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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Haltekopf zum Halten eines Objekts wie beispielsweise eines
elektrischen Bauteils (z. B. eines elektronischen Bauteils) und
insbesondere einen solchen Haltekopf, der eine Saugdüse zum Anlegen
eines negativen Drucks an eine Rückenoberfläche eines
Objekts zum Halten des Objekts, und ein Rückenoberflächen-Beleuchtungssystem zum Beleuchten der Rückenoberfläche des
Objekts umfasst, das von der Saugdüse gehalten wird.
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Verwandter Stand
der Technik
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Der oben angegebene Haltekopf wird
z. B. bei einer Montagevorrichtung für elektrische Bauteile eingesetzt,
die ein elektrisches Bauteil auf einer gedruckten Leiterplatte ("PCB") montiert. Bei der
Montagevorrichtung für
elektrische Bauteile empfängt
der Haltekopf ein elektrisches Bauteil von einer Zuführvorrichtung
für elektrische
Bauteile und montiert das Bauteil an einer vorbestimmten Position
auf der PCB. Selbst wenn die aktuelle Position in X-Richtung und Y-Richtung
des von dem Haltekopf gehaltenen Bauteils von entsprechenden Referenzpositionen
abweicht, kann das Bauteil genau an der vorbestimmten Position auf
der PCB montiert werden, indem der Haltekopf in eine korrigierte
oder modifizierte Position gebracht wird, die von der vorbestimmten
Position um jeweilige Abstände
zwischen der Position des Bauteils in X-Richtung und in Y-Richtung
und den entsprechenden Referenzpositionen abweicht. Hierzu ist es
notwendig, die jeweiligen Abstände
zwischen den Positionen in X-Richtung und Y-Richtung des von dem
Haltekopf gehaltenen Bauteils und den entsprechenden Referenzpositionen
zu messen; zu deren Messung wird allgemein so vorgegangen, dass
eine Bildaufnahmevorrichtung ein Umrissbild des Bauteils aufnimmt.
Um ein Umrissbild des von dem Haltekopf gehaltenen Bauteils aufzunehmen,
ist es notwendig, die Rückenoberfläche des
Bauteils zu beleuchten, das von dem Haltekopf gehalten wird. Hierzu
wurde verbreitet so vorgegangen, dass die Saugdüse und ein Hauptabschnitt der
Rückenoberflächen- Beleuchtungsvorrichtung
als einteilige Einheit ausgeführt
sind. Zum Beispiel wird eine lichtemittierende Platte, die eine
Vielzahl von Punktlichtquellen, wie zum Beispiel lichtemittierende
Dioden und eine Streuschicht zum Streuen des von den Punktlichtquellen
emittierten Lichts und dadurch zum Emittieren eines im Wesentlichen
einheitlichen Lichts umfasst, an der Saugdüse befestigt oder alternativ
wird eine lichtemittierende Platte, die von außen darauf einfallende Infrarotstrahlen
absorbiert und sichtbares Licht emittiert, eine reflektierende Platte,
die ein von außen
darauf einfallendes Licht reflektiert, oder ein diffus streuender
Block, der ein von außen
darauf einfallendes Licht streut und Licht zu der Saugdüse hin emittiert,
an der Saugdüse
befestigt.
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Falls jedoch der Hauptabschnitt der
Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
als integraler Teil der Saugdüse
vorgesehen ist, ist die Saugdüse
teuer. Die Saugdüse
umfasst allgemein eine Saugröhre,
die verbogen sein kann, und dadurch nicht brauchbar ist, oder deren
Saugfläche
(d. h. freie Endfläche)
abgenutzt sein kann, und dadurch nicht brauchbar ist. Falls der
Hauptabschnitt der Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
als integraler Teil der Saugdüse
vorgesehen ist, muss die Saugdüse
als Ganzes einschließlich
des Hauptabschnitts der Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung durch
eine andere Saugdüse
einschließlich
des Hauptabschnitts der Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
ersetzt werden. Diese Vorgehensweise führt zur Erhöhung der Betriebskosten der Montagevorrichtung
für elektrische
Bauteile. Für
den Fall indessen, dass entsprechend vielen Arten von zu haltenden
Bauteilen viele Arten von Saugdüsen
miteinander ausgetauscht werden, erhöht sich die Zahl der eingesetzten
Saugdüsen.
Falls jede dieser Saugdüsen
einen Hauptabschnitt einer Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
umfasst, sind die Betriebskosten sehr hoch. Für den Fall, dass der Hauptabschnitt
jeder Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
eine lichtemittierende Quelle umfasst, muss zudem die lichtemittierende
Quelle mit elektrischer Energie versorgt werden. Wenn im letzteren Fall
die Saugdüsen
wiederholt miteinander ausgetauscht werden, kann der Kontakt einer
elektrischen Energieversorgungsvorrichtung, die die lichtemittierende
Quelle mit elektrischer Energie versorgt, abgenutzt oder beschädigt werden
oder durch den Kontakt kann ein elektrisches Rauschen erzeugt werden.
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Während
die vorstehende Erklärung
den Haltekopf betrifft, der zum Halten der elektrischen Bauteile
dient, sind die von dem Haltekopf zu haltenden Objekte nicht auf
elektrische Bau teils begrenzt. Die oben erläuterten Probleme können allgemein
bei allen Objekten auftreten, die durch Saugdüsen gehalten werden können und
deren Bilder aufzunehmen sind, um jedes Objekt durch Bildverarbeitung
zu erkennen oder um die Positionen in X-Richtung, Y-Richtung und die
Drehposition jedes Objekts zu bestimmen, um eine oder mehrere Abmessungen
jedes Objekts zu messen, etc.
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Die
EP
0 373 373 beschreibt eine automatische Montagevorrichtung
für elektrische
Bauteile, bei der eine Vielzahl von Düsen in einem Kopfteil angeordnet
sind und ein an einer geeigneten Düse gehaltenes, mit einem Endstück versehenes
elektronisches Teil zur Korrektur einer Positionsabweichung von
ihr vorgesehen wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
daher darin, einen Haltekopf, bei dem ein Hauptabschnitt einer Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
von einer Saugdüse
getrennt ist, und eine Transfervorrichtung bereitzustellen, die
den Haltekopf umfasst.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist ein Haltekopf mit einem Trägerabschnitt vorgesehen mit
einer Saugdüse
zum Anlegen eines negativen Drucks an eine Rückenoberfläche eines Objekts, um das Objekt
zu halten, wobei die Saugdüse
abnehmbar an dem Trägerabschnitt
angebracht ist, und einer Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
zum Beleuchten der Rückenoberfläche des
Objekts, das durch die Saugdüse
gehalten wird, welche einen Hauptabschnitt umfasst, der separat
von der Saugdüse
ist und durch den Trägerabschnitt
getragen wird, so dass, wenn die Saugdüse von dem Trägerabschnitt
entfernt wird, der Hauptabschnitt weiter durch den Trägerabschnitt
getragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptabschnitt der
Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
einen röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitt umfasst,
um von einer seiner inneren Oberflächen ein erstes Licht zu emittieren,
und einen äußeren Beleuchtungsabschnitt,
der sich nach außen
von dem röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitt
erstreckt, um von einer seiner Oberflächen ein zweites Licht in einer
Richtung parallel zu einer Mittellinie des röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitts
zu emittieren, wobei die Saugdüse
einen Lichtumwandlungsabschnitt umfasst, der in einen inneren Raum
des röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitts
einsetzbar ist, um das erste Licht, das durch den röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitt
emittiert wird, in ein drittes Licht umzuwandeln, welches die Richtung
parallel zur Mittellinie des röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitts
aufweist, und durch eine Saugöhre
zum Halten des Objekts, welche sich von einem Ende des Lichtumwandlungsabschnitts
in der Richtung parallel zur Mittellinie des röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitts
erstreckt, wobei ein Endabschnitt der Saugdüse, welcher der Saugöhre gegenüberliegt,
abnehmbar an dem Trägerabschnit
angebracht ist.
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Bei dem vorliegenden Haltekopf kann
die Saugdüse
von dem Trägerabschnitt
abgenommen werden, während
der Hauptabschnitt der Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
weiterhin von dem Trägerabschnitt
getragen wird. Für
den Fall zum Beispiel, dass die freie Endfläche der Saugröhre der Saugdüse so abgenutzt
ist, dass sie nicht verwendbar ist, oder die Saugröhre so verbogen
ist, so dass sie nicht verwendbar ist, kann die Saugdüse einschließlich der
Saugröhre
von dem Trägerabschnitt entfernt
werden und durch eine neue Saugdüse
ersetzt werden, während
der Hauptabschnitt der Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
trotzdem auf dem Trägerabschnitt
zur weiteren Verwendung mit der neuen Saugdüse verbleibt. Dieses Merkmal trägt dazu
bei, die Betriebskosten des Haltekopfs zu senken. Für den Fall,
dass viele Arten von Saugdüsen
miteinander ausgetauscht werden, so dass viele Arten von Objekten
gehalten werden, kann der Hauptabschnitt der einzelnen Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
gemeinsam mit jeder einzelnen ausgewählten Saugdüse der verschiednen Arten von
Saugdüsen
verwendet werden. Dieses Merkmal trägt auch dazu bei, die Betriebskosten
des Haltekopfs zu senken. Selbst für den Fall, dass der Hauptabschnitt
der Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
eine lichtemittierende Quelle umfasst, muss der Hauptabschnitt zudem
nicht von dem Trägerabschnitt
abgenommen werden, wenn verschiedene Arten von Saugdüsen miteinander
ausgetauscht werden. Dieses Merkmal löst das Problem, dass der Kontakt
eines elektrischen Energieversorgungskreises abgenutzt oder beschädigt wird
oder dass von dem Kontakt elektrisches Rauschen erzeugt wird. Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann ein Abschnitt der Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
als integraler Abschnitt der Saugdüse oder jeder der verschiedenen
Arten von Saugdüsen vorgesehen
sein. In diesem Fall wird die Saugdüse oder jede Saugdüse einschließlich des
Abschnitts der Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
an dem Trägerabschnitt
des Haltekopfs angebracht oder davon abgenommen. Alternativ kann
die gesamte Rückenoberflächen-Beleuchtwigsvorrichtung
direkt von dem Trägerabschnitt
des Haltekopfs getragen werden.
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Wenn im letzteren Fall die Saugdüse von dem
Trägerabschnitt
abgenommen wird, wird kein Teil der Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
von dem Trägerabschnitt
abgenommen. Bei dem vorliegenden Haltekopf umfasst die Saugdüse zusätzlich zu
der Saugröhre
den Lichtumwandlungsabschnitt als Teil der Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung.
In dem Zustand, bei dem die Saugdüse an dem Trägerabschnitt
des Haltekopfs angebracht ist, ist der Lichtumwandlungsabschnitt
in dem inneren Raum des röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitts
positioniert und wandelt das von der Innenfläche des röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitts emittierte
Licht in ein Licht mit einer Richtung parallel zu der Mittellinie
des röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitts
um. Die Rückenoberfläche des
von der Saugröhre
gehaltenen Objekts kann somit selbst in der Nähe der Röhre mit einer ausreichenden
Lichtmenge beleuchtet werden und mit der Bildaufnahmevorrichtung
kann ein klares Umrissbild des Objekts aufgenommen werden. Bevorzugter
Weise weist die Innenfläche
des röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitts
einen kreisförmigen
Querschnitt auf.
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Zumindest der röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitt
oder der äußere Beleuchtungsabschnitt
kann folgendes umfassen: eine Vielzahl von Punktlichtquellen, um
entsprechendes Licht zu emittieren, wobei sie jeweils an einer Vielzahl
von Gitterstellen angeordnet sind, und eine Streuschicht zum Streuen
des Lichts, das durch die Punktlichtquellen emittiert wird, welche
ein im Wesentlichen einheitliches Licht emittiert. Bei dem vorliegenden
Haltekopf kann die Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
die Punktlichtquellen umfassen und dementsprechend Licht emittieren,
um die Rückenoberfläche des
von der Saugdüse
gehaltenen Objekts zu beleuchten. Die Punktlichtquellen können durch punktförmige, lichtemittierende
Elemente, wie beispielsweise Leuchtdioden oder durch entsprechende Endflächen von
optischen Fasern bereitgestellt werden, die jeweils z. B. von einer
Halogenlampe emittiertes Licht übertragen,
wobei die Endflächen
jeweils auf Gitterpunkten angeordnet sind. Im Falle, dass die Punktlichtquellen
durch punktförmige,
lichtemittierende Elemente bereitgestellt werden, benötigen die punktförmigen,
lichtemittierenden Elemente eine Versorgung mit elektrischer Energie.
Die punktförmigen, lichtemittierenden
Elemente können
jedoch auf dem Trägerabschnitt
bleiben, wenn die Saugdüse
von dem Trägerabschnitt
abgenommen wird. Ein elektrischer Energieversorgungskreis, der die
elektrische Energie für
die punktförmigen,
lichtemittierenden Elemente bereitstellt, muss daher nicht mit einem
Kontakt versehen werden, der häufig
verbunden und getrennt wird. Der vorliegende Haltekopf weist daher nicht
die Proble me auf, dass der Kontakt beschädigt wird und von dem Kontakt
ein elektrisches Rauschen produziert wird. Im Falle, dass die Punktlichtquellen durch
die Endflächen
von optischen Fasern bereitstellt werden, müssen die optischen Fasern mit
der röhrenförmigen und/oder
den äußeren Beleuchtungsabschnitten
verbunden werden. Wenn die Saugdüse
jedoch von dem Trägerabschnitt
abgenommen wird, bleiben die röhrenförmigen und/oder die äußeren Beleuchtungsabschnitte
auf dem Trägerabschnitt.
Der vorliegende Haltekopf benötigt
somit keine Mittel zur Erleichterung der Verbindung und Trennung
der optischen Fasern und kann dementsprechend mit einem einfacheren
Aufbau auskommen.
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Der Lichtumwandlungsabschnitt kann
eine verjüngte,
reflektierende Oberfläche
umfassen, die koaxial mit der Saugröhre liegt und deren Radius
sich in einer Richtung weg von einem freien Ende der Saugröhre, welche
das Objekt hält,
erhöht.
Die verjüngte,
reflektierende Oberfläche
kann das von einer zylindrischen Innenumfangsfläche des röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitts
radial nach innen emittierte Licht auf einfache Weise in eine Richtung
ablenken, die im Wesentlichen parallel zu der Achslinie der Saugröhre ist.
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Der Lichtumwandlungsabschnitt kann
einen Streuungsblock zum Streuen des ersten Lichts umfassen, das
durch den ersten röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitt
emittiert wird, welcher das dritte Licht von seiner äußeren Oberfläche emittiert,
die an einer Seite der Saugröhre
angeordnet ist. Der Streuungsblock kann an seiner Außenfläche das
von der Innenfläche
des röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitts
emittierte Licht empfangen und das empfangene Licht in sich streuen,
so dass der Block als Ganzes leichter wird. Dementsprechend kann
Licht von einer röhrenseitigen
Fläche
des Streuungsblocks zu dem von der Saugröhre gehaltenen Objekt emittiert werden.
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Der Haltekopf kann außerdem einen
Trägerstab
umfassen, welcher durch den Trägerabschnitt so
getragen wird, dass der Trägerstab
in einer Richtung parallel zu einer Achslinie der Saugröhre beweglich
ist, eine Anbringungsvorrichtung zum Anbringen der Saugdüse an einem
Endabschnitt des Trägerstabes,
so dass die Saugdüse
von dem Trägerstab
abnehmbar ist, und eine Trägerstab-Bewegungsvorrichtung
zum Bewegen des Trägerstabs
in einer Richtung parallel zu seiner Achslinie, um den Lichtumwandlungsabschnitt
der Saugdüse
relativ zum röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitt
in dieser Richtung parallel zu seiner Mittellinie zu bewe gen, so dass
die Saugröhre
der Saugdüse
in dieser Richtung parallel zu ihrer Achslinie nach vorne und zurück gebracht
werden kann. Die Bewegungen des Vor- und Zurückbringens der Saugröhre können dazu
verwendet werden, um z. B. zu bewirken, dass die Röhre das
Objekt hält
oder um das Objekt auf eine Montagefläche zu montieren. In dem Fall
zum Beispiel, dass das Objekt ein elektrisches Bauteil ist, kann
die Saugröhre
dazu gebracht werden, das Bauteil von einer Zuführvorrichtung für elektrische
Bauteile zu nehmen und selbiges auf einer PCB zu montieren. Da in diesem
Fall der Hauptteil der Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
nicht vor- und zurückgebracht werden
muss, kann die Düse
schnell vor- und zurückgebracht
werden, während
verhindert wird, dass sie Schwingungen oder Geräusche verursacht. Der vorliegende
Haltekopf kann daher elektrische Bauteile mit hoher Effizienz montieren.
Zusätzlich
kann effektiv verhindert werden, dass der Hauptabschnitt der Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
mit den elektrischen Bauteilen zusammenstößt, die bereits auf der PCB
montiert sind, und die Kraft, mit der die Düse jedes Bauteil auf die PCB
drückt,
kann genau gesteuert werden.
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Der Hauptabschnitt der Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
kann ferner einen zusätzlichen
Beleuchtungsabschnitt umfassen, der einem Spalt gegenüberliegt,
der zwischen dem röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitt
und dem Lichtumwandlungsabschnitt vorgesehen ist, um ein viertes Licht
zu einer Seite der Saugröhre
hin über
den Spalt zu emittieren. Bei dem vorliegenden Haltekopf kann der
zusätzliche
Beleuchtungsabschnitt den Spalt beleuchten, der zwischen dem röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitt
und dem Lichtumwandlungsabschnitt vorgesehen ist. Dementsprechend
kann die Rückenoberfläche des
Objekts mit einheitlichem Licht beleuchtet und ein klares Umrissbild
des Objekts erhalten werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist eine Transfereinrichtung vorgesehen mit
einem Haltekopf wie zuvor angegeben, einer Bewegungsvorrichtung
zum Bewegen des Haltekopfs in einer Richtung senkrecht zu der Achslinie der
Saugröhre
und einer Bildaufnahmevorrichtung, die an einer vorbestimmten Position
in einem Bereich vorgesehen ist, in welchem die Bewegungsvorrichtung
dafür angepasst
ist, den Haltekopf so zu bewegen, dass, wenn der Haltekopf an der
vorbestimmten Position positioniert ist, die Bildaufnahmevorrichtung dem
Haltekopf gegenüberliegt,
um ein Bild des Objektes aufzunehmen, welches durch den Haltekopf gehalten
wird. Der Bereich, in dem der Haltekopf bewegt wird, kann ein ein dimensionaler,
zweidimensionaler oder dreidimensionaler Bereich sein. Bei der vorliegenden
Transfereinrichtung kann das Objekt von dem Haltekopf getragen werden,
der seinerseits von der Bewegungsvorrichtung bewegt wird, so dass der
Haltekopf der Bildaufnahmevorrichtung gegenüberliegt. So kann ein Umrissbild
des von dem Haltekopf gehaltenen Objekts von der Bildaufnahmevorrichtung
aufgenommen werden. Bilddaten, die das so aufgenommene Umrissbild
repräsentieren,
können verarbeitet
werden, um das Objekt zu identifizieren, eine oder mehrere Positionen
des von dem Haltekopf gehaltenen Objekts zu ermitteln und/oder eine
oder mehrere Abmessungen des Objekts zu messen. Für den Fall
zum Beispiel, dass das Objekt ein elektrisches Bauteil ist, kann
der Haltekopf das elektrische Bauteil von eine Zuführvorrichtung
für elektrische Bauteile
empfangen, es transferieren und auf einer PCB montieren. Bevor der
Haltekopf das Bauteil auf der PCB montiert, kann die Bildaufnahmevorrichtung ein
Bild des von der Saugdüse
gehaltenen Objekts aufnehmen und das aufgenommene Bild kann verarbeitet
werden, um einen oder mehrere Arten von Positionsfehlern des von
der Düse
gehaltenen Objekts zu bestimmen. Nachdem die Positionsfehler des Bauteils
korrigiert sind, kann der Haltekopf das Bauteil auf der PCB montieren.
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Die Transfereinrichtung kann außerdem eine Düsen-Aufbewahrungsvorrichtung
zum Aufbewahren mindestens einer Saugdüse und eine Düsenwechsel-Steuerungsvorrichtung
zum Steuern der Bewegungsvorrichtung zur Bewegung des Haltekopfs zu
einer Position umfassen, wo der Haltekopf der Düsen-Aufbewahrungsvorrichtung
gegenüberliegt,
und um zu bewirken, dass die Saugdüse, welche an dem Haltekopf
angebracht ist, durch eine Saugdüse
ausgetauscht wird, welche durch die Düsen-Aufbewahrungsvorrichtung
aufbewahrt wird. Bei der vorliegenden Transfereinrichtung kann die
Bewegungsvorrichtung für
den Transfer des von dem Haltekopf gehaltenen Objekts zusätzlich zum
automatischen Austauschen der Saugdüsen miteinander verwendet werden.
Die Transfereinrichtung, die die Saugdüse automatisch wechseln kann,
kann daher mit geringen Kosten hergestellt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und optionale Aufgaben,
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch das
Studium der folgenden ausführlichen
Beschreibung der bevorzugten Ausfüh rungsformen der Erfindung
in Verbindung mit den folgenden beiliegenden Zeichnungen besser
verstanden:
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1 ist
eine schematische Draufsicht eines Montagesystems für elektronische
Bauteile ("EC") mit einem Haltekopf
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine Frontaufrissansicht, teilweise im Querschnitt, des Haltekopfs
gemäß der vorliegenden
Erfindung und einer Bildaufnahmevorrichtung des EC-Montagesystems der 1;
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3 ist
eine Frontaufrissansicht im Querschnitt einer Saugdüse, eines
Halterkörpers
und eines Rückenoberflächen-Beleuchtungssystems
für den
Haltekopf von 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
der Art und Weise, in der die Saugdüsen in dem EC-Montagesystem
von 1 miteinander ausgetauscht
werden; und
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5 ist
eine schematische Ansicht eines relevanten Teils einer Steuervorrichtung
des EC-Montagesystems von 1.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend wird ein Montagesystem
für elektrische
Bauteile ("EC") als bevorzugte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die 1 bis 5 beschrieben.
Das Montagesystem für
elektrische Bauteile montiert ein EC 32 (2) als eine Art eines elektrischen Bauteils
als Objekt auf einer gedruckten Leiterplatte ("PCB")
als einer Art von Schaltungssubstrat.
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In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 10 eine Basis, auf der eine EC-Transfer-
und Montagevorrichtung 12, eine EC-Zuführungsvorrichtung 14 und
eine PCB- Fördervorrichtung 16 vorgesehen sind.
Die PCB-Fördervorrichtung 16 umfasst
ein PCB-Förderband 18,
das sich in X-Richtung, die in 1 als
Pfeil angezeigt ist, erstreckt und das eine PCB 20 zu einer
vorbestimmten EC-Montageposition fördert, wo die PCB 20 positioniert
wird und von einer (nicht gezeigten) PCB-Positionier- und Tragvorrichtung
getragen wird.
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Die EC-Zuführungsvorrichtung 14,
die in 1 als doppelpunktierte
Strichpunktlinie gezeigt ist, ist auf einer Seite des PCB-Förderbands 18 in
einer Y-Richtung vorgesehen, die senkrecht zu der X-Richtung in
einer horizontalen Ebene liegt. Die EC-Zuführungsvorrichtung 14 umfasst
eine Anzahl von EC-Zuführungskassetten 22,
die in der X-Richtung angeordnet sind und an einer vorbestimmten Position
befestigt sind.
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Die EC-Transfer- und Montagevorrichtung 12 ("T/M") umfasst einen EC-Halter 30 (2), der jeweils in der X-
und der Y-Richtung linear beweglich ist, um das EC 32 von
der EC-Zuführungsvorrichtung 14 aufzunehmen,
das EC 32 zu übertragen
und selbiges 32 auf der PCB 20 zu montieren. Hierzu
umfasst die EC-T/M-Vorrichtung 12 zusätzlich zwei Kugelgewindespindeln 34,
die auf der Basis 10 auf beiden Seiten des PCB-Förderbands 18 in
der Y-Richtung vorgesehen
sind, so dass die zwei Kugelgewindespindeln 34 sich parallel
zueinander erstrecken. Die zwei Kugelgewindespindeln 34 sind
jeweils mit zwei (nicht gezeigten) Muttern in Schraubeingriff die an
einem X-Richtungsschlitten 36 befestigt sind. Wenn die
zwei Kugelgewindespindeln 34 jeweils durch zwei X-Richtungsservomotoren 38 gedreht werden,
wird der X-Richtungsschlitten 36 in die X-Richtung bewegt.
Auf der Basis 10 sind zwei (nicht gezeigte) Führungsschienen
als zwei Führungselemente
jeweils unter den zwei Kugelgewindespindeln 34 vorgesehen.
Der X-Richtungsschlitten 36 weist zwei (nicht gezeigte)
Führungsblöcke als
zwei Führungselemente
auf, die gleitend jeweils auf die Führungsschienen passen und mit
den selbigen zusammenwirken, um den Schlitten 36 in der
X-Richtung zu führen.
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Der X-Richtungsschlitten 36 trägt eine
Kugelgewindespindel 40 (2),
die sich in der Y-Richtung
erstreckt, und ein Y-Richtungsschlitten 42 ist mit der
Kugelgewindespindel 40 über
eine (nicht gezeigte) Mutter in Schraubeingriff. Wenn die Kugelgewindespindel 40 durch
den Y-Richtungsservomotor 44 gedreht wird, wird der Y-Richtungsschlitten 42 in
die Y-Richtung bewegt, während
er durch ein Paar von Führungsschienen 46 geführt wird,
die sich in der Y-Richtung
erstrecken.
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Die Basis 10, die Muttern,
die Kugelgewindespindeln 34, die X-Richtungsservomotoren 38,
der X-Richtungsschlitten 36, die Mutter, die Kugelgewindespindel 40,
der Y- Richtungsservomotor 44 und
der Y-Richtungsschlitten 42 wirken zusammen, um einen X-Y-Roboter 48 bereitzustellen.
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Wie in 2 gezeigt,
ist der EC-Halter 30 an einer vertikalen Fläche 60 angebracht,
so dass der EC-Halter 30 auf und ab bewegbar und um eine
vertikale Achslinie drehbar ist. Die vertikale Fläche 60 trägt zusätzlich eine
Hebe- und Senkvorrichtung 62, die den EC-Halter 30 hebt
und senkt, das heißt,
den selbigen 30 auf und ab bewegt, eine Drehvorrichtung 64,
die den EC-Halter 30 um die vertikale Achslinie dreht und
dadurch das von dem Halter 30 gehaltene EC 32 um
die gleiche Achslinie dreht, und eine CCD(ladungsgekoppelte Vorrichtung)-Kamera 66 (1), die entsprechende Bilder
von Referenzmarken aufnimmt, die an dem PCB 20 angebracht
sind.
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Der EC-Halter 30 umfasst
eine Saugdüse 68, die
das EC 32 ansaugt und hält,
und einen Halterkörper 70,
der die Saugdüse 68 trägt. Der
Halterkörper 70 umfasst
ein Keilwellenachselement 72, das in eine Keilwellenbohrung
einer Hülse 74 passt.
Die Hülse 74 passt
in einen Arm 78, der von der vertikalen Fläche 60 des
Y-Richtungsschlittens 42 absteht, so dass die Hülse 74 um
die vertikale Achslinie drehbar ist und in ihrer axialen Richtung
unbeweglich ist. Ein unterer Endabschnitt der Hülse 78, die von dem
Arm 78 nach unten ragt, trägt ein Paar von Rädern 80, 82,
die einen Totgang verhindern. Die zwei Räder 80, 82 kämmen mit
einem Rad 88, das an einer Abtriebswelle 86 des
Servodrehmotors 84 der Drehvorrichtung 64 angebracht
ist und von dem Servodrehmotor 84 gedreht wird. Das Keilwellenachselement 72 wird
somit durch den Servomotor 84 mittels der Räder 88, 80, 82 und
der Hülse 74 genau
um seine Achslinie gedreht und entsprechend wird der EC-Halter 30 um die
vertikale Achslinie gedreht, die mit der Achslinie des Keilwellenelements 72 zusammenfällt. Der
Servodrehmotor 84 kann sich in entgegengesetzte Richtungen
drehen und der aktuelle Drehwinkel des Servomotors 84 wird
durch den Enkoder 90 als einer Art von Drehwinkeldetektor
erfasst. Somit wird der aktuelle Drehwinkel des EC-Halters 30 erfasst
oder erhalten.
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Ein Verbindungselement 100 ist
an einem oberen Endabschnitt des Keilwellenachselements 72 angebracht,
so dass das Verbindungselement 100 relativ zu dem Keilwellenelements 72 drehbar
ist und relativ zu selbigem 72 in horizontaler Richtung
unbeweglich ist. Das Verbindungselement 100 umfasst einen
horizontalen Teil 102, der an einer Mutter 106 befestigt
ist, die ihrerseits mit einer Kugelgewindespindel 104 verschraubt
ist. Die Kugelgewindespindel 104 ist an der vertikalen
Fläche 60 des
Y-Richtungsschlittens 42 angebracht, so dass die Kugelgewindespindel 104 um
ihre vertikale Achslinie drehbar ist und in ihrer axialen Richtung
unbeweglich ist. Wenn die Kugelgewindespindel 104 von einem
Hebe- und Senkservomotor 114 über Steuerscheiben 108, 110 und
einen Steuerriemen 112 gedreht wird, wird die Mutter 106 angehoben
und gesenkt, so dass das Verbindungselement 100, der Halterkörper 70 und
der EC-Halter 30 gehoben und gesenkt werden, d. h. auf und
ab bewegt werden.
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Der Hebe- und Senkservomotor 114 kann sich
in entgegengesetzte Richtungen drehen und der aktuelle Drehwinkel
des Servomotors 114 wird durch den Enkoder 116 als
einer Art von Drehwinkeldetektor erfasst. Die aktuelle Höhe des EC-Halters 30 wird somit
erfasst oder erhalten. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der EC-Halter 30 beim
Ansaugen (d. h. Halten) und Montieren des EC's 32 in einem Saug- und Montagebereich
unter seiner in 2 gezeigten
Abwärtsbewegungs-Startposition (d.
h. der obersten Endposition) gehoben und gesenkt. Von dem Hebe-
und Senkservomotor 114, dem X-Richtungsservomotor 38 und
dem Y-Richtungsservomotor 44 ist
jeder ein elektrischer Drehmotor als eine Art eines Elektromotors
und ist hinsichtlich des Drehwinkels oder der Drehphase und der
Drehzahl genau steuerbar. Diese Servomotoren 114, 38, 44 können durch
Schrittmotoren ersetzt werden.
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Die Saugdüse 68 wird von einem
unteren Endabschnitt des Keilwellenachselements 72 getragen.
Die Saugdüse 68 legt
einen negativen Druck an eine Rückenoberfläche des
EC's 32 an
und hält
dadurch das EC 32. Das Keilwellenelement 72 weist
einen inneren Durchgang 132 auf, der mit einer (nicht gezeigten)
Vakuumquelle über
einen Anschluss 134 verbunden ist. Ein magnetspulenbetätigtes Richtungssteuerungsventil 136 (5) ist zwischen dem Durchgang 132 und
der Vakuumquelle vorgesehen. Nach dem Umschalten des Richtungssteuerungsventils 136 ist
die Saugdüse 68 wahlweise
mit der Vakuumquelle oder der Atmosphäre verbunden und saugt das
EC 32 an oder gibt es frei.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt
ist, ist die Saugdüse 68 an
dem Keilwellenachselement 72 über einen Adapter 150 angebracht,
so dass die Saugdüse 68 zu
dem Keilwellenelement 72 koaxial ist. Der Adapter 150 passt
in ein Aufnahmeloch 154, das in einem Düsenaufnahmeteil 152 ausgebildet
ist, das an dem unteren Endabschnitt des Keilwellenelements 72 vorgesehen ist,
so dass der Adapter 150 relativ zu dem Aufnahmeteil 152 in
der axialen Richtung des Keilwellenelements 72 beweglich
ist. Der Adapter 150 wird von einer Vielzahl von Halteelementen 156 gehalten
(nur das Halteelement 156 ist in den 2 und 3 gezeigt),
die von dem Düsenaufnahmeteil 152 getragen
werden, so dass die Halteelemente 156 in gleichem Winkel
voneinander um die Achslinie des Keilwellenelements 72 beabstandet sind.
Der Adapter 150 wird durch eine Spiraldruckfeder 158 als
einem elastischen Element, als einem Vorspannelement oder einer
Vorspannvorrichtung in einer Richtung vorgespannt, in der der Adapter 150 bewegt
oder nach unten aus dem Düsenaufnahmeteil 152 geschoben
wird.
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Der Düsenaufnahmeteil 152 weist
eine Vielzahl von Aussparungen 162 auf, die sich parallel
zu der Achslinie des Keilwellenachselements 72 erstrecken
und die in gleichen Winkeln voneinander um die Achslinie beabstandet
sind. Die Halteelemente 156 passen jeweils in die Aussparungen 162,
so dass jedes der Halteelemente 156 um eine horizontale Achslinie
schwenkbar ist, und werden durch ein ringartiges Federelement 164,
das um das Aufnahmeteil 152 gewickelt ist, daran gehindert,
aus dem Düsenaufnahmeteil 152 zu
treten. Jedes Halteelement 156 weist einen Vorsprung 166 auf,
der zur Mittellinie des Düsenaufnahmeteils 152 vorsteht
und in eine Bodenaussparung 168 passt, die in dem Boden
des Aufnahmeteils 152 ausgebildet ist. Jedes Halteelement 156 ist
um seine horizontale Achslinie drehbar, an der der Vorsprung 166 eine
Bodenfläche
der Bodenaussparung 168 kontaktiert. Die horizontale Achslinie
ist senkrecht zu einer Längsrichtung
jedes Halteelements 156 und ist parallel zu einer tangentialen
Linie, die einen Teil des Aufnahmeteils 152 kontaktiert,
an dem jedes Halteelement 156 angebracht ist.
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Jedes der Halteelemente 156 weist über dem
Vorsprung 166 ein betätigbares
Teil 170 auf, das in eine obere Aussparung 172 passt,
die in dem Düsenaufnahmeteil 152 ausgebildet
ist. Da jedes Halteelement in die Aussparung 162 passt
und sein betätigbares
Teil 170 in die obere Aussparung 172 passt, wird
jedes Halteelement 156 daran gehindert, um eine horizontale,
zu der Achslinie des Keilwellenachselements 72 senkrechte
Achslinie gedreht oder geschwenkt zu werden.
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Ein unterer Endabschnitt jedes Halteelements 156 passt
in die untere Aussparung 176, die in einem Teil 174 mit
großem
Durchmesser des Adapters 150 ausgebildet ist. Der Adapter 150 wird
daran gehindert, sich relativ zu dem Düsenaufnahmeteil 152 zu
drehen. Der untere Endabschnitt jedes Halteelements 156 weist
einen eingreifenden Vorsprung 178 auf, der zu dem Adapter 150 vorsteht.
Da die jeweiligen eingreifenden Vorsprünge 178 der Halteelemente 156 in
eine untere Fläche
des Teils 174 mit großem
Durchmesser eingreifen, wird der Adapter 150 daran gehindert,
aus dem Aufnahmeloch 154 des Düsenaufnahmeteils 152 auszutreten.
Wenn der Adapter 150 aus dem Düsenaufnahmeteil 152 entfernt
wird, wird zuerst das Keilwellenachselement 72 aus seiner
Abwärtsbewegungs-Startposition
nach unten bewegt und dann werden die jeweiligen betätigbaren
Teile 170 der Halteelemente 156 verschoben, um
die Halteelemente 156 gegen die Vorspannkraft des Federelements 164 zu
schwenken. Die eingreifenden Vorsprünge 178 der Halteelemente 156 kommen
aus diesem Eingriff mit dem Teil 174 mit großem Durchmesser
des Adapters 150 somit frei, so dass der Adapter 150 von
dem Aufnahmeteil 152 entfernt werden kann. Der Adapter 150 weist
eine untere Endfläche
auf, die eine ebene Kontaktfläche 180 senkrecht
zu der Achslinie des Keilwellenachselements 72 vorsieht.
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Die Saugdüse 68 umfasst eine
Saugröhre 192 und
einen Saugröhrenhalter 190,
der aus einem Kunststoff geformt ist und die Saugröhre 192 so
hält, dass
die Röhre 192 koaxial
dazu ist. Ein Endabschnitt des Saugröhrenhalters 190, der
von der Saugröhre 192 entfernt
ist, sieht einen Passabschnitt 194 vor, der in ein Aufnahmeloch 196 passt,
das in dem Adapter 150 ausgebildet ist, und durch ein Federelement 204 daran
gehindert wird, aus dem Adapter 150 auszutreten. Der Saugröhrenhalter 190 weist eine
gestufte, zylindrische Form auf, deren Durchmesser schrittweise
in der Aufwärtsrichtung
abnimmt, und weist eine gestufte, ebene Kontaktfläche 198 senkrecht
zu der Mittellinie des Halters 190 auf. Ein oberer Endabschnitt
des Passabschnitts 194 weist eine verjüngte Fläche 200 auf, deren
Durchmesser in der Aufwärtsrichtung
abnimmt. Das Federelement weist eine im Großen und Ganzen U-förmige Bauform
auf, deren zwei Arme jeweils in zwei Ausnahmen 206 passen,
die in dem Adapter 150 so ausgebildet sind, dass jeweilige
Zwischenabschnitte der zwei Arme wegen der elastischen Rückstellkraft
des Federelements 204 von der inneren Umfangsfläche des
Aufnahmelochs 196 des Adapters 150 radial nach
innen vorstehen. Da die zwei Arme des Federelements 204 so
gebogen sind, dass die jeweiligen Endabschnitte der zwei Arme sich
einander nähern, wird
das Federelement 204 daran gehindert, aus dem Adapter 150 auszutreten.
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Wenn der Passabschnitt 194 des
Saugöhrenhalters 190 in
das Aufnahmeloch 196 des Adapters 150 eingeführt ist,
während
die verjüngte
Fläche 200 des
Passabschnitts 194 die zwei Arme des Federelements 204 weitet,
passen die zwei Arme des Federelements 204 in die ringförmige Nut 210,
die von dem Passabschnitt 194 gebildet wird und greifen dadurch
in den Passabschnitt 194 ein. Das Federelement 204 hält daher
den Röhrenhalter 190 und
zieht oder zerrt den selbigen 190 gewissermaßen in das Aufnahmeloch 196 des
Adapters 150. Der Passabschnitt 194 passt in das
Aufnahmeloch 196, so dass die Kontaktfläche 198 des Röhrenhalters 190 in
Kontakt mit der Kontaktfläche 180 des
Adapters 150 gehalten wird, und in diesem Zustand ist die
Mitte des kreisförmigen
Querschnitts des Federelements 204 etwas niedriger als
die des kreisförmigen
Querschnitts der ringförmigen
Nut 210. Das Federelement 204 kommt daher mit
dem oberen Teil der Innenfläche
der ringförmigen
Nut 210 in Eingriff, wodurch der Röhrenhalter 190 wegen
seiner elastischen Rückstellkraft
in das Aufnahmeloch 196 gezogen oder gezerrt wird. Da die
zwei Kontaktflächen 198, 180 in Kontakt
miteinander gehalten werden, wird die Saugdüse 68 in vertikaler
Richtung positioniert und es wird verhindert, dass sie relativ zu
dem Keilwellenachselement 72 verkippt ist. Die Saugdüse 68 kann
von dem Adapter 150 entfernt werden, indem die Düse 68 mit
einer Kraft, die gößer als
die Zugkraft des Federelements 204 ist, in eine Richtung
entgegengesetzt zu der Richtung gezogen wird, in der das Federelement 204 die
Düse 68 zieht.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
wirkt das Keilwellenachselement 72 mit dem Adapter 150 zusammen,
um einen Trägerstab
bereitzustellen, der die Saugdüse 68 so
trägt, dass
die Düse 68 von
dem Trägerstab
abnehmbar ist. Als Mittel, um die Saugdüse 68 so an dem Trägerstab anzubringen,
dass die Saugdüse 68 von
dem Stab abnehmbar ist, kann das Federelement 204 durch eine
Vorrichtung ersetzt werden, die die Düse aufgrund eines negativen
Drucks oder einer magnetischen Kraft an dem Stab so anbringt, dass
die Düse 68 von
dem Stab abnehmbar ist.
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Der Saugdüsenhalter 190 umfasst
einen Blockabschnitt 220, der dem Passabschnitt 194 gegenüberliegt
und eine zylindrische Form aufweist, deren Durchmesser gößer als
derjenige des Passabschnitts 194 ist. Der Blockabschnitt 220 umfasst
einen oberen Abschnitt 222 und einen unteren Abschnitt 224,
die zur einfacheren Produktion als separate Elemente vorgesehen
und zusammengebaut werden. Der obere Abschnitt 222 ist
einteilig mit dem Passabschnitt 194 ausgebildet, und die
Saugöhre 192 wird
an dem unteren Abschnitt 224 so angebracht, dass die Röhre 192 sich
von seiner unteren Fläche 226 längs einer
sich von der Mittellinie des Röhrenhalters 190 nach
unten erstreckenden Geraden erstreckt. Der obere Abschnitt 222 weist
eine untere verjüngte
Fläche 228 auf,
die koaxial mit der Saugröhre 192 und
um 45 Grad relativ zu der Mittellinie des Röhrenhalters 190 geneigt
ist und deren Durchmesser in einer Richtung weg von der Saugröhre 192 zunimmt.
Der untere Abschnitt 224 weist eine untere verjüngte Fläche 230 auf,
die der unteren verjüngten
Fläche 228 des
oberen Abschnitts 222 entspricht. Die oberen und unteren
Abschnitte 222, 224 sind miteinander an den jeweiligen
verjüngten Flächen 228, 230 über eine
verjüngte
reflektierende Fläche 232 verbunden,
die den verjüngten
Flächen 228, 290 entspricht.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
kann eine Metallschicht 234 wie beispielsweise Aluminium
oder Silber zum Beispiel durch Dampfabscheidung auf der unteren
verjüngten
Fläche 228 des
oberen Abschnitts 222 gebildet werden und die reflektierende
Fläche 232 wird
durch eine untere Fläche
der Metallschicht 234 definiert oder bereitgestellt werden.
Es ist jedoch möglich,
die reflektierende Fläche 232 durch
Ausbilden einer Metallschicht auf der unteren verjüngten Fläche 232 auszubilden,
indem eine Metallschicht auf der oberen verjüngten Fläche 230 des unteren
Abschnitts 224 ausgebildet wird, oder es ist möglich, eine
Silberspiegelreaktion anstelle einer Dampfabscheidung einzusetzen.
Zudem ist es möglich,
einen aus Metall geformten oberen Abschnitt 222 einzusetzen
und eine untere verjüngte
Fläche 228 des
oberen Abschnitts 222 zu einer unteren verjüngten reflektierenden
Fläche 232 zu
polieren. Der untere Abschnitt 224 des Blockabschnitts 220 ist
aus einem transparenten Kunststoff geformt und die untere Fläche 226 des
unteren Abschnitts 224 ist mit einem dunklen (z. B. schwarzen)
Filter 240 bedeckt, der Infrarotstrahlen ("IR-Strahl") durchlässt. Der
infrarotdurchlässige
Filter 240 umfasst eine infrarotdurchlässige Schicht und eine Streuschicht,
die überlagert
oder miteinander laminiert sind. Der infrarotdurchlässige Filter 240 absorbiert
sichtbare Strahlen und transmittiert und streut IR-Strahlen. Der
infrarotdurchlässige
Filter 240 funktioniert somit auch als Streuplatte.
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Ein Hauptbeleuchtungsabschnitt 248 wird von
der vertikalen Fläche 60 des
Y-Richtungsschlittens 42 getragen,
so dass der Hauptbeleuchtungsabschnitt 248 koaxial zu der
Saugdüse 68 ist
und die selbige 68 umgibt, die an ihrer Abwärtsbewegungs-Startposition
positioniert ist. Der Hauptbeleuchtungsabschnitt 248 wirkt
mit dem Blockabschnitt 22/ und einem zusätzlichen Beleuchtungsabschnitt 290 zusammen,
um eine Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung 250 bereitzustellen. Der
Hauptbeleuchtungsabschnitt 248 umfasst einen zylindrischen
Beleuchtungsabschnitt 252 (der hier im Folgenden als "röhrenförmiger" Beleuchtungsabschnitt 252 bezeichnet
wird) und einen flanschartigen Beleuchtungsabschnitt 254,
der sich von einem unteren Ende des röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitts 252 radial
nach außen
erstreckt und eine ringflanschartige Form hat. Der flanschartige
Beleuchtungsabschnitt 254 ist an der vertikalen Fläche 60 des
Y-Richtungsschlittens 42 mittels einer (nicht gezeigten)
Klammer befestigt. Eine schmaler Spalt ist zwischen dem Saugröhrenhalter 190 und
den zwei Beleuchtungsabschnitten 252, 254 vorgesehen.
Die Saugdüse 68 ist
relativ zu dem Hauptbeleuchtungsabschnitt 248 in axialer
Richtung der Düse 68 beweglich.
In 3 ist der zwischen
dem Saugröhrenhalter 190 und
dem Hauptbeleuchtungsabschnitt 248 vorgesehene Spalt nur
zu Zwecken eines einfacheren Verständnisses übertrieben.
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Der röhrenförmige Beleuchtungsabschnitt 252 umfasst
einen lichtemittierenden Körper 258,
der eine scheibenartige PCB umfasst, und eine Anzahl lichtemittierender
Dioden, die auf Gitterpunkten auf der PCB angeordnet sind. Eine
Fläche
der PCB, die keine Dioden trägt,
wird von einem zylindrischen Trägerelement 260 getragen,
so dass eine lichtemittierende Fläche 262 des Beleuchtungsabschnitts 252 radial
nach innen zeigt. Da die PCB und die Dioden dem Fachmann bekannt
sind, wird ihre Beschreibung und Darstellung ausgelassen. Das zylindrische
Trägerelement 260 ist
mit einer Treiberschaltung 406 (5, später
beschrieben) über
einen (nicht gezeigten) Leitungsdraht verbunden. Wenn die Treiberschaltung 406 einen
elektrischen Strom an den lichtemittierenden Körper 258 anlegt, emittiert
der röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitt 252 von
der lichtemittierenden Fläche 262,
d. h. seiner inneren Umfangsfläche,
Licht zu der Saugdüse 68.
Die Dioden des lichtemittierenden Körpers 258 sind solche,
die Licht einschließlich
vieler IR-Strahlen emittieren.
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Wenn Licht von der lichtemittierenden
Fläche 262 des
röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitts 252 zu
dem Saugdüsenhalter 190 der
Saugdüse 68 in
einer Richtung senkrecht zu der Achslinie der Düse 68 emittiert wird,
wird das Licht von der reflektierenden Fläche 232 des Röhrenhalters 190 reflektiert
und damit nach unten abgelenkt. Das Licht tritt durch den unteren
Abschnitt 224 des Blockabschnitts 220 und durch
das infrarotdurchlässige
Filter 240 werden die Komponenten, die von den IR-Strahlen
verschiedenen sind, entfernt und die IR-Strahlen gestreut. Die Rückenoberfläche des
von der Saugröhre 192 gehaltenen
EC's 32 wird folglich
nur mit im Wesentlichen einheitlichen IR-Strahlen beleuchtet.
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Wie der röhrenförmige Beleuchtungsabschnitt 252 umfasst
der flanschartige Beleuchtungsabschnitt 254 einen lichtemittierenden
Körper 270, der
eine scheibenartige PCB und eine Anzahl lichtemittierender Dioden
umfasst, die in einem Gitter oder einer Matrix auf der PCB angeordnet
sind. Eine Oberfläche
der PCB, die nicht die Dioden trägt,
wird von einem ringförmigen
Trägerelement 272 getragen,
so dass eine lichtemittierende Fläche 274 des Beleuchtungsabschnitts 270 nach
unten zeigt, d. h. zu der Saugröhre 192.
Die lichtemittierende Fläche 274,
d. h. die untere Fläche
des lichtemittierenden Körpers 270 ist
mit einem ringförmigen,
infrarotdurchlässigen Filter 278 bedeckt.
Da der lichtemittierende Körper 270 und
der durchlässige
Filter 278 ähnlich
zu dem lichtemittierenden Körper 258 beziehungsweise
dem durchlässigen
Filter 240 sind, werden im Wesentlichen einheitliche IR-Strahlen
von der Fläche 274 nach
unten emittiert, so dass die Rückenoberfläche des
von der Saugröhre 192 gehaltenen
EC's 32 mit im
Wesentlichen einheitlichen IR-Strahlen beleuchtet wird. Bei der
vorliegenden Ausführungsform
wird der flanschartige Beleuchtungsabschnitt 254 von der gleichen
Treiberschaltung 406 wie für den ringförmigen Beleuchtungsabschnitt 252 betrieben.
Es ist jedoch möglich,
jeweils zwei Schaltungen zum Betreiben der zwei Beleuchtungsabschnitte 252, 254 einzusetzen.
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Ein zusätzlicher Beleuchtungsabschnitt 290 ist über dem
ringförmigen
Beleuchtungsabschnitt 252 vorgesehen, so dass der zusätzliche
Beleuchtungsabschnitt 290 dem zwischen dem ringförmigen Beleuchtungsabschnitt 252 und
dem Saugröhrenhalter 190 vorgesehenen
Spalt gegenüberliegt.
Der zusätzliche
Beleuchtungsabschnitt 290 ist an der vertikalen Fläche 60 des
Y-Richtungsschlittens 42 mittels einer (nicht gezeigten)
Klammer befestigt. Der zusätzliche
Beleuchtungsabschnitt 290 umfasst einen lichtemittierenden
Körper 294,
der von einer ringförmigen
Trägerplatte 292 getragen
wird, wobei seine untere Fläche,
d. h. die lichtemittierende Fläche 296 wie
der flanschartige Beleuchtungsabschnitt 254 mit einem ringförmigen infrarotdurchlässigen Filter 300 bedeckt
ist. Da der lichtemittierende Körper 294 und der
durchlässige
Filter 300 dem lichtemittierenden Körper 258 beziehungsweise
dem durchlässigen
Filter 240 ähnlich
sind, emittiert der zusätzliche
Beleuchtungsabschnitt 290 nur im Wesentlichen einheitliche
IR-Strahlen, die zu der Saugröhre 192 über den
zwischen den Röhrenhalter 190 und
dem ringförmigen
Beleuchtungsabschnitt 252 vorgesehenen Spalt gerichtet
ist.
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Eine CCD-Kamera 310 ist
als Bildaufnahmevorrichtung, die ein Bild des von der Saugdüse 68 gehaltenen
EC's 32 aufnimmt,
auf der Basis 10 an einer Position zwischen der EC-Zuführvorrichtung 14 und der
PCB-Fördereinrichtung 16 in
der Y-Richtung vorgesehen. Die CCD-Kamera 310 umfasst ein
Linsensystem und eine Matrix von CCD's und liegt in dem Zustand, in dem der
EC-Halter 30 an einer EC-Bildaufnahmeposition positioniert
ist, in der die Saugröhre 192 gerade über der
CCD-Kamera 310 positioniert ist, der Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung 250 gegenüber, wobei
das von der Saugröhre 192 gehaltene
EC 32 zwischen der Kamera und der Beleuchtungsvorrichtung 250 positioniert
ist. Eine Ringlampe 320 ist um die CCD-Kamera 310 herum
vorgesehen und ist an der Basis 10 mittels einer (nicht
gezeigten) Klammer befestigt. Die Ringlampe 320 emittiert
sichtbares Licht zu der Vorderfläche
des von dem Saugröhre 192 gehaltenen
EC's 32 und
fungiert so als Vorderflächenbeleuchtungsvorrichtung.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
ist die CCD-Kamera 310 jeweils auf das sichtbare Licht
und die IR-Strahlen sensitiv.
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Zusätzlich ist auf der Basis 10 eine
Düsenaufliewahrungsvorrichtung 330 an
einer Position in Y-Richtung zwischen der EC-Zuführvorrichtung 14 und
der PCB-Fördereinrichtung 16 vorgesehen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
weist die Düsenaufbewahrungsvorrichtung 330 den
gleichen Aufbau auf wie die in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 99300768.1
offenbarte Düsenaufbewahrungsvorrichtung.
Eine ausführliche
Beschreibung und Darstellung der Düsenaufbewahrungsvorrichtung 330 wird folglich
weggelassen und unten kurz beschrieben.
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Wie in 4 gezeigt,
umfasst die Düsenaufbewahrungsvorrichtung 330 ein
im Großen
und Ganzen plattenartiges Düsenhalteelement 332 und
eine Sicherungsplatte 334. Die Düsenaufbewahrungsvorrichtung 330 lagert
oder bewahrt eine Vielzahl von Saugdüsenarten 68 (in 4 ist nur eine Düse 68 gezeigt)
auf, die entsprechende Saugröhren 192 mit unterschiedlichen
Durchmessern aufweisen, die unterschiedlichen Formen und/oder Abmessungen
von EC's 32 entsprechen.
Das Düsenhalteelement 332 weist
eine Vielzahl von gestuften Haltelöchern 340 (nur ein
Loch 340 ist in 4 gezeigt)
auf, von denen jedes eine Saugdüse 68 aufnimmt.
Jedes Halteloch 340 umfasst einen Abschnitt 342 kleineren
Durchmessers, dessen Durchmesser es ermöglicht, dass eine Saugröhre 192 mit
dem größten Durchmesser hinein
passt, und einen Abschnitt großen
Durchmessers 344, dessen Durchmesser etwas größer ist,
als derjenige des Blockabschnitts 220 des Röhrenhalters 190.
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Die Sicherungsplatte 334 hat
eine dünne, plattenartige
Form und deckt die Haltevorrichtung 340 des Düsenhalteelements 332 ab.
Die Platte 334 weist eine Vielzahl kreisförmiger Löcher 350 auf
(nur eines der Löcher 350 ist
in 4 gezeigt), und eine Vielzahl
von Verbindungslöchern 352,
von denen jedes zwischen zwei benachbarten kreisförmigen Löchern 350 eine
Verbindung herstellt. Jedes der kreisförmigen Löcher 350 weist einen
Durchmesser auf, der etwas größer ist
als derjenige des Abschnitts 344 großen Durchmessers jedes Düsenhaltelochs 340. Die
kreisförmigen
Löcher 350 werden
in einer Periode gleich derjenigen ausgebildet, in der die Düsenhaltelöcher 340 in
dem Düsenhalteelement 332 jeweils
in ihrer Längsrichtung
und ihrer Breitenrichtung senkrecht zur Längsrichtung ausgebildet sind.
Jedes Verbindungsloch 352 weist eine Breite auf, die kleiner ist
als der Durchmesser jedes Blockabschnitts 220 des Röhrenhalters 190 jeder
Saugdüse 68.
Die Breite jedes Verbindunglochs 352 ist definiert als
seine Abmessung in einer Breitenrichtung der Sicherungsplatte 334 in
einer Ebene parallel zu der Ebene der Platte 334. Ein Paar
von Vorsprüngen
der Sicherungsplatte 334, die miteinander wechselwirken,
um jedes Verbindungloch 352 zu definieren, sehen Sicherungsabschnitte 354 vor,
die jede Saugdüse 68 daran
hindern, aus dem Düsenhalteelement 332 auszutreten. Jedes
Paar von Sicherungsabschnitten 354 ist voneinander beabstandet
und liegt einander in der Breitenrichtung der Sicherungsplatte 354 gegenüber.
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Eine Sicherungsplatten-Bewegungsvorrichtung 360 (5) bewegt die Sicherungsplatte 324 relativ
zu dem Düsenhalteelement 332 in
der Längsrichtung
der Platte 324 oder des Elements 332 in eine Betriebsposition,
in der die Paare von Sicherungsabschnitten jeweils über den
Düsenhaltelöchern 340 positioniert
sind und die Saugdüsen 68 daran
hindern, jeweils aus den Löchern 340 zu
treten, und in eine eingezogene Position, in der die kreisförmigen Löcher 350 jeweils
direkt über
den Haltelöchern 340 positioniert
sind und es den Düsen 68 erlauben,
jeweils aus den Löchern 340 genommen
zu werden. Die Sicherungsplatten-Bewegungsvorrichtung 360 kann
eine luftdruckbetriebene Zylindervorrichtung umfassen.
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Das vorliegende EC-Montagesystem
wird durch eine in 5 gezeigte
Steuervorrichtung 370 gesteuert. Die Steuervorrichtung 370 wird
im Wesentlichen durch einen Computer 380 mit einer PU (Prozesseinheit) 372,
einem ROM (Festspeicher) 374, einem RAM (Speicher mit wahlfreiem
Zugriff) 376 und einem die Elemente 372, 374, 376 miteinander
verbindenden Bus 378 gebildet. Eine Eingabeschnittstelle 382 ist
mit dem Bus 378 verbunden und die CCD-Kameras 66, 310,
die Enkoder 90, 116 und eine Eingabevorichtung 384 sind
mit der Eingabeschnittstelle 382 verbunden. Die Eingabevorrichtung 384 umfasst
eine Tastatur oder ein Bedienfeld, das von einer Bedienungsperson
bedient werden kann. Eine Ausgabeschnittstelle 386 ist
mit dem Bus einerseits und mit verschiedenen Treiberschaltungen 400, 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407, 408 andererseits verbunden.
Die PCB-Fördereinrichtung 18,
die X-Richtungsservomotoren 38,
der Y-Richtungsservomotor 44, der Drehservomotor 84,
der Hebe- und Senkservomotor 114, die magnetspulenbetätigte Richtungssteuervorrichtung 136,
die drei Beleuchtungsabschnitte 252, 254, 290 (d.
h. der röhrenförmige Beleuchtungsabschnitt 252,
der flanschartige Beleuchtungsabschnitt 254, der zusätzliche
Beleuchtungsabschnitt 290), die Ringlampe 320 und
die Sicherungsplatten-Bewegungsvorrichtung 360 sind jeweils
an die Treiberschaltungen 401 bis 409 angeschlossen.
Das ROM 374 speichert verschiedene Steuerprogramme, die
benötigt
werden, um das EC 32 anzusaugen (d. h. zu halten) und zu
montieren.
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In dem wie oben beschrieben aufgebauten EC-Montagesystem
empfängt
die Saugdüse 68 das EC 32 von
der EC-Zuführvorrichtung 14 an
der EC-Empfangsposition (d. h. der EC-Ansaugposition) und montiert selbiges 32 auf
der PCB 20 an der EC-Montageposition. Zwischen der EC-Empfangsposition
und der EC-Montageposition nimmt die CCD-Kamera 310 ein
Umrissbild oder ein Vorderseitenbild des von der Saugröhre 192 gehaltenen
EC's 32.
Die Steuervorrichtung 370 verarbeitet die Bilddaten, die
das aufgenommene Umrissbild oder Vorderseitenbild des EC's 32 wiedergeben,
und ermittelt die Ist-Drehposition des EC's 32 und die Positionsfehler in
X-Richtung und Y-Richtung des von der Saugdüse 68 gehaltenen EC's 32. Die
Steuervorrichtung 370 korrigiert die Ist-Drehposition des
EC's 32 und
die Positionsfehler in X-Richtung und Y-Richtung des EC's 32, indem
es die Saugdüse 68 dreht
und den EC-Halter 30 an korrigierten Positionen in X-Richtung
und Y-Richtung stoppt. Die Saugdüse 68 montiert
dann das EC 32 auf der PCB 20.
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Wenn der EC-Halter 30 ein
EC 32 von der EC-Zuführvorrichtung 14 empfängt, werden
der X-Richtungsschlitten 36 und/oder der Y- Richtungsschlitten 42 bewegt,
um die Saugröhre
192 an
einer Position gerade über
einer der EC-Zuführungskassetten 22 zu
positionieren, die das von dem EC-Halter 30 aufzunehmende
EC 32 zuführt.
Dann senkt die Hebe- und Senkvorrichtung 62 den EC-Halter 30 aus seiner
Abwärtsbewegungs-Startposition,
so dass die Saugröhre 192 die
obere Fläche
des EC's 32 kontaktiert.
Obwohl die Röhre 192 nach
der Kontaktierung des EC'S 32 weiter
um eine kleine Strecke gesenkt wird, wird ein Brechen der Röhre 192 und
des EC's 32 verhindert,
weil die Röhre 192 die
Spiraldruckfeder 158 zusammendrückt und relativ zu dem Keilwellenachselement 72 bewegt.
In diesem Zustand steht die Saugröhre 192 mit der Vakuumquelle
in Verbindung, um das EC 32 anzusaugen und zu halten.
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Dann wird der EC-Halter 30 angehoben
und der X-Y-Roboter 48 betätigt, um die Saugröhre 192 an
der Bildaufnahmeposition gerade über
der CCD-Kamera 310 zu positionieren, die ein Umriss- oder
Vorderseitenbild des von der Röhre 192 gehaltenen
EC'S 32 aufnimmt.
In dem Fall zum Beispiel, wenn das EC 32 wie in 2 gezeigt, von der flachen
Packungsart ist; bei der Leitungsdrähte von den Seitenflächen eines
Hauptkörpers
abstehen, wählt die
Steuervorrichtung 370 die Aufnahme eines Umrissbildes des
EC'S 32.
Wenn die CCD-Kamera 310 ein Umrissbild des EC'S 32 aufnimmt,
schaltet die Steuervorrichtung 370 die Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung 250 und
die Ringlampe 320 an. Die von dem flanschartigen Beleuchtungsabschnitt 254 emittierten
IR-Strahlen beleuchten so die Rückenoberfläche des
EC'S 32 und
das von dem röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitt 252 emittierte Licht
wird durch die reflektierende Fläche 232 in
eine Abwärtsrichtung
umgelenkt und dann werden durch den infrarotdurchlässigen Filter 240 nur
IR-Strahlen transmittiert und im Wesentlichen gleichförmig gemacht,
so dass die IR-Strahlen die Rückenoberfläche des
EC's 32 in
der Nähe
der Saugröhre 192 beleuchten.
Zusätzlich
emittiert der zusätzliche
Beleuchtungsabschnitt 290 IR-Strahlen zu dem Spalt, der zwischen
dem Saugröhrenhalter 190 und
dem röhrenförmigen Beleuchtungsabschnitt 252 vorgesehen ist.
Die von der Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
emittierten IR-Strahlen beleuchten die Rückenoberfläche des EC's 32 und ihren Hintergrund somit
gleichförmig
und bilden dadurch ein Umrissbild des EC's 32 auf der Bildaufnahmefläche der CCD-Kamera 310,
d. h. der Matrix von Festkörperbildelementen
(d. h. der Matrix von CCD's)
der selbigen 310. Da die CCD-Kamera 310 auf die
IR-Strahlen sensitiv ist, nimmt die Kamera 310 ein klares
Umrissbild des EC's 32 mit
einem helleren Hintergrund auf.
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Es gibt jedoch einige Fälle, in
denen das Umrissbild des von der Saugröhre 192 gehaltenen
EC'S 32 keine
ausreichende Information liefert. Zum Beispiel im Fall eines PLCC-artigen
EC's, bei dem Leitungsdrähte von
den Seitenflächen
eines Hauptkörpers
abstehen, so dass jeweilige freie Endabschnitte der Leitungsdrähte wie
J's gebogen sind
und innerhalb einer äußeren Umrisskante
des Hauptkörpers liegen,
oder im Falle eines EC'S
von der Art eines Stiftgitter-Arrays (PGA), bei dem Leitungsdrähte senkrecht
von Netz- oder Gitterpunkten auf einer Vorderseite des Hauptkörpers abstehen,
wählt die
Steuervorrichtung 370 die Aufnahme eines Vorderseitenbildes
des EC'S 32.
Soweit die vorliegende Erfindung betroffen ist, ist die "Vorderseite" des EC's 32 definier als
eine Fläche,
die der CCD-Kamera 310 gegenüberliegt, und die Rückenoberfläche des
EC's 32 ist definiert
als die Fläche,
die der "Vorderseite" gegenüberliegt.
Wenn das PGA-artige EC auf der PCB 20 montiert ist, kontaktiert
die "Vorderseite" des EC's die PCB 20.
Wenn die CCD-Kamera 310 ein Vorderseitenbild des EC's aufnimmt, schaltet
die Steuervorrichtung 370 die Ringlampe 320 an
und schaltet die Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung 250 aus.
Die Ringlampe 320 emittiert somit sichtbares Licht zu der
Vorderseite des von der Saugröhre 192 gehaltenen
EC's 32 und
das von der Vorderseite reflektierte Licht fällt auf die CCD-Kamera 310.
Obwohl die CCD-Kamera 310 sowohl auf IR-Strahlen als auch
sichtbares Licht sensitiv ist, ist die Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung 250 im
Aus-Zustand und emittiert keine IR-Strahlen. Die CCD-Kamera 310 nimmt
somit ein Vorderseitenbild des EC'S 32 auf, das durch sichtbares
Licht geformt wird. Wenn die Vorderseite des EC's 32 durch von der Ringlampe 320 emittiertes
sichtbares Licht beleuchtet wird, fällt das sichtbare Licht auch
auf die Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung 250,
die sich hinter dem EC 32 befindet. Da der Blockabschnitt 220,
der flanschartige Beleuchtungsabschnitt 254 und der zusätzliche
Beleuchtungsabschnitt 290 durch die dunklen, infrarotdurchlässigen Filter 240, 278, 300 bedeckt
sind, wird fast das ganze sichtbare Licht durch die Filter 240, 278, 300 absorbiert,
so dass die CCD-Kamera 310 ein Lichtbild des EC's 32 mit
dunklem Hintergrund aufnehmen kann, das zur Bilddatenverarbeitung
geeignet ist.
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Die Steuervorrichtung 370 empfängt und verarbeitet
Bilddaten, die das von der CCD-Kamera 310 aufgenommene
Umriss- oder Vorderseitenbild des EC's 32 darstellen oder aus den
Bilddaten konvertierte binäre
Daten. Die Steuervorrichtung 370 beurteilt, ob das von
der Saugröhre 192 gehaltene
EC 32 von der korrekten, auf der PCB 20 zu montierenden
Art ist, und er mitelt die Ist-Drehposition und die Ist-Positionen
in X-Richtung und Y-Richtung des von der Röhre 192 gehaltenen
EC's 32.
Dann vergleicht die Steuervorrichtung 370 die so ermittelte
Drehposition und die Positionen in X-Richtung und Y-Richtung des
EC's 32 mit
jeweiligen Referenzpositionen, die vorab in dem ROM 374 gespeichert
werden, und berechnet einen Winkelfehler, δθ des EC's 32 um seine Mittellinie (d.
h. die Mittelachslinie der Saugröhre 192)
und die Positionsfehler in X-Richtung und Y-Richtung, δX und δY, der Mitte
des EC's 32.
Im Falle, dass die CCD-Kamera 310 das Vorderseitenbild des
EC's 32 aufnimmt,
kann das Vorderseitenbild Bilder von Buchstaben und/oder Strichcodes
beinhalten, die an der Vorderseite des EC's 32 angebracht sind. In diesem
Fall analysiert die Steuervorrichtung 370 diese Bilder
und identifiziert die Art, von der das EC 32 ist.
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Wenn die Steuervorrichtung 370 die
Bilddaten oder Binärdaten
verarbeitet, wird das EC32 zu der EC-Montageposition übertragen.
Bevor das EC 32 die EC-Montageposition erreicht, beendet
die Steuervorrichtung 370 die Verarbeitung der Daten. Die
Steuervorrichtung 370 betätigt dann den Drehservomotor 84,
so dass die Saugröhre 192 gedreht wird,
um den Winkelfehler δθ zu beseitigen,
und betätigt
den X-Y-Roboter 48, um den EC-Halter in eine modifizierte
EC-Montageposition zu bewegen, die die Positionsfehler in X-Richtung
und Y-Richtung, δX, δY beseitigt.
An der modifizierten EC-Montageposition weist das von der Saugröhre 192 gehaltene EC 32 eine
geeignete Drehposition oder Drehphase und geeignete Positionen in
X-Richtung und Y-Richtung relativ zu der PCB 20 auf, um
auf der PCB 20 montiert zu werden. Der EC-Halter 30 wird
dann gesenkt, das von der Saugröhre 192 gehaltene
EC 32 auf eine vorbestimmte Position auf der PCB 20 gepresst
und an der selbigen 20 z. B. mittels Klebung befestigt.
Danach wird das magnetspulenbetätigte Ventil 136 so
geschaltet, dass die Saugröhre 192 mit der
Atmosphäre
verbunden und dadurch bewirkt wird, dass die Röhre 192 das EC 32 freigibt.
Die Röhre 192 wird
dann angehoben. Die Montage von einem EC 32 auf der PCB 20 endet
dann. In dem Fall, dass die Steuervorrichtung 370 einen übermäßig gebogenen
Leitungsdraht des EC's 32 erfasst
oder beurteilt, dass das EC 32 nicht von der zu montierenden Art
ist, oder in irgendeinem anderen Fall, in dem die Steuervorrichtung 370 beurteilt,
dass das EC 32 nicht auf der PCB 20 montiert werden
sollte, betätigt
die Steuervorrichtung 370 den X-Y-Roboter 48 und
den EC-Halter 30, um das EC 32 in eine (nicht
gezeigte) EC-Sammelkiste zu entsorgen, oder ergreift andere geeignete
Maßnahmen.
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Die Steuervorrichtung 370 kann
beurteilen, dass das EC 32 nicht von der zu montierenden
Art ist, z. B. wenn das EC 32 keine Lage einnimmt, in der das
EC 32 zu montieren ist.
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Wenn die aktuelle, von dem Halterkörper 70 des
EC-Halters 30 gehaltene Saugdüse 68 nicht zum Halten
des zu montierenden EC's 32 geeignet
ist, wird die aktuelle Düse
gegen eine geeignete Düse 68 ausgetauscht,
die in der Düsenaufbewahrungsvorrichtung 330 aufbewahrt
wird. Mitten in der Bewegung zur Aufnahme des EC's 32 von der EC-Zuführvorrichtung 14,
wird der EC-Halter 30 bei einer Position über der
Düsenaufbewahrungsvorrichtung 330 gestoppt,
um die aktuelle Düse 68 gegen
eine geeignete Düse 68 auszutauschen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
wird die von dem Halterkörper 70 gehaltene
aktuelle Düse 68 zu
dem ausschließlich
zu ihr gehörigen
Halteloch 340 der Düsenaufbewahrungsvorrichtung 330 zurückgebracht.
Die Steuervorrichtung 370 kann jedoch modifiziert werden,
um die aktuelle Düse 68 zu
irgendeinem der Haltelöcher 340 zurückzubringen,
von denen jedes die gleiche Art von Düse 68 wie die aktuelle
Düse 68 halten
kann, beziehungsweise zu irgendeinem aller Arten von Haltelöchern 340,
die allen Arten von Düsen 68 entsprechen.
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Die Steuervorrichtung 370 speichert
in dem RAM 376 des Computers 380 Daten, die die
Art der von dem Halterkörper 70 gehaltenen,
aktuellen Düse 68 angeben,
und Daten, die die Position des Haltelochs 340 angeben,
das die aktuelle Düse 68 gehalten
hat, nun aber leer ist. Basierend auf diesen Daten bewegt die Steuervorrichtung 370 den
Halterkörper 70 zu
einer Position gerade über
dem leeren Halteloch 340. Zu diesem Zeitpunkt hat die Sicherungsplattenbewegungsvorrichtung 334 sich
in ihre eingezogene Position auf der Düsenaufbewahrungsvorrichtung 330 bewegt.
In diesem Zustand wird das Düsenhaltelement 332 durch
eine (nicht gezeigte) Hebe- und Senkvorrichtung gehoben und der Halterkörper 70 wird
durch die Hebe- und Senkvorrichtung 62 gesenkt, so dass
die Saugröhre 192 der aktuellen
Düse 68 in
das leere Halteloch 340 passt. Eine übermäßige Abwärtsbewegung des Halterkörpers 70 wird
durch die Kompression der Spiraldruckfedern 158 aufgefangen.
Anschließend
wird die Sicherungsplatte 334 in ihre Betriebsposition
bewegt, so dass ein Paar von Sicherungsabschnitten 354 über der
oberen Endfläche
des Blockabschnitts 220 positioniert ist und dadurch die
Düse 68 daran
hindert, aus dem Halteloch 340 zu treten. Der Halterkörper 70 wird
dann in seine oberste Endposition angehoben und falls das Paar von
Sicherungsabschnitten 354 an die Düse 68 eine Zugkraft
anlegt, die größer ist
als die Haltekraft, die durch das Federelement 204 dar an
angelegt wird, wird der Passabschnitt 194 der Düse 68 aus
dem Aufnahmeloch 196 des Adapters 150 entfernt
und das Zurückbringen
der Düse 68 zu der
Düsenaufbewahrungsvorrichtung 330 endet.
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Nachdem der Halterkörper 70 so
die aktuelle Düse 68 zu
der Düsenaufbewahrungsvorrichtung 330 zurückbringt,
bewegt der X-Y-Roboter 48 den Halterkörper 70 in eine Position über einer
anderen, als nächstes
zu verwendenden Düse 68,
wie in 4 gezeigt ist.
Der Halterkörper 70 wird
gesenkt und der Passabschnitt 194 der nächsten Düse 68 passt in das
Aufnahmeloch 196 des Adapters 150 und wird von
dem Federelement 204 gehalten. Danach wird die Sicherungsplatte 334 in
ihre eingefahrene Position bewegt und der Halterkörper 70 wird
angehoben, um die nächste
Düse 68 aus
der Düsenaufbewahrungsvorrichtung 330 zu
nehmen. Dann wird die Sicherungsplatte 334 in ihre Betriebsposition
bewegt, um alle Düsen 68 daran
zu hindern, aus dem Düsenhaltelement 332 zu
treten. Das Auswechseln von Saugdüsen 68 endet somit.
Der EC-Halter 30 wird dann zu der EC-Zuführvorrichtung 14 bewegt,
um das EC 32 aufzunehmen. Wie oben beschrieben, nimmt die
an der Bildaufnahmeposition vorgesehene CCD-Kamera 310 ein
Umriss- oder Vorderseitenbild des EC's 32 auf. Nach dem die Positions-
und Winkelfehler des EC's 32 korrgiert
sind, wird das EC 32 auf der PCB 20 montiert.
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Die aktuelle, von dem Halterkörper 70 gehaltene
Düse 68 wird
gegen eine andere Düse 68 ausgetauscht,
wenn die aktuelle Düse 68 sich
als Ergebnis von Abnutzung als defekt herausstellt. Für den Fall
zum Beispiel, dass die Steuervorrichtung 370 auf der Basis
des von der CCD-Kamera 310 aufgenommenen Bildes beurteilt,
dass die aktuelle Düse 68 kein
EC 32 hält
oder ein EC 32 in einer abnormen Lage hält oder irgendeinen anderen
EC-Haltefehler erfasst, zeichnet die Steuervorrichtung 370 die
den Umstand anzeigenden Daten in dem RAM 376 des Computers 380 auf.
Falls der erfasste EC-Haltefehler ein vorbestimmtes Kriterium oder
eine Bedingung erfüllt,
beurteilt die Steuervorichtung 370, dass die aktuelle Düse 68 einen
Defekt aufweist, wie beispielsweise eine Verbiegung, einen Bruch
oder eine übermäßige Abnutzung,
die zu dem Auftreten des EC-Haltefehlers führt, und führt das Auswechseln der aktuellen
Düse 68 gegen
eine andere Düse 68 so aus,
wie sie es tut, wenn das EC-Montagesystem die aktuelle Art von EC's 32 gegen
eine andere Art von EC's 32 wechselt,
die als nächstes
auf der PCB 20 zu montieren sind.
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Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung
ergibt, wirken bei der vorliegenden Ausführungsform der Y-Richtungsschlitten 42,
der EC-Halter 30, die Hebe- und Senkvorrichtung 62,
die Drehvorrichtung 64 etc. miteinander zusammen, um einen Haltekopf
bereitzustellen; und der Y-Richtungsschlitten 42 sorgt
für einen
Trägerabschnitt
des Haltekopfs. Der Halterkörper 70 umfasst
das Keilwellenachselement 72 und der Adapter 150 und
das Federelement 204 wirken zusammen, um eine Anbringungsvorrichtung
bereitzustellen, die die Saugdüse 68 an
dem Trägerstab
anbringt; und die Hebe- und Senkvorrichtung 62 stellt eine
Trägerstab-Bewegungsvorrichtung
bereit, die den Trägerstab
in seiner axialen Richtung vor- und zurückbewegt. Der Blockabschnitt 220 des
Saugröhrenhalters 190 stellt
einen Lichtumwandlungsabschnitt bereit; und die reflektierende Fläche 232 stellt
eine verjüngte
reflektierende Fläche
bereit. Die lichtemittierenden Dioden der lichtemittierenden Körper 258, 270, 294 stellen lichtemittierende
Elemente als eine Art von Punktlichtquellen bereit. Die infrarotdurchlässigen Filter 240, 278, 300 fungieren
auch als Streuschichten oder -platten; und die CCD-Kamera 310 stellt
eine Bildaufnahmevorrichtung bereit, die sowohl auf sichtbares Licht
als auch IR-Strahlen sensitiv ist.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform
kann die CCD-Kamera 310 abhängig z. B. von der Art jedes
EC's 32 entweder
ein Umriss- oder Vorderseitenbild jedes EC's 32 aufnehmen, indem lediglich
wahlweise die Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung 250 oder
die Ringlampe 320 angeschaltet werden. Wenn die CCD-Kamera 310 ein
Umrissbild eines EC's 32 aufnimmt,
wird die Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung 250 angeschaltet,
um IR-Strahlen zu
der Rückenoberfläche des
von der Saugröhre 192 gehaltenen
EC's 32 zu
emittieren, so dass die CCD-Kamera 310 ein exzellentes
Umrissbild des EC's 32 mit
einem ausreichend beleuchteten Hintergrund aufnehmen kann. Wenn
die CCD-Kamera 310 ein Vorderflächenbild eines EC's 32 aufnimmt, fungieren
die infrarotdurchlässigen
Filter 240, 278, 300 der Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung 250 als
dunkler Hintergrund des EC's 32,
so dass die CCD-Kamera 310 ein klares Vorderflächenbild
des EC's 32 aufnehmen
kann. Da die Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung 250 nicht
von der Bildaufnahmeposition entfernt werden muss, wenn die CCD-Kamera 310 ein
Vorderflächenbild aufnimmt,
kann der vorliegende Haltekopf eine einfachere Bauform annehmen.
Da zudem die CCD-Kamera 310 sowohl auf die IR-Strahlen
als auch sichtbares Licht sensitiv ist, kann die EC-Transfer- und Montagevorrichtung 12 eine
einfachere Konstruktion annehmen, die zur Reduktion ihrer Pro duktionskosten
beiträgt.
Da zudem der Hauptabschnitt 252, 254, 290 der
Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung 250 von
der Saugdüse 68 getrennt
ist, verbleibt der Hauptabschnitt 252, 254, 290 an
dem Haltekopf, wenn die aktuelle Düse 68 gegen eine andere
Düse ausgewechselt
wird, und kann mit der anderen Düse verwendet
werden. Diese Eigenschaft trägt
zu der Reduzierung der Gesamtkosten bei, die zum Betrieb des vorliegenden
EC-Montagesystems
notwendig sind. Da außerdem
die Saugdüse 68 leicht
vor- und zurückbewegt
werden kann, können
die EC's 32 schnell
auf der PCB 20 befestigt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform
kann die Hebe- und Senkvorrichtung 62 gemeinsam für das Bewegen
der Saugdüse 68 zum
Aufgreifen und Montieren des EC's 32 und
für das
Bewegen der selbigen 68 zum Wechseln der aktuellen Düse 68 mit
einer anderen Düse 68 verwendet
werden.
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Die bei der vorliegenden Ausführungsform eingesetzte
Hebe- und Senkvorrichtung 62 und die Drehvorrichtung 64 können durch
diejenigen ersetzt werden, die in der offengelegten Japanischen
Patenanmeldung für
Prüfzwecke
unter der Veröffentlichungsnummer
Nr. 8(1996)-78882
offenbart ist, in der ein Keilwellenachselement als Trägerstab
mit einem Kugelgewindetrieb verbunden ist, so dass das Keilwellenachselement
relativ zu dem Kugelgewindetrieb drehbar ist und relativ zu dem
selbigen in ihrer axialen Richtung unbeweglich ist, das Keilwellenachselement
und der Kugelgewindetrieb als Einheit durch einen Z-Achsen-Motor
gehoben und gesenkt werden, und das Keilwellenachselement relativ
zu dem Kugelgewindetrieb durch einen θ-Achsen-Motor gedreht wird.
Die Trägerstabbewegungsvorrichtung kann
mit einer fluiddruckbetriebenen Zylindervorrichtung oder irgendwelchen
anderen bekannten Vorrichtungen betätigt werden. Die Punktlichtquellen
können
von einem lichtemittierenden Körper
bereitgestellt werden, der eine Anzahl optischer Fasern beinhaltet,
oder durch irgendeine andere bekannte Lichtquellen. Die gemeinsame
Bildaufnahmevorrichtung kann durch ein Array von bildgebenden Elementen bereitgestellt
werden (d. h. einen "Zeilensensor").
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Bei der dargestellten Ausführungsform
ist der Hauptabschnitt 252, 254, 290 der
Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung 250 an
dem Y-Richtungsschlitten 42 angebracht und daher fungiert
der Y-Richtungsschlitten 42 als Trägerabschnitt des Haltekopfs.
Der Halterkörper 70 und
die Saugdüse 68 können jedoch
als der Haltekopf betrachtet werden und der Halterkörper 70 kann
als der Trägerabschnitt des
Haltekopfs betrachtet werden. Im letzteren Fall kann der Hauptabschnitt 252, 254, 290 der
Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung 250 an
dem Halterkörper 70 angebracht
werden. Alternativ kann ein Element der Vorrichtung, das dem Halterkörper 70 entspricht,
an einem beweglichen Element oder einer Drehplatte angebracht werden
und der Hauptabschnitt 252, 254, 290 der
Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung 250 kann
an dem Element oder der Vorrichtung angebracht werden, das dem Halterkörper 70,
dem beweglichen Element und der Drehplatte entspricht, angebracht
werden.
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Es versteht sich, das die vorliegende
Erfindung mit verschiedenen Änderungen,
Verbesserungen und Modifikationen ausgeführt werden kann, die für einen
Fachmann offenbar sind, ohne dadurch von dem Schutzumfang der Erfindung,
der in den angefügten
Ansprüchen
definiert ist, abzuweichen.
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Jedes in dieser Beschreibung (welcher
Begriff die Ansprüche
umfasst) offenbarte und/oder in den Zeichnungen gezeigte Merkmal
kann unabhängig
von anderen offenbarten und/oder dargestellten Merkmalen aufgenommen
werden.
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Feststellungen in dieser Beschreibung über die "Aufgaben der Erfindung" betreffen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung, aber nicht notwendiger Weise alle Ausführungsformen
der Erfindung, die unter die Ansprüche fallen.
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Die Beschreibung der Erfindung mit
Bezug auf die Zeichnungen erfolgt nur im Sinne eines Beispiels.
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Der Text der hier eingereichten Zusammenfassung
wird hier als Teil der Beschreibung wiederholt.
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Ein Halterkopf (42, 68, 250)
mit einem Trägerabschnitt
(42), einer Saugdüse
(68) zum Anlegen eines negativen Drucks an die Rückenoberfläche eines Objekts
(32), um das Objekt zu halten, wobei die Saugdüse abnehmbar
an dem Trägerabschnitt
angebracht ist, und einer Rückenoberflächen-Beleuchtungsvorrichtung
(250) zum Beleuchten der Rückenoberfläche des Objekts, das durch
die Saugdüse
gehalten wird, welche einen Hauptabschnitt (252, 254, 290)
umfasst, der separat von der Saugdüse ist und von dem Trägerabschnitt
getragen wird, so dass, wenn die Saugdüse von dem Trägerabschnitt
abgenommen wird, der Hauptabschnitt weiter von dem Trägerabschnitt
getragen wird.