CN1342392A - 用元件装配基板的方法 - Google Patents

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Abstract

在通过自动装配机(1、7、8)用元件(3)装配基板(2)时,在装配前以公知的方式确定应当达到尽可能高的装配工作率的装配程序。其中从各个自动装配机(1、7、8)的理论时间响应特性着手。根据本发明,在安排成作业线的自动装配机(1、7、8)的控制装置(16、22、23)中设置监视器(32、35、38),所述监视器测量自动装配机(1、7、8)的实际时间响应特性。借助于这个实际的时间响应特性,确定改善的装配程序,用之运转各个自动装配机(1、7、8)或自动装配机的作业线。在改善的装配程序中实行应装配的元件(3)对装配位置(6、7)的新的分配。

Description

用元件装配基板的方法
本发明涉及一种用元件装配基板的方法。
用元件装配基板特别是印制电路板时，用装配头把元件从供料单元取出，然后由装配头摆放到所述基板上的指定位置。为了达到高的装配效率(每单位时间装配的基板)，应当在每单位时间内把尽可能多的元件摆放到基板上。
为此，由WO 98/37744已知一种生产电路组件的装置，它在中心区有两个紧密邻接的、平行延伸的纵向直线导轨，小车可以在其上行驶。这些小车具有彼此向外单端固定的装配头的横向载体。从而得到两个分开的、可以互相独立地操纵的加工部位。由此可以达到高的装配效率。
为了达到更高的装配效率，把自动装配机编排成作业线。此处不同的自动装配机有不同元件类型的储备，并且可以对有关的元件种类特殊地构成。此处不同的自动装配机有特定的时间响应特性，它们包括从供料单元提取元件需要的时间、向基板上所希望的位置输送所需要的时间和把元件摆放到基板上所需要的时间。对于所有相同类型的自动装配机，这些时间响应特性被看作是一级近似地相同的。借助于这些近似的时间响应特性编制装配程序，装配程序把装配头的行程优化，使得在尽可能短的时间可以摆放尽可能多的元件。
但是这种所谓的装配优化没有考虑自动装配机的实际时间响应特性。由此出现作业线上个别的装配位置不能充分发挥作用。此外可能在装配线上出现不可预见的中断，如未准时补充元件以及因损坏失灵的传输器，装配头或者整个工作台失灵等。这些情况下尽管只有一个工作台有故障也会使整个作业线抛锚。本发明的任务是通过利用多个装配位置提高装配效率。
根据本发明所述任务通过具有权利要求1的特征的方法完成。
通过根据本发明的方法在工作时监控装配程序，并且在出现瓶颈时使用改善了的装配程序。通过依据装配头的真实时间响应特性不断地对装配程序的调整，不仅可以考虑机器的真实时间响应特性，也在出现预料外的故障时可以进行作业线的应急操作。
在实施根据权利要求2的方法中，重新检验确定的装配程序，其中测量装配过程实际需要的时间。由此检验，是否起初仅理论地确定的装配效率改善也实际地达到了。如果装配头的实际特性与理论的特性差距很大，以此可以通过缩短时间的目标在实际上避免在不断地延长时间。
以优越的方式根据权利要求3所述的方法把装配位置的真实时间响应特性与理论设定的模型进行比较。如果真实的时间响应特性偏离理论的时间响应特性，就对真实的时间响应特性加以考虑，确定一个改善的程序并且用于后面的装配过程。
所述方法既可以按照权利要求4用于其中至少设置两个装配位置的自动装配机，也可以按照权利要求5用于其中串连地安置多个自动装配机的作业线中。
为了检验什么元件是通过什么机器放置的，根据权利要求6有利地提出，把关于在各个装配位置装配的元件的信息储存在基板上。
根据权利要求8通过给操作人员的信息指示，以优选的方式确保也实现通过重新设置供料单元得到的装配效率改善。
借助于附图中所示的实施例详细说明本发明。其中：
图1是由三个各有两个装配位置的自动装配机的作业线的俯视示意图，
图2是根据图1的装置的控制回路，和
图3是所述方法运行用的结构程序图。
图1表示由三个自动装配机1、7、8组成的一个作业线的俯视示意图，其中各个自动装配机1、7、8各有两个装配位置6、17。自动装配机1、7、8的工作方式在此借助于在最左边的第一自动装配机举例性表示。其它自动装配机的工作方式是相应的。借助于第一自动装配机用元件3装配基板2、特别是印制电路板。为此装配头6从供料单元5取出元件3，把元件3移动到基板2上方的安放位置，然后把元件3放到基板2上的指定位置上。在图1中在此把装配头4表示为所谓的转塔头，它沿其周边有数个吸管15，所述吸管用真空把元件3吸持在装配头4上。
为了运动装配头4，平行于基板2的表面设置一个第一导轨11，一个第一滑块12在其上运动，以及一个固定在第一滑块12上的第二导轨13，一个第二滑块14在其上运动。装配头4与第二滑块14连接，装配头因此可以到达基板2上每个位置以及供料单元5的位置。这种装配头4可以到达的区域在下文称作第一装配位置6。
装配头4的运动由第一控制单元16控制。另外，在第一自动装配机1上设置一个有完全相同结构的第二装配位置17，以此可以平行地加工两个基板2。在此既可以完全相同地装配两个基板2，以便接着往下输送，也可以设计成，基板2通过这两个装配位置6、17，并且在这两个位置用一般地不同的元件3进行装配。在借助于第一自动装配机1把一定数量的几种元件例如放置进第一装配的基板区20之后，基板由传输装置10向右朝第二自动装配机7继续输送。在第二装配机7处设有另一个装配位置，其中现在例如装配另一个基板区21。第二自动装配机7在此由第二控制单元22控制。附加地示出一个有第三控制单元23的第三自动装配机8，其功能是相应的。第一控制单元16、第二控制单元22和第三控制单元23与一个作业线控制单元24连接。当然可以在作业线中设置其它的自动装配机。另外也可以设置含有例如其它装配头取代转塔式装配头的自动装配机，例如只有一个吸管15的装配头。在图1中示出自动装配机1、7、8，它们可以同时在两个相邻安排的输送装置10中工作，由此在最小的位置要求下同时地加工尽可能多的基板2。
附加地，装配头4的装配区域6伸展到处于第二输送装置中的基板2`上。由此装配头4可以用来自供料装置5`的元件装配处在这里的基板2`，同时另一个装配头4`可以从另一个供料装置5`取出元件。这种情况下根据本发明的方法可以用于确定装配头4和另一个装配头4`在两个装配位置上的装配位置。
图2中所示是根据图1的装置的控制回路。此处第一控制单元16第二控制单元22和第三控制单元23分别有一个控制器30、33、36、一个控制对象31、34、37和一个监视器32、35、38。假如现在例如第一控制单元的监视器32确定，加在两个装配位置6、17的满负荷大小不同，那么第一控制单元的控制器30就负责向调节目标31发出相应的信号。此处，所述信号包含改变了的装配程序，它把被装配的元件与装配位置相互分配。对于整个作业线的装配效率，设有一个作业线控制单元40的的监视器，它将其信息传递到所述作业线控制单元的一个调节器39。所述调节器39使得产生使用一个其中考虑到作业线控制单元的监视器40的信息的、已被改善的装配程序。
借助于图3的结构程序图现在说明根据本发明的方法。其中首先借助于自动装配机1、7、8的理论时间响应特性建立一个理论的模型。如果现在要用确定的几种元件的一定量的元件装配基板，从而借助于所述的理论模型把各个元件、元件的种类和把元件应当放置在所述基板上的各个位置整理成一个装配程序，所述程序尽可能理想地利用不同的装配位置6、17，以在尽可能短的时间内装配尽可能多的基板2。其中还规定，应当什么元件2必须在各自分属于自动装配机1、7、8的供料单元5中保持储备。
在使用所述程序时，测量实际达到的装配效率。一般地自动装配机1、7、8的真实时间响应特性偏离理论的时间响应特性。借助于监视器32、35、38、40测量所述的偏离，然后产生一个适应的作业线理论模型。所述适应的理论模型现在一般地又导致一个调整了的装配程序，其中考虑到了各个自动装配机1、7、8的实际时间响应特性。现在用这个导致较高装配效率的调整了的装配程序。为了变换受装配的元件和装配位置6、17之间的编排，要求在不同的自动装配机1、7、8的各个供料单元5中多次地存放元件3，从而可以变换所述的编排。如果由于元件多种多样而不能够进行这样地多次存放元件3，就指示作业线的操作者，通过变更元件可以提高装配效率。操作者随之可以用手进行配备，从而得到较好的结果。
为了质量控制(“回溯能力(retraceability)”)以后可以对哪个自动装配机1、7、8实际装配了什么元件3进行检验，提出各个基板2含有信息存储器41，在其中通过每个单个自动装配机1、7、8储存进什么样的元件3曾是在这个具体的自动装配机中装配的。这里可以用一种无线地写入和读出的(所谓的“TAG”)自成一体的存储单元用作信息储存器41。
如果在一个装配位置6、17上的供料单元5失灵，作业线控制单元的调节器39就让通过所述失灵的供料单元5本来馈送的元件3的装配内容由另一个装配位置6、17的另一个装配头4接管。如果整个自动装配机1、7、8失灵，这个自动装配机的全部装配内容就由另一个自动装配机接管。

Claims (8)

1.用元件(3)装配基板(2)的方法，其中，
-把各个基板在至少两个装置位置(6、17)上进行装配，其中，各借助于装配头(4)把元件(3)从供料单元(5)取出，并且放置在各自分配的装配位置(6、17)的基板(2)上，
-按照预设的装配程序控制装配头(4)，其中装配程序含有装配位置(6、17)的分配和在各个装配位置(6、17)上要放置的元件(3)，
-在由预设的装配程序控制装配过程的同时，测定装配一个基板的时间，
-把测定的时间与预设的装配程序所含的规定时间进行比较，并且从而确定出时间差，
-在一个位于规定的时间段之外的时间差时，确定另一个装配程序，它带有对所述规定的装配程序修改了的装配位置(6、17)和要放置的元件(3)之间的分配，
-对另外的基板进行的装配过程接着用另一个装配程序取代所述预定的装配程序进行控制。
2.按权利要求1所述的用元件(3)装配基板(2)的方法，其特征在于，
在通过另一个装配程序控制装配过程的同时，测定装配一个基板的时间，并且
比较测定的时间确定哪个装配程序得到的时间较短，并且在后加的基板上用这个装配程序控制装配头。
3.按权利要求1或2之一所述的方法，其特征在于，
构成装配头(4)的各个工作步骤的时程的理论模型，
根据所述理论模型确定所述预定装配程序，
通过测量时间测定装配头(4)的各个工作步骤的真实时间长度，
借助于测定的真实时间长度调整理论模型，
进一步的装配程序采用所述调整了的理论模型。
4.按权利要求1、2或者3之一所述的装配基板(2)的方法，其特征在于，
在一个自动装配机(1、7、8)中至少设置两个装配位置(6、17)。
5.按权利要求1、2或者3之一所述的装配基板(2)的方法，其特征在于，
在安排在一个作业线中的不同的自动装配机(1、7、8)中至少设置两个装配位置。
6.按权利要求1至5之一所述的装配基板(2)的方法，其特征在于，
在所述基板(2)上储存关于在各个装配位置(6、17)上实际放置元件(3)的信息。
7.按权利要求1至6之一所述的装配基板(2)的方法，其特征在于，
每个供料单元(5)只分配到一个装配位置(6、17)。
8.按权利要求1至7之一所述的装配基板的方法，其特征在于，
向操作者指示一个信息，把元件(3)从一个装配位置(6)转放到第二个装配位置(17)，以能够通过所述另一个装配程序进行控制。
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