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Die
vorliegende Erfindung betrifft die automatische Bestückung von
Schaltungsträgern
oder Leiterplatten, welche in dieser Anmeldung auch als Substrate
bezeichnet werden, mit elektronischen Bauelementen. Die vorliegende
Erfindung betrifft insbesondere einen Bestückautomaten, welcher aufweist
(a) ein Transportsystem zum Zuführen
von zu bestückenden
Substraten in einen Bestückungsbereich
und zum Abführen
von zumindest teilweise bestückten
Substraten aus dem Bestückungsbereich, (b)
ein erstes Portalsystem zum Positionieren und Bewegen eines ersten
Bestückkopfes
zwischen einem ersten Bauelement-Abholbereich und dem Bestückungsbereich
und (c) ein zweites Portalsystem zum Positionieren und Bewegen eines
zweiten Bestückkopfes
zwischen einem zweiten Bauelement-Abholbereich und dem Bestückungsbereich. Die
vorliegende betrifft ferner ein Verfahren zum Durchführen eines
manuellen Bedieneingriffs in einen Bestückautomaten des genannten Typs.
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Die
Herstellung von elektronischen Baugruppen erfolgt üblicherweise
in so genannten Bestückungslinien,
welche neben zumindest einen Bestückautomaten auch einen Lotpasten-Drucker
zum Auftragen von Lotpaste auf die zu bestückenden Schaltungsträger bzw.
Substrate und einen Ofen zum Verlöten der bestückten Schaltungsträger aufweisen.
Infolge des enormen Preisdrucks auf dem Markt für elektronische Produkte kommt
es auf eine hohe Effizienz der Bestückautomaten an, welche in der
Produktion typischer 24 Stunden am Tag im Einsatz sind. Die Leistungsfähigkeit
eines Bestückautomaten
wird dabei in nicht unerheblicher Weise durch so genannte Rüstzeiten
und Testbestückungen
beim Wechsel von Bestückungsaufträgen reduziert.
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Aus
der
WO 2008/071280
A1 sowie der
WO 2008/071529
A1 ist ein Bestückautomat
bekannt, welcher einen Bestückungsbereich
zur Lagerung mindestens eines zu bestückenden Substrates und zwei
Portalsysteme mit jeweils einem Bestückkopf aufweist. Der Bestückautomat
kann in einem Parallel-Betriebsmodus betrieben werden, bei dem ein erster
Bestück-Teilbereich
und ein zweiter Bestück-Teilbereich
des Bestückungsbereiches
mittels einer Trennwand räumlich
vollständig
voneinander separiert sind, so dass beide Portalsysteme vollständig unabhängig voneinander
arbeiten können.
Die Trennwand kann auch herausgenommen werden, so dass ein räumlicher Überlapp
der beiden Portalsysteme wird, wobei dann der Bestückautomat
lediglich in einem synchronen Betriebsmodus betrieben werden kann,
in dem die Bewegungen der beiden Portalsysteme zur Vermeidung von
Kollisionen koordiniert sind.
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Weiterhin
ist aus der
JP 11-17389A eine Nachfüllvorrichtung
für Zuführeinheiten
für einen
Bestückautomaten
bekannt. Diese Nachfüllvorrichtung kann
mit einem Rolladenverschluss beispielsweise zum Transport geschlossen
werden und dann zum Austausch von Zuführeinheiten an einem Bestückautomaten
angebracht werden.
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Bei
Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten für einen Bestückautomaten
ist es üblicherweise
erforderlich, dass der Bestückungsbetrieb
unterbrochen wird. Dies gilt auch für Bestückautomaten, welche zwei Portalsysteme
mit jeweils einem Bestückkopf
aufweisen, welche abwechselnd ein Substrat bestücken und von Bauelement-Zuführeinrichtungen bereitgestellte
Bauelemente aufnehmen. Bei einem Öffnen einer Schutzhaube des
Bestückautomaten wird
aus Personenschutzgründen
sofort ein Sicherheitskreis aktiviert, welcher dafür sorgt,
dass beide Portalsysteme ihre Arbeit einstellen. Somit führt jeder manuelle
Bedieneingriff zu einer zumindest vorübergehenden vollständigen Unterbrechung
des Bestückungsbetriebs
und damit zu einer Reduzierung der tatsächlich erreichbaren Bestückungsleistung.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bestückautomaten
sowie ein Verfahren zum Durchführen
eines manuellen Bedieneingriffs anzugeben, welche zum einen für Wartungs- und/oder
Reparaturarbeiten keine vollständige
Unterbrechung des Bestückungsbetriebs
erfordern und welche zum anderen weiterhin einen hohen Personenschutz
gewährleisten.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch die Gegenstände
der unabhängigen
Patentansprüche.
Vorteilhafte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Bestückautomat beschrieben, welcher
aufweist (a) ein Transportsystem zum Zuführen von zu bestückenden
Substraten in einen Bestückungsbereich
und zum Abführen
von zumindest teilweise bestückten
Substraten aus dem Bestückungsbereich, (b)
ein erstes Portalsystem zum Positionieren und Bewegen eines ersten
Bestückkopfes
zumindest zwischen einem ersten Bauelement-Abholbereich und dem
Bestückungsbereich,
(c) ein zweites Portalsystem zum Positionieren und Bewegen eines
zweiten Bestückkopfes
zumindest zwischen einem zweiten Bauelement-Abholbereich und dem
Bestückungsbereich,
und (d) eine Trenneinrichtung. Die Trenneinrichtung ist an einer
Trennposition innerhalb des Bestückautomaten
einbringbar, so dass bei eingebrachter Trenneinrichtung der erste
Bauelement-Abholbereich von dem Bestückungsbereich derart räumlich separiert
ist, dass bei einem manuellen Bedieneingriff einer Bedienperson
in den ersten Bauelement-Abholbereich das zweite Portalsystem weiterhin
betriebsbereit ist.
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Dem
beschriebenen Bestückautomaten
liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem erforderlichen Bedieneingriff
in einen Bestückautomaten,
welcher zumindest zwei Portale mit jeweils einem Bestückkopf und
zwei Bauelement-Abholbereiche aufweist, der Betrieb des Bestückautomaten
nicht vollständig
eingestellt werden muss, wenn beispielsweise bei einem Wartungsfall
oder einem Störfall
lediglich ein Portal und/oder Bauelement-Zuführeinheiten für das eine
Portal manuell zugänglich
gemacht werden muss. So kann beispielsweise bei kleineren Wartungs-
und/oder Reparaturarbeiten im Bereich des ersten Abholbereichs der
Bestückungsbetrieb
des Bestückautomaten
zumindest mit einer im Vergleich zum Normalbetrieb reduzierten Bestückungsleistung aufrecht
erhalten werden. Dies gilt auch für eine gewollte Umrüstung von
Bauelement-Tischen,
welche somit auch währen
des Betriebs des Bestückautomaten 100 durchgeführt werden
kann.
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Die
beiden Bauelement-Abholbereiche können sich bevorzugt neben dem
Transportsystem befinden, wobei sich entlang einer vorgegebenen Transportrichtung
gesehen der erste Bauelement-Abholbereich
auf der einen Seite des Transportsystems und der zweite Bauelement-Abholbereich
auf der gegenüberliegenden
anderen Seite des Transportsystems befindet.
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Die
beiden Bauelement-Abholbereiche können in bekannter Weise durch
die räumliche
Lage von sog. Bauelement-Zuführeinrichtungen
bestimmt sein, welche zu bestückende
elektronische Bauelemente jeweils sequentiell an einer Bauelement-Abholposition bereitstellen,
so dass die Bauelemente von dem jeweiligen Bestückkopf aufgenommen werden können. Insbesondere
können
mehrere solcher Bauelement-Zuführeinrichtungen
derart nebeneinander angeordnet sein, dass sich die entsprechenden Abholpositionen
entlang einer Linie befinden, welche insbesondere parallel zu der
Transportrichtung des Transportsystems orientiert ist.
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Unter
dem Begriff Portalsystem ist im Rahmen dieser Anmeldung insbesondere
ein Flächen-Positionierungssystem
oder zumindest ein Teil eines Flächen-Positionierungssystems
zu verstehen, mit dem der jeweilige Bestückkopf zwischen dem jeweiligen
Abholbereich und dem Bestückungsbereich verfahren
werden kann. Dabei kann das Portalsystem beispielsweise einen zu
einer stationären
Linearführung
quer stehenden Trägerarm
aufweisen, welche entlang der Linearführung verfahrbar ist. Der Trägerarm kann
dabei einseitig oder an zwei einander gegenüberliegenden Seiten geführt sein.
An dem Trägerarm
kann ferner eine Linearführung
ausgebildet sein, in welcher der jeweilige Bestückkopf entlang der Längserstreckung
des Trägerarms
verfahrbar ist.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass optional zumindest eines der beiden
Portalsysteme auch derart ausgebildet sein kann das der betreffende
Bestückkopf
auch in den anderen Bauelement-Abholbereich
bewegt werden kann. Dies kann konkret bedeuten, dass der erste Bestückkopf auch
in den zweiten Bauelement-Abholbereich
bewegt werden kann und/oder dass der zweite Bestückkopf auch in den ersten Bauelement-Abholbereich
bewegt werden kann.
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Durch
die beschriebene Trenneinrichtung ist es somit möglich, beispielsweise durch Öffnen einer Schutzvorrichtung
wie einer Schutzhaube lediglich den Teilbereich des Bestückautomaten
für einen
manuellen Bedieneingriff freizugeben, welchem Teilbereich dem ersten
Bauelement-Abholbereich zugeordnet ist. Der zweite Bauelement-Abholbereich
und zumindest ein anderer Teilbereich des Bestückungsbereiches können weiterhin
durch eine geeignete Schutzvorrichtung wie eine Schutzhaube vor
einem versehentlichen manuellen Bedieneingriff geschützt werden.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist der Bestückautomat
derart eingerichtet, dass das erste Portalsystem sich bei an der
Trennposition eingebrachter Trenneinrichtung auf derjenigen Seite
der Trenneinrichtung befindet, auf der sich auch der erste Abholbereich
befindet.
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Bei
einem Einbringen der Trenneinrichtung kann selbstverständlich auch
der erste Bestückkopf an
eine Position bevorzugt im ersten Abholbereich gebracht werden,
so dass der Bestückkopf
für eine Bedienperson
leicht zugänglich
ist, welche beispielsweise Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten
an dem ersten Bestückkopf
durchführen
will.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist der Bestückautomat
zusätzlich eine
Schutzvorrichtung auf, welche, sofern sich der Bestückautomat
in einem normalen Betriebszustand befindet, derart eingerichtet
ist, dass der erste Bauelement-Abholbereich und der Bestückungsbereich des
Bestückautomaten
vor einem unerwünschten manuellen
Bedieneingriff geschützt
sind. In diesem Zusammenhang kann unter einem normalen Betriebszustand
des Bestückautomaten
verstanden werden, dass der Bestückautomat
lediglich seinen normalen Bestückungsbetrieb
durchführt,
bei dem Substrate mit elektronischen Bauelementen bestückt werden.
Im normalen Betriebszustand wird demzufolge ein manueller Bedieneingriff
in das Innere des Bestückautomaten
nicht durchgeführt.
Dies gilt sowohl für
den Bestückungsbereich
als auch für
den ersten und den zweiten Bauelement-Abholbereich.
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Die
Schutzvorrichtung kann beispielsweise eine Schutzhaube sein, welche
bei Bedarf geöffnet werden
kann, um einen Zugriff in das Innere des Bestückautomaten zu bekommen.
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Selbstverständlich kann
die Schutzvorrichtung auch noch den zweiten Bauelement-Abholbereich
vor unerwünschten
manuellen Eingriffen schützen.
Um die Schutzvorrichtung in diesem Fall nicht zu unhandlich werden
zu lassen, kann die Schutzvorrichtung deshalb zwei separat zu bedienende Teil-Schutzvorrichtungen
aufweisen.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die Schutzvorrichtung auch derart
ausgebildet sein kann, dass sie von zwei verschiedenen Seiten des
Transportsystems einen manuellen Bedieneingriff in den Bestückungsbereich
erlaubt. Insbesondere kann die Schutzvorrichtung zwei Teile aufweisen,
wobei ein erster Teil dem ersten Bauelement-Abholbereich zugeordnet
ist und damit auf einer ersten Seite des Transportsystems angeordnet
ist. Ein zweiter Teil der Schutzvorrichtung kann dem zweiten Bauelement-Abholbereich
zugeordnet sein und auf der der ersten Seite gegenüberliegenden
zweiten Seite des Transportsystems angeordnet sein.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung kann sich die Schutzvorrichtung in einem ersten Zustand
und alternativ in einem zweiten Zustand befinden. Nach einem Öffnen der
sich in dem ersten Zustand befindlichen Schutzvorrichtung ist der
erste Bauelement-Abholbereich und der Bestückungsbereich für einen
manuellen Bedieneingriff zugänglich.
Nach einem Öffnen
der sich in dem zweiten Zustand befindlichen Schutzvorrichtung ist
der erste Bauelement-Abholbereich für einen manuellen Bedieneingriff
zugänglich
und zumindest ein Teil des Bestückungsbereiches
ist vor einem manuellen Bedieneingriff geschützt.
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Somit
ermöglicht
ein Öffnen
der Schutzvorrichtung, sofern sich diese im ersten Zustand befindet,
einen vollständigen
Zugriff auf das erste und auf das zweite Portalsystem. Dies gilt
selbstverständlich auch
für die
jeweils an dem ersten bzw. den zweiten Portalsystem angebrachten
Bestückungsköpfe.
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Zusätzlich zu
der Freigabe bzw. zu dem zugänglich
Machen des Bestückungsbereiches
kann mit einem Öffnen
der Schutzvorrichtung ggf. auch noch der zweite Abholbereich für einen
manuellen Bedieneingriff zugänglich
gemacht werden kann. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die
Schutzvorrichtung auch eine weitere Öffnung aufweisen kann, welche
dem zweiten Abholbereich zugeordnet ist und über welche ggf. der zweite
Abholbereich weitaus bequemer erreicht werden kann.
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Sofern
sich die Schutzvorrichtung in dem zweiten Zustand befindet, führt ein Öffnen der Schutzvorrichtung
somit zu der bereits oben beschriebenen Separation des Bestückautomaten
in zwei Teilbereiche. Dabei wird dann die ebenfalls bereits oben
genannte Trenneinrichtung in die Trennposition eingebracht. Dieses
Einbringen kann durch eine einfache mechanische Kopplung zwischen
einem Teil der Schutzvorrichtung und der Trenn einrichtung und/oder
durch ein separates Stellglied für
die Trenneinrichtung erfolgen. Das Stellglied kann dabei ein gewöhnlicher
Motor sein, der beim Öffnen
der Schutzvorrichtung in geeigneter Weise aktiviert wird.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die Schutzvorrichtung sich auch noch
in einem dritten oder in weiteren Zuständen befinden kann. In diesem Zusammenhang
ist unter dem Wort ”alternativ” lediglich
zu verstehen, dass sich die Schutzvorrichtung nicht gleichzeitig
in zwei oder mehreren verschiedenen Zuständen befinden kann.
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Die
oben beschriebene Trenneinrichtung kann ein Teil der Schutzeinrichtung
sein oder zumindest mit der Schutzeinrichtung gekoppelt sein. Letzteres
bedeutet, dass die Trenneinrichtung der Schutzeinrichtung zugeordnet
ist.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist der Bestückautomat
zusätzlich eine
Steuerung auf, welche mit dem ersten Portalsystem und dem zweiten
Portalsystem gekoppelt ist. Die Steuerung ist derart eingerichtet,
dass (a) nach einem Öffnen
der sich in dem ersten Zustand befindlichen Schutzvorrichtung sowohl
das erste Portalsystem als auch das zweite Portalsystem deaktiviert
ist und dass (b) nach einem Öffnen
der sich in dem zweiten Zustand befindlichen Schutzvorrichtung lediglich das
erste Portalsystem deaktiviert ist. Dies hat den Vorteil, dass bei
einem bewussten vollständigen Öffnen der
Schutzvorrichtung beide Portalsysteme automatisch deaktiviert werden.
Auf diese Weise können vorgegebenen
Sicherheitsvorschriften für
den Betrieb von Bestückautomaten
auf einfache Weise eingehalten werden. Eine Verletzung von unvorsichtig handelnden
Bedienpersonen ist damit zuverlässig ausgeschlossen.
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Sofern
die Schutzvorrichtung lediglich teilweise geöffnet werden soll, weil lediglich
ein Bedieneingriff für
das erste Portalsystem und/oder den ersten Bestückkopf erforderlich ist, kann
das zweite Portalsystem weiter aktiv bleiben. Eine vollständige Unterbrechung
des Bestückungsbetriebes
des beschriebenen Bestückautomaten
ist somit nicht erforderlich.
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Die
für Bestückautomaten
gültigen
Sicherheitsbestimmung werden in diesem Fall durch die beschriebene
räumliche
Separation des ersten Bauelement-Abholbereiches von dem Bestückungsbereich erfüllt, da
durch das in der Trennposition befindliche Trennelement ein Bedieneingriff
in den aktiven Teil des Bestückautomaten
nicht möglich
ist.
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Die
beschriebene Steuerung kann durch geeignete Sensorelemente darüber informiert
werden, in welchem Öffnungszustand
sich die Schutzvorrichtung befindet. Dementsprechend kann die Steuerung bei
einer Öffnung
der Schutzvorrichtung das erste Portalsystem oder das erste und
das zweite Portalsystem deaktivieren.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist die Schutzvorrichtung eine mechanische Umschalteinrichtung
auf, welches einen ersten Schaltzustand und einen zweiten Schaltzustand
aufweist. Dabei ist der erste Schaltzustand dem ersten Zustand der
Schutzvorrichtung zugeordnet und der zweite Schaltzustand ist dem
zweiten Zustand der Schutzvorrichtung zugeordnet.
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Die
mechanische Umschalteinrichtung kann beispielsweise eine Weiche
sein, welche abhängig von
ihrer Stellung bzw. ihrem Schaltzustand davor sorgt, dass beim Öffnen der
Schutzvorrichtung diese in die eine oder in die andere räumliche
Konfiguration übergeht.
Die mechanische Umschalteinrichtung kann dabei manuell und/oder
mittels eines Aktuators in die jeweils gewünschte Stellung gebracht werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist die Schutzvorrichtung eine flächige Abdeckung auf, die in einer
ersten seitlichen Führung
und in einer zweiten seitlichen Führung verschiebbar gelagert
ist.
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Die
flächige
Abdeckung kann beispielsweise eine Mehrzahl von Lamellen oder Querstäben aufweisen,
die sich an ihren Enden jeweils in einer Führungsschiene befinden. Die
Lamellen oder die Querstäbe
können
wie bei einem Rollladen oder einer Jalousie entlang der Verschieberichtung
gelenkig miteinander verbunden sein, so dass sie im Ergebnis ein flächiges Bauteil
bilden, welches auch als sog. Rollpanzer bezeichnet wird. Die flächige Abdeckung kann
mittels der seitlichen Führungen
in geeigneter Weise räumlich
geführt
werden. Im geöffneten
Zustand kann die flächige
Abdeckung zum Zwecke einer platzsparenden Aufbewahrung ggf. auch
aufgerollt sein.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist die mechanische Umschalteinrichtung eine erste Weiche
und eine zweite Weiche auf, wobei die erste Weiche in der ersten
seitlichen Führung
und die zweite Weiche in der zweiten seitlichen Führung angeordnet
ist. Eine gezielte Umlenkung der flächigen Abdeckung in verschiedene
räumliche
Richtungen und damit abhängig
von der Stellung der beiden Weichen ein vollständiges oder ein teilweises
zugänglich
machen des Inneren des Bestückautomaten
kann dabei durch jeweils eine seitliche Führung realisiert werden, die
sich durch die Weiche in zwei Teilführungen verzweigt.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung stellt nach einem Öffnen
der sich in dem zweiten Zustand befindlichen Schutzvorrichtung zumindest
ein Teil der flächigen
Abdeckung das in der Trennposition befindliche Trennelement dar.
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Die
beschriebene flächige
Abdeckung kann in einem normalen Betriebszustand des Bestückautomaten
zumindest ein Teil der Schutzvorrichtung darstellen. Bei einem Störungs- und/oder
einem Wartungsfall kann somit die flächige Abdeckung abhängig von
dem Schaltzustand der mechanischen Umschalteinrichtung derart bewegt
werden, dass entweder sowohl der Bestückungsbereich als auch der
erste Bauelement-Abholbereich oder lediglich der erste Abholbereich
für manuelle
Bedieneingriffe freigegeben wird. Durch die beschriebene geschickte
Umlenkung der flächigen
Abdeckung, so dass diese das in der Trennposition befindliche Trennelement
darstellt, kann auf vorteilhafte Weise eine räumliche Separation zwischen
dem Bestückungsbereich
und dem ersten Abholbereich auch ohne die Verwendung eines speziellen
Trennelements erreicht werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist das Transportsystem eine erste Transportstrecke
und eine zweite Transportstrecke auf. Dabei ist die erste Transportstrecke
einem ersten Bestückungsteilbereich
des Bestückungsbereichs
zugeordnet und die zweite Transportstrecke einem zweiten Bestückungsteilbereich
des Bestückungsbereichs
zugeordnet.
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Die
beschriebene räumliche
Separation zwischen dem ersten Bauelement-Abholbereich und dem Bestückungsbereich
kann somit auch im Falle der Verwendung eines sog. Doppel-Substrattransports
verwendet werden. Dabei können
auf den beiden Strecken des Doppeltransportes die Substrate zeitlich
versetzt transportiert bzw. bestückt
werden. Dies bedeutet, dass während
der Bestückung
eines Substrates, das sich in dem ersten Bestückungsteilbereich befindet,
ein bereits bestücktes
Substrats mittels der zweiten Transportstrecke aus dem zweiten Bestückungsteilbereich
ausgeschleust und gleichzeitig ein zu bestückendes Substrat in den zweiten
Bestückungsteilbereich
eingeschleust wird. Auf diese Weise können Nebenzeiten, in denen
eine Bestückung
infolge des Ein- bzw. Ausschleusens nicht möglich ist, weitgehend vermieden
werden.
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An
dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass im Falle eines geplanten
manuellen Bedieneingriffs in lediglich einen Teilbereich des Bestückautomaten
das Trennelement auch zwischen dem ersten Bestückungsteilbereich und dem zweiten
Bestückungsteilbereich
eingebracht werden kann. Auch in diesem Fall muss eine Bestückung von
Substraten, die sich in dem zweiten Bestückungsteilbereich befinden,
durch Wartungs- und/oder
Reparaturarbeiten an dem ersten Portalsystem nicht unterbrochen
werden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Durchführen eines
manuellen Bedieneingriffs in einen Bestückautomaten beschrieben, welcher
aufweist (a) ein Transportsystem zum Zuführen von zu bestückenden
Substraten in einen Bestückungsbereich
und zum Abführen
von zumindest teilweise bestückten
Substraten aus dem Bestückungsbereich,
(b) ein erstes Portalsystem zum Positionieren und Bewegen eines
ersten Bestückkopfes
zwischen einem ersten Bauelement-Abholbereich
und dem Bestückungsbereich,
(c) ein zweites Portalsystem zum Positionieren und Bewegen eines
zweiten Bestückkopfes
zwischen einem zweiten Bauelement-Abholbereich und dem Bestückungsbereich
und (d) eine Trenneinrichtung. Das beschriebe Verfahren weist auf
(a) ein Einbringen der Trenneinrichtung an eine Trennposition innerhalb
des Bestückautomaten,
so dass der erste Bauelement-Abholbereich von dem Bestückungsbereich räumlich separiert
ist, (b) ein Durchführen
des manuellen Bedieneingriffs in den ersten Bauelement-Abholbereich und
(c) ein Bestücken
eines in den Bestückungsbereich
eingebrachten Substrates mit elektronischen Bauelementen unter Verwendung
des zweiten Portalsystems. Das Durchführen des manuellen Bedieneingriffs
und das Bestücken
erfolgen zumindest teilweise gleichzeitig.
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Dem
beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es für einen
manuellen Bedieneingriff, welcher beispielsweise zu Wartungs- und/oder
Reparaturzwecken erforderlich sein kann, nicht notwendig ist, den
Betrieb des Bestückautomaten
vollständig
anzuhalten. Der Bestückautomat kann
beispielsweise dann mit lediglich dem zweiten Portalsystem und demzufolge
mit einer reduzierten Leitung weiter betrieben werden, wenn die
Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten lediglich das erste Portalsystem
und/oder den ersten Bestückkopf
betreffen.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung wird das Verfahren zum Durchführen eines manuellen Bedieneingriffs
mit einem Bestückautomaten
des oben genannten Typs durchgeführt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Bestückautomat mit einer Steuereinheit
beschrieben, wobei die Steuereinheit ausgebildet und eingerichtet
ist, das oben beschriebene Verfahren zum Durchführen eines manuellen Bedieneingriffs
durchzuführen.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung
mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Insbesondere
sind einige Ausführungsformen
der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen und andere Ausführungsformen
der Erfindung mit Verfahrensansprüchen beschrieben. Dem Fachmann
wird jedoch bei der Lektüre
dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit
anders angegeben, zusätzlich
zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand
gehören,
auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen
Typen von Erfindungsgegenständen
gehören.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der folgenden beispielhaften Beschreibung einer derzeit bevorzugten
Ausführungsform.
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1 zeigt
einen Bestückautomaten
mit zwei Portalsystemen und einer Schutzvorrichtung, mittels welcher
einer von zwei Bauelement-Abholbereichen von einem Bestückungsbereich
des Bestückautomaten
räumlich
separierbar ist.
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2 zeigt
eine mechanische Umschalteinrichtung zum selektiven Umlenken einer
flächigen Abdeckung
der in 1 dargestellten Schutzvorrichtung in eine Öffnungsposition,
in der beide Portalsysteme zugänglich
sind, oder in eine Trennposition, in der ein Bauelement-Abholbereich
von dem Bestückungsbereich
des Bestückautomaten
räumlich
separiert ist.
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An
dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass sich in der Zeichnung
die Bezugszeichen von gleichen oder von einander entsprechenden
Komponenten lediglich in ihrer ersten Ziffer voneinander unterscheiden.
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1 zeigt
in einer Querschnittsdarstellung einen Bestückautomaten 100 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Der Bestückautomat 100 weist
ein Chassis 102 auf, welches auf insgesamt vier Standfüßen 102a steht.
In der Querschnittsdarstellung von 1 sind lediglich
zwei der vier Standfüße 102a zu
erkennen.
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Der
Bestückautomat 100 weist
ferner ein Transportsystem 130 auf, mittels welchem zu
bestückende
Substrate einem Bestückungsbereich 135 zugeführt und
zumindest teilweise mit elektronischen Bauelementen 180 bestückte Substrate
aus dem Bestückungsbereich 135 abgeführt werden
können.
Die Transportrichtung des Transportsystems 130 steht dabei
senkrecht zu der Zeichenebene von 1.
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Das
Transportsystem weist zwei seitlich verstellbare Führungswangen 132 auf.
Der horizontale Abstand der beiden Führungswangen kann in bekannter
Weise verstellt werden, so dass unterschiedlich breite Substrate
transportiert werden können. Mittels
eines Hubtisches 131 können
in den Bestückungsbereich 135 eingebrachte
Substrate in ihrer Höhenlage
variiert und in bekannter Weise fixiert werden.
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Der
Bestückautomat 100 weist
außerdem eine
stationäre
Linearführung 105 auf,
an welcher zwei quer stehende Trägerarme 110 und 120 angebracht
sind. Diese beiden Trägerarme
werden im Folgenden erstes Portal 110 und zweites Portal 120 genannt.
Gemäß dem hier
dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die beiden Portale 110, 120 mittels jeweils
eines Linearmotors entlang einer y-Achse verfahrbar, deren Richtung
aus dem in 1 oben links dargestellten Koordinatensystem
zu erkennen ist. Die dafür
erforderliche Magnetleiste ist in 1 durch
eine vertikale Schraffierung dargestellt, welche entlang der Linearführung 105 verläuft.
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Von
den beiden Portalen 110 und 120, welche sich entlang
einer x-Achse erstrecken, sind in 1 lediglich
die Querschnitte zu sehen. Die x-Achse verläuft dabei senkrecht sowohl
zu der y-Achse als auch zu einer z-Achse, deren Richtung ebenfalls aus
dem in 1 oben links dargestellten Koordinatensystem zu
erkennen ist.
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An
dem ersten Portal 110 ist, entlang der x-Richtung verfahrbar,
in bekannter Weise ein erster Bestückkopf 112 angebracht,
welcher zumindest eine Bauelement-Haltevorrichtung 112a aufweist. Damit
können
Bauelemente 180, welche mittels einer Bauelement-Zuführvorrichtung 115 in
einem ersten Bauelement-Abholbereich 114 bereitgestellt
werden, abgeholt werden. Durch eine geeignete Positionierung des
ersten Portals 110 entlang der y-Achse und eines nicht
dargestellten ersten x-Antriebs entlang der Längserstreckung des Portals 110 können die aufgenommenen
Bauelemente 180 auf durch Bauelement-Anschlussflächen definierten
Aufsetzpositionen auf einem in dem Bestückungsbereich 135 befindlichen
Substrat aufgesetzt werden. Die Bauelemente 180 werden
dabei in bekannter Weise in einem Gurt aufbewahrt, welcher auf einer
Spule 116a aufgewickelt ist, die sich in einem Container 116 befindet.
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In
entsprechender Weise ist an dem zweiten Portal 120, ebenfalls
entlang der x-Richtung verfahrbar, ein zweiter Bestückkopf 122 angebracht,
welcher zumindest eine Bauelement-Haltevorrichtung 122a aufweist.
Damit können
mittels einer Bauelement-Zuführvorrichtung 125 in
einem zweiten Bauelement-Abholbereich 124 bereitgestellte
Bauelemente abgeholt werden. Durch eine geeignete Positionierung
des zweiten Portals 110 entlang der y-Achse und eines nicht
dargestellten zweiten x-Antriebs
entlang der Längserstreckung
des zweiten Portals 120 können die aufgenommenen Bauelemente
an geeigneten Aufsetzpositionen auf dem Substrat aufgesetzt werden,
welches sich in dem Bestückungsbereich 135 befindet.
Auch die mittels des zweiten Portals 120 bzw. des zweiten
Bestückkopfes 122 aufgenommenen
Bauelemente 180 werden in bekannter Weise in einem Gurt
aufbewahrt, welcher auf einer Spule 126a aufgewickelt ist,
die sich in einem Container 126 befindet.
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Um
eine hohe Betriebssicherheit und insbesondere einen Schutz einer
Bedienperson 190 zu gewährleisten,
weist der Bestückautomat 100 eine Schutzvorrichtung 140 auf.
Bei einem Öffnen
der Schutzvorrichtung 140 wird in bekannter Weise ein Sicherheitskreis
aktiviert, welcher dafür
sorgt, dass zumindest eines der beiden Portale 110 und 120 seinen
Betrieb einstellt.
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Gemäß dem hier
dargestellten Ausführungsbeispiel
weist die Schutzvorrichtung 140 eine flächige Abdeckung 152 auf.
Die Abdeckung 152 umfasst eine Mehrzahl von Lamellen, welche
gelenkig miteinander verbunden sind und über seitliche Rollen 153 in
einem System aus mehreren Führungsschienen 155 geführt sind.
Auf beiden Seiten der flächigen
Abdeckung 152, welche in der Querschnittsdarstellung von 1 nicht
unterschieden werden können,
befindet sich jeweils eine mechanische Umschalteinrichtung 160.
Die Umschalteinrichtung 160, welche nachfolgend anhand
von 2 noch genauer beschrieben wird, verbindet jeweils
drei Äste
von Führungsschienen
miteinander. Dies gilt sowohl für
die Abdeckung 152, welches sich auf der rechten Seite des
Bestückautomaten 100 (der
Bedienperson 190 zugewandt), als auch für die Abdeckung 152,
welche sich auf der linken Seite des Bestückautomaten 100 (der
Bedienperson 190 abgewandt) befindet.
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Abhängig von
der Stellung des bzw. der mechanischen Umschaltelemente 160 auf
beiden Seiten einer jeden Abdeckung 152 kann sich die Schutzvorrichtung
bzw. die beiden Umschalteinrichtungen 160 auf der rechten
Seite des Bestückautomaten 100 in
einem ersten Zustand und alternativ in einem zweiten Zustand befinden.
Im ersten Zustand wird bei einer von der Bedienperson 190 veranlassten
Verschiebung der Abdeckung 152 die Abdeckung 152 die
Umschalteinrichtung 160 passieren, ohne nach unten abgelenkt
zu werden. Dabei wird die Abdeckung 152 innerhalb der oberen
Führungsschiene 155 von
der Bedienperson 190 weg geschoben, so dass sowohl der
erste Bauelement-Abholbereich 114 als
auch der Bestückungsbereich 135 für einen
manuellen Bedieneingriff zugänglich
wird. Aus Sicherheitsgründen
wird dann ein Sicherheitskreis aktiviert, welcher sowohl den Betrieb
des ersten Portals 110 als auch den Betrieb des zweiten
Portals 120 unterbricht.
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Im
Gegensatz dazu wird, wenn sich die Schutzvorrichtung 140 bzw.
die beiden Umschalteinrichtungen 160 auf der rechten Seite
des Bestückautomaten 100 in
einem zweiten Zustand befinden, bei einem Verschieben der Abdeckung 152 die
Abdeckung 152 von den beiden Umschalteinrichtungen nach
unten in eine vertikale Führungsschiene 155 gelenkt.
Dadurch bildet der vertikale Teil der Abdeckung 152 eine
Trennwand 154, welche den ersten Bauelement-Abholbereich 114 und
den Bestückungsbereich 135 räumlich voneinander
separiert. Dadurch wird lediglich der erste Bauelement-Abholbereich 114 für einen
manuellen Bedieneingriff der Bedienperson 190 zugänglich und
der Bestückungsbereich 135 bleibt
weiterhin vor einem manuellen Bedieneingriff geschützt. In
diesem Fall muss das zweite Portal 120 bzw. der zweite
Bestückkopf 122 nicht deaktiviert
werden und der Bestückautomat 100 kann zumindest
mit einer reduzierten Bestückungsleistung weiter
arbeiten.
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Gemäß dem hier
dargestellten Ausführungsbeispiel
erfolgt die gesamte Steuerung des Bestückautomaten 100 mittels
einer Steuereinrichtung, welche mit dem Bezugszeichen 192 gekennzeichnet
ist. Gemäß dem hier
dargestellten Ausführungsbeispiel sorgt
die Steuerung 192 auch für eine vollständig oder
lediglich teilweise durchgeführte
Deaktivierung des Systems aus beiden Portalen 110 und 120,
welche Deaktivierung abhängig
von der Stellung der Umschalteinrichtungen 160 bei einem Öffnen der Schutzvorrichtung 140 erfolgt.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die Schutzvorrichtung 140 auf
der linken Seite des Bestückautomaten
genauso ausgebildet sein kann wie auf der rechten Seite des Bestückautomaten 100. Wie
aus 1 ersichtlich, welche die rechte Abdeckung am
Beginn eines Öffnungsvorhangs
zeigt, befinden sich die beiden Umschalteinrichtungen 160 auf
der rechten Seite des Bestückautomaten 100 im zweiten
Zustand. Deshalb wird bei einem Öffnen
der Abdeckung 152 diese einfach auf der Oberseite der Schutzvorrichtung 140 nach
rechts verschoben. Dadurch wird sowohl der zweite Abholbereich 124 als auch
der Bestückungsbereich 135 für einen
manuellen Bedieneingriff zugänglich,
welcher bevorzugt von der linken Seite des Bestückautomaten 100 vorgenommen
wird.
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2 zeigt
in einer vergrößerten Darstellung eine
der in 1 dargestellten mechanischen Umschalteinrichtungen,
welche nun mit dem Bezugszeichen 260 versehen ist. Die
mechanische Umschalteinrichtung 260 verbindet drei Abschnitte
von Führungsschienen 255 miteinander.
Wenn eine Bedienperson eine flächige
Abdeckung, welche mehrere gelenkig miteinander verbundenen Lamellen
mit jeweils zwei Rollen 253 zum Zwecke der Öffnung einer Schutzvorrichtung
verschiebt, dann werden die Rollen von der Umschalteinrichtung 260 abhängig von der Stellung
eines Bügels 262 in
eine vertikal verlaufende Führungsschiene 255 oder
in eine horizontal verlaufe Führungsschiene 255 gelenkt.
In 2 ist die Umschalteinrichtung 260 in
einem Zustand gezeigt, in dem die Rolle 253 bzw. die entsprechende Lamelle
von der horizontalen eingehenden Führungsschiene 255 in
die vertikale Führungsschien 255 gelenkt
wird. Die Stellung des Bügels
kann mittels eines Stellgliedes 264 verändert werden, welches elektrisch,
pneumatisch, manuell und/oder auf beliebige andere Weise angetrieben
werden kann.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die hier dargestellte Ausführungsform
lediglich eine spezielle konkrete Ausführungsform der Erfindung darstellt. Insbesondere
kann die Erfindung auch mit anderen Arten von Abdeckungen wie beispielsweise
Schutzhauben realisiert werden. Entscheidend ist lediglich, dass
es zumindest einen Zustand einer Schutzvorrichtung für einen
Bestückautomaten
gibt, wobei bei einer Öffnung
der Schutzvorrichtung eine Abtrennung zwischen dem Bauelement-Abholbereich und dem
Bestückungsbereich
des Bestückautomaten
erfolgt und der Bestückungsbetrieb
wenn auch mit einer ggf. reduzierten Bestückungsleistung unter Verwendung
lediglich eines Portals weitergeführt werden kann.
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- 100
- Bestückautomat
- 102
- Chassis
- 102a
- Standfuß
- 105
- Linearführung
- 110
- erstes
Portalsystem
- 112
- erster
Bestückkopf
- 112a
- Bauelement-Aufnahmevorrichtung
- 114
- erster
Bauelement-Abholbereich
- 115
- Bauelement-Zuführvorrichtung
- 116
- Container
- 116a
- Spule
- 120
- zweites
Portalsystem
- 122
- zweiter
Bestückkopf
- 122a
- Bauelement-Aufnahmevorrichtung
- 124
- zweiter
Bauelement-Abholbereich
- 125
- Bauelement-Zuführvorrichtung
- 126
- Container
- 126a
- Spule
- 130
- Transportsystem
- 131
- Hubtisch
- 132
- Führungswangen
- 135
- Bestückungsbereich
- 140
- Schutzvorrichtung
- 152
- Abdeckung
- 153
- Rolle
von Lamelle
- 154
- Trennwand/Trenneinrichtung
- 155
- Führungsschiene
- 160
- Umschalteinrichtung
- 180
- Bauelement
- 190
- Bedienperson
- 192
- Steuerung
- 253
- Rolle
von Lamelle
- 255
- Führungsschiene
- 260
- Umschalteinrichtung
- 262
- Bügel
- 264
- Stellglied