KR101575289B1 - 기준마크를 이용한 부품등록장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 기준마크를 이용한 부품등록장치 및 방법은, 본체에 설치되어 전후로 위치가 조절되는 슬라이드스테이지와, 상기 슬라이드스테이지의 상부에서 위치가 조절되며 중앙에 형성된 제1기준마크를 중심으로 전후에 제2기준마크와 제3기준마크가 대응되게 각각 형성되는 거치대와, 상기 거치대의 상부에 위치되며 상기 제1기준마크가 포함되도록 상기 제2, 3 기준마크를 촬영영역의 테두리에 맞춘 후 개별적으로 캡처하여 두 개의 영상을 획득하는 카메라 및, 상기 카메라를 통해 획득된 두 개의 영상을 제1기준마크가 중복되도록 합성하여 하나의 부품 영상을 획득하는 제어부를 포함한다.

또한, 거치대에 촬영할 부품을 올려놓고 슬라이드스테이지를 카메라의 촬영영역으로 이동시키는 제1단계와, 부품의 두께에 따른 기준마크의 거리를 계산하여 카메라의 초점을 조절하는 제2단계와, 제1기준마크와 제2기준마크를 함께 캡처하여 첫 번째 영상을 획득하는 제3단계와, 제1기준마크와 제3기준마크를 함께 캡처하여 두 번째 영상을 획득하는 제4단계 및, 획득된 두 개의 영상을 합성하여 하나의 부품 영상을 제어부에 등록하는 제5단계를 포함한다.

부품실장기, 카메라, 부품등록, 슬라이드스테이지, 거치대, 기준마크, 합성

Description

기준마크를 이용한 부품등록장치 및 방법{Parts registration device and method that use fiducial mark}

본 발명은 부품 등록장치에 관한 것으로, 특히 부품이 놓이는 거치대의 상부 면에 두 개의 촬영영역으로 분할된 다수의 기준마크(Fiducial Mark)를 형성함으로써, 카메라의 촬영영역(FOV)을 벗어나는 부품에 대해서는 분할인식하여 두 개의 영상을 캡처한 후, 기준마크를 이용해 두 개의 영상을 합성하여 하나의 부품 영상을 용이하게 등록할 수 있는 기준마크를 이용한 부품등록장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자 부품을 인쇄회로기판상에 실장 하기 위해서는, 해당 부품들의 정보의 입력이 필수적으로 이루어진다. 전자 부품의 정보에 해당하는 것으로는, 부품의 크기, 부품의 리드 개수, 각 리드의 폭과 길이, 피치 및 부품의 중심점에서 리드 간의 거리 등이 있다.

이를 위해 사용되는 부품등록장치는, 먼저 계측기를 이용해 등록하고자 하는 부품의 두께를 측정하고, 소정 거치대(테이블) 등에 측정된 부품을 올려놓은 후, 대상 부품의 인식 면이 인식카메라의 초점거리에 오도록 초점을 조정(높이조정)한다.

여기서, 상기 부품의 두께 측정값을 토대로 상기 인식카메라의 초점을 조절하기 위한 레버를 움직여 인식카메라와 등록 대상 부품 간의 초점을 조절한 후, 인식카메라를 통하여 부품의 가로, 세로 크기 및 리드 정보 등 부품의 2차원 정보를 티칭한 후 부품등록장치를 이용해 등록한다.

최근에는 전자 부품들에 대한 정보를 사용자가 직접 입력하지 않고 자동으로 입력하는 장치들을 사용하고 있다. 이러한 부품등록장치는 주로 인식카메라로 부품을 촬영하여 중앙처리장치에 의해서 자동으로 부품정보를 검출하는 "오토 티칭(auto teaching)" 방법에 의해 이루어지고 있다. 이와 같은 과정을 통해 등록된 부품의 정보는, 부품을 실장하기 위한 부품실장기(칩마운터)의 제어부 등에 전송되어 부품을 인식하는데 활용한다.

그러나 종래의 부품등록장치는, 카메라 촬영영역(FOV)범위 내에 들어오는 크기의 부품만을 티칭(Teaching) 할 수 있었다.

이를 해결하기 위해, 부품등록장치에 오프셋을 설정할 수 있는 구동부를 설치하고, 상기 구동부의 구동을 통해 오프셋만큼 이동하면서 부품을 분할인식하는 방법이 있었다.

그러나 종래의 부품등록장치는, 분할인식된 영상을 하나로 합성하여 부품을 등록할 수는 있었으나, 분할인식을 위한 별도의 컨트롤장치를 적용해야만 하기 때문에 장비의 구성이 복잡해지고 가격이 상승하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 거치대에 형성된 기준마크를 이용해 부품을 분할인식한 후, 기준마크를 기준으로 분할인식된 두 개의 영상을 합성하여 하나의 부품 영상을 등록함으로써, 인식될 부품이 카메라의 촬영영역(FOV)을 벗어나는 경우에도 다른 카메라를 교체해야하는 번거로움이 없으며, 별도의 컨트롤부를 구성하지 않아 장비의 구조를 단순화할 수 있는 기준마크를 이용한 부품등록장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기준마크를 이용한 부품등록장치는, 본체에 설치되며, 전·후로 위치가 조절되는 슬라이드스테이지와, 상기 슬라이드스테이지의 상부에서 위치가 조절되며, 중앙에 형성된 제1기준마크를 중심으로 전후에 제2기준마크와 제3기준마크가 대응되게 각각 형성되는 거치대와, 상기 거치대의 상부에 위치되며, 상기 제1기준마크가 포함되도록 상기 제2, 3 기준마크를 촬영영역의 테두리에 맞춘 후, 개별적으로 캡처하여 두 개의 영상을 획득하는 카메라 및, 상기 카메라를 통해 획득된 상기 두 개의 영상을 상기 제1기준마크가 중복되도록 합성하여 하나의 부품 영상을 등록하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 본체의 상부에는, 전후로 길이를 갖는 제1가이드부가 형성되고, 상기 슬라이드스테이지의 하측 상부에는 상기 제1가이드부와 암수로 슬라이드 결합되는 제2가이드부가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1기준마크, 상기 제2기준마크 및 상기 제3기준마크는, 상기 거치대의 양측에 한 쌍으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제어부는, 입력되는 상기 부품의 두께에 따라 상기 제1, 2 기준마크의 거리를 연산하며, 상기 연산 된 거리에 맞게 상기 카메라의 초점을 조절하는 것이 바람직하다.

상기 제어부에 표시되는 영상에는 상기 부품의 중심 위치를 조정하기 위해 교차되는 좌표가 표시되는 것이 바람직하다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기준마크를 이용한 부품등록방법은, 슬라이드스테이지의 거치대에 촬영할 부품을 올려놓고, 상기 슬라이드스테이지를 카메라의 촬영영역으로 이동시키는 제1단계(S100)와, 상기 부품의 두께를 제어부에 입력하며, 상기 부품의 두께에 따른 기준마크의 거리를 계산하여 상기 카메라의 초점을 조절하는 제2단계(S200)와, 상기 거치대의 중앙에 형성된 제1기준마크와, 상기 거치대의 전방에 형성된 제2기준마크를 함께 캡처하여 첫 번째 영상을 획득하는 제3단계(S300)와, 상기 제1기준마크와 상기 거치대의 후방에 형성된 제3기준마크를 함께 캡처하여 두 번째 영상을 획득하는 제4단계(S400) 및, 획득된 상기 두 개의 영상에서 상기 제1기준마크가 중복되도록 합성하여, 하나의 상기 부품 영상을 제어부에 등록하는 제5단계(S500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제3단계(S300)와 상기 제4단계(S400)에서는, 상기 제어부에 표시되는 영상을 보면서 상기 거치대를 이동시켜, 상기 카메라의 촬영영역 테두리에 들어오도록 위치를 조절하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 거치대에 형성된 다수의 기준마크를 이용해 부품을 분할인식한 후, 기준마크를 이용해 분할된 두 개의 사진을 합성하여 하나의 부품 영상을 등록할 수 있도록 함으로써, 인식될 부품이 촬영영역을 벗어나는 경우에도 다른 카메라로 교체해야하는 공정이 수반되지 않아 편리하다.

또한, 부품이 놓이는 거치대에 기준마크를 형성시키는 것만으로도 부품의 분할인식과 등록이 가능하므로, 장비의 구성이 복잡해지는 것과 가격이 상승하는 것을 방지할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 기준마크를 이용한 부품등록장치를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 기준마크를 이용한 부품등록장치에서 슬라이드스테이지와 거치대를 도시한 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 기준마크를 이용한 부품등록장치에서 거치대에 형성된 기준마크를 보여주기 위한 평면도, 도 4는 본 발명에 따른 기준마크를 이용한 부품등록장치에서 제어부에 표시되는 부품의 첫 번째 영상을 캡처하는 상태를 도시한 이미지, 도 5는 본 발명에 따른 기준마크를 이용한 부품등록장치에서 제어부에 표시되는 부품의 두 번째 영상을 캡처하는 상태를 도시한 이미지, 도 6은 본 발명에 따른 부품실장기의 부품등록방법에서 이루어지는 각 단계를 순차적으로 보여주기 위한 순서도이다.

도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같아, 본 발명에 따른 기준마크를 이용한 부품등록장치(100)는 본체(200), 슬라이드스테이지(300), 거치대(400), 카메라(500) 및 제어부(600)를 포함한다.

본체(200)는 하측 상부 면에 슬라이드스테이지(300)가 전후로 이동가능하게 설치되고, 본체(200)의 상부에는 촬영할 부품(S)을 올려놓기 위한 거치대(400)가 설치된다. 그리고 상기 거치대(400)의 상부 면에 올려진 부품(S)을 촬영하기 위한 카메라(500)가 설치된다. 여기서, 본체(200)의 하측 상부 면에는 전후로 길이를 갖는 제1가이드부(210)가 형성될 수 있다.

상기 제1가이드부(210)는 후술 될 슬라이드스테이지(300)를 전후로 이동시키기 위한 기능을 가지는 것으로, 상기 제1가이드부(210)는 상부로 돌출되게 형성할 수 있다.

슬라이드스테이지(300)는, 본체(200)의 하부에서 전후로 이동가능하게 설치되는 것으로, 그 하부에는 본체(200)의 하측 상부 면에 돌출 형성된 제1가이드부(210)와 암·수로 슬라이드 결합 될 수 있도록 제2가이드부(310)가 형성될 수 있다.

즉, 상기 슬라이드스테이지(300)의 제2가이드부(310)가 본체(200)의 제1가이드부(210)의 상부에 슬라이드 결합 됨으로써, 슬라이드스테이지(300)가 전후로 용이하게 이동될 수 있도록 한다.

여기서, 슬라이드스테이지(300)에는 후술 될 거치대(400)의 전·후·좌·우 및 상·하 위치를 조절할 수 있도록 위치조절장치(미도시)가 설치될 수 있다. 그리고 상기 위치조절장치를 조작하여 거치대(400)의 전·후·좌·우 및 상·하 위치를 조절하기 위한 적어도 하나 이상의 조절레버(320)가 외부에 형성될 수 있다.

또한, 슬라이드스테이지(300)의 전방에는 사용자가 손으로 파지할 수 있도록 손잡이(330)가 돌출 형성될 수 있다. 즉, 사용자가 상기 손잡이(330)를 파지한 상태에서 슬라이드스테이지(300)를 전방으로 빼낸 후 거치대(400)에 부품(S)을 올려놓거나, 후방으로 밀어넣은 후 거치대(400)를 카메라(500)의 촬영영역(FOV)으로 위치시킬 수 있다.

거치대(400)는 상부에 부품(S)을 올려놓기 위한 소정의 수평 면을 형성하는 것으로, 전술한 바와 같이 슬라이드스테이지(300)의 조절레버(320)를 통해 전·후·좌·우 및 상·하 높이가 조절될 수 있다.

그리고 도 3에서와 같이 상기 거치대(400)의 상부 면에는 중심에 해당하는 양측에 제1기준마크(410)가 한 쌍으로 형성되고, 상기 한 쌍의 제1기준마크(410)를 중심으로 전·후방 양측에는 한 쌍의 제2기준마크(420)와 한 쌍의 제3기준마크(430)가 각각 대응되게 형성된다.

여기서, 한 쌍의 제1기준마크(410), 제2기준마크(420) 및 제3기준마크(430)는 원형을 갖는 점으로 형성될 수 있으나 그 형상은 한정하지 않는다.

따라서, 상기 제2기준마크(420) 및 상기 제3기준마크(430)는 상기 제1기준마크(410)의 전·후에 각각 한 쌍으로 설치되므로, 제1기준마크(410)를 중심으로 두 개의 영상을 분할인식할 수 있다.

전술된 카메라(500)는, 본체의 상부에 설치되어 거치대(400)의 상부에 놓인 부품(S)의 영상을 캡처하기 위한 것으로, 상기 제1기준마크(410)가 포함되도록 상기 제2기준마크(420) 또는 제3기준마크(430)를 제어부(600)의 표시창을 통해 표시되는 촬영영역(FOV)의 테두리에 맞춘 후, 각각 캡처하여 두 개의 영상을 획득한다.

제어부(600)에서는, 카메라(500)를 통해 획득된 두 개의 영상을 제1기준마크(410)가 중복되도록 합성하여 하나의 부품(S) 영상을 등록할 수 있다.

여기서, 제어부(600)는 입력되는 부품(S)의 두께에 따라 제1, 2, 3 기준마크(420, 430)와 카메라(500)의 거리를 연산하고, 상기 연산 된 거리에 맞게 카메라(500)의 초점을 조절하는 기능을 가진다.

또한, 제어부(600)에 표시되는 영상에는 부품(S)의 중심 위치를 조정하기 위해 교차 되는 좌표(610)가 표시될 수 있다. 즉, 상기 좌표(610)를 기준으로 사용자는 부품(S)의 위치에 맞게 거치대(400)의 위치를 정밀하게 조절할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 부품실장기의 부품등록방법을 설명하면 다음과 같다.

도 6에 도시한 바와 같이, 제1단계(S100)에서는 슬라이드스테이지(300)의 거치대(400)에 촬영할 부품(S)을 놀려놓은 후, 상기 슬라이드스테이지(300)를 카메라(500)의 촬영영역(FOV)으로 이동시킨다.

다음으로, 제2단계(S200)에서는 촬영할 부품(S)의 두께를 제어부(600)에 입력하여, 부품(S)의 두께에 따른 제1, 2, 3 기준마크(410, 420, 430)의 거리를 계산한다.

여기서, 부품(S)의 두께에 따른 거리계산 방법은, 거치대(400)의 상부 면과 카메라(500) 렌즈의 거리를 제어부(600)에 미리 설정하고, 거치대(400)의 상부 면으로부터 부품(S)의 상부 면까지의 거리 즉, 거치대의 상부 면을 기준으로 부품(S)의 두께를 입력함으로써, 용이하게 카메라의 초점을 재설정할 수 있다.

다음으로, 제3단계(S300)는 표시되는 영상을 보면서 상기 거치대(400)를 이동시키며, 중앙에 형성된 제1기준마크(410)와, 상기 제1기준마크(410)의 일측에 형성된 제2기준마크(420)를 촬영영역(FOV)의 테두리에 들어오도록 캡처하여 첫 번째 영상을 획득한다.

다음으로, 제4단계(S400)는 거치대(400)를 이동시키며, 제1기준마크(410)와 제1기준마크(410)의 일측에 형성된 제3기준마크(430)를 촬영영역(FOV)의 테두리에 들어오도록 캡처하여 두 번째 영상을 획득한다.

최종적으로, 제5단계(S500)는 제4단계(S400)에서 획득된 두 개의 영상에서 상기 제1기준마크(410)가 중복되도록 두 개의 영상을 합성하여, 하나의 부품(S) 영상을 제어부(600)에 등록한다.

한편, 상기 제3단계(S300)와 상기 제4단계(S400)에서는, 상기 제어부에 표시되는 영상을 보면서 상기 거치대(400)를 이동시켜, 상기 카메라(500)의 촬영영역(FOV) 테두리에 들어오도록 위치를 조절하는 단계가 더 포함될 수 있다.

결과적으로, 본 발명은 거치대(400)에 형성된 다수의 기준마크를 이용해 부품(S)을 분할인식한 후, 기준마크를 이용해 분할된 두 개의 사진을 합성하여 하나의 부품(S) 영상을 등록할 수 있도록 함으로써, 인식될 부품(S)이 촬영영역(FOV)을 벗어나는 경우에도 다른 카메라로 교체해야하는 공정이 수반되지 않아 편리하다. 또한, 부품(S)이 놓이는 거치대(400)에 기준마크를 형성시키는 것만으로도 부품(S)의 분할인식과 등록이 가능토록 함으로써, 장비의 구성이 복잡해지는 것과 가격이 상승하는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 기준마크를 이용한 부품등록장치 및 방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

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.

도 1은 본 발명에 따른 기준마크를 이용한 부품등록장치를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 기준마크를 이용한 부품등록장치에서 슬라이드스테이지와 거치대를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 기준마크를 이용한 부품등록장치에서 거치대에 형성된 기준마크를 보여주기 위한 평면도.

도 4는 본 발명에 따른 기준마크를 이용한 부품등록장치에서 제어부에 표시되는 부품의 첫 번째 영상을 캡처하는 상태를 도시한 이미지.

도 5는 본 발명에 따른 기준마크를 이용한 부품등록장치에서 제어부에 표시되는 부품의 두 번째 영상을 캡처하는 상태를 도시한 이미지.

도 6은 본 발명에 따른 부품실장기의 부품등록방법에서 이루어지는 각 단계를 순차적으로 보여주기 위한 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 부품등록장치 200: 본체

210: 제1가이드부 300: 슬라이드스테이지

310: 제2가이드부 320: 조절레버

330: 손잡이 400: 거치대

410: 제1기준마크 420: 제2기준마크

430: 제3기준마크 500: 카메라

600: 제어부 610: 좌표

S: 부품

Claims (7)

1. 본체에 설치되며, 전·후로 위치가 조절되는 슬라이드스테이지;

   상기 슬라이드스테이지의 상부에서 위치가 조절되며, 하나의 부품을 안착시키고, 상기 부품의 양측부에서 중앙에 형성된 제1기준마크를 중심으로 전후에 제2기준마크와 제3기준마크가 대응되게 각각 형성되는 거치대;

   상기 거치대의 상부에 위치되며, 상기 제1 내지 제3 기준마크로 둘러싸인 상기 부품을 촬영하기 위해 상기 제1기준마크가 포함되도록 상기 제2기준마크 또는 상기 제3기준마크를 촬영영역의 테두리에 맞춘 후, 개별적인 촬영으로 캡처하여 두 개의 영상을 획득하는 카메라; 및

   상기 카메라를 통해 획득된 상기 두 개의 영상을 상기 제1기준마크가 중복되도록 상기 두개의 영상을 무보정으로 합성하여 하나의 부품 영상을 등록하는 제어부; 를 포함하되,

   상기 제어부는 상기 거치대의 상부면과 상기 카메라의 렌즈 사이의 미리 입력된 거리를 바탕으로 상기 거치대 상에 위치되는 상기 하나의 부품의 두께를 입력받아 상기 카메라의 초점을 자동으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 기준마크를 이용한 부품등록장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 본체의 상부에는, 전후로 길이를 갖는 제1가이드부가 형성되고,

   상기 슬라이드스테이지의 하측 상부에는 상기 제1가이드부와 암수로 슬라이드 결합되는 제2가이드부가 형성되는 것을 특징으로 하는 기준마크를 이용한 부품등록장치.
3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제1항에 있어서,
4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제1항에 있어서,

   상기 제어부는, 입력되는 상기 부품의 두께에 따라 상기 제1, 2 기준마크의 거리를 연산하며,

   상기 연산 된 거리에 맞게 상기 카메라의 초점을 조절하는 것을 특징으로 하는 기준마크를 이용한 부품등록장치.
5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제1항에 있어서,

   상기 제어부에 표시되는 영상에는 상기 부품의 중심 위치를 조정하기 위해 교차되는 좌표가 표시되는 것을 특징으로 하는 기준마크를 이용한 부품등록장치.
6. 슬라이드스테이지의 거치대의 상부면에서 양측 가장자리에 한 쌍씩 형성된 제 1,2,3 기준마크로 둘러쌓이도록 상기 거치대 상에 촬영할 부품을 올려놓고, 상기 슬라이드스테이지를 카메라의 촬영영역으로 이동시키는 제1단계(S100);

   상기 부품의 두께를 제어부에 입력하며, 상기 부품의 두께에 따른 기준마크의 거리를 계산하여 상기 카메라의 초점을 조절하는 제2단계(S200);

   상기 거치대의 중앙에 형성된 제1기준마크와, 상기 거치대의 전방에 형성된 제2기준마크를 함께 상기 카메라의 촬영으로 캡처하여 첫 번째 영상을 획득하는 제3단계(S300);

   상기 제1기준마크와 상기 거치대의 후방에 형성된 제3기준마크를 함께 상기 카메라의 촬영으로 캡처하여 두 번째 영상을 획득하는 제4단계(S400); 및

   획득된 상기 두 개의 영상에서 상기 제1기준마크가 중복되도록 상기 두 개의 영상을 무보정으로 합성하여, 하나의 상기 부품 영상을 제어부에 등록하는 제5단계(S500); 를 포함하되,

   상기 제어부는 상기 거치대의 상기 상부면과 상기 카메라의 렌즈 사이의 미리 입력된 거리, 그리고 상기 부품의 입력된 두께를 바탕으로 상기 카메라의 초점을 자동으로 조절하는 것을 특징으로 하는 부품실장기의 부품등록방법.
7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제6항에 있어서,

   상기 제3단계(S300)와 상기 제4단계(S400)에서는, 상기 제어부에 표시되는 영상을 보면서 상기 거치대를 이동시켜, 상기 카메라의 촬영영역 테두리에 들어오도록 위치를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부품실장기의 부품등록방법.

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