JPH05166896A - プローブピンの組立方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プローブピン本体に挿入した複数本の針の挿
入状態を自動的に判定し、その後にかしめることによっ
て、生産性及び歩留りの向上を図る。 【構成】 投光器６と受光器７の間に回転自在な組立治
具２を設け、この組立治具２によってプローブピン本体
１０１を保持し、この本体１０１の先端部に複数本の針
１０２を挿入する。そして、プローブピンの先端部（挿
入した針の先端部）に投光器６からの光線を照射し、同
先端部の画像を受光器７で受ける。この受光器７で受け
た画像を画像処理装置で二値化して、同装置のウインド
ウ内にプローブピン先端部の画像を捕捉する。次いで、
プローブピンを回転させながら、上記ウインドウ内の画
像にもとづき、プローブピン本体１０１の先端部に挿入
した針１０２の挿入状態及び配置を判定し、適正位置に
針１０２を配置した後、この針１０２の組付け固定を行
なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路基板の導通試験等
に使用するプローブピンの組立方法及びその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のプローブピンは、一本の針で構成
されているものが一般的であったが、このようなプロー
ブピンでは、被検査対象である回路基板の表面状態によ
りプローブピンと回路基板との間の接触が不十分とな
り、本来正常な回路基板であるにもかかわらず、導通不
良と判定されることがあった。そこで、近年、図６に示
すように、プローブピン本体１０１の先端部１０１ａに
複数本（図では三本）の針（ニードル）１０２を固定
し、三点で被検査対象に接触できるようにしたプローブ
ピン１００が回路基板の導通検査等に用いられるように
なってきた。

【０００３】このような複数本の針をもつプローブピン
の製作は、現在のところ、組立治具に保持したプローブ
ピン本体に複数本の針を挿入するとともに、かしめのた
めの一連の作業を組立ロボットを用いて自動的に行なっ
ている。しかし、プローブピン本体に対し、複数本の針
が正常に挿入されているかを自動的に判別する技術まで
は確立されておらず、判別はもっぱら作業員の目で確認
することによって行なわれていた。すなわち、作業員
は、プローブピン本体の先端部に挿入された複数本の針
が所定の本数であり、いずれも正逆反転することなく挿
入されており、かつかしめ装置によりかしめるための正
常な配置となっているかを確認しなければならなかっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
は複数本の針をもつプローブピンの製作にあたり、作業
員の目により針の状態を確認していたので、生産性が低
く、しかも長時間の確認作業による疲労等が原因で作業
員の判断ミスを生じ易いという問題があった。

【０００５】本発明はこのような問題点にかがみてなさ
れたもので、プローブピン本体に挿入した複数本の針の
状態を自動的に判定して、生産性及び歩留りの向上を図
ることのできるプローブピンの組立方法及びその装置の
提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のプローブピンの組立方法は、プローブピン
本体を投光器と受光器との間の所定の位置に配置すると
ともに、このプローブピン本体の先端部に複数本の針を
挿入する位置決め挿入工程と、前記プローブピンの先端
部の画像を受光器で受けて画像処理装置のウインドウ内
に捕捉する画像捕捉工程と、前記プローブピンを回転さ
せて、前記ウインドウ内に捕捉したプローブピン先端部
の画像があらかじめ設定してある針の挿入本数と同数で
あって、かつ同画像のいずれもがほぼ同じ面積であるこ
とを確認する検査工程と、前記プローブピンの回転方向
と前記ウインドウ内に捕捉したプローブピン先端部の画
像の移動方向とを比較して、プローブピンの先端部に挿
入した各針の配置を判定する配置確認工程と、この判定
結果にもとづき、前記プローブピンの先端部に挿入した
複数本の針を組付け固定する組付け工程とで構成してあ
る。また、本発明のプローブピンの組立装置は、プロー
ブピン本体を保持して回転する組立治具と、プローブピ
ン本体の先端部に形成してある挿入孔に複数本の針を挿
入する組立ロボットと、前記挿入孔に挿入した複数本の
針をはさむ位置に配置された投光器及び受光器と、前記
受光器で受けた画像を二値化して所定のパターンと比較
し、前記挿入孔に挿入した複数本の針の状態を判定する
ための画像処理装置と、前記画像処理装置からの指令に
よって所定の回転角度で停止した前記組立治具に保持さ
れているプローブピン本体に対し、前記複数本の針を組
付け固定するかしめ装置とで構成してある。

【０００７】

【作用】本発明は、画像処理装置のウインドウ内にプロ
ーブピン先端部の画像を捕捉し、この画像情報によって
自動的にプローブピン先端部に装着した複数本の針の状
態を検査する。すなわち、画像処理装置のウインドウ内
に捕捉したプローブピン先端部の画像が、あらかじめ設
定してある針の装着本数と同数であれば針の抜けがない
ことを確認し、また同画像のいずれもがほぼ同じ面積で
あれば針が正逆反転して装着されていないことを確認
し、さらにプローブピンを回転させた方向と画像処理装
置のウインドウ内に捕捉したプローブピン先端部の画像
の移動方向を比較することで、プローブピン先端部に装
着した各針の配置を確認する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
た説明する。図１は本発明のプローブピン組立装置に係
る実施例を示す平面図、図２は同じく同装置の画像入力
及び位置決め機構を示す概略構成図である。まず、これ
らの図面にもとづいてプローブピン組立装置の実施例を
説明する。

【０００９】図１において、１は機台であり、この機台
１上面の中央部に組立治具２が設けてあり、機台１の前
方に設置したトレイコンベア３によって搬送されてきた
部品トレイ４から、組立ロボット５がプローブピン本体
を取り出し、組立治具２に装着する構成となっている。
組立ロボット５は、さらに部品トレイ４から複数本（以
下、本実施例では三本とする）の針を取り出し、組立治
具２に保持されたプローブピン本体の先端部に形成して
ある挿入孔への挿入作業を行なう。

【００１０】また、組立治具２の一方の側方には投光器
６が、他方の側方にはＣＣＤカメラなどの受光器７がそ
れぞれ設けてあり、組立治具２に保持されたプローブピ
ン本体の先端部画像を受光器７で受け、図示しない画像
処理装置に出力する。

【００１１】８はかしめ装置であり、組立治具２に保持
されているプローブピン本体の先端部をかしめ、挿入孔
に挿入した三本の針を同本体の先端部に固定する。９は
完成品搬出部、１０は不良品搬出部であり、かしめ作業
の終了した組立治具２上のプローブピンは組立ロボット
５によって完成品搬出部９に運ばれ、また、後述するよ
うに画像処理装置にもとづき不良品と判定されたプロー
ブピンは組立ロボット５によって不良品搬出部１０に運
ばれる。

【００１２】上述した組立治具２をさらに詳細に説明す
ると、図２に示すようになる。組立治具２は、プローブ
ピン本体１０１を同軸上に固定する開閉式チャック２１
を備え、この開閉式チャック２１を回転機構２２により
回転駆動する構成となっている。回転機構２２は、回転
ドライブ軸２３の回転をタイミングベルト２４を介して
開閉式チャック２１に伝達するもので、回転ドライブ軸
２３は駆動手段（本実施例では、上述の組立ロボット５
のハンドの回転を利用している。）によって一定ピッチ
づつ回転駆動される。

【００１３】投光器６はプローブピン本体１０１の先端
部に挿入された針１０２の先端部分に光線を照射し、受
光器７は各針１０２の周囲から透過してきた光線を受光
し、各針１０２の陰影を画像として入力する。画像処理
装置（図示せず）は、受光器７から入力した各針１０２
の画像を二値化して、針の本数，形状，及び回転方向を
あらかじめ設定してあるパターンと比較することによ
り、針１０２の挿入状態の良否を判定し、この判定結果
にもとづいて組立ロボット５及びかしめ装置８を制御す
る。

【００１４】次に、上述の装置を使用したプローブピン
の組立方法を図３及び図４（ａ）〜（ｄ）にもとづいて
説明する。図３はプローブピン組立装置の動作タイミン
グを示す図、図４（ａ）〜（ｄ）はプローブピン先端部
に挿入した各針の挿入状態を判定するための各工程の説
明図である。

【００１５】位置決め挿入工程 まず、トレイコンベア３で供給位置に搬送されてきた部
品トレイ４から、組立ロボット５がプローブピン本体１
０１を取り出し、組立治具２の開閉式チャック２１に挿
入する（図３、動作イ）。開閉式チャック２１は、プロ
ーブピン本体１０１を同軸上に保持する（図３、動作
ロ）。続いて、組立ロボット５が部品トレイ４内の針１
０２を取り出し、プローブピン本体先端部１０１ａの挿
入孔に挿入する。この動作を三回繰り返すとこにより、
三本の針がプローブピン本体の先端部１０１ａに挿入さ
れる（図３、動作ハ）。その後、組立ロボット５は移動
して、組立治具２の回転ドライブ軸２３をチャックする
（図３、動作ニ）。

【００１６】画像捕捉工程 プローブピンの先端部、すなわちプローブピン本体１０
１に挿入した各針１０２の先端部分に投光器６から光線
を照射し、各針１０２の先端部周辺を透過してきた光線
を受光器７で受光することにより、プローブピン先端部
の画像を得る。受光器７で受けたプローブピン先端部の
画像は、画像処理装置で二値化される。続いて、図４
（ａ）に示すごとく、画像処理装置のウインドウ３０を
走査し、プローブピン本体の先端部１０１ａに挿入した
各針１０２の先端部分の画像３０ａ，３０ｂ，３０ｃを
ウインドウ３０内に捕捉する（図３、動作ホ）。

【００１７】検査工程 組立ロボット５で回転ドライブ軸２３を一定ピッチごと
回転駆動することにより、組立治具２の開閉式チャック
２１を回転させる（図３、動作ヘ）。この回転操作と並
行して、画像処理装置のウインドウ内に捕捉したプロー
ブピン先端部の画像３０ａ，３０ｂ，３０ｃにより、一
定ピッチの回転ごとに複数回各針の挿入状態を検査する
（図３、動作ト）。すなわち、複数回の検査において、
プローブピン先端部の画像（針の画像）３０ａ，３０
ｂ，３０ｃが挿入本数（三本）と同数となる画像があれ
ば針の抜けなしと判定され、もし、同画像が挿入本数よ
り常時少なければ（例えば図４（ｂ）の状態）、それは
挿入した針に抜けが生じていることを意味し、したがっ
てこのプローブピンは不良品と判定される。また、プロ
ーブピン先端部の画像（針の画像）３０ａ，３０ｂ，３
０ｃがいずれもほぼ同じ面積であれば挿入した針に上下
反転なしと判定され、もしいずれかの針の画像面積が他
の針の画像面積と異なっている場合（例えば、図４
（ｃ））には、上下反転した状態で挿入された針の存在
を意味し、したがってこのプローブピンは不良品と判定
される。これらの検査は、正常な挿入状態の針の画像パ
ターンをあらかじめ画像処理装置に設定しておき、この
パターンとの比較により自動的に行なわれる。なお、開
閉式チャック２１を回転させながら検査を行なうのは、
重なりのない画像３０ａ，３０ｂ，３０ｃを得るためで
あり、検査精度を高めるため好ましくは５度ピッチ程度
の微小回転で重なりのない画像を得るか、あるいは３０
度以上回転するまで繰り返す。

【００１８】配置確認工程 画像捕捉工程が終了すると、図４（ｄ）に示すごとく、
各針の画像３０ａ，３０ｂ，３０ｃが等間隔となるよう
に配置した場合であっても、プローブピンの先端部は図
５（ａ）及び（ｂ）に示すような二通りの配置状態のい
ずれであるか判別することはできない。そこで、開閉式
チャック２１を回転させて、プローブピンの回転方向と
画像の移動方向とを比較することにより、各針の配置状
態を判定する（図３、動作チ，リ）。例えば、図５
（ａ）の配置状態にプローブピンの先端部があった場合
には、同図に矢印ａで示す方向にプローブピンを回転さ
せると、受光器７で受けた針の中央に位置する画像３０
ａは、画像処理装置のウインドウ３０内で左方向に移動
する。一方、図５（ｂ）の配置状態にプローブピンの先
端部があった場合には、プローブピンの回転方向（矢印
ａ）に対して、受光器７で受けた針の中央に位置する画
像３０ａは、画像処理装置のウインドウ３０内で右方向
に移動する。したがって、例えば、針が図５（ａ）の配
置にあるときにかしめ作業を行なうものとして、かしめ
装置８のかしめ爪８ａを図５（ａ）のように配置した場
合には、画像処理装置のウインドウ３０内に捕捉した中
央にある針の画像３０ａの移動方向が右方向の場合に
は、そのままプローブピンの回転を続け、中央にある針
の画像３０ａの移動方向が左方向でかつ各針の画像３０
ａ，３０ｂ，３０ｃが等間隔となったところ、すなわち
針が図５（ａ）の配置となったところでプローブピンの
回転を停止する。

【００１９】組付け工程 針を組み付けるためにプローブピンを適正な配置とした
後、かしめ装置８のかしめ爪８ａを作動してプローブピ
ン本体１０１の先端部１０１ａを押しつぶしてかしめ、
各針１０２をプローブピン本体１０１に組付け固定する
（図３、動作ヌ）。かしめ装置８は、任意のかしめ装置
において、かしめ爪８ａを三本にすれば足りるので、こ
こでは詳述しない。このようにして針を先端部に組付け
たプローブピンは、組立ロボット５により完成品搬出部
９へと送られる。また、検査工程で不良品と判定された
プローブピンは、組立ロボット５により不良品搬出部１
０へと送られる。

【００２０】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、例えば、プローブピン本体先端部に挿
入する針の本数が四本以上の場合にも適用することがで
きる。その場合であっても、同様にしてプローブピンへ
の針の挿入状態の検査を行ない、次にプローブピンの回
転方向と、画像処理装置のウインドウ内に捕捉したプロ
ーブピン先端部の画像の移動方向との関係に着目すれ
ば、全く同様にしてプローブピンを適切な配置状態とし
てかしめることが可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ローブピン本体に挿入した複数本の針の状態を自動的に
判定して、正常な挿入状態のもののみを自動的に組付け
ていくため、プローブピンの生産性及び歩留りの向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプローブピン組立装置に係る実施例を
示す平面図である。

【図２】同装置の画像入力及び位置決め機構を示す断面
正面図である。

【図３】同装置の動作タイミングを示す図である。

【図４】針の挿入状態を判定する各工程を説明するため
の正面図で、（ａ）は判定動作を説明するための図、
（ｂ）は針が一本抜けている状態の説明図、（ｃ）は針
が上下反転して挿入されている状態の説明図、（ｄ）は
針が正常に挿入されている状態の説明図。

【図５】組付け工程における針の配置状態を判定する工
程を説明するための平面図で、（ａ）は針の配置が正常
な状態の説明図、（ｂ）は針の配置が逆転している状態
の説明図。

【図６】複数本の針をもつプローブピンの一例を示す正
面図である。

【符号の説明】

１…機台 ２…組立治具 ３…トレイコンベア ４…部品トレイ ５…組立ロボット ６…投光器 ７…受光器 ８…かしめ装置 ３０…ウインドウ １０１…プローブピン １０２…針

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プローブピン本体を投光器と受光器との
   間の所定の位置に配置するとともに、このプローブピン
   本体の先端部に複数本の針を挿入する位置決め挿入工程
   と、 前記プローブピンの先端部の画像を受光器で受けて、画
   像処理装置のウインドウ内に捕捉する画像捕捉工程と、 前記プローブピンを回転させて、前記ウインドウ内に捕
   捉したプローブピン先端部の画像があらかじめ設定して
   ある針の挿入本数と同数であって、かつ同画像のいずれ
   もがほぼ同じ面積であることを確認する検査工程と、 前記プローブピンの回転方向と、前記ウインドウ内に捕
   捉したプローブピン先端部の画像の移動方向とを比較し
   て、プローブピンの先端部に挿入した各針の配置を判定
   する配置確認工程と、 この判定結果にもとづき、前記プローブピンの先端部に
   挿入した複数本の針を組付け固定する組付け工程と、 からなることを特徴とするプローブピンの組立方法。
2. 【請求項２】 プローブピン本体を保持して回転する組
   立治具と、 プローブピン本体の先端部に形成してある挿入孔に複数
   本の針を挿入する組立ロボットと、 前記挿入孔に挿入した複数本の針をはさむ位置に配置さ
   れた投光器及び受光器と、 前記受光器で受けた画像を二値化して所定のパターンと
   比較し、前記挿入孔に挿入した複数本の針の状態を判定
   するための画像処理装置と、 前記画像処理装置からの指令によって、所定の回転角度
   で停止した前記組立治具に保持されているプローブピン
   本体に対し、前記複数本の針を組付け固定するかしめ装
   置と、 を具備したことを特徴とするプローブピンの組立装置。