JPH06188600A - 部品のリード線位置感知装置 - Google Patents
部品のリード線位置感知装置Info
- Publication number
- JPH06188600A JPH06188600A JP2410147A JP41014790A JPH06188600A JP H06188600 A JPH06188600 A JP H06188600A JP 2410147 A JP2410147 A JP 2410147A JP 41014790 A JP41014790 A JP 41014790A JP H06188600 A JPH06188600 A JP H06188600A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lead wire
- lead
- gripper
- path
- beams
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
- H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
- H05K13/081—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
- H05K13/0815—Controlling of component placement on the substrate during or after manufacturing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 あらゆる種類の部品のリード線を高い精度で
測定し、より少ないビームをもつ装置を提供する。 【構成】 第１と第２の経路に対して或る角度をなして
第３経路を横移動し、リード線によりさえぎられるよう
にされる第３ビームを作る第３手段と、第３ビームを感
知する第３手段と、ビームのさえぎりの夫々の時点に基
づいてリード線の平均位置を計算する手段を備たリード
線位置感知装置である。部品の本体対リード線の測定装
置であり、ＬＥＤホトダイオード対又は多方向光源をも
つ複数光検出器で作られる多ビームをもち、装置は自給
式構成を有し、部品を運ぶグリッパの位置情報を必要と
しない。
測定し、より少ないビームをもつ装置を提供する。 【構成】 第１と第２の経路に対して或る角度をなして
第３経路を横移動し、リード線によりさえぎられるよう
にされる第３ビームを作る第３手段と、第３ビームを感
知する第３手段と、ビームのさえぎりの夫々の時点に基
づいてリード線の平均位置を計算する手段を備たリード
線位置感知装置である。部品の本体対リード線の測定装
置であり、ＬＥＤホトダイオード対又は多方向光源をも
つ複数光検出器で作られる多ビームをもち、装置は自給
式構成を有し、部品を運ぶグリッパの位置情報を必要と
しない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】第１経路を横移動し、リード線に
よりさえぎられるようにされる第１ビームを作る第１手
段と、第１ビームを感知する第１手段と、前記第１経路
に対して或る角度をなして第２経路を横移動し、リード
線によりさえぎられるようにされる第２ビームを作る第
２手段と、第２ビームを感知する第２手段を備えて成る
部品のリード線の位置を感知する装置に関する。
よりさえぎられるようにされる第１ビームを作る第１手
段と、第１ビームを感知する第１手段と、前記第１経路
に対して或る角度をなして第２経路を横移動し、リード
線によりさえぎられるようにされる第２ビームを作る第
２手段と、第２ビームを感知する第２手段を備えて成る
部品のリード線の位置を感知する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】リード線をもつ部品を印刷回路板に自動
的に挿入するとき、グリッパが部品本体を保持し、心出
しする。挿入の瞬間にリード線は部品本体に対して正し
い位置になければならない。リード線位置がこれらの期
待位置からの差が大き過ぎる場合、挿入は失敗する。自
動挿入は本体対リード線公差の正確な測定値を必要とす
る。
的に挿入するとき、グリッパが部品本体を保持し、心出
しする。挿入の瞬間にリード線は部品本体に対して正し
い位置になければならない。リード線位置がこれらの期
待位置からの差が大き過ぎる場合、挿入は失敗する。自
動挿入は本体対リード線公差の正確な測定値を必要とす
る。
【０００３】部品に対して部品のリード線の位置を測定
する装置は米国特許第4,553,843 号から既知である。こ
の装置では２つの平行な列内にリード線をもつ部品が測
定される。部品は装置を通って既知の位置内を移動す
る。同時に２つ以上のリード線によりビームがさえぎら
れるのを防止するため、ビームは部品が移動する平面に
対して或る角度をなす。リード線の各列に対して、２つ
のビームを必要とする。この装置では、３つ以上の側面
にリード線をもつ部品からリード線の位置を測定するこ
とはできない。
する装置は米国特許第4,553,843 号から既知である。こ
の装置では２つの平行な列内にリード線をもつ部品が測
定される。部品は装置を通って既知の位置内を移動す
る。同時に２つ以上のリード線によりビームがさえぎら
れるのを防止するため、ビームは部品が移動する平面に
対して或る角度をなす。リード線の各列に対して、２つ
のビームを必要とする。この装置では、３つ以上の側面
にリード線をもつ部品からリード線の位置を測定するこ
とはできない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はあらゆ
る種類の部品のリード線を高い精度で測定し、より少な
いビームをもつ装置を提供することにある。
る種類の部品のリード線を高い精度で測定し、より少な
いビームをもつ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、第１と第２
の経路に対して或る角度をなして第３経路を横移動し、
リード線によりさえぎられるようにされる第３ビームを
作る第３手段と、第３ビームを感知する第３手段と、ビ
ームのさえぎりの夫々の時点に基づいてリード線の平均
位置を計算する手段を備えたリード線位置感知装置によ
り達成される。原則として、互いに或る角度をなす２つ
のビームのさえぎりはリード線の位置の決定に十分であ
る。第３ビームのさえぎりの情報により、リード線の平
均位置を決定し、リード線位置測定の精度の尺度として
平均値の標準偏差を計算することができる。３つのビー
ムがあるため、ビームが他のリード線によりほぼ同時に
さえぎられても特定のリード線のための１つのビームの
情報を排除することができる。リード線位置の測定値が
まだ不確実であれば、装置に対して異なった部品位置を
使用者は選択すべきである。
の経路に対して或る角度をなして第３経路を横移動し、
リード線によりさえぎられるようにされる第３ビームを
作る第３手段と、第３ビームを感知する第３手段と、ビ
ームのさえぎりの夫々の時点に基づいてリード線の平均
位置を計算する手段を備えたリード線位置感知装置によ
り達成される。原則として、互いに或る角度をなす２つ
のビームのさえぎりはリード線の位置の決定に十分であ
る。第３ビームのさえぎりの情報により、リード線の平
均位置を決定し、リード線位置測定の精度の尺度として
平均値の標準偏差を計算することができる。３つのビー
ムがあるため、ビームが他のリード線によりほぼ同時に
さえぎられても特定のリード線のための１つのビームの
情報を排除することができる。リード線位置の測定値が
まだ不確実であれば、装置に対して異なった部品位置を
使用者は選択すべきである。
【０００６】本発明の１実施例は、部品を運ぶグリッパ
と、第４経路を横移動し、グリッパによりさえぎられる
ようにされる第４ビームを作る第４手段と、第４ビーム
を感知する第４手段と、第４経路を横移動し、グリッパ
によりさえぎられるようにされる第５ビームを作る第５
手段と、第５ビームを感知する第５手段と、第４と第５
ビームのさえぎりの夫々に時点に基づいてグリッパの位
置を計算し、グリッパに対するリード線位置を計算する
手段を備えた点に特徴を有する。印刷回路板の穴に部品
のリード線を入れるために部品のリード線の位置を決定
するときには、リード線の位置を測定する瞬間のグリッ
パの正確な位置を知る必要がある。この情報はグリッパ
の制御装置から得ることができる。本発明のこの実施例
では、この情報はもはや必要ではない。というのは、グ
リッパからリード線までの相対距離が計算されるからで
ある。印刷回路板に部品を位置決めするためのみに、制
御装置からの情報を必要とする。このためリード線位置
測定の精度は更に改善される。本発明を図示の実施例に
つき説明する。
と、第４経路を横移動し、グリッパによりさえぎられる
ようにされる第４ビームを作る第４手段と、第４ビーム
を感知する第４手段と、第４経路を横移動し、グリッパ
によりさえぎられるようにされる第５ビームを作る第５
手段と、第５ビームを感知する第５手段と、第４と第５
ビームのさえぎりの夫々に時点に基づいてグリッパの位
置を計算し、グリッパに対するリード線位置を計算する
手段を備えた点に特徴を有する。印刷回路板の穴に部品
のリード線を入れるために部品のリード線の位置を決定
するときには、リード線の位置を測定する瞬間のグリッ
パの正確な位置を知る必要がある。この情報はグリッパ
の制御装置から得ることができる。本発明のこの実施例
では、この情報はもはや必要ではない。というのは、グ
リッパからリード線までの相対距離が計算されるからで
ある。印刷回路板に部品を位置決めするためのみに、制
御装置からの情報を必要とする。このためリード線位置
測定の精度は更に改善される。本発明を図示の実施例に
つき説明する。
【０００７】
【実施例】図１Ａ、１Ｂは本発明の１実施例のビームレ
イアウトを示す。これらの図において、ビーム２、３、
４は後述するリード線位置を測定する。ビーム１、５は
送り領域１３を移動する間に部品１１を保持するグリッ
パ９の速度を測定する（図２参照）。ビーム１、５は部
品１１を運ぶロボット１７のグリッパ９の制御装置１５
からデータをとる必要を無くするのを助ける。部品１１
は本体１９と本体に接続したリード線２１を含む。ビー
ム６は部品１１のリード線が長過ぎるかどうかを決定す
る。ビーム６は警報機能をトリガする。各ビーム装置は
ＫＥＹＥＮＣＥ ＦＵ ３６の如き焦点合わせレンズを
もつ適合した赤外線ＬＥＤ−ホトダイオード−限界増幅
器対を含む。これらのレンズはレーザを使うより安価な
極めて細いビームを作る。他の方法として、細いビーム
を作るためにはホトダイオードに極めて細い受信領域を
使用する。受信領域は部品のリード線より幅広くしな
い。装置７でリード線の測定精度は0.1 mmまで測定され
た。グリッパ９の最大速度は400 mm/sとすることができ
る。
イアウトを示す。これらの図において、ビーム２、３、
４は後述するリード線位置を測定する。ビーム１、５は
送り領域１３を移動する間に部品１１を保持するグリッ
パ９の速度を測定する（図２参照）。ビーム１、５は部
品１１を運ぶロボット１７のグリッパ９の制御装置１５
からデータをとる必要を無くするのを助ける。部品１１
は本体１９と本体に接続したリード線２１を含む。ビー
ム６は部品１１のリード線が長過ぎるかどうかを決定す
る。ビーム６は警報機能をトリガする。各ビーム装置は
ＫＥＹＥＮＣＥ ＦＵ ３６の如き焦点合わせレンズを
もつ適合した赤外線ＬＥＤ−ホトダイオード−限界増幅
器対を含む。これらのレンズはレーザを使うより安価な
極めて細いビームを作る。他の方法として、細いビーム
を作るためにはホトダイオードに極めて細い受信領域を
使用する。受信領域は部品のリード線より幅広くしな
い。装置７でリード線の測定精度は0.1 mmまで測定され
た。グリッパ９の最大速度は400 mm/sとすることができ
る。
【０００８】図１Ａは２つの軸ＸとＹを示し、これらは
装置の形状により限定される直角座標系の基礎をなす。
軸ＸとＹは物理的実体をもたず、計算の基準を示すに過
ぎない。各ビームは次式で計算される。 ｙ＝ａi ｘ＋ｂi 、 ここでｉはビーム数を表す整数である。各ビームは一対
のパラメータ（ａi 、ｂi ）により定義される。図２は
本発明の装置７を用いた組立ユニット２３を示す。組立
ユニット２３はロボットアーム２５とグリッパ９をもつ
ロボット１７を含む。グリッパ９は予定位置に部品１１
の本体１９を保持する。工具２７はすべての測定をトリ
ガし、送り領域１３を通過する運動中にグリッパ９の速
度を測定するロボットグリッパ９上に据え付けたリード
線により形成される。ロボット制御装置１５はロボット
アーム２５を動かし、既知方向にかつ一定速度で部品１
１が直線に沿って送り領域１３を通過するようになす。
上記線はｙ軸に平行である。コンピュータ２９は部品１
１が送り領域１３を通過するとき部品１１の本体対リー
ド線の公差を計算する。本体対リード線の公差が許容で
きる場合コンピュータ２９はデータをロボット制御装置
１５に送り、ロボット１７は部品１１を印刷回路板３１
に置く。
装置の形状により限定される直角座標系の基礎をなす。
軸ＸとＹは物理的実体をもたず、計算の基準を示すに過
ぎない。各ビームは次式で計算される。 ｙ＝ａi ｘ＋ｂi 、 ここでｉはビーム数を表す整数である。各ビームは一対
のパラメータ（ａi 、ｂi ）により定義される。図２は
本発明の装置７を用いた組立ユニット２３を示す。組立
ユニット２３はロボットアーム２５とグリッパ９をもつ
ロボット１７を含む。グリッパ９は予定位置に部品１１
の本体１９を保持する。工具２７はすべての測定をトリ
ガし、送り領域１３を通過する運動中にグリッパ９の速
度を測定するロボットグリッパ９上に据え付けたリード
線により形成される。ロボット制御装置１５はロボット
アーム２５を動かし、既知方向にかつ一定速度で部品１
１が直線に沿って送り領域１３を通過するようになす。
上記線はｙ軸に平行である。コンピュータ２９は部品１
１が送り領域１３を通過するとき部品１１の本体対リー
ド線の公差を計算する。本体対リード線の公差が許容で
きる場合コンピュータ２９はデータをロボット制御装置
１５に送り、ロボット１７は部品１１を印刷回路板３１
に置く。
【０００９】図３はコンピュータ２９のソフトウエアの
流れ図を示す。ソフトウエアは４つの主なモジュールか
らなる。即ちデータ取得モジュール３５、測定シミュレ
ーションモジュール３７、リード線位置測定モジュール
３９、部品位置測定モジュール４１である。データ取得
モジュール３５は測定データを必要とし、それをリード
線位置測定モジュール３９に便利なフォーマットに構成
する。先ず、使用者は例えば期待グリッパ速度と、期待
リード線位置ずれを含むパラメータを与える。工具２７
が第１ビーム１をさえぎり、測定をトリガするまで、モ
ジュール３９が待機状態に入る。データ取得中、ソフト
ウエアは連続的にビームホトダイオード増幅器の出力を
ポーリングする。各ビームの出力は二進値である。ビー
ムはオープンかクローズドの何れかである。６個のビー
ム増幅器出力は６ビットデータで表す。そのデータワー
ドのカレント値はすべてのビームのカレント状態を完全
に表す。ポーリング手順はデータワードを、最後にチェ
ックした後にそれが状態を変化させたかどうかを調べる
ために、チェックする。もし、それが変化したならば、
データワードと関連するタイムスタンプを２つの夫々の
アレー即ちデータアレーとタイムスタンプアレーに記憶
する。ポーリング手順は“リアルタイム”をランさせる
べきソフトウエアだけである。リアルタイムはポーリン
グループがホトダイオードと増幅器の応答時間より速い
大きさのオーダーをランさせなければならないを意味す
る。リアルタイムをランさせるソフトウエア部分は図３
の線Ａ−Ａ以下の部分である。
流れ図を示す。ソフトウエアは４つの主なモジュールか
らなる。即ちデータ取得モジュール３５、測定シミュレ
ーションモジュール３７、リード線位置測定モジュール
３９、部品位置測定モジュール４１である。データ取得
モジュール３５は測定データを必要とし、それをリード
線位置測定モジュール３９に便利なフォーマットに構成
する。先ず、使用者は例えば期待グリッパ速度と、期待
リード線位置ずれを含むパラメータを与える。工具２７
が第１ビーム１をさえぎり、測定をトリガするまで、モ
ジュール３９が待機状態に入る。データ取得中、ソフト
ウエアは連続的にビームホトダイオード増幅器の出力を
ポーリングする。各ビームの出力は二進値である。ビー
ムはオープンかクローズドの何れかである。６個のビー
ム増幅器出力は６ビットデータで表す。そのデータワー
ドのカレント値はすべてのビームのカレント状態を完全
に表す。ポーリング手順はデータワードを、最後にチェ
ックした後にそれが状態を変化させたかどうかを調べる
ために、チェックする。もし、それが変化したならば、
データワードと関連するタイムスタンプを２つの夫々の
アレー即ちデータアレーとタイムスタンプアレーに記憶
する。ポーリング手順は“リアルタイム”をランさせる
べきソフトウエアだけである。リアルタイムはポーリン
グループがホトダイオードと増幅器の応答時間より速い
大きさのオーダーをランさせなければならないを意味す
る。リアルタイムをランさせるソフトウエア部分は図３
の線Ａ−Ａ以下の部分である。
【００１０】ソフトウエアは特定期間のデータを取得す
る。全測定中、各リード線は各ビームをせいぜい１度さ
えぎる。各さえぎりにより特定のビームは状態をオープ
ンからクローズドへとそしてクローズドからオープンへ
と２度変化させる。関連する時間はここでは“tclose”
と“topen ”とする。データアレーに記憶したデータワ
ードを分析してどのビームがさえぎりを起こしたかを決
定する。関連する“tclose”と“topen ”は次式を使っ
てさえぎりの瞬間の推定時点を計算するのに使う。 tavg＝（tclose＋topen ）／２ 次式を使ってリード線の直径の推定値を計算する。 tdiff ＝topen −tclose 時間tavgとtdiff はビームタイミングマトリックス４５
に記憶される。マトリックス内の各列は１ビームのさえ
ぎりの一連のtavgとtdiff を含む。tavgは増大する値で
与えられる。tdiff もマトリックスに記憶され、リード
線の厚さの計算に使われる。ビームタイミングマトリッ
クス４５はリード線が特定のさえぎりをしたことについ
ての情報を含まない。
る。全測定中、各リード線は各ビームをせいぜい１度さ
えぎる。各さえぎりにより特定のビームは状態をオープ
ンからクローズドへとそしてクローズドからオープンへ
と２度変化させる。関連する時間はここでは“tclose”
と“topen ”とする。データアレーに記憶したデータワ
ードを分析してどのビームがさえぎりを起こしたかを決
定する。関連する“tclose”と“topen ”は次式を使っ
てさえぎりの瞬間の推定時点を計算するのに使う。 tavg＝（tclose＋topen ）／２ 次式を使ってリード線の直径の推定値を計算する。 tdiff ＝topen −tclose 時間tavgとtdiff はビームタイミングマトリックス４５
に記憶される。マトリックス内の各列は１ビームのさえ
ぎりの一連のtavgとtdiff を含む。tavgは増大する値で
与えられる。tdiff もマトリックスに記憶され、リード
線の厚さの計算に使われる。ビームタイミングマトリッ
クス４５はリード線が特定のさえぎりをしたことについ
ての情報を含まない。
【００１１】ソフトウエアはグリッパ９が送り領域１３
を通過するときにその実際速度を測定する。速度はビー
ム１と５からの時間データと工具２７により行ったさえ
ぎりにより計算される。さえぎり時間の差により割った
２つの平行ビーム間の直交座標距離はグリッパ速度“マ
ン−速度”の推定値として使用する。
を通過するときにその実際速度を測定する。速度はビー
ム１と５からの時間データと工具２７により行ったさえ
ぎりにより計算される。さえぎり時間の差により割った
２つの平行ビーム間の直交座標距離はグリッパ速度“マ
ン−速度”の推定値として使用する。
【００１２】測定シミュレーションモジュール３７の主
な機能は対応マトリックス４７を与える。このマトリッ
クス４７はビームタイミングマトリックス４５をさえぎ
るために必要である。対応マトリックス４７はビームタ
イミングマトリックス４５の各tavgエントリに、リード
線番号“leadnb”を与える。対応マトリックス４７は期
待リード線レイアウト情報４９、ビームレイアウト情報
５１及びパラメータ４３に基づくシミュレーションから
得られる。リード線による各ビームさえぎりの期待瞬間
“texp”はパラメータ４３、期待リード線レイアウト情
報４９、ビームレイアウト情報５１から、トリガする位
置からビームでさえぎるまで移動する距離を計算し、こ
の距離を期待グリッパ速度で割ることによって決定され
る。
な機能は対応マトリックス４７を与える。このマトリッ
クス４７はビームタイミングマトリックス４５をさえぎ
るために必要である。対応マトリックス４７はビームタ
イミングマトリックス４５の各tavgエントリに、リード
線番号“leadnb”を与える。対応マトリックス４７は期
待リード線レイアウト情報４９、ビームレイアウト情報
５１及びパラメータ４３に基づくシミュレーションから
得られる。リード線による各ビームさえぎりの期待瞬間
“texp”はパラメータ４３、期待リード線レイアウト情
報４９、ビームレイアウト情報５１から、トリガする位
置からビームでさえぎるまで移動する距離を計算し、こ
の距離を期待グリッパ速度で割ることによって決定され
る。
【００１３】各ビームについて、texpは増大する値をも
つ系列にランクされる。対応するleadnbの系列は対応マ
トリックスの列として記憶される。
つ系列にランクされる。対応するleadnbの系列は対応マ
トリックスの列として記憶される。
【００１４】対応マトリックス４７はオフラインで計算
され、部品データベース５３の一部として記憶される。
測定シミュレーションモジュール３７はリード線レイア
ウトのための対話式評価工具とすることができる。
され、部品データベース５３の一部として記憶される。
測定シミュレーションモジュール３７はリード線レイア
ウトのための対話式評価工具とすることができる。
【００１５】或る種の複雑な部品ではすべてのリード線
を測定することはできない。主な理由は遮蔽効果であ
る。特定のリード線はビームのさえぎりにより検出でき
ない。それは他のリード線の視野を妨害するからであ
る。使用者は期待リード線−ビームさえぎり瞬間を評価
し、各ビームにつき連続するリード線間の時間差をチェ
ックしなければならない。もし差が小さければ、１つの
リード線が他のリード線の視野をさえぎり、両リード線
の位置測定は不確実となる。送り領域１３に対する部品
１１の角度差は使用者により選択されなければならな
い。また、特定のリード線については、或るビームのさ
えぎり時点を無視し、他のビームのさえぎり時点の情報
からリード線位置を計算しなければならない。もし２つ
以上のビームからの情報がリード線位置より不確実であ
れば、測定はできない。
を測定することはできない。主な理由は遮蔽効果であ
る。特定のリード線はビームのさえぎりにより検出でき
ない。それは他のリード線の視野を妨害するからであ
る。使用者は期待リード線−ビームさえぎり瞬間を評価
し、各ビームにつき連続するリード線間の時間差をチェ
ックしなければならない。もし差が小さければ、１つの
リード線が他のリード線の視野をさえぎり、両リード線
の位置測定は不確実となる。送り領域１３に対する部品
１１の角度差は使用者により選択されなければならな
い。また、特定のリード線については、或るビームのさ
えぎり時点を無視し、他のビームのさえぎり時点の情報
からリード線位置を計算しなければならない。もし２つ
以上のビームからの情報がリード線位置より不確実であ
れば、測定はできない。
【００１６】個々のリード線位置はリード線位置測定モ
ジュール３９で計算される。モジュール３９は３つのビ
ームを用いてリード線位置（Ｘlead、Ｙlead）を得る。
各リード線について、２つの未知数をもつ３つの式がで
きる。 Ｙlead＝ａi ＊Ｘlead＋ｂi ＋tavg＊マン−速度 （１） ここで、ｉ＝２、３、４であり、ａi とｂi はビームパ
ラメータである。式（１）はビームタイミングマトリッ
クス４５と対応マトリックス４７からなる。リード線位
置（Ｘlead、Ｙlead）を得るためには、２つの式で十分
である。リード線位置は３つの式の結合から得た３つの
解答の平均を計算して推定される。平均値の標準偏差が
計算され、リード線位置測定精度として用いられる。
ジュール３９で計算される。モジュール３９は３つのビ
ームを用いてリード線位置（Ｘlead、Ｙlead）を得る。
各リード線について、２つの未知数をもつ３つの式がで
きる。 Ｙlead＝ａi ＊Ｘlead＋ｂi ＋tavg＊マン−速度 （１） ここで、ｉ＝２、３、４であり、ａi とｂi はビームパ
ラメータである。式（１）はビームタイミングマトリッ
クス４５と対応マトリックス４７からなる。リード線位
置（Ｘlead、Ｙlead）を得るためには、２つの式で十分
である。リード線位置は３つの式の結合から得た３つの
解答の平均を計算して推定される。平均値の標準偏差が
計算され、リード線位置測定精度として用いられる。
【００１７】部品位置測定モジュール４１は全部品位置
を計算し、部品リード線の規則正しさを証明する。測定
は点パターン適合技術に基づいて行う。この技術はエス
・リーその他の“ミニマム・スケア・エラー・トレンス
フォーム”Proc. 9th Int'lConf. Pattern Recognition
、(Rome, Italy, 11/88) pp. 392−394 に記載されれ
いる。この論文には、２つの２−Ｄ点パターンの適合に
つきコンピュータ使用の有効法が記載されている。提案
された計算法を行い、並進と回転を迅速に計算する。こ
れは、１パターンに適用され、２つのパターンの対応す
る点間の距離の２乗の合計を最小にする。
を計算し、部品リード線の規則正しさを証明する。測定
は点パターン適合技術に基づいて行う。この技術はエス
・リーその他の“ミニマム・スケア・エラー・トレンス
フォーム”Proc. 9th Int'lConf. Pattern Recognition
、(Rome, Italy, 11/88) pp. 392−394 に記載されれ
いる。この論文には、２つの２−Ｄ点パターンの適合に
つきコンピュータ使用の有効法が記載されている。提案
された計算法を行い、並進と回転を迅速に計算する。こ
れは、１パターンに適用され、２つのパターンの対応す
る点間の距離の２乗の合計を最小にする。
【００１８】１パターンは、本ソフトウエアでは、部品
データベース５３からくる期待リード線レイアウトであ
る。他のパターンはリード線位置測定モジュール３９か
ら測定されたレイアウト５５である。並進と回転のパラ
メータは期待リード線レイアウトに対して計算される。
こうして、制御装置１５は“期待部品からのふれ”５７
と称される計算された並進と回転を印刷回路板３１上の
部品目標位置５９に直接適用することができる。
データベース５３からくる期待リード線レイアウトであ
る。他のパターンはリード線位置測定モジュール３９か
ら測定されたレイアウト５５である。並進と回転のパラ
メータは期待リード線レイアウトに対して計算される。
こうして、制御装置１５は“期待部品からのふれ”５７
と称される計算された並進と回転を印刷回路板３１上の
部品目標位置５９に直接適用することができる。
【００１９】物理的に言えば、部品リード線と印刷回路
板の穴間の累積二乗距離が最小であることは挿入が可能
であることを保証しない。部品はもしリード線が曲がり
過ぎていると、他のすべてのリード線が完全であって
も、挿入できない。もしすべてのリード線の曲がりが小
さければ、累積二乗距離が１つのリード線が曲がってい
る場合と同じであるか又はその場合より大きくても、部
品は挿入できる。それ故、部品位置測定モジュール４１
は各リード線についての残留誤差と称される他の尺度
を、即ち、変換された（即ち並進し回転した）期待リー
ド線位置と測定リード線位置間の距離を計算する。この
誤差はリード線パターンの局部的ゆがみの尺度となる。
リード線はもしその残留誤差が或る限界値以上であれ
ば、挿入できない。必要に応じて使用者は（例えばすべ
ての穴が同じ寸法をもたないとき）異なったリード線に
異なった残留誤差を指定することができる。現在では、
部品のすべての残留誤差の最大値は使用者の選択する限
界値と比較して、ゴー／ノーゴー部品・デシジョン６０
を作る。残留誤差は次式を用いて、前記リーその他の論
文に記載されたようにして計算される。 ｒj ＝ＳＱＲＴ（（ｘl-aj−ｘexpj）2 ＋（ｙl-aj−ｙexpj）2 ） ｃ ＝ＳＵＭ ｒj ここで、ｃは累積残留誤差、ｒj はリード線ｊの残留誤
差、ｘl-ajはリード線ｊのｘlead の平均値、ｘexpjは
リード線ｊの期待ｘ位置、ｙl-ajはリード線ｊのＹlead
の平均値、ｙexpjはリード線ｊのｙ期待位置、ＳＱＲＴ
は平方根関数、ＳＵＭは合計関数である。
板の穴間の累積二乗距離が最小であることは挿入が可能
であることを保証しない。部品はもしリード線が曲がり
過ぎていると、他のすべてのリード線が完全であって
も、挿入できない。もしすべてのリード線の曲がりが小
さければ、累積二乗距離が１つのリード線が曲がってい
る場合と同じであるか又はその場合より大きくても、部
品は挿入できる。それ故、部品位置測定モジュール４１
は各リード線についての残留誤差と称される他の尺度
を、即ち、変換された（即ち並進し回転した）期待リー
ド線位置と測定リード線位置間の距離を計算する。この
誤差はリード線パターンの局部的ゆがみの尺度となる。
リード線はもしその残留誤差が或る限界値以上であれ
ば、挿入できない。必要に応じて使用者は（例えばすべ
ての穴が同じ寸法をもたないとき）異なったリード線に
異なった残留誤差を指定することができる。現在では、
部品のすべての残留誤差の最大値は使用者の選択する限
界値と比較して、ゴー／ノーゴー部品・デシジョン６０
を作る。残留誤差は次式を用いて、前記リーその他の論
文に記載されたようにして計算される。 ｒj ＝ＳＱＲＴ（（ｘl-aj−ｘexpj）2 ＋（ｙl-aj−ｙexpj）2 ） ｃ ＝ＳＵＭ ｒj ここで、ｃは累積残留誤差、ｒj はリード線ｊの残留誤
差、ｘl-ajはリード線ｊのｘlead の平均値、ｘexpjは
リード線ｊの期待ｘ位置、ｙl-ajはリード線ｊのＹlead
の平均値、ｙexpjはリード線ｊのｙ期待位置、ＳＱＲＴ
は平方根関数、ＳＵＭは合計関数である。
【００２０】図４は本発明の第２実施例のビームレイア
ウトを示す。
ウトを示す。
【００２１】図５は第３実施例を示し、多方向光源６１
と複数のセンサー６３をもつ。変更例としてライン走査
カメラをもつ単光源を使用することができる。
と複数のセンサー６３をもつ。変更例としてライン走査
カメラをもつ単光源を使用することができる。
【００２２】図６は他のビームレイアウトをもつ第４の
実施例を示し、図４、５、６では、図１、２で用いたビ
ームのものと同じ参照数字を用いている。
実施例を示し、図４、５、６では、図１、２で用いたビ
ームのものと同じ参照数字を用いている。
【００２３】図７に示すように、精度を上げるため、二
重又は四重セルホトダイオードをビームの検出に使用す
ることができる。かかるホトダイオードはリード線が正
面を通過するときビームのさえぎりを逐次検出する。限
界増幅器よりはむしろ差動増幅器をかかるホトダイオー
ドと共に使用すべきである。
重又は四重セルホトダイオードをビームの検出に使用す
ることができる。かかるホトダイオードはリード線が正
面を通過するときビームのさえぎりを逐次検出する。限
界増幅器よりはむしろ差動増幅器をかかるホトダイオー
ドと共に使用すべきである。
【００２４】図７ａは二重セルダイオード７１を使って
リード線位置を測定する状態を示す上面図である。位置
７３でリード線はＬＥＤ７５からのビームを全くさえぎ
らない。位置７７ではリード線は二重セルダイオード７
１の第１セル７９の正面でビームの一部をさえぎる。位
置８１ではリード線は両セル７９、８３の正面にあるビ
ーム部分をさえぎる。位置８５ではリード線は第２セル
８３の正面にのみあるビームの一部をさえぎる。位置８
７ではリード線はビームを全くさえぎらない。図７ｃは
２セル型ホトダイオードの正面図である。ビームのこれ
らのさえぎりにより図７ｂに示すホトダイオード７１か
ら増幅された信号が得られる。ゼロ公差信号８９はリー
ド線位置の正確な測定値を与える。
リード線位置を測定する状態を示す上面図である。位置
７３でリード線はＬＥＤ７５からのビームを全くさえぎ
らない。位置７７ではリード線は二重セルダイオード７
１の第１セル７９の正面でビームの一部をさえぎる。位
置８１ではリード線は両セル７９、８３の正面にあるビ
ーム部分をさえぎる。位置８５ではリード線は第２セル
８３の正面にのみあるビームの一部をさえぎる。位置８
７ではリード線はビームを全くさえぎらない。図７ｃは
２セル型ホトダイオードの正面図である。ビームのこれ
らのさえぎりにより図７ｂに示すホトダイオード７１か
ら増幅された信号が得られる。ゼロ公差信号８９はリー
ド線位置の正確な測定値を与える。
【図１】Ａは本発明の１実施例のビームレイアウトの平
面図である。Ｂはビームレイアウトのｙ軸に沿う側面図
である。
面図である。Ｂはビームレイアウトのｙ軸に沿う側面図
である。
【図２】本発明装置の自動化した組立システムを示す図
である。
である。
【図３】該装置が用いるソフトウエアの流れ図を示す図
である。
である。
【図４】本発明の第２ビームレイアウトの平面図であ
る。
る。
【図５】本発明の第３ビームレイアウトを示す図であ
る。
る。
【図６】本発明の第４ビームレイアウトを示す図であ
る。
る。
【図７】Ａは二重セルダイオードを用いるリード線位置
の測定状態を示す上面図である。ＢはＡの位置から得た
信号を示す図である。Ｃは二重セルダイオードの正面図
である。
の測定状態を示す上面図である。ＢはＡの位置から得た
信号を示す図である。Ｃは二重セルダイオードの正面図
である。
１ ビーム ６ ビーム ９ グリッパ １１ 部品 １３ 送り領域 １７ ロボット ２７ 工具 ２９ コンピュータ ３５ リード線位置測定モジュール ３７ 測定シミュレーションモジュール ３９ リード線位置測定モジュール ４１ 部品位置測定モジュール ５３ 部品データベース ６３ センサー ７１ ホトダイオード
Claims (2)
- 【請求項１】 第１経路を横移動し、リード線によりさ
えぎられるようにされる第１ビームを作る第１手段と、
第１ビームを感知する第１手段と、前記第１経路に対し
て或る角度をなして第２経路を横移動し、リード線によ
りさえぎられるようにされる第２ビームを作る第２手段
と、第２ビームを感知する第２手段を備えて成る部品の
リード線位置感知装置において、前記第１と第２の経路
に対して或る角度をなして第３経路を横移動し、リード
線によりさえぎられるようにされる第３ビームを作る第
３手段と、第３ビームを感知する第３手段と、ビームの
さえぎりの夫々の時点に基づいてリード線の平均位置を
計算する手段を備えたことを特徴とするリード線位置感
知装置。 - 【請求項２】 部品を運ぶグリッパと、第４経路を横移
動し、グリッパによりさえぎられるようにされる第４ビ
ームを作る第４手段と、第４ビームを感知する第４手段
と、第４経路を横移動し、グリッパによりさえぎられる
ようにされる第５ビームを作る第５手段と、第５ビーム
を感知する第５手段と、第４と第５ビームのさえぎりの
夫々に時点に基づいてグリッパの位置を計算し、グリッ
パに対するリード線位置を計算する手段を備えた、請求
項１に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/450,331 US5030839A (en) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | Method and apparatus for measuring body to lead tolerances of very odd components |
| US07/450331 | 1989-12-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06188600A true JPH06188600A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=23787671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2410147A Pending JPH06188600A (ja) | 1989-12-13 | 1990-12-13 | 部品のリード線位置感知装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5030839A (ja) |
| EP (1) | EP0432848B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06188600A (ja) |
| DE (1) | DE69018589T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10746535B2 (en) | 2016-04-28 | 2020-08-18 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Inspecting device and method for component with two wires |
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|---|---|---|---|---|
| US5278634A (en) | 1991-02-22 | 1994-01-11 | Cyberoptics Corporation | High precision component alignment sensor system |
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| US8901823B2 (en) | 2008-10-24 | 2014-12-02 | Ilumisys, Inc. | Light and light sensor |
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| WO2011119958A1 (en) | 2010-03-26 | 2011-09-29 | Altair Engineering, Inc. | Inside-out led bulb |
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- 1990-12-10 DE DE69018589T patent/DE69018589T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-10 EP EP90203234A patent/EP0432848B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-13 JP JP2410147A patent/JPH06188600A/ja active Pending
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