DE102013219473B4 - Vorrichtung zum Transportieren von Bauelementen und Bauelement-Zuführvorrichtung zum Bereitstellen von Bauelementen in einem Bereitstellungsbereich - Google Patents

Abstract

Vorrichtung (150) zum Transportieren von Bauelementen (495) bei Vibration von einem Magazin (190), welches die Bauelemente (495) in Form von Schüttgut enthält, in einen Bereitstellungsbereich (162) der Vorrichtung (150), die Vorrichtung (150) aufweisend
eine Aufnahmeeinrichtung (152) für das Magazin,
eine Kanalanordnung (154), welche sich zwischen der Aufnahmeeinrichtung (152) und dem Bereitstellungsbereich (162) erstreckt und welche mechanisch mit einer Vibrationseinrichtung (112) koppelbar ist, und
ein Verschlusselement (256), welches in der Kanalanordnung (154) angeordnet ist und welches zwischen einer geöffneten Position und einer verschlossenen Position bewegbar ist, wobei
in der verschlossenen Position des Verschlusselements (256) die Kanalanordnung (154) verschlossen ist, um weitere Bauelemente (495) daran zu hindern, von der Aufnahmeeinrichtung (152) zu dem Bereitstellungsbereich (162) transportiert zu werden,
in der geöffneten Position des Verschlusselements (256) die Kanalanordnung (154) frei ist, um es weiteren Bauelementen (495) zu erlauben, von der Aufnahmeeinrichtung (152) zu dem Bereitstellungsbereich (162) transportiert zu werden, und
die Kanalanordnung (154) zum räumlichen Verteilen der Bauelemente (495) in dem Bereitstellungsbereich (162) ausgebildet ist.

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft den Transport von elektronischen Bauelementen mittels Vibration. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Transportieren von Bauelementen mittels Vibration von einem Magazin, welches die Bauelemente in Form von Schüttgut enthält, in einen Bereitstellungsbereich. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Bauelement-Zuführvorrichtung zum Bereitstellen von vereinzelten Bauelementen und insbesondere zum Bereitstellen von vereinzelten elektronischen Bauelementen zum Zwecke der automatischen Bestückung von Bauelementeträgern in einem Bestückungsautomaten.
• Hintergrund der Erfindung
• Bei der maschinellen Bestückung von Bauelementeträgern mit (elektronischen) Bauelementen werden die zu verarbeitenden Bauelemente einem Bestückungsprozess zugeführt, welcher typischerweise in einem Bestückungsautomaten durchgeführt wird. Die Zuführung der Bauelemente erfolgt dabei üblicherweise derart, dass diese eine genau definierte räumliche Orientierung haben, um dann aus einer definierten Zuführ- oder Abholposition schnell und zuverlässig von einem Bestückkopf des Bestückungsautomaten abgeholt und in einer vorgegebenen räumlichen Lage und Orientierung auf dem betreffenden Bauelementeträger aufgesetzt werden zu können.
• Um eine zuverlässige Zuführung oder Bereitstellung von Bauelementen zu gewährleisten, werden die Bauelemente in der Regel in sog. Bauelementegurte verpackt. Diese Gurte werden dann mittels einer speziellen Bauelement-Zuführeinrichtung schrittweise an den Bestückautomaten herangeführt, so dass die in dem Bauelementegurt befindlichen Bauelemente sequentiell und in einer definierten räumlichen Lage in die Zuführ- oder Abholposition gefördert werden. Das Verpacken von Bauelementen in derartige Bauelementegurte ist allerdings aufwendig und auch teuer. Ferner muss das Gurtmaterial nach einer Entnahme der Bauelemente als Abfall entsorgt werden.
• Um ein aufwendiges Verpacken und die o.g. Abfallproblematik zu vermeiden, ist es bekannt, sog. Vibrationsförderer einzusetzen, welche die zu verarbeitenden Bauelemente in Form von Schüttgut vereinzeln und transportieren können. Allerdings ist ein erheblicher insbesondere mechanischer Aufwand notwendig, um die Bauelemente nicht nur zu vereinzeln sondern auch in eine vorgegebene räumliche Lage und Orientierung zu bringen. Um dies zu erreichen, werden Vibrationsförderer in der Regel so gebaut, dass über mechanische Führungseinrichtungen, welche häufig auch als mechanische „Schikanen“ bezeichnet werden, und zum Teil über eine einfache Sensorik wie z.B. Lichtschranken die Orientierung der Bauelemente so sortiert wird, dass nur „verwendbare Bauelemente“ insbesondere über eine Schiene oder einen Kanal in die Zuführ- oder Abholposition geführt werden. Wegen der durch Herstellprozesse vorhandenen Toleranzen der Bauelemente ist aber eine kontinuierliche Zuführung in der Praxis nicht dauernd gewährleistet und bei schnellen Bestückautomaten und längeren Wegstrecken in der Zuführung können die Bauelemente häufig nicht so schnell nachgeliefert werden, wie es für einen kontinuierlichen Bestückungsbetrieb erforderlich wäre.
• Aus dem Dokument WO 2010/089290 A1 ist ein Vibrationsförderer bekannt, mittels welchem Bauelemente durch Überlagerungen von Schwingungen in drei verschiedenen Raumrichtungen (ohne mechanische Schikanen) so gezielt bewegt werden können, dass Sie zuverlässig vereinzelt und in ein definiertes Abholgebiet auf einer vorgegebenen Bereitstellungsfläche transferiert werden, von welcher das Abholen mittels eines Bestückkopfes eines Bestückungsautomaten einfach möglich ist. Bei diesem bekannten Vibrationsförderer ist jedoch die Zuführ- oder Abholposition nicht für jedes Bauelement genau definiert. Daher müssen in dem Abholgebiet auf der vorgegebenen Fläche bereitgestellte Bauelemente vor der Aufnahme mittels eines Bestückkopfes eines Bestückungsautomaten von einer speziellen Kamera optisch erfasst und deren genaue räumliche Lage durch eine der Kamera nachgeschaltete Datenverarbeitungseinheit ausgewertet werden. Dies kann dadurch erfolgen, dass relativ zu dem Abholbereich eine Kamera positioniert wird, welche entweder direkt oder über einen Spiegel umgelenkt von oben auf den Abholbereich blickt. Durch die bekannte Position der Kamera lässt sich dann der Ort eines von der Kamera erfassten Bauelements bestimmen.
• US 2002/0 000 360 A1 offenbart eine Zuführeinrichtung für elektronische Bauelemente. Mit der Zuführeinrichtung können Bauelemente, die ursprünglich in einem Speicher in Form von Schüttgut enthalten sind, entlang eines Transportpfades zu einem Präsentationsbereich transportiert werden. Eine Antriebskraft für die entsprechende Bewegung der Bauelemente kann durch eine oszillierende Bewegung des Transportpfades in Verbindung mit der Gewichtskraft erzeugt werden. Ferner kann ein Luftstrom dazu verwendet werden, um die Bauelemente anzutreiben. Außerdem können die elektronischen Bauelemente EC entlang des Transportpfades mittels einer asymmetrischen Vibrationsbewegung angetrieben werden, wobei eine Rückwärtsbewegung einer Unterstützungsplatte schneller erfolgt als eine Vorwärtsbewegung der Unterstützungsbauteil. Die elektronischen Bauelemente werden entlang des Transportpfades in einer ausgerichteten Weise transportiert. Dies bedeutet, dass entlang des Transportpfades die Bauelemente eines nach dem anderen entlang einer einzigen Reihe aufgereiht sind.
• JP H08-130 391 A1 offenbart eine Zuführeinrichtung zum Zuführen von elektronischen Bauelementen in Form von Schüttgut. Die Bauelemente befinden sich innerhalb eines Bauelement-Behälters, welcher lösbar an die Zuführeinrichtung montiert werden kann.
• US 2002/0 031 426 A1 offenbart eine Zuführeinrichtung zum Transportieren von elektronischen Bauelementen zu einer Abholposition, von welcher die Bauelemente von einem Bestückkopf aufgenommen werden können. Die Zuführeinrichtung weist auf (a) eine Führungsrille zum Aneinanderreihen der Bauelemente eines nach dem andern in einer einzigen Reihe und zum Führen der Bauelemente zu der Abholposition, welche sich an einem Austrittmechanismus befindet, (b) ein Transportbauteil, welches an einer Basis der Führungsrille bereitgestellt ist und welches die Bauelemente in einer Vorwärtsrichtung transportiert, indem es sich selbst nach vorne und nach hinten entlang der Führungsrille bewegt, und (c) ein Antriebsmittel zum reziproken Antreiben des Transportbauteils in der Vorwärtsrichtung und in einer Rückwärtsrichtung. Die Zuführeinrichtung weist ferner (d) einen Shutter zum Öffnen und Verschließen der Führungsrille auf, um so den Raum oberhalb der Abholposition abzudecken um ein Herausfallen des entsprechenden Bauelements zu verhindern.
• US 2006/0 070 848 A1 offenbart eine Bauelement-Zuführeinrichtung, bei der die Bauelemente in einer Reihe, d.h. eines nach dem andern, in Richtung einer Abholposition transportiert werden, von welcher die Bauelemente von einem Bestückkopf aufgenommen werden können. Die Bauelemente werden entlang einer Steigung nach oben mittels einer Luftströmung transportiert. Eine Bauelement-Entnahmeeinheit, welche die Abholposition einschließt, weist unter anderem zwei Shutter, eine Shutter-Abdeckung und eine transparente Abdeckung auf.
• US 2003/0 057 229 A1 offenbart eine Zuführeinrichtung zum Fördern von elektronischen Bauelementen hin zu einer Abholposition, so dass sie von einem Bauelement-Haltekopf mittels Unterdruck aufgenommen werden können. Dabei wird ein Endlos-Förderband zum Fördern der elektronischen Bauelemente verwendet. Ein elektronisches Bauelement, welches zu der Abholposition gefördert wurde, wird mittels einer Bildaufnahmevorrichtung optisch erfasst, welche unterhalb des elektronischen Bauelements 350 angeordnet ist.
• Bekannte Vibrationsförderer für aus Schüttgut zugeführte elektronische Bauelemente haben den Nachteil, dass diejenigen Bauelemente, die aus einem Schüttgut-Magazin entnommen worden sind und die auf einer Förderstrecke mittels Vibration in einen Bereitstellungs- oder Abholbereich transportiert werden sollen, bei einer Unterbrechung der Bestückung entsorgt werden müssen. Eine solche Unterbrechung kann beispielsweise dann erforderlich sein, wenn ein Wechsel des zu bestückenden Bauelementeträgers bzw. des zu produzierenden Elektronikprodukts vorgenommen wird und der betreffende Typ von Bauelement (zumindest vorübergehend) nicht mehr gebraucht wird. Zum Vermeiden einer derartigen Entsorgung von Bauelementen wäre es im Prinzip denkbar, die bereits auf der Förderstrecke befindlichen Bauelemente in das Schüttgut-Magazin zurück zu sortieren. Ein solches Zurücksortieren ist jedoch aufgrund der typischerweise sehr kleinen Größe der Bauelemente und insbesondere aufgrund der Gefahr eines ungewollten Vermischens von verschiedenen Typen von Bauelementen nicht sinnvoll und wird daher in der Praxis nicht vorgenommen.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige Bereitstellung von aus Schüttgut vereinzelten Bauelementen zu ermöglichen, wobei bei einem Wechsel von Bauelementen die Anzahl an Bauelementen, die entsorgt werden muss, im Vergleich zu bekannten Vibrationsförderern reduziert ist.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
• Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird beschrieben eine Vorrichtung zum Transportieren von Bauelementen bei Vibration von einem Magazin, welches die Bauelemente in Form von Schüttgut enthält, in einen Bereitstellungsbereich der Vorrichtung. Die beschriebene Vorrichtung weist auf (a) eine Aufnahmeeinrichtung für das Magazin, (b) eine Kanalanordnung, welche sich zwischen der Aufnahmeeinrichtung und dem Bereitstellungsbereich erstreckt und welche mechanisch mit einer Vibrationseinrichtung koppelbar ist, und (c) ein Verschlusselement, welches in der Kanalanordnung angeordnet ist und welches zwischen einer geöffneten Position und einer verschlossenen Position bewegbar ist, wobei in der verschlossenen Position des Verschlusselements die Kanalanordnung verschlossen ist, um weitere Bauelemente daran zu hindern, von der Aufnahmeeinrichtung zu dem Bereitstellungsbereich transportiert zu werden, in der geöffneten Position des Verschlusselements die Kanalanordnung frei bzw. geöffnet ist, um es weiteren Bauelementen zu erlauben, von der Aufnahmeeinrichtung zu dem Bereitstellungsbereich transportiert zu werden, und die Kanalanordnung zum räumlichen Verteilen der Bauelemente in dem Bereitstellungsbereich ausgebildet ist.
• Der beschriebenen Vorrichtung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Bauelemente über die vibrationsfähige Kanalanordnung über einen vergleichsweise langen Weg transportiert werden können, so dass ein vorgegebener Abstand zwischen dem Magazin und dem Bereitstellungsbereich überbrückbar ist. Da abhängig von der Länge der Kanalanordnung die Kanalanordnung zusätzlich zu dem Magazin ein Reservoir für Bauelemente darstellt, ist erfindungsgemäß ein Verschlusselement vorgesehen, welches ein Verschließen der Kanalanordnung erlaubt. Dies wiederum schafft die Möglichkeit, dass dann, wenn ein bestimmter Typ von Bauelement, welcher mit der beschriebenen Vorrichtung zu dem Bereitstellungsbereich transportiert wird, für eine Bestückung von Bauelementeträgern nicht mehr gebraucht wird, die gesamte Vorrichtung bevorzugt zusammen mit dem zumindest teilweise entleerten Magazin von einer die Vibrationseinrichtung aufweisenden Bauelement-Zuführeinrichtung zu entfernen und beispielsweise in einem Lager zwischenzulagern, bis zu einem späteren Zeitpunkt dieser Typ von Bauelement wieder gebraucht wird.
• Das beschriebene Verschlusselement sorgt erfindungsgemäß dafür, dass, sofern sich das Verschlusselement in der verschlossenen Position oder Schließposition befindet, keine Bauelemente aus der Kanalanordnung herausfallen oder andere Bauelemente oder Schmutzpartikel in die Kanalanordnung eindringen können. Damit ist eine längerfristige Lagerung der beschriebenen Vorrichtung beispielsweise in einem Lager möglich, ohne dass zu befürchten wäre, dass das aus der Kanalanordnung und ggf. dem Magazin bestehende Reservoir mit Bauelementen eines anderen Typs und/oder mit Schmutz kontaminiert wird.
• Die Länge der Kanalanordnung kann so gewählt werden, dass ein vorgegebener räumlicher Abstand zwischen (a) der Aufnahmeeinrichtung bzw. dem Magazin und (b) dem Bereitstellungsbereich überbrückt werden kann. Damit kann die beschriebene Vorrichtung bei einer Bauelement-Zuführvorrichtung verwendet werden, welche Bauelemente mittels Vibration dem Bereitstellungsbereich zuführt werden, damit sie von dort mittels eines Bestückkopfes zum Zwecke der automatischen Bestückung eines Bauelementeträgers verwendet werden können. Dabei kann diese Bauelement-Zuführvorrichtung gleiche oder zumindest ähnliche räumliche Abmessungen aufweisen wie eine bekannte Bauelement-Zuführvorrichtung, welche in Gurten verpackte Bauelemente an eine Abholposition zuführt, von der sie ebenfalls mittels eines Bestückkopfes zum Zwecke der automatischen Bestückung eines Bauelementeträgers abgeholt werden können.
• Eine vergleichsweise lange vibrationsfähige Kanalanordnung hat zudem den Vorteil, dass die Bauelemente durch den Vibrationsvorgang, welcher dann naturgemäß entlang einer längeren Vibrationsstrecke erfolgt, räumlich gut verteilt werden können. Die Kanalanordnung kann beispielsweise eine Länge im Bereich von 20 cm bis 60 cm und insbesondere im Bereich von 40 cm bis 50 cm haben. Dadurch können außerdem Bauteile im laufenden Betrieb ohne Öffnen der Maschinenabdeckung nachgefüllt und in den Abholbereich transportiert werden.
• Die gesamte Vorrichtung kann als entnehmbare Einheit ausgebildet sein, welche im gefülltem, im teilweise entleerten oder im vollständig entleerten Zustand in ein Lager zum Zwecke der späteren Wiederverwendung zurückgelegt werden kann.
• Unter dem Begriff „Bauelement“ können in diesem Dokument alle bestückungsfähigen Elemente verstanden werden, welche auf einem Bauelementeträger platziert werden können. Bauelemente können insbesondere zwei- oder mehrpolige SMT-Bauelemente oder andere hochintegrierte flächige Bauelemente wie beispielsweise Ball Grid Arrays, Bare Dies und Flip Chips sein. Ferner kann der Begriff „Bauelement“ auch mechanische Elemente wie beispielsweise Anschlussstifte, Stecker, Buchsen oder dergleichen oder optoelektronische Bauelemente wie beispielsweise Leuchtdioden oder Photodioden umfassen. Außerdem kann der Begriff „Bauelement“ auch sog. RFID-Chips umfassen, welche für sog. Transponder verwendet werden.
• Unter dem Begriff „Bauelementeträger“ können in diesem Dokument jede Art von bestückungsfähigen Substraten, insbesondere Leiterplatten, verstanden werden. Ein Bauelementeträger kann starr oder auch flexibel sein. Ein Bauelementeträger kann auch sowohl starre als auch flexible Bereiche aufweisen.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Bereitstellungsbereich ein Teil der Oberseite eines Bereitstellungselementes, welches eine Platte ist, die eine plane Oberseite aufweist.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Verschlusselement entlang der Kanalanordnung angeordnet. Das Verschlusselement kann auch in der Kanalanordnung angeordnet sein. Das Verschlusselement kann durch Drehen, Schieben, oder einer Kombination aus beiden Bewegungen ganz oder teilweise die Kanalanordnung verschließen. Im Falle einer drehbaren Lagerung kann mittels einer einfachen Drehung des Verschlusselements dieses von seiner geöffneten Position oder Öffnungsposition in seine verschlossenen Position oder Schließposition und in beliebige Zwischenpositionen und umgekehrt bewegt werden. Die Zwischenpositionen können vorteilhaft zum Dosieren der Bauteile verwendet werden.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Kanalanordnung eine erste Öffnung an einem der Aufnahmeeinrichtung zugewandten ersten Ende und eine zweite Öffnung an einem dem Bereitstellungsbereich zugewandten zweiten Ende auf. Dabei kann die Kanalanordnung lediglich an dem ersten Ende und an dem zweiten Ende geöffnet sein. Dies kann bedeuten, dass die Kanalanordnung einen unten, oben und zu beiden Seiten geschlossenen Kanal aufweist. Die Kanalanordnung kann demzufolge auch als ein Tunnel bezeichnet werden.
• Die Ausbildung der Kanalanordnung als Tunnel hat den Vorteil, dass die Bauelemente entlang ihrer Transport- bzw. Vibrationsstrecke vor äußeren Einflüssen wie insbesondere Schmutz geschützt sind. Ferner ist ein unerwünschtes Herausspringen von Bauelementen, beispielsweise aufgrund der mechanischen Vibration nicht möglich.
• Die Kanalanordnung kann aus einem beliebigen Material gefertigt werden, welches lediglich mechanisch so fest sein sollte, dass Vibrationen oder Rüttelbewegungen, welche von der Vibrationseinrichtung erzeugt werden, an die Bodenfläche der Kanalanordnung weitergegeben werden, auf der sich die elektronischen Bauelemente befinden um transportiert zu werden.
• Das Material, aus welchem die Kanalanordnung hergestellt ist, kann beispielsweise Aluminium sein. Aluminium weist nämlich insbesondere die folgenden vorteilhaften Eigenschaften auf: (A) Es hat die vorstehend beschriebene geforderte Festigkeit. (B) Es ist trotz seiner Festigkeit relativ leicht. (C) Es ist relativ einfach zu bearbeiten. (D) Es ist nicht magnetisch, so dass versehentlich magnetisierte Bauelemente nicht an der Innenwand und insbesondere nicht an der Bodenfläche der Kanalanordnung magnetisch anhaften können. (E) Aluminium ist vergleichsweise preisgünstig.
• Es wird darauf hingewiesen, dass die Kanalanordnung selbstverständlich auch aus jedem anderen geeigneten Material hergestellt sein kann, welches insbesondere die Eigenschaft haben sollte, das die mittels Vibration transportierten Bauelemente an diesem Material nicht anhaften.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Aufnahmeeinrichtung eine Einfülleinrichtung auf, welche die Bauelemente aus dem Magazin in die Kanalanordnung transferiert. Dabei kann der Transfer der Bauelemente insbesondere durch ein einfaches Herunterfallen der Bauelemente in die Kanalanordnung erfolgen.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Vorrichtung ferner ein Identifikationselement auf, welches die Vorrichtung in eindeutiger Weise im Vergleich zu anderen Vorrichtungen desselben Typs identifiziert. Das Identifikationselement, welches beispielsweise an der Kanalanordnung angebracht sein kann, kann als Strichcode, als 2D-Code oder als RFID-Chip ausgebildet sein.
• Das Identifikationselement kann in einer Datenbank mit einem bestimmten Typ von Bauelement oder mit einer bestimmten Charge von einem bestimmten Typ von Bauelement verknüpft sein. Somit ist unter Zuhilfenahme der Datenbank jederzeit die aktuelle Befüllung der Vorrichtung ermittelbar. Es ist auch möglich, mit dem Identifikationselement den aktuellen Füllstand an Bauelementen zu verknüpfen. In diesem Fall kann eine Bedienperson rechtzeitig, d.h. bevor die Bauelemente vollständig verbraucht sind, darauf hingewiesen werden, dass das in der Aufnahmeeinrichtung befindliche Magazin gegen ein neues Magazin mit Bauelementen ausgetauscht werden muss. Ebenfalls kann bei einer grundsätzlichen Wiederverwendung der beschriebenen Vorrichtung anhand des Füllstandes entschieden werden, ob und an welcher Stelle eines Bestückungsautomaten oder einer Bestückungslinie eine Wiederverwendung der beschriebenen Vorrichtung sinnvoll ist.
• Es wird darauf hingewiesen, dass im Falle der Verwendung eines RFID-Chips nicht einmal zwingend die Verwendung einer Datenbank erforderlich ist. Die Daten betreffend Bauelement und/oder Füllstand können vielmehr direkt in einen Speicher des RFID-Chips hinterlegt werden.
• Anschaulich ausgedrückt ermöglicht die beschriebene Verwendung eines Identifikationselements eine leichte Identifikation der in der Vorrichtung befindlichen Bauelemente. Dadurch kann, wenn für mehrere Bauelement-Zuführvorrichtungen, die einem Bestückungsautomaten oder einer Bestückungslinie mit mehrere Bestückungsautomaten zugeordnet sind, mehrere der in diesem Dokument beschriebene Vorrichtungen verwendet werden, ein versehentliches Vertauschen von zwei oder mehr Vorrichtungen untereinander auf einfache Weise vermieden werden, wenn in bekannter Weise, beispielsweise mittels eines Handscanners, die verschiedenen Identifikationselemente bei der Rüstung eines Bestückungsautomaten erfasst und entsprechend berücksichtigt werden.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Vorrichtung ferner ein bewegliches Abdeckelement auf, welches oberhalb des Bereitstellungsbereiches angeordnet ist und welches zwischen einer geöffneten Position (Öffnungsposition) und einer verschlossenen Position (Schließposition) bewegbar ist. Dabei ist in der Öffnungsposition ein Zugriff von oben auf die in den Bereitstellungsbereich geförderten Bauelemente möglich. In der Schließposition ist ein solcher Zugriff durch das Abdeckelement verhindert.
• Durch das beschriebene bewegliche Abdeckelement, welches auch als Shutter bezeichnet werden kann, kann auf einfache und effektive Weise verhindert werden, dass Bauelemente oder Verschmutzungspartikel auf oder in den Bereitstellungsbereich fallen oder eindringen. Ebenso kann verhindert werden, dass Bauelemente aus dem Bereitstellungsbereich, beispielsweise infolge der Vibration der Kanalanordnung, heraus springen.
• Die Bewegung des beweglichen Abdeckelements kann bevorzugt mit dem Betrieb eines Bestückkopfes synchronisiert werden, so dass sich das bewegliche Abdeckelement nur dann für kurze Zeit in der Öffnungsposition befindet, wenn mittels des Bestückkopfes ein oder mehrere Bauelemente von dem Bereitstellungsbereich abgeholt werden sollen.
• Bevorzugt führt das bewegliche Abdeckelement zum Bewegen von der Schließposition in die Öffnungsposition oder umgekehrt von der Öffnungsposition zu der Schließposition lediglich eine mechanisch einfache Verschiebebewegung aus. Diese Verschiebebewegung erfolgt bevorzugt entlang einer Längsrichtung der beschriebenen Vorrichtung bzw. insbesondere der beschriebenen Kanalanordnung. Dadurch haben die beschriebene Vorrichtung und eine Bauelement-Zuführvorrichtung, an welche die beschriebene Vorrichtung angekoppelt wird, hinsichtlich ihrer Breite nur einen geringen Platzbedarf. Eine derartige Bauelement-Zuführvorrichtung kann dann auf vorteilhafte Weise an bekannte Bestückungsautomaten anstelle von einem oder ggf. von zwei herkömmlichen Bauelementgurt Zuführmodulen angekoppelt werden.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Vorrichtung ferner eine mechanische Kopplungseinrichtung auf, mittels welcher eine Bewegung des Verschlusselements und eine Bewegung des Abdeckelements mechanisch miteinander gekoppelt sind.
• Die mechanische Kopplungseinrichtung kann ein einfacher Mechanismus sein, welcher beispielsweise ein oder mehrere Zahnräder, einen Antriebsriemen, eine Betätigungsstange und/oder ein beliebiges anderes mechanisches Kopplungselement aufweist.
• Die beschriebene mechanische Kopplung zwischen den Bewegungen von Verschlusselement und Abdeckelement hat den Vorteil, dass beide Elemente mittels eines gemeinsamen Antriebs, beispielsweise mittels eines Stellgliedes, betätigt werden können. Ein derartiger Antrieb kann insbesondere einer Bauelement-Zuführvorrichtung zugeordnet sein, an welche die beschriebene Vorrichtung im Betrieb angekoppelt ist.
• Es wird darauf hingewiesen, dass die beschriebene Vorrichtung zum Transportieren von Bauelementen mittels Vibration von einem Magazin in einen Bereitstellungsbereich eine elektrisch und mechanisch passive Vorrichtung sein kann. Dies bedeutet, dass die beschriebene Vorrichtung ohne aktive Komponenten wie z.B. (a) Stellantriebe, (b) Vibrationsaktoren, (c) eine Kamera zum optischen Erfassen der Bauelemente, damit sie von einem Bestückkopf zuverlässig abgeholt werden können, und/oder (d) Beleuchtungseinrichtungen zum Beleuchten der von der Kamera zu erfassenden Bauelemente realisiert werden kann. Sofern solche aktiven Komponenten für eine reibungslose Zuführung von vereinzelten Bauelementen für einen Bestückungsprozess notwendig sein sollten (ein Vibrationsaktor ist auf alle Fälle notwendig), können diese aktiven Komponenten einer Bauelement-Zuführvorrichtung zugeordnet sein, an welche die beschriebene Vorrichtung im Betrieb angekoppelt ist.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das bewegliche Abdeckelement optisch ganz oder teilweise transparent, so dass ein Beleuchtungslicht durch das bewegliche Abdeckelement hindurchtreten kann und, zumindest wenn sich das bewegliche Abdeckelement in der verschlossenen Position oder Schließposition befindet, der Bereitstellungsbereich mittels des Beleuchtungslichts von oben beleuchtet werden kann.
• Durch das optisch transparente Abdeckelement können mittels Vibration in den Bereitstellungsbereich geförderte Bauelemente somit mittels des Beleuchtungslichts von oben beleuchtet werden. Falls die in den Bereitstellungsbereich geförderten Bauelemente von einer unterhalb des Bereitstellungsbereiches angeordneten Kamera erfasst werden, stellt dieses Beleuchtungslicht somit eine Hintergrund-, Gegenlicht- oder Durchlicht-Beleuchtung (sog. Backlight) dar. Damit die betreffenden Bauelemente von der Kamera von unten erfasst werden können, ist es erforderlich, dass sich die in dem Bereitstellungsbereich befindlichen Bauelemente auf einem optisch transparenten Bereitstellungselement befinden. Bevorzugt ist auch ein solches Bereitstellungselement mittels einem oder mittels mehreren Vibrationsaktoren vibrierbar, so dass die Bauelemente in dem Bereitstellungsbereich auf geeignete Weise mittels Vibration räumlich verteilt werden können.
• Es wird darauf hingewiesen, dass das Bereitstellungselement ein Teil der beschriebenen Vorrichtung oder alternativ ein Teil einer Bauelement-Zuführvorrichtung sein kann, an welche die beschriebene Vorrichtung im Betrieb angekoppelt ist.
• Mit einer geeigneten Hintergrund-Beleuchtung kann insbesondere zuverlässig erkannt werden, ob sich ein Bauelement in dem Bereitstellungsbereich beispielsweise in einer Hochkant-Orientierung befindet, bei der das betreffende Bauelement nicht mit einer Hauptseite sondern mit einer Schmalseite auf der Oberseite des Bereitstellungselements aufliegt. Außerdem kann die beschriebene Hintergrund-Beleuchtung dazu beitragen, dass die räumlichen Positionen und/oder die geometrischen Dimensionen von in den Bereitstellungsbereich geförderten Bauelementen besonders genau ermittelt werden können.
• Ein weiterer Vorteil einer geeigneten Hintergrund-Beleuchtung besteht darin, dass eine Bauelement-Erfassung (a) besonders robust gegenüber ggf. vorhandenen Verschmutzungen des beweglichen Abdeckelements und/oder des Bereitstellungselements und/oder (b) besonders robust gegenüber unerwünschten Variationen (spektral und/oder hinsichtlich der Intensität) der Hintergrund-Beleuchtung ist.
• Das Beleuchtungslicht bzw. die Hintergrund-Beleuchtung kann beispielsweise ein von einer in Bezug zu der beschriebenen Vorrichtung zum Transportieren externen Beleuchtungseinrichtung emittiertes Licht sein.
• In dieser Anmeldung bedeutet „optisch transparent“, dass zumindest in dem Bereitstellungsbereich das Bereitstellungselement für diejenige elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, welche (unter anderem) von der Kamera erfasst werden kann. Optisch transparent bedeutet somit, dass das Bereitstellungselement in einem Spektralbereich durchsichtig ist, in welchem die Kamera sensitiv ist. Optisch transparent kann demzufolge insbesondere bedeuten, dass das Bereitstellungselement für elektromagnetische Strahlung im sichtbaren, im infraroten und/oder im ultravioletten Spektralbereich zumindest teilweise durchlässig ist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass diese Aufzählung nicht abschließend ist und dass in diesem Dokument der Ausdruck „optisch transparent“ auch für elektromagnetische Strahlung in anderen als den genannten Spektralbereichen verwendet wird.
• Anschaulich ausgedrückt wird durch das beschriebene Beleuchtungslicht eine Hintergrund-Beleuchtung zur Verfügung gestellt, bei welcher die Bauelemente hinsichtlich ihrer Position sowie ggf. hinsichtlich weiterer geometrischer Vermessungen (z.B. seitliche Verkippung, Cluster, Abstand zu benachbartem Bauelement etc.) vermessen werden können. Der Vorteil dieser Hintergrund-Beleuchtung gegenüber einer Front- oder Auflicht-Beleuchtung liegt in der klareren Abbildung der Kanten der Bauelemente und somit in der Möglichkeit deren relative Lagen exakt zu vermessen. Zudem ermöglicht die Hintergrund-Beleuchtung eine vergleichsweise stabilere Auswertung bei einer Verschmutzung des Bereitstellungselements bzw. bei zeitlichen und räumlichen Helligkeitsschwankungen beispielsweise durch eine Alterung von Lichtquellen der betreffenden Beleuchtungseinrichtung.
• Bei einer geeigneten Hintergrund-Beleuchtung können Schmutzpartikel und mechanische Abriebpartikel anhand einer optischen Messung besonders gut erkannt werden. Demzufolge kann ein versehentliches Aufnehmen derartiger Partikel mit einem Greifwerkzeug (z.B. Saugpipette) eines Bestückkopfes vermieden werden.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält das bewegliche Abdeckelement eine integrierte Beleuchtungseinrichtung, so dass mittels des Beleuchtungslichts der integrierten Beleuchtungseinrichtung, zumindest wenn sich das bewegliche Abdeckelement in der Schließposition befindet, der Bereitstellungsbereich von oben beleuchtet werden kann.
• Die in das bewegliche Abdeckelement integrierte Beleuchtungseinrichtung kann beispielsweise eine oder mehrere Leuchtdioden (LED's) aufweisen. Die integrierte Beleuchtungseinrichtung kann auch eine flächig ausgedehnte Lichtquelle sein, welche beispielsweise mittels organischen Leuchtdioden (OLED's) realisiert sein kann.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das bewegliche Abdeckelement ein optisch diffuses Material auf. Dies bedeutet, dass das durch das bewegliche Abdeckelement auf die Oberseiten der in dem Bereitstellungsbereich befindlichen Bauelemente tretende Beleuchtungslicht für die Kamera ein diffuses Hintergrund-Beleuchtungslicht darstellt, welches hinsichtlich seiner Intensität besonders homogen ist. Damit wird eine Bauelement-Erfassung durch eine unter dem vorstehend beschriebenen Bereitstellungselement befindliche Kamera besonders robust.
• Es wird darauf hingewiesen, dass die Streuwirkung nach unten dadurch verbessert werden kann, dass hinter bzw. oberhalb des einen Volumenstreuer darstellenden beweglichen Abdeckelements noch eine optisch reflektierende Schicht angebracht wird.
• Ferner wird darauf hingewiesen, dass alternativ zu oder in Kombination mit einer optisch reflektierenden Schicht in dem beweglichen Abdeckelements auch refraktive Strukturen vorhanden sein können, welche dafür sorgen, dass eingekoppeltes Licht bevorzugt nach unten abgelenkt wird und in möglichst homogener Weise von oben auf die in dem Bereitstellungsbereich präsentierten Bauelemente trifft.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Bauelement-Zuführvorrichtung zum Bereitstellen von vereinzelten Bauelementen mittels Vibration beschrieben. Die beschriebene Bauelement-Zuführvorrichtung ist insbesondere zum Bereitstellen von vereinzelten elektronischen Bauelementen zum Zwecke der automatischen Bestückung von Bauelementeträgern in einem Bestückungsautomaten geeignet. Die Bauelement-Zuführvorrichtung weist auf (a) ein Chassis, (b) eine Vibrationseinrichtung, welche an dem Chassis angebracht ist, und (c) eine Vorrichtung des vorstehend beschriebenen Typs zum Transportieren von Bauelementen bei Vibration von einem Magazin, welches die Bauelemente in Form von Schüttgut enthält, in den Bereitstellungsbereich, wobei die Kanalanordnung der Vorrichtung mit der Vibrationseinrichtung mechanisch gekoppelt ist, die bei einem Betrieb der Vibrationseinrichtung die Bauelemente entlang der Kanalanordnung mittels Vibration in Richtung zu dem Bereitstellungsbereich transportiert.
• Der beschriebenen Bauelement-Zuführvorrichtung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch ein einfaches mechanisches Anbringen der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zum Transportieren von Bauelementen an das Chassis der Bauelement-Zuführvorrichtung eine Bauelement-Zuführvorrichtung für vereinzelte Bauelemente geschaffen werden kann, bei der die Bauelemente bis kurz vor ihrer Bereitstellung in dem Bereitstellungsbereich in einem geschlossenen Reservoir verbleiben, welches zudem durch ein Bewegen des Verschlusselements in die Schließposition verschlossen werden kann. Dadurch kann die gesamte Vorrichtung als eine geschlossene Einheit von dem Chassis entfernt werden, und, falls zum Beispiel für einen nachfolgenden Bestückungsauftrag die in der Vorrichtung befindlichen Bauelemente nicht mehr gebraucht werden, die Vorrichtung zusammen mit den darin befindlichen Bauelementen zwischengelagert werden kann, bis dieser Typ von Bauelement für weiter nachfolgende Bestückungsaufträge wieder gebraucht wird.
• Die beschriebene Vibrationseinrichtung kann einen oder mehrere Aktuatoren aufweisen, welche mechanisch mit der Kanalanordnung gekoppelt sind, so dass bei einer entsprechenden Ansteuerung des jeweiligen Aktuators die Kanalanordnung vibriert werden kann. Die Vibrationseinrichtung kann drei oder mehr Aktuatoren aufweisen, welche jeweils einer Vibrationsachse zugeordnet sind und welche bevorzugt unabhängig voneinander ansteuerbar sind, so dass die Kanalanordnung entlang von drei unterschiedlichen Vibrationsachsrichtungen vibriert werden kann. Auf diese Weise ist eine gezielte Vibrationsförderung der Bauelemente in den Bereitstellungsbereich hinein möglich. Ggf. können die Aktuatoren auch so angesteuert werden, dass Bauelemente auch entgegen ihrer eigentlichen Förderrichtung wieder in Richtung des Magazins transferiert werden. Dies kann z.B. dann von Vorteil sein, wenn versehentlich zu viele Bauelemente mittels Vibration transportiert wurden, so dass die Gefahr besteht, dass zu viele Bauelemente in den Bereitstellungsbereich eindringen, so dass ein mittlerer Abstand zwischen den Bauelementen so klein ist, dass diese nicht mehr zuverlässig von einem Bestückkopf eines Bestückungsautomaten abgeholt werden können.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Bauelement-Zuführvorrichtung ferner auf (a) ein Bereitstellungselement, auf dessen Oberseite sich der Bereitstellungsbereich befindet, und (b) eine Kamera, welche unterhalb des Bereitstellungselements angeordnet ist, wobei das Bereitstellungselement zumindest im Bereich des Bereitstellungsbereichs optisch transparent ist, so dass Bauelemente, welche in den Bereitstellungsbereich gefördert worden sind, durch das Bereitstellungselement hindurch von unten von der Kamera optisch erfassbar sind. Dabei kann das Bereitstellungselement je nach konkreter Ausführungsform entweder der Vorrichtung zum Transportieren von Bauelementen oder dem restlichen Teil der Bauelement-Zufuhrvorrichtung zugeordnet sein.
• Anschaulich ausgedrückt weist die beschriebene Bauelement-Zuführvorrichtung eine integrierte Kamera auf, mittels welcher die bereitgestellten Bauelemente von unten durch das optisch transparente Bereitstellungselement hindurch erfasst werden können. Die Bauelement-Zuführvorrichtung kann auch noch einen der Kamera nachgeschalteten Prozessor aufweisen, so dass die Bauelement-Zuführvorrichtung mit einem kompletten Vision-System versehen ist, welches eigenständig eine Bildauswertung der von der Kamera erfassten Bauelemente vornehmen kann. In dieser Bildauswertung können die Positionen und/oder die Orientierungen der in dem Bereitstellungsbereich bereitgestellten Bauelemente ermittelt werden, so dass diese dann durch eine geeignete Ansteuerung der Bewegung eines Bestückkopfes von jeweils einem Aufnahmewerkzeug (z.B. eine Saugpipette) des Bestückkopfes aufgenommen werden können.
• Es wird darauf hingewiesen, dass auch das Bereitstellungselement mit zumindest einem Vibrationsaktor der Vibrationseinrichtung mechanisch gekoppelt werden kann. Durch eine geeignete Vibration des Bereitstellungselementes kann dann eine gute räumliche Verteilung der Bauelemente in dem Bereitstellungsbereich realisiert werden, so dass die Prozesssicherheit beim Abholen der Bauelemente von einem Bestückkopf entsprechend groß ist.
• Das beschriebene Bereitstellungselement kann beispielsweise eine Platte sein, welche eine plane Oberseite aufweist, auf welcher die Bauelemente infolge einer geeigneten Vibration der Platte bewegt werden können. Der Bereitstellungsbereich kann ein Teil der Oberseite des Bereitstellungselements sein, von welchem die geförderten und bereit gestellten Bauelemente insbesondere von einem Bestückkopf eines Bestückungsautomaten abgeholt werden können.
• Die Kamera ist bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel unterhalb des Bereitstellungselements angeordnet. Genauer ausgedrückt bedeutet dies, dass die Kamera unterhalb einer Unterseite des Bereitstellungselements angeordnet ist, wobei die Unterseite des Bereitstellungselements der Oberseite des Bereitstellungselements gegenüber liegend ist, auf welcher Oberseite die Bauelemente aufliegen, wenn sie sich in dem Bereitstellungsbereich befinden.
• Die beschriebene Integration der Kamera in die Bauelement-Zuführvorrichtung hat den Vorteil, dass keine externe Kamera zur Erfassung der in den Bereitstellungsbereich geförderten Bauelemente verwendet werden muss. Insbesondere muss keine Kamera verwendet werden, welche bei einem Bestückungsautomaten in bekannter Weise eine Vermessung der Position eines zu bestückenden Bauelementeträgers vornimmt. Die Verwendung einer solchen bei einem Bestückungsautomaten ohnehin vorhandenen Kamera hätte nämlich den Nachteil, dass diese zur Erfassung der Bauelemente z.B. mittels eines Portals über den Bereitstellungsbereich verfahren werden müsste. Dabei würden sich bei einem Bestückungsprozess unerwünschte Nebenzeiten erhöhen, so dass die Bestückung von Bauelementeträgern mit einer Mehrzahl von Bauelementen langsamer und damit weniger effizient wäre.
• Es wird darauf hingewiesen, dass hinsichtlich des Begriffs „optisch transparent“ für das Bereitstellungselement das gleiche gilt was vorstehend für die optische Transparenz des beweglichen Abdeckelementes ausgeführt wurde.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Bauelement-Zuführvorrichtung ferner eine Beleuchtungseinrichtung auf, welche derart angeordnet ist, dass sich in dem Bereitstellungsbereich befindliche Bauelemente beleuchtbar sind.
• Die Beleuchtungseinrichtung kann eine oder mehrere Lichtquellen, insbesondere Leuchtdioden aufweisen. Diese Lichtquelle(n) kann/können die Bauelemente aus unterschiedlichen Richtungen mit einem Beleuchtungslicht beleuchten.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die sich in dem Bereitstellungsbereich befindlichen Bauelemente von unten beleuchtbar. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass zumindest eine Lichtquelle unterhalb des Bereitstellungselements angeordnet ist, so dass die in den Bereitstellungsbereich geförderten Bauelemente durch das transparente Bereitstellungselement hindurch von unten beleuchtet werden. Somit können die Bauelemente (bei Berücksichtigung der unter dem Bereitstellungselement angeordneten Kamera) mittels einer sog. Auflicht- oder Frontlicht-Beleuchtung (Frontlight) beleuchtet werden. Durch eine derartige Beleuchtung kann die Kamera die Bauelemente besonders zuverlässig optisch erfassen.
• Mittels einer derartigen Frontlicht-Beleuchtung kann mit hoher Zuverlässigkeit insbesondere anhand von Helligkeitswerten erkannt werden, ob die Bauelemente in einer korrekten Orientierung auf dem Bereitstellungselement präsentiert worden sind. Die Bauelement-Orientierung kann beispielsweise bei solchen Bauelementen relevant sein, welche lediglich an einer von zwei Hauptseiten Anschlusskontakte aufweisen. Dabei sind unter dem Begriff „Hauptseite“ diejenigen zwei Seiten eines Bauelements zu verstehen, welche die größten Flächen haben. Es ist leicht verständlich, dass beispielsweise bei einem Bestückprozess, bei dem die Bauelemente mit ihren Anschlusskontakten nach unten auf einem Bauelementeträger aufgesetzt werden, die Bauelemente bereits bei der Abholung durch einen Bestückkopf mit einer korrekten Orientierung von einer Haltevorrichtung des Bestückkopfes aufgenommen werden müssen.
• Ferner kann mit einer geeigneten Frontlicht-Beleuchtung die Position eines in den Bereitstellungsbereich mittels Vibration transferierten Bauelements genau bestimmt werden. Gleiches gilt für die Winkellage des in den Bereitstellungsbereich transferierten Bauelements. In diesem Zusammenhang ist es leicht ersichtlich, dass eine genaue Kenntnis der Position eines von einem Bestückkopf abzuholenden Bauelements für einen zuverlässigen Abholvorgang wichtig ist. Dies gilt insbesondere in Anbetracht der Tatsache, dass infolge der zunehmenden Miniaturisierung von elektronischen Bauelementen sowohl die Größe der Bauelemente als auch die Größe von geeigneten Abholwerkzeugen (z.B. Saugpipetten) von Bestückköpfen immer kleiner werden.
• Es wird darauf hingewiesen, dass es für einen zuverlässigen Abholvorgang auch wichtig sein kann, die Position von benachbarten Bauelementen zu kennen, damit sicher gestellt werden kann, dass von einem Abholwerkzeug immer jeweils genau ein Bauelement aufgenommen wird. Falls sich herausstellen sollte, dass die abzuholenden Bauelemente zu dicht beieinander angeordnet sind, kann dann ggf. ein neuer Vibrationsvorgang gestartet werden, so dass sich die Bauelemente neu in dem Bereitstellungsbereich verteilen. Bei einem solchen neuen Vibrationsvorgang können, wie bereits vorstehend beschrieben, Bauelemente ggf. auch entgegen der ursprünglichen Transportrichtung wieder aus dem Bereitstellungsbereich hinaus gefördert werden.
• Die Bauelemente können von unten durch das Bereitstellungselement hindurch unter einem Winkel oder unter verschiedenen Winkeln beleuchtet werden. Ferner kann die zumindest eine Lichtquelle in einem Spektralbereich oder in verschiedenen Spektralbereichen bzw. Farben emittieren. Bevorzugt erscheint derzeit eine Konfiguration, bei der das Beleuchtungslicht der Frontlicht-Beleuchtung senkrecht von unten auf die in den Bereitstellungsbereich transferierten vereinzelten Bauelemente trifft. Alternativ oder in Kombination kann das Beleuchtungslicht der Frontlicht-Beleuchtung auch unter einem leicht schrägen Winkel in Bezug zu der Oberseite des Bereitstellungselements auftreffen. Dieser schräge Winkel kann beispielsweise bis zu 30°, bevorzugt bis zu 20° und weiter bevorzugt bis zu 10° betragen.
• Das Beleuchtungslicht der Frontlicht-Beleuchtung kann ferner direkt oder indirekt, beispielsweise über spiegelnde optische Elemente und/oder Lichtwellenleiter, auf das optisch transparente Bereitstellungselement treffen.
• Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die sich in dem Bereitstellungsbereich befindlichen Bauelemente von oben beleuchtbar
• Eine Beleuchtung von oben kann insbesondere unter Verwendung des vorstehend beschriebenen beweglichen Abdeckelements erfolgen. Dabei wird das von zumindest einer Lichtquelle ausgesandte Beleuchtungslicht bevorzugt von unten in das optisch transparente Abdeckelement eingekoppelt. Diese optische Einkopplung ist zumindest dann möglich, wenn sich das bewegliche Abdeckelement in der Schließposition befindet.
• Durch das optisch transparente Abdeckelement können in den Bereitstellungsbereich des Bereitstellungselements mittels Vibration geförderte Bauelemente somit mittels des weiteren Beleuchtungslichts von oben beleuchtet werden. Für die unterhalb des Bereitstellungselements angeordnete Kamera stellt dieses weitere Beleuchtungslicht somit, wie bereits vorstehend beschrieben, eine Hintergrund-, Gegenlicht- oder Durchlicht-Beleuchtung (sog. Backlight) dar.
• Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. 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.
• 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.
• Figurenliste
• 1 zeigt gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Bauelement-Zuführvorrichtung, bei der eine Vorrichtung zum Transportieren von Bauelementen mittels Vibration von einem Chassis der Bauelement-Zuführvorrichtung entfernt wurde.
• 2 zeigt einen Ausschnitt der zusammengebauten Bauelement-Zuführvorrichtung von 1, wobei ein in einer Kanalanordnung angeordnetes Verschlusselement der Vorrichtung zum Transportieren von Bauelementen mittels Vibration zu erkennen ist.
• 3 zeigt die Bauelement-Zuführvorrichtung von 1 in einem zusammen gebauten Zustand.
• 4 illustriert eine optische Erfassung der auf einem Bereitstellungselement vorhandenen Bauelemente bei einer Front-Beleuchtung und bei einer Hintergrund-Beleuchtung.
• Detaillierte Beschreibung
• Es wird darauf hingewiesen, dass Merkmale bzw. Komponenten von unterschiedlichen Ausführungsformen, die mit den entsprechenden Merkmalen bzw. Komponenten der Ausführungsform nach gleich oder zumindest funktionsgleich sind, mit den gleichen Bezugszeichen oder mit einem anderen Bezugszeichen versehen sind, welches sich lediglich in seiner ersten Ziffer von dem Bezugszeichen eines (funktional) entsprechenden Merkmals oder einer (funktional) entsprechenden Komponente unterscheidet. Zur Vermeidung von unnötigen Wiederholungen werden bereits anhand einer vorher beschriebenen Ausführungsform erläuterte Merkmale bzw. Komponenten an späterer Stelle nicht mehr im Detail erläutert.
• 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 für den Fachmann mit den hier explizit dargestellten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind.
• 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Bauelement-Zuführvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie aus 1 ersichtlich, ist die Bauelement-Zuführvorrichtung 100 in einem zum Teil demontierten Zustand dargestellt, wobei eine Vorrichtung 150 zum Transportieren von Bauelementen mittels Vibration, welche Vorrichtung im Folgenden auch kurz Transportvorrichtung 150 genannt wird, von einem Chassis 110 der Bauelement-Zuführvorrichtung 100 entfernt wurde.
• Die Bauelement-Zuführvorrichtung 100 weist eine Rüttelplatte 114 auf, welche mittels eines Vibrationsaktors 112 vibriert werden kann. Die Transportvorrichtung 150 kann derart auf die Rüttelplatte 114 aufgeschoben werden, dass bei einem Vibrieren der Rüttelplatte 114 auch die Transportvorrichtung 150 vibriert wird.
• Die Transportvorrichtung 150 umfasst eine längliche Kanalanordnung 154. An einem in 1 linken Ende der Kanalanordnung 154 befindet sich eine Aufnahmeeinrichtung 152 für ein Bauelement-Magazin 190, in welchem nicht dargestellte elektronische Bauelemente als Schüttgut enthalten sind. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel fungiert die Aufnahmeeinrichtung 152 auch als Portierungseinrichtung, welche dafür sorgt, dass die in dem Bauelement-Magazin 190 enthaltenen elektronischen Bauelemente in bestimmten Portionen an die Kanalanordnung 154 übergeben werden. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt der Transfer der Bauelemente von dem Bauelement-Magazin 190 zu der Kanalanordnung 154 durch ein einfaches Herunterfallen der Bauelemente auf eine Bodenplatte der Kanalanordnung 154.
• An einem in 1 rechten Ende der Kanalanordnung 154 befindet sich ein Bereitstellungselement 164, welches, wie nachfolgend im Detail erläutert, als optisch transparente Vibrationsplatte ausgebildet ist. Durch Vibration der Rüttelplatte 114 werden die von dem Bauelement-Magazin 190 bereitgestellten Bauelemente entlang einer Längsrichtung (in 1 von links oben nach rechts unten) der Kanalanordnung 154 zu dem Bereitstellungselement 164 transportiert. In einem Bereitstellungsbereich 162, welcher sich auf der Oberseite von zumindest einem Teil des Bereitstellungselementes 164 befindet, werden die mittels Vibration durch die Kanalanordnung 154 transportierten Bauelemente präsentiert, so dass sie aus dem Bereitstellungsbereich 162 von einem nicht dargestellten Bestückkopf eines Bestückungsautomaten abgeholt und auf geeignete Aufsetzpositionen auf einem ebenfalls nicht dargestellten Bauelementeträger platziert werden können.
• Damit die in dem Bereitstellungsbereich 162 präsentierten Bauelemente in korrekter Weise von einem Greifwerkzeug (zum Beispiel einer Saugpipette) eines Bestückkopfs aufgenommen werden können, ist es erforderlich, die genaue Position und gegebenenfalls auch die genaue Orientierung des betreffenden aufzunehmenden Bauelementes zu kennen. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Bestimmung der Positionen und/oder der Orientierungen der in dem Bereitstellungsbereich 162 präsentierten Bauelemente mittels einer optischen Vermessung durch eine Kamera 130, welche die auf dem Bereitstellungselement 164 präsentierten Bauelemente von unten, d.h. durch das Bereitstellungselement 164 hindurch, erfasst. Wie aus 1 ersichtlich, wird der Strahlengang des Messlichts, welches von der Kamera 130 erfasst wird, von einem Umlenkspiegel 132 von unten auf das Bereitstellungselement 164 projiziert. Eine der Kamera 130 nachgeschaltete, nicht dargestellte Auswerteeinheit sorgt dafür, dass mittels einer Bildverarbeitung die Positionen und/oder die Orientierungen der Bauelemente in dem Bereitstellungsbereich 162 erkannt und die entsprechenden Informationen an eine Steuerung des die Bauelemente abholenden Bestückkopfes zugeführt werden. Die optische Vermessung der Bauelemente wird nachfolgend anhand von 4 noch detaillierter erläutert.
• Die Transportvorrichtung 150 weist ein bewegliches Abdeckelement 160 auf, welches oberhalb der Oberseite des Bereitstellungselements 164 angeordnet ist. Das bewegliche Abdeckelement 160 ist zwischen einer geöffneten Position (Öffnungsposition) und einer verschlossenen Position (Schließposition) bewegbar. Dabei ist (a) in der Öffnungsposition ein Zugriff von oben auf die in den Bereitstellungsbereich 162 geförderten Bauelemente möglich und (b) in der Schließposition ein solcher Zugriff durch das Abdeckelement 160 verhindert. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt der Übergang zwischen der Öffnungsposition und der Schließposition und umgekehrt mittels einer einfachen Verschiebebewegung. In der Schließposition kann sowohl ein unbeabsichtigtes Herausspringen von Bauelementen aus dem Bereitstellungsbereich als auch ein ungewolltes Eindringen von Schmutzpartikeln in den Bereitstellungsbereich verhindert werden.
• Um die Zeitspannen, während denen sich das Abdeckelement 160 in der Öffnungsposition befindet, zu minimieren, kann die Bewegung des beweglichen Abdeckelements 160 mit dem Betrieb des Bestückkopfes synchronisiert werden, so dass sich das bewegliche Abdeckelement 160 nur dann für kurze Zeit in der Öffnungsposition befindet, wenn mittels des Bestückkopfes ein oder mehrere Bauelemente von dem Bereitstellungsbereich abgeholt werden sollen.
• Die Transportvorrichtung 150 weist ferner ein Identifikationselement 158 auf, welches gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel an einer Seitenwand der Kanalanordnung 154 angebracht ist. Mit diesem Identifikationselement 158 kann die Transportvorrichtung 150, in welcher sich Bauelemente von einem bestimmten Typ befinden, von anderen Transportvorrichtungen unterschieden werden, welche andere Typen von Bauelementen enthalten. Somit kann, wenn beispielsweise die Herstellung eines bestimmten Elektronikproduktes abgeschlossen ist und für nachfolgende Bestückungsaufgaben keine Bauelemente mehr von dem bestimmten Typ benötigt werden, die noch teilweise mit Bauelementen gefüllte Transportvorrichtung 150 von dem Chassis 110 entfernt und zwischengelagert werden. Wenn dann zu einem späteren Zeitpunkt die in der Transportvorrichtung 150 enthaltenen Bauelemente wieder für eine Bestückung von Bauelementeträgern benötigt werden, dann kann die Transportvorrichtung 150 wieder aus dem Lager geholt und an die Rüttelplatte 114 mechanisch angekoppelt werden. Somit kann durch einen einfachen Austausch der Transportvorrichtung 150 die Bauelement-Zuführvorrichtung 100 für verschiedene Typen von Bauelementen verwendet werden. Es ist somit nicht mehr erforderlich, dass die Bauelemente, welche bereits aus der Magazin 190 entnommen worden sind und sich in der Kanalanordnung 154 befinden, nach einem Wechsel der zugeführten Bauelemente entsorgt werden müssen.
• 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der zusammengebauten Bauelement-Zuführvorrichtung 100 von 1. Zu erkennen sind (a) die Kanalanordnung 154, von welcher zur besseren Übersicht ein oberer Deckel abgenommen worden ist, und (b) das verschiebbare Abdeckelement 160, welches sich gerade in der Öffnungsposition befindet. Dies bedeutet, dass der nicht mit einem Bezugszeichen versehene Bereitstellungsbereich von oben frei zugänglich ist, so dass ein Bestückkopf die in dem Bereitstellungsbereich präsentierten Bauelemente (nicht dargestellt) abholen kann.
• Wie aus 2 ferner ersichtlich, weist die Kanalanordnung 154 ein Verschlusselement 256 auf, welches ebenfalls zwischen einer Öffnungsposition und einer Schließposition bewegt werden kann. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Verschlusselement 256 durch eine einfache Drehbewegung zwischen der Aufnahmeposition und der Schließposition verstellt werden. In der Schließposition ist der Ausgang der Kanalanordnung 154 hin zu dem oberhalb des Bereitstellungselementes 164 befindlichen Bereitstellungsbereiches verschlossen. Somit können keine Bauelemente die in 1 und 2 rechts befindliche Öffnung der Kanalanordnung 154 verlassen. Ferner kann kein Schmutz oder können keine anderen Bauelemente über diese Öffnung in die Kanalanordnung 154 eindringen. Dadurch kann nach einem Schließen des Verschlusselementes 256 die Transportvorrichtung 150 von der Rüttelplatte 114 bzw. von dem Chassis entnommen und beispielsweise in einem Lager zwischengelagert werden, ohne dass eine Kontamination der Kanalanordnung 154 mit Schmutzpartikeln oder mit Bauelementen von einem anderen Typ zu befürchten wäre.
• 3 zeigt die Bauelement-Zuführvorrichtung 100 von 1 in einem zusammengebauten Zustand. Die Transportvorrichtung 150 befindet sich auf der Rüttelplatte 114, welche von dem Vibrationsaktor 112 angetrieben wird, der an dem Chassis 110 angebracht ist. Die aus den Bauelement-Magazin 190 austretenden elektronischen Bauelemente (nicht dargestellt) werden in die Kanalanordnung 154 transferiert. Die Kanalanordnung 154 ist von oben mittels eines Deckels geschlossen, so dass keine Schmutzpartikel oder andere Bauelemente in die Kanalanordnung 154 eindringen können. Die Kanalanordnung 154 kann demzufolge auch als Tunnel bezeichnet werden.
• Die Kanalanordnung 154 wird mittels des Vibrationsaktors 112 derart vibriert, dass die Bauelemente in 3 nach rechts gefördert werden. Von der Kanalanordnung 154 werden die Bauelemente dann auf ein Bereitstellungselement 164 transferiert, welches, wie bereits vorstehend beschrieben, als transparente Vibrationsplatte mit einem Bereitstellungsbereich für die Bauelemente ausgebildet ist. Von dem Bereitstellungsbereich können die Bauelemente von einem nicht dargestellten Bestückkopf zum Zwecke der automatischen Bestückung von Bauelementeträgern abgeholt werden.
• Das Bereitstellungselement bzw. die transparente Vibrationsplatte 164 ist gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mechanisch mit drei Vibrationsaktoren gekoppelt, wobei in 3 lediglich zwei Vibrationsaktoren 322a und 322b dargestellt sind. Mittels der drei Vibrationsaktoren kann die transparente Vibrationsplatte 164 entlang drei verschiedener Raumrichtungen vibriert werden, so dass die Bauelemente in geeigneter Weise in dem Bereitstellungsbereich räumlich verteilt werden können.
• Damit die in dem Bereitstellungsbereich bereitgestellten Bauelemente von einem Bestückkopf zuverlässig abgeholt werden können, müssen die exakten Positionen und/oder die Orientierungen der bereitgestellten Bauelemente bekannt sein. Die Positionen und/oder die Orientierungen der bereitgestellten Bauelemente werden, wie nachfolgend anhand von 4 noch genauer beschrieben wird, mittels eines Vision-Systems erfasst. Das Vision-System weist eine unterhalb des Bereitstellungselementes 164 angeordnete Kamera 130 auf, welche über einen Spiegel 132 die bereitgestellten Bauelemente durch das transparente Bereitstellungselement 164 hindurch von unten erfasst. Eine Beleuchtungseinrichtung 334 sorgt für eine Frontlicht-Beleuchtung der bereitgestellten Bauelemente von unten. Über das bewegliche Abdeckelement 160, welches aus einem optisch transparenten und/oder einem optisch diffusen Material hergestellt ist, kann eine Hintergrund-Beleuchtung erzeugt werden, wobei das transparente bewegliche Abdeckelement 160 als flächige Lichtquelle dient. Dazu wird Licht von einer in 3 nicht dargestellten Beleuchtungseinrichtung von unten in das bewegliche Abdeckelement 160 eingekoppelt. Dieses Licht wird innerhalb des transparenten und/oder diffusen Materials des beweglichen Abdeckelements 160 reflektiert und an optischen Streustellen gestreut, so dass eine vergleichsweise homogene Beleuchtung der bereitgestellten Bauelemente in dem Bereitstellungsbereich von oben erfolgt.
• Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Bauelement-Zuführvorrichtung 100 ferner ein Elektronikmodul 340 auf. Das Elektronikmodul 340 weist Steuerschaltungen und elektrische Treiberschaltungen auf, um beispielsweise die Aktoren 112, 322a und 322b sowie einen nicht dargestellten Stellantrieb für eine Verschiebung des beweglichen Abdeckelementes 160 zwischen einer Öffnungsposition und einer in 3 dargestellten Schließposition zu betreiben. Das Elektronikmodul 340 weist ferner einen Prozessor 345 auf, welcher der Kamera 130 nachgeschaltet ist und welcher eine für eine Bestimmung der Positionen und/oder der Orientierungen der Bauelemente erforderliche Bildauswertung vornimmt.
• Es wird darauf hingewiesen, dass sich der Prozessor 345 auch außerhalb der Bauelement-Zuführvorrichtung 100 befinden kann, wobei dann die von der Kamera 130 erfassten Bilddaten über eine geeignete Schnittstelle an diesen externen Prozessor übergeben werden müssen. Ein solcher externer Prozessor kann beispielsweise mittels einer Maschinensteuerung oder in einer Maschinensteuerung eines Bestückungsautomaten realisiert werden, an welchen die Bauelement-Zuführvorrichtung 100 angekoppelt ist.
• 4 illustriert die optischen Verhältnisse bei der optischen Erfassung von Bauelementen 495, welche sich auf einem vibrationsfähigen Bereitstellungselement befinden, das nun mit dem Bezugszeichen 464 versehen ist. Ein nun mit dem Bezugszeichen 460 versehenes bewegliches Abdeckelement befindet sich in seiner Schließposition, so dass sich das Abdeckelement 460 oberhalb eines durch die räumliche Anordnung der Bauelemente 495 definierten Bereitstellungsbereiches befindet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist der Vibrationsaktor, mittels welchem das Bereitstellungselement 464 vibriert wird, in 4 nicht dargestellt.
• Wie bereits vorstehend erläutert, ist das Bereitstellungselement 464 aus einem optisch transparenten Material hergestellt. Dies ermöglicht eine optische Erfassung der räumlichen Lagen bzw. Positionen und/oder der Orientierungen der auf dem Bereitstellungselement 464 befindlichen Bauelemente 495. Wie aus 4 ersichtlich, ist eine Kamera 430 unterhalb des Bereitstellungselementes 464 angeordnet. Der Strahlengang des von der Kamera 430 erfassten Lichtes wird über einen Spiegel 432, welcher ebenfalls unterhalb des Bereitstellungselementes 464 angeordnet ist, umgelenkt. Das Bereitstellungselement 464 ist aus einem optisch transparenten Material hergestellt, so dass die Bauelemente 495 durch das Bereitstellungselement 464 hindurch von unten von der Kamera 430 erfasst werden.
• Der Spiegel 432 ist ein optisch halbdurchlässiger Spiegel, so dass von einer Beleuchtungseinrichtung 434 ausgesandtes Beleuchtungslicht 434a den halbdurchlässigen Spiegel 432 durchdringen und von unten auf das Bereitstellungselement 464 treffen kann. Da das Bereitstellungselement 464 aus einem optisch transparenten Material hergestellt ist, können die Bauelemente 495 somit von unten von dem Beleuchtungslicht 434a beleuchtet werden. Die Bauelemente werden von der Beleuchtungseinrichtung 434 aus der gleichen Richtung beleuchtet wie sie von der Kamera 430 erfasst werden. Damit stellt das Beleuchtungslicht 434a ein so genanntes Front-Beleuchtungslicht dar.
• Um eine so genannte Hintergrund-Beleuchtung für die von der Kamera 430 von unten erfassten Bauelemente 495 zu realisieren, ist ferner eine Beleuchtungseinrichtung 436 vorgesehen, welche ein Hintergrund-Beleuchtungslicht 436a emittiert. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Hintergrund-Beleuchtungslicht 436a von unten in das bewegliche Abdeckelement 460 eingekoppelt. Im dem beweglichen Abdeckelement 460 verteilt sich durch Reflexionen an der Innenwand des Abdeckelements 460 sowie durch Streuungen an optischen Streuzentren innerhalb des Abdeckelements 460 das eingekoppelte Hintergrund-Beleuchtungslicht 436a, so dass die Bauelemente 495 von oben durch eine weitgehend gleichmäßige Hintergrund-Beleuchtung beleuchtet werden. Um die Homogenität dieser Hintergrund-Beleuchtung zu verbessern, weist gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel das Abdeckelement 460 optisch unterschiedliche Bereiche, einen optisch klaren Bereich 460a und einen optisch diffusen Bereich 460b auf. In den optisch klaren Bereich 460a wird das von der Beleuchtungseinrichtung 436 ausgesandte Hintergrund-Beleuchtungslicht 436a eingekoppelt. Das von dem optisch klaren Bereich 460a in den optisch diffusen Bereich 460b eindringende Licht wird in dem optisch diffusen Bereich 460b so gestreut, dass das von der Unterseite des optisch diffusen Bereichs 460b ausgesandte Hintergrund-Beleuchtungslicht eine besonders hohe Homogenität aufweist und, wie bereits vorstehend beschrieben, die Bauelemente 495 von oben homogen beleuchtet.
• Zur Verbesserung der Effektivität der Hintergrund-Beleuchtung kann an der Oberseite des beweglichen Abdeckelements 460 eine nicht dargestellte reflektierende Schicht ausgebildet sein, so dass verhindert wird, dass ein Teil des Beleuchtungslichts 436a an der Oberseite des Abdeckelements 460 austritt und somit nicht zu der Beleuchtung der Bauelemente 495 beiträgt.
• Es wird darauf hingewiesen, dass die beschriebene Hintergrund-Beleuchtung 436a nur dann von oben auf die Bauelemente 495 ausgesandt werden kann, wenn sich das bewegliche Abdeckelement 460 in der Schließposition befindet. Die optische Erfassung der Bauelemente 495 mittels der Kamera 430 muss somit, sofern das Hintergrund-Beleuchtungslicht 436a bei der optischen Erfassung präsent sein soll, abgeschlossen sein, bevor das bewegliche Abdeckelement 460 in seine Öffnungsposition bewegt wird. Nur dann ist nämlich der Bereitstellungsbereich von oben frei zugänglich ist, damit ein nicht dargestellten Bestückkopf die zuvor vermessenen Bauelemente 495 zum Zwecke der Bestückung eines nicht dargestellten Bauelementeträgers entnehmen kann. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Beleuchtungseinrichtungen 434 und/oder 436 bevorzugt mittels einer Leuchtdiode oder mittels mehrerer Leuchtdioden realisiert sind. Dabei können die Leuchtdioden gleiche oder unterschiedliche Spektralbereiche von Licht emittieren.
• Mittels der Frontlicht-Beleuchtung kann mit hoher Zuverlässigkeit insbesondere anhang von Helligkeitswerten erkannt werden, ob die Bauelemente 495 in einer korrekten Orientierung auf dem Bereitstellungselement präsentiert worden sind. Die Bauelement-Orientierung kann beispielsweise bei solchen Bauelementen relevant sein, welche lediglich an einer von zwei Hauptseiten Anschlusskontakte aufweisen. Dabei sind unter dem Begriff „Hauptseite“ diejenigen zwei Seiten eines Bauelements zu verstehen, welche die größten Flächen haben. Es ist leicht verständlich, dass beispielsweise bei einem Bestückprozess, bei dem die Bauelemente 495 mit ihren Anschlusskontakten nach unten auf einem Bauelementeträger aufgesetzt werden, die Bauelemente 495 bereits bei der Abholung durch einen Bestückkopf mit einer korrekten Orientierung von einer Haltevorrichtung des Bestückkopfes aufgenommen werden müssen.
• Mit einer geeigneten Hintergrund-Beleuchtung kann insbesondere die Position eines in den Bereitstellungsbereich mittels Vibration transferierten Bauelements 495 genau bestimmt werden. Gleiches gilt für die Winkellage des in den Bereitstellungsbereich transferierten Bauelements 495. In diesem Zusammenhang ist es leicht ersichtlich, dass eine genaue Kenntnis der Position eines von einem Bestückkopf abzuholenden Bauelements 495 für einen zuverlässigen Abholvorgang wichtig ist. Dies gilt insbesondere in Anbetracht der Tatsache, dass infolge der zunehmenden Miniaturisierung von elektronischen Bauelementen sowohl die Größe der Bauelemente als auch die Größe von geeigneten Abholwerkzeugen (z.B. Saugpipetten) von Bestückköpfen immer kleiner wird.
• Anschaulich ausgedrückt sorgen das Front-Beleuchtungslicht 434a und das Hintergrund-Bereitstellungsbereich 436a somit für unterschiedliche Beleuchtungsbedingungen, unter welchen die Kamera 430 unterschiedliche Aspekte bzw. Eigenschaften der erfassten Bauelemente 495 erkennen kann. Von einer der Kamera nachgeschalteten Auswerteeinheit werden die beiden bei unterschiedlichen Beleuchtungsbedingungen erfassten oder aufgenommenen Bilder bevorzugt gemeinsam ausgewertet. Dabei ist es naturgemäß erforderlich, dass die beiden Beleuchtungseinrichtungen 434 und 436 getrennt voneinander angesteuert werden können.
• Bezugszeichenliste

100

Bauelement-Zuführvorrichtung

110

Chassis

112

Vibrationsaktor

114

Rüttelplatte

130

Kamera

132

Spiegel

150

Transportvorrichtung

152

Aufnahmeeinrichtung / Einfülleinrichtung

154

Kanalanordnung

158

Identifikationselement

160

Abdeckelement / Shutter

162

Bereitstellungsbereich

164

Bereitstellungselement / transparente Vibrationsplatte

190

Bauelement-Magazin

256

Verschlusselement

322a

Vibrationsaktor

322b

Vibrationsaktor

334

Beleuchtungseinrichtung für Frontlicht-Beleuchtung

340

Elektronikmodul

345

Prozessor

430

Kamera

432

Spiegel

434

Beleuchtungseinrichtung

434a

Front-Beleuchtungslicht

436

Beleuchtungseinrichtung

436a

Hintergrund-Beleuchtungslicht

460

Abdeckelement

460a

optisch klarer Bereich

460b

optisch diffuser Bereich

464

Bereitstellungselement

495

Bauelemente

Claims (16)

1. Vorrichtung (150) zum Transportieren von Bauelementen (495) bei Vibration von einem Magazin (190), welches die Bauelemente (495) in Form von Schüttgut enthält, in einen Bereitstellungsbereich (162) der Vorrichtung (150), die Vorrichtung (150) aufweisend eine Aufnahmeeinrichtung (152) für das Magazin, eine Kanalanordnung (154), welche sich zwischen der Aufnahmeeinrichtung (152) und dem Bereitstellungsbereich (162) erstreckt und welche mechanisch mit einer Vibrationseinrichtung (112) koppelbar ist, und ein Verschlusselement (256), welches in der Kanalanordnung (154) angeordnet ist und welches zwischen einer geöffneten Position und einer verschlossenen Position bewegbar ist, wobei in der verschlossenen Position des Verschlusselements (256) die Kanalanordnung (154) verschlossen ist, um weitere Bauelemente (495) daran zu hindern, von der Aufnahmeeinrichtung (152) zu dem Bereitstellungsbereich (162) transportiert zu werden, in der geöffneten Position des Verschlusselements (256) die Kanalanordnung (154) frei ist, um es weiteren Bauelementen (495) zu erlauben, von der Aufnahmeeinrichtung (152) zu dem Bereitstellungsbereich (162) transportiert zu werden, und die Kanalanordnung (154) zum räumlichen Verteilen der Bauelemente (495) in dem Bereitstellungsbereich (162) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung (150) gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei der Bereitstellungsbereich (162) ein Teil der Oberseite eines Bereitstellungselementes ist, welches eine Platte ist, die eine plane Oberseite aufweist.
3. Vorrichtung (150) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verschlusselement (256) entlang der Kanalanordnung (154) angeordnet ist.
4. Vorrichtung (150) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kanalanordnung (154) aufweist eine erste Öffnung an einem der Aufnahmeeinrichtung (152) zugewandten ersten Ende und eine zweite Öffnung an einem dem Bereitstellungsbereich (162) zugewandten zweiten Ende.
5. Vorrichtung (150) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aufnahmeeinrichtung eine Einfülleinrichtung (152) aufweist, welche die Bauelemente (495) aus dem Magazin (190) in die Kanalanordnung (154) transferiert.
6. Vorrichtung (150) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein Identifikationselement (158), welches die Vorrichtung (150) in eindeutiger Weise im Vergleich zu anderen Vorrichtungen desselben Typs identifiziert.
7. Vorrichtung (150) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein bewegliches Abdeckelement (160, 460), welches oberhalb des Bereitstellungsbereiches (162) angeordnet ist und welches zwischen einer geöffneten Position und einer verschlossenen Position bewegbar ist, wobei in der geöffneten Position ein Zugriff von oben auf die in den Bereitstellungsbereich (162) geförderten Bauelemente (495) möglich und in der verschlossenen Position ein solcher Zugriff durch das Abdeckelement (160, 460) verhindert ist.
8. Vorrichtung (150) gemäß dem vorangehenden Anspruch, ferner aufweisend eine mechanische Kopplungseinrichtung, mittels welcher eine Bewegung des Verschlusselements (256) und eine Bewegung des Abdeckelements (160, 460) mechanisch miteinander gekoppelt sind.
9. Vorrichtung (150) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 7 bis 8, wobei das bewegliche Abdeckelement (160, 460) optisch ganz oder teilweise transparent ist, so dass ein Beleuchtungslicht (436a) durch das bewegliche Abdeckelement (160, 460) hindurchtreten kann und, zumindest wenn sich das bewegliche Abdeckelement (160, 460) in der verschlossenen Position befindet, der Bereitstellungsbereich (162) mittels des Beleuchtungslichts (436a) von oben beleuchtet werden kann.
10. Vorrichtung (150) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 7 bis 9, wobei das bewegliche Abdeckelement (160, 460) eine integrierte Beleuchtungseinrichtung enthält, so dass mittels des Beleuchtungslichts der integrierten Beleuchtungseinrichtung, zumindest wenn sich das bewegliche Abdeckelement (160, 460) in der verschlossenen Position befindet, der Bereitstellungsbereich (162) von oben beleuchtet werden kann.
11. Vorrichtung (150) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 9 bis 10, wobei das bewegliche Abdeckelement (460) ein optisch diffuses Material (460b) aufweist.
12. Bauelement-Zuführvorrichtung (100) zum Bereitstellen von vereinzelten Bauelementen (495) mittels Vibration, die Bauelement-Zuführvorrichtung (100) aufweisend ein Chassis (110), eine Vibrationseinrichtung (112), welche an dem Chassis (110) angebracht ist, und eine Vorrichtung (150) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche zum Transportieren von Bauelementen (495) bei Vibration von einem Magazin (190), welches die Bauelemente (495) in Form von Schüttgut enthält, in den Bereitstellungsbereich (162), wobei die Kanalanordnung (154) der Vorrichtung (150) mit der Vibrationseinrichtung (112) mechanisch gekoppelt ist, die bei einem Betrieb der Vibrationseinrichtung (112) die Bauelemente (495) entlang der Kanalanordnung (154) mittels Vibration in Richtung zu dem Bereitstellungsbereich (162) transportiert.
13. Bauelement-Zuführvorrichtung gemäß dem vorangehenden Anspruch, ferner aufweisend ein Bereitstellungselement (164), auf dessen Oberseite sich der Bereitstellungsbereich (162) befindet, und eine Kamera (130), welche unterhalb des Bereitstellungselements (164) angeordnet ist, wobei das Bereitstellungselement (164) zumindest im Bereich des Bereitstellungsbereichs (162) optisch transparent ist, so dass Bauelemente (495), welche in den Bereitstellungsbereich (162) gefördert worden sind, durch das Bereitstellungselement (164) hindurch von unten von der Kamera (130) optisch erfassbar sind.
14. Bauelement-Zuführvorrichtung gemäß dem vorangehenden Anspruch, ferner aufweisend eine Beleuchtungseinrichtung (434, 436), welche derart angeordnet ist, dass sich in dem Bereitstellungsbereich (162) befindliche Bauelemente (495) beleuchtbar sind.
15. Bauelement-Zuführvorrichtung gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei die sich in dem Bereitstellungsbereich (162) befindlichen Bauelemente (495) von unten beleuchtbar sind.
16. Bauelement-Zuführvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 14 bis 15, wobei die sich in dem Bereitstellungsbereich (162) befindlichen Bauelemente (495) von oben beleuchtbar sind.

Images