CN111133851A - 改进的引脚前端照明装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种拾放机器，包括给料机系统、分配头和视觉系统，给料机系统设置为将元件送至拾取点，分配头设置为从拾取点拾取送来的元件，视觉系统设置为检测分配头拾取的元件的特征。该视觉系统包括指向一方向的图像捕捉装置。拾放机器还包括照明装置，该照明装置包括多个光源，每个光源设置为产生具有可控宽度并且相对上述方向处于可控角度的光线。可控角度设置为与图像捕捉装置指向的方向不垂直。

Description

改进的引脚前端照明装置、系统和方法

相关申请

本发明要求于2017年9月28日递交的题为“改进的引脚前端照明装置、系统和方法”的美国临时申请No.62/564,516的优先权，其全部内容通过引用在不违背本发明的情况下并入本文。

技术领域

印刷电路板视觉系统，更具体地，在自动电子组装系统中输送或移动装置或元件过程中的视觉处理。

背景技术

拾放机器可应用于装配例如印刷电路板(PCB)的产品，例如，通过拾取并放置元件到PCB上。元件通常具有一个或多个附接点，例如引脚前端，元件通过附接点附接至PCB。元件的附接点的位置通常在元件附接至PCB之前就已经确定，以确保附接点以正确的方位附接至PCB。这可以通过视觉系统来完成，视觉系统可以观察附接点并在放置元件之前确定附接点的位置。确定元件的附接点的位置可以在拾取元件之后、在将元件放置在PCB上之前完成，例如在将元件从给料机储库处的拾取位置移动至PCB的时候。精准地确定附接点的位置用于防止元件以不准确的方位附接至PCB，这会造成PCB的缺陷。可靠且准确地照亮元件的附接点以确定附接点的位置的照明装置在本领域中将受到欢迎。

发明内容

第一个方面涉及拾放机器，该拾放机器包括给料机系统，该给料机系统设置为将元件送至拾取点；分配头，该分配头设置为从拾取点拾取送来的元件；视觉系统，该视觉系统设置为对分配头拾取的元件的特征进行检测，该视觉系统包括指向一个方向的图像捕捉装置；以及照明装置，该照明装置包括多个光源，每个光源设置为产生具有可控的宽度并且相对上述方向成可控角度的光线，其中可控角度设置为与上述方向不垂直。

第二个方面涉及视觉系统，该视觉系统设置为对分配头拾取的元件的特征进行检测，该视觉系统包括指向一个方向的图像捕捉装置；以及照明装置，该照明装置包括多个光源，每个光源设置为产生具有可控宽度并且相对上述方向成可控角度的光线，其中可控角度设置与上述方向不垂直。

第三个方面涉及对元件进行照明的方法，该方法包括提供拾放机器，该拾放机器包括给料机系统、分配头、以及视觉系统，该视觉系统包括：图像捕捉装置、以及包括多个光源的照明装置；通过给料机系统将元件送至拾取点；通过分配头从拾取点对送来的元件进行拾取；将图像捕捉装置指向一个方向；通过多个光源产生光线；通过照明装置控制每束光线的宽度；通过照明装置控制每束光线相对于上述方向的角度，使得每个可控角度与上述方向不垂直；通过该多个光源对送来的元件的特征进行照明；通过图像捕捉装置捕捉送来的元件的图像；以及通过视觉系统检测送来的元件的特征。

附图说明

将参照以下附图对本发明的一些实施例进行详细描述，其中相同的名称表示相同的部件，其中：

图1示出了根据一个实施例的拾放机器的立体图；

图2示出了根据一个实施例的带有处于检查位置的元件的图1中的拾放机器的照明装置的立体图；

图3示出了根据一个实施例的带有处于检查位置的不同元件的图2中的照明装置的立体图；

图4示出了根据另一个实施例的带有处于检查位置的元件的图1中的拾放机器的照明装置的立体图；

图5示出了根据一个实施例的带有处于检查位置的不同元件的图4中的照明装置的立体图；

图6示出了根据一个实施例的图3中的照明装置和元件沿图3中的A-A箭头所作的侧面剖视图；

图7示出了根据一个实施例的带有另一个元件的照明装置的另一种实施方式的立体图；

图8示出了图7中的照明装置和元件的俯视图；以及

图9示出了根据一个实施例的图7和8中的照明装置和元件沿图8中的B-B箭头所作的侧面剖视图。

具体实施方式

在此通过示例且不限于参照附图的方式给出了所公开的装置和方法的以下所述实施例的详细描述。虽然详细显示和描述了某些实施例，但应当理解的是，能够做出各种变化和修改而不脱离所附权利要求的范围。本发明的范围不应受到构成元件的数量、材料、形状、颜色、相对布置等的限制，而是仅作为本发明实施例的示例公开。通过参考结合附图所做的以下描述，可以更全面地了解本实施例及其优点，在附图中，同样的参考编号表示同样的特征。

参照图1，示出了拾放机器10的实施例的立体图。在示出的实施例中，拾放机器10包括机器外壳14。拾放机器10包括给料机系统16，其具有多个给料机17。多个给料机17可容纳或载有元件，例如最终可被放置或以其他方式定位至PCB，例如PCB18上的电子元件或设备。可根据所需的操作性来变化电子元件、给料机17、各种其他元件以及给料机系统16的总体布局。例如，可根据元件尺寸以及元件在PCB上的预设方位来变化给料机17的数量、尺寸和形状。拾放机器10还包括PCB处理系统15。PCB处理系统15可设置为输送PCB18穿过拾放机器10。例如，PCB处理系统15可包括输送带、输送机等等将PCB18从拾放机器的一个地方移动至另一个地方。PCB例如PCB18可以通过PCB处理系统15进出拾放机器10。PCB处理系统15可设置为与给料机系统16协作使得可以将元件移动至由PCB处理系统移动的PCB上。

拾放机器10包括拾放头11。拾放头11可设置为从拾取点对元件进行拾取，拾取点例如给料机17。拾放头11可设置为将元件放置到PCB18上，使得元件可附接至PCB18。拾放头11可设置为同时拾取和/或放置一个或多个元件。拾放头11可以是分配头。拾放头11可包括多个主轴，每个主轴可设置为拾取一个或多个元件。主轴可设置为使得多个主轴可用于拾取单个元件，例如一个太大以至于单个主轴无法拾取的组件。PCB处理系统15包括放置点31，可以在这里将元件放置到PCB18上或附接至PCB18。

拾放机器10包括视觉系统，该视觉系统包括图像捕捉系统20。视觉系统可包括控制器。图像捕捉系统20包括图像捕捉装置21和照明装置22。图像捕捉系统20可包括一个或多个图像捕捉装置，例如或类似于图像捕捉装置21。图像捕捉系统20可包括一个或多个照明装置，例如或类似于照明装置22。图像捕捉装置21可以是相机。图像捕捉装置21可指向方向71。通过设置为由图像捕捉装置21捕捉的画面的中心点可以确定图像捕捉装置21可指向的方向71。图像捕捉装置21可以是固定的，使得图像捕捉装置21可始终指向同一个向上的方向71。在另外的实施例中，图像捕捉装置21可设置成移动的。视觉系统设置为检测元件的特征，例如元件的附接点，元件在附接点被附接至PCB18。元件的特征可包括引脚。元件的特征可包括一个或多个突起。

照明装置22可通过一个或多个光源对元件的一部分进行照明，例如元件的特征。图像捕捉装置21设置为捕捉被一个或多个光源照亮的元件特征的图像。视觉系统可从图像捕捉装置21捕捉到的图像中检测元件的特征，包括元件的特征的位置和方向。例如，特征的图或图像可以用机器视觉软件进行处理，使得视觉系统可以确定特征的位置。

作为一个实例，PCB18可通过PCB处理系统15进入拾放机器。可以通过PCB处理系统15将PCB18输送至放置点31。拾放头11可从给料机17拾取元件，将元件移动至图像捕捉系统20。一旦将元件移动至图像捕捉系统20后，拾放头11可移动元件经过照明装置22。随着元件移动经过照明装置22，照明装置22的光源可照亮元件的特征，例如元件的引脚前端。当特征被照亮，图像捕捉装置21可捕捉被照亮的元件特征的一张或多张图像。视觉系统可检测元件特征的位置。例如随后可对此一张或多张图像进行处理来确定元件特征的位置，例如通过机器视觉软件处理。拾放头11可基于检测到的特征的位置将元件移动至PCB18并将元件放置到PCB18上，使得在元件附接至PCB时，特征在PCB18上正确地定向。PCB18可通过PCB处理系统15离开拾放机器。视觉系统可设置为在拾放头11移动元件穿过照明装置22的过程中检测元件的特征。

图2中更详细地示出了照明装置22的一个实施例，图2提供了照明装置22的实施例的立体图。示出的实施例具有外壳24，以及外缘28。外壳24为环形。在其他实施例中，外壳24可具有不同形状，例如矩形、椭圆形、三角形等等。外壳24包括在外缘28的第一侧29和外缘28的第二侧30之间延伸的开口23。开口23可以是横贯外壳24延伸的通道。开口23显示出在开口23的中间具有扩宽部27。开口23的两侧是从外缘28向内延伸的上挡25板和下挡板26。开口23设置为接纳元件，例如，通过拾放头11移动元件经由外缘28的第一侧29或经由外缘28的第二侧30进入开口23。在某些情况下，用户可能需要确定过大而无法经由第一侧29或第二侧30移动穿过开口23的元件的特征的位置。扩宽部27设置为容纳太大而无法移动穿过开口23的元件。可将这些元件例如通过拾放头11直接降低进入扩宽部27之中。

照明装置22具有多个围绕外壳24排列的光源60。多个光源60可排列在外缘28或者紧靠外缘28排列。多个光源60中的每个光源设置在上挡板25和下挡板26之间，使得多个光源60产生的光线被限制在上挡板25和下挡板26之间，直至抵达开口23。上挡板25和下挡板26可以防止杂散光照射和照亮元件的主体。杂散光可能抑制对元件特征进行的视觉处理，因为例如杂散光可能照亮元件的背景特征，而这些照亮的背景特征可能被视觉系统错误地识别为突起，这可能造成元件在PCB上的错误放置。

上挡板25和下挡板26设置为控制开口23中的光照的路径。上挡板25和下挡板26可设置为使得多个光源60中的每个光源产生具有可控宽度并且相对于图像捕捉装置21指向的方向71成可控角度θ(如图6和图9所示以及下文所描述)。每个光源的光线的可控角度θ设置为与图像捕捉装置21的方向71不垂直。在图2中示出的实施例中，多个光源60中的每个光源都是LED。每个LED的光线通过上挡板25和下挡板26被导向开口23。

图2中示出的在照明装置22上方的是元件40，其具有从元件40延伸的多个突起50。该元件具有背景特征41(未示出)，其可能是元件的一个面、表面、侧面、部分等等，突起50从该背景特征41突出。背景特征41可以是背景几何结构。多个突起50可以是金属引脚，例如引脚前端。多个突起50可以是元件40附接至PCB的附接点。

为了确定多个突起50的位置，可将元件40下移至扩宽部27。随后多个光源60中的每个LED可以产生光线。上挡板25和下挡板26可以控制每个LED的光线照射入开口23的路径。上挡板25和下挡板26可以控制每束光线的宽度以及控制每个LED的光线的角度，使得每个LED的光线具有可控宽度和可控角度θ。每个可控角度θ可以相对于图像捕捉装置21指向的方向71不垂直。通过控制每个LED的光线的角度，使得每个LED的光线的每个可控角度θ与图像捕捉装置21的方向71不垂直，多个突起50中处于多个突起50中的其他突起与LED之间的任意突起不会挡住光线或产生阴影而阻止那些其他突起被照亮。例如，多个光源60产生的每束光线的可控宽度和可控角度可以设置为使得多个突起50中位于最靠近各个LED的突起被该LED照亮的是靠近这些突起尖端的——也就是离背景特征41更远的部分，而多个突起50中离各个LED最远的突起被该LED照亮的是这些突起上的更高处——也就是更接近背景特征41的部分。

多个光源60中的每个LED的可控角度θ可以是从相对方向71的法线偏移的角度θ，该角度使多个突起50中的每个突起被照亮，而背景特征41不被照亮。例如，每个LED的光线的每个可控角度θ可以是从相对图像捕捉装置21指向的方向71的法线偏移1到2度。例如，光线的可控角度θ可以是从相对图像捕捉装置21指向的方向71的法线偏移1.5度。在另一个实施例中，光线的可控角度θ可以是从相对图像捕捉装置21指向的方向71的法线偏移1度。在另一个实施例中，光线的可控角度θ可以是从相对图像捕捉装置21指向的方向71的法线偏移2度。

在一个实施例中，每个LED的光线的每个可控角度θ可以是相等的。在另外的实施例中，可控角度可以具有一定程度的不同。例如，各个LED依次的可控角度可遵循例如1度、1.5度、2度、1度、1.5度、2度等的模式。其他模式也是可以考虑的。在任意实施例中，一个或多个LED可相对于图像捕捉装置21指向的方向71的法向平面成一夹角。在LED的任意实施例中，LED产生的光线可设置为照亮元件的多个突起50，使得背景特征41不被照亮。

作为一个示例，上挡板25和下挡板26可以向上朝着位于开口23中的元件成一夹角。上挡板25和下挡板26可以成锐角例如1或2度。上挡板25和下挡板26的夹角可以修改为比2度更多或更少，例如根据拾放机器处理的元件的行程和/或基于元件的总体尺寸以及多个突起相对于元件主体的长度修改。上挡板25和下挡板26的夹角以及上挡板与下挡板的间隔可以例如基于大小来选定，例如X轴和Y轴的尺寸以及多个突起50的长度或要被拍照的元件的长度。上挡板25和下挡板26可以是可调节的，使得上挡板25和下挡板26设置为能够改变夹角，并且改变上挡板25和下挡板26之间的间隔量，以便允许不同大小、尺寸以及具有不同长度的突起的元件被照亮，使得只有突起50被照亮而背景特征41不被照亮。作为一个示例，元件40可以是LCD显示器，其可能具有长长的引脚前端。LCD显示器的长引脚前端可包括压铆螺柱51，压铆螺柱51靠近引脚前端的端部。压铆螺柱51可能妨碍引脚前端的成像；例如，各个压铆螺柱可能比各个引脚前端更宽。在这种情况下，如果来自多个光源60的光线照亮压铆螺柱51，可能无法精确地检测到引脚前端的位置。在这种情况下，上挡板25和下挡板26可设置为照亮引脚前端上处于引脚前端的端部和压铆螺柱51之间的引脚前端部分，而不会照亮压铆螺柱51。例如，上挡板25和下挡板26可以调节多个光源60中的各个光源产生的每束光线的可控角度θ和可控宽度。

多个光源60中的各个LED产生的光线的可控宽度可以根据多个突起50中的各个突起的长度增大或减小。例如，如果多个突起50较长，可以通过上挡板25和下挡板26来增大每个LED的光线的可控宽度。类似的，如果多个突起50较短，可以通过上挡板25和下挡板26来减小每个LED的光线的可控宽度。通过仅对多个突起50进行照明而不对背景特征41进行照明，可以提高捕捉到的被照亮的多个突起50的图像的准确性。当背景特征41的部分被照亮时，捕捉到的图像的准确性可能降低，因为这些被照亮的背景特征41部分可能被错误地当成多个突起50中的突起，并导致错误地确定多个突起50中的各个突起的位置。

参照图3，示出的照明装置22在检查位置具有另外的元件48，元件48已经移入开口23中。元件48可以是比元件40更小的元件。元件48可通过拾放头11经由第一侧29或第二侧30移入开口23，而不是直接向下移入扩宽部27。

在另一个实施例中，照明装置22可具有开口23，如图4和5所示，该开口23在第一侧29和第二侧延伸的宽度相等。例如，开口23可设置为使得可以将更大的元件，例如元件40移动穿过开口23，如图4所示。作为另一个示例，开口23可设置为使得可以将比元件40更小的元件，例如元件48移动穿过开口23，如图5所示。

现在参照图6，示出了照明装置22和已经移入照明装置22的开口23中的元件48的实施例的侧面剖视图。元件48具有指向下并进入开口23的多个突起50，包括突起50a-50k。示出的开口23的两侧都设有上挡板25和下挡板26，以及设置在上挡板25和下挡板26之间的多个光源60中的光源60a、60b，例如LED。多个光源60中的各个光源可以设置为使得多个光源60中的各个光源产生的光线发射出的角度与方向71不垂直。在这个实施例中，可以将多个光源60中的每一个定向、布置、指向或设置为与上下挡板25、26之间形成的空间的夹角相同的方向。由此，如果上下挡板25、26与方向71的法线成1-2度角，多个光源60可以同样地布置为同样从方向71的法线偏离1-2度角。在另一个实施例中，可以不必将多个光源60定向、布置、指向或设置为与上下挡板25、26之间形成的空间相同的夹角。例如，多个光源60中的各个光源可设置为使得能够相对于方向71完全垂直地发射多个光源中的各个光源产生的光线，即完全正交于方向71。在这个实施例中，上下挡板25、26之间形成的空间可以保持成一夹角。在这个实施例中，多个光源60发射的光线可以通过成夹角的上下挡板25、26经过挡板对光线的反射来引导，并由此以上下挡板25、26的非法向夹角离开挡板进入开口23。

示出的上挡板25和下挡板26放置成相对于方向71成角度θ，使得该角度θ与方向71不垂直。方向71是图像捕捉装置11在照明装置22照亮元件48的多个突起50时观察该突起50而指向的方向。示出的方向71竖直向上地指向多个突起50。在一些实施例中，图像捕捉装置11用以观察多个突起50而指向的方向71可以是相对于元件48成另一夹角。上挡板25和下挡板26的夹角设置为以可控宽度和可控角度θ引导多个光源60产生的光线朝向开口23，使得能够照亮多个突起50中的每个突起，且使得元件48的背景特征41不被照亮。在一些实施例中，可控角度θ可以通过上挡板25和下挡板26的夹角以及通过多个光源60中的各个光源的角度来控制。

多个光源60中的各个光源的可控角度θ和可控宽度设置为使得每个光源产生的光线照亮最靠近各个光源的突起——这样的突起可称作近突起——上的临近近突起的尖端的位置。相对于多个光源60中的各个光源，可控角度θ和可控宽度设置为使得位于元件48上的突起距离光源越远，来自光源的光线将照亮突起上的越高处。

例如，图6示出了多个突起50中的突起50a-50k。多个光源60中的光源60a位于开口23左边的上挡板25和下挡板26之间，而多个光源60中的光源60b位于开口23右边的上挡板25和下挡板26之间。突起50a-50k分布在元件48上，与光源60a和光源60b对齐成一排。光源60a具有通过开口23左边的上挡板25和下挡板26控制的可控宽度和可控角度θ。可控角度θ和可控宽度设置为使得光源60a产生的光线在突起50a上照亮的部位靠近突起50a的尖端处，在突起50b上照亮的部位高于突起50a上照亮的部位，在突起50c上照亮的部位高于突起50b上照亮的部位，以此类推。光源60a在50k上照亮的部位将是比50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50i以及50j更高的位置处。可控角度θ和可控宽度还可以设置为使得元件48的背景特征41的任何部分都不会被光源60a产生的光线照亮。光源60b具有通过开口23右边的上挡板25和下挡板26控制的可控宽度和可控角度θ。光源60b产生的光线的可控角度θ和可控宽度设置为使得光源60b产生的光线在突起50k上照亮的部位靠近突起50k的尖端处，在突起50j上照亮的部位高于突起50k上照亮的部位，在突起50i上照亮的部位高于突起50j上照亮的部位，以此类推。光源60a在50a上照亮的部位将是比50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50i、50j以及50k更高的位置处。光源60b产生的光线的可控角度θ和可控宽度还可以设置为使得元件48的背景特征41的任何部分都不会被光源60b产生的光线照亮。设置为沿着突起50a-50k照亮突起50a-50k上的不同高度是为了避免任何突起50a-50k的阴影妨碍照亮其他的突起50a-50k。

作为一个示例，光源60a和60b产生的光线的可控角度θ可以相对于方向71的法线偏离1或2度。光源60a和60b产生的光线的可控角度θ和可控宽度可以根据元件48的尺寸和多个突起50的长度调节。作为一个示例，可控角度可以是相对于方向71的法线偏离1或2度。例如，上挡板25和下挡板26相对于方向71的夹角可以是可调节的，且在开口23左边的上挡板25和下挡板26之间的空间的大小可以是可调节的，以及在开口23右边的上挡板25和下挡板26之间的空间的大小可以是可调节的。

参照图7，示出了照明装置122和元件140的实施例的立体图。照明装置122具有位于开口123的两侧的多个激光源160，代替了LED。示出了开口123左边的四个激光源160以及示出了开口123右边的四个激光源160。照明装置122可具有任意数量和布局的激光源160。例如，照明装置122可具有一个或多个激光源160。照明装置122可具有布置成围绕开口123的圆形、方形、三角形或其他形状的多个激光源160。示出的多个激光源160中的每个激光源产生一束激光161覆盖从各个激光源160出来的三角形区域。激光源160可设置为产生具有不同形状区域的激光。通过移动激光源160，各个激光源产生的每束激光161的角度可以是可调节的。多个激光源160产生的每束激光161具有可控角度θ，可控角度θ通过多个激光源中的每一个来控制。

示出的元件140放置在开口123中，使得多个激光160照亮元件140的多个突起150。示出的照明装置没有挡板。在另一个实施例中，照明装置122可具有挡板，例如帮助控制多个激光源160产生的激光的角度和宽度的上挡板和下挡板。每束激光161的可控角度θ可以设置为使得可控角度θ与方向71不垂直。方向171是图像捕捉装置11指向的方向，以在照明装置122照亮元件140的多个突起150时观察这些突起150。示出的方向171竖直向上地指向多个突起150。在一些实施例中，图像捕捉装置11用以观察多个突起150指向的方向171可以是相对于元件140的另一个角度。

例如，每束激光161的可控角度θ可以设置为使得激光161照亮突起中最靠近各个激光的突起——称作近突起——上紧挨着近突起的尖端的位置。对于多个激光源160中产生的每束激光161，每束激光161的可控角度θ和可控宽度可以设置为使得元件48上的突起距离激光越远，激光161在突起上照亮的位置越高。可控角度θ和可控宽度设置为使得多个激光源160产生的激光161不会照亮元件140的背景特征141(如图9中所示以及下文所描述)的任何部分。多个激光源160中的每个激光源可以设置为使得每个激光源160产生的激光161延伸得足够远以照亮多个突起150中距离激光源160最远的突起。例如，如图7所示，示出的激光源160产生的激光161延伸经过多个突起150中距离各个激光源160最远的突起。

元件140可以是LCD显示器，其可能具有长长的引脚前端，引脚前端可包括靠近引脚前端的端部的压铆螺柱。多个激光源160可以将激光源150产生的激光的可控角度θ和可控宽度设置为使得激光在引脚前端上照亮的部分位于引脚前端的端部与压铆螺柱之间，而不照亮压铆螺柱。

图8示出了图7中的照明装置122的俯视图。如图所示，当元件140移入开口123中，且多个激光源160照亮多个突起150时，可以将元件140定位至开口123中距离示出的开口123左边的激光源160和距离示出的开口123右边的激光源160等距离处。

参照图9，示出了照明装置122的实施例的侧面剖视图。示出了从多个激光源160中的一个激光源发出的激光161a以不垂直于方向171的可控角度θ指向元件140的多个突起150。示出了从多个激光源160中的一个激光源发出的激光161b以不垂直于方向171的可控角度θ指向激光161a的反方向。最靠近发射激光161a的激光源160的突起150a因此在比突起150b更靠近突起尖端的位置被激光161a照亮，突起150b被激光161a照亮的位置更高——即更靠近背景特征141。同样地，最靠近发射激光161b的激光源的突起150b因此在比突起150a更靠近突起尖端的位置被激光161b照亮，突起150a被激光161b照亮的位置更高——即更靠近背景特征141。激光的可控角度θ和可控宽度由此使得能够照亮多个突起150中的每个突起，而不会照亮背景特征141，并且使得任何突起150都不会挡住其他任何突起150被照亮。

用于照亮元件，例如元件40、48、140的方法可包括提供拾放机器，例如拾放机器10，该拾放机器10包括给料机系统，例如给料机系统16，分配头，例如拾放头11，以及视觉系统。该视觉系统可包括图像捕捉装置，例如图像捕捉装置21，以及照明装置，例如照明装置22、122。照明装置可包括多个光源，例如光源60、160。用于照亮元件的方法可包括通过给料机系统将元件送至拾取点；通过分配头从拾取点拾取送来的元件；将图像捕捉装置指向一方向，例如方向71、171；通过多个光源中的每一个产生光线；通过照明装置控制每束光线的宽度；通过照明装置控制每束光线相对于上述方向所成的可控角度θ，使得每个可控角度θ与上述方向不垂直；通过多个光源对送来的元件的特征进行照明；通过图像捕捉装置捕捉送来的元件的图像；以及通过视觉系统检测送来的元件的特征。

对元件进行照明的方法中提供的照明装置可包括外壳，其包括外缘、上挡板和下挡板，其中上挡板和下挡板从外缘向内延伸，其中多个光源设置在外缘处或靠近外缘处，其中外壳包括在外缘的第一侧和外缘的第二侧之间延伸的开口；以及通过多个光源对送来的元件进行照明，可包括通过多个光源对送至开口中的元件进行照明。

对元件进行照明的方法中，通过照明装置控制每束光线的每个宽度可包括通过上下挡板控制每束光线的每个宽度，以及通过多个光源对送来的元件进行照明可包括通过多个光源照亮送来的元件的多个引脚前端中的每个引脚前端，使得送来的元件的背景特征不被照亮。

对元件进行照明的方法中，多个光源可包括多个LED。对元件进行照明的方法中，多个光源可包括多个激光器。

对元件进行照明的方法中，照明装置的开口可以是横贯照明装置外壳的通道；而对元件进行照明的方法可包括通过分配头将送来的元件移动通过通道，以及通过视觉系统对送来的元件的特征进行检测，检测可包括在分配头正将送来的元件移动穿过通道的过程中，通过视觉系统检测送来的元件的特征。

对元件进行照明的方法中，照明装置的外壳可以是环形的。

对元件进行照明的方法中，照明装置的通道可包括靠近照明装置环形外壳中心的扩宽部，而该方法包括通过靠近环形外壳中心的该扩宽部容纳比环形外壳外缘处的通道宽度更大的元件。

对元件进行照明的方法中，光线的每个可控角度θ可以是相等的。对元件进行照明的方法中，光线的每个可控角度θ可以从相对于图像捕捉装置指向的方向的法线偏离1或2度。

对元件进行照明的方法可包括将多个光源中的每个光源定向为处于与所述方向不垂直的可控角度。

本发明对不同实施例的描述是出于说明的目的提出的，而并非意在穷尽或限制于所公开的实施例。不脱离所描述的实施例的精神和范围的任何修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。本文所选择采用的术语是为了最好地解释实施例，在市场中发现的技术的实际应用或技术改进，或使其他本领域技术人员能够理解本文中公开的实施例。

Claims (37)

1.一种拾放机器，其包括

给料机系统，其设置为将元件送至拾取点；

分配头，所述分配头设置为从拾取点对送来的元件进行拾取；

视觉系统，其设置为检测所述分配头拾取的元件的特征，所述视觉系统包括：

指向一方向的图像捕捉装置；和

照明装置，所述照明装置包括：

多个光源，每个光源设置为产生具有可控宽度并相对于所述方向成一可控角度的光线，其中可控角度设置为与所述方向不垂直。

2.根据权利要求1所述的拾放机器，其特征在于，所述照明装置还包括上挡板和下挡板，其中多个光源中的每个光源设置在所述上挡板和所述下挡板之间；其中所述上挡板和所述下挡板设置为控制光线的每个可控角度。

3.根据权利要求2所述的拾放机器，其特征在于，所述照明装置还包括：

外壳，其包括外缘、所述上挡板和所述下挡板，其中所述上挡板和所述下挡板从所述外缘向内延伸，其中多个光源设置在外缘处或靠近外缘处，其中所述外壳包括在所述外缘的第一侧和所述外缘的第二侧之间延伸的开口，所述开口设置为容纳所述元件，其中光线设置为照亮开口中的元件。

4.根据权利要求2所述的拾放机器，其特征在于，所述上挡板和所述下挡板设置为控制每个可控角度和每个可控宽度，使得光线能够照亮被检查的元件的多个引脚前端中的每个引脚前端，并且使得光线不会照到所述被检查的元件的背景特征。

5.根据权利要求3所述的拾放机器，其特征在于，所述多个光源包括多个LED。

6.根据权利要求1所述的拾放机器，其特征在于，所述多个光源包括多个激光器。

7.根据权利要求3所述的拾放机器，其特征在于，所述开口是横贯照明装置外壳的通道；其中所述视觉系统设置为在所述分配头将元件移动穿过通道的过程中对元件的特征进行检测。

8.根据权利要求7所述的拾放机器，其特征在于，所述外壳为环形。

9.根据权利要求8所述的拾放机器，其特征在于，所述通道包括靠近环形中心的扩宽部，其设置为容纳比外壳的外缘处的通道宽度更大的元件。

10.根据权利要求1所述的拾放机器，其特征在于，每个所述可控角度相等。

11.根据权利要求1所述的拾放机器，其特征在于，每个所述可控角度为偏离所述方向的法线1或2度。

12.根据权利要求2所述的拾放机器，其特征在于，所述多个光源中的每个光源定向为处于可控角度，所述可控角度与所述方向不垂直。

13.一种视觉系统，其设置为对分配头拾取的元件的特征进行检测，所述视觉系统包括：

指向一方向的图像捕捉装置；和

照明装置，所述照明装置包括：

多个光源，每个光源设置为产生具有可控宽度并相对于所述方向成一可控角度的光线，其中可控角度设置为与所述方向不垂直。

14.根据权利要求13所述的视觉系统，还包括上挡板和下挡板，其中多个光源中的每个光源设置在所述上挡板和所述下挡板之间；其中所述上挡板和所述下挡板设置为控制光线的每个可控角度。

15.根据权利要求14所述的视觉系统，还包括：

外壳，其包括外缘、所述上挡板和所述下挡板，其中所述上挡板和所述下挡板从所述外缘向内延伸，其中多个光源设置在外缘处或靠近外缘处，其中所述外壳包括在所述外缘的第一侧和所述外缘的第二侧之间延伸的开口，所述开口设置为容纳所述元件，其中光线设置为照亮开口中的元件。

16.根据权利要求14所述的视觉系统，其特征在于，所述上挡板和所述下挡板设置为控制每个可控角度和每个可控宽度，使得光线能够照亮被检查的元件的多个引脚前端中的每个引脚前端，并且使得光线不会照到所述被检查的元件的背景特征。

17.根据权利要求15所述的视觉系统，其特征在于，所述多个光源包括多个LED。

18.根据权利要求13所述的视觉系统，其特征在于，所述多个光源包括多个激光器。

19.根据权利要求15所述的视觉系统，其特征在于，所述开口是横贯照明装置外壳的通道；其中所述通道设置为容纳元件，使得元件能够移动通过通道。

20.根据权利要求19所述的视觉系统，其特征在于，所述外壳为环形。

21.根据权利要求20所述的视觉系统，其特征在于，所述通道包括靠近环形中心的扩宽部，其设置为容纳比外壳的外缘处的通道宽度更大的元件。

22.根据权利要求13所述的视觉系统，其特征在于，每个所述可控角度相等。

23.根据权利要求13所述的视觉系统，其特征在于，每个所述可控角度偏离所述方向的法线1或2度。

24.根据权利要求13所述的视觉系统，其特征在于，所述多个光源设置为照亮元件的一部分，其中所述图像捕捉装置设置为捕捉元件被所述照明装置照亮的部分的图像，并且其中所述视觉系统设置为对元件被所述照明装置照亮部分的特征的位置进行检测。

25.根据权利要求14所述的视觉系统，其特征在于，所述多个光源中的每个光源定向为处于可控角度，所述可控角度与所述方向不垂直。

26.一种对元件进行照明的方法，其包括：

提供拾放机器，所述拾放机器包括：

给料机系统；

分配头；以及

视觉系统，所述视觉系统包括：

图像捕捉装置；以及

包括多个光源的照明装置；

通过给料机系统将元件送至拾取点；

通过分配头从拾取点拾取送来的元件；

将图像捕捉装置指向一方向；

通过多个光源中的每一个产生光线；

通过照明装置控制每束光线的宽度；

通过照明装置控制每束光线相对于所述方向的可控角度，使得每个可控角度与所述方向不垂直；

通过多个光源对送来的元件的特征进行照明；

通过图像捕捉装置捕捉送来的元件的图像；以及

通过视觉系统对送来的元件的特征进行检测。

27.根据权利要求26所述的对元件进行照明的方法，其特征在于，所述照明装置还包括还包括上挡板和下挡板，其中多个光源中的每个光源设置在所述上挡板和所述下挡板之间；

其中通过照明装置控制相对于所述方向的每个可控角度，使得每个可控角度与所述方向不垂直，还包括通过上挡板和下挡板控制每个可控角度。

28.根据权利要求27所述的对元件进行照明的方法，其特征在于，所述照明装置还包括：外壳，其包括外缘、所述上挡板和所述下挡板，其中所述上挡板和所述下挡板从所述外缘向内延伸，其中多个光源设置在外缘处或靠近外缘处，其中所述外壳包括在所述外缘的第一侧和所述外缘的第二侧之间延伸的开口；

其中通过多个光源对送来的元件的特征进行照明包括通过多个光源对位于开口中的送来的元件进行照明。

29.根据权利要求27所述的对元件进行照明的方法，其特征在于，通过照明装置控制每束光线的每个宽度包括通过上挡板和下挡板控制每束光线的每个宽度；

其中通过多个光源对送来的元件的特征进行照明包括，通过多个光源对送来的元件的多个引脚前端中的每个引脚前端进行照明，使得送来的元件的背景特征不会被照明。

30.根据权利要求28所述的对元件进行照明的方法，其特征在于，所述多个光源包括多个LED。

31.根据权利要求26所述的对元件进行照明的方法，其特征在于，所述多个光源包括多个激光器。

32.根据权利要求28所述的对元件进行照明的方法，其特征在于，所述开口是横贯照明装置外壳的通道；其中所述方法还包括：

通过所述分配头将元件移动穿过通道；

其中通过视觉系统对送来的元件的特征进行检测包括在所述分配头将元件移动穿过通道的过程中，通过视觉系统对元件的特征进行检测。

33.根据权利要求32所述的对元件进行照明的方法，其特征在于，所述外壳为环形。

34.根据权利要求33所述的对元件进行照明的方法，其特征在于，所述通道包括靠近环形中心的扩宽部；其中所述方法还包括:

通过靠近环形中心的扩宽部来容纳比外壳的外缘处的通道宽度更大的元件。

35.根据权利要求26所述的对元件进行照明的方法，其特征在于，每个所述可控角度相等。

36.根据权利要求26所述的对元件进行照明的方法，其特征在于，每个所述可控角度偏离所述方向的法线1或2度。

37.根据权利要求27所述的对元件进行照明的方法，其特征在于，通过照明装置进行控制还包括，将所述多个光源中的每个光源定向为处于可控角度，所述可控角度与所述方向不垂直。

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