DE112020006256T5

DE112020006256T5 - Montagesystem und Montageverfahren

Info

Publication number: DE112020006256T5
Application number: DE112020006256.2T
Authority: DE
Inventors: Shimpei SUGINO; Daisuke Nagai
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2022-09-29
Also published as: JPWO2021125102A1; WO2021125102A1; CN114731780A

Abstract

Das Problem, das durch die vorliegende Erfindung gelöst werden soll, ist die Verbesserung der Montagequalität eines ersten Ziels. Ein Montagesystem (10) gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Montagekopf (1), eine Bilderfassungsvorrichtung (2) und eine Steuervorrichtung (3). Der Montagekopf (1) enthält ein Aufnahmeelement (11) zum Aufnehmen eines ersten Ziels. Der Montagekopf (1) hält das Aufnahmeelement (11), damit sich das Aufnahmeelement (11) zu einem zweiten Ziel bewegen kann. Die Bilderfassungsvorrichtung (2) ist für den Montagekopf (1) vorgesehen. Die Bildaufnahmevorrichtung (2) deckt in ihrem Sichtfeld einen bestimmten Bereich ab, der ein bestimmtes Ziel enthält. Die Steuervorrichtung (3) steuert die Bewegung des Aufnahmeelements (11), um das Aufnahmeelement (11) in Richtung des zweiten Ziels zu bewegen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Montagesystem und ein Montageverfahren, und insbesondere auf ein Montagesystem mit einem Aufnahmeelement zum Aufnehmen eines ersten Ziels und ein Montageverfahren.
Stand der Technik
Die Patentliteratur 1 offenbart eine Vorrichtung zur Montage von Bauteilen an vorgegebenen Positionen auf einer Platine.
Die Bauteilmontagevorrichtung der Patentschrift 1 lässt einen Verformungsdetektor die Verformung einer Platine erkennen und montiert die Teile in einer Bauteilmontagehöhe, die entsprechend der Größe des Verzugs eingestellt wurde.
Zitationsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2004-71641 A
Zusammenfassung der Erfindung
Die Bauteilmontagevorrichtung der Patentliteratur 1 schätzt den Verzug der gesamten Platine auf der Grundlage von Erfassungsdaten über die Größe des Verzugs, die von mehreren Punkten auf der Platine gesammelt wurden. Daher ist es für die Bauteilmontagevorrichtung schwierig, die tatsächliche Montagehöhe auf der Basis der einzelnen Montagepunkte zu ermitteln. Wenn die Platine entlang ihrer Dicke verzogen ist, können die Teile (als erste Ziele) nicht wie vorgesehen montiert werden.
Somit ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Montagesystem und ein Montageverfahren bereitzustellen, mit dem die Montagequalität des ersten Ziels verbessert werden kann.
Ein Montagesystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Montagekopf, eine Bilderfassungsvorrichtung und eine Steuervorrichtung. Der Montagekopf enthält ein Aufnahmeelement zum Aufnehmen eines ersten Ziels. Der Montagekopf hält das Aufnahmeelement, damit sich das Aufnahmeelement zu einem zweiten Ziel bewegen kann. Die Bilderfassungsvorrichtung ist für den Montagekopf vorgesehen. Die Bilderfassungsvorrichtung deckt in ihrem Bildgebungs-Sichtfeld einen bestimmten Bereich ab, der ein bestimmtes Ziel enthält. Die Steuervorrichtung steuert in Übereinstimmung mit Informationen über das bestimmte Ziel, die in der Ausgabe der Bilderfassungsvorrichtung enthalten sind, die Bewegung des Aufnahmeelements, um das Aufnahmeelement in Richtung des zweiten Ziels zu bewegen.
Ein Montageverfahren gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zur Verwendung in einem Montagesystem mit einem Montagekopf und einer Bilderfassungsvorrichtung vorgesehen. Der Montagekopf enthält ein Aufnahmeelement zum Aufnehmen eines ersten Ziels. Der Montagekopf hält das Aufnahmeelement, damit sich das Aufnahmeelement zu einem zweiten Ziel bewegen kann. Die Bilderfassungsvorrichtung ist für den Montagekopf vorgesehen. Die Bilderfassungsvorrichtung deckt in ihrem Bildgebungs-Sichtfeld einen bestimmten Bereich ab, der ein bestimmtes Ziel enthält. Das Montageverfahren beinhaltet, dass eine Steuervorrichtung das Aufnahmeelement antreibt. Die Steuervorrichtung treibt in Übereinstimmung mit Informationen über das bestimmte Ziel, die in der Ausgabe der Bilderfassungsvorrichtung enthalten sind, das Aufnahmeelement an, um das Aufnahmeelement in Richtung des zweiten Ziels zu bewegen.
Figurenliste

1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Montagesystems gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ist ein Blockdiagramm des Montagesystems;
3A-3D zeigen die Funktionsweise des Montagesystems;
4 ist ein Flussdiagramm, das die Funktionsweise des Montagesystems veranschaulicht;
5 ist ein Blockdiagramm eines Montagesystems gemäß einer zweiten Ausführungsform;
6A-6D zeigen die Funktionsweise des Montagesystems;
7 ist ein Flussdiagramm, das die Funktionsweise des Montagesystems veranschaulicht;
8A-8C zeigen die Funktionsweise eines Montagesystems gemäß einer ersten Modifikation der zweiten Ausführungsform;
9 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise des Montagesystems; und
10 ist eine schematische Seitenansicht, die einen Hauptteil eines Montagesystems gemäß einer zweiten Modifikation der zweiten Ausführungsform zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
(Erste Ausführungsform)
Ein Montagesystem 10 und ein Montageverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben.
(1) Überblick
Ein Montagesystem 10 gemäß dieser Ausführungsform ist eine Montagevorrichtung (Montierer) zum Montieren eines ersten Ziels T1, das von einem Aufnahmeelement 11 aufgenommen wurde, auf einem zweiten Ziel T2, wie in 1 dargestellt. Das Montagesystem 10 kann für die Herstellung verschiedener Arten von Produkten, wie z.B. elektronische Geräte, Automobile, Kleidung, Lebensmittel, Medikamente und Kunstwerke, in einer Vielzahl von Einrichtungen, wie z.B. Fabriken, Labors, Büros und Bildungsvorrichtungen, verwendet werden.
In der folgenden Beschreibung wird eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben, bei der das Montagesystem 10 zur Herstellung eines elektronischen Geräts in einer Fabrik verwendet wird. Ein allgemeines elektronisches Gerät enthält beispielsweise verschiedene Arten von Schaltungsblöcken wie eine Stromversorgungsschaltung und eine Steuerschaltung. Um diese Schaltungsblöcke herzustellen, können beispielsweise ein Lotlaufbringungsschritt, ein Montageschritt und ein Lötschritt in dieser Reihenfolge durchgeführt werden. Der Schritt des Auftragens des Lots umfasst das Auftragen (oder Drucken) von cremigem Lot auf eine Platine (einschließlich einer Platine). Der Montageschritt umfasst das Montieren (Installieren) einer Vielzahl von Teilen (einschließlich elektronischer Teile) auf der Platine. Der Lötschritt umfasst zum Beispiel das Erhitzen der Platine, auf der die mehreren Teile montiert sind, in einem Reflow-Ofen, wodurch das cremige Lot geschmolzen wird, und das Durchführen des Lötens. Im Montageschritt führt das Montagesystem 10 die Arbeit der Montage des Bauteils 100 als erstes Ziel T1 auf die Platine 200 als zweites Ziel T2 aus. Das heißt, in dem Montagesystem 10 gemäß dieser Ausführungsform ist das erste Ziel T1 das Bauteil 100 und das zweite Ziel T2 ist die Platine 200, auf der das Bauteil 100 montiert wird.
Wie zu erkennen ist, umfasst das Montagesystem 10 zur Verwendung für die Montage des ersten Ziels T1 (Bauteil 100) auf dem zweiten Ziel T2 (Platine 200) einen Montagekopf 1 mit einem Aufnahmeelement 11 zum Aufnehmen des ersten Ziels T1, wie in 1 gezeigt. Das Aufnahmeelement 11 kann beispielsweise als Saugdüse konfiguriert sein und nimmt das Bauteil 100 als erstes Ziel T1 auf (hält es fest), um bereit zu stehen, seinen Halt am Bauteil 100 zu lösen (d.h. die Aufnahme zu beenden). Das Montagesystem 10 senkt das Aufnahmeelement 11 in Richtung des zweiten Ziels T2 ab, während das Aufnahmeelement 11 das erste Ziel T1 aufnimmt, wodurch das erste Ziel T1 auf einer Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 montiert wird.
In einem solchen Montagesystem 10 muss, wenn das erste Ziel T1 auf der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 montiert wird, ein bestimmter Bereich R1 (siehe 3A-3D), der einen Montageort (Installationsposition) auf der Montagefläche T21 definiert, aufgenommen werden, um zum Beispiel den bestimmten Bereich R1 zu erkennen. Daher umfasst das Montagesystem 10 gemäß dieser Ausführungsform nicht nur den Montagekopf 1, sondern auch eine Bilderfassungsvorrichtung 2, wie in 3A dargestellt. Dies ermöglicht es dem Montagesystem 10, während der Montagekopf 1 das erste Ziel T1 montiert, beispielsweise den Zustand des bestimmten Ziels TA (siehe 3A), das in dem bestimmten Bereich R1 auf dem Bild enthalten ist, zu überprüfen, indem die Bilderfassungsvorrichtung 2 ein Bild des bestimmten Bereichs R1 auf der Montagefläche T21 aufnimmt. In dieser Ausführungsform ist die Bildaufnahmevorrichtung 2 also so konfiguriert, dass sie ein Bild von mindestens einem Bereich der Montagefläche T21 aufnimmt, der sich direkt unter dem Aufnahmeelement 11 befindet. In dieser Ausführungsform ist das bestimmte Ziel TA ein Kontaktelement 9, das sowohl mit dem Bauteil 100 als auch mit der Platine 200 in Kontakt kommt. In dieser Ausführungsform ist das Kontaktelement 9 auch ein Bondelement 91, um das Bauteil 100 und die Platine 200 miteinander zu verbinden, und kann zum Beispiel aus Lot bestehen.
Das heißt, das Montagesystem 10 gemäß dieser Ausführungsform umfasst den Montagekopf 1, die Bilderfassungsvorrichtung 2 (siehe 3A) und eine Steuervorrichtung 3 (siehe 2). Der Montagekopf 1 enthält das Aufnahmeelement 11 zum Aufnehmen des ersten Ziels T1. Der Montagekopf 1 hält das Aufnahmeelement 11, damit sich das Aufnahmeelement 11 zum zweiten Ziel T2 bewegen kann. Die Bilderfassungsvorrichtung 2 ist für den Montagekopf 1 vorgesehen. Die Bilderfassungsvorrichtung 2 erfasst in einem Bildgebungs-Sichtfeld R10 (siehe 3A) den bestimmten Bereich R1 (siehe 3A) einschließlich des bestimmten Ziels TA (siehe 3A). Die Steuervorrichtung 3 steuert in Übereinstimmung mit den Informationen über das bestimmte Ziel TA, die in der Ausgabe der Bilderfassungsvorrichtung 2 enthalten sind, die Bewegung des Aufnahmeelements 11, um das Aufnahmeelement 11 in Richtung des zweiten Ziels T2 zu bewegen.
In dem Montagesystem 10 gemäß dieser Ausführungsform deckt die Bilderfassungsvorrichtung 2 in dem Bildgebungs-Sichtfeld R10 den bestimmten Bereich R1 einschließlich des bestimmten Ziels TA ab. Darüber hinaus steuert die Steuervorrichtung 3 in dem Montagesystem 10 in Übereinstimmung mit den Informationen über das bestimmte Ziel TA, die in der Ausgabe der Bilderfassungsvorrichtung 2 enthalten sind, die Bewegung des Aufnahmeelements 11. Dadurch kann die Steuervorrichtung 3 auf der Grundlage des Zustands des bestimmten Ziels TA beispielsweise den Montagezustand des ersten Ziels T1 in Bezug auf das zweite Ziel T2 bestimmen. Somit ermöglicht das Montagesystem 10 gemäß dieser Ausführungsform eine Verbesserung der Montagequalität des ersten Ziels T1.
(2) Einzelheiten
Im Folgenden werden das Montagesystem 10 und das Montageverfahren gemäß dieser Ausführungsform näher beschrieben.
(2.1) Voraussetzung
In der folgenden Beschreibung wird beispielhaft eine Ausführungsform beschrieben, bei der das Montagesystem 10 zur Montage eines Teils (erstes Ziel T1) mittels Oberflächenmontagetechnik (SMT) verwendet wird. Das heißt, das Bauteil 100 als erstes Ziel T1 ist ein oberflächenmontierbares Bauteil (SMD) und wird auf der Oberfläche (Montagefläche T21) einer Platine 200 als zweites Ziel T2 platziert und damit montiert. Dies ist jedoch nur ein Beispiel und sollte nicht als Einschränkung verstanden werden. Alternativ kann das Montagesystem 10 auch zur Montage eines Bauteils (erstes Ziel T1) mittels Insert Mount Technology (IMT) verwendet werden. In diesem Fall ist das Bauteil 100 als erstes Ziel T1 eine Einsteckmontagevorrichtung mit Anschlussklemmen und wird auf der Oberfläche (Montagefläche T21) der Platine (zweites Ziel T2) durch Einstecken der Anschlussklemmen in Löcher der Platine 200 als zweites Ziel T2 montiert.
Wie hier verwendet, bezieht sich die „optische Abbildungsachse“ auf die optische Achse in Bezug auf das von der Bildaufnahmevorrichtung 2 aufgenommene Bild und ist eine optische Achse, die sowohl von einem Bildsensor 21 (siehe 2) als auch von einem optischen System 22 (siehe 2) der Bildaufnahmevorrichtung 2 (wird später beschrieben) bestimmt wird. Das heißt, der optische Pfad, entlang dessen sich das von der Mitte des von der Bildaufnahmevorrichtung 2 aufgenommenen Bildes kommende Licht bewegt, ist die optische Abbildungsachse Ax1 (siehe 3A) der Bildaufnahmevorrichtung 2. Genauer gesagt wird die optische Abbildungsachse Ax1 der Bilderfassungsvorrichtung 2 durch die Linie definiert, die die Mitte der lichtempfindlichen Ebene des Bildsensors 21 mit einem Teil des abzubildenden Objekts in der Mitte der lichtempfindlichen Ebene des Bildsensors 21 durch das optische System 22 verbindet.
Der hier verwendete Begriff „Bild“ bezieht sich auf ein von der Bilderfassungsvorrichtung 2 aufgenommenes Bild und umfasst ein Standbild (unbewegtes Bild) und ein bewegtes Bild (Film). Darüber hinaus umfasst das „bewegte Bild“ ein Bild, das aus einer Vielzahl von Standbildern besteht, die z. B. durch Stop-Motion-Aufnahmen gewonnen wurden. Bei dem Bild muss es sich nicht um die eigentlichen Ausgabedaten der Bilderfassungsvorrichtung 2 handeln. Das Bild kann beispielsweise einer der verschiedenen Arten der Bildverarbeitung unterzogen worden sein, wie Datenkomprimierung, Konvertierung in ein anderes Datenformat, Zuschneiden eines Teils des von der Bilderfassungsvorrichtung 2 aufgenommenen Bildes, Schärfe-, Helligkeits- und Kontrastanpassung. In dieser Ausführungsform handelt es sich bei dem Bild zum Beispiel um ein bewegtes Vollfarbbild.
In der folgenden Beschreibung werden die X-, Y- und Z-Achsen als drei Achsen definiert, die sich im rechten Winkel schneiden. Insbesondere sind die X-Achse und die Y-Achse als zwei Achsen definiert, die parallel zur Oberfläche (Montagefläche T21) der Platine 200 als zweites Ziel T2 verlaufen, und die Z-Achse ist als eine Achse parallel zur Dicke der Platine 200 definiert. Darüber hinaus ist die Richtung, in der sich das Aufnahmeelement 11 von der Platine 200 als zweites Ziel T2 aus gesehen befindet, hier als positive Z-Achsenrichtung definiert (im Folgenden auch als „Aufwärtsrichtung“ bezeichnet). Eine Ansicht von der Seite der positiven Z-Achse aus gesehen (d.h. von oben gesehen) wird im Folgenden als „Draufsicht“ bezeichnet. Es sollte beachtet werden, dass die X-, Y- und Z-Achsen alle virtuelle Achsen sind und die Pfeile, die die X-, Y- und Z-Achsen in den Zeichnungen anzeigen, nur zum Zweck der Beschreibung dargestellt sind und keine Bedeutung haben. Es sollte beachtet werden, dass diese Richtungen nicht als Einschränkung der Richtungen, in denen das Montagesystem 10 verwendet werden soll, zu verstehen sind.
Obwohl eine Kühlwasserzirkulationsleitung, ein Stromversorgungskabel, eine pneumatische Druckleitung (einschließlich Über- und Unterdruck) und andere Elemente tatsächlich mit dem Montagesystem 10 verbunden sind, wird in den beiliegenden Zeichnungen darauf verzichtet, diese darzustellen.
(2.2) Gesamtkonfiguration
Nachfolgend wird eine Gesamtkonfiguration des Montagesystems 10 gemäß dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst das Montagesystem 10 gemäß dieser Ausführungsform den Montagekopf 1, die Bilderfassungsvorrichtung 2 und die Steuervorrichtung 3. Darüber hinaus umfasst das Montagesystem 10 in dieser Ausführungsform nicht nur den Montagekopf 1, die Bilderfassungsvorrichtung 2 und die Steuervorrichtung 3, sondern auch einen Treiber 4, eine Bauteilzuführung 5, einen Träger 6, eine Sicherungsvorrichtung 7 und eine Beleuchtungsvorrichtung 8, wie in 2 dargestellt. Dennoch sind der Treiber 4, die Bauteilzuführung 5, der Träger 6, die Sicherungsvorrichtung 7 und die Beleuchtungsvorrichtung 8 keine wesentlichen Bestandteile des Montagesystems 10. Mit anderen Worten, mindestens einer der Bestandteile, umfassend den Treiber 4, die Bauteilzuführung 5, den Träger 6, die Sicherungsvorrichtung 7 oder die Beleuchtungsvorrichtung 8 kann zu den Bestandteilen des Montagesystems 10 gezählt werden. Es sollte beachtet werden, dass in 1 nur der Montagekopf 1 und der Treiber 4 dargestellt sind und dass die anderen Bestandteile des Montagesystems 10 dementsprechend nicht abgebildet sind.
Der Montagekopf 1 umfasst mindestens ein Aufnahmeelement 11. In dieser Ausführungsform umfasst der Montagekopf 1 ein einziges Aufnahmeelement 11. Der Montagekopf 1 steuert das Aufnahmeelement 11 in Richtung des zweiten Ziels T2 (Platine 200), während das Aufnahmeelement 11 das erste Ziel T1 (Bauteil 100) aufnimmt, wodurch das erste Ziel T1 auf der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 montiert wird. Mit anderen Worten, der Montagekopf 1 hält das Aufnahmeelement 11 so, dass sich das Aufnahmeelement 11 zwischen einer ersten Position, in der das Aufnahmeelement 11 näher an das zweite Ziel T2 gebracht wird, und einer zweiten Position, in der das Aufnahmeelement 11 weiter vom zweiten Ziel T2 entfernt ist als in der ersten Position, bewegen kann. Das heißt, der Montagekopf 1 hält das Aufnahmeelement 11 so, dass sich das Aufnahmeelement 11 in Richtung des zweiten Ziels T2 bewegen kann.
Die Bilderfassungsvorrichtung 2 ist am Montagekopf 1 befestigt. In dieser Ausführungsform umfasst das Montagesystem 10 eine einzige Bilderfassungsvorrichtung 2. Die Bildaufnahmevorrichtung 2 umfasst den Bildsensor 21 und das optische System 22. Bei der Bildaufnahmevorrichtung 2 kann es sich beispielsweise um einen Camcorder zum Aufnehmen eines bewegten Bildes handeln. In dieser Ausführungsform deckt die Bildaufnahmevorrichtung 2 in ihrem Bildgebungs-Sichtfeld R10 einen bestimmten Bereich R1 ab, der ein bestimmtes Ziel TA auf der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 (Platine 200) einschließt, wie in 3A gezeigt.
Die Steuervorrichtung 3 steuert die jeweiligen Komponenten des Montagesystems 10. Die Steuervorrichtung 3 umfasst als Hauptbestandteil einen Mikrocontroller mit einem oder mehreren Prozessoren und einem oder mehreren Speichern. Die Funktion der Steuervorrichtung 3 wird ausgeführt, indem der Prozessor des Mikrocontrollers ein im Speicher des Mikrocontrollers gespeichertes Programm ausführt. Das Programm kann im Voraus in dem Speicher gespeichert werden. Alternativ kann das Programm auch über eine Telekommunikationsleitung wie das Internet heruntergeladen oder verteilt werden, nachdem es in einem nicht-übertragbaren Speichermedium wie einer Speicherkarte gespeichert wurde.
Die Steuervorrichtung 3 kann z.B. mit dem Montagekopf 1, der Bilderfassungsvorrichtung 2, dem Treiber 4, der Bauteilzuführung 5, dem Träger 6, der Sicherungsvorrichtung 7 und der Beleuchtungsvorrichtung 8 elektrisch verbunden sein. Die Steuervorrichtung 3 gibt ein Steuersignal an den Montagekopf 1 und den Treiber 4 aus, wodurch der Montagekopf 1 und der Treiber 4 so gesteuert werden, dass zumindest das erste Ziel T1, das von dem Aufnahmeelement 11 entnommen wurde, auf der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 montiert wird. Darüber hinaus gibt die Steuervorrichtung 3 auch ein Steuersignal an die Bildaufnahmevorrichtung 2 und die Beleuchtungsvorrichtung 8 aus, um die Bildaufnahmevorrichtung 2 und die Beleuchtungsvorrichtung 8 zu steuern und das von der Bildaufnahmevorrichtung 2 aufgenommene Bild von der Bildaufnahmevorrichtung 2 zu erfassen.
Der Treiber 4 ist eine Vorrichtung zum Antrieb des Montagekopfes 1. In dieser Ausführungsform treibt der Treiber 4 den Montagekopf 1 in einer X-Y-Ebene an. Wie hier verwendet, bezieht sich die „X-Y-Ebene“ auf eine Ebene, die die X-Achse und die Y-Achse umfasst und sich im rechten Winkel mit der Z-Achse schneidet. Mit anderen Worten steuert der Treiber 4 den Montagekopf 1 in X-Achsenrichtung und in Y-Achsenrichtung. In dieser Ausführungsform ist die Bilderfassungsvorrichtung 2 fest mit dem Montagekopf 1 verbunden, und daher treibt der Treiber 4 auch die Bilderfassungsvorrichtung 2 zusammen mit dem Montagekopf 1 an. Anders ausgedrückt steuert der Treiber 4 den Montagekopf 1 und die Bildaufnahmevorrichtung 2 innerhalb der X-Y-Ebene.
Wie in 1 gezeigt, umfasst der Treiber 4 eine X-Achsen-Antriebseinheit 41 und eine Y-Achsen-Antriebseinheit 42. Die X-Achsen-Antriebseinheit 41 treibt den Montagekopf 1 linear in X-Achsenrichtung an. Die Y-Achsen-Antriebseinheit 42 treibt den Montagekopf 1 linear in der Y-Achsenrichtung an. Insbesondere treibt die Y-Achsen-Antriebseinheit 42 den Montagekopf 1 zusammen mit der X-Achsen-Antriebseinheit 41 entlang der Y-Achse an, wodurch der Montagekopf 1 linear in der Y-Achsenrichtung angetrieben wird. In dieser Ausführungsform können die X-Achsen-Antriebseinheit 41 und die Y-Achsen-Antriebseinheit 42 beispielsweise jeweils einen Linearmotor umfassen, und der Montagekopf 1 wird mit der von den Linearmotoren erzeugten Antriebskraft mit der zugeführten Energie angetrieben.
Die Bauteilzuführung 5 führt das Bauteil 100 als erstes Ziel T1 zu, das von dem Aufnahmeelement 11 des Montagekopfes 1 aufgenommen werden soll. Die Bauteilzuführung 5 kann beispielsweise eine Bandzuführung zum Zuführen des auf einem Trägerband gehaltenen Bauteils 100 umfassen. Alternativ kann die Bauteilzuführung 5 auch ein Tablett umfassen, auf das eine Vielzahl von Bauteilen 100 gelegt wird. Der Montagekopf 1 empfängt das erste Ziel T1 (Bauteil 100) von einer solchen Bauteilzuführung 5 und veranlasst das Aufnahmeelement 11, das erste Ziel T1 (Bauteil 100) aufzunehmen.
Der Träger 6 ist eine Vorrichtung zum Transport der Platine 200 als zweites Ziel T2. Der Träger 6 kann z. B. als Bandfördervorrichtung ausgebildet sein. Der Träger 6 trägt das zweite Ziel T2 (Platine 200) beispielsweise entlang der X-Achse. Der Träger 6 befördert das zweite Ziel T2 zu mindestens einem Aufnahmeraum unter dem Montagekopf 1, d. h. einem Aufnahmeraum, der dem Aufnahmeelement 11 in Z-Achsenrichtung gegenüberliegt. Dann sorgt der Träger 6 dafür, dass das zweite Ziel T2 an dem Montageplatz anhält, bis der Montagekopf 1 die Montage des ersten Ziels T1 (Bauteil 100) auf dem zweiten Ziel T2 (Platine 200) beendet hat.
Die Sicherungsvorrichtung 7 sichert die Platine 200 als zweites Ziel T2, das von dem Träger 6 in den Montageraum transportiert wurde. Das heißt, das zweite Ziel T2 (Platine 200), das von dem Träger 6 in den Montageraum transportiert wurde, wird von der Sicherungsvorrichtung 7 in dem Montageraum gehalten. Die Sicherungsvorrichtung 7 sichert das zweite Ziel T2 im Montageraum mindestens so lange, bis der Montagekopf 1 die Montage des ersten Ziels T1 (Bauteil 100) auf dem zweiten Ziel T2 (Platine 200) beendet hat.
Die Beleuchtungsvorrichtung 8 beleuchtet das Bildgebungs-Sichtfeld R10 der Bildaufnahmevorrichtung 2. Die Beleuchtungsvorrichtung 8 muss das Bildgebungs-Sichtfeld R10 nur zumindest zu dem Zeitpunkt beleuchten, zu dem die Bildaufnahmevorrichtung 2 ein Bild aufnimmt, und kann beispielsweise zu dem Aufnahmezeitpunkt der Bildaufnahmevorrichtung 2 Licht emittieren. In dieser Ausführungsform ist das von der Bildaufnahmevorrichtung 2 aufgenommene Bild ein vollfarbiges, bewegtes Bild. Daher gibt die Beleuchtungsvorrichtung 8 Licht aus, das in den Bereich der sichtbaren Strahlung fällt, z. B. weißes Licht. In dieser Ausführungsform kann die Beleuchtungsvorrichtung 8 eine Vielzahl von Lichtquellen wie z. B. Leuchtdioden (LEDs) umfassen. Die Beleuchtungsvorrichtung 8 beleuchtet das Bildgebungs-Sichtfeld R10 der Bilderfassungsvorrichtung 2 durch Aussenden von Licht aus diesen Lichtquellen. Die Beleuchtungsvorrichtung 8 kann als eine geeignete Art von Licht, wie z. B. ein Ringlicht oder ein Koaxiallicht, ausgeführt sein. Die Beleuchtungsvorrichtung 8 kann z. B. zusammen mit der Bildaufnahmevorrichtung 2 am Montagekopf 1 befestigt werden.
Darüber hinaus umfasst das Montagesystem 10 neben diesen Bestandteilen auch weitere Bestandteile wie eine Kommunikationseinheit. Die Kommunikationseinheit ist so konfiguriert, dass sie mit einem übergeordneten System entweder direkt oder indirekt, z. B. über ein Netzwerk oder ein Relais, kommuniziert. Dies ermöglicht es dem Montagesystem 10, Daten an das übergeordnete System zu senden und von diesem zu empfangen.
(2.3) Montagekopf
Als nächstes wird eine detailliertere Konfiguration des Montagekopfes 1 unter Bezugnahme auf die 1-3D beschrieben.
In dieser Ausführungsform umfasst der Montagekopf 1 nicht nur das Aufnahmeelement 11, sondern auch einen Aktuator 12 (siehe 2) zum Antrieb des Aufnahmeelements 11 und einen Kopfkörper 13 zum Halten des Aufnahmeelements 11 und des Aktuators 12. Bei dem Montagesystem 10 dieser Ausführungsform werden ein einziges Aufnahmeelement 11 und ein einziger Aktuator 12 von einem einzigen Kopfgehäuse 13 gehalten. Dies ermöglicht es dem Montagekopf 1, ein einziges erstes Ziel T1 (Bauteil 100) aufzunehmen.
Das Aufnahmeelement 11 kann z.B. eine Saugdüse sein. Das Aufnahmeelement 11 wird von der Steuervorrichtung 3 gesteuert und kann von einem Aufnahmezustand, in dem das Aufnahmeelement 11 das erste Ziel T1 aufnimmt (hält), in einen Freigabezustand umgeschaltet werden, in dem das Aufnahmeelement 11 seinen Halt an dem ersten Ziel T1 löst (aufhört, es zu halten), und umgekehrt. Das Aufnahmeelement 11 muss jedoch keine Saugdüse sein, sondern kann auch so konfiguriert sein, dass es das erste Ziel T1 durch Festklemmen (oder Greifen) des ersten Ziels T1 aufnimmt (hält), z. B. durch eine Roboterhand.
Damit das Aufnahmeelement 11 das erste Ziel T1 aufnehmen kann, wird der Montagekopf 1 mit pneumatischem Druck (Vakuum) als Antriebskraft versorgt. Das heißt, der Montagekopf 1 schaltet den Zustand des Aufnahmeelements 11 vom Entnahmezustand in den Freigabezustand und umgekehrt, indem er ein Ventil auf einem zum Aufnahmeelement 11 führenden pneumatischen Druck- (Vakuum-) Versorgungspfad öffnet und schließt.
Der Aktuator 12 treibt das Aufnahmeelement 11 linear in Z-Achsenrichtung an. Darüber hinaus treibt der Aktuator 12 das Aufnahmeelement 11 auch in einer Drehrichtung an (im Folgenden als „θ-Richtung“ bezeichnet), die um eine mit der Z-Achsenrichtung ausgerichtete Achse definiert ist. In dieser Ausführungsform treibt der Aktuator 12 beim Antrieb des Aufnahmeelements 11 in Z-Achsenrichtung das Aufnahmeelement 11 mit der Antriebskraft an, die z. B. von einem Linearmotor erzeugt wird. Andererseits treibt der Aktuator 12 beim Antrieb des Aufnahmeelements 11 in der θ-Richtung das Aufnahmeelement 11 mit der von einem Drehmotor erzeugten Antriebskraft an. Ferner wird der Montagekopf 1 auch linear in X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung durch den Treiber 4 wie oben beschrieben angetrieben. Folglich kann das im Montagekopf 1 enthaltene Aufnahmeelement 11 in X-Achsenrichtung, Y-Achsenrichtung, Z-Achsenrichtung und θ-Richtung durch den Antrieb 4 und den Aktuator 12 angetrieben werden.
Das Kopfgehäuse 13 kann aus einem metallischen Material bestehen und beispielsweise die Form eines rechteckigen Parallelepipeds haben. Durch die Montage des Aufnahmeelements 11 und des Betätigungselements 12 auf dem Kopfgehäuse 13 kann das Kopfgehäuse 13 das Aufnahmeelement 11 und das Betätigungselement 12 halten. In dieser Ausführungsform wird das Aufnahmeelement 11 indirekt durch das Kopfgehäuse 13 über den Aktuator 12 so gehalten, dass es in Z-Achsenrichtung und der θ-Richtung beweglich ist. Da das Kopfgehäuse 13 durch den Antrieb 4 in der X-Y-Ebene angetrieben wird, wird auch der Montagekopf 1 in der X-Y-Ebene angetrieben.
Gemäß dieser Konfiguration bringt der Montagekopf 1 das Aufnahmeelement 11 näher an das zweite Ziel T2 (Platine 200) heran, während das Aufnahmeelement 11 das erste Ziel T1 (Bauteil 100) aufnimmt, wodurch das erste Ziel T1 auf der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 befestigt wird. Mit anderen Worten, der Montagekopf 1 ermöglicht die Bewegung des Aufnahmeelements 11 zwischen mindestens einer ersten Position, in der das Aufnahmeelement 11 näher an das zweite Ziel T2 gebracht wird, und einer zweiten Position, in der das Aufnahmeelement 11 weiter vom zweiten Ziel T2 entfernt ist als in der ersten Position. Das heißt, dass der Montagekopf 1 das erste Ziel T1 auf der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 montiert, indem er das Aufnahmeelement 11, das das erste Ziel T1 aufnimmt, von der zweiten Position in die erste Position bewegt.
In dieser Ausführungsform ist die in 3C gezeigte Position des Aufnahmeelements 11 die erste Position und die in 3A gezeigte Position des Aufnahmeelements 11 ist die zweite Position. Mit anderen Worten, die erste Position ist ein unterer Totpunkt des Aufnahmeelements 11 und die zweite Position ist ein oberer Totpunkt des Aufnahmeelements 11. Es sollte beachtet werden, dass der hier verwendete „untere Totpunkt“ sich nicht auf die untere Grenzposition innerhalb des Bewegungsbereichs des Aufnahmeelements 11 bezieht, sondern auf die untere Grenzposition des Aufnahmeelements 11, während das erste Ziel T1 auf der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 montiert wird.
(2.4) Bildaufnahmegerät
Nachfolgend wird eine detailliertere Konfiguration der Bilderfassungsvorrichtung 2 unter Bezugnahme auf die 2-3D beschrieben.
In dieser Ausführungsform umfasst die Bilderfassungsvorrichtung 2 den Bildsensor21 und das optische System 22, wie in 2 dargestellt. Das optische System 22 erzeugt auf dem Bildsensor 21 ein Bild des Bildgebungs-Sichtfeldes R10 einschließlich des bestimmten Bereichs R1.
Der Bildsensor 21 ist ein Bildsensor wie z. B. ein CCD-Bildsensor (Charge Coupled Device) oder ein CMOS-Bildsensor (Complementary Metal-Oxide Semiconductor). Der Bildsensor 21 wandelt ein auf seiner lichtempfindlichen Fläche erzeugtes Bild in ein elektrisches Signal um und gibt das elektrische Signal aus.
Das optische System 22 umfasst z. B. eine oder mehrere Linsen und Spiegel. In dieser Ausführungsform ist das optische System 22 als eine Kombination aus mehreren Linsen (d.h. eine Linsengruppe) implementiert. Das optische System 22 bewirkt, dass das aus dem in 3A dargestellten Bildgebungs-Sichtfeld R10 kommende Licht auf der lichtempfindlichen Ebene des Bildsensors 21 abgebildet wird. In dieser Ausführungsform ist das optische System 22 der Bilderfassungsvorrichtung 2 ein telezentrisches optisches System. Das heißt, dass der Hauptstrahl im gesamten optischen System parallel zur optischen Achse (optische Abbildungsachse Ax1) verläuft. Es sollte beachtet werden, dass das optische System 22 nicht zwangsläufig diese Konfiguration aufweisen muss.
Wie in 3A gezeigt, deckt die Bilderfassungsvorrichtung 2 in ihrem Bildgebungs-Sichtfeld R10 einen bestimmten Bereich R1 der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 (Platine 200) ab. Der bestimmte Bereich R1 ist dem Aufnahmeelement 11 in einer Richtung senkrecht zur Montagefläche T21 (d. h. in Z-Achsenrichtung) zugewandt. Mit anderen Worten, in einem Zustand, in dem das Aufnahmeelement 11 über der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 positioniert ist, deckt die Bilderfassungsvorrichtung 2 in ihrem Bildgebungs-Sichtfeld R10 den Bereich der Montagefläche T21, der sich direkt unter dem Aufnahmeelement 11 befindet, als den bestimmten Bereich R1 ab. Anders ausgedrückt ist der bestimmte Bereich R1 ein Bereich, der ein bestimmtes Ziel TA einschließt, das sich direkt unter dem Aufnahmeelement 11 befindet, wenn das Aufnahmeelement 11 über der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 positioniert ist. Dadurch kann die Bilderfassungsvorrichtung 2 ein Bild des Bereichs direkt unter dem Aufnahmeelement 11 aufnehmen.
Insbesondere wird die Bilderfassungsvorrichtung 2 durch das Kopfgehäuse 13 des Montagekopfes 1 gehalten und dadurch am Montagekopf 1 befestigt. Obwohl nicht dargestellt, wird die Bilderfassungsvorrichtung 2 durch das Kopfgehäuse 13 gehalten, indem sie an einer Seitenfläche des Kopfgehäuses 13 befestigt wird. Das Aufnahmeelement 11 ist an der Unterseite des Kopfgehäuses 13 angeordnet, und daher ist die Bilderfassungsvorrichtung 2 in der Draufsicht neben dem Aufnahmeelement 11 angeordnet.
In diesem Fall hat die Bilderfassungsvorrichtung 2 eine optische Abbildungsachse Ax1, die einen Neigungswinkel in Bezug auf eine Normale zur Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 bildet, wie in 3A gezeigt. Das heißt, dass die Bilderfassungsvorrichtung 2 so am Montagekopf 1 befestigt ist, dass ihre optische Abbildungsachse Ax1 in Bezug auf eine Normale zur Montagefläche T21 geneigt ist. Mit anderen Worten, die optische Abbildungsachse Ax1 der Bildaufnahmevorrichtung 2 ist in Bezug auf die Z-Achse gekippt. Auf diese Weise ist die Bildaufnahmevorrichtung 2 neben dem Aufnahmeelement 11 angeordnet und ihre optische Abbildungsachse Ax1 ist in Bezug auf die Z-Achse gekippt, wodurch die Bildaufnahmevorrichtung 2 ein Bild des bestimmten Bereichs R1 direkt unter dem Aufnahmeelement 11 aufnehmen kann.
(2.5) Steuervorrichtung
Nachfolgend wird eine detailliertere Konfiguration der Steuervorrichtung 3 unter Bezugnahme auf die 2-3D beschrieben.
Die Steuervorrichtung 3 steuert den Montagekopf 1, indem sie wie oben beschrieben ein Steuersignal an den Montagekopf 1 ausgibt. Insbesondere steuert die Steuervorrichtung 3 den Montagekopf 1 und treibt dabei das Aufnahmeelement 11 linear in Z-Achsenrichtung an, bis das an der zweiten Position befindliche Aufnahmeelement 11 die erste Position erreicht. Mit anderen Worten, die Steuervorrichtung 3 treibt das Aufnahmeelement 11 kontinuierlich an, bis der Zustand des bestimmten Ziels TA, das sich im Bildgebungs-Sichtfeld R10 der Bilderfassungsvorrichtung 2 befindet, einen vorbestimmten Zustand annimmt. Außerdem veranlasst die Steuervorrichtung 3, nachdem sie das Aufnahmeelement 11 durch Steuerung des Montagekopfes 1 in die erste Position gebracht hat, das Aufnahmeelement 11, seinen Halt an dem ersten Ziel T1 zu lösen oder es aufzunehmen. Anders ausgedrückt veranlasst die Steuervorrichtung 3, nachdem das Aufnahmeelement 11 so lange angetrieben wurde, bis der Zustand des bestimmten Ziels TA, das sich im Bildgebungs-Sichtfeld R10 der Bilderfassungsvorrichtung 2 befindet, in einen vorbestimmten Zustand übergeht, das Aufnahmeelement 11, seinen Halt an dem ersten Ziel T1 zu lösen oder es aufzunehmen. In dieser Ausführungsform wird die Montage des ersten Ziels T1, das von dem Aufnahmeelement 11 aufgenommen wurde, auf der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 als Beispiel beschrieben. So veranlasst die Steuervorrichtung 3 das Aufnahmeelement 11, seinen Halt an dem ersten Ziel T1 zu lösen, indem sie den Montagekopf 1 steuert.
Darüber hinaus bestimmt die Steuervorrichtung 3 in dieser Ausführungsform auf der Grundlage einer Veränderung der Form des bestimmten Ziels TA, ob das erste Ziel T1 auf dem zweiten Ziel T2 angebracht (installiert) wurde oder nicht. In dieser Ausführungsform ist das bestimmte Ziel TA ein Kontaktelement 9, das dazu dient, das erste Ziel T1 und das zweite Ziel T2 miteinander in Kontakt zu bringen. Mit anderen Worten ist das Kontaktelement 9, das sowohl mit dem ersten Ziel T1 als auch mit dem zweiten Ziel T2 in Kontakt steht, ist in dem bestimmten Bereich R1 enthalten. Darüber hinaus ist das Kontaktelement 9 in dieser Ausführungsform ein Bondelement 91 zum Verbinden des ersten Ziels T1 und des zweiten Ziels T2 miteinander und kann beispielsweise aus Lot bestehen. Die Steuervorrichtung 3 bestimmt auf der Grundlage einer Veränderung der planaren Form des Kontaktelements 9 als das bestimmte Ziel TA, ob das erste Ziel T1 auf das zweite Ziel T2 montiert (installiert) wurde oder nicht. Mit anderen Worten, die Steuervorrichtung 3 steuert auf der Grundlage der Veränderung der Form des Kontaktelements 9 die Bewegung des Aufnahmeelements 11 in Richtung des zweiten Ziels T2. Wenn die Steuervorrichtung 3 beispielsweise feststellt, dass sich die Länge L1 des bestimmten Ziels TA, gemessen in X-Achsenrichtung, von L11 (siehe 3B) zu L12 (siehe 3C), das größer als L11 ist, geändert hat, entscheidet sie, dass das erste Ziel T1 auf dem zweiten Ziel T2 montiert (installiert) wurde. In dieser Ausführungsform bezieht sich die in der X-Achsenrichtung gemessene Länge L1 des bestimmten Ziels TA auf die Länge, die von einer Endfläche des ersten Ziels T1 in der X-Achsenrichtung bis zu einem von der Endfläche gegenüberliegenden Endabschnitt des bestimmten Ziels TA gemessen wird, wie in den 3B und 3C dargestellt.
Wie hier verwendet, bezieht sich die „Information über das bestimmte Ziel TA“ auf die Veränderung der Länge L1 des bestimmten Ziels TA, gemessen in X-Achsenrichtung. Darüber hinaus bedeutet der hier verwendete Ausdruck „der Zustand des bestimmten Ziels TA geht in einen vorbestimmten Zustand über“, dass die Änderung der Länge L1 des bestimmten Ziels TA gleich (L12 - L11) wird.
In dem Montagesystem 10 gemäß dieser Ausführungsform kann die Steuervorrichtung 3 auf der Grundlage der Länge L1 des bestimmten Ziels TA in der X-Achsenrichtung erkennen, dass mehrere (z.B. zwei in dem in den 3A-3D dargestellten Beispiel) Bondelemente 91 zum Verbinden des ersten Ziels T1 und des zweiten Ziels T2 miteinander verbunden (überbrückt) worden sind. Wenn die Steuervorrichtung 3 beispielsweise feststellt, dass die Länge L1 jedes Bondelements 91 in X-Achsenrichtung größer als L12 ist, entscheidet sie, dass die mehreren Bondelemente 91 überbrückt worden sind.
(3) Montageverfahren
Nachfolgend wird ein Montageverfahren gemäß dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 3A-3D und 4 beschrieben.
Ein Montageverfahren gemäß dieser Ausführungsform ist zur Verwendung in einem Montagesystem 10 mit einem Montagekopf 1 und einer Bilderfassungsvorrichtung 2 vorgesehen. Der Montagekopf 1 enthält ein Aufnahmeelement 11 zum Aufnehmen eines ersten Ziels T1. Der Montagekopf 1 hält das Aufnahmeelement 11, damit sich das Aufnahmeelement 11 zu einem zweiten Ziel T2 bewegen kann. Die Bilderfassungsvorrichtung 2 ist für den Montagekopf 1 vorgesehen. Die Bilderfassungsvorrichtung 2 deckt in ihrem Bildgebungs-Sichtfeld R10 einen bestimmten Bereich R1 ab, der ein bestimmtes Ziel TA enthält. Das Montageverfahren umfasst das Bewegen des Aufnahmeelements 11 durch eine Steuervorrichtung 3. Die Steuervorrichtung 3 treibt in Übereinstimmung mit Informationen über das bestimmte Ziel TA, die in der Ausgabe der Bilderfassungsvorrichtung 2 enthalten sind, das Aufnahmeelement 11 an, um zu ermöglichen, dass sich das Aufnahmeelement 11 in Richtung des zweiten Ziels T2 bewegt.
Das heißt, das Montageverfahren gemäß dieser Ausführungsform ist ein Verfahren zum Antreiben des Aufnahmeelements 11 unter Verwendung des Montagesystems 10 gemäß dieser Ausführungsform. Gemäß diesem Montageverfahren wird das Aufnahmeelement 11 in Richtung des zweiten Ziels T2 in Übereinstimmung mit Informationen über das bestimmte Ziel TA, die in der Ausgabe der Bilderfassungsvorrichtung 2 enthalten sind, angetrieben. Dies ermöglicht es, selbst wenn die Platine 200 als zweites Ziel T2 beispielsweise in Z-Achsenrichtung verzogen ist, das erste Ziel T1 auf dem zweiten Ziel T2 mit Zuverlässigkeit in Übereinstimmung mit dem Zustand des bestimmten Ziels TA zu montieren (zu installieren).
3A-3D sind schematische Ansichten, die den Gesamtbetrieb des Montagesystems 10 sowie das Montageverfahren gemäß dieser Ausführungsform veranschaulichen. 4 ist ein Flussdiagramm, das den Gesamtbetrieb des Montagesystems 10 sowie das Montageverfahren gemäß dieser Ausführungsform zeigt.
Die Steuervorrichtung 3 steuert den Treiber 4, um den Montagekopf 1 in der X-Achsenrichtung und in der Y-Achsenrichtung anzutreiben (in Schritt S11). Insbesondere veranlasst die Steuervorrichtung 3 die X-Achsen-Antriebseinheit 41, den Montagekopf 1 linear in der X-Achsenrichtung anzutreiben, und veranlasst auch die Y-Achsen-Antriebseinheit 42, den Montagekopf 1 linear in der Y-Achsenrichtung anzutreiben. In diesem Verarbeitungsschritt lässt die Steuervorrichtung 3 den Montagekopf 1 in der X-Achsenrichtung und in der Y-Achsenrichtung so antreiben, dass die XY-Koordinaten des Aufnahmeelements 11, das das erste Ziel T1 aufnimmt, mit den XY-Koordinaten der Montageposition (Installationsort) des ersten Ziels T1 auf der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 übereinstimmen. Wie in 3A gezeigt, aktiviert die Steuervorrichtung 3 die Bilderfassungsvorrichtung 2, wenn der Montagekopf 1 eine solche Position erreicht, in der die XY-Koordinaten des Aufnahmeelements 11 mit den XY-Koordinaten der Montageposition des ersten Ziels T1 übereinstimmen, damit die Bilderfassungsvorrichtung 2 mit der Aufnahme eines Bildes des bestimmten Bereichs R1 beginnt. In dieser Ausführungsform sind die Bondelemente 91 als das bestimmte Ziel TA zum Verbinden des ersten Ziels T1 und des zweiten Ziels T2 in dem bestimmten Bereich R1 enthalten, wie in 3A gezeigt.
Als nächstes steuert die Steuervorrichtung 3 in dem Zustand, in dem die XY-Koordinaten des Aufnahmeelements 11 mit den XY-Koordinaten der Montageposition des ersten Ziels T1 übereinstimmen, wie in 3A gezeigt, den Aktuator 12, um das Aufnahmeelement 11 linear (abgesenkt) in Z-Achsenrichtung zu bewegen (in Schritt S12). Infolgedessen wird das erste Ziel T1, das von dem Aufnahmeelement 11 aufgenommen wird, näher an das zweite Ziel T2 herangeführt, um mit dem bestimmten Ziel TA in Kontakt zu kommen, das auf der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 angeordnet ist.
In diesem Verarbeitungsschritt passt die Steuervorrichtung 3, basierend auf der Veränderung der Form des bestimmten Ziels TA aufgrund des Kontakts des ersten Ziels T1 mit dem bestimmten Ziel TA, die Bewegungsgröße des Aufnahmeelements 11 an. Mit anderen Worten, die Steuervorrichtung 3 stellt die Bewegungsgröße des Aufnahmeelements 11 so ein, dass die Tiefe, auf die das erste Ziel T1 nach dem Kontakt mit dem bestimmten Ziel TA gedrückt wird, eine vorbestimmte Tiefe wird (in Schritt S13). Konkret lässt die Steuervorrichtung 3 zu, dass das Aufnahmeelement 11 linear in Z-Achsenrichtung bewegt wird, bis die in X-Achsenrichtung gemessene Änderung der Länge L1 des bestimmten Ziels TA gleich (L12 - L11) wird.
Das heißt, wenn die Veränderung der Länge L1 des bestimmten Ziels TA in X-Achsenrichtung kleiner als (L12 - L11) ist (wenn die Antwort in Schritt S13 NEIN ist), erlaubt die Steuervorrichtung 3 dem Aufnahmeelement 11, weiterhin linear in Z-Achsenrichtung angetrieben zu werden. Anschließend, wenn die Änderung der Länge L1 des bestimmten Ziels TA in der X-Achsenrichtung gleich (L12 - L11) ist (wenn die Antwort in Schritt S13 JA ist), veranlasst die Steuervorrichtung 3 das Aufnahmeelement 11, seine Bewegung zu stoppen und seinen Halt an dem ersten Ziel T1 zu lösen (in Schritt S14).
Dann steuert die Steuervorrichtung 3 den Aktuator 12, um das Aufnahmeelement 11 linear in Z-Achsenrichtung zu bewegen (anzuheben), wie in 3D (in Schritt S15) gezeigt. Wenn das Aufnahmeelement 11 die zweite Position erreicht, deaktiviert die Steuervorrichtung 3 die Bildaufnahmevorrichtung 2, um die Aufnahme eines Bildes des bestimmten Bereichs R1 zu beenden. Alternativ kann die Steuervorrichtung 3 die Bildaufnahmevorrichtung 2 auch zu dem Zeitpunkt deaktivieren, zu dem das Aufnahmeelement 11 seinen Halt an dem ersten Ziel T1 löst.
Wenn die Steuervorrichtung 3 des Montagesystems 10 ein solches Montageverfahren durchführt, kann das erste Ziel T1 zuverlässig auf dem zweiten Ziel T2 montiert (installiert) werden. Das heißt, dass das Montageverfahren gemäß dieser Ausführungsform die Qualität der Montage des ersten Ziels T1 verbessern kann.
Gemäß dem oben beschriebenen Montageverfahren wird, nachdem der Montagekopf 1 in X-Achsenrichtung und der Y-Achse angetrieben wurde, der Aktuator 12 in Z-Achsenrichtung angetrieben. Dies ist jedoch nur ein Beispiel und sollte nicht als Einschränkung verstanden werden. Alternativ können das Antreiben des Montagekopfes 1 in X-Achsrichtung und Y-Achsrichtung (in Schritt S11) und das Antreiben des Aktuators 12 in Z-Achsrichtung (in Schritt S12) auch parallel zueinander erfolgen.
(4) Modifikationen
Es sollte beachtet werden, dass die oben beschriebene erste Ausführungsform nur ein Beispiel für verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist und nicht als einschränkend ausgelegt werden sollte. Vielmehr kann die erste beispielhafte Ausführungsform ohne weiteres auf verschiedene Weise modifiziert werden, je nach der Wahl des Designs oder eines anderen Faktors, ohne vom Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Zeichnungen, auf die in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird, sind allesamt schematische Darstellungen. Das heißt, dass das Verhältnis der Abmessungen (einschließlich der Dicken) der jeweiligen Bestandteile, die auf den Zeichnungen dargestellt sind, nicht immer ihr tatsächliches Abmessungsverhältnis widerspiegelt. Auch können die Funktionen des Montageverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform beispielsweise als Montagesystem 10, als (Computer-)Programm oder als nicht-übertragbares Speichermedium, auf dem das Programm gespeichert ist, implementiert sein. Ein Programm gemäß einem Aspekt ist dazu ausgebildet, einen oder mehrere Prozessoren zu veranlassen, das Montageverfahren gemäß der ersten Ausführungsform durchzuführen.
Nachfolgend werden die Modifikationen der ersten Ausführungsform nacheinander aufgezählt. Es sollte beachtet werden, dass die nachstehend beschriebenen Modifikationen gegebenenfalls auch in Kombination verwendet werden können.
Das Montagesystem 10 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst beispielsweise ein Computersystem in der Steuervorrichtung 3. Das Computersystem kann einen Prozessor und einen Speicher als Haupthardwarekomponenten umfassen. Die Funktionen des Montagesystems 10 gemäß der vorliegenden Erfindung können ausgeführt werden, indem der Prozessor ein im Speicher des Computersystems gespeichertes Programm ausführt. Das Programm kann im Voraus in dem Speicher des Computersystems gespeichert werden. Alternativ kann das Programm auch über eine Telekommunikationsleitung heruntergeladen oder verteilt werden, nachdem es auf einem nicht-übertragbaren Speichermedium, wie einer Speicherkarte, einer optischen Platine oder einem Festplattenlaufwerk, aufgezeichnet wurde, wobei jedes Medium für das Computersystem lesbar ist. Der Prozessor des Computersystems kann in Form eines einzelnen oder mehrerer elektronischer Schaltkreise, einschließlich einer IC (Integrated Circuit) oder einer LSI (Large-Scale Integrated Circuit), implementiert sein. Der Begriff „integrierte Schaltung“, wie z. B. IC oder LSI, wird hier je nach Integrationsgrad unterschiedlich verwendet. Beispiele für integrierte Schaltungen sind eine LSI-System, ein VLSI-System (Very-Large-Scale Integrated Circuit) und ein ULSI-System (Ultra-Large-Scale Integrated Circuit). Als Prozessor kann auch ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) verwendet werden, das nach der Herstellung einer LSI programmiert werden kann, oder ein rekonfigurierbares Logikbauteil, mit dem die Verbindungen oder Schaltkreisabschnitte innerhalb einer LSI rekonfiguriert werden können. Diese elektronischen Schaltungen können entweder auf einem einzigen Chip integriert oder auf mehrere Chips verteilt sein, je nachdem, was angemessen ist. Diese mehreren Chips können in einem einzigen Gerät zusammengefasst oder ohne Einschränkung auf mehrere Geräte verteilt sein. Wie hier verwendet, umfasst das „Computersystem“ einen Mikrocontroller mit einem oder mehreren Prozessoren und einem oder mehreren Speichern. Der Mikrocontroller kann also auch als einzelne oder mehrere elektronische Schaltungen, einschließlich einer IC oder einer LSI, implementiert sein.
Auch in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind die mehreren Funktionen des Montagesystems 10 in einem einzigen Gehäuse integriert. Dies ist jedoch keine zwingende Ausgestaltung des Montagesystems 10. Alternativ können diese Bestandteile des Montagesystems 10 auch auf mehrere verschiedene Gehäuse verteilt sein. Alternativ können zumindest einige Funktionen des Montagesystems 10 (z.B. die Funktionen des Steuergeräts 3) auch als Cloud-Computing-System realisiert sein.
Umgekehrt können zumindest einige der Funktionen des Montagesystems 10, die in der ersten Ausführungsform auf mehrere Geräte verteilt sind, in einem einzigen Gehäuse zusammengefasst werden. Beispielsweise können einige Funktionen, die auf den Montagekopf 1 und die Steuervorrichtung 3 verteilt sind, alle in dem Montagekopf 1 zusammengefasst werden.
Darüber hinaus muss der Verwendungszweck des Montagesystems 10 nicht unbedingt die Herstellung elektronischer Geräte in einer Fabrik sein. Wenn das Montagesystem 10 beispielsweise zur Montage mechanischer Teile auf einer Glasscheibe verwendet wird, führt das Montagesystem 10 die Montage der mechanischen Teile als erste Ziele T1 auf einer Glasscheibe als zweites Ziel T2 aus.
Darüber hinaus müssen die Anzahl der für den Montagekopf 1 vorgesehenen Aufnahmeelemente 11 und die Anzahl der für den Montagekopf 1 vorgesehenen Bilderfassungsvorrichtungen 2 nicht der in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform angenommenen Anzahl entsprechen. Beispielsweise kann die Anzahl der vorgesehenen Aufnahmeelemente 11 und die Anzahl der vorgesehenen Bilderfassungsvorrichtungen 2 jeweils gleich oder größer als zwei sein. Auch kann die Anzahl der vorgesehenen Aufnahmeelemente 11 und die Anzahl der vorgesehenen Bilderfassungsvorrichtungen 2 gleich oder unterschiedlich sein, je nachdem, was angemessen ist. Ist beispielsweise die Anzahl der vorgesehenen Bildaufnahmevorrichtungen 2 kleiner als die Anzahl der vorgesehenen Aufnahmeelemente 11, so kann eine einzige Bildaufnahmevorrichtung 2 so konfiguriert werden, dass sie Bilder einer Vielzahl von Aufnahmeelementen 11 aufnimmt.
Darüber hinaus muss es sich bei der Bilderfassungsvorrichtung 2 nicht unbedingt um einen Camcorder handeln, der in der Lage ist, ein bewegtes Bild in Farbe aufzunehmen. Alternativ kann es sich bei der Bildaufnahmevorrichtung 2 auch um eine Kamera mit der Fähigkeit zur Aufnahme eines monochromen Bildes, um eine Standbildkamera mit der Fähigkeit zur Aufnahme eines Standbildes oder beispielsweise um einen Zeilensensor handeln.
Alternativ kann die Steuervorrichtung 3 auch auf der Grundlage der Form des bestimmten Ziels TA feststellen, ob das erste Ziel T1 auf dem zweiten Ziel T2 angebracht (installiert) wurde oder nicht. Mit anderen Worten, die Steuervorrichtung 3 kann auf der Grundlage der Form des bestimmten Ziels TA (Kontaktelement 9) die Bewegung des Aufnahmeelements 11 in Richtung des zweiten Ziels T2 steuern. Wenn beispielsweise festgestellt wird, dass die Länge L1 des bestimmten Ziels TA in X-Achsenrichtung L12 erreicht hat, wie in 3C dargestellt, entscheidet die Steuervorrichtung 3, dass das erste Ziel T1 auf dem zweiten Ziel T2 montiert (installiert) wurde. Das heißt, dass die in 3C gezeigte Position die erste Position ist. Stellt die Steuervorrichtung 3 andererseits fest, dass die Länge L1 des bestimmten Ziels TA in der X-Achsenrichtung immer noch unter L12 liegt, fährt sie fort, das Aufnahmeelement 11 in Richtung der ersten Position (d.h. in Richtung des zweiten Ziels T2) zu bewegen, bis die Länge L1 des bestimmten Ziels TA in der X-Achsenrichtung L12 erreicht. Alternativ dazu kann die Steuervorrichtung 3 auch anhand der Form des bestimmten Ziels TA und der Veränderung der Form des bestimmten Ziels TA in Kombination feststellen, ob das erste Ziel T1 auf dem zweiten Ziel T2 angebracht (installiert) wurde oder nicht. In dem in den 3A-3D gezeigten Beispiel entscheidet die Steuervorrichtung 3 beispielsweise, dass das erste Ziel T1 auf dem zweiten Ziel T2 montiert wurde, wenn sie feststellt, dass die Veränderung der Länge L1 des bestimmten Ziels TA in der X-Achsenrichtung (L12 - L11) beträgt und die Länge L1 des bestimmten Ziels TA in der X-Achsenrichtung gleich oder größer als L12 ist.
Darüber hinaus muss die Veränderung der Form des bestimmten Ziels TA nicht auf der Grundlage der Länge L1 in X-Achsenrichtung bestimmt werden, sondern kann auch auf der Grundlage der Höhe des bestimmten Ziels TA in Z-Achsenrichtung bestimmt werden. Mit anderen Worten, die Veränderung der Form des bestimmten Ziels TA kann auch eine Veränderung der Menge des bestimmten Ziels TA sein, das entlang der Seitenfläche des ersten Ziels T1 hochkriecht (im Folgenden als „Kriechbetrag“ bezeichnet). Zum Beispiel ist in dem Zustand, in dem das erste Ziel T1 noch keinen Kontakt mit dem bestimmten Ziel TA hat, wie in 3B gezeigt, der Kriechbetrag des bestimmten Ziels TA gleich Null. Andererseits hat in dem Zustand, in dem das Aufnahmeelement 11 die erste Position erreicht hat, wie in 3C gezeigt, die Kriechstrecke des bestimmten Ziels TA einen vorbestimmten Wert erreicht. Da die Veränderung des Kriechbetrages des bestimmten Ziels TA in diesem Fall einen vorbestimmten Wert erreicht hat, entscheidet die Steuervorrichtung 3, dass das erste Ziel T1 auf dem zweiten Ziel T2 angebracht (installiert) worden ist. Selbst in einer solchen Situation ermöglicht das Herunterdrücken des Aufnahmeelements 11 in die erste Position, in der die Veränderung des Kriechbetrages des bestimmten Ziels TA den vorbestimmten Wert erreicht, ebenfalls eine zuverlässige Montage (Installation) des ersten Ziels T1 auf dem zweiten Ziel T2, wodurch die Montagequalität des ersten Ziels T1 ebenfalls verbessert wird. Optional kann die Steuervorrichtung 3 in diesem Fall auch auf der Grundlage des Kriechbetrages (d.h. der Form selbst) des bestimmten Ziels TA und nicht der Veränderung des Kriechbetrages (d.h. der Veränderung der Form) des bestimmten Ziels TA bestimmen, ob das erste Ziel T1 auf dem zweiten Ziel T2 montiert wurde oder nicht.
Das Bondelement 91 muss nicht aus Lot bestehen, sondern kann beispielsweise auch eine leitende Paste oder ein Klebstoff sein. Auch das Kontaktelement 9 muss nicht das Bondelement 91, wie z. B. Lot, sein, sondern kann z. B. auch eine Wärmeleitpaste, wie Silikonpaste, sein.
In der oben beschriebenen Ausführungsform bestimmt die Steuervorrichtung 3 auf der Grundlage der Änderung der Länge L1 des bestimmten Ziels TA, ob das erste Ziel T1 auf dem zweiten Ziel T2 montiert (installiert) wurde oder nicht. Alternativ kann die Steuervorrichtung 3 auf der Grundlage der Veränderung eines Endabschnitts des bestimmten Ziels TA bestimmen, ob das erste Ziel T1 auf dem zweiten Ziel T2 montiert (installiert) wurde oder nicht.
(Zweite Ausführungsform)
In einem Montagesystem 10A gemäß einer zweiten Ausführungsform umfasst die Steuervorrichtung 3A eine Erfassungseinheit 31 und eine Entscheidungseinheit 32, wie in 5 gezeigt, was einen wesentlichen Unterschied zum Montagesystem 10 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. In der folgenden Beschreibung wird jedes Element dieser zweiten Ausführungsform, das die gleiche Funktion wie das entsprechende Element in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform hat, mit dem gleichen Bezugszeichen wie das entsprechende Element bezeichnet, und es wird auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet.
(1) Gesamtkonfiguration
Das Montagesystem 10A gemäß dieser Ausführungsform umfasst einen Montagekopf 1, eine Bilderfassungsvorrichtung 2 und die Steuervorrichtung 3A. Der Montagekopf 1 enthält ein Aufnahmeelement 11 zum Aufnehmen eines ersten Ziels T1 auf diesem. Der Montagekopf 1 hält das Aufnahmeelement 11, damit sich das Aufnahmeelement 11 zu einem zweiten Ziel T2 bewegen kann. Die Bilderfassungsvorrichtung 2 deckt in ihrem Bildgebungs-Sichtfeld R10 einen bestimmten Bereich R1 ab, der ein bestimmtes Ziel TA enthält. Die Steuervorrichtung 3A steuert in Übereinstimmung mit Informationen über das bestimmte Ziel TA, die in der Ausgabe der Bilderfassungsvorrichtung 2 enthalten sind, die Bewegung des Aufnahmeelements 11, um das Aufnahmeelement 11 in Richtung des zweiten Ziels T2 zu bewegen.
Wie in 5 gezeigt, umfasst das Montagesystem 10A gemäß dieser Ausführungsform nicht nur den Montagekopf 1, die Bilderfassungsvorrichtung 2 und die Steuervorrichtung 3A, sondern auch einen Treiber 4, eine Bauteilzuführung 5, einen Träger 6, eine Sicherungsvorrichtung 7 und eine Beleuchtungsvorrichtung 8.
Wie in den 6A-6D gezeigt, deckt die Bilderfassungsvorrichtung 2 in ihrem Bildgebungs-Sichtfeld R10 einen bestimmten Bereich R1 ab, der die Kontaktelemente 9 enthält. Darüber hinaus sind in dieser Ausführungsform das Aufnahmeelement 11 und das erste Ziel T1, das von dem Aufnahmeelement 11 aufgenommen wird, ebenfalls in dem Bildgebungs-Sichtfeld R10 enthalten, wie in den 6A-6D gezeigt. In dieser Ausführungsform sind das Aufnahmeelement 11 und das erste Ziel T1 (Platine 200) die bestimmten Ziele TA. Darüber hinaus ist in dieser Ausführungsform das erste Ziel T1 das Bauteil 100 und das zweite Ziel T2 die Platine 200, auf der das Bauteil 100 montiert ist.
Wie in 5 dargestellt, umfasst die Steuervorrichtung 3A die Erfassungseinheit 31 und die Entscheidungseinheit 32.
Die Erfassungseinheit 31 erkennt auf der Grundlage der Ausgabe der Bilderfassungsvorrichtung 2, dass das dritte Ziel T3 auf dem vierten Ziel T4 angeordnet ist. Wie hierin verwendet, bedeutet „Anordnung“ des dritten Ziels T3 auf dem vierten Ziel T4, dass das dritte Ziel T3 in Kontakt mit dem vierten Ziel T4 gekommen ist. Zudem kann es sich bei dem „Kontakt“ um einen Punkt-, Linien- oder Flächenkontakt handeln, je nachdem, was angemessen ist. In dieser Ausführungsform ist der Kontakt zwischen dem dritten Ziel T3 und dem vierten Ziel T4 ein ebener Kontakt.
In dieser Ausführungsform ist das dritte Ziel T3 das erste Ziel T1 (Bauteil 100), das auf der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 (Platine 200) zu montieren (installieren) ist. Das vierte Ziel T4 ist das Kontaktelement 9, das auf der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 angeordnet ist, um das erste Ziel T1 und das zweite Ziel T2 miteinander in Kontakt zu bringen. In dieser Ausführungsform ist das Kontaktelement 9 auch ein Bondelement 91 zum Verbinden des ersten Ziels T1 und des zweiten Ziels T2 miteinander. Das Bondelement 91 kann zum Beispiel aus Lot bestehen.
Die Erfassungseinheit 31 kann z.B. anhand der Veränderung der Bewegungsgröße des Aufnahmeelements 11 erkennen, dass das dritte Ziel T3 auf dem vierten Ziel T4 angeordnet ist. Mit anderen Worten, die Erfassungseinheit 31 erkennt, indem sie feststellt, dass der Zustand des bestimmten Ziels TA (Aufnahmeelement 11) in einen vorgegebenen Zustand übergegangen ist, dass das dritte Ziel T3 auf dem vierten Ziel T4 angeordnet ist. Wenn das dritte Ziel T3 mit dem vierten Ziel T4 in Kontakt kommt, verringert sich die Bewegungsgröße des Aufnahmeelements 11 aufgrund der Reaktionskraft des vierten Ziels T4. Somit erkennt die Erfassungseinheit 31, wenn sie feststellt, dass sich die Bewegungsgröße des Aufnahmeelements 11 geändert (verringert) hat, dass das dritte Ziel T3 auf dem vierten Ziel T4 angeordnet ist. Wie hier verwendet, bedeutet „der Zustand des bestimmten Ziels TA geht in einen vorbestimmten Zustand über“, dass sich die Bewegungsgröße des Aufnahmeelements 11 ändert (abnimmt).
Die Entscheidungseinheit 32 bestimmt, ob nach der ersten Verarbeitung eine zweite Verarbeitung durchgeführt werden soll oder nicht. Mit anderen Worten, die Entscheidungseinheit 32 bestimmt, ob das Aufnahmeelement 11 weiter in Richtung des zweiten Ziels T2 gefahren werden soll oder nicht, nachdem das dritte Ziel T3 auf dem vierten Ziel T4 angeordnet wurde. Die erste Verarbeitung besteht darin, dass das Aufnahmeelement 11 kontinuierlich in Richtung einer ersten Position (d.h. in Richtung des zweiten Ziels T2) gefahren wird, bis das dritte Ziel T3 auf dem vierten Ziel T4 platziert ist. In dieser Ausführungsform führt die Steuervorrichtung 3A die erste Verarbeitung durch, indem sie das Aufnahmeelement 11 auf der Grundlage der Bewegungsgröße des Aufnahmeelements 11 in Richtung des zweiten Ziels T2 steuert. Die zweite Verarbeitung ist die Verarbeitung des weiteren Antriebs des Aufnahmeelements 11 in Richtung des zweiten Ziels T2 (im Folgenden als „Pushdown-Verarbeitung“ bezeichnet), nachdem das dritte Ziel T3 auf dem vierten Ziel T4 angeordnet ist. In dieser Ausführungsform führt die Steuervorrichtung 3A die zweite Verarbeitung aus, indem sie das Aufnahmeelement 11 weiter in Richtung des zweiten Ziels T2 bewegt, nachdem das dritte Ziel T3 auf dem vierten Ziel T4 angeordnet ist. Die Entscheidungseinheit 32 kann beispielsweise auf der Grundlage der Länge des Kontaktelements 9 in X-Achsenrichtung, die in dem von der Bilderfassungsvorrichtung 2 aufgenommenen Bild zu sehen ist, bestimmen, ob die zweite Verarbeitung durchgeführt werden soll oder nicht. Insbesondere, wenn zu dem Zeitpunkt, zu dem die Erfassungseinheit 31 die Platzierung des dritten Ziels T3 erfasst, festgestellt wird, dass die Länge des Kontaktelements 9 in der X-Achsenrichtung eine vorbestimmte Länge erreicht hat, entscheidet die Entscheidungseinheit 32, dass die zweite Verarbeitung nicht durchgeführt wird. Andererseits entscheidet die Entscheidungseinheit 32, dass die zweite Verarbeitung durchgeführt wird, wenn zu dem Zeitpunkt, zu dem die Erfassungseinheit 31 die Platzierung des dritten Ziels T3 erfasst, festgestellt wird, dass die Länge des Kontaktelements 9 in der X-Achsenrichtung noch nicht die vorbestimmte Länge erreicht hat. Das heißt, die Steuervorrichtung 3A ist so konfiguriert, dass sie zu dem Zeitpunkt, zu dem das dritte Ziel T3 angeordnet ist, bestimmt, ob das Aufnahmeelement 11 in Richtung des zweiten Ziels T2 bewegt werden soll oder nicht.
Das heißt, die Steuervorrichtung 3A bestimmt zu dem Zeitpunkt, zu dem das dritte Ziel T3 auf dem vierten Ziel T4 angeordnet ist, ob die Pushdown-Verarbeitung durchgeführt werden muss oder nicht. Mit anderen Worten, die Steuervorrichtung 3A bestimmt zu dem Zeitpunkt, zu dem das dritte Ziel T3 auf dem vierten Ziel T4 angeordnet ist, indem sie den Montagekopf 1 die erste Verarbeitung durchführen lässt, ob sie den Montagekopf 1 die zweite Verarbeitung durchführen lässt oder nicht.
Wenn die Entscheidungseinheit 32 entschieden hat, dass die zweite Verarbeitung durchgeführt werden soll, führt die Steuervorrichtung 3A die zweite Verarbeitung durch, nachdem sie die erste Verarbeitung durchgeführt hat. Hat die Entscheidungseinheit 32 hingegen entschieden, dass die zweite Verarbeitung nicht durchgeführt werden soll, führt die Steuervorrichtung 3A nur die erste Verarbeitung durch.
Die Steuervorrichtung 3A ist so konfiguriert, dass sie auf der Grundlage der Ausgabe der Bilderfassungsvorrichtung 2 die Bewegung des Aufnahmeelements 11 wie oben beschrieben steuert. Insbesondere führt die Steuervorrichtung 3A die erste Verarbeitung aus, indem sie die Bewegung des Aufnahmeelements 11 auf der Grundlage des von der Bilderfassungsvorrichtung 2 erfassten Bildes so steuert, dass sich das Aufnahmeelement 11 kontinuierlich in Richtung des zweiten Ziels T2 bewegt, bis das dritte Ziel T3 auf dem vierten Ziel T4 platziert ist. Andererseits führt die Steuervorrichtung 3A die zweite Verarbeitung durch, indem sie die Bewegung des Aufnahmeelements 11 so steuert, dass sich das Aufnahmeelement 11 nur um die vorbestimmte Bewegungsgröße in Richtung des zweiten Ziels T2 bewegt. Mit anderen Worten, nachdem das dritte Ziel T3 auf dem vierten Ziel T4 angeordnet ist, treibt die Steuervorrichtung 3 das Aufnahmeelement 11 weiter in Richtung des zweiten Ziels T2 nur um die vorbestimmte Bewegungsgröße. Das heißt, das Montagesystem 10A gemäß dieser Ausführungsform schaltet zum Zeitpunkt der Platzierung bzw. Anordnung des dritten Ziels T3 den Steuermodus von der Rückkopplungssteuerung, bei der das Aufnahmeelement 11 auf der Grundlage des von der Bilderfassungsvorrichtung 2 erfassten Bildes angetrieben wird, auf die Folgesteuerung um, bei der das Aufnahmeelement 11 nur durch die vorbestimmte Bewegungsgröße angetrieben wird.
(2) Montageverfahren
Als nächstes wird ein Montageverfahren gemäß dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 6A-6D und 7 beschrieben.
Ein Montageverfahren gemäß dieser Ausführungsform ist zur Verwendung in einem Montagesystem 10A mit einem Montagekopf 1 und einer Bilderfassungsvorrichtung 2 vorgesehen. Der Montagekopf 1 enthält ein Aufnahmeelement 11, um ein erstes Ziel T1 darauf aufzunehmen. Der Montagekopf 1 hält das Aufnahmeelement 11, damit sich das Aufnahmeelement 11 zu einem zweiten Ziel T2 bewegen kann. Die Bilderfassungsvorrichtung 2 ist für den Montagekopf 1 vorgesehen. Die Bildaufnahmevorrichtung 2 deckt in ihrem Bildgebungs-Sichtfeld R10 einen bestimmten Bereich R1 ab, der ein bestimmtes Ziel TA enthält. Das Montageverfahren beinhaltet, dass eine Steuervorrichtung 3A das Aufnahmeelement 11 antreibt. Die Steuervorrichtung 3A steuert in Übereinstimmung mit Informationen über das bestimmte Ziel TA, die in der Ausgabe der Bilderfassungsvorrichtung 2 enthalten sind, das Aufnahmeelement 11 in Richtung des zweiten Ziels T2.
Das heißt, das Montageverfahren gemäß dieser Ausführungsform ist ein Verfahren zum Antreiben des Aufnahmeelements 11 unter Verwendung des Montagesystems 10A gemäß dieser Ausführungsform. Gemäß diesem Montageverfahren wird das Aufnahmeelement 11 in Richtung des zweiten Ziels T2 in Übereinstimmung mit Informationen über das bestimmte Ziel TA, die in der Ausgabe der Bilderfassungsvorrichtung 2 enthalten sind, angetrieben. Dies ermöglicht es, selbst wenn die Platine 200 als zweites Ziel T2 beispielsweise in Z-Achsenrichtung verformt ist, das erste Ziel T1 auf dem zweiten Ziel T2 zuverlässig in Übereinstimmung mit dem Zustand des bestimmten Ziels TA zu montieren (zu installieren). Wie hier verwendet, bezieht sich die „Information über das bestimmte Ziel TA“ auf die Bewegungsgröße des Aufnahmeelements 11 als das erste Ziel T1.
6A-6D sind schematische Ansichten, die den Gesamtbetrieb des Montagesystems 10A sowie das Montageverfahren gemäß dieser Ausführungsform veranschaulichen. 7 ist ein Flussdiagramm, das den Gesamtbetrieb des Montagesystems 10A sowie das Montageverfahren gemäß dieser Ausführungsform zeigt.
Die Steuervorrichtung 3A steuert den Treiber 4, um den Montagekopf 1 in der X-Achsenrichtung und in der Y-Achsenrichtung anzutreiben (in Schritt S21). Insbesondere veranlasst die Steuervorrichtung 3A die X-Achsen-Antriebseinheit 41, den Montagekopf 1 linear in der X-Achsenrichtung anzutreiben, und veranlasst auch die Y-Achsen-Antriebseinheit 42, den Montagekopf 1 linear in der Y-Achsenrichtung anzutreiben. In diesem Verarbeitungsschritt lässt die Steuervorrichtung 3A den Montagekopf 1 in der X-Achsenrichtung und in der Y-Achsenrichtung so antreiben, dass die XY-Koordinaten des Aufnahmeelements 11, das das erste Ziel T1 aufnimmt, mit den XY-Koordinaten der Montageposition (Installationsort) des ersten Ziels T1 auf der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 übereinstimmen. Wie in 6A gezeigt, aktiviert die Steuervorrichtung 3A die Bilderfassungsvorrichtung 2, wenn der Montagekopf 1 eine solche Position erreicht, in der die XY-Koordinaten des Aufnahmeelements 11 mit den XY-Koordinaten des Montageorts des ersten Ziels T1 übereinstimmen, damit die Bilderfassungsvorrichtung 2 mit der Aufnahme eines Bildes des bestimmten Bereichs R1 beginnt. In dieser Ausführungsform sind die Kontaktelemente 9, die auf der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 angeordnet sind, in dem bestimmten Bereich R1 enthalten, wie in 6A gezeigt. Darüber hinaus sind in dieser Ausführungsform das Aufnahmeelement 11 und das erste Ziel T1, das von dem Aufnahmeelement 11 aufgenommen wird, ebenfalls in dem Bildgebungs-Sichtfeld R10 der Bilderfassungsvorrichtung 2 enthalten.
Als nächstes steuert die Steuervorrichtung 3A in dem Zustand, in dem die XY-Koordinaten des Aufnahmeelements 11 mit den XY-Koordinaten des Montageorts des ersten Ziels T1 übereinstimmen, wie in 6A gezeigt, den Aktuator 12, um das Aufnahmeelement 11 linear (abgesenkt) in Z-Achsenrichtung zu bewegen (in Schritt S22). Infolgedessen wird das erste Ziel T1, das von dem Aufnahmeelement 11 aufgenommen wird, näher an das zweite Ziel T2 gebracht, um mit den Kontaktelementen 9 in Kontakt zu kommen, die auf der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 angeordnet sind. Die Erfassungseinheit 31 der Steuervorrichtung 3A erkennt, wenn sie feststellt, dass sich die Bewegungsgröße des Aufnahmeelements 11 geändert (verringert) hat, dass das erste Ziel T1 als drittes Ziel T3 auf den Kontaktelementen 9 als viertes Ziel T4 angeordnet ist (in Schritt S23).
Wenn die Erfassungseinheit 31 feststellt, dass das dritte Ziel T3 angeordnet ist, bestimmt die Entscheidungseinheit 32 der Steuervorrichtung 3A, ob die zweite Verarbeitung als Pushdown-Verarbeitung durchgeführt werden muss oder nicht (in Schritt S24). Wenn die Entscheidungseinheit 32 entschieden hat, dass die zweite Verarbeitung durchgeführt werden soll (wenn die Antwort in Schritt S24 JA ist), dann fährt (senkt) die Steuervorrichtung 3A das Aufnahmeelement 11 um die vorbestimmte Bewegungsgröße in der Z-Achsenrichtung durch Steuern des Aktuators 12 (in Schritt S25). Anschließend stoppt die Steuervorrichtung 3A den Antrieb des Aufnahmeelements 11 in Z-Achsenrichtung und sorgt dafür, dass das Aufnahmeelement 11 seinen Halt an dem ersten Ziel T1 löst (in Schritt S26). Andererseits, wenn die Entscheidungseinheit 32 entscheidet, dass die zweite Verarbeitung nicht durchgeführt wird (wenn die Antwort in Schritt S24 NEIN ist), dann stoppt die Steuervorrichtung 3A den Antrieb des Aufnahmeelements 11 in der Z-Achsenrichtung und veranlasst dann das Aufnahmeelement 11, seinen Halt an dem ersten Ziel T1 zu lösen (in Schritt S26).
Dann steuert die Steuervorrichtung 3A den Aktuator 12, um das Aufnahmeelement 11 linear (angehoben) in Z-Achsenrichtung zu bewegen, wie in 6D (in Schritt S27) gezeigt. Wenn das Aufnahmeelement 11 die zweite Position erreicht, deaktiviert die Steuervorrichtung 3A die Bilderfassungsvorrichtung 2, um die Erfassung eines Bildes des bestimmten Bereichs R1 zu beenden. Alternativ kann die Steuervorrichtung 3A die Bildaufnahmevorrichtung 2 auch zu dem Zeitpunkt deaktivieren, zu dem das Aufnahmeelement 11 seinen Halt an dem ersten Ziel T1 löst.
Die Durchführung eines solchen Montageverfahrens durch die Steuervorrichtung 3A des Montagesystems 10A ermöglicht eine zuverlässige Montage (Installation) des ersten Ziels T1 auf dem zweiten Ziel T2. Das heißt, dass das Montageverfahren gemäß dieser Ausführungsform die Qualität der Montage des ersten Ziels T1 verbessern kann.
Gemäß dem oben beschriebenen Montageverfahren wird, nachdem der Montagekopf 1 in X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung angetrieben wurde, der Aktuator 12 in Z-Achsenrichtung angetrieben. Dies ist jedoch nur ein Beispiel und sollte nicht als Einschränkung verstanden werden. Alternativ können das Antreiben des Montagekopfes 1 in X-Achsenrichtung und Y-Achsenrichtung (in Schritt S21) und das Antreiben des Aktuators 12 in Z-Achsenrichtung (in Schritt S22) auch parallel zueinander erfolgen.
(3) Variationen
Im Folgenden werden die Modifikationen der zweiten Ausführungsform nacheinander aufgezählt. Es sollte beachtet werden, dass die nachfolgend beschriebenen Modifikationen gegebenenfalls auch in Kombination verwendet werden können.
(3.1) Erste Modifikation
Wie in 8A-8C gezeigt, kann das zweite Ziel T2 auch ein Behälter 300 sein, in dem ein Bauteil 100 als erstes Ziel T1 enthalten ist. Das heißt, das Montagesystem 10A gemäß der ersten Modifikation kann auch bei dem Saugvorgang zum Ansaugen des Bauteils 100 als erstes Ziel T1, das in dem Behälter 300 als zweites Ziel T2 enthalten ist, verwendet werden. Der Behälter 300 als zweites Ziel T2 kann z.B. ein Trägerband oder ein Tablett sein. In dieser Ausführungsform ist der Behälter 300 ein Trägerband. Das heißt, das erste Ziel T1 ist das Bauteil 100 und das zweite Ziel T2 ist der Behälter 300, in dem das Bauteil 100 enthalten ist. Auch in dieser ersten Modifikation ist das bestimmte Ziel TA das Aufnahmeelement 11. Der Behälter 300 als zweites Ziel T2 enthält einen Aufnahmeabschnitt T22, in dem das Bauteil 100 als erstes Ziel T1 enthalten ist, wie in den 8A-8C gezeigt.
Als nächstes wird ein Montageverfahren gemäß der ersten Modifikation unter Bezugnahme auf 8A-8C und 9 beschrieben.
Die Steuervorrichtung 3A steuert den Treiber 4, um den Montagekopf 1 in der X-Achsenrichtung und in der Y-Achsenrichtung anzutreiben (in Schritt S31). Insbesondere veranlasst die Steuervorrichtung 3A die X-Achsen-Antriebseinheit 41, den Montagekopf 1 linear in der X-Achsenrichtung anzutreiben, und veranlasst auch die Y-Achsen-Antriebseinheit 42, den Montagekopf 1 linear in der Y-Achsenrichtung anzutreiben. In diesem Verarbeitungsschritt lässt die Steuervorrichtung 3A den Montagekopf 1 in der X-Achsenrichtung und in der Y-Achsenrichtung so antreiben, dass die XY-Koordinaten des Aufnahmeelements 11 mit den XY-Koordinaten des ersten Ziels T1 im Aufnahmeabschnitt T22 des zweiten Ziels T2 übereinstimmen. Wie in 8A gezeigt, aktiviert die Steuervorrichtung 3A, wenn der Montagekopf 1 eine solche Position erreicht, in der die XY-Koordinaten des Aufnahmeelements 11 mit den XY-Koordinaten des ersten Ziels T1 übereinstimmen, die Bilderfassungsvorrichtung 2, um die Bilderfassungsvorrichtung 2 dazu zu bringen, mit der Aufnahme eines Bildes des bestimmten Bereichs R1 zu beginnen. In dieser ersten Modifikation ist das erste Ziel T1, das von dem Aufnahmeelement 11 aufgenommen werden soll, in dem bestimmten Bereich R1 enthalten, wie in 8A gezeigt.
Als nächstes steuert die Steuervorrichtung 3A in dem Zustand, in dem die XY-Koordinaten des Aufnahmeelements 11 mit den XY-Koordinaten des ersten Ziels T1 übereinstimmen, wie in 8A gezeigt, den Aktuator 12, um das Aufnahmeelement 11 linear (abgesenkt) in Z-Achsenrichtung zu bewegen (in Schritt S32). Dadurch wird das Aufnahmeelement 11 näher an das erste Ziel T1 herangeführt, das sich in dem Aufnahmeabschnitt T22 des zweiten Ziels T2 befindet, um mit der (oberen) Oberfläche des ersten Ziels T1 in Kontakt zu kommen. Die Erfassungseinheit 31 der Steuervorrichtung 3A erkennt, wenn sie feststellt, dass sich die Bewegungsgröße des Aufnahmeelements 11 aufgrund des Kontakts des Aufnahmeelements 11 mit dem ersten Ziel T1 verändert (verringert) hat, dass das Aufnahmeelement 11 als drittes Ziel T3 auf dem ersten Ziel T1 (Bauteil 100) als viertes Ziel T4 angeordnet ist (in Schritt S33). Wenn die Abmessung des Bauteils 100 in der X-Achsenrichtung kleiner ist als die Abmessung des Aufnahmeelements 11 in der X-Achsenrichtung, dann erkennt die Erfassungseinheit 31, wenn sie feststellt, dass sich die Bewegungsgröße des Aufnahmeelements 11 aufgrund des Kontakts des Aufnahmeelements 11 mit dem zweiten Ziel T2 geändert (verringert) hat, dass das Aufnahmeelement 11 als drittes Ziel T3 auf dem zweiten Ziel T2 (Behälter 300) als viertes Ziel T4 angeordnet ist.
Wenn die Erfassungseinheit 31 feststellt, dass das dritte Ziel T3 (Aufnahmeelement 11) angeordnet ist, bestimmt die Entscheidungseinheit 32 der Steuervorrichtung 3A, ob die zweite Verarbeitung als Pushdown-Verarbeitung durchgeführt werden muss oder nicht (in Schritt S34). Wenn das Finden des Grades der Biegung in der Z-Achsenrichtung des zweiten Ziels T2, in dem das erste Ziel T1 als viertes Ziel T4 enthalten ist, beispielsweise unter einem vorbestimmten Wert liegt, entscheidet die Entscheidungseinheit 32 der Steuervorrichtung 3A, dass die zweite Verarbeitung durchgeführt wird.
Wenn die Entscheidungseinheit 32 entschieden hat, dass die zweite Verarbeitung durchgeführt werden soll (wenn die Antwort in Schritt S34 JA ist), dann veranlasst die Steuervorrichtung 3A, dass das Aufnahmeelement 11 um die vorbestimmte Bewegungsgröße in der Z-Achsenrichtung angetrieben (abgesenkt) wird, indem sie den Aktuator 12 steuert (in Schritt S35). Anschließend stoppt die Steuervorrichtung 3A den Antrieb des Aufnahmeelements 11 in der Z-Achsenrichtung und lässt das Aufnahmeelement 11 das erste Ziel T1 aufnehmen (in Schritt S36). Andererseits, wenn die Entscheidungseinheit 32 entscheidet, dass die zweite Verarbeitung nicht durchgeführt wird (wenn die Antwort in Schritt S34 NEIN ist), dann stoppt die Steuervorrichtung 3A den Antrieb des Aufnahmeelements 11 in der Z-Achsenrichtung und lässt das Aufnahmeelement 11 das erste Ziel T1 aufnehmen (in Schritt S36).
Dann steuert die Steuervorrichtung 3A den Aktuator 12, um das Aufnahmeelement 11, das das erste Ziel T1 aufnimmt, linear (angehoben) in Z-Achsenrichtung zu bewegen, wie in 8C (in Schritt S37) gezeigt. Wenn das Aufnahmeelement 11 die zweite Position erreicht, deaktiviert die Steuervorrichtung 3A die Bilderfassungsvorrichtung 2, um die Erfassung eines Bildes des bestimmten Bereichs R1 zu beenden. Alternativ kann die Steuervorrichtung 3A die Bildaufnahmevorrichtung 2 auch zu dem Zeitpunkt deaktivieren, zu dem das Aufnahmeelement 11 seinen Halt an dem ersten Ziel T1 löst.
Wenn die Steuervorrichtung 3A des Montagesystems 10A ein solches Montageverfahren (Saugverfahren) durchführt, kann das Aufnahmeelement 11 das erste Ziel T1 zuverlässig ansaugen. Das heißt, dass das Montageverfahren gemäß der ersten Modifikation nicht nur den Montagevorgang zur Montage des ersten Ziels T1 (Bauteil 100), das von dem Aufnahmeelement 11 aufgenommen wurde, auf der Montagefläche T21 des zweiten Ziels T2 (Platine 200) umfasst, sondern auch den Ansaugvorgang, bei dem das Aufnahmeelement 11 veranlasst wird, auch das erste Ziel T1 (Bauteil 100) anzusaugen.
Gemäß dem oben beschriebenen Montageverfahren wird, nachdem der Montagekopf 1 in X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung angetrieben wurde, der Aktuator 12 in Z-Achsenrichtung angetrieben. Dies ist jedoch nur ein Beispiel und sollte nicht als Einschränkung verstanden werden. Alternativ können das Antreiben des Montagekopfs 1 in X-Achsenrichtung und Y-Achsenrichtung (in Schritt S31) und das Antreiben des Aktuators 12 in Z-Achsenrichtung (in Schritt S32) auch parallel zueinander erfolgen.
(3.2) Zweite Modifikation
Das bestimmte Ziel TA kann einen Aktuator 12 umfassen, wie in 10 dargestellt. Der Aktuator 12 umfasst einen Düsenhalter 121 zum Halten einer Saugdüse als Aufnahmeelement 11 und eine Welle 122, die mit einem oberen Endabschnitt des Düsenhalters 121 verbunden ist.
Der Düsenhalter 121 umfasst ein Federelement 14. Das Federelement 14 ist so angeordnet, dass es sich in Z-Achsenrichtung ausdehnt und zusammenzieht und eine nach unten gerichtete Federkraft auf das Aufnahmeelement 11 ausübt. Das Aufnahmeelement 11 wird durch den Düsenhalter 121 so gehalten, dass es in der Z-Achsenrichtung in Bezug auf den Düsenhalter 121 beweglich ist, indem es die durch das Federelement 14 ausgeübte Federkraft überwindet.
Die Welle 122 ist so konfiguriert, dass sie durch die von einem Linearmotor erzeugte Antriebskraft in Z-Achsenrichtung angetrieben wird. Somit kann das Aufnahmeelement 11 zwischen der ersten Position und der zweiten Position bewegt werden, indem die Welle 122 in der Z-Achsenrichtung angetrieben wird. Das heißt, dass der Aktuator 12 mit dem Düsenhalter 121 und der Welle 122 als Halteelement zum Halten des Aufnahmeelements 11 dient, damit sich das Aufnahmeelement 11 zwischen der ersten Position und der zweiten Position bewegen kann. In dieser zweiten Modifikation umfasst das bestimmte Ziel TA ein solches Halteelement (Aktuator 12) zum Halten des Aufnahmeelements 11, damit sich das Aufnahmeelement 11 zwischen der ersten Position und der zweiten Position bewegen kann. Darüber hinaus ist ein Messpunkt (Point of Interest) P1 auf der Außenumfangsfläche der Welle 122 angebracht.
Wie in 10 gezeigt, deckt die Bilderfassungsvorrichtung 2 in ihrem Bildgebungs-Sichtfeld R10 einen bestimmten Bereich R1 ab, der den Aktuator 12 als das bestimmte Ziel TA einschließt. Die Bilderfassungsvorrichtung 2 und der Aktuator 12 als das bestimmte Ziel TA sind in X-Achsenrichtung nebeneinander angeordnet. Das heißt, die Bildaufnahmevorrichtung 2 ist neben dem bestimmten Ziel TA angeordnet. Auf diese Weise kann die Bilderfassungsvorrichtung 2 während der Bewegung des Aufnahmeelements 11 von der zweiten Position in die erste Position ein Bild des Messpunkts P1 erfassen, der auf der Welle 122 des Aktuators 12 als das bestimmte Ziel TA festgelegt ist.
In dem Montagesystem 10A gemäß dieser zweiten Modifikation steuert die Steuervorrichtung 3A in Abhängigkeit von der Bewegungsgröße des in das Bildgebungs-Sichtfeld R10 der Bilderfassungsvorrichtung 2 fallenden Messpunktes P1 die Bewegung des Aufnahmeelements 11 in Richtung des zweiten Ziels T2 während der Durchführung der ersten Verarbeitung, bis das dritte Ziel T3 auf dem vierten Ziel T4 platziert ist. Darüber hinaus steuert die Steuervorrichtung 3A in diesem Montagesystem 10A auch, basierend auf der Bewegungsgröße des Messpunktes P1, der in das Bildgebungs-Sichtfeld R10 der Bilderfassungsvorrichtung 2 fällt, die Bewegung des Aufnahmeelements 11 in Richtung des zweiten Ziels T2, während die zweite Verarbeitung durchgeführt wird. In diesem Fall ist das Aufnahmeelement 11 während der zweiten Verarbeitung in Kontakt mit dem ersten Ziel T1 und daher ist die Bewegung des Aufnahmeelements 11 in Richtung des zweiten Ziels T2 eingeschränkt. Durch das Zusammendrücken des Federelements 14, das für den Düsenhalter 121 vorgesehen ist, kann sich die Welle 122 jedoch in Richtung des zweiten Ziels T2 bewegen. Dies ermöglicht es der Steuervorrichtung 3A, basierend auf der Bewegungsgröße des Messpunkts P1, der auf der Welle 122 eingestellt ist, die Bewegung des Aufnahmeelements 11 in Richtung des zweiten Ziels T2 zu steuern, während die zweite Verarbeitung durchgeführt wird.
(3.3) Weitere Modifikationen
Die Erfassungseinheit 31 kann anhand der Veränderung der Form des Kontaktelements 9 erkennen, dass das dritte Ziel T3 auf dem vierten Ziel T4 angeordnet ist. Wenn das erste Ziel T1 als drittes Ziel T3 in Kontakt mit dem Kontaktelement 9 als viertes Ziel T4 kommt, wird das Kontaktelement 9 zumindest in X-Achsenrichtung verformt. Somit erkennt die Erfassungseinheit 31, wenn sie feststellt, dass sich die Länge in der X-Achsenrichtung des Kontaktelements 9, das in dem von der Bilderfassungsvorrichtung 2 aufgenommenen Bild zu sehen ist, geändert hat, dass das dritte Ziel T3 auf dem vierten Ziel T4 angeordnet ist.
Das bestimmte Ziel TA kann mindestens eines der folgenden Elemente enthalten: das erste Ziel T1 (Bauteil 100), das Aufnahmeelement 11 oder den Aktuator 12 als Halteelement. Somit kann das bestimmte Ziel TA ein beliebiges Ziel oder zwei weitere Ziele aus der Gruppe bestehend aus dem ersten Ziel T1, dem Aufnahmeelement 11 und dem Aktuator 12 umfassen.
Wenn das zweite Ziel T2 der Behälter 300 ist, kann die Entscheidungseinheit 32 der Steuervorrichtung 3A alternativ auf der Grundlage der Bewegungsgröße des Aufnahmeelements 11 (Saugdüse) in Bezug auf den Düsenhalter 121 bestimmen, ob das Aufnahmeelement 11 die erste Position erreicht hat oder nicht. Es wird angenommen, dass die Federkraft, die durch das Federelement 14 (siehe 10) auf das Aufnahmeelement 11 ausgeübt wird, geringer ist als die Reaktionskraft, die vom Behälter 300 ausgeübt wird, wenn das Aufnahmeelement 11 in Kontakt mit dem ersten Ziel T1 kommt. In diesem Fall wird, nachdem das Aufnahmeelement 11 mit dem ersten Ziel T1 in Kontakt gekommen ist, das Aufnahmeelement 11 veranlasst, sich in Bezug auf den Düsenhalter 121 nach oben zu bewegen, indem die Welle 122 nach unten gedrückt wird. Auf diese Weise kann die Entscheidungseinheit 32 der Steuervorrichtung 3A anhand der Bewegungsgröße des Aufnahmeelements 11 in Bezug auf den Düsenhalter 121, wie sie in dem von der Bilderfassungsvorrichtung 2 aufgenommenen Bild zu sehen ist, bestimmen, ob das Aufnahmeelement 11 die erste Position erreicht hat oder nicht.
Darüber hinaus nimmt in diesem Fall, wenn sich das Aufnahmeelement 11 in Bezug auf den Düsenhalter 121 bewegt, die Länge (d.h. die Abmessung in der Z-Achsenrichtung) des von der Bilderfassungsvorrichtung 2 aufgenommenen Düsenhalters 121 ab. Dadurch kann die Entscheidungseinheit 32 durch den Vergleich der Länge des Düsenhalters 121 mit einem vorgegebenen Schwellenwert feststellen, ob das Aufnahmeelement 11 die erste Position erreicht hat oder nicht.
Wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform kann das bestimmte Ziel TA auch das Kontaktelement 9 sein. In diesem Fall kann die Steuervorrichtung 3A das Aufnahmeelement 11 weiter in Richtung des zweiten Ziels T2 bewegen, bis der Zustand des bestimmten Ziels TA in einen vorbestimmten Zustand übergeht, nachdem das dritte Ziel T3 auf dem vierten Ziel T4 angeordnet ist. Die Steuervorrichtung 3A bewegt das Aufnahmeelement 11 weiter in Richtung des zweiten Ziels T2, bis die Länge des Kontaktelements 9 in X-Achsenrichtung gleich einer vorbestimmten Länge wird, zum Beispiel nachdem das dritte Ziel T3 auf dem vierten Ziel T4 angeordnet ist. Das heißt, wie hier verwendet, bedeutet der Ausdruck „der Zustand des bestimmten Ziels TA geht in einen vorbestimmten Zustand über“, dass die Länge des Kontaktelements 9 als das bestimmte Ziel TA in der X-Achsenrichtung gleich einer vorbestimmten Länge wird.
Es sollte beachtet werden, dass die für die zweite Ausführungsform (einschließlich ihrer Modifikationen) beschriebenen Bestandteile gegebenenfalls in Kombination mit den für die erste Ausführungsform (einschließlich ihrer Modifikationen) beschriebenen Bestandteilen verwendet werden können.
(Zusammenfassung)
Wie aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich ist, umfasst ein Montagesystem (10; 10A) gemäß einem ersten Aspekt einen Montagekopf (1), eine Bilderfassungsvorrichtung (2) und eine Steuervorrichtung (3; 3A). Der Montagekopf (1) enthält ein Aufnahmeelement (11) zum Aufnehmen eines ersten Ziels (T1). Der Montagekopf (1) hält das Aufnahmeelement (11), damit sich das Aufnahmeelement (11) zu einem zweiten Ziel (T2) bewegen kann. Die Bilderfassungsvorrichtung (2) ist für den Montagekopf (1) vorgesehen. Die Bildaufnahmevorrichtung (2) deckt in ihrem Bildgebungs-Sichtfeld (R10) einen bestimmten Bereich (R1) ab, der ein bestimmtes Ziel (TA) enthält. Die Steuervorrichtung (3; 3A) steuert in Übereinstimmung mit Informationen über das bestimmte Ziel (TA), die in der Ausgabe der Bilderfassungsvorrichtung (2) enthalten sind, die Bewegung des Aufnahmeelements (11), um das Aufnahmeelement (11) in Richtung des zweiten Ziels (T2) zu bewegen.
Dieser Aspekt ermöglicht eine Verbesserung der Montagequalität des ersten Ziels (T1).
In einem Montagesystem (10; 10A) gemäß einem zweiten Aspekt, der in Verbindung mit dem ersten Aspekt implementiert werden kann, steuert die Steuervorrichtung (3; 3A) das Aufnahmeelement (11) kontinuierlich an, bis ein Zustand des bestimmten Ziels (TA) in einen vorbestimmten Zustand übergeht.
Dieser Aspekt ermöglicht eine Verbesserung der Montagequalität des ersten Ziels (T1).
Ein Montagesystem (10; 10A) gemäß einem dritten Aspekt, der in Verbindung mit dem zweiten Aspekt implementiert werden kann, umfasst ferner eine Erfassungseinheit (31). Die Erfassungseinheit (31) erkennt auf der Grundlage der Ausgabe der Bilderfassungsvorrichtung (2), dass ein drittes Ziel (T3) auf einem vierten Ziel (T4) angeordnet ist. Die Erfassungseinheit (31) erkennt, indem sie feststellt, dass der Zustand des bestimmten Ziels (TA) in den vorbestimmten Zustand übergegangen ist, dass das dritte Ziel (T3) auf dem vierten Ziel (T4) angeordnet ist.
Dieser Aspekt ermöglicht eine Verbesserung der Montagequalität des ersten Ziels (T1).
In einem Montagesystem (10; 10A) gemäß einem vierten Aspekt, der in Verbindung mit dem dritten Aspekt realisiert werden kann, steuert die Steuervorrichtung (3; 3A) das Aufnahmeelement (11) weiter in Richtung des zweiten Ziels (T2), nachdem das dritte Ziel (T3) auf dem vierten Ziel (T4) angeordnet wurde.
Dieser Aspekt ermöglicht eine Verbesserung der Montagequalität des ersten Ziels (T1).
Ein Montagesystem (10; 10A) gemäß einem fünften Aspekt, der in Verbindung mit dem dritten oder vierten Aspekt implementiert werden kann, umfasst ferner eine Entscheidungseinheit (32). Die Entscheidungseinheit (32) bestimmt, ob das Aufnahmeelement (11) weiter in Richtung des zweiten Ziels (T2) gefahren werden soll oder nicht, nachdem das dritte Ziel (T3) auf dem vierten Ziel (T4) platziert wurde.
Dieser Aspekt ermöglicht eine Verbesserung der Montagequalität des ersten Ziels (T1).
In einem Montagesystem (10; 10A) gemäß einem sechsten Aspekt, der in Verbindung mit einem der ersten bis fünften Aspekte implementiert werden kann, umfasst das bestimmte Ziel (TA) mindestens eines aus der Gruppe bestehend aus dem ersten Ziel (T1), dem Aufnahmeelement (11) und einem Halteelement (12). Das Halteelement (12) hält das Aufnahmeelement (11), damit sich das Aufnahmeelement (11) bewegen kann.
Dieser Aspekt ermöglicht es, unter Bezugnahme auf das bestimmte Ziel (TA), das in dem bestimmten Bereich (R1) enthalten ist, die Bewegungsgröße des Aufnahmeelements (11) zu bestimmen.
In einem Montagesystem (10; 10A) gemäß einem siebten Aspekt, der in Verbindung mit dem sechsten Aspekt implementiert werden kann, wird die Bilderfassungsvorrichtung (2) neben dem bestimmten Ziel (TA) angeordnet, um einen bestimmten Punkt (P1) auf dem bestimmten Ziel (TA) aufzunehmen, während sich das Aufnahmeelement (11) bewegt.
Dieser Aspekt ermöglicht es, anhand des von der Bilderfassungsvorrichtung (2) aufzunehmenden Punktes (P1) die Bewegungsgröße des Aufnahmeelements (11) zu bestimmen.
In einem Montagesystem (10; 10A) gemäß einem achten Aspekt, der in Verbindung mit dem sechsten oder siebten Aspekt implementiert werden kann, steuert die Steuervorrichtung (3; 3A) das Aufnahmeelement (11) in Richtung des zweiten Ziels (T2) basierend auf der Bewegungsgröße des bestimmten Ziels (TA).
Dieser Aspekt ermöglicht es, basierend auf der Bewegungsgröße entweder des Aufnahmeelements (11) oder des Bauteils (100), die Bewegung des Aufnahmeelements (11) in Richtung des zweiten Ziels (T2) zu steuern.
In einem Montagesystem (10; 10A) gemäß einem neunten Aspekt, der in Verbindung mit einem der ersten bis fünften Aspekte implementiert werden kann, ist das bestimmte Ziel (TA) ein Kontaktelement (9), das sowohl mit dem ersten Ziel (T1) als auch mit dem zweiten Ziel (T2) in Kontakt steht.
Dieser Aspekt ermöglicht es, das erste Ziel (T1) und das zweite Ziel (T2) über das Kontaktelement (9) miteinander in Kontakt zu bringen.
In einem Montagesystem (10; 10A) gemäß einem zehnten Aspekt, der in Verbindung mit dem neunten Aspekt implementiert werden kann, ist das Kontaktelement (9) ein Bondelement (91), um das erste Ziel (T1) und das zweite Ziel (T2) miteinander zu verbinden.
Dieser Aspekt ermöglicht es, das erste Ziel (T1) und das zweite Ziel (T2) über das Bondelement (91) miteinander zu verbinden.
In einem Montagesystem (10; 10A) gemäß einem elften Aspekt, der in Verbindung mit dem neunten oder zehnten Aspekt implementiert werden kann, steuert die Steuervorrichtung (3; 3A) das Aufnahmeelement (11) in Richtung des zweiten Ziels (T2) basierend auf einer Form des Kontaktelements (9).
Dieser Aspekt ermöglicht es, auf der Grundlage der Form des Kontaktelements (9) die Bewegung des Aufnahmeelements (11) in Richtung des zweiten Ziels (T2) zu steuern.
In einem Montagesystem (10; 10A) gemäß einem zwölften Aspekt, der in Verbindung mit dem neunten oder zehnten Aspekt implementiert werden kann, steuert die Steuervorrichtung (3; 3A) das Aufnahmeelement (11) in Richtung des zweiten Ziels (T2) basierend auf einer Veränderung der Form des Kontaktelements (9).
Dieser Aspekt ermöglicht es, auf der Grundlage einer Veränderung der Form des Kontaktelements (9) die Bewegung des Aufnahmeelements (11) in Richtung des zweiten Ziels (T2) zu steuern.
In einem Montagesystem (10; 10A) gemäß einem dreizehnten Aspekt, der in Verbindung mit einem der ersten bis zwölften Aspekte implementiert werden kann, ist das erste Ziel (T1) ein Bauteil (100), und das zweite Ziel (T2) ist eine Platine (200), auf der das Bauteil (100) montiert ist.
Dieser Aspekt ermöglicht die Verbesserung der Montagequalität des Bauteils (100) in Bezug auf die Platine (200).
In einem Montagesystem (10; 10A) gemäß einem vierzehnten Aspekt, der in Verbindung mit einem der ersten bis zwölften Aspekte implementiert werden kann, ist das erste Ziel (T1) ein Bauteil (100), und das zweite Ziel (T2) ist ein Behälter (300), in dem das Bauteil (100) enthalten ist.
Dieser Aspekt ermöglicht es dem Aufnahmeelement (11), das Bauteil (100) zuverlässig anzusaugen.
In einem Montagesystem (10; 10A) gemäß einem fünfzehnten Aspekt, der in Verbindung mit dem zweiten Aspekt implementiert werden kann, steuert die Steuervorrichtung (3; 3A) das Aufnahmeelement (11) fortwährend, bis der Zustand des bestimmten Ziels (TA) in den vorbestimmten Zustand übergeht, und veranlasst dann das Aufnahmeelement (11), entweder seinen Halt an dem ersten Ziel (T1) zu lösen oder es aufzunehmen.
Dieser Aspekt ermöglicht eine Verbesserung der Montagequalität des ersten Ziels (T1).
Ein Montageverfahren gemäß einem sechzehnten Aspekt ist zur Verwendung in einem Montagesystem (10; 10A) mit einem Montagekopf (1) und einer Bilderfassungsvorrichtung (2) vorgesehen. Der Montagekopf (1) umfasst ein Aufnahmeelement (11) zum Aufnehmen eines ersten Ziels (T1). Der Montagekopf (1) hält das Aufnahmeelement (11), damit sich das Aufnahmeelement (11) zu einem zweiten Ziel (T2) bewegen kann. Die Bilderfassungsvorrichtung (2) ist für den Montagekopf (1) vorgesehen. Die Bilderfassungsvorrichtung (2) deckt in ihrem Bildgebungs-Sichtfeld (R10) einen bestimmten Bereich (R1) ab, der ein bestimmtes Ziel (TA) enthält. Das Montageverfahren beinhaltet, dass eine Steuervorrichtung (3; 3A) das Aufnahmeelement (11) antreibt. Die Steuervorrichtung (3; 3A) steuert in Übereinstimmung mit Informationen über das bestimmte Ziel (TA), die in der Ausgabe der Bilderfassungsvorrichtung (2) enthalten sind, das Aufnahmeelement (11), um das Aufnahmeelement (11) zu veranlassen, sich in Richtung des zweiten Ziels (T2) zu bewegen.
Dieser Aspekt ermöglicht eine Verbesserung der Montagequalität des ersten Ziels (T1).
Es sollte beachtet werden, dass die Bestandteile gemäß den zweiten bis fünfzehnten Aspekten keine wesentlichen Bestandteile des Montagesystems (10; 10A) sind, sondern gegebenenfalls weggelassen werden können.
Bezugszeichenliste

1: Montagekopf
2: Bildaufnahmevorrichtung
3, 3A: Steuervorrichtung
9: Kontaktelement
10, 10A: Montagesystem
11: Aufnahmeelement
12: Aktuator (Halteelement)
31: Erfassungseinheit
32: Entscheidungseinheit
91: Bondelement
100: Bauteil
200: Platine
300: Behälter
R1: Bestimmter Bereich
TA: Bestimmtes Ziel
T1: Erstes Ziel
T2: Zweites Ziel
T3: Drittes Ziel
T4: Viertes Ziel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004071641 A [0004]

Claims

Montagesystem, umfassend: einen Montagekopf, der ein Aufnahmeelement enthält, das so konfiguriert ist, dass es ein erstes Ziel aufnimmt und das Aufnahmeelement so hält, dass es zu einem zweiten Ziel bewegbar ist; eine Bilderfassungsvorrichtung, die für den Montagekopf vorgesehen ist und in ihrem Bildgebungs-Sichtfeld einen bestimmten Bereich abdeckt, der ein bestimmtes Ziel enthält; und eine Steuervorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie in Übereinstimmung mit Informationen über das bestimmte Ziel, die in der Ausgabe der Bilderfassungsvorrichtung enthalten sind, die Bewegung des Aufnahmeelements steuert, um das Aufnahmeelement zu veranlassen, sich in Richtung des zweiten Ziels zu bewegen.
Montagesystem nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie das Aufnahmeelement kontinuierlich antreibt, bis ein Zustand des bestimmten Ziels in einen vorbestimmten Zustand übergeht.
Montagesystem nach Anspruch 2, das ferner eine Erfassungseinheit umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage der Ausgabe der Bilderfassungsvorrichtung erfasst, dass sich ein drittes Ziel auf einem vierten Ziel befindet, wobei die Erfassungseinheit so konfiguriert ist, dass sie durch die Feststellung, dass der Zustand des bestimmten Ziels in den vorbestimmten Zustand übergegangen ist, erfasst, dass das dritte Ziel auf dem vierten Ziel angeordnet ist.
Montagesystem nach Anspruch 3, wobei die Steuervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie das Aufnahmeelement weiter in Richtung des zweiten Ziels bewegt, nachdem das dritte Ziel auf dem vierten Ziel angeordnet ist.
Montagesystem nach Anspruch 3 oder 4, das ferner eine Entscheidungseinheit umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie bestimmt, ob das Aufnahmeelement weiter in Richtung des zweiten Ziels bewegt werden soll oder nicht, nachdem das dritte Ziel auf dem vierten Ziel angeordnet wurde.
Montagesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das bestimmte Ziel mindestens eines aus der Gruppe bestehend aus dem ersten Ziel, dem Aufnahmeelement und einem Halteelement umfasst, wobei das Halteelement so konfiguriert ist, dass es das Aufnahmeelement so hält, dass das Aufnahmeelement bewegbar ist.
Montagesystem nach Anspruch 6, wobei die Bilderfassungsvorrichtung neben dem bestimmten Ziel angeordnet ist, um einen bestimmten Punkt auf dem bestimmten Ziel aufzunehmen, während sich das Aufnahmeelement bewegt.
Montagesystem nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Steuervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie das Aufnahmeelement auf der Grundlage der Bewegungsgröße des bestimmten Ziels in Richtung des zweiten Ziels bewegt.
Montagesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das bestimmte Ziel ist ein Kontaktelement, das sowohl mit dem ersten Ziel als auch mit dem zweiten Ziel in Kontakt steht.
Montagesystem nach Anspruch 9, wobei das Kontaktelement ein Bondelement ist, das so konfiguriert ist, dass es das erste Ziel und das zweite Ziel miteinander verbindet.
Montagesystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Steuervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie das Aufnahmeelement auf der Grundlage einer Form des Kontaktelements in Richtung des zweiten Ziels bewegt.
Montagesystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Steuervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie das Aufnahmeelement auf der Grundlage einer Veränderung der Form des Kontaktelements in Richtung des zweiten Ziels bewegt.
Montagesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das erste Ziel ein Bauteil ist, und das zweite Ziel eine Platine ist, auf der das Bauteil montiert ist.
Montagesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das erste Ziel ein Bauteil ist, und das zweite Ziel ein Behälter ist, in dem das Bauteil enthalten ist.
Montagesystem nach Anspruch 2, wobei die Steuervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie das Aufnahmeelement kontinuierlich antreibt, bis der Zustand des bestimmten Ziels in den vorbestimmten Zustand übergeht, und dann das Aufnahmeelement veranlasst, entweder seinen Halt an dem ersten Ziel zu lösen oder es aufzunehmen.
Montageverfahren zur Verwendung in einem Montagesystem, wobei das Montagesystem umfasst: einen Montagekopf mit einem Aufnahmeelement, das so konfiguriert ist, dass es ein erstes Ziel aufnimmt und das Aufnahmeelement so hält, dass es zu einem zweiten Ziel bewegbar ist; und eine Bilderfassungsvorrichtung, die für den Montagekopf vorgesehen ist und in einem Bildgebungs-Sichtfeld desselben einen bestimmten Bereich abdeckt, der ein bestimmtes Ziel enthält, wobei das Montageverfahren das Veranlassen einer Steuervorrichtung, das Aufnahmeelement anzutreiben, umfasst, wobei die Steuervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie in Übereinstimmung mit Informationen über das bestimmte Ziel, die in der Ausgabe der Bilderfassungsvorrichtung enthalten sind, das Aufnahmeelement antreibt, um das Aufnahmeelement in Richtung des zweiten Ziels zu bewegen.