CN1409591A - 搜寻准标的方法和装置及检测准标位置的方法 - Google Patents

Abstract

一种搜寻准标的方法和装置，其通过对表示了准标(204，222；500；520；546)和准标周围区域的图像的图像数据进行处理来进行，所述图像由成像装置(190)拍摄，其中图像数据由图像数据处理装置(400)来处理，此装置包括：基准线数据存储部分(406)，其可执行存储至少一条基准线的操作，各基准线对应于准标轮廓的至少一个部分，基准线的数量足以确定此准标；轮廓数据获得部分(400，S2)，其可执行获得表示了由成像装置拍摄的图像轮廓的轮廓数据的步骤，各图像轮廓包括一组点，在所述点处相应图像的光学性能急剧地变化；以及搜寻部分(400，S25，S29，S35)，其可根据由所得轮廓数据表示的轮廓和所存储的所述至少一条基准线来执行搜寻准标的步骤。

Description

搜寻准标的方法和装置及检测准标位置的方法

本发明基于2001年9月14日提交的日本专利申请No.2001-280303，其内容通过引用结合于本文中。

技术领域

本发明大体上涉及一种用于搜寻准标的方法和装置，更具体地涉及根据图像来进行准标搜寻。

背景技术

例如，在将安装电子元器件(一般为电子元件)的电路衬底(如印刷布线板)上设置有准标。准标用于在电路衬底被电路衬底固定装置所固定时检测电路衬底的定位误差(固定位置误差)。在设置成可将电子元器件安装在电路衬底上的电子元器件安装系统中，通常设置了成像装置来拍摄位于电路衬底上的准标的图像，并根据表示了准标图像的图像数据来检测准标的位置。将所检测到的准标位置与准标的标称位置相比较，以检测电路衬底的固定位置误差。当拍摄准标的图像时，准标周围或附近的区域也被摄入图像中，使得必须从所拍摄的图像中搜寻准标的图像。即，必须从周围区域的图像中分辨出准标的图像。为此，传统上使用搜寻图案。

所用的准标具有不同的形状或结构，使得应准备多个不同的基准图案，系统操作人员从中选择与待搜寻的所需准标形状相同的一个基准图案。然后操作人员操纵输入装置，为控制装置提供表示了所选基准图案的预定部分的尺寸的数据。当已进行了所述准标的搜寻时，则根据所选的基准图案及其尺寸数据来产生搜寻图案，使得可采用所生成的搜寻图案来进行搜寻。将成像装置所拍摄的与此搜寻图案最匹配的一个图像确定为所述准标。

在具有各自不同形状的准标的数量较小时，可以采用基准图案来容易地产生适当的搜寻图案。在具有不同形状的准标的数量较大时，很难为所有具有不同形状的准标准备基准图案。如果无法得到一些准标的基准图案，那么就无法产生这些准标的搜寻图案。

发明内容

鉴于上述现有技术中遇到的问题而开发了本发明。因此，本发明的一个目的是允许对多个具有各自不同形状的准标中的任一个进行搜寻。此目的是通过本发明的任一下述模式来实现的，其形式为准标搜寻方法、准标搜寻装置或准标位置检测方法，这些模式如所附权利要求一样地进行编号并依赖于其它模式，这样可便于更容易地理解在本应用中公开的技术特征和这些特征的可能组合。然而，应该理解的是，本发明并不局限于这些技术特征或其组合，相对于本发明的任一模式来说，下述多个技术特征中的任何一个均可以是本发明的主题，无须有其它技术特征或与上述一个特征相结合的特征。

(1)一种搜寻准标的方法，其通过对表示了准标和准标周围区域的图像的图像数据进行处理来进行，所述图像由成像装置拍摄，所述方法包括步骤：

基准线设定步骤，其中设定至少一条基准线，各基准线对应于准标轮廓的至少一个部分，基准线的数量足以确定所述准标；

轮廓数据获得步骤，其中得到表示了由成像装置拍摄的图像的轮廓的轮廓数据，各图像轮廓包括一组点，在这些点处相应图像的光学性能急剧地变化；和

搜寻步骤，其中根据由所得轮廓数据表示的轮廓和所述至少一条基准线来搜寻准标。

准标例如可设置电路衬底上、可固定丝网印刷的滤网或型板的固定器上，以及元件供应装置的进给器上，也可设置在各种其它物体上。

准标形成为可使准标图像的光学性能在图像轮廓处急剧地或突然地变化。准标可通过印刷形成，或通过用适当的粘结剂或粘合剂来将标记贴在物体上而形成，或者通过在物体表面形成凸起或下凹部分而形成。准标可与物体表面相平齐。光学性能可以是亮度和色调。在成像装置为彩色成像装置的情况下，各图像的轮廓可根据图像的色调变化来检测。

各所述至少一个基准线对应于准标轮廓的整个部分，或只对应于轮廓的一部分。

由至少一个线段形成的准标轮廓可由只对应于轮廓的一部分的至少一条基准线来确定。准标的轮廓也可由对应于整个轮廓的单一基准线来确定。然而，只对应于轮廓的一部分的单一基准线也可确定此轮廓。另外，可由对应于轮廓的各个部分的多条基准线来确定此轮廓。因此，准标的轮廓可由对应于轮廓的一部分的单一基准线来确定或形成，或者由对应于轮廓的各个部分的多个基准线来确定或形成。根据此方法，所述至少一条基准线用于通过扫描轮廓数据来促进所需准标的搜寻，即使在物体设有大量的不同结构或几何形状的准标时也是如此。

(2)根据上述模式(1)所述的方法，其中基准线设定步骤包括设定多条与所述准标轮廓的各个部分相对应的基准线。

(3)根据上述模式(1)或(2)所述的方法，其中基准线设定步骤包括设定所述至少一条基准线，其从包括有圆、圆弧、多边形、线段和折线的组中选出。

(4)根据上述模式(2)或(3)所述的方法，其中基准线设定步骤包括确定多条基准线的相互间的位置。

多条基准线的相互间位置通过确定各基准线的预定部分的位置、或确定各基准线的方位方向或角度、或者确定基准线的预定点之间的距离来设定。

(5)根据上述模式(1)到(4)中任一项所述的方法，其中基准线设定步骤包括确定所述至少一条基准线中各条线的至少一个尺寸。

各基准线的尺寸可由适于表示基准线大小的方式来确定。例如，在采用方形作为基准线的情况下，则确定方形各边的长度。在采用圆作为基准线的情况下，则确定圆的直径。各尺寸可以预定单位来确定，或以从多个预定单位中选出的一个单位来确定，或者通过成像装置的成像屏幕的图像元素的数量来确定。

(6)根据上述模式(1)到(5)中任一项所述的方法，其中搜寻步骤包括根据由在轮廓数据获得步骤中得到的轮廓数据所表示的轮廓和所述至少一条基准线来搜寻准标，所述至少一条基准线被移动，使得可以实现对由所述至少一条基准线在移动前形成的轮廓进行至少一个预定容许比率的放大和缩小。

在根据上述模式(6)所述的准标搜寻方法中，将由在轮廓数据获得步骤中得到的轮廓数据所表示的各个轮廓与已发生移动从而可放大和/或缩小由所述至少一条基准线在移动前形成的轮廓的所述至少一条基准线相比较。在这种情况下，即使轮廓数据所表示的轮廓或多或少偏离了由所述原始的至少一条基准线所表示的轮廓，也可以将由此轮廓数据所表示的轮廓确定为准标的轮廓。例如，所述至少一条基准线中的每一条沿所述原始的至少一条基准线的轮廓的放大或缩小方向逐渐地移动，其增量为放大或缩小的预定量。如果由轮廓数据所表示的一个轮廓在达到放大或缩小的预定最大比率之前基本上与已移动的所述至少一条基准线相匹配，那么此轮廓就被确定为准标的轮廓。或者，各所述至少一条基准线在放大方向和缩小方向上以与放大和缩小的容许最大比率相对应的预定距离而移动，从而形成了容许基准区域。如果由轮廓数据所表示的一个轮廓位于此容许基准区域内，就将此轮廓确定为准标的轮廓。当由在基准线设定步骤中设定的原始的至少一条基准线所形成的表面区域小于由移动的至少一条基准线所形成的表面区域时，由原始的至少一条基准线所形成的轮廓通过原始的至少一条基准线的移动而放大。当前者表面区域大于后者表面区域时，由原始的至少一条基准线所形成的轮廓通过原始的至少一条基准线的移动而缩小。

(7)根据上述模式(1)到(6)中任一项所述的方法，其中搜寻步骤包括如果上述一个轮廓与所述至少一条基准线的相匹配程度超过了预定百分率，则将由在轮廓数据获得步骤中所得到的轮廓数据所表示的上述一个轮廓确定为准标的轮廓。

在为一个准标设定了多条基准线的情况下，轮廓数据的一个轮廓基本上完全地与基准线相匹配或重合的可能性较高。因此在这种情况下，上述相匹配的预定百分率应选择成接近100％，例如为90％，95％，98％或99％。在为一个准标设定了单独一条基准线如多边形、圆或任何其它闭合环的情况下，轮廓数据中没有一个轮廓完全地与基准线相匹配的可能性较高，即使轮廓实际上包括了准标的轮廓时也是如此。因此在这种情况下，相匹配的预定百分率应确定为相对较低的值，例如为80％，85％，90％或95％。在模式(7)的特征与上述模式(6)的特征相结合的情况下，将由在轮廓数据获得步骤中得到的轮廓数据所表示的且与已移动的至少一条基准线相匹配的轮廓确定为所述准标的轮廓。

(8)根据上述模式(1)到(7)中任一项所述的方法，其中准标设置在电路衬底上。

电路衬底的示例包括：一种印刷布线板，其中在形成于电绝缘衬底上的任何印刷布线位置处均没有安装电子元器件；一种印刷布线板，其中在印刷布线的一些选出位置处已安装了电子元器件，而且在其它位置处将要安装电子元器件；以及一种印刷布线板，在形成有印刷布线的一个相对表面上已安装了电子元器件，在另一表面上将要安装电子元器件。

(9)一种检测准标的方法，包括：

根据上述模式(1)到(8)中任一项所述的准标搜寻方法；和

准标位置获得步骤，其中得到已通过准标搜寻方法搜寻出的准标的位置。

设置在给定部件上的准标的位置可用于获得部件的定位误差或制造误差。

(10)一种用于搜寻准标的装置，包括可对准标及其周围区域拍摄图像的成像装置，以及可处理表示了图像的图像数据的图像数据处理装置，所述图像数据处理装置包括：

基准线数据存储部分，其可存储至少一条基准线，各基准线对应于准标轮廓的至少一个部分，基准线的数量足以确定所述准标；

轮廓数据获得部分，其可获得表示了由成像装置拍摄的图像的轮廓的轮廓数据，各图像轮廓包括一组点，在这些点处相应图像的光学性能急剧地变化；和

搜寻部分，其根据由轮廓数据获得部分得到的轮廓数据所表示的轮廓和存储在基准线数据存储部分中的所述至少一条基准线来搜寻准标。

成像装置可以是能够同时得到两维图像的表面成像装置，或者是包括有多个成像元件的直线阵列且可以相对于物体(准标及周围区域)移动以拍摄可整体地形成物体的两维图像的多个线像的线性传感器。成像装置可以是全色成像装置或单色成像装置。

根据本发明的上述模式(10)的准标搜寻装置具有基本上与本发明的上述模式(1)的准标搜寻方法相同的优点。

可以理解，此准标搜寻装置可包括根据上述模式(2)到(9)所述的任一特征。

附图说明

通过阅读本发明优选实施例的下述详细介绍并结合附图进行考虑，可以更好地理解本发明的上述和其它目的、特征、优点以及技术和工业重要性。在图中：

图1是显示了根据本发明一个实施例的设有准标搜寻装置的电子元件安装系统的平面图，此准标搜寻装置设置成可进行准标搜寻；

图2是图1所示电子元件安装系统的局部侧视图；

图3是电子元件安装系统的局部前剖视图；

图4是显示了电子元件安装系统的元件安装装置的侧剖视图；

图5是设置在电子元件安装系统中的印刷布线板上的准标的平面图，印刷布线板上将安装电子元件；

图6是设置在印刷布线板上的准标的另一形式的平图；

图7是显示了控制装置和与本发明有关的电子元件安装系统的一些其它部件的框图；

图8是显示了作为控制装置的核心部件的计算机RAM的配置的框图；

图9是显示了根据存储在计算机RAM内的程序来执行的基准线设定例程的流程图；

图10是显示了根据同样存储在计算机RAM内的程序来执行的位置误差检测例程的流程图；

图11是用于说明设定基准线以搜寻分别如图5和6中所示的两个准标的方式的视图；

图12是用于说明搜寻图5所示准标的方式的视图；

图13是用于说明搜寻图6所示准标的方式的视图；

图14是用于说明根据本发明另一实施例的搜寻准标的方式的视图；

图15是用于说明如图14所示准标搜寻方法中放大和缩小基准线的方式的视图；

图16是用于说明根据本发明另一实施例的搜寻准标的方式的视图；和

图17是用于说明根据本发明另一实施例的用于搜寻准标的设定基准线的方式的视图。

具体实施方式

下面将参考附图来详细介绍本发明的优选实施例，其设置成可在设有准标搜寻装置的电子元件安装系统中搜寻设置在电路衬底上的准标。

首先参考图1，电子元件安装系统通常以标号11表示。电子元件安装系统11具有机座10形式的主体。此安装系统11包括：印刷布线板输送器(PWB输送器)14，其可沿X轴方向(图1所示的左右方向)传送或供给印刷布线板12形式的电路衬底；衬底固定装置，其形式为可固定印刷布线板12的印刷布线板固定装置(PWB固定装置)15；元件安装装置18，其可将电子元器件如电子元件16(如图3所示)安装在印刷布线板12上；以及元件供应装置20，22，其可为元件安装装置18供应电子元件16。这些输送器14以及装置15，18，20，22均安装在机座10上。

在此电子元件安装系统11中，印刷布线板12由PWB输送器14所传送，使得印刷布线板12保持水平姿势或状态。PWB输送器14由适当的止动装置(未示出)所阻挡，从而将板12置于预定的元件安装位置上。位于元件安装位置上的板12由PWB固定装置15所支撑。在此电子元件安装系统11中，印刷布线板12被支撑成可使安装有电子元器件16的板12的元件安装表面28(见图4)平行于水平面。上述X轴方向平行于XY平面内的XY坐标系统的X轴，此XY平面平行于水平的元件安装表面28。

如图1示意性地所示，PWB输送器14设有一对导轨30，32，以引导缠绕在其上的各个环形输送带(未示出)。置于输送带上的印刷布线板12由适当带传动装置(未示出)所引起的输送带的同步旋转运动而传送。

元件供应装置20，22在正交于X轴方向的Y轴方向上相互间隔开，并固定地设置在PWB输送器14两相对侧上，如图1和2所示。在此电子元件安装系统11中，元件供应装置20为带式进给器(tapefeeder)型，而元件供应装置22为托盘型。

带式进给器型的元件供应装置20具有元件供应台74，其包括支撑块72和多个带式进给器70，其安装在支撑块72上，使得带式进给器70的元件供应部分沿平行于X轴方向的直线设置。各带式进给器70采用可容纳一连串电子元件16的载带。载带包括具有多个元件容纳凹槽的衬底带，凹槽形成于衬底带纵向上的预定间隔处，并可容纳各个电子元件16。衬底带中的凹槽的开口由覆盖带所封闭，从而防止电子元件16在载带沿Y轴方向以预定间距进给时从凹槽中脱落。电子元件16连续地供应给带式进给器70的元件供应部分，同时覆盖带从衬底带的引导端部上脱离。

托盘型的元件供应装置22包括多个如图1所示的元件托盘76。容纳有电子元件16的元件托盘76容纳于各个托盘盒78中，托盘盒78设置在垂直托架中并由各个支撑件所支撑。托盘盒78由放置在柱体80内的提升装置一个个地提升到预定的元件供应位置。对于从位于元件供应位置的托盘盒78中的元件托盘76中接受电子元件16的安装头100(将在下文中介绍)来说，在元件供应位置之上必须设置一定的垂直空间。为了提供此垂直空间，当下一个托盘盒78移动到元件供应位置时，其中所有电子元件16已传送到安装头100中的托盘盒78从元件供应位置处进一步向上移动到一个预定的退回位置，这样就在元件供应位置和退回位置之间提供了所需的垂直空间。托盘型的元件供应装置22在结构上与JP-B2-2-57719中所公开的元件供应装置相同。

元件安装装置18的安装头100可沿相互正交的X轴和Y轴方向移动，因此安装头100可进行具有X轴和Y轴分量的线性运动，将各电子元件16移动到印刷布线板12的元件安装表面28上或其上方的所需位置。为了沿X轴方向移动安装头100，元件安装装置18包括：两个设置在机座10上的滚珠丝杠104，其分别位于PWB输送器14的两侧，从而可在X轴方向上延伸，如图1所示；X轴滑座106，其具有两个与各滚珠丝杠104相接合的滚珠螺母108(在图1中只显示了一个)。元件安装装置18还包括两个用于使滚珠丝杠104旋转并使X轴滑座106沿X轴方向运动的X轴驱动电机110。

如图1所示，X轴滑座106在穿过PWB输送器14的Y轴方向上延伸，其长度相应于带式进给器型元件供应装置20和托盘型元件供应装置22之间的距离。在机座10上设置了两个导轨112(如图3所示)，其位于各个滚珠丝杠104的下方。X轴滑座106具有可与导轨112滑动接合的两个导向块114，用于在X轴方向上引导X轴滑座106。可以理解，滚珠丝杠104、滚珠螺母108和X轴驱动电机110协同操作，构成了X轴定位装置116。

在X轴滑座106上设有滚珠丝杠120以便在Y轴方向上延伸，如图3所示。X轴滑座106携带Y轴滑座122，其具有与滚珠丝杠120相接合的滚珠螺母124。滚珠丝杠120由Y轴驱动电机126(见图1)通过齿轮128，130来转动，使得Y轴滑座122在由一对导轨132(图3)引导的同时可在Y轴方向上移动。可以理解，滚珠丝杠120、滚珠螺母124和Y轴驱动电机126构成了Y轴定位装置134，Y轴定位装置134与X轴滑座106、X轴定位装置116和Y轴滑座122共同协作，构成了XY自动装置136，其可在XY平面内将安装头100移动到所需位置。

Y轴滑座122具有：支撑部分140，其上安装了上述安装头100；安装头升降装置144，可将安装头100沿Z轴方向升起和降低；以及可围绕其自身轴线旋转的安装头旋转装置146。安装头100、安装头升降装置144和安装头旋转装置146构成了元件安装单元148。虽然此电子元件安装系统11中的元件安装装置18只包括一个元件安装单元，但是此系统也可包括多个元件安装单元。例如，在Y轴滑座122上可设置两个或多个元件安装单元，使得这些单元可以沿Y轴方向排成一行。

此系统11中的元件安装单元148与JP-B2-4-3093339中所公开的元件安装单元相同。元件安装单元148将在下文中简要介绍。Y轴滑座122的支撑部分140携带有旋转轴150，其可以在Z轴方向上移动并绕垂直轴线旋转。旋转轴150具有位于其底端部分处的喷嘴固定器152。喷嘴固定器152设置成可移开地固定采用吸嘴154的形式的元件固定器。在此系统11中，喷嘴固定器152和旋转轴150构成了安装头100。Z轴方向正交于X轴和Y轴方向，X轴和Y轴方向形成了平行于印刷布线板12的水平元件安装表面28的XY平面。

如图4所示，安装头升降装置144包括作为驱动源的垂直驱动电机160，以及包括齿轮162，164和滚珠螺母166的运动传递机构。垂直驱动电机160的旋转运动通过运动传递机构传送给滚珠螺母166，使得与滚珠螺母166相接合的旋转轴150可垂直地运动，从而使安装头100在Z轴方向上移动。安装头旋转装置146包括旋转驱动电机170(如图7所示)，以及包括齿轮172的运动传递机构。旋转驱动电机170的旋转运动通过运动传递机构传送给旋转轴150，使得旋转轴150可绕其轴线旋转，从而使安装头100旋转。

吸嘴154设置成可通过负压下的吸力来固定电子元件16，这样，电子元件16从吸嘴154处传送到印刷布线板12上。吸嘴154与未示出的负压源、正压源和大气相连。通过螺线管操作的方向控制阀(未示出)的转换操作，吸嘴154的吸管176可以选择性地与负压源、正压源和大气相连通。

如图4所示，Y轴滑座122带有准标成像系统188，其可以对位于印刷布线板12上的准标进行图像拍摄。准标成像系统188包括成像装置，其为准标照相机190和照明装置192的形式。准标照相机190为能够同时拍摄物体的两维图像的两维单色CCD照相机，并设有矩阵CCD(电荷耦合器件)形式的固体成像传感器和包括聚焦透镜的透镜系统。准标照相机190通过适合的托架固定在Y轴滑座122上，使得照相机190的光轴在垂直方向上延伸且照相机190朝下。CCD矩阵包括多个微小光敏元件的矩阵，其设置在一个平面内并可产生与平面上入射光的量相对应的各个电信号。多个光敏元件协同操作，形成了如图12所示的成像屏幕194。

在此电子元件安装系统11中，印刷布线板12的元件安装表面28上设有焊接区图案形式的准标，在表面28上形成有印刷布线图200，如图5和6示例性地所示。在同一印刷布线板12上设有两个或多个不同结构的焊接区图案。

各焊接图像具有与电子元件的引线相连的焊接区。焊接区的几何形状根据电子元件安装在板12上的状态以及电子元件的引线结构来确定。在电子元件为安装在印刷布线板12的上元件安装表面28上并使得电子元件的引线穿过在板12的厚度上形成的通孔且焊接在板12的下表面上的插入型元件的情况下，板12设有焊接区图案202，其包括具有中央圆形插入孔208的环形焊接区204，如图5示例性地所示。布线部分206从焊接区204处延伸出。

作为电子元件的一种形式而示出的电子元件16具有多个从其侧面延伸出的引线。这些引线焊接在上元件安装表面28上。在这种情况下，印刷布线板12设有焊接区图案220，其包括延伸出布线部分224的矩形焊接区222，如图6示例性地所示。

在此实施例中，印刷布线板12设有两个准标，其形式为形成于上元件安装表面28上的两个焊接区，这两个焊接区位于沿着一条对角直线相互间隔开的两个位置处，此对角直线通过板12的矩形的两个对角。更具体地说，两个焊接区的一个为环形焊接区204，如图5所示，而另一焊接区为矩形焊接区222，如图6所示。在下文中这两个焊接区204，222在适当情况下被称为准标。

如图1所示，X轴滑座106设有两个元件成像系统276，其位于设置有两个滚珠丝杠106的各个Y轴位置处。即，这两个元件成像系统276中的一个位于带式进给器型元件供应装置20和PWB输送器14(印刷布线板12置于其上)之间，而另一个元件成像系统276位于托盘型元件供应装置22和PWB输送器14之间。这两个元件成像系统276在结构上相同。

各元件成像系统276包括成像装置278和照明装置280，如图3所示。在此电子元件安装系统11中，成像装置278包括可拍摄电子元件16的图像的元件照相机282以及导光装置284，如图3所示。导光装置284包括采用反射镜286，288形式的反射装置，其通过位于X轴滑座106下方的各个托架相连。反射镜286位于安装头100沿Y轴方向的运动路径上的某一位置处，并具有相对于吸嘴154的中心线所在的垂直平面倾斜成45度的反射面290，使得反射面290更接近X轴滑座106的一个相对端部为其下端部，即，反射面290的左端部为其下端部。

另一反射镜288位于X轴滑座106的远离反射镜286的一侧，其具有相对于垂直平面倾斜并与反射面290对称的反射面292。用于拍摄由吸嘴154所固定的电子元件16的图像的元件照相机282位于X轴滑座106的远离安装头100的一侧，使得元件照相机282向下朝向反射镜288的反射面292。

在元件成像系统276的上述设置中，当安装头100由XY自动装置136移动到相应滚珠丝杠104的Y轴位置上的电子元件16处于反射镜286的正上方时，可由元件照相机282来拍摄由吸嘴715固定的电子元件16的图像。因此，元件成像系统276设置成在Y轴滑座122沿Y轴方向相对于X轴滑座106移动时，其可对处于预定图像拍摄位置处的电子元件16进行图像拍摄，此位置位于电子元件16的运动路径上。在此系统11中，元件照相机282为两维的CCD照相机，如同上述准标照相机190一样。

在反射镜286的附近设置了作为紫外线照射装置的闪光灯300，以便用紫外线照射吸嘴154的发光板302。发光板302吸收紫外线，并发出可见光以照亮电子元件16的底面。元件照相机282采用发光板302作为背景光，拍摄电子元件16沿吸嘴154的轴向方向上的轮廓图像。

在与上述闪光灯300相比更靠近吸嘴154的位置处设有用于发出可见光的另一闪光灯304。此闪光灯304用作以可见光照亮电子元件16的底面的可见光照射装置，以便拍摄电子元件16的正常图像而不只是轮廓图像。发光板302、紫外线照射装置300和可见光照射装置304协同操作，构成了照明装置280或光源装置。

此电子元件安装系统11包括如图7的框图所示的控制装置400。应注意的是，图7还显示了系统11中与本发明有关的一些其它部件。控制装置400主要由计算机410构成，计算机410包括处理装置(PU)402，只读存储器(ROM)404，随机存取存储器(RAM)406，以及将这些部件互连的总线。总线上连接了与编码器414和其它传感器相连的输入-输出接口412，以及具有字母键、数字键和各种功能键的输入装置420。

输入-输出接口412上通过控制电路416还连接了X轴驱动电机110、Y轴驱动电机126、垂直驱动电机160、旋转驱动电机170和显示装置422。用作驱动源的各电机110，126，160，170在此实施例中为伺服电机。然而，可以采用步进电机来代替伺服电机。各电机110，126，160，170的操作量或角位置由编码器414形式的角位置检测装置来检测，编码器414的输出信号用来控制电机。显示装置422具有显示屏。

输入-输出接口412上通过控制电路418还连接了两个元件成像系统276的准标照相机190和元件照相机282。驱动电路416、控制电路418和计算机410构成了控制装置400。RAM406包括所选基准线数据存储器、候选基准线数据存储器、程序存储器、准标计数器和工作存储器，如图8所示。RAM406的程序存储器存储了各种控制程序和数据，例如用于执行主控制例程(未示出)的程序、用于执行如图9中流程图所示的基准线设定例程的程序，用于执行如图10中流程图所示的位置误差检测例程的程序，以及用于执行将电子元件16安装到印刷布线板12上的元件安装例程的程序。

下面将介绍电子元件安装系统11的操作。当电子元件16安装到印刷布线板12上时，板12由PWB输送器14传送到PWB固定装置15上并由其固定。在将电子元件16安装到板12上的操作之前，通过准标照相机190对准标204，222拍摄图像，以检测板12在被PWB固定装置15固定时所产生的固定位置误差，以及电子元件16将安装在其上的元件安装表面28上的元件安装点的定位误差。

当通过准标照相机190对准标204，222拍摄图像时，准标照相机190不仅拍摄准标204，222的图像，而且拍摄准标204，222周围区域的图像。例如，准标照相机190不仅拍摄准标204，222的图像，而且拍摄焊接区图案202，220的布线部分206，224的图像，以及布线图案200上靠近焊接区图案202，220的部分的图像。因此，必须搜寻准标照相机190的成像屏幕194，以便从成像屏幕194上的多个图像中找出准标204，222的图像。对准标204，222的图像的搜寻是通过采用至少一条基准线来进行的，所述至少一条基准线为各准标204，222而设置，并足以识别出各准标。

再参考图9所示的流程图来介绍基准线设定例程。此例程从步骤S1开始，其中命令显示装置422在其屏幕上显示出存储在RAM406的候选基准线数据存储器中的所有多个候选基准线组。候选基准线具有各种形状，如直线、闭合或打开的曲线，以及这些线的组合。在图11所示的特定示例中，RAM406的候选基准线数据存储器存储了表示候选基准线的基准线数据，候选基准线的形式为简单的直线段、圆、L形直线、多边形(如方形、矩形或三角形)、圆弧和折线。

在显示装置422的显示屏幕上显示了基准线，以及提示操作人员输入或确定所述印刷布线板12的特定种类或类型的消息。响应于此提示消息，操作人员操作输入装置420来输入板12的类型。结果，显示装置422显示了布线图，其表示了印刷布线图案和焊接区图案，这些图案由所存储的设计数据所表示。布线图由计算机410中的CAD系统产生。显示屏幕还提供了用于提示操作人员确定用作准标的焊接区并为所确定的焊接区选择基准线的消息。

操作人员观测显示在显示装置422的显示屏幕上的布线图，确定用作准标的焊接区，并从显示在显示屏幕上的候选基准线中选择出相应的基准线。在操作人员最初确定如图11所示的环形焊接区204为用作准标的焊接区的情况下，操作人员通常从所显示的候选基准线中选择圆作为基准线，这是因为环形焊接区204具有基本圆形的轮廓。将圆选择为基准线的操作由输入装置420来实现。表示所选基准线的数据存储在所选基准线数据存储器中，其涉及表示了带有准标204的印刷布线板12的类型的数据以及表示了根据布线图数据得到的准标204的位置的位置数据。选择基准线的方式根据基准线的种类来决定。例如，确定将选择的各基准线的种类和数目。在基准线为多边形的情况下，确定多边形的顶点数。在基准线为圆弧的情况下，由操作人员直接确定圆弧的中心角，或者通过在多个具有各自预定的不同中心角的圆弧中选择一个来间接地确定。在基准线为折线的情况下，可确定折点的数目。

然后，操作人员确定用作另一准标的下一个焊接区，并选择相应的基准线。例如，操作人员确定如图11所示的矩形焊接区222作为第二准标，并为此焊接区222选择一个不完全的矩形，其四条边均局部或部分地切开。在这种情况下，操作人员确定四条L形基准线，它们共同协作形成此不完全的矩形。也就是说，任何矩形均可由一组四条L形基准线来形成。矩形焊接区或准标222可由一组四条L形基准线来确定。表示所选基准线的数据存储在所选基准线数据存储器中，其涉及表示了所述印刷布线板12的类型的数据以及表示了准标222的位置的位置数据。因此，两个准标204，222中的每一个均由操作人员选出的至少一条基准线来形成。

步骤S1之后为步骤S2，其用于确定是否已为所有的准标确定或选择了基准线。也就是说，步骤S1和S2重复地进行，直到为所有的准标确定或选择出了基准线。当已为所有的准标确定或选择出了基准线时，在步骤S2中得到肯定判定，控制流程前进到步骤S3，下面的步骤是确定各准标的特定基准线的格式，其中准标由两条或多条基准线来确定。以确定准标的顺序来进行确定两个或多个准标的基准线格式的操作。进行步骤S3，增加准标计数器的计数C，此准标计数器是用于计算印刷布线板12上所设置的准标的数量。设于RAM406中的此计数器的计数C在主控制例程中的计算机410初始化时重设为“0”，如图8所示。当首次进行步骤S3时，计数C增加到“1”，从而为第一准标204进行用于确定基准线格式的步骤S4。

执行步骤S4，用于确定第一准标204是否由多个相互间定位的基准线确定。在第一准标204由单个基准线(即圆)确定的情况下，在步骤S4中得到否定判定(NO)，控制流程跳过步骤S5和S6，直接前进到步骤S7。在步骤S7，显示装置422的显示屏幕提供了消息，提示操作人员确定所选基准线的尺寸。各基准线具有应被确定的预定尺寸。显示屏幕提供了提示操作人员输入基准线的各尺寸的特定值的消息。响应于此消息，操作人员指出显示于显示屏幕上的电路图中的准标204，因此在显示屏幕上显示出由所存储的设计数据所定义的环形焊接区204的直径。操作人员输入所示出的直径作为所选基准线(圆)的尺寸，这样，表示了所输入的环形焊接区204的直径的数据和所选基准线的数据一起存储到RAM406的所选基准线数据存储器中。在操作人员指出显示于显示屏幕上的电路图中的准标204时，准标204的直径可以作为所选基准线的尺寸自动地存储在所选基准线数据存储器中。

然后执行步骤S8，确定是否已经为所有的所选基准线输入了尺寸。重复执行步骤S7和S8，直到已经为所有的所选基准线输入了尺寸。当作为所有所选基准线的尺寸而输入的结果而在步骤S8中得到肯定判定(YES)时，控制流程前进到步骤S9，确定RAM406中的计数器的计数C是否已经增加到预定值CA，CA等于设置在印刷布线板12上的准标数目。此预定值CA从数据存储在所选基准线数据存储器中的准标的数目中得到。当只输入了作为第一准标204的基准线而被选择出的圆的尺寸时，在步骤S9中得到否定判定(NO)，控制流程回到步骤S3并进一步增加计数C，重复下面的步骤S4-S7，以确定第二准标222的基准线的格式并输入这些基准线的尺寸。

由于已经为第二矩形准标222选择了四条L形直线作为基准线，那么在步骤S4中得到肯定判定(YES)，控制流程前进到步骤S5，其中操作人员根据显示于显示装置422的显示屏幕上的印刷布线板12的电路图来确定四条基准线的格式。各个准标的各组基准线的格式是根据这组基准线的种类来确定的。在为矩形准标或焊接区222选择了四条L形直线的情况下，必须确定各L形直线的折点。当操作人员指出显示于显示屏幕上的电路图中的焊接区222时，显示屏幕显示出一个坐标系统，其中定义了矩形焊接区222的四个顶点。操作人员输入表示了矩形焊接区222的四条L形基准线中各个折点的位置的位置数据。当操作人员指出显示于显示屏幕上的电路图中的焊接区222时，矩形焊接区222的四个顶点的坐标值可以作为四条L形基准线的位置自动地存储在所选基准线数据存储器中。在四条L形基准线的情况下，操作人员还需要指出四条L形基准线中每一条的两条边是否相对于由基准线形成的矩形中心沿向内方向或沿向外方向打开。在这里所述的情况下，两条边沿向内方向打开。表示了四条基准线格式的数据(四个折点的位置和两条边向内或向外打开)和所选的基准线数据一起存储在所选基准线数据存储器中。

步骤S5后为步骤S6，其用于确定所有所选基准线的格式是否已确定。重复执行步骤S5和S6，直到已为所有基准线执行过了步骤S5。当操作人员键入表示格式确定已完成的信号时，在步骤S7中得到肯定判定(YES)，其中操作人员输入四条L形基准线的尺寸，更精确地说是L形基准线的各条边的长度。也就是说，四条L形基准线具有相同的尺寸，各L形基准线的两条边具有相同长度。当操作人员指出显示于显示屏幕上的电路图中的准标222时，显示屏幕显示出方形准标222的各边的长度，以及从方形准标222上延伸出的布线部分224的宽度。操作人员观测所示准标222，计算出各条边的长度，其为从方形准标222的各边长度中减去布线部分224的宽度所得到的差值的一半。操作人员输入各边的计算长度。为所有四条L形基准线重复进行这些操作。所输入的尺寸数据和所选的基准线数据及格式数据一起存储在所选基准线数据存储器中。L形基准线的各边长度可以根据准标222的各边长度和布线部分224的宽度自动地计算出，并存储在所选基准线数据存储器中。

当完成L形基准线的尺寸输入时，操作人员键入表示输入已完成的信号。结果，在步骤S8中得到肯定判定(YES)，控制流程前进到步骤S9，将计数C增加到“2”。由于在印刷布线板12上设置两个准标204，222的特定示例中预定值CA等于“2”，因此在步骤S9中得到肯定判定(YES)，控制流程前进到步骤S10，确定是否已经为所有不同类型的印刷布线板12的所有准标设定了基准线。在步骤S10中，显示屏幕提供了消息，提示操作人员键入表示了所有类型的印刷布线板12的基准线设定已完成的信号。如果电子元件16只将安装在一种印刷布线板12上，则操作人员键入此信号。如果电子元件16将安装在两种或多种不同类型的印刷布线板12上，则操作人员键入表示为其它类型的印刷布线板12重复进行基准线设定的信号。在后一情况中，在步骤S10中得到否定判定(NO)，控制流程回到步骤S1。在只为一种印刷布线板12设定基准线的此示例中，操作人员键入表示了基准线的设定已完成的信号，因此在步骤S10中得到肯定判定(YES)，执行步骤S11，将计数器的计数C重设为“0”。这样，图9所示的基准线设定例程结束。

下面再参考图10所示的流程图来介绍位置误差检测例程，其用于检测在印刷布线板12上的多个元件安装点的定位误差。

图10所示的位置误差检测例程从步骤S21开始，其中通过准标照相机190来拍摄准标204，222的图像。更具体地说，准标照相机190由XY自动装置136根据预定的运动数据来移动到各自位置，以拍摄准标204，222的图像。运动数据由数据存储在所选基准线数据存储器中的准标204，222的位置以及所选基准线数据一起在图9所示的基准线设定例程中确定。在此示例中，由准标照相机190在上述位置上拍摄了分别如图12和13所示的两幅图像。应注意的是，准标204，222、布线图案200和布线部分206，224由剖面线表示。

当在步骤S22中已拍摄准标204，222的图像时，对代表图像的图像数据进行处理，获得表示了图像的轮廓或边缘的轮廓数据。轮廓由各组点来定义，在此各组点处，光学性能如图像亮度以非常高的速率沿平行于成像屏幕194的平面的方向变化。在此示例中，印刷布线板12的元件安装表面28、布线图案200和焊接区图案202，220具有不同的光学性能，具体地说，具有不同的亮度值，这是因为表面28具有相对较暗的颜色(如绿色)，而由导电材料形成的布线图案200和焊接区图案202，220具有相对较亮的颜色。因此，图像的亮度在表面28与布线图案200和焊接区图案202，220之间的边界处突然变化，因此可以根据成像屏幕194的相邻图像元素的亮度值或亮度值的变化率来确定这些图案200，202，220的轮廓。在前一种情况中，形成轮廓的点可根据相邻图像元素的亮度值差异与阈值相比较来检测。在后一种情况中，这些点可根据亮度值的变化率与阈值的比较来检测。由于确定图像轮廓的方式是已知的，而且对它的理解对理解本发明来说不是必须的，因此关于此方面不必进行更进一步的介绍。

然后，控制流程前进到步骤S23及其下面的步骤，根据轮廓数据和基准线数据来搜寻准标204，222。在已经得到对应于两个准标的两组图像数据的此示例中，以所得到的图像数据组的顺序一个个地对这两个准标进行搜寻。为此，执行步骤S23以增加RAM406中的准标计数器的计数C，计算准标的数目。准标计数器在图9所示的基准线设定例程的步骤S11中重设为“0”。当首次执行步骤S23时，计数C增加到“1”，使得对首先成像的第一准标204进行搜寻。根据第一准标204的位置以及在步骤S21中拍摄的准标照相机190的运动路径，可以确认首先拍摄第一准标204的事实。

步骤S23后为步骤S24，其用于确定是否为第一准标204设定了多条基准线。在为准标或焊接区204设定了单个基准线(圆)的此示例中，在步骤S24中得到否定判定(NO)，控制流程前进到步骤S35，其中从所选基准线数据存储器中读取表示了为第一准标204而设的基准线的数据和表示了此基准线的尺寸的数据，并根据这些数据和在步骤S22中得到的轮廓数据来进行准标204的搜寻。此搜寻根据由此轮廓数据表示的轮廓是否还包括与为准标204而设的基准线基本上相匹配或重合的轮廓来实现。此确定是根据各轮廓相对于基准线位置的位置偏移量是否小于预定的容许上限值来进行。轮廓和基准线的基本上相匹配或重合可解释为轮廓与基准线的相匹配程度超过预定百分率。将在下面介绍的步骤S25和S29中的搜寻以与上述步骤S35相同的方式来实现。

在步骤S35中，依次地检查在步骤S22中得到的图像轮廓，以检查是否有任何轮廓与基准线的相匹配程度超过预定百分率。由于此检查方式是已知的，而且对它的理解对理解本发明来说不是必须的，因此关于此方面不必进行更进一步的介绍。在布线部分206沿径向向外的方向延伸出的准标204的情况下，实际轮廓不是与形式为圆的所选基准线相对应的完整圆周。在这方面，上述准标204的轮廓与基准线相匹配的预定百分率设定为95％。此百分率由操作人员在基准线选择时确定，并与基准线数据等一起存储在所选基准线数据存储器中。

步骤35后为步骤S36，其用于确定由轮廓数据表示的轮廓是否包括一个与基准线的相匹配程度超过预定百分率的轮廓。通常当首次执行步骤36时会在此步骤中得到一个否定判定(NO)。在这种情况下，控制流程前进到步骤S37，确定在步骤S35中启动准标204的搜寻后是否经过了一段预定时间。此预定时间可保持恒定，或者根据所述基准线的特定类型而变化。另外，预定时间可以根据执行搜寻的特定方式而变化，或者根据形成基准线的特定方式而变化。例如，在基准线由相对较多数目的点形成的情况下，预定时间可设定成相对较长，而在基准线由相对较少数目的点形成的情况下，预定时间可设定成相对较短。在预定时间根据基准线的种类而变化的情况下，对于长度相对较短或形状较简单的基准线来说，完成搜寻所需的整个时间可以缩短。

如果在经过预定时间之前已经检测到了准标204，即如果在经过预定时间之前已经检测到了任何与基准线的相匹配程度超过预定百分率的轮廓，那么在步骤S36中得到肯定判定(YES)，控制流程前进到步骤S32。如果经过了预定时间而没有发现任何基本上与基准线相匹配的轮廓，那么在步骤S37中得到肯定判定(YES)，控制流程前进到步骤S28，其中显示装置422提供无法检测到准标204的表示。在此情况下，位置误差检测例程结束。在下述任一种情况中可在步骤S37中得到肯定判定(YES)：在完成所有轮廓的搜寻结束前经过了预定的时间；在经过预定时间之前完成的搜寻表示了由轮廓数据代表的轮廓包括两个或多个基本上与基准线相匹配的轮廓；在经过预定时间之前完成的搜寻表示了这些轮廓并不包括任何基本上与基准线相匹配的轮廓。在步骤S28中，显示装置422还提供了无法检测到所述准标的原因的表示。因此，显示装置422用作指示装置，其提供无法检测到准标的视觉表示。除了显示装置422所提供的视觉表示之外，还可以采用音频、光学或任何其它类型的指示装置来提供无法检测的表示。

因此，位置误差检测例程在经过了预定时间的情况下结束，即在无法检测到所述准标的情况下结束。这种设置防止了过长时间的搜寻和相应的在操作人员的设定操作中的较长延迟，这是由重复为各个轮廓所进行的搜寻操作而引起的。虽然可以为所有大量的轮廓重复进行搜寻，但是其耗时长，最好应结束这种搜寻并消除引起这种长时间搜寻的可能原因。在搜寻表示这些轮廓包括多个基本上与基准线重合或相匹配的轮廓，或者不包括任何基本上与基准线相匹配的轮廓的情况下，位置误差检测例程也结束。

操作人员观测在步骤S28中显示在显示装置422上的表示，试图消除引起无法检测到所述准标的可能原因。在预定时间内轮廓数量太多而无法完成这些轮廓的搜寻的情况下，可能无法检测到准标。这可能是由准标照相机190的任何会影响图像形成的故障所引起，例如因准标照相机190的透镜损坏所引起的故障。关于此方面，操作人员需要检查准标照相机190，看看是否存在任何异常。在由所得轮廓数据表示的轮廓包括两个或多个基本上与基准线相匹配的轮廓或者不包括基本上与基准线相匹配的轮廓任何的情况下，此故障的可能原因包括：印刷布线板12存在制造误差；PBW固定装置15无法正确地固定住印刷布线板12；止动装置(未示出)无法在PWB输送器14传送板12的操作结束时将板12定位在预定的元件安装位置；以及可使准标照相机190在步骤S21中移动的XY自动装置136发生故障。操作人员需要检查印刷布线板12、XY自动装置136和其它相关装置，以找出无法检测到准标的原因。

当在经过预定时间之前搜寻表示这些轮廓包括了一个基本上与基准线相匹配的轮廓时，就认为此轮廓形成了准标204的图像，在步骤S36中得到肯定判定(YES)，控制流程前进到步骤S32，确定计数C是否增加到预定值CA，即，是否为设置在印刷布线板12上的所有准标进行了搜寻。在只完成了准标204的搜寻而未完成准标222的搜寻的情况下，在步骤S33中得到否定判定(NO)，控制流程加回到步骤S23及其下面的步骤。

在步骤S23中，计数C增加到“2”，这样就实现了为第二准标222进行搜寻。步骤S23后为步骤S24，确定是否为第二准标222设定了多条基准线。由于为准标222设定了四条L形基准线，因此在步骤S24中得到肯定判定(YES)，控制流程前进到步骤S25，在其中所采用的四条L形基准线中选出的一条进行准标222的搜寻，以确定由在步骤S22中得到的轮廓数据所表示的轮廓是否包括与所选基准线的相匹配程度超过预定百分率的轮廓。然而，准标222的搜寻可采用所有四条L形基准线来进行。在这种情况下，不需要进行步骤S29-S31。

在此示例中，步骤S25表达成选择一条X和Y的坐标值最小的L形基准线。在此时，从RAM406的所选基准线数据存储器中读取表示所选L形基准线的两条边的打开方向的数据以及表示所选基准线的尺寸的数据。搜寻在步骤S22中得到的所有轮廓，确定这些轮廓是否包括基本上与所选L形基准线相匹配的轮廓。对于L形基准线来说，用于进行此确定的预定百分率设定为99％。如图11所示，准标222是不完全的方形，四条边均部分或局部地切开，并从其边上延伸出布线部分224，如图13所示。此不完全的方形由四条L形基准线所形成，其分别由两条边组成，在步骤S7中确定的边的长度不包括切口的尺寸或布线部分224的宽度。关于此方面，对于各L形基准线来说，预定百分率设为99％。

步骤S25之后为步骤S26，用于确定是否检测到了准标222，更准确地说，确定在步骤S25中搜寻出的至少一个轮廓是否包括了与所选那条L形基准线的相匹配程度超过预定百分率(99％)的轮廓部分。这个在步骤S25中检测到的轮廓部分形成了准标222的实际轮廓的一部分。当首次执行步骤S26时，通常在步骤S26中得到否定判定(NO)，控制流程前进到步骤S27，确定在步骤S25中启动搜寻之后是否经过了一段预定时间。当首次执行步骤S27时，通常在步骤S27中也得到否定判定(NO)，控制流程回到步骤S25。在步骤S27中所用的预定时间以与步骤S37中所述的相同方式来确定。

如果在用于准标照相机190在相应于准标222的位置处得到的所有轮廓的预定时间终止之前所完成的搜寻表示了至少一个轮廓包括有基本上与所选L形基准线相匹配的一个轮廓部分，那么在步骤S26中得到肯定判定(YES)，控制流程前进到步骤S29，其中采用剩余的三个L形基准线进行搜寻。

在步骤S29中，检查包括有在步骤S25中检测到的轮廓部分的轮廓(至少一个轮廓中的每一个包括所检测到的轮廓部分)，从而确定此轮廓是否还包括三个基本上与在步骤S25中所选L形基准线以外的另三个L形基准线相匹配的轮廓部分。此确定是根据在步骤S5中所存储的四条L形基准线的格式数据(两条边的位置和开口方向)以及轮廓部分和其它三个基准线相匹配或重合的预定百分率来进行的。

步骤S29之后为步骤S30，其用于确定包括有在步骤S25中检测到的轮廓部分的轮廓是否包括了基本上与其它三个L形基准线相匹配的三个轮廓部分。当首次执行步骤S30时，在此步骤中得到否定判定(NO)，控制流程前进到步骤S31，以确定是否经过了一段预定时间。此预定时间可与步骤S27中所用的预定时间(步骤S25中的搜寻时间的容许上限值)相同或比其更短。

如果步骤S29中的搜寻表示，在预定时间终止之前，包括有基本上与第一L形基准线基本上相匹配的轮廓部分的轮廓还包括三个基本上与其它三个L形基准线相匹配的轮廓部分，那么在步骤S30中得到肯定判定(YES)，即，包括有基本上与四条L形基准线相匹配的轮廓部分的轮廓被确定为准标222的轮廓。在这种情况下，控制流程前进到步骤S32，以确定计数C是否增加到“2”。由于在印刷布线板12上设置的准标204，222的数目等于“2”，因此现在在步骤S32中得到肯定判定(YES)，控制流程前进到步骤S33，其中计数C重设为“0”，并根据在步骤S35和S29中确定的这些准标204，222的图像的轮廓来得到准标204，222的位置。环形准标204的中心位置作为准标204的位置，而方形准标222的中心位置作为准标222的位置。然后，控制流程前进到步骤S34，得到两个准标204，222在X轴和Y轴方向上的定位误差，并根据所得的准标204，222的定位误差来得到印刷布线板12的固定位置误差以及板12上的元件安装点的定位误差ΔXP和ΔYP。

如果在步骤S25中的搜寻启动后已经经过一段预定时间而没有发现任何包括与所选的一条L形基准线基本上相匹配的轮廓部分的轮廓，那么在步骤S28中得到肯定判定(YES)，控制流程前进到步骤S28，其中显示装置422提供无法检测到准标222的指示。在为所有轮廓完成搜寻之前已经经过一段预定时间，或者在经过一段预定时间之前所完成的搜寻表示这些轮廓不包括任何与所选L形基准线基本上相匹配的轮廓的情况下，在步骤S28中得到肯定判定(YES)。如果在步骤S29中的搜寻启动后已经经过一段预定时间而没有发现任何包括与四条L形基准线分别基本相匹配的四个轮廓部分的轮廓，那么在步骤S31中得到肯定判定(YES)，控制流程前进到步骤S28，其中显示装置422提供无法检测到准标222的指示。在下述任一情况下将在步骤S31中得到肯定判定(YES)：在为所有三条剩余的L形基准线完成搜寻之前已经经过了一段预定时间；在经过一段预定时间之前所完成的搜寻表示包括有与所选一条L形基准线基本上相匹配的轮廓部分的轮廓并不还包括基本上分别与其它三条L形基准线相匹配的轮廓部分；以及在经过一段预定时间之前所完成的搜寻表示包括有与所选一条L形基准线基本上相匹配的轮廓部分的轮廓包括多个与其它三条L形基准线中任一条基本上相匹配的轮廓部分。

当电子元件16安装在印刷电路板12上时，安装头100通过X轴滑座106和Y轴滑座122的运动而移动到带式进给器型元件供应装置20或托盘型元件供应装置22的元件供应位置。另外，安装头100由安装头升降装置144垂直移动，以允许吸嘴154在负压下通过吸力固定住电子元件16。下述介绍将针对在安装头100从带式进给器型元件供应装置20中接受电子元件16的情况下的元件安装操作。

吸嘴154固定住电子元件16的安装头100从元件接受位置移动到印刷布线板12的预定元件安装点，电子元件16安装在此位置上。在元件接受位置处，安装头100接受来自适当的带式进给器70中的电子元件16。在安装头100从元件接受位置到元件安装点的运动过程中，安装头100必须在反射镜286上移动，反射镜286固定在位于元件接受位置和元件安装点之间的X轴滑座106的一部分上。换句话说，安装头100必须在Y轴方向上经过元件供应装置20和板12之间的反射镜286，同时安装头100从元件供应位置移动到元件安装点。因此，可以由元件照相机282拍摄电子元件16的图像。当安装头100位于反射镜286的正上方时元件照相机282对电子元件16进行图像拍摄的位置被称为“元件固定位置的检测位置”或“图像拍摄位置”。

在电子元件16安装在板12上的电子元件16的角位置与电子元件16被吸嘴154固定的角位置不同的情况下，安装头100通过安装头旋转装置146而绕其轴线旋转，使得电子元件16转动到其安装角位置，同时安装头100从元件接受位置移动到元件固定位置的检测位置。

当安装头100到达元件固定位置的检测位置时，由元件照相机282拍摄电子元件16的图像。由于成像装置278设于X轴滑座106上，因此在安装头100沿X轴方向运动且安装头100沿Y轴方向的运动中断时拍摄电子元件16的图像。

控制装置400将表示了电子元件16的图像的实际图像数据与表示了电子元件16的标称图像且不具有任何在吸嘴154上的定位误差的基准图像数据相比较。作为实际图像数据与基准图像数据相比较的结果，控制装置400计算出电子元件16的水平定位误差ΔXE和ΔYE以及角度定位误差Δθ。

印刷布线板12的水平定位误差ΔXP和ΔYP是根据板12上的准标204的图像来计算的，此图像由准标照相机190来拍摄。在安装头100移动到板12上的元件安装点的运动过程中，对表示了安装头100运动到板12上的元件安装点处的X轴和Y轴方向上的距离的运动数据进行调节，以补偿板12的水平定位误差ΔXP和ΔYP，电子元件16的中心的水平定位误差ΔXE和ΔYE，以及由于为电子元件16的角度定位误差Δθ进行补偿而引起的中心位置误差。另外，安装头100通过安装头旋转装置146而转动，以便补偿电子元件16的角度定位误差Δθ。这些补偿允许电子元件16以所需的姿势准确地安装在预定安装点处。当电子元件16安装在板12上时，安装头100移动到XY平面上的元件安装点，并降低到其安装位置处。在安装头100的这些运动过程中，通过控制装置400来计算上述定位误差。这样就完成了将一个电子元件16安装到印刷布线板12上的一个操作循环。

从本发明的此实施例的上述介绍中可以理解，RAM406的所选基准线数据存储器构成了一个基准线数据存储部分，而RAM406的候选基准线数据存储器构成了一个候选基准线数据存储部分。还可以理解，分配用于执行步骤S22的控制装置400的一部分构成了轮廓数据获得部分，而分配用于执行步骤S25，S29和S35的控制装置400的一部分构成了搜寻部分，其与轮廓数据获得部分协同操作，一起构成了图像数据处理装置。还可以理解，分配用于执行步骤S33的控制装置400的一部分构成了准标位置获得部分，而分配用于执行步骤S34的控制装置400的一部分构成了可获得准标204，222、印刷布线板12及元件安装表面28上的元件安装点的定位误差的定位误差获得部分。还可以理解，分配用于执行步骤S1-S7的控制装置400的一部分构成了基准线设定部分，而输入装置420和显示装置422可被视为构成了基准线设定部分的一部分。

准标的搜寻可根据基准区域来进行，基准区域由将各基准线向内和向外移动使得所移动的基准线相互间相面对或相远离运动而形成。下面将参考图14和15来介绍根据本发明第二实施例的这种搜寻的示例。

此第二实施例采用具有方形的外轮廓的准标500，各边局部或部分地切开。此方形外轮廓可由一组基准线形成，这组基准线由格式和尺寸均由操作人员确定的四条L形基准线组成。

当进行准标500的搜寻时，准标由准标照相机190来进行图像拍摄，如同第一实施例一样，对这样得到的图像数据进行处理以得到图像的轮廓数据。与准标500的方形外轮廓的四个角相匹配的四条L形基准线由操作人员确定。搜寻所得的轮廓数据，从而检查由轮廓数据表示的轮廓是否包括这样一种外轮廓，其包括位于四个容许基准区域(如图14所示)内的四个轮廓部分，基准区域分别由将上述四条L形基准线向内和向外沿X轴和Y轴方向移动预定距离“t”而形成，如图15所示，其中“+t”表示沿X轴和Y轴向外的移动距离，而“-t”表示沿X轴和Y轴向内的相同位移量的移动距离。移动距离“t”确定了准标500的轮廓数据的外轮廓相对于基准线的偏移量。在此实施例中，沿向外方向的偏移容许量“+t”等于沿向内方向的偏移容许量“-t”。此向内和向外方向的偏移容许量“t”在操作人员确定L形基准线时由操作人员通过输入装置420来输入。沿向内方向的偏移容许量“-t”(基准线的移动距离)和沿向外方向的偏移容许量“+t”(基准线的移动距离)可以互不相同。确定了上述容许基准区域的向内和向外偏移的容许量可由四条L形基准线所形成的准标500的标称外轮廓的放大和缩小的比率来表示。

由将四条L形基准线沿向内和向外方向移动而得到的四个容许基准区域(如图14中的剖面线所示)可连续地相对于由轮廓数据表示的轮廓而移动以扫描这些轮廓，从而找出包括有四个分别位于这四个容许基准区域内的轮廓部分的一个轮廓。如果在预定时间内找到了包括有这些四个轮廓部分的轮廓，那么此轮廓就被确定为准标500的外轮廓。如同第一实施例一样，首先进行搜寻，找出包括有位于四个容许基准区域中的一个所选区域内的一个轮廓部分的轮廓，然后进行搜寻，确定此轮廓是否还包括三个位于其它三个容许基准区域内的轮廓部分。

如上所述，沿向内方向的基准线的移动距离(准标500的标称轮廓的放大比例)可以不同于向外方向的移动距离(准标500的标称轮廓的缩小比例)。另外，在X轴方向上的沿向内和向外方向上的至少一个移动距离(放大和缩小比例中的至少一个)可以不同于Y轴方向上的那个或那些移动距离。

在进行搜寻以确定由轮廓数据表示的轮廓相对于基准线的偏移量是否保持容许范围内的情况下，可以采用搜寻线以及基准线，如图16所示的本发明的第三实施例所示。采用搜寻线进行轮廓数据搜寻本身是已知的，例如JP-A-8-180191所公开的。

第三实施例也使用具有方形的外轮廓的准标520，各边局部或部分地切开。此方形外轮廓可由一组基准线形成，这组基准线由格式和尺寸均由操作人员确定的四条L形基准线组成。准标520的四条基准线的格式预先确定。即，四条L形基准线与准标520的方形外轮廓的四个角相匹配。在通过对准标520及其周围区域进行成像而得到轮廓数据之后，采用预定数目的搜寻线522来搜寻由轮廓数据表示的轮廓，这些搜寻线为四条L形基准线的八条边中的每一条而设，如图16所示。

在各L形基准线的两条边分别平行于X轴和Y轴方向的此示例中，搜寻线522正交于与X轴和Y轴方向平行的边。具体地说，与X轴方向平行的X轴搜寻线522在Y轴方向上相互间隔开，使得与在X轴方向上相互隔开的两条边正交的两条X轴搜寻线522在Y轴方向上位于同一位置。另一方面，与Y轴方向平行的Y轴搜寻线522在X轴方向上相互间隔开，使得与在Y轴方向上相互隔开的两条边正交的两条Y轴搜寻线522在X轴方向上位于同一位置。

当进行准标520的搜寻时，四条L形基准线和搜寻线522一起相对于由所得轮廓数据所表示的轮廓移动，从而扫描这些轮廓。在此运动过程中，控制装置400得到在基准线和沿搜寻线522测量的轮廓之间的距离x11，x12等，x21，x22等，x31，x32等和x41，x42等，以及y11，y12等，y21，y22等，y31，y32等和y41，y42等。然后，控制装置400计算具有相同Y轴坐标值的两条X轴搜寻线522的各对之间的两个距离的和的绝对值|x11+x21|，…，|x43+x33|，以及具有相同X轴坐标值的两条Y轴搜寻线522的各对之间的两个距离的和的绝对值|y11+y41|，…，|y23+y33|。

如果所有为给定轮廓计算出的X轴和Y轴方向上的上述和的绝对值不大于预定的阈值“t”，那么此轮廓就被定为准标520的外轮廓。阈值“t”是轮廓相对于基准线的偏移容许距离的两倍。在图16所示的特定示例中，由轮廓数据所表示的轮廓在X轴和Y轴方向上偏离基准线。然而，如果为此轮廓计算出的和的所有绝对值不大于预定的阈值或上限值“t”，那么此轮廓就被视为准标520的外轮廓，这是因为通过使基准线向轮廓进一步移动，此轮廓可以与L形基准线基本上重合。在此实施例中，上限值“t”由操作人员在选择或确定L形基准线时通过输入装置420来输入。应注意的是，图16所示的搜寻线522的数目比实际上为基准线所设的搜寻线522的数目更少，这是为了简化视图以便容易理解。

图1到13所示的第一实施例可视为采用了极小的偏移容许量或上限“t”来进行准标的搜寻。

准标的搜寻可根据由轮廓数据所表示的各轮廓形成的区域是否基本上完全被由基准线形成的基准区域所覆盖来进行。

可根据各准标的结构和几何形状而采用各种基准线来确定准标。在图17所示的本发明的第三实施例中，印刷布线板540设置有布线图案542，其包括以垂直角度相互交叉的两个布线部分544并设置了十字形式的准标546。在这种情况下，操作人员选择四条L形基准线，确定这四条L形基准线的格式和尺寸。这四条L形基准线的格式使得各基准线的两条边相对于十字准标546的中心向内方向打开。

可通过两种或多种不同类型的基准线来形成或确定准标。

具有局部或部分地切开的外轮廓的环形准标202或其它环形准标可由至少一段圆弧来确定，例如多个120度的圆弧(整个圆周的1/3)，或者一段270度的圆弧(整个圆周的3/4)。与采用圆相比，采用圆弧可允许在确定由轮廓数据表示的轮廓与基准线的相匹配或重合中达到更高的精度。在采用多个圆弧作为基准线的情况下，首先进行搜寻，以找出包括有与所选一段圆弧基本上相匹配的轮廓部分的一个轮廓，然后进行搜寻，以确定此轮廓是否还包括与其它圆弧基本上相匹配的轮廓部分，如同采用多条L形基准线来确定方形准标222的第一和第二实施例一样。

在所示实施例中，准标的搜寻取决于确定的结果，此确定为由轮廓数据表示的轮廓或者轮廓部分与相应的基准线的相匹配程度是否超过预定百分率。然而，准标的搜寻也可根据这样的确定结果来进行，此确定为轮廓或其部分与相应的基准线不相匹配程度是否少于预定百分率。

当操作人员设定准标的基准线的位置和尺寸时，形成于印刷布线板上的准标的位置和尺寸可由操作人员来实际测量。在这种情况下，最好对相同类型的不同印刷布线板上的同一准标的尺寸和位置进行测量，并采用所测得的位置和尺寸的平均值。

在所示第一实施例中，给定类型的印刷布线板12设有不同结构的两个准标204，222。在采用形成于印刷布线板上的布线图案、焊接区图案等作为多个准标的情况下，如果可能的话，位于不同准标位置处的这些准标最好具有相同的结构。

印刷布线板上可设置位于其上的专门的准标，而不是所示实施例中的由布线图案或焊接区图案的一部分构成的准标。这些专门形成的准标的全部或一些可具有相同的结构，或者这些准标的全部可具有不同的结构。

在所示实施例中，采用准标来检测设置有准标的印刷布线板12的定位误差。然而，准标可用于识别印刷布线板、其它电路衬底或任何设置有准标的其它部件。即，准标可用作识别标记，以指示设置有准标的特定种类或类型的部件。

在应用了所示实施例的电子元件安装系统11中，安装头100在XY平面内运动，以将电子元件16安装在电路衬底上预定的元件安装点处。然而，根据本发明原理的准标搜寻方法和装置可同样地应用于任何其它类型的电子元件安装系统、丝网印刷系统或任何其它高粘度流体施加系统，或者任何需检测准标的系统中。例如，此发明的原理可应用于多个安装头由分度件所携带并绕分度件的旋转轴转动的电子元件安装系统中，使得安装头可连续地移动到和停止在多个工作位置处，例如各安装头从元件供应装置中接受电子元件的元件接受位置处，以及各安装头将电子元件安装在电路衬底上相应的元件安装点处的元件安装位置。

虽然上文中只是为说明目的而介绍了本发明的现有优选实施例，但是对于本领域的技术人员来说可以理解，本发明可由各种变化和改进来体现，例如在“发明内容”中所介绍的那些变化和改进。

Claims (10)

1.一种搜寻准标的方法，其通过对表示了所述准标和所述准标周围区域的图像的图像数据进行处理来进行，所述图像由成像装置拍摄，所述方法包括步骤：

基准线设定步骤，其中设定至少一条基准线，各所述基准线对应于所述准标(202，222；500；520；546)的轮廓的至少一部分，所述基准线的数量足以确定所述准标；

轮廓数据获得步骤，其中得到表示了由所述成像装置(190)拍摄的所述图像的轮廓的轮廓数据，各所述图像的所述轮廓包括一组点，在所述点处相应图像的光学性能急剧地变化；和

搜寻步骤，其中根据由所得到的轮廓数据表示的所述轮廓和所述至少一条基准线来搜寻所述准标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基准线设定步骤包括设定多条与所述准标的所述轮廓的各个部分相对应的基准线。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基准线设定步骤包括设定所述至少一条基准线，其从包括有圆、圆弧、多边形、线段和折线的组中选出。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基准线设定步骤包括确定所述多条基准线的相互间的位置。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述基准线设定步骤包括确定所述至少一条基准线中各条线的至少一个尺寸。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述搜寻步骤包括根据由在所述轮廓数据获得步骤中得到的所述轮廓数据表示的所述轮廓和所述至少一条基准线来搜寻所述准标，所述至少一条基准线被移动，使得可以实现对由所述至少一条基准线在移动前形成的轮廓进行至少一个预定容许比率的放大和缩小。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述搜寻步骤包括如果所述一个轮廓与所述至少一条基准线的相匹配程度超过了预定百分率，则将由在所述轮廓数据获得步骤中得到的所述轮廓数据表示的一个所述轮廓确定为所述准标的轮廓。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述准标设置在电路衬底上。

9.一种检测准标的方法，包括：

根据上述权利要求1到8中任一项所述的准标搜寻方法；和

准标位置获得步骤，其中得到已通过所述准标搜寻方法搜寻出的所述准标的位置。

10.一种用于搜寻准标的装置，包括可拍摄所述准标和所述准标周围区域的图像的成像装置，以及可处理表示了所述图像的图像数据的图像数据处理装置，所述图像数据处理装置(400)包括：

基准线数据存储部分(406)，其可存储至少一条基准线，各所述基准线对应于所述准标(204，222；500；520；546)的轮廓的至少一部分，所述基准线的数量足以确定所述准标；

轮廓数据获得部分(400，S22)，其可获得表示了由所述成像装置拍摄的所述图像的轮廓的轮廓数据，各所述图像的所述轮廓包括一组点，在所述点处相应图像的光学性能急剧地变化；和

搜寻部分(400，S25，S29，S35)，其根据由所述轮廓数据获得部分得到的所述轮廓数据所表示的所述轮廓和存储在所述基准线数据存储部分中的所述至少一条基准线来搜寻所述准标。

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