JP3083326B2 - 多数の部品を位置決めするための分割フィールドを有する光学装置 - Google Patents
多数の部品を位置決めするための分割フィールドを有する光学装置Info
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- G—PHYSICS
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 1.技術分野 本発明は、個々の電子部品を吸着し実装する部品組付
装置の改良に関するものである。特に、本発明は、部品
位置情報を短時間で取り込む新規の手段を提供するもの
である。
装置の改良に関するものである。特に、本発明は、部品
位置情報を短時間で取り込む新規の手段を提供するもの
である。
2.関連情報 図１に示すように、従来の部品組付配置装置100は、
支持機構101と、Ｘ方向直線移動機構102と、Ｙ方向直線
移動機構103とから構成される。多軸部品載置ヘッド200
は、移動機構102、103に取着されたものであり、配置装
置のＸ−Ｙ領域内の所望領域に移動可能なように構成さ
れている。従来、プリント配線基板やそれに類するもの
が載置ヘッド200下に配置されており、Ｘ、Ｙ方向移動
機構は、載置ヘッド200を配線基板上の所望位置に移動
し、該配線基板上に部品を載置する。上向配置カメラ10
4は、載置する前に該部品の画像を取り込むために使用
される。このようなシステムを有する機械の一例とし
て、ニューヨーク、ビンガムトン所在のユニバーサル・
インスツルメンツ・インコーポレーテッド（Universal
Instruments Inc.）の汎用表面実装応用機械モデルG
SMlが挙げられる。
支持機構101と、Ｘ方向直線移動機構102と、Ｙ方向直線
移動機構103とから構成される。多軸部品載置ヘッド200
は、移動機構102、103に取着されたものであり、配置装
置のＸ−Ｙ領域内の所望領域に移動可能なように構成さ
れている。従来、プリント配線基板やそれに類するもの
が載置ヘッド200下に配置されており、Ｘ、Ｙ方向移動
機構は、載置ヘッド200を配線基板上の所望位置に移動
し、該配線基板上に部品を載置する。上向配置カメラ10
4は、載置する前に該部品の画像を取り込むために使用
される。このようなシステムを有する機械の一例とし
て、ニューヨーク、ビンガムトン所在のユニバーサル・
インスツルメンツ・インコーポレーテッド（Universal
Instruments Inc.）の汎用表面実装応用機械モデルG
SMlが挙げられる。
図２は、図１の配置装置を構成している部品載置ヘッ
ド200を詳細に示すものである。このヘッドは、配線基
板上に各部品を保持、載置するために、４本の支軸201
〜204を有している。各支軸は、個々に又は同時に組み
合わせて駆動することができ、部品基板に載置する前に
部品を吸着する。搬送機やそれに類するもの（図示せ
ず）のような種々の他の構成要素もまた、図１に示す部
品載置装置に含まれる。各支軸201〜204は、真空吸着の
ような周知の方法により、配線基板上に載置する部品を
なるべく各自一つづつ吸着している。上向配置カメラ10
4は、載置前に部品の画像を取り込むために使用され
る。
ド200を詳細に示すものである。このヘッドは、配線基
板上に各部品を保持、載置するために、４本の支軸201
〜204を有している。各支軸は、個々に又は同時に組み
合わせて駆動することができ、部品基板に載置する前に
部品を吸着する。搬送機やそれに類するもの（図示せ
ず）のような種々の他の構成要素もまた、図１に示す部
品載置装置に含まれる。各支軸201〜204は、真空吸着の
ような周知の方法により、配線基板上に載置する部品を
なるべく各自一つづつ吸着している。上向配置カメラ10
4は、載置前に部品の画像を取り込むために使用され
る。
各支軸は、コンピュータ制御の下で、部品を回路基板
に対して特定方向に位置決めできるように回転させるこ
とができる。加えて、載置ヘッド200は、支軸に保持さ
れた部品が所望位置に配置され得るように、Ｘ方向及び
Ｙ方向に水平に直線移動することができる。
に対して特定方向に位置決めできるように回転させるこ
とができる。加えて、載置ヘッド200は、支軸に保持さ
れた部品が所望位置に配置され得るように、Ｘ方向及び
Ｙ方向に水平に直線移動することができる。
カメラ104を含む従来の光学システムは、各支軸に保
持された各部品の位置を決定するために使用され、各部
品の直線移動及び回転移動時に所望位置からのずれを明
らかにするためのものである。例えば、支軸201による
供給場所から吸着された部品が、支軸における所望位置
からわずかに外れ、そのために支軸201が回路基板の所
望位置に部品を取り付けるために下降した際、部品が誤
ったオフセットした位置に取り付けることがある。
持された各部品の位置を決定するために使用され、各部
品の直線移動及び回転移動時に所望位置からのずれを明
らかにするためのものである。例えば、支軸201による
供給場所から吸着された部品が、支軸における所望位置
からわずかに外れ、そのために支軸201が回路基板の所
望位置に部品を取り付けるために下降した際、部品が誤
ったオフセットした位置に取り付けることがある。
光学システムは、部品が支軸201に保持されている間
に、該部品の位置ずれを検出することができ、そして、
コンピュータにより、基板上に部品を取り付ける前に、
支軸201の直線移動と回転移動の適切な位置調整を決定
することができる。そのうえ、この光学システムは、他
の３本の支軸に必要とされる適切な位置調整をも決定す
る。従来の構成では、単一のカメラにより、４本の支軸
の各々から画像を連続して取り込んでいる。しかしなが
ら、部品の載置時間を最小限に短縮するためには、支軸
が部品供給場所から基板上の第１の部品載置位置まで直
線移動している間に、光学システムが、多数の支軸から
画像を同時に取り込み得ることが理想的である。
に、該部品の位置ずれを検出することができ、そして、
コンピュータにより、基板上に部品を取り付ける前に、
支軸201の直線移動と回転移動の適切な位置調整を決定
することができる。そのうえ、この光学システムは、他
の３本の支軸に必要とされる適切な位置調整をも決定す
る。従来の構成では、単一のカメラにより、４本の支軸
の各々から画像を連続して取り込んでいる。しかしなが
ら、部品の載置時間を最小限に短縮するためには、支軸
が部品供給場所から基板上の第１の部品載置位置まで直
線移動している間に、光学システムが、多数の支軸から
画像を同時に取り込み得ることが理想的である。
残念ながら従来の構成では、同時に複数の支軸から部
品載置位置の情報を集めるには、異なる支軸から各画像
を取り込むための多数のカメラが必要である。このこと
は、コストの増大化及びシステムの複雑化という結果を
招くことがあった。例えば、部品載置位置の情報を図２
に示すような４本の支軸から同時に取り込むためには、
４台のカメラが必要となり、コストの増大化に加えて、
部品載置装置の重量化と複雑化を招くことになった。し
たがって、個々のカメラや装置を必要とせずに、複数の
部品から画像位置情報を集めることができるシステム及
び方法の提供が望まれている。加えて、カメラが支軸に
接近して配置されるよりもむしろ支軸から一定の距離に
配置されることが望まれている。
品載置位置の情報を集めるには、異なる支軸から各画像
を取り込むための多数のカメラが必要である。このこと
は、コストの増大化及びシステムの複雑化という結果を
招くことがあった。例えば、部品載置位置の情報を図２
に示すような４本の支軸から同時に取り込むためには、
４台のカメラが必要となり、コストの増大化に加えて、
部品載置装置の重量化と複雑化を招くことになった。し
たがって、個々のカメラや装置を必要とせずに、複数の
部品から画像位置情報を集めることができるシステム及
び方法の提供が望まれている。加えて、カメラが支軸に
接近して配置されるよりもむしろ支軸から一定の距離に
配置されることが望まれている。
発明の概要 本発明の目的は、１台のカメラを使用することにより
部品の配置を決定し修正するための改良方法を供給する
ことであり、前記カメラは、多軸ヘッドの複数の支軸に
吸着された多数の部品の分割画像を受け取るものであ
る。
部品の配置を決定し修正するための改良方法を供給する
ことであり、前記カメラは、多軸ヘッドの複数の支軸に
吸着された多数の部品の分割画像を受け取るものであ
る。
また、本発明の他の目的は、より適切なカメラ位置を
確保するために、光ファイバー導管を使用して部品配置
の情報を取り込むことである。
確保するために、光ファイバー導管を使用して部品配置
の情報を取り込むことである。
種々の実施例では、複数の光ファイバー導管が、複数
の部品からの複数の光学画像を受け取るために配設され
ている。光ファイバー導管からの複数の画像は、１台の
カメラによって取り込まれた単一画像に結合される。そ
して、画像処理コンピュータが、この結合画像から個々
の画像を分離し、この分離した個々の画像と各部品に対
する所望載置位置に基づいて、各部品のための直線移動
と回転移動の修正量を決定する。
の部品からの複数の光学画像を受け取るために配設され
ている。光ファイバー導管からの複数の画像は、１台の
カメラによって取り込まれた単一画像に結合される。そ
して、画像処理コンピュータが、この結合画像から個々
の画像を分離し、この分離した個々の画像と各部品に対
する所望載置位置に基づいて、各部品のための直線移動
と回転移動の修正量を決定する。
本発明の他の目的及び利点について、後述する実施
例、図面、請求の範囲により明らかにする。
例、図面、請求の範囲により明らかにする。
図面の簡単な説明 図１は、多軸部品載置ヘッドと上向き配置カメラを組
み込んだ従来の部品配置システムを示す。
み込んだ従来の部品配置システムを示す。
図２は、図１のシステムを構成している従来の多軸部
品載置ヘッドと上向配置カメラを詳細に示す。
品載置ヘッドと上向配置カメラを詳細に示す。
図3Aは、本発明の特徴部分を適用したシステムの第１
の実施例を示す。
の実施例を示す。
図3Bは、本発明の特徴部分を適用したシステムの第２
の実施例を示す。
の実施例を示す。
図4Aは、本発明の種々の実施例において使用される外
側照明ケースと光ファイバー導管の断面図を示す。
側照明ケースと光ファイバー導管の断面図を示す。
図4Bは、照明のために使用されるファイバーの内側部
分と光ファイバー導管の断面図を示す。
分と光ファイバー導管の断面図を示す。
図５は、多軸画像を表現する単一結合画像が、コンピ
ュータのディスプレイで映像化された状態を示す。
ュータのディスプレイで映像化された状態を示す。
図６は、本発明に関する方法を実行するための一連の
ステップを示す。
ステップを示す。
発明の好適な具体例の詳細な説明 本発明の特徴部分を、図3Aに示す。図3Aに示すよう
に、本発明の一実施例は、供給物の保管場所から部品C1
〜C4をそれぞれ取り外し可能に吸着する複数の支軸302
を有する多軸載置ヘッド301を備えている。上述したよ
うに、これら支軸はＸおよびＹ方向に直線移動し、さら
に回転も可能なもので、各部品を、取り付けるべき基板
上の目的位置に正確に配置するためのものである。本発
明の特徴部分によれば、各部品が支軸に吸着された後、
可動プリズム303、306、309、312は、P1に示される第１
位置から、対応する支軸の下方近傍である第２位置に移
動される。（同様の結果を達成すべく、個々のプリズム
の代わりに単一の矩形状のプリズムを用いてもよい。） 部品C1〜C4からの反射光によって、それぞれの部品の
画像は、対応するプリズム303、306、309、312及び対応
するレンズ304、307、310、313を介して、対応する光フ
ァイバー導管305、308、311、314に伝送される。各光フ
ァイバー導管は、部品の画像を、画像処理コンピュータ
318と付属ディスプレイ317に接続した単一のカメラ316
に伝送する。例えばプリズム303について言及すれば、
部品C1からの反射光は、レンズ304、光ファイバー導管3
05に導かれ、この光ファイバー導管305がこの画像を第
２レンズ315およびその後方のカメラ316に導かれる。
に、本発明の一実施例は、供給物の保管場所から部品C1
〜C4をそれぞれ取り外し可能に吸着する複数の支軸302
を有する多軸載置ヘッド301を備えている。上述したよ
うに、これら支軸はＸおよびＹ方向に直線移動し、さら
に回転も可能なもので、各部品を、取り付けるべき基板
上の目的位置に正確に配置するためのものである。本発
明の特徴部分によれば、各部品が支軸に吸着された後、
可動プリズム303、306、309、312は、P1に示される第１
位置から、対応する支軸の下方近傍である第２位置に移
動される。（同様の結果を達成すべく、個々のプリズム
の代わりに単一の矩形状のプリズムを用いてもよい。） 部品C1〜C4からの反射光によって、それぞれの部品の
画像は、対応するプリズム303、306、309、312及び対応
するレンズ304、307、310、313を介して、対応する光フ
ァイバー導管305、308、311、314に伝送される。各光フ
ァイバー導管は、部品の画像を、画像処理コンピュータ
318と付属ディスプレイ317に接続した単一のカメラ316
に伝送する。例えばプリズム303について言及すれば、
部品C1からの反射光は、レンズ304、光ファイバー導管3
05に導かれ、この光ファイバー導管305がこの画像を第
２レンズ315およびその後方のカメラ316に導かれる。
本発明の特徴部分によれば、複数の部品画像を同時に
伝送し、単一の画像として結像させるべく、複数の光フ
ァイバー導管は図3Aに示すように束ねて一束にすること
ができる。図3Aに示すように、複数の光ファイバー導管
の各端を揃えて一まとめにしているので、多数の画像は
効果的に結合されて一つの画像としてカメラ316に取り
込むことができる。図3Aに示した構成においては、例え
ばレンズ315を省くことができ、このようにしても発明
の趣旨を逸脱するものではない。
伝送し、単一の画像として結像させるべく、複数の光フ
ァイバー導管は図3Aに示すように束ねて一束にすること
ができる。図3Aに示すように、複数の光ファイバー導管
の各端を揃えて一まとめにしているので、多数の画像は
効果的に結合されて一つの画像としてカメラ316に取り
込むことができる。図3Aに示した構成においては、例え
ばレンズ315を省くことができ、このようにしても発明
の趣旨を逸脱するものではない。
部品の照明方法としては種々可能である。本実施例で
は、光源320を複数の可撓光ファイバー束に接続し、各
光ファイバー束は、対応する光ファイバー導管を囲むよ
うに設けられた外装フレーム321、322、323、324にまで
延伸してある。各外装フレームは、このように複数のフ
ァイバーからなり、これらファイバーは、レンズ、プリ
ズムに向かって光を照射して、光ファイバー導管に対応
する部品を照明する。
は、光源320を複数の可撓光ファイバー束に接続し、各
光ファイバー束は、対応する光ファイバー導管を囲むよ
うに設けられた外装フレーム321、322、323、324にまで
延伸してある。各外装フレームは、このように複数のフ
ァイバーからなり、これらファイバーは、レンズ、プリ
ズムに向かって光を照射して、光ファイバー導管に対応
する部品を照明する。
複数の部品の画像情報を連続的にモニタリングするよ
りも、光源320の代わりにストロボライトを用い、瞬時
に結合画像を取り込んだ方が良い。例えばストローブパ
ルスには、48マイクロ秒のものを用いることができる。
別個で、連続的に同期したストロボを各部品の画像のた
めに供してよい。画像処理コンピュータ318の画像取込
手段により、このコンピュータの制御下、各部品の画像
を取り込むことが可能である。
りも、光源320の代わりにストロボライトを用い、瞬時
に結合画像を取り込んだ方が良い。例えばストローブパ
ルスには、48マイクロ秒のものを用いることができる。
別個で、連続的に同期したストロボを各部品の画像のた
めに供してよい。画像処理コンピュータ318の画像取込
手段により、このコンピュータの制御下、各部品の画像
を取り込むことが可能である。
可動プリズム303、306、309及び312の代わりに、固定
プリズムを用いてよい。この場合、載置ヘッド301は、
移動中に部品位置情報を取り込むために、一時的に固定
プリズム上で動かされる。
プリズムを用いてよい。この場合、載置ヘッド301は、
移動中に部品位置情報を取り込むために、一時的に固定
プリズム上で動かされる。
図3Aにおいて、カメラ316をCCDカメラにより構成する
ことができる。このCCDカメラは、結合された光ファイ
バー導管からのデジタル化された画像を伝送し、結合画
像を画像処理コンピュータ318に供する。この画像処理
コンピュータは、その画像をメモリ上に記憶する。ディ
スプレイ317は、部品配置の可視確認のために必要に応
じて用意してよい。ディスプレイ317は４つに区切られ
た領域A1〜A4を一画面上に含むもので、各領域は特定部
品からの受信した画像に対応している。
ことができる。このCCDカメラは、結合された光ファイ
バー導管からのデジタル化された画像を伝送し、結合画
像を画像処理コンピュータ318に供する。この画像処理
コンピュータは、その画像をメモリ上に記憶する。ディ
スプレイ317は、部品配置の可視確認のために必要に応
じて用意してよい。ディスプレイ317は４つに区切られ
た領域A1〜A4を一画面上に含むもので、各領域は特定部
品からの受信した画像に対応している。
画像処理コンピュータ318は、一つのカメラから４つ
全ての支軸の部品を含む合成画像を受信し、各画像領域
内における各部品の位置の直線移動誤差及び回転誤差を
決定することにより、各部品が基板上の目的載置位置に
載置されるに先立って、適切な制御命令を発して、各部
品の位置調整（直線移動及び／または回転移動）を行
う。
全ての支軸の部品を含む合成画像を受信し、各画像領域
内における各部品の位置の直線移動誤差及び回転誤差を
決定することにより、各部品が基板上の目的載置位置に
載置されるに先立って、適切な制御命令を発して、各部
品の位置調整（直線移動及び／または回転移動）を行
う。
カメラの画像には、別々の４部品の画像が含まれてい
るため、画像処理コンピュータ318は、各部品に対する
適正な修正を決定する前に、この合成画像を各部品の画
像に分離し、これら各部品の画像のための座標システム
を確立する必要がある。一つの画像から別々の画像への
分離は、当技術分野において良く知られた手法であり、
ここにおいては説明を必要としない。画像処理コンピュ
ータとソフトウェアは、ミシガン州のアン・アーバー
（Ann Arbor,Michigan）の応用知的システムにより供給
されるビジョンシステムを備えていてよい。この周知の
ソフトウェアは、画像の画素情報に基づいて部品載置位
置情報を抽出することができる。下記の図５の記載も参
照されたい。
るため、画像処理コンピュータ318は、各部品に対する
適正な修正を決定する前に、この合成画像を各部品の画
像に分離し、これら各部品の画像のための座標システム
を確立する必要がある。一つの画像から別々の画像への
分離は、当技術分野において良く知られた手法であり、
ここにおいては説明を必要としない。画像処理コンピュ
ータとソフトウェアは、ミシガン州のアン・アーバー
（Ann Arbor,Michigan）の応用知的システムにより供給
されるビジョンシステムを備えていてよい。この周知の
ソフトウェアは、画像の画素情報に基づいて部品載置位
置情報を抽出することができる。下記の図５の記載も参
照されたい。
画像処理コンピュータ318は、ソフトウェアやカメラ3
16からの画像を記憶するメモリ318aを備えたものでよ
い。フロッピディスクドライブ等の周辺装置318bは、フ
ロッピディスク319や他の媒体からソフトウェアをロー
ディングする際に用いる。
16からの画像を記憶するメモリ318aを備えたものでよ
い。フロッピディスクドライブ等の周辺装置318bは、フ
ロッピディスク319や他の媒体からソフトウェアをロー
ディングする際に用いる。
図3Bは、他の種々の実施例を示しており、この実施例
において、部品を吸着する載置ヘッド301は、固定され
た光ファイバー導管305、308、311、314上を移動可能で
あり、プリズムは必要としていない。カメラ316は、図3
Aに示したものと同様の方法で別々の光ファイバー導管
からの結合画像を取り込むものである。図3Bに示す他の
部品は、基本的に図3Aのものと同様に動作する。
において、部品を吸着する載置ヘッド301は、固定され
た光ファイバー導管305、308、311、314上を移動可能で
あり、プリズムは必要としていない。カメラ316は、図3
Aに示したものと同様の方法で別々の光ファイバー導管
からの結合画像を取り込むものである。図3Bに示す他の
部品は、基本的に図3Aのものと同様に動作する。
図4Aと図4Bは使用可能な光ファイバー導管の一種を示
している。種々の例のうち、この光ファイバー導管は、
断面縦横比が略3:4の矩形状にファイバーを束ねて構成
されるものでよい。これら４つの導管は図3Aのように束
ねられている場合には、種々の標準的なデジタルカメラ
に画像を取り込む際、あるいは、結合画像を画像コンピ
ュータに処理させる際に好適な画像を提供する。この導
管には商業上利用可能な種々のものを用いることができ
る。例えばマサチューセッツ州サウスブリッジのスコッ
トファイバーオプティクス（Schott Fiber Optics of S
outhbridge,Massachusetts）からのものが現在利用可能
である。
している。種々の例のうち、この光ファイバー導管は、
断面縦横比が略3:4の矩形状にファイバーを束ねて構成
されるものでよい。これら４つの導管は図3Aのように束
ねられている場合には、種々の標準的なデジタルカメラ
に画像を取り込む際、あるいは、結合画像を画像コンピ
ュータに処理させる際に好適な画像を提供する。この導
管には商業上利用可能な種々のものを用いることができ
る。例えばマサチューセッツ州サウスブリッジのスコッ
トファイバーオプティクス（Schott Fiber Optics of S
outhbridge,Massachusetts）からのものが現在利用可能
である。
図4Aにおいて、ファイバーの矩形束は、部品画像を伝
送するコア部分401と、光ファイバー束に外装され部品
を照明するための光源402とを備えている。光源402は、
種々のもの、例えば、光源320や、複数のLED、あるいは
白熱電灯を用いることができる。矩形の導管の代わり
に、円筒状のものを用いてもよい。プラスチックファイ
バーより一般的に良好な伝送特性を有するガラスファイ
バーを用いてもよい。さらに伝送時に一般的に発生する
減衰を考えて、導管における屈曲部分や湾曲部分の数は
最小限にするのが望ましい。プリズムは必要に応じてコ
ーナーで反射（corner turns）するものを用いてよい。
送するコア部分401と、光ファイバー束に外装され部品
を照明するための光源402とを備えている。光源402は、
種々のもの、例えば、光源320や、複数のLED、あるいは
白熱電灯を用いることができる。矩形の導管の代わり
に、円筒状のものを用いてもよい。プラスチックファイ
バーより一般的に良好な伝送特性を有するガラスファイ
バーを用いてもよい。さらに伝送時に一般的に発生する
減衰を考えて、導管における屈曲部分や湾曲部分の数は
最小限にするのが望ましい。プリズムは必要に応じてコ
ーナーで反射（corner turns）するものを用いてよい。
図4Bは、光ファイバー束自身の一部が図示しない部品
照明用の光源から光を伝送するために用いることができ
るようにしたものを示している。ファイバー束の内側部
分403はファイバー束の外側部分404と分離されている。
そして、この内側部分は反射画像を受信するのに用いら
れ、外側部分は光源からの光を伝送し、それを部品に照
射するのに用いられる。光源には種々のもの、例えば、
光源320や、複数のLED、あるいは白熱電灯を用いること
ができる。
照明用の光源から光を伝送するために用いることができ
るようにしたものを示している。ファイバー束の内側部
分403はファイバー束の外側部分404と分離されている。
そして、この内側部分は反射画像を受信するのに用いら
れ、外側部分は光源からの光を伝送し、それを部品に照
射するのに用いられる。光源には種々のもの、例えば、
光源320や、複数のLED、あるいは白熱電灯を用いること
ができる。
図５は、部品位置情報に一致して、カメラ316により
取り込まれた１つの画像がどのようにディスプレイ317
に現れるかを示すものである。画像は領域A1〜A4に含ま
れ、それぞれは302のような１つの支軸の部品の画像を
含んでいる。例えば、部品C1はその支軸の中央に正しく
置かれており、このことは、画像の上左象限の下左隅に
表わされる（0,0）及び０度という情報とこの象限にお
ける照準用十字線に合わせて部品の中央が合致されるこ
とにより表示される。それゆえ、部品載置位置修正の必
要はない。
取り込まれた１つの画像がどのようにディスプレイ317
に現れるかを示すものである。画像は領域A1〜A4に含ま
れ、それぞれは302のような１つの支軸の部品の画像を
含んでいる。例えば、部品C1はその支軸の中央に正しく
置かれており、このことは、画像の上左象限の下左隅に
表わされる（0,0）及び０度という情報とこの象限にお
ける照準用十字線に合わせて部品の中央が合致されるこ
とにより表示される。それゆえ、部品載置位置修正の必
要はない。
しかしながら、領域A2の部品C2は、距離Δｘ及びΔｙ
だけオフセットしている。したがって、ｘ及びｙ方向に
対応する距離を直線移動して補正しなければならない。
領域A3の部品C3は、正しく中央に置かれているが、およ
そ角度Δθだけ回転している。その結果、その向きを、
対応する角度だけ回転させなければならない。最後に、
部品C4は、距離Δｘ及びΔｙだけオフセットしており、
角度Δθだけ回転している。したがって、その位置を、
適切に回転及び直線移動させなければならない。図５に
見ることができるように、それぞれの象限において、そ
の画像象限における部品に対する確認された部品位置直
線移動誤差及び回転誤差を指示することが望ましい。
だけオフセットしている。したがって、ｘ及びｙ方向に
対応する距離を直線移動して補正しなければならない。
領域A3の部品C3は、正しく中央に置かれているが、およ
そ角度Δθだけ回転している。その結果、その向きを、
対応する角度だけ回転させなければならない。最後に、
部品C4は、距離Δｘ及びΔｙだけオフセットしており、
角度Δθだけ回転している。したがって、その位置を、
適切に回転及び直線移動させなければならない。図５に
見ることができるように、それぞれの象限において、そ
の画像象限における部品に対する確認された部品位置直
線移動誤差及び回転誤差を指示することが望ましい。
図６は、種々のステップを示しており、それらは本発
明の明白な態様を実施するために実行することができ
る。ステップ601において、真空取付手段を例えば用い
て、部品を取り上げ、支軸に保持する。ステップ602で
は、複数のプリズムを、部品の下側に置く（同様に、こ
れは、一式の固定プリズム上方で部品を直線移動させる
ことによりなされるものであってもよい）。ステップ60
3では、それぞれの部品からの画像が、各プリズムを介
して受けとられ、対応する光ファイバー導管により伝送
される。；このステップは、ストロボライトを連続的に
又は同時に励起すること、又は各部品からの十分な反射
光を確実にする光源を照射することを含んでもよい。ス
テップ604では、例えば、それぞれが対応する部品の画
像を伝送する多数の光ファイバー導管を結束することに
より、多数の画像を単一の画像に結合する。ステップ60
5では、好ましくは、結合画像を受けるCCDカメラを介し
て、結合画像をコンピュータに記録する。ステップ606
では、結合画像を再度対応する部品画像に分離し、各部
品に対する適正部品載置位置修正量を決定する。修正量
は、その後、各部品載置のための制御ヘッド301に対し
て用いられる。画像処理コンピュータ318で実行される
ソフトウェアは、図６におけるステップ605及び606を実
行するのに用いられてもよい。
明の明白な態様を実施するために実行することができ
る。ステップ601において、真空取付手段を例えば用い
て、部品を取り上げ、支軸に保持する。ステップ602で
は、複数のプリズムを、部品の下側に置く（同様に、こ
れは、一式の固定プリズム上方で部品を直線移動させる
ことによりなされるものであってもよい）。ステップ60
3では、それぞれの部品からの画像が、各プリズムを介
して受けとられ、対応する光ファイバー導管により伝送
される。；このステップは、ストロボライトを連続的に
又は同時に励起すること、又は各部品からの十分な反射
光を確実にする光源を照射することを含んでもよい。ス
テップ604では、例えば、それぞれが対応する部品の画
像を伝送する多数の光ファイバー導管を結束することに
より、多数の画像を単一の画像に結合する。ステップ60
5では、好ましくは、結合画像を受けるCCDカメラを介し
て、結合画像をコンピュータに記録する。ステップ606
では、結合画像を再度対応する部品画像に分離し、各部
品に対する適正部品載置位置修正量を決定する。修正量
は、その後、各部品載置のための制御ヘッド301に対し
て用いられる。画像処理コンピュータ318で実行される
ソフトウェアは、図６におけるステップ605及び606を実
行するのに用いられてもよい。
本発明に関して多くの一部変更や変形が可能であり、
特定の値への言及は、実例のみによるものであることは
明らかである。例えば、本発明は、部品のスルーホール
実装と同様に、表面実装に対しても実行できるものであ
る。語句「部品組付装置」等は、部品載置装置、スルー
ホール挿入装置及び多重部品の位置決めを要求する他の
組付操作を含むものと解釈されるものである。本発明の
方法ステップは、本発明の趣旨から逸脱することなく図
示されたものとは異なる整然とした順序で実行されても
よい。したがって、請求の範囲の範囲内で、本発明は、
特に記述されたものとは別の方法で実施されてもよい。
特定の値への言及は、実例のみによるものであることは
明らかである。例えば、本発明は、部品のスルーホール
実装と同様に、表面実装に対しても実行できるものであ
る。語句「部品組付装置」等は、部品載置装置、スルー
ホール挿入装置及び多重部品の位置決めを要求する他の
組付操作を含むものと解釈されるものである。本発明の
方法ステップは、本発明の趣旨から逸脱することなく図
示されたものとは異なる整然とした順序で実行されても
よい。したがって、請求の範囲の範囲内で、本発明は、
特に記述されたものとは別の方法で実施されてもよい。
フロントページの続き (72)発明者 リスター、ピーター エム. アメリカ合衆国、ニューヨーク州 13790、ジョンソンシティ、＃Ｓ−６、 レイノルズロード 1025 (56)参考文献 特開 平３−78300（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−257880（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−124362（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−21698（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−193305（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭55−13522（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許4441817（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06T 1/00 G01B 11/00 G06T 7/00
Claims (10)
- 【請求項１】それぞれに部品を保持することができる複
数の部品支軸からなるヘッドと、 それぞれの第１端が保持された部品の１つからの対応す
る画像を受けとるように配置され、かつ第２端が対応す
る画像を伝送する表面を有してなり、全ての第２端が結
束されて対応する個々の画像を結合した単一画像を作成
する複数の光ファイバー導管と、 結束された光ファイバー導管から単一結合画像を取り込
むために位置決めされたカメラと、 カメラに結合され、取り込まれた単一結合画像を保存
し、その結合画像から各部品を分離し、各部品の位置決
めを行う画像処理手段と、 からなる部品位置情報を決定する装置。 - 【請求項２】各部品の決定された載置位置に基づいて各
部品に対して載置位置修正信号を発生する手段をさらに
含んでなる請求項１の装置。 - 【請求項３】複数の光ファイバー導管のそれぞれの回り
に外装され、対応する部品のそれぞれを照らす照明手段
をさらに含んでなる請求項１の装置。 - 【請求項４】各光ファイバー導管の第１端が、取り付け
られた部品の１つの下方に配置され、１つの取り付けら
れた部品の下側から対応する画像を受けるようにしてい
る請求項１の装置。 - 【請求項５】それぞれに部品を保持することができる複
数の部品支軸からなるヘッドと、 それぞれの第１端が保持された部品の１つからの対応す
る画像を受けとるように配置され、かつ第２端が対応す
る画像を伝送する表面を有してなり、全ての第２端が結
束されて対応する個々の画像を結合した単一画像を作成
する複数の光ファイバー導管と、 結束された光ファイバー導管から単一結合画像を取り込
むために位置決めされたカメラと、 部品から離間した第１位置から部品の下の第２位置に移
動可能で、光ファイバー導管の対応する１つに対応する
画像のそれぞれを反射するプリズム手段と、 から部品位置情報を決定する装置。 - 【請求項６】それぞれに部品を保持することができる複
数の部品支軸からなるヘッドと、 それぞれの第１端が保持された部品の１つからの対応す
る画像を受けとるように配置され、かつ第２端が対応す
る画像を伝送する表面を有してなり、全ての第２端が結
束されて対応する個々の画像を結合した単一画像を作成
する複数の光ファイバー導管と、 結束された光ファイバー導管から単一結合画像を取り込
むために位置決めされたカメラとからなり、 複数の光ファイバー導管のそれぞれが、ファイバーの矩
形束からなり、その断面が略3:4の縦横比を有する部品
位置情報を決定する装置。 - 【請求項７】（ａ）複数の部品を対応する複数の部品支
軸に取り付け、 （ｂ）それぞれが複数の部品の１つに対応している複数
の画像を受けとり、 （ｃ）複数の画像を単一の結合画像に結合し、 （ｄ）単一の結合画像をカメラに取り込み， （ｅ）ステップ（ｄ）で取り込んだ結合画像をコンピュ
ータに記録し、 （ｆ）コンピュータ内に記録された結合画像に基づい
て、それぞれの記録された結合画像からそれぞれの部品
を分離することにより複数の部品の載置位置修正量を決
定する部品組立装置における部品位置の制御方法。 - 【請求項８】（ａ）複数の部品を対応する複数の部品支
軸に取り付け、 （ｂ）それぞれが複数の部品の１つに対応している複数
の画像を受けとり、 （ｃ）複数の画像を単一の結合画像に結合し、 （ｄ）単一の結合画像をカメラに取り込み、 （ｅ）ステップ（ｄ）で取り込んだ結合画像をコンピュ
ータに記録し、 （ｆ）コンピュータ内に記録された画像に基づいて、複
数の部品の載置位置修正量を決定してなり、 ステップ（ｂ）が、複数のプリズムを、複数の部品の下
に移動させるステップからなり、それぞれのプリズムが
複数の部品の１つから画像を投影するように配設される
部品組立装置における部品位置の制御方法。 - 【請求項９】ステップ（ｂ）が、画像の１つを取り込む
ために複数の光ファイバー導管それぞれの上方に複数の
部品を移動させるステップからなる請求項７の方法。 - 【請求項１０】複数の光ファイバー導管の対応する１つ
の回りにそれぞれが外装される複数の発光機を用いて複
数の部品を照らすステップをさらに含んでなる請求項９
の方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/498,128 | 1995-07-05 | ||
| US498,128 | 1995-07-05 | ||
| US08/498,128 US5699448A (en) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | Split field optics for locating multiple components |
| PCT/US1996/011363 WO1997002541A1 (en) | 1995-07-05 | 1996-07-03 | Split field optics for locating multiple components |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10511791A JPH10511791A (ja) | 1998-11-10 |
| JP3083326B2 true JP3083326B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=23979700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09505316A Expired - Fee Related JP3083326B2 (ja) | 1995-07-05 | 1996-07-03 | 多数の部品を位置決めするための分割フィールドを有する光学装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5699448A (ja) |
| EP (1) | EP0838065A4 (ja) |
| JP (1) | JP3083326B2 (ja) |
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| JP2001053496A (ja) * | 1999-08-06 | 2001-02-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品実装方法 |
| JP2002118398A (ja) * | 2000-10-05 | 2002-04-19 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | プリント配線板の位置検出方法 |
| US7528957B2 (en) * | 2001-12-21 | 2009-05-05 | Malvern Instruments Incorporated | Spectrometric process monitoring |
| US7110115B2 (en) * | 2003-06-30 | 2006-09-19 | Motorola, Inc. | Method and arrangement for aligning an optical component on a printed wiring board |
| US6958683B2 (en) * | 2003-10-02 | 2005-10-25 | Ford Motor Company | Multipurpose vision sensor system |
| GB0329595D0 (en) * | 2003-12-20 | 2004-01-28 | Ncr Int Inc | Sensing arrangement |
| US20070162552A1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-07-12 | Cisco Technology, Inc. | Method and system for providing an instant messaging camp-on service |
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|---|---|---|---|---|
| US3136208A (en) * | 1959-05-27 | 1964-06-09 | Magson John | Optical space monitoring apparatus |
| US3068772A (en) * | 1959-06-08 | 1962-12-18 | American Optical Corp | View and range-finding system for cameras |
| US4441817A (en) * | 1980-07-29 | 1984-04-10 | Diffracto Ltd. | Electro-optical sensors with fiber optic bundles |
| US4628464A (en) * | 1983-10-07 | 1986-12-09 | Westinghouse Electric Corp. | Robotic system for mounting electrical components |
| JPS60103700A (ja) * | 1983-11-11 | 1985-06-07 | 株式会社日立製作所 | 部品の位置決め装置 |
| US4599908A (en) * | 1985-03-18 | 1986-07-15 | Sheridan Thomas B | Opto-mechanical touch sensor |
| JPS61293657A (ja) * | 1985-06-21 | 1986-12-24 | Matsushita Electric Works Ltd | 半田付け外観検査方法 |
| US4805123B1 (en) * | 1986-07-14 | 1998-10-13 | Kla Instr Corp | Automatic photomask and reticle inspection method and apparatus including improved defect detector and alignment sub-systems |
| US4791715A (en) * | 1987-04-03 | 1988-12-20 | Cimco, Inc. | Method and apparatus for assembly of cassette pulley |
| US4896418A (en) * | 1987-08-07 | 1990-01-30 | Texas Instrument Incorporated | Direct mounting method for semiconductors |
| US4776088A (en) * | 1987-11-12 | 1988-10-11 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Placement accuracy gauge for electrical components and method of using same |
| DE3818534A1 (de) * | 1988-05-31 | 1989-12-07 | Brunner Wolfgang | Verfahren zum darstellen der ortsaufgeloesten verteilung von physikalischen groessen auf einer anzeige sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| US4951383A (en) * | 1988-11-14 | 1990-08-28 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Electronic parts automatic mounting apparatus |
| US5172468A (en) * | 1990-08-22 | 1992-12-22 | Sony Corporation | Mounting apparatus for electronic parts |
| JP2789387B2 (ja) * | 1990-11-30 | 1998-08-20 | 株式会社新川 | ボンディング装置 |
| US5172421A (en) * | 1991-03-27 | 1992-12-15 | Hughes Aircraft Company | Automated method of classifying optical fiber flaws |
| US5194948A (en) * | 1991-04-26 | 1993-03-16 | At&T Bell Laboratories | Article alignment method and apparatus |
| JP3261770B2 (ja) * | 1992-11-19 | 2002-03-04 | 松下電器産業株式会社 | 部品装着装置 |
| US5454049A (en) * | 1993-06-21 | 1995-09-26 | Sony Electronics, Inc. | Automatic threshold function for machine vision |
-
1995
- 1995-07-05 US US08/498,128 patent/US5699448A/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-07-03 EP EP96923684A patent/EP0838065A4/en not_active Withdrawn
- 1996-07-03 WO PCT/US1996/011363 patent/WO1997002541A1/en not_active Application Discontinuation
- 1996-07-03 JP JP09505316A patent/JP3083326B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1997002541A1 (en) | 1997-01-23 |
| JPH10511791A (ja) | 1998-11-10 |
| EP0838065A1 (en) | 1998-04-29 |
| US5699448A (en) | 1997-12-16 |
| EP0838065A4 (en) | 1999-11-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |