JP2005010111A - 部品姿勢判別装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の部品姿勢判別装置は、外面の一部に光透過性の素材が露出した搬送路1W上の部品Pに光を照射する光照射手段10と、部品Pから放出された光を検出する光検出手段20とを有し、光検出手段の光検出レベルに基づいて部品の姿勢を判別し、光検出手段の光検出方向は、光照射手段の光照射方向の範囲の外側で光照射方向に対して非同軸状に、かつ、光照射手段の照射光が照射される部品の外面部分による正反射方向を含まない範囲に設定され、しかも、光検出方向の少なくとも一部が外面部分に臨む方向に設定されていることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は部品姿勢判別装置に係り、より詳しくは、振動式パーツフィーダなどの部品搬送装置において搬送される部品の姿勢を判別するための装置構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、振動式パーツフィーダなどの部品搬送装置或いは部品供給装置において、搬送されてくる部品の姿勢(例えば表裏)を判別するために部品姿勢判別装置が用いられる場合がある。この部品姿勢判別装置は、通常、光センサを用いて部品から放出される反射光や透過光を検出し、その光検出レベルによって部品の姿勢を判別する。ここで、反射光を検出する方法では、光照射部と光検出部とを同軸に配置した光学系を用いて、部品の表面に対して略直交する方向若しくは傾斜した方向を光照射軸及び光検出軸とする同軸反射方式が知られている。
【0003】
上記の部品姿勢判別装置は、例えば、セラミックス基板などを用いたチップ部品に用いられる。ここで、部品がチップ抵抗であるとき、その表面には抵抗層が露出し、裏面にはセラミックス基板面が露出しているとともに、いずれの面にも半田層で被覆された端子部が存在する。このようなチップ抵抗の表裏を判別する場合に正反射光を検出する方法(例えば、上記の同軸反射方式において光照射軸及び光検出軸を部品表面と直交する方向に設定した場合)には、抵抗面が露出した表面に光が照射されると抵抗層の反射率が高いことから検出レベルが高くなり、セラミックス基板面が露出した裏面に光が照射されるとセラミックスは半透明であるために反射光量が低下することから光検出レベルが低くなるため、これらの光検出レベルを所定の閾値と比較することによって部品の表裏が判別される(例えば、以下の特許文献1参照)。
【0004】
また、上記同軸反射方式でも、その光照射軸及び光検出軸を部品表面に対して斜めに設定すると、正反射光はほとんど検出されず、散乱光や光透過性素材の内部で反射される内部反射光を検出することになるので、上記とは逆に、チップ抵抗の表面に光が照射されると光検出レベルは低くなり、チップ抵抗の裏面に光が照射されると光検出レベルは高くなる。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−83333号公報(特に図5参照)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の部品姿勢判別方法においては、姿勢による部品の反射率や透過率の変化量が充分でないと、判別のための閾値の調整作業が困難になるとともに、光検出レベルのS/N比(判別する姿勢間の光検出レベルの比、例えば、部品の表裏を判別する場合には、部品の検出面が表面であるときの検出値と裏面であるときの検出値の比)を確保することが難しくなり、誤検出が生じやすくなったり、誤検出を防止するために検出時間が長くなり部品の搬送速度を低下させる必要が生じたりするなどといった問題点があった。
【0007】
例えば、上述の正反射光を検出して上記の抵抗チップの表裏判別を行う場合においては、抵抗面の艶、印刷文字、端子部の反射などによってS/N比を確保することが難しい。
【0008】
特に、搬送路上において搬送されていく抵抗チップの姿勢を判別する場合には、抵抗チップの搬送途中において光照射スポットが必ず端子部に照射されるため、端子部において生ずる反射光を回避することは不可能であり、その結果、光検出側で検出タイミングを管理するなどの何らかの高度な処理が必要になる。
【0009】
これに対して、同軸反射方式ではあっても光照射軸及び光検出軸を部品表面に対して斜め方向とするときには、正反射光を減らすことができるため、S/N比をやや高くすることができる。しかしながら、部品の外面に対して斜めに光が入射するために光照射密度が低下するとともに主として検出される散乱光や内部反射光の光強度が弱いことから検出光量が低下し、端子部の表面凹凸状態の変化によって光検出レベルが大きく変動するため、やはり誤検出を低減することは難しい。
【0010】
特に、この場合には光検出軸が光照射軸とほぼ一致しているために、部品の端子部表面の微細な凹凸によって生ずる表面散乱光が検出されやすくなり、端子部の表面状態によって光検出レベルが大きく変動するという問題点がある。また、光検出軸が光照射軸とほぼ一致しているために、搬送過程においては部品の角部(通常は端子部の角部)において生ずる反射光(正反射光)の検出強度も大きくなることから、この角部の反射光が光検出レベルの判別を妨げる場合もある。
【0011】
そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、部品姿勢を判別する対象部分以外の影響を極力低減させることにより、検出レベルのS/N比を高めることを可能とし、これによって搬送路上にある部品の姿勢判別において誤検出の防止や検出時間の短縮を図ることのできる部品姿勢判別装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の部品姿勢判別装置は、外面の一部に光透過性、すなわち透明若しくは半透明の素材が露出した搬送路上の部品に光を照射する光照射手段と、前記部品から放出された光を検出する光検出手段とを有し、該光検出手段の光検出レベルに基づいて部品の姿勢を判別する部品姿勢判別装置において、前記光検出手段の光検出方向は、前記光照射手段の光照射方向の範囲の外側で前記光照射方向に対して非同軸状に、かつ、前記光照射手段の照射光が照射される前記部品の外面部分による正反射方向を含まない範囲に設定され、前記光検出方向の少なくとも一部は前記外面部分に臨む方向に設定されていることを特徴とする。
【0013】
この発明によれば、光検出手段の光検出方向が照射される部品の外面部分による正反射方向を含まない範囲に設定されていることから、光検出レベルにはその外面部分からの正反射光の強度が反映されず、光検出手段によって検出される光は、主として、部品の外面の一部に露出した光透過性の素材の内部に入射した光が散乱されて生ずる散乱光や素材内部の何らかの界面において反射された内部反射光となり、上記素材の露出した部分以外では上記の散乱光や内部反射光が生じないため、照射光が照射される外面部分に上記素材の露出部分が存在するか否かによって光検出レベルを大きく変動させることができ、これによって部品姿勢を判別することができる。特に、光検出手段の光検出方向は、光照射手段の光照射方向の範囲の外側で光照射方向に対して非同軸状に設定されていることから、部品の表面散乱光や角部の正反射光を検出しにくくなるため、S/N比を向上させ、迅速かつ高精度に部品姿勢を判別することが可能になる。また、上記従来の同軸反射方式とは異なり、光照射軸と光検出軸の位置関係や相対角度に自由度があることから、両軸の関係を最適化することによってS/N比を改善することができるという利点もある。
【0014】
また、光検出方向の少なくとも一部は照射光が照射される部品の外面を臨む方向に設定されているため、上記光透過性の素材表面から放出される散乱光や内部反射光を確実に検出することができる。したがって、外面の一部に光透過性の素材が露出している部品であれば、その部品の構造に拘らず、上記素材が露出している部分が照明光の照射される外面部分に存在するか否かを判別することができる。ここで、部品に上記外面部分(例えば部品の上面部分)以外に光透過性の素材が露出している他の方向を向いた外面部分(例えば部品の側面部分)があるときには、当該他の方向を向いた外面部分にも臨むように光検出方向を設定することが望ましい。
【0015】
本発明において、前記光照射手段の光照射軸(光照射手段の照射光学系の光軸)は、前記搬送路の搬送方向及び前記光照射軸を含む仮想平面上において前記外面部分に対して略直交していることが好ましい。これによれば、上記仮想平面上において光照射軸が照射光の照射される部品の外面部分に対して略直交していることにより、照射光の入射角が小さくなることから、部品に対する光照射密度を高めることができるとともに、光透過性の素材表面による表面反射量を低減し、当該素材の内部に対してより効率的に光を導入できるため、素材から放出される散乱光や内部反射光の強度を相対的に高めることが可能になり、より高いS/N比を得ることができる。また、外面部分から放出される正反射光もまた上記仮想平面上において外面部分に対して略直交する方向に反射されることとなるため、光検出方向を搬送方向前後に傾斜した広い角度範囲内において適宜に設定することが可能になる。したがって、光検出方向をより高い次元で最適化することが可能になるため、S/N比の更なる向上を図り、誤検出をさらに低減することが可能になる。
【0016】
本発明において、前記光照射手段の光照射軸は、前記搬送路の搬送方向及び前記光照射軸を含む仮想平面上において前記搬送方向に対して略直交していることが好ましい。これによれば、光照射軸が仮想平面上において搬送方向に対して略直交しているため、光照射スポットの位置や範囲を搬送路上により容易に設定することができる。また、光照射手段と光検出手段を搬送方向に配置する場合に光検出方向の設定の自由度が高くなり、両軸の配置関係をより高い次元で最適化することができる。さらに、光照射手段が検出対象である部品の直上位置にあるので、装置を搬送方向前後に見てよりコンパクトに構成できる。
【0017】
ここで、前記外面部分が上記仮想平面上において搬送方向と略平行である場合には、上記2項の構成要件は同時に満たされる。上記2項において、前記光検出手段の光検出軸(光検出手段の検出光学系の光軸)は、前記搬送路上において搬送方向に沿って斜めに伸びるように設定されることが好ましい。これによって、装置構造を搬送路上においてコンパクトに構成できる。
【0018】
本発明において、前記搬送路が実質的に搬送部材の2つの略平坦な表面部の交差部分により構成され、前記光照射手段の光照射軸及び前記光検出手段の光検出軸が前記2つの表面部のいずれに対しても傾斜する方向であることが好ましい。これによって、前記光照射手段及び光検出手段を搬送路に接近させて配置したときでも、両手段を2つの表面部のいずれにも干渉しないように配置することが可能になる。したがって、装置構造をコンパクトに構成できるとともに、搬送路の適宜の場所に後付することも可能になる。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明に係る部品姿勢判別装置の実施形態について詳細に説明する。図1は、本実施形態の部品姿勢判別装置の光照射手段及び光検出手段の概略構成を部品の搬送方向と直交する方向から見た様子として模式的に示す概略側面図、図2は、同概略構成を部品の搬送方向下流側から見た様子として模式的に示す概略正面図である。
【0020】
本実施形態において、光照射手段10は、LED(発光ダイオード)などの発光素子11と、この発光素子11から放出された光を搬送路1W上の部品Pに照射するためのレンズなどの照射光学系12とを有する。発光素子11と照射光学系12との間には必要に応じて光ファイバーなどの適宜の導光手段が用いられる。また、光検出手段20は、PD(フォトダイオード)などの受光素子21と、搬送路1W上の部品Pから発せられた光を集光する検出光学系22とを有する。この検出光学系22と受光素子21との間には必要に応じて光ファイバーなどの適宜の導光手段が用いられる。
【0021】
なお、本実施形態では、上記の照射光学系12と検出光学系22とを、連結部材5を介して接続固定し、この連結部材5を図示しない構造によって搬送路1Wに対して固定してある。このように照射光学系12と検出光学系22とを連結部材により直接に固定することによって、照射光学系12の配置及び姿勢により定まる光軸である光照射軸10Aと、検出光学系22の配置及び姿勢により定まる光軸である光検出軸20Aとの位置及び方向の関係が相互に高精度に保たれるようになっている。なお、本実施形態では、導光手段13及び23によって発光素子11及び受光素子21は両光学系から離間した位置に配置される。
【0022】
照射光学系12は、基本的に発光素子11から放出された光を集光して部品Pの寸法と同程度の光照射スポット10Sを形成するように構成されている。すなわち、照射光学系12は、光照射軸10Aを中心として搬送路1Wに向けて次第に光束が絞られるように、光照射軸10Aの方向に対してやや傾斜した光照射方向の範囲を有している。本実施形態において部品Pの寸法(図示のように直方体形状の部品の場合には最も長い一辺の長さ、図示例では搬送方向の長さ)は0.1〜10mm程度であり、照射光学系12の光出射部の径は約2〜20mm程度である。典型的には、部品Pの上記寸法が約0.4mm、光出射部の径が約4mm程度である。
【0023】
検出光学系22は、基本的に、その光導入部の径よりも広い搬送路1W上の領域から発せられる光を集光して上記受光素子21に導くように構成されている。例えば、検出光学系22の光導入部の外縁から約5〜10度の角度、典型的には約8度で広がるように光検出方向の範囲が設定されている。これにより、光検出スポット20S(検出光学系22によって検出可能な搬送路1W上の領域)は搬送路1W上において上記光照射スポット10Sよりもかなり広い範囲に設定されている。
【0024】
本実施形態において、光照射軸10Aはほぼ垂直に設定されている。より具体的には、光照射軸10Aは、搬送路1Wの搬送方向と、光照射軸10Aとを含む仮想平面(図1の紙面に一致する。)上において、搬送路1Wの搬送方向と略直交するように構成されている。また、本実施形態では、上記仮想平面上において、搬送路1Wの搬送方向と、この上を搬送されていく部品Pの上面(この上面が照射光を受ける上述の「外面部分」である。)とが平行に設定されている。換言すれば、光照射軸10Aは、上記仮想平面上において部品Pの上面(外面部分)と略直交するように構成されている。
【0025】
一方、光検出軸20Aもまた上記仮想平面上に配置されている。そして、上記仮想平面上において、光検出軸20Aは斜め上方に伸びるように設定されている。より具体的には、光照射軸10Aに対して約30〜60度の範囲内の角度、典型的には約45度の角度を有している。光検出軸20Aを中心とする光検出方向の範囲は、光照射スポット10Sを形成する光照射方向の範囲の外側にあるとともに、光照射軸10Aと同軸に構成されておらず、しかも、部品Pの上面を平面と仮定したとき、照射光がその上面によって正反射される正反射方向の範囲を含まない範囲に設定され、さらに、光検出方向の少なくとも一部が部品Pの上面を臨むように構成されている。特に、本実施形態では、光検出軸20Aが部品Pの上面を臨む角度(上面を斜め上方から臨む角度)に設定されている。
【0026】
図2に示すように、搬送路1Wは、搬送部材1に設けられた2つの略平坦な表面部1a及び1bの交差部分によって構成されている。搬送部材1は、例えば、搬送装置が振動式パーツフィーダである場合には、図示しない振動発生機によって搬送路1Wの搬送方向に小さなストロークで往復振動するように構成される。ここで、表面部1aと表面部1bとは相互に略直交しており、表面部1aのほうが表面部1bよりも急傾斜となるように構成されている。本実施形態では、光照射軸10A及び光検出軸20Aは共に表面部1aに対して約10〜40度、典型的には約25度の角度を有している。この角度は、上記仮想平面と表面部1aとの間の角度に等しい。本実施形態では、上記仮想平面が垂直面であるため、表面部1aが上記角度だけ垂直面に対して傾斜していることになる。
【0027】
本実施形態では、照射光学系12の光照射スポット10Sは略円形の断面形状を有し、その一部が半円状に部品Pの上面を照射し、残りが半円状に表面部1aに照射される。ここで、部品Pの上面及び表面部1aは光照射軸10Aに対して傾斜しているので、上記光照射スポット10Sは部品Pの上面及び表面部1a上においてそれぞれ楕円状のスポット形状を有するものとなる。そして、検出光学系22による光検出は、平面的に見ると、図2に示す矢印20Fに示す方向から部品Pの近傍を見た態様で行われる。
【0028】
図3及び図4は、部品Pの表裏構造を示す拡大斜視図である。部品Pにおいては、透明若しくは半透明の素材、すなわち光透過性を有する素材としてのセラミックス基板CSの両端部上にそれぞれ金属製の端子部ELが形成されている。端子部ELは、例えばAlやCuなどの金属層の表面が半田層で被覆されたものである。また、セラミックス基板CSの表面(図3の下面、図4の上面)には、カーボン層などの光透過性を有しない表面層(抵抗層)RLが形成されている。さらに、セラミックス基板CSの裏面(図3の上面、図4の下面)と、左右の側面CSSはそれぞれ露出した状態となっている。
【0029】
図3は、搬送路1W上において部品Pが裏面を上面とした姿勢で搬送されている様子を示すものである。この場合には、セラミックス基板CSが上面及び側面に露出しているため、照射光Pの一部はセラミックス基板CSに入射し、そのさらに一部はセラミックス基板CSの裏面(上面)で正反射されるが、検出光学系22の光検出範囲は正反射範囲を外れるように構成されているため、その正反射光は検出されない。また、照射光Pの残りはセラミックス基板CSの内部に進入して、基板内部において散乱されたり、反射されたりする。これによって生ずる散乱光や内部反射光は、セラミックス基板CSの裏面から種々の方向に放出され、上述の検出光学系22によって集光され、受光素子21により検出される。
【0030】
図4は、搬送路1W上において部品Pが表面を上面とした姿勢で搬送されている様子を示すものである。この場合には、表面層RLが上面に露出しているため、照射光Pは表面層RLにて正反射されるか、或いは、吸収される。その正反射光は上述のように光検出手段20によって検出されないので、光検出手段20では、表面層RLや端子部ELの表面における散乱光の一部のみが検出される。したがって、部品Pが図4に示す姿勢にあるときには、光検出手段20による光検出レベルは、図3に示す姿勢にあるときと較べて大きく低下する。
【0031】
本実施形態では、上述のように上記仮想平面上で見たときには、光照射軸10Aと、搬送方向或いは部品Pの上面とが略直交している。したがって、部品Pの上面による照射光の正反射方向を仮想平面上に投影したとき、その投影像は仮想平面上において搬送方向或いは部品Pの上面と略直交することになる。したがって、正反射光が搬送方向前後に広がることがないため、光検出軸20Aを搬送方向前後の広い角度範囲内において適宜に設定することが可能になり、その結果、高いS/N比が得られるように光検出軸20Aを高い次元で最適化することができる。
【0032】
また、上記のように構成されていることにより、光照射方向が部品Pの上面に対して小さな入射角で入射することになるため、光透過性を有するセラミックス基板CSの表面反射光が低減され、セラミックス基板CSの内部に侵入する光の割合を増加させることができる。さらに、入射角が小さいことからその光照射スポット10Sの広がりも小さいため、セラミックス基板CSへの光照射密度も大きくすることができる。そして、これらの理由により、光検出手段20によって検出される散乱光及び内部反射光の強度を高めることができる。
【0033】
本実施形態では、光照射軸10Aは、上記仮想平面及び搬送方向と直交する第2の仮想平面上においては部品Pの上面に対して直交しておらず、すなわち、上面の法線Nと平行ではなく、やや傾斜している。したがって、部品上面による正反射光もまた、その傾斜角と等しい出射角で上面から斜めに出射することになる。しかしながら、その正反射光は上記第2の仮想平面と平行に出射し、搬送方向前後に斜めに出射することはないため、上述と同様に光検出軸20Aの設定の自由度を妨げることはない。
【0034】
図5は、光照射手段10による照射スポット10Sを上方から見た様子を示す平面図である。部品Pの表裏判別を行う部分は、部品Pの上面のうち、セラミックス基板CS或いは表面層RLの露出部分(上面中央の矩形部分)である。光照射スポットを図示点線のよう
に上記露出部分に限定することによって感度を高めることも考えられるが、本実施形態では、光検出方向の範囲が光照射方向の範囲の外側にあり、かつ、正反射範囲を含まないように設定してあるため、光照射スポット10Sが端子部ELにかかっても、高いS/N比で表裏を判別できる。
【0035】
例えば、図示例のように、光照射スポット10Sの直径を部品Pの上面(矩形)の長辺とほぼ同様の寸法とし、略円形断面を有する照射光束のうちの半円状の部分が部品Pの上面に照射されるように設定する。これによって、上記露出部分のうちの大部分(斜線を施してある部分)に光を照射することができるため、これによって生ずる散乱光や内部反射光の強度も大きくなり、光検出の感度を高めることができる。図示例では、点線で示す光照射面積の約1.2倍程度の光照射面積を確保できる。
【0036】
また、本実施形態では、光照射スポット10Sのうち部品Pに照射される部分以外の残部が急傾斜の表面部1aに照射されるように構成されている。ここで、表面部1aが40度を越える急傾斜に構成されているため、これによって、表面部1aで反射された光の少なくとも一部が上記露出部分に入射する。このため、当該露出部分に照射される光量をさらに増大させることができ、その結果、光検出の感度がさらに向上する。
【0037】
以上説明した実施形態において、部品Pの搬送方向の長さを0.4mm、端子部ELの搬送方向の長さをそれぞれ0.1mm、露出部分の搬送方向の長さを0.2mm、部品Pの幅を0.2mmとし、光照射スポット10Sの直径を0.4mm、として、光検出レベルを部品Pの表裏状態においてそれぞれ測定した。その結果、光検出レベルは、部品Pの上面が表面である場合において、光照射スポット10Sの中心が露出部分の中心にあるときに79、前後に続けて搬送されてくる2つの部品の端子部同士が接触した状態で光照射スポット10Sの中心が隣接する2つの部品の端子部接触位置にあるときには88、光照射スポット10Sの中心が孤立した部品Pの端子部ELの角部にあるときには112であった。一方、部品Pの上面が裏面である場合においては、光照射スポットの中心が上記のいずれにあるときでも、光検出レベルは231〜254の範囲内にあった。したがって、本実施形態では、S/N比は常時2以上が確保されており、きわめて高い判別能力を有することがわかった。
【0038】
図6は、光照射手段10及び光検出手段20の別の配置態様を示す搬送方向下流側から見た様子を示す正面図である。上記実施形態では、上記仮想平面上に光照射軸10A及び光検出軸20Aが配置されるように構成されていて、両軸はいずれも搬送路1Wの上方(上記仮想平面上)に配置されるようになっている。この場合には、図3に示すようにセラミックス基板CSの露出した側面CSSは光検出軸20Aとほぼ平行な表面部分となるので、当該側面CSSから放出される散乱光や内部反射光は光検出手段20によって検出されることはほとんどない。ところが、図3に示す状態では、セラミックス基板CSの裏面(上面)に照射された光は内部で散乱されたり反射されたりして側面CSSからも外部へ放出される。一方、図4に示す状態では、照射光は表面層RLによって遮断されるので、セラミックス基板CSの側面CSSから放出される光はほとんど存在しない。したがって、側面部分CSSから放出される光をも検出できるように構成することにより、S/N比をさらに向上させることが可能である。
【0039】
このため、図6に示す構成では、上記実施形態の検出光学系を光照射軸10Aの周りに回転させることにより、検出光学系22′によって定まる光検出軸20A′の方向を平面的に図示の矢印20Fから矢印20Gに変え、側面CSSから放出される光も一部検出できるように構成した。すなわち、光検出軸20A′は上記のように部品Pの上面(上記の外面部分)に臨むように設定されているが、さらに、部品Pの側面にも臨むように構成するのである。ただし、このように側面CSSから放出される散乱光や内部反射光をも検出できるようにしても、光検出軸20A′はあくまでも部品Pの上面を斜め上方から臨むように設定される必要がある。例えば、光検出軸を部品Pの側面CSSに対して直交する方向に設定すると、部品Pの上面には臨まなくなり、部品Pの上面から放出される散乱光や内部反射光を検出することはできなくなってしまうため、却ってS/N比が低下してしまう。また、このようにすると、光照射スポット10Sの外縁が部品Pの上面と側面との間の角部に当たるとき、この角部からの正反射光が光検出手段によって検出されてしまい、これによってS/N比が大きく悪化する可能性もある。
【0040】
図7は、本実施形態の部品姿勢判別装置を用いて搬送路1W上の部品Pを選別する場合の搬送路1Wの構成を示す説明図である。ここで、搬送路1W上を搬送されてくる部品Pの表裏姿勢を判別し、部品Pの上面が裏面である場合には、搬送路1Wに臨むように構成されたエア吹付口1cからエアを吹き付けることによってその部品Pを搬送路1W上から排除するように構成してある。なお、このエア吹付口1cに限らず、アクチュエータその他の適宜の部品選別手段によって部品Pを選別するように構成してもよい。
【0041】
なお、本実施形態においては、光照射手段10を搬送路1Wの上流側に設置し、光検出手段20を搬送路1Wの下流側に設置しているが、これとは逆に、光検出手段20を上流側に、光照射手段10を下流側に設置してもよい。いずれの場合でも、エア吹付口1cを光照射位置の搬送方向中心或いはそれよりもやや上流側に開口するように設けることが、判別結果によって排除されるべき部品に先行して搬送されていく部品を巻き込んで排除しないようにするために望ましい。
【0042】
この構成においては、図8に示すように、シーケンサ、MPU、PCコントローラなどで構成できる制御部100によって、光照射手段10の発光素子11のオンオフ制御や光量制御などを行い、また、光検出手段20の受光素子21の光検出レベルに基づいて部品姿勢を判別するように構成される。ここで、部品姿勢判別装置としては、制御部100において、光検出レベルと、適宜に設定された閾値とを比較し、光検出レベルが閾値を越えていれば部品Pの上面が裏面であり、閾値以下であれば部品Pの上面が表面であると判定する。そして、部品姿勢が正規の姿勢でない場合、すなわち図3に示すように部品Pの上面が裏面である場合には、制御部100は駆動回路101に制御信号を出力し、駆動回路101は制御信号に応じて部品選別手段(上記エア吹付口1cにエアを供給する電磁弁など)102を動作させ、搬送路上から部品Pを排除する。
【0043】
以上のように構成することによって、部品Pの姿勢を高い精度で検出することができ、また、光検出レベルが高いS/N比を有するため、検出精度を高めるために検出時間を長く確保する必要もなくなり、迅速に部品姿勢を判別することが可能になることから、部品Pを高速に搬送したり、供給したりすることができるようになる。
【0044】
本実施形態では、光検出方向の範囲は光照射方向の範囲の外側で光照射方向に対して非同軸状に設定されている。これは、部品Pの表面凹凸、特に反射率の高い端子部ELの表面凹凸による表面散乱光の検出レベルを低減するとともに、部品Pの角部、特に反射率の高い端子部ELの角部からの正反射光の検出レベルを低減することができるという利点がある。
【0045】
例えば、光検出方向の範囲が光照射方向の範囲と一部重なっていたり、光照射方向の範囲と同軸に構成されていたりする場合などにおいては、部品Pの表面凹凸によって光照射方向の近傍に戻ってくる表面散乱光の強度が比較的大きいことから、部品Pの表面状態のばらつきによって光検出レベルが大きく変動することとなる。これは、部品姿勢を判別する際の誤判別の原因となる。ところが、光検出方向の範囲が光照射方向の範囲の外側に光照射方向に対して非同軸状に設定されている場合には、その光検出方向の範囲を適宜に設定することにより、表面凹凸によって生ずる表面散乱光の影響を相対的に低減することができる。
【0046】
また、搬送中において部品Pの角部に照射光が照射されることによって正反射光が放出されるときでも、この正反射光のうち光照射方向に戻る光は比較的強く、しかも、部品が搬送されていく過程で継続的に発生することが多いが、光照射方向の範囲の外側の方向に反射される正反射光は比較的弱く、しかも部品の移動に伴って光強度分布が変化するので、光検出手段の光検出方向が光照射手段の光照射方向の範囲の外側に設定されていることにより、部品の角部における正反射による光検出状態への影響を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る部品姿勢判別装置の実施形態の概略構成側面図。
【図2】同実施形態の概略構成正面図。
【図3】同実施形態の検出対象である搬送路上の部品を示す拡大斜視図。
【図4】搬送路上の部品が図3に示すものとは表裏反対に配置されている場合を示す拡大斜視図。
【図5】光照射スポットを示す拡大部分平面図。
【図6】異なる構成例を示す概略構成正面図。
【図7】同実施形態を用いて部品選別を行う場合の搬送路の構成図。
【図8】部品選別を行う場合の装置の概略構成ブロック図。
【符号の説明】
10…光照射手段、10A…光照射軸、10S…光照射スポット、11…発光素子、12…照射光学系、13,23…導光手段、20…光検出手段、20A…光検出軸、20S…光検出領域、21…受光素子、22…検出光学系、100…制御部、101…駆動回路、102…部品選別手段
Claims (5)
- 外面の一部に光透過性の素材が露出した搬送路上の部品に光を照射する光照射手段と、前記部品から放出された光を検出する光検出手段とを有し、該光検出手段の光検出レベルに基づいて部品の姿勢を判別する部品姿勢判別装置において、
前記光検出手段の光検出方向は、前記光照射手段の光照射方向の範囲の外側で前記光照射方向に対して非同軸状に、かつ、前記光照射手段の照射光が照射される前記部品の外面部分による正反射方向を含まない範囲に設定され、しかも、前記光検出方向の少なくとも一部が前記外面部分に臨む方向に設定されていることを特徴とする部品姿勢判別装置。 - 前記光照射手段の光照射軸は、前記搬送路の搬送方向及び前記光照射軸を含む仮想平面上において前記外面部分に対して略直交していることを特徴とする請求項1に記載の部品姿勢判別装置。
- 前記光照射手段の光照射軸は、前記搬送路の搬送方向及び前記光照射軸を含む仮想平面上において前記搬送方向に対して略直交していることを特徴とする請求項1又は2に記載の部品姿勢判別装置。
- 前記光検出手段の光検出軸は、前記搬送路の搬送方向に向けて斜めに伸びるように設定されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の部品姿勢判別装置。
- 前記搬送路が実質的に搬送部材の2つの略平坦な表面部の交差部分により構成され、前記光照射手段の光照射軸及び前記光検出手段の光検出軸が前記2つの表面のいずれに対しても傾斜する方向であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の部品姿勢判別装置。
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