DE19605489C2 - Verfahren zum Umrüsten eines Bestückungsautomaten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Umrüsten eines Bestückungsautomaten, der einen Bestückungstisch aufweist, von der Bestückung einer ersten Leiterplatte zur Bestückung einer zweiten Leiterplatte.

Zur Herstellung von Leiterplatten werden in der Elektronikindustrie Bestückungsauto­ maten verwendet. Der Bestückungsautomat verwendet eine Vielzahl von Bauteilen, um eine Leiterplatte herzustellen. Ein Maschinenkopf des Bestückungsautomaten entnimmt Bauteile, die in Feedern gehalten werden, von vorbestimmten Stellen auf einem Montagetisch und plaziert diese auf der Leiterplatte. Wenn die Leiterplatte vollständig bestückt ist, wird die nächste Leiterplatte bestückt. Die Bestückungsautomaten sparen viel Zeit und Arbeit bei der Bestückung von Leiterplatten. Durch just-in-time-Produktion wurde jedoch die Produktionsdauer einzelner Leiterplatten verkürzt. Dadurch bedingt muß eine Bedienperson häufiger eine Umrüstung von der Bestückung einer Leiterplatte zur Bestückung einer anderen Leiterplatte vornehmen.

Zur Erhöhung der Genauigkeit beim Einstellen der Bestückungsautomaten wurden Kontrollsysteme entwickelt. Dieses Systeme umfassen die Verwendung von Barcodes auf Bauteilrollen und das Lesen dieser Barcodes vor dem Plazieren der Bauteile auf dem Montagetisch. Es werden auch Lampen verwendet, um der Bedienperson anzuzeigen, wo sie den Feeder auf den Montagetisch plazieren soll. Um die Genauigkeit des Plazierens der Feeder auf dem Montagetisch zu gewährleisten, erfordern es diese Systeme, daß die Bedienperson zuerst alle vorhandenen Feeder entfernt und dann die Feeder abtastet, bevor sie sie wieder auf dem Montagetisch anordnet. Es kann jedoch sein, daß einige der Bauteile, die für die Produktion einer ersten Leiterplatte verwendet wurden, auch für die Produktion einer zweiten Leiterplatte verwendet werden. Das zuvor genannte Verfahren, bei dem alle Feeder vom Montagetisch entfernt und dann wieder auf dem Montagetisch plaziert werden, verschwendet Arbeitszeit der Bedienperson. Aus der US 52 83 943 ist ein Verfahren zum Einrichten eines Bestückungsautomaten offenbart. Mittels einer Bauteile-Identifiziereinrichtung werden die Bauteile identifiziert und mittels Positionssensoren wird die richtige Position der Bauteile auf einer Bauteilaufnahme des Bestückungsautomaten ermittelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zahl der Arbeitsschritte zur Umrüstung eines Bestückungsautomaten zu vermindern.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 3 angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird ermittelt, welche Teile vom Bestückungstisch bei der Umrüstung und der Bestückung einer ersten Leiterplatte zur Bestückung einer zweiten Leiterplatte entnommen werden sollen, welche Teile hinzugefügt werden sollen und welche Teile auf dem Bestückungstische neu plaziert werden sollen. Die Feeder mit den Bauteilen, die auf dem Bestückungstisch umzuplazieren sind, werden von der ursprünglichen Stelle vom Bestückungstisch entnommen und zur neuen Stelle auf dem Bestückungstisch bewegt und dort plaziert. Dadurch wird Arbeitszeit der Bedienperson eingespart als auch die Umrüstzeit des Bestückungsautomaten vermindert.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung eines Bestückungsautomaten;

Fig. 2 ist ein Bauteilezubringer;

Fig. 3 ist eine Bauteilrolle;

Fig. 4 ein Flußdiagramm eines Verfahrens, das der Bestückungsautomat der Fig. 1 bei einem Umrüstvorgang verwendet;

Fig. 5 ein schematisches Diagramm eines Umrüstvorgangs;

Fig. 6 ein Flußdiagramm einer Wegnahme- und Hinzufügeoperation; und

Fig. 7 ein Flußdiagramm einer Bewegungsoperation.

Fig. 1 zeigt einen Bestückungsautomaten 10. Der Bestückungsautomat hat einen Bestückungstisch 12, einen Bestückungskopf (Aufnahme- und Plazierungskopf) 14, ei­ nen Bildschirm 16, eine Steuerung 18 und einen Scanner 20. Der Bestückungstisch 12 hat eine Vielzahl von Schützen 22, die eine Vielzahl von (in Fig. 2 gezeigten) Feedern 24 halten. Jeder Schlitz 22 hat ein LED 26 und einen Näherungssensor 28, der aus verschiedenen Vorrichtungen bestehen kann und bei dem es sich in der bevorzugten Ausführungsform um einen Halleffekt-Sensor handelt. Die Näherungssensoren 28 er­ kennen, wenn der Feeder 24 in einem der Schlitze 22 plaziert ist. Der Bestückungskopf 14 findet Bauteile von den Feedern 24, die sich in den Schlitzen 22 befinden und be­ stückt eine gedruckte Leiterplatte. Die Anordnung der Komponenten ist kritisch, da der Bestückungsautomat 10 die Leiterplatte bestückt, basierend auf dem Bauteil, das sich im jeweiligen Schlitz 22 befindet. Eine Fehlplazierung des Feeders 24 kann dazu führen, daß ein Bauteil fehlplaziert wird, was die Funktion der Leiterplatte beeinträchtigen kann. Der Bildschirm 96 wird verwendet, um Befehle und Informationen an die Bedienperson zu geben. Die Steuerung 18 steuert alle Aspekte des Bestückungsautomaten 10.

Der Scanner 20 wird verwendet, um den Bauteiltyp auf einer (in Fig. 3 gezeigten) Bau­ teilrolle zu verifizieren. Der Scanner 20 tastet ein Bauteilidentifikationsetikett 32 auf der Rolle 30 ab. Diese Information wird dann an die Steuerung 18 gegeben, die die Infor­ mation verifiziert. Die Bedienperson wird dann angewiesen, die Bauteilrolle 30 auf dem Feeder 24 zu plazieren, und die Bedienperson wird dann gebeten, das Feeder­ identifikationsetikett 34 abzutasten. Mit dieser Information kann die Steuerung 18 das Bauteil verifizieren und den Betrieb des Feeders 24 steuern.

Wenn die Produktion von einer ersten gedruckten Leiterplatte auf eine zweite gedruckte Leiterplatte umgerüstet wird, so ist in Fig. 4 der erste Schritt gezeigt, den die Steuerung 18 durchführt. Das Verfahren startet bei Block 100, dann bestimmt es die Unterschiede zwischen den ersten Produkteinstellungen und den zweiten Produkteinstellungen in Block 102. Als nächstes bestimmt es in Block 104, welche Teile der ersten Einstellung entfernt werden müssen und welche Teile der zweiten Einstellung hinzugefügt werden müssen. In Block 106 bestimmt die Steuerung, ob irgendwelche der Teile, die von der ersten Einstellung weggenommen werden müssen, bei der zweiten Einstellung wieder hinzugefügt werden müssen. Diese Teile oder Bauteile werden gekennzeichnet, damit sie von ihrem aktuellen Schlitz zu ihrem Bestimmungsschlitz bewegt werden.

Das Verfahren der Fig. 4 ist graphisch in Fig. 5 gezeigt. Die Schlitze sind von 1 bis 20 durchnumeriert. Man beachte, daß eine tatsächliche Maschine wahrscheinlich be­ trächtlich mehr Schlitze als die 20 Schlitze aufweist. Jedes Teil oder Bauteil ist mit einer Buchstabenmarkierung versehen und nicht jeder Schlitz weist ein Bauteil oder Teil auf. Das obere Diagramm 502 zeigt die Einstellung des Bestückungstisches für eine erste Leiterplatte. Das zweite Diagramm 504 zeigt die notwendige Einstellung, um eine zweite Leiterplatte zu erzeugen, und das dritte Diagramm 506 zeigt graphisch das Auswechsel­ verfahren. Im Diagramm 506 sind solche Teile, die entfernt werden müssen, als Teile gezeigt, die die obere Linie 508 überlappen, die Teile, die hinzugefügt werden müssen, sind als Teile gezeigt, die die untere Linie 510 überdecken. Teile, die von einem Schlitz zu einem anderen Schlitz bewegt werden müssen, sind durch die Linien und Pfeile 512 gezeigt. Der erste Schritt beim Wechsel von der Einstellung im Diagramm 502 auf die Einstellung im Diagramm 504 besteht darin, alle die Bauteile zu entfernen, die die obere Linie 508 überdecken, und nicht mit den Linien 512 verbunden sind. Der nächste Schritt besteht darin, alle die Teile zu bewegen, die verbunden mit den Linien 512 gezeigt sind. Beispielsweise wird Teil C vom Schlitz 4 zum Schlitz 11 bewegt. Schließlich besteht der letzte Schritt im Verfahren darin, die Teile, die die Linie 510 überdecken, hinzuzufügen. Beispielsweise wird Teil Q zu Schlitz 3 hinzugefügt.

Fig. 6 zeigt einen kombinierten Wegnahme- und Hinzufügungsschritt, der durch den Vorgang an Schlitz 5 der Fig. 5 gezeigt wird. Das Bauteil D wird zuerst entfernt, und dann wird das Bauteil S hinzugefügt. Der erste Schritt 600 erfordert es, daß ein Feeder aus einem Schlitz entfernt wird, und daß der Feeder dann in einem Speicherregal plaziert wird. Der zweite Schritt 602 fordert von der Bedienperson, die Teilerolle zu finden. In Block 604 tastet die Bedienperson die Rolle ab, um zu verifizieren, das es sich um das richtige Teil handelt. Als nächstes tastet die Bedienperson in Block 608 das Feederidentifizierungsetikett ab und montiert die Tellerolle auf dem Feeder. In Schritt 610 plaziert die Bedienperson den Feeder im durch den Bestückungsautomaten angewie­ senen Schlitz. Dieser Ort wird sowohl durch den Bildschirm 16 als auch durch das Aufleuchten einer LED 22 an der Stelle, an der der Feeder plaziert werden soll, ange­ zeigt. Schritt 612 weist die Bedienperson an, den Feeder abzutasten, nachdem er auf dem Bestückungstisch 12 plaziert wurde. Durch die Aufforderung an die Bedien-person, den Feeder abzutasten, bevor er ihn auf dem Bestückungstisch plaziert und nachdem er ihn auf dem Bestückungstisch plaziert hat, kann der Bestückungsautomat gewährleisten, daß die Bedienperson den richtigen Feeder im richtigen Schlitz plaziert hat. Die Position des Feeders wird durch den Näherungssensor 28 ermittelt.

Fig. 7 beschreibt einen Bewegungsvorgang. Die Bedienperson wird zuerst in Block 700 angewiesen, einen Feeder aus einem bestimmten Schlitz zu entfernen. Wenn die Steuerung erkennt, daß dies ausgeführt wurde, wird die Bedienperson in Block 702 angewiesen, diesen Feeder in einem zweiten Schlitz zu plazieren. Die Steuerung bestimmt dann die Zeit zwischen Entfernen des Feeders und Plazieren des Feeders in einem zweiten Schlitz. Wenn die Zeit kleiner ist als eine Schwellwertzeit, setzt sich das Verfahren fort, entweder indem es zum nächsten Bewegungsschritt geht oder indem es die Hinzufügungsschritte startet. Wenn die Zeit einen bestimmten Schwellwert über schreitet, wird die Bedienperson angewiesen, das Teil auf der Rolle abzutasten und das Verfahren setzt sich von Block 604 bis Block 612 fort.

Das hierin beschriebene Verfahren spart während der Wechsel Zeit, da die Bedienper­ son nicht alle Feeder entladen, neue Teile finden, diese abtasten und dann in die Schlitze laden muß. Es wird weiterhin Zeit gespart durch die Bewegungsschritte, bei dem ein Teil, das in beiden Einstellungen gebraucht wird, von einem Schlitz zum nächsten Schlitz bewegt wird. Das Vorhandensein von Bewegungsschritten erspart es der Bedien person, daß sie einen Feeder entfernt, die passende Teilerolle findet, die Teilerolle abta­ stet, die Rolle auf dem Feeder anbringt und das Feederidentifikationsetikett abtastet. Wenn das hierin beschriebene Verfahren benutzt wird, so wird die Produktionsumrüstzeit verringert, so daß die kurzen Produktionsläufe, die bei einer zeithaltenden Fertigung (just in time) erforderlich sind, auch wirtschaftlich werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Umrüsten eines Bestückungsautomaten, der einen Bestückungstisch (12) aufweist, von der Bestückung einer ersten Leiterplatte zur Bestückung einer zweiten Leiterplatte mit folgenden Schritten:

• a) Bestimmen aus der ersten Produkteinstellung und der zweiten Produkteinstellung welche Feeder (24) vom Bestückungstisch (12) entfernt werden müssen;
• b) Bestimmen aus der ersten Produkteinstellung und der zweiten Produkteinstellung welche Teile zum Bestückungstisch (12) hinzugefügt werden müssen;
• c) Bestimmen, ob irgendwelche der Teile von einem ersten Schlitz zu einem zweiten Schlitz auf dem Bestückungstisch (12) bewegt werden können;
• d) Wegnahme der Feeder (24) an einem Bestimmungsschlitz (22) eines Feeders (24), der bewegt werden muß;
• e) Bewegung der Feeder (24), die gemäß Schritt c) bewegt werden müssen;
• f) Wegnahme der Feeder (24), die gemäß Schritt a) weggenommen werden müssen und die nicht in Schritt d) oder e) weggenommen wurden; und
• g) Plazierung der Teile, die hinzugefügt werden müssen, in einem Feeder (24) und Hinzufügung der Feeder (24), die die hinzuzufügenden Teile halten, auf den Bestückungstisch (12).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt g) weiter folgende Schritte einschließt:
Finden einer Teilerolle (36), die ein passendes Teil hält;
Abtasten eines Teilerollenidentifikationsetiketts (32);
Plazierung der Teilerolle (30) in einem Feeder (24);
Abstasten des Feederidentifikationsetiketts (34);
Plazierung des Feeders (24) in einem bezeichneten Schlitz (22); und
Abtasten des Feederidentifikationsetiketts (34).

3. Verfahren zum Umrüsten eines Bestückungsautomaten, der einen Bestückungstisch (12) aufweist, von der Bestückung einer ersten Leiterplatte zur Bestückung einer zweiten Leiterplatte mit folgenden Schritten:

• a) Wegnahme einer Vielzahl von Feedern (24), die ein Bauteil halten, das verwendet wird, um das erste Produkt herzustellen und das nicht verwendet wird, um das zweite Produkt herzustellen;
• b) Bewegung aller Feeder (24), die ein Bauteil aufweisen, das bei der Herstellung des ersten und des zweiten Produkts verwendet wird, von einem ersten Schlitz zu einem zweiten Schlitz;
• c) Finden von Bauteilen, die für die Produktion des zweiten Produkts verwendet werden;
• d) Abtasten von Identifikationsetiketten (32) auf den Bauteilen, die bei der Herstellung des zweiten Produkts verwendet werden;
• e) Einschieben von Bauteilen, die für die Produktion des zweiten Produkts verwendet werden, in einen Feeder (24);
• f) Abtasten von Identifikationsetiketten (34) der Feeder (24), die die Bauteile halten, die für die Produktion des zweiten Produkts verwendet werden; und
• g) Plazierung der Feeder (24), die die Bauteile halten, die für die Produktion des zweiten Produkts verwendet werden, in den entsprechenden Schlitzen (22).

4. Verfahren nach Anpruch 3, wobei Schritt (a) weiterhin folgende Schritte umfaßt:

• a) Auffordern einer Bedienperson, einen Feeder (24) zu entfernen, der ein Bauteil hält, das zur Produktion des ersten Produkts verwendet wird und nicht für die Produktion des zweiten Produkts verwendet wird;
• b) Erkennen, wenn der Feeder (24) entfernt wurde; und
• c) Wiederholung von Schritt (i) und (ii) bis alle Feeder (24), die Bauteile halten, die entfernt werden müssen, entfernt wurden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei Schritt (b) weiterhin folgende Schritte einschließt:

• a) Auffordern einer Bedienperson, einen Feeder (24) zu bewegen, der ein Bauteil hält, das bei der Produktion des ersten und zweiten Produkts verwendet wird;
• b) Erkennen, wenn der Feeder (24) von einem Ursprungsschlitz (22) weggenommen wurde;
• c) Erkennen, wenn der Feeder (24) in einem Bestimmungsschlitz (22) plaziert wurde; und
• d) iv Wiederholung der Schritte (i) bis (iii) bis alle Feeder (24), die Bauteile halten, die bewegt werden müssen, bewegt wurden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, das weiterhin folgende Schritte einschließt:
Bestimmung einer Zeit zwischen den Schritten (ii) und (iii);
wenn die Zeit kleiner als ein Schwellwert ist, Weitergehen zu Schritt (iv); und
wenn die Zeit größer als ein Schwellwert ist, die Bedienperson anweisen, den Feeder (24) zu entfernen und von Schritt (d) aus weiterzumachen.