DE102008031240B4 - Method for determining a distortion by a line scan camera - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Ermittlung einer Verzerrung in Objektaufnahmen durch eine Zeilenkamera (ZK), insbesondere bei Einsatz in einem Bestückautomaten, wobei ein aufzunehmendes Objekt (Ob) und die Zeilenkamera (ZK) bei Aufnahmen relativ zueinander bewegt werden, wobei von der Zeilenkamera (ZK) eine Aufnahme einer Struktur mit bekannter Geometrie erstellt wird (2), Soll-Positionen für einzelne Punkte der Struktur in der Aufnahme ermittelt werden (3), dann Ist-Positionen der einzelnen Punkte der Struktur in der Aufnahme vermessen werden (4), dann die ermittelten Soll-Positionen mit den aufgenommenen Ist-Positionen der Punkte der Struktur verglichen werden und auf Basis einer Abweichung zwischen den ermittelten Soll-Positionen und den aufgenommenen Ist-Positionen der Punkte der Struktur der Verzerrungsfaktor (shx) abgeschätzt und ermittelt (5, 6, 7) wird, durch welchen die Verzerrung in der Objektaufnahme aufgrund einer Nicht-Orthogonalität zwischen Zeilenkamera und Verfahrrichtung des aufzunehmenden Objektes kompensiert wird, und für eine Bewegung des aufzunehmenden Objekts (Ob) oder der Zeilenkamera (ZK) ein Verfahrsystem eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kompensation der Verzerrung durch entsprechende Ansteuerung des Verfahrsystems auf Basis des Verzerrungsfaktors (shx) bei Aufnahmen von Objekten (Ob) durchgeführt wird.Method for determining a distortion in object recordings by a line camera (ZK), in particular when used in an automatic placement machine, wherein an object (Ob) to be recorded and the line camera (ZK) are moved relative to one another during recordings, with a line camera (ZK) recording a structure with a known geometry is created (2), target positions for individual points of the structure in the recording are determined (3), then actual positions of the individual points of the structure in the recording are measured (4), then the determined target Positions are compared with the recorded actual positions of the points of the structure and the distortion factor (shx) is estimated and determined on the basis of a deviation between the determined target positions and the recorded actual positions of the points of the structure (5, 6, 7) through which the distortion in the object image due to a non-orthogonality between the line camera and the direction of movement of the light compensating object, and for a movement of the object to be recorded (Ob) or the line scan camera (ZK) a traversing system is used, characterized in that a compensation of the distortion by appropriate control of the traversing system on the basis of the distortion factor (shx) when recording objects (Whether) is carried out.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Verzerrung durch eine Zeilenkamera, insbesondere bei einem Einsatz in einem Bestückautomaten, wobei ein aufzunehmendes Objekt und die Zeilenkamera bei Aufnahmen mittels eines Verfahrsystems relativ zueinander bewegt werden.The present invention relates to a method for determining a distortion by a line scan camera, in particular when used in a placement machine, wherein an object to be picked up and the line scan camera are moved relative to each other during recording by means of a positioning system.
Stand der TechnikState of the art
Für Aufgaben der Qualitätssicherung, Sortiervorgänge und insbesondere bei einer automatischen Bestückung von Leiterplatten mit Bauelemente in so genannten Bestückautomaten werden in bildverarbeitenden Systemen Zeilenkameras für Aufnahmen von Objekten benutzt. Als Zeilenkamera wird dabei ein digitaler Kameratyp bezeichnet, welcher keine zweidimensionalen Sensoren aufweist, sondern zumindest eine einzelne Sensorzeile. Es gibt jedoch auch technische Ausführungen von Zeilenkameras mit mehr als einer Sensorzeile.For tasks of quality assurance, sorting operations and especially in an automatic assembly of printed circuit boards with components in so-called placement machines line scan cameras are used for image capturing objects in image processing systems. As a line camera while a digital camera type is referred to, which has no two-dimensional sensors, but at least a single sensor line. However, there are also technical versions of line scan cameras with more than one sensor line.
Sollen Bilder von Objekten mit der Zeilenkamera aufgenommen werden, so wird von einem Objekt (z. B. elektronisches Bauelement) oder einer Folge von Objekten eine Bewegung relativ zur Zeilenkamera ausgeführt. Charakteristisch ist für eine Zeilenkamera dabei, dass für ein komplettes Bild eines aufzunehmenden Objektes oder einer Objektfolge immer mehrere Teilaufnahmen gemacht werden (d. h. das Objekt bzw. die Objekte werden also „gescannt”), wobei zwischen den Teilaufnahmen eine relative Bewegung des oder der Objekte stattfindet. Es kann aber beispielsweise für eine Aufnahme auch die Zeilenkamera relativ zum Objekt bewegt werden. Durch diese Bewegung ist es möglich, zweidimensionale Aufnahmen zu erhalten, obwohl die Zeilenkamera lediglich zumindest eine eindimensionale Sensorzeile für die Bildaufnahmen aufweist.If pictures of objects are to be taken with the line camera, then an object (eg electronic component) or a sequence of objects performs a movement relative to the line camera. It is characteristic of a line scan camera that for a complete image of an object to be recorded or a sequence of objects several partial images are always made (ie, the object or objects are "scanned"), with a relative movement of the object or objects taking place between the partial images , However, it is also possible to move the line scan camera relative to the object, for example, for a shot. By this movement, it is possible to obtain two-dimensional images, although the line scan camera only has at least one one-dimensional sensor line for the image recordings.
Beim Bestücken von Leiterplatten mit elektronischen Bauteilen in Bestückautomaten wird beispielsweise ein Objekt (z. B. elektronisches Bauteil) für eine Aufnahme mit einem Verfahrsystem (z. B. Verfahrsystem des Bestückkopfs) in einer Verfahrrichtung senkrecht zur Zeilenrichtung der Zeilenkamera über die Sensorzeile der Kamera transportiert, bis die Sensorzeile der Zeilenkamera vollständig passiert worden ist.When assembling printed circuit boards with electronic components in placement machines, for example, an object (eg electronic component) is transported via the sensor line of the camera in a traversing direction perpendicular to the line direction of the line camera for recording with a positioning system (eg traversing system of the placement head) until the sensor line of the line scan camera has completely passed.
Üblicherweise ist aber die Verfahrrichtung des Objekts bzw. bei Bewegung der Zeilenkamera die Bewegungsrichtung nicht exakt senkrecht zur Zeilenrichtung der Zeilenkamera. Das bedeutet, dass Verfahrrichtung des Objektes oder Bewegungsrichtung der Kamera und Zeilenrichtung der Kamera nicht genau orthogonal zueinander ausgerichtet sind bzw. der Winkel zwischen Verfahrrichtung oder Bewegungsrichtung und Zeilenrichtung der Kamera nicht exakt 90° aufweist. Durch diese Nicht-Orthogonalität werden Aufnahmen der Zeilenkamera verzerrt. Ein aufgenommenes Rechteck wird beispielsweise als Parallelogramm in der Aufnahme dargestellt. Wird nun z. B. eine Positionsbestimmung eines Objekts, ein Sortiervorgang von Objekten, etc. auf Basis einer derart verzerrten Aufnahme durchgeführt, so können aufgrund der Verzerrungen Positions- oder Sortierfehler entstehen.Usually, however, the direction of movement of the object or, when the line camera moves, the direction of movement is not exactly perpendicular to the line direction of the line scan camera. This means that the direction of travel of the object or direction of movement of the camera and line direction of the camera are not aligned exactly orthogonal to each other or the angle between the direction of travel or direction of movement and line direction of the camera does not exactly 90 °. Due to this non-orthogonality, images of the line scan camera are distorted. A recorded rectangle is displayed for example as a parallelogram in the recording. Will now z. As a position determination of an object, a sorting of objects, etc. performed on the basis of such a distorted recording, so may result due to the distortion position or sorting error.
In Bestückautomaten müssen elektronische Bauelemente exakt vermessen werden, um mit hoher Genauigkeit auf Leiterplatten platziert zu werden. Für die Vermessung werden beispielsweise Zeilenkameras verwendet. Daher können Verzerrungen der Aufnahmen aufgrund der Nicht-Orthogonalität von Verfahr- und Zeilenrichtung beim Einsatz von Zeilenkameras beispielsweise zu Positionierfehlern und in der Folge zu nicht funktionsfähigen und fehlerhaften Schaltungen führen.In placement machines, electronic components must be precisely measured in order to be placed with high accuracy on printed circuit boards. For the measurement, for example, line scan cameras are used. Therefore, due to the non-orthogonality of travel and line direction when using line scan cameras, distortions of the images may, for example, lead to positioning errors and, as a consequence, to malfunctioning and faulty circuits.
Um derartige Fehler bei der Bestückung von Leiterplatten zu vermeiden, ist aus der Schrift
Ein Problem mit dem in der Schrift
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, durch welches auf einfache, kostengünstige und zeitsparende Weise eine Verzerrung in Objektaufnahmen ermittelt und kompensiert werden kann.The invention has for its object to provide a method by which a simple, inexpensive and time-saving way, a distortion in object recordings can be determined and compensated.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren der eingangs angegebenen Art, wobei von einer Zeilenkamera eine Aufnahme einer Struktur mit bekannter Geometrie erstellt wird und dann Soll-Positionen für einzelne Punkte der Struktur in der Aufnahme ermittelt werden. Im selben Schritt werden dann Ist-Positionen der einzelnen Punkte der Struktur in der Aufnahme vermessen. Dann werden die ermittelten Soll-Positionen der Punkte der Struktur mit den aufgenommenen Ist-Positionen der Punkte der Struktur verglichen und auf Basis einer Abweichung zwischen den ermittelten Soll-Positionen und den aufgenommenen Ist-Positionen der Punkte der Struktur ein Verzerrungsfaktor abgeschätzt und ermittelt, welcher dann für eine Kompensation der Verzerrungen in den folgenden Aufnahmen der Zeilenkamera herangezogen wird.The solution of this object is achieved by a method of the type described above, wherein a recording of a structure with known geometry is created by a line scan camera and then target positions for individual points of the structure in the recording are determined. In the same step, actual positions of the individual points of the structure in the image are then measured. Then, the determined target positions of the points of the structure are compared with the recorded actual positions of the points of the structure, and based on a deviation between the determined target positions and the recorded actual positions of the points of the structure, a distortion factor is estimated and determined then used for a compensation of the distortions in the following shots of the line scan camera.
Der Hauptaspekt des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens besteht darin, dass für eine Ermittlung des Verzerrungsfaktors, welcher auf einfache Weise für eine Kompensation der Verzerrungen in den Aufnahmen der Zeilenkamera verwendet werden kann, z. B. für einen Bestückprozess nur eine Aufnahme der Struktur mit bekannter Geometrie (z. B. Punktgitter, Gitter mit Kreisen, etc.) bzw. nur ein Kalibriervorgang notwendig ist. Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise mit einem relativ geringen Zeitaufwand verbunden. Außerdem bedarf es beispielsweise beim Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Bestückautomaten keiner zusätzlichen Einrichtung, um z. B. die Zeilenkamera mechanisch auszurichten, um Verzerrungen auszugleichen. Dadurch entstehen auch bei Herstellung und Wartung des Bestückautomaten bzw. einer sonstigen Einrichtung (z. B. Sortiersystem, etc.) keine zusätzlichen Aufwendungen und Kosten für die Kompensation von Verzerrungen.The main aspect of the proposed method is that for a determination of the distortion factor, which can be used in a simple manner for a compensation of the distortions in the images of the line scan, z. B. for a placement process only a recording of the structure with known geometry (eg., Dot grid, grid with circles, etc.) or only one calibration is necessary. Thus, the inventive method is advantageously associated with a relatively small amount of time. In addition, for example, when using the method according to the invention in an automatic placement no additional device to z. B. mechanically align the line scan camera to compensate for distortions. As a result, no additional expenses and costs for the compensation of distortions arise during production and maintenance of the placement machine or any other device (eg sorting system, etc.).
Erfindungsgemäß wird für eine Bewegung des aufzunehmenden Objekts oder der Zeilenkamera ein Verfahrsystem eingesetzt. Üblicherweise wird dabei insbesondere das Objekt (z. B. elektronisches Bauelement) mittels eines Verfahrsystems bewegt. Bei einem Bestückautomat wird dazu zweckmäßigerweise ein Bestückkopf verwendet, um das Objekt für eine Aufnahme relativ zur Zeilenkamera zu bewegen.According to the invention, a movement system is used for a movement of the object to be picked up or the line scan camera. In this case, the object (eg electronic component) is usually moved by means of a positioning system. In a placement automatically expediently a placement is used to move the object for a recording relative to the line scan camera.
Erfindungsgemäß wird ferner – insbesondere bei Bestückautomaten – durch entsprechende Ansteuerung des Verfahrsystems eine Kompensation der Verzerrung durchgeführt. Die Basis für die Ansteuerung wird dabei vom Verzerrfaktor geliefert. Für die Kompensation werden beispielsweise die Verfahrachsen (z. B. x-Richtung, y-Richtung) des Verfahrsystems (z. B. Verfahrsystem des Bestückkopfs) so gesteuert, dass das aufzunehmende Objekt während der Bildaufnahme orthogonal zur Sensorzeile der Kamera bewegt wird. D. h. das Objekt wird vom Verfahrsystem in Verfahrrichtung (z. B. y-Richtung) über die Sensorzeile bewegt und es wird dabei in eine zur Verfahrrichtung normale Richtung (z. B. x-Richtung) eine entsprechende, leichte Korrekturbewegung ausgeführt. Damit werden von der Kamera auf kostengünstige und einfache Weise Aufnahmen ohne Verzerrungen wegen Nicht-Orthogonalität geliefert.According to the invention, compensation of the distortion is also carried out-in particular in the case of placement machines-by appropriate control of the positioning system. The basis for the control is supplied by the distortion factor. For compensation, for example, the traversing axes (eg x-direction, y-direction) of the positioning system (eg traversing system of the placement head) are controlled in such a way that the object to be recorded is moved orthogonally to the sensor line of the camera during image acquisition. Ie. The object is moved by the positioning system in the traversing direction (eg y-direction) over the sensor line and a corresponding, slight correction movement is carried out in a direction normal to the travel direction (eg x-direction). This provides the camera with a low-cost and easy way to capture images without distortion due to non-orthogonality.
Es ist vorteilhaft, wenn ein Zusammenhang zwischen einer Soll-Position eines Punkts der Struktur mit bekannter Geometrie und einer Ist-Position dieser Struktur in der Aufnahme mittels der Formel beschrieben wird. Dabei werden durch den Vektor [xI, yI] Koordinaten der Ist-Position eines Punkts der Struktur und durch den Vektor [xS, yS] Koordinaten der Soll-Position eines Punkts der Struktur dargestellt. Vom Vektor [tx, ty] wird eine translatorische Verschiebung beschrieben. Durch den einen Winkel φ wird eine Objektrotation (z. B. Verdrehung des Objekts am Verfahrsystem) dargestellt. Von der Variablen s wird ein Skalierungsfaktor der Zeilenkamera dargestellt, welche z. B. durch Differenzen zu einem bekannten Abbildungsmaßstab der Zeilenkamera bedingt wird. Von der Variablen shx wird der Verzerrungsfaktor beschrieben. Aus dieser Formel kann damit auf einfache Weise mittels einer numerischen Optimierung der Verzerrungsfaktor shx abgeleitet werden und es können andere Einflussfaktoren auf die Aufnahme (z. B. translatorische Verschiebung, Skalierung der Kamera, Objektrotation, etc.) ebenfalls berücksichtigt werden.It is advantageous if a relationship between a desired position of a point of the structure with known geometry and an actual position of this structure in the recording by means of the formula is described. In this case, coordinates of the actual position of a point of the structure are represented by the vector [x I , y I ] and coordinates of the desired position of a point of the structure by the vector [x S , y S ]. The vector [t x , t y ] describes a translational shift. An object rotation (eg, rotation of the object on the positioning system) is represented by the one angle φ. From the variable s, a scaling factor of the line scan camera is shown, which z. B. is due to differences to a known magnification of the line scan camera. The variable s hx describes the distortion factor . From this formula, the distortion factor s hx can thus be derived in a simple manner by means of a numerical optimization, and other influencing factors on the recording (for example translational displacement, scaling of the camera, object rotation, etc.) can also be taken into account.
Bei einer bevorzugten Fortbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verzerrungsfaktor durch Minimierung des Fehlerfunktionals ermittelt wird, durch welches die Abweichung zwischen Soll- und Ist-Positionen der Punkte der Struktur mit bekannter Geometrie beschrieben wird. Dabei werden durch die Variablen xn,I und yn,I die Ist-Position eines n-ten Punkts der Struktur und durch die Variablen xn,S und yn,S die Soll-Position eines n-ten Punkts der Struktur dargestellt. Die Variable v steht für einen Vektor, in welchem translatorische Verschiebung, Objektrotation, Skalierungsfaktor der Zeilenkamera und auch den Verzerrungsfaktor shx beinhaltet sind. Von der Laufvariablen n wird ein Bereich von 1 bis N durchlaufen, wobei die Variable N eine Anzahl an Gitterpunkten der aufgenommenen Struktur bezeichnet. Durch eine Minimierung des angegebenen Fehlerfunktionals kann auf einfache Weise aus dem Vektor v der Verzerrungsfaktor shx ermittelt werden.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the distortion factor by minimizing the Fehlerfunktionals is determined by which the deviation between the target and actual positions of the points of the structure is known geometry described. The variables x n, I and y n, I represent the actual position of an n-th point of the structure and the variables x n, S and y n, S the desired position of an n-th point of the structure , The variable v stands for a vector in which translational displacement, object rotation, scaling factor of the line camera and also the distortion factor s hx are included. The run variable n traverses a range from 1 to N, where the variable N denotes a number of grid points of the recorded structure. By minimizing the specified error function, the distortion factor s hx can be determined in a simple manner from the vector v .
Als Struktur mit bekannter Geometrie kann idealerweise ein Punktgitter oder ein Gitter mit einer Ansammlung von Kreisen verwendet werden, welche regelmäßig in dem Gitter angeordnet sind. Derartige Strukturen weisen den Vorteil auf, dass von ihnen eine genügend große Anzahl an Ist-Positionen von Punkten gemessen werden können, welche auf einfache Weise mit Soll-Positionen dieser Punkte verglichen werden können. Die Soll-Positionen der Punkte bzw. Kreise, welche regelmäßig im Gitter angeordnet sind, werden auf einfache Weise mittels Bildauswerte-Algorithmen ermittelt, die Ist-Positionen der Punkte bzw. Kreise in der Aufnahme gemessen. Weiters ist es denkbar, dass die Struktur mit bekannter Geometrie aus Kreuzen besteht, welche unregelmäßig, aber in bekannter Form angeordnet sind.As a structure of known geometry, ideally a dot grid or a grid with a collection of circles regularly arranged in the grid can be used. Such structures have the advantage that a sufficiently large number of actual positions of points can be measured by them, which can be compared in a simple manner with desired positions of these points. The desired positions of the points or circles, which are regularly arranged in the grid, are determined in a simple manner by means of image evaluation algorithms, the actual positions of the points or circles in the recording are measured. Furthermore, it is conceivable that the structure with known geometry consists of crosses, which are arranged irregularly, but in a known form.
Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing
Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise anhand der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:
Ausführung der ErfindungEmbodiment of the invention
In
In Bestückautomaten werden beispielsweise Objekte Ob wie z. B. elektronische Bauelemente für eine präzise Positionierung optisch mittels einer Zeilenkamera ZK aufgenommen und vermessen. Die Objekte Ob bzw. Bauelemente werden dabei für eine Aufnahme von einem in
Das Objekt Ob kann dabei in beliebiger Richtung vom Verfahrsystem aufgenommen werden und weist daher eine so genannte Objektrotation auf, welche in
Üblicherweise ist auch die Verfahrrichtung VR, in der das Objekt Ob vom Verfahrsystem über die Kamera ZK bewegt wird, nicht exakt orthogonal zur Orientierung der Sensorzeile der Kamera ZK. Die Verfahrrichtung VR weicht daher um eine Winkel α von einer Richtung ab, welche parallel zur Achse y bzw. normal zur Achse x ist. Durch diese Abweichung α bzw. Nicht-Orthogonalität zwischen Zeilenkamera ZK und Verfahrrichtung VR entstehen in den Aufnahmen der Zeilenkamera ZK Verzerrungen, welche für z. B. exakte Positionierungsvorgänge von elektronischen Bauelementen ausgeglichen werden müssen.Usually, the travel direction VR, in which the object Ob is moved by the movement system via the camera ZK, is not exactly orthogonal to the orientation of the sensor line of the camera ZK. The direction of travel VR therefore differs by an angle α from a direction which is parallel to the axis y or normal to the axis x. By this deviation α or non-orthogonality between line camera ZK and travel direction VR arise in the images of the line camera ZK distortions, which for z. B. exact positioning operations of electronic components must be compensated.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit einem Startschritt
In einem dritten Verfahrensschritt
In einem fünften Verfahrensschritt
In vereinfachter Form kann der Zusammenhang zwischen den Soll-Positionen und den Ist-Positionen der jeweiligen Punkte des Punktgitters bzw. jeder anderen verwendeten Struktur mit bekannter Geometrie in der Aufnahme der Zeilenkamera ZK auch wie folgt dargestellt werden: In a simplified form, the relationship between the desired positions and the actual positions of the respective points of the dot grid or any other structure used with known geometry in the recording of the line camera ZK can also be represented as follows:
In dieser Darstellung des Zusammenhangs werden die Ausdrücke s·(cosφ + shx·sinφ); s·(–sinφ + shx·cosφ); s·sinφ und s·cosφ als Koeffizientenmatrix a11 bis a22 dargestellt.In this representation of the relationship, the terms s · (cosφ + shx · sinφ); s · (-sinφ + s hx · cosφ); s · sinφ and s · cosφ are represented as coefficient matrix a 11 to a 22 .
Aus dem Zusammenhang zwischen Ist- und Soll-Positionen der Punkte in der Aufnahme mit der Zeilenkamera ZK wird dann in einem sechsten Verfahrensschritt
Durch Minimierung des Fehlerfunktionals f(v) beispielsweise mittels numerischer Optimierung können nun im sechsten Verfahrensschritt
Die Ermittlung der Verzerrung shx wird dabei in einem einzigen Kalibriervorgang, welcher die Verfahrensschritte
Die Kompensation der Verzerrungen kann einerseits in der Zeilenkamera ZK selbst erfolgen. Dabei wird ein aufgenommenes Bild in der Zeilenkamera entzerrt, wobei ein entsprechender Entzerrungsvorgang aus dem ermittelten Verzerrungsfaktor shx abgeleitet wird. Der Entzerrungsvorgang kann beispielweise von einer Kamera-Elektronik wie z. B. einem Mikroprozessor oder einem so genannten FPGA-Baustein durchgeführt werden.The compensation of the distortions can take place on the one hand in the line scan camera ZK itself. In this case, a recorded image is equalized in the line scan camera, wherein a corresponding equalization process is derived from the determined distortion factor s hx . The equalization process, for example, from a camera electronics such. B. a microprocessor or a so-called FPGA module are performed.
Andererseits bietet sich auf einfache Weise eine Kompensation der Verzerrungen aufgrund von Nicht-Orthogonalität mit Hilfe des Verfahrsystems, durch welches entweder das aufzunehmende Objekt Ob oder die Kamera ZK bei Aufnahmen bewegt wird. Dabei werden die Verfahrachsen des Verfahrsystems (z. B. Bestückkopf in einem Bestückautomaten) derart angesteuert, dass die Nicht-Orthogonalität ausgeglichen wird. Das aufzunehmende Objekt Ob wird damit während der Bildaufnahme orthogonal zur Zeilenkamera ZK bewegt. Die entsprechende Ansteuerung wird dabei vom Verzerrungsfaktor s abgeleitet.On the other hand, it is easy to compensate for the distortions due to non-orthogonality with the aid of the displacement system, by means of which either the object Ob or the camera ZK to be photographed is moved during recording. The traversing axes of the positioning system (eg placement head in a placement machine) are controlled in such a way that the non-orthogonality is compensated. The object Ob is thus moved orthogonally to the line scan camera ZK during image acquisition. The corresponding control is derived from the distortion factor s.
Bei einer Bildaufnahme in einem Bestückautomaten wird üblicherweise das Verfahrsystem nur entlang in Richtung einer ersten Verfahrachse bewegt, während in Richtung einer zweiten Verfahrachse keine Bewegung stattfindet. Daraus ergibt sich eine Verfahrrichtung VR des aufzunehmenden Objekts Ob, welche nicht orthogonal zur Sensorzeile der Kamera ZK ausgerichtet ist. Durch die entsprechende Ansteuerung des Verfahrsystems auf Basis des Verzerrungsfaktor shx wird vom Verfahrsystem nicht nur eine Bewegung in Richtung der ersten Verfahrachse, sondern auch eine leichte Bewegung in Richtung der zweiten Verfahrachse ausgeführt, durch welche die Nicht-Orthogonalität und damit die Verzerrungen in der Aufnahme ausgeglichen werden. Ein Geschwindigkeitsverhältnis der jeweiligen Bewegungen entlang der ersten bzw. zweiten Verfahrachse entspricht dabei dem Verzerrungsfaktor shx. Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Möglichkeiten der Kompensation können allerdings nicht nur für Bestückprozesse in Bestückautomaten, sondern auch für andere Vorgänge, bei welchen Zeilenkameras ZK für Aufnahmen von Objekten benutzt werden, wie z. B. Aufgaben der Qualitätssicherung, Sortiervorgänge, etc. eingesetzt werden, um Verzerrungen in Zeilenkamera-Aufnahmen zu kompensieren.In the case of image acquisition in a placement machine, the movement system is usually moved only along a first travel axis, while no movement takes place in the direction of a second travel axis. This results in a travel direction VR of the object Ob to be recorded which is not oriented orthogonally to the sensor line of the camera ZK. By the appropriate control of the positioning system on the basis of the distortion factor s hx not only a movement in the direction of the first travel axis , but also a slight movement in the direction of the second travel axis is executed by the positioning system, by which the non-orthogonality and thus the distortions in the recording be compensated. A speed ratio of the respective movements along the first or second travel axis corresponds to the distortion factor s hx . However, the method according to the invention and the possibilities of compensation can not only be used for placement processes in placement machines, but also for other processes in which line scan cameras ZK are used for taking pictures of objects, such as eg. As tasks of quality assurance, sorting operations, etc. are used to compensate for distortions in line camera recordings.
In gleicher Weise kann das beschriebene Verfahren zum Ermitteln und Kompensieren von Verzerrungen aufgrund einer Nicht-Orthogonalität auch dann verwendet werden, wenn für eine Aufnahme anstatt des Objekts Ob beispielsweise die Zeilenkamera ZK bewegt wird.Similarly, the described method of detecting and compensating for distortions due to non-orthogonality may be used even if, for example, the line camera ZK is moved for shooting instead of the object Ob.
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