DE3708119C2

DE3708119C2 - Bestückungsautomat mit Zuführvorrichtung von mit Bauteilen versehenen Trays

Info

Publication number: DE3708119C2
Application number: DE3708119A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Yagi; Shuichi Tando; Yoshihito Oba; Toshihisa Nakamura
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1986-03-15
Filing date: 1987-03-13
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2007-03-14
Also published as: US4731923A; GB2189719B; CN87101876A; DE3708119A1; FR2603766A1; CA1275561C; CN1006273B; GB8705631D0; FR2603766B1; GB2189719A

Description

Die Erfindung betrifft einen Bestückungsautomaten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren für oberflächenmontierbare elektronische Bauteile wie z. B. flache Kunststoffbauteile (FFP), Kunststoffchipträgerelemente mit Anschlüssen (PLCC), Chipträgerelemente ohne Anschlüsse (LCC), integrierte Schaltkreiselemente kleiner Abmessung (SOIC) oder ähnlichem, die mit großer Genauigkeit auf einem Substrat oder einer gedruckten Leiterplatte angeordnet werden sollen.

Ein Bestückungsautomat gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der EP 0 062 335 A2 bekannt. Aus der EP 0 080 512 A1 sind im Zusammenhang mit Bestückungsautomaten Zuführeinrichtungen für gegurtete Bauteile und für Bauteile in gestapelten Stangenmagazinen bekannt. Aus der JP 57-10941 ist eine Zuführeinrichtung für elektronische Bauteile bekannt, wobei die Bauteile in einem Tray angeordnet sind, der seinerseits auf einem XY-Tisch angeordnet ist.

Der Erfindung liegt im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Bestückungsautomaten so weiterzubilden, daß er universeller verwendbar ist und insbesondere auch Chips montieren kann, die auf Trays zugeführt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Zentrierung eines Bauteils in einfacher Weise ausgeführt werden, ohne daß dessen Anschlußdrähte deformiert oder verbogen würden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert, in denen durchgehend korrespondierende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bestückungsautomaten.

Fig. 2 eine Draufsicht, die Positionierungslöcher und Montage-Referenzmarkierungen auf einer Leiterplatte zeigt;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht, die vier Klauen einer Vorrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen der Montagevorrichtung gemäß Fig. 1 zeigt;

Fig. 4 eine schematische Draufsicht, welche die Anschlußdrähte eines Bauteils wiedergibt, wie sie von einer Anschlußdraht-Erfassungskamera wiedergegeben werden;

Fig. 5 ein Flußdiagramm der Funktion des Bestückungsautomaten gemäß Fig. 1;

Fig. 6 eine schematische Draufsicht, welche die Stellung eines Bauteils wiedergibt;

Fig. 7 bis 9 eine schematische Ansicht, welche die einleitende Drehung eines Bauteils mit Hilfe der Vorrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen wiedergibt;

Fig. 10 eine Frontansicht im Schnitt einer Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen;

Fig. 11 eine Frontansicht der Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen gemäß Fig. 10;

Fig. 12 eine Ansicht, welche die Klauenhalteplatte und die Positionierungsklauen der Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen wiedergibt;

Fig. 13 eine Ansicht einer Abwandlung der Positionierungsklauen gemäß Fig. 12;

Fig. 14 bis 16 eine Ansicht, welche die Funktion der Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen gemäß Fig. 10 wiedergeben;

Fig. 17 eine schematische Ansicht, welche ein Verfahren zur Inspektion oder Erfassung von Anschlußdrähten wiedergibt;

Fig. 18 eine schematische Ansicht, welche die Bildverarbeitung bei der Anschlußdrahterfassung verdeutlicht;

Fig. 19 eine schematische Ansicht, welche die Bildverarbeitung bei der Inspektion oder Erfassung der Fehlausrichtung eines Bauteils und eines Schaltkopfs wiedergibt, der das Bauteil durch Ansaugen hält;

Fig. 20 eine schematische Ansicht eines optischen Verarbeitungssystems, dem die Korrektur einer Fehlausrichtung zugeordnet ist;

Fig. 21 eine schematische Ansicht, welche die Strahlung in dem optischen Verarbeitungssystem gemäß Fig. 20 wiedergibt;

Fig. 22 eine schematische Ansicht einer Strahlungseinrichtung, die die Strahlung nach Fig. 21 ausführt;

Fig. 23 eine schematische Ansicht eines Referenzmusters eines TV-Projektors, welches bei der Bildverarbeitung verwendet wird;

Fig. 24 bis 29 schematische Ansichten, die die Bildverarbeitung mittels des TV-Projektors gemäß Fig. 23 wiedergeben;

Fig. 30 eine schematische Ansicht, welche die Datenverarbeitung bei Fehlausrichtung entsprechend der Koordinaten des TV-Projektors gemäß Fig. 23 wiedergibt;

Fig. 31 eine Frontansicht einer Tray-Trageinrichtung oder -einheit zur Zufuhr der Bauteile;

Fig. 32 eine Frontansicht teilweise im Schnitt eines wesentlichen Teils der Tray-Trageinheit gemäß Fig. 31;

Fig. 33 bis 35 Frontansichten, welche die Funktion der Tray-Trageinheit gemäß Fig. 31 wiedergeben;

Fig. 36 einen Stangenmagazinförderer, der zur Zufuhr der Bauteile verwendet wird;

Fig. 37 eine Seitenansicht im Schnitt eines wesentlichen Teils des Förderers gemäß Fig. 36;

Fig. 38 eine Reihe von Bauteilen, die von einem Förderer für gegurtete Bauteile geliefert wurden;

Fig. 39 eine Ansicht im Schnitt der Reihe von Bauteilen gemäß Fig. 38;

Fig. 40 eine Vorderansicht eines Gurtförderers;

Fig. 41 einen Schnitt durch einen wesentlichen Teil des Gurtförderers gemäß Fig. 40;

Fig. 42 einen Schnitt einer Aufnahmetrommel;

Fig. 43 einen Schnitt, welcher ein Zuführrad wiedergibt;

Fig. 44 eine Vorderansicht, welche die Funktion eines mit dem Zufuhrrad gemäß Fig. 43 verbundenen Klinkenwerks wiedergibt;

Fig. 45 eine Ansicht einer Luftzylinderanordnung zur Betätigung der Klinkeneinrichtung gemäß Fig. 44;

Fig. 46 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 41, welcher eine Einrichtung zum Tragen der Reihe von Bauteilen gemäß der Fig. 38 und 39 in einer Bauteile-Entnahmestation wiedergibt;

Fig. 47 einen Schnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der in Fig. 46 dargestellten Trageinrichtung;

Fig. 48 eine Ansicht im Schnitt einer oberen Gurtführungseinrichtung;

Fig. 49 eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer Gurtschneideinrichtung oder -einheit und

Fig. 50 einen Schnitt durch einen wesentlichen Teil der Gurtschneideeinheit gemäß Fig. 49.

Fig. 1 zeigt den generellen Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines Bestückungsautomaten. Die Vorrichtung des dargestellten Ausführungsbeispiels weist folgende Elemente auf: einen Sockel 1, eine Substrat-Trageinrichtung bzw. -einheit 2, die auf einer Vorderseite des Sockels so angeordnet ist, daß sie die gedruckten Leiterplatten der Reihe nach trägt, eine Bauteile-Zuführeinrichtung bzw. -einheit 3, die rechts in einem hinteren Bereich des Sockels gemäß Fig. 1 angeordnet ist, sowie eine Bauteilmontageeinrichtung bzw. -einheit 4 auf der linken Seite des Sockels 1. Außerdem weist die Vorrichtung Fernsehschirme 50 einer Bildverarbeitungseinrichtung oder -einhheit auf, die oberhalb des Vorderbereichs des Sockels 1 angeordnet sind. In Fig. 1 sind nur die Fernsehschirme der Fernsehapparate dargestellt.

Die Substrat-Trageinrichtung 2 weist ein Paar von an dem Sockel 1 angebrachten Tragrahmen 20 sowie einen Bandförderer 21 auf, der auf jeder der einander gegenüberliegenden Innenseiten der Tragrahmen 20 vorgesehen ist. Die Substrat-Trageinrichtung 20 ist so ausgelegt, daß sie einen nicht dargestellten Positionierungsstift in ein Positionierungsloch H einer Leiterplatte P (Fig. 2) an einer Substrathaltestelle oder Substratlokalisierungsstelle einbringt, um die Leiterplatte P sicherzuhalten.

Die Bauteile-Zuführeinrichtung 3 weist einen Trayförderer 30, der Bauteile E wie z. B. FPP, PLCC, LCC, SOIC oder ähnliche zur Oberflächenmontage heranfördert, und einen Förderer für Bauteile in gestapelten Stangenmagazinen, im folgenden kurz "Stangenförderer" genannt oder einen Förderer für gegurtete Bauteile, im folgenden kurz "Gurtförderer" genannt, auf. In Fig. 1 ist ein Stangenförderer 31 dargestellt. Der Trayförderer 30 ist so ausgelegt, daß er mehrere Trays (Tröge oder Platten) 32, auf denen Bauteile E in Reihen angeordnet sind, stapelt. Der Trayförderer 30 wird jedesmal um einen Schritt nach vorne bewegt, wenn die vordersten Bauteile auf einem obersten Tray an einer Bauteilentnahmestelle V herausgenommen oder -gezogen wurden, so daß die nachfolgende Reihe von Bauteilen auf dem Tray in die Entnahmestellung gebracht wird.

Der Stangenförderer 31 ist so aufgebaut, daß er die zu einer rechteckigen, zylinderförmigen Stange gestapelten Bauteile aufbewahrt und das unterste der Bauteile mittels eines Gurtförderers der Bauteileentnahmestelle V zuführt. Der Gurtförderer weist einen Gurt auf, auf dem die Bauteile links in einer Reihe gehalten werden, und der auf einer Trommel aufgerollt ist; er ist so ausgelegt, daß er die Bauteile auf dem Gurt der Bauteilentnahmestelle V zuführt. Das dargestellte Ausführungsbeispiel weist außerdem eine Bauteilentnahmeeinrichtung 6 auf, die auf einem beweglich auf dem Sockel 1 angeordneten Koordinatentisch 33 angebracht ist. Die Entnahmeeinrichtung 6 weist einen Entnahmekopf 60 auf, der Bauelemente an der Bauelemententnahmestelle V durch Ansaugen vom Trayförderer 30; Stangenförderer 31 oder Gurtförderer mit Hilfe eines Ansaugstifts ansaugt und an eine Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen 7 abgibt.

Die Bauteil-Montageeinrichtung 4 ist auf einem über der Substrat-Trageinrichtung 2 angeordneten Tragrahmen 40 befestigt oder angeordnet, so daß sie über der Substrat-Trageinrichtung 2 hängt. An dem Tragrahmen 40 ist ein Koordinatentischkopf 41 angebracht. Der Koordinatentischkopf 41 weist eine X-Gleiteinrichtung bzw. einen X-Läufer 44 auf, der von einer an dem Rahmen 40 angebrachten, in X-Richtung verlaufenden Gleitachse 42 getragen wird und der so mit einer in X-Richtung verlaufenden Gewindestange in Eingriff steht, daß er von einem X-Achsen-Motor 43 betätigbar ist. Ein Y-Läufer wird von einer in Y-Richtung verlaufenden, auf der Seite des X-Läufers angeordneten Gleitachse in Y-Richtung verschiebbar getragen und steht mit einer in Y-Richtung verlaufenden Gewindestange in Eingriff, so daß er durch einen Y-Achsen-Motor 45 betätigbar ist.

Die Bauteil-Montageeinrichtung 4 weist einen fest an der Unterseite des Y-Läufers angebrachten Bestückungskopf 46 auf. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Bestückungskopf 6 drei Ansaugstifte 47 auf, die in X-Richtung gleiche Abstände aufweisen. Jeder der Ansaugstifte 47 ist so ausgelegt, daß er vertikal entlang der Kurve einer Nocke bewegbar ist.

Auf dem Bestückungskopf 46 ist eine Kamera 80 einer Substrat- Markierungsdetektoreinrichtung zum Erfassen oder Prüfen einer Montage-Referenzmarkierung M auf der Leiterplatte P und gleichzeitig der Anordnung eines Leitermusters auf der Leiterplatte gemäß Fig. 2 fest angebracht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Montage-Referenzmarkierungen M vorgesehen, damit eine Abweichung oder Änderung bei der Parallelausrichtung der Leiterplatte P gegenüber der Substrat- Trageinrichtung wirksam erfaßt werden kann. Die Montage- Referenzmarkierungen M können auch gemeinsam mit dem Leitermuster durch Ätzen hergestellt werden, damit die Lagebeziehung zwischen dem Leitermuster und den Montage-Referenzmarkierungen auf jeder der gedruckten Leiterplatten konstant ist.

Die Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen 7, die oben kurz beschrieben wurde, ist entlang der Substrat-Trageinrichtung 2 auf dem Sockel 1 angeordnet. Die Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen 7 gemäß Fig. 3 weist eine Gruppe von vier Greifern bzw. Klauen 70 zur Positionseinstellung auf, die einem von dem Ansaugstift 61 des Bauteil-Entnahmekopfs 60 und von jedem der Ansaugstifte 47 des Bestückungskopfs 46 gehaltenen Bauteil E zugeordnet sind. Die Einrichtung 7 ist so ausgelegt, daß die vier Greifer oder Klauen 70 so betätigbar sind, daß die Abstände zwischen den Klauen verringert werden, so daß die Anschlußdrähte R1, R2, . . . des Bauteils E eingestellt werden, und der Mittelpunkt des Bauteils mit dem des Ansaugstifts 47 fluchtet. Zu diesem Zeitpunkt wird ein in Fig. 6 dargestellter Drehwinkel 0, der die Lage des Bauteils anzeigt, auf 0° gesetzt. Wenn eine Drehung des Bauteils E um einen Winkel von 90°, 180°, 270° oder einem beliebigen anderen Winkel erforderlich ist, wird jede der Klauen 70 entsprechend gedreht. Die Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen 7 kann so ausgelegt sein, daß das Bauteil lediglich um einen Winkel von 0°, 90°, 180° und 270° gedreht werden kann. Alternativ kann die Einrichtung eine Drehung des Elements um einen beliebigen Winkel durchführen.

Die Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen 7 weist eine Kamera 90 für eine Anschlußdrahterfassungseinrichtung auf, die fest an einer ihrer Seiten angebracht ist, die zur Erfassung der Anschlußdrähte R1, R2, . . . des Bauteils E nach dem Zentrieren dient. Die Kamera 90 ist gemäß Fig. 4 in der Lage, diagonale Ecken J und K des Bauteils E durch Abtastung vergrößert zu projizieren, so daß die Stellung und Drehung eines jeden Anschlußdrahts R1, R2, . . . des Bauteils E mit hoher Genauigkeit erfaßt werden kann.

Um den Bestückungsautomaten des dargestellten Ausführungsbeispiels zu betreiben, müssen Daten bezüglich einer Stelle auf der Leiterplatte P, an der das Bauteil E angebracht werden soll, und bezüglich einer Lage, in der das Bauteil auf der Leiterplatte P angebracht werden soll, in eine Programmsteuerung eingegeben werden. Beispielsweise können die Daten der Montageposition durch X- und Y-Koordinaten des Koordinatentischkopfes eingegeben werden und die der Montagelage durch einen Rotationswinkel Θ. Die Programmsteuerung erzeugt Werte der X- und Y-Koordinaten einer Montageposition des Bauteils sowie einen Drehwinkel des Bauteils oder ähnliches in einem Montagebefehl und liefert diese nacheinander an die Bauteil-Montageeinrichtung 4.

Die Bauteil-Montageeinrichtung 4, die Substrat- Trageinrichtung 2, die Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen 7 sowie die Bauteilentnahmeeinrichtung 6 führen ihre Operationen entsprechend einem in Fig. 5 dargestellten Flußdiagramm aus.

Genauer gesagt, der Entnahmekopf 60 der Bauteilentnahmeeinrichtung 6 nimmt an der Bauteilentnahmestelle der Bauteil-Zuführeinrichtung 3 ein Bauteil E heraus, liefert es an die Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen 7 und kehrt schließlich für die nächste Entnahme in seine ursprüngliche Lage zurück.

Die Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen 7, der das Bauteil E zugeführt wurde, führt dann die Zentrierungs- bzw. Anordnungseinstellung des Bauteils E mit Hilfe der in Fig. 3 dargestellten Klauen 70 aus. Vor der Abgabe des Bauteils E an die Einrichtung 7 kann eine Drehung der Einrichtung 7 ausgeführt werden, damit Klauen 70a und 70b mit einem größeren Abstand bei Bedarf mit weiter auseinanderliegenden Seiten des Bauteils E in Eingriff gebracht werden. Wenn sich also das Bauteil E in der Bauteil-Zuführeinrichtung 3 in einer Stellung gemäß Fig. 7 befindet und wenn die Ausgangsstellung der Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen 7 dazu führt, daß die Klauen 70 in eine Stellung gemäß Fig. 8 gebracht werden, dann kann die Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen 7 das Bauteil E von dem Bauteil-Entnahmekopf 60 entgegennehmen, während die Klauen 70 in einer Stellung gemäß Fig. 9 gehalten werden. Dadurch wird eine Drehung um einen vorgegebenen Winkel von Θ, wie gewünscht, ausgeführt.

Der Bestückungskopf 46 der Bauteil-Montageeinrichtung 4 nimmt dann das Bauteil E, welches von der Programmsteuerung angezeigt wird, von der Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen mit Hilfe des Ansaugstifts 47 ab und hält es durch Ansaugen fest.

Die Anschlußdrähte des Bauteils E, welches einer Zentrierung und Drehung unterworfen wurde, werden von der Kamera 90 der Anschlußdrahterfassungseinrichtung aufgenommen und an eine Lagekorrektureinrichtung oder Bildverarbeitungseinrichtung weitergegeben. Eine von der Substrat-Trageinrichtung 2 getragene Leiterplatte P wird an einer vorgegebenen Stelle angehalten. Montage- Referenzmarkierungen M der so angeordneten Leiterplatte P werden von der Kamera 80 der Substratmarkierungserfassungseinrichtung aufgenommen und ein aufgenommenes Bild an die Lagekorrektureinrichtung weitergegeben. Die von den Kameras 80 und 90 aufgenommenen Bilder werden auf den Fernsehschirmen der Bildverarbeitungs- Fernsehapparate 50 dargestellt.

Die Lagekorrektureinheit oder Bildverarbeitungseinheit bzw. -einrichtung, die Aufnahmen der Anschlußdrahterfassungskamera 90 und der Substratmarkierungserfassungskamera 80 empfängt, speichert zunächst Daten, die Bildern der Kameras 80 und 90 entsprechen, die einen Zustand wiedergeben, in dem das Bauteil genau in einer Bauteilmontagestellung auf der Leiterplatte angeordnet ist, und kann so einen Vergleich zwischen den gespeicherten Bilddaten und den aktuellen von den Kameras 80 und 90 aufgenommenen Daten durchführen, um die Montagestellungskorrektur auszuführen. Das führt dazu, daß die Lagesteuerung des Bestückungskopfes 46 so ausgeführt wird, daß korrigierte X- und Y-Koordinaten sowie ein korrigierter Drehwinkel Θ erhalten werden.

Danach wird der Ansaugstift 47 abgesenkt, um das Bauteil E auf der Leiterplatte P an der vorbestimmten Montagestellung anzubringen.

Danach wird der Ansaugstift angehoben und der Bestückungskopf 46 kehrt in seine ursprüngliche Stellung für den nächsten Montageschritt zurück.

Aus dem oben Gesagten ergibt sich, daß der Bestückungsautomat so aufgebaut ist, daß eine der Kameras die Montage-Referenzmarkierungen auf einer Leiterplatte gleichzeitig mit dem Leitermuster darauf erfaßt, während die andere Kamera die Anschlußdrähte des Bauteils erfaßt, welches einem Zentrierungs- und wahlweisen Drehvorgang unterworfen wurde. Auf diese Weise wird die Bewegung des Bestückungskopfes aufgrund der Ergebnisse der Aufnahmen der Kameras korrigiert. Dieser Aufbau ermöglicht es, Bauteile auf gedruckten Leiterplatten mit hoher Genauigkeit zu montieren. Fehler der Montagestellung des Bauteils, die auf einer Fehlausrichtung zwischen dem Leitermuster der Schaltplatte und deren Positionierungsloch sowie auf einer Abweichung beim Zentrieren und wahlweisen Drehen des Bauteils beruhen, werden im wesentlichen vermieden. Diese Vorteile zeigen sich besonders bei der Montage von oberflächenmontierbaren Bauteilen, bei denen der Abstand zwischen Anschlußdrähten verkleinert ist, beispielsweise bei FPP, PLCC, LCC, SOIC oder ähnlichen Bauteilen, die auf Leiterplatten angeordnet werden.

Die Zentrierung des Bauteils wird gleichzeitig bezüglich aller Seitenoberflächen des Bauteils ausgeführt. Sie kann jedoch auch nacheinander bezüglich zweier Seitenoberflächen des Bauteils ausgeführt werden. Diese Art der Zentrierung vermeidet wirksam eine Deformation oder ein Verbiegen der Anschlußdrähte des Bauteils, weil keinerlei seitliche Kraft auf sie ausgeübt wird.

Der Aufbau der Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen 7 wird im einzelnen anhand der Fig. 10 bis 16 beschrieben.

Die Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen 7 weist einen Tragrahmen 71 sowie eine drehbar von diesem gehaltene hohle Welle 72 auf. In eine obere Öffnung der hohlen Welle 72 ist ein Bauteil-Tragstift 71 eingebracht oder eingepaßt, der durch eine in der hohlen Welle 72 angeordnete Druckfeder 74 einer nach oben gerichteten Vorspannung unterworfen ist, so daß der Tragstift 72 eine Feder- bzw. Dämpfungswirkung ausübt. Der Bauteil-Tragstift 73 ist so ausgelegt, daß ein Bauteil zur Oberflächenmontage mit von dessen vier Seiten ausgehenden Anschlußdrähten R1, R2, . . . darauf angeordnet und durch Ansaugen sicher gehalten wird.

An einem oberen Ende der hohlen Welle 72 ist horizontal eine Klauen-Halteplatte 76 mittels eines Montageelements 75 angebracht. Der Bauteil-Tragstift 73 ragt durch ein Mittelloch 76a der Klauen-Halteplatte. Die Klauen-Halteplatte 76 gemäß Fig. 12 weist vier schlitzähnliche Ausschnitte 76b mit einem Winkelabstand von 90° auf, in denen vier Positionierungsklauen 70a bis 70d so angeordnet sind, daß sie in einer horizontalen Ebene gegeneinander verschiebbar sind. Um einen oberen Bereich der hohlen Welle 72 sind vier Träger 77 in gleichen Abständen angeordnet, die einen integralen Teil der Welle bilden und mit denen Hebel 78 über Stifte 79 schwenkbar verbunden sind. Die Hebel 78 stehen jeweils an einem Ende mit Ausnehmungen 70e der Positionierungsklauen 70a bis 70d in Eingriff. In Fig. 10 ist lediglich ein Paar der Hebel 78 dargestellt, das andere Paar der Hebel ist senkrecht zur Zeichenebene angeordnet. An ihrem unteren Ende stehen die Hebel 78 mit einer ringförmigen Feder 700 in Eingriff, die eine konstante Kraft auf die Hebel 78 in einer Richtung ausübt, in der die oberen Enden der Hebel in einem Abstand voneinander gehalten werden.

An der hohlen Welle 72 ist ein vertikal verschiebbares, erstes ringförmiges Betätigungselement 701 angebracht, mit dem die in Fig. 10 gezeigten Hebel 78 betätigbar sind. Dazu steht das Betätigungselement 701 mit einer oberen Fläche im Eingriff mit einem Vorsprung 78a der Hebel 78. Fig. 10 zeigt einen Zustand, in dem sich das erste ringförmige Betätigungselement 701 in seiner untersten Stellung befindet, in der die distalen Enden eines Paars der Hebel 78 von der ringförmigen Feder 700 in einem Abstand voneinander gehalten werden, was dazu führt, daß die Positionierungsklauen 70a und 70b in einem Abstand voneinander gehalten werden. Wenn das ringförmige Betätigungselement 701 in eine angehobene Stellung bewegt wird, wird der Vorsprung 78a eines jeden Hebels 78 nach oben gedrückt, was dazu führt, daß die Positionierungsklauen 70a und 70b nahe beieinanderliegen.

Die hohle Welle 72 weist ein zweites ringförmiges Betätigungselement auf, das beweglich, vertikal verschiebbar und unterhalb des ersten ringförmigen Betätigungselements 700a angeordnet ist. Es dient zur Betätigung des anderen Paars der Hebel, die in senkrechter Richtung zur Zeichnung in Fig. 10 angeordnet sind. Das Betätigungselement 702 wird durch eine Kompressionsfeder 703 nach oben gedrückt. In Fig. 10 befindet sich das Betätigungselement 702 in einer unteren Stellung, wodurch die Positionierungsklauen 70c und 70d in einem Abstand voneinander gehalten werden. Wenn das Betätigungselement 702 in eine angehobene Stellung gebracht wird, wird das andere Paar der Hebel nach oben gedrückt, wodurch die Positionierungsklauen 70c und 70d nahe beieinanderliegen.

Gemäß Fig. 11 werden auf dem Tragrahmen 71 von Stiften 707 und 708 Winkelhebel 705 und 706 schwenkbar gehalten, die als Nockenstößel dienen. Der Winkelhebel 705 steht an seinem distalen Ende mit einer Rinne 701a des ersten ringförmigen Betätigungselements 701 (Fig. 10) in Eingriff, um die Positionierungsklauen 70a und 70b zu betätigen, während der Winkelhebel 701 an seinem distalen Ende mit einem schulterähnlichen Eingriff 702a des zweiten ringförmigen Betätigungselements 702 (Fig. 10) in Eingriff steht, um die Positionierungsklauen 70c und 70d zu betätigen. Die Winkelhebel 705 und 706 stoßen an ihren unteren Enden an Nockenrinnen einer Nockenplatte 710, die um eine drehbare Welle 709 rotiert. Auf diese Weise werden die Winkelhebel 705 und 706 bei einer Rotation der Nockenscheibe 710 geschwenkt und bewegen die ersten und zweiten ringförmigen Betätigungselemente 701 und 702 vertikal. Die Vertikalbewegung des Betätigungselements 701 findet nicht gleichzeitig statt mit der Bewegung des Betätigungselements 702, was unten beschrieben wird. An dem Tragrahmen 701 ist ein Sensor 711 zur Erfassung der Drehstellung der Nockenscheibe 710 angebracht.

Gemäß Fig. 10 ist an dem unteren Ende der hohlen Welle 72 ein Kegelrad 712 angebracht, welches mit einem Kegelrad 713 in Eingriff steht, das an einer rotierenden Welle eines Motors 714 angebracht ist, der fest an dem Tragrahmen 71 befestigt ist. Eine Drehung des Motors 714 bewirkt eine Rotation der hohlen Welle 72 und der Klauen-Halteplatte 76 sowie der Positionierungsklauen 70a bis 70d, die an der hohlen Welle 72 angebracht sind, um einen beliebigen Winkel.

Über ein Verbindungselement 715 ist ein Schlauch 716 mit der hohlen Welle 72 verbunden, dessen distales Ende über ein Ventil oder ähnliches mit einer nicht dargestellten Vakuumpumpe verbunden ist. Dadurch wird eine Ansaugkraft von der Pumpe über den Schlauch 716 und das Innere der hohlen Welle 72 auf den Bauteil- Tragstift 73 übertragen.

Wenn bei der wie oben beschrieben aufgebauten Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen 7 der Ansaugstift 47 der Bauteil-Montageeinrichtung 4 ein Bauteil E zu einem von den Positionierungsklauen 70a bis 70d, die in einem Abstand voneinander gehalten werden, definierten Raum befördert wird, hält der Bauteil-Tragstift 73, der nach oben durch die Klauen-Halteplatte 76 ragt, das Bauteil E aufgrund der Saugkraft. Dann werden, wie in Fig. 14 dargestellt, die Positionierungsklauen 70a und 70b aufeinander zubewegt , um die distalen Enden der Anschlußdrähte R1 und R2, die von den längeren Seiten des Bauteils E ausgehen, auszurichten. Mit anderen Worten, die distalen Enden der Anschlußdrähte werden zwischen den Positionierungsklauen 70a und 70b angeordnet.

Dann werden die Positionierungsklauen 70a und 70b betätigt, so daß sie gemäß Fig. 15 einen Abstand voneinander aufweisen, dann wird das andere Paar der Positionierungsklauen 70c und 70d betätigt, so daß sie nahe beieinanderliegen, um damit die distalen Enden der Anschlußdrähte des Bauteils E, die von den kürzeren Seiten des Elements ausgehen, auszurichten oder in die richtige Position zu bringen. Genauer gesagt, die distalen Enden der Anschlußdrähte werden sicher zwischen den Positionierungsklauen 70c und 70d angeordnet.

Danach werden, wie in Fig. 16 dargestellt, die Positionierungsklauen 70a und 70b wieder aufeinander zubewegt, während die Positionierungsklauen 70c und 70d nahe beieinandergehalten werden, so daß die Positionierungsklauen 70a bis 70d das dazwischen liegende Bauteil E halten. Dann wird die aufgrund des von der nicht dargestellten Vakuumpumpe erzeugten Unterdrucks wirkende Ansaugkraft des Bauteil-Tragstifts 73 unterbrochen, damit der Mittelbereich des von den Positionierungsklauen ausgerichteten Bauteil E von dem Ansaugstift 47 angesaugt wird.

Die Konfiguration der Positionierungsklauen 70a bis 70d kann in Abhängigkeit von der Form oder den Abmessungen eines Bauteils verändert werden. Beispielsweise können bei einem kleinen Bauteil die Positionierungsklauen 70a und 70b, wie in Fig. 13 dargestellt, eine geringere Breite aufweisen als die Positionierungsklauen 70c und 70d. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Bauteil mit Hilfe der Anschlußdrähte ausgerichtet, jedoch kann die Ausrichtung auch über den Körper des Bauteils ausgeführt werden.

Die Bauteil-Ausrichtungseinrichtung 7 ist so aufgebaut, daß die vier Positionierungsgreifer bzw. -klauen gegenüber den vier Seitenbereichen des Anschlußdrähte aufweisenden Bauteils angeordnet sind und die Ausrichtung des Bauteils so ausführen, daß ein Paar der Positionierungsklauen zwei dazwischen angeordnete parallele Seitenbereiche des Bauteils zwischeneinander halten und dann voneinander entfernt werden, und daß danach ein anderes Paar der Positionierungsklauen sicher die übrigen beiden parallelen Seitenbereiche des Bauteils zwischen sich nehmen. Ein solcher Aufbau der Vorrichtung verhindert sicher, daß seitlich wirkende Kräfte auf die Anschlußdrähte des Bauteils ausgeübt werden, und damit eine Deformierung oder Verbiegung der Anschlußdrähte. Dadurch werden Fehler bei der Montage des Bauteils auf der Leiterplatte vermieden.

Wenn das Bauteil zur Oberflächenmontage ausgelegt ist und mehrere auf allen vier Seitenbereichen vorgesehene Anschlußdrähte aufweist, kann während der Anschlußdrahterfassung oder -überwachung festgestellt werden, in welcher Richtung sich die Anschlußdrähte erstrecken.

Eine Anschlußdrahterfassung oder -überwachung kann durch eine Überwachungseinrichtung, die in den Fig. 17 bis 19 dargestellt ist, durchgeführt werden. Vor der Überwachung wird die Anordnung eines von dem Ansaugstift 47 gehaltenen Bauteils E von einer in den Fig. 10 bis 16 dargestellten Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen reguliert, so daß das Bauteil E von dem Ansaugstift 47 so gehalten wird, daß eine Vorausrichtung an den Achsen des Ansaugstifts 47 stattgefunden hat. Das so gehalttene Bauteil E wird von einer Lichtquelle 91 angestrahlt, die unmittelbar unterhalb des Bauteils angeordnet ist, so daß Lichtreflexionen von den Anschlußdrähten R1, R2, . . ., Rn des Bauteils E mittels der Kamera 90 aufgenommen werden. Als Lichtquelle 91 wird vorzugsweise eine ringförmige Beleuchtung verwendet, weil sie zu einer gleichförmigen Bestrahlung aller Anschlußdrähte R1, R2, . . ., Rn, die um das Bauteil E angeordnet sind, führt. Zu diesem Zweck kann eine Halogenlampe 91b über optische Fasern 91a mit der Lichtquelle 91 verbunden sein. Wenn die Kamera 90 Lichtreflexionen von den Anschlußdrähten R1, R2, . . ., Rn erfaßt, wandelt der Fernseher 50 ein elektrisches Signal mittels eine Bildverarbeitungseinheit oder -einrichtung 92 in ein binäres Signal um, um ein jedem Anschlußdraht entsprechendes brillantes Bild anzuzeigen. Die Bilder werden in X- und Y-Richtung auf einem Bildschirm des Fernsehgeräts gemäß Fig. 18 wiedergegeben. Wenn die Anschlußdrähte einen Fehler aufweisen, wird kein Bild auf dem Fernsehschirm angezeigt oder ein Bild dessen Dimensionen von normalen Anschlußdrähten abweicht, so daß ein Fehler eines Bauteils erfaßt wird. Auf diese Weise können auch Deformationen von Anschlußdrähten, beispielsweise verbogene Drähte effektiv erfaßt werden.

Bei der Prüfung werden die Bildverarbeitungseinrichtung 92 und eine Steuereinheit 93 für numerische Operationen verwendet, um die axialen Mitten L1, L2, . . ., Ln innerhalb der Breite der optischen Bilder B1, B2, . . ., Bn einer jeden Reihe in X- und Y-Richtung eines Bildschirms eines Fernsehgeräts 50 zu erfassen. Dann werden die Abstände A1, A2, . . ., An zwischen jeweils zwei benachbarten axialen Mitten L1, L2, . . ., Ln nacheinander festgestellt und dann der Mittelwert zwischen den Abständen A1, A2, . . ., An berechnet. Der Mittelwert entspricht einem vorbestimmten Abstand zwischen den Anschlußdrähten des Bauteils, selbst wenn einer der Anschlußdrähte verbogen ist. Entsprechend wird festgestellt, ob einer der Anschlußdrähte verbogen oder deformiert ist, indem ein Vergleich zwischen dem Durchschnitt und einem jeden einzelnen Abstand A1, A2, . . ., An durchgeführt wird. Wenn eine Verbiegung oder eine Deformierung erfaßt wird, wird festgestellt, ob sie sich innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs befindet. Wenn der Wert außerhalb des Toleranzbereichs liegt, wird ein Zurückweisungsbefehl an den Ansaugstift 47 gegeben, um zu verhindern, daß das Bauteil auf der Leiterplatte montiert wird. Die Prüfvorgänge werden bei jeder Reihe von Anschlußdrähten in X- und Y-Richtung auf die gleiche Weise durchgeführt, so daß nur fehlerfreie Bauteile auf einer Leiterplatte montiert werden.

Wenn mittels des Fernsehgeräts 50 eine Prüfung auf Fehlausrichtung zwischen dem Ansaugstift 47 und einem darauf gehaltenen Bauteil zusätzlich zur oben beschriebenen Anschlußdraht-Inspektion durchgeführt wird, wird ein Mittelpunkt O in X- und Y-Richtung gemäß Fig. 19 auf dem Fernsehschirm des Fernsehapparats 50 vorgegeben und dann zur Ausführung der Prüfung ein Vergleich der Lagebeziehung zwischen dem Mittelpunkt O und einem optischen Bild durchgeführt, welches von jedem der Anschlußdrähte erhalten wird. Genauer gesagt, es werden die Schnittpunkte C, G und N zwischen den Mittellinien der benachbarten, an den Ecken liegenden Anschlußdrähten benachbarter Anschlußreihen in X- und Y-Richtung herausgefunden, indem ihre optischen Bilder verwendet werden. Dann wird der Mittelpunkt O′ des Bauteils mit Hilfe der Schnittpunkte C und G bestimmt und ein Anordnungsfehler zwischen den Mittelpunkten O′ und O auf der Basis der X- und Y-Koordinaten herausgefunden, so daß eine Fehlausrichtung zwischen der Mitte des Ansaugstifts 47 und der des davon gehaltenen Bauteils erfaßt oder gemessen wird. Die Betätigung der Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen in Abhängigkeit vom Ergebnis der Messung erlaubt eine genaue Zentrierung des von dem Ansaugstift 47 gehaltenen Bauteils. Dann werden die axialen Mittellinien der Anschlußdrähte der beiden Anschlußdrahtreihen, die in X- oder X-Richtung angeordnet sind, mit Hilfe deren optischer Bilder verbunden, so daß eine Abweichung der Rotationsausrichtung des Bauteils aufgrund einer Fehlausrichtung zwischen den verbundenen axialen Mittellinien und der Mittellinie in X- oder Y-Richtung erfaßt wird. Wenn eine Abweichung des Rotationswinkels Θ entsprechend den oben beschriebenen Verfahren erfaßt wird, betätigt die numerisch betriebene Steuereinrichtung 93 einen Schritt(Schalt)motor 95 über eine Motorsteuerung 94, um ein mit dem Ansaugstift 47 in Eingriff stehendes Zahnrad 96 um einen Winkel Θ entsprechenden Winkel zu drehen, so daß die Ausrichtung des von dem Ansaugstift 47 gehaltenen Bauteils korrigiert werden kann.

Die Anschlußdrahtprüf- oder Erfassungseinrichtung ist in der Lage, die Prüfung für jedes Bauteil durchzuführen, so daß der Bestückungskopf ein Bauteil mit hoher Genauigkeit auf einer Leiterplatte montieren kann. Dadurch wird eine sehr aufwendige Korrektur von Bauteilen, die nach Befestigung der Bauteile durch Löten früher notwendig war, vermieden.

Wenn das Leitungsmuster durch einen Druckvorgang auf der Leitungsplatte aus Kupfer ausgeführt ist, kann die oben beschriebene Montage-Referenzmarkierung M auf der Leiterplatte B ebenfalls aus demselben Material wie das Leitungsmuster durch Drucken hergestellt werden. In diesem Fall wird auf der Oberfläche der Montage-Referenzmarkierung ebenso wie auf dem Leitungsmuster Lötzinn aufgebracht, um eine Oxidation der Referenzmarkierung zu vermeiden.

Das Lötzinn auf der Montage-Referenzmarkierung hat im allgemeinen jedoch keine gleichmäßige Oberfläche. Wenn von einer einzigen Lichtquelle oberhalb der Leiterplatte Licht auf die gedruckte Leiterplatte abgestrahlt wird, tritt eine ungleichmäßige Reflexion auf der Oberfläche des Lötzinns auf, so daß keine korrekte Anordnung der gedruckten Leiterplatte auf dem Fernsehbildschirm erfolgt; daher kann ein auf dem Fernsehbildschirm erzeugtes Bild nicht als Steuerdaten zur Korrektur einer Fehlausrichtung der Leiterplatte herangezogen werden.

Es hat sich herausgestellt, daß dieses Problem mit Hilfe eines Substratfehlausrichtungs-Korrekturverfahrens gelöst werden kann, bei dem radial Licht auf die gesamte Oberfläche der Montage-Referenzmarkierung abgestrahlt wird, die aus demselben Material wie das Leitungsmuster besteht, ein beliebiges optisches Bild der Markierung auf dem Fernsehschirm der TV-Anzeige mittels der Kamera angezeigt wird, eine äußere Rahmenlinie sowie eine Mitte eines Referenzmusters vorgegeben werden, welches der Montage-Referenzmarkierung in einer zentralen Stelle des Fernsehschirms der TV-Anzeige entspricht, bei dem das optische Zufallsbild der Montage- Referenzmarkierung, welches auf dem Fernsehschirm mit den äußeren Rahmenlinien der Referenzmarkierung dargestellt ist, durch vertikale Aufwärts- und Abwärtsjustierung eines binären Niveaus abgeglichen werden, bei dem ein Mittelpunkt des mit dem Referenzmuster in Deckung gebrachten optischen Bildes mit dem Mittelpunkt des Referenzbildes verglichen wird, der auf dem Fernsehschirm der TV-Anzeige eingestellt ist, und bei dem die Fehlausrichtung in X- und Y-Richtung zwischen den Mittelpunkten mit Hilfe der Koordinaten des Fernsehschirms erfaßt wird, um eine Lagebeziehung zwischen dem Bestückungskopf und der gedruckten Leiterplatte einzustellen.

Bei dem oben beschriebenen Verfahren zur Korrektur von Substratfehlausrichtungen läßt man viel Licht radial auf die Montage-Referenzmarkierung einfallen, um das optische Zufallsbild auf dem Fernsehschirm der TV-Anzeige abzubilden, dann läßt man das optische Bild mit den Außenlinien des vorbestimmten Referenzmusters durch Auf- und Abwärtsregelung eines binären Pegels zusammenfallen, wodurch die Montage-Referenzmarkierung optisch erfaßt wird. Durch ein solches Verfahren kann die Lagebeziehung zwischen dem Bestückungskopf und der gedruckten Leiterplatte präzise korrigiert werden, auch wenn Lötzinn auf die Referenzmarkierung aufgebracht wurde.

Im folgenden wird das Verfahren zur Korrektur von Substratfehlausrichtungen an Hand der Fig. 20 bis 30 näher erläutert.

Bei der Korrektur von Substratfehlausrichtungen wird eine Lagebeziehung zwischen der gedruckten Leiterplatte P auf dem Bandförderer 21 (Fig. 1) der Substrat-Trageinrichtung und dem Bestückungskopf 46 zur Montage eines Bauteils auf der Leiterplatte P durch Bewegungen des Bestückungskopfes in X- und Y-Richtung korrigiert, damit das Bauteil genau auf einer vorbestimmten Stelle des Leitungsmusters der gedruckten Leiterplatte montiert wird. Die Montage-Referenzmarkierung, die aus Kupfer besteht, also aus demselben Material wie das Leitungsmuster, wird mit Licht bestrahlt, so daß das von der Markierung reflektierte Licht dazu verwendet wird, ein optisches Bild zu bilden, welches dann einer Bildverarbeitung unterworfen wird, um Daten für die Lagekorrektur des Bestückungskopfes zu erhalten.

Die Bildverarbeitung kann unter Verwendung einer in den Fig. 20 und 21 dargestellten Einrichtung durchgeführt werden. Genauer gesagt, die Einrichtung ist so ausgelegt, daß Licht reflektiert wird, welches von einer mit einer elektrischen Quelle 81 verbundenen, weißglühenden Glühlampe 82 auf einen Spiegel 83 abgegeben wird und im wesentlichen auf einen Mittelbereich einer Montage-Referenzmarkierungen M auf einer gedruckten Leiterplatte P einfallen gelassen wird. Außerdem ist die Einrichtung so ausgelegt, daß Licht von mehreren mit einer elektrischen Quelle 84 verbundenen LED-Lampen 85 auf die Montage-Referenzmarkierung M abgestrahlt wird. Wie in Fig. 22 dargestellt, sind die LED-Lampen 85 vorzugsweise im wesentlichen konzentrisch mit der Montage-Referenzmarkierung M angeordnet, so daß ein großer Lichtanteil radial von den Lampen 85 auf die Referenzmarkierung M ebenso wie von der Lampe 82 abgestrahlt wird. Das von der Referenzmarkierung M reflektierte Licht wird durch eine Linse 86 zu der Kamera 80 geführt und dann über eine Bildverarbeitungseinheit 92, die von einer Bedienungsperson bedient wird, dem TV-Empfänger 50 zugeführt. Die Bildverarbeitungseinheit 92 ist mit der Steuereinrichtung 93 für numerischen Betrieb verbunden und der TV-Empfänger 50 weist gemäß Fig. 23 ein Referenzmuster auf, welches in X- und Y-Richtung vorgegeben ist und einen Mittelpunkt O sowie eine äußere Begrenzungslinie F der Weite W1 und W2 aufweist, welches der auf die gedruckte Leiterplatte P gedruckten Montage-Referenzmarkierung M entspricht. Die Bildverarbeitungseinrichtung gibt ein durch das reflektierte Licht der Referenzmarkierung auf der Leiterplatte gebildetes, von der Kamera 80 aufgenommenes Bild auf dem Bildschirm des TV-Empfängers 50 mit Hilfe eines elektrischen Signals mit einem binären Pegel an; eine Bedienungsperson beurteilt mittels der Steuereinrichtung 93 für numerischen Betrieb und mittels des TV-Empfängers 50 ob ein optisches Bild I′′ vor der Einstellung, wie unten beschrieben, mit der äußeren Begrenzungslinie F des Referenzmusters zusammenfällt. Wenn das optische Bild I′′ über den äußeren Begrenzungsrahmen bzw. die äußere Begrenzungslinie F des Referenzmusters, wie in Fig. 24 dargestellt, hinausgeht, wird es verkleinert, indem der binäre Pegel runtergeregelt wird auf ein optisches Bild I′ (Fig. 25) bis auf ein optisches Bild I (Fig. 26), das im wesentlichen mit der äußeren Begrenzungslinie F des Referenzmusters in X′- und Y′-Richtung bei der Darstellung auf dem Fernsehschirm des TV-Empfängers 50 übereinstimmt. Andererseits wird ein von der Kamera 80 aufgenommenes optisches Bild I′′ welches innerhalb der äußeren Begrenzungslinie gemäß Fig. 27 abgebildet ist, durch Einstellung des binären Pegels schrittweise vergrößert auf ein optisches Bild I′ (Fig. 28) bis zu einem optischen Bild I (Fig. 29), welches mit der äußeren Begrenzungslinie F des Referenzmusters in X′- und Y′-Richtung bei Darstellung auf dem Bildschirm des TV-Empfängers 50 übereinstimmt. Der Mittelpunkt O′ eines jeden auf diese Weise erhaltenen optischen Bildes I, welches mit den äußeren Begrenzungslinien F des Referenzmusters übereinstimmt, wird von einer Bedienungsperson mit Hilfe der Steuereinrichtung 93 für numerischen Betrieb und des TV-Empfängers 50 gefunden. Die Anzahl der Zwischenräume bezüglich der Koordinaten x1, x2, . . ., xn, y1, y2, . . ., yn zwischen den auf diese Weise erhaltenen Mittelpunkten O′ und dem vorbestimmten Mittelpunkt O des Referenzmusters wird mittels der Bildverarbeitungseinrichtung 92, die als Bildsensor dient, und der Steuereinrichtung 93 für numerische Funktionen berechnet, um die Fehlausrichtung zu bestimmen. Auf Grund der so erhaltenen Fehlausrichtungsdaten, wird die Lage des Bestückungskopfes 46 gegenüber der auf dem Förderer liegenden Leiterplatte eingestellt. Dann wird der Bestückungskopf 46 gesenkt, um das daran gehaltene Bauteil auf der Montageplatte zu montieren, so daß das Bauteil genau gegenüber dem Leitungsmuster auf der Leiterplatte ausgerichtet wird und dort durch Löten befestigt wird.

Durch das Verfahren zur Korrektur von Substratfehlaus richtungen werden sehr genaue Daten für die Positionie rung der gedruckten Leiterplatte erhalten, obwohl diese auf dem Förder angeordnet und in Abhängigkeit von der Montage-Referenzmarkierung, die aus demselben Ma terial wie das Leitungsmuster besteht, ausgerichtet wird, so daß die Oberflächenmontage des Bauteils auf der gedruckten Leiterplatte mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden kann.

Bei einer Vorrichtung zur automatischen Montage von Bauteilen ist es wünschenswert, daß der Trag förderer 30 so aufgebaut ist, daß eine Variation der Abstände zwischen den auf der Platte 32 angeordneten Bauteilen zur Oberflächenmontage möglich ist. Die Variation der Abstände beruht auf Änderungen der Bauteile, weil die Abstände der auf den Platten 32 angeordneten Bauteile von deren Form abhängt. Bei einer Vorrichtung zur automatischen Montage dieser Art sind überdies mehrere Paletten oder Trays überein ander gestapelt, und es ist wünschenswert, daß leere Trays, von denen die Bauteile abgenommen wur den, automatisch entfernt werden.

Ein Trayförderer 30, der gemäß den Fig. 31 bis 35 aufgebaut ist, kann für einen Bestückungsautomaten des ausgeführten Ausführungsbeispiels verwendet werden.

Der Trayförderer 30 weist ein Paar von Schienen 10 auf, die gemäß den Fig. 31 und 32 auf dem Sockel 1 befestigt sind. Außerdem ist ein Träger 300 vorgese hen, der vier, an einer Unterseite angebrachte Stützen 301 aufweist. Diese sind jeweils mit einer drehbar angebrachten Rolle 302 versehen, mit deren Hilfe der Förderer auf den Schienen 10 bewegt werden kann. In Fig. 31 ist mit einem Pfeil Y eine Vorwärtsbewegung des Förderers angedeutet.

Die Traytrageeinrichtung schließt außerdem eine Vorrichtung zum Bewegen des Trägers 300 ein, die eine Gewindestange unterhalb des Trä gers 300 sowie einen auf dem Träger angebrachten Motor 304 aufweist. Die Gewindestange 303 wird an beiden Enden drehbar getragen von an der Unterseite des Trä gers 300 angebrachten Lagern 305 und 306; der Motor 304 ist fest am Träger 300 angebracht. Die Gewindestange 303 und eine drehende Welle des Motors 304 weisen an ihnen befestigte Riemenscheiben 307 und 308 auf, zwischen denen ein Steuerriemen bzw. Riemen 309 ge spannt ist. Die Gewindestange 303 steht in einem mittle ren Bereich mit einem auf dem Sockel 1 befestigten Gewindeelement 11 mit einem Innengewinde in Eingriff. Wenn der Motor 304 angetrieben wird, wird die Drehkraft des Motors über die Riemenscheibe 308, den Riemen 309 und die Riemenscheibe 307 auf die Gewindewelle bzw. Gewindestange 303 übertragen, so daß eine Lagebeziehung zwischen der Gewindestange 303 und dem Gewindeelement 11 verändert werden kann, so daß der Träger 300 auf den Schienen 10 gegenüber dem feststehenden Sockel 1 bewegt wird.

Auf dem Träger 300 sind zwei senkrecht verlaufende Führungsstangen 310 fest angebracht, die sich senk recht zur Bewegungsrichtung der Traytrageinrichtung erstrecken. In den Fig. 31 und 32 ist nur eine der Führungsstangen 310 dargestellt. Von den Führungsstan gen 310 wird ein senkrecht verschiebbarer Senkrecht förderer oder Elevator 311 gehalten.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Tray 32 rechteckig ausgebildet und weist mehrere Ausnehmungen auf, in die die Bauteile E zur Ober flächenmontage in gleichmäßigen Abständen eingebracht werden. Mehrere Trays, beispielsweise 10, mit einer Vielzahl von Bauteilen darauf werden übereinander gestapelt und auf dem Elevator angeordnet. Auf dem Träger 300 ist über eine Strebe 313 ein Halteelement 312 schwenkbar nahe einem distalen Ende des Elevators 311 angebracht, welches dazu dient, den obersten Tray zu halten und sie an einer Bewegung zu hindern.

Die Traytrageinrichtung weist auch einen Tray entnahmekopf 315 auf, der fest auf dem Sockel 1 mon tiert ist und der gegenüber dem Tray 32 angeordnet ist, wenn sich der Träger 300 rückwärts bewegt, also entgegen der Richtung des Pfeils Y in Fig. 31. Der Trayentnahmekopf 314 weist einen an seinem Unterende angebrachten Ansaugstift 315 auf, der vertikal bewegbar ist, und der dazu dient, den Tray 32 durch Ansaugen zu halten. Die Vertikalbewegung des Ansaugstifts 315 kann beispielsweise durch einen Luftzylinder oder ähn liches ausgeführt werden.

Auf dem Träger 300 ist überdies eine Trayentlade box bzw. ein -rahmen 316 hinter dem Elevator 311 fest angebracht.

Der oben genannte Bauteil-Entnahmekopf 60 ist gegen über den Trays 32 angeordnet. Der Entnahmekopf 60 kann nicht in der durch den Pfeil Y dargestellten Rich tung bewegt werden, sondern in einer senkrecht dazu verlaufenden Richtung, was in Fig. 21 durch X angedeu tet ist. Der Ansaugstift 61 des Entnahmekopfs 60 ist vertikal bewegbar.

Die in Fig. 32 dargestellte Trayträgereinrichtung weist eine an dem Sockel 1 angebrachte Positionierungs platte 12 auf, die sich über einen Bereich der Bewe gung des Trägers 300 erstreckt. Die Positionierungs platte 12 dient dazu, daß sich der Träger 300 um eine dem Abstand zwischen den Bauteilen auf dem Tray entsprechende Strecke vorwärts bewegt. Die Positio nierungsplatte 12 weist eine Vielzahl von Ausnehmungen 13 auf, deren Abstand dem Zwischenraum S zwischen den Bauteilen entspricht. Die Ausnehmungen 13 werden optisch, magnetisch oder mechanisch durch einen Sensor 317 erfaßt, der starr mit dem Träger 300 verbunden ist.

Die in Fig. 31 dargestellte Trayträgereinrichtung weist Grenzschalter LS1, LS2 und LS3 auf, die hinter einander entlang den Schienen 10 angeordnet sind. Die Begrenzungs- oder Grenzschalter LS1, LS2 und LS3 sind so ausgelegt, daß sie eine erste Halteposition oder vorderste Halteposition des Trägers 300, eine zweite Halteposition oder hinterste Halteposition des Trägers und eine dritte Halteposition oder Halteposition des Trägers 300 kurz vor der hintersten Halteposition erfas sen. Für diesen Zweck sind die Grenzschalter entspre chen diesen Haltepositionen angeordnet. Die vorderste Halteposition entspricht einer Stellung, in der der Bauteil-Entnahmekopf 60 die Bauteile einer hintersten Reihe erfaßt, die hinterste Halteposition entspricht einer Stellung, in der der Trayentnahme kopf 314 ein leeres Tray hält, von der die Bauteile von dem Entnahmekopf 60 entfernt wurden. Die dritte Halteposition entspricht einer Stellung, in der der Entnahmekopft 60 die Bauteile einer vor dersten Reihe durch Ansaugen erfaßt. Der Grenzschalter LS1 wird betätigt, wenn ein Vorsprung 301a, der auf der Innenseite der vorderen Stütze 301 vorgesehen ist, gegen den Schalter drückt; die Grenzschalter LS2 und LS3 werden durch einen auf der Innenseite der hinteren Stützen 301 vorgesehenen Vorsprung betätigt.

An dem Träger 300 ist gemäß Fig. 32 ein Motor 318 befestigt, der den Elevator 311 vertikal bewegt. Der Motor 318 weist eine exzentrische, scheibenförmige Nocke 319 auf, die an einer Drehwelle des Motors ange bracht ist. Gegen die Nocke 319 drückt eine Rolle 320, die als Nockenstößel dient. Die Rolle 320 ist drehbar an einem vertikal bewegbaren Gleitstück 321 befestigt. Das Gleitstück 321 wird beweglich von an dem Träger 300 angebrachten, und sich von diesem nach oben er streckenden Gleitlagern 322 gehalten. Das Gleitstück 321 weist ein drehbar angebrachtes Ritzel 323 auf, welches mit einer senkrecht auf dem Träger 300 ange brachten Zahnstange 324 und mit einer an dem Elevator 311 befestigten, parallel zur Zahnstange 324 angeord neten Zahnstange 325 in Eingriff steht. Die so aufgebau te Ritzel-Zahnstangen-Einrichtung dient zur Vergröße rung der vertikalen Bewegung der Rolle 320.

Wenn der Motor 318 angetrieben wird, um den Elevator 311 aus einer in Fig. 32 gezeigten Stellung zu bewe gen, wird die Nockenscheibe bzw. Nocke 319 gedreht und das Gleitstück 321 zusammen mit der Rolle 320 ange hoben, so daß das Ritzel 323 nach rechts oder im Uhr zeigersinn gemäß Fig. 32 gedreht werden kann, da die Zahnstange 324 feststehend ist. Eine solche Drehung des Ritzels 323 bewirkt, daß die linke Zahnstange 325 um ein der Dicke des Trays 32 entsprechendes Stück angehoben wird.

Im folgenden wird die Funktion der Traytrageinrich tung anhand der Fig. 31 bis 35 erläutert.

Ein Pfeil Z über den Trays 32 in Fig. 31 deutet den Bereich an, innerhalb desssen der Bauteil-Ent nahmekopf 60 ein Bauteil E vom Tray nimmt. Wenn die Zufuhr von Bauteilen auf dem obersten Tablett bzw. Tray 32 beginnt, befindet sich der Träger 300 in der hinteren Position, in der die hintere Stütze 301 den Begrenzungsschalter LS3 betätigt, wodurch sich der Entnahmekopf 60 über einer linken Seite des Bereichs Z oder der Bauteile der vordersten Reihe auf dem Tray 32 befindet. Wie gesagt, ist der Entnahmekopf 60 nicht in der Lage, sich in der durch den Pfeil Y in Fig. 31 bezeichneten Richtung zu bewegen. Dann wird der Entnahmekopf 60 gesenkt und hält ein Bauteil durch Ansaugen und wird wieder angehoben; anschließend wird er in X-Richtung senkrecht zur Y-Richtung bewegt, um die Bauteil- Entnahmefunktion auszuführen.

Wenn die Zufuhr der Bauteile der vordersten Reihe des Trays vollendet ist, wird der Motor 304 ange trieben, um die Gewindestange 303 in Rotation zu ver setzen und um die Lagebeziehung zwischen dem Gewinde element 11 und der Gewindestange 303 zu ändern, wodurch eine Vorwärtsbewegung des Trägers eingeleitet wird. Wenn der Sensor 317 die Ausnehmung 13 der Positionie rungsplatte 12 erfaßt, die mit dem Zwischenraum S zwi schen den Bauteilen übereinstimmt, wird die Be tätigung des Motors 304 beendet. Dadurch wird der Trä ger 300 um eine dem Zwischenraum S entsprechende Di stanz nach vorne bewegt, wodurch die Bauteile einer zweiten Reihe auf dem Tray gegenüber dem Ent nahmekopf angeordnet werden. Dann nimmt der Entnahme kopf die Bauteile der zweiten Reihe nacheinander von dem Tray.

Derselbe Vorgang wird wiederholt, um die Entnahme der Bauteile der dritten bis zur letzten Reihe nacheinander auszuführen.

Anschließend wird der Träger zur hintersten Halteposi tion bewegt, in der die hintere Stütze 301 den Begren zungsschalter LS2 betätigt. Dadurch findet sich der Entnahmekopf 60 gemäß Fig. 33 in einer Stellung links vom Tray 32 und das Halteelement 312 schwenkt zur Seite, so daß der Eingriff mit dem Tray gelöst wird. Dann wird der Trayentnahmekopf 314 gesenkt und betätigt, um das oberste Tray durch Ansaugen zu halten, und anschließend angehoben. Dann wird das Halteelement 312 in seine ursprüngliche Lage zurückge schwenkt, um die übrigen Trays auf dem Elevator zu halten.

Danach wird der Träger 300 in die etwas vorwärts liegen de Stellung bewegt, in der die hintere Stütze 300 den Grenzschalter LF3 betätigt, so daß der Schaltkreis- Entnahmekopf 60 gegenüber den Bauteilen E einer ersten Reihe eines zweiten Trays gemäß Fig. 34 ange ordnet ist. Wenn der Motor 318 anläuft, wird die Nocken scheibe bzw. die Nocke 319 gedreht, um das Gleitstück 321 nach oben zu bewegen und um das Ritzel 323 zu drehen, um die Zahnstange 325 anzuheben, so daß der Elevator um ein der Dicke eines Trays entsprechendes Stück angehoben wird, wodurch das zweite Tray auf eine Höhe gebracht wird, in der das zuvor entfernte oberste Tray sich befand. Dann beginnt der Entnahme kopf 60 mit der Entnahme der Bauteile einer ersten Reihe auf dem zweiten Tray. Bauteile der zweiten bis letzten Reihe werden nacheinander wie oben beschrieben entnommen.

Bei dem in Fig. 35 dargestellten Zustand sind alle Bauteile des zweiten Trays 321 entnommen und der Träger 300 befindet sich in der vordersten Stel lung, während sich das oberste Tray oberhalb des Trayentladebehälters 316 befindet. Dann wird die von dem Trayentnahmekopft 314 auf dem Tray ausge übte Saugkraft unterbrochen und das Tray in den Behäl ter 316 fallengelassen.

Anschließend wird der Träger 300 in eine Stellung gemäß Fig. 33 zurückbewegt und der Trayentnahmekopf 314 hält das zweite Tray durch Saugkraft. Anschließend führt der Entnahmekopf 60 die Entnahme von Bauteilen von einem dritten Tray auf die oben beschrie bene Weise aus.

Bei der oben beschriebenen Traytrageinrichtung ist die Positionierungsplatte mit einer Markierung ver sehen, die Ausnehmungen 13 aufweist, deren Abstand mit dem Zwischenraum S zwischen den Bauteilen übereinstimmt. Die Markierung kann jedoch auch Vorsprün ge oder Löcher anstatt der Ausnehmungen 13 aufweisen.

Die Traytrageinrichtung ist so aufgebaut, daß der Elevator, auf dem die Trays angeordnet sind, von dem horizontal auf den Schienen bewegbaren Träger getra gen wird, so daß der Bauteil-Entnahmekopf die Entnahme immer an denselben Stellen vornehmen kann. Durch einen Austausch der Positionierungseinrichtungen, die durch die mit den Zwischenräumen zwischen den Bauteilen auf den Trays übereinstimmende Mar kierungen aufweist, können die Bewegungsstrecken des Trays nach Wunsch variiert werden. Der Trayentnahme kopf ermöglicht es, daß leere Trays, von denen die Bauteile entnommen wurden, sehr effizient automat tisch entfernt werden, weil das Herausnehmen parallel zur Zufuhr der Bauteile ausgeführt werden kann.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann der oben beschriebene Stangenförderer 31 wie in den Fig. 36 und 37 dargestellt aufgebaut sein.

Der Stangenförderer 31 weist einen Magazintragrahmen 401 auf, der auf der Basis bzw. dem Sockel 1 angebracht und dazu geeignet ist, mehrere Bauteil-Magazine 400 gestapelt aufzunehmen. Die Magazin 400 sind je weils aus Kunststoff, Metall oder ähnlichem aufgebaut, weisen eine zylindrische Form auf und können Bauteile E in einer Reihe aufnehmen. Der Magazintrag rahmen 401 wird bei der Zufuhr der Bauteile E etwa in einem Winkel 45° geneigt am Sockel 1 gehal ten.

An dem Vorderende des Magazintragrahmens 401 ist eine Zuführrutsche 402 angebracht. Im Inneren der Zuführ rutsche 402 befindet sich ein Durchlaß für Bauteile, der etwa in einem Winkel von 45° geneigt ist und mit dem untersten der Magazine 400 in Verbindung steht. An der Zuführrutsche 402 ist ein Klinkenelement 403 oberhalb des Durchlasses um einen Stift 404 schwenkbar angebracht. An dem Klinkenelement 403 ist eine Blatt feder 405 mit einem hinteren Ende angebracht, an dem ein Klemmstift 406 befestigt ist. An einem oberen Be reich der Zuführrutsche 402 ist ein kleiner Luftzylin der 408 mittels eines Tragelements 407 angebracht. Der Luftzylinder 408 weist eine Stange auf, die dazu dient, in ausgefahrenem Zustand das distale Ende des Klinkenelements 403 niederzudrücken. Das Klinkenelement 403 ist mit einer nicht dargestellten Feder versehen, die das distale Ende des Klinkenelements 403 nach oben drückt, um den Durchlaß für Bauteile zu öffnen, wenn die Stange des Luftzylinders 408 zurückgezogen ist.

Der Stangenförderer weist einen auf dem Sockel 1 montier ten Tragrahmen 409 auf, auf dem ein Bandförderer 410 horizontal angeordnet ist. An dem Tragrahmen 409 sind mehrere Bandrollen 411 bis 414 drehbar angebracht, um die ein Förderband 415 geführt wird. Auf die Bandrol le 411 wirkt über ein Sperrad 416 eine Antriebskraft eines Luftzylinders 417. Genauer gesagt, ein Kontrak tionsvorgang des Luftzylinders 417 bewirkt, daß die Bandrolle 411 um einen vorgegebenen Betrag in den Fig. 36 und 37 durch das Sperrad 416 im Uhrzeigersinn gedreht wird, so daß das Förderband 415 um ein vorgege benes Stück in einer in Fig. 37 durch einen Pfeil D angedeuteten Richtung bewegt wird. Wenn sich der Luftzylinder 417 durch Ausdehnung in seine ursprüng liche Richtung bewegt, überträgt das Sperrad 416 keine Drehkraft auf die Bandrolle 411, so daß das Förderband 415 angehalten wird. Auf diese Weise wird das Band 415 intermittierend angetrieben.

Der Stangenförderer ist so aufgebaut, daß der Luftzylin der 417 sich zusammenzieht und das Förderband 415 über das Sperrad 416 und die Bandrolle 411 um ein vorgegebe nes Wegstück nach vorne dreht, wenn ein Bauteil an der Bauteilentnahmestelle V auf dem Förderband 415 auf dem Ansaugstift 61 zur Weitergabe an die Ein richtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen gehalten wird. Dadurch wird das nächste Bauteil in die Bauteilentnahmestellung V gebracht, was dazu führt, daß ein Bereich des Förderbandes unter einem unteren Ende der Zuführrutsche 402 kein Bauteil aufweist. In diesem Fall zieht, sich der Luftzylinder 408 zusammen, um das distale Ende des Klinkenelements 403 anzuheben und den Durchlaß der Zuführrutsche 402 zu öffnen. Dies führt dazu, daß das unterste Bauteil E aufgrund seines eigenen Gewichts auf das Förder band 415 fällt. Gleichzeitig wird der an dem hinteren Ende der Blattfeder 405 angebrachte Klemmstift 406 nach unten gedrückt, um das nächste, oberhalb des untersten Bauteils angeordnete Bauteil festzuklemmen oder niederzuhalten und um zu verhindern, daß die bei den Bauteile zusammen auf das Förderband 415 fallen. Wenn das unterste Bauteil, wie oben be schrieben, auf das Förderband gefallen ist, wird der Luftzylinder 408 betätigt, so daß die Stange ausfährt und das Klinkenelement 403 niedergedrückt wird, wobei das nächste Bauteil von dem Klemmstift 406 freige geben wird. Dies führt dazu, daß das nächste Bauteil in die unterste Stellung gebracht und dort von dem Klinkenelement 403 gehalten wird.

Der oben beschriebene Vorgang wird wiederholt, damit die Bauteile in dem Magazin 400 über die Zuführ rutsche 402 einzeln auf das Förderband 415 fallen und zu der Bauteilentnahmestellung V aufgrund der intermittierenden Bewegung des Förderbandes 415 getra gen werden.

Der Stangenförderer ist also so aufgebaut, daß die Beför derung der Bauteile zur Bauteilentnahme stelle durch das Förderband bewirkt wird, so daß die Zuführrutsche, die eine Verbindung zu dem Magazin her stellt, einfach aufgebaut sein kann. Darüber hinaus kann der Bandförderer bei verschiedenen Arten von Bauteilen ohne jegliche Abwandlung verwendet werden, so daß der Stangenförderer sehr gut allgemein eingesetzt werden kann. Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der automatischen Montagevorrich tung kann anstelle des Stangenförderers ein Gurtförderer verwendet werden, der eine Reihe von Bauteilen, die im folgenden als Bauteilreihe bezeichnet wird, wie in Fig. 38 und 39 dargestellt, handhaben kann. In den Fig. 38 und 39 wird eine Bauteil reihe mit T bezeichnet. Sie umfaßt mehrere Bauteile E, einen langgestreckten Gurt T2 mit einer Vielzahl von in gleichem Abstand angeordneten Ausnehmungen T1, welche die Bauteile E aufnehmen, sowie ein Abdeckband T3 zum Abdecken der Ausnehmungen T1. Das Abdeckband T3 ist durch Thermodruckverklebung, mechanische Verbindung oder ähnliches mit dem Gurt T2 verbunden. Die Bauteilreihe weist in gleichem Abstand angeordnete Perforationen T4 auf.

Ein Gurtförderer zur Handhabung einer solchen Bauteil reihe kann beispielsweise, wie in den Fig. 40 bis 48 dargestellt, aufgebaut sein.

Fig. 40 zeigt den allgemeinen Aufbau des Gurförde rers 700. Er weist einen an dem Sockel 1 angebrachten Trag rahmen 500 auf. An dem Tragrahmen 500 ist horizontal eine Führung 501 angebracht, auf der die Bauteil reihe T, die von einer nicht dargestellten Vorrats rolle abgezogen wird, horizontal bewegbar gehalten wird.

Der Gurtförderer weist außerdem eine drehbar vom Trag rahmen 500 gehaltene Aufnahmetrommel 502 auf, die nach oben aus dem Tragrahmen 500 ragt. Die Aufnahmetrommel 502 dient zum Aufwickeln des Abdeckbandes T3, welches vom Gurt T2 abgezogen wird. Die Auf nahmetrommel ist über eine Riemenscheibe 503, ein Gurt band 504 und eine Riemenscheibe 505 mit einer nicht dargestellten Antriebsquelle verbunden, so daß eine Antriebskraft der Antriebsquelle auf die Aufnahmetrom mel 502 übertragen werden kann.

Die Aufnahmetrommel 502 wird von einer in Fig. 42 im einzelnen dargestellten Trageinrichtung gehalten. Diese weist eine am Tragrahmen 500 befestigte Welle 506 auf, an der ein zylindrisches Element 508, das einstückig mit der Riemenscheibe 503 ausgebildet und drehbar mittels eines Lagers 507 befestigt ist, ange bracht ist. Das zylindrische Element 508 weist an einer Außenfläche eine ringförmige Ausnehmung auf, die ein Paar einander gegenüberliegender vertikaler Flächen 509 aufweist. Die Aufnahmetrommel ist auf einer Außen seite des zylindrischen Elements 508 angeordnet. An seiner Innenseite ist ein Vorsprung 502a vorgesehen, der von der Ausnehmung des zylindrischen Elements 508 aufgenommen wird. Der Vorsprung 502a wird zwangsweise mit einer seiner Seitenflächen gegen eine vertikale Fläche 509 durch eine in der Ausnehmung des zylindri schen Elements untergebrachte Druckfeder 510 gepreßt. Durch diesen Aufbau wird eine Drehung der Riemenscheibe 509 auf die Aufnahmetrommel 502 bei im wesentlichen konstanter Reibungskraft übertragen, so daß die Trommel das Abdeckband T3 unter im wesentlichen konstanter Aufwickelkraft entwickelt.

Gemäß Fig. 40 wird am linken Ende des Tragrahmens 500 ein Schritt-Zuführrad 511 drehbar gehalten. Es ist gemäß Fig. 43 mittels eines Lagers 513 drehbar auf der Welle 512 am Tragrahmen 500 angebracht, so daß es gemäß Fig. 40 mittels einer auf einer seiner Seiten angebrachten Klinkeneinrichtung 414 intermittie rend nach links gedreht werden kann. Das Schritt-Zuführ rad 511 ist so ausgelegt, daß es den Gurt T2 mit einer konstanten Schrittweite befördern kann. Dazu ist das Rad 511 mit einer nicht dargestellten Stifteinrichtung oder ähnlichem ausge rüstet, die mit den Perforationen T4 in Eingriff steht.

Die Klinkeneinrichtung 514 weist gemäß den Fig. 40 und 44 ein einstückig mit dem Schrittzuführrad 511 ausgebildetes Zahnrad 515, einem von der Welle 512 gehaltenen Zuführhebel 516, eine schwenkbar auf dem Zuführhebel 516 angebrachte Sperrklinke 517, einen mittels einer Welle 518 drehbar am Tragrahmen 500 ange brachten Blockierungshebel 515 und einen Luftzylinder 520 auf.

Die Sperrklinke 517 wird durch eine nicht dargestellte Feder nachgiebig in eine Richtung gedrückt, in der sie mit dem Zahnrad 515 in Eingriff steht. Der Blockie rungshebel 519 wird durch eine Zugfeder 521 zwangsweise mit dem Zahnrad 515 in Eingriff gebracht. Der Bewegungs bereich der Sperrklinke 517 wird mittels eines Zuführ klinkenstoppers 522 eingestellt, der am Tragrahmen 500 befestigt ist.

Dadurch, daß der Blockierungshebel 519 dauernd in Ein griff mit dem Zahnrad 515 steht, wird vermieden, daß in dem Fall, in dem die distale Klinke des Blockierungs hebels 519 sich von einem Scheitel zu einer Wurzel des Zahnrads 515 bewegt, das in der Ausnehmung T1 des Gurts T2 untergebrachte Bauteil E auf grund des Stoßes sich bewegt, der dann auftritt, wenn die distale Klinke in den Bereich der Wurzel fällt, während sich gleichzeitig das Zahnrad 515 mit einer größeren Umdrehungsgeschwindigkeit dreht als die Zuführ klinke. Wenn der Blockierungshebel 519 jedesmal bei einem Bewegungsschritt vertikal bewegt wird, werden der Blockierungshebel 519 und das Zahnrad 515 stark abgenutzt.

Um diesen Nachteil auszugleichen, ist auf der Welle 518 koaxial mit dem Blockierungshebel 519 eine statio näre Nocke 523 befestigt; ein Stopper-Steuerhebel 524 wird von dem Stopper- oder Blockierungshebel gehalten, so daß er mit einer Rinne 523a der stationären Nocke 523 in Eingriff steht. Der Stopper-Steuerhebel 524 wird durch eine Zugfeder 525 in Richtung auf die statio näre Nocke 523 vorgespannt. Durch diesen Aufbau ist sichergestellt, daß, wenn die Sperrklinke 517 das Zahn rad 515 in Gegenuhrzeigerrichtung dreht, der Blockie rungshebel 519 notwendigerweise von der Wurzel des Zahnrads 515 zu dessen Krone bewegt wird, so daß die Klinke des Stopper-Steuerhebels 524, wie in Fig. 40 dargestellt, in die Rinne 523a der stationären Nocke 523 eintreten kann und zwar in einer Stellung, in der das distale Ende des Stopper- bzw. Blockierungshebels 519 angehoben ist, so daß der Blockierungshebel in der gehobenen Stellung gehalten wird. Dadurch wird eine ungleichmäßige Rotation des Zahnrads 515 sowie eine Abnutzung des Zahnrads 515 und des Blockierungs hebels 519 vermieden.

Bevor die Sperrklinke 517 einen Zuführschritt beendet, betätigt ein Ende 516a des Zuführhebels 516 des Stop per-Steuerhebel 524, damit der Eingriff zwischen dem Stopper-Steuerhebel 524 und der stationären Nocke 523, wie in Fig. 44 dargestellt, freigegeben wird, so daß die Klinke des Blockierungshebels 519 in die Wurzel des Zahnrads 515 eintreten kann und damit eine Rück wärtsdrehung des Zahnrads 515 verhindert. Die Sperrklin ke 517 hemmt durch den Anschlag gegen den Zuführklinken stopper 522, wodurch ein fester Eingriff mit dem Zahn rad 515 erreicht und dessen Überdrehung vermieden wird.

Der Luftzylinder 520 ist mit seinem Körper am Tragrah men 500 angebracht und an einem distalen Ende einer zugehörigen Stange über ein Verbindungselement 526 mit dem Zuführhebel 516 verbunden. Ein Stopper 527 ist an dem Tragrahmen so angebracht, daß das Verbin dungselement 526 gegen den Stopper 527 stößt, um den Hub des Luftzylinders 520 zu begrenzen. Entsprechend wird der Hub des Luftzylinders durch einen Abstand zwischen der Stellung maximaler Kontraktion und der Stellung definiert, in der das Verbindungselement 526 gegen den schrittweisen Einstellungs-Stopper 527 auf grund der Ausdehnung des Luftzylinders 520 anschlägt. Der Stopper 527 ist dazu vorgesehen, den Gurtförderer auf verschiedene Arten von Bauteilreihen mit verschiedenen Abständen zwischen den Bauteilen abzustimmen.

Bei jeder Kontraktion des Luftzylinders 520 wird das Schritt-Zuführrad 511 um einen festen Betrag in Gegen uhrzeigersinn gedreht. Bei der Kontraktion wird die Sperrklinke 515 von einer in Fig. 40 dargestellten Stellung in eine in Fig. 44 gezeigte Stellung bewegt, um das Zahnrad in Gegenuhrzeigersinn zu drehen. Bei der Ausdehnung des Luftzylinders verriegelt der Blockie rungshebel 519 das Zahnrad, so daß nur die Sperrklinke 517 in ihre ursprüngliche Lage zurückbewegt wird.

Gegenüber der Führung 501 ist vor dem Schritt-Zuführ rad 511 eine obere Bandführung 528 an dem Tragrahmen 500 befestigt. Die obere Bandführung 528 ist, wie in Fig. 48 dargestellt, in einem mittleren Bereich mit einem Schlitz 529 versehen, durch den das Abdeckband T3 gezogen wird. An der Bandführung 528 ist oberhalb des Schlitzes 529 eine Rolle 530 drehbar angebracht, mit der das Abdeckband gleichmäßig von dem Gurt T2 abgezogen wird. Das Abdeckband T3 der Bauteilreihe T wird unter Spannung um die Rolle 530 geführt und dann auf der Aufnahmetrommel 502 aufge rollt.

Wie in den Fig. 41 und 48 gezeigt, ist die obere Bandführung 528 mit einem Bandhalter 531 versehen, der verhindert, daß beide Kanten des Gurts T2, von dem das Abdeckband T3 abgezogen wurde, sich heben. Der Bandhalter 531 kann so ausgelegt sein, daß er die Ausnehmung T1, die das Bauteil E aufnimmt, zumindest teilweise abdeckt. Der Bandhalter 531 der oberen Bandführung 529 weist an einer auf der Führung 501 definierten Bauteilentnahmestelle V entspre chenden Stelle eine große Öffnung 532 auf, damit der Ansaugstift 61 des Bauteil-Entnahmekopfs 60 dadurch ein Bauteil E in einer Ausnehmung T1 durch Ansaugen entnehmen kann.

Wenn der Ansaugstift 61 an der Bauteilentnahme stelle V abgesenkt wird, um ein Bauteil E zu entnehmen, welches an seinem Körper angebrachte An schlußdrähte wie beispielsweise bei einem IC oder ähn lichem aufweist, besteht die Gefahr, daß die Anschluß drähte des Bauteils E deformiert oder verbogen werden, aufgrund der Durchbiegung des Gurts T2, die durch eine Absenkung des Ansaugstifts 61 verur sacht wird, weil eine Unterseite der Führung 501 nicht mit einer Unterseite der Ausnehmung T1 des Aufnahme bands übereinstimmt. Um diesen Nachteil zu vermeiden, weist der Gurtförderer ein Band-Stützelement 532a auf, welches über einen Bereich der Grundfläche der Führung 501 im Bereich der Bauteil-Entnahmestelle V erstreckt, so daß eine obere Fläche des Band-Stützele ments 532a mit der Bodenfläche der Ausnehmung T1 zusam menfällt, wie dies in Fig. 46 gezeigt ist. Höhe und Länge des Band-Stützelements 532a hängen von der Art des Bauteils E oder der Tiefe der Ausnehmung E1 ab.

Fig. 47 zeigt eine Abwandlung der Anordnung des Band- Stützelements 532a. In Fig. 47 ist ein zylindrisches Element 533 so angebracht, daß es durch einen Bereich der Führung 501 ragt, der der Bauteil-Entnahme stelle V entspricht. Das Band-Stützelement 532a ist vertikal bewegbar durch das zylindrische Element 533 geführt. Das Band-Stützelement 532a wird durch eine Druckfeder 534 nach unten gedrückt. Das so aufgebaute Band-Stützelement 532a wird mit Hilfe eines Luftzylin ders 535 nach oben bewegt, wenn der Ansaugstift 61 abgesenkt wird, um die Bodenfläche der Ausnehmung T1 des Gurts T2 abzustützen.

Die Funktion eines so aufgebauten Bandförderers wird im folgenden beschrieben.

Die von der Vorratstrommel abgezogene Bauteil reihe T wird zu der Führung 501 geleitet, das Abdeck band T3 wird von dem Gurt T2 von der Rolle 530 abgezogen und dann auf der Aufnahmetrommel 502 aufgewickelt.

Der Gurt T2, von dem das Abdeckband T3 abgezogen wurde, wird intermittierend in Fig. 4 nach links befördert durch das Schritt-Zuführrad 511, das entsprechend der Kontraktion des Luftzylinders 520 um einen vorgegebenen Weg in Gegenuhrzeigersinn ge dreht wird. Dadurch werden die in den Ausnehmungen T1 des Gurts T2 untergebrachten Bauteile nacheinander zur Bauteilentnahmestelle V bewegt, während der Bandniederhalter bzw. Bandhalter 531 der oberen Bandführung 528 die Kanten des Gurts ausrichtet bzw. begradigt und/oder einen Teil der Ausnehmungen T1 abdeckt, damit die Bauteile E nicht wegen ihrer losen Unterbringung, aufgrund von Torsionen oder Vibrationen des Gurts T2 aus den Ausnehmungen herausfallen.

Dann liegt das Bauteil E in der Ausnehmung T1 frei an der Bauteilentnahmestelle V und wird durch den Ansaugstift 61 herausgenommen.

Der Gurtförderer ist so aufgebaut, daß das Schritt-Zu führrad den die Bauteile tragenden Gurt intermittierend unter Spannung weiterbewegt; die Rolle ist vor dem Schritt-Zuführrad so angeordnet, daß es das Abdeckband von dem Gurt ab zieht. Ein solcher Aufbau verhindert wirksam Spiel, Verdrehung und Deformierung des Gurts. Das Abziehen des Abdeckbandes von dem Gurt erfolgt gleichmäßig zwangsweise durch die Rolle. Darüber hinaus ist der Gurtförderer mit einem Bandniederhalter bzw. Bandhalter ausgestattet, der zumindest die obere Ober fläche des Gurts, von dem das Abdeckband abgezogen wurde, hält, so daß die Bauteile nicht aus den Ausnehmungen fallen.

Wenn leere Bereiche des Gurts T2, aus denen die Bauteile durch den Ansaugstift 61 ent nommen wurden, unbehandelt bleiben, behindern diese nicht nur die schrittweise Zufuhr, sondern auch andere Funktionen der Vorrichtung.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, weist das dargestellte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum automatischen Anbringen von Bauteilen vorzugsweise eine Gurt schneideinrichtung gemäß den Fig. 49 und 50 auf, die geleerte Bereiche des Gurts zur Besei tigung in kleine Stücke schneidet.

Die in den Fig. 49 und 50 dargestellten Gurtschneide einheit weist einen Sockel 600 und einen an diesem fest angebrachten Tragrahmen 601 auf. Das oben beschriebene Schritt-Zuführrad 511 ist ober halb des Tragrahmens 601 angebracht.

Die Bauteilentnahmestelle V, an der die Bauteile E aus der Bauteilreihe T entnommen werden, liegt definitionsgemäß vor dem Schritt-Zuführ rad 511 und die Rolle zieht das Abdeckband T3 von dem Gurt T2 vor der Bauteilentnahme stelle V ab, um die Bauteile, wie oben beschrie ben, freizulegen. Die freigelegten Bauteile wer den nacheinander durch den Ansaugstift 61 entnommen.

Links am Tragrahmen 601 ist ein röhren- oder kanal förmige Bandführung 602 vorgesehen, die den von dem Schritt-Zuführrad 511 abgegebenen leeren Gurt T2 in ihrem Inneren nach unten führt. Am unteren Ende der Bandfüh rung 602 ist die feststehende Klinge 603 einer Schneid einrichtung angeordnet. Eine bewegliche Klinge 604 ist auf einem beweglichen Element 606 angebracht, das auf der Stange eines Luftzylinders 605 befestigt ist.

Die Gurtschneideeinrichtung weist außerdem eine nahe dem unteren Ende einer Öffnung der Bandführung 602 angeordnete Rinne 608 auf, die kleine, beim Schneiden des leeren Gurts T2 entstehende Stücke auf einem Band förderer 607 fallen läßt. Der Bandförderer 607 weist ein horizontal in Richtung eines in den Fig. 49 und 50 dargestellten Pfeiles bewegtes Förderband 609 auf.

Der leere Gurt T2 wird nach unten durch die Bandführung 602 geführt und hängt ein vorgegebenes Stück aus dem unteren Ende der Öffnung der Bandführung 602 auf Grund der intermittierenden Rotation des Schritt-Zuführrads 511. Dann wird der Luftzylinder 605 betätigt, um die bewegliche Klinge 604 über das bewegliche Element 606 nach vorne zu bewegen, wie dies durch einen Pfeil Z′ in Fig. 49 dargestellt ist, um den leeren Gurt T2 in kleine Stücke T2′ gemäß Fig. 50 zu schneiden. Jedes der so entstandenen kleinen Stücke T2′ fällt auf Grund seines Eigengewichts durch die Rinne 608 auf das Förderband 609 des Bandförderers 607, der die kleinen Stücke zu einem nicht dargestell ten , nahe dem Förderband 609 angeordneten Abfallbehäl ter befördert.

Die so aufgebaute Gurtschneideeinrichtung ist in der Lage, für eine Beseitigung des leeren Gurts zu sorgen und so eine Behinderung der Vorrichtung zur automati schen Montage von Bauteilen zu verhindern.

Claims

1. Bestückungsautomat zur Anbringung eines elektronischen Bauteils auf einer gedruckten Leiterplatte, der
einen Sockel (1) aufweist;
eine Bauteil-Zuführeinrichtung (3) zur Zufuhr der Bauteile (E) an eine vorgegebene Stelle auf dem Sockel;
eine Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen (7) zur Einstellung einer Lage und Ausrichtung des Bauteils (E);
eine Bauteilentnahmeeinrichtung (6), die so ange ordnet ist, daß sie zwischen der Zuführeinrichtung (3) und der Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Dre hen (7) bewegbar ist und die ein Bauteil (E) von der Zuführeinrichtung (3) durch Ansaugen entnimmt und es der Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen (7) zuführt;
einen Bestückungskopf (46), der gegenüber der gedruckten Leiterplatte (P) bewegbar ist und der das Bauteil (E), dessen Lage und Ausrichtung von der Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen (7) eingestellt ist, durch Ansaugen hält und des zur gedruckten Leiter platte (P) bringt:
eine Substrat-Trageinrichtung (2), welche die gedruckte Leiterplatte (P) trägt, auf der das Bauteil (E) montiert werden soll;
eine Anschlußdrahterfassungseinrichtung (90), welche die Anschlußdrähte des Bauteils, dessen Lage und Ausrichtung von der Einrichtung zum Zentrieren und wahlweisen Drehen (7) eingestellt sind, erfaßt; und
eine Substratmarkierungs-Erfassungseinrichtung (80) zur Erfassung einer Montage-Referenzmarkierung (M) auf der gedruckten Leiterplatte (P), die von der Substrat-Trag einrichtung (2) gehalten wird;
wobei alle Einrichtungen auf dem Sockel (1) montiert sind und eine Bewegung des Bestückungskopfes (46) gegenüber der gedruckten Leiterplatte (P) in Abhängig keit von dem Ergebnis der Detektoreinrichtungen ausge führt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteil-Zuführeinrichtung (3) einen Trayförderer (30) mit folgenden Elementen auf weist: einen Träger (300), der in Längsrichtung beweg bar ist, einen in vertikaler Richtung gegenüber dem Träger bewegbaren Elevator (311), der eine Vielzahl von gestapelten Trays (32) trägt, eine Positionierungsein richtung (12), die eine mit dem Zwischenraum zwischen dem auf den Trays angeordneten Bauteilen über einstimmende Markierung (13) aufweist, einen Sensor (317) zur Erfassung der Markierung (13), eine Antriebs einrichtung (303-309) zur Vorwärtsbewegung des Trägers (300) um ein Wegstück, das dem Zwischenraum entspricht, den der Sensor (317) in Abhängigkeit von den Markierun gen (13) erfaßt; eine Trayentnahmeeinrichtung (314) zur Entnahme von leeren Trays (32), von denen die Bauteile (E) entnommen wurden, und eine Tray aufnahme (316) zur Aufnahme der von der Trayentnahme einrichtung (314) entnommenen leeren Trays (32).

2. Bestückungsautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungseinrichtung eine langgestreckte Platte (12) mit Ausnehmungen (13), Vorsprüngen und/oder Löchern aufweist, die als Markierung dienen.

3. Bestückungsautomat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Zuführvorrichtung (31) für Bauteile in gestapelten Stangenmagazinen mit folgenden Elementen aufweist: einen Rahmen (401), der zumindest ein Magazin (400) mit Bauteilen (E) darin trägt, eine Zuführrutsche (402) mit einem Durchlaß für die Bauteile (E), der mit dem Magazin (400) in Verbindung steht, und einen Bandförderer (410), der die durch die Zuführ rutsche (402) aus dem Magazin (400) gelangenden Bauteile (E) aufnimmt und diese hintereinander zu einer Bauteilentnahmestelle (V) liefert, wobei die Zuführrutsche (402) mit einer Einrichtung (403-408) zum Halten eines Bauteils (E) innerhalb der Zuführ rutsche (402) ausgerüstet ist.

4. Bestückungsautomat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (400) und die Zuführrutsche (402) so gegenüber einer horizontalen Ebene geneigt sind, daß die Zuführrutsche (402) nach unten gerichtet ist.

5. Bestückungsautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuführeinrichtung (700) für gegurtete Bauteile mit folgenden Elementen auf weist: ein Schritt-Zuführrad (511), welches intermit tierend in vorgegebenen, gleichen Schrittabständen einen Gurt (T2) mit Ausnehmungen (T1) zur Aufnahme von Bauteilen (E) fortbewegt; eine vor dem Schritt-Zuführrad (511) angeordnete Rolle (530) zum Abziehen eines Abdeckbandes (T3) von dem Gurt (T2), welches die Ausnehmungen (T1) in dem Gurt (T2) abdeckt, und eine Gurthalteeinrichtung (531), die zumindest eine obere Fläche des Gurts (T2) ausrichtet, von dem das Abdeckband (T3) abgezogen wurde, so daß jedes der Bauteile (E) freigelegt wird und von dem Gurt (T2) an einer Bauteilentnahmestelle (V) vor dem Schritt-Zuführrad (511) entnommen werden kann.

6. Bestückungsautomat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurthalteeinrichtung (531) in ihrem Mittelbe reich eine Öffnung (532) aufweist, und daß die Bauteilentnahmestelle (V) im Inneren der Öffnung (532) der Gurthalteeinrichtung (531) definiert ist.

7. Bestückungsautomat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurthalteeinrichtung (531) zumindest beide Kanten der Oberfläche des Gurts (T2) ausrichtet.

8. Bestückungsautomat nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Zuführeinrichtung (700) für gegurtete Bauteile aufweist, die folgendes aufweist: ein Schritt-Zuführrad (511), welches einen Gurt (T2) mit in gleichen Abständen angeordneten Ausnehmungen (T1), in denen die Bauteile (E) untergebracht sind, intermittierend in vorgegebenen Schritten weiterbewegt, so daß ein Abdeckband (T3) zum Abdecken der Ausnehmungen (T1) des Gurts (T2) von dem Gurt von dem Schritt-Zuführrad (511) abgezogen werden kann, damit die Bauteile (E) an einer Bauteilent nahmestelle (V) vor dem Schritt-Zuführrad (511) entnom men werden können, sowie eine Klinkeneinrichtung (514), die folgende Elemente umfaßt: ein gemeinsam mit dem Schritt-Zuführrad (511) drehbares Zahnrad (515), einen Zuführhebel (516), der schwenkbar und koaxial mit dem Zahnrad (515) angeordnet ist, eine Sperrklinke (517), die schwenkbar auf dem Zuführhebel (516) angebracht und in eine Richtung gedrückt ist, in der sie in Eingriff mit dem Zahnrad (515) steht, einen Zuführklinkenstopper (522), der gegen die Sperr klinke (517) gedrückt wird, um diese zu stoppen, einen Blockierungshebel (519), der in eine Richtung gedrückt wird, in der er mit dem Zahnrad (515) in Eingriff steht, einen Stopper-Steuerhebel (524), der schwenkbar an dem Blockierungshebel (519) angebracht ist, und eine feststehende Nocke (523), die mit dem Stopper-Steuer hebel (524) in Eingriff bringbar ist, so daß die Schwenkbewegung des Zuführhebels (516) das Zahnrad (515) über die Sperrklinke (517) um einen vorgegebenen Weg vorwärts dreht und bewirkt, daß der Stopper-Steuer hebel (524) in Eingriff mit der stationären Nocke (523) kommt, um den Blockierungshebel (519) von dem Zahnrad (515) zu lösen, wenn das Zahnrad (515) vorwärts gedreht wird.

9. Bestückungsautomat nach Anspruch 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (700) für gegurtete Bauteile eine Gurtschneideeinheit mit einer Schneidvorrichtung (603, 604) zum Schneiden eines leeren Gurtes (T2), aus dem die Bauteile (E) entnommen wurden, in kleine Stücke und einen Bandförde rer (607) zum Entfernen der kleinen Stücke aufweist.

10. Bestückungsautomat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurthalteeinrichtung (531) in ihrem Mittelbe reich eine Öffnung (532) aufweist, und daß die Bauteilentnahmestelle (V) im Inneren der Öffnung (532) der Gurthalteeinrichtung (531) definiert ist.

11. Bestückungsautomat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurthalteeinrichtung (531) zumindest beide Kanten der Oberfläche des Gurts (T2) ausrichtet.