JPH02148371A - 二次元配列物体の検査装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的； （産業上の利用分野） この発明は、二次元配列物体の検査装置に関し、特に、
省力化、経済性の向上、検査効率の向上、及び検査信傾
度の向上を目的とした二次元配列物体の検査装置に関す
る。

（従来の技術） 従来において、ケーブル等に付随するコネクタのビンの
材質あるいはメツキの種類の検査は目視により行なって
いた。

ところが、最近では被検査コネクタを検査台上に位置決
めし、コネクタの一端から他端に向って一定の検査領域
（フレーム）ごとに直動機４みに搭載したカメラをステ
ップアンドリピートさせながら自動釣に画像識別処Ｊｌ
ｊを行なう装置が提案されている。

以下、この装置の概要を説明する。第４図は、提案され
ている検査装置の構成を示す図である。

第４図において、提案されている検査装置は、検査の対
象である被検査コネクタｌＯと、被検査コネクタｌＯが
載置される検査台２０と、検査台２０の制御を行なう検
査台コントローラ２１と、被検査コネクタ１０のビンを
１ｆｆｉ像し、その画像信号をアナログ信号として出力
する撮像部４０と、撮像部４０からのアナログ信号を人
力し、それを多値化ディジタル信号に変換し格納する画
像処理部５０と、画像処理部５０からの人力される多値
化ディジタル信号のヒストグラムと基準となるデータと
に基づき比較識別を行なう識別処理部６０と全体の総括
制御を行なうコンピュータシステム３０と、各部の接続
を行なうケーブル３１とにより構成される。

また、撮像部４０は、被検査コネクタ１０のビンを照明
する光源４１と、ビン頂部及びその近傍の像を１最像す
る撮像素子４３と、撮像素子４３上に像を収束投影する
ためのレンズ４２とを備えている。画像処理部５０は、
アリ−ログ信号をディジタル信号に変換する＾／Ｄ変ｌ
！！！器５１と、多値化ディジタル信号を一時格納する
多値化ディジタル信号メモリ５２と、多値化ディジタル
信号をヒストグラム形式に変換するヒストグラム処理５
３と、ヒストグラムのデータを一時格納する一時記憶メ
モリ５４とを備えている。識別処理部６０はヒストグラ
ムのデータからその特徴を抽出する特徴抽出演算処理部
６１と、標準コネクタの特徴パターンデータを格納する
基準特徴パターンファイル６３と、被検査コネクタ１０
ごとのビン配列情報を格納するビン配列情報ファイル６
４と、被検査コネクタｌＯについての特徴パターンデー
タと基準特徴パターンデータとの比較照合を行なう比較
部６２とを備えている。

撮像素子４３からの情報は、＾／Ｄ変換器５１．多値化
ディジタル信号メモリ５２．ヒストグラム処理部５３、
−時記憶メモリ５４．特徴抽出演算処理部６１比較部６
２の順に転送入力される。また、ビン配列情報ファイル
６４からの情報が基準特徴パターンデータファイル６３
に入力され、その情報に基づぎ基準特徴パターンデータ
ファイル６３から出力された情報が比較部６２に入力さ
れる。比較部６２からは検査結果が出力される。

一方、画像処理部５０．識別処理部６０．検査台コント
ローラ２１のそれぞれとコンピュータシステム３０とは
互いに制御信号等の情報交換を行なう、また、コンピュ
ータシステム３０からの制御信号等が撮像部４３に供給
され、検査台コントローラ２Ｉからの制御信号等が検査
台２０に供給される。

第５図は、この検査装置の動作手順を示す図である。以
下、動作を説明する。

先ず、検査台を所定の位置にセットする。始めにｉ・１
．Ｊ−１として１行、１列のビンを所定の領域内に入れ
１ｆｆｉ像素子４３により撮像する（ステップ５ｌｌ）
、撮像された画像情報はｍｘｎの画素に分解されてアナ
ログ信号として一時記憶される０次に、このアナログ信
号は増幅、雑音ＩＡＪｊＪなどの信号処理部（図示せず
）を経て＾／Ｄ変換器５１へ送られる。＾１０変換器５
１は、人力されたアナログ（Ｋ号をｍａｎの画素ごとに
白黒の階調を表わす数ビットの情報を付加した多値化デ
ィジタル信号に変換し、多値化ディジタル信号メモリ５
２に一時記憶させる（ステップ５１２）、次に、多値化
ディジタル４３号メモリ５２に記憶された多値化ディジ
タル信号は、ヒストグラム処理部５３で６４階調の各々
に対応する画素数を表わすヒストグラムデータに変換さ
れ、−時記憶メモリ５３に格納される（ステップ５１３
）。

次に、特徴抽出部６１は、−時記憶メモリ５４に記憶さ
れたヒストグラムのデータから各ビンごとに特徴パター
ンデータを抽出しくステップ５１４）、比軟部６２へ送
る。

一方、識別処理部６０には、コネクタモデルごとのビン
配列情報がｒ　ΣＳ１ｊの順序にバイナリ形＋＊＋　　
　　Ｊｓｌ 式で表現されてビン配列情報ファイル６４に格納されて
いる。第４図における＾（１１００１Ｇ・・・）などが
それを示している。

一連の処理処理手段を総括制御するコンピュータシステ
ム３０は、第４図に示すようにケーブル３１によって各
部と接続されており、被検査コネクタモデルと被検査ビ
ンに関する情報を識別処理部６０に伝達する。被検査ビ
ンの特徴パターンデータが比較部６２に人力されるのに
同期して、そのビンに対応するビンの種類情報をビン配
列情報ファイル６４から読出し、基準特徴パターンデー
タファイル６３に送る。コネクタモデルとビン種別情報
を受けた基準特徴パターンデータファイル６３は、対応
する基準特徴パターンデータを読出し比較部へ送る。被
検査ビンの特徴パターンデータは基準特徴パターンデー
タと比較部６２で比較される（ステップ５１５）、その
比較に基づき検査結果の信号が出力され、一致のときは
次のビンの検査に進む、ビンの検査は、ピン配列情報と
同様（１，１）、（１，２）。

（２，１）、・・・（口、２）の順序（サーペンタイン
状）で行ない、所定領域内の検査を終えると撮像部４０
を所定士だけステップ送りさせ、次の領域内の検査を行
なう（ステップアンドリピート動作）、この繰返しによ
って、１つのコネクタのビン全数の検査を終え時点（ス
テップ５ｌｌｉ）、あるいはその途中で不合格ビンを検
出した時点で（ステップ５１７）、比較部６２はそれぞ
れに応じた検査結果の出力信号を出力し、この信号によ
って装置の下流に設けた排出工程部（図示せず）で良否
の仕分けをする。

（発明が解決しようとする課題） ところで、」：述した提案されている検査装置において
は、被検査コネクタの全域の検査が終わるかあるいは途
中で不合格ビンを検出すると、そのコネクタを搬出し、
次のコネクタを所定の位置に載置するが、そのとき同時
に撮像カメラを検査開始位置に戻さなければならない。

第６図は、１つのコネクタがｎ個のフレームに分割され
た場合（′ｆｆｒＪ３図参照）のタイムチャートである
０図に示すように、第（ｎ−１）フレームの画像の取込
みを終えると、そのフレームの画像識別処理と第ｎフレ
ームへのカメラのステップ移動を同時に開始する。この
とき、カメラの位置決めに要する時間Ｔ＋が第（ｎ−１
）　　フレームの画像識別処理に要する時間Ｔ、よりも
短ければ、識別検査にオーバヘッドを生ずることなく、
１つのフレームの識別処理時間はＴ　２＋　１’　、と
なる。

ところで、一般にカメラによる画像取込みの時間は、テ
レビジョンの場合と同様でｔ／：ｔｏ秒で１フレームの
画像を取込むので、Ｔ２−３３．３ｍｓもしくは最長の
ときでも２Ｔ２である。そこで、被検査コネクタのピン
径が約０．３ｍｍ　、ビンのピッチが２．５＋ｏａ＋の
二行配列とすると、フレームの画像分割が２５［ｉ　Ｘ
２５Ｇのとき、ｌＯｍｍＸ　１９ＴＩ１１程度の大きさ
のフレームを処理することができ、従って一度の画像取
込みによって８本のビンを識別することができる。ピン
ｌ本当りの識別処理時間（７２÷Ｔ、）／（フレーム内
ピン数）は、前工程のビン挿入機のタクトタイムとの整
合上、１００ｎｓ以下が要求されているが、前述提案の
装置を課用することによって達成することができる。従
って、上述したオーバヘッドのない運転をするためには
、フレーム間のカメラのステップ送りの平均速度が（フ
レーム長１ｆ）ａＩ＋１）　／　（ピン数８　ｘ　Ｏ，
１５）　＝　１２．５ｍｍ／ｓ以上であればよく、通学
の位置決め技術により容易に実現できる。

次に、第ｎフレームの検査を終えたコネクタは搬出され
、新しいコネクタが検査台上に載置されるが、この搬出
並びに位置決め技術は前述の装置において、コネクタの
長さ１５０ｒａｍのものに対して約１秒で実現されてい
る。この時間は１つのコネクタに対する検査時間のオー
バヘッドにはなるが、新しいコネクタの位置決め完了後
、直ちに検査開始可能な状態を整えることができれば、
前後工程間のラインバランスを乱すことはない。そこで
、このための条件は、第ｎフレームの画像取込み後、カ
メラをＴＲ≦Ｔ、＋ＴＬで次のコネクタの第１フレーム
の検査位置に戻すことである。ここで、ＴＬはコネクタ
を検査台上に＠置し位置決めに要する時間で前述の１秒
である。コネクタのビンピッチが２．５＋ｍ＋ｉ　、ピ
ン数３２本×２列の典型的なコネクタをイ列にとると、
Ｔ３＋ＴＬ”ｒ　８ｘ　　０．１＋１−１．８ｓである
から、カメラの平均戻し速度は（６４７８−１）　Ｘ　
［１／２ｘ　２．５／１．Ｉ］・：１８．９ａ＋ｍ／ｓ
が必要となり、検査時の約３倍の速度で検査に直接関係
しない走行をカメラ搭載の機構部に強いることになる。

従つ−Ｃ，ｌｋ！案されている装置においては、大幅に
従来の欠点が改善されているものの、カメラの駆動制御
の面で経済的にも機誠の安定性あるいは信頼性の確保の
而からも問題点があった。

この発明は上述のような事情から成されたものであり、
この発明の目的は、（ｇ頼性が高くしかも経済的な二次
元配列物体の検査装置を提供することにある。

発明の構成： （課題を解決するための手段） この発明は、省力化、ｌｌ済性の向上、検査効率の向上
、及び検査信頼度の向上を図るための二次元配列物体の
検査装置に関し、この発明の上記目的は、複数種類の物
体を二次元的に配列した検査対象物が載置された位置決
め可能な検査台と、その検査台上に前記検査対象物を順
次搬送する搬送手段と、前記検査対象物の一部分をフレ
ームとして視野に収め撮像する撮像手段と、その撮像手
段を搭載し、前記フレーム単位でステップアン１−リピ
ート動作させて前記検査対象物の全体の撮像を可能とし
、かつ位置決めされた前記検査対象物の前端から後【：
１１及び後端から前端の方向を交互に選択して検査を可
能に制御される機構部と、＋ｉｆｆ記検査の方向に応じ
゛Ｃ５前記フレーム単（Ｏで前記１１υ像手段により撮
像した画像信号を順次ディジタル情報に変換してその特
徴量を抽出し、それに基づき前記検査対象物の識別を行
なう画像識別処理手段とを備えるように構成することに
よって達成される。

（作用） この発明にあっては、搬送手段により搬送されて検査台
上に位ご決めされた検査対象物に対して、ステップアン
ドリピート動作を行なう機構部に１６戦された撮像手段
が、その動作に合せてフレーム単位で）＋’ｉ像を行な
い、画像識別処理手段が、撮像した画像情報に基づき検
査対象物の識別を行なう０以上の手順を搬送される検査
対象物ごとに行なうが、機構部は、検査対象物ごとに前
端から後端及び後端から前端の方向を交互に選択して撮
像手段を制御することにより、生産工程の整合性を保っ
た上で安定性及び信頼性の晶い検査を行なうことができ
る。

（実施例） 以下、図面に基づいてこの発明の実施例について詳細に
説明する。尚、この実施例においては、二次元配列物体
としてコネクタのビンを採用した。

第１図は、二次元配列物体の検査装置の機構部と制御部
のブロック図を示したものであり、他の部分は従来と同
一であるので省略する。第３図は、コネクタがｎ個のフ
レームに分割されたときの図を示す。

第１図において、直動機イ１°４部７０は、撮像カメラ
７５、ボールネジ７！、ナラ１−フ２．ボールネジ７１
を回転可能に支持する支持部材７３．モータ７４．及び
メカ制御部１５により構成されている。撮像カメラ７５
の先端にはレンズ４２及び光源４１が装置されている。

また、検査台２０には、ビン１１とハウジング１２か、
ら成る被検査コネクタ１０が載置される。また、次検査
コネクタ５の搬入を行なう搬入用コンベア９０及び検査
済コネクタ６の搬出を行なう搬出用コンベア！ｌｌは、
共に連続走行型のものである。

検査台２０に載置された被検査コネクタｌＯの検査が完
了すると、識別制御部８０が完了信号をメカ制御部１５
を介してゲート１６に伝達し、それにより被検査コネク
タｌＯが搬出されると共に次検査コネクタ５が検査台２
０上に送り込まれ位ｉＺ決めされる。

第２図はこの発明に４ｊりる装置制御に閏する手順を示
す図である。尚、ビンの識別検査は、画像識別に必要な
分解能に応じて第３図に示すようにフレームの大きさを
設定し、それをＡ１位として処理する。識別方法の手順
は従来と同様である。

第２図に示した手順について以下説明する。先ず、ロフ
ト単位の検査開始に先立ってシステムを初期化しくステ
ップＳＬ）、ポストコンピュータからそのロフトのコネ
クタモデルＮｏ、　、ロットサイズ等検査に必要な諸デ
ータを伝送する（ステップＳ２）、尚、コネクタモデル
ごとのビン配列情報及び識別の基準となる特徴パターン
データはファイルとして蓄積されている。

上記一連の準備工程を終えると、次にそのロットの最初
の被検査コネクタＩＯを検査台２０上に載置する（ステ
ップ５３）。

システムは、検査台２０に載置される被検査コネクタ１
０の順番号が奇数か否かを判定しくステップＳ４）、奇
数の場合は、第１フレームのピン列ｉ−１から昇順にカ
メラ位置決め（ステップアンドリピート動作）、？Ａ別
面前処理フレーム画像の取込みから特徴量抽出まで）を
行ない（ステップＳ５）、それに同期してｉ−Ｎまで特
徴比較識別処理を行なう（ステップ５ｔｙ）。一方、被
検査コネクタｌＯの順番号が偶数の場合は、ｉ−Ｎから
降順にカメラ位置決め、識別前処理を行ないくステップ
Ｓ７）、それに同期してｉ−１まで特徴比較識別処理を
行なう（ステップ５１１）。

次に、順番号が奇数、偶数いずれの場合も、全フレーム
について検査を終了したときあるいは検査途中で不良ビ
ンを検出したときは、そのコネクタを搬出すると共に次
に検査するコネクタを載置する（ステップＳ９）。

最後に、被検査コネクタｌＯの順番号がロットの個数に
達したか否かを１′１１定しくステップＳｉｎ　）、達
していない場合はステップＳ４に戻り処理を続行し、達
した場合は終了する。

尚、コネクタモデルごとの配列情報の記述様式には種々
のものが考えられるが、従来と同様に、第３図のコネク
タに対してビンの位置をにｌｊ　、ビンの種類を１．０
の異なる２種類としたとき、＝　（＋、ｌ、（ｏ、＋）
、（ｔ、ｏ）、（ｔ、ｏ）、・・・・・・第１フレーム ・・・・・・・・・（０，０）、（０，０）、（＋、０
）、（１，１）　　　・・・（１）第ｎフレーム の形式で表現することができる。従って、この場合は、
コネクタＮｏ、のｋが奇数のときには第１フレームの（
１、ｌ）から第ｎフレームの（１、ｌ）　　までｌの昇
順に５　ｋが偶数のときには第ｎフレームの（１，１）
から第１フレームの（＋　、　ｌ）までｉの降順に検査
を行なう。また、この際のカメラのステップ送りは両方
向の検査ともフレームＪｒＬ位で行なう。

以上のように、個々のコネクタの検査ごとにカメラの移
動方向を換えることにより、オーバヘッド時間を生ずる
ことなく検査を行なうことができる。

（変形例） 尚、上述した実施例においては、カメラを１台としたが
、２台のカメラを用い、１台がコネクタの第１フレーム
の１最像領域に達したとき、他の１台が他端に位置決め
されるような差動８ａ措を持った直動機構部にそれらを
塔載して制御しても同様にこの発明を具現化できる。

また、被検査対象物がコネクタに限られないことは言う
までもない。

発明の効果； 以上のようにこの発明の二次元配列物体の検査装置によ
れば、検査対象物ごとにその検査の方向を交互に行なう
ことにより、検査の安定性、　（Ｈｉ’ｉ性及び経済性
を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は二次元配列物体の検査装置の機４’１部と制御
部のブロック図、第２図は装置制御に閏する手順を示す
図、第３図はコネクタがｎ個のフレームに分割されたと
きの図、第４図は提案されている検査装置の構成を示す
図、第５図は提案されている検査装置の動作手順を示す
図、第６図は１つのコネクタがｎ個のフレームに分割さ
れた場合のタイムチャートである。 ｌＯ・・・被検査コネクタ、１５・・・メカ制御部、２
０・・・検査台、７０・・・直動機構部、７４・・・モ
ータ、７５・・・撮像カメラ、８０・・・識別制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数種類の物体を二次元的に配列した検査対象物が
   載置された位置決め可能な検査台と、その検査台上に前
   記検査対象物を順次搬送する搬送手段と、前記検査対象
   物の一部分をフレームとして視野に収め撮像する撮像手
   段と、その撮像手段を搭載し、前記フレーム単位でステ
   ップアンドリピート動作させて前記検査対象物の全体の
   撮像を可能とし、かつ位置決めされた前記検査対象物の
   前端から後端及び後端から前端の方向を交互に選択して
   検査を可能に制御される機構部と、前記検査の方向に応
   じて、前記フレーム単位で前記撮像手段により撮像した
   画像信号を順次ディジタル情報に変換してその特徴量を
   抽出し、それに基づき前記検査対象物の識別を行なう画
   像識別処理手段とを備えるように構成したことを特徴と
   する二次元配列物体の検査装置。 ２、前記機構部は、２つの撮像手段を搭載し、一方の撮
   像手段が前記検査対象物の前端に達したとき他方の撮像
   手段が後端に位置決めするようにしたことを特徴とする
   請求項１に記載の二次元配列物体の検査装置。 ３、前記検査対象物はコネクタであることを特徴とする
   請求項１に記載の二次元配列物体の検査装置。