JPH06246520A - カメラ式基準穴明機の較正方法 - Google Patents

カメラ式基準穴明機の較正方法

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JPH06246520A
JPH06246520A JP3815493A JP3815493A JPH06246520A JP H06246520 A JPH06246520 A JP H06246520A JP 3815493 A JP3815493 A JP 3815493A JP 3815493 A JP3815493 A JP 3815493A JP H06246520 A JPH06246520 A JP H06246520A
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JP
Japan
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camera
image
drilling machine
drilling
type reference
Prior art date
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JP3815493A
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English (en)
Inventor
Toshio Inami
俊夫 井波
Koji Mitsui
浩司 三井
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Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はカメラ式基準穴明機の較正方法に関
し、特に、カメラ式基準穴明機の設置時等において、穴
明け動作時のサーボ移動データと画像データ間の誤差係
数を求めて較正を行い、較正後に高精度の穴明けを行う
ことを特徴とする。 【構成】 本発明によるカメラ式基準穴明機の較正方法
は、撮像カメラ(46)の画像ウィンドウ内に位置する基板
(11)上に複数の穴を明ける第1工程と、前記穴を画像処
理して穴中心を求める第2工程と、前記各工程で得られ
たサーボ移動データ(B)及び画像データ(A)より誤差関数
を求める第3工程とよりなり、最小二乗法により誤差係
数を較正する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カメラ式基準穴明機の
較正方法に関し、特に、カメラ式基準穴明機の設置時等
において、穴明け動作時のサーボ移動データと画像デー
タ間の誤差係数を求めて較正を行い、その較正後に高精
度の穴明けを行うための新規な改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、用いられていたこの種のカメラ式
基準穴明機としては種々あるが、その中で代表的なもの
について述べると、例えば、図示していないが、第1の
従来例として、特公昭64−11404号公報に開示さ
れているように、基板を搬送手段でCCDカメラの視野
内に入れ、視野内のマークを画像処理してその中心位置
の座標を求め、この座標データをドリル移動装置のXY
直交座標のサーボモータに送り、中心位置に穴明けして
いた。また、第2の従来例としてX,Yのドリル移動系
からRθ極座標系へ変更する方法も開発されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述の第
1の従来例は、ドリル移動装置にX,Y2軸ともボール
ネジを用いた直交座標移動であり、ボールネジ、連動ベ
アリング等のスペースが必要となり、基板下への照明
(CCDカメラでマークの透過像をとるための)、切粉
処理装置のスペースが小さくなると共に、ドリルの摩耗
等のドリル交換時のメンテナンス等に問題があった。ま
た、前述の第2の従来例の場合、座標変換において回
転、拡大縮小、平行移動及び極座標の4回の変換が必要
となり、変換時の演算誤差が大となり、また、CCDカ
メラのレンズ系の収差で視野の中心と視野の縁部では画
素取込の撮像倍率の変化による誤差を生じ目標の穴明位
置精度を得ることができなかった。
【0004】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、座標変換に誤差関数を導入
し、撮像カメラの視野内の複数の穴の位置でこの誤差関
数を測定しておき、最小二乗法により、誤差係数を較正
し、この較正後に穴明けすることにより、高精度の穴明
けを行うことができるようにしたカメラ式基準穴明機の
較正方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によるカメラ式基
準穴明機の較正方法は、撮像カメラで得た基板に形成さ
れた基準マークの画像を画像処理することにより、前記
基準マークの中心位置を検出し穴明け手段で穴明け加工
を行うようにしたカメラ式基準穴明機において、前記撮
像カメラの画像ウィンドウ内に位置する前記基板上に複
数の穴を明ける第1工程と、前記穴を画像処理して穴中
心を求める第2工程と、前記各工程で得られたサーボ移
動データ及び画像データより誤差関数を求め、最小二乗
法により前記各データ間の誤差係数を較正する方法であ
る。
【0006】
【作用】本発明によるカメラ式基準穴明機の較正方法に
おいては、座標変換に誤差関数を導入し、撮像カメラの
視野内の複数の穴の位置でこの誤差関数を測定してお
き、最小二乗法によって誤差係数を較正し、この較正後
に穴明けを行うことにより、高精度(例えば、目標の3
0μm以下)の穴明けを達成することができる。
【0007】
【実施例】以下、図面と共に本発明によるカメラ式基準
穴明機の較正方法の好適な実施例について詳細に説明す
る。図1はカメラ式基準穴明機を示す構成図、図2はパ
ルス−画素変換ブロック図、図3は画素−パルス変換ブ
ロック図、図4はウィンド内の穴明けを示す構成図、図
5は較正動作フロー、図6は穴明けフローである。
【0008】図1において符号10で示されるものは本
体であり、この加工テーブル10に形成された案内孔1
0a上にはプリント基板等の基板11が載置され、この
基板11の上方にはこの基板11の基準マーク(図示せ
ず)を撮像するためのCCD型等の撮像カメラ46が設
けられている。
【0009】前記案内孔10aの下方位置には、透過光
源用のランプ48が設けられていると共に、穴明け時の
切粉を回収するための切粉吸取機49が設けられてい
る。前記案内孔10aの下方位置には、ドリルからなる
穴明手段50が設けられ、この穴明手段50はアーム4
0に支持されて駆動モータ19により回転するように構
成されている。
【0010】前記アーム40は、第1エンコーダ38a
を有する第1サーボモータ38によりθ軸に沿って旋回
し、この第1サーボモータ38を支持する第1支持体3
6はZ軸に沿って上下動させる第2エンコーダ32aを
有する第2サーボモータ32及び第1ボールねじ30を
有する第2支持体28に支持されている。この第2支持
体28は、この第2支持体28を水平方向のR軸に沿っ
て移動させる第3エンコーダ22aを有する第3サーボ
モータ22及び第2ボールねじ20を有する第3支持体
18により支持され、この第3支持体18は前記加工テ
ーブル10に接続板12及びボルト12aを介して固定
されている。
【0011】前述の構成によるカメラ式基準穴明機10
0を用いて基板11の基準マークの中心位置に正確な穴
明けを行うために、例えば、本機100を出荷する場合
又は工場等で設置する場合、前もって穴明を行い、その
時のサーボ移動量と画素間の変換における水平方向のR
軸及び旋回方向のθ軸その他の変換誤差を較正し、較正
後の本番の穴明を高精度とするための較正法について述
べる。
【0012】はじめに、カメラ式プリント基板基準穴明
機100の穴明け動作について説明する。前記撮像カメ
ラ46下の加工テーブル10に配置された基板11の基
準マークは、撮像カメラ46に映像を取り込まれ、画像
処理により、その中心データがX,Y座標の画素データ
として求められる。その画像データの画素単位の移動量
はホストコンピュータに送られ、装置固有の変換パラメ
ータによりパルス単位の移動量に変換される。そしてパ
ルス移動量は穴明手段50へ送られ、θ軸、R軸を駆動
して基準マークの中心へ穴明手段50を移動し、Z軸を
駆動して基板11のウィンドウ300内に複数の穴明を
行う。すなわち、前述の画像処理により得た基準マーク
の中心データを、極座標で形成した穴明手段の移動デー
タに変換する変換パラメータを求めるための較正を行う
ものである。
【0013】まず、画素−パルス量の変換は、図2及び
図3に示すように極座標変換60、回転変換61、平行
移動変換62、拡大・縮小変換63からなる。各々の変
換60〜63は、1次変換により表現できるため、各パ
ラメータを組み合わせ、マトリックス演算により画素−
パルス間の変換パラメータを求める。また、極座標変換
を用いれば非線形となるため、線形近似し、次数を一致
させるため各変換において2乗のパラメータを採用し
た。その結果、まず、図2に示したサーボ移動量から画
素への変換では、以下の式が成り立つ。 A=M・B ・・・・・(1) A=[X,Y]T B=[R,θ,θ2,1]
【0014】
【数1】
【0015】ここで、Aは画像データ、Bはサーボ移動
データ、X,Yは、画像データ、R,θはその画像デー
タに対するR軸、θ軸の移動量であり、Lは旋回機構の
アーム長である。さらに(1)式には以下の未知パラメー
タが存在する。 画像座標系XYと旋回系Rθの回転角のズレ ω(rad) 画像のX方向の倍率(拡大・縮小変換) a 画像のY方向の倍率(拡大・縮小変換) b X方向のオフセット(平行移動変換) xd(mm) Y方向のオフセット(平行移動変換) yd(mm) θ方向のオフセット td(mm) すなわち、この未知パラメータが求まれば、画素−パル
ス間の変換マトリックスは得られる。
【0016】そこで、誤差行列をEとし、 E=M・B−A E=[e1,e2T ・・・・・(2) とおけば、誤差の2乗和fは未知パラメータの関数とな
り、 f(ω,a,b,xd,yd,td)=e1 2+e2 2 ・・・・・(3) となる。したがって、(3)式が最小となる前述のω,
a,b,xd,yd,tdを求めればよい。その条件
は、x=[ω,a,b,xd,yd,td]とすれば次
の数2の(4)式
【0017】
【数2】 である。この(4)式を満足するxは、解の精度を向上す
る繰り返し算法である周知のニュートン・ラプソン法に
より、得られる。その解は、次の数3の(5)式
【0018】
【数3】 となる。既知データである画像データAと、サーボ移動
データBは、図4のように、カメラレンズ系の収差を補
正するため画像のウィンドウ内全面にわたり取り得る9
点に指令データとして穴を開け、それぞれの重心データ
を画像処理により求めた。
【0019】なお、前述の図2に示す較正動作は、図5
で示すフローの通りである。すなわち、基板11に複数
の穴明けを行い(第1ステップ100)、各穴を画像処
理して中心位置を求める(第2ステップ101)。前述
の各ステップ100,101で得られたサーボ移動デー
タB及び画像データAより、ニュートンラプソン法を用
いて未知パラメータω,a,b,xd,yd,tdを求
め(第3ステップ102)、次に、この各パラメータ
ω,a,b,xd,yd,tdより画素からサーボ移動
量への変換式Nを求める(第4ステップ103)。
【0020】次に、実際に穴明け加工を行う場合、基準
マークの中心位置を求めてRθ軸を移動させる、すなわ
ち画素からサーボ量への変換となる。その変換は、図3
に示すようになり、以下の式となる。 C=N・D ・・・・・(6) ここで、C=[R,θ]T D=[X,Y,XY,
2,Y2,1]
【数4】 11=sinω/a+(yd・sin2ω−xd・cos2ω−xd)/
2aL n12=cosω/b+(xd・sin2ω+yd・cos2ω−yd)/
2bL n13=sin2ω/2abL n14=−(1+cos2ω)/4a2L n15=−(1−cos2ω)/4b2L n16=−(xd2+yd2)/4L+yd・cosω−(xd2−yd2
・cos2ω/4L+xd・sinω+xd・yd・sin2ω/2L n21=cosω/aL n22=−sinω/bL n23=0.0 n24=0.0 n25=0.0 n26=−td+(xd・cosω−yd・sinω)/L したがって、装置据付時に前述のキャリブレーションを
行い、装置固有のa,b,xd,yd,td,ωを求め
れば、(6)式のNは決定し、実際の穴加工は(6)式により
実現できる。
【0021】すなわち、前述の実際の穴加工を行う場
合、図6で示すように、第1ステップ200で基板11
の基準マークの画像処理を行い、基準マークの中心を求
めて新しい画像データDを得る(第1ステップ20
0)。次に、画素−サーボ変換によりサーボ移動量Cを
求め(第2ステップ201)、R,θ軸を移動して穴明
けを行う(第3ステップ202)。すなわち、この実際
の穴明けでは、前述の較正動作が完了しているため、極
めて高精度の穴明けを行うことができる。
【0022】例えば、本出願人が実際に行った実験によ
ると、R軸は、ボールねじリード5mm/回転、サーボ
モータエンコーダ4000パルス/回転で分解能1.2
5μm/パルスとなり、θ軸は、アーム長L=125m
m、サーボモータエンコーダ4000パルス/回転、ハ
ーモニックドライブの減速比1/100で分解能1.2
3μm/パルスとなった。なお、前述の実施例における
A,B,M,E,X,C,Dはベクトル量を示している
ためベクトル量表示記号を用いるべきであるが、本実施
例では通常記号を用い、図面でのみベクトル表示として
いる。
【0023】
【発明の効果】本発明によるカメラ式基準穴明機の較正
方法は、以上のように構成されているため、画素−パル
ス変換における誤差を最小に抑えることができ、基板の
基準マークの中心に対して高精度の穴明けを行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるカメラ式基準穴明機を示す構成図
である。
【図2】パルス−画素変換を示すブロック図である。
【図3】画素−パルス変換を示すブロック図である。
【図4】重心データ算出の穴明けを示す構成図である。
【図5】較正動作を示すフローである。
【図6】較正後の穴加工を示すフローである。
【符号の説明】
11 基板 46 撮像カメラ 50 穴明手段 A 画像データ B サーボ移動データ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像カメラ(46)で得た基板(11)に形成さ
    れた基準マークの画像を画像処理することにより、前記
    基準マークの中心位置を検出し穴明け手段(50)で穴明け
    加工を行うようにしたカメラ式基準穴明機において、前
    記撮像カメラ(46)の画像ウィンドウ内に位置する前記基
    板(11)上に複数の穴を明ける第1工程と、前記穴を画像
    処理して穴中心を求める第2工程と、前記各工程で得ら
    れたサーボ移動データ(B)及び画像データ(A)より誤差関
    数を求める第3工程とよりなり、最小二乗法により前記
    各データ(A,B)間の誤差係数を較正することを特徴とす
    るカメラ式基準穴明機の較正方法。
JP3815493A 1993-02-26 1993-02-26 カメラ式基準穴明機の較正方法 Pending JPH06246520A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100461048C (zh) * 2003-10-10 2009-02-11 百利奥国际公司 校准眼镜镜片钻孔机的方法、用来实现一种这样的方法的设备及包括一种这样设备的眼镜镜片加工设备
CN103722449A (zh) * 2012-10-16 2014-04-16 西门子股份有限公司 工具机加工定位方法及其装置
TWI575344B (zh) * 2012-10-16 2017-03-21 Siemens Ltd Taiwan Tool processing and positioning method and device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61277012A (ja) * 1985-06-03 1986-12-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> カメラ位置姿勢校正方法
JPH04270445A (ja) * 1991-02-26 1992-09-25 Res Dev Corp Of Japan 逆伝搬学習機能付しきい値論理回路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61277012A (ja) * 1985-06-03 1986-12-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> カメラ位置姿勢校正方法
JPH04270445A (ja) * 1991-02-26 1992-09-25 Res Dev Corp Of Japan 逆伝搬学習機能付しきい値論理回路

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100461048C (zh) * 2003-10-10 2009-02-11 百利奥国际公司 校准眼镜镜片钻孔机的方法、用来实现一种这样的方法的设备及包括一种这样设备的眼镜镜片加工设备
CN103722449A (zh) * 2012-10-16 2014-04-16 西门子股份有限公司 工具机加工定位方法及其装置
TWI575344B (zh) * 2012-10-16 2017-03-21 Siemens Ltd Taiwan Tool processing and positioning method and device

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