JPH0680954B2 - Icのプリント基板への搭載装置 - Google Patents
Icのプリント基板への搭載装置Info
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- JPH0680954B2 JPH0680954B2 JP61113586A JP11358686A JPH0680954B2 JP H0680954 B2 JPH0680954 B2 JP H0680954B2 JP 61113586 A JP61113586 A JP 61113586A JP 11358686 A JP11358686 A JP 11358686A JP H0680954 B2 JPH0680954 B2 JP H0680954B2
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Landscapes
- Image Analysis (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、サーフェイス・マウンティング・パッケージ
(フラット・パッケージ)ICのプリント基板への搭載装
置、特にICとプリント基板との位置決めを有効に行なえ
る搭載装置に関する。
(フラット・パッケージ)ICのプリント基板への搭載装
置、特にICとプリント基板との位置決めを有効に行なえ
る搭載装置に関する。
従来、電子部品等のICをプリント基板へ実装することに
関しては、例えば、特開昭60−1900号公報に記載された
ものがある。
関しては、例えば、特開昭60−1900号公報に記載された
ものがある。
この従来例は、基板上の位置決め用の特別なマークを設
けておき、このマークを撮像した後に確認し、ICを基板
上に位置決めし搭載していた。
けておき、このマークを撮像した後に確認し、ICを基板
上に位置決めし搭載していた。
前記従来例は、基板上に位置決め用マークの特別なマー
クを設けるために設計変更が必要であったり、テレビカ
メラがその特別なマークを撮像するために特別な動きを
必要とする問題があった。さらに、テレビカメラの撮像
視野はプリント基板全体とするのが原則であるが、特別
なマークは基板の一部に小さく設けねばならず、この小
さな特別なマークの検出のために、テレビカメラを移動
して拡大した視野のもとで撮像することが必要であっ
た。
クを設けるために設計変更が必要であったり、テレビカ
メラがその特別なマークを撮像するために特別な動きを
必要とする問題があった。さらに、テレビカメラの撮像
視野はプリント基板全体とするのが原則であるが、特別
なマークは基板の一部に小さく設けねばならず、この小
さな特別なマークの検出のために、テレビカメラを移動
して拡大した視野のもとで撮像することが必要であっ
た。
上記に対し、同一出願人になる「面付け部品自動搭載方
式」(特願昭60−224852号)では、基板上に位置決め用
の特別なマークを必要とし、テレビカメラがその特別な
マークの撮像のために特別な動きをする必要もなく、1
つの視野で高速、高精度で基板上にIC等の面子け部品を
位置決めし搭載することを可能とした。
式」(特願昭60−224852号)では、基板上に位置決め用
の特別なマークを必要とし、テレビカメラがその特別な
マークの撮像のために特別な動きをする必要もなく、1
つの視野で高速、高精度で基板上にIC等の面子け部品を
位置決めし搭載することを可能とした。
本発明は、さらにこの発明を改良し、ICのリード列また
は基板上の接点パターン列に非対称性または一部欠落の
ある場合でも、ICのリード列または基板上の接点パター
ン列の中心座標の算出、ICの中心と傾きまたは基板上の
接点パターンの中心座標と傾きを算出し、ICを高精度で
基板に位置合わせできるICのプリント基板への搭載装置
を提供するものである。
は基板上の接点パターン列に非対称性または一部欠落の
ある場合でも、ICのリード列または基板上の接点パター
ン列の中心座標の算出、ICの中心と傾きまたは基板上の
接点パターンの中心座標と傾きを算出し、ICを高精度で
基板に位置合わせできるICのプリント基板への搭載装置
を提供するものである。
本発明では、ICの2または4辺に列をなした複数のリー
ドまたはプリント基板上の複数の接点パターンはそれぞ
れ規則的に配列されていることに注目し、ICリードまた
は接点パターンに配列の不規則や一部欠落のある場合に
対しても、テレビカメラで撮像したリード列または接点
パターン列の不規則や一部欠落を考慮して各列の中心座
標を算出できる手段と、さらにその算出結果からICの中
心と傾きまたは接点パターン中心座標と傾きを算出でき
る手段を搭載装置に設けた。
ドまたはプリント基板上の複数の接点パターンはそれぞ
れ規則的に配列されていることに注目し、ICリードまた
は接点パターンに配列の不規則や一部欠落のある場合に
対しても、テレビカメラで撮像したリード列または接点
パターン列の不規則や一部欠落を考慮して各列の中心座
標を算出できる手段と、さらにその算出結果からICの中
心と傾きまたは接点パターン中心座標と傾きを算出でき
る手段を搭載装置に設けた。
さらに、中心座標の算出時、配列の不規則や一部欠落に
対して算出される補正データを格納するメモリと、同じ
配列の不規則や一部欠落を有するICのリードまたは接点
パターンには、前記補正データを使ってリード列または
接点パターン列の中心座標、中心位置及び傾きの算出を
可能とする手段とを搭載装置に設けた。
対して算出される補正データを格納するメモリと、同じ
配列の不規則や一部欠落を有するICのリードまたは接点
パターンには、前記補正データを使ってリード列または
接点パターン列の中心座標、中心位置及び傾きの算出を
可能とする手段とを搭載装置に設けた。
ICの2または4辺の列をなす複数のリードと、該リード
に対応するプリント基板上の複数の接点パターンとをテ
レビカメラで撮像し、撮像した前記ICのリードまたは基
板上の接点パターンの各列の画像を、予め画像処理装置
に設定された矩形範囲内の画面上に映し、その矩形範囲
内で前記リードまたは接点パターン各列の上に測定線を
設定し、測定線上における前記リードまたは接点パター
ンの明るさデータを配列順に格納メモリに入れ、メモリ
内の前記明るさデータより前記リードまたは接点パター
ンと背景との境界位置を特定することにより前記リード
列または接点パターン列の中心座標を算出し、その中心
座標から前記リードの中心と傾きまたは接点パターンの
中心座標と傾きを算出することができる。
に対応するプリント基板上の複数の接点パターンとをテ
レビカメラで撮像し、撮像した前記ICのリードまたは基
板上の接点パターンの各列の画像を、予め画像処理装置
に設定された矩形範囲内の画面上に映し、その矩形範囲
内で前記リードまたは接点パターン各列の上に測定線を
設定し、測定線上における前記リードまたは接点パター
ンの明るさデータを配列順に格納メモリに入れ、メモリ
内の前記明るさデータより前記リードまたは接点パター
ンと背景との境界位置を特定することにより前記リード
列または接点パターン列の中心座標を算出し、その中心
座標から前記リードの中心と傾きまたは接点パターンの
中心座標と傾きを算出することができる。
さらに前記リードまたは接点パターンは規則的な配列と
なっていることに注目し、配列の不規則や一部欠落のあ
る場合に対しても、規則的な配列をなすものとして置き
換えることにより、前記と同様にしてリード列または接
点パターン列の中心座標を算出し、その中心座標から前
記リードの中心と傾きまたは接点パターンの中心座標と
傾きを算出することができる。
なっていることに注目し、配列の不規則や一部欠落のあ
る場合に対しても、規則的な配列をなすものとして置き
換えることにより、前記と同様にしてリード列または接
点パターン列の中心座標を算出し、その中心座標から前
記リードの中心と傾きまたは接点パターンの中心座標と
傾きを算出することができる。
さらにまた、実際には、意図的に配列の不規則や一部欠
落を設けることも多いことから、配列の不規則や一部欠
落のあるリードまたは接点パターンの各列の中心座標を
最初に算出する際に算出された補正データをメモリして
おくことにより、同じ不規則や一部欠落のあるリード列
または接点パターン列の中心座標の算出に補正データが
使用できる。
落を設けることも多いことから、配列の不規則や一部欠
落のあるリードまたは接点パターンの各列の中心座標を
最初に算出する際に算出された補正データをメモリして
おくことにより、同じ不規則や一部欠落のあるリード列
または接点パターン列の中心座標の算出に補正データが
使用できる。
ICをプリント基板に搭載する自動搭載装置(サーフェス
マウンタ)の構成を、第1図に示す。
マウンタ)の構成を、第1図に示す。
この搭載装置は、2つのテレビカメラ1と2(第3図で
は(B)と(E))、IC実装用の直交形ロボット3、基
板供給装置4、IC供給装置5、粗位置決め装置6、視覚
処理装置7、ロボット制御装置8、シーケンサ9、操作
部10を備えている。
は(B)と(E))、IC実装用の直交形ロボット3、基
板供給装置4、IC供給装置5、粗位置決め装置6、視覚
処理装置7、ロボット制御装置8、シーケンサ9、操作
部10を備えている。
シーケンサ9は、予め定めたシーケンスプログラムに従
って、ICをプリント基板へ搭載する処理をおこなう。ま
ずシーケンサ9の指示に従ってロボット制御装置8、基
板供給装置4、粗位置決め装置6は作動する。またシー
ケンサ9と直交形ロボット3とは、協調動作が必要であ
るため、シーケンサ9はロボット制御装置8からの信号
を取り込む。
って、ICをプリント基板へ搭載する処理をおこなう。ま
ずシーケンサ9の指示に従ってロボット制御装置8、基
板供給装置4、粗位置決め装置6は作動する。またシー
ケンサ9と直交形ロボット3とは、協調動作が必要であ
るため、シーケンサ9はロボット制御装置8からの信号
を取り込む。
ロボット制御装置8は、直交形ロボット3とIC供給装置
5を制御する。
5を制御する。
視覚処理装置7は、テレビカメラ1からプリント基板上
の複数の接点パターンの画像を取り込み、テレビカメラ
2からICの画像を取り込み、取り込んだ画像から列状を
なす接点パターン及びICの各列の中心座標、位置と傾き
を算出して求めることができる。この算出結果は、ロボ
ット制御装置8に送られ、ロボット制御装置8は直交形
ロボット3とIC供給装置5を直接制御し、シーケンサ9
を通じて基板供給装置4を制御する。
の複数の接点パターンの画像を取り込み、テレビカメラ
2からICの画像を取り込み、取り込んだ画像から列状を
なす接点パターン及びICの各列の中心座標、位置と傾き
を算出して求めることができる。この算出結果は、ロボ
ット制御装置8に送られ、ロボット制御装置8は直交形
ロボット3とIC供給装置5を直接制御し、シーケンサ9
を通じて基板供給装置4を制御する。
操作部10は、キーボード及びCRTより成り、視覚処理装
置7及びロボット制御装置8との間でマンマシン操作を
行なう。
置7及びロボット制御装置8との間でマンマシン操作を
行なう。
IC供給装置5は、IC格納場所から直交形ロボット3のロ
ボットハンド(第3図(C))が吸着可能な位置にICを
供給する。ロボットハンド(C)には粗位置決め装置6
を備え、ICを粗位置決めする。
ボットハンド(第3図(C))が吸着可能な位置にICを
供給する。ロボットハンド(C)には粗位置決め装置6
を備え、ICを粗位置決めする。
第2図は、搭載装置の外観図で、直交形ロボット3、基
板供給装置4、IC供給装置5、粗位置決め装置6、ロボ
ット制御装置8、シーケンサ9、及び視覚処理装置7が
ベース11に設置されていることを示す。テレビカメラ2
と操作部10は省略してある。
板供給装置4、IC供給装置5、粗位置決め装置6、ロボ
ット制御装置8、シーケンサ9、及び視覚処理装置7が
ベース11に設置されていることを示す。テレビカメラ2
と操作部10は省略してある。
本発明においては、ロボットは関節型でもスカラー型で
も充分な位置決め精度を有していればよく、第3図に示
すようにロボットハンド(C)には面付け部品のIC
(D)を把持するための吸着部やテレビカメラ1(B)
が下向きに取り付けられ、ベース11上にはテレビカメラ
2(E)が上向きに取り付けられている。
も充分な位置決め精度を有していればよく、第3図に示
すようにロボットハンド(C)には面付け部品のIC
(D)を把持するための吸着部やテレビカメラ1(B)
が下向きに取り付けられ、ベース11上にはテレビカメラ
2(E)が上向きに取り付けられている。
次に、この搭載位置の基本的な動作を第3図で、処理手
順を第4図で説明する。
順を第4図で説明する。
(イ)先ず基板供給装置4の上で基板(A)を機械的に
固定し、その状態の基板(A)の上にロボットハンド
(C)に固定されているテレビカメラ1(B)を移動
し、テレビカメラ1は基板(A)上の複数の接点パター
ンを含んで撮像する。
固定し、その状態の基板(A)の上にロボットハンド
(C)に固定されているテレビカメラ1(B)を移動
し、テレビカメラ1は基板(A)上の複数の接点パター
ンを含んで撮像する。
(ロ)次にロボットハンド(C)はIC供給装置5へ移動
し、IC(D)を吸着把持し、IC(D)を粗位置決め装置
6で粗位置決めする。
し、IC(D)を吸着把持し、IC(D)を粗位置決め装置
6で粗位置決めする。
(ハ)その後ロボットハンド(C)はテレビカメラ2
(E)の上に移動し、テレビカメラ2はIC(D)を複数
のリードを含んで撮像する。
(E)の上に移動し、テレビカメラ2はIC(D)を複数
のリードを含んで撮像する。
(ニ)テレビカメラ1と2により撮像された画像情報は
視覚処理装置7に送られ、ここで接点パターン列とICの
リード列の位置情報からそれぞれの位置と傾きが算出さ
れ、その結果はロボット制御装置8に送られロボット3
を制御し、基板上の接点パターンにICのリードが精度よ
く搭載される。
視覚処理装置7に送られ、ここで接点パターン列とICの
リード列の位置情報からそれぞれの位置と傾きが算出さ
れ、その結果はロボット制御装置8に送られロボット3
を制御し、基板上の接点パターンにICのリードが精度よ
く搭載される。
次に、視覚処理装置7にて行なわれる位置決めの処理方
法について説明する。
法について説明する。
以下においては、ICの複数のリードまたは基板上の接点
パターンには、非対称性または一部欠落がないものとし
て説明をすすめる。
パターンには、非対称性または一部欠落がないものとし
て説明をすすめる。
第5図は、ICの4辺にリードを有する例で、平面と正面
をそれぞれ第5図(イ)(ロ)に示す。
をそれぞれ第5図(イ)(ロ)に示す。
テレビカメラ1と2により、接点パターンとICのリード
を反射光で撮像すると明るい部分として撮像され、背景
とコントラスト差を持つ。
を反射光で撮像すると明るい部分として撮像され、背景
とコントラスト差を持つ。
IC15に対応する基板上の接点パターン16の撮像を第6図
に示す。
に示す。
図に示す如くIC15の4辺のリード列15−1〜15−4に対
応して、接点パターン16のパターン列は16−1〜16−4
となっており、画像上ではいづれも細長い長方形のパタ
ーンがパターン長手方向と直角方向に一直線に並んでい
る。以下、リード列または接点パターン列のいづれかに
よる画像上の細長い長方形をパターンと総称して説明す
る。
応して、接点パターン16のパターン列は16−1〜16−4
となっており、画像上ではいづれも細長い長方形のパタ
ーンがパターン長手方向と直角方向に一直線に並んでい
る。以下、リード列または接点パターン列のいづれかに
よる画像上の細長い長方形をパターンと総称して説明す
る。
実際の画像では、このパターンのほかに配線や背景も併
せて撮像される。
せて撮像される。
基板上の接点パターン16にIC15のリードを位置合わせす
るには、パターンの間隔は数画素程度と狭いため、機械
的な位置合わせだけでは充分でなく視覚的手段を使って
高精度に位置検出をすることが必要となっている。この
視覚的手段として、ロボットハンド(C)に下向きに取
り付けられたテレビカメラ1、及びベース11上に上向き
に取り付けられたテレビカメラ2が使われ、位置検出に
は視覚処理装置7が使用される。
るには、パターンの間隔は数画素程度と狭いため、機械
的な位置合わせだけでは充分でなく視覚的手段を使って
高精度に位置検出をすることが必要となっている。この
視覚的手段として、ロボットハンド(C)に下向きに取
り付けられたテレビカメラ1、及びベース11上に上向き
に取り付けられたテレビカメラ2が使われ、位置検出に
は視覚処理装置7が使用される。
次にテレビカメラ1と2による画像から位置検出を行な
う方法を、以下、基板上の接点パターン16を例として、
第7図〜第10図により説明する。
う方法を、以下、基板上の接点パターン16を例として、
第7図〜第10図により説明する。
視覚処理装置7からの画像情報を操作部10の画面上に映
し、パターン列16−1〜16−4のそれぞれの上に、第7
図に示すようにパターン長手方向と直交方向に測定線17
(サンプル線ともいう)を設定する。設定は操作部10の
CRT画面を見ながら行なっても良いが、パターン16−1
〜16−4の位置、大きさ、傾きがほぼわかっている場合
には、個々のパターンでは少しずれるとしても、CRT画
像に映し出された長方形のパターンと必ず交わる程度に
測定線17を事前に設定して固定しておくことはできる。
し、パターン列16−1〜16−4のそれぞれの上に、第7
図に示すようにパターン長手方向と直交方向に測定線17
(サンプル線ともいう)を設定する。設定は操作部10の
CRT画面を見ながら行なっても良いが、パターン16−1
〜16−4の位置、大きさ、傾きがほぼわかっている場合
には、個々のパターンでは少しずれるとしても、CRT画
像に映し出された長方形のパターンと必ず交わる程度に
測定線17を事前に設定して固定しておくことはできる。
この設定について、少し詳細に説明する。CRTの画面上
の画像を見ながら操作部10のキーボードを操作してカー
ソルを移動し、パターンと交わる位置に縦横に測定線17
を設定する。また、パターン位置、大きさ、傾きがほぼ
わかっている場合には、キーボードから数値を入力して
測定線17を設定してもよい。
の画像を見ながら操作部10のキーボードを操作してカー
ソルを移動し、パターンと交わる位置に縦横に測定線17
を設定する。また、パターン位置、大きさ、傾きがほぼ
わかっている場合には、キーボードから数値を入力して
測定線17を設定してもよい。
設定線17を横軸とみた場合、設定線17上の画像の明るさ
は、第8図に示すように接点パターンの配列に対応して
波状パターンになる。ここで、明るさの最大値(反射光
の強いパターンの部分)と最小値(背景の反射光の弱い
部分)のおおよそ中間に、境界位置閾値なる値を設定
し、上記の波状パターンと比較すると、測定線17上での
パターンと背景との境界に境界値k1,k2,k3,k4,…ki,…
が求まる。以下、説明の都合上パターン列16−1の例と
する。
は、第8図に示すように接点パターンの配列に対応して
波状パターンになる。ここで、明るさの最大値(反射光
の強いパターンの部分)と最小値(背景の反射光の弱い
部分)のおおよそ中間に、境界位置閾値なる値を設定
し、上記の波状パターンと比較すると、測定線17上での
パターンと背景との境界に境界値k1,k2,k3,k4,…ki,…
が求まる。以下、説明の都合上パターン列16−1の例と
する。
第9図(I)は理想的な場合を示し、パターン列16−1
からの反射光波形は矩形とな境界値も検出しやすいが、
第9図(II)に示すように矩形がくずれた場合には、波
の極大点a1,a2,…ai,からパターンの中央位置を求める
方法を採ることもある。しかし、実際の波形はもっとく
ずれており、このくずれた波形から境界値を求める方法
を説明する。
からの反射光波形は矩形とな境界値も検出しやすいが、
第9図(II)に示すように矩形がくずれた場合には、波
の極大点a1,a2,…ai,からパターンの中央位置を求める
方法を採ることもある。しかし、実際の波形はもっとく
ずれており、このくずれた波形から境界値を求める方法
を説明する。
第10図には、3つのケース(III),(IV),(V)が
示されている。いづれの場合も第10図では横軸な画像の
画素(xi)の位置を表す。画素の単位で位置を求める場
合、測定精度は1画素以上となる。例えは、視野25mmで
画素数が250の場合における最小測定単位は0.1mmとな
る。
示されている。いづれの場合も第10図では横軸な画像の
画素(xi)の位置を表す。画素の単位で位置を求める場
合、測定精度は1画素以上となる。例えは、視野25mmで
画素数が250の場合における最小測定単位は0.1mmとな
る。
第10図(III)に示す照明の状態が良好であって、画面
の明るさが一様の場合には、境界位置閾値を適当に定め
て境界値x1,x2,…xi,…を得ることができる。
の明るさが一様の場合には、境界位置閾値を適当に定め
て境界値x1,x2,…xi,…を得ることができる。
第10図(IV)は、境界位置閾値に近い明るさをもつ画素
(xi)をはさむ両側の画素(xi-1,xi+1)の明るさの
勾配を考慮に入れ、補間演算で境界位置閾値と同じ明る
さとなる位置を小数点を含む実数値で求める。この場合
は、2つの画素(xi-1,xi+1)間を小数点以下で求め
るので、精度は向上する。
(xi)をはさむ両側の画素(xi-1,xi+1)の明るさの
勾配を考慮に入れ、補間演算で境界位置閾値と同じ明る
さとなる位置を小数点を含む実数値で求める。この場合
は、2つの画素(xi-1,xi+1)間を小数点以下で求め
るので、精度は向上する。
第10図(V)に示す照明が悪く明るさが一様でない場合
には、一つの境界位置閾値ではパターンを明るい部分と
暗い部分とに分離できないが、隣接する画素(xi-1とx
i,xiとxi+1)間での明るさの勾配が最大となる位置を境
界値としたり、あるいは次に説明する加重平均による方
法で求める。
には、一つの境界位置閾値ではパターンを明るい部分と
暗い部分とに分離できないが、隣接する画素(xi-1とx
i,xiとxi+1)間での明るさの勾配が最大となる位置を境
界値としたり、あるいは次に説明する加重平均による方
法で求める。
まず操作部10の画面に映った波状パターン形を見て、パ
ターン部分の明るさ(山)と背景部分の明るさ(谷)と
から、人為的におよその目安で山と谷の明るさの差の許
容値Dthを設定し、画素xiの位置の明るさをf(xi)と
する。次に波状パターン形の単調増加か単調減少かに着
目し、単調増加であればその開始点を谷、単調減少であ
ればその開始点を山と定義する。これを第10図(III)
〜(V)の事例をみて、谷を画素xi-1の位置、山を画素
xi+1の位置とし、それぞれの明るさf(xi-1)とf(xi
+1)の差を調べ、許容値Dthと比較したのが(1)式で
ある。
ターン部分の明るさ(山)と背景部分の明るさ(谷)と
から、人為的におよその目安で山と谷の明るさの差の許
容値Dthを設定し、画素xiの位置の明るさをf(xi)と
する。次に波状パターン形の単調増加か単調減少かに着
目し、単調増加であればその開始点を谷、単調減少であ
ればその開始点を山と定義する。これを第10図(III)
〜(V)の事例をみて、谷を画素xi-1の位置、山を画素
xi+1の位置とし、それぞれの明るさf(xi-1)とf(xi
+1)の差を調べ、許容値Dthと比較したのが(1)式で
ある。
|f(xi-1)−f(xi+1)|>Dth ……(1) 次に加重平均により境界位置の座標位置xkを求める
(2)式を示す。
(2)式を示す。
xkは、1組の谷と山ごとに得られ、パターン列16−1の
ように谷と山のペアがn組ある場合は、n組の加重平均
による平均値Uは(3)式から求めることができ、求め
られた平均値Uはパターン列16−1の中心座標位置であ
る。
ように谷と山のペアがn組ある場合は、n組の加重平均
による平均値Uは(3)式から求めることができ、求め
られた平均値Uはパターン列16−1の中心座標位置であ
る。
上記の演算は、他のパターン列16−2〜16−4について
も同様に行なうことができる。
も同様に行なうことができる。
さらに、IC15の4辺のリード列15−1〜15−4も、画像
上ではいづれも細長い長方形のパターンであり、ICのリ
ードは反射光で撮像すると明るく、背景は暗く、コント
ラスト差を持って撮像されるので、上記の演算を同様に
行なうことができる。
上ではいづれも細長い長方形のパターンであり、ICのリ
ードは反射光で撮像すると明るく、背景は暗く、コント
ラスト差を持って撮像されるので、上記の演算を同様に
行なうことができる。
上記の演算においては、視覚処理装置7内のメモリ(図
示せず)が積極的に利用される。まずメモリには、テレ
ビカメラ1と2から撮像された画像情報が視覚処理装置
7に送られ、データとして取り込み格納される。次に、
操作部10のCRT画面に設定された測定線17での明るさデ
ータが読み出され、メモリ内のワークエリア(テーブ
ル)内に一旦格納される。この格納された内容は、第10
図の如き波状のデータである。
示せず)が積極的に利用される。まずメモリには、テレ
ビカメラ1と2から撮像された画像情報が視覚処理装置
7に送られ、データとして取り込み格納される。次に、
操作部10のCRT画面に設定された測定線17での明るさデ
ータが読み出され、メモリ内のワークエリア(テーブ
ル)内に一旦格納される。この格納された内容は、第10
図の如き波状のデータである。
次に、このデータテーブルの内容を読み出し、(1)式
による演算で山と谷を求め、各山と谷のペアごとに
(2)式による加重平均を求め、この加重平均で得た座
標xkをテーブルに登録する。次に、このテーブルをサー
チして、座標xkについて(3)式により平均値Uを得
る。この演算を各リード列15−1〜15−4とパターン列
16−1〜16−4について行なうのであるが、第7図
(イ)に示す場合について説明する。
による演算で山と谷を求め、各山と谷のペアごとに
(2)式による加重平均を求め、この加重平均で得た座
標xkをテーブルに登録する。次に、このテーブルをサー
チして、座標xkについて(3)式により平均値Uを得
る。この演算を各リード列15−1〜15−4とパターン列
16−1〜16−4について行なうのであるが、第7図
(イ)に示す場合について説明する。
4つのパターン列16−1〜16−4について、測定線17が
横向きのパターン列16−1と16−4の平均値をそれぞれ
U1とU2、測定線17が縦向きのパターン列16−2と16−3
の平均値をそれぞれV1とV2とし、U1とU2、V1とV2をそれ
ぞれ直線で結び、その交点(U,V)を全体の位置として
定義し、2直線の2等分線方向 は全体の傾きとして定義されるようになっている。
横向きのパターン列16−1と16−4の平均値をそれぞれ
U1とU2、測定線17が縦向きのパターン列16−2と16−3
の平均値をそれぞれV1とV2とし、U1とU2、V1とV2をそれ
ぞれ直線で結び、その交点(U,V)を全体の位置として
定義し、2直線の2等分線方向 は全体の傾きとして定義されるようになっている。
次に第7図(ロ)に示す2方向パターンの場合について
説明する。この場合には、測定線17方向での精度のみが
重要で、これと直交する方向の精度は機械的位置決めで
十分である。全体の位置(U,V)は、Uは(U1+U2)/
2、Vは固定として求められ、また、全体の傾きはU1とU
2とを結ぶ方向 として定義されるようになっている。
説明する。この場合には、測定線17方向での精度のみが
重要で、これと直交する方向の精度は機械的位置決めで
十分である。全体の位置(U,V)は、Uは(U1+U2)/
2、Vは固定として求められ、また、全体の傾きはU1とU
2とを結ぶ方向 として定義されるようになっている。
上記については、ICのリード列の場合でも、同様であ
る。
る。
このようにして求められた位置情報は、視覚処理装置7
からロボット制御装置8を介して直交形ロボット3に送
られ、面付け部品としてのICを基板上の接点パターン上
に正しく搭載することができる。
からロボット制御装置8を介して直交形ロボット3に送
られ、面付け部品としてのICを基板上の接点パターン上
に正しく搭載することができる。
今まで述べてきた説明では、ICのリードまたは基板上の
接点パターンは、対称性または欠落のない場合を前提と
していたが、実際のリードまたは接点パターンは、第11
図、第15図、第16図(イ)にみられるように、意図的に
非対称であったり、一部に欠落を設けている場合が多
い。こうしたリード列またはパターン列では、今までに
述べてきた加重平均の方法を導入しても、中心位置は正
しく算出できない。
接点パターンは、対称性または欠落のない場合を前提と
していたが、実際のリードまたは接点パターンは、第11
図、第15図、第16図(イ)にみられるように、意図的に
非対称であったり、一部に欠落を設けている場合が多
い。こうしたリード列またはパターン列では、今までに
述べてきた加重平均の方法を導入しても、中心位置は正
しく算出できない。
本発明は、非対称であったり一部に欠落のあるリード列
またはパターン列に対しても、中心位置を正しく検出で
きるようにして、ICを接点パターン上に正しく搭載でき
るようにしたことにある。以下説明する。
またはパターン列に対しても、中心位置を正しく検出で
きるようにして、ICを接点パターン上に正しく搭載でき
るようにしたことにある。以下説明する。
第11図は、基板上の接点パターン列の両端のパターン幅
が異なる場合である。この場合の一例を第12図で説明す
る。第12図(イ)に示す測定線17上の明るさは、第12図
(ロ)のようになる。この場合、視覚処理装置7には画
素xiの明るさデータを格納するデータテーブルを設け、
第12図(ハ)に示すように、接点パターン列の両外側端
パターンの検出値を無視し、データテーブルのx1,x10を
格納すべき所に0を入れる。第13図(イ)(ロ)のよう
に、パターン別の最初の点が立下りであった場合は、第
13図(ハ)に示すように最初の点はパターンの内とみな
し、x1は2番目のデータテーブル上に入れ、上記同様に
データテーブルを作成する。
が異なる場合である。この場合の一例を第12図で説明す
る。第12図(イ)に示す測定線17上の明るさは、第12図
(ロ)のようになる。この場合、視覚処理装置7には画
素xiの明るさデータを格納するデータテーブルを設け、
第12図(ハ)に示すように、接点パターン列の両外側端
パターンの検出値を無視し、データテーブルのx1,x10を
格納すべき所に0を入れる。第13図(イ)(ロ)のよう
に、パターン別の最初の点が立下りであった場合は、第
13図(ハ)に示すように最初の点はパターンの内とみな
し、x1は2番目のデータテーブル上に入れ、上記同様に
データテーブルを作成する。
さらに、実際のパターンでは、第14図(イ)に示すよう
に、1本のパターン幅内で明るさが変わる場合がある。
立上りの場合には最後の立上りの検出点x2、立下がりの
場合には最後の立ち下がりの検出点x5をパターンの境界
値(エッジ点)とみなし、x1及びx6を境界(エッジ)と
はみなさない。これを第14図(ロ)にx2〜x5で示す。
に、1本のパターン幅内で明るさが変わる場合がある。
立上りの場合には最後の立上りの検出点x2、立下がりの
場合には最後の立ち下がりの検出点x5をパターンの境界
値(エッジ点)とみなし、x1及びx6を境界(エッジ)と
はみなさない。これを第14図(ロ)にx2〜x5で示す。
上述のように、奇数番目のテーブル内には立上りの検出
点の値、偶数番目のテーブル内には立下りの検出点の値
を格納し、パターン列の状態を正しく登録しておくこと
により、同様なパターン列またはリード列に対応しやす
くなる。
点の値、偶数番目のテーブル内には立下りの検出点の値
を格納し、パターン列の状態を正しく登録しておくこと
により、同様なパターン列またはリード列に対応しやす
くなる。
本実施例では、パターン列またはリード列が背景より明
るい場合として述べてきたが、逆に背景よりパターン列
またはリード列の暗い場合には、データテーブルへの格
納の定義を逆にすればよい。
るい場合として述べてきたが、逆に背景よりパターン列
またはリード列の暗い場合には、データテーブルへの格
納の定義を逆にすればよい。
さらにまた、第15図のようにICのリードの配列が非対称
の場合を、第16図で説明する。第16図(イ)に示す測定
線17上の明るさの波形及びデータテーブルは、第16図
(ロ)(ハ)となる。これは、第16図(イ)のA部が抜
けているリード列とみなせるので、B部の検出値x3,x4
を無視し、第16図(ニ)のようにデータテーブルのその
部分を0として再作成する。上記は、リード列の場合で
あるが、パターン列の中心についても、前述と同様にし
て求められる。このようにして、データテーブルに格納
された明るさデータは、視覚処理装置7に送られ、ICを
搭載する直交形ロボットの制御に使われる。
の場合を、第16図で説明する。第16図(イ)に示す測定
線17上の明るさの波形及びデータテーブルは、第16図
(ロ)(ハ)となる。これは、第16図(イ)のA部が抜
けているリード列とみなせるので、B部の検出値x3,x4
を無視し、第16図(ニ)のようにデータテーブルのその
部分を0として再作成する。上記は、リード列の場合で
あるが、パターン列の中心についても、前述と同様にし
て求められる。このようにして、データテーブルに格納
された明るさデータは、視覚処理装置7に送られ、ICを
搭載する直交形ロボットの制御に使われる。
本発明においては、このようにして抜け補正を必要とす
る場合が多いので、測定時の処理を高速化するため、各
測定線に関するデータと共に第17図に示す補正量Δpを
事前の予測測定(教示)時に登録しておき、第16図
(ハ)のデータテーブルより算出された仮中心点p′、
登録してある補正量Δpで補正して列の中心点pを算出
する。上記の補正量Δpは、実際の画像から測定して求
める方法と、リード列またはパターン列が既知の場合に
は、演算して求める方法とがある。
る場合が多いので、測定時の処理を高速化するため、各
測定線に関するデータと共に第17図に示す補正量Δpを
事前の予測測定(教示)時に登録しておき、第16図
(ハ)のデータテーブルより算出された仮中心点p′、
登録してある補正量Δpで補正して列の中心点pを算出
する。上記の補正量Δpは、実際の画像から測定して求
める方法と、リード列またはパターン列が既知の場合に
は、演算して求める方法とがある。
抜けのあるリード列またはパターン列の中心点を求める
場合を第18図で説明する。今までに述べてきたように、
4方向の場合(イ)には、PiとP3、P2とP4をそれぞれ結
んだ直線の交点を全体の中心とし、2直線の2等分線方
向 を全体の傾きと定義し、2方向の場合(ロ)には、P1と
P3を結んだ直線の中点を全体の中心とし、全体の傾きは
P1とP3とを結ぶ方向 として定義する。
場合を第18図で説明する。今までに述べてきたように、
4方向の場合(イ)には、PiとP3、P2とP4をそれぞれ結
んだ直線の交点を全体の中心とし、2直線の2等分線方
向 を全体の傾きと定義し、2方向の場合(ロ)には、P1と
P3を結んだ直線の中点を全体の中心とし、全体の傾きは
P1とP3とを結ぶ方向 として定義する。
以上述べてきた本実施例の視覚処理装置7内における教
示時の処理フローを第19図に、測定時の処理フローを第
20図に示す。
示時の処理フローを第19図に、測定時の処理フローを第
20図に示す。
本発明によれば、プリント基板に特別なマークを付ける
必要もなく、非対称性または一部欠落のある配列を有す
るリードのICや基板の接点パターンに対しても、中心の
位置と傾きの検出を可能にし、リードまたは接点パター
ンの列の両端の形状にも依存しないで高精度に位置検出
ができるという効果がある。さらに1本のリード内また
はパターン内で明るさの変わる場合に対しても、境界を
求めることができるので、安定した位置検出ができ、高
い信頼性と適応性を備えた面付け部品自動搭載機が実現
できる。
必要もなく、非対称性または一部欠落のある配列を有す
るリードのICや基板の接点パターンに対しても、中心の
位置と傾きの検出を可能にし、リードまたは接点パター
ンの列の両端の形状にも依存しないで高精度に位置検出
ができるという効果がある。さらに1本のリード内また
はパターン内で明るさの変わる場合に対しても、境界を
求めることができるので、安定した位置検出ができ、高
い信頼性と適応性を備えた面付け部品自動搭載機が実現
できる。
第1図は本発明の実施例図、第2図は搭載機の外観図、
第3図は処理手順を示す図、第4図は処理フロー図、第
5図はプリント基板の上面図、第6図はICの上面図、第
7図は接点パターンでの測定線による傾き算出の説明
図、第8図〜第10図は種々の接点パターン例図、第11図
は実際の接点パターン例図、第12図,第13図は接点パタ
ーン列のエッジ座標と明るさとの関係を示す図、第14図
は同方向の濃度勾配内の連続エッジ点を示す図、第15図
は抜け補正を必要とするフラットパッケージICの一例の
三面図、第16図は、抜け補正を必要とするリード列の説
明図、第17図は、本実施例の抜け補正測定方式における
補正量Δpを示す図、第18図は、4方向及び2方向に接
点パターン例を持つ接点パターン全体の位置、姿勢の測
定方法を示す図、第19図は本発明の一実施例における教
示時の処理手順を示すフローチャート図、第20図は、本
発明の一実施例における測定時の処理手順を示すフロー
チャート図である。 1,2……TVカメラ、7……視覚処理装置。
第3図は処理手順を示す図、第4図は処理フロー図、第
5図はプリント基板の上面図、第6図はICの上面図、第
7図は接点パターンでの測定線による傾き算出の説明
図、第8図〜第10図は種々の接点パターン例図、第11図
は実際の接点パターン例図、第12図,第13図は接点パタ
ーン列のエッジ座標と明るさとの関係を示す図、第14図
は同方向の濃度勾配内の連続エッジ点を示す図、第15図
は抜け補正を必要とするフラットパッケージICの一例の
三面図、第16図は、抜け補正を必要とするリード列の説
明図、第17図は、本実施例の抜け補正測定方式における
補正量Δpを示す図、第18図は、4方向及び2方向に接
点パターン例を持つ接点パターン全体の位置、姿勢の測
定方法を示す図、第19図は本発明の一実施例における教
示時の処理手順を示すフローチャート図、第20図は、本
発明の一実施例における測定時の処理手順を示すフロー
チャート図である。 1,2……TVカメラ、7……視覚処理装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武善 茂知 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 日立京葉エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 鈴木 健司 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−1900(JP,A) 特開 昭62−86789(JP,A) 特開 昭55−48945(JP,A) 特開 昭57−154851(JP,A)
Claims (2)
- 【請求項1】ICの2または4辺に列をなして設けられた
複数のリードと、該リードに合わせてプリント基板上に
設けられた複数の接点パターンとをテレビカメラで撮像
し、撮像した前記リードまたは接点パターンの各列の画
像を画像処理装置の予め設定された矩形範囲内の画面上
に映し、前記矩形範囲内で前記リードまたは接点パター
ンの各列上に測定線を設定し、該測定線上における前記
リードまたは接点パターンの明るさデータを配列順に格
納するメモリにメモリし、該メモリ内の前記明るさデー
タより前記リードまたは接点パターンの端辺と背景との
境界位置を特定し、該境界位置から画面上において前記
ICの2または4辺にあるリード列ごとに中心座標を算出
のうえ前記ICの中心と傾きを算出し、また前記接点パタ
ーンについても前記境界位置から画面上において各パタ
ーン列ごとに中心座標を算出のうえ前記接点パターンの
中心座標と傾きを算出し、プリント基板の前記接点パタ
ーンの中心座標と傾きにICの中心と傾きを合わせて、プ
リント基板にICを搭載する装置において、 前記の列をなして設けられた複数のリードまたは接点パ
ターンに非対称性または一部欠落がある場合でも、前記
リード各列または接点パターン各列の中心座標を前記非
対称性または一部欠落を考慮して算出する手段と、該手
段で算出された前記リード各列または前記接点パターン
各列についての前記中心座標から、非対称性または欠落
のある前記ICの中心と傾きまたは前記接点パターンの中
心座標と傾きを算出してプリント基板の前記接点パター
ンの中心座標と傾きにICの中心と傾きが合うようにICの
位置合わせに供せしめる手段を設けたことを特徴とする
ICのプリント基板への搭載装置。 - 【請求項2】前記の非対称性または一部欠落のある列を
なす複数のリードまたは接点パターンに対し、事前に撮
像した前記リード列または接点パターン列の各列の中心
座標を非対称性または一部欠落を考慮して算出する補正
データを格納メモリに格納しておき、同じ非対称性また
は一部欠落のあるリードを有するICまたは接点パターン
を有する基板に対し、前記補正データを使って算出され
た前記リード列または前記接点パターン列の各列の前記
中心座標から前記ICの中心と傾きまたは前記接点パター
ンの中心座標と傾きを算出してプリント基板の前記接点
パターンの中心座標と傾きにICの中心と傾きが合うよう
にICの位置合わせに供せしめる手段を設けたことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のICのプリント基板へ
の搭載装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61113586A JPH0680954B2 (ja) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | Icのプリント基板への搭載装置 |
EP86110922A EP0222072B1 (en) | 1985-10-11 | 1986-08-07 | Method of loading surface mounted device and an apparatus therefor |
DE3689406T DE3689406T2 (de) | 1985-10-11 | 1986-08-07 | Verfahren zur Plazierung eines oberflächenmontierten Teiles und eine Vorrichtung dazu. |
US06/896,864 US4737845A (en) | 1985-10-11 | 1986-08-15 | Method of loading surface mounted device and an apparatus therefor |
US07/179,983 US5189707A (en) | 1985-10-11 | 1988-04-11 | Method of loading surface mounted device and an apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61113586A JPH0680954B2 (ja) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | Icのプリント基板への搭載装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62271500A JPS62271500A (ja) | 1987-11-25 |
JPH0680954B2 true JPH0680954B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=14615974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61113586A Expired - Lifetime JPH0680954B2 (ja) | 1985-10-11 | 1986-05-20 | Icのプリント基板への搭載装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0680954B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01111281A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-04-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 部品認識方法 |
JPH0767036B2 (ja) * | 1988-11-25 | 1995-07-19 | 松下電工株式会社 | 電子部品の装着位置補正方法 |
JP2669351B2 (ja) * | 1993-07-19 | 1997-10-27 | 日本電気株式会社 | 電子部品の実装装置及び方法 |
JP2008085216A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Fujikura Ltd | プリント回路基板の位置合わせ方法及びその装置 |
JP5830750B2 (ja) * | 2014-03-14 | 2015-12-09 | 株式会社大都技研 | 遊技台 |
JP2015163278A (ja) * | 2015-06-15 | 2015-09-10 | 株式会社大都技研 | 遊技台 |
-
1986
- 1986-05-20 JP JP61113586A patent/JPH0680954B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62271500A (ja) | 1987-11-25 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |