KR101383883B1 - Lighting brightness for control method - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 부품인식장치의 조명 휘도 값 조정방법은, 부품실장기의 흡착노즐 하부에 부착되는 그레이 레벨차트의 각 픽셀에 대한 기준 휘도 값을 제어부에 설정하는 단계; 상기 그레이 레벨차트를 인식카메라로 촬영하여 여러 장의 이미지를 획득하는 단계; 상기 단계에서 획득된 여러 장의 이미지에서 상기 그레이 레벨차트의 각 픽셀별로 휘도 값을 측정하고, 상기 측정된 각 픽셀의 휘도 값이 상기 기준 휘도 값과 동일한지를 판별하는 단계; 상기 단계에서 계산된 각 픽셀의 휘도 값이 기설정된 상기 기준 휘도 값과 일치하지 않는 경우, 상기 각 픽셀의 휘도 값을 기준 휘도 값과 동일하게 조정해주는 단계; 를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for adjusting an illumination luminance value of a component recognition device, the method comprising: setting a reference luminance value for each pixel of a gray level chart attached to a lower portion of a suction nozzle of a component mounter to a controller; Photographing the gray level chart with a recognition camera to obtain a plurality of images; Measuring a luminance value for each pixel of the gray level chart in the plurality of images obtained in the step, and determining whether the measured luminance value of each pixel is equal to the reference luminance value; If the luminance value of each pixel calculated in the step does not match the preset reference luminance value, adjusting the luminance value of each pixel to be equal to the reference luminance value; .
부품실장기, 부품인식장치, 조명, 흡착노즐, 그레이 레벨차트, 픽셀, 최소자승법, 선형 회기법 Component Mounter, Component Recognition Device, Lighting, Suction Nozzle, Gray Level Chart, Pixel, Least Squares, Linear Regeneration
Description
본 발명은 부품인식장치에 관한 것으로, 특히 흡착노즐에 부착된 그레이 레벨차트의 이미지에서 각 픽셀들의 휘도 값을 측정한 후, 오차가 있는 경우에는 기준 휘도 값과 동일하게 측정된 휘도 값을 자동으로 조정함으로써, 조명들의 휘도 값을 일정하게 유지할 수 있어 부품인식의 정확성이 유지되는 부품인식장치의 조명 휘도 값 조정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a component recognition device. In particular, after measuring the luminance value of each pixel in an image of a gray level chart attached to an adsorption nozzle, if there is an error, the measured luminance value is automatically equal to the reference luminance value. The present invention relates to a method for adjusting an illumination luminance value of a component recognition apparatus, by adjusting the luminance value of the illuminations, thereby maintaining accuracy of component recognition.
일반적으로 부품 실장기(칩마운터)는 기판(PCB)에 반도체 패키지 등의 전자부품을 장착하는 작업을 수행하는 장치이다.In general, a component mounter (chip mounter) is a device for mounting an electronic component such as a semiconductor package on a substrate (PCB).
최근에는 기판이 고밀도 고기능을 가지며, 이에 따른 개별적인 집적 회로 부품 또한 마찬가지로 고기능을 가진다. 이로 인하여 기판에 실장되는 출력 핀은 증가하고, 출력 핀들 사이의 간격은 보다 좁아지게 된다.In recent years, substrates have high density and high performance, and thus individual integrated circuit components have high performance as well. This increases the output pins mounted on the substrate, and the gap between the output pins becomes narrower.
따라서, 부품을 실장하기 이전에, 부품이 정확한 각도로 회전됨으로써 전자 기판상에 정확한 실장이 요구된다.Therefore, before mounting the component, the component is rotated at the correct angle so that accurate mounting on the electronic substrate is required.
여기서, 상기 부품을 소정 위치에 정확히 장착하기 위해서는, 부품 공급 부 로부터 공급된 부품이 상기 기판에 장착되기 이전에, 부품의 흡착상태 및 중심위치가 정확히 확인되어야 할 필요가 있다. 이를 위해 부품인식장치가 사용된다.Here, in order to correctly mount the component at a predetermined position, it is necessary to accurately check the adsorption state and the center position of the component before the component supplied from the component supply portion is mounted on the substrate. For this purpose, a part recognition device is used.
상기 부품인식장치는 헤드부의 하부에서 부품의 촬영하여 영상을 획득하기 위한 카메라와, 부품에 빛을 조사하기 위한 조명 등으로 구성된다.The part recognition device includes a camera for acquiring an image by capturing a part from a lower part of the head, and an illumination for irradiating light to the part.
여기서, 종래의 부품인식장치에 사용되는 조명들은, 그 특성상 시간이 지남에 따라 휘도 값이 변경될 수 있다. 또한, 부품실장기의 위치이동에 따른 외부 밝기의 변화 또는 실내 조명의 밝기가 변경될 경우, 흡착노즐에 흡착된 부품의 휘도 값(부품의 밝기)이 변경된다. 이에 따라 부품 인식의 정확성이 떨어지는 문제점이 발생한다.Here, the illumination used in the conventional component recognition device, the luminance value may change over time due to its characteristics. In addition, when the change in the external brightness or the brightness of the indoor lighting is changed according to the position movement of the component mounter, the luminance value (the brightness of the part) of the part adsorbed to the suction nozzle is changed. As a result, a problem of inaccurate accuracy of part recognition occurs.
다시 말해, 상기 종래의 부품인식장치는, 카메라를 통해 획득된 부품의 이미지를 토대로 휘도 값을 측정한 후, 측정된 부품의 휘도 값의 평균을 내고 기준 휘도 값을 기설정한 상태에서 부품의 인식을 이룬다. 이에 따라 촬영된 부품 자체의 휘도 값이 변하게 되면 부품의 인식 정확성이 떨어지게 마련이다.In other words, the conventional component recognition device measures a luminance value based on an image of a component obtained through a camera, and then recognizes the component in a state in which the average luminance value of the measured component is averaged and the reference luminance value is preset. To achieve. As a result, when the luminance value of the photographed part itself changes, the recognition accuracy of the part may deteriorate.
때문에, 부품인식장치 조명의 휘도 값이 변화하면, 작업자는 변화된 휘도 값을 기준 휘도 값과 동일하게 재설정해주어야만 한다.Therefore, if the luminance value of the component recognition device illumination changes, the operator must reset the changed luminance value equal to the reference luminance value.
그러나 부품실장기의 위치이동 또는 실내 조명장치 등의 밝기는 수시로 변경될 수 있어, 부품실장기의 라인을 모두 정지시킨 상태에서 조명의 휘도 값을 재설정해야 하므로, 부품실장기를 다시 재가동해야 하는 과정이 반복되어야 하므로 번거로운 문제점이 있다.However, the position shift of the component mounter or the brightness of the indoor lighting device may change from time to time. Therefore, the luminance value of the lighting must be reset while all the liners of the component mounter are stopped. Therefore, the process of restarting the component mounter is required. There is a cumbersome problem because it must be repeated.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 부품실장기의 위치이동에 따른 외부 밝기의 변화 또는 실내 조명의 밝기가 변경될 경우 조명의 휘도 값 변화를 자동으로 감지하여 기준 휘도 값과 동일하게 자동으로 조정해줌으로써, 조명의 휘도 값을 재설정하는 번거로움이 없고, 부품인식의 정확성을 항상 일정하게 유지할 수 있는 부품인식장치의 조명 휘도 값 조정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and automatically detects a change in the luminance value of the illumination when the change in the external brightness or the change in the brightness of the indoor lighting according to the position movement of the component mounter to the reference luminance It is an object of the present invention to provide a method of adjusting the luminance of an illumination device of a component recognition device, by automatically adjusting the value to the same value, without the hassle of resetting the luminance value of the illumination and always maintaining the accuracy of the component recognition.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 부품실장기의 흡착노즐 하부에 부착되는 그레이 레벨차트의 각 픽셀에 대한 기준 휘도 값을 제어부에 설정하는 단계; 상기 그레이 레벨차트를 인식카메라로 촬영하여 여러 장의 이미지를 획득하는 단계; 상기 단계에서 획득된 여러 장의 이미지에서 상기 그레이 레벨차트의 각 픽셀별로 휘도 값을 측정하고, 상기 측정된 각 픽셀의 휘도 값이 상기 기준 휘도 값과 동일한지를 판별하는 단계; 상기 단계에서 계산된 각 픽셀의 휘도 값이 기설정된 상기 기준 휘도 값과 일치하지 않는 경우, 상기 각 픽셀의 휘도 값을 기준 휘도 값과 동일하게 조정해주는 단계; 를 포함하되, 상기 기준 휘도 값은 상기 그레이 레벨차트의 각 픽셀에 대한 조명의 휘도 값인 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the step of setting a reference luminance value for each pixel of the gray level chart attached to the lower portion of the suction nozzle of the component mounter in the control unit; Photographing the gray level chart with a recognition camera to obtain a plurality of images; Measuring a luminance value for each pixel of the gray level chart in the plurality of images obtained in the step, and determining whether the measured luminance value of each pixel is equal to the reference luminance value; If the luminance value of each pixel calculated in the step does not match the preset reference luminance value, adjusting the luminance value of each pixel to be equal to the reference luminance value; It includes, wherein the reference luminance value is characterized in that the luminance value of the illumination for each pixel of the gray level chart.
여기서, 상기 측정된 각 픽셀의 휘도 값과 기준 휘도 값에 대한 차이는, 최소자승법을 이용해 측정된 각 픽셀의 휘도 값을 점들로 표시하는 선형 회기법 그래프를 통해 표현하되, x는 픽셀, y는 휘도 값이 되도록 하여 일차함수(y=ax+b)로 도 출하여 계산하는 것이 바람직하다.Here, the difference between the measured luminance value and the reference luminance value of each pixel is expressed through a linear regression graph that displays the luminance value of each pixel measured using the least square method as dots, wherein x is a pixel and y is It is desirable to calculate the luminance value so that it is derived by the linear function (y = ax + b).
또한, 상기 그레이 레벨차트의 각 픽셀은 상기 흡착노즐의 저면부 중앙을 중심으로부터 외부로 지름이 커지게 복수로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that each pixel of the gray level chart is formed in plural to have a larger diameter from the center to the outside of the center of the bottom portion of the suction nozzle.
이상에서 설명한 바와 같이, 조명의 휘도 값을 자동으로 조정해 줌으로써, 조명의 휘도 값을 재설정하는 번거로움을 없앨 수 있고, 부품인식의 정확성을 항상 일정하게 유지할 수 있는 장점이 있다.As described above, by automatically adjusting the luminance value of the illumination, it is possible to eliminate the hassle of resetting the luminance value of the illumination, and there is an advantage that the accuracy of the part recognition can be kept constant at all times.
또한, 장비이동이나 외부환경 조건이 변경이 될 경우 그 조건에 맞게 장비에 정보를 줘서 조명의 휘도 값을 자동으로 조정할 수 있으므로, 부품 실장 공정에서 생산성이 저하되는 것을 방지하는 장점이 있다.In addition, when the equipment movement or external environmental conditions are changed, the brightness value of the lighting can be automatically adjusted by giving information to the equipment according to the conditions, and thus there is an advantage of preventing productivity in the component mounting process.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 부품인식장치의 조명 휘도 값 조정방법의 단계를 순차적으로 도시한 흐름도, 도 2는 도 1에 따른 그레이 레벨차트가 저면에 부착된 흡착노즐의 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 부품인식장치의 조명 휘도 값 조정방법의 측정된 각 픽셀의 휘도 값의 분포를 나타내는 그래프이다.1 is a flow chart sequentially showing the steps of the method for adjusting the illumination brightness value of the component recognition apparatus according to the present invention, Figure 2 is a perspective view of the suction nozzle is attached to the bottom of the gray level chart according to Figure 1, Figure 3 Is a graph showing the distribution of the measured luminance values of each pixel in the method of adjusting the illumination luminance value of the component recognition device according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명은 부품실장기(미도시)에서 기준 휘도 값을 제어부에 설정하는 단계(S100), 이미지를 획득하는 단계(S200), 휘도 값을 측정하여 기 준 휘도 값과 동일한지를 판별하는 단계(S300), 기준 휘도 값과 동일하게 조정해주는 단계(S400)를 포함한다.As shown in the drawing, in the component mounter (not shown), a reference luminance value is set to a control unit (S100), an image is acquired (S200), and a luminance value is measured to determine whether the same as the reference luminance value. The step S300 of determining and adjusting the same as the reference luminance value S400 is included.
부품인식장치(200)는 헤드부(100)의 흡착노즐(110)에 흡착된 부품의 촬영하여 영상을 획득하기 위한 카메라(210)와, 부품에 빛을 조사하기 위한 조명(220) 등이 구성된다.The
즉, 상기 카메라(210)에 의해 촬영된 영상을 인식하여 해당 부품의 공급상태(흡착노즐(110)에 픽업된 부품의 중심 위치, 방향 등) 또는 해당 부품이 실장 될 위치 등을 판단할 수 있다. 상기 카메라(210)는 일반적인 CCD 카메라(210)를 사용하는 것이 바람직하다.That is, by recognizing the image photographed by the
이하, 본 발명의 각 단계를 순차적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the steps of the present invention will be described sequentially.
먼저, 기준 휘도 값을 제어부에 설정하는 단계(S100)는, 부품실장기의 흡착노즐(110) 하부 면에 부착된 그레이 레벨차트(111)의 각 픽셀(210)에 대한 조명(220)의 휘도 값을 제어부에 설정한다.First, the setting of the reference luminance value in the control unit (S100) includes the luminance of the
상기 그레이 레벨차트(111)의 각 픽셀은, 상기 흡착노즐(110)의 저면부 중앙을 중심으로부터 외부로 지름이 커지게 복수로 형성되는 것이 바람직하다. 즉 각 픽셀들의 휘도 값이 다르며, 이에 대한 기준 휘도 값이 제어부(미도시)에 기설정된다.Each pixel of the
다음으로, 이미지를 획득하는 단계(S200)는, 상기 그레이 레벨차트(111)를 카메라(210)로 촬영하여 여러 장의 이미지를 획득한다. 상기 획득된 이미지는 제어부로 인가되며, 다음 단계(S300)에서 상기 이미지를 토대로 각 픽셀들에 대한 휘도 값을 측정할 수 있다.Next, in obtaining an image (S200), the
다음으로, 휘도 값을 측정하여 기준 휘도 값과 동일한지를 판별하는 단계(S300)는, 전 단계(S200)에서 획득된 여러 장의 이미지에서 상기 그레이 레벨차트(111)의 각 픽셀(210)별로 휘도 값을 측정한다. 이후 상기 측정된 휘도 값이 상기 기준 휘도 값과 동일한지를 계산한다.Next, in operation S300, the luminance value is determined by measuring the luminance value, and the luminance value is determined for each
상기 단계(S300)는 상기 측정된 각 픽셀의 휘도 값과 기준 휘도 값에 대한 차이는, 최소자승법을 이용해 측정된 각 픽셀의 휘도 값을 점들로 표시하는 선형회기법 그래프를 통해 표현하되, x는 픽셀, y는 휘도 값이 되도록 하여 일차함수(y=ax+b)로 도출하여 계산한다.In the step S300, the difference between the measured luminance value and the reference luminance value of each pixel is expressed through a linear regression graph that displays the luminance value of each pixel measured using the least square method as dots, where x is The pixel, y, is calculated by deriving the linear function (y = ax + b) to be the luminance value.
최소자승법(Method of Least Squares)이란, 상관관계를 나타내는 함수 y=f(x)를 찾는 하나의 도구라고 할 수 있다. 이를 설명하면 N회 측정한 측정 값 y1, y2,...,yn이 어떤 다른 측정 값 x1, x2,...xn의 함수라고 추정할 수 있을 때, 측정 값 yi와 함수 값 f(xi)의 차이를 제곱한 것의 합이 최소가 되도록 하는 함수 f(x)를 구하는 방법이다. 이렇게 해서 구해진 함수 y=f(x)는, 이 측정 값들의 관계에 가장 적합한 함수라고 할 수 있다. The Method of Least Squares is a tool for finding a correlation function y = f (x). To illustrate this, when the measured values y1, y2, ..., yn measured N times can be estimated as a function of some other measured value x1, x2, ... xn, the measured value yi and the function value f (xi) Find the function f (x) that minimizes the sum of squared differences. The function y = f (x) thus obtained can be said to be the best function for the relationship between these measured values.
도 3에 도시된 바와 같이, 각 점들은 측정값 (xi, yi)이고, 직선 (xi,f(xi))은 최소자승법을 사용해 구한, 측정값들의 분포를 가장 잘 나타내는 일차함수이다. 즉, 상기 일차함수는 (측정 값-함수 값)²의 총합(오차의 총합)이 최소가 되는 직선이라고 할 수 있다.As shown in Fig. 3, each point is a measured value (xi, yi), and a straight line (xi, f (xi)) is a linear function that best represents a distribution of measured values, obtained using the least squares method. That is, the linear function may be a straight line in which the sum of the (measurement value-function value) ² (the sum of the errors) becomes the minimum.
즉, 도시된 바와 같이 직선이 최적의 함수라면, 이 차이가 가능한 한 최소의 값을 가질 것이다. 최소자승법은 이 편차의 제곱을 최소화하기 위한 방법이다.In other words, if the straight line is the optimal function as shown, this difference will have the smallest possible value. Least-squares method is a method to minimize the square of this deviation.
따라서, 기설정된 조명의 기준 휘도 값 데이터와의 오차 분포를 정밀하게 판단하여 오차를 최소화할 수 있다. 즉, 그레이 레벨차트(111)의 이미지를 획득한 후, 기설정된 휘도 값을 기준으로 각 픽셀에 대한 휘도 값을 일차함수를 이용해 검사할 수 있다. Therefore, the error distribution with the reference luminance value data of the preset illumination may be accurately determined to minimize the error. That is, after acquiring an image of the
따라서, 외부 환경 조건과 상관없이 여러 장의 이미지를 토대로 각 픽셀들의 휘도 값과 기준 휘도 값의 차이를 판별할 수 있다.Therefore, the difference between the luminance value and the reference luminance value of each pixel may be determined based on the plurality of images regardless of external environmental conditions.
다음으로, 기준 휘도 값과 동일하게 조정해주는 단계(S400)는, 상기 단계(S400)에서 계산된 각 픽셀(210)의 휘도 값이 기설정된 상기 기준 휘도 값과 일치하치 않을 경우, 상기 기준 휘도 값과 동일하게 조명(220)의 휘도 값을 조정해준다.Next, adjusting to be equal to the reference luminance value (S400), if the luminance value of each
즉, 선형 회기법 그래프를 통해 일차함수로 도출된 각 픽셀들의 휘도 값과 기설정된 기준 휘도 값의 차이를 조정해줌으로써, 이후 조사되는 조명의 휘도 값은 기준 휘도 값과 동일하게 조정된 상태로 조사될 수 있도록 한다.That is, by adjusting the difference between the luminance value of each pixel derived as the first function through the linear regression graph and the preset reference luminance value, the luminance value of the subsequent illumination is irradiated in the same state as the reference luminance value. To be possible.
결과적으로, 부품실장기의 위치이동에 따른 외부 밝기의 변화 또는 실내 조명의 밝기가 변경될 경우 조명의 휘도 값 변화를 자동으로 감지하여 기준 휘도 값과 동일하게 자동으로 조정해줌으로써, 조명의 휘도 값을 재설정하는 번거로움이 없고, 부품인식의 정확성을 유지할 수 있다.As a result, when the change in the external brightness according to the position movement of the component mounter or the brightness of the room light is changed, the brightness value of the light is automatically detected and automatically adjusted to be equal to the reference brightness value. There is no hassle of resetting, and the accuracy of part recognition can be maintained.
이상에서 본 발명의 부품인식장치의 조명 휘도 값 조정방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적 으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.Although the technical idea of the method for adjusting the illumination brightness value of the component recognition device of the present invention has been described with the accompanying drawings, this is by way of example and not by way of limitation of the present invention.
따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.Accordingly, it is a matter of course that various modifications and variations of the present invention are possible without departing from the scope of the present invention. And are included in the technical scope of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 부품인식장치의 조명 휘도 값 조정방법의 단계를 순차적으로 도시한 흐름도.1 is a flow chart sequentially showing the steps of the method of adjusting the illumination brightness value of the component recognition apparatus according to the present invention.
도 2는 도 1에 따른 그레이 레벨차트가 저면에 부착된 흡착노즐의 사시도.Figure 2 is a perspective view of the suction nozzle is attached to the bottom of the gray level chart according to FIG.
도 3은 본 발명에 따른 부품인식장치의 조명 휘도 값 조정방법의 측정된 각 픽셀의 휘도 값의 분포를 나타내는 그래프.Figure 3 is a graph showing the distribution of the luminance value of each measured pixel of the method for adjusting the illumination luminance value of the component recognition apparatus according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art
100: 헤드부 110: 흡착노즐100: head 110: suction nozzle
111: 그레이 레벨차트 200: 부품인식장치111: gray level chart 200: part recognition device
210: 카메라 220: 조명210: camera 220: lighting
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