DE4239642C2 - Verfahren zum automatischen Entstücken von mit elektronischen Bauelementen bestückten Leiterplatten sowie Anlage hierfür - Google Patents
Verfahren zum automatischen Entstücken von mit elektronischen Bauelementen bestückten Leiterplatten sowie Anlage hierfürInfo
- Publication number
- DE4239642C2 DE4239642C2 DE19924239642 DE4239642A DE4239642C2 DE 4239642 C2 DE4239642 C2 DE 4239642C2 DE 19924239642 DE19924239642 DE 19924239642 DE 4239642 A DE4239642 A DE 4239642A DE 4239642 C2 DE4239642 C2 DE 4239642C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- components
- image processing
- plant according
- removal
- gripper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 7
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004040 coloring Methods 0.000 claims description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 235000013616 tea Nutrition 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
- H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components
- H05K13/0486—Replacement and removal of components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/018—Unsoldering; Removal of melted solder or other residues
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
automatischen Entstücken von mit elektronischen
Bauteilen bestückten Leiterplatten sowie einer An
lage zur Durchführung des Verfahrens.
Die heute gängigen Verfahren zum Entsorgen von de
fekten oder aus veralteten Geräten stammenden be
stückten Leiterplatten sind das Deponieren und das
Verbrennen. Der hohe Anteil an Gefahr- und Wert
stoffen macht sie jedoch für eine Demontage beson
ders interessant. Es ist daher zweckmäßig, die auf
den Leiterplatten vorhandenen Bauelemente in wie
derverwendbare, verwertbare und für den Sondermüll
bestimmte Bauelemente zu trennen. Ein manuelles
Entstücken der Platinen ist wegen der hohen Ar
beitskosten nicht wirtschaftlich, während eine An
lage, die die Bauelemente automatisch entstückt,
bisher nicht bekannt ist.
Allerdings ist aus der Veröffentlichung von M. SCHWEIZER und T. LEICHT: "Automatische Repara
tur von Flachbaugruppen", Zeitschrift: EPP, Juni 1992, Seite 18-20, ein Reparatursystem bekannt,
das elektronische Bauelemente automatisch demontiert. Ein Bildverarbeitungssystem liefert bei diesem
System Informationen über die Verhältnisse an der Fehlerstelle.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung das Problem
zugrunde, mit elektronischen Bauelementen bestückte
Leiterplatten automatisch zu entstücken.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im An
spruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Der Kerngedanke der Erfindung ist der Aufbau einer
Anlage, durch die eine mit elektronischen Bauele
menten bestückte Leiterplatte in einem ersten Ar
beitsschritt gereinigt und, soweit erforderlich ma
nuell entstückt wird. Die Leiterplatte wird einem
Bildverarbeitungssystem zugeführt, das die Koordi
naten der Konturen und die Typen der Bauelemente
erkennt und den nächsten Arbeitsschritt steuert, in
dem mit Hilfe einer Vorrichtung die Bauelemente von
der Platine entnommen werden. Die Phasen der bild
punktweise erfolgenden Bildverarbeitung erfordern
ein leistungsfähiges Rechnersystem, um die gelie
ferten Bilder in speziellen Algorithmen zu verbes
sern und in Bereiche zu gliedern, welche die beob
achteten Objekte möglichst gut approximieren. In
der Phase der Merkmalsextraktion werden die charak
teristischen Eigenschaften der Bauelemente erfaßt,
um sie zu klassifizieren und durch einen Vergleich
mit einer Datenbank zu identifizieren. Die Bauele
mente werden an ihrem Kantenkonturzug, den daraus
ermittelbaren geometrischen Abmessungen, ihrer
Farbgebung und/oder ihrer Beschriftungen mit den
entsprechenden Einträgen in einer Datenbank vergli
chen und dadurch identifiziert. Das Bildverarbei
tungssystem steuert die Vorrichtung zur Entnahme
der Bauelemente, die einzelne Bauteile von der Pla
tine entfernen kann. Zweckmäßigerweise werden
zunächst nur die umweltrelevanten, also als Sonder
müll zu behandelnden und die wirtschaftlich lohnen
den, wiederverwendbaren Bauteile einzeln entnommen.
Der Algorithmus, der entscheidet, welche Bauteile
zu entnehmen sind, kann auf mögliche Änderungen der
Rahmenbedingungen (z. B. gesetzliche Vorgaben) je
derzeit durch einen programmtechnischen Eingriff
auf den aktuellen Stand gebracht werden.
Da die auf der Leiterplatte angeordneten Bauele
mente, insbesondere die Halbleiter temperaturemp
findlich sind, ist es nicht sinnvoll, während des
gesamten Entstückungsvorganges die gesamte Lötseite
der Leiterplatte auf der Temperatur zu belassen,
bei der das Lot schmilzt. Es bietet sich daher an,
nur die Lötstellen des jeweils zu entnehmenden Bau
elements zu verflüssigen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen
insbesondere darin, daß die wiederverwendbaren und
die schadstoffhaltigen, für den Sondermüll bestimm
ten Bauelemente von der Platine kostengünstig auto
matisch entfernt werden. Die wiederverwendbaren
Bauteile können noch einmal benutzt werden, während
die für den Sondermüll bestimmten von den anderen
getrennt verbrannt oder deponiert werden können,
wobei eine große Reduzierung des anfallenden Son
dermülls erreicht wird. Auch die Leiterplatten sind
nach einem vollständigen Entfernen der Bauelemente,
das eine Voraussetzung für ein Recycling ist,
nachdem sie geschreddert wurden, wiederverwendbar.
Das Bildverarbeitungssystem benötigt einen Refe
renzpunkt auf der Platine, um relativ dazu die Ko
ordinaten der Bauelemente zu ermitteln und die Vor
richtung zu ihrer Entnahme zu steuern. In einer
zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung wird der
Schnittpunkt zweier Anschlagkanten, an denen die
Platine mit zwei Greifern festgehalten wird, als
Referenzpunkt verwendet. Durch das Festhalten wird
verhindert, daß die Platine beim Transport oder bei
der Entnahme der Bauelemente verrutscht und damit
eine Störung herbeigeführt wird. Außerdem können
beliebige Platinen entstückt werden, da sie im all
gemeinen alle das Merkmal zweier durchgehender und
benachbarter Kanten erfüllen.
Die verwendbaren optischen Sensoren lassen sich
grundsätzlich zwischen ein- und zweidimensionalen
Sensoren unterscheiden. Während flächenhafte Senso
ren direkt ein Abbild des zu untersuchenden Gegen
standes erzeugen, müssen Zeilensensoren den abzu
bildenden Gegenstand abrastern, weshalb entweder
der abzubildende Gegenstand am Sensor vorbeigeführt
wird (z. B. Leiterplatten auf Transportbändern) oder
ein selbständiges Ablenksystem vor dem Sensor ange
ordnet wird (Scanner). Diese Systeme sind weitaus
komplizierter als Flächensensoren, sind jedoch für
die Aufnahme von mit konstanter Geschwindigkeit be
wegten Platinen ideal anzuwenden.
Das Abrastern der Leiterplatte mit dem optischen
Sensor ist erforderlich, da die heute wirtschaft
lich erhältlichen Flächensensoren nicht dazu in der
Lage sind, die Leiterplatte in einem einzelnen Ar
beitsschritt zu erfassen, während für die Zeilen
sensoren ein Abrastern bereits durch ihre Konstruk
tion notwendig ist. Unter dem Begriff "Abrastern"
ist im Sinne der Erfindung ein sukzessives Aufneh
men einzelner Oberflächenbereiche mit relativer
Verschiebung zwischen Leiterplatte und Sensor nach
jeder Aufnahme zu verstehen. Ein weiterer Vorteil
des Abrasterns mit Flächensensoren liegt darin, daß
sich Bauelemente doppelt aufnehmen lassen und so
die meisten Aufnahmefehler auszuräumen sind. Durch
dieses Verfahren wird auch ein schräges Betrachten
der Bauelemente ermöglicht und die Erkennung von
schräg oder seitlich an den Bauelementen angebrach
ten Aufschriften vereinfacht.
Die Heizeinrichtung wird in einer geeigneten Aus
führung der Erfindung ebenfalls durch das Bildver
arbeitungssystem gesteuert und verflüssigt die ent
sprechende Lötstelle durch einen Lötschwall
und/oder einen Strahl mit einer heißen Flüssigkeit
und/oder Infrarotstrahlung und/oder Heißluft, wobei
sich alle vier genannten Heizmöglichkeiten wegen
ihrer guten Dosierbarkeit, Lokalisierbarkeit und
der leichten Regelbarkeit der Temperatur eignen.
Der Vorteil der Verwendung einer heißen Flüssigkeit
liegt in der unmittelbaren und raschen Übertragung
der Wärme auf die Lötstellen, wodurch die Bauele
mente geschont werden. Es bieten sich hier unbrenn
bare oder nur schwer entzündbare Stoffe wie Öl oder
Paraffin an, besonders gut geeignet ist Glycerin.
Bei der Entstückung der Bauelemente ist zwischen
bedrahteten und oberflächenmontierten Bauelementen
(SMDs) zu unterscheiden. Bedrahtete Bauelemente
finden sich auf fast allen Leiterplatten, daher
sind entsprechende Entnahmevorrichtungen in jedem
Fall erforderlich. Sind von der Leiterplatte SMDs
zu entfernen, muß die Anlage zwei verschiedene, un
terschiedlich ausgebildete Greifer und Heizelemente
aufweisen, die oberflächenmontierten Bauelemente an
ihrer Montageseite festgelötet sind, die normaler
weise der den bedrahteten Bauelementen gegenüber
liegenden Seite entspricht.
Es bietet sich an, in einem ersten Arbeitsgang die
SMDs zu entfernen, da sie oft temperaturempfindli
che Halbleiterbauelemente enthalten. Die Lötverbin
dung wird während einer vom jeweiligen Bauelement
abhängigen Zeitdauer erhitzt und aufgeschmolzen und
das Bauelement von der Lötseite entfernt. Zum Er
wärmen eignen sich Heißluft, Infrarotstrahlung oder
ein Strahl einer heißen Flüssigkeit, weil sich die
entsprechenden Heizelemente unabhängig von der Form
der Bauelemente gestalten lassen und es ermög
lichen, alle Lötpunkte eines Bauelementes zeit
gleich zu erhitzen. Nachdem das Lot geschmolzen
ist, wechselt die Heizeinrichtung zur Vermeidung
einer Kollision mit dem Greifer zum folgenden Bau
teil über und der der Bauelementeform angepaßte
Greifer entnimmt das Bauelement von der Leiter
platte. Dieser Greifer ist mangels anderer Greif
möglichkeiten so gestaltet, daß er die Oberfläche
des Bauelementes mit Unterdruck ansaugt.
Nach dem Entnehmen der oberflächenmontierten Bau
elemente werden zweckmäßigerweise die Lötstellen
der bedrahteten Bauelemente von der Lötseite her
erwärmt und von einem selbstzentrierenden Greifer
erfaßt und zur Bestückungsseite hin fortgezogen.
Die selbstzentrierende Eigenschaft läßt sich da
durch erreichen, daß die Greifwerkzeuge schwimmend
bzw. federnd gelagert sind und mit Greifschrägen
versehen werden. Durch diese Eigenschaft erreicht
man, daß das Bauelement auch bei einer gewissen Ab
weichung von seiner im Bildverarbeitungssystem ge
speicherten Soll-Lage erfaßt wird. Einige Bauele
mente, wie z. B. Elektrolytkondensatoren mit radia
len Anschlußdrähten können nur am Bauelement selbst
und nicht an ihren Drähten entnommen werden. Soll
ten die Anschlußdrähte der Bauelemente auf der Löt
seite der Platine umgebogen sein, wird das Bauele
ment wie üblich entfernt, da die Wahrscheinlichkeit
einer Störung oder Bauelementschädigung hier gering
ist, da die bei diesem Umformprozeß auftretenden
Kräfte relativ zu den Zugkräften des eigentlichen
Entstückungsvorganges gering sind und zum anderen
der Kraftangriffspunkt bei den meisten Bauelementen
nicht an ihm selbst, sondern an dessen Anschluß
draht liegt.
Um die entnommenen Bauelemente wiederverwenden zu
können bzw. dem Sondermüll zuzuführen, ist es
zweckmäßig, die Erfindung so auszugestalten, daß
die entnommenen Bauelemente in jeweils zugeordneten
Fächern abgelegt werden. Das Bildverarbeitungssy
stem ist zweckmäßigerweise so zu gestalten, daß es
die am häufigsten auftretenden Bauelemente in
schnell zu erreichende Fächer legt und selten auf
tretende in langsamer zu erreichende ablegt. Die
wiederverwendbaren bzw. die Sondermüll-Bauteile
können, nachdem eine gewisse Anzahl an Platinen
durchgelaufen ist, aus den Fächern entnommen und
ihrer weiteren Verwendung zugeführt werden.
Aus wirtschaftlichen Gründen ist es nicht vertret
bar, sämtliche Bauelemente mit der vom Bildverar
beitungssystem gesteuerten Entnahmevorrichtung von
der Leiterplatte zu entfernen, sondern die nicht
wiederverwendbaren zunächst darauf zu belassen.
Diese können in einem nächsten Arbeitsschritt mit
einer Massenentstückungsvorrichtung entfernt wer
den. Dazu bietet es sich an, eine mechanische Vor
richtung, die als Fräs- und/oder als Bürst-
und/oder als Schäl- und/oder als Bohr- und/oder als
Absaug- und/oder als Hobeleinrichtung gestaltet
ist, vorzusehen. Diese mechanischen Einrichtungen
entfernen in einem Arbeitsgang sämtliche verbliebe
nen Bauelemente von der Leiterplatte. Alternativ zu
diesen mechanischen Vorrichtungen kann man auch
eine Laser-Trennvorrichtung oder eine chemische Lö
sungseinrichtung vorsehen, auch eine Brechein
richtung oder eine lokale bzw. vollständige Entlöt
vorrichtung ist für diesen Schritt verwendbar.
Die von der Massenentstückungsvorrichtung entstück
ten Bauteile werden in einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung sortiert, um die einzelnen Bauelemen
tesorten getrennt einer Wiederverwertung zuzufüh
ren. Diese Trennung erleichtert eine spätere Wie
derverwertung erheblich.
Die vollständig entstückten Platinen werden zweck
mäßigerweise von einer geeigneten Vorrichtung auf
gestapelt und können später zerkleinert und verwer
tet werden.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorgehensweise
ist wie folgt:
Eine zu entstückende Leiterplatte wird zweckmäßi gerweise zunächst gereinigt, um der Bildverarbei tung ein besseres Erkennen der Bauelemente zu ermöglichen. Zur Reinigung wird die Platine in ein Tauchbad gelegt und/oder mit Ul traschall und/oder mit einem Sprühverfahren und/oder mit rotierenden Bürsten gereinigt. Bei diesem Reinigungsverfahren wird aus Umweltschutz gründen auf die Verwendung von Lösungsmitteln zu verzichtet, außerdem wird darauf geachtet, daß die maximal zulässigen Temperaturen der Bauelemente nicht überschritten werden. Es bietet sich an, kon tinuierliche Reinigungsverfahren zu verwenden, die wie die genannten Verfahren direkt in den Material fluß eingebunden werden können. Danach wird die Platine durch eine geeignete Beleuchtungseinrich tung beleuchtet und mit einem optischen Sensor ab gerastert, das Ausgangssignal des Sensors vom Bild verarbeitungssystem verarbeitet, um die Koordinaten und Typen der Bauelemente zu erkennen, und an schließend die Vorrichtung zur Entnahme der Bau elemente gesteuert. Diese entfernt zunächst die ökonomisch lohnenden, wiederverwendbaren und die schadstoffhaltigen Bauelemente und legt sie in die ihnen zugeordneten Fächer ab.
Eine zu entstückende Leiterplatte wird zweckmäßi gerweise zunächst gereinigt, um der Bildverarbei tung ein besseres Erkennen der Bauelemente zu ermöglichen. Zur Reinigung wird die Platine in ein Tauchbad gelegt und/oder mit Ul traschall und/oder mit einem Sprühverfahren und/oder mit rotierenden Bürsten gereinigt. Bei diesem Reinigungsverfahren wird aus Umweltschutz gründen auf die Verwendung von Lösungsmitteln zu verzichtet, außerdem wird darauf geachtet, daß die maximal zulässigen Temperaturen der Bauelemente nicht überschritten werden. Es bietet sich an, kon tinuierliche Reinigungsverfahren zu verwenden, die wie die genannten Verfahren direkt in den Material fluß eingebunden werden können. Danach wird die Platine durch eine geeignete Beleuchtungseinrich tung beleuchtet und mit einem optischen Sensor ab gerastert, das Ausgangssignal des Sensors vom Bild verarbeitungssystem verarbeitet, um die Koordinaten und Typen der Bauelemente zu erkennen, und an schließend die Vorrichtung zur Entnahme der Bau elemente gesteuert. Diese entfernt zunächst die ökonomisch lohnenden, wiederverwendbaren und die schadstoffhaltigen Bauelemente und legt sie in die ihnen zugeordneten Fächer ab.
Nach ihrer Reinigung ist es bei einigen Leiterplat
ten erforderlich, sie von Sonder-Bauelementen zu
befreien, was vorläufig noch manuell erfolgen muß.
Unter der Bezeichnung Sonder-Bauelemente werden
hier z. B. Transformatoren, aufgesetzte Platinen und
sonstige, nicht automatisch entstückbare Bauele
mente aufgefaßt. Insbesondere das Bildverarbei
tungssystem ist davon abhängig, daß die Bauelemente
zweidimensional auf der Leiterplatte angeordnet
sind. In der erfindungsgemäßen Anlage ist die auto
matische Entstückung solcher Sonder-Bauelemente
nicht vorgesehen, kann jedoch in einer Erweiterung
ermöglicht werden.
Nach dem automatischen Entfernen der wiederverwend
baren werden die verbleibenden, nur noch verwertba
ren Bauelemente mit einer Massenentstückungsvor
richtung entfernt und anschließend sortiert. Die
vollständig entstückten Platinen werden aufgesta
pelt und verwertet.
Die ökonomisch lohnenden, entstückten Bauelemente
werden hinsichtlich ihrer Funktion überprüft, noch
mals gereinigt, ihre Kontakte werden gerichtet und
von Lotresten befreit und neu verzinnt. Sie können
dann gelagert und wiederverkauft werden.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen der Er
findung sind in dem nachfolgenden Beschreibungsteil
näher erläutert. Hier werden lediglich eine Ausfüh
rungsform darstellende Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze der Verarbei
tungsschritte der bestückten Leiter
platten in einer erfindungsgemäßen An
lage,
Fig. 2 zeigt in prinzipienhafter Darstellung
die Erwärmung der Lötstellen oberflä
chenmontierter Bauelemente,
Fig. 3 zeigt in prinzipienhafter Darstellung
die Entnahme oberflächenmontierter Bau
elemente von der Platine,
Fig. 4 zeigt ebenfalls in prinzipienhafter
Darstellung die Entnahme der bedrahte
ten Bauelemente,
Fig. 5 zeigt eine Prinzipzeichnung einer er
findungsgemäßen Massenentstückungsvor
richtung.
Die Leiterplatten-Entstückung läuft prinzipiell so
ab, daß die mit elektronischen Bauelementen 5, 7,
9 bestückten Leiterplatten 1 in einem ersten
Verarbeitungsschritt 2 gereinigt werden. An
schließend werden die Leiterplatten von einer ge
eigneten, reflexfrei arbeitenden Einrichtung be
leuchtet und mit einem optischen Sensor abgerastert
3. Das Ausgangssignal dieses Sensors wird vom
Bildverarbeitungssystem benutzt, um die Position
und die Typen der Bauelemente 5, 7 auf der Pla
tine 1 zu errechnen, indem ein Vergleich der Kon
turen, Farbe, Form und Beschriftung mit einer Da
tenbank vorgenommen wird. Das Bildverarbeitungs
system steuert den nächsten Verarbeitungsschritt,
bei dem von einer Entnahmevorrichtung 4 für ober
flächenmontierte Bauelemente 5 mit einem mit Un
terdruck arbeitendem Greifer 13 diese von der
Leiterplatte entnommen werden. Diese Bauelemente
5 können wiederverwendet werden. Im nächsten Ver
arbeitungsschritt werden mit Drahtanschlüssen ver
sehene Bauelemente 7 von einer geeigneten Entnah
mevorrichtung 6 mit einem das Bauteil 7 mecha
nisch erfassenden Greifer 14 von der Leiterplatte
1 entfernt. Die entnommenen bedrahteten Bauele
mente 7 können wie die oberflächenmontierten 5
wiederverwendet bzw. zum Sondermüll gegeben werden.
Auf der Leiterplatte 1 verbleiben nur noch ver
wertbare Bauelemente 9. Diese werden in einer
Massenentstückungsvorrichtung 8 von der Leiter
platte 1 entfernt, die anschließend völlig frei
von Bauelementen 5, 7, 9 ist und ebenfalls ver
wertet werden kann. Die vollständig entstückte Pla
tine 10 wird aufgestapelt und verwertet.
In Fig. 2 sind zwei Möglichkeiten zur Verflüssi
gung der Lötstellen an oberflächenmontierten Bau
elementen 5 dargestellt. Im linken Bildteil er
kennt man Infrarotstrahlen 11, die die Lötstelle
des Bauelementes 5 auf der Platine 1 erwärmen
und verflüssigen, während im rechten Teil eine
Heißluftquelle 12 die Lötstelle verflüssigt.
In Fig. 3 wird ein von der Platine 1 durch einen
Unterdrucksauger 13, der sich an der Oberfläche
des Bauelementes 5 festgesaugt hat, entnommenes
oberflächenmontiertes Bauelement 5 dargestellt.
Fig. 4 zeigt in das Entnehmen der bedrahteten Bau
elemente 7 von der Platine 1. Die Lötstelle
15 wird auch hier durch Infrarotstrahlen 11 zum
Schmelzen gebracht, woraufhin ein Greifer 14 das
Bauelement 7 von der Platine 1 abhebt und weg
transportiert.
Schließlich stellt Fig. 5 eine Massenentstückungs
vorrichtung 8 prinzipiell dar. Die Lötstellen der
Bauelemente 9 auf der Platine 1 werden durch
Infrarotstrahlen 11 verflüssigt. Eine rotierende
Bürste 16 entfernt danach mechanisch die Bauele
mente 9, die in einer Auffangwanne 17 gesam
melt, sortiert und wiederverwertet werden.
Claims (22)
1. Verfahren zum automatischen Entstücken von mit
elektronischen Bauteilen bestückten Leiterplatten,
gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
- 1. Reinigung der Leiterplatten, sofern dies für die bestimmungsgemäße Funktion der Bildverarbeitung er forderlich ist,
- 2. sofern nicht automatisch entstückbare Bauteile vorhanden sind, deren manuelle Entfernung,
- 3. automatische Einzelentstückung von Bauteilen der hierfür vorgesehenen Typen, wobei
- a) die Koordinaten der Konturen und die Typen der Bauteile durch ein Bildverarbeitungssystem ermit telt werden,
- b) die Merkmale der einzeln zu entstückenden Bau teile, nämlich
- i. ihr Kantenkonturzug, die daraus ermittel baren geometrischen Abmessungen,
- ii. ihre Farbgebung und/oder Beschriftung
einer Datenbank entnommen werden, - c) die Lötstellen der jeweiligen Bauteile lokal er wärmt werden und anschließend das Bauteil entfernt wird,
- d) die vom Bildverarbeitungssystem ermittelten Da ten zur Steuerung der Entnahme herangezogen werden.
2. Anlage zum automatischen Entstücken von mit
elektronischen Bauteilen bestückten Leiterplatten,
gekennzeichnet durch
- 1. eine eingangsseitige Reinigungsstation für die Leiterplatten, sofern dies für die bestimmungsge mäße Funktion der Bildverarbeitung erforderlich ist,
- 2. sofern nicht automatisch entstückbare Bauteile vorhanden sind, eine Station zur manuellen Entstüc kung,
- 3. eine Station zur automatischen Einzelentstückung von Bauteilen der hierfür vorgesehenen Typen
- a) mit einem Bildverarbeitungssystem zur Ermittlung der Koordinaten der Konturen und die Typen der Bau teile,
- b) eine Datenbank, aus der die Merkmale der einzel nen zu entstückenden Bauteile, nämlich
- i. ihr Kantenkonturzug, die daraus ermittel baren geometrischen Abmessungen,
- ii. ihre Farbgebung und/oder Beschriftung
entnommen werden, - c) ein Heizelement zum lokalen Erwärmen der Löt stellen der Bauteile und einer Entnahmevorrichtung für die Bauteile,
- d) wobei das Bildverarbeitungssystem so aufgebaut ist, daß die ermittelten Daten die Entnahmevorrich tung steuern.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Massenentstückungsvorrichtung zur Entfer
nung der verbleibenden Bauteile nachgeschaltet ist,
die die restlichen Bauteile gemeinsam auslötet oder
mechanisch von der Leiterplatte entfernt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die verbleibenden Bauteile durch eine Mas
senentstückungsvorrichtung entfernt werden, die die
restlichen Bauteile gemeinsam auslötet oder mecha
nisch von der Leiterplatte entfernt.
5. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bildverarbeitungssystem so ge
staltet ist, daß es den Schnittpunkt zweier An
schlagkanten, an denen die Leiterplatte (1) mit
zwei Greifern festgehalten ist, als Referenzpunkt
benutzt.
6. Anlage nach Anspruch 5 oder 2 oder 3, gekennzeichnet
dadurch, daß das Bildverarbeitungssystem
mit einem Zeilen- oder Flächensensor ausgestattet
ist.
7. Anlage nach einem der Ansprüche 2, 3, 5 oder 6,
gekennzeichnet dadurch, daß der optische Sensor die
Leiterplatte (1) abrastert, indem sukzessive
einzelne Oberflächenbereiche aufgenommen werden.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 5 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverarbei
tungssystem das Heizelement steuert, das lokal die
Lötstellen (15) der Anschlüsse der Bauelemente (5,
7) von der Lötseite der Leiterplatte (1) her durch
einen Lötschwall und/oder einen Strahl einer heißen
Flüssigkeit und/oder Infrarotstrahlung (11)
und/oder Heißluft (12) kurzzeitig auf eine Tempera
tur bringt, bei der das Lot schmilzt.
9. Anlage nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 5 bis
8, gekennzeichnet durch Öl und/oder Paraffin
und/oder Glycerin als heiße Flüssigkeit.
10. Anlage nach einem der Ansprüche 2, 3, 5 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (4, 6)
zur Entnahme der Bauelemente (5, 7) einen Greifer
(13) aufweist, der die Bauelemente (5) mit Unter
druck ansaugt.
11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß der Greifer (13) auf der Lötseite der
Leiterplatte (1) angeordnet ist.
12. Anlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Greifer (13) nach Verflüs
sigen des Lotes und nach dem Entfernen des Heizele
ments auf das Bauelement (5) aufgesetzt wird.
13. Anlage nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 5 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (4, 6)
zur Entnahme der Bauelemente (5, 7) einen Greifer
(14) aufweist, der die Anschlußdrähte der Bauele
mente (7) oder die Bauelemente (7) selbst mecha
nisch erfaßt.
14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß der Greifer (14) schwimmend und/oder fe
dernd gelagert und mit Greifschrägen versehen ist.
15. Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Greifer (14) auf der Bestüc
kungsseite der Leiterplatte (1) angeordnet ist.
16. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 15, da
durch gekennzeichnet, daß der mit Unterdruck arbei
tende Greifer (13) die oberflächenmontierten Bau
elemente (15) entstückt, und daß der die Bauele
mente (7) mechanisch erfassende Greifer (14) die
bedrahteten Bauelemente (7) erfaßt, wobei das Bild
verarbeitungssystem zunächst den mit Unterdruck ar
beitenden Greifer (13) und anschließend den mecha
nischen Greifer (14) steuert.
17. Anlage nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 5 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß den entnommenen Bauele
menten (5, 7) zugeordnete Fächer vorhanden sind,
wobei das Bildverarbeitungssystem die Vorrichtung
zur Entnahme (4, 6) der Bauelemente (5, 7) derart
steuert, daß sie die entnommenen Bauelemente (5, 7)
in den jeweils zugeordneten Fächern ablegt.
18. Anlage nach Anspruch 3 oder einem ,der Ansprüche
5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mas
senentstückungsvorrichtung (8) mit einer Fräs- oder
einer Bürsten- oder einer Schäl- oder einer Bohr-
oder einer Absaug- oder einer Hobel oder einer lo
kalen bzw. vollständigen Entlöt- oder einer Brech-
oder einer Lasertrenn- oder einer chemischen Lö
sungseinrichtung versehen ist.
19. Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich
net, daß eine Sortiervorrichtung vorhanden ist, die
die von der Massenentstückungsvorrichtung (8) ent
stückten Bauelemente (9) sortiert.
20. Anlage nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 5 bis 19, da
durch gekennzeichnet, daß eine Stapelvorrichtung
vorhanden ist, die so gestaltet ist, daß die voll
ständig entstückten Leiterplatten (10) aufgestapelt
werden können.
21. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Leiterplatten (1) mit Ultra
schall und/oder in einem Tauchbad und/oder mit ei
nem Sprühverfahren und/oder mit rotierenden Bürsten
gereinigt werden.
22. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4 oder 21, da
durch gekennzeichnet, daß die entstückten, zur Wie
derverwertung vorgesehenen Bauelemente (5, 7) sämt
lich auf Funktion überprüft, nochmals gereinigt,
ihre Kontakte gerichtet und von Lotresten befreit
und neu verzinnt werden.
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19924239642 DE4239642C2 (de) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | Verfahren zum automatischen Entstücken von mit elektronischen Bauelementen bestückten Leiterplatten sowie Anlage hierfür |
| DE4332236A DE4332236A1 (de) | 1992-11-26 | 1993-09-22 | Anlage zur automatischen Entstückung |
| EP94900048A EP0671118B1 (de) | 1992-11-26 | 1993-11-20 | Anlangen sowie verfahren zur automatischen entstückung |
| ES94900048T ES2104327T3 (es) | 1992-11-26 | 1993-11-20 | Procedimiento y equipamiento para la elaboracion automatica de componentes. |
| PCT/DE1993/001104 WO1994013124A1 (de) | 1992-11-26 | 1993-11-20 | Anlangen sowie verfahren zur automatischen entstückung |
| AT94900048T ATE148979T1 (de) | 1992-11-26 | 1993-11-20 | Anlangen sowie verfahren zur automatischen entstückung |
| AU54616/94A AU5461694A (en) | 1992-11-26 | 1993-11-20 | Process and plant for the automatic removal of components |
| KR1019950702132A KR950704930A (ko) | 1992-11-26 | 1993-11-20 | 전자 구성요소의 자동 분해 시스템 및 방법(process and plant for the automatic removal of components) |
| DE59305467T DE59305467D1 (de) | 1992-11-26 | 1993-11-20 | Anlangen sowie verfahren zur automatischen entstückung |
| US08/411,798 US5560100A (en) | 1992-11-26 | 1993-11-20 | Systems and method for automatic disassembly |
| JP6512635A JPH08505983A (ja) | 1992-11-26 | 1993-11-20 | 自動的な実装部品の解体分離装置並びに方法 |
| CA002149229A CA2149229A1 (en) | 1992-11-26 | 1993-11-20 | Process and plant for the automatic removal of components |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19924239642 DE4239642C2 (de) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | Verfahren zum automatischen Entstücken von mit elektronischen Bauelementen bestückten Leiterplatten sowie Anlage hierfür |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4239642A1 DE4239642A1 (de) | 1994-06-01 |
| DE4239642C2 true DE4239642C2 (de) | 1995-03-09 |
Family
ID=6473627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19924239642 Expired - Fee Related DE4239642C2 (de) | 1992-11-26 | 1992-11-26 | Verfahren zum automatischen Entstücken von mit elektronischen Bauelementen bestückten Leiterplatten sowie Anlage hierfür |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4239642C2 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10116062A1 (de) * | 2001-03-30 | 2002-09-19 | Baasel Carl Lasertech | Verfahren zum Heraustrennen eines elektronischen Bauteils aus einer Verbundstruktur mit einem Laserstrahl |
| DE102011012592A1 (de) | 2011-02-28 | 2012-08-30 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zum automatisierten Identifizieren, Abtrennen, Vereinzeln und Sortieren von Komponenten elektronischer Baugruppen und Geräte |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI606870B (zh) * | 2015-11-04 | 2017-12-01 | 澧達科技股份有限公司 | 電子產品分選系統及分選方法 |
| CN113613403A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-11-05 | 上海第二工业大学 | 一种移动终端电路板关键器件自动拆解装置和方法 |
| CN116511631A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-08-01 | 武汉理工大学 | 一种线路板拆解回收装置以及线路板拆解方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3540475A1 (de) * | 1985-11-12 | 1987-05-14 | Siemens Ag | Vorrichtung zum beschicken einer be- und entladeposition einer montageeinrichtung mit einer traegerplatte |
| DE3738167A1 (de) * | 1987-11-10 | 1989-05-24 | Siemens Ag | Greifelement |
| JP2550144B2 (ja) * | 1988-04-27 | 1996-11-06 | 株式会社日立製作所 | 実装部品着脱装置 |
-
1992
- 1992-11-26 DE DE19924239642 patent/DE4239642C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10116062A1 (de) * | 2001-03-30 | 2002-09-19 | Baasel Carl Lasertech | Verfahren zum Heraustrennen eines elektronischen Bauteils aus einer Verbundstruktur mit einem Laserstrahl |
| DE102011012592A1 (de) | 2011-02-28 | 2012-08-30 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zum automatisierten Identifizieren, Abtrennen, Vereinzeln und Sortieren von Komponenten elektronischer Baugruppen und Geräte |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4239642A1 (de) | 1994-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0671118A1 (de) | Anlangen sowie verfahren zur automatischen entstückung. | |
| DE102014013160B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Sortierung von wiederverwertbaren Rohstoffstücken | |
| DE3517714C2 (de) | ||
| EP1918101A1 (de) | Siebdruckanlage für Solarzellen mit Positioniereinrichtung | |
| DE102017207889B4 (de) | Artikeltransfervorrichtung | |
| DE102011012592B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum automatisierten Identifizieren, Abtrennen, Vereinzeln und Sortieren von Komponenten elektronischer Baugruppen und Geräte | |
| DE69702049T2 (de) | Vorrichtung und verfahren zum schnellen ausnehmen von leiterplatten | |
| DE4239642C2 (de) | Verfahren zum automatischen Entstücken von mit elektronischen Bauelementen bestückten Leiterplatten sowie Anlage hierfür | |
| DE60002048T2 (de) | Gegenstand, der eine schaltung mit gelöteten bauteilen enthält und verfahren zur wiederverwertung seiner abfälle | |
| EP1979109B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur endbearbeitung eines umformwerkzeugs für ein karosserieblechteil | |
| DE102020124111B4 (de) | Selektivlötanlage zum selektiven Wellenlöten von Leiterkarten mit Greifeinheit zum Lötdüsenwechsel | |
| EP1000529B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum erzeugen von testpattern beim lotpastenauftrag mittels siebdruckverfahrens auf leiterplatten | |
| DE112006003019T5 (de) | Elektronikmontagevorrichtung mit eingebauter Lötpastenprüfung | |
| DE102009011269B3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Aussonderung von Rückstellmustern | |
| DE102020105880A1 (de) | Robotervorrichtung zum löten | |
| DE112009001729T5 (de) | Bauteileinbausystem | |
| EP3867717A1 (de) | Verfahren zum absortiervorgang unterstützenden anzeigen von werkstück-darstellungen | |
| DE3032525C2 (de) | Vorrichtung zur Reinigung von Anodenresten | |
| DE4241412C2 (de) | Anlage zur simultanen Entfernung oberflächenmontierter Bauelemente | |
| DE102018125216B3 (de) | Verfahren zur Vorbereitung der automatisierten Herstellung einer Elektronikkomponente, Verfahren zur automatisierten Herstellung und/oder zum automatisierten Nachbearbeiten einer Elektronikkomponente, Recheneinrichtung, Computerprogramm und elektronisch lesbarer Datenträger | |
| JPH09103761A (ja) | 電子部品搭載プリント配線基板の処理方法及びその装置 | |
| DE102018006834A1 (de) | System und Verfahren zur Unterstützung einer Oberflächenbearbeitung | |
| DE3431148A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum entfernen von badmaterialresten an anodenresten | |
| DE19738753C2 (de) | Verfahren beim Nachbearbeiten zugeschnittener Teile bei Schneidvorrichtungen für biegsames flächiges Gut sowie Anordnung zur Durchführung des Verfahrens | |
| DE102024111728A1 (de) | Verfahren zur Überwachung eines Lötprozesses, Steuereinheit zur Durchführung des Verfahrens, Lötanlage, Lötarbeitsplatz, Datenträgersignal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| AG | Has addition no. |
Ref country code: DE Ref document number: 4332236 Format of ref document f/p: P |
|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: F.E.S. GMBH ELEKTRONIK UND MESSTECHNIK, 63755 ALZE |
|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |