JPH0676048A - 部品端子検出用撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、被検査部品の端子ピンの先端がその
切り口で光源からの光を乱反射する性質を利用して被検
査部品端子先端のみを照明し、その像から所定の認識手
続を経た後に部品の方向を判定する。 【構成】該被検査部品の略全体が照明部より発する光に
あたらない様に形成された遮光壁部内に、被検査部品を
検査部品把持部によって把持・静停させ、被検査部品よ
り出る端子を該撮像部が撮像するときには、照明部より
発する光が被検査部品に付設する端子の略先端部にのみ
照射される様にすることで、容易に端子ピン像をテレビ
カメラによって撮像する様にしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、部品端子を検査するた
めの撮像装置に係わる。詳しくは、リード部品等の端子
を有する部品の端子先端の位置、数、配列方向等を検査
するための撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の軽薄短小化が進んでお
り、これに伴いこれら機器の組立に使用される部品は、
設計段階から自動部品挿入装置が容易に取り扱うことが
できる様、出来るだけ規格化されたものが採用されてい
る。しかし、規格化できない異形部品を使用する工程は
未だ数多く残っており、ここでは専用の自動部品挿入装
置による取扱いが困難である。このため、一般に電子機
器の生産工程ではロボット等の汎用組立装置を使用する
ことが多く、更に組立部品の端子の欠け・曲がりの検査
および部品の位置及び方向の検出を行うため、テレビカ
メラによる撮像の後、これを認識処理することも一般的
に行なわれている。

【０００３】ここにおいて、取り扱う異形部品としては
円柱状トランス等のものが主であり、これらは上面から
観察しても基板に挿入する方向が不明確である場合が多
い。この場合を例にとり、図１乃至図４（異形部品であ
る円柱状トランスおよびこれを格納するパレット）に基
づいて従来の技術を説明する。

【０００４】円柱状トランスの外観は図１の如きもので
あって、通常絶縁線をコア（３）に巻いたものを封止の
ためのポリエチレン絶縁皮膜（２）で被ったものとなっ
ている。コアには機械的に端子ピン（１）が付設されて
おり、コアに巻いた絶縁線にはこの端子ピン（１）から
給電できるようになっている。

【０００５】この様なトランスは、底面からは図２の如
く、端子ピン（１）が点のように見えており、その配置
は方向性を有している。一方、上面からは図３の如く単
にコア（３）が皮膜（２）で被われているのみであるた
め、その方向性を判定する手掛かりが得られないという
特徴がある。

【０００６】また、組立工程に於いてトランスは図４の
如くパレット（５）の中に区切られたパレット小室
（６）の中に底面を下にして配置・供給されるのが常で
ある。従って、トランスがパレットに入っているうちは
その部品方向は判断し得ないということになる。

【０００７】従来、上記のようなパレットに配置されて
いる異形部品に於いては、一旦ロボットマニュピレータ
（１２）で部品（１０）を取り出し、図５に示すように
スリガラス（９）の上に載せ、下面からカメラ（８）で
これを撮像し、画像処理によってその方向を判断してい
た。この様な構成を採ることで、端子ピンの部分の像は
斜上部にある照明部（１１）からの光を遮断するために
暗い点となって検出でき、処理の容易が図れたからであ
る。

【０００８】ここで従来の技術によると、被検査部品よ
り突出する複数の端子の長さがそれぞれ揃っている場合
には兎も角、揃っていない場合にはスリガラス上に接足
しないため図７に示す様に、接足端子の像（１５）に比
して被接足端子の像（１４）が薄明るくなり、認識処理
時にこれを検出できないことがあり、このためすべての
端子を検査することができず、目的の部品方向を決定で
きないことになる。特に被検査素子が安価なものである
場合に端子長がばらつくことが多く、この様なものを自
動検査できないのでは組立処理のコストダウンを図るこ
とができない虞がある。

【０００９】一方、ＣＣＤ素子等の撮像素子を用いて、
被検査部品の端子先端の位置及び形状を検査する場合に
おいて、単に被検査部品に照明を照射しただけでは検査
したい端子先端以外の像までも得られてしまい、その像
から端子先端の位置及び形状を検査するのは困難であっ
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来の技術の欠点を除くためになされたものであって、そ
の目的とするところは、照明部より発する光が被検査部
品の端子先端のみにあたるように、被検査部品の端子先
端部を保持することによって、端子先端の像のみを鮮明
に得ることができ、また端子ピン長のバラツキがあるも
のでも確実に位置検出ができる部品端子検査用撮像装置
を提供することにある。

【００１１】即ち、本発明では、端子ピンの先端は、そ
の切り口で光源からの光を乱反射する性質を利用して、
照明部より発する光が被検査部品の端子先端のみにあた
るように被検査部品を保持することによって、被検査部
品端子先端のみを照明し、その像を得て、所定の認識手
続を経た後に部品の方向を判定しようとするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の部品端子検査用
撮像装置は、像を撮り、電気信号に変換する撮像部と、
この撮像部が感光する周波数帯域を含む光を発生する照
明部と、被検査部品を把持する検査部材把持部と、前記
被検査部品の略全体が前記照明部より発する光にあたら
ない様に形成された遮光壁部とを具備し、前記被検出部
品より出る端子を前記撮像部が撮像するにあたり、前記
照明部より発する光が前記被検査部品に付設する端子の
略先端部にのみ照射されるように、前記被検査部品を保
持することを特徴としたものである。

【００１３】

【作用】ここで、撮像部は、テレビカメラ等を使用して
光学的情報を電気的な情報に変換し、画像処理装置に入
力しうるものである。この撮像部が感光する周波数帯域
を含む光を発生する照明部は、端子ピン先端で乱反射を
起こさせるための光源となる様に作用させるものであ
る。このため、前記撮像部が精度よく撮像できるような
色の光を発生する必要がある。

【００１４】被検査部品の略全体が前記照明部より発す
る光にあたらない様に形成された遮光壁部は、光源から
の光を遮光壁部裏側には透過しないように遮光する様に
作用する。被検査部品を把持する検査部品把持部は、部
品を把持し搬送できるようにするとともに、被検査部品
のうち端子ピンを含まない部品底面に光が照射されるこ
とを防ぎ、端子ピン先端部にのみ光があたる様に移動可
能となるように作用する。

【００１５】

【実施例】以下、図８乃至図１０を参照しつつ本発明を
説明する。図８は本発明の一実施例の構成を示したもの
である。照明部（２３）は、被検査部品（２０）の端子
ピンに光を当てるための照射光を発生する。従って、そ
の形式は単一光源のものであっても複数光源のものであ
っても、さらには環状光源のものであっても構わない
が、処理のし易い像を得るためには環状光源を使用した
方がよいと思われる。端子ピン先端を円形像として撮像
できるからである。

【００１６】被検査部品（２０）は、その端子ピンの配
置を見なければ部品の方向が分からない様なものであっ
て, 本実施例ではこれの把持方向を検出するものであ
る。端子ピンは導電体ゆえ金属光沢があり、一般的にそ
の先端部においても光を反射する性質がある。尤も、部
品によっては端子ピン先端に被覆が付けられている場合
もあるが、この場合でもその被覆に表面光沢があるもの
ならば、本発明を実施する上で同様の効果があるものと
期待することができる。検査部品把持部（２１）は、そ
の先端が負圧により被検査部品（２０）を吸着できるよ
うになっているとともに、他端がロボットの作用点に接
続されており、被検査部品を自由に移送できるようにな
っている。

【００１７】撮像用カメラ（２７）は、前記被検査部品
の端子ピン位置を認識するために使用する原画像を取り
込むカメラであって、ＮＴＳＣ、ＳＥＣＡＭ等の方式は
問わない。また通常、カメラは前記被検査部品が検査位
置にあるときの端子ピン先端部分に合焦させるが、端子
ピンの反射の状況により若干ずらした方が検出容易な場
合にまで正確に焦点を端子ピン先に合わせる必要はな
い。また、その撮像が下方より行われるようにカメラを
配置することで、パレットから取り出したそのままの状
態で容易に検査できる。

【００１８】遮光壁部（２２）は、照明部（２３）の発
した光が当該遮光壁部内部にまで入り込むことを防止す
る様になっている。従って、その材質は実質的に遮光で
きるものを使用する必要がある。また、被検査部品がど
の方向を向いているのか分からないことから、形状は直
径同一の円筒形が適当と思われるが、周囲の機器配置と
の関係で不都合ある場合、他の形状を採っても構わな
い。

【００１９】固定スタンド（２４）は前記遮光壁部（２
２）および照明部（２３）を架台（２５）に固定できる
ようにするものである。背景遮光部（２６）は検査部品
把持部（２１）に付設する傘であり, 下部から撮像した
画像中、被検査部品の周囲に不要な像が現われないよう
になっている。従って、その形状は図のような傘型（円
錐型）に拘泥する必要は無いが、内部に黒のツヤ消し塗
装処理等をしておくことが望ましい。

【００２０】次に本実施例による検査動作を図９乃至図
１０を用いて説明する。先ず、ロボットは被検査部品を
図示しないパレットから取り出すと、遮光壁部上部から
遮光壁部（２２）円筒の内部を通し、被検査部品把持部
（２１）を使って端子ピン先端が若干遮光壁部下端スレ
スレの位置に来るまで降ろしていく。この位置において
は背景遮光部（２６）は遮光壁部（２２）円筒上端を被
う様になり、外部からの不要な光入射が防がれる。この
とき被検査部品はいずれの方向を向いているのかは判明
していない。この時点で撮像用カメラ（２７）は検査の
ための撮像が可能となる。

【００２１】ここで、検査のための撮像が可能となった
ときの各要素の位置関係を図１０に示して説明する。被
検査部品（１０）は検査部品把持部（１２）に把持され
たまま、端子ピン先端が若干遮光壁部（２２）下端すれ
すれの位置で静停している。照明部（２３）内に含まれ
る照明用光源（３０）から出た光は集光レンズ（３１）
を通して、前記被検査部品（１０）の端子ピン（１）先
端を照射している。

【００２２】このとき光路Ａ（３２、３２）による光は
被検査素子に到達するも、光路Ｂ（３３、３３）による
光は遮光壁に遮られる境界位置の光であり、これが被検
査素子本体にあたらない限り、被検査部品（１０）の端
子ピン（１）先端のみを照射していることになる。勿
論、光路Ｂの光は遮光壁下端で回折することになるの
で、若干は被検査素子本体にも当ることになるが、その
照度は高くないので撮像カメラより得られる像並びに２
値化した画像では特徴ある部位として検出されないこと
になる。

【００２３】この位置関係で得られた像は、例えば図１
１の様になる。ここで背景画像（４２）は最も低照度の
部分であり、残留画像（４０）は前記回折光により被検
査素子の底面の一部が見えているものである。但し、後
述する画像処理装置の処理においてこれは除去すること
ができるものである。端子ピン先端画像（４１）は照明
光源の反射光であるため、相当な輝度の映像を得ること
ができ、その除去処理は極めて容易である。

【００２４】別の撮像例として図１２に示すようなもの
が得られることがある。ここで、（５１）〜（５３）は
それぞれ端子ピン先端についての画像である。半月型像
（５１）は端子ピン先端の正常な像である。端子ピン先
端が半球の形状をしている場合には光源のある方向の球
面が反射するので、この様な形状になるものである。
尚、これは端子ピン先端にカメラの焦点を合わせた場合
の像であるが、多少ずらした場合、若しくは故意にボカ
シのフィルターを通した場合には円形像が得られること
になる。また、照明に環状照明を使用すれば同様に円形
像が得られることになる。

【００２５】円形像（５２）は端子ピン先端が斜めにカ
ットされている場合の正常な像である。端子ピン先端が
カットにより平面状の切り口を有していれば一律に円形
の反射像を得られることになる。図１５の如く、切り口
全面で光を反射するからである。変形長円像（５３）は
端子ピン先端が何らかの形で変形していることを示して
いる。この変形には端子ピンの曲がり等も含まれてい
る。

【００２６】ところで、検査部品把持部で把持した被検
査部品（１０）の掴み位置が不確定となるような場合が
ある。これはパレット中に発泡スチロールが敷き詰めて
あって、パレット小室内に段差があり、その上にある被
検査部品の載置高さがそれぞれ異なってしまっている場
合に多く発生する。この様なとき、従来例（図５）では
スリガラス上に一旦、被検査部品を置き、再度把持し直
して高さを合わせるということをしていた。

【００２７】本実施例において、この必要があれば図１
４に示す如く、照明部（２３）と遮光壁部（２２）との
間隙に光を透過する透明な板（７０）を配設すればよ
い。即ち, 移送してきた部品（１０）をこの光透過版
（７０）の上に一旦置き、再度把持し直せば、高さ合わ
せができたことになる。なお、上記のようなピン毎の検
査のほか、ピン間隔を測定することにより、ピン自体の
曲がりや欠損を確認することも可能である。

【００２８】さて、上記実施例で得られた画像は既に公
知の画像処理装置によって処理すればよい。図１３はこ
の構成を示している。本実施例においては、撮像用カメ
ラ（２７）より得られた画像は一旦、画像処理装置中の
画像メモリー（６０）に蓄積し、ＲＯＭ（６３）中に記
憶してあるプログラムに従ってＣＰＵ（６１）は２値化
を行う。この２値化によって不要な低明度の背景像等を
除去することができている。残った端子ピン先端像に対
し、ＣＰＵは続いて認識処理を行い、所定の検査工程を
終了することができる。検査結果は通信インターフェー
ス（６２）を通じてロボットの数値制御装置に転送する
ことで、ロボットはその後の処理をすることができるよ
うになるのである。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
照明部より発する光が被検査部品の端子先端のみにあた
るように、被検査部品の端子先端部を保持することによ
って、端子先端の像のみを鮮明に得ることができ、また
端子ピン長のバラツキがあるものでも確実な位置検出が
できるようになるものである。尚、本発明は多くの端子
付部品に適用可能であるので、その効果は極めて大きい
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】被検査部品の全体斜視図である。

【図２】被検査部品の底面図である。

【図３】被検査部品の上面図である。

【図４】被検査部品がパレットに配置されている状況を
示した図である。

【図５】従来例の構成を示した図である。

【図６】被検査部品の端子ピン先端で光を反射する様子
を示した図である。

【図７】従来例に於いて被検査部品の端子ピン長にバラ
ツキがある場合に得られる像を示した図である。

【図８】本発明における一実施例を示した図である。

【図９】本発明における一実施例であって撮像直前の位
置関係を示した斜視図である。

【図１０】本発明における一実施例であって撮像直前の
位置関係を示した断面図である。

【図１１】本発明における一実施例で得られる像例を示
した図である。

【図１２】本発明における一実施例で得られる別の像例
を示した図である。

【図１３】本発明における一実施例に接続する画像処理
装置の構成例を示した図である。

【図１４】本発明における別の実施例を示した図であ
る。

【図１５】被検査部品の端子ピン先端が斜めカットされ
ているときの光路を示した図である。

【符号の説明】

２１ 検査部品把持部 ２２ 遮光壁部 ２３ 照明部 ２７ 撮像用カメラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像を撮り、電気信号に変換する撮像部
   と、 該撮像部が感光する周波数帯域を含む光を発生する照明
   部と、 被検査部品を把持する検査部品把持部と、 前記被検査部品の略全体が前記照明部より発する光にあ
   たらない様に形成された遮光壁部とを具備し、 前記被検査部品より出る端子を前記撮像部が撮像するに
   あたり、前記照明部より発する光が前記被検査部品に付
   設する端子の略先端部にのみ照射される位置に、前記被
   検査部品を保持することを特徴とした部品端子検査用撮
   像装置。
2. 【請求項２】 特許請求の範囲請求項１に記載した部品
   端子検査用撮像装置において、 前記被検査部品を一時的に置くことのできる光透過板を
   具備し、 前記被検査部品より出る端子を前記撮像部が撮像するに
   あたり、前記照明部より発する光が前記被検査部品に付
   設する端子の略先端部にのみ照射される位置で前記被検
   査部品を置ける様に前記光透過板を配置することを特徴
   とした部品端子検査用撮像装置。
3. 【請求項３】 特許請求の範囲請求項１または請求項２
   に記載した部品端子検査用撮像装置において、 前記遮光壁部は、遮光性ある円筒とすることを特徴とす
   る部品端子検査用撮像装置。