CN1108739C - 安装电子元件的方法以及设备 - Google Patents

Abstract

电子元件安装方法和设备，从电子元件供料位置取出电子元件，检测取出元件的状态，根据检测结果把元件安装在印刷板上。一种方法，用照相机获得从供料位置取出的元件图象数据，利用用于检测元件状态的多个算法处理获得的图象数据，并且，检测取出的元件状态。

Description

安装电子元件的方法以及设备

本发明涉及电子元件安装设备以及这样的方法，利用该电子元件安装设备，把电子元件安装到例如印刷板或液晶显示或等离子显示板的板上。

传统结构的电子元件安装设备是：用供料嘴机构从供料位置取出元件之后，把电子元件安装在印刷板上。根据上述安装元件的已有技术方法，由识别装置检测所取出的元件的状态，以此识别元件。下面将参照附图描述识别处理。

图2展示了电子元件安装设备的组成，其设置监视系统，监视设备的运作状态。如图2所示，由主体1、操作盘2和计算机主机3构成电子元件安装设备。发展趋势是当安装元件时实现操作无人化，以改善设备的运行率。当形成安装定位程序时，由安装设备操作员利用操作盘2或计算机主机3产生和选择元件识别数据，以在安装时识别电子元件。图3是形成和选择在利用传统安装方法的安装设备中的前述的元件识别数据的流程步骤图。由安装设备安装电子元件时操作员象下面那样操纵安装设备。

参照图3，基于操作员的输入，在步骤41，从表列的数据中提取作为被安装电子元件几何特征的电子元件外形大小、引线总数、引线距离等，并存储在电子元件安装设备中。

在步骤42，根据操作员的输入，在分配到前述电子元件安装设备的方法中，选择认为适合于被安装电子元件的识别方法(算法)。把选择的算法数和在步骤41中输入的几何特征，记录和存储在安装设备中作为元件识别数据。

在步骤43，利用在步骤41和42中记录的元件识别数据识别电子元件。

在步骤44，判定元件识别是否接受(行或不行)。

当在步骤44判定接受元件识别，则预测在印刷板上元件安装位置的正常安装状态和在步骤45中检测的元件吸取状态之间差别，并校正。

接着，在步骤45，由安装设备在校正的安装位置把元件装在印刷板上。

然后，在步骤47，判定被安装的元件是否被放下，如果是，判定是否最后一个安装区域。当安装区域为最后一个时，则完成安装操作。当安装区域不是最后一个时，为了在连续的安装区域内执行元件的安装操作，程序回到步骤43。

另一方面，在步骤44当元件识别不能接受时，在步骤45记录元件应列入的安装区域作为错误区域。

接着，在步骤49，元件安装操作在安装区域跳跃，并且随后程序到达步骤47。

在这样的方法中，基于在步骤41和42教授(teaching)处理中所教授的数据，通过操作员的输入，执行步骤43到47的安装处理。在安装处理中，使用在教授处理中的元件识别数据，以确认元件识别结果，并且当确认结果可被接受时，利用选择的识别数据。当识别结果不能接受时，使元件的安装操作跳跃，并且执行按序的元件安装操作，以实现连续安装操作。

根据在电子元件安装设备中元件识别数据的上述形成/记录方法的已有技术，其安装方法存在以下缺点。

1.在电子元件安装设备的形成/记录元件识别数据的教授处理中，由于操作员确认和判断被安装的电子元件，因此元件识别数据随每个操作员变化。结果，甚至于同样的电子元件也不能以高度准确性被安装。

2.由于在一段时间由在安装处理中的操作员仅选择和执行一个识别算法，如果在大量电子元件中，表面颜色差别微小，或因引线光泽不同而使电子元件发光不同，则识别效率非常差，会导致错误识别增加。

因此，本发明目的在于提供电子元件安装方法和设备，不给每个电子元件设置算法，可高度准确性和高识别能力地识别/安装同样几何特征的电子元件，大大地减少错误识别，同时无须操作员设置/控制元件识别数据。

在实现的诸方案中，根据本发明第1方案，提供电子元件安装方法，从电子元件供料位置取出电子元件，检测取出的电子元件的状态，并且根据检测结果把元件安装在印刷板上，该方法包括以下步骤；

利用照相机获得从供料位置取出的元件图象数据；

用多个检测元件状态的算法处理获得的图象数据；并且，

检测取出元件的状态。

根据本发明的第2方案，提供如在第1方案中限定的电子元件安装方法，还包括以下步骤：

比较每一个有关在多个算法中获得的元件状态的检测结果，与存储在电子元件安装设备中的元件几何特征；

从而，从检测的结果中选择一个结果；并且，

根据选择结果校正在印刷板上元件安装位置的数据，并把该元件装在印刷板的安装位置。

根据本发明的第3方案，提供如在第2方案中限定的电子元件安装方法，其中，在从检测结果选择的一个结果中，使通过元件外表大小获得的元件范围数值与通过算法检测结果获得的元件范围数值比较，由此，选择正确识别元件几何形状的一个算法的结果。

根据本发明的第4方案，提供如在第2方案中限定的电子元件安装方法，其中，在从检测结果中选择一个结果时，使通过元件外表大小获得的元件外形长度与通过算法检测结果获得的元件外形长度比较，由此，选择正确识别元件几何形状的一个算法的检测结果。

根据本发明的第5方案，提供一种用于实施第1方案的电子元件安装设备，用该设备从电子元件供料位置取出电子元件，检测取出的元件状态，并且根据检测结果把元件安装在印刷板上，该设备包括：

照相机，用其获得从供料位置取出的元件图象数据；

控制单元，借助检测元件状态和检测取出元件状态的多个算法处理获得的图象数据。

根据本发明的第6方案，提供如第5方案限定的电子元件安装设备，其中控制单元比较有关以多个算法获得的元件状态的每个选择结果与存储在电子元件安装设备中的元件几何特征，由此从检测的结果中选择其一；并且，根据选择结果校正在印刷板上的元件安装位置数据，再作控制，把元件安装在印刷板上的安装位置上。

根据本发明的第7方案，提供如第6方案限定的电子元件安装设备，其中从检测的结果中选择其一，控制单元进行控制，使通过元件外表大小获得的元件范围数值与通过算法检测结果获得的元件范围数值比较，由此，选择正确识别元件几何形状的一个算法的结果。

根据本发明的第8方案，提供如第6方案限定的电子元件安装设备，其中从检测的结果中选择其一，控制单元进行控制，使通过元件外表大小获得的元件外形长度与通过算法检测结果获得的元件外形长度比较，由此，选择正确识别元件几何形状的一个算法的检测结果。

根据本发明的方案，基于由识别处理检测的电子元件状态和在电子安装设备中持有如存储的电子元件几何特征，预测和存储用于安装电子元件的位置数据。对于相同几何特征电子元件的每个不设置用于检测元件状态的算法。可以高度准确和高识别能力地识别/安装电子元件。大大减少错误识别元件的总量，而且无须操作员设置/控制元件识别数据。

在上述的方法中，当利用识别处理检测由供料嘴或夹头安装到印刷板或显示盘板的电子元件取出状态时，利用多个检测元件状态的算法处理电子元件的图象。然后，使每个结果与持有如存储的电子元件的几何特征作比较，并且从多个结果中选择其一。根据选择的结果，校正电子元件安装位置数据。

本发明的诸方案和特征，通过最佳实施例和参照附图的如下叙述，将会更加清楚，其中，

图1是用本发明实施例的电子元件安装方法识别元件步骤的流程图；

图2是利用该实施例的电子元件安装方法的电子元件安装设备结构示意图；

图3是根据传统的电子元件安装方法，识别元件步骤的流程图；和

图4是该实施例设备的识别装置方框图。

在着手本发明叙述之前，要注意的是：全部附图用同样参照标号指示相同的部分。

将参照附图用本发明一个实施例详细描述电子元件安装方法和设备。

图1是这样的步骤流程图，当应用实施例的电子元件安装方法安装电子元件时，形成元件识别数据，并且利用该数据识别电子元件。图4是实现该方法的设备的识别装置方框图。

在图1的步骤1，提取电子元件的外表大小、引线总数、引线间距等作为通过目录数据被安装的电子元件的几何特征，然后，操作员操纵如键盘或鼠标等输入装置101，把几何特征存储在电子元件安装设备识别装置150的存储器104中。

在步骤2，凭借操作员的输入，根据元件的引线数量和包装颜色，选择用于识别手段(用于检测电子元件状态的算法)的多个被选物，所述识别手段被事先分配给安装设备，并且应适合于被安装的电子元件，然后，作为元件识别数据记录在安装设备识别装置150的存储器104中。

在步骤3，使用在步骤1、2记录的元件识别数据，由安装设备安装电子元件。在该步骤中，通过照相机102得到由安装设备的供料嘴110吸取的电子元件111图象数据，该图象数据被存储在安装设备识别装置150内侧存储器103多个内存部分每一个中。

接着，在步骤4和5，用存储在存储器104中的不同的算法，处理分别存储在存储器部分的元件图象数据，并且，同时在步骤2由识别装置105的控制单元100进行选择。为了执行这些步骤，控制单元100具有分别执行处理的处理元件。作为一个例子，在图1通过实施步骤4的算法A处理图象数据，同时照样通过实施步骤5的算法B处理图象数据。

在步骤6，利用在步骤3选择和步骤4与步骤5执行的多个算法，由控制单元100使电子元件识别结果的每个与在步骤1中存储的电子元件几何特征比较，由此评定识别结果。在这样的方法中，通常由照相机102、存储器103和104、控制单元100和输入装置101组成安装设备的识别装置150。

在步骤4和5，实施多个识别算法以识别电子元件。因此，多个不同的识别结果从识别装置150送还，需要根据评定值由控制单元100在多个识别结果中选择最理想的识别结果。

为了预测上述评定值，在一种方法中，使通过外形尺寸获得的电子元件范围数值与通过识别结果获得的电子元件范围数值比较。由此，选择正确识别电子元件几何形状的算法。在另外的一种方法中，使通过电子元件外表尺寸获得的电子元件外形长度与通过识别结果获得的电子元件外形长度进行比较，以此选择正确识别电子元件几何形状的算法。

在上述方法中，步骤6在多个算法的识别结果之中选择最理想的识别结果。

作为一个例子，当在步骤4和5分别实施算法A和B的识别结果都在步骤6能允许的范围内时，程序进入步骤7，在该步骤，根据从两个识别结果中预测的识别评定值，在多个算法中选择在这时使用的一个算法。

接着，在步骤8，根据选择的算法识别结果，通过检测的元件的吸取状态预测印刷板上的安装位置，并由控制单元100校正。

在步骤9，基于校正的安装位置，使用根据控制单元100控制的安装设备，把元件安装在印刷板上。

其后，在步骤10，决定是否放下被安装的元件，若是，则判定是否最后一个安装区域。当为最后一个安装区域时，则结束安装操作。反之，则程序返回步骤3，以便在按序的安装区域执行元件的安装操作。

另一方面，当算法A和B识别结果的任一个在步骤6可允许范围内时，决定在步骤13的两个算法之中选择具有可允许识别结果的一个算法，程序进入步骤8。

当算法A和B的两个识别结果不在步骤6可允许范围内时，在步骤11记录元件所属安装区域作为错误区域。接着，在步骤12，使元件的安装操作在安装区域内跳跃，然后程序进入步骤10。

在这样的方法中，根据凭借操作员输入的步骤1和2教授处理中教授的数据，执行步骤3至10的安装处理。在该安装处理中，使用在教授处理中的元件识别数据确认识别结果，并且当确认的结果适合时，利用选择的识别数据。当确认的结果不适合时，使元件的安装操作跳跃，并且执行按序的元件安装操作，以实现连续的安装操作。

在上述的方法中，当由识别装置检测利用供料嘴从供料位置取出被安装到印刷板上的电子元件的状态时，用检测状态的多算法以多步骤处理电子元件的图象。使每个结果与存储的电子元件几何特征比较，并且从多个检测结果中选择其一。根据选择的检测结果以这种方式校正电子元件的安装位置。

根据该方法，在对于每一个相同几何特征的电子元件不设置算法的同时，可以高度准确和高识别效率地识别/安装电子元件，以使得显著地减少识别电子元件的错误数量。同时，对于操作员来说无须设置/控制元件识别数据。

结果，使操作员无须为了在电子元件安装设备中形成和记录元件识别数据而为每个电子元件限定一个识别数据。同样几何特征的电子元件的元件识别数据变得一致规则。纵使因在大量制作的电子元件中的不一致性而使电子元件表面颜色显示出微小差别，或由于引线光泽区别而使电子元件形成不同光亮等，也能避免识别效率大大变差，改善了识别的准确性。

作为检测状态的上述算法，可例举属于Morimoto等人于1991年1月1日发布的美国专利4,981,372以及属于Morimoto等人于1991年8月6日发布的美国专利5,038,380。

如上所述，根据本发明，当由识别装置检测从供料位置取出被安装到印刷板上的电子元件状态时，使用检测状态的多个算法处理电子元件的图象。并从多个检测结果中选择一种结果。根据选择结果校正电子元件的安装位置数据。

因此，无须对每个电子元件设置算法，以高度准确性和高的识别效率识别和安装同样几何特征的电子元件。能避免电子元件识别错误，不要求操作员设置和控制元件识别数据。

操作员无须为了在电子元件安装设备中形成和记录元件识别数据而对每个电子元件限定一个元件识别数据。甚至于当电子元件因在电子元件大量制作中不一致性而显示出表面颜色微妙差别或因引线的光泽的不同而使发光不同时，也不会使识别能力大大劣变，改善了识别准确性。

一并包括说明书、权利要求书、附图、和摘要，对其全文作引证的1996年4月18日申请的日本专利申请号8-95770全文作了展示。

尽管结合最佳实施例参照附图对本发明作了充分描述，但应注意的是：各种变化和修正对于技术人员来说是显而易见的，这样的变化和修正在不背离本发明精神前提下都应包括在由附加的权利要求所限定的本发明范围之内。

Claims (9)

1.一种电子元件的安装方法，其特征是，从电子元件供料位置取出电子元件，检测取出的电子元件的状态，并且根据检测结果把元件安装在印刷板上，该方法包括以下步骤；

利用照相机获得从供料位置取出的元件图象数据；

用多个检测元件状态的算法同时处理获得的图象数据；并且，

检测取出元件的状态；

使每一个有关在多个算法中获得元件状态的检测结果与存储在电子元件安装设备中的元件几何特征相比较；

从而，从检测的结果中选择其一；并且，

根据选择结果校正在印刷板上元件安装位置的数据，在印刷板的安装位置上安装元件。

2.如权利要求1的方法，其特征是，比较每个检测的结果，使以多个算法获得有关元件状态的每个检测结果与存储在电子元件安装设备中的元件几何特征比较。

3.如权利要求2的方法，其特征是，从检测的结果中选择其一，使通过元件外表大小获得的元件范围数值与通过算法检测结果获得的元件范围数值比较，由此，选择正确识别元件几何形状的一个算法的结果。

4.如权利要求2的方法，其特征是，在从检测的结果中选择其一，使通过元件外表大小获得的元件外形长度与通过算法检测结果获得的元件外形长度比较，由此，选择正确识别元件几何形状的一个算法的检测结果。

5.一种用于实施权利要求1所述方法的电子元件安装设备，其特征是，电子元件供料位置取出电子元件，检测取出的元件状态，并且根据检测结果把元件安装在印刷板上，该设备包括：

照相机，用其获得从供料位置取出的元件图象数据；

控制单元(100)，借助检测元件状态和检测取出元件状态的多个算法同时处理获得的图象数据；

控制单元使有关以多个算法获得的元件状态的每个选择结果与存储在电子元件安装设备中的几何特征相比较。由此从检测的结果中选择其一；并且，根据选择结果校正在印刷板上的元件安装位置数据，再作控制，把元件安装在印刷板上的安装位置上。

6.如权利要求5的设备，其特征是，控制单元使以多个算法获得的有关元件状态的每个检测结果与存储在电子元件安装设备中的几何特征作比较；从而，从检测的结果中选择其一；并且根据选择结果校正印刷板上元件安装位置的数据，进行控制，把元件安装在印刷板的元件安装位置上。

7.如权利要求5的设备，其特征是，控制单元比较借助多个算法获得的有关元件状态的每个检测结果和存储在电子元件安装设备中的元件几何状态。

8.如权利要求7的设备，其特征是，从检测的结果中选择其一，控制单元进行控制，使通过元件外表大小获得的元件范围数值与通过算法检测结果获得的元件范围数值比较，由此，选择正确识别元件几何形状的一个算法的结果。

9.如权利要求7的设备，其特征是，从检测的结果中选择其一，控制单元进行控制，使通过元件外表大小获得的元件外形长度与通过算法检测结果获得的元件外形长度比较，由此，选择正确识别元件几何形状的一个算法的检测结果。

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