SE508423C2 - Metod jämte anordning för avbildning av en rad komponenter varvid bilden förstoras mer i en riktning tvärs komponentraden och användning därav i en komponentmonteringsmaskin - Google Patents

Description

5Û8 423 2 REDoGöRELsE För. UPPFINNINGEN Det är ett syfte med uppfinningen att anvisa en metod och en anordning för upp- tagning av en bild av flera i rad placerade komponenter med en god upplösning av varje avbildad komponent. s Det är ett ytterligare syfte med uppfinningen att anvisa en automatisk komponent- monteringsmaskin med en noggrann avbildning av flera samtidigt fasthållna komponen- ter med särskilt en god vinkelupplösning för användning av ett bildbehandlingssystem vid utplacering av komponentema.

De nämnda syftena uppnås med uppfinningen, vars närmare kännetecken framgår w av de bifogade patentlcraven.

För avbildningen används ett linssystem med olika stor förstoring i lämpliga, mot varandra vinkelräta riktningar.

Sålunda innefattar ett plockhuvud för en automatisk komponentmonteringsmaskin flera invid varandra belägna pipetter för fasthållning av komponenter vid pipettemas is sugmunstycken vid dessas nedre ändar. Pipettema ligger i samma plan, varför de en- skilda komponenterna hamnar med sina mittpunkter längs en approximativt rät linje.

Vid avbildning av komponenterna för en noggrann_ utvärdering av deras lägen i för- hållande till pipettema används ett avbildningssystem, som har en större förstoring i en riktning vinkelrätt mot den approximativt räta linjen genom komponenterna än paral- zolellt därmed. Avbildningama av de enskilda komponenterna blir härigenom utdragna vinkelrät mot linjen genom komponenterna. Detta ger vid utvärderingen ett bättre ut- nyttjande av bildpunktema på en upptagen bild, som kan upptas av den ljuskänsliga ytan hos en videokamera för digital bearbetning. En noggrannare bestämning av kom- ponentemas lägen kan härigenom göras. as Allmänt avbildas således i en rad av fasthållningsanordningar fasthållna kompo- nenter för automatisk utvärdering av komponentemas lägen, genom att en bild av komponenterna upptas med en bildupptagningsanordning, som uppvisar en större för- storing i en riktning vinkelrät mot komponentraden än parallellt med komponentraden.

En bildupptagningsanordning är härför anordnad framför eller under komponenterna, ao när dessa i ett första fall passerar förbi bildupptagningsanordningen eller när de i ett andra fall stannar upp för att förbli i ett referensläge för fasthållningsanordningarna.

Bildupptagningsanordning uppvisar då en större förstoring i en riktning vinkelrät mot komponentraden än parallellt med komponentraden. Fasthållningsanordningama sitter på ett plockhuvud, som i det första fallet kan innefatta en vid plockhuvudet styvt fast- :s gjord indikeringsyta, så placerad, att den åtminstone delvis faller inom bildupptag- ningsanordningens bildfált vid upptagande av en bild av komponenterna.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu beskrivas närmare i anslutning till ej begränsande utfö- 508 423 3 ringsexempel i samband med de bifogade ritningarna, i vilka: - Fig. 1 visar delar av ett plockhuvud för en automatisk komponentmonterings- maskin med schematiskt visad optik för upptagning av en bild av fasthållna komponen- ter, s - Fig. 2 visar en bild av de fasthällna komponenterna upptagen med konventionell optik, - Fig. 3 visar en bild av de fasthållna komponenterna upptagen med speciellt ut- formad optik.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER w I fig. 1 visas upptill den nedre delen av plockanordningar eller pipetter 1 tillhö- rande ett plockhuvud eller komponenthämtningshuvud 2 hos en automatisk monterings- maskin för elektroniska komponenter, ej visad, t ex i form av en av de typer, vilka vi- sas och till vilka det hänvisas i vår tidigare svenska patentansökan 9402356-1, inläm- nad 4 juli 1994. Pipettema l är anordnade i en rad på lika stort avstånd från varandra 15 och fasthåller komponenter 3 vid sina nedre ändar, som är försedda med sugmunstyc- ken. Plockhuvudet 2 sitter på en x-vagn, ej visad, som är rörlig i sidled, i x-riktning- en.

Ett bildupptagningssystem innefattande en linsanordning 5 och en videokamera 7 med ljuskänslig yta 9 innefattande en matris av CCD-element är placerat under den ba- 20 na, som komponentema 3 passerar från ett hämtningsställe till ett utplaceringsställe, och det kan uppta en bild underifrån av komponentema, när dessa är i lämpligt läge.

Den bild, som härvid erhålls med ett konventionellt linssystem 5, visas schematiskt i fig. 2 med ett rektangulärt bildfält ll och enskilda avbildningar 13 av komponentema 3 på detta. Avbildningarna 13 ligger härvid längs en rad i ungefär rät linje, med typisk zs inställning mitt i bildfältet ll parallell med dess långsida. Genom det radvisa arrange- manget av komponentema 3 och härigenom av deras avbildningar 13 utnyttjas normalt bara den centrala delen av bildfältet för avbildningarna, åtminstone om komponentema 3 inte är alltför långsträckta, och därmed behöver information bara hämtas från detta område vid en automatisk bildbehandling av signalerna från de ljuskänsliga elementen aopå ytan 9. Informationen från övriga ljuskänsliga element kan inte utnyttjas.

Som linsanordning 5 framför videokameran 7 kan i stället väljas ett olinjärt lins- system med olika stora förstoringari olika riktningar. Detta kan erhållas med speciellt beräknade linsanordningar. Ett sådant linssystem inställs då så att maximal förstoring erhålls vinkelrätt mot en linje genom avbildningarna 13 enligt fig. 2 med en mindre as förstoring i riktning parallell med denna linje och den då erhållna bilden kan bli såsom schematiskt visas i fig. 3. De erhållna separata avbildningarna 13' av varje komponent inom bildñltet ll är då förlängda vinkelrätt mot linjen genom komponentavbildningar- nas mittpunkter och mot bildfältets ll långsidor. Dessa avbildningar kan utfylla en stor 508 423 4 del av bildfältet ll, så att betydligt fler ljuskänsliga element på videokamerans 7 yta 9 kan utnyttjas av ett automatiskt bildutvärderingssystem. En större noggrannhet erhålls härvid, i första hand av de enskilda komponentemas vinkelläge, dvs deras vridning i förhållande något utgångsläge, exempelvis med deras långsidor vinkelräta mot den s nämnda linjen, genom att man får en längre sida hos avbildningarna 13' i tvärled, vin- kelrätt mot linjen. Det blir också en bättre noggrannhet vid bestämning av komponen- temas läge i tvärled eftersom avvikelser från mittlinjen förstöras genom optiken. Man kan också erhålla en bättre noggrannhet i längsled, parallellt med mittlinjen, genom att det finns fler enskilda bildelement som visar läget för yttersidoma i tvärled, vilket ger 10 en bättre statistisk signifikans.

Det olinjära optiska systemet 5 kan ge vissa distorsioner i den erhålla bilden, så att denna blir förvrängd jämfört med den i fig. 3 visade ideala bilden. Särskilt vid hör- nen kan avbildningsfel uppträda och även allmänt vid områden intill bildfältets ll si- dor. Detta är emellertid inte störande, eftersom en kalibrering av bildfáltet lätt kan ut- 15 föras genom att i det område, som avbildas på kameran 7 ljuskänsliga yta 9, placera en kalibreringsplatta med något regelbundet känt mönster, t ex i form av punkter pla- cerade i ett kvadratiskt gitter eller med ett rutmönster.

Enligt ett första utförande kan alla pipetterna 1 och plockhuvudet 2 vid upptagan- de av bilden av komponenterna 3 antas befinna sig i ett referensläge, för vilket pipet- zo ternas och plockhuvudets lägen är noggrant bestämda och kända. Enligt ett andra ut- förande kan bilden i stället upptas, när plockhuvudet och dess delar kontinuerligt pas- serar över avbildningssystemet. Elementen i kamerans 7 ljuskänsliga yta 9 aktiveras då under en mycket kort tid för att uppta en bild av komponenterna 3, vilket är ekvivalent med att slutaren hos en konventionell kamera öppnas en mycket kort tid. Detta kan zs kräva extra belysning av komponenterna i detta läge, varför lampor 15 kan finnas an- ordnade på båda sidor om komponentemas 3 bana. I detta fall finns inget givet refe- rensläge, till vilket det fast inställda avbildningssystemet och dess utvärderingskretsar för den upptagna bilden kan hänföra komponentemas 3 lägen. För detta kan en refe- rens anordnas i själva den upptagna bilden genom att på plockhuvudet 2 styvt fastgöra ao ett referensutsprång 17, som sträcker sig parallellt med pipetternas 3 längdriktning och som har en undre yta, vilken ligger i ungefär samma plan som komponentemas 3 un- dersida eller till och med kan medges ligga ett stycke bakom detta plan, sett från vi- deokameran 7. Med en lämplig placering av utsprångets 17 undre yta avbildas denna i det upptagna bildfáltet, såsom visas vid 19 i fig. 2 och vid l9° i fig. 3. Om pipetterna asl med sin undre ytor endast utskjuter ett litet stycke från plockhuvudets 2 undre yta, kan i stället för ett referensutsprång ekvivalent användas ett referensmärke anbragt på själva denna undre yta.

Claims (5)

508 423 s PATENTKRAV

1. Metod att avbilda i en rad fasthällna komponenter för automatisk utvärdering av komponentemas lägen, k ä n n e t e c k n a d av att en bild av komponenterna upptas med en bildupptagningsanordning, som uppvisar en större förstoring i en rikt- s ning vinkelrät mot komponentraden än parallellt med komponentraden.

2. Bildupptagningsanordning för att avbilda i en rad av fasthållningsanordningar fasthållna komponenter för automatisk utvärdering av komponenternas lägen, k ä n - n e t e c k n a d av att den âr anordnad framför eller under komponentema, när dessa är i ett referensläge för fasthállningsanordningarna och att den uppvisar en större för- w storing i en riktning vinkelrät mot komponentraden än parallellt med komponentraden.

3. Bildupptagningsanordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att refe- rensläget för fasthållningsanordningarna intas, när komponenterna längs en bana passe- rar förbi anordningen.

4. Användning av bildupptagningsanordningen enligt ett av krav 2 - 3 i en kom- 1sponentmonteringsmaslcin, k ä n n e t e c k n a d av att maskinen innefattar ett plock- huvud, vid vilket fasthållningsanordningarna är anbragta, och ett system för automatisk utvärdering av komponenternas lägen, vilket innefattar bildupptagningsanordningen.

5. Användning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att plockhuvudet innefat- tar en därvid styvt fastgjord indikeringsyta, så placerad, att den åtminstone delvis faller zo inom bildupptagningsanordningens bildfält vid upptagande av en bild av komponenter- na.