JPS62127602A - 部品検査装置 - 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】 〔発明の概要〕 本発明は実装部品の外観検査装置に関し、実装された部
品の傾き、欠落、方向違いなどを光切断法の原理に基づ
いて測定する検査装置であり、レーザビームをシリンド
リカルレンズを介してスリット状として実装部品上に照
射し、その反射光を撮像手段で撮像し、撮像したスリッ
ト像にウィンド設定を行って切り出しを行うことで欠落
を検出し、切り出したラインの位置と傾きから実装部品
上面の位置と傾きを得るとき両端エツジの傾斜部を切り
落として、残りのデータから傾きを求めるようにした部
品検査装置を提供するものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は実装部品の外観検査装置に係り、特にプリント
基板に実装した部品の傾きを求める新規な工程を有する
部品検査装置に関する。

〔従来の技術〕

一般にプリント基板に実装する電気部品はインサートマ
シン等が用いられ、自動的にプリント基板に部品が取り
付けられるが、その数も多く、部品の欠落、傾き、方向
違い等の欠陥が生ずるが、これを自動的に検査すること
は、かなり難しかったが、本出願人は、先に下記のよう
な実装部品検査装置を提案した。この部品検査装置は光
切断法の原理に基づいて部品の上方の斜め位置からスリ
ットビーム状のレーザを照射し、その反射光をテレビカ
メラで上方から撮像したときのスリット像は実装部品の
高さと傾きに応じて、それぞれ位置ずれと傾きを起こす
ので、このようにして得られた像の傾きを求めるもので
従来方法は第６図（ａ）。

（ｂｌに示す方法があった。

すなわち、第６図＋ａｌにおいてはスリット状のレーザ
ビームを部品上に照射したときテレビカメラに得られる
スリット像を画像メモリに格納して、実装部品が存在し
得る領域にウィンド１を設定し、更にウィンド内でスリ
ット像２を３で示す位置で切り出し、この切り出し位置
の座標（ｘ＋、ｙｉ（ｘｚ、ｙｚ）の両端を直線４で結
んで、このと度の良い方法としては第６図（ｂｌに示す
ようにスリット像のプロット点２ａ、２ｂ・・・の座標
を最小二乗法で近似させた直線４から傾きを求める方法
も提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

プリント基板に実装される電気部品で角型形状のＩＣと
かコンデンサ等に上記方法に基づいてスリット状レーザ
ビームを照射したときの部品上のスリット像２は第７図
に示すようにウィンド１内で切り出す位置３では下方に
垂れ下がった傾斜部５ａ、５ｂを有するスリット像２が
得られる。これは角型部品のコーナ部にアールがついて
いる事などに起因している。このように垂れ下がった傾
斜部を有するスリット像２を第６図（ａｌの方法で直線
４を近似させても、或いは第６図ｆｂ）の方法で最小二
乗法で求めても共に計測値誤差が多くなるため部品の傾
き角を正確に求められなくなる欠点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、その目的は光
切断法の原理によって実装部品の傾き（浮き）を正確に
計測しようとするもので、その手段は基板に実装した部
品の欠落、浮き、位置違い、方向違い等の欠陥を自動的
に検出する検査装置において、光切断法によって上記部
品にスリットビームを照射したときの高さデータを画像
メモリに記録し、該部品領域に設定したウィンド内でラ
イン状の像を切り出し、この切り出したラインの位置と
傾きから該部品の上面の位置と傾きを得る際に該ライン
状の像の両端にエツジ傾斜部を含むとき、これを切り落
とした後に残ったデータを一５＝ 用いて近似直線の傾きを得ることを特徴とする部品検査
装置によって達成される。

〔作　　用〕

本発明の部品検知装置では光切断法の原理に基づいて実
装部品上方斜めからスリット状のレーザビームを照射し
、上方に配したテレビカメラで上記実装部品上方のスリ
ット像を撮像し、このスリット像をメモリに格納し、部
品のあるべき位置にウィンドの設定を行う（部品のある
べき位置は予め解っている）ことで部品の欠落を検出し
、更に上記スリット像の両端をウィンド内で切り出しを
行うが、この時にスリット像の両端に垂れ下がり傾斜部
があるときこの垂れ下がり傾斜部を２ビット程度切り出
した後にスリット像の切り出し点画間を直線で結ぶが、
最小二乗法による直線近似によって直線を求めて、傾き
θがら実装部品の傾き（浮き）を求めるようにした部品
検査装置を得んとするものである。

〔実　施　例〕

以下、本発明の部品検査装置を第１図乃至第５図につい
て詳記する。

第１図は本発明の光学系を示す模式図、第２図は本発明
の部品検査装置の系統図、第３図は本発明の２ステツプ
光切断法の原理を示す実装部品の斜視図、第４図は部品
の位置判定を行うための方法を説明する実装部品の側面
図、第５図は本発明のスリット像を示す画像であり、第
１図において６は被検査部品の例えば角形コンデンサで
ありプリント基板に実装されている。７は被検査部品６
上に配設されたファイバーリングで光ファイバー８に連
通され、該光ファイバー８の一端は青透過フィルタ９を
介してランプハウス１０に接している。ランプハウス１
０からの光は青透過フィルタ９で青色光のみ透過されて
ファイバーリング７によって青色光で被検査部品６を照
明する。被検査部品６の例えばコンデンサの子種性側に
はペイントマーク１１が付され、Ｈｅ−Ｎｅレーザの赤
色レーザビーム１２ａ、１２ｂをシリンドリカルレンズ
１３ａ、１３ｂによってスリット状にして被検査部品６
に斜め上方から照射する。Ｈｅ　−Ｎ　ｅレーザ源が２
つあるのは実装部品の取付状態に応じて実装部品の幅方
向をスリット状のレーザビームがよぎるように照射する
ためである。

レーザビームは被検査部品６の上面で反射される。該被
検査部品６の上面に配設した赤反射ミラー１４が反射光
軸１９上に４５°傾斜して配され、この赤反射ミラー１
４を通過した照明用の青色光はレンズ１６を通じて第１
のテレビカメラ１７に撮像されて、これによって被検査
部品６の上に画かれたペイントマーク１１を検知して、
該第１のテレビカメラ１７からは記号画像１７ａが出力
される。更に赤反射ミラー１４で反射されたＨｅ−Ｎｅ
レーザによるスリット像はレンズ１５を介して第２のテ
レビカメラ１８に撮像される。このとき第２のテレビカ
メラ１８はスリット像のみの構造画像１８ａを検知する
。このスリット画像のスリットライン位置から光切断法
と同様の原理によって被検査部品の高さデータを得る。

上記した第１および第２のテレビカメラ１７゜１８から
の記号画像１７ａと構造画像１８ａを画像選択回路２０
に与え、このいづれかをコンピュータ２１によって選択
する。コンピュータは被検査部品６を載置したＸ−Ｙス
テージ２２をも制御する。２３は第１図に示した光学系
を示すものであり、画像選択回路２０の出力はアナログ
−デジタル変換回路２４に加えられデジタル化したデー
タを画像メモリ２５に記録する。画像メモリ２５もコン
ピュータ２１でコントロールされている。

このコンピュータは予め検査するプリント基板の部品の
位置、種類、方向といったデータを備えている。

このような構成の部品検査装置において次の工程により
検査が行われる。

（１１Ｈｅ　−Ｎ　ｅレーザ源からの赤色レーザビーム
１２ｂはシリンドリカル１３ｂでスリット状になされ、
Ｘ−Ｙステージ上の被検査部品６上の第１の照射位置に
スリット状のレーザビーム２６を第３図に示すように照
射し、その時の第２のテレビカメラの構造画像１８ａ、
すなわちスリット像を画像メモリ２５に格納する。

（２）次に正常な被検査部品が存在し得る領域にコンピ
ュータ２１の記憶データに基づいてウィンド１を設定す
る。

（３）　　ウィンド１内のライン状のスリット像２をそ
の両端で切り出し３を行う。この長さが規定値以下のと
きは「部品なし」と判断し、部品欠落を検出する。

（４）　　切り出したスリット像２の位置と傾きから被
検査部品上の位置と傾きを求め、第４図に示すように被
検査部品の正常挿入位置２８求める。

すなわちＭ、は正常挿入位置、Ｈは被検査部品６の高さ
、Ｍは傾いた被検査部品６の部品の中心位置、βは被検
査部品６の傾き角であり、正常挿入位置Ｍ１は Ｍｌ　　＝　Ｍ　＋）［ｓｉｎ　β　　　　　・・・・
・（］）で求める。ここで２９ａ、２９ｂは隣の部品挿
入位置である。このように隣の挿入位置に傾いている場
合の正常挿入位置が求まる。よって電極挿入位置が正常
位置か隣の挿入位置かを判定する。

（５１Ｘ−Ｙステージ２２を移動させて、第３図に示す
ように被検査部品６の第２の照射位置にスリット状のレ
ーザビーム２７を照射する。

（６）上記第２〜第４の処理を繰り返し、被検査部品の
欠落状態や正常挿入位置の検査が行われる。

（７）第１の照射位置２６の平均高さと第２の照射位Ｗ
２７の平均高さの差を求めて、その値が規定値以上のと
き「浮き欠陥」すなわち傾きとする。

（８）第１のテレビカメラ１７から画像選択回路２０を
切り換えて記号画像を画像メモリ２５へ取り込む。

（９）上記第１〜第７の処理で求めた被検査部品６の位
置および浮き量をもとにペイントマークが画かれている
位置およびその逆方向の２ケ所にウィンドを設ける。

α０　正方向および逆方向のウィンド内において輝度が
規定値以上のビット数を求める。正方向のピッ１−敗が
逆方向のものより小さいとき「方向不良」とする。

このような一連の処理によって被検査部品１個の検査が
完了する。

プリント基板１枚の被検査部品の検査はこれらの処理を
繰り返すことで終了する。畝上の各処理において、本発
明では４項の被検査部品の傾き角の計測を下記の如く行
う。第５図においてスリット像２の両端で切り出し３を
ウィンド１内で行った後にスリット像２の両端の垂れ下
がり傾斜部５ａ。

５ｂの両端を２ビット程度Ｘ軸方向のＸｉおよびｘ７点
でライン３０で示す位置で切り落す。次に残ったデータ
を用いて近似直線４の傾きθを求める。いまスリット像
２の座標を（Ｘ（、ｙｔ”）長る。

この（２）式で求めた値は最小二乗法による近似直線の
傾きを示すものである。更に被検査部品への光学系のス
リット光の入射角をψとし、該被検査部品の傾き角をβ
とすると、これは次の関係がある。

ｔａｎθ−ｔａｎβ・　ｔａｎψ　　　　　　・−−・
（３）れ下がった傾斜部があっても正確に対象である被
検査部品の傾きを計測することができる。

なお、上記構成では最小二乗法によって直線を近似する
方法を説明したが、垂れ下がった傾斜部の両端を切り出
した後にその両端を直線で近似しても上記と同様の効果
が得られる。

〔発明の効果〕

本発明は畝上の如く構成させたので、特に被検査部品が
角型でそのコーナ部にアールがついたものに光切断法の
原理に基づいてスリット状のレーザビームを照射すると
発生するコーナ部の垂れ下がり傾斜部によるスリット像
を直線近似させる際の誤差を大幅に減少させることがで
きる特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の部品検査装置の光学系を示す模式図、 第２図は本発明の部品検査装置の系統図、第３図は本発
明の部品検査装置の被検査部品上に照射したスリット状
レーザビームを模式的に画いた斜視図、 第４図は傾いた検査部品の正常位置を求めるための説明
図、 第５図は本発明のスリット像の切り出し方法を示す画像
パターン図、 第６図ｔａｌ、（ｂ）は従来の傾き角計測法を示す画像
パターン図、 第７図は従来の部品エツジが検出された画像パターン図
である。 １・・・ウィンド、 ２・・・スリット像、 ３・・・切り出し位置、 ５ａ、５ｂ ・・・垂れ下がり傾斜部、 ６・・・被検査部品、 ７・・・ファイバーリング、 ８・・・光ファイバー、 １０・・・ランプハウス、 １２ａ、１２ｂ ・・・Ｈｅ　−Ｎ　ｅ赤色レーザビーム、１３ａ、１３
ｂ ・・・シリンドリカルレンズ、 １７．１８ ・・・第１および第２のテレビカメラ、２０・・・画像
選択回路、 ２１・・・コンピュータ、 ２２・・・Ｘ−Ｙステージ、 ２３・・・光学系、 ２５・・・画像メモリ、 ３０・・・第２の切り出し位置。 本発明の部品検査表置のお晩図 第２図 ス１１・・ｌト九の７１！！射イユ置 第３図 不貞５、Ｔｏ料部品の正電４狂置ｆ 本めろ１ニハの眺明図 第４図 ５リ オ（弁９月のスリット不参３の切り出し焉ｊ人第５図 従来のΔ頃さＡ打済じム 第６図 ｉｒｖ品１．・ルや＼゛挾出出３ｆｓ又り−ｌトづ象第
７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板に実装した部品の欠落、浮き、位置違い、方
   向違い等の欠陥を自動的に検出する検査装置において、
   光切断法によって上記部品にスリットビームを照射した
   ときの高さデータを画像メモリに記録し、該部品領域に
   設定したウインド内でライン状の像を切り出し、この切
   り出したラインの位置と傾きから該部品の上面の位置と
   傾きを得る際に該ライン状の像の両端にエッジ傾斜部を
   含むとき、これを切り落とした後に残ったデータを用い
   て近似直線の傾きを得ることを特徴とする部品検査装置
   。
2. （２）前記近似直線を最小二乗法によって求めてなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の部品検査装
   置。
3. （３）前記近似直線はエッジ傾斜部切断後にその両端を
   直線で結んで近似させてなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の部品検査装置。