DE102020115552A1 - Method for populating a circuit board with electronic components and a mounting device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestücken einer Platine (12) mit elektronischen Bauteilen (14), mit den Schritten: (a) Erfassen der Platine (12) mittels eines Kamerasystems (18), sodass ein Platinenbild (B12) erhalten wird, (b) Bestimmen von Montagelochlagen (P36) von Montagelöchern (34) aus dem Platinenbild (B12), (c) Messen einer Zuführlage (P14.i) eines elektronischen Bauteils (14) mittels des Kamerasystems (18), wobei das elektronische Bauteil zumindest zwei Anschlussdrähte (36) hat, (d) Greifen des elektronischen Bauteils (14) mittels eines Greifers (26) eines Roboters (24), (e) Positionieren des elektronischen Bauteils (14) vor einer Kamera (20, 21, 22) des Kamerasystems (18), sodass Anschlussdrähte (36) des Bauteils (14) mittels der Kamera (20, 21, 22) erfassbar sind, (f) Erfassen der Anschlussdrähte (36) mittels der Kamera (20, 21, 22), sodass ein Bauteilbild (B14) erhalten wird, (g) Berechnen von Anschlussdrahtlagen (P36) der Anschlussdrähte (36) aus dem Bauteilbild (B14), (h) Berechnen einer Einstecklage, in der das elektronische Bauteil (14) in die Montagelöcher (34) einsteckbar ist, aus den Anschlussdrahtlagen (P36) und den Montagelochlagen (P34.j) und (i) Durchstecken der Anschlussdrähte (36) des elektronischen Bauteils (14) durch die Montagelöcher (34) mittels des Greifers (26).The invention relates to a method for equipping a circuit board (12) with electronic components (14), with the steps: (a) detecting the circuit board (12) using a camera system (18) so that a circuit board image (B12) is obtained, (b ) determining mounting hole positions (P36) of mounting holes (34) from the circuit board image (B12), (c) measuring a feed position (P14.i) of an electronic component (14) using the camera system (18), the electronic component having at least two connection wires (36), (d) gripping the electronic component (14) by means of a gripper (26) of a robot (24), (e) positioning the electronic component (14) in front of a camera (20, 21, 22) of the camera system ( 18) so that connecting wires (36) of the component (14) can be detected by the camera (20, 21, 22), (f) detecting the connecting wires (36) by the camera (20, 21, 22) so that a component image ( B14) is obtained, (g) calculating connecting wire positions (P36) of the connecting wires (36) from the component image ( B14), (h) calculating an insertion position, in which the electronic component (14) can be inserted into the mounting holes (34), from the connecting wire layers (P36) and the mounting hole positions (P34.j) and (i) pushing through the connecting wires (36 ) of the electronic component (14) through the mounting holes (34) by means of the gripper (26).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestücken einer Platine mit elektronischen Bauteilen. Es ist bekannt, elektrische Bauelemente auf der Oberfläche einer Platine im sogenannten SMD (Surface Mount Device)-Verfahren zu montieren. Dabei werden die Bauteile von einer Seite auf die Platinen aufgebracht und dann verlötet. Es ist auch bekannt, elektronische Bauteile mit ihren Anschlussdrähten durch ein Loch in der Platine hindurchzustecken und dann von der anderen Seite zu verlöten. Man spricht dann von Durchsteckmontage oder Through-Hole-Technology (THT). Die Durchsteckmontage ist insbesondere dann notwendig, wenn es sich bei dem elektronischen Bauteil um ein Leistungselektronikbauteil handelt. Nachteilig an der Durchsteckmontage ist, dass diese bislang nicht durchgängig automatisierbar ist und daher zu höherem Montageaufwand und damit höheren Kosten führt.The invention relates to a method for equipping a circuit board with electronic components. It is known to mount electrical components on the surface of a circuit board using the so-called SMD (Surface Mount Device) method. The components are attached to the circuit board from one side and then soldered. It is also known to insert electronic components with their connecting wires through a hole in the circuit board and then to solder them from the other side. One then speaks of through-hole mounting or through-hole technology (THT). Push-through assembly is particularly necessary when the electronic component is a power electronics component. The disadvantage of push-through assembly is that it has not yet been able to be fully automated and therefore leads to greater assembly effort and thus higher costs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile im Stand der Technik zu vermindern.The invention is based on the object of reducing the disadvantages of the prior art.
Die Erfindung löst das Problem durch ein Verfahren zum Bestücken einer Platine mit elektronischen Bauteilen, mit den Schritten: (a) Erfassen der Platine mittels eines Kamerasystems, sodass ein Platinenbild erhalten wird, (b) Bestimmen von Montagelochlagen von Montagelöchern aus dem Platinenbild, (c) Messen einer Zuführlage eines elektronischen Bauteils mittels des Kamerasystems, wobei das elektronisch Bauteil zumindest zwei Anschlussdrähte hat, (d) Greifen des elektronischen Bauteils mittels eines Greifers einer Roboters, (e) Positionieren des elektronischen Bauteils vor einer Kamera des Kamerasystems, sodass Anschlussdrähte des Bauteils mittels der Kamera erfassbar sind, (f) Erfassen der Anschlussdrähte mittels der Kamera, sodass ein Bauteilbild erhalten wird, (g) Berechnen von Anschlussdrahtlagen der Anschlussdrähte aus dem Bauteilbild, (h) Berechnen einer Einstecklage, in der das elektronische Bauteil in die Montagelücke einsteckbar ist, aus den Anschlussdrahtlagen und den Montagelochlagen und (i) Durchstecken der Anschlussdrähte des elektronischen Bauteils durch die Montagelöcher mittels des Greifers.The invention solves the problem by a method for equipping a circuit board with electronic components, with the following steps: (a) Detecting the circuit board by means of a camera system so that a circuit board image is obtained, (b) Determining mounting hole positions of mounting holes from the circuit board image, (c ) Measuring a feed position of an electronic component by means of the camera system, the electronic component having at least two connecting wires, (d) gripping the electronic component by means of a gripper of a robot, (e) positioning the electronic component in front of a camera of the camera system so that connecting wires of the component can be captured by the camera, (f) capturing the connecting wires by the camera so that a component image is obtained, (g) calculating connecting wire layers of the connecting wires from the component image, (h) calculating an insertion position in which the electronic component can be inserted into the assembly gap is, from the connecting wire layers and the Montagelo and (i) inserting the connecting wires of the electronic component through the mounting holes by means of the gripper.
Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch eine Bestückungsvorrichtung zum Bestücken einer Platine mit elektronischen Bauteilen, mit (a) einer Platinenzuführvorrichtung zum Zuführen von zu bestückenden Platinen, (b) einem Kamerasystem, das angeordnet ist zum Erfassen der Platine in der Platinenzuführvorrichtung, sodass ein Platinenbild erhalten wird, (c) einer Bauteilzuführvorrichtung zum Zuführen von, insbesondere losen, elektronischen Bauteilen, (d) einer Bauteil-Kamera, insbesondere einer 3D-Kamera, des Kamerasystem zum Messen einer Zuführlage eines elektronischen Bauteils mit zumindest zwei Anschlussdrähten in der Bauteilzuführvorrichtung, (e) einem Roboter, der einen Greifer zum Greifen des elektronischen Bauteils aufweist, wobei (f) das Kamerasystem ausgebildet ist zum Aufnehmen eines Bauteilbildes der Anschlussdrähte des elektronischen Bauteils und (g) einer Ansteuereinheit, die ausgebildet ist zum automatischen Durchführen eines Verfahrens mit den Schritten: (i) Bestimmen von Montagelochlagen von Montagelöchern aus dem Platinenbild, (ii) Ansteuern des Roboters, sodass das elektronische Bauteil so zum Kamerasystem positioniert wird, dass das Bauteilbild aufnehmbar ist, (iii) Ansteuern des Kamerasystems, sodass es das Bauteilbild aufnimmt, (iv) Berechnen von Anschlussdrahtlagen der Anschlussdrähte aus dem Bauteilbild, (v) Berechnen einer Einsteckposition, in der das elektronische Bauteil in die Montagelöcher einsteckbar ist, aus den Anschlussdrahtlagen und den Montagelochlagen und (vi) Ansteuern des Roboters, sodass dieser die Anschlussdrähte des elektronischen Bauteils durch die Montagelöcher steckt.According to a second aspect, the invention solves the problem by a mounting device for populating a board with electronic components, with (a) a board feeding device for feeding boards to be populated, (b) a camera system which is arranged to detect the board in the board feeding device, so that a circuit board image is obtained, (c) a component feed device for feeding in, in particular loose, electronic components, (d) a component camera, in particular a 3D camera, of the camera system for measuring a feed position of an electronic component with at least two connecting wires in the Component feeding device, (e) a robot having a gripper for gripping the electronic component, (f) the camera system being designed to record a component image of the connecting wires of the electronic component and (g) a control unit designed to automatically carry out a method with the steps : (i) Determination of mounting hole positions of mounting holes from the circuit board image, (ii) Controlling the robot so that the electronic component is positioned in relation to the camera system in such a way that the component image can be recorded, (iii) Controlling the camera system so that it records the component image, ( iv) Calculating connecting wire layers of the connecting wires from the component image, (v) calculating an insertion position in which the electronic component can be inserted into the mounting holes from the connecting wire layers and the mounting hole positions and (vi) controlling the robot so that it can connect the connecting wires of the electronic component through the mounting holes.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass sie eine weitgehend automatische Durchsteckmontage von Bauteilen auf der Platine in Durchsteckmontage ermöglicht. Der Grund dafür ist, dass für jedes elektronische Bauteil die Anschlussdrahtlagen bestimmt werden. Sollte sich herausstellen, dass die Anschlussdrahtlagen zu stark von den Montagelochlagen abweichen, so kann das elektronische Bauteil für die Montage an den Montagelöchern verworfen und ein neues elektronisches Bauteil gegriffen werden. In anderen Worten ist durch das erfindungsgemäße Verfahren sichergestellt, dass nur für solche elektronischen Bauteile die Montage überhaupt versucht wird, für die klar ist, dass diese durch die Montagelöcher gesteckt werden können.The advantage of the invention is that it enables a largely automatic push-through assembly of components on the board in a push-through assembly. The reason for this is that the connection wire layers are determined for each electronic component. If it turns out that the connection wire layers deviate too much from the assembly hole positions, the electronic component can be discarded for assembly at the assembly holes and a new electronic component can be picked up. In other words, the method according to the invention ensures that assembly is only attempted for those electronic components for which it is clear that they can be inserted through the assembly holes.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter dem Roboter insbesondere ein 5-Achs-, 6-Achs- oder 7-Achs-Roboter verstanden. Es ist zwar auch möglich, einen 8-Achs- oder mehrachsigen Roboter zu verwenden, als besonders günstig haben sich aber 7-Achs-Roboter herausgestellt. Diese sind in der Lage, das gegriffene Bauteil in allen sechs Freiheitsgraden zu bewegen.In the context of the present description, the robot is understood in particular to be a 5-axis, 6-axis or 7-axis robot. It is also possible to use an 8-axis or multi-axis robot, but 7-axis robots have proven to be particularly favorable. These are able to move the gripped component in all six degrees of freedom.
Die Anschlussdrahtlagen werden relativ zu einem Kamera-Koordinatensystem bestimmt. Daraus werden dann die Befehle berechnet, wie der Greifer das elektronische Bauteil zu bewegen hat, um es in die Montagelöcher einzustecken.The connection wire layers are determined relative to a camera coordinate system. The commands are then calculated from this as to how the gripper has to move the electronic component in order to insert it into the mounting holes.
Vorzugsweise wird das elektronische Bauteil gurtlos in die Zuführlage gebracht. Es ist bei der Durchsteckmontage üblich, die elektronischen Bauteile per Transportgurt zuzuführen. Das ist möglich, im Rahmen des vorliegenden Verfahrens aber nicht notwendig.The electronic component is preferably brought into the feed position without a belt. With push-through assembly, it is common to feed the electronic components using a conveyor belt. That is possible, but not necessary in the context of the present proceedings.
Es ist möglich, dass das Verfahren den Schritt eines Biegens der Anschlussdrähte umfasst, wobei die Anschlussdrahtlagen an den gebogenen Anschlussdrähten bestimmt werden.It is possible for the method to include the step of bending the connecting wires, the connecting wire layers being determined on the bent connecting wires.
Es ist möglich und bevorzugt, dass das Kamerasystem zumindest zwei Kameras aufweist. Besonders günstig ist es, wenn zumindest eine Kamera des Kamerasystems eine 3D-Kamera ist.It is possible and preferred that the camera system has at least two cameras. It is particularly favorable if at least one camera of the camera system is a 3D camera.
Beispielsweise besitzt das Kamerasystem eine Bauteil-Kamera in Form einer 3D-Kamera zum Erfassen der Zuführlage des elektronischen Bauteils.For example, the camera system has a component camera in the form of a 3D camera for capturing the feed position of the electronic component.
Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass das Kamerasystem eine Platinen-Kamera zum Erfassen der Platine aufweist. Es kann sich bei der Platinen-Kamera um eine 3D-Kamera handeln, das ist aber nicht notwendig. In der Regel ist eine 2D-Kamera ausreichend.It is possible, but not necessary, for the camera system to have a board camera for capturing the board. The board camera can be a 3D camera, but this is not necessary. A 2D camera is usually sufficient.
Es ist vorteilhaft, nicht aber notwendig, dass das Kamerasystem eine Bauteil-Vermessungskamera zum Aufnehmen eines Bauteilbilds der Anschlussdrähte des elektronischen Bauteils hat. Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass die Bauteil-Vermessungskamera eine 3D-Kamera ist. Zwar ist es auch möglich, dass zum Aufnehmen eines Bauteilbilds die Platinen-Kamera oder die Bauteil-Kamera verwendet wird. Das aber setzt meist voraus, dass sich entweder die entsprechende Kamera bewegt wird oder dass das elektronische Bauteil einen vergleichsweise langen Weg zur Kamera zurücklegen muss, was beides nachteilig ist.It is advantageous, but not necessary, for the camera system to have a component measurement camera for recording a component image of the connecting wires of the electronic component. It is possible, but not necessary, for the component measurement camera to be a 3D camera. It is also possible to use the circuit board camera or the component camera to record a component image. However, this usually presupposes that either the corresponding camera is moved or that the electronic component has to travel a comparatively long distance to the camera, both of which are disadvantageous.
Unter dem Berechnen der Einstecklage wird insbesondere verstanden, dass Koordinaten berechnet werden, unter denen das elektronische Bauteil gehalten werden muss, damit es bei einer Bewegung des Bauteils auf die Montagelöcher zu durch die Montagelöcher gesteckt wird. Da die Montagelöcher Fertigungstoleranzen aufweisen, befinden sie sich nicht stets an der gleichen Stelle. Auch die Abstände der Montagelöcher voneinander schwanken im Rahmen der Toleranzen. Das gleiche gilt für die Anschlussdrahtlagen der Anschlussdrähte. Auch diese schwanken im Rahmen der vorgegebenen Toleranzen.Calculating the insertion position is understood in particular to mean that coordinates are calculated under which the electronic component must be held so that it is inserted through the mounting holes when the component moves towards the mounting holes. Since the mounting holes have manufacturing tolerances, they are not always in the same place. The distances between the mounting holes also fluctuate within the scope of the tolerances. The same applies to the connecting wire layers of the connecting wires. These also fluctuate within the specified tolerances.
Es wäre möglich, die Toleranzen der Montagelöcher einerseits und der Anschlussdrahtlagen andererseits so eng zu wählen, dass stets ein Einstecken der Anschlussdrähte in die Montagelöcher möglich ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass dies technisch kaum möglich ist oder einen sehr hohen Aufwand bedeutet. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass sowohl die Montagelochlagen als auch Anschlussdrahtlagen jeweils ermittelt werden und die Einstecklage daraus berechnet wird, sodass unabhängig von den jeweiligen Montagelochlagen und Anschlussdrahtlagen stets die korrekte Ausrichtung des elektronischen Bauteils relativ zu den Montagelöchern bestimmt wird. Auf diese Weise wird ein sehr robustes Verfahren zur Durchsteckmontage erhalten.It would be possible to select the tolerances of the mounting holes on the one hand and the connecting wire layers on the other hand so tight that it is always possible to insert the connecting wires into the mounting holes. It has been found, however, that this is hardly technically possible or that it involves a very high level of effort. According to the invention, it is therefore provided that both the mounting hole positions and connection wire layers are determined and the insertion position is calculated from them, so that the correct alignment of the electronic component relative to the mounting holes is always determined regardless of the respective mounting hole positions and connection wire layers. In this way, a very robust push-through mounting method is obtained.
Unter einer Lage wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung die Kombination aus einer Position und einer Ausrichtung verstanden. Die Position wird durch drei Linearkoordinaten angegeben, das heißt durch Koordinaten in einem kartesischen Koordinatensystem. Die Ausrichtung wird durch drei Winkel beschrieben. In anderen Worten bezieht sich eine Lage stets auf alle sechs Freiheitsgrade, wohingegen sich eine Position lediglich auf die drei Translationsfreiheitsgrade bezieht.In the context of the present description, a position is understood to mean the combination of a position and an orientation. The position is given by three linear coordinates, that is, by coordinates in a Cartesian coordinate system. The orientation is described by three angles. In other words, a position always relates to all six degrees of freedom, whereas a position only relates to the three degrees of translational freedom.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Greifen des elektronischen Bauteils ein Ansaugen des Bauteils mittels eines Sauggreifers, sodass das Bauteil gegen einen Anschlag des Sauggreifers gezogen wird. In anderen Worten ist der Greifer des Roboters ein Sauggreifer. Es hat sich herausgestellt, dass mit einem Sauggreifer das elektronische Bauteil einerseits sicher gegriffen werden kann. Andererseits kann das Bauteil mittels eines Sauggreifers so festgehalten werden, dass auch die beim Durchstecken auftretenden Kräfte, die auf die Anschlussdrähte wirken, nicht dazu führen, dass sich das Bauteil relativ zum Sauggreifer bewegt.According to a preferred embodiment, the gripping of the electronic component is a suction of the component by means of a suction gripper, so that the component is pulled against a stop of the suction gripper. In other words, the robot's gripper is a suction gripper. It has been found that, on the one hand, the electronic component can be securely gripped with a suction gripper. On the other hand, the component can be held in place by means of a suction gripper in such a way that the forces that occur during insertion and which act on the connecting wires do not result in the component moving relative to the suction gripper.
Günstig ist es, wenn das Positionieren des elektronischen Bauteils vor der Kamera des Kamerasystems so erfolgt, dass das elektronische Bauteil unabhängig von seiner Lage relativ zum Sauggreifer stets in einer vorgegebenen Soll-Lage relativ zur Kamera positioniert ist. Insbesondere ist der Greifer des Roboters so aufgebaut, dass dies möglich ist. Es ist daher möglich und stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, dass die elektronischen Bauteile lose, das heißt nicht auf einem Transportgurt, in die Zuführlage gebracht werden. Es ist beispielsweise möglich, dass sich die Bauteile lose in einem Behältnis befinden.It is favorable if the electronic component is positioned in front of the camera of the camera system in such a way that the electronic component is always positioned in a predetermined target position relative to the camera, regardless of its position relative to the suction gripper. In particular, the robot's gripper is designed in such a way that this is possible. It is therefore possible, and represents a preferred embodiment, for the electronic components to be brought into the feed position loosely, that is to say not on a conveyor belt. It is possible, for example, for the components to be loosely in a container.
Besonders günstig ist es, wenn das Positionieren des elektronischen Bauteils vor der Kamera die Schritte: (a) Erfassen einer momentanen Lage des Bauteils mittels der Kamera und (b) Bewegen des Bauteils, sodass sich seine momentane Lage der Soll-Lage annähert, aufweist. In anderen Worten wird das Bauteil so lange mittels des Greifers vor der Kamera justiert, bis es in seiner Soll-Lage ist. Das stellt sicher, dass die Anschlussdrahtlagen mit hoher Genauigkeit bestimmt werden können.It is particularly favorable if the positioning of the electronic component in front of the camera comprises the steps: (a) recording a current position of the component by means of the camera and (b) moving the component so that its current position approaches the target position. In other words, the component is adjusted by means of the gripper in front of the camera until it is in its target position. This ensures that the connection wire layers can be determined with a high degree of accuracy.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren die Schritte: (i) Vergleichen der Anschlussdrahtlagen mit den Montagelochlagen und (ii) wenn ein Anschlussdrahtabstand der Anschlussdrähte an ihren freien Ende von einem Montagelochabstand von Mittelpunkten der Montagelöcher um mehr als einen vorgegebenen Toleranzwert abweicht, Erfassen, ob zweite Montagelöcher, insbesondere auf der gleichen Platine, existieren, für die der Anschlussdrahtabstand um weniger als den Toleranzwert vom Montagelochabstand abweicht, und Durchstecken der Anschlussdrähte des elektronischen Bauteils durch die zweiten Montagelöcher oder Ablegen des Bauteils und Greifen eines zweiten elektronischen Bauteils. Insbesondere wird vorzugsweise erfasst, ob die zweiten Montagelöcher für die Montage des entsprechenden elektronischen Bauteils gekennzeichnet sind. Selbstverständlich wird das Bauteil nicht in einem Montageloch montiert, für das das Bauteil nicht vorgesehen ist.The method preferably comprises the steps: (i) comparing the connecting wire layers with the mounting hole layers and (ii) if a connecting wire spacing of the connecting wires at their free end deviates from a mounting hole spacing from centers of the mounting holes by more than a predetermined tolerance value, detecting whether second mounting holes, in particular on the same circuit board, for which the connecting wire spacing deviates from the mounting hole spacing by less than the tolerance value, and pushing the connecting wires of the electronic component through the second mounting holes or placing the component and gripping a second electronic component. In particular, it is preferably detected whether the second mounting holes are marked for mounting the corresponding electronic component. Of course, the component is not mounted in a mounting hole for which the component is not intended.
In anderen Worten ist es günstig, wenn vor dem Versuch, die Anschlussdrähte durch die Montagelöcher zu stecken, berechnet wird, ob dies möglich ist. Erst wenn dies bejaht wird, wird das elektronische Bauteil durch Durchstecken der Anschlussdrähte durch die Montagelöcher an der Platine montiert. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass es nicht zu einer Kollision der Anschlussdrähte mit der Platine kommen kann, was die Platine beschädigen könnte.In other words, it is beneficial if, before attempting to insert the connecting wires through the mounting holes, it is calculated whether this is possible. Only if this is answered in the affirmative is the electronic component mounted on the circuit board by pushing the connecting wires through the mounting holes. This ensures that the connecting wires cannot collide with the circuit board, which could damage the circuit board.
Zu diesem Zweck umfasst das Verfahren vorzugsweise die Schritte: (i) Vergleichen der Anschlussdrahtlagen mit den Montagelochlagen, (ii) Ermitteln einer Bauteil-Montagelage des Bauteils relativ zu den Montagelochlagen, für die gilt, dass dann, wenn das Bauteil in der Bauteillage ist, alle Anschlussdrahtpositionen höchstens einen vorgegebenen Maximalabstand von der entsprechenden Montagelochlage haben, und wenn die Bauteillage ermittelbar ist, Bewegen des Bauteils in die Bauteil-Montagelage mittels des Greifers, sodass die Anschlussdrähte des elektronischen Bauteils durch die Montagelöcher gesteckt werden und wenn die Bauteillage nicht ermittelbar ist, Ablegen des Bauteils und Greifen eines zweiten elektronischen Bauteils oder Durchführen der Schritte 0 und 0 für andere Montagelöcher. So kann das Bauteil gegebenenfalls mittels anderer Montagelöcher an einer anderen Stelle der Platine montiert werden.For this purpose, the method preferably comprises the steps: (i) comparing the connection wire layers with the mounting hole positions, (ii) determining a component mounting position of the component relative to the mounting hole positions, for which it applies that when the component is in the component position, all connection wire positions have at most a predetermined maximum distance from the corresponding mounting hole position, and if the component position can be determined, moving the component into the component mounting position by means of the gripper, so that the connection wires of the electronic component are inserted through the mounting holes and if the component position cannot be determined, Put down the component and grasp a second electronic component or carry out steps 0 and 0 for other mounting holes. The component can, if necessary, be mounted at a different point on the board using other mounting holes.
Vorzugsweise sind die elektronischen Bauteile beim Messen der Zuführlage in chaotischer Lage angeordnet. Hierunter wird insbesondere verstanden, dass sich die Zuführlagen zumindest zweier Bauteile, vorzugsweise der Mehrheit der zugeführten Bauteile, voneinander um zumindest 0,3 Millimeter, insbesondere zumindest 1 Millimeter, in einer Raumdimension und/oder zumindest 5°, insbesondere zumindest 10° in einer Winkeldimension, unterscheiden.The electronic components are preferably arranged in a chaotic position when the feed position is measured. This is understood to mean in particular that the feed positions of at least two components, preferably the majority of the fed components, differ from one another by at least 0.3 millimeters, in particular at least 1 millimeter, in one spatial dimension and / or at least 5 °, in particular at least 10 ° in an angular dimension , differentiate.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ein Filmen des Durchsteckens der Anschlussdrähte durch die Montagelöcher und ein Speichern des Films mit einer Verknüpfung zu einer Kennung der Platine. Dadurch wird die Qualitätssicherung verbessert.Preferably, the method comprises filming the threading of the connecting wires through the mounting holes and storing the film with a link to an identifier of the circuit board. This improves quality assurance.
Günstig ist es, wenn zumindest zwei unterschiedliche Bauteile nacheinander mit dem Greifer gegriffen werden. Vorteilhaft an dem Verfahren ist nämlich, dass - anders bei Verfahren gemäß dem Stand der Technik - es nicht notwendig ist, für jedes Bauteil einen gesondert angepassten Greifer vorzusehen. Insbesondere ist es möglich, mit dem Greifer zwei, drei, vier, fünf oder mehr unterschiedliche Bauteile zu greifen. Es ist dann möglich, mit der erfindungsgemäßen Bestückungsvorrichtung eine Vielzahl unterschiedlicher Bauteile, also Bauteile unterschiedlicher Bauart und/oder Abmessungen ihrer Anschlussdrähte, an der Platine zu befestigen. Beispielsweise ist es bevorzugt, mittels der Bestückungsvorrichtung die Platine endzumontieren, das heißt, alle elektronischen Bauteile an der Platine zu befestigen, sodass der Platine keine weiteren Bauteile mehr hinzugefügt werden müssen.It is beneficial if at least two different components are gripped one after the other with the gripper. The advantage of the method is that - unlike the method according to the prior art - it is not necessary to provide a separately adapted gripper for each component. In particular, it is possible to grip two, three, four, five or more different components with the gripper. It is then possible to use the assembly device according to the invention to fasten a large number of different components, that is to say components of different designs and / or dimensions of their connecting wires, to the circuit board. For example, it is preferred to end-assemble the circuit board by means of the assembly device, that is to say to fasten all electronic components to the circuit board, so that no further components have to be added to the circuit board.
Günstig ist es, wenn das Verfahren die Schritte: (a) Erfassen der Platine mittels des Kamerasystems, insbesondere der Platinen-Kamera, sodass das Platinenbild erhalten wird, (b) Anzeigen des Platinenbilds auf einem Anzeigegerät, (c) Auswählen eines Montagelochs, insbesondere Erfassen eines Auswahlbefehls mittels dem zumindest ein Montageloch ausgewählt wird, (d) Erfassen eines Zuordnungsbefehls, der dem ausgewählten Montageloch ein elektronisches Bauteil zuordnet, und (e) Speichern einer Verknüpfung zwischen Montageloch und Bauteil, wobei (f) die Anschlussdrähte des elektronischen Bauteils durch die Montagelöcher gemäß der Verknüpfung gesteckt werden.It is favorable if the method comprises the steps: (a) detecting the circuit board by means of the camera system, in particular the circuit board camera, so that the circuit board image is obtained, (b) displaying the circuit board image on a display device, (c) selecting a mounting hole, in particular Detecting a selection command by means of which at least one mounting hole is selected, (d) detecting an assignment command which assigns an electronic component to the selected mounting hole, and (e) saving a link between mounting hole and component, wherein (f) the connecting wires of the electronic component through the Mounting holes are plugged according to the link.
In anderen Worten umfasst das Verfahren vorzugsweise einen Einlernmodus, gemäß dem der Bestückungsvorrichtung eingelernt wird, welche Art von elektronischen Bauteilen an ein vorgegebenes Montageloch zu montieren ist. Bei der Art des elektronischen Bauteils handelt es sich um baugleiche Bauteile, das heißt beispielsweise um den gleichen Widerstand oder den gleichen Elektrolytkondensator. Das macht die Bedienung der Bestückungsvorrichtung besonders einfach, weil die Art der Bestückung schnell geändert werden kann. Es ist dazu lediglich notwendig, dass ein Bediener den Auswahlbefehl eingibt, der kodiert, welches Bauteil in ein jeweils angezeigtes Montageloch eingefügt werden soll. Dieser Auswahlbefehl kann beispielsweise mittels einer Eingabevorrichtung eingegeben werden, die die Bestückungsvorrichtung vorzugsweise aufweist. Bei dieser Eingabevorrichtung kann es sich beispielsweise um eine Tastatur, ein Touchscreen oder eine Schnittstelle zu einer anderen Eingabevorrichtung, beispielsweise ein Mobiltelefon, handeln.In other words, the method preferably includes a teach-in mode, according to which the assembly device is taught what type of electronic components are to be mounted on a predefined mounting hole. The type of electronic component is identical in construction, that is to say, for example, the same resistor or the same electrolytic capacitor. This makes the operation of the assembly device particularly easy, because the type of assembly can be changed quickly. All that is necessary for this is for an operator to enter the selection command which codes which component is to be inserted into a respectively displayed assembly hole. This selection command can be entered, for example, by means of an input device which the assembly device preferably has. This input device can be, for example, a keyboard, a touchscreen or an interface to another input device, for example a mobile phone.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
-
1 eine erfindungsgemäße Bestückungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht, -
2 eine Seitensicht auf die Bestückungsvorrichtung gemäß1 , -
3 in den3a ,3b und3c mögliche Montagelochlagen und Anschlussdrahtlagen und -
4 in den4a ,4b ,4c und4d Ansichten eines Sauggreifers der erfindungsgemäßen Bestückungsvorrichtung.
-
1 an assembly device according to the invention in a perspective view, -
2 a side view of the placement device according to1 , -
3 in the3a ,3b and3c possible mounting hole positions and connection wire layers and -
4th in the4a ,4b ,4c and4d Views of a suction gripper of the assembly device according to the invention.
Die Bestückungsvorrichtung
Ein Roboter
Anhand
Nachdem die Bauteil-Kamera
Der Roboter
Der Roboter
Aus der momentanen Greifer-Lage
Ein Abstand
Die in
Zum Einlernen der Bestückungsvorrichtung wird das Platinenbild auf einem Anzeigegerät
Mittels der Eingabevorrichtung
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- BestückungsvorrichtungPlacement device
- 1212th
- Platinecircuit board
- 1414th
- elektronisches Bauteilelectronic component
- 1515th
- BauteilzuführungComponent feed
- 1616
- PlatinenzuführvorrichtungBlank feeding device
- 1818th
- KamerasystemCamera system
- 2020th
- Bauteil-KameraComponent camera
- 2121
- Bauteil-VermessungskameraComponent survey camera
- 2222nd
- Platinen-KameraBoard camera
- 2424
- Roboterrobot
- 2626th
- Greifer, SauggreiferGripper, suction pad
- 2828
- Armpoor
- 3030th
- AnsteuereinheitControl unit
- 3232
- BlisterBlister
- 3434
- MontagelochMounting hole
- 3636
- AnschlussdrahtConnecting wire
- 3838
- UnterdruckanschlussVacuum connection
- 4040
- SaugelementSuction element
- 4242
- UnterdruckleitungVacuum line
- 4444
- Anschlagattack
- 4646
- AnzeigegerätDisplay device
- 4848
- EingabevorrichtungInput device
- AjAj
- Abstanddistance
- AmaxAmax
- MaximalabstandMaximum distance
- B12B12
- PlatinenbildCircuit board image
- B14B14
- Bauteilbild Component image
- djdj
- minimaler Abstandminimum distance
- ii
- Laufindex Running index
- K18K18
- Koordinatensystem des KamerasystemsCoordinate system of the camera system
- P14,ist(t)P14, is (t)
- momentane Lagecurrent situation
- P14,SollP14, target
- Soll-LageTarget location
- P14.iP14.i
- ZuführlageFeed position
- P26P26
- momentane Greifer-Lagecurrent gripper position
- P26,ZielP26, goal
- Greifer-ZielpositionGripper target position
- P34.jP34.j
- MontagelochlageMounting hole position
- P36P36
- AnschlussdrahtlageConnecting wire layer
Claims (11)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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