專利名稱：利用照相機(jī)的供給器檢驗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及元件放置機(jī)上的元件供給器的布置的檢驗，例如用于電子元件。
背景技術(shù)：
對于電子板組件，自動的元件放置可以達(dá)到高至每小時幾萬個元件表面安裝的極高速度。這些元件通常由元件供貨商以帶式的元件卷軸形式提供，其中將帶式的元件卷軸加載于獨立的供給器上，然后將供給器安裝到機(jī)器上相應(yīng)的供給器狹縫中。將這些元件卷軸加載于特定加載單元的供給器上，例如在貯料間，其后將加載的供給器放置在供給器狹縫中。
元件放置機(jī)可以具有100多個供給器狹縫，每個可以通過拾取機(jī)構(gòu)拆卸，該拾取機(jī)構(gòu)從狹縫中的供給器拾取獨立的元件并將它們放置在印刷電路板上精確預(yù)定的位置。對于應(yīng)用靈活性，通常將每個供給器和狹縫構(gòu)造成與許多不同的元件相一致。
元件、供給器和狹縫的物理布置必須與在機(jī)器中編程的期望布置相一致。布置中的任何錯誤可以引起板上的元件放置中的相應(yīng)錯誤。在高容量、低混合制造的環(huán)境中，元件加載錯誤會在短時間周期內(nèi)產(chǎn)生大量有缺陷的印刷電路板。在低容量、高混合環(huán)境下，因為由產(chǎn)品改變而引起的頻繁的供給器操作，元件加載錯誤的幾率增加。
為了消除加載錯誤，公知地將條形碼標(biāo)簽放置在獨立的供給器和狹縫上，用于手工掃描來控制根據(jù)所謂的器件列表將正確的元件真正地放置在正確的狹縫中，該器件列表包含狹縫和期望在不同狹縫中的元件的列表。在機(jī)器開始其操作前進(jìn)行該工序。
通常，元件放置機(jī)本身不具有充足的控制機(jī)構(gòu)以確保這些類型的機(jī)器的用戶所期望的正確元件供給。已經(jīng)提出不同的解決方案，其中附加的設(shè)備由不同于機(jī)器制造商的制造商提供并被后安裝在機(jī)器上。對于這種后安裝，必須考慮與機(jī)器相關(guān)的特定條件，如機(jī)械結(jié)構(gòu)。通常，目的不是尋找最優(yōu)化的通用解決方案，而是尋找給定環(huán)境下的最優(yōu)化解決方案，即給定元件放置機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)尋找最優(yōu)化解決方案。例如，一些元件放置機(jī)在相對于拾取系統(tǒng)移動的平臺或工作臺上具有供給器，而另一些具有固定的工作臺和移動的拾取系統(tǒng)。對于兩種不同類型的機(jī)器，控制解決方案通常不同。
在Akira Tsunoda的日本專利申請JP2000 0223923中公開了一種具有集成控制系統(tǒng)的機(jī)器。設(shè)計該系統(tǒng)用于Yamaha Motor Ltd制造的供給器系統(tǒng)，其中照相機(jī)安裝在拾取器件上并映像接近于拾取元件的位置的供給器標(biāo)識符。在安裝供給器之后和產(chǎn)品制造工業(yè)處理開始之前使用該系統(tǒng)。對于使用，拾取機(jī)構(gòu)沿著供給器工作臺移動并一個接一個地映像供給器ID，直到掃描完所有的供給器ID。如果通過系統(tǒng)觀察到錯誤，將警報發(fā)送給修正安裝的操作者。如果修正了安裝，再次將系統(tǒng)用于控制直到該控制顯示出正確的供給器安裝。該系統(tǒng)具有大量的缺點。第一，該系統(tǒng)僅適用于具有充足的用于將照相機(jī)安裝在移動拾取機(jī)構(gòu)上的空間的機(jī)器。第二，供機(jī)器ID必須相對精確地放置在拾取區(qū)域的附近以便于照相機(jī)可以映像ID。對于在特定機(jī)器中集成的系統(tǒng)，這是適合的，然而，幾個現(xiàn)有的供給器機(jī)器在ID安裝的拾取區(qū)域不具有空間。因此，該系統(tǒng)不適合后安裝。第三，該系統(tǒng)利用狹縫位置的機(jī)器信息。如果機(jī)器本身具有控制系統(tǒng)，該利用是可能的，然而，對于后安裝系統(tǒng)通常不能獲得這種位置信息。第四，在機(jī)器開始之前并如果在機(jī)器開始之前重復(fù)確定的錯誤，進(jìn)行該工序。因此，在生產(chǎn)開始之前浪費了大量時間。第五，如果大量的供給器被錯誤地放置在機(jī)器上，會增加用于供給器移動和連續(xù)掃描的時間。這可從下面來理解對于第一錯誤放置的供給器探測到第一錯誤，其后必須進(jìn)行移動并必須進(jìn)行新的掃描來發(fā)現(xiàn)下一錯誤放置的供給器。在機(jī)器準(zhǔn)備操作之前這合計達(dá)很長時間。期望提供不具有這些缺點的系統(tǒng)。
在US專利No.6027019中公開了一種后安裝控制系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，采用兩個掃描儀來監(jiān)測在機(jī)器處于操作時機(jī)器中的狹縫標(biāo)記和供給器標(biāo)記的布置。然后將狹縫標(biāo)記和供給器標(biāo)記與器件列表中的數(shù)據(jù)比較。這種控制系統(tǒng)僅適合于其中工作臺可以移動同時拾取固定的現(xiàn)有機(jī)器，因為在許多具有可移動拾取系統(tǒng)的現(xiàn)有機(jī)器中，在拾取器上沒有剩余足夠的空間用于將掃描儀安裝在拾取器上。在US專利No.6027019中所描述的該系統(tǒng)具有另一缺點，在機(jī)器開始之前不能夠探測具有錯誤元件的供給器。在拾取完第一元件后，首次探測最終的錯誤。如果元件錯誤，浪費大量的時間直到停止機(jī)器并重新布置。還觀察到了該系統(tǒng)的第三個缺點。如果移動工作臺，在從供給器的一邊來自拾取特定供給器的元件以至于供給器的位置不同于如果從供給器的中央拾取元件的情況下，會發(fā)生關(guān)于供給器ID讀取的問題。
對于具有固定供給器平臺的機(jī)器，系統(tǒng)是公知的，其中每個供給器具有通過鏈條與供給器連接的應(yīng)答器。應(yīng)答器被插入供給器后相應(yīng)陣列的平臺中以手工檢驗供給器是否處于正確的狹縫中。然而，該系統(tǒng)還具有不能防止應(yīng)答器錯位的缺點。后者是由于供給器非常細(xì)的緣故，結(jié)果，幾乎不能正確地辨認(rèn)平臺中兩個相鄰供給器的位置。
對于現(xiàn)有機(jī)器，考慮到當(dāng)供給器僅具有少量的剩余在帶子上的元件時所謂的接合的情況，至今還未提出控制解決方案。在接合期間，從供給器抽走空卷軸，而不移去供給器中的帶子上的少量元件。然后將具有剩余的少量元件的帶子固定，即接合到具有卷在新卷軸上的元件的新帶子上，然后將其插入供給器。優(yōu)點是可以替換卷軸而不替換供給器或停止機(jī)器的操作。然而，至今沒有提供系統(tǒng)來控制具有正確元件的帶子是否被接合到具有剩余少量元件的帶子上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種價廉、快速且可靠的適合于后安裝的系統(tǒng)以及用于檢驗元件放置機(jī)上的元件供給器的布置的方法，其中該系統(tǒng)和方法不依賴于放置機(jī)是否具有可移動的平臺或可移動的拾取器。有利地是，本發(fā)明還擴(kuò)展地考慮了接合的情況。
通過用于與元件放置機(jī)的操作相關(guān)的元件檢驗的方法，來獲得該目的，該元件放置機(jī)具有一組供給器狹縫，該供給器狹縫用于夾持具有供給器標(biāo)記的元件供給器，其中每個供給器標(biāo)記具有唯一的供給器ID，每個供給器狹縫具有唯一的狹縫ID，其中該方法包括確定在供給器狹縫組中實際安裝的供給器具有的實際供給器ID，并將該信息與存儲的布置信息相比較以檢驗布置錯誤，此外提供至少一個照相機(jī)，用于提供橫跨供給器狹縫組的圖像，提供圖像，并對圖像進(jìn)行圖像分析，以確定在供給器狹縫(103)組中實際安裝的供給器具有的實際供給器ID。為了提供圖像分析，商業(yè)上有不同類型的用于數(shù)字圖像的圖像分析系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的方法具有很多優(yōu)點。其能夠在現(xiàn)有的放置機(jī)上實施，這是一個重要的標(biāo)準(zhǔn)。可以將例如具有CCD(電荷耦合器件)探測器的照相機(jī)固定安裝在適當(dāng)?shù)木哂泄鈱W(xué)器件的位置，該光學(xué)器件映像所有具有適合分辨率的供給器狹縫。由此避免在拾取頭上照相機(jī)的安裝?？蛇x地，尤其是如果使用大量的供給器，可以提供大量的照相機(jī)，其中每個照相機(jī)映像一組供給器，以及其中最后從來自這些大量的照相機(jī)的圖像中產(chǎn)生用于分析的圖像作為組合圖像。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，這種圖像疊加在不同的應(yīng)用領(lǐng)域是公知的。通過同時映像所有的供給器并分析圖像，所有的布置錯誤可以在一輪中被探測并向操作者指示，與如結(jié)合Tsunoda的前述日本系統(tǒng)所述進(jìn)行供給器的連續(xù)掃描的那些機(jī)器相比，這是很大的優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明的其中可以實施根據(jù)本發(fā)明的方法的用于后安裝系統(tǒng)的設(shè)備，便宜并主要意味著一個或幾個低成本的照相機(jī)、一些電纜、編程的計算機(jī)和圖像分析程序。因此，這種系統(tǒng)很具有吸引力。另一優(yōu)點是根據(jù)本發(fā)明的方法可應(yīng)用于幾類機(jī)器?？梢赃@樣應(yīng)用機(jī)器，其中供給器狹縫被安裝在固定平臺上而用移動的拾取器拾取元件。也可以這樣應(yīng)用機(jī)器，其中拾取器固定而具有供給器狹縫的平臺可移動。
通過根據(jù)本發(fā)明的方法，可以避免手工檢驗工序，減小操作者引起的錯誤，并因此減小機(jī)器在操作期間的停止。
在將供給器安裝到狹縫的期間在機(jī)器已經(jīng)開始操作之前，使用該方法步驟。因此，一旦安裝完所有的供給器，檢驗已經(jīng)完成且放置機(jī)可以立即開始操作。與前述Akira Tsunoda的日本專利申請JP2000 0223923公開的方法相比，在供給器安裝之后不需要把時間消耗在使用可移動的硬件元件的掃描。根據(jù)本發(fā)明，可以處理單個圖像，在短時間內(nèi)指示是否在安裝工藝期間發(fā)生錯誤。
對于每個掃描，估計與Tsunoda的日本系統(tǒng)相比所節(jié)省的時間在10-30秒的范圍內(nèi)，這初看不像那么多。然而，必須強(qiáng)調(diào)每次探測錯誤的供給器時，以及每次改變供給器時，例如當(dāng)供給器空運行時，當(dāng)在操作期間觀察到故障時或當(dāng)由于其它原因而停止機(jī)器時，節(jié)省了這一數(shù)量的時間。這意味著，相比于Tsunoda系統(tǒng)和其他公知系統(tǒng)，通過本發(fā)明總共可以獲得大量的時間。特別地，對于收益低的產(chǎn)品，例如電話，高生產(chǎn)速度是必須的且?guī)讉€百分比的時間節(jié)省變得至關(guān)重要。
為了確?？焖贆z驗和高度安全，在機(jī)器操作之前，例如在供給器安裝期間，連續(xù)重復(fù)根據(jù)本發(fā)明的方法中的步驟，以便一安裝供給器，系統(tǒng)就顯示接受所有供給器，并立即開始操作。因此，這樣最優(yōu)化了用于檢驗的時間。而且，在機(jī)器操作期間可以連續(xù)地重復(fù)，以便提供附加的安全。
預(yù)期供給器ID是指根據(jù)存儲的布置信息在實際狹縫中將要找出的期望供給器，而實際供給器ID是指實際處于實際狹縫中的供給器。比較這兩種ID，并在預(yù)期供給器ID與實際供給器ID之間不一致的情況下，例如通過給機(jī)器的操作者的警報指示該不一致，或通過其它手段存儲和評估。
當(dāng)供給器ID實際被指示在供給器上并被用于讀取時，狹縫ID不需要被指示在狹縫自身上。然而，狹縫ID是唯一的并被存儲在數(shù)據(jù)庫中作為從相應(yīng)的狹縫拾取元件的地址。這種狹縫ID可以包括供給器的相關(guān)位置或與之相關(guān)聯(lián)。
優(yōu)選地，存儲的布置信息包括第一列表，即供給器/元件列表，使每個預(yù)期供給器ID與相應(yīng)的供給器中將要包含的表示元件類型的元件ID相關(guān)，以及第二列表，即器件列表，使供給器狹縫ID(208)與元件ID相關(guān)。這些數(shù)據(jù)列表通?？衫?，因為這些列表用于機(jī)器的編程操作中。
由于存在許多不同類型的供給器，即使對于相同的機(jī)器類型，很難將供給器標(biāo)識符精確地放置在每個供給器上的相同位置上。很可能將供給器標(biāo)識符放置在不同供給器類型的不同位置中。這在另一實施例中進(jìn)行了考慮，其中該方法還包括與供給器中的元件卷軸的安裝相關(guān)的如下步驟使用另一照相機(jī)映像供給器的供給器ID，計算表示供給器ID的相對于與供給器相關(guān)的參考點的位置的數(shù)據(jù)，以及將該數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中以作為布置信息。因此，本發(fā)明允許供給器上的供給器標(biāo)識符位置有一些偏移。根據(jù)本發(fā)明，這通過在所謂的配套位置中記錄偏移來考慮，其中將供給器放置在該配套位置中，且其中用照相機(jī)讀取供給器ID及其位置。然后與固定參考點相比，計算二維偏移量作為供給器標(biāo)識符的位置。然后將供給器ID的偏移保存在數(shù)據(jù)庫中，稍后作為用于校準(zhǔn)的布置信息。因此，本發(fā)明的需求遠(yuǎn)不及現(xiàn)有系統(tǒng)那么苛刻，這使得本發(fā)明的方法和系統(tǒng)更為靈活。
不同的供給器狹縫在大多數(shù)公知的系統(tǒng)中以相等的距離設(shè)置。然而，對于本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，不需要這樣，因為在另一實施例中本發(fā)明預(yù)見了狹縫位置的校準(zhǔn)工序。該校準(zhǔn)提供一組的位置坐標(biāo)，這些位置坐標(biāo)后來與供給器狹縫組中的供給器狹縫的狹縫ID相關(guān)。
這種校準(zhǔn)具有更多優(yōu)點。即使供給器臺上的狹縫位置以在每個位置之間精確相同的距離分布，也不會出現(xiàn)在照相機(jī)拍攝的圖像上的情況。取決于照相機(jī)透鏡的類型，圖像會失真以至于圖像邊緣中的狹縫距離看似大于圖像中央的狹縫距離。因此，利用描述每個狹縫位置在照相機(jī)圖像中的坐標(biāo)的位置數(shù)據(jù)，有利地校準(zhǔn)系統(tǒng)。
可以通過利用安裝有供給器標(biāo)識符的特定的校準(zhǔn)供給器進(jìn)行這種校準(zhǔn)，該供給器標(biāo)識符包含可以被系統(tǒng)識別的特定供給器ID。然后通過供給器臺上的所有狹縫位置中的狹縫將該校準(zhǔn)供給器放置在狹縫中，關(guān)于狹縫數(shù)量指示系統(tǒng)，例如通過鍵盤。然后系統(tǒng)保存包含每個狹縫位置的位置坐標(biāo)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
該校準(zhǔn)方法的另一改進(jìn)包括具有特定校準(zhǔn)供給器，該特定校準(zhǔn)供給器具有兩個或更多供給器ID。將這些供給器ID以與供給器臺上的狹縫位置之間的距離精確相同的距離放置。然后每當(dāng)在校準(zhǔn)工序期間將供給器放置在狹縫中時，可以校準(zhǔn)兩個狹縫位置，且因此校準(zhǔn)工序很快。
該校準(zhǔn)方法的又一改進(jìn)是僅在照相機(jī)圖像中央的狹縫中和照相機(jī)圖像邊緣的狹縫中放置具有兩個(或多個)供給器標(biāo)識符的校準(zhǔn)供給器。然后，通過測量在圖像中央的狹縫與在圖像邊緣的狹縫之間的距離，通過假設(shè)狹縫距離從圖像的中央向兩邊呈線性變化或拋物線變化，可以近似照相機(jī)圖像內(nèi)剩余狹縫的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
可選的校準(zhǔn)方法如下，如果假設(shè)在供給器狹縫組中的相鄰狹縫之間的狹縫距離為常數(shù)。在這種情況中，使位置坐標(biāo)與每個供給器狹縫的狹縫ID相關(guān)的校準(zhǔn)包括為每個特定的供給器狹縫確定從第一狹縫到特定供給器狹縫的狹縫數(shù)量，并將與從第一狹縫到特定供給器狹縫的距離相等的坐標(biāo)加到第一狹縫的位置坐標(biāo)，其中這樣計算該距離相鄰狹縫之間的狹縫距離乘以從第一狹縫到特定供給狹縫的狹縫數(shù)量。這是非簡單的安全又快速的工序。
對于該方法，如果用于使位置坐標(biāo)與每個供給器狹縫的狹縫ID相關(guān)的校準(zhǔn)包括提供距供給器狹縫組特定固定距離的位置標(biāo)記，則是有利的，以便將與供給器狹縫組一起對位置標(biāo)記的映像用于計算與位置標(biāo)記相關(guān)的位置坐標(biāo)。該步驟的值可以通過下面來識別。平臺可以是移動型，其中不能很好地或充分精確地限定平臺的靜止位置或起始位置。在這些情況下，其優(yōu)點是圖像分析程序可以識別位置標(biāo)記，通過位置標(biāo)記可以容易地計算具有供給器的狹縫的坐標(biāo)。位置標(biāo)記的優(yōu)點是顯而易見的，如果在操作期間照相機(jī)暴露于灰塵，以至于圖像分析程序不再正確起作用，且第一狹縫不能確定性地確定。同樣的困難起因于照相機(jī)偶爾移動的情況。
在將供給器狹縫組安裝在具有預(yù)定的、充分精確限定的靜止位置或預(yù)定的起始位置的可移動平臺上的情況下，可以利用在平臺的靜止位置或起始位置拍攝的圖像來進(jìn)行用于使位置坐標(biāo)與狹縫ID相關(guān)的校準(zhǔn)。
有利地與下一步驟一起使用這種校準(zhǔn)，其中將實際位置坐標(biāo)賦予每個實際供給器ID以使每個實際的供給器ID與相應(yīng)的狹縫ID相關(guān)。
在本發(fā)明的特定實施例中，用于布置錯誤的檢驗包括從存儲的布置信息確定將要在供給器狹縫組中的各狹縫中安裝的那些供給器的預(yù)期供給器ID，并通過比較各狹縫中的實際供給器ID與預(yù)期供給器ID，來檢驗供給器狹縫中實際安裝的供給器是否相應(yīng)于預(yù)期供給器，如果不是這種情況，指示該不一致。通過下述實踐方法將更加詳細(xì)地說明該實施例。
提供與供給器狹縫組的圖像相關(guān)的位置坐標(biāo)組，其中每個位置坐標(biāo)與該供給器狹縫組中的供給器狹縫的狹縫ID相關(guān)。將這些位置坐標(biāo)賦予所有的狹縫或者僅賦予那些其中安裝有供給器并用于元件拾取的狹縫。通過進(jìn)行所獲圖像的圖像分析，確定該供給器狹縫組中的實際安裝的供給器的實際供給器ID，并將實際位置坐標(biāo)賦予每個實際供給器ID。從該位置坐標(biāo)組提取此實際位置坐標(biāo)。從存儲的布置信息，通常為器件列表和供給器/元件列表，確定將要安裝在該供給器狹縫組中的那些供給器的預(yù)期供給器ID。此外，為每個預(yù)期供給器，確定預(yù)期位置坐標(biāo)，其中也是從該位置坐標(biāo)組提取該預(yù)期位置坐標(biāo)。然后，為每個預(yù)期位置坐標(biāo)，檢驗是否將實際供給器ID賦予該位置，如果不是這種情況，例如通過向機(jī)器操作者發(fā)出警報信息來指示。另一方面，如果是這種情況，檢驗該位置坐標(biāo)的預(yù)期供給器ID和實際供給器ID是否相等，如果不相等，例如通過給操作者的警報指示該不一致。
在該實踐方法中，假設(shè)具有中間步驟，即該方法還包括 為每個預(yù)期供給器確定預(yù)期位置坐標(biāo)，其中從位置坐標(biāo)組中提取預(yù)期位置坐標(biāo)，并為每個預(yù)期位置坐標(biāo)，檢驗是否將實際供給器ID賦予所述位置，以及如果不是這種情況則被指示。
代替對在狹縫組中的預(yù)期供給器的預(yù)期ID與映像的實際供給器ID的比較，如前所述，可以使用可選的實施例，其中對預(yù)期元件與實際元件進(jìn)行比較。該實施例的原理與前述相同，而在實踐上稍有區(qū)別。該可選的實施例包括為每個實際供給器，從存儲的布置信息確定用于在實際供給器中實際包含的元件類型的第一元件ID，其中存儲的布置信息包括第一列表，其使每個預(yù)期供給器ID與在相應(yīng)的供給器中將要包含的表示元件類型的元件ID相關(guān)，為限定包含供給器的每個狹縫，從存儲的布置信息確定假定在狹縫中的供給器中包含的元件的第二元件ID，其中存儲的布置信息包括第二列表，其使供給器狹縫與元件ID相關(guān)，并檢驗第一元件ID與第二元件ID是否相等，如果不等，指示該不一致。
測量距離和向狹縫和供給器賦予坐標(biāo)可以用于本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)。在這種情況，例如可以通過測量供給器的寬度來識別供給器類型。這一特征進(jìn)一步減小了故障的風(fēng)險。
本發(fā)明的下述實施例考慮了在特定放置機(jī)中接合的情形。手工進(jìn)行接合，由于人的錯誤會導(dǎo)致最終具有缺陷的產(chǎn)品，因為錯誤的元件卷軸被接合并被封裝到供給器中。為了描繪來自錯誤接合的卷軸的錯誤元件，本發(fā)明預(yù)見了下述實施例。通過合并標(biāo)簽，例如供給器中的元件卷軸的接合區(qū)處的元件后的彩色或構(gòu)圖帶，來進(jìn)行接合。然后通過圖像分析系統(tǒng)來識別標(biāo)簽，并將來自接合的卷軸的元件使用的數(shù)據(jù)和時間存儲在數(shù)據(jù)庫中。如果在后一階段發(fā)現(xiàn)有缺陷的產(chǎn)品且質(zhì)量控制發(fā)現(xiàn)錯誤元件，則存儲的數(shù)據(jù)和時間數(shù)據(jù)幫助找出其它有缺陷的產(chǎn)品。
事實上，具有照相機(jī)和圖像分析程序的圖像系統(tǒng)可以被構(gòu)造為具有這樣的分辨率和精確度，以便可以由圖像分析系統(tǒng)識別將要從供給器拾取的元件，用于確定來自供給器狹縫中的供給器的元件是否對應(yīng)于將要從所述供給器提取的元件。在這種情況中，可以及早識別具有錯誤元件的卷軸接合，并防止缺陷產(chǎn)品的生產(chǎn)。
為了大體上確保照相機(jī)正常工作，例如確保CCD芯片或物鏡不受損傷，或確保電纜或圖像處理程序正常工作，優(yōu)選自動進(jìn)行圖像控制，以確定照相機(jī)的性能。例如，當(dāng)停止機(jī)器時，可以在每個生產(chǎn)工序之前例行地進(jìn)行這種控制。這種控制可以有利地與前述位置標(biāo)記相結(jié)合。
供給器中的卷軸的螺距(pitch)可以調(diào)節(jié)。例如，將要從供給器中的卷軸拾取的元件的距離為4mm。如果供給器中的螺距為8mm，僅從卷軸拾取每個第二元件。這種錯誤很難被操作者識別，因為生產(chǎn)過程自身正常工作，僅浪費了每個第二元件。根據(jù)本發(fā)明的具有圖像系統(tǒng)的方法在另一實施例中考慮了這一問題，其中分析所獲得的圖像，用于識別正確的卷軸螺距。在識別的卷軸螺距與存儲的布置信息不一致的情況下，向操作者發(fā)出警報。
此外，圖像分析程序還可以被構(gòu)造為識別安裝在供給器狹縫中的缺陷供給器。


下面將參考附圖更加詳細(xì)地說明本發(fā)明，其中圖1示出了后安裝有照相機(jī)的放置機(jī)的原理；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法；圖3示出了可選實施例。
具體實施例方式
在圖1中，示出了具有平臺102的放置機(jī)101，在該平臺102上設(shè)置很多狹縫103。在每個狹縫103中放置供給器104。特定的供給器104類型可以延伸到幾個狹縫103中。平臺102相對于元件拾取臂105移動以從不同的狹縫103拾取元件。可選地，拾取臂105相對于平臺102移動。
每個供給器104具有識別標(biāo)記、供給器ID，例如設(shè)計成通過適當(dāng)?shù)膾呙鑳x可讀的條形碼標(biāo)簽。根據(jù)本發(fā)明，通過照相機(jī)107來映像并在計算機(jī)108中通過圖像分析計算機(jī)程序來分析供給器ID。根據(jù)本發(fā)明通過利用照相機(jī)107，供給器標(biāo)記可以不同于條形碼，并可以包含有關(guān)供給器的其它信息和最終關(guān)于含有的元件類型的信息。
照相機(jī)107映像一組具有平臺102上的供給器的狹縫103。照相機(jī)107可以裝備具有覆蓋全部平臺102的視窗110的物鏡109。可選地為了覆蓋長平臺102，可以使用大量的照相機(jī)107來拍攝圖像，然后通過計算機(jī)108中適當(dāng)?shù)挠嬎銠C(jī)程序?qū)⑦@些圖像合并。
對于靜止的平臺102，照相機(jī)107可以安裝在固定位置。對于移動的平臺，照相機(jī)可以與平臺102一起移動?？蛇x地，當(dāng)平臺102處于特定位置時，例如起始位置，可以只編程照相機(jī)107和圖像分析程序來評價圖像。對于額外的精度和便利，例如通過固定連接到平臺102的標(biāo)記111，使位置標(biāo)記111與狹縫103具有固定距離。在后一種情況下，平臺102不需要具有用于映像的特定位置，因為位置標(biāo)記111對于狹縫103具有坐標(biāo)校準(zhǔn)的作用?？蛇x地，可以獨立于平臺102定位標(biāo)記111。在移動平臺102的情況下，當(dāng)平臺處于靜止或起始位置時，距離不固定但被很好地限定。
通常，當(dāng)元件卷軸被加載到供給器104中時，在所謂的配套位置完成，其中讀出供給器標(biāo)記，并將供給器ID203與供給器104中的元件卷軸的第一元件ID204′一起存儲在第一列表中。將計算機(jī)108構(gòu)造成可以訪問列表中的這些數(shù)據(jù)，這在圖2中示出，如供給器/元件列表201。從作為器件列表207示出的第二列表的其它存儲的布置信息中，可以找出在具有狹縫ID208的狹縫中期望的元件類型的第二元件ID204。結(jié)合來自這兩個列表201、207的數(shù)據(jù)，找出212在特定供給器狹縫208中的具有預(yù)期供給器ID203的預(yù)期供給器—供給器N。并非所有的狹縫103包含供給器104，因為并非所有的狹縫103必須用于生產(chǎn)工藝中。通過在校準(zhǔn)期間的測量的狹縫位置和通過對照相機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行的圖像分析205賦予到供給器的位置，進(jìn)行來自供給器/元件列表的供給器到器件列表中的狹縫的連接。
在進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的方法的計算機(jī)程序中，為每個特定狹縫，相對于已經(jīng)由照相機(jī)讀出的實際供給器ID，檢驗在包含狹縫的每個供給器中的預(yù)期供給器ID203。為此，照相機(jī)107映像202平臺102，其中每個狹縫ID208具有通過校準(zhǔn)獲得的位置坐標(biāo)。優(yōu)選對所有的狹縫103進(jìn)行上述過程，以便對整個狹縫組獲得一組位置坐標(biāo)，但是可選地僅對那些將要包含供給器103的狹縫進(jìn)行。通過圖像分析205，例如通過利用位置標(biāo)記111，自動找出第一狹縫，并將坐標(biāo)賦予該第一狹縫。在對于所有狹縫103相鄰狹縫之間的距離為常數(shù)的情況下，通過乘或加可以容易地找出距下面狹縫的距離，并可以應(yīng)用相應(yīng)的坐標(biāo)。如果狹縫103之間的距離不為常數(shù)，可以編程圖像分析程序以自動找出狹縫103，然后將適當(dāng)?shù)奈恢米鴺?biāo)賦予從圖像確定的狹縫。
從上述列表201、207，進(jìn)一步評價這些包含供給器104的狹縫103，因為檢驗206供給器104是否完全被包含在這些狹縫103中。如果不是這種情況，向操作者發(fā)出警報209。從所獲得的圖像，讀出實際供給器標(biāo)記并確定210實際供給器ID-供給器N′。在下一步驟中，比較211預(yù)期供給器ID-供給器N和實際供給器ID-供給器N′，并在不一致的情況下，向操作者發(fā)出警報209。
代替對在狹縫208組中的預(yù)期供給器的預(yù)期ID203與映像的實際供給器ID210的比較211，可以使用可選的實施例，其在原理上相同，而在實踐上稍有區(qū)別。在圖3中，示出了這種選擇的方法。從獲得的圖像202中，確定210狹縫103中的實際供給器104，其中分析205獲得的圖像202以將位置賦予供給器ID203，用于使它們與狹縫208的校準(zhǔn)位置相關(guān)。在該實施例中，從供給器/元件列表201中確定在實際供給器203中包含的元件類型的第一元件ID204′。為每個限定包含供給器的狹縫208，從器件列表207中確定假定包含在狹縫204中的元件的第二元件ID204。在最后的步驟，檢驗第一和第二元件ID是否相等，如果不相等，指示209該不一致。
給操作者的警報209可以選擇性地與機(jī)器的自動停止程序相結(jié)合，以便在識別故障之后的控制和動作防止任何元件放置?？梢匀绱藢嵤└鶕?jù)本發(fā)明的方法，以只在放置機(jī)開始操作之前起作用。還可以如此實施，以在放置機(jī)操作期間穩(wěn)定地進(jìn)行該方法以獲得最大的安全性。
權(quán)利要求
1.一種與元件放置機(jī)(101)的操作有關(guān)的元件檢驗方法，該元件放置機(jī)具有一組供給器狹縫(103)，該供給器狹縫用于夾持具有供給器標(biāo)記的元件供給器(104)，其中每個供給器標(biāo)記具有唯一的供給器ID，每個供給器狹縫(103)具有唯一的狹縫ID(208)，該方法包括確定(210)在所述供給器狹縫(103)組中實際安裝的供給器(104)具有的實際供給器ID，并將該信息與存儲的布置信息(201，207)相比較以檢驗布置錯誤，其特征在于該方法包括提供至少一個照相機(jī)(107)，用于提供橫跨所述供給器狹縫(103)組的圖像(202)，提供所述圖像，并對其進(jìn)行圖像分析(205)，以確定(210)在所述供給器狹縫(103)組中實際安裝的供給器(104)具有的實際供給器ID。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述機(jī)器操作開始之前、在所述機(jī)器操作期間、或在所述機(jī)器操作開始之前和操作期間，連續(xù)重復(fù)所述方法步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述存儲的布置信息包括第一列表(201)，使每個預(yù)期供給器ID與在相應(yīng)的供給器(203)中將要包含的表示元件類型的元件ID(204′)相關(guān)，以及第二列表(207)，使供給器狹縫ID(208)與元件ID(204)相關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的方法，還包括與供給器中的元件卷軸的安裝相關(guān)的如下步驟使用另一照相機(jī)映像所述供給器的供給器ID，計算表示所述供給器ID的相對于與所述供給器相關(guān)的參考點的位置的數(shù)據(jù)，以及將所述數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中以用作布置信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任意一項的方法，還包括通過校準(zhǔn)提供一組位置坐標(biāo)用于圖像分析，其中每個位置坐標(biāo)與所述供給器狹縫組中的供給器狹縫(103)的狹縫ID(208)相關(guān)，將實際位置坐標(biāo)賦予每個實際供給器ID，并使每個實際供給器ID與相應(yīng)的狹縫ID相關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中在所述供給器狹縫組中的相鄰狹縫(103)之間的狹縫距離為常數(shù)，以及其中使位置坐標(biāo)與每個供給器狹縫(103)的狹縫ID(208)相關(guān)的所述校準(zhǔn)包括為每個特定供給器狹縫(103)確定從第一狹縫到特定供給器狹縫的狹縫數(shù)量，將與從第一狹縫到特定供給器狹縫的距離相等的坐標(biāo)加到第一狹縫的位置坐標(biāo)，其中這樣計算該距離相鄰狹縫之間的狹縫距離乘以從第一狹縫到特定供給器狹縫的狹縫數(shù)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其中使位置坐標(biāo)與每個供給器狹縫(103)的狹縫ID(208)相關(guān)的所述校準(zhǔn)包括提供距所述供給器狹縫組特定固定距離的位置標(biāo)記(111)，與所述供給器狹縫組一起映像所述位置標(biāo)記，并計算與所述位置標(biāo)記相關(guān)的位置坐標(biāo)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的方法，其中所述供給器狹縫組被安裝在具有預(yù)定靜止位置或預(yù)定起始位置的可移動平臺(102)上，其中利用在所述平臺(102)的靜止位置或起始位置中拍攝的圖像進(jìn)行使位置坐標(biāo)與狹縫ID相關(guān)的所述校準(zhǔn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8的方法，其中用于布置錯誤的所述檢驗包括從存儲的布置信息(201，207)確定將要在所述供給器狹縫(103)組中的各狹縫中安裝的那些供給器(104)的預(yù)期供給器ID(203)，通過比較各狹縫中的實際供給器ID與預(yù)期供給器ID，來檢驗供給器狹縫中實際安裝的供給器是否相應(yīng)于預(yù)期供給器，如果不是這種情況，指示(209)該不一致。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括為每個預(yù)期供給器確定預(yù)期位置坐標(biāo)，其中從所述位置坐標(biāo)組中提取所述預(yù)期位置坐標(biāo)；為每個預(yù)期位置坐標(biāo)，檢驗是否將實際供給器ID賦予所述位置，并如果不是這種情況則被指示(209)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10的任意一項的方法，還包括為每個實際供給器，從存儲的布置信息(201)確定在所述實際供給器中實際包含的元件類型的第一元件ID(204′)，其中所述存儲的布置信息包括第一列表(201)，其使每個預(yù)期供給器ID與在相應(yīng)的供給器(203)中將要包含的表示元件類型的元件ID(204′)相關(guān)，為被限定以包含供給器的每個狹縫(208)，從存儲的布置信息(207)確定假定在所述狹縫(103)中的供給器(104)中包含的元件的第二元件ID(204)，其中所述存儲的布置信息包括第二列表(207)，其使供給器狹縫與元件ID相關(guān)，檢驗(213)第一元件ID(204′)與第二元件ID(204)是否相等，如果不等，指示(209)該不一致。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項的方法，其中放置機(jī)(101)是可利用接合的類型，其中該方法還包括在供給器(104)中的元件卷軸的接合區(qū)的標(biāo)簽的圖像識別，以及存儲用于來自接合卷軸的元件的數(shù)據(jù)和時間。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項的方法，其中分析獲得的圖像，以識別來自供給器的元件并確定來自供給器狹縫中的供給器的元件是否相應(yīng)于將要從所述供給器提取的元件。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項的方法，其中分析獲得的圖像以識別卷軸螺距。
15.一種用于根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項的方法的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括元件放置機(jī)(101)，該元件放置機(jī)具有一組供給器狹縫(103)，該供給器狹縫用于夾持具有供給器標(biāo)記的元件供給器(104)，其中每個供給器標(biāo)記具有唯一的供給器ID，每個供給器狹縫(103)具有唯一的狹縫ID(208)，其特征在于該系統(tǒng)還包括至少一個數(shù)字照相機(jī)(107)，用于提供橫跨所述供給器狹縫(103)組的數(shù)字圖像(202)，圖像分析系統(tǒng)，功能性地與所述照相機(jī)連接，并被設(shè)定為對所述圖像進(jìn)行圖像分析(205)以確定(210)在所述供給器狹縫(103)組中實際安裝的供給器(114)具有的實際供給器ID；以及計算機(jī)，功能性地與所述圖像分析系統(tǒng)連接，并被設(shè)定為通過將由所述圖像分析系統(tǒng)確定的信息與存儲的布置信息(201，207)相比較來檢驗布置錯誤。
全文摘要
一種在元件放置機(jī)(101)操作期間的元件檢驗方法，該元件放置機(jī)(101)具有一組供給器狹縫(103)，該供給器狹縫用于夾持具有供給器標(biāo)記的元件供給器(104)，其中每個供給器標(biāo)記具有唯一的供給器ID，每個供給器狹縫(103)具有唯一的狹縫ID(208)。根據(jù)照相機(jī)拍攝的供給器狹縫的圖像，進(jìn)行圖像分析以檢驗狹縫中的實際供給器是否與那些將要放置在這些狹縫中的供給器相對應(yīng)。
文檔編號H05K13/02GK1647600SQ03807569
公開日2005年7月27日 申請日期2003年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月8日
發(fā)明者K·貝斯科夫, H·梅爾克戴爾 申請人:瓦勒丹麥有限公司