KR100486088B1 - 포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹시스템의 마킹보정방법 - Google Patents

포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹시스템의 마킹보정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹시스템의 보정방법에 관하여 개시한다. 개시된 포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹시스템의 보정방법은, (a)프리 비젼 카메라로 스트립의 정렬 상태를 측정하는 단계; (b)상기 스트립이 정렬된 경우 미리 저장된 조절변수값으로 갈바노 스캐너의 x-y 미러를 조절하여 각 칩 상에 소정의 문자를 마킹하는 단계; (c)상기 마킹된 스트립을 상기 포스트 비젼 카메라로 촬상하는 단계; (d)상기 촬상된 이미지 및 저장된 표준 이미지 사이의 편차를 측정하고, 그 결과를 제어 유니트에 전송하는 단계; 및 (e)상기 전송된 이미지 편차를 보정하도록 상기 갈바노 스캐너의 x-y 미러의 조절변수값을 보정하는 단계;를 구비한다. 이에 따르면, 포스트 비젼 카메라를 이용하여 마킹 시스템의 품질 편차를 측정하고 그를 보정하도록 갈바노 스캐너를 조정함으로써 마킹품질 향상에 기여할 수 있다.

Description

포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹시스템의 마킹 보정방법{Calibrating method of marking for lazer marking system using post vision camera}
본 발명은 포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹시스템의 마킹보정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 포스트 비젼 카메라로 마킹된 스트립을 촬상하고 표준 이미지와 비교하여 편차를 갈바노 스캐너의 보정에 반영하는 레이저 마킹 시스템의 마킹 보정방법에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 리드프레임 스트립의 개략적 평면도이다. 도면을 참조하면, 하나의 스트립(10)에는 다수의 칩들(12)이 탑재되며, 이들 칩들(12)을 생산 로트별로 구별하기 위해서 각 칩(12)의 표면에 문자 및/또는 숫자를 표시한다. 이 때 마킹을 위해 사용하는 장비로서 레이저 빔을 사용하는 후술하는 레이저 마커(lazer marker) 장비를 사용한다. 여기서 참조번호 14는 인식표로서 스트립의 정렬등에 이용되는 표식이다.
이러한 스트립(10) 상에 레이저 마커를 사용하는 마킹 공정은 마킹 효율을 향상시키기 위해서 스트립(10)의 핸들링을 포함하는 자동공정으로 이루어지는 경향이다.
도 2는 일반적인 레이저 마킹 시스템의 개략 도면이다.
도면을 참조하면, 레이저 마킹 시스템은 다수의 스트립(10)이 적재된 스트립 공급 매거진(20)과, 상기 매거진(20)으로부터 하나의 스트립(10)을 인출하여 수평이송대(22)에 정렬하는 로더(loader)(30)와, 상기 스트립(10)의 정렬 상태를 측정하는 프리 비젼 카메라(40)와, 상기 수평이송대(22) 상의 스트립(10)을 일방향으로 이송하는 스텝모터(50)와, 그 하방으로 이송된 스트립(10) 상의 다수의 칩 상에 문자를 마킹하는 레이저 마커(60)와, 상기 마킹된 스트립(10) 상의 마킹을 촬상하는 포스트 비젼 카메라(70)와, 상기 마킹된 스트립(10)을 스트립 회수 매거진(90)으로 언로딩하는 언로더(unloader)(80)를 구비한다.
상기 로더(30)에 의해서 수평이송대(22)에 놓인 스트립(10)은 프리 비젼 카메라(40)에 의해서 촬상된다. 이러한 스트립(10)은 정렬 상태가 쉽게 판별되도록 스트립(10)의 일측에 인식표(스트립 자체 또는 에칭 라인)가 형성되어 있다. 상기 프리 비젼 카메라(40)에 의해서, 정렬된 스트립(10) 만 다음 마킹공정으로 안내되며, 오정렬된 스트립(10)은 바이패스(by-pass)되어서 다시 스트립 공급 매거진(20)에 적재되거나 또는 폐기된다.
상기 수평이송대(22) 상의 스트립(10)을 정해진 위치, 즉 프리 비젼 카메라(40), 레이저 마커(60) 및 포스트 비젼 카메라(70)의 하방에 위치하도록 암(52)이 스텝 모터(50)에 의해 정확히 구동된다.
도 3은 레이저 마커의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 레이저 마커(60)는, 레이저 발진장치(61)와, 상기 레이저 발진장치(61)로부터 발진된 레이저 빔을 확대하는 빔 익스팬더(62)와, 상기 확대된 레이저 빔을 소정 영역에 X-Y 방향으로 주사시키는 갈바노 스캐너(63)와, 입사된 레이저 빔이 가공 영역의 전체에 대해 동일한 크기의 초점을 형성시키는 f-세타렌즈(64)를 구비한다. 참조번호 63a 및 63b는 각각 x 및 y 미러로서 입사되는 레이저 빔을 반사시키며, 각각의 미러는 구동드라이버(미도시)에 연결되어서 입력되는 명령에 따라서 그 각도를 변경한다.
레이저 마커(60)에 의해서 소정의 문자가 마킹된 스트립(10)은 다음 공정인 포스트 비젼 카메라(70) 하방으로 이송된다. 포스트 비젼 카메라(70)는 스트립(10) 상을 촬상하여서 마킹 품질을 판단하여 잘못 마킹된 스트립은 바이패스하고, 제대로 마킹된 스트립은 언로더(80)로 스트립 회수 매거진(90)에 적재한다.
처음 마킹작업시 마킹작업이 소망하는 대로 이루어졌다해도 외란(진동,열) 및 사용경과에 의해 레이저 빔의 조사위치는 시간이 경과함에 따라 변할 수 있다. 이에 따라서 마킹 품질이 저하되는 문제가 발생된다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 포스트 비젼 카메라를 이용하여 마킹된 스트립 상의 마킹 이미지를 측정하고, 이를 표준 이미지와 비교하여서 편차를 구한 후, 그 편차를 보정하는 경우 제어 유니트의 보정 알고리즘으로 상기 편차를 보정하도록 x-y 미러를 수치제어하는 보정을 행하는 것을 특징으로 하는 포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹 시스템의 보정방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마커의 보정방법은, 다수의 스트립이 적재된 스트립 공급 매거진과, 상기 매거진으로부터 하나의 스트립을 인출하여 수평이송대에 정렬하는 로더와, 상기 스트립의 정렬 상태를 측정하는 프리 비젼 카메라와, 상기 수평이송대 상의 스트립을 일방향으로 이송하는 이송수단과, 그 하방으로 이송된 스트립 상의 다수의 칩 상에 문자를 마킹하는 레이저 마커와, 상기 마킹된 스트립 상의 마킹을 촬상하는 포스트 비젼 카메라와, 상기 마킹된 스트립을 스트립 회수 매거진으로 언로딩하는 언로더와, 상기 장비들을 제어하는 제어유니트를 구비하는 레이저 마킹시스템의 마킹 보정방법에 있어서,
(a)상기 프리 비젼 카메라로 상기 스트립의 정렬 상태를 측정하는 단계;
(b)상기 스트립이 정렬된 경우 미리 저장된 조절변수값으로 갈바노 스캐너의 x-y 미러를 조절하여 각 칩 상에 소정의 문자를 마킹하는 단계;
(c)상기 마킹된 스트립을 상기 포스트 비젼 카메라로 촬상하는 단계;
(d)상기 촬상된 이미지 및 저장된 표준 이미지 사이의 편차를 측정하고, 그 결과를 제어 유니트에 전송하는 단계; 및
(e)상기 전송된 이미지 편차를 보정하도록 상기 갈바노 스캐너의 x-y 미러의 조절변수값을 보정하는 단계;를 구비한다.
상기 (a)단계는 상기 스트립의 인식표의 위치로부터 상기 스트립의 오정렬을 판단하는 것이 바람직하다.
상기 (d)단계는, 상기 각 칩의 인식표로부터의 상대 좌표를 비교하여 상기 편차를 측정하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 (e)단계는, 상기 편차를 상기 제어유니트에 저장된 보정 알고리즘에 입력함으로써 수행된다.
상기 (d) 및 (e)단계는, 각 칩 단위로 수행되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹시스템의 보정방법을 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용된 포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹 시스템의 구성을 도시한 도면이며, 종래의 발명과 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 사용하고 상세한 설명을 생략한다.
레이저 마킹 시스템은 다수의 스트립(10)이 적재된 스트립 공급 매거진(20)과, 상기 매거진(20)으로부터 하나의 스트립(10)을 인출하여 수평이송대(22)에 정렬하는 로더(loader)(30)와, 상기 스트립(10)의 정렬 상태를 측정하는 프리 비젼 카메라(40)와, 상기 수평이송대(22) 상의 스트립(10)을 일방향으로 이송하는 스텝모터(50)와, 그 하방으로 이송된 스트립(10) 상의 다수의 칩 상에 문자를 마킹하는 레이저 마커(60)와, 상기 마킹된 스트립(10) 상의 마킹을 촬상하는 포스트 비젼 카메라(170)와, 상기 마킹된 스트립(10)을 스트립 회수 매거진(90)으로 언로딩하는 언로더(unloader)(80)를 구비한다. 또한, 상기 레이저 마킹 시스템에는 상기 로더(30), 프리 비젼 카메라(40), 스텝모터(50), 레이저 마커(60), 포스트 비젼 카메라(170), 언로더(80)를 순차적으로 제어하는 제어 유니트(100)가 마련되어 있다. 이 제어 유니트(100)는 포스트 비젼 카메라(170)로부터 마킹된 이미지를 받아서, 미리 저장된 표준 이미지와 비교하여서 생기는 편차를 보정하는 보상 알고리즘이 내장되어 있으며, 이 보상 알고리즘으로부터의 출력은 갈바노 스캐너(63)의 x-y 미러의 구동부를 조절하여 x-y 미러(63a, 63b)의 각도를 조절한다.
상기 포스트 비젼 카메라(170)는 CCD 카메라로서, 그 시야(field of view)가 5~70 mm이며, 해상도(resolution)가 1300 x 1030 이상인 것이 바람직하다. CCD(charge coupled device)는 빛을 전기 신호로 변환하는 광전변환 센서이다. 카메라(170) 전단의 렌즈(미도시)로 들어온 빛의 세기는 먼저 CCD에 기록된다. 이 때 촬영된 영상의 빛은 CCD에 붙어 있는 RGB색필터에 의해 각기 다른 색으로 분리된다. 분리된 색은 CCD를 구성하는 수십 만 개의 광센서(화소에 대응하는)에서 전기적 신호로 변환된다. CCD에서 나온 아날로그 신호는 0과 1의 디지털 신호로 변환되어 영상 신호가 만들어져서 출력된다. 상기 포스트 비젼 카메라(40, 170)는 스트립(10)으로부터 광을 수광하여 전기적 영상신호를 발생한다. 상기 카메라로 촬상된 영상신호는 제어 유니트(100)로 전송된다.
상기 레이저 마킹 시스템을 사용하는 본 발명에 따른 포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹 시스템의 보정방법을 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹 시스템의 보정방법의 흐름도를 나타낸 것이다.
도면을 참조하면, 먼저 프리 비젼 카메라(40)로 로더(30)에 의해서 수평이송대(22) 상에 정렬된 스트립(10)을 촬상한다(제10 단계).
이어서, 촬상된 이미지로부터 스트립(10)의 방향이 올바른 지를 판단한다(제11 단계). 예컨대 도 1에 도시된 스트립(10)에서 해당 칩(12)에 대응하는 인식표(14)의 위치가 좌측에 있으면 정렬이 된 것으로 판단하고, 우측에 있으면 오정렬된 것으로 판단한다.
제11 단계에서, 스트립(10)이 오정렬된 것으로 판단되면 스트립(10)을 바이패스(by-pass)시킨다(제12 단계).
제11 단계에서 촬상된 스트립(10)이 정렬이 된 것으로 판단되면, 이송 모터(50)는 스트립(10)을 레이저 마커(60)의 하방으로 이송한다. 이때 레이저 마커(60)의 f-세타렌즈(64)로부터 초점거리에 스트립(10)이 위치하게 레이저 마커(60)가 배치된다. 레이저 마커(60)는 제어 유니트(100)에 의해서 레이저 빔을 발진하고, 발진된 레이저 빔은 f-세타 렌즈(64)를 통해서 스트립(10)의 각각의 칩(12) 상에 마킹을 한다. 이때 f-세타 렌즈(64)를 통과하는 레이저 빔은 제어 유니트(100)에 의해서 제어되는 x 미러(63a) 및 y 미러(63b)에 의해서 소정의 각도로 반사되면서 칩(12) 상에 문자를 마킹한다(제13 단계).
스트립(12) 상의 마킹 작업이 완료되면, 스텝모터 모터(50)는 암(52)으로 스트립(10)을 포스트 비젼 카메라(170) 하방으로 이송한다. 포스트 비젼 카메라(170)는 마킹된 칩(12)을 촬상하고, 촬상된 이미지를 제어 유니트(100)에 전송한다(제14 단계).
제어유니트(100)에서는 전송된 이미지 및 미리 저장된 표준 이미지와의 편차를 계산한다(제15 단계). 이때 각 칩(12) 상의 마킹 이미지는 스트립(10)의 해당 인식표(14)로부터의 상대 좌표를 비교하여 상기 편차를 판단하는 것이 바람직하다.
이어서 상기 계산된 편차로부터 갈바노 스캐너(63)의 보정이 필요한 지 여부를 판단한다(제16 단계).
제16 단계에서 갈바노 스캐너(63)의 보정이 필요하다고 판단되면, 갈바노 스캐너(63)의 x-y 미러의 조절변수값을 보정한다(제17 단계). 이 과정은 상기 제15 단계에서 계산된 편차를 제어 유니트(100)에 저장된 보상 알고리즘에 입력함으로써 수행되며, 다음 마킹작업시 적용된다. 특히, 상기 x-y 미러 구동부의 조절이 각 칩마다 다를 수가 있으므로, 상기 보정은 각 칩마다 수행되는 것이 바람직하다.
상기 제16 단계에서 갈바노 스캐너(63)이 보정이 필요없다고 판단되면, 보정작업을 종료한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹시스템의 보정방법에 의하면 포스트 비젼 카메라를 이용하여 마킹 시스템의 품질 편차를 측정하고 그를 보정하도록 갈바노 스캐너를 조정함으로써 마킹품질 향상에 기여할 수 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 일반적인 리드프레임 스트립의 개략적 평면도이다.
도 2는 일반적인 레이저 마킹 시스템의 개략 도면이다.
도 3은 레이저 마커의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용된 포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹 시스템의 보정방법의 흐름도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*
10: 스트립(strip) 20: 스트립 공급 매거진
22: 수평 이송대 30: 로더
40: 프리 비젼 카메라 50: 스텝 모터
60: 레이저 마커 70, 170: 포스트 비젼 카메라
80: 언로더 90: 스트립 회수 매거진
100: 제어유니트

Claims (5)

  1. 다수의 스트립이 적재된 스트립 공급 매거진과, 상기 매거진으로부터 하나의 스트립을 인출하여 수평이송대에 정렬하는 로더와, 상기 스트립의 정렬 상태를 측정하는 프리 비젼 카메라와, 상기 수평이송대 상의 스트립을 일방향으로 이송하는 이송수단과, 그 하방으로 이송된 스트립 상의 다수의 칩 상에 문자를 마킹하는 레이저 마커와, 상기 마킹된 스트립 상의 마킹을 촬상하는 포스트 비젼 카메라와, 상기 마킹된 스트립을 스트립 회수 매거진으로 언로딩하는 언로더와, 상기 장비들을 제어하는 제어유니트를 구비하는 레이저 마킹시스템의 마킹 보정방법에 있어서,
    (a)상기 프리 비젼 카메라로 상기 스트립의 정렬 상태를 측정하는 단계;
    (b)상기 스트립이 정렬된 경우 미리 저장된 조절변수값으로 갈바노 스캐너의 x-y 미러를 조절하여 각 칩 상에 소정의 문자를 마킹하는 단계;
    (c)상기 마킹된 스트립을 상기 포스트 비젼 카메라로 촬상하는 단계;
    (d)상기 촬상된 이미지 및 저장된 표준 이미지 사이의 편차를 측정하고, 그 결과를 상기 제어 유니트에 전송하는 단계; 및
    (e)상기 전송된 이미지 편차를 보정하도록 상기 갈바노 스캐너의 x-y 미러의 조절변수값을 보정하는 단계;를 구비하며,
    상기 (a)단계는 상기 스트립의 인식표의 위치로부터 상기 스트립의 오정렬을 판단하는 것을 특징으로 하는 포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹시스템의 마킹 보정방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d)단계는, 상기 각 칩의 인식표로부터의 상대 좌표를 비교하여 상기 편차를 측정하는 것을 특징으로 하는 포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹시스템의 마킹 보정방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (e)단계는, 상기 편차를 상기 제어유니트에 저장된 보정 알고리즘에 입력함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹시스템의 마킹 보정방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d) 및 (e)단계는, 각 칩 단위로 수행되는 것을 특징으로 하는 포스트 비젼 카메라를 이용한 레이저 마킹시스템의 마킹 보정방법.
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