專利名稱：電路板的識別裝置和識別方法
技術領域：
本發明涉及電路板的識別裝置和識別方法，用于識別電子元件安裝工藝中用的電路板上插入電子元件引線的位于所用電路板的具體部位的孔的位置。
參照圖3至5說明識別電路板中孔的位置的電路板識別裝置的常規配置。
圖3中，常規電路板識別裝置包括傳送帶23和導軌24，它們相互配合用于移送電路板20；光源21，它固定在電路板20的上方，其寬度與電路板20基本相同；和小型線傳感器22，它固定在電路板20的下方，并有聚光透鏡。相反，光源21也可以固定在電路板20的下方，而小型線傳感器而小型線傳感器22也可以固定在電路板20的上方。
以下將參照圖3至5說明常規配置的電路板識別裝置的運作。
圖3至5中，光從光源21射向電路板20時，由傳送帶23和導軌24移動電路板，如圖3所示，穿過電路板20的通孔20a，20b和20c的光線可以穿過聚光透鏡而射到小型傳感器22上。因此，可用小型線傳感器22識別通孔20a，20b，20c的位置。
但是，所述常規配置的電路板識別裝置有以下問題。
(1)，如圖4所示，當通孔20a位于電路板20的中部時，光線射到小型線傳感器22上的入射角θ為0。通孔20b，20c的位置越靠近電路板20的邊緣部分，光線入射角越大。因而，當通孔20a，20b，20c是圓形時，位于電路板20中部的通孔20a識別出是圓形，而位于電路板20邊緣部分的通孔20b，20c則識別出是失真了的圓形。因此，不能精確識別出孔20b和20c的中心位置。
(2)，如圖5所示，電路板20上安裝有電子元件25的位置，由于元件25不能象這樣識別出來，因而，通孔20b走出了光線的視野范圍。
(3)，小型線傳感器22的像素數量有限，若要獲得圖像識別的較高的圖像清晰度，則必須減小傳感器的閱讀范圍。相反，若要增大小型線傳感器的閱讀范圍，則必須在清晰度方面作為出犧牲。
(4)，垂直于小型線傳感器22的方向的移動速度，即，電路板20輸送方向的移動速度必須均勻，否則，讀出的圖像被放大和縮小，因而不能可靠地識別出精確位置。因而，要求高精度控制電路板20的輸送速度，使其保持在均勻的速度。
(5)由于電路板20相對于識別部件移動，因此，要求識別部件的傳送帶23和導軌24的長度是電路板20的長度的兩倍那么長。而這限制了減小電路識別裝置的尺寸。
本發明的目的是，提供一種電路板識別裝置和識別方法，無論電路板的尺寸大小如何，無論電路板上是否已預先裝有電子元件與否，均能準確識別電路板中孔的位置。
為實現本發明的這些目的和其它目的，按本發明第1方案，提供一種電路板識別裝置，它包括光源部件，它包括位于電路板向的橫向、用于照亮電路板的一個表面，電路板上有接插元件的孔；識別部件，它包括透鏡和線圖像傳感器，所述透鏡位于電路板的橫向位置，以與光源部件相對的一側面對電路板，所述線圖像傳感器位于電路板的橫向位置，用于接收穿過透鏡的光線。
移動裝置，用于移動光源部件和識別部件，但不會改變這些部件的相對位置，但能改變各部件與電路板的相對位置。和計算部件，用于根據識別部件獲得的圖像信息和移動裝置獲得的位置信息計算出整個電路板的圖像數據。
按本發明第2方案，提供第1方案所述的電路板識別裝置，其中的透鏡和線圖像傳感器均有多個，其中的計算部件合成多個線圖像傳感器得到的圖像信息段。
按本發明第3方案，提供第1方案所述的電路板識別裝置，其中，移動裝置工作，使光源部件和識別部件一起朝停止位置的電路板移動。
按本發明第4方案，提供第2方案所述的電路板識別裝置，其中，移動裝置工作，使光源部件和識別部件一起朝停止位置的電路板移動。
按本發明第5方案，提供第1方案所述的電路板識別裝置，其中，在電路板位于輸送電路板的輸送裝置上時，根據識別部件獲得的圖像信息和移動裝置獲得的位置信息計算出整個電路板的圖像數據。
按本發明第6方案，提供第4方案所述的電路板識別裝置，其中，當電路板位于輸送電路板的輸送裝置上時，根據識別裝置獲得的圖像信息和移動裝置獲得的位置信息計算出整個電路板的圖像數據。
按本發明第7方案，提供第3方案所述的電路板識別裝置，其中，當電路板位于輸送電路板的輸送裝置上時，根據識別部件獲得的圖像信息和移動裝置獲得的位置信息計算出整個電路板的圖像數據。
按本發明第8方案，提供第4方案所述的電路板識別裝置，其中，當電路板位于輸送電路板的輸送裝置上時，根據識別部件獲得的圖像信息和移動裝置獲得的位置信息計算出整個電路板的圖像數據。
按本發明第9方案，提供電路板識別方法，包括以下步驟用位于有插入元件引線用的通孔的電路板的橫向位置的光源部件照射電路板的一個表面；用位于電路板橫向位置的線傳感器接收通過透鏡的光線，包括位于電路板橫向位置的透鏡的識別部件從對著光源部件和線圖像傳感器一側面對電路板；移動裝置移動光源部件和識別部件，但這些部件的相對位置不變，而相對于電路板的這些部件各自的位置改變；和計算部件根據識別部件獲得的圖像信息和移動裝置獲得的位置信息計算出整個電路板的圖像數據。
按本發明第10方案，提供第9方案所述的電路板識別方法，其中，圖像數據計算中，當透鏡和線圖像傳感器均是多個時，計算部件合成由多個線圖像傳感器獲得的圖像信息段。
按本發明第11方案，提供有第9方案所述的電路板識別方法，其中，在光源部件和識別部件移動中，移動裝置工作，使光源部件和識別部件一起朝位于停止位置的電路板移動。
按本發明第12方案，提供第10方案所述的電路板識別方法，其中，光源部件和識別部件移動中，移動裝置工作，使光源部件和識別部件一起朝位于停止位置的電路板移動。
按本發明第13方案，提供第9至12方案所述的電路板識別方法，其中，計算圖像數據中，在電路板位于輸送電路板的輸送裝置上時，根據識別部件獲得的圖像數據和移動裝置獲得的位置信息計算出整個電路板的圖像數據。
按第1至第9方案的電路板識別裝置的配置，例如進入識別部件的線圖像傳感器的光線是從光源部件垂直向下發射的光線，并從上穿過電路板的孔，在垂直向下的方向穿過透鏡，例如從上垂直向下。換句話說，線圖像傳感器是從正下方或從正上方看要識別的部分。因此，線圖像傳感器能準確識別電路板的孔的形狀，從而消除了用常規的小型線傳感器所出現的處于電路板邊緣部分的圖像畸變這樣的問題。即使在電路邊的下邊預先安裝有電子元件的部分，也不會因為有這些電子元件存在而出現這些電子元件的視場陰影因而，能準確識別整個電路板。
為了克服上述的缺陷，按本發明第2和第10方案，設置多個透鏡和多個線圖像傳感器，計算部件合成由多個線圖像傳感器獲得的圖像信息段。
這些情況下，用多個線圖像傳感器能識別電路板的整個面積，這比一個線圖像傳感器的有效閱讀長度增長了，而且，能使用在無線電傳真領域中廣泛使用的價格便宜的通用尺寸的線圖像傳感器。從而能降低識別裝置的成本。
而且，按本發明第3，第4，第11和第12方案，為了解決上述問題，移動裝置將光源部件和識別部件一起朝位于停止位置的電路板移動。
這種情況下，在不移動電路板的情況下移動光源部件和識別部件。有可能使識別裝置長度為電路板長度，從而能減小裝置的長度。而且，能精確控制光源部件和識別部件相對于電路板的移動速度。比用輸送裝置移動電路板更有利的是，光源部件和識別部件保持平穩，能消除圖像擴大和縮小的可能性。
通過以下參照附圖對本發明優選實施例的說明，將更清楚本發明的這些方案和其它方案和本發明的特征。
圖1是按本發明實施例的電路板識別裝置和識別方法的透視圖；圖2是電路板識別裝置的圖像排列操作說明圖；圖3是常規電路板識別裝置的透視圖；圖4是常規電路板識別裝置操作中出現的問題的說明圖；圖5是常規電路板識別裝置操作中出現的又一問題的說明圖；以及圖6是按本發明實施例的電路板識別方法的流程圖。
說明本發明之前，要注意，附圖中相同部件用相同數字指示。
現在參見圖1，2和6說明按本發明一個實施例的電路板識別裝置和電路板識別方法。
圖1中是按本發明一個實施例的電路板識別裝置的透視圖，4是輸送裝置，它包括傳送帶2和導軌3，用于輸送放于其上的電路板1；14是靜止的底座，它位于輸送裝置4下面；13是安裝在靜止底座14上表面上的兩個導軌，它們與輸送裝置4輸送的電路板1的輸送方向平行；7是由導軌13定向的移動載運器，能在靜止底座14上按箭頭A所指示的方向與輸送裝置4的移動方向平行地前后移動；10是設置在靜止底座14上的移動載運器驅動裝置，當由解碼器輸入位置信號時，使移動載運器7按平行于輸送裝置4的輸送方向移動，驅動裝置10包括伺服馬達8和饋送螺桿9，伺服馬達8中裝有解碼器，伺服馬達8使饋送螺桿9雙向移動；5是光源部件，它由光源部件支承臂5a固定在移動載運器7上，光源部件5包括位于輸送裝置4上的光源，并在垂直于輸送裝置4的輸送方向設置輸送裝置4的寬度，6是識別部件，它包括兩個接觸型線圖像傳感器12a，12b，每個標尺C按垂直于移動載運器7的移動方向延伸，并安裝于移動載運器7上，用于測量導軌13之間的距離，線圖像傳感器12a和12b之間有重迭區D和間隔B，這些傳感器12a和12b上設置有透鏡11a和11b。每個透鏡11a、11b均包括大量SELFOSC(“SELFOC”是Nihon Ita Garasu Kabushiki Kaisha的商標，是一種斜度標識透鏡)。每個透鏡均是由大量斜度標識透鏡配置成的光學系統，總的構成單個圖像，每個斜度標識透鏡是放大倍數為1的薄顯微鏡，按垂直平行關系排列。每個透鏡11a，11b與電路板1之間的距離H為15mm。
本例中，光源部件5和識別部件6設置在輸送裝置4上基本上相同的位置。按這種配置，進入識別部件6的線圖像傳感器12a，12b的光線是從光源部件5垂直向下發射從上垂直向下穿過電路板1的通孔的光線，并從上垂直向下穿過透鏡11a、11b。因此，圖像傳感器12a，12b能正確識別電路板1的通孔。
線圖像傳感器設置成兩個隔開單元12a，12b。這使其有可能容易地采用價廉的短線圖像傳感器12a，12b，從而能識別較寬的電路板1。
裝置還包括與線圖像傳感器12a、12b連接的控制器200，伺服馬達13，和它的檢測線圖像傳感器12a，12b的位置用的解碼器。控制器200有計算部件201，用于計算如由線圖像傳感器12a，12b獲得的圖像信息，存儲部件202，用于儲存線圖像傳感器12a，12b的位置信息、圖像信息和計算部件201等計算出的數據。控制器200還控制移動移動載運器7的伺服馬達9的驅動。
下面將參照圖1和2說明本實施例的運作。
如圖1所示，用兩個線圖像傳感器12a，12b構成識別部件6，前邊的圖像傳感器12a的位置與處于停止位置的電路板1的后端E對準(步驟S1)。移動載運器驅動裝置10的伺服馬達8驅動饋入螺桿9使移動載運器7向前移動(步驟S2)。即，饋入螺桿9隨伺服馬達8的旋轉而朝一個方向轉動，饋送螺桿9將螺母旋入移動載運器7時，移動載運器7在一個方向移動。這時的移動量是電路板1的長度加間隔B。在距離相當于間隔B的第1個周期中，只有前邊的線圖像傳感器12a拾取有關電路板1的圖像信息(步驟S3)。下一個周期中，兩個線圖像傳感器12a、12b將拾取電路板1的圖像信息，在最后一個周期中，距離相當于間隔B時，只有線圖像傳感器12b拾取電路板1的圖像信息。按相當于間隔B的時間差，在有效拾取長度C中的覆蓋區D的通用數據時，線圖像傳感器12a，12b拾取各自圖像信息中的共用部分。這時，線圖像傳感器12a，12b可通過來自伺服馬達8的解碼器的信號改變它的各自的位置。
用計算部件201算出線圖像傳感器12a，12b拾取的圖像信息段，因此，對覆蓋區D的圖像信息進行合成處理(步驟S4)。因此，獲得整個電路板1的圖像數據(步驟S5)。
按所述配置，如上所述，識別部件6的線圖像傳感器12a，12b的入射光線是從光源部件5垂直向下發射的光線，并從上按垂直向下的方向穿過電路板1的孔，并從上通過透鏡11a，11b垂直向下。換句話說，線圖像傳感器12a，12b從正下穿過透鏡11a，11b的“SELFOC’看要識別的電路板1的部分。因而，線圖像傳感器12a，12b能精確識別出電路板1的孔，從而消除了用常規小型線傳感器會出現的電路板邊緣部分圖像失真的問題。即使在電路板1底面預先安裝了電子元件的情況下，也不會因裝有這些電子元件而出現視場陰影。因此，能精確識別整個電路板1。
用多個線圖像傳感器識別電路板的整個面積，它的有效閱讀長度比用一個接觸型線圖像傳感器的有效閱讀長度長。此外，可以使用價廉的通用尺寸的在傳真領域廣泛使用的接觸型線圖像傳感器。因而能降低圖像識別裝置的價格。
將光源部件和識別部件設置成可動，但電路板不動，就能使電路板識別裝置的長度基本上是電路板的長度，因而，能減小識別裝置的長度。而且能比輸送裝置的移動速度更精確地控制光源部件和識別部件相對于電路板的移動速度。因而比用輸送裝置移動電路板更有利，光源部件和識別部件能保持穩定，因而，能消除圖像放大和縮小的可能性。
按本發明的電路板識別裝置有以下優點(1)能精確識別電路板的包括中心部分和邊緣部分的整個面積，不會出現畸變。
(2)電路板上預先安裝的電子元件不妨礙對電路板的識別。
(3)能容易地使用傳真領域中廣泛使用的價廉的長度短的線圖像傳感器來識別更大的電路板。
(4)電路板識別所需的間隔較小，能減小識別裝置的尺寸。
(5)能消除圖像擴大和縮小的問題。
盡管參照附圖結合優選實施例充分說明了本發明，但應注意，對本行業技術人員而言，還會有各種變化和改型，這些變化和改型均不脫離本發明的精神和要求保護的范圍。
權利要求
1.電路板識別裝置，包括光源部件(5)，它有位于電路板(1)的橫向位置的用于照亮電路板一個表面的光源，電路板(1)有插入電子元件的引線用的通孔；識別部件(6)，它包括透鏡(11a，11b)和線圖像傳感器(12a，12b)，所述透鏡(11a，11b)位于電路板的橫向位置，并從對著光源部件一側面對電路板，所述線圖像傳感器(12a，12b)位于電路板橫向位置，用于接收穿過透鏡的光線；移動裝置(7、10)，用于移動光源部件和識別部件；但這些部件的相對位置不變、但改變這些部件相對于電路板的位置；計算部件(201)，用于根據識別部件獲得的圖像信息和由移動裝置獲得的位置信息計算出整個電路板的圖像數據。
2.按權利要求1的電路板識別裝置，其特征是，透鏡和線圖線傳感器均為多個，其中，計算部件合成由多個線圖像傳感器獲得的圖像信息段。
3.按權利要求1的電路板識別裝置，其特征是，移動裝置工作，使光源部件和識別部件一起朝位于停止位置的電路板移動。
4.按權利要求2的電路板識別裝置，其特征是，移動裝置工作，使光源部件和識別部件一起朝位于停止位置的電路板移動。
5.按權利要求1的電路板識別裝置，其特征是，電路板位于輸送電路板的輸送裝置(4)上時，根據識別部件獲得的圖像信息和移動裝置獲得的位置信息算出整個電路板的圖像數據。
6.按權利要求2的電路板識別裝置，其特征是，電路板位于輸送電路板的輸送裝置(4)上時，根據識別部件獲得的圖像信息和移動裝置獲得的位置信息計算出整個電路板的圖像數據。
7.按權利要求3的電路板識別裝置，其特征是，電路板位于輸送電路板的輸送裝置(4)上時，根據識別部件獲得的圖像信息和移動裝置獲得的位置信息算出整個電路板的圖像數據。
8.按權利要求4的電路板識別裝置，其特征是，電路板位于輸送電路板的輸送裝置(4)上時，根據識別部件獲得的圖像信息和移動裝置獲得的位置信息算出整個電路板的圖像數據。
9.電路板的識別方法，包括以下步驟用位于有電子元件引線插孔的電路板(1)的橫向位置的光源部件(5)照射電路板(1)的一個表面；用位于電路板橫向位置的線圖像傳感器(12a，12b)接收穿過透鏡的光線，識別部件(6)包括位于電路板橫向位置的透鏡，它從對著光源部件和線圖像傳感器的一側面對電路板；移動裝置(7、10)移動光源部件和識別部件，但它們的相對位置不變，只改變這些部件相對于電路板的位置；用計算部件(201)根據識別裝置獲得的圖像信息和移動裝置獲得的位置信息計算整個電路板的圖像信息。
10.按權利要求9的電路板識別方法，其特征是，當透鏡和線圖像傳感器為多個時，在圖像數據計算中，計算部件合成多個線圖像傳感器獲得的圖像信息段。
11.按權利要求9的電路板識別方法，其特征是，在光源部件和識別部件移動中，移動裝置工作，使光源部件和識別部件一起朝位于停止位置的電路板移動。
12.按權利要求10的電路板識別方法，其特征是，光源部件和識別部件移動中，移動裝置工作，使光源部件和識別部件一起朝位于停止位置的電路板移動。
13.按權利要求9的電路板識別方法，其特征是，圖像數據計算中，當電路板位于輸送電路板的輸送裝置(4)上時，根據識別部件獲得的圖像信息和移動裝置獲得的位置信息算出整個電路板的圖像數據。
14.按權利要求10的電路板識別方法，其特征是，圖像數據計算中，當電路板位于輸送電路板的輸送裝置(4)上時，根據識別部件獲得的圖像信息和移動裝置獲得的位置信息算出整個電路板的圖像數據。
15.按權利要求11的電路板識別方法，其特征是，圖像數據計算中，當電路板位于輸送電路板的輸送裝置(4)上時，根據識別部件獲得的圖像信息和移動裝置獲得的位置信息算出整個電路板的圖像數據。
16.按權利要求12的電路板識別方法，其特征是，圖像數據計算中，當電路板位于輸送電路板的輸送裝置(4)上時，根據識別部件獲得的圖像信息和移動裝置獲得的位置信息算出整個電路板的圖像數據。
全文摘要
電路板識別裝置包括位于電路板橫向位置、用于照明電路板一邊的光源部件；包括位于電路板橫向位置的透鏡的識別裝置，它們對著光源部件一側面對電路板；位于電路板橫向位置、用于接收來自透鏡的光線的線圖像傳感器；移動光源部件和識別部件的移動裝置，使部件之間的相對位置不變，只是改變相對于電路板的各部件的位置；和計算部件，它根據識別部件獲得的圖像信息和移動裝置獲得的位置信息算出整個電路板的圖像數據。
文檔編號H05K13/08GK1162112SQ96123919
公開日1997年10月15日 申請日期1996年12月20日 優先權日1995年12月20日
發明者渡邊英明, 今井圣, 橫山大 申請人:松下電器產業株式會社