DE102019102633B3 - Process for placing components on a workpiece, placement machine - Google Patents
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Abstract
In einem Bestückautomaten wird die korrekte Zuführung von leeren Komponentenbändern in einen Abfallkanal auf Fehler überwacht. Vorzugsweise wird die PCB-Kamera des Automaten verwendet, um die Zufuhr optisch zu bestimmen, und optisch sichtbare Zeichen werden in der Nähe des Abfallkanals bereitgestellt, um die Bandposition zu referenzieren. Wenn festgestellt wird, dass das Band dem Kanal nicht ordnungsgemäß zugeführt wird, wird ein weiteres Aufnehmen von Komponenten von diesem Band verhindert.The correct feeding of empty component tapes into a waste channel is monitored for errors in an automatic placement machine. Preferably, the machine's PCB camera is used to optically determine the supply and optically visible signs are provided near the waste channel to reference the tape position. If it is determined that the tape is not properly fed into the channel, further pickup of components from that tape is prevented.
Description
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Platzieren von Komponenten auf ein Werkstück und einen Bestückungsautomaten zum Platzieren von Komponenten auf ein Werkstück.This invention relates to a method for placing components on a workpiece and an automatic placement machine for placing components on a workpiece.
Hintergrund und Stand der TechnikBackground and state of the art
Gegenwärtig werden SMT/SMD-Bestückungsautomaten Komponenten zugeführt, die in Komponentenbändern untergebracht sind, zur anschließenden Bestückung durch einen Bestückungskopf auf Werkstücken, wobei die befüllten Bänder dem Automat in entsprechenden modularen Zubringern bereitgestellt werden, die in entsprechenden Zubringerdocks in den Automaten aufgenommen werden. Die Komponentenbänder sind schmal (in der Größenordnung von cm) und flexibel, typischerweise aus Kunststoff oder Papiermaterial hergestellt. Die Bänder umfassen eine Vielzahl von Fächern oder Taschen entlang ihrer Länge, wobei jedes Fach eine Komponente enthält. Die Fächer sind mit einem Abdeckband abgedeckt, das entfernt werden muss, um Zugang zu den Komponenten in den Fächern an einem Aufnahmeabschnitt des Zubringers zu erhalten. Die Zubringer dienen dazu, dem Automaten das Band schrittweise zuzuführen, während die Komponenten aus den Fächern entleert werden.Currently, SMT / SMD pick and place machines are supplied with components that are housed in component belts for subsequent assembly by a placement head on workpieces, the filled belts being made available to the machine in corresponding modular feeders that are received in corresponding feeder docks in the machine. The component straps are narrow (on the order of cm) and flexible, typically made of plastic or paper material. The tapes comprise a plurality of compartments or pockets along their length, each compartment containing a component. The compartments are covered with masking tape that must be removed to gain access to the components in the compartments at a receiving portion of the feeder. The feeders are used to feed the belt to the machine step by step while the components are being emptied from the compartments.
Bei diesem Systemtyp muss das leere Komponentenband entsorgt werden, sobald die Komponenten aus ihren Fächern entleert wurden. Üblicherweise werden die leeren Komponentenbänder entsprechenden „Leerband Kanälen“ oder Kanälen innerhalb des Automaten zugeführt. Der Leerband Kanal, der trichterförmig sein kann, schließt direkt an eine Auslassöffnung an der Vorderseite des Zubringers an. Die leeren Bänder bzw. Leerbänder werden zunächst in die Kanäle eingeführt, indem die Bänder vorwärts und dann abwärts in einem Winkel von etwa 90 Grad zur Horizontalen vorgeschoben werden. Am distalen Ende des Kanals ist eine Schneidvorrichtung angebracht, die das Leerband nach Bedarf abschneidet, beispielsweise in regelmäßigen Zeitabständen oder nach Verwendung einer bestimmten Bandlänge.With this type of system, the empty component belt must be disposed of as soon as the components have been emptied from their compartments. Usually, the empty component tapes are fed to corresponding “empty tape channels” or channels within the machine. The empty band channel, which can be funnel-shaped, connects directly to an outlet opening on the front of the feeder. The empty tapes or blank tapes are first introduced into the channels by advancing the tapes forward and then downward at an angle of approximately 90 degrees to the horizontal. At the distal end of the channel, a cutting device is attached, which cuts the empty tape as required, for example at regular intervals or after using a certain tape length.
Auch
Wenn ein einzelner Zubringer aus den vorstehend beschriebenen (Bestück)Automaten entfernt wird, ragt ein langer Bandabschnitt von der Vorderseite des Zubringers hervor. Wenn nun derselbe Bandförderer wieder in den Automaten eingelegt wird, muss der Bediener das Leerband auf eine bestimmte Länge zuschneiden, damit es wieder in den Leerband Kanal laufen kann.When a single feeder is removed from the (loading) machines described above, a long section of tape protrudes from the front of the feeder. If the same belt conveyor is now reinserted into the machine, the operator must cut the empty belt to a certain length so that it can run back into the empty belt channel.
Bei solchen Systemen besteht das Problem, dass, wenn das Band nicht richtig in den Leerband Kanal eingeführt wird, das Leerband den Verarbeitungsbereich des Automaten erreichen und dann Platzierungsfehler verursachen kann. Wenn das Band beispielsweise nicht in den Leerband Kanal eintritt, wird das Leerband möglicherweise über die Oberkante des Kanals befördert oder bildet sogar eine Bandschlaufe, wenn das Band an der Vorderkante des Kanals hängen bleibt und sich dann nach oben biegt. Der Bestückungskopf oder seine Saugdüsen können mit dem Leerband kollidieren und dadurch die Bestückung beeinträchtigen. In diesem Fall muss der Automat angehalten und der Fehler behoben werden, oder im schlimmsten Fall müssen der Bestückungskopf oder die Saugdüsen ausgetauscht werden. Ein weiteres mögliches Problem tritt auf, wenn das Band weiter vorrückt und dann das Werkstück erreicht. Dies kann dazu führen, dass bereits montierte Komponenten aus ihrer korrekten Position verschoben werden. Leider kann es verschiedene Ursachen für ein falsches Einlegen eines Bands geben, z. B. dass der Bediener das Band möglicherweise nicht auf die richtige Länge zuschneidet oder das Band versehentlich falsch positioniert ist.The problem with such systems is that if the tape is not properly inserted into the blank tape channel, the blank tape may reach the processing area of the machine and then cause placement errors. For example, if the tape does not enter the blank tape channel, the blank tape may be conveyed over the top of the channel or even form a tape loop if the tape hangs on the leading edge of the channel and then bends upward. The placement head or its suction nozzles can collide with the blank tape and thus affect the placement. In this case the machine has to be stopped and the error has to be remedied, or in the worst case the assembly head or the suction nozzles have to be replaced. Another possible problem arises when the belt advances further and then reaches the workpiece. This can lead to components that have already been assembled being moved from their correct position. Unfortunately, there can be several reasons for incorrect tape insertion. B. that the operator may not be cutting the tape to the correct length or that the tape is mistakenly positioned incorrectly.
Die vorliegende Erfindung versucht, diese Probleme auf zuverlässige und kostengünstige Weise zu mildern.The present invention seeks to alleviate these problems in a reliable and inexpensive manner.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel erreicht, indem das Vorhandensein und die Position eines losen Bands erfasst werden und verhindert wird, dass das lose Band die Bestückung nachteilig beeinflusst.In accordance with the present invention, this goal is achieved by sensing the presence and location of a loose tape and preventing the loose tape from adversely affecting the assembly.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Platzieren von Komponenten auf ein Werkstück bereitgestellt, umfassend die Schritte:
- i) Bereitstellen eines Bestückungsautomaten, wobei der Bestückungsautomat Folgendes umfasst: einen Zubringerabschnitt, der bei Verwendung zur Aufnahme einer oder mehrerer Zubringer an jeweiligen Zubringerdocks angepasst ist, wobei jeder Zubringer betreibbar ist, um dem Bestückungsautomaten ein jeweiliges Band entlang eines jeweiligen Bandweges zuzuführen, wobei das genannte Band eine Vielzahl von Fächern enthält, die entlang des Bands angeordnet sind, wobei jedes Fach mit einer Komponente vorbeladen ist, eine Komponentenaufnahmeanordnung, die zum Aufnehmen von Komponenten von den Bandfächern an einem Aufnahmeabschnitt betreibbar ist, der entlang des Bandweges bereitgestellt ist, eine Bestückungsanordnung zum Bestücken von aufgenommenen Komponenten auf ein Werkstück, und mindestens einen Leerband Kanal an einem distalen Ende des Bandwegs, angepasst, um ein Band nach der Aufnahme von Komponenten von diesem Band zu empfangen;
- ii) Anschließen von mindestens einem Zubringer mit einem entsprechenden Zubringerdock am Zubringerabschnitt, wobei der Zubringer mit einem Band ausgestattet ist, das mit Komponenten in Fächern davon beladen ist,
- iii) Betreiben des angeschlossenen Zubringers, um dessen Band entlang des Bandwegs zu fördern,
- iv) Aufnehmen von mindestens einer Komponente vom Förderband am Aufnahmeabschnitt mit der Komponentenaufnahmeanordnung,
- v) Verwenden eines Sensors, um automatisch zu bestimmen, ob das Förderband dem Leerband Kanal falsch zugeführt wird, und
- vi) wenn festgestellt wird, dass das Förderband dem Leerband Kanal falsch zugeführt wird, Verhindern eines weiteren Aufnehmens von Komponenten von diesem Band durch die Komponentenaufnahmeanordnung.
- i) Providing an automatic placement machine, the automatic placement machine comprising: a feeder section which, when used for receiving one or more Feeder is adapted to respective feeder docks, each feeder being operable to feed the assembly machine with a respective belt along a respective belt path, said belt containing a plurality of compartments arranged along the belt, each compartment being preloaded with a component , a component receiving arrangement, which is operable for receiving components from the tape compartments on a receiving section which is provided along the tape path, a mounting arrangement for mounting picked components on a workpiece, and at least one empty tape channel adapted at a distal end of the tape path, to receive a band after recording components from that band;
- ii) connecting at least one feeder with a corresponding feeder dock to the feeder section, the feeder being equipped with a belt which is loaded with components in compartments thereof,
- iii) operating the connected feeder to convey its belt along the belt path,
- iv) picking up at least one component from the conveyor belt at the pick-up section with the component pick-up arrangement,
- v) using a sensor to automatically determine whether the conveyor belt is incorrectly fed to the empty belt channel, and
- vi) if it is determined that the conveyor belt is incorrectly fed into the empty belt channel, preventing further pick-up of components from this belt by the component receiving arrangement.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bestückungsautomat zum Platzieren von Komponenten auf ein Werkstück bereitgestellt, umfassend: einen Zubringerabschnitt, der bei Verwendung zur Aufnahme einer oder mehrerer Zubringer an jeweiligen Zubringerdocks angepasst ist, wobei jeder Zubringer betreibbar ist, um dem Bestückungsautomaten ein jeweiliges Band entlang eines jeweiligen Bandweges zuzuführen, wobei das genannte Band eine Vielzahl von Fächern enthält, die entlang des Bands angeordnet sind, wobei jedes Fach mit einer Komponente vorbeladen ist; eine Komponentenaufnahmeanordnung, die zum Aufnehmen von Komponenten von den Bandfächern an einem Aufnahmeabschnitt betreibbar ist, der entlang des Bandweges bereitgestellt ist; eine Bestückungsanordnung zum Bestücken von aufgenommenen Komponenten auf ein Werkstück; mindestens einen Leerband Kanal an einem distalen Ende des Bandweges, der angepasst ist, um ein Band von dem Bandweg aufzunehmen; und einen Sensor, der zur automatischen Bestimmung des Vorhandenseins eines Bandes in der Nähe des Leerband Kanals betreibbar ist.According to a second aspect of the present invention, there is provided an automatic pick and place machine for placing components on a workpiece, comprising: a feeder section which, when used to receive one or more feeders, is adapted to respective feeder docks, each feeder being operable to provide a respective one to the pick and place machine Feeding tape along a respective tape path, said tape containing a plurality of compartments arranged along the tape, each compartment being preloaded with a component; a component receiving assembly operable to receive components from the tape compartments at a receiving portion provided along the tape path; a mounting arrangement for mounting picked components on a workpiece; at least one blank tape channel at a distal end of the tape path adapted to receive a tape from the tape path; and a sensor that is operable to automatically determine the presence of a tape in the vicinity of the blank tape channel.
Weitere spezifische Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen dargelegt.Further specific aspects and features of the present invention are set out in the appended claims.
FigurenlisteFigure list
Die Erfindung wird nun beschrieben mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen (nicht maßstabsgetreu), wobei:
-
1 schematisch einen Bestückungsautomaten gemäß der vorliegenden Erfindung in Schrägprojektion zeigt; und -
2 schematisch eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Zubringerbschnitts des Bestückungsautomaten von1 zeigt, wenn mit einer Vielzahl von Zubringern ausgestattet.
-
1 schematically shows an automatic placement machine according to the present invention in oblique projection; and -
2nd schematically shows an enlarged view of part of the feeder section of the pick and place machine of FIG1 shows when equipped with a variety of feeders.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten erfindungsgemäßen AusführungsformenDetailed description of the preferred embodiments of the invention
Ein Bestückungsautomat
Es ist zu beachten, dass es viele verschiedene Konfigurationen von Bestückungsautomaten gibt, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Zum Beispiel können Bestückungsköpfe eine Vielzahl von Saugdüsen oder Saugdüsen umfassen, Bestückungsköpfe können in einer Drehkonfiguration bereitgestellt sein, eine separate Aufnahmeanordnung könnte Komponenten aufnehmen und sie an einen Bestückungskopf usw. weiterleiten, wie es dem Fachmann bekannt ist.It should be noted that there are many different configurations of pick and place machines that can be used in accordance with the present invention. For example, placement heads may include a plurality of suction or suction nozzles, placement heads may be provided in a rotating configuration, a separate pickup assembly could receive components and route them to a placement head, etc., as is known to those skilled in the art.
Wie im Stand der Technik allgemein bekannt ist, kann der Bestückungsautomat
Der Bestückungsautomat
Ein Steuerprozessor
Jeder Zubringer
Der Spuranzeiger
In alternativen Ausführungsformen können andere maschinenlesbare Markierungen anstelle von Referenzmarken
Eine beispielhafte Methodik der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.An exemplary methodology of the present invention will now be described.
Zunächst lädt ein Bediener (optional kann ein Robotersystem verwendet werden) die Zubringer nach Bedarf in die richtigen Zubringerdocks eines Bestückungsautomaten. Im Idealfall werden alle freien Enden der leeren Bänder dem Leerband Kanal zugeführt. Es ist jedoch möglich, dass eine falsche Zuführung vorliegt, die dazu führen kann, dass das Komponentenband den Eingang zum Leerband Kanal verfehlt.First, an operator (optionally a robot system can be used) loads the feeders into the correct feeder docks of an automatic placement machine as required. Ideally, all free ends of the empty tapes are fed to the empty tape channel. However, it is possible that there is an incorrect feed, which can lead to the component tape missing the entrance to the empty tape channel.
Dann kann ein Bestückungsvorgang beginnen, bei dem Komponenten von den verschiedenen Zubringerbändern nach Bedarf unter der Steuerung des Steuerprozessors aufgenommen und auf ein Werkstück platziert werden können. Während des Platzierens wird jedes Band von dem Zubringer entlang seines Bandwegs befördert.Then an assembly process can begin in which components can be picked up from the various feeder belts as required under the control of the control processor and placed on a workpiece. During placement, each belt is carried along its belt path by the feeder.
Ein Sensor wird verwendet, um automatisch zu bestimmen, ob das Förderband dem Leerband Kanal falsch zugeführt wird. Vorteilhafterweise kann der verwendete Sensor eine bereits vorhandene optische Kamera in dem Automaten sein, beispielsweise eine PCB-Kamera oder eine Komponentenkamera. Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzliche Sensorausrüstung an dem Bestückungsautomaten angebracht werden muss, wodurch Kosten und Komplexität verringert werden. Alternativ kann ein dedizierter Sensor verwendet werden. Die Kamera überprüft die Spuranzeige
Dieser Erfassungsschritt wird vorzugsweise für jedes Band wiederholt, nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Komponenten durch die Komponenteaufnahmeanordnung von diesem Band aufgenommen worden ist, wobei dies durch den Steuerprozessor gesteuert wird.This acquisition step is preferably repeated for each band after a predetermined number of components have been picked up from that band by the component containment assembly, which is controlled by the control processor.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1 -1 -
- BestückungsautomatPick and place machine
- 2 -2 -
- Rahmenframe
- 3 -3 -
- BestückungskopfAssembly head
- 4 -4 -
- Portalportal
- 5 -5 -
- SaugdüsenSuction nozzles
- 6 -6 -
- PCB-KameraPCB camera
- 7 -7 -
- ZubringerdocksFeeder docks
- 8 -8th -
- SpuranzeigeLane display
- 9 -9 -
- SteuerprozessorControl processor
- 10 -10 -
- ZubringerFeeder
- 11 -11 -
- Band (richtig zugeführt)Tape (correctly fed)
- 12 -12 -
- Band (falsch zugeführt)Tape (incorrectly fed)
- 13 -13 -
- AntriebslochDrive hole
- 14 -14 -
- Leerband KanalBlank tape channel
- 15 -15 -
- SpurnummerTrack number
- 16 -16 -
- ReferenzmarkeReference mark
- 17 -17 -
- BandfachTape compartment
Claims (14)
Priority Applications (2)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ASMPT GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: ASM ASSEMBLY SYSTEMS GMBH & CO. KG, 81379 MUENCHEN, DE |