CN101132691B - 异型部品的取置辨识方法 - Google Patents

Abstract

本明是有关于一种异型部品的取置辨识方法及其取置装置。该异型部品的取置辨识方法，包含下列步骤：a)吸取一异型部品。b)对该异型部品打光取像。c)依该步骤b)结果储存该异型部品的图形特征资料。d)依该步骤b)结果分析该异型部品的图像中心相对一画面中心的位移。e)依该步骤d)结果移动并置放该异型部品至一预定位置。利用本发明异型部品的取置辨识方法主要以异型部品取像后的轮廓为判断依据而建立比对的模型，使下一个异型部品经由取像后，可以迅速和原始轮廓的比对模型进行比较而得出其几何中心的偏移量，使机台可以做正确的补正搭载，不同于以往需要人工额外针对特定异型部品输入尺寸资料。

Description

异型部品的取置辨识方法

技术领域

本发明涉及一种取置方法及取置机，特别是涉及一种异型部品的取置辨识方法及其取置装置。

背景技术

一般取置机的作业流程，是吸取头先由进料器吸取标准元件，接着，传动到照明装置相对上方对标准元件进行打光并取像以得到一检测资料(资料即数据，以下均称为资料)，然后，由资料库中抽取出对应该标准元件的参考资料，参考资料例如对应标准元件的底面影像的长、宽等尺寸资料，接着，处理单元将打光取像所得的检测资料与资料库中的参考资料作辨识比对，以校正元件的位置，最后，再将标准元件移到基板上的预定位置处。

然而，上述的作业流程是只能针对资料库中现有的元件资料作辨识分析，也就是说，取置的元件必须在资料库中对应事先储存有参考资料，因此对于非在资料库中对应有参考资料的异型部品并不适用，且对于此种异型部品，必须额外人工输入资料到资料库中，此外，一般标准元件(如型号0603的电容或电阻)的外型是为规则的矩形，因此资料库中的尺寸资料是可轻易键入长宽尺寸，但是异型部品的形状通常为不规则状(任意形状)，并不容易找到有对应异型部品外型的尺寸资料。

有鉴于上述存在的问题，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的异型部品的取置辨识方法及其取置装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试改进后，终于创设出本发明。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种不需另外对异型部品输入尺寸参数且单机作业的异型部品的取置辨识方法及其取置装置。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种异型部品的取置辨识方法，其包含下列步骤：(a)、吸取一异型部品；(b)、对该异型部品打光取像；(c)、依该步骤(b)结果储存该异型部品的图形特征资料；(d)、依该步骤(b)结果分析该异型部品的图像中心相对一画面中心的位移；以及(e)、依该步骤(d)结果移动并置放该异型部品至一预定位置。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的异型部品的取置辨识方法，其中所述的步骤(c)是储存该异型部品外型轮廓的点资料。

前述的异型部品的取置辨识方法，其中所述的步骤(c)是储存该异型部品外型轮廓的包络线资料。

前述的异型部品的取置辨识方法，其中所述的步骤(c)是储存该异型部品表面纹理的点资料。

前述的异型部品的取置辨识方法，其中所述的步骤(c)是储存该异型部品表面纹理的包络线资料。

前述的异型部品的取置辩识方法，其中所述的步骤(b)是照射同轴光或侧光。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种取置装置，其包含：一供料器，用以提供一异型部品；一取放单元，用以吸取该异型部品；一传动单元，用以传动该取放单元；一取像模组，配合一可产生照射光束的照明装置针对该取放单元吸取的异型部品进行取像；一影像处理模组，用以分析该异型部品的图像中心相对一画面中心的位移并供储存该异型部品的图形特征资料；以及一控制模组，依据影像处理模组的处理结果控制该传动单元及取放单元将该异型部品放到一预定位置。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的取置装置，其中所述的异型部品的图形特征资料是为外型轮廓的点资料。

前述的取置装置，其中所述的异型部品的图形特征资料是为外型轮廓的包络线资料。

前述的取置装置，其中所述的异型部品的图形特征资料是为表面纹理的点资料。

前述的取置装置，其中所述的异型部品的图形特征资料是为表面纹理的包络线。

前述的取置装置，其中所述的取放单元为一真空吸嘴头。

前述的取置装置，其中所述的取像模组为一电荷耦合元件。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为了达到上述目的，本发明的异型部品的取置辨识学方法包含下列步骤：(a)吸取一异型部品。(b)对该异型部品打光取像。(c)依该步骤(b)结果储存该异型部品的图形特征资料。(d)依该步骤(b)结果分析该异型部品的图像中心相对一画面中心的位移。（e)依该步骤(d)结果移动并置放该异型品至一预定位置。

本发明的取置装置，包含一提供一异型部品的供料器、一吸取该异型部品的取放单元、一传动该取放单元的传动单元、一取像模组、一影像处理模组以及一控制模组。取像模组配合一可产生照射光束的照明装置针对该取放单元吸取的异型部品进行取像，影像处理模组用以分析该异型部品的图像中心相对一画面中心的位移并供储存该异型部品的图形特征资料，控制模组则依据影像处理模组的处理结果控制该传动单元及取放单元将该异型部品放到一预定位置。

借由上述技术方案，本发明异型部品的取置辩识方法及其取置装置至少具有下列优点：本发明的有益效果在于，利用异型部品的取置辨识方法及其取置装置，主要以异型部品取像后的轮廓为判断依据而建立比对的模型，使下一个异型部品经由取像后，可以迅速和原始轮廓的比对模型进比较而得出其几何中心的偏移量，使机台可以做正确的补正搭载，不同于以往需要人工额外针对特定异型部品输入尺寸资料。

综上所述，本发明新颖的异型部品的取置辨识方法及其取置装置，利用异型部品的取置辨识方法主要以异型部品取像后的轮廓为判断依据而建立比对的模型，使下一个异型部品经由取像后，可以迅速和原始轮廓的比对模型进行比较而得出其几何中心的偏移量，使机台可以做正确的补正搭载，不同于以往需要人工额外针对特定异型部品输入尺寸资料，而提供了一种不需另外对异型部品输入尺寸参数且单机作业的异型部品的取置辨识方法及其取置装置。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在方法、装置结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著进步，并产生了好用及实用的效果，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是一说明本发明取置装置的一较佳实施全的方块图，适用于一异型部品的取置辨识。

图2是实施该较佳实施例的一流程图

图3是一说明该异型部品的底面影像的示意图。

图4是一统计图，其中横轴代表数量，纵轴代表X方向的位移。

图5是一统计图，其中横轴代表数量，纵轴代表Y方向的位移。

图6是一统计图，其中横轴代表数量，纵轴代表角度的误差。

图7是一统计图，其中横轴代表数量，纵轴代表X方向的位移。

图8是一统计图，其中横轴代表数量，纵轴代表Y方向的位移。

图9是一统计图，其中横轴代表数量，纵轴代表角度的误差。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的异型部品的取置辨识方法及其取置装置其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1与图2所示，图1是一说明本发明取置装置的一较佳实施例的方块图，适用于一异型部品的取置辨识，图2是实施该较佳实施例的一流程图。本发明取置装置的较佳实施例，适用于一异型部品(图中未示)的取置辨识，该取置装置包含一供料器(图中未示)、一取放单元2、一传动单元3、一取像模组4、一影像处理模组5以及一控制模组6。

供料器用以提供异型部品，供料器可为盘状或卷带状，不以此为限。该取放单元2可为真空吸嘴头，用以从供料器吸取异型部品。该传动单元3可为螺杆用以传动取放单元2，较佳地，由伺服马达带动可使吸嘴头作平面式且Z轴上下的移动。而该取像模组4可为电荷耦合元件(CCD)，配合一可产生照射光束的照明装置(图中未示)针对取放单元2吸取的异型部品进行取像，照明装置可照射同轴光或侧光。该影像处理模组5用以分析处理CCD的取像结果，包含分析异型部品的图像中心相对一画面中心的位移，并供储存异型部品的图形特征资料，图形特征资料为例如外型轮廓的点资料或包络线资料，或是表面纹理的点资料或包络线资料。该控制模组6依据影像处理模组5的处理结果控制传动单元3及取放单元2将异型部品载放到一基板上的一预定位置(图中未示)。必须加以说明的是，上述如供料器、取放单元2、传动单元3及取像模组4等元件是可为一般取置机上的元件，并不需特别加以改装或设计，且由于上述使用元件或其机械构造是为一般，又非本发明重点所在，所以在此不再赘述，且不应以此与限。

上述的取置装置，在下述的方法说明之后，当可清楚明白。

首先进行步骤91，移动真空吸嘴头至供料器位置，并由供料器的出料口吸取异型部品。

接着进行步骤92，驱动真空吸嘴头至照明装置处上方并对异型部品进行打光取像，照明装置可照射同轴光或侧光，不以此为限，且由CCD感测异型部品的反射光，且转换成电子资料后传送至影像处理模组5。

然后进行步骤93，储存异型部品的图形特征资料，是由步骤92所取得的影像资料中，撷取并储存外型轮廓或表面纹理所构成的点资料或包络线资料到资料库，并将该些料定义为参考资料。

特别说明步骤92、93，在打光取像过程中，并非必须使整个异型部品皆进入CCD的画面中，也就是说，也可只针对特定部分，譬如针对异型部品某角落边缘进行取像，通常异型部品的角落边缘具有相当特殊且明显的图形外貌时，便可只针对角落边缘进行取像，不需全部取像。同样地，对于外型体积大的异型部品，可能无法一次全部进入画面中，便可采用分割取像模式(二分割、三分割或四分割)，进行分割取像，此应为熟习该项技艺者可轻易推知，故此所以不再赘述。此外，请参阅图3所示，是说明该异型部品的底面影像的示意图，其中，画面中圈选的图形特征是为预储存的特征资料，而较佳地，可保留不易变动的大特征进行储存(如画面中的相对部品的三个侧边的三个长型椭圆圈圈选处)，且对于不必要的小特征(如画面中的其他小型圆圈圈选处)，此处可能因不同部品或光源而产生变异，则可以删除不储存，借此保留不易改变的特征及删除易改变的特征以增加辨识的精确性及稳定性。

再进行步骤94，依步骤93结果分析异型部品的图像中心相对画面中心的位移，对于指定异型部品的图像中心已在许多取置机上广泛被使用，所以在此，不特别限定其方法。

最后进行步骤95，驱动真空吸嘴头至基板，且在驱动过程中，依据步骤94结果补正异型部品的座标，使异型部品能正确地被搭载至基板上的预定位置。

以上是针对第一次拿取异型部品时的参考资料的建立，而在第二次、第三次等后再次拿取到相同的异型部品时，则如先前技术中所述，打光取像得到检测资料，并由资料库中抽出第一次拿取异型部品时所建立的参考资料进行比对，此处比对辨识的方法包括但是不限于将两者作距离的靠近运算，也就是求取影像上不同位置的平移及旋转的矩阵运算。

请参阅图4、图5、图6及表一所示，是为利用本发明取置装置针对一种异型部品进行取置辨识的实验数据结果。

表

 

	X方向位移(mm)	Y方向位移(mm)	Theta(度)
				Max.	-0.253	-0.371	0.026
Min.	-0.27	-0.376	-0.162
				Max.(CP)	0.005	0.003	0.053
Min.(CP)	-0.005	-0.003	-0.053
				标准差	0.001378	0.000865	0.01745
3*标准差	0.004133	0.002596	0.052351
				CP	1.209861	1.155547	1.012406

其中，以重线性指数(CP值)＝1为标准。

请参阅图7、图8、图9及表二所示，是为利用本发明取置装置针对另一种异型部品进行取置辨识的实验数据结果。

表二

 

	X方向位移(mm)	Y方向位移(mm)	Theta(度)
				Max.	0.063	0.647	0.014
Min.	0.051	0.64	-0.068
				Max.(CP)	0.004	0.003	0.027
Min.(CP)	-0.004	-0.003	-0.027
				标准差	0.001262	0.000956	0.008737
3*标准差	0.003786	0.002868	0.026212
				CP	1.320565	1.046062	2.0220007

其中，以重线性指数(CP值)＝1为标准。

由上述图4～图9及表一～表二可看出，利用本发明在做异型部品的搭载时，X方向的位移、Y方向的位移及Theta角度的旋转皆能控制在一定小的范围内，也就是说，X方向的误差值小于(1/4)像素(pixel)值，Y方向的误差值小于(1/4)pixel值，且角度误差小于1度，皆能符合标准。

综上所述，利用本发明异型部品的取置辨识方法及其取置装置，主要以异型部品取像后的轮廓为判断依据而建立比对的模型，使下一个异型部品经由取像后，可以迅速和原始轮廓的比对模型进行比较而得出其几何中心的偏移量，使机台可以做正确的补正搭载，不同于以往需要人工额外针对特定异型部品输入尺寸资料。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种异型部品的取置辨识方法，包括吸取一异型部品及对异型部品打光取像；其特征在于：所述方法还包含下列步骤：

(a)、异型部品的取像是对异型部品部分取像并取得异型部品的轮廓特征资料；

(b)、储存该异型部品的预定部位轮廓特征资料为一原始轮廓资料；以及

(c)、下一个异型部品经由部分取像及取得预定部位轮廓特征资料后，和原始轮廓资料进行比较而得出其几何中心的偏移量，使机台做出正确的补正搭载。

2.如权利要求1所述的异型部品的取置辨识方法，其特征在于：所述步骤a)的部分取像是对异型部品的角落边缘进行取像，或采用分割取像。

3.如权利要求1或2所述的异型部品的取置辨识方法，其特征在于：所述步骤b)的预定部位是将圈选的部位进行储存。

4.根据权利要求3所述的异型部品的取置辨识方法，其特征在于其中所述的步骤(b)是储存该异型部品的预定部位外型轮廓的点资料。

5.根据权利要求3所述的异型部品的取置辨识方法，其特征在于其中所述的步骤(b)是储存该异型部品的预定部位外型轮廓的包络线资料。

6.根据权利要求3所述的异型部品的取置辨识方法，其特征在于其中所述的步骤(b)是储存该异型部品的预定部位表面纹理的点资料。

7.根据权利要求3所述的异型部品的取置辨识方法，其特征在于其中所述的步骤(b)是储存该异型部品的预定部位表面纹理的包络线资料。

8.根据权利要求3所述的异型部品的取置辨识方法，其特征在于其中所述的步骤(a)的部分取像是照射同轴光或侧光。

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