JP6847472B1 - バイブレータユニット、搬送システム、搬送方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 電子部品の大きさや形状に影響されにくく、電子部品を所望の姿勢に変更することが可能なバイブレータユニット、当該バイブレータユニットを用いた搬送システム、搬送方法、及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】 本発明に係るバイブレータユニットは、対象物が配置される第１面と、前記第１面と反対側の第２面と、を有する振動プレートと、前記振動プレートと一定の間隔を有して配置されるベースと、前記第２面に対向する振動部と、前記ベースに接続されるフレームと、を有するスピーカと、前記スピーカの振動を前記振動プレートに伝達する伝達部材と、を備える。【選択図】 図２

Description

本発明は、バイブレータユニット、当該バイブレータユニットを用いた搬送システム、搬送方法、及びコンピュータプログラムに関する。

従来、電子部品の製造工程では電気試験が行われている。電気試験を行うためには電子部品を試験に適した姿勢に準備しておく必要があるが、電子部品は検査台上に乱雑な状態で供給される場合がある。そのため、試験前に電子部品の表裏を反転させたり、電子部品を回転させたりすることで姿勢を変更する工程が必要である。

特開平９−７７２３０号公報 特開２００９−１２０３９７号公報

電子部品の姿勢を変更するための機構として、例えばボウル（電子部品を入れる容器）を用いた機構が知られている。ボウルを用いた機構は、振動源である電気モータの回転による偏心振動をボウルに伝達することで、ボウルを振動させ、その振動を利用してボウル内の電子部品の表裏を反転させたり、回転させたりするものである。

しかし、ボウルを用いた機構の場合、電子部品の大きさや形状に対応したボウルを準備する必要があり、またボウルの交換や交換後の装置の調整は手間を要する作業である。さらに、ボウル自体が精密に加工されている特注品であるため、ボウルは非常に高価な部品である。

本発明の目的の一つは、電子部品の大きさや形状に影響されにくく、電子部品を所望の姿勢に変更することが可能なバイブレータユニット、当該バイブレータユニットを用いた搬送システム、搬送方法、及びコンピュータプログラムを提供することである。

本発明に係るバイブレータユニットは、対象物が配置される第１面と、前記第１面と反対側の第２面と、を有する振動プレートと、前記振動プレートと一定の間隔を有して配置され前記第２面と対向する上面を有するベースプレートを含むベースと、前記第２面に対向する振動部と、前記ベースプレートの下面に接続されるフレームと、を有するスピーカと、前記振動プレートの前記第１面に配置された前記対象物に振動を与えるために、前記スピーカの振動を前記振動プレートに伝達する伝達部材と、を備える。

前記振動プレートと前記ベースプレートの前記上面の間に配置された、前記振動プレートを支持する弾性部材をさらに備えてもよい。

前記ベースプレートは、開口部を有し、前記伝達部材は、前記開口部を通り、前記振動プレートの前記第２面に接触してもよい。

本発明に係る搬送システムは、前記バイブレータユニットと、前記振動プレートの前記第１面に配置された対象物を搬送するトランスファと、を備える。

前記トランスファは、カメラと、制御装置と、をさらに備えてもよい。前記制御装置は、前記カメラで前記第１面上の指定領域を撮像する撮像手段と、撮像された画像に基づき前記指定領域内の前記対象物の状態を認識し、前記対象物が第１状態および第２状態のいずれであるかを識別する画像識別手段と、前記第１状態と識別された前記対象物を前記トランスファに搬送させる搬送制御手段と、を有してもよい。

前記制御装置は、前記指定領域内に前記第１状態の前記対象物がなく、かつ前記第２状態の前記対象物がある場合、前記振動部を振動させるための信号を前記バイブレータユニットに出力する振動制御手段、を有してもよい。

前記搬送システムにおける前記第１状態は、前記対象物の指定面が前記第１面の上方を向く状態であり、前記第２状態は、前記対象物の前記指定面とは異なる面が前記第１面の上方を向く状態であってもよい。

本発明に係る搬送方法は、第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを有する振動プレートの前記第１面に複数の対象物を配置する配置工程と、前記第１面に配置された第１状態の前記対象物を前記第１面から搬送する搬送工程と、前記バイブレータユニットが備える前記スピーカの振動を前記伝達部材により前記振動プレートに伝達させることにより前記振動プレートを振動させ、前記第１面に配置された第２状態の前記対象物を前記第１状態に変化させる振動工程と、を含む。

前記搬送方法は、カメラで前記第１面上の指定領域を撮像する撮像工程と、撮像された画像に基づき前記指定領域内の前記対象物の状態を認識し、前記対象物が前記第１状態および前記第２状態のいずれであるかを識別する画像識別工程と、をさらに含んでもよい。前記搬送工程においては、前記第１状態と識別された前記対象物を前記第１面から搬送してもよい。

前記搬送方法は、前記指定領域内に前記第１状態の前記対象物がなく、かつ前記第２状態の前記対象物がある場合、前記振動工程が実行されてもよい。

前記搬送方法における前記第１状態は、前記対象物の指定面が前記第１面の上方を向く状態であり、前記第２状態は、前記対象物の前記指定面とは異なる面が前記第１面の上方を向く状態であってもよい。

本発明に係るコンピュータプログラムは、前記バイブレータユニット、および、前記対象物を搬送するトランスファの各々に接続されたコンピュータを、前記第１面に配置された第１状態の前記対象物を前記トランスファに搬送させる搬送制御手段、および、前記スピーカにより前記振動プレートを振動させ、前記第１面に配置された第２状態の前記対象物を前記第１状態に変化させる振動制御手段、として機能させる。

前記コンピュータを、カメラで前記第１面上の指定領域を撮像する撮像手段、および、撮像された画像に基づき前記指定領域内の前記対象物の状態を認識し、前記対象物が前記第１状態および前記第２状態のいずれであるかを識別する画像識別手段、としてさらに機能させてもよい。

前記指定領域内に前記第１状態の前記対象物がなく、かつ前記第２状態の前記対象物がある場合、前記振動制御手段が前記振動部を振動させるための信号を前記バイブレータユニットに出力してもよい。

前記コンピュータプログラムにおける前記第１状態は、前記対象物の指定面が前記第１面の上方を向く状態であり、前記第２状態は、前記対象物の前記指定面とは異なる面が前記第１面の上方を向く状態であってもよい。

本発明によれば、電子部品の大きさや形状に影響されにくく、電子部品を所望の姿勢に変更することが可能なバイブレータユニット、当該バイブレータユニットを用いた搬送システム、搬送方法、及びコンピュータプログラムを提供することができる。

図１は、第１実施形態に係る搬送システムの概略的な構成を示す図である。 図２は、第１実施形態に係る搬送システムの概略的な斜視図である。 図３は、第１実施形態に係るバイブレータユニットの概略的な断面図である。 図４は、第１実施形態に係るトランスファの概略的な断面図である。 図５は、第１実施形態に係るバイブレータユニットの分解図である。 図６は、第１実施形態に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図７は、第１実施形態に係る搬送システムでの画像識別の状態を示す模式図である。 図８は、第２実施形態に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図９は、第３実施形態に係る搬送システムの概略的な斜視図である。

本発明のいくつかの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。
各実施形態では、主に電子部品の製造工程での使用を想定したバイブレータユニット、搬送システム、搬送方法、及びコンピュータプログラムを開示する。各図においては、搬送システムを構成する各部材の相対的な大きさや位置を模式的に示すことがある。なお、以下に説明する実施形態によって本発明が限定されるものではない。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る搬送システム１の概略的な構成を示す図である。搬送システム１は、バイブレータユニット１０と、トランスファ２０と、制御装置３０と、増幅器４０と、を備えている。バイブレータユニット１０は増幅器４０を介して制御装置３０と接続され、トランスファ２０は制御装置３０と通信可能に接続されている。制御装置３０は、バイブレータユニット１０とトランスファ２０をそれぞれ制御する。

電子部品Ａは、バイブレータユニット１０に配置される。電子部品Ａは、対象物の一例である。電子部品Ａは、例えばＩＣである。

トランスファ２０は、いわゆる多軸水平搬送ロボットである。トランスファ２０は、駆動機構２１と、吸着ノズル２２と、カメラ２３と、を備えている。駆動機構２１とカメラ２３は、それぞれ制御装置３０と接続されている。駆動機構２１は、複数のモータＭ１−Ｍ４を有している。カメラ２３は、トランスファ２０の一部として図示されているが、カメラ２３は、トランスファ２０とは別に設置されてもよい。

カメラ２３は、バイブレータユニット１０上の電子部品Ａを撮像することが可能となるように配置されている。撮像した撮像データは制御装置３０に出力される。

制御装置３０は、撮像モジュール３１と、画像識別モジュール３２と、搬送制御モジュール３３と、振動制御モジュール３４と、を含んでいる。

撮像モジュール３１は、バイブレータユニット１０の指定領域を撮像するために、カメラ２３を制御する。指定領域とは、バイブレータユニット１０上の電子部品Ａが配置される範囲であって、一例では後述する収容スペースＳＰに相当する範囲である。画像識別モジュール３２は、カメラ２３で撮像された撮像データの画像処理を行うことで、指定領域内の電子部品Ａの状態を認識する。そして、予め設定されている基準に基づいて、電子部品Ａの状態を識別する。搬送制御モジュール３３は、識別された電子部品Ａを図示しない検査装置に搬送するために、トランスファ２０を制御する。ここで、検査装置は、例えば電子部品Ａの電気特性を検査するための装置である。検査装置は、搬送システム１に含まれない他の装置であってもよいし、同システム内の検査ステージであってもよい。

振動制御モジュール３４は、バイブレータユニット１０に振動を発生させるための信号を出力する。振動制御モジュール３４から信号が出力されると、その信号が増幅器４０に入力する。増幅器４０に入力した信号は、増幅器４０内で変換、増幅された後、バイブレータユニット１０に出力される。増幅器４０から出力された信号は、バイブレータユニット１０が有する後述するスピーカ１１に出力される。スピーカ１１は、増幅器４０から出力された信号に応じて振動する。

搬送システム１は、図１に示した構成要素以外の他の要素を含むものとして定義されてもよい。また、搬送システム１は、独立したシステムとして構成されてもよいし、他のシステムの一部として組み込まれてもよい。

図２は、本実施形態に係る搬送システム１の概略的な斜視図である。図２は、搬送システム１の主たる構成要素であるバイブレータユニット１０及びトランスファ２０を示している。バイブレータユニット１０の有する振動プレート１２と平行な平面における方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向とする。振動プレート１２の厚さ方向である垂直方向をＺ方向とする。

トランスファ２０の駆動機構２１は、クランク状のアーム２１１を備えている。アーム２１１の先端部２１１ａの上方にモータＭ１が配置されている。モータＭ１のシャフトは先端部２１１ａに設けられた開口を通じて先端部２１１ａの下方に延びており、この下方に延びた部分に吸着ノズル２２が装着されている。さらに、先端部２１１ａと吸着ノズル２２の間において、モータＭ１のシャフトには固定具２１２が取り付けられている。固定具２１２の側面には、カメラ２３を装着するためのブラケット２１３が取り付けられている。

駆動機構２１は、アーム２１１およびモータＭ１の他にも、上述のモータＭ２−Ｍ４や他のアーム等を備えている。例えば、駆動機構２１は、モータＭ２，Ｍ３によりアーム２１１をＺ方向と平行な軸周りに多軸で回動させるための水平駆動機構を備えてもよい。また、駆動機構２１は、モータＭ４によりアーム２１１をＺ方向と平行に昇降させるための垂直駆動機構を備えてもよい。

トランスファ２０は、吸着ノズル２２とカメラ２３が、バイブレータユニット１０の上方に位置し、バイブレータユニット１０と干渉しないように一定の間隔を有して配置される。この間隔は、トランスファ２０の動きによって可変するものである。トランスファ２０は、駆動機構２１によって、バイブレータユニット１０に対して水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）及び垂直方向（Ｚ方向）の各方向に吸着ノズル２２及びカメラ２３を移動させることができる。また、トランスファ２０は、吸着ノズル２２で吸着した電子部品Ａを図示しない検査装置に搬送させることができる。

次に、搬送システム１の各構成要素について説明する。図３は、本実施形態に係るバイブレータユニット１０の概略的な断面図である。バイブレータユニット１０は、スピーカ１１と、振動プレート１２と、ベース１３と、コーン１４と、トレイ１５と、シート１６と、を含んでいる。

バイブレータユニット１０の振動源であるスピーカ１１について説明する。スピーカ１１は、振動部材１１０と、ダストキャップ１１１と、ボイスコイルボビン１１２と、ボイスコイル１１３と、ダンパー１１４と、トッププレート１１５と、マグネット１１６と、ヨーク１１７と、フレーム１１８と、ガスケット１１９と、を含んでいる。軸Ｘ１は、スピーカ１１の中心軸である。軸Ｘ１と図２におけるＺ方向は、平行である。スピーカ１１の振動部には、振動部材１１０、ダストキャップ１１１、ボイスコイルボビン１１２、ボイスコイル１１３、及びダンパー１１４が含まれる。

振動部材１１０は、振動部材本体１１０ａと、エッジ部１１０ｂと、を有している。振動部材本体１１０ａの内周部は、円筒形状のボイスコイルボビン１１２と接続されている。振動部材本体１１０ａの外周部は、一部に湾曲した部分を有するエッジ部１１０ｂと接続されている。エッジ部１１０ｂの外周部は、フレーム１１８に接続されている。振動部材本体１１０ａは、例えば樹脂材料で製作されている。

ボイスコイル１１３は、ボイスコイルボビン１１２の外周面であって、下端部側に形成されている。ダンパー１１４は、ボイスコイルボビン１１２とフレーム１１８の間に位置している。ダンパー１１４の外周部はフレーム１１８に接続され、内周部は、ボイスコイルボビン１１２に接続されている。ボイスコイルボビン１１２は、振動部材１１０とダンパー１１４によって、軸Ｘ１と平行な方向に振動可能に支持されている。また、ボイスコイルボビン１１２の上面の開口部を覆うように、ダストキャップ１１１が振動部材１１０に接続されている。

トッププレート１１５、マグネット１１６、及びヨーク１１７が軸Ｘ１に沿って積み重なることで磁気回路を構成している。トッププレート１１５とマグネット１１６の内周面とヨーク１１７の中心部の外周面の間に、一定の隙間が形成されている。ボイスコイル１１３が、当該隙間に位置するようにボイスコイルボビン１１２が配置されている。

トッププレート１１５の上面には、フレーム１１８の下面が固定されている。本実施形態においては、フレーム１１８は金属製のフレームを想定している。フレーム１１８の外周面には図示しない端子が配置されており、その端子とボイスコイル１１３が接続されている。

スピーカ１１の動作としては、増幅器４０からの信号が端子を介してボイスコイル１１３に入力される。ボイスコイル１１３に信号が入力されると、ボイスコイル１１３が軸Ｘ１と平行な方向である上下方向の力を受けて、ボイスコイルボビン１１２とボイスコイル１１３が動く。そして、ボイスコイルボビン１１２の動きに追従するように、ボイスコイルボビン１１２と接続している振動部材１１０や振動部材１１０と接続しているダストキャップ１１１が振動する。振動部材１１０等が振動すると振動部材１１０の周囲の空気が振動し、音が発生する。

振動プレート１２は、薄板状であって、電子部品Ａが配置される側の第１面Ｆ１と、第１面Ｆ１と反対側の第２面Ｆ２を有している。振動プレート１２は、ベース１３と一定の間隔を有して平行に配置されており、締結部材Ｓ１にて振動可能に支持されている。振動プレート１２の中心位置と軸Ｘ１は、同軸上に位置している。振動プレート１２は、例えばアルミニウム等の金属材料で形成することができる。

ベース１３は、ベースプレート１３１と筐体１３２を有している。筐体１３２は、上方が開口した箱状である。ベースプレート１３１は、振動プレート１２よりも板厚が厚い板状部材であり、筐体１３２の開口を塞いでいる。ベースプレート１３１は、例えばアルミニウム等の金属材料で形成することができる。ベースプレート１３１は、円形の開口部１３１ａを有している。ベースプレート１３１の開口部１３１ａの中心軸と軸Ｘ１は、同軸上に位置している。振動プレート１２とベースプレート１３１の間には後述する弾性部材Ｅが配置されている。振動プレート１２は、弾性部材Ｅで支持されている。

スピーカ１１は、筐体１３２に収容されている。スピーカ１１の振動部は、第２面Ｆ２に対向するようにベースプレート１３１に締結部材Ｓ２によって固定されている。また、スピーカ１１は、筐体１３２に固定されてもよい。ベースプレート１３１と筐体１３２は、締結部材Ｓ３で固定されている。

コーン１４は、スピーカ１１で発生した振動を振動プレート１２に伝達するための伝達部材である。コーン１４は、スピーカ１１と振動プレート１２の間に位置しており、ベースプレート１３１の開口部１３１ａを通るように配置されている。コーン１４の中心軸と軸Ｘ１は、同軸上に位置している。つまり、軸Ｘ１と同軸上にバイブレータユニット１０のスピーカ１１、振動プレート１２、開口部１３１ａ、コーン１４が配置されている。

コーン１４は、外形が振動プレート１２に向かって広がるようなテーパ形状である。また、コーン１４は、内部にテーパ部１４ａと円筒部１４ｂで形成された空洞を有している。コーン１４の下端部は、スピーカ１１に接触している。コーン１４の上端部は、振動プレート１２の第２面Ｆ２と接触している。コーン１４の下端部は、振動部材１１０と接触してもよいし、ダストキャップ１１１と接触してもよいし、その両方と接触してもよい。コーン１４とスピーカ１１及び振動プレート１２との接触部は、それぞれ接着されてもよい。本実施例において、コーン１４は、樹脂材料で製作されているが、他の材料であってもよい。

スピーカ１１が発生させた振動は、振動プレート１２にコーン１４を介して伝達されるのみならず、コーン１４の空洞内の空気を振動させることでも伝達される。

トレイ１５は、振動プレート１２の第１面Ｆ１に配置されている。トレイ１５は、電子部品Ａを配置するための容器であるが、トレイ１５を使用せずに電子部品Ａが直接第１面Ｆ１に配置されてもよい。電子部品Ａのトレイ１５への配置は、人間による手作業で実施されることもあれば、ロボットにより実施されることもある。トレイ１５は、接着や締結部材によって第１面Ｆ１に固定される。トレイ１５は、図２におけるＸ方向及びＹ方向に沿う方向に仕切り１５ａを有しており、トレイ１５の内側は複数の収容スペースＳＰに分割されている。各収容スペースＳＰは、カメラ２３で認識できる範囲よりも狭いことが好ましい。各収容スペースＳＰは、例えば図２に示すようにＸ方向及びＹ方向においてマトリクス状に配列されてもよい。

トレイ１５の仕切り１５ａは、各収容スペースＳＰの水平方向（Ｘ−Ｙ平面）における断面積が底面に向けて小さくなるようなテーパ形状である。このように収容スペースＳＰの側面をテーパ形状とすることで、当該側面近傍に位置する電子部品Ａを吸着ノズル２２で吸着する際にも吸着ノズル２２とトレイ１５が接触しにくくなる。

ベースプレート１３１の上面には、ベースプレート１３１の開口部１３１ａの一部を覆うためのシート１６が配置されている。シート１６を配置することで、スピーカ１１の振動部材１１０上に埃などのごみが堆積するのを防止する。振動部材１１０上にごみが堆積すると、振動部材１１０の動きが阻害されることで、スピーカ１１の振動に影響を与えるからである。

シート１６には、コーン１４や各締結部材と干渉しないための開口や切欠きが各部品と対応する位置に設けられている。シート１６は、締結部材Ｓ３でベースプレート１３１に固定されてもよいし、直接ベースプレート１３１上に接着されてもよい。

ベース１３は、固定部材Ｓ４を有している。固定部材Ｓ４を使用することで、バイブレータユニット１０は、他の装置に装着することが可能である。バイブレータユニット１０は、他の装置に装着されてもよいし、単独のユニットとしてもよい。

図４は、本実施形態に係るトランスファ２０の概略的な部分断面図である。上述のモータＭ１が駆動すると、モータＭ１の回転軸Ｘ２を中心に固定具２１２が回転する。固定具２１２の先端には吸着ノズル２２が装着されている。吸着ノズル２２の中心軸とモータＭ１の回転軸Ｘ２は一致している。

モータＭ１の駆動と連動して、吸着ノズル２２は回転し、カメラ２３は移動することが可能である。吸着ノズル２２に電子部品Ａが吸着された状態でモータＭ１が回転すると、電子部品Ａの姿勢を変更することができる。

吸着ノズル２２は、先端に真空パッド２２ａを有している。真空パッド２２ａのサイズは、吸着する電子部品Ａのサイズや形状に合わせて変更することが可能である。駆動機構２１は、吸着ノズル２２の内部を減圧するための機構を備えている。この機構により吸着ノズル２２の内部が減圧された状態で真空パッド２２ａが電子部品Ａに近づくと、電子部品Ａが真空パッド２２ａに吸着する。

カメラ２３は、振動プレート１２の指定領域を撮像する。撮像データは、ケーブルＣを通じて制御装置３０へ送信される。カメラ２３は、レンズ２３１と、照明２３２と、偏光フィルタ２３３と、拡散板２３４と、図示しない撮像素子と、を含んでいる。撮像素子は、例えばＣＣＤ等のイメージセンサーなどである。レンズ２３１は、振動プレート１２に向けて取り付けられている。照明２３２は、振動プレート１２の指定領域に光を照射する。照明２３２には、照明２３２が放つ光を拡散する拡散板２３４が取り付けられている。照明２３２は、例えばＬＥＤが放射状に配置されたリング状のライトである。偏光フィルタ２３３は、レンズ２３１と照明２３２にそれぞれ取り付けられている。

図５は、本実施形態に係るバイブレータユニット１０の分解図である。図５においては、バイブレータユニット１０の一部の部品を省略している。バイブレータユニット１０の各構成部品との接続について説明する。

まず、振動プレート１２とベースプレート１３１は、複数の締結部材Ｓ１で締結されている。締結部材Ｓ１は、ボルトＳ１ａと、ブッシュＳ１ｂと、ワッシャＳ１ｃと、ナットＳ１ｄと、を有している。

振動プレート１２は、例えば４隅に貫通孔１２ａを有している。ベースプレート１３１は、貫通孔１２ａに対応する位置に設けられた貫通孔１３１ｂを有している。ボルトＳ１ａは、振動プレート１２の第１面Ｆ１側から貫通孔１２ａ，１３１ｂに挿入され、ベースプレート１３１の下面側でナットＳ１ｄにねじ込まれている。ブッシュＳ１ｂとワッシャＳ１ｃは、ボルトＳ１ａの頭部と振動プレート１２の第１面Ｆ１との間に位置している。

振動プレート１２とベースプレート１３１の間には、弾性部材Ｅが位置している。ボルトＳ１ａは、弾性部材Ｅを貫通している。弾性部材Ｅは、例えばコイルばねである。弾性部材Ｅは、振動プレート１２とベースプレート１３１で挟まれることで自然長よりも圧縮されている。弾性部材Ｅの付勢力により、振動プレート１２がボルトＳ１ａの頭部に押し当てられる。このような構造においては、振動プレート１２が締結部材Ｓ１によって振動可能にベースプレート１３１に対し固定される。振動プレート１２とベースプレート１３１の間隔は、１０ｍｍ程度が好ましい。

ワッシャＳ１ｃは、例えば発泡体（スポンジ）で形成されている。ワッシャＳ１ｃの材質として発泡体を選定することで、振動プレート１２に伝達された振動が停止した際に、振動プレート１２の振動を減衰させる効果がある。

スピーカ１１のフレーム１１８は、ベースプレート１３１に締結部材Ｓ２で固定されている。締結部材Ｓ２は、ナットＳ２ａと、ボルトＳ２ｂと、を有している。ベースプレート１３１は、貫通孔１３１ｃをさらに有している。ボルトＳ２ｂは、フレーム１１８の下面側からフレーム１１８の端部に設けられた貫通孔およびベースプレート１３１の貫通孔１３１ｃに挿入され、ベースプレート１３１の上面側でナットＳ２ａにねじ込まれている。

また、フレーム１１８とベースプレート１３１の間には、ガスケット１１９が位置している。ガスケット１１９は、フレーム１１８の上端面において環状に配置されている。ガスケット１１９が、フレーム１１８とベースプレート１３１の間に挟まれて潰された状態で、フレーム１１８とベースプレート１３１とが固定されている。

図６は、本実施形態に係る搬送システム１の動作（搬送方法）の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す動作は、制御装置３０によって実行される。制御装置３０は、プロセッサやメモリ等で構成されたコンピュータを含む。例えば、制御装置３０が備えるプロセッサがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することによって、上述の撮像モジュール３１、画像識別モジュール３２、搬送制御モジュール３３、及び振動制御モジュール３４が実現される。コンピュータプログラムの実行は、複数のプロセッサを用いて実現されてもよい。また、各モジュール３１−３４の少なくとも一つは、制御装置３０とは独立した個別の装置であってもよい。

まず、複数の電子部品Ａが、トレイ１５内の収容スペースＳＰに配置される（配置工程）。電子部品Ａの収容スペースＳＰへの配置は、作業者によって手作業で配置される場合もあるし、ロボットによって配置される場合もある。電子部品Ａがトレイ１５に配置された後に、搬送システム１の動作が開始する。

制御装置３０は、トランスファ２０の駆動機構２１に信号を出力し、カメラ２３を振動プレート１２上のトレイ１５のいずれかの収容スペースＳＰの上方に移動させる（ステップＳ１０１）。カメラ２３を移動させた後、撮像モジュール３１は、収容スペースＳＰをカメラ２３に撮像させる（ステップＳ１０２：撮像工程）。このときカメラ２３によって生成される撮像データは、画像識別モジュール３２に送信される。

撮像データが画像識別モジュール３２に送信された後、画像識別モジュール３２は、撮像データから得られる画像に基づき電子部品Ａの状態を認識する（ステップＳ１０３：画像識別工程）。具体的には、画像識別モジュール３２は、撮像データから得られる画像に基づき電子部品Ａの位置情報及び角度情報を認識するとともに、電子部品Ａが第１状態及び第２状態のいずれであるかを認識する。後述する図７に画像識別モジュール３２における画像識別の状態を示す。位置情報とは、例えば振動プレート１２上での座標である。角度情報とは、電子部品Ａが基準位置に向かう方向に対して相対的に回転している角度である。基準位置は、例えば電子部品Ａの搬送先である検査装置上の電子部品Ａが配置される位置である。第１状態とは、電子部品Ａの指定面が振動プレート１２の第１面Ｆ１の上方（Ｚ方向）を向いている状態であり、第２状態とは、電子部品Ａの指定面とは異なる面が振動プレート１２の第１面Ｆ１の上方を向いている状態である。指定面とは、例えば検査装置での検査にあたり上方を向いていなければならない面である。

画像識別モジュール３２は、他に電子部品Ａの欠陥に関する情報を認識してもよい。電子部品Ａの欠陥に関する情報は、例えば電子部品Ａの変形や傷等の形状、異物の付着、印字状態等である。

画像識別モジュール３２は、ステップＳ１０３において認識できた電子部品Ａがあるかを判定する（ステップＳ１０４）。認識できた電子部品Ａがある場合（ステップＳ１０４のＹｅｓ）、画像識別モジュール３２は、吸着ノズル２２で搬送可能な電子部品Ａがあるかを判定する（ステップＳ１０６）。この判定は、撮像データから得られる画像に基づく電子部品Ａの状態と判定基準との比較に基づいて実行される。例えば、判定基準として、搬送可能な状態を第１状態として決めた場合、第１状態の電子部品Ａのみが搬送可能と判定され、第２状態の電子部品Ａは搬送不可と判定される。搬送可能な状態を第１状態にするか、第２状態にするかは、事前に決められている。判定基準は、制御装置３０に記憶させてもよい。

画像識別モジュール３２の判定結果により、搬送可能な電子部品Ａがある場合（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、搬送制御モジュール３３は、ステップＳ１０３で認識された当該電子部品Ａの位置情報に基づいて吸着ノズル２２を搬送可能な電子部品Ａ上に移動させる（ステップＳ１０７）。吸着ノズル２２を移動させた後、搬送制御モジュール３３は吸着ノズル２２を電子部品Ａに対して下降させ、電子部品Ａを吸着する（ステップＳ１０８）。電子部品Ａを吸着後、搬送制御モジュール３３は、ステップＳ１０３で認識された電子部品Ａの角度情報に基づいて駆動機構２１のモータＭ１を駆動させて、電子部品Ａを所定方向を向くように回転させる（ステップＳ１０９）。電子部品Ａを回転後、搬送制御モジュール３３は、電子部品Ａを検査装置へ搬送させる（ステップＳ１１０：搬送工程）。

電子部品Ａを搬送後、制御装置３０は、搬送された部品がステップ１０３で認識された電子部品Ａのうち、最後の電子部品Ａであるかを判定する（ステップＳ１１１）。最後の電子部品Ａでない場合（ステップＳ１１１のＮｏ）、ステップＳ１０６に戻る。一方、電子部品Ａを搬送後、搬送された部品がステップＳ１０３で認識された最後の電子部品Ａであった場合（ステップＳ１１１のＹｅｓ）、ステップＳ１０１に戻る。例えば電子部品Ａ同士が重なっている場合、下側の電子部品Ａは画像識別モジュール３２で認識されず、上側の電子部品Ａが搬送された後も下側の電子部品Ａが認識されない状態で収容スペースＳＰ内に残存し得る。認識した最後の電子部品Ａを搬送後、再度収容スペースＳＰ内を撮像することでこのような電子部品Ａの残存を防止することができる。

例えば、ステップＳ１０３で認識できた１つ以上の電子部品Ａがあるがこれら電子部品Ａが全て第２状態である場合、ステップＳ１０６で搬送可能な電子部品Ａがないと判定される（ステップＳ１０６のＮｏ）。このとき、振動制御モジュール３４は、バイブレータユニット１０を作動させる（ステップＳ１１２：振動工程）。具体的には、振動制御モジュール３４は、信号を増幅器４０に出力する。増幅器４０は、この信号を増幅してバイブレータユニット１０に出力する。バイブレータユニット１０のスピーカ１１は、増幅器４０からの信号に応じて振動プレート１２を振動させる。このとき、トレイ１５内の電子部品Ａも振動する。増幅器４０は、予め決められた範囲内で信号を増幅させてもよいし、制御装置３０によって制御されてもよい。

バイブレータユニット１０による振動時間は、予め決められている。振動制御モジュール３４から出力される信号には、波形、周波数、振幅など各要素が含まれる。波形は、例えば矩形波であるが、正弦波やのこぎり波であってもよい。電子部品Ａの形状やサイズによって各要素を最適化した信号を用いることで、バイブレータユニット１０のみで、様々な種類の電子部品に対応することが可能である。

バイブレータユニット１０を作動させることで、トレイ１５内の電子部品Ａの表裏を反転させたり、回転させたりできる。複数の電子部品Ａが乱雑に配置されていると電子部品Ａ同士が重なっている場合もあるが、振動を与えること電子部品Ａ同士を分離することが可能となる。

一例として、電子部品Ａが１．０ｍｍ×１．０ｍｍ×０．６ｍｍの直方体状である場合を想定する。この場合において、電子部品Ａの表裏を反転させるためには、振動の波形を矩形波、振動時間を０．１秒以上かつ１秒以下、周波数を３０Ｈｚ以上かつ５０Ｈｚ以下とすることが好ましい。

バイブレータユニット１０を作動させた後、再びステップＳ１０１に戻る。収容スペースＳＰ内の電子部品Ａがなくなるまで、これらのステップは繰り返し実行される。収容スペースＳＰ内に電子部品Ａがなくなった場合（ステップＳ１０４のＮｏ）、ステップＳ１０１−Ｓ１１２の処理対象としていない次の収容スペースＳＰがあるかを判定する（ステップＳ１０５）。次の収容スペースＳＰがある場合には（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、当該収容スペースＳＰを対象としてステップＳ１０１以降の処理が実行される。処理対象としていない収容スペースＳＰがなくなるまで、この動作は繰り返される。

上記フローを繰り返し実行した後、処理対象としていない収容スペースＳＰがなくなると（ステップＳ１０５のＮｏ）、制御装置３０はブザーを作動させる（ステップＳ１１３）。ブザーを作動させることで、トレイ１５上に搬送すべき電子部品Ａがないことを搬送システム１の作業者に知らせることができる。そして、ステップＳ１１３を以て搬送システム１による動作は終了する。

図７は、本実施形態に係る搬送システム１での画像識別の状態を示す模式図である。図７は、撮像モジュール３１によって取得された撮像データから得られる画像に基づいて、画像識別モジュール３２が認識処理した結果を示している。この結果は、例えば液晶モニタなどの画像表示装置に出力され、作業者が結果を確認できるようにしてもよい。

図７において、認識された電子部品Ａの形状が太線で図示されている。また、認識された電子部品Ａは、中心位置が認識されるとともに、番号が割り振られる。画像識別モジュール３２による認識処理の結果、複数の電子部品Ａ１−Ａ７が認識されている。

例えば、図７において電子部品Ａ１の状態を第１状態とし、電子部品Ａ３の状態を第２状態とする。電子部品Ａ１、電子部品Ａ２、電子部品Ａ５、及び電子部品Ａ６が第１状態であり、電子部品Ａ３、電子部品Ａ４、及び電子部品Ａ７が第２状態である。第１状態を搬送可能な状態とする判定基準の場合、電子部品Ａ１、電子部品Ａ２、電子部品Ａ５、及び電子部品Ａ６が、搬送制御モジュール３３にて検査装置へ搬送される。そして、バイブレータユニット１０を作動させることで、第２状態の電子部品Ａを反転させて搬送可能な第１状態へと姿勢を変更させることができる。

図７の例においては、電子部品Ａ６の下方に当該電子部品Ａ６と一部が重なった電子部品ＡＸが存在する。このような電子部品ＡＸは、輪郭の一部が隠れているために正確に画像認識することができない。バイブレータユニット１０により振動を与えることで電子部品Ａ６，ＡＸの重なりが解消されれば、その後の画像認識にて電子部品ＡＸを認識することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る搬送システム１は、スピーカ１１を用いて振動プレート１２上の電子部品Ａに振動を与えることで電子部品Ａの姿勢を変更する。このような構成は、従来のボウルを用いた機構と比較すると、電子部品Ａの大きさや形状に対応した部品の準備が不要のため、部品交換や装置の調整の手間を省くことができる。

また、本実施形態のように特定の面が上を向いた状態で電子部品Ａを搬送する必要がある場合においては、当該面が下を向いた電子部品Ａが存在する場合であっても、スピーカ１１により振動を与えることで容易に電子部品Ａの表裏を反転させることができる。

さらに、振動プレート１２とベース１３の間に弾性部材Ｅを設置することで、振動プレート１２を安定して支持できるだけでなく、振動プレート１２がコーン１４から伝達された振動に応じて振動することが可能な状態で支持され得る。また、スピーカ１１が振動プレート１２の第２面Ｆ２と接触していることで、スピーカ１１の振動が、コーン１４を介して振動プレート１２の厚さ方向（上下方向）に伝達される。振動プレート１２の振動方向が上下方向であれば、電子部品Ａは上方向に跳ね上がり、第１状態及び第２状態の姿勢の変更が発生しやすい。

［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。第１実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を適宜省略する。

図８は、第２実施形態に係る搬送システム１の動作の一例を示すフローチャートである。まず、複数の電子部品Ａが、トレイ１５内の収容スペースＳＰに配置される。電子部品Ａがトレイ１５に配置された後に、搬送システム１の動作が開始する。

制御装置３０は、トランスファ２０の駆動機構２１に信号を出力し、カメラ２３を振動プレート１２にあるトレイ１５のいずれかの収容スペースＳＰの上方に移動させる（ステップＳ２０１）。カメラ２３を移動させた後、撮像モジュール３１は、収容スペースＳＰをカメラ２３に撮像させる（ステップＳ２０２）。このときカメラ２３によって生成される撮像データは、画像識別モジュール３２に送信される。

撮像データが画像識別モジュール３２に送信された後、画像識別モジュール３２は、撮像データから得られる画像に基づき電子部品Ａの状態を認識する（ステップＳ２０３）。画像識別モジュール３２が認識処理する内容は、第１実施形態の場合と同様である。

画像識別モジュール３２は、ステップＳ２０３において認識できた電子部品Ａがあるかを判定する（ステップＳ２０４）。認識できた電子部品Ａがある場合（ステップＳ２０４のＹｅｓ）、画像識別モジュール３２は、吸着ノズル２２で搬送可能な電子部品Ａがあるかを判定する（ステップＳ２０６）。

画像識別モジュール３２の判定結果により、搬送可能な電子部品Ａがある場合（ステップＳ２０６のＹｅｓ）、搬送制御モジュール３３は、ステップＳ２０３で認識された当該電子部品Ａの位置情報に基づいて吸着ノズル２２を搬送可能な電子部品Ａ上に移動させる（ステップＳ２０８）。吸着ノズル２２を移動させた後、搬送制御モジュール３３は吸着ノズル２２を電子部品Ａに対して下降させ、電子部品Ａを吸着する（ステップＳ２０９）。電子部品Ａを吸着後、搬送制御モジュール３３は、ステップＳ２０３で認識された電子部品Ａの角度情報に基づいて駆動機構２１のモータＭ１を駆動させて、電子部品Ａを所定方向を向くように回転させる（ステップＳ２１０）。電子部品Ａを回転後、搬送制御モジュール３３は、電子部品Ａを検査装置へ搬送させる（ステップＳ２１１）。

電子部品Ａを搬送後、搬送された部品がステップＳ２０３で認識された電子部品Ａのうち、最後の電子部品Ａであるかを判定する（ステップＳ２１２）。最後の電子部品Ａでない場合（ステップＳ２１２のＮｏ）、ステップＳ２０６に戻る。一方、電子部品Ａを搬送後、搬送された部品がステップＳ２０３で認識された最後の電子部品Ａであった場合（ステップＳ２１２のＹｅｓ）、ステップＳ２０１に戻る。

ステップＳ２０３で認識できた１つ以上の電子部品Ａがあるがこれら電子部品Ａが全て搬送可能ではない場合（ステップＳ２０６のＮｏ）、制御装置３０は、次の収容スペースＳＰがあるかを判定する（ステップＳ２０７）。次の収容スペースＳＰがある場合（ステップＳ２０７のＹｅｓ）、再びステップＳ２０１に戻り、次の収容スペースＳＰが撮像される。ステップＳ２０４において収容スペースＳＰ内に電子部品Ａがないと判定した場合にも（ステップＳ２０４のＮｏ）、制御装置３０は次の収容スペースＳＰがあるかを判定し（ステップＳ２０５）、次の収容スペースＳＰがある場合には（ステップＳ２０５のＹｅｓ）、再びステップＳ２０１に戻る。

このような動作を繰り返すと、トレイ１５の各収容スペースＳＰ内に配置された複数の電子部品Ａのうち搬送可能なもの（例えば第１状態の電子部品Ａ）が全て検査装置に搬送される。各収容スペースＳＰには、搬送可能でない電子部品Ａ（例えば第２状態の電子部品Ａ）や、画像認識できなかった電子部品Ａが残される。

ステップＳ２０７において次の収容スペースＳＰがない場合（ステップＳ２０７のＮｏ）、つまりトレイ１５の各収容スペースＳＰ内に搬送可能な電子部品Ａがなくなった場合、振動制御モジュール３４は、バイブレータユニット１０を作動させる（ステップＳ２１３）。これにより、各収容スペースＳＰ内に搬送可能でない電子部品Ａが存在する場合には、これら電子部品Ａの姿勢が表裏の反転などにより変更される。バイブレータユニット１０を作動させた後、再びステップＳ２０１に戻る。

以上の動作が繰り返され、やがてバイブレータユニット１０を動作させた直後にいずれの収容スペースＳＰにおいても電子部品Ａが認識できなくなると（ステップＳ２０５のＮｏ）、制御装置３０はブザーを作動させる（ステップＳ２１４）。ブザーを作動させることで、トレイ１５上に搬送すべき電子部品Ａがないことを搬送システム１の作業者に知らせることができる。そして、ステップＳ２１４を以て搬送システム１による動作は終了する。

第２実施形態においては、トレイ１５の各収容スペースＳＰから搬送可能な電子部品Ａをすべて搬送した後にバイブレータユニット１０を作動させる。トレイ１５上の電子部品Ａの数量を減らした状態でバイブレータユニット１０を作動させるため、電子部品Ａ同士の接触など振動に伴う電子部品Ａへの影響を低減することが可能である。

第２実施形態において、指定領域は、振動プレート１２の第１面Ｆ１全体であってもよい。指定領域が振動プレート１２の第１面Ｆ１全体である場合、フローチャートにおいて収容スペースＳＰを確認するステップが不要となる。カメラ２３での撮像回数を減らすことで、処理時間の短縮への貢献も期待できる。

［第３実施形態］
第３実施形態について説明する。上述の各実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を適宜省略する。

図９は、第３実施形態に係る搬送システム１の概略的な斜視図である。この図に示す搬送システム１は、トレイ１５が円形であり、かつ複数の収容スペースＳＰに分割されていない点で図２に示した搬送システム１と相違する。

本実施形態に係る搬送システム１は、第１実施形態において図６を用いて説明した流れで動作させることが可能である。この場合において、トレイ１５上をマトリクス状に並ぶ複数の視野範囲（指定領域）に分割してカメラ２３による撮像が実行されてもよい。すなわち、ステップＳ１０２においてはいずれかの視野範囲が撮像され、ステップＳ１０４においては当該視野範囲に電子部品Ａがあるかが判定され、ステップＳ１０５においては処理対象としていない次の視野範囲があるかが判定される。

また、本実施形態に係る搬送システム１は、第２実施形態において図８を用いて説明した流れで動作させることも可能である。この場合も同様に、トレイ１５上をマトリクス状に並ぶ複数の視野範囲（指定領域）に分割してカメラ２３による撮像が実行されてもよい。すなわち、ステップＳ２０２においてはいずれかの視野範囲が撮像され、ステップＳ２０４においては当該視野範囲に電子部品Ａがあるかが判定され、ステップＳ２０５，Ｓ２０７においては処理対象としていない次の視野範囲があるかが判定される。

本実施形態に係る搬送システム１の構成であっても、第１及び第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、第１実施形態乃至第３実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を各実施形態にて開示した構成に限定するものではない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…搬送システム、１０…バイブレータユニット、１１…スピーカ、１２…振動プレート、１３…ベース、１４…コーン、１５…トレイ、２０…トランスファ、２１…駆動機構、２２…吸着ノズル、２３…カメラ、３０…制御装置、３１…撮像モジュール、３２…画像識別モジュール、３３…搬送制御モジュール、３４…振動制御モジュール、４０…増幅器、Ａ…電子部品、Ｅ…弾性部材、Ｍ…モータ、Ｓ…締結部材、ＳＰ…収容スペース

Claims (14)

1. 対象物が配置される第１面と、前記第１面と反対側の第２面と、を有する振動プレートと、
   前記振動プレートと一定の間隔を有して配置され前記第２面と対向する上面を有するベースプレートを含むベースと、
   前記第２面に対向する振動部と、前記ベースプレートの下面に接続されるフレームと、を有するスピーカと、
   前記振動プレートの前記第１面に配置された前記対象物に振動を与えるために、前記スピーカの振動を前記振動プレートに伝達する伝達部材と、
   前記振動プレートと前記ベースプレートの前記上面の間に配置された、前記振動プレートを支持する弾性部材と、
   を備えるバイブレータユニット。
2. 前記ベースプレートは、開口部を有し、
   前記伝達部材は、前記開口部を通り、前記振動プレートの前記第２面に接触している、
   請求項１に記載のバイブレータユニット。
3. 請求項１または２に記載のバイブレータユニットと、
   前記振動プレートの前記第１面に配置された前記対象物を搬送するトランスファと、を備える、
   搬送システム。
4. カメラと、制御装置と、をさらに備え、
   前記制御装置は、
   前記カメラで前記第１面上の指定領域を撮像する撮像手段と、
   撮像された画像に基づき前記指定領域内の前記対象物の状態を認識し、前記対象物が第１状態および第２状態のいずれであるかを識別する画像識別手段と、
   前記第１状態と識別された前記対象物を前記トランスファに搬送させる搬送制御手段と、を有する、
   請求項３に記載の搬送システム。
5. 前記制御装置は、
   前記指定領域内に前記第１状態の前記対象物がなく、かつ前記第２状態の前記対象物がある場合、前記振動部を振動させるための信号を前記バイブレータユニットに出力する振動制御手段、を有する、
   請求項４に記載の搬送システム。
6. 前記第１状態は、前記対象物の指定面が前記第１面の上方を向く状態であり、
   前記第２状態は、前記対象物の前記指定面とは異なる面が前記第１面の上方を向く状態である、
   請求項４または５に記載の搬送システム。
7. 第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを有する振動プレートの前記第１面に複数の対象物を配置する配置工程と、
   前記第１面に配置された第１状態の前記対象物を前記第１面から搬送する搬送工程と、
   請求項１または２に記載のバイブレータユニットが備える前記スピーカの振動を前記伝達部材により前記振動プレートに伝達させることにより前記振動プレートを振動させ、前記第１面に配置された第２状態の前記対象物を前記第１状態に変化させる振動工程と、を含む、
   搬送方法。
8. カメラで前記第１面上の指定領域を撮像する撮像工程と、
   撮像された画像に基づき前記指定領域内の前記対象物の状態を認識し、前記対象物が前記第１状態および前記第２状態のいずれであるかを識別する画像識別工程と、をさらに含み、
   前記搬送工程においては、前記第１状態と識別された前記対象物を前記第１面から搬送する、
   請求項７に記載の搬送方法。
9. 前記指定領域内に前記第１状態の前記対象物がなく、かつ前記第２状態の前記対象物がある場合、前記振動工程が実行される、
   請求項８に記載の搬送方法。
10. 前記第１状態は、前記対象物の指定面が前記第１面の上方を向く状態であり、
    前記第２状態は、前記対象物の前記指定面とは異なる面が前記第１面の上方を向く状態である、
    請求項７乃至９のうちいずれか１項に記載の搬送方法。
11. 請求項１または２に記載のバイブレータユニット、および、前記対象物を搬送するトランスファの各々に接続されたコンピュータを、
    前記第１面に配置された第１状態の前記対象物を前記トランスファに搬送させる搬送制御手段、および、
    前記スピーカにより前記振動プレートを振動させ、前記第１面に配置された第２状態の前記対象物を前記第１状態に変化させる振動制御手段、
    として機能させるためのコンピュータプログラム。
12. 前記コンピュータを、
    カメラで前記第１面上の指定領域を撮像する撮像手段、および、
    撮像された画像に基づき前記指定領域内の前記対象物の状態を認識し、前記対象物が前記第１状態および前記第２状態のいずれであるかを識別する画像識別手段、
    としてさらに機能させるための、請求項１１に記載のコンピュータプログラム。
13. 前記指定領域内に前記第１状態の前記対象物がなく、かつ前記第２状態の前記対象物がある場合、前記振動制御手段が前記振動部を振動させるための信号を前記バイブレータユニットに出力する、
    請求項１２に記載のコンピュータプログラム。
14. 前記第１状態は、前記対象物の指定面が前記第１面の上方を向く状態であり、
    前記第２状態は、前記対象物の前記指定面とは異なる面が前記第１面の上方を向く状態である、
    請求項１１乃至１３のうちいずれか１項に記載のコンピュータプログラム。

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