KR20210079435A - 전자부품 처리용 핸들러 및 전자부품 처리용 핸들러의 티칭점 설정 방법 - Google Patents

전자부품 처리용 핸들러 및 전자부품 처리용 핸들러의 티칭점 설정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체소자 처리용 핸들러 및 그 티칭점 조정 방법 등에 관한 것이다.
본 발명은 기준 픽커의 위치를 확인하기 위한 제1 카메라와 티칭점을 확인하기 위한 제2 카메라를 구비하고, 제1 카메라와 제2 카메라에 의해 촬영된 영상에 의해 티칭점을 설정할 수 있도록 구현된다.
본 발명에 따르면 티칭점 설정의 정교성이 향상된다.

Description

전자부품 처리용 핸들러 및 전자부품 처리용 핸들러의 티칭점 설정 방법{HANDLER FOR MANAGING ELECTRONIC COMPONENTS AND METHOD OF SETTING TEACHING POINT THEREOF}
본 발명은 전자부품을 처리하는 핸들러에 관한 것이다.
전자부품은 생산된 후 다양한 처리과정(테스트과정, 분류 과정, 트레이 재배치 과정 등)을 거친 후에 최종 상품으로서 출하된다. 그리고 그러한 다양한 처리과정에서 전자부품을 처리하기 위한 전자부품 처리용 핸들러가 사용된다.
전자부품 처리용 핸들러는 전자부품을 처리하는 과정을 위해 전자부품을 이동시키기 위한 다수의 이동장치를 가진다.
도 1은 전자부품에 대한 여러 처리과정 중 하나인 테스트 과정에 사용되는 전자부품 처리용 핸들러(HR)의 예를 보여주고 있다.
도 1의 전자부품 처리용 핸들러(HR)는 로딩위치(LP), 테스트위치(TP) 및 언로딩위치(UP)를 거쳐 다시 로딩위치(LP)로 이어지는 폐쇄된 경로(C)를 따라 순환 이동하는 테스트트레이(TT)를 필요로 하며, 로딩장치(LA), 연결장치(CA) 및 언로딩장치(UA)를 포함한다. 여기서 테스트트레이(TT)는 다수의 전자부품들을 테스터(TESTER)에 한꺼번에 공급하기 위한 적재요소이다.
로딩장치(LA)는 고객트레이(CT)에 있는 테스트되어야 할 전자부품들을 로딩위치(LP)에 있는 테스트트레이(TT)로 이동시키기 위한 이동장치이며, 로딩 속도를 높이기 위해 대한민국 공개 특허 10-2011-0108204호에서 같이 복수개의 이동장치로 구비될 수 있다. 여기서 고객트레이(CT)는 테스트되어야 할 전자부품을 전자부품 처리용 핸들러(HR)로 공급하기 위한 적재요소이다.
연결장치(CA)는 테스트위치(TP)에 있는 테스트트레이(TT)에 실린 전자부품을 테스터(TESTER)에 전기적으로 연결시킴으로써 전자부품들이 테스터(TESTER)에 의해 테스트될 수 있도록 한다.
언로딩장치(UA)는 언로딩위치(UP)에 있는 테스트트레이(TT)에 실린 테스트가 완료된 전자부품을 언로딩하면서 테스트 등급별로 분류한 후 고객트레이(CT)로 이동시키는 이동장치이며, 마찬가지로 언로딩 처리 속도를 향상시키기 위해 테스트트레이(TT)에서 소터라는 이동장치와 무버라는 이동장치로 나뉘어 구비될 수 있다. 여기서 소터는 테스트트레이(TT)에 있는 전자부품을 언로딩시키면서 테스트 등급별로 분류하여 소팅테이블로 이동시키는 이동장치이고, 복수개가 구비될 수 있다. 그리고 무버는 소팅테이블에 있는 전자부품을 고객트레이(CT)로 이동시키는 이동장치이며, 실시하기에 따라서 복수개가 구비될 수 있다.
즉, 전자부품 처리용 핸들러(HR)는 필요한 곳에 여러 개의 이동장치가 구비되어서 일 측 적재요소(예를 들면, 고객트레이, 테스트트레이, 소팅테이블)에서 타 측 적재요소(예를 들면 테스트트레이, 소팅테이블, 고객트레이)로 전자부품을 이동시킬 수 있도록 되어 있다. 참고로 전자부품 처리용 핸들러(HR)에 구비된 적재요소는 앞서 언급된 것들 외에도 임시적으로 전자부품을 적재시켜 놓기 위한 버퍼나 기타의 적재테이블 등이 있을 수 있다.
도 2는 이동장치(100)의 일예를 도시한 개략도이다.
도 2를 참조하면, 이동장치(100)는 전자부품을 파지하거나 파지를 해제할 수 있는 8×2 행렬 형태의 배치를 가진 16개의 픽커(P)들을 가진다. 즉, 도 2의 이동장치(100)는 8개가 한 묶음으로 블럭화된 2개열의 픽커(P)들을 가진다. 그래서 픽커(P)들 열간 간격은 조정될 수 있지만 픽커(P)들의 행간 간격은 조정될 수 없다.
한편, 전자부품 처리용 핸들러(HR)의 운용을 위해서는 픽커(P)가 출발지점(이동되어야 할 전자부품이 있는 지점)에서 정확히 전자부품을 파지해야 하고, 목표지점(이동이 완료된 전자부품이 놓일 지점)에서 정확히 전자부품의 파지를 해제해야만 한다. 이러한 문제는 최근에 전자부품의 크기가 작아지고, 단자들 간의 거리도 미세해지면서 더욱 중요하게 부각되고 있다. 따라서 전자부품이 출발지점에서 목표지점으로 이동할 때 전자부품을 파지하기 위한 파지점(출발지점)이나 전자부품의 파지를 해제하기 위한 해제점(목표지점)에 픽커가 정확히 위치해 있어야 한다. 즉, 픽커의 파지점이나 해제점을 티칭점(Teaching Point)이라고 하는데, 티칭점이 잘못 설정되면 의도하지 않은 문제들이 발생할 수 있다.
만일 전자부품의 파지점에 대한 티칭이 불량인 경우에는 파지 불량이나 불완전한 파지로 인하여 이동 도중 의도하지 않는 파지의 해제가 이루어질 수 있다. 그리고 이러한 경우 전자부품의 망실은 물론이고 파지 해제된 전자부품 또는 파손된 전자부품이 다른 구성부품들에 끼어 오작동을 발생시킬 수 있다.
또한 해제점에 대한 티칭이 불량한 경우에는 전자부품이 정위치에 정상 안착되지 못하고 이탈되는 현상, 동일 위치에 중복 적재되는 현상, 전자부품이 불량 안착된 상태에서 테스터와 전기적으로 접촉함으로써 발생하는 테스트 불량, 오작동 및 고장을 발생시킬 수 있다.
그래서 픽커(P)의 하단을 이루면서 전자부품과 접촉하는 패드(1)의 중심과 출발지점이 정확히 일치된 상태에서 픽커(P)가 전자부품을 파지하도록 하거나, 패드(1)의 중심이 목표지점(해제점)과 정확히 일치된 상태에서 픽커(P)가 전자부품의 파지를 해제하도록 하기 위한 티칭점의 정교한 설정은 매우 중요하다.
따라서 핸들러를 처음 가동해야 될 때나 또는 전자부품의 규격이 달라져서 픽커블럭이나 적재요소들을 다른 규격의 것으로 교체할 때에는 픽커(P)들의 티칭점을 설정해주는 작업을 가져야만 한다.
일반적으로 적재요소들은 전자부품이 안착될 수 있는 포켓들을 가지고 있는데, 포켓들은 규격화된 간격만큼 이격되게 구비되기 때문에 어느 한 포켓에 대한 티칭점의 좌표를 알면 나머지 포켓들에 대한 티칭점들의 좌표를 알 수 있다. 또, 이동장치에 구성된 픽커(P)들 간의 간격도 규격화되어 있기 때문에 어느 한 기준 픽커(P)의 중심에 대한 좌표를 알면 나머지 픽커(P)들의 중심들에 대한 좌표까지도 알 수 있다. 따라서 티칭점은 어느 한 특정 기준 포켓의 위치와 어느 한 특정 기준 픽커의 위치를 정확히 확인함으로써 정교하게 설정될 수 있다.
초기에는 픽커(P)들의 티칭점 설정이 수동으로 이루어졌다. 수동 설정의 일 예는 티칭 구멍이 형성된 티칭용 지그를 별도로 설치하고, 기준이 되는 픽커(P : 이하 '기준 픽커'라 함)에 결합된 티칭핀을 티칭 구멍에 삽입해 가면서 잘 들어가는 지점을 포착하는 방식이다. 그런데 이렇게 수동으로 티칭점을 조정하는 경우 많은 개수의 이동장치만큼 많은 수의 티칭점들을 일일이 수동으로 하나하나씩 설정하는데서 시간이 많이 소모된다. 그리고 전자부품의 소형화 추세에 비추어 볼 때, 작업자의 숙련도나 시각에 의해 티칭점 설정의 정확성도 떨어지므로, 육안 식별에 의한 작업에 의해서는 더 이상 정교한 티칭점 설정이 이루어지기 곤란해지고 있다. 즉, 티칭핀이 티칭 구멍에 잘 삽입되느냐는 작업자의 시야와 손의 느낌에 달려있기 때문에, 작업자마다 그 기준이 다르고, 작업자의 숙련도에 따라 소요 시간도 천차만별인 것이다. 게다가 작업 공간의 협소함으로 인한 작업의 까다롭고, 작업자가 팔 등을 전자부품 처리용 핸들러(HR)의 내부로 넣어서 작업을 함에 따라 수반되는 위험도 감수해야 한다. 그래서 이러저러한 이유로 티칭점 설정 작업이 평균 5시간 전후로 소요되었다. 또한, 티칭점 설정 시에 각 부품 간 강성의 차이로 인해 접촉하는 구조물간에 훼손이 커서 비용의 낭비도 발생한다. 더 나아가 티칭점을 설정한 후에 티칭용 지그를 제거하고서 전자부품의 종류에 맞는 적재요소를 안착해서 장비를 작동해야 하는데, 이 과정에서도 설치 공차까지 발생됨을 감안해야만 하는 곤란함이 있었다.
특히 위와 같은 티칭점 설정의 문제점은 전자부품이 상대적으로 큰 과거에는 크게 부각되지 않았으나, 전자부품의 크기가 점점 더 작아짐에 따라 더 크게 부각되어가고 있다.
그래서 자동으로 티칭점을 설정하는 방법들이 연구되었으며, 카메라를 이용하여 티칭점을 설정하는 여러 기술들이 개발되었다.
카메라를 이용하여 티칭점을 설정하면, 자동화된 프로세스에 의해 비교적 정확하고 손쉬우면서도 빠르게 티칭점을 설정할 수는 있으나 그에 수반되는 각종 부속 자재의 설치나 해체 등에 따른 작업은 여전히 수반되고, 이동장치(100)의 이동 공차, 각종 기구들의 설계나 설치 공차(심지어는 기준 픽커의 설치 공차나 기준이 되는 지점의 왜곡)에 의해 여전히 왜곡된 티칭점의 설정이 이루어질 수 있었다. 즉, 현재까지 제안된 카메라를 이용한 티칭점 설정 방법은 각종 좌표를 확인하는데 있어서 기준이 되는 기준점이 흐트러질 수 있음을 간과하고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0120880호 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0123502호 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0041048호
본 발명은 부속 자재의 수를 최소화시키고 절대적인 기준이 아닌 상호 상대적인 비교를 통해 각종 설계 또는 설치 공차에도 불구하고 티칭점을 정교하게 설정하고자 하는 동기에서 출발하였다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자부품 처리용 핸들러는 출발지점에서 전자부품을 파지한 후 목표지점으로 이동시켜서 파지를 해제함으로써, 전자부품을 출발지점에서 목표지점으로 이동시키는 이동장치; 상기 이동장치에 의해 이동될 전자부품을 파지해야 하는 상기 출발지점이나 전자부품의 파지를 해제해야 하는 상기 목표지점을 정확히 설정하기 위한 설정장치; 및 상기 설정장치에 의해 상기 출발지점과 목표지점을 설정한 후 전자부품을 출발지점에서 목표지점으로 이동시킬 수 있도록 상기 이동장치 및 설정장치를 제어하는 제어장치; 를 포함하고, 상기 이동장치는 전자부품을 파지하거나 파지를 해제하기 위한 적어도 하나의 픽커; 상기 적어도 하나의 픽커를 수직 방향으로 승강시킴으로써 상기 픽커가 전자부품을 파지하거나 파지를 해제할 수 있는 높이에 위치시키는 승강기; 및 상기 적어도 하나의 픽커를 수평 방향으로 이동시키는 수평이동기; 를 포함하며, 상기 설정장치는 상기 적어도 하나의 픽커 중에 있는 기준 픽커의 위치를 확인하기 위한 제1 카메라; 상기 출발지점 또는 상기 목표지점 중 적어도 하나의 위치를 확인하기 위한 제2 카메라; 및 상기 제1 카메라로부터 오는 제1 영상 정보로부터 상기 기준 픽커의 위치를 판단하고, 상기 제2 카메라로부터 오는 제2 영상 정보로부터 상기 출발지점 또는 상기 목표지점을 판단하는 판단기; 를 포함한다.
상기 판단기가 상기 제1 영상 정보와 상기 제2 영상 정보 중 어느 하나를 선택적으로 수신하도록 스위칭하는 스위치; 를 더 포함하고, 상기 제1 영상 정보와 상기 제2 영상 정보는 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라의 연속 촬영에 따른 동영상 정보이다.
상기 제1 카메라로 상방에 있는 상기 기준 픽커를 촬영할 때, 하방을 향해 빛을 조사하는 조명장치; 를 더 포함한다.
상기 제1 카메라와 제2 카메라는 렌즈가 본딩되어 있어서 초점 거리가 고정되어 있다.
상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라가 동일 수직선상에 위치하거나 적어도 촬영 중심이 동일 수직선상에 위치할 때, 상기 제1 카메라의 제1 초점거리와 상기 제2 카메라의 제2 초점거리의 합이 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라 간의 거리보다 더 길어서 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라 상호 간의 위치를 확인하기 위한 확인지그를 필요로 하며, 상기 확인지그는 상기 제1 카메라에 의해 확인되는 제1 확인지점과 상기 제2 카메라에 의해 확인되는 제2 확인지점 간에 높이차가 있는 구조를 가진다.
상기 확인지그는 상기 적어도 하나의 픽커와 함께 이동하는 상기 제2 카메라에 의해 확인되며, 상기 제2 확인지점과 수평 방향으로 이격되어 있는 제3 확인지점을 더 포함하고, 상기 판단기는 상기 제2 확인지점과 상기 제3 확인지점의 상호 위치를 비교함으로써 상기 확인지그의 설치 상태를 확인할 수 있도록 되어 있다.
또한, 위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자부품 처리용 핸들러의 티칭점 설정 방법은 상방향을 촬영하는 제1 카메라에 의해 전자부품을 파지하거나 파지를 해제하기 위한 기준 픽커의 위치를 확인하는 제1 확인단계; 상기 제1 카메라와 하방향을 촬영하기 위해 상기 기준 픽커와 함께 이동하는 제2 카메라의 상호 위치를 확인함으로써 상기 기준 픽커와 상기 제2 카메라의 거리를 확인하는 제2 확인단계; 상기 제2 카메라에 의해 기준 티칭점(전자부품을 파지하기 위한 출발지점이나 전자부품의 파지를 해제하기 위한 목표지점 중 적어도 하나)을 확인하는 제3 확인단계; 및 상기 제3 확인단계에서 확인된 기준 티칭점을 기준으로 나머지 티칭점들을 설정하는 설정단계; 를 포함한다.
상기 제1 확인단계는 상기 기준 픽커를 상기 제1 카메라의 상방에 위치시킨 상태에서 상기 제1 카메라로 역광 조명 상태에서 상기 기준 픽커의 하단을 이루는 패드(전자부품을 파지하는 부분)를 촬영하는 촬영 단계; 상기 촬영 단계에서 촬영된 영상 정보에서 어두운 임의의 점들을 선택하는 선택 단계; 상기 선택 단계에서 선택된 임의의 점들 중에서 3개를 취사선택하여 원을 그리는 제1 묘사 단계; 상기 제1 묘사 단계에서 묘사된 원의 중심을 찾고, 그 중심을 기준하여 제1 묘사 단계에서 그린 원보다 크거나 작은 원들을 그리는 제2 묘사 단계; 상기 제1 묘사 단계와 상기 제2 묘사 단계에서 그린 원들 사이에 임의의 점들이 가장 많이 존재하는 영역을 확인한 후 해당 영역이 만들어낸 원들을 기억하는 기억 단계; 상기 제1 묘사 단계, 상기 제2 묘사 단계, 상기 기억 단계를 또 다른 취사선택된 3개의 임의의 점에 대하여 정해진 다수 회 반복하는 반복 단계; 상기 반복 단계가 종료된 후 반복된 상기 기억 단계를 통해 기억된 원들 중 최대로 임의의 점들을 많이 포함하는 원들을 선정하는 선정 단계; 상기 선정 단계에서 선정된 원들과 실제 패드의 테두리가 지녀야하는 원을 비교하여 실제 패드의 테두리와 가장 근사한 원을 확정하는 확정 단계; 상기 확정 단계에서 확정된 원의 중심을 상기 패드의 중심으로 인식하는 인식단계; 를 포함한다.
상기 제1 카메라로 확인하기 위한 제1 확인지점과 상기 제2 카메라로 확인하기 위한 제2 확인지점을 가진 확인지그가 설치된 상태에서, 상기 제2 확인단계는 상기 제1 카메라로 상기 제1 확인지점을 찾는 제1 서칭단계; 상기 제2 카메라를 상기 제2 확인지점의 상방에 위치시킨 상태에서 상기 제2 확인지점을 찾는 제2 서칭단계; 상기 제1 서칭단계와 상기 제2 서칭단계에서 얻어진 결과물에 의해 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라의 상호 위치를 확인하고, 상기 제1 확인단계에서 얻어진 상기 기준 픽커의 위치를 비교하여 상기 제2 카메라와 상기 기준 픽커의 상호 위치를 인식하는 인식단계; 를 포함한다.
상기 제3 확인단계는 설계값에 근거하여 상기 제2 카메라를 적재요소에 있는 기준 포켓의 중심 위치까지 이동시키는 제1 이동단계; 상기 제2 카메라로 상기 기준 포켓을 촬영하는 촬영단계; 상기 촬영단계에서 얻어진 이미지에서 화상의 중심에 상기 기준 포켓이 이격되어 있는 정도를 계산하여 계산된 값만큼 상기 제2 카메라를 이동시킴으로써 화상의 중심에 상기 기준 포켓을 위치시키는 제2 이동단계; 상기 촬영단계와 상기 제2 이동단계를 적어도 1회 이상 수행함으로써 화상의 중심에 상기 기준 포켓이 위치하면 상기 기준 포켓의 중심에 있는 표식을 찾아 해당 표식의 위치를 상기 기준 포켓의 중심으로 인식하는 인식단계; 를 포함하고, 상기 설정단계는 상기 인식단계에서 인식된 상기 기준 포켓의 중심을 기준 티칭점하여 나머지 티칭점들을 설정한다.
상기 제3 확인단계는 전자부품을 적재요소에 있는 기준 포켓에 적재시키는 적재단계; 설계값에 근거하여 상기 제2 카메라를 상기 기준 포켓의 상방으로 이동시키는 제1 이동단계; 상기 제2 카메라로 상기 기준 포켓을 촬영하는 제1 촬영단계; 상기 제1 촬영단계에서 얻어진 이미지에서 전자부품과 적재공간을 이루는 벽면 간의 틈에 있는 어두운 사각 고리를 찾아 상기 기준 포켓의 중심을 계산하는 계산단계; 상기 적재단계에서 적재된 전자부품을 상기 기준 포켓으로부터 제거시키는 제거단계; 상기 계산단계에서 계산된 상기 기준 포켓의 중심으로 제2 카메라를 이동시키는 제2 이동단계; 상기 이동단계에 의해 상기 기준 포켓의 중심으로 이동된 제2 카메라로 상기 기준 포켓을 촬영하는 제2 촬영단계; 및 상기 제2 촬영단계에서 촬영된 이미지에서 상기 기준 포켓의 중심에 있는 표식을 찾아 해당 표식의 위치를 포켓의 중심으로 인식하는 인식단계; 를 포함하고, 상기 설정단계는 상기 인식단계에서 인식된 상기 기준 포켓의 중심을 기준 티칭점하여 나머지 티칭점들을 설정하도록 변형될 수 있다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 2개의 카메라를 이용하여 기준이 되는 지점들 간의 상대적인 위치를 파악하여 티칭점을 설정하기 때문에 설계적 오차에도 불구하고 정상 동작에 필요한 티칭점 설정의 정교성이 향상된다.
둘째, 스위치를 적용하여 판단기가 영상 정보를 선택적으로 수신하도록 함으로써 카메라의 개수 증가에도 불구하고 판단기의 개수 증가가 없어서 생산단가의 증가를 억제할 수 있다.
셋째, 다른 요인(작업자의 실수나 운용 상의 진동 등)에 의해 렌즈의 초점거리가 변동될 염려가 없으므로 정확한 확인이 가능해지고 티칭점 설정에 대한 신뢰도가 향상된다.
넷째, 부자재의 설치가 확인지그 하나로 최소화됨으로써 번거로움이 대폭 줄어들고, 확인지그의 설치 상태까지 반영하여 티칭점을 설정함으로써 티칭점 설정의 정교성이 매우 높아진다.
도 1은 전자부품의 테스트에 사용되는 전자부품 처리용 핸들러에 대한 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 전자부품 처리용 핸들러에 적용되는 이동장치에 대한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자부품 처리용 핸들러에 대한 블록도이다.
도 4는 도 3의 전자부품 처리용 핸들러에 적용된 이동장치에 대한 개략도이다.
도 5는 도 3의 전자부품 처리용 핸들러에 적용된 설정장치에 대한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 참고도이다.
도 7 내지 도 10은 도 5의 설정장치에 적용된 제1 카메라와 제2 카메라를 설명하기 위한 참고도이다.
도 11 내지 도 18은 본 발명에 따른 전자부품 처리용 핸들러의 티칭점 설정 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
이하 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 참고로 설명의 간결함을 위해 주지된 구성이나 중복되는 설명은 가급적 생략하거나 압축한다.
<핸들러의 주요 구성에 대한 개략적인 설명>
도 3의 블럭도에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전자부품 처리용 핸들러(HR)는 이동장치(100), 설정장치(200), 조명장치(300) 및 제어장치(400)를 포함한다. 물론, 실제 전자부품 처리용 핸들러(HR)에는 다수의 이동장치(100)가 구비될 수 있으나 설명의 편의상 하나의 이동장치(100) 부분만을 발췌하여 설명한다.
이동장치(100)는 출발지점에서 전자부품을 파지한 후 목표지점으로 이동시켜서 파지를 해제함으로써 전자부품을 출발지점에서 목표지점으로 이동시킨다. 이를 위해 도 4에서와 같이 이동장치(100)는 16개의 픽커(P)들, 승강기(110), 제1 수평이동기(120), 제2 수평이동기(130)를 가진다.
16개의 픽커(P)는 8개씩 블럭화되어서 2열로 구비된다. 픽커(P)의 하단은 고무나 실리콘같은 연질의 패드(1)로 이루어지며, 패드(1)의 하면은 둥근 고리형태이다. 본 실시예에서는 한 번에 16개의 전자부품들을 이동시키기 위해 16개의 픽커(P)를 구비하고 있지만, 실시하기에 따라서 적어도 1개 이상의 픽커(P)가 구비되면 족하다. 참고로 도 4에서 부호 P0는 다른 픽커(P)들과 동일한 구조와 역할을 가지지만, 티칭점 설정을 위해 임의적으로 선택된 것이므로 이를 편의상 기준 픽커라 칭하고 부호를 P0이로 표기하였다. 따라서 본 설명상에서 모든 픽커를 아우를 때의 부호는 P로 표기하고, 특별히 기준 픽커로서의 기능을 언급할 때 P0로 표기하도록 한다.
승강기(110)는 픽커(P)들을 승강시킴으로써 픽커(P)들이 전자부품을 파지하거나 파지를 해제할 수 있는 높이나 이동 가능한 높이에 위치될 수 있게 한다.
제1 수평이동기(120)는 픽커(P)들을 제1 방향인 좌우 방향으로 이동시키고, 제2 수평이동기(130)는 픽커(P)들을 제2 방향인 전후 방향으로 이동시킨다. 물론, 이동장치(100)의 역할에 따라서는 제1 수평이동기(120)나 제2 수평이동기(130) 중 어느 하나가 생략되는 것도 가능하다.
설정장치(200)는 이동장치(100)에 의해 이동될 전자부품을 파지해야 하는 출발지점이나 전자부품의 파지를 해제해야 하는 목표지점을 정확히 설정한다. 이를 위해 설정장치(200)는 도 5의 개략도에서와 같이 제1 카메라(210), 제2 카메라(220), 판단기(230) 및 스위치(240)를 구비한다.
제1 카메라(210)는 기준 픽커(P0)의 위치를 확인하기 위해 구비되며, 상방향을 촬영하도록 베이스플레이트(BP) 등에 고정되게 설치된다.
제2 카메라(220)는 티칭점인 출발지점 또는 목표지점의 위치(바꾸어서 좀 더 구체적으로 말하면 전자부품이 적재될 적재요소에 있는 포켓의 중심)를 확인하기 위해 구비되며, 하방향을 촬영하도록 설치된다. 이러한 제2 카메라(220)는 도 4 및 도 5에서 참고되는 바와 같이 픽커(P)와 함께 이동 가능하도록 이동장치(100)에 설치된다. 따라서 제1 카메라(210)는 제2 카메라(220)의 하방에 위치될 필요가 있다.
위의 제1 카메라(210) 및 제2 카메라(220)는 설계값에 근거한 영역 내에서 정확한 위치를 찾을 때까지 이미지를 연속적으로 생산해내야 하기 때문에 연속 촬영으로 동영상 정보를 생산해내도록 웹캠 형태로 구비된다. 그리고 촬영된 동영상은 실시간 판단기(230)로 제공된다. 이렇게 웹캠 형태로 카메라(210, 220)를 구비하는 이유는 상활별 촬영 시점을 맞추기가 어렵고 상황을 인식할 센서를 보강하려고 하면 비용 증가가 따르기 때문이다. 이와 같은 제1 카메라(210)와 제2 카메라(220)에서는 차후 목차를 달리하여 더 자세히 설명한다.
판단기(230)는 제1 카메라(210)로부터 오는 제1 영상 정보로부터 기준 픽커(P0)의 위치를 판단하고, 제2 카메라(220)로부터 오는 제2 영상 정보로부터 티칭점의 위치를 판단한다. 이러한 판단기(230)는 연산처리수단이 탑재된 소형 컴퓨터로 구비된다.
스위치(240)는 판단기(230)가 제1 영상 정보와 제2 영상 정보 중 어느 하나를 선택적으로 수신하도록 스위칭하기 위해 구비된다. 이에 따라 판단기(230)는 제1 카메라(210) 또는 제2 카메라(220)로부터 제1 영상 정보와 제2 영상 정보를 선택적으로 수신한다. 여기서 스위치(240)는 하드웨어로 구비될 수도 있지만 판단기(230)에 탑재되는 소프트웨어로 구비되는 것도 가능할 것이다.
한편, 전자부품 처리용 핸들러(HR)를 생산하는 생산자 입장에서는 소형 컴퓨터인 판단기(230)를 특별히 주문 제작하는 게 아니기 때문에 시중에 보급되는 사양의 것을 구입하여 설치해야만 한다. 그래서 판단기(230)를 저사양으로 하여 그 개수를 많게 하면(예를 들어 카메라 한 개당 한 개의 판단기를 구비하면) 그 공간 확보가 어려워 전자부품 처리용 핸들러(HR)의 규모가 커질뿐더러 설계에 곤란함이 있다. 그렇다고 판단기(230)를 고사양으로 구입하게 되면 여러 카메라(210, 220)로부터 오는 동영상들을 거의 동시적으로 처리할 수 있으나 전자부품 처리용 핸들러(HR)의 생산단가가 매우 상승한다. 이러한 문제점은 배경기술에서 설명한 바와 같이 하나의 전자부품 처리용 핸들러(HR)에 5개 내지 6개 또는 그 이상의 이동장치(100)가 구비될 때, 그 배수만큼 더 많은 개수의 판단기(230)를 구비해야 한다는 점에서 더 커진다.
따라서 본 실시예에서는 앞서 언급한 스위치(240)를 구비함으로써 판단기(230)가 제1 카메라(210) 또는 제2 카메라(220)에 선택적으로 연결되도록 하고 있다. 왜냐하면, 기준 픽커(P0)의 위치를 찾을 때는 제1 카메라(210)의 영상 정보만이 필요하고, 티칭점을 찾을 때는 제2 카메라(220)의 영상 정보만이 필요하며, 기준 픽커(P0)의 위치를 찾는 작업과 티칭점을 찾는 작업은 동시에 병행되지는 않기 때문이다.
또한, 더 나아가 도 6에서와 같이 하나의 이동장치(100)에 2개 이상의 제2 카메라(220)가 구비되어지는 것도 고려할 필요가 있다. 일반적으로 전자부품 처리용 핸들러(HR)는 많은 구성품들이 결합되어 있기 때문에 한 개의 제2 카메라(220)로는 확인할 수 없는 사각지대가 있을 수 있다. 예를 들어, 제1 적재요소에서 제2 적재요소로 전자부품을 이동시켜야 되는 경우, 제1 적재요소의 티칭점과 제2 적재요소의 티칭점을 모두 설정해야 한다. 여기서 제1 적재요소와 제2 적재요소는 일체화된 하나의 적재테이블이나 또는 고객트레이 상에 존재하는 2개의 지점일 수 있으며, 경우에 따라서는 서로 다른 구성이어서 예를 들면 적재테이블의 한 영역과 고객트레이의 일부 영역을 이야기 할 수도 있다.
그런데 한 개의 제2 카메라(220)로가 양 쪽 티칭점의 수직 상방에 모두 위치되게 설계될 수도 있지만, 다른 구조물이나 벽 등의 장애물(H)에 의해 한 개의 제2 카메라(220)가 일 측 티칭점에 도달될 수 없는 경우가 있는 것이다. 따라서 그러한 경우에 2개의 제2 카메라(220)가 구비되어야 할 필요가 있다. 게다가 이동장치(100)가 제1 적재요소(예를 들면 고객트레이)에서 제2 적재요소(예를 들면 테스트트레이)나 제3 적재요소(예를 들면 버퍼 테이블)로 선택적으로 전자부품을 이동시켜야 할 때에는 3개의 제2 카메라(220)가 필요할 수도 있으며, 경우에 따라서는 4개 이상의 제2 카메라(220)가 구비되는 것도 충분히 고려될 수 있을 것이다. 이러한 경우에도 제1 카메라(210)와 다수의 제2 카메라(220)로부터 오는 영상 정보가 동시에 필요하지 않으므로 스위치(240)가 현재 요구되는 영상 정보를 촬영하는 제2 카메라(220)와 판단기(230)를 연결하도록 동작한다. 그리고 더 나아가 복수개의 제2 카메라(220)들에 의한 모든 영상 정보가 동시에 필요로 하지 않을 수도 있으므로, 스위치(240)가 필요한 영역의 영상 정보를 생성하는 특정 제2 카메라(220)만을 선택적으로 판단기(230)에 연결하도록 동작할 수도 있다.
조명장치(300)는 제1 카메라(210)로 기준 픽커(P0)를 촬영할 때 하방을 향해 빛을 조사하도록 구비된다. 즉, 조명장치(300)가 기준 픽커(P0)의 패드(1)가 있는 영역으로 하방에서 상방으로 빛을 조사하는 것이 아니라, 기준 픽커(P0)의 상방에서 하방으로 빛을 비추게 함으로써 촬영되는 이미지 상에서 패드(1)의 바닥면이 다른 부위보다 더 어둡게 표현되도록 하고, 판단기(230)는 알고리즘으로 어두운 패드(1)의 위치를 찾도록 하는 것이다. 이렇게 패드(1)의 바닥면을 더 어둡게 함으로써 패드(1)와 다른 기구물 부위를 명확히 구분될 수 있게 하여 패드(1)의 중심을 더 쉽고 정확하게 찾을 수 있게 되었다. 여기서 상방이라 함은 패드(1)의 직상방만 의미하는 것이 아니라 수직선과 일정 각도 경사진 상측 방향을 포함하는 포괄적인 의미로 해석되어야 한다. 즉, 상방이라 함은 패드(1)보다 높은 곳을 의미하는 것으로, 빛을 조사하는 광원이 패드(1)보다 높이 있어서 빛이 패드(1)의 하면을 직접 조사할 수 없으면 족하다.
제어장치(100)는 설정장치(200)에 의해 티칭점을 설정한 후 전자부품을 출발지점에서 목표지점으로 이동시킬 수 있도록 이동장치(100), 설정장치(200) 및 조명장치(300)를 제어한다.
<카메라에 대한 구체적인 설명>
시중에서 구입하는 카메라는 렌즈를 회전시켜서 초점거리를 조정할 수 있게 되어 있다.
그런데, 본 실시예에 따른 전자부품 처리용 핸들러(HR)에 적용되는 제1 카메라(210)와 제2 카메라(220)는 초점거리를 고정한 채로 설치된다. 즉, 구입한 카메라의 렌즈를 회전이 금지되도록 본딩한 다음에 설치되는 것이다. 이 때, 제1 카메라(210)는 기준 픽커(P0)에 있는 패드(1)의 거리로 초점거리(이하 제1 초점거리)가 맞추어져 있고, 제2 카메라(220)는 기준 포켓(적재요소에 있는 포켓들 중 임의로 선택되어 티칭점 설정의 기준이 되는 포켓. 이하 같다)의 바닥면까지의 거리로 초점거리(이하 제2 초점거리)가 맞추어져 있다. 이러한 이유는 제1 카메라(210)로는 패드(1)를 선명히 보고, 제2 카메라(220)는 기준 포켓의 바닥면을 선명히 보기 위한 것이다. 이렇게 제1 카메라(210)와 제2 카메라(220)의 초점거리를 고정시키는 이유는 설치 작업 시나 전자부품 처리용 핸들러(HR)의 운용 시에 진동이나 의도하지 않은 간섭 등으로 인하여 초점거리가 변경되는 문제를 제거하기 위함이다.
참고로 초점거리에 들어온 영역은 매우 선명하게 보이고, 초점거리를 벗어난 영역은 흐리게 보이므로, 초점거리와 미세한 거리 차이만 존재하여도 영상에서 극명하게 대비되어 선명한 곳과 그렇지 않은 곳으로 나뉘게 된다. 따라서 보고자 하는 부위를 선명하게 볼 수 있는 것이다.
한편, 픽커(P)는 바닥에서 이동 가능한 최소거리만큼 이격되게 설치되는 것이 바람직하다. 이는 전자부품 처리용 핸들러(HR)의 크기를 최소화하면서도, 픽커(P)의 승강거리를 최소화시켜서 오차를 줄이면서도 속도를 빠르게 하는데 기여한다.
본 발명에 따르면, 후술하겠지만 제1 카메라(210)와 제2 카메라(220)의 상대적인 위치를 확인하기 위한 과정을 거친다. 이는 제2 카메라(220)의 위치를 정확히 확인하고, 더불어 기준 픽커(P0)의 위치를 확인함으로써 제2 카메라(220)와 기준 픽커(P0) 간의 상대적인 위치(좌표)를 알기 위함이다. 즉, 기준 픽커(P0)나 제2 카메라(220)의 경우도 서로 설계치만큼 정확히 상대적인 위치가 결정되지 못하고 각종 공차로 인한 오차가 발생할 수 있기 때문에 제2 카메라(220)와 기준 픽커(P0) 간의 상대적인 위치도 확인할 필요가 있는 것이다.
그런데, 제2 카메라(220)는 픽커(P)와 함께 이동하기 때문에 다른 기구물들과의 충돌 간섭 등을 배제하기 위해 픽커(P)의 패드(1)보다 더 높이 설치될 필요가 있다. 이러다 보니, 제1 카메라(210)의 제1 초점거리에 제2 카메라(220)가 위치할 수는 없다. 즉, 촬영을 위해 기준 픽커(P0)와 제2 카메라(220)가 하강할 수 있는 높이에 한계가 있기 때문에 기준 픽커(P0)와 함께 하강해야 하는 제2 카메라(220)를 패드(1)까지의 거리로 고정되어 있는 제1 초점거리까지 하강시킬 수가 없는 것이다. 그래서 제1 카메라(210)로 제2 카메라(220)를 명확히 인식할 수가 없다. 또한, 제1 카메라(210)는 베이스플레이트에 설치되기 때문에 베이스플레이트보다 높은 곳으로 제공되는 적재요소에 있는 기준 포켓의 바닥면까지의 거리로 맞추어진 제2 초점거리를 벗어나 있게 되며, 이는 제2 카메라(220)로 제1 카메라(210)를 명확히 인식할 수 없게 한다.
즉, 제1 카메라(210)와 제2 카메라(220)의 초점거리가 고정되어 있기 때문에 제1 카메라(210)로 제2 카메라(220)의 이미지를 정확히 얻어낼 수 없고, 제2 카메라(220)로 제1 카메라(210)의 이미지를 정확히 얻어낼 수 없는 것이다.
그래서 별도로 제2 카메라(220)의 위치를 확인하기 위한 확인지그를 도입할 필요가 있다.
만일, 제1 카메라(210)와 제2 카메라(220)가 동일 수직선상에 위치함으로써 촬영 중심이 동일 수직선상에 있을 때, 도 7에서와 같이 제1 초점거리(F1)와 제2 초점거리(F2)의 합이 제1 카메라(210)와 제2 카메라(220)가 촬영할 수 있도록 위치된 상태에서 양 카메라(210, 220) 간의 거리와 동일하면, 평평한 형태의 확인지그(CJ')를 구비하면 족하다. 물론 확인지그(CJ')에는 위치를 확인하기 위한 별도의 확인지점(CP, 구멍이나 표식 등)이 있어야 할 것이다. 그러나 앞서 언급한 바와 같이 픽커(P)의 승강거리가 최소화되어야 하기 때문에 도 8에서와 같이 제1 초점거리(F1)와 제2 초점거리(F2)의 합이 양 카메라(210, 220) 간의 수직 방향으로 이격된 거리(L)보다 길수밖에는 없다. 이 때문에 도 7과 같은 평평한 확인지그(CJ')는 사용될 수 없으며, 대신 제1 확인지점(CP1)과 제2 확인지점(CP2) 간에 높이차가 있는 구조의 확인지그(CJ)를 사용할 필요가 있다. 물론, 제1 확인지점(CP1)과 제2 확인지점(CP2) 간에 높이차가 있는 구조이면 족하므로, 그 형태는 도 8에 도시된 형태로 한정될 필요는 없다.
도 9는 도 8에 있는 학인지그(CJ)에 대한 개략적인 사시도이다.
확인지그(CJ)에는 제1 카메라(210)에 의해 확인되어야 하는 제1 확인지점(CP1)과 제2 카메라(220)에 의해 확인되어야 하는 제2 확인지점(CP2)이 있고, 제1 확인지점(CP1)과 제2 확인지점(CP2)은 높이차를 가진다. 즉, 제1 확인지점(CP1)이 제2 확인지점(CP2)보다 더 높이 있다. 더 나아가 확인지그(CJ)에는 확인지그(CJ)의 설치 상태를 파악하기 위한 제3 확인지점(CP3)이 있으며, 제3 확인지점(CP3)은 제2 확인지점(CP2)과 동일 높이이면서 제2 확인지점(CP2)의 일 측에 이격되어 있다. 물론, 제1 확인지점(CP1)과 제2 확인지점(CP2) 간의 수평 방향으로의 거리와 제2 확인지점(CP2)과 제3 확인지점(CP3) 간의 수평 방향으로의 거리는 정교하게 설정되어 있으므로, 이를 통해 제1 카메라(210)와 제2 카메라(220)의 상대적인 위치가 정확히 파악될 수 있다.
참고로, 제1 카메라(210)의 설치 위치에 따라서는 제1 카메라(210)의 제1 초점거리(CP1)만큼 픽커(P)의 패드(1)가 이격되지 못할 수 있다. 이러한 경우, 제1 카메라(210)에 접사렌즈를 적용하여 제1 초점거리(F1)를 어느 정도 조정해 볼 수는 있으나, 접사렌즈의 굴절률이 접사렌즈마다 조금씩 달라 정확성이 떨어지고, 접사렌즈의 부착 시에도 작업자에 따라 다소 달라 정확한 제1 초점거리(F1)가 나오지 못하는 문제가 있었다. 따라서 도 10에서와 같이 제1 카메라(210)가 상방을 향하게 하지 않고 수평 방향을 향하게 설치하고, 그 대신 반사경(M)을 구성함으로써 제1 카메라(210)의 제1 초점거리(F1)만큼의 이격된 거리에 픽커(P)의 패드(1)가 위치되도록 구현될 수 있다.
<티칭점 설정 방법에 대한 설명>
계속하여 상기한 구성들을 가지는 전자부품 처리용 핸들러(HR)에서 이루어지는 티칭점 설정 방법에 대하여 살펴본다.
도 11은 티칭점 설정 방법에 대한 기본 흐름도로서 제1 확인<S10>, 제2 확인<S20>, 제3 확인<S30> 및 설정<S40>으로 이어진다. 물론, 이러한 티칭점 설정 방법이 수행되기 전에 제1 카메라(210)의 설계값에 따른 위치, 기준 픽커(P0)와 제2 카메라(220) 간의 설계값에 따른 상대적인 위치, 기준 포켓의 위치 등 필요한 정보는 미리 제어장치(400)를 통해 판단기(230)에 입력되어 있다.
1. 제1 확인<S10>
단계 S10에서는 제1 카메라(210)에 의해 기준 픽커(P0)의 위치를 확인한다. 이러한 단계 S10은 제1 카메라(210)의 영상 정보를 이용하므로 스위치(240)는 제1 카메라(210)와 판단기(230)를 연결시켜 놓는다.
이 때, 이상적인 패드(1)의 테두리는 원형이지만 실제로는 사출 후에 틀어짐 등에 의해 원형에 가깝지만 원형은 아닐 수 있으므로, 패드(1)의 이상적인 중심은 여러 세세한 과정을 거쳐 찾을 필요가 있다. 따라서 제1 확인단계는 도 12에서와 같이 세세한 과정으로 나뉠 수 있다.
(1) 촬영<S11>
제어장치(400)는 제1 카메라(210)의 상방에 기준 픽커(P0)를 위치시킨 상태에서 제1 카메라(210)로 기준 픽커(P0)의 저면에 있는 패드(1)를 촬영한다. 이 때, 제어장치(400)는 조명장치(300)를 동작시켜서 조명을 킴으로써 역광 조명 상태에서 패드(1)에 대한 촬영이 이루어지도록 한다.
(2) 선택<S12>
판단기(230)는 단계 S11에서 촬영된 영상 정보에서 어두운 임의의 점들을 선택한다. 이 때, 어두운 정도는 임의의 기준 명도를 설정하여 그 이하의 명도를 어두운 점들을 인식하도록 구현될 수 있다. 여기서 임의의 점들은 하나의 픽셀에 해당될 수도 있다.
(3) 제1 묘사<S13>
판단기(230)는 단계 S12에서 선택된 많은 임의의 점들 중에서 3개를 취사선택하여 도 13에서 참조되는 바와 같이 3개의 점들을 모두 지나는 원을 그린다.
(4) 제2 묘사<S14>
단계 S13에서 묘사된 원의 중심을 찾고, 도 14에서 참조되는 바와 같이 그 중심을 기준하여 단계 S13에서 묘사된 원보다 크거나 작은 원들을 그린다. 이 때 그려지는 원들의 개수는 설정하기 나름이지만, 본 실시예에서는 약 100여개의 원들을 그리는 예를 따르고 있다.
(5) 기억<S15>
단계 S14에서 묘사된 원들 사이에 임의의 점들이 가장 많이 존재하는 영역을 확인한 후 해당 영역이 만들어낸 원들을 기억한다.
(6) 반복<S16>
위의 단계 S12 내지 S15를 또 다른 취사선택된 3개의 임의의 점에 대하여 정해진 횟수(수회 내지 수십회)만큼 반복한다.
(7) 선정<S17>
단계 S16이 종료되면 반복된 단계 S15를 통해 기억된 원들 중 최대로 임의의 점들을 많이 포함하는 원들을 선정한다.
(8) 확정<S18>
단계 S17에서 선정된 원들과 실재 패드(1)의 테두리가 지녀야 하는 이상적인 원을 비교하여 실제 패드(1)의 테두리와 가장 근사한 원을 확정한다.
(9) 인식<S19>
단계 S18에서 확정된 원의 중심을 패드(1)의 중심으로 인식한다.
2. 제2 확인<S20>
단계 S20에서는 제1 카메라(210)와 제2 카메라(220)의 상대적 위치를 확인함으로써 기준 픽커(P0)와 제2 카메라(220)의 거리를 확인한다. 이러한 단계 S20은 앞서 언급한 확인지그(CJ)를 이용하여 이루어질 수 있으며, 도 15에서와 같이 더 세세한 과정으로 나눌 수 있다.
(1) 제1 서칭<S21>
제1 카메라(210)로 제1 확인지점(CP1)을 찾는다. 그래서 제1 확인지점(CP1)이 화상의 중심에서 어느 정도 이격되어 있는지 여부 등을 알 수 있다. 이 때에도 제1 영상 정보를 이용하므로 스위치(240)는 제1 카메라(210)와 판단기(230)를 연결시켜 놓는다.
(2) 제2 서칭<S22>
제어장치(400)는 이동장치(100)를 작동시켜서 제2 카메라(220)를 제2 확인지점(CP2)의 상방에 대략적으로 위치시킨 상태에서 제2 확인지점(CP2)을 찾는다. 이 때에는 제2 카메라(220)의 이동이 가능하므로, 화상의 중심에 제2 확인지점(CP2)이 정확하게 위치될 수 있다. 그리고 이 과정에서는 제2 영상 정보가 이용되므로 스위치(240)는 전환되어 제2 카메라(220)와 판단기(230)를 연결시켜 놓는다.
그리고 또한, S22 단계에서 제3 확인지점(CP3)을 함께 찾고, 제2 확인지점(CP2)과 제3 확인지점(CP3) 간의 위치 관계를 확인하여 확인지그(CJ)의 설치 상태(약간 비틀어지게 설치되는 등의 상태)를 확인하게 된다. 물론, 이렇게 확인된 확인지그(CJ)의 설치 상태에 대한 정보는 제1 카메라(210)와 제2 카메라(220)의 상대적인 위치를 확인하기 위한 계산에 감안된다.
(3) 인식<S23>
단계 S21과 S22에서 얻어진 결과물에 의해 제1 카메라(210)와 제2 카메라(220)의 상호 상대적인 위치를 확인하고, 단계 S10에서 얻어진 기준 픽커(P0)의 위치를 비교 계산하여 제2 카메라(220)와 기준 픽커(P0)의 상대적인 위치를 인식한다.
3. 제3 확인<S30>
제어장치(400)는 이동장치(100)를 작동시켜 제2 카메라(220)가 기준 포켓(GP)의 상방에 대략적으로 위치되도록 한 후, 제2 카메라(220)에 의해 기준 티칭점을 확인한다. 여기서 기준 티칭점(GP)이라 함은 기준 포켓(GP)에 대한 티칭점을 의미한다. 물론, 이러한 단계 S30은 앞서 언급한 바와 같이 적재요소가 여러 개일 경우 기준 티칭점이 여러 개일 수 있으므로 여러 번 반복될 수 있다.
참고로, 단계 S30은 도 16에 개략적으로 도시된 기준 포켓(GP)의 바닥면 중심에 있는 확인구멍(CH)을 찾음으로서 수행될 수 있다. 여기서 확인구멍(CH)은 원래 전자부품이 낙하할 때 공기저항을 줄이거나 자체 무게를 줄이기 위해 형성되는 것으로서 기준 포켓(GP)의 중심에 위치한다. 그런데 본 발명에서는 그러한 확인구멍(CH)이 기준 포켓(GP)의 중심(기준 티칭점)을 찾기 위한 표식의 용도로 활용된다.
마찬가지로 단계 S30은 도 17에서와 같이 더 세세한 과정으로 나눌 수 있다.
(1) 제1 이동<S31>
제어장치(400)는 설계값에 근거하여 이동장치(100)를 작동시켜서 제2 카메라(220)를 기준 포켓(GP)의 중심 위치까지 이동시킨다.
(2) 촬영<S32>
제2 카메라(220)로 기준 포켓(GP)을 촬영한다.
(3) 제2 이동<S33>
단계 S32에서 얻어진 이미지에서 화상의 중심과 기준 포켓(GP)의 중심이 이격되어 있는 정도를 계산하여 계산된 값만큼 제2 카메라(220)를 이동시킴으로써 화상의 중심에 기준 포켓(GP)의 중심을 위치시킨다.
(4) 인식<S34>
단계 S32와 S33을 적어도 1회 이상 수행함으로써 화상의 중심에 기준 포켓(GP)의 중심이 위치하면 기준 포켓(GP)의 중심에 있는 확인구멍(CH)을 찾아 해당 확인구멍(CH)의 위치를 기준 포켓(GP)의 중심으로 인식한다. 이 때, 화상에 확인구멍(CH)이 정확히 확인되기 위해서는 조명에 의한 난반사 등이 방해가 될 수 있으므로, 적어도 기준 포켓(GP)의 바닥면은 무광 처리되는 것이 바람직하다. 또한, 확인구멍(CH)을 이루는 내벽면도 그 높이 두께가 있고, 이러한 내벽면 또한 무광 처리됨이 바람직하다. 이는 조명에 의한 난반사로 인해 내벽면과 확인구멍(CH)의 테두리가 상호 구분되지 못할 경우, 확인구멍(CH)의 테두리가 불분명해져 정작 기준 포켓(GP)의 중심을 확인하는데 어려움이 있을 수 있기 때문이다. 따라서 바닥면과 내벽면은 색상을 달리하는 것도 바람직하게 고려될 수 있다.
4. 설정<S40>
단계 S30에서 확인된 기준 포켓(GP)의 중심을 기준 티칭점으로 설정하고, 설계값에 근거한 계산으로 나머지 티칭점들을 설정한다. 예를 들어 적재요소에는 다수의 포켓들이 있고, 다수의 포켓들마다 티칭점을 가진다. 그런데, 포켓들 간의 간격은 정해져 있어서 계산될 수 있으므로, 기준 포켓(GP)의 티칭점이 찾아지면 나머지 티칭점들도 계산될 수 있는 것이므로 해당 적재요소에 있는 모든 티칭점들을 설정할 수 있는 것이다. 이렇게 나머지 티칭점들의 계산을 위한 정보를 설계정보라 하는데, 설계정보는 작업자가 핸들러(HR)에 직접 입력할 수도 있고, 통신에 의해 핸들러(HR)가 상위단(예를 들면 상위의 서버)으로부터 내려 받을 수도 있다.
<제3 확인의 다른 예>
확인구멍(CH) 크기가 작기 때문에 확인구멍(CH)의 직상방에서 약간 벗어난 상태에서 제2 카메라(220)가 기준 포켓(GP)을 촬영하면 확인구멍(CH)을 이루는 벽면에 의해 확인구멍(CH)이 화상에서 정확히 감지되지 못할 수 있다. 따라서 이러한 경우에는 전자부품을 이용하여 도 18에서와 같은 변형된 과정을 거치는 것도 충분히 고려될 수 있다.
(1) 적재<S31'>
전자부품을 적재요소의 기준 포켓(GP)에 적재시킨다. 이렇게 되면 아무리 정교하게 기준 포켓(GP)이 설계되었다 하더라도 전자부품과 기준 포켓(GP)의 적재공간을 이루는 벽면 간에 틈이 발생하고, 이 틈이 화상에서 어둡게 표현된다.
(2) 제1 이동<S32'>
전자부품이 적재되고 나면, 제어장치(400)는 이동장치(100)를 작동시켜서 설계값에 근거하여 제2 카메라(220)를 기준 포켓(GP)의 상방으로 이동시킨다.
(3) 제1 촬영<S33'>
제2 카메라(220)로 기준 포켓(GP)을 촬영한다.
(4) 계산<34'>
단계 S33'에서 얻어진 이미지에서 전자부품과 적재공간을 이루는 벽면 간의 틈에 있는 어두운 사각 고리를 찾아 기준 포켓(GP)의 중심을 계산한다. 이 때 기준 포켓(GP)의 중심은 사각 고리의 대각 모서리를 잇는 2개의 직선이 만나는 지점이 될 것이다. 참고로, 본 실시예에서는 사각형 형태의 전자부품을 예정하였기 때문에 어두운 사각 고리를 찾고 있지만, 만일 원형 형태의 전자부품이라면 어두운 원형 고리를 찾아야 할 것이다.
(5) 제거<S35'>
단계 S31'에서 적재된 전자부품을 기준 포켓(GP)으로부터 제거시킨다.
(6) 제2 이동<S36'>
단계 S34'에서 계산된 기준 포켓(GP)의 중심으로 제2 카메라(220)를 이동시킨다.
(7) 제2 촬영<S37'>
단계 S36'에 의해 기준 포켓(GP)의 중심으로 이동된 제2 카메라(220)로 기준 포켓(GP)을 촬영한다.
(8) 인식<S38'>
단계 S37'에서 촬영된 이미지에서 기준 포켓(GP)의 중심에 있는 확인구멍(CH, 또는 다른 표식일 수 있다)을 찾아 해당 위치를 기준 포켓(GP)의 중심으로 인식한다.
참고로, 위에서 설명한 티칭점 설정 방법은 각각의 이동장치(100)들마다 동시에 수행되기 때문에 티칭점 설정은 매우 빠르면서도 정교하게 이루어질 수 있다.
한편, 위와 같은 방법으로 티칭점이 설정되면, 실제 전자부품을 공급하여 티칭 상태를 확인하고, 티칭점이 바르게 설정된 것으로 확인되면 전자부품 처리용 핸들러(HR)를 정상 가동시킨다.
이상과 같이 본 발명에 따르면 제1 카메라(210), 제2 카메라(220), 기준 픽커(P0)의 중심, 기준 포켓(GP)의 중심이 정확한 설계치에 있지 않고 오차를 가지더라도, 상호 상대적인 위치를 확인하여 티칭점을 설정하기 때문에 실제 전자부품 처리용 핸들러(HR)의 운용시에 제어장치(400)에 의해 이동장치(100)가 정확히 전자부품을 이동시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 위의 도 11 내지 도 18을 참고하여 설명한 티칭점 설정 방법을 컴퓨터상에서 실행시킬 수 있는 프로그램이 기록된 기록매체를 포함한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기한 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등범위로 이해되어져야 할 것이다.
HR : 전자부품 테스트용 핸들러
100 : 이동장치
200 : 설정장치
210 : 제1 카메라 220 : 제2 카메라
230 : 판단기 240 : 제어장치
300 : 조명장치
400 : 제어장치
CJ : 확인지그

Claims (11)

  1. 출발지점에서 전자부품을 파지한 후 목표지점으로 이동시켜서 파지를 해제함으로써, 전자부품을 출발지점에서 목표지점으로 이동시키는 이동장치;
    상기 이동장치에 의해 이동될 전자부품을 파지해야 하는 상기 출발지점이나 전자부품의 파지를 해제해야 하는 상기 목표지점을 정확히 설정하기 위한 설정장치; 및
    상기 설정장치에 의해 상기 출발지점과 목표지점을 설정한 후 전자부품을 출발지점에서 목표지점으로 이동시킬 수 있도록 상기 이동장치 및 설정장치를 제어하는 제어장치; 를 포함하고,
    상기 이동장치는,
    전자부품을 파지하거나 파지를 해제하기 위한 적어도 하나의 픽커;
    상기 적어도 하나의 픽커를 수직 방향으로 승강시킴으로써 상기 픽커가 전자부품을 파지하거나 파지를 해제할 수 있는 높이에 위치시키는 승강기; 및
    상기 적어도 하나의 픽커를 수평 방향으로 이동시키는 수평이동기; 를 포함하며,
    상기 설정장치는,
    상기 적어도 하나의 픽커 중에 있는 기준 픽커의 위치를 확인하기 위한 제1 카메라;
    상기 출발지점 또는 상기 목표지점 중 적어도 하나의 위치를 확인하기 위한 제2 카메라; 및
    상기 제1 카메라로부터 오는 제1 영상 정보로부터 상기 기준 픽커의 위치를 판단하고, 상기 제2 카메라로부터 오는 제2 영상 정보로부터 상기 출발지점 또는 상기 목표지점을 판단하는 판단기; 를 포함하는
    전자부품 처리용 핸들러.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 판단기가 상기 제1 영상 정보와 상기 제2 영상 정보 중 어느 하나를 선택적으로 수신하도록 스위칭하는 스위치; 를 더 포함하고,
    상기 제1 영상 정보와 상기 제2 영상 정보는 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라의 연속 촬영에 따른 동영상 정보인
    전자부품 처리용 핸들러.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 카메라로 상방에 있는 상기 기준 픽커를 촬영할 때, 하방을 향해 빛을 조사하는 조명장치; 를 더 포함하는
    전자부품 처리용 핸들러.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 카메라와 제2 카메라는 렌즈가 본딩되어 있어서 초점 거리가 고정되어 있는
    전자부품 처리용 핸들러.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라가 동일 수직선상에 위치하거나 적어도 촬영 중심이 동일 수직선상에 위치할 때, 상기 제1 카메라의 제1 초점거리와 상기 제2 카메라의 제2 초점거리의 합이 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라 간의 거리보다 더 길어서 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라 상호 간의 위치를 확인하기 위한 확인지그를 필요로 하며,
    상기 확인지그는 상기 제1 카메라에 의해 확인되는 제1 확인지점과 상기 제2 카메라에 의해 확인되는 제2 확인지점 간에 높이차가 있는 구조를 가진
    전자부품 처리용 핸들러.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 확인지그는 상기 적어도 하나의 픽커와 함께 이동하는 상기 제2 카메라에 의해 확인되며, 상기 제2 확인지점과 수평 방향으로 이격되어 있는 제3 확인지점을 더 포함하고,
    상기 판단기는 상기 제2 확인지점과 상기 제3 확인지점의 상호 위치를 비교함으로써 상기 확인지그의 설치 상태를 확인할 수 있도록 된
    전자부품 처리용 핸들러.
  7. 상방향을 촬영하는 제1 카메라에 의해 전자부품을 파지하거나 파지를 해제하기 위한 기준 픽커의 위치를 확인하는 제1 확인단계;
    상기 제1 카메라와 하방향을 촬영하기 위해 상기 기준 픽커와 함께 이동하는 제2 카메라의 상호 위치를 확인함으로써 상기 기준 픽커와 상기 제2 카메라의 거리를 확인하는 제2 확인단계;
    상기 제2 카메라에 의해 기준 티칭점(전자부품을 파지하기 위한 출발지점이나 전자부품의 파지를 해제하기 위한 목표지점 중 적어도 하나)을 확인하는 제3 확인단계; 및
    상기 제3 확인단계에서 확인된 기준 티칭점을 기준으로 나머지 티칭점들을 설정하는 설정단계; 를 포함하는
    전자부품 처리용 핸들러에서의 티칭점 설정 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 확인단계는,
    상기 기준 픽커를 상기 제1 카메라의 상방에 위치시킨 상태에서 상기 제1 카메라로 역광 조명 상태에서 상기 기준 픽커의 하단을 이루는 패드(전자부품을 파지하는 부분)를 촬영하는 촬영 단계;
    상기 촬영 단계에서 촬영된 영상 정보에서 어두운 임의의 점들을 선택하는 선택 단계;
    상기 선택 단계에서 선택된 임의의 점들 중에서 3개를 취사선택하여 원을 그리는 제1 묘사 단계;
    상기 제1 묘사 단계에서 묘사된 원의 중심을 찾고, 그 중심을 기준하여 제1 묘사 단계에서 그린 원보다 크거나 작은 원들을 그리는 제2 묘사 단계;
    상기 제1 묘사 단계와 상기 제2 묘사 단계에서 그린 원들 사이에 임의의 점들이 가장 많이 존재하는 영역을 확인한 후 해당 영역이 만들어낸 원들을 기억하는 기억 단계;
    상기 제1 묘사 단계, 상기 제2 묘사 단계, 상기 기억 단계를 또 다른 취사선택된 3개의 임의의 점에 대하여 정해진 다수 회 반복하는 반복 단계;
    상기 반복 단계가 종료된 후 반복된 상기 기억 단계를 통해 기억된 원들 중 최대로 임의의 점들을 많이 포함하는 원들을 선정하는 선정 단계;
    상기 선정 단계에서 선정된 원들과 실제 패드의 테두리가 지녀야하는 원을 비교하여 실제 패드의 테두리와 가장 근사한 원을 확정하는 확정 단계;
    상기 확정 단계에서 확정된 원의 중심을 상기 패드의 중심으로 인식하는 인식단계; 를 포함하는
    전자부품 처리용 핸들러에서의 티칭점 설정 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 카메라로 확인하기 위한 제1 확인지점과 상기 제2 카메라로 확인하기 위한 제2 확인지점을 가진 확인지그가 설치된 상태에서,
    상기 제2 확인단계는,
    상기 제1 카메라로 상기 제1 확인지점을 찾는 제1 서칭단계;
    상기 제2 카메라를 상기 제2 확인지점의 상방에 위치시킨 상태에서 상기 제2 확인지점을 찾는 제2 서칭단계;
    상기 제1 서칭단계와 상기 제2 서칭단계에서 얻어진 결과물에 의해 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라의 상호 위치를 확인하고, 상기 제1 확인단계에서 얻어진 상기 기준 픽커의 위치를 비교하여 상기 제2 카메라와 상기 기준 픽커의 상호 위치를 인식하는 인식단계; 를 포함하는
    전자부품 처리용 핸들러에서의 티칭점 설정 방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제3 확인단계는,
    설계값에 근거하여 상기 제2 카메라를 적재요소에 있는 기준 포켓의 중심 위치까지 이동시키는 제1 이동단계;
    상기 제2 카메라로 상기 기준 포켓을 촬영하는 촬영단계;
    상기 촬영단계에서 얻어진 이미지에서 화상의 중심에 상기 기준 포켓이 이격되어 있는 정도를 계산하여 계산된 값만큼 상기 제2 카메라를 이동시킴으로써 화상의 중심에 상기 기준 포켓을 위치시키는 제2 이동단계;
    상기 촬영단계와 상기 제2 이동단계를 적어도 1회 이상 수행함으로써 화상의 중심에 상기 기준 포켓이 위치하면 상기 기준 포켓의 중심에 있는 표식을 찾아 해당 표식의 위치를 상기 기준 포켓의 중심으로 인식하는 인식단계; 를 포함하고,
    상기 설정단계는 상기 인식단계에서 인식된 상기 기준 포켓의 중심을 기준 티칭점하여 나머지 티칭점들을 설정하는
    전자부품 처리용 핸들러에서의 티칭점 설정 방법.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 제3 확인단계는,
    전자부품을 적재요소에 있는 기준 포켓에 적재시키는 적재단계;
    설계값에 근거하여 상기 제2 카메라를 상기 기준 포켓의 상방으로 이동시키는 제1 이동단계;
    상기 제2 카메라로 상기 기준 포켓을 촬영하는 제1 촬영단계;
    상기 제1 촬영단계에서 얻어진 이미지에서 전자부품과 적재공간을 이루는 벽면 간의 틈에 있는 어두운 사각 고리를 찾아 상기 기준 포켓의 중심을 계산하는 계산단계;
    상기 적재단계에서 적재된 전자부품을 상기 기준 포켓으로부터 제거시키는 제거단계;
    상기 계산단계에서 계산된 상기 기준 포켓의 중심으로 제2 카메라를 이동시키는 제2 이동단계;
    상기 이동단계에 의해 상기 기준 포켓의 중심으로 이동된 제2 카메라로 상기 기준 포켓을 촬영하는 제2 촬영단계; 및
    상기 제2 촬영단계에서 촬영된 이미지에서 상기 기준 포켓의 중심에 있는 표식을 찾아 해당 표식의 위치를 포켓의 중심으로 인식하는 인식단계; 를 포함하고,
    상기 설정단계는 상기 인식단계에서 인식된 상기 기준 포켓의 중심을 기준 티칭점하여 나머지 티칭점들을 설정하는
    전자부품 처리용 핸들러에서의 티칭점 설정 방법.





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