DE69737896T2

DE69737896T2 - Bestückungsverfahren und Bestückungskopf

Info

Publication number: DE69737896T2
Application number: DE69737896T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Mimura; Noriaki c/o Matsushita Elect 1-3-7 Shiromi Yoshida; Akira Kabeshita
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1997-12-01
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2017-12-02
Also published as: DE69737896D1; EP1011301A4; EP1011301A1; EP1631139B1; WO1998024292A1; EP1631139A1; EP1631139A8; DE69735584D1; JP3516456B2; CN1238900A; EP1011301B1; CN1141861C; US6466837B1; DE69735584T2

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteilinstallationsverfahren und ein Bauteilmontageverfahren sowie eine Bauteil-Montagemaschine für das automatische Montieren von Bauteilen, wie beispielsweise elektronischen Bauteilen, optischen Komponenten oder mechanischen Bauteilen auf eine Schaltungsplatte.
Hintergrund der Technik
11 zeigt eine allgemeine überblicksartige Zeichnung, die die allgemeine Konfiguration einer herkömmlichen Montagemaschine für elektronische Bauteile illustriert, und 12 zeigt detaillierte Ausschnittszeichnungen. In der Montagemaschine für elektronische Bauteile in 11 sind zwei Saugdüsen 2 in eine Montagemaschine für elektronische Bauteile eingesetzt, wobei durch Modifizierung des Mechanismus eine beliebige Anzahl der Saugdüsen 2 eingesetzt werden kann. Dementsprechend wird die nachfolgende Beschreibung für eine Montagemaschine für elektronische Bauteile gegeben, die mit der Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 ausgestattet ist, in die eine beliebige Zahl der Saugdüsen 2 eingesetzt werden kann.
Dann ist die Anzahl der Saugdüsen 2, die in die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 eingesetzt werden können, beschränkt, und darüber hinaus ist die Saugdüse 2, je nach Art des elektronischen Bauteils, die das Bauteil aufnehmen und halten kann, ebenfalls beschränkt. Deshalb wird in dem Fall, in dem eine erforderliche Saugdüse 2 bei der Montage eines gewünschten elektronischen Bauteiles nicht in die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 eingesetzt wird, das Austauschen der Saugdüsen erforderlich. In einigen Fällen wird das Austauschen der Saugdüsen mitten in der Produktion einer Schaltungsplatte 3 erforderlich, oder in anderen Fällen wird das Austauschen auch erforderlich, wenn die Art der zu produzierenden Schaltungsplatte 3 geändert wird.
Unter Berücksichtigung der oben genannten Fakten wird, unter Bezugnahme auf eine herkömmliche Steuersequenz in 10 und den 11, 12 ein herkömmliches Montageverfahren für elektronische Bauteile unter Verwendung einer Montagemaschine für elektronische Bauteile für die Montage elektronischer Bauteile auf einer Schaltungsplatte beschrieben.
Zunächst wird eine zu produzierende Schaltungsplatte 3 aus einem Schaltungsplatten-Transportabschnitt 4 in die Schaltungsplatten-Haltevorrichtung 5 transportiert (Schritt #1). Wenn hierbei ein elektronisches Bauteil aus der vorhergehenden Produktion an der Spitze der Saugdüse 2 hängen bleibt, weil ein beliebiges Problem wie beispielsweise Unwirksamkeit der Blasfunktion einer Düse während der Bauteilmontage auftritt, besteht die Gefahr, dass die hier zu produzierende Schaltungsplatte 3 oder ein Hauptkörper der Bauteilmontagemaschine für elektronische Bauteile zerbrochen wird, wenn das nächste Bauteil aufgenommen oder montiert werden soll. Die herkömmliche Bauteilmontagemaschine besaß keine Einrichtung zum Überprüfen eines von der Saugdüse 2 aufgenommenen und gehaltenen Bauteils. Dementsprechend war es in der herkömmlichen Bauteilmontagemaschine bei dem Hereintransportieren dieser Schaltungsplatte 3 notwendig, die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 zu einer Position einer Bauteil-Beseitigungsbox 6 (Schritt #2) zu bewegen und den Vorgang der Bauteilbeseitigung durchzuführen (Schritt #5).
Darüber hinaus wird gleichzeitig und um zu überprüfen, ob eine gewünschte Saugdüse 2 in die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 eingesetzt wird oder nicht, der aktuelle Einsetzungszustand der Düse von einem Prüfsensor zum Überprüfen des Vorhandenseins der Saugdüse 7, der an einer Bauteil-Beseitigungsbox 6 installiert ist, erfasst (Schritt #6). Dieser Erfassungsvorgang wird wie folgt durchgeführt: Zuerst werden die Stellringe 2a sämtlicher Saugdüsen 2 an eine Prüfposition angehoben, wo ein optischer Pfad des Sensors zum Überprüfen des Vorhandenseins der Saugdüse nicht unterbrochen wird. Als nächstes wird durch nacheinanderfolgendes vertikales Bewegen einer jeden Saugdüse 2 in einer Drehbewegung um circa 2 mm erfasst, ob der Stellring 2a den optischen Pfad des Sensors 7 zum Überprüfen des Vorhandenseins der Saugdüse unterbricht oder nicht. Das heißt, wenn die Saugdüse 2 angemessen eingesetzt ist, unterbricht diese den optischen Pfad des Sensors 7 zum Überprüfen des Vorhandenseins der Saugdüse, wenn aber keine Saugdüse 2 eingesetzt ist, unterbricht der Stellring 2a den optischen Pfad dieses Sensors nicht, und folglich kann der Zustand erfasst werden. Der Sensor 7 zum Überprüfen des Vorhandenseins der Saugdüse kann jedoch lediglich überprüfen, ob die Saugdüse 2 eingesetzt ist, aber er kann nicht den Typ von Saugdüse oder den Einsetzungszustand der Düse überprüfen. Das Überprüfen des Typs von Saugdüse 2 wird so durchgeführt, dass ein Steuerabschnitt (nicht in der Figur dargestellt) aus den in einem Speicher gespeicherten Montagedaten oder Saugdüsendaten ableitet, welcher Typ von Saugdüse 2 in die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 eingesetzt ist.
Wenn hierbei ein Austausch der Saugdüsen für die Produktion einer hereintransportierten Schaltungsplatte (Schritt #9) erforderlich ist, wird die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 mit Hilfe eines XY Roboters 12 auf die Saugdüsen-Austauschvorrichtung 8 bewegt, um die gewünschte Saugdüse 2 in die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 einzusetzen. Wenn dann eine nicht benötigte Saugdüse 2 eingesetzt wird, wird die Saugdüse aus dem Saugdüsen-Einsetzungszustand, der von dem Sensor 7 zum Überprüfen des Vorhandenseins der Saugdüse erfasst wurde, entfernt, und die für die Produktion benötigte Saugdüse 2 wird eingesetzt (Schritt #10).
Danach wird, entsprechend der vorher aufbereiteten Montagedaten, die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 auf eine Bauteil-Bereitstellungsvorrichtung 9 (9a oder 9b) bewegt, und eine gewünschte Saugdüse 2 wird auf einer Bauteil-Bereitstellungsposition positioniert, um das gewünschte elektronische Bauteil aufzunehmen und zu halten (Schritt #11).
Als nächstes wird die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 so bewegt, dass das aufgenommene und gehaltene elektronische Bauteil auf einer Bauteil-Erkennungsvorrichtung 10 positioniert werden kann, wo von den Komponenten der Bauteil-Erkennungseinrichtung 10 die Position des von der Saugdüse 2 aufgenommenen und gehaltenen elektronischen Bauteils abgebildet wird. Auf Basis dieses Abbildungsergebnisses wird die Montageposition des elektronischen Bauteils angeglichen (Schritt #12).
Als nächstes wird die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 so positioniert, dass das elektronische Bauteil auf der Montageposition einer Schaltungsplatte 3 abge setzt werden kann, und das elektronische Bauteil wird auf der Schaltungsplatte 3 montiert (Schritt #13).
Durch die Wiederholung einer solchen Serie von Ansaug-Aufnahme-Vorgängen entsprechend der vorher aufbereiteten Montagedaten wird eine Schaltungsplatte produziert. Dann wird überprüft, ob die Produktion der Schaltungsplatte 3 beendet ist oder nicht (Schritt #14). Wenn die Produktion abgeschlossen ist, wird die Schaltungsplatte 3 aus der Schaltungsplatten-Haltevorrichtung 5 entnommen und zum Schaltungsplatten-Transportabschnitt 4 transportiert (Schritt #19).
Wenn die Produktion noch nicht abgeschlossen ist, wird der Ansaug-Aufnahme-Vorgang für das nächste elektronische Bauteil durchgeführt (Schritte #15 bis #18, #11 bis #13). Zu diesem Zeitpunkt wird überprüft, ob die Saugdüse 2, die für die Montage des nächsten elektronischen Bauteils erforderlich ist, in die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 eingesetzt ist oder nicht (Schritt #15). Wenn eine solche Saugdüse 2 nicht eingesetzt ist, wird der Saugdüsenaustausch durch die Saugdüsen-Austauschvorrichtung 8 durchgeführt, nachdem das Vorhandensein der Saugdüse auf der Bauteil-Beseitigungsbox 6 in Übereinstimmung mit der Vorgehensweise für das Hereintransportieren einer Schaltungsplatte überprüft wurde (Schritte #16 bis #18).
In dem herkömmlichen Verfahren zur Montage von elektronischen Bauteilen wird jedoch, wenn die Schaltungsplatte herein- und heraustransportiert wird, die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 zu der Bauteil-Beseitigungsbox 6 bewegt, um das Vorhandensein einer Saugdüse zu überprüfen. Wenn jedoch zur Verbesserung der Produktivität das Transportieren der Schaltungsplatte 3 schneller durchgeführt wird, verkürzt sich die Transportzeit der Schaltungsplatte, und deshalb kann das Überprüfen des Vorhandenseins der Saugdüse innerhalb des Zeitraums für den Transport der Schaltungsplatte nicht abgeschlossen werden. Aus diesem Grund müssen in einigen Fällen andere Produktionsvorrichtungen angehalten werden, nur um das Vorhandensein der Saugdüse zu überprüfen, und ein Problem des wiederholten unnötigen Produktionsstillstandes tritt auf.
Darüber hinaus wird in dem Fall, in dem angestrebt wird, die Produktivität durch die Verringerung der Anzahl von Malen des Saugdüsenaustausches zu verbessern als Ergeb nis dessen die Zahl der Saugdüsen 2, die in die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 eingesetzt werden können, verlängert. In diesem Fall erhöht sich die Anzahl der Saugdüsen 2, die das Überprüfen des Vorhandenseins der Saugdüse erfordern, und als Ergebnis wird die dafür benötigte Zeit erhöht. Dementsprechend tritt, ähnlich wie in der oben genannten Beschreibung, ein unnötiger Produktionsstillstand auf, da das Überprüfen des Vorhandenseins der Saugdüse auch dann noch durchgeführt wird, wenn das Transportieren einer Schaltungsplatte bereits beendet wurde.
Darüber hinaus wird, selbst wenn keinerlei Beseitigung von Bauteilen sondern nur der Austausch einer Saugdüse erforderlich ist, die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 immer zur Bauteil-Beseitigungsbox 6 bewegt, und nach der Durchführung des Überprüfens des Vorhandenseins der Saugdüse an dieser Position wird sie weiter zur Saugdüsen-Austauschvorrichtung 8 bewegt. Aus diesem Grund bringt der herkömmliche Austausch der Saugdüsen den Nachteil von unnötig ausgeführten Vorgängen mit sich.
EP 0 715 493 A2 beschreibt ein Verfahren zum Montieren von Chipkomponenten auf einer Platte und eine Vorrichtung dafür, die Sensoren und Steuerlogik enthalten, um falsche Installation oder fehlerhaftes Arbeiten der Düse in der Kopfeinheit zu verhindern. Zu diesem Zweck misst eine Lasereinheit die beabsichtigte Breite der Chipkomponente innerhalb eines Detektionsbereiche und jede Verschiebung der Düsenmitte relativ zu dem Rotationswinkel.
Dementsprechend besteht aufgrund der oben genannten herkömmlichen Probleme eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein effizientes Verfahren zur Montage von elektronischen Bauteilen und eine Bauteil-Montagemaschine für elektronische Bauteile bereitzustellen, um unnötige Produktionsvorgänge und unnötig verschwendete Zeit dadurch zu vermeiden, dass ein Prüfsensor zum Überprüfen des Vorhandenseins einer Saugdüse an der Montageeinrichtung für elektronische Bauteile installiert wird, um so das Prüfen des Vorhandenseins einer Saugdüse mitten in der Durchführung eines Prozesses, wie zum Beispiel einem Teile-Absetzvorgang oder Düsenaustausch auszuführen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst, wobei sich bevorzugte Ausführungsbeispiele auf die Unteransprüche beziehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Zeichnung, die eine Steuersequenz eines Verfahrens zur Montage von elektronischen Bauteilen in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung illustriert;
2 zeigt eine allgemeine überblicksartige Zeichnung einer Bauteil-Montagemaschine für elektronische Bauteile in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt eine detaillierte Zeichnung eines Ausschnittes der Bauteil-Montagemaschine für elektronische Bauteile in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Saugdüse;
5 zeigt ein Blockdiagramm eines Steuerabschnittes in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung;
6 zeigt eine erklärende Zeichnung der in einem Speicher gespeicherten Montagedaten in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung;
7 zeigt eine erklärende Zeichnung der in einem Speicher gespeicherten Daten zur Bereitstellung von Bauteilen in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung;
8 zeigt eine erklärende Zeichnung der in einem Speicher gespeicherten Saugdüsen-Daten zur Bereitstellung von Bauteilen in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung;
9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnittes einer Saugdüsen-Austauschvorrichtung;
10 zeigt eine Zeichnung, die die Steuersequenz eines Verfahrens zur Bauteilmontage von elektronischen Bauteilen eines herkömmlichen Beispiels illustriert;
11 zeigt eine allgemeine überblicksartige Zeichnung einer Bauteil-Montagemaschine für elektronische Bauteile eines herkömmlichen Beispiels; und
12 zeigt eine detaillierte Zeichnung eines Ausschnittes einer Bauteil-Montagemaschine für elektronische Bauteile des herkömmlichen Beispiels.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Beispiel der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
Das folgende Beispiel zeigt ein Verfahren zur Montage elektronischer Bauteile auf einer Schaltungsplatte als ein Montageverfahren.
1 zeigt eine Darstellung der Steuersequenz des Verfahrens zur Montage elektronischer Bauteile der vorliegenden Erfindung. Des Weiteren ist 2 eine allgemeine überblicksartige Zeichnung der Bauteil-Montagemaschine für elektronische Bauteile für die Anwendung der vorliegenden Erfindung, und 3 ist eine detaillierte Zeichnung eines Ausschnites der Bauteil-Montagemaschine für elektronische Bauteile.
In 2 und 3 werden die gleichen Referenznummern für die Teile mit derselben in 11 und 12 verwendeten Bezeichnung verwendet. Das heißt, 1 ist die Bauteil-Montageeinrichtung für elektronische Bauteile (Installationskopf), 2 ist eine Saugdüse (Haltevorrichtung), 3 ist eine Schaltungsplatte (zu bestückender Körper), 4 ist ein Schaltungsplatten-Transportabschnitt, 5 ist eine Schaltungsplatten-Haltevorrichtung, 6 ist eine Bauteil-Beseitigungsbox, 8 ist eine Saugdüsen-Austauschvorrichtung (Werkzeug-Austauschabschnitt), 9 ist eine Bauteilbereitstellungs-Vorrichtung und 10 ist eine Bauteilerkennungs-Vorrichtung, wie beispielsweise eine CCD-Kamera. Im Übrigen entsprechen die in den Klammern aufgeführten Begriffe teilweise den Begriffen aus den Ansprüchen.
Im Übrigen sind 2 und 3 Zeichnungen entsprechend der 11 und der 12 der verwandten Technik, und die vorliegende Erfindung unterscheidet sich darin, dass die Sensoren 7 (Detektoren für Vorrichtungen) zum Überprüfen des Vorhandenseins der Saugdüsen nicht an der Bauteil-Beseitigungsbox 6 installiert sind, sondern an beiden Seiten der Saugdüsen 2 der Bauteil-Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 installiert sind.
4 zeigt eine Querschnittsdarstellung der Saugdüse 2. Diese Saugdüse 2 ist durch die oberen und unteren Halterungen 13, 14 so an die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 befestigt, dass sie sich um die vertikale Achse einer Keilwelle 15 drehen kann und in vertikaler Richtung verschiebbar ist. Die Keilwelle 15 wird durch einen Riemen 17 von einem Motor 16 in Drehbewegung versetzt und kann die Position eines von einer Saugdüse 18 aufgenommenen und an der Spitze gehaltenen Bauteils ändern. Auf ungefähr dem Mittelabschnitt der Keilwelle 15 ist ein Linearmotor 19 befestigt. Dieser Linearmotor 19 bewegt durch in Schwingung versetzen einer Schwingspule einen Magnet 21 in vertikaler Richtung und bewegt die an dem Magneten 21 befestigte Keilwelle 15 in vertikaler Richtung. Daraufhin bewegt sich die Saugdüse 18 in vertikaler Richtung, so dass die Bauteile auf der Schaltungsplatte montiert werden können.
In dem Linearmotor 19 ist ein leerer Zwischenraum 22 vorhanden, der so eingerichtet ist, dass der von einer Ansaugvorrichtung 23 angesaugt wird. Dieser Zwischenraum 22 und die Saugdüse 18 sind durch ein Luftloch 24 der Keilwelle 15 miteinander verbunden, und durch die Ansaugkraft der Ansaugvorrichtung 23 wird ein Bauteil 39 an der Spitze der Saugdüse gehalten.
Darüber hinaus ist ein Vakuumsensor 25 an der Saugdüse 2 befestigt, der den Druck der Ansaugvorrichtung 23 wie eine Vakuumpumpe für eine bestimmte Zeit (zum Beispiel 100 bis 200 Mikrosekunden) erfasst, und in einem Fall des Überschreitens des Schwellenwertes kann er erfassen, dass ein Bauteil von der Saugdüse 2 aufgenommen und gehalten wird. Im Übrigen bezeichnet 26 einen Ansaugwechselschalter.
11 bezeichnet einen Steuerabschnitt, der eine Montagemaschine für elektronische Bauteile steuert. Wie in 5 dargestellt, besteht dieser Steuerabschnitt 1 aus einem Steuerabschnitt für den Schaltungsplattentransport, einem Steuerabschnitt zum Saug düsenaustausch, einem Steuerabschnitt zum Aufnehmen von Bauteilen, einem Steuerabschnitt zur Bauteilerkennung, einem Steuerabschnitt zur Bauteilmontage, einem Steuerabschnitt zum Antrieb, einem Eingabeabschnitt für den Montagezustand sowie einem Speicher A. Im Übrigen zeigt 6 die Montagedaten, die in dem Speicher A gespeichert werden, der ein Programm speichert, das in dem Steuerabschnitt 11 für die Montage eines elektronischen Bauteils auf die Schaltungsplatte 3 ausgeführt werden muss. 7 zeigt die in dem Speicher A gespeicherten Daten der Bauteil-Bereitstellungsvorrichtung, und 8 zeigt die Saugdüsendaten. Diese Daten stellen jedoch lediglich ein Beispiel dar.
Der Steuerabschnitt zum Antrieb steuert einen Motor in der Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1, einen XY-Roboter 12, die Schaltungsplatten-Transportvorrichtung 4, eine Antriebsquelle M eines Motors der Bauteil-Bereitsteilungsvorrichtung 9, einen Ansaugwechselschalter 26 oder Ähnliches.
Der Steuerabschnitt für den Schaltungsplattentransport gibt eine Bewegungsrichtung zum Antriebs-Steuerabschnitt aus, treibt die Schaltungsplatten-Transportvorrichtung 4 an und führt das Herein- und Heraustransportieren der Schaltungsplatte 3 durch.
In 6 liest der Steuerabschnitt für den Saugdüsenaustausch die Bereitstellungsposition des Bauteils an der Bauteil-Bereitstellungsvorrichtung 9 aus den Montagedaten ein, und liest auf dieser Grundlage in 7 die verwendete Saugdüse an der Bauteil-Bereitstellungsposition aus den Daten der Bauteil-Bereitstellungsvorrichtung ein. In dem Speicher A speichert er die Daten der vorher verwendeten Saugdüse und vergleicht sie mit den Daten der verwendeten Saugdüsen, die aus den Montagedaten erhalten wurden sowie mit den Daten der Bauteil-Bereitstellungsvorrichtung und führt den Saugdüsenaustausch durch, wenn die gewünschte Saugdüse 2 der Montagedaten nicht an dem verwendeten Kopf eingesetzt ist. Darüber hinaus vergleicht er den Wert des Ausgabeergebnisses des Vakuumsensors mit dem vorher festgelegten Druckwert und erfasst bei Überschreiten des Schwellenwertes das Vorhandensein eines Bauteiles.
Der Steuerabschnitt zum Aufnehmen von Bauteilen liest in 6 die Montagedaten ein, gibt eine Bewegungsrichtung an den Steuerabschnitt für den Antrieb aus und treibt den XY-Roboter 12 so an, dass dieser die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 zu der Bauteil-Bereitstellungsposition der Bauteil-Bereitstellungsvorrichtung 9 bewegt, und er treibt den Motor der Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 sowie den Ansaugwechselschalter 26 an, um das Aufnehmen eines Bauteils durchzuführen.
Der Steuerabschnitt für die Bauteilerkennung gibt eine Bewegungsrichtung an den Steuerabschnitt für den Antrieb aus, und er bewegt die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 zu der Bauteil-Erkennungsvorrichtung 10, und die Steuervorrichtung der Erkennung gibt in 5 eine Abbildung der Bauteil-Erkennungsvorrichtung in einen Abbildungseingabeabschnitt ein, und ein Bildverarbeitungsabschnitt verarbeitet das Signal, um die Position des Bauteils zu erfassen.
Der Steuerabschnitt zur Bauteilmontage gibt auf Basis des Erkennungsergebnisses der Erkennungs-Steuervorrichtung eine Bewegungsrichtung an den Steuerabschnitt für den Antrieb entsprechend der Montageposition und dem Montagewinkel der Montagedaten aus, und er treibt den XY-Roboter 12 und die Saugdüse 2 an, um die Position des Bauteils anzugleichen, und er bewegt die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 zur Montageposition auf der Schaltungsplatte 3, um das elektronische Bauteil zu montieren.
Der Montagezustands-Eingabeabschnitt zu gibt den von dem Vakuumsensor erfassten Vakuumwert oder die Positionsinformation von XYZ von einer an jedem Motor befestigten Codiereinrichtung ein.
Im Übrigen besitzt jeder Steuerabschnitt zum Schaltungsplattentransport, jeder Steuerabschnitt zum Saugdüsen-Austausch, jeder Steuerabschnitt zum Aufnehmen von Bauteilen, jeder Steuerabschnitt zur Bauteilerkennung und jeder Steuerabschnitt zur Bauteilmontage einen Bewertungsabschnitt, der die eingegebenen Informationsdaten aus dem Eingabeabschnitt für Bauteilmontage mit den Daten aus dem Speicher A vergleicht und den Steuerabschnitt zum Antrieb steuert.
Im Übrigen zeigt 9 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnittes einer Saugdüsen-Austauschvorrichtung 8. Der Aufbewahrungsmechanismus dieser Saugdüsen-Austauschvorrichtung 8 ist so eingerichtet, dass eine Vielzahl von Typen von Saugdüsen 18 passend für Formen und Größen verschiedener Typen von elektronischen Bau teilen auf einer Grundplatte 29 eines Werkzeugs-Abschnittes 27 montiert werden kann und fest zwischen den Öffnungs- und Schließhebeln 28 gehalten wird. Der Öffnungs- und Schließhebel 28 ist an der Spitze eines Blockes 30 befestigt, und das haltende Ende des Blockes 30 ist an der Spitze einer Welle 32 befestigt, die drehbar auf einer Halterung 31 befestigt ist. An einem Abschnitt auf der Spitzenseite des Blockes 30 ist eine Welle 34 mit einer drehbaren Abstandsrolle 33 befestigt. Eine sich vertikal bewegende kegelförmige Seitennocke 35 kommt mit der drehbaren Abstandsrolle 33 in Kontakt, und auf einem Abschnitt auf der Spitzenseite des Blockes 30 ist eine Feder 36 so befestigt, dass sie elastisch die Öffnungs- und Schließhebel in Schließrichtung verdrängt. Die an einer Klammer 35 befestigte Seitennocke 37 muss von einem Zylinder 38 in vertikaler Richtung angetrieben werden.
Das Aufbewahren der Saugdüse 18 wird so durchgeführt, dass die Seitennocke in die unterste Position gebracht wird und die Öffnungs- und Schließhebel 28 durch den Block 30 durch die Verdrängungskraft der Feder 36 geschlossen sind und die Saugdüse 18 zwischen der Grundplatte 29 und den Öffnungs- und Schließhebeln 28 gehalten wird. Wenn eine Saugdüse ausgetauscht wird, schiebt der Zylinder 38 die Seitennocke 35 nach oben. In diesem Moment bewegt sich die drehbare Abstandsrolle 33 entlang der kegelförmigen Oberfläche der Seitennocke 35 nach rechts und nach links, und die Seitennocke 35 öffnet die Blöcke 30 entgegen der Verdrängungskraft der Feder 36. Da die Blöcke 30 nun geöffnet sind, werden die Öffnungs- und Schließhebel 28 geöffnet, und die Saugdüse 18 wird in den austauschbaren Zustand versetzt.
Im Folgenden wird der Betrieb der Bauteil-Montagemaschine für elektronische Bauteile beschrieben. Zuerst wird, ähnlich der verwandten Technik, eine zu produzierende Schaltungsplatte 3 aus der Schaltungsplatten-Transportvorrichtung 4 in die Schaltungsplatten-Haltevorrichtung 5 (Schritt#1) hereintransportiert.
Der Schritt des Austauschens der Saugdüse 18 wird wie folgt durchgeführt: Zunächst vergleicht der Steuerabschnitt zum Saugdüsenaustausch den vom Vakuumsensor 25 erfassten Vakuumwert mit dem vorher eingestellten Vakuumwert als Schwellenwert, und je nach Ergebnis bewertet der Steuerabschnitt, ob ein Bauteil in dem montierten Zustand gelassen wurde oder nicht. Dieser Schwellenwert (wenn der Vakuumwert diesen Schwellenwert übersteigt, wird beurteilt, ob ein Bauteil montiert wurde) wurde vorher für jede Saugdüse 18 eingestellt, und der Zustand einer vorher verwendeten Saugdüse wird aus dem Speicher A gelesen, und der Vakuumwert, der der Schwellenwert von dieser Saugdüse 18 ist, wird mit dem erfassten Wert des Vakuumsensors 25 verglichen. Darüber hinaus ist es auch möglich, diesen Schwellenwert für jedes Bauteil vorab einzustellen. Oder es ist auch möglich, dass der Bediener den Wert vorab beliebig einsteht.
Wenn dann beurteilt wird, dass ein Bauteil vorhanden ist, wird die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 vom XY-Roboter 12 für den Vorgang der Bauteilbeseitigung zur Bauteil-Beseitigungsbox 6 bewegt. Mitten in dem Bewegungsvorgang erfasst der Prüfsensor 7 zum Überprüfen des Vorhandenseins der Saugdüse den aktuellen Zustand des Vorhandenseins der Saugdüse 18 (Schritt #20). Dieser Erfassungsvorgang wird wie folgt durchgeführt: Die Stellringe 2a (natürlich sind die Teile nicht auf Stellringe beschränkt) von sämtlichen Saugdüsen 18 werden auf die Position (Erfassungspositionen) angehoben, wo der optische Weg des Prüfsensors 7 zum Überprüfen des Vorhandenseins der Saugdüse nicht unterbrochen wird, und durch das aufeinanderfolgende Bewegen der Saugdüsen 2 in vertikaler Richtung wird erfasst, ob ein Stellring 2a den optischen Weg des Prüfsensors 7 zum Überprüfen des Vorhandenseins der Saugdüse unterbricht oder nicht. Dann bedient, während der Prüfsensor 7 zum Überprüfen des Vorhandenseins der Saugdüse den Zustand des Vorhandenseins der Saugdüse erfasst, der Steuerabschnitt zum Antrieb des Steuerabschnittes 11 den XY-Roboter 12 so, dass er die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 zu der Position der Bauteil-Beseitigungsbox 6 bewegt und er den Vorgang der Bauteil-Beseitigung durchführt (Schritt #5).
Das Überprüfen des Typs der Saugdüse 2 wird wie folgt durchgeführt: In 6 liest der Steuerabschnitt zum Saugdüsenaustausch des Steuerabschnittes 11 in der Reihenfolge der Montage die Daten, wie beispielsweise die Montageposition auf der Schaltungsplatte, den Montagewinkel, die Position der Bauteilbereitstellung in der Bauteil-Bereitstellungsvorrichtung und den verwendeten Kopf aus den in dem Speicher A des Steuerabschnittes 11 gespeichert Montagedaten. Dann liest er in 7 auf Basis der Informationen zu der Aufnahmeposition der elektronischen Bauteile der Montagedaten, Daten, wie beispielsweise der verwendeten Saugdüse, den Bauteilnamen, den Grad an Vakuum des Schwellenwertes aus den Daten der Bauteilbereitstellungs-Vorrichtung. Darüber hinaus liest er auf Basis der in 7 ausgelesenen Daten zur verwendeten Saugdüse, die Saugdüseneinstellposition in der Saugdüsen-Austauschvorrichtung in 8. Daran anschließend überprüft er auf Basis der ausgelesenen Daten den Typ der Saugdüse 2. In diesem Moment, in dem Fall, dass der gleiche verwendete Kopf aus den Montagedaten eingelesen wird, stoppt er die Dateneingabe und wechselt zur nächsten Montageoperation. Das heißt, in einem Fall, in dem die Daten den Kopfes einbezogen werden, wechselt der Steuerabschnitt zur nächsten Operation, damit der Kopf kein Hindernis darstellt.
Als nächstes wird die verwendete Saugdüse in dieser Montagereihenfolge mit den Daten der zuletzt verwendeten Saugdüse verglichen, die vorher in dem Speicher A gespeichert worden sind, und wenn die Beurteilung dahingehend erfolgt, dass ein Saugdüsenaustausch erforderlich ist (Schritt #9), wird die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 vom XY-Roboter 12 für das Einsetzen der notwendigen Saugdüse 2 in die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 zu der Saugdüsen-Austauschvorrichtung 8 bewegt. In der Saugdüsen-Austauschvorrichtung 8 wird die notwendige Saugdüse 2 in die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 eingesetzt (Schritt #10).
Im Übrigen ist es möglich, wenn die Beurteilung dahingehend erfolgt, dass kein Bauteil an der Saugdüse 2 vorhanden ist, aus Sicherheitsgründen mit dem oben genannten Beseitigungs-Vorgang zu beginnen, es jedoch ist auch möglich, mit dem Beurteilungsschritt, ob ein Saugdüsenaustausch erforderlich ist, zu beginnen.
Beim Saugdüsenaustausch werden die Saugdüsen 2 für gewöhnlich nacheinanderfolgend von der Saugdüsen-Austauschvorrichtung 8, in der sich eine Vielzahl von Saugdüsen 2 in einer Reihe angeordnet befinden, in die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 eingesetzt. In dem Fall, in dem eine Vielzahl von Saugdüsen 2 auf der Saugdüsen-Austauschvorrichtung 8 in der Reihenfolge angeordnet ist, in der sie auf die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 geladen werden sollen, ist es auch möglich, dass die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 auf der Saugdüsen-Austauschvorrichtung 8 nach oben gehoben beziehungsweise nach unten gelassen wird, um das Einsetzen der Saugdüsen in einem Schritt durchzuführen. Darüber hinaus ist es in einem Fall, in dem eine Kombination von Saugdüsen vorher für jede Art von Schaltungsplatte festgelegt wird, auch möglich, dass eine Vielzahl von Saugdüsen 2 ab sichtlich in der spezifischen Reihenfolge so angeordnet werden, dass sie mit einem Mal in die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 eingesetzt werden können. Wenn der Saugdüsenaustausch in dieser Art und Weise durchgeführt wird, kann die Einsetzungszeit für die Saugdüsen, verglichen mit dem Stand der Technik, beträchtlich verkürzt werden. Des Weiteren kann, sogar in einem Fall, in dem die Art der Schaltungsplatte geändert wird, der Saugdüsenaustausch in einem Schritt durchgeführt werden, und selbst in einem Fall, in dem das Ziel der Produktion geändert wird, entsteht kein Produktionszeitverlust, und die Produktivität wird verbessert.
Nach diesem Schritt gibt der Steuerabschnitt zur Steuerung der Aufnahme der Bauteile des Steuerabschnitts 11 entsprechend der Montagedaten in 6 eine Bewegungsrichtung an den Steuerabschnitt zum Antrieb aus, und dieser treibt den XY-Roboter 12, den Motor M sowie den Ansaugwechselschalter 26 so an, dass die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 zu einer festgelegten Position der Bauteil-Bereitstellungsvorrichtung 9 bewegt wird und die Saugdüse 2 der Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 das gewünschte elektronische Bauteil aufnehmen und halten wird (Schritt #11).
Anschließend gibt der Steuerabschnitt zur Bauteil-Erkennung des Steuerabschnittes 11 eine Bewegungsrichtung an den Steuerabschnitt zum Antrieb und an die Erkennungssteuervorrichtung aus, um das elektronische Bauteil auf die Bauteil-Erkennungsvorrichtung 10 zu verschieben, und die Position des aufgenommenen und gehaltenen elektronischen Bauteils wird auf der Bauteil-Erkennungsvorrichtung 10 abgebildet, und auf Basis dieses Abbildungsergebnisses, wird das Bild des elektronischen Bauteils im Bildeingabeabschnitt und Bildbearbeitungsabschnitt der Bauteil-Erkennungsvorrichtung in 5 verarbeitet, womit die Position des elektronischen Bauteils erfasst wird.
Dann treibt der Steuerabschnitt zur Bauteilmontage auf Basis der oben gewonnenen Daten die Saugdüse 2 und den XY-Roboter 12 so an, dass sie die Montageposition (Schritt #12) angleichen, und er gibt entsprechend der Montagedaten eine Bewegungsrichtung an den Steuerabschnitt zum Antrieb aus, um die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 auf eine spezielle Schaltungsplatte zu bewegen, und durch Drehen der Saugdüse 2 in einem bestimmten Winkel wird das elektronische Bauteil auf die Montageposition auf der Schaltungsplatte bewegt (Schritt #13). Hierbei wird das Bauteil ent sprechend der Montageposition X und des Montagewinkels è aus den Montagedaten in 6 auf der Schaltungsplatte montiert.
Zu diesem Zeitpunkt wird überprüft, ob die Produktion der Schaltungsplatte 3 abgeschlossen ist oder nicht (Schritt #14), und wenn die Produktion beendet ist, wird die Schaltungsplatte 3 aus der Schaltungsplatten-Haltevorrichtung 5 (Schritt #19) heraustransportiert. Wenn die Produktion nicht beendet ist, wird der Ansaug-Aufnahmeprozess (Schritte #15, #21, #11 bis #13) für das nächste elektronische Bauteil durchgeführt. Hierbei wird überprüft, ob eine Saugdüse 2, die für die Montage des nächsten elektronischen Bauteils erforderlich ist, in die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 eingesetzt ist oder nicht (Schritt #15). Wenn eine solche Düse 2 nicht eingesetzt ist, wird die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 zur Durchführung des Saugdüsen-Austausches zur Saugdüsen-Austauschvorrichtung 8 bewegt, und mitten in der Bewegung wird das Überprüfen zum Vorhandensein der Saugdüse vom Prüfsensor 7 zum Überprüfen des Vorhandenseins der Saugdüse durchgeführt, welcher an der Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 installiert ist (Schritt #21).
Wie oben erwähnt, ist, entsprechend der vorliegenden Erfindung, der Prüfsensor 7 zum Überprüfen des Vorhandenseins der Saugdüse an der Montageeinrichtung für elektronische Bauteile 1 installiert, und folglich kann mitten in der Abwicklung solcher Vorgänge wie Bauteilbeseitigung oder Saugdüsenaustausch das Überprüfen zum Vorhandensein der Saugdüse durchgeführt werden, und es ist nicht erforderlich, die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile zum Überprüfen des Vorhandenseins der Saugdüse 2 auf die Bauteil-Beseitigungsbox 6 zu bewegen, wodurch unnötige Arbeitsgänge und -Zeit vermieden und die Produktivität verbessert werden kann.
Darüber hinaus können der Bauteilbeseitigungsvorgang sowie der Saugdüsenaustausch schneller durchgeführt werden, und folglich ist es möglich, die Zeit für den Transport der Schaltungsplatte durch das Erhöhen der Geschwindigkeit des Schaltungsplattentransportes zu verkürzen und die Anzahl der in der Montageeinrichtung für elektronische Bauteile eingesetzten Bauteile zu verringern, um die Anzahl der durchgeführten Saugdüsenaustauschvorgänge zu verringern, wodurch eine Erhöhung der Produktivität erwartet werden kann.

Claims

Bauteil-Montageverfahren zum Montieren eines Bauteils durch eine Montageeinrichtung (1) zum Aufnehmen des Bauteils und zum Montieren des Bauteils auf einer Platte (3), wobei das Verfahren umfasst: Bewegen der Montageinrichtung (1), einschließlich einer Düse (2), in Richtung einer Düsen-Austauscheinrichtung (8), Austauschen der Düse (2) gegen eine andere Düse in einer Düsen-Austauscheinrichtung (8) durch Bewegen der Montageeinrichtung (1) und gekennzeichnet ist durch Detektieren des Vorhandenseins einer Düse (2) durch einen Detektor (7), der in der Montageeinrichtung (1) enthalten ist, mitten in der Durchführung eines Arbeitsablaufs.
Bauteil-Montageverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorhandensein einer Vielzahl von Düsen (2), die in der Montageeinrichtung (1) enthalten sind, eine nach der anderen detektiert wird.
Bauteil-Montageverfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Erfassen mittels eines Vakuumsensors (25), der in der Montageeinrichtung (1) enthalten ist, ob innerhalb der Düse ein Arbeitsdruck erzeugt ist oder nicht.
Bauteil-Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorhandensein der Düse (2) durch Anheben und Absenken eines Düsen-Halteelements (15, 21) relativ zu der Montageeinrichtung (1) detektiert wird.
Bauteil-Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Unterbrechung eines Sensorweges verwendet wird, um das Vorhandensein einer Düse (2) zu detektieren.
Bauteil-Montageverfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichtsensor (7) als der Detektor (7) verwendet wird.
Bauteil-Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektieren des Vorhandenseins der Düse (2) durchgeführt wird, während sich die Montageeinrichtung bewegt.
Bauteil-Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektieren des Vorhandenseins der Düse (2) durchgeführt wird, während sich die Montageeinrichtung (1) zu einer Bauteil-Absetzposition bewegt.
Bauteil-Montageverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektieren des Vorhandenseins der Düse (2) durchgeführt wird, während sich die Montageeinrichtung (1) zu der Düsen-Austauscheinrichtung (8) bewegt.
Bauteil-Montagevorrichtung, die umfasst: eine Montageeinrichtung (1), eingerichtet, um mit einer Düse (2) zum Aufnehmen eines Bauteils bestückt zu sein und zum Montieren des Bauteils auf einer Platte (3), und eine Düsen-Austauscheinrichtung (8) zum Austauschen der Düse (2) gegen eine andere Düse durch Bewegen der Montageeinrichtung (1) und gekennzeichnet ist durch einen Detektor (7), der in der Montageeinrichtung (1) enthalten ist, zum Detektieren des Vorhandenseins einer Düse (2) und dass die Montageeinrichtung eingerichtet ist, um diese Detektion mitten in der Durchführung eines Arbeitsablaufs auszuführen.
Bauteil-Montagevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageeinrichtung (1) eine Vielzahl von Düsen (2) enthält und der Detektor das Vorhandensein jeder der Düsen (2) eine nach der anderen detektiert.
Bauteil-Montagevorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch einen Vakuumsensor (25), der in der Montageeinrichtung (1) enthalten ist, zum Erfassen, ob innerhalb der Düse (2) Arbeitsdruck erzeugt ist oder nicht.
Bauteil-Montagevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor eingerichtet ist, um die Detektion des Vorhandenseins der Düse (2) durch Anheben und Absenken der Düse an der Montageeinrichtung (1) bereitzustellen.
Bauteil-Montagevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor ein Sensor (7) ist, der einen einzelnen Sensorweg hat, der durch die Düse (2) unterbrochen werden kann.
Bauteil-Montagevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor ein Lichtsensor (7) ist.
Bauteil-Montagevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageeinrichtung eingerichtet ist, um die Detektion des Vorhandenseins der Düse (2) auszuführen, während sich die Montageeinrichtung (1) bewegt.
Bauteil-Montagevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageeinrichtung eingerichtet ist, um das Vorhandensein der Düse (2) zu detektieren, während sich die Montageeinrichtung (1) zu einer Bauteil-Absetzposition bewegt.
Bauteil-Montagevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageeinrichtung eingerichtet ist, um das Vorhandensein der Düse (2) zu detektieren, während sich die Montageeinrichtung (1) zu der Düsen-Austauscheinrichtung (8) bewegt.