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Die
vorliegende Erfindung betrifft die automatische Bestückung von
Bauelementeträgern
mit elektronischen Bauelementen. Die vorliegende Erfindung betrifft
insbesondere eine Bestückvorrichtung, welche
(a) ein Transportsystem zum Zuführen
von Bauelementeträgern
in einen Bestückbereich
und zum Abführen
von Bauelementeträgern
aus dem Bestückbereich
und (b) einen Bestückkopf
zum Abholen von elektronischen Bauelementen von einer Zuführeinrichtung
und zum Aufsetzen der abgeholten elektronischen Bauelemente auf
einen in dem Bestückbereich
bereitgestellten Bauelementeträger
aufweist. Die vorliegende Erfindung 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 Bestücklinien,
welche neben zumindest einer Bestückvorrichtung auch einen Lotpasten-Drucker
zum Auftragen von Lotpaste auf die zu bestückenden Schaltungsträger bzw.
Substrate und einen Ofen zum Verlöten der bestückten Bauelementeträger aufweisen.
Infolge des enormen Preisdrucks auf dem Markt für elektronische Produkte kommt
es auf eine hohe Effizienz der Bestückvorrichtungen an, welche
in der Produktion typischer 24 Stunden am Tag im Einsatz sind.
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Aus
der
EP 1 181 854 B1 ist
Verfahren zum Bestücken
von Bauelementeträgern
mit elektronischen Bauelementen unter Verwendung einer Bestückvorrichtung
bekannt, welche ein Transportsystem mit zwei Transportspuren aufweist,
auf denen Bauelementeträger
zum Zwecke einer Bestückung jeweils
zwei hintereinander angeordneten Bestückbereichen zugeführt werden.
Falls es die Bauelement-Vielfalt, welche für die Bestückung der Bauelementeträger erforderlich
ist, zulässt,
werden die Bauelementeträger,
die einer der beiden Transportspuren zugeordnet sind, ausschließlich in
einem ersten der beiden Bestückbereiche
bestückt.
Ferner werden in diesem Fall die Bauelementeträger, die der anderen der beiden
Transportspuren zugeordnet sind, ausschließlich in dem zweiten der beiden
Bestückbereiche
bestückt.
In dem jeweils anderen Bestückbereich
findet dann keine Bestückung
statt.
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Die
US 2003/0117130 A1 offenbart
einen Bestückautomaten
zum Bestücken
von Leiterplatten mit Bauelementen mit einem Transportsystem zum
Zuführen
von Leiterplatten in einen Bestückbereich.
In einem Wartungsmodus ist es bei diesem Bestückautomaten möglich, dass
trotz einer aktivierten Sicherheitseinrichtung die Breitenverstellung
des Transportsystems weiterhin funktionsfähig bleibt.
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In
der
US 2008/0184557 wird
eine Bestückungslinie
beschrieben, bei welche eine variable Umgehungsstrecke vorgesehen
ist, falls ein Bestückautomat
in der Linie störungsbedingt
ausfällt
und repariert werden muss.
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Die
Leistungsfähigkeit
einer Bestücklinie wird üblicherweise
in nicht unerheblicher Weise durch so genannte Rüstzeiten und Testbestückungen beim
Wechsel von Bestückungsaufträgen reduziert. Auch
Wartungs- und Reparaturarbeiten, die einen manuellen Bedieneingriff
in den Bestückbereich
einer Bestückvorrichtung
erforderlich machen, tragen zu einer Reduzierung der effektiven
Bestückleistung
bei. Bei einer Unterbrechung des Bestückbetriebes einer Bestückvorrichtung
werden typischerweise nämlich auch
diejenigen Bestückvorrichtungen
blockiert, welche in derselben Bestücklinie wie die betroffene
Bestückvorrichtung
angeordnet sind.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bestückvorrichtung
sowie ein Verfahren zum Durchführen
eines manuellen Bedieneingriffs anzugeben, welche für Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten
lediglich eine möglichst
geringe Reduzierung der Bestückleistung
einer Bestücklinie
zur Folge haben.
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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 eine Vorrichtung zum Bestücken von
Bauelementeträgern
mit elektronischen Bauelementen beschrieben. Die beschriebene Vorrichtung
weist auf (a) ein Transportsystem zum Zuführen von Bauelementeträ gern in
einen Bestückbereich
und zum Abführen
von Bauelementeträgern
aus dem Bestückbereich,
(b) einen Bestückkopf
zum Abholen von elektronischen Bauelementen von einer Zuführeinrichtung
und zum Aufsetzen der abgeholten elektronischen Bauelemente auf
einen in dem Bestückbereich bereitgestellten
Bauelementeträger,
und (c) eine Sicherheitseinrichtung, welche einen manuellen Bedieneingriff
in den Bestückbereich
ermöglicht
und welche derart eingerichtet ist, dass im aktivierten Zustand
der Bestückkopf
deaktiviert ist und Bauelementeträger durch den Bestückbereich
lediglich hindurch transportierbar sind ohne dass eine Bestückung mit elektronischen
Bauelementen durch den Bestückkopf
möglich
ist.
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Der
beschriebenen Vorrichtung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es
für einen
manuellen Bedieneingriff nicht unbedingt erforderlich ist, das Transportsystem
anzuhalten, um eine versehentliche Verletzung einer Bedienperson
auszuschließen,
welche den Bedieneingriff in den Bestückbereich durchführt. Der
Bestückbereich
kann in diesem Zusammenhang auch als Arbeitsbereich der beschriebenen Bestückvorrichtung
aufgefasst werden, in dem aus Gründen
der Betriebssicherheit und des Personenschutzes der Bestückbetrieb
unterbrochen werden muss, um insbesondere eine Personengefährdung auszuschließen.
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Die
beschriebene Bestückvorrichtung
weist somit zwei Betriebsmodi, einen ersten Betriebsmodus und einen
zweiten Betriebsmodus auf. In dem ersten Betriebsmodus, welcher
bei deaktiviertem Sicherheitssystem verwendet wird, werden Bauelementeträger, die
sich innerhalb des Bestückbereiches
befinden, in gewohnter Weise mit elektronischen Bauelementen bestückt. In
dem zweiten Betriebsmodus, welcher bei aktiviertem Sicherheitssystem
verwendet wird, werden die Bauelementeträger bestückungslos, d. h. ohne eine
Bestückung
mit elektronischen Bauelementen, durch den Bestückbereich hindurch geschleust.
Durch einen manuellen Bedieneingriff wird somit von der Sicherheitseinrichtung
ein Übergang
von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus veranlasst.
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Anders
ausgedrückt
bedeutet dies, dass durch einen manuellen Bedieneingriff die Bestückvorrichtung
lediglich partiell deaktiviert wird. Der Bestückkopf und ein Portalsystem,
mit dem der Bestückkopf
flächig
innerhalb eines Bewegungsbereiches positioniert werden kann, sind
deaktiviert. Dabei umfasst der Bewegungsbereich räumlich den
Bestückbereich
und zumindest die Abholposition(en), an der (denen) die elektronischen
Bauelemente von der Zuführeinrichtung
bereitgestellt werden. Das Transportsystem wird bei einem manuellen
Bedieneingriff nicht deaktiviert. Infolge der Deaktivierung von
Bestückkopf
und Portalsystem ist es nicht erforderlich, dass ein durch den Bestückbereich
bestückungslos
hindurch transportierter Bauelementeträger an einer Bestückposition,
an der infolge des Bedieneingriffs keine Bestückung stattfinden kann, vorübergehend
angehalten wird. Insbesondere bei einem längeren Transportsystem, welches
sich auch durch andere Bestückvorrichtungen
erstreckt, die zusammen mit der beschriebenen Bestückvorrichtung zumindest
einen Teil einer Bestücklinie
bilden, ist es jedoch weiterhin möglich, dass die bestückungslos durch
den Bestückbereich
hindurch transportierten Bauelementeträger zumindest für eine kurze
Zeitspanne an einer Bestückposition
innerhalb des Bestückbereiches
anhalten.
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Der
manuelle Bedieneingriff kann beispielsweise für Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten an dem Bestückkopf oder
an einem Portalsystem erforderlich sein. Auch Arbeiten an einer
Zuführeinrichtung
wie beispielsweise ein Umrüsten
einer Zuführvorrichtung,
bei dem andere Typen von Bauelementen bereitgestellt werden, kann
einen manuellen Bedieneingriff erforderlich machen.
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Die
beschriebene Bestückvorrichtung
kann besonders vorteilhaft in einer Bestücklinie zusammen mit anderen
Bestückvorrichtungen
verwendet werden. Dann ist es nämlich
nicht erforderlich, zu Vermeidung einer Staubildung von mittels
des Transportsystems geförderten
Bauelementeträgern
die gesamte Bestücklinie
anzuhalten. Die Bestücklinie kann
vielmehr, wenn auch mit einer reduzierten Bestückleistung, Bauelementeträger weiter
bestücken bzw.
fertigen. Um dabei eine vollständige
Bestückung
der Bauelementeträger
zu realisieren, ist es jedoch erforderlich, dass die anderen Bestückvorrichtungen
den Ausfall der beschriebenen Bestückvorrichtung in Bezug auf
das erforderliche Spektrum an verschiedenen elektronischen Bauelementen
kompensieren können.
Dies bedeutet, dass mit der beschriebenen Bestückvorrichtung keine Bauelementtypen
bestückt
werden, welche für
den jeweiligen Bestückinhalt
zwingend erforderlich sind und welche nicht auch mit den anderen
Bestückvorrichtung
bestückt
werden können.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist die Sicherheitseinrichtung derart eingerichtet,
dass im aktivierten Zustand eine räumliche Fixierung eines Bauelementeträgers in
dem Bestückbereich
verhindert wird. Dies hat den Vorteil, dass neben der Verhinderung
von Bewegungen des Bestückkopfes- und/oder des Portalsystems
im Rahmen der partiellen Deaktivierung auch die zweite sicherheitsrelevante
Prozedur einer Bestückvorrichtung
unterbunden wird, welche im Rahmen eines manuellen Bedieneingriffs
zu einer Personengefährdung
führen
könnte.
Damit sind nach einer Aktivierung der Sicherheitseinrichtung alle
für eine
Personensicherheit relevanten Vorgänge innerhalb eines gewöhnlichen
Bestückungsprozesses
unterbunden. Der einfache bestückungslose
Durchtransport der Bauelementeträger
durch den Bestückbereich
stellt somit bei einem manuellen Bedieneingriff keine Gefahr dar.
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Im
normalen Bestückbetrieb
kann die räumliche
Fixierung eines zu bestückenden
Bauelementeträgers
insbesondere durch eine Klemmung des Bauelementeträgers beispielsweise
mittels eines Hubtisches an der Unterseite einer Auflageeinrichtung
erfolgen. In diesem Fall muss durch die aktivierte Sicherheitseinrichtung
lediglich sichergestellt werden, dass die beschriebene Klemmung
nicht vorgenommen wird.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist die Vorrichtung ferner eine Schutzvorrichtung auf,
welche derart ausgebildet ist, dass (a) in einem geschlossenen Zustand
der Bestückbereich
vor einem unerwünschten
manuellen Bedieneingriff geschützt
ist und (b) in einem geöffneten
Zustand ein manueller Bedieneingriff in den Bestückbereich möglich ist.
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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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Die
Schutzvorrichtung kann direkt oder indirekt, beispielsweise mittels
eines einfachen Schalters, mit der Sicherheitseinrichtung gekoppelt
sein. Dabei kann bei einem Öffnen
der Schutzvorrichtung die Sicherheitseinrichtung automatisch aktiviert
werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist die Bestückvorrichtung
derart eingerichtet, dass in dem geöffneten Zustand der Schutzvorrichtung
die Sicherheitseinrichtung aktiviert ist und insbesondere nicht
deaktivierbar ist. Dies hat den Vorteil, dass während eines Bedieneingriffs
der Bestückbetrieb
auch nicht versehentlich wieder aufgenommen werden kann. Damit kann
die beschriebene Bestückvorrichtung
höchste
Sicherheitsstandards erfüllen.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung kann die Schutzvorrichtung nur bei aktivierter Sicherheitseinrichtung
geöffnet
werden. Ein Bedieneingriff kann somit nur dann vorgenommen werden,
wenn die Sicherheitseinrichtung vorab beispielsweise durch die den
Bedieneingriff ausführende
Bedienperson aktiviert wird. Auch dies trägt zu einem besonders hohen
Sicherheitsstandard bei.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist das Transportsystem zumindest eine erste Transportspur
und eine zweite Transportspur auf, wobei der ersten Transportspur
ein erster Teilbereich des Bestückbereiches
zugeordnet ist und der zweiten Transportspur ein zweiter Teilbereich
des Bestückbereiches
zugeordnet ist. Ferner ist die Sicherheitseinrichtung derart eingerichtet,
dass im aktivierten Zustand (a) mittels der ersten Transportspur lediglich
ein bestückungsloser
Durchtransport von ersten Bauelementeträgern durch den ersten Teilbereich
möglich
ist und/oder (b) mittels der zweiten Transportspur lediglich ein
bestückungsloser
Durchtransport von zweiten Bauelementeträgern durch den zweiten Teilbereich
möglich
ist.
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Die
beschriebene partielle Deaktivierung kann somit dazu führen, dass
eine Bestückung
von Bauelementeträgern
innerhalb des Bestückbereiches,
welche den ersten und den zweiten Teilbereich umfasst, entweder
vollständig
unterbunden ist oder lediglich in einem der beiden Teilbereiche
unterbunden ist. Insbesondere wenn der manuelle Bedieneingriff,
beispielsweise bei einer zweiteiligen Schutzvorrichtung, lediglich
auf einen der beiden Teilbereiche beschränkt ist, kann der Bestückbetrieb,
vorausgesetzt der Bestückkopf
und das betreffende Portalsystem sind betriebsbereit, in dem anderen
der beiden Teilbereiche aufrecht erhalten werden.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass das Transportsystem auch drei, vier
oder sogar noch mehr Transportspuren aufweisen kann. In einem normalen Betriebszustand
der Bestückvorrichtung,
in dem kein manueller Bedieneingriff durchgeführt wird und in dem alle Komponenten
der Bestückvorrichtung
einwandfrei arbeiten, können
die den verschiedenen Transportspuren zugeordneten Bauelementeträger synchron,
asynchron oder auch unabhängig
voneinander in den Bestückbereich
eingeschleust und nach einer zumindest teilweisen Bestückung oder
auch bestückungslos
wieder aus dem Bestückbereich
ausgeschleust werden.
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Bei
dem synchronen Modus werden auf verschiedenen Transportspuren befindliche
Bauelementeträger
gleichzeitig in den Bestückbereich
eingefahren und wieder hinausgefahren. Dies hat den Vorteil, dass
bei identisch zu bestückenden
Substraten der Bestückinhalt,
d. h. die Anzahl der im Bestückbereich zu
bestückenden
Bauelemente, verdoppelt wird, was zu einer Erhöhung der Bestückleistung
führt,
da die Wechselzeiten für
die Substrate – relativ
betrachtet – in
Bezug auf die Bestückzeiten
abnehmen.
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Bei
dem asynchronen Modus werden die verschiedenen Transportspuren zugeordneten
Bauelementeträger
zeitlich versetzt transportiert, so dass ein Bauelementeträger bestückt werden
kann, während
der andere Bauelementeträger
gerade in den Bestückbereich
hinein oder aus diesen heraus transportiert wird. Dadurch können die
Bauelementeträger-Wechselzeiten
weitgehend eliminiert und die Bestückleistung entsprechend erhöht werden.
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Bei
einem unabhängigen
Transport der verschiedenen Transportspuren zugeordneten Bauelementeträger kann
ein neuer Bauelementeträger
immer dann in den Bestückbereich
eingeschleust werden, wenn der zuvor in dem Bestückbereich befindliche Bauelementeträger aus
dem Bestückbereich entfernt
wurde. Damit können
Wartezeiten, die durch einen langsameren Transport auf einer benachbarten Transportspur
verursacht werden, zuverlässig
eliminiert werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist die Vorrichtung zusätzlich einen weiteren Bestückkopf zum
Abholen von elektronischen Bauelementen von einer weiteren Zuführeinrichtung
und zum Aufsetzen der abgeholten elektronischen Bauelemente auf
einen in dem Bestückbereich
bereitgestellten Bauelementeträger
auf. Dies hat den Vorteil, dass die Bestückleistung weiter erhöht wird,
weil pro Bestückbereich
zumindest zwei Bestückköpfe an einer
Bestückung
an einem oder mehreren Bauelementeträgern arbeiten, welche sich in
dem Bestückbereich
befinden.
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Im
Falle eines unabhängigen
Transports der verschiedenen Transportspuren zugeordneten Bauelementeträger kann
somit jede Transportspur einer eigenen logisch getrennten Bestückvorrichtung
oder in Verbindung mit anderen Bestückvorrichtungen zu einer eigenen
logisch getrennten Bestücklinie
zugeordnet werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist die Sicherheitseinrichtung derart eingerichtet, dass,
wenn sich der manuelle Bedieneingriff auf lediglich einen der beiden
Teilbereiche des Bestückbereiches
erstreckt, lediglich einer der beiden Bestückköpfe deaktiviert wird und der
andere der beiden Bestückköpfe diejenigen
Bauelementeträger
weiter bestückt,
welche sich zum Zwecke der Bestückung
in dem anderen Teilbereich des Bestückbereichs befinden. Dies hat
den Vorteil, dass bei kleineren manuellen Bedieneingriffen nicht
automatisch alle Bestückköpfe der
Bestückvorrichtung
deaktiviert werden. Dadurch kann die Reduzierung der Bestückleistung
relativ gering gehalten werden.
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Im
Falle einer Bestücklinie
kann (können)
somit die nicht von dem manuellen Bedieneingriff betroffene Transportspur(en)
und die dieser Transportspur zugeordneten Bestückköpfe weitgehend normal weiterarbeiten.
Dies gilt insbesondere dann, wenn die Bestückung von Bauelementeträgern, die
verschiedenen Transportspuren zugeordnet sind, voneinander entkoppelt
ist und die verschiedenen Transportspuren als logisch voneinander
getrennte Bestücklinien
betrachtet werden können.
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Durch
die mit diesem Ausführungsbeispiel beschriebene
Bestückvorrichtung
wird somit die Robustheit einer Bestücklinie, welche zumindest eine Bestückvorrichtung
des hier beschriebenen Typs aufweist, gegenüber Störungen, die einen manuellen Bedieneingriff
erfordern, erheblich verbessert.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Bestücklinie zum Bestücken von
Bauelementeträgern
mit elektronischen Bauelementen beschrieben. Die Bestücklinie
weist zumindest eine Vorrichtung des oben beschriebenen Typs auf.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Durchführen eines
manuellen Bedieneingriffs in eine Bestückvorrichtung beschrieben.
Das Verfahren weist auf (a) ein Durchführen eines manuellen Bedieneingriffs,
(b) ein Aktivieren der Sicherheitseinrichtung, (c) ein Deaktivieren
des Bestückkopfs
durch die Sicherheitseinrichtung und (d) ein Durchtransportieren
von Bauelementeträgern
durch den Bestückbereich
ohne eine Bestückung
mit elektronischen Bauelementen.
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Auch
dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass
es für
einen manuellen Bedieneingriff nicht zwingend erforderlich ist,
das Transportsystem anzuhalten. Der Bestückbereich kann in diesem Zusammenhang
auch als Arbeitsbereich der beschriebenen Bestückvorrichtung aufgefasst werden,
in dem aus Gründen
der Betriebssicherheit und des Personenschutzes der Bestückbetrieb
unterbrochen werden muss, um insbesondere eine Personengefährdung auszuschließen. Eine
Unterbrechung des Transports von Bauelementeträgern ist in vielen Fällen weder
aus Gründen
der Betriebssicherheit noch aus Gründen des Personenschutzes erforderlich.
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Das
beschriebene Verfahren kann besonders vorteilhaft in einer Bestücklinie
angewendet werden, welche mehrere Bestückvorrichtungen umfasst, die
mittels des Transportsystems miteinander verbunden sind. Dann ist
es nämlich
nicht erforderlich, zu Vermeidung einer Staubildung von mittels
des Transportsystems geförderten
Bauelementeträgern die
gesamte Bestücklinie
anzuhalten, so dass die Bestücklinie
mit einer reduzierten Bestückleistung
weiterhin Bauelementeträger
bestücken
bzw. fertigen kann.
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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. Es wird ferner
darauf hingewiesen, 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 derzeit bevorzugter Ausführungsformen.
Die einzelnen Figuren der Zeichnung dieser Anmeldung sind lediglich
als schematisch und als nicht maßstabsgetreu anzusehen.
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Die 1 zeigt
eine Bestückvorrichtung
mit einer Schutzhaube und einer Sicherheitseinrichtung, wobei bei
einem Öffnen
der Schutzhaube abgesehen von einem bestückungslosen Durchtransport
von Bauelementeträgern
durch die Bestückvorrichtung der
Bestückbetrieb
der Bestückvorrichtung
eingestellt ist.
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Die 2a und 2b zeigen
eine Bestückvorrichtung
mit einem zweispurigen Transportsystem und zwei Bestückbereichen,
denen jeweils zwei Bauelement-Zuführvorrichtungen und zwei Bestückköpfe zugeordnet
sind.
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Die 3 zeigt
eine Bestückvorrichtung
mit einem zweispurigen Transportsystem und zwei Bestückbereichen,
wobei in jedem Bestückbereich
auf jeweils einer von zwei Transportspuren sowohl eine Oberseite
als auch eine Unterseite eines bestimmten Typs von Bauelementeträger bestückt wird.
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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 und/oder durch einen
angehängten
Buchstaben voneinander unterscheiden.
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Ferner
wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen
lediglich eine beschränkte
Auswahl an möglichen
Ausführungsvarianten
der Erfindung darstellen. Insbesondere ist es möglich, die Merkmale einzelner
Ausführungsformen
in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass mit den
hier explizit dargestellten Ausführungsvarianten
eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich
offenbart anzusehen sind.
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1 zeigt
eine Bestückvorrichtung 100 zum
Bestücken
von Bauelementeträgern 115.
Die Bestückvorrichtung 100 weist
ein Chassis 102 auf. Mehrere Standfüße 103 sorgen für einen
stabilen Stand der Bestückvorrichtung 100 auf
einer Bodenfläche.
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Die
Bestückvorrichtung 100 weist
ferner ein Transportsystem 110 auf. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
weist das Transportsystem 110 eine Transportspur auf, der
in bekannter Weise zwei Transportschienen 110a zugeordnet sind.
Mittels eines nicht näher
dargestellten Antriebs sorgt das Transportsystem 110 für Transport
der Bauelementeträger 115 entlang
einer Transportrichtung T.
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Die
Bestückvorrichtung 100 weist
ferner ein Positioniersystem auf, welches zwei stationäre Trägerschienen 132 umfasst,
die sich senkrecht zu der Transportrichtung T entlang einer Y-Richtung erstrecken.
Auf den beiden stationären
Trägerschienen 132 liegt
ein entlang der Y-Richtung verschiebbar gelagerter Portalarm 134 auf,
welcher sich parallel zu der Transportrichtung T oder einer X-Richtung
erstreckt. Ein Bestück kopf 142 ist
entlang der X-Richtung verschiebbar an dem Portalarm 134 befestigt. Durch
eine geeignete Überlagerung
(a) einer Bewegung des Portalarms 134 relativ zu den stationären Querträgern 132 und
(b) einer Bewegung des Bestückkopfes 142 relativ
zu dem Portalarm 134 kann der Bestückkopf innerhalb eines zweidimensionalen Bewegungsbereiches
an beliebige Positionen gebracht werden.
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Der
Bestückkopf 142 weist
zumindest eine als Saugreifer ausgebildete Haltevorrichtung 144 auf, welche
durch eine geeignete Beaufschlagung mit Unterdruck jeweils ein elektronisches
Bauelement 146 aufnehmen kann.
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Die
Bestückvorrichtung 100 weist
ferner eine Zuführeinrichtung 160 auf,
mit der elektronische Bauelementen 146 in bekannter Weise
an vorbestimmten Abholpositionen bereitgestellt werden. Die elektronischen
Bauelemente 146 sind dabei in ebenfalls bekannter Weise
in Bauelementgurten aufbewahrt, welche auf jeweils einem Spulenkörper 162 aufgewickelt sind.
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Von
den Abholpositionen werden die bereitgestellten elektronischen Bauelemente 146 von
dem Bestückkopf 142 abgeholt
und an vorbestimmten Aufsetzpositionen auf einem Bauelementeträger 115 aufgesetzt,
welcher sich in einem Bestückungsbereich
der Bestückvorrichtung 100 befindet.
Um ein genaues Aufsetzen der Bauelemente 146 zu gewährleisten,
ist eine Bauelement-Kamera 148 vorgesehen.
Mit dieser kann ein evtl. vorkommender räumlicher Versatz eines aufgenommenen
Bauelements 146 relativ zu der das Bauelement 146 aufnehmenden
Haltevorrichtung 144 erfasst und durch eine geeignete Ansteuerung
des Positioniersystems zumindest teilweise kompensiert werden.
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Der
Bestückbetrieb
der Bestückvorrichtung 100 wird
von einer Steuereinheit 180 gesteuert und überwacht.
Falls die Bestückvorrichtung 100 Teil
einer ansonsten nicht weiter dargestellten Bestücklinie ist, welche neben der
Bestückvorrichtung 100 noch weitere
Bestückvorrichtungen
aufweist, dann kann die Steuereinheit 180, ggf. über eine
zentrale Steuereinheit der Bestücklinie,
mit den Steuereinheiten der weiteren Bestückvorrichtungen gekoppelt sein.
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Um
den Bestückbetrieb
vor versehentlichen manuellen Bedieneingriffen zu schützen, weist
die Bestückvorrichtung 100 ferner
eine Schutzvorrichtung 190 auf. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Schutzvorrichtung eine Haube 190. Die Haube kann
zum Zwecke eines manuellen Bedieneingriffs in dem Bestückbereich
oder an dem Bestückkopf 142 geöffnet werden.
Dafür kann
ein Klappmechanismus und/oder ein Schiebemechanismus verwendet werden.
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Die
Bestückvorrichtung 100 weist
ferner eine Sicherheitseinrichtung 185 auf. Die Sicherheitseinrichtung 185 kann
u. a. mittels Software realisiert werden und in der Steuereinrichtung 180 implementiert
sein. Die Sicherheitseinrichtung 185 ist mit einem nicht
dargestellten Sensorelement gekoppelt, welches der Sicherheitseinrichtung 185 mitteilt,
ob die Schutzvorrichtung 190 geschlossen oder zumindest
teilweise geöffnet
ist.
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Im
Unterschied zu bekannten Sicherheitssystemen für Bestückautomaten ist die Sicherheitseinrichtung 185 derart
eingerichtet, dass nach einem Signal, welches der Sicherheitseinrichtung 185 ein Öffnen der
Schutzvorrichtung 190 anzeigt, nicht die gesamte Bestückvorrichtung 100 angehalten
wird. Gemäß dem hier
dargestellten Ausführungsbeispiel wird
lediglich der Bestückkopf 142 und
das Positioniersystem sowie ein nicht dargestellter Klemmmechanismus
angehalten, mit dem Bauelementeträger in der Bestückposition
so fixiert werden, dass beim Bestücken keine versehentlichen
Verschiebungen des jeweiligen im Bestückbereich befindlichen Bauelementeträgers auftreten.
Damit sind alle Aktivitäten der
Bestückvorrichtung 100 unterbunden,
welche bei einem manuellen Bedieneingriff zu einer Verletzung einer
Bedienperson führen
könnten.
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Bei
dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird das Transportsystem 110 bei einem Öffnen der Schutzvorrichtung 190 nicht
deaktiviert. Infolge der Deaktivierung von Bestückkopf und Portalsystem werden
dann die Bauelementeträger 115,
welche sich auf dem Transportsystem 110 befinden, durch
den Bestückbereich
bestückungslos
hindurch transportiert. Dies bedeutet, dass bei einem manuellen
Bedieneingriff die Bestückvorrichtung 100 lediglich
partiell deaktiviert wird.
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Die
lediglich partielle Deaktivierung der Bestückvorrichtung 100 ist
insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Bestückvorrichtung 100 zusammen mit
anderen Bestückvorrichtungen
in einer Bestücklinie
betrieben wird. Dann ist es nämlich
nicht erforderlich, bei einem manuellen Bedieneingriff zur Vermeidung
einer Staubildung von mittels des Transportsystems 110 geförderten
Bauelementeträgern 115 die gesamte
Bestücklinie
anzuhalten. Die Bestücklinie kann
vielmehr, wenn auch mit einer reduzierten Bestückleistung, Bauelementeträger 115 weiter
bestücken
bzw. fertigen. Dies setzt jedoch voraus, dass die anderen Bestückvorrichtungen
den Ausfall der beschriebenen Bestückvorrichtung in Bezug auf
das erforderliche Spektrum an verschiedenen elektronischen Bauelementen 146 kompensieren
können.
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2a zeigt
eine Bestückvorrichtung 200 gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Die Bestückvorrichtung 200 weist
ein zweispuriges Transportsystem 210 auf, welches eine
erste Transportspur 211 und eine zweite Transportspur 212 umfasst.
Mit dem Bezugszeichen T ist die Transportrichtung der beiden Transportspuren 211 und 212 gekennzeichnet.
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Die
Bestückvorrichtung 200 weist
ferner zwei Bestückbereiche
auf. Ein erster Bestückbereich 240 befindet
sich in Bezug auf die Transportrichtung T stromaufwärts von
einem zweiten Bestückbereich 250.
Beide Bestückbereiche 240, 250 erstrecken
sich über
beide Transportspuren 211 und 212.
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Die
Bestückvorrichtung 200 weist
ferner insgesamt vier Zuführeinrichtungen
und vier Bestückköpfe auf.
Die Zuführeinrichtungen
befinden sich in Transportrichtung gesehen links und rechts neben dem
Transportsystem 210.
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Dem
ersten Bestückbereich 240 sind
die Zuführeinrichtungen 260a und 260b sowie
die Bestückköpfe 242a und 242b zugeordnet.
Zwei Positioniersysteme, mit denen die Bestückköpfe 242a bzw. 242b innerhalb
des Bestückbereiches 240 verfahren werden
können,
sind in 2a aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Dem zweiten Bestückbereich 250 sind
die Zuführeinrichtungen 270a und 270b sowie
die Bestückköpfe 252a und 252b zugeordnet.
Zwei Positioniersysteme, mit denen die Bestückköpfe 252a bzw. 252b innerhalb
des Bestückbereiches 250 verfahren
werden können,
sind in 2a aus Gründen der Übersichtlichkeit ebenfalls
nicht dargestellt. Die Zuführvorrichtungen 260a, 260b, 270a bzw. 270b stellen
in bekannter Weise Bauelemente an Bauelement-Abholpositionen bereit, von
wo sie mittels des Bestückkopfes 242a, 242b, 252a, 252b abgeholt
werden können.
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In
dem hier dargestellten Betriebszustand wird ein Bauelementeträger 215a vom
Typ A mittels der ersten Transportspur 211 den beiden Bestückbereichen 240 und 250 zugeführt. Mittels
der zweiten Transportspur 212 wird ein Bauelementeträger 215b vom
Typ B transportiert.
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Beide
Bestückbereiche 240 und 250 weisen jeweils
eine nicht dargestellte Schutzvorrichtung wie beispielsweise eine
Schutzhaube auf. In dem in 2a dargestellten
Betriebszustand ist die Schutzvorrichtung, die dem ersten Bestückbereich
zugeordnet ist, geöffnet.
Deshalb sind die beiden Bestückköpfe 242a und 242b deaktiviert.
Die Bauelementeträger 215a und 215b werden
bestückungslos
durch den ersten Bestückbereich 240 hindurch
transportiert. Dies ist in 2a durch
die drei Pfeilspitzen dargestellt. Die Bestückung der Bauelementeträger 215a und 215b wird
in dem zweiten Bestückbereich fortgesetzt.
Dieser Bestückbereich
ist durch die zweite Schutzhaube, die sich im geschlossenen Zustand befindet,
vor einem manuellen Bedieneingriff geschützt.
-
2b zeigt
mit der Bestückvorrichtung 200 eine
alternative Ausführungsform.
Die hier dargestellte Bestückvorrichtung 200 unterscheidet
sich von der in 2a dargestellten Bestückvorrichtung
dadurch, dass die beiden Bestückbereiche 240 und 250 jeweils
eine Schutzvorrichtung aufweisen, welche derart ausgebildet sind,
dass ein manueller Bedieneingriff auf den Bereich lediglich einer
Transportspur beschränkt
werden kann. Dabei ist eine erste Schutzvorrichtung dem ersten Bestückbereich
zugeordnet. Eine zweite Schutzvorrichtung ist dem ersten Bestückbereich
zugeordnet.
-
In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel befindet
sich die erste Schutzvorrichtung in einem partiellen Öffnungszustand,
welcher lediglich einen manuellen Bedieneingriff im Bereich der
zweiten Transportspur 212 erlaubt. Um einerseits (a) eine Gefährdung einer
Bedienperson auszuschließen
und um andererseits (b) den Bestückbetrieb
in eingeschränkter
Form weiter aufrecht zu halten wird der Bauelementeträger 215b vom
Typ B bestückungslos durch
den ersten Bestückbereich 240 hindurch
transportiert. Der Bauelementeträger 215a vom
Typ A wird in gewöhnlicher
Weise in dem ersten Bestückbereich 240 bestückt.
-
In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel befindet
sich auch die zweite Schutzvorrichtung in einem partiellen Öffnungszustand.
Dieser Öffnungszustand
erlaubt lediglich einen manuellen Bedieneingriff im Bereich der
ersten Transportspur 211. Demzufolge wird der Bauelementeträger 215a vom
Typ A bestückungslos
durch den zweiten Bestückbereich 250 hindurch
transportiert. Der Bauelementeträger 215b vom
Typ B wird in gewöhnlicher
Weise in dem zweiten Bestückbereich 240 bestückt.
-
Somit
bleibt festzustellen, dass in den beiden Bestückbereichen 240 und 250 wechselseitig
jeweils lokale, auf eine Transportspur begrenzte manuelle Bedieneingriffe
durchgeführt
werden, ohne dass ein Anhalten auch nur einer Transportspur 211, 212 erforderlich
ist.
-
3 zeigt
eine Bestückvorrichtung 300, welche
ebenfalls ein Transportsystem 310 mit zwei Transportspuren 311 und 312 aufweist
und zwei Bestückbereiche 340 und 350 aufweist.
Dem ersten Bestückbereich 340 sind
eine nicht dargestellte erste Schutzvorrichtung, zwei Bauelement-Zuführeinrichtungen 360a und 360b sowie
zwei Bestückköpfe 342a und 342b zugeordnet.
Dem zweiten Bestückbereich 350 sind
eine nicht dargestellte zweite Schutzvorrichtung, zwei Bauelement-Zuführeinrichtungen 370a und 370b sowie
zwei Bestückköpfe 352a und 352b zugeordnet.
-
Wie
aus 3 ersichtlich, werden auf jeder der beiden Transportspuren 311, 312 jeweils
zwei Bauelementeträger
unmittelbar hintereinander transportiert. Bei den beiden unmittelbar
hintereinander angeordneten Bauelementeträgern handelt es sich jeweils
um eine Oberseite und eine Unterseite eines bestimmten Typs von
Bauelementeträger.
Dabei kann einer der beiden Bauelementeträger desselben Typs bereits
auf einer Seite, die nun nach unten zeigt, bestückt sein. Dadurch ist sichergestellt,
dass nach jedem Durchlauf immer genau ein Bauelementeträger auf
beiden Seiten bestückt
ist. Der andere, nach einem Durchlauf lediglich auf einer der beiden
Seiten bestückte
Bauelementeträger,
kann dann gewendet und erneut gemeinsam mit einem noch vollständig unbestückten Bauelementeträgers desselben
Typs erneut dem Bestückprozess
zugeführt
werden.
-
Wie
aus 3 ersichtlich, wird auf der Transportspur 311 ein
Bauelementeträger
vom Typ A transportiert. Die Oberseite des Bauelementeträgers vom
Typ A ist mit dem Bezugszeichen 315a-t bezeichnet, die
Unterseite des Bauelementeträgers vom
Typ A ist mit dem Bezugszeichen 315a-b bezeichnet. Auf
der Transportspur 312 wird ein Bauelementeträger vom
Typ B transportiert. Die Oberseite des Bauelementeträgers vom
Typ B ist mit dem Bezugszeichen 315b-t bezeichnet, die
Unterseite des Bauelementeträgers
vom Typ B ist mit dem Bezugszeichen 315b-b bezeichnet.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
werden die Oberseite und die Unterseite des jeweiligen Bauelementeträgers als
ein gemeinsamer Leiterplattennutzen betrachtet und gemeinsam bestückt.
-
In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel befinden
sich beide Schutzvorrichtungen jeweils in einem partiellen öffnungszustand.
Der öffnungszustand
der ersten Schutzvorrichtung erlaubt lediglich einen manuellen Bedieneingriff
im Bereich der zweiten Transportspur 312, der öffnungszustand
der zweiten Schutzvorrichtung erlaubt lediglich einen manuellen
Bedieneingriff im Bereich der ersten Transportspur 311.
Demzufolge wird der Bauelementeträger 315a-t bzw. 315a-b bestückungslos
durch den zweiten Bestückbereich 350 hindurch
transportiert, wohingegen der Bauelementeträger 315b-t bzw. 315b-b bestückungslos
durch den ersten Bestückbereich 340 hindurch
transportiert wird. Diese Vorgänge
sind durch die beiden Dreifachpfeilspitzen in dem ersten Bestückbereich 340 und
dem zweiten Bestückbereich 350 dargestellt.
In den anderen Teilbereichen der beiden Bestückbereiche 340 und 350, welche
vor einem manuellen Bedieneingriff geschützt sind, erfolgt eine gewöhnliche
Bestückung
der Bauelementeträger 315a-t und 315a-b bzw.
der Bauelementeträger 315b-t und 315b-b.
-
Es
wird darauf hingewiesen, dass abhängig von dem jeweils erforderlichen
oder gewünschten manuellen
Bedieneingriff auch beliebige Kombinationen der in den 2a, 2b und 3 dargestellten
Bestückmodi
möglich
sind.
-
Es
wird ferner darauf hingewiesen, dass die beiden Bestückbereiche 240, 340 und 250, 350 auch verschiedenen
Bestückautomaten
zugeordnet sein können,
welche mittels der Transportvorrichtung 210, 310 miteinander
verbunden sind. Dabei können
diese Bestückautomaten
auch ein Teil einer längeren Bestücklinie
sein.
-
- 100
- Bestückvorrichtung
- 102
- Chassis
- 103
- Standfüße
- 110
- Transportsystem
- 110a
- Transportschiene
- 115
- Bauelementeträger
- 132
- Stationäre Trägerschiene
- 134
- Portalarm
- 142
- Bestückkopf
- 144
- Haltevorrichtung/Saugreifer
- 146
- elektronisches
Bauelement
- 148
- Bauelement-Kamera
- 160
- Zuführeinrichtung
- 162
- Spulenkörper
- 180
- Steuereinheit
- 185
- Sicherheitseinrichtung
- 190
- Schutzvorrichtung/Haube
- T
- Transportrichtung
- 200
- Bestückvorrichtung
- 210
- Transportsystem
- 211
- Transportspur
- 212
- Transportspur
- 215a/b
- Bauelementeträger
- 240
- erster
Bestückbereich
- 242a/b
- Bestückkopf
- 250
- zweiter
Bestückbereich
- 252a/b
- Bestückkopf
- 260a/b
- Zuführeinrichtung
- 270a/b
- Zuführeinrichtung
- T
- Transportrichtung
- 300
- Bestückvorrichtung
- 310
- Transportsystem
- 311
- Transportspur
- 312
- Transportspur
- 315a-t
- Bauelementeträger Typ
A (Oberseite)
- 315a-b
- Bauelementeträger Typ
A (Unterseite)
- 315b-t
- Bauelementeträger Typ
A (Oberseite)
- 315b-b
- Bauelementeträger Typ
A (Unterseite)
- 340
- erster
Bestückbereich
- 342a/b
- Bestückkopf
- 350
- zweiter
Bestückbereich
- 352a/b
- Bestückkopf
- 360a/b
- Zuführeinrichtung
- 370a/b
- Zuführeinrichtung
- T
- Transportrichtung