DE112007000408T5

DE112007000408T5 - Montageverfahren, Montageprogramm und Komponentenmontagevorrichtung

Info

Publication number: DE112007000408T5
Application number: DE112007000408T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Kadoma Maenishi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2009-01-02
Also published as: US20090000110A1; WO2007100022A1; CN101390456A; CN101390456B

Abstract

Komponentenmontageverfahren zur Verwendung bei einer Komponentenmontagevorrichtung mit einem Mehrdüsen-Montagekopf zum Aufnehmen mehrerer Komponenten, zum gleichzeitigen Halten der Komponenten und zum Befestigen der aufgenommenen Komponenten nacheinander auf einer Platte, mit den folgenden Schritten:
Erfassen von Montageoperationsinformationen;
Entscheiden, aufgrund der erfassten Montageoperationsinformationen, ob eine Komponente richtig montiert worden ist oder nicht; und
wenn entschieden wird, dass die Komponente nicht richtig montiert worden ist, Durchführen einer Fehlerbehebung durch erneutes Montieren der nicht richtig montierten Komponente, bevor zu der Aufgabe weitergegangen wird, die sich an die Aufgabe anschließt, bei der die Komponente nicht richtig montiert wurde,
wobei die Aufgabe als eine einzelne Iteration eines Prozesses definiert wird, der die Folge Aufnahme, Transport und Befestigung einer Komponente mittels eines Mehrdüsen-Montagekopfes umfasst.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Montageverfahren und dergleichen, das bei einer Komponentenmontagevorrichtung verwendet wird, die Komponenten auf eine Platte montiert, und betrifft insbesondere ein Montageverfahren, das eine Fehlerbehebungsverarbeitung in dem Fall umfasst, dass ein Montagefehler, wie etwa eine fehlende Komponente, während des Montageprozesses an der Platte auftritt.
Hintergrund der Erfindung
Montagefehler treten mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit bei der Arbeitsfolge Aufnehmen, Befördern und Befestigen von elektronischen Komponenten auf, die von einer Komponentenmontagevorrichtung durchgeführt wird. „Fehlende Komponenten", wo eine auf der Platte zu befestigende elektronische Komponente nicht befestigt wird, wie etwa wenn die elektronische Komponente nicht aus der Komponentenzuführeinheit aufgenommen wird oder die aufgenommene elektronische Komponente während des Transports von der Komponentenzuführeinheit zu der Position, an der sie befestigt werden soll, fallengelassen wird, und „stehende Aufnahme", wo die Aufnahmedüse nicht richtig in Kontakt mit der Oberfläche der Komponente kommt und sie in einem vertikalen oder schrägen Zustand aufnimmt, können als Beispiele für solche Montagefehler genannt werden.
Um beim Auftreten eines solchen Montagefehlers eine Fehlerbehebung durchzuführen, ohne die Komponentenmontagevorrichtung anzuhalten, wird herkömmlich der Montagefehler ignoriert und der Montageprozess fortgesetzt, und die Montage der elektronischen Komponente, bei der der Montagefehler aufgetreten ist, wird noch einmal durchgeführt, nachdem die letzte Komponente in dem Montageprogramm montiert worden ist.
Mit der zunehmenden Miniaturisierung von elektronischen Bauelementen werden jedoch auch eine Miniaturisierung und eine hohe Leistungsfähigkeit für Leiterplatten gefordert. Dadurch werden Komponenten gelegentlich sehr dicht auf Leiterplatten montiert, oder mit anderen Worten, der Abstand zwischen elektronischen Komponenten, die auf die Platte montiert werden, ist extrem klein, und daher kommt es beim erneuten Montieren einer elektronischen Komponente, bei der ein Montagefehler aufgetreten ist, nach Beendigung der Serie von Montage-Operationen gelegentlich dazu, dass die bereits befestigten elektronischen Komponenten mit der Spitze der Düse kollidieren, die die elektronische Komponente hält, für die die erneute Montage durchzuführen ist, und dass die Behebung des Montagefehlers nicht beendet werden kann.
In Reaktion auf dieses Problem ist ein Verfahren beschrieben worden, mit dem die zu montierenden elektronischen Komponenten in Gruppen nach der Höhe eingeteilt werden, die elektronischen Komponenten in der Reihenfolge von der niedrigsten zur höchsten Komponente montiert werden und die Montagefehlerbehebung bei der Höhengruppe, bei der der Fehler aufgetreten ist, nach Beendigung der Montage dieser Höhengruppe und vor der Montage der elektronischen Komponenten der nächsten Höhengruppe durchgeführt wird (siehe zum Beispiel Patentliteraturquelle 1: Japanisches Patent Nr. 3.043.492 ).
Neueste Komponentenmontagevorrichtungen selbst sind jedoch kompakter geworden, und Anschlussflächen-Produktivitäts-Verhältnisse sind gestiegen, und dadurch haben modulare Komponentenmontagevorrichtungen, die Mehrdüsen-Montageköpfe verwenden, die mehrere elektronische Komponenten aufnehmen und halten können, weite Verbreitung gefunden. Bei diesen modularen Komponentenmontagevorrichtungen werden mehrere elektronische Komponenten von einem Mehrdüsen-Montagekopf gehalten und werden gemeinsam zu einer Position über der Platte transportiert, und anschließend werden die elektronischen Komponenten der Reihenfolge nach befestigt, während sich der Mehrdüsen-Montagekopf über der Platte bewegt. Daher mangelt es bei diesen modularen Komponentenmontagevorrichtungen dem vorstehenden Verfahren des Einteilens der elektronischen Komponenten in Gruppen nach der Höhe und des Durchführens der Fehlerbehebung auf Gruppenbasis an Flexibilität.
Bei diesen modularen Komponentenmontagevorrichtungen wird eine einzelne Iteration der Arbeitsfolge Aufnehmen, Befördern und Befestigen einer Komponente, die von dem Mehrdüsen-Montagekopf durchgeführt wird, oder die Gruppe von Komponenten, die in der einzelnen Iteration der Arbeitsfolge transportiert werden, als „Aufgabe" bezeichnet. Dann wird eine Aufgabe erzeugt, bei der die Häufigkeit, mit der sich der Mehrdüsen-Montagekopf bewegt (die Anzahl der Aufgaben), minimal ist, und die Montagereihenfolge wird festgelegt.
Daher erhöht sich beim Auftreten eines Montagefehlers die Häufigkeit, mit der sich der Mehrdüsen-Montagekopf bewegen muss, durch den Fehlerbehebungsprozess, auch wenn die Aufgabe so festgelegt wird, dass die Häufigkeit, mit der sich der Mehrdüsen-Montagekopf bewegt, minimal ist, und somit besteht die Gefahr, dass sich der Zustand der nachfolgenden Aufgaben verschlechtert und die für die Montage verlorengegangene Zeit zunimmt.
Daher ist es beim Auftreten eines Montagefehlers innerhalb einer Aufgabe unbedingt erforderlich, dass der Einfluss dieses Fehlers (mit anderen Worten, der Taktverlust) allein auf diese Aufgabe begrenzt wird und dass nachfolgende Aufgaben nicht von dem Fehler beeinträchtigt werden.
Unter Berücksichtigung der vorgenannten Probleme ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Montageverfahren Verfügung zu stellen, bei dem eine Montagefehlerbehebung erfolgt, die zur Verwendung bei einer modularen Komponentenmontagevorrichtung günstig ist.
Beschreibung der Erfindung
Um das vorgenannte Ziel zu erreichen, ist das erfindungsgemäße Komponentenmontageverfahren ein Komponentenmontageverfahren zur Verwendung bei einer Komponentenmontagevorrichtung mit einem Mehrdüsen-Montagekopf zum Aufnehmen mehrerer Komponenten, zum gleichzeitigen Halten der Komponenten und zum Befestigen der aufgenommenen Komponenten der Reihe nach auf einer Platte, mit den Schritten: Erfassen von Montageoperationsinformationen; Entscheiden, aufgrund der erfassten Montageoperationsinformationen, ob eine Komponente richtig montiert worden ist oder nicht; und wenn entschieden wird, dass die Komponente nicht richtig montiert worden ist, Durchführen einer Fehlerbehebung durch erneutes Montieren der nicht richtig montierten Komponente, bevor zu der Aufgabe weitergegangen wird, die sich an die Aufgabe anschließt, bei der die Komponente nicht richtig montiert wurde. Eine Aufgabe wird als eine einzelne Iteration eines Prozesses definiert, der die Folge Aufnahme, Transport und Befestigung einer Komponente mittels eines Mehrdüsen-Montagekopfes umfasst.
Dieses Montageverfahren umfasst eine Fehlerbehebungsverarbeitung, die zur Verwendung bei einer modularen Komponentenmontagevorrichtung mit einem Mehrdüsen-Montagekopf günstig ist.
Man beachte, dass der Ausdruck „Montageoperationsinformationen", der in der Patentbeschreibung und den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung auftritt, ein Begriff ist, der den Zustand einer befestigten Komponente, den Zustand, in dem eine Komponente, die befestigt werden sollte, fehlt, und den Zustand des Endes einer Düse umfasst.
Darüber hinaus ist der Ausdruck „Befestigungszustand einer Komponente" oder einfach „Befestigungszustand" ein Begriff, der einen Zustand, in dem eine Komponente erfolgreich befestigt worden ist, Zustände, in denen die Komponente falsch positioniert ist oder in einem von einem vorgegebenen Befestigungszustand abweichenden Zustand ist [stehende Befestigung, potentialfreie Anschlüsse (Anschlüsse, die nicht richtig befestigt sind), und dergleichen], einen Zustand, in dem eine Komponente nicht befestigt worden ist, und so weiter umfasst.
Wenn bei dem Entscheiden entschieden wird, dass mehrere Komponenten nicht richtig befestigt worden sind, sollten bei der Fehlerbehebung die mehreren Komponenten, die nicht richtig montiert worden sind, gemeinsam gehalten und erneut montiert werden, nachdem die Aufgabe beendet worden ist, bei der sich die fehlerhafte Montage ereignet hat.
Dadurch kann die Häufigkeit, mit der sich der Mehrdüsen-Montagekopf für die Fehlerbehebung von der Komponentenzuführeinheit zu der Platte und wieder zurück bewegt, bis auf eins reduziert werden, und dadurch ist es möglich, die Dauer der verlorengegangenen Montagezeit niedrigzuhalten und dabei den Zustand der Aufgabe nicht wesentlich zu beeinträchtigten.
Man beachte, dass das vorgenannte Ziel durch Verwenden eines Programms erreicht werden kann, das einen Computer veranlasst, die vorgenannten Schritte auszuführen, und dass die bereits beschriebene Wirkung mittels einer Komponentenmontagevorrichtung realisiert werden kann, die die vorgenannten Schritte als ausführbare Einheiten aufweist.
Somit kann ein Montageverfahren zur Verfügung gestellt werden, das eine Fehlerbehebung durchführt, die zur Verwendung bei einer modularen Komponentenmontagevorrichtung günstig ist.
Weitere Informationen zum technischen Hintergrund dieser Anmeldung
Der Inhalt der Beschreibung der am 27. Februar 2006 eingereichten Japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-51245 mit der Patentbeschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen gilt hiermit im Rahmen dieser Anmeldung vollumfänglich als geoffenbart.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Diese und weitere Ziele, Vorzüge und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor, die spezielle Ausführungsformen der Erfindung zeigen. In den Zeichnungen sind:
1 eine perspektivische Darstellung, die die Außenansicht einer Komponentenmontagevorrichtung zeigt, die die vorliegende Erfindung verkörpert, wobei ein Teil abgeschnitten ist;
2 eine Draufsicht, die die Hauptkonfiguration der Komponentenmontagevorrichtung zeigt;
3 eine perspektivische Darstellung, die einen Mehrdüsen-Montagekopf zeigt;
4A eine Seitenansicht eines Mehrdüsen-Montagekopfes; 4B eine Unteransicht des Mehrdüsen-Montagekopfes; und die 4C und 4D vergrößerte Draufsichten einer elektronischen Komponente 300;
5 ein Blockdiagramm, das eine Funktionskonfiguration einer Montagezustands-Beurteilungsvorrichtung zeigt;
6 ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Kontrollieren des Montagezustands zeigt;
die 7A, 7B und 7C eine Folge von Seitenansichten, die beim Befestigen einer elektronischen Komponente auf einer Platte zu finden sind;
8 eine Darstellung, die die Bildsyntheseverarbeitung begrifflich und schematisch zeigt;
9 ein Ablaufdiagramm, das Verarbeitungsoperationen zum Feststellen eines Montagefehlers zeigt;
10 ein Ablaufdiagramm, das die Operationen zeigt, mit denen eine Beurteilungseinheit den Grad berechnet, in dem eine Komponente falsch positioniert ist, und mit denen die Qualität eines Montagezustands aufgrund des Grads der Fehlpositionierung der Komponente beurteilt wird;
die 11A, 11B und 11C Darstellungen, die eine Lagebeziehung für eine elektronische Komponente zeigen;
12 ein Blockdiagramm, das eine Steuereinheit zeigt, die die Fehlerbehebungsverarbeitung steuert;
13 ein Ablaufdiagramm, das die Operationen zeigt, die bei der Fehlerbehebungsverarbeitung ausgeführt werden;
14A eine Darstellung, die einen Zustand schematisch zeigt, in dem eine Montagestörung aufgetreten ist; und 14B eine Darstellung, die eine Fehlerbehebungs-Aufgabe zeigt;
15 eine Draufsicht, die die Hauptkonfiguration einer Komponentenmontagevorrichtung zeigt, die eine wechselweise Montage durchführen kann;
die 16A, 16B, 16C und 16D Diagramme, die die Zeitpunkte angeben, zu denen die Fehlerbehebung bei einer Komponentenmontagevorrichtung durchgeführt wird, die eine wechselweise Montage durchführen kann.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine perspektivische Darstellung, die die Außenansicht einer Komponentenmontagevorrichtung 100 zeigt, die die vorliegende Erfindung verkörpert, wobei ein Teil abgeschnitten ist.
Die in 1 gezeigte Komponentenmontagevorrichtung 100 ist eine Vorrichtung, die in eine Montagelinie integriert werden kann, und sie ist eine Vorrichtung, die elektronische Komponenten auf einer Platte befestigt, die von der Montagelinie weiter oben erhalten wird, und die Platte, auf der bereits Komponenten befestigt worden sind, oder die bestückte Platte, die Montagelinie hinab weiterleitet. Die Komponentenmontagevorrichtung 100 weist Folgendes auf: einen Mehrdüsen-Montagekopf 110, der Aufnahmedüsen, die elektronische Komponenten durch Vakuum-Ansaugung aufnehmen und festhalten, und mehrere Befestigungsköpfe hat, die die aufgenommenen elektronischen Komponenten befördern können und sie auf der Platte befestigen können; einen XY-Roboter 113, der den Mehrdüsen-Montagekopf 110 in einer horizontalen Ebene bewegt; und eine Komponentenzuführeinheit 115, die die mehreren festgehaltenen elektronischen Komponenten nacheinander zuführt.
Insbesondere ist die Komponentenmontagevorrichtung 100 eine mit kleinen Abständen arbeitende Mehrfunktionsvorrichtung, die verschiedene Typen von elektronischen Komponenten mit hoher Geschwindigkeit auf einer Platte befestigen kann. Beispiele für diese elektronischen Komponenten sind Verbinder von winzigen Komponenten, große elektronische Komponenten (größer als 10 mm²), unregelmäßig gestaltete Komponenten, wie etwa Schalter und Verbinder, IC-Komponenten, wie etwa Quad Flat Packages (QFPs) und Ball Grid Arrays (BGAs; Kugelgitteranordnungen) und dergleichen. Man beachte, dass die vorliegende Ausführungsform nur eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist und dass der hier verwendete Begriff „mit kleinen Abständen arbeitende Mehrfunktionsvorrichtung" nichts weiter als ein Begriff ist, der verwendet wird, um ein Beispiel für die in den Ansprüchen genannte „Komponentenmontagevorrichtung" zu geben. Mit anderen Worten, der Begriff „Komponentenmontagevorrichtung" sollte weit ausgelegt werden, und die Definition von „Komponentenmontagevorrichtungen" umfasst auch Vorrichtungen (Maschinen), die Komponenten auf eine Platte montieren.
2 ist eine Draufsicht, die die Hauptkonfiguration der Komponentenmontagevorrichtung 100 zeigt.
Die Komponentenmontagevorrichtung 100 weist weiterhin Folgendes auf: eine Düsenstation 119, die Ersatz Aufnahmedüsen hält, die an dem Mehrdüsen-Montagekopf 110 uneingeschränkt ausgewechselt werden können (siehe 3), um ihn für verschiedene Arten von Komponentenformen einzurichten; Schienen 121, die einen Transportweg für eine Platte 120 bilden; einen Befestigungstisch 122, auf den die beförderte Platte 120 gelegt wird, während die elektronischen Komponenten auf ihr befestigt werden; eine Komponentensammelvorrichtung 123, die fehlerhafte Komponenten sammelt, die von der Aufnahmedüse aufgenommen worden sind, bevor die Komponenten befestigt werden; und eine Erkennungsvorrichtung 124, die die von der Aufnahmedüse gehaltenen elektronischen Komponenten abbildet, bevor sie befestigt werden, und das dadurch erhaltene Bild zur Verwendung bei der Bildanalyse bereitstellt.
Die Erkennungsvorrichtung 124 ist eine Vorrichtung, die die von den Aufnahmedüsen gehaltenen elektronischen Komponenten abbildet, bevor die Komponenten befestigt werden, und die die Abweichung in der X-, Y- und θ-Richtung der elektronischen Komponenten in Bezug auf die Aufnahmedüse aufgrund der Position der Aufnahmedüse und aufgrund des Bilds der elektronischen Komponenten erfasst. Die erfindungsgemäße Komponentenmontagevorrichtung 100 hat als Erkennungsvorrichtung 124 eine CCD-Kamera-Erkennungsvorrichtung 124a, die die elektronischen Komponenten abbildet und eine Aufnahme der elektronischen Komponenten vor der Befestigung von der Unterseite her macht, und eine Zeilensensor-Erkennungsvorrichtung 124b, die die elektronischen Komponenten mit einem Laserstrahl anstrahlt und eine Stereo-Aufnahme der elektronischen Komponenten vor der Befestigung aufgrund des reflektierten Lichts von der Unterseite her macht.
Insbesondere kann die Zeilensensor-Erkennungsvorrichtung 124b die elektronischen Komponenten von der Unterseite der Komponenten her räumlich verfolgen, und auf diese Weise kann die Ursache von Montagefehlern erkannt werden, wie etwa abnorme Krümmungen an den Anschlüssen von elektronischen Komponenten, Elektrodenfehler und dergleichen.
Die Komponentenzuführeinheit 115 ist vor und hinter der Komponentenmontagevorrichtung 110 vorgesehen und weist eine Komponentenzuführeinheit 115a, bei der mehrere Bandzuführer in einer Linie angeordnet sind, die nacheinander elektronische Komponenten zuführen, die in einer Kolonne an einem durchgehenden Band angeordnet sind und gehalten werden; und eine Komponentenzuführeinheit 115b auf, die elektronische Komponenten zuführt, die in einer Matrize in einer Platte aufbewahrt sind.
3 ist eine perspektivische Darstellung, die einen Mehrdüsen-Montagekopf 110 zeigt.
Wie in 3 zu erkennen ist, hat der Mehrdüsen-Montagekopf 110 mehrere Befestigungsköpfe, und in jedem Befestigungskopf ist eine Aufnahmedüse 111 vorgesehen. Außerdem sind auf beiden Seiten des Mehrdüsen-Montagekopfes 110 Montagepunktkameras 101 zum Abbilden des Befestigungszustands der befestigten elektronischen Komponenten 300 installiert.
Man beachte, dass bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Begriff „Montagepunktkamera" zum Unterscheiden der Montagepunktkamera von der Kamera dient, die in der vorgenannten Erkennungsvorrichtung 124 zu finden ist. Mit anderen Worten, der Begriff „Montagepunkt" soll nicht den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung begrenzen, sondern wird nur verwendet, wenn auf eine Kamera zum Abbilden der Umgebung eines Montagepunktes und des Raums direkt über einem Montagepunkt verwiesen wird.
Die Aufnahmedüse 111 ist ein Teil, das elektronische Komponenten durch Vakuum-Ansaugung hält und ungehindert aus- und einfahren kann. Die Spitze der Aufnahmedüse 111 besteht aus Metall, und darüber hinaus hat die Oberfläche der Spitze der Aufnahmedüse 111 eine Diamantschicht oder dergleichen, die mit dieser mittels eines Carbids verbunden ist, um einen Verschleiß durch Kontakt mit den elektronischen Komponenten zu vermeiden.
Die Montagepunktkamera 101 ist eine digitale Kamera, die aus einem bildgebenden Element, wie etwa einem CCD oder einem CMOS und einer Linse, besteht und mittels eines Kamera-Halteteils 102 an dem Mehrdüsen-Montagekopf 110 angebracht ist.
Das Kamera-Halteteil 102 weist in seinem Inneren eine Antriebseinheit mit einer Antriebsquelle und einem Antriebsmechanismus auf, die veranlassen kann, dass sich die Montagepunktkamera 101, die sie hält, durch externe Steuerung neigt, dreht und dergleichen.
4A ist eine Seitenansicht eines Mehrdüsen-Montagekopfes 110; 4B ist eine Unteransicht des Mehrdüsen-Montagekopfes 110; und die 4C und 4D sind vergrößerte Draufsichten einer elektronischen Komponente 300.
Zwei Montagepunktkameras 101, die auf beiden Seiten des Mehrdüsen-Montagekopfes 110 installiert sind, werden mittels der in den Kamera-Halteteilen 102 enthaltenen Antriebseinheit schräggestellt und können jede der Aufnahmedüsen 111 abbilden, die eine elektronische Komponente 300 befestigen.
Und wie in 4B gezeigt, werden die beiden Montagepunktkameras 101 nicht über einer Geraden L1 positioniert, die der Anordnung der Aufnahmedüsen 111 folgt, sondern die beiden Montagepunktkameras 101 werden so angeordnet, dass die Linie L1, die der Anordnung der Aufnahmedüsen 111 folgt, eine Linie L2 schneidet, die die beiden Montagepunktkameras 101 verbindet.
Die beiden Montagepunktkameras 101 werden außerdem so angeordnet, dass ein Schnittpunkt P, der der Punkt ist, in dem sich L1 und L2 schneiden, zwischen den beiden Montagepunktkameras 101 und zwischen der Aufnahmedüse 111, die sich ein einem Ende befindet, und der Aufnahmedüse 111 liegt, die sich an dem anderen Ende befindet.
Dadurch kann die elektronische Komponente 300 aus verschiedenen Winkeln (in der horizontalen Ebene) abgebildet werden.
Mit anderen Worten, es wird angenommen, dass die elektronische Komponente 300 beispielsweise quaderförmig ist, und in dem Fall, dass das Quader so befestigt wird, dass eine Seite parallel zu der Linie L1 ist, auf der die Aufnahmedüsen 111 angeordnet sind, können, wie in 4C zu erkennen ist, Bildinformationen für die erste, dritte und fünfte Fläche erhalten werden, wenn die beiden Montagepunktkameras 101 entlang der Linie L1 angeordnet werden, auf der die Aufnahmedüsen 111 angeordnet sind, aber für die zweite und vierte Fläche können keine Bildinformationen erhalten werden, oder es ist schwierig, diese zu erhalten.
Wenn hingegen, wie in 4D zu erkennen ist, die elektronische Komponente 300 durch die Anordnung der vorliegenden Ausführungsform aus verschiedenen Winkeln (in der horizontalen Ebene) abgebildet wird, kann eine der beiden Montagepunktkameras 101 (diejenige auf der linken Seite in 4D) die erste, zweite und dritte Fläche der elektronischen Komponente 300 abbilden, und die andere Montagepunktkamera 101 (diejenige auf der rechten Seite in 4D) kann die erste, vierte und fünfte Fläche der elektronischen Komponente 300 abbilden. Dadurch nimmt die Anzahl der Bildinformationen der elektronischen Komponente zu, die von den beiden Montagepunktkameras 101 auf einmal erfasst werden können, und daher kann beim Auftreten eines Fehlers zum Beispiel an einer einzelnen Fläche der elektronischen Komponente, wie etwa der zweiten Fläche, dieser Fehler erkannt werden.
Wenn jedoch die elektronische Komponente 300 quaderförmig ist und in einem Zustand befestigt wird, in dem eine Seite des Quaders parallel zu der Linie L2 ist, die die beiden Montagepunktkameras 101 verbindet, entsteht der in 4C gezeigte Zustand, und es können nur Bildinformationen der ersten, dritten und fünften Fläche der elektronischen Komponente 300 erfasst werden. Im Allgemeinen werden die elektronischen Komponenten 300 in den meisten Fällen dennoch in einem Zustand befestigt, in dem ihre Seiten parallel oder senkrecht zu der Linie L1 sind, auf der die Aufnahmedüsen 111 angeordnet sind, und daher sollten die beiden Montagepunktkameras 101 auf gegenüberliegenden Seiten der Linie L1 angeordnet werden, auf der die Aufnahmedüsen 111 angeordnet sind.
Man beachte, dass die vorstehende Beschreibung nicht die Idee abtun soll, sowohl die Aufnahmedüsen 111 als auch die Montagepunktkameras 101 auf einer Geraden anzuordnen. Wenn die Aufnahmedüsen 111 und die Montagepunktkameras 101 auf einer Geraden angeordnet werden, brauchen sich die Montagepunktkamera 101 nicht in der horizontalen Ebene zu drehen, sondern die Montagepunktkameras 101 können sich einfach auf einer einzigen Achse schrägstellen.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Funktionskonfiguration einer Montagezustands-Beurteilungsvorrichtung 200 zeigt, die Montageoperationsinformationen beurteilt.
Wie in 5 gezeigt, ist die Montagezustands-Beurteilungsvorrichtung 200 ein Computer, der beurteilt, ob der Montagezustand akzeptabel ist oder nicht, wobei er Informationen mit einer mechanischen Einheit 103 der Komponentenmontagevorrichtung 100 austauscht, und sie weist Folgendes auf: eine Kamera-Steuereinheit 201, die als Abbildungssteuermittel dient; eine Positionsinformationen-Erfassungseinheit 202; eine Bildverarbeitungseinheit 203 und eine Beurteilungseinheit 204.
Die Kamera-Steuereinheit 201 ist eine Verarbeitungseinheit, die ein Signal erfasst, das angibt, dass die Aufnahmedüse 111 eingefahren ist, nachdem die elektronische Komponente 300 auf der Platte 120 befestigt worden ist, und die die Montagepunktkameras 101 mit dem Signal synchronisiert oder die Montagepunktkameras 101 so steuert, dass sie das Abbilden unmittelbar nach dem Erfassen des Signals durchführen. Außerdem können die Montagepunktkameras 101 das Abbilden zu so vielen Zeitpunkten und aus so vielen Winkeln wie nötig durchführen, bis ein Signal erfasst wird, das angibt, dass die Aufnahmedüse 111 eine bestimmte obere Grenze erreicht hat, oder mit anderen Worten, dass die Aufnahmedüse 111 vollständig in dem Mehrdüsen-Montagekopf 110 aufgenommen worden ist.
Die Kamera-Steuereinheit 203 kann die einzelnen Antriebseinheiten in den beiden Kamerahalteteilen 102, die auf beiden Seiten des Mehrdüsen-Montagekopfes 110 installiert sind, einzeln steuern, kann veranlassen, dass sich die Montagepunktkameras 101 schrägstellen oder drehen, und kann die beiden Montagepunktkameras 101 so steuern, dass sie den Bereich, der den Montagepunkt umgibt, ständig beobachten. Die Kamera-Steuereinheit 201 hat auch eine Funktion zum Erfassen von Informationen zu den Neigungs- und Drehwinkeln der Montagepunktkameras 101 beim Abbilden des Montagezustands, und diese Informationen sind ein Teil der Montageoperationsinformationen.
Die Positionsinformationen-Erfassungseinheit 202 ist eine Verarbeitungseinheit, die Positionsinformationen, in der horizontalen Ebene, der Aufnahmedüse 111 erfasst, die aus dem Befestigungskopf heruntergefahren ist und gerade Operationen zum Befestigen der elektronischen Komponenten 300 auf der Platte 120 ausführt. Die Positionsinformationen werden aufgrund von Informationen aus einem Codierer, der in dem XY-Roboter 113 vorgesehen ist, und der Position der Aufnahmedüse 111 in dem Mehrdüsen-Montagekopf 110 gespeichert. Man beachte, dass die Informationen Informationen zu dem Montagepunkt sein können, die vorher von der Komponentenmontagevorrichtung 100 erfasst werden.
Die Bildverarbeitungseinheit 203 ist eine Verarbeitungseinheit, die die Bildinformationen, die von den Montagepunktkameras 101 erhalten werden, und die Neigung zwischen den Bildern der elektronischen Komponenten 300 verarbeitet, die aufgrund der Neigungs- und Drehwinkel der Montagepunktkameras 101 aufgenommen werden, und ein Bild synthetisiert.
Die Beurteilungseinheit 204 ist eine Verarbeitungseinheit, die aufgrund des von der Bildverarbeitungseinheit 203 verarbeiteten Bilds beurteilt, ob der Montagezustand akzeptabel ist oder nicht. Außerdem hat die Beurteilungseinheit 204 auch eine Funktion zum Analysieren des Bilds und zum Berechnen des Grads der Fehlpositionierung der elektronischen Komponente 300. Man beachte, dass das Beurteilungsverfahren und das Verfahren zum Berechnen des Grads der Fehlpositionierung der Komponente später beschrieben werden.
Nachstehend wird ein allgemeiner Überblick über die Operationen zum Montieren einer Komponente gegeben, die von der vorgenannten Komponentenmontagevorrichtung 100 ausgeführt werden.
(1) Zunächst bewegt sich der Mehrdüsen-Montagekopf 110 zu einer Position über der Komponentenzuführeinheit 115, und jede Aufnahmedüse 111 nimmt die gewünschte elektronische Komponente 300 auf und hält sie fest. (2) Dann wird die elektronische Komponente 300 über die Erkennungsvorrichtung 124 befördert, und der Zustand, in dem die elektronische Komponente 300 gehalten wird, wird geprüft. (3) Anschließend bewegt sich der Mehrdüsen-Montagekopf 110 nacheinander so, dass jede Aufnahmedüse 111 über dem jeweiligen Montagepunkt positioniert wird, die von den einzelnen Aufnahmedüsen 111 gehaltenen elektronischen Komponenten 300 werden dann der Reihe nach beginnend mit der Aufnahmedüse 111, die sich über dem Montagepunkt befindet, abwärts bewegt, und auf diese Weise werden die elektronischen Komponenten 300 auf der Platte 120 befestigt. (4) Schließlich kehrt der Mehrdüsen-Montagekopf 110 zu der Komponentenzuführeinheit 115 zurück, um neue elektronische Komponenten 300 aufzunehmen, wenn die Befestigung der von dem Mehrdüsen-Montagekopf 110 gehaltenen elektronischen Komponenten 300 (bei der vorliegenden Ausführungsform maximal vier Komponenten) beendet ist.
Die elektronischen Komponenten 300 werden durch Wiederholen der Operationen (1) bis (4) auf die Platte 120 montiert. Man beachte, dass in der vorliegenden Patentbeschreibung die vorstehenden Operationen (1) bis (4) oder die Komponenten, die durch eine Iteration dieser Operationen befördert werden, gelegentlich als „Aufgabe" bezeichnet werden.
Nachstehend wird ein Verfahren zum Prüfen des Montagezustands beschrieben, der ein Teil der Montageoperationsinformationen ist.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Kontrollieren des Montagezustands zeigt.
7 ist eine Folge von Seitenansichten, die beim Befestigen einer elektronischen Komponente 300 auf einer Platte 120 zu finden sind.
Zunächst mindert der Mehrdüsen-Montagekopf 110, der eine vorgegebene Anzahl von elektronischen Komponenten 300 aus der Komponentenzuführeinheit 115 aufgenommen hat, seine Geschwindigkeit und hält über dem Montagepunkt auf der Platte 120 an (S501, 7A).
Dann beginnt die Aufnahmedüse 111 auszufahren, um die elektronische Komponente 300, die sie hält, auf der Platte 120 zu befestigen (S502, 7B).
Während die Aufnahmedüse 111 ausfährt, stellen die Montagepunktkameras 101 auf jeder Seite des Mehrdüsen-Montagekopfes 110 ihre entsprechenden Sehfelder ein (S503). Insbesondere in dem in 7B gezeigten Zustand fährt die Aufnahmedüse 111 ganz links an dem Mehrdüsen-Montagekopf 110 aus und befestigt die elektronische Komponente 300, die sie hält, auf der Platte 120. Daher steuert die Kamera-Steuereinheit 201 die Neigungs- und Drehwinkel der Montagepunktkameras 201 so, dass sie die Befestigungsposition (den Montagepunkt) der elektronischen Komponente 300 erfassen, die gerade montiert wird.
Nachdem die elektronische Komponente 300 die Platte 120 berührt hat, wird die Aufnahmedüse 111 eingefahren, wobei ein Überdruck in der Aufnahmedüse 111 aufgebracht wird (es wird „geblasen") (S505, 7C).
Die beiden Montagepunktkameras 101 führen das Abbilden synchron mit dem Zeitpunkt durch, zu dem die Aufnahmedüse 111 eingefahren wird (S506, 7C). Die durch dieses Abbilden erhaltenen Bilder werden synchron mit dem Zeitpunkt des Einfahrens der Aufnahmedüse 111 erhalten, und somit werden Bilder der elektronischen Komponente 300 und der Spitze der Aufnahmedüse 111 zeitgleich aufgenommen. Man beachte, dass es Fälle gibt, in denen kein Bild der elektronischen Komponente 300 erhalten werden kann, wie etwa in dem Fall, dass der Mehrdüsen-Montagekopf 110 die elektronische Komponente 300 während des Transports fallen lässt (S501).
Während der Zeit, die die Aufnahmedüse 111 zum Erreichen der oberen Grenze benötigt, synthetisiert die Bildverarbeitungseinheit 203 die beiden Bilder, die von den Montagepunktkameras 101 erhalten werden (S507), und entscheidet aufgrund des verarbeiteten Bilds, ob der Montagezustand akzeptabel ist oder nicht (S508). Man beachte, dass Einzelheiten der Synthese-Verarbeitung und der Beurteilungsverarbeitung später beschrieben werden.
Wenn das Beurteilungsergebnis zeigt, dass der Montagezustand akzeptabel ist (OK in S508), bewegt sich der Mehrdüsen-Montagekopf 110, um die nächste Montage durchzuführen oder eine neue elektronische Komponente 300 aufzunehmen.
Wenn das Beurteilungsergebnis zeigt, dass der Montagezustand inakzeptabel ist (Nicht OK in S508), wird eine Fehlerbehebungsverarbeitung durchgeführt. Einzelheiten der Fehlerbehebungsverarbeitung werden später beschrieben.
Nun wird die Bildsyntheseverarbeitung beschrieben, die von der Bildverarbeitungseinheit 203 durchgeführt wird.
8 ist eine Darstellung, die die Bildsyntheseverarbeitung begrifflich und schematisch zeigt.
Wenn beispielsweise die elektronische Komponente 300, die quaderförmig ist, von den Montagepunktkameras 101 abgebildet wird, werden zwei unterschiedliche Bilder in verzerrten Zuständen erhalten, was durch den Abstand und die Winkel zwischen den Montagepunktkameras 101 und der elektronischen Komponente 300 verursacht wird; Beispiele für diese verzerrten Bilder sind in (a) und (b) von 8 zu sehen.
Die Bildverarbeitungseinheit 203 erfasst unter anderem folgende Informationen: den Abstand zwischen den Montagepunktkameras 101 und der elektronischen Komponente 300 und die Neigungs-/Drehwinkel der Montagepunktkameras 101 beim Abbilden der elektronischen Komponente 300, die Informationen sind, die von der Kamera-Steuereinheit 201 erfasst werden; und die Lagebeziehung zwischen den beiden Montagepunktkameras 101, die die aufgrund des Zustands, in dem der Mehrdüsen-Montagekopf 110 installiert wird, vorher festgelegt wird. Aufgrund dieser Informationen synthetisiert die Bildverarbeitungseinheit 203 das Bild, das von einer der Montagepunktkameras 101 aufgenommen wird (siehe 8(a)), mit dem Bild, das von der anderen Montagepunktkamera 101 aufgenommen wird (sehe 8(b)). Und bei dieser Synthese können exakte Stereobilddaten der elektronischen Komponente 300 (siehe 8(c)) dadurch erhalten werden, dass die beiden Bilder analysiert werden, in denen der verzerrte Zustand bei den gleichen Teilen der elektronischen Komponente 300 unterschiedlich ist.
Man beachte, dass 8(c) ein Bild der elektronischen Komponente 300, aus nur einer Richtung gesehen, nach der Synthese zeigt, während die synthetisierten Bilddaten Informationen jeder Oberfläche der elektronischen Komponente 300 außer der Rückseite enthalten, und somit können Bilder der Komponente, von verschiedenen Winkeln aus gesehen, erhalten werden.
Auf diese Weise können Bereiche der elektronischen Komponente 300, die an dem Befestigungspunkt (außer von der Rückseite der Komponente) nicht zu sehen sind, dadurch eliminiert werden, dass Bilder, die aus mehreren Richtungen erhalten werden, synthetisiert werden. Außerdem kann ein genaues Bild der elektronischen Komponente 300 erhalten werden, bei dem die Verzerrung korrigiert worden ist, was zu einer genauen Beurteilung einer fehlpositionierten Komponente beiträgt.
Mit anderen Worten, durch gleichzeitiges Aufnehmen von Bildern des Montagezustands aus mehreren Winkeln durch die beiden Montagepunktkameras 101 kann die Position der elektronischen Komponente 300 mit hoher Genauigkeit beurteilt werden. Außerdem ist es möglich, Fehler zu erkennen, die nur auf einer einzigen Fläche der elektronischen Komponente 300 vorhanden sind. Darüber hinaus kann ein Stereobild erhalten werden, und dadurch können Fehler, wie etwa stehende Befestigung, mit hoher Genauigkeit erkannt werden.
Man beachte, dass die vorliegende Ausführungsform nur eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist und dass die Verwendung von zwei Montagepunktkameras 101, die hier angegeben ist, sowie die vorstehenden Wirkungen, die auf der Verwendung der beiden Montagepunktkameras 101 basieren, den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung in keiner Weise beschränken sollen.
Beispielsweise ist es möglich, die Entscheidung, ob der Montagezustand akzeptabel ist, auch dann aufgrund dessen, ob die elektronische Komponente 300 befestigt worden ist oder nicht (ob eine Komponente fehlt oder nicht), zu treffen, wenn nur eine einzige Montagepunktkamera 101 in der Komponentenmontagevorrichtung 100 vorgesehen ist. Außerdem ist es auch möglich, bis zu einem gewissen Grad eine stehende Aufnahme oder dergleichen durch Vergleichen des aufgenommenen Bilds der betreffenden elektronischen Komponente mit einem vorher hergestellten Bild einer elektronischen Komponente in einem normalen Befestigungszustand zu erkennen. Darüber hinaus ist es möglich, Fehler in dem Sehfeld der Montagepunktkamera 101 zu erkennen (zum Beispiel wenn es ein Bild gibt, bei dem der Grad der Genauigkeit über einem bestimmten Schwellenwert liegt), wenn solche Fehler vorhanden sind.
Nachstehend wird die Entscheidung beschrieben, ob ein Montagefehler aufgetreten ist oder nicht, wobei der Montagefehler ein Beispiel für eine Montagestörung ist, wie etwa der Zustand, in dem eine elektronische Komponente 300 nicht auf der Platte 120 befestigt worden ist (nachstehend als „fehlende Komponente" bezeichnet).
9 ist ein Ablaufdiagramm, das Verarbeitungsoperationen zum Feststellen eines Montagefehlers zeigt.
Zunächst erfasst die Beurteilungseinheit 204 verarbeitete Bildinformationen von der Bildverarbeitungseinheit 203 (S901) und beurteilt, ob ein Bild der Komponente in den Bildinformationen vorhanden ist oder nicht (S902).
Wenn von der Beurteilungseinheit 204 entschieden wird, dass die elektronische Komponente 300 nicht in dem Bild vorhanden ist, oder mit anderen Worten, wenn entschieden wird, dass sie eine fehlende Komponente ist (Nein bei S902), wird eine Fehlerbehebungsverarbeitung, wie etwa eine erneute Befestigung, versucht.
Wenn jedoch entschieden wird, dass die elektronische Komponente 300 vorhanden ist (Ja bei S902), wird anschließend der Zustand der Aufnahmedüse 111 geprüft (S903).
Wenn ein heller Teil in dem Bild der Spitze der Aufnahmedüse 111 (d. h., Lötmittel hat sich an der Spitze der Aufnahmedüse 111 angesammelt), eine abnorme Form der Spitze der Aufnahmedüse 111 (d. h., die Spitze der Aufnahmedüse 111 hat einen Fehler) oder dergleichen erkannt wird, wird entschieden, dass es einen Fehler gibt (Nein bei S903), und Informationen darüber werden gesendet (S905). Die Aufnahmedüse 111, bei der der Fehler aufgetreten ist, wird eine fehlerhafte Befestigung im nächsten Takt verursachen, und daher wird mit den hier genannten Informationen eine fehlerhafte Montage vermieden.
Dann wird der Befestigungszustand der elektronischen Komponente 300 beurteilt (S904). Die Montagezustands-Beurteilungsvorrichtung 200 hat vorher ein Bild einer elektronischen Komponente 300 in einem normalen Befestigungszustand aufgenommen. Dieses Bild wird mit dem aufgenommenen Bild der elektronischen Komponente 300 verglichen, und wenn ein heller Teil in dem Bild (in dem Bild ist der Anschlussbereich aufgenommen worden, und es werden nichtbefestigte Anschlüsse beurteilt), eine abnorme Form (die stehende Befestigung wird beurteilt) oder dergleichen erkannt wird (Nein bei S904), wird eine Fehlerverarbeitung durchgeführt.
Wenn hingegen entschieden wird, dass der Befestigungszustand normal ist (Ja bei S904), wird der Grad der Fehlpositionierung der Komponente berechnet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die vorstehende Beurteilung aufgrund eines Stereobilds der elektronischen Komponente 300 durchgeführt. Aus diesem Grund kann ein Fehler auch dann erkannt werden, wenn der Fehler (d. h. Koplanarität) beispielsweise an nur einer Fläche einer kubischen elektronischen Komponente 300 (außer auf der Rückseite) aufgetreten ist.
Nachstehend werden die Berechnung des Grades der Fehlpositionierung einer Komponente und die Beurteilung, ob der Montagezustand akzeptabel ist, aufgrund des berechneten Grades der Fehlpositionierung der Komponente beschrieben, die von der Beurteilungseinheit 204 durchgeführt werden.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das die Operationen zeigt, mit denen die Beurteilungseinheit 204 den Grad der Fehlpositionierung einer Komponente berechnet und mit denen aufgrund des Grades der Fehlpositionierung der Komponente beurteilt wird, ob der Montagezustand akzeptabel ist oder nicht.
11 ist eine Darstellung, die eine Lagebeziehung für eine elektronische Komponente 300 zeigt.
Zunächst werden die zentralen Koordinaten (x, y) (der Schwerpunkt) der elektronischen Komponente 300 (siehe 11C), die in der horizontalen Ebene der Bildinformationen Q zu finden sind, aufgrund der von der Beurteilungseinheit 204 erfassten Bildinformationen ermittelt (S101).
Dann werden die Koordinaten des Montagepunktes (X, Y) in der horizontalen Ebene in den Bildinformationen Q (siehe 11C) aufgrund von Neigungswinkeln θ₁ und θ₂ und von Drehwinkeln φ₁ und φ₂ der Montagepunktkameras 101 sowie die Positionskoordinaten (X_H, Y_H) des Mehrdüsen-Montagekopfes 110 (siehe 11A und 11B) ermittelt (S102). Man beachte, dass die Koordinaten des Montagepunktes (X, Y) in der horizontalen Ebene auch die Koordinaten der Mittelstellung der Spitze der Aufnahmedüse 111 sind.
Dann wird der Grad der Fehlpositionierung der elektronischen Komponente 300 aus den zentralen Koordinaten (x, y) der elektronischen Komponente 300 und den Koordinaten (X, Y) des Montagepunktes berechnet (S103).
Anschließend wird der Grad der Fehlpositionierung der Komponente mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen, der der höchste zulässige Wert für den Grad ist, bis zu dem eine Komponente fehlpositioniert sein kann (S104), und wenn die Komponente in einem Grad fehlpositioniert ist, der größer als der Schwellenwert ist (Nein bei S104), werden Warn-Informationen gesendet (S106).
Wenn die Komponente jedoch bis zu einem Grad fehlpositioniert ist, der innerhalb des Schwellenwertes liegt (Ja bei S104), werden Informationen gesendet, die den Grad der Fehlpositionierung der Komponente und dass die nächste Verarbeitung durchgeführt werden kann, angeben (S105). Der Grad der Fehlpositionierung der Komponente wird statistisch verarbeitet und dient bei der Rückmeldung zur Positionssteuerung.
Mit dem vorstehenden Verfahren kann in jeder Instanz, in der eine elektronische Komponente 300 befestigt wird, geprüft werden, ob ein Montagezustand akzeptabel ist oder nicht, und wenn ein Befestigungsfehler auftritt, kann eine Fehlerbehebungsverarbeitung für die Platte 120 durchgeführt werden, die gerade mit Komponenten bestückt wird. Daher kann das Auftreten von fehlerhaften Platten 120 niedrig gehalten werden, und die Ausbeute der Montagevorrichtung kann verbessert werden. Und da der Zustand der Aufnahmedüse 111, der eine Instanz des Montagezustands ist, geprüft werden kann, können Probleme, die durch die Verwendung der gleichen Aufnahmedüse 111 im nächsten Montagetakt entstehen, vorher festgestellt werden. Darüber hinaus wird der Prozess des vorstehenden Prüfens durchgeführt, während die Aufnahmedüse 111 zurück in den Mehrdüsen-Montagekopf einfährt, und dadurch können die vorgenannten Wirkungen erzielt werden, ohne Taktzeit opfern zu müssen.
Außerdem kann der Grad der Fehlpositionierung der elektronischen Komponente 300 in Bezug auf den Montagepunkt auf der Platte 120 quantitativ dadurch ermittelt werden, dass der Befestigungszustand mittels mehrerer Montagepunktkameras 101 abgebildet wird. Daher ist es möglich, nicht nur die Qualität des Montagezustands zu ermitteln, sondern auch Informationen bereitzustellen, die bei der Steuerung mit Rückmeldung verwendet werden.
Man beachte, dass die Anzahl von Bildern, die durch das Abbilden aufgenommen werden, sogar nur eins sein kann. Mit anderen Worten, es ist auch möglich, nur eine einzige Montagepunktkamera 101 (eine der beiden hier beschriebenen Kameras) vorzusehen. Auch wenn nur ein einziges Bild aufgenommen wird, kann eine fehlende elektronische Komponente 300 (das heißt, eine Komponente ist beim Transport fallengelassen worden oder ist zu dem Mehrdüsen-Montagekopf 110 zurückgebracht worden) immer noch daran erkannt werden, ob die elektronische Komponente 300 in dem Bild vorhanden ist oder nicht. Außerdem kann aufgrund der Helligkeit der Düsenspitze in dem Bild entschieden werden, ob sich Lötmittel an der Düsenspitze angesammelt hat oder nicht.
Nachstehend wird die Fehlerbehebungsverarbeitung beschrieben.
12 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuereinheit zeigt, die die Fehlerbehebungsverarbeitung steuert.
Wie in 12 gezeigt, weist eine Steuereinheit 400 eine Montageoperationsinformationen-Erfassungseinheit 401, eine Montage-Beurteilungseinheit 402 und eine Fehlerbehebungs-Steuereinheit 403 auf.
Die Montageoperationsinformationen-Erfassungseinheit 401 ist eine Verarbeitungseinheit, die Montageoperationsinformationen von den mechanischen Einheiten 103 erfasst, wie etwa der vorgenannten Kamera-Steuereinheit 201, Positionsinformationen-Erfassungseinheit 202, Bildverarbeitungseinheit 203 und dergleichen.
Die Montage-Beurteilungseinheit 402 ist eine Verarbeitungseinheit, die aufgrund der von der Montageoperationsinformationen-Erfassungseinheit 401 erhaltenen Montageoperationsinformationen entscheidet, ob eine Montageoperation richtig ausgeführt worden ist oder nicht, wie etwa, ob es eine fehlende Komponente auf der Platte 120 gibt oder nicht.
Die Fehlerbehebungs-Steuereinheit 403 ist eine Verarbeitungseinheit, die in dem Fall, dass von der Montage-Beurteilungseinheit 402 entschieden worden ist, dass eine Montage fehlerhaft ist, die mechanischen Einheiten 103 so steuert, dass die Komponente, bei der der Montagefehler aufgetreten ist, noch einmal montiert wird, bevor zu der Aufgabe weitergegangen wird, die sich an die Aufgabe anschließt, bei der der Montagefehler aufgetreten ist.
13 ist ein Ablaufdiagramm, das die Operationen zeigt, die bei der Fehlerbehebungsverarbeitung ausgeführt werden.
Zunächst werden Operationen, die Bestandteil einer einzelnen Aufgabe sind, oder mit anderen Worten, die Komponenten-Aufnahme (S211), die Komponentenprüfung (S212) und die Komponentenbefestigung (S213), nach dem üblichen Verfahren ausgeführt.
Dann entscheidet die Montage-Beurteilungseinheit 402, ob ein Montagefehler, wie etwa eine fehlende Komponente, in der einzelnen Aufgabe, die ausgeführt worden ist, aufgetreten ist oder nicht (S214).
Wenn hier entschieden wird, dass kein Montagefehler aufgetreten ist (Nein bei S214), endet die Aufgabe, und der Prozess geht zur nächsten Aufgabe weiter.
Wenn jedoch entschieden wird, dass ein Montagefehler aufgetreten ist (Ja bei S214), identifiziert die Fehlerbehebungs-Steuereinheit 403 die Komponente (oder die Komponenten, wenn es mehr als eine gibt), die wegen des aufgetretenen Montagefehlers nicht montiert werden konnte(n), und steuert die mechanische Einheit 103 so, dass sie diesen Komponententyp aufnimmt (S215), die aufgenommene Komponente prüft (S216) und die Komponente erneut montiert (S217).
Diese Fehlerbehebungsverarbeitung ist insofern effektiv, als die Fehlerbehebung durchgeführt werden kann, ohne die Aufgaben zu beeinträchtigten, die erzeugt worden sind, sodass die Häufigkeit, mit der sich der Mehrdüsen-Montagekopf 110 zwischen der Komponentenzuführeinheit 115 und der Platte 120 bewegen muss, auf einem Minimum gehalten wird. Diese Fehlerbehebungsverarbeitung ist sogar noch effektiver, wenn mehrere Montagefehler, wie etwa fehlende Komponenten, in derselben Aufgabe aufgetreten sind. Insbesondere können die von dem Mehrdüsen-Montagekopf 110 ausgeführten Bewegungen, die normalerweise immer dann ausgeführt werden, wenn ein Montagefehler auftritt, gemeinsam in einer einzigen Bewegung ausgeführt werden, nachdem die Aufgabe beendet worden ist. Dadurch kann die Häufigkeit, mit der sich der Mehrdüsen-Montagekopf 110 bei der Fehlerbehebungsverarbeitung bewegen muss, auf einem Minimum (bei der vorliegenden Ausführungsform: eins) gehalten werden, und die Zeit, die für die Fehlerbehebungsverarbeitung benötigt wird, verringert sich.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Abbilden, das von den Montagepunktkameras 101 durchgeführt wird, als Verfahren zum Feststellen des Montagezustands beschrieben, aber man beachte, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese spezielle Gestaltung beschränkt ist.
Außerdem beziehen sich „Montagefehler" außer auf Befestigungsfehler auch auf Aufnahmefehler und Prüffehler.
Beispielsweise kann der Montagezustand mittels eines Aufnahmesensors erfasst werden, der eine Luftstrommenge, einen Grad der Leere und dergleichen in der Aufnahmedüse 111 erkennt; eine Nichtaufnahme von aufzunehmenden Komponenten und Montagefehler, wie etwa stehende Aufnahme, können aufgrund des Luftstroms und dergleichen erkannt werden, der nicht auftritt, wenn die Aufnahmedüse 111 die elektronische Komponente 300 in einem normalen Zustand aufnimmt.
Die Erkennungsvorrichtung 124 kann das Abbilden durchführen und den Montagezustand der von dem Mehrdüsen-Montagekopf 110 aufgenommenen elektronischen Komponente 300 erfassen, anstatt dass das Abbilden von den Montagepunktkameras 101 durchgeführt wird, und dadurch können Fälle erkannt werden, wo die elektronische Komponente 300 nicht von der Aufnahmedüse 111 aufgenommen worden ist, die elektronische Komponente 300 in einem Zustand der stehenden Aufnahme ist, ein Erkennungsvorrichtungsfehler auftritt und die elektronische Komponente nicht befestigt wird, und dergleichen.
Außerdem kann der Montagezustand durch den vorgenannten Aufnahmesensor- oder Abbildungsprozess erfasst werden, und das „Zurückbringen" oder die Situation, dass eine elektronische Komponente 300 auch nach der Durchführung des Befestigungsprozesses immer noch von der Aufnahmedüse 111 gehalten wird, kann als Montagefehler erkannt werden.
Ziel der vorliegenden Ausführungsform ist es, die Anforderungen der Implementierung der vorliegenden Erfindung in einer möglichst speziellen Form zu erfüllen, aber die vorliegende Erfindung soll in keiner Weise auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt werden. Beispielsweise sind fehlende Komponenten als spezielles Beispiel für einen Montagefehler bei der vorliegenden Ausführungsform genannt worden, aber natürlich soll der Ausdruck „Montagefehler" nicht nur auf „fehlende Komponenten" beschränkt werden.
Durch Verwenden der vorstehenden Vorrichtungskonfiguration und des vorstehenden Verfahrens ist es möglich, durch direktes Abbilden die Zustände von elektronischen Komponenten 300 (unter anderem Zustände, in denen keine elektronische Komponente 300 vorhanden ist) unmittelbar nach ihrer Befestigung auf einer Platte 120 zu überwachen und zu beurteilen, ohne die Produktionszeit für die Platte 120 zu beeinträchtigen. Dadurch kann die Fehlerbehebungsverarbeitung direkt an der Platte 120 durchgeführt werden, bei der ein Fehler, wie etwa eine fehlende Komponente, aufgetreten ist, was die Anzahl von Platten 120 verringert, bei denen Befestigungsfehler auftreten, und die Ausbeute der Montagevorrichtung kann verbessert werden.
Man beachte, dass bei der vorliegenden Ausführungsform Beispiele für Montagepunktkameras 101, die an dem Mehrdüsen-Montagekopf 110 angebracht sind, und für Montagepunktkameras 101, die an dem Hauptteil der Komponentenmontagevorrichtung 100 angebracht sind, genannt werden, aber dass die vorliegende Erfindung nicht nur darauf beschränkt ist, dass das Abbilden von diesen Montagepunktkameras 101 durchgeführt wird. Beispielsweise können die Montagepunktkameras 101 an einer Nebenvorrichtung angebracht werden, die an dem Mehrdüsen-Montagekopf 110 installiert wird, anstatt sie direkt an dem Mehrdüsen-Montagekopf 110 selbst anzubringen. Mit anderen Worten, die Montagepunktkameras 101 sind nicht besonders beschränkt. Es ist jede Vorrichtung zulässig, solange sie den Montagezustand einer Komponente in dem Zeitintervall von dem Zeitpunkt, zu dem die Düse, die die Komponente hält, einzufahren beginnt, bis zu dem Zeitpunkt abbilden kann, zu dem die Düse ihre obere Grenze erreicht, beispielsweise eine Vorrichtung, die eine Komponente, die an dem Montagepunkt befestigt wird, abbilden kann, während die Aufnahmedüse 111 hochfährt.
Außerdem umfassen Montagefehler nicht nur fehlende Komponenten, sondern auch abnorme Krümmungen des Anschlusses der elektronischen Komponente 300, die von der Erkennungsvorrichtung 124 erkannt werden. Die Fehlerbehebung bei einem solchen Montagefehler kann das Sammeln, mittels der Komponentensammelvorrichtung 123, der elektronischen Komponenten 300, die wegen des Montagefehlers nicht montiert werden konnten, und das Montieren von Komponenten des gleichen Typs wie die elektronischen Komponenten 300, bei denen der Montagefehler aufgetreten ist, nach Beendigung der Aufgabe umfassen.
Man beachte, dass beim Auftreten eines Fehlers bei zwei oder mehr Komponenten in einer Aufgabe, wie in 14A gezeigt (Komponenten B und D), die Fehlerbehebungsverarbeitung beim Montieren der Komponenten B und D durchgeführt wird, wie in 14B gezeigt. Die Reihenfolge des Montierens bei dieser Fehlerbehebungsverarbeitung kann sich nach einer vorgegebenen Montagereihenfolge (zum Beispiel A–B–C–D) richten, und somit werden die Komponenten in der Reihenfolge B–D montiert.
Außerdem können die Taktzeiten für alle möglichen Reihenfolgen von Komponenten, bei denen ein Fehler aufgetreten ist, berechnet werden, und die Reihenfolge, bei der die Taktzeit am kürzesten ist, kann verwendet werden. Beispielsweise können die Taktzeiten für die einzelnen Reihenfolgen B–D und D–B verglichen werden, und die Reihenfolge D–B kann verwendet werden, wenn die Reihenfolge D–B die kürzere von beiden ist.
Zweite Ausführungsform
Nachstehend wird eine Fehlerbehebungsverarbeitung beschrieben, die von einer Komponentenmontagevorrichtung 100 durchgeführt wird, bei der zwei Mehrdüsen-Montageköpfe 110 Komponenten auf nur eine Platte kooperativ (oder abwechselnd) montieren.
15 ist eine Draufsicht, die die Hauptkonfiguration einer Komponentenmontagevorrichtung zeigt.
Die Komponentenmontagevorrichtung 100 nach der vorliegenden zweiten Ausführungsform weist je zwei Komponentenzuführeinheiten 115, Mehrdüsen-Montageköpfe 110 und Erkennungsvorrichtungen 124 an der Vorder- und Rückseite (in 15 oben und unten) auf. Die Montagevorrichtungen an der Vorder- und der Rückseite sind voneinander unabhängig, und die Konfiguration ist so, dass es möglich ist, dass nur eine Montagevorrichtung elektronische Komponenten auf die Platte montiert.
Bei einer Komponentenmontagevorrichtung 100, die eine wechselweise Montage durchführen kann, wie vorstehend erwähnt, führen normalerweise zwei Mehrdüsen-Montageköpfe 110a und 110b Wechselmontageprozesse durch, wie in 16A zu erkennen ist. Der Grund hierfür ist, dass durch einen solchen Wechselmontageprozess eine Verbesserung des Durchsatzes realisiert werden kann.
Es sei hier beispielsweise angenommen, dass ein Fehler in Aufgabe 2 auftritt, wie in 16B gezeigt.
In diesem Fall muss eine Aufgabe 2' ausgeführt werden, um eine Fehlerbehebungsverarbeitung durchzuführen. Die Aufgabe 2' ist eine Aufgabe (die in 14B gezeigte Aufgabe), die nur aus Komponenten besteht, bei denen Montagefehler in der Aufgabe aufgetreten sind (B und D in 14A; durch ein „x" angegeben), in der die Montagefehler aufgetreten sind (Aufgabe 2, in 14A gezeigt).
Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Aufgabe 2' für die Fehlerbehebung ausgeführt werden soll, wird der Mehrdüsen-Montagekopf 110a in den Bereitschaftszustand gesetzt, ohne dass eine Aufgabe 3 ausgeführt wird, und die Aufgabe 2' wird mittels des Mehrdüsen-Montagekopfes 110b nach der Aufgabe 2 ausgeführt, wie in 16C gezeigt. Außerdem kann, wie in 16D gezeigt, die Aufgabe 2' von dem Mehrdüsen-Montagekopf 110b ausgeführt werden, nachdem die Aufgabe 3 ausgeführt worden ist.
Mit anderen Worten, bei einem ersten Fehlerbehebungsverfahren (dem in 16C gezeigten Verfahren) wird eine Fehlerbehebung durchgeführt, bevor zu der Aufgabe weitergegangen wird, die sich an die Aufgabe anschließt, bei der der Montagefehler aufgetreten ist, ohne dass zwischen den Mehrdüsen-Montageköpfen 110a und 110b unterschieden wird (oder mit anderen Worten, es wird einer der Mehrdüsen-Montageköpfe verwendet). In diesem Fall führt der Mehrdüsen-Montagekopf 110a oder 110b, der die Aufgabe ausgeführt hat, bei der der Montagefehler aufgetreten ist, die Operationen weiter aus, und der Mehrdüsen-Montagekopf 110a oder 110b, der dem Mehrdüsen-Montagekopf gegenüberliegt, der die Operationen fortsetzt, ist in Bereitschaft, bis der Fehlerbehebungsprozess beendet ist. Obwohl die Gefahr besteht, dass dabei ein Taktverlust auftritt, geht die Aufgabe nach dem Ende der Fehlerbehebungsverarbeitung zu dem Zeitpunkt weiter, der am Anfang festgelegt wurde.
Bei einem zweiten Fehlerbehebungsverfahren (dem Verfahren, das in 16D gezeigt ist) wird eine Fehlerbehebungsverarbeitung nach Beendigung der Aufgabe durchgeführt, die sich an die Aufgabe anschließt, bei der der Montagefehler aufgetreten ist (mit anderen Worten, der Mehrdüsen-Montagekopf, der bei der letzteren Aufgabe verwendet wird, ist von dem Mehrdüsen-Montagekopf verschieden, der bei der ersteren Aufgabe verwendet wird). In diesem Fall hält derjenige der Mehrdüsen-Montageköpfe 110a und 110b, der die Aufgabe ausgeführt hat, bei der der Montagefehler aufgetreten ist, die Komponenten, die nicht montiert werden konnten, und ist in Bereitschaft, und sofort nachdem die Montage zu Ende ist, die von dem Mehrdüsen-Montagekopf 110a oder 110b durchgeführt wird, der dem Mehrdüsen-Montagekopf gegenüberliegt, der in Bereitschaft ist, wird die Fehlerbehebungsverarbeitung unter Verwendung des Mehrdüsen-Montagekopfes durchgeführt, bei dem der Montagefehler aufgetreten ist. Mit anderen Worten, die Fehlerbehebungsverarbeitung wird unter Verwendung des Mehrdüsen-Montagekopfes durchgeführt, bei dem der Montagefehler aufgetreten ist, bevor der Mehrdüsen-Montagekopf zu der nächsten Aufgabe weitergeht. Obwohl es also keinen Taktverlust gibt, wenn ein Montagefehler auftritt, werden die nachfolgenden Aufgaben, die von dem Mehrdüsen-Montagekopf ausgeführt werden, bei dem der Montagefehler aufgetreten ist, im Wert von einer Aufgabe verzögert, und dadurch wird die letzte Aufgabe später ausgeführt, als ursprünglich festgelegt.
Außerdem kann der Durchsatz für die Situationen, die vorstehend bei C und D gezeigt sind, berechnet werden, und es kann die Reihenfolge verwendet werden, die kürzer ist.
Vorstehend sind zwar nur einige beispielhafte Ausführungsformen dieser Erfindung näher beschrieben worden, aber Fachleute werden ohne weiteres erkennen, dass zahlreiche Modifikationen an den beispielhaften Ausführungsformen möglich sind, ohne wesentlich von den neuen Grundsätzen und Vorzügen dieser Erfindung abzuweichen. Daher sollen alle diese Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs dieser Erfindung liegen.
Anwendungsmöglichkeiten in der Industrie
Die vorliegende Erfindung kann bei einer Komponentenmontagevorrichtung und insbesondere bei einer Komponentenmontagevorrichtung verwendet werden, die elektronische Komponenten auf eine Leiterplatte montiert.
Zusammenfassung
Ein Komponentenmontageverfahren mit einer Fehlerbehebungsverarbeitung, die zur Verwendung bei einer modularen Komponentenmontagevorrichtung geeignet ist.
Das Komponentenmontageverfahren ist zur Verwendung bei einer Komponentenmontagevorrichtung mit einem Mehrdüsen-Montagekopf zum Aufnehmen mehrerer Komponenten, zum gleichzeitigen Halten der Komponenten und zum Befestigen der aufgenommenen Komponenten nacheinander auf einer Platte bestimmt, und das Komponentenmontageverfahren weist folgende Schritte auf: Erfassen von Montageoperationsinformationen; Entscheiden, aufgrund der erfassten Montageoperationsinformationen, ob eine Komponente richtig montiert worden ist oder nicht; und wenn entschieden wird, dass die Komponente nicht richtig montiert worden ist, Durchführen einer Fehlerbehebung durch erneutes Montieren der nicht richtig montierten Komponente, bevor zu der Aufgabe weitergegangen wird, die sich an die Aufgabe anschließt, bei der die Komponente nicht richtig montiert wurde (S211 bis S213). Die Aufgabe ist als eine einzelne Iteration eines Prozesses definiert, der eine Serie aus Aufnahme, Transport und Befestigung einer Komponente mittels eines Mehrdüsen-Montagekopfes umfasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 3043492 [0005]
- JP 2006-51245 [0019]

Claims

Komponentenmontageverfahren zur Verwendung bei einer Komponentenmontagevorrichtung mit einem Mehrdüsen-Montagekopf zum Aufnehmen mehrerer Komponenten, zum gleichzeitigen Halten der Komponenten und zum Befestigen der aufgenommenen Komponenten nacheinander auf einer Platte, mit den folgenden Schritten: Erfassen von Montageoperationsinformationen; Entscheiden, aufgrund der erfassten Montageoperationsinformationen, ob eine Komponente richtig montiert worden ist oder nicht; und wenn entschieden wird, dass die Komponente nicht richtig montiert worden ist, Durchführen einer Fehlerbehebung durch erneutes Montieren der nicht richtig montierten Komponente, bevor zu der Aufgabe weitergegangen wird, die sich an die Aufgabe anschließt, bei der die Komponente nicht richtig montiert wurde, wobei die Aufgabe als eine einzelne Iteration eines Prozesses definiert wird, der die Folge Aufnahme, Transport und Befestigung einer Komponente mittels eines Mehrdüsen-Montagekopfes umfasst.
Komponentenmontageverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass bei dem Entscheiden entschieden wird, dass mehrere Komponenten nicht richtig montiert worden sind, bei der Fehlerbehebung die mehreren Komponenten, die nicht richtig montiert worden sind, gemeinsam gehalten und erneut montiert werden, nachdem die Aufgabe, bei der die fehlerhaften Montagen aufgetreten sind, beendet worden ist.
Komponentenmontageverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponentenmontagevorrichtung zwei Mehrdüsen-Montageköpfe aufweist, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und die mehrere Komponenten auf einmal aufnehmen und die aufgenommenen Komponenten auf eine Platte montieren, wobei die beiden Mehrdüsen-Montageköpfe die Komponenten kooperativ auf die Platte montieren, und bei der Fehlerbehebung in dem Fall, dass entschieden wird, dass eine Komponente nicht richtig montiert worden ist, die Fehlerbehebung dadurch durchgeführt wird, dass die nicht richtig montierte Komponente unter Verwendung des Mehrdüsen-Montagekopfes, mit dem die Komponente nicht richtig montiert wurde, durchgeführt wird, bevor zu der nächsten Aufgabe weitergegangen wird, die von dem Mehrdüsen-Montagekopf ausgeführt wird, bei dem die fehlerhafte Montage aufgetreten ist.
Komponentenmontageprogramm zur Verwendung bei einer Komponentenmontagevorrichtung mit einem Mehrdüsen-Montagekopf zum Aufnehmen mehrerer Komponenten, zum gleichzeitigen Halten der Komponenten und zum Befestigen der aufgenommenen Komponenten nacheinander auf einer Platte, wobei das Programm einen Computer veranlasst, die folgenden Schritte auszuführen: Erfassen von Montageoperationsinformationen; Entscheiden, aufgrund der erfassten Montageoperationsinformationen, ob eine Komponente richtig montiert worden ist oder nicht; und wenn entschieden wird, dass die Komponente nicht richtig montiert worden ist, Durchführen einer Fehlerbehebung durch erneutes Montieren der nicht richtig montierten Komponente, bevor zu der Aufgabe weitergegangen wird, die sich an die Aufgabe anschließt, bei der die Komponente nicht richtig montiert wurde, wobei die Aufgabe als eine einzelne Iteration eines Prozesses definiert wird, der die Folge Aufnahme, Transport und Befestigung einer Komponente mittels eines Mehrdüsen-Montagekopfes umfasst.
Komponentenmontagevorrichtung mit einem Mehrdüsen-Montagekopf zum Aufnehmen mehrerer Komponenten, zum gleichzeitigen Halten der Komponenten und zum Befestigen der aufgenommenen Komponenten nacheinander auf einer Platte, wobei die Komponentenmontagevorrichtung Folgendes aufweist: eine Montageoperationsinformationen-Erfassungseinheit, die so betreibbar ist, dass sie Montageoperationsinformationen erfasst; eine Montage-Beurteilungseinheit, die so betreibbar ist, dass sie aufgrund der erfassten Montageoperationsinformationen entscheidet, ob eine Komponente richtig montiert worden ist oder nicht; und eine Fehlerbehebungseinheit, die so betreibbar ist, dass sie in dem Fall, dass entschieden wird, dass die Komponente nicht richtig montiert worden ist, eine Fehlerbehebung durch erneutes Montieren der nicht richtig montierten Komponente durchführt, bevor zu der Aufgabe weitergegangen wird, die sich an die Aufgabe anschließt, bei der die Komponente nicht richtig montiert wurde, wobei die Aufgabe als eine einzelne Iteration eines Prozesses definiert wird, der die Folge Aufnahme, Transport und Befestigung einer Komponente mittels eines Mehrdüsen-Montagekopfes umfasst.