DE60100823T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Kantendetektion - Google Patents

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Seigo Chiryu-shi Kodama
Yasushi Chiryu-shi Okada
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/028Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring lateral position of a boundary of the object

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um mit einer Bildaufnahmevorrichtung ein Bild eines Objektes aufzunehmen und eine Kante des Objekts basierend auf Bilddaten, welche das aufgenommene Bild repräsentieren, zu detektieren.
  • Diskussion des Standes der Technik
  • Es ist weithin Praxis, eine Form, Abmessung und/oder Position eines Objektes durch Beleuchten einer Rück- oder Vorderseite des Objekts zu detektieren und davon ein Schattenbild aufzunehmen. Außerdem wird auch praktiziert, eine Vorderseite eines Objekts zu beleuchten und ein Bild von der Vorderseite des Objekts (nachfolgend als das "Vorderseiten-Bild" bezeichnet) aufzunehmen.
  • Das vorgenannte Schattenbild-Aufnahmeverfahren erfordert es, dass eine Beleuchtungseinrichtung hinter dem Objekt vorgesehen ist. Somit ist der Freiheitsgrad der Bildaufnahmevorrichtung gering. Außerdem kann man nur eine äußerste Form bzw. Kontur des Objektes erhalten, obwohl in gewissen Fällen andere Merkmale des Objekts benötigt werden können. Mittlerweile kann das vorgenannte Vorderseiten-Bildaufnahmeverfahren dahingehend an einem Problem leiden, dass eine Kante des Vorderseiten-Bildes unscharf ist und folglich eine Form, eine Abmessung oder eine Position des Objekts nicht mit hoher Genauigkeit detektiert werden kann.
  • DE 41 31 365 beschreibt einen Aufbau, um die Position der Kante von Oberflächen-Flor auf einem sich bewegenden Gewebe zu erfassen, wobei sich die Dicke des Flors abrupt ändert, wobei der Aufbau zumindest zwei Leuchtstrahler über dem Gewebe auf beiden Seiten der Flor-Kante aufweist. Jeder gibt ein Lichtbündel ab, um auf dem Gewebe bei dem Flor-Kantenbereich aufzutreffen, wobei sich ein Lichtbündel-Querschnitt quer zu der Richtung der Materialbewegung erstreckt. Die Lichtbündel stehen einander gegenüber, auf einer parallelen Projektion zu der Bewegungsrichtung und unter einem gleich großen Winkel relativ zu der Gewebeebene. Zumindest eine Videokamera erfasst den Kantenbereich des Gewebes abwechselnd von dem Licht von der einen Lichtquelle oder von der anderen. Die Bildsignale von der Kamera werden für das eine und das andere Bild gespeichert. Die gespeicherten Bildsignale können an einen Computer weitergeleitet werden und voneinander subtrahiert werden, so dass die Signaldifferenz die Position der Flor-Kante ergibt.
  • DE 42 33 384 beschreibt einen Aufbau, bei dem ein Profilabschnitt sukzessive mittels einer Anzahl von Lichtquellen beleuchtet wird und die Reflexionen von einer Kamera detektiert werden. Jede Beleuchtung von der Kamera resultiert in einer Anzahl von Datensätzen, die Information über die Konturen des Profilabschnittes und die Schatten enthalten. Das Profil wird anhand der Konturen der ersten Dimension, das heißt der Breite, und anhand der Konturen der Schatten der zweiten Dimension, das heißt der Höhe, identifiziert. Die Datensätze werden mit Hilfe eines Algorithmus in einem Computer zu einer Einheit verknüpft, um eine Profil-Detektion zu ermöglichen.
  • JP 03 099250 beschreibt eine Montagezustands-Erkennungsvorrichtung, bei der eine Beleuchtungseinrichtung mit Hilfe einer Beleuchtungs-Wechselschaltung beleuchtet wird und eine Kamera ein Schaltungssubstrat aufnimmt, das ein Chip-Element enthält, um ein Bildsignal auszugeben. Das Bildsignal wird über eine A/D-Wandlerschaltung in Bildspeichern abgespeichert. Dann wird mit Hilfe eines Befehls einer Steuerschaltung eine Beleuchtungsschaltung von der Schaltung ausgeschaltet und wird eine Be leuchtungseinrichtung beleuchtet bzw. angeschaltet. Die Vorrichtung nimmt das Substrat erneut auf und ein Bildsignal wird in den Speichern gespeichert. Eine Subtraktionsschaltung liest einen Schattenbild-Datensatz für eine Subtraktion aus und die Ergebnisse werden in einem Bildspeicher gespeichert. Eine Projektionsschaltung liest einen Bilddatensatz des Speichers aus, um eine Mittelpunkt-Koordinate, eine Neigung und dergleichen des Teils mit Hilfe einer Projektionsverarbeitung zu erkennen. Ein Fenster wird für einen Schatten eines nicht erkannten Teils gesetzt, um einen Vorgang für eine erneute Erkennung auszuführen. JP 03 099251 beschreibt eine vergleichbare Vorrichtung.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, womit eine Kante eines Objekts genau detektiert werden kann.
  • Gemäß einem ersten Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Detektieren einer Kante einer Oberfläche eines Objekts bereit, wie in Patentanspruch 1 festgelegt.
  • Zwischen einem Vorderseiten-Bild eines Objekts und einem Bild von einem Abschnitt einer Umgebung des Objekts, der von einem Testlicht nicht beleuchtet wird, das heißt einem Bild eines beschatteten Abschnittes der Umgebung, gibt es gewöhnlich einen signifikanten Unterschied bezüglich der optischen Eigenschaften (beispielsweise Helligkeit oder Farbton). Deshalb ist es möglich, falls das Vorderseiten-Bild des Objektes und das Bild des beschatteten Abschnittes der Umgebung gleichzeitig aufgenommen werden, durch Beleuchten der Vorderseite des Objektes und durch Aufnehmen des Vorderseiten-Bildes des Objektes einen Abschnitt einer Kante des Objekts, welcher dem beschatteten Abschnitt der Umgebung entspricht (das heißt einen Abschnitt der Kante, der eine Grenze zwischen dem Objekt und dem beschatteten Abschnitt festlegt) genau zu detektieren. Zu diesem Zweck ist es jedoch erforderlich, das Objekt in einer relativ zu einer Normalen zu einer Objekt-Oberfläche, deren Kante detektiert werden soll, geneigten Richtung zu beleuchten und dementsprechend nur einen Abschnitt der Umgebung des Objekts, der sich auf einer Seite der beschatteten Objekt-Oberfläche befindet, zu beleuchten. Folglich wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Objekt in jeder ausgewählten Richtung aus einer Mehrzahl von verschiedenen Richtungen beleuchtet, wird ein Bild des Objekts und des beschatteten Abschnittes der Umgebung in diesem Zustand aufgenommen und werden die jeweils durch Beleuchten des Objekts in den verschiedenen Richtungen aufgenommenen Bilder durch Synthese aufgebaut. Somit kann eine Kante eines vorbestimmten Abschnittes des Objekts detektiert werden. Beispielsweise kann man für den Fall, dass eine Objekt-Oberfläche, deren Kante detektiert werden soll, eine rechteckförmige Oberfläche darstellt, wenn das Objekt in jeder von zwei Richtungen beleuchtet wird, die in einer Ebene liegen, welche eine von zwei diagonalen Linien der rechteckförmigen Oberfläche enthält und senkrecht zu der Oberfläche ist, in Bezug auf die eine diagonale Linie so geneigt ist, dass die beiden Richtungen jeweils Komponenten aufweisen, von denen jede parallel zu der einen diagonalen Linie ist und die einander gegenüber liegen, eine gesamte Kante der rechteckförmigen Oberfläche, welche den vier Seiten des Rechtecks entspricht, zu detektieren. Außerdem kann für den Fall, dass eine Vorderseite eines Objekts zumindest eine Stufe aufweist, jedes Bild des Objekts und von dessen Umgebung eine Mehrzahl von Kanten enthalten. In dem letztgenannten Fall kann ebenfalls eine beliebige dieser Kanten des Objekts durch Auswählen geeigneter Richtungen, in denen das Objekt jeweils beleuchtet wird, vollständig detektiert werden.
  • Bevorzugte Merkmale einer Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 7 festgelegt.
  • Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Detektieren einer Kante einer Oberfläche eines Objekts bereit, wie in Patentanspruch 8 festgelegt.
  • Bevorzugte Merkmale eines Verfahrens gemäß der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen 9 bis 13 festgelegt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorgenannten und andere Ziele, Merkmale, Vorteile und deren technische und gewerbliche Bedeutung gemäß der vorliegenden Erfindung werden anhand eines Studiums der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, wenn diese gemeinsam mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden, besser verstanden werden, worin:
  • 1 eine Vorderansicht eines Systems zum Montieren von elektrischen Bauelementen darstellt, welches ein Kantendetektionsverfahren ausführt, auf das die vorliegende Erfindung Anwendung findet;
  • 2 eine Draufsicht des Systems zum Montieren von elektronischen Bauelementen darstellt;
  • 3 eine Seitenansicht im Querschnitt eines relevanten Abschnittes des Montagesystems darstellt;
  • 4 eine vergrößerte Ansicht des in der 3 gezeigten relevanten Abschnittes ist;
  • 5 eine schematische Ansicht einer Steuervorrichtung des Montagesystems ist;
  • 6 eine Ansicht ist, um eine Weise zu erläutern, in welcher das Montagesystem ein Bild aufnimmt und die Bilddaten verarbeitet;
  • 7 ein Flussdiagramm ist, das ein Bilddaten-Verarbeitungsprogramm darstellt, das von dem Montagesystem ausgeführt wird; und
  • 8 eine Ansicht ist, um eine Richtung zu erklären, in der ein Lichtstrahl emittiert wird, um ein anderes Kantendetektionsverfahren gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ein System zum Montieren von elektrischen Bauelementen (EC), auf das die vorliegende Erfindung Anwendung findet, ist in den 1 und 2 gezeigt. Das vorliegende EC-Montagesystem hat im Wesentlichen denselben Aufbau wie das System, das in der japanischen Patentschrift Nr. 6-291490 offenbart ist. Als Erstes wird ein allgemeiner Aufbau des EC-Montagesystems kurz beschrieben und dann werden nur relevante Abschnitte desselben im Detail beschrieben.
  • In der 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Untergestell, auf dem eine Mehrzahl von Säulen 12 stehen. Ein ortsfester Rahmen 14 ist an den Säulen 12 befestigt und trägt ein Bedienfeld etc. Wie in der 2 gezeigt, ist auf dem Untergestell 10 auch ein Karten-Fördermittel bzw. -Transportband 18 vorgesehen, das eine Leiterplatine 16 als Substrat in einer X-Achsenrichtung transportiert (das heißt nach links und nach rechts, wie in den 2 und 3 gezeigt). Der Ausdruck "Leiterplatine" wird so verwendet, dass sich dieser sowohl auf eine "verdrahtete" Leiterplatine bezieht, auf der keine ECs montiert sind, als auch auf eine "Schaltungs"-Leiterplatine, auf der ECs montiert sind. Die Leiterplatine 16, die von dem Platinen-Fördermittel 18 transportiert wird, wird mit Hilfe einer Platinen-Positionierungs- und -Tragvorrichtung, nicht gezeigt, bei einer im Voraus festgelegten Position positioniert und getragen bzw. gehalten.
  • Eine fördermittelartige EC-Zuführeinrichtung 20 und eine ablageartige EC-Zuführeinrichtung 22 sind auf beiden Seiten des Platinen-Fördermittels 18 in einer Y-Achsenrichtung senkrecht zu der X-Achsenrichtung auf einer horizontalen Ebene vorgesehen. Die fördermittelartige EC-Zuführeinrichtung 20 umfasst eine Anzahl von Speiseapparaten 24, die in der X-Achsenrichtung angeordnet sind. Jeder Speiseapparat 24 führt ein EC-Trägerband zu. Das EC-Trägerband beinhaltet ein Band, das ein EC bzw. elektrisches Bauelement aufnimmt und eine Anzahl von EC-Aufnahmetaschen aufweist, die in regelmäßigen Abständen in dessen Längsrichtung angeordnet sind und jeweils eine Anzahl von ECs tragen, die in den Taschen aufgenommen sind; ein Abdeckband, das an dem Aufnahmeband anhaftet, um jeweilige Öffnungen der Taschen zu verschließen, so dass zum Zeitpunkt einer Zufuhr des EC-Trägerbandes verhindert ist, dass die ECs aus den Taschen herausspringen. Jeder Speiseapparat 24 speist das EC-Trägerband mit einem vorbestimmten Abstand in der Y-Achsenrichtung, während zugleich das Abdeckband von dem EC-Aufnahmeband abgelöst wird. Somit wird jedes EC einem EC-Zuführabschnitt von jedem Speiseapparat 24 als EC-Zuführposition der fördermittelartigen EC-Zuführeinrichtung 20 zugeführt.
  • Die ablageartige EC-Zuführeinrichtung 22 umfasst eine Anzahl von Ablagen bzw. Ablagekästen, von denen jeder eine Mehrzahl von ECs enthält. Wie in der 2 gezeigt, beinhaltet die Zuführeinrichtung 24 eine Anzahl von Ablage-Aufnahmekästen 26, von denen jeder eine Mehrzahl von Ablagen aufnimmt. Die Ablage-Aufnahmekästen 26 werden von jeweiligen Trage- bzw. Halteelementen, nicht gezeigt, abgestützt und werden sequenziell mittels einer Hebe- und Absenkeinrichtung und einer Bewegungseinrichtung, die beide nicht gezeigt sind und die in einer der Säulen 12 vorgesehen sind, zu einer im Voraus festgelegten EC-Zuführposition bewegt. Die EC-Zuführposition wird im Voraus bei einer Position festgelegt, die sich näher bei dem Platinen-Fördermittel 18 befindet als bei einer Warteposition, bei der die Kästen 26 in einem in vertikaler Richtung gestapelten Zustand warten. Oberhalb eines Kastens 26, der bei der EC-Zuführposition positioniert ist, ist ein vorbestimmter Kopf-Bewegungsraum für einen später zu beschreibenden Montagekopf 60 vorgesehen, um ECs aus den Ablagen von dem einen Kasten 26 zu bewegen und aufzunehmen bzw. zu greifen. Jeder Kasten 26, der eine Ablage auf nimmt, die ein oder mehrere ECs, die als Nächstes zugeführt werden sollen, aufbewahrt, wird in einer horizontalen Richtung von der Warteposition zu der EC-Zuführposition bewegt, wo der eine Kasten 26 das EC oder die ECs zuführt. Nachdem die Zufuhr des EC oder der ECs von dem einen Kasten 26 beendet ist, wird der eine Kasten 26 in horizontaler Richtung zurück bewegt zu der Warteposition, bevor der nächste Kasten 26 zu der EC-Zuführposition bewegt wird, und wird dieser dann zurückgeholt (das heißt nach oben bewegt) zu einem Warteraum, der oberhalb der Warteposition vorgesehen ist.
  • ECs 28 (1), die von der fördermittelartigen EC-Zuführeinrichtung 20 und/oder der ablageartigen EC-Zuführeinrichtung 22 zugeführt werden, werden mit Hilfe einer EC-Montageeinrichtung 30, die auf dem Untergestell 10 vorgesehen ist, auf der Leiterplatine 16 montiert. Wie in der 1 gezeigt, sind zwei Führungsschienen 32, die sich in der X-Achsenrichtung erstrecken, auf dem Untergestell 10 zu beiden Seiten des Platinen-Fördermittels 18 in der Y-Achsenrichtung vorgesehen und sitzt ein X-Achsen-Gleitelement 34 mittels jeweiliger Führungsblöcke 36 auf den Führungsschienen 32, so dass das X-Achsen-Gleitelement 34 in der X-Achsenrichtung bewegbar ist.
  • Wie in der 2 gezeigt, weist das X-Achsen-Gleitelement 34 eine Länge auf, die sich von der fördermittelartigen EC-Zuführeinrichtung 20 zu der ablageartigen Einrichtung 22 über das Platinen-Fördermittel 18 erstreckt, und sind zwei Muttern 38 (von denen in der 3 nur eine Mutter 28 gezeigt ist) an dem X-Achsen-Gleitelement 34 befestigt. Die zwei Muttern 38 stehen jeweils in einem Gewindeeingriff mit zwei Kugelumlaufspindeln 40. Wenn die beiden Kugelumlaufspindeln 40 mit Hilfe von zwei X-Achsen-Servomotoren 42 jeweils synchron zueinander gedreht werden, wird das X-Achsen-Gleitelement 34 in der X-Achsenrichtung bewegt.
  • Auf dem X-Achsen-Gleitelement 34 ist ein Y-Achsen-Gleitelement 44 vorgesehen, so dass das Y-Achsen-Gleitelement 44 in der Y-Achsenrichtung senkrecht zu der X-Achsenrichtung auf der horizontalen Ebene bewegbar ist. Wie in der 3 gezeigt, weist das X-Achsen-Gleitelement 34 eine vertikale Oberfläche 46 auf, an der eine Kugelumlaufspindel 48, die sich in der Y-Achsenrichtung erstreckt, befestigt ist, und eine Mutter 50, die an dem Y-Achsen-Gleitelement 44 befestigt ist, steht in einem Gewindeeingriff mit der Kugelumlaufspindel 48. Wenn die Kugelumlaufspindel 48 mit Hilfe eines Y-Achsen-Servomotors 52, der in der 2 gezeigt ist, über Zahnräder 54, 56 gedreht wird, wird das Y-Achsen-Gleitelement 44 in der Y-Achsenrichtung bewegt und gleichzeitig von einem Paar von Führungsschienen 58 geführt.
  • Wie in der 3 gezeigt, trägt das Y-Achsen-Gleitelement 44 einen Montagekopf 60, so dass der Kopf 60 relativ zu dem Y-Achsen-Gleitelement 44 bewegbar ist. Der Montagekopf 60 umfasst einen Düsenhalter 64, der in vertikaler Richtung bewegbar ist und der drehbar ist, und eine Saugdüse 62 ist an dem Halter 64 angebracht, so dass die Düse 62 von dem Halter 64 abgenommen werden kann. Die Saugdüse 62 legt einen Unterdruck an ein EC 28 an und hält dasselbe 28 auf diese Weise. Die Saugdüse 62 umfasst eine Rückplatte 63 mit einer dunklen Oberfläche, die für das von der Düse 62 gehaltene EC 28 einen dunklen Hintergrund bereitstellt. Der Montagekopf 60 trägt außerdem eine Bild-Koordinaten-Markierungskamera (F-Markierungskamera) 66 (2), die jeweilige Bilder von Bild-Koordinaten-Markierungen (F-Markierungen) als Positions-Referenzmarkierungen aufnimmt, die auf der Leiterplatine 16 vorgesehen sind, und zwar in einer solchen Weise, dass die F-Markierungskamera 66 relativ zu dem Kopf 60 nicht bewegbar ist. Die F-Markierungskamera 66 ist eine CCD-Kamera (Charged-Coupled Device) mit einer Matrix von CCDs, die eine Bildaufnahme-Oberfläche festlegen.
  • Wie in den 2 und 3 gezeigt, sind jeweils zwei Beleuchtungseinrichtungen 70 und zwei EC-Kameras 72, die jeweils als Bildaufnahmeeinrichtung dienen, an dem X-Achsen-Gleitelement 34 befestigt. Eine der beiden Beleuchtungseinrichtungen 70 und eine der beiden EC-Kameras 72 sind zwischen der fördermittelartigen EC-Zuführeinrichtung 20 und dem Platinen-Fördermittel 18 vorgesehen; und die andere Beleuchtungseinrichtung 70 und die andere EC-Kamera 72 sind zwischen der ablageartigen EC-Zuführeinrichtung 22 und dem Platinen-Fördermittel 18 vorgesehen. Jeweilige Halterungen zum Befestigen der beiden Beleuchtungseinrichtungen 70 an dem X-Achsen-Gleitelement 34 sind nur für ein leichteres Verständnis nicht gezeigt. Die eine Beleuchtungseinrichtung 70 und die eine EC-Kamera 72 sind auf einem Abschnitt des X-Achsen-Gleitelements 34 zwischen der fördermittelartigen EC-Zuführeinrichtung 20 und dem Platinen-Fördermittel 18 vorgesehen; und die andere Beleuchtungseinrichtung 70 und die andere EC-Kamera 72 sind auf einem anderen Abschnitt des X-Achsen-Gleitelements 34 zwischen der ablageartigen EC-Zuführeinrichtung und dem Platinen-Fördermittel 18 vorgesehen.
  • Wie in der 4 gezeigt, weist jede der beiden Beleuchtungseinrichtungen 70 eine hohle halbkugelförmige Form auf und ist nach oben hin geöffnet. Jede der beiden Beleuchtungseinrichtungen 70 ist so angeordnet, dass sich eine Mitte eines Kreises, der von dem oberen offenen Ende der hohlen Halbkugel festgelegt wird, sich oberhalb einer entsprechenden Kamera der beiden EC-Kameras 72 befindet. Eine Mehrzahl von Licht emittierenden Dioden (LEDs) 74 sind auf einer Innenseite der hohlen Halbkugel angeordnet, so dass die LEDs 74 im Wesentlichen gleichmäßig über die Innenoberfläche verteilt sind. Diese LEDs 74 sind im Voraus in eine Mehrzahl von Beleuchtungsbereichen unterteilt, die jeweils mit einer Mehrzahl von Schaltern 76 (5) verbunden sind, so dass sämtliche der LEDs 74 von jedem der Beleuchtungsbereiche gleichzeitig an- und ausgeschaltet werden, und zwar unabhängig von den LEDs 74 des anderen Beleuchtungsbereichs oder der anderen Beleuchtungsbereiche. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jeder Beleuchtungsbereich ein kleiner streifenartiger Bereich mit einem breiten Erhöhungswinkel und einem schmalen Azimut-Winkel, wenn man dies von dem von der Saugdüse 62 gehaltenen EC 28 aus betrachtet. Genauer gesagt, umfasst jeder Beleuchtungsbereich fünf LEDs 64 in dessen Breiten-Erhöhungswinkel und zwei LEDs 74 in dessen schmalem Azimut-Winkel, das heißt insgesamt 10 LEDs 74. Somit wirken zehn LEDs 74 miteinander zusammen, um eine Beleuchtungseinheit auszubilden, die mit einem Schalter 76 verbunden ist.
  • Weil jede Beleuchtungseinrichtung 70, wie vorstehend beschrieben, nach oben hin geöffnet ist, ist die Innenoberfläche der hohlen Halbkugel dem EC 28 als Objekt, dessen Bild aufgenommen werden soll, zugewandt. Jede Beleuchtungseinrichtung 70, die als Lichtquelle wirkt, weist in deren Boden bzw. unteren Ende eine kreisförmige Öffnung 78 auf. Unterhalb von jeder der beiden Beleuchtungseinrichtungen 70 ist eine entsprechende der beiden EC-Kameras 72 vorgesehen, so dass die eine EC-Kamera 72 in vertikaler Richtung nach oben gerichtet ist, so dass die eine EC-Kamera 72 ein Bild des oberhalb der jeweiligen Beleuchtungseinrichtung 70 positionierten ECs 28 durch die Öffnung 78 hindurch aufnehmen kann. Jede der beiden EC-Kameras 72 ist als CCD-Kamera bereitgestellt und wirkt mit einer entsprechenden der beiden Beleuchtungseinrichtungen 70 zusammen, um eine Beleuchtungs- und Bildaufnahmeeinrichtung 80 bereitzustellen, die ein Bild des ECs 28 aufnimmt.
  • Das vorliegende EC-Montagesystem umfasst eine Steuereinrichtung 100, die in der 5 gezeigt ist. Die Steuereinrichtung 100 wird im Wesentlichen mit Hilfe eines Computers bereitgestellt, der eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) 102, einen Festwertspeicher (ROM) 104, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 106 und einen Bus umfasst, der diese Elemente 102, 104, 106 miteinander verbindet. Eine Bildeingabe-Schnittstelle 110 ist mit dem Bus 118 verbunden und die F-Markierungskamera 66 und die beiden EC-Kameras 72 sind mit der Bildeingabe-Schnittstelle 110 verbunden. Eine Servo-Schnittstelle 112 ist ebenfalls mit dem Bus 108 verbunden und die X-Achsen-Servomotoren 42, der Y-Achsen-Servomotor 52, ein Z-Achsen-Servomotor 113, der den Düsenhalter 64 und die Saugdüse 72 anhebt und absenkt, und ein θ- Achsen-Servomotor 114, der den Halter und die Düse 62 dreht, sind mit der Servo-Schnittstelle 112 verbunden. Außerdem sind mit dem Bus 108 auch eine Digitaleingabe-Schnittstelle 115 und eine Digitalausgabe-Schnittstelle 116 verbunden und sind das Platinen-Fördermittel 18, die fördermittelartige und die ablageartige EC-Zuführeinrichtung 20, 22 sowie die anderen Abschnitte der EC-Montageeinrichtung 30, die über die vorstehend beschriebenen Servomotoren hinausgehen, mit der Digitalausgabe-Schnittstelle 116 verbunden. Außerdem sind die Beleuchtungseinrichtungen 70 über die Schalter 70 mit der Schnittstelle 116 verbunden.
  • Das ROM 104 speichert verschiedene Steuerprogramme, einschließlich eines EC-Montageprogramms, das von dem Computer dazu verwendet wird, um die ECs 28 auf der Leiterplatine 16 zu montieren, und eines Bildverarbeitungsprogramms, das später beschrieben werden wird.
  • Als Nächstes wird der Betrieb des EC-Montagesystems, das wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, beschrieben werden. Weil der EC-Montage-Betrieb des vorliegenden Systems im Detail in der vorstehend angeführten japanischen Patentschrift Nr. 6-291490 beschrieben ist, wird der EC-Montage-Betrieb nur kurz beschrieben und wird ein Bildverarbeitungs-Betrieb des vorliegenden Systems im Detail beschrieben werden.
  • Bei dem EC-Montagevorgang wird/werden zunächst das X-Achsen-Gleitelement 34 und/oder das Y-Achsen-Gleitelement 44 bewegt, um den Montagekopf 60 zu der EC-Zuführposition der fördermittelartigen oder ablageartigen EC-Zuführeinrichtung 20, 22 zu transportieren, wo der Montagekopf 60 oder die Saugdüse 62 ein EC 28 hält, das von der Zuführeinrichtung 20, 22 zugeführt wird. Nachdem die Saugdüse 62 abgesenkt wird und in Berührung gelangt ist mit dem EC 28, und zwar mittels einer Hebe- und Absenkeinrichtung, welche den Z-Achsen-Servomotor 113 als Antriebsquelle beinhaltet, wird ein Unterdruck an die Düse 62 angelegt, so dass die Düse 62 das EC 28 ansaugt und hält und anschließend wird die Düse 62 nach oben bewegt.
  • Der Montagekopf 60 oder die Saugdüse 62, welche das EC 28 hält, wird entlang einer geraden Linie, welche zwischen der EC-Zuführposition der fördermittelartigen oder ablageartigen EC-Zuführeinrichtung 20 oder 22 und einer im Voraus festgelegten EC-Montagestelle auf der Leiterplatine 16 verbindet, von der EC-Zuführposition zu der EC-Montageposition bewegt. Während dieser Bewegung hält der Montagekopf 60 bei einer Position oberhalb entweder von einer der beiden Beleuchtungs- und Bildaufnahmeeinrichtungen 80 an, die bei einem Abschnitt des X-Achsen-Gleitelements 34 zwischen der EC-Zuführposition und der EC-Montagestelle befestigt ist. Wo auch immer sich die EC-Zuführstelle auf der fördermittelartigen oder ablageartigen EC-Zuführeinrichtung 20, 22 befindet oder wo auch immer sich die EC-Montagestelle auf der Leiterplatine 16 befinden wird, muss sich der Montagekopf 60 in der Y-Achsenrichtung auf dem X-Achsen-Gleitelement 34 bewegen und diese Stelle passieren, um eine der beiden Beleuchtungs- und Bildaufnahmeeinrichtungen 80 von der EC-Zuführposition zu der EC-Montagestelle zu bewegen. Deshalb wird der Montagekopf 60 bei der Position oberhalb von der einen Beleuchtungs- und Bildaufnahmeeinrichtung 80 angehalten.
  • Zu diesem Zeitpunkt wählt die Steuereinrichtung 100 entsprechend dem Bildverarbeitungsprogramm, das in dem ROM 104 gespeichert ist, geeignete LEDs der LEDs 74 der Beleuchtungseinrichtung 70 der vorstehend angeführten einen Beleuchtungs- und Bildaufnahmeeinrichtung 80 aus, betätigt die ausgewählten LEDs 74, um einen Lichtstrahl zu dem EC 28 hin zu emittieren, das von der Saugdüse 62 gehalten wird, und betätigt die EC-Kamera 72 der einen Einrichtung 80, um ein Bild von einer Vorderseite des EC 28 und einer Umgebung des EC 28 jedes Mal dann aufzunehmen, wenn geeignete LEDs 74 ausgewählt und betätigt werden, um einen Lichtstrahl zu dem EC 28 hin zu emittieren. Nachdem sämtliche Bildaufnahmevorgänge von einem EC 28 abgeschlossen sind, wird der Montagekopf 60 zu der EC-Montageposition bewegt, wo das EC 28 gehalten wird, um so auf der Leiterplatine 16 montiert zu werden. Während dieser Bewegung des Montagekopfs 60 verarbeitet die Steuereinrich tung 100 Sätze von Bilddaten, welche die Bilder repräsentieren, die von dem EC 28 aufgenommen werden, und detektiert eine Kante des EC 28. Außerdem bestimmt die Steuereinrichtung 100 auf der Grundlage der detektierten Kante des EC 28 einen oder mehrere Positionsfehler des EC 28 relativ zu der Saugdüse 62, betätigt dann auf der Grundlage der bestimmten Positionsfehler des EC 28 den θ-Achsen-Servomotor 114, um den Düsenhalter 64 zu drehen, sowie die X-Achsen- und Y-Achsen-Servomotoren 42, 52, um den Montagekopf 60 zu bewegen, so dass das von der Düse 62 gehaltene EC 28 bei der EC-Montagestelle auf der Leiterplatine 16 genau montiert wird. Als Nächstes werden die Vorgänge des EC-Montagesystems gemäß dem Bildverarbeitungsprogramm beschrieben werden.
  • Sämtliche der LEDs 74 von jeder der beiden Beleuchtungseinrichtungen 70 sind in eine Mehrzahl von im Voraus bestimmten Beleuchtungsbereichen unterteilt, was von dem EC 28 abhängt, das von der Saugdüse 62 gehalten wird. Wie in der 6 gezeigt, steuert die Steuereinrichtung 100 die LEDs 74 von jeder der beiden vorbestimmten Beleuchtungsbereiche sequenziell an, um einen Lichtstrahl zu dem EC 28 hin zu emittieren. Die 6 zeigt das EC 28 und die Beleuchtungseinrichtung 70 mit der Oberseite nach unten, und zwar nur aus Gründen eines einfacheren Verständnisses. Das Bildverarbeitungsprogramm beinhaltet für eine Sorte und/oder eine Form von jedem EC 28 Steuerdaten, um die LEDs 74 in eine Mehrzahl von vorbestimmten Beleuchtungsbereichen zu unterteilen und die Beleuchtungsbereiche sequenziell anzusteuern, um einen Lichtstrahl in einer vorbestimmten Reihenfolge zu emittieren. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind, weil das EC 28 eine rechteckförmige Oberfläche aufweist, die LEDs 74 in vier Beleuchtungsbereiche unterteilt, die jeweils Lichtstrahlen zu dem EC 28 in einer vorbestimmten von vier Richtungen emittieren, die senkrecht zu den vier Seiten der rechteckförmigen Oberfläche stehen. Wenn ein erster der vier Beleuchtungsbereiche angesteuert wird, um einen Lichtstrahl zu emittieren, wird ein Schatten des EC 28 in einem Abschnitt einer Umgebung des EC 28 ausgebildet, der sich auf einer Seite gegenüber liegend dem ersten Beleuchtungsbereich befindet, so dass die EC-Kamera 72 ein Bild 120 des EC 28 und ein Bild 122 des beschatteten Abschnittes der Umgebung des EC 28 aufnimmt. In der 6 wird das Bild 120 des EC 28 mit einer gestrichelten Linie angedeutet, weil ein Bild des anderen Abschnittes der Umgebung des EC 28, der anders ist als der beschattete Abschnitt, beleuchtet werden kann, und kann eine Grenze zwischen diesem Bild und dem Bild 120 des EC 28 unscharf sein. Somit ist das Bild 122 des beschatteten Abschnittes im Vergleich zu dem Bild 120 des EC 28 und zu dem Bild des anderen Abschnittes der Umgebung derselben 28 signifikant dunkel. Ein Satz von Bilddaten, welche das so aufgenommene Bild mit den Bildern 120, 122 repräsentiert, wird in einem Bild-Pufferspeicher des RAM 106 des Computers gespeichert. Dann wird in vergleichbarer Weise ein zweiter, ein dritter und ein vierter Beleuchtungsbereich sequenziell angesteuert, um einen Lichtstrahl zu dem EC 28 hin zu emittieren, so dass die EC-Kamera 72 ein Bild des EC 28 aufnimmt, das von dem jeweiligen zweiten, dritten bzw. vierten Beleuchtungsbereich beleuchtet ist, und so dass jeweilige Sätze von Bilddaten, welche die so aufgenommen Bilder repräsentieren, in jeweiligen Bild-Pufferspeichern des RAM 106 gespeichert werden.
  • Als Nächstes werden die vier Sätze von Bilddaten miteinander überlagert, um ein einziges synthetisch aufgebautes Bild zu erzeugen. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann, weil das EC 28 und die EC-Kamera 72 nicht relativ zueinander bewegt werden, während die vier Bilder des EC 28 aufgenommen werden, ein synthetisch aufgebautes Bild in einfacher Weise dadurch erzeugt werden, dass die vier Bilder miteinander überlagert werden. In der Tat, wie in dem unteren Abschnitt der 6 dargestellt, wird ein synthetisch aufgebautes Bild erzeugt, das beinhaltet (i) ein dunkles Bild als einen Satz von vier beschatteten Abschnittsbildern 122, die von den vier Bildaufnahmevorgängen erhalten werden, und (ii) ein Lichtbild der rechteckförmigen Oberfläche des EC 28, das von dem dunklen Bild umgeben ist. Eine Grenze zwischen dem dunklen Bild und dem hellen Bild wird als gesamthafte Kante der rechteckförmigen Oberfläche des EC 28 detektiert und basierend auf der detektierten Kante des EC 28 werden Positionsfehler (das heißt ein Drehstellungsfehler und zwei Mitten-Positionsfehler) des EC 28 relativ zu der Saugdüse 62 bestimmt. Der Drehstellungs fehler ist ein Fehler eine Drehbewegung oder ein Winkelfehler des EC 28 relativ zu der Düse 62 um eine Achsenlinie der Düse 62; und die beiden Mitten-Positionsfehler sind jeweils Fehler einer vorbestimmten Mittenposition des EC 28 relativ zu der Düse 62 in der X-Achsen- und Y-Achsenrichtung. Basierend auf den so bestimmten Positionsfehlern des EC 28 steuert die Steuereinrichtung 100 den θ-Achsen-Servomotor 114 als Antriebsquelle der Dreheinrichtung, um den Düsenhalter 64 und die Saugdüse 62 zu drehen, um den Drehstellungsfehler zu korrigieren, und steuert die X-Achsen- und Y-Achsen-Servomotoren 42, 52 an, um den Montagekopf 60 zu bewegen, um die Mitten-Positionsfehler zu korrigieren, so dass das EC 28 genau auf der Leiterplatine 16 montiert wird.
  • Als Nächstes wird das Bildverarbeitungsprogramm unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm gemäß der 7 beschrieben werden. Dieses Programm wird während des Betriebs des EC-Montagesystems iterativ ausgeführt.
  • Als Erstes beurteilt die Steuereinrichtung 100 bei dem Schritt S1 (nachfolgend einfach als S1 bezeichnet; dies gilt auch für die anderen Schritte), ob ein Flag F auf F = 0 gesetzt ist. In einem ersten Kontrollzyklus verbleibt gemäß diesem Programm das Flag bzw. Kennzeichenbit F bei F = 0 und wird bei S1 eine positive Entscheidung getroffen. Dann geht die Steuerung über zu S2, um zu bestimmen, ob ein Bild des EC mit Hilfe der EC-Kamera 72 aufgenommen werden kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird in einem Zustand, in welchem der Montagekopf 60 bei der Position rechts oberhalb entweder von einer der beiden Beleuchtungs- und Bildaufnahmeeinrichtungen 80 angehalten wird, ein Stoppsignal erzeugt und beurteilt die Steuereinrichtung 100, wenn das Stoppsignal erzeugt ist, dass ein Bild des EC 28 aufgenommen werden kann. Falls kein Stoppsignal erzeugt wird, wird bei S2 eine negative Beurteilung getroffen und bricht der aktuelle Steuerzyklus entsprechend diesem Programm ab. Falls andererseits das Stoppsignal erzeugt wird, schreitet die Steuerung mit S3 fort, um das Flag bzw. Kennzeichenbit F auf F = 1 zu ändern. In jedem der nachfol genden Steuerzyklen werden gemäß diesem Programm S2 und S3 solange übersprungen, bis sämtliche Operationen für das aktuelle EC 28 beendet sind.
  • Als Nächstes steuert die Steuereinrichtung 100 bei S4 einen Beleuchtungsbereich, n (= 1, 2, 3, 4) der vorstehend erläuterten vorbestimmten Beleuchtungsbereiche, welche einer sequenziellen Zahl entsprechen, an, n, um einen Lichtstrahl zu emittieren. In dem aktuellen Steuerzyklus ist die sequenzielle Zahl n gleich einem Anfangswert, das heißt 1. Somit wird der erste Beleuchtungsbereich angesteuert, um einen Lichtstrahl zu dem EC 28 hin zu emittieren, und wird bei S5 die EC-Kamera 72 betätigt, um ein Bild des EC 28 und von dessen Umgebung aufzunehmen. Ein Satz von Bilddaten, welche das so aufgenommene Bild repräsentieren, wird in einem Bild-Pufferspeicher des RAM 106 gespeichert und entspricht der sequenziellen Zahl n = 1. Bei S6 addiert die Steuereinrichtung 100 zu der aktuellen sequenziellen Zahl n eins hinzu, um so die Zahl n zu aktualisieren. Bei S7 beurteilt die Steuereinrichtung 100, ob die sequenzielle Zahl n größer ist als eine Gesamtzahl N von sämtlichen der Beleuchtungsbereiche. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die LEDs 74 von jeder Beleuchtungseinrichtung 70 in vier Beleuchtungsbereiche unterteilt, so dass die Gesamtzahl N gleich 4 ist. Deshalb sind, falls S4, S5 und S6 viermal wiederholt werden, sämtliche der Bildaufnahmevorgänge beendet und wird bei S7 eine positive Beurteilung getroffen. Dann baut die Steuereinrichtung 100 bei S8 die vier Sätze von Bilddaten, welche die so aufgenommenen vier Bilder repräsentieren, synthetisch auf und erzeugt ein synthetisch aufgebautes Bild, wie in der 6 gezeigt. Bei S9 verarbeitet die Steuereinrichtung 100 das so erhaltene synthetisch aufgebaute Bild. Genauer gesagt, detektiert die Steuereinrichtung 100 eine gesamthafte Kante einer rechteckförmigen Oberseite des EC 28, bestimmt basierend auf der so detektierten Kante einen Drehstellungsfehler und einen Mitten-Positionsfehler des EC 28 relativ zu der Saugdüse 62 und erzeugt auf der Grundlage der so bestimmten Fehlerkorrektur-Drehstellungsdaten, die einen korrekten Drehstellungswinkel anzeigen, um welchen die Düse 62 gedreht wird, sowie Korrektur-Bewegungsdaten, die die Größen einer jeweiligen Bewegung anzeigen, um die der Montagekopf 60 in der X-Achsen- und Y- Achsenrichtung bewegt wird. Dann werden bei S10 das Flag bzw. Kennzeichenbit F und die sequenzielle Zahl n zurückgesetzt auf deren Anfangswerte, das heißt auf F = 0 bzw. auf n = 0. Somit sind für ein EC 28 sämtliche Vorgänge beendet.
  • Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, dass bei der vorliegenden Ausführungsform die Saugdüse 62 einen Objekthalter bildet, der ein Objekt hält; dass die Mehrzahl von Beleuchtungsbereichen von jeder der beiden Beleuchtungseinrichtungen 70 eine Mehrzahl von Beleuchtungseinrichtungen bereithält, von denen jede einen Lichtstrahl zu dem Objekt in einer entsprechenden Richtung von einer Mehrzahl von verschiedenen Richtungen emittiert; dass jede der beiden EC-Kameras 72 eine Bildaufnahmeeinrichtung bildet; dass ein Abschnitt der Steuereinrichtung 100, welcher S1 bis S7 bei dem Bildverarbeitungsprogramm ausführt, eine Steuereinrichtung bildet, welche die Beleuchtungseinrichtungen und die Bildaufnahmeeinrichtung steuert; und dass ein Abschnitt der Steuereinrichtung 100, welcher S8 bis S10 des Bildverarbeitungsprogramms ausführt, eine Bildverarbeitungseinrichtung darstellt, welche eine Mehrzahl von Sätzen von Bilddaten verarbeitet, welche die jeweils von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bilder repräsentiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst jede der beiden Beleuchtungseinrichtungen 70 viele LEDs 74 und dient diese folglich als vier Beleuchtungseinrichtungen, die jeweils einen Lichtstrahl zu dem EC 28 hin als das Objekt in einer entsprechenden Richtung der vier Richtungen emittiert.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform kann jede der beiden Beleuchtungs- und Bildaufnahmeeinrichtungen 80 eine Vorderseite des EC 28 beleuchten und ein Vorderseiten-Bild desselben 28 aufnehmen und kann die Steuereinrichtung 100 basierend auf dem so aufgenommenen Vorderseiten-Bild eine scharfe Kante des EC 28 aufnehmen. Somit kann die Genauigkeit der Bestimmung einer Abmessung und/oder einer Position des EC 28 ausreichend verbessert werden. Weil außerdem die Vorderseite des EC 28 beleuchtet wird, wird der Freiheitsgrad der Beleuchtungseinrichtung 70 nicht abgesenkt.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform emittiert jede der beiden Beleuchtungseinrichtungen 70 einen Lichtstrahl direkt von den LEDs 74 zu dem EC 28. Die LEDs 74 können jedoch mit einer Diffusions- bzw. Zerstreuungsscheibe bedeckt sein, so dass ein relativ gleichmäßiger Lichtstrahl von der Zerstreuungsscheibe zu dem EC 28 emittiert wird. Außerdem kann jede Beleuchtungseinrichtung 70 durch eine entsprechende Beleuchtungseinrichtung ersetzt werden, welche eine Mehrzahl von Licht emittierenden Einrichtungen beinhaltet, von denen jede eine Punkt-Lichtquelle aufweist, die einen Lichtstrahl ausgehend von einem Punkt ausstrahlt, und ein optisches System, das eine Linse bzw. ein Objektiv beinhaltet, die bzw. das den Lichtstrahl in parallele Lichtstrahlen wandelt.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform weist jeder der unterteilten Bereiche von jeder Beleuchtungseinrichtung eine Form auf, die einen breiten Höhenwinkel und einen schmalen Azimut-Winkel aufweist. Jeder unterteilte Bereich kann jedoch eine unterschiedliche Form aufweisen. Beispielsweise kann jeder unterteilte Bereich eine Form aufweisen, die einen breiten Azimut-Winkel und einen schmalen Höhenwinkel aufweist, oder eine Form mit einem Höhen- und einem Azimut-Winkel, die im Wesentlichen gleich sind.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jeder der Beleuchtungsbereiche durch einen entsprechenden der unterteilten Bereiche realisiert und sind sämtliche der LEDs 74, die zu demselben unterteilten Bereich gehören, mit einem gemeinsamen Schalter 76 verbunden, so dass sämtliche der LEDs 74 gleichzeitig an- und ausgeschaltet werden können. Die Größe von jedem unterteilten Bereich kann jedoch kleiner sein als die Größe von jedem Beleuchtungsbereich, so dass eine Mehrzahl von unterteilten Bereichen miteinander zusammenwirken können, um einen Beleuchtungsbereich zu bilden. In dem letzten Fall kann, falls die Art und Weise einer Verknüpfung von zwei oder mehr unterteilten Bereichen geändert werden kann, dann der Freiheitsgrad in Bezug auf die Auswahl einer Position und/oder einer Größe von jedem Beleuchtungsbereich erhöht werden. Außerdem genießt die letztgenannte Vorgehensweise dahingehend einen Vorteil, dass jeder Beleuchtungseinrichtung 70 ein einfacherer Aufbau zuteil wird als für eine Beleuchtungseinrichtung, die eine Mehrzahl von LEDs verwendet, von denen jede unabhängig von den anderen LEDs an- und ausgeschaltet wird. Bei der letztgenannten Weise kann jeder unterteilte Bereich mit Hilfe einer Matrix bzw. regelmäßigen Anordnung von LEDs 74 bereitgestellt werden, die unter einem Höhenwinkel angeordnet sind, und mittels einer regelmäßigen Anordnung von LEDs 74, die in einem Azimut-Winkel angeordnet sind, oder mit Hilfe einer Matrix von LEDs 74, welche dieselbe Anzahl (das heißt zwei) von LEDs 74 sowohl unter dem Höhenwinkel als auch unter dem Azimut-Winkel aufweisen. Dies funktioniert, ohne dass dies betont werden sollte, so dass jede der beiden Beleuchtungseinrichtungen 70 durch eine Beleuchtungseinrichtung ersetzt werden kann, welche eine Mehrzahl von LEDs verwendet, von denen jede unabhängig von den anderen LEDs an- und ausgeschaltet werden kann.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die vier Beleuchtungsbereiche so vorbestimmt, um einen Lichtstrah in jeweiligen Richtungen im Wesentlichen senkrecht zu den vier Seiten der rechtwinkligen Oberseite des EC 28 zu emittieren. Die jeweiligen Formen und/oder jeweiligen Positionen der Beleuchtungsbereiche und/oder die Gesamtzahl der Beleuchtungsbereiche kann jedoch geändert werden. Beispielsweise kann bei der vorliegenden Ausführungsform das EC 28 mit der rechteckförmigen Oberseite von zwei Beleuchtungsbereichen beleuchtet werden, von denen jeder einen Lichtstrahl in einer entsprechenden Richtung von den beiden Richtungen emittiert, die, und zwar in einer Ebene, welche eine von zwei diagonalen Linien bzw. Diagonalen der rechteckförmigen Oberfläche enthält und die senkrecht zu der Oberfläche steht, in Bezug auf die eine Diagonale geneigt ist, so dass die beiden Richtungen jeweils Komponenten aufweisen, die jeweils parallel zu der einen Diagonalen sind und die einander gegenüber liegen. In diesem Fall nimmt, wenn das EC 28 von jedem der beiden Beleuchtungsbereiche in einer entsprechenden Richtung von den beiden Richtungen beleuchtet wird, die EC-Kamera 72 ein Bild von zwei beschatteten Abschnitten einer Umgebung des EC 28 auf, das zwei Seiten der rechteckförmigen Oberfläche entspricht, die sich auf einer Seite des EC 28 gegenüber liegend von dem jeweiligen einen Beleuchtungsbereich befindet. Somit kann die Gesamtzahl von Bildaufnahmevorgängen verringert werden. In diesem Fall wird bevorzugt, dass jeder Beleuchtungsbereich einen schmalen bzw. kleinen Höhenwinkel und einen breiten Azimut-Winkel aufweist.
  • Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf ein EC bzw. elektrisches Bauelement 28, das eine einfache Form in Form eines Parallelepipeds aufweist und dessen rechteckförmige Oberseite im Wesentlichen dessen Umriss festlegt. Bei der vorliegenden Ausführungsform, welche die Beleuchtungs- und Bildaufnahmeeinrichtungen 80 verwendet, kann jedoch die Steuereinrichtung 100 eine Kante eines EC 28 detektieren, das eine kubische Form aufweist, bei welchem sich die Kante innerhalb von dessen Umriss befindet, beispielsweise eines verpackten EC, das PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier; kunststoff-verdrahteter Chip-Träger) bezeichnet wird und das Y-förmige Zuleitungen aufweist, die von Vorderseiten eines Hauptkörpers von demselben vorstehen, so dass jeweilige Endabschnitte der Zuleitungen innerhalb einer Außenkontur des Hauptkörpers liegen.
  • Die 8 zeigt ein Objekt 130 (dieses Objekt kann, muss jedoch nicht ein EC sein), das eine Mehrzahl von Oberflächen aufweist (beispielsweise zwei Oberflächen), deren Kanten detektiert werden sollen. Eine Kante von einer beliebigen dieser Oberflächen des Objekts 130 kann unter Verwendung der Beleuchtungs- und Bildaufnahmeeinrichtungen 80 detektiert werden. Eine Kante 134 der Unterseite des Objekts 130 kann durch Beleuchten des Objekts 130 mit parallelen Lichtstrahlen 132, die von LEDs 74 emittiert werden, detektiert werden, die sich in einem Beleuchtungsbereich befinden, der einen großen bzw. hohen Höhenwinkel aufweist, wenn man diesen von dem Objekt 130 aus betrachtet; und eine Kante 136 der Oberseite des Objekts 130 kann durch Beleuchten des Objekts 130 mit parallelen Lichtstrahlen 138 detektiert werden, die von LEDs 64 emittiert wurden, die sich in einem Beleuchtungsbereich befinden, der einen kleinen bzw. niedrigen Höhenwinkel aufweist. Die Kante 136 der Oberseite kann durch Beleuchten des Objekts 130 mit den parallelen Lichtstrahlen 132 detektiert werden, die von dem Beleuchtungsbereich mit dem hohen Höhenwinkel emittiert werden. Somit kann eine beliebige Kante eines Objekts durch Auswählen eines Beleuchtungsbereichs mit einem geeigneten Höhenwinkel, wenn man diesen von dem Objekt 130 aus betrachtet, detektiert werden. In diesem Fall wird bevorzugt, dass der Höhenwinkel von jedem Beleuchtungsbereich schmal bzw. klein ist. Das Objekt 130 wird auf einer Trägerfläche eines Trägerelements, in der 8 nicht gezeigt, platziert. Das Trägerelement kann die in der 1 gezeigte Leiterplatine 16 sein. In diesem Fall kann die F-Markierungskamera 66 dazu verwendet werden, um ein Bild des Objekts und von dessen Umgebung aufzunehmen, und kann eine Beleuchtungseinrichtung ähnlich zu den Beleuchtungseinrichtungen 70 dazu verwendet werden, um das von dem Trägerelement getragene Objekt 130 zu beleuchten.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zum Detektieren einer Kante (134, 136) einer Oberfläche eines Objekts (28, 130), wobei die Vorrichtung aufweist: eine Beleuchtungsvorrichtung (70) zum Beleuchten einer Oberfläche eines Objekts von jeder einer Mehrzahl von verschiedenen Richtungen, welche relativ zu einer Normale der Oberfläche geneigt sind, wobei die Beleuchtungsvorrichtung eine Mehrzahl von licht-emittierenden Elementen (74) aufweist; eine Bilderfassungsvorrichtung (72) zum Erfassen beziehungsweise Aufnehmen einer Mehrzahl von Bildern der Oberfläche des Objekts; eine Steuervorrichtung (100) zum Steuern der Beleuchtungsvorrichtung und der Bilderfassungsvorrichtung, so dass jedes Bild erfasst wird während die Oberfläche des Objekts von einer jeweiligen der Richtungen beleuchtet wird; und eine Bildverarbeitungsvorrichtung (100, 110) zum Verarbeiten der Bilder und zum Detektieren einer Kante (134, 136) der Oberfläche des Objekts davon; wobei die Vorrichtung aufweist: eine Speichervorrichtung (104) zum Speichern einer Mehrzahl von verschiedenen Programmen, jeweils zum Unterteilen der licht-emittierenden Elemente (74) zwischen einer Mehrzahl von vorgegebenen Beleuchtungsbereichen, jeder davon weist mindestens zwei licht-emittierende Elemente auf, mindestens eine der jeweiligen Formen, Positionen und Gesamtanzahl der Beleuchtungsbereiche ist für jedes Programm verschieden, wobei die Steuervorrichtung (100) ausgelegt ist zum Betreiben der licht-emittierenden Elemente (74) so, um sequenziell die Oberfläche des Objekts von jedem Beleuchtungsbereich der Reihe nach zu beleuchten, um dadurch die Oberfläche des Objekts von jeder einer Mehrzahl der verschiedenen Richtungen zu beleuchten, und eine Programmauswahlvorrichtung (102) zum Auswählen eines der Programme, welche in der Speichervorrichtung gespeichert sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung so angeordnet ist, um die Bilderfassungsvorrichtung zu steuern, um beides zu erfassen, ein Bild eines Teils der Oberfläche des Objekts wie beleuchtet durch die Beleuchtungsvorrichtung und einen Teil eines Schattens, welcher von dem beleuchteten Objekt geworfen wird.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Objekthalter (62) zum Halten eines Objekts, wobei die licht-emittierenden Elemente (74) um den Objekthalter so vorgesehen sind, dass die licht-emittierenden Elemente gleichwinklig voneinander um den Objekthalter beabstandet sind, und wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung so angeordnet ist, um eine vollständige Kante einer Oberfläche eines Objekts zu detektieren, welches von dem Objekthalter gehalten wird.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die licht-emittierenden Elemente (74) auf einer teil-kugelförmigen konkaven Oberfläche vorgesehen sind, deren Mittelpunkt auf einer Mittellinie des Objekthalters (62) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, wobei der Objekthalter einen Haltekopf aufweist, umfassend (a) eine Saugdüse (62) zum Halten eines Objekts, und (b) eine Hintergrundplatte (63), welche eine dunkle Oberfläche hat, welche einen dunklen Hintergrund der Saugdüse zur Verfügung stellt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Objekthalter ein Trageelement aufweist, mit einer Trageoberfläche zum Tragen eines unteren Teils eines Objekts (130).
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung (100) aufweist: eine Mehrzahl von Bild-Puffern (106), jeweils zum Speichern von Daten entsprechend einem jeweiligen aufgenommenen Bild; und eine Synthesevorrichtung (102) zum Synthetisieren bzw. Zusammensetzen der erfassten Bilder basierend auf den gespeicherten Daten.
  8. Verfahren zum Detektieren einer Kante (134, 136) einer Oberfläche eines Objekts (28, 130), wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Beleuchten der Oberfläche des Objekts aus jeder einer Mehrzahl von verschiedenen Richtungen, welche relativ zu einer Normale der Oberfläche geneigt sind, unter Verwendung einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen (74); Verwendung einer Bilderfassungsvorrichtung (72), um eine Mehrzahl von Bildern der Oberfläche des Obj ekts zu erfassen; Steuern der Beleuchtungsvorrichtung und der Bilderfassungsvorrichtung, so dass jedes Bild erfasst wird, während die Oberfläche des Objekts aus einer jeweiligen der Richtungen beleuchtet wird; Verarbeiten der Bilder und Detektieren einer Kante (134, 136) der Oberfläche des Objekts davon; Speichern einer Mehrzahl von verschiedenen Programmen, jeweils zum Unterteilen der licht-emittierenden Elemente (74) zwischen einer Mehrzahl von vorgegebenen Beleuchtungsbereichen, jeder davon weist mindestens zwei lichtemittierende Elemente auf, mindestens eine der jeweiligen Formen, Positionen und Gesamtanzahl der Beleuchtungsbereiche ist für jedes Programm verschieden, und Betreiben der licht-emittierenden Elemente (74) so, um sequenziell die Oberfläche des Objekts von jedem Beleuchtungsbereich der Reihe nach zu beleuchten, um dadurch die Oberfläche des Objekts von jeder einer Mehrzahl der verschiedenen Richtungen zu beleuchten, und Auswählen eines der gespeicherten Programme.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei jedes Bild beides aufweist, ein Bild eines Teils der Oberfläche des Objekts wie beleuchtet durch die Beleuchtungsvorrichtung und eines Teils eines Schattens, welcher von dem beleuchteten Objekt geworfen wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Detektions-Schritt das Detektieren einer gesamten Kante der Oberfläche des Objekts aufweist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Oberfläche des Objekts eine rechteckige Oberfläche ist, wobei die verschiedenen Richtungen beide der zwei geneigten Richtungen aufweisen, welche in einer Ebene sind, welche eine der zwei diagonalen Linien der rechteckigen Oberfläche enthält und senkrecht ist zu der rechteckigen Oberfläche, und geneigt sind in Bezug auf die eine diagonale Linie, so dass die zwei geneigten Richtungen jeweilige Komponenten haben welche parallel zu der einen diagonalen Linie sind und zueinander entgegengesetzt sind, oder zwei Richtungen, welche jeweils nahe zu den zwei geneigten Richtungen sind, und wobei das Verfahren das Erfassen der Bilder des Objekts aufweist, wobei jedes Bild erfasst wird, während das Objekt von einer jeweiligen der geneigten oder nahen Richtungen beleuchtet wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Objekt eine elektrische Komponente (28, 130) aufweist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, weiter aufweisend den Schritt des Haltens des Objekts mit einer Saugdüse, welche eine dunkle Oberfläche hat, welche einen dunklen Hintergrund für das Objekt zur Verfügung stellt und das Anlegen eines negativen Drucks an das Objekt, wobei der Schritt des Beleuchtens des Objekts das Beleuchten des Objekts umfasst, welches von der Saugdüse gehalten wird.
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