ワークの寸法検査装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークや標準モデル等の寸法の測定値を重ね書きして得られる最大値と最小値、または測定値の平均値を任意測定ポイントにおける標準偏差によって嵩上げ嵩下げして得られる上限値と下限値によって細密にパターン化して寸法誤差の許容範囲を設定し、これに出荷用ワークの実測値を重ね書きして比較することにより、ワークの特質に応じた寸法検査が連続してできるようにしたワークの寸法検査装置に関する。
【０００２】ＩＣ（集積回路）等では、リードの高さ寸法の誤差によっては、プリント基板等への装着時に未接触部分が発生して作動不能となることにより、このリードの高さ寸法等を検査して良否を判断している。従来、この種の検査装置としては、基準面に正確に置いたＩＣのリード部をＣＣＤカメラにて撮像し、そのデータをコンピュータに取り込み画像処理することによってリードの状態を検査するようにしたものや、基準面に正確に置いたＩＣのリードの基準面からの高さをレーザー変位計を用いて数値として測定するもの等があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従来の検査装置では、いずれも、正確に判断させるためにＩＣを常に正確な定位置に置く必要があり、このため、ＩＣの精密な位置決め装置が必要になるという問題があった。また、その位置決め装置を長時間使用することにより各部の摩耗や変形等の機械的損傷が発生するため、正確な良否判定ができなくなるという問題があった。それに、位置決め装置の精度の低下程度と、それに対する不具合対策の復旧がどの程度行われたかの確認が大変であるという問題があった。
【０００４】また、従来装置では、寸法誤差として設定した上限値と下限値による許容範囲が多数の実測値に基づき設定されたものではなく、例えば、現在流れてくるＩＣワークのリードがどの程度の範囲で上下にバラついているのか調べるには測定に時間がかかったり、または、測定できない構造であるため、不良品と判定された製品を再検査しながら上限・下限の判定値を作っていかなければならないという問題があった。
【０００５】また、従来装置では、標準偏差等を基にした目標とする不良率に合った上限値・下限値の設定が簡単に設定することができないという構造となっているため、検査効率をすぐに上げられないという問題があった。
【０００６】また、従来装置では、レーザー変位計のレーザー・ビームがリードのどの部分に当っているかの確認が難しく、使用者が使用に対し不安感を持つという問題があった。
【０００７】また、従来装置では、零点補正や精度確保のため位置決め装置やＣＣＤカメラ、レーザー変位計等の取り付けを精密に行うと共に難しい調整をしなければならないという問題があった。
【０００８】本発明のワークの寸法検査装置は、かかる従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、精密な位置決め装置や零点補正の必要がなく、また、ラインの途中に組み込んで連続して検査することができ、また、寸法の許容範囲となる上限値と下限値を、ワークの任意測定ポイントにおける標準偏差を基に設定したり、測定値の最大値と最小値、またはこの最大値と最小値とを修正してより必要形態に合致するように形成でき、また、良否の判定も確実であって手軽くすることができるようにしたワークの寸法検査装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するための手段として、本発明請求項１記載のワークの寸法検査装置にあっては、ワークの定速度搬送手段と；計測センサからワークの測定位置までの距離を該ワークが一方向へ移動中に連続的に測定して測定値をアナログ信号として出力する計測手段と；ワークの通過を検知してトリガー信号により前記計測手段の測定値の取り込みを開始させるトリガー信号発生手段と；ワークの移動に同期してパルス信号を出すパルス信号発生手段と；前記パルス信号と同時に取り込んだ１サイクル分の測定値を保存すると共に該パルス信号が時系列的に一致するワーク全数分の測定値によって算出された平均値を１サイクル分時系列的に保存する平均値保存回路と；前記パルス信号と同期させた測定値のうち前回サイクルまでの最大値と比較して最大値のみを時系列的に取り込んだ１サイクル中のパルス毎の最大値を最大値中の最大値として保存すると共に、ワークの任意の測定ポイントにおける標準偏差によって前記１サイクル中のパルス毎の平均値を嵩上げして設定された上限値を保存し、また修正関数によって最大値を嵩上げ嵩下げして若しくは最小値を嵩上げして設定された上限値を保存する上限データ保存回路と；前記パルス信号と同期させた測定値のうち前回サイクルまでの最小値と比較して最小値のみを時系列的に取り込んだ１サイクル中のパルス毎の最小値を最小値中の最小値として保存すると共に、ワークの任意の測定ポイントにおける標準偏差によって前記１サイクル中のパルス毎の平均値を嵩下げして設定された下限値を保存し、また修正関数によって最大値を嵩下げして若しくは最小値を嵩上げ嵩下げして設定された下限値を保存する下限データ保存回路と；前記上限値を越えたとき又は前記下限値を下回ったときに不良信号を出す演算処理部と；前記演算処理部におけるワークの測定個数、測定時間、測定回数の設定と、前記ワークの任意の測定ポイントにおける全測定値によって求めた標準偏差を嵩上げと嵩下げする範囲の設定と、前記最大値波形と最小値波形または前記平均値による平均値波形とを修正する修正関数の設定と、前記許容範囲の設定および前記許容範囲と測定値の波形の表示とを行うコンピュータと；を備えた構成とした。
【００１０】また、本発明請求項２記載のワークの寸法検査装置にあっては、前記演算処理部において測定値が許容範囲を外れたとき、該演算処理部がそれまで取り込んだ測定値を保留して測定を停止させるシングルモードを有する構成とした。
【００１１】また、本発明請求項３記載のワークの寸法検査装置にあっては、前記演算処理部の１サイクル分の比較エリアが複数のエリアに区分されると共に測定値がエリアの許容範囲を外れたとき不良信号を出すように設定されている構成とした。
【００１２】
【作用】本発明のワークの寸法検査装置では、まず、検査時の許容範囲設定用に選定したワークまたはモデルを一方向に移動させ、該ワークの通過を確認してトリガー信号を発生させる。このトリガー信号によって、計測センサからワークの検査一までの距離の測定値と該ワークの移動に同期したパルス信号とを次々と取り込んで、前回サイクルまで取り込んで記憶していた測定値と比較させ、最大値のみを選択して上限データ保存回路に１サイクル分時系列的に保存させる。また、下限データ保存回路では、前記パルス信号に同期した測定値と前回サイクルまで取り込んで記憶していた測定値と比鮫させ、最小値のみを選択して１サイクル分時系列的に保存させる。また、平均値保存回路では、取り込んだ複数のワークにおける測定値であって、パルス信号受信位置のポイントごとにおける全測定値を積算して算出した平均値を１サイクル分時系列的に保存させる。
【００１３】また、表示器で前記上限データ保存回路の最大値と、下限データ保存回路の最小値と、平均値保存回路の平均値とを表示させる。そして、このとき最大値と最小値との間が最も開いたポイント、または、重要と思われるポイントを設定しこれまで取り込んだ測定値によってコンピュータに標準偏差を求めさせ、その標準偏差の２倍区間や３倍区間を設定してその上限値を最大値の代りとして上限データ保存回路に保存させ、またその下限値を最小値の代わりとして下限データ保存回路に保存させる。また、修正関数によって最大値と最小値を修正することにより寸法検査の許容範囲を設定する。この後、出荷用のワークを前記と同様に一方向に移動させることにより該ワークの実測値を取り込み、演算処理部により該実測値が上限値と下限値の間にあるか比較させ、実測値が上限値と下限値との間から外れている場合は不良信号を発信させる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。尚、本実施例においては、ＩＣ（集積回路）ワークのリード高さの検査を連続的に行うようにした装置で説明する。図１は本実施例のＩＣワークの寸法検査装置を示す説明図、図２は許容範囲の最大値と最小値を求めるフローチャート、図３は任意ポイントの全測定値による標準偏差を求めるフローチャート、図４は出荷用ワークの寸法検査を示すフローチャート、図５は最大値と最小値および平均値のパターン図、図６はポイントＰの標準偏差により求めた上限値と下限値によるパターン図、図７はポイントＰにおける測定値のバラツキを示す説明図、図８R>８は出荷用ＩＣワークの測定値を重ね書きしたパターン図、図９は測定部分の良否を示す説明図、図１０は関数Ｙ＝ＡＸ＋Ｂにより最大値を嵩下げし最小値を嵩上げして形成した許容範囲を示すパターン図である。本実施例のワークの寸法検査装置は、ＩＣワークＷの搬送装置１と、信号発信機２と、レーザー変位センサ３と、アンプ４と、パルス発信機５と、上限データ保存回路６と、下限データ保存回路７と、平均値保存回路８と、演算処理部（ＣＰＵ）９と、パーソナルコンピュータ１０と、けり出し装置Ｂと、を主要な構成としている。尚、前記上限データ保存回路６と、下限データ保存回路７と、平均値保存回路８と、演算処理部９とを一式まとめて構成したものを判定器Ａとする。
【００１５】前記搬送装置１は、ＩＣワークＷを所定の速度で一方向に水平移動させるもので、ＩＣワークＷのパッケージ部Ｗ１の上下面を挟持して定速度で回転するローラ１ａ，１ａを備えている。図中、１ｂはラインの途中に設けたＩＣワークＷの搬入装置、１ｃは同搬出装置である。尚、前記ローラ１ａはベルトコンベア等を使用することができる。
【００１６】前記信号発信機２は、ＩＣワークＷの通過を検知することによって外部トリガー信号を出す外部トリガー信号発生手段となるものであって、リミットスイッチ、近接スイッチ、赤外線センサ等を使用する。
【００１７】前記レーザー変位センサ３は、該センサからＩＣワークＷのリードＷ２の上端までの距離を連続して測定する計測手段となるものであって、実施例では、小スポットレーザーを備えたフルスケール５〜１０ｍｍ程度の測定範囲のものを使用する。また、該レーザー変位センサ３は、移動するＩＣワークＷの両リード側に位置するように２個設けられ、判定器Ａも２台設けられている。
【００１８】前記アンプ４は、レーザー変位センサ３が測定したＩＣワークＷにおけるリードＷ２の上端までの距離（変量）を電圧値に変換して出力するものであって、実施例では、０〜１０Ｖに変換するものを使用している。
【００１９】前記パルス発信機５は、測定値取り込みのスタートを合わせると共に１サイクルを時系列的に保存させるタイミングとなる同調用パルスを出すパルス発生手段となるものであって、前記搬送装置１におけるローラ１ａの回転角度に合せて発生させるように形成されている。
【００２０】データ収集時は、前記上限データ保存回路６は、演算処理部９で判別された最大値のみを１サイクル分（ＩＣワークＷの１個の長さ分の測定期間に相当）時系列的に保存する。また、良・不良の判定時は、パーソナルコンピュータ１０で最大値、最小値、平均値をＹ＝ＡＸ＋Ｂの修正関数で処理した修正値を上限値として上限データ保存回路６に保存、または、１サイクル中任意の範囲を必要個所だけ更に修正した修正値を上限値として上限データ保存回路６に保存する。
【００２１】データ収集時は、前記下限データ保存回路７は、演算処理部９で判別された最小値のみを前記同様に１サイクル分時系列的に保存する。また、良・不良の判定時は、パーソナルコンピュータ１０で最大値、最小値、平均値をＹ＝ＡＸ＋Ｂの修正関数で処理した修正値を下限値として下限データ保存回路７に保存、または、１サイクル中任意の範囲を必要個所だけ更に修正した修正値を下限値として下限データ保存回路７に保存する。
【００２２】前記平均値保存回路８は、パルス信号受信位置のポイントごとにおける測定値の平均値、または判定中の測定値を１サイクル分時系列的に保存するものである。
【００２３】前記演算処理部９は、許容範囲設定用のＩＣワークから取り込んだ測定値を前回まで取り込んだ測定値と比較して最大値のみを上限データ保存回路６に送り、また、最小値のみを下限データ保存回路７に送って保存させたり、測定値を積算して積算値を平均値保存回路８に保存させたり、出荷用ＩＣワークＷの測定内容に従って下記の許容範囲のうちから設定された任意の許容範囲によって寸法比較を行うことにより製品の良否を判断するためのものであって、パーソナルコンピュータ１０によって次のいずれかの許容範囲が設定される。前記上限データ保存回路６の最大値波形６ａと下限データ保存回路７の最小値波形７ａとによって形成される時系列的な許容範囲。また、前記最大値波形６ａと最小値波形７ａとの許容範囲において、最大値波形６ａと最小値波形７ａとの間が広くなった部分や寸法の重要部分において求めた標準偏差σにより前記平均値保存回路８の平均値を３σ嵩上げしたものを上限値６ｂ、また平均値を３σ嵩下げしたものを下限値７ｂとする許容範囲（図６参照）。また、前記最大値波形６ａと最小値波形７ａ、または平均値保存回路８の平均値による平均値波形８ａを修正関数Ｙ＝ＡＸ＋ＢのＡまたはＢをパルス信号受信位置のポイントごとに設定して嵩上げ、嵩下げすることにより修正された許容範囲。また、前記許容範囲は、１サイクル分を複数（実施例では８エリア）に区切って監視区域が設定される。そして、該演算処理部９は、不良品判定時に不良品発生と、どの領域で発生したかの出力を出しその不良品の測定値を１ワーク分（１サイクル分）保持して停止し、コンピュータ１０へ不良品の測定値を転送後、検査を再開するシングルモードと、不良品の判定出力とどの領域で不良判定が出たかの領域出力を出すが、測定データは保持せずに連続して検査を行うレピートモードとの機能を持っている。そして、不良品を検知した場合、不良品の判定出力によってけり出し装置Ｂを作動させ不良ＩＣワークをライン外に排出させる。図１において、９ａはＡ／Ｄ変換器、９ｂはインターフェース、９ｃはＩ／Ｏ、９ｄは判定器側ソフトおよびアナログ値処理ソフト用のＲＯＭ、９ｅは前記上限データ保存回路６と下限データ保存回路７と平均値保存回路８とを備えたＲＡＭ、９ｆは時計、９ｇはコンピュータ１０との通信用接続部、９ｈは警報ランプが接続されるエリア出力部、９ｊは測定スタートボタン、９ｋは測定続行用リセットスイッチである。
【００２４】前記コンピュータ１０は、標準偏差の算出や演算処理部９における許容範囲の設定、各波形と出荷用ＩＣワークＷの測定値波形３ａ等の表示を行うパーソナルコンピュータであって、本体１０ａに表示器としてのＣＲＴ１０ｂやキーボード等を備えている。前記本体１０ａは、判定器Ａの接続部９ｇと専用通信線で接続され、演算処理部９に、重ね書きの回数（搬送装置１に通す許容範囲作成用ＩＣワークＷの数）を測定回数として設定したり、１個のＩＣリードの測定長さを１サイクル分の測定値個数として設定したり、測定値の取り込みタイミング（実施例では１／５００秒毎に１測定）を設定したり、データの取り込み開始はＩＣワークＷを通過したのを検知して発信される外部トリガーによって同調するように設定したり、入力信号のスケール（実施例では０〜１０Ｖフルスケール）による分解能（実施例では１／４０９６）を設定したりする機能を備えている。また、最大値波形６ａと最小値波形７ａとの範囲が最大に開いている任意ポイントの全測定値による標準偏差σ（全測定値の約７割が含まれる測定値の範囲）を求めたり、その３倍区間（つまり３σ）を演算処理部９の許容範囲として設定したり、最大値波形６ａと最小値波形７ａと平均値波形８ａのいずれかを選んでＹ＝ＡＸ＋Ｂの式で嵩上げして上限値を設定し、また嵩下げして下限値を設定する。また、前記いずれかの許容範囲を選定し、その１サイクル分を複数のエリアに区切って所定エリアのみを不良判定エリアに設定したり、１サイクル中に何回上・下限から外れたら不良判定を出すかの回数を設定したり、測定モードをシングルモードまたはレピートモードのいずれかとする機能を備えている。
【００２５】次に実施例の作用をフローチャートにより説明する。まず、最大値波形６ａと最小値波形７ａと平均値波形８ａの表示を重ね書きによって行い、ＩＣワークＷのリード高さのバラツキと再現性を確認する（図２参照）。コンピュータ１０により、重ね書きの回数（装置に通す製品の数）を測定サイクル回数として設定、１個のＩＣワークの全てのリードに亘る測定長さに応じたデータ個数を１サイクル分のデータ個数として設定、データの取り込みタイミングは１／５００秒毎に１データを設定、データの取り込み開始は外部からのワーク（ＩＣ）通過確認信号による開始に設定、入力信号は０〜１０Ｖフルスケールとし、分解能は１／４０９６に設定する（ステップ１００）。スタートボタン９ｊをＯＮ（ステップ１０１）することにより搬送装置１にＩＣワークＷが１個ずつ搬送開始される（ステップ１０２）。信号発信機２がＩＣワークＷの通過を検知して発信した外部トリガー信号が入力されたのを確認（ステップ１０３）し、パルス発信機５がＩＣワークＷの移動距離２０μｍ毎に１パルスを発信する（ステップ１０４）。前記パルス信号に同期してレーザー変位センサ３からの変量をアンプ４を介しアナログ量として判定器Ａに取り込む（ステップ１０５）。
【００２６】判定器Ａの演算処理部９では、上限データ保存回路６における前回サイクルの比較後の保存測定値より今回の測定値が大きいか判断（ステップ１０６）され、大きい方の測定値（最大値中の最大値）がこの上限データ保存回路６に時系列的に（つまりパルス信号受信位置のポイントごとに）保存される（ステップ１０７）。また、下限データ保存回路７における前回サイクルの比較後の保存測定値より今回の測定値が小さいか判断され（ステップ１０８）、小さい方の測定値（最小値中の最小値）がこの下限データ保存回路７に時系列的に保存される（ステップ１０９）。また、各測定点毎（パルス信号受信位置のポイント毎）の測定値が平均値保存回路８に積算して保存される（ステップ１１０）。この設定の測定値の個数（１個のＩＣワークＷの測定をする１サイクル時間で得られる測定値の個数）まで測定したかが判断され（ステップ１１１）、完了したら設定の測定回数（測定するＩＣワークＷの個数）に達したかが判断され（ステップ１１２）、設定数に達したら測定が完了される（ステップ１１３）。この後コンピュータ１０に測定値が転送され（ステップ１１４）、この転送時にステップ１１０で保存した各々の積算値を測定回数（サイクル回数）で割って各々の平均値が算出され、各平均値がコンピュータ１０に転送されると共に平均値保存回路８に保存される（ステップ１１５）。そしてこれ等の測定値によりコンピュータ１０のＣＲＴ画面に、ステップ１０７で集めた最大値ばかりの波形線６ａと、ステップ１０９で集めた最小値ばかりの波形線７ａと、ステップ１１５で求めた平均値ばかりの波形線８ａとを３本の色違い線で同時表示させる（図５参照）。尚、この波形は、後日の性能比較のため、記録手段により記録しておいてもよい。各波形線６ａ、７ａ、８ａは曲線波形となる。
【００２７】次に、波形の中の任意のポイントを指定し、そのポイントだけを集めて測定値の分布図や標準偏差σを求める（図３、図５〜図７参照）。ここで、最大値、最小値、平均値および標準偏差σについて例を示して説明する。仮にパルス発信機５から出力されるパルス数が１サイクルに２０００個ある場合には図５に示す最大値は２０００個となる。また仮に、１サイクルにおける或る時点で発生したパルスに対応する（つまり時系列的に見て同一時刻の）測定値が３０００個（この数は全ワーク数の個数である）である場合には、図５に示す最大値はその３０００個の中での最大値（最大値中の最大値）である。このことは最小値についても同様である。また、平均値は上記３０００個の平均値であり、平均値は最大値、最小値と同様、パルス数に応じて２０００個存在する。このようにして求められた最大値、最小値、平均値（平均値は最大値と最小値の中心値ではない）から、適正な測定値分布を想定して標準偏差σを定める。次に、ＣＲＴで重ね書きした各波形で測定値のバラツキを知りたいポイントと測定するＴＣワークＷの個数をサイクル回数としてコンピュータで設定する（ステップ２００）。スタートボタン９ｊをＯＮ（ステップ２０１）することにより、搬送装置１にＩＣワークＷが１個ずつ搬送開始される（ステップ２０２）。信号発信機２がＩＣワークＷの通過を検知して発信した外部トリガー信号が入力されたのを確認後（ステップ２０３）、パルス発信機５がＩＣワークＷの移動距離２０μｍ毎に１パルス発信する（ステップ２０４）。また、設定ポイントの測定値を取り込みながらこのパルスがステップ２００で設定したポイントにおける必要数に達するまで発信され（ステップ２０５）、測定値の所定数が保存される（ステップ２０６）。そして、設定の測定値個数（１個のＩＣワークの測定をする１サイクル時間）まで測定したか確認され（ステップ２０７）、設定した測定回数（測定するＩＣワークの数）に達するまで測定される（ステップ２０８）。
【００２８】測定回数に達したら測定が終了され（ステップ２０９）、コンピュータ１０に測定値が転送され（ステップ２１０）、ＣＲＴ画面上の横軸に各サイクル順に設置したポイントの測定値を表示し（図７参照）、また必要があればＣＲＴ画面上で拡大して測定値の確認をする（ステップ２１１）。そして、１サイクル目から設定サイクル数までの範囲のなかで測定値のバラツキと標準偏差を調べたい範囲を設定し（ステップ２１２）、設定したサイクル数の各サイクル中で、指定ポイントＰ（図５参照）の測定値ばかり集めて、標準偏差σとバラツキをグラフに出す（ステップ２１３）。ステップ２１２で標準偏差を調べたい範囲を設定するのは異常な測定値を排除して妥当な標準偏差を得るためである。
【００２９】次に、前記測定値の重ね書きと、バラツキ、標準偏差σをもとに平均値波形８ａを３σだけ嵩上げ嵩下げして上限、下限の線を引き、良品と不良品の判定を行わせる（図６、図８、図９参照）。なお、上限値は各パルスに対応する許容範囲の上限値である。たとえば１サイクルで２０００個のパルスが発生するとすれば、２０００個の上限値が存在する。上限値波形とはその２０００個の上限値を直線で結んで波形化したものである。また、最大値とは、全ワーク数を３０００個とした場合、或るパルスに対応する（つまり時系列的に同一時刻、換言すればワーク上での同一位置）３０００個の中の最大値（最大値中の最大値）である。まず、コンピュータ１０で次の許容範囲のうちいずれかの設定を行う。最大値波形６ａと最小値波形７ａとによる許容範囲、またはＣＲＴ画面上に最大値波形と最小値波形と平均値波形を描かせ３本の波形線のどれか１本を選んで、自動的に選んだ線を修正関数Ｙ＝ＡＸ＋Ｂの式でかさ上げして上限を設け、若しくは最大値波形と平均値波形の２本の波形線のどれか１本を選んで、自動的に選んだ線を修正関数Ｙ＝ＡＸ＋Ｂの式でかさ下げして上限を設け、同じく最大値波形と最小値波形と平均値波形のどれか１本を選んで、自動的に選んだ線をＹ＝ＡＸ＋Ｂの式でかさ下げし下限を設け、若しくは最小値波形と平均値波形の２本の波形線のどれか１本を選んで、自動的に選んだ線をＹ＝ＡＸ＋Ｂの式でかさ上げして下限を設けて許容範囲を設定。または前記標準偏差σの３倍区間を設けて許容範囲を設定。または前記標準偏差σの２倍区間を設けて許容範囲を設定。上限・下限値で良品・不良品の判定の必要の無い部分、又は、より厳しく判定をする必要の無い部分は、領域を設定してマニュアルにて、点を打ち折れ線にて上限・下限を設けて許容範囲を設定。不良判定時のワークのデータを保持する必要が有れば、シングル・モードに設定。不良判定時のデータが必要なければ、レピート・モードに設定。測定領域を均等でも不均等でも最大８分割までの領域出力の分割線を引き設定。１サイクル中に何回上・下限から外れたら不良判定をだすかの回数設定（ステップ３００）。ステップボタン９ｊをＯＮ（ステップ３０１）して、判定器Ａが良品不良品の判定可能な状態になっているのを確認後（ステップ３０２）、搬送装置１にＩＣワークＷが１個ずつ搬送開始される（ステップ３０３）。信号発信機２がＩＣワークＷの通過を検知して発信した外部トリガー信号が入力されたのを確認後（ステップ３０４）、パルス発信機５がＩＣワークＷの移動距離２０μｍ毎に１パルス発信する（ステップ３０５）。前記パルス信号に同期してレーザー変位センサ３からの変量をアンプ４を介してアナログ量として判定器Ａに取り込む（ステップ３０６）。前に設定した領域に入ったら領域判断の出力を出させる（ステップ３０７）。そして、測定値が演算処理部９で設定した上限値と下限値の間に入っているか判断し（ステップ３０８）、入っていない場合は設定したアラーム回数に達したとき（ステップ３０９）、不良品発生信号と発生領域判別信号を出力させ（ステップ３１０）、不良品のけり出し、またはマーキングを行う（ステップ３１１）。
【００３２】また、寸法の許容範囲となる上限値と下限値を、測定値のバラツキのひどい部分や上下に広く膨らんだ部分、あるいは寸法の最重要と思われる部分等の標準偏差算出位置を任意に定めて求めた標準偏差によって設定できるため、ＩＣワーク全体に係る寸法を合理的な許容範囲にすることにより検査することができる。また、寸法検査に用いる波形は、取り込んだ測定値の最大値波形や最小値波形をＹ＝ＡＸ＋Ｂで修正した上限値波形、下限値波形、あるいは任意のポイントの標準偏差σで平均値波形８ａを上下に２σあるいは３σ分移動させることで形成した上限値波形や下限値波形等、あるいはそれ等を組み合わせた上限値波形、下限値波形を使用できるのでワークにマッチした寸法検査をすることができる。この場合、不良率をあらかじめ設定できるので、品質管理をより自在に行うことができる。また、波形の中に平均値による波形を表示してみることにより、ワークの寸法の片寄り具合が判るし、また同一モデルを測定してみることにより検査装置自体の変化も見つけ出すことができる。
【００３３】また、不良監視エリアを設定することによりどのエリアで不良が発生したか直ちに判別することができる。また、シングルモードの場合、大量に検査する中でいつ発生するか判らない不良品のデータを直ちに検討することができる。
【００３４】以上、本発明の実施例を説明してきたが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、実施例では、検査ワークはＩＣワークにより説明したが、これに限らず、他の電子部品やメカ部品、容器内の部品や収容物の寸法や嵩高、加工中の物品の寸法や形状、等任意に選定することができる。
【００３５】また、実施例では、搬送装置はＩＣワークを一方向に水平移動させるもので説明したが、これに限らず、搬送途中で水平方向に回転する反転機構を設けてもよい。この場合はレーザー変位センサ３を増やす等して四方にリードが設けられたＩＣも簡単に検査することができる。また、搬送装置はワークの形状にマッチしたものを複数用意しておき、カセット式に入替えるようにしてもよい。
【００３６】また、実施例では、コンピュータ１０は表示用ＣＲＴ１０ｂを備えたもので説明したが、これに限らず、いずれか一方が判定器Ａ内に組み込まれていてもよい。
【００３７】また、測定値を同調（同期）させるパルスは判定器の時計９ｆから取り出してもよい。
【００３８】またトリガー信号は外部トリガーを利用したが、これに限らず、取り込んだアナログ値の変化を内部トリガーとして使用するようにしてもよい。また、外部トリガーと内部トリガーを組合せることもできる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明のワークの寸法検査装置にあっては、出荷用ワークと同等品のワークを計測し、その測定値を時系列的に重ね書きしてパターン化した波形と比較して出荷用ワークの寸法検査をするようにしたので、従来の精密な位置決め装置を設けたり、常に零点調整を厳しくしないでも測定値を常に同一状態で取り込んで正確な寸法検査をすることができる。また、そのため、検査装置を低コストで製造することができる。また、ワークは移動させながら計測するので、ライン途中に組み込んでライン搬送中に計測して検査することができる。また、許容範囲は取り込んだ測定値によりパターン化するので、検査面に凹凸があったり、曲面があっても簡単に検査することができる。また、過去の判定用波形と現在の判定用波形を比較することにより、検査装置全体の変化の具合や修理後の復旧の度合いが判明する。
【００４０】また、許容範囲の上限と下限は、任意に定めたポイントの標準偏差σで平均値波形を嵩上げ嵩下げして設定したり、全体を修正関数によって嵩上げや嵩下げができるため、ワーク全体に係る寸法を合理的な許容範囲にして検査することができる。また、測定値における最大値のみによる最大値波形や最小値のみによる最小値波形、あるいは平均値等いずれも寸法検査に使用できるので、それ等を適宜選定使用することにより、ワークにマッチした検査を合理的に行うことができる。また、不良品の発生率をあらかじめ設定することにより、品質管理を自在に行うことができる。
【００４１】また、不良品発生時それまで取り込んだ測定値を保留して測定を停止させるようにしたので、いつ発生するか判らない不良品のデータを直ちに分析することができる。
【００４２】また、不良監視エリアを設定することによりどのエリアで不良が発生したか直ちに判別でき、不良品のデータを直ちに検討することができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＩＣワークの寸法検査装置を示す説明図である。
【図２】許容範囲の最大値と最小値を求めるフローチャートである。
【図３】測定範囲にポイントを定め、そのポイントにおける全測定値の標準偏差を求めるフローチャートである。
【図４】出荷用ワークの寸法検査を示すフローチャートである。
【図５】最大値と最小値および平均値のパターン図である。
【図６】ポイントＰの標準偏差により求めた上限値と下限値によるパターン図である。
【図７】ポイントＰにおける測定値のバラツキを示す説明図である。
【図８】出荷用ＩＣワークの測定値を重ね書きしたパターン図である。
【図９】測定部分の良否を示す説明図である。
【図１０】最大値を嵩上げし最小値を嵩下げして形成した許容範囲を示すパターン図である。
【符号の説明】
Ａ 判定器
１ 搬送装置（定速度搬送手段）
２ 信号発信機（トリガー信号発生手段）
３ レーザー変位センサ（計測手段）
４ アンプ（計測手段）
５ パルス発信機（パルス発生手段）
６ 上限データ保存回路
７ 下限データ保存回路
８ 平均値保存回路
９ 演算処理部
１０ パーソナルコンピュータ（コンピュータ）
１０ｂ ＣＲＴ（表示器）
Ｐ 標準偏差を求めるポイント
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークや標準モデル等の寸法の測定値を重ね書きして得られる最大値と最小値、または測定値の平均値を任意測定ポイントにおける標準偏差によって嵩上げ嵩下げして得られる上限値と下限値によって細密にパターン化して寸法誤差の許容範囲を設定し、これに出荷用ワークの実測値を重ね書きして比較することにより、ワークの特質に応じた寸法検査が連続してできるようにしたワークの寸法検査装置に関する。
【０００２】ＩＣ（集積回路）等では、リードの高さ寸法の誤差によっては、プリント基板等への装着時に未接触部分が発生して作動不能となることにより、このリードの高さ寸法等を検査して良否を判断している。従来、この種の検査装置としては、基準面に正確に置いたＩＣのリード部をＣＣＤカメラにて撮像し、そのデータをコンピュータに取り込み画像処理することによってリードの状態を検査するようにしたものや、基準面に正確に置いたＩＣのリードの基準面からの高さをレーザー変位計を用いて数値として測定するもの等があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従来の検査装置では、いずれも、正確に判断させるためにＩＣを常に正確な定位置に置く必要があり、このため、ＩＣの精密な位置決め装置が必要になるという問題があった。また、その位置決め装置を長時間使用することにより各部の摩耗や変形等の機械的損傷が発生するため、正確な良否判定ができなくなるという問題があった。それに、位置決め装置の精度の低下程度と、それに対する不具合対策の復旧がどの程度行われたかの確認が大変であるという問題があった。
【０００４】また、従来装置では、寸法誤差として設定した上限値と下限値による許容範囲が多数の実測値に基づき設定されたものではなく、例えば、現在流れてくるＩＣワークのリードがどの程度の範囲で上下にバラついているのか調べるには測定に時間がかかったり、または、測定できない構造であるため、不良品と判定された製品を再検査しながら上限・下限の判定値を作っていかなければならないという問題があった。
【０００５】また、従来装置では、標準偏差等を基にした目標とする不良率に合った上限値・下限値の設定が簡単に設定することができないという構造となっているため、検査効率をすぐに上げられないという問題があった。
【０００６】また、従来装置では、レーザー変位計のレーザー・ビームがリードのどの部分に当っているかの確認が難しく、使用者が使用に対し不安感を持つという問題があった。
【０００７】また、従来装置では、零点補正や精度確保のため位置決め装置やＣＣＤカメラ、レーザー変位計等の取り付けを精密に行うと共に難しい調整をしなければならないという問題があった。
【０００８】本発明のワークの寸法検査装置は、かかる従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、精密な位置決め装置や零点補正の必要がなく、また、ラインの途中に組み込んで連続して検査することができ、また、寸法の許容範囲となる上限値と下限値を、ワークの任意測定ポイントにおける標準偏差を基に設定したり、測定値の最大値と最小値、またはこの最大値と最小値とを修正してより必要形態に合致するように形成でき、また、良否の判定も確実であって手軽くすることができるようにしたワークの寸法検査装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するための手段として、本発明請求項１記載のワークの寸法検査装置にあっては、ワークの定速度搬送手段と；計測センサからワークの測定位置までの距離を該ワークが一方向へ移動中に連続的に測定して測定値をアナログ信号として出力する計測手段と；ワークの通過を検知してトリガー信号により前記計測手段の測定値の取り込みを開始させるトリガー信号発生手段と；ワークの移動に同期してパルス信号を出すパルス信号発生手段と；前記パルス信号と同時に取り込んだ１サイクル分の測定値を保存すると共に該パルス信号が時系列的に一致するワーク全数分の測定値によって算出された平均値を１サイクル分時系列的に保存する平均値保存回路と；前記パルス信号と同期させた測定値のうち前回サイクルまでの最大値と比較して最大値のみを時系列的に取り込んだ１サイクル中のパルス毎の最大値を最大値中の最大値として保存すると共に、ワークの任意の測定ポイントにおける標準偏差によって前記１サイクル中のパルス毎の平均値を嵩上げして設定された上限値を保存し、また修正関数によって最大値を嵩上げ嵩下げして若しくは最小値を嵩上げして設定された上限値を保存する上限データ保存回路と；前記パルス信号と同期させた測定値のうち前回サイクルまでの最小値と比較して最小値のみを時系列的に取り込んだ１サイクル中のパルス毎の最小値を最小値中の最小値として保存すると共に、ワークの任意の測定ポイントにおける標準偏差によって前記１サイクル中のパルス毎の平均値を嵩下げして設定された下限値を保存し、また修正関数によって最大値を嵩下げして若しくは最小値を嵩上げ嵩下げして設定された下限値を保存する下限データ保存回路と；前記上限値を越えたとき又は前記下限値を下回ったときに不良信号を出す演算処理部と；前記演算処理部におけるワークの測定個数、測定時間、測定回数の設定と、前記ワークの任意の測定ポイントにおける全測定値によって求めた標準偏差を嵩上げと嵩下げする範囲の設定と、前記最大値波形と最小値波形または前記平均値による平均値波形とを修正する修正関数の設定と、前記許容範囲の設定および前記許容範囲と測定値の波形の表示とを行うコンピュータと；を備えた構成とした。
【００１０】また、本発明請求項２記載のワークの寸法検査装置にあっては、前記演算処理部において測定値が許容範囲を外れたとき、該演算処理部がそれまで取り込んだ測定値を保留して測定を停止させるシングルモードを有する構成とした。
【００１１】また、本発明請求項３記載のワークの寸法検査装置にあっては、前記演算処理部の１サイクル分の比較エリアが複数のエリアに区分されると共に測定値がエリアの許容範囲を外れたとき不良信号を出すように設定されている構成とした。
【００１２】
【作用】本発明のワークの寸法検査装置では、まず、検査時の許容範囲設定用に選定したワークまたはモデルを一方向に移動させ、該ワークの通過を確認してトリガー信号を発生させる。このトリガー信号によって、計測センサからワークの検査一までの距離の測定値と該ワークの移動に同期したパルス信号とを次々と取り込んで、前回サイクルまで取り込んで記憶していた測定値と比較させ、最大値のみを選択して上限データ保存回路に１サイクル分時系列的に保存させる。また、下限データ保存回路では、前記パルス信号に同期した測定値と前回サイクルまで取り込んで記憶していた測定値と比鮫させ、最小値のみを選択して１サイクル分時系列的に保存させる。また、平均値保存回路では、取り込んだ複数のワークにおける測定値であって、パルス信号受信位置のポイントごとにおける全測定値を積算して算出した平均値を１サイクル分時系列的に保存させる。
【００１３】また、表示器で前記上限データ保存回路の最大値と、下限データ保存回路の最小値と、平均値保存回路の平均値とを表示させる。そして、このとき最大値と最小値との間が最も開いたポイント、または、重要と思われるポイントを設定しこれまで取り込んだ測定値によってコンピュータに標準偏差を求めさせ、その標準偏差の２倍区間や３倍区間を設定してその上限値を最大値の代りとして上限データ保存回路に保存させ、またその下限値を最小値の代わりとして下限データ保存回路に保存させる。また、修正関数によって最大値と最小値を修正することにより寸法検査の許容範囲を設定する。この後、出荷用のワークを前記と同様に一方向に移動させることにより該ワークの実測値を取り込み、演算処理部により該実測値が上限値と下限値の間にあるか比較させ、実測値が上限値と下限値との間から外れている場合は不良信号を発信させる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。尚、本実施例においては、ＩＣ（集積回路）ワークのリード高さの検査を連続的に行うようにした装置で説明する。図１は本実施例のＩＣワークの寸法検査装置を示す説明図、図２は許容範囲の最大値と最小値を求めるフローチャート、図３は任意ポイントの全測定値による標準偏差を求めるフローチャート、図４は出荷用ワークの寸法検査を示すフローチャート、図５は最大値と最小値および平均値のパターン図、図６はポイントＰの標準偏差により求めた上限値と下限値によるパターン図、図７はポイントＰにおける測定値のバラツキを示す説明図、図８R>８は出荷用ＩＣワークの測定値を重ね書きしたパターン図、図９は測定部分の良否を示す説明図、図１０は関数Ｙ＝ＡＸ＋Ｂにより最大値を嵩下げし最小値を嵩上げして形成した許容範囲を示すパターン図である。本実施例のワークの寸法検査装置は、ＩＣワークＷの搬送装置１と、信号発信機２と、レーザー変位センサ３と、アンプ４と、パルス発信機５と、上限データ保存回路６と、下限データ保存回路７と、平均値保存回路８と、演算処理部（ＣＰＵ）９と、パーソナルコンピュータ１０と、けり出し装置Ｂと、を主要な構成としている。尚、前記上限データ保存回路６と、下限データ保存回路７と、平均値保存回路８と、演算処理部９とを一式まとめて構成したものを判定器Ａとする。
【００１５】前記搬送装置１は、ＩＣワークＷを所定の速度で一方向に水平移動させるもので、ＩＣワークＷのパッケージ部Ｗ１の上下面を挟持して定速度で回転するローラ１ａ，１ａを備えている。図中、１ｂはラインの途中に設けたＩＣワークＷの搬入装置、１ｃは同搬出装置である。尚、前記ローラ１ａはベルトコンベア等を使用することができる。
【００１６】前記信号発信機２は、ＩＣワークＷの通過を検知することによって外部トリガー信号を出す外部トリガー信号発生手段となるものであって、リミットスイッチ、近接スイッチ、赤外線センサ等を使用する。
【００１７】前記レーザー変位センサ３は、該センサからＩＣワークＷのリードＷ２の上端までの距離を連続して測定する計測手段となるものであって、実施例では、小スポットレーザーを備えたフルスケール５〜１０ｍｍ程度の測定範囲のものを使用する。また、該レーザー変位センサ３は、移動するＩＣワークＷの両リード側に位置するように２個設けられ、判定器Ａも２台設けられている。
【００１８】前記アンプ４は、レーザー変位センサ３が測定したＩＣワークＷにおけるリードＷ２の上端までの距離（変量）を電圧値に変換して出力するものであって、実施例では、０〜１０Ｖに変換するものを使用している。
【００１９】前記パルス発信機５は、測定値取り込みのスタートを合わせると共に１サイクルを時系列的に保存させるタイミングとなる同調用パルスを出すパルス発生手段となるものであって、前記搬送装置１におけるローラ１ａの回転角度に合せて発生させるように形成されている。
【００２０】データ収集時は、前記上限データ保存回路６は、演算処理部９で判別された最大値のみを１サイクル分（ＩＣワークＷの１個の長さ分の測定期間に相当）時系列的に保存する。また、良・不良の判定時は、パーソナルコンピュータ１０で最大値、最小値、平均値をＹ＝ＡＸ＋Ｂの修正関数で処理した修正値を上限値として上限データ保存回路６に保存、または、１サイクル中任意の範囲を必要個所だけ更に修正した修正値を上限値として上限データ保存回路６に保存する。
【００２１】データ収集時は、前記下限データ保存回路７は、演算処理部９で判別された最小値のみを前記同様に１サイクル分時系列的に保存する。また、良・不良の判定時は、パーソナルコンピュータ１０で最大値、最小値、平均値をＹ＝ＡＸ＋Ｂの修正関数で処理した修正値を下限値として下限データ保存回路７に保存、または、１サイクル中任意の範囲を必要個所だけ更に修正した修正値を下限値として下限データ保存回路７に保存する。
【００２２】前記平均値保存回路８は、パルス信号受信位置のポイントごとにおける測定値の平均値、または判定中の測定値を１サイクル分時系列的に保存するものである。
【００２３】前記演算処理部９は、許容範囲設定用のＩＣワークから取り込んだ測定値を前回まで取り込んだ測定値と比較して最大値のみを上限データ保存回路６に送り、また、最小値のみを下限データ保存回路７に送って保存させたり、測定値を積算して積算値を平均値保存回路８に保存させたり、出荷用ＩＣワークＷの測定内容に従って下記の許容範囲のうちから設定された任意の許容範囲によって寸法比較を行うことにより製品の良否を判断するためのものであって、パーソナルコンピュータ１０によって次のいずれかの許容範囲が設定される。前記上限データ保存回路６の最大値波形６ａと下限データ保存回路７の最小値波形７ａとによって形成される時系列的な許容範囲。また、前記最大値波形６ａと最小値波形７ａとの許容範囲において、最大値波形６ａと最小値波形７ａとの間が広くなった部分や寸法の重要部分において求めた標準偏差σにより前記平均値保存回路８の平均値を３σ嵩上げしたものを上限値６ｂ、また平均値を３σ嵩下げしたものを下限値７ｂとする許容範囲（図６参照）。また、前記最大値波形６ａと最小値波形７ａ、または平均値保存回路８の平均値による平均値波形８ａを修正関数Ｙ＝ＡＸ＋ＢのＡまたはＢをパルス信号受信位置のポイントごとに設定して嵩上げ、嵩下げすることにより修正された許容範囲。また、前記許容範囲は、１サイクル分を複数（実施例では８エリア）に区切って監視区域が設定される。そして、該演算処理部９は、不良品判定時に不良品発生と、どの領域で発生したかの出力を出しその不良品の測定値を１ワーク分（１サイクル分）保持して停止し、コンピュータ１０へ不良品の測定値を転送後、検査を再開するシングルモードと、不良品の判定出力とどの領域で不良判定が出たかの領域出力を出すが、測定データは保持せずに連続して検査を行うレピートモードとの機能を持っている。そして、不良品を検知した場合、不良品の判定出力によってけり出し装置Ｂを作動させ不良ＩＣワークをライン外に排出させる。図１において、９ａはＡ／Ｄ変換器、９ｂはインターフェース、９ｃはＩ／Ｏ、９ｄは判定器側ソフトおよびアナログ値処理ソフト用のＲＯＭ、９ｅは前記上限データ保存回路６と下限データ保存回路７と平均値保存回路８とを備えたＲＡＭ、９ｆは時計、９ｇはコンピュータ１０との通信用接続部、９ｈは警報ランプが接続されるエリア出力部、９ｊは測定スタートボタン、９ｋは測定続行用リセットスイッチである。
【００２４】前記コンピュータ１０は、標準偏差の算出や演算処理部９における許容範囲の設定、各波形と出荷用ＩＣワークＷの測定値波形３ａ等の表示を行うパーソナルコンピュータであって、本体１０ａに表示器としてのＣＲＴ１０ｂやキーボード等を備えている。前記本体１０ａは、判定器Ａの接続部９ｇと専用通信線で接続され、演算処理部９に、重ね書きの回数（搬送装置１に通す許容範囲作成用ＩＣワークＷの数）を測定回数として設定したり、１個のＩＣリードの測定長さを１サイクル分の測定値個数として設定したり、測定値の取り込みタイミング（実施例では１／５００秒毎に１測定）を設定したり、データの取り込み開始はＩＣワークＷを通過したのを検知して発信される外部トリガーによって同調するように設定したり、入力信号のスケール（実施例では０〜１０Ｖフルスケール）による分解能（実施例では１／４０９６）を設定したりする機能を備えている。また、最大値波形６ａと最小値波形７ａとの範囲が最大に開いている任意ポイントの全測定値による標準偏差σ（全測定値の約７割が含まれる測定値の範囲）を求めたり、その３倍区間（つまり３σ）を演算処理部９の許容範囲として設定したり、最大値波形６ａと最小値波形７ａと平均値波形８ａのいずれかを選んでＹ＝ＡＸ＋Ｂの式で嵩上げして上限値を設定し、また嵩下げして下限値を設定する。また、前記いずれかの許容範囲を選定し、その１サイクル分を複数のエリアに区切って所定エリアのみを不良判定エリアに設定したり、１サイクル中に何回上・下限から外れたら不良判定を出すかの回数を設定したり、測定モードをシングルモードまたはレピートモードのいずれかとする機能を備えている。
【００２５】次に実施例の作用をフローチャートにより説明する。まず、最大値波形６ａと最小値波形７ａと平均値波形８ａの表示を重ね書きによって行い、ＩＣワークＷのリード高さのバラツキと再現性を確認する（図２参照）。コンピュータ１０により、重ね書きの回数（装置に通す製品の数）を測定サイクル回数として設定、１個のＩＣワークの全てのリードに亘る測定長さに応じたデータ個数を１サイクル分のデータ個数として設定、データの取り込みタイミングは１／５００秒毎に１データを設定、データの取り込み開始は外部からのワーク（ＩＣ）通過確認信号による開始に設定、入力信号は０〜１０Ｖフルスケールとし、分解能は１／４０９６に設定する（ステップ１００）。スタートボタン９ｊをＯＮ（ステップ１０１）することにより搬送装置１にＩＣワークＷが１個ずつ搬送開始される（ステップ１０２）。信号発信機２がＩＣワークＷの通過を検知して発信した外部トリガー信号が入力されたのを確認（ステップ１０３）し、パルス発信機５がＩＣワークＷの移動距離２０μｍ毎に１パルスを発信する（ステップ１０４）。前記パルス信号に同期してレーザー変位センサ３からの変量をアンプ４を介しアナログ量として判定器Ａに取り込む（ステップ１０５）。
【００２６】判定器Ａの演算処理部９では、上限データ保存回路６における前回サイクルの比較後の保存測定値より今回の測定値が大きいか判断（ステップ１０６）され、大きい方の測定値（最大値中の最大値）がこの上限データ保存回路６に時系列的に（つまりパルス信号受信位置のポイントごとに）保存される（ステップ１０７）。また、下限データ保存回路７における前回サイクルの比較後の保存測定値より今回の測定値が小さいか判断され（ステップ１０８）、小さい方の測定値（最小値中の最小値）がこの下限データ保存回路７に時系列的に保存される（ステップ１０９）。また、各測定点毎（パルス信号受信位置のポイント毎）の測定値が平均値保存回路８に積算して保存される（ステップ１１０）。この設定の測定値の個数（１個のＩＣワークＷの測定をする１サイクル時間で得られる測定値の個数）まで測定したかが判断され（ステップ１１１）、完了したら設定の測定回数（測定するＩＣワークＷの個数）に達したかが判断され（ステップ１１２）、設定数に達したら測定が完了される（ステップ１１３）。この後コンピュータ１０に測定値が転送され（ステップ１１４）、この転送時にステップ１１０で保存した各々の積算値を測定回数（サイクル回数）で割って各々の平均値が算出され、各平均値がコンピュータ１０に転送されると共に平均値保存回路８に保存される（ステップ１１５）。そしてこれ等の測定値によりコンピュータ１０のＣＲＴ画面に、ステップ１０７で集めた最大値ばかりの波形線６ａと、ステップ１０９で集めた最小値ばかりの波形線７ａと、ステップ１１５で求めた平均値ばかりの波形線８ａとを３本の色違い線で同時表示させる（図５参照）。尚、この波形は、後日の性能比較のため、記録手段により記録しておいてもよい。各波形線６ａ、７ａ、８ａは曲線波形となる。
【００２７】次に、波形の中の任意のポイントを指定し、そのポイントだけを集めて測定値の分布図や標準偏差σを求める（図３、図５〜図７参照）。ここで、最大値、最小値、平均値および標準偏差σについて例を示して説明する。仮にパルス発信機５から出力されるパルス数が１サイクルに２０００個ある場合には図５に示す最大値は２０００個となる。また仮に、１サイクルにおける或る時点で発生したパルスに対応する（つまり時系列的に見て同一時刻の）測定値が３０００個（この数は全ワーク数の個数である）である場合には、図５に示す最大値はその３０００個の中での最大値（最大値中の最大値）である。このことは最小値についても同様である。また、平均値は上記３０００個の平均値であり、平均値は最大値、最小値と同様、パルス数に応じて２０００個存在する。このようにして求められた最大値、最小値、平均値（平均値は最大値と最小値の中心値ではない）から、適正な測定値分布を想定して標準偏差σを定める。次に、ＣＲＴで重ね書きした各波形で測定値のバラツキを知りたいポイントと測定するＴＣワークＷの個数をサイクル回数としてコンピュータで設定する（ステップ２００）。スタートボタン９ｊをＯＮ（ステップ２０１）することにより、搬送装置１にＩＣワークＷが１個ずつ搬送開始される（ステップ２０２）。信号発信機２がＩＣワークＷの通過を検知して発信した外部トリガー信号が入力されたのを確認後（ステップ２０３）、パルス発信機５がＩＣワークＷの移動距離２０μｍ毎に１パルス発信する（ステップ２０４）。また、設定ポイントの測定値を取り込みながらこのパルスがステップ２００で設定したポイントにおける必要数に達するまで発信され（ステップ２０５）、測定値の所定数が保存される（ステップ２０６）。そして、設定の測定値個数（１個のＩＣワークの測定をする１サイクル時間）まで測定したか確認され（ステップ２０７）、設定した測定回数（測定するＩＣワークの数）に達するまで測定される（ステップ２０８）。
【００２８】測定回数に達したら測定が終了され（ステップ２０９）、コンピュータ１０に測定値が転送され（ステップ２１０）、ＣＲＴ画面上の横軸に各サイクル順に設置したポイントの測定値を表示し（図７参照）、また必要があればＣＲＴ画面上で拡大して測定値の確認をする（ステップ２１１）。そして、１サイクル目から設定サイクル数までの範囲のなかで測定値のバラツキと標準偏差を調べたい範囲を設定し（ステップ２１２）、設定したサイクル数の各サイクル中で、指定ポイントＰ（図５参照）の測定値ばかり集めて、標準偏差σとバラツキをグラフに出す（ステップ２１３）。ステップ２１２で標準偏差を調べたい範囲を設定するのは異常な測定値を排除して妥当な標準偏差を得るためである。
【００２９】次に、前記測定値の重ね書きと、バラツキ、標準偏差σをもとに平均値波形８ａを３σだけ嵩上げ嵩下げして上限、下限の線を引き、良品と不良品の判定を行わせる（図６、図８、図９参照）。なお、上限値は各パルスに対応する許容範囲の上限値である。たとえば１サイクルで２０００個のパルスが発生するとすれば、２０００個の上限値が存在する。上限値波形とはその２０００個の上限値を直線で結んで波形化したものである。また、最大値とは、全ワーク数を３０００個とした場合、或るパルスに対応する（つまり時系列的に同一時刻、換言すればワーク上での同一位置）３０００個の中の最大値（最大値中の最大値）である。まず、コンピュータ１０で次の許容範囲のうちいずれかの設定を行う。最大値波形６ａと最小値波形７ａとによる許容範囲、またはＣＲＴ画面上に最大値波形と最小値波形と平均値波形を描かせ３本の波形線のどれか１本を選んで、自動的に選んだ線を修正関数Ｙ＝ＡＸ＋Ｂの式でかさ上げして上限を設け、若しくは最大値波形と平均値波形の２本の波形線のどれか１本を選んで、自動的に選んだ線を修正関数Ｙ＝ＡＸ＋Ｂの式でかさ下げして上限を設け、同じく最大値波形と最小値波形と平均値波形のどれか１本を選んで、自動的に選んだ線をＹ＝ＡＸ＋Ｂの式でかさ下げし下限を設け、若しくは最小値波形と平均値波形の２本の波形線のどれか１本を選んで、自動的に選んだ線をＹ＝ＡＸ＋Ｂの式でかさ上げして下限を設けて許容範囲を設定。または前記標準偏差σの３倍区間を設けて許容範囲を設定。または前記標準偏差σの２倍区間を設けて許容範囲を設定。上限・下限値で良品・不良品の判定の必要の無い部分、又は、より厳しく判定をする必要の無い部分は、領域を設定してマニュアルにて、点を打ち折れ線にて上限・下限を設けて許容範囲を設定。不良判定時のワークのデータを保持する必要が有れば、シングル・モードに設定。不良判定時のデータが必要なければ、レピート・モードに設定。測定領域を均等でも不均等でも最大８分割までの領域出力の分割線を引き設定。１サイクル中に何回上・下限から外れたら不良判定をだすかの回数設定（ステップ３００）。ステップボタン９ｊをＯＮ（ステップ３０１）して、判定器Ａが良品不良品の判定可能な状態になっているのを確認後（ステップ３０２）、搬送装置１にＩＣワークＷが１個ずつ搬送開始される（ステップ３０３）。信号発信機２がＩＣワークＷの通過を検知して発信した外部トリガー信号が入力されたのを確認後（ステップ３０４）、パルス発信機５がＩＣワークＷの移動距離２０μｍ毎に１パルス発信する（ステップ３０５）。前記パルス信号に同期してレーザー変位センサ３からの変量をアンプ４を介してアナログ量として判定器Ａに取り込む（ステップ３０６）。前に設定した領域に入ったら領域判断の出力を出させる（ステップ３０７）。そして、測定値が演算処理部９で設定した上限値と下限値の間に入っているか判断し（ステップ３０８）、入っていない場合は設定したアラーム回数に達したとき（ステップ３０９）、不良品発生信号と発生領域判別信号を出力させ（ステップ３１０）、不良品のけり出し、またはマーキングを行う（ステップ３１１）。
【００３２】また、寸法の許容範囲となる上限値と下限値を、測定値のバラツキのひどい部分や上下に広く膨らんだ部分、あるいは寸法の最重要と思われる部分等の標準偏差算出位置を任意に定めて求めた標準偏差によって設定できるため、ＩＣワーク全体に係る寸法を合理的な許容範囲にすることにより検査することができる。また、寸法検査に用いる波形は、取り込んだ測定値の最大値波形や最小値波形をＹ＝ＡＸ＋Ｂで修正した上限値波形、下限値波形、あるいは任意のポイントの標準偏差σで平均値波形８ａを上下に２σあるいは３σ分移動させることで形成した上限値波形や下限値波形等、あるいはそれ等を組み合わせた上限値波形、下限値波形を使用できるのでワークにマッチした寸法検査をすることができる。この場合、不良率をあらかじめ設定できるので、品質管理をより自在に行うことができる。また、波形の中に平均値による波形を表示してみることにより、ワークの寸法の片寄り具合が判るし、また同一モデルを測定してみることにより検査装置自体の変化も見つけ出すことができる。
【００３３】また、不良監視エリアを設定することによりどのエリアで不良が発生したか直ちに判別することができる。また、シングルモードの場合、大量に検査する中でいつ発生するか判らない不良品のデータを直ちに検討することができる。
【００３４】以上、本発明の実施例を説明してきたが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、実施例では、検査ワークはＩＣワークにより説明したが、これに限らず、他の電子部品やメカ部品、容器内の部品や収容物の寸法や嵩高、加工中の物品の寸法や形状、等任意に選定することができる。
【００３５】また、実施例では、搬送装置はＩＣワークを一方向に水平移動させるもので説明したが、これに限らず、搬送途中で水平方向に回転する反転機構を設けてもよい。この場合はレーザー変位センサ３を増やす等して四方にリードが設けられたＩＣも簡単に検査することができる。また、搬送装置はワークの形状にマッチしたものを複数用意しておき、カセット式に入替えるようにしてもよい。
【００３６】また、実施例では、コンピュータ１０は表示用ＣＲＴ１０ｂを備えたもので説明したが、これに限らず、いずれか一方が判定器Ａ内に組み込まれていてもよい。
【００３７】また、測定値を同調（同期）させるパルスは判定器の時計９ｆから取り出してもよい。
【００３８】またトリガー信号は外部トリガーを利用したが、これに限らず、取り込んだアナログ値の変化を内部トリガーとして使用するようにしてもよい。また、外部トリガーと内部トリガーを組合せることもできる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明のワークの寸法検査装置にあっては、出荷用ワークと同等品のワークを計測し、その測定値を時系列的に重ね書きしてパターン化した波形と比較して出荷用ワークの寸法検査をするようにしたので、従来の精密な位置決め装置を設けたり、常に零点調整を厳しくしないでも測定値を常に同一状態で取り込んで正確な寸法検査をすることができる。また、そのため、検査装置を低コストで製造することができる。また、ワークは移動させながら計測するので、ライン途中に組み込んでライン搬送中に計測して検査することができる。また、許容範囲は取り込んだ測定値によりパターン化するので、検査面に凹凸があったり、曲面があっても簡単に検査することができる。また、過去の判定用波形と現在の判定用波形を比較することにより、検査装置全体の変化の具合や修理後の復旧の度合いが判明する。
【００４０】また、許容範囲の上限と下限は、任意に定めたポイントの標準偏差σで平均値波形を嵩上げ嵩下げして設定したり、全体を修正関数によって嵩上げや嵩下げができるため、ワーク全体に係る寸法を合理的な許容範囲にして検査することができる。また、測定値における最大値のみによる最大値波形や最小値のみによる最小値波形、あるいは平均値等いずれも寸法検査に使用できるので、それ等を適宜選定使用することにより、ワークにマッチした検査を合理的に行うことができる。また、不良品の発生率をあらかじめ設定することにより、品質管理を自在に行うことができる。
【００４１】また、不良品発生時それまで取り込んだ測定値を保留して測定を停止させるようにしたので、いつ発生するか判らない不良品のデータを直ちに分析することができる。
【００４２】また、不良監視エリアを設定することによりどのエリアで不良が発生したか直ちに判別でき、不良品のデータを直ちに検討することができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＩＣワークの寸法検査装置を示す説明図である。
【図２】許容範囲の最大値と最小値を求めるフローチャートである。
【図３】測定範囲にポイントを定め、そのポイントにおける全測定値の標準偏差を求めるフローチャートである。
【図４】出荷用ワークの寸法検査を示すフローチャートである。
【図５】最大値と最小値および平均値のパターン図である。
【図６】ポイントＰの標準偏差により求めた上限値と下限値によるパターン図である。
【図７】ポイントＰにおける測定値のバラツキを示す説明図である。
【図８】出荷用ＩＣワークの測定値を重ね書きしたパターン図である。
【図９】測定部分の良否を示す説明図である。
【図１０】最大値を嵩上げし最小値を嵩下げして形成した許容範囲を示すパターン図である。
【符号の説明】
Ａ 判定器
１ 搬送装置（定速度搬送手段）
２ 信号発信機（トリガー信号発生手段）
３ レーザー変位センサ（計測手段）
４ アンプ（計測手段）
５ パルス発信機（パルス発生手段）
６ 上限データ保存回路
７ 下限データ保存回路
８ 平均値保存回路
９ 演算処理部
１０ パーソナルコンピュータ（コンピュータ）
１０ｂ ＣＲＴ（表示器）
Ｐ 標準偏差を求めるポイント
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ワークの定速度搬送手段と；
計測センサからワークの測定位置までの距離を該ワークが一方向へ移動中に連続的に測定して測定値をアナログ信号として出力する計測手段と；
ワークの通過を検知してトリガー信号により前記計測手段の測定値の取り込みを開始させるトリガー信号発生手段と；
ワークの移動に同期してパルス信号を出すパルス信号発生手段と；
前記パルス信号と同時に取り込んだ１サイクル分の測定値を保存すると共に該パルス信号が時系列的に一致するワーク全数分の測定値によって算出された平均値を１サイクル分時系列的に保存する平均値保存回路と；
前記パルス信号と同期させた測定値のうち前回サイクルまでの最大値と比較して最大値のみを時系列的に取り込んだ１サイクル中のパルス毎の最大値を最大値中の最大値として保存すると共に、ワークの任意の測定ポイントにおける標準偏差によって前記１サイクル中のパルス毎の平均値を嵩上げして設定された上限値を保存し、また修正関数によって最大値を嵩上げ嵩下げして若しくは最小値を嵩上げして設定された上限値を保存する上限データ保存回路と；
前記パルス信号と同期させた測定値のうち前回サイクルまでの最小値と比較して最小値のみを時系列的に取り込んだ１サイクル中のパルス毎の最小値を最小値中の最小値として保存すると共に、ワークの任意の測定ポイントにおける標準偏差によって前記１サイクル中のパルス毎の平均値を嵩下げして設定された下限値を保存し、また修正関数によって最大値を嵩下げして若しくは最小値を嵩上げ嵩下げして設定された下限値を保存する下限データ保存回路と；
前記上限値を越えたとき又は前記下限値を下回ったときに不良信号を出す演算処理部と；
前記演算処理部におけるワークの測定個数、測定時間、測定回数の設定と、前記ワークの任意の測定ポイントにおける全測定値によって求めた標準偏差を嵩上げと嵩下げする範囲の設定と、前記最大値波形と最小値波形または前記平均値による平均値波形とを修正する修正関数の設定と、前記許容範囲の設定および前記許容範囲と測定値の波形の表示とを行うコンピュータと；を備えたことを特徴とするワークの寸法検査装置。
【請求項２】 前記演算処理部において測定値が許容範囲を外れたとき、該演算処理部がそれまで取り込んだ測定値を保留して測定を停止させるシングルモードを有することを特徴とする請求項１記載のワークの寸法検査装置。
【請求項３】 前記演算処理部の１サイクル分の比較エリアが複数のエリアに区分されると共に測定値がエリアの許容範囲を外れたとき不良信号を出すように設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のワークの寸法検査装置。
【請求項１】 ワークの定速度搬送手段と；
計測センサからワークの測定位置までの距離を該ワークが一方向へ移動中に連続的に測定して測定値をアナログ信号として出力する計測手段と；
ワークの通過を検知してトリガー信号により前記計測手段の測定値の取り込みを開始させるトリガー信号発生手段と；
ワークの移動に同期してパルス信号を出すパルス信号発生手段と；
前記パルス信号と同時に取り込んだ１サイクル分の測定値を保存すると共に該パルス信号が時系列的に一致するワーク全数分の測定値によって算出された平均値を１サイクル分時系列的に保存する平均値保存回路と；
前記パルス信号と同期させた測定値のうち前回サイクルまでの最大値と比較して最大値のみを時系列的に取り込んだ１サイクル中のパルス毎の最大値を最大値中の最大値として保存すると共に、ワークの任意の測定ポイントにおける標準偏差によって前記１サイクル中のパルス毎の平均値を嵩上げして設定された上限値を保存し、また修正関数によって最大値を嵩上げ嵩下げして若しくは最小値を嵩上げして設定された上限値を保存する上限データ保存回路と；
前記パルス信号と同期させた測定値のうち前回サイクルまでの最小値と比較して最小値のみを時系列的に取り込んだ１サイクル中のパルス毎の最小値を最小値中の最小値として保存すると共に、ワークの任意の測定ポイントにおける標準偏差によって前記１サイクル中のパルス毎の平均値を嵩下げして設定された下限値を保存し、また修正関数によって最大値を嵩下げして若しくは最小値を嵩上げ嵩下げして設定された下限値を保存する下限データ保存回路と；
前記上限値を越えたとき又は前記下限値を下回ったときに不良信号を出す演算処理部と；
前記演算処理部におけるワークの測定個数、測定時間、測定回数の設定と、前記ワークの任意の測定ポイントにおける全測定値によって求めた標準偏差を嵩上げと嵩下げする範囲の設定と、前記最大値波形と最小値波形または前記平均値による平均値波形とを修正する修正関数の設定と、前記許容範囲の設定および前記許容範囲と測定値の波形の表示とを行うコンピュータと；を備えたことを特徴とするワークの寸法検査装置。
【請求項２】 前記演算処理部において測定値が許容範囲を外れたとき、該演算処理部がそれまで取り込んだ測定値を保留して測定を停止させるシングルモードを有することを特徴とする請求項１記載のワークの寸法検査装置。
【請求項３】 前記演算処理部の１サイクル分の比較エリアが複数のエリアに区分されると共に測定値がエリアの許容範囲を外れたとき不良信号を出すように設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のワークの寸法検査装置。
【図１】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図３】
【図４】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図３】
【図４】
【図９】
【図１０】
【特許番号】第２７６９７５０号
【登録日】平成１０年（１９９８）４月１７日
【発行日】平成１０年（１９９８）６月２５日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−１２２２９６
【出願日】平成３年（１９９１）４月２３日
【公開番号】特開平４−３２３５１２
【公開日】平成４年（１９９２）１１月１２日
【審査請求日】平成６年（１９９４）４月１５日
【出願人】（０００１７９３２８）リックス株式会社 (33)
【復代理人】
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 定昭 （外４名）
【参考文献】
【文献】特開 昭６２−２７３４０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平１−１０５１７５（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成１０年（１９９８）４月１７日
【発行日】平成１０年（１９９８）６月２５日
【国際特許分類】
【出願日】平成３年（１９９１）４月２３日
【公開番号】特開平４−３２３５１２
【公開日】平成４年（１９９２）１１月１２日
【審査請求日】平成６年（１９９４）４月１５日
【出願人】（０００１７９３２８）リックス株式会社 (33)
【復代理人】
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 定昭 （外４名）
【参考文献】
【文献】特開 昭６２−２７３４０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平１−１０５１７５（ＪＰ，Ａ）
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