FR2657225A1 - Procede et dispositif de traitement de composants electroniques destines a etre montes sur une structure electronique. - Google Patents

Abstract

La machine de traitement de composants électroniques destinés à être montés sur une structure électronique approvisionne tout d'abord une boîte (3) en composants. Elle extrait ensuite un composant candidat de la boîte (3). Puis, elle reconnaît le composant candidat et l'orientation de ce dernier par l'obtention d'une image du composant candidat et par la comparaison de l'image ainsi obtenue à une image de référence préétablie du composant. Enfin, la machine oriente le composant candidat selon une position prédéterminée et place le composant sur un support préparatoire (8).

Description

Procédé et dispositif de traitement de composants électroniques destinés à être montés sur une structure électronique.

L'invention concerne la préparation de composants électroniques destinés à etre montés sur une structure électronique.

Elle trouve une application dans la fabrication automatisée des circuits intégrés, des circuits imprimés, des circuits hybrides et autres structures électroniques réalisés à partir de composants électroniques actifs et/ou passifs.

On connais des machines d'implantation de composants électroniques sur une structure électronique qui comprennent un automate extrayant d'abord d'un magasin un composant pour amener ledit composant devant une structure électronique. L'automate positionne alors le composant sur la structure électronique selon une position prédéterminée.

Un autre automate procède enfin à la soudure dudit composant sur la structure électronique.

Dans ces machines connues, les composants sont préalablement stockés dans des boites spécifiques selon les caractéristiques desdits composants et selon une orientation prédéterminée. Habituellement, le stockage des composants, dans leurs boites, est réalisé par des opérations humaines.

Bien que de telles machines soient d'un usage répandu, elles présentent un certain nombre d'inconvénients.

D'abord et avant tout, l'implantation qu'elles réalisent ne se fait pas sans qu'un certain nombre de structures électroniques soient rendues hors d'usage et cela en raison des erreurs qui affectent l'extraction des composants de leurs boîtes et le positionnement desdits composants sur la structure électronique. Cette extraction et ce position nement sont en effet des opérations précises et complexes et les erreurs humaines inévitables qui se produisent principalement au niveau du stockage des composants dans leurs boites spécifiques et au niveau du rangement desdits composants selon une orientation prédéterminée entraînent inéluctablement l'implantation d'un mauvais composant et/ou l'implantation d'un composant dans une mauvaise position.

Par ailleurs, la fabrication automatisée des structures électroniques requiert une gestion des stocks en composants et une gestion des manquants qui sont habituellement réalisées par des opérations humaines lentes et s'effectuant le plus souvent en temps différé ou par des machines complexes et coûteuses.

L'invention vient remédier à ces inconvénients.

L'invention porte sur un procédé de traitement de composants électroniques destinés à être montés sur une structure électronique comprenant les étapes suivantes - a) approvisionner une boîte en composants - b) extraire au moins un composant candidat de la boite, en vue de préparer ledit composant pour le montage de ce dernier sur la structure électronique.

Selon une définition générale de l'invention, la préparation du composant candidat ainsi extrait comprend les étapes suivantes - c) reconnaître ledit composant candidat et l'orientation de ce dernier par l'obtention d'une image du composant candidat et par la comparaison de l'image ainsi obtenue à une image de référence préétablie du composant - d) orienter ledit composant candidat ainsi reconnu selon une position de montage prédéterminée ; et - e) placer ledit composant candidat ainsi orienté sur un support préparatoire.

Le support préparatoire supporte ainsi les composants destinés à être montés sur une structure électronique. Ces composants sont préparés et prépositionnés en vue de leur montage sur la structure électronique. Il en résulte que les erreurs de montage des machines antérieures connues sont supprimées.

Selon un mode de mise en oeuvre préféré du procédé selon l'invention, l'approvisionnement en composants d'une boîte comprend les étapes suivantes - prévoir un magasin comprenant plusieurs boîtes - approvisionner les boîtes en composants - extraire du magasin une boîte prédéterminée de composants - acheminer la boîte prédéterminée de composants devant un poste d'alimentation.

Avantageusement, l'extraction d'un composant candidat de la boîte comprend les étapes suivantes - vérifier la présence du composant candidat dans la boîte prédéterminée - extraire le composant candidat de la boîte prédéterminée - acheminer le composant candidat devant un poste de reconnaissance.

En pratique, l'obtention d'une image du composant candidat et l'orientation de ce dernier comprend les étapes suivantes - prendre une image du composant candidat - modéliser la forme géométrique du composant candidat ; et - déterminer l'orientation du composant candidat.

De son côté, la prise de l'image d'un composant candidat comprend l'étape suivante - prendre une image dudit composant candidat à partir d'un poste de prise de vue, l'image comprenant une pluralité de pixels présentant chacun une information de niveau, en particulier de niveau de gris, en fonction des paramètres représentatifs des conditions de prise de 1 image notamment de la distance séparant le composant du poste de prise de vue et de l'angle de prise de l'image.

Selon un aspect de l'invention, la modélisation de la forme géométrique du composant candidat comprend les étapes suivantes - déterminer automatiquement des points représentatifs du contour du composant candidat à partir des informations de niveau de gris des pixels de l'image du composant candidat - modéliser la forme géométrique du composant à partir des points ainsi déterminés.

Avantageusement, la modélisation de la forme géométrique du composant candidat permet en outre de déterminer auto matiquement l'orientation du composant candidat.

Selon un mode de mise en oeuvre préféré du procédé selon l'invention, l'obtention d'une image du composant comprend en outre les étapes suivantes - prendre une image dudit composant ainsi extrait à partir d'un poste de prise de vue, l'image comprenant une pluralité de pixels présentant chacun une information de niveau, en particulier de niveau de gris, en fonction des paramètres représentatifs des conditions de prise de l'image, notamment de la distance séparant le composant du poste de prise de vue et de l'angle de prise de l'image - déterminer automatiquement des paramètres représentatifs du contraste d'une image à partir des informations de niveau des pixels ; et - changer progressivement la valeur des paramètres des conditions de prise de l'image jusqu'à obtenir une valeur des paramètres de contraste satisfaisant une condition choisie.

Selon un aspect de l'invention, la comparaison de l'image obtenue à une image de référence comprend les étapes suivantes - comparer l'image obtenue satisfaisant ainsi la condition choisie de contraste à une image de référence préétablie satisfaisant une condition de référence de contraste ; et - procéder à l'étape d) si le résultat de la comparaison est positif sinon acheminer ledit composant non reconnu vers un poste de rebut.

Selon un autre aspect de l'invention, la détermination automatique des paramètres de contraste comprend l'étape suivante - corriger les conditions d'éclairage du composant par rapport à des conditions d'éclairage de référence.

Avantageusement, la correction des conditions d'éclairage comprend la saisie de paramètres de contraste de l'image obtenue, la saisie des paramètres de contraste de l'image de référence et l'application à tous les pixels de l'image obtenue d'une loi du type anamorphose propre à modifier les paramètres de contraste de l'image obtenue par rapport aux paramètres de contraste de l'image de référence.

En variante, la correction des conditions d'éclairage comprend l'action sur la source d'éclairage du poste de prise de vue jusqu'à obtenir des conditions d'éclairage sensiblement identiques aux conditions d'éclairage de référence.

En pratique, l'orientation du composant candidat est définie à partir du centre de gravité du composant ainsi que de sa nature technologique.

Avantageusement, la position de montage prédéterminée sur la structure électronique est définie à partir des données représentatives du positionnement du composant sur ladite structure électronique.

Selon un autre aspect de l'invention, la comparaison de l'image du composant à l'image de référence comprend les étapes suivantes - définir une surface d'encombrement représentative de l'image complète d'un composant candidat à partir de la matrice de pixels de ladite image complète - définir au moins une surface d'encombrement partielle représentative d'une image partielle dudit composant candidat à partir de pixels de décision ; et - corréler un jeu d'images de référence avec la surface d'encombrement partielle de l'image partielle du composant candidat ainsi définie par les pixels de décision.

En pratique, les pixels de décision sont définis par leurs adresses en lignes et en colonnes par rapport à un point de référence prédéterminé.

Avantageusement, la corrélation s'effectue sur une zone dont les dimensions sont celles de la surface d'encombrement partielle auxquelles on ajoute une marge d'erreur pour tenir compte notamment de l'incertitude quant au positionnement correct du composant candidat. La corrélation se poursuit sur des zones successives pour lesquelles on réduit progressivement la valeur de la marge d'erreur jusqu a atteindre une valeur choisie.

L'invention porte également sur un dispositif de traitement de composants électroniques destinés à être montés sur une structure électronique pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.

D'une manière générale, le dispositif de traitement selon l'invention comprend - un magasin propre à être approvisionné en composants et
Selon une définition générale du dispositif selon l'invention, le dispositif comprend - des moyens de stockage principaux propres à contenir une image de référence préétablie du composant ainsi que des données représentatives de la position de référence préétablie dudit composant - des moyens d'obtention d'une image du composant - des moyens de comparaison de l'image ainsi obtenue à l'image de référence préétablie du composant, pour reconnaî- tre ledit composant et l'orientation de ce dernier - des moyens de stockage auxiliaires propres à contenir des données représentatives de la position de montage prédéterminée - des moyens d'orientation propres à orienter ledit composant ainsi reconnu selon la position de montage prédéterminée - un support préparatoire - des moyens de placement propres à placer ledit composant ainsi orienté sur le support préparatoire.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appa raieront à la lecture de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement les moyens constitutifs et essentiels d'une machine de traitement de composants selon lTinvention - la figure 2 représente un premier organigramme illustrant de façon générale le fonctionnement de la machine selon l'invention - la figure 3 représente un second organigramme illustrant le fonctionnement détaillé de l'étape 100 relative à l'approvisionnement d'une boîte en composants selon l'invention - la figure 4 représente un troisième organigramme illustrant le fonctionnement détaillé de l'étape 200 relative à 11 extraction d'un composant de la boîte selon l'invention - la figure 5 représente un quatrième organigramme illustrant le fonctionnement détaillé de l'étape 300 relative à la reconnaissance d'un composant candidat selon l'invention.

- la figure 6 représente un cinquième organigramme illustrant le fonctionnement détaillé de l'étape 310 relative à l'obtention de l'image du composant candidat selon l'invention - les figures 7A à 7C représentent schématiquement le contour d'un composant avec défauts - la figure 8 représente un graphique illustrant la modélisation du contour du composant selon l'invention - la figure 9 représente schématiquement la détermination de l'orientation d'un composant dont la forme géométrique est modélisée selon l'invention - les figures 10A et 10B représentent schématiquement le profil d'une image nette - les figures llA et llB représentent schématiquement le profil d'une image floue ; et - les figures 12A à 12C représentent schématiquement des graphiques illustrant la détermination d'une image nette selon l'invention.

Sur la figure 1, on a représenté la structure générale de la machine de traitement de composants selon l'invention.

La machine de traitement de composants comprend les éléments suivants - un magasin 2 comprenant une pluralité de boîtes 3 de composants - un poste d'alimentation 4 en composants - un poste de reconnaissance et de positionnement 6 du composant - un support préparatoire 8 - un poste de rebut 10 - des moyens d'acheminement 12 et 14 pour le transfert poste à poste du composant - un calculateur 16 ; - un premier poste de prise de vue 18 ; et - un second poste de prise de vue 20.

Le calculateur 16 comprend classiquement un programme moniteur (non représenté) associé à une unité centrale (non représentée) et à une mémoire (non représentée). Le programme moniteur gère toutes les étapes du cheminement du composant, du magasin jusqu'à son placement sur le support préparatoire.

Le programme moniteur pilote des moyens de commande (non représentés) associés aux différents postes 2, 4, 6, 8 et 10 de la machine de traitement ainsi que les moyens d'acheminement 12 et 14.

Le pilotage de ces moyens de commande et d'acheminement s'effectue en fonction d'une séquence de cheminement préétablie et des informations provenant des systèmes de prise de vue 18 et 20. Le calculateur 16 comprend des moyens de traitement d'images 22 destinés à traiter les informations provenant des systèmes de prise de vue 18 et 20.

Les ordres de commande délivrés par le calculateur 16, sont pris par rapport à des données contenues dans des bases de données 24 et 26 auxquelles le calculateur a accès.

Par exemple, le poste de prise de vue 18 est équipé d'une caméra vidéo mobile permettant de prendre des vues au niveau du poste d'alimentation 4 ainsi qu'au niveau du support préparatoire 8 tandis que le poste de prise de vue 20 est équipé d'une caméra vidéo fixe permettant seulement de prendre des vues au niveau du poste de reconnaissance 6.

En variante, la machine de traitement peut ne comprendre qu'un seul poste de prise de vue équipé d'une caméra vidéo mobile.

La machine de traitement selon l'invention fonctionne de la façon suivante. On décrira ci-après, ce fonctionnement en relation avec les figures 2 à 12, qui montrent notamment des organigrammes représentatifs du fonctionnement de la machine de traitement selon l'invention.

Sur la figure 2, on a représenté selon un organigramme le fonctionnement général de la machine de traitement selon l'invention.

Tout d'abord, la machine approvisionne une boîte en composants (étape 100), extrait ensuite un composant de la boîte (étape 200), puis reconnaît le composant et l'orientation de ce dernier (étape 300). Enfin, la machine oriente le composant selon une position de montage prédéterminée (étape 500) et place le composant sur un support préparatoire (étape 600, flèche 48 sur figure 1). Si la reconnaissance est négative, le composant est acheminé au rebut (étape 400, flèche 46 sur figure 1).

Sur la figure 3, on a représenté selon un organigramme le fonctionnement détaillé de l'étape 100.

Un magasin 2 à plusieurs boîtes 3 est d'abord prévu (opération 110). Chaque boîte 3 est approvisionnée en composants (opération 120). Les composants sont de type actif ou passif. En pratique, chaque boîte 3 contient des composants spécifiques, tous identiques. Ils peuvent être pré-orientés ou en vrac.

Le magasin 2 est par exemple un dispositif circulaire du type carrousel dans lequel les boîtes 3 sont réparties selon plusieurs étages.

Par exemple, l'extraction d'une boîte 3 prédéterminée du magasin 2 s'effectue par l'intermédiaire d'un bras pous seur 5 disposé au centre du carrousel. Tout d'abord le calculateur 16 adresse la boîte prédéterminée 3 en commandant la translation verticale du carrousel par rapport à l'axe central dudit carrousel (flèche 28, figure 1), et la rotation dudit carrousel autour de son axe central (flèche 30, figure 1). Le calculateur 16 actionne ensuite le bras pousseur pour pousser vers la périphérie la boîte ainsi adressée (opération 130). Des moyens d'acheminement, par exemple un tapis roulant, acheminent enfin la boîte ainsi extraite du magasin vers le poste d'alimentation (flèche 31, figure 1).

Sur la figure 4, on a représenté selon un organigramme, le fonctionnement détaillé de l'étape 200.

L'étape 200 débute par une vérification de la présence du composant dans la boîte (étape 210), elle se prolonge par l'extraction du composant (étape 220) et elle se termine par l'acheminement du composant devant le poste de reconnaissance 6 (étape 230, flèche 50 sur la figure 1).

L'étape de vérification de la présence du composant dans la boite (étape 210) peut être réalisée par une opération automatique quelconque commandée par le calculateur, par exemple par détection optique (rayonnement lumineux) ou par détection mécanique (palpeur).

Si la vérification de la présence du composant est négative une donnée représentative de l'absence du composant dans la boîte peut être stockée dans la mémoire du calculateur.

Il est alors possible d'associer au calculateur un système programmé de gestion de stock ainsi que de gestion des manquants en composants. En réponse à cette absence de composant, le calculateur peut ainsi automatiquement prévoir l'approvisionnement en composants du magasin.

L'étape d'extraction du composant (étape 220) peut être réalisée par une opération automatique quelconque commandée par le calculateur 16 par exemple par succion.

L'étape d'acheminement (étape 230) est réalisée par le bras manipulateur 12.

Sur la figure 5, on a représenté selon un organigramme, le fonctionnement détaillé de l'étape 300.

L'étape 300 débute par l'obtention d'une image du composant (étape 310), elle se prolonge par la détection de l'orienta- tion du composant (étape 320) et elle se termine par la comparaison de l'image obtenue du composant à une image de référence préétablie du composant (étape 330).

Sur la figure 6, on a représenté selon un organigramme, le fonctionnement détaillé de l'étape 310.

L'obtention d'une image débute par l'étape 311 qui est relative à la prise d'une image du composant candidat par le poste de prise de vue 20.

Le poste de prise de vue 20 comprend une caméra vidéo qui est destinée à capter une image d'un composant candidat.

La caméra vidéo du poste de prise de vue 20 produit un signal de luminosité et elle l'applique à un circuit de numérisation sous forme binaire qui convertit ce signal en un signal à plusieurs niveaux de gris. Par exemple le signal de luminosité est converti sous forme binaire en un signal à 256 niveaux de gris S1 à S256. Les signaux S1 à S256 sont stockés dans une mémoire d'images (non représentée) par l'intermédiaire des moyens de traitement d'images 22. La résolution du poste de prise de vue est par exemple de 512 éléments d'image (pixels) x 512 éléments d'image (pixels).

En partant de l'acquisition d'une image en niveau de gris du composant posé sur le poste d'alimentation, le calculateur isole le composant de son environnement pour aboutir à une image constituée que de son contour. La forme géométrique de ce contour s'approche d'un quadrilatère dont les côtés sont souvent irréguliers et les coins déformés en raison notamment des défauts de découpe du composant.

Sur la figure 7A, on a représenté un composant rectangulaire comprenant un défaut géométrique. Sur la figure 7B, on a représenté un composant comprenant un défaut d'ébavurage.

Le traitement numérique permettant d'obtenir l'image de contour à partir de l'image en niveau de gris du composant, engendre également des défauts qui s'apparentent aux défauts d'ébavurage. Sur la figure 7C, on a représenté une image numérique d'un composant qui s'apparente à un composant comprenant un défaut d'ébavurage.

La Demanderesse s'est posé le problème de s'affranchir de ces défauts. Selon l'invention, elle propose une solution qui consiste à déterminer, à partir des points binaires représentatifs du contour du composant, le rectangle modélisant le mieux ce contour.

Pour l'essentiel, il s'agit de rechercher dans l'image numérique, quatre nuages de points binaires distincts correspondant aux quatre côtés du quadrilatère. Une fois que ces quatre groupes de points binaires sont constitués et ordonnés, un traitement par régression linéaire permet d'obtenir l'équation des quatre droites formées par ces quatre groupes de points binaires. La comparaison des quatre parties des droites ainsi obtenues permet ensuite d'obtenir un contour modélisé.

Plus précisément, pour constituer et ordonner les quatre nuages de points binaires, le calculateur 16 détermine et élimine les groupes de points appartenant aux quatre coins du quadrilatère. Il y a lieu de remarquer que ces points représentent la limite entre deux nuages adjacents et sont donc difficiles à ranger dans un nuage ou dans l'autre.

Une erreur d'affectation peut fausser l'approximation.

Sur la figure 8, on a représenté un graphique illustrant la recherche des quatre coins d'un quadrilatère Cl, C2,
C3 et C4.

Les moyens de traitement d'images recherchent tout d'abord les modules extrêmes des points binaires représentatifs de contour. Les points appartenant aux coins sont ensuite déterminés à partir d'une valeur de seuil S, calculée à partir des modules extrêmes des points binaires représentatifs du contour. Dans la mesure où les points sont classés par angles croissants, il est ainsi possible de regrouper ensemble les points appartenant à un même coin.

Une fois que ces groupes sont constitués, une vérification de validité est effectuée selon les critères suivants - disposer d'au moins quatre groupes ; et - chaque groupe doit avoir un vis-à-vis unique à 1800.

Il y a lieu de remarquer également que les limites angulaires des quatre groupes obtenus sont aussi les limites des quatre nuages de points formant les quatre côtés du quadrilatère.

Comme représenté sur le graphique de la figure 8, la lon gueur D1 est déterminée à partir des groupes de points disposés entre le coin Cl et le coin C2. La largeur D2 est déterminée à partir des groupes de points disposés entre le coin C2 et le coin C3.

L'étape 320 relative à la détection de l'orientation du composant est déterminée à partir des coordonnées polaires du contour ainsi modélisé.

Sur la figure 9, on a représenté le contour d'un composant rectangulaire dont la forme géométrique est modélisée comme décrit en référence à la figure 8.

A partir des valeurs des longueurs D1 et D3, des largeurs
D2 et D4, et du centre de gravité G du rectangle, le calculateur 16 détermine tout d'abord la pente de référence P du rectangle. Le calculateur 16 détermine enfin l'inclinaison I du composant par rapport à un axe prédéterminé
A, à partir de cette pente de référence P.

A l'issue de l'étape 320, on obtient ainsi des informations relatives au contour du composant, ainsi qu'à l'orientation de ce dernier (inclinaison du composant I).

Par ailleurs, la pluralité de pixels de l'image du composant candidat présente une information de niveau de gris S1 à
S256 qui est fonction des paramètres représentatifs des conditions de prise de l'image notamment de la distance séparant le composant du poste de prise de vue 20 et de l'angle de prise de l'image.

Selon l'invention, les moyens de traitement d'images du calculateur 16 déterminent automatiquement des paramètres représentatifs de contraste de l'image à partir des informations de niveau de gris S1 à S256 des pixels de l'image obtenue par le poste de prise de vue 20.

Le principe ici s'appuie sur le fait qu'un composant est net lorsqu'il présente un maximum de contraste. La Demanderesse a donc recherché à quantifier les contrastes en utilisant l'opérateur gradient relatif aux gradients de niveau de chaque pixel. Ici, le gradient est la transition de deux niveaux de gris dans un domaine entourant un pixel. Le calculateur 16 calcule ensuite les paramètres représentatifs du contraste de l'image à partir des gradients des pixels ainsi déterminés, notamment à partir de la moyenne et de l'écart type desdits gradients.

Sur la figure 10A, on a représenté un graphique illustrant la répartition des niveaux de gris des pixels d'une image nette d'un composant candidat en fonction de l'adresse en lignes ou colonnes desdits pixels. Sur la figure 10B, on a représenté un graphique illustrant la répartition du gradient des niveaux de gris décrits en référence à la figure 10A.

Par contre, les figures llA et llB représentent des graphiques relatifs à une image floue.

L'étape 312 consiste tout d'abord à recueillir une image gradient extraite de 1 image acquise. A partir de l'image gradient, les moyens de traitement du calculateur 16 établissent ensuite un histogramme des gradients comme représenté sur les figures 12A et 12B représentatives respectivement d'une image nette (figures 10A et 10B) et d'une image floue (figures llA et llB). On constate alors que la valeur moyenne des populations des niveaux de gris des pixels n'est pas significative pour caractériser une image nette. En effet, l'image nette ainsi que l'image floue ont ici une moyenne de population égale à 0. Par contre, pour une image nette, on constate que l'écart type des gradients est supérieur à celui de l'image floue.L'écart type de l'image gradient est ici égal à f 3 pour une image nette tandis qu'il est égal à + 1 pour une image floue. Par conséquent, l'étape 312 se termine par l'obtention automatique d'une image nette (autofocus) du composant candidat à partir de la détermination d'un écart type de valeur extrême.

Sur la figure 12C on a représenté un graphique illustrant la répartition de l'écart type des gradients en fonction de la hauteur H (en mm) séparant le poste de prise de vue 20 du composant. Lorsque l'écart type est supérieur à un certain seuil S, la netteté d'une image revient à trouver un pic dans la répartition de l'écart type selon la hauteur de la prise de vue. Ce seuil S dépend du rapport signal/ bruit de la caméra vidéo ainsi que de la quantification de la mesure. Il s'agit ici d'un paramètre propre au système qui peut se calibrer. La seule limitation de ce procédé d'autofocus de l'image apparaît lorsque la valeur de l'écart type ne franchit jamais la valeur du seuil de détection.

Cette limitation arrive dans le cas d'images très homogènes par exemple des surfaces très lisses de même couleur.

Comme on le verra ci-après, l'intérêt de cette méthode d'autofocus utilisant des données statistiques est notamment de pouvoir réduire le champ de mise au point sur une ou plusieurs zones partielles de l'image traitée, ce qui favorise la rapidité du traitement.

L'autofocus peut être effectuée également sur un objet multi-niveaux. Par exemple, l'utilisateur indique ici une focalisation haute, basse ou médiane.

Après les opérations 310 et 320 du procédé selon l'invention, le calculateur dispose d'informations relatives au composant ainsi qu'à l'orientation de ce dernier. Le calculateur 16 procède ensuite à la comparaison de l'image obtenue du composant à une image de référence préétablie du composant (étape 330). Si la comparaison s'avère négative la machine transfère le composant (étape 400) sur le poste de rebut 10.

L'image de référence préétablie du composant est définie également par une pluralité de pixels présentant chacun une information de niveau, en particulier de niveau de gris, en fonction des paramètres représentatifs des conditions de prise de l'image de référence. De la même façon que pour l'image du composant candidat, chaque pixel de l'image de référence possède un gradient de niveau portant sur un domaine entourant ce pixel. L'image de référence satisfait aussi une condition de référence de contraste définie à partir des gradients des pixels. L'image de référence du composant est préalablement stockée dans une base de données 24 contenant l'image de référence de tous les composants destinés à une application électronique prédéterminée.

La comparaison de l'image obtenue du composant à une image de référence préétablie du composant s'effectue par la comparaison pixel à pixel des images correspondantes. Les moyens de traitement du calculateur 16 comparent dans ce cas les pixels de l'image candidat aux pixels d'une image de référence à l'aide d'un algorithme de reconnaissance.

Par exemple l'algorithme de reconnaissance est réalisé à partir d'opérations élémentaires conçues par la Société
NOESIS (France) vendu sous la référence VISILOG. Pour accélérer la comparaison, la Demanderesse a choisi de comparer le jeu d'images de référence à celle de l'image candidat seulement sur des pixels de décision. Ces pixels de décision sont définis selon la nature technologique du composant ainsi que selon sa fonction électronique. En pratique ces pixels de décision sont définis par rapport à un point de référence, par exemple par rapport au centre de gravité du composant. La définition de ces points de décision s'effectue en fonction de leurs adresses en lignes et en colonnes dans la matrice des pixels d'une image complète d'un composant.

Plus précisément la comparaison s'effectue selon les opérations suivantes 1) définition d'une surface d'encombrement représentative de l'image complète du composant candidat à partir de la matrice de pixels de ladite image complète 2) définition d'au moins une surface d'encombrement partielle représentative d'une image partielle ("imagette") dudit composant candidat à partir des pixels de décision 3) corrélation d'un jeu d'images de référence avec la surface d'encombrement partielle ainsi définie par les pixels de décision 4) si le résultat de la corrélation vérifie une condition choisie (par exemple un taux de corrélation de 85%), la reconnaissance du composant candidat par rapport à une image de référence est dite positive. Le traitement du composant peut donc continuer.

La corrélation s'effectue sur une zone dont les dimensions sont celles de la surface d'encombrement partielle auxquelles on ajoute une marge d'erreur pour tenir compte notamment de l'incertitude quant au positionnement correct du composant candidat. La corrélation se poursuit sur des zones successives pour lesquelles on réduit progressivement la valeur de la marge d'erreur jusqu atteindre une valeur choisie.

La corrélation peut s'effectuer par un traitement mathématique quelconque, par exemple par le calcul de la différence entre la valeur des informations de niveau de gris de chaque pixel du jeu d'images de référence et la valeur des informations de niveau de gris de chaque pixel de la surface d'encombrement partielle, suivi par le calcul de la valeur moyenne de la valeur absolue de la différence ainsi calculée pour l'ensemble des pixels concernés.

Le procédé de reconnaissance selon l'invention est rapide et simple. Toutefois il est très influençable par les variations d'éclairage des sources lumineuses des postes de prise de vue. Aussi, pour permettre l'usage de l'algorithme de reconnaissance associé à des sources d'éclairage bon marché, et pour s'affranchir du vieillissement de ces sources, la
Demanderesse s'est posée le problème de corriger les conditions d'éclairage au niveau des postes de prise de vue.

La solution apportée par la Demanderesse consiste à corriger les conditions d'éclairage du composant par rapport à des conditions d'éclairage de référence.

Plus précisément, l'étape de correction des conditions d'éclairage comprend les étapes suivantes 1) saisir les paramètres de contraste de l'image candidat 2) saisir les paramètres de contraste de l'image de référence 3) appliquer à tous les pixels de l'image candidat, une loi du type anamorphose propre à modifier les paramètres de contraste de l'image obtenue par rapport aux paramètres de contraste de l'image de référence.

Ici, les paramètres de contraste sont définis à partir de la moyenne et l'écart type de la population des pixels.

Bien que l'orientation du composant observé importe peu, il est indispensable que l'angle d'incidence de l'éclairage ainsi que la valeur du grandissement des postes de prise de vue soient identiques entre l'image de référence et l'image candidat.

En variante, les conditions d'éclairage peuvent être corrigées par l'intermédiaire d'une action sur les sources lumineuses en fonction des conditions d'éclairage de référence.

Lorsque l'étape de reconnaissance du composant ainsi que l'orientation de ce dernier sont achevées, le composant ainsi reconnu est orienté selon une position de montage prédéterminée sur la structure électronique. Le calculateur 16 compare les données représentatives de l'orientation du composant ainsi reconnu aux données représentatives de la position de montage prédéterminée qui sont préalablement stockées dans la base de données 26.

Le poste de reconnaissance 6 possède en outre des moyens de commande propres à effectuer un centrage, un retournement et une rotation du composant en réponse aux ordres délivrés par le calculateur 16.

Il s'ensuit qu'à l'issue de la comparaison entre les données représentatives de la position de montage prédéterminée à celle de l'orientation du composant, le calculateur 16 délivre des ordres de manière à ce que le composant soit orienté selon la position de montage prédéterminée. Cette orientation s'effectue à l'aide des moyens de commande propres à effectuer le centrage, le retournement et la rotation du composant (étape 500).

Par exemple les moyens de centrage sont constitués d'un palpeur commandé de façon pneumatique. Les moyens de retournement peuvent être des moyens de succion, les moyens de rotation peuvent être une table tournante.

Le bras manipulateur 14 procède une fois que l'étape 500 est achevée, au placement du composant sur un support préparatoire 8 (étape 600, figure 1).

Le support préparatoire peut présenter une configuration quelconque, par exemple il peut être constitué en un matériau mousse présentant une surface autocollante, sur laquelle se fixent les composants, ou bien un support muni d'évidements dans lesquels se logent les composants.

Claims (40)

Revendications

1. Procédé de traitement de composants électroniques destinés à être montés sur une structure électronique comprenant les étapes suivantes a) approvisionner une boîte (3) en composants (étape 100) ; b) extraire un composant candidat de la boîte (étape 200), en vue de préparer ledit composant candidat pour le montage de ce dernier sur la structure électronique, caractérisé en ce que la préparation du composant candidat ainsi extrait comprend les étapes suivantes - c) reconnaître ledit composant et l'orientation de ce dernier par l'obtention d'une image du composant et par la comparaison de l'image ainsi obtenue à une image de référence préétablie du composant (étape 300) d) orienter ledit composant ainsi reconnu selon une position de montage prédéterminée (étape 500) e) placer ledit composant ainsi orienté sur un support préparatoire (étape 600).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'approvisionnement en composants d'une boîte (étape 100) comprend les étapes suivantes - prévoir un magasin (2) comprenant plusieurs boîtes (3) (étape 110) ; - approvisionner les boîtes (3) en composants (étape 120) - extraire du magasin (2) une boîte (3) prédéterminée de composants (étape 130) ; et - acheminer la boîte prédéterminée (3) de composants devant un poste d'alimentation (4) (étape 140).

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extraction d'un composant candidat de la boîte (3) (étape 200) comprend les étapes suivantes - vérifier la présence du composant candidat dans la boîte prédéterminée (3) (étape 210) - extraire le composant candidat de la boîte (3) (étape 220) ; et - acheminer le composant candidat devant un poste de reconnaissance (6) (étape 230).

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'obtention d'une image du composant candidat et l'orientation de ce dernier (étape 300) comprend les étapes suivantes - prendre une image du composant candidat (étape 311) - modéliser la forme géométrique du composant candidat ; et - déterminer l'orientation du composant candidat.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la prise de l'image d'un composant candidat (étape 311) comprend l'étape suivante - prendre une image dudit composant candidat à partir d'un poste de prise de vue, l'image comprenant une pluralité de pixels présentant chacun une information de niveau, en particulier de niveau de gris, en fonction des paramètres représentatifs des conditions de prise de l'image notamment de la distance séparant le composant du poste de prise de vue et de l'angle de prise de l'image (étape 311).

6. Procédé selon la revendication 3 et la revendication 4, caractérisé en ce que la modélisation de la forme géométrique du composant candidat comprend les étapes suivantes - déterminer automatiquement des points représentatifs du contour du composant candidat à partir des informations de niveau de gris des pixels de l'image du composant candidat - modéliser la forme géométrique du composant à partir des points ainsi déterminés.

7. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la modélisation de la forme géométrique du composant candidat permet en outre de déterminer automatiquement l'orientation du composant candidat.

8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'obtention d'une image du composant (étape 300) comprend en outre les étapes suivantes - prendre une image dudit composant ainsi extrait à partir d'un poste de prise de vue, l'image comprenant une pluralité de pixels présentant chacun une information de niveau, en particulier de niveau de gris, en fonction des paramètres représentatifs des conditions de prise de l'image notamment de la distance séparant le composant du poste de prise de vue et de l'angle de prise de l'image (étape 311) ;; - déterminer automatiquement des paramètres représentatifs du contraste de l'image à partir des informations de niveau de gris des pixels (étape 312) - changer progressivement la valeur des paramètres des conditions de prise de l'image jusqu'à obtenir une valeur des paramètres de contraste satisfaisant une condition choisie (étape 313).

9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la comparaison de l'image du composant candidat obtenue à l'image de référence (étape 330) comprend les étapes suivantes - comparer les pixels de l'image obtenue satisfaisant ainsi la condition choisie de contraste aux pixels de l'image de référence préétablie satisfaisant une condition de référence de contraste, - procéder à l'étape (500) si le résultat de la comparaison est positif, sinon acheminer ledit composant non reconnu vers un poste de rebut (10) (étape 400).

10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la détermination automatique des paramètres de contraste (étape 312) comprend les étapes suivantes - déterminer en chaque pixel, un gradient de niveau portant sur un domaine entourant ce pixel - calculer les paramètres représentatifs des contrastes de l'image à partir des gradients des pixels ainsi déterminés, notamment à partir de la moyenne et de l'écart type desdits gradients.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précé dentes, caractérisé en ce que l'image de référence préétablie du composant est définie par une pluralité de pixels présentant chacun une information de niveau, en particulier de niveau de gris, en fonction des paramètres représentatifs des conditions de prise de l'image de référence, chaque pixel possédant un gradient de niveau portant sur un domaine entourant ce pixel, l'image de référence satisfaisant une condition de référence de contraste étant définie à partir des gradients des pixels.

12. Procédé selon la revendication 4 ou la revendication 8, caractérisé en ce que la prise de l'image du composant (étape 311) comprend en outre l'étape suivante - corriger les conditions d'éclairage du composant par rapport à des conditions d'éclairage de référence.

13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la correction des conditions d'éclairage comprend les étapes suivantes - saisir les paramètres de contraste de l'image obtenue - saisir les paramètres de contraste de l'image de référence - appliquer à tous les pixels de l'image obtenue, une loi de type anamorphose propre à modifier les paramètres de contraste de l'image obtenue par rapport aux paramètres de contraste de l'image de référence.

14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la correction des conditions d'éclairage consiste à agir sur la source d'éclairage du poste de prise de vue jusqu a obtenir des conditions d'éclairage sensiblement identiques aux conditions d'éclairage de référence.

15. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'orientation du composant candidat est définie à partir du centre de gravité du composant ainsi que de sa nature technologique.

16. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position de montage prédéterminée sur la structure électronique est définie à partir des données représentatives du positionnement du composant sur ladite structure électronique.

17. Procédé selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que la comparaison de l'image du composant à l'image de référence (étape 330) comprend les étapes suivantes - définir une surface d'encombrement représentative de l'image complète d'un composant candidat à partir de la matrice de pixels de ladite image complète - définir au moins une surface d'encombrement partielle représentative d'une image partielle dudit composant candidat à partir de pixels de décision ; et - corréler un jeu d'images de référence avec la surface d'encombrement partielle de 1 image partielle du composant candidat ainsi définie par les pixels de décision - procéder à l'étape (500) si le résultat de la corrélation vérifie une condition choisie, sinon procéder à l'étape 400.

18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que les pixels de décision sont définis selon leurs adresses en lignes et en colonnes par rapport à un point de référence prédéterminé.

19. Procédé selon la revendication 17 ou la revendication 18, caractérisé en ce que la corrélation s'effectue sur une zone dont les dimensions sont celles de la surface d'encombrement partielle auxquelles est ajoutée une marge d'erreur, la corrélation se poursuivant sur des zones successives pour lesquelles la valeur de la marge d'erreur est progressivement réduite jusqu'à atteindre une valeur choisie.

20. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que la corrélation comprend les étapes suivantes - faire la différence entre la valeur des informations de niveau de gris de chaque pixel du jeu d'images de référence et la valeur des informations de niveau de gris de chaque pixel de la surface d'encombrement partielle de l'image du composant candidat - calculer la valeur moyenne de la valeur absolue de la différence ainsi obtenue pour l'ensemble des pixels concernés.

21. Dispositif de traitement de composants électroniques destiné à être monté sur une structure électronique pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 20 comprenant - une boîte (3) propre à être approvisionnée en composants - des moyens d'extraction propres à extraire au moins un composant candidat de la boîte, en vue de préparer ledit composant candidat pour le montage de ce dernier sur la structure électronique, caractérisé en ce que le dispositif comprend en outre - des moyens de stockage (24) propres à contenir une image de référence préétablie du composant candidat ainsi qu'une position de référence préétablie de ce dernier - des moyens d'obtention (20) d'une image du composant candidat - des moyens de comparaison (16, 22) de l'image ainsi obtenue à l'image de référence préétablie du composant candidat, pour reconnaître ledit composant et la position de ce dernier - des moyens de stockage auxiliaires (26) propres à contenir une donnée représentative de la position de montage prédéterminée - des moyens d'orientation propres à orienter ledit composant candidat ainsi reconnu selon la position de montage prédéterminée ; - un support préparatoire (8) - des moyens de placement (14) propres à placer ledit composant candidat ainsi orienté sur le support préparatoire (8).

22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'il comprend en outre - un magasin (2) à plusieurs boîtes (3) - des moyens pour approvisionner les boîtes (3) en composants ; et - des moyens pour acheminer la boîte (3) de composants devant un poste d'alimentation (4).

23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce que les moyens d'extraction d'un composant candidat de la boîte (3) comprennent - des moyens pour vérifier la présence du composant candidat dans la boîte (3) - des moyens pour extraire le composant candidat de la boîte (3) ; et - des moyens (12) pour acheminer le composant candidat devant un poste de reconnaissance (6).

24. Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que les moyens pour obtenir une image du composant candidat et l'orientation de ce dernier comprennent - un poste de prise de vue (20) propre à prendre une image du composant candidat - des moyens pour modéliser la forme géométrique du composant candidat - des moyens pour déterminer l'orientation du composant candidat.

25. Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce que le poste de prise de vue (20) prend une image dudit composant ainsi extrait, l'image comprenant une pluralité de pixels présentant chacun une information de niveau, en particulier de niveau de gris, en fonction des paramètres représentatifs des conditions de prise de l'image notamment de la distance séparant le composant du poste de prise de vue et de l'angle de prise de l'image.

26. Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce que les moyens de modélisation de la forme géométrique du composant candidat comprennent - des moyens pour déterminer automatiquement des points représentatifs du contour du composant candidat à partir des informations de niveau de gris des pixels de l'image du composant candidat - des moyens pour modéliser la forme géométrique du composant à partir des points ainsi déterminés.

27. Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce que les moyens de modélisation de la forme géométrique du composant candidat comprennent en outre des moyens pour déterminer automatiquement l'orientation du composant candidat à partir de la forme géométrique ainsi modélisée.

28. Dispositif selon l'une quelconque des revendication 21 à 22, caractérisé en ce que les moyens d'obtention de l'image comprennent en outre - un poste de prise de vue (20) pour prendre une image dudit composant ainsi positionné, l'image comprenant une pluralité de pixels présentant chacun une information de niveau, en particulier de niveau de gris, en fonction des paramètres représentatifs des conditions de prise de l'image, notamment de la distance séparant le composant du poste de prise de vue et de l'angle de prise de l'image - des moyens de traitement (22) pour déterminer automatiquement des paramètres représentatifs du contraste de l'image à partir des informations de niveau des pixels - des moyens de commande pour changer progressivement la valeur des paramètres de conditions de prise de l'image jusqu a obtenir une valeur des paramètres de contraste satisfaisant une condition choisie.

29. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que les moyens de comparaison de l'image du composant candidat à l'image de référence comprennent - des moyens de comparaison pour comparer les pixels de l'image obtenue satisfaisant ainsi la condition choisie de contraste aux pixels de l'image de référence préétablie satisfaisant une condition de référence de contraste - un poste de rebut (10) - des moyens d'acheminement (14) pour acheminer le composant devant les moyens d'orientation si le résultat de la comparaison est positif sinon pour acheminer ledit composant non reconnu vers le poste de rebut (10).

30. Dispositif selon la revendication 29, caractérisé en ce que les moyens de traitement (22) déterminent en chaque pixel, un gradient de niveau portant sur un domaine entourant ce pixel et en ce que ces moyens de traitement calculent les paramètres représentatifs du contraste de l'image à partir des gradients des pixels ainsi déterminés, notamment à partir de la moyenne et de l'écart type desdits gradients.

31. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 21 à 30, caractérisé en ce que l'image de référence préétablie du composant est définie par une pluralité de pixels présentant chacun une information de niveau, en particulier de niveau de gris, en fonction des paramètres représentatifs des conditions de prise de l'image de référence, chaque pixel possédant un gradient de niveau portant sur un domaine entourant ce pixel, l'image de référence satisfaisant une condition de référence de contraste étant définie à partir des gradients des pixels.

32. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 21 à 31, caractérisé en ce que le poste de prise de vue (18, 20) comprend en outre - des moyens pour corriger les conditions d'éclairage du composant par rapport à des conditions d'éclairage de référence.

33. Dispositif selon la revendication 32, caractérisé en ce que pour corriger les conditions d'éclairage, les moyens de traitement (22) appliquent à tous les pixels de l'image obtenue, une loi de type anamorphose propre à modifier les paramètres de contraste de l'image obtenue par rapport aux paramètres de contraste de l'image de référence.

34. Dispositif selon la revendication 32, caractérisé en ce que pour corriger les conditions d'éclairage, les moyens de commande agissent sur la source d'éclairage du poste de prise de vue jusqu a obtenir des conditions d'éclairage sensiblement identiques aux conditions d'éclairage de référence.

35. Dispositif selon la revendication 28, caractérisé en ce que la donnée représentative de l'orientation du composant candidat est définie à partir du centre de gravité du composant ainsi que de sa nature technologique.

36. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que la donnée représentative de la position prédéterminée de montage sur la structure électronique est définie à partir des données représentatives du positionnement du composant sur ladite structure électronique.

37. Dispositif selon l'une des revendications 21 à 36, caractérisé en ce que les moyens de comparaison de l'image du composant à l'image de référence comprennent - des moyens pour définir une surface d'encombrement représentative de l'image complète d'un composant candidat à partir de la matrice de pixels de ladite image complète - des moyens pour définir au moins une surface d'encombrement partielle représentative d'une image partielle dudit composant candidat à partir de pixels de décision ; et - des moyens pour corréler un jeu d'images de référence avec la surface d'encombrement partielle de l'image partielle du composant candidat ainsi définie par les pixels de décision.

38. Dispositif selon la revendication 37, caractérisé en ce que les pixels de décision sont définis selon leurs adresses en lignes et en colonnes par rapport à un point de référence prédéterminée.

39. Dispositif selon la revendication 37, caractérisé en ce que les moyens de corrélation sont agencés pour effectuer une corrélation sur une zone dont les dimensions sont celles de la surface d'encombrement partielle auxquelles est ajoutée une marge d'erreur, la corrélation se poursuivant sur des zones successives pour lesquelles la valeur de la marge d'erreur est progressivement réduite jusqu'à atteindre une valeur choisie.

40. Dispositif selon la revendication 37, caractérisé en ce que les moyens de corrélation comprennent - des moyens pour faire la différence entre la valeur des informations de niveau de gris de chaque pixel du jeu d'images de référence et la valeur des informations de niveau de gris de chaque pixel de la surface d'encombrement partielle de l'image du composant candidat ; et - des moyens pour calculer la valeur moyenne de la valeur absolue de la différence ainsi obtenue pour l'ensemble des pixels concernés.