(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク搬送コンベヤの下側に配設された噴流式はんだ槽にて噴流ノズルより噴流するはんだ噴流波の波高を測定するはんだ噴流波高の測定装置において、
はんだ噴流波に対しこのはんだ噴流波の波面を反対側へ投影できる方向から光を照射する投光器と、
この投光器から照射されてはんだ噴流波上を通過した光の一部をはんだ噴流波により遮光された部分とともに撮像するカメラと、
このカメラにより撮像した画像を２値化処理する画像処理部と、
この画像処理部の２値化処理で得られた波高測定値を表示する表示部と、
前記投光器から前記カメラに至る光路中に設けられた反射器とを具備し、
前記投光器は、前記噴流ノズルの上部を平面視で斜めに横断する方向性に設置し、
前記反射器は、前記ワーク搬送コンベヤの外側で前記投光器と対向するとともに斜め下側に向けて設置し、
前記カメラは、前記反射器の下側に配置した
ことを特徴とするはんだ噴流波高の測定装置。
【請求項２】
ワーク搬送コンベヤの下側に配設された噴流式はんだ槽にてはんだ噴流ポンプにより噴流ノズルより噴流するはんだ噴流波の波高を制御するはんだ噴流波高の制御装置において、
はんだ噴流波に対しこのはんだ噴流波の波面を反対側へ投影できる方向から光を照射する投光器と、
この投光器から照射されてはんだ噴流波上を通過した光の一部をはんだ噴流波により遮光された部分とともに撮像するカメラと、
このカメラにより撮像した画像を２値化処理する画像処理部と、
この画像処理部の２値化処理で得られた制御用波高値によりはんだ噴流ポンプの吐出量を制御するポンプ制御部と、
前記投光器から前記カメラに至る光路中に設けられた反射器とを具備し、
前記投光器は、前記噴流ノズルの上部を平面視で斜めに横断する方向性に設置し、
前記反射器は、前記ワーク搬送コンベヤの外側で前記投光器と対向するとともに斜め下側に向けて設置し、
前記カメラは、前記反射器の下側に配置した
ことを特徴とするはんだ噴流波高の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、はんだ噴流波高の測定装置およびその制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特公平６−７７８１６号公報に示すように、噴流式はんだ槽にて噴流するはんだ噴流波の波高を自動的に測定して、その波高を制御するはんだ噴流波高制御装置がある。
【０００３】
この制御装置は、はんだ噴流波面に対する間隙距離に応じて相互インダクタンスが変化する性質を利用した近接センサにより、はんだ噴流波の波高を自動的に測定し、そのセンサ出力に基づいて、はんだ噴流ポンプの回転数を制御することにより、はんだ噴流ポンプからノズルに供給されるはんだ量を制御し、ノズルから噴流されるはんだ噴流波の波高を、設定された値に保つようにしている。
【０００４】
また、ノズルから噴流するはんだ噴流波をカメラにより撮像し、噴流波像を画像処理することにより、はんだ噴流波の波高を測定しようとする光学的測定法も試みられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
はんだ噴流波面上に近接センサを設置する従来例は、はんだ付けされるワークと干渉しないように、近接センサをはんだ噴流波面上に進退移動する機構を必要とし、また、はんだ付け中の噴流波高を測定することはできない。
【０００６】
また、はんだ噴流波を撮像して画像処理する試みは、はんだ噴流波面が光学上の鏡面となり、はんだ噴流波面にて照明光などが乱反射して、カメラによる撮像に誤作動が生じ、満足の得られる画像処理を行うことができない。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、はんだ噴流波を撮像して画像処理する方式において、はんだ噴流波の波高を確実に測定できる測定装置を提供し、また、その波高を確実に制御できる制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、ワーク搬送コンベヤの下側に配設された噴流式はんだ槽にて噴流ノズルより噴流するはんだ噴流波の波高を測定するはんだ噴流波高の測定装置において、はんだ噴流波に対しこのはんだ噴流波の波面を反対側へ投影できる方向から光を照射する投光器と、この投光器から照射されてはんだ噴流波上を通過した光の一部をはんだ噴流波により遮光された部分とともに撮像するカメラと、このカメラにより撮像した画像を２値化処理する画像処理部と、この画像処理部の２値化処理で得られた波高測定値を表示する表示部と、前記投光器から前記カメラに至る光路中に設けられた反射器とを具備し、前記投光器は、前記噴流ノズルの上部を平面視で斜めに横断する方向性に設置し、前記反射器は、前記ワーク搬送コンベヤの外側で前記投光器と対向するとともに斜め下側に向けて設置し、前記カメラは、前記反射器の下側に配置したはんだ噴流波高の測定装置である。
【０００９】
そして、投光器からはんだ噴流波に照射されはんだ噴流波上を通過した光の一部を、はんだ噴流波により遮光された部分とともにカメラにより撮像し、画像処理部により、はんだ噴流波上を通過した光の画像と、はんだ噴流波により遮光された部分の画像とを２値化処理し、はんだ噴流波の全体をそれ以外の部分と明確に区別させることにより、はんだ噴流波の表面での乱反射による影響をなくして、両画像間から得られた正確な波高測定値を表示部にて表示する。さらに、反射器を用いることにより、波高測定に用いるカメラを噴流式はんだ槽の下側に設置する。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、ワーク搬送コンベヤの下側に配設された噴流式はんだ槽にてはんだ噴流ポンプにより噴流ノズルより噴流するはんだ噴流波の波高を制御するはんだ噴流波高の制御装置において、はんだ噴流波に対しこのはんだ噴流波の波面を反対側へ投影できる方向から光を照射する投光器と、この投光器から照射されてはんだ噴流波上を通過した光の一部をはんだ噴流波により遮光された部分とともに撮像するカメラと、このカメラにより撮像した画像を２値化処理する画像処理部と、この画像処理部の２値化処理で得られた制御用波高値によりはんだ噴流ポンプの吐出量を制御するポンプ制御部と、前記投光器から前記カメラに至る光路中に設けられた反射器とを具備し、前記投光器は、前記噴流ノズルの上部を平面視で斜めに横断する方向性に設置し、前記反射器は、前記ワーク搬送コンベヤの外側で前記投光器と対向するとともに斜め下側に向けて設置し、前記カメラは、前記反射器の下側に配置したはんだ噴流波高の制御装置である。
【００１１】
そして、投光器からはんだ噴流波に照射されはんだ噴流波上を通過した光の一部を、はんだ噴流波により遮光された部分とともにカメラにより撮像し、画像処理部により、はんだ噴流波上を通過した光の画像と、はんだ噴流波により遮光された部分の画像とを２値化処理し、はんだ噴流波の全体をそれ以外の部分と明確に区別させることにより、はんだ噴流波の表面での乱反射による影響をなくして、両画像間から得られた正確な制御用波高値に基づき、ポンプ制御部によりはんだ噴流ポンプの吐出量を制御する。さらに、反射器を用いることにより、波高制御に用いるカメラを噴流式はんだ槽の下側に設置する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図１に示された一実施形態と、図２および図３に示された他の実施形態とを参照しながら説明する。
【００１３】
図１に示すように、噴流式はんだ槽10（以下、単にはんだ槽という）は、槽内に設置したケーシング12の一側に吸込口13を設け、この吸込口13の上側にポンプ羽根14を回転自在に設け、このポンプ羽根14の回転軸15にモータ16を接続する。ケーシング12、吸込口13、ポンプ羽根14、回転軸15およびモータ16は、はんだ噴流ポンプ11を形成している。
【００１４】
一方、ケーシング12の他側にノズル17を立設し、このノズル17上にワーク（部品実装基板）を無端チェンにより搬送するための搬送コンベヤ（図示せず）を配設する。
【００１５】
このようなはんだ槽10にてノズル17から噴流するはんだ噴流波Ｗの波高ΔＨを測定するはんだ噴流波高の測定装置を次のように設ける。
【００１６】
はんだ噴流波Ｗの一側位置に、はんだ噴流波Ｗの波面を反対側へ投影できる方向から光を照射する投光器18を設置する。この投光器18に対しノズル17から噴流するはんだ噴流波Ｗを挟んで対向する他側位置にカメラ19を設置する。
【００１７】
このカメラ19は、投光器18から照射されてはんだ噴流波Ｗ上を通過した光の一部を、はんだ噴流波Ｗにより遮光された部分とともに撮像するもので、例えば、電荷結合素子（チャージ・カップルド・デバイス、一般的にＣＣＤと呼ばれる）を利用したＣＣＤカメラが適する。
【００１８】
このカメラ19に配線21により画像処理部22を接続し、この画像処理部22により、カメラ19で撮像した明暗画像を２値化処理し、この画像処理部22に配線23により接続した表示部24に、画像処理部22で２値化処理された画像25を、一定の画像処理範囲で表示する。
【００１９】
２値化処理された画像25は、はんだ噴流波Ｗ上を通過した明るい光の一部が白色部25aとなり、また、はんだ噴流波Ｗにより遮光された影の部分が黒色部25bとなる。要するに、はんだ噴流波Ｗの全体が、それ以外の白一色の部分と明確に区別できる黒一色に２値化される。
【００２０】
２値化処理方法には、例えば、白色部25aの２値化面積Ｓ1と、黒色部25bの２値化面積Ｓ2との面積比から波高測定値Δｈを算出する面積計算法が代表的であるが、それ以外にも、重心計算法などの計算法がある。
【００２１】
また、画像処理部22に配線26によりポンプ制御部27を接続し、このポンプ制御部27に配線28によりはんだ噴流ポンプ11のモータ16を接続する。そして、ポンプ制御部27により、画像処理部22での２値化処理により得られた制御用波高値（Ａ＝Ｓ2／Ｓ1）を用いて、はんだ噴流ポンプ11の吐出量を制御する。
【００２２】
すなわち、ポンプ制御部27は、基準となる波高設定値Ｂを有するので、この波高設定値Ｂと２値化処理で得られた制御用波高値Ａとの誤差（Ｂ−Ａ）により、はんだ噴流ポンプ11のモータ回転数などの制御信号値Ｒを決定する。
【００２３】
なお、投光器18およびカメラ19は、搬送コンベヤの幅方向外側にて、ワーク幅方向と交差する斜め方向に配置すればワークと干渉しない。
【００２４】
次に、図１に示された実施形態の作用を全体的に説明する。
【００２５】
投光器18からはんだ噴流波Ｗに光を照射し、はんだ噴流波Ｗ上を通過した光の一部を、はんだ噴流波Ｗにより遮光された部分とともにカメラ19により撮像する。その像は、画像処理部22により２値化処理する。
【００２６】
すなわち、一定の画像処理範囲25内で、はんだ噴流波Ｗ上を通過した光の画像（白色部25a）と、はんだ噴流波Ｗにより遮光された部分の画像（黒色部25b）とを２値化処理する。
【００２７】
このように、はんだ噴流波Ｗの全体を、それ以外の白一色部分と明確に区別できる黒一色に２値化させることにより、はんだ噴流波の表面での乱反射を防止して、面積計算法や重心計算法などを正確に実行でき、二つの画像間の境界部の高さ位置などから正確な波高測定値Δｈを計算でき、その数値などを表示部24に表示できる。
【００２８】
同時に、２値化処理により得られた制御用波高値Ａと、設定された波高設定値Ｂとに基づき、ポンプ制御部27からはんだ噴流ポンプ11の吐出量を制御する制御信号値Ｒを出力し、ノズル17から噴流されるはんだ噴流波Ｗの波高ΔＨを一定に保つように、ポンプ羽根14の回転数を制御する。
【００２９】
次に、図２および図３は、本発明を自動はんだ付け装置に適用した実施形態であり、装置本体31のワーク搬入口32からワーク搬出口33にわたって、はんだ付けされる部品実装基板などのワークＰを搬送するためのワーク搬送コンベヤ34を設ける。
【００３０】
このワーク搬送コンベヤ34は、相互に平行に設けられた２本のガイドフレーム35にそれぞれ無端状に構成された搬送チェン（図示されず）を組込み、この各搬送チェンより多数の搬送爪36を突設し、相互に対向する両側の搬送爪36が同一方向に同一速度で移動するように両側の搬送チェンを同期回行させることにより、両側の搬送爪36により挟持したワークＰを搬送する。
【００３１】
このワーク搬送コンベヤ34の下側にて、ワークＰの下面にフラックスを塗布するための発泡式またはスプレー式のフラクサ37、ワークＰを予加熱するためのプリヒータ38、噴流ノズルより噴流させた溶融はんだによりワークＰの下面にて噴流式はんだ付けを行うための前記はんだ槽10、はんだ付け後のワークＰを冷却するための冷却ファン39を、ワーク搬送方向に順次配設する。
【００３２】
前記はんだ槽10は、内部に一次ノズル17aおよび二次ノズル17bをそれぞれ設けたものであり、一次ノズル17aの上端開口部には多数の噴流孔を有する噴流板を設ける。各はんだノズル17a，17bには、それぞれ設けられたはんだ噴流ポンプ11a，11bによりはんだ槽10内の溶融はんだを加圧供給する。
【００３３】
このような一連のはんだ付けラインにあっては、投光器18からカメラ19に至る光路中に反射器（鏡）20を設ける。
【００３４】
図２および図３に示す例では、二次ノズル17bのワーク搬出側に投光器18を、二次ノズル17bの上部を斜めに横断する方向性でほぼ水平に配置し、一側のガイドフレーム35の外側に内部の投光器18と対向する反射器20を斜め下側に向けて配置し、この反射器20の真下にカメラ19を上向きに配置する。
【００３５】
このように、反射器20を用いる場合は、必要に応じて、投光器18もカメラ19と同様にワーク搬送コンベヤ34の外側に配置してもよい。そして、反射器20を用いることにより、波高測定および波高制御に用いる投光器18またはカメラ19を任意の位置に設置できる利点がある。また、反射器は複数を組合せて用いるようにしてもよい。
【００３６】
なお、本発明は、はんだ噴流ポンプ11を図示された羽根式ポンプに限定するものではなく、例えば電磁誘導ポンプ（フラット・リニア・インダクション・ポンプ）を用いてもよい。
【００３７】
この電磁誘導ポンプを用いた場合は、ポンプ制御部27により誘導コイルに通電される電流値などを制御することにより、はんだ噴流波Ｗの波高を制御する。
【００３８】
さらに、図２および図３に図示された実施形態では、二次ノズル17bに対して投光器18，カメラ19および反射器20を設けたが、これらを一次ノズル17aに対して設け、一次ノズル17aから噴流されたはんだ噴流波の波高を測定および制御するようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、投光器からはんだ噴流波上を通過した光の一部を、はんだ噴流波により遮光された部分とともにカメラにより撮像し、画像処理部により光の画像と遮光された部分の画像とを２値化処理して、はんだ噴流波の波高測定値を表示部にて表示するようにしたから、はんだ噴流波の全体をそれ以外の部分と明確に区別させることにより、はんだ噴流波の表面での乱反射による影響をなくして、正確な波高測定値を得ることができる。さらに、反射器を用いることにより、波高測定に用いるカメラを噴流式はんだ槽の下側に設置できる。
【００４０】
請求項２記載の発明によれば、投光器からはんだ噴流波上を通過した光の一部を、はんだ噴流波により遮光された部分とともにカメラにより撮像し、画像処理部により光の画像と遮光された部分の画像とを２値化処理して得た制御用波高値に基づき、ポンプ制御部によりはんだ噴流ポンプの吐出量を制御するようにしたから、はんだ噴流波の全体をそれ以外の部分と明確に区別させることにより、はんだ噴流波の表面での乱反射による影響をなくして正確に得られた制御用波高値に基づき、はんだ噴流波の波高を高精度に制御できる。さらに、反射器を用いることにより、波高制御に用いるカメラを噴流式はんだ槽の下側に設置できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】はんだ噴流波高の測定装置およびその制御装置を示す概要図である。
【図２】同上測定装置を備えた自動はんだ付け装置を示す正面図である。
【図３】同上はんだ付け装置の平面図である。
【符号の説明】
Ｗ    はんだ噴流波
ΔＨ  波高
Δｈ  波高測定値
Ａ    制御用波高値
10    噴流式はんだ槽
11    はんだ噴流ポンプ
18    投光器
19    カメラ
20    反射器
22    画像処理部
24    表示部
27    ポンプ制御部
【図１】
0003590492.tif 000002
【図２】
0003590492.tif 000003
【図３】
0003590492.tif 000004