DE102010005087A1

DE102010005087A1 - Assembly system for circuit carriers with several placement heads

Info

Publication number: DE102010005087A1
Application number: DE201010005087
Authority: DE
Inventors: Taras Dr. 81373 Dudykevych; Werner Dipl.-Ing. 85609 Gergen; Detlef Dipl.-Ing. 81829 Gerhard
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2010-01-15
Publication date: 2011-07-21
Also published as: WO2011086059A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Bestücksystem für Schaltungsträger (12), welches erfindungsgemäß feststehende Portale (14a, 14b, 14c) aufweist, die jeweils mit Bestückköpfen (15a) ausgestattet sind. Die Bestückköpfe sind in den Portalen in x-Richtung und in y-Richtung (und in der nicht dargestellten z-Richtung) beweglich, so dass trotz der ortsfesten Fixierung der Portale (14a, 14b, 14c) in dem Bestücksystem in den betreffenden Aktionsräumen über eine Länge (l) des Schaltungsträgers (12) eine lückenlose Bestückung möglich ist. Der Schaltungsträger (12) muss dann schrittweise mit einer Schrittweite (l) unter den Portalen hindurchbewegt werden. Die ortsfeste Fixierung der Portale (14a, 14b, 14c) hat den Vorteil, dass geringere Massen beim Bestücken bewegt werden müssen und so vorteilhaft eine Bestückung mit hoher Geschwindigkeit bei gleichzeitig geringerem Energiebedarf des Fertigungssystems realisiert werden kann.The invention relates to an assembly system for circuit carriers (12) which, according to the invention, has fixed portals (14a, 14b, 14c) which are each equipped with assembly heads (15a). The placement heads are movable in the portals in the x-direction and in the y-direction (and in the z-direction, not shown), so that despite the fixed fixing of the portals (14a, 14b, 14c) in the placement system in the relevant action areas a length (l) of the circuit carrier (12) a complete assembly is possible. The circuit carrier (12) must then be moved step-by-step with a step width (l) under the portals. The stationary fixation of the portals (14a, 14b, 14c) has the advantage that smaller masses have to be moved during loading and thus loading can advantageously be carried out at high speed while at the same time the production system requires less energy.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bestücksystem für Schaltungsträger. Dieses weist eine Fördereinrichtung für zu bestückende Schaltungsträger auf, mit der die Schaltungsträger in Richtung einer x-Achse bewegt und positioniert werden können. Die x-Achse ist somit durch die Bewegungsrichtung der Fördereinrichtung durch das Bestücksystem definiert. Außerdem weist das Bestücksystem mehrere Portale auf, wobei jedes Portal einen Bestückkopf aufweist, mit dem zu bestückende Bauelemente einem Teilevorrat entnommen und auf den Schaltungsträgern platziert werden können.The invention relates to a placement system for circuit carrier. This has a conveyor for to be loaded circuit carrier, with which the circuit carrier can be moved and positioned in the direction of an x-axis. The x-axis is thus defined by the direction of movement of the conveyor by the placement system. In addition, the placement system has multiple portals, each portal has a placement, can be removed with the components to be assembled a parts supply and placed on the circuit boards.

Ein Bestücksystem der eingangs genannten Art ist beispielsweise der US 2002/0079192 A1 zu entnehmen. Es ist ein Bestücksystem offenbart, welches eine Fördereinrichtung enthält, die zwei parallel verlaufende Förderlinien aufweist. In diesem Fördersystem können zu bestückende Schaltungsträger durch eine geeignete Mechanik zwischen den beiden Linien hin- und hergeschoben werden. Die Linien der Fördereinrichtung passieren mehrere Portale, die mit Bestückköpfen ausgestattet sind. Mittels der Bestückköpfe können beispielsweise elektronische Bauelemente einem Teilevorrat entnommen und auf den zu bestückenden Schaltungsträgern, vorzugsweise Leiterplatten, platziert werden. Bei dem Bestückprozess selbst bleibt der zu bestückende Schaltungsträger im Bestücksystem ortsfest stehen. Während des Bestückablaufs wird dann das Portal mit dem Bestückkopf zwischen den Teilevorräten (Abholposition) und den Einbauplätzen auf dem Schaltungsträger für die Bauelemente (Bestückposition) bewegt. Dabei muss die gesamte Masse des Portals und des Bestückkopfes von bis zu 50 kg bewegt werden, wobei die Geschwindigkeit bei dieser Bewegung die Bestückgeschwindigkeit des Bestücksystems als Ganzem bestimmt. Daher sollen möglichst schnelle Bewegungen realisiert werden, wodurch hohe Anforderungen an die mechanische Stabilität des Gestells und des Antriebssystems entstehen. Außerdem ist die Leistungsaufnahme des Bestücksystems zur Realisierung kurzer Bestückzeiten vergleichsweise hoch.An assembly system of the type mentioned is, for example, the US 2002/0079192 A1 refer to. There is disclosed a placement system including a conveyor having two parallel conveyor lines. In this conveyor system to be populated circuit carrier can be pushed back and forth by a suitable mechanism between the two lines. The lines of the conveyor pass through several portals, which are equipped with placement heads. By means of the placement heads, for example, electronic components can be removed from a supply of parts and placed on the circuit carriers to be assembled, preferably printed circuit boards. In the placement process itself, the circuit board to be populated remains stationary in the placement system. During the placement sequence, the portal is then moved with the placement head between the parts stocks (pick-up position) and the bays on the circuit board for the components (placement position). The entire mass of the portal and the placement head must be moved up to 50 kg, whereby the speed of this movement determines the placement speed of the placement system as a whole. Therefore, the fastest possible movements should be realized, which creates high demands on the mechanical stability of the frame and the drive system. In addition, the power consumption of the placement system for the realization of short placement times is comparatively high.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Bestücksystem anzugeben, mit dem sich vergleichsweise hohe Bestückgeschwindigkeiten bei gleichzeitig niedrigem Energieverbrauch realisieren lassen.The object of the invention is to provide a placement system with which comparatively high placement speeds can be achieved with simultaneously low energy consumption.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem eingangs genannten Bestücksystem dadurch gelöst, die Portale in dem Bestücksystem in Richtung der x-Achse gesehen nacheinander ortsfest angebracht sind. Die ortsfeste Anbringung ist bezüglich des Bestücksystems als Ganzen gemeint. Das heißt, dass sich die Portale innerhalb des Bestücksystems nicht bewegen lassen. Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die jeweiligen Bestückköpfe in sich jeweils unterhalb des jeweiligen Portals befindenden Aktionsräumen in Richtung der besagten x-Achse und in Richtung der diese zu einem kartesischen Koordinatensystem ergänzenden y-Achse und z-Achse bewegbar sind. Als Aktionsräume sind damit die räumlichen Bereich definiert, innerhalb derer durch Bewegung des Bestückkopfes in den drei Richtungen des Koordinatensystems eine Erreichbarkeit des zu bestückenden Schaltungsträgers ermöglicht wird. Da erfindungsgemäß das Portal ortsfest ist, sind diese Aktionsräume zumindest in x-Richtung mit geringeren Abmessungen ausgestattet, als bei gebräuchlichen Bestücksystemen. Dafür ist vorteilhaft jedoch die Masse des Portals bei den Bestückvorgängen nicht zu bewegen, weswegen vergleichsweise sehr viel geringere Trägheitskräfte bei dem Bestückprozess auftreten. Hierdurch sind vorteilhaft höhere Bestückgeschwindigkeiten durch schnellere Beschleunigungen, Abbremsungen und Geschwindigkeiten der bewegten Massen möglich. Gleichzeitig wird hierbei vorteilhaft ein geringerer Energieverbrauch erreicht.This object is achieved with the placement system mentioned above, the portals are mounted in the placement system in the direction of the x-axis successively fixed. The fixed attachment is meant in terms of the assembly system as a whole. This means that the portals can not be moved within the placement system. It is further provided according to the invention that the respective placement heads are movable in action spaces located in each case below the respective portal in the direction of the said x-axis and in the direction of the y-axis and z-axis complementary to a Cartesian coordinate system. As action spaces are thus defined the spatial area within which accessibility of the circuit board to be equipped is made possible by movement of the placement in the three directions of the coordinate system. Since, according to the invention, the portal is stationary, these action spaces are equipped at least in the x-direction with smaller dimensions than in conventional placement systems. However, it is advantageous for the mass of the portal during the placement operations not to move, so comparatively much lower inertial forces occur in the placement process. As a result, advantageously higher placement speeds by faster acceleration, deceleration and speeds of the moving masses are possible. At the same time a lower energy consumption is advantageously achieved.

Die geringere Beweglichkeit der Bestückköpfe in x-Richtung wird erfindungsgemäß weiterhin dadurch ausgeglichen, dass die Schaltungsträger unterhalb der Portale jeweils schrittweise unter den Portalen hindurchbewegt werden. Die Schrittweite wird dabei so bemessen, dass eine lückenlose Bestückung der Schaltungsträger ermöglicht wird. Die Schrittweite ist damit in erster Linie von den Abmessungen der Aktionsräume in x-Richtung abhängig. Bevorzugt entspricht die Schrittweite der Bewegungsschritte gerade der Ausdehnung der Aktionsräume in x-Richtung oder wird kleiner gewählt. Allerdings ist es bei Abschnitten der Schaltungsträger, die in einem bestimmten Portal nicht bestückt werden müssen, auch möglich, die Schrittweite in Abhängigkeit des Anwendungsfalls weiter zu wählen. Durch das schrittweise Hindurchführen der Schaltungsträger unterhalb des Portals wird auch bei dem im Vergleich zum Stand der Technik verminderten Bewegungsspielraum in x-Richtung des Bestückkopfes eine lückenlose Bestückung der Leiterplatte gewährleistet. Hierbei wird die erforderliche Relativbewegung in x-Richtung zwischen Bestückkopf und Schaltungsträger sozusagen sowohl durch die Fördereinrichtung als auch durch den Bestückkopf gewährleistet.The lower mobility of the placement heads in the x-direction is further compensated according to the invention in that the circuit carriers are moved below the portals in each case stepwise under the portals. The step size is dimensioned so that a complete assembly of the circuit carrier is made possible. The step size is therefore primarily dependent on the dimensions of the action spaces in the x direction. The step size of the movement steps preferably corresponds precisely to the extent of the action spaces in the x direction or is selected to be smaller. However, it is also possible for sections of the circuit board, which need not be equipped in a particular portal, the step size depending on the application to continue to choose. By stepwise passing the circuit carrier below the portal, a complete assembly of the circuit board is ensured even in the reduced in comparison to the prior art movement in the x-direction of the placement. In this case, the required relative movement in the x direction between placement head and circuit carrier is guaranteed, so to speak, both by the conveyor and by the placement.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aktionsräume jeweils benachbarter Bestückköpfe direkt aneinander grenzen. Dies hat den Vorteil, dass die Schaltungsträger zwischen den einzelnen Aktionsräumen kurze Strecken zurücklegen können, d. h. die Schrittweite und damit die realisierten Transportzeiten vorteilhaft auf das geringst mögliche Maß beschränkt werden können. Außerdem können die Portale dann vorteilhaft platzsparend im Bestücksystem angeordnet werden und es besteht keine Kollisionsgefahr zwischen den einzelnen Bestückköpfen, deren Bewegungsfreiheit auf den jeweiligen Aktionsraum beschränkt ist.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the action spaces of each adjacent placement heads directly adjoin one another. This has the advantage that the circuit carriers between the individual action spaces can cover short distances, ie the step size and thus the realized transport times can be advantageously limited to the lowest possible level. In addition, the portals can then advantageous space to be arranged in the placement system and there is no risk of collision between the individual placement heads whose freedom of movement is limited to the respective action space.

Alternativ kann vorteilhaft auch vorgesehen werden, dass die Aktionsräume jeweils benachbarter Bestückköpfe sich im Randbereich überschneiden. Eine Kollisionsgefahr benachbarter Bestückköpfe muss dann durch eine geeignete Steuerung vermieden werden. Dem erhöhten Aufwand der Steuerung steht jedoch vorteilhaft eine höhere Flexibilität des Bestücksystems gegenüber, da auch Schaltungsträger lückenlos bestückt werden können, deren Abmessungen größer als die Schrittweite der Fördereinrichtungen ausfallen. Durch die Überschneidung der Aktionsräume ist es dann auch möglich, Bauelemente auf den Schaltungsträgern zu platzieren, die genau auf den durch die Schrittweite definierten Grenzlinien auf den Schaltungsträgern liegen.Alternatively, it can also advantageously be provided that the action spaces of respectively adjacent placement heads overlap in the edge region. A risk of collision of adjacent placement heads must then be avoided by a suitable control. However, the increased complexity of the control is advantageous compared with a higher flexibility of the placement system, as well as circuit carriers can be filled without gaps, whose dimensions are greater than the pitch of the conveyors. Due to the overlapping of the action spaces, it is then also possible to place components on the circuit carriers which lie exactly on the boundary lines defined by the step width on the circuit carriers.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung wird erhalten, wenn die Aktionsräume in x-Richtung eine einheitliche Länge l oder ein Vielfaches dieser Länge l aufweisen und die Fördereinrichtung mit einer Steuereinrichtung ausgestattet ist, die einen schrittweisen Transport der Schaltungsträger um den Betrag der Länge l erlaubt. Bei der Länge l handelt es sich dann um die durch die Fördereinrichtung realisierte Schrittweite, wobei diese Schrittweite so definiert ist, dass eine lückenlose Bestückung in Portalen mit Aktionsräumen der Länge l möglich ist. Sollten Portale mit einem Vielfachen dieser Länge l in dem Bestücksystem vorhanden sein, so durchläuft der Schaltungsträger diese Portale auch in mehreren Schritten, die genau dem Vielfachen dieser Länge entsprechen. Dies bedeutet, dass in diesen Portalen eine längere Bestückzeit zur Verfügung steht, was beispielsweise von Vorteil ist, wenn in diesen Portalen eine größere Anzahl von Bauelementen bestückt werden muss. Dies hängt in erster Linie vom Design des Schaltungsträgers ab und von den im betreffenden Portal zur Verfügung gestellten Bauelementen ab.A particular embodiment of the invention is obtained when the action spaces in the x-direction have a uniform length l or a multiple of this length l and the conveyor is equipped with a control device which allows a stepwise transport of the circuit carrier by the amount of length l. The length l is then the step width realized by the conveyor, wherein this step size is defined in such a way that complete equipping in portals with action spaces of length l is possible. If portals with a multiple of this length l are present in the placement system, the circuit carrier also passes through these portals in several steps, which correspond exactly to multiples of this length. This means that a longer placement time is available in these portals, which is advantageous, for example, if a larger number of components have to be populated in these portals. This depends primarily on the design of the circuit board and on the provided in the portal concerned components.

Vorteilhaft ist es auch, wenn die Fördereinrichtung eine Befestigungsvorrichtung für die Schaltungsträger aufweist. Dadurch können die Schaltungsträger zuverlässig gehalten werden und verrutschen auch bei höheren Fördergeschwindigkeiten der Fördereinrichtung nicht. Die Lage der Schaltungsträger insbesondere in x-Richtung ist damit klar definiert, wenn die Fördereinrichtung in der definierten Schrittweite diskontinuierlich verfahren wird.It is also advantageous if the conveyor has a fastening device for the circuit carrier. As a result, the circuit carriers can be reliably held and do not slip even at higher conveying speeds of the conveyor. The position of the circuit carrier, in particular in the x direction, is thus clearly defined when the conveyor is moved discontinuously in the defined increment.

Alternativ kann auch vorgesehen werden, dass die Leiterplatten jeweils nur beim Bestücken im Bestücksystem fixiert werden, beispielsweise durch eine geeignete Klemmvorrichtung. In diesem Fall muss die Ist-Position der Leiterplatte innerhalb der verschiedenen Aktionsräume beispielsweise durch ein Kamerasystem ermittelt werden, wobei die so ermittelten Lagedaten an die Steuerung des Bestückkopfes weitergegeben werden.Alternatively, it can also be provided that the printed circuit boards are each fixed only when loading in the placement system, for example by a suitable clamping device. In this case, the actual position of the circuit board within the different action spaces must be determined, for example, by a camera system, wherein the position data determined in this way are passed on to the control of the placement head.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn in Bewegungsrichtung der Schaltungsträger gesehen im Teilevorrat zuerst die kleineren Bauelemente und nachfolgend die größeren Bauelemente zur Verfügung gestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass bei der Bestückung mit den kleineren Bauelementen beim Verfahren des Bestückkopfes die größeren Bauelemente noch nicht berücksichtigt werden müssen, die durch den Bestückkopf nicht beschädigt werden dürfen. Hiermit lassen sich für die kleineren Bauelemente vorteilhaft schnellere Bestückzeiten realisieren.Furthermore, it is advantageous if seen in the direction of movement of the circuit board in the parts supply first the smaller components and subsequently the larger components are provided. This has the advantage that in the assembly of the smaller components in the procedure of the placement head, the larger components need not be considered, which may not be damaged by the placement. This can be realized for the smaller components advantageous faster placement times.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung wird erhalten, wenn in den die Bestückköpfe tragenden Portalen oder in zusätzlichen Portalen Testsysteme, insbesondere ein automatisches optisches Inspektionssystem (AOI) und/oder ein elektrisches Prüfsystem, integriert sind. Hierdurch können vorteilhaft bereits während des Bestückprozesses erforderliche Testprozeduren durchgeführt werden, um frühzeitig eventuelle Qualitätsprobleme durch Nachbearbeitungen zu beheben bzw. Bauteile, deren Fehlfunktionen nicht mehr behoben werden können, aus dem Fertigungsprozess auszusondern, um die Entstehung unnötiger Kosten bei der weiteren Bestückung zu vermeiden.A special embodiment of the invention is obtained if test systems, in particular an automatic optical inspection system (AOI) and / or an electrical test system, are integrated in the portals carrying the placement heads or in additional portals. As a result, test procedures that are already required during the placement process can advantageously be carried out in order to remedy any possible quality problems by reworking or to eliminate components whose malfunctions can no longer be remedied from the production process in order to avoid the creation of unnecessary costs during further assembly.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Bestücksystem modular aufgebaut ist, wobei die Module jeweils durch die einzelnen Portale gebildet sind. Auf diese Weise können mit den Modulen abhängig vom Anwendungsfall verschiedene Bestückungsaufgaben realisiert werden, wobei jeweils nur die erforderlichen Portale zu dem Bestücksystem zusammengefügt werden. Nicht benötigte Portale stehen dann anderen Bestückaufgaben zur Verfügung, so dass die mit den Modulen zusammengestellten Bestücksysteme keine oder nur wenig redundante Funktionen enthalten. Hierdurch kann in Bezug auf die zur Verfügung stehenden Module eine optimale Auslastung bei der Bestückung der Schaltungsträger erreicht werden. Die notwendigen Investitionskosten für die Fertigungsanlage können daher vorteilhaft gering gehalten werden.It is particularly advantageous if the placement system has a modular design, wherein the modules are each formed by the individual portals. In this way, different assembly tasks can be realized with the modules depending on the application, in each case only the necessary portals are assembled to the placement system. Unnecessary portals are then available to other placement tasks so that the assembly systems assembled with the modules contain no or only little redundant functions. In this way, in terms of the available modules an optimal utilization in the assembly of the circuit carrier can be achieved. The necessary investment costs for the manufacturing plant can therefore be kept advantageously low.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind in den einzelnen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen:Further details of the invention are described below with reference to the drawing. Identical or corresponding drawing elements are provided in the individual figures with the same reference numerals and will only be explained several times as far as there are differences between the individual figures. Show it:

1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bestücksystems als Aufsicht von oben und 1 an embodiment of the placement system according to the invention as a top view and

2 ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bestücksystems in einer seitlichen Schnittansicht. 2 another embodiment of the placement system according to the invention in a lateral sectional view.

Ein Bestücksystem gemäß 1 weist eine Fördereinrichtung 11a, 11b in Form von zwei Förderbändern auf. Auf der Fördereinrichtung 11b ist exemplarisch ein Schaltungsträger 12 in Form einer Leiterplatte mit einer Befestigungsvorrichtung 13 gehalten. Der Schaltungsträger 12 kann mittels der Fördereinrichtung 11b in einer Transportrichtung bewegt werden, die als x-Richtung definiert ist (vgl. das in 1 dargestellte x-y-Koordinatensystem, eine z-Richtung dieses Koordinatensystems zeigt aus der Zeichenebene zum Betrachter).An assembly system according to 1 has a conveyor 11a . 11b in the form of two conveyor belts. On the conveyor 11b is an example of a circuit carrier 12 in the form of a printed circuit board with a fastening device 13 held. The circuit carrier 12 can by means of the conveyor 11b be moved in a transport direction, which is defined as the x-direction (see the in 1 shown xy-coordinate system, a z-direction of this coordinate system points from the drawing plane to the viewer).

In x-Richtung gesehen hintereinander angeordnet sind drei Portale 14a, 14b, 14c, wobei der Schaltungsträger 12 unterhalb der Portale 14a, 14b, 14c hindurchgeführt werden kann. Wie bei dem Portal 14a in dem teilweise aufgebrochenen Bereich zu erkennen ist, tragen die Portale 14a, 14b, 14c Bestückköpfe, von denen nur der Bestückkopf 15a zu erkennen ist. Dieser lässt sich, wie den angedeuteten Doppelpfeilen zu entnehmen ist, sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung verfahren, während das Portal 14a (genauso die Portale 14b und 14c) ortsfest im Bestücksystem angeordnet ist. Durch die Bewegungsmöglichkeiten des Bestückkopfes 15a wird ein Aktionsraum 16a definiert, innerhalb dessen Bauelemente auf dem Schaltungsträger 12 platziert werden können. Der Aktionsraum erstreckt sich genau unterhalb des Portales 14a und ist (im Unterschied zu 2, dazu im Folgenden mehr) genau durch die Länge und Breite des Portals definiert.As seen in the x-direction, three portals are arranged one behind the other 14a . 14b . 14c , wherein the circuit carrier 12 below the portals 14a . 14b . 14c can be passed. As with the portal 14a can be seen in the partially broken area, carry the portals 14a . 14b . 14c Placement heads, of which only the placement head 15a can be seen. This can, as can be seen from the indicated double arrows, both in the x-direction and in the y-direction process, while the portal 14a (as are the portals 14b and 14c ) is arranged stationarily in the placement system. Due to the possibilities of movement of the placement head 15a becomes an action space 16a defined within which components on the circuit carrier 12 can be placed. The action space extends just below the portal 14a and is (unlike 2 , more on that in the following) exactly defined by the length and width of the portal.

Beidseitig der Portale 14a, 14b, 14c sind Teilevorräte 17a, 17b und 17c angeordnet, die aus einzelnen Teilförderern 18 bestehen. Über die Teileförderer 18 wird den Portalen das jeweils benötigte Spektrum unterschiedlicher Bauteile zur Verfügung gestellt, die durch die jeweiligen Bestückköpfe 15a (sowie den nicht dargestellten weiteren Bestückköpfen der Portale 14b und 14c) aufgenommen und auf dem Schaltungsträger 12 platziert werden.On both sides of the portals 14a . 14b . 14c are parts stocks 17a . 17b and 17c arranged, consisting of individual sub-conveyors 18 consist. About the parts conveyor 18 the portals the required spectrum of different components is provided by the respective placement heads 15a (And the other placement heads of the portals, not shown 14b and 14c ) and on the circuit carrier 12 to be placed.

Der Schaltungsträger 12 weist eine größere Länge a auf, als die mögliche Bestücklänge l, die sich aus der Breite der Portale 14a, 14b, 14c ergibt und damit auch die Dimensionen des Aktionsraumes 16a (und die Aktionsräume der weiteren Portale 14d und 14c) bestimmt. Daher muss der Schaltungsträger in mehreren Schritten mit einer Schrittweite, die höchstens l entspricht, unter den Portalen 14a, 14b, 14c hindurchgeführt werden, um die Möglichkeit einer lückenlosen Bestückung der Oberfläche des Schaltungsträgers zu gewährleisten.The circuit carrier 12 has a greater length a, as the possible placement length l, resulting from the width of the portals 14a . 14b . 14c results and thus also the dimensions of the action space 16a (and the action spaces of the other portals 14d and 14c ) certainly. Therefore, the circuit carrier must in several steps with a step size equal to at most l, under the portals 14a . 14b . 14c be passed through to ensure the possibility of complete placement of the surface of the circuit substrate.

Das Portal 14c ist ebenfalls teilweise aufgebrochen dargestellt. Zu erkennen ist, dass in dem Portal 14c neben dem nicht dargestellten Bestückkopf auch ein automatisches optisches Inspektionssystem (AOI) 19 vorgesehen ist. Dieses kann ebenfalls in x-Richtung und y-Richtung verfahrbar ausgeführt sein oder ortsfest in dem Portal 14c angebracht sein und ermöglicht die optische Inspektion der Leiterplatte.The portal 14c is also shown partially broken. It can be seen that in the portal 14c in addition to the placement head, not shown, also an automatic optical inspection system (AOI) 19 is provided. This can also be carried out in the x-direction and y-direction movable or fixed in the portal 14c be attached and allows the optical inspection of the circuit board.

In 2 ist ein ähnliches Bestücksystem wie in 1 dargestellt, wobei sich bestimmte Unterschiede ergeben. Als Ansicht wurde eine Seitenansicht gewählt, wobei die Portale in der Mitte durchgeschnitten sind und insofern der Blick auf die Fördereinrichtung 11a freigegeben wird. Zu erkennen ist die x-Richtung und die z-Richtung im angedeuteten Koordinatensystem, wobei die y-Richtung in Blickrichtung des Betrachters liegt. In den Portalen 14a, 14b und 14d sind Schienensysteme 20a, 20b und 20d angebracht, wobei die Schienen jeweils in x-Richtung und y-Richtung ausgerichtet sind und daher ein Verfahren der Bestückköpfe 15a und 15b sowie eines Messnadelsystems zur elektrischen Prüfung der Kontakte 21 innerhalb der jeweiligen Aktionsräume, von denen nur die Aktionsräume 16a mit einer strichpunktierten Linie und 16b mit einer strich-doppelpunktierten Linie dargestellt sind, erlaubt. Hierbei fällt auf, dass sich anders, als in 1 dargestellt, die Aktionsräume 16a, 16b räumlich überschneiden. Durch eine geeignete Ansteuerung der Bestückköpfe 15a, 15b kann eine Kollision zwischen diesen verhindert werden. Allerdings können die Greifer 22a, 22b, die jeweils an in z-Richtung beweglichen Teleskoparmen 23a, 23b angebracht sind, die Leiterplatte lückenlos bestücken, wenn diese in einer Schrittweite um das Längenmaß l versetzt wird. Beispielhaft ist ein Bauelement 24 dargestellt, welches genau auf der Grenzlinie 14g zwischen den Portalen 14a, 14b liegt und ohne einen Überschneidungsbereich der Aktionsräume 16a, 16b bei der Breite der Portale 14a, 14b entsprechenden Schrittweite l nicht bestückt werden könnte. Die Leiterplatte selbst weist eine Länge auf, die etwas mehr als das Doppelte von l beträgt. Dennoch kann durch die Überschneidung der Aktionsräume 16a, 16b eine Bestückung des Schaltungsträgers 12 in zwei Schritten erfolgen.In 2 is a similar placement system as in 1 shown, with certain differences arise. As a view, a side view was selected, with the portals are cut through in the middle and thus the view of the conveyor 11a is released. Evident is the x-direction and the z-direction in the indicated coordinate system, the y-direction is in the direction of the observer. In the portals 14a . 14b and 14d are rail systems 20a . 20b and 20d mounted, wherein the rails are respectively aligned in the x-direction and y-direction and therefore a method of placement heads 15a and 15b and a measuring needle system for electrical testing of the contacts 21 within the respective action spaces, of which only the action spaces 16a with a dash-dotted line and 16b with a dash-double-dotted line are allowed. Here it is striking that things are different than in 1 represented, the action spaces 16a . 16b spatially overlap. By a suitable control of the placement heads 15a . 15b a collision between these can be prevented. However, the grippers can 22a . 22b , each on z-direction movable telescopic arms 23a . 23b are fitted, the circuit board fill without gaps, if this is offset in a step size by the length dimension l. An example is a component 24 shown, which is exactly on the borderline 14g between the portals 14a . 14b lies and without an overlap area of the action spaces 16a . 16b at the width of the portals 14a . 14b corresponding step size l could not be populated. The printed circuit board itself has a length which is slightly more than twice the length of l. Nevertheless, by overlapping the action spaces 16a . 16b an assembly of the circuit substrate 12 done in two steps.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2002/0079192 A1 [0002]

Claims

Assembly system for circuit carriers, comprising • a conveyor ( 11a . 11b ) for circuit carriers to be equipped, with which the circuit carriers can be moved and positioned in the direction of an x-axis, • multiple portals ( 14a . 14b . 14c ), each portal having a placement head ( 15a . 15b ), with the components to be assembled can be taken from a parts supply and placed on the circuit carriers, characterized in that • the portals ( 14a . 14b . 14c ) are mounted in the placement system in the direction of the x-axis, one after the other, stationary in position, and the respective placement heads ( 15a . 15b ) in action spaces located below the respective portal ( 16a . 16b ) are movable in the direction of said x-axis and in the direction of the y-axis and z-axis complementary thereto to a Cartesian coordinate system.

Assembly system according to claim 1, characterized in that the action spaces ( 16a . 16b ) of respectively adjacent placement heads ( 15a . 15b ) border directly on each other.

Assembly system according to claim 1, characterized in that the action spaces ( 16a . 16b ) of respectively adjacent placement heads ( 15a . 15b ) overlap in the border area.

Placement system according to one of the preceding claims, characterized in that • the action spaces in the x-direction have a uniform length l or a multiple of this length l and • the conveying device ( 11a . 11b ) is equipped with a control unit that allows a stepwise transport of the circuit carrier by the amount of length l.

Assembly system according to one of the preceding claims, characterized in that the conveyor ( 11a . 11b ) a fastening device ( 13 ) has for the circuit carrier.

Assembly system according to one of the preceding claims, characterized in that seen in the direction of movement of the circuit board in the parts supply first the smaller components and subsequently the larger components available.

Assembly system according to one of the preceding claims, characterized in that each portal has a part of the portal independent of the other parts inventory.

Placement system according to one of the preceding claims, characterized in that in the the placement heads ( 15a . 15b ) carrying portals ( 14a . 14b . 14c ) or in additional portals ( 14d ) Test systems, in particular an automatic optical inspection system and / or an electrical test system are integrated.

Assembly system according to one of the preceding claims, characterized in that it has a modular construction, wherein the modules are each formed by the individual portals.