定部42、誤差算出部43、画像生成部44及び判別部45が部品装着機10の制御装置16に設けられている。即ち、検査装置40は、部品装着機10に設けられている。
3-1.撮像取得部41
 撮像取得部41は、部品装着機10の機内を移動可能に設けられた基板カメラ15を移動させて、基板K及び基板Kに装着された部品P(リード部品P1)の少なくとも一方を検査対象物とし、基板カメラ15を用いた撮像により画像データGを取得する。即ち、撮像取得部41(制御装置16)は、部品移載装置13の移動台132をX軸方向及びY軸方向に移動させることによって基板カメラ15をX軸方向及びY軸方向に移動させる。そして、撮像取得部41は、移動した基板カメラ15に基板K及び基板Kに装着された部品P(リード部品P1)の少なくとも一方を撮像させ、撮像した画像を表す画像データGを取得する。
 ここで、以下の説明において、区別が必要な場合、基板Kを検査対象物として撮像して取得される画像データGを「画像データGk」と称する。又、以下の説明において、区別が必要な場合、部品P(リード部品P1)を検査対象物として撮像して取得される画像データGを「画像データGp」を称呼する。尚、後述するように、画像データGkは、「第一画像データ」に相当し、画像データGpは、「第二画像データ」に相当する。
3-2.経路設定部42
 経路設定部42は、基板カメラ15の撮像範囲(例えば、数mm角程度)に対して検査対象物である基板Kの所定領域及び基板Kに装着された部品P(リード部品P1)の少なくとも一方が大きい場合、検査対象物を撮像する際に基板カメラ15が移動する移動経路Mを設定する。このため、経路設定部42は、図7に示すように、基板Kの特徴部Ck、及び/又は、部品Pの特徴部Cpを含む特徴領域Rを設定する。
 そして、経路設定部42は、特徴領域Rを、図7にて太線の四角枠で示す複数の区画Hに分割し、基板カメラ15が複数の区画Hごとに撮像を行うための移動経路Mを設定する。ここで、図7においては、複数の区画Hのうち、ドットパターンで示された以外の複数の区画Hによって形成される領域に特徴領域Rが含まれる。尚、区画Hの大きさについては、基板カメラ15の撮像範囲の大きさと同じであっても、異なっていても良いが、基板カメラ15の撮像範囲の大きさと同じである方がより好ましい。
 具体的に、経路設定部42は、例えば、基板カメラ15が検査対象物即ち基板K及び基板Kに装着された部品P(リード部品P1)の少なくとも一方を撮像する際の撮像精度に基づいて移動経路Mを設定することができる。又、経路設定部42は、例えば、基板カメラ15が検査対象物即ち基板K及び基板Kに装着された部品P(リード部品P1)の少なくとも一方を撮像する位置までX軸方向及びY軸方向に移動する際の移動所要時間に基づいて移動経路Mを設定することができる。更に、経路設定部42は、例えば、画像生成部44が撮像取得部41によって取得された画像データG(画像データGk及び/又は画像データGp)の処理に要する負荷の大きさに基づいて移動経路Mを設定することができる。
 又、経路設定部42は、図8に示すように、移動経路Mの設定に関する事前情報Jに基づいて移動経路Mを設定することができる。ここで、事前情報Jとしては、基板Kに対して部品P(リード部品P1)を装着する指定装着位置、特徴部Ck及び/又は特徴部Cpを含む基板Kに印刷されたハンダKs及び/又はリードP1sの形状情報、及び、基板Kに対して部品P(リード部品P1)を装着する際に生じ得る装着誤差の少なくとも一つを含むことができる。そして、事前情報Jは、例えば、部品装着機10の外部に設置されている管理装置HC(ホストコンピューターやバッファ等)から取得することができる。
 ところで、検査装置40においては、検査に必要な画像データG(画像データGk及び/又は画像データGp)としては、特徴部Ck及び/又は特徴部Cpを含む画像データG(画像データGk及び/又は画像データGp)が必要になる。換言すれば、検査装置40は、検査に際して、特徴部Ck及び/又は特徴部Cpを含む画像データG(画像データGk及び/又は画像データGp)のみがあれば良い。
 このため、経路設定部42は、特に、検査対象物が部品P(リード部品P1)である場合には、リード部品P1の本体P1bの外縁P1oに配置された特徴部CpであるリードP1sを必ず含む移動経路Mを設定するために、図9に示すように、移動開始位置Sからリード部品P1の外縁P1o(即ちリードP1s)を通り、外縁P1oからリード部品P1の中央P1cに向けた渦巻き状の移動経路Mを設定することができる。これにより、例えば、記憶容量に制限が設定されており、図9にて黒塗りによって示すように、最終的に外縁P1oから中央P1cに向けた移動経路Mの途中で本体P1bの画像データGpが取得できなくても、リード部品P1の外縁P1o即ち特徴部CpであるリードP1sを含む画像データGpを取得することができる。
 ここで、上述したように、検査装置40においては、検査に必要な画像データG(画像データGk及び/又は画像データGp)としては、特徴部Ck及び/又は特徴部Cpを含む画像データG(画像データGk及び/又は画像データGp)であれば良い。従って、例えば、上述したように、渦巻き状の移動経路Mを設定して、仮に、リード部品P1の本体P1bにおける中央P1c近傍の画像データGpが取得できたとしても、画像データGpには特徴部Cp(リードP1s)が含まれていないため、検査においては不要である。従って、経路設定部42は、例えば、事前情報Jに基づいて、部品Pの特徴部Cpの位置が予め把握できている場合には、特徴領域R以外の領域において移動経路Mを設定することを省略することができる。
 移動経路Mが設定された場合、撮像取得部41は、基板カメラ15を移動経路Mに沿って移動させて、検査対象物即ち基板K及び基板Kに装着された部品P(リード部品P1)の少なくとも一方を複数の区画Hごとに撮像させる。これにより、撮像取得部41は、検査対象物が基板Kである場合には、基板Kの特徴部Ck(例えば、ハンダKsの形状)を含む区画Hごとの複数の画像の各々の画像データGk(Gk1,Gk2,…,Gkn)を取得する。又、撮像取得部41は、検査対象物が部品P(リード部品P1)である場合には、部品Pの特徴部Cp(例えば、リードP1s)を含む区画Hごとの複数の画像の各々の画像データGp(Gp1,Gp2,…,Gpn)を取得する。
 尚、撮像取得部41は、取得した画像データGk及び/又は画像データGpを、例えば、制御装置16を形成するRAMや記憶装置に一時的に記憶することができる。或いは、撮像取得部41は、取得した画像データGk及び/又は画像データGpを、例えば、後述する画像生成部44に順次出力することができる。
3-3.誤差算出部43
 誤差算出部43は、図10に示すように、基板Kにリード部品P1(部品P)を装着するように指定された指定装着位置(Ac,Bc)に対する実際に装着された実装着位置(Ar,Br)の位置誤差D1及び位置誤差D2、及び、基板Kに部品P(リード部品P1)を装着するように指定された指定装着角度θcに対する実際に装着された実装着角度θrの角度誤差θeを算出する。具体的に、誤差算出部43は、経路設定部42によって設定された移動経路Mのうち移動開始位置Sから所定距離までの一部に沿って撮像取得部41が取得した画像データG(画像データGk及び/又は画像データGp)を、撮像取得部41或いは記憶装置等から取得する。尚、図10においては、理解を容易とするために、位置誤差D1,D2及び角度誤差θeを誇張して示している。
 そして、誤差算出部43は、移動経路Mの一部について取得した画像データG(画像データGk及び/又は画像データGp)に基づいて、基板Kに対してリード部品P1(部品P)を装着した実装着位置(Ar,Br)及び実装着角度θrを特定する。これにより、誤差算出部43は、図10に示すように、指定装着位置(Ac,Bc)と実装着位置(Ar,Br)とを比較することによって位置誤差D1及び位置誤差D2を算出する。又、誤差算出部43は、図10に示すように、指定装着角度θcと実装着角度θrとを比較することによって角度誤差θeを算出する。
 誤差算出部43は、算出した位置誤差D1及び位置誤差D2と角度誤差θeとを撮像取得部41に供給する。これにより、撮像取得部41は、位置誤差D1及び位置誤差D2と角度誤差θeとに基づいて、例えば、装着されたリード部品P1(部品P)の実装着位置(Ar,Br)及び実装着角度θrが指定装着位置(Ac,Bc)及び指定装着角度θcと一致するように、基板カメラ15が移動経路Mに沿って移動する際の移動方向を補正する。そして、撮像取得部41は、補正した移動方向により基板カメラ15を移動経路Mの他部に沿って移動させて画像データG(画像データGk及び/又は画像データGp)を取得する。
 これにより、撮像取得部41は、基板カメラ15によって撮像される画像内に特徴部Ck及び/又は特徴部Cpを含んだ画像データG(画像データGk及び/又は画像データGp)を取得することができる。換言すれば、撮像取得部41は、例えば、基板カメラ15の撮像位置に位置誤差D1,D2及び角度誤差θeが生じることによって、画像内に特徴部Ck及び/又は特徴部Cpを含まない画像データG(画像データGk及び/又は画像データGp)を取得してしまうことを防止することができる。
3-4.画像生成部44
 画像生成部44は、撮像取得部41から、検査対象物として部品P(リード部品P1)が装着される前の基板K、即ち、指定装着位置(Ac,Bc)に対応する所定領域に印刷されたハンダKsについて区画Hごとに取得された複数の画像データGkを取得する。又、画像生成部44は、撮像取得部41から、検査対象物として基板Kに装着された部品P(リード部品P1)について区画Hごとに取得された複数の画像データGpを取得する。尚、画像データGpには、装着された部品P(リード部品P1)に加えて部品P(リード部品P1)が装着された後の基板K(ハンダKs)も撮像されている。
 画像生成部44は、取得した複数の画像データGkを合成(結合)することによって部品P(リード部品P1)が装着される前の基板Kの合成画像Mkを生成する。又、画像生成部44は、取得した複数の画像データGpを合成(結合)することによって基板Kに装着された部品P(リード部品P1)の合成画像Mpを生成する。尚、部品P(リード部品P1)の合成画像には、部品P(リード部品P1)が装着された後の基板K(ハンダKs)も含まれている。
 ここで、個々の画像データGk及び画像データGpには、撮像時における装着ヘッド20のヘッド位置を表す位置情報が関連付けられている。これにより、合成画像Mk及び合成画像Mpにおいても、特徴部Ck及び特徴部Cpの座標位置を特定することができる。又、経路設定部42が分割した区画Hの大きさと基板カメラ15の撮像範囲の大きさとが同じ場合である場合には、画像生成部44による画像処理内容を簡略化して合成画像を生成することができる。そして、画像生成部44は、生成した基板Kの合成画像Mk及び部品P(リード部品P1)の合成画像Mpを判別部45に出力する。
3-5.判別部45
 判別部45は、画像生成部44によって生成された部品P(リード部品P1)が装着される前の基板Kの合成画像Mkに基づいて、部品P(リード部品P1)が装着される前の基板Kの良否、例えば、ハンダKsの形状や剥がれの有無等の状態を判別する。又、判別部45は、画像生成部44によって生成された基板Kに装着された部品P(リード部品P1)の合成画像Mpに基づいて、基板Kに装着された部品P(リード部品P1)の装着状態の良否、例えば、リードP1sの曲がり状態やハンダKsに対する位置ずれ状態等を判別する。
 ここで、判別部45は、撮像取得部41が移動経路Mに沿って部品P(リード部品P1)が装着される前の基板Kを撮像した画像データGkを第一画像データとすると共に、合成した部品P(リード部品P1)が装着される前の基板Kの合成画像Mkを第一合成画像とする。そして、判別部45は、図11に示すように、第一合成画像(合成画像Mk)を用いて、部品P(リード部品P1)を装着した状態(図11にて二点鎖線により示す)をシミュレートしたシミュレーション結果を取得する。
 又、判別部45は、撮像取得部41が移動経路Mに沿って部品P(リード部品P1)が装着された後の基板K及び部品P(リード部品P1)を撮像した画像データGpを第二画像データとすると共に、合成した基板Kに装着された部品P(リード部品P1)の合成画像Mpを第二合成画像とする。そして、判別部45は、図11に示したシミュレーション結果と図12に示す第二合成画像(合成画像Mp)とを比較する。これにより、判別部45は、上述したように、部品P(リード部品P1)が装着される前の基板Kの良否、及び、基板Kに装着された部品P(リード部品P1)の装着状態の良否を判別することができる。ここで、判別部45は、基板Kの良否、及び部品Pの装着状態の良否について、例えば、図示を省略する表示装置等を介して、例えば、作業者等に案内して報知することができる。
4.検査装置40による検査方法
 検査装置40について上述したことは、検査装置40による検査方法についても同様である。具体的に、検査方法は、撮像取得工程と、経路設定工程と、画像生成工程と、判別工程とを備える。撮像取得部41が行う処理は、撮像取得工程に相当する。経路設定部42が行う処理は、経路設定工程に相当する。画像生成部44が行う処理は、画像生成工程に相当する。判別部45が行う処理は、判別工程に相当する。
 ここで、検査装置40による検査方法においては、例えば、経路設定工程と画像生成工程との間に、補正工程を追加することも可能である。この場合、誤差算出部43が位置誤差D1、位置誤差D2及び角度誤差θeを算出する処理、及び、撮像取得部41が位置誤差D1、位置誤差D2及び角度誤差θeに基づいて移動方向を補正する処理は、補正工程に相当する。
 以上の説明からも理解できるように、検査装置40は、部品装着機10の機内を移動可能に設けられた撮像装置としての基板カメラ15を移動させて基板K及び基板Kに装着された部品P(リード部品P1)の少なくとも一方を検査対象物とした撮像により画像データG(画像データGk及び/又は画像データGp)を取得する撮像取得部41と、基板カメラ15の撮像範囲に対して基板K及び基板Kに装着された部品P(リード部品P1)の少なくとも一方が大きい場合、特徴部Ck及び/又は特徴部Cpが含まれる特徴領域Rを複数の区画Hに分割し、複数の区画Hごとに撮像を行うための基板カメラ15の移動経路Mを設定する経路設定部42と、を備える。
 これによれば、基板K及び基板Kに装着された部品P(リード部品P1)の少なくとも一方の特徴部Ck及び/又は特徴部Cpが含まれる特徴領域Rを分割した複数の区画Hごとに撮像を行うための移動経路Mを設定することができる。従って、基板カメラ15移動経路Mを移動して画像データG(画像データGk及び/又は画像データGp)を取得することにより、特徴部Ck及び/又は特徴部Cpを優先的に撮像することができる。
 又、経路設定部42は、リード部品P1(部品P)の外縁P1oから中央P1cに向けた渦巻き状の移動経路Mを設定することができる。これにより、基板カメラ15は、リード部品P1の外縁P1oに配置された特徴部CpとしてのリードP1sを撮像した後に、リード部品P1の本体P1bを撮像することになる。ところで、リード部品P1の本体P1bに特徴部Cpがない場合には、本体P1bを撮像した画像データGpは検査に不要である。従って、経路設定部42が外縁P1oから中央P1cに向けた渦巻き状の移動経路Mを設定することにより、撮像の順序として、特徴部CpであるリードP1sが特徴部Cpのない本体P1bよりも先に撮像されるため、特徴部Cpを優先的に撮像することができる。
 更に、経路設定部42は、例えば、事前情報Jに基づいて、部品Pの特徴部Cpの位置が予め把握できている場合には、特徴領域R以外の領域において移動経路Mを設定することを省略することができる。これにより、移動経路Mを設定するために要する時間を短縮することができると共に、設定に要する負荷を低減することができる。又、画像データGp及び画像データGkを記憶する記憶領域を小さくすることもでき、製造コストの低減も達成することが可能となる。
5.第一変形例
 上述した実施形態においては、検査装置40の経路設定部42は、外縁P1oから中央P1cに向けた渦巻き状の移動経路Mを設定するようにした。これに代えて、図13に示すように、経路設定部42は、例えば、事前情報Jに基づいて、特徴部CpであるリードP1sが存在する外縁P1oのみを撮像するように、周状の移動経路Mを設定することも可能である。尚、この場合には、図13にて黒塗りによって示す領域において、基板カメラ15は撮像しない。
 従って、第一変形例の場合においても、経路設定部42は、特徴領域R以外の領域において移動経路Mを設定することを省略することができ、移動経路Mを設定するために要する時間を短縮することができると共に、設定に要する負荷を低減することができる。又、画像データGp及び画像データGkを記憶する記憶領域を小さくすることもでき、製造コストの低減も達成することが可能となる。
6.第二変形例
 上述した実施形態においては、検査装置40の経路設定部42は、外縁P1oから中央P1cに向けた渦巻き状の移動経路Mを設定するようにした。これに代えて、図14に示すように、経路設定部42は、例えば、事前情報Jに基づいて、特徴部CpであるリードP1sが存在する4箇所の外縁P1oのみを撮像するように、移動経路Mを設定することも可能である。尚、この場合には、図14にて黒塗りによって示す領域において、基板カメラ15は撮像しない。
 第二変形例の場合、経路設定部42は、4箇所の外縁P1oの各々について、移動開始位置Sから基板カメラ15が往復するように移動経路Mを設定する。これにより、第二変形例の場合には、上述した実施形態の効果に加えて、例えば、基板カメラ15を移動させる移動台132におけるバックラッシュの影響を小さくすることが可能となる。その結果、第二変形例の場合には、基板カメラ15による撮像精度を向上させることが可能となる。
7.その他の変形例
 上述した実施形態の部品装着機10においては、基板搬送装置11が、1つのコンベアベルト等によって形成された1つの搬送路に沿って1つの基板Kを搬送するようにした。これに代えて、部品装着機が、例えば、2つのコンベアベルト等の各々によって形成された2つの搬送路に沿って2つの基板Kをそれぞれ独立して搬送可能な基板搬送装置を備えた部品装着機であっても良い。
 又、上述した実施形態の部品装着機10においては、部品移載装置13のヘッド駆動装置131及び移動台132を1組だけ備え、移動台132に装着ヘッド20を1つ備えるようにした。これに代えて、部品移載装置が、互いに対向するように配置された2組のヘッド駆動装置及び移動台を備え、各々の移動台に装着ヘッドを備えるようにした、所謂、対向(ダブル)型の部品装着機であっても良い。
 又、上述した実施形態においては、検査装置40が誤差算出部43を備えるようにした。しかしながら、例えば、基板Kに装着する部品Pの装着精度が高精度である等の場合には、必要に応じて、検査装置40から誤差算出部43を省略しても良い。
 更に、上述した実施形態においては、撮像装置として部品装着機10に設けられた基板カメラ15を用いる場合を例示して説明した。しかしながら、撮像装置としては、基板カメラ15を用いることに限られず、別途設けられた撮像装置(カメラ等)を用いても良い。
 10…部品装着機、15…基板カメラ(撮像装置)、40…検査装置、41…撮像取得部、42…経路設定部、43…誤差算出部、44…画像生成部、45…判別部、G…画像データ、Gk…画像データ(第一画像データ)、Gp…画像データ(第二画像データ)、K…基板(検査対象物)、Ks…ハンダ、Ck…特徴部、P…部品(検査対象物)、P1…リード部品(検査対象物)、P1b…本体、P1s…リード、P1o…外縁、P1c…中央、Cp…特徴部、R…特徴領域、H…区画、M…移動経路、J…事前情報、D1,D2…位置誤差、θe…角度誤差、Mk…合成画像(第一合成画像)、Mp…合成画像(第二合成画像)、S…移動開始位置
 

Claims (13)

  1.  機内を移動可能に設けられた撮像装置を移動させて基板及び前記基板に装着された部品の少なくとも一方を検査対象物とした撮像により画像データを取得する撮像取得部と、
     前記撮像装置の撮像範囲に対して前記検査対象物が大きい場合、前記検査対象物の特徴部が含まれる特徴領域を複数の区画に分割し、複数の前記区画ごとに撮像を行うための前記撮像装置の移動経路を設定する経路設定部と、
     を備えた、検査装置。
  2.  前記経路設定部は、
     前記撮像装置が前記検査対象物を撮像する際の撮像精度、前記撮像装置が前記検査対象物を撮像する位置まで移動する際の移動所要時間、及び、前記撮像取得部によって取得された前記画像データの処理に要する負荷の大きさに基づいて前記移動経路を設定する、請求項1に記載の検査装置。
  3.  前記経路設定部は、
     前記移動経路の設定に関する事前情報に基づいて前記移動経路を設定する、請求項1又は2に記載の検査装置。
  4.  前記事前情報は、
     前記基板に対して前記部品を装着する指定装着位置、前記特徴部を含む前記検査対象物の形状情報、及び、前記基板に対して前記部品を装着する際に生じ得る装着誤差の少なくとも一つを含む、請求項3に記載の検査装置。
  5.  前記検査対象物は、前記基板及び前記基板に装着された前記部品であり、
     前記基板に対して前記部品を装着する指定装着位置及び指定装着角度と、前記経路設定部によって設定された前記移動経路のうち移動開始位置から所定距離までの一部に沿って前記撮像取得部が取得した前記画像データにより特定される前記基板に対して前記部品を装着した実装着位置及び実装着角度と、を比較し、前記指定装着位置に対する前記実装着位置の位置誤差、及び、前記指定装着角度に対する前記実装着角度の角度誤差を算出する誤差算出部を有し、
     前記撮像取得部は、
     前記誤差算出部によって算出された前記位置誤差及び前記角度誤差に基づいて前記撮像装置が前記移動経路に沿って移動する際の移動方向を補正し、補正した前記移動方向により前記移動経路の他部に沿って前記画像データを取得する、請求項1又は2に記載の検査装置。
  6.  前記検査対象物は、本体の外縁に前記特徴部が配置された前記部品である、請求項1又は2に記載の検査装置。
  7.  前記経路設定部は、
     前記部品の前記外縁を通る周状の前記移動経路を設定する、請求項6に記載の検査装置。
  8.  前記経路設定部は、
     前記部品の前記外縁を通り、且つ、前記外縁から前記部品の中央に向けた渦巻き状の前記移動経路を設定する、請求項7に記載の検査装置。
  9.  前記部品は、本体の外縁に沿って配置された複数のリードを有するリード部品であり、
     前記特徴部は、複数の前記リードである、請求項6に記載の検査装置。
  10.  前記経路設定部は、
     前記特徴領域以外の領域において前記移動経路を設定することを省略する、請求項1又は2に記載の検査装置。
  11.  前記検査対象物は、前記部品が装着される前の前記基板及び前記基板に装着された前記部品であり、
     前記撮像取得部によって前記区画ごとに取得された複数の前記画像データを合成した合成画像を生成する画像生成部と、
     前記画像生成部によって生成された前記合成画像に基づいて、前記部品が装着される前の前記基板の良否及び前記基板に装着された前記部品の装着状態の良否を判別する判別部と、を備えた、請求項1又は2に記載の検査装置。
  12.  前記撮像装置は、部品装着機に設けられた基板カメラである、請求項1又は2に記載の検査装置。
  13.  機内を移動可能に設けられた撮像装置を移動させて基板及び前記基板に装着された部品を検査対象物とした撮像により画像データを取得する撮像取得工程と、
     前記撮像装置の撮像範囲に対して前記検査対象物が大きい場合、前記検査対象物の特徴部が含まれる特徴領域を複数の区画に分割し、複数の前記区画ごとに撮像を行うための前記撮像装置の移動経路を設定する経路設定工程と、
     前記撮像取得工程によって前記区画ごとに取得された複数の前記画像データを合成した合成画像を生成する画像生成工程と、
     前記画像生成工程によって生成された前記合成画像に基づいて、前記基板及び前記部品の良否を判別する判別工程と、
     を備えた、検査方法。
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