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Technisches
Anwendungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Montieren
von Bauteilen und eine Vorrichtung zum Montieren von Bauteilen auf
Montageobjekten, so wie sie für
die Montage elektronischer Bauteile auf Leiterplatten verwendet
werden, bei entweder vorläufigen
Montagevorgängen
oder tatsächlichen
Montagevorgängen,
um elektronische Leiterplatten herzustellen.
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Stand der
Technik
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Eine
bekannte Vorrichtung zum Montieren von Bauteilen für die Herstellung
elektronischer Leiterplatten wird in 9 gezeigt.
Ein Bauteil-Montagekopf 102, der mit einer nach oben und
nach unten beweglichen Saugdüse 101 ausgestattet
ist, um ein elektronisches Bauteil zu handhaben, wird auf einem X–Y Roboter 103 gestützt, der
in zwei zueinander senkrechte Richtungen X und Y bewegt wird, um
den Bauteil-Montagekopf 102 zu einer Bauteil-Zufuhreinheit 104 und
einer Bauteil-Montageeinheit 105 zu bewegen. Ein elektronisches
Bauteil 100, welches von einer Bauteil-Zufuhreinheit 104 zugeführt wird,
wird aufgenommen und durch die Saugdüse 101 befördert, und
in einer festgelegten Position auf einer Leiterplatte 106 montiert,
welche in der Bauteil-Montageeinheit 105 angeordnet ist.
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Die
Saugdüse 101 ist
auf dem Bauteil-Montagekopf 102 eingerichtet, um nach oben
und nach unten beweglich zu sein, um das elektronische Bauteil 100 aufzunehmen
und zu montieren. Bezugnehmend auf 10 ist
eine Mutter 107, die integral mit einem Stützteil 113 ausgebildet
ist, für
die Saugdüse 101 auf
einer Kugelschraube 108 aufgeschraubt, wobei Letztere durch
einen Motor 109 in beiden entgegengesetzten Richtungen
bewegt wird, um zu veranlassen, dass sich die Saugdüse 101 nach
oben und nach unten bewegt. Wenn die Ausrichtung des von der Saugdüse 101 gehaltenen
elektronischen Bauteils 100 ungeeignet ist, wird die Ansaug-Haltestellung
korrigiert, indem die Saugdüse 101 durch
einen Motor 110 um ihre Achse gedreht wird.
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Einige
elektronische Bauteile erfordern ein Einführen ihrer Teile in die Leiterplatte,
um die Montage auf der Leiterplatte 106 auszuführen. Solche elektronischen
Bauteile 100 können
unterschiedlicher Art sein, einschließlich axialer Bauteile, radialer Bauteile,
ungerade geformter Bauteile, welche Anschlussdrähte oder Stifte aufweisen,
DIP (Dual-in-line-Gehäuse) – Typ IC
Chips und Steckverbindungen, welche mit Anschlussdrähten ausgestattet sind.
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Von
diesen umfassen elektronische Bauteile, die durch eine wie vorstehend
beschriebene Saugdüse
gehandhabt werden können,
DIP IC Chips, die eine flache obere Oberfläche und Steckverbindungen aufweisen.
Für andere
elektronische Bauteile werden Montagevorrichtungen verwendet, die
Bauteil-Handhabungswerkzeuge
aufweisen, welche diesen Bauteilen jeweils speziell angepasst sind.
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In
jedem Falle wird das elektronische Bauteil 100 durch eine
Saugdüse 101 oder
ein anderes Bauteil-Handhabungswerkzeug gehalten, aufgenommen und
gehandhabt. Wenn mit dem Montieren des Bauteils auf einer Leiterplatte 106 der
Vorgang des Einführens
erforderlich ist, ist es notwendig, das elektronische Bauteil 100 in
der vorbestimmten Position auf der Leiterplatte 106 zu
positionieren und gleichzeitig das elektronische Bauteil 100 direkt
nach oben zu der Leiterplatte 106 zu bewegen, in einem
Zustand, in dem mehrere Stifte oder Anschlussdrähte oder andere Einführungsteile
in der Seite des elektronischen Bauteils 100 alle korrekt
den Einführungslöchern 112 in
der Seite der Leiterplatte 106 entsprechen, und in einem
Zustand Druck anzubringen, in dem sich diese in gegenseitigem Kontakt
befinden, und auf diese Weise die Anschlussdrähte 111 in die Einführungslöcher 112 einzuführen.
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Solche
Positionsverhältnisse
sind jedoch nicht immer korrekt gebildet, und manchmal entstehen
Fehler aufgrund fehlerhafter Positionierung. Damit das vorstehend
beschriebene Einführen
mit dem richtigen Ergebnis ausgeführt wird, ohne zu misslingen,
ist es notwendig zu veranlassen, dass das elektronische Bauteil 100 Kontakt
mit der Leiterplatte 106 herstellt, und es in dem vorstehend
beschriebenen Zustand hineinzudrücken.
Jedoch besteht bei einem Antrieb, der durch die vorstehend beschriebene
Kugelschraube 108 bewirkt wird, sehr wenig Widerstand,
wenn das elektronische Bauteil 100 angepresst wird, woraufhin
die anpressende Kraft nicht genau gesteuert werden kann und das
Anpressen dazu tendiert, einen übermäßigen Zustand
anzunehmen. Es ist auch schwierig, bei dem Einführ-Vorgang durch den Widerstand
usw. festzustellen, ob die Anschlussdrähte 111 in den Einführungslöchern 112 eingeführt sind
oder nicht. Zusätzlich
tritt auch ein Spielraum in dem Teil auf, welches sich in die Mutter 107 schraubt
und welches eine Kreisbewegung in eine Linearbewegung umwandelt,
und es treten durch Spielräume
hervorgerufene Auswirkungen auf, woraufhin keine geeigneten Maßnahmen
getroffen werden können,
die dem Umstand entsprechen, ob der Einfügezustand korrekt oder fehlerhaft
ist.
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Aufgrund
dieser Probleme wird leicht ein übermäßiges Anpressen
ausgeübt,
insbesondere wenn die Anschlussdrähte 111 oder andere
Einführungsteile
nicht korrekt in die Einführungslöcher 112 in
der Leiterplatte 106 eingeführt sind, woraufhin entweder
das elektronische Bauteil 100 oder die Leiterplatte 106 oder
beides durch Brüche
oder Sprünge beschädigt werden,
wobei der Schaden eine Verringerung der Produktionsmenge der elektronischen Bauteile
und der Leiterplatten verursacht.
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In
anderen Fällen,
in denen es notwendig ist, die Saugdüse 101 gegen das elektronische
Bauteil 100 zu pressen, oder in denen es notwendig ist, Druck
auszuüben,
um das elektronische Bauteil 100 auf der Leiterplatte 106 zu
montieren, entstehen ähnliche
Probleme, weil die Druckkraft nicht adäquat gesteuert werden kann.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Montieren von Bauteilen vorzustellen, womit ein
Bauteil ohne das Ausüben
von übermäßigem Druck
montiert werden kann.
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Offenbarung
der Erfindung
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Um
die vorstehende Aufgabe zu erfüllen, stellt
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Montieren von Bauteilen
vor, bei dem ein Bauteil, welches durch eine Bauteil-Zufuhreinheit
zugeführt wird,
aufgenommen, befördert
und auf einem Montageobjekt, welches in einer Bauteil-Montageposition angeordnet
ist, durch die Verwendung eines Bauteil-Handhabungswerkzeugs montiert
wird, welches durch einen Bewegungsmechanismus gestützt und zu
der Bauteil-Zufuhreinheit und einer Bauteil-Montageeinheit bewegt
wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil-Handhabungswerkzeug
linear auf und ab bewegt wird, um durch eine Rückkopplungssteuerung eines
Linearmotors Vorgänge
des Aufnehmens und Montierens von Bauteilen auszuführen, wobei – wenn das
Bauteil-Handhabungswerkzeug herab
bewegt werden muss, um ein Bauteil aufzunehmen oder um ein Bauteil,
welches auf dem Bauteil-Handhabungswerkzeug über dem Montageobjekt gehalten
wird, zu montieren – der
Linearmotor gesteuert wird, um eine abwärts gerichtete Bewegung des
Bauteil-Handhabungswerkzeugs zu bewirken, und wenn ein Kontakt zwischen
dem Bauteil-Handhabungswerkzeug
und dem Bauteil oder zwischen dem Bauteil und dem Montageobjekt
hergestellt ist, bei dem Veränderungen
der Steuerinformation der Rückkopplungssteuerung
des Linearmotors erfasst werden, die Steuerung des Linearmotors
zu einer Druckoperation umgeschaltet wird, wobei das Bauteil aufgenommen
oder in einem vorbestimmten angepressten Zustand montiert wird.
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Somit
wird das Bauteil-Handhabungswerkzeug durch den Bewegungsmechanismus
zu der Bauteil-Zufuhreinheit oder Bauteil-Montageeinheit bewegt,
woraufhin Ersteres das Aufnehmen des Bauteils in der Bauteil-Zufuhreinheit
oder die Montage des Bauteils in der Bauteil-Montageeinheit ausführt, wobei
dieses mit einer nach oben und nach unten gerichteten Bewegung durch
die Linearwirkung eines Linearmotors auf dem Bewegungsmechanismus
erreicht wird. Bei der Rückkopplungssteuerung dieses
Linearmotors wird durch die Steuerung des Linearmotors das Bauteil-Handhabungswerkzeug – vor dem
Halten des Bauteils – und/oder
das durch das Bauteil-Handhabungswerkzeug gehaltene Bauteil in die
Nähe des
Bauteils und/oder des Montageobjekts gebracht, um das Bauteil aufzunehmen
oder zu montieren, um eine abwärts
gerichtete Bewegung des Bauteil-Handhabungswerkzeugs zu bewirken, und
es wird erstmals ein Kontakt damit bewirkt. Wenn der Kontakt hergestellt
ist, ergibt sich eine Veränderung
in der Steuerinformation, weil die Zielposition erreicht wurde.
Der Zeitpunkt, an dem der Kontakt tatsächlich hergestellt wird, kann
durch die Veränderung
der Steuerinformation zu diesem Zeitpunkt erfasst werden.
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Danach,
zu dem Zeitpunkt, an dem sich diese Steuerinformation ändert, wird
der Linearmotor von einer nach unten gerichteten Bewegung zu einer Druckoperation
umgeschaltet, und das Halten oder Montieren des Bauteils in dem
festgelegten angepressten Zustand ist beendet. Wenn das erfolgt
ist, ist es möglich,
das Halten und/oder Montieren des Bauteils – unter dem festgelegten Anpressen – endgültig zu
bewirken, während
Kontaktfehler oder ein Spielraum verhindert wird, und ohne das Beschädigen oder
Zerbrechen entweder des Bauteils oder des Montageobjekts durch das
Aussetzen übermäßiger Belastung
von einem von diesen. Auch in Fällen,
in denen die Montage von Bauteilen das Einführen in die Seite des Montageobjekts
erfordert, kann dieses durch die festgelegte Druckoperation endgültig ausgeführt werden,
wie im Vorhergehenden beschrieben wurde. Folglich wird die Produktionsmenge
der Bauteile und der Montageobjekte vergrößert.
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Das
vorstehende Verfahren kann durch die Verwendung einer Vorrichtung
zum Montieren von Bauteilen ausgeführt werden, welche eine Bauteil-Zufuhreinheit
für das
Zuführen
von Bauteilen umfasst, eine Bauteil-Montageeinheit für das Montieren von
Bauteilen auf einem Montageobjekt und einen Bauteil-Montagemechanismus
für das
Bewegen eines Bauteil-Handhabungswerkzeugs zu der Bauteil-Zufuhreinheit
und der Bauteil-Montageeinheit, so dass das Bauteil-Handhabungswerkzeug
Bauteile aufnimmt und befördert,
welche durch die Bauteil-Zufuhreinheit zugeführt werden, und diese Bauteile
auf das Montageobjekt in der Bauteil-Montageeinheit montiert, wobei
der Bauteil-Montagemechanismus folgendes umfasst: einen Bewegungsmechanismus, um
das Bauteil-Handhabungswerkzeug
zu der Bauteil-Zufuhreinheit und der Bauteil-Montageeinheit zu bewegen; einen Linearmotor,
um zu veranlassen, dass sich das Bauteil-Handhabungswerkzeug bei
der Bauteil-Zufuhreinheit und der Bauteil-Montageeinheit auf dem Bewegungsmechanismus
linear auf und ab bewegt, und zu veranlassen, dass das Bauteil aufgenommen
und montiert wird; und eine Steuereinrichtung zur Rückkopplungssteuerung
des Linearmotors in der Weise, dass – wenn das Bauteil-Handhabungswerkzeug
herab bewegt werden muss, um ein Bauteil aufzunehmen oder um ein
Bauteil zu montieren, welches auf dem Bauteil-Handhabungswerkzeug über dem
Montageobjekt gehalten wird – der
Linearmotor gesteuert wird, um eine nach unten gerichtete Bewegung
des Bauteil-Handhabungswerkzeugs
zu bewirken, und wenn der Kontakt zwischen dem Bau teil-Handhabungswerkzeug
und dem Bauteil oder zwischen dem Bauteil und dem Montageobjekt
hergestellt ist, bei welchem Veränderungen
der Steuerinformation der Rückkopplungssteuerung
des Linearmotors erfasst werden, wird die Steuerung des Linearmotors
zu einer Druckoperation umgeschaltet, wobei das Bauteil aufgenommen
oder in einem vorbestimmten angepressten Zustand montiert wird.
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Das
vorstehend beschriebene Verfahren kann gemäß eines festgelegten Programms
beständig
und automatisch vollzogen werden.
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Das
Verfahren zum Montieren von Bauteilen gemäß eines anderen Aspektes der
vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil-Handhabungswerkzeug
linear auf und ab bewegt wird, um Bauteil-Montagevorgänge durch eine Rückkopplungssteuerung
eines Linearmotors auszuführen,
wobei der Linearmotor gesteuert wird, um eine abwärts gerichtete
Bewegung des Bauteil-Handhabungswerkzeugs zu bewirken, um das Bauteil,
welches von dem Bauteil-Handhabungswerkzeug gehalten wird, näher an das
Montageobjekt heranzuführen,
bis ein Einfügungsteil
des Bauteils in ein entsprechendes Loch in dem Montageobjekt eingeführt ist, und
wenn ein Kontakt zwischen dem Bauteil und dem Montageobjekt in einem
vorbestimmten Zustand hergestellt ist, bei dem Veränderungen
der Steuerinformation der Rückkopplungssteuerung
des Linearmotors erfasst werden, die Steuerung des Linearmotors zu
einer Druckoperation umgeschaltet wird, wobei das Bauteil in einem
vorbestimmten angepressten Zustand montiert wird.
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Folglich
kann der Zeitpunkt, an dem der Körper
des Bauteils in dem festgelegten Einführungszustand tatsächlich das
Montageobjekt berührt,
ermittelt werden, die nach unten gerichtete Bewegungsoperation kann
zu dem Zeitpunkt zu einer Druckoperation umgeschaltet werden, und
so kann das Bauteil in dem festgelegten angepressten Zustand endgültig montiert
werden, während
Einführungsfehler
verhindert werden.
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Solch
ein Verfahren passt gut zu Bauteilen, die Anschlussdrähte aufweisen,
so wie Steckverbindungen. Die Steuerung steuert den Linearmotor,
so dass das Bauteil-Handhabungswerkzeug abgesenkt wird, um das Bauteil,
welches durch das Bauteil-Handhabungswerkzeug gehalten wird, in
die Nähe
des Montageobjekts zu bringen, bis die Einführungsteile des Bauteils das
Montageobjekt berühren, und
wird weiter herabgesenkt, bis die Einführungsteile in das Montageobjekt
eingeführt
sind. Auf das Erfassen von Veränderungen
der Steuerinformation hin, wenn der Körper des Bauteils das Montageobjekt in
einem vorbestimmten Einführungszustand
berührt, wird
die Steuerung des Linearmotors zu einer Druckoperation umgeschaltet.
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Bei
dem Montieren eines Bauteils, welches durch ein Bauteil-Handhabungswerkzeug
gehalten wird und welches das Einführen in einem Montageobjekt
erfordert, wie in dem vorstehend beschriebenen Fall, ist es möglich, aufgrund
der Steuerinformation und der entsprechenden Position des Linearmotors
zu bestimmen, ob das Einführen
korrekt oder fehlerhaft verlaufen ist, basierend auf positionellen Diskrepanzen
zwischen den Einführungsteilen
des Bauteils und den Einführungslöchern in
dem Montageobjekt, in Form von Höhen-Abnormalitäten. Solche Feststellungen
können
automatisch durch ein Bestimmungsmittel erzielt werden, welches
die Information empfängt.
Basierend auf dieser Feststellung kann, wenn das Einführen des
Bauteils fehlerhaft verlaufen ist, der Montagevorgang desselben
Bauteils wiederholt werden, woraufhin es möglich ist, eine Beschädigung der
Bauteile oder der Montageobjekte aufgrund eines zwangsweise Erwirkens
eines Einführungsvorgangs – ohne das
Korrigieren eines Einführungsfehlers – zu verhindern,
oder ein Ausrangieren des Bauteils als ein fehlerhaftes Bauteil
zu verhindern.
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Andere
Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die
folgenden ausführlichen
Beschreibungen und Abbildungen offensichtlich. Die charakteristischen
Merkmale der vorliegenden Erfindung können, wo es möglich ist
allein, oder in verschiedenen Mehrfachkombinationen verwendet werden.
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Beschreibung
der Figuren
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Es
zeigen:
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1 ein
Verbindungs-Blockbild einer Steuerung, die in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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2 ein
erklärendes
Schaubild, welches grundlegende Prozesse der Bauteil-Montagevorgänge darstellt,
die durch die Steuerung von 1 gesteuert
werden;
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3 ein
erklärendes
Schaubild, das eine Ausführungsform
eines Verfahrens zum Montieren von Bauteilen darstellt, welches
die Steuerung von 1 verwendet;
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4 ein
erklärendes
Schaubild, das eine andere Ausführungsform
eines Verfahrens zum Montieren von Bauteilen darstellt, welches
die Steuerung von 1 verwendet;
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5A und 5B stellen
Bauteil-Montagezustände
der in 4 dargestellten Ausführungsform dar, die in 5A in
einem Zustand dargestellt ist, in dem eine Montage korrekt erfolgt
ist, und in 5B in einem Zustand dargestellt
ist, in dem eine Montage nicht korrekt erfolgt ist;
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6 ein
vereinfachtes Konfigurations-Schaubild der Vorrichtung zum Montieren
von Bauteilen, die durch die 1 bis 5 gezeigt
wird;
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7 eine
perspektivische Ansicht der Hauptteile des Bauteil-Montagekopfes
der Vorrichtung, die in 6 gezeigt ist;
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8 eine
Querschnittsansicht der Hauptteile des Bauteil-Montagekopfes von 7;
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9 ein
vereinfachtes Konfigurations-Schaubild einer herkömmlichen
Vorrichtung zum Montieren von Bauteilen; und
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10 eine
Vorderansicht des Bauteil-Montagekopfes in der Vorrichtung von 9.
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Bestes Verfahren
zum Ausführen
der Erfindung
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
des Verfahrens und der Vorrichtung zum Montieren von Bauteilen der
vorliegenden Erfindung, unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben.
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Diese
Ausführungsform
ist ein Beispiel eines Falles, in dem eine Steckverbindung 3,
welche zahlreiche Anschlussdrähte 2 aufweist,
wie in 6 gezeigt, oder ein DIP – Typ IC 3a, wie in 7 gezeigt, als
ein Bauteil gehandhabt wird, welches auf eine Leiterplatte 1 montiert
werden soll, und das Montieren des Bauteils auf die Leiterplatte 1 ausgeführt wird,
indem entweder das Einführen
der Anschlussdrähte 2 in
die Einführungslöcher 4 in
der Leiterplatte 1 erforderlich ist oder indem das Einführen nicht
erforderlich ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht in
diesem oder durch dieses beschränkt
und kann im Allgemeinen in Fällen
angewendet werden, in denen das Montieren ausgeführt wird – sei es von verschiedenen
Bauteilen, welche ein Einführen
einschließen,
oder von verschiedenen Bauteilen, welche ein Einführen nicht
einschließen,
und egal ob als einzelne Bauteile oder in verschiedenen Mehrfachkombinationen
unterschiedlicher Typen von Bauteilen.
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Das
Verfahren zum Montieren von Bauteilen in dieser Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die Vorrichtungen beschrieben, die durch
die 1 bis 8 gezeigt werden. Wie in 6 gezeigt,
wird ein Bauteil-Handhabungswerkzeug 14 verwendet, welches
durch einen Bewegungsmechanismus 11 gestützt wird,
um zu einer Bauteil-Zufuhreinheit 12 und Bauteil-Montageeinheit 13 bewegt und
positioniert zu werden. Der Bewegungsmechanismus 11 kann
jeder mögliche
Mechanismus sein, ungeachtet seiner Bewegungsbahn, solange er das Bauteil-Handhabungswerkzeug 14 auf
diese Weise bewegen kann. Mit einem solchen Bauteil-Handhabungswerkzeug 14 wird
eine Steckverbindung 3 oder ein DIP – Typ IC 3a oder ein
anderes Bauteil, welches von der Bauteil-Zufuhreinheit 12 zugeführt wird,
gehalten, aufgenommen und befördert,
und das Bauteil 3 wird auf ein Montageobjekt – so wie
die Leiterplatte 1 – montiert,
die in der Bauteil-Montageeinheit 13 positioniert
ist. In dieser Ausführungsform
wird für
das Halten der flachen Form der oberen Oberfläche der Steckverbindung 3 oder
des DIP – Typ
IC 3a eine Saugdüse 14a als
das Bauteil-Handhabungswerkzeug 14 ver wendet. Dieses stellt
jedoch keine Einschränkung
dar und es kann eine Einspannvorrichtung, die das Bauteil von beiden
Seiten ergreift, oder eine Kopplungsvorrichtung eingesetzt werden,
die das Bauteil durch eine Schraubverbindung oder ähnliches
hält, abhängig von
der Gestalt oder Form der zu handhabenden Bauteile. Es ist folglich
möglich, eine
Anlage zu wählen,
die Bauteile auf verschiedene Weisen hält und handhabt. Es ist auch
möglich,
mehrere verschiedene Typen von Handhabungswerkzeugen einzusetzen,
die gemäß der Bauteil-Typen ausgewechselt
oder selektiv verwendet werden.
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Die
Saugdüse 14a leistet
durch die Rückkopplungssteuerung
eines Linearmotors 16 auf dem Bewegungsmechanismus 11 Aufnahme-
und Montagevorgänge
der Steckverbindung 3 in linearen Prozessen. Der Linearmotor 16 wird
gesteuert, um die Saugdüse 14a abwärts zu bewegen,
vor und nach dem Halten des Bauteils, um die Saugdüse 14a dichter
an die Steckverbindung 3 oder an die Leiterplatte 1 heranzubringen.
Durch Veränderungen
in der Steuerinformation, wenn der Kontakt mit diesen hergestellt
ist, wird dann der Linearmotor 16 von der nach unten gerichteten
Bewegungsoperation zu einer Druckoperation umgeschaltet. Somit wird
das Halten der Steckverbindung 3 in einem festgelegten
angepressten Zustand durch die Saugdüse 14a oder das Montieren
der durch die Saugdüse 14a gehaltenen Steckverbindung 3 mit
der Leiterplatte 1 erreicht.
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Das
Aufnehmen des Bauteils, so wie der Steckverbindung 3, in
der Bauteil-Zufuhreinheit 12 oder
das Montieren der Steckverbindung 3 auf der Leiterplatte 1 in
der Bauteil-Montageeinheit 13 wird durch die linearen aufwärts und
abwärts
gerichteten Bewegungen der Saugdüse
erreicht, die durch den Linearmotor 16 auf dem Bewegungsmechanismus 11 bewirkt
werden. Während
der Rückkopplungssteuerung
des Linearmotors 16 – wenn
der Linearmotor 16 gesteuert wird, um eine abwärts gerichtete Bewegung
der Saugdüse
zu verursachen, und die Saugdüse 14a oder
die Steckverbindung 3, die durch die Saugdüse 14a gehalten
wird, in die Nähe
der Steckverbindung 3 oder der Leiterplatte 1 bewegt wird – ereignet
sich eine Veränderung
in der Steuerinformation, verursacht durch das Erreichen der Zielposition,
wenn die Saugdüse
oder die Steckverbindung in Kontakt mit dem Bauteil oder der Leiterplatte gebracht
wurde. Der Zeitpunkt, an dem der tatsächliche Kontakt hergestellt
ist, kann durch die Veränderung
in der Steuerinformation zu diesem Zeitpunkt erfasst werden.
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Darum
wird zu dem Zeitpunkt, an dem sich diese Steuerinformation verändert, der
Linearmotor 16 von der abwärts gerichteten Bewegungsoperation zu
einer Druckoperation umgeschaltet, und das Halten oder Montieren
der Steckverbindung 3 in einem festgelegten angepressten
Zustand ist durchgeführt, weshalb
ein angepresster Zustand erzielt werden kann, der weder übermäßig noch
ungenügend
ist, mit einem Beginn des Druckvorgangs, der auf der tatsächlichen
Kontaktposition basiert. Folglich kann das Halten oder Aufnehmen
der Steckverbindung 3 und das Montieren derselben ohne
Fehler unter dem vorstehend beschriebenen Druckvorgang erzielt werden,
während
Kontaktfehler oder ein Spielraum verhindert werden, ohne die Steckverbindung 3,
die Leiterplatte 1 oder die Saugdüse 14a durch das Aussetzen übermäßiger Belastungen
zu beschädigen
oder zu zerbrechen. Nicht nur in Fällen, in denen kein Einführen in
die Leiterplatte 1 erforderlich ist, sondern auch in Fällen, in
denen eine Befestigung ausgeführt wird,
die ein Einführen
der Steckverbindung 3 oder ähnlichem in die Seite der Leiterplatte 1 einschließt, kann
solches endgültig
und ohne das Ergreifen übermäßiger Maßnahmen
erzielt werden, durch die Anwendung einer abwärts gerichteten Bewegungsoperation,
um Kontakt an der festgelegten Position zu bewirken, und einer festgelegten
Druckoperation von dem Kontaktzustand an der festgelegten Position. Die
Produktionsmenge der Steckverbindungen 3 oder anderer Bauteile
und der Leiterplatten 1 wird somit gesteigert, und die
Nutzungsdauer der Saugdüse 14a und
anderer Bauteil-Handhabungswerkzeuge 14 kann verlängert werden.
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Vorzugsweise
erfolgt eine Steuerung des Linearmotors 16 sowohl wenn
die Saugdüse 14 in
Kontakt mit der von der Bauteil-Zufuhreinheit 12 zugeführten Steckverbindung 3 gebracht
ist und von dieser gehalten wird, als auch wenn die Steckverbindung 3 oder
ein anderes Bauteil, das durch die Saugdüse 14a gehalten wird,
auf die Leiterplatte 1 montiert wird – entweder ein Einfügen erfordernd
oder ein Einfügen
nicht erfordernd. Dennoch wird es effektiv sein, nur die eine oder
die andere solcher Steuerungen auszuführen.
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Nun
Bezug nehmend auf 6 umfasst die Vorrichtung zum
Montieren von Bauteilen dieser Ausführungsform, um das vorstehend
beschriebene Verfahren auszuführen,
eine Bauteil-Zufuhreinheit 12 zum Zuführen von Bauteilen 3,
so wie die Steckverbindungen, eine Bauteil-Montageeinheit 13 zum Montieren
der Ste-
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TEXT
FEHLT
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Steckverbindung 3 auf
die Leiterplatte 1, und einen Bauteil-Montagemechanismus 21 zum Bewegen
der Saugdüse 14a,
die als das Bauteil-Handhabungswerkzeug 14 zum
Halten und Handhaben der Steckverbindung 3 dient, zu der
Bauteil-Zufuhreinheit 12 und Bauteil-Montageeinheit 13,
wobei die durch die Bauteil-Zufuhreinheit 12 zugeführte Steckverbindung 3 mit
der Saugdüse 14a gehalten
und aufgenommen wird und diese befördert wird, und die auf diese
Art und Weise beförderte
Steckverbindung 3 mit der Bauteil-Montageeinheit 13 auf die Leiterplatte 1 montiert
wird.
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Der
Bauteil-Montagemechanismus 21 umfasst einen Bewegungsmechanismus 11,
zum Bewegen der Saugdüse 14a zu
der Bauteil-Zufuhreinheit 12 und der Bauteil-Montageeinheit 13,
einen Linearmotor 16, zum vertikalen Bewegen der Saugdüse 14a auf
dem Bewegungsmechanismus 11 in einer linearen Bewegung
zu der Bauteil-Zufuhreinheit 12 und der Bauteil-Montageeinheit 13 sowie
zum Ausführen
des Aufnehmens und Montierens der Steckverbindung 3 oder
eines anderen Bauteils, und eine Steuereinrichtung 22.
Die Steuereinrichtung 22 führt eine Rückkopplungssteuerung des Linearmotors 16 in
einer abwärts
gerichteten Bewegungsoperation aus, um die Saugdüse 14a vor dem Halten
des Bauteils zu bewegen, oder die Steckverbindung 3 zu
bewegen, die von der Saugdüse 14a in
der Nähe
der Steckverbindung 3 oder in der Nähe der Leiterplatte 1 gehalten
wird, wobei die Steuereinrichtung 22 Kontakt damit bewirkt,
und wobei diese den Linearmotor 16 zu dem Zeitpunkt von
der abwärts
gerichteten Bewegungsoperation zu einer Druckoperation umschaltet,
an dem sich die Steuerinformation verändert, wenn Kontakt hergestellt
ist, und das Halten oder Montieren der Steckverbindung 3 in
einem festgelegten angepressten Zustand beendet. Somit kann das Verfahren
zum Montieren von Bauteilen, wie es in dem Vorhergehenden beschrieben
wurde, gemäß eines
festgelegten Programms dauerhaft und automatisch ausgeführt werden.
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Bei
dem Bewegungsmechanismus 11, wie er in 6 gezeigt
wird, wird ein Bauteil-Montagekopf 23, der mit der Saugdüse 14a ausgestattet
ist, in der Weise gestützt,
dass er sich in zwei Richtungen X und Y bewegen kann, durch einen
Y Tisch 24 und einen X Tisch 25, wobei die Saugdüse 14a die
Steckverbindung 3 oder jedes andere von verschiedenen anderen
durch die Bauteil-Zufuhreinheit 12 zugeführten Bauteilen
halten und aufnehmen kann, dieses zu der Bauteil- Montageeinheit 13 bewegen und
es in einer darin positionierten Leiterplatte 1 montieren kann.
Die Bauteil-Zufuhreinheit 12 weist Bauteile auf, so wie
die Steckverbindung 3 oder ein DIP – Typ IC 3a, beispielsweise
untergebracht in einem Tablett 26 und darin je nach Bauteil-Typ
in einer mehrstufig geschichteten Zusammensetzung angeordnet. Auf
diese Art und Weise können
Bauteile des benötigten Typs
bei Bedarf herausgezogen werden und in der Bauteil-Zufuhreinheit 12 positioniert
werden, so dass das korrekte Bauteil zugeführt werden kann.
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Um
der Saugdüse 14a zu
ermöglichen,
die in allen Positionen in einem Tablett 26 untergebrachten Bauteile
aufzunehmen, ist es ausreichend, dass entweder das Tablett 26 oder
die Saugdüse 14a in
zumindest zwei senkrechten Richtungen X und Y beweglich ist. Dieses
stellt jedoch keine Einschränkung dar,
die Bewegungen können
zwischen beiden dieser Teile der Vorrichtung aufgeteilt werden oder
beide können
sich in den zwei Richtungen X und Y bewegen. Die Bauteil-Zufuhreinheit 12 kann
auch die Bauteile in verschiedenen Gehäuseformen, die mit dessen Typ übereinstimmen,
zuführen
und es können Zufuhr-Mechanismen verwendet
werden, die jedem solcher Typen entsprechen.
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Die
Bauteil-Montageeinheit 13 weist eine hineinführende Einheit 27 auf,
zum Aufnehmen der Leiterplatte 1, eine Positionierungs-Einheit 28,
zum Positionieren der aufgenommenen Leiterplatte 1 in einer
festgelegten Position in Vorbereitung für das Montieren des Bauteils,
und eine hinausführende Einheit 29 zum
Senden der elektronischen Leiterplatte zu dem nächsten Verfahrensschritt, nach
dem Montieren des Bauteils. Die Positionierungs-Einheit 28 positioniert
die Leiterplatte 1 in einer festgelegten Position, in der
Richtung des Transports von der hineinführenden Einheit 27 zu
der hinausführenden
Einheit 29, und mit Bewegungen der Saugdüse 14a in die
zwei Richtungen X und Y durch den Bewegungsmechanismus 11,
die gebildet sind, um das Montieren der Steckverbindung 3 in
irgendeiner, wie auch immer gearteten Position der Leiterplatte 1 zu
vereinfachen. Es ist jedoch auch möglich, eine solche Konstruktion
zu wählen,
dass die Seite der Leiterplatte 1 in X und Y Richtungen
bewegt wird, um die Saugdüse 14a an
einem Standort zu positionieren, oder die Bewegungen in die X und
Y Richtungen können
für die
Positionierung, die zur Montage der Bauteile erforderlich ist, zwischen
der Seite der Leiterplatte 1 und der Seite der Saugdüse 14a aufgeteilt
werden.
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Der
Linearmotor 16 ist in der in 8 gezeigten
Art und Weise strukturiert. Ein Magnet 43 ist durch Stützen 42 auf
halbem Wege entlang eines Druckschaftes 41 befestigt und
in der Art und Weise mit diesem verbunden und von diesem gehalten, dass
Bauteil-Handhabungswerkzeuge so wie die Saugdüse 14a ausgetauscht
werden können.
Um den Magneten 43 ist in der axialen Richtung des Druckschaftes 41 eine
Spule 44 vorgesehen, welche an der Seite des Bauteil-Montagekopfes 23 befestigt ist.
Der Druckschaft 41 wird von Halteeinheiten 45 gehalten,
welche an Positionen in der axialen Richtung des Druckschaftes 41 eingerichtet
sind, wobei die Spule 44 zwischen den Halteeinheiten 45 eingeschoben
angeordnet ist. Diese Halteeinheiten 45 sind durch Stützen 46 an
dem Gehäuse 147 des
Linearmotors 16 gesichert und stützen den Druckschaft 41,
so dass dieser in der axialen Richtung von diesem gleiten kann und
sich um dessen Achse herumdrehen kann. Folglich wird durch das Anregen
der Spule 44 der Druckschaft 41 veranlasst, sich
in der axialen Richtung von diesem über den Magneten 43 zu
bewegen.
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Weil
der Magnet 43 an dem Druckschaft 41 durch die
Stützen 42 befestigt
ist, wird sich der Magnet 43 nicht um den Schaft drehen,
selbst wenn sich der Druckschaft 41 dreht. Durch die Verwendung
des Linearmotors 16 auf diese Weise, kann die Verdrahtung
zu der Spule 44 befestigt sein. Auch ist ein Positions-Geschwindigkeits-Detektor 47,
gezeigt in 7, der die Position und die
Geschwindigkeit der Bewegung der Saugdüse 14a erfasst, an
dem Druckschaft 41 befestigt und weist eine Stab-Skala 48 auf, die
sich in der axialen Richtung des Druckschaftes 41 erstreckt,
und einen ringförmigen
Detektorkopf 49, der in einer solchen Weise ausgebildet
ist, dass die Stab-Skala 48 durch ihn hindurchfährt.
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Auch
wenn dieses in der Abbildung nicht gekennzeichnet ist, ist der Positions-Geschwindigkeits-Detektor 47 an
einem Rahmen befestigt, der den Linearmotor 16 stützt. Auch
sind mehrfach magnetisierte Abschnitte in der Stab-Skala 48 in
der Umfangsrichtung von dieser vorgesehen, die in gleichbleibenden
Abständen
in deren axialer Richtung eingerichtet sind. Auf diese Weise, wenn
sich die Stab- Skala 48 in
der axialen Richtung von dieser bewegt – in Verbindung mit Bewegungen
des Druckschaftes 41 in Bezug zu dem sich nicht bewegenden Detektorkopf 49 –, bewegen
sich die magnetisierten Abschnitte und die Information, die in solchen
magnetisierten Abschnitten registriert wird, wird von dem Positions-Geschwindigkeits-Detektor 47 erfasst.
Auf diese Weise kann die Position des Druckschaftes 41 in
der axialen Richtung bestimmt werden und es kann auch – von dem
Maß der
Veränderung
in den magnetisierten Abschnitten – die Geschwindigkeit der Bewegung
des Druckschaftes 41 bestimmt werden. Ein Motor 50 ist
oberhalb der Halteeinheit 45 mit dem Druckschaft 41 verbunden,
wie in den 7 und 8 gezeigt
ist, so dass, durch das Drehen der Saugdüse 14a um ihre Achse,
die Stellung des von der Saugdüse 14a gehaltenen
Bauteils, das heißt
der Winkel des Bauteils zu der Achse der Saugdüse, korrigiert werden kann.
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Wie
in 1 gezeigt wird, umfasst die Steuereinrichtung 22 hauptsächlich eine
Positions-Steuereinrichtung 61, eine Geschwindigkeits-Steuereinrichtung 62,
einen Leistungsverstärker 63,
einen Kontaktdetektor 64, eine Schaltereinheit 65,
eine Drehmoment-Steuereinrichtung 66 und eine Positions-Gewichtungs-Steuereinrichtung 67.
Der Positions-Geschwindigkeits-Detektor 47 ist mit den
Eingabeseiten der Positions-Steuereinrichtung 61 und der Geschwindigkeits-Steuereinrichtung 62 verbunden und
mit dem Linearmotor 16 an der Ausgangsseite des Leistungsverstärkers 63 verbunden.
Ein erster Drehmoment-Befehl T1, der durch die Operation der Positions-Steuereinrichtung 61 und
der Geschwindigkeits-Steuereinrichtung 62 gesendet wird,
und ein zweiter Drehmoment-Befehl T2, der von der Drehmoment-Steuereinrichtung 66 gesendet
wird, werden der Eingangsseite der Schaltereinheit 65 zugeführt. Basierend
auf Kontakterfassungs-Informationen von dem Kontaktdetektor 64 schaltet
die Schaltereinheit 65 Drehmoment-Befehle, die zu dem Leistungsverstärker 63 gesendet
wurden, von dem ersten Drehmoment-Befehl T1 zu dem zweiten Drehmoment-Befehl
T2 um. Umgekehrt wird das Umschalten von dem zweiten Drehmoment-Befehl
T2 zu dem ersten Drehmoment-Befehl T1 durch einen Schaltbefehl von der
Positions-Gewichtungs-Steuereinrichtung 67 ausgeführt.
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Zu
dem Zeitpunkt des Umschaltens zwischen dem ersten Drehmoment-Befehl
T1 und dem zweiten Drehmoment-Befehl T2 besteht kein Unterschied
zwischen dem Wert des ersten Drehmoment-Befehls T1 und dem Wert
des zweiten Drehmoment-Befehls T2, woraufhin keine Unterschiede
in der Funktionssteuerungs-Information entstehen, die dem Linearmotor 16 zwischen
diesen beiden Befehlen zugeführt
wird.
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Nun
wird in konkreterer Form die Steuerung beschrieben, mit der die
Steckverbindung 3 in die Leiterplatte 1 montiert
wird. Die Saugdüse 14a bewegt
sich, wie in 2 gezeigt, von dem Zeitpunkt an,
an dem sie die Steckverbindung 3 aufnimmt und montiert
diese auf der Leiterplatte 1, bevor die Saugdüse 14a die
nächste
Steckverbindung 3 hält.
In einem ersten Schritt #S1, nach dem Halten der Steckverbindung 3,
sinkt sie bei hoher Geschwindigkeit unter der Positionierungs-Steuerung
herab, bis sie sich unmittelbar oberhalb der Leiterplatte 1 befindet.
In einem zweiten Schritt #S2 fährt
die Saugdüse 14a fort, weiter
herabzusinken, aber bei einer konstanten niedrigen Geschwindigkeit,
welche niedriger als die Geschwindigkeit des Herabsinkens in dem
ersten Schritt #S1 ist.
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In
einem dritten Schritt #S3 wird der Kontakt erfasst, der in dem zweiten
Schritt #S2 durch die Steckverbindung 3 über die
Saugdüse 14a mit
der Leiterplatte 1 gemacht wurde. In einem vierten Schritt #S4
wird die Steckverbindung 3 auf der Leiterplatte 1 mit
einem vorbestimmten Maß einer
auf diese angewendeten Druckkraft montiert. Dann, in einem fünften Schritt
#S5 steigt die Saugdüse 14a hinauf,
nachdem diese das Ansaugen und das Halten der Steckverbindung 3 beendet
hat.
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In
diesen Schritten werden die Positionen der Steckverbindung 3 in
der vertikalen Richtung und die Geschwindigkeit der Bewegung der
Saugdüse 14a,
welche die Steckverbindung 3 hält, durch den Positions-Geschwindigkeits-Detektor 47 erfasst,
der in dem Bauteil-Montagekopf 23 vorgesehen ist. Die Positionsinformation,
die sich von Moment zu Moment verändert, wird einem Vergleicher 71 zugeführt, der
auf der Eingangsseite der Positions-Steuereinrichtung 61 vorgesehen
ist, und die Geschwindigkeitsinformation wird einem Vergleicher 72 zugeführt, der
auf der Eingangsseite der Geschwindigkeits-Steuereinrichtung 62 vorgesehen
ist. Inzwischen ist ein Positionsbefehl von der Positions-Gewichtungs-Steuereinrichtung 67 ausgegeben
worden. Dieser Positionsbefehl ist eine Information, welche das
Verhältnis
zwischen der Zeit und der Position der Saugdüse 14a anzeigt, bis
zu der Zielposition in der Z Richtung oder der vertikalen Richtung,
in welcher die Steckverbindung 3 endgültig plaziert ist und wobei
diese in der Positions-Gewichtungs-Steuereinrichtung 67 voreingestellt
ist und von Moment zu Moment dem Vergleicher 71 zugeführt wird.
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Der
Vergleicher 71 findet die Abweichung zwischen der Positionsinformation
und den Positionsbefehlen, die sich zu der exakt selben Zeit ergeben.
Die auf diese Weise gefundene Abweichungsinformation wird zu der
Positions-Steuereinrichtung 61 gesendet.
Die Positions-Steuereinrichtung 61 legt basierend auf dieser
Abweichungsinformation Geschwindigkeitsbefehle fest, die sie von
Moment zu Moment dem Vergleicher 72 sendet. Der Vergleicher 72 findet
die Abweichung zwischen der Geschwindigkeits-Information und dem
Geschwindigkeitsbefehl, der sich zu der exakt selben Zeit ergibt,
und sendet diese zu der Geschwindigkeits-Steuereinrichtung 62. Die
Geschwindigkeits-Steuereinrichtung 62 bestimmt – basierend
auf der Abweichungsinformation von dem Vergleicher 72 – den ersten
Drehmoment-Befehl T1. Auf diese Weise sinkt in dem ersten Schritt
#S1 die Saugdüse 14a unter
sowohl der Positionssteuerung als auch der Geschwindigkeitssteuerung
herab.
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Zu
dem Zeitpunkt, an dem die Steckverbindung 3 einen Punkt
unmittelbar oberhalb der Leiterplatte 1 erreicht, beginnt
der zweite Schritt, woraufhin die Geschwindigkeits-Steuereinrichtung 62 zu
diesem Zweck dem Leistungsverstärker 63 über die Schalteinheit 65 einen
Drehmoment-Befehl erteilt, woraufhin elektrischer Strom von dem
Leistungsverstärker 63 zu
dem Linearmotor 16 zugeführt wird. Folglich sinkt die
Saugdüse 14a mit
einer konstant reduzierten Geschwindigkeit unter der Positionssteuerung
weiter herab. Während
dieses Schrittes wird der Drehmoment-Befehl zu dem Linearmotor 16 mit
einem mehr oder weniger konstanten Wert gesteuert, weil sich keine
Veränderung
in der Geschwindigkeit ereignet.
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Wenn
als nächstes
die Steckverbindung 3 in Kontakt mit der Leiterplatte 1 kommt,
vergrößert sich sowohl
die Abweichung zwischen der Positionsinformation und dem Positionsbefehl,
welcher der Positions-Steuereinrichtung zugeführt wird, als auch die Abweichung
zwischen der Positionsinformation und dem Positionsbefehl, welcher
der Geschwindigkeits-Steuereinrichtung 62 zugeführt wird, woraufhin der
Wert des ersten Drehmoment-Befehls T1 von der Geschwindigkeits-Steuereinrichtung 62 ansteigt. Hinsichtlich
der Positionsbefehl-Information wird jeweils eine unterschiedliche
Information für
jeden Typ von Steckverbindung 3 oder eines anderen Bauteils zugeführt. Der
Kontaktdetektor 64 erfasst den Anstieg in dem ersten Drehmoment-Befehl
T1, weshalb die Schalteinheit 65 den Drehmoment-Befehl
zu dem Leistungsverstärker 63 von
dem ersten Drehmoment-Befehl T1 umschaltet, der von der Geschwindigkeits-Steuereinrichtung 62 zu
dem zweiten Drehmoment-Befehl T2 gesendet wird, wobei Letzterer von
der Drehmoment-Steuereinrichtung 66 ausgesendet wird.
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Nachdem
dieses Umschalten erfolgt ist, wird ein zweiter Drehmoment-Befehl
T2, entsprechend eines Belastungsbefehls, welcher der Druckkraft
entspricht, die benötigt
wird, um die Steckverbindung 3 auf der Leiterplatte 1 zu
montieren, durch die Drehmoment-Steuereinrichtung 66 berechnet,
basierend auf der Druckkonstante des Linearmotors 16, und dieser
zweite Drehmoment-Befehl T2 wird dem Leistungsverstärker 63 über die
Schalteinheit 65 zugeführt.
Folglich wird die Steckverbindung 3 auf der Leiterplatte 1 in
einer festgesetzten Zeitperiode und unter einer festgesetzten Druckkraft
durch den Linearmotor 16 montiert. Die Belastungsbefehl-Information ist
für jedes
Bauteil oder für
jeden Typ von Bauteil festgelegt und im Speicher gespeichert und
eine Information gemäß der Steckverbindung 3,
die montiert wurde, wird von der Positions-Gewichtungs-Steuereinrichtung 67 zugeführt.
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Danach
wird die Schaltereinheit 65 durch einen Schaltbefehl erneut
zu der Seite der Geschwindigkeits-Steuereinrichtung 62 umgeschaltet,
wobei der Schaltbefehl von der Positions-Gewichtungs-Steuereinrichtung 67 erteilt
wird, und die Saugdüse 14a wird
veranlasst, unter der Steuerung, basierend auf dem ersten Drehmoment-Befehl
T1, aufzusteigen.
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Wie
im Vorstehenden beschrieben, wird der Druckschaft 41, welcher
mit der Saugdüse 14a ausgestattet
ist, durch den Linearmotor 16 in der axialen Richtung von
diesem linear angetrieben und die Steckverbindung 3 wird
durch einen Positionierungsvorgang des Linearmotors 16 und
einen Belastungsvorgang auf der Leiterplatte montiert, wobei Letzterer die
Steckverbindung 3 mit einer diskreten Kraft anpresst. Das
Montieren der Steckverbindung 3 wird im Allgemeinen durch
die vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Schritte #S1–#S4 ausgeführt. Es
ist deshalb möglich,
die Kraft des Stoßes
zu unterdrücken,
wenn die Steckverbindung 3 und die Leiterplatte 1 miteinander
in Kontakt kommen, und die Druckkraft zum Zeitpunkt des Montierens
kann als Reaktion auf einen der Drehmoment-Steuereinrichtung 66 zugeführten Belastungsbefehl
diskret eingestellt werden, weshalb eine Verbesserung der Montagegenauigkeit
realisiert werden kann.
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Ferner
ist der Kontaktdetektor 64 vorgesehen, so dass der Kontakt
zwischen der Saugdüse 14a und
der Leiterplatte 1 durch eine Veränderung in dem Drehmoment-Befehl
erfasst wird, der zu dem Linearmotor 16 geleitet wird,
wenn die Saugdüse 14a oder
die Steckverbindung 3 in Kontakt mit der Leiterplatte 1 kommt.
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Wenn
das Bauteil von der Sorte ist, die das Einführen eines Teils von diesem
in die Leiterplatte erfordert, so wie die Steckverbindung 3,
ist ein Einführ-Vorgang
erforderlich, wobei die Anschlussdrähte 2, welche die
Einführungsteile
sind, in die Leiterplatte 1 eingeführt werden. Um dieses in dieser
Ausführungsform
in einer zuverlässigeren
Art und Weise zu erzielen, wird eine vorbestimmte konstante Druckkraft
angewendet, von dem Moment an, an dem die Anschlussdrähte 2 der
Steckverbindung 3 erstmals Kontakt mit der Leiterplatte 1 herstellen,
bis der Körper 3b der
Steckverbindung 3 Kontakt mit der Leiterplatte 1 herstellt,
so dass die Anschlussdrähte 2 vollständig in
die Einführungslöcher 4 in
der Leiterplatte 1 eingeführt sind. Um dieses zufriedenstellend
auszuführen,
wird die Erfassung des Kontaktes nicht an der Position ausgeführt, an
der die Anschlussdrähte 2 Kontakt
mit der Leiterplatte 1 herstellen, sondern es wird die
Erfassung des Kontaktes mit einer Zielposition ausgeführt, welche
die Position ist, an welcher der Körper 3b der Steckverbindung 3 Kontakt
mit der Leiterplatte 1 herstellt, an der die Anschlussdrähte 2 vollständig in
die Einführungslöcher 4 eingeführt sind.
Wenn dieses erfasst ist, wird der Druckvorgang hinzugeschaltet.
Das heißt,
der Druckvorgang wird hinzugeschaltet, nachdem die Steckverbindung 3 einen
vollständig
eingeführten
Zustand aufweist.
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Der
Wert des Drehmoment-Befehls verändert
sich zu diesem Zeitpunkt, wie in 3 gezeigt wird.
Bei Bezugszeichen 401, bei dem die Anschlussdrähte 2 der
Steckverbindung 3 die Leiterplatte 1 in einem
bestimmten Geschwindigkeitszustand berühren – in dem zweiten Schritt #S2,
der später
beschrieben wird – ist
noch kein Kontakt erfasst und das Herabsenken wird bei der bestimmten
Geschwindigkeit weiter fortgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Druckkraft 402 für den Linearmotor 16 erzeugt,
zum Einführen
der Anschlussdrähte 2 der
Steckverbindung 3 in die Einführungslöcher 4 der Leiterplatte 1. Danach,
wenn die Anschlussdrähte 2 vollständig eingeführt sind,
bis der Körper 3b der
Steckverbindung 3 Kontakt mit der Leiterplatte 1 herstellt,
wie in 5A gezeigt, steigt der Drehmoment-Befehl
weiter an und nimmt einen Kontakterfassungs-Belastungswert 403 an, der
ein bestimmter festgesetzter Wert ist, der größer als die Druckkraft ist,
wenn die Anschlussdrähte 2 der
Steckverbindung 3 in die Leiterplatte 1 eingeführt werden.
Die Kontakterfassung in dem dritten Schritt #S3 wird basierend auf
diesem Belastungswert 403 ausgeführt, und die abwärts gerichtete
Bewegung der Saugdüse
wird in dem vierten Schritt #S4 auf einen Druckvorgang umgeschaltet,
so dass die Steckverbindung 3 mit der festgelegten Druckkraft 404 in
die Leiterplatte 1 montiert wird. Schließlich steigt
die Saugdüse 14a an,
nachdem das Halten der Steckverbindung 3 beendet wurde.
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Wenn
unter einer gewissen Einwirkung die Positionen der Steckverbindung 3 und
der Leiterplatte 1 einen schiefen Zustand aufweisen, wie
in 5B gezeigt, unterscheidet sich der Wert des Drehmoment-Befehls,
wie in 4 gezeigt. In diesem Falle steigt aufgrund des
Positionierungsfehlers der Drehmoment-Befehl zu demselben Zeitpunkt
weiter an, an dem die Anschlussdrähte 2 der Steckverbindung 3 und
die Leiterplatte 1 Kontakt miteinander herstellen, und
wird schnell auf den Kontakterfassungs-Belastungswert 403 ansteigen,
der ein bestimmter festgelegter Wert ist. Die Kontakterfassung des
dritten Schrittes #S3 wird an diesem Zeitpunkt ausgeführt, und
die Abwärtsbewegung
der Saugdüse
wird in dem vierten Schritt #S4 zu dem Druckvorgang umgeschaltet.
Die Druckkraft 402, welche ein voreingestellter Wert ist,
wie in 3 gezeigt, wird nicht erzeugt. Die Anschlussdrähte 2 der
Steckverbindung 3 befinden sich nicht in der festgelegten
Position auf der Leiterplatte 1, aber da nur eine Druckkraft
entsprechend der festgelegten Belastung angewendet wird, werden
die Steckverbindung 3 und die Leiterplatte 1 nicht
beschädigt.
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Jetzt
wird eine andere Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die 5A und 5B beschreiben. 5A stellt
den Fall dar, in dem die Steckverbindung 3 korrekt eingeführt ist,
während 5B ein
Beispiel darstellt, in dem ein korrektes Einführen nicht erwirkt wird, weil
die Anschlussdrähte 2 der
Steckverbindung 3 und die Einführungslöcher 4 der Leiterplatte 1 sich
außerhalb
der richtigen Position befinden. Weil die Steckverbindung wie in 5A gezeigt
in der korrekten Position eingeführt
ist, erreicht die Position der Oberfläche des unteren Endes der Saugdüse 14a eine
Höhe P1,
wenn der Linearmotor 16 den Druckvorgang des dritten Schrittes
#S3 ausübt.
In dem Fall jedoch, der in 5B gezeigt wird,
in dem sich eine positionelle Verschiebung zwischen den Anschlussdrähten 2 der
Steckverbindung 3 und den Einführungslöchern 4 der Leiterplatte 1 ereignet
hat, sind die Anschlussdrähte 2 der
Steckverbindung 3 nicht in den Einführungslöchern 4 der Leiterplatte 1 eingeführt, weshalb
die Position der Oberfläche
des unteren Endes der Saugdüse 14a – wenn der
Linearmotor 16 den Druckvorgang in dem vierten Schritt
#S4 ausführt – eine Höhe P2 erreicht,
welche durch die Länge
der Anschlussdrähte 2 der
Steckverbindung höher
ist als normalerweise. Diese Höhe wird
erfasst, um zu bestimmen, ob die Steckverbindung korrekt eingeführt wurde
oder nicht. Dieses Bestimmen kann durch ein Bestimmungsmittel 22a automatisch
ausgeführt
werden, das eine interne Funktion der Steuereinrichtung 22 darstellt.
Die spezifische Konfiguration der Steuereinrichtung 22 und
des Bestimmungsmittels 22a kann jedoch verschiedenartig
verändert
sein.
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In
einem Fall, in dem ein Einführen
nicht bewirkt wurde, wie in 5B gezeigt,
wird die Steckverbindung 3 von der Bauteil-Montageeinheit 13 fortgenommen,
während
sie in dem fünften
Schritt #S5 weiterhin durch die Saugwirkung von der Saugdüse 14a gehalten
wird, woraufhin die Positionen der Steckverbindung 3 und
der Leiterplatte 1 erneut geprüft werden können. Die ersten bis fünften Schritte
#S1 bis #S5 werden dann wiederholt, so dass die Steckverbindung 3 korrekt
montiert wird. Somit ist es möglich, nicht
nur einen Schaden an der Steckverbindung 3, der Leiterplatte 1 oder
der Saugdüse 14a – durch
das Erzwingen eines Einführ-Vorgangs
mit nicht korrekter Einführung – zu verhindern,
sondern auch ein Ausrangieren fehlerhafter Bauteile zu verhindern.
Somit wird eine wirkungsvolle Verwendung vereinfacht, mit guter
Arbeitseffizienz und ohne den Zeitaufwand und den Ärger des
Zurückholens.
Solche Handhabung kann auch automatisch durch die Operation der
Steuereinrichtung 22 erzielt werden, die im Vorhergehenden
genannt wurde.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Wie
vorstehend beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung ein verbessertes
Verfahren und eine Vorrichtung zum Montieren von Bauteilen auf einer
Leiterplatte vor, durch die Verwendung einer Saugdüse, die
durch die Rückkopplungssteuerung eines
Linearmotors linear aufwärts
und abwärts
bewegt wird. Eine Steuerung erfolgt in der Weise, dass die abwärts gerichtete
Bewegungsoperation der Saugdüse,
die durch den Linearmotor bewirkt wird, zu einer Druckoperation
von dieser umgeschaltet wird, unter Erfassung von Kontakt zwischen
der Saugdüse
und dem Bauteil oder zwischen dem Bauteil, das von der Saugdüse gehalten
wird, und der Leiterplatte, wobei das Bauteil aufgenommen oder in einem
vorbestimmten bevorzugten angepressten Zustand montiert wird. Dadurch
können
Schäden
an dem Bauteil und der Leiterplatte verhindert werden. Folglich
kann die vorliegende Erfindung weitgehend auf das Gebiet der Beschickungsvorrichtungs-Systeme
für Bauteile
vorteilhaft angewendet werden.