KR0158372B1 - 무게중심법과 최외각 중심법에 의한 칩부품의 흡착 중심 인식방법 - Google Patents

Abstract

칩 마운터에서 흡착 부품의 흡착 중심을 인식하는 방법에 관한 것으로, 화상 인식 카메라로 부품의 영상을 촬영하여, 그 영상에 대하여 문턱값을 이용하여 이진화 처리를 행하고, 상기 이진화 처리된 데이타로 부터 부품의 외곽 경계 데이타를 구하고, 부품의 틀어진 각도(θ)를 계산하여 흡착 중심점을 인식하는 방법에 있어서, 상기 부품의 외곽 정보로 부터 부품의 단축의 길이가 노즐의 지름보다 큰 지를 판단하는 단계와, 상기 부품의 단축의 길이가 노즐의 지름보다 크지 않은 경우에는 부품의 화소로 부터 다음 식(1)에 의해 본체의 외곽경계 화소의 위치정보를 평균함으로써 무게 중심점(Cx, Cy)을 구하는 단계와,

Xj, Yj 는 물체의 외곽 경계면의 화소위치정보,

M은 외곽 경계면의 화소의 갯수

상기 부품의 단축의 길이가 노즐의 지름보다 큰 경우에는 부품의 최외각 사각형을 구하여 그 사각형의 중심을 산출하는 단계와, 상기 단계에서 계산된 결과를 부품의 흡착 중심점으로 설정하는 단계를 구비한다.

Description

무게 중심법과 최외각 중심법에 의한 칩 부품의 흡착 중심 인식 방법

제1도는 본 발명에 의한 칩 부품의 흡착 중심 인식방법을 보이는 플로우 차트이다.

제2도는 칩 마운터에서 부품의 흡착 위치와 각도를 구하기 위한 화상 처리 과정이다.

제3도는 로타리형 칩마운터를 위에서 투시하였을 경우의 투시도이다.

본 발명은 칩 마운터에 관한 것으로, 특히 화상 인식부로 화상 데이타를 구하고, 노즐의 지름이 부품의 단축보다 클 경우에는 무게중심법으로 그 화상 데이타를 처리하고, 노즐의 지름이 부품의 단축보다 작을 경우에는 최외각사각형을 구하여 그 최외각 사각형의 중심을 노즐에 흡착된 칩부품의 흡착 중심점으로 인식하는 무게 중심법과 최외각 중심법에 의한 칩 부품의 흡착 중심 인식 방법에 관한 것이다.

칩 마운트 시스템에서 칩 부품은 부품공급 카세트나 부품 공급 트레이등으로부터 흡착 스테이션 위치에 공급되어, 흡착 노즐에 의해 흡착 된후, 장착 스테이션위치에서 프린트 기판에 장착된다.

제3도에 로타리형 칩마운터를 위에서 투시하였을 경우의 투시도가 도시된다. 부품 공급 카셋트(25)는 칩 부품이 부착된 부품 공급테이프가 감긴 부품 공급릴을 내부에 구비하며, 릴축(24)에 다수가 병렬로 놓여, 흡착 노즐에 부품을 공급한다. 이때 릴 축(24)은 부품 공급 카세트(25, ...)를 좌ㆍ우로 이동시켜 1번스테이션(26)의 흡착 노즐에 흡착되도록 한다. 턴테이블(21)은 다수의 스테이션(23,26 ...)을 구비하여 1번스테이션(26)에서 부품을 흡착하고, 3번 화상인식 스테이션(23)에서 부품의 화상을 인식한다. 그 인식한 화상을 처리하여 이후의 부품 장착시 장착데이타로서 사용하여, 장착스테이션(27)에서 장착되기 전에 장착 위치보정, 장착 각도보정, 칩의 유무및 불량 판정의 동작이 수행된다. 화상 인식부는 노즐에 흡착된 부품을 화상 처리하여 부품의 중심(Oe)이 카메라 중심에서 떨어진 거리와 부품의 비틀어진 각도를 구하고, XY테이블(22)에 위치한 프린트 기판(도시생략)위에 부품을 장착할때 부품 장착 위치및 장착 각도를 보상할 수 있도록 부품의 XYθ 값을 구한다.

상기와 같이 칩 마운터에서 부품의 정확한 위치보정이 장착 오류를 방지하는 중요한 과제이다. 부품의 위치 보정을 위해 종래에는 기구적인 방법을 이용해 왔다. 이 방법은 기구 결정 유니트를 이용하여 노즐에 흡착된 부품에 충격을 가함으로써 정확한 위치를 결정한다. 이 종래의 방법은 기구 결정 유니트가 매우 고가이고 제작이 어려울 뿐만 아니라, 장비가 고속화되면 유니트의 기구적인 한계로 인하여 사용할 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 흡착된 부품의 위치를 보정하기 위해 칩 부품의 화상 데이타로 부터 흡착 중심점을 인식하는 화성처리에 의한 칩 부품의 흡착 중심 인식방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 노즐의 지름이 부품의 단축보다 클 경우에는 무게중심법으로 그 화상 데이타를 처리하고, 노즐의 지름이 부품의 단축보다 작을 경우에는 최외각사각형을 구하여 그 최외각 사각형의 중심을 노즐에 흡착된 칩부품의 흡착 중심점으로 인식하는 무게 중심법과 최외각 중심법에 의한 칩 부품의 흡착 중심 인식 방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 방법은 화상 인식 카메라로 부품의 영상을 촬영하여, 그 영상에 대하여 문턱값을 이용하여 이진화 처리를 행하고, 상기 이진화 처리된 데이타로 부터 부품의 외곽 경계 데이타를 구하고, 부품의 틀어진 각도(θ)를 계산하여 흡착 중심점을 인식하는 방법에 있어서, 상기 부품의 외곽 정보로 부터 부품의 단축의 길이가 노즐의 지름보다 큰 지를 판단하는 단계와, 상기 부품의 단축의 길이가 노즐의 지름보다 크지 않은 경우에는 부품의 화소로 부터 다음 식(1)에 의해 본체의 외곽경계 화소의 위치정보를 평균함으로써 무게 중심점(Cx, Cy)을 구하는 단계와,

상기 부품의 단축의 길이가 노즐의 지름보다 큰 경우에는 부품의 최외각 사각형을 구하여 그 사각형의 중심을 산출하는 단계와, 상기 단계에서 계산된 결과를 부품의 흡착 중심점으로 설정하는 단계를 구비한다.

이하, 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

칩 마운터에서 정확한 위치 보정을 위해서는 부품의 위치를 결정하여야 하며, 정확한 흡착 중심을 알아야 한다. 일반적인 칩 부품은 플라스틱 또는 테이프에 일정한 간격으로 담겨져 릴(reel)에 감겨진 형태로 칩마운터에 공급된다. 따라서, 흡착 중심점은 부품이 담겨진 홀(hole)(또는 패키지(package))의 중심점이 된다. 이 중심점은 부품이 정위치에 놓인 상태에서 부품의 외곽선이 이루는 사각형의 중심점이 된다.

칩부품이 장착되기 전에 화상 인식부에서 다음과 같은 과정으로 화상을 처리한다.

제2도에 칩 마운터에서 부품의 흡착 위치와 각도를 구하기위한 화상 처리 과정이 도시된다.

201과정에서, 3번 스테이션에 설치된 화상 인식 카메라에 의해 노즐에 흡착된 부품의 영상을 촬영하여 출력하고, 상기 영상은 화상처리 장치에 의해 디지탈 데이타로 변환되어 주제어부로 입력된다. 202과정에서, 상기 입력받은 영상 데이타를 문턱(threshold)값을 이용하여 이진화 처리를 하여 배경과 부품의 2 가지 영역으로 나뉘게 된다. 203과정에서, 흡착노즐이 부품을 흡착하지 못했을 때는 더 이상의 인식과정이 의미가 없으므로 처리 과정을 종료할 수 있도록 흡착 오류검색 과정을 거친다. 204과정에서, 이진화 처리된 데이타를 기초로 부품과 배경의 경계를 추출하여 부품부를 검출함으로써 외곽경계의 위치정보를 구하여 부품의 위치와 각도를 구하는 기본정보로 한다. 205과정에서, 부품의 형태적인 특성에 따라 부품의 각도를 결정한다. 206과정에서, 부품의 각도가 정해진 상태에서 부품의 정확한 위치를 검출해야 한다. 본 발명은 이 과정을 수행하는 방법에 관한 것이다. 207과정에서, 부품이 흡착되었는가, 부품의 방향이 정확한가, 흡착된 부품이 훼손되어서 장착에 부적합하지 않은가등을 검사하는 부품 오류 검색을 수행한다. 208과정에서, 상기 부품오류상태, 부품각도및 부품위치를 출력한다.

앞서 설명한 바와같이, 칩 마운터에서 부품의 흡착 위치와 각도를 구하기위한 화상 처리 과정이 다음과 같이 실행되며,

(1) 입력 영상에 대하여 문턱값을 이용하여 이진화 처리를 행한다.

(2) 부품의 외곽 경계점을 구한다.

(3) 부품의 틀어진 각도(θ)를 계산한다.

상기의 과정을 실행한 후, 부품 위치 결정 방법에 대해 다음과 같이 실행한다.

제1도에 본 발명에 의한 칩 부품의 흡착 중심 인식방법을 보이는 플로우 차트가 도시된다.

단계 101에서, 부품의 외곽 정보로 부터 부품의 단축의 길이가 노즐의 지름보다 큰 지를 판단한다. 부품의 단축의 길이가 노즐의 지름보다 크지 않은 경우에는 단계 102에서, 부품의 화소로 부터 다음 식(1)에 의해 본체의 외곽경계 화소의 위치 정보를 평균함으로써 무게 중심점(Cx, Cy)을 구한다.

부품의 단축의 길이가 노즐의 지름보다 큰 경우에는 단계 103에서, 부품의 최외각 사각형을 구하여 그 사각형의 중심을 산출한다. 제2도에 본 발명에 의한 칩 부품의 흡착 중심 인식방법을 보이는 플로우 차트가 도시된다.

단계 201에서, 앞서 실행한 부품의 외곽 정보로 부터 노즐 중심점(Nx, Ny)을 구한다. 단계 202 에서, 노즐 중심점(Nx, Ny)을 기준으로 앞서의 과정에서 산출한 부품의 틀어진 각도(θ)만큼 역회전하여 정위치에서 부품의 외곽정보(RBx, RBy)를 다음 (2)식에의해 구한다.

이와같이 역회전에 의해 틀어지지 않은 정위치에 있는 외곽정보가 얻어질 수 있다.

단계 203에서, 상기 단계에서 얻어진 정위치에서부품의 외곽선 정보를 바탕으로 X축과 Y축의 최소값과 최대값을 산출하여 최외각 사각형을 구한다음 (3)식에 의해 정위치에서 최외각 사각형의 중심좌표(RCx, RCy)를 구하여 부품의 흡착 중심점(Co)으로 한다.

단계 204에서, 상기 부품의 흡착 중심점(Co)을 노즐 중심점(Nx, Ny)을 기준으로 다음 (4)식에 의해 틀어진 각도(θ)만큼 정회전하여 원래의 위치로 되돌림으로써 화상 인식부에서 원래 인식한 부품의 흡착중심점(Cx, Cy)을 구한다.

단계 104 에서, 상기 단계에서 계산된 결과를 부품의 흡착 중심점으로 설정한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 화상 인식 처리 방법을 이용하여 부품의 위치를 인식함으로서 간단하고 고속으로 부품의 위치를 인식할 수 있다.

Claims (2)

1. 화상 인식 카메라로 부품의 영상을 촬영하여, 그 영상에 대하여 문턱값을 이용하여 이진화 처리를 행하고, 상기 이진화 처리된 데이타로 부터 부품의 외곽 경계 데이타를 구하고, 부품의 틀어진 각도(θ)를 계산하여 흡착 중심점을 인식하는 방법에 있어서, 상기 부품의 외곽 정보로 부터 부품의 단축의 길이가 노즐의 지름보다 큰 지를 판단하는 단계와, 상기 부품의 단축의 길이가 노즐의 지름보다 크지 않은 경우에는 부품의 화소로 부터 다음 식(1)에 의해 본체의 외곽경계 화소의 위치정보를 평균함으로써 무게 중심점(Cx, Cy)을 구하는 단계와,

   Xj, Yj 는 물체의 외곽 경계면의 화소위치정보, M은 외곽 경계면의 화소의 갯수

   상기 부품의 단축의 길이가 노즐의 지름보다 큰 경우에는 부품의 최외각 사각형을 구하여 그 사각형의 중심을 산출하는 단계와, 상기 단계에서 계산된 결과를 부품의 흡착 중심점으로 설정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 무게 중심법과 최외각 중심법에 의한 칩 부품의 흡착 중심 인식 방법.
2. 제1항에 있어서, 부품의 최외각 사각형을 구하여 그 사각형의 중심을 산출하는 방법은 상기 부품의 외곽 정보로 부터 노즐 중심점(Nx, Ny)을 구하여, 상기 노즐 중심점(Nx, Ny)을 기준으로 상기 부품의 틀어진 각도(θ)만큼 역회전하여 정위치에서 부품의 외곽정보(RBx, RBy)를 구하는 단계와, 상기 단계에서 얻어진 정위치에 있는 부품의 외곽선 정보를 바탕으로 X축과 Y축의 최소값과 최대값을 산출하여 최외각 사각형을 구한다음, 정위치에서 최외각 사각형의 중심좌표(RCx, RCy)를 구하여 부품의 흡착 중심점(Co)으로 하는 단계와, 상기 부품의 흡착 중심점(Co)을 노즐 중심점(Nx,Ny)을 기준으로 틀어진 각도(θ)만큼 정회전하여 원래의 위치로 되돌림으로써 화상 인식부에서 원래 인식한 부품의 흡착중심점(Cx, Cy)을 구하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 무게 중심법과 최외각 중심법에 의한 칩 부품의 흡착 중심 인식 방법.